JP5167701B2

JP5167701B2 - 車両用駆動装置の制御装置

Info

Publication number: JP5167701B2
Application number: JP2007159558A
Authority: JP
Inventors: 亨松原; 寛之柴田; 淳田端; 雅一貝吹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-06-15
Also published as: JP2008207785A

Description

本発明は、駆動力源と駆動輪との間に複数の係合要素を備え、その複数の係合要素の組合せにより駆動力源より出力される駆動力の回転速度を変更可能な機械式動力伝達部を備える車両用駆動装置に関し、特に、部品点数を追加することなく適宜前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することができる車両用駆動装置の制御装置に関するものである。

駆動力源と駆動輪との間に複数の係合要素を備え、その複数の係合要素の組合せにより駆動力源より出力される駆動力の回転速度を変更可能な機械式動力伝達部を備える車両用駆動装置がよく知られている。

たとえば、特許文献１に記載された車両用駆動装置もその１つである。この車両用駆動装置の制御装置では、機械式動力伝達部が有段式の自動変速機で構成され、無段変速機として機能させられる電気式差動部の変速比と機械式動力伝達部の各ギヤ段（変速段）に対応する変速比とで駆動装置全体の総合変速比（トータル変速比）が形成される。また、特許文献１には、車速に対応する機械式動力伝達部の出力軸の回転速度を検出するための回転速度センサが設けられている。

特開２００５−２６４７６２号公報特開２００１−３３９８０５号公報特開平８−１８３３５６号公報特開２００２−２８１６０７号公報特開平９−３７４１０号公報特開平９−９８５１６号公報特開２０００−２３８５５５号公報特開２０００−１９７２０８号公報

ところで、上述した特許文献１をはじめとする車両用駆動装置の制御装置において、出力軸の回転方向は、例えば第２電動機の回転速度および回転方向を検出可能なレゾルバから検出される回転方向信号に基づいて判断される。具体的には、第２電動機と機械式動力伝達部とが作動的に連動された状態すなわち動力伝達可能状態において、機械式動力伝達部の変速段が第１速ギヤ段などの前進変速段に選択されている場合は、第２電動機の回転方向と機械式動力伝達部の出力軸の回転方向とが同方向となり、機械式動力伝達部の変速段が後進変速段に選択されている場合は第２電動機の回転方向と出力軸の回転方向とが逆方向となる。これらに基づいて第２電動機の回転方向を検出することで機械式動力伝達部の出力軸の回転方向が判定される。ところが、たとえば第２電動機と機械式動力伝達部との動力伝達経路が遮断された状態すなわちニュートラル状態時においては、第２電動機と機械式動力伝達部の出力軸とが作動的に遮断されるため、出力軸の回転方向の判定が不可能となる。このように、出力軸の回転方向がわからなくなると、駆動レンジにシフトした際に必要となる駆動力が決定できなくなるため、この回転方向を判定する方法が求められている。同様に、駆動時、或いは動力伝達経路を動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態へ切り換える切換時などにおいても、精度よく出力軸の回転方向を判定する方法が求められている。

ここで、従来の出力軸上に設けられた単一の回転速度センサでは、回転速度は検出可能であるが、出力軸の回転方向までを検出することは不可能であった。従来の回転速度センサは、たとえば機械式動力伝達部の出力軸と一体的に回転する歯車の歯面のような凹凸面を有す部位に近づけて設置されており、回転速度センサと凹凸面との距離が回転によって変化することで回転速度センサ内のコイルに生じる信号電流を検出する。そして、この信号電流の変化を電圧に変換してパルスを形成し、このパルスの変化の速さを速度に換算して検出するものである。このように、パルスを形成することで回転速度を検出することができるが、回転方向までを検出することは不可能となっている。これに対して、複数の回転速度センサを設けることで回転方向を検出することもできるが、部品点数の増加によるコストアップ並びに回転速度センサ増設による駆動装置の大型化などを招く問題があった。

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、駆動力源と駆動輪との間に複数の係合要素を備え、その複数の係合要素の組合せにより駆動力源より出力される駆動力の回転速度を変更可能な機械式動力伝達部を備える車両用駆動装置に関し、特に、部品点数を追加することなく適宜前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することができる車両用駆動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）駆動力源と、その駆動力源の後段に設けられ、差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された第１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、その電気式差動部から駆動輪への動力伝達経路上に動力伝達可能に設けられ、その電気式差動部と駆動輪との間に複数の係合要素を備え、その複数の係合要素の組合せにより前記駆動力源より出力される駆動力の回転方向を変更可能な機械式動力伝達部と、前記電気式差動部の出力軸に動力伝達可能に連結された第２電動機と、前記第１電動機または前記第２電動機の回転方向を検出する回転方向検出手段とを、備える車両用駆動装置において、（ｂ）前記回転方向検出手段の検出結果に基づいて判定される前記機械式動力伝達部より前方での回転方向と前記機械式動力伝達部の係合中である所定の係合要素とに基づき、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定する回転方向判定手段を備え、（ｃ）前記回転方向判定手段は、前記電気式差動部と機械式動力伝達部との間の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態で前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定する際には、前記機械式動力伝達部の前記所定の係合要素を係合させて前記電気式差動部の出力軸と前記機械式動力伝達部とを連動状態とすると共に、前記回転方向検出手段による回転方向検出中には前記電気式差動部を動力遮断状態に制御す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の車両用駆動装置の制御装置において、前記回転方向判定手段は、前記第１電動機または第２電動機の回転速度より回転方向を検出し、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定す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の車両用駆動装置の制御装置において、前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部から前記駆動輪の間の動力伝達経路が動力伝達可能状態において、前記第１電動機または第２電動機の回転速度が、ゼロよりも大きな回転速度に設定された第１所定回転速度以上かまたはゼロよりも小さな回転速度に設定された第２所定回転速度以下である場合に、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定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ところは、請求項１または２の車両用駆動装置の制御装置において、前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部のギヤ比、前記入力軸回転速度、および前記出力側回転速度に基づいて推定される前記第１電動機の推定回転速度が、ゼロよりも大きな回転速度に設定された第１所定回転速度以上かまたはゼロよりも小さな回転速度に設定された第２所定回転速度以下である場合に、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定す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つの車両用駆動装置の制御装置において、前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部から前記駆動輪の間の動力伝達経路がニュートラル状態から動力伝達可能状態に切り換えられる切換時において、前記所定の係合要素の係合が開始された後に前記回転方向検出手段による回転方向の検出を開始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の車両用駆動装置の制御装置において、前記所定の係合要素は、前進変速段および後進変速段の両方の変速段で係合される係合要素を含むことを特徴とする。

