JP2006273305A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 駆動装置を小型化できたり、或いはまた燃費が向上させられる車両用駆動装置を提供すると共に、エンジンの始動時に車両の振動騒音の発生が抑制される制御装置を提供する。
【解決手段】 係合装置(切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0)を備えることで、変速機構10が無段変速状態と有段変速状態とに切り換えられて、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。また、上記変速機構10において、エンジン始動に際して、切換制御手段50により差動部11が無段変速状態に維持されるか、或いは差動部11が優先的に無段変速状態とされるので、エンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度N’以上に速やかに引き上げられ、所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジン始動時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
【選択図】 図6

Description

本発明は、車両用駆動装置の制御装置に係り、差動作用が作動可能な差動機構と電動機とを備える車両用駆動装置において、特に、電動機などを小型化する技術に関するものである。
エンジンの出力を第1電動機および出力軸へ分配する差動機構と、その差動機構の出力軸と駆動輪との間に設けられた第2電動機とを、備えた車両用駆動装置が知られている。例えば、特許文献1に記載されたハイブリッド車両用駆動装置がそれである。このようなハイブリッド車両用駆動装置では差動機構が例えば遊星歯車装置で構成され、その差動作用によりエンジンからの動力の主部を駆動輪へ機械的に伝達し、そのエンジンからの動力の残部を第1電動機から第2電動機への電気パスを用いて電気的に伝達することにより電気的に変速比が変更される変速機例えば電気的な無段変速機として機能させられ、エンジンを最適な作動状態に維持しつつ車両を走行させるように制御装置により制御されて燃費が向上させられる。
特開2003−127679号公報 特開平9−170533号公報 特開2000−316205号公報 特開2003−161181号公報
一般に、無段変速機は車両の燃費を良くする装置として知られている一方、有段式自動変速機のような歯車式伝動装置は伝達効率が良い装置として知られている。しかし、それ等の長所を兼ね備えた動力伝達機構は未だ存在しなかった。例えば、上記特許文献1に示すようなハイブリッド車両用駆動装置では、第1電動機から第2電動機への電気エネルギの電気パスすなわち車両の駆動力の一部を電気エネルギで伝送する伝送路を含むため、エンジンの高出力化に伴ってその第1電動機を大型化させねばならないとともに、その第1電動機から出力される電気エネルギにより駆動される第2電動機も大型化させねばならないので、駆動装置が大きくなるという問題があった。或いは、エンジンの出力の一部が一旦電気エネルギに変換されて駆動輪に伝達されるので、高速走行などのような車両の走行条件によってはかえって燃費が悪化する可能性があった。上記動力分配機構が電気的に変速比が変更される変速機例えば電気的CVTと称されるような無段変速機として使用される場合も、同様の課題があった。
ところで、前記特許文献1に示すようなハイブリッド車両では、第1電動機に通電してその回転速度を引き上げることで、すなわち第1電動機をスタータとして機能させることで、エンジンを回転駆動(クランキング)し、所定エンジン回転速度以上で例えば自律回転可能なエンジン回転速度以上で点火や燃料噴射などを行ってエンジンを始動している。
また、一般的に、車両においては様々な振動や騒音が発生する。例えば、その振動や騒音は、エンジンの周期的な気筒点火(爆発)やピストンの往復運動に伴うエンジントルクの変動による回転変動が強制源(振動源、振動強制力)となり、エンジンやトランスミッション(或いはトランスアクスル)などを結合したパワープラントとエンジンマウントとで構成されるエンジン懸架系、排気管系、車体系などの車両の振動系に伝達された振動がその車両の振動系の共振現象により増幅されて、車両各部に振動やこもり音が発生する現象である。
このような共振現象は、共振領域としての所定エンジン回転速度領域において発生することが良く知られている。例えば、その共振領域はエンジン回転速度がアイドル回転速度未満の所定エンジン回転速度領域であり、エンジン始動の際に、エンジン回転速度を引き上げる過程でその所定エンジン回転速度領域に入ることにより上記共振現象が発生する可能性があった。
そして、前記特許文献1に示すようなハイブリッド車両におけるエンジン始動時に、第1電動機の回転速度を速やかに引き上げてエンジン回転速度を速やかに所定エンジン回転速度以上に引き上げると、アイドル回転速度以下のエンジン回転速度領域における上記共振領域を速やかに通過できて始動時の振動や騒音が抑制されると考えられる。
そこで、上述したハイブリッド車両用駆動装置の課題を解決できるような車両用駆動装置においても、同様にエンジン始動時に車両に発生する振動や騒音が抑制されることが望まれる。
或いはまた、上述した共振現象は、エンジン停止の際に、エンジン回転速度を零に向かってすなわちエンジンの回転停止に向かって引き下げる過程で所定エンジン回転速度領域に入ることにより発生する可能性があることから、上述したハイブリッド車両用駆動装置の課題を解決できるような車両用駆動装置において、エンジン停止時に車両に発生する振動や騒音が抑制されることが望まれる。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンの出力を第1電動機および出力軸へ分配する差動作用が作動可能な差動機構とその差動機構から駆動輪への動力伝達経路に設けられた電動機とを備える車両用駆動装置において、その駆動装置を小型化できたり、或いはまた燃費が向上させられると共に、エンジンの始動時或いは停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制される制御装置を提供することにある。
すなわち、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、そのエンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有して電気的な無段変速機として作動可能な無段変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 前記差動機構に備えられ、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な無段変速状態とするための解放状態と前記無段変速部を電気的な無段変速作動しない非無段変速状態とするための係合状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、(c) 前記エンジンの始動に際して、前記無段変速部を前記無段変速状態とするエンジン始動時切換制御手段とを、含むことにある。
このようにすれば、差動状態切換装置により車両の駆動装置内の無段変速部が、電気的な無段変速作動可能な無段変速状態とその電気的な無段変速作動しない非無段変速状態例えば有段変速状態とに選択的に切り換えられることから、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域において、上記無段変速部が無段変速状態とされると車両の燃費性能が確保されるが、高速走行においてその無段変速部が非無段変速状態とされると専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達され、電気的に変速比が変更させられる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るので、燃費が向上させられる。また例えば、高出力走行においてその無段変速部が非無段変速状態とされると、電気的に変速比が変更させられる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、電動機が発生すべき電気的エネルギの最大値換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機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、前記無段変速状態と前記非無段変速状態とに切換え可能に構成される無段変速部を備えた上記駆動装置において、前記エンジンの始動に際して、エンジン始動時切換制御手段により前記無段変速部が前記無段変速状態とされるので、エンジン回転速度が車速に拘束されることがある無段変速部の非無段変速状態と異なり、エンジン回転速度を所定エンジン回転速度以上に例えば自律回転可能なエンジン回転速度以上に速やかに引き上げられ、共振現象が発生する共振領域として良く知られたエンジンアイドル回転速度未満の所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項2にかかる発明では、前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以上に引き上げて、前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御手段を更に含むものである。このようにすれば、エンジンの始動時に実際のエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得る。
また、請求項3にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動の際に車両の振動および/または騒音が所定値以上となるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、エンジンの始動に際して車両の振動および/または騒音が所定値以上となる共振現象が発生する上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項4にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、動力伝達経路が動力伝達可能状態のときに無段変速部が非無段変速状態とされてエンジン回転速度が車速に拘束される場合と異なり、エンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項5にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が完了されるまでは、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、エンジンの始動中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項6にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が開始されてからその始動に要する所定始動時間は、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、エンジンの始動中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項7にかかる発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、そのエンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有する差動部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 前記差動機構に備えられ、その差動機構を差動作用が働く非連結状態とその差動作用をしない連結状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、(c) 前記エンジンの始動に際して、前記差動機構を非連結状態とするエンジン始動時切換制御手段とを、含むことにある。
このようにすれば、差動状態切換装置により差動作用が働く非連結状態とその差動作用をしない連結状態とに差動機構が選択的に切り換えられることから、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域において、上記差動機構が非連結状態とされると車両の燃費性能が確保されるが、高速走行においてその差動機構が連結状態とされると専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達され、電気的に変速比が変更させられる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るので、燃費が向上させられる。また例えば、高出力走行においてその差動機構が連結状態とされると、電気的に変速比が変更させられる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、電動機が発生すべき電気的エネルギの最大値換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機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、前記非連結状態と前記連結状態とに切換え可能に構成される差動機構を備えた上記駆動装置において、前記エンジンの始動に際して、エンジン始動時切換制御手段により前記差動機構が非連結状態とされるので、エンジン回転速度が車速に拘束されることがある差動機構の連結状態と異なり、エンジン回転速度を所定エンジン回転速度以上に例えば自律回転可能なエンジン回転速度以上に速やかに引き上げられ、共振現象が発生する共振領域として良く知られたエンジンアイドル回転速度未満の所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項8にかかる発明では、前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以上に引き上げて、前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御手段を更に含むものである。このようにすれば、エンジンの始動時に実際のエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得る。
また、請求項9にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動の際に車両の振動および/または騒音が所定値以上となるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、エンジンの始動に際して車両の振動および/または騒音が所定値以上となる共振現象が発生する上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項10にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、動力伝達経路が動力伝達可能状態のときに差動機構が連結状態とされてエンジン回転速度が車速に拘束される場合と異なり、エンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項11にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が完了されるまでは、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、エンジンの始動中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項12にかかる発明では、前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が開始されてからその始動に要する所定始動時間は、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、エンジンの始動中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項13にかかる発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、そのエンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有して電気的な無段変速機として作動可能な無段変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 前記差動機構に備えられ、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な無段変速状態とするための解放状態と前記無段変速部を電気的な無段変速作動しない非無段変速状態とするための係合状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、(c) 前記エンジンの停止に際して、前記無段変速部を前記無段変速状態とするエンジン停止時切換制御手段とを、含むことにある。
