JP2009067270A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

車両用動力伝達装置の制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電気的に制御可能な差動部を備える車両用動力伝達装置において、電動機の運転状態が制限されてもエンジン回転速度を速やかに引き下げることができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン停止制御手段１１２は、第１電動機Ｍ１の運転状態に制限がある場合、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０によって差動部１１の差動状態を制限する手段を含むため、例えば車両停止状態においては、差動部１１の差動状態を制限することで、エンジン８の回転速度ＮＥを引き下げる方向のトルクが付与される。これにより、エンジン８の回転速度ＮＥが速やかに引き下げられて共振点の通過時間が短くなるので、共振現象の発生を抑制することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両用動力伝達装置の制御装置に係り、電動機の運転状態が制御されることにより電気的な差動装置として機能する電気式式差動部を備える車両用動力伝達装置において、特に、内燃機関を停止させる際の制御技術に関するものである。
差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された電動機の運転状態が制御されることにより内燃機関が接続される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備える車両用動力伝達装置が知られている。例えば特許文献１に記載された動力出力装置がその一例である。このような車両用動力伝達装置（特許文献１において動力出力装置）において、差動機構は例えば遊星歯車装置によって構成され、その遊星歯車装置の回転要素に動力伝達可能に連結された電動機を制御することにより、各回転要素の回転が制御される。
ところで、内燃機関の回転運動に伴う内燃機関のトルクの変動により生じた動力伝達系のねじり振動が、その動力伝達系の共振現象により増幅されて車体に伝達されることがよく知られている。この共振領域（共振点）は、一般に内燃機関の回転速度がアイドル回転速度未満の低回転速度領域にあり、内燃機関を差動停止させる過程において、その共振点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。そこで、特許文献１では、内燃機関を停止させる際は、電動機を制御することにより内燃機関の回転速度を制御し、共振点を素早く通過させて共振現象の発生を抑制している。
特開平１０−３０６７３９号公報
ところが、例えば前記電動機に電力を供給するためのバッテリが充放電制限されるなどすると、電動機の運転状態が制限される。このような状態で上述した電動機による内燃機関の停止制御を行う場合、電動機から出力される出力トルクに制限がかかり、内燃機関の回転速度の引き下げに時間を要する可能性がある。これにより、内燃機関の回転速度の引き下げ過程において共振点を通過する時間が長くなり、共振現象が発生する可能性があった。
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、差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された電動機の運転状態が制御されることにより内燃機関が接続される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備える車両用動力伝達装置において、電動機の運転状態が制限された状態であってもエンジン回転速度を速やか引き下げることができ、共振点の通過時間を短くして共振現象の発生を抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された電動機の運転状態が制御されることにより内燃機関が接続される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部の差動状態を機械的に制限する差動制限手段と、前記内燃機関を停止させるときに前記電動機によってその内燃機関の回転速度を引き下げるエンジン停止制御手段とを、備える車両用動力伝達装置の制御装置において、（ｂ）前記エンジン停止制御手段は、前記電動機の運転状態に制限がある場合、前記差動制限手段によって前記電気式差動部の差動状態を制限する手段を含むことを特徴とする。
また、請求項２にかかる発明の要旨とすることろは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記差動制限手段は、差動機構を構成する１回転要素の回転を制限する第１制限手段と、差動機構を構成する２回転要素の相対回転を制限する第２制限手段とからなり、前記エンジン停止制御手段は、前記第１制御手段による差動制限と、前記第２制限手段による差動制限とを、併用して前記電気式差動部の差動状態を制限することを特徴とする。
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電動機の運転状態の制限は、バッテリの充放電制限に応じて設定されることを特徴とする。
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電動機の運転状態の制限は、前記電動機のフェールに応じて設定されることを特徴とする。
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン停止制御手段は、前記電動機の運転状態に制限がある場合、前記差動制限手段によって前記電気式差動部の差動状態を制限する手段を含むため、例えば車両停止状態においては、電気式差動部の差動状態を制限することで、前記内燃機関の回転速度を引き下げる方向のトルクが付与される。これにより、内燃機関の回転速度が速やかに引き下げられて共振点の通過時間が短くなるので、共振現象の発生を抑制することができる。
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン停止制御手段は、前記第１制御手段による差動制限と、前記第２制限手段による差動制限とを、併用して前記電気式差動部の差動状態を制限するため、前記第１制御手段と第２制御手段とを併用することにより、内燃機関の回転速度をより速やかに引き下げることができ、共振点の通過時間をより一層短くすることができる。
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電動機の運転状態の制限は、バッテリの充放電制限に応じて設定されるため、エンジン停止制御時においてバッテリが充放電制限されているときは、電動機の出力トルクが制限されて内燃機関の回転速度を零まで引き下げるのに要する時間が長くなることがあるが、このようなときに差動状態を制限することで、内燃機関の回転速度を速やかに引き下げることができ、共振点の通過時間を短くすることができる。
