车辆的动力传递装置制造方法
车辆的动力传递装置制造方法
【专利摘要】在具有能切换高速档位区段和低速档位区段的副变速机构（6）的车辆中，将电动发电机（67）以能够传递动力的方式与副变速机构（6）的齿轮架（61CA）连接。在从高速档位区段向低速档位区段切换时，利用电动发电机（67）使齿轮架（61CA）的旋转速度上升，使低速档位区段用构件（62L）的旋转速度与输入轴（31）的旋转速度同步。在从低速档位区段向高速档位区段切换时，利用电动发电机（67）使齿轮架（61CA）的旋转速度上升，使输出轴（32）的旋转速度与输入轴（31）的旋转速度同步。由此，即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行档位区段切换。
【专利说明】车辆的动力传递装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆的动力传递装置。尤其是，本发明涉及在动力传递路径中切换变速比的机构的改进。
【背景技术】
[0002]以往，例如如下述的专利文献1、专利文献2所示，公知有具有用于对由主变速器变速的旋转输出进一步变速的副变速器的四轮驱动车。这种副变速器通常可在高速档位区段(Hi)与低速档位区段(Lo)之间进行档位区段切换。
[0003]作为用于进行该档位区段切换的机构，如在各专利文献所示，具有沿着主变速器的输出轴的轴心可移动的套筒，根据该套筒的移动位置而在高速侧(变速比小的一侧)与低速侧(变速比大的一侧)之间切换动力传递路径。
[0004]通常，在车辆停车状态进行上述副变速器的档位区段切换。这样做是因为考虑到在车辆行驶状态下进行档位区段切换时，由于伴随所述套筒的移动，变速比急剧变化，会产生较大的变速冲击。
[0005]专利文献1:日本特开2008 - 260466号公报
[0006]专利文献2:日本特开2009 - 41637号公报
【发明内容】
[0007]但是，在车辆停车状态下进行副变速器的档位区段切换时，认为存在以下所述的问题。
[0008]例如，若在坡度陡峭的上坡路行驶中或在恶劣路况下的行驶中，为了从高速档位区段切换到低速档位区段而使车辆停车，根据路面状况，可能存在档位区段切换后无法顺利起步。
[0009]因此，要求有一种即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行变速的结构。
[0010]本发明是鉴于这点而做出的，其目的在于提供一种在动力传递路径中能切换变速比的动力传递装置，即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行变速。
[0011]为了达到上述目的，本发明的解决方案，以如下构成的车辆的动力传递装置为前提，即，在传递来自动力源的动力的动力传递路径中具有行星齿轮机构，通过啮合机构的啮合变更动作切换构成该行星齿轮机构的旋转要素中的、能够对输出轴传递动力的旋转要素，变更在动力传递路径的变速比。对于该车辆的动力传递装置，设有能够对所述行星齿轮机构的行星齿轮架传递动力的电动机。并且，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。
[0012]根据该特定事项，在变更动力传递路径的变速比时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架旋转，在输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的状态下进行啮合机构的啮合变更动作。因此，即使是行星齿轮机构的旋转要素正在旋转的车辆行驶状态，也能降低伴随啮合机构的啮合变更动作的变速冲击。此外，不需要用于降低变速冲击的特别的同步机构，因此不会使啮合机构的结构复杂化。
[0013]作为所述变速比的变更动作，是在变速比较大一侧的低速档位区段与变速比较小一侧的高速档位区段之间切换变速比，在所述低速档位区段，作为行星齿轮架以能够传递动力的方式与输出轴连结的情况下的具体动作，可举出如下情况。
[0014]首先，从所述高速档位区段向所述低速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升以使其接近输入轴侧的旋转速度。
[0015]此外，从所述低速档位区段向所述高速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升，使输出轴侧的旋转速度接近输入轴侧的旋转速度。
[0016]如上所述，从高速档位区段向低速档位区段切换时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架的旋转速度上升以使其接近输入轴侧的旋转速度，其中，能够顺利地进行向低速档位区段的切换，因此，能够不会招致车辆的卡动夕 地执行车辆行驶中的变速比的变更动作。
[0017]此外，从低速档位区段向高速档位区段切换时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架的旋转速度上升，使输出轴侧的旋转速度接近输入轴侧的旋转速度，其中，随着行星齿轮架的旋转速度的上升，输出轴的旋转速度也能够上升，因此能够抑制车速降低地执行变速比的变更动作。
[0018]作为用于将所述电动机的动力传递到行星齿轮架的结构，具体而言可举出:将电动机的旋转轴与行星齿轮架连结的结构、将电动机的旋转轴与行星齿轮机构的齿圈连结的结构。
[0019]根据前者的结构，电动机的旋转速度与行星齿轮架的旋转速度一致，因此行星齿轮架的旋转速度的变化响应性良好，能够将行星齿轮架的旋转速度迅速地上升到目标旋转速度(同步旋转速度)。此外，根据后者的结构，行星齿轮架的旋转速度的变化量相对于齿圈的旋转速度的变化量小，因此能够以高精度调整行星齿轮架的旋转速度。
[0020]作为从所述电动机向行星齿轮架传递动力的机构，具体而言，具有切换在所述行星齿轮架与电动机之间的传递动力和不传递动力的断开连接机构，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，使所述断开连接机构为传递动力状态而利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，在该切换动作之后，使所述断开连接机构为不传递动力状态。
[0021]也就是说，在仅利用来自动力源的动力进行车辆行驶时，所述断开接合机构为不传递动力状态，因此来自动力源的动力不会传递到电动机，能够防止该电动机的拖动(連回>9)。因此，能够谋求能效的提高。
[0022]作为更具体的结构，设有使所述行星齿轮机构的齿圈的旋转停止的制动装置，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，释放制动装置而允许齿圈的旋转，在该切换动作之后，将制动装置接合而停止齿圈的旋转。
[0023]据此，在利用来自所述电动机动力使所述行星齿轮架旋转时，释放制动装置而允许齿圈的旋转，由此能够不受行星齿轮机构的太阳齿轮的旋转速度的约束地调整行星齿轮架的旋转速度，能够有效地进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。此外，在所述切换动作之后，将制动装置接合而停止齿圈的旋转，由此阻止由于来自动力源的动力使齿圈旋转，能够有效地将来自动力源的动力向输出轴传递，能够谋求能效的提闻。
[0024]此外，在车辆的要求驱动力为预定值以上时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此将来自该电动机的动力传递到输出轴。
[0025]也就是说，除了来自动力源的动力之外，还能利用来自电动机的动力(马达辅助)得到车辆的驱动力，能够谋求车辆的行驶性能的提高。如此，在本解决方案中，能够使电动机兼具备用于进行所述同步动作的功能和用于提高车辆的行驶性能的功能。
[0026]此外，在所述动力源的停止状态下，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此将来自该电动机的动力传递到输出轴。
[0027]也就是说，能够仅利用来自电动机的动力使车辆行驶，能够谋求燃料消耗率的改善。如此在本解决方案中，能够使电动机兼具备用于进行所述同步动作的功能和用于不使用所述动力源就使车辆行驶的功能。
[0028]此外，在车辆减速行驶时，将车轮的旋转力经由所述动力传递路径传递到所述电动机，使该电动机为被驱动状态，由此进行电动机的发电。
[0029]由此，能够将车辆减速行驶时的制动力转换为电能而进行向蓄电装置的充电等，能够谋求能效的提高。如此在本解决方案中，能够使电动机兼具备用于进行所述同步动作的功能和用于使制动能再生的功能。
[0030]在本发明中，在对具有行星齿轮机构的动力传递路径的变速比进行变更时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架旋转，由此进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。因此，即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行变速。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是表示实施方式的四轮驱动车的动力传递系统的概略结构图。
[0032]图2是表示传动装置的结构的放大图。
[0033]图3是表示四轮驱动车的控制系统的概略结构的框图。
[0034]图4是表示传动装置的四轮驱动状态的概略结构图，图4 Ca)是表示在高速档位区段模式下的正常行驶时的图，图4 (b)是表示在高速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图，图4 (c)是表示在低速档位区段模式下的正常行驶时的图，图4 (d)是表示在低速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图。
[0035]图5是表示传动装置的二轮驱动状态的概略结构图，图5 Ca)是表示在高速档位区段模式下的正常行驶时的图，图5 (b)是表示在高速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图，图5 (c)是表示在低速档位区段模式下的正常行驶时的图，图5 (d)是表示在低速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图。
[0036]图6是表示副变速控制的步骤的流程图。
[0037]图7是变形例的传动装置的概略结构图。【具体实施方式】
[0038]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。在本实施方式中，说明将本发明应用于以发动机纵置式的FR (发动机前置后轮驱动)方式为基本的四轮驱动车的情况。也就是说，在二轮驱动模式中，仅对后轮(主驱动轮)传递来自发动机的动力，在四轮驱动模式中，对前轮(从驱动轮)及后轮这两者传递来自发动机的动力，对将本发明应用于这样的基于后轮驱动的四轮驱动车的情况进行说明。
[0039]图1是表示本实施方式的四轮驱动车的动力传递系统(动力传递路径)的概略结构图。如该图1所示，本实施方式的四轮驱动车包括:作为产生车辆行驶用动力的动力源的发动机I ;使该发动机I的输出轴(曲轴)的旋转速度变速的变速器(transmission)(主变速机构)2 ;和能够将从该变速器2输出的旋转动力分配给前轮4L、4R侧的前传动轴40及后轮5L、5R侧的后传动轴50的传动装置(transfer) 3。
[0040]具体而言，车辆为二轮驱动模式时，来自发动机I的旋转动力被从变速器2输出后，由传动装置3仅传递到后传动轴50,成为仅驱动后轮5L、5R的行驶状态。另一方面，车辆为四轮驱动模式时，来自发动机I的旋转动力被从变速器2输出后，由传动装置3分别传递到前传动轴40及后传动轴50,成为一同驱动前轮4L、4R及后轮5L、5R的行驶状态。
[0041]以下，具体说明发动机1、变速器2、前侧及后侧的动力传递系统、传动装置3等。
[0042]—发动机一
[0043]发动机I是汽油发动机、柴油发动机、LPG发动机等使燃料燃烧来输出动力的公知的动力装置，例如构成为能控制设于进气通路的节气门(未图示)的节气门开度(吸入空气量的控制量)、燃料喷射量、点火正时等。这些控制量由后述的E⑶100 (参照图3)控制。
[0044]另外，作为本实施方式的四轮驱动车的动力源，也可以使用马达、电动发电机等电动机,此外,也可以并用内燃机和电动机。
[0045]—变速器一
[0046]变速器2经由未图示的变矩器而配设于发动机I的后方侧。该变速器2例如是使用多个离合器、制动器等摩擦接合要素和行星齿轮装置来设定排档的有级式(行星齿轮式)的自动变速器。这些摩擦接合要素是由多板式的离合器、制动器等液压促动器来控制接合的液压式摩擦接合要素。此外，这些离合器及制动器通过未图示的液压控制装置的线性电磁阀的励磁、非励磁、电流控制来切换接合/释放状态，并控制接合/释放时的过渡液压等。成为如下的结构:通过这样控制对摩擦接合要素的供给液压，控制各自的接合及释放，由此使预定的变速档(例如前进6速档中的预定变速档或后退档)成立。这样变速器2通过变速动作对从发动机I侧输入的旋转动力改变了转矩及旋转速度后，向传动装置3侧输出。此外，在配设于驾驶席附近的换档杆(未图示)处于P (停车)位置或N (空档)位置时，该变速器2将各摩擦接合要素都释放，从而不传递从发动机I侧输入的旋转动力，切断向输出轴的转矩传递。
[0047]另外，作为变速器2，可以是以无级方式调整变速比的带式等的无级变速器(CVT:Continuously Variable Transmission)。此外，也可以应用手动变速器。
[0048]一前侧的动力传递系统一
[0049]所述前传动轴40从传动装置3向前方延伸(关于该传动装置3的具体结构将后述)。该前传动轴40经由作为差动机构的前差速装置41与左右的前驱动轴42L、42R连结。所述左右的前轮4L、4R与左右的前驱动轴42L、42R连结。
[0050]具体而言，在前差速装置41的差速器壳41a —体旋转地设有齿圈43。该齿圈43与一体地设于前传动轴40前端部的驱动小齿轮44啮合。
[0051]此外，作为前差速装置41的结构，包括设于所述差速器壳41a内的一对小齿轮41b、41b、与这些小齿轮41b、41b啮合的一对半轴齿轮41c、41c。各小齿轮41b、41b在差速器壳41a内被沿与前驱动轴42L、42R的轴心方向正交的方向配设的小齿轮轴45以旋转自如的方式支承。也就是说，各小齿轮41b、41b与差速器壳41a —起绕前驱动轴42L、42R的轴心公转，并自如地绕小齿轮轴45的轴心自转。并且，经由传动装置3及前传动轴40传递来的动力经由齿圈43被输入到差速器壳41a时,差速器壳41a旋转,该差速器壳41a内的小齿轮41b、41b —边绕前驱动轴42L、42R的轴心公转，一边使半轴齿轮41c、41c旋转，将动力传递到前驱动轴42L、42R。此外，在车辆转弯时等在左右的前轮4L、4R (左右的前驱动轴42L、42R)产生了旋转差的情况下，随着小齿轮41b、41b绕小齿轮轴45的轴心自转，左右的半轴齿轮41c、41c相对地旋转而吸收左右的前驱动轴42L、42R的旋转差。
[0052]一后侧的动力传递系统一
[0053]所述后传动轴50从传动装置3向后方延伸。该后传动轴50经由作为差动机构的后差速装置51而与左右的后驱动轴52L、52R连结。所述左右的后轮5L、5R与左右的后驱动轴52L、52R连结。
[0054]具体而言，在后差速装置51的差速器壳51a —体旋转地设有齿圈53。该齿圈53与一体地设于后传动轴50后端部的驱动小齿轮54 B齿合。
[0055]所述后差速装置51为与上述的前差速装置41同样的结构，因此省略说明。
[0056]—传动装置一
[0057]传动装置3配设于变速器2的后方侧，具有与该变速器2的输出轴连结的输入轴31 (参照将传动装置3的结构放大表示的图2)。此外，该传动装置3具有副变速机构6、2WD / 4WD切换机构7、动力分配机构8 (在图2中仅图示了副变速机构6及2WD / 4WD切换机构7)。以下，说明各机构6、7、8。
[0058](副变速机构)
[0059]副变速机构6为通过驾驶者操作配设于驾驶席附近的档位区段切换杆97(参照图3)而能够被切换为高速档位区段及低速档位区段中的任一方的速度档位区段的结构。在通常行驶时，副变速机构6被切换为高速档位区段。另一方面，在例如越野、尤其是在上坡路、恶劣路况(rough road)等行驶时，副变速机构6被切换为低速档位区段。在该低速档位区段，副变速机构6内部的变速比变大(比在高速档位区段的变速比大)，使从所述变速器2输出的旋转动力的旋转速度减速，由此转矩增大。另外，不限于所述档位区段切换杆97，也可以是利用其他的操作手段(例如开关等)来进行高速档位区段及低速档位区段的切换的结构。此外，还可以是根据路面状况等而自动地进行高速档位区段及低速档位区段的切换的结构。
[0060]如图2所示，副变速机构6包括:行星齿轮机构61、高速档位区段用构件62H、低速档位区段用构件62L、第I套筒63、输出毂64等。
[0061]作为行星齿轮机构61,使用例如单齿轮('> > 二才 >)式的行星齿轮机构。具体而言，行星齿轮机构61是如下的结构，作为旋转要素而具有:太阳齿轮61S ;与该太阳齿轮61S同心地配置的齿圈61R ;与这些太阳齿轮61S及齿圈61R啮合的多个小齿轮61P ；以使这些多个小齿轮6IP能自由自转且自由公转的方式保持所述小齿轮6IP的行星齿轮架(以下，记作齿轮架)61CA。
[0062]太阳齿轮6IS可与传动装置3的输入轴31 —体旋转地与其连结。此外，所述高速档位区段用构件62H以能一体旋转且沿轴心方向不能移动的方式设于该太阳齿轮61S (例如在太阳齿轮61S —体地形成有高速档位区段用构件62H)。在该高速档位区段用构件62H的外周面在整个周向等间隔地设有多个外齿(花键)62a。
