JP2014105826A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噛合クラッチを締結状態に切り換えるアクチュエータの負荷を軽減する。
【解決手段】スプライン歯を備えるクラッチスリーブとこれと同軸上に配置されるとともにスプライン歯を備えるクラッチホイールとを備え、締結状態と解放状態とに切り換えられるクラッチを有する。クラッチスリーブを軸方向に移動させ、クラッチを締結状態と解放状態とに切り換えるアクチュエータを有する。クラッチを締結状態に切り換える際に、クラッチスリーブまたはクラッチホイールに連結されるモータジェネレータを制御し、クラッチスリーブとクラッチホイールとの回転速度差を制御する回転制御部を有する。クラッチスリーブとクラッチホイールとのスプライン歯は、回転方向の一方にチャンファ面を備える片側チャンファ噛合歯であり、回転制御部は、クラッチスリーブとクラッチホイールとの回転速度差を、チャンファ面の角度に基づいて設定される閾値ｎ以上に保持する。
【選択図】図６

Description

本発明は、噛合クラッチを締結状態に切り換えるクラッチ制御装置に関する。

ハイブリッド車両等のパワートレインには、変速段や走行モードを切り換えるための噛合クラッチを組み込むことが多い(特許文献１参照)。この噛合クラッチとしては、クラッチ解放時の動力損失を抑制する観点から、シンクロ機構を持たない噛合クラッチを採用することが望ましい。しかしながら、シンクロ機構を持たないことから、噛合クラッチを滑らかに締結状態に切り換えるためには、クラッチ前後の回転速度を高精度に同期させることが必要となっていた。そこで、特許文献１に記載されるパワートレインにおいては、電動モータを用いてクラッチ前後の回転速度を同期させるようにしている。

特開２００６−３８１３６号公報

ところで、電動モータを用いて回転速度を同期させた場合であっても、クラッチ前後の回転速度を完全に一致させることは困難となっていた。このため、クラッチ前後の回転速度を機械的に同期させるため、噛合クラッチの噛合歯には傾斜するチャンファ面が形成されている。噛合クラッチを締結状態に切り換える際には、双方の噛合歯のチャンファ面を滑り接触させて位相を一致させた後に、双方の噛合歯を噛み合わせることになる。しかしながら、チャンファ面同士を強く接触させて位相を一致させることは、噛合クラッチを締結状態に切り換えるアクチュエータの負荷を増大させる要因であった。このように、アクチュエータの負荷が増大することは、アクチュエータの大型化を招くとともに、噛合クラッチの切換速度を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、噛合クラッチを締結状態に切り換えるアクチュエータの負荷を軽減することにある。

本発明のクラッチ制御装置は、噛合歯を備える第１回転体とこれと同軸上に配置されるとともに噛合歯を備える第２回転体とを備え、前記噛合歯が互いに噛み合う締結状態と前記噛合歯の噛み合いが解除される解放状態とに切り換えられる噛合クラッチと、前記第１回転体を軸方向に移動させ、前記噛合クラッチを締結状態と解放状態とに切り換えるアクチュエータと、前記噛合クラッチを締結状態に切り換える際に、前記第１回転体または前記第２回転体に連結される電動モータを制御し、前記第１回転体と前記第２回転体との回転速度差を制御する回転制御部とを有し、前記第１回転体と前記第２回転体とに設けられる前記噛合歯は、回転方向の一方にチャンファ面を備える片側チャンファ噛合歯であり、前記回転制御部は、前記第１回転体と前記第２回転体との回転速度差を、前記チャンファ面の角度に基づいて設定される閾値以上に保持することを特徴とする。

本発明によれば、噛合クラッチを締結状態に切り換える際に、第１回転体と第２回転体との回転速度差を、チャンファ面の角度に基づき設定される閾値以上に保持したので、双方のチャンファ面の接触を抑制することが可能となり、アクチュエータの負荷を軽減することが可能となる。

