WO2010119504A1 - 車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

　車両の駆動制御装置は、第１係合要素及び第２係合要素を有し、原動機により第１係合要素及び第２係合要素の少なくともいずれかを回転させて係合させる機構を備える。制御手段は、第１係合要素と第２係合要素との間に所定方向の差回転を予め与えた状態で、第１係合要素と第２係合要素とを係合させる。これにより、係合時における第１係合要素と第２係合要素との衝突方向のばらつきをなくすことができる。よって、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。

Description

車両の駆動制御装置

　本発明は、ハイブリッド車両などに適用される駆動制御装置に関する。

　エンジンに加えて、電動機やモータジェネレータなどの原動機を備えるハイブリッド車両が既知である。ハイブリッド車両では、エンジンを可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。

　例えば特許文献１には、ハイブリッド車両において、ドグクラッチを利用して変速を行う技術が提案されている。具体的には、この技術では、ドグクラッチの第１係合部材と第２係合部材とを係合させる場合、第１係合部材を電動機で回転させて円周方向における位相を調整している。

　その他にも、本発明に関連する技術が特許文献２に提案されている。特許文献２には、回転している２つの機械要素を位相同期させて結合するカップリング装置が提案されている。

特開２００６－３８１３６号公報 特開平３－１５３９２７号公報

　しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、位相を調整して係合する際に、ドグ歯の衝突方向を考慮に入れていなかった。そのため、係合時において衝突方向がばらつくことで、乗員に違和感を与えてしまう場合があった。なお、特許文献２には、ドグ歯の衝突方向を考慮に入れて係合を行わせることについては記載されていない。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、係合要素を係合する際の衝突方向のばらつきを適切に抑制することが可能な車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

　本発明の１つの観点では、第１係合要素及び第２係合要素を有し、原動機により前記第１係合要素及び前記第２係合要素の少なくともいずれかを回転させて、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させる機構を備える車両の駆動制御装置は、前記第１係合要素と前記第２係合要素との間に所定方向の差回転を予め与えた状態で、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させる制御手段を備える。

　上記の車両の駆動制御装置は、第１係合要素及び第２係合要素を有し、原動機により前記第１係合要素及び第２係合要素の少なくともいずれかを回転させて係合させる機構を備える。原動機は、例えば内燃機関（エンジン）やモータジェネレータなどが用いられる。制御手段は、第１係合要素と第２係合要素との間に所定方向の差回転を予め与えた状態で、第１係合要素と第２係合要素とを係合させる。これにより、係合時における第１係合要素と第２係合要素との衝突方向のばらつきをなくすことができる。つまり、衝突によって発生するショックを、同じ方向に発生させることが可能となる。よって、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の一態様では、前記制御手段は、運転者の意図する駆動力方向に応じて、前記所定方向を変更する。

　この態様では、運転者の要求に応じて、係合時において予め与える差回転の方向を変更する。これにより、第１係合要素と第２係合要素との衝突によって発生するショックの方向を、運転者の要求に一致させることができる。よって、乗員にショックを感じにくくさせることが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記第１係合要素及び前記第２係合要素には、複数のドグ歯が設けられており、前記機構は、前記係合要素及び前記被係合要素の少なくともいずれかのドグ歯をストロークさせることで係合／解放を行う噛合機構であり、前記制御手段は、前記ストロークの速度を調整して、前記第１係合要素及び前記第２係合要素の前記ドグ歯における所定の面同士を衝突させる。

　この態様によれば、ストロークの速度を調整することで、衝突によって発生するショックを調節することができるため、係合時において差回転が設定されるべき範囲を適切に広げることができる。よって、制御性が悪化してしまうことや係合時間が長くなってしまうことを抑制することが可能となる。

　好適には、前記制御手段は、前記ドグ歯における回転方向側の面同士を衝突させることができる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記第１係合要素及び前記第２係合要素には、複数のドグ歯が設けられており、前記ドグ歯は、回転方向と反対方向側に、中心位置から歯の頂点がずらされて構成されている。

　この態様によれば、ドグ歯における回転方向側の面同士を衝突させやすくなる。よって、このようにドグ歯を構成しない場合と比較して、係合時における差回転を小さくすることができ、係合時間を短縮することが可能となる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、係合時において発生するショックが所定範囲内となるように、前記第１係合要素と前記第２係合要素との間に前記所定方向の差回転を予め与えた状態で係合させる制御を行った場合において、所定時間以内に前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させることができないと判断される場合、前記所定範囲を広げて前記制御を行う。

　この態様によれば、係合時において差回転に対して課す条件を適切に緩和することができ、係合時における制御性の悪化や変速時間が長くなってしまうことを、効果的に抑制することが可能となる。

　好適には、前記制御手段は、人間の有感閾値及び／又は車両諸元に基づいて、前記所定範囲を広げる。この場合、許容するショックを、人間の有感閾値や車両諸元に基づいて設定することができる。

　また好適には、前記制御手段は、駆動力変化及び／又は車速に基づいて、前記所定範囲を広げる。この場合、許容するショックを、駆動力変化や車速に基づいて設定することができる。

　更に好適には、前記制御手段は、係合時に所定方向のショックが発生されるように前記制御を行った場合において、前記所定時間以内に係合させることができないと判断される場合、前記所定方向と逆方向のショックが発生することを許容して前記所定範囲を広げること。この場合、狙いの方向と逆方向のショックが発生することを、ある程度許容することができる。

　上記の車両の駆動制御装置の他の一態様では、前記第１係合要素と前記第２係合要素とが衝突する前のタイミングで、当該衝突時に発生するショックが抑制されるように前記原動機からトルクを付与させる制御を行うトルク制御手段を更に備える。

　この態様によれば、衝突による衝撃力を軽減することができ、係合時において発生する騒音などを効果的に抑制することが可能となる。

　好ましくは、前記トルク制御手段は、前記衝突時に発生するショックの方向と大きさとを推定し、前記推定の結果に基づいて前記原動機からトルクを付与させる制御を行うことができる。

　本発明における車両の駆動制御装置は、第１係合要素及び第２係合要素を有し、原動機により第１係合要素及び第２係合要素の少なくともいずれかを回転させて係合させる機構を備える。制御手段は、第１係合要素と第２係合要素との間に所定方向の差回転を予め与えた状態で、第１係合要素と第２係合要素とを係合させる。これにより、係合時における第１係合要素と第２係合要素との衝突方向のばらつきをなくすことができる。つまり、衝突によって発生するショックを、同じ方向に発生させることが可能となる。よって、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。

実施形態によるハイブリッド車両の概略構成を示す。 モータジェネレータ及び動力伝達機構の構成を示す。 動力分配機構の固定変速比モードにおける共線図を示す。 ドグブレーキ部の模式図を示す。 係合時の衝突及びショック発生の概念図を示す。 ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させるために、係合要素の回転速度が満たすべき条件を説明するための図を示す。 第１実施形態における制御方法を具体的に説明するための図を示す。 第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における制御方法を具体的に説明するための図を示す。 第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態におけるドグ歯の形状の一例を示す。 第４実施形態における制御方法を具体的に説明するための図を示す。 第４実施形態における制御処理を示すフローチャートである。 第５実施形態における制御方法を具体的に説明するための図を示す。 ドグ歯を進行方向の面に衝突させた場合に発生するショックを説明するための図を示す。 第６実施形態における制御方法を具体的に説明するための図を示す。