[0063]能够通过制动器65选择性地将齿圈6IR固定于传动装置3的机壳33。该制动器65是通过液压控制回路400 (参照图3)而接合/释放的液压式摩擦接合要素。在该制动器65接合了的状态下，强制停止齿圈61R的旋转，而在制动器65释放了的状态下，允许齿圈61R的旋转。另外，该制动器65不仅被切换接合/释放，也能通过所述液压控制回路400的液压控制被切换成半接合状态，能调整其接合力。
[0064]所述低速档位区段用构件62L以能一体旋转且沿轴心方向不能移动的方式设于齿轮架61CA (例如通过花键嵌合设置成能一体旋转)。在该低速档位区段用构件62L的内周面在整个周向以等间隔地设有多个内齿(花键)62b。此外，该低速档位区段用构件62L的配设位置设定得比所述高速档位区段用构件62H的配设位置靠后方侧。
[0065]第I套筒63经由所述输出毂64而能一体旋转地外套于与所述输入轴31同轴设置的输出轴32。具体而言，输出毂64以能一体旋转且沿轴心方向不能移动的方式设于输出轴32的前端部。此外，在该输出毂64的外周面在整个周向以等间隔地设置多个外齿(花键)64a。另一方面，在第I套筒63的内周面，在整个周向以等间隔设有沿该第I套筒63的轴心方向的大致全长延伸的多个内齿(花键)63a,该内齿63a与所述输出毂64的外齿64a啮合。由此，第I套筒63经由输出毂64能一体旋转地外套于输出轴32。
[0066]此外，所述第I套筒63的内齿63a能与所述高速档位区段用构件62H的所述外齿62a啮合(图2表示这些第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合的状态)。而且，在该第I套筒63的外周面，在整个周向以等间隔地设有能与所述低速档位区段用构件62L的所述内齿62b啮合的多个外齿(花键)63b (图2表示这些第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b未哨合的状态)。该第I套筒63中的外齿63b的形成范围仅是该第I套筒63的轴心方向上的前侧部分。
[0067]第I套筒63通过档位区段切换促动器66能够与输出轴32平行地滑动。也就是说，通过该档位区段切换促动器66，第I套筒63能够在第I滑动位置与第2滑动位置之间移动。如图2及图4 (a)所示，第I滑动位置是第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合、第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b不啮合的位置。此外，如图4 (c)所示，第2滑动位置是第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合、第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a不哨合的位置。
[0068]所述档位区段切换促动器66由电动马达等构成，具有将产生的旋转动力减速并转换为直线推进力的传递机构，并将该直线推进力传递到第I套筒63。此外，该档位区段切换促动器66也可以是液压式促动器。
[0069]由这些第I套筒63、档位区段切换促动器66、输出毂64、高速档位区段用构件62H和低速档位区段用构件62L等，构成本发明所指的啮合机构，该啮合机构对构成行星齿轮机构61的旋转要素中的能向输出轴32传递动力的旋转要素进行切换来改变动力传递路径中的变速比。
[0070]并且，副变速机构6，在通过驾驶者对档位区段切换杆97的操作等而选择了高速档位区段的情况下，通过档位区段切换促动器66使第I套筒63沿图2的X I方向滑动(向第I滑动位置滑动)。当第I套筒63滑动到上述第I滑动位置时，如图2所示，第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合。由此，被输入到输入轴31的转矩以高速档位区段用构件62H —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递的高速档位区段用动力传递路径成立，副变速机构6被切换到高速档位区段。在该高速档位区段，行星齿轮机构61的输出旋转要素成为太阳齿轮61S，成为输入轴31与输出轴32直接连结的状态。
[0071]另一方面，在通过驾驶者对档位区段切换杆97的操作等而选择了低速档位区段的情况下，通过档位区段切换促动器66使第I套筒63向图2的X 2方向滑动(向第2滑动位置滑动)。当第I套筒63滑动到上述第2滑动位置时，如图4 (c)所示，第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合。由此，被输入到输入轴31的转矩以太阳齿轮61S —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递的低速档位区段用动力传递路径成立，副变速机构6被切换为低速档位区段。在该低速档位区段，行星齿轮机构61的输出旋转要素为齿轮架61CA，成为输入轴31的旋转速度被行星齿轮机构61减速而输出到输出轴32的状态。
[0072]另外，安装有所述输出毂64的所述输出轴32能一体旋转地与后传动轴50 (参照图1)连结，从传动装置3输出的旋转动力从输出轴32被传递到后传动轴50。
[0073]并且，作为本实施方式的特征在于，电动发电机(电动机)67经由断开接合机构68能够与所述齿轮架6ICA连接。
[0074]该电动发电机67是具有由永久磁石构成的转子67a、和卷绕有3相绕组的定子67b的交流同步发电机，作为电动机(电动马达)发挥作用，并且也作为发电机发挥作用。
[0075]此外，该电动发电机67经由变换器(inverter)200 (参照图3)与电池(蓄电装置)B连接。变换器200由E⑶100控制，通过该变换器200的控制来设定电动发电机67的再生或动力运行(辅助)。在电动发电机67再生时发电的电力经由变换器200被充电给电池B。此外，电动发电机67的驱动用电力从电池B经由变换器200而供给。
[0076]切换该电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力的传递和非传递的所述断开接合机构68包括:能一体旋转地设于齿轮架61CA的齿轮架侧构件68a ;能一体旋转地设于电动发电机67的转子67a的马达侧构件68b ;能沿所述输入轴31的轴心移动的第2套筒68c。以下，具体说明。
[0077]所述齿轮架侧构件68a及马达侧构件68b的外径尺寸大致一致，在各自的外周面，在整个周向以等间隔地设有多个外齿(花键)68d、68e。另一方面，在第2套筒68c的内周面，在整个周向以等间隔地设有沿该第2套筒68c的轴心方向的大致全长延伸的多个内齿(花键)68f。
[0078]此外，第2套筒68c通过马达连结切换促动器69能与输入轴31平行地滑动。也就是说，由该马达连结切换促动器69使第2套筒68c能在第I滑动位置与第2滑动位置之间移动。如图2及图4 Ca)所示，第I滑动位置是第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e啮合、不与齿轮架侧构件68a的外齿68d啮合的位置。此外，如图4 (b)所示，第2滑动位置是第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别哨合的位置。
[0079]与上述档位区段切换促动器66同样，所述马达连结切换促动器69由电动马达等构成，具有对产生的旋转动力减速并将其转换为直线推进力的传递机构，将该直线推进力传递给第2套筒68c。此外，该马达连结切换促动器69可以是液压式促动器。
[0080]并且，在所述第2套筒68c向图2的Yl方向滑动而位于第I滑动位置的情况下，成为电动发电机67与齿轮架61CA之间不进行动力传递的状态。另一方面，在所述第2套筒68c向图2的Y2方向滑动而位于第2滑动位置的情况下，成为能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。若在该状态下驱动电动发电机67产生马达转矩，则该马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L的方式传递。由此，成为如下构成:通过控制电动发电机67的旋转速度，调整齿轮架61CA的旋转速度，结果，能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度。
[0081]此外，在该状态下，由于能将马达转矩传递到输出轴32，因此能进行在发动机I运转时的用马达辅助的行驶、仅将马达转矩用作行驶驱动力的EV行驶。也就是说，在处于高速档位区段的情况下，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —太阳齿轮61S —高速档位区段用构件62H —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递。此外，在处于低速档位区段的情况下，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递。进而，在这样能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态下，若在车辆行驶中使电动发电机67为被驱动状态，则能执行该电动发电机67进行发电的再生动作。
[0082](2WD / 4WD 切换机构)
[0083]2WD / 4WD切换机构7设于所述副变速机构6的后方侧，包括:能一体旋转地设于所述输出轴32的输出轴侧构件71 ;一体旋转地安装于在所述输出轴32的外周围设置的圆筒部件72的四轮驱动用构件73 ;和能沿所述输出轴32的轴心移动的第3套筒74。以下，具体说明。
[0084]所述输出轴侧构件71及四轮驱动用构件73的外径尺寸大致一致，在各自的外周面，在整个周向以等间隔地设有多个外齿(花键)71a、73a。另一方面，在第3套筒74的内周面，在整个周向以等间隔地设有沿该第3套筒74的轴心方向的大致全长延伸的多个内齿(花键)74a。
[0085]此外，第3套筒74通过2WD / 4WD切换促动器75能与输出轴32平行地滑动。也就是说，由该2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74能在第I滑动位置与第2滑动位置之间移动。如图2及图4 (a)所不,第I滑动位置是第3套筒74的内齿74a与输出轴侧构件71及四轮驱动用构件73的外齿71a、73a分别啮合的位置。此外，如图5 (a)所示，第2滑动位置是第3套筒74的内齿74a与四轮驱动用构件73的外齿73a啮合、不与输出轴侧构件71的外齿71a啮合的位置。
[0086]与所述各促动器66、69同样，所述2WD / 4WD切换促动器75由电动马达等构成，包括将产生的旋转动力减速并转换为直线推进力的传递机构，并将该直线推进力传递到第3套筒74。此外，该2WD / 4WD切换促动器75可以是液压式促动器。
[0087]并且，在所述第3套筒74沿图2的Zl方向滑动而位于第I滑动位置的情况下，成为输出轴侧构件71与四轮驱动用构件73之间能进行动力传递的状态。在该状态下，被传递到输出轴32的动力的一部分经由四轮驱动用构件73传递到动力分配机构8，成为能向前传动轴40传递动力的四轮驱动状态。另一方面，在所述第3套筒74沿图2的Z2方向滑动而位于第2滑动位置的情况下，成为不进行输出轴侧构件71与四轮驱动用构件73之间的动力传递的状态。在该状态下，传递到输出轴32的动力仅传递到后传动轴50而成为二轮驱动状态。
[0088](动力分配机构)
[0089]如图1所示,动力分配机构8包括驱动链轮81、从动链轮82及绕挂在驱动链轮81与从动链轮82之间的链条83等。驱动链轮81经由所述2WD / 4WD切换机构7的圆筒部件72而能一体旋转地设于四轮驱动用构件73。从动链轮82能一体旋转地与所述前传动轴40连结。通过在各链轮81、82绕挂链条83，从而在动力分配机构8，在所述2WD / 4WD切换机构7位于四轮驱动状态时,来自发动机I的动力的一部分(也有来自电动发电机67的马达转矩的情况)被传递到后传动轴50，其他一部分通过驱动链轮81及链条83而经从动链轮82传递后，被传递到前传动轴40。
[0090]—切断机构一
[0091]如图1所示，本实施方式的四轮驱动车中，在左右的前驱动轴42L、42R中的右侧的前驱动轴42R设有切断机构300。该切断机构300被构成为切换在前差速装置41与右前轮4R之间进行转矩传递的传递状态和不进行转矩传递的非传递状态(切断状态)。
[0092]具体而言，右侧的前驱动轴42R被分为位于前差速装置41侧的差速器侧前驱动轴42Ra和位于右前轮4R侧的车轮侧前驱动轴42Rb。切断机构300包括:安装于所述差速器侧前驱动轴42Ra的车宽方向外侧端的差速器侧接合板301、安装于所述车轮侧前驱动轴42Rb的车宽方向内侧端的前轮侧接合板302、及切换这些差速器侧接合板301与前轮侧接合板302的接合及非接合的切断套筒303等。
[0093]差速器侧接合板301及前轮侧接合板302彼此直径相同，且在其外周面分别形成有外齿(未图示)。另一方面，在切断套筒303的内周面形成有能与形成在所述差速器侧接合板301及前轮侧接合板302的各外周面的所述外齿接合的内齿(未图示)。切断套筒303被构成为通过切断促动器304而在沿着前驱动轴42R的轴心的方向滑动移动。由此，切断套筒303能在仅与前轮侧接合板302 (或差速器侧接合板301)接合的位置(图1所示的位置)、与同前轮侧接合板302及差速器侧接合板301 二者接合的位置之间滑动移动。该切断套筒303处于仅与一方的接合板(例如前轮侧接合板302)接合的位置时,成为从前差速装置41不向右前轮4R传递转矩的状态(成为非传递状态，切断机构300的释放状态)。与此相对，在切断套筒303位于同前轮侧接合板302及差速器侧接合板301 二者接合的位置时，成为能从前差速装置41向右前轮4R传递转矩的状态(切断机构300的接合状态)。另外，作为所述切断促动器304，能举出例如以电动马达为驱动源的电动式促动器，或液压式促动
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[0094]在车辆为四轮驱动状态时，该切断机构300被切换为传递状态，在车辆为二轮驱动状态时，该切断机构300被切换为非传递状态。具体而言,在车辆从四轮驱动状态切换到二轮驱动状态时，切断机构300被切换到非传递状态，而在车辆从二轮驱动状态切换到四轮驱动状态时，切断机构300被切换到传递状态。
[0095]具体而言，在由驾驶者操作2WD / 4WD切换开关96 (参照图3)而选择了二轮驱动模式的情况下，切断套筒303向图1的Dl方向滑动。由此，套筒303与差速器侧接合板301的接合被解除，接合板301、302彼此的连结被解除。由此，成为前差速装置41侧与右前轮4R侧相分离的状态，切断机构300被切换到使得在前差速装置41与右前轮4R之间不能进行转矩传递的非传递状态。在该非传递状态下，左右的前轮4L、4R分别旋转，但随着所述2WD / 4WD切换机构7的第3套筒74位于第2滑动位置(成为不向四轮驱动用构件73传递动力的状态)，前差速装置41的差速器壳41a、前传动轴40、动力分配机构8的各链轮81、82等成为非旋转状态。
[0096]另一方面，在由驾驶者操作2WD / 4WD切换开关96而选择了四轮驱动模式的情况下，切断套筒303向图1的D2方向滑动。由此，切断套筒303与各接合板301、302 二者接合，通过切断套筒303将接合板301、302彼此连结。由此，成为前差速装置41侧和右前轮4R侧连结成一体的状态，切断机构300被切换为能在前差速装置41与右前轮4R之间进行转矩传递的传递状态。
[0097]— ECU —
[0098]E⑶100是执行发动机I的运转控制、各促动器66、69、75、304的控制、电动发电机67的转矩控制等的电子控制装置，具有CPU (Central Processing Unit)、ROM (Read OnlyMemory)> RAM (Random Access Memory)及备份 RAM 等。
[0099]在ROM存储有各种控制程序、在执行这些各种控制程序时所参照的映射(map)等。CPU基于ROM所存储的各种控制程序、映射而执行运算处理。此外，RAM是暂时存储CPU的运算结果、从各传感器输入的数据等的存储器，备份RAM是在发动机I停止时等存储应保存的数据等的非易失性存储器。
[0100]如图3所示，在ECU100连接有:在发动机I的曲轴每次旋转预定角度时发出脉冲信号的曲轴位置传感器91 ;检测配置在发动机I的进气通路的节气门的开度的节气门开度传感器92 ;检测油门踏板的踏下量即油门开度Acc的油门开度传感器93 ;检测对制动器踏板的踏力(制动器踏力)的制动器踏板传感器94 ;检测变速器2的换档杆位置的档位传感器95 ;配设在驾驶席附近并由驾驶者操作的所述2WD / 4WD切换开关96 ;同样配设于驾驶席附近并由驾驶者操作的所述档位区段切换杆97;能选择EV行驶(仅以所述电动发电机67为动力源进行的行驶)的EV行驶选择开关98 ;检测左前轮4L的旋转速度的左前轮旋转速度传感器99LF ;检测右前轮4R的旋转速度的右前轮旋转速度传感器99RF ;检测左后轮5L的旋转速度的左后轮旋转速度传感器99LR ;检测右后轮5R的旋转速度的右后轮旋转速度传感器99RR等。除此之外，在E⑶100还连接有检测发动机冷却水温的水温传感器；检测吸入空气量的空气流量计；检测车辆的前后方向的加速度的G传感器等，来自这些各传感器的信号被输入到ECU100。此外，根据需要，设置能检测所述输入轴31的旋转速度、所述输出轴32的旋转速度、所述高速档位区段用构件62H的旋转速度等的旋转速度传感器，来自该旋转速度传感器的信号被输入到ECU100。
