JP5307604B2 - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関し、特に、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用されるものに係わる。

近年、動力源として内燃機関と電動機（電動モータ、電動発電機）とを備えた所謂ハイブリッド車両が開発されてきている（例えば、特許文献１を参照）。ハイブリッド車両では、電動機が、内燃機関と協働又は単独で、車両を駆動する駆動トルクを発生する動力源として、或いは、内燃機関を始動するための動力源として使用される。加えて、電動機が、車両を制動する回生トルクを発生する発電機として、或いは、車両のバッテリに供給・貯留される電気エネルギを発生する発電機として使用される。このように電動機を使用することで、車両全体としての総合的なエネルギ効率（燃費）を良くすることができる。

ハイブリッド車両では、通常、内燃機関の出力軸のトルクに基づく変速機の出力軸に伝達されるトルク（内燃機関側出力トルク）と電動機の出力軸のトルクに基づく変速機の出力軸に伝達されるトルク（電動機側出力トルク）との和が、車両の運転者による加速操作部材の操作に基づく駆動トルク（要求駆動トルク）に一致するように、内燃機関の出力軸のトルクと電動機の出力軸のトルクとが制御される。

特開２０００−２２４７１０号公報

ところで、ハイブリッド車両では、電動機の出力軸と変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される接続状態（以下、「ＩＮ接続状態」と称呼する。）が採用される場合と、電動機の出力軸と変速機の出力軸（従って、駆動輪）との間で変速機を介することなく動力伝達系統が形成される接続状態（以下、「ＯＵＴ接続状態」と称呼する。）が採用される場合と、がある。

ＩＮ接続状態では、変速機の変速段を変更することで、車両速度に対する電動機の出力軸の回転速度を変更することができる。従って、変速機の変速段を調整することで、電動機の出力軸の回転速度をエネルギ変換効率（より具体的には、駆動トルク、回生トルク等の発生効率）が良好となる範囲内に維持し易いというメリットがある。

一方、ＯＵＴ接続状態では、動力伝達系統が複雑な機構を有する変速機を介さないことから、動力の伝達損失を小さくできるというメリットがある。また、変速機（特に、トルクコンバータを備えない形式の変速機）では、通常、変速作動中（変速段を切り替える作動中）において、変速機の入力軸から出力軸への動力の伝達が一時的に遮断される場合が多い。この結果、車両前後方向の加速度の急激な変化（所謂変速ショック）が発生し易い。このような変速作動中においても、ＯＵＴ接続状態では、電動機の駆動トルクを変速機の出力軸（従って、駆動輪）へ連続して出力し続けることができ、変速ショックを低減できるというメリットもある。

以上のことに鑑み、本出願人は、特願２００７−２７１５５６号において、電動機の出力軸の接続状態（以下、単に「電動機接続状態」とも称呼する。）をＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態とに切り替え可能な切替機構について既に提案している。この切替機構では、電動機の出力軸と変速機の入力軸との間も電動機の出力軸と変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない接続状態（以下、「非接続状態」と称呼する。）も選択され得る。

しかしながら、この切替機構を利用して電動機接続状態の切り替え作動が行われる場合にて、この切り替え作動に関連して内燃機関の出力軸のトルクと電動機の出力軸のトルクとが調整される期間（切り替え調整期間）において、内燃機関の出力軸のトルク及び電動機の出力軸のトルクをどのように調整するかについては未だ提案されていなかった。

本発明の目的は、動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、電動機接続状態の切り替えに係わる切り替え調整期間において、内燃機関の出力軸のトルク及び電動機の出力軸のトルクを適切に調整し得るものを提供することにある。

本発明による車両の動力伝達制御装置は、変速機と、切替機構と、要求駆動トルク取得手段と、判定手段と、制御手段とを備える。

前記変速機は、前記内燃機関の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、前記車両の駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸とを備えている。変速機は、変速機の出力軸の回転速度に対する変速機の入力軸の回転速度の割合（変速機減速比）を調整可能に構成されている。前記変速機は、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であっても、前記変速機減速比として減速比を連続的に（無段階に）調整可能な無段変速機であってもよい。

また、前記変速機は、トルクコンバータを備えるとともに車両の走行状態に応じて変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂オートマチックトランスミッション（ＡＴ））であっても、トルクコンバータを備えない多段変速機（所謂マニュアルトランスミッション（ＭＴ））であってもよい。ＭＴの場合、運転者によるシフトレバーの操作力により直接的に変速作動が実行される形式であっても、運転者により操作されるシフトレバーの位置を示す信号に基づいてアクチュエータの駆動力により変速作動が実行される形式であっても、運転者によるシフトレバー操作によらず車両の走行状態に応じてアクチュエータの駆動力により変速作動が自動的に実行され得る形式（所謂、オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション）であってもよい。

前記切替機構は、前記電動機接続状態を、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される入力側接続状態（ＩＮ接続状態）と、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成される出力側接続状態（ＯＵＴ接続状態）と、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間も前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない非接続状態とのうちで２以上の状態に切り替え可能に構成される。即ち、前記切替機構として、ＩＮ接続状態及び非接続状態のみに切替可能なもの、ＯＵＴ接続状態及び非接続状態のみに切替可能なもの、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態のみに切替可能なもの、ＩＮ接続状態、ＯＵＴ接続状態、及び非接続状態の何れにも切り替え可能なものが挙げられる。

ＩＮ接続状態では、通常、前記変速機の入力軸の回転速度に対する前記電動機の出力軸の回転速度の割合（以下、「第１減速比」と称呼する。）が一定（例えば、１）に固定される。以下、ＩＮ接続状態における「第１減速比」と「変速機減速比」との積を「ＩＮ接続減速比」と称呼する。「ＩＮ接続減速比」は、変速機の変速作動による「変速機減速比」の変化に合わせて変化する。一方、ＯＵＴ接続状態では、通常、前記変速機の出力軸の回転速度に対する前記電動機の出力軸の回転速度の割合が一定（例えば、１よりも大きい値、２速に相当する変速機減速比の近傍の値など）に固定される。以下、この割合を「ＯＵＴ接続減速比」と称呼する。「ＯＵＴ接続減速比」は、「変速機減速比」が変化しても一定に維持される。なお、通常、前記変速機の入力軸の回転速度に対する前記内燃機関の出力軸の回転速度の割合（以下、「第２減速比」と称呼する。）は一定（例えば、１）とされる。

要求駆動トルク取得手段は、前記車両の運転者による加速操作部材の操作に基づいて、前記運転者が要求する駆動トルクである要求駆動トルクを取得する。この要求駆動トルクは、例えば、変速機の出力軸についてのトルクである。

判定手段は、前記電動機接続状態の切り替え条件が成立したか否かを判定する。切り替え条件が成立したか否かの判定は、例えば、前記車両の速度に相関する値及び前記要求駆動トルクに相関する値と、電動機接続状態と、の関係を規定する予め定められたマップ、テーブル等に基づいてなされ得る。また、電動機の出力軸の回転速度が所定値を超えたこと、或いは、電動機の出力軸のトルク又は内燃機関の出力軸のトルクが所定値を超えたこと等に基づいてなされ得る。なお、前記車両の速度に相関する値としては、前記車両の速度そのもの、前記変速機の入力軸の回転速度、前記内燃機関の出力軸の回転速度、及び前記電動機の出力軸の回転速度等が挙げられる。前記要求駆動トルクに相関する値としては、前記加速操作部材の操作量、及び前記内燃機関の吸気通路に配設されたスロットル弁の開度等が挙げられる。

