JP5018452B2 - 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、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、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置に係り、特に、主動力源の始動・停止制御や主動力源の負荷変更制御などを実施中に、シフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際の主動力源の始動・停止性能の低下やNV特性(騒音・振動特性)の悪化を抑制することができる技術に関するものである。
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、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献1の車両用駆動装置がその一例である。特許文献1の電気式差動部は、遊星歯車装置と第1および第2電動機から主に構成され、遊星歯車装置のサンギヤが第1電動機に連結され、キャリヤがエンジン(主動力源)に連結され、リングギヤが第2電動機に連結されている。そして、第1電動機および第2電動機を制御することにより、遊星歯車装置の各回転要素の回転速度が制御可能となっている。また、特許文献1においては、第2電動機および/または第1電動機によって主動力源の回転速度を点火可能な回転速度まで速やかに引き上げて主動力源を速やかに始動させ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をはじめとする電気式差動部を備えたハイブリッド形式の車両用動力伝達装置では、一般にシフトポジションがパーキングポジションにあるときには、主動力源の始動・停止、発電等を目的とする主動力源の負荷運転や主動力源の自立運転等が実施可能となっている。このとき、これらの制御を好適に実施するため、第2電動機による電気式差動部の出力軸の固定制御が実施される。一方で、シフトポジションがニュートラルポジションにあるときには、主動力源の始動・停止、主動力源の負荷運転が実施されないようになっている。すなわち、ニュートラルポジションでは、第2電動機による電気式差動部の出力軸の固定制御は実施されないようになっている。
ここで、特許文献1の車両用駆動装置において、例えば主動力源の始動・停止制御中にシフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられる場合、第2電動機による固定制御が終了されるので、第2電動機が回転されて、主動力源の始動性および停止性が低下する可能性があった。また、主動力源の負荷運転中にシフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた場合においても、第2電動機が回転されることによって主動力源の回転速度変動が発生し、NV特性(騒音・振動特性)が悪化する可能性があった。このような、例えば主動力源の始動・停止中或いは負荷運転中などにおいて、シフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられるときの態様は未公知であったため、この問題に対する解決法は未だ考案されていなかった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、主動力源の始動・停止制御や負荷変更制御などを実施中に、シフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられる際に発生するNV特性(騒音・振動特性)の悪化および始動・停止性能の低下を抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、請求項1にかかる発明の要旨とするところは、(a)差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、(b)前記主動力源の始動制御中および/または停止制御中にシフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、前記主動力源の始動制御および/または停止制御が終了するまで前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記パーキングポジションで制御していた所定の回転速度に制御する出力軸回転速度制御手段を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための請求項2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、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、(b)前記主動力源の負荷変更中にシフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、前記主動力源の負荷変更が終了するまで前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記パーキングポジションで制御していた所定の回転速度に制御する出力軸回転速度制御手段を備えることを特徴とする。
また、請求項3にかかる発明の要旨とするところは、請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部の出力軸に連結された第2電動機を備え、前記出力軸回転速度制御手段は、前記第2電動機により前記出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に制御す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ことろは、請求項1乃至3のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記所定の回転速度とは、零回転または略零回転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乃至4のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する係合要素が設けられ、前記出力軸回転速度制御手段は、前記係合要素を係合し、前記電気式差動部の出力軸と駆動輪とを動力伝達可能な状態とすることにより、前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に制御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5の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路には変速部が備えられ、前記係合要素はその変速部の構成要素であ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乃至4のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路には、複数個の係合要素を有する変速部が設けられ、前記複数個の係合要素の係合による前記変速部の内部ロックにより前記電気式差動部の出力軸の回転速度を零乃至略零回転とすることを特徴とする。
