JP2018096382A - Meshing-type engagement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly grasp a state of both engagement elements without using a linear sensor.SOLUTION: A meshing-type engagement device has first and second meshing engagement elements 11, 12, a coil 21, a permanent magnet 22 and a yoke 24 disposed at their outer peripheries, releasing force application means 23 for applying releasing force to operate both meshing engagement elements to a release side, and engagement control means 32 for controlling energization of the coil, and axially moving the meshing engagement element 11 by using magnetic force by operating magnetic field penetrating through both meshing engagement elements to switch and control an engagement state. A release position, a fastening position and a tooth tip contact position are provided in relation to relative positions of meshing engagement elements, and an on/off type position sensor 41 switching on/off of a signal between the release position and the tooth tip contact position, an electric current sensor 42 detecting an electric current value of the coil, and position determination means 31 for determining the tooth tip contact position when on/off of the position sensor is switched, and determining the fastening position when the electric current value of the electric current sensor indicates falling, in switching from the release position to the fastening position, are further provided.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、変速機等にクラッチ或いはブレーキとして適用される噛合式係合装置に関するものである。   The present invention relates to a meshing engagement device applied as a clutch or a brake to a transmission or the like.

例えば変速機等に適用される係合装置として、いわゆるドグクラッチ或いはツースクラッチとも呼ばれる、噛合式係合装置が知られている(特許文献1参照)。
この噛合式係合装置では、一対の噛合係合要素(単に、係合要素とも言う)の各対向面にそれぞれ噛合歯が形成され、一対の係合要素が接近しそれぞれの噛合歯が噛み合うことで係合し、一対の係合要素が離隔しそれぞれの噛合歯が離脱することで解放される。
For example, a meshing engagement device, which is also called a dog clutch or a tooth clutch, is known as an engagement device applied to a transmission or the like (see Patent Document 1).
In this meshing engagement device, meshing teeth are formed on the opposing surfaces of a pair of meshing engagement elements (also simply referred to as engagement elements), and the pair of engagement elements approach and meshing with each other. And the pair of engaging elements are separated, and the respective meshing teeth are disengaged to release.

このような噛合式係合装置には、二つの部材間の係合と解放との切り替えをコイル(電磁石)への電流をコントロールすることで行なうように構成したもの(以下、「噛合式電磁係合装置」とも呼ぶ)が知られている。   Such a meshing engagement device is configured to switch between engagement and release between two members by controlling the current to the coil (electromagnet) (hereinafter referred to as “meshing electromagnetic coupling”). Also known as “combining device”).

この噛合式電磁係合装置では、例えば、一対の係合要素の相互間に、互いの係合を解除(解放)する方向に力を付与するリターンスプリング(解放力付与部材)を設け、両係合要素の外周にコイル及び永久磁石を設ける。これらの係合要素を解放状態から係合する時には、コイルに通電して磁界を発生させ、電磁力を利用してリターンスプリングに抗して両係合要素を接近させ係合する。また、両係合要素を係合状態から解放する時には、コイルに係合時とは逆方向に磁界を発生させ、逆向きの電磁力を利用して両係合要素を離隔させ解放する。   In this meshing electromagnetic engagement device, for example, a return spring (release force applying member) that applies force in a direction to release (release) the mutual engagement is provided between a pair of engagement elements. A coil and a permanent magnet are provided on the outer periphery of the combined element. When these engagement elements are engaged from the released state, the coil is energized to generate a magnetic field, and electromagnetic elements are used to bring both engagement elements close to each other against the return spring and engage. When releasing both engaging elements from the engaged state, a magnetic field is generated in a direction opposite to that when the coil is engaged, and the both engaging elements are separated and released using a reverse electromagnetic force.

このような噛合式電磁係合装置では、両係合要素を解放状態と完全係合状態との間で切り替えるときには、切替制御をするうえで両係合要素の位置関係を適切に把握することが必要になる。この場合の両係合要素の位置関係とは、完全解放状態と完全係合状態との間に、両係合要素の凸部(歯部)の先端(歯先)どうしが当接した、歯先接触状態がある。   In such a meshing electromagnetic engagement device, when switching both engagement elements between the released state and the fully engaged state, the positional relationship between the two engagement elements can be properly grasped when switching control is performed. I need it. The positional relationship between the two engaging elements in this case is a tooth in which the tips (tooth tips) of the convex portions (tooth portions) of both engaging elements are in contact between the fully released state and the fully engaged state. There is a pre-contact state.

例えば、解放から係合へ切り替えるときには、両係合要素の凹部(溝部)と凸部(歯部)の回転位相が合致しない限り、両係合要素の歯先どうしが当接した歯先接触状態となり、このままで両係合要素が係合できない場合がある。この歯先接触状態で係合できない状態は両係合要素のうち駆動側の部材の回転トルクの不足により発生するので、かかる歯先接触状態では、回転トルクを高める制御を行なうことで両係合要素を係合させることができる。したがって、歯先接触状態であることを把握することができれば、適切に係合制御を実施することができる。   For example, when switching from release to engagement, the tooth tip contact state where the tooth tips of both engagement elements are in contact unless the rotational phases of the recesses (grooves) and the projections (tooth parts) of both engagement elements match. Thus, there are cases where both engaging elements cannot be engaged in this state. The state in which engagement is not possible in this tooth tip contact state occurs due to a lack of rotational torque of the drive side member of both engagement elements. Therefore, in such a tooth tip contact state, both engagements are performed by performing control to increase the rotational torque. The elements can be engaged. Therefore, if it can be grasped that the tooth tip is in contact, the engagement control can be appropriately performed.

特開2016−017539号公報JP 2006-017539 A

ところで、両係合要素の位置関係を適切に把握するためには、例えば、一方の係合要素を基準とした他方の係合要素の軸方向位置をリニアに位置を検出することができるセンサを設けることが考えられる。   By the way, in order to appropriately grasp the positional relationship between the two engagement elements, for example, a sensor that can linearly detect the position of the other engagement element in the axial direction with reference to one engagement element. It is conceivable to provide it.

しかし、リニアに検出ができるセンサは機構が複雑であり、噛み合い式電磁係合機構の場合、電磁力の影響を受けない位置に設けることを考慮する必要があるため、リニアに位置を検出可能なセンサを設けると、噛合係合装置全体が大型化したり、レイアウト上制約を受けたりするという課題がある。   However, a sensor that can detect linearly has a complicated mechanism, and in the case of a meshing electromagnetic engagement mechanism, it is necessary to consider providing it at a position that is not affected by electromagnetic force, so that the position can be detected linearly. When the sensor is provided, there is a problem that the entire meshing engagement device is enlarged or is restricted in layout.

本発明はかかる課題に鑑み創案されたもので、リニアセンサを使わずに、噛合係合装置の大型化を抑制できるようにしながら、両係合要素が、完全係合、歯先接触、完全解放の何れの状態にあるかを適切に把握することができようにした、噛合式係合装置を提供することを目的としている。   The present invention has been devised in view of such a problem, and it is possible to suppress the increase in size of the meshing engagement device without using a linear sensor, while the two engagement elements are completely engaged, contacted with the teeth, and completely released. It is an object of the present invention to provide a meshing engagement device that can appropriately grasp which of the above states.

(1)上記の目的を達成するために、本発明の噛合式係合装置は、噛合歯をそれぞれ有し、前記噛合歯が互いに噛み合い可能に対向して配置され、それぞれ支持部材に回転可能に軸支された第1及び第2の噛合係合要素と、前記第1及び第2の噛合係合要素の外周に装備されたコイル,永久磁石及びヨークと、前記第1及び前記第2の噛合係合要素を解放側へ操作する解放力を前記第1及び第2の噛合係合要素間に付与する解放力付与手段と、前記コイルへの通電を制御して前記第1及び第2の噛合係合要素を貫通する磁界を操作することにより、磁力を用いて前記第1の噛合係合要素を軸方向に移動させ、前記第1及び第2の噛合係合要素を完全解放と完全係合との間で切替制御する係合制御手段とを有し、前記第1及び第2の噛合係合要素の相対位置関係として、前記噛合歯の各歯先どうしが離隔した完全解放位置と、前記噛合歯どうしが完全に噛み合った完全係合位置と、前記完全解放位置と前記完全係合位置との中間位置であって前記噛合歯の各歯先どうしが当接した歯先接触位置とを有する、噛合式係合装置であって、前記第1及び第2の噛合係合要素の前記完全解放位置と前記歯先接触位置との間で信号のオンオフが切り替わるオンオフ型の位置センサと、前記コイルの電流値を検出する電流センサと、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全解放位置から前記完全係合位置に切り替えるときに、前記位置センサのオンオフ信号が切り替わったら前記歯先接触位置に移動したと判定し、前記電流センサで検出された電流値が落ち込みを示したら前記完全係合位置に移動したと判定する、位置判定手段とを有することを特徴としている。   (1) In order to achieve the above object, the meshing engagement device of the present invention has meshing teeth, the meshing teeth are arranged to face each other so that they can mesh with each other, and can rotate on the support members. The first and second meshing engagement elements that are pivotally supported, the coil, the permanent magnet, and the yoke that are provided on the outer periphery of the first and second meshing engagement elements, and the first and second meshing elements Release force applying means for applying a release force for operating the engagement element to the release side between the first and second meshing engagement elements, and controlling the energization to the coil to control the first and second meshing. By manipulating the magnetic field penetrating the engagement element, the first meshing engagement element is moved in the axial direction using magnetic force, and the first and second meshing engagement elements are completely released and fully engaged. Engaging control means for switching control between the first and second meshing engagement requirements. Relative disengagement positions: a complete release position in which the tips of the meshing teeth are separated from each other, a complete engagement position in which the meshing teeth are completely meshed with each other, and an intermediate position between the complete release position and the complete engagement position. A meshing engagement device having a tooth tip contact position at which the respective tooth tips of the meshing teeth are in contact with each other, wherein the first and second meshing engagement elements are completely disengaged from each other. An on / off type position sensor that switches on / off of a signal between the tooth tip contact position, a current sensor that detects a current value of the coil, and the first and second meshing engagement elements from the fully released position When the on / off signal of the position sensor is switched when switching to the full engagement position, it is determined that the position sensor has moved to the tooth tip contact position, and when the current value detected by the current sensor indicates a drop, the full engagement position In It determines that the movement is characterized by having a position determining means.