制御手段は、少なくとも前記要求駆動トルクに基づいて、前記内燃機関の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルク（内燃機関側出力トルク）と前記電動機の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルク（電動機側出力トルク）との和が前記要求駆動トルクに一致するように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを制御するとともに、前記切り替え条件が成立したことに基づいて前記切替機構を制御する。

具体的には、内燃機関側出力トルクは、内燃機関の出力軸のトルクに「第２減速比」と「変速機減速比」とを乗じた値である。電動機側出力トルクは、ＩＮ接続状態では、電動機の出力軸のトルクに「ＩＮ接続減速比」を乗じた値であり、ＯＵＴ接続状態では、電動機の出力軸のトルクに「ＯＵＴ接続減速比」を乗じた値である。

本発明による動力伝達制御装置の特徴は、前記制御手段が、前記切り替え条件が成立したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態の切り替え作動に関連して前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとが調整される期間（切り替え調整期間）に亘って前記内燃機関側出力トルクと前記電動機側出力トルクとの和が前記要求駆動トルクに一致するように且つ前記切り替え調整期間において前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移する期間が含まれるように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するとともに、前記切り替え調整期間において前記切り替え作動が行われるように前記切替機構を制御するよう構成されたことにある。

ここにおいて、切り替え作動とは、前記切替機構内において電動機接続状態を切り替えるために移動する移動部材（例えば、スリーブ等）が移動することを意味する。従って、切り替え作動の開始は、移動部材の移動の開始に対応し、切り替え作動の終了は、移動部材の移動の終了に対応する。

上記構成によれば、切り替え調整期間において「電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移する期間」が含まれるように内燃機関の出力軸のトルクと電動機の出力軸のトルクとが調整される。従って、例えば、切り替え作動が「電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移する期間」内において開始・終了するように切替機構を制御することで、切替機構内の上記移動部材の移動がスムーズに行われ得る。

加えて、切り替え調整期間に亘って、内燃機関側出力トルクと電動機側出力トルクとの和が要求駆動トルクに一致するように内燃機関の出力軸のトルクと電動機の出力軸のトルクとが調整される。従って、切り替え作動に伴って発生し得る車両前後方向の加速度の急激な変化（切り替え作動に伴うショック）の発生が抑制され得る。

以下、特に、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態の一方の状態において、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態の一方の状態から他方の状態への切り替え条件が成立した場合について説明する。この場合、具体的には、前記制御手段では、その切り替え条件が成立したことに基づいて、前記切り替え調整期間が、前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値に向けて減少しつつ前記内燃機関の出力軸のトルクが増大する第１期間と、前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移するとともに前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに一致する第２期間と、前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値から増大しつつ前記内燃機関の出力軸のトルクが減少する第３期間とから構成されるように、前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとが調整され得る。加えて、前記制御手段では、前記切り替え作動が前記第１期間から前記第２期間への切り替え時点又はこの時点の近傍の時点にて開始し前記第２期間から前記第３期間への切り替え時点又はこの時点の近傍の時点にて終了するように前記切替機構が制御され得る。

また、前記制御手段は、前記第２期間の終了時点（又はその近傍の時点）において、前記電動機の出力軸の回転速度を前記切替作動後の接続状態に対応する値に一致させるため、前記第２期間において前記電動機の出力軸の回転速度を調整するように構成される。

また、上記のように、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態の一方の状態から他方の状態への切り替え条件が成立した場合において、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ないと判定された場合、前記制御手段は、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ると判定された場合に比して、前記第１期間において、前記電動機の出力軸のトルクの減少勾配が前記第１期間の開始から前記第１期間の途中の所定時点までの間は小さく且つ前記所定時点から前記第１期間の終了までの間は大きくなるように、且つ、前記内燃機関の出力軸のトルクの増加勾配が前記第１期間に亘って小さくなるように、前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するように構成されることが好適である。なお、「前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ない」とは、現在の走行状態における前記内燃機関側出力トルクの調整可能範囲の最大値が前記要求駆動トルク未満となることを意味する。この場合、前記切り替え調整期間では、前記内燃機関側出力トルクは、前記内燃機関側出力トルクの調整可能範囲の最大値に調整される。

切り替え調整期間において内燃機関側出力トルクが要求駆動トルクに達し得ない場合、電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値とされる第２期間を含む期間（具体的には、第１期間の開始又は途中から第３期間の途中又は終了までの期間）に亘って、変速機の出力軸のトルクの総和が要求駆動トルクに達しない状態（即ち、トルクが不足する状態）が発生し得る。この場合において、上記構成によれば、トルクが不足する期間の始期を極力遅くする（従って、トルクが不足する期間を極力短くする）ことができる（図７を参照。詳細は、後述する。）。

同様に、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ないと判定された場合、前記制御手段は、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ると判定された場合に比して、前記第３期間において、前記電動機の出力軸のトルクの増加勾配が前記第３期間の開始から前記第３期間の途中の所定時点までの間は大きく且つ前記所定時点から前記第３期間の終了までの間は小さくなるように、且つ、前記内燃機関の出力軸のトルクの減少勾配が前記第３期間に亘って小さくなるように、前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するように構成されることが好適である。

これによれば、トルクが不足する期間の終期を極力早くする（従って、トルクが不足する期間を極力短くする）ことができる（図７を参照。詳細は、後述する。）。

また、前記制御手段は、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記内燃機関の所定の特性を最良とする最良特性トルクと一致する状態において前記内燃機関側出力トルクと前記電動機側出力トルクとの和を前記要求駆動トルクと一致させるために必要な前記電動機の出力軸のトルクである要求電動機トルクが前記電動機の発生可能範囲内となる第１の状態において、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記最良特性トルクと一致するように且つ前記電動機の出力軸のトルクが前記要求電動機トルクと一致するように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを制御するとともに、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記最良特性トルクと一致する状態において前記要求電動機トルクが前記電動機の発生可能範囲外となる第２の状態において、前記電動機の出力軸のトルクが前記電動機の発生可能範囲の最大値と一致するように且つ前記内燃機関の出力軸のトルクが前記内燃機関側出力トルクと前記電動機側出力トルクとの和を前記要求駆動トルクと一致させるために必要なトルクと一致するように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを制御するように構成され得る。

これにより、第１の状態では、内燃機関の出力軸のトルクが「最良特性トルク」に設定されることで、内燃機関の所定の特性を最良とすることができる。例えば、「所定の特性」が燃料消費率の場合、燃料消費率を最小とすることができる。また、第２の状態においても、電動機の出力軸のトルクを最大とすることで内燃機関の出力軸のトルクが「最良特性トルク」に極力近い値に設定され得る。この結果、内燃機関の所定の特性を極力良くすることができる。例えば、「所定の特性」が燃料消費率の場合、燃料消費率を極力小さくすることができる。

このように、内燃機関の所定の特性を考慮して内燃機関の出力軸のトルクと電動機の出力軸のトルクとが制御される場合、前記判定手段は、前記電動機の出力軸の接続状態がＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態における一方の状態にある場合であって且つ前記第２の状態において、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態における前記一方の状態よりも他方の状態の方が、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記最良特性トルクに近い場合、前記入力側接続状態及び前記出力側接続状態における前記一方の状態から前記他方の状態への切り替え条件が成立したと判定するように構成されることが好適である。

