WO2012042591A1

WO2012042591A1 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: WO2012042591A1
Application number: PCT/JP2010/066735
Authority: WO
Inventors: 大坪　秀顕; 直毅石川; 英治野原; 貴彦堤
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-05
Also published as: EP2623384A4; EP2623384A1; JPWO2012042591A1; US20130218387A1

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、ｇ軸に相当するサンギヤＳ０、ｅ軸に相当するキャリアＣ０、及びｍ軸に相当するリングギヤＲ０のうち少なくとも１つの回転変化を制御することにより、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を制御するものであることから、エネルギ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

ハイブリッド車両の制御装置

　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、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素のうち少なくとも１つの回転変化を制御することにより、前記電気的無段変速部及び有段変速部から成る変速機構全体でのエネルギ収支を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、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素のうち少なくとも１つの回転変化を制御することにより、前記電気的無段変速部及び有段変速部から成る変速機構全体でのエネルギ収支を制御するものであることから、エネルギ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を、前記変速制御に係る変速前の回転速度から変速後の回転速度へ等しい割合で変化させる制御を行うものである。このようにすれば、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　また、好適には、前記有段変速部に入力されるトルクとその有段変速部に備えられた要素の反力に係るトルクとの差分トルクの変化の態様が、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の変化の態様と整合するように前記変速制御を進行させるものである。このようにすれば、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　また、好適には、前記変速制御中に前記エンジンから発生させられるエネルギと、その変速制御中において前記有段変速部に備えられた要素の反力に係る伝達エネルギと、その変速制御中における前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転エネルギ変化との和が、予め定められた目標エネルギ収支と等しくなるように前記変速制御を進行させるものである。このようにすれば、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　また、好適には、前記和の計算において、前記第１の電動機及び第２の電動機に係るエネルギ収支に関しては計算に含めないものである。このようにすれば、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

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。本実施例のハイブリッド車両の制御装置による基本波形の算出について説明する図である。本実施例のハイブリッド車両の制御装置により算出される、有段変速部に入力されるトルクとその有段変速部における負荷トルクとの差分トルクの時間方向の積分波形を例示する図である。本実施例のハイブリッド車両の制御装置による制御において満たされるべき条件について説明する図である。本実施例のハイブリッド車両の制御装置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併行して行う制御のシミュレーション結果を説明するタイムチャートである。本実施例による制御との比較のため、従来の制御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併行して行う制御のシミュレーション結果を説明するタイムチャートであり、パワー収支を零に維持することを狙ったものである。本実施例による制御との比較のため、従来の制御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併行して行う制御のシミュレーション結果を説明するタイムチャートであり、よく知られたダウンシフトの一般的な出力軸トルク形状を狙ったものである。本実施例のハイブリッド車両の制御装置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併行して行う制御の他の一例のシミュレーション結果を説明するタイムチャートであり、充放電収支が敢えて零にならないようにエネルギ収支を計算してクラッチ油圧を設定して変速を行ったものである。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ＮＥ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が連続的に変化するように構成されている。また、相互に連結された上記キャリアＣ１及びリングギヤＲ２とハウジング４２との間には、それらキャリア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ＯＷＣが設けられている。

　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。ここで、上記高速段Ｈから低速段Ｌへの変速においては、上記第１ブレーキＢ１が解放させられることにより上記ワンウェイクラッチＯＷＣにより前記キャリアＣ１及びリングギヤＲ２のハウジング４２に対する相対回転が阻止され、上記第２ブレーキＢ２の係合状態によらず低速段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又はワンウェイクラッチＯＷＣ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数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に示す制御指令値算出手段５０は、好適には、前記Ｅ－ＥＣＵ２２又はＭＧ－ＥＣＵ３４に備えられたものである。また、好適には、エンジントルク制御手段６４は前記Ｅ－ＥＣＵ２２に、ＭＧ１トルク制御手段６６及びＭＧ２トルク制御手段６８は前記ＭＧ－ＥＣＵ３４に、クラッチトルク制御手段７０は前記Ｔ－ＥＣＵ４４にそれぞれ備えられたものである。ここで、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。

