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特開2025-2453位置検出装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025002453

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】位置検出装置

(51)【国際特許分類】

G01D 5/12 20060101AFI20241226BHJP

G01B 7/30 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

G01D5/12 N

G01D5/12 C

G01B7/30 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】21

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023102641

(22)【出願日】2023-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼岡泰宏

(72)【発明者】

【氏名】四方康博

(72)【発明者】

【氏名】中川雅史

(72)【発明者】

【氏名】木村優介

【テーマコード（参考）】

2F063

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F063AA35

2F063BA04

2F063CA08

2F063DA01

2F063DA05

2F063DC08

2F063DD02

2F063EA03

2F063GA52

2F063GA69

2F077AA21

2F077CC02

2F077NN02

2F077NN04

2F077NN22

2F077PP11

2F077UU22

(57)【要約】

【課題】２つの回転部材の相対位置を精度良く検出可能な位置検出装置を提供すること。
【解決手段】
複数の第１ギア歯を有する第１回転部材と複数の第２ギア歯を有する第２回転部材とを備える動力伝達装置に適用される位置検出装置は、第１ギア歯と第２ギア歯との相対的な位置関係に応じた信号を、周波数成分を含む位置信号として出力する位置センサ７０と、第１回転部材の回転数に応じた第１回転信号を出力する第１回転センサ８１と、第２回転部材の回転数に応じた第２回転信号を出力する第２回転センサ８２と、位置センサが出力する位置信号から上側周波数以上の周波数成分および下側周波数以下の周波数成分を除去したフィルタ信号を出力するフィルタ部５３１と、を備える。フィルタ部は、第１回転センサが出力する第１回転信号に基づいて上側周波数を変化させるとともに、第２回転センサが出力する第２回転信号に基づいて下側周波数を変化させる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定方向を軸方向としたとき、前記軸方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成され、複数の第１ギア歯（２３１）を有する第１回転部材（２０）と、前記軸心を中心として回転可能に構成され、前記複数の第１ギア歯と噛み合わせることが可能な複数の第２ギア歯（３１１）を有する第２回転部材（３０、４０）と、を備える動力伝達装置（１）に適用される位置検出装置であって、
回転する前記第１ギア歯と回転する前記第２ギア歯との相対的な位置関係に応じた信号を、周波数成分を含む位置信号として出力する位置センサ（７０、７５、７６）と、
前記第１回転部材の回転数を検出し、検出した前記第１回転部材の回転数に応じた第１回転信号を出力する第１回転センサ（８１、８３）と、
前記第２回転部材の回転数を検出し、検出した前記第２回転部材の回転数に応じた第２回転信号を出力する第２回転センサ（８２、８４）と、
前記位置センサが出力する前記位置信号から所定の周波数である上側周波数以上の周波数成分および前記上側周波数より低い周波数である下側周波数以下の周波数成分を除去したフィルタ信号を出力するフィルタ部（５３１）と、を備え、
前記フィルタ部は、前記第１回転センサが出力する前記第１回転信号に基づいて前記上側周波数を変化させるとともに、前記第２回転センサが出力する前記第２回転信号に基づいて前記下側周波数を変化させる位置検出装置。

【請求項2】

前記フィルタ部は、前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルバンドパスフィルタを有する請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

前記フィルタ部は、前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分をアナログ処理によって除去する複数のバンドパス回路（５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄ）を有する請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項4】

前記フィルタ部は、前記上側周波数以上の周波数成分をアナログ処理によって除去するローパス回路（５３１ｅ、５３１ｆ）および前記下側周波数以下の周波数成分をアナログ処理によって除去するハイパス回路（５３１ｇ、５３１ｈ）を有する請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項5】

前記第１回転センサは、前記第１回転部材の回転数を直接検出し、
前記第２回転センサは、前記第２回転部材の回転数を直接検出する請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項6】

前記動力伝達装置は、前記第１回転部材の回転数を変換する第１変換部（３）と、前記第１変換部によって前記第１回転部材の回転数とは異なる回転数に変換された回転数で前記第１回転部材と一体に回転する第３回転部材（４）と、前記第２回転部材の回転数を変換する第２変換部（５）と、前記第２変換部によって前記第２回転部材の回転数とは異なる回転数に変換された回転数で前記第２回転部材と一体に回転する第４回転部材（６）と、を有し、
前記第１回転センサは、前記第３回転部材の回転数を検出することで前記第１回転部材の回転数を間接的に検出し、
前記第２回転センサは、前記第４回転部材の回転数を検出することで前記第２回転部材の回転数を間接的に検出する請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項7】

前記動力伝達装置は、該動力伝達装置の作動を制御する制御装置（５３）を有する車両に適用され、
前記フィルタ部は、前記制御装置によって構成されている請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項8】

前記動力伝達装置は、該動力伝達装置の作動を制御する制御装置（５３）を有する車両に適用され、
前記フィルタ部は、前記制御装置と別体に構成されており、前記フィルタ信号を前記制御装置に出力する請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項9】

【請求項10】

前記相対位置算出部は、前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号を複数のハイ信号および複数のロー信号に二値化したパルス信号にして出力する二値化処理部（５３２１）および前記二値化処理部が出力する前記パルス信号における前記複数のハイ信号それぞれの間隔に基づいて前記係合タイミングを求める係合タイミング検出部（５３２２）を有する請求項９に記載の位置検出装置。

【請求項11】

前記相対位置算出部は、前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に対して、信号の大きさを絶対値化する検波処理を実行する検波処理部（５３２３）を有する請求項１０に記載の位置検出装置。

【請求項12】

前記相対位置算出部は、前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に対してヒルベルト変換を実行して包絡線を求めるとともに、求めた前記包絡線に基づいて前記係合タイミングを求める請求項９に記載の位置検出装置。

【請求項13】

前記位置センサが出力する前記位置信号から前記上側周波数とは異なる周波数である除去周波数以上の周波数成分を除去した除去後信号を出力するローパスフィルタ部（５３３）と、
前記ローパスフィルタ部が出力する前記除去後信号に基づいて、前記第１ギア歯と前記第２ギア歯とが噛み合って前記第１回転部材と前記第２回転部材とが一体に回転する係合状態を判定する係合判定部（５３４）と、を備え、
前記除去周波数は、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが一体に回転する際の前記第１回転部材および前記第２回転部材の回転数に基づいて設定されている請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【請求項14】

前記ローパスフィルタ部は、前記第１回転センサが出力する前記第１回転信号および前記第２回転センサが出力する前記第２回転信号の少なくとも一方に基づいて前記除去周波数を変化させる請求項１３に記載の位置検出装置。

【請求項15】

前記ローパスフィルタ部は、前記除去周波数が予め定められている請求項１３に記載の位置検出装置。

【請求項16】

前記ローパスフィルタ部は、前記除去周波数以上の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルローパスフィルタを有する請求項１３に記載の位置検出装置。

【請求項17】

前記ローパスフィルタ部は、前記除去周波数以上の周波数成分をアナログ処理によって除去するアナログ回路（５３３１）を有する請求項１３に記載の位置検出装置。

【請求項18】

前記位置センサは、複数の前記第１ギア歯の回転位置に応じた第１位置信号を出力する第１位置センサ（７５）と、複数の前記第２ギア歯の回転位置に応じた第２位置信号を出力する第２位置センサ（７６）と、によって構成されている請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項19】

前記第１回転部材および前記第２回転部材は、前記第１ギア歯および前記第２ギア歯が噛み合って一体に回転可能であって、
前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に基づいて前記第１ギア歯と前記第２ギア歯との相対位置を検出し、前記第１ギア歯および前記第２ギア歯が噛み合い可能となる係合タイミングを求める相対位置算出部（５３２）を備え、
前記第１位置センサは、前記第１位置信号をハイ信号およびロー信号に二値化したパルス信号として出力し、
前記第２位置センサは、前記第２位置信号をハイ信号およびロー信号に二値化したパルス信号として出力し、
前記フィルタ部は、前記第１位置センサが出力する前記第１位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分を除去するとともに、前記第２位置センサが出力する前記第２位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分を除去し、
前記相対位置算出部は、前記第１位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分が除去された前記フィルタ信号および前記第２位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分が除去された前記フィルタ信号それぞれに含まれるハイ信号に基づいて前記係合タイミングを求める係合タイミング検出部（５３２２）を有する請求項１８に記載の位置検出装置。

【請求項20】

前記第１ギア歯と前記第２ギア歯とが噛み合って前記第１回転部材と前記第２回転部材とが一体に回転する係合状態を判定する係合判定部（５３４）を備え、
前記第１位置センサおよび前記第２位置センサの少なくとも一方は、前記第１回転部材および前記第２回転部材が前記係合状態である場合と前記係合状態でない場合とで異なる信号を出力し、
前記係合判定部は、前記第１回転部材および前記第２回転部材が前記係合状態である場合と前記係合状態でない場合とで前記第１位置センサおよび前記第２位置センサの少なくとも一方が出力する異なる信号に基づいて前記係合状態を判定する請求項１９に記載の位置検出装置。

【請求項21】

前記位置センサは、回転する前記第１ギア歯と回転する前記第２ギア歯との相対的な位置関係によって変化する磁束の変化を検出する磁気検出素子（７２）を含んでいる請求項１に記載の位置検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ターボチャージャの吸気コンプレッサのハウジング内で回転するブレードを検出するブレード検出センサと、ブレード検出センサの出力を２値化して出力するセンサ回路と、を備える回転数検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この回転数検出装置において、センサ回路は、ブレード検出センサの出力信号のうち、路面に設置されたロードヒータから発生する低周波の磁気に起因する低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを有する。また、センサ回路は、ブレード検出センサの出力信号のうち、ターボチャージャが備えるシャフトの軸ずれに起因する高周波ノイズを除去するローパスフィルタを有する。これにより、特許文献１に記載の回転数検出装置は、ブレード検出センサの出力信号に含まれる低周波ノイズおよび高周波ノイズをそれぞれ除去可能となっている。そして、ハイパスフィルタは、ターボチャージャの回転数によって周波数の値が変化する高周波ノイズの周波数に応じて、除去する高周波ノイズの周波数の値を上下に変更可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－０７２０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、それぞれ独立して回転する２つの回転部材の相対位置を検出する位置検出装置において、２つの回転部材の回転数が互いに異なる場合、２つの回転部材それぞれの回転に起因した互いに周波数が異なる２つのノイズが発生することが有る。このような２つの回転部材それぞれの回転に起因したノイズは、２つの回転部材それぞれの回転数によって、それぞれの周波数の値が変化する。したがって、互いに周波数が異なる２つのノイズをそれぞれ除去する場合、それぞれのノイズの周波数に応じて、除去する周波数の値を変更することが求められる。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の位置検出装置では、除去する低周波ノイズおよび高周波ノイズのうち、高周波ノイズ側の周波数の値を変更可能となっているが、低周波ノイズ側の周波数の値を変更することができない。このため、特許文献１に記載の構成を、２つの回転部材の相対位置を検出する位置検出装置に用いても、当該２つの回転部材の相対位置を精度良く検出することが難しい。このような課題は、発明者らの鋭意検討によって見出された。

【0007】

本開示は、回転する２つの回転部材の相対位置を精度良く検出可能な位置検出装置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】

【0008】

本開示の１つの観点によれば、
所定方向を軸方向としたとき、軸方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成され、複数の第１ギア歯（２３１）を有する第１回転部材（２０）と、軸心を中心として回転可能に構成され、複数の第１ギア歯と噛み合わせることが可能な複数の第２ギア歯（３１１）を有する第２回転部材（３０、４０）と、を備える動力伝達装置（１）に適用される位置検出装置であって、
回転する第１ギア歯と回転する第２ギア歯との相対的な位置関係に応じた信号を、周波数成分を含む位置信号として出力する位置センサ（７０、７５、７６）と、
第１回転部材の回転数を検出し、検出した第１回転部材の回転数に応じた第１回転信号を出力する第１回転センサ（８１、８３）と、
第２回転部材の回転数を検出し、検出した第２回転部材の回転数に応じた第２回転信号を出力する第２回転センサ（８２、８４）と、
位置センサが出力する位置信号から所定の周波数である上側周波数以上の周波数成分および上側周波数より低い周波数である下側周波数以下の周波数成分を除去したフィルタ信号を出力するフィルタ部（５３１）と、を備え、
フィルタ部は、第１回転センサが出力する第１回転信号に基づいて上側周波数を変化させるとともに、第２回転センサが出力する第２回転信号に基づいて下側周波数を変化させる。

【0009】

これによれば、フィルタ部は、上側周波数を、第１回転部材の回転数に応じて周波数が変化する高周波ノイズの周波数に対応させることができる。また、フィルタ部は、下側周波数を、第２回転部材の回転数に応じて変化する低周波ノイズの周波数に対応させることができる。したがって、位置検出装置は、第１回転部材と第２回転部材との相対位置の検出精度を向上させることができる。

【0010】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る位置検出装置が適用される動力伝達装置の概略構成図である。

【図2】第１ギア部の模式的な正面図である。

【図3】第２ギア部の模式的な正面図である。

【図4】第３ギア部の模式的な正面図である。

【図5】複数の第１ギア歯と複数の第２ギア歯とを噛み合わせることができない状態を示す模式図である。

【図6】複数の第１ギア歯と複数の第２ギア歯とを噛み合わせることが可能な状態を示す模式図である。

【図7】複数の第１ギア歯と複数の第２ギア歯とを噛み合わせることが可能な状態を説明するための説明図である。

【図8】位置検出装置の概略構成図である。

【図9】磁気センサの模式的な正面図である。

【図10】位置検出装置に含まれる磁気センサとドグクラッチとの配置関係を示す模式図である。

【図11】磁気センサが出力する位置信号の時間変化の一例を示す図である。

【図12】磁気センサが出力する位置信号にノイズが重畳した状態の一例を示す図である。

【図13】フィルタ部が抽出する周波数成分の一例を示す図である。

【図14】フィルタ部が出力するフィルタ信号および相対位置算出部が特定する係合タイミングを示す図である。

【図15】第２実施形態に係る位置検出装置を説明するための図である。

【図16】第３実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図17】第３実施形態に係る制御装置が係合タイミングを特定する際に実行する処理を説明するための図である。

【図18】第３実施形態に係る制御装置が特定する係合タイミングの特定方法を説明するための図である。

【図19】第４実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図20】第４実施形態に係る制御装置が係合タイミングを特定する際に実行する処理を説明するための図である。

【図21】第５実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図22】従動部材とスリーブとが係合する際の作動を説明するための図である。

【図23】磁気センサが出力する位置信号にノイズが重畳した状態の一例を示す図である。

【図24】磁気センサが出力する位置信号からノイズを除去した波形の一例を示す図である。

【図25】ローパスフィルタ部が抽出する周波数成分の一例を示す図である。

【図26】第６実施形態に係るローパスフィルタ部のアナログ回路の一例を示す図である。

【図27】第７実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図28】第７実施形態に係るフィルタ部のバンドパス回路の一例を示す図である。

【図29】第８実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図30】第８実施形態に係るフィルタ部のハイパス回路の一例を示す図である。

【図31】第９実施形態に係る制御装置が特定する係合タイミングの特定方法を説明するための図である。

【図32】第１０実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図33】第１１実施形態に係る位置検出装置を説明するための図である。

【図34】第１１実施形態に係る位置検出装置の概略構成図である。

【図35】第１１実施形態に係る第１磁気センサおよび第２磁気センサが検出する磁束の変化を示す図である。

【図36】第１１実施形態に係る第１磁気センサおよび第２磁気センサが出力する磁気信号を示す図である。

【図37】第１凸部と第２凸部とが軸方向に重なっていない場合の第１磁気センサおよび第２磁気センサが出力する磁気信号を示す図である。

【図38】第１凸部と第２凸部とが軸方向に重なっている場合の第１磁気センサおよび第２磁気センサが出力する磁気信号を示す図である。

【図39】第１磁気センサおよび第２磁気センサが出力する磁気信号にノイズが重畳した状態の一例を示す図である。

【図40】第１磁気センサおよび第２磁気センサが出力する磁気信号にパルス欠けが発生している状態を示す図である。

【図41】従動部材とスリーブとが開放状態および接続状態である場合それぞれの第２磁気センサの位置を示す図である。

【図42】従動部材とスリーブとが接続状態である場合の第１１実施形態に係る第１磁気センサおよび第２磁気センサが出力する磁気信号を示す図である。

【図43】第１２実施形態に係る位置検出装置が適用されるドグクラッチを示す図である。

【図44】従動部材とスリーブとが接続状態である場合の第１２実施形態に係る第２磁気センサが出力する磁気信号を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