また、請求項8にかかる発明の要旨とするところは、請求項1乃至7のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記ニュートラルポジションでは、前記主動力源の自立運転、前記電動機による運転のみ実施されることを特徴とする。
また、請求項9にかかる発明の要旨とするところは、請求項2の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記主動力源の負荷変更とは、充電のための負荷運転であることを特徴とする。
また、請求項10にかかる発明の要旨とするところは、請求項2の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記主動力源の負荷変更とは、運転者のアクセルペダル踏み込みによるレーシング運転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、前記主動力源の始動制御中および/または停止制御中にシフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、前記主動力源の始動制御および/または停止制御が終了するまで前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記パーキングポジションで制御していた所定の回転速度に制御する出力軸回転速度制御手段を備えるので、シフトポジションおよび/またはシフトレンジがニュートラルポジションに切り換えられても電気式差動部の出力軸の回転速度制御が継続され、主動力源の始動および/または停止が速やかに実施される。これにより、主動力源の始動性および/または停止性の低下を抑制することができる。
また、請求項2にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記主動力源の負荷変更中にシフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、前記主動力源の負荷変更が終了するまで前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記パーキングポジションで制御していた所定の回転速度に制御する出力軸回転速度制御手段を備えるため、シフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられても電気式差動部の出力軸の回転速度制御が継続され、前記主動力源の負荷変更が速やかに終了される。これにより、主動力源の回転速度変動が抑制されて、NV特性(騒音・振動特性)を抑制することができる。
また、請求項3にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記電気式差動部の出力軸に連結された第2電動機を備え、前記出力軸回転速度制御手段は、前記第2電動機により前記出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に制御するため、前記出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に迅速に制御することができる。
また、請求項4にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記所定の回転速度とは、零回転または略零回転であるため、前記第2電動機を回転停止或いは略回転停止させることで、容易に実施することができる。
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、前記出力軸回転速度制御手段は、前記係合要素を係合し、前記電気式差動部の出力軸と駆動輪とを動力伝達可能な状態とすることにより、前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に制御するため、前記駆動輪からの慣性トルク(停止トルク)を利用して、前記第2電動機を使うことなく機械的に電気式差動部の出力軸の回転速度を制御することができる。
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、前記電気式差動部と駆動輪との間には変速部が備えられ、前記係合要素はその変速部の構成要素であるため、係合要素を係合させて所定の変速段を形成させることにより、前記電気式差動部の出力軸と駆動輪とを動力伝達可能な状態とすることができる。
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、複数個の前記係合要素を備え、その複数個の係合要素の係合による前記変速部の内部ロックにより前記電気式差動部の出力軸の回転速度を零乃至略零回転とするため、複数個の係合要素を係合させることにより、容易に電気式差動部の出力軸の回転速度を零乃至略零回転にロックすることができる。
また、請求項8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、前記ニュートラルポジションでは、前記主動力源の自立運転、前記電動機による運転のみ実施されるため、例えば負荷変更中にシフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更されると、その負荷変更が終了される。
また、請求項9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、前記主動力源の負荷変更とは、充電のための負荷運転であるため、主動力源の負荷運転による充電中にシフトポジションがニュートラルポジションに切り換えられても電気式差動部の出力軸の回転速度が制御されて、主動力源の回転速度変動が抑制される。これにより、NV特性の悪化を抑制することができる。
また、請求項10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、前記主動力源の負荷変更とは、運転者のアクセルペダル踏み込みによるレーシング運転であるため、レーシング運転中にシフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションへ切り換えられても電気式差動部の出力軸の回転速度が制御されて、主動力源の回転速度変動が抑制される。これにより、NV特性の悪化を抑制することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明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(伝動軸)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、本実施例のエンジン8が本発明の主動力源に対応しており、変速機構10が動力伝達装置に対応しており、差動部11が電気式差動部に対応している。
このように、本実施例の変速機構10においてはエンジン8と差動部11とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の骨子図においてはその下側が省略されている。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、本実施例の伝達部材18が本発明の出力軸に対応しており、第1電動機M1が本発明の電動機に対応している。
