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JP2009298175A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

車両用動力伝達装置の制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンに連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速部とを備えた車両用動力伝達装置において、変速部の変速中におけるエンジン回転速度の高回転化を防止することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供する。
【解決手段】自動変速部２０の変速中において、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２によるトルクダウン制御によりエンジン回転速度ＮＥが上昇するとき、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを予め制限するエンジン上限値設定手段８６を備えるため、エンジン回転速度ＮＥの上昇が抑制され、エンジン回転速度ＮＥの高回転化が防止される。
【選択図】図７

Description

本発明は、差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンに連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速部とを備え、前記エンジンの動力を前記駆動輪へ伝達する車両用動力伝達装置に係り、特に変速部の変速中におけるエンジン回転速度の上昇を抑制する技術に関するものである。
差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンに連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部を備えた車両用動力伝達装置が知られている。このような車両用駆動装置では、差動機構が例えば遊星歯車装置で構成され、差動機構の差動作用によりエンジンからの動力の主部を駆動輪へ機械的に伝達し、そのエンジンからの残部を第１電動機から第２電動機への電気的パスを用いて電気的に伝達することにより電気的に差動状態が制御される、すなわち電気式差動部の変速比が適宜変更される。これにより、エンジンを最適な回転状態に維持しつつ車両を走行させるように制御され、燃費を向上させることができる。特許文献１の車両用駆動装置がその一例である。特許文献１では、変速部の変速時において、電動機（或いはエンジン）によるトルクダウンとエンジン回転速度上昇によって、変速ショックを抑制する技術が開示されている。
特開２００６−３３５１２７号公報 特開２００４−１３２２８５号公報 特開平１−１６７４４０号公報 特開平４−３６５６４３号公報
ところで、特許文献１の車両用駆動装置では、上記のように変速時において、電動機（またはエンジン）によるトルクダウン制御が実施されているが、例えば、エンジンの冷却水温が低下するなどしてエンジンによるトルクダウンが不可能な状態で、さらに蓄電装置の充電容量が過充電状態になるなどすると、電動機によるトルクダウン量が制限されてしまうため、変速ショックを十分に取りきれない場合が発生する。これより、エンジン回転速度を上昇させることで、エンジンが有するイナーシャを使ってトルクダウン量を確保していた。しかし、上記のように、電動機によるトルクダウン量が制限されると、エンジン回転速度の上昇幅が大きくなり、エンジン回転速度が高回転域（オーバーレブ）まで到達する可能性があった。また、エンジン回転速度の高回転化に伴って、エンジン回転速度を低減するため、電子スロットル弁が閉弁されて、エンジントルクが制限されると共に、そのエンジントルク制限に伴う変速ショックが発生する可能性があった。なお、このことは未公知の課題であったため、何ら解決方法が考案されていなかった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンに連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速部とを備え、前記エンジンの動力を前記駆動輪へ伝達する車両用動力伝達装置において、変速部の変速中におけるエンジン回転速度の高回転化を防止して、エンジントルク制限と変速ショックとを防止することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンに連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速部とを備え、前記エンジンの動力を前記駆動輪へ伝達する車両用動力伝達装置の制御装置において、（ｂ）前記変速部の変速中において、前記電動機によるトルクダウン制御によりエンジン回転速度が上昇するとき、前記エンジン回転速度の上限値を予め制限するエンジン上限値設定手段を備えることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
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の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段は、前記エンジンのトルク制限禁止時において、前記エンジン回転速度の上限値の切換を実施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の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速開始時におけるエンジン回転速度に基づいて判断され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の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速時に必要とされるトルクダウン量に基づいて判断され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の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記エンジンの入力トルクに基づいて判断され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１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、車両の車速に基づいて判断されることを特徴とする。
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、蓄電装置の充放電制限値に基づいて判断され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の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、アクセル操作量に基づいて判断されることを特徴とする。
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速パターンに基づいて判断されることを特徴とする。
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、前記変速部の変速時に必要とされるトルクダウン量に応じて切り換えられることを特徴とする。
また、請求項１１にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、前記エンジンの入力トルクに応じて切り換えられることを特徴とする。
また、請求項１２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、車両の車速に応じて切り換えられることを特徴とする。
また、請求項１３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、蓄電装置の充放電制限値に応じて切り換えられることを特徴とする。
また、請求項１４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、アクセル操作量に応じて切り換えられることを特徴とする。
また、請求項１５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、前記変速部の変速パターンに応じて切り換えられることを特徴とする。
また、請求項１６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記エンジン回転速度の上限値は、前記エンジンの高回転判定回転速度に応じて切り換えられることを特徴とする。
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記変速部の変速中において、前記電動機によるトルクダウン制御によりエンジン回転速度が上昇するとき、前記エンジン回転速度の上限値を予め制限するエンジン上限値設定手段を備えるため、エンジン回転速度の上昇が抑制され、エンジン回転速度の高回転化が防止される。また、これに伴い、電子スロットル弁が閉弁されるなどしてエンジントルクが制限されることが防止され、また、このエンジントルクの制限に伴う変速ショックを防止することができる。
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段は、前記エンジンのトルク制限禁止時において、前記エンジン回転速度の上限値の切換を実施するため、エンジン回転速度が高回転化され易いエンジントルク制限禁止時において、エンジン回転速度の上限値が好適な値に切り換えられる。これより、前記変速部の変速の進行に伴い、エンジン回転速度が上昇しても、その回転速度が高回転領域まで到達することが効果的に防止される。
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速開始時におけるエンジン回転速度に基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、変速開始時のエンジン回転速度が高回転領域にあるとき、上限値を好適な値に切り換えることで、前記変速部の変速の進行に伴ってエンジン回転速度が上昇しても、その回転速度が高回転領域まで到達することが効果的に防止される。一方、変速開始時のエンジン回転速度が低回転領域にあるとき、上限値を切り換えなくてもエンジン回転速度が高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、本制御を実施することによる制御の負担が低減される。
