図1は、本発明の一実施例である制御装置が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)を介して直接に連結された差動部11と、その差動部11と駆動輪38との間の動力伝達経路で伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている有段式の変速機として機能する変速部としての自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この変速機構10は、車両において縦置きされるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両に好適に用いられるものであり、入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン8と一対の駆動輪38(図5参照)との間に設けられて、エンジン8からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置(終減速機)36および一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪38へ伝達する。
このように、本実施例の変速機構10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16と、伝達部材18と一体的に回転するように設けられている第2電動機M2とを備えている。なお、この第2電動機M2は伝達部材18から駆動輪38までの間の動力伝達経路を構成するいずれの部分に設けられてもよい。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24と、切換クラッチC0および切換ブレーキB0とを主体的に備えている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。また、切換ブレーキB0は第1サンギヤS1とケース12との間に設けられ、切換クラッチC0は第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1との間に設けられている。それら切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放されると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、差動部11(動力分配機構16)は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部11は所謂無段変速状態(電気的CVT状態)とされて、エンジン8の所定回転に拘わらず伝達部材18の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構16が差動状態とされると差動部11も差動状態とされ、差動部11はその変速比γ0(入力軸14の回転速度/伝達部材18の回転速度)が最小値γ0min から最大値γ0max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。
この状態で、上記切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が係合させられると動力分配機構16は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチC0が係合させられて第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが一体的に係合させられると、動力分配機構16は第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、エンジン8の回転と伝達部材18の回転速度とが一致する状態となるので、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられて第1サンギヤS1がケース12に連結させられると、動力分配機構16は第1サンギヤS1が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部11も非差動状態とされる。また、第1リングギヤR1は第1キャリヤCA1よりも増速回転されるので、動力分配機構16は増速機構として機能するものであり、差動部11(動力分配機構16)は変速比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
このように、本実施例では、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0は、差動部11(動力分配機構16)の変速状態を差動状態すなわち非ロック状態と非差動状態すなわちロック状態とに、すなわち差動部11(動力分配機構16)を電気的な差動装置として作動可能な差動状態例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な無段変速作動しない変速状態例えば無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち1または2種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動しないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態(非差動状態)、換言すれば変速比が一定の1段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。
自動変速部20は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備えている。第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
自動変速部20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。このように、自動変速部20と伝達部材18とは自動変速部20の変速段を成立させるために用いられる第1クラッチC1または第2クラッチC2を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第1クラッチC1および第2クラッチC2は、伝達部材18と自動変速部20との間すなわち差動部11(伝達部材18)と駆動輪38との間の動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくとも一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第1クラッチC1および第2クラッチC2が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3は従来の車両用有段式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された変速機構10では、例えば、図2の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチC0、第1クラッチC1、第2クラッチC2、切換ブレーキB0、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3が選択的に係合作動させられることにより、第1速ギヤ段(第1変速段)乃至第5速ギヤ段(第5変速段)のいずれか或いは後進ギヤ段(後進変速段)或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構16に切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられており、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかが係合作動させられることによって、差動部11は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構10では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部11と自動変速部20とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構10は、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチC0および切換ブレーキB0の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部11も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
例えば、変速機構10が有段変速機として機能する場合には、図2に示すように、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、変速比γ1が最大値例えば「3.357」程度である第1速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値例えば「2.180」程度である第2速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.424」程度である第3速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチC0、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「1.000」程度である第4速ギヤ段が成立させられ、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0の係合により、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、変速比γRが第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値例えば「3.209」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「N」状態とする場合には、例えば切換クラッチC0のみが係合される。
しかし、変速機構10が無段変速機として機能する場合には、図2に示される係合表の切換クラッチC0および切換ブレーキB0が共に解放される。これにより、差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、自動変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体としてのトータル変速比(総合変速比)γTが無段階に得られるようになる。
図3は、無段変速部或いは第1変速部として機能する差動部11と有段変速部或いは第2変速部として機能する自動変速部20とから構成される変速機構10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、3本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸14に連結されたエンジン8の回転速度NEを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
また、差動部11を構成する動力分配機構16の3つの要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第2回転要素(第2要素)RE2に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。さらに、自動変速部20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部11では縦線Y1とY2との縦線間が「1」に対応する間隔に設定され、縦線Y2とY3との間隔はギヤ比ρ1に対応する間隔に設定される。また、自動変速部20では各第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(差動部11)において、第1遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)が入力軸14すなわちエンジン8に連結されるとともに切換クラッチC0を介して第2回転要素(第1サンギヤS1)RE2と選択的に連結され、第2回転要素RE2が第1電動機M1に連結されるとともに切換ブレーキB0を介してケース12に選択的に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1)RE3が伝達部材18および第2電動機M2に連結されて、入力軸14の回転を伝達部材18を介して自動変速部(有段変速部)20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