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。
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、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、第2電動機M2、およびエンジン8の運転状態が制御されることにより、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。
変速部として機能する自動変速部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。
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。なお、本実施例の第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が本発明の係合要素に対応している。
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TEMP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SP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(以下、第1電動機回転速度NM1という)を表す信号、第2電動機M2の回転速度NM2(以下、第2電動機回転速度NM2という)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Pを調圧するための信号、そのライン油圧P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SPを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置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、複数種類のシフトレンジすなわちシフトポジションSPを選択するために操作されるシフトレバー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SPへの手動操作に連動して図2の係合作動表に示す後進ギヤ段「R」、ニュートラル「N」、前進ギヤ段「D」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路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SPにおいて、「P」ポジションおよび「N」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2のいずれもが解放されるような自動変速部20内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第1クラッチC1および第2クラッチC2による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「R」ポジション、「D」ポジションおよび「M」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図2の係合作動表に示されるように第1クラッチC1および第2クラッチC2の少なくとも一方が係合されるような自動変速部20内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第1クラッチC1および/または第2クラッチC2による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー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。
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。
出力軸回転速度制御手段90は、シフト操作装置52のシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際において、車両の状態に応じて差動部11の出力軸の回転速度を所定の回転速度に制御するものである。以下、車両の各状態に応じた差動部11の出力軸の制御について説明する。
まず、シフトポジションSPがパーキングポジションに位置される状態でエンジン8を始動させているときに、ニュートラルポジションに切り換えられた場合について説明する。図10は、図3の差動部11の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、エンジン8を始動させるためエンジン8の回転速度NEを点火可能回転速度まで引き上げるときの回転状態を示している。エンジン8の始動は、図10の実線に示すように、第1電動機M1によって第1サンギヤS1の回転速度を引き上げることで、第1キャリヤCA1すなわちエンジン回転速度NEを点火可能回転速度にまで速やかに引き上げることで為される。このとき、第1リングギヤR1は、例えば第2電動機M2によって零乃至略零回転にロック制御されることで、速やかにエンジン回転速度が上昇される。
ここで、シフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられると、図10の破線に示すように、従来では第2電動機M2のロック制御が終了されるために第2電動機M2が回転し、エンジン8の速やかな回転速度上昇が困難となる。そこで、出力軸回転速度制御手段90は、シフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられても差動部11の出力軸すなわち伝達部材18(第1リングギヤR1)の回転速度制御を、エンジン8が始動されるまで継続して実施する。具体的には、出力軸回転速度制御手段90は、伝達部材18の回転速度N18を零乃至略零回転に固定するロック制御を、エンジン8の始動制御が終了するまで継続して実施する。
なお、差動部11の出力軸の回転速度すなわち伝達部材18の回転速度制御は、例えば伝達部材18に連結された第2電動機M2による回転速度制御によって実施される。もしくは、差動部11と駆動輪34との間の動力伝達経路を動力伝達可能状態とすることで、駆動輪34から伝達される慣性トルク(制止トルク)を利用して、伝達部材18の回転速度N18を零乃至略零回転に制御する。具体的には、自動変速部20において、所定の変速段を成立させることにより、差動部11の出力軸(伝達部材18)と駆動輪34とを動力伝達可能状態とする。このとき、シフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた直後は、車両の車速Vが零乃至略零であるため、伝達部材18の回転速度N18が零乃至略零に固定される。
さらに、自動変速部20の所定の係合要素を係合させて、自動変速部20内の回転要素を内部ロックすることで伝達部材18の回転要素を零乃至略零に固定しても構わない。具体的には、例えば第1ブレーキB1および第2クラッチC2を係合させる、或いは第1クラッチC1、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3を係合させるなどして、自動変速部20を内部ロックさせて伝達部材18(第1リングギヤR1)の回転速度N18を零に固定させることができる。