(2)前記係合制御手段は、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全解放位置から前記完全係合位置に切り替えるときには、前記第1及び第2の噛合係合要素を接近させる側に磁力が発生するように前記コイルに電流供給を指示し、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全係合位置に移動したことが判定されたら前記コイルへの電流供給の停止を指示することが好ましい。   (2) When the engagement control means switches the first and second meshing engagement elements from the complete release position to the complete engagement position, the engagement control means causes the first and second meshing engagement elements to approach each other. When the position determination means determines that the first and second meshing engagement elements have moved to the complete engagement position, the coil is instructed to supply a current so that a magnetic force is generated on the coil side. It is preferable to instruct to stop the current supply.

(3)前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全解放位置から前記完全係合位置に切り替えるときに、前記第1及び第2の噛合係合要素を接近させる側に磁力が発生するように前記係合制御手段が前記コイルに電流供給を指示しても、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全係合位置に移動したことが判定されない場合に、係合不能故障であると判定する故障判定手段を備えていることが好ましい。   (3) When the first and second meshing engagement elements are switched from the fully released position to the complete engagement position, a magnetic force is generated on the side where the first and second meshing engagement elements are approached. As described above, even when the engagement control means instructs the coil to supply current, the position determination means does not determine that the first and second meshing engagement elements have moved to the complete engagement position. It is preferable to provide failure determination means for determining that the failure is not engageable.

(4)前記位置判定手段は、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全係合位置から前記完全解放位置に切り替えるときには、前記位置センサのオンオフ信号が切り替わったら前記完全解放位置に移動したと判定することが好ましい。   (4) When the first and second meshing engagement elements are switched from the complete engagement position to the complete release position, the position determination means moves to the complete release position when the on / off signal of the position sensor is switched. It is preferable to determine that it has been.

(5)前記係合制御手段は、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全係合位置から前記完全解放位置に切り替えるときには、前記第1及び第2の噛合係合要素を離隔させる側に磁力を発生するように前記コイルに電流供給を指示し、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全解放位置に移動したことが判定されたら前記コイルへの電流供給を停止することが好ましい。   (5) The engagement control means separates the first and second meshing engagement elements when switching the first and second meshing engagement elements from the complete engagement position to the complete release position. When the position determination means determines that the first and second meshing engagement elements have moved to the fully released position, the coil is instructed to supply a current so as to generate a magnetic force on the side. It is preferable to stop the current supply.

(6)前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全係合位置から前記完全解放位置に切り替えるときに、前記第1及び第2の噛合係合要素を離隔させる側に磁力が発生するように前記係合制御手段が前記コイルに電流供給を指示しても、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全解放位置に移動したことが判定されない場合に、解放不能故障であると判定する故障判定手段を備えていることが好ましい。   (6) When the first and second meshing engagement elements are switched from the complete engagement position to the complete release position, a magnetic force is generated on the side separating the first and second meshing engagement elements. Thus, even when the engagement control means instructs the coil to supply current, when the position determination means does not determine that the first and second meshing engagement elements have moved to the complete release position, It is preferable that a failure determination unit that determines that the failure is not releasable is provided.

(7)前記位置判定手段は、前記電流値が予め設定された減少量以上の落ち込みを示したら前記歯先接触位置から前記完全係合位置へ移動したと判定することが好ましい。   (7) It is preferable that the position determination unit determines that the position has moved from the tooth tip contact position to the complete engagement position when the current value shows a drop of a preset decrease amount or more.

(8)前記コイル,永久磁石及びヨークを支持する支持部材は、前記完全係合位置では回転し、前記完全解放位置では非回転が可能に構成され、前記位置センサは、前記支持部材に固定されたセンサ支持体と、前記センサ支持体に進退可能に支持されて、前記第1の噛合係合要素が当接したオフ状態と、前記第1の噛合係合要素が当接しないオン状態とをとる先端検出部を有する検出体と、を有し、前記先端検出部には、ベアリング装置が装着されていることが好ましい。   (8) The support member that supports the coil, the permanent magnet, and the yoke is configured to rotate at the complete engagement position and to be non-rotatable at the complete release position, and the position sensor is fixed to the support member. An off state in which the first meshing engagement element is in contact with the sensor support, and an on state in which the first meshing engagement element is not in contact. It is preferable that a detecting body having a leading end detection unit is provided, and a bearing device is mounted on the leading end detection unit.

本発明によれば、第1及び第2の噛合係合要素を完全解放位置から完全係合位置に切り替えるときには、位置判定手段が、位置センサのオンオフ信号と電流センサによるコイルの電流値とから、歯先接触位置に移動したこと及び完全係合位置に移動したことを判定するので、リニアセンサを使うことなく完全係合位置、歯先接触位置、または完全解放位置を適切に検出でき、装置の大型化を抑制することができる。   According to the present invention, when the first and second meshing engagement elements are switched from the fully released position to the fully engaged position, the position determining means is based on the on / off signal of the position sensor and the current value of the coil by the current sensor. Since it is determined that the tooth has moved to the tip contact position and the complete engagement position, the complete engagement position, the tip contact position, or the complete release position can be properly detected without using a linear sensor. An increase in size can be suppressed.

また、故障判定手段は、第1及び第2の噛合係合要素を完全解放位置から完全係合位置に切り替えるときに、第1及び第2の噛合係合要素を接近させる側に磁力が発生するようにコイルに電流供給を指示しても、第1及び第2の噛合係合要素が完全係合位置に移動したことが判定されない場合に、係合不能故障であると判定するので、係合不能故障を短時間で確実に検出することができる。   Further, the failure determination means generates a magnetic force on the side where the first and second meshing engagement elements are approached when the first and second meshing engagement elements are switched from the fully released position to the complete engagement position. Thus, even if the coil is instructed to supply current, if it is not determined that the first and second meshing engagement elements have moved to the fully engaged position, it is determined that there is an incompatibility failure. Impossible faults can be reliably detected in a short time.

さらに、第1及び第2の噛合係合要素を完全係合位置から完全解放位置に切り替えるときには、位置判定手段が、位置センサのオンオフ信号から、完全解放位置に移動したと判定するので、リニアセンサを使うことなく完全係合位置から完全解放位置への移行を適切に検出でき、装置の大型化を抑制することができる。   Further, when the first and second meshing engagement elements are switched from the complete engagement position to the complete release position, the position determination means determines that the position sensor has moved to the complete release position from the on / off signal of the position sensor. The shift from the complete engagement position to the complete release position can be detected appropriately without using the device, and the increase in size of the apparatus can be suppressed.

また、故障判定手段は、第1及び第2の噛合係合要素を完全係合位置から完全解放位置に切り替えるときに、第1及び第2の噛合係合要素を離隔させる側に磁力が発生するようにコイルに電流供給を指示しても、第1及び第2の噛合係合要素が完全解放位置に移動したことが判定されない場合に、解放不能故障であると判定するので、解放不能故障を短時間で確実に検出することができる。   Further, the failure determination means generates a magnetic force on the side separating the first and second meshing engagement elements when the first and second meshing engagement elements are switched from the complete engagement position to the complete release position. Thus, even if the coil is instructed to supply current, if it is not determined that the first and second meshing engagement elements have moved to the fully released position, it is determined that the failure is not releaseable. It can be reliably detected in a short time.

また、第1の噛合係合要素と、この第1の噛合係合要素が当接する位置センサの先端検出部にベアリング装置が装着されていれば、位置センサと第1の噛合係合要素とが支障なく相対回転することができ、先端検出部の接触時のフリクションを低減でき、位置センサの耐久性も確保される。   Further, if the bearing device is attached to the first meshing engagement element and the tip detection portion of the position sensor with which the first meshing engagement element abuts, the position sensor and the first meshing engagement element are Relative rotation can be performed without hindrance, friction at the time of contact with the tip detection unit can be reduced, and durability of the position sensor is also ensured.

本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の縦断面図(上半部)及び側面図(下半部)である。It is the longitudinal cross-sectional view (upper half part) and side view (lower half part) of the meshing type engagement apparatus which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の軸方向移動機構20の動作を説明する要部縦断面図であり、(a)は完全解放位置に保持する磁界状態を示し、(b)は完全解放位置から完全係合位置へ移動させる磁界状態を示し、(c)は完全係合位置に保持する磁界状態を示し、(d)は完全係合位置から完全解放位置へ移動させる磁界状態を示す。It is a principal part longitudinal cross-sectional view explaining operation | movement of the axial direction moving mechanism 20 of the meshing type engaging apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (a) shows the magnetic field state hold | maintained in a complete release position, (b) Indicates a magnetic field state that is moved from the fully released position to the fully engaged position, (c) indicates a magnetic field state that is held in the fully engaged position, and (d) is a magnetic field state that is moved from the fully engaged position to the fully released position. Indicates. 本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の位置センサを示す側面図であり、(a)は位置センサのオン状態を、(b)は位置センサのオフ状態を示す。It is a side view which shows the position sensor of the meshing engagement apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (a) shows the ON state of a position sensor, (b) shows the OFF state of a position sensor. 本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の完全解放位置から完全係合位置への切替動作を説明する模式図であって、(a)は完全解放位置の状態を示す模式図、(b)は歯先接触位置の状態を示す模式図、(c)は完全係合位置の状態を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining the switching operation | movement from the complete release position of the meshing engagement apparatus which concerns on one Embodiment of this invention to a complete engagement position, Comprising: (a) is a schematic diagram which shows the state of a complete release position, ( b) is a schematic diagram showing the state of the tooth tip contact position, and (c) is a schematic diagram showing the state of the complete engagement position. 本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の完全係合位置から完全解放位置への切替動作を説明する模式図であって、(a)は完全係合位置の状態を示す模式図、(b)はその解放過程の状態を示す模式図、(c)は完全解放位置の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram explaining the switching operation | movement from the complete engagement position of the meshing engagement apparatus which concerns on one Embodiment of this invention to a complete release position, Comprising: (a) is a schematic diagram which shows the state of a complete engagement position, (B) is a schematic diagram showing the state of the release process, and (c) is a schematic diagram showing the state of the complete release position. 本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の完全解放位置から完全係合位置への切替動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the switching operation | movement from the complete release position of the meshing engagement apparatus which concerns on one Embodiment of this invention to a complete engagement position. 本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置の完全係合位置から完全解放位置への切替動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the switching operation | movement from the complete engagement position to the complete release position of the meshing engagement device which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することや適宜組み合わせることが可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof, and can be selected or combined as appropriate.

