JP2008114848A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円周方向における第１の係合部材と第２の係合部材との位相の適合精度を向上させることの可能な駆動装置を提供する。
【解決手段】電動機と、電動機のトルクにより回転され、かつ、電動機の軸線を中心として円周方向に形成された第１の係合部材と、円周方向に配置された第２の係合部材と、第１の係合部材と第２の係合部材とを係合・解放させるアクチュエータとを有する駆動装置において、第１の係合部材と第２の係合部材とを係合させる場合は、第１の係合部材を電動機で回転することにより、第１の係合部材と第２の係合部材との円周方向における位相を調整する位相調整手段（ステップＳ１，Ｓ２）を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用の変速機等に用いられる駆動装置に関するものである。

車両用の有段変速機として同期装置を有する変速機が知られており、その一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１にはエンジンおよび第１モータ・ジェネレータを駆動力源とするハイブリッド車が記載されている。そして、エンジンから駆動輪に至る経路に遊星歯車機構が設けられている。遊星歯車機構は、サンギヤおよびリングギヤと、サンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャリヤとを有しており、エンジンがキャリヤに連結され、リングギヤには第１モータ・ジェネレータが連結され、サンギヤには第２モータ・ジェネレータが連結されている。また、リングギヤから駆動輪に至る経路には、チェーンを介して入力軸が設けられている。また、入力軸と平行な出力軸が設けられており、出力軸が差動歯車装置を経由して駆動輪に連結されている。

この入力軸および出力軸には有段変速機が設けられている。すなわち、入力軸には、入力軸と相対回転可能な第１のギヤが設けられており、出力軸と一体回転する第２のギヤが設けられている。そして、第１のギヤと第２のギヤとが噛合されている。また、入力軸には、入力軸と相対回転可能な第３のギヤが設けられており、出力軸と一体回転する第４のギヤが設けられている。そして、第３のギヤと第４のギヤとが噛合されている。さらに、第１のギヤと一体回転する第１の噛合ギヤが設けられ、第３のギヤと一体回転する第２の噛合ギヤが設けられている。また入力軸に固定されたスプライン歯車が設けられており、スプライン歯車に噛合され、かつ、軸方向に動作可能なシフトリングが設けられている。さらに、シフトリングを、第１のギヤまたは第３のギヤに同期させる同期装置が設けられている。そして、アクチュエータによりシフトリングを軸方向に動作させることにより、シフトリングを、第１のギヤまたは第３のギヤに噛合させて、有段変速機で第１速ギヤ段または第２速ギヤ段のいずれかを成立させるとされている。なお、変速機等に用いられる同期装置は、特許文献２ないし特許文献４にも記載されている。

