JP2021080981A - 動力伝達機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材に接触するガイド部材が局部的に摩耗することを抑制できる動力伝達機構の制御装置を提供する。【解決手段】係合機構に連結されて係合機構を係合状態に設定する係合位置と、係合機構を解放状態に設定する解放位置とに移動する可動部材と、可動部材に接触させるとともに可動部材を係合位置と解放位置とに移動させ、かつ可動部材に対して相対的に移動して可動部材を係合位置と解放位置とにガイドする一連のガイド領域が互いに連続させて複数形成されたガイド部材とを操作機構が備え、操作機構は、所定の条件の成立が判断された場合（ステップＳ１およびステップＳ２）に、可動部材を接触させて係合位置と解放位置とにガイドするガイド領域を、複数のガイド領域のうちの可動部材が接触している所定のガイド領域から、複数のガイド領域のうちの他のガイド領域に切り替える（ステップＳ３）。【選択図】図１０

Description

この発明は、車両を走行させるためのトルクを伝達する係合状態と、そのトルクを遮断する解放状態とを切り替える係合機構を備えた動力伝達機構の制御装置に関するものである。

特許文献１、特許文献２、および特許文献３には、複数のカム溝が形成されたシフトドラムと、それぞれのカム溝に係合する複数のピンと、それぞれのピンと一体に移動する複数のシフトフォークとにより構成された変速機構が記載されている。このように構成された変速機構は、シフトドラムの回転角を所定の角度に制御することにより、所定のシフトフォークが軸線方向に移動して所定の変速段を形成し、更に回転角を他の角度に制御することにより、他のシフトフォークが軸線方向に移動して他の変速段を形成するように構成されている。すなわち、シフトドラムの回転角を制御することにより、変速段を制御するように構成されている。

上記のようにシフトドラムの回転角を変更すると、カム溝とピンとが摺動するため、シフトドラムの回転角のうちのシフトフォークが軸線方向に移動する作動領域では、カム溝とピンとが摩耗しやすい。そのため、特許文献２に記載された変速機構は、カム溝のうちシフトフォークが軸線方向に移動するようにピンが移動する部分を、スプライン関数で定まる曲線に形成している。

また、上記のように構成された変速機構は、例えば、前進第１速段、前進第２速段、前進第３速段と順番に変速段が変化するため、前進第１速段から前進第３速段に変速する場合などには、一時的に前進第２速段を設定することになるから、変速時間が長くなり、または前進第２速段を設定することによる異音が発生する可能性がある。そのため、特許文献３に記載された変速機構は、ピンを軸線方向に誘導する位置と、ピンの軸線方向の移動を禁止する位置とに移動可能な可動部材を、カム溝に設けている。

なお、シフトフォークが傾いて移動することを抑制するために、特許文献４に記載された変速機構は、カム溝の側面とピンとの側面とが二点接触するように構成されている。

特開平７−１２７６７０号公報 特表２０１７−５１５０７２号公報 特開２００５−２１４２１５号公報 特開２０１８−３５９１８号公報

特許文献１ないし３に記載された変速機構は、シフトドラムの回転角を変更することにより、ピンがカム溝を摺動し、そのカム溝の形状に応じてピンが軸線方向に移動するように構成されている。したがって、この変速機構を搭載した車両が、例えば、低速段を比較的多く使用して走行する場合には、カム溝のうちの所定領域をピンが頻繁に往復動する。また、同一の変速段を設定している場合であっても、車両が振動するなどによってピンとカム溝とが摺動する。そのようにピンとカム溝とが所定領域で摺動すると、当該所定領域が他の領域に対して過剰に摩耗する可能性がある。そのような局部的な摩耗は、シフトフォークの位置を正確に制御することができなくなるなどの変速制御に影響を及ぼす可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、可動部材に接触するガイド部材が局部的に摩耗することを抑制できる動力伝達機構の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両を走行させるためのトルクを伝達する係合状態と前記トルクを遮断する解放状態とを切り替える少なくとも一つの係合機構と、前記係合機構を前記係合状態と前記解放状態とに切り替える操作機構とを備えた動力伝達機構の制御装置において、前記操作機構は、前記係合機構に連結されて前記係合機構を前記係合状態に設定する係合位置と、前記係合機構を前記解放状態に設定する解放位置とに移動する可動部材と、前記可動部材に接触させるとともに前記可動部材を前記係合位置と前記解放位置とに移動させるガイド部材とを備え、前記ガイド部材には、前記可動部材に対して相対的に移動して前記可動部材を前記係合位置と前記解放位置とにガイドする一連のガイド領域が互いに連続させて複数形成され、前記操作機構を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記車両の走行に関する予め定めた所定の条件の成立を判断し、前記所定の条件の成立が判断された場合に、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、複数の前記ガイド領域のうちの前記可動部材が接触している所定のガイド領域から、複数の前記ガイド領域のうちの他のガイド領域に切り替えることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記他のガイド領域は、前記所定のガイド領域のうちの一部を含んでよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、所定車速未満であることを含んでよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、走行不可能な状態から走行可能な状態への切り替え要求を含んでよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、走行可能な状態から走行不可能な状態への切り替え要求を含んでよい。

また、この発明では、前記動力伝達機構は、駆動輪が回転することを禁止できるパーキングロック機構を更に備え、前記所定の条件は、前記パーキングロック機構によって前記駆動輪の回転を禁止する要求を含んでよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記所定のガイド領域で前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドした後の走行距離の累積値を求め、前記走行距離の累積値が閾値以上である場合に、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替えてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記車両の走行期間に対する前記所定のガイド領域で前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドしている期間である所定使用率を求め、前記所定使用率が所定値以上の場合に、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替えてよい。

また、この発明では、前記ガイド部材には、前記ガイド領域が三つ以上形成され、前記コントローラは、前記車両の走行期間に対するガイド領域で前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドしている期間である個別使用率を、前記複数のガイド領域毎に求め、前記個別使用率が最も低いガイド領域を前記他のガイド領域に定めてよい。

また、この発明では、前記動力伝達機構は、前記係合機構の前記係合状態と前記解放状態とを切り替えることにより、前記車両の駆動力源から駆動輪に伝達するトルクの増幅率を変更可能に構成され、前記一連のガイド領域は、前記ガイド部材を前記可動部材に対して相対的に移動させることにより、前記車両の前記駆動力源から前記駆動輪に伝達するトルクの増幅率のうちの少なくとも二つの増幅率を設定できるように構成されていてよい。

また、この発明では、前記所定の条件は、前記車両の要求駆動力が所定駆動力以下であることを含んでよい。

また、この発明では、前記所定駆動力は、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える過程での前記車両の加速度の変化量が所定変化量以下となる駆動力に定められていてよい。

また、この発明では、前記動力伝達機構からのトルクを伝達する回転部材と、前記回転部材のトルクを変更可能なモータとを更に備え、前記所定駆動力は、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える過程での前記回転部材に伝達されるトルクの変化量が、前記モータのトルクを上限トルクに変更した場合における前記回転部材に伝達されるトルクの変化量以下となる駆動力に定められていてよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記トルクの増幅率が同一となるように、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替えてよい。

この発明によれば、係合機構を係合状態に設定する係合位置と、解放状態に設定する解放位置とに移動する可動部材と、その可動部材に接触させるとともに可動部材を係合位置と解放位置とに移動させるガイド部材とを備えている。そのガイド部材には、可動部材に対して相対的に移動して可動部材を係合位置と解放位置とにガイドする一連のガイド領域が互いに連続して複数形成されている。そして、所定の条件が成立した場合に、可動部材を接触させて係合位置と解放位置とにガイドするガイド領域を、所定のガイド領域からたのガイド領域に切り替える。したがって、係合機構を係合状態と解放状態とのいずれか一方を頻繁に設定する場合であっても、ガイド部材のうち可動部材が頻繁に摺接する位置が少なくとも二つに分散されるので、ガイド部材が局部的に摩耗することを抑制できる。つまり、ガイド部材の耐久性が低下することを抑制できる。また、ガイド領域を変更しない場合と比較して、可動部材とガイド部材との摺動頻度を低下させることができるため、ガイド部材における摺動面の表面処理や表面加工などの摩擦を低減するための加工工数などを低減することができ、あるいはガイド部材を小型化することができる。また、ガイド部材の摩耗量を低下させることができるため、可動部材の位置が意図した位置からズレることを抑制できる。したがって、係合機構の係合状態から解放状態への切り替え、あるいは解放状態から係合状態への切り替えのタイミングがズレることなどを抑制できる。すなわち、係合機構の制御性が低下することを抑制できる。