このようにすれば、差動状態切換装置により車両の駆動装置内の無段変速部が、電気的な無段変速作動可能な無段変速状態とその電気的な無段変速作動しない非無段変速状態例えば有段変速状態とに選択的に切り換えられることから、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域において、上記無段変速部が無段変速状態とされると車両の燃費性能が確保されるが、高速走行においてその無段変速部が非無段変速状態とされると専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達され、電気的に変速比が変更させられる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るので、燃費が向上させられる。また例えば、高出力走行においてその無段変速部が非無段変速状態とされると、電気的に変速比が変更させられる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、電動機が発生すべき電気的エネルギの最大値換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機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、前記無段変速状態と前記非無段変速状態とに切換え可能に構成される無段変速部を備えた上記駆動装置において、前記エンジンの停止に際して、エンジン停止時切換制御手段により前記無段変速部が前記無段変速状態とされるので、エンジン回転速度が車速に拘束されることがある無段変速部の非無段変速状態と異なり、エンジン回転速度を所定エンジン回転速度領域以下に速やかに引き下げられ得て、例えば共振現象が発生する共振領域として良く知られたエンジンアイドル回転速度未満の所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項14にかかる発明では、前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以下に引き下げて、前記エンジンの停止を行うエンジン停止制御手段を更に含むものである。このようにすれば、エンジンの停止時に実際のエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得る。
また、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止の際に車両の振動および/または騒音が所定値以上となるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、エンジンの停止に際して車両の振動および/または騒音が所定値以上となる共振現象が発生する上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項15にかかる発明では、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、動力伝達経路が動力伝達可能状態のときに無段変速部が非無段変速状態とされてエンジン回転速度が車速に拘束される場合と異なり、エンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項16にかかる発明では、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が完了されるまでは、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、エンジンの停止中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項17にかかる発明では、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が開始されてからその停止に要する所定停止時間は、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである。このようにすれば、エンジンの停止中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項18にかかる発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、そのエンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構とその伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有する差動部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 前記差動機構に備えられ、その差動機構を差動作用が働く非連結状態とその差動作用をしない連結状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、(c) 前記エンジンの停止に際して、前記差動機構を非連結状態とするエンジン停止時切換制御手段とを、含むことにある。
このようにすれば、差動状態切換装置により差動作用が働く非連結状態とその差動作用をしない連結状態とに差動機構が選択的に切り換えられることから、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行となるようなエンジンの常用出力域において、上記差動機構が非連結状態とされると車両の燃費性能が確保されるが、高速走行においてその差動機構が連結状態とされると専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達され、電気的に変速比が変更させられる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るので、燃費が向上させられる。また例えば、高出力走行においてその差動機構が連結状態とされると、電気的に変速比が変更させられる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、電動機が発生すべき電気的エネルギの最大値換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機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、前記非連結状態と前記連結状態とに切換え可能に構成される差動機構を備えた上記駆動装置において、前記エンジンの停止に際して、エンジン停止時切換制御手段により前記差動機構が非連結状態とされるので、エンジン回転速度が車速に拘束されることがある差動機構の連結状態と異なり、エンジン回転速度を所定エンジン回転速度以下に速やかに引き下げられ得て、例えば共振現象が発生する共振領域として良く知られたエンジンアイドル回転速度未満の所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項19にかかる発明では、前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以下に引き下げて、前記エンジンの停止を行うエンジン停止制御手段を更に含むものである。このようにすれば、エンジンの停止時に実際のエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得る。
また、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止の際に車両の振動および/または騒音が所定値以上となるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、エンジンの停止に際して車両の振動および/または騒音が所定値以上となる共振現象が発生する上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項20にかかる発明では、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、動力伝達経路が動力伝達可能状態のときに差動機構が連結状態とされてエンジン回転速度が車速に拘束される場合と異なり、エンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項21にかかる発明では、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が完了されるまでは、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、エンジンの停止中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
また、請求項22にかかる発明では、前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が開始されてからその停止に要する所定停止時間は、前記差動機構を非連結状態とするものである。このようにすれば、エンジンの停止中はエンジン回転速度が上記所定エンジン回転速度領域を速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動および/または騒音の発生が抑制され得る。
ここで、好適には、前記無段変速部は、前記差動状態切換装置により前記差動機構が差動作用が働く非連結状態すなわち差動状態とされることで無段変速状態とされ、その差動作用をしない連結状態すなわちロック状態とされることで非無段変速状態例えば有段変速状態とされるものである。このようにすれば、無段変速部が、無段変速状態と非無段変速状態とに切り換えられる。
また、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに連結された第1要素と前記第1電動機に連結された第2要素と前記伝達部材に連結された第3要素とを有するものであり、前記差動状態切換装置は、前記非連結状態すなわち差動状態とするためにその第1要素乃至第3要素を相互に相対回転可能とし、前記連結状態すなわちロック状態とするためにその第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるか或いはその第2要素を非回転状態とするものである。このようにすれば、差動機構が差動状態とロック状態とに切り換えられるように構成される。
また、好適には、前記差動状態切換装置は、前記第1要素乃至第3要素を共に一体回転させるために前記第1要素乃至第3要素のうちの少なくとも2つを相互に連結するクラッチおよび/または前記第2要素を非回転状態とするために前記第2要素を非回転部材に連結するブレーキを備えたものである。このようにすれば、差動機構が差動状態とロック状態とに簡単に切り換えられるように構成される。
また、好適には、前記差動機構は、前記クラッチおよび前記ブレーキの解放により前記第1回転要素乃至第3回転要素を相互に相対回転可能な差動状態とされて電気的な差動装置とされ、前記クラッチの係合により変速比が1である変速機とされるか、或いは前記ブレーキの係合により変速比が1より小さい増速変速機とされるものである。このようにすれば、差動機構が差動状態とロック状態とに切り換えられるように構成されるとともに、単段または複数段の定変速比を有する変速機としても構成され得る。
また、好適には、前記差動機構動は遊星歯車装置であり、前記第1要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第3要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つの遊星歯車装置によって簡単に構成され得る。
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸方向寸法が小さくなる。また、差動機構が1つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
また、好適には、前記切換制御手段は、車両状態が前記差動機構を差動状態として電気的に変速比が変更させられる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のときに、その差動機構をロック状態に切り換えるものである。このようにすれば、差動機構が通常は差動状態とされる場合であっても優先的にロック状態とされることで、ロック状態ではあるが差動状態での走行と略同様の車両走行が確保される。
また、好適には、前記動力伝達経路の一部を構成する変速部を更に備え、その変速部の変速比と前記無段変速部の変速比とに基づいて前記車両用駆動装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、変速部の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになるので、無段変速部における電気的な無段変速制御としての制御の効率が一層高められる。
また、好適には、前記動力伝達経路の一部を構成する変速部を更に備え、その変速部の変速比と前記差動部の変速比とに基づいて前記車両用駆動装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、変速部の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。
また、好適には、前記変速部は有段式の自動変速機である。このようにすれば、無段変速部の無段変速状態において無段変速部と変速部とで無段変速機が構成され、無段変速部の非無段変速状態において無段変速部と変速部とで有段変速機が構成される。
また、好適には、前記変速部は有段式の自動変速機である。このようにすれば、差動機構の差動状態において差動機構と変速部とで無段変速機が構成され、差動機構のロック状態において差動機構と変速部とで有段変速機が構成される。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
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)などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部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、例えば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との間に設けられて、図6に示すようにエンジン8からの動力を駆動装置の他の一部として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、係合装置としての切換クラッチ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が解放されるとすなわち解放状態へ切り換えられると、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が係合されるとすなわち係合状態へ切り換えられると、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とが一体的に連結させられると、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連結状態すなわち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非無段変速状態例えば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連結状態すなわち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非無段変速状態例えば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(非連結状態)と非差動状態すなわちロック状態(連結状態)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非無段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。上記非連結状態には、切換クラッチC0および切換ブレーキB0が完全に解放されている状態以外に、切換クラッチC0或いは切換ブレーキB0が半係合(スリップ)状態である場合も含めて良い。
