JP4148204B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、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に関し、特に、運転モードの切り換え時に発生するショックを防止するための技術に関する。
エンジンの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の一例として、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギを蓄積する蓄電装置に接続された電動機と、前記エンジンに連結された第１要素、前記電動機に連結された第２要素、及び伝達部材に連結された第３要素を有し、前記エンジンから出力される動力を前記電動機と前記伝達部材とに分配する差動機構とを、備えた駆動装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された駆動装置がそれである。この技術によれば、前記エンジンを駆動力源として走行するエンジン走行モード、前記電動機を駆動力源として走行するモータ走行モード、前記エンジン及び電動機を駆動力源として走行するエンジン・モータ走行モード、前記エンジンを駆動力源としながら前記電動機を発電機として用いて前記蓄電装置を充電するエンジン走行・モータ充電モード等、駆動力源の作動状態が異なる複数の運転モードで走行することが可能である。
特開平１０−９８８０４号公報 特開平６−３８３０５号公報 特開平１０−２２４１号公報
一般に、無段変速機は車両の燃費を良くする装置として知られている一方、有段変速機のような歯車式伝動装置は伝達効率が良い装置として知られている。しかし、それ等の長所を兼ね備えた動力伝達機構は未だ存在しなかった。例えば、上記のような従来の車両の駆動装置では、第１電動機から第２電動機への電気エネルギの電気パスすなわち車両の駆動力の一部を電気エネルギで伝送する伝送路を含むため、エンジンの高出力化に伴ってその第１電動機を大型化させねばならないとともに、その第１電動機から出力される電気エネルギにより駆動される第２電動機も大型化させねばならないので、駆動装置が大きくなるという問題があった。或いは、エンジンの出力の一部が一旦電気エネルギに変換されて駆動輪に伝達されるので、高速走行などのような車両の走行条件によってはかえって燃費が悪化する可能性があった。上記動力分配機構が電気的に変速比が変更される変速機例えば電気的ＣＶＴと称されるような無段変速機として使用される場合も、同様の課題があった。また、前記運転モードの切り換えに際してショック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、駆動装置を小型化できたり、或いはまた、燃費が向上させられると共に、運転モードの切り換えに際してのショックを防止する制御装置を提供することにある。
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、エンジンから出力される動力を第１電動機及び伝達部材へ分配する差動機構と、その伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第２電動機及び変速部とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、前記差動機構を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、変速比固定の非差動状態とに切り換える差動状態切換手段と、車両の駆動力源を切り換える駆動力源切換手段とを、含み、車両の駆動力源として、前記第１電動機及び／又は第２電動機を用いている状態において、前記差動状態切換手段による切換要求と、前記駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合には、その駆動力源切換手段の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段の制御を実行するものであることを特徴とするものである。
また、前記目的を達成するために、本第２発明の要旨とするところは、エンジンから出力される動力を第１電動機及び伝達部材へ分配する差動機構と、その伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第２電動機及び変速部とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、前記差動機構を、差動状態と非差動状態とに切り換える差動状態切換手段と、車両の駆動力源を切り換える駆動力源切換手段とを、含み、車両の駆動力源として、前記第１電動機及び／又は第２電動機を用いている状態において、前記差動状態切換手段による切換要求と、前記駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合には、その駆動力源切換手段の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段の制御を実行するものであることを特徴とするものである。
このように、前記第１発明によれば、前記差動機構を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、変速比固定の非差動状態とに切り換える差動状態切換手段と、車両の駆動力源を切り換える駆動力源切換手段とを、含み、車両の駆動力源として、前記第１電動機及び／又は第２電動機を用いている状態において、前記差動状態切換手段による切換要求と、前記駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合には、その駆動力源切換手段の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段の制御を実行するものであることから、差動状態切換手段により、車両の駆動装置内の動力分配機構が、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、これを非作動とするロック状態とに選択的に切り換えられるため、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。また、前記差動機構の状態切り換えと前記運転モードの切り換えとが重なるのを防ぐことができ、延いてはそれに起因するショックの発生を好適に防止することができる。また、前記第１電動機によりエンジン回転速度を始動回転速度まで上昇させた後、前記差動機構が非差動状態となる同期回転速度にその差動機構のメンバ回転速度を制御することができ、前記エンジンの始動を確実に行うことができる。すなわち、駆動装置を小型化できたり、或いはまた、燃費が向上させられると共に、運転モードの切り換えに際してのショックを防止する制御装置を提供することができる。
また、前記第２発明によれば、前記差動機構を、差動状態と非差動状態とに切り換える差動状態切換手段と、車両の駆動力源を切り換える駆動力源切換手段とを、含み、車両の駆動力源として、前記第１電動機及び／又は第２電動機を用いている状態において、前記差動状態切換手段による切換要求と、前記駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合には、その駆動力源切換手段の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段の制御を実行するものであることから、差動状態切換手段により、車両の駆動装置内の動力分配機構が、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、これを非作動とするロック状態とに選択的に切り換えられるため、電気的に変速比が変更させられる変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する歯車式伝動装置の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。また、前記差動機構の状態切り換えと前記運転モードの切り換えとが重なるのを防ぐことができ、延いてはそれに起因するショックの発生を好適に防止することができる。また、前記第１電動機によりエンジン回転速度を始動回転速度まで上昇させた後、前記差動機構が非差動状態となる同期回転速度にその差動機構のメンバ回転速度を制御することができ、前記エンジンの始動を確実に行うことができる。すなわち、駆動装置を小型化できたり、或いはまた、燃費が向上させられると共に、運転モードの切り換えに際してのショックを防止する制御装置を提供することができる。
また、好適には、前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた変速部は、有段式の自動変速機である。このようにすれば、実用的な有段式自動変速機を備えた駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止することができる。
また、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに連結された第１要素、前記第１電動機に連結された第２要素、及び前記伝達部材に連結された第３要素を有する遊星歯車装置から成るものである。このようにすれば、実用的な差動機構を備えた駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止することができる。
また、好適には、前記差動状態切換手段は、車速が予め定められた所定速度以上である場合、前記エンジンの出力トルクが予め定められた所定値以上である場合、或いはそのエンジンの回転速度が予め定められた所定速度以上である場合には、前記差動機構を非差動状態とするように制御するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記差動機構の差動を制限してロック状態とすることができる。
また、好適には、前記第１要素乃至第３要素を相互に相対回転可能とする差動状態と、前記第１要素乃至第３要素を共に一体回転させるか或いは前記第２要素を非回転状態とする非差動状態とに、前記差動機構の状態を選択的に切り換える差動状態切換装置を有するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記差動装置を差動状態と非差動状態とに切り換えることができる。
また、好適には、前記遊星歯車装置は、シングルプラネタリギヤから成る増速機構である。このようにすれば、実用的な差動機構を備えた駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止することができる。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の制御装置が好適に適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構１０を説明する骨子図である。図１において、変速機構１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１４（以下、ケース１４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１６と、この入力軸１６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差動部１２と、その差動部１２と駆動輪３８との間の動力伝達経路において伝達部材（伝動軸）１８を介して直列に連結されている有段式の自動変速機としての有段式自動変速部２０（以下、自動変速部２０という）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例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン８と一対の駆動輪３８との間に設けられて、図８に示すようにエンジン８からの駆動力を駆動装置の他の一部として動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３６及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。