例えば、上記切換クラッチC0および切換ブレーキB0の解放により無段変速状態(差動状態)に切換えられたときは、第1電動機M1の回転速度を制御することによって直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転が上昇或いは下降させられると、車速Vに拘束される第1リングギヤR1の回転速度が略一定である場合には、直線L0と縦線Y2との交点で示される第1キャリヤCA1の回転速度が上昇或いは下降させられる。また、切換クラッチC0の係合により第1サンギヤS1と第1キャリヤCA1とが連結されると、動力分配機構16は上記3回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度NEと同じ回転で伝達部材18が回転させられる。或いは、切換ブレーキB0の係合によって第1サンギヤS1の回転が停止させられると動力分配機構16は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線L0は図3に示す状態となり、その直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1すなわち伝達部材18の回転速度は、エンジン回転速度NEよりも増速された回転で自動変速部20へ入力される。
また、自動変速部20において第4回転要素RE4は第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第5回転要素RE5は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第6回転要素RE6は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第7回転要素RE7は出力軸22に連結され、第8回転要素RE8は第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
自動変速部20では、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第4速では、切換クラッチC0が係合させられている結果、エンジン回転速度NEと同じ回転速度で第8回転要素RE8に差動部11すなわち動力分配機構16からの動力が入力される。しかし、切換クラッチC0に替えて切換ブレーキB0が係合させられると、差動部11からの動力がエンジン回転速度NEよりも高い回転速度で入力されることから、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および切換ブレーキB0が係合させられることにより決まる水平な直線L5と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第5速の出力軸22の回転速度が示される。
図4は、本実施例の変速機構10を制御するための電子制御装置40に入力される信号及びその電子制御装置40から出力される信号を例示している。この電子制御装置40は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン8、第1、第2電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
電子制御装置40には、図4に示す各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPWを示す信号、シフトポジションPSHを表す信号、エンジン8の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、ギヤ比列設定値を示す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸22の回転速度NOUTに対応する車速Vを表す信号、自動変速部20の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量Accを示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各車輪の車輪速を示す車輪速信号、変速機構10を有段変速機として機能させるために差動部11(動力分配機構16)を有段変速状態(ロック状態)に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、変速機構10を無段変速機として機能させるために差動部11(動力分配機構16)を無段変速状態(差動状態)に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第1電動機M1の回転速度NM1(以下、第1電動機回転速度NM1という)を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、第2電動機回転速度NM2という)を表す信号、エンジン8の空燃比A/Fを示す信号などが、それぞれ供給される。
また、上記電子制御装置40からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置43(図5参照)への制御信号例えばエンジン8の吸気管95に備えられた電子スロットル弁96の開度θTHを操作するスロットルアクチュエータ97への駆動信号や燃料噴射装置98によるエンジン8の各気筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置99によるエンジン8の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機M1およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(操作位置)表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するABSアクチュエータを作動させるためのABS作動信号、Mモードが選択されていることを表示させるMモード表示信号、差動部11や自動変速部20の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路42(図5参照)に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路42の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
図5は、電子制御装置40による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図5において、有段変速制御手段54は、自動変速部20の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された図6の実線および一点鎖線に示す関係(変速線図、変速マップ)から車速Vおよび自動変速部20の要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、自動変速部20の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部20の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部20の変速を実行する。このとき、有段変速制御手段54は、例えば図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令)を油圧制御回路42へ出力する。
ハイブリッド制御手段52は、変速機構10の前記無段変速状態すなわち差動部11の差動状態においてエンジン8を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン8と第2電動機M2との駆動力の配分や第1電動機M1の発電による反力を最適になるように変化させて差動部11の電気的な無段変速機としての変速比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第2電動機M2のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとなるようにエンジン8を制御するとともに第1電動機M1の発電量を制御する。
ハイブリッド制御手段52は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部20の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン8を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度NEと車速Vおよび自動変速部20の変速段で定まる伝達部材18の回転速度とを整合させるために、差動部11が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段52は例えばエンジン回転速度NEとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)TEとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)を予め記憶しており、その最適燃費率曲線に沿ってエンジン8が作動させられるように、例えば目標出力(トータル目標出力、要求駆動力)を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクTEとエンジン回転速度NEとなるように変速機構10のトータル変速比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部11の変速比γ0を制御し、トータル変速比γTをその変速可能な変化範囲内例えば13〜0.5の範囲内で制御する。
このとき、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1により発電された電気エネルギをインバータ58を通して蓄電装置60や第2電動機M2へ供給するので、エンジン8の動力の主要部は機械的に伝達部材18へ伝達されるが、エンジン8の動力の一部は第1電動機M1の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ58を通してその電気エネルギが第2電動機M2へ供給され、その第2電動機M2が駆動されて第2電動機M2から伝達部材18へ伝達される。この電気エネルギの発生から第2電動機M2で消費されるまでに関連する機器により、エンジン8の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
ハイブリッド制御手段52は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ97により電子スロットル弁96を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置98による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置99による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置43に出力して必要なエンジン出力を発生するようにエンジン8の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。例えば、ハイブリッド制御手段52は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度信号Accに基づいてスロットルアクチュエータ60を駆動し、アクセル開度Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させるようにスロットル制御を実行する。
