JP5146594B2 - 回転噛合式係合装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電磁ドグクラッチ装置等の係合手段を含む回転噛合式係合装置の技術分野に関する。

この種の回転噛合式係合装置としてドグクラッチを採用した車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された車両の制御装置によれば、ドグクラッチの係合時にストロークセンサでストローク量を検出し、位相差を調整することによって、係合ショックを低減することが可能であるとされている。

特開２００６−０８３９１９号公報

特許文献１に開示された装置では、係合要素のストローク量を検出するためにストロークセンサが使用されているが、この種のセンサを別途付加する構成では、コスト及び体格の増加を招く。一方で、このようなコスト及び体格の増加を回避しようとすれば、必然的にストローク量の検出無しに係合要素同士を係合させる必要があり、場合によっては、係合ショック又は騒音によりドライバビリティが低下してしまう。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コスト及び体格の増加を招くことなく係合要素のストローク量を検出し得る回転噛合式係合装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る回転噛合式係合装置は、軸線を中心に回転可能に構成され、表面に、複数の凸部と複数の凹部とが回転方向に交互に配列してなる第１歯状部材を備えた第１係合要素、前記第１係合要素と前記軸線方向に対向し且つ係合可能に構成され、表面に、前記第１係合要素と係合したロック状態において前記第１歯状部材の凹部及び凸部と夫々噛合する複数の凸部及び凹部を有する第２歯状部材を備えた第２係合要素、及び、前記第１又は第２係合要素に対し、前記第１又は第２係合要素を、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが係合しない解放状態に対応する位置から前記ロック状態に対応する位置まで前記軸線に沿って変位させるための駆動力を付与可能な駆動力付与手段を具備すると共に、前記第１及び第２歯状部材の係合面が、前記第１又は第２係合要素が前記軸線に沿って変位する過程において前記第１係合要素と前記第２係合要素とが相対回転するように前記軸線に対して所定角度で傾いてなる係合手段と、前記第１係合要素と前記第２係合要素との相対回転量を特定する特定手段と、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させるにあたって、前記特定された相対回転量と前記所定角度とに基づいて、前記第１又は第２係合要素における前記軸線方向の変位量を推定する推定手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る回転噛合式係合装置は、係合手段と、特定手段と、推定手段とを備えており、例えば各種の態様を採り得る車両等における、例えば各種変速機構、各種ロック機構、各種ブレーキ機構、各種トルク伝達機構等を含み得る各種の動力伝達装置等に適用され、一の回転要素と、他の回転要素又は回転不能な固定要素とを選択的に係合させることが可能な装置である。

係合手段は、第１係合要素と、軸線方向においてこの第１係合要素と対向する第２係合要素と、第１及び第２係合要素のうち一方を他方に対し軸線方向に沿って駆動可能な、例えば電磁アクチュエータ等の駆動力付与手段とを備えており、好適な一形態として、例えば電磁ドグクラッチ等の形態を採り得る。係合手段は、その状態として、少なくとも、第１係合要素と第２係合要素とが係合してなるロック状態と、これらが係合しない解放状態との二値状態を採ることが可能であり、各々において得られる動力伝達態様は相互に異なっている。

第１係合要素は、複数の凸部と凹部とが回転方向に交互に配列してなる第１歯状部材をその表面部分に備えており、第２係合要素は、ロック状態においてこの第１歯状部材の凸部及び凹部と夫々噛合する複数の凹部及び凸部を有する第２歯状部材をその表面部分に備えている。この際、第１及び第２歯状部材は、第１及び第２係合要素の各々における対向面に形成されていてもよいし、対向面とは異なる面に形成されていてもよい。後者の場合、第１歯状部材とは第１係合要素の外周面又は内周面に形成された外歯又は内歯であり、第２歯状部材とは第２係合要素の内周面又は外周面に形成された内歯又は外歯であってもよい。

一方、これら第１及び第２係合要素を相互に係合させるにあたっては、駆動力付与手段により駆動力を付与されて軸線方向に変位する一方の係合要素の変位量（即ち、ストローク量）が把握されるのが望ましい。当該変位量が把握されない場合、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて定められた制御量に従って駆動力を付与する以外に実践的な術はないから、係合要素同士の或いは歯状部材同士の衝突等に起因する係合ショックや騒音を確実に回避することが困難となる。

また、駆動力付与手段により付与される駆動力が、ロック状態において、ロック状態保持に最低限必要とされる保持駆動力まで低減されるような場合には、回転方向に加わるトルク（第１歯状部材と第２歯状部材とを係合させるトルク）が変動すると、場合によってはロック状態が意図しないタイミングで解消される可能性がある。

このような場合に変位量を把握できないと、少なくともそのような意図しないロック状態の解消の発見が遅れ、望ましい動力伝達が阻害される期間が長くなる。このような問題を解消するべく、例えば、ストロークセンサ等、変位量を検出するための検出手段を別途付加しては、コストの増加や体格の増大を招きかねない。

そこで、本発明に係る第１及び第２歯状部材の係合面（即ち、係合時に相互に接触或いは対向する面であり、好適には回転方向と交わる面である）は、第１又は第２係合要素が上記軸線に沿って変位する過程において第１係合要素と第２係合要素とが相対回転するように、軸線に対して所定角度で傾いた構成となっている。

このような構成においては、軸線方向への変位量は、これらの相対回転量と、この所定角度をパラメータとする幾何学的な関数となる。本発明に係る回転噛合式係合装置は、この点を利用し、特定手段によって、この第１及び第２歯状部材の形状に起因して生じる相対回転の量たる相対回転量が特定され、推定手段が、この特定された相対回転量と上述の所定角度とに基づいて変位量を推定する構成となっている。

尚、本発明に係る「特定」とは、検出、算出、推定、同定、導出、選択及び取得等、最終的に制御上参照し得る情報として真偽の程度はともかく確定させることを包括する概念であって、そのためのプロセスは、如何様にも限定されない趣旨である。好適な一形態として、本発明に係る特定手段及び推定手段は、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。