これによれば、電動機接続状態をＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態における一方の状態（現在の状態）から他方の状態に切り替えることで内燃機関の出力軸のトルクが「最良特性トルク」により近づく場合、ＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態における一方の状態（現在の状態）から他方の状態への切り替え条件が成立する。従って、この切り替え条件の成立に基づいて、電動機接続状態がＩＮ接続状態及びＯＵＴ接続状態における一方の状態から他方の状態に切り替えられる。この結果、内燃機関の出力軸のトルクを「最良特性トルク」により一層近づけることができる。

以上、本発明に係る動力伝達制御装置は、上述したオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション）に適用されることが好適である。この場合、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間に、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統を遮断・接続するクラッチ機構が備えられ、前記変速機は、トルクコンバータを備えておらず、且つ、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であり、前記制御手段は、前記車両の運転状態（例えば、車両速度及び要求駆動トルク）に応じて、前記クラッチ機構の遮断・接続、及び前記変速機の変速段を制御するように構成される。

本発明の実施形態に係る車両の動力伝達制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図１に示した切替機構において切り替え可能な３状態を示した図である。 ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態への切り替え作動がなされた場合における、Ｅ／Ｇ及びＭ／Ｇの制御状態の変化を示したタイムチャートである。 ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態への切り替え作動がなされた場合における、Ｅ／Ｇ及びＭ／Ｇの制御状態の変化を示したタイムチャートである。 ニュートラル状態からＩＮ接続状態への切り替え作動がなされた場合における、Ｅ／Ｇ及びＭ／Ｇの制御状態の変化を示したタイムチャートである。 ＯＵＴ接続状態からニュートラル状態への切り替え作動がなされた場合における、Ｅ／Ｇ及びＭ／Ｇの制御状態の変化を示したタイムチャートである。 切り替え調整期間においてＥ／Ｇ側出力トルクが要求駆動トルクに達し得ない場合における図３に対応するタイムチャートである。 車速及び要求駆動トルクと、切替機構において選択される接続状態との関係を規定するマップの一例を示したグラフである。 Ｍ／Ｇにおける、回転速度と、発生し得る最大トルク及びエネルギ変換効率との関係を示したグラフである。 Ｅ／Ｇの燃焼消費率を考慮してＥ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが制御される場合において、要求駆動トルクＴｒが最小消費率トルクＴｃよりも大きく、且つ、Ｍ／Ｇ側最大トルクＴｍａｘが「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも大きい場合における、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側出力トルクＴｍの配分を説明するための図である。 Ｅ／Ｇの燃焼消費率を考慮してＥ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが制御される場合において、要求駆動トルクＴｒが最小消費率トルクＴｃよりも小さく、且つ、Ｍ／Ｇ側最大トルクＴｍａｘが「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも大きい場合における、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ及びＭ／Ｇ側出力トルクＴｍの配分を説明するための図である。 Ｍ／Ｇ側最大トルクＴｍａｘが「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも小さい場合における図１０に対応する図である。 Ｍ／Ｇ側最大トルクＴｍａｘが「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも小さい場合における図１１に対応する図である。

以下、本発明による車両の動力伝達制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、動力源として内燃機関とモータジェネレータとを備え、且つ、トルクコンバータを備えない多段変速機を使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッションを備えた車両に適用されている。

この車両は、エンジン（Ｅ／Ｇ）１０と、変速機（Ｔ／Ｍ）２０と、クラッチ（Ｃ／Ｔ）３０と、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）４０と、切替機構５０とを備えている。Ｅ／Ｇ１０は、周知の内燃機関の１つであり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１は、Ｃ／Ｔ３０を介してＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２と接続されている。

Ｔ／Ｍ２０は、前進用の複数（例えば、５つ）の変速段、後進用の１つの変速段、及びニュートラル段を有するトルクコンバータを備えない周知の多段変速機の１つである。以下、前進用の変速段及び後進用の変速段を「走行用変速段」と称呼する。走行用変速段では、Ｔ／Ｍ２０の入出力軸Ａ２，Ａ３の間で動力伝達系統が形成される。ニュートラル段では、Ｔ／Ｍ２０の入出力軸Ａ２，Ａ３の間で動力伝達系統が形成されない。走行用変速段において、Ｔ／Ｍ２０は、出力軸Ａ３の回転速度に対する入力軸Ａ２の回転速度の割合である変速機減速比Ｇｔｍを複数の段階の何れかに任意に設定可能となっている。Ｔ／Ｍ２０では、変速段の切り替えは、Ｔ／Ｍアクチュエータ２１を制御することでのみ実行される。

Ｃ／Ｔ３０は、周知の構成の１つを備えていて、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１とＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２との間の動力伝達系統を遮断・接続（完全接続・半接続）可能となっている。この車両では、クラッチペダルは設けられていない。Ｃ／Ｔ３０の状態は、Ｃ／Ｔアクチュエータ３１のみにより制御されるようになっている。Ｃ／Ｔ３０が完全接続状態となっている場合において、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１とＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とは同じ回転速度で回転する。即ち、Ｃ／Ｔ３０が完全接続状態となっている場合において、上述の「第２減速比」は「１」である。

Ｍ／Ｇ４０は、周知の構成（例えば、交流同期モータ）の１つを有していて、例えば、ロータ（図示せず）が出力軸Ａ４と一体回転するようになっている。Ｍ／Ｇ４０は、動力源としても発電機としても機能する。

切替機構５０は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の接続状態を切り替える機構である。切替機構５０は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４と一体回転する連結ピース５１と、ギヤｇ１と一体回転する連結ピース５２と、ギヤｇ３と一体回転する連結ピース５３と、スリーブ５４と、切替アクチュエータ５５とを備える。ギヤｇ１は、Ｔ／Ｍ２０の入力軸Ａ２と一体回転するギヤｇ２と常時歯合し、ギヤｇ３は、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３と一体回転するギヤｇ４と常時歯合している。

スリーブ５４は、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の軸線方向に同軸的に移動可能に配設されていて、切替アクチュエータ５５によりその軸線方向の位置が制御されるようになっている。スリーブ５４は、連結ピース５１，５２，５３とスプライン嵌合可能となっている。

スリーブ５４が図２（ａ）に示すＩＮ接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１，５２とスプライン嵌合する。これにより、ギヤｇ１，ｇ２を介してＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間で動力伝達系統が形成される。この状態を「ＩＮ接続状態」と呼ぶ。

ＩＮ接続状態において、Ｔ／Ｍ２０の入力軸Ａ２の回転速度に対するＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度の割合を「第１減速比Ｇ１」と呼び、第１減速比Ｇ１と変速機減速比Ｇｔｍとの積（Ｇ１・Ｇｔｍ）を「ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ」と呼ぶ。本例では、Ｇ１＝（ｇ２の歯数）／（ｇ１の歯数）であるから、Ｇｉｎ＝（ｇ２の歯数）／（ｇ１の歯数）・Ｇｔｍとなる。即ち、Ｇｉｎは、Ｔ／Ｍ２０の変速段の変化に応じて変化する。

また、スリーブ５４が図２（ｂ）に示すＯＵＴ接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１，５３とスプライン嵌合する。これにより、ギヤｇ３、ｇ４を介してＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でＴ／Ｍ２０を介することなく動力伝達系統が形成される。この状態を「ＯＵＴ接続状態」と呼ぶ。

ＯＵＴ接続状態において、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３の回転速度に対するＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度の割合を「ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔ」と呼ぶ。本例では、Ｇｏｕｔは、（ｇ４の歯数）／（ｇ３の歯数）で一定となる。即ち、Ｇｏｕｔは、Ｔ／Ｍ２０の変速段の変化に応じて変化しない。