ハイブリッド車両に搭載されるパワートレインおよびその制御系の一部を示す概略図である。 クラッチの構成を示す分解斜視図である。 (ａ)〜(ｅ)はスプライン歯の噛み合い過程を示す説明図である。 (ａ)〜(ｃ)はチャンファ部の接触パターンを示す説明図である。 図４(ｂ)に示されるチャンファ部を拡大して示す説明図である。 クラッチを締結する際の回転数Ｎ１、回転数Ｎ２およびスリーブストロークを示す線図である。 比較例としてクラッチを締結する際の回転数Ｎ１、回転数Ｎ２およびスライドストロークを示す線図である。 クラッチを締結する際の回転数Ｎ１、回転数Ｎ２およびスリーブストロークを示す線図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載されるパワートレイン１０およびその制御系の一部を示す概略図である。このパワートレイン１０には、本発明の一実施の形態であるクラッチ制御装置１１が組み込まれている。図１に示すように、パワートレイン１０には、動力源として、エンジン１２、第１モータジェネレータＭ１および第２モータジェネレータＭ２が設けられている。また、パワートレイン１０には、噛合クラッチとして、クラッチＣＬ１、クラッチＣＬ２、クラッチＣＬ３およびクラッチＣＬ４が設けられている。なお、クラッチＣＬ１〜ＣＬ４は、ドグクラッチつまりシンクロナイザリング等の回転同期機構を有していない噛合クラッチである。

エンジン１２とモータジェネレータＭ２との間には、エンジン動力を駆動輪とモータジェネレータＭ２とに分割する動力分割機構１３が設けられている。動力分割機構１３は、エンジン１２に連結されるキャリア１４と、キャリア１４に回転自在に支持されるピニオンギヤ１５とを有している。ピニオンギヤ１５は２つのギヤ部１５ａ，１５ｂを有しており、一方のギヤ部１５ａにはサンギヤ１６およびリングギヤ１７が噛み合っており、他方のギヤ部１５ｂにはサンギヤ１８が噛み合っている。サンギヤ１６にはモータジェネレータＭ２が連結されており、サンギヤ１８にはクラッチハブ１９が固定されている。

クラッチハブ１９の外周部には、軸方向に移動自在にクラッチスリーブ２０が設けられている。クラッチスリーブ２０にはフォーク部材２１が装着されており、フォーク部材２１にはアクチュエータ２２が連結されている。アクチュエータ２２を駆動して、クラッチスリーブ２０を矢印ａ方向に移動させることにより、クラッチスリーブ２０はクラッチホイール２３に噛み合う状態となる。このように、クラッチハブ１９、クラッチスリーブ２０およびクラッチホイール２３によってクラッチＣＬ１が構成されている。クラッチＣＬ１を締結することにより、サンギヤ１８とリングギヤ１７とを締結することができ、動力分割機構１３の差動回転を止めることが可能となる。すなわち、クラッチＣＬ１を締結することにより、動力分割機構１３を介してエンジン１２とモータジェネレータＭ２とを直結することが可能となる。

また、アクチュエータ２２を駆動して、クラッチスリーブ２０を矢印ｂ方向に移動させることにより、クラッチスリーブ２０はクラッチホイール２４に噛み合う状態となる。このように、クラッチハブ１９、クラッチスリーブ２０およびクラッチホイール２４によってクラッチＣＬ２が構成されている。クラッチＣＬ２を締結することにより、サンギヤ１８をケース２５に固定して停止させることができるため、モータジェネレータＭ２の回転変動幅を狭めながらリングギヤ１７の回転変動幅を広げることが可能となる。すなわち、ブレーキとして機能するクラッチＣＬ１を締結することにより、モータジェネレータＭ２の回転速度を抑制しつつリングギヤ１７および後述する駆動輪出力軸２６の回転速度を高めることができ、動力分割機構１３をオーバードライブ状態に切り換えることが可能となる。

また、リングギヤ１７とクラッチホイール２３とを連結する中空軸２７には駆動ギヤ２８が固定されており、この駆動ギヤ２８に噛み合う従動ギヤ２９が駆動輪出力軸２６に回転自在に支持されている。従動ギヤ２９にはクラッチホイール３０が固定されており、このクラッチホイール３０に隣接するクラッチハブ３１が駆動輪出力軸２６に固定されている。また、クラッチハブ３１の外周部には、軸方向に移動自在にクラッチスリーブ３２が設けられている。クラッチスリーブ３２にはフォーク部材３３が装着されており、フォーク部材３３にはアクチュエータ３４が連結されている。アクチュエータ３４を駆動してクラッチスリーブ３２を矢印ａ方向に移動させることにより、クラッチスリーブ３２はクラッチホイール３０に噛み合う状態となる。このように、クラッチハブ３１、クラッチホイール３０およびクラッチスリーブ３２によってクラッチＣＬ３が構成されている。クラッチＣＬ３を締結することにより、リングギヤ１７と駆動輪出力軸２６とを連結することが可能となる。すなわち、クラッチＣＬ３を締結することにより、駆動輪出力軸２６に対してエンジン１２およびモータジェネレータＭ２を接続することが可能となる。一方、クラッチＣＬ３を解放することにより、駆動輪出力軸２６からエンジン１２およびモータジェネレータＭ２を切り離すことが可能となる。