ここで、「相対回転量」とは、第２係合要素が回転不能な固定要素であれば、即ち、第１係合要素の回転量に等しい。従って、本発明に係る特定手段は、例えばストロークセンサ等、コストや体格の増加を招来する、変位量を直接検出するために別途付加されるものとは異なり、車両或いは回転噛合式係合装置において予め他の用途に供すべく備わり得る検出手段であるか、又はこの種の検出手段の検出結果を流用して各種処理（例えば、演算処理或いはセンサ出力を電気的に取得する処理等）を行う手段であってよく、いずれにしたところで、推定手段に係る変位量の推定に際して、コストや体格の増加が生じることがない。

また、第２係合要素が回転要素であったとしても、第２係合要素側にも同様に合理的な理由（回転要素である以上、それらの回転速度（回転量の時間微分値である）を直接又は間接的に導き得る仕組みが備わるのは必然である）で検出手段が備わり得るため、係る効能はいささかも減じられることはない。

このように、本発明に係る回転噛合式係合装置によれば、軸線方向への変位量と、第１及び第２回転要素の回転量と、第１及び第２歯状部材に係る所定角度との間の幾何学的な関係を、予め実験的に、経験的に、理論的に、又はシミュレーション等の結果として演算式や演算アルゴリズム等として与えておくこと等により、当該変位量を、当該回転量及び所定角度に基づいて、例えば、その都度予め与えられた演算式や演算アルゴリズム等に従った演算処理を実行するにせよ、予め然るべき記憶手段に格納されたマップ等を参照するにせよ、正確に推定することができるのである。即ち、コストや体格の増加を招来することなく第１又は第２係合要素の軸線方向の変位量を推定することが可能となるのである。

補足すると、本発明に係る回転噛合式係合装置は、軸線方向への変位量を回転方向への回転量に基づいて推定する旨の第１の技術思想と、第１及び第２係合要素に形成される第１及び第２歯状部材の形状によって当該変位量と回転量との間に相関を持たせる旨の第２の技術思想とを有してなるものであり、これらの技術思想によって、コスト及び体格の増加無しに変位量の推定を可能とする旨の、本発明に特有の実践上極めて有益なる効果を奏するものである。

本発明に係る回転噛合式係合装置の一の態様では、前記所定角度は、複数段階にわたって変化する。

この態様によれば、第１及び第２歯状部材各々における一係合面において規定される軸線方向に対する傾斜角度が、複数段階にわたり変化する。このような構成においては、軸線方向への変位を促す駆動力が一定又は略一定であれば、この傾斜角度が切り替わる位置において、相対回転量の変化速度が切り替わるため、変位量推定に係る基準位置を正確に決定することができる。従って、より高精度に変位量を推定することが可能となる。

本発明に係る回転噛合式係合装置の他の態様では、前記第１又は第２係合要素に対し、前記第１又は第２係合要素を前記解放状態に対応する位置に維持するための解放力を常時付与する解放力付与手段を具備し、前記駆動力付与手段は、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させるにあたって、前記第１又は第２係合要素に対し前記解放力よりも大きい前記駆動力を付与することにより、前記第１又は第２係合要素を前記ロック状態に対応する位置まで変位させる。

この態様によれば、例えばリターンスプリング等の解放力付与手段によって、第１又は第２係合要素を解放状態に対応する位置へ向けて付勢する解放力が常時付与される。このため、ロック状態から解放状態への切り替えに際しては、駆動力付与手段に係る駆動力の付与を停止すればよく、駆動力付与手段に供給すべきエネルギ資源を節減することが可能となる。

尚、この態様では、前記推定される変位量に基づいて前記解放力付与手段が正常状態にあるか否かを判別する判別手段と、前記解放力付与手段が前記正常状態にないと判別された場合に、前記第１又は第２係合要素に対し、前記解放力に相当する駆動力が付与されるように前記駆動手段を制御する制御手段とを具備してもよい。

この態様によれば、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、解放力付与手段が正常状態にあるか否かが判別される。

このような判別は、推定手段によって推定される第１又は第２係合要素の軸線方向への変位量に基づいて行うことが可能であり、例えば、制御上はロック状態を維持しているはずであるにもかかわらず、許容範囲を超えた軸線方向への変位が生じている場合等において、解放力付与手段が、物理的、機械的又は電気的な故障や破損等を生じた異常状態にある（即ち、正常状態にない）旨の判別を行うことが可能である。

解放力付与手段が正常状態から逸脱した場合、第１又は第２係合要素を解放状態に対応する位置へ維持する又は復帰させることが困難となり、場合によっては、第１又は第２係合要素が意図せずロック状態に移行又はロック状態を継続する可能性がある。

この態様によれば、例えば、一又は複数のＣＰＵ、ＭＰＵ、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ、ＲＡＭ、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る制御手段により、駆動力を解放力に代替させることが可能であり、然るべきタイミングにおいて、第１及び第２係合要素を確実に解放状態に維持することが可能となるため、好適である。

本発明に係る回転噛合式係合装置の他の態様では、前記第１係合要素は、回転電機と、車軸に連結された駆動軸と、内燃機関と、前記回転電機に連結される第１回転要素、前記駆動軸に連結される第２回転要素及び前記内燃機関に連結される第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構とを備えたハイブリッド車両における、前記複数の回転要素のうち一の回転要素に連結され、前記第２係合要素は、前記複数の回転要素のうち前記一の回転要素と異なる他の回転要素又は固定要素に連結される。

