特許 7548453 動力伝達装置の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】動力伝達装置の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/08 20060101AFI20240903BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20240903BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20240903BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240903BHJP

   B60W 20/30 20160101ALI20240903BHJP

   F02D 29/00 20060101ALI20240903BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20240903BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20240903BHJP

   F16D 11/08 20060101ALI20240903BHJP

   F16D 23/10 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

B60W10/08 900

B60K6/442 ZHV

B60K6/547

B60W10/06 900

B60W20/30

F02D29/00 C

F02D29/00 G

B60L15/20 K

B60L50/16

F16D11/08

F16D23/10

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023556199

(86)(22)【出願日】2022-09-21

(86)【国際出願番号】 JP2022035061

(87)【国際公開番号】W WO2023074197

(87)【国際公開日】2023-05-04

【審査請求日】2023-11-30

(31)【優先権主張番号】P 2021174271

(32)【優先日】2021-10-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】矢倉 洋史

(72)【発明者】

【氏名】安部 洋則

(72)【発明者】

【氏名】荻野 大蔵

【審査官】渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－６７１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１５２９４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－５９３２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｋ ６／４４２

Ｂ６０Ｋ ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ ２０／３０

Ｆ０２Ｄ ２９／００

Ｂ６０Ｌ １５／２０

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

Ｆ１６Ｄ １１／０８

Ｆ１６Ｄ ２３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源から車軸に至る動力伝達経路に設けられ、
前記駆動源から駆動トルクが伝達される駆動ギアと、前記駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、前記駆動ギアと噛み合う一方、前記車軸から減速トルクが伝達される従動ギアと、を含み、
前記駆動ギアと前記従動ギアは互いに噛み合って回転することで、駆動ギア又は従動ギアのいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、前記駆動ギアから前記従動ギアが引き抜かれることで、前記駆動トルク又は前記減速トルクの伝達が遮断される、動力伝達装置の制御装置であって、
前記駆動源は、エンジンと、前記エンジンによって駆動されるジェネレータと、を含み、
前記動力伝達装置の制御装置は、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する制御装置であり、
アクセル全閉から予め設定されたアクセル開度に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、発電を停止し、前記予め設定されたアクセル開度からアクセル全開に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、アクセル開度に応じて発電量が増加するように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する一方、
前記ジェネレータから電力が供給される駆動用バッテリの電池残量が予め定められた閾値よりも少ない場合には、前記予め設定されたアクセル開度を全閉側に移動させ、前記電池残量が前記閾値よりも多い場合には、前記予め設定されたアクセル開度を全開側に移動させる、
動力伝達装置の制御装置。

【請求項3】

アクセルの全開時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記ジェネレータが車両の必要電力を発電するとともに、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクに前記エンジンのトルクを加算したトルクが０に近づくように、前記ジェネレータと前記エンジンを制御する
請求項１又は２に記載の動力伝達装置の制御装置。

【請求項4】

前記駆動源は、モータを含み、
前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記モータの駆動トルクが前記車軸の減速トルクに近づくように、前記モータを制御する、
請求項３に記載の動力伝達装置の制御装置。

【請求項5】

前記車軸の減速トルクは、前記従動ギアから車軸に至る動力伝達経路のイナーシャと前記従動ギアの回転数変化率とを積算することで求める、請求項４に記載の動力伝達装置の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、動力伝達装置の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、エンジンと、エンジンの出力側に配置され、エンジンが出力したトルクを駆動輪側へ伝達する自動変速機と、エンジンと自動変速機との間に配置されたジェネレータと、エンジンと自動変速機とのトルクの伝達を選択的に遮断するクラッチ機構と、自動変速機の出力側に配置され駆動輪にトルクを伝達する走行用モータとを備えたハイブリッド車両が開示されている。

【0003】

かかるハイブリッド車両は、エンジンを停止した状態で、走行用モータが出力するモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、及び、クラッチ機構を解放した状態でエンジンを運転し、エンジントルクでジェネレータを駆動して発電させるとともに、走行用モータのモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させるシリーズ走行モード、並びに、クラッチ機構を係合した状態でエンジンを運転し、エンジントルク及び走行用モータのモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させるパラレル走行モードのいずれかの走行モードを設定することが可能である。