特開２０００−２９５７０９号公報 特開平５−２６３８３５号公報 特開平５−１０６６４３号公報 実開平５−２２８６４号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されている有段変速機において、シフトリングを、第１のギヤまたは第３のギヤに同期させて、シフトリングと第１のギヤまたは第３のギヤとを係合させる場合に、ショックが発生する可能性があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、円周方向における第１の係合部材と第２の係合部材との位相の適合精度を向上させることの可能な駆動装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、電動機と、該電動機のトルクによって回転され、かつ、前記電動機の軸線を中心として円周方向に形成された第１の係合部材と、前記円周方向に配置された第２の係合部材と、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合・解放させるアクチュエータとを有する駆動装置において、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合させる場合は、前記第１の係合部材を前記電動機で回転することにより、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との前記円周方向における位相を調整する位相調整手段を有することを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記駆動装置は、前記電動機のトルクを前記第１の係合部材に伝達する経路に回転部材を設けており、前記位相調整手段は、前記円周方向における前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との位相を調整する前に、前記円周方向における前記回転部材と前記第１の係合部材との位相を検知するとともに、この検知結果に基づいて、前記円周方向における前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との位相を調整する手段を、更に含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記位相調整手段は、前記所定の時期で前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合された場合に、円周方向における前記電動機と前記第１の係合部材との位相を検知し、かつ、その検知結果を記憶しておき、前記所定の時期よりも後の時期で前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合する場合に、前記検知結果に基づいて、前記円周方向における前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との位相を調整する手段を、更に含むことを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記位相調整手段は、前記電動機のトルクで前記第１の係合部材を回転させた場合に、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合されない場合は、前記電動機のトルクで前記第１の係合部材を再度回転させる手段を、更に含むことを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項４の構成に加えて、前記第１の係合部材および前記第２の係合部材は、前記円周方向に交互に形成された凹部および凸部をそれぞれ有しており、前記第１の係合部材の凸部における前記軸線方向の端部には、前記軸線に直交する平面に対して一方向に傾斜する第１の傾斜面が形成され、前記第２の係合部材の凸部における前記軸線方向の端部には、前記軸線に直交する平面に対して一方向に傾斜する第２の傾斜面が形成されており、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが平行であるとともに、前記位置調整手段は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが接触して、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合されない場合に、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との円周方向における距離が長くなる方向に、前記第１の係合部材を再度回転させる手段を、更に含むことを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの構成に加えて、第１の駆動力源の動力を車輪および前記電動機に分配する動力分配装置を有しており、この動力分配装置は差動回転可能な３つの回転要素を有しており、第１の回転要素が駆動力源に連結され、第２の回転要素が前記車輪に連結され、第３の回転要素が前記電動機に連結されているとともに、車輪に動力を伝達する第２の駆動力源が設けられていることを特徴とするものである。この請求項６には、第１の駆動力源の動力が伝達される車輪と、第２の駆動力源の動力が伝達される車輪とが同じである構成のパワートレーンと、異なる構成のパワートレーンとが含まれる。なお、各請求項における位相とは、軸線を中心とする円周方向の位置を意味する。

請求項１の発明によれば、第１の係合部材と第２の係合部材とを軸線方向に相対移動させて、第１の係合部材と第２の係合部材とを係合する場合に、電動機のトルクで第１の係合部材を回転させることにより、第１の係合部材と第２の係合部材との円周方向における位相を調整することが可能である。したがって、円周方向における第１の係合部材と第２の係合部材との位相の適合精度が向上し、第１の係合部材と第２の係合部材とが係合しやすくなり、係合ショックを抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の構成と同様の効果を得られる他に、第１の係合部材と第２の係合部材との円周方向における位相を調整する前に、回転部材と第１の係合部材とにおける円周方向の位相が検知され、その検知結果に基づいて、第１の係合部材と第２の係合部材との円周方向における位相が調整される。したがって、回転部材と第１の係合部材との間に、円周方向における隙間やガタが存在しているとしても、電動機のトルクで第１の係合部材を回転させる場合に、第１の係合部材の回転精度を一層向上させることが可能である。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、所定の時期で第１の係合部材と第２の係合部材とを係合する場合に、電動機と第１の係合部材との位相が記憶され、所定の時期よりも後の時期で第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合する場合に、記憶されている位相に基づいて、円周方向における第１の係合部材と第２の係合部材との位相が調整される。したがって、電動機と第１の係合部材とにおける円周方向の位相の検知精度が一層向上する。

請求項４の発明によれば、請求項１ないし３の発明と同様の効果を得られる他に、第１の係合部材と第２の係合部材との係合が困難である場合は、電動機により第１の係合部材を、再度、円周方向に回転させることが可能である。したがって、第１の係合部材と第２の係合部材とが一層係合しやすくなる。

請求項５の発明によれば、請求項４の発明と同様の効果を得られる他に、第１の傾斜面と第２の傾斜面とが接触して、第１の係合部材と第２の係合部材とが係合されない場合は、円周方向における第１の傾斜面と第２の傾斜面との距離が長くなる向きに、第１の係合部材を再度回転させることにより、第１の係合部材と第２の係合部材との円周方向における位相が一層一致しやすくなる。

