CN103671816A - 车辆用驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用驱动装置。车辆用驱动装置具备电动马达、传递电动马达的扭矩的驱动力传递装置、以及控制电动马达与驱动力传递装置的控制装置，驱动力传递装置具有连结机构，该连结机构能够使驱动力传递装置在连结状态与切断状态之间进行切换，其中，在所述连结状态下，所述连结机构将第一中间轴与第二中间轴连结为无法进行相对旋转，而将电动马达的扭矩朝后轮传递，在所述切断状态下，所述连结机构将第一中间轴与第二中间轴的连结切断，对于控制装置而言，在使得第一中间轴的旋转速度高于第二中间轴的旋转速度以后再降低电动马达的扭矩，并在使电动马达的扭矩降低以后的状态下控制连结机构，以将驱动力传递装置从切断状态切换为连结状态。

Description

车辆用驱动装置

本申请主张于2012年9月5日提出的日本专利申请2012-195211号的优先权，并在此引用其包括说明书、附图以及说明书摘要在内的全部内容。

技术领域

本发明涉及利用马达的扭矩来驱动车轮的车辆用驱动装置。

背景技术

以往，公知有如下四轮驱动车，所述四轮驱动车构成为，由内燃机（发动机）来驱动前轮以及后轮中的作为主驱动轮的一方，由电动马达来驱动作为辅助驱动轮的另一方。对于搭载于这种四轮驱动车的车辆驱动装置而言，例如存在日本特开2008-185078号公报所记载的车辆驱动装置。

日本特开2008-185078号公报所记载的车辆驱动装置具备电动机（马达）、减速器、差动装置以及断接单元。通过上述减速器而对电动机的输出进行减速。通过上述差动装置而将借助减速器减速后的电动机的输出向左右车轮分配。上述断接单元用于对作为差动装置的输出部件的一对侧齿轮（side gear）中的一方的侧齿轮与车轮（左后轮）之间进行连结（连接）以及将上述连结（连接）切断。

断接单元具备侧齿轮侧的第一花键齿轮、车轮侧的第二花键齿轮、以及能够沿车轴方移动的同步套筒（synchro-sleeve）。在同步套筒与第一花键齿轮以及第二花键齿轮均啮合的情况下，断接单元将侧齿轮与车轮连结为能够传递扭矩。断接单元构成为，若将上述啮合解除，则使得侧齿轮与车轮的连结被切断。断接单元具备三锥体（tripple cone）式同步啮合机构（包括外环、同步锥体（synchro-cone）以及内环的三层的摩擦传递部件），该同步啮合机构用于使第一花键齿轮与第二花键齿轮的旋转同步。

但是，在日本特开2008-185078号公报所记载的车辆驱动装置中，同步啮合机构、以及用于使该同步啮合机构进行动作的结构（油压回路）较为复杂，此即成为使得成本以及重量增加的主要因素。另外，在第一花键齿轮的旋转速度与第二花键齿轮的旋转速度之差较大的情况下，利用摩擦传递部件的摩擦力而使两花键齿轮同步所需要的时间变长。其结果，有时会使从切断状态向连结状态切换的响应性（response）降低。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种车辆用驱动装置，能够抑制成本以及重量的增加，并且能够缩短从切断状态向连结状态切换所需要的时间。

本发明的一个方式的车辆用驱动装置的结构上的特征在于，该车辆用驱动装置具备：产生作为车辆的驱动力的扭矩的马达；将所述马达的扭矩朝车轮传递的驱动力传递装置；以及控制所述马达及所述驱动力传递装置的控制装置，其中，所述驱动力传递装置具有连结机构，该连结机构能够使所述驱动力传递装置在连结状态与切断状态之间进行切换，其中，在所述连结状态下，所述连结机构将所述马达侧的第一旋转部件与所述车轮侧的第二旋转部件连结为无法进行相对旋转，而将所述马达的扭矩朝所述车轮传递，在所述切断状态下，所述连结机构将所述第一旋转部件与所述第二旋转部件的连结切断，对于所述控制装置而言，当在停止了所述马达的旋转以后的所述车辆的行驶过程中将所述驱动力传递装置从所述切断状态切换为所述连结状态时，通过使所述马达产生扭矩而使得所述第一旋转部件的旋转速度高于所述第二旋转部件的旋转速度，然后再降低所述马达的扭矩，并在使所述马达的扭矩降低以后的状态下控制所述连结机构，以将所述驱动力传递装置从所述切断状态切换为所述连结状态。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的实施方式示例所进行的详细描述，本发明的上述及其他目的、特征和优点会变得更加清楚，其中，例如利用数字附图标记来表示结构单元，其中，

