JPWO2012042590A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

電気的無段変速部及び有段変速部を備えたハイブリッド車両において、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する制御装置を提供する。エンジン１２の動作点の移動及び有段変速部２０の変速制御を同時に行う場合において、差動機構を構成する第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの変速後の目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値Δωを算出し、第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値Δωの比と等しくなるように制御するものであることから、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することができる。

Description

本発明は、電気的無段変速部及び有段変速部を備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、変速時における燃費の悪化を抑制するための改良に関する。

電気的無段変速部と、その電気的無段変速部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速部とを、備えたハイブリッド車両が知られている。例えば、第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、その第１回転要素に連結された第１の電動機と、前記第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続された第２の電動機とを、有する電気的無段変速部と、その電気的無段変速部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速部とを、備えたハイブリッド車両がそれである。また、斯かるハイブリッド車両において、好適な変速制御を実現するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された車両動力伝達装置の制御装置がそれである。この技術によれば、第２電動機のトルク制御によって有段変速部（自動変速部）の入力軸回転速度を変化中に第２電動機の出力が制限される場合には、エンジンによって発電させて第２電動機の出力の制限を解除する方向に制御することで、変速ショックや変速進行の遅延を低減することができる。

特開２００９−１６６６４３号公報 特開２００９−１５４７２４号公報 特開２００９−０９６３６３号公報

しかし、前記従来の技術は、蓄電装置に係る放電量制限に応じてエンジントルクを上昇させて発電を行うものであり、結果、エンジン動作点の変化は成り行きとなるものであった。一方、例えば比較的高いエンジントルクを必要とする走行条件下では、燃費等の理由からエンジン動作点を管理するニーズが高く、斯かるエンジン動作点を成り行きにできず、また、比較的高トルク且つ回転方向のエンジン動作点移動を伴いながら有段変速部における変速を行うといったような、比較的高動力で不安定な状態における変速制御では、前記従来の技術のような多少の発電操作で動力の辻褄を合わせることができないという弊害があり、変速時における燃費の向上には限界があった。このため、電気的無段変速機及び有段変速機を備えたハイブリッド車両において、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する制御装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電気的無段変速部及び有段変速部を備えたハイブリッド車両において、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現する制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、その第１回転要素に連結された第１の電動機と、前記第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続された第２の電動機とを、有する電気的無段変速部と、その電気的無段変速部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速部とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンの動作点の移動及び前記有段変速部の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値を算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値の比と等しくなるように制御することを特徴とするものである。

このようにすれば、前記エンジンの動作点の移動及び前記有段変速部の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値を算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値の比と等しくなるように制御するものであることから、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することができる。すなわち、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現するハイブリッド車両の制御装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記エンジンの動作点の移動及び前記有段変速部の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度のうち少なくとも１つに変更が生じた場合には、変更後の目標回転速度に対応して前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率を再設定するものである。このようにすれば、変速進行中にアクセルペダルの踏込操作が行われる等して各回転要素の目標回転速度に変更が生じた場合であっても、パワー収支にずれを生じさせることなく好適な変速を実現することができる。

また、好適には、前記回転数時間変化率の再設定は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転数時間変化率の絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて実行されるものである。このようにすれば、各回転要素の急激な回転速度変化を抑制することができ、更に好適な変速を実現することができる。

また、好適には、予め定められた関係から、前記差分値の比に対応する前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比、変速中における前記エンジンの出力パワー、前記有段変速部に備えられた係合要素の伝達パワー、前記第１の電動機及び第２の電動機に係るパワー収支値の目標値、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の目標値を算出するものである。このようにすれば、パワー収支にずれを生じさせることなく好適な変速を実現する各回転要素の回転数時間変化率の目標値を実用的な態様で導出することができる。

また、好適には、前記エンジンのトルク、前記有段変速部に備えられた係合要素のトルク、前記第１の電動機のトルク、及び前記第２の電動機のトルクのうち少なくとも１つを制御することにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の目標値を達成する制御を行うものである。このようにすれば、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制する好適な変速を実用的な態様で実現することができる。

また、好適には、前記釣合計算は、前記第１の電動機及び第２の電動機の作動に係る仕事を除外したパワーの釣合について計算するものである。このようにすれば、前記電気的無段変速部及び有段変速部を備えた動力伝達装置に関して実用的な態様で入出力パワーの釣合計算を行うことができる。

また、好適には、前記回転数時間変化率の目標値を達成する制御においては、前記第１の電動機及び第２の電動機の作動に係る仕事を考慮するものである。このようにすれば、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制する好適な変速を実用的な態様で実現することができる。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両を説明する図である。 図１のハイブリッド車両に備えられた動力分配装置における各回転要素の回転速度の相対的関係を示す共線図である。 図１のハイブリッド車両に備えられた有段変速部を構成している遊星歯車装置についての各回転要素の相互関係を示す共線図である。 図１のハイブリッド車両における電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 本実施例による制御の対象となるエンジンの動作点の移動及び有段変速部の変速制御を同時に行う制御について説明する図である。 本実施例によるエンジンの動作点の移動及び有段変速部の変速制御を同時に行う制御の一例を示すタイムチャートである。 図６に示す制御に対応して実行される本実施例の第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転速度制御について詳しく説明する図である。 本実施例によるエンジンの動作点の移動及び有段変速部の変速制御を同時に行う制御中に、第３回転要素の回転速度の目標値に変化が生じた場合における制御について説明する図である。 図１のハイブリッド車両における電子制御装置による変速制御の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両８を説明する図である。この図１に示すハイブリッド車両８は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）車両等に好適に用いられるものであって、主動力源としてのエンジン１２から出力される動力を第１の電動機としての第１モータジェネレータＭＧ１（以下、ＭＧ１という）と伝達部材としての出力軸１４とに分配する動力分配装置１６と、その動力分配装置１６と駆動輪１８との間の動力伝達経路に機械式の有段変速部２０を介して連結された第２の電動機としての第２モータジェネレータＭＧ２（以下、ＭＧ２という）とを、有する動力伝達装置１０を備えて構成されており、上記エンジン１２、ＭＧ１から出力されるトルクが上記出力軸１４に伝達され、差動歯車装置１７を介して左右一対の駆動輪１８にトルクが伝達されるようになっている。