前記図6の実線Aは、車両の発進/走行用(以下、走行用という)の駆動力源をエンジン8と電動機例えば第2電動機M2とで切り換えるための、言い換えればエンジン8を走行用の駆動力源として車両を発進/走行(以下、走行という)させる所謂エンジン走行と第2電動機M2を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図6に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線(実線A)を有する予め記憶された関係は、車速Vと駆動力関連値である出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図(駆動力源マップ)の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図6中の実線および一点鎖線に示す変速線図(変速マップ)と共に記憶手段56に予め記憶されている。
そして、ハイブリッド制御手段52は、例えば図6の駆動力源切換線図から車速Vと要求出力トルクTOUTとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行は、図6から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクTOUT時すなわち低エンジントルクTE時、或いは車速Vの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
ハイブリッド制御手段52は、このモータ走行時には、停止しているエンジン8の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によって、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部11の差動作用によりエンジン回転速度NEを零乃至略零に維持する。
ハイブリッド制御手段52は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン8の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン8の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段90を備えている。このエンジン始動停止制御手段90は、ハイブリッド制御手段52により例えば図6の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行と切換えが判断された場合に、エンジン8の始動または停止を実行する。
例えば、エンジン始動停止制御手段90は、図6の実線Bの点a→点bに示すように、アクセルペダルが踏込操作されて要求出力トルクTOUTが大きくなり車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第1電動機M1に通電して第1電動機回転速度NM1を引き上げることで、すなわち第1電動機M1をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度NEを引き上げ、所定のエンジン回転速度NE’例えば自律回転可能なエンジン回転速度NEで点火装置99により点火させるようにエンジン8の始動を行って、ハイブリッド制御手段52によるモーター走行からエンジン走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段90は、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き上げることでエンジン回転速度NEを速やかに所定のエンジン回転速度NE’まで引き上げてもよい。これにより、良く知られたアイドル回転速度NEIDL以下のエンジン回転速度領域における共振領域を速やかに回避できて始動時の振動が抑制される。
また、エンジン始動停止制御手段90は、図6の実線Bの点b→点aに示すように、アクセルペダルが戻されて要求出力トルクTOUTが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置98により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン8の停止を行って、ハイブリッド制御手段52によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段90は、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き下げることでエンジン回転速度NEを速やかに零乃至略零まで引き下げてもよい。これにより、上記共振領域を速やかに回避できて停止時の振動が抑制される。或いは、エンジン始動停止制御手段90は、フューエルカットより先に、第1電動機回転速度NM1を引き下げてエンジン回転速度NEを引き下げ、所定のエンジン回転速度NE’でフューエルカットするようにエンジン8の停止を行ってもよい。
また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第1電動機M1からの電気エネルギおよび/または蓄電装置60からの電気エネルギを第2電動機M2へ供給し、その第2電動機M2を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行には、エンジン走行+モータ走行も含むものとする。
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によってエンジン8の運転状態を維持させられる。例えば、車両停止時に蓄電装置60の充電容量SOCが低下して第1電動機M1による発電が必要となった場合には、エンジン8の動力により第1電動機M1が発電させられてその第1電動機M1の回転速度が引き上げられ、車速Vで一意的に決められる第2電動機回転速度NM2が車両停止状態により零(略零)となっても動力分配機構16の差動作用によってエンジン回転速度NEが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
また、ハイブリッド制御手段52は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1および/または第2電動機回転速度NM2を制御してエンジン回転速度NEを任意の回転速度に維持させられる。例えば、図3の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段52はエンジン回転速度NEを引き上げる場合には、車速Vに拘束される第2電動機回転速度NM2を略一定に維持しつつ第1電動機回転速度NM1の引き上げを実行する。
増速側ギヤ段判定手段62は、変速機構10を有段変速状態とする際に切換クラッチC0および切換ブレーキB0のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて記憶手段56に予め記憶された前記図6に示す変速線図に従って変速機構10の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第5速ギヤ段であるか否かを判定する。
切換制御手段50は、車両状態に基づいて前記差動状態切換装置(切換クラッチC0、切換ブレーキB0)の係合/解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、切換制御手段50は、記憶手段56に予め記憶された前記図6の破線および二点鎖線に示す関係(切換線図、切換マップ)から車速Vおよび要求出力トルクTOUTで示される車両状態に基づいて、変速機構10(差動部11)の変速状態を切り換えるべきか否かを判断して、すなわち変速機構10を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは変速機構10を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより変速機構10の切り換えるべき変速状態を判断して、変速機構10を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。
具体的には、切換制御手段50は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段54に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御手段54は、記憶手段56に予め記憶された例えば図6に示す変速線図に従って自動変速部20の自動変速を実行する。例えば記憶手段56に予め記憶された図2は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちC0、C1、C2、B0、B1、B2、B3の作動の組み合わせを示している。すなわち、変速機構10全体すなわち差動部11および自動変速部20が所謂有段式自動変速機として機能し、図2に示す係合表に従って変速段が達成される。
例えば、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段が判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が0.7の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を解放させ且つ切換ブレーキB0を係合させる指令を油圧制御回路42へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段62により第5速ギヤ段でないと判定される場合には、変速機構10全体として変速比が1.0以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段50は差動部11が固定の変速比γ0例えば変速比γ0が1の副変速機として機能させられるように切換クラッチC0を係合させ且つ切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。このように、切換制御手段50によって変速機構10が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における2種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部11が副変速機として機能させられ、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、変速機構10全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
しかし、切換制御手段50は、変速機構10を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、変速機構10全体として無段変速状態が得られるために差動部11を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチC0および切換ブレーキB0を解放させる指令を油圧制御回路42へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段52に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段54には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは記憶手段56に予め記憶された例えば図6に示す変速線図に従って自動変速部20を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段54により、図2の係合表内において切換クラッチC0および切換ブレーキB0の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段50により無段変速状態に切り換えられた差動部11が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部20が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部20の第1速、第2速、第3速、第4速の各ギヤ段に対しその自動変速部20に入力される回転速度すなわち伝達部材18の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって変速機構10全体として無段変速状態となりトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
