ドグクラッチシステム
【課題】クラッチの係合時に発生する打音を低減することが可能なドグクラッチシステムを提供する。
【解決手段】第１歯列９を有する第１係合部材５と、第１歯列９と噛み合わせることが可能な第２歯列１１を有する第２係合部材６とを共通の軸線Ａｘの回りに相対回転可能に配置したクラッチ１と、第１係合部材５を駆動装置７にて軸線Ａｘ方向に移動させることにより、クラッチ１を第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合う係合状態と第１歯列９と第２歯列１１とが離間する解放状態とに切り替える制御装置２０とを備えたドグクラッチシステムにおいて、制御装置２０は、クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える過程において第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合う前に第１係合部材５の軸線Ａｘ方向への移動が一時停止するように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とを衝突させる。
【解決手段】第１歯列９を有する第１係合部材５と、第１歯列９と噛み合わせることが可能な第２歯列１１を有する第２係合部材６とを共通の軸線Ａｘの回りに相対回転可能に配置したクラッチ１と、第１係合部材５を駆動装置７にて軸線Ａｘ方向に移動させることにより、クラッチ１を第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合う係合状態と第１歯列９と第２歯列１１とが離間する解放状態とに切り替える制御装置２０とを備えたドグクラッチシステムにおいて、制御装置２０は、クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える過程において第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合う前に第１係合部材５の軸線Ａｘ方向への移動が一時停止するように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とを衝突させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達経路に設けられて動力の断続を行うことが可能なドグクラッチシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される変速機には、歯車同士の係合がスムーズに行われるように噛み合わせるべき歯車同士の回転を同期させる同期装置が組み込まれている。このような同期装置において、ハブスリーブとスプラインピースとの間に配置されるシンクロナイザリングにハブスリーブの第１チャンファに対応する第２チャンファを設け、この第２チャンファのチャンファ角を第１チャンファのチャンファ角よりも小さく設定するとともにこの第２チャンファを所定量回動可能に設けることにより、ハブスリーブとシンクロナイザリングとの接近時にまず第２チャンファの先端と第１チャンファとを当接させ、その後第２チャンファの回動により第１チャンファと第２チャンファとを面接触させることにより、両者間の面圧を低減させるものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７３９７０号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７６２１号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、互いに歯列が設けられた一対の係合部材を係合させたり離間させたりすることにより動力の断続を行うドグクラッチが知られている。このドグクラッチにおいても一対の係合部材を係合させる際には離間している互いの歯列を噛み合わせる必要があるため、特許文献１の同期装置に使用されている機構を適用し、これら一対の係合部材の互いの歯列に作用する面圧を低減できる。しかしながら、特許文献１の機構では、離間している一対の係合部材を係合させる際に一方の係合部材の歯が他方の係合部材の歯底部に衝突するまで互いの移動速度が高い状態に維持されるので、この歯と歯底部との衝突時に大きな打音が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、クラッチの係合時に発生する打音を低減することが可能なドグクラッチシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のドグクラッチシステムは、周方向に並べられた複数の歯にて形成される第１歯列を有する第１係合部材と、周方向に並べられた複数の歯にて形成され、かつ前記第１歯列と噛み合わせることが可能な第２歯列を有する第２係合部材とを共通の軸線の回りに相対回転可能に配置したクラッチ手段と、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方を直線駆動手段にて軸線方向に移動させることにより、前記クラッチ手段を前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う係合状態と前記第１歯列と前記第２歯列とが離間する解放状態とに切り替えるクラッチ制御手段と、を備えたドグクラッチシステムにおいて、前記クラッチ制御手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う前に前記直線駆動手段にて駆動される駆動対象の係合部材の前記軸線方向への移動が一時停止するように前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させる速度低減手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明のドグクラッチシステムによれば、第１歯列と第２歯列とを噛み合わせる前に第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させ、これにより直線駆動手段の駆動対象の係合部材を一時停止させるので、係合部材の移動速度をそこで一旦０にすることができる。そして、その後第１歯列と第２歯列とを噛み合わせるので、係合部材の一時停止を行わない場合と比較して第１歯列と第２歯列とが噛み合うときの係合部材の移動速度を低下させることができる。これにより、噛み合い時における第１係合部材と第２係合部材の衝突エネルギを小さくすることができる。なお、第１歯列と第２歯列とを噛み合わせる前に第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させるときは係合部材の移動距離がまだ短いため、係合部材同士を衝突させても発生する打音は小さい。係合部材を移動させるために係合部材に付与する駆動力を一定にしても、係合部材の移動速度は移動距離の２乗で増加する。そのため、このように移動距離が短い時点で一旦移動速度を０にし、その後第１歯列と第２歯列を係合させることにより、係合部材の移動速度の増加を抑制することができる。従って、クラッチ手段の係合時に発生する打音を低減することができる。
【０００８】
本発明のドグクラッチシステムの一形態において、前記直線駆動手段は、前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力を変更可能であり、前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させるまでは前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に所定の初期駆動力で駆動され、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後は前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に前記初期駆動力よりも小さい駆動力で駆動されるように前記直線駆動手段を制御してもよい（請求項２）。このように第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させた後の駆動力を小さくすることにより、第１歯列と第２歯列とが噛み合ったときの係合部材の移動速度をさらに低下させることができる。そのため、クラッチ手段の係合時に発生する打音をさらに低減できる。
【０００９】