また、スリーブ５４が図２（ｃ）に示す非接続位置に制御される場合、スリーブ５４は、連結ピース５１のみとスプライン嵌合する。これにより、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でもＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２とＭ／Ｇ４０の出力軸Ａ４との間でも動力伝達系統が形成されない。この状態を「ニュートラル状態」と呼ぶ。

以上、切替機構５０では、切替アクチュエータ５５を制御する（従って、スリーブ５４の位置を制御する）ことで、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の接続状態（以下、「Ｍ／Ｇ接続状態」とも称呼する。）を、「ＩＮ接続状態」、「ＯＵＴ接続状態」、「ニュートラル状態」の何れかに選択的に切り替え可能となっている。

Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３は、作動機構Ｄ／Ｆと連結されていて、作動機構Ｄ／Ｆは、左右一対の駆動輪と連結されている。なお、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３と作動機構Ｄ／Ｆとの間に、所謂最終減速機構が介装されていてもよい。

また、本装置は、駆動輪の車輪速度を検出する車輪速度センサ６１と、アクセルペダルＡＰの操作量を検出するアクセル開度センサ６２と、シフトレバーＳＦの位置を検出するシフト位置センサ６３を備えている。

更に、本装置は、電子制御ユニットＥＣＵ７０を備えている。ＥＣＵ７０は、上述のセンサ６１〜６３からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータ２１，３１，５５を制御することで、Ｔ／Ｍ２０の変速段、Ｃ／Ｔ３０の状態、及び切替機構５０の状態を制御する。加えて、ＥＣＵ７０は、Ｅ／Ｇ１０、及びＭ／Ｇ４０のそれぞれの出力（駆動トルク）を制御するようになっている。

Ｔ／Ｍ２０の変速段は、車輪速度センサ６１から得られる車速Ｖと、アクセル開度センサ６２から得られる運転者によるアクセルペダルＡＰの操作量に基づいて算出される要求駆動トルクＴｒ（Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３についてのトルク）と、シフト位置センサ６３から得られるシフトレバーＳＦの位置に基づいて制御される。シフトレバーＳＦの位置が「手動モード」に対応する位置にある場合、Ｔ／Ｍ２０の変速段が、シフトレバーＳＦの操作により運転者により選択された変速段に原則的に設定される。一方、シフトレバーＳＦの位置が「自動モード」に対応する位置にある場合、Ｔ／Ｍ２０の変速段が、車速Ｖと要求駆動トルクＴｒとの組み合わせに基づいて、シフトレバーＳＦが操作されることなく自動的に制御される。

Ｃ／Ｔ３０は、通常、完全接続状態に維持され、Ｔ／Ｍ２０のシフトアップ・シフトダウンの作動中、及び、シフトレバーＳＦの位置が「ニュートラル」位置にある場合等において一時的に接続状態から遮断状態へと切り換えられる。また、Ｃ／Ｔ３０は、半接続状態において、伝達し得るトルクの最大値（以下、「クラッチトルク」とも称呼する。）を調整可能となっている。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクそのものよりもクラッチトルクの方がより緻密に調整され得る。従って、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクがクラッチトルクよりも大きい状態を維持しつつクラッチトルクを制御することで、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクに基づくＴ／Ｍ２０の入力軸Ａ２に伝達されるトルクをより緻密に調整できる。

Ｍ／Ｇ４０は、Ｅ／Ｇ１０と協働又は単独で、車両を駆動する駆動トルクを発生する動力源として、或いは、Ｅ／Ｇ１０を始動するための動力源として使用される。また、Ｍ／Ｇ４０は、車両を制動する回生トルクを発生する発電機として、或いは、車両のバッテリ（図示せず）に供給・貯留される電気エネルギを発生する発電機としても使用される。

以下、Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１のトルクを「Ｅ／Ｇトルク」と、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４のトルクを「Ｍ／Ｇトルク」と称呼する。Ｅ／Ｇ１０の出力軸Ａ１の回転速度を「Ｅ／Ｇ回転速度」と、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４の回転速度を「Ｍ／Ｇ回転速度」と称呼する。また、Ｅ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達されるトルクを「Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ」と称呼し、Ｍ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達されるトルクを「Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍ」と称呼する。Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅは、（Ｃ／Ｔ３０が完全接続状態にある場合において）Ｅ／Ｇトルクに変速機減速比Ｇｔｍを乗じた値である。Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍは、ＩＮ接続状態では、Ｍ／ＧトルクにＩＮ接続減速比Ｇｉｎを乗じた値であり、ＯＵＴ接続状態では、Ｍ／ＧトルクにＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔを乗じた値である。Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍは、Ｍ／Ｇトルクの調整により調整され得、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅは、Ｅ／Ｇトルク、或いはクラッチトルクの調整により調整され得る。

本装置では、通常、周知の手法の１つに従って、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍの和が要求駆動トルクＴｒと一致するように、Ｅ／ＧトルクとＭ／Ｇトルクとの配分が調整される。

切替機構５０では、切り替え条件が成立したことに基づいて、スリーブ５４が移動することで、Ｍ／Ｇ接続状態が切り替えられる。以下、このスリーブ５４の移動を「切り替え作動」と称呼する。切り替え作動の開始は、スリーブ５４の移動の開始に対応し、切り替え作動の終了は、スリーブ５４の移動の終了に対応する。切り替え条件が成立したか否かは、例えば、車速Ｖと要求駆動トルクＴｒとの組み合わせに基づいて判定され得る。

（切替機構５０の切り替え作動に関連するＥ／Ｇ１０及びＭ／Ｇ４０の制御）
以下、車両が走行している場合において、切替機構５０の切り替え作動がなされる場合における本装置の作動について、図３を参照しながら説明する。図３は、時刻ｔ１以前において切替機構５０がＯＵＴ接続状態に維持されていて、時刻ｔ１（或いは、その直前）にて「ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態」への切り替え条件が成立した場合についての一例を示す。

図３に示す例では、時刻ｔ１（或いは、その直前）にて、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが要求駆動トルクＴｒに達し得ると判定されているものとする。また、Ｔ／Ｍ２０の変速段が一定であり、この結果、ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ＞ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが成立しているものとする。図３において、Ｔｓは、合計トルク（＝Ｔｅ＋Ｔｍ）であり、Ｎｅ、及びＮｍはそれぞれ、Ｅ／Ｇ回転速度、及びＭ／Ｇ回転速度である。

時刻ｔ１以前（即ち、ＯＵＴ接続状態）では、合計トルクＴｓが要求駆動トルクＴｒと等しい値に維持された状態で、車両の走行状態に基づいてＥ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍとの配分が調整されている。

時刻ｔ１（或いは、その直前）にて、「ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態」への切り替え条件が成立すると、ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態への切り替え作動に関連してＥ／ＧトルクとＭ／Ｇトルクが調整される期間（以下、「切り替え調整期間」と称呼する。）が設けられる。図３に示す例では、切り替え調整期間は、時刻ｔ１〜ｔ６に対応する。切り替え調整期間は、第１期間（時刻ｔ１〜ｔ２）、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）、及び、第３期間（時刻ｔ５〜ｔ６）から構成される。

第１期間では、ＯＵＴ接続状態において、ＴｓがＴｒと等しい値に維持された状態で、Ｔｍが時刻ｔ１での値からゼロまで所定の第１減少勾配（＞０）をもって減少しつつＴｅが時刻ｔ１での値からＴｒまで所定の第１増加勾配（＞０）をもって増大するように、Ｍ／Ｇトルクが減少させられＥ／Ｇトルクが増大させられる。