【0004】

したがって、ハイブリッド車両の走行中にパラレル走行モードからシリーズ走行モードに切り替える場合には、クラッチ機構の回転中にクラッチ機構を係合した状態から解放した状態に切り替える必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－６７１６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、クラッチ機構がギアクラッチで構成され、エンジントルク（駆動トルク）が伝達される駆動ギアと、駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、駆動ギアと噛み合う従動ギアと、を含む場合には、駆動ギアと噛み合って回転している従動ギアを駆動ギアから引き抜くことで、クラッチ機構の回転中にクラッチ機構が係合した状態から解放した状態に切り替えられる。

【0007】

しかしながら、駆動ギアと従動ギアは各歯の幅方向にバックテーパ面が設けられている。バックテーパ面は、各歯の幅方向内側から外側に向けて歯が漸次厚くなり、歯と歯の間隙が漸次狭くなることで設けられている。このため、駆動ギアと従動ギアとが噛み合って回転している場合において、駆動ギアと従動ギアのトルク差が大きいと、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くことが困難となる。

【0008】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、駆動ギアと従動ギアとが噛み合って回転している場合において、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる動力伝達装置の制御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】

【0009】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る車両の動力伝達装置の制御装置は、駆動源から車軸に至る動力伝達経路に設けられ、前記駆動源から駆動トルクが伝達される駆動ギアと、前記駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、前記駆動ギアと噛み合う一方、前記車軸から減速トルクが伝達される従動ギアと、を含み、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転することで、駆動ギア又は従動ギアのいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、前記駆動ギアから前記従動ギアが引き抜かれることで、前記駆動トルク又は前記減速トルクの伝達が遮断される、動力伝達装置の制御装置であって、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアと前記従動ギアのトルク差が０に近づくように、前記駆動源を制御する。

【0010】

上記（１）の構成によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0011】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記駆動源は、エンジンと、前記エンジンによって駆動されるジェネレータと、を含み、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアのトルクが前記従動ギアのトルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する。

【0012】

上記（２）の構成によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなるので、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0013】

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する。

【0014】

上記（３）の構成によれば駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなるので、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0015】

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに前記車軸の減速トルクを加算したトルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する。

【0016】

上記（４）の構成によれば、車軸から従動ギアに伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0017】

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記車軸の減速トルクは、前記従動ギアから車軸に至る動力伝達経路のイナーシャと前記従動ギアの回転数変化率とを積算することで求める。

【0018】

上記（５）の構成によれば、駆動ギアの軸線上において車軸の減速トルクを定量的に求めることができる。

【0019】

（６）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、アクセルの全閉時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記駆動ギアの軸線上において、前記エンジンと前記ジェネレータのトルクが０に近づくように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する。

【0020】

上記（６）の構成によれば、車両の減速中に、駆動ギアの軸線上において、エンジンとジェネレータのトルクが０に近づき、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0021】

（７）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（６）の構成において、アクセルの全開時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記ジェネレータが車両の必要電力を発電するとともに、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクに前記エンジンのトルクを加算したトルクが０に近づくように、前記ジェネレータと前記エンジンを制御する。

【0022】

上記（７）の構成によれば、車両の加速中に、車両の必要電力を確保しつつ、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0023】

（８）幾つかの実施形態では、上記（２）、（６）又は（７）のいずれかの構成において、アクセル全閉から予め設定されたアクセル開度に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、発電を停止する一方、前記予め設定されたアクセル開度からアクセル全開に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、アクセル開度に応じて発電量が増加するように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する。

【0024】

上記（８）の構成によれば、車両の減速中は、駆動ギアから従動ギアを引き抜くための力を小さくし、車両の加速中は、車両の必要電力を確保する。これにより、駆動ギアから従動ギアを引き抜く時の必要電力を確保しつつ、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0025】

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記駆動源は、モータを含み、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアと前記従動ギアのトルク差が０に近づくように、前記モータを制御する。

【0026】

上記（９）の構成によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0027】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記モータの駆動トルクが前記車軸の減速トルクに近づくように、前記モータを制御する。

