JP4026604B2

JP4026604B2 - 車両用駆動装置の制御装置

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Publication number: JP4026604B2
Application number: JP2004052211A
Authority: JP
Inventors: 淳田端; 豊多賀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP2005240917A

Description

本発明は、車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、その駆動装置が電気的な無段変速状態と有段変速状態とに切換制御される構成とされる場合においてその切換制御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動力分配機構と、その動力分配機構の出力軸と駆動輪との間に設けられた第２電動機とを備えた駆動装置を制御する制御装置を備えた車両が知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。このようなハイブリッド車両の駆動装置では、エンジンからの動力の主部を駆動輪へ直接機械的に伝達し、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、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されて燃費が向上させられる。

特開２００３−１３０２０２号公報特開２００３−１３０２０３号公報特開２００３−１２７６８１号公報特開平１１−１９８６６８号公報特開平１１−１９８６７０号公報特開平１１−２１７０２５号公報ＷＯ０３／０１６７４９Ａ１公報

一般に、無段変速機はエンジン回転速度が車速に対して固定されないのでエンジンの燃料消費率が最善域となるように制御され車両の燃費を良くする装置として知られているが、上記のような従来の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、有段式自動変速機のような歯車式伝動装置に比較して伝達効率がよくない。一方、その歯車式伝動装置は上記電気パスがなく伝達効率が良い装置として知られているが、エンジン回転速度が車速に対して固定されるので必ずしもエンジンの燃料消費率が最善域となるように制御されない。そして、燃費に対して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。

そこで、本発明者等は、以上の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、上記従来の車両用駆動装置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電気パスが無くなって動力と電気との間の変換損失が抑制される状態すなわち専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力を駆動輪へ伝達するような有段変速機として作動可能な有段変速状態とに切り換え可能に構成することを見いだした。そしてこの車両用駆動装置を上記無段変速状態と有段変速状態とに切換制御することで燃費を向上できることが考えられる。

しかしながら、上記無段変速状態と有段変速状態との切換制御のための変速状態の選択は容易でなく、その選択によっては必ずしも燃費が良い車両走行とならない。すなわち、その選択を誤ると燃費が悪化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、電気的な無段変速機として機能する無段変速状態と有段変速機として機能する有段変速状態とに切り換えられる駆動装置を提供するとともに、無段変速状態と有段変速状態とが適切に切り換えられて一層燃費向上する車両用駆動装置の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、エンジンの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、(a) 動力分配機構と、その動力分配機構の回転要素のうちの１つに動力伝達可能に連結された第１電動機と、駆動輪に動力伝達可能とされた第２電動機と、その動力分配機構の作動状態を切り換える作動状態切換装置とを備え、その第１電動機および第２電動機の運転状態が制御されることにより前記エンジンからの動力を無段階に変速して機械的に後段へ伝達するとともに前記第１電動機から第２電動機への電気パスを介して電気的に後段へ伝達する電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と、前記動力分配機構の差動を制限することにより前記エンジンからの動力を所定の変速比で専ら機械的に後段へ伝達する有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに、切り換え可能な変速状態切換型変速機構と、(b) 前記無段変速状態での車両の燃料消費率と、前記電気パスによる損失のないことによる寄与分と前記エンジンの動作点がその最適燃費線からずれることによる低下分とを含む前記有段変速状態での車両の燃料消費率の何れが良いかに基づいて前記変速状態切換型変速機構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切換制御手段とを、含むことにある。

このようにすれば、動力分配機構と、その動力分配機構の回転要素のうちの１つに動力伝達可能に連結された第１電動機と、駆動輪に動力伝達可能とされた第２電動機と、その動力分配機構の作動状態を切り換える作動状態切換装置とを備え、その第１電動機および第２電動機の運転状態が制御されることにより前記エンジンからの動力を無段階に変速して機械的に後段へ伝達するとともに前記第１電動機から第２電動機への電気パスを介して電気的に後段へ伝達する電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と、前記動力分配機構の差動を制限することにより前記エンジンからの動力を所定の変速比で専ら機械的に後段へ伝達する有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに、切り換え可能な変速状態切換型変速機構が、前記無段変速状態での車両の燃料消費率と、前記電気パスによる損失のないことによる寄与分と前記エンジンの動作点がその最適燃費線からずれることによる低下分とを含む前記有段変速状態での車両の燃料消費率の何れが良いかに基づいて、前記切換制御手段により無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられることから、一層燃費が向上する適切な走行が得られる。

また、好適には、請求項２にかかる発明では、前記燃料消費率は車両状態から逐次算出されるものである。このようにすれば、前記無段変速状態および前記有段変速状態での燃料消費率が逐次算出されて変速状態切換型変速機構の変速状態が燃費の良い走行状態とされる。また、好適には、前記燃料消費率を車両状態から逐次算出する燃料消費率算出手段を備えるものである。このようにすれば、燃料消費率算出手段により前記無段変速状態および前記有段変速状態での燃料消費率が逐次算出されて変速状態切換型変速機構の変速状態が常に燃費の良い走行状態とされる。

また、好適には、請求項３にかかる発明では、前記車両状態から逐次算出される燃料消費率は、予め記憶された関係から求められるエンジンの燃料消費率に基づいて算出されるものである。このようにすれば、車両の燃料消費率が適切に算出される。

また、好適には、請求項４にかかる発明では、前記車両状態から算出される燃料消費率は、エンジンから駆動輪への伝達効率が考慮されるものである。このようにすれば、燃料消費率が適切に算出される。また、好適には、エンジンから駆動輪への伝達効率を算出する伝達効率算出手段を備えるものである。このようにすれば、伝達効率算出手段により算出された伝達効率が考慮されて車両の燃料消費率が適切に算出される。

また、好適には、請求項５にかかる発明では、前記伝達効率は車両の走行抵抗によって変化するものである。このようにすれば、燃料消費率が適切に算出される。

また、好適には、請求項６にかかる発明では、前記伝達効率は車速によって変化するものである。このようにすれば、燃料消費率が適切に算出される。

また、好適には、請求項７にかかる発明では、前記伝達効率は車両の駆動力関連値によって変化するものである。このようにすれば、燃料消費率が適切に算出される。ここで、上記駆動力関連値は、エンジンの出力トルク、変速機の出力トルク、駆動輪の駆動トルク等の動力伝達経路における伝達トルクや回転力、それを要求するスロットル開度、アクセル操作量など、車両の駆動力に直接或いは間接的に関連するパラメータである。

ここで、好適には、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れでの走行が燃料消費率が良いかにより該無段変速状態或いは該有段変速状態とするための領域が設定された予め記憶された関係から現在の車両状態に基づいて前記変速状態切換型変速機構が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られるものである。このようにすれば、変速状態切換型変速機構の変速状態が簡単に燃費の良い走行状態に切り替えられる。

また、好適には、請求項９にかかる発明では、前記切換制御手段は、実際の車速が予め設定された高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、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、上記高速走行判定値は、燃料消費率に基づくことなく前記変速状態切換型変速機構を有段変速状態に切り換える方が明らかに燃費上有利となる車両の高速走行を判定するために予め実験等で求められて設定された値である。

