JP4930261B2 - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用動力伝達装置の制御装置に関し、特に、マニュアルシフトによる変速において、そのマニュアルシフトの操作性を向上させる技術に関するものである。
差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された電動機の運転状態が制御されることにより入力軸回転速度と出力軸回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えたハイブリッド形式の車両用動力伝達装置が知られている。例えば特許文献１に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。特許文献１では、エンジン始動に際して、第１電動機および第２電動機を同じ方向に回転させることでエンジンの回転速度を速やかに点火可能回転速度まで引き上げる技術が開示されている。
特開２００５−２６４７６２号公報
ところで、特許文献１をはじめとしたハイブリッド形式の車両用動力伝達装置において、例えば高速走行中に低速変速レンジ（または低速変速段）側へマニュアルダウンシフトするとき、変速部および電気式差動部の所定の回転要素の回転速度が高回転化されるため、このような所定の回転要素を保護するためにマニュアルシフトによる変速を禁止（リジェクト）して所定の回転要素の回転速度を許容回転速度範囲内に維持する制御が実行されることが一般に知られている。
特に、上記のような電気式差動部を有するハイブリッド形式の車両用動力伝達装置においては、変速時に電気式差動部を構成する所定の回転要素が差動作用によって高回転化されることがあり、その所定の回転要素に電動機が接続されていると、電動機の回転速度の制約によりそのマニュアルシフトによる変速が禁止される場合がある。また、変速時に電気式差動部を構成する回転要素間の相対回転速度が大きくなると、差動作用に関与する所定の回転要素の回転速度が高回転化され易く、その所定の回転要素の回転速度の制約により、そのマニュアルシフトによる変速が禁止される場合がある。これらの制約により、マニュアルシフトによる変速を禁止（リジェクト）する機会が増加し、マニュアルシフト時の使い勝手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、電気式差動部と変速部とを備えた車両用動力伝達装置において、マニュアルシフト時の操作性を向上させた車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンの動力が入力される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、（ｂ）前記変速部の変速時において前記電動機の回転速度、或いは前記電気式差動部の回転要素間の相対回転速度が、予め設定されている許容回転速度を超える運転領域において、マニュアルシフトによる変速指令があった場合には、前記変速部の変速時の前記電動機の回転速度および電気式差動部の回転要素間の相対回転速度が、それぞれ前記許容回転速度範囲内となるように、前記エンジンの回転速度を引き上げる、または前記電動機の回転速度を所定回転速度以上に制御する対応制御手段を備えることを特徴とする。
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記マニュアルシフトによる変速指令はダウン変速であることを特徴とする。
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記変速部は、有段変速機であることを特徴とする。
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項３の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記変速部は、自動変速が可能であることを特徴とする。
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部は、前記電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動することを特徴とする。
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部は、２つ以上の電動機と遊星歯車装置とにより構成されることを特徴とする。
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記変速部は、自動変速機であることを特徴とする。
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記変速部の変速時において前記電動機の回転速度、或いは前記電気式差動部の回転要素間の相対回転速度が、予め設定されている許容回転速度を超える運転領域において、マニュアルシフトによる変速指令があった場合には、前記変速部の変速時の前記電動機の回転速度および電気式差動部の回転要素間の相対回転速度が、それぞれ前記許容回転速度範囲内となるように、前記エンジンの回転速度を引き上げる、または前記電動機の回転速度を所定回転速度以上に制御する対応制御手段を備えため、マニュアルシフトによって変速が可能となる実行可能領域を広げることができ、マニュアルシフトの操作性を向上させることができる。
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記マニュアルシフトによる変速指令はダウン変速であるため、マニュアルダウンシフトによって変速が可能となる実行可能領域を広げることができる。
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記変速部は有段変速機であるため、変速の際に変速される変速段の変速比に基づいて、前記変速部の変速が制限される場合でも、対応制御手段によってその変速が可能となるため、運転者の希望する変速段に変速させることができる。
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記変速部は、自動変速が可能であるため、マニュアルシフト以外にも車両の走行状態に応じて変速部が自動変速されて、好適な駆動トルクを得ることができる。
また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電気式差動部は、前記電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動するため、電気式差動部と変速部とで無段変速機が構成され、滑らかに駆動トルクを変化させることができる。なお、電気式差動部は、変速比を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させる他に変速比を段階的に変化させて有段変速機として作動させることもできる。
また、請求項６にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電気式差動部は、２つ以上の電動機と遊星歯車装置とにより構成されるため、前記２つ以上の電動機を制御して遊星歯車装置の各回転要素の回転速度を制御することで無段変速機として機能させることができる。
また、請求項７にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記変速部は自動変速機であるため、車両の走行状態に応じて変速部が自動変速されて、好適な駆動トルクを得ることができる。
ここで、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
また、好適には、前記変速部の変速比（ギヤ比）と前記電気式差動部の変速比とに基づいて前記車両用駆動装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、変速部の変速比を利用することで駆動力が幅広く得られるようになる。
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、本発明が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構１０を説明する骨子図である。図１において、変速機構１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２（以下、ケース１２という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸１４と、この入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３４（図７参照）との間の動力伝達経路で伝達部材（出力軸）１８を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部２０と、この自動変速部２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを直列に備えている。この変速機構１０は、例えば車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン８と一対の駆動輪３４との間に設けられて、エンジン８からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３２（図７参照）および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３４へ伝達する。なお、本実施例の変速機構１０が本発明の車両用動力伝達装置に対応しており、伝達部材１８が本発明の出力軸に対応している。
このように、本実施例の変速機構１０においてはエンジン８と差動部１１とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構１０はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
差動部１１は、第１電動機Ｍ１と、入力軸１４に入力されたエンジン８の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８に分配する差動機構としての動力分配機構１６と、伝達部材１８と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機Ｍ２とを備えている。本実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第１電動機Ｍ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機Ｍ２は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備える。なお、本実施例の差動部１１が本発明の電気式差動部に対応しており、第１電動機Ｍ１が本発明の電動機に対応している。