この発明の実施形態における車両の一例を説明するためのスケルトン図である。 各クラッチ機構の係合状態と解放状態とを切り替える切替機構の一例を説明するための模式図である。 電子制御装置（ECU）の構成を説明するためのブロック図である。 各走行モードでのクラッチ機構、ワンウェイクラッチの係合および解放の状態、モータの運転状態、エンジンの駆動の有無をまとめて示す図表である。 HV-Hiモードでの動作状態を説明するための共線図である。 HV-Loモードでの動作状態を説明するための共線図である。 直結モードでの動作状態を説明するための共線図である。 シフトドラムの回転角に応じて設定される走行モードを示す図である。 シフトドラムを平面に展開した図である。 レディーオンが要求されることによりガイド領域を切り替える制御例を説明するためのフローチャートである。 図１０に示す制御例を実行した場合におけるレディーオンの要求の有無、ガイド領域を変更する要求の有無、ガイド領域のナンバー、レディーオンの状態の変化を示すタイムチャートである。 レディーオンが要求されることによりガイド領域を切り替える制御例を説明するためのフローチャートである。 パーキングレンジにシフトすることが要求されることによりガイド領域を切り替える制御例を説明するためのフローチャートである。 走行距離の累積値に応じてガイド領域を切り替える制御例を説明するためのフローチャートである。 ガイド領域の使用率に応じてガイド領域を切り替える制御例を説明するためのフローチャートである。 走行中にガイド領域を切り替える制御例を説明するためのフローチャートである。

この発明の実施形態における車両Ｖｅの一例を図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態における「駆動力源」に相当するエンジン（ＥＮＧ）１と、二つのモータ２，３とを備えたハイブリッド駆動装置４（以下、単に駆動装置４と記す）であり、この駆動装置４は、前輪（駆動輪）５Ｒ，５Ｌを駆動するように構成されている。第１モータ２は発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ１）によって構成され、エンジン１の回転数を第１モータ２によって制御するとともに、第１モータ２で発電した電力により第２モータ３を駆動し、その第２モータ３が出力するトルクを走行のための駆動トルクに加えることができるように構成されている。この第２モータ３は、この発明の実施形態における「モータ」に相当するものであって、発電機能のあるモータ（すなわちモータ・ジェネレータ：ＭＧ２）によって構成することができる。なお、第１モータ２および第２モータ３は、例えば、ロータに永久磁石を取り付けた、永久磁石式の同期モータなどの交流モータによって構成することができる。

エンジン１には、動力分割機構６が連結されている。この動力分割機構６は、エンジン１が出力したトルクを第１モータ２側と出力側とに分割する機能を主とする分割部７と、そのトルクの分割率を変更する機能を主とする変速部８とにより構成されている。

分割部７は、三つの回転要素によって差動作用を行う構成であればよく、遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構（第１差動機構）によって構成されている。図１に示す分割部７は、サンギヤ９と、サンギヤ９に対して同心円上に配置された、内歯歯車であるリングギヤ１０と、これらサンギヤ９とリングギヤ１０との間に配置されてサンギヤ９とリングギヤ１０とに噛み合っているピニオンギヤ１１と、ピニオンギヤ１１を自転および公転可能に保持するキャリヤ１２とを有している。

エンジン１が出力したトルクが前記キャリヤ１２に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン１の出力軸１３に、動力分割機構６の入力軸１４が連結され、その入力軸１４がキャリヤ１２に連結されている。また、サンギヤ９に第１モータ２が連結されている。なお、キャリヤ１２と入力軸１４とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介してキャリヤ１２と入力軸１４とを連結してもよい。また、その出力軸１３と入力軸１４との間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構（図示せず）を配置してもよい。さらに、第１モータ２とサンギヤ９とを直接連結する構成に替えて、歯車機構などの伝動機構（図示せず）を介して第１モータ２とサンギヤ９とを連結してもよい。

変速部８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、変速部８は、上記の分割部７と同様に、サンギヤ１５と、サンギヤ１５に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１６と、これらサンギヤ１５とリングギヤ１６との間に配置されてこれらサンギヤ１５およびリングギヤ１６に噛み合っているピニオンギヤ１７と、ピニオンギヤ１７を自転および公転可能に保持しているキャリヤ１８とを有している。したがって、変速部８は、サンギヤ１５、リングギヤ１６、およびキャリヤ１８の三つの回転要素によって差動作用を行う差動機構（第２差動機構）となっている。この変速部８におけるサンギヤ１５に分割部７におけるリングギヤ１０が連結されている。また、変速部８におけるリングギヤ１６に、出力ギヤ１９が連結されている。

上記の分割部７と変速部８とが複合遊星歯車機構を構成するように第１クラッチ機構（第１係合機構）CL1が設けられている。第１クラッチ機構CL1は、変速部８におけるキャリヤ１８を、分割部７におけるキャリヤ１２および入力軸１４に選択的に連結するためのものであって、摩擦式のクラッチ機構や噛み合い式のクラッチ機構によって構成することができる。この第１クラッチ機構CL1を係合させることにより分割部７におけるキャリヤ１２と変速部８におけるキャリヤ１８とが連結されてこれらが入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となった複合遊星歯車機構が形成される。

さらに、変速部８の全体を一体化させるための第２クラッチ機構（第２係合機構）CL2が設けられている。この第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６もしくはサンギヤ１５、あるいはサンギヤ１５とリングギヤ１６とを連結するなどの少なくともいずれか二つの回転要素を連結するためのものであって、第１クラッチ機構CL1と同様に、摩擦式のクラッチ機構や噛み合い式のクラッチ機構によって構成することができる。図１に示す例では、第２クラッチ機構CL2は、変速部８におけるキャリヤ１８とリングギヤ１６とを連結するように構成されている。この第２クラッチ機構CL2を係合させることにより変速部８を構成する各回転要素が一体となって回転する。したがって、分割部７におけるキャリヤ１２が入力要素となり、また分割部７におけるサンギヤ９が反力要素となり、さらに変速部８におけるリングギヤ１６が出力要素となる。なお、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2が、この発明の実施形態における「係合機構」に相当する。

図２には、各クラッチ機構CL1,CL2を噛み合い式のクラッチ機構とした場合に採用できる操作機構２０の一例を説明するための模式図を示してあり、その操作機構２０は、各係合機構CL1,CL2を係合状態と解放状態とに切り替えるためのものであって、この発明の実施形態における「ガイド部材」に相当する円筒状のシフトドラム２１と、そのシフトドラム２１を回転させるアクチュエータ２２とを備えている。

シフトドラム２１は、従来知られている円筒カムと同様に構成することができ、図２に示す例では、外周面にカム溝２３，２４が形成されている。具体的には、シフトドラム２１の軸線方向における一方側に円周方向に沿った第１カム溝２３が形成され、他方側に円周方向に沿った第２カム溝２４が形成されている。これらのカム溝２３，２４は、シフトドラム２１の軸線方向に蛇行した形状の溝であって、シフトドラム２１の軸線方向における一方側に変位して形成された解放部２３ａ，２４ａと、解放部２３ａ，２４ａに連通するとともに、シフトドラム２１の軸線方向における他方側に向けて軸線方向に対して傾斜して形成された作動部２３ｂ，２４ｂと、その作動部２３ｂ，２４ｂに連通しかつ解放部２３ａ，２４ａよりもシフトドラム２１の他方側に変位して形成された係合部２３ｃ，２４ｃとを備えている。

また、アクチュエータ２２は、その出力軸２２ａがシフトドラム２１に連結されている。このアクチュエータ２２は、シフトドラム２１の回転角を制御するためのものであって、例えば、ステッピングモータやサーボモータなどの回転角度を適宜に制御できるモータにより構成することができる。なお、アクチュエータ２２とシフトドラム２１との間に、アクチュエータ２２の出力トルクを増大させる減速機構などを設けていてもよい。