この形態において、前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後、前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するに従って前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力が漸次小さくなるように前記直線駆動手段を制御してもよい（請求項３）。このように駆動力を漸次小さくすることにより、クラッチ手段の係合時に発生する打音をさらに低減できる。
【００１０】
本発明のドグクラッチシステムの一形態においては、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方の回転数を変更可能な回転数変更手段をさらに備え、前記速度低減手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において、まず前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とが互いに対向した状態で前記第１係合部材及び前記第２係合部材が同期して回転するように前記回転数変更手段を制御し、その後同期して回転している前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するように前記直線駆動手段を制御して前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させてもよい（請求項４）。このように第１歯列の歯と第２歯列の歯とを互いに対向させた状態で第１係合部材と第２係合部材とを接近させることにより、第１歯列と第２歯列とが噛み合う前に第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させることができる。
【００１１】
本発明のドグクラッチシステムの一形態において、前記第１歯列を形成する複数の歯及び前記第２歯列を形成する複数の歯には、当接した相手側の歯が自らの歯と歯の間に誘導されるようにチャンファがそれぞれ設けられていてもよい（請求項５）。この場合、第１歯列の歯と第２歯列の歯とが衝突するとそれぞれの歯に設けられたチャンファにて相手の歯が自らの歯と歯の間に誘導されるので、第１歯列と第２歯列とを速やかに噛み合わせることができる。
【００１２】
この形態においては、前記チャンファの先端がそれぞれ丸められていてもよい（請求項６）。この場合、歯同士を衝突させたときにチャンファの先端が欠けることを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明のドグクラッチシステムによれば、第１歯列と第２歯列とを噛み合わせる前に直線駆動手段の駆動対象の係合部材を一時停止させ、その後第１歯列と第２歯列とを噛み合わせるので、第１歯列と第２歯列とが噛み合うときの係合部材の移動速度を低下させることができる。そのため、クラッチ手段の係合時に発生する打音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２は、本発明の一形態に係るドグクラッチシステムが適用されたハイブリッド車の動力伝達装置の一部を模式的に示している。クラッチ手段としてのクラッチ１はハイブリッド車の変速を実現するための装置の一つとして動力伝達装置２に組み込まれている。なお、図１は解放状態のクラッチ１を示し、図２は係合状態のクラッチ１を示している。動力伝達装置２の全体構成等の詳細な構造は本発明の要旨と直接関係しないため説明を省略する。
【００１５】
クラッチ１はドグクラッチとして構成されており、動力伝達装置２が持つモータジェネレータ（ＭＧ）３からアクスルシャフト４までの動力伝達経路内に配置される。クラッチ１は、ＭＧ３側に連結する回転軸５ａに装着された第１係合部材５と、アクスルシャフト４側に連結する回転軸６ａに装着された第２係合部材６とを備えている。これらの回転軸５ａ、６ａが同軸に配置されることにより、各係合部材５、６は共通の軸線Ａｘの回りに相対回転可能に配置される。ＭＧ３側の回転軸５ａは軸線Ａｘ方向に移動可能な状態で支持されており、回転軸５ａは直線駆動手段としての駆動装置７にて第１係合部材５とともに軸線Ａｘ方向へ駆動される。また、クラッチ１が解放状態の場合は回転軸５ａとアクスルシャフト４との連結が解除されているため、ＭＧ３にて第１係合部材５の回転数を制御できる。そのため、ＭＧ３が本発明の回転数変更手段に相当する。なお、第２係合部材６は軸線方向Ａｘに移動不能な状態で支持されている。
【００１６】
第１係合部材５は複数の歯８が周方向に並べられた第１歯列９を持っており、第２係合部材６は第１歯列９と噛み合うことができる複数の歯１０が周方向に並べられた第２歯列１１を持っている。各歯８、１０は軸線Ａｘの方向に突出している。図１の状態は各歯列９、１１が互いに離間している解放状態であるため、ＭＧ３側からアクスルシャフト４側への動力伝達が遮断される。図１の状態から駆動装置７によって第１係合部材５と第２係合部材６とを接近させると、図２に示すように、第１係合部材５の第１歯列９と第２係合部材６の第２歯列１１とが噛み合う係合状態となる。これにより、第１係合部材５と第２係合部材６とが結合され、ＭＧ３側の動力がアクスルシャフト４側へクラッチ１を介して伝達される。
【００１７】
図３の各図は各係合部材５、６の歯８、１０を拡大して示している。また、第１工程Ｐ１〜第５工程Ｐ５は、クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替えるときの第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０との位置の時間変化の一例を順に示している。図３に拡大して示したように各歯８、１０の先端にはそれぞれチャンファ８ａ、１０ａが設けられている。チャンファ８ａ、１０ａは、その先端が噛み合うべき相手の歯列９、１１に向くように設けられている。また、各チャンファ８ａ、１０ａの先端は丸められている。
【００１８】
図３を参照して、本発明のドグクラッチシステムにおいてクラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える手順の概要について説明する。クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える場合、まず図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が対向するように第１係合部材５の回転数をＭＧ３で制御する。次に第２工程Ｐ２に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が対向した状態で駆動装置７にて第１係合部材５を第２係合部材６側に移動させ、各歯８、１０の先端に設けられたチャンファ８ａ、１０ａ同士を衝突させる。これにより、第１係合部材５を一時停止させ、第１係合部材５の移動速度を一旦０にすることができる。
【００１９】
その後、駆動装置７にて第１係合部材５を第２係合部材６側にさらに移動させる。これにより、第３工程Ｐ３に示したように各歯８、１０を当接したチャンファ８ａ、１０ａの斜面によって相手側の歯と歯の間に誘導することができる。なお、この際駆動装置７は、歯８、１０同士を衝突させる前よりも小さい駆動力で第１係合部材５を第２係合部材６側に移動させる。図３の第４工程Ｐ４に示したように各歯８、１０が噛み合うべき相手側の歯と歯の間に誘導された後、すなわち各歯８、１０が噛み合うべき相手側の歯の歯底部と対向した後は、第５工程Ｐ５に示したように第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合うまで駆動装置７にて第１係合部材５を第２係合部材６側に駆動する。これにより、クラッチ１が解放状態から係合状態に切り替わる。
【００２０】
このようにクラッチ１の状態を制御するべくクラッチ制御手段としての制御装置２０がＭＧ３及び駆動装置７のそれぞれの動作を制御する。制御装置２０は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータであり、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置に保持された各種プログラムに従って動力伝達装置２の各部に対する制御を実行可能なように構成されている。図示は省略したが制御装置２０には、車両の速度に対応する信号を出力する車速センサ、アクセル開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサなど各種センサが接続されており、制御装置２０はこれらセンサの出力信号を参照して動力伝達装置２の各部の制御を行う。図４及び図５は、制御装置２０がクラッチ１を解放状態から係合状態に切り替えるために実行するクラッチ係合制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、制御装置２０の動作中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図５は図４に続くフローチャートである。この制御ルーチンを実行することにより制御装置２０が本発明の速度低減手段として機能する。