　上記制御指令値算出手段５０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、前記電気的無段変速部１９に備えられた各回転要素の目標回転変化を算出する。すなわち、第１回転要素である前記サンギヤＳ０（ＭＧ１）、第２回転要素である前記キャリアＣ０（エンジン１２）、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）のうち少なくとも１つの目標回転変化を算出する。ここで、各回転要素の目標回転変化とは、各回転要素の回転速度乃至トルクの時間変化の目標であり、前記有段変速部２０の変速制御が開始されてからその変速制御が終了するまでの間の連続的な目標値の変化に相当するものである。

　図５は、本実施例による制御の対象となる前記エンジン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について説明する図である。この図５に示すように、前記ハイブリッド車両８においては、前記エンジン１２の動作点の移動と、前記有段変速部２０の変速制御とが同時（同期的）に実行される場合がある。すなわち、前記エンジン１２において、エンジントルクとエンジン回転速度とで規定される動作点が移動させられるのと併行して、前記有段変速部２０において低速段Ｌから高速段Ｈへの変速制御（アップ変速）或いは高速段Ｈから低速段Ｌへの変速制御（ダウン変速）が実行される。以下の説明では、例えばキックダウン変速等のように、前記エンジン１２の動作点の移動が行われるのと同時に前記有段変速部２０において高速段Ｈから低速段Ｌへの変速制御（ダウン変速）が実行される場合について説明するが、本実施例の制御は低速段Ｌから高速段Ｈへの変速制御等にも好適に適用される。ここで、前記有段変速部２０における高速段Ｈから低速段Ｌへの変速制御においては、前述のように、前記第１ブレーキＢ１が解放させられることにより前記ワンウェイクラッチＯＷＣがロックさせられ、それにより前記キャリアＣ１及びリングギヤＲ２のハウジング４２に対する相対回転が阻止されて低速段Ｌが達成される。

　図５に示すように、エンジン動作点の移動におい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及びエンジン回転速度が変更される。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。すなわち、好適には、上記変速機構全体でのエネルギ収支（パワー収支）を所定値例えば略零とすべきであり、本実施例では、斯かる制御を前提として以下の説明を行う。

　本実施例のハイブリッド車両の制御装置は、前記制御指令値算出手段５０、エンジントルク制御手段６４、ＭＧ１トルク制御手段６６、ＭＧ２トルク制御手段６８、及びクラッチトルク制御手段７０を介して上述のような制御、すなわち変速機構全体でのエネルギ収支を略零に維持して前記エンジン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実行する制御を実現する。斯かる制御を実現するために、前記制御指令値算出手段５０は、目標変速時間設定手段５２、回転速度目標基本波形算出手段５４、回転変化形状目標設定手段５６、エンジン供給エネルギ算出手段５８、慣性損失エネルギ算出手段６０、及びクラッチトルク変化勾配算出手段６２を含んでいる。以下、これらの制御機能による制御について分説する。なお、以下の説明では、前記エンジン１２の動作点の移動に対応して、エンジントルクが前記有段変速部２０の変速前のトルクレベルから変速後のトルクレベルに、エンジン回転に対して直線的に変化する態様を前提として本実施例の制御を説明する。また、前記有段変速部２０の変速に際して、解放側のクラッチトルクすなわち前記第１ブレーキＢ１の係合トルクが所定（一定）の勾配で直線的に低下させられる態様を前提として本実施例の制御を説明する。

　上記目標変速時間設定手段５２は、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの時間である目標変速時間を設定する。例えば、前記有段変速部２０における高速段Ｈから低速段Ｌへの変速に際して、解放側の係合要素である前記第１ブレーキＢ１の解放（油圧低下）が開始させられる変速開始時点から前記ワンウェイクラッチＯＷＣがロックして同期回転に到達する変速終了時点までの目標時間を、予め定められた関係から前記油温センサＴＳにより検出されるＡＴ油温等に基づいて設定（算出）する。この関係は、好適には、前記油温センサＴＳにより検出されるＡＴ油温が低くなる程上記目標変速時間が長くなるように予め定められたものである。また、好適には、上記変速開始時点から変速終了時点までの目標変速時間を、予め定められた関係から車速又は入力トルクに基づいて設定（算出）する。この関係は、好適には、イナーシャ変化に係る摩擦材の耐久性を考慮し、車速又は入力トルクが高くなる程上記目標変速時間が長くなるように予め定められたものである。