上記の第１カム溝２３には、カムフォロワーとしての第１操作ピン２５が係合し、その第１操作ピン２５には、第１操作ピン２５と一体となって軸線方向に移動することができる第１可動部材２６が連結されている。この第１可動部材２６は、第１クラッチ機構CL1を押圧して係合させるための部材であって、図２に示す例では、入力軸１４と一体となって回転するハブ２７がスプリング２８を介して第１可動部材２６に連結されている。なお、第１可動部材２６とハブ２７とは、相対回転可能に設けられている。

このハブ２７における上記スプリング２８に押圧される受圧面とは反対側の端面には、ドグ歯２９が形成されている。また、図２に示す例では、ハブ２７におけるドグ歯２９が形成された端面に対向してキャリヤ１８が配置されており、そのハブ２７に対向する面に、ドグ歯２９に噛み合うドグ歯３０が形成されている。したがって、シフトドラム２１を回転させること、すなわち第１可動部材２６に対して相対的に移動させることにより、各ドグ歯２９，３０を噛み合わせる係合位置に第１可動部材２６を移動させ、また各ドグ歯２９，３０の噛み合いを解消した解放位置に第１可動部材２６を移動させる。上記のように各ドグ歯２９，３０を噛み合わせることにより、入力軸１４とキャリヤ１８とが係合状態となって一体に回転する。なお、上記のスプリング２８は、各ドグ歯２９，３０の位相が一致して歯先が接触した場合に圧縮されることにより、各ドグ歯２９，３０や第１操作ピン２５に過剰な荷重が作用することを抑制するために設けられている。

同様に、第２カム溝２４には、カムフォロワーとしての第２操作ピン３１が係合し、その第２操作ピン３１には、第２操作ピン３１と一体となって軸線方向に移動することができる第２可動部材３２が連結されている。この第２可動部材３２は、第２クラッチ機構CL2を押圧して係合させるための部材であって、図２に示す例では、リングギヤ１６と一体となって回転する回転部材３３がスプリング３４を介して第２可動部材３２に連結されている。なお、第２可動部材３２と回転部材３３とは、相対回転可能に設けられている。

この回転部材３３における上記スプリング３４に押圧される受圧面とは反対側の端面には、ドグ歯３５が形成されている。また、図２に示す例では、回転部材３３におけるドグ歯３５が形成された端面に対向してキャリヤ１８が配置されており、その回転部材３３に対向する面に、ドグ歯３５に噛み合うドグ歯３６が形成されている。したがって、シフトドラム２１を回転させること、すなわち第２可動部材３２に対して相対的に移動させることにより、各ドグ歯３５，３６を噛み合わせる係合位置に第２可動部材３２を移動させ、また各ドグ歯３５，３６の噛み合いを解消した解放位置に第２可動部材３２を移動させる。上記のように各ドグ歯３５，３６を噛み合わせることにより、リングギヤ１６とキャリヤ１８とが係合状態となって一体に回転する。なお、上記のスプリング３４は、各ドグ歯３５，３６の位相が一致して歯先が接触した場合に圧縮されることにより、各ドグ歯３５，３６や第２操作ピン３１に過剰な荷重が作用することを抑制するために設けられている。

上述した第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との少なくともいずれか一方を係合することにより、動力分割機構６を介してエンジン１と出力ギヤ１９とがトルク伝達可能に連結される。その出力ギヤ１９から前輪５Ｒ，５Ｌにギヤトレーン部を介してトルクが伝達される。図１に示す例では、上記のエンジン１や分割部７あるいは変速部８の回転中心軸線と平行にカウンタシャフト３７が配置されている。前記出力ギヤ１９に噛み合っているドリブンギヤ３８がこのカウンタシャフト３７に取り付けられている。また、カウンタシャフト３７にはドライブギヤ３９が取り付けられており、このドライブギヤ３９が終減速機であるデファレンシャルギヤユニット４０におけるリングギヤ４１に噛み合っている。なお、図１に示す例では、ドリブンギヤ３８の回転を禁止する、すなわち、前輪５Ｒ，５Ｌの回転を禁止するパーキングロック機構Ｐが設けられている。

さらに、前記ドリブンギヤ３８には、第２モータ３におけるロータシャフト３ａに取り付けられたドライブギヤ４２が噛み合っている。したがって、前記出力ギヤ１９から出力された動力もしくはトルクに、第２モータ３が出力した動力もしくはトルクを、上記のドリブンギヤ３８の部分で加えるように構成されている。このようにして合成された動力もしくはトルクをデファレンシャルギヤユニット４０から左右のドライブシャフト４３に出力し、その動力やトルクが前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されるように構成されている。なお、第２モータ３は、例えば、ドライブギヤ３９にトルク伝達可能に連結し、そのドライブギヤ３９のトルクを変更できるように構成してもよく、その第２モータ３が連結されたギヤが、この発明の実施形態における「回転部材」に相当する。

さらに、図１に示す例では、第１モータ２から出力された駆動トルクを、前輪５Ｒ，５Ｌに伝達することができるように、出力軸１３または入力軸１４を固定可能に構成された、ワンウェイクラッチＦを備えている。そのワンウェイクラッチＦは、出力軸１３や入力軸１４が、エンジン１の駆動時に回転する方向とは逆方向に回転することを禁止するように構成されている。

したがって、第１モータ２が駆動トルクを出力してワンウェイクラッチＦが係合状態となることにより、第１モータ２の駆動トルクに対する反力トルクをワンウェイクラッチＦが受け持ち、その結果、第１モータ２からリングギヤ１６に第１モータ２の駆動トルクが伝達される。すなわち、ワンウェイクラッチＦにより出力軸１３または入力軸１４を固定することで、分割部７におけるキャリヤ１２や、変速部８におけるキャリヤ１８を反力要素として機能させ、分割部７におけるサンギヤ９を入力要素として機能させることができるように構成されている。

なお、ワンウェイクラッチＦは、第１モータ２が駆動トルクを出力した場合に、反力トルクを発生させるためのものであり、したがって、摩擦式のブレーキ機構によって出力軸１３または入力軸１４の回転を規制するトルクを発生させてもよい。その場合、出力軸１３または入力軸１４を完全に固定する構成に限らず、相対回転を許容しつつ、要求される反力トルクを出力軸１３または入力軸１４に作用させるように構成してもよい。

上記のエンジン１、各モータ２，３、およびアクチュエータ２２を制御するための電子制御装置（ECU）４４が設けられている。このECU４４は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当するものであり、マイクロコンピュータを主体にして構成されている。図３は、ECU４４の構成の一例を説明するためのブロック図である。図３に示す例では、HV-ECU４５、MG-ECU４６、エンジンECU４７、およびクラッチECU４８によりECU４４が構成されている。

HV-ECU４５は、車両Ｖｅに搭載された種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータと、予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて、MG-ECU４６、エンジンECU４７、およびクラッチECU４８に指令信号を出力するように構成されている。HV-ECU４５に入力されるデータの一例を図３に示してあり、車速、アクセル開度、第１モータ(MG1)２の回転数、第２モータ(MG2)３の回転数、エンジン１の出力軸１３の回転数（エンジン回転数）、変速部８におけるリングギヤ１６またはカウンタシャフト３７の回転数である出力回転数、第１可動部材２６のストローク量、第２可動部材３２のストローク量、第１モータ２の温度、第２モータ３の温度、図示しない蓄電装置の充電残量（SOC）、蓄電装置の温度、ギヤトレーン部３６などを潤滑するためのオイル（ATF)の温度、シフトドラム２１の回転角などのデータが、HV-ECU４５に入力される。

そして、HV-ECU４５に入力されたデータなどに基づいて第１モータ２の出力トルク、第２モータ３の出力トルクを求めて、それらの求められたデータを指令信号としてMG-ECU４６に出力する。同様に、HV-ECU４５に入力されたデータなどに基づいてエンジン１の出力トルクを求めて、その求められたデータを指令信号としてエンジンECU４７に出力する。さらに、HV-ECU４５に入力されたデータなどに基づいて第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を係合させるか解放させるかを判断して、その判断された係合状態または解放状態の指令信号をクラッチECU４８に出力する。

