JP6460018B2 - 係合機構の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動力源が出力するトルクを駆動輪へ伝達する車両の動力伝達装置に用いられる係合機構であって、特に、原動機の出力軸をロックするロック機能と、駆動力源や動力伝達装置に対する過負荷を防止するためのトルクリミッタ機能とを備えた係合機構の制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジンおよび第１モータならびに第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両の駆動装置が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンおよび第１モータの出力トルクを駆動輪側へ伝達する動力分割機構を備えている。動力分割機構は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。その遊星歯車機構のキャリアにエンジンが連結され、サンギヤに第１モータが連結され、リングギヤに駆動輪へ動力を伝達する出力部材が連結されている。そして、エンジンを停止した状態で第１モータおよび第２モータの少なくとも一方から出力された動力を駆動輪に伝達させる電気走行モードと、第１モータおよび第２モータの少なくとも一方を発電機として機能させる回生走行モードと、エンジンから出力された動力を駆動輪に伝達させるエンジン走行モードとを選択的に設定して走行することができる。また、この特許文献１に記載されたハイブリッド車両の駆動装置は、上記の電気走行モードにおいて、エンジンの回転を止めて固定するための噛み合い式クラッチ（ロック機構）を備えている。噛み合い式クラッチは、第１モータおよび第２モータならびに動力分割機構等を収納するケースの内部に配置されている。

また、特許文献２には、変速機の入力軸を介してエンジンのトルクが入力される変速機構、および、変速機の入力軸とエンジンとの間に配置されたトルクリミッタを備えた車両用変速機が記載されている。そのトルクリミッタは、変速機の入力軸とエンジンの出力軸との間のトルク伝達を可能にすると共に、それら変速機の入力軸とエンジンの出力軸との間で所定のトルクよりも大きな過大トルクが伝達されることを抑制するように構成されている。この特許文献２に記載された車両用変速機は、上記の特許文献１と同様に、エンジンおよび第１モータならびに第２モータを駆動力源とするハイブリッド車両に搭載されている。そして、エンジンの出力軸の正転を許容すると共に、エンジンの出力軸の逆転を禁止する係合機構としてワンウェイクラッチやドグクラッチが設けられている。

特開２００９−１２００４３号公報 国際公開第２０１３／１４０５２７号公報

上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両の駆動装置によれば、電気走行モードでモータ走行する際に、ロック機構を作動させてエンジンの回転を止める（ロックする）ことにより、モータ走行時のエンジンの引き摺り損失を低減することができる。また、第１モータおよび第２モータの両方の出力トルクによって高出力でモータ走行する場合に、エンジンと共にキャリアの回転がロックされた動力分割機構を介して、第１モータの出力トルクを効率よく出力部材へ伝達することができる。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両の駆動装置に、上記の特許文献２に記載されているようなドグクラッチを適用することにより、駆動輪とエンジンとの間の動力伝達経路における過大なトルクの入力を抑制することができる。

特許文献１に記載されたハイブリッド車両の駆動装置に、特許文献２に記載されたようなドグクラッチを適用してロック機能ならびにリミット機能を両立させるためには、ドグクラッチにおける噛み合い歯の接触面での摩擦係数がリミットトルク（上限トルク）を左右し、摩擦係数が重要なファクターとなる。その摩擦係数を設計時などの初期値を用いて推定すると、経年劣化等により例えばドグクラッチの噛み合い面での歯面の角度が変化していた場合には、その経年劣化に伴い推定した摩擦係数に狂いあるいは誤差が生じ、ひいてはロック機能およびリミット機能が低下するおそれがある。

この発明は上記の技術的課題に着目して創作されたものであり、エンジンやモータなどの原動機の回転をロックするロック機能と、動力伝達経路へ過大なトルクが作用することを適切に抑制することができるリミット機能とを備えた係合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、固定部材と、前記固定部材と同一軸線上で対向して配置された回転部材と、前記固定部材と前記回転部材との互いに対向する面のそれぞれに設けられ、かつ前記互いに対向する面に向けて先細りとなるように形成された係合歯と、前記係合歯同士が互いに噛み合うように前記固定部材と前記回転部材とを互いに接近させる方向に推力を発生するアクチュエータとを備え、前記回転部材と前記固定部材とが互いに噛み合ってトルクを伝達するとともに、前記固定部材と前記回転部材との間で伝達可能な上限トルク以上のトルクが前記回転部材に入力された場合に前記軸線の方向で相対的に離隔して前記係合歯の噛み合いが外れることによりトルクの伝達を遮断する係合機構の制御装置において、前記回転部材にトルクを入力する入力部材と、前記アクチュエータの推力を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記係合歯を互いに噛み合わせるように前記アクチュエータにより前記固定部材もしくは前記回転部材に前記推力を作用させた状態で、かつ前記入力部材により前記固定部材と前記回転部材とが前記軸線の方向で離隔するように前記固定部材と前記回転部材とに前記入力部材のトルクを作用させ、前記固定部材と前記回転部材との相対的な前記軸線の方向への移動量と、前記固定部材と前記回転部材との相対的な回転量とに基づいて前記係合歯に形成された歯面の傾斜角度を推定し、前記傾斜角度に基づいて前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定し、前記摩擦係数に応じて前記アクチュエータの推力を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明では、前記コントローラは、前記推定された前記係合歯に形成された歯面の傾斜角度と、前記アクチュエータによる前記推力と、前記固定部材と前記回転部材とに作用するトルクとから、前記摩擦係数を推定するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記固定部材と前記回転部材との相対的な前記軸線の方向への移動量が、予め定められた所定値を超えた場合に、前記固定部材と前記回転部材とに作用するトルクを低下させるように構成されていてよい。

また、この発明では、第１モータが連結された第１回転要素と、前記回転部材が連結された第２回転要素と、駆動輪に連結された第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する遊星歯車機構と、前記駆動輪に制動トルクを作用させる制動機構と、前記駆動輪と前記第３回転要素との間の動力伝達経路に連結された第２モータとを備え、前記コントローラは、前記制動機構により前記駆動輪に前記制動トルクを作用させた状態で、前記第１モータからトルクを出力することで前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定し、前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定する際に、前記第１モータからトルクを出力することにより前記第３回転要素に伝達されるトルクに対抗したトルクを、前記第３回転要素に伝達するように前記第２モータの出力トルクを制御するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記制動機構は、前記第３回転要素と前記駆動輪との間の動力伝達経路内におけるいずれかの回転体をロックするパーキングロック機構であり、前記コントローラは、走行レンジを選択するシフトポジションが前記パーキングロック機構を作動させるパーキングポジションにある場合に、前記第２モータの出力トルクの制御を中止するように構成されていてよい。

また、この発明では、前記コントローラは、前記制動機構により前記駆動輪に作用させるブレーキ力を予め定められた所定のブレーキ力以上に維持させるヒルホールドブレーキ制御が実行されている場合に、前記第２モータの出力トルクの制御を中止するように構成されていてよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定する制御の実行中に、車両の走行要求があった場合に、前記摩擦係数を推定する制御を中止するように構成されていてよい。

