JP2023521140A - 駐車・クラッチ共用制御装置、その操作方法及び車両 - Google Patents

Abstract

駐車・クラッチ共用制御装置、その操作方法及び車両を提供し、該駐車・クラッチ共用制御装置は、駐車機構と、クラッチ機構と、モータ（５１）と、を含み、駐車機構は、位置決め板（５２）と、位置決め板（５２）に接続される回転ドラム（５２３）と、回転ドラム（５２３）に設けられるカム溝（５２２）と、弾性ポジショナ（５４）と、位置決め溝（５２４）と、を含み、位置決め板（５２）はモータ（５１）によって回転駆動され、弾性ポジショナ（５４）と位置決め溝（５２４）は相互に係合し、回転ドラム（５２３）は、駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置に回動可能であり、クラッチ機構は、クラッチフォークユニットとフォーク駆動カム（５５１）を含み、カム溝（５２２）はストレート溝と噛合回転溝を含み、フォーク駆動カム（５５１）が噛合回転溝にある場合、噛合回転溝とフォーク駆動カム（５５１）は互いに噛み合い、クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動する。１つのモータは駐車機構とクラッチの接合・切断の両方を制御し、しかも、該装置は構造が簡単であり、製造が容易であり、コストが低く、効率が高いという利点がある。【選択図】図１

Description

本発明はトランスミッションの技術分野に関し、特に駐車・クラッチ共用制御装置、その操作方法及び車両に関する。

現在、ハイブリッド車のトランスミッションでは、車両を高速走行させる際にはエンジンで直接駆動して燃費を向上させるために、１つのクラッチによってエンジンを駆動システムに組み込むのが一般的であるが、クラッチとして、一般的に多摩擦板湿式クラッチが使用され、さらに油圧シリンダ、油圧ポンプ、比例圧力ソレノイドバルブやバルブプレートでトルク制御を行う必要がある。これらの部品はコストが高く、消費電力が大きい上、多摩擦板湿式クラッチ自体の製造コストが高く、占有空間が大きいため、トランスミッション全体のコストが高くなり、このハイブリッドトランスミッションの使用が制限されている。また、一般的なハイブリッド車のトランスミッションには、駐車機構もあるが、自動化が進むに伴い、近年、電動や油圧により制御される駐車機構を採用する自動車が増えている。電気制御又は油圧制御のいずれであっても追加の駆動力と制御装置が必要となり、その結果、トランスミッションのエネルギー消費量とコストが大幅に増加する。摩擦板湿式クラッチをどのように代替し、クラッチ及びその制御装置のコストやエネルギー消費量を低減するかは、当分野において早急に解決すべき技術的課題となっている。

本発明の目的は、上記背景技術に記載の技術的課題を解決するために、駐車・クラッチ共用制御装置、その操作方法及び車両を提供することである。

本発明は以下の技術的解決策によって実現される。
本発明の一態様は、
駐車機構と、クラッチ機構と、モータと、を含み、
前記駐車機構は、位置決め板と、回転ドラムと、弾性ポジショナと、複数の位置決め溝と、を含み、前記回転ドラムは前記位置決め板に連動して接続され、前記位置決め溝は前記位置決め板に設けられ、前記位置決め板は前記モータによって回転駆動され、前記弾性ポジショナと前記位置決め溝は相互に係合し、前記回転ドラムは駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置に回動可能であり、
前記クラッチ機構は、クラッチフォークユニットと、前記クラッチフォークユニットに設けられるフォーク駆動カムと、を含み、前記フォーク駆動カムは回転すると前記クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動し、
前記回転ドラムにカム溝が設けられ、前記カム溝は、噛合回転溝と軸線に垂直なストレート溝とを含み、前記回転ドラムが駐車ロックと駐車解除の位置の間で回転するとき、前記フォーク駆動カムは前記ストレート溝に位置し、前記回転ドラムが駐車解除とクラッチ接合の位置の間で回転するとき、前記フォーク駆動カムは前記噛合回転溝に位置し、前記噛合回転溝と前記フォーク駆動カムは互いに噛み合う駐車・クラッチ共用制御装置を提供する。

さらに、前記クラッチフォークユニットは、フォーク案内軸と、外フォークと、内フォークと、を含み、前記内フォークは前記フォーク案内軸に外嵌され、前記外フォークは前記内フォークに外嵌され、前記外フォークに固定ピンが設けられ、前記内フォークに軸方向溝が開けられ、前記固定ピンは前記軸方向溝内を摺動する。

さらに、前記外フォークと前記内フォークとの間にフォークスプリングがさらに設けられ、前記外フォークは前記フォークスプリングを介して前記内フォークを駆動する。

さらに、前記クラッチ機構はクラッチ入力軸と、クラッチ摺動ギアスリーブと、クラッチギアハブと、をさらに含み、前記クラッチ摺動ギアスリーブは前記クラッチギアハブに外嵌され、
前記クラッチ入力軸にクラッチドッグ歯が設けられ、
前記クラッチ摺動ギアスリーブは、フォーク脚を介して前記フォーク案内軸に接続され、前記フォーク脚は前記クラッチ摺動ギアスリーブの外周に設けられ、前記クラッチ摺動ギアスリーブに内歯及び前記内フォークと嵌合する周方向トレンチが設けられ、前記クラッチ摺動ギアスリーブはフォークスプリングの作用によってクラッチドッグ歯のバックラッシに挿入され、前記クラッチギアハブに伝動歯が設けられ、前記内歯は前記クラッチドッグ歯及び前記伝動歯のそれぞれと噛み合う。