請求項６の発明によれば、第１の駆動力源の動力を車輪および電動機に分配することが可能であるとともに、第２の駆動力源の動力を車輪に伝達することが可能である。

つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明を用いることの可能な車両の一例を示す。図２に示された車両Ｖｅは、Ｆ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動）形式のハイブリッド車（以下、「車両」と略記する）Ｖｅの概略構成図である。図２において、車両Ｖｅは、第１の駆動力源としてのエンジン１および第２の駆動力源としてのモータ・ジェネレータ２を有している。エンジン１は燃料を燃焼させて、その熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。前記エンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン１にはインプットシャフト３が連結されている。

また、前記モータ・ジェネレータ２およびモータ・ジェネレータ４および動力分配装置５を収容したケーシング６が設けられている。動力分配装置５としてシングルピニオン形式の遊星歯車機構が示されている。すなわち、動力分配装置５は、中空シャフト７に形成されたサンギヤ８と、サンギヤ８と同心状に配置されたリングギヤ９と、サンギヤ８およびリングギヤ９に噛合するピニオンギヤ１０を保持したキャリヤ１１とを有している。そして、インプットシャフト３とキャリヤ１１とが一体回転するように連結されている。また、リングギヤ９と一体回転する外歯１２が設けられている。外歯１２は軸線Ａ１を中心として円周方向に（環状に）形成されている。また、インプットシャフト３は中空シャフト７内に配置され、インプットシャフト３と中空シャフト７とは相対回転可能である。インプットシャフト３および中空シャフト７およびモータ・ジェネレータ４は、軸線Ａ１を中心として回転する。

一方、前記モータ・ジェネレータ４は、ステータ１３およびロータ１４を有している。ステータ１３はケーシング６に固定されている。さらに、モータ・ジェネレータ２は、ステータ１５およびロータ１６を有している。ステータ１５はケーシング６に固定されている。さらに、リングギヤ９および外歯１２と一体回転するアウトプットシャフト２６が設けられており、アウトプットシャフト２６と、モータ・ジェネレータ２のロータ１６とが連結されている。さらに、アウトプットシャフト２６には、デファレンシャル２７を介在させて車輪２８が連結されている。また、モータ・ジェネレータ２，４との間で、インバータ４４を経由して電力の授受をおこなうことの可能な蓄電装置１７が設けられている。

ところで、ケーシング６には、外歯１８が回転不可能に設けられているとともに、中空シャフト７と一体回転するハブ１９が設けられている。外歯１８は、軸線Ａ１を中心として円周方向に（環状に）形成されている。また、ハブ１９は環状に構成されており、ハブ１９の外周には円周方向の全域に亘って外歯２０が形成されている。この実施例において、円周方向とは、モータ・ジェネレータ４の軸線Ａ１を中心とする仮想円（図示せず）に沿った方向を意味する。外歯２０は、図３に示すように、歯２９と歯溝３０とが円周方向に交互に配置して形成されている。また、外歯１８も、図４に示すように、歯３１と歯溝３２とが円周方向に交互に配置して形成されている。さらに、外歯１２は、図５に示すように、歯３３と歯溝３４とが円周方向に交互に配置して形成されている。この外歯２０および外歯１８および外歯１２は、歯数およびピッチ円直径が同じに設定されている。

さらに、モータ・ジェネレータ４の軸線方向に動作可能なスリーブ２１が設けられている。スリーブ２１は、軸線Ａ１を中心とする環状部材であり、このスリーブ２１の内周に全域に亘って内歯２２が形成されている。この内歯２２が外歯２０に噛合されている。この実施例において、軸線方向とは、モータ・ジェネレータ４の軸線Ａ１に沿った方向、もしくは軸線Ａ１と平行な方向を意味する。内歯２２は、歯３５と歯溝３６とが円周方向に交互に配置して形成されている。内歯２２と外歯１８，２０とは噛合（係合）・解放可能な形状を備えており、内歯２２と外歯１８，２０との係合形態は、スプライン結合またはセレーション結合のいずれでもよい。

