WO2023074197A1 - 動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

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WO2023074197A1
WO2023074197A1 PCT/JP2022/035061 JP2022035061W WO2023074197A1 WO 2023074197 A1 WO2023074197 A1 WO 2023074197A1 JP 2022035061 W JP2022035061 W JP 2022035061W WO 2023074197 A1 WO2023074197 A1 WO 2023074197A1
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gear
torque
driven gear
drive
driving
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洋史 矢倉
洋則 安部
大蔵 荻野
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三菱自動車工業株式会社
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/10—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches automatically producing the engagement of the clutch when the clutch members are moving at the same speed; Indicating synchronisation
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device for a power transmission device.
  • Patent Document 1 discloses an engine, an automatic transmission arranged on the output side of the engine and transmitting torque output by the engine to the drive wheel side, a generator arranged between the engine and the automatic transmission, and the engine.
  • a hybrid vehicle is disclosed that includes a clutch mechanism that selectively cuts off transmission of torque between an automatic transmission and an automatic transmission, and a traction motor that is arranged on the output side of the automatic transmission and transmits torque to drive wheels.
  • Such a hybrid vehicle operates in an EV driving mode in which the motor torque output by the driving motor is transmitted to the drive wheels to generate driving force while the engine is stopped, and the engine is operated in a state in which the clutch mechanism is released.
  • a series running mode in which the engine torque drives the generator to generate power and transmits the motor torque of the running motor to the drive wheels to generate driving force, and the engine is operated with the clutch mechanism engaged to operate the engine. It is possible to set one of the parallel running modes in which the torque and the motor torque of the running motor are transmitted to the driving wheels to generate driving force.
  • the clutch mechanism is composed of a gear clutch and includes a driving gear to which engine torque (driving torque) is transmitted, and a driven gear which can be pulled out in the axial direction of the driving gear and which meshes with the driving gear.
  • the clutch mechanism is switched from an engaged state to a disengaged state during rotation of the clutch mechanism by pulling out the driven gear, which is meshing with the driving gear and rotating, from the driving gear.
  • the drive gear and the driven gear are provided with a back tapered surface in the width direction of each tooth.
  • the back tapered surface is provided by gradually increasing the thickness of each tooth from the inner side to the outer side in the width direction and gradually narrowing the gap between the teeth. Therefore, when the driving gear and the driven gear are engaged and rotating, if the torque difference between the driving gear and the driven gear is large, a large force is required to pull out the driven gear from the driving gear. It becomes difficult to pull out the gear.
  • At least one embodiment of the present invention provides a power transmission device capable of reducing the force required to pull out the driven gear from the driving gear when the driving gear and the driven gear are engaged and rotating. It is an object of the present invention to provide a control device for
  • a control device for a vehicle power transmission device includes: a drive gear provided in a power transmission path from a drive source to an axle, to which drive torque is transmitted from the drive source; a driven gear that can be pulled out in the axial direction of the driving gear, and that meshes with the driving gear and transmits deceleration torque from the axle; and the driving gear and the driven gear mesh and rotate.
  • driving torque or deceleration torque is transmitted from one of the driving gear and the driven gear to the other, and the transmission of the driving torque or the deceleration torque is interrupted by withdrawing the driven gear from the driving gear;
  • the control device for a transmission device when the drive gear and the driven gear are engaged and rotated, a torque difference between the drive gear and the driven gear is zero when the driven gear is pulled out from the drive gear.
  • the drive source is controlled so as to approach
  • the torque difference between the drive gear and the driven gear is reduced, and the force required to pull out the driven gear from the drive gear can be reduced.
  • the drive source includes an engine and a generator driven by the engine, and the drive gear and the driven gear are engaged to rotate.
  • the generator is controlled such that the torque of the driving gear approaches the torque of the driven gear when the driven gear is pulled out from the driving gear.
  • the torque difference between the drive gear and the driven gear is reduced, so the force required to pull out the driven gear from the drive gear can be reduced.
  • the deceleration torque of the axle is obtained by integrating the inertia of the power transmission path from the driven gear to the axle and the rotation speed change rate of the driven gear. Ask for it.
  • the deceleration torque of the axle can be quantitatively determined on the axis of the drive gear.
  • the generator when the driven gear is pulled out from the drive gear when the accelerator is fully opened, the generator generates the electric power required for the vehicle. and controlling the generator and the engine so that the sum of the torque of the generator and the torque of the engine approaches zero on the axis of the drive gear.
  • the driving source includes a motor, and when the driving gear and the driven gear are engaged with each other and rotate, from the driving gear to the The motor is controlled such that the torque difference between the drive gear and the driven gear approaches zero when the driven gear is pulled out.
  • the torque difference between the drive gear and the driven gear is reduced, and the force required to pull out the driven gear from the drive gear can be reduced.
  • the torque difference between the drive gear and the driven gear is reduced, and the force required to pull out the driven gear from the drive gear can be reduced.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle to which a control device for a power transmission device according to Embodiment 1 is applied;
  • FIG. FIG. 4 is a schematic diagram (deployed view) showing states of a driving gear and a driven gear during power running in which the driving torque of the engine is transmitted to the axle.
  • FIG. 4 is a schematic diagram (deployed view) showing states of a drive gear and a driven gear during regeneration in which deceleration torque of an axle is transmitted to a motor.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the accelerator opening and the power generation amount upper limit, which are controlled by the power transmission control device according to the first embodiment;
  • FIG. 10 is a system configuration diagram of an electric vehicle to which a control device for a power transmission device according to Embodiment 2 is applied;
  • the power transmission device control device 4 As shown in FIG. 1, the power transmission device control device 4 according to the first embodiment is applied to a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) 1 having a motor 11 and an engine 13 as drive sources.
  • the plug-in hybrid vehicle 1 is equipped with a generator 15 in addition to a motor 11 and an engine 13 , and the generator 15 is driven by the engine 13 .
  • an external power supply allows external charging or external power supply from a battery.
  • the motor 11 and generator 15 are connected to and controlled by a power drive unit (PDU) 21 .
  • the power drive unit 21 includes a motor inverter 211 and a generator inverter 213. Power is supplied to the motor inverter 211 from the drive battery 19, and power is supplied to the drive battery 19 from the generator inverter 213. is supplied. Thus, the motor 11 is controlled by the motor inverter 211 and the generator 15 is controlled by the generator inverter 213 .
  • the engine 13 is connected to an engine control unit (ENGECU) 23 and controlled by the engine control unit 23 .
  • ENGECU engine control unit
  • the plug-in hybrid vehicle 1 is provided with a transaxle (power transmission device) 3 in a power transmission path from a drive source (motor 11 and engine 13) to an axle 17 (drive wheels 18).
  • the transaxle 3 is a power transmission device in which a transmission, a final gear 31 and a differential gear 32 are integrated. ”) and a power transmission path 36 from the engine 13 to the final gear 31 (hereinafter referred to as “engine power transmission path 36”).