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、それが介挿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N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N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N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N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N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に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温TEMPを表す信号、シフトレバー92(図5参照)の操作位置であるシフトポジション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Nを表す信号、ギヤ比列設定値を表す信号、Mモード(手動変速走行モード)を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、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の作動油温を表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、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であるアクセル開度Accを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Gを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量(車重)を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、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表す信号、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表す信号、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を表す信号、蓄電装置60(図6参照)の充電容量(充電状態)SOCを表す信号などが、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6参照)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6参照)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は複数種類のシフトポジションPSHを人為的操作により切り換える切換装置90の一例を示す図である。この切換装置90は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションPSHを選択するために操作されるシフトレバー92を備えている。そのシフトレバー92は、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2のいずれの係合装置も係合されないような変速機構10内つまり自動変速部20内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部20の出力軸22をロックするための駐車ポジション「P(パーキング)」、後進走行のための後進走行ポジション「R(リバース)」、変速機構10内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「N(ニュートラル)」、前進自動変速走行ポジション「D(ドライブ)」、または前進手動変速走行ポジション「M(マニュアル)」へ手動操作されるように設けられている。
例えば、上記シフトレバー92の各シフトポジションへの手動操作に連動してそのシフトレバー92に機械的に連結された油圧制御回路42内のマニュアル弁が切り換えられて、図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「D」等が成立するように油圧制御回路42が機械的に切り換えられる。また、「D」または「M」ポジションにおける図2の係合作動表に示す1st乃至5thの各変速段は、油圧制御回路42内の電磁弁が電気的に切り換えられることにより成立させられる。
上記「P」乃至「M」ポジションに示す各シフトポジションにおいて、「P」ポジションおよび「N」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2のいずれもが解放されるような自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第1クラッチC1および第2クラッチC2による動力伝達経路の動力伝達遮断状態への切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第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ような自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第1クラッチC1および/または第2クラッチC2による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー92が「P」ポジション或いは「N」ポジションから「R」ポジションへ手動操作されることで、第2クラッチC2が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー92が「N」ポジションから「D」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第1クラッチC1が係合されて自動変速部20内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、「D」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「M」ポジションにおける例えば「4」レンジ乃至「L」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。
上記「M」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「D」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー92が「M」ポジションへ操作されることにより、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかがシフトレバー92の操作に応じて変更される。具体的には、この「M」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「+」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー92がそれ等のアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「D」レンジ乃至「L」レンジの何れかが選択される。例えば、「M」ポジションにおいて選択される「D」レンジ乃至「L」レンジの5つの変速レンジは、変速機構10の自動変速制御が可能なトータル変速比γTの変化範囲における高速側(変速比が最小側)のトータル変速比γTが異なる複数種類の変速レンジであり、また自動変速部20の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段(ギヤ段)の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー92はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「+」およびダウンシフト位置「−」から、「M」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、切換装置90にはシフトレバー92の各シフトポジションを検出するための図示しないシフトポジションセンサが備えられており、そのシフトレバー92のシフトポジションPSHを表す信号や「M」ポジションにおける操作回数等を電子制御装置40へ出力する。
図6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6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7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開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その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NとエンジントルクT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N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。例えば、ハイブリッド制御手段52は、エンジン回転速度Nとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)Tとで構成され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求められた図示しないエンジン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Tとエンジン回転速度N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。また、このエンジン出力制御装置43は、ハイブリッド制御手段52による指令に従って、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を開閉する他、燃料噴射装置98により燃料噴射をし、イグナイタ等の点火装置99により点火する。
また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能によってモータ走行させることができる。例えば、前記図7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7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7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7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7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T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。よって、車両発進に関しては、通常はモータ発進が実行される。但し、例えば図7の駆動力源切換線図のモータ走行領域を超える要求出力トルクTOUTすなわち要求エンジントルクTとされる程大きくアクセルペダルが踏込操作されるような車両状態によっては、エンジン発進も通常実行される。
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の差動作用により必要に応じてエンジン回転速度N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エンジン始動停止制御手段80を、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80を備えている。或いは、ハイブリッド制御手段52は、シフトレバー92が「P」ポジションや「N」ポジションの車両停止状態であるときに、必要に応じてエンジン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エンジン始動停止制御手段80を備えている。
ハイブリッド制御手段52は、エンジン始動条件成立判定手段として機能するものであって、エンジン8を始動するためのエンジン始動条件が成立したか否かを判定する。例えば、ハイブリッド制御手段52は、図7の実線Bの点a→点bや点a→点c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ときに、エンジン始動条件が成立したと判定する。或いは、ハイブリッド制御手段52は、アクセルオフの減速走行中の良く知られたフューエルカット作動からの復帰を、アクセルペダルの踏込操作などに基づいて判断したときに、エンジン始動条件が成立したと判定する。或いは、ハイブリッド制御手段52は、上記車両停止状態でのエンジン停止時に、蓄電装置60の充電状態SOCを表す信号に基づいて実際の充電状態SOCが規定値未満であることを判断したときに、エンジン始動条件が成立したと判定する。或いは、ハイブリッド制御手段52は、上記車両停止状態でのエンジン停止時に、エンジン水温TEMPを表す信号や触媒温度を表す信号に基づいてエンジン8や触媒装置の暖機が必要であることを判断したときに、エンジン始動条件が成立したと判定する。上記充電状態SOCの規定値は、その規定値未満の充電状態SOCにおいてはエンジン8を作動させて第1電動機M1の発電による蓄電装置60の充電が必要とされる充電状態SOCとして予め実験等により定められて記憶されている値である。
そして、前記エンジン始動停止制御手段80は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定された場合にはエンジン8の始動を実行するエンジン始動制御手段として機能する。例えば、エンジン始動停止制御手段80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Nを所定エンジン回転速度N’以上例えばアイドル回転速度NEIDL以上の自律回転可能なエンジン回転速度N以上に引き上げ、燃料噴射装置98により燃料供給させ且つ点火装置99により点火させるようにしてエンジン8の始動を行う。
このとき、エンジン始動停止制御手段80は、車両の振動および/または騒音が所定値以上となる車両の振動系の共振が発生しやすい共振領域として良く知られたアイドル回転速度NEIDL以下の所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過できて始動時の振動および/または騒音が抑制されるように、このエンジン始動時には、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Nを速やかに(すなわち急速に)所定エンジン回転速度N’まで引き上げる。例えば、車両の振動および/または騒音が所定値以上とならないように、予め実験的に求められた速さでエンジン回転速度Nを所定エンジン回転速度N’まで引き上げる。本実施例では、以下、振動および/または騒音を振動騒音と表す。
上記車両の振動系の共振としては、例えばエンジン8や変速機構10などのパワープラントとエンジンマウントとで構成されるエンジン懸架系の共振、駆動系のねじり共振、排気系の共振、エンジン補機類の共振、駆動系の曲げ共振、駆動系の連成共振、車体系の共振、サスペンション構成部材の共振などが想定される。
また、上記所定エンジン回転速度領域NERは、例えば予め実験的に求めて記憶された車両の振動騒音が乗員の快適性の観点等を考慮した所定値以上とするような車両の振動系の共振が発生しやすいエンジン回転速度領域であって約200〜300rpm程度が想定される。この所定エンジン回転速度領域NERは、エンジン回転速度Nはもちろんであるがそれに加えて、例えば車速V、エンジン8の可変気筒の状態すなわち稼働しているエンジン8の気筒数、電磁駆動弁に代表される可変サイクルエンジンのサイクル数等で表される車両状態に基づいて定められてもよい。これは、同じエンジン回転速度Nや車速V等であっても上記車両状態の違いにより変速機構10の共振が発生したりしなかったりするためであり、変速機構10の共振の発生に影響を与える様々な車両状態を考慮して所定エンジン回転速度領域NERが定められる。