さらに、図６に展開したように、軸線方向における歯３１，３３の端部、つまり、歯３１，３３の側面を一方向に傾斜させた傾斜面（チャンファ）３８が形成されている。傾斜面３８は、軸線と直交する平面（図示せず）に対して所定角度傾斜している。また、歯３５の端部、つまり、歯３５の側面を一方向に傾斜させた傾斜面（チャンファ）３９が形成されている。傾斜面３９は、軸線と直交する平面に対して所定角度傾斜している。上記傾斜面３８と傾斜面３９とは同じ方向に傾斜しており、相互に平行となっている。また、このスリーブ２１を軸線方向に動作させるアクチュエータ２３が設けられている。このように構成されたスリーブ２１、内歯２２、外歯１８、ハブ１９、外歯２０、外歯１２等により、ドグクラッチ３７が構成されているとともに、ドグクラッチ３７を制御するアクチュエータ２３が設けられている。このドグクラッチ３７は、シンクロナイザ機構または同期噛み合い機構の一種である。また、アクチュエータ２３は、電磁式のアクチュエータまたは油圧式のアクチュエータまたは機械式のアクチュエータのいずれでもよい。

一方、図２のように、車両Ｖｅの全体を制御するコントローラとしての電子制御装置２４が設けられており、電子制御装置２４には車速を示す信号、加速要求を示す信号、制動要求を示す信号、エンジン回転数を示す信号、モータ・ジェネレータ２の回転角度および回転数を検知するレゾルバ２５の信号、モータ・ジェネレータ４の回転方向、回転角度、回転数を高精度に検知するセンサとしてのレゾルバ４０の信号等が入力される。この実施例において、回転方向とは、モータ・ジェネレータ４の軸線Ａ１を中心とする回転方向を意味する。電子制御装置２４からは、モータ・ジェネレータ２，４を制御する信号、エンジン１を制御する信号、アクチュエータ２３を制御する信号が出力される。

図２に示す車両Ｖｅにおいては、例えば、Ｄポジションが選択されている場合に、電子制御装置２４に入力される信号および電子制御装置２４に記憶されているデータに基づいて、エンジン走行モード、電気自動車（ＥＶ）モード、ハイブリッドモードなどのモードを選択的に切換可能である。エンジン走行モードが選択された場合は、エンジン１に燃料が供給されて、エンジン１が自律回転する一方、モータ・ジェネレータ２への電力の供給が停止される。エンジン１が自律回転している場合、エンジントルクは、インプットシャフト３を経由して動力分配装置５に伝達される。

これに対して、電気自動車モードが選択された場合は、モータ・ジェネレータ２が力行し、モータ・ジェネレータ２のトルクがアウトプットシャフト２６に伝達される一方、エンジン１には燃料が供給されない。また、ハイブリッドモードが選択された場合は、エンジン１が自律回転し、かつ、モータ・ジェネレータ２が力行される。

エンジン１が駆動された場合は、エンジン１の動力が動力分配装置５に伝達されて、その動力が車輪２８およびモータ・ジェネレータ４に分配される。具体的に説明すると、エンジントルクがキャリヤ１１に入力されると、モータ・ジェネレータ４が反力要素として機能し、エンジントルクがリングギヤ９を経由してアウトプットシャフト２６に伝達されるとともに、デファレンシャル２７を経由して車輪２８に伝達される。そして、モータ・ジェネレータ４の回転数を制御すると、サンギヤ８およびリングギヤ９およびキャリヤ１１の差動作用により、エンジン回転数を無段階に（連続的に）制御することが可能である。このようにして、エンジン回転数とリングギヤ９の回転数との比、すなわち、変速比が、無段階に制御される。つまり、動力分配装置５は無段変速機としての機能をも有している。ここで、モータ・ジェネレータ２の回転方向の正逆を切り換え可能であり、モータ・ジェネレータ２の力行または回生も切換可能である。モータ・ジェネレータ２が回生する場合は、発生した電力が蓄電装置１７に充電される。

