車輛用驅動裝置制造方法

車輛用驅動裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種車輛用驅動裝置。車輛用驅動裝置具備電動馬達、傳遞電動馬達的扭矩的驅動力傳遞裝置、以及控制電動馬達與驅動力傳遞裝置的控制裝置，驅動力傳遞裝置具有連結機構，該連結機構能夠使驅動力傳遞裝置在連結狀態與切斷狀態之間進行切換，其中，在所述連結狀態下，所述連結機構將第一中間軸與第二中間軸連結為無法進行相對旋轉，而將電動馬達的扭矩朝后輪傳遞，在所述切斷狀態下，所述連結機構將第一中間軸與第二中間軸的連結切斷，對于控制裝置而言，在使得第一中間軸的旋轉速度高于第二中間軸的旋轉速度以后再降低電動馬達的扭矩，并在使電動馬達的扭矩降低以后的狀態下控制連結機構，以將驅動力傳遞裝置從切斷狀態切換為連結狀態。
【專利說明】車輛用驅動裝置
[0001]本申請主張于2012年9月5日提出的日本專利申請2012-195211號的優先權，并在此引用其包括說明書、附圖以及說明書摘要在內的全部內容。
【技術領域】
[0002]本發明涉及利用馬達的扭矩來驅動車輪的車輛用驅動裝置。
【背景技術】
[0003]以往，公知有如下四輪驅動車，所述四輪驅動車構成為，由內燃機(發動機)來驅動前輪以及后輪中的作為主驅動輪的一方，由電動馬達來驅動作為輔助驅動輪的另一方。對于搭載于這種四輪驅動車的車輛驅動裝置而言，例如存在日本特開2008-185078號公報所記載的車輛驅動裝置。
[0004]日本特開2008-185078號公報所記載的車輛驅動裝置具備電動機(馬達)、減速器、差動裝置以及斷接單元。通過上述減速器而對電動機的輸出進行減速。通過上述差動裝置而將借助減速器減速后的電動機的輸出向左右車輪分配。上述斷接單元用于對作為差動裝置的輸出部件的一對側齒輪(side gear)中的一方的側齒輪與車輪(左后輪)之間進行連結(連接)以及將上述連結(連接)切斷。
[0005]斷接單元具備側齒輪側的第一花鍵齒輪、車輪側的第二花鍵齒輪、以及能夠沿車軸方移動的同步套筒(synchro-sleeve)。在同步套筒與第一花鍵齒輪以及第二花鍵齒輪均嚙合的情況下，斷接單元將側齒輪與車輪連結為能夠傳遞扭矩。斷接單元構成為，若將上述嚙合解除，則使得側齒輪與車輪的連結被切斷。斷接單元具備三錐體(tripple cone)式同步哨合機構(包括外環、同步錐體(synchro-cone)以及內環的三層的摩擦傳遞部件),該同步嚙合機構用于使第一花鍵齒輪與第二花鍵齒輪的旋轉同步。
[0006]但是，在日本特開2008-185078號公報所記載的車輛驅動裝置中，同步嚙合機構、以及用于使該同步嚙合機構進行動作的結構(油壓回路)較為復雜，此即成為使得成本以及重量增加的主要因素。另外，在第一花鍵齒輪的旋轉速度與第二花鍵齒輪的旋轉速度之差較大的情況下，利用摩擦傳遞部件的摩擦力而使兩花鍵齒輪同步所需要的時間變長。其結果，有時會使從切斷狀態向連結狀態切換的響應性(response)降低。

【發明內容】

[0007]本發明的目的之一在于提供一種車輛用驅動裝置，能夠抑制成本以及重量的增力口，并且能夠縮短從切斷狀態向連結狀態切換所需要的時間。
[0008]本發明的一個方式的車輛用驅動裝置的結構上的特征在于，該車輛用驅動裝置具備:產生作為車輛的驅動力的扭矩的馬達；將所述馬達的扭矩朝車輪傳遞的驅動力傳遞裝置；以及控制所述馬達及所述驅動力傳遞裝置的控制裝置，其中，所述驅動力傳遞裝置具有連結機構，該連結機構能夠使所述驅動力傳遞裝置在連結狀態與切斷狀態之間進行切換，其中，在所述連結狀態下，所述連結機構將所述馬達側的第一旋轉部件與所述車輪側的第二旋轉部件連結為無法進行相對旋轉，而將所述馬達的扭矩朝所述車輪傳遞，在所述切斷狀態下，所述連結機構將所述第一旋轉部件與所述第二旋轉部件的連結切斷，對于所述控制裝置而言，當在停止了所述馬達的旋轉以后的所述車輛的行駛過程中將所述驅動力傳遞裝置從所述切斷狀態切換為所述連結狀態時，通過使所述馬達產生扭矩而使得所述第一旋轉部件的旋轉速度高于所述第二旋轉部件的旋轉速度，然后再降低所述馬達的扭矩，并在使所述馬達的扭矩降低以后的狀態下控制所述連結機構，以將所述驅動力傳遞裝置從所述切斷狀態切換為所述連結狀態。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過以下參照附圖對本發明的實施方式示例所進行的詳細描述，本發明的上述及其他目的、特征和優點會變得更加清楚，其中，例如利用數字附圖標記來表示結構單元，其中，
[0010]圖1示出了搭載有本實施方式所涉及的驅動裝置的四輪驅動車的概況。
[0011]圖2是示出驅動裝置的電動馬達以及驅動力傳遞裝置的結構例的剖視圖。