  • the motor power transmission path 33 and the engine power transmission path 36 are each configured by a gear train, and the driving force of the motor 11 is transmitted to the final gear 31 through the gear train constituting the motor power transmission path 33, and the driving force of the engine 13 is transmitted to the final gear 31. is transmitted to the final gear 31 through the gear train forming the motor power transmission path 33 .
  • the motor power transmission path 33 is provided with the first clutch mechanism 34, the first clutch mechanism 34 is not essential.
  • the first clutch mechanism 34 is composed of, for example, a gear clutch and is operated by a first actuator (ACT1) 35, but is not limited to this.
  • ACT1 first actuator
  • driving torque or deceleration torque is transmitted from either the motor 11 or the final gear 31 (axle 17 ) to the other.
  • the first clutch mechanism 34 is disengaged by , the transmission of drive torque or deceleration torque is interrupted.
  • the motor power transmission path 33 provided with the first clutch mechanism 34 can select between running using the motor 11 as a driving source and running without using the motor 11 as a driving source.
  • a second clutch mechanism 37 is provided in the engine power transmission path 36 .
  • the second clutch mechanism 37 is composed of a gear clutch and operated by a second actuator (ACT2) 38 . Then, when the second clutch mechanism 37 is connected by the second actuator 38, either the engine 13 or the final gear 31 (axle 17) is transmitted from either one of the engine 13 and the final gear 31 (axle 17) to the other.
  • the second clutch is disengaged by , the transmission of drive torque or deceleration torque is interrupted.
  • the engine power transmission path 36 provided with the second clutch mechanism 37 can select between running using the engine 13 as a driving source and running without using the engine 13 as a driving source.
  • the first actuator 35 and the second actuator 38 described above are connected to a transmission control unit (TCU) 25 and controlled by the transmission control unit 25 .
  • TCU transmission control unit
  • the first clutch mechanism 34 is connected by the first actuator 35 and the second clutch mechanism 37 is connected by the second actuator 38, so that the plug-in hybrid vehicle 1 uses the motor 11 and the engine 13 as driving sources. Parallel running becomes possible.
  • the first clutch mechanism 34 is connected by the first actuator 35 and the second clutch mechanism 37 is disconnected by the second actuator 38, whereby EV traveling using only the motor 11 as a drive source and the motor 11 are driven.
  • a series run is possible in which the electricity generated by the generator 15 is supplied to the motor 11 or the driving battery.
  • the second clutch mechanism 37 is connected by the second actuator 38, and when switching from parallel running to EV running or series running, the second actuator 38 operates the second clutch mechanism 37. 2 clutch mechanism 37 is disengaged.
  • the transaxle 3 is further provided with a power transmission path 39 (hereinafter referred to as "power generation power transmission path 39") from the engine 13 to the generator 15.
  • the power generation power transmission path 39 is configured by a gear train, the driving force of the engine 13 is transmitted to the generator 15 through the power generation power transmission path 39, and the power generation load of the generator 15 is transmitted to the engine 13 through the power generation power transmission path 39. be.
  • the gear clutch described above can be pulled out in the axial direction of a driving gear 371 to which driving torque is transmitted from the engine 13, and meshes with the driving gear 371. and a driven gear 373 to which deceleration torque is transmitted from the financial gear (axle 17).
  • driving torque or deceleration torque is transmitted from one of the drive gear 371 and the driven gear 373 to the other, and the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371. Transmission of drive torque and deceleration torque is interrupted.
  • the drive gear 371 and the driven gear 373 are provided with tapered surfaces 371a1 and 373a1 and back tapered surfaces 371a3 and 373a3 in the width direction of each tooth 371a and 373a.
  • the tapered surfaces 371a1 and 373a1 are provided by gradually increasing the thickness of the teeth 371a and 373a from the outside to the inside in the width direction of the teeth 371a and 373a and gradually narrowing the gap between the teeth 371a (373a) and the teeth 371a (373a). It is The back tapered surfaces 371a3 and 373a3 are provided inside the tapered surfaces 371a1 and 373a1 in the face width direction.
  • the teeth 371a and 373a gradually become thinner from the tapered surfaces 373a1 and 373a1 of the teeth 371a and 373a toward the inner side in the width direction, and the distance between the teeth 371a (373a) and the teeth 371a (373a) gradually increases. It is provided by widening.
  • the second clutch mechanism 37 is connected by the second actuator 38, and during power running in which the driving force (driving torque) of the engine 13 is transmitted to the final gear 31 (axle 17), the driving
  • the torque difference between the gear 371 and the driven gear 373 is large, the force (pressing force) applied from the back tapered surface 371a3 of the driving gear 371 to the back tapered surface 373a3 of the driven gear 373 increases, and the driven gear 373 is pulled out from the driving gear 371. Therefore, it is difficult to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 .
  • FIG. 1 the driving force (driving torque) of the engine 13 is transmitted to the final gear 31 (axle 17)
  • the driving gear 371 and the driven gear 373 when the driving gear 371 and the driven gear 373 are engaged and rotating, it is required to reduce the torque difference between the driving gear 371 and the driven gear 373 when the driven gear 373 is pulled out from the driving gear 371 .
  • the plug-in hybrid vehicle 1 when the plug-in hybrid vehicle 1 is running in parallel, it is required to reduce the torque difference between the driving gear 371 and the driven gear 373 when switching from parallel running to series running. Therefore, in the control device 4 of the power transmission device according to the first embodiment, when the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371 when the drive gear 371 and the driven gear 373 are engaged with each other and rotated, the drive gear 371 and the driven gear are rotated.
  • the purpose is to reduce the torque difference of 373.
  • the plug-in hybrid vehicle 1 when the plug-in hybrid vehicle 1 is running in parallel, the purpose is to reduce the torque difference between the driving gear 371 and the driven gear 373 when switching from parallel running to series running.
  • the power transmission device control device (PHEV ECU) 4 includes, for example, a processor (not shown) composed of an arithmetic device, a register for storing commands and information, peripheral circuits, etc., a ROM (Read Only Memory) , a memory (not shown) such as a RAM (Random Access Memory), and an input/output interface (not shown).
  • a processor not shown
  • a register for storing commands and information, peripheral circuits, etc.
  • ROM Read Only Memory
  • memory not shown
  • RAM Random Access Memory
  • the power transmission device control device 4 is connected to the power drive unit 21 and the engine control unit 23 by a CAN (Controller Area Network) 40, an accelerator pedal sensor 41 and a brake pedal sensor. 43 are connected.
  • CAN Controller Area Network
  • the accelerator pedal sensor 41 is a sensor for detecting the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening), and the brake pedal sensor 43 is a sensor for detecting the amount of depression of the brake pedal.
  • the control device 4 of the power transmission device reduces the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 to 0 when the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371.
  • the drive source (motor 11 and engine 13) is controlled so as to approach. In this way, if the control device 4 of the power transmission device controls the drive source (motor 11 and engine 13), the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 becomes small, and the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371. can reduce the force required for As a result, the torque difference between the driving gear 371 and the driven gear 373 can be reduced when switching from parallel running to series running.
  • the generator 15 transfers the torque of the driving gear 371 to the driven gear.