[0101]并且，E⑶100基于所述各种传感器的输出信号，执行包括发动机I的节气门开度控制(吸入空气量控制)、燃料喷射量控制及点火正时控制等在内的发动机I的各种控制。此外，ECUlOO根据车辆的行驶状态、驾驶者的操作(所述开关96、98、杆97的操作)而执行各促动器66、69、75、304的控制及电动发电机67的转矩控制等。而且，E⑶100通过控制所述液压控制回路400，切换所述制动器65的接合/释放，或进行该制动器65的接合力的调整。
[0102]一车辆行驶模式一
[0103]接着，说明如上述那样构成的四轮驱动车的行驶模式。
[0104]本实施方式的四轮驱动车，根据所述各套筒63、68c、74的滑动移动位置及电动发电机67的转矩控制，能进行以下所述的各行驶模式的行驶。以下，具体说明。另外，通常，副变速机构6在车辆的二轮驱动状态时保持为高速档位区段，在四轮驱动状态时能在高速档位区段与低速档位区段之间切换，但本实施方式的四轮驱动车中，即使在二轮驱动状态时也能在高速档位区段与低速档位区段之间切换。
[0105](四轮驱动高速档位区段模式)
[0106]首先，说明四轮驱动高速档位区段模式。
[0107]图4 Ca)是在该四轮驱动高速档位区段模式下的正常行驶时(仅利用来自发动机I的输出转矩进行行驶时)的传动装置3的概略结构图。
[0108]如该图4 (a)所示，在四轮驱动高速档位区段模式，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第I滑动位置，成为第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合、第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b不啮合的状态。此外，通过2WD / 4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第I滑动位置，成为第3套筒74的内齿74a与输出轴侧构件71及四轮驱动用构件73的外齿71a、73a分别啮合的状态。进而，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e啮合、不与齿轮架侧构件68a的外齿68d啮合的状态。
[0109]在该四轮驱动高速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第I滑动位置，由此车辆进行四轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第I滑动位置，成为在副变速机构6不进行减速的高速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，从而成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0110]此外，如图4 (b)所示，在该四轮驱动高速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度并能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此夕卜，成为能进行用马达辅助的四轮驱动行驶、基于四轮驱动的EV行驶的状态。
[0111](四轮驱动低速档位区段模式)
[0112]接着，说明四轮驱动低速档位区段模式。
[0113]图4 (C)是在该四轮驱动低速档位区段模式下的正常行驶时的传动装置3的概略结构图。
[0114]如该图4 (C)所示，在四轮驱动低速档位区段模式，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第2滑动位置，成为第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合、第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a不啮合的状态。此外，与所述四轮驱动高速档位区段模式的情况同样，通过2WD /4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第I滑动位置，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置。
[0115]在该四轮驱动低速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第I滑动位置，由此车辆进行四轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第2滑动位置，由此成为在副变速机构6进行减速的低速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0116]此外，如图4 Cd)所示，在该四轮驱动低速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度并能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此外，成为能进行用马达辅助的四轮驱动行驶、基于四轮驱动的EV行驶的状态。
[0117](二轮驱动高速档位区段模式)
[0118]接着，说明二轮驱动高速档位区段模式。
[0119]图5 (a)是在该二轮驱动高速档位区段模式下的正常行驶时的传动装置3的概略结构图。
[0120]如该图5 (a)所示，在二轮驱动高速档位区段模式，通过2WD / 4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第2滑动位置，成为第3套筒74的内齿74a与四轮驱动用构件73的外齿73a啮合、不与输出轴侧构件71的外齿71a啮合的状态。此夕卜，与所述四轮驱动高速档位区段模式的情况同样，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第I滑动位置，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置。
[0121]在该二轮驱动高速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第2滑动位置，由此车辆进行二轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第I滑动位置，成为在副变速机构6不进行减速的高速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，由此成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0122]此外，如图5 (b)所示，在该二轮驱动高速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度且能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此夕卜，成为能进行用马达辅助的二轮驱动行驶、基于二轮驱动的EV行驶的状态。
[0123](二轮驱动低速档位区段模式)
[0124]接着，说明二轮驱动低速档位区段模式。
[0125]图5 (C)是在该二轮驱动低速档位区段模式下的正常行驶时的传动装置3的概略结构图。
[0126]如该图5 (C)所示，在二轮驱动低速档位区段模式，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第2滑动位置，成为第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合、第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a不啮合的状态。此外，与所述二轮驱动高速档位区段模式的情况同样，通过2WD /4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第2滑动位置，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置。
[0127]在该二轮驱动低速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第2滑动位置，由此使车辆进行二轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第2滑动位置，成为在副变速机构6进行减速的低速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0128]此外，如图5 Cd)所示，在该二轮驱动低速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度且能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此夕卜，成为能进行用马达辅助的二轮驱动行驶、基于二轮驱动的EV行驶的状态。
[0129]一副变速切换动作一
[0130]接着，说明所述副变速机构6的副变速切换动作。在此，分别说明从高速档位区段模式向低速档位区段模式切换的切换动作和从低速档位区段模式向高速档位区段模式切换的切换动作。另外，在四轮驱动的行驶状态及二轮驱动的行驶状态中的任一行驶状态下都能执行这些切换动作。
[0131](从高速档位区段模式向低速档位区段模式切换的切换动作)
[0132]首先，说明从高速档位区段模式下的正常行驶状态向低速档位区段模式下的正常行驶状态切换的切换动作。在高速档位区段模式下的正常行驶状态时，如图4 (a)或图5Ca)所示，所述制动器65接合而齿圈61R的旋转停止，副变速机构6的第I套筒63处于第I滑动位置，所述断开接合机构68的第2套筒68c处于第I滑动位置。
[0133]若在该高速档位区段模式的正常行驶中从ECU100输出向低速档位区段模式切换的切换指令(伴随驾驶者对档位区段切换杆97的操作等的向低速档位区段模式切换的切换指令)，则按以下的步骤进行向低速档位区段模式切换的切换动作。
[0134](LI)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69将第2套筒68c从第I滑动位置切换到第2滑动位置(从图4 (a)所示的状态成为图4 (b)所示状态，或从图5 (a)所示的状态成为图5 (b)所示的状态)。也就是说，成为能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0135](L2)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从接合状态切换到释放状态。也就是说，成为允许齿圈61R的旋转的状态。通过这样允许齿圈61R的旋转，从而成为不会受太阳齿轮61S的旋转速度约束地能利用电动发电机67调整齿轮架61CA的旋转速度的状态。
[0136](L3)通过电动发电机67的转矩控制，使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度。也就是说，使低速档位区段用构件62L的旋转速度与第I套筒63的旋转速度同步(本发明所述的、使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作)。该情况下，例如，控制电动发电机67的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)，以使其与由能检测所述输入轴31的旋转速度或所述第I套筒63的旋转速度的旋转速度传感器检测到的旋转速度大致相同。
[0137](L4)通过副变速机构6的档位区段切换促动器66将第I套筒63从第I滑动位置切换到第2滑动位置(从图4 (b)所示的状态成为图4 (d)所示的状态,或从图5 (b)所示的状态成为图5 (d)所示的状态)。也就是说，使第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合，成为输入到输入轴31的动力被行星齿轮机构61减速而输出到输出轴32的状态。
[0138](L5)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从释放状态切换到接合状态。也就是说，返回使齿圈61R的旋转强制停止的状态。
[0139](L6)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69将第2套筒68c从第2滑动位置切换到第I滑动位置(从图4 (d)所示的状态成为图4 (c)所示的状态，或从图5 Cd)所示的状态成为图5(c)所示的状态)。也就是说，返回不进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。另外，所述(L5) (L6)的动作可以同时进行，也可以在(L6)的动作后进行(L5)的动作。
[0140]通过以上的动作，完成从高速档位区段模式的正常行驶状态向低速档位区段模式的正常行驶状态的切换。该情况下，在将第I套筒63从第I滑动位置切换到第2滑动位置时(上述的步骤(L4))，预先使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输出轴32的旋转速度(输出毂64的旋转速度)，使这些旋转速度同步，因此档位区段切换时的变速冲击大幅度降低。此外，由于能够顺利地进行向低速档位区段模式的切换，因此能够不招致车辆的卡动地执行该档位区段切换动作。(从低速档位区段模式向高速档位区段模式切换的切换动作)
[0141]接着，说明从低速档位区段模式的正常行驶状态向高速档位区段模式的正常行驶状态切换的切换动作。如图4 (C)或图5 (C)所示，在低速档位区段模式的正常行驶状态时，所述制动器65接合而齿圈61R的旋转停止，副变速机构6的第I套筒63处于第2滑动位置，所述断开接合机构68的第2套筒68c处于第I滑动位置。
[0142]当在该低速档位区段模式的正常行驶中从ECU100输出向高速档位区段模式切换的切换指令(伴随驾驶者对档位区段切换杆97的操作等的向高速档位区段模式切换的切换指令)时，按以下的步骤进行向高速档位区段模式切换的切换动作。
[0143](Hl)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c从第I滑动位置切换到第2滑动位置(从图4 (c)所示的状态成为图4 (d)所示的状态，或从图5 (c)所示的状态成为图5(d)所示的状态)。也就是说，成为能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0144](H2)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从接合状态切换到释放状态。也就是说，成为允许齿圈61R的旋转的状态。通过这样允许齿圈61R的旋转，从而成为不受太阳齿轮61S的旋转速度约束地能通过电动发电机67调整齿轮架61CA的旋转速度的状态。
[0145](H3)通过电动发电机67的转矩控制，使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度及输出轴32的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度(高速档位区段用构件62H的旋转速度)。也就是说，使第I套筒63的旋转速度与高速档位区段用构件62H的旋转速度同步(本发明所述的、使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作)。该情况下，例如，控制电动发电机67的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)，以使其与由能检测所述输入轴31的旋转速度或所述高速档位区段用构件62H的旋转速度的旋转速度传感器所检测的旋转速度大致相同。
[0146](H4)通过副变速机构6的档位区段切换促动器66将第I套筒63从第2滑动位置切换到第I滑动位置(从图4 (d)所示的状态成为图4 (b)所示的状态,或从图5 (d)所示的状态成为图5 (b)所示的状态)。也就是说，使第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合，成为使输入到输入轴31的动力不减速地输出到输出轴32的状态。
[0147](H5)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从释放状态切换到接合状态。也就是说，返回强制停止齿圈61R的旋转的状态。
[0148](H6)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69将第2套筒68c从第2滑动位置切换到第I滑动位置(从图4 (b)所示的状态成为图4 (a)所示的状态，或从图5 (b)所示的状态成为图5(a)所示的状态)。也就是说，返回不进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。另外，所述(H5) (H6)的动作可以同时进行，也可以在(H6)的动作之后进行(H5)的动作。
[0149]通过以上的动作，完成从低速档位区段模式的正常行驶状态向高速档位区段模式的正常行驶状态的切换。该情况下，在将第I套筒63从第2滑动位置切换到第I滑动位置时(上述的步骤(H4))，预先使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度(高速档位区段用构件62H的旋转速度)，使这些旋转速度同步，因此，档位区段切换时的变速冲击大幅度降低。此外，在向该高速档位区段模式切换时，随着齿轮架61CA的旋转速度的上升，输出轴32的旋转速度也能上升，因此，能够抑制车速降低地执行档位区段切换动作。一副变速控制一