さらに、前記駐車機構は駐車作動レバーをさらに含み、前記駐車作動レバーの端部に駆動エルボが設けられ、
前記位置決め板にヒンジ孔が開けられ、前記駆動エルボは前記ヒンジ孔にヒンジ連結され、前記位置決め板は、回転すると、前記駐車作動レバーを、駐車ロックの位置に押すか、当該位置から引き出す。

さらに、前記駐車機構は、案内板と、駐車爪と、トランスミッション出力軸に接続される駐車ラチェットと、をさらに含み、前記案内板はトランスミッションケースに取り付けられ、前記駐車爪は前記駐車作動レバーに設けられ、前記駐車作動レバーは、前記案内板の作用によって、スプリング及びウェッジを介して前記駐車爪を前記駐車ラチェットに押し付け、前記駐車爪は前記駐車ラチェットと噛み合う。

さらに、前記駐車機構は、駐車爪旋回軸と、駐車爪復位スプリングと、をさらに含み、
前記駐車爪は前記駐車爪旋回軸の周りに回転し、前記駐車爪復位スプリングは前記駐車爪旋回軸に外嵌され、前記駐車爪復位スプリングのトルクにより前記駐車爪は前記駐車ラチェットから離れる方向に回動する。

さらに、前記位置決め板は旋回軸を介して前記回転ドラムに接続され、前記位置決め板及び前記回転ドラムは全て固定ピンを介して前記旋回軸に接続される。

さらに、前記モータの出力軸に駆動歯車が設けられ、前記位置決め板に半円弧状ラックが設けられ、前記駆動歯車と前記半円弧状ラックは噛み合う。

本発明の別の態様は、
モータが起動されると、位置決め板は前記モータによって回転駆動され、回転ドラムは、駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置にそれぞれ回動し、前記回転ドラムが駐車解除とクラッチ接合の位置の間で回転するとき、フォーク駆動カムは噛合回転溝に位置し、前記噛合回転溝と前記フォーク駆動カムは互いに噛み合い、前記フォーク駆動カムは、回転すると、クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動するステップと、
駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合又はクラッチ切断が完了すると、弾性ポジショナと位置決め溝は相互に係合して、前記位置決め板を位置決めした後、モータの電源を切るステップと、を含む上記の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法を提供する。

さらに、前記駐車機構は、駐車作動レバーと、案内板と、駐車爪と、トランスミッション出力軸に接続される駐車ラチェットと、をさらに含み、前記案内板はトランスミッションケースに取り付けられ、前記駐車爪は前記駐車作動レバーに設けられ、
前記回転ドラムを駐車ロック位置に回動させるとき、駐車作動レバーは案内板の作用によって駐車爪を駐車ラチェットに押し付け、前記駐車爪の爪歯は前記駐車ラチェットのバックラッシに入り、前記駐車ラチェットをロックする。

さらに、前記駐車作動レバーの端部に駆動エルボが設けられ、前記位置決め板にヒンジ孔が開けられ、前記駆動エルボは前記ヒンジ孔にヒンジ連結され、
前記回転ドラムが駐車ロック位置にあるとき、駐車ロック位置への回動と反対の方向に前記位置決め板を回転させ、ヒンジ孔を通って前記駐車作動レバーを駐車ロック位置から引き出す。

さらに、前記クラッチフォークユニットは、外フォークと、内フォークと、フォークスプリングと、を含み、前記外フォークは前記内フォークに外嵌され、前記外フォークは前記フォークスプリングを介して前記内フォークを駆動し、
前記クラッチ機構は、クラッチ入力軸と、クラッチ摺動ギアスリーブと、クラッチギアハブと、をさらに含み、前記クラッチ入力軸にクラッチドッグ歯が設けられ、前記クラッチ摺動ギアスリーブに内歯が設けられ、前記クラッチギアハブに伝動歯が設けられ、
前記回転ドラムが駐車解除位置とクラッチ接合位置の間で回転するとき、前記フォーク駆動カムは回転して外フォークを軸方向に移動駆動し、前記外フォークはフォークスプリングを介して内フォークを駆動し、前記内フォークはクラッチドッグ歯のバックラッシに挿入するようにクラッチ摺動ギアスリーブを駆動し、前記クラッチ摺動ギアスリーブの内歯は前記クラッチドッグ歯及び伝動歯のそれぞれと噛み合い、前記伝動歯を同じ速度で運転させる。

さらに、前記回転ドラムがクラッチ接合位置にある場合、クラッチ接合の場合と反対の方向に前記位置決め板を回動し、前記クラッチ摺動ギアスリーブの内歯と前記クラッチドッグ歯が分離するまで前記外フォークを軸方向に移動させ、弾性ポジショナによって回転ドラムと外フォークをクラッチ切断位置に位置決めする。

本発明の別の態様は、上記の駐車・クラッチ共用制御装置を含む車両をさらに提供する。

本発明を実施すると、以下の有益な効果を有する。
１．本発明の駐車・クラッチ共用制御装置では、従来技術で使用される摩擦板湿式クラッチに比べて、ドッグクラッチは、摩擦板、油圧シリンダ、油圧ポンプ、比例圧力ソレノイドバルブやバルブプレートなどの部品のコストを節約し、クラッチ機構と駐車機構は、制御モータを共用し、消費電力が少なく、回転ドラムは、弾性ポジショナと位置決め溝を利用して位置決めできるので、クラッチ接合後にモータへの給電が不要になり、これによって、消費電力を節約し、トランスミッション効率を向上させる。
２．本発明の駐車・クラッチ共用制御装置及びその操作方法では、１つのモータは駐車機構とクラッチの接合・切断の両方を制御し、当該共用制御装置は、構造が簡単であり、占有スペースが少なく、製造が容易であり、低コストであり、効率が高く、従来のハイブリッドトランスミッションのクラッチでの作動装置の高コスト、大きな消費電力の問題を効果的に解決することができ、本発明の駐車・クラッチ共用制御装置及びその操作方法は、回転数差が制御可能であり、接合時間への要求が低く、電動駐車機構を用いたハイブリッド車のトランスミッションに特に適している。