差動部１２は、第１電動機Ｍ１と、入力軸１６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及び伝達部材１８に分配する動力分配機構としての差動機構２４と、伝達部材１８と一体的に回転するように設けられている第２電動機Ｍ２とを備えている。なお、この第２電動機Ｍ２は伝達部材１８から駆動輪３８までの間の動力伝達経路を構成するいずれの部分に設けられてもよい。本実施例の第１電動機Ｍ１及び第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は駆動力を発生させるためのモータ（電動機）機能を少なくとも備える。好適には、第１電動機Ｍ１及び第２電動機Ｍ２の何れもエンジン８と同様に走行用の駆動力源として機能するものである。
差動機構２４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２６と、差動状態切換装置である切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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を自転及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。
この差動機構２４においては、第１キャリヤＣＡ１は入力軸１６すなわちエンジン８に連結されるものであり第１要素（第１回転要素）に対応する。第１サンギヤＳ１は第１電動機Ｍ１に連結されるものであり第２要素（第２回転要素）に対応する。第１リングギヤＲ１は伝達部材１８に連結されるものであり第３要素（第３回転要素）に対応する。また、切換ブレーキＢ０は第１サンギヤＳ１とケース１４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及び切換ブレーキＢ０が解放されると、差動機構２４は第１遊星歯車装置２６の３つの要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、例えば所謂無段変速状態（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、差動機構２４が差動状態とされると差動部１２がその変速比γ０（入力軸１６の回転速度／伝達部材１８の回転速度）が最小値γ０minから最大値γ０maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。
この状態で、上記切換クラッチＣ０或いは切換ブレーキＢ０が係合させられると差動機構２４は前記差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチＣ０が係合させられて第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とが一体的に係合させられると、差動機構２４は第１遊星歯車装置２６の３つの要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、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１２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がケース１４に連結させられると、差動機構２４は第１サンギヤＳ１が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、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、差動部１２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比状態とされる。すなわち、前記第１遊星歯車装置２６は、シングルプラネタリギヤから成る増速機構である。
このように、本実施例において、第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び差動機構２４から成る差動部１２は、変速比を連続的に変化させ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、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又は２種類以上の変速比の単段又は複数段の変速機として作動する定変速比状態とに切り換え可能な変速状態切換型変速機構として機能するものである。また、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０は、差動部１２の状態を無段変速状態及び定変速比状態のうち何れか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。
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２８、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０、及びシングルピニオン型の第４遊星歯車装置３２を備えている。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を自転及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を自転及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３２は、第４サンギヤＳ４、第４遊星歯車Ｐ４、その第４遊星歯車Ｐ４を自転及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１４に選択的に連結されるようになっている。また、第２キャリヤＣＡ２は第２ブレーキＢ２を介してケース１４に選択的に連結されるようになっている。また、第４リングギヤＲ４は第３ブレーキＢ３を介してケース１４に選択的に連結されるようになっている。また、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に連結されるようになっている。また、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るようになっている。
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、及び第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本又は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。
図２は、前記変速機構１０に油圧を供給するために備えられた油圧制御回路４０の要部を簡単に示す図である。この図２に示す油圧ポンプ４２は、例えば、前記エンジン８の回転駆動に従って作動する機械式油圧ポンプ或いは電動式油圧ポンプであり、ストレーナ４４に還流した作動油を所定の油圧にて圧送する。第１レギュレータ弁４６は、上記油圧ポンプ４２から供給される油圧を元圧としてライン圧ＰＬ を調圧する。ソレノイドモジュレータ弁４８は、上記第１レギュレータ弁４６から供給されるライン圧ＰＬ を元圧としてモジュレータ圧ＰＭ を調圧して前記リニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５、ＳＬ６、及びＳＬ７等へ供給する。それらリニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、ＳＬ５、ＳＬ６、ＳＬ７は、電子制御装置５０からの信号に従い上記ソレノイドモジュレータ弁４８から供給されるモジュレータ圧ＰＭ を元圧としてそれぞれ切換クラッチ制御圧ＰＣ０、第１クラッチ制御圧ＰＣ１、第２クラッチ制御圧ＰＣ２、切換ブレーキ制御圧ＰＢ０、第１ブレーキ制御圧ＰＢ１、第２ブレーキ制御圧ＰＢ２、第３ブレーキ制御圧ＰＢ３を調圧して各油圧式摩擦係合装置すなわち切換クラッチ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、第３ブレーキＢ３へ供給する。
以上のように構成された変速機構１０では、例えば、図３の係合作動表に示されるように、上記油圧制御回路４０から供給される制御油圧に応じて前記切換クラッチ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、及び第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）、後進ギヤ段（後進変速段）、或いはニュートラルの何れか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、本実施例では差動機構２４に差動状態切換装置として機能する切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０が備えられており、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０の何れかが係合作動させられることによって、差動部１２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比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及び切換ブレーキ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１２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及び切換ブレーキ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１２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。換言すれば、変速機構１０は、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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及び切換ブレーキ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。すなわち、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して機能する。