また、好適には、前記切換制御手段は、実際の車速が予め設定された高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、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との間の変換損失が抑制されるので、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て、車両の燃費が向上させられる。

また、好適には、請求項１０にかかる発明では、前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が予め設定された高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力などの駆動力関連値が比較的高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、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て電気的な無段変速機として作動させる場合の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、上記高出力走行判定値は、燃料消費率に基づくことなく前記変速状態切換型変速機構を有段変速状態に切り換える必要がある車両の高出力走行すなわち前記変速状態切換型変速機構を電気的な無段変速機として作動させられない電動機の定格出力に基づいて定められたエンジン出力の制限値を越えるような車両の高出力走行を判定するために予め設定された値である。

また、好適には、前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が予め設定された高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力などの駆動力関連値が比較的高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、電気的な無段変速機として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値が小さくされるので、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、好適には、請求項１１にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記変速状態切換型変速機構を前記電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、前記変速状態切換型変速機構が通常は無段変速状態とされる場合であっても優先的に有段変速状態とされることで、有段走行ではあるが無段走行と略同様の車両走行が確保される。

また、好適には、前記切換制御手段は、前記変速状態切換型変速機構を前記電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば電気的な無段変速状態するための制御機器の機能低下が判定されると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されるので、前記変速状態切換型変速機構が無段変速状態とされない場合でも有段変速状態とされることで、有段走行ではあるが無段走行と略同様の車両走行が確保される。
また、好適には、請求項１２にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の出力トルクが予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えばエンジンの出力トルクが比較的高トルク側に設定された所定値を越えると、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て電気的な無段変速機として作動させる場合の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、上記所定値は、燃料消費率に基づくことなく前記変速状態切換型変速機構を有段変速状態に切り換える必要があるエンジンの高トルク領域例えば前記変速状態切換型変速機構を電気的な無段変速機として作動させられない電動機の定格出力に基づいて定められたエンジン出力トルクの制限値を越えるようなエンジンの高トルク領域を判定するために予め設定された値である。
また、好適には、前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の出力トルクが予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えばエンジンの出力トルクが比較的高トルク側に設定された所定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、電気的な無段変速機として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値が小さくされるので、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、好適には、請求項１３にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の回転速度が予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えばエンジンの回転速度が比較的高回転側に設定された所定値を越えると、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て電気的な無段変速機として作動させる場合の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、上記所定値は、燃料消費率に基づくことなく前記変速状態切換型変速機構を有段変速状態に切り換える必要があるエンジンの高回転領域例えば前記変速状態切換型変速機構を電気的な無段変速機として作動させられない電動機の定格出力に基づいて定められたエンジン回転速度の制限値を越えるようなエンジンの高回転領域を判定するために予め設定された値である。
また、好適には、前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の回転速度が予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えばエンジンの回転速度が比較的高回転側に設定された所定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、電気的な無段変速機として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値が小さくされるので、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、好適には、請求項１４にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の出力が予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えばエンジンの出力が比較的高出力側に設定された所定値を越えると、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て電気的な無段変速機として作動させる場合の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、上記所定値は、燃料消費率に基づくことなく前記変速状態切換型変速機構を有段変速状態に切り換える必要があるエンジンの高出力領域例えば前記変速状態切換型変速機構を電気的な無段変速機として作動させられない電動機の定格出力に基づいて定められたエンジン出力の制限値を越えるようなエンジンの高出力領域を判定するために予め設定された値である。
また、好適には、前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の出力が予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えばエンジンの出力が比較的高出力側に設定された所定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、電気的な無段変速機として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値が小さくされるので、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、好適には、請求項１５にかかる発明では、前記変速状態切換型変速機構は、第１電動機と、前記エンジンの出力をその第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構と、その伝達部材と前記駆動輪との間に設けられた第２電動機とを備える。好適には、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第１要素と、第１電動機に連結された第２要素と、第２電動機および伝達部材に連結された第３要素とを有する。その動力分配機構は、前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態および前記有段変速状態のいずれかの状態に切換可能とするための作動状態切換装置を有し、前記切換制御手段は、その作動状態切換装置を制御することで前記無段変速状態と前記有段変速状態とを選択的に切り換えるものである。このようにすれば、切換制御手段により作動状態切換装置が制御されることにより、車両の駆動装置内の変速状態切換型変速機構が無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段変速機として作動可能な有段変速状態とに簡単に切り換えられる。

また、好適には、請求項１６にかかる発明では、前記動力分配機構は、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、前記作動状態切換装置は、前記第１要素乃至第３要素のうちのいずれか２つを相互におよび／またはその第２要素を非回転部材に連結する係合装置例えば摩擦係合装置であり、前記切換制御手段は、前記係合装置を解放してその第１要素、第２要素、および第３要素を相互に相対回転可能とすることにより前記無段変速状態とし、前記係合装置を係合してその第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するか或いはその第２要素を非回転状態とすることにより前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、動力分配機構が簡単に構成されるとともに切換制御手段により無段変速状態と有段変速状態とが簡単に制御される。

また、好適には、請求項１７にかかる発明では、前記動力分配機構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り、前記係合装置は、前記キャリヤ、サンギヤ、リングギヤのうちのいずれか２つを相互に連結するクラッチおよび／またはそのサンギヤ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、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、１つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。

また、好適には、請求項１８にかかる発明では、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、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、動力分配機構が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、請求項１９にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より小さい増速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、動力分配機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置による単段または複数段の定変速比を有する変速機として前記切換制御手段によって簡単に制御される。

また、好適には、請求項２０にかかる発明では、前記変速状態切換型変速機構は、前記伝達部材と前記駆動輪との間において前記動力分配機構と直列に設けられた自動変速機を含み、その自動変速機の変速比に基づいて前記変速状態切換型変速機構の変速比が形成されるものである。このようにすれば、自動変速機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、請求項２１にかかる発明では、前記動力分配機構の変速比と前記自動変速機の変速比とに基づいて前記変速状態切換型変速機構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、自動変速機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、動力分配機構における無段変速制御の効率が一層高められる。また、好適には、前記自動変速機は有段式自動変速機である。このようにすれば、前記変速状態切換型変速機構において動力分配機構と有段式自動変速機とで無段変速状態としての無段変速機が構成され、動力分配機構と有段式自動変速機とで有段変速状態としての有段式自動変速機が構成される。

また、好適には、請求項２２にかかる発明では、前記自動変速機は有段式自動変速機であり、前記有段式自動変速機の変速は、予め記憶された変速線図に基づいて実行されるものである。このようにすれば、有段式自動変速機の変速が容易に実行される。

また、好適には、前記変速状態切換型変速機構において、第２電動機が前記伝達部材に直接に連結される。このようにすれば、前記自動変速機の出力軸に対して低トルクの出力でよいので、第２電動機が一層小型化される。

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としての変速状態切換型変速機構１０（以下、変速機構１０という）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切換型変速部１１と、その切換型変速部１１と出力軸２２との間で伝達部材（伝動軸）１８を介して直列に連結されている有段式自動変速機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、走行用の駆動力源としてのエンジン８と一対の駆動輪との間に設けられて、図５に示すように動力を差動歯車装置（終減速機）３６および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３８へ伝達する。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の変速機構１０を表す部分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。

