動力伝達装置
【課題】引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することが可能な動力伝達機構を提供する。
【解決手段】内燃機関２の出力軸２ａと駆動軸４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構１１の状態を係合機構１２にて変更することにより出力軸２ａの回転数に対する駆動軸４の回転数を変更可能な動力伝達装置１０において、係合機構１２は、一対の摩擦部材５１、５２を係合状態と解放状態とに切り替え可能な湿式クラッチ５０と、一対のクラッチ板４１、４２を係合状態と解放状態とに切り替え可能なドグクラッチ４０と、を備え、第２摩擦部材５２がケース１３に固定されるとともに第１摩擦部材５１が第２クラッチ板４２と一体に回転するように設けられ、第１クラッチ板４１が動力伝達機構１１のサンギア３１と一体に回転するように設けられる。
【解決手段】内燃機関２の出力軸２ａと駆動軸４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構１１の状態を係合機構１２にて変更することにより出力軸２ａの回転数に対する駆動軸４の回転数を変更可能な動力伝達装置１０において、係合機構１２は、一対の摩擦部材５１、５２を係合状態と解放状態とに切り替え可能な湿式クラッチ５０と、一対のクラッチ板４１、４２を係合状態と解放状態とに切り替え可能なドグクラッチ４０と、を備え、第２摩擦部材５２がケース１３に固定されるとともに第１摩擦部材５１が第２クラッチ板４２と一体に回転するように設けられ、第１クラッチ板４１が動力伝達機構１１のサンギア３１と一体に回転するように設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構の状態を係合機構にて変更することにより入力軸の回転数に対する出力軸の回転数を変更する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電動モータとを走行用動力源として備えたハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両は、内燃機関から出力された動力を分割したり、その回転を変速したりして駆動輪や発電機などの複数の出力先に伝達する駆動装置を備えている。動力の分割や回転の変速を行うための機構としては、例えば遊星歯車機構が用いられる。この装置では、例えば遊星歯車機構の回転要素のいずれか一つの回転を禁止したり、許可したりすることによって回転の変速や動力の分割を行う。このような駆動装置を備えたハイブリッド車両として、キャリアと内燃機関の出力軸とが接続されるとともにサンギアと発電機の伝達軸とが接続され、かつリングギアとユニット出力軸とが接続され、キャリアを介して入力された内燃機関の回転を変速してユニット出力軸から出力するプラネタリギアユニット（遊星歯車機構）を備え、発電機の伝動軸の他端側に設けられた湿式ブレーキを係合させる際は発電機の回転数をゼロに近付けてからそのブレーキを係合させることにより、ブレーキ係合時のトルク変動を軽減す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２００１−１７７３号公報
【特許文献２】特開平７−１９３６３号公報
【特許文献３】特開２００６−３８１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、湿式ブレーキの係合部分が発電機の伝動軸に設けられているので、その係合部分が発電機のロータと同じ回転数で回転する。そのため、湿式ブレーキによる制動が解除されていても湿式ブレーキにおいてオイルのせん断力に起因する引き摺りトルクが発生し、動力が無駄に消費される。
【０００５】
そこで、本発明は、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することが可能な動力伝達機構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】
本発明の動力伝達装置は、入力軸と出力軸との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構の状態を係合機構にて変更することにより前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数を変更可能な動力伝達装置において、前記係合機構は、一対の摩擦係合部材を係合させる係合状態と前記一対の摩擦係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な摩擦クラッチと、一対の回転係合部材を係合させる係合状態と前記一対の回転係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な噛み合いクラッチと、を備え、前記一対の摩擦係合部材の一方の摩擦係合部材が固定部材に固定されるとともに他方の摩擦係合部材が前記一対の回転係合部材の一方の回転係合部材と一体に回転するように設けられ、前記一対の回転係合部材の他方の回転係合部材が前記動力伝達機構の回転部材と一体に回転するように設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の動力伝達装置によれば、摩擦クラッチと動力伝達機構の回転部材との間に噛み合いクラッチを設けたので、この噛み合いクラッチを解放状態にすることにより回転部材と摩擦クラッチとの間の回転の伝達を阻止することができる。これにより、他方の摩擦係合部材が回転部材とともに回転することを防止できるので、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することができる。
【０００８】
本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に切り替える所定の係合条件が成立した場合、まず前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。噛み合いクラッチと比較して摩擦クラッチの方が解放状態から係合状態に切り替える際の回転数差から生じるショックやトルク変動が小さい。そのため、摩擦クラッチ及び噛み合いクラッチの両方を係合状態に切り替える場合にこの順番で各クラッチを係合状態に切り替えることにより、係合時のトルク変動及びショックを低減することができる。
【０００９】
この形態において、前記制御手段は、前記所定の係合条件の成立後、前記一方の回転係合部材の回転数と前記他方の回転係合部材の回転数との差が所定の第１判定値未満に低下した場合に前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記所定の第１判定値より小さい所定の第２判定値未満に低下した場合に前記摩擦クラッチを係合状態に切り替えてもよい（請求項３）。このように一対の摩擦係合部材の回転数の差が第２判定値未満に低下した場合にこれら一対の摩擦係合部材を係合させることにより、係合時のトルク変動及びショックをさらに低減することができる。
【００１０】
また、前記回転部材の回転数を調整する回転数調整手段をさらに備え、前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記第２判定値未満に調整されるように前記回転数調整手段を制御してもよい（請求項４）。このように回転数調整手段を制御することにより、摩擦クラッチを速やかに係合状態に切り替えることができる。
【００１１】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態において、前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に前記出力軸から所定の判定トルク以上のトルクが予め設定した所定期間より長く出力されると判断した場合、前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えてもよい（請求項５）。噛み合いクラッチが係合状態に切り替えられると回転部材と摩擦クラッチとが接続されるので、摩擦クラッチの引き摺りトルクによって無駄に動力が消費される。また、摩擦クラッチを無駄に動作させ、摩擦クラッチの耐久性を低下させる。そこで、このように噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、出力軸から所定の判定トルク以上のトルクが出力されると判断した場合は、噛み合いクラッチを解放状態に切り替え、摩擦クラッチと回転部材とを切り離す。これにより、摩擦クラッチの引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制でき、また摩擦クラッチの耐久性の低下を抑制できる。
【００１２】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記回転部材の回転方向を切り替え可能な回転方向切替手段をさらに備え、前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に、前記摩擦クラッチを係合状態に切り替えたときに前記他方の摩擦係合部材に作用するトルクの方向と同じ方向に前記他方の摩擦係合部材が回転するように前記回転方向切替手段の動作を制御してもよい（請求項６）。このように摩擦クラッチを係合状態に切り替える前に他方の摩擦係合部材の回転方向を変更しておくことにより、他方の摩擦係合部材に回転を伝達する経路において発生する種々のガタ、例えば歯車間のバックラッシによる隙間などを詰めておくことができる。周知のように摩擦クラッチの係合時に経路上にガタがあるとこのガタによってショックやトルク変動が発生するため、このようにガタを詰めておくことにより、摩擦クラッチの係合時に発生するショックやトルク変動を低減することができる。
【００１３】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態において、前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ解放状態に切り替える所定の解放条件が成立した場合、まず前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えてもよい（請求項７）。噛み合いクラッチを先に解放状態に切り替えると、回転部材の回転を禁止させるための負荷が急に０になるため、各クラッチを解放状態に切り替えた際のショックやトルク変動が大きくなる。そこで、この順番で各クラッチを解放状態に切り替えることにより、クラッチを解放する際のトルク変動及びショックを低減することができる。
【００１４】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記動力伝達装置が車両に搭載されて前記入力軸と前記車両の走行用動力源とが連結されるとともに前記出力軸と前記車両の駆動輪とが連結され、前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求された場合、前記車両の加速時に前記動力伝達装置にて伝達すべき要求トルクと前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持した状態で前記動力伝達装置にて伝達可能なトルクの最大値である最大出力トルクとを比較し、前記要求トルクが前記最大出力トルク以下の場合は前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持してもよい（請求項８）。この場合、無駄にクラッチの状態を変更することを防止でき、また車両を速やかに加速させることができる。
【００１５】
この形態において、前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求され、かつ前記要求トルクが前記最大出力トルクより大きい場合、前記車両の加速が開始される前に前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えてもよい（請求項９）。噛み合いクラッチが係合状態であっても摩擦クラッチが解放状態に切り替えられていれば、回転部材を回転させることが可能となる。そこで、摩擦クラッチを解放状態に切り替えた状態で車両を加速させることにより、車両を速やかに加速させることができる。
【００１６】
また、前記噛み合いクラッチは、前記一対の回転係合部材とそれぞれ噛み合って前記一対の回転係合部材を係合させる係合位置と前記一対の回転係合部材のいずれか一方のみと噛み合う分離位置とに切り替え可能な状態変更部材と、前記状態変更部材を前記係合位置と前記分離位置との間で駆動するとともに、前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に所定の第１駆動力と前記所定の第１駆動力よりも強い所定の第２駆動力とで駆動可能なアクチュエータ手段と、を備え、前記制御手段は、前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えるべく前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に駆動させる場合、前記状態変更部材が前記第２駆動力で駆動されるように前記アクチュエータ手段の動作を制御してもよい（請求項１０）。このように車両の加速中は第２駆動力で状態変更部材を分離位置に駆動することにより、第１駆動力で駆動させる場合と比較して噛み合いクラッチを解放状態により確実に切り替えることができる。
【００１７】