本発明に係る回転噛合式係合装置が、この種のハイブリッド車両における一回転要素と他の回転要素又は固定要素との係合に使用された場合には、例えば、回転電機を回転不能にロックすることによってハイブリッド車両を内燃機関の直達トルクのみによって走行させる所謂ＭＧ１ロックモードや、内燃機関の回転速度が駆動軸の回転速度未満となるように変速比を制御する所謂Ｏ／Ｄロックモード等を効率的に実現することができる。或いは、ハイブリッド車両が駆動軸に連結された他の回転電機を備える所謂２モータハイブリッドに相当する構成において、回転電機相互間で、内燃機関の反力トルクを負担する反力要素及び駆動軸への動力アシストを行う出力要素の役割を適宜切り替える、所謂マルチモードハイブリッドの場合、係る反力要素と出力要素との切り替えや、変速段の切り替え等に本発明に係る回転噛合式係合装置を適用することも好適にして可能である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図２のロック機構におけるロック状態においてスリーブ及びハブの一部をストローク方向へみた平面図である。 図２のロック機構における解放状態においてスリーブ及びハブの一部をストローク方向と直交する方向へ見た上面図である。 図４における一のドグ歯の拡大図である。 第１実施形態の動作に係り、解放状態からロック状態へ移行する過程におけるスリーブとハブの状態を例示する模式的な上面図である。 第２実施形態の構成に係り、解放状態においてスリーブ及びハブの一部をストローク方向と直交する方向へ見た上面図である。 図７における、一のドグ歯の拡大図である。 第２実施形態の動作に係り、解放状態からロック状態へ移行する過程におけるスリーブとハブの状態を例示する模式的な上面図である。 本発明の第３実施形態に係り、ＭＧ１を解放状態からロック状態に移行させるにあたってのアクチュエータの一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。 第３実施形態に係り、ＭＧ１ロック状態におけるアクチュエータの一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。 第３実施形態に係り、ＭＧ１が解放状態にある期間におけるアクチュエータの一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。 第３実施形態に係り、ＭＧ１をロック状態から解放状態へ移行させるにあたってのアクチュエータの一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３及びアクセル開度センサ１４並びにハイブリッド駆動装置２０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「特定手段」及び「推定手段」の一例である。

ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御することが可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電手段である。

車速センサ１３は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを特定することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、特定された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを特定することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、特定されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置２０は、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置２０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置２０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図２において、ハイブリッド駆動装置２０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、ロック機構４００、入力軸５００、駆動軸６００及び減速機構７００を備える。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成された、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。尚、本発明における「内燃機関」とは、燃料の燃焼を機械的動力に変換可能な機関を意味するものであって、例えば燃料種別（例えばガソリン、軽油、アルコール、アルコール混合燃料或いは天然ガス等）、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、物理的、機械的又は電気的な構成は特に限定されない。エンジン２００は、動力出力軸としてのクランク軸（不図示）を備えており、このクランク軸は、ハイブリッド駆動装置２０の入力軸４００に連結されている。

モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、本発明に係る「動力伝達機構」の一例たる遊星歯車機構であり、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「第２回転要素」の一例たるリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギアＰ１と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「第３回転要素」の一例たるプラネタリキャリアＣ１とを備える。

ここで、サンギアＳ１は、中空のサンギア軸３０１（尚、サンギア軸３０１は、本発明に係る「軸線」の一例である）を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度（以下、適宜「ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1」と称する）と等価である。また、リングギアＲ１は、ハイブリッド駆動装置２０の動力出力軸たる駆動軸６００及び減速機構７００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度（以下、適宜「ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２」と称する）と等価である。更に、プラネタリキャリアＣ１は、入力軸５００に結合されており、その回転速度はエンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。

一方、駆動軸６００は、ハイブリッド車両の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬ（即ち、これらドライブシャフトは、本発明に係る「車軸」の一例である）と、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構７００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸６００に出力されるモータトルクＴｍは、減速機構７００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構７００及び駆動軸６００を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖと一義的な関係にある。

動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリアＣ１とピニオンギア３０５とによってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。

尚、本発明に係る「動力伝達機構」に係る実践上の態様は、動力分割機構３００に限定されない。例えば、本発明に係る動力伝達機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構７００は、予め設定された減速比に従って駆動軸６００の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１０は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。更には、この有段変速装置が、例えば複数の遊星歯車機構が適宜連結されてなる複合型遊星歯車機構として構成され、エンジン２００の反力トルクを負担する反力要素及び駆動軸６００との間で動力の入出力を行う出力要素の役割が、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２との間で選択的に切り替えられる構成であってもよい。

ハイブリッド駆動装置２０は、モータジェネレータＭＧ１の回転量を検出可能に構成された回転センサである第１レゾルバ１５と、モータジェネレータＭＧ２の回転量を検出可能に構成された回転センサである第２レゾルバ１６とを備える。これら各レゾルバは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された回転量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、検出された回転量を時間微分処理することにより、各モータジェネレータの回転速度（即ち、Ｎｍｇ１及びＮｍｇ２）を算出することが可能である。

ロック機構４００は、ハブ４０１、外歯４０２、スリーブＳＬ、内歯４０３、外歯４０４、リターンスプリング４０５、環状部材４０６及びアクチュエータ４０７を備え、モータジェネレータＭＧ１の状態（必然的に、サンギアＳ１の状態である）を、回転可能な解放状態と、回転不能なロック状態との間で選択的に切り替え可能に構成されたクラッチ機構である。

ハブ４０１は、先のサンギア軸３０１と一体回転可能な、本発明に係る「第１回転要素」の一例たる環状部材である。このハブ４０１の外周面には、本発明に係る「第１歯状部材」の一例たる外歯４０２が形成されている。尚、ハブ４０１の構成については後述する。

スリーブＳＬは、図示ストローク方向（即ち、軸線方向）に移動可能に構成された、本発明に係る「第２係合要素」の一例たる環状部材である。このスリーブＳＬの内周面には、本発明に係る「第２歯状部材」の一例たる内歯４０３が形成されている。尚、内歯４０３の構成については後述する。

ロック機構４００は、環状部材４０６を備える。この環状部材４０６は、その外周面に、常時スリーブＳＬの内歯４０３と噛合する外歯４０４を備える。一方、この環状部材４０６は、固定要素であるケース（符合省略）に固定されており、回転不能に構成されている。従って、この環状部材４０６の外周面に形成された外歯４０４と噛合する内歯４０３を備えたスリーブＳＬもまた、回転不能な固定要素である。

アクチュエータ４０７は、スリーブＳＬに対し、スリーブＳＬをストローク方向（即ち、軸線方向）に移動させるための電磁力（即ち、本発明に係る「駆動力」の一例である）を付与可能な、本発明に係る「駆動力付与手段」の一例たる公知の電磁アクチュエータである。