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６のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置において、前記電気式差動部は、前記第１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つの車両用駆動装置の制御装置において、前記機械式動力伝達部は、有段式の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駆動装置の制御装置によれば、前記機械式動力伝達部の係合中である所定の係合要素と前記回転方向検出手段の検出結果とに基づき、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定する回転方向判定手段を備えるため、回転速度センサなどの部品点数を追加することなく適宜機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することができる。また、前記回転方向判定手段は、前記電気式差動部と機械式動力伝達部との間の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態で前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定する際には、前記所定の係合要素を係合させて前記電気式差動部の出力軸と前記機械式動力伝達部とを連動状態とすると共に、前記回転方向検出手段による回転方向検出中には前記電気式差動部を動力遮断状態に制御するので、ニュートラル状態において従来は判定困難な機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することができる。なお、ニュートラル状態において電気式差動部が動力遮断状態に制御されることで、機械式動力伝達部の所定の係合要素を係合させても駆動装置全体としてはニュートラル状態に維持されるため、係合要素を係合させることによる車両の走行状態の変化が阻止される。

また、請求項２にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記回転方向判定手段は、前記第１電動機または第２電動機の回転速度より回転方向を検出し前記出力軸の回転方向を判定するので、回転方向センサなどの部品点数を追加することなく機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を検出することができる。

また、請求項３にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、さらに前記電気式差動部から前記駆動輪の間の動力伝達経路が動力伝達可能状態において、前記第１電動機または第２電動機の回転速度が第１所定回転速度以上かまたは第２所定回転速度以下かにより前記出力軸の回転方向を判定するので、第１電動機または第２電動機の回転速度のふらつきによって回転方向が誤判定されることが回避される。

また、請求項４にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部のギヤ比、前記入力軸回転速度、および前記出力側回転速度に基づいて推定される前記第１電動機の推定回転速度が第１所定回転速度以上かまたは第２所定回転速度以下かにより、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定するので、第１電動機の推定回転速度のふらつきによって回転方向が誤判定されることが回避される。

また、請求項５にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記電気式差動部から前記駆動輪の間の動力伝達経路がニュートラル状態から動力伝達可能状態に切り換えられる切換時において、前記所定の係合要素の係合が開始された後に前記回転方向検出手段による回転方向の検出を開始するため、前記機械式動力伝達部の出力軸と電気式差動部とが動力伝達可能に連結された状態で出力軸の回転方向が判定される。これにより、切換時の出力軸の回転方向が正確に検出される。

また、請求項６にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記所定の係合要素に前進変速段および後進変速段の両方の変速段において係合される共通の係合要素を含むため、ニュートラル状態から第１変速段或いは後進変速段を成立させる際に係合される共通の係合要素を予め係合させることで、係合時に係合させる係合要素が少なくなり、変速作動を素早く実行することができる。

また、請求項７にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、たとえば電気的な無段変速機として機能させられる電気式差動部と有段式の自動変速機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とともに、電気式差動部の変速比を一定となるように制御した状態においては電気式差動部と有段式の自動変速機とで有段変速機と同等の状態が構成され、車両用駆動装置の総合変速が段階的に変化させられて速やかに駆動トルクを得ることもできる。

また、請求項８にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、電気式差動部と機械式動力伝達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。

ここで、好適には、前記第１所定回転速度はゼロよりも大きな回転速度に設定され、前記第２所定回転速度はゼロよりも小さな回転速度に設定される。このようにすれば、第１電動機および第２電動機の回転速度のふらつきを考慮にいれて出力軸の回転方向を判定することができる。

また、好適には、判定の閾値となる前記第１所定回転速度および第２所定回転速度は、動力伝達経路の切換時や定常時など車両の状態に応じて適宜これらの所定回転速度が変更される。このようにすれば、例えば切換時のような第１および第２電動機の回転速度のふらつきの大きいときは第１所定回転速度を大きく設定すると共に、第２所定回転速度を小さく（負の方向に大きく）設定することで回転方向の誤検出が回避される。また、定常時のように第１および第２電動機の回転速度のふらつきが小さいときは第１所定回転速度を小さく設定すると共に、第２所定回転速度を大きく（ゼロに近づける）設定しても電動機の回転方向の誤検出が回避されるため、回転方向を判定可能な範囲を幅広くすることができる。このように、第１所定回転速度および第２所定回転速度を係合時および定常時などの車両の状態に応じてそれぞれ好適に設定することができる。