図7に戻り、シフトポジション判定手段92は、シフト操作装置50の操作位置であるシフトポジションSPが「P]ポジションまたは「N]ポジションであるか否かを判定する。シフトポジションSPは、シフト操作装置に設けられているシフトポジションセンサの出力信号に基づいて、現在のシフトポジションSPが判定される。また、エンジン始動停止判定手段94は、エンジン8の始動制御処理中または停止制御処理中であるか否かを判定する。
図11は、エンジン始動時においてシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際の作動制御を説明するタイムチャートである。t1時点において、エンジン8の始動制御が開始され、第1電動機M1によってエンジン回転速度NEが引き上げられる。そして、t2時点において、シフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションへ切り換えられるが、出力軸回転速度制御手段90は、第2電動機M2のロック制御を継続させる指令をハイブリッド制御手段84に出力する。これにより、実線に示すようにニュートラルポジションに切り換えられても第2電動機M2が伝達部材18の回転速度N18を零または略零回転に維持制御する。これにより、t3時点においてエンジン回転速度NEが点火可能回転速度にまで速やかに引き上げられる。なお、破線は従来の制御による状態を示している。t2時点においてニュートラルポジションに切り換えられると、第2電動機M2のロック制御が解除され、第2電動機M2が負の方向に空転される。これにより、エンジン回転速度NEの引き上げが遅くなってしまう。
また、エンジン停止制御時においても、出力軸回転速度制御手段90は、エンジン始動時と同様に、伝達部材18の回転速度N18を零乃至略零回転に固定する制御を、エンジン8の停止制御が終了するまで継続する。図12は、図3の差動部11の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、エンジン8を速やかに停止させる際の回転状態を示している。エンジン8の停止制御は、図12に示すように、第1電動機M1によって第1サンギヤS1の回転速度を速やかに零回転に引き下げることで、第1キャリヤCA1すなわちエンジン回転速度NEが零回転に引き下げられる。このとき、第1リングギヤR1は、例えば第2電動機M2(または、自動変速部20の係合)によって零乃至略零回転にロック制御される。ここで、第2電動機M2のロック制御が解除されると、第2電動機M2が回転(空転)し、エンジン回転速度NEの引き下げが困難となる。そこで、出力軸回転速度制御手段90は、シフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられても差動部11の出力軸すなわち伝達部材18のロック制御をエンジン8の停止制御が終了するまで継続して実施する。
次に、エンジン8の負荷変更中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた場合について説明する。なお、前記エンジン8の負荷変更とは、例えば第1電動機M1による充電(発電)のための負荷運転、或いは運転者のアクセルペダル踏み込みによるレーシング運転などがこれに該当する。すなわち、エンジン8の負荷変更とは、例えば充電量の変化などによって負荷の変更をも伴う負荷運転やレーシング運転などのエンジン出力の変化を伴う運転がそれに該当する。
エンジン8の負荷変更中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた場合、エンジン8の自立運転または電動機による運転に切り換えられて、エンジン8の負荷変更が終了されるが、そのときに第2電動機M2すなわち第1リングギヤR1が回転すると、エンジン8の回転速度変動が生じてNV特性(騒音・振動特性)が悪化する可能性がある。そこで、出力軸回転速度制御手段90は、シフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられても、エンジン8の負荷変更が終了するまで差動部11の出力軸すなわち伝達部材18の回転速度N18を零乃至略零回転に維持するロック制御を継続して実施する。
図7に戻り、エンジン負荷変更判定手段96は、第1電動機M1による発電を実施するためエンジン8が駆動されている負荷運転状態か否か、もしくは運転者のアクセルペダル踏み込みによるレーシング運転が実施されている運転状態か否かを判定する。また、エンジン負荷変更終了判定手段98は、前記エンジン8の負荷運転が終了されたか否かを判定する。なお、この負荷変更の終了は、例えばエンジン8の回転速度NEの低下やエンジン8の吸入空気量の低下或いは電子スロットル弁開度θTHの低下などに基づいて判定される。
フラグ記憶判定手段99は、シフトポジションSPがパーキングポジションにおいて、エンジン8の負荷運転またはレーシング運転が実施されているとき、フラグFに1を代入して記憶させる。また、前記エンジン8の負荷運転およびレーシング運転が終了したときフラグFに0を代入して記憶させる。そして、フラグ記憶判定手段99は、シフトポジションSPがニュートラルポジションにあり、且つ、エンジン8の始動・停止制御処理を実施していないとき、フラグFが1であるか否かを判定する。すなわち、フラグ記憶判定手段99は、パーキングポジションにおいてエンジン8の負荷運転中またはレーシング運転中にシフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられたか否かを判定する手段となる。
図13は、エンジン8のレーシング運転中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際の作動制御を説明するタイムチャートである。t1時点において、アクセルペダルの踏み込みによるレーシング運転を開始すると、アクセル開度Accおよびスロットル弁開度θTHが上昇し、エンジン8の吸入空気量が増加される。そして、t2時点において、シフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられると、エンジン8のレーシング運転(負荷変更)の終了制御が開始される。なお、このt2時点の判定は前記フラグ記憶判定手段99によって実施される。そして、t2時点において、アクセル開度Accに拘わらず、電子スロットル弁62が閉じられる。これにより、エンジン8の吸入空気量が減少する。そして、出力軸回転速度制御手段90は、シフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられても、エンジン8のレーシング運転が終了されるまで、第2電動機M2による第1リングギヤR1のロック制御を継続して実施する。これにより、第2電動機M2が空転されることによるエンジン8の回転速度変動が抑制される。
なお、破線は従来の制御による状態を示している。t2時点においてニュートラルポジションに切り換えられると、第2電動機M2のロック制御が解除され、第2電動機M2が回転(空転)される。これにより、エンジン8の回転速度変動が生じてNV特性が悪化することとなる。