【００２１】
図４の制御ルーチンにおいて制御装置２０は、まずステップＳ１１でクラッチ１が係合状態か否か判断する。クラッチ１が係合状態であると判断した場合はステップＳ１２に進み、制御装置２０はこの制御ルーチンにて使用する第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ及び第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２をそれぞれオフの状態に切り替えてリセットする。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉは、第１係合部材５と第２係合部材６とが図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向する状態で第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動されていることを示すフラグである。一方、第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２は、第１係合部材５と第２係合部材６とが図３の第４工程Ｐ４に示したように各歯８、１０が相手側の歯の歯底部と対向する状態で第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動されていることを示すフラグである。これらのフラグは制御装置２０のＲＡＭに記憶され、次にこの制御ルーチンが実行されたときにも記憶されている値が使用される。
【００２２】
一方、クラッチ１が係合状態ではない、すなわち解放状態又は解放状態から係合状態への切り替えの途中であると判断した場合はステップＳ１３に進み、制御装置２０は車両の走行状態を取得する。車両の走行状態としては、例えば車速、アクセル開度などが取得される。続くステップＳ１４において制御装置２０は、クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える所定の係合条件が成立したか否か判断する。所定の係合条件は、例えばアクセル開度が増加した場合などＭＧ３の動力をアクスルシャフト４に伝達する必要がある場合などに成立したと判断される。所定の係合条件が不成立と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、所定の係合条件が成立したと判断した場合はステップＳ１５に進み、制御装置２０は第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオフか否か判断する。第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオフであると判断した場合はステップＳ１６に進み、制御装置２０は図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向するように第１係合部材５の回転数を調整する先端一致制御を実行する。この先端一致制御は、例えば第１係合部材５の各歯８の位置を検出するセンサ及び第２係合部材６の各歯１０の位置を検出するセンサを設け、これらのセンサの検出結果に基づいてＭＧ３を制御することにより行う。また、例えば第１歯列９の歯８と歯８の間隔（ピッチ）及び第２歯列１１の歯１０と歯１０の間隔（ピッチ）に基づいて予め第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向した状態になる第１係合部材５の回転角度及び第２係合部材６の回転角度をそれぞれ求めておき、第２係合部材６の回転角度に基づいてＭＧ３の回転数を変更して第１係合部材５の回転角度を調整することにより、先端一致制御を実行してもよい。
【００２４】
続くステップＳ１７において制御装置２０は、図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向したか否か判断する。以降、図３の第１工程Ｐ１のように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが対向した状態を先端が一致した状態と称することがある。この判断は、例えば上述したように各歯８、１０の位置をセンサで検出している場合はこのセンサの検出値に基づいて行えばよい。一方、各係合部材５、６の回転角度で各歯８、１０の位置を制御する場合は、この回転角度が予め求めておいた先端が一致する回転角度に調整された場合に先端が一致したと判断すればよい。第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端が一致していないと判断した場合はステップＳ１８に進み、制御装置２０は第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉをオフの状態に切り替える。なお、既にオフの状態であった場合は、その状態を維持する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２５】
一方、第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端の位置が一致したと判断した場合はステップＳ１９に進み、制御装置２０は図３の第２工程Ｐ２に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端の位置が一致した状態で第１係合部材５が第２係合部材６側に移動するように駆動装置７を制御する。以下、この制御を係合制御と称することがある。この際、制御装置２０は、第１係合部材５が所定の第１駆動力で第２係合部材６側に駆動されるように駆動装置７に指示を出力する。所定の第１駆動力としては、例えば駆動装置７が出力可能な駆動力の最大値が設定される。次のステップＳ２０において制御装置２０は、第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉをオンの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１５において第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオンの状態であると判断した場合は図５のステップＳ２１に進み、制御装置２０は第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオフの状態か否か判断する。第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオンの状態であると判断した場合はステップＳ２２に進み、制御装置２０はクラッチ１が解放状態から係合状態に切り替わったか否か、すなわちクラッチ１の係合が完了したか否か判断する。この判断は、例えば第１係合部材５の移動距離に基づいて行ってもよいし、ＭＧ３の負荷の変化に基づいて行ってもよい。クラッチ１の係合がまだ完了していないと判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、クラッチ１の係合が完了したと判断した場合はステップＳ２３に進み、制御装置２０は駆動装置７による第１係合部材５の軸方向への移動を停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオフの状態であると判断した場合はステップＳ２４に進み、制御装置２０は図３の第４工程Ｐ４に示したように各歯８、１０の先端に設けられているチャンファ８ａ、１０ａに誘導されて第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチα分ずれたか否か判断する。この判断は、例えば各歯８、１０の位置をセンサで検出している場合はこのセンサの検出値に基づいて行えばよい。