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３に示すように、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、及び第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、及び第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、及び第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、及び第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、及び切換ブレーキ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及び第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３に示される係合表の切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１２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４は、無段変速部（第１変速部）として機能する差動部１２と有段変速部（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４の共線図は、各遊星歯車装置２６、２８、３０、３２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１６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１２を構成する差動機構２４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要素（第２回転要素）ＲＥ２に対応する第１サンギヤＳ１の相対回転速度、第１要素（第１回転要素）ＲＥ１に対応する第１キャリヤＣＡ１の相対回転速度、第３要素（第３回転要素）ＲＥ３に対応する第１リングギヤＲ１の相対回転速度をそれぞれ示すものであり、それらの間隔は第１遊星歯車装置２６のギヤ比ρ１に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４要素（第４回転要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第２サンギヤＳ２及び第３サンギヤＳ３の相対回転速度、第５要素（第５回転要素）ＲＥ５に対応する第２キャリヤＣＡ２の相対回転速度、第６要素（第６回転要素）ＲＥ６に対応する第４リングギヤＲ４の相対回転速度、第７要素（第７回転要素）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の相対回転速度、第８要素（第８回転要素）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の相対回転速度をそれぞれ示すものであり、それらの間隔は第２、第３、第４遊星歯車装置２８、３０、３２のギヤ比ρ２、ρ３、ρ４に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部１２では縦線Ｙ１とＹ２との縦線間が「１」に対応する間隔に設定され、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ１に対応する間隔に設定される。また、自動変速部２０では各第２、第３、第４遊星歯車装置２８、３０、３２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４の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構１０は、差動機構２４（差動部１２）において、第１遊星歯車装置２６の第１要素ＲＥ１（第１キャリヤＣＡ１）が入力軸１６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要素（第１サンギヤＳ１）ＲＥ２と選択的に連結され、第２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１４に選択的に連結され、第３要素（第１リングギヤＲ１）ＲＥ３が伝達部材１８及び第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１６の回転を伝達部材１８を介して自動変速部（有段変速部）２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、Ｙ２とＸ２の交点を通る斜めの直線Ｌ０により第１サンギヤＳ１の回転速度と第１リングギヤＲ１の回転速度との関係が示される。
図５及び図６は上記図４の共線図の差動部１２部分に相当する図である。図５は上記切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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の差動部１２の状態の一例を表している。例えば、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、図６は切換クラッチＣ０の係合により定変速比状態（有段変速状態）に切換えられたときの差動部１２の状態を表している。つまり、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、差動機構２４は上記３回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で伝達部材１８が回転させられる。或いは、切換ブレーキＢ０の係合によって第１サンギヤＳ１の回転が停止させられると差動機構２４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４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１４に選択的に連結されるようになっている。また、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してケース１４に選択的に連結されるようになっている。また、第６回転要素ＲＥ６は第３ブレーキＢ３を介してケース１４に選択的に連結されるようになっている。また、第７回転要素ＲＥ７は出力軸２２に連結されている。また、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るようになっている。
自動変速部２０では、図４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定まる、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定まる斜めの直線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定まる斜めの直線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定まる水平な直線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１２すなわち差動機構２４からの駆動力が入力される。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１２からの駆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、及び切換ブレーキＢ０が係合させられることにより定まる水平な直線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７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５０に入力される信号及びその電子制御装置５０から出力される信号を例示している。この電子制御装置５０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や、変速機構１０における無段変速制御及び有段変速制御、及びそれらの制御を実行するために前記差動機構２４の差動状態切換制御や、駆動力源切換制御等の駆動制御を実行するものである。
電子制御装置５０には、図７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Ａcc、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差動部１２を定変速状態（非差動状態）に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、変速機構１０を無段変速機として機能させるために差動部１２を無段変速状態（差動状態）に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２を表す信号などが、それぞれ供給される。
また、電子制御装置５０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、第１電動機Ｍ１及び第２電動機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１２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４０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４０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８は、電子制御装置５０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。この図８において、有段変速制御手段５６は、予め記憶された関係から所定の制御変数に基づいて変速機構１０による変速動作を制御する。例えば、関係記憶手段５８に記憶された有段変速制御マップ（変速線図）に基づいて有段変速制御を実行する。図９は、上記関係記憶手段５８に記憶された第１変速制御マップ６６を例示する図であり、図１０は、同様に上記関係記憶手段５８に記憶された第２変速制御マップ６８を例示する図である。有段変速制御手段５６は、例えばこれら図９又は図１０の実線及び一点鎖線に示す変速線図から車速Ｖ及び車両負荷すなわち自動変速部２０の出力トルク（アウトプットトルク）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てその自動変速部２０の自動変速制御を実行する。換言すれば、自動変速部２０の変速すべき変速段を判断してその自動変速部２０の自動変速制御を実行する。このように、本実施例では車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ乃至は車両負荷の関数として有段変速機の変速制御が定義されている。そして無段変速部の無段・ロック領域と同じ制御関数として図９及び図１０に示すようにマップ化されている。