また、駆動輪出力軸２６の端部には従動ギヤ４０が固定されており、この従動ギヤ４０に噛み合う駆動ギヤ４１が伝達軸４２に固定されている。伝達軸４２にはクラッチハブ４３が固定されており、クラッチハブ４３に隣接するクラッチホイール４４がモータジェネレータＭ１のモータ出力軸４５に固定されている。また、クラッチハブ４３の外周部には、軸方向に移動自在にクラッチスリーブ４６が設けられている。クラッチスリーブ４６にはフォーク部材４７が装着されており、フォーク部材４７にはアクチュエータ４８が連結されている。アクチュエータ４８を駆動してクラッチスリーブ４６を矢印ａ方向に移動させることにより、クラッチスリーブ４６はクラッチホイール４４に噛み合う状態となる。このように、クラッチハブ４３、クラッチホイール４４およびクラッチスリーブ４６によってクラッチＣＬ４が構成されている。クラッチＣＬ４を締結することにより、駆動輪出力軸２６に対してモータジェネレータＭ１を接続することが可能となる。一方、クラッチＣＬ４を解放することにより、駆動輪出力軸２６からモータジェネレータＭ１を切り離すことが可能となる。

このようなパワートレイン１０のクラッチＣＬ１〜ＣＬ４を切換制御するため、アクチュエータ２２，３４，４８には駆動回路部５０が接続されており、駆動回路部５０には通電ラインを介して図示しない補機用バッテリが接続されている。また、モータジェネレータＭ１のステータ５１にはインバータ５２が接続されており、インバータ５２には通電ラインを介して図示しない高電圧バッテリが接続されている。また、クラッチ制御装置１１は、インバータ５２および駆動回路部５０に制御信号を出力する制御ユニット５３を有している。さらに、制御ユニット５３には、伝達軸４２つまりクラッチスリーブ４６の回転数(回転速度)Ｎ１を検出する回転センサ５４と、モータ出力軸４５つまりクラッチホイール４４の回転数(回転速度)Ｎ２を検出する回転センサ５５とが接続されている。そして、クラッチＣＬ４を切換制御する際に、制御ユニット５３は、クラッチ前後の回転数Ｎ１，Ｎ２に基づいて、インバータ５２に制御信号を出力してモータジェネレータＭ１の回転数を制御するとともに、駆動回路部５０に制御信号を出力してアクチュエータの作動状態を制御する。なお、制御ユニット５３は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等によって構成されている。

以下、クラッチＣＬ４を解放状態から締結状態に切り換える際の制御手順について説明する。なお、以下の説明においては、パワートレイン１０に設けられるクラッチＣＬ１〜ＣＬ４のうち、クラッチＣＬ４を例に挙げて説明するが、他のクラッチＣＬ１〜ＣＬ３についても、後述する制御手順によって解放状態から締結状態に切り換えることが可能となっている。