[0150]接着，说明副变速机构6的副变速控制。该副变速控制是根据车辆的行驶状态、驾驶者的操作(所述开关96、98、杆97的操作)来选择车辆行驶模式。
[0151]图6是表示副变速控制的步骤的流程图。在点火开关(或启动开关)接通后，每隔数msec执行该图6所示的流程图。
[0152]首先，在步骤STl，判定当前的车辆状态是否是EV行驶模式中或车辆起步模式中。EV行驶模式的执行条件是例如所述EV行驶选择开关98被按下操作、且所述电池B的电力的剩余容量(蓄电量)SOC (State of Charge)为预定量以上。关于EV行驶选择开关98是否被按下操作的判定基于来自所述EV行驶选择开关98的输出信号而进行。电池B的SOC是基于由电流传感器检测到的充放电电流的累积值来运算，所述电流传感器未图示，安装于与电池B的输出端子连接的电力线。此外，车辆起步模式的执行条件是车辆处于停车中，变速器2的换档杆位置处于行驶位置(不是P档位也不是N档位的位置)，油门开度为预定量以上。关于车辆是否处于停车中的判定是基于来自所述各车轮旋转速度传感器99LF?99RR的输出信号而进行。变速器2的换档杆位置是基于来自所述档位传感器95的输出信号而判定。油门开度由所述油门开度传感器93检测。
[0153]在当前的车辆状态不是EV行驶模式中且也不是车辆起步模式中的情况下，在步骤STl判定为否，移至步骤ST2。在该步骤ST2，判定当前的副变速机构6的档位区段是否是高速档位区段。该判定例如基于从检测所述第I套筒63的滑动位置的传感器、检测档位区段切换杆97的操作位置传感器发出的信号而进行。
[0154]在副变速机构6为高速档位区段，步骤ST2判定为是的情况下，移至步骤ST3，判定低速档位区段切换条件是否成立。作为该低速档位区段切换条件，可举出例如通过驾驶者对档位区段切换杆97的操作而选择了低速档位区段的情况。此外，也可以检测路面的坡度、路面的凹凸状态、各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差等来判定低速档位区段切换条件是否成立。此时，若路面的坡度为预定坡度以上的情况；路面的凹凸变化大、判定为是恶劣路况的情况；在各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差为预定量以上的情况(由于恶劣路况行驶、低阻力路(低μ路)行驶等而导致各车轮速度相互的偏差为预定值以上的情况)中的任一条件成立，则判定为低速档位区段切换条件成立。
[0155]在低速档位区段切换条件不成立，步骤ST3判定为否的情况下，维持当前的档位区段即高速档位区段地移至步骤ST7。
[0156]另一方面，在低速档位区段切换条件成立，步骤ST3判定为是的情况下，移至步骤ST4，执行低速档位区段切换动作。也就是说，通过上述的步骤(LI)?(L6)的动作进行从高速档位区段模式向低速档位区段模式的切换。即，在使所述第I套筒63从第I滑动位置切换到第2滑动位置时，通过电动发电机67将齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度，使这些旋转速度同步，由此执行降低了变速冲击的向低速档位区段模式切换的切换动作。
[0157]另一方面，在当前的副变速机构6为低速档位区段，步骤ST2判定为否的情况下，移至步骤ST5，判定高速档位区段切换条件是否成立。作为该高速档位区段切换条件，可举出例如由驾驶者对档位区段切换杆97的操作而选择了高速档位区段的情况。此外，也可以检测路面的坡度、路面的凹凸状态、各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差等来判定高速档位区段切换条件是否成立。此时，若路面的坡度为小于预定坡度的情况；路面的凹凸变化小判定为铺设路况的情况；各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差小于预定量的情况中的所有条件成立，则判定为高速档位区段切换条件成立。
[0158]在高速档位区段切换条件不成立，步骤ST5判定为否的情况下，维持当前的档位区段即低速档位区段地移至步骤ST7。
[0159]另一方面，在高速档位区段切换条件成立，步骤ST5判定为是的情况下，移至步骤ST6，执行高速档位区段切换动作。也就是说，通过上述的步骤(Hl)?(H6)的动作进行从低速档位区段模式向高速档位区段模式的切换。即，在使所述第I套筒63从第2滑动位置向第I滑动位置切换时，通过电动发电机67使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度及输出轴32的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度(高速档位区段用构件62H的旋转速度)，使这些旋转速度同步，由此执行降低了变速冲击的向高速档位区段模式切换的切换动作。
[0160]这样维持或切换副变速机构6的档位区段后，移至步骤ST7，判定车辆的要求驱动力是否为预定值以上。该判定是基于从以车速及油门开度为参数的要求驱动力映射(存储于所述ECU100的ROM的映射)读出的要求驱动力的大小而进行。例如，在车速为预定值以上且油门开度为预定开度以上时，判定为要求驱动力为预定值以上。[0161]在要求驱动力为预定值以上、步骤ST7判定为是时，移至步骤ST8，执行马达辅助动作。也就是说，维持当前的副变速机构6的档位区段不变，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置，使第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合。并且，驱动电动发电机67产生马达转矩，将该马达转矩传递到齿轮架61CA，由此开始利用马达辅助的行驶。
[0162]在该马达辅助时，基本上，所述制动器65接合，强制停止齿圈61R的旋转，但若通过所述液压控制回路400的液压控制使制动器65为半接合状态，调整该接合力，则能以调整电动发电机67的辅助量。
[0163]另一方面，在要求驱动力小于预定值，步骤ST7判定为否时，移至步骤ST9，判定是否是车辆减速中。关于该判定，在车辆行驶中由所述油门开度传感器93检测的油门开度小于预定开度的情况下、由制动器踏板传感器94检测到进行了制动器踏板的踏下操作的情况下，判定为处于减速中。
[0164]在处于车辆减速中，步骤ST9判定为是时，移至步骤ST10，执行再生动作。也就是说，维持当前的副变速机构6的档位区段不变，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置，使第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合。并且，使电动发电机67为被驱动状态，由此使电动发电机67进行发电,将该发电的电力经由变换器200对电池B充电。
[0165]在该再生动作时，基本上，所述制动器65接合，强制停止齿圈61R的旋转，但若通过所述液压控制回路400的液压控制使制动器65为半接合状态，来调整该接合力，则能够调整电动发电机67的被驱动状态的旋转速度，由此能够调整再生量。
[0166]此外，在不是车辆减速中时，在步骤ST9判定为否，维持当前的副变速机构6的档位区段地返回。
[0167]另一方面，当前的车辆状态为所述EV行驶模式中或车辆起步模式中时，在步骤STl判定为是而移至步骤ST11。在该步骤ST11，维持当前的副变速机构6的档位区段，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置，使第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合。并且，驱动电动发电机67产生马达转矩，将该马达转矩传递到齿轮架61CA，由此进行EV行驶或利用了来自电动发电机67的转矩的车辆起步。也就是说，在高速档位区段，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —太阳齿轮61S —高速档位区段用构件62H —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递，进行EV行驶或车辆起步。另一方面，在低速档位区段，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L —第I套筒63 —输出毂64—输出轴32的方式传递，进行EV行驶或车辆起步。反复进行以上的动作。
[0168]在该EV行驶及车辆起步时，所述制动器65释放，且所述变速器2处于P (停车)档位区段。由此，输入轴31不会旋转，就能将来自电动发电机67的马达转矩高效率地向输出轴32传递。
[0169]如以上所说明的那样，在本实施方式，切换副变速机构6的档位区段时，利用来自电动发电机67的动力使齿轮架61CA旋转，在输入轴31侧的旋转速度与输出轴32侧的旋转速度接近的状态下进行基于第I套筒63的滑动移动的啮合变更动作。因此，即使在车辆行驶状态下，也能降低伴随切换档位区段引起的变速冲击。此外，不需要设置用于降低变速冲击的特别的同步机构，所以避免招致结构复杂化。
[0170]此外，在本实施方式中，由于将电动发电机67与齿轮架61CA连结，因此电动发电机67的旋转速度与齿轮架61CA的旋转速度一致，齿轮架61CA的旋转速度的变化响应性良好，能够使齿轮架61CA的旋转速度迅速上升到目标旋转速度(同步旋转速度)。
[0171]此外，在本实施方式中，在所述(L6)及(H6)的动作中，通过将第2套筒68c从第2滑动位置切换到第I滑动位置，返回不进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。因此，在仅利用来自发动机I的动力进行车辆行驶时，来自该发动机I的动力不会传递到电动发电机67，能够防止该电动发电机67的拖动。因此，能够谋求能效的提高。
[0172]进而，在本实施方式中，在所述(L5)及(H5)的动作中，将制动器65从释放状态切换到接合状态而强制停止齿圈61R的旋转。因此，能阻止由于来自发动机I的动力使得齿圈61R旋转，能够将来自发动机I的动力有效地向输出轴32传递，能够谋求能效的提高。
[0173]<变形例>
[0174]接着，说明变形例。本变形例中，所述断开接合机构68的结构与上述实施方式不同。其他结构及动作与上述实施方式同样，因此在此仅说明断开接合机构68的结构。
[0175]图7是搭载于本变形例的四轮驱动车的传动装置3的概略结构图。如该图7所示，本变形例的传动装置3的断开接合机构68与所述行星齿轮机构61的齿圈61R连接。也就是说，本变形例的断开接合机构68包括:能一体旋转地设于齿圈61R的齿圈侧构件68g ;能一体旋转地设于电动发电机67的转子67a的马达侧构件68b ;和能沿所述输入轴31的轴心移动的第2套筒68c。
[0176]这些齿圈侧构件68g、马达侧构件68b、第2套筒68c的结构及动作与上述实施方式的齿轮架侧构件68a、马达侧构件68b、第2套筒68c同样，因此在此省略说明。在图7中，对与上述实施方式的传动装置3的构成部件相同的构成部件标注相同的附图标记。
[0177]在本变形例中，通过调整齿圈61R的旋转速度来进行副变速机构6的档位区段切换时的齿轮架61CA的旋转速度的调整。
[0178]根据本变形例的构成，齿轮架6ICA的旋转速度的变化量相对于齿圈6IR的旋转速度的变化量变小，因此能够以高精度调整齿轮架6ICA的旋转速度，能够谋求提高所述同步动作的可靠性。
[0179]一其他实施方式一
[0180]在以上说明的实施方式及变形例中，说明了将本发明应用于以FR方式为基础的四轮驱动车的情况。本发明不限于此，也可以应用于以FF (发动机前置前轮驱动)方式为基础的四轮驱动车。
[0181]此外，在上述实施方式及变形例中，说明了将本发明应用于能切换二轮驱动状态和四轮驱动状态的四轮驱动车的情况。本发明不限于此，也可以应用于一直以四轮驱动状态行驶的车辆(全时4WD车辆)、二轮驱动车(不具有所述2WD / 4WD切换机构7及动力分割机构8而具有副变速机构6的车辆)。
[0182]此外，在上述实施方式及变形例中，由电动发电机67构成电动机，在车辆减速时进行发电，但采用不进行发电的电动马达的方案也包含于本发明的技术思想的范围。
[0183]此外，上述实施方式及变形例中的2WD / 4WD切换机构7及断开接合机构68是套筒74、68c滑动移动的啮合式机构，但也可以是电子控制耦合式机构。
[0184]而且，在上述的各模式切换动作(所述(LI)?(L6)的动作及所述(Hl)?(H6)的动作)中，可以基于传感器等的检测信号而在各动作完成后进行下一动作。例如，预先设为能够由传感器检测出第2套筒68c的滑动位置，在动作(LI)中确认到第2套筒68c已切换到第2滑动位置后，进行移至动作(L2)这一动作。此外，预先设为能够通过液压的检测检测到制动器65已被切换到释放状态，在动作(L2)中确认到制动器65已被切换到释放状态后，进行移至动作(L3)这一动作。
[0185]此外，在上述实施方式及变形例中，在各套筒63、68c、74、303分别设置独立的促动器66、69、75、304。本发明不限于此，也可以是用一个促动器使多个套筒移动的结构。
[0186]产业上的可利用性
[0187]本发明能应用于能够在车辆行驶状态下切换高速档位区段和低速档位区段的副变速机构。
[0188]附图标记的说明
[0189]I发动机(动力源)
[0190]31输入轴
[0191]32输出轴
[0192]61行星齿轮机构
[0193]61S太阳齿轮(旋转要素)
[0194]61R齿圈(旋转要素)
[0195]6ICA齿轮架(旋转要素)
[0196]62H高速档位区段用构件
[0197]62L低速档位区段用构件
[0198]63第I套筒
[0199]65制动器(制动装置)
[0200]67电动发电机(电动机)
[0201]67a 转子
[0202]68断开接合机构
[0203]100ECU
【权利要求】
1.一种车辆的动力传递装置，在传递来自动力源的动力的动力传递路径中具有行星齿轮机构，通过啮合机构的啮合变更动作切换构成该行星齿轮机构的旋转要素中的、能够对输出轴传递动力的旋转要素，变更在动力传递路径的变速比，其特征在于， 设有能够对所述行星齿轮机构的行星齿轮架传递动力的电动机， 在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。
2.根据权利要求1所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述变速比的变更是在变速比较大一侧的低速档位区段与变速比较小一侧的高速档位区段之间切换变速比，在所述低速档位区段，行星齿轮架以能够传递动力的方式与输出轴连结， 从所述高速档位区段向所述低速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升以使其接近输入轴侧的旋转速度。
3.根据权利要求1所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述变速比的变更是在变速比较大一侧的低速档位区段与变速比较小一侧的高速档位区段之间切换变速比，在所述低速档位区段，行星齿轮架以能够传递动力的方式与输出轴连结， 从所述低速档位区段向所述高速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升，使输出轴侧的旋转速度接近输入轴侧的旋转速度。
4.根据权利要求1、2或3所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述电动机的旋转轴与所述行星齿轮架连结。
5.根据权利要求1、2或3所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述电动机的旋转轴与所述行星齿轮机构的齿圈连结。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 具有切换在所述行星齿轮架与电动机之间的传递动力和不传递动力的断开连接机构，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，使所述断开连接机构为传递动力状态而利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，在该切换动作之后，使所述断开连接机构为不传递动力状态。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 设有使所述行星齿轮机构的齿圈的旋转停止的制动装置， 在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，释放制动装置而允许齿圈的旋转，在该切换动作之后，将制动装置接合而停止齿圈的旋转。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 在车辆的要求驱动力为预定值以上时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此使来自该电动机的动力传递到输出轴。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 在所述动力源的停止状态下，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此使来自该电动机的动力传递到输出轴。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 在车辆减速 行驶时，将车轮的旋转力经由所述动力传递路径传递到所述电动机，使该电动机为被驱动状态，由此进行电动机的发电。