[0012]圖3是示出從軸線方向觀察時的減速機構的結構的說明圖。
[0013]圖4 (a)?圖4 (C)是示出連結機構的動作狀態的示意圖。
[0014]圖5是示出控制裝置所執行的處理的一個例子的流程圖。
[0015]圖6 (a)以及圖6 (b)是示出從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態遷移時的驅動裝置的動作的一個例子的時序圖。
[0016]圖7 (a)以及圖7 (b)是示出從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態遷移時的驅動裝置的動作的另一個例子的時序圖。
【具體實施方式】
[0017]以下，參照圖1?圖7對本發明的實施方式所涉及的車輛用驅動裝置進行詳細說明。
[0018]圖1示出了搭載有本實施方式所涉及的驅動裝置I (車輛用驅動裝置)的四輪驅動車的概況。如圖1所示，在四輪驅動車100的車身101搭載有前輪側的動力系統以及后輪側的動力系統。前輪側的動力系統以發動機102為驅動源。后輪側的動力系統以電動馬達為驅動源。前輪側的動力系統具備發動機102、變速驅動橋(transaxle) 103以及一對前側驅動軸(axle shaft) 105L、105R。上述變速驅動橋103對發動機102的驅動力進行變速及分配而后將其輸出。上述一對前側驅動軸105LU05R將變速驅動橋103的輸出朝左前輪104L以及右前輪104R傳遞。
[0019]驅動裝置I配置于四輪驅動車100的后輪側的動力系統，并且支承于四輪驅動車100的車身101。驅動裝置I的輸出經由一對后側驅動軸106LU06R而朝左后輪107L以及右后輪107R輸出。驅動裝置I具備電動馬達11、驅動力傳遞裝置12以及控制裝置10。上述電動馬達11產生作為四輪驅動車100的驅動力的扭矩。上述驅動力傳遞裝置12將電動馬達11的扭矩經由一對后側驅動軸106LU06R而朝左右后輪107LU07R傳遞。上述控制裝置10控制電動馬達11以及驅動力傳遞裝置12。
[0020]控制裝置10具有CPlXCentral Processing Unit:中央處理器)、輸出電路等。上述CPU根據存儲于存儲元件的程序來執行處理。上述輸出電路將馬達電流朝電動馬達11以及內置于驅動力傳遞裝置12的電動馬達50 (后述)輸出。另外，旋轉速度傳感器IOa?IOd與控制裝置10連接，上述旋轉速度傳感器IOa?IOd用于檢測左右前輪104L、104R以及左右后輪107LU07R的旋轉速度。控制裝置10能夠利用這些旋轉速度傳感器IOa?IOd來檢測各車輪的旋轉速度。
[0021]圖2是示出驅動裝置I的電動馬達11以及驅動力傳遞裝置12的結構例的剖視圖。
[0022]驅動力傳遞裝置12具有中空的外殼2、減速機構3、后側差速器4以及連結機構5。上述外殼2固定于車身101。上述減速機構3對電動馬達11的輸出進行減速。上述后側差速器4將被減速機構3減速后的電動馬達11的扭矩以允許差動的方式朝一對后側驅動軸106LU06R分配。上述連結機構5能夠將后側差速器4的一對輸出部件中的一方的輸出部件與后側驅動軸106R的連結切斷。在本實施方式中，電動馬達11收納于外殼2。
[0023]外殼2除了具有筒狀的自轉力施加部件30 (后述)之外，還具有第一外殼單元(element) 20、第二外殼單元21、第三外殼單元22以及第四外殼單元23。上述自轉力施加部件30構成了減速機構3。上述第一外殼單元20對后側差速器4進行收納。上述第二外殼單元21對電動馬達11進行收納。上述第三外殼單元22朝第二外殼單元21側開口。上述第四外殼單元23夾設于第三外殼單元22與第二外殼單元21之間。上述第一至第四外殼單元20?23沿電動馬達11的旋轉軸線01配置。以下，將與旋轉軸線01平行的方向稱為“軸線方向”。
[0024]第一外殼單元20配置于外殼2的軸線方向一側(在圖2中為左側)。第一外殼單元20在第二外殼單元21側具有大徑的開口部。第一外殼單元20由在上述第二外殼單元21側的相反側具有小徑的開口部的階梯狀的圓筒部件形成。第一外殼單元20的小徑的開口部形成為供后側驅動軸106L插通的軸插通孔20a。在軸插通孔20a的內側配置有密封部件24，該密封部件24對軸插通孔20a的內周面與后側驅動軸106L的外周面之間進行密封。
[0025]第二外殼單元21由在軸線方向兩側開口的筒部210和筒部210的單側開口部(第一外殼單元20側的開口部)形成。第二外殼單元21 —體地具有從筒部210的內表面朝內側突出的內凸緣211。
