JP2009208635A

JP2009208635A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2009208635A
Application number: JP2008053853A
Authority: JP
Inventors: Keita Imai; 恵太今井; Atsushi Tabata; 淳田端; Toru Matsubara; 亨松原; Tatsuya Imamura; 達也今村; Yuji Iwase; 雄二岩▲瀬▼; Kenta Kumazaki; 健太熊▲崎▼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-09-17

Abstract

【課題】差動部と無段変速部とを動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置において、無段変速部の変速遅れや変速の進み過ぎなどで差動部の回転要素が所定の高回転になることを防止する。
【解決手段】ステップＳＳ２で第２変速部（無段変速部）２０の変速速度Ｓγ_CVTのずれ量が所定の許容範囲を超えたか否かを判断し、許容範囲を超えた場合にはステップＳＳ３以下を実行し、第１変速部（差動部）１４を構成している所定の回転要素が高回転になることを防止する高回転防止制御を実施するため、入力回転要素（キャリアＣＡ０）に連結されたエンジン８や回転機連結要素（サンギヤＳ０）に連結された第１回転機Ｍ１、出力回転要素（リングギヤＲ０）に連結された第２回転機Ｍ２、或いはキャリアＣＡ０に対する遊星歯車Ｐ０の相対回転速度ΔＮＰなどが、変速速度Ｓγ_CVTのずれに起因して高回転となり、耐久性が損なわれることが抑制される。
【選択図】図１３

Description

本発明は、差動部と無段変速部とを動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置に係り、特に、無段変速部の変速遅れや変速の進み過ぎなどで差動部の回転要素が所定の高回転になることを防止する制御に関するものである。

(a) 差動機構の回転要素に連結された回転機の運転状態が制御されることにより、駆動源に連結された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差動部と、(b) その差動部の前記出力軸の回転速度を無段階に変速することができる無段変速部と、を動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、ハイブリッド車両の動力伝達装置に関するものであり、差動部として発電機等の回転機によって回転要素の回転を制御する遊星歯車式の電気式差動部が備えられ、無段変速部として変速比を機械的に無段階で変化させることができるベルト式の機械式無段変速機が備えられている。
特開平１１−２１７０２５号公報

ところで、このような従来の動力伝達装置において、無段変速部の変速速度（変速比の変化速度）が設計的に定められた値からずれると、その前方すなわち動力伝達経路の上流側に設けられた差動部を構成している回転要素の一部が高回転となり、入力軸に連結されたエンジン等の駆動源や発電機等の回転機などが高回転になって耐久性が損なわれる可能性があった。差動部の回転要素そのもの、例えば遊星歯車のキャリアに対する相対回転速度などが高回転となって、その歯車や軸受等の耐久性が損なわれる恐れもある。このような課題は、差動部と無段変速部とを動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置に特有の新規なものである。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、差動部と無段変速部とを動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置において、無段変速部の変速遅れや変速の進み過ぎなどで差動部の回転要素が所定の高回転になることを防止することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 差動機構の回転要素に連結された回転機の運転状態が制御されることにより、駆動源に連結された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差動部と、(b) その差動部の前記出力軸の回転速度を無段階に変速することができる無段変速部と、を動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置において、(c) 前記無段変速部の変速状態に基づいて、前記差動部を構成している回転要素が高回転になることを防止する高回転防止制御を実施する高回転防止手段を設けたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明の動力伝達装置において、前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速速度に基づいて前記高回転防止制御を実施することを特徴とする。

第３発明は、第２発明の動力伝達装置において、前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速速度のずれに基づいて前記高回転防止制御を実施することを特徴とする。

第４発明は、第１発明の動力伝達装置において、前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速比に基づいて前記高回転防止制御を実施することを特徴とする。

第５発明は、第４発明の動力伝達装置において、前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速比のずれに基づいて前記高回転防止制御を実施することを特徴とする。

このような動力伝達装置においては、無段変速部の変速状態すなわち例として変速速度や変速比のずれ等に基づいて、差動部を構成している回転要素が高回転になることを防止する高回転防止制御を実施するため、入力軸に連結されたエンジン等の駆動源や発電機等の回転機などが、無段変速部の変速状態に起因して高回転となり、耐久性が損なわれることが抑制される。また、遊星歯車のキャリアに対する相対回転速度など差動部の回転要素そのものの回転速度が高回転となって、その歯車や軸受等の耐久性が損なわれることを抑制することもできる。

本発明は、車両用の動力伝達装置に好適に適用されるが、駆動源の回転速度を変速して出力する他の動力伝達装置にも適用され得る。車両用の場合、駆動源としてガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関、或いは電動モータ等を備えている車両や、内燃機関に加えて電動モータやモータジェネレータ等を備えているハイブリッド車両など、種々の車両に適用され得る。

無段変速部としては、例えばベルト式やトロイダル式等の機械式無段変速機が好適に用いられるが、差動作用を有する電気式の無段変速機を採用することもできる。無段変速部は、例えば駆動源を所定の動作線（燃費最適動作線など）上で作動させる上で、変速比を無段階で連続的に変化させることが望ましいが、有段変速機と同様に変速比を段階的に変化させる態様で使用することも可能である。

差動部としては、例えば(a) ３つの回転要素を有する遊星歯車装置等の差動機構と、(b) その１つの回転要素に連結された発電機等の第１回転機と、(c) 出力回転要素に連結された電動モータ等の第２回転機と、を有する電気式差動部（電気式無段変速機）が好適に採用され、第２回転機は駆動源としても機能する。回転機は、回転電気機械のことで、具体的には電動モータや発電機、或いはそれ等の両方の機能を選択的に発揮することができるモータジェネレータである。

上記差動機構が遊星歯車装置にて構成されている場合、例えば遊星歯車装置のキャリアは入力回転要素として機能して入力軸を介して駆動源に連結され、サンギヤは第１回転機に連結され、リングギヤは出力回転要素として機能して出力軸を介して無段変速部に連結されるとともに、そのリングギヤに第２回転機が接続されるが、それ等の連結形態は適宜変更することができるし、必要に応じてクラッチ等の断続機構を介して接続することも可能である。上記遊星歯車装置は、シングルピニオン型でもダブルピニオン型でも差し支えないし、複数の遊星歯車装置を組み合わせて差動機構を構成することもできる。

上記第２回転機が、主として力行制御されて回転トルクを発生させるものである場合には、差動部と別個に設けることが可能で、例えば差動部および無段変速部よりも動力伝達経路の下流側、例えば駆動輪側に接続しても良いとともに、変速機や遊星歯車装置等を介して動力伝達経路に接続することもできる。

上記第２回転機を回生制御して発電機として用いることがある場合には、クラッチ等の断続機構を介して前記差動機構の出力回転要素に連結するとともに、同じくクラッチ等の断続機構を介して差動機構の入力回転要素或いは駆動源に連結可能とし、駆動源により直接回転駆動されるようにして発電するとともに、その電気エネルギーで第１回転機を力行制御することにより、例えば出力回転要素を介して回転駆動されて発電する場合に比較して電気パスによるエネルギーロスを低減できる。

駆動源を所定の動作線上で作動させる場合、その動作線は、例えば駆動源単独で燃費が最少となるように回転速度およびトルク等をパラメータとして定められた燃費最適動作線であるが、差動部および無段変速部を含む動力伝達装置のシステム全体のトータルのエネルギー効率、例えば電気パス等のエネルギー循環の効率や各部のフリクションロス等を含めたエネルギー効率が最も良くなるように駆動源の動作線（システム最適動作線）を設定することもできる。上記燃費最適動作線は、車両走行等に必要な所定のトルク特性を満足しつつ燃費が最適になるように定められた動作線で、必ずしも現実に燃費が最適すなわち最少であることを意味するものではない。また、基本的には駆動源を上記燃費最適動作線上等で作動させるように変速比を制御しつつ、各部の伝達効率やエネルギー効率等に基づいて変速比を補正するようにしても良いなど、種々の態様が可能である。上記駆動源は、内燃機関等の燃料の燃焼で動力を発生する場合だけでなく、電気エネルギーで動力を発生する電動モータなどでも良い。電動モータも、燃費すなわち電気エネルギーの消費が最少となるように定められた燃費最適動作線上で作動させることが望ましい。燃費は、駆動源の作動によるエネルギーの消費量を意味する。

差動部の差動状態（出力回転速度に対する入力回転速度の変速比など）および無段変速部の変速比は、例えば駆動源を燃費最適動作線等の所定の動作線上で作動させるように設定されるが、システム全体のトータルのエネルギー効率や伝達効率の点で動作線から外れた運転点で作動させることが望ましい場合があり、その動作線から外れた運転点で駆動源を作動させるような差動状態や変速比を選択するようにしても良い。

駆動源を所定の動作線上で作動させるために、無段変速部は、例えば車速をパラメータとして予め定められた変速比マップ等に基づいて変速比が設定され、差動部は、例えば電気パス量が所定の許容範囲内となるように、言い換えれば伝達効率が所定値以上になるように差動状態が制御される。差動部の回転機の回転速度が略０になるように制御すれば、電気パスのエネルギー効率すなわち伝達効率が良くなる。無段変速部の変速比および車速に応じて差動部の出力側の回転速度は定まるため、その差動部の変速制御すなわち差動状態の制御は、駆動源や回転機の回転速度を制御して行なうことができる。

無段変速部についても、差動部の差動状態および無段変速部の伝達効率、或いはトータルの伝達効率などをパラメータとして予め定められた変速比マップ等に基づいて変速比が設定されるようにすることができる。このように無段変速部の変速比が制御されるとともに、駆動源が予め定められた動作線上で作動させられることにより、差動部の差動状態が結果的に所定の状態、例えば回転機の回転速度が略０となる状態に制御されるようになっていても良い。

エンジンが駆動源として用いられる場合、理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼方式と理論空燃比よりも燃料が希薄な混合気を燃焼させるリーン燃焼方式との２つの燃焼方式を切り換えて使用する場合があるが、その場合には、前記燃費最適動作線や、その燃費最適動作線上で駆動源を作動させるための無段変速部の変速比マップ等は、燃焼方式毎にそれぞれ設定することが望ましい。軽負荷時にはエンジンを４気筒で駆動し、高負荷時には８気筒で駆動するような可変気筒の運転方式など、複数の運転方式を切り換えてエンジンを作動させる場合には、同様に構成することができる。

エンジン等の駆動源は、例えば前記差動部の入力回転要素に一体的に連結しても良いが、クラッチ等の断続機構を介して連結したり、トルクコンバータ等の流体式動力伝達装置を介して連結したりしても良い。

高回転防止手段は、例えば(a) 前記無段変速部の変速ずれを判定する変速ずれ判定手段と、(b) その変速ずれ判定手段によって変速ずれであると判定された場合に、前記差動部の所定の回転要素の回転速度を低下させる回転低減手段と、を有して構成される。