切換型変速部１１は、第１電動機Ｍ１と、入力軸１４に入力されたエンジン８の出力を機械的に合成し或いは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に分配し、或いはエンジン８の出力とその第１電動機Ｍ１の出力とを合成して伝達部材１８へ出力させる動力分配機構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から出力軸２２までの間の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は駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備える。

動力分配機構１６は、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２４と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを主体的に備えている。この第１遊星歯車装置２４は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素（要素）として備えている。第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１である。

この動力分配機構１６においては、第１キャリヤＣＡ１は入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１は第１電動機Ｍ１に連結され、第１リングギヤＲ１は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は第１サンギヤＳ１とトランスミッションケース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、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な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、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、切換型変速部１１がその変速比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、エンジン８の出力で車両走行中に上記切換クラッチＣ０が係合させられて第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とが一体的に係合させられると、第１遊星歯車装置２４の３要素Ｓ１、ＣＡ１、Ｒ１が一体回転することから、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、切換型変速部１１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が非回転状態とされると、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、切換型変速部１１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、切換型変速部１１を、変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動可能な無段変速状態と、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可能な定変速状態、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可能な定変速状態とに選択的に切換える作動状態切換装置として機能している。

自動変速部２０は、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第４遊星歯車装置３０を備えている。第２遊星歯車装置２６は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、例えば「０．５６２」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置２８は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、例えば「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。第４遊星歯車装置３０は、第４サンギヤＳ４、第４遊星歯車Ｐ４、その第４遊星歯車Ｐ４を自転および公転可能に支持する第４キャリヤＣＡ４、第４遊星歯車Ｐ４を介して第４サンギヤＳ４と噛み合う第４リングギヤＲ４を備えており、例えば「０．４２１」程度の所定のギヤ比ρ４を有している。第２サンギヤＳ２の歯数をＺＳ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺＲ２、第３サンギヤＳ３の歯数をＺＳ３、第３リングギヤＲ３の歯数をＺＲ３、第４サンギヤＳ４の歯数をＺＳ４、第４リングギヤＲ４の歯数をＺＲ４とすると、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３、上記ギヤ比ρ４はＺＳ４／ＺＲ４である。

自動変速部２０では、第２サンギヤＳ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第４リングギヤＲ４は第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣＡ３と第４キャリヤＣＡ４とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。

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／出力歯車回転速度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、切換型変速部１１は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動可能な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切換型変速部１１と自動変速部２０とで有段変速機として作動可能な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切換型変速部１１と自動変速部２０とで電気的な無段変速機として作動可能な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、切換型変速部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、切換型変速部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切換型変速部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、横軸方向において各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、３本の横軸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、横軸ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。また、切換型変速部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。すなわち、縦線Ｙ１とＹ２との間隔を１に対応するとすると、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ１に対応するものとされる。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。すなわち、図３に示すように、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に対応するものとされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応するものとされる。

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（無段変速部）１６において、第１遊星歯車装置２４の３回転要素（要素）の１つである第１キャリヤＣＡ１が入力軸１４に連結されるとともに切換クラッチＣ０を介して他の回転要素の１つである第１サンギヤＳ１と選択的に連結され、その他の回転要素の１つである第１サンギヤＳ１が第１電動機Ｍ１に連結されるとともに切換ブレーキＢ０を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、残りの回転要素である第１リングギヤＲ１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の回転を前記伝達部材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に切換えられたときは、第１電動機Ｍ１の発電による反力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、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１の回転速度が下降或いは上昇させられる。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、上記３回転要素が一体回転するので、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。また、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、直線Ｌ０は図３に示す状態となり、その直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１すなわち伝達部材１８の回転速度は、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で自動変速部２０へ入力される。

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に切換型変速部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、切換型変速部１１からの動力がエンジン回転速度ＮＥよりも高い回転速度で入力されることから、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ５と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第５速の出力軸２２の回転速度が示される。

図４は、本実施例の変速機構１０を制御するための電子制御装置４０に入力される信号及びその電子制御装置４０から出力される信号を例示している。この電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８、電動機Ｍ１、Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、前記自動変速部２０の変速制御等の駆動制御を実行するものである。

上記電子制御装置４０には、図４に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、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（モータ走行）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の回転速度に対応する車速信号、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、アクセルペダルの操作量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、各駆動輪の車輪速を示す車輪速信号、変速機構１０を有段変速機として機能させるために切換型変速部１１を定変速状態に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、変速機構１０を無段変速機として機能させるために切換型変速部１１を無段変速状態に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号などが、それぞれ供給される。また、上記電子制御装置４０からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、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、エンジン８の点火時期を指令する点火信号、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、動力分配機構１６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に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路４２の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。

図５は、電子制御装置４０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。

燃費曲線選択手段８０は、燃費或いはエネルギ効率と運転性とが考慮されることにより車両にとって最適なエンジン１０の作動となるように燃費曲線記憶手段８２に予め記憶されているエンジン８の燃料消費マップ（以下、燃費マップと表す）すなわち燃費曲線を選択する。この燃費マップはリアルタイムで変化するものでもよいが、予め実験的に求められ且つ記憶されたものをマップ化して記憶したものでもよい。図６の破線に示すエンジン８の最適燃費曲線はその燃費マップの一例であって、例えばエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴe との二次元座標において等高線のように表される等燃費率曲線のうちの最も低い燃費領域をエンジン回転速度ＮＥの上昇に伴って通過するように形成された予め実験的に求められた最適燃費点を結ぶ曲線である。この最適燃費曲線は最低燃費動作点を表す点の連なりでもある。図６において、上記等燃費率曲線は等しいエンジン燃料消費率ｆe の点を結んだものを示している。また、この等燃費率曲線は内周側ほどエンジン燃料消費率ｆe が小さいすなわち良い燃費を表している。つまり、この等燃費率曲線はエンジン８の中速高負荷域に最良燃費領域が形成される。

上記燃費マップは、基本的にはエンジン８の仕様に基づいて決定されるが、車両状態例えばエンジン１０の内部的要因或いは外部的要因に影響される。このため、この燃費マップはエンジン水温、触媒温度、エンジン作動油温、或いは燃焼状態すなわちリーンやストイキで示される空燃比等の内外的要因で変化させられる。従って、燃費曲線記憶手段８２は複数種類の燃費マップを記憶するか、或いは１種類の燃費マップを上記内外的要因に基づいてリアルタイムで燃費マップを変化させる。結果として、燃費曲線選択手段８０は上記内外的要因に基づいて複数種類の燃費マップから１つを選択することになる。