図8は、上記所定エンジン回転速度領域NERすなわち車両の振動騒音が所定値以上となる振動発生領域Aと、エンジン始動時にその振動発生領域Aを第1電動機M1を用いて通過する作動とを図3に相当する共線図上で説明する一例である。この図8の(a)は、変速機構10の第1速ギヤ段の場合の共線図であり、(b)は、変速機構10の後進ギヤ段の場合の共線図である。
図8において、直線L0aはエンジン回転停止状態のモータ走行時を示しており、また直線L0bはそのモーター走行からエンジン走行に切り換えるエンジン始動時に、実線Bに示すように第1電動機M1を用いて第1電動機回転速度NM1(第1サンギヤS1の回転速度、縦線Y1の回転速度)が引き上げられ、エンジン回転速度N(第1キャリヤCA1の回転速度、縦線Y2の回転速度)が所定エンジン回転速度N’に向かって引き上げられる途中の状態を示している。また、図8の斜線で示した領域Aは上記振動発生領域Aであって、所定エンジン回転速度N’以下に存在している。また、第2電動機回転速度NM2(第1リングギヤR1の回転速度、縦線Y3の回転速度)は、車速Vと自動変速部20の変速比γとで一意的に決定される為、第2電動機M2を用いてエンジン回転速度Nが速やかに引き上げられないことが分かる。そして、エンジン始動時には、直線L0aから直線L0bへのエンジン回転速度Nの変化の過程において、前記エンジン始動停止制御手段80によりその振動発生領域Aを速やかに通過するように、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nが急速に引き上げられる。
また、ハイブリッド制御手段52は、エンジン停止条件成立判定手段として機能するものであって、エンジン8への燃料供給を停止してエンジン8を停止するためのエンジン停止条件が成立したか否かを判定する。例えば、ハイブリッド制御手段52は、図7の実線Bの点b→点aや点c→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ときに、エンジン停止条件が成立したと判定する。或いは、ハイブリッド制御手段52は、上記車両停止状態でのエンジン運転時に、蓄電装置60の充電状態SOCを表す信号に基づいて実際の充電状態SOCが規定値以上であることを判断したときに、エンジン停止条件が成立したと判定する。或いは、ハイブリッド制御手段52は、上記車両停止状態でのエンジン運転時に、エンジン水温TEMPを表す信号や触媒温度を表す信号に基づいてエンジン8や触媒装置の暖機が完了したことを判断したときに、エンジン停止条件が成立したと判定する。或いは、ハイブリッド制御手段52は、アクセル開度Accに基づいてアクセルオフの減速走行であることを判断したときに、エンジン停止条件が成立したと判定する。
そして、前記エンジン始動停止制御手段80は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定された場合にはエンジン8の停止を実行するエンジン停止制御手段として機能する。例えば、エンジン始動停止制御手段80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作動によりエンジン8の停止を行う。このように、エンジン8への燃料供給が停止されてエンジン停止状態とされると、エンジントルクTが出力されず第1電動機M1は反力トルクが発生させられない空転状態とされるので、エンジン回転速度Nはエンジン回転停止状態すなわちエンジン回転速度Nが零となるように低下する。
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を駆動して駆動輪38にトルクを付与することにより、エンジン8の動力を補助するための所謂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N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Nを一定に維持したり任意の回転速度に回転制御させられる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段52は、エンジン回転速度Nを一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第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を任意の回転速度に回転制御することができる。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Nを引き上げる場合には、車速V(駆動輪38)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。
また、ハイブリッド制御手段52は、第1電動機M1を空転させることすなわち第1電動機M1により反力を発生させないことで差動部11をトルクの伝達が不能な状態すなわち差動部11内の動力伝達経路が遮断された動力伝達遮断状態(ニュートラル状態)と同等の状態とすることができる。
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7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係合装置(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7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7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7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。
変速機構10の変速状態の切換えと図5に示すような切換装置90におけるシフトレバー92の操作との関連を以下に説明する。例えば、シフトレバー92が「D」ポジションへ操作された場合には、図7に示す予め記憶された変速マップや切換マップに基づいて切換制御手段50により変速機構10の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段52により動力分配機構16の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段54により自動変速部20の自動変速制御が実行される。例えば、変速機構10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構10が例えば図2に示すような第1速ギヤ段乃至第5速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは変速機構10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の変速可能なトータル変速比γTの変化範囲内で自動変速制御される。この「D」ポジションは変速機構10の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード(自動モード)を選択するシフトポジションでもある。
また、例えば、シフトレバー92が「M」ポジションへ操作された場合には、変速レンジの最高速側変速段或いは変速比を越えないように、切換制御手段50、ハイブリッド制御手段52、および有段変速制御手段54により変速機構10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。例えば、変速機構10が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構10が各変速レンジで変速機構10が変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御され、或いは変速機構10が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構10が動力分配機構16の無段的な変速比幅と各変速レンジに応じた自動変速部20の変速可能な変速段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構10の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γTの範囲で自動変速制御される。この「M」ポジションは変速機構10の手動変速制御が実行される制御様式である手動変速走行モード(手動モード)を選択するシフトポジションでもある。
尚、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。
ここで前記図7について詳述すると、図7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7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7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7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7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7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。
前記判定車速V1は、例えば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、前記判定トルクT1は、例えば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8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、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。
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T、車両加速度Gや、例えばアクセル開度Acc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Nとに基づいて算出されるエンジントルクTなどの実際値や、アクセル開度Acc或いはスロットル弁開度θTH等に基づいて算出される要求(目標)エンジントルクT、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。
図9は、エンジン回転速度NとエンジントルクT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、例えば記憶手段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7の切換線図に替えてこの図9の切換線図からエンジン回転速度NとエンジントルクTとに基づいて、それらのエンジン回転速度NとエンジントルクT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9は図7の破線を作るための概念図でもある。言い換えれば、図7の破線は図9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7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9の関係に示されるように、エンジントルクT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N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Tおよびエンジン回転速度N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9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。
つまり、前記所定値TE1が第1電動機M1が反力トルクを受け持つことができるエンジントルクTの切換判定値として予め設定されると、エンジントルクTがその所定値TE1を超えるような高出力走行では、差動部11が有段変速状態とされるため、第1電動機M1は差動部11が無段変速状態とされているときのようにエンジントルクTに対する反力トルクを受け持つ必要が無いので、第1電動機M1の大型化が防止されつつその耐久性の低下が抑制される。言い換えれば、本実施例の第1電動機M1は、その最大出力がエンジントルクTの最大値に対して必要とされる反力トルク容量に比較して小さくされることで、すなわちその最大出力を上記所定値TE1を超えるようなエンジントルクTに対する反力トルク容量に対応させないことで、小型化が実現されている。
尚、上記第1電動機M1の最大出力は、この第1電動機M1の使用環境に許容されるように実験的に求められて設定されている第1電動機M1の定格値である。また、上記エンジントルクTの切換判定値は、第1電動機M1が反力トルクを受け持つことができるエンジントルクTの最大値またはそれよりも所定値低い値であって、第1電動機M1の耐久性の低下が抑制されるように予め実験的に求められた値である。
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10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N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Nの変化が楽しめる。
このように、本実施例の変速機構10(差動部11、動力分配機構16)は無段変速状態(差動状態)と非無段変速状態(有段変速状態、ロック状態)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が無段変速状態と非無段変速状態(有段変速状態)とのいずれかに選択的に切り換えられる。
そして、差動部11の無段変速状態においては、その電気的CVT機能によって車速V換言すれば伝達部材18の回転速度に拘束されることなくエンジン回転速度Nが制御され得る。よって、エンジン始動の際には、前記エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nが速やかに引き上げられ得る。
しかし、差動部11の有段変速状態においては、エンジン8と駆動輪38との間の動力伝達経路が機械的に連結されてエンジン回転速度Nは車速Vに拘束されるので、エンジン回転速度Nが自由に制御され得ない。よって、差動部11の無段変速状態の場合と異なり、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nが速やかに引き上げられ得ない為、エンジン8の始動時に、所定値以上の車両の振動騒音が発生する可能性があった。例えば、差動部11の有段変速状態における走行中例えば有段走行中のエンジン始動停止制御手段80によるフューエルカット作動から復帰するエンジン始動時や、図7の実線Bの点a→点cに示すように無段変速状態から有段変速状態へ切り換えられるときのエンジン始動時に、所定値以上の車両の振動騒音が発生する可能性があった。
そこで、前記切換制御手段50は、前述の機能に加えて、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動に際して、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とするエンジン始動時切換制御手段として機能する。
但し、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動に際して、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされている場合には、たとえ差動部11の変速状態が有段変速状態とされていても、エンジン8と駆動輪38との間の動力伝達経路が機械的に連結されずエンジン回転速度Nは車速Vに拘束されることなくエンジン回転速度Nが制御され得る。よって、動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされている場合でのエンジン始動の際には、差動部11の変速状態が無段変速状態であるか有段変速状態であるかに拘わらず、前記エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過され得る。