図14は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわちエンジン8の始動・停止制御あるいは負荷変更中に、シフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際にエンジン8を速やかに始動・停止させる、或いはエンジン8の回転速度変動を抑制してNV特性(騒音・振動特性)の悪化を抑制する作動制御を説明するタイムチャートであり、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、シフトポジション判定手段92に対応するSA1において、シフトポジションSPがパーキングポジションであるか否かが判定される。SA1が肯定されると、エンジン負荷変更判定手段96に対応するSA2において、エンジン8が負荷運転中またはレーシング運転中であるか否かが判定される。SA2が肯定されると、フラグ記憶判定手段99に対応するSA3において、フラグFの値が1とされ、出力軸回転速度制御手段90に対応するSA4において、第2電動機M2による伝達部材18(第1リングギヤR1)のロック制御が実施される。
また、SA1が否定されると、シフトポジション判定手段92に対応するSA5において、シフトポジションSPがニュートラルポジションであるか否かが判定される。SA5が否定されると、本ルーチンは終了される。一方、SA5が肯定される、もしくはSA2が否定されると、エンジン始動停止判定手段94に対応するSA6において、エンジン8の始動または停止制御処理中であるか否かが判定される。SA6が肯定されると、SA4において第2電動機M2によるロック制御がエンジン8の始動または停止制御が終了するまで継続して実施される。
また、SA6が否定されると、フラグ記憶判定手段99に対応するSA7において、フラグFの値が1であるか否かが判定される。SA7が否定されると本ルーチンは終了される。SA7が肯定されると、エンジン8の負荷運転中もしくはレーシング運転中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられたと判定され、エンジン負荷変更終了判定手段98に対応するSA8においてさらにエンジン8の負荷変更すなわちエンジン8の負荷運転もしくはレーシング運転が終了されたが否かが判定される。SA8が否定されると、SA4において、第2電動機M2によるロック制御がエンジン8の負荷変更制御が終了するまで継続して実施される。また、SA8が肯定されると、フラグ記憶判定手段99に対応するSA9において、フラグFの値が零とされ、ニュートラルレンジ時の通常制御が実施される。
上述のように、本実施例によれば、エンジン8の始動制御中および/または停止制御中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、エンジン8の始動制御および/または停止制御が終了するまで差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度を所定の回転速度に制御する出力軸回転速度制御手段90を備えるので、シフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられても差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度制御が継続され、エンジン8の始動および/または停止が速やかに実施される。これにより、エンジン8の始動性および/または停止性の低下を抑制することができる。
また、本実施例によれば、エンジン8の負荷変更中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、エンジン8の負荷変更が終了するまで差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度を所定の回転速度に制御する出力軸回転速度制御手段90を備えるため、シフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられても差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度制御が継続され、負荷変更終了時のエンジン8の回転速度変動が抑制される。これにより、NV特性(騒音・振動特性)を抑制することができる。
また、本実施例によれば、差動部11の出力軸(伝達部材18)に連結された第2電動機M2を備え、出力軸回転速度制御手段90は、第2電動機M2により伝達部材18の回転速度を所定の回転速度に制御するため、伝達部材18の回転速度を所定の回転速度に迅速に制御することができる。
また、本実施例によれば、所定の回転速度とは、零回転または略零回転であるため、第2電動機M2を回転停止或いは略回転停止させることで、容易に実施することができる。
また、本実施例によれば、出力軸回転速度制御手段90は、自動変速部20の係合要素を係合し、差動部11の出力軸(伝達部材18)と駆動輪34とを動力伝達可能な状態とすることにより、差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度を所定の回転速度に制御するため、駆動輪34からの慣性トルク(停止トルク)を利用して、第2電動機M2を使うことなく機械的に差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度を制御することができる。
また、本実施例によれば、差動部11と駆動輪34との間には自動変速部20が備えられ、前記係合要素はその自動変速部20の構成要素であるため、係合要素を係合させて所定の変速段を形成させることにより、差動部11の出力軸(伝達部材18)と駆動輪34とを動力伝達可能な状態とすることができる。
また、本実施例によれば、自動変速部20は、複数個の前記係合要素を備え、その複数個の係合要素の係合による自動変速部20の内部ロックにより差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度を零乃至略零回転とするため、複数個の係合要素を係合させることにより、容易に差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度を零乃至略零回転にロックすることができる。
また、本実施例によれば、ニュートラルポジションでは、エンジン8の自立運転、前記電動機による運転のみ実施されるため、例えば負荷変更中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更されると、その負荷変更が終了される。
また、本実施例によれば、エンジン8の負荷変更とは、充電のための負荷運転であるため、エンジン8の負荷運転による充電中にシフトポジションSPがニュートラルポジションに切り換えられても差動部11の出力軸(伝達部材18)の回転速度が制御されて、エンジン8の回転速度変動が抑制される。これにより、NV特性の悪化を抑制することができる。
また、本実施例によれば、エンジン8の負荷変更とは、運転者のアクセルペダル踏み込みによるレーシング運転であるため、レーシング運転中にシフトポジションSPがパーキングポジションからニュートラルポジションへ切り換えられても差動部11の出力軸(伝達部材)の回転速度が制御されて、エンジンの回転速度変動が抑制される。これにより、NV特性の悪化を抑制することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例の差動部11の出力軸(伝達部材18)のロック制御は、第2電動機M2による制御だけでなく、自動変速部20の係合による動力伝達経路の連結および自動変速部20の係合による内部ロックを車両の状態に合わせて組み合わせて実施しても構わない。例えば、充電容量SOCが低下しているときは、自動変速部20の係合によるロック制御を優先し、エンジン8が停止中は第2電動機M2によるロック制御を優先的に実施するなどしてもよい。