また、好適には、前記差動機構は、前記駆動力源に連結された第１要素と前記第１電動機に連結された第２要素と前記伝達部材に連結された第３要素とを有する遊星歯車装置であり、前記第１要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第２要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第３要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。これにより、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つの遊星歯車装置によって簡単に構成され得る。

また、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の遊星歯車装置によって簡単に構成される。

また、好適には、前記機械式動力伝達部の変速比（ギヤ比）と前記電気式差動部の変速機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、機械式動力伝達部の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。

また、好適には、前記第２電動機の回転方向を検出する回転方向検出手段は、レゾルバ式の回転速度センサを備えるものである。このようにすれば、レゾルバは回転軸の回転角を検出し、その回転角の一定時間内の変化量に基づいて回転速度を検出ものであるため、この回転角の変化に基づいて回転方向を検出することができる。また、レゾルバはノイズに影響されにくく、温度、振動などの耐環境性にも優れているため、変速機内に設置される回転速度センサとして好適なものとなる。

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電気式差動部（以下、差動部という）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（変速部）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。

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の後段側に差動部１１が設けられている。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、差動部１１が本発明の電気式差動部に対応しており、伝達部材１８が本発明の差動機構の出力軸に対応している。

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Ｎ_ＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ_１８）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。これより、第１電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、入力軸１４の回転速度と伝達部材１８の回転速度とが制御される。

本発明の機械式動力伝達部に対応する自動変速部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。なお、本実施例の自動変速部２０が本発明の機械式動力伝達部に対応している。

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の各ギヤ段（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要素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の少なくとも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、解放側係合要素の解放と係合側係合要素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Ｎ_１８／出力軸２２の回転速度Ｎ_ＯＵＴ）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。（但し、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自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされるので、少なくとも第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を解放すればニュートラル「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要素であって、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Ｎ_１８）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Ｎ_ＩＮ／出力軸２２の回転速度Ｎ_ＯＵＴ）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Ｎ_１８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Ｎ_Ｅ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（第１サンギヤＳ１）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。ここで、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の回転速度と伝達部材１８の回転速度の差動状態が制御される。

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Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｅよりも増速された回転で伝達部材回転速度Ｎ_１８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_Ｗ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Ｐ_ＳＨ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Ｎ_Ｅ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）Ｎ_ＯＵＴに対応する車速Ｖを表す信号、自動変速部２０の作動油温Ｔ_ＯＩＬ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Ｎ_Ｍ１（以下、第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１という）および回転方向を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２（以下、第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２という）および回転方向を表す信号、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θ_ＴＨ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の油圧式摩擦係合要素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_Ｌを調圧するための信号、そのライン油圧Ｐ_Ｌ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、油圧源例えば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Ａcc或いはスロットル弁開度θ_ＴＨ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要素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Ｐ_ＳＨを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置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Ｐ_ＳＨ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の自動変速制御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Ｐ_ＳＨ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Ｐ_ＳＨ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Ｔ_ＯＵＴ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Ｔ_ＯＵＴ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要素を係合および／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要素を解放すると共に係合側係合要素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、例えば解放側係合要素を解放すると共に係合側係合要素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要素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Ｎ_ＥとエンジントルクＴ_Ｅとなるようにエンジン８を制御するとともに第１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Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｅとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）Ｔ_Ｅ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Ｔ_Ｅとエンジン回転速度Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｍ１および／または第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２を制御してエンジン回転速度Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｍ１および／または第２電動機回転速度Ｎ_Ｍ２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Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｍ２を略一定に維持しつつ第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１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Ｎ_Ｅを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度Ｎ_Ｅ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Ｎ_Ｍ２の変化とは反対方向に第１電動機回転速度Ｎ_Ｍ１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６０を駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θ_ＴＨを増加させるようにスロットル制御を実行する。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Ｔ_ＯＵＴ域すなわち低エンジントルクＴ_Ｅ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Ｎ_Ｍ１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Ｎ_Ｅ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。

ところで、本実施例の変速機構１０において、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向すなわち車両の進行方向の判定は、第２電動機Ｍ２に備えられている図７に示すレゾルバ７２から検出される第２電動機Ｍ２の回転方向信号に基づいて判定される。一般によく知られているレゾルバ７２は、機械的な角度変位を電気信号に変換するための角度検出用センサであり、この角度変位を検出することで回転方向が検出されるとともに角度変位の一定時間内の変化量を算出することで回転速度が検出される。これにより、レゾルバ７２によって検出される第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２は、回転速度の符号すなわち第２電動機Ｍ２の正転および逆転までを含んだ回転速度が検出される。これにより、出力軸２２の回転方向の判定が可能となる。

ここで、自動変速部２０の変速段が前進変速段（１ｓｔ〜４ｔｈ）に変速されている状態では、第２電動機Ｍ２の回転軸（ロータ）と自動変速部２０の出力軸２２とが連動状態となり、具体的には、第２電動機Ｍ２の回転軸（ロータ）と出力軸２２とが同方向に回転する。また、自動変速部２０の変速段が後進ギヤ段（Ｒｅｖ）に変速されている状態では、第２電動機Ｍ２の回転軸（ロータ）と自動変速部２０の出力軸２２とが連動状態となり、具体的には、第２電動機Ｍ２の回転軸（ロータ）と自動変速部２０の出力軸２２とが逆方向に回転する。上記に基づいて、第２電動機Ｍ２のロータの回転方向を検出することで出力軸２２の回転方向を判定することができる。なお、以後の第２電動機Ｍ２の回転とは、実質的に第２電動機Ｍ２のロータの回転を意味する。