シフトポジション判定手段82は、シフトポジションPSHを表す信号に基づいて現在シフトレバー92がいずれのポジションとなっているか、或いはシフトレバー92がいずれのポジションへ操作されたかを判定する。例えば、シフトポジション判定手段82は、シフトポジションPSHを表す信号に基づいてシフトレバー92が「P」ポジション或いは「N」ポジション、すなわちエンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる非駆動ポジションであるか否かを判定する。或いは、シフトポジション判定手段82は、シフトポジションPSHを表す信号に基づいてシフトレバー92が「R」ポジション、「D」ポジション或いは「M」ポジション、すなわちエンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態とされている駆動ポジションであるか否かを判定する。
そして、前記切換制御手段50は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動に際して、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、すなわち上記シフトポジション判定手段82によりシフトレバー92のシフトポジションPSHが前記駆動ポジションであると判定されたときに、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とする。
ところで、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の始動が行われる際に、所定値以上の車両の振動騒音が発生しないような場合には、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように差動部11の変速状態が優先的(強制的)に無段変速状態とされる必要はない。
上記所定値以上の車両の振動騒音が発生しないような場合とは、例えば、エンジン始動時にエンジン回転速度Nが既に所定エンジン回転速度領域NERを超えており、エンジン始動停止制御手段80によりエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度N’以上に引き上げられる際に所定エンジン回転速度領域NERを通過しないような場合である。言い換えれば、エンジン始動時にエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超えていない場合には、エンジン始動停止制御手段80によりエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度N’以上に引き上げられる際に所定エンジン回転速度領域NERを通過する為、車両の振動騒音が所定値以上となる可能性がある。
振動発生領域判定手段84は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の始動が行われるに際して、車両の振動騒音を所定値以上とするような車両の振動系の共振が発生するか否かを、例えば実際のエンジン回転速度Nが振動発生領域としての所定エンジン回転速度領域NERを超えていないか否かで判定する。
そして、前記切換制御手段50は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動の際に車両の振動騒音が所定値以上となるときに、すなわち上記振動発生領域判定手段84により実際のエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超えていないと判定されたときに、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とする。
エンジン始動時にエンジン回転速度Nが既に所定エンジン回転速度領域NERを超えているときとは、具体的には、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態であって、差動部11の変速状態が有段変速状態とされているときに、車速Vと自動変速部20の変速比γとで一意的に決定されるエンジン回転速度N、すなわち車速Vに拘束されるエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超える程車速Vが上昇しているようなときが想定される。
このとき、特に、エンジン回転速度Nが更に所定エンジン回転速度N’を超えているようなときには、エンジン始動停止制御手段80は、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを所定エンジン回転速度N’以上に引き上げる必要はなく、そのまま燃料噴射装置98により燃料供給させ且つ点火装置99により点火させるようにしてエンジン8の始動を行う。
有段変速状態判定手段86は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の始動が行われるに際して、シフトポジション判定手段82によりシフトレバー92のシフトポジションPSHが前記駆動ポジションであると判定されたときには、動力分配機構16がロック状態(連結状態)すなわち差動部11が有段変速状態とされているか否かを判定する。有段変速状態判定手段86は、差動部11が有段変速状態とされている否かを、例えば切換制御手段50により変速機構10が有段変速状態とされているか否かで判定する。
そして、前記振動発生領域判定手段84は、有段変速状態判定手段86により差動部11が有段変速状態とされていると判定されたときに、車両の振動騒音が所定値以上となるか否かを判定する。
前記切換制御手段50は、エンジン8の始動が行われる際に差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とするときは、少なくとも所定期間Tは差動部11を無段変速状態とする。すなわち、少なくとも所定期間Tは切換制御手段50による差動部11の有段変速状態への切換えが禁止される。
例えば、上記所定期間Tは、エンジン8が実際に燃料供給され且つ始動点火されるまでである。或いは、上記所定期間Tは、エンジン8の始動が開始されてからすなわち第1電動機M1によるエンジン回転速度Nの引上げが実行されてから、エンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度N’以上に引き上げられて燃料供給され且つ点火されるまでの始動に要する時間として予め実験的に求められて記憶された所定始動時間Aである。
具体的には、切換制御手段50は、前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動が完了されるまでは、すなわちエンジン始動停止制御手段80によりエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度N’以上に引き上げられて実際にエンジン8への燃料供給と点火が行われるまでは、少なくとも差動部11の変速状態を無段変速状態とする。或いは、切換制御手段50は、エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動が開始されてから始動に要する所定始動時間Aは、少なくとも差動部11の変速状態を無段変速状態とする。
図11は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわちエンジン始動時に所定値以上の車両の振動騒音が発生しないようにする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12は、図11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、例えばモータ走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれて車両状態が図7の実線Bの点a→点cに示すように変化したことにより、エンジン走行への切換えのためのエンジン始動と、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が判断された場合の例である。
先ず、前記ハイブリッド制御手段52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、エンジン8を始動するためのエンジン始動条件が成立したか否かが判定される。例えば、図7の実線Bの点a→点c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ときに、エンジン始動条件が成立したと判定される。或いは、車両が停止状態且つエンジン停止状態において、図7のモータ走行領域を超える要求出力トルクTOUTとされる程大きくアクセルペダルが踏込操作されるような車両状態となるようなエンジン急発進のときに、エンジン始動条件が成立したと判定される。
図12のt時点は、アクセルオンによりエンジン8の始動条件が成立したと判定され、且つ図11のフローチャートには示してないが切換制御手段50により差動部11の変速状態の有段変速状態への切換えが判断されたことを示している。
上記S1の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は前記シフトポジション判定手段82に対応するS2において、シフトポジションPSHを表す信号に基づいてシフトレバー92が「P」ポジション或いは「N」ポジション、すなわちエンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる非駆動ポジションであるか否かが判定される。
上記S2の判断が否定される場合は前記有段変速状態判定手段86に対応するS3において、動力分配機構16がロック状態(連結状態)すなわち差動部11が有段変速状態とされているか否かが、例えば切換制御手段50により変速機構10が有段変速状態とされているか否かで判定される。
上記S3の判断が肯定される場合は前記振動発生領域判定手段84に対応するS4において、車両の振動騒音を所定値以上とするような車両の振動系の共振が発生するか否かが、例えば実際のエンジン回転速度Nが振動発生領域としての所定エンジン回転速度領域NERを超えていないか否かで判定される。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、切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態が少なくとも所定期間Tは優先的(強制的)に無段変速状態とされる。
前記S3の判断が否定される場合は前記切換制御手段50に対応する図示しないステップにおいて、差動部11の変速状態が無段変速状態に維持される。このとき少なくとも前記所定期間Tは切換制御手段50による差動部11の有段変速状態への切換えが禁止される。
前記S2の判断が肯定されるか、前記S3の判断が否定されるか、或いは前記S4の判断が否定される場合、或いは前記S5に続いて前記エンジン始動停止制御手段80に対応するS6において、車両の振動騒音が所定値以上となる車両の振動系の共振が発生しやすい所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過できて始動時の振動騒音が抑制されるように、第1電動機M1に通電して第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Nを急速に所定エンジン回転速度N’以上に引き上げ、燃料噴射装置98により燃料供給させ且つ点火装置99により点火させるようにしてエンジン8の始動が行われる。
但し、前記S2の判断が肯定された場合は、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる為、車両の振動系の共振が発生し難かったり、振動騒音が伝達され難い場合が考えられるので、その場合にはエンジン回転速度Nを急速に所定エンジン回転速度N’以上に引き上げる必要はない。また、前記S4の判断が否定される場合に、エンジン回転速度Nが既に所定エンジン回転速度N’を超えているようなときには、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを所定エンジン回転速度N’以上に引き上げる必要はないので、そのまま燃料噴射装置98により燃料供給させ且つ点火装置99により点火させるようにしてエンジン8の始動が行われる。
図12のt点乃至t時点は、差動部11の有段変速状態への切換えが禁止されている前記所定期間Tであって、その期間に第1電動機回転速度NM1が速やかに引き上げられてエンジン回転速度Nが急速に所定エンジン回転速度N’に引き上げられたことを示している。そして、t時点に示すように、所定エンジン回転速度N’で燃料供給且つ点火によりエンジン8の始動が行われる。これにより、エンジン始動時の振動騒音が抑制される。
図12の実施例では上記所定期間Tは、エンジン8の始動が開始されてからすなわち第1電動機M1によるエンジン回転速度Nの引上げが実行されてから、エンジン8の始動が完了されるまですなわち実際に燃料供給と点火が行われるまでであるが、図12の破線Bに示すようにエンジン8の始動が完了されてからエンジン8の運転状態が安定するまでの余裕の時間として予め実験的に求められた所定時間B経過後まででもよい。また、この所定期間Tは、エンジン8の始動が開始されてから始動に要する前記所定始動時間Aであってもよい。
上述のように、本実施例によれば、エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動に際して、切換制御手段50により差動部11の変速状態が無段変速状態に維持されるか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態が優先的(強制的)に無段変速状態とされるので、エンジン回転速度Nが車速Vに拘束されることがある差動部11の有段変速状態と異なり、エンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度N’以上に速やかに引き上げられ、所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記エンジン始動停止制御手段80は、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを所定エンジン回転速度N’以上に引き上げるので、エンジン8の始動時に実際のエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、エンジン8の始動の際に車両の振動騒音が所定値以上となるときに、すなわちエンジン8の始動の際に所定エンジン回転速度領域NERを通過するときに、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、エンジン8の始動に際してその所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジン8の始動時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、動力伝達経路が動力伝達可能状態のときに差動部11が有段変速状態とされてエンジン回転速度Nが車速Vに拘束される場合と異なり、エンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジン8の始動時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動が完了されるまでは、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、エンジン8の始動中はエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の始動が開始されてからその始動に要する前記所定始動時間Aは、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、エンジン8の始動中はエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジンの始動時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
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実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
前述の実施例では、エンジン始動時に所定値以上の車両の振動騒音が発生しないようにする制御作動を説明したが、本実施例ではエンジン停止時に、特に車両走行中のエンジン停止時に所定値以上の車両の振動騒音が発生しないようにする制御作動を説明する。