アクチュエータ４０７は、その駆動力源としてソレノイド（電磁石）を備えており、このソレノイドに対し、励磁電流たる駆動電流Ｉｄが供給されることにより、スリーブＳＬをストローク方向に変位させる電磁力が発生する仕組みとなっている。尚、アクチュエータ４０７は、ＰＣＵ１１と電気的に接続されており、ＰＣＵ１１からの電力供給により駆動電流Ｉｄを供給可能である。従って、アクチュエータ４０７の動作状態もまた、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。尚、駆動電流Ｉｄの符合が逆転した場合、スリーブＳＬの移動方向は逆転する。

ここで、スリーブＳＬに駆動力が供給され、スリーブＳＬがストローク方向を図示右方向へ変位すると、スリーブＳＬの内周面に形成された内歯４０３と、ハブ４０１の外周面に形成された外歯４０２とが噛合する。先に述べたように、スリーブＳＬは、内歯４０３が常時外歯４０４と噛合する構成を採るため回転不能であり、内歯４０３と外歯４０２とが噛合した状態においては、ハブ４０１もまた回転不能となる。ハブ４０１は、モータジェネレータＭＧ１と連結されているから、この状態では、モータジェネレータＭＧ１もまた回転不能なロック状態となる。

一方、スリーブＳＬには、リターンスプリング４０５が連結されている。リターンスプリング４０５は、一端部がケースに固定され、他端部がスリーブＳＬに連結された弾性部材であり、常時スリーブＳＬをハブ４０１から引き離す方向へ付勢している。従って、アクチュエータ４０７への通電が停止されると、スリーブＳＬは、この付勢力（即ち、本発明に係る「解放力」の一例である）により、内歯４０３と外歯４０２とが噛合しない解放状態に対応する解放位置まで移動する。即ち、リターンスプリング４０５は、本発明に係る「解放力付与手段」の一例である。

このように、ロック機構４００は、本発明に係る「係合手段」の一例として、ハブ４０１、スリーブＳＬ及びアクチュエータ４０７を含む所謂電磁ドグクラッチ機構を備えた構成となっている。

尚、本発明の「係合手段」に係る実践上の態様は、ドグクラッチ機構に限定されず各種態様を有してよい。また、ドグクラッチ機構であるにせよ、係合要素相互間の係合態様は、本実施形態のものに限定されない。例えば、本実施形態では、係合要素が夫々環状部材として構成され、一方の外周面に形成された歯状部材と、他方の内周面に形成された歯状部材とが係合する構成とされるが、係合要素の各々における対向面に歯状部材が形成される構成であってもよい。

次に、図３を参照し、スリーブＳＬとハブ４０１との係合態様について、更に詳しく説明する。ここに、図３は、上述のロック状態においてスリーブ及びハブの一部をストローク方向へみた平面図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図３において、スリーブＳＬの内歯４０３は、本発明に係る「凸部」の一例たるドグ歯４０３Ａと、本発明に係る「凹部」の一例たる陥没部４０３Ｂとが、周方向に沿って所定間隔で配列した構成を採る。

一方、ハブ４０１の外歯４０２は、本発明に係る「凸部」の他の一例たるドグ歯４０２Ａと、本発明に係る「凹部」の他の一例たる陥没部４０２Ｂとが、周方向に沿って所定間隔で配列した構成を採る。

このような構成において、上述したアクチュエータ４０７からの駆動力供給によりスリーブＳＬがストローク方向に変位する過程で、ハブ４０１の陥没部４０２ＢにスリーブＳＬのドグ歯４０３Ａが挿入され、同時にスリーブＳＬの陥没部４０３Ｂにハブ４０１のドグ歯４０２Ａが挿入される。スリーブＳＬのストローク量Ｙ（即ち、本発明に係る「軸線に沿った変位量」の一例である）が最大値Ｙｍａｘに到達すると、図示するように、スリーブＳＬとハブ４０１とが完全に噛合し、モータジェネレータＭＧ１がロック状態に移行する。

次に、図４を参照し、内歯４０３及び外歯４０２の更なる詳細な構成について説明する。ここに、図４は、上述の解放状態においてスリーブ及びハブの一部をストローク方向と直交する方向へ見た上面図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図４において、ドグ歯４０３Ａは、周方向に沿った係合面４０３Ａ１、４０３Ａ２、４０３Ａ３及び４０３Ａ４を備える。尚、これ以降、説明の便宜上、係合面４０３Ａ１と係合面４０３Ａ３とを適宜「下方係合面」と称し、係合面４０３Ａ２と係合面４０３Ａ４とを適宜「上方係合面」と称することとする。

また、図４において、ドグ歯４０２Ａは、周方向に沿った係合面４０２Ａ１、４０２Ａ２、４０２Ａ３及び４０２Ａ４を備える。尚、これ以降、説明の便宜上、係合面４０２Ａ１と係合面４０２Ａ３とを適宜「下方係合面」と称し、係合面４０２Ａ２と係合面４０２Ａ４とを適宜「上方係合面」と称することとする。

図示から明らかなように、各ドグ歯は、ストローク方向を規定する図示実矢線（即ち、軸線に沿った線である）に対し、周方向に回転することによって傾いた形状を有している。

ここで、図５を参照し、このドグ歯の傾きについて説明する。ここに、図５は、図４における、一のドグ歯の拡大図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図５において、周方向を規定する破線Ｊを定義すると、係合面４０２Ａ１及び係合面４０２Ａ２の伸長方向を規定する破線Ｈは、破線Ｊに対し角度θ１で傾いている。係合面４０２Ａ１及び係合面４０２Ａ２は、相互に等しい角度で傾いている。尚、これら係合面の傾きは、ストローク方向を規定する破線Ｋを定義しても同様に表すことができ、係合面４０２Ａ１及び係合面４０２Ａ２の伸長方向を規定する破線Ｈは、破線Ｋに対し角度（９０−θ１）で傾いている。尚、角度θ１は、本発明に係る「所定角度」の一例である。

一方、ドグ歯４０２Ａにおいては、係合面４０２Ａ１及び係合面４０２Ａ２のみならず、係合面４０２Ａ３及び係合面４０２Ａ４もまた、破線Ｊに対し、上記θ１とは異なる角度で傾いている。即ち、ドグ歯４０２Ａの形状は、本発明に係る「所定角度が複数段階にわたって変化する」一例となっている。但し、係合面４０２Ａ３及び係合面４０２Ａ４の軸線に対する傾きについては、説明を省略する。