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速時に必要とされるトルクダウン量に基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、必要とされるトルクダウン量が電動機によって確保可能なトルクダウン量を大きく上回るとき、上限値を好適な値に切り換えることで、前記変速部の変速の進行に伴ってエンジン回転速度が上昇しても、その回転速度が高回転領域まで到達することが効果的に防止される。一方、必要とされるトルクダウン量が電動機によって十分に確保できるとき、上限値を切り換えなくともエンジン回転速度が高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記エンジンの入力トルクに基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、エンジンの入力トルクが大きいとき、変速に伴いエンジン回転速度が高回転化され易いので、上限値を好適な値に切り換えることで、前記変速部の変速の進行に伴ってエンジン回転速度が上昇しても、その回転速度が高回転領域まで到達することが効果的に防止される。一方、入力トルクが小さいとき、上限値を切り換えなくとも、エンジン回転速度が高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、請求項６にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、車両の車速に基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、車両の車速が高車速領域にあるとき、トルクダウン量が多い為、エンジン回転速度が高回転化され易くなる。そこで、上限値を好適な値に切り換えることで、エンジン回転速度の高回転化を効果的に防止することができる。一方、車両の車速が低車速領域にあるときはトルクダウン量が小さく、上限値を切り換えなくとも、エンジン回転速度が高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、本制御を実施することによる制御の負担が低減される。
また、請求項７にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、蓄電装置の充放電制限値に基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、蓄電装置の充電容量が充電制限値を越えるとき、電動機による発電が制限されるに伴い、電動機によって確保（取り去り）可能なトルクダウン量が制限される。これより、エンジン回転速度が上昇して高回転化され易くなるが、予め上限値を好適な値に切り換えることで、エンジン回転速度の高回転化が効果的に防止される。一方、電動機による発電が制限されず、電動機によってトルクダウン量が十分に確保（取り去り）可能なとき、上限値を切り換えなくとも、エンジン回転速度が高回転化されないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、請求項８にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、アクセル操作量に基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、アクセル操作量が大きいとき、変速に伴いエンジン回転速度が高回転化されやすくなる。そこで、上限値を切り換えることでエンジン回転速度の高回転化が効果的に防止される。一方、アクセル操作量が小さいとき、上限値を切り換えなくともエンジン回転速度が高回転化されないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、請求項９にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速パターンに基づいて判断されるため、上限値の切換が好適に実施される。例えば、変速部の変速時の回転速度変化量が大きい変速などでは、前記変速部の変速に伴ってエンジン回転速度が高回転化され易くなる。このようなとき、上限値を予め好適な値に切り換えることで、エンジン回転速度の高回転化が効果的に防止される。一方、エンジン回転速度が高回転化されないような変速においては、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、請求項１０にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、前記変速部の変速時に必要とされるトルクダウン量に応じて切り換えられるため、トルクダウン量に応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。例えば、トルクダウン量が大きくなるに従い、上限値を低く設定することで、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
また、請求項１１にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、前記エンジンの入力トルクに応じて切り換えられるため、入力トルクに応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。例えば、入力トルクが大きくなるに従い、上限値を低く設定することで、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
また、請求項１２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、車両の車速に応じて切り換えられるため、車速に応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。例えば、車速が高くなるに従って上限値を低く設定することで、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
また、請求項１３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、蓄電装置の充放電制限値に応じて切り換えられるため、蓄電装置の充放電制限値に応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
また、請求項１４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、アクセル操作量に応じて切り換えられるため、アクセル操作量に応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。例えば、アクセル操作量が大きくなるに従って上限値を低く設定することで、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
また、請求項１５にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、前記変速部の変速パターンに応じて切り換えられるため、変速部の変速パターン応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。例えば、変速部の変速において、エンジン回転速度が高回転化されやすい変速に対しては、上限値を低く設定することで、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
また、請求項１６にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記エンジン回転速度の上限値は、前記エンジンの高回転判定回転速度に応じて切り換えられるため、エンジンの高回転判定回転速度に応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度の高回転化を効率よく防止することができる。
ここで、好適には、前記変速部は自動変速されるものである。このようにすれば、前記変速部は車両の状態に応じて好適な変速比に自動的に変速され、好適な駆動力を得ることができる。
また、好適には、前記電気式差動部は、差動ギヤと２つの電動機で構成される電気的な無段変速部であるものとする。このようにすれば、２つの電動機を制御することにより、差動ギヤを構成する所定の回転要素の回転速度を制御することができるため、電気式差動部の変速比を無段階的に自由に変更することができる。
また、好適には、前記変速部は有段変速部であるため、変速部の変速比が段階的に切り換えられる。
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。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構１０を説明する骨子図である。図１において、変速機構１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２（以下、ケース１２という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸１４と、この入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３４（図７参照）との間の動力伝達経路で伝達部材（伝動軸）１８を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部２０と、この自動変速部２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを直列に備えている。この変速機構１０は、例えば車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の駆動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン８と一対の駆動輪３４との間に設けられて、エンジン８からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３２（図７参照）および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３４へ伝達する。なお、本実施例の変速機構１０が車両用動力伝達装置に対応しており、差動部１１が電気式差動部に対応しており、自動変速部２０が変速部に対応している。
このように、本実施例の変速機構１０においてはエンジン８と差動部１１とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、変速機構１０はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
差動部１１は、第１電動機Ｍ１と、入力軸１４に入力されたエンジン８の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８に分配する差動機構としての動力分配機構１６と、伝達部材１８と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機Ｍ２とを備えている。本実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第１電動機Ｍ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機Ｍ２は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ（電動機）機能を少なくとも備える。なお、本実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２が本発明の電動機に対応している。