変速ずれ判定手段は、例えば無段変速部の実際の変速速度と予め設計的に定められた基準変速速度とのずれ量が予め定められた許容範囲を超えているか否か、或いは実際の変速比と目標変速比とのずれ量が予め定められた許容範囲を超えているか否か、等によって変速ずれを判定するように構成される。許容範囲は予め一定値が定められても良いが、変速比が大きい程差動部側の回転速度が高くなり、僅かな変速ずれで所定の回転要素が高回転になる可能性が高くなるため、その変速比をパラメータとするマップや演算式などで設定することが望ましい。車速が高くなる程差動部の回転速度も高くなり、僅かな変速ずれで所定の回転要素が高回転になる可能性が高くなるため、車速等の運転状態をパラメータとして設定することもできるなど、種々の態様が可能である。

上記変速ずれ判定手段により変速ずれを判定するのに先立って車両が走行状態であるか否かを判定する走行状態判定手段を設け、その走行状態判定手段により走行状態であると判定された場合に、変速ずれ判定手段による判定処理を実行するようにしても良い。走行状態判定手段は、例えばシフトレバーの操作位置が車両を走行させる駆動ポジションか否かによって判定できるが、車速が所定値以上か否か、等によって判定することも可能である。

前記回転低減手段は、例えば前記入力回転要素に連結された駆動源や出力回転要素に連結された第２回転機のトルクを低下させ、或いは回生トルクを発生させたり、差動部の差動を制限する差動制限クラッチを有する場合にはその差動制限クラッチを係合させたりすることにより、所定の回転要素の回転速度を低下させるように構成される。

前記変速ずれ判定手段により変速ずれであると判定された場合に、上記回転低減手段により回転低減制御を行なうのに先立って前記差動部の回転要素の何れかが所定の高回転防止域に達しているか否かを判断する高回転判定手段を設け、その高回転判定手段によって高回転防止域に達していると判定された場合だけ、回転低減手段による回転低減制御を実行するようにしても良い。高回転判定手段は、例えば高回転が問題になる予め定められた回転要素の回転速度が所定の高回転防止域に達しているか否かを判定するように構成されるが、その回転速度に対して一定の関係を有する他の部材の回転速度で判定することも可能である。

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車両用動力伝達装置１０を説明する骨子図である。この車両用動力伝達装置１０は、ハイブリッド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、入力回転部材として入力軸１２を備えている第１変速部１４、その第１変速部１４の出力回転部材である中間軸１８、その中間軸１８に連結された第２変速部２０、および出力回転部材である出力軸２２が、同一の軸線上にその順番で車両前側から後方に向かって配設されている。第１変速部１４の入力軸１２は、駆動源として設けられた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のクランク軸に、直接或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）を介して連結されて回転駆動されるようになっている。本実施例では、エンジン８と第１変速部１４とが直結、すなわち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。また、第２変速部２０はカウンタ軸１５２を備えており、出力歯車１５０からカウンタ軸１５２を介して出力軸２２に動力が伝達されるようになっており、その出力軸２２からは、図示しないプロペラシャフトや差動歯車装置（終減速装置）、左右の車軸等を介して左右の駆動輪に動力が伝達される。

第１変速部１４は、電気式無段変速機としても機械式の有段変速機としても機能するもので、第１回転機Ｍ１と、入力軸１２の動力すなわちエンジン８の動力を第１回転機Ｍ１および前記中間軸１８に機械的に分配する動力分配機構１６と、中間軸１８と一体的に回転するように設けられている第２回転機Ｍ２とを備えている。第１回転機Ｍ１および第２回転機Ｍ２は、本実施例では電動モータ（電動機）およびジェネレータ（発電機）の両方の機能を択一的に発揮できるモータジェネレータである。但し、第１回転機Ｍ１を、反力を発生させるためだけに用いる場合にはジェネレータを採用しても良いし、第２回転機Ｍ２を、駆動源として駆動力を出力するためだけに用いる場合には、電動モータを採用しても良い。

上記動力分配機構１６は、所定のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ０のシングルピニオン型の遊星歯車装置２４と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを備えている。遊星歯車装置２４は、差動歯車機構として機能するもので、サンギヤＳ０、遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ０、遊星歯車Ｐ０を介してサンギヤＳ０と噛み合うリングギヤＲ０を、回転要素（要素）として備えている。

この動力分配機構１６においては、キャリアＣＡ０が入力回転要素でリングギヤＲ０が出力回転要素であり、キャリアＣＡ０は入力軸１２すなわちエンジン８に連結され、リングギヤＲ０は出力軸に相当する中間軸１８に連結され、サンギヤＳ０は第１回転機Ｍ１に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は、サンギヤＳ０と固定部材であるトランスミッションケース（以下、単にケースという）１１との間に設けられ、切換クラッチＣ０は、サンギヤＳ０とキャリアＣＡ０との間に設けられている。これ等の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、単板式、多板式、或いはベルト式等の油圧式摩擦係合装置で、油圧アクチュエータにより任意に係合、解放されるようになっており、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とにより、動力分配機構１６は、遊星歯車装置２４の３つの回転要素であるサンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、およびリングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能となり、差動作用が作動可能な状態すなわち差動作用が働く差動状態とされる。

このような差動状態では、エンジン８の出力が第１回転機Ｍ１と中間軸１８とに分配され、その分配されたエンジン８の出力で回転駆動される第１回転機Ｍ１が発電制御されることにより、その回生制動によってサンギヤＳ０の回転速度が制限され、サンギヤＳ０の回転速度に応じて中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈がエンジン８の回転速度Ｎ_Eに拘わらず連続的に変化させられるため、第１変速部１４（動力分配機構１６）が電気的な差動装置として機能する。すなわち、第１変速部１４の変速比γ０（入力軸１２の回転速度Ｎ_IN／中間軸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のである。このように動力分配機構１６が差動状態とされると、動力分配機構１６（第１変速部１４）に動力伝達可能に連結された第１回転機Ｍ１、第２回転機Ｍ２、およびエンジン８の運転状態が制御されることにより、動力分配機構１６の差動状態、すなわち入力軸１２の回転速度Ｎ_INと中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈との差動状態が任意に制御される。なお、第１回転機Ｍ１の発電制御で得られた電気エネルギーで第２回転機Ｍ２が回転駆動（力行制御）され、或いは蓄電装置９４（図５参照）が充電される。この状態の第１変速部１４は差動部として機能する。

上記差動状態から切換クラッチ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、切換クラッチＣ０が係合させられてサンギヤＳ０とキャリアＣＡ０とが一体的に係合させられると、動力分配機構１６は遊星歯車装置２４のサンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、およびリングギヤＲ０が一体回転させられるロック状態とされ、前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、第１変速部１４も非差動状態となる。また、エンジン８の回転速度Ｎ_Eと中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈とが一致する状態となるので、第１変速部１４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。この切換クラッチＣ０は、第１変速部１４の差動作用を制限する差動制限クラッチとして機能する。

上記切換クラッチＣ０に代えて切換ブレーキＢ０が係合させられ、サンギヤＳ０がケース１１に固定されて回転停止させられると、動力分配機構１６は前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、第１変速部１４も非差動状態となる。また、リングギヤＲ０はキャリアＣＡ０よりも増速回転させられるので、動力分配機構１６は増速機構として機能するようになり、第１変速部１４は変速比γ０が「１」より小さい一定値（例えば０．７程度等）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が、第１変速部１４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選択的に切り換える差動状態切換装置として機能する。これにより、第１変速部１４は、変速比γ０を電気的に連続的に変化させることができる電気式無段変速機として機能する状態と、変速比γ０＝１と１より小さい増速状態との２段の有段変速機として機能する状態とに選択的に切り換えられる。

また、第１変速部１４は、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が何れも解放され、且つ第１回転機Ｍ１が反力を発生させない自由回転状態とされた場合には、第１変速部１４内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）とされ、第１回転機Ｍ１が反力を発生させ或いは切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れか一方が係合された場合には、第１変速部１４内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される。そして、第１変速部１４が動力伝達遮断状態または動力伝達可能状態とされることにより、車両用動力伝達装置１０全体が動力伝達遮断状態または動力伝達可能状態とされる。但し、本実施例では第２回転機Ｍ２と駆動輪との間の動力伝達経路は遮断されることがないので、車両用動力伝達装置１０全体が動力伝達遮断状態とされるためには第２回転機Ｍ２も自由回転状態にされる。

前記第２変速部２０は、その変速比γ_CVTを機械的作用により連続的に変化させることができる機械式無段変速機として機能する所謂トロイダル式無段変速機である。この第２変速部２０は、中間軸１８に一体的に連結されるとともに軸線方向において相対向するように配設された一対の入力ディスク１４２ａ、１４２ｂ（以下、特に区別しない場合には単に入力ディスク１４２という）と、その一対の入力ディスク１４２ａ、１４２ｂの間において入力ディスク１４２ａ、１４２ｂのそれぞれに対向するように同軸上に配設されて出力歯車１５０に一体的に連結された一対の出力ディスク１４４ａ、１４４ｂ（以下、特に区別しない場合には単に出力ディスク１４４という）と、相対向するそれぞれの入力ディスク１４２ａ、１４２ｂと出力ディスク１４４ａ、１４４ｂとの間に複数個ずつ配設されたパワーローラ１４６ａ、１４６ｂ（以下、特に区別しない場合には単にパワーローラ１４６という）とを備えている。相対向する入力ディスク１４２および出力ディスク１４４は、その対向面に円弧状断面の環状溝が中間軸１８と同心に設けられているとともに、互いに接近する方向に押圧されており、その環状溝にパワーローラ１４６の外周面が所定の摩擦力を有して接触させられ、且つその接触を維持しつつパワーローラ１４６の回転軸が揺動可能とされている。

このように構成された第２変速部２０では、第１の動力伝達経路を成す一組の入力ディスク１４２ａ、パワーローラ１４６ａ、出力ディスク１４４ａと、第２の動力伝達経路をなす一組の入力ディスク１４２ｂ、パワーローラ１４６ｂ、出力ディスク１４４ｂとが機械的配置としては中間軸１８の軸線上に直列に、動力伝達経路としては並列に設けられており、中間軸１８から入力された駆動トルクは第２変速部２０内の並列な２つの動力伝達経路でそれぞれ入力ディスク１４２、パワーローラ１４６、出力ディスク１４４の順に伝達され、出力歯車１５０からカウンタ軸１５２および出力軸２２を経て図示しない駆動輪へ伝達される。