本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記他方の摩擦係合部材及び前記一方の回転係合部材の少なくともいずれか一方の外周面に全周に亘って検出対象部が設けられ、前記係合機構が収容されるケースの内面のうち前記検出対象部が設けられた係合部材の外周面と対向する部分には、前記検出対象部に測定点が設定されて前記検出対象部が設けられた係合部材の周方向の位置を検出する回転角度検出手段が設けられていてもよい（請求項１１）。この場合、回転角度検出手段にて一方の回転係合部材の周方向の位置を検出できるので、この検出した位置に基づいて一対の回転係合部材の位相合わせを行うことができる。そのため、シンクロナイザリングなどの一対の回転係合部材の位相合わせを行うための機構を省略することができる。この場合、噛み合いクラッチの構造を簡略化でき、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、本発明の動力伝達装置によれば、一方の摩擦係合部材が固定部材に固定される摩擦クラッチと動力伝達機構の回転部材との間に噛み合いクラッチを設けたので、この噛み合いクラッチを解放状態にすることによって摩擦クラッチと回転部材とを切り離すことができる。そのため、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一形態に係る動力伝達装置が組み込まれた車両の要部の概略を示している。この車両１は、走行用動力源としての内燃機関２と、第１モータジェネレータ（ＭＧ）３と、内燃機関２及び第１ＭＧ３が連結される動力伝達装置１０と、動力伝達装置１０から出力された動力が伝達される駆動軸４と、駆動軸４に回転を伝達可能に連結される走行用動力源としての第２モータジェネレータ（ＭＧ）５とを備えている。駆動軸４の回転は、不図示の差動装置を介して車両１の駆動輪に伝達される。すなわち、車両１は、駆動輪を内燃機関２及び第２ＭＧ５にて駆動可能なハイブリッド車両である。なお、第１ＭＧ３及び第２ＭＧ５は、ハイブリッド車両に搭載され、電動機及び発電機として機能する周知のものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。また、内燃機関２もハイブリッド車両の搭載される周知のものと同じでよいため。説明を省略する。
【００２０】
動力伝達装置１０は、動力伝達機構１１と、係合機構１２とを備えている。動力伝達機構１１及び係合機構１２は、車両１の車体に固定される固定部材としてのケース１３内に配置される。動力伝達機構１１は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０とを備えている。第１遊星歯車機構２０は、第１ＭＧ３の出力軸３ａにこの出力軸３ａと一体回転するように設けられるサンギア２１と、サンギア２１と噛み合いつつその周囲を公転する複数のプラネタリギア（遊星ギア）２２と、プラネタリギア２２と噛み合うリングギア２３と、プラネタリギア２２を軸線Ａｘ回りに回転自在に支持し、内燃機関２の出力軸２ａと一体回転するように連結されるキャリア２４とを備えている。第２遊星歯車機構３０は、係合機構１２の第１クラッチ板４１と一体回転するように連結されるサンギア３１と、サンギア３１と噛み合いつつサンギア３１の周囲を公転する複数の第１プラネタリギア３２と、第１プラネタリギア３２と噛み合いつつサンギア３１の周囲を公転する複数の第２プラネタリギア３３と、第２プラネタリギア３３と噛み合い、内燃機関２の出力軸２ａ及び第１遊星歯車機構２０のキャリア２４と一体回転するように連結されるリングギア３４と、第１プラネタリギア３２及び第２プラネタリギア３３を軸線Ａｘの回りに回転自在に支持し、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３及び駆動軸４と一体回転するように連結されるキャリア３５と、を備えている。この動力伝達機構１１によれば、内燃機関２の出力軸２ａの回転数に対する駆動軸４の回転数を変更できる。そのため、内燃機関２の出力軸２ａが本発明の入力軸に相当し、駆動軸４が本発明の出力軸に相当する。
【００２１】
係合機構１２は、噛み合いクラッチとしてのドグクラッチ４０と、摩擦クラッチとしての湿式クラッチ５０とを備えている。ドグクラッチ４０は、一対の回転係合部材としての第１クラッチ板４１及び第２クラッチ板４２と、これらのクラッチ板４１、４２が一体に回転する係合状態と各クラッチ板４１、４２が異なる回転数で回転可能な解放状態とに第１クラッチ板４１及び第２クラッチ板４２の状態を切り替える状態切替機構４３とを備えている。図１に示したように第１クラッチ板４１は第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と一体回転するように連結され、第２クラッチ板４２は湿式クラッチ５０と連結されている。第１クラッチ板４１及び第２クラッチ板４２の各外周には、全周に亘ってスプラインが形成されている。このように各クラッチ板４１、４２が連結されることにより、第１クラッチ板４１が本発明の他方の回転係合部材に相当し、第２クラッチ板４２が本発明の一方の回転係合部材に相当する。また、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１が本発明の回転部材に相当する。
【００２２】
状態切替機構４３は、各クラッチ板４１、４２の各スプラインとそれぞれ噛み合う係合位置Ｐ１と第１クラッチ板４１のスプラインのみと噛み合う分離位置Ｐ２とに駆動可能な状態変更部材としてのフォーク４４と、フォーク４４を係合位置Ｐ１に駆動するための第１電磁コイル４５と、フォーク４４を分離位置Ｐ２に駆動するための第２電磁コイル４６と、フォーク４４が分離位置Ｐ２に移動するようにフォーク４４を図１の右側に付勢する復帰ばね４７とを備えている。そして、第１電磁コイル４５にてフォーク４４の位置を係合位置Ｐ１に切り替えることにより第１クラッチ板４１と第２クラッチ板４２とを係合させ、第２電磁コイル４６にてフォーク４４の位置を分離位置Ｐ２に切り替えることにより第１クラッチ板４１と第２クラッチ板４２との係合を解除する。そのため、第１電磁コイル４５及び第２電磁コイル４６が本発明のアクチュエータ手段に相当する。第２電磁コイル４６は、フォーク４４を分離位置Ｐ２に移動させるための磁力の強さ、すなわちフォーク４４を駆動するための駆動力の強さを２段階に変化させることができる。すなわち、第２電磁コイル４６は、所定の第１駆動力と、第１駆動力よりも強い第２駆動力にてフォーク４４を分離位置Ｐ２に駆動することができる。
【００２３】
湿式クラッチ５０は、交互に重ねて、かつ相対回転可能に配置される複数の第１摩擦部材５１及び複数の第２摩擦部材５２と、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とに圧力を加え、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とを摩擦接触させるための油圧ピストン５３とを備えている。すなわち、湿式クラッチ５０は、多板式の湿式クラッチである。複数の第１摩擦部材５１は、ドグクラッチ４０の第２クラッチ板４２と一体回転する保持部材５１ａに一体に保持されている。一方、複数の第２摩擦部材５２は、油圧ピストン５３にて圧力が加えられた際に図１の左側に移動して第１摩擦部材５１と摩擦接触するように軸線Ａｘ方向に移動可能、かつ軸線Ａｘ回りに回転不可となるようにケース１３に一体に支持されている。この湿式クラッチ５０においては、油圧ピストン５３が第２摩擦部材５２を図１の左側に押し、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とが摩擦接触することにより、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とが係合される。以下、この状態を係合状態と称することがある。一方、油圧ピストン５３による第２摩擦部材５２の押し付けが解除され、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２との摩擦接触が解除されることにより、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とが分離する。以下、この状態を解放状態と称することがある。そのため、第１摩擦部材５１及び第２摩擦部材５２が本発明の一対の摩擦係合部材に相当する。また、第１摩擦部材５１が本発明の他方の摩擦係合部材に相当し、第２摩擦部材５２が本発明の一方の摩擦係合部材に相当する。
【００２４】
複数の第１摩擦部材５１を保持する保持部材５１ａには、その外周面に全周に亘って検出対象部としてのスプライン５４が設けられている。そして、ケース１３の内面のうちそのスプライン５４と対向する部分には、スプライン５４に測定点が設定される回転角度検出手段としての角度検出センサ５５が設けられている。角度検出センサ５５は、スプライン５４の凹凸を磁気又はレーザなどで検出し、その検出結果に基づいて保持部材５１ａの周方向の位置、すなわち回転角度を検出する周知のセンサである。上述したように複数の第１摩擦部材５１は保持部材５１ａに一体に保持されているため、角度検出センサ５５にてこのように保持部材５１ａの回転角度を検出することにより、第１摩擦部材５１の回転角度を検出することができる。
【００２５】
この係合機構１２によれば湿式クラッチ５０の複数の第２摩擦部材５２がケース１３に回転不可に支持されているので、各クラッチ４０、５０をそれぞれ係合状態に切り替えることにより、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１の回転を停止させることができる。また、これらクラッチ４０、５０の少なくともいずれか一方を解放状態に切り替えることにより、このサンギア３１の回転を許可することができる。すなわち、係合機構１２はサンギア３１のブレーキとして機能する。
【００２６】
図２は、動力伝達機構１１の共線図の一例を示している。なお、図２において縦軸は回転数である。また、図２中の符号Ｓ、Ｃ、Ｒはそれぞれ第１遊星歯車機構２０のサンギア２１、キャリア２４、リングギア２３を示し、符号Ｓ’、Ｃ’、Ｒ’はそれぞれ第２遊星歯車機構３０のサンギア３１、キャリア３５、リングギア３４を示している。上述したように係合機構１２の各クラッチ３０、４０をそれぞれ係合状態に切り替えることにより、このサンギア３１の回転を禁止、いわゆるロックすることができる。この場合、図２に示したようにサンギア３１の回転数を０に固定できるので、第１ＭＧ３の回転数を調整しなくても第２遊星歯車機構３０のリングギア３４と第２プラネタリギア３３のギア比に応じて内燃機関２の回転を駆動軸４に変速して伝達することができる。この場合、駆動軸４の回転数を内燃機関２の出力軸２ａの回転数以上に変速することができる。そのため、このように第２遊星歯車機構３０のサンギア３１をロックした状態をオーバードライブ状態と称することがある。一方、各クラッチ３０、４０をそれぞれ解放状態に切り替えた場合は第２遊星歯車機構３０のサンギア３１のロックが解除されるので、第１ＭＧ３の回転数を変更することにより、内燃機関２と駆動軸４との間の回転数比の変更範囲を広げることができる。
【００２７】
第１電磁コイル４５、第２電磁コイル４６、及び油圧ピストン５３の各動作は、モータジェネレータコントロールユニット（ＭＧＣＵ）６０にてそれぞれ制御される。ＭＧＣＵ６０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として構成され、例えば要求される駆動力及び第１ＭＧ３、第２ＭＧ５に接続されたバッテリ（不図示）の充電状態などに基づいて第１ＭＧ３及び第２ＭＧ５が電動機又は発電機として機能するようにそれらの動作を切り替える周知のコンピュータユニットである。これらの制御は、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６１、及び第１ＭＧ３及び第２ＭＧ５に設けられて各ＭＧ３、５の回転数に対応する信号を出力する回転数センサ（不図示）などＭＧＣＵ６０に接続される各種センサの出力信号を参照して行われる。また、角度検出センサ５５もＭＧＣＵ６０に接続される。なお、ＭＧＣＵ６０に接続される他のセンサについては図示を省略した。
【００２８】
内燃機関２の制御は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）７０にて制御される。ＥＣＵ７０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として構成され、各種センサの出力信号に基づいて内燃機関２の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ７０に接続されるセンサとしては、例えば内燃機関２の出力軸２ａの回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ７１、車両の速度に対応する信号を出力する車速センサ７２等がある。その他にもＥＣＵ７０には各種センサが接続されるが、それらの図示は省略した。そして、図１に示したようにＭＧＣＵ６０とＥＣＵ７０とは、互いに情報を共有可能なように接続されている。
【００２９】
ＭＧＣＵ６０は、運転者から車両に要求された出力及び車両の走行状態等に応じてドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０を係合状態及び解放状態のいずれの状態にて動作させるか判定し、状態の切り替えが必要な場合は動作させるべき状態に切り替わるように第１電磁コイル４５、第２電磁コイル４６、及び油圧ピストン５３の各動作を制御する。例えば、ＭＧＣＵ６０は、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０をそれぞれ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場合、まずドグクラッチ４０を係合状態に切り替え、その後湿式クラッチ５０を係合状態に切り替える。一方、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０をそれぞれ係合状態から解放状態に切り替える所定の解放条件が成立した場合は、まず湿式クラッチ５０を解放状態に切り替え、その後ドグクラッチ４０を解放状態に切り替える。
【００３０】
図３〜図５は、ＭＧＣＵ６０がドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０をそれぞれ制御するために実行する制御ルーチンを示している。図３及び図４は、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０を解放状態から係合状態に切り替えためのクラッチ係合制御ルーチンを示している。なお、図４は、図３に続くフローチャートである。図５は、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０を係合状態から解放状態に切り替えるためのクラッチ解放制御ルーチンを示している。
【００３１】