ここで前記図6について詳述すると、図6は自動変速部20の変速判断の基となる記憶手段56に予め記憶された関係(変速線図、変速マップ)であり、車速Vと駆動力関連値である要求出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図6の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。
また、図6の破線は切換制御手段50による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速V1および判定出力トルクT1を示している。つまり、図6の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速V1の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクT1の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図6の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図6は判定車速V1および判定出力トルクT1を含む、車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして記憶手段56に予め記憶されてもよい。また、この切換線図は判定車速V1および判定出力トルクT1の少なくとも1つを含むものであってもよいし、車速Vおよび出力トルクTOUTの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Vと判定車速V1とを比較する判定式、出力トルクTOUTと判定出力トルクT1とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段50は、車両状態例えば実際の車速が判定車速V1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。また、切換制御手段50は、車両状態例えば自動変速部20の出力トルクTOUTが判定出力トルクT1を越えたときに変速機構10を有段変速状態とする。
また、差動部11を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第1電動機M1における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第1電動機M1、第2電動機M2、インバータ58、蓄電装置60、それらを接続する伝送路などの故障(フェイル)や、故障とか低温による機能低下が発生したような車両状態となる場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段50は変速機構10を優先的に有段変速状態としてもよい。
前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に1対1に対応するパラメータであって、駆動輪38での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部20の出力トルクTOUT、エンジントルクTE、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル弁開度θTH(或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量)とエンジン回転速度NEとに基づいて算出されるエンジントルクTEなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求(目標)エンジントルクTE、自動変速部20の要求(目標)出力トルクTOUT、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクTOUT等からデフ比、駆動輪38の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
また、例えば判定車速V1は、高速走行において変速機構10が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において変速機構10が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクT1は、車両の高出力走行において第1電動機M1の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第1電動機M1を小型化するために、例えば第1電動機M1からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第1電動機M1の特性に応じて設定されている。
図7は、エンジン回転速度NEとエンジントルクTEとをパラメータとして切換制御手段50により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための境界線としてのエンジン出力線を有し、記憶手段56に予め記憶された切換線図(切換マップ、関係)である。切換制御手段50は、図6の切換線図に替えてこの図7の切換線図からエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとに基づいて、それらのエンジン回転速度NEとエンジントルクTEとで表される車両状態が無段制御領域内であるか或いは有段制御領域内であるかを判定してもよい。また、この図7は図6の破線を作るための概念図でもある。言い換えれば、図6の破線は図7の関係図(マップ)に基づいて車速Vと出力トルクTOUTとをパラメータとする二次元座標上に置き直された切換線でもある。
図6の関係に示されるように、出力トルクTOUTが予め設定された判定出力トルクT1以上の高トルク領域、或いは車速Vが予め設定された判定車速V1以上の高車速領域が、有段制御領域として設定されているので有段変速走行がエンジン8の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。
同様に、図7の関係に示されるように、エンジントルクTEが予め設定された所定値TE1以上の高トルク領域、エンジン回転速度NEが予め設定された所定値NE1以上の高回転領域、或いはそれらエンジントルクTEおよびエンジン回転速度NEから算出されるエンジン出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン8の比較的高トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、無段変速走行がエンジン8の比較的低トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力時すなわちエンジン8の常用出力域において実行されるようになっている。図7における有段制御領域と無段制御領域との間の境界線は、高車速判定値の連なりである高車速判定線および高出力走行判定値の連なりである高出力走行判定線に対応している。
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、変速機構10が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Vが前記判定車速V1を越えるような高速走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上させられる。また、出力トルクTOUTなどの前記駆動力関連値が判定トルクT1を越えるような高出力走行では変速機構10が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン8の出力が駆動輪38へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第1電動機M1が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第1電動機M1が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第1電動機M1或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態(定変速状態)に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば図8に示すような有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度NEの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化が楽しめる。
このように、本実施例の差動部11(変速機構10)は無段変速状態と有段変速状態(定変速状態)とに選択的に切換え可能であって、前記切換制御手段50により車両状態に基づいて差動部11の切り換えるべき変速状態が判断され、差動部11が無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。また、本実施例では、ハイブリッド制御手段52により車両状態に基づいてモータ走行或いはエンジン走行が実行されるが、このエンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン始動停止制御手段90によりエンジン8の始動または停止が行われる。
このとき、車両状態によっては、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なって実行される場合が考えられる。例えば、図6の実線Bの点a←→点cに示すように、アクセルペダルが大きく踏込操作されたり、アクセルペダルが大きく戻されたりして、車両状態がモータ走行領域とエンジン走行領域との間で変化すると同時に、無段制御領域と有段制御領域との間で変化する場合には、その変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが重なって実行される。そして、それら制御の実行タイミングによっては切換えショックが発生する可能性があった。
例えば、上記変速状態の切換えの際には、切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が係合或いは解放されるが、そのときの係合過渡油圧や解放過渡油圧またはその元圧であるライン圧は、例えばその係合時のショックを抑制するために差動部11への入力トルク(或いは自動変速部20への入力トルクTIN)すなわちエンジントルクTEに応じて制御される。そうすると、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが略同時に実行される場合、エンジン8の始動または停止に伴うエンジントルクTEの変動を考慮しながら変速状態の切換えを実行する必要があり、その作動が複雑になって切換制御手段50による変速状態の切換え制御性が低下して切換えショックが発生する可能性があった。
尚、本実施例では、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なって実行されることを多重という。
そこで、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なって実行されることにより発生する切換えショックを抑制するように制御を実行する。以下に、その制御作動について説明する。