第２変速部２０では、入力ディスク１４２および出力ディスク１４４の各々に対して外周面が摩擦接触する複数のパワーローラ１４６の回転軸を、中間軸１８の軸線方向すなわち図１における左右方向に同時に揺動させることが可能で、その回転軸と中間軸１８の軸線との成す傾斜角度θ_PRを連続的に変化させることができる。すなわち、この第２変速部２０は、油圧シリンダ等の変速アクチュエータ１５４（図５参照）を備えており、油圧制御回路６２から供給される油圧によって変速アクチュエータ１５４が作動させられることにより、パワーローラ１４６の傾斜角度θ_PRが連続的に変化させられるとともに、所定の傾斜角度θ_PRに維持されるようになっている。これにより、入力ディスク１４２におけるパワーローラ１４６との接触点の半径（有効径）と出力ディスク１４４におけるパワーローラ１４６との接触点の半径（有効径）との比、すなわち第２変速部２０の変速比γ_CVT（＝中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈／出力軸２２の回転速度Ｎ_OUT）が連続的に変化する。具体的には、上記傾斜角度θ_PRが小さくされるほど、入力ディスク１４２における上記接触点の半径は大きくなるとともに出力ディスク１４４における上記接触点の半径は小さくなり、第２変速部２０の変速比γ_CVTは小さくなってハイギヤ側へ変化する。なお、この変速比γ_CVTは、カウンタ軸１５２による変速を含んだ値で、カウンタ軸１５２を含んで第２変速部２０が構成されている。この第２変速部２０は無段変速部に相当する。

このような車両用動力伝達装置１０において、第１変速部１４および第２変速部２０を合わせたトータル変速比（総合変速比）γＴ（＝入力軸１２の回転速度Ｎ_IN／出力軸２２の回転速度Ｎ_OUT）は、第１変速部１４の変速比γ０と第２変速部２０の変速比γ_CVTとの積（γ０×γ_CVT）で表され、第１変速部１４が有段変速状態か無段変速状態かに拘らず、第２変速部２０の無段変速作用により無段階で変化させられる。

図２は、第１変速部１４の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で、各回転要素を示す縦軸と相対的回転速度を示す横軸とから成る二次元座標であり、２本の横線のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度０を示し、上側の横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１２に連結されたエンジン８の回転速度Ｎ_Eを表している。また、縦線Ｙ１はサンギヤＳ０および第１回転機Ｍ１を含む第２回転要素ＲＥ２を、縦線Ｙ２はキャリアＣＡ０およびエンジン８を含む第１回転要素ＲＥ１を、縦線Ｙ３はリングギヤＲ０、第２回転機Ｍ２、および中間軸１８を含む第３回転要素ＲＥ３を、それぞれ表しており、縦線Ｙ１とＹ２との間の間隔と、縦線Ｙ２とＹ３との間の間隔との比は、遊星歯車装置２４のギヤ比ρ０を用いて１：ρ０となる。

上記図２の共線図において、直線Ｌ０は第１変速部１４における各回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の回転速度の関係を表しており、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が何れも解放されて第１変速部１４が無段変速状態（差動状態）とされている場合には、第１回転機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２回転要素ＲＥ２すなわちサンギヤＳ０の回転速度が上昇或いは下降させられる。したがって、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第３回転要素ＲＥ３の回転速度、すなわち車速Ｖおよび第２変速部２０の変速比γ_CVTに応じて定まる中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈が略一定であれば、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される第１回転要素ＲＥ１すなわちエンジン回転速度Ｎ_Eが、第１回転機Ｍ１の回転速度に応じて連続的に変化させられ、第１変速部１４の変速比γ０（＝Ｎ_E／Ｎ₁₈）が変化する。

また、切換クラッチＣ０の係合によりサンギヤＳ０とキャリアＣＡ０とが連結されると、動力分配機構１６はサンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、およびリングギヤＲ０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_Eと同じ回転で中間軸１８が回転させられるようになり、第１変速部１４の変速比γ０（＝Ｎ_E／Ｎ₁₈）は１になる。また、切換ブレーキＢ０の係合によってサンギヤ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２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リングギヤＲ０すなわち中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈は、エンジン回転速度Ｎ_Eよりもギヤ比ρ０に応じて増速された値となり、第１変速部１４の変速比γ０（＝Ｎ_E／Ｎ₁₈）は１／（１＋ρ０）になる。

図３は、車両用動力伝達装置１０が備えている制御系統の要部を説明するブロック線図で、電子制御装置６０に入力される信号及びその電子制御装置６０から出力される信号を例示している。この電子制御装置６０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回転機Ｍ１、第２回転機Ｍ２に関するハイブリッド制御、第２変速部２０の変速制御等を実行するもので、必要に応じてハイブリッド制御用や変速制御用等に分けて構成される。

電子制御装置６０には、図３に示す各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰ_Wを示す信号、シフトポジションＰ_SHを表す信号、第１回転機Ｍ１の回転速度Ｎ_M1（以下、第１回転機回転速度Ｎ_M1という）を表す信号、第２回転機Ｍ２の回転速度Ｎ_M2（以下、第２回転機回転速度Ｎ_M2という）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_E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、エアコンの作動状態を表すエアコン信号、出力軸２２の回転速度Ｎ_OUT（以下、出力軸回転速度Ｎ_OUTという）に対応する車速Ｖを表す信号、ＣＶＴ油温センサにより検出される第２変速部２０等の作動油温度ＴＥＭＰ_CVTを表す油温信号、サイドブレーキ操作の有無を表す信号、フットブレーキ操作の有無を表す信号、触媒温度を表す触媒温度信号、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であるアクセル開度Ａccを表すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定の有無を表すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を表す加速度信号、オートクルーズ走行の設定の有無を表すオートクルーズ信号、車両の重量を表す車重信号、各車輪の車輪速を表す車輪速信号、エンジン８の空燃比Ａ／Ｆを表す信号、エンジン８の吸気管９５（図５参照）に備えられた電子スロットル弁９６の開度（スロットル弁開度）θ_TH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６０からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置６４（図５参照）への制御信号、例えばスロットル弁開度θ_THを制御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、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、回転機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、トータル変速比γＴ等の変速比を表示させるための変速比表示信号、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、第１変速部１４及び第２変速部２０の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路６２（図５参照）に含まれる電磁ソレノイド弁を作動させるバルブ指令信号、その電磁ソレノイド弁に供給されるライン圧を調整するためのライン圧コントロールソレノイド弁を作動させるバルブ指令信号、油圧制御回路６２の油圧源である電動オイル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４は複数種類のシフトポジションＰ_SH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６６の一例を示す図である。このシフト操作装置６６は、例えば運転席の横に配設され、複数のシフトポジションＰ_SHを選択するために操作されるシフトレバー６８を備えている。シフトレバー６８は、車両用動力伝達装置１０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）」、車両用動力伝達装置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）」、車両用動力伝達装置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比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。そして、このシフトレバー６８の手動操作により選択されたシフトポジションＰ_SHに応じて油圧制御回路６２が電気的に切り換えられ、車両用動力伝達装置１０内の動力伝達経路が上記選択されたシフトポジションＰ_SHに応じたものに変更される。

図５は、電子制御装置６０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図で、ハイブリッド制御手段７４、切換制御手段８０、第２変速部制御手段８２、および高回転防止手段８４を機能的に備えており、ハイブリッド制御手段７４は更に、エンジン始動停止制御手段７６および第１変速部制御手段７８を機能的に備えている。

ハイブリッド制御手段７４は、第１変速部１４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回転機Ｍ２との駆動力の配分や第１回転機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて第１変速部１４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、その時の車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度（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回転機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_EおよびエンジントルクＴ_Eとなるようにエンジン８を制御するとともに第１回転機Ｍ１の発電量を制御する。

ハイブリッド制御手段７４は、その制御を動力性能や燃費向上などのために第２変速部２０の変速比γ_CVT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_Eと、車速Ｖおよび第２変速部２０の変速比γ_CVTで定まる中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈とを整合させるために、第１変速部１４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７４は例えば図６の燃費マップに示すようなエンジン回転速度Ｎ_Eとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）Ｔ_E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、すなわちエンジン８の燃費向上のために予め実験的に定められたエンジン８の動作曲線である燃費最適動作線Ｌ_EFを予め記憶しており、その燃費最適動作線Ｌ_EF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_Eおよびエンジン回転速度Ｎ_Eとなるように車両用動力伝達装置１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値となるように第１変速部１４の変速比γ０を制御する。具体的には、第２変速部２０の変速比γ_CVTおよび車速Ｖに応じて定まる中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈に応じて、第１回転機Ｍ１の発電制御などでサンギヤＳ０の回転速度を制御し、エンジン回転速度Ｎ_Eが上記燃費最適動作線Ｌ_EF上の所定の目標回転速度となるようにする。

このとき、ハイブリッド制御手段７４は、第１回転機Ｍ１により発電された電気エネルギーをインバータ９２を通して蓄電装置９４や第２回転機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中間軸１８へ伝達されるが、エンジン８の動力の一部は第１回転機Ｍ１の発電のために消費されて電気エネルギーに変換されるとともに、インバータ９２を通して第２回転機Ｍ２へ供給され、その第２回転機Ｍ２が駆動されて中間軸１８へ伝達される。この電気エネルギーの発生から第２回転機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ーに変換し、その電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するまでの電気パスが構成される。

ここで、本実施例のエンジン８は、理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼方式と理論空燃比よりも燃料が希薄な混合気を燃焼させるリーン燃焼方式との燃料消費特性が異なる２つの燃焼方式を備えており、走行状態に適した燃焼方式が採用される。すなわち、スロットル弁開度θ_THやエンジン回転速度Ｎ_Eなどからエンジン負荷を推定し、予め実験的に設定された条件に従ってエンジン８の燃焼方式をそのエンジン負荷に応じてストイキ燃焼方式またはリーン燃焼方式に切り換える。この燃焼方式の違いによりエンジン８の燃費最適動作線Ｌ_EFも相違するため、燃焼方式に応じて２種類の燃費最適動作線Ｌ_EF（最適燃費率曲線Ｌ_EF、燃費マップ）が設定されており、図６の実線はストイキ燃焼方式の場合で、破線はリーン燃焼方式の場合である。そして、ハイブリッド制御手段７４は、エンジン８の燃焼方式に応じた燃費最適動作線Ｌ_EFを選択した上で、その選択した燃費最適動作線Ｌ_EF上でエンジン８を作動させるように第１変速部１４の変速比γ０を制御する。