差動機構として機能する動力分配機構１６は、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２４を主体として構成されている。この第１遊星歯車装置２４は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素（要素）として備えている。第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１である。
この動力分配機構１６においては、第１キャリヤＣＡ１は入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１は第１電動機Ｍ１に連結され、第１リングギヤＲ１は伝達部材１８に連結されている。このように構成された動力分配機構１６は、第１遊星歯車装置２４の３要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１１は所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ１８）が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。このように、動力分配機構１６（差動部１１）に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、およびエンジン８の運転状態が制御されることにより、入力軸１４（本発明の差動機構の入力軸に対応する）の回転速度と出力軸として機能する伝達部材１８（本発明の差動機構の出力軸に対応する）の回転速度の差動状態が制御される無段変速機構として作動させられる。
変速部として機能する自動変速部２０は、差動部１１から駆動輪３４への動力伝達経路の一部を構成する有段式の自動変速機である。自動変速部２０は、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第４遊星歯車装置３０を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第２遊星歯車装置２６は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、例えば「０．５６２」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置２８は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、例えば「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。第４遊星歯車装置３０は、第４サンギヤＳ４、第４遊星歯車Ｐ４、その第４遊星歯車Ｐ４を自転および公転可能に支持する第４キャリヤＣＡ４、第４遊星歯車Ｐ４を介して第４サンギヤＳ４と噛み合う第４リングギヤＲ４を備えており、例えば「０．４２１」程度の所定のギヤ比ρ４を有している。第２サンギヤＳ２の歯数をＺＳ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺＲ２、第３サンギヤＳ３の歯数をＺＳ３、第３リングギヤＲ３の歯数をＺＲ３、第４サンギヤＳ４の歯数をＺＳ４、第４リングギヤＲ４の歯数をＺＲ４とすると、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３、上記ギヤ比ρ４はＺＳ４／ＺＲ４である。
自動変速部２０では、第２サンギヤＳ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第４リングギヤＲ４は第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣＡ３と第４キャリヤＣＡ４とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
このように、自動変速部２０内と差動部１１（伝達部材１８）とは自動変速部２０の変速段を成立させるために用いられる第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、伝達部材１８と自動変速部２０との間の動力伝達経路すなわち差動部１１（伝達部材１８）から駆動輪３４への動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとの一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
また、この自動変速部２０は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段（変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速比γ（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ１８／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）が各ギヤ段毎に得られる。例えば、図２の係合作動表に示されるように、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３の係合により変速比γ１が最大値例えば「３．３５７」程度である第１速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２の係合により変速比γ２が第１速ギヤ段よりも小さい値例えば「２．１８０」程度である第２速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により変速比γ３が第２速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．４２４」程度である第３速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の係合により変速比γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．０００」程度である第４速ギヤ段が成立させられる。また、第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３の係合により変速比γＲが第１速ギヤ段と第２速ギヤ段との間の値例えば「３．２０９」程度である後進ギヤ段（後進変速段）が成立させられる。また、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３の解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。
前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３（以下、特に区別しない場合はクラッチＣ、ブレーキＢと表す）は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
以上のように構成された変速機構１０において、無段変速機として機能する差動部１１と自動変速部２０とで全体として無段変速機が構成される。また、差動部１１の変速比を一定となるように制御することにより、差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
具体的には、差動部１１が無段変速機として機能し、且つ差動部１１に直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、自動変速部２０の少なくとも１つの変速段Ｍに対して自動変速部２０に入力される回転速度（以下、自動変速部２０の入力回転速度）すなわち伝達部材１８の回転速度（以下、伝達部材回転速度Ｎ１８）が無段的に変化させられてその変速段Ｍにおいて無段的な変速比幅が得られる。したがって、変速機構１０の総合変速比γＴ（＝入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）が無段階に得られ、変速機構１０において無段変速機が構成される。この変速機構１０の総合変速比γＴは、差動部１１の変速比γ０と自動変速部２０の変速比γとに基づいて形成される変速機構１０全体としてのトータル変速比γＴである。
例えば、図２の係合作動表に示される自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度Ｎ１８が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって、変速機構１０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られる。
また、差動部１１の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチＣおよびブレーキＢが選択的に係合作動させられて第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段（後進変速段）が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構１０において有段変速機と同等の状態が構成される。
例えば、差動部１１の変速比γ０が「１」に固定されるように制御されると、図２の係合作動表に示されるように自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対応する変速機構１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。また、自動変速部２０の第４速ギヤ段において差動部１１の変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定されるように制御されると、第４速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７」程度であるトータル変速比γＴが得られる。
図３は、差動部１１と自動変速部２０とから構成される変速機構１０において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図３の共線図は、各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρの関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、横線Ｘ１が回転速度零を示し、横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１４に連結されたエンジン８の回転速度ＮＥを示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。