〔装置構成〕
図1に示すように、図示しない駆動源(ここでは、モータ)に連結された入力軸1と、この入力軸1と同一軸心(回転軸心線O)上に設けられ、図示しない回転要素に回転力を出力するギヤ歯2aを有する出力ギヤ2とが備えられる。出力ギヤ2は入力軸1の外周にベアリング3a,3bを介して回転可能に配設されている。本噛合式係合装置(クラッチとも呼ぶ)10は、このような入力軸1と出力ギヤ2との間に介装されている。
〔Device configuration〕
As shown in FIG. 1, an input shaft 1 connected to a drive source (not shown) (not shown) and a rotation center (not shown) provided on the same axis (rotation axis O 1 ) as the input shaft 1 are provided. And an output gear 2 having gear teeth 2a for outputting rotational force to the element. The output gear 2 is rotatably disposed on the outer periphery of the input shaft 1 via bearings 3a and 3b. The meshing engagement device (also referred to as a clutch) 10 is interposed between the input shaft 1 and the output gear 2.

なお、本実施形態では、出力ギヤ2の回転力が出力される回転要素は、車両のドライブトレインの一部である。つまり、本噛合式係合装置10は、図示しないエンジン(内燃機関)と図示しないモータ(電動機)とを駆動源とするハイブリッド車において、モータを車両の駆動源として利用する場合に駆動連結し、モータを車両の駆動源として利用しない場合に駆動連結を解除するために用いられるものとする。   In the present embodiment, the rotating element that outputs the rotational force of the output gear 2 is a part of the drive train of the vehicle. That is, the meshing engagement device 10 is drivingly connected when a motor is used as a drive source of a vehicle in a hybrid vehicle using an engine (not shown) and an unshown motor (electric motor) as drive sources. When the motor is not used as a vehicle drive source, it is used for releasing the drive connection.

噛合式係合装置10は、入力軸1と一体回転する第1のアーマチュア(第1の噛合係合要素)11と、出力ギヤ2と一体回転する第2のアーマチュア(第2の噛合係合要素)12とを有している。第1及び第2のアーマチュア11,12は、何れも磁性体を用いて円板状に形成され、回転軸心線O上に同心に互いに隣接して配設されている。第1のアーマチュア11は、スプライン結合等により入力軸1に対して軸方向移動可能で且つ一体回転するように連結される。第2のアーマチュア12は、出力ギヤ2にボルト等で一体回転するように結合されている。 The meshing engagement device 10 includes a first armature (first meshing engagement element) 11 that rotates integrally with the input shaft 1 and a second armature (second meshing engagement element) that rotates integrally with the output gear 2. ) 12. The first and second armatures 11 and 12 are both formed in a disk shape using a magnetic material, and are arranged concentrically adjacent to each other on the rotation axis O 1 . The first armature 11 is axially movable with respect to the input shaft 1 by spline coupling or the like and connected so as to rotate integrally. The second armature 12 is coupled to the output gear 2 so as to rotate integrally with a bolt or the like.

第1及び第2のアーマチュア11,12の互いに対向する面(ここでは、対向面の外周寄り)にはそれぞれ、互いに噛合い可能な噛合歯11a,12aが形成されている。第1及び第2のアーマチュア11,12は、第1のアーマチュア11の軸方向位置に応じて、互いの噛合歯11a,12aどうしが離隔して係合が完全に解放された完全解放状態(以下、単に、解放状態ともいう)と、互いの噛合歯11a,12aの歯先どうしが当接した歯先接触状態と、互いの噛合歯11a,12aどうしが完全に噛み合った完全係合状態(以下、単に、締結状態ともいう)との3つの状態を取ることができる。   Engaging teeth 11 a and 12 a that can mesh with each other are formed on the mutually opposing surfaces of the first and second armatures 11 and 12 (here, near the outer periphery of the opposing surfaces). The first and second armatures 11 and 12 are in a completely released state in which the meshing teeth 11a and 12a are separated from each other according to the axial position of the first armature 11 so that the engagement is completely released (hereinafter referred to as the engagement state). , Simply referred to as a released state), a tooth contact state in which the tooth tips of the meshing teeth 11a and 12a are in contact with each other, and a completely engaged state in which the meshing teeth 11a and 12a are completely meshed with each other (hereinafter, , Simply referred to as a fastening state).

第1のアーマチュア11は、アーマチュア11,12を解放状態にする完全解放位置(以下、単に、解放位置ともいう)と、アーマチュア11,12を歯先接触状態にする歯先接触位置と、アーマチュア11,12を締結状態にする完全係合位置(以下、単に、締結位置ともいう)との間で適宜軸方向へ駆動される。   The first armature 11 includes a complete release position (hereinafter also simply referred to as a release position) in which the armatures 11 and 12 are in a released state, a tooth tip contact position in which the armatures 11 and 12 are in a tooth tip contact state, and the armature 11 , 12 are driven in the axial direction as appropriate between the fully engaged position (hereinafter also simply referred to as the fastening position).

第1のアーマチュア11を軸方向移動させるために、軸方向移動機構20が備えられている。軸方向移動機構20は、第1及び第2のアーマチュア11,12の外周の直近に装備されたコイル21及び永久磁石22と、第1のアーマチュア11を第2のアーマチュア12から離隔する方向に付勢して、第1及び第2のアーマチュア11,12を互いに解放する解放力を両アーマチュア11,12間に付与するスプリング(解放力付与手段)23とを備えている。   In order to move the first armature 11 in the axial direction, an axial movement mechanism 20 is provided. The axial movement mechanism 20 is attached to the coil 21 and the permanent magnet 22 that are installed in the immediate vicinity of the outer circumferences of the first and second armatures 11 and 12 and the direction in which the first armature 11 is separated from the second armature 12. There is provided a spring (release force applying means) 23 for applying a release force between the armatures 11 and 12 to release the first and second armatures 11 and 12 from each other.

コイル21及び永久磁石22の周囲には、磁性体製のヨーク24が備えられる。このヨーク24は、コイル21及び永久磁石22と共に支持部材25に支持されて第1及び第2のアーマチュア11,12の外周に備えられる。   A magnetic yoke 24 is provided around the coil 21 and the permanent magnet 22. The yoke 24 is supported by the support member 25 together with the coil 21 and the permanent magnet 22 and is provided on the outer periphery of the first and second armatures 11 and 12.

支持部材25は、磁性体で構成され、入力軸1の外周にベアリング4a,4bを介して回転可能に支持され回転軸心線Oに沿って延びる筒状の基部25aと、この基部25aから外方(放射方向)に延設されたフランジ状部25bと、フランジ状部25bの外縁部から回転軸心線Oに沿って延びる筒状のヨーク支持部25cとを有している。 Support member 25 is formed of a magnetic material, bearing 4a on the outer periphery of the input shaft 1, a cylindrical base portion 25a extending along the rotatably supported via 4b rotation axis line O 1, from the base portion 25a outer flange-like portion 25b extended in the (radial direction), and a cylindrical yoke support portion 25c extending along the outer edge of the flange portion 25b in the rotation axial line O 1.

ヨーク24は、コイル21を挟むように軸方向(回転軸心線Oの方向)に離隔して供えられた第1ヨーク24a及び第2ヨーク24bからなり、第1ヨーク24a及び第2ヨーク24bの対向部の内側は、コイル21を内周側から一部包囲するように延設されている。永久磁石22は第2ヨーク24bの外側のヨーク支持部25cとの間に配置されている。これにより、ヨーク24及び支持部材25が用いられて第1及び第2のアーマチュア11,12を貫通する磁界が形成される。 Yoke 24 comprises a first yoke 24a and a second yoke 24b which is equipped with axially spaced (direction of the rotation axis line O 1) so as to sandwich the coil 21, the first yoke 24a and a second yoke 24b The inside of the facing portion is extended so as to partially surround the coil 21 from the inner peripheral side. The permanent magnet 22 is arranged between the yoke support portion 25c outside the second yoke 24b. Thereby, the magnetic field which penetrates the 1st and 2nd armatures 11 and 12 is formed using the yoke 24 and the supporting member 25.

この磁界は、アーマチュア11,12の位置及びコイル21の通電状態に応じて形成される。例えば図2(a)に示すように、アーマチュア11,12の噛合歯11a,12aの歯先どうしが離隔した解放状態においてコイル21に通電しないと、永久磁石22による磁束線(黒矢印A1参照)が形成される。この磁束線に応じて、第1のアーマチュア11は支持部材25のフランジ状部25bの側に磁力吸引されて解放状態が保持される。   This magnetic field is formed according to the position of the armatures 11 and 12 and the energization state of the coil 21. For example, as shown in FIG. 2 (a), if the coil 21 is not energized in a released state in which the tooth tips of the armatures 11 and 12 are separated from each other, the magnetic flux lines caused by the permanent magnet 22 (see the black arrow A1). Is formed. In response to the magnetic flux lines, the first armature 11 is attracted by the magnetic force toward the flange-like portion 25b of the support member 25, and the released state is maintained.

ここで、コイル21に通電して図2(a)に二点鎖線の矢印A2で示す磁束線を形成させると、このコイル21により形成される磁束線によるアーマチュア11,12どうしを接近させる磁力が、スプリング23の解放力と永久磁石22の磁束線に応じた磁力とに打ち勝って、アーマチュア11,12の噛合歯11a,12aの歯先どうしが磁力吸引されて、アーマチュア11が解放位置から締結位置の側へと駆動される。   Here, when the coil 21 is energized to form a magnetic flux line indicated by a two-dot chain line arrow A2 in FIG. 2A, the magnetic force that causes the armatures 11 and 12 by the magnetic flux line formed by the coil 21 to approach each other. The arm 23 overcomes the releasing force of the spring 23 and the magnetic force corresponding to the magnetic flux lines of the permanent magnet 22, and the tooth tips of the meshing teeth 11 a and 12 a of the armatures 11 and 12 are attracted by the magnetic force. Driven to the side.