図13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って、図6に相当する図である。
図13において、エンジン停止制御手段として機能する前記エンジン始動停止制御手段80は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定された場合には、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作動によりエンジン8の停止を行ったが、それに加えて、エンジン始動停止制御手段80は、前記所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過できてエンジン回転停止時の振動および/または騒音が抑制されるように、このエンジン停止時には、第1電動機M1に通電して第1電動機回転速度NM1を速やかに引き下げることで積極的にエンジン回転速度Nを速やかに所定エンジン回転速度領域NER以下に引き下げる。これにより、フューエルカット作動によるエンジン8の停止によってエンジン回転速度Nが回転停止状態すなわち零となるように自然に低下する場合に比較して、所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過できて停止時の振動騒音が抑制される。
図14は、所定エンジン回転速度領域NERすなわち車両の振動騒音が所定値以上となる振動発生領域Aと、エンジン停止時にその振動発生領域Aを第1電動機M1を用いて通過する作動とを図3に相当する共線図上で説明する一例であって、前記図8に相当する。この図14は、変速機構10の第1速ギヤ段と第4速ギヤ段の場合の共線図である。
図14において、直線L0bはそのモーター走行に切り換えられる前のエンジン走行時を示しており、直線L0aはエンジン回転停止状態のモータ走行時を示している。また、図14の斜線で示した領域Aは上記振動発生領域Aであって、前記所定エンジン回転速度N’以下に存在している。また、第2電動機回転速度NM2(第1リングギヤR1の回転速度、縦線Y3の回転速度)は、車速Vと自動変速部20の変速比γとで一意的に決定される為、第2電動機M2を用いてエンジン回転速度Nが速やかに引き下げられないことが分かる。そして、エンジン停止時には、直線L0bから直線L0aへのエンジン回転速度Nの変化の過程において、前記エンジン始動停止制御手段80によりその振動発生領域Aを速やかに通過するように、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nが積極的に(急速に)引き下げられる。
前述したように、本実施例の変速機構10は無段変速状態と非無段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が無段変速状態と非無段変速状態(有段変速状態)とのいずれかに選択的に切り換えられる。
そして、差動部11の無段変速状態においては、その電気的CVT機能によって車速V換言すれば伝達部材18の回転速度に拘束されることなくエンジン回転速度Nが制御され得る。よって、エンジン停止の際には、前記エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nが速やかに引き下げられ得る。
しかし、差動部11の有段変速状態においては、エンジン8と駆動輪38との間の動力伝達経路が機械的に連結されてエンジン回転速度Nは車速Vに拘束されるので、エンジン回転速度Nが自由に制御され得ない。よって、差動部11の無段変速状態の場合と異なり、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nが速やかに引き下げられ得ない為、エンジン8の停止時に、所定値以上の車両の振動騒音が発生する可能性があった。例えば、差動部11の有段変速状態における走行中にアクセルオフの減速走行とするときのエンジン停止時に、所定値以上の車両の振動騒音が発生する可能性があった。
そこで、前記切換制御手段50は、前述のエンジン始動時切換制御手段としての機能に替えて或いは加えて、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止に際して、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とするエンジン停止時切換制御手段として機能する。
但し、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止に際して、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされている場合には、たとえ差動部11の変速状態が有段変速状態とされていても、エンジン8と駆動輪38との間の動力伝達経路が機械的に連結されずエンジン回転速度Nは車速Vに拘束されることなくエンジン回転速度Nが制御され得る。よって、動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされている場合でのエンジン停止の際には、差動部11の変速状態が無段変速状態であるか有段変速状態であるかに拘わらず、前記エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過され得る。従って、ここでの切換制御手段50による差動部11の無段変速状態への切換えは、車両走行時のエンジン停止が想定される。
車両走行中判定手段88は、車両が走行中であるか否かを判定する。例えば、車両走行中判定手段88は、シフトレバー92が「D」ポジション或いは「M」ポジション、すなわちエンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態とされている駆動ポジションであって、且つ車速Vが走行中であると判定される為の予め定められた所定値以上であるか否かによって、車両が走行中であるか否かを判定する。
そして、前記切換制御手段50は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止に際して、上記車両走行中判定手段88により車両が走行中であると判定されたときに、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とする。
ところで、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の停止が行われる際に、所定値以上の車両の振動騒音が発生しないような場合には、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように差動部11の変速状態が優先的(強制的)に無段変速状態とされる必要はない。
上記所定値以上の車両の振動騒音が発生しないような場合とは、例えば、エンジン停止時にエンジン回転速度Nが既に所定エンジン回転速度領域NERを下回っており、エンジン始動停止制御手段80によりエンジン回転速度Nが回転停止状態に向かって引き下げられる際に所定エンジン回転速度領域NERを通過しないような場合である。言い換えれば、エンジン停止時にエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超えている場合には、エンジン始動停止制御手段80によりエンジン回転速度Nが引き下げられる際に所定エンジン回転速度領域NERを通過する為、車両の振動騒音が所定値以上となる可能性がある。
前記振動発生領域判定手段84は、前述の機能に替えて或いは加えて、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の停止が行われるに際して、車両の振動騒音を所定値以上とするような車両の振動系の共振が発生するか否かを、すなわちエンジン停止時に振動発生領域としての所定エンジン回転速度領域NERを通過するか否かを、例えば実際のエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超えているか否かで判定する。
そして、前記切換制御手段50は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止の際に車両の振動騒音が所定値以上となるときに、すなわち上記振動発生領域判定手段84により実際のエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超えていると判定されたときに、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とする。
エンジン停止時にエンジン回転速度Nが既に所定エンジン回転速度領域NERを下回っているときとは、例えば、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態であって差動部11の変速状態が有段変速状態とされているときに、すなわち有段変速走行時に、車速Vが低車速であったり、トータル変速比γ0が小さかったり(高車速側ギヤ比であったり)して、車速Vに拘束されるエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERより低回転であるような場合が想定される。
この場合には、エンジン始動停止制御手段80は、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを強制的に引き上げる必要はなく、そのまま燃料噴射装置98により燃料供給を停止させてエンジン8の停止を行う。
無段変速状態判定手段89は、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の停止が行われるに際して、前記車両走行中判定手段88により車両が走行中であると判定されたときには、動力分配機構16が差動状態すなわち差動部11が無段変速状態とされているか否かを判定する。無段変速状態判定手段89は、差動部11が無段変速状態とされている否かを、例えば切換制御手段50により変速機構10が無段変速状態とされているか否かで判定する。
そして、前記振動発生領域判定手段84は、上記無段変速状態判定手段89により差動部11が無段変速状態とされていないと判定されたときに、車両の振動騒音が所定値以上となるか否かを判定する。
前記切換制御手段50は、エンジン8の停止が行われる際に差動部11の変速状態を無段変速状態に維持するか、或いは差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とするときは、少なくとも所定時間tは差動部11を無段変速状態とする。すなわち、少なくとも所定時間tは切換制御手段50による差動部11の有段変速状態への切換えが禁止される。
例えば、上記所定時間tは、エンジン8の停止が開始されてからすなわち第1電動機M1によるエンジン回転速度Nの引き下げが実行されてから、エンジン回転速度Nが実際に回転停止状態とされるまでの停止に要する時間として予め実験的に求められて記憶された所定停止時間Aである。或いは、この所定時間tは、エンジン8の停止が開始されてから、エンジン回転速度Nが実際に所定エンジン回転速度領域NERを下回る回転速度へ引き下げられるまでの停止に要する時間として予め実験的に求められて記憶された所定停止時間Bであっても良い。
つまり、切換制御手段50は、前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止が完了されるまでは、少なくとも差動部11の変速状態を無段変速状態とする。
図15は、電子制御装置40の制御作動の要部すなわちエンジン停止時に所定値以上の車両の振動騒音が発生しないようにする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16は、図15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、例えば差動部11の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戻されたことにより、フューエルカットのためのエンジン停止が判断された場合の例である。
先ず、前記ハイブリッド制御手段52に対応するSB1において、エンジン8を停止するためのエンジン停止条件が成立したか否かが判定される。例えば、アクセルペダルが戻されてアクセルオフとされたときに、エンジン停止条件が成立したと判定される。
図16のt時点は、アクセルオフによりエンジン8の停止条件が成立したと判定されたことを示している。
上記SB1の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は前記車両走行中判定手段88に対応するSB2において、車両が走行中であるか否かが判定される。
上記SB2の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は前記無段変速状態判定手段89に対応するSB3において、動力分配機構16が差動状態すなわち差動部11が無段変速状態とされているか否かが、例えば切換制御手段50により変速機構10が無段変速状態とされているか否かで判定される。
上記SB3の判断が否定される場合は前記振動発生領域判定手段84に対応するSB4において、車両の振動騒音を所定値以上とするような車両の振動系の共振が発生するか否かが、例えば実際のエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを超えているか否かで判定される。
上記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SB5において、切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態が少なくとも所定時間tは優先的(強制的)に無段変速状態とされる。
前記SB3の判断が肯定される場合は前記切換制御手段50に対応する図示しないステップにおいて、差動部11の変速状態が無段変速状態に維持される。このとき少なくとも前記所定時間tは切換制御手段50による差動部11の有段変速状態への切換えが禁止される。
前記SB3の判断が肯定されるか、或いは前記SB4の判断が否定される場合、或いは前記SB5に続いて前記エンジン始動停止制御手段80に対応するSB6において、燃料噴射装置98により燃料供給が停止されるように、すなわちフューエルカット作動によりエンジン8の停止が行われる。そして、このSB6に続いて同じくエンジン始動停止制御手段80に対応するSB7において、前記所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過できてエンジン回転停止時の振動および/または騒音が抑制されるように、第1電動機M1に通電して第1電動機回転速度NM1を速やかに引き下げることで積極的にエンジン回転速度Nを速やかに所定エンジン回転速度領域NER以下に引き下げてエンジン8の停止が行われる。
上記SB6において実行されたフューエルカット作動は、前記SB2の判断が肯定された場合に実行されても良い。この場合には、SB6に続いて前記SB3が実行される。
図16のt時点は、アクセルオフによりエンジン8の停止条件が成立してから予め定められた所定時間t経過後にエンジン8のフューエルカット作動が行われたことを示している。この図16は、図15のフローチャートにおいてSB2の判断が肯定された場合にSB6のフューエルカット作動が実行される場合の実施例である。
また、図16のt時点は、エンジン8のフューエルカット作動が開始してから予め定められた所定時間t経過後に差動部11を無段変速状態へ切換える指令が出力されたことを示している。
また、図16のt時点は、差動部11を無段変速状態へ切換える指令が出力されてから予め定められた所定時間t経過後に第1電動機M1によりエンジン回転速度Nを回転停止状態へ向かって積極的に低下させる指令がインバータ58に出力されたことを示している。そして、t時点以降の差動部11の変速状態が無段変速状態に維持される前記所定時間tにおいて、第1電動機回転速度NM1を速やかに引き下げることで積極的にエンジン回転速度Nを速やかに所定エンジン回転速度領域NER以下に引き下げてエンジン8が回転停止される。これにより、エンジン停止時の振動騒音が抑制される。
図16の実施例では上記所定時間tは、エンジン8の停止が指示されてからすなわち第1電動機M1によるエンジン回転速度Nの引き下げが実行されてからエンジン8の停止が完了されるまでの所定停止時間Aであるが、差動部11を無段変速状態へ切換える指令が出力されてからエンジン8の停止が完了されるまでの所定停止時間Cであっても良い。
また、図16のt時点乃至t時点に示すように、フューエルカットされたエンジン8の引き摺りによるポンピングロスなどを補償する為に第2電動機M2による出力トルクを増加させても良い。