　以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

　［装置構成］
　図１に本発明を適用したハイブリッド車両の概略構成を示す。図１の例は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両であり、エンジン（内燃機関）１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２０、を備える。動力源に相当するエンジン１と、回転数制御機構に相当する第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の出力軸３には、駆動トルク又はブレーキ力のアシストを行うための副動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。第２のモータジェネレータＭＧ２と出力軸３とはＭＧ２変速部６を介して接続されている。さらに、出力軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは、バッテリ、インバータ、又は適宜のコントローラ（図２参照）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するように構成されている。

　エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴うトルクの反力が作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。

　第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。

　図２は、図１に示す第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２及び動力分配機構２０などの構成を示す。

　動力分配機構２０は、エンジン１の出力トルクを第１のモータジェネレータＭＧ１と出力軸３とに分配する機構であり、差動作用を生じるように構成されている。具体的には複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にエンジン１が連結され、第２の回転要素に第１のモータジェネレータＭＧ１が連結され、第３の回転要素に出力軸３が連結される。第４の回転要素はドグブレーキ部７により固定可能となっている。

　ドグブレーキ部７は、複数のドグ歯が設けられた係合要素（不図示）及び被係合要素（不図示）を具備する噛合機構として構成されており、ブレーキ操作部５により制御される。詳細は後述するが、係合要素はストローク及び回転が可能に構成されている。なお、以下では、ドグブレーキ部７のことを、単に「ドグ部」とも表記する。

　ドグブレーキ部７が第４の回転要素を固定していない状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１の回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。一方、ドグブレーキ部７が第４の回転要素を固定している状態では、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン回転数が出力回転数より小さくなる状態）に固定され、固定変速比モードが実現される。

　本実施形態では、図２に示すように、動力分配機構２０は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される。第１の遊星歯車機構はリングギア２１、キャリア２２、サンギア２３を備える。第２の遊星歯車機構はダブルピニオン式であり、リングギア２５、キャリア２６、サンギア２７を備える。

　エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリア２２に連結され、そのキャリア２２は第２の遊星歯車機構のリングギア２５に連結されている。これらが第１の回転要素を構成する。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１は第１の遊星歯車機構のサンギア２３に連結され、これらが第２の回転要素を構成している。

　第１の遊星歯車機構のリングギア２１と第２の遊星歯車機構のキャリア２６は相互に連結されているとともに出力軸３に連結されている。これらが第３の回転要素を構成している。また、第２の遊星歯車機構のサンギア２７は回転軸２９に連結されており、回転軸２９とともに第４の回転要素を構成している。回転軸２９はドグブレーキ部７により固定可能となっている。

　電源ユニット３０は、インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３及びコンバータ３４を備える。第１のモータジェネレータＭＧ１は電源線３７によりインバータ３１に接続されており、第２のモータジェネレータＭＧ２は電源線３８によりインバータ３１に接続されている。また、インバータ３１はコンバータ３２に接続され、コンバータ３２はＨＶバッテリ３３に接続されている。さらに、ＨＶバッテリ３３はコンバータ３４を介して補機バッテリ３５に接続されている。

　インバータ３１は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間で電力の授受を行う。モータジェネレータの回生時には、インバータ３１はモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が回生により発電した電力を直流に変換し、コンバータ３２へ供給する。コンバータ３２は、インバータ３１から供給される電力を電圧変換し、ＨＶバッテリ３３を充電する。一方、モータジェネレータの力行時には、ＨＶバッテリ３３から出力される直流電力はコンバータ３２により昇圧され、電源線３７又は３８を介してモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２へ供給される。

　ＨＶバッテリ３３の電力はコンバータ３４により電圧変換されて補機バッテリ３５に供給され、各種の補機の駆動に使用される。

　インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３及びコンバータ３４の動作はＥＣＵ４により制御されている。ＥＣＵ４は制御信号Ｓ４を送信することにより、電源ユニット３０内の各要素の動作を制御する。また、電源ユニット３０内の各要素の状態などを示す必要な信号は制御信号Ｓ４としてＥＣＵ４に供給される。具体的には、ＨＶバッテリ３３の状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）及びバッテリの入出力制限値などは制御信号Ｓ４としてＥＣＵ４に供給される。

　また、ドグブレーキ部７には、前述したような係合要素のストローク量を検出するストロークセンサ４０、及び係合要素の回転速度を検出可能な回転センサ４１が設けられている。ストロークセンサ４０は、検出したストローク量に対応する検出信号Ｓ４０をＥＣＵ４に供給し、回転センサ４１は、検出した位相変化に対応する検出信号Ｓ４１をＥＣＵ４に供給する。なお、回転センサ４１は、ドグブレーキ部７付近に設ける必要はない。

　ＥＣＵ４は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２との間で制御信号Ｓ１～Ｓ３を送受信することにより、それらを制御する。また、ＥＣＵ４はブレーキ操作部５に対してブレーキ操作指示信号Ｓ５を供給する。ブレーキ操作部５は、ブレーキ操作指示信号Ｓ５に従って、ドグブレーキ部７を係合（固定）／解放する制御を行う。なお、詳細は後述するが、ＥＣＵ４は、本発明における制御手段及びトルク制御手段に相当する。

　図３に、動力分配機構２０の固定変速比モードにおける共線図を示す。固定変速比モードでは、図３中の黒丸で示すように、係合要素のドグ歯と被係合要素のドグ歯とが噛み合うことによってドグブレーキ部７が固定される。以下では、係合要素のドグ歯を「係合側ドグ歯」と呼び、被係合要素のドグ歯を「被係合側ドグ歯」と呼ぶ。

　無段変速モードでは、矢印９０で示すように、エンジントルクの反力が第１のモータジェネレータＭＧ１によって支持される。なお、図３は固定変速比モードにおける共線図を示しているが、説明の便宜上、この図を用いて無段変速モードの説明を行っている。これに対して、固定変速比モードでは、矢印９１で示すように、エンジントルクの反力がドグブレーキ部７において機械的に支持される。

　図４は、ドグブレーキ部７の構成を模式的に表している。図示のように、ドグブレーキ部７は、複数の被係合側ドグ歯７１ａが設けられた被係合要素７１と、複数の係合側ドグ歯７２ａが設けられた係合要素７２とを備えて構成される。なお、図４は、ドグブレーキ部７が解放状態にある際の図を示している。また、説明の便宜上、被係合要素７１をハッチングして表している。

　係合要素７２は、図２に示した第２の遊星歯車機構のサンギア２７に連結されており、矢印Ａ２で示すように、第４の回転要素であるサンギア２７の回転に従って回転する。このような係合要素７２の回転速度は、回転センサ４１によって検出される。なお、係合要素７２における回転速度は、例えば第１のモータジェネレータＭＧ１のトルク（以下、「ＭＧトルク」）などを調整することで制御される。