また、差動部１１を構成する動力分配機構１６の３つの要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素（第２要素）ＲＥ２に対応する第１サンギヤＳ１、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する第１キャリヤＣＡ１、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する第１リングギヤＲ１の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第１遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第２サンギヤＳ２および第３サンギヤＳ３を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第２キャリヤＣＡ２を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第４リングギヤＲ４を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応し且つ相互に連結された第２リングギヤＲ２、第３キャリヤＣＡ３、第４キャリヤＣＡ４を、第８回転要素（第８要素）ＲＥ８に対応し且つ相互に連結された第３リングギヤＲ３、第４サンギヤＳ４をそれぞれ表し、それらの間隔は第２、第３、第４遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ２、ρ３、ρ４に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部１１では縦線Ｙ１とＹ２との縦線間が「１」に対応する間隔に設定され、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ１に対応する間隔に設定される。また、自動変速部２０では各第２、第３、第４遊星歯車装置２６、２８、３０毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構１０は、動力分配機構１６（差動部１１）において、第１遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（第１キャリヤＣＡ１）が入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第２回転要素ＲＥ２が第１電動機Ｍ１に連結され、第３回転要素（第１リングギヤＲ１）ＲＥ３が伝達部材１８および第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１４の回転を伝達部材１８を介して自動変速部２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、Ｙ２とＸ２の交点を通る斜めの直線Ｌ０により第１サンギヤＳ１の回転速度と第１リングギヤＲ１の回転速度との関係が示される。
例えば、差動部１１においては、第１回転要素ＲＥ１乃至第３回転要素ＲＥ３が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１の回転速度が車速Ｖに拘束されて略一定である場合には、エンジン回転速度ＮＥを制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される第１キャリヤＣＡ１の回転速度が上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示される第１サンギヤＳ１の回転速度すなわち第１電動機Ｍ１の回転速度が上昇或いは下降させられる。
また、差動部１１の変速比γ０が「１」に固定されるように第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転がエンジン回転速度ＮＥと同じ回転とされると、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で第１リングギヤＲ１の回転速度すなわち伝達部材１８が回転させられる。或いは、差動部１１の変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定されるように第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって第１サンギヤＳ１の回転が零とされると、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で伝達部材回転速度Ｎ１８が回転させられる。
また、自動変速部２０において第４回転要素ＲＥ４は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６は第３ブレーキＢ３を介してケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は出力軸２２に連結され、第８回転要素ＲＥ８は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
自動変速部２０では、差動部１１において出力回転部材である伝達部材１８（第３回転要素ＲＥ３）の回転が第１クラッチＣ１が係合されることで第８回転要素ＲＥ８に入力されると、図３に示すように、第１クラッチＣ１と第３ブレーキＢ３とが係合させられることにより、第８回転要素ＲＥ８の回転速度を示す縦線Ｙ８と横線ＸＧとの交点と第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６と横線Ｘ１との交点とを通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第１速（1st）の出力軸２２の回転速度が示される。同様に、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ２と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第２速（2nd）の出力軸２２の回転速度が示され、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とが係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ３と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第３速（3rd）の出力軸２２の回転速度が示され、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とが係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ４と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第４速（4th）の出力軸２２の回転速度が示される。
図４は、本実施例の変速機構１０を制御するための電子制御装置８０に入力される信号及びその電子制御装置８０から出力される信号を例示している。この電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８、第１、第２電動機Ｍ１、Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部２０の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
電子制御装置８０には、図４に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰＷを表す信号、シフトレバー５２（図６参照）のシフトポジションＳＰや「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、ギヤ比列設定値を表す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、出力軸２２の回転速度（以下、出力軸回転速度）ＮＯＵＴに対応する車速Ｖを表す信号、自動変速部２０の作動油温ＴＯＩＬを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１（以下、第１電動機回転速度ＮＭ１という）を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２（以下、第２電動機回転速度ＮＭ２という）を表す信号、蓄電装置５６（図７参照）の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。
また、上記電子制御装置８０からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置５８（図７参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管６０に備えられた電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θＴＨを操作するスロットルアクチュエータ６４への駆動信号や燃料噴射装置６６による吸気管６０或いはエンジン８の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置６８によるエンジン８の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機Ｍ１およびＭ２の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、差動部１１や自動変速部２０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路７０（図５、図７参照）に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路７０に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧ＰＬを調圧するための信号、そのライン油圧ＰＬが調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
図５は、油圧制御回路７０のうちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に関する回路図である。
図５において、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３には、ライン油圧ＰＬがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５により電子制御装置８０からの指令信号に応じた係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧ＰＬは、図示しない電動オイルポンプやエンジン８により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁（レギュレータバルブ）によって、アクセル開度或いはスロットル開度で表されるエンジン負荷等に応じた値に調圧されるようになっている。
リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、基本的には何れも同じ構成で、電子制御装置８０により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３が制御される。そして、自動変速部２０は、例えば図２の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、自動変速部２０の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣやブレーキＢの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。