上述のように、本実施例によれば、エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止に際して、切換制御手段50により差動部11の変速状態が無段変速状態に維持されるか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態が優先的(強制的)に無段変速状態とされるので、エンジン回転速度Nが車速Vに拘束されることがある差動部11の有段変速状態と異なり、エンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NER以下に速やかに引き下げられ、その所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過されて、エンジンの停止時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記エンジン始動停止制御手段80は、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを所定エンジン回転速度領域NER以下に引き下げるので、エンジン8の停止時に実際のエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、エンジン8の停止の際に車両の振動騒音が所定値以上となるときに、すなわちエンジン8の停止の際に所定エンジン回転速度領域NERを通過するときに、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、エンジン8停止に際してその所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジン8の停止時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、エンジン8から駆動輪38への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、例えば車両走行中に、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、動力伝達経路が動力伝達可能状態のときに差動部11が有段変速状態とされてエンジン回転速度Nが車速Vに拘束される場合と異なり、エンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジン8の停止時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止が完了されるまでは、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、エンジン8の停止中はエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
また、本実施例によれば、前記切換制御手段50は、前記エンジン始動停止制御手段80によるエンジン8の停止が開始されてからその停止に要する前記所定停止時間Aは、差動部11の変速状態を無段変速状態とするので、エンジン8の停止中はエンジン回転速度Nが所定エンジン回転速度領域NERを速やかに通過され得て、エンジンの停止時に車両の振動騒音の発生が抑制され得る。
図17は本発明の他の実施例における変速機構70の構成を説明する骨子図、図18はその変速機構70の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図19はその変速機構70の変速作動を説明する共線図である。
変速機構70は、前述の実施例と同様に第1電動機M1、動力分配機構16、および第2電動機M2を備えている差動部11と、その差動部11と出力軸22との間で伝達部材18を介して直列に連結されている前進3段の自動変速部72とを備えている。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とを有している。自動変速部72は、例えば「0.532」程度の所定のギヤ比ρ2を有するシングルピニオン型の第2遊星歯車装置26と例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ3を有するシングルピニオン型の第3遊星歯車装置28とを備えている。第2遊星歯車装置26の第2サンギヤS2と第3遊星歯車装置28の第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遊星歯車装置26の第2キャリヤCA2と第3遊星歯車装置28の第3リングギヤR3とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第2リングギヤR2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、第3キャリヤCA3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ている。
以上のように構成された変速機構70では、例えば、図18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、および第2ブレーキB2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4速ギヤ段(第4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70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72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72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70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。
例えば、変速機構70が有段変速機として機能する場合には、図18に示すように、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γ1が最大値例えば「2.804」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1ブレーキB1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「1.531」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2クラッチC2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「1.000」程度である第3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γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.705」程度である第4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2ブレーキB2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「2.393」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70が無段変速機として機能する場合には、図18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72が有段変速機として機能することにより、自動変速部72の第1速、第2速、第3速の各ギヤ段に対しその自動変速部72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70全体としてのトータル変速比γTが無段階に得られるようになる。
図19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72から構成される変速機構70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。切換クラッチC0および切換ブレーキB0が解放される場合、および切換クラッチC0または切換ブレーキB0が係合させられる場合の動力分配機構16の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
図19における自動変速部72の4本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7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3キャリヤCA3を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応し且つ相互に連結された第2キャリヤCA2および第3リングギヤR3を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表している。また、自動変速部72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は自動変速部72の出力軸22に連結され、第7回転要素RE7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72では、図19に示すように、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、第7回転要素RE7(R2)の回転速度を示す縦線Y7と横線X2との交点と第5回転要素RE5(CA3)の回転速度を示す縦線Y5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6回転要素RE6(CA2,R3)の回転速度を示す縦線Y6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L2と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6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L3と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第3速の出力軸22の回転速度が示される。上記第1速乃至第3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Nと同じ回転速度で第7回転要素RE7に差動部11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N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L4と出力軸22と連結された第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6との交点で第4速の出力軸22の回転速度が示される。
本実施例の変速機構70においても、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72とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
図20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7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N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。
但し、前記切換制御手段50は、変速機構10を有段変速状態とするようにスイッチ44の選択操作が行われたとしても、ハイブリッド制御手段52によりエンジン始動条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の始動が行われる際には、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を優先的に無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とする。或いは、切換制御手段50は、変速機構10を有段変速状態とするようにスイッチ44の選択操作が行われたとしても、ハイブリッド制御手段52によりエンジン停止条件が成立したと判定されて前記エンジン始動停止制御手段80によりエンジン8の停止が行われる際には、エンジン始動停止制御手段80により所定エンジン回転速度領域NERが速やかに通過されるように、差動部11の変速状態を優先的に無段変速状態に維持するか、或いは切換クラッチC0または切換ブレーキB0を解放し差動部11の変速状態を優先的(強制的)に無段変速状態とする。
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、前述の実施例では有段変速状態判定手段86(図11のステップS3)は、差動部11が有段変速状態とされている否かを、切換制御手段50により変速機構10が有段変速状態とされているか否かで判定したが、例えば図7に示す切換線図から車速Vと出力トルクTOUTとで表される車両状態に基づいて有段制御領域内であるか否かによって判定してもよい。或いは、スイッチ44の選択操作に基づいて車両が有段変速走行中であるか否かを判定してもよい。
また、前述の実施例では無段変速状態判定手段89(図15のステップSB3)は、差動部11が無段変速状態とされている否かを、切換制御手段50により変速機構10が無段変速状態とされているか否かで判定したが、例えば図7に示す切換線図から車速Vと出力トルクTOUTとで表される車両状態に基づいて無段制御領域内であるか否かによって判定してもよい。或いは、スイッチ44の選択操作に基づいて車両が無段変速走行中であるか否かを判定してもよい。
また、前述の実施例では、エンジン始動停止制御手段80は、エンジン8の始動および停止を行うものであったが、実施例1においては少なくともエンジン8の始動を行うエンジン始動制御手段として機能するものであればよく、エンジン8の停止を行うエンジン停止制御手段がそのエンジン始動制御手段とは別に備えられてもよい。或いは、エンジン始動停止制御手段80は、エンジン8の始動および停止を行うものであったが、実施例2においては少なくともエンジン8の停止を行うエンジン停止制御手段として機能するものであればよく、エンジン8の始動を行うエンジン始動制御手段がそのエンジン停止制御手段とは別に備えられてもよい。また、エンジン始動停止制御手段80は、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを引き上げてエンジン始動を実行したが、エンジン始動専用の電動機を用いてエンジン回転速度Nを引き上げてエンジン始動を実行してもよい。或いは、エンジン始動停止制御手段80は、第1電動機M1を用いてエンジン回転速度Nを引き下げてエンジン停止を実行したが、エンジン停止専用の電動機を用いてエンジン回転速度Nを引き下げてエンジン停止を実行してもよい。或いは、エンジン始動停止制御手段80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Nを引き下げてもよい。
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、減速機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、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。第2電動機M2がギヤ、ベルト、減速機等を介して伝達部材18や出力軸22等に連結される様な形態も、伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた一態様である。
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、動力伝達経路を、動力伝達可能状態と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自動変速部20、72の一部を構成する第1クラッチC1および第2クラッチC2が用いられ、その第1クラッチC1および第2クラッチC2は自動変速部20、72と差動部11との間に配設されていたが、必ずしも第1クラッチC1および第2クラッチC2である必要はなく動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態とに動力伝達経路を選択的に切り換えられる係合装置が少なくとも1つ備えられておればよい。例えばその係合装置は出力軸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、上記係合装置は自動変速部20、72の一部を構成する必要もなく自動変速部20、72とは別に備えられてもよい。