【0013】

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図１４を参照して説明する。本実施形態では、本開示の位置検出装置６０が車両の動力伝達装置１に適用される例について説明する。まず、この動力伝達装置１について説明する。動力伝達装置１は、内燃機関やモータ等の走行駆動源５１から出力される動力の車両の車軸への伝達を断続させる。図１に示すように、動力伝達装置１は、ドグクラッチ１０、駆動機器５０、位置検出装置６０を備える。

【0014】

ドグクラッチ１０は、従動部材２０、スリーブ３０、および駆動部材４０を備える。従動部材２０、スリーブ３０、および駆動部材４０は、同じ軸心ＣＬを中心に回転可能に構成されている。ドグクラッチ１０は、走行駆動源５１と車両の車軸との接続状態および未接続状態を切り替えるものである。

【0015】

従動部材２０は、スリーブ３０および駆動部材４０を介して走行駆動源５１から出力される動力を受けて、軸心ＣＬを中心に回転する回転部材である。従動部材２０の回転は、車両の車軸を介して車輪Ｗへ伝達される。また、従動部材２０は、車輪Ｗから伝達される動力によって回転可能になっている。本実施形態では、従動部材２０が“第１回転部材”に対応している。

【0016】

従動部材２０は、筒形状に形成された第１軸部材２１および当該第１軸部材２１の軸方向Ｄａｘの一方側に設けられた第１ギア部２２を備えている。第１軸部材２１および第１ギア部２２は、軸心ＣＬを中心に一体に回転するように連結されている。

【0017】

第１ギア部２２は、複数の第１ギア歯２３１が形成されている。第１ギア部２２には、複数の第１ギア歯２３１とは別の複数の第１凸部２４１が複数の第１ギア歯２３１の位置を特定する要素として形成されている。なお、図１では、便宜上、複数の第１ギア歯２３１および複数の第１凸部２４１それぞれにおける代表的なものに対して符合を付し、他のものへの符号を省略している。このことは、図１以外の図面においても同様である。

【0018】

複数の第１ギア歯２３１は、第１ギア部２２のうち、軸方向Ｄａｘの一方側にある第１先端部２３に形成されている。複数の第１ギア歯２３１は、第１先端部２３において、軸心ＣＬから離れる方向、すなわち、径方向Ｄｏｒの外側に突き出ている。複数の第１ギア歯２３１は、軸心ＣＬを中心とする周方向Ｄｒの全周にわたって所定の間隔をあけて設けられている。複数の第１ギア歯２３１は、それぞれ同じ形に構成されている。周方向Ｄｒに隣り合う第１ギア歯２３１の間隔は、第１ギア歯２３１と後述の第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが可能な大きさになっている。複数の第１ギア歯２３１は、後述の第２ギア歯３１１との噛み合わせに適した形状となっている。

【0019】

複数の第１凸部２４１は、第１ギア部２２の第１先端部２３に隣接して設けられた鍔形状の第１フランジ部２４に形成されている。複数の第１凸部２４１は、第１フランジ部２４において、軸心ＣＬから離れる方向、すなわち、径方向Ｄｏｒの外側に突き出ている。複数の第１凸部２４１は、軸心ＣＬを中心とする周方向Ｄｒの全周にわたって所定の間隔をあけて設けられている。複数の第１凸部２４１は、それぞれ同じ形に構成されている。第１フランジ部２４は、従動部材２０に対して一体に回転するように設けられている。

【0020】

第１ギア部２２には、複数の第１ギア歯２３１の約数となる数の第１凸部２４１が設けられている。本実施形態の第１ギア部２２には、図２に示すように、複数の第１ギア歯２３１と同数の第１凸部２４１が設けられている。なお、図２には、一例として、１２個の第１ギア歯２３１および第１凸部２４１が設けられた第１ギア部２２を示しているが、第１ギア歯２３１および第１凸部２４１の数は、図２に示すものに制限されず、任意の数に設定することができる。

【0021】

複数の第１凸部２４１それぞれは、第１ギア歯２３１と同じ方向に突き出ている。すなわち、複数の第１凸部２４１それぞれは、第１ギア部２２を軸方向Ｄａｘから見たとき、径方向Ｄｏｒにおいて第１ギア歯２３１と重なり合うように形成されている。

【0022】

第１ギア部２２は、その全体が磁性材料、例えば、鉄を含む材料によって構成されている。なお、第１ギア部２２は、少なくとも複数の第１凸部２４１が磁性材料で構成されていれば、他の要素が別の材料で構成されていてもよい。

【0023】

スリーブ３０および駆動部材４０は、走行駆動源５１から出力される動力を従動部材２０に伝達する回転部材である。スリーブ３０および駆動部材４０は、走行駆動源５１から出力される動力によって、軸心ＣＬを中心に一体に回転するように互いに連結されている。本実施形態では、スリーブ３０および駆動部材４０が“第２回転部材”に対応している。

【0024】

スリーブ３０は、従動部材２０と駆動部材４０とを連結するための部材である。スリーブ３０は、従動部材２０の第１先端部２３および駆動部材４０の第３ギア部４２を覆うことが可能なように、内径が従動部材２０の第１先端部２３の外径および駆動部材４０の第３ギア部４２の外径よりも大きくなっている。

【0025】

スリーブ３０は、筒形状の第２ギア部３１を備える。本実施形態のスリーブ３０は、全体が第２ギア部３１を構成している。図３に示すように、第２ギア部３１は、複数の第１ギア歯２３１と噛み合わせることが可能な複数の第２ギア歯３１１が形成されている。第２ギア部３１には、複数の第２ギア歯３１１とは別の複数の第２凸部３２１が複数の第２ギア歯３１１の位置を特定する要素として形成されている。なお、図３では、便宜上、複数の第２ギア歯３１１および複数の第２凸部３２１それぞれにおける代表的なものに対して符合を付し、他のものへの符号を省略している。このことは、図３以外の図面においても同様である。

【0026】

スリーブ３０は、複数の第２ギア歯３１１が複数の第１ギア歯２３１と噛み合った状態で従動部材２０と一体に軸心ＣＬを中心に回転する。複数の第２ギア歯３１１は、第２ギア部３１の内側に形成されている。第２ギア部３１には、複数の第１ギア歯２３１と同数の第２ギア歯３１１が設けられている。複数の第２ギア歯３１１は、第２ギア部３１において、軸心ＣＬに近づく方向、すなわち、径方向Ｄｏｒの内側に突き出ている。複数の第２ギア歯３１１は、軸心ＣＬを中心とする周方向Ｄｒの全周にわたって所定の間隔をあけて設けられている。複数の第２ギア歯３１１は、それぞれ同じ形に構成されている。周方向Ｄｒに隣り合う第２ギア歯３１１の間隔は、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが可能な大きさになっている。複数の第２ギア歯３１１は、第１ギア歯２３１との噛み合わせに適した形状となっている。

【0027】

複数の第２凸部３２１は、第２ギア部３１の外側に設けられた鍔形状の第２フランジ部３２に形成されている。第２フランジ部３２は、第２ギア部３１における軸方向Ｄａｘの他方側の端部に設けられている。第２フランジ部３２は、スリーブ３０に対して一体に回転するように設けられている。

【0028】

複数の第２凸部３２１は、第２フランジ部３２において、軸心ＣＬから離れる方向、すなわち、径方向Ｄｏｒの外側に突き出ている。複数の第２凸部３２１は、軸心ＣＬを中心とする周方向Ｄｒの全周にわたって所定の間隔をあけて設けられている。複数の第２凸部３２１は、それぞれ同じ形に構成されている。

【0029】

また、第２ギア部３１には、複数の第２ギア歯３１１の約数となる数の第２凸部３２１が設けられている。本実施形態の第２ギア部３１には、複数の第２ギア歯３１１と同数の第２凸部３２１が設けられている。なお、図３には、一例として、１２個の第２ギア歯３１１および第２凸部３２１が設けられた第２ギア部３１を示しているが、第２ギア歯３１１および第２凸部３２１の数は、図３に示すものに制限されない。

【0030】

複数の第２凸部３２１それぞれは、隣り合う第２ギア歯３１１の間の窪みに対応するように軸心ＣＬから離れる方向に突き出ている。すなわち、複数の第２凸部３２１それぞれは、第２ギア部３１を軸方向Ｄａｘから見たとき、径方向Ｄｏｒにおいて、隣り合う第２ギア歯３１１の間の窪みと重なり合うように形成されている。

【0031】

複数の第２凸部３２１は、複数の第２ギア歯３１１とは異なる形状になっている。複数の第２凸部３２１は、複数の第１凸部２４１と同じ形に構成されている。具体的には、複数の第１凸部２４１および複数の第２凸部３２１は、周方向Ｄｒの長さが径方向Ｄｏｒの寸法よりも大きい扇形状の突起である。なお、複数の第１凸部２４１および複数の第２凸部３２１は、周方向Ｄｒの長さが径方向Ｄｏｒの寸法と同等または小さくなっていてもよい。また、複数の第１凸部２４１および複数の第２凸部３２１は、長方形状の突起であってもよい。

【0032】

複数の第１凸部２４１を含む第１フランジ部２４および複数の第２凸部３２１を含む第２フランジ部３２が同じような大きさになっている。

【0033】

第２ギア部３１は、その全体が磁性材料、例えば、鉄を含む材料によって構成されている。具体的には、第２ギア部３１は、第１ギア部２２と同じ磁性材料、すなわち、同一の材質によって構成されている。なお、第２ギア部３１は、少なくとも複数の第２凸部３２１が磁性材料で構成されていれば、他の要素が別の材料で構成されていてもよい。

【0034】

スリーブ３０は、シフトフォーク５２１を介してアクチュエータ５２２に接続されている。具体的には、スリーブ３０は、第２ギア部３１における第２フランジ部３２よりも軸方向Ｄａｘの一方側に位置する部位に、後述するシフトフォーク５２１の一端を係合させるための係合溝３３が形成されている。

【0035】

これにより、スリーブ３０は、軸方向Ｄａｘに変位可能になっている。本実施形態のスリーブ３０は、径方向Ｄｏｒにおいて従動部材２０および駆動部材４０の双方と重なり合う位置から径方向Ｄｏｒにおいて駆動部材４０と重なり合うものの従動部材２０と重なり合わない位置までの範囲で変位する。

【0036】

駆動部材４０は、軸方向Ｄａｘにおいて所定の隙間をあけて従動部材２０と対向するように配置されている。駆動部材４０の一部は、スリーブ３０の内側に配置されている。駆動部材４０は、筒形状に形成された第３軸部材４１および第３ギア部４２を備えている。第３軸部材４１および第３ギア部４２は、軸心ＣＬを中心に一体に回転するように連結されている。

【0037】

第３軸部材４１は、軸方向Ｄａｘの一方側が走行駆動源５１に接続されている。第３軸部材４１は、走行駆動源５１の動力によって第３ギア部４２とともに、軸心ＣＬを中心に回転する。第３軸部材４１の軸方向Ｄａｘの他方側には、第３ギア部４２が設けられている。駆動部材４０は、スリーブ３０の内側に第３ギア部４２を挿通させることができるように、第３ギア部４２の外形がスリーブ３０の内径よりも小さくなっている。また、駆動部材４０は、第３ギア部４２の軸方向Ｄａｘの寸法がスリーブ３０の軸方向Ｄａｘの寸法よりも大きくなっている。

【0038】

第３ギア部４２は、図４に示すように、複数の第２ギア歯３１１と噛み合う複数の第３ギア歯４２１が形成されている。なお、図４では、便宜上、複数の第３ギア歯４２１における代表的なものに対して符合を付し、他のものへの符号を省略している。このことは、図４以外の図面においても同様である。

【0039】

複数の第３ギア歯４２１は、複数の第１ギア歯２３１と同様に、軸心ＣＬから離れる方向、すなわち、径方向Ｄｏｒの外側に突き出ている。複数の第３ギア歯４２１は、軸心ＣＬを中心とする周方向Ｄｒの全周にわたって所定の間隔をあけて設けられている。複数の第３ギア歯４２１は、それぞれ同じ形に構成されている。周方向Ｄｒに隣り合う第３ギア歯４２１の間隔は、第３ギア歯４２１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが可能な大きさになっている。複数の第３ギア歯４２１は、第２ギア歯３１１との噛み合わせに適した形状となっている。

【0040】

そして、第３ギア歯４２１と第２ギア歯３１１とが噛み合わされることで、スリーブ３０と駆動部材４０とが軸心ＣＬを中心に一体に回転するように互いに連結されている。すなわち、スリーブ３０の第２ギア部３１と駆動部材４０の第３軸部材４１および第３ギア部４２とは、軸心ＣＬを中心に一体に回転する。

【0041】

第３ギア部４２には、軸方向Ｄａｘの一方側の端部に鍔形状の第３フランジ部４３が設けられている。第３フランジ部４３は、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの一方側に変位した際のストッパとして機能する。なお、第３フランジ部４３は、第３軸部材４１に設けられていてもよい。

【0042】

このように構成されるドグクラッチ１０は、図５に示すように、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが軸方向Ｄａｘに重なり合うタイミングにおいて、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることができない。すなわち、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが軸方向Ｄａｘに重なり合うタイミングが、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが不可能な不適合タイミングとなる。

【0043】

一方、図６に示すように、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが軸方向Ｄａｘに重なり合わないタイミングにおいて、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることができる。すなわち、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが軸方向Ｄａｘに重なり合わないタイミングが、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが可能な係合タイミングとなる。

【0044】

ドグクラッチ１０は、図７に示すように、係合タイミングにおいて、スリーブ３０を、従動部材２０に近づくように変位させると、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合って従動部材２０とスリーブ３０とが一体に回転する。

【0045】

ここで、ドグクラッチ１０は、接続状態において、第１フランジ部２４と第２フランジ部３２とが接触していてもよいし、接触していなくてもよい。また、第１フランジ部２４および第２フランジ部３２は、スリーブ３０の軸方向Ｄａｘの他方側への変位を制限するストッパとしての機能させるようになっていてもよい。

【0046】

続いて、駆動機器５０について図１を参照しつつ説明する。駆動機器５０は、従動部材２０とスリーブ３０とが離間する解放状態と、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合って従動部材２０とスリーブ３０とが一体に回転する接続状態とを切り替える機器である。図１に示すように、駆動機器５０は、走行駆動源５１、直動機器５２、および制御装置５３を備えている。

【0047】

本実施形態の走行駆動源５１は、電動車両に搭載される車両走行用のモータによって構成されている。走行駆動源５１は、駆動部材４０に接続されている。走行駆動源５１は、スリーブ３０および駆動部材４０を回転させるための回転動力を出力する。

【0048】

直動機器５２は、スリーブ３０を軸方向Ｄａｘに沿って変位させるための機器である。直動機器５２は、シフトフォーク５２１および直動型のアクチュエータ５２２を備える。

【0049】

シフトフォーク５２１は、スリーブ３０とアクチュエータ５２２とを接続する部材である。シフトフォーク５２１は、軸方向Ｄａｘの一方側の端がアクチュエータ５２２に接続され、軸方向Ｄａｘの他方側の端がスリーブ３０に接続されている。

【0050】

アクチュエータ５２２は、電動モータや電磁ソレノイド等で構成される。アクチュエータ５２２は、シフトフォーク５２１をスリーブ３０とともに軸方向Ｄａｘに変位させることで、ドグクラッチ１０を断続させる。

【0051】

制御装置５３は、走行駆動源５１および直動機器５２の作動を制御することで動力伝達装置１の作動を制御する電子制御部を構成している。制御装置５３は、プロセッサＰ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリＭを含むコンピュータおよびその周辺回路により構成されている。メモリＭには、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを有する。なお、メモリＭは、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。

【0052】

制御装置５３は、車両全体を制御するための上位ＥＣＵが双方向に通信可能に接続されている。また、制御装置５３の入力側には、位置検出装置６０等の各種センサが接続されている。位置検出装置６０は、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係を示す物理量に基づいて、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１との相対的な位置関係を検出する機器である。また、位置検出装置６０は、第１軸部材２１の回転数を検出するとともに、第３軸部材４１および第３軸部材４１と一体に回転する第２ギア部３１の回転数を検出する。位置検出装置６０は、検出した第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１との相対的な位置関係に応じた信号と、第１軸部材２１の回転数に応じた信号と、第２ギア部３１および第３軸部材４１の回転数に応じた信号とを制御装置５３に出力する。

【0053】

制御装置５３は、位置検出装置６０から入力される情報に基づいて走行駆動源５１、直動機器５２等の動作を制御する。本実施形態では、制御装置５３は、位置検出装置６０の構成要素の１つとして解釈することができる。位置検出装置６０の詳細については後述する。