[0026]第三外殼單兀22配置于外殼2的軸線方向另一側(在圖2中為右側)。第三外殼單元22—體地具有圓筒部220與底部221。上述圓筒部220朝第二外殼單元21側開口。上述底部221設置于圓筒部220的一端部。在底部221形成有供后側驅動軸106R插通的軸插通孔22a。在軸插通孔22a的內側開口周緣，與底部221—體地設置有從底部221向電動馬達11側突出的軸承安裝用的圓筒部222。在軸插通孔22a的內側配置有密封部件25，該密封部件25對軸插通孔22a的內周面與后側驅動軸106R的外周面之間進行密封。
[0027]第四外殼單元23夾設于第二外殼單元21與第三外殼單元22之間，并且借助安裝螺栓230而將該第四外殼單元23固定。第四外殼單元23由具有規定厚度的環狀的板部件構成。在第四外殼單元23形成有安裝孔23a，該安裝孔23a供安裝作為后述的連結機構5的驅動源的電動馬達50使用。安裝孔23a在第四外殼單元23的厚度方向上將該第四外殼單元23貫通。另外，在第四外殼單元23的電動馬達11側的側面借助固定部件231而安裝有角度分解器(resolvor) 118的定子118a，上述角度分解器118用于檢測電動馬達11的旋轉角度。
[0028]電動馬達11具有定子110、轉子111以及馬達軸112。對于電動馬達11而言，定子110與控制裝置10連接，從而從控制裝置10接受所供給的馬達電流而產生使轉子111旋轉的磁場。在轉子111的內周側固定有馬達軸112，該馬達軸112在軸線方向上將第二外殼單元21的內凸緣211的中心部貫通。利用螺栓113將定子110固定于第二外殼單元21的內凸緣211。
[0029]馬達軸112為筒狀，供后述的第一中間軸44插通的插通孔112a沿軸線方向形成于該馬達軸112的中心部。馬達軸112的軸線方向上的一端部被軸承114支承，上述軸承114配置于馬達軸112的軸線方向上的一端部與后側差速器4的差速器殼體40之間。馬達軸112的軸線方向上的另一端部被軸承115支承，上述軸承115配置于馬達軸112的軸線方向上的另一端部與第四外殼單元23之間。馬達軸112的軸線方向上的中央部經由軸承116以及套筒117而以能夠旋轉的方式支承于第二外殼單元21的內凸緣211。
[0030]在馬達軸112的一端部，一體地設置有平面圓形狀的偏心部112b以及平面圓形狀的偏心部112c，其中，偏心部112b具有以偏心量δ I相對于旋轉軸線01平行地偏心的軸線02，偏心部112c具有以偏心量δ 2 ( δ I = δ 2 = δ )相對于旋轉軸線01平行地偏心的軸線(V 2。而且，一方的偏心部112b與另一方的偏心部112c在旋轉軸線01的周圍配置于以等間隔(180° )排列的位置。
[0031]借助套筒119而將角度分解器118的轉子118b安裝于馬達軸112的另一端部。角度分解器118將與轉子118b相對于定子118a的旋轉角度對應的信號朝控制裝置10輸出。控制裝置10基于該信號能夠檢測出電動馬達11的旋轉速度(轉子111相對于定子110的旋轉速度)。
[0032]圖3是示出從軸線方向觀察時的減速機構3的結構的說明圖。
[0033]在本實施方式中，減速機構3構成為漸開線少齒差減速機構。減速機構3具有自轉力施加部件30、一對輸入部件31、32、以及多個軸狀的輸出部件33。減速機構3配置為夾設于后側差速器4與電動馬達11之間。
[0034]—方的輸入部件31由外齒齒輪構成,該外齒齒輪具有以軸線02為中心軸線的中心孔31a。一方的輸入部件31在其中心孔31a的內側周圍借助軸承34而以能夠旋轉的方式支承于偏心部112b的外周面。而且，一方的輸入部件31經由馬達軸112的偏心部112b以及軸承34而接受電動馬達11的扭矩，從而進行偏心量為δ的沿著箭頭ml、m2方向的圓周運動(繞旋轉軸線01的公轉運動)。
[0035]在一方的輸入部件31設置有多個(在本實施方式中為6個)銷插通孔(貫通孔)31b，這些銷插通孔(貫通孔)31b繞軸線02以等間隔排列。輸出部件33插通于銷插通孔31b。在輸出部件33的外周配置有針狀滾子軸承36。銷插通孔31b的孔徑的尺寸設定為大于針狀滾子軸承36的外徑尺寸。
[0036]在一方的輸入部件31的外周面設置有外齒31c，該外齒31c具有節圓以軸線02為中心軸線的漸開線齒形。外齒31c的齒數Zl例如設定為Zl = 195。
[0037]另一方的輸入部件32由外齒齒輪構成，該外齒齒輪具有以軸線(V 2為中心軸線的中心孔32a,并且該外齒齒輪的形狀與一方的輸入部件31的形狀對稱。另一方的輸入部件32配置于一方的輸入部件31的電動馬達11側。并且，另一方的輸入部件32在中心孔32a的內側周圍借助軸承35而以能夠旋轉的方式支承于偏心部112c的外周面。而且，另一方的輸入部件32從電動馬達11接受馬達旋轉力，從而進行偏心量為δ的沿著箭頭ml、m2方向的圓周運動(繞旋轉軸線Ol的公轉運動)。