さらに、動力分配装置５の変速比を制御するにあたり、サンギヤ８の回転数を零にする場合、すなわち、サンギヤ８を停止させる場合は、モータ・ジェネレータ４の機能により、サンギヤ８を停止させることが可能である。また、ドグクラッチ３７の制御により、サンギヤ８を停止させることも可能である。すなわち、軸線方向におけるスリーブ２１の動作がアクチュエータ２３により制御されており、スリーブ２１の内歯２２が、外歯１８または外歯１２のいずれにも係合されていない場合は、サンギヤ８およびモータ・ジェネレータ４が回転可能であるとともに、サンギヤ８とリングギヤ９とが相対回転可能である。

一方、スリーブ２１が図２で左方向に動作して、内歯２２が外歯１８と係合された場合は、サンギヤ８およびモータ・ジェネレータ４が停止する。これに対して、スリーブ２１が図２で右方向に動作して、内歯２２が外歯１２と係合された場合は、サンギヤ８およびキャリヤ１１およびリングギヤ９が共に一体回転する状態となる。すなわち、動力分配装置５の変速比が１となる。

つぎに、ドグクラッチ３７の制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、ドグクラッチ３７を係合させる条件が成立したか否かが判断され（ステップＳ１）、このステップＳ１で肯定的に判断された場合は、ドグクラッチ３７を係合させる制御が実行され（ステップＳ２）、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１で否定的に判断された場合は、そのまま制御ルーチンを終了する。このステップＳ２の制御内容を以下、具体的に説明する。

ここでは、車両Ｖｅに搭載されたドグクラッチ３７を初めて係合させる場合について説明する。まず、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とを係合させる場合について説明する。まず、外歯１８の歯３１の位相と、スリーブ２１の内歯２２の歯溝３６の位相との対応関係を検知するとともに、その検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータ４のトルクにより、スリーブ２１および内歯２２を、図６で左側に示すように回転させる。このようにして、図６の中央に示すように、外歯１８の歯３１の位相と、スリーブ２１の内歯２２の歯溝３６の位相とが所定の範囲内で一致（同期）し、外歯１８の歯溝３２の位相と、内歯２２の歯３５の位相とが所定の範囲内で一致（同期）させる。ついで、図６の右側に示すように、アクチュエータ２３により、スリーブ２１が軸線方向に動作されて、外歯１８と内歯２２とが噛合される。すなわち、歯３１同士の間の歯溝３２に歯３５が進入して、スリーブ２１と外歯１８との間でトルク伝達が可能になる。そこで、この実施例では、外歯１８と内歯２２とを噛合させる前に、内歯２２の歯３５および歯溝３６の位相を、レゾルバ４０の信号に基づいて検知する。

そして、外歯１８の歯３１の位相と、スリーブ２１の内歯２２の歯溝３６の位相とが所定の範囲内で一致し、外歯１８の歯溝３２の位相と、内歯２２の歯３５の位相とが所定の範囲内で一致するように、モータ・ジェネレータ４の回転方向および回転角度を制御した後、スリーブ２１を図２で左方向に動作させると、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とが噛合される。この外歯１８とスリーブ２１の内歯２２との噛合が完了したか否かは、レゾルバ４０の信号により判断可能である。すなわち、モータ・ジェネレータ４の回転数が零となった場合に、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２との噛合が完了したと判断できる。