【0054】

制御装置５３の出力側には、走行駆動源５１、アクチュエータ５２２が接続されている。制御装置５３は、メモリＭに記憶されたコンピュータプログラムを実行するとともに、コンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。

【0055】

制御装置５３は、位置検出装置６０の出力に基づいて、ドグクラッチ１０の解放状態と接続状態とを切り替える。すなわち、制御装置５３は、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１との相対的な位置関係に基づいて、解放状態と接続状態とを切り替える。

【0056】

続いて、位置検出装置６０の詳細について、図８～図１４を参照しつつ説明する。図８に示すように、位置検出装置６０は、従動センサ８１、スリーブセンサ８２および磁気センサ７０を備える。

【0057】

従動センサ８１は、従動部材２０の回転数を検出する回転センサである。従動センサ８１は、従動部材２０の第１軸部材２１の回転数を検出することで、直接従動部材２０の回転数を検出する。従動センサ８１は、図１に示すように、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて第１軸部材２１と対向するように配置される。従動センサ８１は、検出した第１軸部材２１の回転数に応じた出力信号を第１回転信号として制御装置５３に出力する。本実施形態では、従動センサ８１が第１回転センサとして機能する。

【0058】

スリーブセンサ８２は、スリーブ３０の回転数を検出する回転センサである。スリーブセンサ８２は、第３軸部材４１の回転数を検出することで、第３軸部材４１と一体に回転するスリーブ３０の回転数、すなわち、第２ギア部３１の回転数を直接検出する。スリーブセンサ８２は、図１に示すように、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて第３軸部材４１と対向するように配置される。スリーブセンサ８２は、検出した第２ギア部３１および第３軸部材４１の回転数に応じた出力信号を第２回転信号として制御装置５３に出力する。本実施形態では、スリーブセンサ８２が第２回転センサとして機能する。

【0059】

従動センサ８１およびスリーブセンサ８２は、例えば、光学式、磁気式、電磁誘導式などの非接触式の回転センサを採用することができる。なお、従動センサ８１およびスリーブセンサ８２は、機械式の回転センサなど、接触式の回転センサを採用してもよい。

【0060】

磁気センサ７０は、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対的な位置関係を求めることで、第１ギア歯２３１と回転する第２ギア歯３１１との相対的な位置関係を示す“物理量”を検出する“センサ”である。本実施形態の磁気センサ７０は、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対的な位置関係によって変化する磁束の変化を検出し、検出した磁束の変化に応じた信号を出力する。

【0061】

磁気センサ７０は、それ自体が磁界を発生させて磁気回路を形成する自励式センサである。本実施形態の磁気センサ７０は、磁気回路部７１、磁気検出素子７２、磁気回路部７１および磁気検出素子７２を収容する図示しないケースを有する。

【0062】

磁気回路部７１は、磁気回路を形成する部材である。磁気回路部７１は、全体形状がＵ字状の形状になっている。図８および図９に示すように、磁気回路部７１は、第１磁石７１１、第２磁石７１２、第１ヨーク７１３、第２ヨーク７１４、および第３ヨーク７１５を有する。

【0063】

第１磁石７１１および第２磁石７１２は、磁界を発生させる磁界発生部である。第１磁石７１１および第２磁石７１２は、永久磁石で構成されている。第１磁石７１１および第２磁石７１２は、大きさ、形状、構成材料が略同じである。第１磁石７１１および第２磁石７１２は、第１磁石７１１の磁極の中央同士を直線で結んだ第１磁極線ＭＬ１と第２磁石７１２の磁極の中央同士を直線で結んだ第２磁極線ＭＬ２とが略並行となるように、所定の間隔をあけて並列に配置されている。

【0064】

具体的には、第１磁石７１１は、Ｎ極を構成する第１磁極面７１１ａ、Ｓ極を構成する第２磁極面７１１ｂを有する。第１磁極面７１１ａおよび第２磁極面７１１ｂは、第１磁石７１１の本体を挟んで対向している。

【0065】

第２磁石７１２は、Ｎ極を構成する第３磁極面７１２ａ、Ｓ極を構成する第４磁極面７１２ｂを有する。第３磁極面７１２ａおよび第４磁極面７１２ｂは、第２磁石７１２の本体を挟んで対向している。

【0066】

第１ヨーク７１３は、第１磁石７１１の第１磁極面７１１ａに接続されている。第１ヨーク７１３は、第１磁極線ＭＬ１に沿って伸びている。第１ヨーク７１３は、先端側に向かって細くなる先細り形状になっている。なお、第１ヨーク７１３は、第１ヨーク７１３と第１磁石７１１との間で磁束を通過させることが可能になっていれば、第１磁石７１１から離れていてもよい。

【0067】

第２ヨーク７１４は、第２磁石７１２の第３磁極面７１２ａに接続されている。第２ヨーク７１４は、第２磁極線ＭＬ２に沿って伸びている。第２ヨーク７１４は、先端側に向かって細くなる先細り形状になっている。なお、第２ヨーク７１４は、第２ヨーク７１４と第２磁石７１２との間で磁束を通過させることが可能になっていれば、第２磁石７１２から離れていてもよい。

【0068】

第３ヨーク７１５は、第１磁石７１１の第２磁極面７１１ｂおよび第２磁石７１２の第４磁極面７１２ｂの双方に接続されている。第３ヨーク７１５は、Ｕ字形状に構成されている。なお、第３ヨーク７１５は、第１磁石７１１と第２磁石７１２とを接続するために設けられているが、磁気回路部７１は、第３ヨーク７１５が省略されていてもよい。

【0069】

磁気検出素子７２は、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対的な位置関係によって変化する磁束の変化を“物理量”として検出する素子である。磁気検出素子７２は、第１ヨーク７１３と第２ヨーク７１４との間に配置されている。磁気検出素子７２は、第１ヨーク７１３と第２ヨーク７１４との間の磁束の変化を検出する。図示しないが、磁気検出素子７２は、磁束の向きを検出する検出回路と、当該検出部で検出させる磁束の向きに応じた電圧をセンサ信号として出力する出力回路とを備える。

【0070】

ここで、図９に示すように、第１ヨーク７１３および第２ヨーク７１４の並び方向をｘ軸とし、第１ヨーク７１３および第２ヨーク７１４の延伸方向をｙ軸とし、ｘ軸およびｙ軸それぞれに直交する方向をｚ軸としたとする。本実施形態の検出回路は、ｚ軸の方向の磁束密度Ｍｚを検出する不図示の第１ホール素子、ｙ軸の方向の磁束密度Ｍｙを検出する不図示の第２ホール素子を備える。

【0071】

磁気検出素子７２の出力回路は、ｚ軸の方向の磁束密度Ｍｚとｙ軸の磁束密度Ｍｙに基づいて、径方向Ｄｏｒに対する磁束角度θｏｒを求め、当該磁束角度θｏｒを、“物理量として出力する。磁束角度θｏｒは、例えば、以下の数式Ｆ１を用いて求められる。

【0072】

θｏｒ＝ａｒｃｔａｎ（Ｍｚ／Ｍｙ） …（Ｆ１）
このように構成される磁気センサ７０は、図１０に示すように、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて第１ギア部２２および第２ギア部３１と対向するように配置される。具体的には、磁気センサ７０は、第１ヨーク７１３および第２ヨーク７１４それぞれの先端が、各凸部２４１、３２１および各フランジ部２４、３２と対向するように、各ギア部２２、３１の径方向Ｄｏｒの外側に配置されている。

【0073】

磁気センサ７０の軸方向Ｄａｘの長さＬａｘは、“解放状態”における第１フランジ部２４と第２フランジ部３２との軸方向Ｄａｘの間隔Ｌｇよりも大きくなっている。なお、磁気センサ７０で磁束の変化を検出可能であれば、長さＬａｘが間隔Ｌｇ以下になっていてもよい。また、磁気センサ７０と第１凸部２４１および第２凸部３２１との隙間は、磁気センサ７０の出力の大きさ等に応じて適宜設定される。

【0074】

ここで、複数の第２ギア歯３１１が複数の第１ギア歯２３１と噛み合っていない状態で従動部材２０およびスリーブ３０が互いに異なる回転数で回転すると、複数の第１凸部２４１および複数の第２凸部３２１の周方向Ｄｒにおける相対位置が変化する。この際、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係等が変化すると、磁気検出素子７２付近における磁束の向きが変化する。

【0075】

例えば、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１とが磁気センサ７０に近接する位置で軸方向Ｄａｘに重なり合うと、磁気検出素子７２付近における磁束の向きが径方向Ｄｏｒに沿った向きとなる。この場合、磁束角度θｏｒが略ゼロとなる。すなわち、複数の第１凸部２４１のいずれか１つと複数の第２凸部３２１のいずれか１つとが磁気センサ７０に近接する状態で複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれがゼロである場合、磁束角度θｏｒが略ゼロとなる。この場合、磁気センサ７０は、磁束角度θｏｒが略ゼロを示す電圧を出力する。

【0076】

また、複数の第１凸部２４１が磁気センサ７０に近接した状態で、複数の第２凸部３２１が磁気センサ７０から離れていると、磁気検出素子７２付近における磁束の向きが第１凸部２４１側に傾く。この場合、磁束角度θｏｒは、磁束の向きが第１凸部２４１側に傾いていることを示す値となる。すなわち、複数の第１凸部２４１のいずれか１つが磁気センサ７０に近接し、複数の第２凸部３２１が磁気センサ７０から離れた状態で複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれている場合、磁束角度θｏｒがゼロとは異なる値となる。この場合、磁気センサ７０は、磁束角度θｏｒに対応する電圧を出力する。

【0077】

また、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１とが磁気センサ７０から離れた位置で軸方向Ｄａｘに重なり合うと、磁気検出素子７２付近における磁束の向きが径方向Ｄｏｒに沿った向きとなる。この場合、磁束角度θｏｒが略ゼロとなる。すなわち、複数の第１凸部２４１それぞれと複数の第２凸部３２１それぞれとが磁気センサ７０から離れた状態で複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれがゼロである場合、磁束角度θｏｒが略ゼロとなる。この場合、磁気センサ７０は、磁束角度θｏｒが略ゼロを示す電圧を出力する。

【0078】

また、複数の第２凸部３２１が磁気センサ７０に近接した状態で、複数の第１凸部２４１が磁気センサ７０から離れていると、磁気検出素子７２付近における磁束の向きが第２凸部３２１側に傾く。この場合、磁束角度θｏｒは、磁束の向きが第２凸部３２１側に傾いていることを示す値となる。すなわち、複数の第２凸部３２１のいずれか１つが磁気センサ７０に近接し、複数の第１凸部２４１が磁気センサ７０から離れる状態で複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれている場合、磁束角度θｏｒがゼロとは異なる値となる。磁気センサ７０は、磁束角度θｏｒに対応する電圧を出力する。

【0079】

このように、磁気センサ７０に対する第１凸部２４１と第２凸部３２１と相対的な位置関係と、磁気検出素子７２付近における磁束の向きとの間には一定の相関性がある。このため、磁気センサ７０によって磁束角度θｏｒを検出することで、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係を把握することができる。

【0080】

ここで、磁気センサ７０の位置が軸方向Ｄａｘにずれると、磁気センサ７０によって磁束角度θｏｒの検出値が変化する。但し、この場合は、磁気センサ７０によって磁束角度θｏｒの検出値が所定角度Δθだけオフセットされるだけで、第１凸部２４１と第２凸部３２１と相対的な位置関係と、磁気検出素子７２付近における磁束の向きとの間に一定の相関性がある。このため、磁気センサ７０で検出される磁束角度θｏｒに基づいて、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係を把握することができる。

【0081】

従動部材２０とスリーブ３０とを異なる一定の速度で回転させた場合における磁気センサ７０が出力する電圧の時間変化の一例を図に１１に示す。すなわち、図１１は、従動部材２０とスリーブ３０との回転数差が一定である場合における磁気センサ７０が出力する電圧の時間変化を示す。また、磁気センサ７０が出力する電圧値は、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対角度のずれ率を示している。

【0082】

図１１に示すように、従動部材２０とスリーブ３０とを異なる一定の速度で回転させた場合、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対位置が時間経過とともに周期的に変化する。これにより、磁気センサ７０の出力波形は、“うなり”を持った波形となる。すなわち、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係によって変化する磁束角度θｏｒに基づく磁気センサ７０の出力信号は、周波数成分を含む信号となる。そして、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対位置を示す出力信号は、電圧値ゼロを中心としたプラス側とマイナス側とを往復する周波数成分を含む出力波形となる。以下、磁気センサ７０が出力する複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係を示す信号を位置信号ＲＳとも呼ぶ。磁気センサ７０は、位置信号ＲＳを制御装置５３に出力する。

【0083】

制御装置５３は、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳに基づいて係合タイミングを演算する。係合タイミングは、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とをみ合わせることが可能なタイミングである。

【0084】

ここで、上述したように、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度がずれている場合、磁気センサ７０の出力はゼロとは異なる値となる。また、磁気センサ７０の出力波形において振幅の変化が最も大きくなるタイミングＫＮａは、第１凸部２４１と第２凸部３２１とが軸方向Ｄａｘに重なり合っておらず、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが不可能な不適合タイミングとなる。

【0085】

一方、振幅の変化が最小となるタイミングＫＴａは、第１凸部２４１と第２凸部３２１とが軸方向Ｄａｘに重なり合っており、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが可能な係合タイミングとなる。このような出力特性に基づいて制御装置５３は係合タイミングを特定する。例えば、制御装置５３は、振幅の変化が所定の大きさ以下となったタイミングを係合タイミングとして特定する。

【0086】

ところで、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態で回転する従動部材２０、スリーブ３０および駆動部材４０には、軸心ＣＬからずれて回転する軸ずれが発生する場合がある。これは、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態では、従動部材２０およびスリーブ３０が軸方向Ｄａｘの一方側および他方側のどちらか一方のみが支持される片持ち状態で回転するためである。

【0087】

そして、従動部材２０に軸ずれが発生すると、第１軸部材２１および第１ギア部２２が軸心ＣＬからずれて回転することとなる。これにより、従動部材２０が回転する際、第１ギア部２２が軸心ＣＬから離れる方向、すなわち径方向Ｄｏｒに変位するガタが発生する。また、スリーブ３０および駆動部材４０に軸ずれが発生すると、第２ギア部３１、第３軸部材４１および第３ギア部４２が軸心ＣＬからずれて回転することとなる。これにより、スリーブ３０および駆動部材４０が回転する際、第２ギア部３１が軸心ＣＬから離れる方向、すなわち径方向Ｄｏｒに変位するガタが発生する。

【0088】

そして、第１ギア部２２および第２ギア部３１にガタが発生すると、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係が変化する。これにより、磁気センサ７０が出力する複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係を示す位置信号ＲＳには、第１ギア部２２および第２ギア部３１のガタに起因するノイズが重畳する。この場合、図１２に示すように、磁気センサ７０の出力波形は、ノイズが重畳しない場合に比較して大きく乱れることとなる。

【0089】

このように磁気センサ７０の出力波形にノイズが重畳する場合、当該出力波形に基づいて振幅の変化が最小となるタイミングＫＴａを特定することが困難となる。そして、係合タイミングを特定することが難しくなる。このため、磁気センサ７０の出力波形に基づいて係合タイミングを特定する場合、第１ギア部２２および第２ギア部３１のガタに起因するノイズを除去した状態の磁気センサ７０の出力波形に基づいて係合タイミングを特定することが望ましい。

【0090】

ただし、第１ギア部２２のガタに起因するノイズは、従動部材２０の回転数に応じて、そのノイズの周波数成分が変化する。例えば、従動部材２０の回転数が大きいほど、第１ギア部２２のガタに起因するノイズの周波数成分が大きくなり、従動部材２０の回転数が小さいほど、第１ギア部２２のガタに起因するノイズの周波数成分が小さくなる。

【0091】

また、第２ギア部３１のガタに起因するノイズは、スリーブ３０、すなわち、駆動部材４０の回転数に応じて、そのノイズの周波数成分が変化する。例えば、駆動部材４０の回転数が大きいほど、第２ギア部３１のガタに起因するノイズの周波数成分が大きくなり、駆動部材４０の回転数が小さいほど、第２ギア部３１のガタに起因するノイズの周波数成分が小さくなる。