　また、係合要素７２は、矢印Ａ１で示す方向（軸方向）にストローク可能に構成されている。例えば、係合要素７２は、バネ力や電磁力や流体圧力などの力（以下、「ストローク力」と呼ぶ。）が付与されることでストロークする。このような係合要素７２のストローク量は、ストロークセンサ４０によって検出される。一方で、被係合要素７１は固定されている。つまり、回転不能及びストローク不能に構成されている。係合要素７２及び被係合要素７１は、それぞれ、本発明における第１係合要素及び第２係合要素に相当する。なお、以下では、被係合側ドグ歯７１ａ及び係合側ドグ歯７２ａを区別しないで用いる場合には、単に「ドグ歯」と表記する。

　解放状態にある被係合要素７１と係合要素７２とを係合させることにより、無段変速モードから固定変速比モードへ変速されることとなる。これに対して、係合状態にある被係合要素７１と係合要素７２とを解放させることにより、固定変速比モードから無段変速モードへ変速されることとなる。

　なお、上記した係合要素７２に対して付与するストローク力は、固定しても良いし、変化させても良い。つまり、一定のストローク力を付与する構成部を用いても良いし、ストローク力が変化可能に構成された構成部を用いても良い。以下で説明する制御において、ストローク力を制御する場合には、ストローク力が変化可能に構成された構成部を用いる必要がある。このようにストローク力を変化させる場合には、ＥＣＵ４が当該ストローク力を制御することができる。

　［制御方法］
　次に、本実施形態においてＥＣＵ４が行う制御方法について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ４は、被係合要素７１と係合要素７２との係合時において、ドグ歯の衝突時に発生するショックによって乗員が違和感を感じてしまうことを抑制するための制御を行う。

　以下で、具体的な実施形態（第１乃至第６実施形態）についての説明を行う。

　（第１実施形態）
　第１実施形態では、ＥＣＵ４は、係合要素７２と被係合要素７１との間に所定方向の差回転を予め与えた状態で、係合要素７２と被係合要素７１とを係合させる。つまり、ＥＣＵ４は、係合要素７２を所定の回転速度に予め設定した状態で、ドグブレーキ部７の係合を行う。具体的には、ＥＣＵ４は、被係合側ドグ歯７１ａ及び係合側ドグ歯７２ａにおける所定の面同士が衝突するように、係合要素７２の回転速度を予め設定した状態で係合を行う。

　なお、本明細書では、「差回転」とは係合要素７２と被係合要素７１との相対速度（回転差）を意味するものとする。図４に示したようにドグブレーキ部７を構成した場合には、被係合要素７１は回転しないため、基本的には、差回転は係合要素７２の回転速度に一致する。そのため、以下では、係合要素７２の回転速度のことを「差回転」又は「ドグ部差回転」とも表記する。

　上記のように制御を行う理由は、以下の通りである。ドグブレーキ部７を係合する際に、係合要素７２と被係合要素７１との間に差回転がない場合（特にドグ歯の位相が合っていない場合）には、ストローク力に起因する歯面衝突に伴うショックが発生する傾向にある。逆に、係合要素７２と被係合要素７１との間に差回転が存在する場合には、係合して差回転が概ね０になる過程で、係合要素７２（回転要素）の運動エネルギーに起因するショックが発生する傾向にある。また、ドグブレーキ部７を係合する際に、正方向と負方向とにばらつきを持つショックが発生する場合がある。この場合には、当該ばらつきが変速に伴う加減速感のばらつきにつながり、乗員に違和感を与えてしまう可能性がある。

　図５は、係合時の衝突及びショック発生の概念図を示している。ここでは、矢印Ａ５で示す方向に係合要素７２が回転（進行）している場合を考える。図５において、破線で示す面７１ａａ及び面７２ａａは、それぞれ、係合要素７２の回転方向側に面している被係合側ドグ歯７１ａ及び係合側ドグ歯７２ａの片面に相当する。また、太実線で示す面７１ａｂ及び面７２ａｂは、それぞれ、係合要素７２の回転方向とは逆側に面している被係合側ドグ歯７１ａ及び係合側ドグ歯７２ａの片面に相当する。また、白抜き矢印は、衝突時に発生する衝突力を表している。

　具体的には、図５の左側（矢印Ａ７で指す側）には、被係合側ドグ歯７１ａの面７１ａａと係合側ドグ歯７２ａの面７２ａａとが衝突する場合を示している。つまり、ドグ歯において、係合要素７２の回転方向側に面する面同士が衝突する場合を示している。以下では、この場合に発生するショックを正方向のショックと定義する。これに対して、図５の右側（矢印Ａ８で指す側）には、被係合側ドグ歯７１ａの面７１ａｂと係合側ドグ歯７２ａの面７２ａｂとが衝突する場合を示している。つまり、ドグ歯において、係合要素７２の回転方向とは逆側に面する面同士が衝突する場合を示している。以下では、この場合に発生するショックを負方向のショックと定義する。このように、係合時においてドグ歯の衝突方向がばらついた場合には、正方向と負方向とにばらつきを持つショック（符号が異なるショック）が発生する傾向にあると言える。

　したがって、第１実施形態では、ＥＣＵ４は、ドグ歯を確実に進行方向（回転方向）の面に衝突させることが可能な差回転を与えた状態で、ドグブレーキ部７の係合を行う。つまり、ＥＣＵ４は、ドグ歯が確実に進行方向の面に衝突するように、係合要素７２の回転速度を予め設定した状態で係合を行う。こうすることにより、係合によるショック（加速度）を常に同じ方向に発生させることができ、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。

　次に、図６及び図７を参照して、第１実施形態における制御方法を具体的に説明する。

　図６は、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させるために、係合要素７２の回転速度が満たすべき条件を説明するための図である。図６に示すように、係合要素７２の回転速度を「Ｖ_ｒ」と定義し、係合要素７２のストローク速度を「Ｖ_ｓｔ」と定義する。また、ドグ歯において、頂点から歯面までの長さを「ｄ１」と定義し、歯の先端部における高さを「ｈ１」と定義する。なお、「ｄ１」及び「ｈ１」はドグ歯の諸元に相当する。

　ここで、ドグ歯を進行方向の面に衝突させるためには、つまり被係合側ドグ歯７１ａの面７１ａａと係合側ドグ歯７２ａの面７２ａａとを衝突させるためには、係合要素７２の回転速度Ｖ_ｒは以下の式（１）を満たす必要があるものと考えられる。なお、基本的には、回転速度Ｖ_ｒが大きければ、進行方向の面に衝突する確率は高くなる。