図２はクラッチＣＬ４の構成を示す分解斜視図である。図２に示すように、クラッチＣＬ４は、クラッチハブ４３の外周部に軸方向に移動自在に設けられるクラッチスリーブ(第１回転体)４６と、このクラッチスリーブ４６と同軸上に配置されるクラッチホイール(第２回転体)４４とを有している。クラッチスリーブ４６の内周面には、径方向内方に突出する複数のスプライン歯(噛合歯)６０が形成されている。これらのスプライン歯６０は、軸方向に伸びるとともに円周方向に所定間隔で配列されている。また、それぞれのスプライン歯６０は、先端に設けられるチャンファ部６１とこれに連なる逆テーパ部６２とによって構成されている。なお、チャンファ部６１は、回転方向の一方に設けられる１つのチャンファ面６１ａによって構成されている。すなわち、スプライン歯６０は、回転方向の一方にチャンファ面６１ａを備える片側チャンファ噛合歯となっている。同様に、クラッチホイール４４の外周面には、径方向外方に突出する複数のスプライン歯(噛合歯)７０が形成されている。これらのスプライン歯７０は、軸方向に伸びるとともに円周方向に所定間隔で配列されている。また、それぞれのスプライン歯７０は、先端に設けられるチャンファ部７１とこれに連なる逆テーパ部７２とによって構成されている。なお、チャンファ部７１は、回転方向の一方に設けられる１つのチャンファ面７１ａによって構成されている。すなわち、スプライン歯７０は、回転方向の一方にチャンファ面７１ａを備える片側チャンファ噛合歯となっている。

次いで、クラッチスリーブ４６のスプライン歯６０とクラッチホイール４４のスプライン歯７０との噛み合い過程について説明する。図３(ａ)〜(ｅ)はスプライン歯６０，７０の噛み合い過程を示す説明図である。図３(ａ)に示すように、アクチュエータ４８によって移動されるクラッチスリーブ４６のストローク(以下、スリーブストロークという)がゼロとなる位置、つまりクラッチスリーブ４６のニュートラル位置においては、クラッチスリーブ４６のスプライン歯６０とクラッチホイール４４のスプライン歯７０とが軸方向に離れた状態となっている。すなわち、スプライン歯６０，７０の噛み合いが解除された状態となっている。そして、アクチュエータ４８を駆動してクラッチスリーブ４６を矢印ａ方向に移動させることにより、スリーブストロークがＳ１に到達すると、クラッチスリーブ４６は図３(ｂ)に示すチャンファ先端位置まで移動する。また、スリーブストロークがＳ２に到達すると、クラッチスリーブ４６は図３(ｃ)に示す同期位置に移動し、スリーブストロークがＳ３に到達すると、クラッチスリーブ４６は図３(ｄ)に示すチャンファ後端位置まで移動する。さらに、スリーブストロークがＳ４に到達すると、クラッチスリーブ４６は図３(ｅ)に示す突き当て位置まで移動することになる。

なお、チャンファ先端位置とは、図３(ｂ)に破線で示すように、双方のチャンファ部６１，７１の先端が軸方向に重なる位置である。このチャンファ先端位置を超えてクラッチスリーブ４６を移動させることにより、図３(ｃ)に示すように、チャンファ面６１ａ，７１ａを互いに滑り接触させることができ、機械的にスプライン歯６０，７０の位相を同期させることが可能となる。また、チャンファ後端位置とは、図３(ｄ)に破線で示すように、チャンファ部６１，７１と逆テーパ部６２，７２との境界部位が軸方向に重なる位置である。このチャンファ後端位置を超えてクラッチスリーブ４６を移動させることにより、逆テーパ部６２，７２を互いに噛み合わせることができるため、クラッチＣＬ４は締結状態に切り換えられることになる。また、突き当て位置とは、図示しないストッパによってクラッチスリーブ４６の移動が停止される位置である。

続いて、チャンファ部６１，７１の接触パターンがクラッチ締結動作に与える影響について説明する。図４(ａ)〜(ｃ)はチャンファ部６１，７１の接触パターンを示す説明図である。図４(ａ)〜(ｃ)において、矢印ａは、クラッチＣＬ４を締結状態に切り換える際のクラッチスリーブ４６の移動方向とその速度とを示している。また、矢印ｂは、クラッチホイール４４に対するクラッチスリーブ４６の相対的な回転方向とその速度とを示している。さらに、矢印ｃは、クラッチホイール４４に対するクラッチスリーブ４６の相対的な進入方向とその速度とを示している。なお、図４(ａ)〜(ｃ)には、ｔ１時間経過後のクラッチスリーブ４６の位置を一点鎖線で示し、ｔ１よりも後のｔ２時間経過後のクラッチスリーブ４６の位置を破線で示している。なお、アクチュエータ４８は、ほぼ一定の速度でクラッチスリーブ４６を移動させることが可能となっている。