なお、本実施例では、エンジン８単独で所定のトルク特性を満足しつつ燃費が最少となるようにエンジン回転速度Ｎ_EおよびエンジントルクＴ_Eをパラメータとして燃費最適動作線Ｌ_EFが定められ、その燃費最適動作線Ｌ_EF上でエンジン８が作動するように第１変速部１４および第２変速部２０の変速制御が互いに関連付けて行なわれるが、第１変速部１４および第２変速部２０を含む車両用動力伝達装置１０のシステム全体のトータルのエネルギー効率、例えば電気パス等のエネルギー循環の効率や各部のフリクションロス等を含めたエネルギー効率が最も良くなるようにエンジン８の動作線（システム最適動作線）を設定し、そのシステム最適動作線上でエンジン８が作動するように第１変速部１４および第２変速部２０の変速制御を互いに関連付けて行なうこともできる。図６の一点鎖線は、このようなシステム最適動作線の一例である。

ハイブリッド制御手段７４はまた、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を開閉制御する他、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し、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す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６４に出力し、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７４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θ_THを増加させるようにスロットル制御を実行する。

図７の実線Ａは、車両の発進／走行用（以下、走行用という）の駆動源をエンジン８と第２回転機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回転機Ｍ２を走行用の駆動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とアクセル開度Ａccとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動源切換線図（駆動源マップ）の一例である。この駆動源切換線図はＲＯＭ等に予め記憶されている。

そして、ハイブリッド制御手段７４は、例えば図７の駆動源切換線図から車速Ｖとアクセル開度Ａcc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。モータ走行領域は、一般に高トルク域に比較してエンジン効率が悪いとされる低アクセル開度で且つ比較的低車速の領域、すなわち低負荷域に設定される。このモータ走行領域におけるモータ走行時には、エンジン８が停止して引き摺り回転が抑制され、燃費が向上させられる。

上記モータ走行領域であっても、蓄電装置９４の充電残量ＳＯＣが所定値以下となった場合や、温度が所定値以下で蓄電装置９４の充放電効率が著しく低下する場合等には、第２回転機Ｍ２を力行制御することなく、エンジン８を駆動源として走行する。すなわち、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、第１変速部１４の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によってエンジン８の運転状態を継続することが可能である。必要に応じて、車両停止時等にエンジン８により第１回転機Ｍ１を回転駆動するとともに、その第１回転機Ｍ１を発電制御することにより、発生した電気エネルギーで蓄電装置９４を充電することもできる。

上記モータ走行とエンジン走行とを選択的に切り換えるために、ハイブリッド制御手段７４は、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７６を備えており、例えばモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第１回転機Ｍ１に通電して力行により第１回転機回転速度Ｎ_M1を引き上げることで、すなわち第１回転機Ｍ１をスタータとして機能させることにより、エンジン８が自律回転可能な回転速度にまでエンジン回転速度Ｎ_Eを引き上げ、点火装置９９により点火するなどしてエンジン８を始動し、モータ走行からエンジン走行へ切り換える。逆に、エンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置９８による燃料供給を停止させることにより、すなわちフューエルカットによりエンジン８を停止し、エンジン走行からモータ走行へ切り換える。

ハイブリッド制御手段７４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回転機Ｍ１からの電気エネルギーおよび／または蓄電装置９４からの電気エネルギーを第２回転機Ｍ２へ供給し、その第２回転機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、本実施例ではエンジン８と第２回転機Ｍ２との両方を走行用の駆動源とする車両の走行はモータ走行ではなくエンジン走行に含まれるものとする。

前記切換制御手段８０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、第１変速部１４の前記無段変速状態と有段変速状態とを、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、前記図７と同じ座標系に表された破線、一点鎖線及び二点鎖線で示す差動状態切換線図（差動状態切換マップ）を予め記憶しており、その差動状態切換線図から車速Ｖおよびアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０をそれぞれ係合（ロック）させるべきか否かを判断して、油圧制御回路６２へ指令信号を出力することにより切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０をそれぞれ係合し、或いは解放する。例えば、アクセル開度Ａccが図７の判定アセル開度Ａcc１を超えた高開度である場合には車両状態がＣ０ロック領域にあるので、切換制御手段８０は切換クラッチＣ０を係合させ、第１変速部１４の変速比γ０を１に固定する。また、アクセル開度Ａccが比較的低いため車両状態が上記Ｃ０ロック領域には入らず、車速Ｖが判定車速Ｖ１を超えた高車速である場合には、車両状態がＢ０ロック領域にあるので、切換制御手段８０は切換ブレーキＢ０を係合させ、第１変速部１４を変速比γ０が０より小さい所定の値に固定された増速変速機として機能させる。そして、切換ブレーキＢ０または切換クラッチＣ０を係合させた場合には、ハイブリッド制御手段７４に対して第１変速部１４を電気的な無段変速機として機能させるハイブリッド制御を禁止し、車両状態が上記Ｂ０ロック領域にもＣ０ロック領域にも属さない無段変速領域である場合、すなわち図７においてアクセル開度Ａccが比較的小さい低アクセル開度で且つ車速Ｖが比較的低い低車速の領域では、切換ブレーキＢ０および切換クラッチＣ０を共に解放し、ハイブリッド制御手段７４に対して上記ハイブリッド制御を許可する。

図７の太い破線および二点鎖線は第１変速部１４を無段変速状態或いは有段変速状態（Ｂ０ロック状態）から有段変速状態（Ｃ０ロック状態）に切り換える判定アクセル開度Ａcc１を示し、太い一点鎖線は第１変速部１４を無段変速状態から有段変速状態（Ｂ０ロック状態）に切り換える判定車速Ｖ１を示しており、判定アクセル開度Ａcc１を超えた高アクセル開度領域は、車速Ｖが判定車速Ｖ１を超えた高車速域か否かに拘らずＣ０ロック領域とされている。また、図７の細い破線は第１変速部１４を有段変速状態（Ｃ０ロック状態）から無段変速状態に切り換える判定線で、細い一点鎖線は第１変速部１４を有段変速状態（Ｂ０ロック状態）から無段変速状態に切り換える判定線で、細い二点鎖線は第１変速部１４を有段変速状態（Ｃ０ロック状態）から有段変速状態（Ｂ０ロック状態）に切り換える判定線で、それぞれ太い破線、一点鎖線、二点鎖線で示される逆向きの判定線に対して所定のヒステリシスが設けられている。

上記判定車速Ｖ１は、高速走行において第１変速部１４が差動状態とされると却って燃費が低下するため、これを抑制するために高速走行では第１変速部１４が非差動状態とされるように設定されている。また、判定アクセル開度Ａcc１は、車両の高出力走行において第１回転機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回転機Ｍ１を小型化するために、例えば第１回転機Ｍ１からの電気エネルギーの最大出力を小さくして配設可能とされた第１回転機Ｍ１の特性に応じて設定されている。なお、この差動状態切換マップすなわち切換条件は、エンジン８や回転機Ｍ１、Ｍ２の出力特性等を考慮して適宜設定することが可能で、例えばアクセル開度Ａccおよび車速Ｖの両方をパラメータとして変化する切換判定線を設定することもできるし、アクセル開度Ａccおよび車速Ｖの何れか一方のみ、或いはその他の車両状態に基づいて切り換えるようにすることもできる。

第２変速部制御手段８２は、油圧制御回路６２へ指令信号を出力して変速アクチュエータ１５４に対する作動油の供給、排出状態を切り換えたり、その作動油の油圧を制御したりすることにより、前記パワーローラ１４６の傾斜角度θ_PRを連続的に変化させて変速比γ_CVTを無段階に変更する変速制御手段として機能するものである。

ここで、ハイブリッド制御手段７４による第１変速部１４の変速比γ０の制御によってエンジン走行中は燃費向上のため、エンジン回転速度Ｎ_E及びエンジントルクＴ_Eなどで示されるエンジン８の動作状態を示すエンジン運転点Ｐ_EG（図６参照）が燃費最適動作線Ｌ_EF上に位置するようにエンジン８が作動させられるが、更に、第１変速部１４におけるエンジン８からの出力（駆動エネルギー）の伝達効率η₁₁を向上させてシステム全体としての燃費向上が図られており、上記第２変速部制御手段８２も、このような観点で第２変速部２０の変速比γ_CVTを制御する。

すなわち、第２変速部制御手段８２は、上述のように第２変速部２０の変速制御を実行するが、エンジン走行中において第１変速部１４が差動状態（無段変速状態）である場合には、図８に示される車速Ｖと第２変速部２０の変速比γ_CVTとの関係を定める第２変速部変速比マップから車速Ｖに基づいて第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定（設定）する。この図８の第２変速部変速比マップは、その第２変速部変速比マップに従って車速Ｖから上記変速比γ_CVTが決定され、燃費最適動作線Ｌ_EF上のエンジン運転点Ｐ_EGでエンジン８が作動させられた場合に、理想的には第１回転機回転速度Ｎ_M1が０乃至は０付近になり、図２の共線図でサンギヤＳ０が回転停止するメカニカルロック点になるように、予め実験等により求められた車速Ｖと変速比γ_CVTとの関係である。従って、図８の第２変速部変速比マップに従って第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定する第２変速部制御手段８２は、車速Ｖおよび燃費最適動作線Ｌ_EFに基づき、その燃費最適動作線Ｌ_EF上にエンジン運転点Ｐ_EGが位置するように第２変速部２０の変速比γ_CVTを設定すると言える。そして、第１回転機回転速度Ｎ_M1が０に近付くほど第１変速部１４の伝達効率η₁₁は向上するので、図８に従って決定される第２変速部２０の変速比γ_CVTは、上記第１変速部１４の伝達効率η₁₁が充分に高くなるように、具体的に表現すればその伝達効率η₁₁が予め定められた下限値以上になるように設定（決定）された変速比であると言える。

上記図８の第２変速部変速比マップは、２種類の燃焼方式に応じてそれぞれ設定された前記燃費最適動作線Ｌ_EFに対応して、その２種類の燃焼方式に応じてそれぞれ設定され、ＲＯＭ等に予め記憶されている。実線はストイキ燃焼方式の場合で、破線はリーン燃焼方式の場合であり、何れも、その第２変速部変速比マップに従って車速Ｖから変速比γ_CVTが決定されることにより、燃費最適動作線Ｌ_EF上でエンジン８が作動させられた場合に第１回転機回転速度Ｎ_M1が０乃至は０付近（メカニカルロック点）になるように予め実験等により求められて設定されている。このように燃焼方式に応じて図８の第２変速部変速比マップにより第２変速部２０の変速比γ_CVTが決定された場合、第２変速部２０の入力側の回転速度すなわち中間軸１８の回転速度（第３回転要素ＲＥ３の回転速度）は変速比γ_CVTの相違に応じて相違するため、第１変速部１４の各回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の相対回転速度を示す共線図は図９のようになり、第１回転機回転速度Ｎ_M1は理想的にはメカニカルロック点からずれないように運転されるが、エンジン回転速度Ｎ_Eはそれぞれの燃焼方式の燃費最適動作線Ｌ_EFに沿ったエンジン運転点Ｐ_EGに対応した異なった回転速度になる。