尚、このドグ歯４０２Ａの形状は、係合面４０２Ａ１、４０２Ａ２、４０２Ａ３及び４０２Ａ４を夫々係合面４０３Ａ１、４０３Ａ２、４０３Ａ３及び４０３Ａ４に読み替えれば、用意にスリーブＳＬ側のドグ歯４０３Ａの形状を表し得る。

＜実施形態の動作＞
次に、図６を参照し、このような構成を有するロック機構４００の動作について説明する。ここに、図６は、解放状態からロック状態へ移行する過程におけるスリーブＳＬとハブ４０１の状態を例示する模式的な上面図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図６において、図６（ａ）は、アクチュエータ４０７からの駆動力（電磁力）の供給により、スリーブＳＬが、図示白抜き矢線に示す如くストローク方向へ変位し、係合面４０３Ａ１と係合面４０３Ａ３との境界点４０３ＡＰが、ハブ４０１における、係合面４０２Ａ２と係合面４０２Ａ４との境界点４０２ＡＰと接触した状態が示される。

この状態から、更にスリーブＳＬを変位させると、スリーブＳＬにおけるドグ歯４０３Ａの係合面４０３Ａ１が、ハブ４０１におけるドグ歯４０２Ａの係合面４０２Ａ２と接触する。ここで、スリーブＳＬは固定要素であり、ハブ４０１は回転要素であるから、ハブ４０１は、スリーブＳＬによって図示ハッチング矢線で示すように、周方向に回転する。

このハブ４０１の回転は、スリーブＳＬの変位が停止するまで継続する。図６（ｂ）には、このような係合過程を経て、スリーブＳＬのストローク量Ｙが最大値Ｙｍａｘに達し、ドグ歯４０３Ａとドグ歯４０２Ａとが完全に噛合した状態が示される。

ここで、このようにロック機構４００によりモータジェネレータＭＧ１の状態がロック状態と解放状態との間で切り替えられる際、ＥＣＵ１００は、アクチュエータ４０７の駆動制御の一環として、スリーブＳＬのストローク量Ｙを推定する。この際、ＥＣＵ１００は、下記（１）式に従って、スリーブＳＬのストローク量Ｙを推定する。

Ｙ＝Ｘ・ｔａｎθ１・・・（１）
ここで、Ｘは、ハブ４０１の回転量であるが、ハブ４０１の回転量は、ＭＧ１の回転量と等価であるからＥＣＵ１００は、第１レゾルバ１５によって検出されるＭＧ１の回転量を流用する形で、回転寮Ｘを簡便に且つ正確に把握することができる。上記式（１）は、図５を参照すれば分かる通り、スリーブＳＬとハブ４０１との間の幾何学関係に起因して定まる関係式である。

このように、本実施形態によれば、スリーブＳＬのストローク量Ｙが、ハブ４０１の回転量Ｘと上記角度θ１とを用いて、数値演算処理の結果として推定される。即ち、ドグ歯４０２Ａ及びドグ歯４０３Ａは、夫々、本発明に係る「第１又は第２係合要素が軸線に沿って変位する過程において第１係合要素と第２係合要素とが相対回転するように軸線に対して所定角度で傾いた」形状を有しており、この相対回転現象（ここでは、スリーブＳＬが固定要素であるから、相対回転量とは即ち、ハブ４０１の回転量に一致する）を利用する形で、ストローク量Ｙが回転量Ｘに基づいて正確に推定されるのである。

ここで特に、第１レゾルバ１５は、モータジェネレータＭＧ１の動作制御上必然的に備わるセンサであり、ストローク量Ｙの推定のために別途設けられるセンサではない。従って、例えば、この種のストローク量を推定するにあたってストロークセンサ等を別途付加する構成と較べて、コストの増加が抑制され、また体格の増大が抑制されるのである。また、車両がハイブリッド車両１０とは異なっていても、回転要素が備わる場合には、その回転量或いは回転速度は、直接的にせよ間接的にせよ把握可能に構成されるのが一般的であり、ロック機構４００に相当する係合装置が、どのような構成を有する車両に適用されたとしても、このような本実施形態に係る実践上極めて有益なる効果は、いささかも失われることがない。

一方、図６には示されないが、先に述べたように、ドグ歯４０３Ａ及びドグ歯４０２Ａは、夫々上方側及び下方側の係合面として、軸線に対する傾きが異なる二種類の係合面を有する。即ち、ドグ歯４０３Ａにおいては、上方係合面であれば係合面４０３Ａ２及び係合面４０３Ａ４が、下方係合面であれば係合面４０３Ａ１及び係合面４０３Ａ３がそれに相当する。また、ドグ歯４０２Ａにおいては、上方係合面であれば係合面４０２Ａ２及び係合面４０２Ａ４が、下方係合面であれば係合面４０２Ａ１及び係合面４０２Ａ３がそれに相当する。

このように一方の側における係合面の傾きが多段階（ここでは、二段階であるが、より多段階であってもよい）に変化する場合、アクチュエータ４０７から供給される駆動力が一定又は略一定であれば（即ち、単位時間当たりのストローク量が少なくとも略一定であれば）、先端側の係合面同士が接触している期間（即ち、係合面４０３Ａ３又は係合面４０３Ａ４と、係合面４０２Ａ４又は係合面４０２Ａ３とが接触している期間）と、後端側の係合面同士が接触している期間（即ち、係合面４０３Ａ１又は係合面４０３Ａ２と、係合面４０２Ａ２又は係合面４０２Ａ１とが接触している期間）とで、単位時間当たりのハブ４０１の回転量（即ち、回転速度）が変化する。

従って、このような構成においては、ハブ４０１の回転速度が変化した時点を、ストローク量推定の基準タイミングとすることが可能となる。基準タイミング以降における最大ストローク量が、各ドグ歯の物理構成によって決まることに鑑みれば、このように基準タイミングを把握可能である場合には、ドグ歯同士の係合をより所望の態様で実行することが可能となる。