以下に、燃料消費率ｆとエンジン８から駆動輪３８への動力伝達効率η（以下、伝達効率ηと表す）との関係を簡単に述べる。

一般にエンジン単体の燃費性能はエンジン燃料消費率ｆe すなわち単位出力×時間（＝単位仕事）当たりの燃料消費質量で表され、例えば単位出力当たり１時間に使用される燃料をグラムで表したg/ps・h またはg/kW・h が用いられる。つまり、概念的にはエンジン燃料消費率ｆe ＝燃料消費量Ｆ／エンジン出力Ｐe で表される。従って、燃料消費量Ｆが少ない程またエンジン出力Ｐe が大きい程エンジン燃料消費率ｆe が小さくなるすなわち良い燃費を示すことになる。言い換えれば、燃費の良し悪しは燃料消費量Ｆが同じであれば得られるエンジン出力Ｐe の大きさで比較することができるので、最適燃費曲線に沿ってエンジン８が作動させられる場合がそうでない場合に比較して高いエンジン出力Ｐe が得られていることになる。前記図６には変速機構１０の無段変速状態での燃費マップが前記最適燃費曲線として示した破線で、および有段変速状態での燃費マップが実線で例示してある。無段変速状態の場合は車速Ｖに対してエンジン回転速度ＮＥが最適燃費曲線に沿うように連続的に変速比が変化させられる。一方、有段変速状態の場合は段階的に変速比が変化するため車速Ｖに対してエンジン回転速度ＮＥが固定される。よって、図６のようにそれぞれの燃費マップが示される。本実施例では無段変速状態の場合の燃費マップを破線に示す最適燃費曲線と同じとしたが、無段変速状態の場合と有段変速状態の場合との違いを明確にするための例示であり必ずしも一致したものでなくてもよい。

上述した燃費マップより無段変速状態での車両走行となる無段変速走行で得られるエンジン出力Ｐecvtと有段変速状態での車両走行となる有段変速走行で得られるエンジン出力Ｐeuとを例えば同一エンジン回転速度ＮＥで比較すると、最適燃費曲線により近い無段変速走行の場合がより大きくなる。すなわち、一律に無段エンジン出力Ｐecvt＞有段エンジン出力Ｐeuとなる。また、駆動輪３８で得られる駆動輪出力Ｐw はエンジン出力Ｐe の駆動輪３８への伝達効率ηおよび変速機構１０のシステム効率ηsysを考慮すると一般的には駆動輪出力Ｐw ＝エンジン出力Ｐe ×伝達効率η×システム効率ηsys で表され、無段変速走行で得られる駆動輪出力Ｐwcvtと有段変速走行で得られる駆動輪出力Ｐwuとを比較すると伝達効率η×システム効率ηsys（以下、伝達効率η×システム効率ηsysを走行効率ηt とする）が同じであれば一律に無段駆動輪出力Ｐwcvt＞有段駆動輪出力Ｐwuとなる。よって車両としての燃費を燃料消費率ｆs ＝燃料消費量Ｆ／駆動輪出力Ｐw とすれば同一の車両状態すなわち同一車速Ｖ、同一燃料消費量Ｆでの比較では常に無段変速走行が有段変速走行より燃費が良いことになる。

しかしながら、実際には上記伝達効率ηは電気的な無段変速状態に比較して専ら機械的な伝達経路が構成される有段変速状態の場合の方が高くなるので、無段エンジン出力Ｐecvtと有段エンジン出力Ｐeuとの差、電気的な無段変速状態の伝達効率ηcvt とシステム効率ηsysc、および有段変速状態の伝達効率ηu とシステム効率ηsysuによっては無段駆動輪出力Ｐwcvt（＝無段エンジン出力Ｐecvt×無段伝達効率ηcvt ×無段システム効率ηsysc）が有段駆動輪出力Ｐwu（＝有段エンジン出力Ｐeu×有段伝達効率ηu ×有段システム効率ηsysu）より必ずしも大きくなるとは限らない。従って、車両としての燃費は無段変速走行が有段変速走行より必ずしも燃費が良いとは限らない。見方を換えれば、伝達効率ηの高い有段変速走行の方が燃費上有利であるが、エンジン単体で見れば特に中低速で燃費の良い領域を使うことができる無段変速走行の方が燃費上有利となる。よって、本実施例では無段伝達効率ηcvt ×無段システム効率ηsyscおよび有段伝達効率ηu ×有段システム効率ηsysuを算出し、それら走行効率ηt 主に伝達効率ηを考慮してすなわち走行効率ηt の違いによる燃費に与える影響を加味して無段エンジン出力Ｐecvtおよび有段エンジン出力Ｐeuから無段駆動輪出力Ｐwcvtおよび有段駆動輪出力Ｐwuを算出して無段変速状走行と有段変速走行との燃費を比較する。

上記無段システム効率ηsyscは変速機構１０を電気的な無段変速機とした場合での蓄電装置６０の充放電効率、電線の効率、インバータ５８の消費電力等の電気系の効率と、オイルポンプによる損失や補機の消費エネルギ等で求められ、また、有段システム効率ηsysuはオイルポンプの損失や補機の消費エネルギ等で求められるが、本実施例では無段システム効率ηsyscおよび有段システム効率ηsysuは予め実験等で求められて記憶されている一定値が用いられる。

燃費曲線選択手段８０は、上述した燃費曲線記憶手段８２に予め記憶されている前記無段変速走行および前記有段変速走行におけるエンジン８の燃費マップをそれぞれ選択すること加え、それら燃費マップ例えば上記図６に示す燃費マップから現在の車両状態すなわち車速Ｖでの無段エンジン出力Ｐecvtおよび有段エンジン出力Ｐeuを読み込む。言い換えれば、燃費マップからエンジン出力Ｐが求められることでエンジン８の燃料消費率ｆe に基づいて車両の燃料消費率ｆs が算出されることになる。

伝達効率算出手段８４は、変速機構１０の無段変速状態および有段変速状態での車両の燃料消費率ｆs を算出するために無段変速状態および有段変速状態でのエンジン８から駆動輪３８への無段走行効率ηtcvt（＝無段伝達効率ηcvt ×無段システム効率ηsysc）および有段走行効率ηtu（＝有段伝達効率ηu ×有段システム効率ηsysu）とを算出する。

図７は車速Ｖや車両の駆動力に関連する駆動力関連値をパラメータとして伝達効率ηが設定される予め記憶された関係（マップ）であり、車速Ｖの変化に応じて変化するすなわち車速Ｖが高車速となる程高くなる無段伝達効率ηcvt を破線Ａに、有段伝達効率ηu を実線Ａに示した一例である。また、それぞれの線Ａに対して前記駆動力関連値例えば出力トルクがＴout が高くなる場合での伝達効率ηを線Ｂに示した。図７において伝達効率ηは出力トルクＴout の変化に応じて変化するすなわち高トルク時程高くなることがわかる。高車速、高トルク時程伝達効率ηが高くなるのは大きくなる駆動輪出力Ｐwに対して伝達損失が相対的に低くなる為である。よって、例えば伝達効率算出手段８４は、上記予め記憶された関係から実際の車両状態例えば車速Ｖや前記駆動力関連値に基づいて無段伝達効率ηcvt および有段伝達効率ηu を定めることになる。一般的には、無段伝達効率ηcvt は第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の効率を含み主に電気パスによる損失を考慮した電気的な無段変速機としての伝達効率例えば０．８程度、有段伝達効率ηu は機械的な伝達経路が構成される有段変速機としての伝達効率例えば０．９２程度とされるが、本実施例では車両状態によって変化するすなわち車両状態に基づいて変化する関数として予め記憶されている。

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Ｔe 、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル開度（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とによっ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に基づいて算出される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。