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電動機の運転状態の制限は、前記電動機のフェールに応じて設定されるため、エンジン停止制御時において電動機がフェイル状態にあるときは、電動機が制御出来ないために内燃機関の回転速度を零まで引き下げるのに要する時間が長くなることがあるが、このようなときに差動状態を制限することで、内燃機関の回転速度を速やかに引き下げることができ、共振点の通過時間を短くすることができる。
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、本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両用動力伝達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（図６参照）との間の動力伝達経路で伝達部材（差動機構の出力軸に相当）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６参照）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。なお、本実施例のエンジン８が本発明の内燃機関に対応しており、差動部１１が本発明の電気式差動部に対応している。
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。
第１電動機Ｍ１を利用して差動状態が変更されるという点で電気式差動部と言うことができる差動部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。また、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。
差動機構に対応する動力分配機構１６は、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ０を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置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。この差動部遊星歯車装置２４は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。差動部サンギヤＳ０の歯数をＺＳ０、差動部リングギヤＲ０の歯数をＺＲ０とすると、上記ギヤ比ρ０はＺＳ０／ＺＲ０である。
この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は差動部サンギヤＳ０とケース１２との間に設けられ、切換クラッチＣ０は差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０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は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０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ＮＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ１８）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。このように、差動部サンギヤＳ０に連結された第１電動機Ｍ１および差動部リングギヤＲ０に連結された第２電動機Ｍ２の運転状態が制御されることにより、エンジン８に接続される入力軸１４の回転速度と出力軸として機能する伝達部材１８の回転速度との差動状態が制御される。なお、本実施例の伝達部材１８が本発明の出力軸に対応している。
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、本発明のロック機構として機能する切換クラッチＣ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが一体的に係合させられると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０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が係合させられて差動部サンギヤＳ０がケース１２に連結させられると、動力分配機構１６は差動部サンギヤＳ０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、差動部リングギヤＲ０は差動部キャリヤＣＡ０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を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、差動部１１と駆動輪３８との間の動力伝達経路の一部を構成し、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０を備えている。第１遊星歯車装置２６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を備えており、例えば「０．５６２」程度の所定のギヤ比ρ１を有している。第２遊星歯車装置２８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「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置３０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「０．４２１」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。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、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とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３である。
自動変速部２０では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２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１キャリヤＣＡ１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３リングギヤＲ３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１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２と第３キャリヤＣＡ３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と第３サンギヤＳ３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（ニュートラル状態）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（ニュートラル状態）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、例えば全てのクラッチ及びブレーキＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が解放される。