【0092】

このため、従動部材２０および駆動部材４０の回転数に応じて周波数成分が変化するノイズを除去することが求められる。

【0093】

これに対して、本実施形態の制御装置５３は、磁気センサ７０の出力波形から従動部材２０および駆動部材４０の回転数に応じたノイズを除去し、ノイズを除去した出力波形に基づいて係合タイミングを特定可能となっている。具体的に、制御装置５３は、図８に示すように、ノイズを除去するフィルタ部５３１と、ノイズを除去した出力波形に基づいて係合タイミングを特定する相対位置算出部５３２とを有する。換言すれば、フィルタ部５３１および相対位置算出部５３２は、車両に適用される動力伝達装置１の作動を制御する制御装置５３によって構成されている。

【0094】

本実施形態のフィルタ部５３１は、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから所定の周波数以上の周波数成分を除去するとともに、所定の周波数以下の周波数成分を除去するバンドパスフィルタで構成されている。本実施形態のフィルタ部５３１は、例えば、所定の周波数以上の周波数成分および所定の周波数以下の周波数成分をデジタル処理によって除去することで特定の周波数帯域の信号を通過させるデジタルバンドパスフィルタが採用されている。

【0095】

フィルタ部５３１の入力側には、磁気センサ７０、従動センサ８１およびスリーブセンサ８２が接続されている。また、フィルタ部５３１の出力側には、相対位置算出部５３２が接続されている。

【0096】

フィルタ部５３１は、従動センサ８１から出力される第１回転信号およびスリーブセンサ８２から出力される第２回転信号に基づいて除去する周波数を変化させることができる。ここで、フィルタ部５３１が除去する所定の周波数以上の周波数成分のうち、最も低い周波数の値をハイカットオフ周波数と呼び、フィルタ部５３１が除去する所定の周波数以下の周波数成分のうち、最も高い周波数の値をローカットオフ周波数と呼ぶ。フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数およびローカットオフ周波数を第１回転信号および第２回転信号に基づいて設定する。本実施形態では、ハイカットオフ周波数が上側周波数に対応し、ローカットオフ周波数が下側周波数に対応する。

【0097】

具体的なハイカットオフ周波数およびローカットオフ周波数の設定方法について説明する。

【0098】

上述したように、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳは、周期的に変化する複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対的な位置関係に基づいている。また、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳは、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との回転数差、すなわち、従動部材２０とスリーブ３０との回転数差に基づいている。

【0099】

このため、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳは、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が大きい側に設けられた凸部の磁気センサ７０に対向する凸部が変移する時間よりも短い時間でその信号値が変化しないはずである。すなわち、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳの周期は、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が大きい側の凸部の周期より短くなる。

【0100】

また、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳは、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が小さい側に設けられた凸部の磁気センサ７０に対向する凸部が変移する時間より遅い時間でその信号値が変化しないはずである。すなわち、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳの周期は、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が小さい側の凸部の周期より長くなる。

【0101】

なお、磁気センサ７０に対向する第１凸部２４１が変移する時間とは、従動部材２０の回転によって磁気センサ７０に対向する第１凸部２４１が、所定の第１凸部２４１から当該所定の第１凸部２４１の隣の第１凸部２４１に変移するまでの時間である。磁気センサ７０に対向する第１凸部２４１が変移する時間を第１凸部２４１の周期とも呼ぶことができる。

【0102】

また、磁気センサ７０に対向する第２凸部３２１が変移する時間とは、スリーブ３０の回転によって磁気センサ７０に対向する第２凸部３２１が、所定の第２凸部３２１から当該所定の第２凸部３２１の隣の第２凸部３２１に変移するまでの時間である。磁気センサ７０に対向する第２凸部３２１が変移する時間を第２凸部３２１の周期とも呼ぶことができる。

【0103】

従動部材２０およびスリーブ３０それぞれの所定の凸部が磁気センサ７０に対向する状態から当該所定の凸部の隣の凸部が磁気センサ７０に対向する状態に変移するまでの時間を１周期とする。そして、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳの周期は、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が大きい側の凸部の周期より小さい。また、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳの周期は、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が小さい側の凸部の周期より大きい。

【0104】

したがって、フィルタ部５３１は、位置信号ＲＳにおいて、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が大きい側に設けられた凸部の磁気センサ７０に対向する凸部が変移する時間より速い周波数成分の信号を高周波ノイズとして除去する。また、フィルタ部５３１は、位置信号ＲＳにおいて、回転する従動部材２０およびスリーブ３０のうちの回転数が小さい側に設けられた凸部の磁気センサ７０に対向する凸部が変移する時間より遅い周波数成分の信号を低周波ノイズとして除去する。

【0105】

ところで、ドグクラッチ１０は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１との係合状態を切り替えることで、走行駆動源５１と車両の車軸との接続状態および未接続状態を切り替えるものである。そして、従動部材２０は、車両の車軸を介して不図示の車輪Ｗへ接続されている。このため、従動部材２０の第１軸部材２１および第１ギア部２２に設けられた第１凸部２４１は、車輪Ｗと一体に、車輪Ｗと同じ回転数で回転する。これに対して、スリーブ３０は、駆動部材４０を介して車両走行用のモータである走行駆動源５１に接続されている。このため、スリーブ３０の第２ギア部３１に設けられた第２凸部３２１および駆動部材４０の第３軸部材４１は、モータと一体に、車両走行用のモータと同じ回転数で回転する。

【0106】

そして、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態で従動部材２０およびスリーブ３０が互いに異なる回転数で回転する場合、一般的に、車輪Ｗは、車両走行用のモータの回転数より大きい回転数で回転する。そして、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態から噛合わせる状態へ変移させるにあたり、車両走行用のモータの回転数を車輪Ｗの回転数まで増加させる。すなわち、第２ギア歯３１１の回転数が第１ギア歯２３１の回転数と同じ速度となるように車両走行用のモータの回転数を増加させる。換言すれば、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態から噛合う状態へ変移させるにあたり、第１ギア歯２３１の回転数に第２ギア歯３１１の回転数を合わせる必要がある。

【0107】

このように動作するドグクラッチ１０では、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態では、従動部材２０およびスリーブ３０のうち、従動部材２０が回転数が大きい側となる。そして、スリーブ３０が回転数が小さい側となる。

【0108】

したがって、フィルタ部５３１は、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳにおいて、回転する従動部材２０に設けられた第１凸部２４１の周期より速い周波数成分の信号を高周波ノイズとして除去する。また、フィルタ部５３１は、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳにおいて、回転するスリーブ３０に設けられた第２凸部３２１の周期より遅い周波数成分の信号を低周波ノイズとして除去する。

【0109】

具体的に、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数を、例えば、以下の数式Ｆ２を用いて求められる。

【0110】

ハイカットオフ周波数＝第１軸部材２１の回転数×第１凸部２４１の数量×係数ｋ１ …（Ｆ２）
第１軸部材２１の回転数は、従動センサ８１によって検出される。また、本実施形態では、第１凸部２４１の数量は１２個である。そして、係数ｋ１は、ハイカットオフ周波数を求めるために予め定められる係数であって、ハイカットオフ周波数が磁気センサ７０に対向する第１凸部２４１の周期以上になるように設定される。具体的に、係数ｋ１は、「１」以上の値であって、例えば、「１．１」で設定される。なお、係数ｋ１の値は、「１．１」に限定されるものでなく、「１」以上の値であれば「１．１」とは異なる値で設定されてもよい。

【0111】

また、フィルタ部５３１は、ローカットオフ周波数を、例えば、以下の数式Ｆ３を用いて求められる。

【0112】

ローカットオフ周波数＝第３軸部材４１の回転数×第２凸部３２１の数量×係数ｋ２ …（Ｆ３）
第３軸部材４１の回転数は、スリーブセンサ８２によって検出される。また、本実施形態では、第２凸部３２１の数量は、第１凸部２４１の数量と同じ１２個である。そして、係数ｋ２は、ローカットオフ周波数を求めるために予め定められる係数であって、ローカットオフ周波数が磁気センサ７０に対向する第２凸部３２１の周期以下になるように設定される。具体的に、係数ｋ２は、「１」以下の値であって、例えば、「０．９」で設定される。なお、係数ｋ２の値は、「０．９」に限定されるものでなく、「１」以下の値であれば「０．９」と異なる値で設定されてもよい。

【0113】

これにより、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数を、従動部材２０の回転数に応じて周波数が変化する高周波ノイズの周波数に対応させることができる。また、フィルタ部５３１は、ローカットオフ周波数を、駆動部材４０の回転数に応じて変化する低周波ノイズの周波数に対応させることができる。

【0114】

このようにハイカットオフ周波数およびローカットオフ周波数を変化させることで、フィルタ部５３１は、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳからハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去する。そして、フィルタ部５３１は、図１３に示すように、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから係合タイミングを特定するために必要な周波数成分の信号を抽出することができる。

【0115】

フィルタ部５３１は、磁気センサ７０から出力された位置信号ＲＳのうち、ハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去したフィルタ信号ＦＳを相対位置算出部５３２に出力する。フィルタ部５３１から相対位置算出部５３２に出力されるフィルタ信号ＦＳは、図１４に示すように、周期的に値が変化するうなりを持った波形である。

【0116】

相対位置算出部５３２は、フィルタ部５３１から出力されるフィルタ信号ＦＳに基づいて係合タイミングを特定する。具体的に、相対位置算出部５３２は、図１４に示すように、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ率がゼロに収束することでフィルタ信号ＦＳの振幅変化が所定値以下となるタイミングを係合タイミングとして特定する。そして、制御装置５３は、相対位置算出部５３２が特定した係合タイミングに基づいて駆動部材４０の作動を制御する。

【0117】

具体的に、制御装置５３は、相対位置算出部５３２が係合タイミングを求めると、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へ変位するように、直動機器５２のアクチュエータ５２２を制御する。そして、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合わされて、従動部材２０とスリーブ３０とが一体に回転可能な接続状態となると、走行駆動源５１と車両の車軸とが接続されて車両走行用のモータから出力される動力が車両の車軸へ伝達される。

【0118】

以上の如く、本実施形態の位置検出装置６０は、回転する第１ギア歯２３１と回転する第２ギア歯３１１との相対的な位置関係に応じた信号を、周波数成分を含む位置信号ＲＳとして出力する磁気センサ７０を備える。また、位置検出装置６０は、従動部材２０の回転数に応じた第１回転信号を出力する従動センサ８１と、スリーブ３０および駆動部材４０の回転数に応じた第２回転信号を出力するスリーブセンサ８２と、を備える。さらに、位置検出装置６０は、位置信号ＲＳからハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去したフィルタ信号ＦＳを出力するフィルタ部５３１を備える。フィルタ部５３１は、従動センサ８１が出力する第１回転信号に基づいてハイカットオフ周波数を変化させるとともに、第２軸センサが出力する第２回転信号に基づいてローカットオフ周波数を変化させる。

【0119】

これによれば、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数を、従動部材２０の回転数に応じて周波数が変化する高周波ノイズの周波数に対応させることができる。また、フィルタ部５３１は、ローカットオフ周波数を、駆動部材４０の回転数に応じて変化する低周波ノイズの周波数に対応させることができる。したがって、位置検出装置６０は、従動部材２０とスリーブ３０との相対位置を精度良く検出することができる。

【0120】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0121】

（１）上記実施形態では、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルバンドパスフィルタで構成されている。

【0122】

ここで、仮に、フィルタ部５３１がハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去させるアナログ回路を有するアナログフィルタによって構成されているとする。この場合、フィルタ部５３１は、変化する高周波ノイズのパターンに応じてコンデンサやコイルなどを含むアナログ回路を複数設けて、さらに、変化する低周波ノイズのパターンに応じてコンデンサやコイルなどを含むアナログ回路を複数設けることが必要となる。これは、フィルタ部５３１の構成部品の増加およびフィルタ部５３１の大型化の要因となるため、好ましくない。

【0123】

これに対して、フィルタ部５３１がデジタルバンドパスフィルタによって構成されている本実施形態によれば、フィルタ部５３１がアナログフィルタで構成される場合に比較して、フィルタ部５３１の構成部品を減少させるとともに小型化できる。

【0124】

（２）上記実施形態では、従動センサ８１は、第１軸部材２１の回転数を検出することで直接従動部材２０の回転数を検出する。スリーブセンサ８２は、第３軸部材４１の回転数を検出することで直接スリーブ３０の回転数を検出する。

【0125】

これによれば、従動センサ８１が従動部材２０の回転数を間接的に検出する構成に比較して、フィルタ部５３１がハイカットオフ周波数を演算する際の演算処理の負担を除去することができる。また、スリーブセンサ８２がスリーブ３０の回転数を間接的に検出する構成に比較して、フィルタ部５３１がローカットオフ周波数を演算する際の演算処理の負担を除去することができる。

【0126】

（３）上記実施形態では、フィルタ部５３１は、車両に適用される動力伝達装置１の作動を制御する制御装置５３によって構成されている。

【0127】

ところで、一般的に、動力伝達装置１が車両に適用される場合、当該車両は、動力伝達装置１の作動を制御する電子制御部を備える。このため、フィルタ部５３１を当該電子制御部である制御装置５３によって構成することによって、フィルタ部５３１の処理を実行するための電子制御部を、制御装置５３とは別に車両に搭載する必要をなくすことができる。

【0128】

（４）上記実施形態では、従動部材２０およびスリーブ３０は、第１ギア歯２３１および第２ギア歯３１１が噛み合って一体に回転可能である。位置検出装置６０は、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳに基づいて、第１ギア歯２３１および第２ギア歯３１１が噛み合い可能な係合タイミングを求める相対位置算出部５３２を備える。

【0129】

これによれば、位置検出装置６０は、フィルタ部５３１によって第１ギア部２２および第２ギア部３１のガタに起因するノイズを除去したフィルタ信号ＦＳに基づいて係合タイミングを求めることができる。このため、位置検出装置６０は、係合タイミングを精度良く求めることができる。

【0130】

（５）上記実施形態では、磁気センサ７０は、回転する第１ギア歯２３１と回転する第２ギア歯３１１との相対的な位置関係によって変化する磁束の変化を検出する磁気検出素子７２を含んでいる。

【0131】

これによれば、第１凸部２４１および第２凸部３２１近傍の磁束変化を磁気検出素子７２の検出対象としており、磁気検出素子７２の出力が第１ギア部２２および第２ギア部３１のギア形状に依存しない。このため、第１ギア部２２および第２ギア部３１のギア形状に応じた位置検出装置６０のカスタマイズが不要となる。

【0132】

また、磁気検出素子７２は、互いに直交する２軸の磁束密度を検出し、磁気検出素子７２を通過する磁束の向きを出力するようになっている。これによれば、例えば、第１凸部２４１および第２凸部３２１と磁気回路部７１との間隔が拡大して、磁気検出素子７２を通過する磁束の強度が小さくなった場合でも、磁束の変化を適切に検出することができる。

【0133】

したがって、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数を高周波ノイズの周波数にさらに対応させることができるとともにローカットオフ周波数を低周波ノイズの周波数にさらに対応させることができる。

【0134】

また、位置検出装置６０は、第１凸部２４１および第２凸部３２１といった２つのターゲットの相対的な位置関係を単一の磁気センサ７０で検出するので、狭いスペースに配置することができ、搭載性に優れる。

【0135】

ここで、位置検出装置６０は、第１凸部２４１および第２凸部３２１の相対的な位置関係を複数のセンサによって検出するように構成されていてもよい。但し、本実施形態の如く単一のセンサを用いた方が出力値の演算量が少なく、応答性に優れるので、位置検出装置６０は、本実施形態の如く構成されている方が望ましい。

【0136】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１５を参照して説明する。本実施形態では、動力伝達装置１がディファレンシャルギア３および変速機５を備える点が第１実施形態と相違している。また、本実施形態では、従動センサ８１およびスリーブセンサ８２の構成が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0137】

図１５に示すように、動力伝達装置１は、ディファレンシャルギア３および変速機５を備える。ディファレンシャルギア３は、従動部材２０の第１軸部材２１に接続されており、第１軸部材２１とドライブシャフト４との間に設けられている。変速機５は、スリーブ３０と一体に回転する駆動部材４０の第３軸部材４１に接続されており、第３軸部材４１とモータ軸６との間に設けられている。

【0138】

ディファレンシャルギア３は、走行駆動源５１から出力される動力を車両の右側の車輪Ｗおよび不図示の左側の車輪に伝達しつつ、右側の車輪Ｗの回転数と不図示の左側の車輪の回転数の差を吸収するものである。ディファレンシャルギア３は、入力側に第１軸部材２１が接続され、出力側にドライブシャフト４が接続されている。ディファレンシャルギア３は、不図示の歯車機構を有し、第１軸部材２１の回転数を、歯車機構によって予め定められる変速比で変換して第１軸部材２１の回転数とは異なる回転数でドライブシャフト４を回転させる。