よって前記図７に示す高トルク時は出力トルクＴout が高くなる場合以外にアクセル開度、スロットル開度等の前記駆動力関連値が高くなるときである。また、燃料噴射量、吸入空気量、負圧等も高トルク時に関連するパラメータである。さらに、登坂路走行のように車両の走行抵抗が大きくなる場合も高トルク時に相当する。この車両の走行抵抗は他にころがり抵抗、空気抵抗、加速抵抗等であり、ころがり抵抗や空気抵抗は車速に関連し、加速抵抗は前記駆動力関連値に関連しているので、車両の走行抵抗は前記駆動力関連値であるとも言える。

燃料消費率算出手段８６は、無段変速走行および有段変速走行でのそれぞれの車両の燃料消費率ｆs を逐次算出する。例えば、燃料消費率算出手段８６は最適燃費曲線選択手段８０により読み込まれた無段エンジン出力Ｐecvtおよび有段エンジン出力Ｐeuと、伝達効率算出手段８４により算出された無段走行効率ηtcvtおよび有段走行効率ηtuと、燃料消費量センサ９０によって検出された燃料消費量Ｆとに基づいて、無段変速走行の車両の燃料消費率ｆscvt｛＝燃料消費量Ｆ／（無段エンジン出力Ｐecvt×無段走行効率ηtcvt）｝および有段変速走行の車両の燃料消費率ｆsu｛＝燃料消費量Ｆ／（有段エンジン出力Ｐeu×有段走行効率ηtu）｝を算出する。結果として、この燃料消費率算出手段８６は、車両状態例えば車速Ｖ、前記駆動力関連値等に基づいて車両の燃料消費率ｆs を算出することになる。

上述した無段変速走行と有段変速走行との車両の燃料消費率ｆsの算出において同一の車両状態において実行されるすなわち燃料消費量センサ９０によって検出される燃料消費量Ｆは同じであるので、車両の燃料消費率ｆs の比較の上では燃料消費率算出手段８６は燃料消費量Ｆを一定値すなわち予め記憶された定数とし車両の燃料消費率ｆs を算出してもよい。この場合には、車両の燃料消費率ｆs は必ずしも正確なものではなく「燃料消費率関連値」とも言うべきものであり、燃料消費量センサ９０は燃料消費量Ｆを検出する必要はないか或いは車両に備えられる必要はない利点がある。

切換制御手段５０は、前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れの走行での燃料消費率が良いかを逐次判断し、それに基づいて変速機構１０を無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える。また、切換制御手段５０は変速状態燃費判定手段８８を備え、変速状態燃費判定手段８８により逐次出力される判定結果に基づいて変速機構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。その変速状態燃費判定手段８８は、無段変速走行および有段変速走行の何れが燃料消費率すなわち燃費が良いかを、たとえば燃料消費率算出手段８６により算出された無段変速走行の車両の燃料消費率ｆscvtおよび有段変速走行の車両の燃料消費率ｆsuを逐次比較して判断する。

上述した無段変速走行と有段変速走行との車両の燃料消費率ｆs の比較において燃料消費率算出手段８６により車両の燃料消費率ｆs が燃料消費量Ｆを一定値として算出される場合には、変速状態燃費判定手段８８は無段駆動輪出力Ｐwcvtと有段駆動輪出力Ｐwuとを比較して大きい方を燃費が良いと判断してもよい。この場合には、燃料消費率算出手段８６により車両の燃料消費率ｆs に関連する値として無段駆動輪出力Ｐwcvtおよび有段駆動輪出力Ｐwuが算出されるだけでよい。

増速側ギヤ段判定手段６８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変速線図記憶手段５６に予め記憶された例えば図１１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。これは、変速機構１０全体が有段式自動変速機として機能させられる場合に、第１速乃至第４速では切換クラッチＣ０が係合させられ、或いは第５速では切換ブレーキＢ０が係合させられるようにするためである。

切換制御手段５０は、変速機構１０を有段変速状態に切り換える場合に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制御を許可する。このときの有段変速制御手段５４は、例えば変速線図記憶手段５６に予め記憶された図１１に示す変速線図から車速Ｖおよび出力トルクＴout で示される車両状態に基づいて自動変速部２０の変速すべき変速段を判断して自動変速部２０の自動変速制御を実行する。図２は、このときの変速制御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全体すなわち切換型変速部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６８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は切換型変速部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６８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は切換型変速部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、切換型変速部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。

また、他の考え方として、ユーザは、例えば図８に示すような有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度ＮＥの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度ＮＥの変化が楽しめる。

一方、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場合には変速機構１０全体として無段変速状態が得られるために前記切換型変速部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、或いは変速線図記憶手段５６に予め記憶された例えば図１１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切換型変速部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。

上記ハイブリッド制御手段５２は、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１電動機Ｍ１および／または第２電動機Ｍ２との駆動力の配分を最適になるように変化させて切換型変速部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、アクセルペダル操作量や車速から運転者の要求出力を算出し、運転者の要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出し、エンジンの回転速度とトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン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、その制御を自動変速部２０の変速段を考慮して実行したり、或いは燃費向上などのために自動変速部２０に変速指令を行う。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、切換型変速部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は無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立した予め記憶された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切換型変速部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とになる。

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を通して電気エネルギが第２電動機Ｍ２或いは第１電動機Ｍ１へ供給され、その第２電動機Ｍ２或いは第１電動機Ｍ１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。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、切換型変速部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。

図９は、電子制御装置４０の制御作動の要部すなわち車両の燃費に基づく変速機構１０の変速状態の切換制御作動を示す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ものである。

先ず、最適燃費曲線選択手段８０に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、燃費曲線記憶手段８２に予め記憶されているエンジン８の燃費マップが選択され、その燃費マップから車両状態すなわち車速Ｖに基づく無段エンジン出力Ｐecvtおよび有段エンジン出力Ｐeuが読み込まれる。この燃費マップはエンジン水温、エンジン作動油温、或いは燃焼状態すなわちリーンやストイキで示される空燃比等のエンジン８の内外的要因で変化させられる。

続く、伝達効率算出手段８４に対応するＳ２において、変速機構１０の無段変速状態での無段伝達効率ηcvt が例えば図７に示す予め記憶された関係から車両状態例えば実際の車速Ｖや駆動力関連値に基づいて求められる。好適には、その無段伝達効率ηcvt と一定値として記憶されている無段システム効率ηsyscとで無段走行効率ηtcvt（＝無段伝達効率ηcvt ×無段システム効率ηsysc）が算出される。そして、燃料消費率算出手段８６に対応するＳ３において、上記Ｓ１で読み込まれた無段エンジン出力Ｐecvtと上記Ｓ２で求められた無段走行効率ηtcvtから無段変速走行での車両の燃料消費率ｆscvt｛＝燃料消費量Ｆ／（無段エンジン出力Ｐecvt×無段走行効率ηtcvt）｝が算出される。

続いて、伝達効率算出手段８４に対応するＳ４において、変速機構１０の有段変速状態での有段伝達効率ηu が例えば図７に示す予め記憶された関係から車両状態例えば実際の車速Ｖや駆動力関連値に基づいて求められる。好適には、その有段伝達効率ηu と一定値として記憶されている有段システム効率ηsysuとで有段走行効率ηtu（＝有段伝達効率ηu ×有段システム効率ηsysu）が算出される。そして、燃料消費率算出手段８６に対応するＳ５において、上記Ｓ１で読み込まれた有段エンジン出力Ｐeuと上記Ｓ４で求められた有段走行効率ηtuから有段変速走行での車両の燃料消費率ｆsu｛＝燃料消費量Ｆ／（有段エンジン出力Ｐeu×有段走行効率ηtu）｝が算出される。