有段変速制御手段５６は、前記差動部１２（差動機構２４）が差動状態である場合には、予め定められた第１の関係例えば上記第１変速制御マップ６６に基づいて前記自動変速部２０の変速制御を行うと共に、前記差動部１２が非差動状態である場合には、予め定められた第２の関係例えば上記第２変速制御マップ６８に基づいて前記自動変速部２０の変速制御を行う。換言すれば、前記電気的無段変速部の変速比が可変である場合（差動部１２が電気的無段変速部として作動可能である場合）には、予め定められた第１の関係に基づいて前記自動変速部２０の変速制御を行うと共に、前記差動部１２を含む電気的無段変速部の変速比が固定されている場合（差動部１２がロック状態である場合）には、予め定められた第２の関係に基づいて前記自動変速部２０の変速制御を行う。図９及び図１０から明らかなように、上記第２変速制御マップ６８では、上記第１変速制御マップ６６に比べて変速線が低車速側に設定されており、比較的低い車速Ｖで変速（アップシフト）が実行されるようになっている。前記電気的無段変速部の変速比が固定されている場合、すなわち前記差動部１２が非差動状態である場合には、車速Ｖに対してエンジン回転速度Ｎｅを理想の値に調整することができず、燃費最適点から外れる可能性があるが、このように前記差動機構２４の差動／非差動に応じて異なる関係を予め用意しておき、それらの関係に基づいて前記自動変速部２０の有段変速制御を行うことで、駆動装置全体での燃費の最適化が図れる。
ハイブリッド制御手段６０は、変速機構１０の前記無段変速状態すなわち差動部１２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及び／又は第２電動機Ｍ２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１２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Ａccや車速Ｖ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、エンジン回転速度ＮＥ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及び／又は第２電動機Ｍ２の発電量を制御する。
また、ハイブリッド制御手段６０は、その制御を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。斯かる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及び自動変速部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１２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６０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エンジン８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１２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６０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５２を介して蓄電装置５４や第２電動機Ｍ２へ供給するので、エンジン８の駆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の駆動力の一部は第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５２を介して第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の駆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６０は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部１２の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によって電動機のみ例えば第２電動機Ｍ２のみを駆動力源としてモータ走行させることができる。さらに、ハイブリッド制御手段６０は、エンジン８の停止状態で差動部１２が有段変速状態（定変速状態）であっても第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２を作動させてモータ走行させることもできる。
駆動力源切換手段６３は、予め定められた関係から所定の制御変数に基づいて複数の駆動力源すなわちエンジン８、第１電動機Ｍ１、及び第２電動機Ｍ２のうち駆動力を発生させる少なくとも１つの駆動力源を選択し、ハイブリッド制御手段６０を介して斯かる駆動力源切換制御を実行する。図１１は、車両走行のための駆動力源をエンジン８と電動機Ｍ１、Ｍ２とで切り換えるため（換言すれば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関係の一例であり、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、前述した第１変速制御マップ６６に含まれる駆動力源選択制御マップ（駆動力源切換線図）７０を詳しく説明する図である。また、図１１の実線に対して一点鎖線に示すようにヒステリシスが設けられている。この図１１の駆動力源選択制御マップ７０は、例えば関係記憶手段５８に予め記憶されたものであり、ハイブリッド制御手段６０は、この図１１に示すような駆動力源選択制御マップ７０から車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとで示される車両状態に基づいて駆動力源切換手段６３を介してモータ走行領域を判断してモータ走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段６０による前記モータ走行は、図１１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時或いは車速の比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。本実施例では車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ乃至は車両負荷の関数として駆動力源選択制御が定義されており、無段変速部の無段・ロック領域と同じ制御関数として図１１に示すようにマップ化されている。
図８に戻り、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差動状態切換装置である切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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関係記憶手段５８に予め記憶された図９に示すような第１変速制御マップ６６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。
差動状態切換手段６４は、予め定められた関係から所定の制御変数に基づいて差動部１２を変速比が可変状態である無段変速状態及び変速比固定の定変速比状態のうち何れかに選択的に切り換える。換言すれば、変速機構１０を無段変速状態及び有段変速状態のうち何れかに選択的に切り換える。図９の第１変速制御マップ６６には、差動部１２を無段変速状態及び定変速比状態のうち何れかに選択的に切り換えるため（変速機構１０を無段変速状態及び有段変速状態のうち何れかに選択的に切り換えるため）の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が定められている。これは、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切換制御マップ（切換線図）の一例である。また、図１２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差動状態切換手段６４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する例えば関係記憶手段５８に予め記憶された関係の一例である切換制御マップ７２を例示する図である。差動状態切換手段６４は、図９乃至は図１２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すなわち差動部１２を無段変速状態とする無段制御領域内である或いは定変速比状態とする有段制御領域内であるかを判定して、差動部１２を無段変速状態及び定変速比状態のうち何れかに選択的に切り換える。換言すれば、変速機構１０の切り換えるべき変速状態を判定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。このように、本実施例では車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ乃至は車両負荷の関数として無段変速機の無段・ロック領域が定義されている。また、車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ乃至は車両負荷の関数として無段変速機の無段・有段領域が定義されている。そしてそれらの関数が図９乃至は図１２に示すようにマップ化されている。
具体的には、差動状態切換手段６４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６０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５６に対して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５６は、関係記憶手段５８に予め記憶された例えば図１０に示す第２変速制御マップ６８に従って自動変速部２０の自動変速制御を実行する。図３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全体すなわち差動部１２及び自動変速部２０が所謂有段式自動変速機として機能し、図３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差動状態切換手段６４は差動部１２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４０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差動状態切換手段６４は差動部１２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４０へ出力する。このように、差動状態切換手段６４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１２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、差動状態切換手段６４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を成立させるために差動部１２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及び切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路４０へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段６０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５６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、或いは関係記憶手段５８に予め記憶された例えば図９に示すような第１変速制御マップ６６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５６により、図３の係合表内において切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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、差動状態切換手段６４により無段変速状態に切り換えられた差動部１２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。すなわち、換言すれば差動状態切換手段６４は、差動状態切換装置としての切換ブレーキＢ０、切換クラッチＣ０を制御して係合或いは解放させることにより差動機構２４を差動状態及び非差動状態の何れかに切り換える。