图1示出了搭载有本实施方式所涉及的驱动装置的四轮驱动车的概况。

图2是示出驱动装置的电动马达以及驱动力传递装置的结构例的剖视图。

图3是示出从轴线方向观察时的减速机构的结构的说明图。

图4（a）～图4（c）是示出连结机构的动作状态的示意图。

图5是示出控制装置所执行的处理的一个例子的流程图。

图6（a）以及图6（b）是示出从两轮驱动状态向四轮驱动状态迁移时的驱动装置的动作的一个例子的时序图。

图7（a）以及图7（b）是示出从两轮驱动状态向四轮驱动状态迁移时的驱动装置的动作的另一个例子的时序图。

具体实施方式

以下，参照图1～图7对本发明的实施方式所涉及的车辆用驱动装置进行详细说明。

图1示出了搭载有本实施方式所涉及的驱动装置1（车辆用驱动装置）的四轮驱动车的概况。如图1所示，在四轮驱动车100的车身101搭载有前轮侧的动力系统以及后轮侧的动力系统。前轮侧的动力系统以发动机102为驱动源。后轮侧的动力系统以电动马达为驱动源。前轮侧的动力系统具备发动机102、变速驱动桥（transaxle）103以及一对前侧驱动轴（axle shaft）105L、105R。上述变速驱动桥103对发动机102的驱动力进行变速及分配而后将其输出。上述一对前侧驱动轴105L、105R将变速驱动桥103的输出朝左前轮104L以及右前轮104R传递。

驱动装置1配置于四轮驱动车100的后轮侧的动力系统，并且支承于四轮驱动车100的车身101。驱动装置1的输出经由一对后侧驱动轴106L、106R而朝左后轮107L以及右后轮107R输出。驱动装置1具备电动马达11、驱动力传递装置12以及控制装置10。上述电动马达11产生作为四轮驱动车100的驱动力的扭矩。上述驱动力传递装置12将电动马达11的扭矩经由一对后侧驱动轴106L、106R而朝左右后轮107L、107R传递。上述控制装置10控制电动马达11以及驱动力传递装置12。

控制装置10具有CPU（Central Processing Unit：中央处理器）、输出电路等。上述CPU根据存储于存储元件的程序来执行处理。上述输出电路将马达电流朝电动马达11以及内置于驱动力传递装置12的电动马达50（后述）输出。另外，旋转速度传感器10a～10d与控制装置10连接，上述旋转速度传感器10a～10d用于检测左右前轮104L、104R以及左右后轮107L、107R的旋转速度。控制装置10能够利用这些旋转速度传感器10a～10d来检测各车轮的旋转速度。

图2是示出驱动装置1的电动马达11以及驱动力传递装置12的结构例的剖视图。

驱动力传递装置12具有中空的外壳2、减速机构3、后侧差速器4以及连结机构5。上述外壳2固定于车身101。上述减速机构3对电动马达11的输出进行减速。上述后侧差速器4将被减速机构3减速后的电动马达11的扭矩以允许差动的方式朝一对后侧驱动轴106L、106R分配。上述连结机构5能够将后侧差速器4的一对输出部件中的一方的输出部件与后侧驱动轴106R的连结切断。在本实施方式中，电动马达11收纳于外壳2。

外壳2除了具有筒状的自转力施加部件30（后述）之外，还具有第一外壳单元（element）20、第二外壳单元21、第三外壳单元22以及第四外壳单元23。上述自转力施加部件30构成了减速机构3。上述第一外壳单元20对后侧差速器4进行收纳。上述第二外壳单元21对电动马达11进行收纳。上述第三外壳单元22朝第二外壳单元21侧开口。上述第四外壳单元23夹设于第三外壳单元22与第二外壳单元21之间。上述第一至第四外壳单元20～23沿电动马达11的旋转轴线O1配置。以下，将与旋转轴线O1平行的方向称为“轴线方向”。

第一外壳单元20配置于外壳2的轴线方向一侧（在图2中为左侧）。第一外壳单元20在第二外壳单元21侧具有大径的开口部。第一外壳单元20由在上述第二外壳单元21侧的相反侧具有小径的开口部的阶梯状的圆筒部件形成。第一外壳单元20的小径的开口部形成为供后侧驱动轴106L插通的轴插通孔20a。在轴插通孔20a的内侧配置有密封部件24，该密封部件24对轴插通孔20a的内周面与后侧驱动轴106L的外周面之间进行密封。

第二外壳单元21由在轴线方向两侧开口的筒部210和筒部210的单侧开口部（第一外壳单元20侧的开口部）形成。第二外壳单元21一体地具有从筒部210的内表面朝内侧突出的内凸缘211。

第三外壳单元22配置于外壳2的轴线方向另一侧（在图2中为右侧）。第三外壳单元22一体地具有圆筒部220与底部221。上述圆筒部220朝第二外壳单元21侧开口。上述底部221设置于圆筒部220的一端部。在底部221形成有供后侧驱动轴106R插通的轴插通孔22a。在轴插通孔22a的内侧开口周缘，与底部221一体地设置有从底部221向电动马达11侧突出的轴承安装用的圆筒部222。在轴插通孔22a的内侧配置有密封部件25，该密封部件25对轴插通孔22a的内周面与后侧驱动轴106R的外周面之间进行密封。