この途中で、アーマチュア11が解放位置から歯先接触位置に移動すると、アーマチュア11とフランジ状部25bとの離隔により図2(a)に黒矢印A1で示す磁束線が消滅し、図2(b)に黒矢印A3で示すように、永久磁石22によって、コイル21を囲むような磁束線が図示方向(解放位置とは逆向き)に形成されて、永久磁石22による磁力はアーマチュア11,12どうしをより接近させる側に働くようになる。つまり、コイル21によって形成される磁束線(白抜き矢印A4参照)による磁力と永久磁石22によって形成される磁束線(黒矢印A3参照)による磁力とが何れもアーマチュア11,12を締結位置へ駆動する係合力として作用する。   In the middle of this, when the armature 11 moves from the release position to the tooth tip contact position, the magnetic flux line indicated by the black arrow A1 in FIG. 2A disappears due to the separation between the armature 11 and the flange-shaped portion 25b, and FIG. ), A magnetic flux line surrounding the coil 21 is formed by the permanent magnet 22 in the illustrated direction (opposite to the release position), and the magnetic force generated by the permanent magnet 22 is between the armatures 11 and 12. It comes to work on the side to be closer. That is, both the magnetic force generated by the magnetic flux lines (see the white arrow A4) formed by the coil 21 and the magnetic force generated by the magnetic flux lines (see the black arrow A3) formed by the permanent magnet 22 drive the armatures 11 and 12 to the fastening position. Acting as an engaging force.

そして、アーマチュア11が歯先接触位置にあって、アーマチュア11,12の相対位相が調整され噛合歯11a,12aどうしが噛み合う位置になると、アーマチュア11は、上記の係合力によってスプリング23の解放力に打ち勝って締結位置へと駆動される。   When the armature 11 is in the tooth tip contact position and the relative phase of the armatures 11 and 12 is adjusted to the position where the meshing teeth 11a and 12a mesh with each other, the armature 11 is brought into the release force of the spring 23 by the above engagement force. It is overcome and driven to the fastening position.

この締結位置では、コイル21への通電を停止しても、図2(c)に黒矢印A5で示すように、永久磁石22によるアーマチュア11,12どうしを接近させる磁力が、スプリング23の解放力に打ち勝ってアーマチュア11を締結位置に保持する。したがって、コイル21に通電することなくアーマチュア11,12を締結状態に保持することができる。   At this fastening position, even when the energization to the coil 21 is stopped, the magnetic force that causes the armatures 11 and 12 to approach each other by the permanent magnet 22 is used as the release force of the spring 23 as shown by the black arrow A5 in FIG. And the armature 11 is held in the fastening position. Therefore, the armatures 11 and 12 can be held in the fastened state without energizing the coil 21.

一方、締結位置にある第1のアーマチュア11を解放側へ駆動するには、コイル21に対して逆方向に通電して図2(d)に示すように磁束線(白抜き矢印A6参照)を形成させ、アーマチュア11,12の解放力となる磁力(黒矢印A6で示す磁束線を参照)を発生させる。このコイル21により形成されるアーマチュア11,12どうしを離隔させる磁力(解放力)が、スプリング23の解放力と協働して永久磁石22による磁力(係合力)に打ち勝って、アーマチュア11,12に作用するため、第1のアーマチュア11が締結位置から解放位置の側へと駆動される。   On the other hand, in order to drive the first armature 11 in the fastening position to the release side, the coil 21 is energized in the reverse direction and the magnetic flux lines (see the white arrow A6) are applied as shown in FIG. The magnetic force (refer to the magnetic flux line shown by the black arrow A6) which becomes the release force of the armatures 11 and 12 is generated. The magnetic force (release force) that separates the armatures 11 and 12 formed by the coil 21 overcomes the magnetic force (engagement force) by the permanent magnet 22 in cooperation with the release force of the spring 23, thereby causing the armatures 11 and 12 to move. To act, the first armature 11 is driven from the fastening position to the release position.

ところで、本装置には、制御装置30が装備される。この制御装置30には、第1のアーマチュア11の位置(アーマチュア11,12の相対位置)を判定する位置判定部(位置判定手段)31と、位置判定部31の判定結果に基づいて、コイル21への通電を制御して第1及び第2のアーマチュア11,12を解放と締結との間で切替制御する係合制御部(係合制御手段)32と、切替制御時の第1及び第2のアーマチュア11,12の応答から噛合式係合装置10の故障を判定する故障判定部(故障判定手段)33とが備えられている。なお、制御装置30には、メモリ(ROM,RAM)及びCPU等で構成されるコンピュータが適用される。   By the way, this apparatus is equipped with a control device 30. The controller 30 includes a position determination unit (position determination unit) 31 that determines the position of the first armature 11 (relative position of the armatures 11 and 12), and the coil 21 based on the determination result of the position determination unit 31. An engagement control unit (engagement control means) 32 for controlling the energization of the first and second armatures 11 and 12 between release and fastening, and the first and second during the switching control. And a failure determination unit (failure determination means) 33 for determining failure of the meshing engagement device 10 from the responses of the armatures 11 and 12. Note that a computer including a memory (ROM, RAM) and a CPU is applied to the control device 30.

位置判定部31は、位置センサ41の検出情報と電流センサ42の検出情報とに基づいて、第1のアーマチュア11の位置を判定する。
位置センサ41は、第1のアーマチュア11の解放位置と歯先接触位置との間で信号のオンオフが切り替わるオンオフ型の位置センサである。位置センサ41は、図3(a)に示すように、支持部材25のフランジ状部25bに固定されたセンサ支持体41aと、このセンサ支持体41aに進退可能に支持されて、第1のアーマチュア11が当接したオフ状態と、第1のアーマチュア11が当接しないオン状態とをとる先端検出部41cを有する検出体41bとを有している。
The position determination unit 31 determines the position of the first armature 11 based on the detection information of the position sensor 41 and the detection information of the current sensor 42.
The position sensor 41 is an on / off type position sensor that switches on / off of a signal between the release position of the first armature 11 and the tooth tip contact position. As shown in FIG. 3A, the position sensor 41 includes a sensor support 41a fixed to the flange-like portion 25b of the support member 25, and a first armature supported by the sensor support 41a so as to be able to advance and retreat. 11 has a detection body 41b having a tip detection portion 41c that takes an off state in which the first armature 11 does not contact and an on state in which the first armature 11 does not contact.

検出体41bは、センサ支持体41aから弾性力〔図3(b)中の矢印を参照〕を受けて突出しており、検出体41bの先端検出部41cに何かが接触して接触圧を受けると、検出体41bは弾性的に後退する。そして、検出体41bの先端検出部41cに何も接触しないで検出体41bがセンサ支持体41aから最も突出した状態〔図3(a)参照〕では、位置センサ41はオンとなり、検出体41bの先端検出部41cに何かが接触して検出体41bがセンサ支持体41a側〔図3(a)中の矢印を参照〕に僅かでも後退した状態では、位置センサ41はオフとなる。第1のアーマチュア11の解放位置と歯先接触位置との間で、位置センサ41の信号のオンオフが切り替わるように設定されている。   The detection body 41b protrudes by receiving an elastic force (see the arrow in FIG. 3B) from the sensor support body 41a, and something contacts the tip detection portion 41c of the detection body 41b and receives contact pressure. Then, the detection body 41b is elastically retracted. Then, in a state where the detection body 41b protrudes most from the sensor support body 41a (see FIG. 3 (a)) without contacting the tip detection portion 41c of the detection body 41b, the position sensor 41 is turned on, and the detection body 41b In a state where something contacts the tip detection unit 41c and the detection body 41b is slightly retracted toward the sensor support body 41a (see the arrow in FIG. 3A), the position sensor 41 is turned off. The signal of the position sensor 41 is set to be turned on and off between the release position of the first armature 11 and the tooth tip contact position.

本実施形態では、先端検出部41cにベアリング装置43が装着されている。
ベアリング装置43には、スラストニードルベアリングが適用され、センサ側ワッシャ43aとアーマチュア側ワッシャ43bとの間に、図示しないホルダに保持されて回転軸心線Oに対して放射状に装備された多数のニードルベアリング43cが配設されている。センサ側ワッシャ43aは、回転軸心線Oと平行に進退可能な先端検出部41cに結合されて、先端検出部41cと一体に進退できるように、スプライン等の構造を介して基部25aに支持されている。
In the present embodiment, the bearing device 43 is mounted on the tip detection unit 41c.
The bearing device 43, is applied thrust needle bearing, between the sensor-side washer 43a and the armature side washer 43 b, a number of which are equipped with radially with respect to the rotation axis line O 1 is held by the holder (not shown) A needle bearing 43c is provided. Sensor side washer 43a is coupled to a parallel to the retractable distal detector 41c and the rotation axis line O 1, so that it can advance and retreat integrally with the front edge detecting section 41c, supported by the base portion 25a through the structure of the splines Has been.

第1のアーマチュア11が締結位置又は歯先接触位置にあると、先端検出部41cには何も接触しないため、位置センサ41はオン信号を出力する。そして、第1のアーマチュア11が、歯先接触位置から解放位置に移動する過程で、先端検出部41cに第1のアーマチュア11が接触するようになるため、位置センサ41の出力はオン信号からオフ信号に切り替わる〔図3(b)に示す解放位置を参照〕。   When the first armature 11 is in the fastening position or the tooth tip contact position, the tip sensor 41c does not touch anything, so the position sensor 41 outputs an ON signal. Then, since the first armature 11 comes into contact with the tip detection portion 41c in the process in which the first armature 11 moves from the tooth tip contact position to the release position, the output of the position sensor 41 is turned off from the ON signal. The signal is switched (see the release position shown in FIG. 3B).