差動機構として機能する動力分配機構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を主体として構成されている。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。なお、本実施例の第１遊星歯車装置２４が本発明の遊星歯車装置に対応している。
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。このように構成された動力分配機構１６は、第１遊星歯車装置２４の３要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１１は所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ１８）が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。このように、差動部１１は、動力分配機構１６（差動部１１）に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、エンジン８の動力が入力される入力軸１４の回転速度と出力軸として機能する伝達部材１８の回転速度との差動状態が制御される無段変速機構として作動させられる。
自動変速部２０は、差動部１１から駆動輪３４への動力伝達経路の一部を構成する有段式の自動変速機である。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、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。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。なお、本実施例の自動変速部２０が本発明の変速部に対応している。
自動変速部２０では、第２サンギヤＳ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第４リングギヤＲ４は第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣＡ３と第４キャリヤＣＡ４とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
このように、自動変速部２０内と差動部１１（伝達部材１８）とは自動変速部２０の変速段を成立させるために用いられる第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、伝達部材１８と自動変速部２０との間の動力伝達経路すなわち差動部１１（伝達部材１８）から駆動輪３４への動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとの一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
また、この自動変速部２０は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段（変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ１８／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）が各ギヤ段毎に得られる。例えば、図２の係合作動表に示されるように、第１クラッチＣ１および第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、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、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、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（後進変速段）が成立させられる。また、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３の解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。
前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３（以下、特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと表す）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係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された変速機構１０において、無段変速機として機能する差動部１１と自動変速部２０とで全体として無段変速機が構成される。また、差動部１１の変速比を一定となるように制御することにより、差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
具体的には、差動部１１が無段変速機として機能し、且つ差動部１１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の少なくとも１つの変速段Ｍに対して自動変速部２０に入力される回転速度（以下、自動変速部２０の入力回転速度）すなわち伝達部材１８の回転速度（以下、伝達部材回転速度Ｎ１８）が無段的に変化させられてその変速段Ｍにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、変速機構１０の総合変速比γＴ（＝入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）が無段階に得られ、変速機構１０において無段変速機が構成される。この変速機構１０の総合変速比γＴは、差動部１１の変速比γ０と自動変速部２０の変速比γとに基づいて形成される変速機構１０全体としてのトータル変速比γＴである。
例えば、図２の係合作動表に示される自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度Ｎ１８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。
また、差動部１１の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチＣおよびブレーキＢが選択的に係合作動させられて第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段（後進変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構１０において有段変速機と同等の状態が構成される。
例えば、差動部１１の変速比γ０が「１」に固定されるように制御されると、図２の係合作動表に示されるように自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対応する変速機構１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。また、自動変速部２０の第４速ギヤ段において差動部１１の変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定されるように制御されると、第４速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７」程度であるトータル変速比γＴが得られる。
図３は、差動部１１と自動変速部２０とから構成される変速機構１０において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図３の共線図は、各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、横線Ｘ１が回転速度零を示し、横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１４に連結されたエンジン８の回転速度ＮＥを示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。
また、差動部１１を構成する動力分配機構１６の３つの要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素（第２要素）ＲＥ２に対応する第１サンギヤＳ１、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する第１キャリヤＣＡ１、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する第１リングギヤＲ１の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第１遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第２サンギヤＳ２および第３サンギヤＳ３を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第２キャリヤＣＡ２を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第４リングギヤＲ４を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応し且つ相互に連結された第２リングギヤＲ２、第３キャリヤＣＡ３、第４キャリヤＣＡ４を、第８回転要素（第８要素）ＲＥ８に対応し且つ相互に連結された第３リングギヤＲ３、第４サンギヤＳ４をそれぞれ表し、それらの間隔は第２、第３、第４遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ２、ρ３、ρ４に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部１１では縦線Ｙ１とＹ２との縦線間が「１」に対応する間隔に設定され、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ１に対応する間隔に設定される。また、自動変速部２０では各第２、第３、第４遊星歯車装置２６、２８、３０毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構１０は、動力分配機構１６（差動部１１）において、第１遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（第１キャリヤＣＡ１）が入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第２回転要素ＲＥ２が第１電動機Ｍ１に連結され、第３回転要素（第１リングギヤＲ１）ＲＥ３が伝達部材１８および第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１４の回転を伝達部材１８を介して自動変速部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、差動部１１においては、第１回転要素ＲＥ１乃至第３回転要素ＲＥ３が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１の回転速度が車速Ｖに拘束されて略一定である場合には、エンジン回転速度ＮＥを制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される第１キャリヤＣＡ１の回転速度が上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示される第１サンギヤＳ１の回転速度すなわち第１電動機Ｍ１の回転速度が上昇或いは下降させられる。