ところが、差動部１１と自動変速部２０との動力伝達経路が遮断された状態すなわちニュートラル状態では、第２電動機Ｍ２と自動変速部２０の出力軸２２との連動が遮断された状態となるため、第２電動機Ｍ２の回転方向の検出では出力軸２２の回転方向の判定が不可能となる。そこで、本実施例では、後述する回転方向判定手段８６によって、ニュートラル状態であっても出力軸２２の回転方向の判定を可能としている。

シフトポジション判定手段８８は、シフトレバー５２のシフトポジションＰ_ＳＨを表す信号に基づいて現在のシフトレバー５２の位置を判断し、そのシフトレバー５２の位置が変速機構１０内の動力伝達経路が遮断される「Ｎ」ポジションであるか否かを判定する。

車速判定手段９０は、出力軸２２に設けられている図１に示す回転速度センサ７４から検出される出力軸回転速度Ｎ_ＯＵＴに基づいて算出される車速Ｖが所定速度Ｖ１以上か否かを判定する。この所定速度Ｖ１は、たとえば略零程度の低い値に設定されており、本制御の過度の実行を阻止するためのものである。なお、回転速度センサ７４は、一般に回転速度のみが検出されるものであり、回転方向の検出は不可能となっている。

回転方向検出手段９２は、前述したようなレゾルバ７２によって検出された第２電動機Ｍ２の角度変位の変化に基づいて第２電動機Ｍ２の回転方向を検出する。そして、回転方向判定手段８６は、車両の状態に応じて、自動変速部２０の係合中の係合要素と回転方向検出手段９２の検出結果に基づいて、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定する。本実施例では、動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態での自動変速部２０の出力軸２２の回転方向判定について以下に説明する。

回転方向判定手段８６は、前記シフトポジション判定手段８８によりシフトレバー５２の位置が「Ｎ」ポジションと判定されるとともに、前記車速判定手段９０により車速Ｖが所定速度Ｖ１以上と判定されると、自動変速部２０の変速段を例えば第１速ギヤ段、具体的には、本実施例の所定の係合要素に対応する第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３を係合する指令を前記有段変速制御手段８２へ出力する。これにより、第２電動機Ｍ２と自動変速部２０の出力軸２２とは連動状態となり、さらに、自動変速部２０は前進変速段である第１速ギヤ段であることから、第２電動機Ｍ２と自動変速部２０の出力軸２２とは同方向に回転される。なお、本発明の所定の係合要素は、選択されたギヤ段を成立させる際に係合される係合要素であり、例えば後進ギヤ段を成立させる際には、図２に示すように第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３が対応する。

ここで、第３ブレーキＢ３は、第１速ギヤ段および後進ギヤ段の両方の変速段で係合される共通の係合要素であり、ニュートラル時において、予め第３ブレーキＢ３を係合させると、「Ｎ」ポジションから第１速ギヤ段或いは後進ギヤ段の係合要素を係合させる際には、第１速ギヤ段の係合要素である第１クラッチＣ１或いは後進ギヤ段の係合要素である第２クラッチＣ２のみを係合させるだけでよい。さらに、第３ブレーキＢ３と並列に第４リングギヤＲ４の一方向の回転を規制するワンウェイクラッチが設けられていると、第１速ギヤ段を成立させる場合、ワンウェイクラッチによって第４リングギヤＲ４の回転が停止されるため、第３ブレーキＢ３の係合を省略することができる。

また、シフトレバー５２の位置が「Ｎ」ポジションとされることに関連して、モータ走行の場合には、第２電動機Ｍ２のトルク（駆動力）を零にし、一方、エンジン走行の場合には、第１電動機Ｍ１の反力トルクおよび第２電動機Ｍ２の駆動力を零にする指令を前記ハイブリッド制御手段８４へ出力する。このような状態にすることで、差動部１１が動力遮断状態に制御され、第２電動機Ｍ２は自由回転可能状態（空転状態）となる。

これらの制御が実行されると、第２電動機Ｍ２は、出力軸２２の回転すなわち出力軸２２と連動する駆動輪３４の回転に基づいて回転させられる。言い換えれば、自動変速部２０の出力軸２２側から回転が入力され、第２電動機Ｍ２がその回転によって連動される回転軸となる。そして、この状態で回転方向検出手段９２によって自動変速部２０の前方に位置する第２電動機Ｍ２の回転方向を検出し、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定する。具体的には、第１速ギヤ段を成立させる係合要素（第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３）を係合させた場合、第２電動機Ｍ２の回転方向が正転方向（前進方向）と検出されると、出力軸２２の回転方向が正転方向（前進方向）と判定される。一方、第２電動機Ｍ２の回転方向が逆転方向（後進方向）と検出されると、出力軸２２の回転方向が逆転方向と判定される。

また、後進ギヤ段を成立させる係合要素（第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３）を係合させた場合、第２電動機Ｍ２の回転方向が正転方向と検出されると、出力軸２２の回転方向が逆転方向と判定される。一方、第２電動機Ｍ２の回転方向が逆転方向と検出されると、出力軸２２の回転方向が正転方向と判定される。