　前記回転速度目標基本波形算出手段５４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毎に、変速中のエネルギ収支を例えば零とするための入力軸トルクと第１ブレーキＢ１の入力軸換算トルクとの差分トルクの時間変化を図６に示すように求め、その差分トルクの時間変化を積分することにより図７に示すようなそれぞれの回転速度の変化の基本となる基本波形を算出する。図６は、この回転速度目標基本波形算出手段５４による基本波形の算出について説明する図である。この図６においては、前記目標変速時間設定手段５２により設定された、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの目標変速時間における前記電気的無段変速部１９のエネルギ収支が零であることを前提として、前記エンジン１２、ＭＧ１、ＭＧ２により発生させられる前記有段変速部２０の入力軸トルクの変化を実線で示すと共に、クラッチトルクすなわち前記第１ブレーキＢ１の係合トルクを反力として発生させられる前記有段変速部２０入力軸位置での負荷トルクの変化を破線で示している。この破線のうち、低下傾斜が終了するまでの部分は、解放側係合要素である第１ブレーキＢ１による入力軸換算トルクを示し、その後のステップ状に立ち上がった以降の部分はワンウェイクラッチＯＷＣの係合による入力軸換算トルクを示している。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が零であることを前提とすれば、入力軸トルクすなわち前記出力軸１４のトルクとクラッチによる負荷すなわち前記第１ブレーキＢ１のトルクとの差分トルクは図６に示すようなものとなる。

　図７は、前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０における負荷トルクとの差分トルクの時間方向の積分波形を例示する図である。図６に示す関係において、入力軸トルクとクラッチによる負荷との差分トルクを時間方向で積分（積算）すると図７に示すような形状となる。前記回転速度目標基本波形算出手段５４は、好適には、このようにして得られる前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０における負荷トルクとの差分トルクの時間方向の積分波形（形状）を、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毎に、それぞれの回転速度の変化の基本となる基本波形（基本形状）として算出する。なお、エンジントルクをエンジン回転速度に対して一次関数的に変化させる場合、エンジン回転速度の変化態様によってはエンジントルクは必ずしも厳密には時間軸に対して一次関数的に変化するものではなく、わずかに曲線的な形状で変化するものであるが、その誤差は実用上特に問題とはならない。

　前記回転変化形状目標設定手段５６は、前記回転速度目標基本波形算出手段５４により算出された基本波形と整合するように、前記有段変速部２０の変速に際しての第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毎に、それぞれのタイムチャート上における回転速度の変化形状の目標値Ｎ_g ^*(t)、Ｎ_e ^*(t)、Ｎ_m ^*(t)を逐次設定する。すなわち、前記有段変速部２０の変速前後での第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幅（ダウン変速においては上昇幅）に対し、前記回転速度目標基本波形算出手段５４により算出された基本波形（基本形状）を当てはめて、それらの変化の態様が整合するように各回転要素の回転変化形状の目標値Ｎ_g ^*(t)、Ｎ_e ^*(t)、Ｎ_m ^*(t)を設定する。ここで、整合とは、例えば回転速度の変化に対応する関数の態様が一致することを言い、基本波形が一次関数的な変化をとるものである場合には各回転要素も同様に一次関数的な変化となるように、或いは基本波形が指数関数的な変化をとるものである場合には各回転要素も同様に指数関数的な変化となるようにそれらの回転速度の変化形状の目標を設定するものである。