【0028】

上記（１０）の構成によれば、車軸から従動ギアに伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くための力を小さくできる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置が適用されるプラグインハイブリッド自動車のシステム構成図である。

【図2】エンジンの駆動トルクが車軸に伝達される力行時における、駆動ギアと従動ギアの状態を示す模式図（展開図）である。

【図3】車軸の減速トルクがモータに伝達される回生時における、駆動ギアと従動ギアの状態を示す模式図（展開図）である。

【図4】実施形態１に係る動力伝達制御装置において制御される、アクセル開度と発電量上限との関係を示す図である。

【図5】実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置が適用される電気自動車のシステム構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0032】

［実施形態１］
図１に示すように、実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置４は、モータ１１及びエンジン１３を駆動源とするプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）１に適用される。プラグインハイブリッド自動車１は、モータ１１及びエンジン１３のほか、ジェネレータ１５が搭載され、ジェネレータ１５はエンジン１３によって駆動される。さらに外部電源によって外部充電又はバッテリからの外部給電が可能である。

【0033】

モータ１１及びジェネレータ１５は、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２１に接続され、パワードライブユニット２１によって制御される。パワードライブユニット２１は、モータ用のインバータ２１１とジェネレータ用のインバータ２１３とを含み、モータ用のインバータ２１１には、駆動用バッテリ１９から電力が供給され、ジェネレータ用のインバータ２１３から駆動用バッテリ１９に電力が供給される。これにより、モータ１１はモータ用のインバータ２１１によって制御され、ジェネレータ１５はジェネレータ用のインバータ２１３によって制御される。

【0034】

エンジン１３は、エンジン制御ユニット（ＥＮＧＥＣＵ）２３に接続され、エンジン制御ユニット２３によって制御される。

【0035】

プラグインハイブリッド自動車１は、駆動源（モータ１１及びエンジン１３）から車軸１７（駆動輪１８）に至る動力伝達経路にトランスアクスル（動力伝達装置）３が設けられている。トランスアクスル３は、トランスミッション、ファイナルギア３１及びディファレンシャルギア３２を一体化した動力伝達装置であり、トランスアクスル３には、モータ１１からファイナルギア３１に至る動力伝達経路３３（以下「モータ動力伝達経路３３」という）とエンジン１３からファイナルギア３１に至る動力伝達経路３６（以下「エンジン動力伝達経路３６」という）とが設けられている。

【0036】

モータ動力伝達経路３３及びエンジン動力伝達経路３６は、それぞれギア列で構成され、モータ１１の駆動力はモータ動力伝達経路３３を構成するギア列を通りファイナルギア３１に伝達され、エンジン１３の駆動力はモータ動力伝達経路３３を構成するギア列を通りファイナルギア３１に伝達される。

【0037】

モータ動力伝達経路３３には第１クラッチ機構３４が設けられているが、第１クラッチ機構３４は必須ではない。第１クラッチ機構３４は、例えば、ギアクラッチで構成され、第１アクチュエータ（ＡＣＴ１）３５によって操作されるが、これに限定されるものではない。そして、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が接続された場合には、モータ１１又はファイナルギア３１（車軸１７）のいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が切断された場合には駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される。これにより、第１クラッチ機構３４が設けられたモータ動力伝達経路３３は、モータ１１を駆動源とする走行とモータ１１を駆動源としない走行とが択一可能である。

【0038】

エンジン動力伝達経路３６には第２クラッチ機構３７が設けられている。第２クラッチ機構３７は、ギアクラッチで構成され、第２アクチュエータ（ＡＣＴ２）３８によって操作される。そして、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続された場合には、エンジン１３又はファイナルギア３１（車軸１７）のいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチが遮断された場合には駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される。これにより、第２クラッチ機構３７が設けられたエンジン動力伝達経路３６は、エンジン１３を駆動源とする走行とエンジン１３を駆動源としない走行とが択一可能である。