図１０は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち出力軸２２の回転方向を判定するための制御作動を説明するフローチャートであり、たとえば数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。なお、本フローチャートにおいては、係合時において、第１速ギヤ段を成立させるため、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３が係合されるものとする。

図１０において、先ず、前記シフトポジション判定手段８８に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１１において、シフトレバー５２のシフトポジションＰ_ＳＨを表す信号に基づいて現在のシフトレバー５２の位置が判断され、そのシフトレバー５２の位置が第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のいずれもが係合されない「Ｎ」ポジションであるか否かが判定される。なお、シフトレバー５２のシフトポジションＰ_ＳＨが「Ｎ」ポジションに位置される間は、差動部１１がトルク伝達不能なトルク伝達経路解放状態となる。

Ｓ１１が否定される場合は、Ｓ１８において変速制御等の他の制御が実行され、本ルーチンは終了させられる。

Ｓ１１が肯定される場合は、前記車速判定手段９０に対応するＳ１２において、現在の車速Ｖが所定速度Ｖ１以上か否かが判定される。Ｓ１２の判定が否定される場合は、Ｓ１７において、図８に示す変速線図に従って自動変速部２０の通常の自動変速が実行され、本ルーチンは終了させられる。

Ｓ１２の判定が肯定される場合はＳ１３に進み、自動変速部２０において第１速ギヤ段「１ｓｔ」を形成、すなわち第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３を係合させる。そして回転方向検出手段９２に対応するＳ１４において、第２電動機Ｍ２が正転回転（前進回転）か否かを判定する。Ｓ１４が肯定される場合、Ｓ１５において自動変速部２０の出力軸２２の回転方向が正転方向（前進回転方向）と判定され、本ルーチンは終了させられる。一方、Ｓ１４が否定される場合は、Ｓ１６において自動変速機２０の出力軸２２の回転方向が逆転方向（後進回転方向）と判定され、本ルーチンは終了させられる。なお、Ｓ１１乃至Ｓ１６が本発明の要部でもある回転方向判定手段８６に対応している。

上述のように、本実施例によれば、自動変速部２０の係合中である所定の係合要素と回転方向検出手段９２との検出結果に基づき自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定する回転方向判定手段８６を備えるため、回転速度センサなどの部品点数を追加することなく自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を適宜判定することができる。

また、本実施例によれば、回転方向判定手段８６は、第２電動機Ｍ２の回転速度より回転方向を検出し出力軸２２の回転方向を判定するので、回転速度センサなどの部品点数を追加することなく自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を検出することができる。

また、本実施例によれば、差動部１１と自動変速部２０との間の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態時において、所定の係合要素を係合させると共に、回転方向検出中には差動部１１を動力遮断状態に制御するため、ニュートラル状態において通常は検出不可能な自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定することができる。また、ニュートラル状態において差動部１１が動力遮断状態に制御されることで、自動変速部２０の所定の係合要素を係合させても変速機構１０全体としてはニュートラル状態に維持されるため、係合要素を係合させることによる車両の走行状態の変化が阻止される。

また、本実施例によれば、所定の係合要素に第１速ギヤ段および後進ギヤ段の両方の変速段において係合される共通の係合要素（Ｂ３）を含むため、ニュートラル状態から前進ギヤ段或いは後進ギヤ段を成立させる際に係合される共通の摩擦係合要素（Ｂ３）を予め係合させることで、係合時に係合させる係合要素が少なくなり、変速作動を素早く実行することができる。

また、本実施例によれば、電気式差動部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、電気式差動部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、たとえば電気的な無段変速機として機能させられる電気式差動部１１と有段式の自動変速部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とともに、電気式差動部１１の変速比を一定となるように制御した状態においては電気式差動部１１と有段式の自動変速部２０とで有段変速機と同等の状態が構成され、車両用駆動装置の総合変速が段階的に変化させられて速やかに駆動トルクを得ることもできる。

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説明を省略する。

回転方向判定手段８６は、動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態への切換時、所謂Ｎ→Ｄシフト時においても適用可能であり自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定することができる。回転方向判定手段８６は、切換時においては、係合される係合要素の係合が開始された後に、回転方向検出手段９２による回転方向の検出を開始する。図１１は、Ｎ→Ｄシフト時の回転方向判定手段８６による回転方向を判定する制御作動を説明するフローチャートである。また、図１２は、Ｎ→Ｄシフト時において係合される所定の係合要素の係合圧と第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２の状態を示すタイムチャートの一例である。なお、図１２は、Ｎ→Ｄシフト時において、第１速ギヤ段が成立させられて第１クラッチＣ１が係合される状態を示している。

図１１のフローチャートについて説明すると、先ず、Ｓ２０において、シフト操作装置５０のシフトレバー位置が「Ｎ」レンジから「Ｄ」レンジまたは「Ｒ」レンジへシフト操作されたか否かが判定される。Ｓ２０が否定されると、Ｓ３３においてその他の制御が実行される。

Ｓ２０が肯定されるとＳ２１において、前進ギヤ段選択時に係合される第１クラッチＣ１が係合されたか否かが判定される。Ｓ２１が肯定されると、Ｓ２３において第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が第２所定回転速度として設定された例えば−６５０ｒｐｍよりも小さいか否かが判定される。Ｓ２３が肯定されると、第２電動機Ｍ２が逆転されると共に、前進ギヤ段選択時に係合される第１クラッチＣ１が係合されていることから、Ｓ２７において自動変速部２０の出力軸２２が逆転回転させられている車両後進状態と判定される。