ここで前記図９、図１０について詳述すると、これらの図は自動変速部２０の変速判断の基となる関係記憶手段５８に予め記憶された変速線図（関係）であり、車速Ｖと車両負荷である出力トルク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（変速マップ）の一例である。図９、図１０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９の破線は差動状態切換手段６４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及び判定出力トルクＴ１を示している。つまり、図９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９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９は判定車速Ｖ１及び判定出力トルクＴ１を含む、車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとして差動状態切換手段６４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関係記憶手段５８に予め記憶されてもよい。
上記車両負荷とは、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。
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ることになる。
図９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１２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及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１２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及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、車両の低中速走行及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駆動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上させられる。また、出力トルクＴＯＵＴなどの前記駆動力関連値が判定トルクＴ１を越えるような高出力走行では変速機構１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が駆動輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行及び低中出力走行となって、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第１電動機Ｍ１が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第１電動機Ｍ１或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態（定変速状態）に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば図１３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。
図８に戻って、同時切換判定手段８０は、関係記憶手段５８に記憶された前記駆動力源切換制御マップ７０及び切換制御マップ７２等から車両の走行状態に基づいて差動状態切換手段６４による切換要求と、駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生したか否かを判定する。切換完了判定手段８２は、駆動力源切換手段６３による駆動力源切換制御が完了したか否かを判定する。また、差動状態切換手段６４による差動部１２の差動状態切換制御が完了したか否かを判定する。この切換完了判定手段８２の判定結果は、駆動力源切換手段６３及び差動状態切換手段６４に供給されるようになっており、それら駆動力源切換手段６３及び差動状態切換手段６４は、上記同時切換判定手段８０の判定結果に応じて、差動状態切換手段６４による切換要求と、駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、何れか一方の制御を先に行う。
差動部１２の差動状態切換制御と駆動力源の切換制御とが重なると、駆動力源の切り換えに伴うトルクショック或いは電動機の回転速度制限不可によりロック解放制御性悪化等の理由でショックが発生する可能性がある。本実施例では、斯かる差動部１２の差動状態切換制御と駆動力源の切換制御とを同時には実行せず、例えばシーケンス制御により順番にそれらの制御を実行する。すなわち、差動状態切換手段６４による切換要求と、駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、上記切換完了判定手段８２により何れか一方の制御の完了が判定された後にもう一方の制御を実行する。
好適には、車両の駆動力源として、専ら前記第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２を用いている状態すなわちモータ走行モードにおいて、差動状態切換手段６４による切換要求と、駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、その駆動力源切換手段６３の制御を先に実行して専らエンジン８のみを駆動力源とするエンジン走行モードに移行した後に差動状態切換手段６４の制御を実行する。
図１４は、モータ走行モードにおいて差動状態切換手段６４による切換要求と駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合の差動状態切換制御及び駆動力源切換制御を説明するタイムチャートである。斯かる制御が実行されるのは、例えば比較的低速にて走行中にアクセルが急に踏み込まれた場合等である。モーター走行モードにおいては、通常エンジン８の引きずりを低減するためにエンジン回転速度は零にされており、例えば専ら第２電動機Ｍ２を駆動力源として走行が行われている。図１４のタイムチャートでは、ｔ１において、差動状態切換手段６４による切換要求と、駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生している。この場合、先ず、ｔ１乃至ｔ２において、第１電動機Ｍ１の回転速度が上昇させられ、それに伴ってエンジン８が燃料点火及び爆発可能な回転速度にまで立ち上げられる。次に、ｔ２において、エンジン８が始動させられ、ｔ２乃至ｔ３において、第２電動機Ｍ２のトルクが低下させられる。ここで、エンジン８及び第１電動機Ｍ１の回転速度上昇は、ｔ１乃至ｔ２よりもゆるやかになる。次に、ｔ３において、第２電動機Ｍ２のトルクが零とされ、車両の駆動力源として専らエンジン８を用いるエンジン走行モードに切り換えられる。次に、ｔ３乃至ｔ４において、第１電動機Ｍ１の回転速度が引き続き上昇させられ、サンギヤメンバ回転速度が切換クラッチＣ０同期回転速度まで上昇させられる。そして、ｔ４において、切換クラッチＣ０の係合が開始させられ、ｔ４乃至ｔ５において、その切換クラッチＣ０の係合動作が行われて同期した段階でその切換クラッチＣ０がクイックアフライさせられる。これにより差動部１２のロックが完了し、その差動部１２が非差動状態に切り換えられる。以上のように、第１電動機Ｍ１によりエンジン回転速度を始動可能回転速度まで上昇させた後に、差動部１２がロック状態となる同期回転速度に差動部１２のメンバ回転速度を上昇させる制御を行うことで、エンジン始動を確実に行うことができると共に、差動部１２の差動状態切換制御及び駆動力源の切換制御が重なることによるショックが防止される。
図１５は手動操作により差動機構２４の差動状態と非差動状態（ロック状態）すなわち変速機構１０の無段変速状態と有段変速状態との切換え選択するためのシーソー型スイッチ７４（以下、スイッチ７４と表す）の一例であり、ユーザにより手動操作可能に車両に備えられている。このスイッチ７４は、ユーザが所望する変速状態での車両走行を択一的に選択可能とするものであり、無段変速走行に対応するスイッチ７４の無段と表示された位置（部分）或いは有段変速走行に対応する有段と表示された位置（部分）がユーザにより押されることで、それぞれ無段変速走行すなわち変速機構１０を電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態とするか、或いは有段変速走行すなわち変速機構１０を有段変速機として作動可能な有段変速状態とするかが選択可能とされる。例えば、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が所望されれば変速機構１０が無段変速状態とされるように手動操作により選択でき、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が所望されれば変速機構１０が有段変速状態とされるように手動操作により選択できる。
図１６は手動変速操作装置であるシフト操作装置７６の一例を示す図である。シフト操作装置７６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を選択するために操作されるシフトレバー７８を備えている。そのシフトレバー７８は、例えば図３の係合作動表に示されるようにクラッチＣ１及びクラッチＣ２のいずれもが係合されないような変速機構１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、変速機構１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、又は前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションは、「Ｐ」ポジション及び「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駆動ポジションであり、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジション及び「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る。また、「Ｄ」ポジションは最高速走行ポジションでもあり、「Ｍ」ポジションにおける例えば「４」レンジ乃至「Ｌ」レンジはエンジンブレーキ効果が得られるエンジンブレーキレンジでもある。