【文档编号】F16H61/02GK103998828SQ201280004438
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】杉本隆幸 申请人:丰田自动车株式会社
【专利摘要】在具有能切换高速档位区段和低速档位区段的副变速机构（6）的车辆中，将电动发电机（67）以能够传递动力的方式与副变速机构（6）的齿轮架（61CA）连接。在从高速档位区段向低速档位区段切换时，利用电动发电机（67）使齿轮架（61CA）的旋转速度上升，使低速档位区段用构件（62L）的旋转速度与输入轴（31）的旋转速度同步。在从低速档位区段向高速档位区段切换时，利用电动发电机（67）使齿轮架（61CA）的旋转速度上升，使输出轴（32）的旋转速度与输入轴（31）的旋转速度同步。由此，即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行档位区段切换。
【专利说明】车辆的动力传递装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆的动力传递装置。尤其是，本发明涉及在动力传递路径中切换变速比的机构的改进。
【背景技术】
[0002]以往，例如如下述的专利文献1、专利文献2所示，公知有具有用于对由主变速器变速的旋转输出进一步变速的副变速器的四轮驱动车。这种副变速器通常可在高速档位区段(Hi)与低速档位区段(Lo)之间进行档位区段切换。
[0003]作为用于进行该档位区段切换的机构，如在各专利文献所示，具有沿着主变速器的输出轴的轴心可移动的套筒，根据该套筒的移动位置而在高速侧(变速比小的一侧)与低速侧(变速比大的一侧)之间切换动力传递路径。
[0004]通常，在车辆停车状态进行上述副变速器的档位区段切换。这样做是因为考虑到在车辆行驶状态下进行档位区段切换时，由于伴随所述套筒的移动，变速比急剧变化，会产生较大的变速冲击。
[0005]专利文献1:日本特开2008 - 260466号公报
[0006]专利文献2:日本特开2009 - 41637号公报
【发明内容】
[0007]但是，在车辆停车状态下进行副变速器的档位区段切换时，认为存在以下所述的问题。
[0008]例如，若在坡度陡峭的上坡路行驶中或在恶劣路况下的行驶中，为了从高速档位区段切换到低速档位区段而使车辆停车，根据路面状况，可能存在档位区段切换后无法顺利起步。
[0009]因此，要求有一种即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行变速的结构。
[0010]本发明是鉴于这点而做出的，其目的在于提供一种在动力传递路径中能切换变速比的动力传递装置，即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行变速。
[0011]为了达到上述目的，本发明的解决方案，以如下构成的车辆的动力传递装置为前提，即，在传递来自动力源的动力的动力传递路径中具有行星齿轮机构，通过啮合机构的啮合变更动作切换构成该行星齿轮机构的旋转要素中的、能够对输出轴传递动力的旋转要素，变更在动力传递路径的变速比。对于该车辆的动力传递装置，设有能够对所述行星齿轮机构的行星齿轮架传递动力的电动机。并且，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。
[0012]根据该特定事项，在变更动力传递路径的变速比时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架旋转，在输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的状态下进行啮合机构的啮合变更动作。因此，即使是行星齿轮机构的旋转要素正在旋转的车辆行驶状态，也能降低伴随啮合机构的啮合变更动作的变速冲击。此外，不需要用于降低变速冲击的特别的同步机构，因此不会使啮合机构的结构复杂化。
[0013]作为所述变速比的变更动作，是在变速比较大一侧的低速档位区段与变速比较小一侧的高速档位区段之间切换变速比，在所述低速档位区段，作为行星齿轮架以能够传递动力的方式与输出轴连结的情况下的具体动作，可举出如下情况。
[0014]首先，从所述高速档位区段向所述低速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升以使其接近输入轴侧的旋转速度。
[0015]此外，从所述低速档位区段向所述高速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升，使输出轴侧的旋转速度接近输入轴侧的旋转速度。
[0016]如上所述，从高速档位区段向低速档位区段切换时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架的旋转速度上升以使其接近输入轴侧的旋转速度，其中，能够顺利地进行向低速档位区段的切换，因此，能够不会招致车辆的卡动夕 地执行车辆行驶中的变速比的变更动作。
[0017]此外，从低速档位区段向高速档位区段切换时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架的旋转速度上升，使输出轴侧的旋转速度接近输入轴侧的旋转速度，其中，随着行星齿轮架的旋转速度的上升，输出轴的旋转速度也能够上升，因此能够抑制车速降低地执行变速比的变更动作。
[0018]作为用于将所述电动机的动力传递到行星齿轮架的结构，具体而言可举出:将电动机的旋转轴与行星齿轮架连结的结构、将电动机的旋转轴与行星齿轮机构的齿圈连结的结构。
[0019]根据前者的结构，电动机的旋转速度与行星齿轮架的旋转速度一致，因此行星齿轮架的旋转速度的变化响应性良好，能够将行星齿轮架的旋转速度迅速地上升到目标旋转速度(同步旋转速度)。此外，根据后者的结构，行星齿轮架的旋转速度的变化量相对于齿圈的旋转速度的变化量小，因此能够以高精度调整行星齿轮架的旋转速度。
[0020]作为从所述电动机向行星齿轮架传递动力的机构，具体而言，具有切换在所述行星齿轮架与电动机之间的传递动力和不传递动力的断开连接机构，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，使所述断开连接机构为传递动力状态而利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，在该切换动作之后，使所述断开连接机构为不传递动力状态。
[0021]也就是说，在仅利用来自动力源的动力进行车辆行驶时，所述断开接合机构为不传递动力状态，因此来自动力源的动力不会传递到电动机，能够防止该电动机的拖动(連回>9)。因此，能够谋求能效的提高。
[0022]作为更具体的结构，设有使所述行星齿轮机构的齿圈的旋转停止的制动装置，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，释放制动装置而允许齿圈的旋转，在该切换动作之后，将制动装置接合而停止齿圈的旋转。
[0023]据此，在利用来自所述电动机动力使所述行星齿轮架旋转时，释放制动装置而允许齿圈的旋转，由此能够不受行星齿轮机构的太阳齿轮的旋转速度的约束地调整行星齿轮架的旋转速度，能够有效地进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。此外，在所述切换动作之后，将制动装置接合而停止齿圈的旋转，由此阻止由于来自动力源的动力使齿圈旋转，能够有效地将来自动力源的动力向输出轴传递，能够谋求能效的提闻。
[0024]此外，在车辆的要求驱动力为预定值以上时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此将来自该电动机的动力传递到输出轴。
[0025]也就是说，除了来自动力源的动力之外，还能利用来自电动机的动力(马达辅助)得到车辆的驱动力，能够谋求车辆的行驶性能的提高。如此，在本解决方案中，能够使电动机兼具备用于进行所述同步动作的功能和用于提高车辆的行驶性能的功能。
[0026]此外，在所述动力源的停止状态下，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此将来自该电动机的动力传递到输出轴。
[0027]也就是说，能够仅利用来自电动机的动力使车辆行驶，能够谋求燃料消耗率的改善。如此在本解决方案中，能够使电动机兼具备用于进行所述同步动作的功能和用于不使用所述动力源就使车辆行驶的功能。
[0028]此外，在车辆减速行驶时，将车轮的旋转力经由所述动力传递路径传递到所述电动机，使该电动机为被驱动状态，由此进行电动机的发电。
[0029]由此，能够将车辆减速行驶时的制动力转换为电能而进行向蓄电装置的充电等，能够谋求能效的提高。如此在本解决方案中，能够使电动机兼具备用于进行所述同步动作的功能和用于使制动能再生的功能。
[0030]在本发明中，在对具有行星齿轮机构的动力传递路径的变速比进行变更时，利用来自电动机的动力使行星齿轮架旋转，由此进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。因此，即使在车辆行驶中也能一边谋求变速冲击的降低一边进行变速。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是表示实施方式的四轮驱动车的动力传递系统的概略结构图。
[0032]图2是表示传动装置的结构的放大图。
[0033]图3是表示四轮驱动车的控制系统的概略结构的框图。
[0034]图4是表示传动装置的四轮驱动状态的概略结构图，图4 Ca)是表示在高速档位区段模式下的正常行驶时的图，图4 (b)是表示在高速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图，图4 (c)是表示在低速档位区段模式下的正常行驶时的图，图4 (d)是表示在低速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图。
[0035]图5是表示传动装置的二轮驱动状态的概略结构图，图5 Ca)是表示在高速档位区段模式下的正常行驶时的图，图5 (b)是表示在高速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图，图5 (c)是表示在低速档位区段模式下的正常行驶时的图，图5 (d)是表示在低速档位区段模式下的马达辅助行驶时的图。
[0036]图6是表示副变速控制的步骤的流程图。
[0037]图7是变形例的传动装置的概略结构图。【具体实施方式】
[0038]以下，基于【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。在本实施方式中，说明将本发明应用于以发动机纵置式的FR (发动机前置后轮驱动)方式为基本的四轮驱动车的情况。也就是说，在二轮驱动模式中，仅对后轮(主驱动轮)传递来自发动机的动力，在四轮驱动模式中，对前轮(从驱动轮)及后轮这两者传递来自发动机的动力，对将本发明应用于这样的基于后轮驱动的四轮驱动车的情况进行说明。
[0039]图1是表示本实施方式的四轮驱动车的动力传递系统(动力传递路径)的概略结构图。如该图1所示，本实施方式的四轮驱动车包括:作为产生车辆行驶用动力的动力源的发动机I ;使该发动机I的输出轴(曲轴)的旋转速度变速的变速器(transmission)(主变速机构)2 ;和能够将从该变速器2输出的旋转动力分配给前轮4L、4R侧的前传动轴40及后轮5L、5R侧的后传动轴50的传动装置(transfer) 3。
[0040]具体而言，车辆为二轮驱动模式时，来自发动机I的旋转动力被从变速器2输出后，由传动装置3仅传递到后传动轴50,成为仅驱动后轮5L、5R的行驶状态。另一方面，车辆为四轮驱动模式时，来自发动机I的旋转动力被从变速器2输出后，由传动装置3分别传递到前传动轴40及后传动轴50,成为一同驱动前轮4L、4R及后轮5L、5R的行驶状态。
[0041]以下，具体说明发动机1、变速器2、前侧及后侧的动力传递系统、传动装置3等。
[0042]—发动机一
[0043]发动机I是汽油发动机、柴油发动机、LPG发动机等使燃料燃烧来输出动力的公知的动力装置，例如构成为能控制设于进气通路的节气门(未图示)的节气门开度(吸入空气量的控制量)、燃料喷射量、点火正时等。这些控制量由后述的E⑶100 (参照图3)控制。
[0044]另外，作为本实施方式的四轮驱动车的动力源，也可以使用马达、电动发电机等电动机,此外,也可以并用内燃机和电动机。
[0045]—变速器一
[0046]变速器2经由未图示的变矩器而配设于发动机I的后方侧。该变速器2例如是使用多个离合器、制动器等摩擦接合要素和行星齿轮装置来设定排档的有级式(行星齿轮式)的自动变速器。这些摩擦接合要素是由多板式的离合器、制动器等液压促动器来控制接合的液压式摩擦接合要素。此外，这些离合器及制动器通过未图示的液压控制装置的线性电磁阀的励磁、非励磁、电流控制来切换接合/释放状态，并控制接合/释放时的过渡液压等。成为如下的结构:通过这样控制对摩擦接合要素的供给液压，控制各自的接合及释放，由此使预定的变速档(例如前进6速档中的预定变速档或后退档)成立。这样变速器2通过变速动作对从发动机I侧输入的旋转动力改变了转矩及旋转速度后，向传动装置3侧输出。此外，在配设于驾驶席附近的换档杆(未图示)处于P (停车)位置或N (空档)位置时，该变速器2将各摩擦接合要素都释放，从而不传递从发动机I侧输入的旋转动力，切断向输出轴的转矩传递。
[0047]另外，作为变速器2，可以是以无级方式调整变速比的带式等的无级变速器(CVT:Continuously Variable Transmission)。此外，也可以应用手动变速器。
[0048]一前侧的动力传递系统一
[0049]所述前传动轴40从传动装置3向前方延伸(关于该传动装置3的具体结构将后述)。该前传动轴40经由作为差动机构的前差速装置41与左右的前驱动轴42L、42R连结。所述左右的前轮4L、4R与左右的前驱动轴42L、42R连结。
[0050]具体而言，在前差速装置41的差速器壳41a —体旋转地设有齿圈43。该齿圈43与一体地设于前传动轴40前端部的驱动小齿轮44啮合。
[0051]此外，作为前差速装置41的结构，包括设于所述差速器壳41a内的一对小齿轮41b、41b、与这些小齿轮41b、41b啮合的一对半轴齿轮41c、41c。各小齿轮41b、41b在差速器壳41a内被沿与前驱动轴42L、42R的轴心方向正交的方向配设的小齿轮轴45以旋转自如的方式支承。也就是说，各小齿轮41b、41b与差速器壳41a —起绕前驱动轴42L、42R的轴心公转，并自如地绕小齿轮轴45的轴心自转。并且，经由传动装置3及前传动轴40传递来的动力经由齿圈43被输入到差速器壳41a时,差速器壳41a旋转,该差速器壳41a内的小齿轮41b、41b —边绕前驱动轴42L、42R的轴心公转，一边使半轴齿轮41c、41c旋转，将动力传递到前驱动轴42L、42R。此外，在车辆转弯时等在左右的前轮4L、4R (左右的前驱动轴42L、42R)产生了旋转差的情况下，随着小齿轮41b、41b绕小齿轮轴45的轴心自转，左右的半轴齿轮41c、41c相对地旋转而吸收左右的前驱动轴42L、42R的旋转差。
[0052]一后侧的动力传递系统一
[0053]所述后传动轴50从传动装置3向后方延伸。该后传动轴50经由作为差动机构的后差速装置51而与左右的后驱动轴52L、52R连结。所述左右的后轮5L、5R与左右的后驱动轴52L、52R连结。
[0054]具体而言，在后差速装置51的差速器壳51a —体旋转地设有齿圈53。该齿圈53与一体地设于后传动轴50后端部的驱动小齿轮54 B齿合。
[0055]所述后差速装置51为与上述的前差速装置41同样的结构，因此省略说明。
[0056]—传动装置一
[0057]传动装置3配设于变速器2的后方侧，具有与该变速器2的输出轴连结的输入轴31 (参照将传动装置3的结构放大表示的图2)。此外，该传动装置3具有副变速机构6、2WD / 4WD切换机构7、动力分配机构8 (在图2中仅图示了副变速机构6及2WD / 4WD切换机构7)。以下，说明各机构6、7、8。
[0058](副变速机构)
[0059]副变速机构6为通过驾驶者操作配设于驾驶席附近的档位区段切换杆97(参照图3)而能够被切换为高速档位区段及低速档位区段中的任一方的速度档位区段的结构。在通常行驶时，副变速机构6被切换为高速档位区段。另一方面，在例如越野、尤其是在上坡路、恶劣路况(rough road)等行驶时，副变速机构6被切换为低速档位区段。在该低速档位区段，副变速机构6内部的变速比变大(比在高速档位区段的变速比大)，使从所述变速器2输出的旋转动力的旋转速度减速，由此转矩增大。另外，不限于所述档位区段切换杆97，也可以是利用其他的操作手段(例如开关等)来进行高速档位区段及低速档位区段的切换的结构。此外，还可以是根据路面状况等而自动地进行高速档位区段及低速档位区段的切换的结构。
[0060]如图2所示，副变速机构6包括:行星齿轮机构61、高速档位区段用构件62H、低速档位区段用构件62L、第I套筒63、输出毂64等。
[0061]作为行星齿轮机构61,使用例如单齿轮('> > 二才 >)式的行星齿轮机构。具体而言，行星齿轮机构61是如下的结构，作为旋转要素而具有:太阳齿轮61S ;与该太阳齿轮61S同心地配置的齿圈61R ;与这些太阳齿轮61S及齿圈61R啮合的多个小齿轮61P ；以使这些多个小齿轮6IP能自由自转且自由公转的方式保持所述小齿轮6IP的行星齿轮架(以下，记作齿轮架)61CA。
[0062]太阳齿轮6IS可与传动装置3的输入轴31 —体旋转地与其连结。此外，所述高速档位区段用构件62H以能一体旋转且沿轴心方向不能移动的方式设于该太阳齿轮61S (例如在太阳齿轮61S —体地形成有高速档位区段用构件62H)。在该高速档位区段用构件62H的外周面在整个周向等间隔地设有多个外齿(花键)62a。