第四外壳单元23夹设于第二外壳单元21与第三外壳单元22之间，并且借助安装螺栓230而将该第四外壳单元23固定。第四外壳单元23由具有规定厚度的环状的板部件构成。在第四外壳单元23形成有安装孔23a，该安装孔23a供安装作为后述的连结机构5的驱动源的电动马达50使用。安装孔23a在第四外壳单元23的厚度方向上将该第四外壳单元23贯通。另外，在第四外壳单元23的电动马达11侧的侧面借助固定部件231而安装有角度分解器（resolvor）118的定子118a，上述角度分解器118用于检测电动马达11的旋转角度。

电动马达11具有定子110、转子111以及马达轴112。对于电动马达11而言，定子110与控制装置10连接，从而从控制装置10接受所供给的马达电流而产生使转子111旋转的磁场。在转子111的内周侧固定有马达轴112，该马达轴112在轴线方向上将第二外壳单元21的内凸缘211的中心部贯通。利用螺栓113将定子110固定于第二外壳单元21的内凸缘211。

马达轴112为筒状，供后述的第一中间轴44插通的插通孔112a沿轴线方向形成于该马达轴112的中心部。马达轴112的轴线方向上的一端部被轴承114支承，上述轴承114配置于马达轴112的轴线方向上的一端部与后侧差速器4的差速器壳体40之间。马达轴112的轴线方向上的另一端部被轴承115支承，上述轴承115配置于马达轴112的轴线方向上的另一端部与第四外壳单元23之间。马达轴112的轴线方向上的中央部经由轴承116以及套筒117而以能够旋转的方式支承于第二外壳单元21的内凸缘211。

在马达轴112的一端部，一体地设置有平面圆形状的偏心部112b以及平面圆形状的偏心部112c，其中，偏心部112b具有以偏心量δ1相对于旋转轴线O1平行地偏心的轴线O2，偏心部112c具有以偏心量δ2（δ1＝δ2＝δ）相对于旋转轴线O1平行地偏心的轴线O′2。而且，一方的偏心部112b与另一方的偏心部112c在旋转轴线O1的周围配置于以等间隔（180°）排列的位置。

借助套筒119而将角度分解器118的转子118b安装于马达轴112的另一端部。角度分解器118将与转子118b相对于定子118a的旋转角度对应的信号朝控制装置10输出。控制装置10基于该信号能够检测出电动马达11的旋转速度（转子111相对于定子110的旋转速度）。

图3是示出从轴线方向观察时的减速机构3的结构的说明图。

在本实施方式中，减速机构3构成为渐开线少齿差减速机构。减速机构3具有自转力施加部件30、一对输入部件31、32、以及多个轴状的输出部件33。减速机构3配置为夹设于后侧差速器4与电动马达11之间。

一方的输入部件31由外齿齿轮构成，该外齿齿轮具有以轴线O2为中心轴线的中心孔31a。一方的输入部件31在其中心孔31a的内侧周围借助轴承34而以能够旋转的方式支承于偏心部112b的外周面。而且，一方的输入部件31经由马达轴112的偏心部112b以及轴承34而接受电动马达11的扭矩，从而进行偏心量为δ的沿着箭头m1、m2方向的圆周运动（绕旋转轴线O1的公转运动）。

在一方的输入部件31设置有多个（在本实施方式中为6个）销插通孔（贯通孔）31b，这些销插通孔（贯通孔）31b绕轴线O2以等间隔排列。输出部件33插通于销插通孔31b。在输出部件33的外周配置有针状滚子轴承36。销插通孔31b的孔径的尺寸设定为大于针状滚子轴承36的外径尺寸。

在一方的输入部件31的外周面设置有外齿31c，该外齿31c具有节圆以轴线O2为中心轴线的渐开线齿形。外齿31c的齿数Z1例如设定为Z1＝195。

另一方的输入部件32由外齿齿轮构成，该外齿齿轮具有以轴线O′2为中心轴线的中心孔32a，并且该外齿齿轮的形状与一方的输入部件31的形状对称。另一方的输入部件32配置于一方的输入部件31的电动马达11侧。并且，另一方的输入部件32在中心孔32a的内侧周围借助轴承35而以能够旋转的方式支承于偏心部112c的外周面。而且，另一方的输入部件32从电动马达11接受马达旋转力，从而进行偏心量为δ的沿着箭头m1、m2方向的圆周运动（绕旋转轴线O1的公转运动）。