[0038]在另一方的輸入部件32設置有多個銷插通孔32b，這些銷插通孔32b繞軸線O' 2以等間隔排列。輸出部件33插通于該銷插通孔32b，并且在該輸出部件33的外周配置有針狀滾子軸承37。另外，在另一方的輸入部件32的外周面設置有外齒32c，該外齒32c具有節圓以軸線O' 2為中心軸線的漸開線齒形。外齒32c的齒數Z2與一方的輸入部件31的外齒31c的齒數Zl相同。
[0039]自轉力施加部件30由以旋轉軸線01為中心軸線的內齒齒輪構成，且配置為夾設于第一外殼單元20與第二外殼單元21之間，并利用螺栓300而將該自轉力施加部件30固定。而且，自轉力施加部件30與一對輸入部件31、32嚙合，從而將箭頭nl、n2方向上的自轉力施加于因接受電動馬達11的馬達旋轉力而進行公轉的一方的輸入部件31，另外，將箭頭11、12方向上的自轉力施加于另一方的輸入部件32。
[0040]在自轉力施加部件30的內周面設置有內齒30c，該內齒30c與一方的輸入部件31的外齒31c以及另一方的輸入部件32的外齒32c嚙合。內齒30c的齒數Z3例如設定為Z3=208。根據a =Zl/ (Ζ3-Ζ1)而計算得出減速機構3的減速比α。
[0041]多個輸出部件33繞旋轉軸線01以等間隔配置。并且，多個輸出部件33插通于一方的輸入部件31的銷插通孔31b以及另一方的輸入部件32的銷插通孔32b。對于多個輸出部件33而言，分別利用螺母331將一端固定于差速器殼體40的第一凸緣401、且分別利用螺母331將另一端固定于第二凸緣402。而且,多個輸出部件33從一對輸入部件31、32承受由自轉力施加部件30施加的自轉力并將其作為自身的旋轉力而朝差速器殼體40輸出。
[0042]后側差速器4由錐齒輪式的差動齒輪機構構成,該差動齒輪機構具有差速器殼體40、小齒輪軸41、一對小齒輪42、以及側齒輪43。上述小齒輪軸41固定于差速器殼體40。上述小齒輪42以能夠旋轉的方式支承于小齒輪軸41。上述側齒輪43是與一對小齒輪42嚙合的一對輸出部件。利用該結構，后側差速器4能夠將被減速機構3減速后的電動馬達11的扭矩以允許差動的方式朝左右后輪107LU07R傳遞。
[0043]利用軸承201以及軸承301而將差速器殼體40以能夠旋轉的方式支承于外殼2，其中，上述軸承201配置于差速器殼體40與第一外殼單元20之間，上述軸承301配置于差速器殼體40與自轉力施加部件30之間。在差速器殼體40的軸線方向上的一端一體地設置有圓板狀的第一凸緣401。圓板狀的第二凸緣402配置成與第一凸緣401對置。利用減速機構3的輸出部件33而將第一凸緣401與第二凸緣402連結為無法進行相對旋轉且無法進行軸向移動。
[0044]左后輪107L側的后側驅動軸106L以無法進行相對旋轉的方式而與一對側齒輪43中的左后輪107L側的側齒輪43連結。另外，第一中間軸44以無法進行相對旋轉的方式而與一對側齒輪43中的右后輪107R側的側齒輪43連結。
[0045]連結機構5具有電動馬達50、圓筒狀的套筒51以及齒輪傳遞機構52。上述套筒51借助電動馬達50的驅動力而沿軸線方向進行前進后退移動。上述齒輪傳遞機構52將電動馬達50的驅動力轉換為軸線方向上的移動力進而將轉換后的移動力朝套筒51傳遞。電動馬達50由控制裝置10(如圖1所示)控制，該電動馬達50的旋轉方向根據從控制裝置10供給的電流的方向而變化。通過套筒51的進退移動，連結機構5能夠將第一中間軸44與第二中間軸45連結，該第二中間軸45相對于第一中間軸44能夠在同軸上進行相對旋轉。
[0046]第一中間軸44的一端部與后側差速器4的右后輪107R側的側齒輪43連結。利用軸承232對第一中間軸44的另一端部進行支承，該軸承232配置于第一中間軸44的另一端部與第四外殼單元23之間。第一中間軸44的軸線方向上的中央部收納于馬達軸112的插通孔112a。
[0047]第二中間軸45沿旋轉軸線01配置成比第一中間軸44靠軸插通孔22a側。利用軸承223、224這兩個軸承對第二中間軸45進行支承，上述軸承223、224與第三外殼單元22的圓筒部222的內表面嵌合。軸承223與軸承224隔著環狀的隔離件225而在軸線方向上排列，并借助止脫部件226而被止脫。利用螺栓227將止脫部件226固定于圓筒部222的端面。
[0048]由圓筒狀的螺旋齒輪構成的第一齒輪521嵌合裝配于電動馬達50的馬達軸501。上述第一齒輪521與由長方體狀的齒條構成的第二齒輪522哨合。第二齒輪522固定于圓環狀的移動力傳遞部件523的側面。另外，在移動力傳遞部件523固定有多個柱狀的引導部件524，這些引導部件524與移動力傳遞部件523的側面正交并沿軸線方向延伸。多個引導部件524的前端部以能夠移動的方式收納于引導孔23b，該引導孔23b形成于第四外殼單元23的多處位置。移動力傳遞部件523的內周側的端部與在套筒51的外周面所形成的環狀槽51a嵌合。