【0039】

上述した第１アクチュエータ３５及び第２アクチュエータ３８は、変速機制御ユニット（ＴＣＵ）２５に接続され、変速機制御ユニット２５によって制御される。これにより、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が接続され、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続されることで、プラグインハイブリッド自動車１は、モータ１１及びエンジン１３を駆動源とするパラレル走行が可能となる。また、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が接続され、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が切断されることで、モータ１１のみを駆動源とするＥＶ走行、及び、モータ１１を駆動源とし、ジェネレータ１５で発電された電気がモータ１１又は駆動バッテリに供給されるシリーズ走行が可能となる。そして、ＥＶ走行又はシリーズ走行からパラレル走行に切り替える場合には、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続され、パラレル走行からＥＶ走行又はシリーズ走行に切り替える場合には、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が切断される。

【0040】

また、トランスアクスル３には、更に、エンジン１３からジェネレータ１５に至る動力伝達経路３９（以下「発電動力伝達経路３９」という）が設けられている。発電動力伝達経路３９は、ギア列で構成され、エンジン１３の駆動力は発電動力伝達経路３９を通りジェネレータ１５に伝達され、ジェネレータ１５の発電負荷は発電動力伝達経路３９を通りエンジン１３に伝達される。

【0041】

図２及び図３に示すように、上述したギアクラッチは、エンジン１３から駆動トルクが伝達される駆動ギア３７１と、駆動ギア３７１の軸方向に引き抜き可能であって、駆動ギア３７１と噛み合う一方、フィナンシャルギア（車軸１７）から減速トルクが伝達される従動ギア３７３とを含んでいる。駆動ギア３７１と従動ギア３７３は互いに噛み合って回転することで、駆動ギア３７１又は従動ギア３７３の一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、駆動ギア３７１から従動ギア３７３が引き抜かれることで、駆動トルク及び減速トルクの伝達が遮断される。

【0042】

クラッチギアにおいて駆動ギア３７１と従動ギア３７３は各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向にテーパ面３７１ａ１，３７３ａ１とバックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３が設けられている。テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１は、各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向外側から内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次厚くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次狭くなることで設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３は、テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１の歯幅方向内側に設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３は、各歯３７１ａ，３７３ａのテーパ面３７３ａ１，３７３ａ１から幅方向内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次薄くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次広くなることで設けられている。

【0043】

このため、図２に示すように、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続され、エンジン１３の駆動力（駆動トルク）がファイナルギア３１（車軸１７）に伝達される力行時において、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が大きいと、駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３から従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３に掛かる力（押圧力）大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。また、図３に示すように、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続され、ファイナルギア３１（車軸１７）の減速力がモータ１１に伝達される回生時において、従動ギア３７３と駆動ギア３７１のトルク差が大きいと、従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３から駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３に掛かる力（押圧力）が大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。

【0044】

したがって、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。換言すると、プラグインハイブリッド自動車１がパラレル走行している場合において、パラレル走行からシリーズ走行に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。そこで、実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。換言すると、プラグインハイブリッド自動車１がパラレル走行している場合において、パラレル走行からシリーズ走行に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。

【0045】

実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置（ＰＨＥＶＥＣＵ）４は、例えば、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、周辺回路等から構成されるプロセッサ（図示せず）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ（図示せず）のほか入出力インターフェース（図示せず）によって構成される。

【0046】

図１に示すように、動力伝達装置の制御装置４には、上述したパワードライブユニット２１及びエンジン制御ユニット２３がＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０によって接続されているほか、アクセルペダルセンサ４１、ブレーキペダルセンサ４３が接続されている。

【0047】

アクセルペダルセンサ４１は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのセンサであり、ブレーキペダルセンサ４３は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。

【0048】

動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が０に近づくように、駆動源（モータ１１及びエンジン１３）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４が駆動源（モータ１１及びエンジン１３）を制御すれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。これにより、パラレル走行からシリーズ走行に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくできる。

【0049】

例えば、動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、ジェネレータ１５が駆動ギア３７１のトルクを従動ギア３７３のトルクに近づけるように、パワードライブユニット２１（ジェネレータ用のインバータ２１３）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１を制御すれば、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づくように、ジェネレータ１５が制御される。これにより、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づき、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0050】

例えば、動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１を引き抜く時に、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５がジェネレータ１５のトルクをエンジン１３の駆動トルクに近づけるように、パワードライブユニット２１（ジェネレータ用のインバータ２１３）を制御してもよい。このように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１を制御すれば、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５のトルクがエンジン１３の駆動トルクに近づくように、ジェネレータ１５が制御される。これにより、車軸１７（ファイナルギア３１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが小さければ、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0051】