まず、図３及び図４を参照してクラッチ係合制御ルーチンについて説明する。ＭＧＣＵ６０は、その動作中にこの制御ルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。このクラッチ係合制御ルーチンは、ＭＧＣＵ６０が実行する他のルーチンと並行して実行される。この制御ルーチンを実行することにより、ＭＧＣＵ６０が本発明の制御手段として機能する。
【００３２】
図３のクラッチ係合制御ルーチンにおいてＭＧＣＵ６０は、まずステップＳ１１でドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０の両方が解放状態か否か判断する。各クラッチ４０、５０が係合状態と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、各クラッチ４０、５０が解放状態と判断した場合はステップＳ１２に進み、ＭＧＣＵ６０は内燃機関２の運転状態、及び車両の走行状態を取得する。内燃機関２の運転状態としては例えば内燃機関２の出力軸２ａの回転数、アクセル開度などが取得される。車両の走行状態としては、例えば車速が取得される。次のステップＳ１３においてＭＧＣＵ６０は、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、例えば車両が高速で安定に走行しており、かつ内燃機関２の負荷が殆ど変化せず、駆動軸４から出力されるべきトルクが安定している状態が予め設定した所定の時間以上、連続して維持されている場合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。
【００３３】
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Ｓ１４に進み、ＭＧＣＵ６０は第１クラッチ板４１の回転数と第２クラッチ板４２の回転数との差である回転数差Ｎｃ１を算出する。上述したように第１クラッチ板４１は第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と一体回転するように連結されているため、図２の共線図で示したように内燃機関２の回転数、第１ＭＧ３の回転数、駆動軸４の回転数に基づいて算出できる。一方、第２クラッチ板４２の回転数は基本的に０である。これは、ドグクラッチ４０が解放状態の場合、第２クラッチ板４２には動力伝達機構１１のいずれの回転要素からも回転が伝達されないためである。しかし、回転数差Ｎｃ１は、第１クラッチ板４１の回転数とスプライン５４及び角度検出センサ５５から第２クラッチ板４２の回転数を求めることにより算出できる。次のステップＳ１５においてＭＧＣＵ６０は、算出した回転数差Ｎｃ１が予め設定した判定値Ｋ１未満か否か判断する。判定値Ｋ１には、ドグクラッチ４０を係合させるときに発生するトルク変動やショックを適切に抑えることが可能な回転数差が設定される。このような回転数差としては、例えば２００ｒ．ｐ．ｍ．が設定される。回転数差Ｎｃ１が判定値Ｋ１以上と判断したばあいは、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、回転数差Ｎｃ１が判定値Ｋ１未満と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＭＧＣＵ６０はドグクラッチ４０を係合状態に切り替える係合処理を実行する。この係合処理では、まず角度検出センサ５５の検出結果に基づいて第２クラッチ板４２の回転角度を取得する。その後、第１電磁コイル４５への通電を実行し、第１電磁コイル４５から発生した磁力によってフォーク４４を係合位置Ｐ１に駆動する。これにより、ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えることができる。第２クラッチ板４２の外周に形成されるスプラインの各歯には、第１クラッチ板４１に先端が向くようにそれぞれチャンファ部が設けられている。また、フォーク４４において係合時に第２クラッチ板４２と噛み合う部分にも同様に先端が第２クラッチ板４２に向くようにチャンファ部が設けられている。そのため、第１ＭＧ３によって第１クラッチ板４１の回転数をある程度まで低下させた後は、フォーク４４を係合位置Ｐ１に駆動させれば互いのチャンファ部にて相手の歯を押し分けて自らの歯を相手の歯の間に入れることができるので、これによりドグクラッチ４０を係合状態に切り替えることができる。また、このような係合処理は、湿式クラッチ５０側のイナーシャが小さいために可能となる。続くステップＳ１７においてＭＧＣＵ６０は、ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えてから経過した時間を計測するためのタイマＴｉｍｅ１をリセットし、その後ステップＳ１８においてＭＧＣＵ６０はタイマＴｉｍｅ１のカウントを開始する。
【００３５】
次のステップＳ１９においてＭＧＣＵ６０は、運転者が車両に要求するトルクの最大値であるトルク要求最大値Ｔｄｍａｘを算出する。このトルク要求最大値Ｔｄｍａｘは、例えばアクセル開度などに基づいて算出する周知の算出方法で算出すればよい。続くステップＳ２０においてＭＧＣＵ６０は、算出したトルク要求最大値Ｔｄｍａｘが予め設定した判定トルクＫ２未満か否か判断する。判定トルクＫ２は、ドグクラッチ４０に続いて湿式クラッチ５０を係合状態に切り替えてもよいか否か、言い換えると所定の係合条件が継続して成立しているか否かを判定するための値であり、例えば各クラッチ４０、５０を係合しても動力伝達機構１１を介して駆動軸４に出力可能なトルクの最大値に基づいて設定される。なお、このような値は、動力伝達機構１１の構造に応じて変化するため、動力伝達機構１１に応じて適宜設定すればよい。
【００３６】
トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２未満と判断した場合はステップＳ２１に進み、ＭＧＣＵ６０はタイマＴｉｍｅ１のカウントを開始してから予め設定した判定時間が経過したか否か判断する。所定の係合条件が成立してドグクラッチ４０を係合状態に切り替えた後に所定の係合条件が不成立になった場合は、各クラッチ４０、５０を速やかに解放状態に切り替える必要がある。また、ドグクラッチ４０が係合状態かつ湿式クラッチ５０が解放状態の場合、湿式クラッチ５０の第１摩擦部材５１が軸線Ａｘ回りに回転するため、引き摺りトルクが発生する。そこで、判定時間には、ドグクラッチ４０が係合状態かつ湿式クラッチ５０が解放状態となる期間が短縮でき、かつ所定の係合条件が不成立になった場合に速やかに各クラッチ４０、５０を解放状態に切り替えることが可能な時間、例えば３秒が設定される。判定時間が経過していないと判断した場合はステップＳ１９に処理を戻し、ステップＳ１９〜Ｓ２１の処理を繰り返し実行する。
【００３７】
一方、判定時間が経過したと判断した場合は図４のステップＳ２２に進み、ＭＧＣＵ６０は湿式クラッチ５０の第１摩擦部材５１の回転数と第２摩擦部材５２の回転数との差である相対回転数Ｎｃ２を低減させる低減処理を実行する。この低減処理は、湿式クラッチ５０を係合状態に切り替えた際に生じるトルク変動及びショックを低減させるために行う。上述したように第２摩擦部材５２は、ケース１３に回転不可に支持されている。そこで、この低減処理では、第１ＭＧ３の回転数を調整して第１摩擦部材５１の回転数を低減させることによって相対回転数Ｎｃ２を低減させる。なお、第１摩擦部材５１の回転数は、例えば予め低下させるべき回転数を設定し、この回転数ずつ徐々に低下させる。このように第１摩擦部材５１の回転数を調整することにより、第１ＭＧ３が本発明の回転数調整手段として機能する。
【００３８】
続くステップＳ２３においてＭＧＣＵ６０は、湿式クラッチ５０を係合させた後に第１摩擦部材５１に作用するトルクの回転方向と同じ方向に第１摩擦部材５１が回転するように第１摩擦部材５１の回転方向を切り替える回転方向切替処理を実行する。この回転方向切替処理は、第１ＭＧ３の回転数及び回転方向をそれぞれ調整することにより行われる。このように第１摩擦部材５１の回転方向を調整することにより、第１ＭＧ３が本発明の回転方向切替手段として機能する。次のステップＳ２４においてＭＧＣＵ６０は、相対回転数Ｎｃ２が予め設定した判定値Ｋ４未満か否か判断する。判定値Ｋ４には、湿式クラッチ５０を係合させたときに発生するトルク変動やショックを適切に抑制できる回転数の差が設定される。湿式クラッチ５０を係合させると第２遊星歯車機構３０のサンギア３１がロックされるため、判定値Ｋ４としては例えば判定値Ｋ１よりも低い５０ｒ．ｐ．ｍ．が設定される。そのため、判定値Ｋ１が本発明の第１判定値に相当し、判定値Ｋ４が本発明の第２判定値に相当する、相対回転数Ｎｃ２が判定値Ｋ４以上と判断した場合はステップＳ２２に処理を戻し、ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
一方、相対回転数Ｎｃ２が判定値Ｋ４未満と判断した場合はステップＳ２５に進み、ＭＧＣＵ６０は油圧ピストン５３にて第２摩擦部材５２を移動させ、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とを摩擦接触させる湿式クラッチ５０の係合処理を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４０】
ステップＳ２０においてトルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２以上と判断した場合はステップＳ２６に進み、ＭＧＣＵ６０はタイマＴｉｍｅ１の値が予め設定した判定期間Ｋ３より大きいか否か判断する。上述したようにドグクラッチ４０が係合状態かつ湿式クラッチ５０が解放状態の場合、湿式クラッチ５０にて引き摺りトルクが発生する。また、上述したように所定の係合条件が不成立になった場合は各クラッチ４０、５０を速やかに解放状態に切り替える必要がある。ただし、一度トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２以上と判断されても、その後トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２未満になることもある。そこで、判定期間Ｋ３には、引き摺りトルクによる動力の消費を低減でき、かつ各クラッチ４０、５０の状態を切り替える判断を適切に行うことが可能な時間が設定される。タイマＴｉｍｅ１の値が判定期間Ｋ３以下と判断した場合はステップＳ１９に処理を戻す。
【００４１】
一方、タイマＴｉｍｅ１の値が判定期間Ｋ３より大きいと判断した場合は図４のステップＳ２７に進み、ＭＧＣＵ６０はドグクラッチ４０を解放状態に切り替える解放処理を実行する。この解放処理では、第２電磁コイル４６への通電を実行し、第２電磁コイル４６から発生した磁力によってフォーク４４を分離位置Ｐ２に駆動する。これにより、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替えることができる。この際、第２電磁コイル４６には、フォーク４４を少なくとも第１駆動力で分離位置Ｐ２に駆動する磁力が第２電磁コイル４６から発生する電流が流される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４２】
以上に説明したように、本発明の動力伝達装置１０では各クラッチ４０、５０を係合状態に切り替える場合、まずドグクラッチ４０を係合状態に切り替え、その後湿式クラッチ５０を係合状態に切り替える。ドグクラッチ４０と比較して湿式クラッチ５０の方が解放状態から係合状態に切り替える際に生じるショックやトルク変動が小さいため、この順番で各クラッチ４０、５０を係合状態に切り替えることにより、係合時のトルク変動及びショックを低減することができる。また、ドグクラッチ４０の係合状態への切り替えは回転数差Ｎｃ１が判定値Ｋ１未満に低下した場合に行い、摩擦クラッチ５０の係合状態への切り替えは相対回転数Ｎｃ２が判定値Ｋ１より小さい判定値Ｋ４未満に低下した場合に行うので、各クラッチ４０、５０の係合時に生じるトルク変動及びショックをさらに低減することができる。
【００４３】
ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えた後、トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２以上になり、かつこの状態が判定期間Ｋ３より長い間継続されると判断した場合はドグクラッチ４０を解放状態に切り替えるので、湿式クラッチ５０の引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制できるとともに、湿式クラッチ５０の耐久性の低下を抑制できる。また、ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えた後、かつ湿式クラッチ５０を係合状態に切り替える前に回転方向切替処理を実行して第１摩擦部材５１の回転方向を湿式クラッチ５０を係合させた後に第１摩擦部材５１に作用するトルクの回転方向と同じ方向に切り替えておくことにより、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と第１プラネタリギア３２との間のバックラッシなどのガタを詰めておくことができる。そのため、湿式クラッチ５０の係合時に発生するショック及びトルク変動をさらに低減することができる。
【００４４】
次に図５を参照してクラッチ解放制御ルーチンについて説明する。ＭＧＣＵ６０は、動作中にこの制御ルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。このクラッチ解放制御ルーチンも、ＭＧＣＵ６０が実行する他のルーチンと並行して実行される。なお、図５において図３又は図４と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５の制御ルーチンにおいてＭＧＣＵ６０は、まずステップＳ３１でドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０の両方が係合状態か否か判断する。各クラッチ４０、５０がそれぞれ解放状態と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、各クラッチ４０、５０がそれぞれ係合状態と判断した場合はステップＳ１２に進み、ＭＧＣＵ６０は内燃機関２の運転状態及び車両の走行状態を取得する。続くステップＳ３２においてＭＧＣＵ６０は、運転者が車両に要求する要求トルクとしてのトルク要求値Ｔｄを算出する。このトルク要求値Ｔｄは、取得したアクセル開度に基づいて算出する周知の算出方法で算出すればよい。次のステップＳ３３においてＭＧＣＵ６０は、動力伝達装置１０をオーバードライブ（Ｏ／Ｄ）状態にロックした状態において、すなわち各クラッチ４０、５０を係合状態に維持した状態において出力することが可能なトルクの最大値（以下、最大出力トルクと称することがある。）Ｔｏｄｍａｘを算出する。最大出力トルクＴｏｄｍａｘは車速とギア比から求まるエンジン回転数と、エンジントルク特性によって決定される。