上記動力伝達装置１０では、上記ＭＧ２から出力軸１４へ伝達されるトルク容量が上記有段変速部２０において設定される変速比γ_s（＝ＭＧ２の回転速度／出力軸１４の回転速度）に応じて増減されるようになっている。この有段変速部２０の変速比γ_sは、「１」以上の複数段に設定されるように構成されており、上記ＭＧ２からトルクを出力する力行時にはそのトルクを増大させて出力軸１４へ伝達することができるので、そのＭＧ２を一層低容量若しくは小型に構成することができる。これにより、例えば高車速に伴って出力軸１４の回転数が増大した場合には、上記ＭＧ２の運転効率を良好な状態に維持するために、上記有段変速部２０の変速比γ_sを低下させることでＭＧ２の回転数が低下させられる。また、上記出力軸１４の回転数が低下した場合には、上記有段変速部２０の変速比γ_sが適宜増大させられる。

前記エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等、所定の燃料を燃焼させて動力を出力させる公知の内燃機関であって、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを主体とするエンジン制御用の電子制御装置（以下、Ｅ−ＥＣＵという）２２によって、スロットル開度或いは吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が電気的に制御されるように構成されている。上記Ｅ−ＥＣＵ２２には、アクセルペダル２４の操作量Ａ_CCを検出するアクセル開度センサＡＳ、ブレーキペダル２６の操作を検出するためのブレーキセンサＢＳ、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_eを検出するためのエンジン回転速度センサＮＳ等からの検出信号が供給されるようになっている。

前記ＭＧ１、ＭＧ２は、駆動トルクを発生させる電動機（モータ）としての機能及び発電機（ジェネレータ）としての機能のうち少なくとも一方を備えた例えば同期電動機であって、好適には、電動機としての機能と発電機としての機能とを選択的に生じるように構成されており、インバータ２８、３０を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電装置３２に接続されている。そして、所謂マイクロコンピュータを主体とするモータジェネレータ制御用の電子制御装置（以下、ＭＧ−ＥＣＵという）３４によってそれらインバータ２８、３０が制御されることにより、前記ＭＧ１、ＭＧ２の出力トルクあるいは回生トルクが調節或いは設定されるようになっている。上記ＭＧ−ＥＣＵ３４には、シフトレバー３６の操作位置を検出する操作位置センサＳＳ、ＭＧ１の回転速度を検出するＭＧ１レゾルバＲＥ１、及びＭＧ２の回転速度を検出するＭＧ２レゾルバＲＥ２等からの検出信号が供給されるようになっている。

前記動力分配装置１６は、サンギヤＳ０と、そのサンギヤＳ０に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ０と、それらサンギヤＳ０及びリングギヤＲ０に噛み合わされるピニオンギヤＰ０を自転且つ公転自在に支持するキャリアＣ０とを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この遊星歯車装置は、前記エンジン１２及び有段変速部２０と同心に設けられている。また、前記動力分配装置１６及び有段変速部２０は中心線に対して対称的に構成されているため、図１ではそれらの下半分を省略して示している。

前記動力伝達装置１０において、前記エンジン１２のクランク軸３８は、ダンパ４０を介して前記動力分配装置１６のキャリアＣ０に連結されている。これに対してサンギヤＳ０には前記ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ０には前記有段変速部２０の入力軸としての前記出力軸１４が連結されている。前記動力分配装置１６において、キャリアＣ０は入力要素として機能し、サンギヤＳ０は反力要素として機能し、リングギヤＲ０は出力要素として機能している。

前記動力分配装置１６における各回転要素の回転速度の相対的関係は、図２の共線図により示される。この共線図において、縦軸Ｓ、縦軸Ｃ、及び縦軸Ｒは、サンギヤＳ０の回転速度、キャリアＣ０の回転速度、及びリングギヤＲ０の回転速度をそれぞれ表す軸であり、縦軸Ｓ、縦軸Ｃ、及び縦軸Ｒの相互の間隔は、縦軸Ｓと縦軸Ｃとの間隔を１としたとき、縦軸Ｃと縦軸Ｒとの間隔がρ（サンギヤＳ０の歯数Ｚ_s／リングギヤＲ０の歯数Ｚ_r）となるように設定されたものである。斯かる動力分配装置１６において、キャリアＣ０に入力される前記エンジン１２の出力トルクに対して、前記ＭＧ１による反力トルクがサンギヤＳ０に入力されると、そのＭＧ１は発電機として機能する。また、リングギヤＲ０の回転速度（出力軸回転速度）ＮＯが一定であるとき、ＭＧ１の回転速度を上下に変化させることにより、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_eを連続的に（無段階に）変化させることができる。図２の破線はＭＧ１の回転速度を実線に示す値から下げたときに前記エンジン１２の回転速度Ｎ_eが低下する状態を示している。すなわち、前記エンジン１２の回転速度Ｎ_eを例えば燃費が最もよい回転速度に設定する制御を、前記ＭＧ１を制御することによって実行できる。この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称される。

すなわち、前記動力伝達装置１０において、前記動力分配装置１６は、第１回転要素としてのサンギヤＳ０、第２回転要素及び入力回転部材としてのキャリアＣ０、及び第３回転要素及び出力回転部材としてのリングギヤＲ０を備えた差動機構に対応する。また、上記第１回転要素としてのサンギヤＳ０が前記ＭＧ１に連結され、第２回転要素としてのキャリアＣ０が前記エンジン１２に連結され、第３回転要素としてのリングギヤＲ０が前記ＭＧ２に連結されることで、前記動力配分装置１６、ＭＧ１、及びＭＧ２を主体とする電気的無段変速部１９が構成される。

図１に戻って、前記有段変速部２０は、上記電気的無段変速部１９と駆動輪１８との間の動力伝達経路に直列に設けられたものであり、回転要素が相互に連結された２つの遊星歯車装置４６、４８を主体として構成されている。すなわち、サンギヤＳ１と、そのサンギヤＳ１に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ１と、それらサンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛み合わされるピニオンギヤＰ１を自転且つ公転自在に支持するキャリアＣ１とを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置４６と、サンギヤＳ２と、そのサンギヤＳ２に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ２と、それらサンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛み合わされるピニオンギヤＰ２を自転且つ公転自在に支持するキャリアＣ２とを三つの回転要素として備えて公知の差動作用を生じるシングルピニオン型の遊星歯車装置４８とを、備え、そのキャリアＣ１及びリングギヤＲ２が相互に連結されると共に、リングギヤＲ１及びキャリアＣ２が相互に連結されている。また、上記サンギヤＳ２が入力部材としての前記出力軸１４に連結されると共に、上記リングギヤＲ１及びキャリアＣ２が出力部材としての前記差動歯車装置１７の入力軸に連結されている。