ところで、図３に示すように、ハブ１９には外歯２０が形成されており、外歯２０とスリーブ２１の内歯２２とが噛合されている。また、ハブ１９とスリーブ２１とが軸線方向に相対移動することを許容するために、歯２９と歯３５との間には、円周方向の隙間Ｂ１が形成されている。さらに、各歯や歯溝には加工誤差も存在する。さらには各種の部品の組付け誤差なども存在する。このため、レゾルバ４０の信号から検知されるスリーブ２１の内歯２２の歯３５および歯溝３６の位相の推定値が、この位相の実際値と異なる可能性がある。このように、内歯２２の歯３５および歯溝３６の位相の推定値が、位相の実際値と異なっていた場合は、前述のように、モータ・ジェネレータ２の回転角度および回転方向を制御して、外歯１８の歯３１の位相と、スリーブ２１の内歯２２の歯溝３６の位相とが所定の範囲内で一致させ、外歯１８の歯溝３２の位相と、内歯２２の歯３５の位相とが所定の範囲内で一致させる制御、つまり、位相調整制御をおこなったとしても、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とを噛合できない可能性がある。

このような場合は、モータ・ジェネレータ４を微小角度回転させて、図６の中央に示すように、外歯１８の歯３１の位相と、スリーブ２１の内歯２２の歯溝３６の位相とを所定の範囲内で一致させ、外歯１８の歯溝３２の位相と、内歯２２の歯３５の位相とを所定の範囲内で一致させる制御、つまり、位相再調整制御を実行する。ついで、前述のように、スリーブ２１を軸線方向に動作させて、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とを噛合する。そして、位相再調整制御の際に実行された「モータ・ジェネレータ２の微小回転角度」が求められる。さらに、位相調整制御で実行されたモータ・ジェネレータ２の回転方向と、位相再調整制御の際に実行されたモータ・ジェネレータ２の微小回転角度が記憶される。その後、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とが解放される。そして、図１の制御例により、ドグクラッチ３７を係合させた後に解放し、再度、図１の制御によりドグクラッチ３７を係合させる場合は、ステップＳ２において、「前回のドグクラッチ３７の係合時に推定された微小回転角度」を考慮した制御が実行される。

つぎに、スリーブ２１を軸線方向に動作した際に、図７の左側に示すように、傾斜面３８と傾斜面３９とが接触した場合について説明する。この場合は、第１の制御または第２の制御を実行可能である。第１の制御とは、図７の右側に実線で示すように、円周方向における傾斜面３８と傾斜面３９との距離が長くなる向きで、内歯２２を回転させるとともに、外歯１８の歯溝３２の位相と、内歯２２の歯３５の位相とが所定の範囲内で一致した時点で、スリーブ２１を軸線方向に動作させて、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とを噛合する制御である。

これに対して、第２の制御とは、図７の右側に実線で示すように、内歯２２を回転させる制御と、スリーブ２１を軸線方向に動作させる制御とを同時におこなって、傾斜面３８と傾斜面３９とを接触させたまま滑らせるとともに、外歯１８の歯溝３２の位相と、内歯２２の歯３５の位相とが所定の範囲内で一致した時点で、スリーブ２１を軸線方向に更に動作させて、外歯１８とスリーブ２１の内歯２２とを噛合する制御である。

なお、第２の制御においても、円周方向における傾斜面３８と傾斜面３９との距離が長くなる向きで、スリーブ２１が動作されているが、事実上は上記距離は長くはならない。つまり、この実施例において、「円周方向における傾斜面３８と傾斜面３９との距離が長くなる向きで、内歯２２を回転させる」とは、距離自体が実質的に長くなるか否かは問われず、長くなるような「向き」、もしくは、傾斜面３８と傾斜面３９との接触面圧の上昇を抑制する向きに、内歯２２が回転されればよい。

なお、スリーブ２１の内歯２２と外歯１２とを係合させる場合は、モータ・ジェネレータ４の回転数と、外歯１２の回転数とを一致させるとともに、内歯２２の歯３５および歯溝３６の位相と、外歯１２の歯３３および歯溝３４の位相との対応関係を、前述のようにして調整することが可能である。ここで、外歯１２の歯３３および歯溝３４の位相、および外歯１２の回転数は、レゾルバ２５の信号に基づいて検知される。