【００４６】
次のステップＳ３４においてＭＧＣＵ６０は、トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きいか否かを判断する。トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きい場合は各クラッチ４０、５０を解放状態に切り替える必要がある。そのため、トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きい場合に所定の解放条件が成立したと判断できる。トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きいと判断した場合はステップＳ３５に進み、ＭＧＣＵ６０は湿式クラッチ５０を解放状態に切り替える解放処理を実行する。この解放処理では、油圧ピストン５３による第１摩擦部材５１への第２摩擦部材５２の押し付けを解除し、これにより第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２との摩擦接触を解除する。
【００４７】
次のステップＳ３６においてＭＧＣＵ６０は、内燃機関２のスロットル弁の開度を開き側に制御したり、内燃機関２に供給される燃料量を増加したりする車両１の加速制御を実行してもよいことを通知する車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替える前に車両１の加速を開始することができる。続くステップＳ３７においてＭＧＣＵ６０は、フォーク４４を第２駆動力で分離位置Ｐ２に駆動する磁力が第２電磁コイル４６から発生するように第２電磁コイル４６への電流値を増加する電流値増加処理を実行する。ドグクラッチ４０が係合状態、かつ湿式クラッチ５０が解放状態のときに車両の加速が開始された場合、ドグクラッチ４０の第１クラッチ板４１と第２クラッチ板４２とを係合するフォーク４４には、湿式クラッチ５０の第１摩擦部材５１の慣性及び湿式クラッチ５０の引き摺りトルクが作用する。そこで、フォーク４４が第２駆動力で分離位置Ｐ２に駆動されるように第２電磁コイル４６への電流値を増加する。
【００４８】
次のステップＳ３８においてＭＧＣＵ６０は、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替える解放処理を実行する。この処理では、第２電磁コイル４６から発生させた磁力によってフォーク４４を第２駆動力で分離位置Ｐ２に駆動する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ３４においてトルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘ以下と判断した場合はステップＳ３９に進み、ＭＧＣＵ６０は各クラッチ４０、５０を係合状態に維持したまま車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力する。次のステップＳ４０においてＭＧＣＵ６０は、内燃機関２及び第２ＭＧ５にて駆動軸４を駆動する通常制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５０】
このように各クラッチ４０、５０を解放状態に切り替える場合は、湿式クラッチ５０、ドグクラッチ４０の順にそれぞれを解放状態に切り替える。そのため、各クラッチ４０、５０をクラッチを解放する際のトルク変動及びショックを低減することができる。また、トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘ以下と判断した場合は、各クラッチ４０、５０を係合状態に維持したまま車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力するので、無駄に各クラッチ４０、５０の状態を変更することを防止でき、また車両１を速やかに加速させることができる。
【００５１】
トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きい場合は、湿式クラッチ５０を解放状態に切り替えた状態で車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力し、その後ドグクラッチ４０を解放状態に切り替えるので、車両１を速やかに加速させることができる。また、この際、第２駆動力でフォーク４４が分離位置Ｐ２に駆動されるように第２電磁コイル４６への電流値を増加するので、ドグクラッチ４０を解放状態により確実に切り替えることができる。
【００５２】
以上に説明したように、本発明の動力伝達装置１０によれば、動力伝達機構１１とケース１３に固定される湿式クラッチ５０との間にドグクラッチ４０を設けたので、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替えることにより、湿式クラッチ５０と動力伝達機構１１との間の回転の伝達を阻止することができる。これにより、湿式クラッチ５０が解放状態のときに動力伝達機構１１の回転が第１摩擦部材５１に伝達され、この第１摩擦部材５１が回転することを防止できる。そのため、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することができる。
【００５３】
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、ドグクラッチは、上述した形態のものに限定されない。各クラッチ板にドグ歯を設け、これらのクラッチ板を軸線方向に接近させたり離間させたりしてドグ歯同士を噛み合わせたりその噛み合わせを解除させたりするドグクラッチを使用してもよい。また、摩擦クラッチは、多板式の湿式クラッチに限定されない。単板式のものでもよいし、乾式のものでもよい。
【００５４】
上述した形態では、第１摩擦部材の保持部材にスプラインを設け、このスプラインに角度検出センサの測定点を設定したが、第２クラッチ板の外周面に検出対象部としてのスプラインを設け、角度検出センサの測定点をこの第２クラッチ板のスプラインに設定してもよい。第１摩擦部材と第２クラッチ板とは一体回転するように連結されているので、この場合も上述した形態と動揺に角度検出センサにて第１摩擦部材の保持部材の回転角度を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一形態に係る動力伝達装置が組み込まれた車両の要部の概略を示す図。
【図２】図１の動力伝達機構の共線図の一例を示す図。
【図３】図１のＭＧＣＵ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４】図３に続くフローチャート。
【図５】図１のＭＧＣＵが実行するクラッチ解放制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１ 車両
２ 内燃機関（走行用動力源）
２ａ 出力軸（入力軸）
３ 第１モータジェネレータ（回転数調整手段、回転方向切替手段）
４ 駆動軸（出力軸）
１０ 動力伝達装置
１１ 動力伝達機構
１２ 係合機構
１３ ケース（固定部材）
３１ サンギア（回転部材）
４０ ドグクラッチ（噛み合いクラッチ）
４１ 第１クラッチ板（他方の回転係合部材）
４２ 第２クラッチ板（一方の回転係合部材）
４４ フォーク（状態変更部材）
４５ 第１電磁コイル（アクチュエータ手段）
４６ 第２電磁コイル（アクチュエータ手段）
５０ 湿式クラッチ（摩擦クラッチ）
５１ 第１摩擦部材（他方の摩擦係合部材）
５２ 第２摩擦部材（一方の摩擦係合部材）
５４ スプライン（検出対象部）
５５ 角度検出センサ（回転角度検出手段）
６０ モータジェネレータコントロールユニット（制御手段）
Ｋ１ 判定値（第１判定値）
Ｋ２ 判定トルク
Ｋ３ 判定期間
Ｋ４ 判定値（第２判定値）
Ｔｄ トルク要求値（要求トルク）
Ｔｏｄｍａｘ 最大出力トルク
Ｐ１ 係合位置
Ｐ２ 分離位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構の状態を係合機構にて変更することにより入力軸の回転数に対する出力軸の回転数を変更する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電動モータとを走行用動力源として備えたハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両は、内燃機関から出力された動力を分割したり、その回転を変速したりして駆動輪や発電機などの複数の出力先に伝達する駆動装置を備えている。動力の分割や回転の変速を行うための機構としては、例えば遊星歯車機構が用いられる。この装置では、例えば遊星歯車機構の回転要素のいずれか一つの回転を禁止したり、許可したりすることによって回転の変速や動力の分割を行う。このような駆動装置を備えたハイブリッド車両として、キャリアと内燃機関の出力軸とが接続されるとともにサンギアと発電機の伝達軸とが接続され、かつリングギアとユニット出力軸とが接続され、キャリアを介して入力された内燃機関の回転を変速してユニット出力軸から出力するプラネタリギアユニット（遊星歯車機構）を備え、発電機の伝動軸の他端側に設けられた湿式ブレーキを係合させる際は発電機の回転数をゼロに近付けてからそのブレーキを係合させることにより、ブレーキ係合時のトルク変動を軽減す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２００１−１７７３号公報
【特許文献２】特開平７−１９３６３号公報
【特許文献３】特開２００６−３８１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、湿式ブレーキの係合部分が発電機の伝動軸に設けられているので、その係合部分が発電機のロータと同じ回転数で回転する。そのため、湿式ブレーキによる制動が解除されていても湿式ブレーキにおいてオイルのせん断力に起因する引き摺りトルクが発生し、動力が無駄に消費される。
【０００５】
そこで、本発明は、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することが可能な動力伝達機構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】
本発明の動力伝達装置は、入力軸と出力軸との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構の状態を係合機構にて変更することにより前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数を変更可能な動力伝達装置において、前記係合機構は、一対の摩擦係合部材を係合させる係合状態と前記一対の摩擦係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な摩擦クラッチと、一対の回転係合部材を係合させる係合状態と前記一対の回転係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な噛み合いクラッチと、を備え、前記一対の摩擦係合部材の一方の摩擦係合部材が固定部材に固定されるとともに他方の摩擦係合部材が前記一対の回転係合部材の一方の回転係合部材と一体に回転するように設けられ、前記一対の回転係合部材の他方の回転係合部材が前記動力伝達機構の回転部材と一体に回転するように設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の動力伝達装置によれば、摩擦クラッチと動力伝達機構の回転部材との間に噛み合いクラッチを設けたので、この噛み合いクラッチを解放状態にすることにより回転部材と摩擦クラッチとの間の回転の伝達を阻止することができる。これにより、他方の摩擦係合部材が回転部材とともに回転することを防止できるので、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することができる。
【０００８】
本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に切り替える所定の係合条件が成立した場合、まず前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。噛み合いクラッチと比較して摩擦クラッチの方が解放状態から係合状態に切り替える際の回転数差から生じるショックやトルク変動が小さい。そのため、摩擦クラッチ及び噛み合いクラッチの両方を係合状態に切り替える場合にこの順番で各クラッチを係合状態に切り替えることにより、係合時のトルク変動及びショックを低減することができる。
【０００９】
この形態において、前記制御手段は、前記所定の係合条件の成立後、前記一方の回転係合部材の回転数と前記他方の回転係合部材の回転数との差が所定の第１判定値未満に低下した場合に前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記所定の第１判定値より小さい所定の第２判定値未満に低下した場合に前記摩擦クラッチを係合状態に切り替えてもよい（請求項３）。このように一対の摩擦係合部材の回転数の差が第２判定値未満に低下した場合にこれら一対の摩擦係合部材を係合させることにより、係合時のトルク変動及びショックをさらに低減することができる。
【００１０】
また、前記回転部材の回転数を調整する回転数調整手段をさらに備え、前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記第２判定値未満に調整されるように前記回転数調整手段を制御してもよい（請求項４）。このように回転数調整手段を制御することにより、摩擦クラッチを速やかに係合状態に切り替えることができる。