【0139】

これにより、ドライブシャフト４は、第１軸部材２１および第１ギア部２２とは異なる回転数で車輪Ｗと一体に回転する。車輪Ｗには、車輪Ｗの回転数を検出する車輪センサ８３が設けられている。本実施形態では、ディファレンシャルギア３が第１変換部に対応し、ドライブシャフト４が第３回転部材に対応する。

【0140】

変速機５は、走行駆動源５１である車両走行用のモータの回転数を増減させて車輪Ｗに伝達するものである。変速機５は、入力側にモータ軸６が接続され、出力側に第３軸部材４１が接続されている。そして、変速機５は、不図示の歯車機構を有し、モータ軸６の回転数を、歯車機構によって予め定められる変速比で変換してモータ軸６の回転数とは異なる回転数で第３軸部材４１を回転させる。

【0141】

これにより、第３軸部材４１は、モータ軸６とは異なる回転数でスリーブ３０の第２ギア部３１と一体に回転する。換言すれば、変速機５は、第３軸部材４１の回転数を変換してモータ軸６に伝達する。モータ軸６には、モータ軸６の回転数を検出するモータセンサ８４が設けられている。本実施形態では、変速機５が第２変換部に対応し、モータ軸６が第４回転部材に対応する。

【0142】

本実施形態では、第１実施形態に比較して従動センサ８１が廃されており、従動センサ８１の代わり車輪センサ８３が設けられている。車輪センサ８３は、ドライブシャフト４と同じ回転数で回転する車輪Ｗの回転数を検出する。車輪センサ８３は、例えば、エンコーダを採用することができる。車輪センサ８３は、車輪Ｗの回転数を検出することで、間接的に従動部材２０の回転数を検出する。車輪センサ８３は、検出した車輪Ｗの回転数に応じた第１回転信号を制御装置５３のフィルタ部５３１に出力する。本実施形態では、車輪センサ８３が第１回転センサとして機能する。

【0143】

また、本実施形態では、第１実施形態に比較してスリーブセンサ８２が廃されており、スリーブセンサ８２の代わりモータセンサ８４が設けられている。モータセンサ８４は、モータ軸６の回転数を検出する。モータセンサ８４は、例えば、レゾルバを採用することができる。モータセンサ８４は、モータ軸６の回転数を検出することで、第３軸部材４１と一体に回転するスリーブ３０の回転数を間接的に検出する。モータセンサ８４は、検出したモータ軸６の回転数に応じた第２回転信号を制御装置５３のフィルタ部５３１に出力する。本実施形態では、モータセンサ８４が第２回転センサとして機能する。

【0144】

フィルタ部５３１は、車輪センサ８３が出力する第１回転信号およびディファレンシャルギア３の歯車機構によって予め定められる変速比に基づいて従動部材２０の回転数を求める。また、フィルタ部５３１は、モータセンサ８４が出力する第２回転信号および変速機５の歯車機構によって予め定められる変速比に基づいてスリーブ３０の回転数を求める。スリーブ３０の回転数は第３軸部材４１の回転数と等しいものである。

【0145】

そして、フィルタ部５３１は、求めた従動部材２０の回転数および数式Ｆ２を用いてハイカットオフ周波数を求めるとともに、求めたスリーブ３０の回転数および数式Ｆ３を用いてローカットオフ周波数を求める。

【0146】

これにより、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数を、従動部材２０の回転数に応じて周波数が変化する高周波ノイズの周波数に対応させることができる。また、フィルタ部５３１は、ローカットオフ周波数を、スリーブ３０および駆動部材４０の回転数に応じて変化する低周波ノイズの周波数に対応させることができる。

【0147】

以上の如く、本実施形態の車輪センサ８３は、車輪Ｗの回転数を検出することで間接的に従動部材２０の回転数を検出する。また、モータセンサ８４は、モータ軸６の回転数を検出することで、間接的にスリーブ３０の回転数を検出する。

【0148】

ところで、一般的に、位置検出装置６０が車両に適用される場合、当該車両には、車輪Ｗの回転数を検出する車輪センサ８３およびモータ軸６の回転数を検出するモータセンサ８４が設けられる。このため、従動部材２０の回転数を、当該車輪センサ８３を用いて間接的に検出することで、従動部材２０の回転数を検出するための専用の回転センサを車両に搭載する必要をなくすことができる。また、スリーブ３０の回転数を、当該モータセンサ８４を用いて間接的に検出することで、スリーブ３０の回転数を検出するための専用の回転センサを車両に搭載する必要をなくすことができる。

【0149】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１６～図１７を参照して説明する。本実施形態では、相対位置算出部５３２が係合タイミングを特定する際の特定方法が第１実施形態と相違している。そして、これに伴い、相対位置算出部５３２の構成が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0150】

本実施形態の相対位置算出部５３２は、図１６に示すように、二値化処理部５３２１および係合タイミング検出部５３２２を含んでいる。そして、本実施形態の二値化処理部５３２１および係合タイミング検出部５３２２は、動力伝達装置１の作動を制御する制御装置５３に含まれている。二値化処理部５３２１および係合タイミング検出部５３２２は、制御装置５３のメモリＭに記憶されたコンピュータプログラムによって実行される。

【0151】

二値化処理部５３２１は、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳをハイ信号およびロー信号に二値化したパルス信号ＰＳにして出力するものである。二値化処理部５３２１は、図１７に示すように、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳのうち、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対的な位置関係を示す電圧値が予め定められるオン判定値以上の値の信号をハイ信号とする。そして、二値化処理部５３２１は、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳのうち、第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対的な位置関係を示す電圧値がオン判定値より小さい値の信号をロー信号とする。これにより、フィルタ部５３１から出力されるうなりをもった出力波形が、図１７に示すパルス信号ＰＳに変換される。二値化処理部５３２１は、フィルタ信号ＦＳから変換したパルス信号ＰＳを係合タイミング検出部５３２２に出力する。

【0152】

係合タイミング検出部５３２２は、二値化処理部５３２１が出力するパルス信号ＰＳに基づいて、係合タイミングを特定するものである。具体的に、図１８に示すように、係合タイミング検出部５３２２は、二値化処理部５３２１が出力するパルス信号ＰＳから各ハイ信号それぞれの間隔を求める。ここで、係合タイミング検出部５３２２が検出する各ハイ信号の間隔を信号間隔Ａとする。係合タイミング検出部５３２２は、検出した信号間隔Ａを、当該検出した信号間隔Ａの１つ前の信号間隔Ａと比較し、検出した信号間隔Ａと１つ前の信号間隔Ａとの時間差に基づいて検出した信号間隔Ａ内に係合タイミングが含まれるか否かを判定する。

【0153】

具体的に、係合タイミング検出部５３２２は、例えば、信号間隔Ａが以下の条件Ｆ４を満たすか否かに基づいて、信号間隔Ａ内に係合タイミングが含まれるか否かを判定する。

【0154】

Ａ_ｎ－１×ｋ３＜Ａ_ｎ…（Ｆ４）
数式Ｆ４におけるｎは自然数を示し、信号間隔Ａ_ｎ－１は信号間隔Ａ_ｎの１つ前の信号間隔Ａを示す。また、係数ｋ３は、信号間隔Ａ内に係合タイミングが含まれるか否かを判定するために予め定められる係数であって、検出した信号間隔Ａが当該検出した信号間隔Ａの１つ前の信号間隔Ａより充分に長くなったか否かを判定可能な値に設定される。具体的に、係数ｋ３は、「１」より大きい値であって、例えば、「１．５」で設定される。なお、係数ｋ３の値は、「１．５」に限定されるものでなく、検出した信号間隔Ａが当該検出した信号間隔Ａの１つ前の信号間隔Ａより長くなったか否かを判定可能となる「１」より大きい値であれば「１．５」とは異なる値で設定されてもよい。

【0155】

そして、係合タイミング検出部５３２２は、信号間隔Ａが上記の条件Ｆ４を満たすと判定する場合、信号間隔Ａ内に係合タイミングが存在すると判定し、信号間隔Ａの中心のタイミングを係合タイミングとして特定する。これに対して、係合タイミング検出部５３２２は、信号間隔Ａが上記の条件Ｆ４を満たさないと判定する場合、信号間隔Ａ内に係合タイミングが存在しないと判定する。そして、制御装置５３は、係合タイミング検出部５３２２が特定した係合タイミングに基づいて駆動部材４０の作動を制御する。

【0156】

このように、パルス信号ＰＳにおけるオン信号の間隔によって係合タイミングを求めることができる。これによれば、フィルタ信号ＦＳの振幅変化が所定値以下となるタイミングを係合タイミングとして特定する場合に比較して、係合タイミングを特定する際の演算処理の負担を除去することができる。

【0157】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１９～図２０を参照して説明する。本実施形態では、相対位置算出部５３２が係合タイミングを特定する際の特定方法が第３実施形態と相違している。そして、これに伴い、相対位置算出部５３２に検波処理部５３２３が追加されている点が第３実施形態と相違している。これ以外は、第３実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第３実施形態と異なる部分について主に説明し、第３実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0158】

本実施形態の相対位置算出部５３２は、図１９に示すように、二値化処理部５３２１および係合タイミング検出部５３２２に加えて検波処理部５３２３を含んでいる。本実施形態の検波処理部５３２３は、動力伝達装置１の作動を制御する制御装置５３に含まれている。検波処理部５３２３は、制御装置５３のメモリＭに記憶されたコンピュータプログラムによって実行される。

【0159】

検波処理部５３２３は、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳに対して検波処理を行うものである。具体的に、検波処理部５３２３は、図２０に示すように、フィルタ部５３１が出力する電圧値ゼロを中心としたプラス側とマイナス側とを往復するフィルタ信号ＦＳを、絶対値化する。具体的に、検波処理部５３２３は、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳにおけるマイナス側の信号値をプラス側の信号値に変換する。すなわち、フィルタ部５３１は、検波処理を行うことによって、フィルタ信号ＦＳを、フィルタ信号ＦＳにおけるマイナス側の電圧値で示される信号をプラス側の電圧値で示した信号に変換する。

【0160】

これにより、フィルタ信号ＦＳは、プラス側の電圧値のみで示される信号に変換される。以下、フィルタ信号ＦＳからプラス側の電圧値のみで示される信号に変換された信号を検波後信号ＤＳと呼ぶ。フィルタ部５３１は、フィルタ信号ＦＳに対して検波処理した検波後信号ＤＳを二値化処理部５３２１に出力する。

【0161】

二値化処理部５３２１は、検波処理部５３２３が出力する検波後信号ＤＳに対して第４実施形態で説明した処理と同じ処理を行うことによって、検波後信号ＤＳをハイ信号およびロー信号に二値化したパルス信号ＰＳにして出力する。二値化処理部５３２１は、図２０に示すように、検波処理部５３２３が出力する検波後信号ＤＳのうち、オン判定値以上の値の信号をハイ信号とし、オン判定値より小さい値の信号をロー信号とする。二値化処理部５３２１は、検波後信号ＤＳから変換したパルス信号ＰＳを係合タイミング検出部５３２２に出力する。

【0162】

ここで、検波後信号ＤＳは、検波処理によってフィルタ信号ＦＳに比較して、プラス側のハイ信号が多くなっている。このため、二値化処理部５３２１によって検波後信号ＤＳをパルス信号ＰＳに変換した際のハイ信号の数量は、検波処理をしない場合に比較してハイ信号の数量が多くなる。

【0163】

そして、係合タイミング検出部５３２２は、二値化処理部５３２１が出力するパルス信号ＰＳに対して第４実施形態で説明した処理と同じ処理を行うことによって、二値化処理部５３２１が出力するパルス信号ＰＳに基づいて係合タイミングを特定する。具体的に、係合タイミング検出部５３２２は、二値化処理部５３２１が出力するパルス信号ＰＳから信号間隔Ａ_ｎを求め、信号間隔Ａ_ｎおよび信号間隔Ａ_ｎ－１に基づいて信号間隔Ａ_ｎ内に係合タイミングが含まれるか否かを判定する。そして、係合タイミング検出部５３２２は、信号間隔Ａ_ｎ内に係合タイミングが存在すると判定する場合、信号間隔Ａ_ｎの中心のタイミングを係合タイミングとして特定する。そして、制御装置５３は、係合タイミング検出部５３２２が特定した係合タイミングに基づいて駆動部材４０の作動を制御する。

【0164】

【0165】

また、本実施形態では、検波処理部５３２３が検波処理を実行することによって、二値化処理部５３２１によって検波後信号ＤＳをパルス信号ＰＳに変換した際のハイ信号の数量は、検波処理をしない場合に比較してハイ信号の数量が多くできる。これにより、検波処理を実行しない場合に比較して係合タイミングを特定し易くできる。

【0166】

如何に、検波処理を実行することによって係合タイミングが特定し易くなる理由について説明する。

【0167】

二値化処理部５３２１がフィルタ信号ＦＳからハイ信号およびロー信号によって構成されるパルス信号ＰＳを生成するにあたり、オン判定値以上の値の信号をハイ信号とする。ここで、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなるほど、所定時間内に生成されるハイ信号の数量が少なくなる。これは、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなるほど、所定時間が経過するまでに磁気センサ７０を通過する第１凸部２４１および第２凸部３２１の数量が少なくなるためである。そしてこの結果、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなるほど、係合タイミング検出部５３２２がパルス信号ＰＳから検出するそれぞれの信号間隔Ａが大きくなる。

【0168】

ところで、係合タイミング検出部５３２２が検出する係合タイミングは、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ率がゼロに収束することでフィルタ信号ＦＳの振幅変化が所定値以下となるタイミングである。このため、比較的狭い間隔でハイ信号およびロー信号が繰り返す状態から、ハイ信号が存在しなくなることでロー信号の出力が比較的長い時間継続される状態になるタイミングが係合タイミングである。すなわち、検出した信号間隔Ａが当該検出した信号間隔Ａの１つ前の信号間隔Ａよりある程度長い場合に係合タイミングを特定することができる。

【0169】

しかし、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなることで信号間隔Ａが大きくなると、検出した信号間隔Ａと当該検出した信号間隔Ａの１つ前の信号間隔Ａとの時間差に基づいて係合タイミングの特定がし難くなる。例えば、１つ前の信号間隔Ａに比較して新たに検出した信号間隔Ａが大きくなる場合であっても、信号間隔Ａの増加が複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ率がゼロに収束することに起因するものか否かの判定がし難くなる。

【0170】

このため、第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ率がゼロに収束する場合であっても、信号間隔Ａが上記の条件Ｆ４を満たさなくなることがある。この場合、係合タイミング検出部５３２２は、信号間隔Ａ内に係合タイミングが存在する場合であっても係合タイミングの存在を検出できない。

【0171】

これに対して、本実施形態の位置検出装置６０は、検波処理部５３２３が検波処理を実行することによって、フィルタ部５３１が出力するフィルタ信号ＦＳをプラス側の電圧値のみで示された検波後信号ＤＳに変換する。そして、位置検出装置６０は、二値化処理部５３２１が二値化処理を実行することによって検波後信号ＤＳをパルス信号ＰＳに変換する。また、検波処理部５３２３および二値化処理部５３２１の処理によって検波後信号ＤＳからパルス信号ＰＳに変換した際のハイ信号の数量は、検波処理をしない場合に比較して数量が多くなっている。

【0172】

このため、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなる場合であっても、ハイ信号の数量が多くなることで信号間隔Ａが大きくなり難くなる。すなわち、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなる場合であっても、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ率がゼロに収束しない状態では、信号間隔Ａが小さくなる。そして、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ率がゼロに収束するように向かう状態では、信号間隔Ａが大きくなる。

【0173】

このため、係合タイミング検出部５３２２は、検出した信号間隔Ａと当該検出した信号間隔Ａの１つ前の信号間隔Ａとの時間差に基づいて、信号間隔Ａ内に存在する係合タイミングを検出し易くできる。したがって、従動部材２０の回転数およびスリーブ３０の回転数が小さくなる場合であっても、係合タイミング検出部５３２２は、係合タイミングの特定をし易くなる。そして、制御装置５３は、係合タイミング検出部５３２２が特定した係合タイミングに基づいて駆動部材４０の作動を制御することができる。

【0174】

その他の構成は、第３実施形態と同様である。本実施形態の位置検出装置６０は、第３実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第３実施形態と同様に得ることができる。

【0175】

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図２１～図２５を参照して説明する。本実施形態では、制御装置５３にローパスフィルタ部５３３および係合判定部５３４が追加されている点が第４実施形態と相違している。これ以外は、第４実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第４実施形態と異なる部分について主に説明し、第４実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0176】