この先端検出部41cに第1のアーマチュア11が接触するときには、第1のアーマチュア11は、位置センサ41が固定される支持部材25に対して通常は相対回転しているため、先端検出部41cと第1のアーマチュア11との間で摺接状態になり、これによるフリクションが先端検出部41cの摩耗を招くが、ベアリング装置43によりフリクションを低減でき、先端検出部41cの摩耗を抑制し、耐久性が向上される。   When the first armature 11 comes into contact with the tip detection unit 41c, the first armature 11 normally rotates relative to the support member 25 to which the position sensor 41 is fixed. The sliding contact with the first armature 11 causes friction of the leading end detection unit 41c, but the bearing device 43 can reduce the friction, suppress wear of the leading end detection unit 41c, and durability. Is improved.

第1のアーマチュア11の位置について、位置センサ41により、解放位置と、締結位置又は歯先接触位置とを判別することはできるが、締結位置と歯先接触位置とを判別することはできない。そこで、コイル21を流れる電流に着目して、締結位置と歯先接触位置とを切り分けるようにしている。つまり、第1のアーマチュア11が締結位置に進む際に、コイル21を流れる電流(即ち、電流センサ42で検出される電流値)が一瞬低下する(即ち、落ち込みを示す)特性がある。
この特性を利用して、位置判定部31は、第1のアーマチュア11の位置を判定する。
With respect to the position of the first armature 11, the position sensor 41 can determine the release position and the fastening position or the tooth tip contact position, but cannot determine the fastening position and the tooth tip contact position. Therefore, focusing on the current flowing through the coil 21, the fastening position and the tooth tip contact position are separated. That is, when the first armature 11 advances to the fastening position, there is a characteristic that the current flowing through the coil 21 (that is, the current value detected by the current sensor 42) decreases for a moment (that is, indicates a drop).
The position determination unit 31 determines the position of the first armature 11 using this characteristic.

位置判定部31は、第1のアーマチュア11を解放位置から締結位置に切り替えるときには、位置センサ41の信号がオフからオンに切り替わったら第1のアーマチュア11が歯先接触位置に移動したと判定し、その後、電流センサ42で検出される電流値が落ち込みを示したら第1のアーマチュア11が締結位置に移動したと判定する。このとき、位置判定部31では、電流値が極大値(ピーク値)から予め設定された減少量以上低下したら、電流値の落ち込みを示したものとする。   When the position determination unit 31 switches the first armature 11 from the release position to the fastening position, the position determination unit 31 determines that the first armature 11 has moved to the tooth tip contact position when the signal of the position sensor 41 is switched from OFF to ON. Thereafter, when the current value detected by the current sensor 42 shows a drop, it is determined that the first armature 11 has moved to the fastening position. At this time, the position determination unit 31 indicates a drop in the current value when the current value decreases from the maximum value (peak value) by a predetermined amount or more.

また、位置判定部31は、第1のアーマチュア11を締結位置から解放位置に切り替えるときに、歯先接触位置は発生しないため、位置センサ41の信号がオンからオフに切り替わるまでは第1のアーマチュア11は締結位置にあると判定し、位置センサ41の信号がオンからオフに切り替わったら、第1のアーマチュア11は解放位置に移動したと判定する。   Further, when the position determination unit 31 switches the first armature 11 from the fastening position to the release position, the tooth tip contact position does not occur, and therefore the first armature until the signal of the position sensor 41 switches from on to off. 11 is determined to be in the fastening position, and when the signal of the position sensor 41 is switched from on to off, it is determined that the first armature 11 has moved to the release position.

なお、本実施形態では、第1のアーマチュア11を解放位置から締結位置に切り替えるのは、車両を、エンジンのみを駆動源とするエンジン単体走行から、モータを駆動源とするモータ単体走行或いはハイブリッド走行に切り替える場合である。このため、このときには、係合制御部32は、まず、モータ制御装置50に指令を出して、停止していたモータを始動させて回転速度(「回転数」とも言う)を増加させ、第1のアーマチュア11の回転数を、ドライブトレイン側と連結された第2のアーマチュア12の回転数に近づけ、その後、コイル21の通電を制御し、第1のアーマチュア11を解放位置から締結位置の側に移動させる。   In the present embodiment, the first armature 11 is switched from the release position to the fastening position by moving the vehicle from a single engine driving using only the engine as a driving source to a single motor driving or hybrid driving using a motor as a driving source. It is a case to switch to. Therefore, at this time, the engagement control unit 32 first issues a command to the motor control device 50 to start the stopped motor and increase the rotation speed (also referred to as “the number of rotations”). The rotation speed of the armature 11 is made close to the rotation speed of the second armature 12 connected to the drive train side, and then the energization of the coil 21 is controlled to move the first armature 11 from the release position to the fastening position side. Move.

このとき、第1のアーマチュア11が解放位置から締結位置の側に移動すると、第1及び第2のアーマチュア11,12の相対位相が、噛合歯11a,12aどうしが噛み合う位置にならない限り、第1のアーマチュア11は歯先接触位置となる。そこで、係合制御部32は、位置判定部31により第1のアーマチュア11が歯先接触位置に移動したことが判定されたら、モータ制御装置50に指令を出して、モータのトルクを上げて、第1のアーマチュア11を第2のアーマチュア12に対して相対回転させることで、噛合歯11a,12aどうしが噛み合う相対位相位置にする。これにより、コイル21による磁力によって第1のアーマチュア11が締結位置に移動する。係合制御部32は、位置判定部31により第1のアーマチュア11が締結位置に移動したことが判定されたら、コイル21の通電を終了する。   At this time, when the first armature 11 moves from the release position to the fastening position side, the first and second armatures 11 and 12 are in the first phase unless the relative phases of the first and second armatures 11 and 12 are engaged with each other. The armature 11 is the tooth tip contact position. Therefore, when the position determination unit 31 determines that the first armature 11 has moved to the tooth tip contact position, the engagement control unit 32 issues a command to the motor control device 50 to increase the motor torque, By rotating the first armature 11 relative to the second armature 12, the relative phase position where the meshing teeth 11a and 12a mesh with each other is set. Thereby, the 1st armature 11 moves to a fastening position with the magnetic force by the coil 21. FIG. When the position determination unit 31 determines that the first armature 11 has moved to the fastening position, the engagement control unit 32 ends energization of the coil 21.

一方、本実施形態では、第1のアーマチュア11を締結位置から解放位置に切り替えるのは、車両を、モータを駆動源とするモータ単体走行或いはハイブリッド走行から、エンジンのみを駆動源とするエンジン単体走行に切り替える場合である。このため、このときには、係合制御部32は、まず、モータ制御装置50に指令を出して、モータのトルクを0にして、コイル21の通電を制御し、第1のアーマチュア11を締結位置から解放位置の側に移動させる。   On the other hand, in the present embodiment, the first armature 11 is switched from the fastening position to the release position by moving the vehicle from a single motor drive or a hybrid drive using a motor as a drive source to a single engine drive using only an engine as a drive source. It is a case to switch to. Therefore, at this time, the engagement control unit 32 first issues a command to the motor control device 50, sets the motor torque to 0, controls the energization of the coil 21, and moves the first armature 11 from the fastening position. Move to the release position.

モータのトルクを0にすると、第1及び第2のアーマチュア11,12の噛合歯11a,12aの噛み合い摩擦力が低下するため、コイル21の磁力による解放力とスプリング23の解放力とによって、第1のアーマチュア11は締結位置から解放位置に容易に移動する。係合制御部32は、位置判定部31により第1のアーマチュア11が締結位置から解放位置に移動したことが判定されたら、モータ制御装置50に指令を出して、モータを停止(電力供給しない)させると共に、コイル21の通電を終了する。   When the torque of the motor is set to 0, the meshing frictional force of the meshing teeth 11a and 12a of the first and second armatures 11 and 12 is reduced, so that the release force due to the magnetic force of the coil 21 and the release force of the spring 23 The one armature 11 easily moves from the fastening position to the release position. When the position determination unit 31 determines that the first armature 11 has moved from the fastening position to the release position, the engagement control unit 32 issues a command to the motor control device 50 and stops the motor (does not supply power). And energization of the coil 21 is terminated.

故障判定部33は、このような第1のアーマチュア11の位置の切替制御時の第1のアーマチュア11の応答から噛合式係合装置10の故障を判定する。
つまり、故障判定部33は、第1のアーマチュア11を解放位置から締結位置に切り替えるときに、第1及び第2のアーマチュア11,12を接近させる側に磁力が発生するように係合制御部32がコイル21に電流供給を指示しても、予め設定された所定時間内に、位置判定部31により第1のアーマチュア11が締結位置に移動したことが判定されない場合に、係合不能故障であると判定する。
The failure determination unit 33 determines the failure of the meshing engagement device 10 from the response of the first armature 11 during the switching control of the position of the first armature 11.
That is, when the first armature 11 is switched from the release position to the fastening position, the failure determination unit 33 causes the engagement control unit 32 so that a magnetic force is generated on the side where the first and second armatures 11 and 12 are approached. Is incapable of engaging when the position determining unit 31 does not determine that the first armature 11 has moved to the fastening position within a predetermined time even if the coil 21 instructs the coil 21 to supply current. Is determined.

また、故障判定部33は、第1のアーマチュア11を締結位置から解放位置に切り替えるときに、第1及び第2のアーマチュア11,12を離隔させる側に磁力が発生するように係合制御部32がコイル21に電流供給を指示しても、予め設定された所定時間内に、位置判定部31により第1のアーマチュア11が解放位置に移動したことが判定されない場合において、解放不能故障であると判定する。ただし、本実施形態では、噛合歯11a,12aの噛み合いがタイトであると、モータを0トルク制御してコイル21に解放電流を入力しても噛合歯11a,12aの噛み合いが解除されない場合があり、これを想定し、所定時間内に解放位置に移動したことが判定されない場合、モータの0トルク制御を停止し、モータトルクをドライブ側に増加させる制御を実施し、それでも第1のアーマチュア11が解放位置に移動したことが判定されない場合に、解放不能故障であると判定する。   The failure determination unit 33 also switches the engagement control unit 32 so that a magnetic force is generated on the side separating the first and second armatures 11 and 12 when the first armature 11 is switched from the fastening position to the release position. Even if the coil 21 is instructed to supply current, if the position determination unit 31 does not determine that the first armature 11 has moved to the release position within a predetermined time, a failure that cannot be released is assumed. judge. However, in this embodiment, if the meshing of the meshing teeth 11a and 12a is tight, the meshing of the meshing teeth 11a and 12a may not be released even if a release current is input to the coil 21 by controlling the motor to zero torque. Assuming this, if it is not determined that the motor has moved to the release position within a predetermined time, the motor 0 torque control is stopped and the motor torque is increased to the drive side. If it is not determined that it has moved to the release position, it is determined that there is a failure that cannot be released.