この発明によれば、固定部材の係合歯と回転部材の係合歯とが互いに噛み合うようにこれら固定部材と回転部材とを互いに接近させる方向にアクチュエータの推力を作用させ、その状態で回転部材にトルクを入力し、固定部材と回転部材とにそのトルクを作用させる。そのような場合、上記のトルクに応じた軸線方向の分力が互いに噛み合っている各係合歯の歯面で生じ、その分力がアクチュエータの推力を超えると、固定部材と回転部材とが軸線方向に相対的に移動する。また、上記のトルクが掛かっていることにより、軸線方向への相対移動と同時に、固定部材と回転部材とが相対的に回転する。すなわち、互いに接触している歯面は、その歯面の傾斜方向に相対移動する。その場合の固定部材と回転部材との軸線方向と回転方向とへの移動量は、歯面の傾斜角度に応じたものとなるので、これらの移動量から歯面の傾斜角度が求められる。また、アクチュエータによる推力と上記のトルクとが判っているので、これら推力およびトルクと前記傾斜角度とに基づいて歯面の摩擦係数が求められる。そして、その摩擦係数と前記アクチュエータによる推力とによって上限トルクが設定される。つまり、歯面の摩擦係数は、個体差や経年変化などのある実際の係合歯の傾斜角度に基づいて求めるので、トルクリミット機能に優れた係合機構とすることができる。

また、この発明によれば、上記の推定した摩擦係数を、上記推定された歯面の傾斜角度と、アクチュエータによる推力と、固定部材と回転部材とに作用するトルクとから推定する。そのため、歯面の角度が経年劣化等により変化したり、初期時とバラツキがある場合であっても、この摩擦係数を正確に推定することができる。したがって、その推定された摩擦係数に応じて、アクチュエータの推力を制御することができるため、より精度よくロック機能およびリミット機能を両立することができる。

また、この発明によれば、上記の摩擦係数の推定制御を行う際に、固定部材および回転部材の軸線方向への相対的な移動量が、予め定められた所定値（閾値）を超えた場合に、固定部材と回転部材とに作用するトルクを低下させるように構成されている。したがって、固定部材に設けられた係合歯と回転部材に設けられた係合歯とが完全に解放されることがない。そのため、運転者が意図しない異音またはショックを回避することができる。

また、この発明によれば、例えば、フットブレーキ等の制動機構により車両が停止している場合には、第２モータのトルクを出力することにより第１モータのトルクを打ち消すように構成されている。具体的には、第２モータは、駆動輪と第３回転要素との間の動力伝達経路に連結されている。そして、その第２モータの出力トルクを、上述した歯面の摩擦係数を推定する際に、第３回転要素に伝達される第１モータのトルクに対抗するように、第３回転要素に第２モータのトルクを伝達する。つまり、駆動輪に伝達された第１モータの出力トルクと反対方向に第２モータの出力トルクを作用させるように構成されている。そのため、第１モータのトルクが駆動輪に伝わることを回避することができ、その結果、運転者の意志に反して車両が動き出すことを回避することができる。

また、この発明によれば、例えば、シフトポジションがパーキングポジションで車両が停止している場合には、上記の第２モータのトルクを出力させる制御を実行しないように構成されている。つまり、シフトポジションがパーキングポジションのときに、第３回転要素と駆動輪との間の動力伝達経路内のいずれかの回転体をロックするパーキングロック機構が作動する。そのため、第１モータの出力トルクが駆動輪に伝わらないことにより、第２モータのトルクを出力させる必要がない。したがって、第２モータの電力の消費を低減させ、ひいては電費を向上させることができる。

また、この発明によれば、例えば、駆動輪に作用するブレーキ力を維持または保持することによって駆動輪をロックするヒルホールドブレーキにより車両が停止している場合には、上記の第２モータのトルクを出力する制御を実行しないように構成されている。つまり、ヒルホールドブレーキにより車両が停止している場合は、シフトポジションがパーキングポジションのときと同様に、第１モータの出力トルクが駆動輪に伝わらないため、第２モータのトルクを出力させる必要がない。そのため、第２モータの電力の消費を低減させ、ひいては電費を向上させることができる。

そして、この発明によれば、この摩擦係数の推定制御中に、車両の走行要求があった場合には、この推定制御を中止するように構成されている。つまり走行要求を優先するように構成されている。例えば、この摩擦係数の推定制御中に、シフトチェンジや、車両が停止状態からアクセルＯＮに操作された場合などには走行要求がなされる場合がある。そのため、走行要求があった場合には、歯面の傾斜角度の推定制御、ならびに、摩擦係数の推定制御を中止することにより、運転者は違和感なく走行することができる。

この発明の実施形態で実行される制御例の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明で対象とする係合機構を用いた動力伝達装置を搭載した車両（ハイブリッド車）のギヤトレーンの一例を示す図である。 この発明で対象とする係合機構の構成の一例を説明するための図である。 図３における係合機構のIV-IV線に沿う断面図である。 この発明で対象とするトゥースブレーキの構成の一例を説明するための図であって、特にトゥースブレーキが係合している状態を示す図である。 図１の制御例を実行した場合における車速、ブレーキ機構の係合指示、電流値、トゥースブレーキのストローク量、ＭＧ１トルク、および、入力軸の回転移動量の変化の一例を説明するタイムチャートである。 この発明の実施形態で実行される他の制御例を説明するためのフローチャートである。 図７の制御例を実行した場合における車速、ブレーキ機構の係合指示、電流値、トゥースブレーキのストローク量、ＭＧ１トルク、入力軸の回転移動量、および、ＭＧ２トルクの変化の一例を説明するタイムチャートである。 この発明の実施形態で実行される更に他の制御例を説明するためのフローチャートである。

この発明を、図を参照しつつ説明する。先ず、図２に、この発明に係る係合機構を用いた動力伝達装置を搭載した車両の一例を示してある。なお、図２では、主な電気的な接続関係を破線で示している。図２に示す車両Ｖｅは、主原動機１、および、第１モータ（以下、ＭＧ１とも記す）２ならびに第２モータ（以下、ＭＧ２とも記す）３の複数の駆動力源を備えている。図２に示す例では、車両Ｖｅは、主原動機１として、エンジン（ＥＮＧ）が搭載されている。車両Ｖｅは、主原動機１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３が出力する駆動力を駆動軸５および駆動輪６に付加することができるように構成されている。

動力分割機構４は、主原動機１および第１モータ２と駆動輪６との間でトルクを伝達する伝動機構であり、サンギヤ７、リングギヤ８、および、キャリア９を有する遊星歯車機構によって構成されている。図２に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車機構のサンギヤ７に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ８が配置されている。これらサンギヤ７とリングギヤ８とに噛み合っているピニオンギヤ１０がキャリア９によって自転および公転が可能なように保持されている。なお、サンギヤ７がこの発明の実施形態における「第１回転要素」に相当し、キャリア９がこの発明の実施形態における「第２回転要素」に相当し、リングギヤ８がこの発明の実施形態における「第３回転要素」に相当する。

動力分割機構４は、主原動機１および第１モータ２と同一の軸線上に配置されている。動力分割機構４を構成している遊星歯車機構のキャリア９に、動力分割機構４の入力軸４ａが連結されている。入力軸４ａには、フライホイール１１、ならびに、主原動機１の出力軸１ａが連結されている。具体的には、出力軸１ａと入力軸４ａとが、フライホイール１１に取り付けられたダンパ機構１２および第１トルクリミッタ１３を介して、互いに連結されている。したがって、キャリア９は、入力軸４ａ、第１トルクリミッタ１３、ダンパ機構１２、および、フライホイール１１を介して、出力軸１ａに連結されている。