【００１１】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態において、前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に前記出力軸から所定の判定トルク以上のトルクが予め設定した所定期間より長く出力されると判断した場合、前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えてもよい（請求項５）。噛み合いクラッチが係合状態に切り替えられると回転部材と摩擦クラッチとが接続されるので、摩擦クラッチの引き摺りトルクによって無駄に動力が消費される。また、摩擦クラッチを無駄に動作させ、摩擦クラッチの耐久性を低下させる。そこで、このように噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、出力軸から所定の判定トルク以上のトルクが出力されると判断した場合は、噛み合いクラッチを解放状態に切り替え、摩擦クラッチと回転部材とを切り離す。これにより、摩擦クラッチの引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制でき、また摩擦クラッチの耐久性の低下を抑制できる。
【００１２】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記回転部材の回転方向を切り替え可能な回転方向切替手段をさらに備え、前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に、前記摩擦クラッチを係合状態に切り替えたときに前記他方の摩擦係合部材に作用するトルクの方向と同じ方向に前記他方の摩擦係合部材が回転するように前記回転方向切替手段の動作を制御してもよい（請求項６）。このように摩擦クラッチを係合状態に切り替える前に他方の摩擦係合部材の回転方向を変更しておくことにより、他方の摩擦係合部材に回転を伝達する経路において発生する種々のガタ、例えば歯車間のバックラッシによる隙間などを詰めておくことができる。周知のように摩擦クラッチの係合時に経路上にガタがあるとこのガタによってショックやトルク変動が発生するため、このようにガタを詰めておくことにより、摩擦クラッチの係合時に発生するショックやトルク変動を低減することができる。
【００１３】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態において、前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ解放状態に切り替える所定の解放条件が成立した場合、まず前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えてもよい（請求項７）。噛み合いクラッチを先に解放状態に切り替えると、回転部材の回転を禁止させるための負荷が急に０になるため、各クラッチを解放状態に切り替えた際のショックやトルク変動が大きくなる。そこで、この順番で各クラッチを解放状態に切り替えることにより、クラッチを解放する際のトルク変動及びショックを低減することができる。
【００１４】
制御装置を備えた本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記動力伝達装置が車両に搭載されて前記入力軸と前記車両の走行用動力源とが連結されるとともに前記出力軸と前記車両の駆動輪とが連結され、前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求された場合、前記車両の加速時に前記動力伝達装置にて伝達すべき要求トルクと前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持した状態で前記動力伝達装置にて伝達可能なトルクの最大値である最大出力トルクとを比較し、前記要求トルクが前記最大出力トルク以下の場合は前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持してもよい（請求項８）。この場合、無駄にクラッチの状態を変更することを防止でき、また車両を速やかに加速させることができる。
【００１５】
この形態において、前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求され、かつ前記要求トルクが前記最大出力トルクより大きい場合、前記車両の加速が開始される前に前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えてもよい（請求項９）。噛み合いクラッチが係合状態であっても摩擦クラッチが解放状態に切り替えられていれば、回転部材を回転させることが可能となる。そこで、摩擦クラッチを解放状態に切り替えた状態で車両を加速させることにより、車両を速やかに加速させることができる。
【００１６】
また、前記噛み合いクラッチは、前記一対の回転係合部材とそれぞれ噛み合って前記一対の回転係合部材を係合させる係合位置と前記一対の回転係合部材のいずれか一方のみと噛み合う分離位置とに切り替え可能な状態変更部材と、前記状態変更部材を前記係合位置と前記分離位置との間で駆動するとともに、前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に所定の第１駆動力と前記所定の第１駆動力よりも強い所定の第２駆動力とで駆動可能なアクチュエータ手段と、を備え、前記制御手段は、前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えるべく前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に駆動させる場合、前記状態変更部材が前記第２駆動力で駆動されるように前記アクチュエータ手段の動作を制御してもよい（請求項１０）。このように車両の加速中は第２駆動力で状態変更部材を分離位置に駆動することにより、第１駆動力で駆動させる場合と比較して噛み合いクラッチを解放状態により確実に切り替えることができる。
【００１７】
本発明の動力伝達装置の一形態においては、前記他方の摩擦係合部材及び前記一方の回転係合部材の少なくともいずれか一方の外周面に全周に亘って検出対象部が設けられ、前記係合機構が収容されるケースの内面のうち前記検出対象部が設けられた係合部材の外周面と対向する部分には、前記検出対象部に測定点が設定されて前記検出対象部が設けられた係合部材の周方向の位置を検出する回転角度検出手段が設けられていてもよい（請求項１１）。この場合、回転角度検出手段にて一方の回転係合部材の周方向の位置を検出できるので、この検出した位置に基づいて一対の回転係合部材の位相合わせを行うことができる。そのため、シンクロナイザリングなどの一対の回転係合部材の位相合わせを行うための機構を省略することができる。この場合、噛み合いクラッチの構造を簡略化でき、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、本発明の動力伝達装置によれば、一方の摩擦係合部材が固定部材に固定される摩擦クラッチと動力伝達機構の回転部材との間に噛み合いクラッチを設けたので、この噛み合いクラッチを解放状態にすることによって摩擦クラッチと回転部材とを切り離すことができる。そのため、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一形態に係る動力伝達装置が組み込まれた車両の要部の概略を示している。この車両１は、走行用動力源としての内燃機関２と、第１モータジェネレータ（ＭＧ）３と、内燃機関２及び第１ＭＧ３が連結される動力伝達装置１０と、動力伝達装置１０から出力された動力が伝達される駆動軸４と、駆動軸４に回転を伝達可能に連結される走行用動力源としての第２モータジェネレータ（ＭＧ）５とを備えている。駆動軸４の回転は、不図示の差動装置を介して車両１の駆動輪に伝達される。すなわち、車両１は、駆動輪を内燃機関２及び第２ＭＧ５にて駆動可能なハイブリッド車両である。なお、第１ＭＧ３及び第２ＭＧ５は、ハイブリッド車両に搭載され、電動機及び発電機として機能する周知のものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。また、内燃機関２もハイブリッド車両の搭載される周知のものと同じでよいため。説明を省略する。
【００２０】
動力伝達装置１０は、動力伝達機構１１と、係合機構１２とを備えている。動力伝達機構１１及び係合機構１２は、車両１の車体に固定される固定部材としてのケース１３内に配置される。動力伝達機構１１は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０とを備えている。第１遊星歯車機構２０は、第１ＭＧ３の出力軸３ａにこの出力軸３ａと一体回転するように設けられるサンギア２１と、サンギア２１と噛み合いつつその周囲を公転する複数のプラネタリギア（遊星ギア）２２と、プラネタリギア２２と噛み合うリングギア２３と、プラネタリギア２２を軸線Ａｘ回りに回転自在に支持し、内燃機関２の出力軸２ａと一体回転するように連結されるキャリア２４とを備えている。第２遊星歯車機構３０は、係合機構１２の第１クラッチ板４１と一体回転するように連結されるサンギア３１と、サンギア３１と噛み合いつつサンギア３１の周囲を公転する複数の第１プラネタリギア３２と、第１プラネタリギア３２と噛み合いつつサンギア３１の周囲を公転する複数の第２プラネタリギア３３と、第２プラネタリギア３３と噛み合い、内燃機関２の出力軸２ａ及び第１遊星歯車機構２０のキャリア２４と一体回転するように連結されるリングギア３４と、第１プラネタリギア３２及び第２プラネタリギア３３を軸線Ａｘの回りに回転自在に支持し、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３及び駆動軸４と一体回転するように連結されるキャリア３５と、を備えている。この動力伝達機構１１によれば、内燃機関２の出力軸２ａの回転数に対する駆動軸４の回転数を変更できる。そのため、内燃機関２の出力軸２ａが本発明の入力軸に相当し、駆動軸４が本発明の出力軸に相当する。
【００２１】
係合機構１２は、噛み合いクラッチとしてのドグクラッチ４０と、摩擦クラッチとしての湿式クラッチ５０とを備えている。ドグクラッチ４０は、一対の回転係合部材としての第１クラッチ板４１及び第２クラッチ板４２と、これらのクラッチ板４１、４２が一体に回転する係合状態と各クラッチ板４１、４２が異なる回転数で回転可能な解放状態とに第１クラッチ板４１及び第２クラッチ板４２の状態を切り替える状態切替機構４３とを備えている。図１に示したように第１クラッチ板４１は第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と一体回転するように連結され、第２クラッチ板４２は湿式クラッチ５０と連結されている。第１クラッチ板４１及び第２クラッチ板４２の各外周には、全周に亘ってスプラインが形成されている。このように各クラッチ板４１、４２が連結されることにより、第１クラッチ板４１が本発明の他方の回転係合部材に相当し、第２クラッチ板４２が本発明の一方の回転係合部材に相当する。また、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１が本発明の回転部材に相当する。
【００２２】
状態切替機構４３は、各クラッチ板４１、４２の各スプラインとそれぞれ噛み合う係合位置Ｐ１と第１クラッチ板４１のスプラインのみと噛み合う分離位置Ｐ２とに駆動可能な状態変更部材としてのフォーク４４と、フォーク４４を係合位置Ｐ１に駆動するための第１電磁コイル４５と、フォーク４４を分離位置Ｐ２に駆動するための第２電磁コイル４６と、フォーク４４が分離位置Ｐ２に移動するようにフォーク４４を図１の右側に付勢する復帰ばね４７とを備えている。そして、第１電磁コイル４５にてフォーク４４の位置を係合位置Ｐ１に切り替えることにより第１クラッチ板４１と第２クラッチ板４２とを係合させ、第２電磁コイル４６にてフォーク４４の位置を分離位置Ｐ２に切り替えることにより第１クラッチ板４１と第２クラッチ板４２との係合を解除する。そのため、第１電磁コイル４５及び第２電磁コイル４６が本発明のアクチュエータ手段に相当する。第２電磁コイル４６は、フォーク４４を分離位置Ｐ２に移動させるための磁力の強さ、すなわちフォーク４４を駆動するための駆動力の強さを２段階に変化させることができる。すなわち、第２電磁コイル４６は、所定の第１駆動力と、第１駆動力よりも強い第２駆動力にてフォーク４４を分離位置Ｐ２に駆動することができる。
【００２３】
湿式クラッチ５０は、交互に重ねて、かつ相対回転可能に配置される複数の第１摩擦部材５１及び複数の第２摩擦部材５２と、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とに圧力を加え、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とを摩擦接触させるための油圧ピストン５３とを備えている。すなわち、湿式クラッチ５０は、多板式の湿式クラッチである。複数の第１摩擦部材５１は、ドグクラッチ４０の第２クラッチ板４２と一体回転する保持部材５１ａに一体に保持されている。一方、複数の第２摩擦部材５２は、油圧ピストン５３にて圧力が加えられた際に図１の左側に移動して第１摩擦部材５１と摩擦接触するように軸線Ａｘ方向に移動可能、かつ軸線Ａｘ回りに回転不可となるようにケース１３に一体に支持されている。この湿式クラッチ５０においては、油圧ピストン５３が第２摩擦部材５２を図１の左側に押し、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とが摩擦接触することにより、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とが係合される。以下、この状態を係合状態と称することがある。一方、油圧ピストン５３による第２摩擦部材５２の押し付けが解除され、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２との摩擦接触が解除されることにより、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とが分離する。以下、この状態を解放状態と称することがある。そのため、第１摩擦部材５１及び第２摩擦部材５２が本発明の一対の摩擦係合部材に相当する。また、第１摩擦部材５１が本発明の他方の摩擦係合部材に相当し、第２摩擦部材５２が本発明の一方の摩擦係合部材に相当する。