図5に戻り、同時切換判定手段80は、前記切換制御手段50による変速状態の切換えと前記ハイブリッド制御手段52によるモータ走行とエンジン走行との切換えすなわち前記エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止との同時切換えが発生したか否か、すなわち変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが重なって実行されるか否かを判定する。
例えば、同時切換判定手段80は、切換制御手段50により車両状態に基づいて差動部11の切り換えるべき変速状態が判断されすなわち差動部11の変速状態の切換えが判断され、且つハイブリッド制御手段52により車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行との切換えが判断されたことによってエンジン始動停止制御手段90により切り換えるべきエンジン8の作動状態が判断された場合すなわちエンジン8の始動または停止が判断された場合に、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なると判定する。
例えば、図6に示す実線Bの点a→点cは、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが重なる場合の一例であって、変速機構10が無段変速状態であり且つエンジン8の作動状態が停止状態でのモータ走行中であるときに、アクセルペダルが大きく踏み込まれたことにより要求出力トルクTOUTが大きくされることで車両状態が点a→点cの如く変化させられて、切換制御手段50により変速機構10の無段変速状態から有段変速状態への切換が判断され、且つハイブリッド制御手段52によりモータ走行からエンジン走行への切換えが判断されたことでエンジン始動停止制御手段90によりエンジン8の始動が判断された場合を示している。ここでの出力トルクTOUTは運転者のアクセルペダル操作量Accに基づいて算出される要求出力トルクTOUTとする。
また、同様に、図6に示す実線Bの点c→点aは、変速機構10が有段変速状態であり且つエンジン8の作動状態が運転状態でのエンジン走行中であるときに、アクセルペダルが大きく戻されたことにより要求出力トルクTOUTが小さくされることで車両状態が点c→点aの如く変化させられて、切換制御手段50により変速機構10の有段変速状態から無段変速状態への切換が判断され、且つハイブリッド制御手段52によりエンジン走行からモータ走行への切換えが判断されたことでエンジン始動停止制御手段90によりエンジン8の停止が判断された場合を示している。
実行制御手段82は、前記切換制御手段50による差動部11の無段変速状態と有段変速状態との切換えと、前記ハイブリッド制御手段52によるモータ走行とエンジン走行との切換えとが重なる場合には、すなわち前記同時切換判定手段80により切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なって実行されると判定された場合には、その変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが重なって実行されないように、すなわち同時に実行されないように、その変速状態の切換えとそのエンジン8の始動または停止との少なくとも一方を実行させる。これにより、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なって実行されることによる切換えショックが抑制(回避)される。
例えば、実行制御手段82は、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止との何れか一方を実行させた後、他方を実行させる。
具体的には、実行制御手段82は、エンジン始動停止制御手段90にエンジン8の始動または停止を先に実行させた後、切換制御手段50に変速状態の切換えを実行させる。これは、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動時には、第1電動機M1をスタータとして機能させるため、第1電動機回転速度NM1が速やかに変化させられるように変速機構10が無段変速状態とされる必要がある。そして、前記図6からも分かるように、通常、モータ走行中においては変速機構10は無段変速状態とされていることから、その無段変速状態のまま先にエンジン8の始動を実行させるのである。或いは、別の考えとしては、アクセルペダルが踏み込まれたことによりモータ走行からエンジン走行に切り換えられる場合には、速やかに要求駆動トルクが充足されて加速性能が向上することが望まれるため、先にエンジン8の始動を実行させるのである。
但し、エンジン走行からモータ走行に切り換えられる場合には、エンジン始動停止制御手段90により少なくともフューエルカットが実行されればよいので、実行制御手段82は、必ずしも先にエンジン8の停止を実行させなくともよい。つまり、実行制御手段82は、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の停止時には、予め定められた順序で、エンジン8の停止と変速状態の切換えとを実行させればよい。
例えば、エンジン8の停止時には、実行制御手段82は、切換制御手段50に変速状態の切換えを先に実行させた後、エンジン始動停止制御手段90にエンジン8の停止を実行させる。これは、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の停止時には、第1電動機回転速度NM1を速やかに低下させてエンジン回転速度NEを速やかに低下させるには、変速機構10が無段変速状態とされる必要がある。そこで、前記図6からも分かるように、通常、変速機構10の有段変速状態での走行中においてはエンジン走行とされているので、先に有段変速状態から無段変速状態へ切換えを実行させてから、エンジン8の停止を実行させるのである。
このように、実行制御手段82は、車両状態に基づいて、すなわちエンジン走行からモータ走行への切換えであるのか或いはモータ走行からエンジン走行への切換えであるのかに基づいて、エンジン8の始動または停止と変速状態の切換えとの実行順序、例えばエンジン8の始動または停止と変速状態の切換えとを順次実行させるときのその実行順序を変える。また、実行制御手段82は、エンジン8の始動または停止と変速状態の切換えとを順次実行させるときに、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止との何れか一方の制御が完了後、他方を実行させる所謂シーケンス制御を実行してもよい。
トルクアシスト制御手段86は、前記同時切換判定手段80により前記変速状態の切換えの実行と前記エンジン8の始動または停止の実行とが重なると判定され、実行制御手段82によるその変速状態の切換えとそのエンジン8の始動または停止との実行順序の制御中には、ハイブリッド制御手段52に第2電動機M2を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストを一時的に実行させる。
例えば、アクセルペダルが踏み込まれたことによりモータ走行からエンジン走行に切り換えられる場合には、速やかに要求駆動トルクが充足されて加速性能が向上することが望まれるため、言い換えればアクセルを踏んでいるのに自動変速部20の出力トルクの立ち上がりが遅れるのは良くないので、これを補うためにトルクアシスト制御手段86はハイブリッド制御手段52に一時的にトルクアシストを実行させる。
図9は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち前記変速状態の切換えと前記エンジン8の始動または停止とが重なって実行される場合の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。また、図10は、図9のフローチャートに示す制御作動を説明するタイムチャートであり、モータ走行中にエンジン走行への切換えと差動部11の無段変速状態から有段変速状態への切換えが略同時に判断された場合の例である。例えば、図10における同時切換え判断は、図6の実線Bの点a→点cに示すように、モータ走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれた車両状態が想定される。
先ず、前記同時切換判定手段80に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、前記切換制御手段50による変速状態の切換えと前記エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止との同時切換えが発生したか否かが判定される。図10のt1時点は、アクセルペダルが大きく踏み込まれたことにより要求出力トルクTOUTが大きくされることで車両状態が例えば図6の点a→点cの如く変化させられて、変速機構10の無段変速状態(非ロック状態)から切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)への切換えが判断され、且つモータ走行からエンジン走行への切換えが判断されたことでエンジン8の始動が判断されて、ロック状態への切換えとエンジン8の始動とが重なると判定されたことを示している。
前記S1の判断が否定される場合は前記エンジン始動停止制御手段90に対応するS2において、車両状態に基づくハイブリッド制御手段52によるモータ走行領域とエンジン走行領域との判断に基づいて、多重ではないが単独で、エンジン8の始動または停止を実行するか否かが判断される。このS2の判断が肯定される場合は前記エンジン始動停止制御手段90に対応するS3において、S2にて判断されたエンジン走行またはモータ走行となるようにエンジン8の始動または停止が実行され、その後本ルーチンが終了させられる。
前記S2の判断が否定される場合は前記切換制御手段50に対応するS4において、多重ではないが単独で、車両状態に基づいて差動部11の変速状態の切換えが発生したか否かが判断される。このS4の判断が肯定される場合は前記切換制御手段50に対応するS5において、S4にて判断された差動部11の変速状態となるように切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0の解放/係合を切り換える指令が油圧制御回路42に出力され、その後本ルーチンが終了させられる。また、このS4の判断が否定される場合はS6において、現在の車両走行状態が維持させられて、本ルーチンが終了させられる。
前記S1の判断が肯定される場合は前記実行制御手段82に対応するS7において、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止が先に実行させられる。次いで、前記実行制御手段82に対応するS8において、切換制御手段50による変速状態の切換えが実行させられる。
図10のt1時点乃至t2時点は、無段変速状態(非ロック状態)から切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)への切換制御に優先して、エンジン8の始動が無段変速状態において実行させられ、第1電動機M1をスタータとして機能させて第1電動機回転速度NM1が速やかに変化させられたことを示している。これにより、エンジン始動時の振動が抑制される。そして、t2時点に示すように、所定のエンジン回転速度NE’で点火させられる。エンジン8の始動後に、t3時点に示すように切換クラッチC0を係合する指令が油圧制御回路42へ出力され、t3時点乃至t4時点に示すように切換クラッチC0が係合されるように油圧が上昇され、t4時点に示すように切換クラッチC0の係合が完了してエンジン回転速度NEと第1電動機回転速度NM1とが同期回転させられる。
また、アクセルペダルが踏み込まれたことにより変速状態の切換えとエンジン8の始動との同時切換えが発生した場合に、エンジン8の始動と変速状態の切換えとのシーケンス制御が実行されることにより、アクセルを踏んでいるのに自動変速部20の出力トルクの立ち上がりが遅れるのは良くないので、これを補うためこの図10の実施例では、t1時点乃至t6時点に示すように、シーケンス制御中に第2電動機M2を用いたトルクアシストが一時的に実行される。