[0063]能够通过制动器65选择性地将齿圈6IR固定于传动装置3的机壳33。该制动器65是通过液压控制回路400 (参照图3)而接合/释放的液压式摩擦接合要素。在该制动器65接合了的状态下，强制停止齿圈61R的旋转，而在制动器65释放了的状态下，允许齿圈61R的旋转。另外，该制动器65不仅被切换接合/释放，也能通过所述液压控制回路400的液压控制被切换成半接合状态，能调整其接合力。
[0064]所述低速档位区段用构件62L以能一体旋转且沿轴心方向不能移动的方式设于齿轮架61CA (例如通过花键嵌合设置成能一体旋转)。在该低速档位区段用构件62L的内周面在整个周向以等间隔地设有多个内齿(花键)62b。此外，该低速档位区段用构件62L的配设位置设定得比所述高速档位区段用构件62H的配设位置靠后方侧。
[0065]第I套筒63经由所述输出毂64而能一体旋转地外套于与所述输入轴31同轴设置的输出轴32。具体而言，输出毂64以能一体旋转且沿轴心方向不能移动的方式设于输出轴32的前端部。此外，在该输出毂64的外周面在整个周向以等间隔地设置多个外齿(花键)64a。另一方面，在第I套筒63的内周面，在整个周向以等间隔设有沿该第I套筒63的轴心方向的大致全长延伸的多个内齿(花键)63a,该内齿63a与所述输出毂64的外齿64a啮合。由此，第I套筒63经由输出毂64能一体旋转地外套于输出轴32。
[0066]此外，所述第I套筒63的内齿63a能与所述高速档位区段用构件62H的所述外齿62a啮合(图2表示这些第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合的状态)。而且，在该第I套筒63的外周面，在整个周向以等间隔地设有能与所述低速档位区段用构件62L的所述内齿62b啮合的多个外齿(花键)63b (图2表示这些第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b未哨合的状态)。该第I套筒63中的外齿63b的形成范围仅是该第I套筒63的轴心方向上的前侧部分。
[0067]第I套筒63通过档位区段切换促动器66能够与输出轴32平行地滑动。也就是说，通过该档位区段切换促动器66，第I套筒63能够在第I滑动位置与第2滑动位置之间移动。如图2及图4 (a)所示，第I滑动位置是第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合、第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b不啮合的位置。此外，如图4 (c)所示，第2滑动位置是第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合、第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a不哨合的位置。
[0068]所述档位区段切换促动器66由电动马达等构成，具有将产生的旋转动力减速并转换为直线推进力的传递机构，并将该直线推进力传递到第I套筒63。此外，该档位区段切换促动器66也可以是液压式促动器。
[0069]由这些第I套筒63、档位区段切换促动器66、输出毂64、高速档位区段用构件62H和低速档位区段用构件62L等，构成本发明所指的啮合机构，该啮合机构对构成行星齿轮机构61的旋转要素中的能向输出轴32传递动力的旋转要素进行切换来改变动力传递路径中的变速比。
[0070]并且，副变速机构6，在通过驾驶者对档位区段切换杆97的操作等而选择了高速档位区段的情况下，通过档位区段切换促动器66使第I套筒63沿图2的X I方向滑动(向第I滑动位置滑动)。当第I套筒63滑动到上述第I滑动位置时，如图2所示，第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合。由此，被输入到输入轴31的转矩以高速档位区段用构件62H —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递的高速档位区段用动力传递路径成立，副变速机构6被切换到高速档位区段。在该高速档位区段，行星齿轮机构61的输出旋转要素成为太阳齿轮61S，成为输入轴31与输出轴32直接连结的状态。
[0071]另一方面，在通过驾驶者对档位区段切换杆97的操作等而选择了低速档位区段的情况下，通过档位区段切换促动器66使第I套筒63向图2的X 2方向滑动(向第2滑动位置滑动)。当第I套筒63滑动到上述第2滑动位置时，如图4 (c)所示，第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合。由此，被输入到输入轴31的转矩以太阳齿轮61S —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递的低速档位区段用动力传递路径成立，副变速机构6被切换为低速档位区段。在该低速档位区段，行星齿轮机构61的输出旋转要素为齿轮架61CA，成为输入轴31的旋转速度被行星齿轮机构61减速而输出到输出轴32的状态。
[0072]另外，安装有所述输出毂64的所述输出轴32能一体旋转地与后传动轴50 (参照图1)连结，从传动装置3输出的旋转动力从输出轴32被传递到后传动轴50。
[0073]并且，作为本实施方式的特征在于，电动发电机(电动机)67经由断开接合机构68能够与所述齿轮架6ICA连接。
[0074]该电动发电机67是具有由永久磁石构成的转子67a、和卷绕有3相绕组的定子67b的交流同步发电机，作为电动机(电动马达)发挥作用，并且也作为发电机发挥作用。
[0075]此外，该电动发电机67经由变换器(inverter)200 (参照图3)与电池(蓄电装置)B连接。变换器200由E⑶100控制，通过该变换器200的控制来设定电动发电机67的再生或动力运行(辅助)。在电动发电机67再生时发电的电力经由变换器200被充电给电池B。此外，电动发电机67的驱动用电力从电池B经由变换器200而供给。
[0076]切换该电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力的传递和非传递的所述断开接合机构68包括:能一体旋转地设于齿轮架61CA的齿轮架侧构件68a ;能一体旋转地设于电动发电机67的转子67a的马达侧构件68b ;能沿所述输入轴31的轴心移动的第2套筒68c。以下，具体说明。
[0077]所述齿轮架侧构件68a及马达侧构件68b的外径尺寸大致一致，在各自的外周面，在整个周向以等间隔地设有多个外齿(花键)68d、68e。另一方面，在第2套筒68c的内周面，在整个周向以等间隔地设有沿该第2套筒68c的轴心方向的大致全长延伸的多个内齿(花键)68f。
[0078]此外，第2套筒68c通过马达连结切换促动器69能与输入轴31平行地滑动。也就是说，由该马达连结切换促动器69使第2套筒68c能在第I滑动位置与第2滑动位置之间移动。如图2及图4 Ca)所示，第I滑动位置是第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e啮合、不与齿轮架侧构件68a的外齿68d啮合的位置。此外，如图4 (b)所示，第2滑动位置是第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别哨合的位置。
[0079]与上述档位区段切换促动器66同样，所述马达连结切换促动器69由电动马达等构成，具有对产生的旋转动力减速并将其转换为直线推进力的传递机构，将该直线推进力传递给第2套筒68c。此外，该马达连结切换促动器69可以是液压式促动器。
[0080]并且，在所述第2套筒68c向图2的Yl方向滑动而位于第I滑动位置的情况下，成为电动发电机67与齿轮架61CA之间不进行动力传递的状态。另一方面，在所述第2套筒68c向图2的Y2方向滑动而位于第2滑动位置的情况下，成为能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。若在该状态下驱动电动发电机67产生马达转矩，则该马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L的方式传递。由此，成为如下构成:通过控制电动发电机67的旋转速度，调整齿轮架61CA的旋转速度，结果，能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度。
[0081]此外，在该状态下，由于能将马达转矩传递到输出轴32，因此能进行在发动机I运转时的用马达辅助的行驶、仅将马达转矩用作行驶驱动力的EV行驶。也就是说，在处于高速档位区段的情况下，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —太阳齿轮61S —高速档位区段用构件62H —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递。此外，在处于低速档位区段的情况下，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递。进而，在这样能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态下，若在车辆行驶中使电动发电机67为被驱动状态，则能执行该电动发电机67进行发电的再生动作。
[0082](2WD / 4WD 切换机构)
[0083]2WD / 4WD切换机构7设于所述副变速机构6的后方侧，包括:能一体旋转地设于所述输出轴32的输出轴侧构件71 ;一体旋转地安装于在所述输出轴32的外周围设置的圆筒部件72的四轮驱动用构件73 ;和能沿所述输出轴32的轴心移动的第3套筒74。以下，具体说明。
[0084]所述输出轴侧构件71及四轮驱动用构件73的外径尺寸大致一致，在各自的外周面，在整个周向以等间隔地设有多个外齿(花键)71a、73a。另一方面，在第3套筒74的内周面，在整个周向以等间隔地设有沿该第3套筒74的轴心方向的大致全长延伸的多个内齿(花键)74a。
[0085]此外，第3套筒74通过2WD / 4WD切换促动器75能与输出轴32平行地滑动。也就是说，由该2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74能在第I滑动位置与第2滑动位置之间移动。如图2及图4 (a)所不,第I滑动位置是第3套筒74的内齿74a与输出轴侧构件71及四轮驱动用构件73的外齿71a、73a分别啮合的位置。此外，如图5 (a)所示，第2滑动位置是第3套筒74的内齿74a与四轮驱动用构件73的外齿73a啮合、不与输出轴侧构件71的外齿71a啮合的位置。
[0086]与所述各促动器66、69同样，所述2WD / 4WD切换促动器75由电动马达等构成，包括将产生的旋转动力减速并转换为直线推进力的传递机构，并将该直线推进力传递到第3套筒74。此外，该2WD / 4WD切换促动器75可以是液压式促动器。
[0087]并且，在所述第3套筒74沿图2的Zl方向滑动而位于第I滑动位置的情况下，成为输出轴侧构件71与四轮驱动用构件73之间能进行动力传递的状态。在该状态下，被传递到输出轴32的动力的一部分经由四轮驱动用构件73传递到动力分配机构8，成为能向前传动轴40传递动力的四轮驱动状态。另一方面，在所述第3套筒74沿图2的Z2方向滑动而位于第2滑动位置的情况下，成为不进行输出轴侧构件71与四轮驱动用构件73之间的动力传递的状态。在该状态下，传递到输出轴32的动力仅传递到后传动轴50而成为二轮驱动状态。
[0088](动力分配机构)
[0089]如图1所示,动力分配机构8包括驱动链轮81、从动链轮82及绕挂在驱动链轮81与从动链轮82之间的链条83等。驱动链轮81经由所述2WD / 4WD切换机构7的圆筒部件72而能一体旋转地设于四轮驱动用构件73。从动链轮82能一体旋转地与所述前传动轴40连结。通过在各链轮81、82绕挂链条83，从而在动力分配机构8，在所述2WD / 4WD切换机构7位于四轮驱动状态时,来自发动机I的动力的一部分(也有来自电动发电机67的马达转矩的情况)被传递到后传动轴50，其他一部分通过驱动链轮81及链条83而经从动链轮82传递后，被传递到前传动轴40。
[0090]—切断机构一
[0091]如图1所示，本实施方式的四轮驱动车中，在左右的前驱动轴42L、42R中的右侧的前驱动轴42R设有切断机构300。该切断机构300被构成为切换在前差速装置41与右前轮4R之间进行转矩传递的传递状态和不进行转矩传递的非传递状态(切断状态)。
[0092]具体而言，右侧的前驱动轴42R被分为位于前差速装置41侧的差速器侧前驱动轴42Ra和位于右前轮4R侧的车轮侧前驱动轴42Rb。切断机构300包括:安装于所述差速器侧前驱动轴42Ra的车宽方向外侧端的差速器侧接合板301、安装于所述车轮侧前驱动轴42Rb的车宽方向内侧端的前轮侧接合板302、及切换这些差速器侧接合板301与前轮侧接合板302的接合及非接合的切断套筒303等。
[0093]差速器侧接合板301及前轮侧接合板302彼此直径相同，且在其外周面分别形成有外齿(未图示)。另一方面，在切断套筒303的内周面形成有能与形成在所述差速器侧接合板301及前轮侧接合板302的各外周面的所述外齿接合的内齿(未图示)。切断套筒303被构成为通过切断促动器304而在沿着前驱动轴42R的轴心的方向滑动移动。由此，切断套筒303能在仅与前轮侧接合板302 (或差速器侧接合板301)接合的位置(图1所示的位置)、与同前轮侧接合板302及差速器侧接合板301 二者接合的位置之间滑动移动。该切断套筒303处于仅与一方的接合板(例如前轮侧接合板302)接合的位置时,成为从前差速装置41不向右前轮4R传递转矩的状态(成为非传递状态，切断机构300的释放状态)。与此相对，在切断套筒303位于同前轮侧接合板302及差速器侧接合板301 二者接合的位置时，成为能从前差速装置41向右前轮4R传递转矩的状态(切断机构300的接合状态)。另外，作为所述切断促动器304，能举出例如以电动马达为驱动源的电动式促动器，或液压式促动
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[0094]在车辆为四轮驱动状态时，该切断机构300被切换为传递状态，在车辆为二轮驱动状态时，该切断机构300被切换为非传递状态。具体而言,在车辆从四轮驱动状态切换到二轮驱动状态时，切断机构300被切换到非传递状态，而在车辆从二轮驱动状态切换到四轮驱动状态时，切断机构300被切换到传递状态。
[0095]具体而言，在由驾驶者操作2WD / 4WD切换开关96 (参照图3)而选择了二轮驱动模式的情况下，切断套筒303向图1的Dl方向滑动。由此，套筒303与差速器侧接合板301的接合被解除，接合板301、302彼此的连结被解除。由此，成为前差速装置41侧与右前轮4R侧相分离的状态，切断机构300被切换到使得在前差速装置41与右前轮4R之间不能进行转矩传递的非传递状态。在该非传递状态下，左右的前轮4L、4R分别旋转，但随着所述2WD / 4WD切换机构7的第3套筒74位于第2滑动位置(成为不向四轮驱动用构件73传递动力的状态)，前差速装置41的差速器壳41a、前传动轴40、动力分配机构8的各链轮81、82等成为非旋转状态。
[0096]另一方面，在由驾驶者操作2WD / 4WD切换开关96而选择了四轮驱动模式的情况下，切断套筒303向图1的D2方向滑动。由此，切断套筒303与各接合板301、302 二者接合，通过切断套筒303将接合板301、302彼此连结。由此，成为前差速装置41侧和右前轮4R侧连结成一体的状态，切断机构300被切换为能在前差速装置41与右前轮4R之间进行转矩传递的传递状态。
[0097]— ECU —
[0098]E⑶100是执行发动机I的运转控制、各促动器66、69、75、304的控制、电动发电机67的转矩控制等的电子控制装置，具有CPU (Central Processing Unit)、ROM (Read OnlyMemory)> RAM (Random Access Memory)及备份 RAM 等。
[0099]在ROM存储有各种控制程序、在执行这些各种控制程序时所参照的映射(map)等。CPU基于ROM所存储的各种控制程序、映射而执行运算处理。此外，RAM是暂时存储CPU的运算结果、从各传感器输入的数据等的存储器，备份RAM是在发动机I停止时等存储应保存的数据等的非易失性存储器。
[0100]如图3所示，在ECU100连接有:在发动机I的曲轴每次旋转预定角度时发出脉冲信号的曲轴位置传感器91 ;检测配置在发动机I的进气通路的节气门的开度的节气门开度传感器92 ;检测油门踏板的踏下量即油门开度Acc的油门开度传感器93 ;检测对制动器踏板的踏力(制动器踏力)的制动器踏板传感器94 ;检测变速器2的换档杆位置的档位传感器95 ;配设在驾驶席附近并由驾驶者操作的所述2WD / 4WD切换开关96 ;同样配设于驾驶席附近并由驾驶者操作的所述档位区段切换杆97;能选择EV行驶(仅以所述电动发电机67为动力源进行的行驶)的EV行驶选择开关98 ;检测左前轮4L的旋转速度的左前轮旋转速度传感器99LF ;检测右前轮4R的旋转速度的右前轮旋转速度传感器99RF ;检测左后轮5L的旋转速度的左后轮旋转速度传感器99LR ;检测右后轮5R的旋转速度的右后轮旋转速度传感器99RR等。除此之外，在E⑶100还连接有检测发动机冷却水温的水温传感器；检测吸入空气量的空气流量计；检测车辆的前后方向的加速度的G传感器等，来自这些各传感器的信号被输入到ECU100。此外，根据需要，设置能检测所述输入轴31的旋转速度、所述输出轴32的旋转速度、所述高速档位区段用构件62H的旋转速度等的旋转速度传感器，来自该旋转速度传感器的信号被输入到ECU100。