　　（ｈ１／Ｖ_ｓｔ）≧（ｄ１／Ｖ_ｒ）　　式（１）
　言いかえると、回転速度Ｖ_ｒは、式（１）を変形した式（２）を満たす必要があると言える。

　　Ｖ_ｒ≧（ｄ１／ｈ１）・Ｖ_ｓｔ　　式（２）
　式（２）の右辺より求まる値は、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させるために、回転速度Ｖ_ｒが満たすべき最小値に相当する。なお、ストローク速度Ｖ_ｓｔは、係合要素７２に対して付与するストローク力により定まる。例えば、電磁ドグで構成される場合には、ストローク速度Ｖ_ｓｔは、これに付与する電磁力により定まる。

　図７は、第１実施形態における制御方法を具体的に説明するための図を示す。図７は、横軸にドグ部差回転の絶対値を示しており、縦軸に係合時に発生するショック（係合ショック）を示している。ドグ部差回転（言い換えるとドグ歯の差回転）は、上記したように被係合要素７１は回転しないので、一義的に係合要素７２の回転速度に相当する。また、縦軸に示す係合ショックは、係合時においてドグ歯が衝突する際に発生するショックに相当する。以下では、このようなショックのことを、「係合ショック」若しくは「衝突ショック」と表記する。

　図７において、実線８１ａは、発生する係合ショックの上限（以下、「発生ショック上限」と呼ぶ。）の一例を示し、実線８２ａは、発生する係合ショックの下限（以下、「発生ショック下限」と呼ぶ。）の一例を示している。このような発生ショック上限８１ａ及び発生ショック下限８２ａは、対象とするシステムでのストローク特性などから得られる。また、符号Ｂ３で示す係合ショックは、許容できる限界のショック（以下、「許容限界ショック」と呼ぶ。）を示している。この許容限界ショックＢ３は、例えば、係合時にドグ歯において発生する熱や、係合時に発生する騒音（歯打ち音）などに基づいて設定される。なお、ドグ部差回転が「Ｂ２」以上となった場合に、許容限界ショックＢ３以上の係合ショックが発生する。

　基本的には、係合時には、ドグ部差回転に応じて、発生ショック上限８１ａと発生ショック下限８２ａとの間の係合ショックが発生する。詳しくは、ドグ部差回転が「Ｂ１」未満である場合、つまりドグ部差回転が領域Ｃ１にある場合には、正方向及び負方向の係合ショックが発生する傾向にある（ハッチング領域Ｒ１にて、負方向に発生する係合ショックを示している）。これに対して、ドグ部差回転が「Ｂ１」以上である場合には、正方向の係合ショックのみが発生する。なお、ドグ部差回転Ｂ１は、上記の式（２）の右辺より求まる回転速度に相当する。

　第１実施形態では、ＥＣＵ４は、負方向の係合ショックが発生せず（つまり正方向の係合ショックのみが発生すること）、且つ係合ショックが許容限界ショックＢ３未満となるようなドグ部差回転をつけた状態で係合を行う。つまり、ＥＣＵ４は、領域Ｃ２内のドグ部差回転に設定した状態で、言い換えると領域Ｃ２内の速度に係合要素７２の回転速度を設定した状態で、ドグ部の係合を行う。これにより、係合によるショックを常に同じ方向に発生させることが可能となる。

　次に、図８を参照して、第１実施形態における制御処理について説明する。この処理は、ドグブレーキ部７を係合させる際に、ＥＣＵ４によって実行される。

　まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ４は、係合要素７２に付与すべき、要求によるストローク力の設定結果を取得する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

　ステップＳ１０２では、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０１で取得されたストローク力などに基づいて、ドグ歯の衝突の可能性があるストローク域における係合要素７２のストローク速度（係合時ストローク速度）を算出する。１つの例では、ＥＣＵ４は、ドグ歯の係合時における係合力（ストローク方向の合力）と動作部の質量とから、運動方程式を用いて係合時ストローク速度を算出する。他の例では、ＥＣＵ４は、ストロークセンサ４０の検出値に基づいて、係合時ストローク速度を算出する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

　ステップＳ１０３では、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０２で算出された係合時ストローク速度及びドグ歯の形状から、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させることが可能な係合要素７２の回転速度（ばらつき回避回転速度）を算出する。具体的には、ＥＣＵ４は、上記した式（２）に基づいて、ばらつき回避回転速度を算出する。つまり、ＥＣＵ４は、ドグ歯を進行方向の面に衝突させることが可能な係合要素７２における回転速度の最小値を求める。そして、処理はステップＳ１０４に進む。

　ステップＳ１０４では、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０３で算出されたばらつき回避回転速度に基づいて、係合要素７２の目標回転数（同期制御目標回転数）を設定する。具体的には、ＥＣＵ４は、負方向の係合ショックが発生せず、且つ係合ショックが許容限界ショック未満となるような同期制御目標回転数を設定する。つまり、ＥＣＵ４は、図７に示した領域Ｃ２内のドグ部差回転に対応する同期制御目標回転数を設定する。そして、処理はステップＳ１０５に進む。

　ステップＳ１０５では、ＥＣＵ４は、係合要素７２の回転数制御を開始する。例えば、ＥＣＵ４は、ＭＧトルクなどを調整することで係合要素７２の回転数制御を行う。そして、処理はステップＳ１０６に進む。

　ステップＳ１０６では、ＥＣＵ４は、係合要素７２の回転数が、ステップＳ１０４で設定された同期制御目標回転数に到達したか否かを判定する。同期制御目標回転数に到達した場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進み、ドグ部を係合する。そして、処理は終了する。これに対して、同期制御目標回転数に到達していない場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に戻る。

　なお、ストローク速度を予め算出可能な構成の場合、若しくはストローク速度をマップなどより取得可能な構成の場合には、上記したような処理によらず、予め、ばらつき回避回転速度を考慮した同期制御目標回転数を与えることも可能である。

　以上説明した第１実施形態によれば、係合によるショック（加速度）を常に同じ方向に発生させることができ、つまり符号の異なるショックの発生を抑制することができ、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。

　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、ドグ歯が確実に進行方向の面に衝突するように係合要素７２のストローク速度を設定した状態でドグブレーキ部７の係合を行う点で、第１実施形態と異なる。即ち、第２実施形態では、ＥＣＵ４は、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させることが可能なストローク速度で係合させる。こうするのは、第１実施形態で示した制御方法では、回転数の同期制御において許容される回転数範囲が狭くなり（例えば回転数の絶対値が小さい場合には許可しない）、制御性が悪化したり、変速時間が長くなってしまう場合があるからである。

　ここで、図９を参照して、第２実施形態における制御方法を具体的に説明する。図９は、ドグ部差回転の絶対値（横軸に示す）と、係合ショック（縦軸に示す）との関係の一例を示している。なお、図７に示したものと同一の符号を付した要素は、同様の意味を有するものとして説明を省略する。

　上記したように、第２実施形態では、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させることが可能なストローク速度に設定して係合を行う。例えば、ＥＣＵ４は、第１実施形態で設定したようなストローク速度よりも遅いストローク速度で係合させる。こうすることにより、例えば、発生ショック上限は実線８１ｂで示すようになり、発生ショック下限は実線８２ｂで示すようになる。この場合、第１実施形態と比較して（実線８１ａ、８２ａ参照）、係合時において発生し得るショックの範囲が狭まることがわかる。こうなるのは、例えばストローク速度を遅くした場合（これはストローク力を弱めることに相当する）、ストローク力による歯面衝突ショックエネルギーが減少することとなるからである。