[0049]第一齒輪521、第二齒輪522、移動力傳遞部件523以及多個引導部件524構成齒輪傳遞機構52。通過第一齒輪521與第二齒輪522的嚙合，齒輪傳遞機構52將馬達軸501的旋轉力轉換為使移動力傳遞部件523沿軸線方向移動的移動力。通過引導部件524在引導孔23b內的移動，從而沿軸線方向引導受到該移動力的移動力傳遞部件523，并使套筒51沿軸線方向進行進退移動。
[0050]在套筒51的內周面形成有多個花鍵齒510。另外，在第一中間軸44的第二中間軸45側的端部的外周面形成有多個花鍵齒440。另外，還在第二中間軸45的第一中間軸44側的端部的外周面形成有多個花鍵齒450。
[0051]套筒51在第一位置(在圖2中用雙點劃線示出)與第二位置(在圖2中用實線示出)之間進行前進后退移動，其中，第一位置是多個花鍵齒510與第一中間軸44的多個花鍵齒440嚙合、且不與第二中間軸45的多個花鍵齒450嚙合的位置，第二位置是多個花鍵齒510與多個花鍵齒440以及多個花鍵齒450共同嚙合的位置。連結機構5構成為，例如當電動馬達50進行正向旋轉時，套筒51從第一位置向第二位置移動，當電動馬達50進行反向旋轉時，套筒51從第二位置向第一位置移動。
[0052]當套筒51位于第二位置時，第一中間軸44與第二中間軸45連結為無法進行相對旋轉。另外，當套筒51位于第一位置時，第一中間軸44與第二中間軸45的連結被切斷。即，對于第一中間軸44 (電動馬達11側的第一旋轉部件)與第二中間軸45 (車輪側的第二旋轉部件)而言，連結機構5能夠使它們在連結狀態與切斷狀態之間進行切換，其中，在上述連結狀態下，連結機構5使它們連結為無法進行相對旋轉從而將電動馬達11的扭矩朝車輪(右后輪107R)傳遞，在上述切斷狀態下，連結機構5將第一中間軸44與第二中間軸45的連結切斷。
[0053]圖4是示出套筒51的花鍵齒510、與第一中間軸44的花鍵齒440以及第二中間軸45的花鍵齒450 B齒合的哨合狀態的不意圖。圖4 (a)不出套筒51位于第一位置的狀態。圖4 (b)示出套筒51從第一位置朝向第二位置移動了規定量后的狀態。圖4 (c)示出套筒51位于第二位置的狀態。
[0054]如圖4 (a)所示，當套筒51位于第一位置時，作為凸部的花鍵齒510與在第一中間軸44的多個花鍵齒440之間所形成的多個凹部440b嚙合。此時，花鍵齒510不與在第二中間軸45的多個花鍵齒450之間所形成的多個凹部450b嚙合，從而第一中間軸44與第二中間軸45能夠進行相對旋轉。
[0055]另外，如圖4 (c)所示，當套筒51位于第二位置時，對于花鍵齒510而言，其軸線方向上的一端部與在第一中間軸44的多個花鍵齒440之間所形成的凹部440b嚙合，并且，其軸線方向上的另一端部與在第二中間軸45的多個花鍵齒450之間所形成的凹部450b嚙合。在該狀態下，第一中間軸44與第二中間軸45無法進行相對旋轉，在第一中間軸44與第二中間軸45之間借助套筒51而進行扭矩傳遞。即，連結機構5構成為通過使套筒51的花鍵齒510與第二中間軸45的凹部450b嚙合而將第一中間軸44與第二中間軸45連結的哨合1?合器。
[0056]當套筒51從第一位置朝向第二位置移動時,如圖4 (b)所示,有時花鍵齒510的軸線方向端面510a與花鍵齒450的軸線方向端面450a抵接。在該情況下,若第一中間軸44與第二中間軸45的相對旋轉速度較大，即使朝向第二位置按壓套筒51，套筒51的花鍵齒510也不與第二中間軸45的多個凹部450b嚙合，從而無法將第一中間軸44與第二中間軸45連結。即，無法進行從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態的遷移。
[0057]例如，如日本特開2008-185078號公報所記載的那樣，若設置有同步機構，則能夠使第一中間軸44與第二中間軸45的旋轉同步，從而能夠基于套筒51而將第一中間軸44與第二中間軸45連結。然而，在本實施方式中，無需設置這種同步機構，通過基于以下說明的控制裝置10的對電動馬達11以及驅動力傳遞裝置12的連結機構5的控制，能夠將第一中間軸44與第二中間軸45連結。
[0058]對于控制裝置10而言，在使得電動馬達11的旋轉停止后的四輪驅動車100的兩輪驅動的行駛過程中，當將驅動力傳遞裝置12從切斷狀態切換為連結狀態時，使電動馬達11產生扭矩而使第一中間軸44的旋轉速度高于第二中間軸45的旋轉速度，然后再降低電動馬達11的扭矩，并在將該電動馬達11的扭矩降低后的狀態下控制連結機構5，從而將驅動力傳遞裝置12從切斷狀態切換為連結狀態。