第２期間では、Ｍ／Ｇトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移しつつＴｅがＴｒに維持されるように、Ｍ／Ｇトルク及びＥ／Ｇトルクが調整される。この結果、ＴｓがＴｒと等しい値に維持される。なお、「ゼロ近傍の値」とは、後述するように、第２期間において（Ｍ／Ｇ接続状態がニュートラル状態にある場合において）Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４を空回りさせながらＭ／Ｇ回転速度を調整する際に発生する微小トルクであり、車両の加速・減速に寄与しないトルクである。

また、第２期間では、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍを、切り替え作動終了後のＭ／Ｇ接続状態（即ち、ＩＮ接続状態）における車速に対応する値（以下、「切替後車速対応回転速度」と呼ぶ。）に一致させるため、Ｍ／Ｇ４０の出力軸Ａ４を空回りさせながら、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが調整される。Ｎｍが切替後車速対応速度と一致する時点が第２期間の終了時点となる。この例では、上述のように、ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ＞ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが成立していることから、「ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態」への切り替えにより、同一車速に対応するＭ／Ｇ回転速度が増大する。従って、第２期間では、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが、ＯＵＴ接続状態に対応する値（時刻ｔ２での値）からＩＮ接続状態に対応する値（時刻ｔ５での値）まで増大させられる。

また、この例では、第２期間の開始時点（時刻ｔ２）にて切り替え作動が開始し、第２期間の終了時点（時刻ｔ５）にて切り替え作動が終了している。具体的には、時刻ｔ２〜ｔ３にて、スリーブ５４がＯＵＴ接続位置（図２（ｂ）を参照）から非接続位置（図２（ｃ）を参照）まで移動することでＯＵＴ接続状態からニュートラル状態に切り替えられ、時刻ｔ３〜ｔ４にて、スリーブ５４が非接続位置に維持されることでニュートラル状態が維持され、時刻ｔ４〜ｔ５にて、スリーブ５４が非接続位置（図２（ｃ）を参照）からＩＮ接続位置（図２（ａ）を参照）まで移動することでニュートラル状態からＩＮ接続状態に切り替えられる。

第３期間では、ＩＮ接続状態において、ＴｓがＴｒと等しい値に維持された状態で、Ｔｍがゼロ又はゼロ近傍の値から時刻ｔ６での値まで所定の第３増加勾配（＞０）をもって増大しつつＴｅがＴｒから時刻ｔ６での値まで所定の第３減少勾配（＞０）をもって減少するように、Ｍ／Ｇトルクが増大させられＥ／Ｇトルクが減少させられる。

時刻ｔ６以降（即ち、ＩＮ接続状態）では、合計トルクＴｓが要求駆動トルクＴｒと等しい値に維持された状態で、車両の走行状態に基づいてＥ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍとの配分が再び調整される。

以上、図３を参照しながら、「ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態」への切り替え作動がなされる場合について説明した。図３に示す例では、ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ＞ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが成立しているが、ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ＜ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが成立していてもよい。この場合、「ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態」への切り替えにより、同一車速に対応するＭ／Ｇ回転速度が減少する。従って、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）において、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが減少させられる。

図４は、「ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態」への切り替え作動がなされる場合であって、且つ、ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ＜ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが成立している場合の一例を示す。この例でも、図３と同様、切り替え調整期間は、時刻ｔ１〜ｔ６に対応する。また、切り替え調整期間は、第１期間（時刻ｔ１〜ｔ２）、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）、及び、第３期間（時刻ｔ５〜ｔ６）から構成される。図４に示す例における作動は図３に示す例と同様であるから、その作動についての詳細な説明を省略する。

図４に示す例では、「ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態」への切り替えにより、同一車速に対応するＭ／Ｇ回転速度が増加することから、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）において、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが増大させられる。一方、ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ＞ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔが成立していてもよい。この場合、「ＩＮ接続状態からＯＵＴ接続状態」への切り替えにより、同一車速に対応するＭ／Ｇ回転速度が減少する。従って、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）において、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが減少させられる。

図５は、「ニュートラル状態からＩＮ接続状態」への切り替え作動がなされる場合の一例を示す。この場合、切り替え調整期間は、時刻ｔ２〜ｔ６に対応する。即ち、図３に示す第１期間が存在せず、切り替え調整期間は、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）、及び、第３期間（時刻ｔ５〜ｔ６）から構成される。図５に示す例における作動も、第１期間が存在しないことを除いて図３に示す例と同様であるから、その作動についての詳細な説明を省略する。図５に示す例では、「ニュートラル状態からＩＮ接続状態」への切り替え作動がなされているが、「ニュートラル状態からＯＵＴ接続状態」への切り替え作動がなされる場合の作動も、図５に示す例と同様である。

図６は、「ＯＵＴ接続状態からニュートラル状態」への切り替え作動がなされる場合の一例を示す。この場合、切り替え調整期間は、時刻ｔ１〜ｔ５に対応する。即ち、図３に示す第３期間が存在せず、切り替え調整期間は、第１期間（時刻ｔ１〜ｔ２）、及び、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）から構成される。図６に示す例における作動も、第３期間が存在しないことを除いて図３に示す例と同様であるから、その作動についての詳細な説明を省略する。図６に示す例では、「ＯＵＴ接続状態からニュートラル状態」への切り替え作動がなされているが、「ＩＮ接続状態からニュートラル状態」への切り替え作動がなされる場合の作動も、図６に示す例と同様である。

以下、本装置による作用・効果について説明する。本装置では、Ｍ／Ｇ接続状態の切り替え条件が成立すると、切り替え調整期間（例えば、図３では、時刻ｔ１〜ｔ６）が設けられる。切り替え調整期間では、「Ｍ／Ｇトルクがゼロで推移する期間」（図３では、時刻ｔ２〜ｔ５）が含まれるようにＥ／ＧトルクとＭ／Ｇトルクとが調整される。従って、例えば、図３に示すように、切り替え作動が「Ｍ／Ｇトルクがゼロで推移する期間」内において開始・終了するように切替機構５０が制御されることで、切替機構５０内のスリーブ５４の移動がスムーズに行われ得る。

加えて、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが要求駆動トルクＴｒに達し得る状態にある場合では、切り替え調整期間に亘って、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅとＭ／Ｇ側出力トルクＴｍとの和（＝合計トルクＴｓ）が要求駆動トルクＴｒに一致するようにＥ／ＧトルクとＭ／Ｇトルクとが調整される。従って、切り替え作動に伴って発生し得る車両前後方向の加速度の急激な変化（切り替え作動に伴うショック）の発生が抑制され得る。

以上、図３〜図６を参照しながら、Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅが要求駆動トルクＴｒに達し得る状態にある場合について説明した。一方、図７を参照しながら、切り替え調整期間の開始前にてＴｅがＴｒに達し得ない場合と予め判定されている場合について説明する。
図７では、図３と同様、「ＯＵＴ接続状態からＩＮ接続状態」への切り替え作動がなされる場合の一例が示されている。図７において、ＴｅがＴｒに達し得る状態にある場合おける切り替え調整期間内におけるＴｅ及びＴｍの推移（即ち、図３にて示したＴｅ及びＴｍの推移）は細い実線で示されている。図７に示すように、ＴｅがＴｒに達し得ない場合、第２期間（時刻ｔ２〜ｔ５）において、Ｔｅは、Ｔｅの調整可能範囲の最大値に維持される。