図６は複数種類のシフトポジションＳＰを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置５０の一例を示す図である。このシフト操作装置５０は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＳＰを選択するために操作されるシフトレバー５２を備えている。
そのシフトレバー５２は、変速機構１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、変速機構１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、自動変速モードを成立させて差動部１１の無段的な変速比幅と自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる変速機構１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または手動変速走行モード（手動モード）を成立させて自動変速部２０における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。
上記シフトレバー５２の各シフトポジションＳＰへの手動操作に連動して図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「Ｄ」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路７０が電気的に切り換えられる。
上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＳＰにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２のいずれもが解放されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとも一方が係合されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第１クラッチＣ１および／または第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
具体的には、シフトレバー５２が「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションから「Ｒ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー５２が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第１クラッチＣ１が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、シフトレバー５２が「Ｒ」ポジションから「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー５２が「Ｄ」ポジションから「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
図７は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図７において、有段変速制御手段８２は、図８に示すような車速Ｖと自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴとを変数として予め記憶されたアップシフト線（実線）およびダウンシフト線（一点鎖線）を有する関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきか否かを判断しすなわち自動変速部２０の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部２０の自動変速制御を実行する。
このとき、有段変速制御手段８２は、例えば図２に示す係合表に従って変速段が達成されるように、自動変速部２０の変速に関与する油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる指令（変速出力指令、油圧指令）を、すなわち自動変速部２０の変速に関与する解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合することによりクラッチツウクラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。油圧制御回路７０は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して自動変速部２０の変速が実行されるように、油圧制御回路７０内のリニアソレノイドバルブＳＬを作動させてその変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを作動させる。
ハイブリッド制御手段８４は、エンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて差動部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。例えば、そのときの走行車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出し、その車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第２電動機Ｍ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとなるようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。
例えば、ハイブリッド制御手段８４は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部２０の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度ＮＥと車速Ｖおよび自動変速部２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、差動部１１が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン回転速度ＮＥとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）ＴＥとで構成される二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に求められて記憶された図９の破線に示すようなエンジン８の最適燃費率曲線（燃費マップ、関係）に沿ってエンジン８が作動させられるように、例えば目標出力（トータル目標出力、要求駆動力）を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクＴＥとエンジン回転速度ＮＥとなるように、変速機構１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部２０の変速段を考慮して差動部１１の変速比γ０を制御し、トータル変速比γＴをその変速可能な変化範囲内で制御する。
このとき、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１により発電された電気エネルギをインバータ５４を通して蓄電装置５６や第２電動機Ｍ２へ供給するので、エンジン８の動力の主要部は機械的に伝達部材１８へ伝達されるが、エンジン８の動力の一部は第１電動機Ｍ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ５４を通してその電気エネルギが第２電動機Ｍ２へ供給され、その第２電動機Ｍ２が駆動されて第２電動機Ｍ２から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機Ｍ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン８の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
また、ハイブリッド制御手段８４は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によって第１電動機回転速度ＮＭ１および／または第２電動機回転速度ＮＭ２を制御してエンジン回転速度ＮＥを略一定に維持したり任意の回転速度に回転制御させられる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン回転速度ＮＥを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ第１電動機回転速度ＮＭ１および／または第２電動機回転速度ＮＭ２を任意の回転速度に回転制御することができる。
例えば、図３の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段８４は車両走行中にエンジン回転速度ＮＥを引き上げる場合には、車速Ｖ（駆動輪３４）に拘束される第２電動機回転速度ＮＭ２を略一定に維持しつつ第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げを実行する。また、ハイブリッド制御手段８４は自動変速部２０の変速中にエンジン回転速度ＮＥを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度ＮＥを略一定に維持しつつ自動変速部２０の変速に伴う第２電動機回転速度ＮＭ２の変化とは反対方向に第１電動機回転速度ＮＭ１を変化させる。
また、ハイブリッド制御手段８４は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁６２を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置５８に出力して、必要なエンジン出力を発生するようにエンジン８の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。
例えば、ハイブリッド制御手段８４は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ６４を駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θＴＨを増加させるようにスロットル制御を実行する。また、このエンジン出力制御装置５８は、ハイブリッド制御手段８４による指令に従って、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁６２を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御するなどしてエンジントルク制御を実行する。