上記「Ｍ」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「Ｄ」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー７８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７８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「＋」、及びダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー７８がそれ等のアップシフト位置「＋」又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、また自動変速部２０の変速が可能な最高速側変速段が異なるように変速段（ギヤ段）の変速範囲を制限するものである。また、シフトレバー７８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「＋」及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７６にはシフトレバー７８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７８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５０へ出力する。
例えば、「Ｄ」ポジションがシフトレバー７８の操作により選択された場合には、差動状態切換手段６４により変速機構１０の変速状態の自動切換制御が実行され、ハイブリッド制御手段６０により差動機構２４の無段変速制御が実行され、有段変速制御手段５６により自動変速部２０の自動変速制御が実行される。例えば、変速機構１０が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構１０が例えば図３に示すような第１速ギヤ段乃至第５速ギヤ段の範囲で自動変速制御され、或いは変速機構１０が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構１０が差動機構２４の無段的な変速比幅と自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御される。この「Ｄ」ポジションは変速機構１０の自動変速制御が実行される制御様式である自動変速走行モード（自動モード）を選択するシフトポジションでもある。
或いは、「Ｍ」ポジションがシフトレバー７８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、有段変速制御手段５６、ハイブリッド制御手段６０、及び差動状態切換手段６４により変速機構１０の各変速レンジで変速可能なトータル変速比γＴの範囲で自動変速制御される。例えば、変速機構１０が有段変速状態に切り換えられる有段変速走行時には変速機構１０が各変速レンジで変速機構１０が変速可能なトータル変速比γＴの範囲で自動変速制御され、或いは変速機構１０が無段変速状態に切り換えられる無段変速走行時には変速機構１０が差動機構２４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１７は、電子制御装置５０の制御作動の要部すなわち図８の実施例における変速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、同時切換判定手段８０の動作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、同時切換が発生したか否か、すなわち差動状態切換手段６４による切換要求と、駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生したか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、Ｓ５において、駆動力源切換手段６３による切換要求が発生したか否かが判断されるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記図１１の駆動力源切換マップ７０から車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとで示される車両状態に基づいて駆動力源切換手段６３を介して駆動力源切換制御が実行される。次に、切換完了判定手段８２の動作に対応するＳ３において、駆動力源切換制御が完了したか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、Ｓ２以下の処理が再び実行されるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、前記図１２の切換制御マップ７２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が判定されてすなわち差動部１２を無段変速状態とする無段制御領域内である或いは定変速比状態とする有段制御領域内であるかが判定されて、差動部１２が無段変速状態及び定変速比状態のうち何れかに選択的に切り換えられた後、本ルーチンが終了させられる。
Ｓ５の判断が否定される場合、すなわち駆動力源切換手段６３による切換要求が発生していないと判断される場合には、Ｓ７において、差動状態切換手段６４による切換要求が発生したか否かが判断されるが、Ｓ５の判断が肯定される場合、すなわち駆動力源切換手段６３による切換要求が発生したと判断される場合には、Ｓ６において、前記図１１の駆動力源切換マップ７０から車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとで示される車両状態に基づいて駆動力源切換手段６３を介して駆動力源切換制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
Ｓ７の判断が否定される場合、すなわち差動状態切換手段６４による切換要求が発生していないと判断される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ７の判断が肯定される場合、すなわち差動状態切換手段６４による切換要求が発生したと判断される場合には、Ｓ８において、前記図１２の切換制御マップ７２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が判定されてすなわち差動部１２を無段変速状態とする無段制御領域内である或いは定変速比状態とする有段制御領域内であるかが判定されて、差動部１２が無段変速状態及び定変速比状態のうち何れかに選択的に切り換えられた後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ６が駆動力源切換手段６３の動作に、Ｓ４及びＳ８が差動状態切換手段６４の動作にそれぞれ対応する。
このように、本実施例によれば、前記差動機構２４を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、変速比固定の非差動状態とに切り換える差動状態切換手段６４（Ｓ４及びＳ８）と、車両の駆動力源として、前記エンジン８を用いる状態と、前記第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２を用いる状態とに切り換える駆動力源切換手段６３（Ｓ２、Ｓ３、及びＳ６）とを、含み、前記差動状態切換手段６４による切換要求と、前記駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、何れか一方の制御を先に行うものであることから、前記差動機構２４の状態切り換えと前記運転モードの切り換えとが重なるのを防ぐことができ、延いてはそれに起因するショックの発生を好適に防止することができる。すなわち、動力伝達系の状態を切り換えるための差動機構２４を有する駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止する制御装置を提供することができる。
また、換言すれば、前記差動機構２４を、差動状態と非差動状態とに切り換える差動状態切換手段６４と、車両の駆動力源として、前記エンジン８を用いる状態と、前記第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２を用いる状態とに切り換える駆動力源切換手段６３とを、含み、前記差動状態切換手段６４による切換要求と、前記駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、何れか一方の制御を先に実行するものであることから、前記差動機構２４の状態切り換えと前記運転モードの切り換えとが重なるのを防ぐことができ、延いてはそれに起因するショックの発生を好適に防止することができる。すなわち、動力伝達系の状態を切り換えるための差動機構２４を有する駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止する制御装置を提供することができる。
また、前記差動状態切換手段６４による切換要求と、前記駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、何れか一方の制御を先に実行した後にもう一方の制御を実行するものであるため、前記差動機構２４の状態切り換えと前記運転モードの切り換えとをシーケンス制御することで、ショックの発生を好適に防止することができると共にそれらの制御を円滑に実行できる。
また、車両の駆動力源として、前記第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２を用いている状態において、前記差動状態切換手段６４による切換要求と、前記駆動力源切換手段６３による切換要求とが同時に発生した場合には、その駆動力源切換手段６３の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段６４の制御を実行するものであるため、前記第１電動機Ｍ１によりエンジン回転速度を始動回転速度まで上昇させた後、前記差動機構２４が非差動状態となる同期回転速度にその差動機構２４のメンバ回転速度を制御することができ、前記エンジン８の始動を確実に行うことができる。
また、前記伝達部材１８と駆動輪３８との間の動力伝達経路に設けられた変速部は、有段式の自動変速機であるため、実用的な有段式自動変速部２０を備えた駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止することができる。
また、前記差動機構２４は、前記エンジン８に連結された第１要素である第１キャリヤＣＡ１、前記第１電動機Ｍ１に連結された第２要素である第１サンギヤＳ１、及び前記伝達部材１８に連結された第３要素である第１リングギヤＲ１を有する第１遊星歯車装置２６から成るものであるため、実用的な差動機構２４を備えた駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止することができる。