また、差動部１１の変速比γ０が「１」に固定されるように第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転がエンジン回転速度ＮＥと同じ回転とされると、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で第１リングギヤＲ１の回転速度すなわち伝達部材１８が回転させられる。或いは、差動部１１の変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定されるように第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転が零とされると、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で伝達部材回転速度Ｎ１８が回転させられる。
また、自動変速部２０において第４回転要素ＲＥ４は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６は第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は出力軸２２に連結され、第８回転要素ＲＥ８は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
自動変速部２０では、差動部１１において出力回転部材である伝達部材１８（第３回転要素ＲＥ３）の回転が第１クラッチＣ１が係合されることで第８回転要素ＲＥ８に入力されると、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ＸＧ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（1st）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（2nd）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（3rd）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（4th）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８０に入力される信号及びその電子制御装置８０から出力される信号を例示している。この電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８、第１、第２電動機Ｍ１、Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部２０の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
電子制御装置８０には、図４に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰＷを表す信号、シフトレバー５２（図６参照）のシフトポジションＰＳＨや「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、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、ギヤ比列設定値を表す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、出力軸２２の回転速度（以下、出力軸回転速度）ＮＯＵＴに対応する車速Ｖを表す信号、自動変速部２０の作動油温ＴＯＩＬを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、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、蓄電装置５６（図７参照）の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。
また、上記電子制御装置８０からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置５８（図７参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管６０に備えられた電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θＴＨを操作するスロットルアクチュエータ６４への駆動信号や燃料噴射装置６６による吸気管６０或いはエンジン８の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置６８によるエンジン８の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機Ｍ１およびＭ２の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、差動部１１や自動変速部２０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路７０（図５、図７参照）に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路７０に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧ＰＬを調圧するための信号、そのライン油圧ＰＬが調圧されるための元圧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、油圧制御回路７０のうちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
図５において、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３には、ライン油圧ＰＬがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５により電子制御装置８０からの指令信号に応じた係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧ＰＬは、図示しない電動オイルポンプやエンジン８により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁（レギュレータバルブ）によって、アクセル開度或いはスロットル開度で表されるエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。
リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、基本的には何れも同じ構成で、電子制御装置８０により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３が制御される。そして、自動変速部２０は、例えば図２の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、自動変速部２０の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣやブレーキＢの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。
図６は複数種類のシフトポジションＰＳＨを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置５０の一例を示す図である。このシフト操作装置５０は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰＳＨを選択するために操作されるシフトレバー５２を備えている。
そのシフトレバー５２は、変速機構１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、変速機構１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、自動変速モードを成立させて差動部１１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）を成立させて自動変速部２０における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。
上記シフトレバー５２の各シフトポジションＰＳＨへの手動操作に連動して図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「Ｄ」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路７０が電気的に切り換えられる。
上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰＳＨにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２のいずれもが解放されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとも一方が係合されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第１クラッチＣ１および／または第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー５２が「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションから「Ｒ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー５２が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第１クラッチＣ１が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、シフトレバー５２が「Ｒ」ポジションから「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー５２が「Ｄ」ポジションから「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