　そのため、第２実施形態によれば、この値未満のドグ部差回転のときに負方向の係合ショックが発生するようなドグ部差回転は、第１実施形態における「Ｂ１」よりも小さな「Ｄ１」となる。つまり、第２実施形態によれば、ハッチング領域Ｒ２に示すように、負方向の係合ショックが発生する領域が小さくなる。更に、第２実施形態によれば、許容限界ショックＢ３が発生するドグ部差回転も、第１実施形態における「Ｂ２」よりも大きな「Ｄ２」となる。

　以上より、第２実施形態では、負方向の係合ショックが発生せず、且つ係合ショックが許容限界ショックＢ３未満となるようなドグ部差回転の範囲は、ドグ部差回転Ｄ１、Ｄ２によって規定される領域Ｅ２となる。この領域Ｅ２は、第１実施形態における領域Ｃ２よりも広いことがわかる。したがって、第２実施形態によれば、回転数の同期制御における目標回転数の範囲を広げることができる。よって、制御性が悪化してしまうことや変速時間が長くなってしまうことを抑制することが可能となる。

　次に、図１０を参照して、第２実施形態における制御処理について説明する。この処理は、ドグブレーキ部７を係合させる際に、ＥＣＵ４によって実行される。なお、ステップＳ２０５～Ｓ２０７の処理は、前述したステップＳ１０５～Ｓ１０７の処理と同様であるため、その説明を省略する。

　まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ４は、係合要素７２に対して設定すべき、要求による回転速度（目標回転速度）の設定結果を取得する。そして、処理はステップＳ２０２に進む。

　ステップＳ２０２では、ＥＣＵ４は、ステップＳ２０１で取得された目標回転速度及びドグ歯の形状から、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させることが可能な係合要素７２のストローク速度（ばらつき回避ストローク速度）を算出する。具体的には、ＥＣＵ４は、上記した式（１）を変形した式（３）に基づいて、ばらつき回避ストローク速度を算出する。

　　Ｖ_ｓｔ≦（ｈ１／ｄ１）・Ｖ_ｒ　　式（３）
　つまり、ＥＣＵ４は、式（３）に基づいて、ドグ歯を進行方向の面に衝突させることが可能な、係合要素７２におけるストローク速度の最大値を求める。そして、処理はステップＳ２０３に進む。

　ステップＳ２０３では、ＥＣＵ４は、運動方程式を用いて、ドグ歯の衝突の可能性があるストローク域において、ステップＳ２０２で算出されたばらつき回避ストローク速度以下のストローク速度が得られるストローク力（ばらつき回避ストローク力）を設定する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。

　ステップＳ２０４では、ＥＣＵ４は、上記のように求められたばらつき回避ストローク力などを考慮して、係合要素７２の目標回転数（同期制御目標回転数）を設定する。そして、処理はステップＳ２０５に進む。

　以上説明した第２実施形態によっても、係合によるショックを常に同じ方向に発生させることができ、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。また、第２実施形態によれば、係合時における制御性の悪化や変速時間が長くなってしまうことを、適切に抑制することが可能となる。

　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、ドグ歯が確実に進行方向の面に衝突するような形状にドグ歯を構成する点で、第１及び第２実施形態と異なる。具体的には、第３実施形態では、係合要素の回転方向と反対方向側に、中心位置から歯の頂点をずらしてドグ歯を構成する。例えば、歯面衝突するストローク域でのストローク速度及び係合時の回転速度（回転同期目標回転速度）を決めて、これらに基づいて、ドグ歯が確実に進行方向の面に衝突するように、ドグ歯の形状が設計される。

　このような第３実施形態によっても、係合によるショックを常に同じ方向に発生させることができ、係合時に乗員に違和感を与えてしまうことを抑制することが可能となる。

　図１１は、第３実施形態におけるドグ歯の形状の一例を説明するための図である。具体的には、図１１では、第３実施形態における被係合側ドグ歯７１ｘ及び係合側ドグ歯７２ｘの具体例を示している。また、図に示すように、ドグ歯における頂点から歯面までの長さを「ｄ２」と定義し、ドグ歯の先端部における高さを「ｈ２」と定義する。

　ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させるためには、進行方向（回転方向）と反対方向側に、中心位置から頂点７１ｘｘ、７２ｘｘの位置をずらして、ドグ歯の形状を設計することが望ましいと考えられる。具体的には、ドグ歯を確実に進行方向の面に衝突させるためには、ドグ歯における「ｄ２」及び「ｈ２」は、上記した式（１）を変形した式（４）を満たす必要があると言える。

　（Ｖ_ｒ／Ｖ_ｓｔ）≧（ｄ２／ｈ２）　　式（４）
　例えば、「Ｖ_ｒ／Ｖ_ｓｔ＝１／３」の場合には、式（４）より、ドグ歯における「ｄ２」及び「ｈ２」は「１／３≧（ｄ２／ｈ２）」を満たす必要があると言える。なお、「Ｖ_ｒ」及び／又は「Ｖ_ｓｔ」が変動する場合には、式（４）の左辺の値が変動することとなり、「ｄ２」及び「ｈ２」を一意に決めることが難しくなるが、ドグ歯の頂点７１ｘｘ、７２ｘｘを、ある程度中心位置から進行方向と反対方向側にずらすことで、このように頂点をずらさない場合（頂点を中心位置に設けた場合）と比較して、ドグ歯を進行方向の面に衝突させることができる可能性が高くなると言える。

　なお、図１１では、被係合側ドグ歯７１ｘ及び係合側ドグ歯７２ｘの両方を、進行方向の面に確実に衝突するような歯の形状に構成する例を示したが、被係合側ドグ歯及び係合側ドグ歯のいずれか一方のみを、このような形状に構成することとしても良い。

　また、第３実施形態と、前述した第１実施形態又は第２実施形態とを組み合わせて実施しても良い。つまり、第３実施形態で示したような形状にドグ歯を構成しつつ、ドグ歯が確実に進行方向の面に衝突するように、差回転を制御したり若しくはストローク速度を制御したりすることができる。

　（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、図４に示したような係合要素７２及び被係合要素７１を有するドグブレーキ部７を有する構成に対して、第４実施形態における制御を適用する場合について説明する。

　第４実施形態では、係合時において、運転者の意図する駆動力方向に応じて、係合要素７２と被係合要素７１との間に予め与える差回転の方向を設定する点で、第１乃至第３実施形態と異なる。つまり、第４実施形態では、ＥＣＵ４は、運転者の駆動力要求変化量に応じて、係合時におけるドグ部差回転を正方向側（＋側）と負方向側（－側）とのいずれかに制御する。言い換えると、ＥＣＵ４は、運転者の要求（加速要求又は減速要求）に応じて、ドグ部差回転を正方向側及び負方向側のいずれか一方に制御する。