[0059]以下，參照圖5~圖7對該控制裝置10的控制內容進行更加詳細的說明。圖5與從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態的遷移有關，是示出切換控制裝置10所執行的處理的一個例子的流程圖。
[0060]控制裝置10判斷是否需要向四輪驅動狀態遷移(步驟SI)。例如可以基于左右前輪104L、104R的平均旋轉速度與左右后輪107L、107R的平均旋轉速度之差是否達到規定值以上的情況來進行該判斷。或者，也可以基于駕駛員對加速踏板的操作量、車速、轉向操縱角來進行該判斷。
`[0061]當在步驟SI中判斷為需要向四輪驅動狀態遷移時(S1:Yes)，控制裝置10進行控制而對電動馬達11供給馬達電流，借助減速機構3以及后側差速器4而驅動第一中間軸44旋轉(步驟S2)，并判定第一中間軸44的旋轉速度是否達到第二中間軸45的旋轉速度以上(步驟S3)。
[0062]此外，基于由角度分解器118所檢測出的電動馬達11的旋轉速度，并在考慮了減速機構3的減速比α等的基礎上，能夠計算得出第一中間軸44的旋轉速度。另外，基于右后輪107R的旋轉速度而能夠檢測出第二中間軸45的旋轉速度。
[0063]在步驟S3的判定中，若第一中間軸44的旋轉速度并未達到第二中間軸45的旋轉速度以上(S3:Νο)，則繼續對電動馬達11供給馬達電流。另一方面，若第一中間軸44的旋轉速度達到第二中間軸45的旋轉速度以上(S3:Yes)，則控制裝置10進行控制以降低對電動馬達11供給的馬達電流(步驟S4)。
[0064]此外，此處所說的“降低馬達電流”是指將馬達電流設定為比能夠維持第一中間軸44的旋轉速度的電流量小的電流量，并且還包含將馬達電流設為零的情況。另外，在第一中間軸44的旋轉速度比第二中間軸45的旋轉速度高出規定值以上的情況下，控制裝置10可以判斷為滿足步驟S3的判定條件(S3:Yes)。
[0065]接下來，控制裝置10進行控制而對連結機構5的電動馬達50供給馬達電流(步驟S5)，并利用齒輪傳遞機構52使套筒51從第一位置朝向第二位置移動。此外，步驟S5的處理可以與步驟S4的處理同時進行，也可以先于步驟S4的處理而進行步驟S5的處理。
[0066]接下來，在對連結機構5的電動馬達50供給馬達電流之后，控制裝置10判定是否歷經了規定時間(步驟S6)。若歷經了規定時間(S6:Yes)，則停止對電動馬達50供給馬達電流(步驟S7)。判定是否進行了第一中間軸44與第二中間軸45的連結，亦即判定從切斷狀態向連結狀態的切換是否完成(步驟S8)。
[0067]此外，在并未正常地進行第一中間軸44與第二中間軸45的連結的情況下，步驟S6中的“規定時間”設定為比第一中間軸44的旋轉速度低于第二中間軸45的旋轉速度的時間長的時間。另外，例如根據第一中間軸44的旋轉速度與第二中間軸45的旋轉速度之差是否處于規定的誤差范圍的判定結果，能夠判定從切斷狀態向連結狀態的切換是否已完成。
[0068]當控制裝置10在步驟S8中判定為向連結狀態的切換已完成時(S8:Yes)，使圖5所示的流程圖的處理結束。另一方面，當在步驟S8中判定為向連結狀態的切換未完成的情況下(S8:No)，再次執行步驟S2以后的處理。即，當基于對連結機構5的控制的從切斷狀態向連結狀態的切換并未完成時，控制裝置10再次進行控制而使第一中間軸44的旋轉速度高于第二中間軸45的旋轉速度，然后再降低電動馬達11的扭矩，并在降低了該電動馬達11的扭矩后的狀態下控制連結機構5,從而從切斷狀態切換為連結狀態。
[0069]圖6是在從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態遷移時第一中間軸44與第二中間軸45的從切斷狀態向連結狀態的切換初次完成的情況下的時序圖。圖6 (a)示出第一中間軸44以及第二中間軸45的旋轉速度的變化。圖6 (b)示出電動馬達50的馬達電流的變化。在圖6 (a)以及圖6 (b)中，橫軸表不時刻。此外,在以下的說明中，通過在括號內標注圖5所示的流程圖的各步驟編號來表示各時刻的控制裝置10的處理內容。
[0070]在圖6所示的例子中，在時刻tl以前，四輪驅動車100處于兩輪驅動狀態。第二中間軸45與后側驅動軸106R—起沿正向旋轉方向(前進方向)以與車速對應的速度進行旋轉，其中，后側驅動軸106R與右后輪107R連結。與左后輪107L連結的后側驅動軸106L的旋轉因后側差速器4的小齒輪42與側齒輪43的嚙合而反轉,從而使得第一中間軸44沿反向旋轉方向以與第二中間軸45相同的速度進行旋轉。