さらに、変速状態燃費判定手段８８に対応するＳ６において、無段変速走行および有段変速走行の何れが車両の燃料消費率ｆs すなわち燃費が良いかが、例えば上記Ｓ３およびＳ５において算出された無段変速走行の車両の燃料消費率ｆscvtおよび有段変速走行の車両の燃料消費率ｆsuを比較して判断される。好適には、このＳ６において有段変速走行での燃費が良いか否かすなわち変速機構１０の変速状態を有段変速状態に切り換える方が燃費上有利であるか否かが判定される。

このＳ６の判断が否定される言い換えればＳ６において無段変速走行での燃費が良いと判断される場合は切換制御手段５０に対応するＳ７において、変速機構１０が無段変速状態とされるように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令が油圧制御回路４２へ出力される。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が出力されるとともに、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が出力されるか、或いは変速線図記憶手段５６に予め記憶された例えば図１１に示す変速線図における自動変速部２０の変速判断の基となる変速線に従って自動変速することを許可する信号が出力される。したがって、この無段変速走行では、切換型変速部１１が無段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、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全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。

このＳ６の判断が肯定される言い換えればＳ６において有段変速走行での燃費が良いと判断される場合は切換制御手段５０に対応するＳ８において、変速機構１０が有段変速状態とされるように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（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制御を許可する。このときの有段変速制御手段５４は、変速線図記憶手段５６に予め記憶された例えば図１１に示す変速線図に従って自動変速制御を実行する。図２は、このときの変速制御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。この有段自動変速制御モードの第１速乃至第４速では、切換クラッチＣ０が係合させられることにより切換型変速部１１が固定の変速比γ０が１の副変速機として機能しているが、第５速では、その切換クラッチＣ０の係合に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられることにより切換型変速部１１が固定の変速比γ０が０．７の副変速機として機能している。すなわち、この有段自動変速走行では、副変速機として機能する切換型変速部１１と自動変速部２０とを含む変速機構１０全体が所謂有段式自動変速機として機能している。

この結果、一般的に燃費が良いとされる電気的な無段変速機が構成される変速機構１０が車両の燃費上有利な走行となる変速状態に切り替えられるので、一層燃費が向上する。

上述のように、本実施例によれば、電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに切り換え可能な変速状態切換型変速機構１０が、前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れの走行での車両の燃料消費率ｆが良いかに基づいて切換制御手段５０（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）により無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられることから、一層燃費が向上する適切な走行が得られる。

また、本実施例によれば、燃料消費率算出手段８６（Ｓ３、Ｓ５）により前記燃料消費率ｆが車両状態例えば車速Ｖや前記駆動力関連値から逐次算出されるので、リアルタイムで前記無段変速状態および前記有段変速状態での燃料消費率ｆが算出されて変速機構１０の変速状態が燃費の良い走行状態とされる。

また、本実施例によれば、前記燃料消費率ｆは、例えば図６に示す予め記憶された関係から求められるエンジンの燃料消費率ｆe に基づいて算出されるので、燃料消費率算出手段８６により車両の燃料消費率ｆs が適切に算出される。

また、本実施例によれば、前記車両状態から算出される燃料消費率ｆは、伝達効率算出手段８４（Ｓ２、Ｓ４）により算出されたエンジンから駆動輪３８への伝達効率ηが考慮されるので、燃料消費率算出手段８６により燃料消費率ｆが適切に算出される。

また、本実施例によれば、前記伝達効率ηは車両の走行抵抗例えば登坂路走行等の高トルク走行によって変化するものであり、その伝達効率ηに基づいて燃料消費率算出手段８６により燃料消費率ｆが適切に算出される。

また、本実施例によれば、前記伝達効率ηは車速Ｖによって変化するものであり、その伝達効率ηに基づいて燃料消費率算出手段８６により燃料消費率ｆが適切に算出される。

また、本実施例によれば、前記伝達効率ηは前記車両の駆動力関連値によって変化するものであり、その伝達効率ηに基づいて燃料消費率算出手段８６により燃料消費率ｆが適切に算出される。

また、本実施例によれば、動力分配機構１６が、第１キャリヤＣＡ１、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１を３要素とするシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２４によって簡単に且つ動力分配機構１６の軸方向寸法が小さく構成される利点がある。さらに、動力分配機構１６には油圧式摩擦係合装置すなわち第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とを相互に連結する切換クラッチＣ０および第１サンギヤＳ１をトランスミッションケース１２に連結する切換ブレーキＢ０が設けられているので、切換制御手段５０により変速機構１０の無段変速状態と有段変速状態とが簡単に制御される。

また、本実施例によれば、動力分配機構１６と駆動輪３８との間に自動変速部２０が直列に介装されており、その動力分配機構１６の変速比すなわち切換型変速部１１の変速比とその自動変速部２０の変速比とに基づいて変速機構１０の総合変速比が形成されることから、その自動変速部２０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、切換型変速部１１における無段変速制御すなわちハイブリッド制御の効率が一層高められる。

また、本実施例によれば、変速機構１０が有段変速状態とされるとき、切換型変速部１１が自動変速部２０の一部であるかの如く機能して変速比が１より小さいオーバドライブギヤ段である第５速が得られる利点がある。

また、本実施例によれば、第２電動機Ｍ２が自動変速部２０の入力回転部材である伝達部材１８に連結されていることから、その自動変速部２０の出力軸２２に対して低トルクの出力でよくなるので、第２電動機Ｍ２が一層小型化される利点がある。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０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５の別の実施例である。

図１１は、自動変速部２０の変速判断の基となる変速線図記憶手段５６に予め記憶された変速線図（変速マップ或いは関係）であり、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変速線図の一例である。図１１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１１は車速Ｖと駆動力関連値例えば出力トルクＴout とをパラメータとして前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れでの走行が車両の燃料消費率ｆs が良いかによって変速機構１０を前記無段変速状態とするための無段制御領域と前記有段変速状態とするための有段制御領域が設定された予め記憶された切換線図（切換マップ或いは関係）の一例でもある。例えば、それらの領域の設定すなわち図１１の破線およびその破線に対してヒステリシスが設けられている二点鎖線に示す無段制御領域と有段制御領域との境界線は、変速機構１０が前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れでの走行が車両の燃料消費率ｆs が良いかに基づいて予め実験等で求められたものである。すなわち、この図１１は変速マップと切換マップとが同一の二次元座標で構成された場合の関係を示す図でもあり、この切換マップは変速マップとともに変速線図記憶手段５６に予め記憶されていることになる。なお、変速マップと切換マップとが異なる二次元座標で構成されるのはもちろんのこと、その切換マップが変速線図記憶手段５６以外の別の記憶手段例えば図示しない切換線図記憶手段に予め記憶されてもいてもよい。