ハイブリッド制御手段７４はまた、第１変速部１４の伝達効率η₁₁を一層高めるために第１変速部制御手段７８を機能的に備えている。エンジン走行中において第１変速部１４が差動状態（無段変速状態）である場合に、第２変速部制御手段８２が図８の第２変速部変速比マップに従って第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定すると、第１変速部制御手段７８は、第１変速部１４におけるエンジン８からの出力の伝達効率η₁₁を高めるように第１回転機回転速度Ｎ_M1を制御して第１変速部１４の変速比γ０を決定（設定）し、変更する。第１変速部１４の伝達効率η₁₁は、第１回転機Ｍ１と第２回転機Ｍ２との間の電気パスで伝達される電気エネルギーである電気パス量、すなわち第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力が０に近付くほど向上するので、第１変速部制御手段７８は、差動用回転機である第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力を０に近付けることによって上記第１変速部１４の伝達効率η₁₁を高める。

具体的には、第１変速部１４の伝達効率η₁₁が充分に高いと見ることができる予め定められた電気パス許容範囲内に第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力（電気パス量）が入っているか否かを判断し、その判断が肯定的である場合、すなわち電気パス量が電気パス許容範囲内に入っている場合には、第１変速部制御手段７８は現状の第１回転機回転速度Ｎ_M1を維持する。一方、上記判断が否定的である場合には、第１変速部制御手段７８は、図１０に示されるような第１回転機回転速度Ｎ_M1を０に近付ける方向に補正するための第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1と上記電気パス量との予め設定された関係から、その電気パス量すなわち第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力に基づいて第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を決定し、第１回転機回転速度Ｎ_M1を０に近付ける方向すなわち上記電気パス量を０に近付ける方向に第１回転機回転速度Ｎ_M1を第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1だけ補正する。第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1と上記電気パス量との関係は、図１０では上記電気パス量が蓄電装置９４の放電側或いは充電側に大きくなるほど第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1が大きくなるように定められているが、電気パス量の大きさに拘らず第１回転機回転速度を予め定められた一定値だけ増加または減少させるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。第１変速部制御手段７８は、上記第１回転機回転速度Ｎ_M1についての補正をした場合には、再び前記電気パス許容範囲内に第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力（電気パス量）が入っているか否かを判断する。このように第１変速部制御手段７８は、上記第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力（電気パス量）についての判断が肯定されるまで、その判断と上記第１回転機回転速度Ｎ_M1についての補正とを繰り返す。第１回転機Ｍ１の消費電力や出力電力すなわち電気パス量は、例えば第１回転機Ｍ１の消費電流や発生電流、発生電圧などから求められる。

上述のように第１変速部制御手段７８は、第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力を０に近付けることによって上記第１変速部１４の伝達効率η₁₁を高めるが、第１回転機回転速度Ｎ_M1が０に近付くほど上記第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力は０に近付くので、第１変速部制御手段７８は第１回転機回転速度Ｎ_M1を０に近付けることによって上記第１変速部１４の伝達効率η₁₁を高めてもよい。そのような場合には、第１変速部制御手段７８が行う判断における前記電気パス許容範囲は、第１回転機回転速度Ｎ_M1についての許容範囲である第１回転機回転速度許容範囲に置き換わり、第１変速部制御手段７８は、その第１回転機回転速度許容範囲内に第１回転機回転速度Ｎ_M1が入っているか否かを判断し、必要に応じて第１回転機回転速度Ｎ_M1を補正する。第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を決定するための図１０では、横軸が前記電気パス量から第１回転機回転速度Ｎ_M1に置き換わる。

このように、第２変速部制御手段８２が図８の第２変速部変速比マップにより第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定し、更に第１変速部制御手段７８が前記電気パス量または第１回転機回転速度Ｎ_M1を０に一層収束させることによって、第１変速部１４の伝達効率η₁₁が高められることとなる。

図１１は、上記第１変速部制御手段７８および第２変速部制御手段８２による制御作動の要部、すなわちエンジン走行中において第１変速部１４が差動状態（無段変速状態）である場合に、第１変速部１４の伝達効率η₁₁を向上させるための信号処理を具体的に説明するフローチャートで、例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。図１１のステップＳＡ１、ＳＡ３〜ＳＡ５は第１変速部制御手段７８に相当し、ステップＳＡ２は第２変速部制御手段８２に相当する。

図１１のステップＳＡ１では、前記第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を初期化する。具体的には、第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を０に設定する。ステップＳＡ２では、図８の第２変速部変速比マップから車速Ｖに基づいて第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定し、その変速比γ_CVTが実現されるように、トロイダル式無段変速機にて構成されている第２変速部２０のパワーローラ１４６の傾斜角度θ_PRを変速アクチュエータ１５４によって変更する。続くステップＳＡ３では、第１回転機回転速度Ｎ_M1を０に近付ける方向すなわち前記電気パス量を０に近付ける方向に、第１回転機回転速度Ｎ_M1を第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1だけ補正する。具体的には、現在の第１回転機回転速度Ｎ_M1に第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を加算して目標とする第１回転機回転速度Ｎ_M1を求め、その目標とする第１回転機回転速度Ｎ_M1になるように第１回転機Ｍ１の力行トルク或いは発電トルク（回生トルク）を制御する。

次のステップＳＡ４では、第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力（電気パス量）が前記電気パス許容範囲内に入っているか否かを判断する。電気パス許容範囲は、その範囲内に０を含み、その上限値および下限値の絶対値が予め実験的に定められた閾値Ｘ_Eとされており、電気パス量の絶対値がその閾値Ｘ_E以下か否かを判断する。ここで、電気パス量としては第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力が用いられているが、別の物理量、例えば第１回転機Ｍ１の制御電流値が上記電気パス量として用いられてもよい。第１回転機Ｍ１の制御電流値とは、上記消費電力に対応する駆動電流値（消費電流値）または上記出力電力に対応する発電電流値をいう。この判断が肯定的である場合、すなわち、第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力（電気パス量）が前記電気パス許容範囲内に入っている場合には、本フローチャートを終了する。一方、この判断が否定的である場合にはステップＳＡ５に移る。

上記ステップＳＡ４の判断対象は、第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力（電気パス量）であるが、それに代えて第１回転機回転速度Ｎ_M1について判断してもよい。その場合には、ステップＳＡ４は図１２のように置き換わり、例えば上限値および下限値の絶対値が予め実験的に定められた閾値Ｘ_NM1とされた第１回転機回転速度許容範囲内に第１回転機回転速度Ｎ_M1が入っているか否か、言い換えれば、第１回転機回転速度Ｎ_M1の絶対値が上記閾値Ｘ_NM1以下か否かを判断すれば良い。

ステップＳＡ５では、前記図１０に示されるような第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1と前記電気パス量との予め設定された関係から、その電気パス量すなわち第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力に基づいて第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を決定する。そして、その第１回転機回転速度変更値ΔＮ_M1を用いて前記ステップＳＡ３以下の実行を繰り返し、電気パス量の絶対値が所定の閾値Ｘ_E以下になってステップＳＡ４の判断が肯定されたら、一連の信号処理を終了する。

このようにすれば、図８により第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定する第２変速部制御手段８２は、車速Ｖおよび燃費最適動作線Ｌ_EFに基づき、その燃費最適動作線Ｌ_EFにエンジン運転点Ｐ_EGが沿うように第２変速部２０の変速比γ_CVTを設定すると言えるので、上記エンジン８を最適燃費で運転することが可能であり、エンジン８の動作状態に起因した燃費低下を抑制できる。また、第２変速部２０は、変速比γ_CVTを連続的に変化させることができるトロイダル式無段変速機にて構成されているため、その第２変速部２０の変速比γ_CVTを変化させることにより、エンジン回転速度Ｎ_Eが車速Ｖに拘束されないようにすることが可能であり、第１変速部１４をその伝達効率η₁₁が充分に高い所定の差動状態に維持しつつ、燃費最適動作線Ｌ_EFにエンジン運転点Ｐ_EGが沿うようにエンジン８を運転させることができる。

また、第１変速部制御手段７８は、第１変速部１４におけるエンジン８からの出力の伝達効率η₁₁を高めるように第１回転機回転速度Ｎ_M1を制御して第１変速部１４の変速比γ０を決定し変更するので、第１変速部１４の伝達効率η₁₁低下による燃費低下を抑制できる。

また、第１変速部制御手段７８は、第１回転機Ｍ１の消費電力又は出力電力を０に近付けることによって第１変速部１４の伝達効率η₁₁を高めるので、その消費電力又は出力電力、すなわち電圧一定であればその制御電流値等を検出することにより、上記伝達効率η₁₁を高めることを容易に実施し得る。

また、第１変速部制御手段７８は第１回転機回転速度Ｎ_M1を０に近付けることによって第１変速部１４の伝達効率η₁₁を高めてもよく、そのようにした場合には、第１回転機回転速度Ｎ_M1を検出することにより上記伝達効率η₁₁を高めることを容易に実施し得る。

図５に戻って、前記高回転防止手段８４は、第２変速部２０の変速状態すなわち変速速度Ｓγ_CVTのずれに基づいて、第１変速部１４を構成している回転要素、具体的にはサンギヤＳ０、リングギヤＲ０、キャリアＣＡ０の回転速度が高回転になったり、キャリアＣＡ０に対する遊星歯車Ｐ０の相対回転速度ΔＮＰ（図１５参照）が高回転になったりすることを防止する高回転防止制御を実施するもので、走行状態判定手段８６、変速ずれ判定手段８７、高回転判定手段８８、および回転低減手段８９を機能的に備えている。走行状態判定手段８６は車両が走行状態か否かを判定するもので、変速ずれ判定手段８７は第２変速部２０の変速ずれを判定するもので、高回転判定手段８８は第１変速部１４の回転要素の何れかが所定の高回転防止域に達しているか否かを判定するもので、回転低減手段８９は第１変速部１４の所定の回転要素が高回転とならないように回転速度を低下させるものである。

すなわち、例えば加速時に車速Ｖの上昇に伴って第２変速部２０の変速比γ_CVTが小さくなるハイギヤ側へアップシフトされる際に、その時の変速速度Ｓγ_CVTが設計的に定められた正規の変速速度よりも遅いと、入力側の中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈の低下が遅くなり、図１４の(a) に示すように、第１変速部１４のキャリアＣＡ０やリングギヤＲ０、更にはそれ等に連結されたエンジン８、第２回転機Ｍ２の回転速度が車速Ｖの上昇に伴って上昇し、予め定められた制限速度（上限値）を超える高回転防止域に達する可能性がある。また、アクセルペダルが踏込み操作された加速要求時に、第２変速部２０の変速比γ_CVTが大きくなるローギヤ側へダウンシフトされる際に、その時の変速速度Ｓγ_CVTが設計的に定められた正規の変速速度よりも速いと、入力側の中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈の上昇が速くなり、図１４の(b) に示すように、第１変速部１４のキャリアＣＡ０やリングギヤＲ０、更にはそれ等に連結されたエンジン８、第２回転機Ｍ２の回転速度がその変速に伴って上昇し、予め定められた制限速度（上限値）を超える高回転防止域に達する可能性がある。高回転防止域は、例えば遊星歯車装置２４の各部の軸受や歯車等の耐久性、エンジン８や第２回転機Ｍ２の規格、仕様等に基づいて定められる。