上記のフライホイール１１、ダンパ機構１２、および、第１トルクリミッタ１３は、出力軸１ａと入力軸４ａとの間に設けられている。フライホイール１１は、出力軸１ａに連結されている。フライホイール１１の主原動機１とは反対側（図２の左側）に、ダンパ機構１２が取り付けられている。ダンパ機構１２は、従来一般的に用いられているダンパ機構と同様に構成されている。例えば、前述の特許文献２に記載されているダンパ機構と同様の構成であり、ダンパばね１２ａの作用により、主原動機１のトルク変動や振動に起因する出力軸１ａのねじり振動を抑制するように構成されている。

ダンパ機構１２の外周部分に、第１トルクリミッタ１３が設けられている。第１トルクリミッタ１３は、駆動輪６と主原動機１との間で伝達されるトルクの大きさを制限するための機構である。第１トルクリミッタ１３は、従来一般的に用いられているトルクリミッタと同様に構成され、例えば、図示しない出力軸１ａ側の摩擦プレートと入力軸４ａ側の摩擦プレートとが、皿ばねの付勢力によって互いに押し付けられ、その摩擦プレート同士が互いに摩擦係合させられるように構成されている。またその摩擦係合力は、皿ばねの付勢力に応じて決まる。そのため、例えば、皿ばねのばね定数を調整することにより、この第１トルクリミッタ１３によって制限されるトルクの値、すなわち、第１トルクリミッタ１３を介して伝達可能なトルクの上限値が設定される。

遊星歯車機構のサンギヤ７には、第１モータ２が連結されている。第１モータ２は、動力分割機構４に隣接して主原動機１とは反対側（図２の左側）に配置されている。その第１モータ２のロータ２ａに一体となって回転するロータ軸２ｂが、サンギヤ７に連結されている。なお、ロータ軸２ｂおよびサンギヤ７の回転軸は中空軸になっている。それらロータ軸２ｂおよびサンギヤ７の回転軸の中空部に、オイルポンプ１４の回転軸１４ａが配置されている。すなわち、回転軸１４ａは、上記の中空部を通って入力軸４ａに連結されている。

遊星歯車機構のリングギヤ８の外周部分に、外歯歯車の第１ドライブギヤ１５がリングギヤ８と一体に形成されている。また、動力分割機構４および第１モータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１６が配置されている。このカウンタシャフト１６の一方（図２での右側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ１５と噛み合うカウンタドリブンギヤ１７が一体となって回転するように取り付けられている。一方、カウンタシャフト１６の他方（図２での左側）の端部には、カウンタドライブギヤ（ファイナルドライブギヤ）１８がカウンタシャフト１６に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１８は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１９のデフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）２０と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、上記の第１ドライブギヤ１５、カウンタシャフト１６、カウンタドリブンギヤ１７、カウンタドライブギヤ１８、および、デフリングギヤ２０からなる出力ギヤ列２１を介して、駆動軸５および駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。

この車両Ｖｅの動力伝達装置は、上記の動力分割機構４から駆動軸５および駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、上記のカウンタシャフト１６と平行に配置されている。そのロータ軸３ｂの先端（図２での右端）に、上記のカウンタドリブンギヤ１７と噛み合う第２ドライブギヤ２２が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、上記のような出力ギヤ列２１および第２ドライブギヤ２２を介して、第２モータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ８は、第２モータ３と共に、出力ギヤ列２１を介して、駆動軸５および駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。

また、この車両Ｖｅには、駆動輪６に制動トルクを作用させるブレーキペダルＢとパーキングロック機構Ｐが設けられている。パーキングロック機構Ｐは、例えば、上記第１ドライブギヤ１５と係合して、その第１ドライブギヤ１５の回転をロックする。そして、そのパーキングロック機構Ｐを作動させるシフトレバーＳＨが設けられている。このシフトレバーＳＨは従来一般的に用いられているシフトレバーと同様に構成され、このシフトレバーＳＨで選択されるシフトポジションには、車両を前進走行させるためのドライブ以外に、車両を停止状態に設定するパーキングや後進走行させるリバース、駆動輪６に対するトルクの伝達を遮断するニュートラルなどが含まれている。したがって、このシフトレバーＳＨのシフトポジションがパーキングポジションの際に上記パーキングロック機構Ｐが作動する。なお、このパーキングロック機構ＰおよびブレーキペダルＢがこの発明の実施形態における「制動機構」に相当し、第１ドライブギヤ１５がこの発明の実施形態における「回転体」に相当する。

さらに、この車両Ｖｅの動力伝達装置には、ロック機能およびリミット機能を有するブレーキ機構２３が設けられている。このブレーキ機構２３は、トゥースブレーキ（噛み合いブレーキ）２４によって構成されている。ここでいうロック機能とは、主原動機１の出力軸１ａの回転を止める機能をいい、またリミット機能とは、トゥースブレーキ２４を構成する固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが係合した状態で上記のロック機能が作用している場合であっても、作用するトルクが上限値を超えることによりロック状態が解除されて動力伝達装置における過負荷を抑制する機能をいう。なお、このブレーキ機構２３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に示す例では、トゥースブレーキ２４を含むブレーキ機構２３が、第１モータ２と、第２モータ３と、動力分割機構４と、このトゥースブレーキ２４などを内部に収納するトランスミッションケース２５と、入力軸４ａと、キャリア９との間に設けられている。また図３に示すように、トゥースブレーキ２４は、固定歯２４ａが設けられた固定部材２４ｃと、回転歯２４ｂが設けられた回転部材２４ｄとを有し、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとが軸線方向に相対移動することで固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが係合状態および解放状態となるように構成されている。なお、上記の固定歯２４ａおよび回転歯２４ｂがこの発明の実施形態における「係合歯」に相当する。また、特に記載しない場合、「軸線方向」とは固定部材２４ｃおよび回転部材２４ｄの中心軸線Ｘの方向を示し、「回転方向」とは、中心軸線Ｘを回転中心とする回転方向を示すものとする（図３参照）。

固定部材２４ｃは、回転不可能なように、かつ、軸線方向（図３での左右方向）に移動可能に、例えばスプラインによってトランスミッションケース２５に取り付けられている。また、軸線方向で、固定部材２４ｃに対向して回転部材２４ｄが設けられている。その回転部材２４ｄは、円環形状の部材であり、入力軸４ａと同軸上に配置されている。この回転部材２４ｄは、入力軸４ａに対して例えばスプラインによって取り付けられており、入力軸４ａと一体回転する。すなわち、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとが同一軸線上で対向して配置されるとともに、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとの互いに対向する面のそれぞれに設けられた固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが互いに噛み合ってトルクを伝達するように構成されている。

また、このトゥースブレーキ２４に設けられた固定歯２４ａおよび回転歯２４ｂは、図４に示すように、例えば断面形状が台形歯（もしくは三角形状からなる歯）により構成されている。回転歯２４ｂは、固定歯２４ａ側の先端に向けて入力軸４ａの回転方向の長さが、次第に短くなるように形成され、一方、固定歯２４ａは、回転歯２４ｂ側の先端に向けて入力軸４ａの回転方向の長さが、次第に短くなるように形成されている。すなわち、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとの互いに対抗する面に向けて先細りとなるように固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが形成され、固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが傾斜面で噛み合っている。

なお、軸線方向のうち、固定部材２４ｃが回転部材２４ｄに向けて移動する方向を「係合方向」と称し、係合方向と反対方向を「解放方向」と称する。図３では、左側から右側へ向かう方向が係合方向であり、右側から左側へ向かう方向が解放方向である。