切り替え調整期間（時刻ｔ１〜ｔ６）の開始前にてＴｅがＴｒに達し得ないと予め判定されている場合、図７に示すように、第１期間（時刻ｔ１〜ｔ２）では、第１期間の開始から第１期間の途中の所定時点までの間（時刻ｔ１〜ｔ７）は、ＴｅがＴｒに達し得る場合の上記第１減少勾配（細い実線を参照）に比してＴｍの減少勾配（＞０）が小さく、且つ、その所定時点から第１期間の終了までの間（時刻ｔ７〜ｔ２）は、上記第１減少勾配に比してＴｍの減少勾配（＞０）が大きくなるように、Ｍ／Ｇトルクが調整されることが好ましい（太い一点鎖線を参照）。また、第１期間（時刻ｔ１〜ｔ２）では、ＴｅがＴｒに達し得る場合の上記第１増加勾配（細い実線を参照）に比してＴｅの増加勾配が第１期間に亘って小さくなるように、Ｅ／Ｇトルクが調整される（太い破線を参照）。ここで、Ｔｅの増加勾配が上記第１増加勾配よりも小さいのは、ＴｅがＴｒに達し得ないことで第１期間の終了時点（時刻ｔ２）でのＴｅがＴｒよりも小さくなることに起因する。

この結果、切り替え調整期間（時刻ｔ１〜ｔ６）において、時刻ｔ７から合計トルクＴｓが要求駆動トルクＴｒに達しない状態（以下、「トルク不足状態」と称呼する。）が開始する。これに対し、第１期間に亘ってＴｅの増加勾配が上記第１増加勾配よりも小さい状態を維持する一方で（太い破線を参照）、第１期間に亘ってＴｍの減少勾配を上記第１減少勾配（細い実験を参照）に設定すると、時刻ｔ１からトルク不足状態が直ちに開始する。以上より、第１期間において、図７に示すようにＴｅ及びＴｍを調整することで、第１期間に亘ってＴｍの減少勾配が上記第１減少勾配（細い実験を参照）に設定される場合に比して、トルク不足状態の開始時期を遅らすことができる。従って、トルク不足状態の継続時間を短くすることができる。

また、切り替え調整期間（時刻ｔ１〜ｔ６）の開始前にてＴｅがＴｒに達し得ないと予め判定されている場合、図７に示すように、第３期間（時刻ｔ５〜ｔ６）では、第３期間の開始から第３期間の途中の所定時点までの間（時刻ｔ５〜ｔ８）は、ＴｅがＴｒに達し得る場合の上記第３増加勾配（細い実線を参照）に比してＴｍの増加勾配が大きく、且つ、その所定時点から第３期間の終了までの間（時刻ｔ８〜ｔ６）は、上記第３増加勾配に比してＴｍの増加勾配が小さくなるように、Ｍ／Ｇトルクが調整されることが好ましい（太い一点鎖線を参照）。また、第３期間（時刻ｔ５〜ｔ６）では、ＴｅがＴｒに達し得る場合の上記第３減少勾配（細い実線を参照）に比してＴｅの減少勾配（＞０）が第３期間に亘って小さくなるように、Ｅ／Ｇトルクが調整される（太い破線を参照）。ここで、Ｔｅの減少勾配が上記第３減少勾配よりも小さいのは、ＴｅがＴｒに達し得ないことで第３期間の開始時点（時刻ｔ５）でのＴｅがＴｒよりも小さくなることに起因する。

この結果、切り替え調整期間（時刻ｔ１〜ｔ６）において、時刻ｔ８にてトルク不足状態が終了する。これに対し、第３期間に亘ってＴｅの減少勾配が上記第３減少勾配よりも小さい状態を維持する一方で（太い破線を参照）、第３期間に亘ってＴｍの増加勾配を上記第３増加勾配（細い実験を参照）に設定すると、時刻ｔ６までトルク不足状態が継続する。以上より、第３期間において、図７に示すようにＴｅ及びＴｍを調整することで、第３期間に亘ってＴｍの増加勾配が上記第３増加勾配（細い実験を参照）に設定される場合に比して、トルク不足状態の終了時期を早くすることができる。従って、トルク不足状態の継続時間を短くすることができる。

次に、切り替え作動におけるスリーブ５４の移動開始タイミングについて付言する。ここで、スリーブ５４の移動開始タイミングとは、図３における時刻ｔ２のように、ＩＮ又はＯＵＴ接続位置から非接続位置への移動開始タイミング（以下、「係合解除開始タイミング」と呼ぶ。）、並びに、図３における時刻ｔ４のように、非接続位置からＩＮ又はＯＵＴ接続位置への移動開始タイミング（以下、「係合開始タイミング」と呼ぶ。）を指す。

図３及び図４では、係合解除開始タイミングは、第１期間の終了時点、即ち、Ｍ／Ｇトルクがゼロに達した時点（時刻ｔ２）に設定されているが、第１期間の途中に設定されても、第２期間の途中に設定されてもよい。係合解除開始タイミングが第１期間の途中に設定される場合、スリーブ５４のＩＮ又はＯＵＴ接続位置から非接続位置への移動が終了するタイミング（図３及び図４では、時刻ｔ３）が第１期間の終了時点（時刻ｔ２）に一致するように係合解除開始タイミングが設定され得る。

図３及び図４では、スリーブ５４の非接続位置からＩＮ又はＯＵＴ接続位置への移動が終了するタイミングが、第３期間の開始時点、即ち、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが前記「切替え後車速対応回転速度」に一致する時点（時刻ｔ５）に一致するように、係合開始タイミングが第２期間の途中（時刻ｔ４）に設定されている。係合開始タイミングは、第３期間の開始時点に設定されても、第３期間の途中に設定されてもよい。また、車両が加速中の場合、係合開始タイミングが、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが「切替え後車速対応回転速度」よりも大きい状態にある時期に設定され得る。車両が減速中の場合、係合開始タイミングが、Ｍ／Ｇ回転速度Ｎｍが「切替え後車速対応回転速度」よりも小さい状態にある時期に設定され得る。

次に、Ｍ／Ｇ接続状態の切り替え条件について付言する。上述したように、切り替え条件が成立したか否かは、例えば、車速Ｖと要求駆動トルクＴｒとの組み合わせに基づいて判定され得る。この場合、例えば、図８に示すマップを利用してＭ／Ｇ接続状態の選択がなされる。

図８に示すマップが使用される場合、車両が発進して車速Ｖがゼロから増大していく過程において、先ず、「ＩＮ接続状態」にて車両が発進する。車速Ｖが境界線Ｌ１を増大しながら通過したとき、「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」に切り替えられる。車速Ｖが境界線Ｌ２を増大しながら通過したとき、「ＯＵＴ接続状態」から「ＩＮ接続状態」に切り替えられる。要求駆動トルクＴが境界線Ｌ４よりも大きい場合において車速Ｖが増大しながら境界線Ｌ３を通過したとき「ＩＮ接続状態」から「ニュートラル状態」に切り替えられる。また、車速Ｖが境界線Ｌ３よりも大きい場合において要求駆動トルクＴが増大しながら境界線Ｌ４を通過したとき、「ＩＮ接続状態」から「ニュートラル状態」に切り替えられる。