　具体的には、ＥＣＵ４は、運転者の要求と係合ショックの発生方向とが一致するように、ドグ部差回転を制御する。詳しくは、ＥＣＵ４は、駆動軸に対して運転者の要求と同じ側にしか係合ショックを発生させないようなドグ歯衝突面を選択し、選択した歯面に衝突させることが可能なドグ部の差回転方向を選択する。言い換えると、係合要素７２の回転方向を選択する。なお、第４実施形態における制御を行う上では、ドグ部の差回転が正回転及び負回転のいずれでも係合可能な構成が必須となる。

　一般的に、運転者の要求とショックの方向とが同じ方向である場合には、運転者はショックを感じにくいといった傾向がある。逆に、運転者の要求とショックの方向とが異なる方向である場合には、運転者はショックを感じやすいといった傾向がある。そのため、上記した第４実施形態における制御によれば、運転者に係合ショックをより感じにくくさせることが可能となる。

　ここで、図１２を参照して、第４実施形態における制御方法を具体的に説明する。図１２は、ドグ部差回転（横軸に示す）と、係合ショック（縦軸に示す）との関係の一例を示している。なお、図７に示したものと同一の符号を付した要素は、同様の意味を有するものとして説明を省略する。

　図１２において、符号Ｂ３ａで示す係合ショックは、加速側の許容限界ショック（以下、「加速側許容上限」と呼ぶ。）に相当する。ドグ部差回転が「Ｂ２ａ」以上となった場合に、このような加速側許容上限Ｂ３ａ以上の係合ショックが発生する。また、符号Ｂ３ｂで示す係合ショックは、減速側の許容限界ショック（以下、「減速側許容下限」と呼ぶ。）に相当する。減速側許容下限Ｂ３ｂは負の値である。ドグ部差回転が「Ｂ２ｂ」以下となった場合に、このような減速側許容下限Ｂ３ｂ以下の係合ショックが発生する。なお、加速側許容上限Ｂ３ａ及び減速側許容下限Ｂ３ｂは、例えば、係合時にドグ歯において発生する熱や、係合時に発生する騒音（歯打ち音）などに基づいて設定される。

　第４実施形態では、ＥＣＵ４は、運転者から加速要求があった場合には、加速側（正方向側）にのみ係合ショックが発生するように、ドグ部差回転の目標値を設定する。図１２に示すように、負方向の係合ショックが発生せず（つまり正方向の係合ショックのみが発生すること）、且つ係合ショックが加速側許容上限Ｂ３ａ未満となるようなドグ部差回転の範囲は、ドグ部差回転Ｂ１ａ、Ｂ２ａによって規定される領域Ｃ２ａとなる。よって、ＥＣＵ４は、運転者から加速要求があった場合、係合時において、ドグ部差回転の目標値を領域Ｃ２ａ内の差回転に設定する。

　これに対して、ＥＣＵ４は、運転者から減速要求があった場合には、減速側（負方向側）にのみ係合ショックが発生するように、ドグ部差回転の目標値を設定する。図１２に示すように、正方向の係合ショックが発生せず（つまり負方向の係合ショックのみが発生すること）、且つ係合ショックが減速側許容下限Ｂ３ｂより大きくなるようなドグ部差回転の範囲は、ドグ部差回転Ｂ１ｂ、Ｂ２ｂによって規定される領域Ｃ２ｂとなる。よって、ＥＣＵ４は、運転者から減速要求があった場合、係合時において、ドグ部差回転の目標値を領域Ｃ２ｂ内の差回転に設定する。

　次に、図１３を参照して、第４実施形態における制御処理について説明する。この処理は、ドグブレーキ部７を係合させる際に、ＥＣＵ４によって実行される。

　まず、ステップＳ３０１では、ＥＣＵ４は、アクセル変化を取得する。例えば、ＥＣＵ４は、アクセル開度センサなどよりアクセル変化を取得する。そして、処理はステップＳ３０２に進む。

　ステップＳ３０２では、ＥＣＵ４は、ステップＳ３０１で取得されたアクセル変化に基づいて駆動力変化を得る。つまり、運転者の駆動力要求変化を得る。そして、処理はステップＳ３０３に進む。

　ステップＳ３０３では、ＥＣＵ４は、ステップＳ３０３で得られた駆動力変化に基づいて、加速要求であるか否かを判定する。加速要求である場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０４に進む。この場合、ＥＣＵ４は、ドグ部差回転を正方向側に設定する（ステップＳ３０４）。具体的には、ＥＣＵ４は、正方向側にのみ係合ショックが発生するような差回転方向に設定する。そして、処理は終了する。

　これに対して、加速要求でない場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、つまり減速要求である場合、処理はステップＳ３０５に進む。この場合、ＥＣＵ４は、ドグ部差回転を負方向側に設定する（ステップＳ３０５）。具体的には、ＥＣＵ４は、負方向側にのみ係合ショックが発生するような差回転方向に設定する。そして、処理は終了する。

　ＥＣＵ４は、このような処理の終了後、上記の第１実施形態又は第２実施形態で示したような制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ４は、図１３の処理で設定されたドグ部差回転方向に基づいて、図８又は図１０に示したような処理を実行する。例えば、第４実施形態における方法により設定された差回転方向へ、第１実施形態における方法で求めたドグ部差回転（図７の領域Ｃ１内の差回転）が実現されるように回転制御して、ドグ歯を係合させる。

　以上説明した第４実施形態によれば、係合ショックの発生方向を運転者の要求に一致させることができるので、乗員に係合ショックをより感じにくくさせることが可能となる。

　なお、第４実施形態と前述した第３実施形態とを組み合わせて実施しても良い。例えば、加速時における係合ショックを優先的に抑制することを考えた場合、上記したような手順で運転者の要求に応じて差回転方向を設定しつつ、加速時においてドグ歯が確実に進行方向の面に衝突するような形状にドグ歯を構成することができる。

　（第５実施形態）
　次に、第５実施形態について説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、図４に示したような係合要素７２及び被係合要素７１を有するドグブレーキ部７を有する構成に対して、第５実施形態における制御を適用する場合について説明する。

　第５実施形態では、係合ショックが所定範囲内となるようにドグ部に所定方向の差回転を予め与えた状態で係合させる制御を行った場合（つまり、第１実施形態又は第２実施形態或いは第４実施形態で示したような制御を行った場合）において、所定時間以内に係合させることができないと判断される場合、当該所定範囲を広げて制御を行う点で、第１乃至第４実施形態と異なる。より具体的には、第５実施形態では、ＥＣＵ４は、前述したような制御を行った場合において、ドグ歯を進行方向の面に衝突させることができず、係合ショック（変速ショック）の方向を目的の方向に制御できなかった場合に、係合ショックのレベルが予め決めた閾値に収まる場合まで、係合時においてドグ部差回転に対して課す条件（図７、図９、図１２で示したような、ドグ歯を進行方向の面に衝突させるために設定すべきドグ部差回転における範囲に相当し、以下では「差回転条件」と呼ぶ。）を緩和する。