上記の係合歯、すなわち固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが互いに噛み合うように、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとを互いに接近させる方向、あるいは一方向に推力を発生する電磁アクチュエータ２６（以下、単にアクチュエータと記す）が設けられ、その固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの係合もしくは解放の動作はこのアクチュエータ２６によって操作される。そのアクチュエータ２６は、可動部材２６ａと、静止部材２６ｂと、皿ばね２６ｃと、コイル２６ｄとから構成され、また、上述したように固定部材２４ｃを回転部材２４ｄ側に押圧する推力Ｆａを発生させる。なお、これ以降の説明では、アクチュエータ２６の「推力Ｆａ」を、固定部材２４ｃを回転部材２４ｄ側に押圧する「押圧力Ｆａ」として記す。

可動部材２６ａと静止部材２６ｂとは軸線方向で対向して配置され、図３の左側に可動部材２６ａ、右側に静止部材２６ｂが配置されている。また、その可動部材２６ａと静止部材２６ｂとの間にリターンスプリングである皿ばね２６ｃが配置され、コイル２６ｄに通電することにより、可動部材２６ａが静止部材２６ｂに引きつけられ、皿ばね２６ｃを圧縮する。なお、コイル２６ｄは静止部材２６ｂに囲まれるように配置されている。そして、軸線方向で、上記の可動部材２６ａと固定部材２４ｃとの間に弾性部材２７が設けられている。この弾性部材２７は、可動部材２６ａと一体となって構成され、その可動部材２６ａに荷重を作用させるリターンスプリングであって、そのリターンスプリングのバネ力に対抗して上記のアクチュエータ２６の押圧力Ｆａを作用させるように構成されている。したがって、アクチュエータ２６の押圧力Ｆａの方向は、トゥースブレーキ２４の固定歯２４ａを回転歯２４ｂに係合させる方向であり、アクチュエータ２６の押圧力Ｆａを増大させることにより、固定歯２４ａが回転歯２４ｂとの係合方向に移動し、一方、アクチュエータ２６の押圧力Ｆａを低減させることによりリターンスプリングのバネ力によって固定歯２４ａが回転歯２４ｂから離隔するように構成されている。なお、アクチュエータ２６の押圧力Ｆａの大きさは、コイル２６ｄに通電される電流値に応じて変化する。

このように構成されたブレーキ機構２３は、上記のコイル２６ｄに通電されると、コイル２６ｄの周囲に磁界が発生する。その発生した磁界により、可動部材２６ａを係合方向に向けて吸引する力が発生する。すなわち、可動部材２６ａが静止部材２６ｂ側に向け引きつけられる。そして、可動部材２６ａが引きつけられることによりアクチュエータ２６と固定歯２４ａとの間に設けられた弾性部材２７が圧縮されて固定部材２４ｃが回転部材２４ｄ側に押圧される。したがって、固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが係合して噛み合い、その状態で、その係合面あるいは固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの接触面（歯面）にトルクが作用することにより、図５に示すような軸線方向の分力Ｆｂが生じる。

そして、その回転歯２４ｂに伝達されたトルクによって生じる軸線方向の分力Ｆｂが、アクチュエータ２６による押圧力Ｆａよりも小さい場合には、その係合状態が維持される。したがって、このトゥースブレーキ２４を動作させて固定歯２４ａと回転歯２４ｂとを係合させることにより、入力軸４ａ、ならびに、入力軸４ａに連結されている出力軸１ａおよびキャリア９の回転を停止し、つまりロック機構として機能する。

これとは反対に、回転歯２４ｂに伝達されたトルクによって生じる軸線方向の分力Ｆｂが、アクチュエータ２６による押圧力Ｆａよりも大きい場合には、その係合状態が解除される。すなわち、互いに噛み合っている係合歯（固定歯２４ａおよび回転歯２４ｂ）の歯面で生じる軸線の方向のスラスト力によって固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとが軸線方向に相対的に離隔して係合歯の噛み合いが外れることによりトルクの伝達が遮断される。つまり、回転歯２４ｂに過大なトルクが伝達された場合には、固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが離隔し、その係合状態を解除してトゥースブレーキ２４が解放状態になることにより、リミッタ機構として機能する。つまり、このトゥースブレーキ２４は、回転部材２４ｄと固定部材２４ｃとの係合歯が互いに噛み合ってトルクを伝達するとともに、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとの間で伝達可能な上限トルク以上のトルクが回転部材２４ｄに入力された場合には、軸線方向で固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとが離隔して係合歯の噛み合いが外れることによりトルクの伝達を遮断するように構成されている。

なお、この図３に示す例では、アクチュエータ２６は、固定部材２４ｃを動作させて回転部材２４ｄに噛み合わせるように構成されているものの、これとは反対に回転部材２４ｄを動作させて固定部材２４ｃに噛み合わせるように構成してもよい。

また、トゥースブレーキ２４はこのブレーキ機構２３を一体のユニットとして図示しないリアカバーに固定することができる。そして、リアカバーをケーシング２５に取り付けることにより、トゥースブレーキ２４を構成するブレーキ機構２３をトランスミッションケース２５内に収納させることができる。

上述したハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１を動力源としたハイブリッド走行（ＨＶモード）や第１モータ２、第２モータ３を蓄電装置（図示せず）の電力で駆動して走行する電気走行モード（ＥＶモード）などの走行形態が可能である。このような各モードの設定や切り替え、ならびに、上記のトゥースブレーキ２４の係合あるいは解放する制御は、電子制御装置（ＥＣＵ）２８により実行される。このＥＣＵ２８は、この発明における「コントローラ」に相当し、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータは、車速、車輪速、アクセル開度、蓄電装置の充電残量（ＳＯＣ）、トゥースブレーキ２４の移動量、シフトレバーＳＨのシフトポジション、ブレーキペダルＢの踏み込み量などであり、また予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップなどである。そして、ＥＣＵ２８は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータ２のトルク指令信号、第２モータ３のトルク指令信号、エンジン１のトルク指令信号、アクチュエータ２６の電流指令信号などを出力する。なお、図２では１つのＥＣＵ２８が設けられた例を示しているが、ＥＣＵは、例えば制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。

上記のように構成されたハイブリッド車両Ｖｅでは、上述したように、トゥースブレーキ２４を設けることによりロック機能とリミット機能とを両立することができる。その一方で、上述したようにトゥースブレーキ２４の固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの接触面での摩擦係数μが経年劣化等により変化する。そのような場合、その経年劣化に伴い推定した摩擦係数μに狂いあるいは誤差が生じ、ひいてはロック機能およびリミット機能が低下するおそれがある。そこで、この発明の実施形態においては、上記のトゥースブレーキ２４の固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが接触する歯面の傾斜角度θを推定することにより摩擦係数μを推定し、その推定した摩擦係数μに応じてアクチュエータ２６の押圧力（推力）Ｆａを制御するように構成されている。以下に、ＥＣＵ２８によって実行される具体的な制御例について説明する。

図１はその制御の一例を示すフローチャートであって、特にトゥースブレーキ２４の固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが接触する歯面の摩擦係数μを推定するための制御例について説明する。以下、具体的に説明する。