MG-ECU４６は、上記のようにHV-ECU４５から入力されたデータに基づいて各モータ２，３に通電するべき電流値を求めて、各モータ２，３に指令信号を出力する。各モータ２，３は、交流モータであるから、上記の指令信号は、インバータで生成するべき電流の周波数や、コンバータで昇圧するべき電圧値などが含まれる。

エンジンECU４７は、上記のようにHV-ECU４５から入力されたデータに基づいて電子スロットルバルブの開度を定めるための電流、点火装置で燃料を着火するための電流、EGR（Exhaust Gas Recirculation）バルブの開度を定めるための電流、吸気バルブや排気バルブの開度を定めるための電流値などを求め、それぞれのバルブや装置に指令信号を出力する。すなわち、エンジンECU４７は、エンジントルクを制御するための指示信号を、エンジン１の出力トルクを制御する各装置に出力する。

クラッチECU４８は、上記のようにHV-ECU４５から入力された各クラッチ機構CL1,CL2のの係合状態と解放状態との信号に基づいて、それらの係合状態と解放状態とを成立させるためのアクチュエータ２２の回転角を求め、その回転角となるようにアクチュエータ２２に指令信号を出力する。なお、ECU４４は、全ての制御を統合して行う単一のものに限らず、エンジン１、各モータ２，３、およびアクチュエータ２２毎にそれぞれ設けられていてもよい。

上記の駆動装置４は、エンジン１から駆動トルクを出力して走行するHV走行モードと、エンジン１から駆動トルクを出力することなく、第１モータ２や第２モータ３から駆動トルクを出力して走行するEV走行モードとを設定することが可能である。さらに、HV走行モードは、エンジン１から所定のトルクを出力した場合に、変速部８のリングギヤ１６（または出力ギヤ１９）に伝達されるトルクが相対的に大きいHV-Loモードと、そのトルクが相対的に小さいHV-Hiモードと、エンジン１のトルクを変化させずにそのまま変速部８のリングギヤ１６に伝達する直結モード（固定段モード）とを設定することができる。

またさらに、EV走行モードは、第１モータ２および第２モータ３から駆動トルクを出力するデュアルモードと、第１モータ２から駆動トルクを出力せずに第２モータ３のみから駆動トルクを出力するシングルモード（切り離しモード）とを設定することが可能である。更にデュアルモードは、第１モータ２から出力されたトルクの増幅率が比較的大きいEV-Loモードと、第１モータ２から出力されたトルクの増幅率がEV-Loモードより小さいEV-Hiモードとを設定することが可能である。なお、シングルモードでは、第１クラッチ機構CL1を係合した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行することや、第２クラッチ機構CL2を係合した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行すること、あるいは各クラッチ機構CL1，CL2を解放した状態で第２モータ３のみから駆動トルクを出力して走行することが可能である。

それらの各走行モードは、エンジン１、各モータ２，３、および各クラッチ機構CL1,CL2を制御することにより設定される。図４に、これらの走行モードと、各走行モードにおける、第１クラッチ機構CL1、第２クラッチ機構CL2、ワンウェイクラッチＦの係合および解放の状態、第１モータ２および第２モータ３の運転状態、エンジン１からの駆動トルクの出力の有無の一例を図表として示してある。図中における「●」のシンボルは係合している状態を示し、「−」のシンボルは解放している状態を示し、「Ｇ」のシンボルは主にジェネレータとして運転することを意味し、「Ｍ」のシンボルは主にモータとして運転することを意味し、空欄はモータおよびジェネレータとして機能していない、または第１モータ２や第２モータ３が駆動のために関与していない状態を意味し、「ON」はエンジン１から駆動トルクを出力している状態を示し、「OFF」はエンジン１から駆動トルクを出力していない状態を示している。

図５ないし図７には、HV-Hiモード、HV-Loモード、直結モードを設定した場合における動力分割機構６の各回転要素の回転数、およびエンジン１、各モータ２，３のトルクの向きを説明するための共線図を示してある。共線図は、動力分割機構６における各回転要素を示す直線をギヤ比の間隔をあけて互いに平行に引き、これらの直線に直交する基線からの距離をそれぞれの回転要素の回転数として示す図であり、それぞれの回転要素を示す直線にトルクの向きを矢印で示すとともに、その大きさを矢印の長さで示している。

図５に示すようにHV-Hiモードでは、エンジン１から駆動トルクを出力し、第２クラッチ機構CL2を係合するとともに、第１モータ２から反力トルクを出力する。また、図６に示すようにHV-Loモードでは、エンジン１から駆動トルクを出力し、第１クラッチ機構CL1を係合するとともに、第１モータ２から反力トルクを出力する。

エンジン回転数および第１モータ２の回転数を維持可能な第１モータ２の反力トルクの大きさ、およびエンジン１からリングギヤ１６に伝達されるトルクの大きさは、HV-Hiモードを設定した場合とHV-Loモードを設定した場合とで異なる。具体的には、エンジン１の出力トルクをＴeとすると、HV-Loモードを設定した場合に第１モータ２に要求される反力トルクの大きさは、（ρ１・ρ２／（１ーρ１・ρ２））Ｔeとなり、リングギヤ１６に伝達されるトルクの大きさは、（１／（１ーρ１・ρ２））Ｔeとなる。また、HV-Hiモードを設定した場合に第１モータ２に要求される反力トルクの大きさは、（ρ１／（１＋ρ１））Ｔeとなり、リングギヤ１６に伝達されるトルクの大きさは、（１／（１＋ρ１））Ｔeとなる。すなわち、HV-Loモードを設定した場合と、HV-Loモードを設定した場合とでは、エンジン１からリングギヤ１６（または前輪５Ｒ，５Ｌ）に伝達するトルクの増幅率が異なる。つまり、動力分割機構６は、この発明の実施形態における「動力伝達機構」として機能する。ここで、「ρ１」は分割部７のギヤ比（リングギヤ１０の歯数とサンギヤ９の歯数との比率）であり、「ρ２」は変速部８のギヤ比（リングギヤ１６の歯数とサンギヤ１５の歯数との比率）である。なお、ρ１およびρ２は、「１」よりも小さい値である。

そして、上記の反力トルクよりも大きなトルクを第１モータ２から出力すると、その増加分のトルクがエンジン回転数を低下させるように作用し、それとは反対に上記の反力トルクよりも小さなトルクを第１モータ２から出力すると、エンジントルクの一部が、エンジン回転数を増大させるように作用する。すなわち、第１モータ２のトルクを制御することによりエンジン回転数を制御することができる。言い換えると、エンジン回転数が目標回転数となるように第１モータ２のトルクが制御される。なお、エンジン回転数は、例えば、エンジン１の燃費が良好となる回転数に制御され、あるいは第１モータ２の駆動効率などを考慮した駆動装置４全体としての効率（消費エネルギー量を前輪５Ｒ，５Ｌのエネルギー量で除算した値）が最も良好となる回転数に制御される。

上記のように第１モータ２から反力トルクを出力することにより、第１モータ２が発電機として機能する場合には、エンジン１の動力の一部が第１モータ２により電気エネルギーに変換される。そして、エンジン１の動力から第１モータ２により電気エネルギーに変換された動力分を除いた動力が変速部８におけるリングギヤ１６に伝達される。なお、第１モータ２により変換された電力は、第２モータ３を駆動するために第２モータ３に供給してもよく、蓄電装置の充電残量を増加させるために蓄電装置に供給してもよい。

直結モードでは、各クラッチ機構CL1，CL2が係合されることにより、図７に示すように動力分割機構６における各回転要素が同一回転数で回転する。すなわち、エンジン１の動力の全てが動力分割機構６から出力される。言い換えると、エンジン１の動力の一部が、第１モータ２や第２モータ３により電気エネルギーに変換されることがない。したがって、電気エネルギーに変換する際に生じるジュール損などを要因とした損失がないため、動力の伝達効率を向上させることができる。