　こうするのは、第１実施形態や第２実施形態などで示した方法を用いた場合には、回転数同期制御で許容される差回転の範囲が狭くなり制御性が悪化したり、ストローク力の低下によりストローク時間が長くなったりする可能性があるからである。

　より詳しくは、第５実施形態では、ＥＣＵ４は、加速側及び減速側において、それぞれの逆方向に発生する係合ショックをある程度許容する（つまり、衝突させることを狙った歯面とは逆の歯面に衝突して係合することを許容する）ことによって、差回転条件を拡大する。例えば、ＥＣＵ４は、人体の有感閾値（有感加速度最小値など）や車両諸元（スポーツカーであるか否かなど）などに基づいて、係合ショックの許容値を設定する。

　このような第５実施形態によれば、差回転条件を適切に拡大することができ、制御性の悪化や変速時間が長くなってしまうことを、効果的に抑制することが可能となる。なお、第５実施形態における制御は、例えば、第２実施形態における制御を行った場合において、変速時間の観点から、これ以上はストローク力を弱めることができないと判断された場合に実行することが好適である。

　ここで、図１４を参照して、第５実施形態における制御方法を具体的に説明する。図１４は、ドグ部差回転（横軸に示す）と、係合ショック（縦軸に示す）との関係の一例を示している。なお、図１２に示したものと同一の符号を付した要素は、同様の意味を有するものとして説明を省略する。

　第５実施形態では、ＥＣＵ４は、前述したような制御を行った場合において、ドグ歯を進行方向の面に衝突させることができず、係合ショックの方向を目的の方向に制御できなかった場合に、差回転条件を緩和する。具体的には、加速側及び減速側において、逆方向に発生する係合ショックをある程度許容する。図１４に示す例においては、ＥＣＵ４は、加速側及び減速側において逆方向に発生する係合ショックの許容値として、それぞれ「Ｈ１」及び「Ｈ２」を用いる。この許容値Ｈ１、Ｈ２は、人体の有感閾値（有感加速度最小値など）や車両諸元などに基づいて設定される。例えば、車両諸元に基づいて設定する場合には、車両がスポーツカーである場合に、一般車両である場合と比較して、許容値Ｈ１、Ｈ２を絶対値において大きな値に設定することができる。

　このような係合ショックの許容値Ｈ１、Ｈ２を用いた場合、図中の白抜き矢印で示すように、加速側では、差回転条件を規定するドグ部差回転が「Ｂ１ａ」から「Ｇ１」へ変更され、減速側では、差回転条件を規定するドグ部差回転が「Ｂ１ｂ」から「Ｇ２」へ変更される。そのため、加速側において差回転条件を規定する領域は「Ｃ２ａ」から「Ｆ１」に拡大され、減速側において差回転条件を規定する領域は「Ｃ２ｂ」から「Ｆ２」に拡大される。

　以上説明した第５実施形態によれば、差回転条件を適切に拡大することができ、制御性の悪化や変速時間が長くなってしまうことを、効果的に抑制することが可能となる。

　なお、逆方向に発生する係合ショックの許容値Ｈ１、Ｈ２を、有感閾値や車両諸元に基づいて決定することに限定はされず、有感閾値や車両諸元を用いると共に、若しくは、有感閾値や車両諸元を用いる代わりに、駆動力変化や車速に応じて決定しても良い。この場合、ＥＣＵ４は、所定の演算式やマップなどを用いて、駆動力変化や車速に応じて、許容値Ｈ１、Ｈ２を設定することができる（つまりドグ部差回転Ｇ１、Ｇ２を設定することができる）。例えば、加速時において、許容値Ｈ１を絶対値において大きな値に設定することができる。

　また、加速側許容上限Ｂ３ａ及び減速側許容下限Ｂ３ｂも、ドグ歯を進行方向の面に衝突させることができず、係合ショックの方向を目的の方向に制御できなかった場合に、駆動力変化や車速に応じて変更することができる。この場合、ＥＣＵ４は、所定の演算式やマップなどを用いて、駆動力変化や車速に応じて、加速側許容上限Ｂ３ａ及び減速側許容下限Ｂ３ｂを設定することができる（つまりドグ部差回転Ｂ２ａ、Ｂ２ｂを変更することができる）。このように加速側許容上限Ｂ３ａ及び減速側許容下限Ｂ３ｂを変更することにより、更に差回転条件を拡大することができる。

　なお、第５実施形態と前述した第３実施形態とを組み合わせて実施しても良い。つまり、第３実施形態で示したような形状にドグ歯を構成しつつ、第５実施形態に示したような制御を実行することができる。

　（第６実施形態）
　次に、第６実施形態について説明する。なお、ここでは、説明の便宜上、図４に示したような係合要素７２及び被係合要素７１を有するドグブレーキ部７を有する構成に対して、第６実施形態における制御を適用する場合について説明する。

　第６実施形態では、係合要素７２と被係合要素７１とが衝突する前のタイミングで、当該衝突時に発生するショックが抑制されるようにＭＧトルクを付与する制御を行う点で、第１乃至第５実施形態と異なる。つまり、第６実施形態では、ＥＣＵ４は、衝突ショック発生の直前のタイミングで、当該衝突ショックを打ち消す方向（つまりショックを軽減する方向）へのＭＧトルクを付与する制御を行う。これにより、係合時の衝突による衝撃力（衝突エネルギー）を軽減することができ、係合時にドグ歯において発生する騒音（歯打ち音）などを効果的に抑制することが可能となる。

　具体的には、第６実施形態では、ＥＣＵ４は、まず、前述した第１乃至第５実施形態（第３実施形態除く）で示したような制御により、係合時に発生するショックの方向を制御した上で、係合時の差回転、ストローク速度（ストローク力）、ドグ歯形状などの予測情報に基づいて、その発生するショックの方向及び大きさを算出する。詳しくは、ＥＣＵ４は、各部トルク情報、作用力情報、回転数情報、ドグ歯位相情報、ストローク情報などに基づいて、係合時の衝突エネルギー（ストローク方向運動エネルギーと回転方向運動エネルギーとを加算したエネルギーに相当）を算出し、算出された衝突エネルギーとドグ歯形状とから発生するショックを算出する。なお、発生するショックの方向については、前述した実施形態で示したような制御を行うことで、衝突する歯面を狙いの側に制御することが可能なので、一意に求めることができる。

　この後、ＥＣＵ４は、ショック発生の直前のタイミングで（つまりドグ歯衝突の直前のタイミングで）、上記のようにして算出されたショックを打ち消すことが可能なＭＧトルクを付与する。なお、係合時に発生するショックは、上記のようにして算出することに限定されず、差回転情報と予め求めた差回転とショックとの関係（マップなど）から求めても良い。

　ここで、図１５を参照して、ドグ歯を進行方向（矢印Ｊで示す方向）の面に衝突させた場合に発生するショックを具体的に説明する。なお、第１実施形態や第２実施形態などで示した制御を実施することにより、係合時にドグ歯が進行方向の面に衝突される。このような衝突時に、被係合側ドグ歯７１ａ及び係合側ドグ歯７２ａに対して、それぞれ矢印Ｌ１及び矢印Ｌ２で示すような衝突力が発生する。この場合、矢印Ｌ３、Ｌ４で示すような力がショック成分となる。