本実施形態の位置検出装置６０は、図２１に示すように、ローパスフィルタ部５３３および係合判定部５３４を有する。ローパスフィルタ部５３３および係合判定部５３４は、動力伝達装置１の作動を制御する制御装置５３に含まれている。ローパスフィルタ部５３３および係合判定部５３４は、制御装置５３のメモリＭに記憶されたコンピュータプログラムによって実行される。ローパスフィルタ部５３３および係合判定部５３４は、従動部材２０とスリーブ３０とが接続された状態を検出ためのものである。

【0177】

ここで、ローパスフィルタ部５３３および係合判定部５３４の説明をするにあたり、相対位置算出部５３２が係合タイミングを求めることでスリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へ変位する際の作動について説明する。

【0178】

相対位置算出部５３２が係合タイミングを求めると、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へ変位するように、直動機器５２のアクチュエータ５２２を制御する。ここで、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１との噛み合いが可能な係合タイミングになると、複数の第１凸部２４１のいずれか１つが複数の第２凸部３２１のいずれか１つと軸方向Ｄａｘに重なり合った状態になる。この場合、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれがゼロとなる。

【0179】

複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれがゼロの状態において、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へ変位する前では、磁束角度θｏｒが略ゼロとなる。そして、磁気センサ７０は、磁束角度θｏｒが略ゼロを示す位置信号ＲＳを出力する。

【0180】

そして、図２２に示すように、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へストロークし始めると、軸方向Ｄａｘにおいて第２凸部３２１が第１凸部２４１に近づくことで、磁気検出素子７２付近における磁束の向きが第１凸部２４１側に傾く。これにより、磁束角度θｏｒがゼロから大きくなる。磁気センサ７０は、磁束角度θｏｒに対応する位置信号ＲＳを出力する。

【0181】

そして、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へさらにストロークして第２凸部３２１が第１凸部２４１に近づくにしたがい、磁束角度θｏｒが徐々に大きる。これに伴い、磁気センサ７０が出力する電圧値は、図２３に示すように、徐々に大きくなる。そして、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へさらにストロークして第１凸部２４１と第２凸部３２１とが接すると、従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態となる。すなわち、従動部材２０と駆動部材４０との係合が完了して、車両走行用のモータから出力される動力が車両の車軸へ伝達可能な状態となる。

【0182】

従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態となると、制御装置５３は、スリーブ３０の軸方向Ｄａｘの他方側への変位が停止するように、直動機器５２のアクチュエータ５２２を制御する。このため、制御装置５３は、従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態となったことを検出する必要がある。

【0183】

ここで、上述したように、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へストロークするほど磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳが大きくなることから、磁気センサ７０の出力値に基づいて従動部材２０とスリーブ３０との相対位置を検出することができる。また、磁気センサ７０の位置信号ＲＳに基づいて従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出することができる。例えば、図２３に示すように、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳが所定の接続判定閾値以上になった際に、従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態と判定することができる。

【0184】

しかし、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へストロークする際に磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳには、従動部材２０およびスリーブ３０の回転に伴い、図２３に示すように、上下に振幅する波が重畳する。これは、従動部材２０およびスリーブ３０が回転することによって磁気センサ７０と第１凸部２４１との距離および磁気センサ７０と第２凸部３２１との距離が変化するためである。また、従動部材２０およびスリーブ３０の軸ずれが生じる場合、当該軸ずれによって磁気センサ７０と第１凸部２４１との距離および磁気センサ７０と第２凸部３２１との距離が変化することで磁気センサ７０が出力する出力値にブレが生じる。このため、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳには、従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出するにあたり、不要な周波数成分が含まれる。

【0185】

そして、このような磁気センサ７０の出力値に不要は周波数成分が含まれることによって、従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態となる前に磁気センサ７０の出力値が接続判定閾値以上になる場合がある。この場合、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳに基づいて従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を判定すると、誤った判定がなされる虞がある。

【0186】

これに対して、本実施形態の制御装置５３は、磁気センサ７０の位置信号ＲＳから不要な周波数成分を除去し、不要な周波数成分を除去した出力波形に基づいて従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出可能となっている。具体的に、制御装置５３は、不要な周波数成分を除去するローパスフィルタ部５３３と、不要な周波数成分を除去した出力波形に基づいて従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出する係合判定部５３４とを有する。

【0187】

ローパスフィルタ部５３３は、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから所定の周波数以上の周波数成分を除去するローパスフィルタで構成されている。本実施形態のローパスフィルタ部５３３は、例えば、所定の周波数である除去周波数以上の周波数成分をデジタル処理によって除去することで特定の周波数以下の信号を通過させるデジタルローパスフィルタが採用されている。

【0188】

ローパスフィルタ部５３３の入力側には、磁気センサ７０、従動センサ８１およびスリーブセンサ８２が接続されている。また、ローパスフィルタ部５３３の出力側には、係合判定部５３４が接続されている。

【0189】

ローパスフィルタ部５３３は、従動センサ８１から出力される第１回転信号およびスリーブセンサ８２から出力される第２回転信号に基づいて除去する除去周波数を変化させることができる。なお、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へ変位するように制御装置５３が直動機器５２のアクチュエータ５２２を制御する場合、従動部材２０とスリーブ３０との回転数は互いに等しくなるように調整される。

【0190】

このため、従動センサ８１から出力される第１回転信号およびスリーブセンサ８２から出力される第２回転信号は、同じ回転数を示す。したがって、ローパスフィルタ部５３３は、従動センサ８１から出力される第１回転信号およびスリーブセンサ８２から出力される第２回転信号のうちのどちらか一方の回転信号に基づいて除去する除去周波数を変化させてもよい。本実施形態では、ローパスフィルタ部５３３が従動センサ８１から出力される第１回転信号に基づいて除去する除去周波数を変化させる例について説明する。

【0191】

ここで、従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出するにあたり、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へストロークすることによって変化する磁気センサ７０の出力値を検出する必要がある。ただし、当該磁気センサ７０の出力値には、上述したように、磁気センサ７０と第１凸部２４１との距離および磁気センサ７０と第２凸部３２１との距離の変化や従動部材２０およびスリーブ３０の軸ずれに起因する周波数成分が重畳する。このため、磁気センサ７０の出力値に重畳する周波数成分を除去する必要がある。

【0192】

そして、スリーブ３０のストロークのみによって変化する磁気センサ７０の出力値の変化は、磁気センサ７０と第１凸部２４１との距離および磁気センサ７０と第２凸部３２１との距離の変化に起因する磁気センサ７０の出力値の変化に比較して周波数成分が低い。また、スリーブ３０のストロークのみによって変化する磁気センサ７０の出力値の変化は、従動部材２０およびスリーブ３０の軸ずれに起因する磁気センサ７０の出力値の変化に比較して周波数成分が低い。

【0193】

このため、ローパスフィルタ部５３３は、磁気センサ７０が出力する位置信号ＲＳから、第１回転信号が示す周波数成分より速い周波数成分を除去する。具体的に、ローパスフィルタ部５３３は、除去する周波数成分における最も低い周波数である除去周波数を、例えば、以下の数式Ｆ５を用いて求める。

【0194】

除去周波数＝第１軸部材２１の回転周波数×係数ｋ４ …（Ｆ５）
第１軸部材２１の回転数は、従動センサ８１によって検出される。また、係数ｋ４は、除去周波数を求めるために予め定められる係数であって、除去周波数が第１軸部材２１の回転数以下になるように設定される。具体的に、係数ｋ４は、「１」以下の値であって、例えば、「０．９」で設定される。なお、係数ｋ４の値は、「０．９」に限定されるものでなく、「１」以下の値であれば「０．９」とは異なる値で設定されてもよい。

【0195】

これにより、ローパスフィルタ部５３３によって不要な周波数成分が除去された除去後信号ＫＳは、図２４に示すように、位置信号ＲＳから上下に振幅する波が除去された波形となる。また、ローパスフィルタ部５３３は、図２５に示すように、除去する除去周波数を、一体に回転する従動部材２０およびスリーブ３０の回転数に対応させることができる。

【0196】

また、除去周波数を変化させることにより、ローパスフィルタ部５３３は、磁気センサ７０から出力される電圧値から不要な周波数成分を除去する。そして、ローパスフィルタ部５３３は、磁気センサ７０から出力される電圧値から、従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出するために必要な周波数成分の信号を抽出することができる。

【0197】

なお、ローパスフィルタ部５３３によって抽出される周波数成分は、フィルタ部５３１によって抽出される周波数成分に比較して、低い周波数成分となる。

【0198】

ローパスフィルタ部５３３は、磁気センサ７０から出力された位置信号ＲＳのうち、除去周波数以上の周波数成分を除去した除去後信号ＫＳを係合判定部５３４に出力する。

【0199】

係合判定部５３４は、ローパスフィルタ部５３３から出力される除去後信号ＫＳに基づいて従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出する。具体的に、係合判定部５３４は、図２４に示すように、除去後信号ＫＳが接続判定閾値以上となると、従動部材２０とスリーブ３０とが接続されたと判定する。そして、制御装置５３は、スリーブ３０のストロークを停止させる。具体的に、制御装置５３は、係合判定部５３４によって従動部材２０およびスリーブ３０が接続状態と判定されると、スリーブ３０の軸方向Ｄａｘの他方側への変位が停止するように、直動機器５２のアクチュエータ５２２を制御する。

【0200】

その他の構成は、第４実施形態と同様である。本実施形態の位置検出装置６０は、第３実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第４実施形態と同様に得ることができる。

【0201】

また、本実施形態の位置検出装置６０は、位置信号ＲＳから除去周波数以上の周波数成分を除去するローパスフィルタ部５３３および従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出する係合判定部５３４を備える。

【0202】

これによれば、ローパスフィルタ部５３３は、磁気センサ７０に重畳する不要な周波数成分を除去することができる。このため、係合判定部５３４が従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出する際の検出精度を向上させることができる。

【0203】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0204】

（１）上記実施形態では、ローパスフィルタ部５３３は、従動センサ８１が出力する第１回転信号に基づいて除去周波数を変化させる。

【0205】

これによれば、ローパスフィルタ部５３３は、除去周波数を、従動部材２０およびスリーブ３０の回転数に対応させることができる。したがって、係合判定部５３４は、従動部材２０とスリーブ３０との接続状態を検出する際の検出精度をさらに向上させることができる。

【0206】

（２）上記実施形態では、ローパスフィルタ部５３３は、除去周波数以上の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルバンドパスフィルタで構成されている。

【0207】

これによれば、ローパスフィルタ部５３３がアナログフィルタで構成される場合に比較して、ローパスフィルタ部５３３の構成部品を減少させるとともに小型化できる。

【0208】

（第６実施形態）
次に、第６実施形態について、図２６を参照して説明する。本実施形態では、ローパスフィルタ部５３３の構成が第５実施形態と相違している。これ以外は、第５実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について主に説明し、第５実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0209】

本実施形態のローパスフィルタ部５３３は、除去周波数以上の周波数成分をアナログ処理によって除去するアナログフィルタによって構成されている。具体的に、ローパスフィルタ部５３３は、除去周波数以上の周波数成分を除去するアナログ回路５３３１を有する。アナログ回路５３３１は、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから予め定められる除去周波数以上の周波数成分を除去するローパスフィルタである。

【0210】

アナログ回路５３３１は、複数の電子部品によって構成される。アナログ回路５３３１は、例えば、図２６に示すように、抵抗ＲとコンデンサＣとが組み合わされて構成される。そして、アナログ回路５３３１は、除去する周波数帯域に応じて、抵抗Ｒの抵抗値と、コンデンサＣの静電容量とが設定される。予め抵抗値が定められる抵抗Ｒと、予め静電容量が定められるコンデンサＣとによって構成されるアナログ回路５３３１を含むローパスフィルタ部５３３は、除去する周波数成分が固定される。

【0211】

その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の位置検出装置６０は、第１実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

【0212】

また、本実施形態のローパスフィルタ部５３３は、予め抵抗値が定められる抵抗Ｒと、予め静電容量が定められるコンデンサＣとによって構成されるアナログ回路５３３１を含む。そして、ローパスフィルタ部５３３は、除去周波数以上の周波数成分をアナログ処理によって除去する。

【0213】

これによれば、ローパスフィルタ部５３３が除去周波数以上の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルフィルタによって構成される場合に比較して、ローパスフィルタ部５３３の構成を簡易にできる。

【0214】

その他の構成は、第６実施形態と同様である。本実施形態の位置検出装置６０は、第６実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第６実施形態と同様に得ることができる。

【0215】

（第７実施形態）
次に、第７実施形態について、図２７～図２８を参照して説明する。本実施形態では、フィルタ部５３１の構成が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0216】

本実施形態のフィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分をアナログ処理によって除去するアナログフィルタによって構成されている。具体的に、フィルタ部５３１は、ハイカットオフ周波数以上の周波数成分を除去するとともにローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去させる複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄを有する。

【0217】

複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄは、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから予め定められる周波数以上の周波数成分を除去するとともに予め定められる周波数以下の周波数成分を除去するバンドパスフィルタである。複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄそれぞれがカットする周波数は、互いに異なる周波数で設定される。このため、複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄそれぞれは、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから互いに異なる周波数を除去することで、異なる周波数帯域の周波数成分を通過させる。

【0218】

複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄは、複数の電子部品によって構成される。複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄは、例えば、図２８に示すように、抵抗Ｒと、コイルＬと、コンデンサＣとが組み合わされて構成される。そして、複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄそれぞれは、除去する周波数帯域に応じて、抵抗Ｒの抵抗値と、コイルＬのインダクタンスと、コンデンサＣの静電容量とが設定される。

【0219】

フィルタ部５３１は、複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄのうち相対位置算出部５３２に電気的に接続する回路を切り替え可能に構成されている。フィルタ部５３１は、従動センサ８１から出力される第１回転信号およびスリーブセンサ８２から出力される第２回転信号に基づいて相対位置算出部５３２に接続する回路を切り替える。

【0220】

具体的に、フィルタ部５３１は、上述した数式Ｆ２および数式Ｆ３によってハイカットオフ周波数およびローカットオフ周波数を求める。そして、フィルタ部５３１は、求めたハイカットオフ周波数およびローカットオフ周波数に基づいて複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄのうち相対位置算出部５３２に接続する回路を切り替える。フィルタ部５３１は、除去する周波数成分が求めたハイカットオフ周波数およびローカットオフ周波数に近づくように複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄのうち相対位置算出部５３２に接続する回路を選択する。

【0221】

なお、フィルタ部５３１が有する複数のバンドパス回路５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄは複数であれば４つより少なくてもよいし、４つ多くてもよい。

【0222】

【0223】

また、フィルタ部５３１は、従動部材２０およびスリーブ３０それぞれの回転数に応じて、高周波側および低周波側それぞれの除去する周波数成分を変更することができる。そして、フィルタ部５３１は、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから係合タイミングを特定するために必要な周波数成分の信号を抽出することができる。したがって、位置検出装置６０は、従動部材２０とスリーブ３０との相対位置の検出精度を向上させることができる。

【0224】

（第８実施形態）
次に、第８実施形態について、図２９を参照して説明する。本実施形態では、フィルタ部５３１の構成が第７実施形態と相違している。これ以外は、第７実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第７実施形態と異なる部分について主に説明し、第７実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0225】

本実施形態のフィルタ部５３１はハイカットオフ周波数以上の周波数成分を除去する複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆと、ローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去させる複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈとを有する。

【0226】

複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆは、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから予め定められる周波数以上の周波数成分を除去するローパスフィルタである。複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆそれぞれがカットする周波数は、互いに異なる周波数で設定される。このため、複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆは、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから互いに異なる周波数以上の周波数成分を除去する。

【0227】

複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈは、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから予め定められる周波数以下の周波数成分を除去するハイパスフィルタである。複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈそれぞれがカットする周波数は、互いに異なる周波数で設定される。このため、複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈは、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳから互いに異なる周波数以下の周波数成分を除去する。

【0228】

複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆおよび複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈは、複数の電子部品によって構成される。複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆは、例えば、図２６で示したアナログ回路５３３１と同様に、抵抗ＲとコンデンサＣとが組み合わされて構成される。複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆは、除去する周波数帯域に応じて、抵抗Ｒの抵抗値と、コンデンサＣの静電容量とが設定される。

【0229】

複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈは、例えば、図３０に示すように、抵抗ＲとコイルＬとが組み合わされて構成される。複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈは、除去する周波数帯域に応じて、抵抗Ｒの抵抗値と、コイルＬのインダクタンスとが設定される。

【0230】

フィルタ部５３１は、複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆおよび複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈのうち相対位置算出部５３２に電気的に接続する回路を切り替え可能に構成されている。