在另一方的输入部件32设置有多个销插通孔32b，这些销插通孔32b绕轴线O′2以等间隔排列。输出部件33插通于该销插通孔32b，并且在该输出部件33的外周配置有针状滚子轴承37。另外，在另一方的输入部件32的外周面设置有外齿32c，该外齿32c具有节圆以轴线O′2为中心轴线的渐开线齿形。外齿32c的齿数Z2与一方的输入部件31的外齿31c的齿数Z1相同。

自转力施加部件30由以旋转轴线O1为中心轴线的内齿齿轮构成，且配置为夹设于第一外壳单元20与第二外壳单元21之间，并利用螺栓300而将该自转力施加部件30固定。而且，自转力施加部件30与一对输入部件31、32啮合，从而将箭头n1、n2方向上的自转力施加于因接受电动马达11的马达旋转力而进行公转的一方的输入部件31，另外，将箭头l1、l2方向上的自转力施加于另一方的输入部件32。

在自转力施加部件30的内周面设置有内齿30c，该内齿30c与一方的输入部件31的外齿31c以及另一方的输入部件32的外齿32c啮合。内齿30c的齿数Z3例如设定为Z3＝208。根据α=Z1/（Z3-Z1）而计算得出减速机构3的减速比α。

多个输出部件33绕旋转轴线O1以等间隔配置。并且，多个输出部件33插通于一方的输入部件31的销插通孔31b以及另一方的输入部件32的销插通孔32b。对于多个输出部件33而言，分别利用螺母331将一端固定于差速器壳体40的第一凸缘401、且分别利用螺母331将另一端固定于第二凸缘402。而且，多个输出部件33从一对输入部件31、32承受由自转力施加部件30施加的自转力并将其作为自身的旋转力而朝差速器壳体40输出。

后侧差速器4由锥齿轮式的差动齿轮机构构成，该差动齿轮机构具有差速器壳体40、小齿轮轴41、一对小齿轮42、以及侧齿轮43。上述小齿轮轴41固定于差速器壳体40。上述小齿轮42以能够旋转的方式支承于小齿轮轴41。上述侧齿轮43是与一对小齿轮42啮合的一对输出部件。利用该结构，后侧差速器4能够将被减速机构3减速后的电动马达11的扭矩以允许差动的方式朝左右后轮107L、107R传递。

利用轴承201以及轴承301而将差速器壳体40以能够旋转的方式支承于外壳2，其中，上述轴承201配置于差速器壳体40与第一外壳单元20之间，上述轴承301配置于差速器壳体40与自转力施加部件30之间。在差速器壳体40的轴线方向上的一端一体地设置有圆板状的第一凸缘401。圆板状的第二凸缘402配置成与第一凸缘401对置。利用减速机构3的输出部件33而将第一凸缘401与第二凸缘402连结为无法进行相对旋转且无法进行轴向移动。

左后轮107L侧的后侧驱动轴106L以无法进行相对旋转的方式而与一对侧齿轮43中的左后轮107L侧的侧齿轮43连结。另外，第一中间轴44以无法进行相对旋转的方式而与一对侧齿轮43中的右后轮107R侧的侧齿轮43连结。

连结机构5具有电动马达50、圆筒状的套筒51以及齿轮传递机构52。上述套筒51借助电动马达50的驱动力而沿轴线方向进行前进后退移动。上述齿轮传递机构52将电动马达50的驱动力转换为轴线方向上的移动力进而将转换后的移动力朝套筒51传递。电动马达50由控制装置10（如图1所示）控制，该电动马达50的旋转方向根据从控制装置10供给的电流的方向而变化。通过套筒51的进退移动，连结机构5能够将第一中间轴44与第二中间轴45连结，该第二中间轴45相对于第一中间轴44能够在同轴上进行相对旋转。

第一中间轴44的一端部与后侧差速器4的右后轮107R侧的侧齿轮43连结。利用轴承232对第一中间轴44的另一端部进行支承，该轴承232配置于第一中间轴44的另一端部与第四外壳单元23之间。第一中间轴44的轴线方向上的中央部收纳于马达轴112的插通孔112a。

第二中间轴45沿旋转轴线O1配置成比第一中间轴44靠轴插通孔22a侧。利用轴承223、224这两个轴承对第二中间轴45进行支承，上述轴承223、224与第三外壳单元22的圆筒部222的内表面嵌合。轴承223与轴承224隔着环状的隔离件225而在轴线方向上排列，并借助止脱部件226而被止脱。利用螺栓227将止脱部件226固定于圆筒部222的端面。

由圆筒状的螺旋齿轮构成的第一齿轮521嵌合装配于电动马达50的马达轴501。上述第一齿轮521与由长方体状的齿条构成的第二齿轮522啮合。第二齿轮522固定于圆环状的移动力传递部件523的侧面。另外，在移动力传递部件523固定有多个柱状的引导部件524，这些引导部件524与移动力传递部件523的侧面正交并沿轴线方向延伸。多个引导部件524的前端部以能够移动的方式收纳于引导孔23b，该引导孔23b形成于第四外壳单元23的多处位置。移动力传递部件523的内周侧的端部与在套筒51的外周面所形成的环状槽51a嵌合。