　前記エンジン供給エネルギ算出手段５８は、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの目標変速時間内に前記エンジン１２から供給されるエネルギ量を算出する。例えば、前記回転変化形状目標設定手段５６により設定された各回転要素の回転速度変化形状の目標値Ｎ_g ^*(t)、Ｎ_e ^*(t)、Ｎ_m ^*(t)のうちの、前記エンジン１２の回転速度に対応する第２回転要素すなわちキャリアＣ０の回転速度変化形状の目標値Ｎ_g ^*(t)、Ｎ_e ^*(t)、Ｎ_m ^*(t)と、その回転速度変化に対して一次関数的に変化するとしたエンジントルクの値Ｔ_e(t)とに基づいて、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの間に前記エンジン１２から供給（入力）されるエネルギ量Ｅ_inを、エンジン回転速度及びエンジントルクの積（＝エンジン回転速度×エンジントルク）の変速開始から変速終了までの間の積分値∫Ｎ_e ^*(t)・Ｔ_e(t)ｄｔ＋Ｃ（Ｃは積分定数）として算出する。

　前記慣性損失エネルギ算出手段６０は、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの目標変速時間内に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において使用（消費）される慣性損失エネルギＥ_kを算出する。例えば、前記有段変速部２０の変速前後における各回転要素それぞれの回転速度の値Ｎ_g、Ｎ_e、Ｎ_mと、各回転要素の慣性モーメントＩ_g、Ｉ_e、Ｉ_mとに基づいて、前記有段変速部２０の変速前後における各回転要素の回転運動エネルギＩ_g・Ｎ_g ²／２、Ｉ_e・Ｎ_e ²／２、Ｉ_m・Ｎ_m ²／２をそれぞれ算出する。そして、前記有段変速部２０の変速前後における各回転要素の回転運動エネルギの値の差分（＝変速後の回転運動エネルギＩ・Ｎ_af ²／２－変速前の回転運動エネルギＩ・Ｎ_be ²／２）から、前記有段変速部２０の変速による各回転要素の回転運動エネルギの変化量の和（＝Ｉ・Ｎ_gaf ²／２－Ｉ・Ｎ_gbe ²／２＋Ｉ・Ｎ_eaf ²／２－Ｉ・Ｎ_ebe ²／２＋Ｉ・Ｎ_maf ²／２－Ｉ・Ｎ_mbe ²／２）をその有段変速部２０において使用（消費）される慣性損失エネルギＥ_lossとして算出する。

　前記クラッチトルク変化勾配算出手段６２は、前記有段変速部２０の変速に際してのクラッチトルクの変化勾配すなわち前記第１ブレーキＢ１の係合トルクの変化勾配（解放側係合要素の係合トルクの低下勾配）を算出する。本実施例の動力伝達装置１０においては、前記エンジン供給エネルギ算出手段５８により算出された前記エンジン１２から供給されるエネルギ量から、前記慣性損失エネルギ算出手段６０により算出された前記有段変速部２０における慣性損失エネルギを差し引いた値（＝エンジン供給エネルギ－慣性損失エネルギ）が駆動力として全て伝達されるようにした場合、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を零にすることは、斯かる変速機構全体の中におけるそれ以外のエネルギ収支すなわち前記ＭＧ１及びＭＧ２によるエネルギ収支をも零にすることに等しい。前述のように、本実施例においては前記有段変速部２０の変速に際してクラッチトルクすなわち前記第１ブレーキＢ１の係合トルクが変速前の状態から所定の勾配で低下することを前提としており、前記クラッチトルク変化勾配算出手段６２は、好適には、第３回転要素である前記リングギヤＲ０の回転が前記回転変化形状目標設定手段５６で設定されたように変化するとした場合における、そのリングギヤＲ０の回転速度及びクラッチトルクすなわち前記第１ブレーキＢ１の係合トルクの積（＝リングギヤＲ０回転速度×クラッチトルク）の変速開始から変速終了までの間の積分値を算出し、その積分値が前記エンジン供給エネルギ算出手段５８により算出された前記エンジン１２から供給されるエネルギ量から、前記慣性損失エネルギ算出手段６０により算出された前記有段変速部２０における慣性損失エネルギを差し引いた値（差分値）と等しくなるような前記第１ブレーキＢ１の係合トルク変化勾配（低下勾配）を算出する。