また、例えば、動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５がジェネレータ１５のトルクをエンジン１３の駆動トルクに車軸１７の減速トルクを加算したトルクに近づけるように、パワードライブユニット２１（ジェネレータ用のインバータ２１３）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１を制御すれば、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５のトルクがエンジン１３の駆動トルクに車軸１７の減速トルクを加算トルクに近づくように、ジェネレータ１５が制御される。これにより、車軸１７（ファイナルギア３１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、車軸１７（ファイナルギア３１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0052】

例えば、上述した車軸１７の減速トルクは、従動ギア３７３から車軸１７に至る動力伝達経路のイナーシャと駆動ギア３７１の回転数変化率を積算することで求める。このように求めれば、駆動ギア３７１の軸線上において車軸１７の減速トルクを定量的に求めることができる。

【0053】

ところで、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくするには、エンジン１３及びジェネレータ１５のトルクを０とすることが簡易である。しかしながら、エンジン１３及びジェネレータ１５のトルクを０とすると、ジェネレータ１５が発電しないので、プラグインハイブリッド自動車１の加速中に十分な加速を得ることができない虞がある。

【0054】

そこで、例えば、アクセルの全閉時（アクセル開度が０）に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合、すなわち、アクセルの全閉時にパラレル走行からシリーズ走行に切り替える場合には、駆動ギア３７１の軸線上において、エンジン１３とジェネレータ１５のトルクが０に近づくように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御すれば、エンジン１３とジェネレータ１５のトルクが０に近づき、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0055】

また、例えば、アクセルの全開時（アクセル開度が最大）に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合、すなわち、アクセルの全開時にパラレル走行からシリーズ走行に切り替える場合には、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５のトルクにエンジン１３のトルクを加算したトルクが０に近づくように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御すれば、プラグインハイブリッド車両の加速中に、車両の必要電力を確保しつつ、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0056】

また、例えば、図４に示すように、アクセル全閉から予め設定されたアクセル開度に至るまでの間で駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合には、発電を停止する一方、予め設定されたアクセル開度からアクセル全開に至るまでの間で駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合には、アクセル開度に応じて発電量が増加するように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１及びエンジン制御ユニット２３を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御すれば、車両の減速中は、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くための力を小さくし、車両の加速中は、車両の必要電力を確保する。これにより、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時の必要電力を確保しつつ、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0057】

上記例において、動力伝達装置の制御装置４は、駆動用バッテリの電池残量が予め定められた閾値よりも少ない場合には、予め設定されたアクセル開度を全閉側に移動させ、駆動用バッテリの電池残量が閾値よりも多い場合には、予め設定されたアクセル開度を全開側に移動させてもよい。このようにすれば、駆動用バッテリの電池残量が閾値よりも少ない場合には、アクセル開度が小さい時から発電が開始され、駆動用バッテリの電池残量が閾値よりも多い場合には、アクセル開度が大きくなってから発電が開始される。これにより、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時にプラグインハイブリッド自動車１が必要とする電力を確保しつつ、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0058】

上述した実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置４によれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。換言すると、パラレル走行からシリーズ走行への切り替え時に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0059】

［実施形態２］
図５に示すように、実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８は、前輪駆動用のモータ（Ｆｒモータ）５１及び後輪駆動用のモータ（Ｒｒモータ）５３を駆動源とする四輪駆動の電気自動車（ＥＶ）５に適用される。

【0060】

前輪駆動用のモータ５１は、前輪駆動用のパワードライブユニット（ＦＰＤＵ）６１に接続され、後輪駆動用のモータ５３は、後輪駆動用のパワードライブユニット（ＲＰＤＵ）６３に接続される。前輪駆動用のパワードライブユニット６１及び後輪駆動用のパワードライブユニット６３には、駆動用バッテリ５９から電力が供給され、前輪駆動用のモータ５１は前輪駆動用のパワードライブユニット６１によって制御され、後輪駆動用のモータ５３は後輪駆動用のパワードライブユニット６３によって制御される。