　次に、図１６を参照して、第６実施形態における制御方法を具体的に説明する。図１６は、横軸に時間を示し、縦軸に係合要素７２のストロークを示している。図１６の下側には、矢印Ｍ１で示すように、位相による対抗歯面位置（被係合要素７１の位置）を表している。また、実線Ｍ２は、係合要素７２のストローク挙動を示している。この場合、時刻ｔ１で係合指令が出され、時刻ｔ２で係合側ドグ歯７２ａと被係合側ドグ歯７１ａとが衝突する。ＥＣＵ４は、このような衝突が発生する直前のタイミングで、衝突ショックを打ち消す方向のＭＧトルクを付与する制御を行う。

　具体的には、ＥＣＵ４は、係合時の差回転、ストローク速度、ドグ歯形状などの予測情報に基づいてショックの方向及び大きさを算出し、ドグ歯衝突の直前のタイミングで、算出されたショックを打ち消すことが可能なＭＧトルクを付与する。この場合、ＥＣＵ４は、係合時の差回転、ストローク速度、ドグ歯形状などの情報に基づいて、係合指令を出してからドグ歯が衝突するまでの時間Ｔ１を求めて（マップより取得しても良い）、係合指令を出してから「Ｔ１－α」の時間が経過した際に、このようなＭＧトルクを付与する制御を行う。なお「α」は微小時間に相当する。

　以上説明した第６実施形態によれば、係合時の衝突による衝撃力を緩和することができ、係合時にドグ歯において発生する騒音（歯打ち音）などを効果的に抑制することが可能となる。

　なお、第６実施形態と前述した第３実施形態とを組み合わせて実施しても良い。つまり、第３実施形態で示したような形状にドグ歯を構成しつつ、第６実施形態に示したような制御を実行することができる。

　［変形例］
　本発明は、トルクが付与されて回転可能に構成されると共にストローク可能に構成された係合要素７２を有するドグブレーキ部７（図４参照）に対する適用に限定されない。本発明は、トルクが付与されて回転可能に構成された要素と、ストローク可能に構成された要素とを備えてなる機構に対しても適用可能である。つまり、本発明は、ストローク側とトルク付与側とが分離している機構にも、トルク付与側がストロークするような機構にも、同様に適用可能である。

　また、本発明は、回転不能に構成された被係合要素７１と回転可能に構成された係合要素７２とを備えてなるドグブレーキ部７に対する適用に限定されない。つまり、回転要素と固定要素とを備え、ブレーキとしての役割を果たす噛合機構に対する適用に限定されない。本発明は、両方の係合要素が回転可能に構成された噛合機構に対しても適用可能である。つまり、回転する係合要素同士を噛み合わせるように構成されたクラッチ（ドグクラッチ）としての役割を果たす噛合機構に対しても適用可能である。この場合には、２つの係合要素における回転速度の差（差回転）に基づいて、前述したような制御を行う必要がある。

　また、本発明は、係合要素及び被係合要素のいずれか一方にモータジェネレータが連結された構成に対する適用に限定されず、係合要素及び被係合要素の両方にモータジェネレータが連結された構成に対しても適用可能である。

　更に、本発明は、無段変速モードと固定変速比モードとの間で変速モードを切り替えるための噛合機構（ドグブレーキ部７）に対する適用に限定されず、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定可能に構成された機構（所謂、ＭＧ１ロック機構）に対しても適用可能である。

　加えて、本発明は、噛合機構への適用に限定はされず、湿式多板クラッチやカムクラッチなどの機構に対しても適用可能である。

　本発明は、ハイブリッド車両などに対して利用することができる。

　１　エンジン
　３　出力軸
　４　ＥＣＵ
　７　ドグブレーキ部
　２０　動力分配機構
　３１　インバータ
　３２、３４　コンバータ
　３３　ＨＶバッテリ
　４０　ストロークセンサ
　４１　回転センサ
　７１　被係合要素
　７２　係合要素
　ＭＧ１　第１のモータジェネレータ
　ＭＧ２　第２のモータジェネレータ

Claims (11)

1. 　第１係合要素及び第２係合要素を有し、原動機により前記第１係合要素及び前記第２係合要素の少なくともいずれかを回転させて、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させる機構を備える車両の駆動制御装置であって、
   　前記第１係合要素と前記第２係合要素との間に所定方向の差回転を予め与えた状態で、前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させる制御手段を備えることを特徴とする車両の駆動制御装置。
2. 　前記制御手段は、運転者の意図する駆動力方向に応じて、前記所定方向を変更する請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
3. 　前記第１係合要素及び前記第２係合要素には、複数のドグ歯が設けられており、
   　前記機構は、前記係合要素及び前記被係合要素の少なくともいずれかのドグ歯をストロークさせることで係合／解放を行う噛合機構であり、
   　前記制御手段は、前記ストロークの速度を調整して、前記第１係合要素及び前記第２係合要素の前記ドグ歯における所定の面同士を衝突させる請求項１又は２に記載の車両の駆動制御装置。
4. 　前記制御手段は、前記ドグ歯における回転方向側の面同士を衝突させる請求項３に記載の車両の駆動制御装置。
5. 　前記第１係合要素及び前記第２係合要素には、複数のドグ歯が設けられており、
   　前記ドグ歯は、回転方向と反対方向側に、中心位置から歯の頂点がずらされて構成されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
6. 　前記制御手段は、係合時において発生するショックが所定範囲内となるように、前記第１係合要素と前記第２係合要素との間に前記所定方向の差回転を予め与えた状態で係合させる制御を行った場合において、所定時間以内に前記第１係合要素と前記第２係合要素とを係合させることができないと判断される場合、前記所定範囲を広げて前記制御を行う請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
7. 　前記制御手段は、人間の有感閾値及び／又は車両諸元に基づいて、前記所定範囲を広げる請求項６に記載の車両の駆動制御装置。
8. 　前記制御手段は、駆動力変化及び／又は車速に基づいて、前記所定範囲を広げる請求項６又は７に記載の車両の駆動制御装置。
9. 　前記制御手段は、係合時において所定方向のショックが発生されるように前記制御を行った場合において、前記所定時間以内に係合させることができないと判断される場合、前記所定方向と逆方向のショックが発生することを許容して前記所定範囲を広げる請求項６乃至８のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
10. 　前記第１係合要素と前記第２係合要素とが衝突する前のタイミングで、当該衝突時に発生するショックが抑制されるように前記原動機からトルクを付与させる制御を行うトルク制御手段を更に備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両の駆動制御装置。
11. 　前記トルク制御手段は、前記衝突時に発生するショックの方向と大きさとを推定し、前記推定の結果に基づいて前記原動機からトルクを付与させる制御を行う請求項１０に記載の車両の駆動制御装置。

Images