但し、ストローク量Ｙの推定に限って言えば、上方及び下方係合面における軸線との傾きは、単一であっても何ら問題は生じない。尚、後端側の係合面同士が接触を開始した後は、アクチュエータ４０７の制御量をどのように変化させてもよい。

また、図６には、ドグ歯４０３Ａの下方係合面とドグ歯４０２Ａの上方係合面とが係合する過程が示されるが、無論、ドグ歯４０３Ａの上方係合面と、ドグ歯４０２Ａの下方係合面とが係合してもよい。ドグ歯４０３Ａの上方係合面と、ドグ歯４０２Ａの下方係合面とが係合する場合、先に述べた境界点を越えた後の暫時の期間（以下、適宜「空白期間」と称する）については、係合面４０３Ａ２と係合面４０２Ａ１とがストローク量に応じて徐々に乖離することになるため、ハブ４０１の回転は一旦停止するが、更にスリーブＳＬのストロークが進行すると、再び係合面４０３Ａ１と係合面４０２Ａ２とが接触し、ハブ４０１の回転が開始されるため、同様にストローク量の推定が可能である。尚、この場合も、回転→停止→回転の流れとなるため、上記のように基準タイミングを取得することが可能である。

尚、本実施形態では、上方側係合面と下方側係合面との夫々後端側の面は、軸線に対し同一方向に傾いているため、ドグ歯４０３Ａの下方係合面とドグ歯４０２Ａの上方係合面とが係合する場合であれ、ドグ歯４０３Ａの上方係合面と、ドグ歯４０２Ａの下方係合面とが係合する場合であれ、後端側の係合面同士が接触している期間においては、ハブ４０１は、同一方向に回転する。また、解放状態からロック状態への移行過程と、ロック状態から解放状態への移行過程では、当然ながらハブ４０１の回転方向は逆転する。このため、本実施形態の構成によれば、ストローク量の推定が比較的容易である。

尚、ドグ歯４０３Ａの下方係合面とドグ歯４０２Ａの上方係合面とが係合するか、ドグ歯４０３Ａの上方係合面とドグ歯４０２Ａの下方係合面とが係合するかは、アクチュエータ４０７によるストローク制御に先んじてなされる回転同期制御の結果に応じて変化する。但し、回転同期制御の実行に伴って、位相同期制御も実行される場合、ストローク開始時点におけるドグ歯４０３Ａとドグ歯４０２Ａとの位置関係を所望のものとすることができる。この場合、上述した基準タイミングの取得が容易となるように、ストローク開始時点のスリーブＳＬとハブ４０１との相対位相を、最初に先端側の係合面同士が接触するように制御してもよい。
＜第２実施形態＞
＜実施形態の構成＞
ドグ歯の形状は、第１実施形態のものに限定されない。ここで、図７を参照し、本発明の第２実施形態に係るドグ歯の形状について説明する。ここに、図７は、解放状態においてスリーブ及びハブの一部をストローク方向と直交する方向へ見た上面図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図７に示すように、第２実施形態では、スリーブＳＬにドグ歯４０３Ｃが、またハブ４０１にドグ歯４０２Ｃが夫々形成される。また、これら各ドグ歯は、第１実施形態と同様に、係合面４０３Ｃ１、４０３Ｃ２、４０３Ｃ３及び４０３Ｃ４並びに係合面４０２Ｃ１、４０２Ｃ２、４０２Ｃ３及び４０２Ｃ４を夫々有している。

ここで、図８を参照し、第２実施形態に係るドグ歯の傾きについて説明する。ここに、図８は、図７における、一のドグ歯の拡大図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図８において、ストローク方向を規定する破線Ｋを定義すると、係合面４０２Ｃ２の伸長方向を規定する破線Ｈ１は、破線Ｋに対し角度θ２で傾いている。一方、係合面４０２Ｃ１の伸長方向を規定する破線Ｈ２は、破線Ｋに対し角度θ２で傾いている。尚、角度θ２は、本発明に係る「所定角度」の他の一例である。

また、第１実施形態と同様に、係合面４０２Ｃ１及び係合面４０２Ｃ２のみならず、係合面４０２Ｃ３及び係合面４０２Ｃ４もまた、破線Ｋに対し、上記θ２とは異なる角度で傾いている。即ち、ドグ歯４０２Ｃの形状は、本発明に係る「所定角度が複数段階にわたって変化する」一例となっている。但し、係合面４０２Ａ３及び係合面４０２Ａ４の軸線に対する傾きについては、説明を省略する。

尚、このドグ歯４０２Ｃの形状は、係合面４０２Ｃ１、４０２Ｃ２、４０２Ｃ３及び４０２Ｃ４を夫々係合面４０３Ｃ１、４０３Ｃ２、４０３Ｃ３及び４０３Ｃ４に読み替えれば、容易にスリーブＳＬ側のドグ歯４０３Ｃの形状を表し得る。

＜実施形態の動作＞
次に、図９を参照し、第２実施形態に係るロック機構４００の動作について説明する。ここに、図９は、解放状態からロック状態へ移行する過程におけるスリーブＳＬとハブ４０１の状態を例示する模式的な上面図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図９において、図９（ａ）には、ドグ歯４０３Ｃの上方側係合面且つ後端側の係合面である係合面４０３Ｃ２と、ドグ歯４０２Ｃの下方側係合面且つ後端側の係合面である係合面４０２Ｃ１とが係合する過程が示される。この場合、スリーブＳＬが図示白抜き矢線方向へストロークされると、係合面４０２Ｃ１が係合面４０３Ｃ２に押し退けられる（図では押し上げられる）形となり、ハブ４０１は、図示ハッチング矢線に示すように、図示上方向へ回転する。

一方、図９（ｂ）には、ドグ歯４０３Ｃの下方側係合面且つ後端側の係合面である係合面４０３Ｃ１と、ドグ歯４０２Ｃの上方側係合面且つ後端側の係合面である係合面４０２Ｃ２とが係合する過程が示される。この場合、スリーブＳＬが図示白抜き矢線方向へストロークされると、係合面４０２Ｃ２が係合面４０３Ｃ１に押し退けられる（図では押し下げられる）形となり、ハブ４０１は、図示ハッチング矢線に示すように、図示下方向へ回転する。従って、第１実施形態と同様に、スリーブＳＬのストローク量Ｙを、ハブ４０１の回転量と、上記角度θ２とに基づいて、正確に推定することが可能となる。