  • the power drive unit 21 generator inverter 213
  • the generator 15 is controlled so that the torque of the drive gear 371 approaches the torque of the driven gear 373 .
  • the torque of the drive gear 371 approaches the torque of the driven gear 373, and the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 becomes small, so that the force required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 can be reduced.
  • the control device 4 of the power transmission device controls the torque of the generator 15 on the axis of the driving gear 371 when the driving gear 371 is pulled out. may be controlled so as to approach the driving torque of the engine 13 .
  • the control device 4 of the power transmission device controls the power drive unit 21 in this manner, the generator 15 is controlled so that the torque of the generator 15 approaches the drive torque of the engine 13 on the axis of the drive gear 371 .
  • the deceleration torque transmitted from the axle 17 (final gear 31) to the drive gear 371 is small, the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 becomes small. It can reduce the required force.
  • the control device 4 of the power transmission device controls the generator 15 controls the power drive unit 21 (inverter 213 for the generator) so that the torque of the generator 15 approaches the sum of the drive torque of the engine 13 and the deceleration torque of the axle 17 .
  • the control device 4 of the power transmission device controls the power drive unit 21 so that the torque of the generator 15 approaches the sum of the drive torque of the engine 13 and the deceleration torque of the axle 17 .
  • the deceleration torque of the axle 17 described above is obtained by integrating the inertia of the power transmission path from the driven gear 373 to the axle 17 and the rotation speed change rate of the drive gear 371 .
  • the deceleration torque of the axle 17 on the axis of the drive gear 371 can be obtained quantitatively.
  • the drive gear 371 when the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371 when the accelerator is fully closed (accelerator opening is 0), that is, when switching from parallel running to series running when the accelerator is fully closed, the drive gear 371
  • the power transmission control device 4 controls the engine control unit 23 and the power drive unit 21 so that the torque of the engine 13 and the generator 15 approaches zero on the axis.
  • the control device 4 of the power transmission device controls the engine control unit 23 and the power drive unit 21
  • the torque of the engine 13 and the generator 15 approaches 0, and the torque difference between the driving gear 371 and the driven gear 373 becomes small.
  • the force required to pull out the driven gear 373 from the driving gear 371 can be reduced.
  • the control device 4 of the power transmission system controls the engine control unit 23 and the power drive unit 21 so that the torque obtained by adding the torque of the engine 13 to the torque of the generator 15 approaches zero.
  • the control device 4 of the power transmission device controls the engine control unit 23 and the power drive unit 21, while the plug-in hybrid vehicle is accelerating, the driving gear 371 to the driven gear 373 can be driven from the driving gear 371 to the driven gear 373 while ensuring the electric power necessary for the vehicle. The force required to pull out can be reduced.
  • the control device 4 of the power transmission device controls the power drive unit so that the amount of power generation increases according to the accelerator opening. 21 and the engine control unit 23 .
  • the control device 4 of the power transmission device controls the engine control unit 23 and the power drive unit 21
  • the force for pulling out the driven gear 373 from the drive gear 371 is reduced during deceleration of the vehicle, and the vehicle is accelerated. Inside, it secures the necessary electric power for the vehicle. This makes it possible to reduce the force required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 while ensuring the power required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 .
  • the control device 4 of the power transmission device shifts the preset accelerator opening to the fully closed side, When the remaining battery level of the battery is greater than the threshold, the preset accelerator opening may be moved to the fully open side.
  • the remaining battery level of the driving battery is less than the threshold, power generation is started when the accelerator opening is small, and when the remaining battery level of the driving battery is greater than the threshold, Power generation starts after the accelerator opening increases.
  • the power required for pulling out the driven gear 373 from the drive gear 371 can be reduced while ensuring the electric power required by the plug-in hybrid vehicle 1 when pulling out the driven gear 373 from the drive gear 371 .
  • the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 is reduced, and the force required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 can be reduced.
  • the force required to pull out the driven gear 373 from the driving gear 371 when switching from parallel running to series running can be reduced.
  • the control device 8 of the power transmission device includes a four-wheel drive system having a front wheel drive motor (Fr motor) 51 and a rear wheel drive motor (Rr motor) 53 as drive sources. It is applied to a driving electric vehicle (EV) 5.
  • a front wheel drive motor (Fr motor) 51
  • a rear wheel drive motor (Rr motor) 53
  • EV driving electric vehicle
  • a motor 51 for driving the front wheels is connected to a power drive unit (FPDU) 61 for driving the front wheels, and a motor 53 for driving the rear wheels is connected to a power drive unit (RPDU) 63 for driving the rear wheels.
  • the power drive unit 61 for driving the front wheels and the power drive unit 63 for driving the rear wheels are supplied with electric power from the driving battery 59, and the motor 51 for driving the front wheels is controlled by the power drive unit 61 for driving the front wheels.
  • a motor 53 for driving the rear wheels is controlled by a power drive unit 63 for driving the rear wheels.
  • the four-wheel drive electric vehicle 5 is provided with a transaxle 7 in the front wheel power transmission path from the front wheel drive motor 51 to the axle 55 of the front wheel 56 .
  • the transaxle 7 is a power transmission device in which a transmission, a final gear 71 and a differential gear 72 are integrated.
  • the motor power transmission path 73 is composed of a gear train, and the driving force of the motor is transmitted to the final gear 71 through the gear train that constitutes the motor power transmission path 73 .
  • a clutch mechanism 74 is provided in the motor power transmission path 73 .
  • the clutch mechanism 74 is composed of a gear clutch and operated by an actuator (ACT) 75 .
  • ACT actuator
  • driving torque or deceleration torque is transmitted from either the motor or the final gear 71 (axle 55) to the other. Transmission of drive torque or deceleration torque is interrupted.
  • the motor power transmission path 73 provided with the clutch mechanism 74 can be used for running with the front-wheel drive motor 51 as the drive source (four-wheel drive running) and running without the front-wheel drive motor 51 as the drive source (rear wheel drive). Wheel drive running) can be selected.
  • the actuator 75 described above is connected to a transmission control unit (TCU) 65 and controlled by the transmission control unit.
  • TCU transmission control unit
  • the clutch mechanism 74 is connected by the actuator 75, so that the electric vehicle 5 can travel by four-wheel drive.
  • the clutch mechanism 74 is disengaged by the actuator 75, so that the electric vehicle 5 can run by driving the rear wheels.
  • the actuator 75 connects the clutch mechanism 74, and when switching from four-wheel drive to rear-wheel drive, the actuator 75 disengages the clutch mechanism 74.
  • the four-wheel drive electric vehicle 5 according to Embodiment 2 is provided with a final gear 77 and a differential gear 78 on the rear wheel power transmission path from the rear wheel drive motor 53 to the axle 57 of the rear wheel 58 .
  • the gear clutch described above includes a driving gear 371 to which driving torque is transmitted from the motor 51 for driving the front wheels, and a shaft of the driving gear 371, like the gear clutch according to the first embodiment. It also includes a driven gear 373 that can be pulled out in a direction and that meshes with the drive gear 371 while transmitting deceleration torque from the final gear 71 (axle 55). As the drive gear 371 and the driven gear 373 are engaged with each other and rotated, driving torque or deceleration torque is transmitted from one of the drive gear 371 and the driven gear 373 to the other, and the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371. , the transmission of the drive torque and the deceleration torque is interrupted.