ここで、同時切換えが発生した場合において、エンジン走行からモータ走行に切り換えられるためにエンジン8の停止が行われる場合には、少なくともフューエルカットが実行されればよいので、必ずしも前記S7においてエンジン8の停止が先に実行させられなくともよい。例えば、図9において、アクセルペダルが戻されたことにより変速状態の切換えとエンジン8の停止との同時切換えが発生して前記S1の判断が肯定される場合は前記実行制御手段82に対応するS7において、切換制御手段50による変速状態の切換えが先に実行させられ、次いで、前記実行制御手段82に対応するS8において、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の停止が実行させられる。
図11は、図9のフローチャートのS7において変速状態の切換えが実行させられ、S8においてエンジン8の始動または停止が実行させられるように、その図9のフローチャートが変更された図示しないフローチャートの制御作動を説明するタイムチャートであり、エンジン走行中にモータ走行への切換えと差動部11の有段変速状態から無段変速状態への切換えが略同時に判断された場合の例である。例えば、図11における同時切換え判断は、図6の実線Bの点c→点aに示すように、エンジン走行中にアクセルペダルが大きく戻された車両状態が想定される。
図11のt1時点は、アクセルペダルが大きく戻されたことにより要求出力トルクTOUTが小さくされることで車両状態が例えば図6の点c→点aの如く変化させられて、変速機構10の切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)から無段変速状態(非ロック状態)への切換が判断され、且つエンジン走行からモータ走行への切換えが判断されたことでエンジン8の停止が判断されて、非ロック状態への切換えとエンジン8の停止とが重なると判定されたことを示している。
また、t2時点は、エンジン8の停止に優先して、切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)から無段変速状態(非ロック状態)へ切り換えるために、切換クラッチC0を解放する指令が油圧制御回路42へ出力されたことを示している。そして、t2時点乃至t3時点に示すように切換クラッチC0が解放されるように油圧が低下され、t3時点に示すように切換クラッチC0の解放が完了してフューエルカットが実行されてエンジン8が停止される。さらに、t3時点乃至t4時点に示すように、無段変速状態において第1電動機回転速度NM1が速やかに引き下げられてエンジン回転速度NEが速やかに零乃至略零まで引き下げられる。これにより、エンジン回転停止時の振動が抑制される。この、図11の実施例は、エンジン走行からモータ走行への切換えであるので、t3時点以降に示すように、エンジン停止後は第2電動機M2を駆動してトルクを出す。
上述のように、本実施例によれば、切換制御手段50による差動部11(動力分配機構16)を無段変速状態と有段変速状態とに選択的に切り換える変速状態の切換えと、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とが重なる場合には、実行制御手段82によりその変速状態の切換えとそのエンジン8の始動または停止との何れか一方が実行させられるので、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが重なって実行されることによる切換えショックが抑制される。
例えば、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが重なって実行されることによりエンジン8の始動または停止に伴うエンジントルクTE変化の影響を受けて切換制御手段50による変速状態の切換制御性が低下して切換えショックが発生することが考えられるが、モータ走行からエンジン走行へ切り換えるような車両状態すなわちエンジン始動時となる車両状態である場合には、実行制御手段82により前記エンジン8の始動が先に実行させられた後、前記変速状態の切換えが実行させられるので、変速状態の切換えとエンジン8の始動とが重なって実行されることが回避されると共にそれぞれの制御が単独で実行されるので、切換えショックが抑制される。或いはまた、エンジン8の始動が優先して実行されるので、速やかに要求駆動トルクが充足されて加速性能が向上する。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例の変速機構10は、自動変速部20を備えており、有段変速制御手段54により車両状態に基づいてその自動変速部20の変速が実行される。そして、車両状態によっては、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とに加え、更に有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が重なって実行される場合が考えられる。
例えば、図6の実線Cの点d←→点eに示すように、アクセルペダルが大きく踏込操作されたり、アクセルペダルが大きく戻されたりして、車両状態がモータ走行領域とエンジン走行領域との間で変化すると同時に無段制御領域と有段制御領域との間で変化することに加え、変速線(アップシフト線、ダウンシフト線)を横切るような場合には、その変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速とが重なって実行される。
例えば、上記自動変速部20の変速の際には、自動変速部20内の油圧式摩擦係合装置(クラッチC、ブレーキB)の係合過渡油圧や解放過渡油圧またはその元圧であるライン圧は、自動変速部20の変速時のショックを抑制するために、例えば自動変速部20への入力トルクTINすなわちエンジントルクTEに応じて制御される。そうすると、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とが略同時に実行され、更に自動変速部20の変速が重なって実行される場合、変速状態の切換えやエンジン8の始動または停止に伴う自動変速部20の入力トルクTINの変化等を考慮しながら自動変速部20の変速を実行する必要があり、更に制御が複雑になって切換えショックが発生する可能性があった。
尚、前記多重には、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止とに加え、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が重なって実行される場合も含むものとする。
そこで、前記同時切換判定手段80は、前述の実施例に替えて或いは加えて、変速状態の切換えと、モータ走行とエンジン走行との切換えと、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速段の切換えとの同時切換えが発生したか否か、すなわち変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速とが重なって実行されるか否かを判定する。
例えば、同時切換判定手段80は、切換制御手段50により車両状態に基づいて差動部11の変速状態の切換えが判断され、ハイブリッド制御手段52により車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行との切換えが判断されたことによってエンジン始動停止制御手段90によりエンジン8の始動または停止が判断され、且つ有段変速制御手段54により車両状態に基づいて自動変速部20の変速が判断された場合に、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止と有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が重なると判定する。
例えば、図6に示す実線Cの点d→点eは、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速とが重なる場合の一例であって、変速機構10が無段変速状態であり且つエンジン8の作動状態が停止状態でのモータ走行中であるときに、アクセルペダルが大きく踏み込まれたことにより要求出力トルクTOUTが大きくされることで車両状態が点d→点eの如く変化させられて、切換制御手段50により変速機構10の無段変速状態から有段変速状態への切換が判断され、ハイブリッド制御手段52によりモータ走行からエンジン走行への切換えが判断されたことでエンジン始動停止制御手段90によりエンジン8の始動が判断され、且つ有段変速制御手段54により2速→1速ダウンシフトが判断された場合を示している。
また、同様に、図6に示す実線Cの点e→点dは、変速機構10が有段変速状態であり且つエンジン8の作動状態が運転状態でのエンジン走行中であるときに、アクセルペダルが大きく戻されたことにより要求出力トルクTOUTが小さくされることで車両状態が点e→点dの如く変化させられて、切換制御手段50により変速機構10の有段変速状態から無段変速状態への切換が判断され、ハイブリッド制御手段52によりエンジン走行からモータ走行への切換えが判断されたことでエンジン始動停止制御手段90によりエンジン8の停止が判断され、且つ有段変速制御手段54により1速→2速アップシフトが判断された場合を示している。
前記実行制御手段82は、前述の実施例に替えて或いは加えて、前記切換制御手段50による変速状態の切換えと前記エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とに加え、更に前記有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が重なる場合には、すなわち前記同時切換判定手段80により切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止と有段変速制御手段54による自動変速部20の変速とが重なって実行されると判定された場合には、その変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速とが重なって実行されないように、すなわち同時に実行されないように、その変速状態の切換えとそのエンジン8の始動または停止とその自動変速部20の変速との少なくとも一つを実行させる。これにより、切換制御手段50による変速状態の切換えとエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止と有段変速制御手段54による自動変速部20の変速とが重なって実行されることによる切換えショックが抑制(回避)される。
例えば、実行制御手段82は、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速との何れか一つを実行させ、他の一つを実行させ、残りの一つを実行させる。
具体的には、実行制御手段82は、前述の実施例に替えて或いは加えて、車両状態に基づく、すなわちエンジン走行からモータ走行への切換えであるのか或いはモータ走行からエンジン走行への切換えであるのかに基づくエンジン8の始動または停止と変速状態の切換えとの実行順序に加え、車両状態に基づいてエンジン8の始動または停止と変速状態の切換えと自動変速部20の変速との実行順序、例えばエンジン8の始動または停止と変速状態の切換えと自動変速部20の変速を順次実行させるときのその実行順序を変える。
例えば、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動時には、前述と同様に、変速状態の切換えに優先してエンジン8の始動が実行されるのはもちろんであるが、速やかに要求駆動トルクが充足されるように、自動変速部20の変速にも優先して、すなわちエンジン始動停止制御手段90にエンジン8の始動を最優先で実行させる。