本発明の実施例又は従来技術の技術的解決策や利点を明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明に使用される図面を簡単に説明するが、明らかに、以下で説明する図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な努力を必要とせずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
本発明の実施例に係る共用制御装置の横断面図である。 本発明の実施例に係る共用制御装置の一部の部品の３Ｄ概略図である。 本発明の実施例に係るハイブリッド車のトランスミッションの原理概略図である。 本発明の実施例に係る位置決め板が駐車位置に停止するときの概略図である。 本発明の実施例に係る位置決め板が電気自動車モードで停止するときの概略図である。 本発明の実施例に係るクラッチ接合の場合のエンジンの速度制御を示す図である。 本発明の実施例に係る位置決め板がエンジン直接駆動モードで停止するときの概略図である。

本発明の目的、技術的解決策及び利点をより明確にするために、以下、実施例を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。明らかに、説明する実施例は本発明の実施例の一部に過ぎず、全ての実施例ではない。当業者が本発明の実施例に基づいて創造的な努力を必要とせずに得る他の全ての実施例は本発明の特許範囲に属する。

実施例
本実施例は駐車・クラッチ共用制御装置を提供し、図１～２に示すように、本実施例の駐車・クラッチ共用制御装置は、駐車機構と、クラッチ機構と、モータ５１と、を含む。駐車機構は、位置決め板５２と、回転ドラム５２３と、弾性ポジショナ５４と、複数の位置決め溝５２４と、を含む。回転ドラム５２３は、位置決め板５２に連動して接続され、位置決め溝５２４は位置決め板５２に設けられ、位置決め板５２はモータ５１によって回転駆動され、弾性ポジショナ５４と位置決め溝５２４は相互に係合し、回転ドラム５２３は駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置に回動可能である。クラッチ機構は、クラッチフォークユニットと、クラッチフォークユニットに設けられるフォーク駆動カム５５１と、を含む。フォーク駆動カム５５１は、回転するとクラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動する。回転ドラム５２３にカム溝５２２が設けられ、カム溝５２２は、噛合回転溝と軸線に垂直なストレート溝とを含む。回転ドラム５２３が駐車ロックと駐車解除の位置の間で回転するとき、フォーク駆動カム５５１はストレート溝に位置し、ストレート溝とフォーク駆動カム５５１は噛み合わず、このため、フォークユニットは軸方向に移動しない。回転ドラム５２３が駐車解除とクラッチ接合の位置の間で回転するとき、フォーク駆動カム５５１は噛合回転溝に位置し、噛合回転溝とフォーク駆動カム５５１は噛み合い、クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動する。

１つの具体的な実施形態として、フォーク駆動カム５５１は外フォークブッシュ５５３を介してクラッチフォークユニットに接続され、クラッチフォークユニットは、フォーク案内軸７７と、外フォーク５５と、内フォーク７６と、を含む。内フォーク７６はフォーク案内軸７７に外嵌され、外フォーク５５は内フォーク７６に外嵌され、外フォーク５５に固定ピン５５２が設けられ、内フォーク７６に軸方向溝７６１が形成され、固定ピン５５２は軸方向溝７６１内を摺動する。外フォーク５５と内フォーク７６との間にフォークスプリング７５がさらに設けられ、外フォーク５５はフォークスプリング７５を介して内フォーク７６を駆動する。

１つの具体的な実施形態として、クラッチ機構は、クラッチ入力軸１１と、クラッチ摺動ギアスリーブ７１と、クラッチギアハブ７２と、をさらに含む。クラッチギアハブ７２にクラッチ出力軸８４に連結されたギアハブスプライン７２２が設けられ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１はクラッチギアハブ７２に外嵌される。クラッチ入力軸１１にクラッチドッグ歯１１３が設けられ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１はフォーク脚７６２を介してフォーク案内軸７７に接続される。フォーク脚７６２はクラッチ摺動ギアスリーブ７１の外周に設けられ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１には内歯７１１及び内フォーク７６と嵌合する周方向トレンチ７１２が設けられ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１はフォークスプリング７５の作用によってクラッチドッグ歯１１３のバックラッシに挿入される。クラッチギアハブ７２に伝動歯７２１が設けられ、内歯７１１はクラッチドッグ歯１１３及び伝動歯７２１のそれぞれと噛み合う。フォークユニットは、予め圧縮されたフォークスプリング７５によってクラッチ摺動ギアスリーブ７１がギアを入れて運動するように制御する。クラッチの両端の回転数の差が大きくて接合ができなかったり、クラッチの両端の歯先が合わせられたりする場合においても、フォーク入力端は所望の位置に移動し、接合位置に位置決めされ得る。圧縮されたフォークスプリング７５はクラッチ摺動ギアスリーブ７１を常にクラッチドッグ歯１１３に押し付ける。これによって、クラッチの回転数の差が低下した後、クラッチ摺動ギアスリーブ７１がクラッチ入力軸のクラッチドッグ歯１１３に接合されることが保証される。クラッチを切断する必要がある場合、外フォーク５５は機械結合、例えば伝動ピンを介して、内フォーク７６を接合位置から直接引き出し、クラッチを切断する。