上述したHV-LoモードとHV-Hiモードとのいずれか一方の走行モードを設定している場合に、要求駆動力や車速が変化して他方の走行モードへの切り替え判定が成立すると、原則的には、直結モードを一時的に設定し、その後、他方の走行モードに切り替える。言い換えると、走行モードの切り替え判定が成立した時点で解放しているクラッチ機構を係合させ、その後、走行モードの切り替え判定が成立した時点で係合していたクラッチ機構を解放させる。または、係合しているクラッチ機構を解放させ、その後、設定するべき走行モードに応じたクラッチ機構を係合させる。すなわち、HV-Loモード、HV-Hiモードとの切り替えは、固定段モードと切り離しモードとのいずれか一方の走行モードを経由する。なお、図４に示すようにHV-LoモードとEV-Loモード、およびHV-HiモードとEV-Hiモードとは、エンジン１および第１モータ２の運転状態が変化するものの、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2の係合状態または解放状態は同一である。

したがって、図１に示す駆動装置４は、HV-Hiモード、直結モード、HV-Loモード、EV-Loモード、切り離しモード、EV-Hiモード、HV-Hiモードの順、またはその反対側の順に走行モードを切り替える。すなわち、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との状態で示すとすれば、第２クラッチ機構CL2のみを係合した状態、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を係合した状態、第１クラッチ機構CL1のみを係合した状態、第１クラッチ機構CL1および第２クラッチ機構CL2を解放した状態の順、またはその反対側の順に変化する。

したがって、シフトドラム２１またはアクチュエータ２２が回転することにより、それぞれのカム溝２３，２４に対して操作ピン２５，３１が円周方向に移動する場合に、シフトドラム２１の回転角に応じて各クラッチ機構CL1，CL2が、上記の順に駆動するように形成されている。そのカム溝２３，２４の形状を説明するための図を図８および図９に示してある。図８は、シフトドラム２１の回転角に応じて設定される走行モードを示す図であり、図９は、シフトドラム２１を平面に展開した図であって、紙面における左右方向にシフトドラム２１の回転角を採り、上下方向にシフトドラム２１の軸線方向の位置を採っている。すなわち、第１カム溝２３における上側の部分が係合部２３ｃとなり、同様に、第２カム溝２４における上側の部分が係合部２４ｃとなる。

図８および図９に示す例では、シフトドラム２１の回転角が基準となる回転角（以下、この回転角を０度として示す）よりも所定角度進んだ位置からのHi領域d_hiでは、第１係合機構CL1が解放状態となり、第２係合機構CL2が係合状態となる。すなわち、EV-HiモードまたはHV-Hiモード（以下、これらをまとめて、Hiモードと記す）が設定される。このHi領域d_hiでの第１可動部材２６の軸線方向での位置が、この発明の実施形態における「解放位置」になり、また第２可動部材３２の軸線方向の位置が、この発明の実施形態における「係合位置」になる。Hi領域d_hiよりも更に所定角度進んだ位置からのFix領域d_fixでは、第１係合機構CL1および第２係合機構CL2が係合状態となる。すなわち、直結モードが設定される。このFix領域d_fixでの第１可動部材２６の軸線方向での位置が、この発明の実施形態における「係合位置」になる。なお、Hi領域d_hiとFix領域d_fixとの間の部分（作動部２３ｂ）は、第１係合機構CL1が解放状態から係合状態に切り替わる作動領域となっている。

さらに、Fix領域d_fixよりも所定角度進んだ位置からのLo領域d_loでは、第１係合機構CL1が係合状態となり、第２係合機構CL2が解放状態となる。すなわち、EV-LoモードまたはHV-Loモード（以下、これらをまとめて、Loモードと記す）が設定される。このLo領域d_loでの第２可動部材３２の位置が、この発明の実施形態における「係合位置」になる。なお、Fix領域d_fixとLo領域d_loとの間の部分（２４ｂ）は、第２係合機構CL2が係合状態から解放状態に切り替わる作動領域となっている。

同様に、Lo領域d_loよりも所定角度進んだ位置からのD領域d_dでは、第１係合機構CL1および第２係合機構CL2が解放状態となる。すなわち、切り離しモードが設定される。なお、Lo領域d_loとD領域d_dとの間の部分（２３ｂ）は、第１係合機構CL1が係合状態から解放状態に切り替わる作動領域となっている。

上述したようにカム溝２３，２４を形成したシフトドラム２１を用いた操作機構２０において、定常走行する期間が長いことにより一つの走行モード（例えば、Loモード）を設定する期間が長くなる場合などでは、カム溝２３，２４のうち、上記設定する期間が長い走行モードに対応する領域が、他の領域よりも摩耗し易い。そのため、図８，図９に示すようにシフトドラム２１は、上記のHiモード、直結モード、Loモード、切り離しモードの動力分割機構６で設定可能な走行モード（すなわち、トルクの増幅率）に対応した一連のガイド領域を、シフトドラム２１の回転角が１８０度の範囲で設定できるように構成されている。すなわち、上記のHiモード、直結モード、Loモード、切り離しモードを設定するための一連のガイド領域を二つ備えている。したがって、上記D領域d_dよりも所定角度進んだ回転角では、Hi領域d_hiとなるように二つのガイド領域は互いに連続して形成されている。つまり、D領域d_dとHi領域d_hiとの間の部分は、第２係合機構CL2が解放状態から係合状態に切り替わる作動領域となっている。なお、この発明の実施形態における「ガイド部材」は、二つのガイド領域を形成したものに限らず、三つ以上の複数のガイド領域を形成したものであってもよい。

この発明の実施形態における動力伝達機構の制御装置は、上記のように構成されたシフトドラム２１を用いたものであり、所定の条件が成立することにより、操作ピン２５，３１がカム溝２３，２４に接触する領域、すなわち、カム溝２３，２４のガイド領域を、一方のガイド領域（第１ガイド領域）から他方のガイド領域（第２ガイド領域）に切り替えるように構成されている。その制御例を説明するためのフローチャートを図１０に示してある。図１０に示す制御例は、走行不可な状態（レディーオフ）から走行可能な状態（レディーオン）に切り替える要求があることを条件としてガイド領域を切り替えるように構成されている。具体的には、まず、レディーオンが要求されたか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、車両Ｖｅに設けられた電源ボタンやレディースイッチなどが運転者によって操作されたか否かに基づいて判断することができる。

レディーオンが要求されていないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対にレディーオンが要求されていることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、レディーオンの実行が可能か否かを判断する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、例えば、運転者がブレーキ操作しているか否かなどに基づいて判断することができる。

レディーオンを実行できないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合は、ステップＳ２で肯定的に判断されるまでステップＳ２を繰り返し実行する。言い換えると、レディーオンを実行できるまで待機する。それとは反対に、レディーオンを実行できることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合は、カム溝２３，２４のガイド領域を変更する（ステップＳ３）。図８および図９に示す例では、例えば、前回レディーオフされた時点でのガイド領域が、シフトドラム２１の回転角が０度から１８０度までの間のカム溝２３，２４を使用する第１ガイド領域であった場合には、１８０度から３６０度の間のカム溝２３，２４を使用する第２ガイド領域に変更する。この場合、ガイド領域を変更する前後での走行モードは同一であることが好ましい。すなわち、図８および図９に示す例では、シフトドラム２１を１８０度回転させることが好ましい。なお、図８および図９に示すシフトドラム２１は、全ての走行モードを設定できるガイド領域として、例えば、シフトドラム２１の回転角が０度から１８０度の間、４５度から２２５度の間、９０度から２７０度の間などの複数のガイド領域を設定でき、したがって、ステップＳ３では、例えば、４５度から２２５度までの間のガイド領域に切り替えるなど、先に使用していたガイド領域のうちの一部を使用するように変更してもよい。

ついで、ガイド領域の変更が完了したか否かを判断し（ステップＳ４）、ガイド領域の変更が完了していないことによりステップＳ４で否定的に判断された場合には、ガイド領域の変更が完了するまでステップＳ４を繰り返し実行する。それとは反対に、ガイド領域の変更が完了していることによりステップＳ４で肯定的に判断された場合は、レディーオンを実行して（ステップＳ５）、このルーチンを一旦終了する。

上述した制御例を実行した場合におけるレディーオンの要求の有無、ガイド領域を変更する要求の有無、ガイド領域のナンバー、レディーオンの状態の変化を説明するためのタイムチャートを図１１に示してある。図１１に示す例では、ｔ０時点でのガイド領域は、第１ガイド領域であり、ｔ１時点でレディーオンが要求されている。その結果、レディーオンを実行できる条件が成立することにより、ｔ２時点でガイド領域の変更が要求されている。