また、前記第１要素乃至第３要素を相互に相対回転可能とする差動状態と、前記第１要素乃至第３要素を共に一体回転させるか或いは前記第２要素を非回転状態とする非差動状態とに、前記差動機構２４の状態を選択的に切り換える差動状態切換装置である切換ブレーキＢ０及び切換クラッチＣ０を有するものであるため、実用的な態様で前記差動機構２４を差動状態と非差動状態とに切り換えることができる。
また、好適には、前記第１遊星歯車装置２６は、シングルプラネタリギヤから成る増速機構であるため、実用的な差動機構２４を備えた駆動装置において運転モードの切り換え時に発生するショックを防止することができる。
次に、本発明の他の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。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その説明を省略する。
図１８は本発明の他の実施例における変速機構８０の構成を説明する骨子図、図１９はその変速機構８０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２０はその変速機構８０の変速作動を説明する共線図である。
変速機構８０は、前述の実施例と同様に第１電動機Ｍ１、差動機構２４、及び第２電動機Ｍ２を有する差動部１２と、その差動部１２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８２とを備えている。差動機構２４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２６と切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０とを有している。自動変速部８２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２８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３０とを備えている。第２遊星歯車装置２８の第２サンギヤＳ２と第３遊星歯車装置３０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１４に選択的に連結され、第２遊星歯車装置２８の第２キャリヤＣＡ２と第３遊星歯車装置３０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１４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８０では、例えば、図１９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、及び第２ブレーキＢ２が選択的に係合作動させられることにより、第１速ギヤ段（第１変速段）乃至第４速ギヤ段（第４変速段）のいずれか或いは後進ギヤ段（後進変速段）或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ（＝入力軸回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では差動機構２４に差動状態切換装置として機能する切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０が備えられており、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０の何れかが係合作動させられることによって、差動部１２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８０では、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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１２と自動変速部８２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及び切換ブレーキ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１２と自動変速部８２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。換言すれば、変速機構８０は、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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及び切換ブレーキ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８０が有段変速機として機能する場合には、図１９に示すように、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１及び第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及び第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及び第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、及び切換ブレーキ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及び第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のみが係合されるる。
しかし、変速機構８０が無段変速機として機能する場合には、図１９に示される係合表の切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１２が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部８２が有段変速機として機能することにより、自動変速部８２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８２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８０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２０は、無段変速部或いは第１変速部として機能する差動部１２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８２から構成される変速機構８０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及び切換ブレーキＢ０が解放される場合、及び切換クラッチＣ０又は切換ブレーキＢ０が係合させられる場合の差動機構２４の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
図２０における自動変速部８２の４本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、第４要素（第４回転要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第２サンギヤＳ２及び第３サンギヤＳ３の相対回転速度、第５要素（第５回転要素）ＲＥ５に対応する第３キャリヤＣＡ３の相対回転速度、第６要素（第６回転要素）ＲＥ６に対応し且つ相互に連結された第２キャリヤＣＡ２及び第３リングギヤＲ３の相対回転速度、第７要素（第７回転要素）ＲＥ７に対応する第２リングギヤＲ２の相対回転速度をそれぞれ表している。また、自動変速部８２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１４に選択的に連結されるようになっている。また、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してケース１４に選択的に連結されるようになっている。また、第６回転要素ＲＥ６は自動変速部８２の出力軸２２に連結されるようになっている。また、第７回転要素ＲＥ７は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されるようになっている。
自動変速部８２では、図２０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に差動部１２からの駆動力が入力される。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１２からの駆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、及び切換ブレーキ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。
本第２実施例の変速機構８０もまた、前記差動機構２４を、差動状態と非差動状態とに切り換え可能であると共に、車両の駆動力源として、前記エンジン８を用いる状態と、前記第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２を用いる状態とに切り換え得る構成であるため、前述の実施例と同様の効果が得られる。
以上、本発明の好適な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、前述の実施例の変速機構１０、８０は、差動部１２が差動状態と非差動状態とに切り換えられることで電気的な無段変速機としての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可能に構成されていたが、無段変速状態と有段変速状態との切換えは差動部１２の差動状態と非差動状態との切換えにおける一態様であり、例えば差動部１２が差動状態であっても差動部１２の変速比を連続的ではなく段階的に変化させて有段変速機として機能させられてもよい。換言すれば、変速機構１０、８０（差動部１２）の差動状態／非差動状態と、無段変速状態／有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、変速機構１０、８０は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成される必要はなく、変速機構１０、８０（差動部１２、差動機構２４）が差動状態と非差動状態（ロック状態）とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。
また、前述の実施例の差動機構２４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２６の３つの要素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１６と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の実施例では、第１電動機Ｍ１及び第２電動機Ｍ２は、入力軸１６に同心に配置されて第１電動機Ｍ１は第１サンギヤＳ１に連結され第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に第１電動機Ｍ１は第１サンギヤＳ１に連結され、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されてもよい。