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、前述の実施例では、自動変速部20は4段の変速を可能とする有段変速機が適用されているが、自動変速部20の変速段は4段に限定されず例えば5段変速など自由に変更することができる。また、自動変速部20の連結関係は、特に本実施例に限定されるものではなく、自由に変更することができる。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図1の駆動装置の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合要素の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図1の駆動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。 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。 図3の差動部の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、特に、エンジンを始動させるためエンジンの回転速度を点火可能回転速度まで引き上げるときの回転状態を示す共線図である。 エンジン始動時においてシフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際の作動制御を説明するタイムチャートである。 図3の差動部の各回転要素の相対回転速度を示す共線図であり、特に、エンジンを速やかに停止させる際の回転状態を示す共線図である。 エンジンのレーシング運転中にシフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際の作動制御を説明するタイムチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジンの始動・停止制御あるいは負荷変更中に、シフトポジションがパーキングポジションからニュートラルポジションに切り換えられた際にエンジンを速やかに始動・停止させる、或いはエンジンの回転速度変動を抑制してNV特性(騒音・振動特性)の悪化を抑制する作動制御を説明するタイムチャートである。
符号の説明
8:エンジン(主動力源) 10:変速機構(動力伝達装置) 11:差動部(電気式差動部) 14:入力軸 18:伝達部材(出力軸) 20:自動変速部(変速部) 34:駆動輪 90:出力軸回転速度制御手段 C1:第1クラッチ(係合要素) C2:第2クラッチ(係合要素) B1:第1ブレーキ(係合要素) B2:第2ブレーキ(係合要素) B3:第3ブレーキ(係合要素) M1:第1電動機(電動機) M2:第2電動機 SP:シフトポジション

Claims (10)

  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、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、
    前記主動力源の始動制御中および/または停止制御中にシフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、前記主動力源の始動制御および/または停止制御が終了するまで前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記パーキングポジションで制御していた所定の回転速度に制御する出力軸回転速度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. 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、主動力源に連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、
    前記主動力源の負荷変更中にシフトポジションおよび/またはシフトレンジがパーキングポジションからニュートラルポジションに変更された場合、前記主動力源の負荷変更が終了するまで前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記パーキングポジションで制御していた所定の回転速度に制御する出力軸回転速度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。
  3. 前記電気式差動部の出力軸に連結された第2電動機を備え、
    前記出力軸回転速度制御手段は、前記第2電動機により前記出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に制御することを特徴とする請求項1または2の車両用動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記所定の回転速度とは、零回転または略零回転であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
  5. 前記電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する係合要素が設けられ、
    前記出力軸回転速度制御手段は、前記係合要素を係合し、前記電気式差動部の出力軸と駆動輪とを動力伝達可能な状態とすることにより、前記電気式差動部の出力軸の回転速度を前記所定の回転速度に制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
  6. 前記電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路には変速部が備えられ、
    前記係合要素は該変速部の構成要素であることを特徴とする請求項5の車両用動力伝達装置の制御装置。
  7. 前記電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路には、複数個の係合要素を有する変速部が設けられ、
    前記複数個の係合要素の係合による前記変速部の内部ロックにより前記電気式差動部の出力軸の回転速度を零乃至略零回転とすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
  8. 前記ニュートラルポジションでは、前記主動力源の自立運転、前記電動機による運転のみ実施されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つの車両用動力伝達装置の制御装置。
  9. 前記主動力源の負荷変更とは、充電のための負荷運転であることを特徴とする請求項2の車両用動力伝達装置の制御装置。