先ず、両駆動要求判定を行う（ステップＳ１）。ここで両駆動とは、電気走行モード（ＥＶ走行モード）であり、第１モータ２および第２モータ３を蓄電装置の電力でモータとして駆動し、これらのモータ２，３が出力するトルクで走行するモードであってＥＣＵ２８に予め定められて記憶されているマップ等から判定する。ついで、その両駆動要求があるか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で否定的、すなわち両駆動要求がないと判断された場合には、両駆動要求が有りと判断されるまでステップＳ１およびステップＳ２を繰り返し実行する。

これとは反対に、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち、両駆動要求が有りと判断された場合には、摩擦係数μの推定要求判定を行う（ステップＳ３）。この摩擦係数μの推定要求判定は、上述したように、トゥースブレーキ２４の固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが接触する歯面の摩擦係数μの推定要求をいい、その摩擦係数μの推定要求が有るか否かが判断される(ステップＳ４）。このステップＳ４の摩擦係数μの推定要求が有るか否かの判断で否定的に判断された場合には、摩擦係数μの推定要求が有りと判断されるまでステップＳ３およびステップＳ４を繰り返し実行する。なお、このステップＳ４の摩擦係数μの推定要求判定は、トゥースブレーキ２４の噛み合いの位相により摩擦係数μもしくは歯面の傾斜角度θが変化する可能性があるため、ステップＳ２の両駆動要求がある毎にこの摩擦係数μの推定要求を実行することが好ましい。したがって、このステップＳ４で肯定的に判断された場合、すなわち摩擦係数μの推定要求有りと判断された場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、車速が「０」か否かが判断される。つまり、車両Ｖｅが停止状態にあるか否かが判断される。この車両Ｖｅが停止状態か否かの判断は、例えば、図示しない車輪速センサやＭＧ２のレゾルバにより判定する。このステップＳ５で否定的に判断された場合、すなわち車速＝０が成立しない場合には、車速＝０が成立するまでこのステップＳ５を繰り返し実行する。

これとは反対に、このステップＳ５で肯定的に判断、すなわち車速＝０が成立すると判断された場合には、トゥースブレーキ２４が「ＯＮ」される（ステップＳ６）。

このステップＳ６でトゥースブレーキ２４がＯＮ状態になると、固定部材２４ｃを押圧するアクチュエータ２６に電流を流して、そのアクチュエータ２６により固定部材２４ｃを軸線方向に移動させて固定歯２４ａと回転歯２４ｂとを係合させる。つまりトゥースブレーキ２４を係合させるようアクチュエータ２６で固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとに押圧力Ｆａを作用させる。

ついで、ステップＳ６で係合指示されたトゥースブレーキ２４が係合したか否かの判定を行う（ステップＳ７）。具体的には、トゥースブレーキ２４に取り付けられているストロークセンサＳなどにより係合完了したか否かが判定される。このステップＳ７で否定的に判断、すなわちトゥースブレーキ２４が係合完了していないと判定された場合には、第１モータ２のトルクを出力してトゥースブレーキ２４の位相をずらす（ステップＳ８）。これは、例えば、固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの歯面同士が頂面で停止している場合があるため第１モータ２のトルクを出力することにより位相をずらしてトゥースブレーキ２４を係合させるためである。なお、このステップＳ７で否定的に判断された場合は、トゥースブレーキ２４が係合完了するまでステップＳ８およびステップＳ６を繰り返し実行する。

これとは反対に、このステップＳ７で肯定的に判断、すなわち係合完了と判定された場合には、上記のステップＳ６で印加した電流を低減させる（ステップＳ９）。これは、トゥースブレーキ２４が係合完了後、そのままの電流ではアクチュエータ２６のコイル２６ｄの吸引力（磁力）が強すぎて、第１モータ２が最大トルクを出力してもトゥースブレーキ２４が動かず、摩擦係数μの推定ができない可能性があるためである。したがって、電流を低下させて、上記の吸引力を下げることによりトゥースブレーキ２４が動作しやすいようにする。

ついで、ステップＳ７でトゥースブレーキ２４が係合完了と判定されて、ステップＳ９で電流が低減されたら、第１モータ２のトルクを付与する（ステップＳ１０）。具体的には、車両Ｖｅが停止状態、かつトゥースブレーキ２４が係合完了状態で、第１モータ２のトルクを付与する。つまり、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとがアクチュエータ２６の押圧力Ｆａに抗して、軸線方向に互いに離隔するスラスト力を係合歯の歯面で生じるように、第１モータ２によって回転部材２４ｄにトルクを入力する。これにより、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとに上記のトルクが作用がする。なお、この第１モータ２のトルクを付与する際のトルクは、一定の割合もしくは可変的な割合で付与されてよい。また、上記の第１モータ２がこの発明の実施形態における「回転部材にトルクを入力する入力部材」に相当する。

ついで、ステップＳ１０にて第１モータ２のトルクが付与されたことによりトゥースブレーキ２４が動き始めたら回転部材２４ｄと一体となって回転する入力軸４ａの回転方向の移動量αと、固定部材２４ｃの軸線方向への移動量β（固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとの離隔量β）とを検出する（ステップＳ１１）。これらの移動量α，βはトゥースブレーキ２４に取り付けられているストロークセンサＳなどにより検出される。

ついで、ステップＳ１１で検出された回転部材２４ｄと一体となって回転する入力軸４ａの回転方向への移動量αと、固定部材２４ｃの軸線方向への移動量βとから固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの接触面（歯面）の傾斜角度θを推定する（ステップＳ１２）。具体的には、以下の演算式により算出することができる。
θ＝ｔａｎ^−１（α／β）…（１）
なお、上記のへ歯面の傾斜角度θおよび移動量αならびに移動量βの関係を図５に示してある。

そして、そのステップＳ１２で算出された歯面の傾斜角度θの値を用いて摩擦係数μを推定する（ステップＳ１３）。具体的には、上記の式（１）で算出した歯面の傾斜角度θと、アクチュエータによる押しつけ力（押圧力）Ｆａと、ＭＧ１トルクＴと、トゥースブレーキ２４の噛み合い歯のピッチ円半径ｒ_１と、スプラインピッチ円半径ｒ_２とにより算出する。これを簡略化して数式で表すと以下のように示すことができる。
Ｆａ＝（ｃｏｓθーμｃｏｓθ／ｃｏｓθ＋μｓｉｎθ）Ｆｒ_１ーμＦｒ_２…（２）
なお、上記の式（２）のＦｒ_１とＦｒ_２とに掛かる摩擦係数μは、想定されるμが同様のため平均値もしくは近似値として摩擦係数μを算出する。

ついで、ステップＳ１３で摩擦係数μを推定したら、その推定した摩擦係数μの推定が完了したか否かを判定する（ステップＳ１４）。この摩擦係数μが推定完了したか否かの判断は、例えば、上記のステップＳ１０ないしステップＳ１３で説明した摩擦係数μの推定制御を実行する過程で、予め定めた所定の回数の摩擦係数μの推定を行う、もしくは、その推定した摩擦係数μのデータにおける誤差等のバラツキが所定の範囲内と判断されたら推定完了と判断する。なお、その推定したデータは、所定の回数を推定したデータのうちの平均値や最終値を用いる。したがって、このステップＳ１４で否定的に判断、すなわち、この摩擦係数μの推定が完了していないと判断された場合には、ステップＳ１５へ進む。