上記「Ｍ」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「Ｄ」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー５２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」レンジの何れかへシフトレバー５２の操作に応じて変更されるマニュアルシフトポジションである。具体的には、この「Ｍ」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「＋」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー５２がそれ等のアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、「Ｄ」レンジ乃至「Ｌ」レンジの何れかへ切り換えられる。例えば、「Ｍ」ポジションにおける「Ｄ」レンジ乃至「Ｌ」レンジの５つの変速レンジは、変速機構１０の自動変速制御が可能なトータル変速比γＴの変化範囲における高速側（変速比が最小側）のトータル変速比γＴが異なる複数種類の変速レンジであり、また自動変速部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。すなわち、シフトポジションＰＳＨによって指定される変速レンジに応じて自動変速部２０の変速段が変速される。また、シフトレバー５２はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「＋」およびダウンシフト位置「−」から、「Ｍ」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。また、シフト操作装置５０にはシフトレバー５２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５２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８０へ出力する。
図７は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図７において、有段変速制御手段８２は、図８に示すような車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴとを変数として予め記憶されたアップシフト線（実線）およびダウンシフト線（一点鎖線）を有する関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきか否かを判断しすなわち自動変速部２０の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部２０の自動変速制御を実行する。
このとき、有段変速制御手段８２は、例えば図２に示す係合表に従って変速段が達成されるように、自動変速部２０の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる指令（変速出力指令、油圧指令）を、すなわち自動変速部２０の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合することによりクラッチツウクラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。油圧制御回路７０は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部２０の変速が実行されるように、油圧制御回路７０内のリニアソレノイドバルブＳＬを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
ハイブリッド制御手段８４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２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて差動部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。例えば、そのときの走行車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出し、その車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第２電動機Ｍ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとなるようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。
例えば、ハイブリッド制御手段８４は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部２０の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度ＮＥと車速Ｖおよび自動変速部２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、差動部１１が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン回転速度ＮＥとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）ＴＥとで構成される二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶された図９の破線に示すようなエンジン８の最適燃費率曲線（燃費マップ、関係）に沿ってエンジン８が作動させられるように、例えば目標出力（トータル目標出力、要求駆動力）を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクＴＥとエンジン回転速度ＮＥとなるように、変速機構１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部２０の変速段を考慮して差動部１１の変速比γ０を制御し、トータル変速比γＴをその変速可能な変化範囲内で制御する。
このとき、ハイブリッド制御手段８４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５４を通して蓄電装置５６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５４を通してその電気エネルギが第２電動機Ｍ２へ供給され、その第２電動機Ｍ２が駆動されて第２電動機Ｍ２から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機Ｍ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン８の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
また、ハイブリッド制御手段８４は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によって第１電動機回転速度ＮＭ１および／または第２電動機回転速度ＮＭ２を制御してエンジン回転速度ＮＥを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御させられる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン回転速度ＮＥを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第１電動機回転速度ＮＭ１および／または第２電動機回転速度ＮＭ２を任意の回転速度に回転制御することができる。
例えば、図３の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段８４は車両走行中にエンジン回転速度ＮＥを引き上げる場合には、車速Ｖ（駆動輪３４）に拘束される第２電動機回転速度ＮＭ２を略一定に維持しつつ第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げを実行する。また、ハイブリッド制御手段８４は自動変速部２０の変速中にエンジン回転速度ＮＥを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度ＮＥを略一定に維持しつつ自動変速部２０の変速に伴う第２電動機回転速度ＮＭ２の変化とは反対方向に第１電動機回転速度ＮＭ１を変化させる。
また、ハイブリッド制御手段８４は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁６２を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置５８に出力して、必要なエンジン出力を発生するようにエンジン８の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。
例えば、ハイブリッド制御手段８４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６４を駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θＴＨを増加させるようにスロットル制御を実行する。また、このエンジン出力制御装置５８は、ハイブリッド制御手段８４による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁６２を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御するなどしてエンジントルク制御を実行する。
また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によってモータ走行させることができる。例えば、ハイブリッド制御手段８４は、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域すなわち低エンジントルクＴＥ域、或いは車速Ｖの比較的低車速域すなわち低負荷域において、モータ走行を実行する。また、ハイブリッド制御手段８４は、このモータ走行時には、停止しているエンジン８の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、第１電動機回転速度ＮＭ１を負の回転速度で制御して例えば第１電動機Ｍ１を無負荷状態とすることにより空転させて、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）により必要に応じてエンジン回転速度ＮＥを零乃至略零に維持する。
また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第１電動機Ｍ１からの電気エネルギおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動して駆動輪３４にトルクを付与することにより、エンジン８の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。