一方、各係合部材５、６の回転角度で各歯８、１０の位置を制御する場合は、予め第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチずれる各係合部材５、６の回転角度を求めておき、各係合部材５、６の回転角度がこの予め求めておいて回転角度に変化したばあいに半ピッチα分ずれたと判断すればよい。第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチα分ずれていないと判断した場合はステップＳ２５に進み、制御装置２０は第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２をオフの状態に切り替える。なお、既にオフの状態であった場合はその状態に維持する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチα分ずれたと判断した場合はステップＳ２６に進み、制御装置２０は係合制御を実行する。この際、制御装置２０は、第１駆動力より小さい第２駆動力で第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動されるように駆動装置７に指示を出力する。続くステップＳ２７において制御装置２０は第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２をオンの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２９】
この制御ルーチンによれば、第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオンの状態に切り替えられてから第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオンの状態に切り替えられるまでの間、第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端が一致した状態で第１係合部材５が第１駆動力で第２係合部材６側に駆動されるので、図３の第２工程Ｐ２に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とを衝突させ、第１係合部材５を一時停止させることができる。その後、さらに第１係合部材５を第２係合部材６側に移動させることにより、各歯８、１０の先端に設けられたチャンファ８ａ、１０ａにて相手側の歯を自らの歯と歯の間に誘導することができるので、第１係合部材５と第２係合部材６の状態を図３の第３工程Ｐ３、第４工程Ｐ４の順に変化させることができる。そして、第１係合部材５と第２係合部材６の状態が図３の第４工程Ｐ４に示した状態に変化した後、すなわち第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオンの状態に切り替わった後は、第１駆動力より小さい第２駆動力にて第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動される。
【００３０】
このように第１歯列９と第２歯列１１とを噛み合わせる前に第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とを衝突させて第１係合部材５を一時停止させ、その後それまでの駆動力よりも小さい駆動力で第１係合部材５を第２敬語部材６側に移動させることにより、図３の第５工程Ｐ５に示したように第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合うときの第１係合部材５の移動速度を低下させ、この際に発生する打音を低減することができる。
【００３１】
以上に説明した形態では、制御装置２０にてＭＧ３及び駆動装置７の動作を制御してクラッチ１を制御するため、クラッチ１、ＭＧ３、駆動装置７及び制御装置２０の組み合わせにより本発明のドグクラッチシステムが実現されている。
【００３２】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させた後に第１係合部材に対して付与する駆動力は、一定でなくてもよい。例えば、第１係合部材と第２係合部材とが接近するに従って駆動力が漸次小さくなるように駆動力を変化させてもよい。
【００３３】
上述した形態では、両方の係合部材が回転可能に設けられているが、係合部材の一方が回転不可に固定されていてもよい。本発明のドグクラッチシステムが適用されるドグクラッチは、歯が軸線の方向に突出するものに限定されない。例えば内周に歯列が設けられた円筒状の第１係合部材とその第１係合部材の内部に嵌り、かつ外周に歯列が設けられた第２係合部材とで構成されるドグクラッチに本発明を適用してもよい。また、第１係合部材と第２係合部材の両方が軸線方向に移動して係合状態及び解放状態に切り替わるドグクラッチに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一形態に係るドグクラッチシステムが適用されたハイブリッド車の動力伝達装置の一部を模式的に示した図。
【図２】図１のクラッチの係合状態を示した図。
【図３】図１のクラッチを解放状態から係合状態に切り替えるときの第１係合部材と第２係合部材の位置の時間変化の一例を示す図。
【図４】制御装置が実行するクラッチ係合制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】図４に続くフローチャート。
【符号の説明】
【００３５】
１ クラッチ（クラッチ手段）
３ モータジェネレータ（回転数変更手段）
５ 第１係合部材
６ 第２係合部材
７ 駆動装置（直線駆動手段）
８ 歯
８ａ チャンファ
９ 第１歯列
１０ 歯
１０ａ チャンファ
１１ 第２歯列
２０ 制御装置（クラッチ制御手段、速度低減手段）
Ａｘ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達経路に設けられて動力の断続を行うことが可能なドグクラッチシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される変速機には、歯車同士の係合がスムーズに行われるように噛み合わせるべき歯車同士の回転を同期させる同期装置が組み込まれている。このような同期装置において、ハブスリーブとスプラインピースとの間に配置されるシンクロナイザリングにハブスリーブの第１チャンファに対応する第２チャンファを設け、この第２チャンファのチャンファ角を第１チャンファのチャンファ角よりも小さく設定するとともにこの第２チャンファを所定量回動可能に設けることにより、ハブスリーブとシンクロナイザリングとの接近時にまず第２チャンファの先端と第１チャンファとを当接させ、その後第２チャンファの回動により第１チャンファと第２チャンファとを面接触させることにより、両者間の面圧を低減させるものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７３９７０号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７６２１号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、互いに歯列が設けられた一対の係合部材を係合させたり離間させたりすることにより動力の断続を行うドグクラッチが知られている。このドグクラッチにおいても一対の係合部材を係合させる際には離間している互いの歯列を噛み合わせる必要があるため、特許文献１の同期装置に使用されている機構を適用し、これら一対の係合部材の互いの歯列に作用する面圧を低減できる。しかしながら、特許文献１の機構では、離間している一対の係合部材を係合させる際に一方の係合部材の歯が他方の係合部材の歯底部に衝突するまで互いの移動速度が高い状態に維持されるので、この歯と歯底部との衝突時に大きな打音が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、クラッチの係合時に発生する打音を低減することが可能なドグクラッチシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のドグクラッチシステムは、周方向に並べられた複数の歯にて形成される第１歯列を有する第１係合部材と、周方向に並べられた複数の歯にて形成され、かつ前記第１歯列と噛み合わせることが可能な第２歯列を有する第２係合部材とを共通の軸線の回りに相対回転可能に配置したクラッチ手段と、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方を直線駆動手段にて軸線方向に移動させることにより、前記クラッチ手段を前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う係合状態と前記第１歯列と前記第２歯列とが離間する解放状態とに切り替えるクラッチ制御手段と、を備えたドグクラッチシステムにおいて、前記クラッチ制御手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う前に前記直線駆動手段にて駆動される駆動対象の係合部材の前記軸線方向への移動が一時停止するように前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させる速度低減手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明のドグクラッチシステムによれば、第１歯列と第２歯列とを噛み合わせる前に第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させ、これにより直線駆動手段の駆動対象の係合部材を一時停止させるので、係合部材の移動速度をそこで一旦０にすることができる。