第一齿轮521、第二齿轮522、移动力传递部件523以及多个引导部件524构成齿轮传递机构52。通过第一齿轮521与第二齿轮522的啮合，齿轮传递机构52将马达轴501的旋转力转换为使移动力传递部件523沿轴线方向移动的移动力。通过引导部件524在引导孔23b内的移动，从而沿轴线方向引导受到该移动力的移动力传递部件523，并使套筒51沿轴线方向进行进退移动。

在套筒51的内周面形成有多个花键齿510。另外，在第一中间轴44的第二中间轴45侧的端部的外周面形成有多个花键齿440。另外，还在第二中间轴45的第一中间轴44侧的端部的外周面形成有多个花键齿450。

套筒51在第一位置（在图2中用双点划线示出）与第二位置（在图2中用实线示出）之间进行前进后退移动，其中，第一位置是多个花键齿510与第一中间轴44的多个花键齿440啮合、且不与第二中间轴45的多个花键齿450啮合的位置，第二位置是多个花键齿510与多个花键齿440以及多个花键齿450共同啮合的位置。连结机构5构成为，例如当电动马达50进行正向旋转时，套筒51从第一位置向第二位置移动，当电动马达50进行反向旋转时，套筒51从第二位置向第一位置移动。

当套筒51位于第二位置时，第一中间轴44与第二中间轴45连结为无法进行相对旋转。另外，当套筒51位于第一位置时，第一中间轴44与第二中间轴45的连结被切断。即，对于第一中间轴44（电动马达11侧的第一旋转部件）与第二中间轴45（车轮侧的第二旋转部件）而言，连结机构5能够使它们在连结状态与切断状态之间进行切换，其中，在上述连结状态下，连结机构5使它们连结为无法进行相对旋转从而将电动马达11的扭矩朝车轮（右后轮107R）传递，在上述切断状态下，连结机构5将第一中间轴44与第二中间轴45的连结切断。

图4是示出套筒51的花键齿510、与第一中间轴44的花键齿440以及第二中间轴45的花键齿450啮合的啮合状态的示意图。图4（a）示出套筒51位于第一位置的状态。图4（b）示出套筒51从第一位置朝向第二位置移动了规定量后的状态。图4（c）示出套筒51位于第二位置的状态。

如图4（a）所示，当套筒51位于第一位置时，作为凸部的花键齿510与在第一中间轴44的多个花键齿440之间所形成的多个凹部440b啮合。此时，花键齿510不与在第二中间轴45的多个花键齿450之间所形成的多个凹部450b啮合，从而第一中间轴44与第二中间轴45能够进行相对旋转。

另外，如图4（c）所示，当套筒51位于第二位置时，对于花键齿510而言，其轴线方向上的一端部与在第一中间轴44的多个花键齿440之间所形成的凹部440b啮合，并且，其轴线方向上的另一端部与在第二中间轴45的多个花键齿450之间所形成的凹部450b啮合。在该状态下，第一中间轴44与第二中间轴45无法进行相对旋转，在第一中间轴44与第二中间轴45之间借助套筒51而进行扭矩传递。即，连结机构5构成为通过使套筒51的花键齿510与第二中间轴45的凹部450b啮合而将第一中间轴44与第二中间轴45连结的啮合离合器。

当套筒51从第一位置朝向第二位置移动时，如图4（b）所示，有时花键齿510的轴线方向端面510a与花键齿450的轴线方向端面450a抵接。在该情况下，若第一中间轴44与第二中间轴45的相对旋转速度较大，即使朝向第二位置按压套筒51，套筒51的花键齿510也不与第二中间轴45的多个凹部450b啮合，从而无法将第一中间轴44与第二中间轴45连结。即，无法进行从两轮驱动状态向四轮驱动状态的迁移。

例如，如日本特开2008-185078号公报所记载的那样，若设置有同步机构，则能够使第一中间轴44与第二中间轴45的旋转同步，从而能够基于套筒51而将第一中间轴44与第二中间轴45连结。然而，在本实施方式中，无需设置这种同步机构，通过基于以下说明的控制装置10的对电动马达11以及驱动力传递装置12的连结机构5的控制，能够将第一中间轴44与第二中间轴45连结。

对于控制装置10而言，在使得电动马达11的旋转停止后的四轮驱动车100的两轮驱动的行驶过程中，当将驱动力传递装置12从切断状态切换为连结状态时，使电动马达11产生扭矩而使第一中间轴44的旋转速度高于第二中间轴45的旋转速度，然后再降低电动马达11的扭矩，并在将该电动马达11的扭矩降低后的状态下控制连结机构5，从而将驱动力传递装置12从切断状态切换为连结状态。