　前記制御指令値算出手段５０は、以上のようにして得られた情報に基づいて、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場合における第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それぞれの目標回転変化（回転変化の目標値）を算出する。好適には、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それぞれの回転速度を、前記有段変速部２０の変速制御に係る変速前の回転速度から変速後の回転速度へ等しい割合で変化させるように目標回転変化を設定する。すなわち、前記目標変速時間設定手段５２により設定された目標変速時間等に基づき、各回転要素それぞれにおける変速前の回転速度と変速後の回転速度との差を全体として、その全体に対する時間毎の割合（変速前からの変化分）が各回転要素において等しくなるようにそれら回転要素の目標回転変化を設定する。

　また、前記制御指令値算出手段５０は、好適には、前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０における負荷トルクとの差分トルクの変化の態様が、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それぞれの回転速度の変化の態様と整合するように前記変速制御を進行させる目標回転変化（回転変化の目標値）を算出する。すなわち、前記回転速度目標基本波形算出手段５４により算出される図７に示すような基本波形の変化の態様と整合するように、前記回転変化形状目標設定手段５６により各回転要素それぞれの回転速度の変化形状の目標値Ｎ_g ^*(t)、Ｎ_e ^*(t)、Ｎ_m ^*(t)を設定し、その設定された変化形状に基づいて各回転要素の目標回転変化を逐次設定する。

　また、前記制御指令値算出手段５０は、好適には、前記有段変速部２０の変速制御中に前記エンジン１２から発生させられるエネルギと、その変速制御中において前記有段変速部２０に備えられた要素の反力に係るトルクすなわち前記第１ブレーキＢ１を反力として出力側に伝達されるエネルギ（トルク）と、その変速制御中における第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それぞれの回転エネルギ変化との和が、予め定められた目標エネルギ収支と等しくなるように各回転要素の目標回転変化を設定する。好適には、前記エンジン供給エネルギ算出手段５８により算出された前記エンジン１２から供給されるエネルギ量と、前記慣性損失エネルギ算出手段６０により算出された慣性損失エネルギ（負の値）との和が零となるように各回転要素の目標回転変化を設定する。この和の計算において、好適には、前記ＭＧ１及びＭＧ２に係るエネルギ収支に関しては計算に含めない。すなわち、前記ＭＧ１及びＭＧ２は連れ回っているだけで仕事はしていないものとして考える。換言すれば、前記ＭＧ１及びＭＧ２が行う仕事を除外したエネルギ収支の釣り合いを前提として上記和の算出乃至各回転要素の目標回転変化の設定を行う。

　また、前記制御指令値算出手段５０は、好適には、前記クラッチトルク変化勾配算出手段６２により算出されたクラッチトルクすなわち前記第１ブレーキＢ１の係合トルクの低下勾配に関して、前記目標変速時間設定手段５２により設定された目標変速時間の中途（変速開始からの経過時間が変速終了に達する前）に前記第１ブレーキＢ１の係合トルクが零になるか否かを判定し、その判定が肯定される場合すなわち目標変速時間の中途でクラッチトルクが零になる場合には、前記目標変速時間設定手段５２、回転速度目標基本波形算出手段５４、回転変化形状目標設定手段５６、エンジン供給エネルギ算出手段５８、慣性損失エネルギ算出手段６０、及びクラッチトルク変化勾配算出手段６２による処理を再び実行する。斯かる制御は、クラッチトルクが零である状態が継続した場合、前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０における負荷トルクとの差分形状が、前記回転速度目標基本波形算出手段５４により算出された基本波形とは異なる形状となるおそれがあるので、前記目標変速時間設定手段５２において目標変速時間を所定時間長く設定すると共に、前記回転速度目標基本波形算出手段５４以下の処理を再びやり直すものである。