また、前記有段変速部２０には、その有段変速部２０においてそれぞれ変速比の異なる複数の変速段を選択的に成立させるための複数の係合要素が設けられている。すなわち、上記サンギヤＳ１を選択的に固定するためにそのサンギヤＳ１とハウジング４２との間に設けられた第１ブレーキＢ１と、相互に連結された上記キャリアＣ１及びリングギヤＲ２を選択的に固定するためにそれらキャリアＣ１及びリングギヤＲ２とハウジング４２との間に設けられた第２ブレーキＢ２とが設けられている。これら第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、図示しない油圧制御装置から供給される作動油の油圧に応じて摩擦による係合力を発生させる多板式或いはバンド式の油圧式係合装置であり、油圧アクチュエータ等により発生させられる係合圧に応じてそのトルク容量すなわちクラッチトルク（係合トルク）Ｔ_b1、Ｔ_b2が連続的に変化するように構成されている。

以上のように構成された前記有段変速部２０では、前記サンギヤＳ２が入力部材として機能すると共に、相互に連結された前記リングギヤＲ１及びキャリアＣ２が出力部材として機能し、上記第１ブレーキＢ１が係合させられると、「１」より大きい変速比γ_shの高速段Ｈが達成される。また、上記第２ブレーキＢ２が係合させられると、上記高速段Ｈの変速比γ_shより大きい変速比γ_slの低速段Ｌが達成される。これらの変速段Ｈ及びＬの間での変速は、車速や要求駆動力関連値（目標駆動力関連値）等の走行状態に基づいて実行される。より具体的には、予め実験的に定められた変速段領域を予めマップ（変速線図）として記憶しておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御を行う。その制御をおこなうための所謂マイクロコンピュータを主体とした変速制御用の電子制御装置（以下、Ｔ−ＥＣＵという）４４が設けられている。このＴ−ＥＣＵ４４には、作動油の温度を検出するための油温センサＴＳ、上記第１ブレーキＢ１の係合油圧を検出するための第１油圧スイッチＳＷ１、上記第２ブレーキＢ２の係合油圧を検出するための第２油圧スイッチＳＷ２、ライン圧ＰＬを検出するための第３油圧スイッチＳＷ３等からの検出信号が供給されるようになっている。

図３は、前記有段変速部２０を構成している遊星歯車装置４６、４８についての各回転要素の相互関係を表すために４本の縦軸Ｓ２、縦軸Ｒ１，Ｃ２、縦軸Ｃ１，Ｒ２、及び縦軸Ｓ１を有する共線図を示している。これら縦軸Ｓ２、縦軸Ｒ１，Ｃ２、縦軸Ｃ１，Ｒ２、及び縦軸Ｓ１は、それぞれ前記サンギヤＳ２の回転速度、相互に連結された前記リングギヤＲ１及びキャリアＣ２の回転速度、相互に連結された前記キャリアＣ１及びリングギヤＲ２の回転速度、及び前記サンギヤＳ１の回転速度をそれぞれ示すものである。この共線図に示すように、前記有段変速部２０では、上記第２ブレーキＢ２によって前記キャリアＣ１及びリングギヤＲ２が前記ハウジング４２に固定されると、低速段Ｌが成立させられて前記ＭＧ２の出力したアシストトルクがそのときの変速比γ_slに応じて増幅されて前記出力軸１４に付加される。また、上記第１ブレーキＢ１によって前記サンギヤＳ１が前記ハウジング４２に固定されると、低速段Ｌの変速比γ_slよりも小さい変速比γ_shを有する高速段Ｈが成立させられる。この高速段Ｈにおける変速比も「１」より大きいので、前記ＭＧ２の出力したアシストトルクがその変速比γ_shに応じて増大させられて前記出力軸１４に付加される。なお、各変速段Ｌ、Ｈが定常的に設定されている状態では、前記出力軸１４に付加されるトルクは、前記ＭＧ２の出力トルクを各変速比に応じて増大させたトルクとなるが、前記有段変速部２０の変速過渡状態では各ブレーキＢ１、Ｂ２でのトルク容量や回転速度変化に伴う慣性トルク等の影響を受けたトルクとなる。また、前記出力軸１４に付加されるトルクは、前記ＭＧ２の駆動状態では正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。

図４は、前記Ｅ−ＥＣＵ２２、ＭＧ−ＥＣＵ３４、及びＴ−ＥＣＵ４４に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図４に示す各種制御手段は、好適には、前記Ｅ−ＥＣＵ２２、ＭＧ−ＥＣＵ３４、及びＴ−ＥＣＵ４４の何れかに一元的に備えられたものであるが、それらの制御装置に分散して備えられたものであってもよい。また、本実施例の動力伝達装置１０においては、前記Ｅ−ＥＣＵ２２、ＭＧ−ＥＣＵ３４、及びＴ−ＥＣＵ４４がそれぞれ別個の制御装置として備えられたものであったが、これらの機能を有する単一の制御装置が前記ハイブリッド車両８に備えられたものであってもよい。この場合、好適には、図４に示す各種制御手段は、その単一の制御装置に一元的に備えられる。

図４に示す変速制御手段５０は、前記電気的無段変速部１９及び有段変速部２０による変速を制御する。すなわち、予め定められた関係から車両の走行状態例えば車速Ｖ及びアクセル操作量Ａ_CC等に応じて前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動を制御することにより前記電気的無段変速部１９の変速比を無段階に変化させる無段変速制御を行う。また、予め定められた関係から車両の走行状態例えば車速Ｖ及びアクセル操作量Ａ_CC等に応じて前記有段変速部２０において高速段Ｈ又は低速段Ｌを選択的に成立させる有段変速制御を行う。ここで、上記変速制御手段５０は、好適には、前記電気的無段変速部１９の変速制御を行う無段変速制御手段と、前記有段変速部２０の変速制御を行う有段変速制御手段とに分けて構成され、例えば無段変速制御手段が前記ＭＧ−ＥＣＵ３４に、有段変速制御手段が前記Ｔ−ＥＣＵ４４にそれぞれ備えられるが、本実施例においてはそれらを区別しないものとして説明する。

上記変速制御手段５０は、必要に応じて前記電気的無段変速部１９及び有段変速部２０による変速制御を同時に実行する。すなわち、予め定められた関係から車両の走行状態に応じて前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動を制御することにより前記電気的無段変速部１９の変速比を無段階に変化させる無段変速制御及び前記有段変速部２０において高速段Ｈ又は低速段Ｌを選択的に成立させる有段変速制御を同時に（併行して）実行する。また、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に実行する。そのような前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う制御に関して、上記変速制御手段５０は、回転勾配比算出手段５２、エンジントルク値取得手段５４、クラッチトルク値取得手段５６、パワー収支目標値取得手段５８、回転勾配目標値算出手段６０、ＭＧ必要トルク算出手段６２、及びクラッチトルク指令値算出手段６４を含んでいる。