また、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることにより、差動部１１がトルクの伝達を不能な状態すなわち差動部１１内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部１１からの出力が発生されない状態とすることが可能である。すなわち、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１を無負荷状態とすることにより差動部１１をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態（ニュートラル状態）とすることが可能である。
また、ハイブリッド制御手段８４は、アクセルオフの惰性走行時（コースト走行時）やフットブレーキによる制動時などには、燃費を向上させるために車両の運動エネルギすなわち駆動輪３４からエンジン８側へ伝達される逆駆動力により第２電動機Ｍ２を回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギすなわち第２電動機発電電流をインバータ５４を介して蓄電装置５６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。
ところで、前記図８に示すような変速マップは、例えば第１電動機Ｍ１や差動部１１を構成する第１遊星歯車装置２４の第１遊星歯車Ｐ１の耐久性を考慮して、変速時において第１電動機Ｍ１や第１遊星歯車Ｐ１の許容回転速度範囲を超える回転が生じないように、自動変速部２０の変速が制限（禁止）されている運転領域が存在する。なお、第１電動機Ｍ１および第１遊星歯車Ｐ１の許容回転速度範囲は、耐久試験などによって予め実験的に求められ、十分な耐久性が維持される回転速度範囲に設定されている。
図１０は、差動部１１を構成する第１遊星歯車装置２４の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、図３の左側に対応するものである。なお、Ｍ１が第１サンギヤＳ１に接続された第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を、Ｍ２が第１リングギヤＲ１に接続された第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２を、ＥＮＧが第１キャリヤＣＡ１に接続されたエンジン８の回転速度ＮＥをそれぞれ示している。
例えば、実線ａで示す走行状態すなわち第２電動機Ｍ２の駆動トルクによるモータ走行状態において、マニュアルシフトによる変速指令により「Ｌ」レンジにダウンシフトされると、自動変速部２０の変速段が第１速ギヤ段に変速されて、破線ｂに示すように第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が増大する。これに伴い、動力分配機構１６の差動作用によって、破線ｂに示すように第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転方向（逆転方向）に高速回転させられて、第１電動機Ｍ１が高回転状態となる。このような運転領域において変速が実行されて、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が許容回転速度範囲を超えると、第１電動機Ｍ１の耐久性が低下する可能性があるため、マニュアルシフトによる自動変速部２０の変速が制限（禁止）される。
また、第１遊星歯車装置２４の第１リングギヤＲ１の回転速度ＮＲ１（伝達部材１８の回転速度Ｎ１８）と第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１（エンジン８の回転速度ＮＥ）との回転速度差（相対回転速度）が大きくなると、第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が高回転となる。これにより、例えば自動変速部２０がマニュアルシフトによる変速指令により「Ｌ」レンジにダウンシフトされると、自動変速部２０の変速段が第１速ギヤ段に変速されて伝達部材１８の回転速度、すなわち第１リングギヤＲ１の回転速度が増速され、前記回転速度差が大きくなり、第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が高速回転させられて、高回転状態となる。このような運転領域において変速が実行されて、第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が許容回転速度範囲を越えると、第１遊星歯車Ｐ１の耐久性が低下する可能性があるため、マニュアルシフトによる自動変速部２０の変速が制限（禁止）される。
ところが、運転者の操作によって変速されるマニュアルシフトにおいて、第１電動機Ｍ１や第１遊星歯車Ｐ１などの回転要素を保護するために、上述のような自動変速部２０の変速を制限する制御が頻繁に実行されると、運転者にとってマニュアルシフトの使い勝手が悪化する可能性があった。そこで、本発明は、通常では自動変速部２０の変速が制限される運転領域であっても、その変速を可能とすることでマニュアルシフトの操作性を向上させる。以下、上記変速を可能にする作動制御について説明する。
図７に戻り、シフト操作判定手段１００は、マニュアルシフトによる変速指令が出力されたか否かを判定する。具体的には、シフト操作装置４８のシフトレバー５２のシフトポジションＰＳＨがマニュアルシフト可能な「Ｍ」ポジションに位置されて、例えば「４」レンジから「３」レンジ或いは「３」レンジから「２」レンジなどへの変速を指示するマニュアルシフト操作が実行されたか否かを判定する。
変速許可領域判定手段１０２は、シフト操作判定手段１００によって指示される変速レンジに切り換えたとき、変速時の第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が許容回転速度範囲内あるか否かを判定する。また、変速許可領域判定手段１０２は、シフト操作判定手段１００によって指示される変速レンジに切り換えたとき、変速時に予想される第１遊星歯車装置２４の第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が許容回転速度範囲内にあるか否かを判定する。
変速時に予想される第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１は、変速時に予想される第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２、エンジン８の回転速度ＮＥ、並びに第１遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１に基づいて算出される。なお、変速時に予想される第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２は、車速Ｖから一意的に決定される自動変速部２０の出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴと変速されるギヤ段の変速比との積で算出される。また、エンジン８の回転速度ＮＥは、変速前と変わらないものとして算出する。そして、下式（１）に示す遊星歯車の回転速度の関係より、変速時に予想される第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が算出される。なお、ＮＳ１が第１遊星歯車装置２４の第１サンギヤＳ１の回転速度すなわち第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を、ＮＣＡ１が第１キャリヤＣＡ１の回転速度すなわちエンジン８の回転速度ＮＥを、ＮＲ１が第１リングギヤＲ１の回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度Ｎ１８をそれぞれ示している。
（ＮＲ１−ＮＣＡ１）＝−ρ１×（ＮＳ１−ＮＣＡ１）・・・（１）
そして、変速許可領域判定手段１０２は、この式（１）によって算出される第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が、予め設定されている許容回転速度範囲内にあるか否かを判定する。
特に、比較的高車速走行時においてマニュアルシフトによってダウン変速されると、伝達部材１８（第１リングギヤＲ１）の回転速度Ｎ１８（ＮＲ１）が増速されるに伴い、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の方向（逆転方向）に増速されるため、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が許容回転速度範囲を越える、すなわち第１電動機Ｍ１の下限となる例えば−１３０００ｒｐｍ程度である所定回転速度を下回る可能性があり、このようなときに変速許可領域判定手段１０２が否定される。なお、前記所定回転速度は、予め第１電動機Ｍ１の耐久試験などによって十分な耐久性が維持される回転速度に設定される。
変速時に予想される第１遊星歯車装置２４の第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１は、変速時に予想される第１リングギヤＲ１の回転速度ＮＲ１（伝達部材１８および第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ１８、ＮＭ２）と第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１（エンジン８の回転速度ＮＥ）との回転速度差に基づいて算出される。なお、変速時に予想される第１リングギヤＲ１の回転速度ＮＲ１は、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２と同様に、車速Ｖから一意的に決定される自動変速部２０の出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴと変速されるギヤ段の変速比との積で算出される。また、第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１は、エンジン８の回転速度ＮＥと同一であり、変速時において変化しないものと考え、変速前のエンジン回転速度ＮＥとする。また、これらに基づいて公知式である遊星歯車の関係式より第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が算出される。そして、変速許可領域判定手段１０２は、算出された第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が、予め設定されている許容回転速度範囲内にあるか否かを判定する。