このように、本実施形態の如く、ドグ歯の後端側の係合面の傾きが、第１実施形態と異なり、軸線に対し対称である場合、ドグ歯４０３Ｃの上方側係合面とドグ歯４０２Ｃの下方側係合面とが係合する場合と、ドグ歯４０３Ｃの下方側係合面とドグ歯４０２Ｃの上方側係合面とが係合する場合とで、ハブ４０１の回転方向が相違する。このため、上記（１）式から容易に変形可能な推定式に従ってスリーブＳＬのストローク量Ｙを推定するにあたっては、その符号に留意する必要が生じ得る。

但し、実践的にみれば、解放状態からロック状態への移行時にロック位置から解放位置へ向ってスリーブＳＬが移動する事態が生じる可能性は低いから、符号がいずれであれ、ストローク量Ｙの推定に顕著な影響は生じない。また、より正確性を担保するのであれば、上述した回転同期制御や位相同期制御の実行課程において、両者がいずれの係合パターンで係合するかを推定することも可能である。

一方、本実施形態によれば、いずれの係合パターンでドグ歯同士が係合するにせよ、第１実施形態で説明した空白期間が生じることはない。従って、本実施形態によれば、先端側の係合面同士の接触を経て後端側の係合面同士の接触が開始される限りにおいて、検出（推定）可能なストローク量Ｙの最大値Ｙｍａｘが係合パターンに影響されることがない。その点においては、第１実施形態に対し若干有利である。
＜第３実施形態＞
上記第１及び第２実施形態に例示したように、本発明によれば、スリーブＳＬ及びハブ４０１に形成されるドグ歯を軸線に対し傾けることによって、ストロークセンサ等の別途付加によるコスト及び体格の増加を招来することなく係合要素（実施形態では、スリーブＳＬ）のストローク量Ｙを推定することができる。このような本発明に特有の実践上有益なる効果を利用することにより、ＥＣＵ１００は、様々な制御を実行することができる。以下に、本発明の第３実施形態として、ＥＣＵ１００により実行され得る各種の係合制御の詳細を例示する。

始めに、図１０を参照し、ＭＧ１を解放状態からロック状態へ切り替えるロック時の制御例について説明する。ここに、図１０は、ＭＧ１を解放状態からロック状態に移行させるにあたってのアクチュエータ４０７の一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。

図１０において、上段には、アクチュエータ４０７の駆動電流Ｉｄの時間特性が例示され、下段には、ドグ歯４０３Ａとドグ歯４０２Ａとの歯間距離Ｌの時間特性が例示される。尚、歯間距離Ｌとは、ドグ歯４０３Ａの任意の部位と、ドグ歯４０２Ａの任意の部位とのストローク方向（軸線方向）の距離を意味し、最小値Ｌｍｉｎは、先に述べた解放状態に対応する解放位置に相当し、最大値Ｌｍａｘは、同様にロック状態に対応するロック位置に相当する。

図１０において、時刻Ｔ１にスリーブＳＬのストロークが開始され、アクチュエータ４０７の駆動電流Ｉｄが予め適合されたＩｄ２に制御されると、アクチュエータ４０７の電磁力により歯間距離ＬはＬｍａｘから徐々に減少し始める。

ここで、ＥＣＵ１００は、歯間距離Ｌが最小値Ｌｍｉｎに近付いた時刻Ｔ２において、駆動電流Ｉｄの漸減処理を開始する。係る駆動電流Ｉｄの漸減処理は、時刻Ｔ４まで継続し、時刻Ｔ４において、駆動電流Ｉｄは、保持電流Ｉｄ１（Ｉｄ１＜Ｉｄ２）に維持される。また、その過程における時刻Ｔ３において、歯間距離Ｌは最小値Ｌｍｉｎとなり、ＭＧ１のロックが完了する。

尚、保持電流とは、ロック状態を維持するのに必要な駆動電流である。ロック状態において、ドグ歯４０３Ａとドグ歯４０２Ａとは一方の回転方向側にガタ詰めされた状態で係合するため、ストローク時よりも小さな電磁力で容易にロック状態を維持することができるのである。

ここで特に、比較のために、ストローク量が把握されることなくこの種のロック制御がなされた場合、スリーブＳＬのストローク量Ｙを把握出来ないことに起因して、ＥＣＵ１００は、駆動電流Ｉｄの漸減を開始するタイミングを決めることが出来ない。その結果、通電自体も時刻Ｔ４より遅れて停止され、図示ハッチング領域に相当する通電ロスが生じ得る。即ち、本実施形態に係る制御によって、アクチュエータ４０７の駆動電力を節減することが可能となるのである。

次に、図１１を参照し、ＭＧ１がロック状態にある場合の制御例について説明する。ここに、図１１は、ＭＧ１ロック状態におけるアクチュエータ４０７の一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。尚、同図において、図１０と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１１において、例えばハイブリッド車両１０における駆動力変化等によって、スリーブＳＬとハブ４０１との係合が一時的に崩れ、係合力が低下することによって、リターンスプリング４０５の付勢力により歯間距離Ｌが最小値Ｌｍｉｎから増加（即ち、スリーブＳＬが解放位置へ向って変位することに相当する）したとする。

ここで、スリーブＳＬのストローク量Ｙを検出することが可能であれば、ＥＣＵ１００は、例えば歯間距離ＬがＬｔｈ１まで増加した時刻Ｔ５において、駆動電流Ｉｄを増加させることができる。その結果、時刻Ｔ６において、歯間距離Ｌはロック位置に対応するＬｍｉｎに復帰する。このように、本実施形態によれば、突発的又は偶発的に生じ得るドグ歯同士の噛み合い抜けを迅速に回避することが可能となり、ＭＧ１のロック状態を好適に維持することができる。