図５に示すように、前記動力伝達装置１０におけるエンジン動作点の移動に際しては、予め定められた前記エンジン１２の燃費効率（最適燃費率）に基づいてそのエンジン１２から必要なパワーが出力されるようにエンジントルクＴ_e及びエンジン回転速度Ｎ_eが変更される。ここで、例えば比較的高いエンジントルクを必要とする走行条件において、燃費等の要請からエンジン動作点を管理する必要性が大きくなり、エンジン動作点を成り行きにできない状態において、従来の技術による制御では好適な制御を実現することができなかった。更に、比較的要求トルクが高く且つ回転方向のエンジン動作点移動を伴いながら前記有段変速部２０における変速を行うといったような不安定な状態における変速制御では、従来の技術による制御では動力の辻褄を合わせることができなかった。すなわち、比較的高いエンジントルクＴ_eを必要とする走行条件において前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御が同時に行われる場合、比較的大きな動力を伝達しながらの変速になるので、前記ＭＧ１、ＭＧ２の動力もそれに応じて大きくなり、従来の技術のようにエンジントルクアップによる発電量で辻褄を合わせようとすると前記エンジン１２の動作点（エンジントルク乃至回転速度）がトルク方向に大きくずれることになる。更に、そのエンジン動作点のずれは、パワー収支の動きに応じて成り行き任せで動いてしまうおそれがある。従って、斯かる変速においては、前記電気的無段変速部１９及び有段変速部２０から成る変速機構全体でのエネルギ収支等を予め見込んで、全体でのバランスを考えた変速制御を行うべきである。本実施例の変速制御手段５０は、上記回転勾配比算出手段５２、エンジントルク値取得手段５４、クラッチトルク値取得手段５６、パワー収支目標値取得手段５８、回転勾配目標値算出手段６０、ＭＧ必要トルク算出手段６２、及びクラッチトルク指令値算出手段６４を介して斯かる変速制御を実現する。

前記変速制御手段５０は、好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転変化勾配に応じて、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う制御に係る制御アルゴリズム乃至制御量決定アルゴリズムを変更する。例えば、各回転要素の回転変化勾配に応じて区分される第１のフェーズ及び第２のフェーズそれぞれにおいて異なるアルゴリズムによる変速制御を実行する。好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転数時間変化率すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔ（図面乃至数式においては時間微分すなわち時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ）の絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミング、更に好適には、全ての回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて変速制御に係るアルゴリズムを切り替える処理を実行する。

図６は、前記変速制御手段５０による前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う制御の一例を示すタイムチャートであり、前記有段変速部２０の変速段が高速段Ｈから低速段Ｌへ切り替えられるダウン変速制御に対応する。また、図７は、図６に示す制御に対応して実行される本実施例の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転速度制御について詳しく説明する図である。図６に示す制御においては、先ず、時点ｔ１において、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う制御の開始が判定される。この時点ｔ１から時点ｔ２までの間、前記変速制御手段５０による第１のフェーズ（Phase.1）に対応する変速制御が実行され、エンジントルクＴ_eが漸増させられると共にＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mが所定値（図６においては略零）まで増加させられる。また、解放側係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１のクラッチトルク（係合トルク）Ｔ_b1が所定値まで減少させられる。また、斯かるエンジン１２、ＭＧ１、ＭＧ２、及び第１ブレーキＢ１の制御に伴い、第１回転要素であるサンギヤＳ０（ＭＧ１）に対応するｍ軸、第２回転要素であるキャリアＣ０（エンジン１２）に対応するｅ軸、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）に対応するｇ軸の回転速度が漸増させられる。

次に、時点ｔ２において、係合側係合要素すなわち前記第２ブレーキＢ２のクラッチトルク（係合トルク）Ｔ_b2の増加が開始される。すなわち、前記第２ブレーキＢ２の係合が開始される。この時点ｔ２において、上記ｍ軸、ｅ軸、及びｇ軸の回転に関してはやや吹き上がり気味であり、変速後の同期回転速度（目標回転速度）よりも各軸の回転速度が高く（オーバーシュート）なっている。従って、時点ｔ２以降はそれらの回転速度が減少するように制御が行われる。すなわち、時点ｔ２において、上記ｍ軸、ｅ軸、及びｇ軸の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔは略零であり、各軸の回転速度の変化が増加から減少へと切り替わる変曲点に相当する。この時点ｔ２以降においては、前記変速制御手段５０による第２のフェーズ（Phase.2）に対応する変速制御が実行され、前記第１ブレーキＢ１のクラッチトルクＴ_b1が零まで漸減させられると共に、前記第２ブレーキＢ２のクラッチトルクＴ_b2が所定値まで増加させられる。また、前記ＭＧ１トルクＴ_gが所定値まで減少させられると共に、前記ＭＧ２トルクＴ_mが所定値まで増加させられる。斯かるＭＧ１、ＭＧ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の制御に伴い、上記ｍ軸、ｅ軸、及びｇ軸の回転速度がそれぞれの目標値（変速後の目標回転速度）に到達する。この時点ｔ３から時点ｔ４までの間に、前記第２ブレーキＢ２のクラッチトルクＴ_b2が所定値まで減少させられて変速後の目標クラッチトルク値とされる。また、前記ＭＧ１トルクＴ_gが所定値まで増加させられると共に、前記ＭＧ２トルクＴ_mが所定値まで低下させられて共に変速後の目標トルクとされ、変速制御が終了させられる。すなわち、図６に示す制御においては、時点ｔ１から時点ｔ２までの間、前記変速制御手段５０による第１のフェーズに対応する変速制御が実行された後、時点ｔ２から時点ｔ４までの間、前記変速制御手段５０による第２のフェーズに対応する変速制御が実行されている。なお、図６に示す制御においてパワー収支値は零を目標値としているが、実際の制御においては多少のずれを生じるため、狙いである零を中心として若干パワー収支が変動している。