特に、比較的高車速走行時においてマニュアルシフトによってダウン変速されると、伝達部材１８の回転速度Ｎ１８すなわち第１リングギヤＲ１の回転速度ＮＲ１が増速させられる。これにより、回転速度差（相対回転速度）が大きくなって第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が高回転化する可能性があり、このようなときに変速許可領域判定手段１０２が否定される。
対応可能領域判定手段１０４は、変速許可領域判定手段１０２が否定されたとき、すなわちマニュアルシフトによって指示される変速により、第１電動機Ｍ１や第１遊星歯車Ｐ１の回転速度が許容回転速度範囲を超えると判定されたとき、後述する対応制御手段１０６の実施が可能か否かを判定する。
対応制御手段１０６は、変速許可領域判定手段１０２が否定されてマニュアルシフトによる自動変速部２０の変速が制限（禁止）された運転領域において、自動変速部２０の変速が可能となるように変速機構１０（差動部１１）を制御する。
具体的には、対応制御手段１０６は、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を変化させることにより、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域での変速を可能とする。例えばダウンシフト時において、伝達部材１８すなわち第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の方向（逆転方向）に高回転化されて所定回転速度以下となる場合、第１電動機Ｍ１を回転させて、第１電動機の負の方向への高回転化を回避する。これにより、通常では制限される運転領域でのダウン変速が可能となる。すなわち、この制御を実行しないときは、図１０の破線ｂに示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の方向に高回転化されるが、対応制御手段１０６は、ダウン変速時において、図１１の破線ｂに示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を変化させないようなフィードバック制御を実行し、ダウン変速時の第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の負の回転方向への高回転化を回避する。
このように、対応制御手段１０６は、マニュアルシフトによる変速時において、第１電動機の回転速度ＮＭ１が許容回転速度範囲内となる様に制御するものであり、特に、マニュアルシフトによるダウン変速指令においては、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を所定回転速度以上となるように制御するものである。
また、ダウン変速による第１リングギヤＲ１の回転速度ＮＲ１の増速に対して、対応制御手段１０６によって第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１すなわち差動部１１の１回転要素を構成する第１サンギヤＳ１の回転速度ＮＳ１が一定回転速度に制御されるに伴い、図１１の破線ｂに示すように、エンジン８の回転速度ＮＥである第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１が引き上げられる。これにより、第１リングギヤＲ１（第２電動機Ｍ２）と第１キャリヤＣＡ１（エンジン８）との相対回転速度が小さくなり、第１リングギヤＲ１と第１キャリヤＣＡ１との回転要素間の回転要素である第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が小さくなって、その自転速度が許容回転速度範囲内、例えば、１００００ｒｐｍ程度の所定回転速度以下に保持される。これにより、第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１の高回転化も抑制され、従来変速が制限（禁止）されている運転領域での変速が可能となる。なお、前記第１遊星歯車Ｐ１の所定回転速度は、耐久試験などによって予め設定され、十分な耐久性が維持される回転速度に設定されている。
このように、対応制御手段１０６は、マニュアルシフトによる変速時において、差動部１１（第１遊星歯車装置２４）の第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１を許容回転速度範囲内、言い換えれば、差動部１１の回転要素間の相対回転速度を許容回転速度範囲内となるように制御する。特に、マニュアルシフトにダウン変速において、対応制御手段１０６は、差動部１１（第１遊星歯車装置２４）の回転要素間の相対回転速度を所定回転速度以下となるように制御する。
ここで、前記対応可能領域判定手段１０４は、対応制御手段１０６の実施が可能か否かを判定するものであったが、具体的な判定方法について説明する。例えば第１電動機Ｍ１を駆動させる蓄電装置５６の充電容量を検出し、その充電容量が所定容量以下であれば、第１電動機Ｍ１の制御が困難となるため、対応可能領域判定手段１０４が否定される。また、第１リングギヤＲ１が高回転速度で回転させられた状態で対応制御手段１０６を実行することで、エンジン８の回転速度ＮＥが高回転化（オーバーラン）されると予想されると、対応可能領域判定手段１０４が否定される。このようなとき、対応制御手段１０６の実施が不可能となり、マニュアルシフトによる自動変速部２０の変速が制限（リジェクト）される。
図１２は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちマニュアルシフトによる変速が制限されている運転領域であっても変速を可能とす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。
図１２において、先ず、シフト操作判定手段１００に対応するＳＡ１において、例えば「４」レンジから「３」レンジなどへのマニュアルシフトによる変速レンジの切換が発生したか否かを判定する。ＳＡ１が否定されると、ＳＡ７において、変速線図に従う通常の自動変速制御などの他の制御が実行され、本ルーチンが終了させられる。
ＳＡ１が肯定されると、変速許可領域判定手段１０２に対応するＳＡ２において、マニュアルシフトによって指示される変速レンジに切り換えられた時、車両の運転領域が変速許可領域内に入っているか否かが判定される。具体的には、本実施例では前述した第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１や第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が、所定回転速度範囲内に入っているか否かが判定される。ＳＡ２が肯定されると、ＳＡ７において他の制御が実行され、本ルーチンが終了させられる。
ＳＡ２が否定されると、対応可能領域判定手段１０４に対応するＳＡ３において、対応制御手段１０６の実施が可能か否かが判定される。ＳＡ３が否定される、すなわち対応制御手段１０６の実施が不可能と判定されると、ＳＡ４において、マニュアルシフトによる変速が禁止（リジェクト）される。なお、このとき、マニュアルシフトが制限されることを、例えばブザーや警告ランプ等によって運転者に知らせても構わない。
ＳＡ３が肯定されると、対応制御手段１０６に対応するＳＡ５において、第１電動機Ｍ１を制御することで、第１電動機Ｍ１の負の方向への高回転化や第１遊星歯車Ｐ１の高回転化を回避する制御が実行される。また、ＳＡ５による対応制御を受けて、ＳＡ６において、制限されていた変速レンジへの変速が実行される。なお、ＳＡ５による対応制御およびＳＡ６による変速制御は、フローチャートにおいて順次記載されているが、実際には平行して実行されるものである。
図１３は、図１２のフローチャートに示す制御作動を説明するタイムチャートであり、例えば第２電動機Ｍ２によるモータ走行時などにおいて、マニュアルシフトによる「３」レンジから「２」レンジへのダウン変速が実行された場合の一例である。なお、本タイムチャートにおいては、第２電動機Ｍ２によるモータ走行時の状態を一例として示しているが、例えばエンジン走行中のコースト時（回生時）などにおいても本発明を適用すると同様の効果を得ることができる。
Ｔ１時点においてマニュアルシフトによるダウン変速指示が出力されると、変速許可領域判定手段１０２が実行され、続いて変速許可領域判定手段１０２の判定が否定されると、対応可能領域判定手段１０４が実行される。なお、Ｔ２時点において、対応制御手段１０６の実行が不可能と判定されると、このダウン変速が制限（禁止）される。そして、Ｔ３時点において変速が開始され、第１ブレーキＢ１が解放されると共に、第２ブレーキが係合されるクラッチツウクラッチ変速が実行される。Ｔ４時点において、イナーシャ相領域に入り、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が増速される。これに伴い、対応制御手段１０６によって第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の方向に増速されないように一定回転速度に制御される。これにより、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１がイナーシャ相においても一定に保持される。また、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が制御されることにより、エンジン８の回転速度ＮＥが引き上げられる。なお、対応制御手段１０６を実施しないときは、破線で示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転方向に増速される。
上述のように、本実施例によれば、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域において、マニュアルシフトによる変速指令があった場合には、自動変速部２０の変速が可能となる様に変速機構１０（差動部１１）を制御する対応制御手段１０６を備えるため、マニュアルシフトによって変速が可能となる実行可能領域を広げることができ、マニュアルシフトの操作性を向上させることができる。
また、本実施例によれば、対応制御手段１０６は、変速時において電動機第１の回転速度ＮＭ１が許容回転速度範囲内となる様に制御するため、マニュアルシフト時において、通常では変速時に第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が許容回転速度を超えるために変速が制限される運転領域であっても変速が可能となる。
また、本実施例によれば、対応制御手段１０６は、変速時において差動部１１を構成する第１遊星歯車装置２４の第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が許容回転速度範囲内となるように制御するため、マニュアルシフト時において、通常では変速時に前記自転速度ＮＰ１が許容回転速度を超えるために変速が制限される運転領域であっても変速が可能となる。