また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によってモータ走行させることができる。例えば、ハイブリッド制御手段８４は、一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクＴＯＵＴ域すなわち低エンジントルクＴＥ域、或いは車速Ｖの比較的低車速域すなわち低負荷域において、モータ走行を実行する。また、ハイブリッド制御手段８４は、このモータ走行時には、停止しているエンジン８の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、第１電動機回転速度ＮＭ１を負の回転速度で制御して例えば第１電動機Ｍ１を無負荷状態とすることにより空転させて、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）により必要に応じてエンジン回転速度ＮＥを零乃至略零に維持する。
また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第１電動機Ｍ１からの電気エネルギおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動して駆動輪３４にトルクを付与することにより、エンジン８の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。
また、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることにより、差動部１１がトルクの伝達を不能な状態すなわち差動部１１内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部１１からの出力が発生されない状態とすることが可能である。すなわち、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１を無負荷状態とすることにより差動部１１をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態（ニュートラル状態）とすることが可能である。
また、ハイブリッド制御手段８４は、アクセルオフの惰性走行時（コースト走行時）やフットブレーキによる制動時などには、燃費を向上させるために車両の運動エネルギすなわち駆動輪３４からエンジン８側へ伝達される逆駆動力により第２電動機Ｍ２を回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギすなわち第２電動機発電電流をインバータ５４を介して蓄電装置５６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。
ところで、一般に、自動変速部２０の変速時において、変速ショックを低減するため、イナーシャ相中に発生するイナーシャトルクを取り去るトルクダウン制御が実施される。ここで、本実施例では、前記トルクダウン制御を差動部１１に連結されている第１電動機Ｍ１または第２電動機Ｍ２のトルクダウンによって実施することができる。図１３は、図３の共線図において、差動部１１の回転状態を示す共線図（図３において左側）を取り出したものである。
図１３に示す実線は、定常走行時における差動部１１の回転状態を示している。図１３の状態では、主にエンジン８の駆動力によって駆動されており、エンジン８の駆動力の主部は機械的に伝達部材１８に伝達され、エンジン８の駆動力の一部は、第１電動機Ｍ１を回転駆動させることにより電気エネルギに変換される。そして、この電気エネルギによって第２電動機Ｍ２を駆動させることで、エンジン動力を補助している。すなわち、エンジン８および第２電動機Ｍ２では、正転方向への駆動トルクを発生させているのに対し、第１電動機Ｍ１では、発電のための反力トルクを発生させている。
図１３のような回転状態において、自動変速部２０の変速が実施される場合、その変速がイナーシャ相となると、電動機（主に第２電動機Ｍ２）によるトルクダウン制御が実施される。例えば、第２電動機Ｍ２へ供給される駆動電流を低減させる、すなわち第２電動機Ｍ２から出力される駆動力を低下させることによる、トルクダウン制御が実行される。これより、第１電動機Ｍ１によって発電された電力のうち、第２電動機Ｍ２に供給される割合が低下する一方、蓄電装置５６に供給される割合が増大する。また、第２電動機Ｍ２によって取り去れないトルクダウン量は、エンジン回転速度ＮＥを上昇させることによって、すなわちエンジン８のイナーシャを利用することによって取り去られる。ここで、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣが制御目標範囲を外れると電動機（第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２を特に区別しないとき、以下、電動機と記載する）による駆動および発電が制限されることとなる。例えば、充電容量ＳＯＣが制御上限値すなわち過充電領域となると、第１電動機Ｍ１による発電量が制限されると共に、第２電動機Ｍ２によるトルクダウン量も制限されることとなる。これより、第１電動機Ｍ１による発電量を減少させるため、第１電動機Ｍ１の反力トルクが低減されるが、この第１電動機Ｍ１の反力トルク低減に伴い、図１３の破線に示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１およびエンジン回転速度ＮＥが高回転化され、エンジン回転速度ＮＥが高回転領域にまで到達する可能性があった。また、エンジン回転速度ＮＥが高回転領域近くまで上昇すると、エンジン回転速度ＮＥを低下させるために、電子スロットル弁６２が自動的に閉弁（フューエルカット）されるなどしてエンジントルクが制限され、エンジントルクの変動、すなわち変速ショックが生じる可能性があった。
そこで、本実施例では、エンジン上限値設定手段８６を実施することにより、自動変速部２０の変速中において、電動機によるトルクダウン制御時にエンジン回転速度ＮＥが上昇するとき、その回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを予め制限する。具体的には、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを非変速時（通常時）の上限値ＮＭＡＸよりも低い値に設定する。以下、上記エンジン上限値設定手段８６の制御作動を中心に説明する。
図７に戻り、エンジン上限値設定手段８６は、自動変速部２０の変速中において、電動機（第２電動機Ｍ２）によるトルクダウン制御時にエンジン回転速度ＮＥが上昇するとき、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを予め制限するものである。エンジン上限値設定手段８６は、変速判定手段８８、エンジン遅角禁止判定手段９０、トルクダウン量判定手段９２、エンジン回転判定手段９４の各種判定手段の判定結果に基づいて、好適に実施される。
変速判定手段８８は、自動変速部２０が変速中であるか否かを判定する。変速判定手段８８は、例えば図８に示す予め記憶されている変速線図において、車両の状態がアップシフト線もしくはダウンシフト線を横切ったか否か、或いは有段変速制御手段８２から変速指令信号が出力されたか否かに基づいて、自動変速部２０の変速を判定する。
エンジン遅角禁止判定手段９０は、エンジン８の点火時期を遅角させて駆動力を低下させる遅角制御が禁止されているか否かを判定する。エンジン遅角禁止判定手段９０は、例えばエンジン８の冷却水温が予め設定された温度よりも低いか否か、もしくは、触媒温度が予め設定された温度よりも高いか否かなどに基づいて、エンジン８の遅角制御禁止を判定する。ここで、エンジン８の遅角制御が禁止されていると判定されると、電動機によってトルクダウン制御が実施される。そして、エンジン上限値設定手段８６は、エンジン８の遅角制御禁止時（トルク制限禁止時）において、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸの切換を実施する。また、エンジン８の遅角制御が実施可能なとき、自動変速部２０の変速中のトルクダウン制御は、エンジン８の遅角制御によるトルクダウンによって優先的に実施される。なお、エンジン８の遅角制御は、応答性に優れていると共に大きなトルクダウンが実施可能であるため、自動変速部２０の変速中のトルクダウン制御に適している。
トルクダウン量判定手段９２は、自動変速部２０の変速において、必要とされるトルクダウン量を決定し、そのトルクダウン量が予め設定されている閾値よりも大きいか否かを判定する。必要とされるトルクダウン量は、例えば、自動変速部２０の変速パターンや出力軸２２の出力軸回転速度ＮＯＵＴなどに基づいて予め設定されており、トルクダウン量判定手段９２は、そのトルクダウン量が予め設定されている閾値よりも大きいか否かを判定する。ここで、閾値は予め実験的または理論的に設定され、例えば第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２によって取り去り（吸収）可能なトルクダウン量を上回る値に設定される。そして、トルクダウン量に基づいて、上限値ＮＭＡＸの切換の実施が判断されることとなる。具体的には、トルクダウン量が所定の閾値を超えたとき、エンジン上限値設定手段８６が実施される、すなわち上限値ＮＭＡＸの切換が実施される。
エンジン回転判定手段９４は、変速開始時のエンジン回転速度ＮＥが予め設定されている所定の回転速度よりも高いか否かを判定する。なお、前記所定の回転速度は、予め実験的または理論的に設定され、例えば、エンジン８が所定の回転速度にある状態で自動変速部２０が変速されるとき、エンジン回転速度ＮＥが予め設定されているエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを超えないと予測される境界値付近の値に設定されている。そして、変速開始時のエンジン回転速度ＮＥに基づいて、上限値ＮＭＡＸの切換の実施が判断される。具体的には、エンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度を超えたとき、エンジン上限値設定手段８６が実施される、すなわち上限値ＮＭＡＸの切換が実施されることとなる。なお、前記所定の回転速度は、例えば前記トルクダウン量判定手段９２によって決定されたトルクダウン量や変速パターンなどに応じて変更されるものであっても構わない。
充放電制限値決定手段９６は、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣが予め設定されている蓄電装置５６の充放電の制限される範囲にあるか否かを判定し、充電容量ＳＯＣがその範囲にあるとき、その充電容量ＳＯＣに応じて予め設定された充放電制限値を決定する。例えば、充電容量ＳＯＣが大きくなると、充電量が制限される、言い換えれば、電動機によって許容される発電量が制限される。そして、充放電制限値決定手段９６は、充電容量ＳＯＣに応じて予め設定された許容される発電量（充放電制限値）を決定する。
エンジン上限値設定手段８６は、前記変速判定手段８８によって変速中と判定され、エンジン遅角禁止判定手段９０によってエンジン８が遅角制御禁止状態と判定され、トルクダウン量判定手段９２によってトルクダウン量が予め設定された閾値よりも大きいものと判定され、エンジン回転判定手段９４によってエンジン回転速度ＮＥが所定の回転速度よりも高いと判定されたとき実施される。