そして、その後第１歯列と第２歯列とを噛み合わせるので、係合部材の一時停止を行わない場合と比較して第１歯列と第２歯列とが噛み合うときの係合部材の移動速度を低下させることができる。これにより、噛み合い時における第１係合部材と第２係合部材の衝突エネルギを小さくすることができる。なお、第１歯列と第２歯列とを噛み合わせる前に第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させるときは係合部材の移動距離がまだ短いため、係合部材同士を衝突させても発生する打音は小さい。係合部材を移動させるために係合部材に付与する駆動力を一定にしても、係合部材の移動速度は移動距離の２乗で増加する。そのため、このように移動距離が短い時点で一旦移動速度を０にし、その後第１歯列と第２歯列を係合させることにより、係合部材の移動速度の増加を抑制することができる。従って、クラッチ手段の係合時に発生する打音を低減することができる。
【０００８】
本発明のドグクラッチシステムの一形態において、前記直線駆動手段は、前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力を変更可能であり、前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させるまでは前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に所定の初期駆動力で駆動され、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後は前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に前記初期駆動力よりも小さい駆動力で駆動されるように前記直線駆動手段を制御してもよい（請求項２）。このように第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させた後の駆動力を小さくすることにより、第１歯列と第２歯列とが噛み合ったときの係合部材の移動速度をさらに低下させることができる。そのため、クラッチ手段の係合時に発生する打音をさらに低減できる。
【０００９】
この形態において、前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後、前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するに従って前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力が漸次小さくなるように前記直線駆動手段を制御してもよい（請求項３）。このように駆動力を漸次小さくすることにより、クラッチ手段の係合時に発生する打音をさらに低減できる。
【００１０】
本発明のドグクラッチシステムの一形態においては、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方の回転数を変更可能な回転数変更手段をさらに備え、前記速度低減手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において、まず前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とが互いに対向した状態で前記第１係合部材及び前記第２係合部材が同期して回転するように前記回転数変更手段を制御し、その後同期して回転している前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するように前記直線駆動手段を制御して前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させてもよい（請求項４）。このように第１歯列の歯と第２歯列の歯とを互いに対向させた状態で第１係合部材と第２係合部材とを接近させることにより、第１歯列と第２歯列とが噛み合う前に第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させることができる。
【００１１】
本発明のドグクラッチシステムの一形態において、前記第１歯列を形成する複数の歯及び前記第２歯列を形成する複数の歯には、当接した相手側の歯が自らの歯と歯の間に誘導されるようにチャンファがそれぞれ設けられていてもよい（請求項５）。この場合、第１歯列の歯と第２歯列の歯とが衝突するとそれぞれの歯に設けられたチャンファにて相手の歯が自らの歯と歯の間に誘導されるので、第１歯列と第２歯列とを速やかに噛み合わせることができる。
【００１２】
この形態においては、前記チャンファの先端がそれぞれ丸められていてもよい（請求項６）。この場合、歯同士を衝突させたときにチャンファの先端が欠けることを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明のドグクラッチシステムによれば、第１歯列と第２歯列とを噛み合わせる前に直線駆動手段の駆動対象の係合部材を一時停止させ、その後第１歯列と第２歯列とを噛み合わせるので、第１歯列と第２歯列とが噛み合うときの係合部材の移動速度を低下させることができる。そのため、クラッチ手段の係合時に発生する打音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２は、本発明の一形態に係るドグクラッチシステムが適用されたハイブリッド車の動力伝達装置の一部を模式的に示している。クラッチ手段としてのクラッチ１はハイブリッド車の変速を実現するための装置の一つとして動力伝達装置２に組み込まれている。なお、図１は解放状態のクラッチ１を示し、図２は係合状態のクラッチ１を示している。動力伝達装置２の全体構成等の詳細な構造は本発明の要旨と直接関係しないため説明を省略する。
【００１５】
クラッチ１はドグクラッチとして構成されており、動力伝達装置２が持つモータジェネレータ（ＭＧ）３からアクスルシャフト４までの動力伝達経路内に配置される。クラッチ１は、ＭＧ３側に連結する回転軸５ａに装着された第１係合部材５と、アクスルシャフト４側に連結する回転軸６ａに装着された第２係合部材６とを備えている。これらの回転軸５ａ、６ａが同軸に配置されることにより、各係合部材５、６は共通の軸線Ａｘの回りに相対回転可能に配置される。ＭＧ３側の回転軸５ａは軸線Ａｘ方向に移動可能な状態で支持されており、回転軸５ａは直線駆動手段としての駆動装置７にて第１係合部材５とともに軸線Ａｘ方向へ駆動される。また、クラッチ１が解放状態の場合は回転軸５ａとアクスルシャフト４との連結が解除されているため、ＭＧ３にて第１係合部材５の回転数を制御できる。そのため、ＭＧ３が本発明の回転数変更手段に相当する。なお、第２係合部材６は軸線方向Ａｘに移動不能な状態で支持されている。
【００１６】
第１係合部材５は複数の歯８が周方向に並べられた第１歯列９を持っており、第２係合部材６は第１歯列９と噛み合うことができる複数の歯１０が周方向に並べられた第２歯列１１を持っている。各歯８、１０は軸線Ａｘの方向に突出している。図１の状態は各歯列９、１１が互いに離間している解放状態であるため、ＭＧ３側からアクスルシャフト４側への動力伝達が遮断される。図１の状態から駆動装置７によって第１係合部材５と第２係合部材６とを接近させると、図２に示すように、第１係合部材５の第１歯列９と第２係合部材６の第２歯列１１とが噛み合う係合状態となる。これにより、第１係合部材５と第２係合部材６とが結合され、ＭＧ３側の動力がアクスルシャフト４側へクラッチ１を介して伝達される。