切換制御手段５０は、前述の実施例での車両の燃料消費率ｆに基づいく変速機構１０の変速状態の切換えに替えて、例えば図１１に示すような変速線図記憶手段５６に予め記憶された切換マップから現在の車両状態すなわち実際の車速Ｖと出力トルクＴout とに基づいて変速機構１０を前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れかに選択的に切り換える。

この結果、一般的に燃費が良いとされる電気的な無段変速機が構成される変速機構１０が車両の燃費上有利な走行となる変速状態に切り替えられるので、一層燃費が向上する。また、前述の実施例のように燃料消費率ｆが逐次算出される場合に比較して制御が簡単で電子制御装置４０の計算負荷も少なくて済むことになる。

上述のように、本実施例によれば、前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れでの走行が燃料消費率ｆが良いかによりその無段変速状態或いはその有段変速状態とするための領域が設定された例えば図１１に示す予め記憶された関係から車両状態例えば実際の車速Ｖと出力トルクＴout に基づいて変速機構１０が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られるので、変速機構１０の変速状態が簡単に燃費の良い走行状態に切り替えられて一層燃費が向上する。

図１２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５の別の実施例である。

図１２において、切換制御手段５０は、高車速判定手段６２、高出力走行判定手段６４、および電気パス機能判定手段６６をさらに備えており、車両の所定条件に基づいて変速機構１０の変速状態の切換えが前述の実施例での車両の燃料消費率ｆに基づくことなく変速機構１０を前記有段変速状態に切り換える。

高車速判定手段６２は、ハイブリッド車両の実際の車速Ｖが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以上の高車速となったか否かを判定する。高出力走行判定手段６４は、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以上の高トルク（高駆動力）走行となったか否かを判定する。つまり、高出力走行判定手段６４では車両の駆動力を直接或いは間接的に示す駆動力関連パラメータに基づいて車両の高出力走行が判定される。電気パス機能判定手段６６は、変速機構１０を無段変速状態とするための制御機器の機能低下が判定される故障判定条件の判定を、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や、故障（フェイル）とか低温による機能低下或いは機能不全の発生に基づいて判定する。

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、変速機構１０の変速状態の切換えが前述の実施例での車両の燃料消費率ｆに基づくことなく変速機構１０を有段変速状態に切り換える方が明らかに燃費上有利となる車両の高速走行を判定するために予め実験等で求められて記憶された値である。

また、例えば、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ることになる。つまり、判定トルクＴ１は、変速機構１０の変速状態の切換えが前述の実施例での車両の燃料消費率ｆに基づくことなく変速機構１０を有段変速状態に切り換える必要がある車両の高出力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させられない電動機の定格出力に基づいて定められたエンジン出力の制限値を越えるような車両の高出力走行を判定するために予め記憶された値である。

切換制御手段５０は、所定条件としての上記高車速判定手段６２による高車速判定、高出力走行判定手段６４による高出力走行判定すなわち高トルク判定、電気パス機能判定手段６６による電気パス機能不全の判定の少なくとも１つが発生した場合は、変速機構１０を有段変速状態に切り換える有段変速制御領域であると判定して、前述の実施例と同様に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制御を許可する。このように、切換制御手段５０によって所定条件に基づいて変速機構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、切換型変速部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。

また、切換制御手段５０は切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれを係合させるかを、例えば高出力走行判定手段６４による高出力走行判定により切換クラッチＣ０の係合が、或いは高車速判定手段６２による高速走行判定により切換ブレーキＢ０の係合を判断してもよい。但し、高出力走行時であっても第５速ギヤ段が選択された場合には切換ブレーキＢ０の係合が判断される。

図１３はエンジン回転速度ＮＥおよびエンジントルクＴＥをパラメータとする変速線図記憶手段５６に予め記憶された無段制御領域と有段制御領域との境界線としてのエンジン出力線を有する切換マップである。切換制御手段５０は、前述した車両の所定条件に基づく変速機構１０の前記有段変速状態への切換えに替えて、この図１３の切換マップから実際のエンジン回転速度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有段制御領域内すなわち燃費判定に拘わらず強制的に有段変速状態に切り換えるべき領域内であるかを判定して変速機構１０を前記有段変速状態に切り換える場合もある。

つまり図１３の関係は、判定車速Ｖ１および判定トルクＴ１以上となる領域に相当するエンジントルク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、すなわち前述の実施例での車両の燃料消費率ｆに基づくことなく変速機構１０を明らかに有段変速状態とする必要がある領域が予め実験等により求められて記憶されていることになる。

上述のように、本実施例によれば、切換制御手段１０は、実際の車速が予め設定された判定車速Ｖ１を越えたときに変速機構１０を前記有段変速状態とするものであるので、例えば実際の車速Ｖが変速機構１０を有段変速状態に切り換える方が明らかに燃費上有利となる車両の高速走行を判定するための判定車速Ｖ１を越えると、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、本実施例によれば、切換制御手段５０は実際の出力トルクＴout が予め設定された判定出力トルクＴ１を越えたときに変速機構１０を有段変速状態とするものであるので、例えば実際の出力トルクＴout が変速機構１０を電気的な無段変速機として作動させられない第１電動機Ｍ１の定格出力に基づいて定められたエンジン出力の制限値を越えるような車両の高出力走行を判定するための判定出力トルクＴ１を越えるような高出力走行となると、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へ伝達されて変速機構１０が電気的な無段変速機として作動させられる場合は専ら低中出力走行となるので、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギの最大値を小さくできてすなわち第１電動機Ｍ１の保障すべき出力容量を小さくできてその第１電動機Ｍ１や第２電動機Ｍ２、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、本実施例によれば、切換制御手段５０は変速機構１０を電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件が成立した場合に変速機構１０を有段変速状態とするものであるので、変速機構１０が無段変速状態とされない場合でも有段変速状態とされることで、有段走行ではあるが無段走行と略同様の車両走行が確保される。

図１４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１５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１６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を備えている切換型変速部１１と、その切換型変速部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１５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／出力歯車回転速度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、切換型変速部１１は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動可能な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切換型変速部１１と自動変速部７２とで有段変速機として作動可能な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切換型変速部１１と自動変速部７２とで電気的な無段変速機として作動可能な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１５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１５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、切換型変速部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１６は、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部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。

自動変速部７２では、図１６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ＮＥと同じ回転速度で第７回転要素ＲＥ７に切換型変速部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、切換型変速部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切換型変速部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１７は、手動操作によって変速機構１０の変速状態を切り換え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である。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ればよいし、また有段変速機の変速に伴うエンジン回転速度の変化によるフィーリング向上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ればよい。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、前述の実施例と同様に切換制御手段５０は変速機構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。すなわち切換制御手段５０により前記無段変速状態と前記有段変速状態とが手動操作による切換えでなく自動で切り換えられる。これによって、一層燃費が向上する適切な走行が得られる。

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、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の無段システム効率ηsyscおよび有段システム効率ηsysuは予め実験等で求められて、記憶されている一定値であったが、車両状態例えば車速Ｖや自動変速部２０の作動油温等によって逐次変化させられる関数であってもよい。或いは、無段システム効率ηsyscおよび有段システム効率ηsysuはなくてもよい。この場合には、車両の燃料消費率ｆs は必ずしも正確なものではないがおおよその燃費の比較は可能である。