したがって、ｔ２時点でアクチュエータ２２に通電されてアクチュエータ２２が１８０度回転する。つまり、レディーオン要求される以前と同一の走行モードを設定するようにアクチュエータ２２を制御して、ガイド領域を変更する。そのアクチュエータ２２を回転している期間の経過後であるｔ３時点で第１ガイド領域から第２ガイド領域にガイド領域の変更が完了している。そのため、上記の制御例におけるステップＳ４で肯定的に判断されることにより、ｔ４時点でレディーオンが実行されている。

上述したようにシフトドラム２１に走行モードに対応したガイド領域を複数形成し、レディーオンする毎に、そのガイド領域を切り替える。そのため、所定の走行モードを頻繁に設定する場合であっても、シフトドラム２１には、その走行モードを設定できるガイド領域が複数形成されており、レディーオンする毎に、そのガイド領域を切り替えるため、操作ピン２５，３１とカム溝２３，２４とが摺動する位置を分散することができる。その結果、カム溝２３，２４が局部的に摩耗することを抑制できる。つまり、シフトドラム２１の耐久性が低下することを抑制できる。言い換えると、ガイド領域を変更しない場合と比較して、カム溝２３，２４と操作ピン２３，４１との摺動頻度を低下させることができるため、カム溝２３，２４における摺動面の表面処理や表面加工などの摩擦を低減するための加工工数などを低減することができ、またはシフトドラム２１を小型化することができ、その結果、駆動装置４を軽量化することができる。また、カム溝２３，２４の摩耗量を低下させることができるため、第１可動部材２６や第２可動部材３２の位置が意図した位置からズレることを抑制できる。したがって、第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2の係合状態から解放状態への切り替え、あるいは解放状態から係合状態への切り替えのタイミングがズレることなどを抑制できる。すなわち、各クラッチ機構CL1,CL2の制御性が低下することを抑制できる。

さらに、上記のガイド領域の切り替えは、複数の走行モードを順番に設定して行われるが、ガイド領域の切り替えをレディーオン時、つまり、車両Ｖｅの停車時に実行する。そのため、ガイド領域を切り替える過程で、複数の走行モードを設定したとしても、車両Ｖｅの加速度の変化などが生じることがなく、運転者が違和感を抱くことを抑制できる。

さらに、ガイド領域を変更する前後で同一の走行モードを設定することにより、第１モータ２のトルク制御などを変更する必要がなく、制御が煩雑になることを抑制でき、また操作機構２０以外の装置（例えば、エンジン１や第１モータ２）の運転状態の連続性を保つことができる。なお、シフトドラム２１が１回転する間に複数のガイド領域を選択できるようにシフトドラム２１を形成することにより、走行モードを設定するためのLo領域d_loやFix領域d_fixなどの隣り合う領域の距離を短くできるため、走行モードの切り替え時間を短縮することができる。

車両Ｖｅが停車している間にガイド領域を切り替える他の制御例を説明するためのフローチャートを図１２に示してある。図１２に示す制御例では、まず、レディーオフが要求されているか否かを判断する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、車両Ｖｅに設けられた電源ボタンやレディースイッチなどが運転者によって操作されたか否かに基づいて判断することができる。

レディーオフが要求されていないことによりステップＳ１１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対にレディーオフが要求されていることによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、レディーオフの実行が可能か否かを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２は、例えば、車両Ｖｅが停車しているか否か、あるいはパーキングレンジになっているか否かなどに基づいて判断することができる。

レディーオフを実行できないことによりステップＳ１２で否定的に判断された場合は、ステップＳ１２で肯定的に判断されるまでステップＳ１２を繰り返し実行する。言い換えると、レディーオフを実行できるまで待機する。それとは反対に、レディーオフを実行できることによりステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、ガイド領域を変更する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３は、図１０におけるステップＳ３と同様のステップであり、したがって、シフトドラム２１の回転角が１８０度から３６０度となるカム溝２３，２４を使用するように、ガイド領域を変更してもよく、先に使用していたガイド領域のうちの一部を使用するように変更してもよい。

ついで、ガイド領域の変更が完了したか否かを判断し（ステップＳ１４）、ガイド領域の変更が完了していないことによりステップＳ１４で否定的に判断された場合には、ガイド領域の変更が完了するまでステップＳ１４を繰り返し実行する。それとは反対に、ガイド領域の変更が完了していることによりステップＳ１４で肯定的に判断された場合は、レディーオフを実行して（ステップＳ１５）、このルーチンを一旦終了する。

図１０および図１２に示す制御例は、レディーオン、またはレディーオフを設定する場合、すなわち、運転者が車両Ｖｅに乗車し、また降車する可能性がある場合にガイド領域を変更するように構成されている。一方、上記のようにガイド領域を変更するためにシフトドラム２１を回転させると、第１クラッチ機構CL1と第２クラッチ機構CL2との少なくともいずれか一方が係合するため、その際に、ハブ２７とキャリヤ１８との位相、またはキャリヤ１８とリングギヤ１６との位相が一致してドグ歯２９，３０，３５，３６の噛み合いに伴う作動音が生じる。したがって、エンジン１などの装置の暗騒音が小さい環境下でガイド領域を変更すると、運転者が違和感を抱く可能性がある。そのため、上記のような違和感を運転者が抱くことを抑制できる制御例を図１３に示している。図１３に示す制御例では、まず、停車中であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１は、車速センサによって検出された車速が所定車速未満であるか否かに基づいて判断することができる。

停車中でないことによりステップＳ２１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に停車中であることによりステップＳ２１で肯定的に判断された場合は、パーキングレンジ（Ｐレンジ）にシフトされたか否かを判断する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２は、運転者によって操作されるシフトレバーの位置やパーキングレンジを選択するボタンの操作の有無などによって判断することができる。

パーキングレンジにシフトされていないことによりステップＳ２２で否定的に判断された場合は、ステップＳ２２を繰り返し実行する。それとは反対に、パーキングレンジにシフトされていることによりステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、ガイド領域を変更し（ステップＳ２３）、ついで、ガイド領域の変更が完了したか否かを判断する（ステップＳ２４）。このステップＳ２３およびステップＳ２４は、図１０におけるステップＳ３およびステップＳ４と同様のステップである。

そして、ガイド領域の変更が未だ完了していないことによりステップＳ２４で否定的に判断された場合は、ガイド領域の変更が完了するまでステップＳ２４を繰り返し実行し、ガイド領域の変更が完了していることによりステップＳ２４で肯定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。

このようにパーキングレンジにシフトされたことを条件としてガイド領域を変更することにより、図示しないパーキングギヤをロックする際の暗騒音などと同時期に第１クラッチ機構CL1や第２クラッチ機構CL2の作動音が生じることになり、運転者が違和感を抱く可能性を低下させることができる。

また、上述した制御例のようにレディーオンやレディーオフあるいはパーキングレンジへのシフト変更などを条件にガイド領域を変更すると、ガイド領域を変更する期間が短い場合や長い場合など区々であり、ガイド領域毎の使用期間に差が生じる可能性がある。すなわち、いずれかのガイド領域内でのカム溝２３，２４の摩耗量と、他のガイド領域内でのカム溝２３，２４の摩耗量とに偏りが生じる可能性がある。そのため、走行距離の累積値に応じてガイド領域を変更することが好ましい。図１４には、その制御例を説明するためのフローチャートを示してある。

図１４に示す制御例では、まず、現時点でのガイド領域を設定した後の走行距離の累積値が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。このステップＳ３１は、後述するステップＳ３４を実行した時点からの走行距離をカウントすることにより判断することができる。なお、このステップＳ３１における閾値は、シフトドラム２１の剛性などに基づいて予め定められた距離であって、固定値であってもよく、走行時における駆動トルクの大きさなどに応じた可変値であってもよい。

現時点でのガイド領域を設定した後の走行距離の累積値が閾値未満であることによりステップＳ３１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、現時点でのガイド領域を設定した後の走行距離の累積値が閾値以上であることによりステップＳ３１で肯定的に判断された場合は、停車中であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。このステップＳ３２は、上記ステップＳ２１と同様であって、車速センサによって検出された車速が所定値以下であるか否かに基づいて判断することができる。なお、このステップＳ３２における停車には、信号による停車や、一時停止線での停車などの停車を含んでよい。