[0071]若控制裝置10判斷為需要在時刻tl向四輪驅動狀態遷移(步驟S1:Yes)，則從時刻tl到時刻t2的期間借助電動馬達11的扭矩來驅動第一中間軸44旋轉(步驟S2)。由此，使得第一中間軸44的旋轉方向反轉從而成為正向旋轉方向，并且使該第一中間軸44進一步加速。在圖6所示的例子中，控制裝置10在時刻t2檢測出第一中間軸44的旋轉速度達到第二中間軸45的旋轉速度以上的情況(步驟S3:Yes)。
[0072]若控制裝置10檢測出第一中間軸44的旋轉速度達到第二中間軸45的旋轉速度以上，則降低對電動馬達11供給的馬達電流(步驟S4)，并且對連結機構5的電動馬達50供給馬達電流(步驟S5)。于是，第一中間軸44的旋轉速度因各部分的摩擦阻力等而下降，在第一中間軸44的旋轉與第二中間軸45的旋轉同步的時刻，亦即在第一中間軸44的旋轉速度與第二中間軸45的旋轉速度大致相同的時刻，套筒51朝第二位置移動，從而將第一中間軸44與第二中間軸45連結。由此，即使在降低了對電動馬達11供給的馬達電流的狀態下，如圖6 Ca)所示，也使得第一中間軸44的旋轉速度與第二中間軸45的旋轉速度相同。
[0073]若控制裝置10檢測出向連結狀態的切換已在時刻t3完成(步驟S8:Yes)，則使圖5所示的流程圖的處理結束。在該連結狀態下，若控制裝置10對電動馬達11供給馬達電流，則形成為電動馬達11的扭矩從減速機構3以及后側差速器4經由后側驅動軸106L、106R而朝左右后輪107L、107R傳遞的四輪驅動狀態。
[0074]圖7是在從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態遷移時，第一中間軸44與第二中間軸45從切斷狀態向連結狀態的切換初次并未完成而是在第二次時完成的情況的時序圖。圖7(a)示出了第一中間軸44以及第二中間軸45的旋轉速度的變化。圖7 (b)示出了電動馬達50的馬達電流的變化。
[0075]此外，作為導致向連結狀態的切換未完成的重要因素，例如能夠舉出:在切換過程中第二中間軸45的旋轉速度發生變化、自對電動馬達50供給馬達電流起直至套筒51的花鍵齒510的端面510a與花鍵齒450的端面450a抵接為止的時間發生延遲等。若導致向連結狀態的切換未完成，則使得套筒51在圖4 (b)所示的位置保持原樣，且使得第一中間軸44的旋轉速度低于第二中間軸45的旋轉速度。
[0076]在圖7所示的時序圖中，截至時刻t2的控制裝置10的動作同上。若控制裝置10在時刻t3檢測出向連結狀態的切換未完成的情況，則再次利用電動馬達11的扭矩而驅動第一中間軸44旋轉(步驟S2)，并使第一中間軸44的旋轉加速。另外，若控制裝置10在時刻t4檢測出第一中間軸44的旋轉速度達到第二中間軸45的旋轉速度以上(S3:Yes),則降低對電動馬達11供給的馬達電流(步驟S4)，并對連結機構5的電動馬達50供給馬達電流(步驟S5)。
[0077]然后，若第一中間軸44的旋轉與第二中間軸45的旋轉同步而使得第一中間軸44與第二中間軸45被套筒51連結，則控制裝置10在時刻t5檢測出向連結狀態的切換已完成的情況(步驟S8:Yes)，從而使圖5所示的流程圖的處理結束。
[0078]此外，通過對連結機構5的電動馬達50供給反向的馬達電流而使套筒51從第二位置向第一位置移動，由此能夠進行從四輪驅動狀態向兩輪驅動狀態的切換。
[0079]根據以上說明的實施方式，能夠獲得如下所示的效果。[0080](I)無需設置通過摩擦來使旋轉同步的同步機構，能夠使第一中間軸44的旋轉與第二中間軸45的旋轉同步。由此，能夠簡化連結機構5的結構。另外，能夠縮短使該旋轉同步所需要的時間，從而能夠在短時間內進行從兩輪驅動狀態向四輪驅動狀態的切換。
[0081](2)在使電動馬達11的扭矩降低后的狀態下使套筒51從第一位置向第二位置移動，亦即進行從切斷狀態向連結狀態的切換。由此，該切換時的沖擊減小，亦即在套筒51的花鍵齒510與第二中間軸45的凹部450b嚙合時所產生的沖擊減小。即，例如當花鍵齒510與凹部450b在第一中間軸44的增速過程中嚙合時，因從電動馬達11的轉子111至第一中間軸44的各旋轉部件的慣性以及電動馬達11的扭矩而使得第二中間軸45急劇地加速，從而會產生沖擊。然而，在本實施方式中，由于是在通過降低電動馬達11的扭矩而使得第一中間軸44的旋轉速度緩慢地下降的狀態下將第一中間軸44與第二中間軸45連結，因此使該沖擊得以緩和。
[0082](3)驅動力傳遞裝置12將第一中間軸44與第二中間軸45之間的連結切斷，其中，上述第一中間軸44與后側差速器4的側齒輪43連結，上述第二中間軸45與后側驅動軸106R連結。由此，在四輪驅動車100處于兩輪驅動行駛時，使得電動馬達11的轉子111形成為非旋轉狀態。其結果，例如與將后側差速器4的差速器殼體40的凸緣401與差速器殼體40的主體部(收納小齒輪42、側齒輪43的部分)之間的連結切斷的情況相比較，能夠使連結機構5形成為小型結構。