本発明の一実施形態に係る噛合式係合装置は、上述のように構成されているので、例えば、図4,図5の模式図及び図6,図7のフローチャートに示すように、第1及び第2のアーマチュア11,12の係合状態が切り替えられる。   Since the meshing engagement device according to one embodiment of the present invention is configured as described above, for example, as shown in the schematic diagrams of FIGS. 4 and 5 and the flowcharts of FIGS. And the engagement state of the 2nd armature 11 and 12 is switched.

例えば、エンジン単体走行から、モータを駆動源とするモータ単体走行或いはハイブリッド走行に切り替える場合、第1のアーマチュア11を解放位置から締結位置に切り替える。このときには、図4及び図6に示すように、コイル21及びモータが制御される。
この場合、はじめは、第1のアーマチュア11は、図4(a)に示すように、解放位置にあって、位置センサ41の先端検出部41cがベアリング装置43を介して第1のアーマチュア11に当接して押し込まれて出力信号が0(=オフ)の状態にある。
For example, when switching from single engine traveling to single motor traveling or hybrid traveling using a motor as a drive source, the first armature 11 is switched from the release position to the fastening position. At this time, as shown in FIGS. 4 and 6, the coil 21 and the motor are controlled.
In this case, first, as shown in FIG. 4A, the first armature 11 is in the release position, and the leading end detection portion 41c of the position sensor 41 is connected to the first armature 11 via the bearing device 43. The output signal is in a state of 0 (= off) due to contact and pushing.

第1のアーマチュア11を解放位置から締結位置に切り替えるには、図6に示すように、モータを始動させて回転数を増加させながら、第1のアーマチュア11の回転数をドライブトレイン側と連結された第2のアーマチュア12の回転数に近づける(ステップA10)。そして、出力回転数(第2のアーマチュア12の回転数)とモータ回転数(第1のアーマチュア11の回転数)との差αが、予め設定された所定値P未満になったか否かを判定する(ステップA20)。   In order to switch the first armature 11 from the release position to the fastening position, as shown in FIG. 6, the rotation speed of the first armature 11 is connected to the drive train side while starting the motor and increasing the rotation speed. The rotational speed of the second armature 12 is made closer (step A10). Then, it is determined whether or not the difference α between the output rotational speed (the rotational speed of the second armature 12) and the motor rotational speed (the rotational speed of the first armature 11) is less than a predetermined value P set in advance. (Step A20).

出力回転数(第2のアーマチュア12の回転数)とモータ回転数(第1のアーマチュア11の回転数)との差αが大きい状態で、第1及び第2のアーマチュア11,12の噛合歯11a,12aが当接すると、噛合歯11a,12aの摩耗を増大し異音の発生も招くおそれがあるので、このような観点から、噛合歯11a,12aが当接する際の差αの許容値として所定値Pが設定されている。差αが所定値P未満になってから噛合歯11a,12aを当接させることで、噛合歯11a,12aの摩耗や異音の発生も抑制される。   The meshing teeth 11a of the first and second armatures 11 and 12 in a state where the difference α between the output rotational speed (the rotational speed of the second armature 12) and the motor rotational speed (the rotational speed of the first armature 11) is large. , 12a increases the wear of the meshing teeth 11a, 12a and may cause abnormal noise. From this point of view, the allowable value of the difference α when the meshing teeth 11a, 12a contact A predetermined value P is set. By bringing the meshing teeth 11a and 12a into contact after the difference α is less than the predetermined value P, wear of the meshing teeth 11a and 12a and generation of abnormal noise are also suppressed.

ステップA20で差αが所定値P未満になったと判定されるまでは、次の制御周期でステップA10に進んでモータ回転数を増加させる。ステップA20で差αが所定値P未満になったと判定されたら、タイマをオンしてタイマカウントを開始し(ステップA30)、コイル21に締結電流を入力させる(ステップA40)。そして、位置センサ41の信号が0(=オフ)から1(=オン)に切り替わったかを判定する(ステップA50)。   Until it is determined in step A20 that the difference α is less than the predetermined value P, the process proceeds to step A10 in the next control cycle to increase the motor rotation speed. When it is determined in step A20 that the difference α is less than the predetermined value P, the timer is turned on to start the timer count (step A30), and the coil 21 is input with a fastening current (step A40). Then, it is determined whether the signal of the position sensor 41 is switched from 0 (= off) to 1 (= on) (step A50).

位置センサ41の信号が1でなければ、ステップA110に進んで、タイマカウント値tが判定基準値t0よりも大きいか否かを判定する。判定基準値t0は、係合不能故障を判定する値である。噛合式係合装置10が故障していなければ、コイル21に締結電流を入力し係合側への移動を開始すれば、通常は所定時間内に第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態になり、当然その前に、位置センサ41の信号が0から1に切り替わる。判定基準値t0は、この所定時間に対応する。   If the signal from the position sensor 41 is not 1, the process proceeds to Step A110, where it is determined whether or not the timer count value t is larger than the determination reference value t0. The determination reference value t0 is a value for determining an engagement failure. If the meshing engagement device 10 is not broken, the first and second armatures 11 and 12 are normally fastened within a predetermined time if a fastening current is input to the coil 21 and movement toward the engaging side is started. Naturally, the signal of the position sensor 41 switches from 0 to 1 before that. The determination reference value t0 corresponds to this predetermined time.

タイマカウント値tが判定基準値t0以内であれば、次の制御周期でステップA50に進んで、位置センサ41の信号が1か否かを判定する。噛合式係合装置10が故障していなければ、タイマカウント値tが判定基準値t0よりも大きくなる前に、位置センサ41の信号が1となる。この場合には、ステップA60に進んで、電流値から第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態になったか否かを判定する。つまり、電流センサ42で検出される電流値が落ち込みを示したか否かを判定し、電流値が落ち込みを示したら第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態になったと判定する。   If the timer count value t is within the determination reference value t0, the process proceeds to step A50 in the next control cycle to determine whether the signal from the position sensor 41 is 1. If the meshing engagement device 10 has not failed, the signal of the position sensor 41 becomes 1 before the timer count value t becomes larger than the determination reference value t0. In this case, it progresses to step A60 and it is determined from the electric current value whether the 1st and 2nd armatures 11 and 12 were in the fastening state. That is, it is determined whether or not the current value detected by the current sensor 42 indicates a drop. If the current value indicates a drop, it is determined that the first and second armatures 11 and 12 are in the engaged state.

電流値が第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態を示さなければ、ステップA62に進んで、タイマカウント値tが判定基準値t0よりも大きいか否かを判定する。タイマカウント値tが判定基準値t0よりも大きいか否かを判定する。タイマカウント値tが判定基準値t0以内であれば、ステップA70に進んで、モータトルクを増加させる。   If the current value does not indicate the engaged state of the first and second armatures 11 and 12, the process proceeds to step A62, and it is determined whether or not the timer count value t is larger than the determination reference value t0. It is determined whether or not the timer count value t is larger than the determination reference value t0. If the timer count value t is within the determination reference value t0, the process proceeds to step A70 and the motor torque is increased.

第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態にならない状況は、図4(b)に示すように、第1及び第2のアーマチュア11,12が歯先接触状態で、第1及び第2のアーマチュア11,12の噛合歯11a,12aが位相をずらしたままの状態で等速回転しているものと想定でき、このモータトルクの増加によって、第1及び第2のアーマチュア11,12間に差回転を与え噛合歯11a,12aの位相を合わせることができる。これにより、コイル21の磁力による締結力で第1のアーマチュア11を移動させ、噛合歯11a,12aを噛み合わせて第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態にすることができる。なお、タイマカウント値tが判定基準値t0以内であれば、第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態になるまで、制御周期毎にモータトルクを増加させる。   As shown in FIG. 4B, the first and second armatures 11 and 12 are not in a fastened state, and the first and second armatures 11 and 12 are in a tooth tip contact state. It can be assumed that the meshing teeth 11a and 12a of the armatures 11 and 12 are rotating at a constant speed with their phases shifted, and this increase in motor torque causes the first and second armatures 11 and 12 to be rotated. A differential rotation can be applied to match the phases of the meshing teeth 11a and 12a. Thereby, the 1st armature 11 and 12a can be made into a fastening state by moving the 1st armature 11 with the fastening force by the magnetic force of the coil 21, and meshing the meshing teeth 11a and 12a. If the timer count value t is within the determination reference value t0, the motor torque is increased every control cycle until the first and second armatures 11 and 12 are in the engaged state.

この結果、電流値が落ち込みを示すようになり、ステップA60で肯定判定されて、ステップA80に進んで、図4(c)に示すように、第1及び第2のアーマチュア11,12が締結状態であると判定する。次に、ステップA90に進んで、コイル21の締結電流をオフにする。そして、車両の走行モードをモータ走行モードあるいはハイブリッド走行モードとして(ステップA100)、タイマをオフし、タイマ値を0リセットして(ステップA150)、噛合式係合装置10の切替制御を終了する。   As a result, the current value shows a drop, an affirmative determination is made in step A60, the process proceeds to step A80, and the first and second armatures 11 and 12 are engaged as shown in FIG. It is determined that Next, it progresses to step A90 and the fastening current of the coil 21 is turned off. Then, the vehicle travel mode is set to the motor travel mode or the hybrid travel mode (step A100), the timer is turned off, the timer value is reset to 0 (step A150), and the switching control of the meshing engagement device 10 is finished.