つぎに、ドグクラッチ３７の他の構成例を、図７および図８に基づいて説明する。この図７および図８においては、キャリヤ１１と一体回転する外歯４１が設けられている。外歯４１は、歯４２および歯溝４３を円周方向に交互に配置して構成されている。この図７および図８においては、内歯２２と外歯２０とが常時係合されている。内歯２２は、外歯４１に対して係合・解放可能であり、スリーブ２１を軸線方向に動作させることにより、内歯２２を、外歯２０，４１の両方に係合させることが可能である。内歯２２と外歯２０，４１との結合形態は、スプライン結合またはセレーション結合のいずれでもよい。そして、スリーブ２１の内歯２２と外歯４１とを係合させる場合は、キャリヤ１１の回転数とモータ・ジェネレータ４の回転数とを一致させるとともに、内歯２２の歯３５および歯溝３６の位相と、外歯４１の歯４２および歯溝４３の位相との対応関係を、図１のフローチャートにより調整することが可能である。このように、内歯２２と外歯４１とを係合させた場合は、サンギヤ８およびキャリヤ１１およびリングギヤ９が一体回転する状態となる。図７および図８の他の構成は、図２と同様に構成されている。

以上のように、この実施例においては、スリーブ２１の内歯２２を構成する歯および歯溝の位相と、内歯２２に噛合される外歯の歯および歯溝の位相との対応関係を、モータ・ジェネレータ４により調整し、ドグクラッチ３７との係合にともなうショックを抑制できるとともに、ドグクラッチ３７の係合に要する時間が増加することを抑制できる。また、ドグクラッチ３７を車両Ｖｅに搭載し、ドグクラッチ３７の初回係合時に、位相調整制御が実行される。このため、車両Ｖｅの製造過程において、位相調整をおこなう必要がなく、車両の製造コストの上昇を抑制できる。

また、位相調整制御を実行しても内歯と外歯とが噛合されない場合は、位相再調整制御を実行することにより、内歯と外歯とを噛合させることが可能である。したがって、内歯と外歯とを一層確実に係合させることが可能となる。さらにまた、ドグクラッチ３７は、湿式多板クラッチなどのように、スリップによる動力損失が無い。また、ドグクラッチ３７を制御するアクチュエータ２３として電気式アクチュエータを用いることにより、エンジンの動力により駆動されるオイルポンプの油圧を用いる油圧式アクチュエータを用いる場合に比べて、動力損失を抑制することができる。したがって、エンジン１の燃費が向上する。

ここで、この実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、モータ・ジェネレータ４が、この発明の電動機に相当し、スリーブ２１および内歯２２が、この発明の第１の係合部材に相当し、外歯１２，１８，４１が、この発明の第２の係合部材に相当し、外歯２０が、この発明の回転部材に相当し、歯３１，３３，３５，４２が、この発明の凸部に相当し、歯溝３０，３２，３４，３６，４３が、この発明の凹部に相当し、傾斜面３９が、この発明の第１の傾斜面に相当し、傾斜面３８が、この発明の第２の傾斜面に相当し、エンジン１が、この発明の第１の駆動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２が、この発明の第２の駆動力源に相当し、キャリヤ１１が、この発明の第１の回転要素に相当し、リングギヤ９が、この発明の第２の回転要素に相当し、サンギヤ８が、この発明の第３の回転要素に相当する。この発明において、凸部は、軸線を中心として半径方向に突出しており、凹部は、軸線を中心とする半径方向の窪みである。

また、図１のフローチャートで説明した機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１，Ｓ２が、この発明の位相調整手段に相当し、第１回目における内歯と外歯との係合時期が、この発明における「所定の時期」に相当し、第２回目以降における内歯と外歯との係合時期が、この発明における「所定の時期よりも後の時期」に相当する。さらに、この実施例において、第１の係合部材と第２の係合部材との係合とは、内歯の各歯が外歯の各歯溝に進入して、第１の係合部材と第２の係合部材との間でトルクが伝達可能となる状態を意味する。さらに、この実施例において、第１の係合部材と第２の係合部材とが解放されている場合は、電動機と第２の係合部材とは相対回転可能である。また、この発明において、第２の係合部材には、ケーシングの内部に回転可能に設けられている部材、およびケーシングに固定されている部材が含まれる。