さらに、クラッチ摺動ギアスリーブ７１とクラッチドッグ歯１１３の接合し易さから、前記内歯７１１の端部に面取り７１３がさらに設けられる。

本実施例における駐車・クラッチ共用制御装置では、駐車機構の位置決め板５２に回転ドラム５２３が追加されており、回転ドラム５２３はカム溝５２２を有し、カム溝５２２はフォーク駆動カム５５１と嵌合し、位置決め板５２が駐車回転動作を行うときに、カム溝５２２は軸方向に変位せず、位置決め板５２がクラッチ制御動作を行うときに、カム溝５２２はクラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動させ、クラッチの接合又は切断を行う。位置決め板５２には複数の位置決め溝５２４が設けられ、これらの位置決め溝５２４は弾性ポジショナ５４と相互に係合し、位置決め板５２及びクラッチフォークユニットを、駐車、電気駆動又はエンジン直接駆動の位置にロックし、車両が走行するときにモータ５１への給電が遮断されてもよく、このように、従来の湿式クラッチの油圧ポンプの消費電力が節約され、トランスミッション効率が向上する。

１つの具体的な実施形態として、駐車機構は駐車作動レバー５６をさらに含み、駐車作動レバー５６の端部に駆動エルボ５６１が設けられ、位置決め板５２にヒンジ孔５２６が開けられる。駆動エルボ５６１はヒンジ孔５２６にヒンジ連結され、位置決め板５２は回転すると駐車作動レバー５６を駐車ロックの位置に押すか、又は、当該位置から引き出す。

１つの具体的な実施形態として、駐車機構は、案内板５７と、駐車爪５８と、トランスミッション出力軸に接続される駐車ラチェット５９と、をさらに含む。案内板５７はトランスミッションケースに取り付けられ、駐車爪５８は駐車作動レバー５６に設けられる。駐車作動レバー５６は、案内板５７の作用によって、スプリング５６３及びウェッジ５６４を介して、駐車爪５８を駐車ラチェット５９に押し付け、駐車爪５８に爪歯５８３が設けられ、駐車ラチェット５９に駐車ラチェット歯５９１が設けられ、爪歯５８３と駐車ラチェット歯５９１は噛み合う。

１つの具体的な実施形態として、駐車機構は、駐車爪旋回軸５８１と、駐車爪復位スプリング５８２と、をさらに含む。駐車爪５８は駐車爪旋回軸５８１の周りに回転し、駐車爪復位スプリング５８２は駐車爪旋回軸５８１に外嵌され、駐車爪復位スプリング５８２のトルクにより駐車爪５８は駐車ラチェット５９から離れる方向に回動する。

１つの具体的な実施形態として、案内板５７に爪制限パッド５７１が設けられ、駐車爪５８には駐車爪５８を制限するための駐車爪制限面５８４がさらに設けられる。

１つの具体的な実施形態として、位置決め板５２は旋回軸５３を介して回転ドラム５２３に接続され、位置決め板５２及び回転ドラム５２３は全て固定ピン５３１を介して旋回軸５３に接続され、位置決め板５２、旋回軸５３及び回転ドラム５２３は全て固定軸孔６２１の周りに回転可能である。

１つの具体的な実施形態として、モータ５１の出力軸に駆動歯車５１１が設けられ、位置決め板５２に半円弧状ラック５２１が設けられ、駆動歯車５１１と半円弧状ラック５２１は噛み合う。

１つの具体的な実施形態として、クラッチ機構は、軸受け支持ユニット４と、筐体６と、をさらに含み、軸受け支持ユニット４はクラッチ旋回部材を筐体６に支持する。

さらに、軸受け支持ユニット４は、ころ軸受け４１、第１玉軸受け４２、スラスト軸受け４３及び第２玉軸受け４５を含む。

さらに、筐体６は、前筐体６２と、後筐体６３と、前筐体６２及び後筐体６３をカバーするカバープレート６１と、を含む。

本実施例における駐車・クラッチ共用制御装置は、図３に示すハイブリッド車のトランスミッションに特に適している。図中、ＩＣＥはエンジン、Ｃ０はクラッチ、Ｐは駐車、Ｐ１は発電機、Ｐ３はモータを表す。エンジン１の出力軸は、エンジンダンパ１２及びクラッチ入力軸１１を経て、接続ウェブプレート１３を介して、Ｐ１発電機２の回転子に連結され、クラッチ入力軸１１には、エンジンダンパ１２との接続用のスプライン１１１が設けられる。都市部の道路状況に応じて駆動を行うＰ３モータ３の回転子３１がトランスミッション入力軸３３に固定して接続される。クラッチ７は、クラッチ出力軸８４とエンジン出力軸との接続及び切断を制御するために用いられる。電池の残量が十分であり、都市部の道路状況である場合には、クラッチ７は切断され、Ｐ３電気モータ３は、トランスミッション出力軸３３、歯車対３４／９１、９５／９６、ディファレンシャル９７を介して車輪２０を駆動し、歯車対３４／９１、９５／９６の全歯車比は約９である。これにより、Ｐ３電気モータ３のトルクを効果的に増大し、低速駆動の場合の動力を向上させることができる。高速では、クラッチ７は接合され、エンジン１は、クラッチ７、クラッチ出力軸８４、歯車対８３／９３、９５／９６、ディファレンシャル９７を介して車輪２０を駆動し、歯車対８３／９３、９５／９６の全歯車比は約３であり、これにより、高速ではエンジンの効率的な直接駆動が保証される。