[0101]并且，E⑶100基于所述各种传感器的输出信号，执行包括发动机I的节气门开度控制(吸入空气量控制)、燃料喷射量控制及点火正时控制等在内的发动机I的各种控制。此外，ECUlOO根据车辆的行驶状态、驾驶者的操作(所述开关96、98、杆97的操作)而执行各促动器66、69、75、304的控制及电动发电机67的转矩控制等。而且，E⑶100通过控制所述液压控制回路400，切换所述制动器65的接合/释放，或进行该制动器65的接合力的调整。
[0102]一车辆行驶模式一
[0103]接着，说明如上述那样构成的四轮驱动车的行驶模式。
[0104]本实施方式的四轮驱动车，根据所述各套筒63、68c、74的滑动移动位置及电动发电机67的转矩控制，能进行以下所述的各行驶模式的行驶。以下，具体说明。另外，通常，副变速机构6在车辆的二轮驱动状态时保持为高速档位区段，在四轮驱动状态时能在高速档位区段与低速档位区段之间切换，但本实施方式的四轮驱动车中，即使在二轮驱动状态时也能在高速档位区段与低速档位区段之间切换。
[0105](四轮驱动高速档位区段模式)
[0106]首先，说明四轮驱动高速档位区段模式。
[0107]图4 Ca)是在该四轮驱动高速档位区段模式下的正常行驶时(仅利用来自发动机I的输出转矩进行行驶时)的传动装置3的概略结构图。
[0108]如该图4 (a)所示，在四轮驱动高速档位区段模式，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第I滑动位置，成为第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合、第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b不啮合的状态。此外，通过2WD / 4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第I滑动位置，成为第3套筒74的内齿74a与输出轴侧构件71及四轮驱动用构件73的外齿71a、73a分别啮合的状态。进而，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e啮合、不与齿轮架侧构件68a的外齿68d啮合的状态。
[0109]在该四轮驱动高速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第I滑动位置，由此车辆进行四轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第I滑动位置，成为在副变速机构6不进行减速的高速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，从而成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0110]此外，如图4 (b)所示，在该四轮驱动高速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度并能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此夕卜，成为能进行用马达辅助的四轮驱动行驶、基于四轮驱动的EV行驶的状态。
[0111](四轮驱动低速档位区段模式)
[0112]接着，说明四轮驱动低速档位区段模式。
[0113]图4 (C)是在该四轮驱动低速档位区段模式下的正常行驶时的传动装置3的概略结构图。
[0114]如该图4 (C)所示，在四轮驱动低速档位区段模式，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第2滑动位置，成为第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合、第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a不啮合的状态。此外，与所述四轮驱动高速档位区段模式的情况同样，通过2WD /4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第I滑动位置，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置。
[0115]在该四轮驱动低速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第I滑动位置，由此车辆进行四轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第2滑动位置，由此成为在副变速机构6进行减速的低速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0116]此外，如图4 Cd)所示，在该四轮驱动低速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度并能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此外，成为能进行用马达辅助的四轮驱动行驶、基于四轮驱动的EV行驶的状态。
[0117](二轮驱动高速档位区段模式)
[0118]接着，说明二轮驱动高速档位区段模式。
[0119]图5 (a)是在该二轮驱动高速档位区段模式下的正常行驶时的传动装置3的概略结构图。
[0120]如该图5 (a)所示，在二轮驱动高速档位区段模式，通过2WD / 4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第2滑动位置，成为第3套筒74的内齿74a与四轮驱动用构件73的外齿73a啮合、不与输出轴侧构件71的外齿71a啮合的状态。此夕卜，与所述四轮驱动高速档位区段模式的情况同样，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第I滑动位置，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置。
[0121]在该二轮驱动高速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第2滑动位置，由此车辆进行二轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第I滑动位置，成为在副变速机构6不进行减速的高速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，由此成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0122]此外，如图5 (b)所示，在该二轮驱动高速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度且能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此夕卜，成为能进行用马达辅助的二轮驱动行驶、基于二轮驱动的EV行驶的状态。
[0123](二轮驱动低速档位区段模式)
[0124]接着，说明二轮驱动低速档位区段模式。
[0125]图5 (C)是在该二轮驱动低速档位区段模式下的正常行驶时的传动装置3的概略结构图。
[0126]如该图5 (C)所示，在二轮驱动低速档位区段模式，通过副变速机构6的档位区段切换促动器66使第I套筒63位于第2滑动位置，成为第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合、第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a不啮合的状态。此外，与所述二轮驱动高速档位区段模式的情况同样，通过2WD /4WD切换机构7的2WD / 4WD切换促动器75使第3套筒74位于第2滑动位置，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c位于第I滑动位置。
[0127]在该二轮驱动低速档位区段模式，通过使第3套筒74位于第2滑动位置，由此使车辆进行二轮驱动行驶，并且通过使第I套筒63位于第2滑动位置，成为在副变速机构6进行减速的低速档位区段。此外，通过使第2套筒68c位于第I滑动位置，成为不进行电动发电机67与行星齿轮机构61的齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0128]此外，如图5 Cd)所示，在该二轮驱动低速档位区段模式，当通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置时，成为第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合的位置。在该状态下，驱动电动发电机67产生马达转矩时，该马达转矩被传递到齿轮架61CA，成为能调整该齿轮架61CA的旋转速度且能调整低速档位区段用构件62L的旋转速度的状态。此夕卜，成为能进行用马达辅助的二轮驱动行驶、基于二轮驱动的EV行驶的状态。
[0129]一副变速切换动作一
[0130]接着，说明所述副变速机构6的副变速切换动作。在此，分别说明从高速档位区段模式向低速档位区段模式切换的切换动作和从低速档位区段模式向高速档位区段模式切换的切换动作。另外，在四轮驱动的行驶状态及二轮驱动的行驶状态中的任一行驶状态下都能执行这些切换动作。
[0131](从高速档位区段模式向低速档位区段模式切换的切换动作)
[0132]首先，说明从高速档位区段模式下的正常行驶状态向低速档位区段模式下的正常行驶状态切换的切换动作。在高速档位区段模式下的正常行驶状态时，如图4 (a)或图5Ca)所示，所述制动器65接合而齿圈61R的旋转停止，副变速机构6的第I套筒63处于第I滑动位置，所述断开接合机构68的第2套筒68c处于第I滑动位置。
[0133]若在该高速档位区段模式的正常行驶中从ECU100输出向低速档位区段模式切换的切换指令(伴随驾驶者对档位区段切换杆97的操作等的向低速档位区段模式切换的切换指令)，则按以下的步骤进行向低速档位区段模式切换的切换动作。
[0134](LI)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69将第2套筒68c从第I滑动位置切换到第2滑动位置(从图4 (a)所示的状态成为图4 (b)所示状态，或从图5 (a)所示的状态成为图5 (b)所示的状态)。也就是说，成为能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0135](L2)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从接合状态切换到释放状态。也就是说，成为允许齿圈61R的旋转的状态。通过这样允许齿圈61R的旋转，从而成为不会受太阳齿轮61S的旋转速度约束地能利用电动发电机67调整齿轮架61CA的旋转速度的状态。
[0136](L3)通过电动发电机67的转矩控制，使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度。也就是说，使低速档位区段用构件62L的旋转速度与第I套筒63的旋转速度同步(本发明所述的、使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作)。该情况下，例如，控制电动发电机67的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)，以使其与由能检测所述输入轴31的旋转速度或所述第I套筒63的旋转速度的旋转速度传感器检测到的旋转速度大致相同。
[0137](L4)通过副变速机构6的档位区段切换促动器66将第I套筒63从第I滑动位置切换到第2滑动位置(从图4 (b)所示的状态成为图4 (d)所示的状态,或从图5 (b)所示的状态成为图5 (d)所示的状态)。也就是说，使第I套筒63的外齿63b与低速档位区段用构件62L的内齿62b啮合，成为输入到输入轴31的动力被行星齿轮机构61减速而输出到输出轴32的状态。
[0138](L5)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从释放状态切换到接合状态。也就是说，返回使齿圈61R的旋转强制停止的状态。
[0139](L6)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69将第2套筒68c从第2滑动位置切换到第I滑动位置(从图4 (d)所示的状态成为图4 (c)所示的状态，或从图5 Cd)所示的状态成为图5(c)所示的状态)。也就是说，返回不进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。另外，所述(L5) (L6)的动作可以同时进行，也可以在(L6)的动作后进行(L5)的动作。
[0140]通过以上的动作，完成从高速档位区段模式的正常行驶状态向低速档位区段模式的正常行驶状态的切换。该情况下，在将第I套筒63从第I滑动位置切换到第2滑动位置时(上述的步骤(L4))，预先使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输出轴32的旋转速度(输出毂64的旋转速度)，使这些旋转速度同步，因此档位区段切换时的变速冲击大幅度降低。此外，由于能够顺利地进行向低速档位区段模式的切换，因此能够不招致车辆的卡动地执行该档位区段切换动作。(从低速档位区段模式向高速档位区段模式切换的切换动作)
[0141]接着，说明从低速档位区段模式的正常行驶状态向高速档位区段模式的正常行驶状态切换的切换动作。如图4 (C)或图5 (C)所示，在低速档位区段模式的正常行驶状态时，所述制动器65接合而齿圈61R的旋转停止，副变速机构6的第I套筒63处于第2滑动位置，所述断开接合机构68的第2套筒68c处于第I滑动位置。
[0142]当在该低速档位区段模式的正常行驶中从ECU100输出向高速档位区段模式切换的切换指令(伴随驾驶者对档位区段切换杆97的操作等的向高速档位区段模式切换的切换指令)时，按以下的步骤进行向高速档位区段模式切换的切换动作。
[0143](Hl)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c从第I滑动位置切换到第2滑动位置(从图4 (c)所示的状态成为图4 (d)所示的状态，或从图5 (c)所示的状态成为图5(d)所示的状态)。也就是说，成为能进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。
[0144](H2)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从接合状态切换到释放状态。也就是说，成为允许齿圈61R的旋转的状态。通过这样允许齿圈61R的旋转，从而成为不受太阳齿轮61S的旋转速度约束地能通过电动发电机67调整齿轮架61CA的旋转速度的状态。
[0145](H3)通过电动发电机67的转矩控制，使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度及输出轴32的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度(高速档位区段用构件62H的旋转速度)。也就是说，使第I套筒63的旋转速度与高速档位区段用构件62H的旋转速度同步(本发明所述的、使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作)。该情况下，例如，控制电动发电机67的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)，以使其与由能检测所述输入轴31的旋转速度或所述高速档位区段用构件62H的旋转速度的旋转速度传感器所检测的旋转速度大致相同。
[0146](H4)通过副变速机构6的档位区段切换促动器66将第I套筒63从第2滑动位置切换到第I滑动位置(从图4 (d)所示的状态成为图4 (b)所示的状态,或从图5 (d)所示的状态成为图5 (b)所示的状态)。也就是说，使第I套筒63的内齿63a与高速档位区段用构件62H的外齿62a啮合，成为使输入到输入轴31的动力不减速地输出到输出轴32的状态。
[0147](H5)通过液压控制回路400的液压控制将制动器65从释放状态切换到接合状态。也就是说，返回强制停止齿圈61R的旋转的状态。
[0148](H6)通过断开接合机构68的马达连结切换促动器69将第2套筒68c从第2滑动位置切换到第I滑动位置(从图4 (b)所示的状态成为图4 (a)所示的状态，或从图5 (b)所示的状态成为图5(a)所示的状态)。也就是说，返回不进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。另外，所述(H5) (H6)的动作可以同时进行，也可以在(H6)的动作之后进行(H5)的动作。
[0149]通过以上的动作，完成从低速档位区段模式的正常行驶状态向高速档位区段模式的正常行驶状态的切换。该情况下，在将第I套筒63从第2滑动位置切换到第I滑动位置时(上述的步骤(H4))，预先使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度(高速档位区段用构件62H的旋转速度)，使这些旋转速度同步，因此，档位区段切换时的变速冲击大幅度降低。此外，在向该高速档位区段模式切换时，随着齿轮架61CA的旋转速度的上升，输出轴32的旋转速度也能上升，因此，能够抑制车速降低地执行档位区段切换动作。一副变速控制一