また、Ｓ２３が否定されると、Ｓ２４において第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が第１所定回転速度として設定された例えば６５０ｒｐｍよりも大きいか否かが判定される。Ｓ２４が肯定されると、第２電動機Ｍ２が正転されると共に、Ｓ２１により前進ギヤ段の係合要素である第１クラッチＣ１が係合されていることから、Ｓ２８において自動変速部２０の出力軸２２が正転回転させられている車両前進状態と判定される。

また、Ｓ２４が否定されると第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が−６５０ｒｐｍから６５０ｒｐｍの間の回転速度となる。このような第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２がゼロ回転近傍にある状態では、第２電動機Ｍ２のふらつきによって回転速度が変動しているとも考えられるため、Ｓ２９において回転方向不定と判定される。なお、前記第１所定回転速度および第２所定回転速度の値は、予め実験的に求められており、第２電動機Ｍ２のふらつきを考慮した値に設定される。特にＮ→Ｄシフト時の係合直後は第２電動機Ｍ２のふらつきが大きいので、第１所定回転速度を比較的大きな値に設定すると共に、第２所定回転速度を比較的小さな値に設定することで、第２電動機Ｍ２のふらつきによる回転方向の誤検出を回避させている。

なお、第２電動機Ｍ２による出力軸２２の回転方向判定において、閾値として機能する第１所定回転速度および第２所定回転速度は、例えば第１クラッチＣ１などの係合装置の係合中と非係合中（定常時）とでその値を変更することができる。例えば係合中であれば、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２のふらつきが大きいため、第１所定回転速度を大きくすると共に、第２所定回転速度を小さく（負の方向に大きく）設定することで、第２電動機Ｍ２の回転方向の誤検出が回避される。一方、非係合時（定常時）であれば、第２電動機Ｍ２のふらつきも比較的小さいため、第１所定回転速度および第２所定回転速度をゼロ付近に設定する。

Ｓ２１に戻り、Ｓ２１が否定されると、Ｓ２２において後進ギヤ段選択時に係合される第２クラッチＣ２が係合されているか否かが判定される。Ｓ２２が肯定されると、Ｓ２５において第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が第２所定回転速度である−６５０ｒｐｍよりも小さいか否かが判定される。Ｓ２５が肯定されると、第２電動機Ｍ２が逆転されると共に、後進ギヤ段選択時に係合される第２クラッチＣ２が係合されていることから、Ｓ３０において自動変速部２０の出力軸２２が正転回転させられている車両前進状態と判定される。

また、Ｓ２５が否定されると、Ｓ２６において第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が第１所定回転速度である６５０ｒｐｍよりも大きいか否かが判定される。Ｓ２６が肯定されると、第２電動機Ｍ２が正転されると共に、後進ギヤ段選択時に係合される第２クラッチＣ２が係合されていることから、Ｓ３１において自動変速部２０の出力軸２２が逆転回転させられている車両後進状態と判定される。

また、Ｓ２６が否定されると、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が−６５０ｒｐｍから６５０ｒｐｍの間の回転速度となる。このとき、第２電動機Ｍ２のふらつきによって回転速度Ｎ_Ｍ２が変動しているとも考えられるため、Ｓ３２において回転方向不定と判定される。言い換えれば、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が第１所定回転速度である６５０ｒｐｍ以上かまたは第２所定回転速度である−６５０ｒｐｍ以下かによって自動変速部２０の出力軸２２の回転方向が判定される。

また、Ｓ２２が否定されると、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合されていないため、何らかの故障などにより差動部１１から駆動輪３４への動力伝達経路が遮断されている、すなわち第２電動機Ｍ２と駆動輪３４とが動力伝達遮断状態となっていることからＳ３２において、回転方向不定と判定される。

次に、Ｎ→Ｄシフト時の制御作動の一例を、図１２のタイムチャートを用いて説明する。Ｔ１時点において、シフト操作装置５０によって「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションに切り換えられる（図１１のＳ２０に対応）と、第１クラッチＣ１の係合圧が急激に立ち上げられた（クイックアプライ）後、スイープ制御によってＴ２時点において第１クラッチＣ１の係合が完了（Ｓ２１に対応）する。そして、このＴ２時点において、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２および回転方向が検出される。図１２のタイムチャートにおいては、Ｔ２時点において、第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２が−６５０ｒｐｍを下回っており（Ｓ２３に対応）、車両が後方に進んでいるものと判定される（Ｓ２７に対応）。

上述のように、本実施例によれば、動力伝達経路がニュートラル状態から動力伝達可能状態に切り換えられる切換時において、所定の係合要素の係合が開始された後に出力軸２２の回転方向を判定するため、自動変速部２０の出力軸２２と差動部１１とが動力伝達可能に連結された状態で出力軸２２の回転方向が判定される。これにより、切換時の出力軸２２の回転方向が正確に検出される。

また、本実施例によれば、第２電動機Ｍ２の回転速度が第１所定回転速度以上かまたは第２所定回転速度以下かにより出力軸２２の回転方向を判定するので、第２電動機Ｍ２の回転速度のふらつきによって誤検出されることが回避される。