このステップＳ１５では、上記のステップＳ１４で摩擦係数μの推定制御が完了していないと判断された場合に、トゥースブレーキ２４の回転部材２４ｄの回転量αもしくは固定部材２４ｃのストローク量βが予め定めた閾値Ｘを超えたか否かを判断する。これは、例えば、第１モータ２のトルクを付与し続けることによりトゥースブレーキ２４が抜けて解放されてしまい、またそれに伴い異音もしくはショックが発生するおそれがあるため、所定のストローク量が検出されたら上記の摩擦係数μの推定制御を終了するか否かの判断を行う。したがって、このステップＳ１５で否定的に判断、すなわちトゥースブレーキ２４のストローク量βもしくは回転量αが予め定めた閾値Ｘ未満である場合には、ステップＳ１０からステップＳ１４を繰り返し実行する。一方、このステップＳ１５で肯定的に判断、すなわちトゥースブレーキ２４のストローク量βもしくは回転量αが予め定めた閾値Ｘを超えた場合には、トゥースブレーキ２４が抜けないように第１モータ２のトルクを「０」にする（ステップＳ１６）。

このステップＳ１６は、上述したように、ステップＳ１４で摩擦係数μの推定制御が完了していないと判断されて、ステップＳ１５で例えばストローク量βが閾値Ｘを超えた場合には、一旦、第１モータ２のトルクを「０」にして後述するステップＳ１７以降を実行して摩擦係数μの推定制御を終了する。これは、上述したようにトゥースブレーキ２４が抜けきらないように第１モータのトルクを「０」に低下させるためであり、すなわち、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとが軸線方向に互いに離隔した移動量βが予め定められた所定値Ｘを超えた場合に、ステップＳ１０で説明した回転部材２４ｄに入力する第１モータ２のトルクを低下させる。つまり、固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとに作用させるトルクを低下させる。一方、上述したステップＳ１４で肯定的に判断された場合、すなわち摩擦係数μの推定制御が完了した場合も、ステップＳ１６へ進み第１モータ２のトルクを「０」にする。

ついで、ステップＳ１６で実行した第１モータ２のトルクが「０」になったか否かが判断される（ステップＳ１７）。つまりＭＧ１トルク＝０が成立するか否かが判断される。このステップＳ１７で否定的に判断された場合、すなわちＭＧ１トルク＝０が成立しない場合には、ＭＧ１トルク＝０が成立するまでステップＳ１６を繰り返し実行する。

これとは反対に、このステップＳ１７で肯定的に判断、すなわちＭＧ１トルク＝０が成立すると判断された場合には、トゥースブレーキ２４をＯＦＦ、すなわち解放させる（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１７ないしステップＳ１８により実行された制御によりトゥースブレーキ２４がＯＦＦになり、解放完了したか否かが判断される（ステップＳ１９）。このステップＳ１９で否定的に判断、すなわちトゥースブレーキ２４が解放されていないと判断された場合には、解放完了するまでステップＳ１８を繰り返し実行する。これとは反対に、トゥースブレーキ２４が解放されたと判断された場合には、この図１に示すフローチャートの制御を終了する。

図６は上述した図１の制御例を実行したときのタイムチャートを説明する図であって、特に、車速、ブレーキ機構２３の係合指示、電流値、トゥースブレーキ２４のストローク量β、ＭＧ１トルク、ならびに入力軸の回転移動量αの変化の一例を示すタイムチャートである。

先ず、図６に示すように、ｔ１時点では、トゥースブレーキ２４の接触面の歯面の傾斜角度θならびに摩擦係数μの推定をするために、ブレーキ機構２３の係合指示がなされる。それに伴い、アクチュエータ２６により電流が出力され、電流値が増加し始める。またトゥースブレーキ２４のストローク量βも増加し始める。

ついで、ブレーキ機構２３の係合指示がなされ、係合が完了したらステップＳ９で示したようにアクチュエータの電流値が低減される（ｔ２時点）。したがって、この時点で摩擦係数μの推定制御が開始される。また、このｔ２時点からＭＧ１のトルクが付与される。つまり、歯面の傾斜角度θを推定するためにＭＧ１のトルクが徐々に付与される。なお、このＭＧ１トルクは図６に示すような正トルクに限られず負トルクでもよい。

ついで、ｔ２時点から徐々にＭＧ１のトルクが増加して、トゥースブレーキ２４が解放側に動き始める。すなわち、固定部材２４ｃが軸線方向で回転部材２４ｄから離隔する方向に、また回転部材２４ｄと一体となって回転する入力軸４ａが回転方向に動き始める（ｔ３時点）。ついで、上記の動き始めによりステップＳ１１で説明したトゥースブレーキ２４の移動量β（ストローク量）ならびに回転部材２４ｄと一体回転する入力軸４ａの回転方向の移動量αを検出する。そしてステップＳ１２で示したようにこの上記の移動量αとβとを上記の式（１）に代入して歯面の傾斜角度θを推定する。

ついで、その推定して求められた歯面の傾斜角度θを用いて、ステップＳ１３で説明した上記の式（２）により摩擦係数μが推定される。具体的には、上記の歯面の傾斜角度θと、アクチュエータ２６による押しつけ力（押圧力）Ｆａと、ＭＧ１トルクＴと、トゥースブレーキ２４の噛み合い歯のピッチ円半径ｒ_１と、スプラインピッチ円半径ｒ_２とから推定される。

そして、その摩擦係数μの推定制御が終了したら（ｔ４時点）、その推定制御の終了に伴って、ｔ２時点から付与されていたＭＧ１のトルクが「０」に低下され、さらにそれに伴って、トゥースブレーキ２４のストローク量βならびに回転部材２４ｄと一体回転する入力軸４ａの回転方向の移動量αが低下する。

そして、ＭＧ１のトルクが「０」になったらブレーキ機構２３の係合指示が解除され、またそれに伴いアクチュエータ２６による電流値も「０」に向けて減少する（ｔ５時点）。そして、電流値が完全に「０」になったらとトゥースブレーキ２４のストローク量βも「０」となる。

このように、トゥースブレーキ２４を構成する固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの接触面における歯面の傾斜角度θを推定し、また、その推定した歯面の傾斜角度θを用いて摩擦係数μを推定している。そのため、個体差や経年劣化があったとしても精度よく歯面の傾斜角度θ、ならびに摩擦係数μを推定できる。そして、その推定された傾斜角度θならびに摩擦係数μに応じて、アクチュエータ２６の押圧力（推力）Ｆａを制御、すなわち、コイル２６ｄに通電する電流を制御することにより精度よくロック機能およびリミット機能を両立することができる。

つぎに、他の実施形態について説明する。上述した図１の制御例では、トゥースブレーキ２４の固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの接触面における摩擦係数μの推定について説明した。図７に示す例では、これに加えて、その摩擦係数μを推定する過程において、例えばフットブレーキ等により車両Ｖｅが停止状態にある場合など、車両Ｖｅの停止状況に応じてＭＧ２の出力を制御するように構成された例を示している。以下、その制御例のフローチャートについて説明する。なお、上述した図１の制御例と同様のステップについては同様の符号を付し、またその説明を簡略もしくは省略する。

先ず、ステップＳ１からステップＳ１０までは上記の制御例と同様であり、両駆動判定後に、摩擦係数μ推定があった場合には、トゥースブレーキ２４を係合させる。そして、そのトゥースブレーキ２４が係合完了後にアクチュエータ２６の電流値を低減させて、ＭＧ１のトルクを付与する（ステップＳ１からステップＳ１０）。