エンジン上限値設定手段８６は、上記各判定手段に基づいて、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換える。図１０は、前記エンジン上限値設定手段８６によって切り換えられる、変速時のエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸの一例である。なお、非変速時においては、例えば５２００ｒｐｍ程度に設定されるものとする。これより、図１０に示すように、切り換えられる上限値ＮＭＡＸは、通常の上限値（５２００ｒｐｍ）よりも全て低い値に設定される。また、図１０に示すように、自動変速部２０の変速パターンに応じて上限値ＮＭＡＸが切り換えられる。例えば、第１速ギヤ段から第２速ギヤ段へのアップシフトでは、４７００ｒｐｍ（電池制限値３０ｋｗ時）と上限値ＮＭＡＸが比較的高く設定されているのに対し、第４速ギヤ段から第２速ギヤ段へのダウンシフトでは、４０００ｒｐｍ（電池制限値３０ｋｗ時）と低く設定されている。言い換えれば、各変速パターンにおいて、変速比などの違いに基づくエンジン回転速度上昇が大きい変速パターン程、エンジン回転速度の上限値ＮＭＡＸが低く設定される。
また、図１０に示すように、第１電動機Ｍ１によって許容される発電量（電池制限値・充放電制限値）が小さくなるに従って、上限値ＮＭＡＸが低い値に制限される。すなわち、エンジン上限値設定手段８６は、前記充放電制限値決定手段９６によって許容される発電量（電池制限値・充放電制限値）を決定し、その発電量に応じて上限値ＮＭＡＸを例えば図１０に示すように決定する。
ここで、前記上限値ＮＭＡＸは、変速パターンや許容される発電量だけでなく、さらに、他のパラメータに応じてＮＭＡＸを好適な値に切り換えることができる。例えば前記トルクダウン量に応じて上限値ＮＭＡＸを切り換えることもできる。具体的には、自動変速部２０の変速時において、トルクダウン量判定手段９２によって決定されるトルクダウン量が大きくなるに従い、トルクダウン制御時において、エンジン回転速度ＮＥの上昇幅が大きくなる。これより、例えばトルクダウン量が大きくなるに従って上限値ＮＭＡＸを通常よりも低い値に切り換える。
また、例えばエンジン８の入力トルクに基づいて、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施を判断することができると共に、その入力トルクに応じて上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることができる。例えば、自動変速部２０の変速時中において入力トルクが大きくなると、エンジン回転速度ＮＥが上昇幅が大きくなる。これより、入力トルクが予め実験などによって設定された閾値を超えたとき、エンジン上限値設定手段８６を実施させる。さらに、エンジン上限値設定手段８６は、入力トルクに応じて、上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換える。具体的には、エンジン上限値設定手段８６は、例えば入力トルクが大きくなるに従って、上限値ＮＭＡＸを通常よりも低い値に切り換える。
また、例えば車両の車速に基づいて、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施を判断することができると共に、その車速に応じて上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることができる。例えば、自動変速部２０の変速開始時における車速が高いと、エンジン回転速度ＮＥが比較的高回転領域にあることから、変速時において、エンジン回転速度ＮＥが高回転速度となる可能性が高くなる。そこで、エンジン上限値設定手段８６を実施するか否かを判断する車速の閾値を予め設定し、車速が前記閾値を超えたとき、エンジン上限値設定手段８６を実施させる。さらに、エンジン上限値設定手段８６は、車両の車速に応じて上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換える。具体的には、エンジン上限値設定手段８６は、例えば、車両の車速が高くなるに従って、上限値ＮＭＡＸを通常よりも低い値に切り換える。
また、例えばアクセル操作量（アクセル開度）に基づいて、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施を判断することができると共に、そのアクセル操作量に応じて上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることができる。例えば、自動変速部２０の変速時おいて、アクセル操作量が大きくなると、エンジン回転速度ＮＥの上昇幅が大きくなる。これより、アクセル操作量が予め実験などによって設定された閾値を超えたとき、エンジン上限値設定手段８６を実施させる。さらに、エンジン上限値設定手段８６は、アクセル操作量に応じて上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換える。具体的には、エンジン上限値設定手段８６は、例えばアクセル操作量が大きくなるに従って、上限値ＮＭＡＸを通常よりも低い値に切り換える。
また、エンジン上限値設定手段８６は、例えばエンジン８のオーバーレブ（高回転）判定回転速度に応じて上限値ＮＭＡＸを切り換えることができる。エンジン８のオーバーレブ判定回転速度（高回転判定回転速度）が、例えばエンジン８の冷却水温などに応じて変化するとき、それに応じて上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換える。例えば、オーバーレブ判定回転速度が冷却水温の上昇によって低くなると、エンジン上限値設定手段８６は、それに応じて上限値ＮＭＡＸを低い値に切り換える。
上記のように、上限値ＮＭＡＸは、各パラメータに応じて切り換えることができる。ここで、上限値ＮＭＡＸは、各パラメータの値に応じて独立的に設定するほか、上記のパラメータのうち任意のパラメータに基づいて設定された二次元或いはそれ以上の上限値切換マップ（または関係式）を予め設定し、エンジン上限値設定手段８６は、その上限値切換マップ（または関係式）に基づいて、上限値ＮＭＡＸを総合的に設定することができる。
図１１は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち自動変速部２０の変速中において、エンジン回転速度ＮＥを高回転領域にまで到達することを抑制する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実施されるものである。
先ず、変速判定手段８８に対応するステップＳＡ１において、自動変速部２０が変速中であるか否かが判定される。ＳＡ１が否定されると、ＳＡ６において、通常のエンジン回転速度ＮＥの上限値（例えば５２００ｒｐｍ程度）に設定される。ここで、通常のエンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、エンジン８の仕様に応じて設定される回転速度であり、エンジン８の高回転による耐久性低下等を考慮した回転速度に設定されている。なお、エンジン回転速度ＮＥがその上限値ＮＭＡＸを超えると、自動的にエンジン８のフューエルカットが実施され、エンジン回転速度が低下させられるようになっている。ＳＡ１が肯定されると、エンジン遅角禁止判定手段９０に対応するＳＡ２において、エンジン８の遅角制御が禁止されているか否かが判定される。ＳＡ２が否定されると、エンジン８の遅角制御によるトルクダウンが実施可能と判定され、ＳＡ６において、通常の上限値ＮＭＡＸに設定される。
一方、ＳＡ２が肯定されると、トルクダウン量判定手段９２に対応するＳＡ３において、自動変速部２０の変速において、必要とされるトルクダウン量が予め設定される閾値よりも大きいか否かが判定される。ＳＡ３が否定されると、第２電動機Ｍ２によるトルクダウン制御で対応可能と判定され、ＳＡ６において、通常の上限値ＮＭＡＸに設定される。ＳＡ３が肯定されると、エンジン回転判定手段９４に対応するＳＡ４において、変速開始時のエンジン回転速度ＮＥが予め設定されている所定の回転速度よりも高いか否かが判定される。ＳＡ４が否定されると、自動変速部２０の変速によってエンジン回転速度ＮＥが上昇しても、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸまでは到達しないものと判定され、ＳＡ６において、通常の上限値ＮＭＡＸに設定される。
一方、ＳＡ４が肯定されると、エンジン上限値設定手段８６に対応するＳＡ５において、エンジン回転速度ＮＥが、例えば自動変速部２０の変速パターンや充放電制限値決定手段９６に基づく許容される発電量（充放電制限値）などに基づいて、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸが好適な値に設定される。
図１２は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち自動変速部２０の変速中において、エンジン回転速度を高回転領域にまで到達することを抑制する制御作動を説明するためのタイムチャートである。なお、図１２においては、アクセルペダルが踏み込まれることによるパワーオンダウン変速を一例に説明する。
ｔ１時点において、自動変速部２０の変速判定に基づいて変速が開始されると、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸが破線で示す回転速度に速やかに設定される。すなわち、ｔ１時点が図１２のフローチャートにおいてステップＳＡ１に対応しており、この直後においてステップＳＡ２乃至ＳＡ６が速やかに実施される。そして、ｔ２時点において、自動変速部２０のイナーシャ相開始に伴い、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が上昇する。そして、ｔ３時点では、イナーシャ相の進行に伴い、通常であればエンジン回転速度ＮＥがさらに上昇するが、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸが破線に示すように設定されているため、例えば第１電動機Ｍ１の回転速度制御によって、エンジン回転速度ＮＥの上昇が制限される。そして、ｔ４時点において、自動変速部２０の変速に伴うトルクダウン制御が開始される。具体的には、ｔ４時点乃至ｔ５時点において、実線で示すように、第２電動機Ｍ２による出力トルクを低減することでトルクダウンが実施される。このとき、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣが制限される範囲を越えると、第１電動機Ｍ１による発電量が制限される。すなわち、第２電動機Ｍ２によるトルクダウン量が破線で示すように制限されると共に、第１電動機Ｍ１による発電量が制限される。これに伴い、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２によって取り去れないトルクダウン量の残部は、エンジン回転速度ＮＥを上昇させることにより取り去ることとなる。具体的には、第１電動機Ｍ１の反力トルクを低減する（発電量低減のため）ことにより、エンジン回転速度ＮＥが持ち上げられることで、トルクダウン量の残部が取り去られる。なお、このトルクダウン制御が実施されるｔ４時点では、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは通常の上限値（例えば５２００ｒｐｍ程度）に戻される。言い換えれば、第１電動機Ｍ１によるエンジン回転速度ＮＥの制御（エンジン回転速度ＮＥを上限値内に制御）が解除される。