回転方向判定手段８６は、たとえば「Ｄ」ポジション（駆動ポジション）時などの動力伝達可能状態時においても実施することができる。図１３は、例えば「Ｄ」ポジション時の係合されている所定の係合要素の係合圧と第２電動機Ｍ２の回転速度Ｎ_Ｍ２の状態を示すタイムチャートの一例である。なお、本実施例においても、所定の係合要素として前進ギヤ段選択時に係合される第１クラッチＣ１が係合されている状態を一例にして説明する。

シフト操作装置５０によって「Ｄ」ポジションが選択されているため、第１クラッチＣ１には、常時十分な係合圧が供給されている。このとき回転方向判定手段８６は、例えば所定の時間間隔で図１４に示すフローチャートに従って回転方向を判定する。図１４のフローチャートは、前述した図１１のフローチャートと略同様の制御となっているので、相違点についてのみ説明する。

Ｓ４０においては、シフトポジション判定手段８８によって現在の走行ポジションが「Ｄ」ポジション或いは「Ｒ」ポジションに位置されているか否かが判定される。Ｓ４０が否定されると、Ｓ５３において、その他の制御が実行される。また、Ｓ４０が肯定されるとＳ４１に進み、図１１と同様のフローチャートに従って回転方向が判定される。

ここで、本実施例においては、図１４に示すように、第１所定回転速度が２００ｒｐｍに設定されていると共に、第２所定回転速度が−２００ｒｐｍに設定されている（Ｓ４３乃至Ｓ４６に記載）。

このように「Ｄ」または「Ｒ」ポジション時においては、第２電動機Ｍ２のふらつきを考慮した回転方向が不定とされる回転速度範囲（−２００ｒｐｍ〜２００ｒｐｍ）が小さく設定されている。「Ｄ」ポジション或いは「Ｒ」ポジションなどの駆動ポジションに選択されている間は、自動変速部２０の係合状態が変化しない定常状態となっており、このときは第２電動機Ｍ２のふらつきも小さくなる。これにより、回転速度範囲が小さく設定されても回転方向の判定が可能となる。

なお、図１３においては、例えば車両が登坂道路を走行中であって、その道路の勾配によって車両が後退させられる状態を示している。図１３に示すように第２電動機Ｍ２が逆転させられて、回転速度Ｎ_Ｍ２が−２００ｒｐｍを下回ると、車両の後進状態と判定される。

上述のように、本実施例によれば、「Ｄ」ポジションなどの駆動ポジション選択時においても回転方向判定手段８６を実行することで自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を検出することができる。また、駆動ポジション時においては、自動変速部２０の係合状態が変化しない定常状態であるため第２電動機Ｍ２のふらつきが小さくなるので、第１所定回転速度を小さく設定すると共に、第２所定回転速度を大きく設定することができる。これにより、回転方向が検出可能な回転速度範囲を大きくすることができる。

また、回転方向検出手段９２は、第２電動機Ｍ２に換えて第１電動機Ｍ１に設けられているレゾルバによる第１電動機Ｍ１の推定回転速度の検出結果に基づいて自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定することができる。なお、第１電動機Ｍ１のレゾルバによって検出される推定回転速度は、回転速度の符号、すなわち正転および逆転までを含んだ回転速度が検出される。これにより、出力軸２２の回転方向の判定が可能となる。

図１５は、差動部１１の各回転要素の回転速度の相対関係を示す共線図であり、図３に対応するものである。なお、図１５は、一例としてＮ→Ｒシフト時の状態を示しており、実線がシフト前すなわち「Ｎ」ポジション（ニュートラル状態）での回転状態を示しており、破線がシフト後すなわち「Ｒ」ポジションに切り換えられたときの回転状態を示している。

ここで、第１電動機Ｍ１の回転速度Ｎ_Ｍ１および回転方向は、伝達部材１８の回転速度Ｎ_１８、差動部１１のギヤ比ρ（＝０．４１８）、並びにエンジン８の回転速度Ｎ_Ｅに基づいて推定（算出）される。例えば、破線で示すシフト後において、伝達部材１８が−６５０ｒｐｍで回転させられ、エンジン８が３５０ｒｐｍ程度で回転させられていると、第１電動機Ｍ１の推定回転速度Ｎ_Ｍ１は約２３００ｒｐｍ程度となる。このように、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を、エンジン８の回転速度Ｎ_Ｅおよび第１電動機Ｍ１の推定回転速度に基づいて判定することができる。

ここで、本実施例においても、第１電動機Ｍ１の推定回転速度が、第１所定回転速度以上かまたは第２所定回転速度以下かにより、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定することができる。なお、本実施例の第１所定回転速度および第２所定回転速度は、実験或いは理論的に好適な値に設定される。

上述のように、本実施例によれば、回転方向判定手段８６は、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を第１電動機Ｍ１の推定回転速度の検出結果に基づいて判定するすることができる。また、回転方向判定手段８６は、第１電動機Ｍ１の推定回転速度が第１所定回転速度以上かまたは第２所定回転速度以下かにより、自動変速部２０の出力軸２２の回転方向を判定するので、第１電動機Ｍ１の推定回転速度のふらつきによって回転方向が誤判定されることが回避される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の各実施例では、それぞれの車両の状態に応じて回転方向判定手段８６の制御作動について説明を行ったが、これらの各実施例を適宜組み合わせて実行しても構わない。

また、本実施例の第１所定回転速度および第２所定回転速度の具体的な数値は、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の性能、或いは車両の構成によっても変更されるものであるため、自由に変更することができる。