【0231】

具体的に、フィルタ部５３１は、上述した数式Ｆ２によってハイカットオフ周波数を求め、求めたハイカットオフ周波数に基づいて複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆのうち相対位置算出部５３２に接続する回路を切り替える。フィルタ部５３１は、除去する周波数成分が求めたハイカットオフ周波数に近づくように、ローパス回路５３１ｅ、５３１ｆのうち相対位置算出部５３２に接続する回路を選択する。

【0232】

また、フィルタ部５３１は、上述した数式Ｆ３によってローカットオフ周波数を求め、求めたローカットオフ周波数に基づいて複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈのうち相対位置算出部５３２に接続する回路を切り替える。フィルタ部５３１は、除去する周波数成分が求めたローカットオフ周波数に近づくように、ハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈのうち相対位置算出部５３２に接続する回路を選択する。

【0233】

なお、フィルタ部５３１が有する複数のローパス回路５３１ｅ、５３１ｆは３つ以上であってもよい。また、フィルタ部５３１が有する複数のハイパス回路５３１ｇ、５３１ｈの数量は、３つ以上であってもよい。

【0234】

その他の構成は、第７実施形態と同様である。本実施形態の位置検出装置６０は、第７実施形態と同様または均等となる構成から奏される作用効果を第７実施形態と同様に得ることができる。

【0235】

【0236】

（第９実施形態）
次に、第９実施形態について、図３１を参照して説明する。本実施形態では、相対位置算出部５３２が係合タイミングを特定する際の特定方法が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0237】

相対位置算出部５３２は、フィルタ部５３１から出力されるフィルタ信号ＦＳに基づいて係合タイミングを特定する。具体的に、相対位置算出部５３２は、図３１に示すように、フィルタ信号ＦＳに対してヒルベルト変換を実行して包絡線ＥＬを生成し、当該包絡線ＥＬにおける振幅の中心に至るタイミングを係合タイミングとして特定する。そして、制御装置５３は、相対位置算出部５３２が特定した係合タイミングに基づいて駆動部材４０の作動を制御する。

【0238】

このように、フィルタ信号ＦＳに基づいて包絡線ＥＬを生成することで係合タイミングを求めることができる。ここで、包絡線ＥＬで示す信号の絶対値は、複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ量である。このため、包絡線ＥＬによって、ゼロ以外の複数の第１凸部２４１と複数の第２凸部３２１との相対角度のずれ量を検出することができる。

【0239】

【0240】

（第１０実施形態）
次に、第１０実施形態について、図３２を参照して説明する。本実施形態では、フィルタ部５３１が制御装置５３に含まれていない点が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0241】

本実施形態の磁気センサ７０は、図３２に示すように、制御装置５３と別体で構成されており、磁気回路部７１、磁気検出素子７２、磁気回路部７１および磁気検出素子７２を収容する収容部７３を有する。そして、フィルタ部５３１は、磁気センサ７０の収容部７３に収容されている。フィルタ部５３１は、従動センサ８１が出力する第１回転信号に基づいてハイカットオフ周波数を設定するとともに、スリーブセンサ８２が出力する第２回転信号に基づいてローカットオフ周波数を設定する。フィルタ部５３１は、磁気センサ７０から出力される位置信号ＲＳからハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去し、制御装置５３の相対位置算出部５３２へ出力する。

【0242】

【0243】

（第１１実施形態）
次に、第１１実施形態について、図３３～図４２を参照して説明する。本実施形態では、第１凸部２４１および第２凸部３２１の相対的な位置関係を２つのセンサによって検出するように構成されている点が第１実施形態と相違している。これ以外は、第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0244】

本実施形態の位置検出装置６０は、図３３および図３４に示すように、第１凸部２４１を検出する第１磁気センサ７５および第２凸部３２１を検出する第２磁気センサ７６を有する。

【0245】

第１磁気センサ７５は、第１凸部２４１の位置関係を示す“物理量”を検出する“センサ”である。本実施形態の第１磁気センサ７５は、従動部材２０の回転によって変化する磁束の変化を検出する。第２磁気センサ７６は、第２凸部３２１の位置関係を示す“物理量”を検出する“センサ”である。本実施形態の第２磁気センサ７６は、スリーブ３０の回転によって変化する磁束の変化を検出する。

【0246】

第１磁気センサ７５および第２磁気センサ７６は、それ自体が磁界を発生させて磁気回路を形成する自励式センサである。本実施形態の第１磁気センサ７５および第２磁気センサ７６は、不図示の磁気回路部および磁気検出素子を有する。

【0247】

第１磁気センサ７５は、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて第１フランジ部２４の第１凸部２４１と対向するように配置される。第１磁気センサ７５は、従動部材２０が回転して第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離が変化することで第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との間に生じる磁束の変化を検出する。第１磁気センサ７５の磁気検出素子は、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との間に生じる磁束の変化を電圧値として出力する。

【0248】

第１磁気センサ７５が出力する電圧値は、例えば、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離が最も小さくなる時に最大値となる。また、第１磁気センサ７５が出力する電圧値は、例えば、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離が最も大きくなる時に最小値となる。本実施形態では第１磁気センサ７５が第１位置センサに対応している。

【0249】

第２磁気センサ７６は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態において、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて第２フランジ部３２の第２凸部３２１と対向するように配置される。また、第２磁気センサ７６は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っている状態において、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて係合溝３３と対向するように配置される。

【0250】

そして、第２磁気センサ７６は、軸方向Ｄａｘにおいて第１磁気センサ７５と重なる位置において、第１磁気センサ７５と第２磁気センサ７６との間に所定の隙間が設けられるように配置される。また、第１磁気センサ７５と第１フランジ部２４との径方向Ｄｏｒの距離は、第２磁気センサ７６と第２フランジ部３２との径方向Ｄｏｒの距離と略等しくなっている。

【0251】

第２磁気センサ７６は、径方向Ｄｏｒにおいて第２凸部３２１と対向する際、スリーブ３０が回転して第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１それぞれとの距離が変化することで第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との間に生じる磁束の変化を検出する。第２磁気センサ７６の磁気検出素子は、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との間に生じる磁束の変化を電圧値として出力する。

【0252】

第２磁気センサ７６が出力する電圧値は、例えば、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離が最も小さくなる時に最大値となる。また、第２磁気センサ７６が出力する電圧値は、例えば、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離が最も大きくなる時に最小値となる。

【0253】

また、径方向Ｄｏｒにおいて係合溝３３と対向する際、スリーブ３０が回転することによって、第２磁気センサ７６と係合溝３３との距離が変化しない。このため、第２磁気センサ７６の磁気検出素子は、径方向Ｄｏｒにおいて係合溝３３と対向する際、第２磁気センサ７６と係合溝３３との間において変化しない磁束を電圧値として出力する。すなわち、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っている場合、第２磁気センサ７６が出力する電圧値は、一定となる。

【0254】

ここで、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない場合、第１磁気センサ７５が検出する磁束の変化および第２磁気センサ７６が検出する磁束の変化は、図３５示すように、振幅する波形になる。そして、第１磁気センサ７５および第２磁気センサ７６は、図３６に示すように、検出する磁束の変化に基づく波形を、予め定められるオン判定値以上の値の信号をハイ信号とし、オン判定値より小さい値の信号をロー信号として出力する。以下、第１磁気センサ７５が出力する信号を第１磁気信号ＭＳ１、第２磁気センサ７６が出力する信号を第２磁気信号ＭＳ２とも呼ぶ。第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２は、図３６に示すように、ハイ信号およびロー信号が周期的に交互に繰り返される信号となる。本実施形態では第１磁気センサ７５が第１位置信号を出力する第１位置センサに対応し、第２磁気センサ７６が第２位置信号を出力する第２位置センサに対応している。

【0255】

第１磁気センサ７５は、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との間に生じる磁束の変化を示す第１磁気信号ＭＳ１をフィルタ部５３１に出力する。また、第２磁気センサ７６は、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との間に生じる磁束の変化を示す第２磁気信号ＭＳ２をフィルタ部５３１に出力する。なお、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っている場合、第２磁気信号ＭＳ２は、上述したように、一定値となる。

【0256】

ところで、上述したように、第１磁気信号ＭＳ１は、第１磁気センサ７５と第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離が最も小さくなる時に最大値となり、径方向Ｄｏｒの距離が最も大きくなる時に最小値となる。また、第２磁気信号ＭＳ２は、第２磁気センサ７６と第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離が最も小さくなる時に最大値となり、径方向Ｄｏｒの距離が最も大きくなる時に最小値となる。このため、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２は、第１凸部２４１と第２凸部３２１とが軸方向Ｄａｘに重なる際に、互いのハイ信号のタイミングが重なる。

【0257】

したがって、第１磁気センサ７５から出力される第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気センサ７６から出力される第２磁気信号ＭＳ２それぞれのハイ信号の時間差に基づいて第１凸部２４１と第２凸部３２１との相対的な位置関係を特定することができる。例えば、図３７に示すように、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２それぞれのハイ信号がオンとなる時間が異なっているタイミングでは、第１凸部２４１と第２凸部３２１とが軸方向Ｄａｘに重なっていない。この場合、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが不可能な不適合タイミングとなる。

【0258】

これに対して、図３８に示すように、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２それぞれのハイ信号がオンとなる時間が重なっているタイミングでは、第１凸部２４１と第２凸部３２１とが軸方向Ｄａｘに重なっている。この場合、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とを噛み合わせることが可能な係合タイミングとなる。このため、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２に基づいて係合タイミングを特定することができる。

【0259】

ところで、上述したように、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合っていない状態で回転する従動部材２０およびスリーブ３０は、軸心ＣＬからずれる軸ずれが発生する場合がある。

【0260】

従動部材２０に軸ずれが発生すると、従動部材２０の第１ギア部２２にガタが発生し、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離が変化する。これにより、例えば、軸ずれが発生しない場合に比較して第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離が大きくなる場合、図３９に示すように、第１磁気センサ７５が検出する磁束が小さくなる場合がある。すると、第１磁気センサ７５が検出する磁束の変化を示す複数の振幅を有する波形のうち、一部の振幅の最大値がオン判定値より小さくなる場合がある。

【0261】

また、スリーブ３０に軸ずれが発生すると、スリーブ３０の第２ギア部３１にガタが発生し、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離が変化する。これにより、例えば、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離が大きくなる場合、第２磁気センサ７６が検出する磁束が小さくなる場合がある。そして、第２磁気センサ７６が検出する磁束の変化を示す複数の振幅を有する波形のうち、一部の振幅の最大値がオン判定値より小さくなる場合がある。

【0262】

このため、従動部材２０に軸ずれが発生すると、ハイ信号およびロー信号が周期的に交互に繰り返される第１磁気信号ＭＳ１は、図４０に示すように、一部のハイ信号が欠けた状態となることがある。また、スリーブ３０に軸ずれが発生すると、ハイ信号およびロー信号が周期的に交互に繰り返される第２磁気信号ＭＳ２も同様に、一部のハイ信号が欠けた状態となることがある。このように、従動部材２０の軸ずれおよびスリーブ３０の軸ずれは、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２に対してハイ信号が欠けるパルス欠けを発生させる要因となる。そして、第１磁気センサ７５および第２磁気センサ７６それぞれから出力される信号がこのようなパルス欠けを含む場合、係合タイミングを正常に特定することができなくなる虞がある。

【0263】

このため、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２に基づいて係合タイミングを特定する場合、従動部材２０の軸ずれおよびスリーブ３０の軸ずれに起因するパルス欠けの発生を回避することが望ましい。

【0264】

ここで、第１磁気信号ＭＳ１は、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離、すなわち、第１磁気センサ７５と従動部材２０との径方向Ｄｏｒの距離に基づいている。そして、第１磁気信号ＭＳ１のパルス欠けは、従動部材２０に軸ずれが発生することで、従動部材２０に対する径方向Ｄｏｒへのガタの発生に起因する。

【0265】

このため、第１磁気信号ＭＳ１から、従動部材２０の径方向Ｄｏｒへのガタの発生に起因する周波数成分を除去することによって、第１磁気センサ７５と複数の第１凸部２４１との径方向Ｄｏｒの距離の変化を抽出することができる。そしてこれにより、第１磁気信号ＭＳ１に従動部材２０の軸ずれに起因するパルス欠けが発生することを回避することができる。したがって、図３７および図３８に示したようにパルス欠けが発生していない第１磁気信号ＭＳ１を得ることができる。

【0266】

また、第２磁気信号ＭＳ２は、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離、すなわち、第２磁気センサ７６とスリーブ３０との径方向Ｄｏｒの距離に基づいている。そして、第２磁気信号ＭＳ２のパルス欠けは、スリーブ３０の軸ずれが発生することで、スリーブ３０に対する径方向Ｄｏｒへのガタの発生に起因する。

【0267】

このため、第２磁気信号ＭＳ２から、スリーブ３０の径方向Ｄｏｒへのガタの発生に起因する周波数成分を除去することによって、第２磁気センサ７６と複数の第２凸部３２１との径方向Ｄｏｒの距離の変化を抽出することができる。そしてこれにより、第２磁気信号ＭＳ２にスリーブ３０の軸ずれに起因するパルス欠けが発生することを回避することができる。したがって、図３７および図３８に示したようにパルス欠けが発生していない第２磁気信号ＭＳ２を得ることができる。

【0268】

以上より、本実施形態のフィルタ部５３１は、上述した数式Ｆ２によってハイカットオフ周波数を求めるとともに、上述した数式Ｆ３によってローカットオフ周波数を求める。そして、フィルタ部５３１は、第１磁気信号ＭＳ１からハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去する。さらに、フィルタ部５３１は、第２磁気信号ＭＳ２からハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去する。これにより、ハイカットオフ周波数を従動部材２０の回転数に応じて変化させることができるとともに、ローカットオフ周波数をスリーブ３０の回転数に応じて変化させることができる。

【0269】

そして、フィルタ部５３１は、パルス欠けを除去した第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２を相対位置算出部５３２へ出力する。

【0270】

相対位置算出部５３２は、フィルタ部５３１から出力される第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２に基づいて係合タイミングを特定する。具体的に、相対位置算出部５３２は、第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２それぞれのハイ信号がオンとなる時間が重なるタイミングを係合タイミングとして特定する。そして、制御装置５３は、相対位置算出部５３２が特定した係合タイミングに基づいて駆動部材４０の作動を制御する。

【0271】

【0272】

ところで、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合わされる前の状態では、図４１に示すように、第２磁気センサ７６は、径方向Ｄｏｒにおいて第２凸部３２１と対向する。そして、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１との噛み合いが可能な係合タイミングになり、スリーブ３０が軸方向Ｄａｘの他方側へストロークして従動部材２０とスリーブ３０とが係合すると第２磁気センサ７６は、径方向Ｄｏｒにおいて係合溝３３と対向する。

【0273】

この場合、スリーブ３０が回転する状態において、第２磁気センサ７６と係合溝３３との距離は一定である。このため、第２磁気センサ７６が出力する第２磁気信号ＭＳ２は、図４２に示すように、一定の値となる。

【0274】

なお、従動部材２０とスリーブ３０とが係合した状態において、第１磁気センサ７５は、径方向Ｄｏｒにおいて第１凸部２４１と対向する。このため、従動部材２０と駆動部材４０との係合が完了した状態において、第１磁気センサ７５が出力する第１磁気信号ＭＳ１は、図４２に示すように、ハイ信号およびロー信号が繰り返される。

【0275】

このため、制御装置５３は、第１磁気信号ＭＳ１がハイ信号およびロー信号が繰り返され、第２磁気信号ＭＳ２が一定の値になると、第１凸部２４１と第２凸部３２１とが接することで従動部材２０とスリーブ３０との係合が完了したと判定することができる。制御装置５３は、ハイ信号およびロー信号が繰り返される第１磁気信号ＭＳ１と、出力値が一定となる第２磁気信号ＭＳ２との差を検出する場合、従動部材２０とスリーブ３０との係合が完了したと判定してもよい。または、制御装置５３は、第２磁気信号ＭＳ２の出力値が一定であることを検出した場合、従動部材２０とスリーブ３０との係合が完了したと判定してもよい。

【0276】

【0277】

また、本実施形態の位置検出装置６０は、複数の第１ギア歯２３１の回転位置に応じた第１位置信号を出力する第１磁気センサ７５と、複数の第２ギア歯３１１の回転位置に応じた第２位置信号を出力する第２磁気センサ７６と、を有する。