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に対応する差動部サンギヤＳ０、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する差動部キャリヤＣＡ０、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する差動部リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置２４のギヤ比ρ０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１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第１キャリヤＣＡ１を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第３リングギヤＲ３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１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、第３キャリヤＣＡ３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２リングギヤＲ２、第３サンギヤＳ３をそれぞれ表し、それらの間隔は第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ１、ρ２、ρ３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ρ０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１、第２、第３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、差動部遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（差動部キャリヤＣＡ０）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（差動部サンギヤＳ０）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（差動部リングギヤＲ０）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により差動部サンギヤＳ０の回転速度と差動部リングギヤＲ０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差動部サンギヤＳ０の回転が上昇或いは下降させられると、車速Ｖに拘束される差動部リングギヤＲ０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差動部キャリヤＣＡ０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の係合により差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０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の係合によって差動部サンギヤＳ０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差動部リングギヤＲ０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、本発明に係るハイブリッド車両用駆動装置の一部を構成する変速機構１０を制御するための制御装置である電子制御装置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電動機Ｍ１、第２電動機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ＳＰを表す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２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、エンジン８の空燃比Ａ／Ｆを示す信号、スロットル弁開度θＴＨ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ＳＰを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置４８の一例を示す図である。このシフト操作装置４８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ＳＰを選択するために操作されるシフトレバー４９を備えている。
そのシフトレバー４９は、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ための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、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を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または手動変速走行モード（手動モード）を成立させて上記自動変速制御における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための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。
上記シフトレバー４９の各シフトポジションＳＰへの手動操作に連動して図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」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路４２が電気的に切り換えられる。
上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＳＰ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４９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（ニュートラル状態）から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー４９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、シフトレバー４９が「Ｒ」ポジションから「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー４９が「Ｄ」ポジションから「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