【0061】

実施形態２に係る四輪駆動の電気自動車５は、前輪駆動用のモータ５１から前輪５６の車軸５５に至る前輪動力伝達経路にトランスアクスル７が設けられている。トランスアクスル７は、トランスミッション、ファイナルギア７１及びディファレンシャルギア７２を一体化した動力伝達装置であり、モータからファイナルギア７１に至る動力伝達経路７３（以下「モータ動力伝達経路７３」という）が設けられている。

【0062】

モータ動力伝達経路７３は、ギア列で構成され、モータの駆動力はモータ動力伝達経路７３を構成するギア列を通りファイナルギア７１に伝達される。

【0063】

モータ動力伝達経路７３にはクラッチ機構７４が設けられている。クラッチ機構７４は、ギアクラッチで構成され、アクチュエータ（ＡＣＴ）７５によって操作される。そして、アクチュエータ７５によってクラッチが接続された場合には、モータ又はファイナルギア７１（車軸５５）のいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、アクチュエータ７５によってクラッチが遮断された場合には駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される。これにより、クラッチ機構７４が設けられたモータ動力伝達経路７３は、前輪駆動用のモータ５１を駆動源とする走行（四輪駆動走行）と前輪駆動用のモータ５１を駆動源としない走行（後輪駆動走行）とが択一可能である。

【0064】

上述したアクチュエータ７５は、変速機制御ユニット（ＴＣＵ）６５に接続され、変速機制御ユニットによって制御される。これにより、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続されることで、電気自動車５は四輪駆動による走行が可能となる。また、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が切断されることで、電気自動車５は後輪駆動による走行が可能となる。そして、後輪駆動から四輪駆動に切り替える場合には、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続され、四輪駆動から後輪駆動に切り替える場合には、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が切断される。

【0065】

実施形態２に係る四輪駆動の電気自動車５は、後輪駆動用のモータ５３から後輪５８の車軸５７に至る後輪動力伝達経路に、ファイナルギア７７及びディファレンシャルギア７８が設けられている。

【0066】

図２及び図３に示すように、上述したギアクラッチは、実施形態１に係るギアクラッチと同様に、前輪駆動用のモータ５１から駆動トルクが伝達される駆動ギア３７１と、駆動ギア３７１の軸方向に引き抜き可能であって、駆動ギア３７１と噛み合う一方、ファイナルギア７１（車軸５５）から減速トルクが伝達される従動ギア３７３とを含んでいる。駆動ギア３７１と従動ギア３７３は互いに噛み合いあって回転することで、駆動ギア３７１又は従動ギア３７３の一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、駆動ギア３７１から従動ギア３７３が引き抜かれることで、駆動トルク及び減速トルクの伝達が遮断される。

【0067】

クラッチギアにおいて駆動ギア３７１と従動ギア３７３は各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向にテーパ面３７１ａ１，３７３ａ１とバックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３が設けられている。テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１は、各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向外側から内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次厚くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次狭くなることで設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７１ａ３は、テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１の歯幅方向内側に設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３は、各歯３７１ａ，３７３ａのテーパ面３７３ａ１，３７３ａ１から幅方向内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次薄くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次広くなることで設けられている。

【0068】

このため、図２に示すように、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続され、前輪駆動用のモータ５１の駆動力（駆動トルク）がファイナルギア７１（車軸５５）に伝達される力行時において、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が大きいと、駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３から従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３に掛かる力（押圧力）大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。また、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続され、ファイナルギア７１（車軸）の減速力が前輪駆動用のモータ５１に伝達される回生時において、従動ギア３７３と駆動ギア３７１のトルク差が大きいと、従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３から駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３に掛かる力（押圧力）が大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。

【0069】

したがって、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。換言すると、電気自動車５が走行している場合において、四輪駆動から後輪駆動に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。そこで、実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。換言すると、電気自動車５が走行している場合において、四輪駆動から後輪駆動に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。

【0070】

実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置（ＥＶＥＣＵ）８は、例えば、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、周辺回路等から構成されるプロセッサ（図示せず）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ（図示せず）のほか入出力インターフェース（図示せず）によって構成される。