以下，参照图5～图7对该控制装置10的控制内容进行更加详细的说明。图5与从两轮驱动状态向四轮驱动状态的迁移有关，是示出切换控制装置10所执行的处理的一个例子的流程图。

控制装置10判断是否需要向四轮驱动状态迁移（步骤S1）。例如可以基于左右前轮104L、104R的平均旋转速度与左右后轮107L、107R的平均旋转速度之差是否达到规定值以上的情况来进行该判断。或者，也可以基于驾驶员对加速踏板的操作量、车速、转向操纵角来进行该判断。

当在步骤S1中判断为需要向四轮驱动状态迁移时（S1：Yes），控制装置10进行控制而对电动马达11供给马达电流，借助减速机构3以及后侧差速器4而驱动第一中间轴44旋转（步骤S2），并判定第一中间轴44的旋转速度是否达到第二中间轴45的旋转速度以上（步骤S3）。

此外，基于由角度分解器118所检测出的电动马达11的旋转速度，并在考虑了减速机构3的减速比α等的基础上，能够计算得出第一中间轴44的旋转速度。另外，基于右后轮107R的旋转速度而能够检测出第二中间轴45的旋转速度。

在步骤S3的判定中，若第一中间轴44的旋转速度并未达到第二中间轴45的旋转速度以上（S3：No），则继续对电动马达11供给马达电流。另一方面，若第一中间轴44的旋转速度达到第二中间轴45的旋转速度以上（S3：Yes），则控制装置10进行控制以降低对电动马达11供给的马达电流（步骤S4）。

此外，此处所说的“降低马达电流”是指将马达电流设定为比能够维持第一中间轴44的旋转速度的电流量小的电流量，并且还包含将马达电流设为零的情况。另外，在第一中间轴44的旋转速度比第二中间轴45的旋转速度高出规定值以上的情况下，控制装置10可以判断为满足步骤S3的判定条件（S3：Yes）。

接下来，控制装置10进行控制而对连结机构5的电动马达50供给马达电流（步骤S5），并利用齿轮传递机构52使套筒51从第一位置朝向第二位置移动。此外，步骤S5的处理可以与步骤S4的处理同时进行，也可以先于步骤S4的处理而进行步骤S5的处理。

接下来，在对连结机构5的电动马达50供给马达电流之后，控制装置10判定是否历经了规定时间（步骤S6）。若历经了规定时间（S6：Yes），则停止对电动马达50供给马达电流（步骤S7）。判定是否进行了第一中间轴44与第二中间轴45的连结，亦即判定从切断状态向连结状态的切换是否完成（步骤S8）。

此外，在并未正常地进行第一中间轴44与第二中间轴45的连结的情况下，步骤S6中的“规定时间”设定为比第一中间轴44的旋转速度低于第二中间轴45的旋转速度的时间长的时间。另外，例如根据第一中间轴44的旋转速度与第二中间轴45的旋转速度之差是否处于规定的误差范围的判定结果，能够判定从切断状态向连结状态的切换是否已完成。

当控制装置10在步骤S8中判定为向连结状态的切换已完成时（S8：Yes），使图5所示的流程图的处理结束。另一方面，当在步骤S8中判定为向连结状态的切换未完成的情况下（S8：No），再次执行步骤S2以后的处理。即，当基于对连结机构5的控制的从切断状态向连结状态的切换并未完成时，控制装置10再次进行控制而使第一中间轴44的旋转速度高于第二中间轴45的旋转速度，然后再降低电动马达11的扭矩，并在降低了该电动马达11的扭矩后的状态下控制连结机构5，从而从切断状态切换为连结状态。

图6是在从两轮驱动状态向四轮驱动状态迁移时第一中间轴44与第二中间轴45的从切断状态向连结状态的切换初次完成的情况下的时序图。图6（a）示出第一中间轴44以及第二中间轴45的旋转速度的变化。图6（b）示出电动马达50的马达电流的变化。在图6（a）以及图6（b）中，横轴表示时刻。此外，在以下的说明中，通过在括号内标注图5所示的流程图的各步骤编号来表示各时刻的控制装置10的处理内容。

在图6所示的例子中，在时刻t1以前，四轮驱动车100处于两轮驱动状态。第二中间轴45与后侧驱动轴106R一起沿正向旋转方向（前进方向）以与车速对应的速度进行旋转，其中，后侧驱动轴106R与右后轮107R连结。与左后轮107L连结的后侧驱动轴106L的旋转因后侧差速器4的小齿轮42与侧齿轮43的啮合而反转，从而使得第一中间轴44沿反向旋转方向以与第二中间轴45相同的速度进行旋转。