[0083]以上雖然基于上述實施方式對本發明的驅動裝置I進行了說明。然而，本發明不限定于上述實施方式，在不脫離其主旨的范圍內，能夠以各種形式來實施，例如能夠進行以下所示的變形。
[0084](I)在上述實施方式中，對使用電動馬達50作為連結機構5的驅動源的情況進行了說明。然而，并不局限于此，例如也可以利用油壓而使連結機構5的套筒51移動。
[0085](2)在上述實施方式中，對使驅動力傳遞裝置12構成為在兩輪驅動狀態下將第一中間軸44與第二中間軸45之間的連結切斷的情況進行了說明。然而，并不局限于此，例如也可以使驅動力傳遞裝置12構成為將后側差速器4的差速器殼體40的凸緣401與差速器殼體40的主體部之間的連結切斷。
[0086](3)在上述實施方式中，對使減速機構3構成為漸開線少齒差減速機構的情況進行了說明。然而，并不局限于此，例如也可以使用行星齒輪機構構成減速機構3。
[0087](4)在上述實施方式中，對使驅動力傳遞裝置12構成為電動馬達11的旋轉軸線01與第一中間軸44以及第二中間軸45的旋轉軸線一致、且使得第一中間軸44貫通馬達軸112的內部的情況進行了說明。然而，并不局限于此，例如也可以構成為，電動馬達11配置于外殼2的外部，并通過鏈輪、齒輪機構而將其扭矩輸入到減速機構3。
[0088](5)在上述實施方式中，構成為:套筒51的花鍵齒510始終與第一中間軸44的凹部440a嚙合，在連結狀態下，套筒51的花鍵齒510還與第二中間軸45的凹部450a嚙合。然而，與此相反，也可以構成為，套筒51的花鍵齒510始終與第二中間軸45的凹部450a嚙合，在連結狀態下，套筒51的花鍵齒510還與第一中間軸44的凹部440a嚙合。另外，也可以通過在第一中間軸44以及第二中間軸45的彼此的對置端面形成具有花鍵齒的凸緣，并使它們相互嚙合，從而將第一中間軸44與第二中間軸45連結。在該情況下，通過使第一中間軸44與第二中間軸45以相互分離的方式沿軸線方向進行相對移動而能夠將它們的連結切斷。
[0089]根據本發明的車輛用驅動裝置，能夠抑制成本及重量的增加，并且能夠縮短從切斷狀態向連結狀態的切換所需要的時間。
【權利要求】
1.一種車輛用驅動裝置，該車輛用驅動裝置具備:產生作為車輛的驅動力的扭矩的馬達；將所述馬達的扭矩朝車輪傳遞的驅動力傳遞裝置；以及控制所述馬達及所述驅動力傳遞裝置的控制裝置，其中， 所述驅動力傳遞裝置具有連結機構，該連結機構能夠使所述驅動力傳遞裝置在連結狀態與切斷狀態之間進行切換，其中，在所述連結狀態下，所述連結機構將所述馬達側的第一旋轉部件與所述車輪側的第二旋轉部件連結為無法進行相對旋轉，而將所述馬達的扭矩朝所述車輪傳遞，在所述切斷狀態下，所述連結機構將所述第一旋轉部件與所述第二旋轉部件的連結切斷， 對于所述控制裝置而言，當在停止了所述馬達的旋轉以后的所述車輛的行駛過程中將所述驅動力傳遞裝置從所述切斷狀態切換為所述連結狀態時，通過使所述馬達產生扭矩而使得所述第一旋轉部件的旋轉速度高于所述第二旋轉部件的旋轉速度，然后再降低所述馬達的扭矩，并在使所述馬達的扭矩降低以后的狀態下控制所述連結機構，以將所述驅動力傳遞裝置從所述切斷狀態切換為所述連結狀態。
2.根據權利要求1所述的車輛用驅動裝置，其中， 所述連結機構是嚙合離合器，其通過設置于所述第一旋轉部件以及所述第二旋轉部件中的一方的凹部與設置于所述第一旋轉部件以及所述第二旋轉部件中的另一方的凸部的嚙合，將所述第一旋轉部件與所述第二旋轉部件連結， 對于所述控制裝置而言，當基于所述連結機構的控制而進行的從所述切斷狀態向所述連結狀態的切換未完成時，再次于使得所述第一旋轉部件的旋轉速度高于所述第二旋轉部件的旋轉速度以后降低所述馬達的扭矩，并在使所述馬達的扭矩降低以后的狀態下控制所述連結機構，以將所述驅動力傳遞裝置從所述切斷狀態切換為所述連結狀態。
3.根據權利要求1或2所述的車輛用驅動裝置，其中， 所述驅動力傳遞裝置具備差動齒輪機構，該差動齒輪機構以允許所述車輛的左車輪及右車輪這兩個車輪的差動的方式而將所述馬達的扭矩朝所述車輛的左車輪及右車輪傳遞， 所述第一旋轉部件與所述差動齒輪機構的一對輸出部件中的一方的輸出部件連結， 所述第二旋轉部件與所述左車輪及所述右車輪中的、經由所述一方的輸出部件而被傳遞有所述馬達的扭矩的車輪連結。
【文檔編號】F16H48/24GK103671816SQ201310389030
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2012年9月5日
【發明者】鈴木邦彥, 野村啟太 申請人:株式會社捷太格特