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４８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４９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４９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」レンジの何れかへ切り換えられる。例えば、「Ｍ」ポジションにおける「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、また自動変速機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４９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、シフト操作装置４８にはシフトレバー４９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４９のシフトポジションや「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。
「Ｍ」ポジションがシフトレバー４９の操作により選択された場合には、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、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。
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９７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電動機の回転速度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。
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ることができる。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電動機の回転速度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Ｍ１の回転速度ＮＭ１および／または第２電動機Ｍ２の回転速度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Ｍ２の回転速度ＮＭ２を略一定に維持しつつ第１電動機Ｍ１の回転速度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。
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。
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８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７の切換線図に替えてこの図８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８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８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８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８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する。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、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。
図６に戻り、エンジン停止条件成立判定手段１１０は、エンジン８への燃料供給を停止してエンジン８を作動停止するための条件が成立したか否かを判定する。例えば、エンジン停止条件成立判定手段１１０は、車両が停止してエンジン８を作動停止させるとき、エンジン８による暖機運転が完了したとき等の場合にエンジン８の作動停止条件が成立したと判定する。
エンジン停止制御手段１１２は、前記エンジン停止条件成立判定手段１１０によりエンジン８を作動停止させるための条件が成立したと判定された場合には、燃料噴射装置９８によるエンジン８への燃料供給を停止する指令すなわちフューエルカットを実行する指令をエンジン出力制御装置４３に出力する。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ＴＥが出力されず第１電動機Ｍ１は反力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ＮＥはエンジン回転停止状態すなわちエンジン回転速度ＮＥが零となるように低下する。
ここで、車両においては様々な振動が発生しているが、この振動や振動により
生じた騒音は乗員の快適性の観点や車外騒音など環境に及ぼす影響を考えると極力そのレベルを低減させることが望ましい。例えば振動源であるエンジン８の回転運動に伴うエンジントルクＴＥの変動により動力伝達系、例えばエンジンクランクシャフトを含む第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の回転軸等の変速機構１０のねじり振動が発生し、その動力伝達系の共振現象により大きくされ、エンジンマウント等を介して車体に伝達されたその振動そのものやその振動により生じた騒音が、それらの大きさによっては乗員に不快感を与える可能性があった。
例えば、上記のような共振現象は、エンジン８が作動停止状態とされてエンジン回転速度ＮＥが回転停止状態へ低下させられる変化過程において、アイドル回転速度未満の特定のエンジン回転速度領域（共振点）に入ることにより発生する可能性があった。
そこで、上記振動を所定値以上とするような動力伝達系の共振の発生を抑制するために、本実施例では、その共振が発生しやすい領域を急速に通過させる。例えば、動力伝達系の共振により車両の振動が所定値以上となるエンジン８の回転速度領域（共振点）、例えば４００ｒｐｍ付近を速やかに通過するように、エンジン回転速度ＮＥが第１電動機Ｍ１により制御される。
ここで、共振点とは、車両の振動が乗員の快適性の観点等を考慮した所定値を越えるような動力伝達系の共振が発生する予め実験等により求められて記憶されたエンジン回転速度領域である。例えば、この共振点は、エンジン回転速度ＮＥ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いる。これは、同じエンジン回転速度ＮＥ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上記共振点が定められている。以下に、エンジン作動停止時に動力伝達系において発生する共振を抑制する制御作動について説明する。