また、第１変速部１４における遊星歯車Ｐ０の回転速度Ｎ_P0を共線図に示すと図１５のようになり、直線Ｌ０と縦線Ｙ４との交点が回転速度Ｎ_P0で、キャリアＣＡ０に対する相対回転速度ΔＮＰが大きくなると、その遊星歯車Ｐ０や軸受等の耐久性が損なわれる可能性がある。図１５の縦線Ｙ２とＹ４との間の間隔δ０は、縦線Ｙ１とＹ２との間の間隔を１．０とした時、ギヤ比ρ０を用いて２ρ０／（１−ρ０）で表され、サンギヤＳ０の回転速度が略０に維持されると、回転速度Ｎ_P0はキャリアＣＡ０やリングギヤＲ０に比較して高回転になり、強度や耐久性等もそれに応じて設定されるが、相対回転速度ΔＮＰが制限速度を超えて高回転になると耐久性が損なわれる可能性がある。

図１３は、前記高回転防止手段８４によって実行される制御作動（信号処理）の要部を具体的に説明するフローチャートで、第１変速部１４が差動状態か非差動状態（定変速状態）か、或いはエンジン走行時かモータ走行時かを問わず、例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。図１３のステップＳＳ１は走行状態判定手段８６に相当し、ステップＳＳ２は変速ずれ判定手段に相当し、ステップＳＳ３は高回転判定手段８８に相当し、ステップＳＳ４は回転低減手段８９に相当する。

図１３のステップＳＳ１では、シフトレバー６８のシフトポジション（操作位置）Ｐ_SHが車両を走行させる駆動ポジションか否か、具体的には前進自動変速走行ポジション「Ｄ」、前進手動変速走行ポジション「Ｍ」、および後進走行ポジション「Ｒ」の何れかであるか否かにより、車両が走行状態であるか否かを判定する。このステップＳＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）の場合には、続いてステップＳＳ２を実行し、第２変速部２０の実際の変速速度Ｓγ_CVTと予め設計的に定められた基準変速速度とのずれ量の絶対値が予め定められた許容範囲を超えているか否かを判断し、変速ずれが発生しているか否かを判定する。変速速度Ｓγ_CVTは、実際の変速比γ_CVTすなわち（中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈／出力軸２２の回転速度Ｎ_OUT）の変化速度で、例えば本フローチャートを実行するサイクルタイム毎の変速比γ_CVTの変化量を用いることができる。また、上記許容範囲は、予め一定値が定められても良いが、第２変速部２０の変速比γ_CVTが大きいローギヤ側程、入力側すなわち第１変速部１４側の回転速度が高くなり、僅かな変速ずれで所定の回転要素が高回転になる可能性が高くなるため、本実施例では図１６に示すように、車速Ｖ等に応じて設定される第２変速部２０の変速比γ_CVT（設定値）をパラメータとしてその変速比γ_CVTが大きいローギヤ側程小さくなるようにマップや演算式等により設定されている。

上記ステップＳＳ２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合には、更にステップＳＳ３を実行し、第１変速部１４の回転要素の何れかが予め定められた高回転防止域に達しているか否かを判断する。具体的には、第１変速部１４のキャリアＣＡ０やリングギヤＲ０、サンギヤＳ０、或いはそれ等に連結されたエンジン８、第２回転機Ｍ２、第１回転機Ｍ１の回転速度が設計値以上に高回転になる領域に達しているか否か、またはその可能性があるか否か等を判断する。また、遊星歯車Ｐ０に関しても、キャリアＣＡ０に対する相対回転速度ΔＮＰが、軸受等に応じて定められた設計値以上に高回転になる領域に達しているか否か、またはその可能性があるか否か等を判断する。なお、必ずしも常に全ての回転要素について判定する必要はなく、例えば第１変速部１４が差動状態か否か等により高回転が問題になる所定の回転要素についてだけ判定するようにしても良い。また、判定を要する回転要素の回転速度に対して一定の関係を有する他の部材の回転速度で判定を行なうことも可能である。

そして、上記ステップＳＳ３の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちステップＳＳ１〜ＳＳ３の判断が総てＹＥＳ（肯定）の場合には、ステップＳＳ４を実行し、ステップＳＳ３で高回転防止域に達していると判定された回転要素の回転速度を低下させるための回転低減制御を実行する。この回転低減制御は、例えば前記入力回転要素であるキャリアＣＡ０に連結されたエンジン８のスロットル弁開度θ_THを強制的に低減してエンジントルクを低下させたり、出力回転要素であるリングギヤＲ０に連結された第２回転機Ｍ２の力行トルクを強制的に低下させ、或いは回生トルクを発生させたりして行なう。また、第１変速部１４の差動を制限する差動制限クラッチ、具体的には切換クラッチＣ０を所定の係合トルクでスリップ係合させ、或いは完全係合させることにより、複数の回転要素の差動を制限して回転速度を低下させることもできる。遊星歯車Ｐ０については、エンジン８の回転速度Ｎ_Eや第１回転機Ｍ１の回転速度Ｎ_M1を上昇させて、相対回転速度ΔＮＰを低下させることもできる。

図１７は、第１変速部１４が差動状態でのエンジン走行時で、アクセルペダルが踏込み操作されたアクセル踏込み状態での加速中に、第２変速部２０の変速比γ_CVTが小さくなるようにアップシフトされる際に、実際の変速比γ_CVT（＝Ｎ₁₈／Ｎ_OUT）のアップシフト変化が遅くなり、図１３のフローチャートに従って高回転防止制御が実行された場合のタイムチャートの一例である。第２変速部変速比γ_CVTの欄に示す破線は正規の変化で、実線は、変速比γ_CVTのアップシフト変化が遅くなった場合であり、時間ｔ１は、変速速度Ｓγ_CVTのずれ量が許容範囲を超えてステップＳＳ２、ＳＳ３の判断が何れもＹＥＳとなり、ステップＳＳ４の回転低減制御の実行が開始された時間である。回転低減制御は、この例ではエンジン８のスロットル弁開度θ_THが強制的に低減されてエンジントルクが低下させられるとともに、第２回転機Ｍ２の力行トルクが強制的に低下させられ、それ等の回転速度Ｎ_EおよびＮ_M2が共に低減されて、高回転になることが防止される。

一方、ステップＳＳ１〜ＳＳ３の何れか一つでもＮＯ（否定）の場合には、上記ステップＳＳ４の回転低減制御を実行することなく、ステップＳＳ５を実行する。ステップＳＳ５では、前記第１変速部制御手段７８によって決定された変速比γ０および第２変速部制御手段８２によって決定された変速比γ_CVTに基づく変速制御など通常の制御をそのまま許可する。これにより、基本的にはエンジン８が燃費最適動作線Ｌ_EF上で作動させられるとともに、第１変速部１４が伝達効率η₁₁が充分に高い所定の差動状態に維持され、優れた燃費効率、エネルギー効率で車両が走行させられる。

このように、本実施例の車両用動力伝達装置１０においては、ステップＳＳ２で第２変速部２０の変速速度Ｓγ_CVTのずれ量が所定の許容範囲を超えたか否かを判断し、許容範囲を超えた場合にはステップＳＳ３以下を実行し、第１変速部１４を構成している所定の回転要素が高回転になることを防止する高回転防止制御を実施するため、入力回転要素（キャリアＣＡ０）やそれに連結されたエンジン８、回転機連結要素（サンギヤＳ０）やそれに連結された第１回転機Ｍ１、出力回転要素（リングギヤＲ０）やそれに連結された第２回転機Ｍ２、或いはキャリアＣＡ０に対する遊星歯車Ｐ０の相対回転速度ΔＮＰ、などが変速速度Ｓγ_CVTのずれに起因して高回転となり、それ等の歯車や軸受、エンジン８、回転機Ｍ１、Ｍ２等の耐久性が損なわれることが抑制される。

また、本実施例では、ステップＳＳ２で第２変速部２０の変速速度Ｓγ_CVTのずれ判定が為された後、ステップＳＳ３を実行し、実際に所定の回転速度が高回転防止域に達しているか否かを判断し、高回転防止域に達している場合にステップＳＳ４で回転低減制御を実行するため、回転低減制御の実行が必要最小限に抑制され、その実行に伴う燃費悪化や走行性能の悪化が必要最小限に抑制される。また、ステップＳＳ２で変速速度Ｓγ_CVTのずれ判定が為された時だけステップＳＳ３以下を実行するため、ステップＳＳ３を常に実行する場合に比較して信号処理等の制御負荷が軽減される。

また、本実施例では、ステップＳＳ２で第２変速部２０の変速速度Ｓγ_CVTのずれ判定を行なう際に、図１６に示すように第２変速部２０の入力側すなわち第１変速部１４側の回転速度が高くなるローギヤ側程許容範囲が小さくされているため、その第２変速部２０の変速比γ_CVTの相違に拘らず、所定の回転要素が高回転になるような変速ずれを適切に判定することができる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図１８は、前記図１３に対応するフローチャートで、前記変速ずれ判定手段８７は、ステップＳＳ２に代えてステップＳＳ２−１を実施する点が前記実施例と相違している。すなわち、前記実施例では変速速度Ｓγ_CVTのずれ量に基づいて変速状態を判断していたが、本実施例では第２変速部２０の実際の変速比γ_CVT（＝中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈／出力軸２２の回転速度Ｎ_OUT）と前記第２変速部制御手段８２により車速Ｖ等に応じて設定された変速比γ_CVT（目標変速比）とのずれ量に基づいて変速状態を判断する点が相違する。具体的には、変速比γ_CVTのずれ量の絶対値が、予め定められた許容範囲を超えているか否かを判断する。許容範囲は、予め一定値が定められても良いが、第２変速部２０の変速比γ_CVTが大きいローギヤ側程、入力側すなわち第１変速部１４側の回転速度が高くなり、変速比γ_CVTの僅かなずれで所定の回転要素が高回転になる可能性が高くなるため、本実施例では図１９に示すように、第２変速部２０の変速比γ_CVT（設定値）をパラメータとしてその変速比γ_CVTが大きいローギヤ側程小さくなるようにマップや演算式等により設定されており、その許容範囲を超えているか否かによって変速ずれが発生しているか否かを判定する。