【００１７】
図３の各図は各係合部材５、６の歯８、１０を拡大して示している。また、第１工程Ｐ１〜第５工程Ｐ５は、クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替えるときの第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０との位置の時間変化の一例を順に示している。図３に拡大して示したように各歯８、１０の先端にはそれぞれチャンファ８ａ、１０ａが設けられている。チャンファ８ａ、１０ａは、その先端が噛み合うべき相手の歯列９、１１に向くように設けられている。また、各チャンファ８ａ、１０ａの先端は丸められている。
【００１８】
図３を参照して、本発明のドグクラッチシステムにおいてクラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える手順の概要について説明する。クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える場合、まず図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が対向するように第１係合部材５の回転数をＭＧ３で制御する。次に第２工程Ｐ２に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が対向した状態で駆動装置７にて第１係合部材５を第２係合部材６側に移動させ、各歯８、１０の先端に設けられたチャンファ８ａ、１０ａ同士を衝突させる。これにより、第１係合部材５を一時停止させ、第１係合部材５の移動速度を一旦０にすることができる。
【００１９】
その後、駆動装置７にて第１係合部材５を第２係合部材６側にさらに移動させる。これにより、第３工程Ｐ３に示したように各歯８、１０を当接したチャンファ８ａ、１０ａの斜面によって相手側の歯と歯の間に誘導することができる。なお、この際駆動装置７は、歯８、１０同士を衝突させる前よりも小さい駆動力で第１係合部材５を第２係合部材６側に移動させる。図３の第４工程Ｐ４に示したように各歯８、１０が噛み合うべき相手側の歯と歯の間に誘導された後、すなわち各歯８、１０が噛み合うべき相手側の歯の歯底部と対向した後は、第５工程Ｐ５に示したように第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合うまで駆動装置７にて第１係合部材５を第２係合部材６側に駆動する。これにより、クラッチ１が解放状態から係合状態に切り替わる。
【００２０】
このようにクラッチ１の状態を制御するべくクラッチ制御手段としての制御装置２０がＭＧ３及び駆動装置７のそれぞれの動作を制御する。制御装置２０は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータであり、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置に保持された各種プログラムに従って動力伝達装置２の各部に対する制御を実行可能なように構成されている。図示は省略したが制御装置２０には、車両の速度に対応する信号を出力する車速センサ、アクセル開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサなど各種センサが接続されており、制御装置２０はこれらセンサの出力信号を参照して動力伝達装置２の各部の制御を行う。図４及び図５は、制御装置２０がクラッチ１を解放状態から係合状態に切り替えるために実行するクラッチ係合制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、制御装置２０の動作中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図５は図４に続くフローチャートである。この制御ルーチンを実行することにより制御装置２０が本発明の速度低減手段として機能する。
【００２１】
図４の制御ルーチンにおいて制御装置２０は、まずステップＳ１１でクラッチ１が係合状態か否か判断する。クラッチ１が係合状態であると判断した場合はステップＳ１２に進み、制御装置２０はこの制御ルーチンにて使用する第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ及び第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２をそれぞれオフの状態に切り替えてリセットする。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉは、第１係合部材５と第２係合部材６とが図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向する状態で第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動されていることを示すフラグである。一方、第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２は、第１係合部材５と第２係合部材６とが図３の第４工程Ｐ４に示したように各歯８、１０が相手側の歯の歯底部と対向する状態で第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動されていることを示すフラグである。これらのフラグは制御装置２０のＲＡＭに記憶され、次にこの制御ルーチンが実行されたときにも記憶されている値が使用される。
【００２２】
一方、クラッチ１が係合状態ではない、すなわち解放状態又は解放状態から係合状態への切り替えの途中であると判断した場合はステップＳ１３に進み、制御装置２０は車両の走行状態を取得する。車両の走行状態としては、例えば車速、アクセル開度などが取得される。続くステップＳ１４において制御装置２０は、クラッチ１を解放状態から係合状態に切り替える所定の係合条件が成立したか否か判断する。所定の係合条件は、例えばアクセル開度が増加した場合などＭＧ３の動力をアクスルシャフト４に伝達する必要がある場合などに成立したと判断される。所定の係合条件が不成立と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、所定の係合条件が成立したと判断した場合はステップＳ１５に進み、制御装置２０は第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオフか否か判断する。第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオフであると判断した場合はステップＳ１６に進み、制御装置２０は図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向するように第１係合部材５の回転数を調整する先端一致制御を実行する。この先端一致制御は、例えば第１係合部材５の各歯８の位置を検出するセンサ及び第２係合部材６の各歯１０の位置を検出するセンサを設け、これらのセンサの検出結果に基づいてＭＧ３を制御することにより行う。また、例えば第１歯列９の歯８と歯８の間隔（ピッチ）及び第２歯列１１の歯１０と歯１０の間隔（ピッチ）に基づいて予め第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向した状態になる第１係合部材５の回転角度及び第２係合部材６の回転角度をそれぞれ求めておき、第２係合部材６の回転角度に基づいてＭＧ３の回転数を変更して第１係合部材５の回転角度を調整することにより、先端一致制御を実行してもよい。
【００２４】
続くステップＳ１７において制御装置２０は、図３の第１工程Ｐ１に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが互いに対向したか否か判断する。以降、図３の第１工程Ｐ１のように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とが対向した状態を先端が一致した状態と称することがある。この判断は、例えば上述したように各歯８、１０の位置をセンサで検出している場合はこのセンサの検出値に基づいて行えばよい。一方、各係合部材５、６の回転角度で各歯８、１０の位置を制御する場合は、この回転角度が予め求めておいた先端が一致する回転角度に調整された場合に先端が一致したと判断すればよい。第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端が一致していないと判断した場合はステップＳ１８に進み、制御装置２０は第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉをオフの状態に切り替える。なお、既にオフの状態であった場合は、その状態を維持する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２５】