前記エンジン停止制御手段１１２は、前記エンジン停止条件成立判定手段１１０によりエンジン８を作動停止するための条件が成立したと判定された場合には、前述した機能に加え、車両の振動が所定値以上となるような動力伝達系の共振が発生する共振点を急速に下回るように、第１電動機Ｍ１を用いてエンジン回転速度ＮＥの低下速度を制御する。すなわち、第１電動機Ｍ１を用いてエンジン回転速度ＮＥを強制的に低下させる指令をハイブリッド制御手段５２に出力する。ハイブリッド制御手段５２は、その指令に従って第１電動機Ｍ１を空転状態から駆動状態とし第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を引き下げてエンジン回転速度ＮＥを低下させる。なお、本実施例の第１電動機Ｍ１が本発明の電動機に対応している。
図９は、差動部１１の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、第１電動機Ｍ１によってエンジン回転速度ＮＥを低下させる制御を説明するための共線図である。例えば、車両停止中においてエンジン８を作動停止させると、エンジン停止制御手段１１２は、第１電動機Ｍ１に負のトルクを出力させることにより、実線に示す回転状態から破線に示すように第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を零まで引き下げる。これに伴い、差動部１１の差動作用によりエンジン回転速度ＮＥが引き下げられる。なお、エンジン停止制御手段１１２によるエンジン回転速度ＮＥを引き下げる変化速度は、エンジン作動停止状態においてエンジン回転速度ＮＥが自然に低下する場合に比較して、エンジン回転速度ＮＥがより速やかに低下し所定値以上の車両振動の発生が抑制されるように予め実験等により設定されている。
また、エンジン停止制御手段１１２は、前記エンジン停止条件成立判定手段１１０によりエンジン８を作動停止するための条件が成立したと判定された場合には、エンジン回転速度ＮＥを回転停止状態とするように第１電動機Ｍ１によってエンジン回転速度ＮＥを強制的に引き下げる指令をハイブリッド制御手段５２に出力する。但し、このエンジン停止制御手段１１２によるエンジン回転速度ＮＥを低下させる速度によっては、或いはエンジン作動停止状態においてエンジン回転速度ＮＥが自然に低下する速度によっては、エンジン８が回転停止する際にエンジン回転速度ＮＥが零以下となる所謂アンダーシュートが発生し、そのアンダーシュートに伴う車両振動が発生する可能性があった。そこで、エンジン停止制御手段１１２は、エンジン回転速度ＮＥを回転停止状態とする制御作動の実行に際して、上記アンダーシュートの発生が抑制されるようにエンジン回転速度ＮＥを低下させる。例えば、ハイブリッド制御手段５２による第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を引き下げる速度は、上記アンダーシュートの発生が抑制されるように予め実験等により設定されている。
ここで、例えば第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２に電力を供給する蓄電装置６０の充電容量ＳＯＣが過充電領域或いは過放電領域に入るなどして、蓄電装置６０が充放電制限状態となると、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の運転状態が制限される、すなわち出力トルクが制限される。このような状態で上記第１電動機Ｍ１によるエンジン停止制御を実行すると、第１電動機Ｍ１および第２電動機の出力トルクが制限される（小さくなる）ために、エンジン回転速度ＮＥを零に引き下げるエンジン回転速度の変化速度が正常時に比べて遅くなり、共振点を通過する時間が長くなる可能性があった。これにより、動力伝達系の振動が共振現象により大きくされて乗員に不快感等を与える可能性があった。なお、本実施例の蓄電装置６０が本発明のバッテリに対応している。
そこで、エンジン停止制御手段１１２は、前記エンジン停止条件成立判定手段１１０によりエンジン８を作動停止するための条件が成立したと判定されると共に、第１電動機Ｍ１の運転状態が制限されると判定されると、差動部サンギヤＳ０の回転を制限する切換ブレーキＢ０と差動部サンギヤＳ０および差動部キャリヤＣＡ０の相対回転を制限する切換クラッチＣ０を併用して差動部１１の差動状態を機械的に制限する。なお、本実施例の切換ブレーキＢ０が本発明の第１制限手段および差動制限手段に対応しており、切換クラッチＣ０が本発明の第２制限手段および差動制限手段に対応している。また、差動部サンギヤＳ０が本発明の１回転要素に対応しており、差動部サンギヤＳ０および差動部キャリヤＣＡ０が本発明の２回転要素に対応している。
具体的には、第１電動機Ｍ１およびその第１電動機Ｍ１に連結された差動部サンギヤＳ０をロック、或いはロック方向に制御する。さらに具体的には、切換ブレーキＢ０の係合圧をファーストアプライすることで、切換ブレーキＢ０を係合または半係合状態として、差動部１１の差動状態を制限する。これにより、第１電動機Ｍ１の制限された出力トルクに加えて切換ブレーキＢ０の係合トルクが上乗せされて、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が零まで速やかに引き下げられる。これに伴い、図９の共線図と同様の作用により、エンジン回転速度ＮＥが速やかに引き下げられる。また、差動部１１をロック、或いはロック方向に制御する。さらに具体的には、切換クラッチＣ０の係合圧をファーストアプライすることで、切換クラッチＣ０を係合または半係合状態として、差動部１１の差動状態を制限する。これにより、差動部１１の各回転要素が一体回転または略一体回転で回転される。このとき、例えば切換ブレーキＢ０の係合により差動部サンギヤＳ０の回転速度が零にまで引き下げられた状態であれば、エンジン回転速度ＮＥが速やかに零まで引き下げられる。
ここで、上記制御は、車速Ｖが零、或いは零付近である極低車速領域において好適に実施されるものである。車速Ｖが比較的高車速域であると、切換ブレーキＢ０を係合させて差動部サンギヤＳ０の回転速度を零にロックしてもエンジン回転速度ＮＥが十分に引き下げられず、この状態でさらに切換クラッチＣ０が係合されると、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０にかかる負荷が大きくなって耐久性が低下すると共に、係合時にショックが発生する可能性があった。そこで、車速判定手段１１４は、車両の車速Ｖを検出し、その車速が零または零近傍の極低車速であるか否かを判定する。車速Ｖは、自動変速部２０の出力軸２２に設けられた図示しない回転速度センサによって検出される出力軸回転速度ＮＯＵＴ、差動歯車装置３６の変速比、並びに駆動輪３８の回転直径などに基づいて算出される。そして、車速判定手段１１４は、算出された車速Ｖが零に近い極低車速域であるか否かを判定する。車速Ｖが零、或いは零に近い極低車速であると判定されると、上述した切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０を係合するエンジン停止制御手段１１２を好適に実行することができる。