  • the drive gear 371 and the driven gear 373 are provided with tapered surfaces 371a1 and 373a1 and back tapered surfaces 371a3 and 373a3 in the width direction of each tooth 371a and 373a.
  • the tapered surfaces 371a1 and 373a1 are provided by gradually increasing the thickness of the teeth 371a and 373a from the outside to the inside in the width direction of the teeth 371a and 373a and gradually narrowing the gap between the teeth 371a (373a) and the teeth 371a (373a). It is The back tapered surfaces 371a3 and 371a3 are provided inside the tapered surfaces 371a1 and 373a1 in the face width direction.
  • the teeth 371a and 373a gradually become thinner from the tapered surfaces 373a1 and 373a1 of the teeth 371a and 373a toward the inner side in the width direction, and the distance between the teeth 371a (373a) and the teeth 371a (373a) gradually increases. It is provided by widening.
  • the driving gear 371 and the driven gear 373 when the driving gear 371 and the driven gear 373 are engaged and rotating, it is required to reduce the torque difference between the driving gear 371 and the driven gear 373 when the driven gear 373 is pulled out from the driving gear 371 .
  • the electric vehicle 5 when the electric vehicle 5 is running, it is required to reduce the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 when switching from four-wheel drive to rear-wheel drive. Therefore, in the control device 8 of the power transmission device according to the second embodiment, when the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371 when the drive gear 371 and the driven gear 373 are engaged with each other and rotated, the drive gear 371 and the driven gear are separated from each other.
  • the purpose is to reduce the torque difference of 373. In other words, the purpose is to reduce the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 when switching from four-wheel drive to rear-wheel drive while the electric vehicle 5 is running.
  • a control device (EV ECU) 8 for a power transmission device includes, for example, a processor (not shown) composed of an arithmetic device, a register for storing commands and information, peripheral circuits, etc., a ROM (Read Only Memory) , a memory (not shown) such as a RAM (Random Access Memory), and an input/output interface (not shown).
  • various lines such as an accelerator pedal sensor 81 and a brake pedal sensor 83 are connected to the control device 8 of the power transmission device.
  • the accelerator pedal sensor 81 is a sensor for detecting the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening), and the brake pedal sensor 83 is a sensor for detecting the amount of depression of the brake pedal.
  • the control device 8 of the power transmission device reduces the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 to 0 when the driven gear 373 is pulled out from the drive gear 371.
  • the drive source (motor 51) is controlled so as to approach. If the control device 8 of the power transmission device controls the drive source in this way, the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 can be reduced, and the force required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 can be reduced. . This makes it possible to reduce the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 when switching from four-wheel drive to rear-wheel drive.
  • the control device 8 of the power transmission device controls that when the driven gear 373 is pulled out from the driving gear 371, the motor 51 for driving the front wheels is rotated to the driving gear 371.
  • the power drive unit 61 for driving the front wheels is controlled so that the torque approaches the torque of the driven gear 373 .
  • the control device 8 of the power transmission device controls the power drive unit 61 for driving the front wheels
  • the motor 51 for driving the front wheels is controlled so that the torque of the driving gear 371 approaches the torque of the driven gear 373.
  • the torque of the drive gear 371 approaches the torque of the driven gear 373, and the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 becomes small, so that the force required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 can be reduced.
  • the control device 8 of the power transmission device is arranged such that when the driven gear 373 is pulled out from the driving gear 371, the motor is rotated on the axis of the driving gear 371.
  • the power drive unit 61 for driving the front wheels may be controlled so that the drive torque of the vehicle approaches the deceleration torque of the axle. If the control device 8 of the power transmission device controls the power drive unit 61 in this manner, the drive torque of the motor 51 for driving the front wheels will approach the deceleration torque of the final gear 71 (axle) on the axis of the drive gear 371. , the motor 51 for driving the front wheels is controlled.
  • the torque difference between the drive gear 371 and the driven gear 373 is reduced, and the force required to pull out the driven gear 373 from the drive gear 371 can be reduced.
  • the force required to pull out the driven gear 373 from the driving gear 371 when switching from four-wheel drive to two-wheel drive can be reduced.