一方、第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端の位置が一致したと判断した場合はステップＳ１９に進み、制御装置２０は図３の第２工程Ｐ２に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端の位置が一致した状態で第１係合部材５が第２係合部材６側に移動するように駆動装置７を制御する。以下、この制御を係合制御と称することがある。この際、制御装置２０は、第１係合部材５が所定の第１駆動力で第２係合部材６側に駆動されるように駆動装置７に指示を出力する。所定の第１駆動力としては、例えば駆動装置７が出力可能な駆動力の最大値が設定される。次のステップＳ２０において制御装置２０は、第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉをオンの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１５において第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオンの状態であると判断した場合は図５のステップＳ２１に進み、制御装置２０は第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオフの状態か否か判断する。第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオンの状態であると判断した場合はステップＳ２２に進み、制御装置２０はクラッチ１が解放状態から係合状態に切り替わったか否か、すなわちクラッチ１の係合が完了したか否か判断する。この判断は、例えば第１係合部材５の移動距離に基づいて行ってもよいし、ＭＧ３の負荷の変化に基づいて行ってもよい。クラッチ１の係合がまだ完了していないと判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、クラッチ１の係合が完了したと判断した場合はステップＳ２３に進み、制御装置２０は駆動装置７による第１係合部材５の軸方向への移動を停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオフの状態であると判断した場合はステップＳ２４に進み、制御装置２０は図３の第４工程Ｐ４に示したように各歯８、１０の先端に設けられているチャンファ８ａ、１０ａに誘導されて第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチα分ずれたか否か判断する。この判断は、例えば各歯８、１０の位置をセンサで検出している場合はこのセンサの検出値に基づいて行えばよい。一方、各係合部材５、６の回転角度で各歯８、１０の位置を制御する場合は、予め第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチずれる各係合部材５、６の回転角度を求めておき、各係合部材５、６の回転角度がこの予め求めておいて回転角度に変化したばあいに半ピッチα分ずれたと判断すればよい。第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチα分ずれていないと判断した場合はステップＳ２５に進み、制御装置２０は第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２をオフの状態に切り替える。なお、既にオフの状態であった場合はその状態に維持する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端同士が半ピッチα分ずれたと判断した場合はステップＳ２６に進み、制御装置２０は係合制御を実行する。この際、制御装置２０は、第１駆動力より小さい第２駆動力で第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動されるように駆動装置７に指示を出力する。続くステップＳ２７において制御装置２０は第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２をオンの状態に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２９】
この制御ルーチンによれば、第１フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉがオンの状態に切り替えられてから第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオンの状態に切り替えられるまでの間、第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０の先端が一致した状態で第１係合部材５が第１駆動力で第２係合部材６側に駆動されるので、図３の第２工程Ｐ２に示したように第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とを衝突させ、第１係合部材５を一時停止させることができる。その後、さらに第１係合部材５を第２係合部材６側に移動させることにより、各歯８、１０の先端に設けられたチャンファ８ａ、１０ａにて相手側の歯を自らの歯と歯の間に誘導することができるので、第１係合部材５と第２係合部材６の状態を図３の第３工程Ｐ３、第４工程Ｐ４の順に変化させることができる。そして、第１係合部材５と第２係合部材６の状態が図３の第４工程Ｐ４に示した状態に変化した後、すなわち第２フラグＦｌｇ＿ｉｃｃｈｉ２がオンの状態に切り替わった後は、第１駆動力より小さい第２駆動力にて第１係合部材５が第２係合部材６側に駆動される。
【００３０】
このように第１歯列９と第２歯列１１とを噛み合わせる前に第１歯列９の歯８と第２歯列１１の歯１０とを衝突させて第１係合部材５を一時停止させ、その後それまでの駆動力よりも小さい駆動力で第１係合部材５を第２敬語部材６側に移動させることにより、図３の第５工程Ｐ５に示したように第１歯列９と第２歯列１１とが噛み合うときの第１係合部材５の移動速度を低下させ、この際に発生する打音を低減することができる。
【００３１】
以上に説明した形態では、制御装置２０にてＭＧ３及び駆動装置７の動作を制御してクラッチ１を制御するため、クラッチ１、ＭＧ３、駆動装置７及び制御装置２０の組み合わせにより本発明のドグクラッチシステムが実現されている。
【００３２】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、第１歯列の歯と第２歯列の歯とを衝突させた後に第１係合部材に対して付与する駆動力は、一定でなくてもよい。例えば、第１係合部材と第２係合部材とが接近するに従って駆動力が漸次小さくなるように駆動力を変化させてもよい。
【００３３】
上述した形態では、両方の係合部材が回転可能に設けられているが、係合部材の一方が回転不可に固定されていてもよい。本発明のドグクラッチシステムが適用されるドグクラッチは、歯が軸線の方向に突出するものに限定されない。例えば内周に歯列が設けられた円筒状の第１係合部材とその第１係合部材の内部に嵌り、かつ外周に歯列が設けられた第２係合部材とで構成されるドグクラッチに本発明を適用してもよい。また、第１係合部材と第２係合部材の両方が軸線方向に移動して係合状態及び解放状態に切り替わるドグクラッチに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一形態に係るドグクラッチシステムが適用されたハイブリッド車の動力伝達装置の一部を模式的に示した図。
【図２】図１のクラッチの係合状態を示した図。
【図３】図１のクラッチを解放状態から係合状態に切り替えるときの第１係合部材と第２係合部材の位置の時間変化の一例を示す図。
【図４】制御装置が実行するクラッチ係合制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】図４に続くフローチャート。
【符号の説明】
【００３５】
１ クラッチ（クラッチ手段）
３ モータジェネレータ（回転数変更手段）