【００２４】
複数の第１摩擦部材５１を保持する保持部材５１ａには、その外周面に全周に亘って検出対象部としてのスプライン５４が設けられている。そして、ケース１３の内面のうちそのスプライン５４と対向する部分には、スプライン５４に測定点が設定される回転角度検出手段としての角度検出センサ５５が設けられている。角度検出センサ５５は、スプライン５４の凹凸を磁気又はレーザなどで検出し、その検出結果に基づいて保持部材５１ａの周方向の位置、すなわち回転角度を検出する周知のセンサである。上述したように複数の第１摩擦部材５１は保持部材５１ａに一体に保持されているため、角度検出センサ５５にてこのように保持部材５１ａの回転角度を検出することにより、第１摩擦部材５１の回転角度を検出することができる。
【００２５】
この係合機構１２によれば湿式クラッチ５０の複数の第２摩擦部材５２がケース１３に回転不可に支持されているので、各クラッチ４０、５０をそれぞれ係合状態に切り替えることにより、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１の回転を停止させることができる。また、これらクラッチ４０、５０の少なくともいずれか一方を解放状態に切り替えることにより、このサンギア３１の回転を許可することができる。すなわち、係合機構１２はサンギア３１のブレーキとして機能する。
【００２６】
図２は、動力伝達機構１１の共線図の一例を示している。なお、図２において縦軸は回転数である。また、図２中の符号Ｓ、Ｃ、Ｒはそれぞれ第１遊星歯車機構２０のサンギア２１、キャリア２４、リングギア２３を示し、符号Ｓ’、Ｃ’、Ｒ’はそれぞれ第２遊星歯車機構３０のサンギア３１、キャリア３５、リングギア３４を示している。上述したように係合機構１２の各クラッチ３０、４０をそれぞれ係合状態に切り替えることにより、このサンギア３１の回転を禁止、いわゆるロックすることができる。この場合、図２に示したようにサンギア３１の回転数を０に固定できるので、第１ＭＧ３の回転数を調整しなくても第２遊星歯車機構３０のリングギア３４と第２プラネタリギア３３のギア比に応じて内燃機関２の回転を駆動軸４に変速して伝達することができる。この場合、駆動軸４の回転数を内燃機関２の出力軸２ａの回転数以上に変速することができる。そのため、このように第２遊星歯車機構３０のサンギア３１をロックした状態をオーバードライブ状態と称することがある。一方、各クラッチ３０、４０をそれぞれ解放状態に切り替えた場合は第２遊星歯車機構３０のサンギア３１のロックが解除されるので、第１ＭＧ３の回転数を変更することにより、内燃機関２と駆動軸４との間の回転数比の変更範囲を広げることができる。
【００２７】
第１電磁コイル４５、第２電磁コイル４６、及び油圧ピストン５３の各動作は、モータジェネレータコントロールユニット（ＭＧＣＵ）６０にてそれぞれ制御される。ＭＧＣＵ６０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として構成され、例えば要求される駆動力及び第１ＭＧ３、第２ＭＧ５に接続されたバッテリ（不図示）の充電状態などに基づいて第１ＭＧ３及び第２ＭＧ５が電動機又は発電機として機能するようにそれらの動作を切り替える周知のコンピュータユニットである。これらの制御は、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６１、及び第１ＭＧ３及び第２ＭＧ５に設けられて各ＭＧ３、５の回転数に対応する信号を出力する回転数センサ（不図示）などＭＧＣＵ６０に接続される各種センサの出力信号を参照して行われる。また、角度検出センサ５５もＭＧＣＵ６０に接続される。なお、ＭＧＣＵ６０に接続される他のセンサについては図示を省略した。
【００２８】
内燃機関２の制御は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）７０にて制御される。ＥＣＵ７０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として構成され、各種センサの出力信号に基づいて内燃機関２の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ７０に接続されるセンサとしては、例えば内燃機関２の出力軸２ａの回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ７１、車両の速度に対応する信号を出力する車速センサ７２等がある。その他にもＥＣＵ７０には各種センサが接続されるが、それらの図示は省略した。そして、図１に示したようにＭＧＣＵ６０とＥＣＵ７０とは、互いに情報を共有可能なように接続されている。
【００２９】
ＭＧＣＵ６０は、運転者から車両に要求された出力及び車両の走行状態等に応じてドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０を係合状態及び解放状態のいずれの状態にて動作させるか判定し、状態の切り替えが必要な場合は動作させるべき状態に切り替わるように第１電磁コイル４５、第２電磁コイル４６、及び油圧ピストン５３の各動作を制御する。例えば、ＭＧＣＵ６０は、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０をそれぞれ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場合、まずドグクラッチ４０を係合状態に切り替え、その後湿式クラッチ５０を係合状態に切り替える。一方、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０をそれぞれ係合状態から解放状態に切り替える所定の解放条件が成立した場合は、まず湿式クラッチ５０を解放状態に切り替え、その後ドグクラッチ４０を解放状態に切り替える。
【００３０】
図３〜図５は、ＭＧＣＵ６０がドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０をそれぞれ制御するために実行する制御ルーチンを示している。図３及び図４は、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０を解放状態から係合状態に切り替えためのクラッチ係合制御ルーチンを示している。なお、図４は、図３に続くフローチャートである。図５は、ドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０を係合状態から解放状態に切り替えるためのクラッチ解放制御ルーチンを示している。
【００３１】
まず、図３及び図４を参照してクラッチ係合制御ルーチンについて説明する。ＭＧＣＵ６０は、その動作中にこの制御ルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。このクラッチ係合制御ルーチンは、ＭＧＣＵ６０が実行する他のルーチンと並行して実行される。この制御ルーチンを実行することにより、ＭＧＣＵ６０が本発明の制御手段として機能する。
【００３２】
図３のクラッチ係合制御ルーチンにおいてＭＧＣＵ６０は、まずステップＳ１１でドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０の両方が解放状態か否か判断する。各クラッチ４０、５０が係合状態と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、各クラッチ４０、５０が解放状態と判断した場合はステップＳ１２に進み、ＭＧＣＵ６０は内燃機関２の運転状態、及び車両の走行状態を取得する。内燃機関２の運転状態としては例えば内燃機関２の出力軸２ａの回転数、アクセル開度などが取得される。車両の走行状態としては、例えば車速が取得される。次のステップＳ１３においてＭＧＣＵ６０は、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、例えば車両が高速で安定に走行しており、かつ内燃機関２の負荷が殆ど変化せず、駆動軸４から出力されるべきトルクが安定している状態が予め設定した所定の時間以上、連続して維持されている場合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。
【００３３】
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Ｓ１４に進み、ＭＧＣＵ６０は第１クラッチ板４１の回転数と第２クラッチ板４２の回転数との差である回転数差Ｎｃ１を算出する。上述したように第１クラッチ板４１は第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と一体回転するように連結されているため、図２の共線図で示したように内燃機関２の回転数、第１ＭＧ３の回転数、駆動軸４の回転数に基づいて算出できる。一方、第２クラッチ板４２の回転数は基本的に０である。これは、ドグクラッチ４０が解放状態の場合、第２クラッチ板４２には動力伝達機構１１のいずれの回転要素からも回転が伝達されないためである。しかし、回転数差Ｎｃ１は、第１クラッチ板４１の回転数とスプライン５４及び角度検出センサ５５から第２クラッチ板４２の回転数を求めることにより算出できる。次のステップＳ１５においてＭＧＣＵ６０は、算出した回転数差Ｎｃ１が予め設定した判定値Ｋ１未満か否か判断する。判定値Ｋ１には、ドグクラッチ４０を係合させるときに発生するトルク変動やショックを適切に抑えることが可能な回転数差が設定される。このような回転数差としては、例えば２００ｒ．ｐ．ｍ．が設定される。回転数差Ｎｃ１が判定値Ｋ１以上と判断したばあいは、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、回転数差Ｎｃ１が判定値Ｋ１未満と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＭＧＣＵ６０はドグクラッチ４０を係合状態に切り替える係合処理を実行する。この係合処理では、まず角度検出センサ５５の検出結果に基づいて第２クラッチ板４２の回転角度を取得する。その後、第１電磁コイル４５への通電を実行し、第１電磁コイル４５から発生した磁力によってフォーク４４を係合位置Ｐ１に駆動する。これにより、ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えることができる。第２クラッチ板４２の外周に形成されるスプラインの各歯には、第１クラッチ板４１に先端が向くようにそれぞれチャンファ部が設けられている。また、フォーク４４において係合時に第２クラッチ板４２と噛み合う部分にも同様に先端が第２クラッチ板４２に向くようにチャンファ部が設けられている。そのため、第１ＭＧ３によって第１クラッチ板４１の回転数をある程度まで低下させた後は、フォーク４４を係合位置Ｐ１に駆動させれば互いのチャンファ部にて相手の歯を押し分けて自らの歯を相手の歯の間に入れることができるので、これによりドグクラッチ４０を係合状態に切り替えることができる。また、このような係合処理は、湿式クラッチ５０側のイナーシャが小さいために可能となる。続くステップＳ１７においてＭＧＣＵ６０は、ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えてから経過した時間を計測するためのタイマＴｉｍｅ１をリセットし、その後ステップＳ１８においてＭＧＣＵ６０はタイマＴｉｍｅ１のカウントを開始する。
【００３５】
次のステップＳ１９においてＭＧＣＵ６０は、運転者が車両に要求するトルクの最大値であるトルク要求最大値Ｔｄｍａｘを算出する。このトルク要求最大値Ｔｄｍａｘは、例えばアクセル開度などに基づいて算出する周知の算出方法で算出すればよい。続くステップＳ２０においてＭＧＣＵ６０は、算出したトルク要求最大値Ｔｄｍａｘが予め設定した判定トルクＫ２未満か否か判断する。判定トルクＫ２は、ドグクラッチ４０に続いて湿式クラッチ５０を係合状態に切り替えてもよいか否か、言い換えると所定の係合条件が継続して成立しているか否かを判定するための値であり、例えば各クラッチ４０、５０を係合しても動力伝達機構１１を介して駆動軸４に出力可能なトルクの最大値に基づいて設定される。なお、このような値は、動力伝達機構１１の構造に応じて変化するため、動力伝達機構１１に応じて適宜設定すればよい。
【００３６】
トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２未満と判断した場合はステップＳ２１に進み、ＭＧＣＵ６０はタイマＴｉｍｅ１のカウントを開始してから予め設定した判定時間が経過したか否か判断する。所定の係合条件が成立してドグクラッチ４０を係合状態に切り替えた後に所定の係合条件が不成立になった場合は、各クラッチ４０、５０を速やかに解放状態に切り替える必要がある。また、ドグクラッチ４０が係合状態かつ湿式クラッチ５０が解放状態の場合、湿式クラッチ５０の第１摩擦部材５１が軸線Ａｘ回りに回転するため、引き摺りトルクが発生する。そこで、判定時間には、ドグクラッチ４０が係合状態かつ湿式クラッチ５０が解放状態となる期間が短縮でき、かつ所定の係合条件が不成立になった場合に速やかに各クラッチ４０、５０を解放状態に切り替えることが可能な時間、例えば３秒が設定される。判定時間が経過していないと判断した場合はステップＳ１９に処理を戻し、ステップＳ１９〜Ｓ２１の処理を繰り返し実行する。
【００３７】
一方、判定時間が経過したと判断した場合は図４のステップＳ２２に進み、ＭＧＣＵ６０は湿式クラッチ５０の第１摩擦部材５１の回転数と第２摩擦部材５２の回転数との差である相対回転数Ｎｃ２を低減させる低減処理を実行する。この低減処理は、湿式クラッチ５０を係合状態に切り替えた際に生じるトルク変動及びショックを低減させるために行う。上述したように第２摩擦部材５２は、ケース１３に回転不可に支持されている。そこで、この低減処理では、第１ＭＧ３の回転数を調整して第１摩擦部材５１の回転数を低減させることによって相対回転数Ｎｃ２を低減させる。なお、第１摩擦部材５１の回転数は、例えば予め低下させるべき回転数を設定し、この回転数ずつ徐々に低下させる。このように第１摩擦部材５１の回転数を調整することにより、第１ＭＧ３が本発明の回転数調整手段として機能する。