前記トルクアシスト制御手段86は、前述の実施例に替えて或いは加えて、前記同時切換判定手段80により前記変速状態の切換えの実行と前記エンジン8の始動または停止の実行と前記自動変速部20の変速の実行とが重なると判定され、実行制御手段82によるその変速状態の切換えとそのエンジン8の始動または停止とその自動変速部20の変速との実行順序の制御中には、ハイブリッド制御手段52に第2電動機M2を駆動してエンジン8の動力を補助するトルクアシストを一時的に実行させる。
例えば、前述と同様に、アクセルペダルが踏み込まれたことによりモータ走行からエンジン走行に切り換えられる場合に、トルクアシスト制御手段86はハイブリッド制御手段52に一時的にトルクアシストを実行させる。
図12は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわち前記変速状態の切換えと前記エンジン8の始動または停止と前記自動変速部20の変速とが重なって実行される場合の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図12は、前記図9のフローチャートに相当する図であり、自動変速部20の変速に関する判断と処理とが実行されるS9乃至S11が加えられていることが、その図9と主に相違する。
また、図13は、図12のフローチャートに示す制御作動を説明するタイムチャートであり、モータ走行中にエンジン走行への切換えと、差動部11の無段変速状態から有段変速状態への切換えと、自動変速部20のダウンシフトとが略同時に判断された場合の例である。例えば、図13における同時切換え判断は、図6の実線Cの点d→点eに示すように、モータ走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれた車両状態が想定される。この図13は、前記図10のタイムチャートに相当する図であり、自動変速部20の変速に関する信号出力が加えられていることが、その図10と主に相違する。
図12および図13において、前記図9および図10と相違する部分について以下に主に説明し、その他の部分についてはその説明を省略する。
先ず、前記同時切換判定手段80に対応するS1において、前記切換制御手段50による変速状態の切換えと前記エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止と有段変速制御手段54による自動変速部20の変速との同時切換えが発生したか否かが判定される。図13のt1時点は、アクセルペダルが大きく踏み込まれたことにより要求出力トルクTOUTが大きくされることで車両状態が例えば図6の点d→点eの如く変化させられて、変速機構10の無段変速状態(非ロック状態)から切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)への切換が判断され、モータ走行からエンジン走行への切換えが判断されたことでエンジン8の始動が判断され、且つ自動変速部20の2速→1速ダウンシフトが判断されて、ロック状態への切換えとエンジン8の始動と自動変速部20のダウンシフトとが重なると判定されたことを示している。
また、前記S4の判断が否定される場合は前記有段変速制御手段54に対応するS9において、多重ではないが単独で、車両状態に基づいて自動変速部20の変速を実行すべきか否かが、すなわち自動変速部20の変速すべき変速段が判断される。このS9の判断が肯定される場合は前記有段変速制御手段54に対応するS10において、S9にて判断された変速段が得られるように、例えば図2に示す係合表に従って変速段が達成されるように油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令)が油圧制御回路42に出力され、その後本ルーチンが終了させられる。また、このS9の判断が否定される場合は前記S6において、現在の車両走行状態が維持させられて、本ルーチンが終了させられる。
前記S1の判断が肯定される場合は前記実行制御手段82に対応するS7において、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止が最優先で実行させられる。次いで、前記実行制御手段82に対応するS8において、切換制御手段50による変速状態の切換えが実行させられる。その後、前記実行制御手段82に対応するS11において、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が実行させられる。
図13のt1時点乃至t2時点は、無段変速状態(非ロック状態)から切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)への切換制御、および自動変速部20の2速→1速ダウンシフトの実行に優先して、エンジン8の始動が無段変速状態において実行させられ、第1電動機M1をスタータとして機能させて第1電動機回転速度NM1が速やかに変化させられたことを示している。これにより、エンジン始動時の振動が抑制される。そして、t2時点に示すように、所定のエンジン回転速度NE’で点火させられる。
エンジン8の始動後に、t3時点に示すように切換クラッチC0を係合する指令が油圧制御回路42へ出力され、t3時点乃至t4時点に示すように切換クラッチC0が係合されるように油圧が上昇され、t4時点に示すように切換クラッチC0の係合が完了してエンジン回転速度NEと第1電動機回転速度NM1と伝達部材18の回転速度が同期回転させられる。これにより、自動変速部20からその入力側を見ると、自動変速部20の入力回転速度(=伝達部材18の回転速度)がエンジン回転速度NEに固定される。
続いて、同じt4時点に示すように、2速→1速ダウンシフトを実行する指令すなわち第1速ギヤ段を成立させるように油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令)が油圧制御回路42に出力される。このとき、差動部11の変速状態の切換えと自動変速部20の変速との2つの制御系を略同時に実行しないので、それらの作動が容易になる。また、自動変速部20の変速時には、エンジン回転速度NEと第1電動機回転速度NM1と伝達部材18の回転速度が同期回転させられているので、車速Vと自動変速部20の変速比γとで一意的に決まる伝達部材18の回転速度の変化に合わせ、ロック状態のときには通常は自動変速部20の変速に伴って成り行きで変化するエンジン回転速度NEを第1電動機M1を用いて変化させても良い。これにより、自動変速部20の変速が速やかに実行され得る。
また、アクセルペダルが踏み込まれたことにより変速状態の切換えとエンジン8の始動と自動変速部20の変速との同時切換えが発生した場合に、エンジン8の始動と変速状態の切換えと自動変速部20の変速とのシーケンス制御が実行されることにより、アクセルを踏んでいるのに自動変速部20の出力トルクの立ち上がりが遅れるのは良くないので、これを補うためこの図13の実施例では、前記図10の実施例と同様に、t1時点乃至t6時点に示すように、シーケンス制御中に第2電動機M2を用いたトルクアシストが一時的に実行される。
ここで、同時切換えが発生した場合において、エンジン走行からモータ走行に切り換えられるためにエンジン8の停止が行われる場合には、少なくともフューエルカットが実行されればよいので、必ずしも前記S7においてエンジン8の停止が先に実行させられなくともよい。例えば、図12において、アクセルペダルが戻されたことにより変速状態の切換えとエンジン8の停止と自動変速部20の変速との同時切換えが発生して前記S1の判断が肯定される場合は前記実行制御手段82に対応するS7において、切換制御手段50による変速状態の切換えが先に実行させられ、次いで、前記実行制御手段82に対応するS8において、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の停止が実行させられ、さらに前記実行制御手段82に対応するS11において、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が実行させられる。
図14は、図12のフローチャートのS7において変速状態の切換えが実行させられ、S8においてエンジン8の始動または停止が実行させられるように、その図12のフローチャートが変更された図示しないフローチャートの制御作動を説明するタイムチャートであり、エンジン走行中にモータ走行への切換えと、差動部11の有段変速状態から無段変速状態への切換えと、自動変速部20のアップシフトとが略同時に判断された場合の例である。例えば、図14における同時切換え判断は、図6の実線Cの点e→点dに示すように、エンジン走行中にアクセルペダルが大きく戻された車両状態が想定される。この図14は、前記図11のタイムチャートに相当する図であり、自動変速部20の変速に関する信号出力が加えられていることが、その図11と主に相違する。
図14のt1時点は、アクセルペダルが大きく戻されたことにより要求出力トルクTOUTが小さくされることで車両状態が例えば図6の点e→点dの如く変化させられて、変速機構10の切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)から無段変速状態(非ロック状態)への切換が判断され、エンジン走行からモータ走行への切換えが判断されたことでエンジン8の停止が判断され、且つ自動変速部20の1速→2速アップシフトが判断されて、非ロック状態への切換えとエンジン8の停止と自動変速部20のアップシフトとが重なると判定されたことを示している。
また、t2時点は、エンジン8の停止および自動変速部20のアップシフトに優先して、切換クラッチC0の係合による有段変速状態(ロック状態)から無段変速状態(非ロック状態)へ切り換えるために、切換クラッチC0を解放する指令が油圧制御回路42へ出力されたことを示している。そして、t2時点乃至t3時点に示すように切換クラッチC0が解放されるように油圧が低下され、t3時点に示すように切換クラッチC0の解放が完了する。これにより、自動変速部20からその入力側を見ると、自動変速部20の入力回転速度(=伝達部材18の回転速度)がエンジン回転速度NEに固定されない。
そして、同じt3時点に示すように、フューエルカットが実行されてエンジン8が停止され、t3時点乃至t4時点に示すように、無段変速状態において、車速Vと自動変速部20の変速比γとで一意的に決まる伝達部材18の回転速度に拘束されることなく第1電動機回転速度NM1が速やかに引き下げられてエンジン回転速度NEが速やかに零乃至略零まで引き下げられる。これにより、エンジン回転停止時の振動が抑制される。
続いて、t4時点に示すように、1速→2速アップシフトを実行する指令すなわち第2速ギヤ段を成立させるように油圧式摩擦係合装置を係合および/または解放させる指令(変速出力指令)が油圧制御回路42に出力される。このとき、差動部11の変速状態の切換えと自動変速部20の変速との2つの制御系を略同時に実行しないので、それらの作動が容易になる。この、図14の実施例は、エンジン走行からモータ走行への切換えであるので、t3時点以降に示すように、エンジン停止後は第2電動機M2を駆動してトルクを出す。
上述のように、本実施例によれば、前述の実施例と同様の効果が得られると共に、切換制御手段50による変速状態の切換えと、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止とに加え、更に有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が重なる場合には、実行制御手段82によりその変速状態の切換えとそのエンジン8の始動または停止とその自動変速部20の変速との何れか一つが実行させられるので、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速とが重なって実行されることによる切換えショックが抑制される。
例えば、変速状態の切換えとエンジン8の始動または停止と自動変速部20の変速とが重なって実行されることにより、変速状態の切換えやエンジン8の始動または停止に伴う自動変速部20の入力トルクの変化等の影響を受けて有段変速制御手段54による自動変速部20の変速が複雑になって切換えショックが発生することが考えられるが、モータ走行からエンジン走行へ切り換えるような車両状態すなわちエンジン始動時となる車両状態である場合には、実行制御手段82により前記エンジン8の始動が最優先で実行させられた後、前記変速状態の切換えが実行させられ、その後前記自動変速部20の変速が実行させられるので、変速状態の切換えとエンジン8の始動と自動変速部20の変速とが重なって実行されることが回避されると共にそれぞれの制御が単独で実行されるので、切換えショックが抑制される。或いはまた、エンジン8の始動が優先して実行されるので、速やかに要求駆動トルクが充足されて加速性能が向上する。