　図８は、本実施例の制御において満たされるべき条件について説明する図である。なお、この図８においては、第１回転要素であるサンギヤＳ０に相当する回転軸をｇ軸、第２回転要素であるキャリアＣ０に相当する回転軸をｅ軸、第３回転要素であるリングギヤＲ０に相当する回転軸をｍ軸とそれぞれ表記している。前記制御指令値算出手段５０は、好適には、前記有段変速部２０の変速開始時点におけるアクセル開度等に基づいて、図８に示す条件（ａ）～（ｃ）の全てが満たされるような各回転要素の回転変化を算出する。すなわち、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、前述した各制御手段による算出乃至設定を複合的に実行することにより、（ａ）ｇ軸、ｅ軸、及びｍ軸それぞれの回転速度を、対象となる変速制御に係る変速前の回転速度から変速後の回転速度へ等しい割合で変化させ、（ｂ）前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０における負荷トルクとの差分トルクの変化の態様が、ｇ軸、ｅ軸、及びｍ軸それぞれの回転速度の変化の態様と整合するように対象となる変速制御を進行させ、且つ（ｃ）対象となる変速制御中に前記エンジン１２から発生させられるエネルギと、その変速制御中において前記有段変速部２０における負荷により消費されるエネルギと、その変速制御中におけるｇ軸、ｅ軸、及びｍ軸それぞれの回転エネルギ変化との和が、予め定められた目標エネルギ収支と等しくなるように対象となる変速制御を進行させるような各回転要素の回転変化を逐次算出する。

　図４に戻って、前記クラッチトルク制御手段７０は、前記有段変速部２０における変速制御において、図示しない油圧制御装置を介して係合要素である前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の少なくとも一方の係合トルクを制御する。すなわち、前記有段変速部２０における高速段Ｈから変速段Ｌへの変速制御においては、前記第１ブレーキＢ１の係合トルクを漸減させて解放させる制御を実行する。すなわち、前記クラッチトルク変化勾配算出手段６２により算出乃至設定された勾配で前記第１ブレーキＢ１の係合トルクが低下させられるようにクラッチ油圧指令値を決定し、図示しない油圧制御装置に備えられた前記第１ブレーキＢ１の係合圧を制御するための電磁制御弁へ供給する。

　前記エンジントルク制御手段６４、ＭＧ１トルク制御手段６６、及びＭＧ２トルク制御手段６８は、前記制御指令値算出手段５０により算出された目標回転変化が達成されるように前記エンジン１２、ＭＧ１、ＭＧ２の駆動（トルク）をそれぞれ制御する。例えば、次の（１）式のような運動方程式を用いて、前記制御指令値算出手段５０により算出された目標回転変化を実現するためのエンジントルクＴ_e、ＭＧ１トルクＴ_g、ＭＧ２トルクＴ_mを算出する。なお、この（１）式に示すω_gはＭＧ１（サンギヤＳ０）の回転速度（回転角速度）、ω_eはエンジン１２（キャリアＣ０）の回転速度（回転角速度）、ω_mはＭＧ２（リングギヤＲ０）の回転速度（回転角速度）、Ｔ_bはクラッチ（第１ブレーキＢ１）トルクであり、ｋgg、ｋge、ｋgm、ｋgb等、ｋ**で示される値は何れも係数である。この（１）式に示す運動方程式は、前記エンジン１２、ＭＧ１、ＭＧ２に係る各軸の目標回転速度の値を微分することによって得られる。すなわち、（２）式に示すように、制御指令値算出手段５０によって算出されたＭＧ１回転速度の目標値Ｎ_g ^*、エンジン回転速度の目標値Ｎ_e ^*、ＭＧ２回転速度の目標値Ｎ_m ^*の値を微分することにより、各軸の回転変化勾配として（１）式の左辺に示す値が算出される。ここで、前記制御指令値算出手段５０によりエンジントルク及びクラッチトルクの変化が設定（算出）される場合、（１）式におけるＴ_e及びＴ_bに係る逐次の値が得られる。それらの値を（１）式に代入し、Ｔ_g及びＴ_mについて運動方程式を解くことで、前記制御指令値算出手段５０により設定（算出）されたエンジントルク及びクラッチトルクの変化の下で各回転要素について算出された目標回転変化を実現するＭＧ１及びＭＧ２それぞれのトルクが算出される。