【００３８】
続くステップＳ２３においてＭＧＣＵ６０は、湿式クラッチ５０を係合させた後に第１摩擦部材５１に作用するトルクの回転方向と同じ方向に第１摩擦部材５１が回転するように第１摩擦部材５１の回転方向を切り替える回転方向切替処理を実行する。この回転方向切替処理は、第１ＭＧ３の回転数及び回転方向をそれぞれ調整することにより行われる。このように第１摩擦部材５１の回転方向を調整することにより、第１ＭＧ３が本発明の回転方向切替手段として機能する。次のステップＳ２４においてＭＧＣＵ６０は、相対回転数Ｎｃ２が予め設定した判定値Ｋ４未満か否か判断する。判定値Ｋ４には、湿式クラッチ５０を係合させたときに発生するトルク変動やショックを適切に抑制できる回転数の差が設定される。湿式クラッチ５０を係合させると第２遊星歯車機構３０のサンギア３１がロックされるため、判定値Ｋ４としては例えば判定値Ｋ１よりも低い５０ｒ．ｐ．ｍ．が設定される。そのため、判定値Ｋ１が本発明の第１判定値に相当し、判定値Ｋ４が本発明の第２判定値に相当する、相対回転数Ｎｃ２が判定値Ｋ４以上と判断した場合はステップＳ２２に処理を戻し、ステップＳ２２〜Ｓ２４の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
一方、相対回転数Ｎｃ２が判定値Ｋ４未満と判断した場合はステップＳ２５に進み、ＭＧＣＵ６０は油圧ピストン５３にて第２摩擦部材５２を移動させ、第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２とを摩擦接触させる湿式クラッチ５０の係合処理を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４０】
ステップＳ２０においてトルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２以上と判断した場合はステップＳ２６に進み、ＭＧＣＵ６０はタイマＴｉｍｅ１の値が予め設定した判定期間Ｋ３より大きいか否か判断する。上述したようにドグクラッチ４０が係合状態かつ湿式クラッチ５０が解放状態の場合、湿式クラッチ５０にて引き摺りトルクが発生する。また、上述したように所定の係合条件が不成立になった場合は各クラッチ４０、５０を速やかに解放状態に切り替える必要がある。ただし、一度トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２以上と判断されても、その後トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２未満になることもある。そこで、判定期間Ｋ３には、引き摺りトルクによる動力の消費を低減でき、かつ各クラッチ４０、５０の状態を切り替える判断を適切に行うことが可能な時間が設定される。タイマＴｉｍｅ１の値が判定期間Ｋ３以下と判断した場合はステップＳ１９に処理を戻す。
【００４１】
一方、タイマＴｉｍｅ１の値が判定期間Ｋ３より大きいと判断した場合は図４のステップＳ２７に進み、ＭＧＣＵ６０はドグクラッチ４０を解放状態に切り替える解放処理を実行する。この解放処理では、第２電磁コイル４６への通電を実行し、第２電磁コイル４６から発生した磁力によってフォーク４４を分離位置Ｐ２に駆動する。これにより、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替えることができる。この際、第２電磁コイル４６には、フォーク４４を少なくとも第１駆動力で分離位置Ｐ２に駆動する磁力が第２電磁コイル４６から発生する電流が流される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４２】
以上に説明したように、本発明の動力伝達装置１０では各クラッチ４０、５０を係合状態に切り替える場合、まずドグクラッチ４０を係合状態に切り替え、その後湿式クラッチ５０を係合状態に切り替える。ドグクラッチ４０と比較して湿式クラッチ５０の方が解放状態から係合状態に切り替える際に生じるショックやトルク変動が小さいため、この順番で各クラッチ４０、５０を係合状態に切り替えることにより、係合時のトルク変動及びショックを低減することができる。また、ドグクラッチ４０の係合状態への切り替えは回転数差Ｎｃ１が判定値Ｋ１未満に低下した場合に行い、摩擦クラッチ５０の係合状態への切り替えは相対回転数Ｎｃ２が判定値Ｋ１より小さい判定値Ｋ４未満に低下した場合に行うので、各クラッチ４０、５０の係合時に生じるトルク変動及びショックをさらに低減することができる。
【００４３】
ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えた後、トルク要求最大値Ｔｄｍａｘが判定トルクＫ２以上になり、かつこの状態が判定期間Ｋ３より長い間継続されると判断した場合はドグクラッチ４０を解放状態に切り替えるので、湿式クラッチ５０の引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制できるとともに、湿式クラッチ５０の耐久性の低下を抑制できる。また、ドグクラッチ４０を係合状態に切り替えた後、かつ湿式クラッチ５０を係合状態に切り替える前に回転方向切替処理を実行して第１摩擦部材５１の回転方向を湿式クラッチ５０を係合させた後に第１摩擦部材５１に作用するトルクの回転方向と同じ方向に切り替えておくことにより、第２遊星歯車機構３０のサンギア３１と第１プラネタリギア３２との間のバックラッシなどのガタを詰めておくことができる。そのため、湿式クラッチ５０の係合時に発生するショック及びトルク変動をさらに低減することができる。
【００４４】
次に図５を参照してクラッチ解放制御ルーチンについて説明する。ＭＧＣＵ６０は、動作中にこの制御ルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。このクラッチ解放制御ルーチンも、ＭＧＣＵ６０が実行する他のルーチンと並行して実行される。なお、図５において図３又は図４と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５の制御ルーチンにおいてＭＧＣＵ６０は、まずステップＳ３１でドグクラッチ４０及び湿式クラッチ５０の両方が係合状態か否か判断する。各クラッチ４０、５０がそれぞれ解放状態と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、各クラッチ４０、５０がそれぞれ係合状態と判断した場合はステップＳ１２に進み、ＭＧＣＵ６０は内燃機関２の運転状態及び車両の走行状態を取得する。続くステップＳ３２においてＭＧＣＵ６０は、運転者が車両に要求する要求トルクとしてのトルク要求値Ｔｄを算出する。このトルク要求値Ｔｄは、取得したアクセル開度に基づいて算出する周知の算出方法で算出すればよい。次のステップＳ３３においてＭＧＣＵ６０は、動力伝達装置１０をオーバードライブ（Ｏ／Ｄ）状態にロックした状態において、すなわち各クラッチ４０、５０を係合状態に維持した状態において出力することが可能なトルクの最大値（以下、最大出力トルクと称することがある。）Ｔｏｄｍａｘを算出する。最大出力トルクＴｏｄｍａｘは車速とギア比から求まるエンジン回転数と、エンジントルク特性によって決定される。
【００４６】
次のステップＳ３４においてＭＧＣＵ６０は、トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きいか否かを判断する。トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きい場合は各クラッチ４０、５０を解放状態に切り替える必要がある。そのため、トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きい場合に所定の解放条件が成立したと判断できる。トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きいと判断した場合はステップＳ３５に進み、ＭＧＣＵ６０は湿式クラッチ５０を解放状態に切り替える解放処理を実行する。この解放処理では、油圧ピストン５３による第１摩擦部材５１への第２摩擦部材５２の押し付けを解除し、これにより第１摩擦部材５１と第２摩擦部材５２との摩擦接触を解除する。
【００４７】
次のステップＳ３６においてＭＧＣＵ６０は、内燃機関２のスロットル弁の開度を開き側に制御したり、内燃機関２に供給される燃料量を増加したりする車両１の加速制御を実行してもよいことを通知する車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力する。これにより、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替える前に車両１の加速を開始することができる。続くステップＳ３７においてＭＧＣＵ６０は、フォーク４４を第２駆動力で分離位置Ｐ２に駆動する磁力が第２電磁コイル４６から発生するように第２電磁コイル４６への電流値を増加する電流値増加処理を実行する。ドグクラッチ４０が係合状態、かつ湿式クラッチ５０が解放状態のときに車両の加速が開始された場合、ドグクラッチ４０の第１クラッチ板４１と第２クラッチ板４２とを係合するフォーク４４には、湿式クラッチ５０の第１摩擦部材５１の慣性及び湿式クラッチ５０の引き摺りトルクが作用する。そこで、フォーク４４が第２駆動力で分離位置Ｐ２に駆動されるように第２電磁コイル４６への電流値を増加する。
【００４８】
次のステップＳ３８においてＭＧＣＵ６０は、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替える解放処理を実行する。この処理では、第２電磁コイル４６から発生させた磁力によってフォーク４４を第２駆動力で分離位置Ｐ２に駆動する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ３４においてトルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘ以下と判断した場合はステップＳ３９に進み、ＭＧＣＵ６０は各クラッチ４０、５０を係合状態に維持したまま車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力する。次のステップＳ４０においてＭＧＣＵ６０は、内燃機関２及び第２ＭＧ５にて駆動軸４を駆動する通常制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５０】
このように各クラッチ４０、５０を解放状態に切り替える場合は、湿式クラッチ５０、ドグクラッチ４０の順にそれぞれを解放状態に切り替える。そのため、各クラッチ４０、５０をクラッチを解放する際のトルク変動及びショックを低減することができる。また、トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘ以下と判断した場合は、各クラッチ４０、５０を係合状態に維持したまま車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力するので、無駄に各クラッチ４０、５０の状態を変更することを防止でき、また車両１を速やかに加速させることができる。
【００５１】
トルク要求値Ｔｄが最大出力トルクＴｏｄｍａｘより大きい場合は、湿式クラッチ５０を解放状態に切り替えた状態で車両加速可能信号をＥＣＵ７０に出力し、その後ドグクラッチ４０を解放状態に切り替えるので、車両１を速やかに加速させることができる。また、この際、第２駆動力でフォーク４４が分離位置Ｐ２に駆動されるように第２電磁コイル４６への電流値を増加するので、ドグクラッチ４０を解放状態により確実に切り替えることができる。
【００５２】
以上に説明したように、本発明の動力伝達装置１０によれば、動力伝達機構１１とケース１３に固定される湿式クラッチ５０との間にドグクラッチ４０を設けたので、ドグクラッチ４０を解放状態に切り替えることにより、湿式クラッチ５０と動力伝達機構１１との間の回転の伝達を阻止することができる。これにより、湿式クラッチ５０が解放状態のときに動力伝達機構１１の回転が第１摩擦部材５１に伝達され、この第１摩擦部材５１が回転することを防止できる。そのため、引き摺りトルクによる無駄な動力の消費を抑制することができる。
【００５３】
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、ドグクラッチは、上述した形態のものに限定されない。各クラッチ板にドグ歯を設け、これらのクラッチ板を軸線方向に接近させたり離間させたりしてドグ歯同士を噛み合わせたりその噛み合わせを解除させたりするドグクラッチを使用してもよい。また、摩擦クラッチは、多板式の湿式クラッチに限定されない。単板式のものでもよいし、乾式のものでもよい。
【００５４】
上述した形態では、第１摩擦部材の保持部材にスプラインを設け、このスプラインに角度検出センサの測定点を設定したが、第２クラッチ板の外周面に検出対象部としてのスプラインを設け、角度検出センサの測定点をこの第２クラッチ板のスプラインに設定してもよい。第１摩擦部材と第２クラッチ板とは一体回転するように連結されているので、この場合も上述した形態と動揺に角度検出センサにて第１摩擦部材の保持部材の回転角度を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一形態に係る動力伝達装置が組み込まれた車両の要部の概略を示す図。
【図２】図１の動力伝達機構の共線図の一例を示す図。
【図３】図１のＭＧＣＵ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４】図３に続くフローチャート。
【図５】図１のＭＧＣＵが実行するクラッチ解放制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１ 車両
２ 内燃機関（走行用動力源）
２ａ 出力軸（入力軸）
３ 第１モータジェネレータ（回転数調整手段、回転方向切替手段）
４ 駆動軸（出力軸）
１０ 動力伝達装置
１１ 動力伝達機構
１２ 係合機構
１３ ケース（固定部材）
３１ サンギア（回転部材）
４０ ドグクラッチ（噛み合いクラッチ）