ついで、シフトポジションがパーキングポジション、もしくはヒルホールドブレーキにより車両Ｖｅが停止状態であるか否か判断される（ステップＳ１０１）。このパーキングポジションとは、走行レンジを選択するシフトポジションがパーキングポジションに選択されている状態をいう。またヒルホールドブレーキとは、例えば、加速度センサなどにより車両Ｖｅが坂道にいるか否かを検出して、そのセンサにより坂道を検出した場合には、フットブレーキを離しても数秒間、駆動輪６に作用させるブレーキ力を予め定められた所定のブレーキ力以上に維持（保持）させるように制御するブレーキ機能をいう。つまり、駆動輪６に作用するブレーキ力を維持することによって駆動輪６をロックする。

したがって、このステップＳ１０１で否定的に判断、すなわちパーキングポジションもしくはヒルホールドブレーキ以外で車両Ｖｅが停止状態にあると判断された場合には、ＭＧ２のトルクを出力する（ステップＳ１０２）。これは、シフトポジションがパーキングポジション、もしくはヒルホールドブレーキ以外の方法、例えばフットブレーキにより車両Ｖｅが停止している場合には、駆動輪６へのトルクの伝達を制する制動力によってはＭＧ１のトルクが駆動輪６へ伝わる可能性がある。つまり、運転者のブレーキペダルＢの踏み込み量によって操作されるフットブレーキの場合は、その操作量によっては上記のＭＧ１のトルクが駆動輪６に伝達される場合がある。したがって、この摩擦係数μの推定制御時にＭＧ１のトルクが駆動輪６に伝わることを防止するために、ＭＧ２の出力トルクをリングギヤ８に伝達するように制御する。具体的には、フットブレーキ等の制動力を作用させた状態で、かつ歯面の摩擦係数μを推定する際に、ＭＧ１のトルクを出力させ、そのＭＧ１のトルクを出力させることにより駆動輪６に伝達されたＭＧ１のトルクと反対方向にＭＧ２のトルクを作用させる。要は、ＭＧ１の出力トルクと反対方向にＭＧ２の出力トルクを作用させる。これにより、ＭＧ２のトルクによりＭＧ１のトルクに対して打ち消すことができるため、運転者の意志に反して車両Ｖｅが動いてしまうことを防ぐことができる。

一方、これとは反対に、このステップＳ１０１で肯定的、すなわちシフトポジションがパーキングポジション、もしくはヒルホールドブレーキの状態で車両Ｖｅが停止状態にあると判断された場合には、上述した図１のステップＳ１２と同様に歯面の傾斜角度θの推定を行う。つまり、このステップＳ１０１で、シフトポジションがパーキングポジション、もしくはヒルホールドブレーキにより車両Ｖｅが停止している場合には、上記のステップＳ１０２のＭＧ２のトルクを出力させる制御を行わない。これは、シフトポジションがパーキングポジションにより作動するパーキングロック機構により、リングギヤ８と駆動輪６との間の動力伝達経路内のいずれかの回転体（例えば、第１ドライブギヤ１５）がロックされる。つまり、シフトポジションがパーキングポジションの場合には駆動輪６までＭＧ１のトルクが伝達されないため、ＭＧ２のトルクを出力させる必要がない。同様に、ヒルホールドブレーキで車両Ｖｅが停止している場合には、通常時のブレーキに比べて比較的制動力が大きく、つまり駆動輪６に作用させるブレーキ力が予め定められたブレーキ以上に維持されるため、ＭＧ１のトルクが駆動輪６に伝達されない。要は、ヒルホールドブレーキにより車両Ｖｅが停止している場合も、シフトポジションがパーキングポジションの場合も同様にステップＳ１０２の制御は実行しない。言い換えれば、ステップＳ１０２のＭＧ２のトルクを出力させる制御を中止するように構成されている。

そして、ステップＳ１０１もしくはステップ１０２に続いてステップＳ１１以降に進み上記の図１の制御例と同様に歯面の傾斜角度θならびに摩擦係数μの推定制御がされる（ステップＳ１１からステップＳ１９）。

また、図８は、この図７の制御例におけるタイムチャートを説明する図であって、上述した図１の制御例におけるタイムチャート（図６）にＭＧ２のトルクの変化の一例を加えたタイムチャートである。したがって、同様の変化についての説明については省略する。

具体的には、摩擦係数μの推定制御が開始されるｔ２時点から、ＭＧ１の出力トルクと反対方向にＭＧ２の出力トルクを作用させるように、すなわちＭＧ２のトルクがＭＧ１の反力を打ち消し、駆動輪６に駆動力が伝わらないように徐々にトルクが増加される。そして摩擦係数μの推定制御が終了するｔ４時点までＭＧ２のトルクが付与され、その推定制御終了に伴って、ＭＧ２のトルクも「０」に減少する。

ついで、更に他の実施形態について説明する。上述した図１と図７とに示した制御例はいずれも車両Ｖｅが停止状態の場合に摩擦係数μの推定制御を実行している。しかしながら、その摩擦係数μの推定制御を実行している際に、運転者の要求等により車両Ｖｅを走行させたい場合がある。図９はそのような場合の制御例を示している。以下、このフローチャートについて説明する。なお、上記の図１および図７の制御例と同様のステップについては同様の符号を付し、またその説明を省略する。

先ず、ステップＳ１、ステップＳ２で両駆動判定ありと判断され、上述した図１および図７の制御例のステップＳ３からステップＳ１５、ならびにステップＳ１０１、ステップＳ１０２のいずれかの制御を実行中に、車両Ｖｅの走行要求が有るか否かが判断される（ステップＳ２０１）。これは運転者による車両Ｖｅの走行要求が判断され、その判断の一例として、シフトポジションがパーキングポジションからドライブポジションにシフトチェンジがなされた場合、アクセル開度が正の場合、フットブレーキがＯＦＦの場合などがある。したがって、このステップＳ２０１で否定的に判断、すなわち、アクセル操作等がなく車両走行要求なしと判断された場合には、そのまま図１および図７で説明したフローチャートと同様に制御が実行される。

これとは反対に、このステップＳ２０１で肯定的に判断、すなわち車両走行要求ありと判断された場合には、摩擦係数μの推定要求を取り消す（ステップＳ２０２）。これは、上述した走行要求の判断例などにより走行要求があった場合には、運転者の走行要求を優先とすることにより運転者への違和感を回避する。また、この状態で摩擦係数μの推定制御を実行したとしても正確な傾斜角度θならびに摩擦係数μの推定ができないため、摩擦係数μの推定要求を取り消す。

具体的には、ステップＳ３からステップＳ１５、ならびにステップＳ１０１、ステップＳ１０２のいずれかの制御を実行中に、走行要求があった場合には、その実行中の制御を中止し、ステップＳ１６へ進む。つまり、ＭＧ１のトルクを「０」に低下させる。そして、ステップＳ１６以降に進み、上記の図１および図７の制御例と同様にトゥースブレーキ２４を解放する（ステップＳ１６からステップＳ１９）。

なお、この図９に示すこの制御例では、ステップＳ２０２の摩擦係数μの推定要求を取り消した後にトゥースブレーキ２４を解放するステップを示しているものの、トゥースブレーキ２４の係合状態を維持してもよい。つまり、運転者の要求により摩擦係数μの推定制御を止めればよく、トゥースブレーキ２４の解放ならびに係合の状態は問わない。