また、前述の差動機構２４には差動状態切換装置として切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０が備えられていたが、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０は必ずしも両方備えられる必要はない。また、上記切換クラッチＣ０は、サンギヤＳ１とキャリヤＣＡ１とを選択的に連結するものであったが、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間や、キャリヤＣＡ１とリングギヤＲ１との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第１遊星歯車装置２６の３つの要素のうちのいずれか２つを相互に連結するものであればよい。
また、前述の実施例の変速機構１０、８０では、ニュートラル「Ｎ」とする場合には切換クラッチＣ０が係合されていたが、必ずしも係合される必要はない。
また、前述の実施例では、切換クラッチＣ０及び切換ブレーキ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、８２内の回転部材に連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部１２すなわち差動機構２４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、８２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）等の他の形式の駆動力伝達装置が設けられていてもよい。その無段変速機（ＣＶＴ）の場合には、差動機構２４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駆動力伝達することである。或いは、上記無段変速機は有段変速機における変速段に対応するように予め複数の固定された変速比が記憶され、その複数の固定された変速比を用いて自動変速部２０、８２の変速が実行されてもよい。
また、前述の実施例では、自動変速部２０、８２は伝達部材１８を介して差動部１２と直列に連結されていたが、入力軸１６と平行にカウンタ軸が設けられそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０、８２が配設されてもよい。この場合には、差動部１２と自動変速部２０、８２とは、例えば伝達部材１８としてのカウンタギヤ対、スプロケット及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差動機構２４は、例えばエンジン８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及び第２電動機Ｍ２に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の差動機構２４は、１組の遊星歯車装置から構成されていたが、２以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態（定変速状態）では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。
また、前述の実施例ではシフトレバー７８が「Ｍ」ポジションへ操作されることにより、変速レンジが設定されるものであったが変速段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速変速段が変速段として設定されてもよい。この場合、自動変速部２０、８２では変速段が切り換えられて変速が実行される。例えば、シフトレバー７８が「Ｍ」ポジションにおけるアップシフト位置「＋」又はダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、自動変速部２０では第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の何れかがシフトレバー７８の操作に応じて設定される。
また、前述の実施例のスイッチ７４はシーソー型のスイッチであったが、例えば押しボタン式のスイッチ、択一的にのみ押した状態が保持可能な２つの押しボタン式のスイッチ、レバー式スイッチ、スライド式スイッチ等の少なくとも無段変速走行（差動状態）と有段変速走行（非差動状態）とが択一的に切り換えられるスイッチであればよい。また、スイッチ７４に中立位置が設けられる場合にその中立位置に替えて、スイッチ７４の選択状態を有効或いは無効すなわち中立位置相当が選択可能なスイッチがスイッチ７４とは別に設けられてもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１の実施例の変速機構に油圧を供給するために備えられた油圧制御回路の要部を簡単に示す図である。 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。 無段変速状態（差動状態）に切換えられたときの差動部（動力分配機構）の状態の一例を表している図であって、図４の共線図の差動部に相当する図である。 切換クラッチＣ０の係合により定変速状態（非差動状態、有段変速状態）に切換えられたときの差動部（動力分配機構）の状態を表している図であって、図４の共線図の差動部に相当する図である。 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７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第１の関係である第１変速制御マップを例示する図である。 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第２の関係である第２変速制御マップを例示する図である。 車速と出力トルクとをパラメータとする二次元座標で構成された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選択制御マップの一例である。 車速と出力トルクとをパラメータとする二次元座標で構成された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切換制御マップの一例である。 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。 図８の制御装置における、モータ走行モードにおいて差動状態切換手段による切換要求と駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合の差動状態切換制御及び駆動力源切換制御を説明するタイムチャートである。 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。 シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。 図８の電子制御装置によるハイブリッド駆動制御作動を説明するフローチャートである。 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１８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３に相当する図である。 図１８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４に相当する図である。
符号の説明
８：エンジン
１８：伝達部材
２０、８２：有段式自動変速部
２４：差動機構
２６：第１遊星歯車装置
３８：駆動輪
６３：駆動力源切換手段
６４：差動状態切換手段
Ｂ０：切換ブレーキ（差動状態切換装置）
Ｃ０：切換クラッチ（差動状態切換装置）
ＣＡ１：第１キャリヤ（第１要素）
Ｍ１：第１電動機
Ｍ２：第２電動機
Ｓ１：第１サンギヤ（第２要素）
Ｒ１：第１リングギヤ（第３要素）

Claims (7)

  1. エンジンから出力される動力を第１電動機及び伝達部材へ分配する差動機構と、該伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第２電動機及び変速部とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記差動機構を、電気的な無段変速機として作動可能な差動状態と、変速比固定の非差動状態とに切り換える差動状態切換手段と、
    車両の駆動力源を切り換える駆動力源切換手段と
    を、含み、
    車両の駆動力源として、前記第１電動機及び／又は第２電動機を用いている状態において、前記差動状態切換手段による切換要求と、前記駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合には、該駆動力源切換手段の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段の制御を実行するものであることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. エンジンから出力される動力を第１電動機及び伝達部材へ分配する差動機構と、該伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた第２電動機及び変速部とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記差動機構を、差動状態と非差動状態とに切り換える差動状態切換手段と、
    車両の駆動力源を切り換える駆動力源切換手段と
    を、含み、
    車両の駆動力源として、前記第１電動機及び／又は第２電動機を用いている状態において、前記差動状態切換手段による切換要求と、前記駆動力源切換手段による切換要求とが同時に発生した場合には、該駆動力源切換手段の制御を先に実行した後に前記差動状態切換手段の制御を実行するものであることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた変速部は、有段式の自動変速機である請求項１又は２の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記差動機構は、前記エンジンに連結された第１要素、前記第１電動機に連結された第２要素、及び前記伝達部材に連結された第３要素を有する遊星歯車装置から成るものである請求項１から３の何れかの車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記差動状態切換手段は、車速が予め定められた所定速度以上である場合、前記エンジンの出力トルクが予め定められた所定値以上である場合、或いは該エンジンの回転速度が予め定められた所定速度以上である場合には、前記差動機構を非差動状態とするように制御するものである請求項１から４の何れかの車両用駆動装置の制御装置。
  6. 前記第１要素乃至第３要素を相互に相対回転可能とする差動状態と、前記第１要素乃至第３要素を共に一体回転させるか或いは前記第２要素を非回転状態とする非差動状態とに、前記差動機構の状態を選択的に切り換える差動状態切換装置を有するものである請求項４又は５の車両用駆動装置の制御装置。
  7. 前記遊星歯車装置は、シングルプラネタリギヤから成る増速機構である請求項４から６の何れかの車両用駆動装置の制御装置。
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