一方、車速Ｖが減少していく過程において、車速Ｖが境界線Ｌ３’を減少しながら通過したとき、「ニュートラル状態」から「ＩＮ接続状態」に切り替えられる。車速Ｖが境界線Ｌ２’を減少しながら通過したとき、「ＩＮ接続状態」から「ＯＵＴ接続状態」に切り替えられる。車速Ｖが境界線Ｌ１’を減少しながら通過したとき、「ＯＵＴ接続状態」から「ＩＮ接続状態」に切り替えられる。また、車速Ｖが境界線Ｌ３よりも大きい場合において要求駆動トルクＴが減少しながら境界線Ｌ４’を通過したとき、「ニュートラル状態」から「ＩＮ接続状態」に切り替えられる。

境界線Ｌ１（Ｌ１’），Ｌ２（Ｌ２’），Ｌ３（Ｌ３’），及びＬ４（Ｌ４’）の設定についての詳細等、図８に示すマップの詳細については、特願２００９−５７４６５号に詳細に記載されている。

また、Ｍ／Ｇ４０が発生し得る最大トルク及びエネルギ変換効率（トルクの発生効率）を考慮してＭ／Ｇ接続状態の切り替えが行われてもよい。即ち、図９に示すように、Ｍ／Ｇ４０では、発生し得る最大トルク（Ｍ／Ｇ最大トルク）は、Ｍ／Ｇ回転速度が或る値以下では一定（最大）であり、或る値を超えると、Ｍ／Ｇ回転速度の増大に応じて小さくなる。そして、Ｍ／Ｇ回転速度が許容回転速度を超えると、Ｍ／Ｇ４０はトルクを発生しなくなる。また、エネルギ変換効率は、Ｍ／Ｇ回転速度が或る値で最大となり得、Ｍ／Ｇ回転速度がその値から離れるに従って小さくなっていく。

ここで、「ＩＮ接続状態」における現在の車速に対応するＭ／Ｇ回転速度に対応するＭ／Ｇ最大トルク（図９を参照）に「ＩＮ接続減速比Ｇｉｎ」を乗じた値を「ＩＮ接続Ｍ／Ｇ側最大トルク」と定義し、「ＯＵＴ接続状態」における現在の車速に対応するＭ／Ｇ回転速度に対応するＭ／Ｇ最大トルク（図９を参照）に「ＯＵＴ接続減速比Ｇｏｕｔ」を乗じた値を「ＯＵＴ接続Ｍ／Ｇ側最大トルク」と定義することにする。ここで、「ＩＮ接続Ｍ／Ｇ側最大トルク」及び「ＯＵＴ接続Ｍ／Ｇ側最大トルク」はそれぞれ、ＩＮ及びＯＵＴ接続状態における、Ｍ／Ｇトルクに基づくＴ／Ｍ２０の出力軸Ａ３に伝達され得る最大トルク（以下、「Ｍ／Ｇ側最大トルク」と呼ぶ。）を意味する。

ＩＮ接続状態とＯＵＴ接続状態との間の切り替えは、図９に示す「Ｍ／Ｇ回転速度と、Ｍ／Ｇ最大トルク及びエネルギ変換効率との関係」、並びに、「ＩＮ接続Ｍ／Ｇ側最大トルク」と「ＯＵＴ接続Ｍ／Ｇ側最大トルク」との大小関係を考慮して、例えば、「Ｍ／Ｇ側最大トルク」がより大きい接続状態、或いは、Ｍ／Ｇ４０のエネルギ効率がより大きい接続状態が選択されるように、実行されてもよい。

また、Ｅ／Ｇ１０の燃料消費率を考慮してＭ／Ｇ接続状態の切り替えが行われてもよい。即ち、図１０において曲線Ｍにて示すように、Ｅ／Ｇ１０には、Ｅ／Ｇ回転速度に対する、燃料消費率を最小とするトルクの特性が存在する。図１０に示すトルク（縦軸）は、Ｔ／Ｍ２０の出力軸Ａ３についてのトルクを表す。即ち、図１０に示す曲線Ｍに対応するトルク（以下、「最小消費率トルクＴｃ」と呼ぶ。）は、Ｅ／Ｇトルクに変速機減速比Ｇｔｍを乗じた値（即ち、上記Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ）に相当する。

以下、合計トルクＴｓ（＝Ｅ／Ｇ側出力トルクＴｅ＋Ｍ／Ｇ側出力トルクＴｍ）が要求駆動トルクＴｒに一致するように、且つ、ＴｅがＴｃに極力近づくように、Ｅ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが調整される場合を考える。なお、現在のＭ／Ｇ接続状態（即ち、ＩＮ及びＯＵＴ接続状態のうちの一方の接続状態）を「Ａ接続状態」と呼び、ＩＮ及びＯＵＴ接続状態のうちの他方の接続状態を「Ｂ接続状態」と呼び、Ａ接続状態における「Ｍ／Ｇ側最大トルク」をＴｍａｘと呼び、Ｂ接続状態における「Ｍ／Ｇ側最大トルク」をＴｍａｘ’と呼ぶ。

この場合、具体的には、図１０に示すように、Ｔｒ＞Ｔｃの場合において、Ｔｍａｘ（駆動トルク）が「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも大きい場合（前記「第１の状態」に対応）、ＴｅがＴｃと一致するように、且つＴｍが「Ｔｒ−Ｔｃ」と一致するように、Ｅ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが調整される。一方、図１１に示すように、Ｔｒ＜Ｔｃの場合において、｜Ｔｍａｘ｜（発電・回生トルク）が｜Ｔｒ−Ｔｃ｜よりも大きい場合（前記「第１の状態」に対応）、ＴｅがＴｃと一致するように、且つＴｍ（＜０）が「Ｔｒ−Ｔｃ」と一致するように、Ｅ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが調整される。これにより、ＴｅをＴｃに一致させることができ、Ａ接続状態（＝現在のＭ／Ｇ接続状態）について、Ｅ／Ｇ１０の燃料消費率を最小とすることができる。

一方、図１２に示すように、Ｔｒ＞Ｔｃの場合において、Ｔｍａｘ（駆動トルク）が「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも小さい場合（前記「第２の状態」に対応）、Ｔｅが「Ｔｒ−Ｔｍａｘ」と一致するように、且つＴｍがＴｍａｘと一致するように、Ｅ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが調整される。一方、図１３に示すように、Ｔｒ＜Ｔｃの場合において、｜Ｔｍａｘ｜（発電・回生トルク）が｜Ｔｒ−Ｔｃ｜よりも小さい場合（前記「第２の状態」に対応）、Ｔｅが「Ｔｒ−Ｔｍａｘ」と一致するように（Ｔｍａｘ＜０）、且つＴｍ（＜０）がＴｍａｘと一致するように、Ｅ／Ｇトルク及びＭ／Ｇトルクが調整される。これにより、Ｔｍを最大のＴｍａｘとすることで、ＴｅをＴｃに極力近づけることができる。この結果、Ａ接続状態（＝現在のＭ／Ｇ接続状態）について、Ｅ／Ｇ１０の燃焼消費率を極力小さくすることができる。

ここで、図１２、図１３に示すように、Ｔｍａｘが「Ｔｒ−Ｔｃ」よりも小さい場合（前記「第２の状態」に対応）において、ＴｍａｘよりもＴｍａｘ’が大きい場合、Ｍ／Ｇ接続状態をＡ接続状態（即ち、現在のＭ／Ｇ接続状態）からＢ接続状態に切り替えることで、ＴｅをＴｃにより一層近づけることができる。従って、この場合、Ｍ／Ｇ接続状態をＡ接続状態からＢ接続状態に切り替えることが好ましい。これにより、ＴｅをＴｃにより一層近づけることができ、この結果、Ｅ／Ｇ１０の燃焼消費率をより一層小さくすることができる。