このように、上述したいずれの実施形態においても、トゥースブレーキ２４を構成する固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの接触面における歯面の傾斜角度θを推定し、また、その推定した歯面の傾斜角度θを用いて摩擦係数μを推定している。したがって、この発明によれば、精度よく歯面の傾斜角度θ、ならびに摩擦係数μを推定でき、その推定された傾斜角度θならびに摩擦係数μに応じて、アクチュエータ２６の押圧力（推力）Ｆａを制御することにより確実にロック機能およびリミット機能を両立することができる。さらに、車両Ｖｅの停止状態に応じてＭＧ２のトルクを制御することにより、電費を向上させることができる。そして、運転者の走行要求があった場合には、走行要求を優先することにより、運転者への違和感を回避することができる。

以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。例えば、上述した各実施形態では、いずれも、トゥースブレーキ２４を係合させた後に、ＭＧ１のトルクを付与することによりトゥースブレーキ２４を解放側に滑らせて、すなわち固定部材２４ｃと回転部材２４ｄとを離隔させ、その離隔量βならびに回転部材２４ｄの回転量αから固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの歯面の傾斜角度θ、ならびに摩擦係数μを推定している。これに対して、トゥースブレーキ２４を解放側に滑らせる動作に代えて、トゥースブレーキ２４を係合側に滑らせて歯面の傾斜角度θを推定してもよい。そのような場合、固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが完全に係合しない状態から上記の制御を実行する。例えば、トゥースブレーキの固定歯２４ａと回転歯２４ｂとが噛み始めた後にトゥースブレーキ２４を係合側に移動させ、その移動量βと回転部材２４ｄの回転量αとから、解放側の場合と同様に固定歯２４ａと回転歯２４ｂとの歯面の傾斜角度θ、ならびに摩擦係数μを推定する。つまり、係合側にトゥースブレーキ２４を滑らせて、その移動量から歯面の傾斜角度θを推定し、またその歯面の傾斜角度θから摩擦係数μを推定する。そして、その推定した傾斜角度θならびに摩擦係数μに応じて、アクチュエータ２６の押圧力（推力）Ｆａを制御する。

また、上述した各実施形態では図２で説明したような第１モータ２のロータ軸２ｂと第２モータ３のロータ軸３ｂとが平行に配置されている車両Ｖｅを対象として説明している。これに対して、この車両Ｖｅにおける動力伝達装置は、例えば第１モータ２のロータ軸２ｂと第２モータ３のロータ軸３ｂと同一の軸線上に配置されているようなハイブリッド車両Ｖｅ（図示せず）に適用することもできる。

さらに、上述した各実施形態では、いずれも、車両Ｖｅの主原動機１としてエンジンが搭載された構成を示している。すなわち、車両Ｖｅが、駆動力源として、第１モータ２および第２モータ３と共に、エンジンを備えたハイブリッド車両である例を示している。これに対して、この車両Ｖｅにおける動力伝達装置は、例えば、主原動機１としてモータが搭載されている車両Ｖｅ（図示せず）に適用することもできる。すなわち、駆動力源として、第１モータ２および第２モータ３と共に３基のモータを備えた電気自動車に適用することもできる。

２…第１モータ、 ３…第２モータ、 ３ｂ…ロータ軸、 ４…動力分割機構（伝動機構）、 ４ａ…入力軸、 ６…駆動輪、 ７…サンギヤ、 ８…リングギヤ、 ９…キャリア、 １５…第１ドライブギヤ、 ２３…ブレーキ機構、 ２４…トゥースブレーキ、 ２４ａ…固定歯、 ２４ｂ…回転歯、 ２４ｃ…固定部材、 ２４ｄ…回転部材、 ２６…アクチュエータ、 ２８…電子制御装置（ＥＣＵ）、 Ｖｅ…車両、 Ｂ…ブレーキペダル、 Ｐ…パーキングロック機構、 α…回転量、 β…離隔量（移動量）、 θ…歯面の傾斜角度、 μ…摩擦係数、 Ｆａ…推力。

Claims (7)

1. 固定部材と、前記固定部材と同一軸線上で対向して配置された回転部材と、前記固定部材と前記回転部材との互いに対向する面のそれぞれに設けられ、かつ前記互いに対向する面に向けて先細りとなるように形成された係合歯と、前記係合歯同士が互いに噛み合うように前記固定部材と前記回転部材とを互いに接近させる方向に推力を発生するアクチュエータとを備え、
   前記回転部材と前記固定部材とが互いに噛み合ってトルクを伝達するとともに、前記固定部材と前記回転部材との間で伝達可能な上限トルク以上のトルクが前記回転部材に入力された場合に前記軸線の方向で相対的に離隔して前記係合歯の噛み合いが外れることによりトルクの伝達を遮断する係合機構の制御装置において、
   前記回転部材にトルクを入力する入力部材と、前記アクチュエータの推力を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記係合歯を互いに噛み合わせるように前記アクチュエータにより前記固定部材もしくは前記回転部材に前記推力を作用させた状態で、かつ前記入力部材により前記固定部材と前記回転部材とが前記軸線の方向で離隔するように前記固定部材と前記回転部材とに前記入力部材のトルクを作用させ、
   前記固定部材と前記回転部材との相対的な前記軸線の方向への移動量と、前記固定部材と前記回転部材との相対的な回転量とに基づいて前記係合歯に形成された歯面の傾斜角度を推定し、
   前記傾斜角度に基づいて前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定し、
   前記摩擦係数に応じて前記アクチュエータの推力を制御するように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。
2. 請求項１に記載の係合機構の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記推定された前記係合歯に形成された歯面の傾斜角度と、前記アクチュエータによる前記推力と、前記固定部材と前記回転部材とに作用するトルクとから、前記摩擦係数を推定するように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の係合機構の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記固定部材と前記回転部材との相対的な前記軸線の方向への移動量が、予め定められた所定値を超えた場合に、前記固定部材と前記回転部材とに作用するトルクを低下させるように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の係合機構の制御装置において、
   第１モータが連結された第１回転要素と、前記回転部材が連結された第２回転要素と、駆動輪に連結された第３回転要素との少なくとも三つの回転要素を有する遊星歯車機構と、
   前記駆動輪に制動トルクを作用させる制動機構と、
   前記駆動輪と前記第３回転要素との間の動力伝達経路に連結された第２モータとを備え、
   前記コントローラは、
   前記制動機構により前記駆動輪に前記制動トルクを作用させた状態で、前記第１モータからトルクを出力することで前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定し、
   前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定する際に、前記第１モータからトルクを出力することにより前記第３回転要素に伝達されるトルクに対抗したトルクを、前記第３回転要素に伝達するように前記第２モータの出力トルクを制御するように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。
5. 請求項４に記載の係合機構の制御装置において、
   前記制動機構は、前記第３回転要素と前記駆動輪との間の動力伝達経路内におけるいずれかの回転体をロックするパーキングロック機構であり、
   前記コントローラは、
   走行レンジを選択するシフトポジションが前記パーキングロック機構を作動させるパーキングポジションにある場合に、前記第２モータの出力トルクの制御を中止するように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。
6. 請求項４に記載の係合機構の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記制動機構により前記駆動輪に作用させるブレーキ力を予め定められた所定のブレーキ力以上に維持させるヒルホールドブレーキ制御が実行されている場合に、前記第２モータの出力トルクの制御を中止するように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の係合機構の制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記係合歯に形成された歯面の摩擦係数を推定する制御の実行中に、車両の走行要求があった場合に、前記摩擦係数を推定する制御を中止するように構成されている
   ことを特徴とする係合機構の制御装置。

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