また、本実施例によれば、対応制御手段１０６は、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を変化させることにより、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域での変速を可能とするため、マニュアルシフトによって変速が可能となる実行可能領域を広げることができ、マニュアルシフトの操作性を向上させることができる。
また、本実施例によれば、対応制御手段１０６は、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１を制御することにより、差動部１１を構成する第１サンギヤＳ１の回転速度を制御することで、変速時における差動部１１を構成する第１サンギヤＳ１の負の方向への高回転化を阻止することができる。これにより、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域での変速が可能となる。
また、本実施例によれば、マニュアルシフトによる変速指令はダウン変速であり、対応制御手段１０６は、変速時において第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が所定回転速度以上となる様に制御するため、変速時の第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転方向（逆転方向）に高回転化されることが阻止される。
また、本実施例によれば、マニュアルシフトによる変速指令はダウン変速であり、前記対応制御手段１０６は、変速時において差動部１１を構成する第１遊星歯車装置２４の第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が所定回転速度以下となるように制御するため、変速時の差動部１１の第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１が高回転状態となることが阻止される。
また、本実施例によれば、自動変速部２０は有段変速機であるため、変速の際に変速される変速段の変速比に基づいて、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域が生じるが、対応制御手段１０６によってその変速が可能となるため、運転者の希望する変速段に変速させることができる。
また、本実施例によれば、自動変速部２０は、自動変速が可能であるため、マニュアルシフト以外にも車両の走行状態に応じて自動変速部２０が自動変速されて、好適な駆動トルクを得ることができる。
また、本実施例によれば、差動部１１は、第１電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動するため、差動部１１と自動変速部２０とで無段変速機が構成され、滑らかに駆動トルクを変化させることができる。なお、差動部１１は、変速比を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させる他に変速比を段階的に変化させて有段変速機として作動させることもできる。
また、本実施例によれば、差動部１１は、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２と第１遊星歯車装置２４とにより構成されるため、前記第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２を制御して第１遊星歯車装置２４の各回転要素の回転速度を制御することで無段変速機として機能させることができる。
また、本実施例によれば、自動変速部２０は自動変速機であるため、車両の走行状態に応じて自動変速部２０が変速されて、好適な駆動トルクを得ることができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例の対応制御手段１０６は、前記変速許可領域判定手段１０２が否定されてマニュアルシフトによる自動変速部２０の変速が制限（禁止）された運転領域において、自動変速部２０の変速が可能となるようにエンジン８を制御する。
図１４に示す共線図において、差動部１１が実線ａに示す回転状態において、マニュアルシフトによりダウン変速されると、一点鎖線ｂに示すように第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の方向へ高回転させられ、その回転速度が所定回転速度以下となると、第１電動機Ｍ１の耐久性が低下するために、その変速が制限される。そこで、対応制御手段１０６は、エンジン８の回転速度ＮＥを変化させることにより、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域での変速を可能とする。
具体的には、マニュアルシフトによるダウン変速において、対応制御手段１０６は、エンジン８を制御して回転速度ＮＥを増速させることで、図１４の破線ｃに示すように、エンジン８に接続された第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１を増速させる。そして、差動部１１の１回転要素である第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１を増速させることで、差動部１１の差動作用により、破線ｃに示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の負の回転方向への高速化を回避させる。また、エンジン８の回転速度ＮＥが増速されると、第１キャリヤＣＡ１の回転速度ＮＣＡ１も同様に増速されるため、第１リングギヤＲ１と第１キャリヤＣＡ１の相対回転速度が小さくなり、第１遊星歯車Ｐ１の自転速度ＮＰ１の高速化も回避され、自動変速部２０の変速が可能となる。
なお、対応制御手段１０６によるエンジン８の回転速度ＮＥは、変速時に予想される第１リングギヤＲ１の回転速度ＮＲ１に対して、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が所定回転速度以下とならないような回転速度に制御される。なお、本制御においては、エンジン８自身によって回転速度ＮＥを増速させるため、エンジン走行時において実施されることが好ましいが、第１電動機Ｍ１によって一時的にエンジン８が始動可能な回転速度まで引き上げた後、エンジン８を始動させて制御を実施することもできる。
また、本実施例の対応可能領域判定手段１０４は、例えばエンジン８が作動可能状態であるか否か、或いは、変速時においてエンジン８がオーバーランしないように、エンジン８の回転速度ＮＥが所定の回転速度以下の運転領域あるか否かを判定し、対応可能領域判定手段１０４が否定されると、マニュアルシフトによる変速指令が禁止（リジェクト）される。また、本実施例のフローチャートは、図１２に示すフローチャートと略同様であり、ＳＡ５において、エンジン８を制御することによる対応制御手段１０６が実行される。
上述のように、本実施例によれば、対応制御手段１０６は、エンジン８の回転速度ＮＥを変化させることにより、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域での変速を可能とするため、マニュアルシフトによって変速が可能となる実行可能領域を広げることができ、マニュアルシフトの操作性を向上させることができる。
また、本実施例によれば、対応制御手段１０６は、エンジン８の回転速度ＮＥを制御することにより、差動部１１を構成する第１遊星歯車装置２４の第１キャリヤＣＡ１を制御することで、変速時における差動部１１を構成する各回転要素の高回転化を阻止することができる。これにより、自動変速部２０の変速が制限されている運転領域での変速が可能となる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１は、変速時において回転速度が変化しないように制御されていたが、本制御は一例であり、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が所定回転速度以下とならない範囲内において、自由に回転速度を制御することができる。
また、前述の実施例では、エンジン８の回転速度ＮＥを引き上げることで、変速時において第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が一定に維持されているが、本制御は一例であり、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が所定回転速度以下とならない範囲内において、自由に回転速度を制御することができる。
また、前述の実施例では、第１電動機Ｍ１の所定回転速度として−１３０００ｒｐｍとし、第１遊星歯車Ｐ１の所定回転速度として１００００ｒｐｍとしたが、これらは一例であり、第１電動機Ｍ１の諸元および第１遊星歯車Ｐ１を構成する第１遊星歯車装置２４の構造に応じて適宜変更される。
また、前述の各実施例において、対応制御手段１０６は、エンジン８または第１電動機Ｍ１を制御することにより自動変速部２０の変速を可能としたが、これらは車両の状態に応じて適宜組み合わせて実施しても構わない。
また、前述の実施例では、対応可能領域判定手段１０４が否定されると、変速が禁止され、ブザーや警告ランプによって運転者に知らせることができるが、この機能は必ずしも必要とするものではない。
また、前述の実施例では、マニュアルシフトによるダウン変速の対応制御手段１０６について説明するものであったが、本発明は、必ずしもダウン変速に限定されるものではなく、アップ変速についても適用することができる。例えば、エンジン８が比較的高速回転された状態において、アップ変速されると、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が低下するとともに、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が高回転化される。対応制御手段１０６は、このようなときであっても第１電動機Ｍ１を制御して第１電動機Ｍ１の高回転化を回避して、自動変速部２０の変速を可能とする。
また、前述の実施例では、第２電動機Ｍ２は、伝達部材１８に直接連結されているが、第２電動機Ｍ２の連結位置はそれに限定されず、差動部１１から駆動輪３４の間の動力伝達経路に直接的或いは変速機等を介して間接的に連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部１１はそのギヤ比γ０が最小値γ０minから最大値γ０maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであったが、たとえば差動部１１の変速比γ０を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであっても本発明は適用することができる。