　図９は、本実施例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の変速制御を併行して行う制御のシミュレーション結果を説明するタイムチャートである。この図９及び以下に説明する図１０～図１２に示す回転速度及びトルクにおいては、前記エンジン１２に対応する値を実線で、ＭＧ１に対応する値を一点鎖線で、ＭＧ２に対応する値を二点鎖線でそれぞれ示している。また、図９～図１２に示すトルクにおいて、前記有段変速部２０からの負荷トルクのＭＧ２軸換算値を破線で示している。この図９に示すように、本実施例の制御においては、変速開始から変速終了までの間、変速機構全体でのパワー収支が略零に維持されていると共に、よく知られたダウンシフトの一般的な出力軸トルク形状が実現されていることがわかる。

　図１０及び図１１は、本実施例による制御との比較のため、従来の制御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の変速制御を併行して行う制御のシミュレーション結果を説明するタイムチャートである。図１０に示すタイムチャートは、従来の制御においてパワー収支を零に維持することを狙ったものであるが、狙い通りパワー収支が零とされている一方、出力軸トルク形状がよく知られたダウンシフトの一般的な出力軸トルク形状を逸脱する良好ではない変化をしていることがわかる。また、図１１に示すタイムチャートは、従来の制御において、図９に示す本実施例による制御と同様の出力軸トルク形状を狙ったものであり、斯かる出力軸トルク形状に関してはよく知られたダウンシフトの一般的な出力軸トルク形状が実現されているが、変速機構全体でのパワー収支が大きく変動していることがわかる。このように、従来の制御では変速機構全体でのパワー収支を略零に維持すると共に、よく知られたダウンシフトの一般的な出力軸トルク形状を実現することはできず、本実施例の制御をもってはじめて斯かる好適な変速制御を実現することができる。

　図１２に示すタイムチャートは、本実施例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の変速制御を併行して行う制御の他の一例のシミュレーション結果を説明するタイムチャートであり、充放電収支が敢えて零にならないようにエネルギ収支を計算してクラッチ油圧（第１ブレーキＢ１油圧）を設定して変速を行ったものである。この図１２に示す制御では、図９に示す制御に比べて、変速機構全体でのパワー収支が正側すなわちエネルギ持ち出し側の値をとっていることがわかる。この図１２に示す制御においては、変速開始から変速終了までの間、変速機構全体でのパワー収支を零ではない所定の値に維持されていると共に、よく知られたダウンシフトの一般的な出力軸トルク形状が実現されていることがわかる。

　図１３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、前記目標変速時間設定手段５２の動作に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの時間である目標変速時間が設定される。次に、前記回転速度目標基本波形算出手段５４の動作に対応するＳ２において、前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０における負荷トルクとの差分トルクの時間方向の積分波形（形状）が基本波形として算出（決定）される。次に、前記回転変化形状目標設置手段５６の動作に対応するＳ３において、Ｓ２にて算出された基本波形と整合するように、前記有段変速部２０の変速に際しての第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それぞれの回転速度の変化形状の目標が設定される。次に、前記エンジン供給エネルギ算出手段５８の動作に対応するＳ４において、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの目標変速時間内に前記エンジン１２から供給されるエネルギ量が算出される。

　次に、前記慣性損失エネルギ算出手段６０の動作に対応するＳ５において、前記有段変速部２０の変速開始から変速終了までの目標変速時間内に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において使用（消費）される慣性損失エネルギが算出される。次に、前記クラッチトルク変化勾配算出手段６２の動作に対応するＳ６において、前記有段変速部２０の変速に際してのクラッチトルクの変化勾配すなわち解放側係合要素としての第１ブレーキＢ１の係合トルクの低下勾配が算出される。次に、Ｓ７において、Ｓ６にて算出された前記第１ブレーキＢ１の係合トルクの低下勾配に関して、Ｓ１にて設定された目標変速時間の中途（変速開始からの経過時間が変速終了に達する前）に前記第１ブレーキＢ１の係合トルクが零にならないことが確認できるか否かが判断される。このＳ７の判断が否定される場合には、Ｓ１以下の処理が再び実行されるが、Ｓ７の判断が肯定される場合には、Ｓ８において、Ｓ１～Ｓ６にて算出乃至設定された結果に基づき、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それぞれの目標回転変化が決定される。