ここで、図６及び図７に示すように、前記有段変速部２０において高速段Ｈから低速段Ｌへの変速が行われる場合には、前記第１ブレーキＢ１が解放されると共に前記第２ブレーキＢ２が係合される。また、低速段Ｌから高速段Ｈへの変速が行われる場合には、前記第２ブレーキＢ２が解放されると共に前記第１ブレーキＢ１が係合される。すなわち、前記有段変速部２０においては、高速段Ｈから低速段Ｌへの変速乃至低速段Ｌから高速段Ｈへの変速の何れにおいても、解放側係合要素を解放させると共に係合側係合要素を係合させる所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる。斯かるクラッチ・ツウ・クラッチ変速においては、変速ショックを抑制するため、係合要素の掴み替えは各回転要素の回転速度が同期回転速度（目標回転速度）を過ぎているタイミングで実行される場合が考えられ、図６に示す制御においてもそのようになっている。ここで、係合要素の掴み替え以降、変速終了に向けては各回転要素の回転速度を同期回転速度に一致させてゆく必要があり、図６に時点ｔ２における値と時点ｔ３における値（目標回転速度）との差で示すように比較的小さな速度差に対して各回転要素の回転速度を精緻に制御する必要がある。従って、各回転要素の同期回転速度を過ぎて回転変化勾配が存在する場合には、各回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔがある程度小さくなったことをトリガとして制御を２つのフェーズに区分し、それぞれで異なるアルゴリズムによる変速制御を行っている。以下、図６に示す第１のフェーズ（Phase.1）における変速制御について説明する。

前記変速制御手段５０による第１のフェーズに対応する変速制御において、前記回転勾配比算出手段５２は、差動機構としての前記動力分配装置１６における３つの回転要素すなわち第１回転要素であるサンギヤＳ０（ＭＧ１）、第２回転要素であるキャリアＣ０（エンジン１２）、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）それぞれの回転勾配比を算出する。具体的には、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素の目標回転速度すなわちＭＧ１の目標回転速度ω_gaimと現時点における回転速度ω_gとの差分値Δω_g（＝ω_gaim−ω_g）、変速後の前記第２回転要素の目標回転速度すなわちエンジン１２の目標回転速度ω_eaimと現時点における回転速度ω_eとの差分値Δω_e（＝ω_eaim−ω_e）、及び変速後の前記第３回転要素の目標回転速度すなわちＭＧ２の目標回転速度ω_maimと現時点における回転速度ω_mとの差分値Δω_m（＝ω_maim−ω_m）を算出し、それらの比すなわちΔω_g：Δω_e：Δω_mを算出する。また、前記第１回転要素の回転速度時間変化率ｄω_g／ｄｔ、前記第２回転要素の回転速度時間変化率ｄω_e／ｄｔ、及び前記第３回転要素の回転速度時間変化率ｄω_m／ｄｔを算出し、それらの比すなわちｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔを算出する。

前記エンジントルク値取得手段５４は、現時点における前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔ_eを取得する。例えば、予め定められた関係から、現時点において実際に検出されるエンジン回転速度Ｎ_e及び図示しない電子スロットル弁の開度θ_TH等の値に基づいて上記エンジントルク値Ｔ_eを算出する。また、トルクセンサ等により前記エンジン１２の実際の出力トルクを検出するものであってもよい。

前記クラッチトルク値取得手段５６は、前記有段変速部２０に備えられた係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の現時点における係合トルクすなわちクラッチトルク値Ｔ_bを取得する。例えば、予め定められた関係（係合トルク特性）から、現時点における前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の油圧指令値（図示しない油圧制御回路における電磁制御弁の出力圧指令値）に基づいて上記クラッチトルク値Ｔ_bを算出する。また、油圧制御回路に備えられた油圧センサにより前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２にそれぞれ供給される作動油の実際の油圧を検出するものであってもよい。

前記パワー収支目標値取得手段５８は、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰ_aimを取得する。例えば、予め定められた関係から、車両の走行状態及び前記動力伝達装置１０に備えられた前記蓄電装置３２の充電レベル（ＳＯＣ）等に基づいてパワー収支目標値ΔＰ_aimを算出する。このパワー収支目標値ΔＰ_aimは、例えば−３０［ｋｗ］〜３０［ｋｗ］の範囲内の値をとるものであり、好適には零（±０［ｋｗ］）であるが、前記蓄電装置３２に対する充電要求があった場合には５［ｋｗ］程度、放電要求があった場合には−５［ｋｗ］程度といったように、システムの充電状況に応じて適宜定められる。

前記回転勾配目標値算出手段６０は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。すなわち、前記サンギヤＳ０（ＭＧ１）の回転速度時間変化率ｄω_g／ｄｔ、前記キャリアＣ０（エンジン１２）の回転速度時間変化率ｄω_e／ｄｔ、及び前記リングギヤＲ０（ＭＧ２）の回転速度時間変化率ｄω_m／ｄｔそれぞれの制御の狙い値となる目標値を算出する。

前記回転勾配目標値算出手段６０は、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う場合において、変速中の少なくとも一定期間、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度変化勾配の比が、現時点における回転速度から目標回転速度までの差分値（回転速度変化量）の比、若しくはそれに準じて算出される値と等しくなるように制御する。すなわち、前記回転勾配比算出手段５２により算出される、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値の比Δω_g：Δω_e：Δω_mと、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔとが等しくなるように前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。

前記回転勾配目標値算出手段６０は、換言すれば、変速後における前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの狙い回転速度と現時点における回転速度とを取得して回転速度変化勾配を算出すると共に、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率を算出し、それら回転速度時間変化率の比を各回転要素の回転速度変化勾配の比の狙い値とする。すなわち、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値の比が次の（１）式で表される場合、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率の比が次の（２）式を満たすように制御する。すなわち、次の（３）式を満たすように前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。

また、前記回転勾配目標値算出手段６０は、好適には、上記（１）〜（３）式に基づく回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値の算出は、変速中のエンジン出力パワー、クラッチ伝達パワー、狙いとするパワー収支値、及び慣性仕事率の釣合計算に基づいて行う。すなわち、予め定められた関係から、前記差分値の比Δω_g：Δω_e：Δω_mに対応する（すなわちその比に等しい）前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔ、変速中における前記エンジン１２の出力パワー、前記有段変速部２０に備えられた係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の伝達パワー、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るパワー収支値の目標値ΔＰ_aim、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。

前記回転勾配目標値算出手段６０は、例えば、前述した（３）式を満たすと共に次の（４）式を満たす前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。この（４）式において、第１項に係るＴ_e・ω_eは前記エンジン１２の出力パワーに、第２項に係るＴ_b・ω_mは駆動系が消費するパワーに、第３項、第４項、及び第５項に係るＩ_g・ｄω_g／ｄｔ・ω_g−Ｉ_e・ｄω_e／ｄｔ・ω_e−Ｉ_m・ｄω_m／ｄｔ・ω_mはイナーシャの引き上げに使用されるパワーにそれぞれ対応する。また、クラッチトルクＴ_bは、好適には、前記有段変速部２０の変速に係る係合側係合要素のクラッチトルクに対応するものであり、高速段Ｈから低速段Ｌへのダウン変速制御においては、前記第２ブレーキＢ２のクラッチトルクＴ_b2に対応する。ここで、（４）式に示す釣合計算においては、前記ＭＧ１及びＭＧ２のパワーは、パワー収支値（零からのずれ）分を考慮するのみとされている。すなわち、前記回転勾配目標値算出手段６０は、好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値の算出において、前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動に係る仕事を除外したパワーの釣合について計算する。