若控制装置10判断为需要在时刻t1向四轮驱动状态迁移（步骤S1：Yes），则从时刻t1到时刻t2的期间借助电动马达11的扭矩来驱动第一中间轴44旋转（步骤S2）。由此，使得第一中间轴44的旋转方向反转从而成为正向旋转方向，并且使该第一中间轴44进一步加速。在图6所示的例子中，控制装置10在时刻t2检测出第一中间轴44的旋转速度达到第二中间轴45的旋转速度以上的情况（步骤S3：Yes）。

若控制装置10检测出第一中间轴44的旋转速度达到第二中间轴45的旋转速度以上，则降低对电动马达11供给的马达电流（步骤S4），并且对连结机构5的电动马达50供给马达电流（步骤S5）。于是，第一中间轴44的旋转速度因各部分的摩擦阻力等而下降，在第一中间轴44的旋转与第二中间轴45的旋转同步的时刻，亦即在第一中间轴44的旋转速度与第二中间轴45的旋转速度大致相同的时刻，套筒51朝第二位置移动，从而将第一中间轴44与第二中间轴45连结。由此，即使在降低了对电动马达11供给的马达电流的状态下，如图6（a）所示，也使得第一中间轴44的旋转速度与第二中间轴45的旋转速度相同。

若控制装置10检测出向连结状态的切换已在时刻t3完成（步骤S8：Yes），则使图5所示的流程图的处理结束。在该连结状态下，若控制装置10对电动马达11供给马达电流，则形成为电动马达11的扭矩从减速机构3以及后侧差速器4经由后侧驱动轴106L、106R而朝左右后轮107L、107R传递的四轮驱动状态。

图7是在从两轮驱动状态向四轮驱动状态迁移时，第一中间轴44与第二中间轴45从切断状态向连结状态的切换初次并未完成而是在第二次时完成的情况的时序图。图7（a）示出了第一中间轴44以及第二中间轴45的旋转速度的变化。图7（b）示出了电动马达50的马达电流的变化。

此外，作为导致向连结状态的切换未完成的重要因素，例如能够举出：在切换过程中第二中间轴45的旋转速度发生变化、自对电动马达50供给马达电流起直至套筒51的花键齿510的端面510a与花键齿450的端面450a抵接为止的时间发生延迟等。若导致向连结状态的切换未完成，则使得套筒51在图4（b）所示的位置保持原样，且使得第一中间轴44的旋转速度低于第二中间轴45的旋转速度。

在图7所示的时序图中，截至时刻t2的控制装置10的动作同上。若控制装置10在时刻t3检测出向连结状态的切换未完成的情况，则再次利用电动马达11的扭矩而驱动第一中间轴44旋转（步骤S2），并使第一中间轴44的旋转加速。另外，若控制装置10在时刻t4检测出第一中间轴44的旋转速度达到第二中间轴45的旋转速度以上（S3：Yes），则降低对电动马达11供给的马达电流（步骤S4），并对连结机构5的电动马达50供给马达电流（步骤S5）。

然后，若第一中间轴44的旋转与第二中间轴45的旋转同步而使得第一中间轴44与第二中间轴45被套筒51连结，则控制装置10在时刻t5检测出向连结状态的切换已完成的情况（步骤S8：Yes），从而使图5所示的流程图的处理结束。

此外，通过对连结机构5的电动马达50供给反向的马达电流而使套筒51从第二位置向第一位置移动，由此能够进行从四轮驱动状态向两轮驱动状态的切换。

根据以上说明的实施方式，能够获得如下所示的效果。

（1）无需设置通过摩擦来使旋转同步的同步机构，能够使第一中间轴44的旋转与第二中间轴45的旋转同步。由此，能够简化连结机构5的结构。另外，能够缩短使该旋转同步所需要的时间，从而能够在短时间内进行从两轮驱动状态向四轮驱动状态的切换。

（2）在使电动马达11的扭矩降低后的状态下使套筒51从第一位置向第二位置移动，亦即进行从切断状态向连结状态的切换。由此，该切换时的冲击减小，亦即在套筒51的花键齿510与第二中间轴45的凹部450b啮合时所产生的冲击减小。即，例如当花键齿510与凹部450b在第一中间轴44的增速过程中啮合时，因从电动马达11的转子111至第一中间轴44的各旋转部件的惯性以及电动马达11的扭矩而使得第二中间轴45急剧地加速，从而会产生冲击。然而，在本实施方式中，由于是在通过降低电动马达11的扭矩而使得第一中间轴44的旋转速度缓慢地下降的状态下将第一中间轴44与第二中间轴45连结，因此使该冲击得以缓和。

（3）驱动力传递装置12将第一中间轴44与第二中间轴45之间的连结切断，其中，上述第一中间轴44与后侧差速器4的侧齿轮43连结，上述第二中间轴45与后侧驱动轴106R连结。由此，在四轮驱动车100处于两轮驱动行驶时，使得电动马达11的转子111形成为非旋转状态。其结果，例如与将后侧差速器4的差速器壳体40的凸缘401与差速器壳体40的主体部（收纳小齿轮42、侧齿轮43的部分）之间的连结切断的情况相比较，能够使连结机构5形成为小型结构。