一方、ステップA110又はステップA62で、タイマカウント値tが判定基準値t0よりも大きいと判定された場合には、噛合式係合装置10が係合不能故障(クラッチが解放状態で故障するクラッチ解放故障)であると判定する(ステップA120)。この場合には、コイル21の締結電流をオフにし(ステップA122)、エンジン走行モードを指示し(ステップA130)、車両内の警告灯等により故障表示を行なう(ステップA140)。そして、タイマをオフし、タイマ値を0リセットして(ステップA150)、噛合式係合装置10の切替制御を終了する。   On the other hand, if it is determined in step A110 or step A62 that the timer count value t is greater than the determination reference value t0, the meshing engagement device 10 is incapable of engaging (clutch disengagement in which the clutch is disengaged). It is determined that a failure has occurred (step A120). In this case, the fastening current of the coil 21 is turned off (step A122), the engine running mode is instructed (step A130), and a failure display is performed by a warning lamp in the vehicle (step A140). Then, the timer is turned off, the timer value is reset to 0 (step A150), and the switching control of the meshing engagement device 10 is finished.

一方、モータを駆動源とするモータ単体走行或いはハイブリッド走行から、エンジン単体走行に切り替える場合、第1のアーマチュア11を締結位置から解放位置に切り替える。このときには、図5及び図7に示すように、コイル21及びモータが制御される。
この場合、はじめは、第1のアーマチュア11は、図5(a)に示すように、締結位置にあって、位置センサ41の先端検出部41cは第1のアーマチュア11に当接しないため出力信号が1(=オン)の状態にある。
On the other hand, when switching from single motor traveling or hybrid traveling using a motor as a drive source to single engine traveling, the first armature 11 is switched from the fastening position to the release position. At this time, as shown in FIGS. 5 and 7, the coil 21 and the motor are controlled.
In this case, at first, as shown in FIG. 5A, the first armature 11 is in the fastening position, and the front end detector 41c of the position sensor 41 does not contact the first armature 11, so that the output signal Is in the state of 1 (= on).

第1のアーマチュア11を締結位置から解放位置に切り替えるには、図7に示すように、モータのトルクを0にする0トルク制御を実施する(ステップB10)。そして、タイマをオンしてタイマカウントを開始し(ステップB20)、コイル21に解放電流を入力させる(ステップB30)。モータのトルクを0にすると、解放電流を入力されたコイル21の磁力による解放力とスプリング23の解放力とによって、第1のアーマチュア11は締結位置から解放位置に容易に移動する。   In order to switch the first armature 11 from the fastening position to the release position, as shown in FIG. 7, zero torque control is performed to reduce the motor torque to zero (step B10). Then, the timer is turned on to start the timer count (step B20), and a release current is input to the coil 21 (step B30). When the torque of the motor is set to 0, the first armature 11 easily moves from the fastening position to the releasing position by the releasing force due to the magnetic force of the coil 21 to which the release current is input and the releasing force of the spring 23.

そして、位置センサ41の信号が1から0に切り替わったかを判定する(ステップB40)。位置センサ41の信号が0に切り替わったら、ステップB90に進んで、図5(c)に示すように、第1及び第2のアーマチュア11,12が解放状態であると判定する。次に、ステップB100に進んで、コイル21の解放電流をオフにする。そして、車両の走行モードをエンジン走行モードとして(ステップB110)、タイマをオフし、タイマ値を0リセットして(ステップB160)、噛合式係合装置10の切替制御を終了する。   Then, it is determined whether the signal of the position sensor 41 has been switched from 1 to 0 (step B40). When the signal of the position sensor 41 switches to 0, the process proceeds to step B90, and it is determined that the first and second armatures 11 and 12 are in the released state, as shown in FIG. Next, proceeding to step B100, the release current of the coil 21 is turned off. Then, the vehicle travel mode is set to the engine travel mode (step B110), the timer is turned off, the timer value is reset to 0 (step B160), and the switching control of the meshing engagement device 10 is finished.

一方、位置センサ41の信号が1のままであれば、ステップB40からステップB50に進んで、タイマカウント値tが判定基準値t1よりも大きいか否かを判定する。判定基準値t1は、モータを0トルク制御からドライブ側トルクを発生させる制御への切替タイミングを判定する値である。通常は、0トルク制御と解放電流の入力とにより、所定時間内に第1のアーマチュア11は締結位置から解放位置に移動し、位置センサ41の信号が1から0に切り替わるため、この所定時間に応じて判定基準値t1が設定される。   On the other hand, if the signal from the position sensor 41 remains 1, the process proceeds from step B40 to step B50, and it is determined whether or not the timer count value t is larger than the determination reference value t1. The determination reference value t1 is a value for determining the switching timing of the motor from 0 torque control to control for generating drive side torque. Normally, the first armature 11 moves from the fastening position to the release position within a predetermined time by the zero torque control and the input of the release current, and the signal of the position sensor 41 switches from 1 to 0. Accordingly, the determination reference value t1 is set.

噛合歯11a,12aの噛み合いがタイトであると、図5(b)に示すように、モータを0トルク制御してコイル21に解放電流を入力しても噛合歯11a,12aの噛み合いが解除されない場合があり、この場合、モータトルクをドライブ側に発生させることで、噛合歯11a,12aの噛み合いを解除することができる場合がある。そこで、タイマカウント値tが判定基準値t1よりも大きくなっても、位置センサ41の信号が1のままであれば、モータの0トルク制御を停止し(ステップB60)、モータトルクをドライブ側に増加させる制御を実施する(ステップB70)。   If the meshing of the meshing teeth 11a and 12a is tight, the meshing of the meshing teeth 11a and 12a is not released even if the motor is controlled to 0 torque and a release current is input to the coil 21, as shown in FIG. 5B. In this case, in some cases, the meshing of the meshing teeth 11a and 12a can be released by generating the motor torque on the drive side. Therefore, if the signal of the position sensor 41 remains 1 even if the timer count value t is larger than the determination reference value t1, the motor 0 torque control is stopped (step B60), and the motor torque is shifted to the drive side. Increase control is performed (step B70).

そして、モータトルクTmが予め設定された基準値Tpを超えたか否かが判定される(ステップB80)。モータトルクTmが基準値Tpを超えない限りは、次の制御周期で、ステップB40に進んで、位置センサ41の信号が1から0に切り替わったかを判定する。
位置センサ41の信号が1から0に切り替わったらステップB90に進んで、第1及び第2のアーマチュア11,12が解放状態であると判定し、上記と同様の処理を実施する(ステップB90,B100,B160)する。
Then, it is determined whether or not the motor torque Tm has exceeded a preset reference value Tp (step B80). As long as the motor torque Tm does not exceed the reference value Tp, the process proceeds to step B40 in the next control cycle to determine whether the signal of the position sensor 41 has been switched from 1 to 0.
When the signal of the position sensor 41 switches from 1 to 0, the process proceeds to step B90, where it is determined that the first and second armatures 11 and 12 are in the released state, and the same processing as described above is performed (steps B90 and B100). , B160).

位置センサ41の信号が1のままであれば、ステップB40からステップB50,B60を経て、ステップB70に進んで、モータトルクをドライブ側に増加させる制御を実施する。そして、ステップB80で、モータトルクTmが予め設定された基準値Tpを超えたと判定されたら、噛合式係合装置10が解放不能故障(クラッチが締結状態で故障するクラッチ締結故障)であると判定する(ステップB120)。   If the signal from the position sensor 41 remains 1, the process proceeds from step B40 to steps B50 and B60 to step B70, where control is performed to increase the motor torque to the drive side. If it is determined in step B80 that the motor torque Tm has exceeded a preset reference value Tp, it is determined that the meshing engagement device 10 has a disengagement failure (a clutch engagement failure in which the clutch fails in the engaged state). (Step B120).

そして、モータ回転数Nm上限回転数Nms未満に制限する制御を実施し(ステップB130)、コイルの解放電流をオフにし(ステップB140)、車両の走行モードをモータ走行モードあるいはハイブリッド走行モードのままに保持して(ステップB150)、タイマをオフし、タイマ値を0リセットして(ステップB160)、噛合式係合装置10の切替制御を終了する。   Then, control is performed to limit the motor rotation speed Nm to less than the upper limit rotation speed Nms (step B130), the coil release current is turned off (step B140), and the vehicle travel mode remains in the motor travel mode or the hybrid travel mode. The timer is turned off (step B150), the timer is turned off, the timer value is reset to 0 (step B160), and the switching control of the meshing engagement device 10 is finished.

このように、本噛合式係合装置によれば、オンオフ式の位置センサ41と電流センサ42とを用いて、解放位置から締結位置に切り替えるときには、締結位置から、歯先接触位置,解放位置への移動を、締結位置から解放位置に切り替えるときには、締結位置から解放位置への移行を、何れもリニアセンサを使うことなく適切に検出でき、装置の大型化を抑制することができる。   Thus, according to this meshing engagement device, when switching from the release position to the fastening position using the on / off type position sensor 41 and the current sensor 42, from the fastening position to the tooth tip contact position and the release position. When the movement is switched from the fastening position to the release position, any transition from the fastening position to the release position can be detected appropriately without using a linear sensor, and an increase in size of the apparatus can be suppressed.

また、故障判定部33は、位置センサ41や電流センサ42の応答から、解放位置から締結位置に切り替えるときに係合不能故障を判定し、締結位置から解放位置に切り替えるときに解放不能故障を判定するので、係合不能故障や解放不能故障を短時間で確実に検出することができる。   Further, the failure determination unit 33 determines an unengageable failure when switching from the release position to the fastening position, and determines a non-releasable failure when switching from the fastening position to the release position, from the response of the position sensor 41 or the current sensor 42. As a result, it is possible to reliably detect a failure that cannot be engaged and a failure that cannot be released in a short time.

位置センサ41の先端検出部41cにベアリング装置43が装着されているので、位置センサ41と第1のアーマチュア11とが支障なく相対回転し、先端検出部41cのアーマチュア11との接触時のフリクションを低減でき、位置センサ41の耐久性も確保される。   Since the bearing device 43 is mounted on the tip detection unit 41c of the position sensor 41, the position sensor 41 and the first armature 11 rotate relative to each other without hindrance, and friction is caused when the tip detection unit 41c contacts the armature 11. The durability of the position sensor 41 can be ensured.

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態を適宜変形して実施することができる。
例えば上記の実施形態では、位置センサ41の先端検出部41cにベアリング装置43が装着されているが、先端検出部41cと第1のアーマチュア11との摺接が滑らかであれば省略してもよい。
[Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented by appropriately modifying such embodiments.
For example, in the above embodiment, the bearing device 43 is attached to the tip detection unit 41c of the position sensor 41, but may be omitted if the sliding contact between the tip detection unit 41c and the first armature 11 is smooth. .