なお、本実施例における駐車・クラッチ共用制御装置は、平行軸機構を用いたトランスミッションだけに適用されるのではなく、Ｐ３モータの回転子が遊星歯車機構の太陽歯車に連結され、遊星キャリヤが出力すれば、クラッチ出力軸８４は遊星キャリヤに直接連結されてもよい。クラッチと駐車機構を用いた他のハイブリッド車も本実施例の駐車・クラッチ共用制御装置を利用して、トランスミッション効率を向上させ、製造コストを低下させることもできる。

図３に示すハイブリッド車のトランスミッションでは、駐車の作動過程は以下の通りである。さらに図１～３及び図４に示すように、モータ５１が起動されて反時計回りに回転し、位置決め板５２を時計回りに回転駆動し、駐車作動レバー５６を右へ押して駐車ロック位置に移動させ、位置決め板５２は所望の位置に至ると、弾性ポジショナ５４により駐車ロック位置に位置決めされ、これにより、Ｐギア駐車が実現される。この場合、モータ５１への給電が遮断されてもよい。駐車作動レバー５６は、案内板５７の作用によって、スプリング５６３及びウェッジ５６４を介して、駐車爪５８を駐車ラチェット５９に押し付ける。駐車ラチェット５９の回転数が所定値に減速すると、駐車爪５８の爪歯５８３は駐車ラチェット５９のバックラッシに入り、駐車ラチェット５９をロックし、このようにして車両が制動される。

図３に示すハイブリッド車のトランスミッションでは、駐車が解除され、電気自動車（ＥＶ）モードで作動する過程は以下の通りである。さらに、図１～３及び図５に示すように、車両を起動させるには、駐車機構を解放しなければならない。このとき、モータ５１が起動されて時計回りに回転し、位置決め板５２を反時計回りに回転駆動し、ヒンジ孔５２６は駐車作動レバー５６を駐車ロック位置から引き出し、弾性ポジショナ５４は、位置決め板５２をＤギア即ち駐車解除位置に固定し、モータ５１への給電が遮断されてもよい。車両はＥＶモードで走行可能になる。

図３に示すハイブリッド車のトランスミッションでは、クラッチが接合され、エンジン直接駆動モードで作動する過程は以下の通りである。図６に示すように、図中、ｔは時間、Ｖは回転数を表す。エンジン１による直接駆動が必要である場合、Ｐ１発電機２を利用して、クラッチ入力軸１１の回転数Ｖｉをクラッチ出力軸８４の回転数Ｖｏに近い回転数に素早く引っ張る。Ｖｏはクラッチ出力軸８４の回転数であり、車両の走行速度により決定される。さらに、図１～３及び図７に示すように、次に、モータ５１が起動されて時計回りに回転し、位置決め板５２を反時計回りに約４５°だけ回転駆動させる。回転ドラム５２３が駐車解除位置とクラッチ接合位置の間で回転するとき、フォーク駆動カム５５１は噛合回転溝の部分に位置し、回転ドラム５２３は回転すると、フォーク駆動カム５５１を軸方向に移動駆動する。回転ドラム５２３が反時計回りに４５°回転すると、フォーク駆動カム５５１は軸方向において約６ｍｍだけ右へ移動させられる。フォーク駆動カム５５１の軸方向変位により外フォーク５５は軸方向に移動駆動される。外フォーク５５には、内フォーク７６の軸方向溝７６１内を摺動可能な固定ピン５５２が設けられる。外フォーク５５が右へ移動すると、固定ピン５５２は軸方向溝７６１内を摺動し、内フォーク７６を直接駆動しない。ただし、フォークスプリング７５は内フォーク７６を右へ押す。クラッチ摺動ギアスリーブ７１の内歯７１１がクラッチ入力軸１１のクラッチドッグ歯１１３のバックラッシとずれて、クラッチ摺動ギアスリーブ７１が右へ移動できなくなる場合、内フォーク７６及びクラッチ摺動ギアスリーブ７１は軸方向の移動を停止し、クラッチ摺動ギアスリーブ７１はクラッチドッグ歯１１３の端面に密着して摺動する。フォークスプリング７５によってクラッチ摺動ギアスリーブ７１とクラッチドッグ歯１１３の端面との間の接触力が制限されるので、剛性でギアをシフトする従来のフォークが大きな力でギアを入れる場合の衝撃や摩損が回避される。

さらに、摩擦抵抗を小さくするために、フォーク駆動カム５５１に転がり軸ブッシュが追加されてもよい。外フォーク５５の固定ピン５５２は外フォーク５５の回動を防止するとともに、外フォーク５５の復路において内フォーク７６を接合位置から引くことができる。

回転数差Ｖｏ－Ｖｉが所定の接合回転数差（一般には２０～５０ｒｐｍ）よりも大きい場合、クラッチ摺動ギアスリーブ７１はクラッチ入力軸１１に対して常に歯先が滑る。エネルギー消費量を節約するために、モータ５１への給電が切断されてもよく、外フォーク５５は、弾性ポジショナ５４と位置決め溝５２４によって図７に示す係合位置にロックされてもよい。位置決め板５２が係合位置に回転した後、さらに、回転数差Ｖｏ－Ｖｉが減少するようにＰ１発電機２の回転数を制御する。回転数差が所定の接合回転数差以下である場合、クラッチ摺動ギアスリーブ７１の内歯７１１はフォークスプリング７５による付勢力でクラッチドッグ歯１１３のバックラッシに挿入され、伝動歯７２１を同じ速度で運転させ、このように、クラッチ接合が完了する。回転数差が小さいので、クラッチ接合過程で生じる騒音も、大きな差分で接合する従来のドッグ歯クラッチよりも低い。