この発明の駆動装置の一例を示すフローチャートである。 この発明の実施例である車両のパワートレーンおよび制御系統を示す概念図である。 図２に示されたドグクラッチの要部を示す側面図である。 図２に示されたドグクラッチを構成する外歯の側面図である。 図２に示されたドグクラッチを構成する外歯の側面図である。 図２に示されたドグクラッチの係合過程を示す展開図である。 図２に示されたドグクラッチの他の係合過程を示す展開図である。 この発明の他の実施例である車両のパワートレーンを示す概念図である。 図７に示されたドグクラッチを構成する外歯の側面図である。

符号の説明

１…エンジン、 ２，４…モータ・ジェネレータ、 ８…サンギヤ、 ９…リングギヤ、 １１…キャリヤ、 １２，１８，２０，４１…外歯、 ２１…スリーブ、 ２２…内歯、 ２３…アクチュエータ、 ３１，３３，３５，４２…歯、 ３０，３２，３４，３６，４３…歯溝、 ３８，３９…傾斜面、 Ａ１…軸線、 Ｖｅ…車両。

Claims (6)

1. 電動機と、該電動機のトルクによって回転され、かつ、前記電動機の軸線を中心として円周方向に形成された第１の係合部材と、前記円周方向に配置された第２の係合部材と、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合・解放させるアクチュエータとを有する駆動装置において、
   前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合させる場合は、前記第１の係合部材を前記電動機で回転することにより、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との前記円周方向における位相を調整する位相調整手段を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記駆動装置は、前記電動機のトルクを前記第１の係合部材に伝達する経路に回転部材を設けており、
   前記位相調整手段は、前記円周方向における前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との位相を調整する前に、前記円周方向における前記回転部材と前記第１の係合部材との位相を検知するとともに、この検知結果に基づいて、前記円周方向における前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との位相を調整する手段を、更に含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記位相調整手段は、前記所定の時期で前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合された場合に、円周方向における前記電動機と前記第１の係合部材との位相を検知し、かつ、その検知結果を記憶しておき、前記所定の時期よりも後の時期で前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とを係合する場合に、前記検知結果に基づいて、前記円周方向における前記第１の係合部材と前記第２の係合部材との位相を調整する手段を、更に含むことを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記位相調整手段は、前記電動機のトルクで前記第１の係合部材を回転させた場合に、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合されない場合は、前記電動機のトルクで前記第１の係合部材を再度回転させる手段を、更に含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の駆動装置。
5. 前記第１の係合部材および前記第２の係合部材は、前記円周方向に交互に形成された凹部および凸部をそれぞれ有しており、
   前記第１の係合部材の凸部における前記軸線方向の端部には、前記軸線に直交する平面に対して一方向に傾斜する第１の傾斜面が形成され、前記第２の係合部材の凸部における前記軸線方向の端部には、前記軸線に直交する平面に対して一方向に傾斜する第２の傾斜面が形成されており、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが平行であるとともに、
   前記位置調整手段は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが接触して、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合されない場合に、前記円周方向における前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との距離が長くなる向きに、前記第１の係合部材を再度回転させる手段を、更に含むことを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
6. 第１の駆動力源の動力を車輪および前記電動機に分配する動力分配装置を有しており、この動力分配装置は差動回転可能な３つの回転要素を有しており、第１の回転要素が駆動力源に連結され、第２の回転要素が前記車輪に連結され、第３の回転要素が前記電動機に連結されているとともに、車輪に動力を伝達する第２の駆動力源が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の駆動装置。

Images