また、軸方向移動機構20は、コイル,永久磁石及びヨークを装備し、コイルへの通電を制御して磁界を操作することにより第1のアーマチュア11を軸方向に移動させるものであればよく、本実施形態のものに限定されない。   Further, the axial movement mechanism 20 may be any one provided with a coil, a permanent magnet, and a yoke and moving the first armature 11 in the axial direction by controlling the energization of the coil and operating the magnetic field. The present invention is not limited to this.

また、本実施形態では、ハイブリッド車のドライブトレインにモータを連結或いは非連結とする箇所に、本噛合式係合装置を適用したが、本噛合式係合装置はこれに限らず適用可能である。   Further, in the present embodiment, the meshing engagement device is applied to a location where the motor is connected to or disconnected from the drive train of the hybrid vehicle, but the meshing engagement device is not limited to this and can be applied. .

1 入力軸
2 出力ギヤ
10 噛合式係合装置(クラッチ)
11 第1のアーマチュア(第1の噛合係合要素)
11a 第1のアーマチュア11の噛合歯
12 第2のアーマチュア(第2の噛合係合要素)
12a 第2のアーマチュア12の噛合歯
20 軸方向移動機構
21 コイル
22 永久磁石
23 スプリング(解放力付与手段)
24,24a,24b ヨーク
25 支持部材
30 制御装置
31 位置判定部(位置判定手段)
32 係合制御部(係合制御手段)
33 故障判定部(故障判定手段)
41 位置センサ
41a センサ支持体
41b 検出体
41c 先端検出部
42 電流センサ
43 ベアリング装置
1 input shaft 2 output gear 10 meshing engagement device (clutch)
11 First armature (first meshing engagement element)
11a meshing teeth of the first armature 11 12 second armature (second meshing engagement element)
12a Meshing teeth of the second armature 12 20 Axial moving mechanism 21 Coil 22 Permanent magnet 23 Spring (release force applying means)
24, 24a, 24b Yoke 25 Support member 30 Control device 31 Position determination unit (position determination means)
32 Engagement control unit (engagement control means)
33 Failure determination unit (failure determination means)
41 Position Sensor 41a Sensor Support 41b Detector 41c Tip Detection Unit 42 Current Sensor 43 Bearing Device

Claims (8)

噛合歯をそれぞれ有し、前記噛合歯が互いに噛み合い可能に対向して配置され、それぞれ支持部材に回転可能に軸支された第1及び第2の噛合係合要素と、
前記第1及び第2の噛合係合要素の外周に装備されたコイル,永久磁石及びヨークと、
前記第1及び前記第2の噛合係合要素を解放側へ操作する解放力を前記第1及び第2の噛合係合要素間に付与する解放力付与手段と、
前記コイルへの通電を制御して前記第1及び第2の噛合係合要素を貫通する磁界を操作することにより、磁力を用いて前記第1の噛合係合要素を軸方向に移動させ、前記第1及び第2の噛合係合要素を完全解放と完全係合との間で切替制御する係合制御手段とを有し、
前記第1及び第2の噛合係合要素の相対位置関係として、前記噛合歯の各歯先どうしが離隔した完全解放位置と、前記噛合歯どうしが完全に噛み合った完全係合位置と、前記完全解放位置と前記完全係合位置との中間位置であって前記噛合歯の各歯先どうしが当接した歯先接触位置とを有する、噛合式係合装置であって、
前記第1及び第2の噛合係合要素の前記完全解放位置と前記歯先接触位置との間で信号のオンオフが切り替わるオンオフ型の位置センサと、
前記コイルの電流値を検出する電流センサと、
前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全解放位置から前記完全係合位置に切り替えるときに、前記位置センサのオンオフ信号が切り替わったら前記歯先接触位置に移動したと判定し、前記電流センサで検出された電流値が落ち込みを示したら前記完全係合位置に移動したと判定する、位置判定手段とを有する
ことを特徴とする、噛合式係合装置。
First and second meshing engagement elements each having meshing teeth, the meshing teeth being arranged to face each other so as to mesh with each other, and rotatably supported by the support member,
A coil, a permanent magnet and a yoke mounted on the outer periphery of the first and second meshing engagement elements;
Release force applying means for applying a release force for operating the first and second meshing engagement elements to the release side between the first and second meshing engagement elements;
By controlling energization to the coil and operating a magnetic field penetrating the first and second meshing engagement elements, the first meshing engagement element is moved in the axial direction using magnetic force, Engagement control means for switching and controlling the first and second meshing engagement elements between full release and full engagement;
As a relative positional relationship between the first and second meshing engagement elements, a complete release position where the respective tooth tips of the meshing teeth are separated from each other, a complete engagement position where the meshing teeth are completely meshed with each other, A meshing engagement device having a tooth tip contact position that is an intermediate position between a release position and the full engagement position and where the tooth tips of the meshing teeth are in contact with each other;
An on / off type position sensor that switches on / off of a signal between the fully released position of the first and second meshing engagement elements and the tooth tip contact position;
A current sensor for detecting a current value of the coil;
When the first and second meshing engagement elements are switched from the fully released position to the fully engaged position, it is determined that the position sensor has moved to the tooth tip contact position when the on / off signal is switched, and the current A meshing engagement device comprising: position determination means for determining that the current value detected by the sensor has moved to the complete engagement position when the current value indicates a drop.
前記係合制御手段は、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全解放位置から前記完全係合位置に切り替えるときには、前記第1及び第2の噛合係合要素を接近させる側に磁力が発生するように前記コイルに電流供給を指示し、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全係合位置に移動したことが判定されたら前記コイルへの電流供給の停止を指示する
ことを特徴とする、請求項1記載の噛合式係合装置。
When the first and second meshing engagement elements are switched from the complete release position to the complete engagement position, the engagement control means is configured to apply a magnetic force to the side that causes the first and second meshing engagement elements to approach each other. When the position determination means determines that the first and second meshing engagement elements have moved to the fully engaged position, supply current to the coil. The intermeshing engagement device according to claim 1, wherein the stop is instructed to stop.
前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全解放位置から前記完全係合位置に切り替えるときに、前記第1及び第2の噛合係合要素を接近させる側に磁力が発生するように前記係合制御手段が前記コイルに電流供給を指示しても、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全係合位置に移動したことが判定されない場合に、係合不能故障であると判定する故障判定手段を備えている
ことを特徴とする、請求項2記載の噛合式係合装置。
When the first and second meshing engagement elements are switched from the fully released position to the fully engaged position, the magnetic force is generated so that the first and second meshing engagement elements approach each other. Even if the engagement control means instructs the coil to supply a current, the position determination means does not determine that the first and second meshing engagement elements have moved to the complete engagement position. 3. The meshing engagement device according to claim 2, further comprising failure determination means for determining that the failure is impossible.
前記位置判定手段は、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全係合位置から前記完全解放位置に切り替えるときには、前記位置センサのオンオフ信号が切り替わったら前記完全解放位置に移動したと判定する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の噛合式係合装置。
The position determination means determines that when the first and second meshing engagement elements are switched from the complete engagement position to the complete release position, the position sensor has moved to the complete release position when the on / off signal of the position sensor is switched. The meshing engagement device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記係合制御手段は、前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全係合位置から前記完全解放位置に切り替えるときには、前記第1及び第2の噛合係合要素を離隔させる側に磁力を発生するように前記コイルに電流供給を指示し、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全解放位置に移動したことが判定されたら前記コイルへの電流供給を停止する
ことを特徴とする、請求項4記載の噛合式係合装置。
When the first and second meshing engagement elements are switched from the complete engagement position to the complete release position, the engagement control means is configured to apply a magnetic force to the side that separates the first and second meshing engagement elements. When the position determining means determines that the first and second meshing engagement elements have moved to the fully released position, the current supply to the coil is performed. The meshing engagement device according to claim 4, wherein the engagement type engagement device is stopped.
前記第1及び第2の噛合係合要素を前記完全係合位置から前記完全解放位置に切り替えるときに、前記第1及び第2の噛合係合要素を離隔させる側に磁力が発生するように前記係合制御手段が前記コイルに電流供給を指示しても、前記位置判定手段により前記第1及び第2の噛合係合要素が前記完全解放位置に移動したことが判定されない場合に、解放不能故障であると判定する故障判定手段を備えている
ことを特徴とする、請求項5記載の噛合式係合装置。
When the first and second meshing engagement elements are switched from the fully engaged position to the fully released position, the magnetic force is generated so that the first and second meshing engagement elements are separated from each other. Even if the engagement control means instructs the coil to supply current, if the position determination means does not determine that the first and second meshing engagement elements have moved to the fully released position, an unreleasable failure 6. The meshing engagement device according to claim 5, further comprising failure determination means for determining that
前記位置判定手段は、前記電流値が予め設定された減少量以上の落ち込みを示したら前記歯先接触位置から前記完全係合位置へ移動したと判定する
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の噛合式係合装置。
The said position determination means determines with having moved to the said complete engagement position from the said tooth-tip contact position, if the said electric current value shows the fall more than the preset reduction amount, The 1st-6th characterized by the above-mentioned. The meshing engagement device according to any one of the above.
前記コイル,永久磁石及びヨークを支持する支持部材は、前記完全係合位置では回転し、前記完全解放位置では非回転が可能に構成され、
前記位置センサは、
前記支持部材に固定されたセンサ支持体と、
前記センサ支持体に進退可能に支持されて、前記第1の噛合係合要素が当接したオフ状態と、前記第1の噛合係合要素が当接しないオン状態とをとる先端検出部を有する検出体と、を有し、
前記先端検出部には、ベアリング装置が装着されている
ことを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の噛合式係合装置。
The support member that supports the coil, permanent magnet, and yoke is configured to rotate in the fully engaged position and to be non-rotatable in the fully released position,
The position sensor is
A sensor support fixed to the support member;
A tip detection unit that is supported by the sensor support body so as to be able to advance and retract and takes an off state in which the first meshing engagement element abuts and an on state in which the first meshing engagement element does not abut. A detector, and
The meshing engagement device according to any one of claims 1 to 7, wherein a bearing device is attached to the tip detection unit.
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