前記ＭＧ必要トルク算出手段６２は、前記回転勾配目標値算出手段６０により算出された前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を実現する前記ＭＧ１及びＭＧ２のトルクを算出する。例えば、前記回転勾配目標値算出手段６０により算出された第１回転要素（ＭＧ１）の回転速度時間変化率ｄω_g／ｄｔの目標値、第２回転要素（エンジン１２）の回転速度時間変化率ｄω_e／ｄｔの目標値、第３回転要素（ＭＧ２）の回転速度時間変化率ｄω_m／ｄｔの目標値、前記エンジントルク値取得手段５４により取得されたエンジントルク値Ｔ_e、及び前記クラッチトルク値取得手段５６により取得されたクラッチトルク値Ｔ_bに対して、次の（５）式に示す運動方程式を満たすＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mを求める。また、前記変速制御手段５０は、上述のようにして算出されたＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mが実現されるように前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動を制御する。

以上に説明したように、前記変速制御手段５０による第１のフェーズ（Phase.1）に対応する変速制御においては、（ａ）前記回転勾配比算出手段５２により、各回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δω_g：Δω_e：Δω_mを算出すると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔを算出し、（ｂ）前記エンジントルク値取得手段５４により、現時点における前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔ_eを取得し、（ｃ）前記クラッチトルク値取得手段５６により、前記有段変速部２０に備えられた係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の現時点における係合トルクすなわちクラッチトルク値Ｔ_bを取得し、（ｄ）前記パワー収支目標値取得手段５８により、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰ_aimを取得し、（ｅ）前記回転勾配目標値算出手段６０により、（ａ）〜（ｄ）において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出し、（ｆ）前記ＭＧ必要トルク算出手段６２により、（ｅ）において算出された各回転要素の回転速度時間変化率ｄω_g／ｄｔ、ｄω_e／ｄｔ、ｄω_m／ｄｔの目標値を達成するＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mを算出し、（ｇ）前記変速制御手段５０により、（ｆ）で算出されたＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mを達成する作動指令を前記ＭＧ１及びＭＧ２へ出力する。すなわち、上記（ａ）〜（ｇ）の一連の処理に対応するアルゴリズムにより前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転を制御する。

続いて、図６に示す第２のフェーズ（Phase.2）における変速制御について説明する。前記変速制御手段５０による第２のフェーズに対応する変速制御においては、上記（ａ）〜（ｇ）の一連の処理における（ｂ）〜（ｅ）の処理に代え、以下の（ｂ′）〜（ｅ′）の処理が行われる。すなわち、（ａ）前記回転勾配比算出手段５２により、各回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δω_g：Δω_e：Δω_mを算出すると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔを算出し、（ｂ′）前記回転勾配目標値算出手段６０により、（ａ）において得られた差分値比Δω_g：Δω_e：Δω_mと回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔとが等しくなる関係を満足するものであって、フェーズ切り替わりから所定時間で滑らかな回転変化をもって変速後の同期回転速度に到達する各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出し、（ｃ′）前記エンジントルク値取得手段５４により、現時点における前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔ_eを取得し、（ｄ′）前記パワー収支目標値取得手段５８により、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰ_aimを取得し、（ｅ′）以下に詳述するクラッチトルク指令値算出手段６４により、（ｂ′）〜（ｄ′）において得られた各回転要素の回転速度時間変化率ｄω_g／ｄｔ、ｄω_e／ｄｔ、ｄω_m／ｄｔの目標値、エンジントルク値Ｔ_e、及びパワー収支の目標値ΔＰ_aimを用いてクラッチトルクＴ_bの指令値を算出し、（ｆ）前記ＭＧ必要トルク算出手段６２により、（ｂ′）において算出された各回転要素の回転速度時間変化率ｄω_g／ｄｔ、ｄω_e／ｄｔ、ｄω_m／ｄｔの目標値を達成するＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mを算出し、（ｇ）前記変速制御手段５０により、（ｆ）で算出されたＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mを達成する作動指令を前記ＭＧ１及びＭＧ２へ出力すると共に、（ｅ′）で算出されたクラッチトルクＴ_bを実現する指令値を図示しない油圧制御回路へ出力する。すなわち、上記（ａ）、（ｂ′）〜（ｅ′）、（ｆ）、（ｇ）の一連の処理に対応するアルゴリズムにより前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転を制御する。

前記クラッチトルク指令値算出手段６４は、前記有段変速部２０に備えられた係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の係合トルク指令値を算出する。具体的には、前記回転勾配目標値算出手段６０により算出される前記第１回転要素の回転速度変化率ｄω_g／ｄｔの目標値、前記第２回転要素の回転速度変化率ｄω_e／ｄｔの目標値、前記第３回転要素の回転速度変化率ｄω_m／ｄｔの目標値、前記エンジントルク値取得手段５４により取得されるエンジントルク値Ｔ_e、及び前記パワー収支目標値取得手段５８により取得されるパワー収支の目標値ΔＰ_aimに対して、前述した（４）式を満たすクラッチトルクＴ_bを算出する。ここで、このクラッチトルクＴ_bは、好適には、前記有段変速部２０の変速に係る係合側係合要素のクラッチトルクに対応するものであり、高速段Ｈから低速段Ｌへのダウン変速制御においては、前記第２ブレーキＢ２のクラッチトルクＴ_b2に対応する。

以上に説明したように、前記変速制御手段５０は、好適には、前記エンジン１２のトルク、前記有段変速部２０に備えられた係合要素のトルク、前記ＭＧ１のトルク、及び前記ＭＧ２のトルクのうち少なくとも１つを制御することにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成する制御を行う。また、好適には、この回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成する制御においては、前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動に係る仕事を考慮する。すなわち、（４）式に示す釣合計算において行っていたような、前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動に係る仕事の除外を行わず、それらの仕事を含め関係する全てのデバイスを考慮して各制御デバイスの制御量を決定する。