  • control device 8 of the power transmission device can perform running using the front-wheel drive motor 51 as a drive source (four-wheel drive running) and running without using the front-wheel drive motor 51 as a drive source (although the four-wheel drive electric vehicle 5 that switches between rear-wheel drive (rear-wheel drive) has been described as an example, the four-wheel-drive (four-wheel drive) that uses the rear-wheel drive motor as the drive source and the four-wheel drive that does not use the front-wheel drive motor as the drive source. It can be applied to a four-wheel drive electric vehicle that switches running (rear-wheel drive running).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications of the above-described embodiments and modes in which these modes are combined as appropriate.

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Abstract

動力伝達装置の制御装置は、駆動源から車軸に至る動力伝達経路に設けられ、駆動源から駆動トルクが伝達される駆動ギアと、駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、車軸から減速トルクが伝達される従動ギアと、を含み、駆動ギアと従動ギアとが噛み合って回転することで、駆動ギア又は従動ギアのいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、駆動ギアから従動ギアが引き抜かれることで、駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される、動力伝達装置の制御装置であって、駆動ギアと従動ギアとが噛み合って回転している場合において、駆動ギアから従動ギアを引き抜く時に、駆動ギアと従動ギアのトルク差が０に近づくように、駆動源を制御する。

Description

動力伝達装置の制御装置
　本開示は、動力伝達装置の制御装置に関する。
　特許文献１には、エンジンと、エンジンの出力側に配置され、エンジンが出力したトルクを駆動輪側へ伝達する自動変速機と、エンジンと自動変速機との間に配置されたジェネレータと、エンジンと自動変速機とのトルクの伝達を選択的に遮断するクラッチ機構と、自動変速機の出力側に配置され駆動輪にトルクを伝達する走行用モータとを備えたハイブリッド車両が開示されている。
　かかるハイブリッド車両は、エンジンを停止した状態で、走行用モータが出力するモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、及び、クラッチ機構を解放した状態でエンジンを運転し、エンジントルクでジェネレータを駆動して発電させるとともに、走行用モータのモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させるシリーズ走行モード、並びに、クラッチ機構を係合した状態でエンジンを運転し、エンジントルク及び走行用モータのモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させるパラレル走行モードのいずれかの走行モードを設定することが可能である。
　したがって、ハイブリッド車両の走行中にパラレル走行モードからシリーズ走行モードに切り替える場合には、クラッチ機構の回転中にクラッチ機構を係合した状態から解放した状態に切り替える必要がある。
特開２０２０－６７１６１号公報
　ところで、クラッチ機構がギアクラッチで構成され、エンジントルク（駆動トルク）が伝達される駆動ギアと、駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、駆動ギアと噛み合う従動ギアと、を含む場合には、駆動ギアと噛み合って回転している従動ギアを駆動ギアから引き抜くことで、クラッチ機構の回転中にクラッチ機構が係合した状態から解放した状態に切り替えられる。
　しかしながら、駆動ギアと従動ギアは各歯の幅方向にバックテーパ面が設けられている。バックテーパ面は、各歯の幅方向内側から外側に向けて歯が漸次厚くなり、歯と歯の間隙が漸次狭くなることで設けられている。このため、駆動ギアと従動ギアとが噛み合って回転している場合において、駆動ギアと従動ギアのトルク差が大きいと、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くことが困難となる。
　上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、駆動ギアと従動ギアとが噛み合って回転している場合において、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる動力伝達装置の制御装置を提供することを目的とする。
　（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る車両の動力伝達装置の制御装置は、駆動源から車軸に至る動力伝達経路に設けられ、前記駆動源から駆動トルクが伝達される駆動ギアと、前記駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、前記駆動ギアと噛み合う一方、前記車軸から減速トルクが伝達される従動ギアと、を含み、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転することで、駆動ギア又は従動ギアのいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、前記駆動ギアから前記従動ギアが引き抜かれることで、前記駆動トルク又は前記減速トルクの伝達が遮断される、動力伝達装置の制御装置であって、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアと前記従動ギアのトルク差が０に近づくように、前記駆動源を制御する。
　上記（１）の構成によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記駆動源は、エンジンと、前記エンジンによって駆動されるジェネレータと、を含み、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアのトルクが前記従動ギアのトルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する。
　上記（２）の構成によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなるので、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する。
　上記（３）の構成によれば駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなるので、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（４）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに前記車軸の減速トルクを加算したトルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する。
　上記（４）の構成によれば、車軸から従動ギアに伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記車軸の減速トルクは、前記従動ギアから車軸に至る動力伝達経路のイナーシャと前記従動ギアの回転数変化率とを積算することで求める。
　上記（５）の構成によれば、駆動ギアの軸線上において車軸の減速トルクを定量的に求めることができる。
　（６）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、アクセルの全閉時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記駆動ギアの軸線上において、前記エンジンと前記ジェネレータのトルクが０に近づくように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する。
　上記（６）の構成によれば、車両の減速中に、駆動ギアの軸線上において、エンジンとジェネレータのトルクが０に近づき、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（７）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（６）の構成において、アクセルの全開時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記ジェネレータが車両の必要電力を発電するとともに、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクに前記エンジンのトルクを加算したトルクが０に近づくように、前記ジェネレータと前記エンジンを制御する。
　上記（７）の構成によれば、車両の加速中に、車両の必要電力を確保しつつ、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（８）幾つかの実施形態では、上記（２）、（６）又は（７）のいずれかの構成において、アクセル全閉から予め設定されたアクセル開度に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、発電を停止する一方、前記予め設定されたアクセル開度からアクセル全開に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、アクセル開度に応じて発電量が増加するように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する。
　上記（８）の構成によれば、車両の減速中は、駆動ギアから従動ギアを引き抜くための力を小さくし、車両の加速中は、車両の必要電力を確保する。これにより、駆動ギアから従動ギアを引き抜く時の必要電力を確保しつつ、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（９）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記駆動源は、モータを含み、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアと前記従動ギアのトルク差が０に近づくように、前記モータを制御する。
　上記（９）の構成によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
　（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記モータの駆動トルクが前記車軸の減速トルクに近づくように、前記モータを制御する。
　上記（１０）の構成によれば、車軸から従動ギアに伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くための力を小さくできる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、駆動ギアと従動ギアのトルク差が小さくなり、駆動ギアから従動ギアを引き抜くために必要な力を小さくできる。
実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置が適用されるプラグインハイブリッド自動車のシステム構成図である。 エンジンの駆動トルクが車軸に伝達される力行時における、駆動ギアと従動ギアの状態を示す模式図（展開図）である。 車軸の減速トルクがモータに伝達される回生時における、駆動ギアと従動ギアの状態を示す模式図（展開図）である。 実施形態１に係る動力伝達制御装置において制御される、アクセル開度と発電量上限との関係を示す図である。 実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置が適用される電気自動車のシステム構成図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
［実施形態１］