次に、図１２を参照し、ＭＧ１が解放状態にある場合の制御例について説明する。ここに、図１２は、ＭＧ１が解放状態にある期間におけるアクチュエータ４０７の一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。尚、同図において、図１０と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１２において、アクチュエータ４０７の駆動電流Ｉｄがゼロ、即ち、本来、リターンスプリング４０５の付勢力により、ＭＧ１が解放状態に維持されるべき場合において、リターンスプリング４０５が損傷する等して予め想定された付勢力が得られない場合、スリーブＳＬは、ドライバが意図しないにもかかわらずハブ４０１の方向へストロークすることがある。図１２において、このような意図しないスリーブＳＬのストロークが生じた結果、時刻Ｔ７において歯間距離Ｌが、本来あるべきＬｍａｘよりも小さいＬｔｈ２まで減少したとする。

ここで、ＥＣＵ１００は、推定されるスリーブＳＬのストローク量Ｙによってそれを検知し、時刻Ｔ７において、アクチュエータ４０７に対し負の駆動電流たる−Ｉｄ３を供給する。アクチュエータ４０７は、駆動電流の正負によってスリーブＳＬに付与する電磁力の方向を反転させることができるため、このように負の駆動電流が与えられることにより、スリーブＳＬは、解放位置へ向ってストロークを開始し、時刻Ｔ８において、本来あるべき解放位置に復帰する。即ち、係る制御によれば、ストローク量Ｙの推定によって、リターンスプリング４０５が異常な状態（少なくとも、予め想定される解放力を付与できない状態）であるか否かを判別することが可能となるため、アクチュエータ４０７にリターンスプリング４０５の機能を的確に代替させることができ、スリーブＳＬを解放位置に好適に維持することが可能となるのである。

尚、この制御態様において、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「判別手段」及び「制御手段」の夫々一例として機能している。

次に、図１３を参照し、ＭＧ１の状態をロック状態から解放状態へ切り替える際の制御例について説明する。ここに、図１３は、ＭＧ１をロック状態から解放状態へ移行させるにあたってのアクチュエータ４０７の一制御態様を例示する概略的な時間特性図である。尚、同図において、図１０と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１２において、時刻Ｔ９にアクチュエータ４０７の駆動電流Ｉｄが保持電流Ｉｄ１からゼロとされ、リターンスプリング４０５による解放状態への移行が開始されたとする。ところが、このままでは、リターンスプリング４０５の付勢力によって、スリーブＳＬが加速し、少なからず解放ショックが生じる可能性がある。

そこで、ＥＣＵ１００は、ストローク量Ｙの推定により、ある程度スリーブＳＬの解放位置への復帰が進行した時刻Ｔ１０において、アクチュエータ４０７に対する小規模な通電を実行する。このような小規模な通電を時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１１にかけて、駆動電流Ｉｄが漸減するように実行した結果、リターンスプリング４０５の付勢力と逆方向へ作用する電磁力が、リターンスプリング４０５の過剰な付勢力を打ち消して、解放ショックを生じることなく、歯間距離Ｌは、時刻Ｔ１１において、円滑に最小値Ｌｍａｘまで復帰する。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う回転噛合式係合装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、複数の係合要素の各々に形成された係合用の歯状部材を相互に噛合させる回転噛合式係合装置に適用可能である。

１０…ハイブリッド車両、１５…第１レゾルバ、２０…ハイブリッド車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、ＭＧ１…モータジェネレータ、ＭＧ２…モータジェネレータ、４００…ロック機構、５００…入力軸、６００…駆動軸、７００…減速機構。

Claims (5)

1. 軸線を中心に回転可能に構成され、表面に、複数の凸部と複数の凹部とが回転方向に交互に配列してなる第１歯状部材を備えた第１係合要素、前記第１係合要素と前記軸線方向に対向し且つ係合可能に構成され、表面に、前記第１係合要素と係合したロック状態において前記第１歯状部材の凹部及び凸部と夫々噛合する複数の凸部及び凹部を有する第２歯状部材を備えた第２係合要素、及び、前記第１又は第２係合要素に対し、前記第１又は第２係合要素を、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが係合しない解放状態に対応する位置から前記ロック状態に対応する位置まで前記軸線に沿って変位させるための駆動力を付与可能な駆動力付与手段を具備すると共に、前記第１及び第２歯状部材の係合面が、前記第１又は第２係合要素が前記軸線に沿って変位する過程において前記第１係合要素と前記第２係合要素とが相対回転するように前記軸線に対して所定角度で傾いてなる係合手段と、
   前記第１係合要素と前記第２係合要素との相対回転量を特定する特定手段と、
   前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させるにあたって、前記特定された相対回転量と前記所定角度とに基づいて、前記第１又は第２係合要素における前記軸線方向の変位量を推定する推定手段と
   を具備することを特徴とする回転噛合式係合装置。
2. 前記所定角度は、複数段階にわたって変化する
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の回転噛合式係合装置。
3. 前記第１又は第２係合要素に対し、前記第１又は第２係合要素を前記解放状態に対応する位置に維持するための解放力を常時付与する解放力付与手段を具備し、
   前記駆動力付与手段は、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させるにあたって、前記第１又は第２係合要素に対し前記解放力よりも大きい前記駆動力を付与することにより、前記第１又は第２係合要素を前記ロック状態に対応する位置まで変位させる
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の回転噛合式係合装置。
4. 前記推定された変位量に基づいて前記解放力付与手段が正常状態にあるか否かを判別する判別手段と、
   前記解放力付与手段が前記正常状態にないと判別された場合に、前記第１又は第２係合要素に対し、前記解放力に相当する駆動力が付与されるように前記駆動手段を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の回転噛合式係合装置。
5. 前記第１係合要素は、回転電機と、車軸に連結された駆動軸と、内燃機関と、前記回転電機に連結される第１回転要素、前記駆動軸に連結される第２回転要素及び前記内燃機関に連結される第３回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備えた動力伝達機構とを備えたハイブリッド車両における、前記複数の回転要素のうち一の回転要素に連結され、
   前記第２係合要素は、前記複数の回転要素のうち前記一の回転要素と異なる他の回転要素又は固定要素に連結される
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の回転噛合式係合装置。

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