充放電制限判定手段１１６は、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２に電力を供給する蓄電装置６０の充電容量がＳＯＣが過充電領域或いは過放電領域に入るなどして、蓄電装置６０の充放電が制限されているか否かを判定する。蓄電装置６０の充放電が制限されると、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２へ供給される電力が制限されるため、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の運転状態が制限される、具体的には第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２から出力されるトルク値が制限される。さらに、充放電制限判定手段１１６は、第１電動機Ｍ１がフェール状態であるか否かを判定する。具体的には、例えば第１電動機Ｍ１に備えられている図示しないフェール検出回路などによりフェール状態を判定する。そして、第１電動機Ｍ１がフェール状態と判定されると、第１電動機Ｍ１の運転状態が制限される。このように、蓄電装置６０の充放電制限および第１電動機Ｍ１のフェールに応じて第１電動機Ｍ１の運転状態が制限される。
エンジン停止判定手段１１８は、エンジン停止制御手段１１２によってエンジン８が完全に作動停止したか否かを判定する。エンジン８の作動停止の判定は、例えば図示しないエンジン８に設けられたエンジン回転速度センサによって検出されるエンジン回転速度ＮＥが零であるか否かによって判定する。ここで、エンジン停止判定手段１１８によってエンジン８が完全に作動停止したと判定されると、エンジン停止制御手段１１２は、係合されている切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０を解放する。このようにすることで、次のモータ走行時に速やかな発進が可能となる。
図１０は、電子制御装置４０の制御作動の要部すなわちエンジン作動停止時の車両における振動の発生を抑制する制御作動において、特に、第１電動機Ｍ１の出力トルクが制限されたときの制御作動を説明するフローチャートである。また、図１１は、図１０に示す制御作動の一例であって、車両停止状態において第１電動機Ｍ１の出力トルクが制限されているときに、動力伝達系の共振を抑制しつつエンジンを作動停止させる制御作動を説明するタイムチャートである。
先ず、車速判定手段１１４に対応するＳＡ１において、車速Ｖが零或いは零に近い極低車速域にあるか否かを判定する。ＳＡ１が否定されると、ＳＡ９において、例えば車速を考慮した他のエンジン停止制御が実行される。ＳＡ１が肯定されると、充放電制限判定手段１１６に対応するＳＡ２において、蓄電装置６０の充放電が制限されて第１電動機Ｍ１の出力トルクが制限された状態か否かが判定される。さらに、第１電動機Ｍ１がフェールした状態か否が判定される。ＳＡ２が否定されると、ＳＡ９において、例えば第１電動機Ｍ１による通常のエンジン停止制御が実施される。ＳＡ２が肯定されると、エンジン停止条件成立判定手段１１０に対応するＳＡ３において、エンジン８を作動停止するための条件が成立したか否かが判定される。ＳＡ３が否定されるとＳＡ９において、他の制御が実施される。ＳＡ３が肯定されると、エンジン停止制御手段１１２に対応するＳＡ４において、エンジン停止制御を実施する指令が出力され、エンジン停止制御手段１１２に対応するＳＡ５およびＳＡ６において、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０の係合が開始される。
図１１のＴ１時点において、エンジン８の作動停止制御が開始され、第１電動機Ｍ１から充放電制限時において出力可能な第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を引き下げる方向の負のトルクが出力される。なお、この負のトルクは、第１電動機Ｍ１の出力トルクが制限されているため、正常時に比べて低い値となる。そして、第１電動機Ｍ１および第１電動機Ｍ１に接続された差動部サンギヤＳ０をロック状態とするために、切換ブレーキＢ０の係合油圧が増圧され、切換ブレーキＢ０の係合が開始される。さらに、差動部１１をロック状態とするため、切換クラッチＣ０の係合油圧が増圧されて、切換クラッチＣ０の係合が開始される。これにより、切換ブレーキＢ０の係合トルクが第１電動機Ｍ１の回転速度を引き下げる方向に作用すると共に、切換クラッチＣ０の係合トルクが差動部１１の回転要素をロックして回転速度を引き下げる方向に作用する。結果として、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０の制御無し時においては、破線で示すようにエンジン回転速度ＮＥを零に引き下げるのに要する時間がＴ３時点となるのに対し、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０の制御有り時においては、実線で示すようにエンジン回転速度ＮＥを零に引き下げるのに要する時間がＴ２時点と短くなる。これにより、エンジン８が共振点を通過する時間が短くなる。
そして、エンジン停止判定手段１１８に対応するＳＡ７において、エンジン８が完全に作動停止したか否かが判定される。ＳＡ７が否定されると、ＳＡ４に戻り、エンジン８が完全に停止されるまで繰り返しエンジン停止制御が実行される。そして、エンジン８が完全に停止されることによりＳＡ７が肯定されると、エンジン停止制御手段１１２に対応するＳＡ８において、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０を解放することで、差動部１１をロック状態から非ロック状態（差動状態）へ切り換える。
上述のように、本実施例によれば、エンジン停止制御手段１１２は、第１電動機Ｍ１の運転状態に制限がある場合、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０によって差動部１１の差動状態を制限する手段を含むため、例えば車両停止状態においては、差動部１１の差動状態を制限することで、エンジン８の回転速度ＮＥを引き下げる方向のトルクが付与される。これにより、エンジン８の回転速度ＮＥが速やかに引き下げられて共振点の通過時間が短くなるので、共振現象の発生を抑制することができる。
また、本実施例によれば、エンジン停止制御手段１１２は、切換ブレーキＢ０による差動制限と、切換クラッチＣ０による差動制限とを、併用して差動部１１の差動状態を制限するため、切換クラッチＣ０と切換ブレーキＢ０とを併用することにより、エンジン８の回転速度ＮＥをより速やかに引き下げることができ、共振点の通過時間をより一層短くすることができる。
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１の運転状態の制限は、蓄電装置６０の充放電制限に応じて設定されるため、エンジン停止制御時において蓄電装置６０が充放電制限されているときは、第１電動機Ｍ１の出力トルクが制限されてエンジン８の回転速度ＮＥを零まで引き下げるのに要する時間が長くなることがあるが、このようなときに差動状態を制限することで、エンジン８の回転速度ＮＥを速やかに引き下げることができ、共振点の通過時間を短くすることができる。
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１の運転状態の制限は、第１電動機Ｍ１のフェールに応じて設定されるため、エンジン停止制御時において第１電動機Ｍ１がフェール状態にあるときは、第１電動機Ｍ１が制御出来ないためにエンジン８の回転速度ＮＥを零まで引き下げるのに要する時間が長くなることがあるが、このようなときに差動状態を制限することで、エンジン８の回転速度ＮＥを速やかに引き下げることができ、共振点の通過時間を短くすることができる。