図３に示すハイブリッド車のトランスミッションでは、クラッチが切断され、電気自動車（ＥＶ）モードで作動する過程は以下の通りである。エンジン１による直接駆動を終了する際には、モータ５１が起動されて反時計回りに回転し、位置決め板５２を時計回りに切断角度まで回転駆動し、カム溝５２２は外フォーク５５を切断位置まで左へ移動させ、弾性ポジショナ５４は回転ドラム５２３及び外フォーク５５を切断位置にロックする。

本発明の別の実施例は、モータ５１が起動されると、位置決め板５２はモータ５１によって回転駆動され、回転ドラム５２３は、駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置にそれぞれ回動する。回転ドラム５２３が駐車解除とクラッチ接合の位置の間で回転するとき、フォーク駆動カム５５１は噛合回転溝に位置し、噛合回転溝とフォーク駆動カム５５１は互いに噛み合い、フォーク駆動カム５５１が回転すると、クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動するステップと、駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合又はクラッチ切断が完了すると、弾性ポジショナ５４と位置決め溝５２４は相互に係合して、位置決め板５２を位置決めした後、モータ５１の電源を切るステップと、を含む上記実施例の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法を提供する。

１つの具体的な実施形態として、駐車機構は、駐車作動レバー５６と、案内板５７と、駐車爪５８と、トランスミッション出力軸に接続される駐車ラチェット５９と、をさらに含む。案内板５７はトランスミッションケースに取り付けられ、駐車爪５８は駐車作動レバー５６に設けられる。回転ドラム５２３を駐車ロック位置に回動させるとき、駐車作動レバー５６は案内板５７の作用によって駐車爪５８を駐車ラチェット５９に押し付け、駐車爪５８の爪歯５８３は駐車ラチェット５９のバックラッシに入り、駐車ラチェット５９をロックする。

１つの具体的な実施形態として、駐車作動レバー５６の端部に駆動エルボ５６１が設けられ、位置決め板５２にヒンジ孔５２６が開けられ、駆動エルボ５６１はヒンジ孔５２６にヒンジ連結され、回転ドラム５２３が駐車ロック位置にあるとき、駐車ロック位置への回動と反対の方向に位置決め板５２を回転させ、ヒンジ孔５２６を通って駐車作動レバー５６を駐車ロック位置から引き出す。

１つの具体的な実施形態として、クラッチフォークユニットは、外フォーク５５と、内フォーク７６と、フォークスプリング７５と、を含み、外フォーク５５は内フォーク７６に外嵌され、外フォーク５５はフォークスプリング７５を介して内フォーク７６を駆動する。クラッチ機構は、クラッチ入力軸１１と、クラッチ摺動ギアスリーブ７１と、クラッチギアハブ７２と、をさらに含み、クラッチ入力軸１１にクラッチドッグ歯１１３が設けられ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１に内歯７１１が設けられ、クラッチギアハブ７２に伝動歯７２１が設けられる。回転ドラム５２３が駐車解除位置とクラッチ接合位置の間で回転するとき、フォーク駆動カム５５１は回転して外フォーク５５を軸方向に移動駆動し、外フォーク５５はフォークスプリング７５を介して内フォーク７６を駆動し、内フォーク７６はクラッチ摺動ギアスリーブ７１を駆動してクラッチドッグ歯１１３のバックラッシに挿入させ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１の内歯７１１はクラッチドッグ歯１１３及び伝動歯７２１のそれぞれと噛み合い、伝動歯７２１を同じ速度で運転させる。

１つの具体的な実施形態として、回転ドラム５２３がクラッチ接合位置にある場合、クラッチ接合の場合と反対の方向に位置決め板５２を回動させ、クラッチ摺動ギアスリーブ７１の内歯７１１とクラッチドッグ歯１１３が分離するまで外フォーク５５を軸方向に移動させ、弾性ポジショナ５４によって回転ドラム５２３及び外フォーク５５をクラッチ切断位置に位置決めする。

本発明の別の実施例は、上記実施例の駐車・クラッチ共用制御装置を含む車両をさらに提供する。

本発明の上記実施例は、以下の有益な効果を有する。
１．本発明の駐車・クラッチ共用制御装置では、従来技術で使用される摩擦板湿式クラッチに比べて、ドッグクラッチは、摩擦板、油圧シリンダ、油圧ポンプ、比例圧力ソレノイドバルブやバルブプレートなどの部品のコストを節約し、クラッチ機構と駐車機構は制御モータを共用し、消費電力が少なく、回転ドラムは弾性ポジショナと位置決め溝を利用して位置決めできるので、クラッチ接合後にモータへの給電が不要になり、これによって、消費電力を節約し、トランスミッション効率を向上させる。
２．本発明の駐車・クラッチ共用制御装置及びその操作方法では、１つのモータは駐車機構とクラッチの接合・切断の両方を制御し、該共用制御装置は構造が簡単であり、占有スペースが少なく、製造が容易であり、低コストであり、効率が高く、従来のハイブリッドトランスミッションのクラッチでの作動装置の高コスト、大きな消費電力の問題を効果的に解決することができ、本発明の駐車・クラッチ共用制御装置及びその操作方法は、回転数差が制御可能であり、接合時間への要求が低く、電動駐車機構を用いたハイブリッド車のトランスミッションに特に適している。

以上は本発明の好適な実施形態であるが、当業者であれば、本発明の原理を逸脱することなく、さまざまな改良や修飾を行うことができ、これらの改良や修飾も本発明の特許範囲であるものとみなすべきである。