なお、図１０〜図１３では、曲線Ｍにより示される特性として、Ｅ／Ｇ回転速度に対する、燃料消費率を最小とするトルクの特性が採用されているが、Ｅ／Ｇ回転速度に対する、その他の特性を最良とするトルクの特性が採用されてもよい。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、変速機としてトルクコンバータを備えない多段変速機を使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッションが使用されているが、変速機として、トルクコンバータを備えるとともに車両の走行状態に応じて変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂オートマチックトランスミッション（ＡＴ））が使用されてもよい。この場合、Ｃ／Ｔ３０が省略される。

また、変速機として、トルクコンバータを備えない多段変速機であって、運転者によるシフトレバーの操作力に基づくリンク機構の動作により（アクチュエータを用いることなく）直接的に変速作動が実行される形式のもの（所謂マニュアルトランスミッション（ＭＴ））が使用されてもよい。

加えて、上記実施形態では、切替機構５０では、「ＩＮ接続状態」、「ＯＵＴ接続状態」、及び「ニュートラル状態」が選択可能となっているが、「ニュートラル状態」、及び「ＩＮ接続状態」のみが選択可能となっていてもよい。また、「ニュートラル状態」、及び「ＯＵＴ接続状態」のみが選択可能となっていてもよい。また、「ＩＮ接続状態」、及び「ＯＵＴ接続状態」のみが選択可能となっていてもよい。

１０…エンジン、２０…変速機、３０…クラッチ、４０…モータジェネレータ、５０…切替機構、５４…スリーブ、６１…車輪速度センサ、６２…アクセル開度センサ、６３…シフト位置センサ、７０…ＥＣＵ、ＡＰ…アクセルペダル、ＳＦ…シフトレバー

Claims (6)

1. 動力源として内燃機関と電動機とを備えた車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸との間で動力伝達系統が形成される入力軸と、前記車両の駆動輪との間で動力伝達系統が形成される出力軸とを備え、前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合である変速機減速比を調整可能な変速機と、
   前記電動機の出力軸の接続状態を、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間で動力伝達系統が形成される入力側接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間で前記変速機を介することなく動力伝達系統が形成される出力側接続状態と、前記電動機の出力軸と前記変速機の入力軸との間も前記電動機の出力軸と前記変速機の出力軸との間も動力伝達系統が形成されない非接続状態と、のうちで２以上の状態に切り替え可能な切替機構と、
   前記車両の運転者による加速操作部材の操作に基づいて、前記運転者が要求する駆動トルクである要求駆動トルクを取得する要求駆動トルク取得手段と、
   前記電動機の出力軸の接続状態の切り替え条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
   少なくとも前記要求駆動トルクに基づいて、前記内燃機関の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルクである内燃機関側出力トルクと前記電動機の出力軸のトルクに基づく前記変速機の出力軸に伝達されるトルクである電動機側出力トルクとの和が前記要求駆動トルクに一致するように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを制御するとともに、前記切り替え条件が成立したことに基づいて前記切替機構を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記切り替え条件が成立したことに基づいて、前記電動機の出力軸の接続状態の切り替え作動に関連して前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとが調整される期間である切り替え調整期間に亘って前記内燃機関側出力トルクと前記電動機側出力トルクとの和が前記要求駆動トルクに一致するように且つ前記切り替え調整期間において前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移する期間が含まれるように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するとともに、前記切り替え調整期間において前記切り替え作動が行われるように前記切替機構を制御するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記電動機の出力軸の接続状態が前記入力側接続状態及び前記出力側接続状態における一方の状態にある場合において、前記入力側接続状態及び前記出力側接続状態における前記一方の状態から他方の状態への切り替え条件が成立したことに基づいて、前記切り替え調整期間が、前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値に向けて減少しつつ前記内燃機関の出力軸のトルクが増大する第１期間と、前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値で推移するとともに前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに一致する第２期間と、前記電動機の出力軸のトルクがゼロ又はゼロ近傍の値から増大しつつ前記内燃機関の出力軸のトルクが減少する第３期間とから構成されるように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するとともに、前記切り替え作動が前記第１期間から前記第２期間への切り替え時点にて開始し前記第２期間から前記第３期間への切り替え時点にて終了するように前記切替機構を制御するよう構成された車両の動力伝達制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記第１期間において、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ないと判定された場合の前記電動機の出力軸のトルクの減少勾配の絶対値が、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ると判定された場合の前記電動機の出力軸のトルクの減少勾配の絶対値に比して、前記第１期間の開始から前記第１期間の途中の所定時点までの間は小さく且つ前記所定時点から前記第１期間の終了までの間は大きくなるように、且つ、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ないと判定された場合の前記内燃機関の出力軸のトルクの増加勾配が、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ると判定された場合の前記内燃機関の出力軸のトルクの増加勾配に比して、前記第１期間に亘って小さくなるように、前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するように構成された車両の動力伝達制御装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記第３期間において、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ないと判定された場合の前記電動機の出力軸のトルクの増加勾配が、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ると判定された場合の前記電動機の出力軸のトルクの増加勾配に比して、前記第３期間の開始から前記第３期間の途中の所定時点までの間は大きく且つ前記所定時点から前記第３期間の終了までの間は小さくなるように、且つ、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ないと判定された場合の前記内燃機関の出力軸のトルクの減少勾配の絶対値が、前記切り替え調整期間において前記内燃機関側出力トルクが前記要求駆動トルクに達し得ると判定された場合の前記内燃機関の出力軸のトルクの減少勾配の絶対値に比して、前記第３期間に亘って小さくなるように、前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを調整するように構成された車両の動力伝達制御装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記内燃機関の出力軸のトルクが前記内燃機関の所定の特性を最良とする最良特性トルクと一致する状態において前記内燃機関側出力トルクと前記電動機側出力トルクとの和を前記要求駆動トルクと一致させるために必要な前記電動機の出力軸のトルクである要求電動機トルクが前記電動機の発生可能範囲内となる第１の状態において、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記最良特性トルクと一致するように且つ前記電動機の出力軸のトルクが前記要求電動機トルクと一致するように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを制御するとともに、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記最良特性トルクと一致する状態において前記要求電動機トルクが前記電動機の発生可能範囲外となる第２の状態において、前記電動機の出力軸のトルクが前記電動機の発生可能範囲の最大値と一致するように且つ前記内燃機関の出力軸のトルクが前記内燃機関側出力トルクと前記電動機側出力トルクとの和を前記要求駆動トルクと一致させるために必要なトルクと一致するように前記内燃機関の出力軸のトルクと前記電動機の出力軸のトルクとを制御するように構成され、
   前記判定手段は、
   前記電動機の出力軸の接続状態が前記入力側接続状態及び前記出力側接続状態における一方の状態にある場合であって且つ前記第２の状態において、前記入力側接続状態及び前記出力側接続状態における前記一方の状態よりも他方の状態の方が、前記内燃機関の出力軸のトルクが前記最良特性トルクに近い場合、前記入力側接続状態及び前記出力側接続状態における前記一方の状態から前記他方の状態への切り替え条件が成立したと判定するように構成された車両の動力伝達制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間に、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統を遮断・接続するクラッチ機構を備え、
   前記変速機は、
   トルクコンバータを備えておらず、且つ、前記変速機減速比として予め定められた異なる複数の減速比を設定可能な多段変速機であり、
   前記制御手段は、
   前記車両の運転状態に応じて、前記クラッチ機構の遮断・接続、及び前記変速機の変速段を制御するように構成された車両の動力伝達制御装置。

Images