図４(ａ)に示すように、クラッチホイール４４に対するクラッチスリーブ４６の相対的な回転速度が小さい場合、つまりクラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差が小さい場合には、矢印ｃで示すように、クラッチスリーブ４６の進入方向が、チャンファ面７１ａに対してチャンファ面６１ａを押し付ける方向となる。また、図４(ｂ)に示すように、図４(ａ)に示す場合よりも、クラッチホイール４４に対するクラッチスリーブ４６の相対的な回転速度が大きい場合、つまりクラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差が大きい場合には、矢印ｃで示すように、クラッチスリーブ４６の進入方向が、チャンファ面７１ａに対してチャンファ面６１ａをほぼ平行に移動させる方向となる。さらに、図４(ｃ)に示すように、図４(ｂ)に示す場合よりも、クラッチホイール４４に対するクラッチスリーブ４６の相対的な回転速度が大きい場合、つまりクラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差が大きい場合には、矢印ｃで示すように、クラッチスリーブ４６の進入方向が、チャンファ面７１ａからチャンファ面６１ａを離す方向となる。すなわち、図４(ａ)に示すように、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差を小さくすることは、チャンファ面７１ａに対するチャンファ面６１ａの押し付けを招くことから、クラッチスリーブ４６を駆動するアクチュエータ４８の負荷を増大させる要因となる。このため、図４(ｂ)および(ｃ)に示すように、チャンファ面７１ａとチャンファ面６１ａとを強く接触させることのないように、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差を、ある程度の値に保つことが望ましい。

続いて、クラッチＣＬ４を締結状態に切り換える際に、クラッチ制御装置１１によって制御されるクラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差について説明する。ここで、図５は、図４(ｂ)に示されるチャンファ部６１，７１を拡大して示す説明図である。図５に示すように、符号θ１は、スプライン歯６０が備えるチャンファ面６１ａの角度であり、符号θ２は、スプライン歯７０が備えるチャンファ面７１ａの角度である。また、チャンファ面６１ａの角度θ１とチャンファ面７１ａの角度θ２とは同一の角度となっている。なお、チャンファ面６１ａの角度θ１とは、チャンファ面６１ａと軸線αとによって定まる狭い側の角度である。同様に、チャンファ面７１ａの角度θ２とは、チャンファ面７１ａと軸線αとによって定まる狭い側の角度である。また、軸線αとは、軸方向に沿った線、つまり回転方向に直交する線を意味している。

図５に示す場合には、矢印ｃで示すように、軸方向に対して斜めにクラッチホイール４４に近づくクラッチスリーブ４６の相対的な進入角度θ３が、チャンファ面６１ａ，７１ａの角度θ１，θ２と一致するように、クラッチホイール４４に対するクラッチスリーブ４６の回転速度(矢印ｂ)が調整されている。ここで、図５に矢印Ｘ１で示すように、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差を減少させ、クラッチスリーブ４６の相対的な進入角度θ３を小さくすると、チャンファ面６１ａがチャンファ面７１ａに押し付けられる。これに対し、図５に矢印Ｘ２で示すように、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差を増加させ、クラッチスリーブ４６の相対的な進入角度θ３を大きくすると、チャンファ面７１ａに対するチャンファ面６１ａの押し付けが回避される。すなわち、アクチュエータ４８の負荷が軽減される図４(ｂ)および(ｃ)の接触パターンを得るためには、クラッチスリーブ４６の相対的な進入角度θ３が、チャンファ面６１ａ，７１ａの角度θ以上となるように、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差が制御されることになる。

続いて、クラッチＣＬ４を締結する際の制御手順について説明する。図６はクラッチＣＬ４を締結する際の回転数Ｎ１、回転数Ｎ２およびスリーブストロークを示す線図である。なお、図５においては、回転数Ｎ１は破線で示し、回転数Ｎ２は実線で示し、スリーブストロークは一点鎖線で示している。

図５に示すように、クラッチＣＬ４が解放状態となる制御開始時においては、回転数Ｎ１に比べて回転数Ｎ２が低下していることから、制御ユニット５３は、モータジェネレータ(電動モータ)Ｍ１を用いて回転数Ｎ２を引き上げる回転同期制御を開始する。ここで、回転制御部として機能する制御ユニット５３は、目標回転数として回転数Ｎ１よりも閾値ｎ以上に低回転側のＮ３を設定する。そして、制御ユニット５３は、モータジェネレータＭ１の回転数Ｎ２が回転数Ｎ３に達するように、インバータ５２を介してモータジェネレータＭ１を制御する。なお、閾値ｎとは、クラッチスリーブ４６の進入角度θ３と、チャンファ面６１ａ，７１ａの角度θとが一致する場合における、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差である。すなわち、目標回転数をＮ３に設定することにより、クラッチホイール４４とクラッチスリーブ４６との回転速度差が閾値ｎ以上に保持されることになる。