停車中でないことによりステップＳ３２で否定的に判断された場合は、ステップＳ３２を繰り返し実行する。それとは反対に、停車中であることによりステップＳ３２で肯定的に判断された場合は、ガイド領域を変更し（ステップＳ３３）、ついで、ガイド領域の変更が完了したか否かを判断する（ステップＳ３４）。このステップＳ３３およびステップＳ３４は、上述したステップＳ３、ステップＳ４、およびステップＳ２３、ステップＳ２４と同様のステップである。

そして、ガイド領域の変更が未だ完了していないことによりステップＳ３４で否定的に判断された場合は、ガイド領域の変更が完了するまでステップＳ３４を繰り返し実行し、ガイド領域の変更が完了していることによりステップＳ３４で肯定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。なお、ステップＳ３４で肯定的に判断された後に、走行距離の累積値をリセットして、再度、走行距離をカウントし始める。

このように走行距離の累積値に応じてガイド領域を変更することにより、カム溝２３，２４の局部的な摩耗を抑制することができる。また、ガイド領域を変更する頻度を低減できるため、アクチュエータ２２によるエネルギー消費量を低下させることができ、あるいはアクチュエータ２２の耐久性が低下することを抑制できる。もしくは、ガイド領域を変更することに伴うショックや異音の発生頻度を低減でき、運転者が違和感の抱くことを抑制できる。なお、図１４に示す制御例に、図１０、図１２、図１３に示す制御例を組み合わせてもよい。すなわち、上記ステップＳ３１で肯定的に判断された場合に、レディーオンされ、またはレディーオフされ、あるいはパーキングロックされたか否かを判断し、肯定的に判断された場合に、ガイド領域を変更するように構成してもよい。

さらに、この発明の実施形態における動力伝達機構の制御装置は、現時点で使用しているガイド領域の使用率が所定値以上である場合に、ガイド領域を変更するように構成してもよい。その制御例を図１５に示してある。

図１５に示す制御例では、まず、現時点でのガイド領域の使用率が所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４１）。このステップＳ４１における使用率は、トータル走行時間に対する現時点でのガイド領域を使用している累積時間である。したがって、シフトドラム２１の回転角を検出するセンサの値に基づいて走行期間中のガイド領域を判断し、各ガイド領域を設定している時間をカウントすることにより、ステップＳ４１を判断することができる。

現時点でのガイド領域の使用率が所定値未満であることによりステップＳ４１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、現時点でのガイド領域の使用率が所定値以上であることによりステップＳ４１で肯定的に判断された場合は、そのガイド領域が他のガイド領域に対して過剰に使用されることを意味するため、ガイド領域を変更する。具体的には、上述したステップＳ３２ないしステップＳ３４と同様に、停車中であるか否かを判断し（ステップＳ４２）、停車中であることによりステップＳ４２で肯定的に判断された場合は、ガイド領域を変更し（ステップＳ４３）、ついで、ガイド領域の変更が完了したか否かを判断する（ステップＳ４４）。

そして、ガイド領域の変更が未だ完了していないことによりステップＳ４４で否定的に判断された場合は、ガイド領域の変更が完了するまでステップＳ４４を繰り返し実行し、ガイド領域の変更が完了していることによりステップＳ４４で肯定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。

このようにガイド領域の使用率に基づいてガイド領域を変更することにより、使用されるカム溝２３，２４の部分に偏りが生じることを抑制できる。つまり、局部的な摩耗を抑制することができる。また、ガイド領域を変更する頻度を低減することができるため、アクチュエータ２２によるエネルギー消費量を低下させることができ、あるいはアクチュエータ２２の耐久性が低下することを抑制できる。もしくは、ガイド領域を変更する過程でのショックや異音の発生頻度を低減でき、運転者が違和感の抱くことを抑制できる。なお、図１５に示す制御例に、図１０、図１２、図１３に示す制御例を組み合わせてもよい。すなわち、上記ステップＳ３１で肯定的に判断された場合に、レディーオンされ、またはレディーオフされ、あるいはパーキングロックされたか否かを判断し、肯定的に判断された場合に、ガイド領域を変更するように構成してもよい。

上記のガイド領域は、複数の走行モードを経由して変更される。それらの走行モードは、上述したようにエンジン１から前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されるトルクの割合が異なり、また第１モータ２により発生させる反力トルクの大きさが異なる。したがって、ガイド領域を変更する過渡期における駆動力の変化を抑制するためや、第１モータ２のトルク制御が煩雑になることを抑制するために、図１０、図１２ないし図１５における各制御例では、停車中にガイド領域の変更を行うように構成されている。

一方、要求駆動力が比較的小さい定常走行時などには、エンジン１の出力トルクが比較的小さいため、走行モードを変更してトルクの増幅率が変化したとしても、エンジン１の出力トルクが小さいことにより、前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されるトルクの変化量が小さい。すなわち、駆動力の変化量が小さい。また、第１モータ２により発生させる反力トルクの変化量も小さい。したがって、要求駆動力が小さい場合にガイド領域を変更したとしても、駆動力の変化が小さく、また第１モータ２のトルク制御が煩雑になる可能性が低い。そのため、この発明の実施形態における動力伝達機構の制御装置は、ガイド領域の変更を要求駆動力が所定駆動力以下の場合に実行してもよい。図１６には、その制御例を説明するためのフローチャートを示してある。

図１６に示す制御例では、まず、図１４におけるステップＳ３１と同様に、現時点でのガイド領域を設定した後の走行距離の累積値が閾値以上であるか否かを判断し（ステップＳ５１）、現時点でのガイド領域を設定した後の走行距離の累積値が閾値未満であることによりステップＳ５１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、現時点でのガイド領域を設定した後の走行距離の累積値が閾値以上であることによりステップＳ５１で肯定的に判断された場合は、走行中であり、かつ要求駆動力が所定駆動力以下であるか否かを判断する（ステップＳ５２）。このステップＳ５２における所定駆動力は、走行中にガイド領域を変更することにより、走行モードが過渡的に変化してトルクの増幅率が変化したとしても、駆動力の変化が小さく、また第１モータ２のトルク制御が煩雑になる可能性が低い駆動力に設定することができる。

要求駆動力が所定駆動力よりも大きいことによりステップＳ５２で否定的に判断された場合は、ステップＳ５２を繰り返し実行する。それとは反対に、要求駆動力が所定駆動力以下であることによりステップＳ５２で肯定的に判断された場合は、ガイド領域を変更し（ステップＳ５３）、ついで、ガイド領域の変更が完了したか否かを判断する（ステップＳ５４）。このステップＳ５３およびステップＳ５４は、上述したステップＳ３、ステップＳ４、およびステップＳ３３、ステップＳ３４、ならびにステップＳ４３、ステップＳ４４などと同様のステップである。

そして、ガイド領域の変更が未だ完了していないことによりステップＳ５４で否定的に判断された場合は、ガイド領域の変更が完了するまでステップＳ５４を繰り返し実行し、ガイド領域の変更が完了していることによりステップＳ５４で肯定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。なお、ステップＳ５４で肯定的に判断された後に、走行距離の累積値をリセットして、再度、走行距離をカウントし始める。

このように要求駆動力が比較的小さい走行時にガイド領域を変更することにより、ガイド領域を変更する過程での駆動力の変化量を低減することができ、運転者が違和感を抱くことを抑制できる。または、第１モータ２のトルクの変化量を低減することができるため、第１モータ２の制御が煩雑になることを抑制できる。

上記のように要求駆動力が小さい走行時にガイド領域を変更する場合であっても、ガイド領域の変更過渡期には、少なからずエンジン１から前輪５Ｒ，５Ｌに伝達されるトルクが変動する。そのため、この発明の実施形態における制御装置では、走行時にガイド領域を変更する場合には、そのガイド領域を変更することに伴う駆動力の変化を抑制するように第２モータ３のトルクを制御してもよい。