  10. 前記主動力源の負荷変更とは、運転者のアクセルペダル踏み込みによるレーシング運転であることを特徴とする請求項2の車両用動力伝達装置の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339000B (zh) * 2011-02-03 2016-08-10 铃木株式会社 混合动力车辆的驱动控制设备和方法及混合动力车辆
JP5853410B2 (ja) * 2011-05-12 2016-02-09 トヨタ自動車株式会社 電動車両
DE102013013623B4 (de) * 2012-08-29 2022-06-30 Kanzaki Kokyukoki Mfg. Co., Ltd. Motorsteuersystem für ein mit elektrischem Motor angetriebenes Fahrzeug
CN104442412B (zh) * 2013-09-18 2018-01-19 通用电气公司 装置,移动运输设备,电动拖拉机,电动叉车以及相关方法
JP6302685B2 (ja) 2014-01-30 2018-03-28 株式会社小松製作所 作業車両及び作業車両の充電制御方法
JP6327871B2 (ja) * 2014-01-30 2018-05-23 株式会社小松製作所 作業車両及び作業車両の充電制御方法
JP7168439B2 (ja) * 2018-12-20 2022-11-09 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08261321A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Mazda Motor Corp 自動変速機の制御装置
CN1278883C (zh) * 1999-08-05 2006-10-11 本田技研工业株式会社 混合车辆的控制装置
JP3607139B2 (ja) * 1999-10-29 2005-01-05 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP3715158B2 (ja) * 1999-11-19 2005-11-09 トヨタ自動車株式会社 エンジンの停止・始動制御装置
JP3542941B2 (ja) * 1999-12-20 2004-07-14 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両のエンジンストール防止制御装置
JP3556893B2 (ja) * 2000-10-11 2004-08-25 本田技研工業株式会社 動力伝達機構
JP3744414B2 (ja) * 2001-11-29 2006-02-08 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP3912235B2 (ja) * 2002-09-10 2007-05-09 トヨタ自動車株式会社 車両の油圧制御装置
JP3876838B2 (ja) * 2003-01-17 2007-02-07 トヨタ自動車株式会社 車両用高加速時変速制御装置
JP4192814B2 (ja) 2004-03-16 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
US7322902B2 (en) * 2004-05-10 2008-01-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for vehicular transmission mechanism
JP4046103B2 (ja) * 2004-06-07 2008-02-13 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
US7909728B2 (en) * 2005-05-19 2011-03-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle drive device controller
JP4457981B2 (ja) * 2005-05-26 2010-04-28 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
US7935015B2 (en) * 2005-05-30 2011-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for vehicle drive apparatus
JP4258521B2 (ja) * 2006-01-31 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置
JP4215070B2 (ja) * 2006-04-26 2009-01-28 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP2007290630A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置の制御装置
JP5371200B2 (ja) * 2006-05-24 2013-12-18 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置及びハイブリッド車両のエンジン始動制御方法。
US7722497B2 (en) * 2006-06-13 2010-05-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for vehicle drive apparatus
US7670258B2 (en) * 2006-06-15 2010-03-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for vehicle drive apparatus
JP4609418B2 (ja) * 2006-11-15 2011-01-12 トヨタ自動車株式会社 シフト切換機構の制御装置および制御方法
JP2008137619A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置の制御装置
JP4973165B2 (ja) * 2006-12-08 2012-07-11 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4962000B2 (ja) * 2006-12-25 2012-06-27 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP5003220B2 (ja) * 2007-03-15 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4998072B2 (ja) * 2007-04-27 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達装置の制御装置
JP4605256B2 (ja) * 2008-06-10 2011-01-05 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達装置の制御装置

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