つぎに、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。
図１２は、差動部１１の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、第１電動機Ｍ１によってエンジン回転速度ＮＥを低下させる制御を説明するための他の共線図である。本実施例においては、車両が所定の車速Ｖで走行中にエンジン８を停止させる場合の制御作動を説明するものである。具体的には、例えばエンジン走行モードで走行中において、車速減速中に車両の状態が図７に示すエンジン走行領域からモータ走行領域へ切り換えられた場合などに適用される。
本実施例においては、エンジン停止制御手段１１２は、エンジン停止制御の際、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０を走行状態に応じて好適に係合（または半係合）させることにより、エンジン回転速度ＮＥを速やかに引き下げて共振点の通過時間を短くする。以下、具体的な制御作動について説明する。
図１２の実線に示す回転状態において、エンジン停止条件成立判定手段１１０によってエンジン８を作動停止させる条件が成立すると判定されると共に、充放電制限判定手段１１６によって第１電動機Ｍ１の出力トルクが制限されると判定されると、切換ブレーキＢ０または切換クラッチＣ０を係合する。
具体的には、例えば図１２の実線に示す状態から切換ブレーキＢ０が係合されると、差動部１１は一点鎖線に示すような回転状態となる。すなわち、切換ブレーキＢ０を係合することにより、第１電動機Ｍ１（差動部サンギヤＳ０）がロックされて、エンジン回転速度ＮＥが第２電動機Ｍ２（差動部リングギヤＲ０）の回転速度ＮＭ２および差動部１１のギヤ比ρ０によって一意的に決定される回転速度にまで引き下げられる。そして、エンジン回転速度ＮＥがこの回転速度近くまで引き下げられると、エンジン停止制御手段１１２は、切換ブレーキＢ０を解放し、第１電動機Ｍ１の制限されている負の出力トルクによってエンジン回転速度ＮＥをさらに零にまで引き下げる。
ここで、切換ブレーキＢ０を係合させる際、前記一意的に決定される回転速度は、共振現象を発生させる共振点に対応するエンジン回転速度ＮＥＶＢよりも低いことが前提となる。すなわち、エンジン停止制御手段１１２は、切換ブレーキＢ０を係合させる前に、切換ブレーキＢ０の係合後のエンジン回転速度ＮＥＡＴを第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２およびギヤ比ρ０に基づいて算出し、その回転速度ＮＥＡＴが共振点に対応するエンジン回転速度ＮＥＶＢよりも低いか否かを判定する。そして、エンジン回転速度ＮＥＡＴが共振点の回転速度ＮＥＶＢよりも低いと判定されると、切換ブレーキＢ０の係合を開始する。
また、図１２の実線に示す状態から切換クラッチＣ０が係合されると、差動部１１は破線に示すような回転状態となる。すなわち、切換クラッチＣ０を係合することにより、差動部１１がロックされて各回転要素が第２電動機Ｍ２（差動部リングギヤＲ０）の回転速度ＮＭ２にまで引き下げられる。そして、エンジン回転速度ＮＥがこの回転速度ＮＭ２と同回転速度にまで引き下げられると、エンジン停止制御手段１１２は、切換クラッチＣ０を解放し、第１電動機Ｍ１の制限されている負の出力トルクによってエンジン回転速度ＮＥをさらに零にまで引き下げる。
ここで、切換クラッチＣ０を係合させる際、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が、共振現象を発生させる共振点に対応するエンジン回転速度ＮＥＶＢよりも低いことが前提となる。すなわち、エンジン停止制御手段１１２は、切換クラッチＣ０を係合させる前に、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２と共振点に対応するエンジン回転速度ＮＥＶＢとを比較し、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が回転速度ＮＥＶＢよりも低いか否かを判定する。そして、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が共振点の回転速度ＮＥＶＢよりも低いと判定されると、切換クラッチＣ０の係合を開始する。
これより、本実施例においては、図１０に示すフローチャートにおいて、ＳＡ１が省略されると共に、エンジン停止制御手段１１２に対応するＳＡ５およびＳＡ６の制御過程の一方が選択的に実行されるフローチャートが適用される。このように、ＳＡ５およびＳＡ６のいずれか一方を実行することで、エンジン回転速度ＮＥが速やかに引き下げられる。
上述のように、本実施例によれば、エンジン停止制御手段１１２は、第１電動機Ｍ１の運転状態に制限がある場合は、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０を車両の走行状態に応じて選択的に係合させる手段を含むため、エンジン８の回転速度ＮＥを速やか引き下げることができる。これにより、エンジン回転速度ＮＥが共振点の回転速度を通過する時間が短くなり、共振現象を抑制することができる。
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、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０の両方を係合させるものであったが、必ずしも両方係合させる必要はなく、例えば車両が完全に停止している場合は切換クラッチＣ０のみを係合させるなど、車両の状態に応じて切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０のいずれか一方を係合するものであっても構わない。
また、前述の実施例では、切換クラッチＣ０は、差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とを選択的に連結するものであったが、切換クラッチＣ０はこれに限定されず、差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤ、および差動部リングギヤＲ０のうちの任意の２つの回転要素を連結する構成であっても構わない。また、前述の実施例では、１回転要素が差動部サンギヤＳ０に対応しており、２回転要素が差動部サンギヤＳ０および差動部キャリヤＣＡ０に対応しているが、これらは特に限定されるものではなく、矛盾の無い範囲内で自由に変更することができる。
また、前述の実施例では、第２電動機Ｍ２は、伝達部材１８に直接連結されているが、第２電動機Ｍ２の連結位置はそれに限定されず、差動部１１から駆動輪３４の間の動力伝達経路に直接的或いは変速機等を介して間接的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はそのギヤ比γ０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ものであったが、たとえば差動部１１の変速比γ０を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであっても本発明は適用することができる。