　図１に示すように、実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置４は、モータ１１及びエンジン１３を駆動源とするプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）１に適用される。プラグインハイブリッド自動車１は、モータ１１及びエンジン１３のほか、ジェネレータ１５が搭載され、ジェネレータ１５はエンジン１３によって駆動される。さらに外部電源によって外部充電又はバッテリからの外部給電が可能である。
　モータ１１及びジェネレータ１５は、パワードライブユニット（ＰＤＵ）２１に接続され、パワードライブユニット２１によって制御される。パワードライブユニット２１は、モータ用のインバータ２１１とジェネレータ用のインバータ２１３とを含み、モータ用のインバータ２１１には、駆動用バッテリ１９から電力が供給され、ジェネレータ用のインバータ２１３から駆動用バッテリ１９に電力が供給される。これにより、モータ１１はモータ用のインバータ２１１によって制御され、ジェネレータ１５はジェネレータ用のインバータ２１３によって制御される。
　エンジン１３は、エンジン制御ユニット（ＥＮＧＥＣＵ）２３に接続され、エンジン制御ユニット２３によって制御される。
　プラグインハイブリッド自動車１は、駆動源（モータ１１及びエンジン１３）から車軸１７（駆動輪１８）に至る動力伝達経路にトランスアクスル（動力伝達装置）３が設けられている。トランスアクスル３は、トランスミッション、ファイナルギア３１及びディファレンシャルギア３２を一体化した動力伝達装置であり、トランスアクスル３には、モータ１１からファイナルギア３１に至る動力伝達経路３３（以下「モータ動力伝達経路３３」という）とエンジン１３からファイナルギア３１に至る動力伝達経路３６（以下「エンジン動力伝達経路３６」という）とが設けられている。
　モータ動力伝達経路３３及びエンジン動力伝達経路３６は、それぞれギア列で構成され、モータ１１の駆動力はモータ動力伝達経路３３を構成するギア列を通りファイナルギア３１に伝達され、エンジン１３の駆動力はモータ動力伝達経路３３を構成するギア列を通りファイナルギア３１に伝達される。
　モータ動力伝達経路３３には第１クラッチ機構３４が設けられているが、第１クラッチ機構３４は必須ではない。第１クラッチ機構３４は、例えば、ギアクラッチで構成され、第１アクチュエータ（ＡＣＴ１）３５によって操作されるが、これに限定されるものではない。そして、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が接続された場合には、モータ１１又はファイナルギア３１（車軸１７）のいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が切断された場合には駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される。これにより、第１クラッチ機構３４が設けられたモータ動力伝達経路３３は、モータ１１を駆動源とする走行とモータ１１を駆動源としない走行とが択一可能である。
　エンジン動力伝達経路３６には第２クラッチ機構３７が設けられている。第２クラッチ機構３７は、ギアクラッチで構成され、第２アクチュエータ（ＡＣＴ２）３８によって操作される。そして、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続された場合には、エンジン１３又はファイナルギア３１（車軸１７）のいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチが遮断された場合には駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される。これにより、第２クラッチ機構３７が設けられたエンジン動力伝達経路３６は、エンジン１３を駆動源とする走行とエンジン１３を駆動源としない走行とが択一可能である。
　上述した第１アクチュエータ３５及び第２アクチュエータ３８は、変速機制御ユニット（ＴＣＵ）２５に接続され、変速機制御ユニット２５によって制御される。これにより、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が接続され、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続されることで、プラグインハイブリッド自動車１は、モータ１１及びエンジン１３を駆動源とするパラレル走行が可能となる。また、第１アクチュエータ３５によって第１クラッチ機構３４が接続され、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が切断されることで、モータ１１のみを駆動源とするＥＶ走行、及び、モータ１１を駆動源とし、ジェネレータ１５で発電された電気がモータ１１又は駆動バッテリに供給されるシリーズ走行が可能となる。そして、ＥＶ走行又はシリーズ走行からパラレル走行に切り替える場合には、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続され、パラレル走行からＥＶ走行又はシリーズ走行に切り替える場合には、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が切断される。
　また、トランスアクスル３には、更に、エンジン１３からジェネレータ１５に至る動力伝達経路３９（以下「発電動力伝達経路３９」という）が設けられている。発電動力伝達経路３９は、ギア列で構成され、エンジン１３の駆動力は発電動力伝達経路３９を通りジェネレータ１５に伝達され、ジェネレータ１５の発電負荷は発電動力伝達経路３９を通りエンジン１３に伝達される。
　図２及び図３に示すように、上述したギアクラッチは、エンジン１３から駆動トルクが伝達される駆動ギア３７１と、駆動ギア３７１の軸方向に引き抜き可能であって、駆動ギア３７１と噛み合う一方、フィナンシャルギア（車軸１７）から減速トルクが伝達される従動ギア３７３とを含んでいる。駆動ギア３７１と従動ギア３７３は互いに噛み合って回転することで、駆動ギア３７１又は従動ギア３７３の一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、駆動ギア３７１から従動ギア３７３が引き抜かれることで、駆動トルク及び減速トルクの伝達が遮断される。
　クラッチギアにおいて駆動ギア３７１と従動ギア３７３は各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向にテーパ面３７１ａ１，３７３ａ１とバックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３が設けられている。テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１は、各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向外側から内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次厚くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次狭くなることで設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３は、テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１の歯幅方向内側に設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３は、各歯３７１ａ，３７３ａのテーパ面３７３ａ１，３７３ａ１から幅方向内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次薄くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次広くなることで設けられている。
　このため、図２に示すように、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続され、エンジン１３の駆動力（駆動トルク）がファイナルギア３１（車軸１７）に伝達される力行時において、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が大きいと、駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３から従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３に掛かる力（押圧力）大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。また、図３に示すように、第２アクチュエータ３８によって第２クラッチ機構３７が接続され、ファイナルギア３１（車軸１７）の減速力がモータ１１に伝達される回生時において、従動ギア３７３と駆動ギア３７１のトルク差が大きいと、従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３から駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３に掛かる力（押圧力）が大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。
　したがって、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。換言すると、プラグインハイブリッド自動車１がパラレル走行している場合において、パラレル走行からシリーズ走行に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。そこで、実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。換言すると、プラグインハイブリッド自動車１がパラレル走行している場合において、パラレル走行からシリーズ走行に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。
　実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置（ＰＨＥＶＥＣＵ）４は、例えば、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、周辺回路等から構成されるプロセッサ（図示せず）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ（図示せず）のほか入出力インターフェース（図示せず）によって構成される。
　図１に示すように、動力伝達装置の制御装置４には、上述したパワードライブユニット２１及びエンジン制御ユニット２３がＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）４０によって接続されているほか、アクセルペダルセンサ４１、ブレーキペダルセンサ４３が接続されている。
　アクセルペダルセンサ４１は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのセンサであり、ブレーキペダルセンサ４３は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。
　動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が０に近づくように、駆動源（モータ１１及びエンジン１３）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４が駆動源（モータ１１及びエンジン１３）を制御すれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。これにより、パラレル走行からシリーズ走行に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくできる。