[0150]接着，说明副变速机构6的副变速控制。该副变速控制是根据车辆的行驶状态、驾驶者的操作(所述开关96、98、杆97的操作)来选择车辆行驶模式。
[0151]图6是表示副变速控制的步骤的流程图。在点火开关(或启动开关)接通后，每隔数msec执行该图6所示的流程图。
[0152]首先，在步骤STl，判定当前的车辆状态是否是EV行驶模式中或车辆起步模式中。EV行驶模式的执行条件是例如所述EV行驶选择开关98被按下操作、且所述电池B的电力的剩余容量(蓄电量)SOC (State of Charge)为预定量以上。关于EV行驶选择开关98是否被按下操作的判定基于来自所述EV行驶选择开关98的输出信号而进行。电池B的SOC是基于由电流传感器检测到的充放电电流的累积值来运算，所述电流传感器未图示，安装于与电池B的输出端子连接的电力线。此外，车辆起步模式的执行条件是车辆处于停车中，变速器2的换档杆位置处于行驶位置(不是P档位也不是N档位的位置)，油门开度为预定量以上。关于车辆是否处于停车中的判定是基于来自所述各车轮旋转速度传感器99LF?99RR的输出信号而进行。变速器2的换档杆位置是基于来自所述档位传感器95的输出信号而判定。油门开度由所述油门开度传感器93检测。
[0153]在当前的车辆状态不是EV行驶模式中且也不是车辆起步模式中的情况下，在步骤STl判定为否，移至步骤ST2。在该步骤ST2，判定当前的副变速机构6的档位区段是否是高速档位区段。该判定例如基于从检测所述第I套筒63的滑动位置的传感器、检测档位区段切换杆97的操作位置传感器发出的信号而进行。
[0154]在副变速机构6为高速档位区段，步骤ST2判定为是的情况下，移至步骤ST3，判定低速档位区段切换条件是否成立。作为该低速档位区段切换条件，可举出例如通过驾驶者对档位区段切换杆97的操作而选择了低速档位区段的情况。此外，也可以检测路面的坡度、路面的凹凸状态、各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差等来判定低速档位区段切换条件是否成立。此时，若路面的坡度为预定坡度以上的情况；路面的凹凸变化大、判定为是恶劣路况的情况；在各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差为预定量以上的情况(由于恶劣路况行驶、低阻力路(低μ路)行驶等而导致各车轮速度相互的偏差为预定值以上的情况)中的任一条件成立，则判定为低速档位区段切换条件成立。
[0155]在低速档位区段切换条件不成立，步骤ST3判定为否的情况下，维持当前的档位区段即高速档位区段地移至步骤ST7。
[0156]另一方面，在低速档位区段切换条件成立，步骤ST3判定为是的情况下，移至步骤ST4，执行低速档位区段切换动作。也就是说，通过上述的步骤(LI)?(L6)的动作进行从高速档位区段模式向低速档位区段模式的切换。即，在使所述第I套筒63从第I滑动位置切换到第2滑动位置时，通过电动发电机67将齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度，使这些旋转速度同步，由此执行降低了变速冲击的向低速档位区段模式切换的切换动作。
[0157]另一方面，在当前的副变速机构6为低速档位区段，步骤ST2判定为否的情况下，移至步骤ST5，判定高速档位区段切换条件是否成立。作为该高速档位区段切换条件，可举出例如由驾驶者对档位区段切换杆97的操作而选择了高速档位区段的情况。此外，也可以检测路面的坡度、路面的凹凸状态、各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差等来判定高速档位区段切换条件是否成立。此时，若路面的坡度为小于预定坡度的情况；路面的凹凸变化小判定为铺设路况的情况；各车轮4L、4R、5L、5R相互的旋转速度差小于预定量的情况中的所有条件成立，则判定为高速档位区段切换条件成立。
[0158]在高速档位区段切换条件不成立，步骤ST5判定为否的情况下，维持当前的档位区段即低速档位区段地移至步骤ST7。
[0159]另一方面，在高速档位区段切换条件成立，步骤ST5判定为是的情况下，移至步骤ST6，执行高速档位区段切换动作。也就是说，通过上述的步骤(Hl)?(H6)的动作进行从低速档位区段模式向高速档位区段模式的切换。即，在使所述第I套筒63从第2滑动位置向第I滑动位置切换时，通过电动发电机67使齿轮架61CA的旋转速度(低速档位区段用构件62L的旋转速度及输出轴32的旋转速度)上升到输入轴31的旋转速度(高速档位区段用构件62H的旋转速度)，使这些旋转速度同步，由此执行降低了变速冲击的向高速档位区段模式切换的切换动作。
[0160]这样维持或切换副变速机构6的档位区段后，移至步骤ST7，判定车辆的要求驱动力是否为预定值以上。该判定是基于从以车速及油门开度为参数的要求驱动力映射(存储于所述ECU100的ROM的映射)读出的要求驱动力的大小而进行。例如，在车速为预定值以上且油门开度为预定开度以上时，判定为要求驱动力为预定值以上。[0161]在要求驱动力为预定值以上、步骤ST7判定为是时，移至步骤ST8，执行马达辅助动作。也就是说，维持当前的副变速机构6的档位区段不变，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置，使第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合。并且，驱动电动发电机67产生马达转矩，将该马达转矩传递到齿轮架61CA，由此开始利用马达辅助的行驶。
[0162]在该马达辅助时，基本上，所述制动器65接合，强制停止齿圈61R的旋转，但若通过所述液压控制回路400的液压控制使制动器65为半接合状态，调整该接合力，则能以调整电动发电机67的辅助量。
[0163]另一方面，在要求驱动力小于预定值，步骤ST7判定为否时，移至步骤ST9，判定是否是车辆减速中。关于该判定，在车辆行驶中由所述油门开度传感器93检测的油门开度小于预定开度的情况下、由制动器踏板传感器94检测到进行了制动器踏板的踏下操作的情况下，判定为处于减速中。
[0164]在处于车辆减速中，步骤ST9判定为是时，移至步骤ST10，执行再生动作。也就是说，维持当前的副变速机构6的档位区段不变，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置，使第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合。并且，使电动发电机67为被驱动状态，由此使电动发电机67进行发电,将该发电的电力经由变换器200对电池B充电。
[0165]在该再生动作时，基本上，所述制动器65接合，强制停止齿圈61R的旋转，但若通过所述液压控制回路400的液压控制使制动器65为半接合状态，来调整该接合力，则能够调整电动发电机67的被驱动状态的旋转速度，由此能够调整再生量。
[0166]此外，在不是车辆减速中时，在步骤ST9判定为否，维持当前的副变速机构6的档位区段地返回。
[0167]另一方面，当前的车辆状态为所述EV行驶模式中或车辆起步模式中时，在步骤STl判定为是而移至步骤ST11。在该步骤ST11，维持当前的副变速机构6的档位区段，通过所述断开接合机构68的马达连结切换促动器69使第2套筒68c移动到第2滑动位置，使第2套筒68c的内齿68f与马达侧构件68b的外齿68e及齿轮架侧构件68a的外齿68d分别啮合。并且，驱动电动发电机67产生马达转矩，将该马达转矩传递到齿轮架61CA，由此进行EV行驶或利用了来自电动发电机67的转矩的车辆起步。也就是说，在高速档位区段，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —太阳齿轮61S —高速档位区段用构件62H —第I套筒63 —输出毂64 —输出轴32的方式传递，进行EV行驶或车辆起步。另一方面，在低速档位区段，马达转矩以马达侧构件68b —第2套筒68c —齿轮架侧构件68a —齿轮架61CA —低速档位区段用构件62L —第I套筒63 —输出毂64—输出轴32的方式传递，进行EV行驶或车辆起步。反复进行以上的动作。
[0168]在该EV行驶及车辆起步时，所述制动器65释放，且所述变速器2处于P (停车)档位区段。由此，输入轴31不会旋转，就能将来自电动发电机67的马达转矩高效率地向输出轴32传递。
[0169]如以上所说明的那样，在本实施方式，切换副变速机构6的档位区段时，利用来自电动发电机67的动力使齿轮架61CA旋转，在输入轴31侧的旋转速度与输出轴32侧的旋转速度接近的状态下进行基于第I套筒63的滑动移动的啮合变更动作。因此，即使在车辆行驶状态下，也能降低伴随切换档位区段引起的变速冲击。此外，不需要设置用于降低变速冲击的特别的同步机构，所以避免招致结构复杂化。
[0170]此外，在本实施方式中，由于将电动发电机67与齿轮架61CA连结，因此电动发电机67的旋转速度与齿轮架61CA的旋转速度一致，齿轮架61CA的旋转速度的变化响应性良好，能够使齿轮架61CA的旋转速度迅速上升到目标旋转速度(同步旋转速度)。
[0171]此外，在本实施方式中，在所述(L6)及(H6)的动作中，通过将第2套筒68c从第2滑动位置切换到第I滑动位置，返回不进行电动发电机67与齿轮架61CA之间的动力传递的状态。因此，在仅利用来自发动机I的动力进行车辆行驶时，来自该发动机I的动力不会传递到电动发电机67，能够防止该电动发电机67的拖动。因此，能够谋求能效的提高。
[0172]进而，在本实施方式中，在所述(L5)及(H5)的动作中，将制动器65从释放状态切换到接合状态而强制停止齿圈61R的旋转。因此，能阻止由于来自发动机I的动力使得齿圈61R旋转，能够将来自发动机I的动力有效地向输出轴32传递，能够谋求能效的提高。
[0173]<变形例>
[0174]接着，说明变形例。本变形例中，所述断开接合机构68的结构与上述实施方式不同。其他结构及动作与上述实施方式同样，因此在此仅说明断开接合机构68的结构。
[0175]图7是搭载于本变形例的四轮驱动车的传动装置3的概略结构图。如该图7所示，本变形例的传动装置3的断开接合机构68与所述行星齿轮机构61的齿圈61R连接。也就是说，本变形例的断开接合机构68包括:能一体旋转地设于齿圈61R的齿圈侧构件68g ;能一体旋转地设于电动发电机67的转子67a的马达侧构件68b ;和能沿所述输入轴31的轴心移动的第2套筒68c。
[0176]这些齿圈侧构件68g、马达侧构件68b、第2套筒68c的结构及动作与上述实施方式的齿轮架侧构件68a、马达侧构件68b、第2套筒68c同样，因此在此省略说明。在图7中，对与上述实施方式的传动装置3的构成部件相同的构成部件标注相同的附图标记。
[0177]在本变形例中，通过调整齿圈61R的旋转速度来进行副变速机构6的档位区段切换时的齿轮架61CA的旋转速度的调整。
[0178]根据本变形例的构成，齿轮架6ICA的旋转速度的变化量相对于齿圈6IR的旋转速度的变化量变小，因此能够以高精度调整齿轮架6ICA的旋转速度，能够谋求提高所述同步动作的可靠性。
[0179]一其他实施方式一
[0180]在以上说明的实施方式及变形例中，说明了将本发明应用于以FR方式为基础的四轮驱动车的情况。本发明不限于此，也可以应用于以FF (发动机前置前轮驱动)方式为基础的四轮驱动车。
[0181]此外，在上述实施方式及变形例中，说明了将本发明应用于能切换二轮驱动状态和四轮驱动状态的四轮驱动车的情况。本发明不限于此，也可以应用于一直以四轮驱动状态行驶的车辆(全时4WD车辆)、二轮驱动车(不具有所述2WD / 4WD切换机构7及动力分割机构8而具有副变速机构6的车辆)。
[0182]此外，在上述实施方式及变形例中，由电动发电机67构成电动机，在车辆减速时进行发电，但采用不进行发电的电动马达的方案也包含于本发明的技术思想的范围。
[0183]此外，上述实施方式及变形例中的2WD / 4WD切换机构7及断开接合机构68是套筒74、68c滑动移动的啮合式机构，但也可以是电子控制耦合式机构。
[0184]而且，在上述的各模式切换动作(所述(LI)?(L6)的动作及所述(Hl)?(H6)的动作)中，可以基于传感器等的检测信号而在各动作完成后进行下一动作。例如，预先设为能够由传感器检测出第2套筒68c的滑动位置，在动作(LI)中确认到第2套筒68c已切换到第2滑动位置后，进行移至动作(L2)这一动作。此外，预先设为能够通过液压的检测检测到制动器65已被切换到释放状态，在动作(L2)中确认到制动器65已被切换到释放状态后，进行移至动作(L3)这一动作。
[0185]此外，在上述实施方式及变形例中，在各套筒63、68c、74、303分别设置独立的促动器66、69、75、304。本发明不限于此，也可以是用一个促动器使多个套筒移动的结构。
[0186]产业上的可利用性
[0187]本发明能应用于能够在车辆行驶状态下切换高速档位区段和低速档位区段的副变速机构。
[0188]附图标记的说明
[0189]I发动机(动力源)
[0190]31输入轴
[0191]32输出轴
[0192]61行星齿轮机构
[0193]61S太阳齿轮(旋转要素)
[0194]61R齿圈(旋转要素)
[0195]6ICA齿轮架(旋转要素)
[0196]62H高速档位区段用构件
[0197]62L低速档位区段用构件
[0198]63第I套筒
[0199]65制动器(制动装置)
[0200]67电动发电机(电动机)
[0201]67a 转子
[0202]68断开接合机构
[0203]100ECU
【权利要求】
1.一种车辆的动力传递装置，在传递来自动力源的动力的动力传递路径中具有行星齿轮机构，通过啮合机构的啮合变更动作切换构成该行星齿轮机构的旋转要素中的、能够对输出轴传递动力的旋转要素，变更在动力传递路径的变速比，其特征在于， 设有能够对所述行星齿轮机构的行星齿轮架传递动力的电动机， 在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此进行使输入轴侧的旋转速度与输出轴侧的旋转速度接近的同步动作。
2.根据权利要求1所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述变速比的变更是在变速比较大一侧的低速档位区段与变速比较小一侧的高速档位区段之间切换变速比，在所述低速档位区段，行星齿轮架以能够传递动力的方式与输出轴连结， 从所述高速档位区段向所述低速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升以使其接近输入轴侧的旋转速度。
3.根据权利要求1所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述变速比的变更是在变速比较大一侧的低速档位区段与变速比较小一侧的高速档位区段之间切换变速比，在所述低速档位区段，行星齿轮架以能够传递动力的方式与输出轴连结， 从所述低速档位区段向所述高速档位区段切换时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架的旋转速度上升，使输出轴侧的旋转速度接近输入轴侧的旋转速度。
4.根据权利要求1、2或3所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述电动机的旋转轴与所述行星齿轮架连结。
5.根据权利要求1、2或3所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 所述电动机的旋转轴与所述行星齿轮机构的齿圈连结。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 具有切换在所述行星齿轮架与电动机之间的传递动力和不传递动力的断开连接机构，在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，使所述断开连接机构为传递动力状态而利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，在该切换动作之后，使所述断开连接机构为不传递动力状态。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 设有使所述行星齿轮机构的齿圈的旋转停止的制动装置， 在通过所述啮合机构的啮合变更动作切换能够对所述输出轴传递动力的所述旋转要素时，释放制动装置而允许齿圈的旋转，在该切换动作之后，将制动装置接合而停止齿圈的旋转。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 在车辆的要求驱动力为预定值以上时，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此使来自该电动机的动力传递到输出轴。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 在所述动力源的停止状态下，利用来自所述电动机的动力使所述行星齿轮架旋转，由此使来自该电动机的动力传递到输出轴。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的车辆的动力传递装置，其特征在于， 在车辆减速 行驶时，将车轮的旋转力经由所述动力传递路径传递到所述电动机，使该电动机为被驱动状态，由此进行电动机的发电。
【文档编号】F16H61/02GK103998828SQ201280004438
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月12日 优先权日:2012年12月12日
【发明者】杉本隆幸 申请人:丰田自动车株式会社
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