１ エンジン
１１ クラッチ入力軸
１１１ スプライン
１１３ クラッチドッグ歯
１２ エンジンダンパ
１３ 接続ウェブプレート
２０ 車輪
２ Ｐ１発電機
３ Ｐ３モータ
３１ 回転子
３３ トランスミッション出力軸
４ 軸受け支持ユニット
４１ ころ軸受け
４２ 第１玉軸受け
４３ スラスト軸受け
４５ 第２玉軸受け
５１ モータ
５１１ 駆動歯車
５２ 位置決め板
５２１ 半円弧状ラック
５２２ カム溝
５２３ 回転ドラム
５２４ 位置決め溝
５２６ ヒンジ孔
５３ 旋回軸
５４ 弾性ポジショナ
５５ 外フォーク
５５１ フォーク駆動カム
５５２ 固定ピン
５５３ 外フォークブッシュ
５６ 駐車作動レバー
５６１ 駆動エルボ
５６３ スプリング
５６４ ウェッジ
５７ 案内板
５７１ 爪制限パッド
５８ 駐車爪
５８１ 駐車爪旋回軸
５８２ 駐車爪復位スプリング
５８３ 爪歯
５８４ 駐車爪制限面
５９ 駐車ラチェット
５９１ 駐車ラチェット歯
６ 筐体
６１ カバープレート
６２ 前筐体
６３ 後筐体
６２１ 固定軸孔
７ クラッチ
７１ クラッチ摺動ギアスリーブ
７１１ 内歯
７１２ 周方向トレンチ
７１３ 面取り
７２ クラッチギアハブ
７２１ 伝動歯
７２２ ギアハブスプライン
７５ フォークスプリング
７６ 内フォーク
７６１ 軸方向溝
７６２ フォーク脚
７７ フォーク案内軸
８４ クラッチ出力軸
９７ ディファレンシャル
３４、９１、８３、９３、９５、９６ 歯車（それぞれ歯車対３４／９１、８３／９３、９５／９６を構成する）

Claims (15)