　例えば、動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、ジェネレータ１５が駆動ギア３７１のトルクを従動ギア３７３のトルクに近づけるように、パワードライブユニット２１（ジェネレータ用のインバータ２１３）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１を制御すれば、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づくように、ジェネレータ１５が制御される。これにより、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づき、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　例えば、動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１を引き抜く時に、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５がジェネレータ１５のトルクをエンジン１３の駆動トルクに近づけるように、パワードライブユニット２１（ジェネレータ用のインバータ２１３）を制御してもよい。このように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１を制御すれば、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５のトルクがエンジン１３の駆動トルクに近づくように、ジェネレータ１５が制御される。これにより、車軸１７（ファイナルギア３１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが小さければ、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　また、例えば、動力伝達装置の制御装置４は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５がジェネレータ１５のトルクをエンジン１３の駆動トルクに車軸１７の減速トルクを加算したトルクに近づけるように、パワードライブユニット２１（ジェネレータ用のインバータ２１３）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１を制御すれば、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５のトルクがエンジン１３の駆動トルクに車軸１７の減速トルクを加算トルクに近づくように、ジェネレータ１５が制御される。これにより、車軸１７（ファイナルギア３１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、車軸１７（ファイナルギア３１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　例えば、上述した車軸１７の減速トルクは、従動ギア３７３から車軸１７に至る動力伝達経路のイナーシャと駆動ギア３７１の回転数変化率を積算することで求める。このように求めれば、駆動ギア３７１の軸線上において車軸１７の減速トルクを定量的に求めることができる。
　ところで、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくするには、エンジン１３及びジェネレータ１５のトルクを０とすることが簡易である。しかしながら、エンジン１３及びジェネレータ１５のトルクを０とすると、ジェネレータ１５が発電しないので、プラグインハイブリッド自動車１の加速中に十分な加速を得ることができない虞がある。
　そこで、例えば、アクセルの全閉時（アクセル開度が０）に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合、すなわち、アクセルの全閉時にパラレル走行からシリーズ走行に切り替える場合には、駆動ギア３７１の軸線上において、エンジン１３とジェネレータ１５のトルクが０に近づくように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御すれば、エンジン１３とジェネレータ１５のトルクが０に近づき、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　また、例えば、アクセルの全開時（アクセル開度が最大）に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合、すなわち、アクセルの全開時にパラレル走行からシリーズ走行に切り替える場合には、駆動ギア３７１の軸線上において、ジェネレータ１５のトルクにエンジン１３のトルクを加算したトルクが０に近づくように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御すれば、プラグインハイブリッド車両の加速中に、車両の必要電力を確保しつつ、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　また、例えば、図４に示すように、アクセル全閉から予め設定されたアクセル開度に至るまでの間で駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合には、発電を停止する一方、予め設定されたアクセル開度からアクセル全開に至るまでの間で駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く場合には、アクセル開度に応じて発電量が増加するように、動力伝達装置の制御装置４がパワードライブユニット２１及びエンジン制御ユニット２３を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置４がエンジン制御ユニット２３及びパワードライブユニット２１を制御すれば、車両の減速中は、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くための力を小さくし、車両の加速中は、車両の必要電力を確保する。これにより、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時の必要電力を確保しつつ、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　上記例において、動力伝達装置の制御装置４は、駆動用バッテリの電池残量が予め定められた閾値よりも少ない場合には、予め設定されたアクセル開度を全閉側に移動させ、駆動用バッテリの電池残量が閾値よりも多い場合には、予め設定されたアクセル開度を全開側に移動させてもよい。このようにすれば、駆動用バッテリの電池残量が閾値よりも少ない場合には、アクセル開度が小さい時から発電が開始され、駆動用バッテリの電池残量が閾値よりも多い場合には、アクセル開度が大きくなってから発電が開始される。これにより、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時にプラグインハイブリッド自動車１が必要とする電力を確保しつつ、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　上述した実施形態１に係る動力伝達装置の制御装置４によれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。換言すると、パラレル走行からシリーズ走行への切り替え時に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
［実施形態２］
　図５に示すように、実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８は、前輪駆動用のモータ（Ｆｒモータ）５１及び後輪駆動用のモータ（Ｒｒモータ）５３を駆動源とする四輪駆動の電気自動車（ＥＶ）５に適用される。
　前輪駆動用のモータ５１は、前輪駆動用のパワードライブユニット（ＦＰＤＵ）６１に接続され、後輪駆動用のモータ５３は、後輪駆動用のパワードライブユニット（ＲＰＤＵ）６３に接続される。前輪駆動用のパワードライブユニット６１及び後輪駆動用のパワードライブユニット６３には、駆動用バッテリ５９から電力が供給され、前輪駆動用のモータ５１は前輪駆動用のパワードライブユニット６１によって制御され、後輪駆動用のモータ５３は後輪駆動用のパワードライブユニット６３によって制御される。
　実施形態２に係る四輪駆動の電気自動車５は、前輪駆動用のモータ５１から前輪５６の車軸５５に至る前輪動力伝達経路にトランスアクスル７が設けられている。トランスアクスル７は、トランスミッション、ファイナルギア７１及びディファレンシャルギア７２を一体化した動力伝達装置であり、モータからファイナルギア７１に至る動力伝達経路７３（以下「モータ動力伝達経路７３」という）が設けられている。
　モータ動力伝達経路７３は、ギア列で構成され、モータの駆動力はモータ動力伝達経路７３を構成するギア列を通りファイナルギア７１に伝達される。
　モータ動力伝達経路７３にはクラッチ機構７４が設けられている。クラッチ機構７４は、ギアクラッチで構成され、アクチュエータ（ＡＣＴ）７５によって操作される。そして、アクチュエータ７５によってクラッチが接続された場合には、モータ又はファイナルギア７１（車軸５５）のいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、アクチュエータ７５によってクラッチが遮断された場合には駆動トルク又は減速トルクの伝達が遮断される。これにより、クラッチ機構７４が設けられたモータ動力伝達経路７３は、前輪駆動用のモータ５１を駆動源とする走行（四輪駆動走行）と前輪駆動用のモータ５１を駆動源としない走行（後輪駆動走行）とが択一可能である。
　上述したアクチュエータ７５は、変速機制御ユニット（ＴＣＵ）６５に接続され、変速機制御ユニットによって制御される。これにより、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続されることで、電気自動車５は四輪駆動による走行が可能となる。また、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が切断されることで、電気自動車５は後輪駆動による走行が可能となる。そして、後輪駆動から四輪駆動に切り替える場合には、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続され、四輪駆動から後輪駆動に切り替える場合には、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が切断される。
　実施形態２に係る四輪駆動の電気自動車５は、後輪駆動用のモータ５３から後輪５８の車軸５７に至る後輪動力伝達経路に、ファイナルギア７７及びディファレンシャルギア７８が設けられている。
　図２及び図３に示すように、上述したギアクラッチは、実施形態１に係るギアクラッチと同様に、前輪駆動用のモータ５１から駆動トルクが伝達される駆動ギア３７１と、駆動ギア３７１の軸方向に引き抜き可能であって、駆動ギア３７１と噛み合う一方、ファイナルギア７１（車軸５５）から減速トルクが伝達される従動ギア３７３とを含んでいる。駆動ギア３７１と従動ギア３７３は互いに噛み合いあって回転することで、駆動ギア３７１又は従動ギア３７３の一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、駆動ギア３７１から従動ギア３７３が引き抜かれることで、駆動トルク及び減速トルクの伝達が遮断される。
　クラッチギアにおいて駆動ギア３７１と従動ギア３７３は各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向にテーパ面３７１ａ１，３７３ａ１とバックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３が設けられている。テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１は、各歯３７１ａ，３７３ａの幅方向外側から内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次厚くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次狭くなることで設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７１ａ３は、テーパ面３７１ａ１，３７３ａ１の歯幅方向内側に設けられている。バックテーパ面３７１ａ３，３７３ａ３は、各歯３７１ａ，３７３ａのテーパ面３７３ａ１，３７３ａ１から幅方向内側に向けて歯３７１ａ，３７３ａが漸次薄くなり、歯３７１ａ（３７３ａ）と歯３７１ａ（３７３ａ）の間隔が漸次広くなることで設けられている。