５ 第１係合部材
６ 第２係合部材
７ 駆動装置（直線駆動手段）
８ 歯
８ａ チャンファ
９ 第１歯列
１０ 歯
１０ａ チャンファ
１１ 第２歯列
２０ 制御装置（クラッチ制御手段、速度低減手段）
Ａｘ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に並べられた複数の歯にて形成される第１歯列を有する第１係合部材と、周方向に並べられた複数の歯にて形成され、かつ前記第１歯列と噛み合わせることが可能な第２歯列を有する第２係合部材とを共通の軸線の回りに相対回転可能に配置したクラッチ手段と、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方を直線駆動手段にて軸線方向に移動させることにより、前記クラッチ手段を前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う係合状態と前記第１歯列と前記第２歯列とが離間する解放状態とに切り替えるクラッチ制御手段と、を備えたドグクラッチシステムにおいて、
前記クラッチ制御手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う前に前記直線駆動手段にて駆動される駆動対象の係合部材の前記軸線方向への移動が一時停止するように前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させる速度低減手段を備えることを特徴とするドグクラッチシステム。
【請求項２】
前記直線駆動手段は、前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力を変更可能であり、
前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させるまでは前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に所定の初期駆動力で駆動され、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後は前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に前記初期駆動力よりも小さい駆動力で駆動されるように前記直線駆動手段を制御する請求項１に記載のドグクラッチシステム。
【請求項３】
前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後、前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するに従って前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力が漸次小さくなるように前記直線駆動手段を制御する請求項２に記載のドグクラッチシステム。
【請求項４】
前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方の回転数を変更可能な回転数変更手段をさらに備え、
前記速度低減手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において、まず前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とが互いに対向した状態で前記第１係合部材及び前記第２係合部材が同期して回転するように前記回転数変更手段を制御し、その後同期して回転している前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するように前記直線駆動手段を制御して前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させる請求項１〜３のいずれか一項に記載のドグクラッチシステム。
【請求項５】
前記第１歯列を形成する複数の歯及び前記第２歯列を形成する複数の歯には、当接した相手側の歯が自らの歯と歯の間に誘導されるようにチャンファがそれぞれ設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のドグクラッチシステム。
【請求項６】
前記チャンファの先端がそれぞれ丸められている請求項５に記載のドグクラッチシステム。
【請求項１】
周方向に並べられた複数の歯にて形成される第１歯列を有する第１係合部材と、周方向に並べられた複数の歯にて形成され、かつ前記第１歯列と噛み合わせることが可能な第２歯列を有する第２係合部材とを共通の軸線の回りに相対回転可能に配置したクラッチ手段と、前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方を直線駆動手段にて軸線方向に移動させることにより、前記クラッチ手段を前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う係合状態と前記第１歯列と前記第２歯列とが離間する解放状態とに切り替えるクラッチ制御手段と、を備えたドグクラッチシステムにおいて、
前記クラッチ制御手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において前記第１歯列と前記第２歯列とが噛み合う前に前記直線駆動手段にて駆動される駆動対象の係合部材の前記軸線方向への移動が一時停止するように前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させる速度低減手段を備えることを特徴とするドグクラッチシステム。
【請求項２】
前記直線駆動手段は、前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力を変更可能であり、
前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させるまでは前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に所定の初期駆動力で駆動され、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後は前記駆動対象の係合部材が前記軸線方向に前記初期駆動力よりも小さい駆動力で駆動されるように前記直線駆動手段を制御する請求項１に記載のドグクラッチシステム。
【請求項３】
前記速度低減手段は、前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させた後、前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するに従って前記駆動対象の係合部材を前記軸線方向に移動させる駆動力が漸次小さくなるように前記直線駆動手段を制御する請求項２に記載のドグクラッチシステム。
【請求項４】
前記第１係合部材及び前記第２係合部材の少なくともいずれか一方の回転数を変更可能な回転数変更手段をさらに備え、
前記速度低減手段は、前記クラッチ手段を前記解放状態から前記係合状態に切り替える過程において、まず前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とが互いに対向した状態で前記第１係合部材及び前記第２係合部材が同期して回転するように前記回転数変更手段を制御し、その後同期して回転している前記第１係合部材と前記第２係合部材とが接近するように前記直線駆動手段を制御して前記第１歯列の歯と前記第２歯列の歯とを衝突させる請求項１〜３のいずれか一項に記載のドグクラッチシステム。
【請求項５】
前記第１歯列を形成する複数の歯及び前記第２歯列を形成する複数の歯には、当接した相手側の歯が自らの歯と歯の間に誘導されるようにチャンファがそれぞれ設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載のドグクラッチシステム。
【請求項６】
前記チャンファの先端がそれぞれ丸められている請求項５に記載のドグクラッチシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１２７８５２（Ｐ２００９−１２７８５２Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０７２４２（Ｐ２００７−３０７２４２）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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