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が介挿されていたが、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。この場合のように自動変速部20、72が無段変速機(CVT)である場合或いは自動変速部20、72が備えられない場合には、伝達部材18と駆動輪38との動力伝達経路に係合装置が単独で備えられその係合装置の係合と解放とを制御することで動力伝達経路が動力伝達可能状態と動力伝達遮断状態とに切り換えられる。
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、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の切換装置90は、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー92を備えていたが、そのシフトレバー92に替えて、例えば押しボタン式のスイッチやスライド式スイッチ等の複数種類のシフトポジションを選択可能なスイッチ、或いは手動操作に因らず運転者の音声に反応して複数種類のシフトポジションを切り換えられる装置や足の操作により複数種類のシフトポジションを切り換えられる装置等であってもよい。また、シフトレバー92が「M」ポジションへ操作されることにより、変速レンジが設定されるものであったが変速段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速変速段が変速段として設定されてもよい。この場合、自動変速部20、72では変速段が切り換えられて変速が実行される。例えば、シフトレバー92が「M」ポジションにおけるアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、自動変速部20では第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の何れかがシフトレバー92の操作に応じて設定される。
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。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図1の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。 図1の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図である。 図1の実施例の駆動装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。 シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作される切換装置の一例である。 図4の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。 車速と出力トルクとをパラメータとする同じ二次元座標に構成された、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、変速機構の変速状態の切換判断の基となる予め記憶された切換線図の一例と、エンジン走行と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を有する予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。 車両の振動騒音が所定値以上となる振動発生領域と、エンジン始動時にその振動発生領域を第1電動機を用いて通過する作動とを図3に相当する共線図上で説明する一例である。 無段制御領域と有段制御領域との境界線を有する予め記憶された関係を示す図であって、図7の破線に示す無段制御領域と有段制御領域との境界をマップ化するための概念図でもある。 有段式変速機におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度の変化の一例である。 図6の電子制御装置の制御作動すなわちエンジン始動時に所定値以上の車両の振動騒音が発生しないようにする制御作動を説明するフローチャートである。 図11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、モータ走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれたことにより、エンジン走行への切換えのためのエンジン始動と、差動部の無段変速状態から有段変速状態への切換えとが判断された場合の例である。 図4の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図であって、図6に相当する図である。 車両の振動騒音が所定値以上となる振動発生領域と、エンジン停止時にその振動発生領域を第1電動機を用いて通過する作動とを図3に相当する共線図上で説明する一例である。 図13の電子制御装置の制御作動すなわちエンジン停止時に所定値以上の車両の振動騒音が発生しないようにする制御作動を説明するフローチャートである。 図15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、差動部の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戻されたことにより、フューエルカットのためのエンジン停止が判断された場合の例である。 本発明の他の実施例におけるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図であって、図1に相当する図である。 図17の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表であって、図2に相当する図である。 図17の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が有段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図であって、図3に相当する図である。 切換装置としてのシーソー型スイッチであって変速状態を選択するためにユーザによって操作される変速状態手動選択装置の一例である。
符号の説明
8:エンジン
10、70:変速機構(駆動装置)
11:差動部(無段変速部)
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材
38:駆動輪
40:電子制御装置(制御装置)
50:切換制御手段(エンジン始動時切換制御手段、エンジン停止時切換制御手段)
80:エンジン始動停止制御手段(エンジン始動制御手段、エンジン停止制御手段)
C0:切換クラッチ(差動状態切換装置)
B0:切換ブレーキ(差動状態切換装置)
M1:第1電動機
M2:第2電動機

Claims (22)

  1. エンジンと、該エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構と該伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有して電気的な無段変速機として作動可能な無段変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記差動機構に備えられ、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な無段変速状態とするための解放状態と前記無段変速部を電気的な無段変速作動しない非無段変速状態とするための係合状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、
    前記エンジンの始動に際して、前記無段変速部を前記無段変速状態とするエンジン始動時切換制御手段と
    を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以上に引き上げて、前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御手段を更に含むものである請求項1の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動の際に車両の振動および/または騒音が所定値以上となるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項1または2の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項1乃至3のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が完了されるまでは、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項1乃至4のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  6. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が開始されてから該始動に要する所定始動時間は、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項1乃至5のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  7. エンジンと、該エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構と該伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有する差動部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記差動機構に備えられ、該差動機構を差動作用が働く非連結状態と該差動作用をしない連結状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、
    前記エンジンの始動に際して、前記差動機構を非連結状態とするエンジン始動時切換制御手段と
    を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  8. 前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以上に引き上げて、前記エンジンの始動を行うエンジン始動制御手段を更に含むものである請求項7の車両用駆動装置の制御装置。
  9. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動の際に車両の振動および/または騒音が所定値以上となるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項7または8の車両用駆動装置の制御装置。
  10. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項7乃至9のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  11. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が完了されるまでは、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項7乃至10のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  12. 前記エンジン始動時切換制御手段は、前記エンジンの始動が開始されてから該始動に要する所定始動時間は、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項7乃至11のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  13. エンジンと、該エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構と該伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有して電気的な無段変速機として作動可能な無段変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記差動機構に備えられ、前記無段変速部を電気的な無段変速作動可能な無段変速状態とするための解放状態と前記無段変速部を電気的な無段変速作動しない非無段変速状態とするための係合状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、
    前記エンジンの停止に際して、前記無段変速部を前記無段変速状態とするエンジン停止時切換制御手段と
    を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  14. 前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以下に引き下げて、前記エンジンの停止を行うエンジン停止制御手段を更に含むものである請求項13の車両用駆動装置の制御装置。
  15. 前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項13または14の車両用駆動装置の制御装置。
  16. 前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が完了されるまでは、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項13乃至15のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  17. 前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が開始されてから該停止に要する所定停止時間は、前記無段変速部の変速状態を前記無段変速状態とするものである請求項13乃至16のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  18. エンジンと、該エンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構と該伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた第2電動機とを有する差動部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記差動機構に備えられ、該差動機構を差動作用が働く非連結状態と該差動作用をしない連結状態とに選択的に切り換えられる差動状態切換装置と、
    前記エンジンの停止に際して、前記差動機構を非連結状態とするエンジン停止時切換制御手段と
    を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  19. 前記第1電動機を用いてエンジン回転速度を所定エンジン回転速度以下に引き下げて、前記エンジンの停止を行うエンジン停止制御手段を更に含むものである請求項18の車両用駆動装置の制御装置。
  20. 前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンから前記駆動輪への動力伝達経路が動力伝達可能状態であるときに、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項18または19の車両用駆動装置の制御装置。
  21. 前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が完了されるまでは、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項18乃至20のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  22. 前記エンジン停止時切換制御手段は、前記エンジンの停止が開始されてから該停止に要する所定停止時間は、前記差動機構を非連結状態とするものである請求項18乃至21のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
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