図18は、手動操作により動力分配機構16の差動状態と非差動状態(ロック状態)すなわち変速機構10の無段変速状態と有段変速状態との切換えを選択するための変速状態手動選択装置としてのシーソー型スイッチ44(以下、スイッチ44と表す)の一例でありユーザにより手動操作可能に車両に備えられている。このスイッチ44は、ユーザが所望する変速状態での車両走行を選択可能とするものであり、無段変速走行に対応するスイッチ44の無段と表示された無段変速走行指令釦或いは有段変速走行に対応する有段と表示された有段変速走行指令釦がユーザにより押されることで、それぞれ無段変速走行すなわち変速機構10を電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態とするか、或いは有段変速走行すなわち変速機構10を有段変速機として作動可能な有段変速状態とするかが選択可能とされる。
前述の実施例では、例えば図6の関係図から車両状態の変化に基づく変速機構10の変速状態の自動切換制御作動を説明したが、その自動切換制御作動に替えて或いは加えて例えばスイッチ44が手動操作されたことにより変速機構10の変速状態が手動切換制御される。つまり、切換制御手段50は、スイッチ44の無段変速状態とするか或いは有段変速状態とするかの選択操作に従って優先的に変速機構10を無段変速状態と有段変速状態とに切り換える。例えば、ユーザは無段変速機のフィーリングや燃費改善効果が得られる走行を所望すれば変速機構10が無段変速状態とされるように手動操作により選択する。またユーザは有段変速機の変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度NEの変化を所望すれば変速機構10が有段変速状態とされるように手動操作により選択する。
また、スイッチ44に無段変速走行或いは有段変速走行の何れも選択されない状態である中立位置が設けられる場合には、スイッチ44がその中立位置の状態であるときすなわちユーザによって所望する変速状態が選択されていないときや所望する変速状態が自動切換のときには、変速機構10の変速状態の自動切換制御作動が実行されればよい。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、実行制御手段82は、多重の発生時にエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止がエンジン8の始動である場合には、エンジン始動停止制御手段90にエンジン8の始動を最優先で実行させたが、必ずしもエンジン8の始動を最優先で実行させる必要はない。例えば、有段変速制御手段54に自動変速部20の変速(ダウンシフト)を最優先で実行させてもよい。このようにしても、多重の発生が回避されて切換えショックが抑制されるし、或いはまた、エンジン8の始動より応答性が低下する可能性があるがダウンシフトにより速やかに要求駆動トルクが充足される。
また、前述の実施例では、実行制御手段82は、多重の発生時にシーケンス制御を実行したが、全ての制御を必ずしも実行させる必要はなく、各々の制御が重なって実行されないようにすなわち同時に実行されないように、少なくも一つを実行させるだけで、他の制御を実行させないすなわち他の制御の実行を解除(キャンセル)してもよい。例えば、有段変速状態におけるエンジン走行中にアクセルペダルが大きく戻されて多重が発生したような場合には、必ずしもエンジン8を停止する必要はなく、実行制御手段82は、切換制御手段50による変速状態の切換えおよび/または有段変速制御手段54による自動変速部20の変速を実行させて、モータ走行領域ではあるがエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の停止を実行させなくともよい。このようにしても、多重の発生が回避されて切換えショックが抑制される。
また、前述の実施例では、実行制御手段82は、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速を含めた多重の発生時に、有段変速制御手段54による自動変速部20の変速もシーケンス制御したが、この有段変速制御手段54による自動変速部20の変速だけは、切換制御手段50による変速状態の切換え或いはエンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動または停止と略同時に実施してもよい。
また、前述の実施例では、多重の発生時の切換制御手段50による変速状態の切換えとして、切換制御手段50により車両状態に基づいて差動部11の切り換えるべき変速状態が判断された場合を例示したが、この自動切換えだけでなく、例えばスイッチ44が手動操作されたことにより差動部11の変速状態が手動切換えされる場合であっても本発明は適用され得る。また、多重の発生時の有段変速制御手段54による自動変速部20の変速として、有段変速制御手段54により車両状態に基づいて自動変速部20の切り換えるべき変速段が判断された場合を例示したが、この自動変速だけでなく、例えば良く知られた自動変速部20の変速比を手動操作によって切り換えられる制御様式である所謂手動変速走行モード(Mモード)を備え、そのMモードにおいて自動変速部20が手動変速される場合であっても本発明は適用され得る。
また、前述の図12および図13に示す実施例において、ステップS11にて実行された有段変速制御手段54による自動変速部20の変速の終了時に合わせて、第1電動機M1により逆駆動トルクを加えたり回生制動トルクを発生させたりするなどして、自動変速部20への入力トルクのトルクダウンを実行しても良い。これにより、遅角制御やスロットル制御などのエンジン8のトルクダウンに比較して効果的に自動変速部20の変速ショックが抑制される。
また、前述の実施例では、同時切換判定手段80は、変速状態の切換え、エンジン8の始動または停止、および自動変速部20の変速の同時切換えが発生したか否かを、切換制御手段50による変速状態の切換判断、エンジン始動停止制御手段90によるエンジン8の始動判断または停止判断、且つ有段変速制御手段54による自動変速部20の変速判断により判断したが、例えば図6に示すマップから車両状態に基づいて直接的に判断しても良い。
また、前述の実施例の図10および図13のt1時点乃至t6時点に示す、第2電動機M2によるトルクアシストは、必ずしも実行されなくとも良い。
また、前述の実施例の変速機構10、70は、差動部11(動力分配機構16)が電気的な無段変速機として作動可能な差動状態とそれを非作動とする非差動状態(ロック状態)とに切り換えられることで無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成され、この無段変速状態と有段変速状態との切換えは差動部11が差動状態と非差動状態とに切換えられることによって行われていたが、例えば差動部11が差動状態のままであっても差動部11の変速比を連続的ではなく段階的に変化させることにより有段変速機として機能させられ得る。言い換えれば、差動部11の差動状態/非差動状態と、変速機構10、70の無段変速状態/有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、差動部11は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切換可能に構成される必要はなく、変速機構10、70(差動部11、動力分配機構16)が差動状態と非差動状態とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。
また、前述の実施例の動力分配機構16では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA1、S1、R1のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されてもよい。
また、前述の動力分配機構16には切換クラッチC0および切換ブレーキB0が備えられていたが、切換クラッチC0および切換ブレーキB0は必ずしも両方備えられる必要はない。また、上記切換クラッチC0は、サンギヤS1とキャリヤCA1とを選択的に連結するものであったが、サンギヤS1とリングギヤR1との間や、キャリヤCA1とリングギヤR1との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第1遊星歯車装置24の3要素のうちのいずれか2つを相互に連結するものであればよい。
また、前述の実施例の変速機構10、70では、ニュートラル「N」とする場合には切換クラッチC0が係合されていたが、必ずしも係合される必要はない。
また、前述の実施例では、切換クラッチC0および切換ブレーキB0などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
また、前述の実施例では、第2電動機M2が伝達部材18に連結されていたが、出力軸22に連結されていてもよいし、自動変速部20、72内の回転部材に連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部11すなわち動力分配機構16の出力部材である伝達部材18と駆動輪38との間の動力伝達経路に、自動変速部20、72が介装されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機、手動操作により変速段が切り換えられる同期噛み合い式の手動変速機等の他の形式の動力伝達装置(変速機)が設けられていてもよい。その無段変速機(CVT)の場合には、動力分配機構16が定変速状態とされることで全体として有段変速状態とされる。有段変速状態とは、電気パスを用いないで専ら機械的伝達経路で動力伝達することである。或いは、上記無段変速機は有段変速機における変速段に対応するように予め複数の固定された変速比が記憶され、その複数の固定された変速比を用いて自動変速部20、72の変速が実行されてもよい。或いは、自動変速部20、72は必ずしも備えられてなくとも本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、自動変速部20、72は伝達部材18を介して差動部11と直列に連結されていたが、入力軸14と平行にカウンタ軸が設けられそのカウンタ軸上に同心に自動変速部20、72が配設されてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20、72とは、例えば伝達部材18としてのカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および第2電動機M2に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態(定変速状態)では3段以上の変速機として機能するものであってもよい。
また、前述の実施例のスイッチ44はシーソー型のスイッチであったが、例えば押しボタン式のスイッチ、択一的にのみ押した状態が保持可能な2つの押しボタン式のスイッチ、レバー式スイッチ、スライド式スイッチ等の少なくとも無段変速走行(差動状態)と有段変速走行(非差動状態)とが択一的に切り換えられるスイッチであればよい。また、スイッチ44に中立位置が設けられる場合にその中立位置に替えて、スイッチ44の選択状態を有効或いは無効すなわち中立位置相当が選択可能なスイッチがスイッチ44とは別に設けられてもよい。また、スイッチ44に替えて或いは加えて、手動操作に因らず運転者の音声に反応して少なくとも無段変速走行(差動状態)と有段変速走行(非差動状態)とが択一的に切り換えられる装置や足の操作により切り換えられる装置等であってもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。