また、前記変速制御手段５０は、好適には、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度ω_gaim、ω_eaim、ω_maimのうち少なくとも１つに変更が生じた場合には、変更後の目標回転速度に対応して前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔを再設定する。また、好適には、この回転勾配の再設定は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満（例えば、略零である小さな値）であるタイミング、更に好適には、全ての回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて実行される。また、好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔを、目標回転速度の変更前の回転速度時間変化率よりも低減した後に上記回転勾配の再設定を実行する。

図８は、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う制御中に、第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）に対応するｇ軸の回転速度の目標値（同期回転速度）に変化が生じた場合における制御について説明する図である。なお、実際の制御においては第３回転要素のみならず、第１回転要素及び第２回転要素の目標回転速度も変化する場合が考えられるが、図８においては代表して第３回転要素の変化のみを示している。この図８に示す制御では、時点ｔ０において前記第３回転要素に係る変速後の目標回転速度（同期回転速度）に変化が生じており、以降の制御においてはその変更後の変速後目標回転速度に対応するｇ軸回転速度変化を実線で、変更前の変速後目標回転速度に対応するｇ軸回転速度変化を破線でそれぞれ示している。図８に示すように、変速進行中にアクセルペダルの踏込操作が行われる等して変速後の目標回転速度に変化が生じた場合、前記変速制御手段５０は、各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔを目標回転速度の変更前よりも低減させ、好適には零とする。そして、各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満となった状態において、現時点における変速進行度をリセットし、変更後の変速後目標回転速度に対応して各回転要素の回転勾配すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を再設定する。前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う制御の進行中に各回転要素の目標回転速度に変化が生じた場合、例えば前記ＭＧ１及びＭＧ２に係る電力収支にずれが生じるおそれがあるが、斯かる目標回転速度の変化に応じて変速進行度をリセットし、各回転要素の回転勾配の再設定を行うことで、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現することができる。

図９は、前記Ｅ−ＥＣＵ２２、ＭＧ−ＥＣＵ３４、及びＴ−ＥＣＵ４４等による変速制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、変速制御の態様がフェーズ１とされる。次に、Ｓ２において、各回転要素すなわち前記第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δω_g：Δω_e：Δω_mが算出されると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔが算出される。次に、Ｓ２ａにおいて、各回転要素の変速後の狙い回転数すなわち目標回転速度に変化があったか否かが判断される。このＳ２ａの判断が否定される場合には、Ｓ３以下の処理が実行されるが、Ｓ２ａの判断が肯定される場合には、Ｓ２ｂにおいて、各回転要素の回転勾配目標すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が０とされたか否かが判断される。このＳ２ｂの判断が否定される場合には、Ｓ２ｃにおいて、各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が０とされた後、Ｓ３以下の処理が実行されるが、Ｓ２ｂの判断が肯定される場合には、Ｓ２ｄにおいて、各回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δω_g：Δω_e：Δω_mが再計算されると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔが再計算される。

Ｓ３においては、変速制御の態様がフェーズ２であるか否かが判断される。このＳ３の判断が肯定される場合には、Ｓ１３以下の処理が実行されるが、Ｓ３の判断が否定される場合には、Ｓ４において、各回転要素の回転速度がオーバーシュートしたか否か、すなわち各回転要素の回転速度ωが変速後の同期回転速度ω_aim以上であるか否かが判断される。このＳ４の判断が否定される場合には、Ｓ６以下の処理が実行されるが、Ｓ４の判断が肯定される場合には、Ｓ５以下の処理が実行される。

Ｓ５においては、各回転要素の回転速度変化勾配すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔが予め定められた所定範囲内であるか否か、すなわちその回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるか否かが判断される。このＳ５の判断が肯定される場合には、Ｓ１２以下の処理が実行されるが、Ｓ５の判断が否定される場合には、Ｓ６において、前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔ_eが取得される。次に、Ｓ７において、前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の係合トルクすなわちクラッチトルク値Ｔ_bが取得される。次に、Ｓ８において、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰ_aimが取得される。次に、Ｓ９において、Ｓ２及びＳ６〜Ｓ８にて得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が算出される。次に、Ｓ１０において、Ｓ９にて算出された各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成するＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mが算出され、算出されたＭＧ１トルクＴ_g及びＭＧ２トルクＴ_mを達成する作動指令が前記ＭＧ１及びＭＧ２へ出力される。次に、Ｓ１１において、変速終了であるか否かが判断される。このＳ１１の判断が否定される場合には、Ｓ２以下の処理が再び実行されるが、Ｓ１１の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。

Ｓ１２においては、変速制御の態様がフェーズ１からフェーズ２に切り替えられる。次に、Ｓ１３において、Ｓ２にて算出された差分値比Δω_g：Δω_e：Δω_mと回転速度時間変化率の比ｄω_g／ｄｔ：ｄω_e／ｄｔ：ｄω_m／ｄｔとが等しくなる関係を満足するものであって、フェーズ切り替わりから所定時間で滑らかな回転変化をもって変速後の同期回転速度に到達する各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が算出される。次に、Ｓ１４において、前記エンジン１２の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔ_eが取得される。次に、Ｓ１５において、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰ_aimが取得される。次に、Ｓ１６において、Ｓ１３〜Ｓ１５にて得られた各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値、エンジントルク値Ｔ_e、及びパワー収支の目標値ΔＰ_aimを用いてクラッチトルクＴ_bの指令値が算出された後、Ｓ１０以下の処理が実行される。

以上の制御において、Ｓ１〜Ｓ１１が前記変速制御手段５０の動作に、Ｓ２、Ｓ２ａ〜Ｓ２ｄが前記回転勾配比算出手段５２の動作に、Ｓ６及びＳ１４が前記エンジントルク値取得手段５４の動作に、Ｓ７が前記クラッチトルク値取得手段５６の動作に、Ｓ８及びＳ１５が前記パワー収支目標値取得手段５８の動作に、Ｓ９及びＳ１３が前記回転勾配目標値算出手段６０の動作に、Ｓ１０が前記ＭＧ必要トルク算出手段６２の動作に、Ｓ１６が前記クラッチトルク指令値算出手段６４の動作に、それぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う場合において、変速後の第１回転要素であるサンギヤＳ０、第２回転要素であるキャリアＣ０、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値Δωを算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値Δωの比と等しくなるように制御するものであることから、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制することができる。すなわち、燃費の悪化を抑制しつつ好適な変速を実現するハイブリッド車両８の制御装置を提供することができる。

また、前記エンジン１２の動作点の移動及び前記有段変速部２０の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度のうち少なくとも１つに変更が生じた場合には、変更後の目標回転速度に対応して前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔを再設定するものであるため、変速進行中にアクセルペダルの踏込操作が行われる等して各回転要素の目標回転速度に変更が生じた場合であっても、パワー収支にずれを生じさせることなく好適な変速を実現することができる。