図２０は、第１変速部１４が差動状態でのエンジン走行時で、アクセルペダルが踏込み操作されたアクセル踏込み状態での加速中に、第２変速部２０の変速比γ_CVTが小さくなるようにアップシフトされる際に、実際の変速比γ_CVT（＝Ｎ₁₈／Ｎ_OUT）のアップシフト変化が遅くなり、図１８のフローチャートに従って高回転防止制御が実行された場合のタイムチャートの一例である。第２変速部変速比γ_CVTの欄に示す破線は正規の変化で、実線は、実際の変速比γ_CVTのアップシフト変化が遅くなった場合であり、時間ｔ１は、実際の変速比γ_CVTのずれ量が許容範囲を超えてステップＳＳ２−１、ＳＳ３の判断が何れもＹＥＳとなり、ステップＳＳ４の回転低減制御の実行が開始された時間である。回転低減制御は、この例ではエンジン８のスロットル弁開度θ_THが強制的に低減されてエンジントルクが低下させられるとともに、第２回転機Ｍ２の力行トルクが強制的に低下させられ、それ等の回転速度Ｎ_EおよびＮ_M2が共に低減されて、高回転になることが防止される。本実施例においても、前記実施例と同様の作用効果が得られる。

図２１は前記図５に対応する機能ブロック線図で、この車両用動力伝達装置１１０は、前記実施例１に比較して第１変速部制御手段７８、第２変速部制御手段８２の代わりに第１変速部制御手段１１２、第２変速部制御手段１１４を備えている点が相違する。

第２変速部制御手段１１４は、前記実施例の第２変速部制御手段８２と同様に第２変速部２０の変速を行う変速制御手段として機能し、エンジン走行中において第１変速部１４が差動状態（無段変速状態）である場合には、前記図８の第２変速部変速比マップから車速Ｖに基づいて第２変速部２０の変速比γ_CVTを基本変速比として決定（設定）するとともに、第１変速部１４の伝達効率η₁₁と第２変速部２０における伝達効率η_CVTとの乗算値η_P（以下、「全体効率η_P」という）を高めるように、その第２変速部２０の変速比γ_CVTを変更する。具体的には、図２２に示すような第１変速部１４の変速比γ０に応じて変化する上記変速比γ_CVTと全体効率η_Pとの関係である伝達効率マップが実験的に求められてＲＯＭ等に予め記憶されており、第２変速部制御手段１１４は、第１変速部１４の変速比γ０をエンジン回転速度Ｎ_Eと第２回転機回転速度Ｎ_M2とから検出するとともに、図２２の伝達効率マップからその検出された変速比γ０に基づいて現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに対応する全体効率η_Pを把握する。その上で、図２２の伝達効率マップ上でその全体効率η_Pがより高くなるように、図８の第２変速部変速比マップにより決定された第２変速部２０の前記基本変速比に対して補正を行い、最終的な変速比γ_CVTを決定（設定）する。

ここで、図８の第２変速部変速比マップに従って第２変速部２０の変速比γ_CVTが基本変速比に設定されることで、第１変速部１４においては理想的には第１回転機回転速度Ｎ_M1が０乃至は０付近になってその伝達効率η₁₁は高められるので、上記基本変速比に対する変速比γ_CVTの補正は上記全体効率η_P（η₁₁×η_CVT）がより高くなるようにすることではあるが、専ら第２変速部２０の伝達効率η_CVT（以下、「ＣＶＴ効率η_CVT」という）がより高くなるようにすることである。

上記第２変速部制御手段１１４の機能を更に具体的に説明すると、図８の第２変速部変速比マップにより第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定した後、図２２の伝達効率マップから現在の第１変速部１４の変速比γ０に対応する伝達効率曲線Ｌηを選択し、その選択された伝達効率曲線Ｌηにおいて現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに対応する全体効率η_Pが点Ｐ_MAX（図２２参照）で示される最高効率から所定量低い伝達効率下限判定値以上であるか否かを判断する。この伝達効率下限判定値は、全体効率η_Pが充分に高いと見ることができる全体効率η_Pの目標範囲の下限値である。その判断が肯定的である場合、すなわち上記全体効率η_Pが上記伝達効率下限判定値以上である場合には、現状の第２変速部２０の変速比γ_CVTを維持する。一方、上記判断が否定的である場合、すなわち全体効率η_Pが上記伝達効率下限判定値を下回っている場合には、最高効率を示す点Ｐ_MAXに対応した目標となる変速比γ_CVTと現状の変速比γ_CVTとの差に応じて、その最高効率点Ｐ_MAXに近付く方向に第２変速部２０の変速比γ_CVTを所定の変速比変更値Δγ_CVTだけ補正する。変速比変更値Δγ_CVTは、最高効率点Ｐ_MAXにおける変速比γ_CVTと現状の変速比γ_CVTとの差をそのまま用いることもできるが、本実施例では、第２変速部２０の変速比γ_CVTが急に大きく変動することを防止するため、変速比変更値Δγ_CVTの上限値である補正ガード値が予め設けられており、変速比変更値Δγ_CVT（絶対値）がその補正ガード値を超えない範囲内で第２変速部２０の変速比γ_CVTを補正する。すなわち、図２２から求めた変速比変更値Δγ_CVTの絶対値が上記補正ガード値を超えた場合には、その絶対値がその補正ガード値にまで小さくされるガード処理をした上で、上記第２変速部２０の変速比γ_CVTを補正をする。図２２に例示されるように、第２変速部２０の変速比γ_CVTが変速比変更値Δγ_CVTだけ一度補正されただけでは、その補正後の全体効率η_Pが上記伝達効率下限判定値に達しない場合がある。第２変速部制御手段１１４は、上記第２変速部２０の変速比γ_CVTの補正をした場合には、再び全体効率η_Pが上記伝達効率下限判定値以上であるか否かを判断し、全体効率η_Pが伝達効率下限判定値以上となるまで第２変速部２０の変速比γ_CVTの補正をを繰り返す。

第２変速部制御手段１１４が上記第２変速部２０の変速比γ_CVTの補正をすることは、前述したように、専ら第２変速部２０のＣＶＴ効率η_CVTがより高くなるようにすることでもあるので、この第２変速部制御手段１１４は、その判断対象を全体効率η_PではなくＣＶＴ効率η_CVTとしてもよい。そのようにした場合には、図２２の伝達効率マップは、その縦軸を第２変速部２０のＣＶＴ効率η_CVTとした伝達効率マップに置き換わり、第２変速部制御手段１１４は、全体効率η_Pについてではなく、現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに対応するＣＶＴ効率η_CVTが点Ｐ_MAX（図２２参照）で示される最高効率から所定量低いＣＶＴ効率下限判定値以上であるか否かを判断する。

図２３は、上記第２変速部制御手段１１４によって実行される制御作動の要部、すなわちエンジン走行中において第１変速部１４が差動状態（無段変速状態）である場合に、前記全体効率η_Pを向上させるための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度のサイクルタイムで繰り返し実行される。

先ず、ステップＳＢ１では、第２変速部２０の変速比γ_CVTが補正される場合の補正量である前記変速比変更値Δγ_CVTを初期化する。具体的には、変速比変更値Δγ_CVTを０に設定する。ステップＳＢ２では、第２変速部２０の前記基本変速比として図８の第２変速部変速比マップから車速Ｖに基づいて第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定し、ステップＳＢ３では、後述のステップＳＢ５およびステップＳＢ６で設定される変速比変更値Δγ_CVTを現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに加算して補正する。具体的には、目標とする第２変速部２０の変速比γ_CVTとして、現在の変速比γ_CVTに変速比変更値Δγ_CVTを加算した変速比を設定し、その目標とする変速比γ_CVTになるように、トロイダル式無段変速機にて構成されている第２変速部２０のパワーローラ１４６の傾斜角度θ_PRを変速アクチュエータ１５４によって変更する。

ステップＳＢ４では、図２２の伝達効率マップから現在の第１変速部１４の変速比γ０に対応する伝達効率曲線Ｌηを選択し、その選択した伝達効率曲線Ｌηにおいて現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに対応する全体効率η_Pが前記伝達効率下限判定値以上であるか否かを判断する。ここで、本来的にはその全体効率η_Pが図２２の伝達効率マップでの前記最高効率点Ｐ_MAXに達していないか否かを判断すべきところ、制御負荷軽減のため上記伝達効率下限判定値を用いて判断する。この判断が否定的である場合、すなわち、上記全体効率η_Pが伝達効率下限判定値より低い場合にはステップＳＢ５を実行する一方、この判断が肯定的である場合には本フローチャートを終了する。

上記ステップＳＢ４の判断対象は上記全体効率η_Pであるが、それに代えて第２変速部２０のＣＶＴ効率η_CVTについて判断してもよい。その場合にはステップＳＢ４は図２４のように置き換わり、図２２において縦軸を第２変速部２０のＣＶＴ効率η_CVTとして予め設定された伝達効率マップに基づいて、現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに対応するＣＶＴ効率η_CVTがＣＶＴ効率下限判定値以上であるか否かを判断する。

ステップＳＢ５では、最高効率点Ｐ_MAX（図２２参照）に対応した目標となる変速比γ_CVTと現状の変速比γ_CVTとの差を求め、その差を変速比変更値Δγ_CVTとする。また、ステップＳＢ６では、その変速比変更値Δγ_CVTのガード処理を行い、変速比変更値Δγ_CVTの絶対値が予め定められた補正ガード値を超えた場合には、変速比変更値Δγ_CVTをその補正ガード値に修正する。従って、ステップＳＢ５にて決定された変速比変更値Δγ_CVTはステップＳＢ６を経て確定する。そして、その変速比変更値Δγ_CVTを用いて前記ステップＳＢ３以下の実行を繰り返し、全体効率η_Pが前記伝達効率下限判定値以上となってステップＳＢ４の判断が肯定されたら、一連の信号処理を終了する。

図２１に戻って、前記第１変速部制御手段１１２は、上記第２変速部制御手段１１４によって制御される第２変速部２０の変速比γ_CVTに応じて変化する中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈に基づいて、エンジン８を前記燃費最適動作線Ｌ_EF上で作動させる第１回転機回転速度Ｎ_M1を算出し、その第１回転機回転速度Ｎ_M1となるように第１回転機Ｍ１を回生或いは力行制御する。蓄電装置９４の充電残量ＳＯＣが所定値以下になるなどして第１回転機Ｍ１の力行制御が不可の場合には、その第１回転機Ｍ１のトルクを０とし、第２変速部２０の変速比γ_CVTの変化に伴う中間軸１８すなわちリングギヤＲ０の回転速度変化に伴って、燃費最適動作線Ｌ_EF上で作動させられるエンジン８の回転速度Ｎ_Eに対して第１回転機回転速度Ｎ_M1が従動的に負側へ回転させられるようにするだけでも良い。