また、前述の実施例では、ニュートラル状態時、Ｎ→Ｄシフト時、および駆動時における自動変速部２０の出力軸２２の回転方向の検出について説明を行ったが、例えば走行中の変速時などにおいてもＮ→Ｄシフト時と同様の制御によって回転方向を判定することができる。

また、前述の実施例では、第２電動機Ｍ２と自動変速部２０の出力軸２２とを連動状態とするために、所定の係合要素として第１速ギヤ段を形成させる係合要素を係合させていたが、特に第１速ギヤ段に限定されず、第２速ギヤ段などの前進ギヤ段或いは後進ギヤ段を形成させる摩擦係合要素の係合であっても出力軸２２の回転方向を判定することができる。但し、後進ギヤ段においては、第２電動機Ｍ２および出力軸２２の回転方向が逆方向となる。

また、前述の実施例では、回転方向検出手段９２としてレゾルバ７２が用いられているが、レゾルバ７２の替わりにたとえば磁気式エンコーダなど第２電動機Ｍ２の回転方向を検出するものであれば他の装置を用いて検出するものであっても構わない。

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要素は、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、機械式係合要素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お動力分配機構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、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Ｐ_ＳＨ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Ｐ_ＳＨ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Ｐ_ＳＨ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Ｐ_ＳＨ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。駆動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４の電子制御装置の制御作動すなわちニュートラル状態において自動変速部の出力軸の回転方向を判定する為の制御作動を説明するフローチャートである。図４の電子制御装置の制御作動すなわちニュートラル状態において自動変速部の出力軸の回転方向を判定する為の制御作動を説明する他のフローチャートである。Ｎ→Ｄシフト時において係合される所定の係合要素の係合圧と第２電動機の回転速度の状態を示すタイムチャートの一例である。「Ｄ」ポジション時に係合されている所定の係合要素の係合圧と第２電動機の回転速度の状態を示すタイムチャートの一例である。図４の電子制御装置の制御作動すなわちニュートラル状態において自動変速部の出力軸の回転方向を判定する為の制御作動を説明する他のフローチャートである。差動部の各回転要素の回転速度の相対関係を示す共線図であり、図３に対応するものである。

符号の説明

８：エンジン１０：変速機構（車両用駆動装置）１１：差動部（電気式差動部）１８：伝達部材（出力軸）２０：自動変速部（変速部）２２：出力軸３４：駆動輪８６：回転方向判定手段９２：回転方向検出手段Ｍ１：第１電動機Ｍ２：第２電動機Ｃ１：第１クラッチ（所定の係合要素）Ｂ３：第３ブレーキ（所定の係合要素）

Claims

駆動力源と、該駆動力源の後段に設けられ、差動機構の回転要素に動力伝達可能に連結された第１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、該電気式差動部から駆動輪への動力伝達経路上に動力伝達可能に設けられ、該電気式差動部と駆動輪との間に複数の係合要素を備え、該複数の係合要素の組合せにより前記駆動力源より出力される駆動力の回転方向を変更可能な機械式動力伝達部と、前記電気式差動部の出力軸に動力伝達可能に連結された第２電動機と、前記第１電動機または前記第２電動機の回転方向を検出する回転方向検出手段とを、備える車両用駆動装置であって、
前記回転方向検出手段の検出結果に基づいて判定される前記機械式動力伝達部より前方での回転方向と前記機械式動力伝達部の係合中である所定の係合要素とに基づき、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定する回転方向判定手段を備え、
前記回転方向判定手段は、前記電気式差動部と機械式動力伝達部との間の動力伝達経路が遮断されるニュートラル状態で前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定する際には、前記機械式動力伝達部の前記所定の係合要素を係合させて前記電気式差動部の出力軸と前記機械式動力伝達部とを連動状態とすると共に、前記回転方向検出手段による回転方向検出中には前記電気式差動部を動力遮断状態に制御することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
前記回転方向判定手段は、前記第１電動機または第２電動機の回転速度より回転方向を検出し、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することを特徴とする請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部から前記駆動輪の間の動力伝達経路が動力伝達可能状態において、前記第１電動機または第２電動機の回転速度が、ゼロよりも大きな回転速度に設定された第１所定回転速度以上かまたはゼロよりも小さな回転速度に設定された第２所定回転速度以下である場合に、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することを特徴とする請求項１または２の車両用駆動装置の制御装置。
前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部のギヤ比、前記入力軸回転速度、および前記出力側回転速度に基づいて推定される前記第１電動機の推定回転速度が、ゼロよりも大きな回転速度に設定された第１所定回転速度以上かまたはゼロよりも小さな回転速度に設定された第２所定回転速度以下である場合に、前記機械式動力伝達部の出力軸の回転方向を判定することを特徴とする請求項１または２の車両用駆動装置の制御装置。
前記回転方向判定手段は、さらに前記電気式差動部から前記駆動輪の間の動力伝達経路がニュートラル状態から動力伝達可能状態に切り換えられる切換時において、前記所定の係合要素の係合が開始された後に前記回転方向検出手段による回転方向の検出を開始することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。
前記所定の係合要素は、前進変速段および後進変速段の両方の変速段で係合される係合要素を含むことを特徴とする請求項５の車両用駆動装置の制御装置。
前記電気式差動部は、前記第１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乃至６のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。
前記機械式動力伝達部は、有段式の自動変速機であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。