４１ 第１クラッチ板（他方の回転係合部材）
４２ 第２クラッチ板（一方の回転係合部材）
４４ フォーク（状態変更部材）
４５ 第１電磁コイル（アクチュエータ手段）
４６ 第２電磁コイル（アクチュエータ手段）
５０ 湿式クラッチ（摩擦クラッチ）
５１ 第１摩擦部材（他方の摩擦係合部材）
５２ 第２摩擦部材（一方の摩擦係合部材）
５４ スプライン（検出対象部）
５５ 角度検出センサ（回転角度検出手段）
６０ モータジェネレータコントロールユニット（制御手段）
Ｋ１ 判定値（第１判定値）
Ｋ２ 判定トルク
Ｋ３ 判定期間
Ｋ４ 判定値（第２判定値）
Ｔｄ トルク要求値（要求トルク）
Ｔｏｄｍａｘ 最大出力トルク
Ｐ１ 係合位置
Ｐ２ 分離位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構の状態を係合機構にて変更することにより前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数を変更可能な動力伝達装置において、
前記係合機構は、一対の摩擦係合部材を係合させる係合状態と前記一対の摩擦係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な摩擦クラッチと、一対の回転係合部材を係合させる係合状態と前記一対の回転係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な噛み合いクラッチと、を備え、
前記一対の摩擦係合部材の一方の摩擦係合部材が固定部材に固定されるとともに他方の摩擦係合部材が前記一対の回転係合部材の一方の回転係合部材と一体に回転するように設けられ、前記一対の回転係合部材の他方の回転係合部材が前記動力伝達機構の回転部材と一体に回転するように設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に切り替える所定の係合条件が成立した場合、まず前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える制御手段をさらに備えている請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記所定の係合条件の成立後、前記一方の回転係合部材の回転数と前記他方の回転係合部材の回転数との差が所定の第１判定値未満に低下した場合に前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記所定の第１判定値より小さい所定の第２判定値未満に低下した場合に前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記回転部材の回転数を調整する回転数調整手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記第２判定値未満に調整されるように前記回転数調整手段を制御する請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に前記出力軸から所定の判定トルク以上のトルクが予め設定した所定期間より長く出力されると判断した場合、前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替える請求項２〜４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記回転部材の回転方向を切り替え可能な回転方向切替手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に、前記摩擦クラッチを係合状態に切り替えたときに前記他方の摩擦係合部材に作用するトルクの方向と同じ方向に前記他方の摩擦係合部材が回転するように前記回転方向切替手段の動作を制御する請求項２〜５のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ解放状態に切り替える所定の解放条件が成立した場合、まず前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替える請求項２〜６のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記動力伝達装置が車両に搭載されて前記入力軸と前記車両の走行用動力源とが連結されるとともに前記出力軸と前記車両の駆動輪とが連結され、
前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求された場合、前記車両の加速時に前記動力伝達装置にて伝達すべき要求トルクと前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持した状態で前記動力伝達装置にて伝達可能なトルクの最大値である最大出力トルクとを比較し、前記要求トルクが前記最大出力トルク以下の場合は前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持する請求項２〜７のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求され、かつ前記要求トルクが前記最大出力トルクより大きい場合、前記車両の加速が開始される前に前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替える請求項８に記載の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記噛み合いクラッチは、前記一対の回転係合部材とそれぞれ噛み合って前記一対の回転係合部材を係合させる係合位置と前記一対の回転係合部材のいずれか一方のみと噛み合う分離位置とに切り替え可能な状態変更部材と、前記状態変更部材を前記係合位置と前記分離位置との間で駆動するとともに、前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に所定の第１駆動力と前記所定の第１駆動力よりも強い所定の第２駆動力とで駆動可能なアクチュエータ手段と、を備え、
前記制御手段は、前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えるべく前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に駆動させる場合、前記状態変更部材が前記第２駆動力で駆動されるように前記アクチュエータ手段の動作を制御する請求項９に記載の動力伝達装置。
【請求項１１】
前記他方の摩擦係合部材及び前記一方の回転係合部材の少なくともいずれか一方の外周面に全周に亘って検出対象部が設けられ、
前記係合機構が収容されるケースの内面のうち前記検出対象部が設けられた係合部材の外周面と対向する部分には、前記検出対象部に測定点が設定されて前記検出対象部が設けられた係合部材の周方向の位置を検出する回転角度検出手段が設けられている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項１】
入力軸と出力軸との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達機構の状態を係合機構にて変更することにより前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数を変更可能な動力伝達装置において、
前記係合機構は、一対の摩擦係合部材を係合させる係合状態と前記一対の摩擦係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な摩擦クラッチと、一対の回転係合部材を係合させる係合状態と前記一対の回転係合部材を分離させる解放状態とに切り替え可能な噛み合いクラッチと、を備え、
前記一対の摩擦係合部材の一方の摩擦係合部材が固定部材に固定されるとともに他方の摩擦係合部材が前記一対の回転係合部材の一方の回転係合部材と一体に回転するように設けられ、前記一対の回転係合部材の他方の回転係合部材が前記動力伝達機構の回転部材と一体に回転するように設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に切り替える所定の係合条件が成立した場合、まず前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える制御手段をさらに備えている請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記所定の係合条件の成立後、前記一方の回転係合部材の回転数と前記他方の回転係合部材の回転数との差が所定の第１判定値未満に低下した場合に前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替え、その後前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記所定の第１判定値より小さい所定の第２判定値未満に低下した場合に前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える請求項２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記回転部材の回転数を調整する回転数調整手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、前記一方の摩擦係合部材の回転数と前記他方の摩擦係合部材の回転数との差が前記第２判定値未満に調整されるように前記回転数調整手段を制御する請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に前記出力軸から所定の判定トルク以上のトルクが予め設定した所定期間より長く出力されると判断した場合、前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替える請求項２〜４のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記回転部材の回転方向を切り替え可能な回転方向切替手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記所定の係合条件が成立して前記噛み合いクラッチを係合状態に切り替えた後、かつ前記摩擦クラッチを係合状態に切り替える前の期間内に、前記摩擦クラッチを係合状態に切り替えたときに前記他方の摩擦係合部材に作用するトルクの方向と同じ方向に前記他方の摩擦係合部材が回転するように前記回転方向切替手段の動作を制御する請求項２〜５のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ解放状態に切り替える所定の解放条件が成立した場合、まず前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替える請求項２〜６のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項８】
前記動力伝達装置が車両に搭載されて前記入力軸と前記車両の走行用動力源とが連結されるとともに前記出力軸と前記車両の駆動輪とが連結され、
前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求された場合、前記車両の加速時に前記動力伝達装置にて伝達すべき要求トルクと前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持した状態で前記動力伝達装置にて伝達可能なトルクの最大値である最大出力トルクとを比較し、前記要求トルクが前記最大出力トルク以下の場合は前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチをそれぞれ係合状態に維持する請求項２〜７のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記摩擦クラッチ及び前記噛み合いクラッチのそれぞれが係合状態のときに前記車両に対して加速が要求され、かつ前記要求トルクが前記最大出力トルクより大きい場合、前記車両の加速が開始される前に前記摩擦クラッチを解放状態に切り替え、その後前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替える請求項８に記載の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記噛み合いクラッチは、前記一対の回転係合部材とそれぞれ噛み合って前記一対の回転係合部材を係合させる係合位置と前記一対の回転係合部材のいずれか一方のみと噛み合う分離位置とに切り替え可能な状態変更部材と、前記状態変更部材を前記係合位置と前記分離位置との間で駆動するとともに、前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に所定の第１駆動力と前記所定の第１駆動力よりも強い所定の第２駆動力とで駆動可能なアクチュエータ手段と、を備え、
前記制御手段は、前記車両の加速中に前記噛み合いクラッチを解放状態に切り替えるべく前記状態変更部材を前記係合位置から前記分離位置に駆動させる場合、前記状態変更部材が前記第２駆動力で駆動されるように前記アクチュエータ手段の動作を制御する請求項９に記載の動力伝達装置。
【請求項１１】
前記他方の摩擦係合部材及び前記一方の回転係合部材の少なくともいずれか一方の外周面に全周に亘って検出対象部が設けられ、
前記係合機構が収容されるケースの内面のうち前記検出対象部が設けられた係合部材の外周面と対向する部分には、前記検出対象部に測定点が設定されて前記検出対象部が設けられた係合部材の周方向の位置を検出する回転角度検出手段が設けられている請求項１〜１０のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１２７８４０（Ｐ２００９−１２７８４０Ａ）
【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２００７−３０７０４８（Ｐ２００７−３０７０４８）
【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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