【0278】

これによれば、第１磁気センサ７５および第２磁気センサ７６それぞれの出力値に基づいて係合タイミングを特定することができる。

【0279】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0280】

（１）上記実施形態では、第１磁気センサ７５は、第１磁気信号ＭＳ１をハイ信号およびロー信号で構成される信号として出力する。第２磁気センサ７６は、第２磁気信号ＭＳ２をハイ信号およびロー信号で構成される信号として出力する。

【0281】

フィルタ部５３１は、第１磁気信号ＭＳ１からハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去して出力する。さらに、フィルタ部５３１は、第２磁気信号ＭＳ２からハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去して出力する。相対位置算出部５３２は、フィルタ部５３１が出力する第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２に基づいて係合タイミングを求める係合タイミング検出部５３２２を有する。

【0282】

これによれば、フィルタ部５３１が第１磁気信号ＭＳ１および第２磁気信号ＭＳ２それぞれからハイカットオフ周波数以上の周波数成分およびローカットオフ周波数以下の周波数成分を除去しない場合に比較して、係合タイミングを精度よく検出することができる。

【0283】

（２）上記実施形態では、第２磁気センサ７６は、従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態である場合と接続状態でない場合とで異なる信号を出力する。係合判定部５３４は、従動部材２０とスリーブ３０とが接続状態である場合と接続状態でない場合とで異なる第２磁気センサ７６が出力する異なる信号に基づいて係合状態を判定する。

【0284】

これによれば、第２磁気センサ７６が出力する第２磁気信号ＭＳ２に基づいて係合タイミングを検出するのに加えて係合状態も検出することができる。

【0285】

（第１１実施形態の変形例）
上述の第１施形態では、位置検出装置６０が係合判定部５３４を含む例について説明したが、これに限定されない。例えば、位置検出装置６０は、係合判定部５３４を含まない構成であってもよい。

【0286】

（第１２実施形態）
次に、第１２実施形態について、図４３を参照して説明する。本実施形態では、スリーブ３０の形状が異なっている点が第１１実施形態と相違している。これ以外は、第１１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、第１１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0287】

本実施形態のスリーブ３０は、図４３に示すように、第１１実施形態に比較して軸方向Ｄａｘの大きさが大きくなっており、第２フランジ部３２と係合溝３３との間に複数の第３凸部３４が形成されている。複数の第３凸部３４は、スリーブ３０の外周部において、軸心ＣＬから離れる方向、すなわち、径方向Ｄｏｒの外側に突き出ている。複数の第３凸部３４は、軸心ＣＬを中心とする周方向Ｄｒの全周にわたって所定の間隔をあけて設けられている。複数の第３凸部３４は、それぞれ同じ形に構成されている。

【0288】

また、複数の第３凸部３４は、複数の第２凸部３２１の数量より少ない数だけ設けられている。例えば、複数の第３凸部３４は、複数の第２凸部３２１の数量の半分の数である６個設けられている。そして、複数の第３凸部３４は、軸方向Ｄａｘにおいて複数の第２凸部３２１のいずれかと重なるように配置されている。なお、第３凸部３４の数量は６個に限定されず、複数の第２凸部３２１の数量と異なる数であれば６個より多く設けられていてもよいし、６個より少なく設けられていてもよい。

【0289】

第２磁気センサ７６は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っている状態において、径方向Ｄｏｒにおいて所定の隙間をあけて複数の第３凸部３４と対向するように配置される。

【0290】

第２磁気センサ７６は、径方向Ｄｏｒにおいて複数の第３凸部３４と対向する際、スリーブ３０が回転して第２磁気センサ７６と複数の第３凸部３４それぞれとの距離が変化することで第２磁気センサ７６と複数の第３凸部３４との間に生じる磁束の変化を検出する。第２磁気センサ７６の磁気検出素子は、第２磁気センサ７６と複数の第３凸部３４との間に生じる磁束の変化を電圧値として出力する。

【0291】

第２磁気センサ７６は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っている場合、第２磁気センサ７６と複数の第３凸部３４との間に生じる磁束の変化を、ハイ信号とロー信号とが周期的に交互に繰り返される第２磁気信号ＭＳ２として出力する。ただし、複数の第３凸部３４は、複数の第２凸部３２１の数量より少ない数だけ設けられている。

【0292】

このため、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っている際の第２磁気信号ＭＳ２は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない場合に比較してハイ信号の数量が少なくなる。具体的に、第２磁気信号ＭＳ２は、複数の第１ギア歯２３１と複数の第２ギア歯３１１とが噛み合っていない場合に比較して所定時間内におけるハイ信号の数量が半分となる。

【0293】

このように、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合わされる前の従動部材２０とスリーブ３０とが係合していない状態では、図４３に示すように、第２磁気センサ７６は、径方向Ｄｏｒにおいて第２凸部３２１と対向する。そして、第１ギア歯２３１と第２ギア歯３１１とが噛み合わされて従動部材２０とスリーブ３０とが係合した状態では、径方向Ｄｏｒにおいて複数の第３凸部３４と対向する。

【0294】

また、第２磁気センサ７６は、従動部材２０とスリーブ３０とが係合している場合、従動部材２０とスリーブ３０とが係合していない場合に比較してハイ信号の数量が少ない第２磁気信号ＭＳ２を出力する。

【0295】

このため、制御装置５３は、例えば、第２磁気信号ＭＳ２の複数のハイ信号の間隔を比較することで、従動部材２０とスリーブ３０との係合が完了したと判定することができる。

【0296】

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

【0297】

上述の第１実施形態では、各ギア歯２３１、３１１および各凸部２４１、３２１について図面を用いて具体的なものを示したが、上述したものに限定されない。各ギア歯２３１、３１１および各凸部２４１、３２１は、形状、大きさ、配置態様、数、位置、材質等が異なっていてもよい。このことは、第１実施形態以外についても同様である。例えば、複数の第１凸部２４１それぞれは、隣り合う第１ギア歯２３１との間の窪み対応して軸心ＣＬから離れる方向に突き出るようになっていてもよい。また、複数の第２凸部３２１それぞれは、第２ギア歯３１１に対応するように軸心ＣＬから離れる方向に突き出るようになっていてもよい。

【0298】

上述の実施形態では、位置検出装置６０として磁気検出素子７２を含むものを例示したが、位置検出装置６０は、これに限定されない。位置検出装置６０は、例えば、機械式センサ、光学式センサ等を含んで構成されていてもよい。

【0299】

上述の実施形態では、本開示の位置検出装置６０を車両に設けられた動力伝達装置１に適用した例について説明したが、本開示の位置検出装置６０は、車両以外の機器にも適用することができる。

【0300】

上述の実施形態では、従動部材２０およびスリーブ３０のうち、従動部材２０が回転数が大きい側であって、スリーブ３０が回転数が小さい側である例について説明した。そして、ハイカットオフ周波数を従動部材２０に回転数に基づいて設定し、ローカットオフ周波数をスリーブ３０の回転数に基づいて設定する例について説明した。しかし、これに限定されない。

【0301】

例えば、従動部材２０およびスリーブ３０のうち、従動部材２０が回転数が小さい側であって、スリーブ３０が回転数が大きい側である場合、ローカットオフ周波数を従動部材２０に回転数に基づいて設定してもよい。そして、ハイカットオフ周波数をスリーブ３０の回転数に基づいて設定してもよい。

【0302】

上述の実施形態では、フィルタ部５３１がデジタルフィルタおよびアナログフィルタのうちのどちらか一方のみで構成されている例について説明したが、これに限定されない。

【0303】

例えば、フィルタ部５３１は、デジタルフィルタおよびアナログフィルタが組み合わされて構成されていてもよい。
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0304】

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

【0305】

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

【0306】

本開示の制御装置５３及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御装置５３及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータで、実現されてもよい。本開示の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせで構成された一つ以上の専用コンピュータで、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0307】

（本開示の観点）
上記した本開示については、例えば以下に示す観点として把握することができる。

【0308】

［第１の観点］
所定方向を軸方向としたとき、前記軸方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成され、複数の第１ギア歯（２３１）を有する第１回転部材（２０）と、前記軸心を中心として回転可能に構成され、前記複数の第１ギア歯と噛み合わせることが可能な複数の第２ギア歯（３１１）を有する第２回転部材（３０、４０）と、を備える動力伝達装置（１）に適用される位置検出装置であって、
回転する前記第１ギア歯と回転する前記第２ギア歯との相対的な位置関係に応じた信号を、周波数成分を含む位置信号として出力する位置センサ（７０、７５、７６）と、
前記第１回転部材の回転数を検出し、検出した前記第１回転部材の回転数に応じた第１回転信号を出力する第１回転センサ（８１、８３）と、
前記第２回転部材の回転数を検出し、検出した前記第２回転部材の回転数に応じた第２回転信号を出力する第２回転センサ（８２、８４）と、
前記位置センサが出力する前記位置信号から所定の周波数である上側周波数以上の周波数成分および前記上側周波数より低い周波数である下側周波数以下の周波数成分を除去したフィルタ信号を出力するフィルタ部（５３１）と、を備え、
前記フィルタ部は、前記第１回転センサが出力する前記第１回転信号に基づいて前記上側周波数を変化させるとともに、前記第２回転センサが出力する前記第２回転信号に基づいて前記下側周波数を変化させる位置検出装置。

【0309】

［第２の観点］
前記フィルタ部は、前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルバンドパスフィルタを有する第１の観点に記載の位置検出装置。

【0310】

［第３の観点］
前記フィルタ部は、前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分をアナログ処理によって除去する複数のバンドパス回路（５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄ）を有する第１の観点に記載の位置検出装置。

【0311】

［第４の観点］
前記フィルタ部は、前記上側周波数以上の周波数成分をアナログ処理によって除去するローパス回路（５３１ｅ、５３１ｆ）および前記下側周波数以下の周波数成分をアナログ処理によって除去するハイパス回路（５３１ｇ、５３１ｈ）を有する第１の観点に記載の位置検出装置。

【0312】

［第５の観点］
前記第１回転センサは、前記第１回転部材の回転数を直接検出し、
前記第２回転センサは、前記第２回転部材の回転数を直接検出する第１ないし第４の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0313】

［第６の観点］
前記動力伝達装置は、前記第１回転部材の回転数を変換する第１変換部（３）と、前記第１変換部によって前記第１回転部材の回転数とは異なる回転数に変換された回転数で前記第１回転部材と一体に回転する第３回転部材（４）と、前記第２回転部材の回転数を変換する第２変換部（５）と、前記第２変換部によって前記第２回転部材の回転数とは異なる回転数に変換された回転数で前記第２回転部材と一体に回転する第４回転部材（６）と、を有し、
前記第１回転センサは、前記第３回転部材の回転数を検出することで前記第１回転部材の回転数を間接的に検出し、
前記第２回転センサは、前記第４回転部材の回転数を検出することで前記第２回転部材の回転数を間接的に検出する第１ないし第４の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0314】

［第７の観点］
前記動力伝達装置は、該動力伝達装置の作動を制御する制御装置（５３）を有する車両に適用され、
前記フィルタ部は、前記制御装置によって構成されている第１ないし第６の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0315】

［第８の観点］
前記動力伝達装置は、該動力伝達装置の作動を制御する制御装置（５３）を有する車両に適用され、
前記フィルタ部は、前記制御装置と別体に構成されており、前記フィルタ信号を前記制御装置に出力する第１ないし第６の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0316】

［第９の観点］
前記第１回転部材および前記第２回転部材は、前記第１ギア歯および前記第２ギア歯が噛み合って一体に回転可能であって、
前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に基づいて前記第１ギア歯と前記第２ギア歯との相対位置を検出し、前記第１ギア歯および前記第２ギア歯が噛み合い可能となる係合タイミングを求める相対位置算出部（５３２）を備える第１ないし第８の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0317】

［第１０の観点］
前記相対位置算出部は、前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号を複数のハイ信号および複数のロー信号に二値化したパルス信号にして出力する二値化処理部（５３２１）および前記二値化処理部が出力する前記パルス信号における前記複数のハイ信号それぞれの間隔に基づいて前記係合タイミングを求める係合タイミング検出部（５３２２）を有する第９の観点に記載の位置検出装置。

【0318】

［第１１の観点］
前記相対位置算出部は、前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に対して、信号の大きさを絶対値化する検波処理を実行する検波処理部（５３２３）を有する第１０の観点に記載の位置検出装置。

【0319】

［第１２の観点］
前記相対位置算出部は、前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に対してヒルベルト変換を実行して包絡線を求めるとともに、求めた前記包絡線に基づいて前記係合タイミングを求める第９の観点に記載の位置検出装置。

【0320】

［第１３の観点］
前記位置センサが出力する前記位置信号から前記上側周波数とは異なる周波数である除去周波数以上の周波数成分を除去した除去後信号を出力するローパスフィルタ部（５３３）と、
前記ローパスフィルタ部が出力する前記除去後信号に基づいて、前記第１ギア歯と前記第２ギア歯とが噛み合って前記第１回転部材と前記第２回転部材とが一体に回転する係合状態を判定する係合判定部（５３４）と、を備え
前記除去周波数は、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが一体に回転する際の前記第１回転部材および前記第２回転部材の回転数に基づいて設定されている第９ないし第１２の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0321】

［第１４の観点］
前記ローパスフィルタ部は、前記第１回転センサが出力する前記第１回転信号および前記第２回転センサが出力する前記第２回転信号の少なくとも一方に基づいて前記除去周波数を変化させる第１３の観点に記載の位置検出装置。

【0322】

［第１５の観点］
前記ローパスフィルタ部は、前記除去周波数が予め定められている第１３の観点に記載の位置検出装置。

【0323】

［第１６の観点］
前記ローパスフィルタ部は、前記除去周波数以上の周波数成分をデジタル処理によって除去するデジタルローパスフィルタを有する第１３ないし第１５の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0324】

［第１７の観点］
前記ローパスフィルタ部は、前記除去周波数以上の周波数成分をアナログ処理によって除去するアナログ回路（５３３１）を有する第１３ないし第１５の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0325】

［第１８の観点］
前記位置センサは、複数の前記第１ギア歯の回転位置に応じた第１位置信号を出力する第１位置センサ（７５）と、複数の前記第２ギア歯の回転位置に応じた第２位置信号を出力する第２位置センサ（７６）と、によって構成されている第１ないし第８の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【0326】

［第１９の観点］
前記第１回転部材および前記第２回転部材は、前記第１ギア歯および前記第２ギア歯が噛み合って一体に回転可能であって、
前記フィルタ部が出力する前記フィルタ信号に基づいて前記第１ギア歯と前記第２ギア歯との相対位置を検出し、前記第１ギア歯および前記第２ギア歯が噛み合い可能となる係合タイミングを求める相対位置算出部（５３２）を備え、
前記第１位置センサは、前記第１位置信号をハイ信号およびロー信号に二値化したパルス信号として出力し、
前記第２位置センサは、前記第２位置信号をハイ信号およびロー信号に二値化したパルス信号として出力し、
前記フィルタ部は、前記第１位置センサが出力する前記第１位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分を除去するとともに、前記第２位置センサが出力する前記第２位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分を除去し、
前記相対位置算出部は、前記第１位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分が除去された前記フィルタ信号および前記第２位置信号から前記上側周波数以上の周波数成分および前記下側周波数以下の周波数成分が除去された前記フィルタ信号それぞれに含まれるハイ信号に基づいて前記係合タイミングを求める係合タイミング検出部（５３２２）を有する第１８の観点に記載の位置検出装置。

【0327】

［第２０の観点］
前記第１ギア歯と前記第２ギア歯とが噛み合って前記第１回転部材と前記第２回転部材とが一体に回転する係合状態を判定する係合判定部（５３４）を備え、
前記第１位置センサおよび前記第２位置センサの少なくとも一方は、前記第１回転部材および前記第２回転部材が前記係合状態である場合と前記係合状態でない場合とで異なる信号を出力し、
前記係合判定部は、前記第１回転部材および前記第２回転部材が前記係合状態である場合と前記係合状態でない場合とで前記第１位置センサおよび前記第２位置センサの少なくとも一方が出力する異なる信号に基づいて前記係合状態を判定する第１９の観点に記載の位置検出装置。

【0328】

［第２１の観点］
前記位置センサは、回転する前記第１ギア歯と回転する前記第２ギア歯との相対的な位置関係によって変化する磁束の変化を検出する磁気検出素子（７２）を含んでいる第１ないし第２０の観点のいずれか１つに記載の位置検出装置。

【符号の説明】

【0329】

１動力伝達装置
２０第１回転部材
３０、４０第２回転部材
７０、７５、７６位置センサ
８１、８３第１回転センサ
８２、８４第２回転センサ
２３１第１ギア歯
３１１第２ギア歯
５３１フィルタ部

【図1】