また、前記回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの再設定は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて実行されるものであるため、各回転要素の急激な回転速度変化を抑制することができ、更に好適な変速を実現することができる。

また、予め定められた関係から、前記差分値Δωの比に対応する前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの比、変速中における前記エンジン１２の出力パワー、前記有段変速部２０に備えられた係合要素である前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の伝達パワー、第１の電動機である前記ＭＧ１及び第２の電動機である前記ＭＧ２に係るパワー収支値の目標値ΔＰ_aim、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出するものであるため、パワー収支にずれを生じさせることなく好適な変速を実現する各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を実用的な態様で導出することができる。

また、前記エンジン１２のトルク、前記有段変速部２０に備えられた前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２のトルク、前記ＭＧ１のトルク、及び前記ＭＧ２のトルクのうち少なくとも１つを制御することにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成する制御を行うものであるため、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制する好適な変速を実用的な態様で実現することができる。

また、前記釣合計算は、前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動に係る仕事を除外したパワーの釣合について計算するものであるため、前記電気的無段変速部１９及び有段変速部２０を備えた動力伝達装置１０に関して実用的な態様で入出力パワーの釣合計算を行うことができる。

また、前記回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成する制御においては、前記ＭＧ１及びＭＧ２の作動に係る仕事を考慮するものであるため、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制する好適な変速を実用的な態様で実現することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例では、前記電気的無段変速部１９と有段変速部２０とが出力軸１４により直結された構成の変速機構に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記電気的無段変速部１９と有段変速部２０との間に単数乃至複数の係合要素（クラッチ）を備えた構成にも好適に適用される。すなわち、本発明が適用されるハイブリッド車両に備えられる有段変速部は、前述の実施例において説明したものに限定されるものではなく、例えば３段以上の多段式変速部等を備えたハイブリッド車両にも本発明は好適に適用されるものである。更に、変速比を段階的に変化させる多段変速モードでの変速動作を行い得るＣＶＴ等の無段変速機を備えたハイブリッド車両に本発明が適用されても構わない。

また、前述の実施例においては、前記有段変速部２０において、複数の係合要素の掴み替えすなわち所謂クラッチ・トゥ・クラッチの変速を行う態様の変速制御に本発明が適用された例を説明したが、例えば有段変速部にキャリアＣ１及びリングギヤＲ２のハウジング４２に対する前記エンジン１２の回転と同方向の相対回転を許容しつつ逆方向の相対回転を阻止するワンウェイクラッチを備えた構成において、解放側の係合要素である前記第１ブレーキＢ１を解放させると共にワンウェイクラッチをロックさせて変速段Ｌを成立させる態様の変速制御にも本発明は好適に適用されるものである。

また、前述の実施例では、（５）式のような運動方程式を用いて各回転要素の目標回転変化を算出するものであったが、例えば、実験的に求められる関係やシミュレーション結果等から、目標変速時間やアクセル開度等に基づく複数のマップを予め用意しておき、それら複数のマップを用いて各回転要素の目標回転変化を算出するものであってもよい。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

８：ハイブリッド車両、１０：動力伝達装置、１２：エンジン、１４：出力軸、１６：動力分配装置（差動機構）、１７：差動歯車装置、１８：駆動輪、１９：電気的無段変速部、２０：有段変速部、２２：電子制御装置、２４：アクセルペダル、２６：ブレーキペダル、２８,３０：インバータ、３２：蓄電装置、３４：電子制御装置、３６：シフトレバー、３８：クランク軸、４０：ダンパ、４２：ハウジング、４４：電子制御装置、４６、４８：遊星歯車装置、５０：変速制御手段、５２：回転勾配比算出手段、５４：エンジントルク値取得手段、５６：クラッチトルク値取得手段、５８：パワー収支目標値取得手段、６０：回転勾配目標値算出手段、６２：ＭＧ必要トルク算出手段、６４：クラッチトルク指令値算出手段、ＡＳ：アクセル開度センサ、ＢＳ：ブレーキセンサ、Ｂ１：第１ブレーキ（係合要素）、Ｂ２：第２ブレーキ（係合要素）、Ｃ０：キャリア（第２回転要素、入力回転部材）、ＮＳ：エンジン回転速度センサ、ＭＧ１：第１モータジェネレータ（第１の電動機）、ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第２の電動機）、ＲＥ１：ＭＧ１レゾルバ、ＲＥ２：ＭＧ２レゾルバ、Ｒ０：リングギヤ（第３回転要素、出力回転部材）、ＳＳ：操作位置センサ、ＳＷ１：第１油圧スイッチ、ＳＷ２：第２油圧スイッチ、ＳＷ３：第３油圧スイッチ、Ｓ０：サンギヤ（第１回転要素）、ＴＳ：油温センサ

また、好適には、前記釣合計算は、前記第１の電動機及び第２の電動機のパワー収支値を考慮して計算するものである。このようにすれば、前記電気的無段変速部及び有段変速部を備えた動力伝達装置に関して実用的な態様で入出力パワーの釣合計算を行うことができる。

Claims (7)

1. 第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、
   該第１回転要素に連結された第１の電動機と、
   前記第３回転要素から駆動輪までの動力伝達経路に動力伝達可能に接続された第２の電動機とを、有する電気的無段変速部と、
   該電気的無段変速部と駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する有段変速部と
   を、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジンの動作点の移動及び前記有段変速部の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値を算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値の比と等しくなるように制御するものであることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記エンジンの動作点の移動及び前記有段変速部の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度のうち少なくとも１つに変更が生じた場合には、変更後の目標回転速度に対応して前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率を再設定するものである請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記回転数時間変化率の再設定は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転数時間変化率の絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて実行されるものである請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 予め定められた関係から、前記差分値の比に対応する前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比、変速中における前記エンジンの出力パワー、前記有段変速部に備えられた係合要素の伝達パワー、前記第１の電動機及び第２の電動機に係るパワー収支値の目標値、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の目標値を算出するものである請求項１から３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記エンジンのトルク、前記有段変速部に備えられた係合要素のトルク、前記第１の電動機のトルク、及び前記第２の電動機のトルクのうち少なくとも１つを制御することにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の目標値を達成する制御を行うものである請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記釣合計算は、前記第１の電動機及び第２の電動機の作動に係る仕事を除外したパワーの釣合について計算するものである請求項４又は５に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記回転数時間変化率の目標値を達成する制御においては、前記第１の電動機及び第２の電動機の作動に係る仕事を考慮するものである請求項５又は６に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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