本実施例によれば、第２変速部制御手段１１４は、第１変速部１４における伝達効率η₁₁と第２変速部２０における伝達効率η_CVTとの乗算値である全体効率η_Pを高めるように第２変速部２０の変速比γ_CVTを決定（設定）し変更するので、第１変速部１４または第２変速部２０の伝達効率低下による燃費低下を抑制できる。

また、上記全体効率η_P（ＣＶＴ効率η_CVT）がより高くなるように、図８の第２変速部変速比マップにより決定された第２変速部２０の前記基本変速比に対して変速比γ_CVTの補正を行い、その変速比γ_CVTを決定し変更するので、図８による上記基本変速比の決定により上記全体効率η_Pがある程度高い状態から上記補正が開始されることとなり、効率的に第２変速部２０の変速比γ_CVTを補正し設定できる。

また、第２変速部制御手段１１４は、現在の第２変速部２０の変速比γ_CVTに対応する全体効率η_Pが点Ｐ_MAX（図２２参照）で示される最高効率から所定量低い伝達効率下限判定値以上であるか否かを判断し、その判断が否定的である場合には、上記点Ｐ_MAXに近付く方向に第２変速部２０の変速比γ_CVTを変速比変更値Δγ_CVTだけ補正するので、充分に第２変速部２０の伝達効率γ_CVTが高くなったところで上記補正が終了し制御負荷を軽減できる。

また、上記変速比変更値Δγ_CVTには予め補正ガード値が設けられており、第２変速部制御手段１１４は変速比変更値Δγ_CVT（絶対値）がその補正ガード値を超えない範囲内で第２変速部２０の変速比γ_CVTを補正するので、第２変速部２０の変速比γ_CVTが急に大きく変化することが回避され、乗員に違和感を生じさせないようすることが可能である。

また、図２２に示すような伝達効率マップが実験的に求められて予め記憶されており、第２変速部制御手段１１４は、その伝達効率マップに基づいて第２変速部２０の変速比γ_CVTを補正し、その変速比γ_CVTを決定（設定）し変更するので、いちいち全体効率η_Pを算出する場合に比較して制御負荷を軽減できる。

一方、このような車両用動力伝達装置１１０においても、前記実施例と同様に高回転防止手段８４によって図１３または図１８のフローチャートに従って信号処理が行なわれ、第２変速部２０の変速速度Ｓγ_CVTのずれ量または変速比γ_CVTのずれ量が所定の許容範囲を超えたか否かを判断し、許容範囲を超えた場合にステップＳＳ３以下を実行して高回転防止制御を実施することにより、第１変速部１４の各部の回転要素やそれに連結されたエンジン８、回転機Ｍ１、Ｍ２等の高回転による耐久性の低下が抑制されるなど、前記実施例と同様の効果が得られる。

図２５は、本発明が好適に適用される他の車両用動力伝達装置１６０を説明する図で、前記図１に対応する骨子図であり、この車両用動力伝達装置１６０は、前記実施例１に比較してトロイダル式無段変速機から成る第２変速部２０に代えて、ベルト式無段変速機から成る第２変速機１６２が設けられている点が主として相違する。第１回転機Ｍ１および第２回転機Ｍ２の配設位置等も相違しているが、機能的には実施例１と変わらないため、以下、第２変速部１６２について具体的に説明する。

この図２５の車両用動力伝達装置１６０は、ハイブリッド車両において横置きされるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるもので、前記中間軸１８と平行に出力軸１６４が配設されており、それ等の中間軸１８と出力軸１６４との間にベルト式無段変速機から成る第２変速部１６２が配設されている。そして、エンジン８から第１変速部１６、第２変速部１６２を経て出力軸１６４に伝達された駆動力は、更に、互いに噛み合うデフドライブギヤ３２およびデフリングギヤ３４、差動歯車装置（終減速機）３６、および一対の車軸３７等を順次介して左右の駆動輪３８へ伝達される。

第２変速部１６２は、その変速比γ_CVT（＝中間軸１８の回転速度Ｎ₁₈／出力軸１６４の回転速度Ｎ_OUT）を機械的作用により連続的に変化させることができるもので、中間軸１８に連結された入力側プーリ４０と、その入力側プーリ４０と並列に出力軸１６４に設けられた出力側プーリ４２と、それ等一対のプーリ４０、４２の間に巻き掛けられて摩擦力により動力伝達可能に連結する伝動ベルト４４とを備えている。入力側プーリ４０は、回転軸方向にスライド可能な円錐状の入力側スライドプーリ４６とスライド不能に固定された円錐状の入力側フィックスプーリ４８とから構成されており、それ等の間に伝動ベルト４４が接触するＶ字状の入力側プーリ溝５０が形成されている。出力側プーリ４２も入力側プーリ４０と同様に構成されており、出力側スライドプーリ５２および出力側フィックスプーリ５４を備えているとともに、両者の間に伝動ベルト４４が接触するＶ字状の出力側プーリ溝５６が形成されている。

このような第２変速部１６２においては、例えば出力側プーリ４２のスライドプーリ５２が図示しない油圧シリンダによってフィックスプーリ５４に対して押圧されることにより、それ等のスライドプーリ５２とフィックスプーリ５４との間で伝動ベルト４４が挟圧されて所定の張力が付与され、動力伝達のための摩擦力が発生させられる。また、入力側プーリ４０のスライドプーリ４６が図示しない油圧シリンダによってフィックスプーリ４８に対して押圧されると、その入力側プーリ４０のベルト接触径（有効径）が大きくなるとともに、それに同期して出力側プーリ４２のベルト接触径が小さくなり、第２変速部１６２の変速比γ_CVTがハイギヤ側へ連続的に小さくされる一方、油圧シリンダの油圧が低下してスライドプーリ４６がフィックスプーリ４８から離間させられると、入力側プーリ４０のベルト接触径が小さくなるとともに、それに同期して出力側プーリ４２のベルト接触径が大きくなり、第２変速部１６２の変速比γ_CVTがローギヤ側へ連続的に大きくされる。

このように、第２変速部１６２としてベルト式無段変速機を備えている車両用動力伝達装置１６０においても、トロイダル式無段変速機を備えている前記実施例１や実施例２と同様に、その第２変速部１６２の変速速度Ｓγ_CVTのずれ量や変速比γ_CVTのずれ量に基づいて高回転防止制御が実施されることにより、前記実施例１や実施例２と同様の作用効果が得られる。

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、これ等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車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１の車両用動力伝達装置において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である。図１の車両用動力伝達装置が備えている電子制御装置の入出力信号を説明する図である。図１の車両用動力伝達装置が備えているシフトレバーの複数のシフトポジションの一例を説明する図である。図３の電子制御装置によって実行される制御機能の要部を説明するブロック線図である。図１の車両用動力伝達装置に連結されたエンジンの燃費最適動作線の一例を説明する図である。図１の車両用動力伝達装置において、車速とアクセル開度とをパラメータとして予め定められた差動状態切換線図および駆動源切換線図の一例を示す図である。図５の第２変速部制御手段が第２変速部の変速比を決定する際に用いる変速比マップの一例を示す図である。エンジンの燃焼方式が切り換えられた場合の各回転要素の回転速度の相対関係を例示した共線図である。図５の第１変速部制御手段が第１変速部の伝達効率を向上させるために第１回転機回転速度を補正する際に用いる変更値ΔＮ_M1と電気パス量との予め設定された関係を示す図である。図５の第１変速部制御手段が第１変速部の伝達効率を向上させるために第１回転機回転速度を補正する際の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図１１のステップＳＡ４に置き換えることができる別のステップを示す図である。図５の高回転防止手段が第２変速部の変速ずれにより第１変速部の何れかの回転要素が高回転になることを抑制する際の制御作動の要部を説明するフローチャートである。第２変速部の変速ずれにより第１変速部の何れかの回転要素が高回転になる場合を説明する共線図である。第１変速部の共線図を用いて遊星歯車Ｐ０の相対回転速度ΔＮＰを説明する図である。図１３のステップＳＳ２で変速速度のずれ量が許容範囲を超えているか否かを判定する際に用いる許容範囲マップの一例を説明する図である。図１３のフローチャートに従って信号処理が行なわれた場合の各部の回転速度や第２変速部の変速比γ_CVT等の変化を示すタイムチャートの一例である。本発明の他の実施例を説明する図で、図１３に対応するフローチャートである。図１８のステップＳＳ２−１で変速比のずれ量が許容範囲を超えているか否かを判定する際に用いる許容範囲マップの一例を説明する図である。図１８のフローチャートに従って信号処理が行なわれた場合の各部の回転速度や第２変速部の変速比γ_CVT等の変化を示すタイムチャートの一例である。本発明の他の実施例を説明する図で、図５に対応する機能ブロック線図である。図２１の第２変速部制御手段が伝達効率を向上させるために第２変速部の変速比を補正する際に用いる伝達効率マップの一例を示す図である。図２１の第２変速部制御手段が伝達効率を向上させるために第２変速部の変速比を補正する際の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図２３のステップＳＢ４に置き換えることができる別のステップを示す図である。第２変速部としてベルト式無段変速機が設けられた車両用動力伝達装置の構成を説明する図で、図１に対応する骨子図である。

符号の説明

８：エンジン（駆動源）１０、１１０、１６０：車両用動力伝達装置（動力伝達装置）１２：入力軸１４：第１変速部（差動部）１８：中間軸（出力軸）２０、１６２：第２変速部（無段変速部）６０：電子制御装置８４：高回転防止手段Ｓ０：サンギヤ（回転要素）ＣＡ０：キャリア（回転要素）Ｒ０：リングギヤ（回転要素）Ｐ０：ピニオンギヤ（回転要素）Ｍ１：第１回転機Ｍ２：第２回転機 γ_CVT：変速比（無段変速部の変速比）Ｓγ_CVT：変速速度

Claims

差動機構の回転要素に連結された回転機の運転状態が制御されることにより、駆動源に連結された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差動部と、
該差動部の前記出力軸の回転速度を無段階に変速することができる無段変速部と、
を動力伝達経路に直列に備えている動力伝達装置において、
前記無段変速部の変速状態に基づいて、前記差動部を構成している回転要素が高回転になることを防止する高回転防止制御を実施する高回転防止手段を設けた
ことを特徴とする動力伝達装置。
前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速速度に基づいて前記高回転防止制御を実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速速度のずれに基づいて前記高回転防止制御を実施する
ことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速比に基づいて前記高回転防止制御を実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記高回転防止手段は、前記無段変速部の変速比のずれに基づいて前記高回転防止制御を実施する
ことを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置。