　次に、前記クラッチトルク制御手段７０の動作に対応するＳ９において、Ｓ６にて算出乃至設定された勾配で前記第１ブレーキＢ１の係合トルクが低下させられるようにクラッチ油圧指令値が決定され、図示しない油圧制御装置に備えられた前記第１ブレーキＢ１の係合圧を制御するための電磁制御弁へ供給される。次に、Ｓ１０において、Ｓ３にて設定された変化形状をとることが想定されるエンジン回転速度に対し、狙いのエンジン動作点に対応するエンジントルクを発生させるように前記エンジン１２にトルク指令値が出力される。次に、Ｓ１１において、Ｓ８にて決定された目標回転変化が達成されるように前記ＭＧ１、ＭＧ２にトルク指令値が出力される。次に、Ｓ１２において、前記有段変速部２０の変速が終了（低速段Ｌが成立）したか否かが判断される。このＳ１２の判断が否定される場合には、Ｓ８以下の処理が再び実行されるが、Ｓ１２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。以上の制御において、Ｓ１～Ｓ８が前記制御指令値算出手段５０の動作に対応する。

　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、第１回転要素としてのサンギヤＳ０、第２回転要素としてのキャリアＣ０、及び第３回転要素としてのリングギヤＲ０のうち少なくとも１つの回転変化を制御することにより、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を制御するものであることから、エネルギ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を、前記変速制御に係る変速前の回転速度から変速後の回転速度へ等しい割合で変化させる制御を行うものであるため、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　また、前記有段変速部２０に入力されるトルクとその有段変速部２０に備えられた要素である前記第１ブレーキＢ１の反力に係るトルクとの差分トルクの変化の態様が、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の変化の態様と整合するように前記変速制御を進行させるものであるため、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　また、前記変速制御中に前記エンジン１２から発生させられるエネルギと、その変速制御中において前記有段変速部２０に備えられた要素である前記第１ブレーキＢ１の反力に係る伝達エネルギと、その変速制御中における前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転エネルギ変化との和が、予め定められた目標エネルギ収支と等しくなるように前記変速制御を進行させるものであるため、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　また、前記和の計算において、第１の電動機であるＭＧ１及び第２の電動機であるＭＧ２に係るエネルギ収支に関しては計算に含めないものであるため、実用的な態様でエネルギ収支を所望の値に制御することができる。

　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、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ＯＷＣ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、（１）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：制御指令値算出手段、５２：目標変速時間設定手段、５４：回転速度目標基本波形算出手段、５６：回転変化形状目標設定手段、５８：エンジン供給エネルギ算出手段、６０：慣性損失エネルギ算出手段、６２：クラッチトルク変化勾配算出手段、６４：エンジントルク制御手段、６６：ＭＧ１トルク制御手段、６８：ＭＧ２トルク制御手段、７０：クラッチトルク制御手段、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、Ｂ２：第２ブレーキ、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）、ＯＷＣ：ワンウェイクラッチ、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

Claims

　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、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素のうち少なくとも１つの回転変化を制御することにより、前記電気的無段変速部及び有段変速部から成る変速機構全体でのエネルギ収支を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。
　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を、前記変速制御に係る変速前の回転速度から変速後の回転速度へ等しい割合で変化させる制御を行うものである請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
　前記有段変速部に入力されるトルクと該有段変速部に備えられた要素の反力に係るトルクとの差分トルクの変化の態様が、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の変化の態様と整合するように前記変速制御を進行させるものである請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
　前記変速制御中に前記エンジンから発生させられるエネルギと、該変速制御中において前記有段変速部に備えられた要素の反力に係る伝達エネルギと、該変速制御中における前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転エネルギ変化との和が、予め定められた目標エネルギ収支と等しくなるように前記変速制御を進行させ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。
　前記和の計算において、前記第１の電動機及び第２の電動機に係るエネルギ収支に関しては計算に含めないものである請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。