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に連結されたいたが、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く、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の一方のみが備えられていてもよい。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、前述の実施例では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁粉）クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。

また、前述の実施例では、第２電動機Ｍ２が伝達部材１８に連結されていたが、出力軸２２に連結されていてもよいし、自動変速部２０、７２内の回転部材に連結されていてもよい。

また、前述の実施例では、切換型変速部１１すなわち動力分配機構１６の出力部材である伝達部材１８と駆動輪３８との間の動力伝達経路に、自動変速部２０、７２が介装されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機（ＣＶＴ）等の他の形式の動力伝達装置が設けられていてもよいし、必ずしも設けられていなくてもよい。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。

また、前述の実施例では、変速機構１０、７０はエンジン８以外に第１電動機Ｍ１或いは第２電動機Ｍ２のトルクによって駆動輪３８が駆動されるハイブリッド車両用の駆動装置であったが、例えば変速機構１０、７０を構成する切換型変速部１１すなわち動力分配機構１６がハイブリッド制御されない電気的ＣＶＴと称される無段変速機としての機能のみを有するような車両用の駆動装置であっても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に接続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、定変速状態では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。

また、前述の実施例のスイッチ４４はシーソー型のスイッチであったが、例えば押しボタン式のスイッチ、択一的にのみ押した状態が保持可能な２つの押しボタン式のスイッチ、レバー式スイッチ、スライド式スイッチ等の少なくとも無段変速走行と有段変速走行とが択一的に切り換えられるスイッチであればよい。

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。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。燃料消費率の算出に用いられる燃費マップの一例である。車速に対して変化する無段変速状態および有段変速状態のそれぞれの伝達効率を示した一例である。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。本発明の実施例における電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。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５の実施例の別の実施例である。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であって、変速機構を無段変速状態或いは有段変速状態とするための領域が設定された切換線図でもある。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５の実施例の別の実施例である。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１４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１４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：変速状態切換型変速機構（駆動装置）
１２：トランスミッションケース（非回転部材）
１６：動力分配機構
１８：伝達部材
２０、７２：自動変速部（有段式自動変速機）
２４：第１遊星歯車装置（シングルピニオン型遊星歯車装置）
３８：駆動輪
５０：切換制御手段
Ｍ１：第１電動機
Ｍ２：第２電動機
Ｃ０：切換クラッチ（作動状態切換装置）
Ｂ０：切換ブレーキ（作動状態切換装置）

Claims

エンジンの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、
動力分配機構と、該動力分配機構の回転要素のうちの１つに動力伝達可能に連結された第１電動機と、駆動輪に動力伝達可能とされた第２電動機と、該動力分配機構の作動状態を切り換える作動状態切換装置とを備え、該第１電動機および第２電動機の運転状態が制御されることにより前記エンジンからの動力を無段階に変速して機械的に後段へ伝達するとともに前記第１電動機から第２電動機への電気パスを介して電気的に後段へ伝達する電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と、前記動力分配機構の差動を制限することにより前記エンジンからの動力を所定の変速比で専ら機械的に後段へ伝達する有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに、切り換え可能な変速状態切換型変速機構と、
前記無段変速状態での車両の燃料消費率と、前記電気パスによる損失のないことによる寄与分と前記エンジンの動作点がその最適燃費線からずれることによる低下分とを含む前記有段変速状態での車両の燃料消費率の何れが良いかに基づいて前記変速状態切換型変速機構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。
前記燃料消費率は車両状態から逐次算出されるものである請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
前記車両状態から逐次算出される燃料消費率は、予め記憶された関係から求められるエンジンの燃料消費率に基づいて算出されるものである請求項２の車両用駆動装置の制御装置。
前記車両状態から逐次算出される燃料消費率は、エンジンから駆動輪への伝達効率が考慮されるものである請求項２または３の車両用駆動装置の制御装置。
前記伝達効率は車両の走行抵抗によって変化するものである請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
前記伝達効率は車速によって変化するものである請求項４または５の車両用駆動装置の制御装置。
前記伝達効率は車両の駆動力関連値によって変化するものである請求項４乃至６のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記無段変速状態および前記有段変速状態の何れでの走行が燃料消費率が良いかにより該無段変速状態或いは該有段変速状態とするための領域が設定された予め記憶された関係から現在の車両状態に基づいて前記変速状態切換型変速機構が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られるものである請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、実際の車速が予め設定された高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至８のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が予め設定された高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至９のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、前記変速状態切換型変速機構を前記電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至１０のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の出力トルクが予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至８のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の回転速度が予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至８、および１２のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、前記エンジンの実際の出力が予め設定された所定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至８、１２、および１３のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記変速状態切換型変速機構は、前記エンジンに連結された第１要素と、第１電動機に連結された第２要素と、第２電動機および伝達部材に連結された第３要素とを有する動力分配機構を備え、
該動力分配機構は、前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態および前記有段変速状態のいずれかの状態に切換可能とするための作動状態切換装置を有し、
前記切換制御手段は、該作動状態切換装置を制御することで前記無段変速状態と前記有段変速状態とを選択的に切り換えるものである請求項１乃至１４のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記作動状態切換装置は、前記第１要素乃至第３要素のうちのいずれか２つを相互におよび／または該第２要素を非回転部材に連結する係合装置であり、
前記切換制御手段は、前記係合装置を解放して該第１要素、第２要素、および第３要素を相互に相対回転可能とすることにより前記無段変速状態とし、前記係合装置を係合して該第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するか或いは該第２要素を非回転状態とすることにより前記有段変速状態とするものである請求項１５の車両用駆動装置の制御装置。
前記動力分配機構は遊星歯車装置であり、
前記第１要素は該遊星歯車装置のキャリヤであり、
前記第２要素は該遊星歯車装置のサンギヤであり、
前記第３要素は該遊星歯車装置のリングギヤであり、
前記係合装置は、前記キャリヤ、サンギヤ、リングギヤのうちのいずれか２つを相互に連結するクラッチおよび／または該サンギヤを非回転部材に連結するブレーキを備えたものである請求項１６の車両用駆動装置の制御装置。
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請求項１７の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より小さい増速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである請求項１８の車両用駆動装置の制御装置。
前記変速状態切換型変速機構は、前記伝達部材と前記駆動輪との間において前記動力分配機構と直列に設けられた自動変速機を含み、
該自動変速機の変速比に基づいて前記変速状態切換型変速機構の変速比が形成されるものである請求項１５乃至１９のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。
前記動力分配機構の変速比と前記自動変速機の変速比とに基づいて前記変速状態切換型変速機構の総合変速比が形成されるものである請求項２０の車両用駆動装置の制御装置。
前記自動変速機は有段式自動変速機であり、該有段式自動変速機の変速は、予め記憶された変速線図に基づいて実行されるものである請求項２０または２１の車両用駆動装置の制御装置。
前記切換制御手段は、前記車両の燃料消費率の比較により前記変速状態切換型変速機構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切り換えるとともに、車両状態が予め設定された状態となった場合は、前記車両の燃料消費率に基づくことなく前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態から前記有段変速状態へ切り換えるものである請求項１乃至２１のいずれか１の車両用駆動装置の制御装置。