続いて、符号Ｘで示すように、モータジェネレータＭ１の回転数Ｎ２が目標回転数Ｎ３に到達すると、制御ユニット５３は、駆動回路部５０に制御信号を出力してアクチュエータ４８の作動を開始させる。そして、符号Ｙ，Ｚで示すように、スリーブストロークがＳ１からＳ３に達する際には、回転数Ｎ１，Ｎ２の速度差が閾値α以上に保持されることから、図４(ｃ)に示すように、チャンファ面６１ａ，７１ａを接触させることなく、スプライン歯６０，７０を噛み合わせることが可能となる。これにより、アクチュエータ４８の負荷を軽減するとともに、クラッチＣＬ４を滑らかに締結状態に切り換えることが可能となる。また、チャンファ面６１ａ，７１ａを強く接触させずにクラッチＣＬ４を締結することから、クラッチＣＬ４を締結状態に切り換える際の切換時間を短縮することが可能となる。さらに、チャンファ面６１ａ，７１ａを強く接触させずにクラッチＣＬ４を締結することから、アクチュエータ４８の推力を引き下げることができ、アクチュエータ４８の小型化を達成することが可能となる。さらに、チャンファ面６１ａ，７１ａを強く接触させずにクラッチＣＬ４を締結することから、クラッチＣＬ４からシンクロナイザリング等の回転同期機構を削減することができ、クラッチＣＬ４の解放状態における動力損失を大幅に軽減することが可能となる。

ここで、図７は比較例としてクラッチＣＬ４を締結する際の回転数Ｎ１、回転数Ｎ２およびスライドストロークを示す線図である。図６の比較例に符号Ｘで示すように、回転数Ｎ１に対して回転数Ｎ２を同期させた場合、回転数Ｎ１，Ｎ２の速度差を閾値ｎ未満に制御した場合には、図４(ａ)に示すように、チャンファ面６１ａ，７１ａが強く押し当てられることになる。このため、図６に符号Ｙ，Ｚで示すように、チャンファ面６１ａ，７１ａを掻き分けながらスリーブストロークがＳ１からＳ３に達するため、アクチュエータ４８の負荷が増大してストローク速度が低下することになる。これに対し、図６に示すように、回転数Ｎ１，Ｎ２の速度差を閾値ｎ以上に制御することにより、図４(ｂ)または(ｃ)に示すように、チャンファ面６１ａ，７１ａの強い接触を回避することができるため、アクチュエータ４８の負荷を軽減してストローク速度の低下を抑制することが可能となるのである。

前述の説明では、回転数Ｎ１に向けて回転数Ｎ２を上昇させてからクラッチＣＬ４を締結状態に切り換えているが、これに限られることはなく、回転数Ｎ１に向けて回転数Ｎ２を低下させてからクラッチＣＬ４を締結状態に切り換えても良い。図７はクラッチＣＬ４を締結する際の回転数Ｎ１、回転数Ｎ２およびスリーブストロークを示す線図である。