1. 駐車・クラッチ共用制御装置であって、
   駐車機構と、クラッチ機構と、モータ（５１）と、を含み、
   前記駐車機構は、位置決め板（５２）と、回転ドラム（５２３）と、弾性ポジショナ（５４）と、複数の位置決め溝（５２４）と、を含み、前記回転ドラム（５２３）は、前記位置決め板（５２）に連動して接続され、前記位置決め溝（５２４）は、前記位置決め板（５２）に設けられ、前記位置決め板（５２）は、前記モータ（５１）によって回転駆動され、前記弾性ポジショナ（５４）と前記位置決め溝（５２４）とは相互に係合し、前記回転ドラム（５２３）は、駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置に回動可能であり、
   前記クラッチ機構は、クラッチフォークユニットと、前記クラッチフォークユニットに設けられるフォーク駆動カム（５５１）と、を含み、前記フォーク駆動カム（５５１）は、回転すると前記クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動し、
   前記回転ドラム（５２３）にカム溝（５２２）が設けられ、前記カム溝（５２２）は、噛合回転溝と軸線に垂直なストレート溝とを含み、前記回転ドラム（５２３）が駐車ロックと駐車解除の位置の間で回転するとき、前記フォーク駆動カム（５５１）は前記ストレート溝に位置し、前記回転ドラム（５２３）が駐車解除とクラッチ接合の位置の間で回転するとき、前記フォーク駆動カム（５５１）は前記噛合回転溝に位置し、前記噛合回転溝と前記フォーク駆動カム（５５１）は互いに噛み合う、
   ことを特徴とする、駐車・クラッチ共用制御装置。
2. 前記クラッチフォークユニットは、フォーク案内軸（７７）と、外フォーク（５５）と、内フォーク（７６）と、を含み、前記内フォーク（７６）は前記フォーク案内軸（７７）に外嵌され、前記外フォーク（５５）は前記内フォーク（７６）に外嵌され、前記外フォーク（５５）に固定ピン（５５２）が設けられ、前記内フォーク（７６）に軸方向溝（７６１）が形成され、前記固定ピン（５５２）は前記軸方向溝（７６１）内を摺動する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
3. 前記外フォーク（５５）と前記内フォーク（７６）との間にフォークスプリング（７５）がさらに設けられ、前記外フォーク（５５）は前記フォークスプリング（７５）を介して前記内フォーク（７６）を駆動する、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
4. 前記クラッチ機構は、クラッチ入力軸（１１）と、クラッチ摺動ギアスリーブ（７１）と、クラッチギアハブ（７２）と、をさらに含み、前記クラッチ摺動ギアスリーブ（７１）は前記クラッチギアハブ（７２）に外嵌され、
   前記クラッチ入力軸（１１）にクラッチドッグ歯（１１３）が設けられ、
   前記クラッチ摺動ギアスリーブ（７１）はフォーク脚（７６２）を介して前記フォーク案内軸（７７）に接続され、前記フォーク脚（７６２）は前記クラッチ摺動ギアスリーブ（７１）の外周に設けられ、前記クラッチ摺動ギアスリーブ（７１）に内歯（７１１）及び前記内フォーク（７６）と嵌合する周方向トレンチ（７１２）が設けられ、前記クラッチ摺動ギアスリーブ（７１）はフォークスプリング（７５）の作用によってクラッチドッグ歯（１１３）のバックラッシに挿入され、前記クラッチギアハブ（７２）に伝動歯（７２１）が設けられ、前記内歯（７１１）は前記クラッチドッグ歯（１１３）及び前記伝動歯（７２１）のそれぞれと噛み合う、
   ことを特徴とする、請求項３に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
5. 前記駐車機構は、駐車作動レバー（５６）をさらに含み、前記駐車作動レバー（５６）の端部に駆動エルボ（５６１）が設けられ、
   前記位置決め板（５２）にヒンジ孔（５２６）が形成され、前記駆動エルボ（５６１）は前記ヒンジ孔（５２６）にヒンジ連結され、前記位置決め板（５２）が回転すると、前記駐車作動レバー（５６）を、駐車ロックの位置に押すか、又は当該位置から引き出す、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
6. 前記駐車機構は、案内板（５７）と、駐車爪（５８）と、トランスミッション出力軸に接続される駐車ラチェット（５９）と、をさらに含み、前記案内板（５７）はトランスミッションケースに取り付けられ、前記駐車爪（５８）は前記駐車作動レバー（５６）に設けられ、前記駐車作動レバー（５６）は、前記案内板（５７）の作用によって、スプリング（５６３）及びウェッジ（５６４）を介して前記駐車爪（５８）を前記駐車ラチェット（５９）に押し付け、前記駐車爪（５８）は前記駐車ラチェット（５９）と噛み合う、
   ことを特徴とする、請求項５に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
7. 前記駐車機構は、駐車爪旋回軸（５８１）と、駐車爪復位スプリング（５８２）と、をさらに含み、
   前記駐車爪（５８）は前記駐車爪旋回軸（５８１）の周りに回転し、前記駐車爪復位スプリング（５８２）は前記駐車爪旋回軸（５８１）に外嵌され、前記駐車爪復位スプリング（５８２）のトルクにより前記駐車爪（５８）が前記駐車ラチェット（５９）から離れる方向に回動する、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
8. 前記位置決め板（５２）は旋回軸（５３）を介して前記回転ドラム（５２３）に接続され、前記位置決め板（５２）及び前記回転ドラム（５２３）は全て固定ピン（５３１）を介して前記旋回軸（５３）に接続される、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
9. 記モータ（５１）の出力軸に駆動歯車（５１１）が設けられ、前記位置決め板（５２）に半円弧状ラック（５２１）が設けられ、前記駆動歯車（５１１）と前記半円弧状ラック（５２１）は噛み合う、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の駐車・クラッチ共用制御装置。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法であって、
    モータが起動されると、位置決め板は前記モータによって回転駆動され、回転ドラムは駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合及びクラッチ切断に対応する位置にそれぞれ回動し、前記回転ドラムが駐車解除とクラッチ接合の位置の間で回転するとき、フォーク駆動カムは噛合回転溝に位置し、前記噛合回転溝と前記フォーク駆動カムは互いに噛み合い、前記フォーク駆動カムは、回転すると、クラッチフォークユニットを軸方向に移動駆動するステップと、
    駐車ロック、駐車解除、クラッチ接合又はクラッチ切断が完了すると、弾性ポジショナと位置決め溝は相互に係合して、前記位置決め板を位置決めした後、モータの電源を切るステップと、を含む、
    ことを特徴とする、駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法。
11. 前記駐車機構は、駐車作動レバーと、案内板と、駐車爪と、トランスミッション出力軸に接続される駐車ラチェットと、をさらに含み、前記案内板はトランスミッションケースに取り付けられ、前記駐車爪は前記駐車作動レバーに設けられ、
    前記回転ドラムを駐車ロック位置に回動させるとき、駐車作動レバーは案内板の作用によって駐車爪を駐車ラチェットに押し付け、前記駐車爪の爪歯は前記駐車ラチェットのバックラッシに入り、前記駐車ラチェットをロックする、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法。
12. 前記駐車作動レバーの端部に駆動エルボが設けられ、前記位置決め板にヒンジ孔が開けられ、前記駆動エルボは前記ヒンジ孔にヒンジ連結され、
    前記回転ドラムが駐車ロック位置にあるとき、駐車ロック位置への回動と反対の方向に前記位置決め板を回転させ、ヒンジ孔を通って前記駐車作動レバーを駐車ロック位置から引き出す、
    ことを特徴とする、請求項１１に記載の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法。
13. 前記クラッチフォークユニットは、外フォークと、内フォークと、フォークスプリングと、を含み、前記外フォークは前記内フォークに外嵌され、前記外フォークは前記フォークスプリングを介して前記内フォークを駆動し、
    前記クラッチ機構は、クラッチ入力軸と、クラッチ摺動ギアスリーブと、クラッチギアハブと、をさらに含み、前記クラッチ入力軸にクラッチドッグ歯が設けられ、前記クラッチ摺動ギアスリーブに内歯が設けられ、前記クラッチギアハブに伝動歯が設けられ、
    前記回転ドラムが駐車解除位置とクラッチ接合位置の間で回転するとき、前記フォーク駆動カムは回転して外フォークを軸方向に移動駆動し、前記外フォークはフォークスプリングを介して内フォークを駆動し、前記内フォークはクラッチドッグ歯のバックラッシに挿入するようにクラッチ摺動ギアスリーブを駆動し、前記クラッチ摺動ギアスリーブの内歯は前記クラッチドッグ歯及び伝動歯のそれぞれと噛み合い、前記伝動歯を同じ速度で運転させる、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法。
14. 前記回転ドラムがクラッチ接合位置にある場合、クラッチ接合の場合と反対の方向に前記位置決め板を回動し、前記クラッチ摺動ギアスリーブの内歯と前記クラッチドッグ歯が分離するまで前記外フォークを軸方向に移動させ、弾性ポジショナによって回転ドラムと外フォークをクラッチ切断位置に位置決めする、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の駐車・クラッチ共用制御装置の操作方法。
15. 請求項１～９のいずれか１項に記載の駐車・クラッチ共用制御装置を含むことを特徴とする、車両。

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