【0071】

動力伝達装置の制御装置８には、上述したパワードライブユニット６１のほか、アクセルペダルセンサ８１、ブレーキペダルセンサ８３等の各種線が接続されている。

【0072】

アクセルペダルセンサ８１は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのセンサであり、ブレーキペダルセンサ８３は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。

【0073】

動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が０に近づくように、駆動源（モータ５１）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置８が駆動源を制御すれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。これにより、四輪駆動から後輪駆動に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくできる。

【0074】

例えば、動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、前輪駆動用のモータ５１が駆動ギア３７１のトルクを従動ギア３７３のトルクに近づけるように、前輪駆動用のパワードライブユニット６１を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置８が前輪駆動用のパワードライブユニット６１を制御すれば、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づくように、前輪駆動用のモータ５１が制御される。これにより、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づき、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0075】

例えば、動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１の軸線上において、モータがモータの駆動トルクを車軸の減速トルクに近づけるように、前輪駆動用のパワードライブユニット６１を制御してもよい。このように動力伝達装置の制御装置８がパワードライブユニット６１を制御すれば、駆動ギア３７１の軸線上において、前輪駆動用のモータ５１の駆動トルクがファイナルギア７１（車軸）の減速トルクに近づくように、前輪駆動用のモータ５１が制御される。これにより、車軸（ファイナルギア７１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、車軸（ファイナルギア７１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0076】

上述した実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８によれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。還元すると、四輪駆動から二輪駆動への切り替え時に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。

【0077】

尚、上述した実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８は、前輪駆動用のモータ５１を駆動源とする走行（四輪駆動走行）と前輪駆動用のモータ５１を駆動源としない走行（後輪駆動走行）を切り替える四輪駆動の電気自動車５を例に説明したが、後輪駆動用のモータを駆動源とする走行（四輪駆動走行）と前輪駆動用のモータを駆動源としない走行（後輪駆動走行）を切り替える四輪駆動の電気自動車に適用可能である。

【0078】

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【符号の説明】

【0079】

１ プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）
１１ モータ
１３ エンジン
１５ ジェネレータ
１７ 車軸
１８ 駆動輪
２１ パワードライブユニット（ＰＤＵ）
２１１ モータ用のインバータ
２１３ ジェネレータ用のインバータ
２３ エンジン制御ユニット（ＥＮＧＥＣＵ）
２５ 変速機制御ユニット（ＴＣＵ）
３ トランスアクスル（動力伝達装置）
３１ ファイナルギア
３２ ディファレンシャルギア
３３ モータ動力伝達経路
３４ 第１クラッチ機構
３５ 第１アクチュエータ（ＡＣＴ１）
３６ エンジン動力伝達経路
３７ 第２クラッチ機構
３７１ 駆動ギア
３７１ａ 歯
３７１ａ１ テーパ面
３７１ａ３ バックテーパ面
３７３ 従動ギア
３７３ａ 歯
３７３ａ１ テーパ面
３７３ａ３ バックテーパ面
３８ 第２アクチュエータ（ＡＣＴ２）
３９ 発電動力伝達経路
４ 制御装置（ＰＨＥＶＥＣＵ）
４０ ＣＡＮ
４１ アクセルペダルセンサ
４３ ブレーキペダルセンサ
５ 電気自動車（ＥＶ）
５１ 前輪駆動用のモータ（Ｆｒモータ）
５３ 後輪駆動用のモータ（Ｒｒモータ）
５５ 車軸
５６ 前輪
５７ 車軸
５８ 後輪
５９ 駆動用バッテリ
６１ 前輪駆動用のパワードライブユニット（ＦＰＤＵ）
６３ 後輪駆動用のパワードライブユニット（ＲＰＤＵ）
６５ 変速機制御ユニット（ＴＣＵ）
７ トランスアクスル
７１ ファイナルギア
７２ ディファレンシャルギア
７３ モータ動力伝達経路
７４ クラッチ機構
７５ アクチュエータ（ＡＣＴ）
７７ ファイナルギア
７８ ディファレンシャルギア
８ 制御装置（ＥＶＥＣＵ）
８０ ＣＡＮ
８１ アクセルペダルセンサ
８３ ブレーキペダルセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】