図７に示すように、クラッチＣＬ４が解放状態となる制御開始時において、回転数Ｎ２が回転数Ｎ１よりも上昇している場合には、制御ユニット５３は、モータジェネレータＭ１を用いて回転数Ｎ２を引き下げる回転同期制御を開始する。ここで、制御ユニット５３は、目標回転数として回転数Ｎ１よりも低回転側の回転数Ｎ３を設定し、モータジェネレータＭ１の回転数Ｎ２が回転数Ｎ３に達するように、インバータ５２を介してモータジェネレータＭ１を制御する。そして、制御ユニット５３は、図７に符号Ｘで示すように、モータジェネレータＭ１の回転数Ｎ２が目標回転数Ｎ３に到達すると、制御ユニット５３は、駆動回路部５０に制御信号を出力してアクチュエータ４８の作動を開始させる。そして、符号Ｙ，Ｚで示すように、スリーブストロークがＳ１からＳ３に達する際には、回転数Ｎ１，Ｎ２の速度差が閾値ｎ以上に保持されることから、図４(ｃ)に示すように、チャンファ面６１ａ，７１ａを接触させることなく、スプライン歯６０，７０を噛み合わせることが可能となる。これにより、アクチュエータ４８の負荷を軽減するとともに、クラッチＣＬ４を滑らかに締結状態に切り換えることが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、ハイブリッド車両のパワートレイン１０に組み込まれるクラッチＣＬ１〜ＣＬ４に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、変速機等他の駆動装置に組み込まれる噛合クラッチに対して本発明を適用しても良い。また、前述の説明では、モータジェネレータＭ１によってクラッチホイール４４の回転数を制御し、アクチュエータ４８によってクラッチスリーブ４６のストロークを制御しているが、これに限られることはない。例えば、モータジェネレータＭ１によってクラッチホイール４４の回転数を制御するとともに、アクチュエータ４８によってクラッチホイール４４のストロークを制御しても良い。また、モータジェネレータＭ１によってクラッチスリーブ４６の回転数を制御するとともに、アクチュエータ４８によってクラッチスリーブ４６のストロークを制御しても良い。

また、図示するスプライン歯６０，７０は、回転方向や軸方向に対して傾斜する面を備える逆テーパ部６２，７２を有しているが、これに限られることはない。例えば、回転方向に対して直交する面(軸方向に平行となる面)を備えるストレート部を、スプライン歯６０，７０に対して形成しても良い。また、クラッチＣＬ１〜ＣＬ４を切り換えるアクチュエータ２２，３４，４８として、電動式のアクチュエータ２２，３４，４８を用いているが、これに限られることはなく、油圧式のアクチュエータを用いても良い。また、アクチュエータ４８によるクラッチスリーブ４６のストローク速度を変化させることにより、アクチュエータ４８を用いてクラッチスリーブ４６の相対的な進入角度θ３を調整しても良い。

１１ クラッチ制御装置
４４ クラッチホイール(第２回転体)
４６ クラッチスリーブ(第１回転体)
４８ アクチュエータ
５３ 制御ユニット(回転制御部)
６０ スプライン歯(噛合歯，片側チャンファ噛合歯)
６１ａ チャンファ面
７０ スプライン歯(噛合歯，片側チャンファ噛合歯)
７１ａ チャンファ面
Ｍ１ モータジェネレータ(電動モータ)
ＣＬ１〜ＣＬ４ クラッチ(噛合クラッチ)

Claims (4)

1. 噛合歯を備える第１回転体とこれと同軸上に配置されるとともに噛合歯を備える第２回転体とを備え、前記噛合歯が互いに噛み合う締結状態と前記噛合歯の噛み合いが解除される解放状態とに切り換えられる噛合クラッチと、
   前記第１回転体を軸方向に移動させ、前記噛合クラッチを締結状態と解放状態とに切り換えるアクチュエータと、
   前記噛合クラッチを締結状態に切り換える際に、前記第１回転体または前記第２回転体に連結される電動モータを制御し、前記第１回転体と前記第２回転体との回転速度差を制御する回転制御部とを有し、
   前記第１回転体と前記第２回転体とに設けられる前記噛合歯は、回転方向の一方にチャンファ面を備える片側チャンファ噛合歯であり、
   前記回転制御部は、前記第１回転体と前記第２回転体との回転速度差を、前記チャンファ面の角度に基づいて設定される閾値以上に保持することを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 請求項１記載のクラッチ制御装置において、
   前記回転制御部は、前記第１回転体と前記第２回転体との回転速度差を前記閾値以上に保持することにより、
   軸方向に対して斜めに前記第２回転体に近づく前記第１回転体の相対的な進入角度が、前記チャンファ面の角度以上に保持されることを特徴とするクラッチ制御装置。
3. 請求項１または２記載のクラッチ制御装置において、
   前記第１回転体が備える前記チャンファ面の角度と前記第２回転体が備える前記チャンファ面の角度とは同一であることを特徴とするクラッチ制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置において、
   前記噛合クラッチは回転同期機構を有していないことを特徴とするクラッチ制御装置。

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