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、たとえばギヤ、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、たとえばギヤ、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に連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、第１クラッチＣ１や第２クラッチＣ２などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁紛）クラッチ、電磁クラッチ、噛合型のドグクラッチなどの磁紛式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。たとえば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路４２は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述の実施例では、自動変速部２０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てそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０が配列されていてもよい。この場合には、差動部１１と自動変速部２０とは、たとえば伝達部材１８としてカウンタギヤ対、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、たと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および伝達部材１８（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、このような２以上の遊星歯車装置から構成された場合においても、これらの遊星歯車装置の各回転要素にエンジン８、第１および第２電動機Ｍ１、Ｍ２、伝達部材１８が動力伝達可能に連結され、さらに遊星歯車装置の各回転要素に接続されたクラッチＣおよびブレーキＢの制御により有段変速と無段変速とが切り換えられるような構成であっても構わない。
また、前述の実施例ではエンジン８と差動部１１とが直接連結されているが、必ずしも直接連結される必要はなく、エンジン８と差動部１１との間にクラッチを介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部１１と自動変速部２０とが直列接続されたような構成となっているが、特にこのような構成に限定されず、変速機構１０全体として電気式差動を行う機能と、変速機構１０全体として電気式差動による変速とは異なる原理で変速を行う機能と、を備えた構成であれば本発明は適用可能であり、機械的に独立している必要はない。また、これらの配設位置や配設順序も特に限定されず、自由に配設することができる。また、変速機構において、電気式差動を行う機能と変速を行う機能とを有するものであれば、その構成が一部重複する、或いは全てが共通するものであっても、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、自動変速部２０は４段の変速を可能とする有段変速機が適用されているが、自動変速部２０の変速段は４段に限定されず例えば５段変速など自由に変更することができる。また、自動変速部２０の構成は、特に本実施例に限定されるものではなく、自由に変更することができる。
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。 複数種類のシフトポジションを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置の一例を示す図である。 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。 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。 差動部の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、第１電動機によってエンジン回転速度を低下させる制御を説明するための共線図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン作動停止時の車両における振動の発生を抑制する制御作動において、特に、第１電動機の出力トルクが制限されたときの制御作動を説明するフローチャートである。 図１０に示す制御作動の一例であって、車両停止状態において第１電動機の出力トルクが制限されているときに、動力伝達系の共振を抑制しつつエンジンを作動停止させる制御作動を説明するタイムチャートである。 差動部の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、第１電動機によってエンジン回転速度を低下させる制御を説明するための他の共線図である。
符号の説明
８：エンジン（内燃機関） １１：差動部（電気式差動部） １４：入力軸 １６：動力分配機構（差動機構） １８：伝達部材（出力軸） ６０：蓄電装置（バッテリ） １１２：エンジン停止制御手段 Ｂ０：切換ブレーキ（第１制限手段、差動制限手段） Ｃ０：切換クラッチ（第２制限手段、差動制限手段） Ｍ１：第１電動機（電動機）

Claims (4)

  1. 差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された電動機の運転状態が制御されることにより内燃機関が接続される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、該電気式差動部の差動状態を機械的に制限する差動制限手段と、前記内燃機関を停止させるときに前記電動機によって該内燃機関の回転速度を引き下げるエンジン停止制御手段とを、備える車両用動力伝達装置の制御装置であって、
    前記エンジン停止制御手段は、前記電動機の運転状態に制限がある場合、前記差動制限手段によって前記電気式差動部の差動状態を制限する手段を含むことを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
  2. 前記差動制限手段は、差動機構を構成する１回転要素の回転を制限する第１制限手段と、差動機構を構成する２回転要素の相対回転を制限する第２制限手段とからなり、
    前記エンジン停止制御手段は、前記第１制御手段による差動制限と、前記第２制限手段による差動制限とを、併用して前記電気式差動部の差動状態を制限することを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  3. 前記電動機の運転状態の制限は、バッテリの充放電制限に応じて設定されることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記電動機の運転状態の制限は、前記電動機のフェールに応じて設定されることを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置。
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