　このため、図２に示すように、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続され、前輪駆動用のモータ５１の駆動力（駆動トルク）がファイナルギア７１（車軸５５）に伝達される力行時において、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が大きいと、駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３から従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３に掛かる力（押圧力）大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。また、アクチュエータ７５によってクラッチ機構７４が接続され、ファイナルギア７１（車軸）の減速力が前輪駆動用のモータ５１に伝達される回生時において、従動ギア３７３と駆動ギア３７１のトルク差が大きいと、従動ギア３７３のバックテーパ面３７３ａ３から駆動ギア３７１のバックテーパ面３７１ａ３に掛かる力（押圧力）が大きくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために大きな力が必要となり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くことが難しい。
　したがって、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。換言すると、電気自動車５が走行している場合において、四輪駆動から後輪駆動に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることが求められる。そこで、実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。換言すると、電気自動車５が走行している場合において、四輪駆動から後輪駆動に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくすることを目的としている。
　実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置（ＥＶＥＣＵ）８は、例えば、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、周辺回路等から構成されるプロセッサ（図示せず）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ（図示せず）のほか入出力インターフェース（図示せず）によって構成される。
　動力伝達装置の制御装置８には、上述したパワードライブユニット６１のほか、アクセルペダルセンサ８１、ブレーキペダルセンサ８３等の各種線が接続されている。
　アクセルペダルセンサ８１は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのセンサであり、ブレーキペダルセンサ８３は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。
　動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が０に近づくように、駆動源（モータ５１）を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置８が駆動源を制御すれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。これにより、四輪駆動から後輪駆動に切り替える時に、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差を小さくできる。
　例えば、動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、前輪駆動用のモータ５１が駆動ギア３７１のトルクを従動ギア３７３のトルクに近づけるように、前輪駆動用のパワードライブユニット６１を制御する。このように、動力伝達装置の制御装置８が前輪駆動用のパワードライブユニット６１を制御すれば、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づくように、前輪駆動用のモータ５１が制御される。これにより、駆動ギア３７１のトルクが従動ギア３７３のトルクに近づき、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　例えば、動力伝達装置の制御装置８は、駆動ギア３７１と従動ギア３７３が噛み合って回転している場合において、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜く時に、駆動ギア３７１の軸線上において、モータがモータの駆動トルクを車軸の減速トルクに近づけるように、前輪駆動用のパワードライブユニット６１を制御してもよい。このように動力伝達装置の制御装置８がパワードライブユニット６１を制御すれば、駆動ギア３７１の軸線上において、前輪駆動用のモータ５１の駆動トルクがファイナルギア７１（車軸）の減速トルクに近づくように、前輪駆動用のモータ５１が制御される。これにより、車軸（ファイナルギア７１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなるので、車軸（ファイナルギア７１）から駆動ギア３７１に伝達される減速トルクが大きくても、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　上述した実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８によれば、駆動ギア３７１と従動ギア３７３のトルク差が小さくなり、駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。還元すると、四輪駆動から二輪駆動への切り替え時に駆動ギア３７１から従動ギア３７３を引き抜くために必要な力を小さくできる。
　尚、上述した実施形態２に係る動力伝達装置の制御装置８は、前輪駆動用のモータ５１を駆動源とする走行（四輪駆動走行）と前輪駆動用のモータ５１を駆動源としない走行（後輪駆動走行）を切り替える四輪駆動の電気自動車５を例に説明したが、後輪駆動用のモータを駆動源とする走行（四輪駆動走行）と前輪駆動用のモータを駆動源としない走行（後輪駆動走行）を切り替える四輪駆動の電気自動車に適用可能である。
　本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
１　　プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）
１１　　モータ
１３　　エンジン
１５　　ジェネレータ
１７　　車軸
１８　　駆動輪
２１　　パワードライブユニット（ＰＤＵ）
２１１　　モータ用のインバータ
２１３　　ジェネレータ用のインバータ
２３　　エンジン制御ユニット（ＥＮＧＥＣＵ）
２５　　変速機制御ユニット（ＴＣＵ）
３　　トランスアクスル（動力伝達装置）
３１　　ファイナルギア
３２　　ディファレンシャルギア
３３　　モータ動力伝達経路
３４　　第１クラッチ機構
３５　　第１アクチュエータ（ＡＣＴ１）
３６　　エンジン動力伝達経路
３７　　第２クラッチ機構
３７１　　駆動ギア
３７１ａ　　歯
３７１ａ１　　テーパ面
３７１ａ３　　バックテーパ面
３７３　　従動ギア
３７３ａ　　歯
３７３ａ１　　テーパ面
３７３ａ３　　バックテーパ面
３８　　第２アクチュエータ（ＡＣＴ２）
３９　　発電動力伝達経路
４　　制御装置（ＰＨＥＶＥＣＵ）
４０　　ＣＡＮ
４１　　アクセルペダルセンサ
４３　　ブレーキペダルセンサ
５　　電気自動車（ＥＶ）
５１　　前輪駆動用のモータ（Ｆｒモータ）
５３　　後輪駆動用のモータ（Ｒｒモータ）
５５　　車軸
５６　　前輪
５７　　車軸
５８　　後輪
５９　　駆動用バッテリ
６１　　前輪駆動用のパワードライブユニット（ＦＰＤＵ）
６３　　後輪駆動用のパワードライブユニット（ＲＰＤＵ）
６５　　変速機制御ユニット（ＴＣＵ）
７　　トランスアクスル
７１　　ファイナルギア
７２　　ディファレンシャルギア
７３　　モータ動力伝達経路
７４　　クラッチ機構
７５　　アクチュエータ（ＡＣＴ）
７７　　ファイナルギア
７８　　ディファレンシャルギア
８　　制御装置（ＥＶＥＣＵ）
８０　　ＣＡＮ
８１　アクセルペダルセンサ
８３　　ブレーキペダルセンサ

Claims (10)

  1. 　駆動源から車軸に至る動力伝達経路に設けられ、
    　前記駆動源から駆動トルクが伝達される駆動ギアと、前記駆動ギアの軸方向に引き抜き可能であって、前記駆動ギアと噛み合う一方、前記車軸から減速トルクが伝達される従動ギアと、を含み、
    　前記駆動ギアと前記従動ギアは互いに噛み合って回転することで、駆動ギア又は従動ギアのいずれか一方から他方に駆動トルク又は減速トルクが伝達され、前記駆動ギアから前記従動ギアが引き抜かれることで、前記駆動トルク又は前記減速トルクの伝達が遮断される、動力伝達装置の制御装置であって、
    　前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアと前記従動ギアのトルク差が０に近づくように、前記駆動源を制御する、
    動力伝達装置の制御装置。
  2. 　前記駆動源は、エンジンと、前記エンジンによって駆動されるジェネレータと、を含み、
    　前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアのトルクが前記従動ギアのトルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する、
    請求項１に記載の動力伝達装置の制御装置。
  3. 　前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する、
    　請求項２に記載の動力伝達装置の制御装置。
  4. 　前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクが前記エンジンの駆動トルクに前記車軸の減速トルクを加算したトルクに近づくように、前記ジェネレータを制御する、
    　請求項２に記載の動力伝達装置の制御装置。
  5. 　前記車軸の減速トルクは、前記従動ギアから車軸に至る動力伝達経路のイナーシャと前記従動ギアの回転数変化率とを積算することで求める、請求項４に記載の動力伝達装置の制御装置。
  6. 　アクセルの全閉時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記駆動ギアの軸線上において、前記エンジンと前記ジェネレータのトルクが０に近づくように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する、請求項２に記載の動力伝達装置の制御装置。
  7. 　アクセルの全開時に前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、前記ジェネレータが車両の必要電力を発電するとともに、前記駆動ギアの軸線上において、前記ジェネレータのトルクに前記エンジンのトルクを加算したトルクが０に近づくように、前記ジェネレータと前記エンジンを制御する
    請求項２又は６に記載の動力伝達装置の制御装置。
  8. 　アクセル全閉から予め設定されたアクセル開度に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、発電を停止する一方、前記予め設定されたアクセル開度からアクセル全開に至るまでの間で前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く場合には、アクセル開度に応じて発電量が増加するように、前記エンジンと前記ジェネレータを制御する、
    請求項２又は６に記載の動力伝達装置の制御装置。
  9. 　前記駆動源は、モータを含み、
    　前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアと前記従動ギアのトルク差が０に近づくように、前記モータを制御する、
    請求項１に記載の動力伝達装置の制御装置。
  10. 　前記駆動ギアと前記従動ギアとが噛み合って回転している場合において、前記駆動ギアから前記従動ギアを引き抜く時に、前記駆動ギアの軸線上において、前記モータの駆動トルクが前記車軸の減速トルクに近づくように、前記モータを制御する、
    請求項９に記載の動力伝達装置の制御装置。
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