また、前述の実施例において、差動部１１は、動力分配機構１６に設けられて差動作用を制限することにより少なくとも前進２段の有段変速機としても作動させられる差動制限装置を備えたものであってもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構１６では、第１キャリヤＣＡ１がエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１が第１電動機Ｍ１に連結され、第１リングギヤＲ１が伝達部材１８に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン８、第１電動機Ｍ１、伝達部材１８は、第１遊星歯車装置２４の３要素ＣＡ１、Ｓ１、Ｒ１のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例では、エンジン８は入力軸１４と直結されていたが、たとえばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の実施例では、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は、入力軸１４に同心に配置されて第１電動機Ｍ１は第１サンギヤＳ１に連結され第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、たとえばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第１電動機Ｍ１は第１サンギヤＳ１に連結され、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、第１クラッチＣ１や第２クラッチＣ２などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁紛）クラッチ、電磁クラッチ、噛合型のドグクラッチなどの磁紛式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。たとえば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路７０は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述の実施例では、自動変速部２０は伝達部材１８を介して差動部１１と直列に連結されていたが、入力軸１４と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０が配列されていてもよい。この場合には、差動部１１と自動変速部２０とは、たとえば伝達部材１８としてカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される１組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構１６は、たとえばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１電動機Ｍ１および伝達部材１８（第２電動機Ｍ２）に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構１６は、１組の遊星歯車装置から構成されていたが２以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態（定変速状態）では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。また、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。また、このような２以上の遊星歯車装置から構成された場合においても、これらの遊星歯車装置の各回転要素にエンジン８、第１および第２電動機Ｍ１、Ｍ２、伝達部材１８が動力伝達可能に連結され、さらに遊星歯車装置の各回転要素に接続されたクラッチＣおよびブレーキＢの制御により有段変速と無段変速とが切り換えられるような構成であっても構わない。
また、前述の実施例ではエンジン８と差動部１１とが直接連結されているが、必ずしも直接連結される必要はなく、エンジン８と差動部１１との間にクラッチを介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部１１と自動変速部２０とが直列接続されたような構成となっているが、特にこのような構成に限定されず、変速機構１０全体として電気式差動を行う機能と、変速機構１０全体として電気式差動による変速とは異なる原理で変速を行う機能と、を備えた構成であれば本発明は適用可能であり、機械的に独立している必要はない。また、これらの配設位置や配設順序も特に限定されず、自由に配設することができる。また、変速機構において、電気式差動を行う機能と変速を行う機能とを有するものであれば、その構成が一部重複する、或いは全てが共通するものであっても、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例のシフト操作装置５０は、複数種類のシフトポジションＰＳＨを選択するために操作されるシフトレバー５２を備えていたが、そのシフトレバー５２に替えて、たとえば押しボタン式のスイッチやスライド式スイッチ等の複数種類のシフトポジションＰＳＨを選択可能なスイッチ、或いは手動操作に因らず運転者の音声に反応して複数種類のシフトポジションＰＳＨを切り換えられる装置や足の操作により複数種類のシフトポジションＰＳＨが切り換えられる装置等であってもよい。また、シフトレバー５２が「Ｍ」ポジションに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、ギヤ段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速ギヤ段がギヤ段として設定されてもよい。このばあい、自動変速部２０ではギヤ段が切り換えられて変速が実行される。たとえば、シフトレバー５２が「Ｍ」ポジションにおけるアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、自動変速部２０では第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段のいずれかがシフトレバー５２の操作に応じて設定される。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。 図１の動力伝達装置の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図１の動力伝達装置における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。 図１の動力伝達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。 油圧制御装置のうちクラッチＣおよびブレーキＢの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブに関する回路図である。 シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。 図４の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 動力伝達装置の変速制御において用いられる変速マップの一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える駆動力源切換制御において用いられる駆動力源マップの一例を示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。 破線はエンジンの最適燃費率曲線であって燃費マップの一例である。 差動部を構成する第１遊星歯車装置の各回転要素の相対回転速度を示す共線図である。 差動部を構成する第１遊星歯車装置の各回転要素の相対回転速度を示す他の共線図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちマニュアルシフトによる変速が制限されている運転領域であっても変速を実行するための制御作動を説明するフローチャートである。 図１２のフローチャートに示す制御作動を説明するタイムチャートであり、第２電動機によるモータ走行時おいて、マニュアルシフトによる「３」レンジから「２」レンジへのダウン変速が実行された場合の一例である。 差動部を構成する第１遊星歯車装置の各回転要素の相対回転速度を示すさらに他の共線図である。
符号の説明
８：エンジン １０：変速機構（車両用動力伝達装置） １１：差動部（電気式差動部） １４：入力軸 １６：動力分配機構（差動機構） １８：伝達部材（出力軸） ２０：自動変速部（変速部、有段変速機、自動変速機） ２４：第１遊星歯車装置（遊星歯車装置） １０６：対応制御手段 Ｍ１：第１電動機（電動機）

Claims (7)

  1. 差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンの動力が入力される入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、
    前記変速部の変速時において前記電動機の回転速度、或いは前記電気式差動部の回転要素間の相対回転速度が、予め設定されている許容回転速度を超える運転領域において、マニュアルシフトによる変速指令があった場合には、
    前記変速部の変速時の前記電動機の回転速度および電気式差動部の回転要素間の相対回転速度が、それぞれ前記許容回転速度範囲内となるように、前記エンジンの回転速度を引き上げる、または前記電動機の回転速度を所定回転速度以上に制御する対応制御手段を備えることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
  2. 前記マニュアルシフトによる変速指令はダウン変速であることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  3. 前記変速部は、有段変速機であることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記変速部は、自動変速が可能であることを特徴とする請求項３の車両用動力伝達装置の制御装置。
  5. 前記電気式差動部は、前記電動機の運転状態が制御されることにより、無段変速機構として作動することを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  6. 前記電気式差動部は、２つ以上の電動機と遊星歯車装置とにより構成されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  7. 前記変速部は、自動変速機であることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
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