以上虽然基于上述实施方式对本发明的驱动装置1进行了说明。然而，本发明不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够以各种形式来实施，例如能够进行以下所示的变形。

（1）在上述实施方式中，对使用电动马达50作为连结机构5的驱动源的情况进行了说明。然而，并不局限于此，例如也可以利用油压而使连结机构5的套筒51移动。

（2）在上述实施方式中，对使驱动力传递装置12构成为在两轮驱动状态下将第一中间轴44与第二中间轴45之间的连结切断的情况进行了说明。然而，并不局限于此，例如也可以使驱动力传递装置12构成为将后侧差速器4的差速器壳体40的凸缘401与差速器壳体40的主体部之间的连结切断。

（3）在上述实施方式中，对使减速机构3构成为渐开线少齿差减速机构的情况进行了说明。然而，并不局限于此，例如也可以使用行星齿轮机构构成减速机构3。

（4）在上述实施方式中，对使驱动力传递装置12构成为电动马达11的旋转轴线O1与第一中间轴44以及第二中间轴45的旋转轴线一致、且使得第一中间轴44贯通马达轴112的内部的情况进行了说明。然而，并不局限于此，例如也可以构成为，电动马达11配置于外壳2的外部，并通过链轮、齿轮机构而将其扭矩输入到减速机构3。

（5）在上述实施方式中，构成为：套筒51的花键齿510始终与第一中间轴44的凹部440a啮合，在连结状态下，套筒51的花键齿510还与第二中间轴45的凹部450a啮合。然而，与此相反，也可以构成为，套筒51的花键齿510始终与第二中间轴45的凹部450a啮合，在连结状态下，套筒51的花键齿510还与第一中间轴44的凹部440a啮合。另外，也可以通过在第一中间轴44以及第二中间轴45的彼此的对置端面形成具有花键齿的凸缘，并使它们相互啮合，从而将第一中间轴44与第二中间轴45连结。在该情况下，通过使第一中间轴44与第二中间轴45以相互分离的方式沿轴线方向进行相对移动而能够将它们的连结切断。

根据本发明的车辆用驱动装置，能够抑制成本及重量的增加，并且能够缩短从切断状态向连结状态的切换所需要的时间。

Claims (3)

1.一种车辆用驱动装置，该车辆用驱动装置具备：产生作为车辆的驱动力的扭矩的马达；将所述马达的扭矩朝车轮传递的驱动力传递装置；以及控制所述马达及所述驱动力传递装置的控制装置，其中，

所述驱动力传递装置具有连结机构，该连结机构能够使所述驱动力传递装置在连结状态与切断状态之间进行切换，其中，在所述连结状态下，所述连结机构将所述马达侧的第一旋转部件与所述车轮侧的第二旋转部件连结为无法进行相对旋转，而将所述马达的扭矩朝所述车轮传递，在所述切断状态下，所述连结机构将所述第一旋转部件与所述第二旋转部件的连结切断，

对于所述控制装置而言，当在停止了所述马达的旋转以后的所述车辆的行驶过程中将所述驱动力传递装置从所述切断状态切换为所述连结状态时，通过使所述马达产生扭矩而使得所述第一旋转部件的旋转速度高于所述第二旋转部件的旋转速度，然后再降低所述马达的扭矩，并在使所述马达的扭矩降低以后的状态下控制所述连结机构，以将所述驱动力传递装置从所述切断状态切换为所述连结状态。

2.根据权利要求1所述的车辆用驱动装置，其中，

所述连结机构是啮合离合器，其通过设置于所述第一旋转部件以及所述第二旋转部件中的一方的凹部与设置于所述第一旋转部件以及所述第二旋转部件中的另一方的凸部的啮合，将所述第一旋转部件与所述第二旋转部件连结，

对于所述控制装置而言，当基于所述连结机构的控制而进行的从所述切断状态向所述连结状态的切换未完成时，再次于使得所述第一旋转部件的旋转速度高于所述第二旋转部件的旋转速度以后降低所述马达的扭矩，并在使所述马达的扭矩降低以后的状态下控制所述连结机构，以将所述驱动力传递装置从所述切断状态切换为所述连结状态。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用驱动装置，其中，

所述驱动力传递装置具备差动齿轮机构，该差动齿轮机构以允许所述车辆的左车轮及右车轮这两个车轮的差动的方式而将所述马达的扭矩朝所述车辆的左车轮及右车轮传递，

所述第一旋转部件与所述差动齿轮机构的一对输出部件中的一方的输出部件连结，

所述第二旋转部件与所述左车轮及所述右车轮中的、经由所述一方的输出部件而被传递有所述马达的扭矩的车轮连结。

Images