具体的には、図１に示す駆動装置４は、動力分割機構６から出力されるトルクを、第２モータ３によって増大させ、または減少させることができる。この第２モータ３は、エンジン１と比較してトルクの制御応答性が良好であるから、ガイド領域の変更に伴って動力分割機構６から出力されるトルクが変化したとしても、そのトルクの変化速度に追従して第２モータ３のトルクを制御できる。すなわち、駆動力が変化することを抑制するように第２モータ３のトルクを制御することができ、そのように第２モータ３のトルクを制御することにより、走行時にガイド領域を変更したとしても駆動力の変化を抑制できる。したがって、上記の所定駆動力は、第２モータ３のトルクを変化させることにより駆動力の変化を抑制できる大きさに設定すること、すなわち、ドリブンギヤ３８に伝達されるトルクの変化量が、第２モータ３の出力トルクを上限トルクに変更した場合におけるドリブンギヤ３８に伝達されるトルクの変化量以下となるように設定することが好ましい。

図１４、図１５、および図１６に示す例では、走行距離の累積値が閾値以上である場合や、現時点でのガイド領域の使用率が所定値以上である場合に、運転者が操作することなく自動的にガイド領域を変更するように構成されているが、例えば、上記のいずれかの条件が成立した場合に、警告音やインストールパネルの警告灯などによって運転者にガイド領域の切り替え時期である旨を伝達し、運転者によるスイッチ操作などによってガイド領域を切り替えてもよく、ディーラーによってガイド領域を切り替えるように構成してもよい。

また、図２、図８、および図９に示すシフトドラム２１は、シフトドラム２１が１回転する間に、一連の走行モードを設定できるガイド領域をそれぞれ二つ形成しているが、三つ以上形成してもよい。そのようにシフトドラム２１を形成した場合には、所定の条件が成立してガイド領域を切り替える際に、各ガイド領域の使用率（個別使用率）を求め、最も使用率が低いガイド領域に切り替えるように構成することが好ましい。このように使用率が低いガイド領域に切り替えることにより、いずれか一つのガイド領域のカム溝の摩耗量と、他のガイド領域のカム溝の摩耗量とに偏りが生じることを抑制できる。

なお、この発明の実施形態における操作機構は、シフトドラムと、そのシフトドラムに形成されたカム溝に係合する可動部材とにより係合機構を係合状態と解放状態とで切り替える構成に限らず、例えば、側面に凹凸形状が形成されかつ軸線方向に移動可能なロッドと、その側面に接触することによりロッドが軸線方向に移動した場合に、ロッドの凹凸形状に応じて軸線方向に移動する可動部材とにより構成した直動カムであってもよい。また、係合機構を摩擦式の係合機構によって構成してもよく、その場合には、摩擦プレートを押圧するピストンをシフトドラムなどのガイド部材に接触させ、そのガイド部材の移動量を制御して、ピストンの係合位置と解放位置とを、または伝達トルク容量を制御するように構成してもよい。

また、図２、図８、および図９に示すシフトドラム２１は、二つのカム溝２３，２４を形成し、それぞれのカム溝２３，２４に操作ピン２５，３１を係合しているが、例えば、一つのカム溝に複数の操作ピンを係合し、シフトドラムが回転することにより、それぞれの操作ピン（可動部材）が移動するように構成されたものであってもよい。さらに、複数の可動部材を備えたものでなく、シフトドラムに一つのカム溝を形成し、そのカム溝に沿って一つの可動部材が移動するように構成されたもの、すなわち、一つの係合機構を制御するものであってもよい。

１…エンジン、 ２，３…モータ、 ４…ハイブリッド駆動装置、 ５Ｒ，５Ｌ…前輪、 ６…動力分割機構、 ７…分割部、 ８…変速部、 ９，１５…サンギヤ、 １０，１６，４１…リングギヤ， １２，１８…キャリヤ、 １９…出力ギヤ、 ２０…切替機構、 ２１…シフトドラム、 ２２…アクチュエータ、 ２３，２４…カム溝、 ２３ａ，２４ａ…解放部、 ２３ｂ，２４ｂ…作動部、 ２３ｃ，２４ｃ…係合部、 ２５，３１…操作ピン、 ２６，３２…可動部材、 ２７…ハブ、 ２９，３０，３５，３６…ドグ歯、 ２８，３４…固定部材、 ３８…ドリブンギヤ、 ３９，４２…ドライブギヤ、 ４４…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ４５…HV-ECU、 ４６…MG-ECU、 ４７…エンジンECU、 CL1,CL2…クラッチ機構、 ４８…クラッチECU、 Ｐ…パーキングロック機構、 Ｖｅ…車両。

Claims (14)

1. 車両を走行させるためのトルクを伝達する係合状態と前記トルクを遮断する解放状態とを切り替える少なくとも一つの係合機構と、前記係合機構を前記係合状態と前記解放状態とに切り替える操作機構とを備えた動力伝達機構の制御装置において、
   前記操作機構は、前記係合機構に連結されて前記係合機構を前記係合状態に設定する係合位置と、前記係合機構を前記解放状態に設定する解放位置とに移動する可動部材と、前記可動部材に接触させるとともに前記可動部材を前記係合位置と前記解放位置とに移動させるガイド部材とを備え、
   前記ガイド部材には、前記可動部材に対して相対的に移動して前記可動部材を前記係合位置と前記解放位置とにガイドする一連のガイド領域が互いに連続させて複数形成され、
   前記操作機構を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記車両の走行に関する予め定めた所定の条件の成立を判断し、
   前記所定の条件の成立が判断された場合に、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、複数の前記ガイド領域のうちの前記可動部材が接触している所定のガイド領域から、複数の前記ガイド領域のうちの他のガイド領域に切り替える
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記他のガイド領域は、前記所定のガイド領域のうちの一部を含む
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記所定の条件は、所定車速未満であることを含む
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記所定の条件は、走行不可能な状態から走行可能な状態への切り替え要求を含む
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
5. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記所定の条件は、走行可能な状態から走行不可能な状態への切り替え要求を含む
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
6. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記動力伝達機構は、駆動輪が回転することを禁止できるパーキングロック機構を更に備え、
   前記所定の条件は、前記パーキングロック機構によって前記駆動輪の回転を禁止する要求を含む
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記所定のガイド領域で前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドした後の走行距離の累積値を求め、
   前記走行距離の累積値が閾値以上である場合に、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記車両の走行期間に対する前記所定のガイド領域で前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドしている期間である所定使用率を求め、
   前記所定使用率が所定値以上の場合に、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
   前記ガイド部材には、前記ガイド領域が三つ以上形成され、
   前記コントローラは、
   前記車両の走行期間に対するガイド領域で前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドしている期間である個別使用率を、前記複数のガイド領域毎に求め、
   前記個別使用率が最も低いガイド領域を前記他のガイド領域に定める
   ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
    前記動力伝達機構は、前記係合機構の前記係合状態と前記解放状態とを切り替えることにより、前記車両の駆動力源から駆動輪に伝達するトルクの増幅率を変更可能に構成され、
    前記一連のガイド領域は、前記ガイド部材を前記可動部材に対して相対的に移動させることにより、前記車両の前記駆動力源から前記駆動輪に伝達するトルクの増幅率のうちの少なくとも二つの増幅率を設定できるように構成されている
    ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
11. 請求項１０に記載の動力伝達機構の制御装置において、
    前記所定の条件は、前記車両の要求駆動力が所定駆動力以下であることを含む
    ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
12. 請求項１１に記載の動力伝達機構の制御装置において、
    前記所定駆動力は、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える過程での前記車両の加速度の変化量が所定変化量以下となる駆動力に定められている
    ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
13. 請求項１１または１２に記載の動力伝達機構の制御装置において、
    前記動力伝達機構からのトルクを伝達する回転部材と、前記回転部材のトルクを変更可能なモータとを更に備え、
    前記所定駆動力は、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える過程での前記回転部材に伝達されるトルクの変化量が、前記モータのトルクを上限トルクに変更した場合における前記回転部材に伝達されるトルクの変化量以下となる駆動力に定められている
    ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
14. 請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の動力伝達機構の制御装置において、
    前記コントローラは、
    前記トルクの増幅率が同一となるように、前記可動部材を接触させて前記係合位置と前記解放位置とにガイドするガイド領域を、前記所定のガイド領域から前記他のガイド領域に切り替える
    ことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。

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