ここで、第１電動機Ｍ１によるエンジン回転速度ＮＥの制御が解除されることにより、ｔ４時点乃至ｔ５時点において、エンジン回転速度ＮＥが上昇することとなる。このとき、トルクダウン制御開始前（ｔ１時点乃至ｔ４時点）において、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸが通常よりも低い値に予め制限されているため、トルクダウン制御時（ｔ４時点乃至ｔ５時点）のエンジン回転速度ＮＥが通常の上限値（例えば５２００ｒｐｍ程度）に到達することが抑制される。そして、ｔ５時点において、変速が終了すると、再び第１電動機Ｍ１によるエンジン回転速度制御が実施され、例えばｔ６時点においてエンジン回転速度ＮＥが通常の上限値ＮＭＡＸにまで上昇すると、第１電動機Ｍ１によってエンジン回転速度ＮＥの上昇が抑制される。
上述のように、本実施例によれば、自動変速部２０の変速中において、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２によるトルクダウン制御によりエンジン回転速度ＮＥが上昇するとき、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸを予め制限するエンジン上限値設定手段８６を備えるため、エンジン回転速度ＮＥの上昇が抑制され、エンジン回転速度ＮＥの高回転化が防止される。また、これに伴い、電子スロットル弁６２が閉弁されるなどしてエンジントルクが制限されることが防止され、また、このエンジントルクの制限に伴う変速ショックを防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６は、エンジン８のトルク制限禁止時において、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸの切換を実施するため、エンジン回転速度ＮＥが高回転化され易いエンジントルク制限禁止時において、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸが好適な値に切り換えられる。これより、自動変速部２０の変速の進行に伴い、エンジン回転速度ＮＥが上昇しても、その回転速度ＮＥが高回転領域まで到達することが効果的に防止される。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、自動変速部２０の変速開始時におけるエンジン回転速度ＮＥから判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、変速開始時のエンジン回転速度ＮＥが高回転領域にあるとき、上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることで、自動変速部２０の変速の進行に伴ってエンジン回転速度ＮＥが上昇しても、その回転速度が高回転領域まで到達することが効果的に防止される。一方、変速開始時のエンジン回転速度ＮＥが低回転領域にあるとき、上限値ＮＭＡＸを切り換えなくてもエンジン回転速度ＮＥが高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、自動変速部２０の変速時に必要とされるトルクダウン量から判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、必要とされるトルクダウン量が第１電動機および第２電動機Ｍ２によって確保可能なトルクダウン量を大きく上回るとき、上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることで、自動変速部２０の変速の進行に伴ってエンジン回転速度ＮＥが上昇しても、その回転速度ＮＥが高回転領域まで到達することが効果的に防止される。一方、必要とされるトルクダウン量が第１電動機および第２電動機Ｍ２によって十分に確保できるとき、上限値ＮＭＡＸを切り換えなくともエンジン回転速度ＮＥが高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、エンジン８の入力トルクから判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、エンジン８の入力トルクが大きいとき、変速に伴いエンジン回転速度ＮＥが高回転化され易いので、上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることで、自動変速部２０の変速の進行に伴ってエンジン回転速度ＮＥが上昇しても、その回転速度が高回転領域まで到達することが効果的に防止される。一方、入力トルクが小さいとき、上限値ＮＭＡＸを切り換えなくとも、エンジン回転速度ＮＥが高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、車両の車速から判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、車両の車速が高車速領域にあるとき、トルクダウン量が多いため、エンジン回転速度が高回転化され易くなる。そこで、上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効果的に防止することができる。一方、車両の車速が低車速領域にあるときはトルクダウン量が小さく、上限値ＮＭＡＸを切り換えなくとも、エンジン回転速度ＮＥが高回転領域まで到達しないので、本制御は実施されない。これにより、本制御を実施することによる制御の負担が低減される。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、蓄電装置５６の充放電制限値から判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣが充電制限値を越えるとき、第１電動機Ｍ１または第２電動機Ｍ２による発電が制限されるに伴い、第２電動機Ｍ２によって確保（取り去り）可能なトルクダウン量が制限される。これより、エンジン回転速度ＮＥが上昇して高回転化され易くなるが、予め上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化が効果的に防止される。一方、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２による発電が制限されず、第２電動機Ｍ２によってトルクダウン量が十分に確保（取り去り）可能なとき、上限値ＮＭＡＸを切り換えなくとも、エンジン回転速度ＮＥが高回転化されないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、アクセル操作量（アクセル開度）から判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、アクセル操作量が大きいとき、変速に伴いエンジン回転速度ＮＥが高回転化されやすくなる。そこで、上限値ＮＭＡＸを好適な値に切り換えることでエンジン回転速度ＮＥの高回転化が効果的に防止される。一方、アクセル操作量が小さいとき、上限値ＮＭＡＸを切り換えなくともエンジン回転速度ＮＥが高回転化されないので、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、本実施例によれば、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は、自動変速部２０の変速パターンから判断されるため、上限値ＮＭＡＸの切換が好適に実施される。例えば、自動変速部２０の変速時の回転速度変化量が大きい変速などでは、自動変速部２０の変速に伴ってエンジン回転速度ＮＥが高回転化され易くなる。このようなとき、上限値ＮＭＡＸを予め好適な値に切り換えることで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化が効果的に防止される。一方、エンジン回転速度ＮＥが高回転化されないような変速においては、本制御は実施されない。これにより、不要なエンジン回転抑制による駆動力低下を防止できる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、自動変速部２０の変速時に必要とされるトルクダウン量に応じて切り換えられるため、トルクダウン量に応じて好適な上限値ＮＭＡＸに切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。例えば、トルクダウン量が大きくなるに従い、上限値ＮＭＡＸを低く設定することで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、エンジン８の入力トルクに応じて切り換えられるため、入力トルクに応じて好適な上限値ＮＭＡＸに切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。例えば、入力トルクが大きくなるに従い、上限値ＮＭＡＸを低く設定することで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、車両の車速に応じて切り換えられるため、車速に応じて好適な上限値ＮＭＡＸに切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。例えば、車速が高くなるに従って上限値ＮＭＡＸを低い値に切り換えることで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、蓄電装置５６の充放電制限値に応じて切り換えられるため、蓄電装置５６の充放電制限値に応じて好適な上限値に切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、アクセル操作量（アクセル開度）に応じて切り換えられるため、アクセル操作量に応じて好適な上限値ＮＭＡＸに切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。例えば、アクセル操作量が大きくなるに従って上限値ＮＭＡＸを低く設定することで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、自動変速部２０の変速パターンに応じて切り換えられるため、自動変速部２０の変速パターン応じて好適な上限値ＮＭＡＸに切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。例えば、自動変速部２０の変速において、エンジン回転速度ＮＥが高回転化されやすい変速に対しては、上限値ＮＭＡＸを低く設定することで、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、エンジンのオーバーレブ判定回転速度（高回転判定回転速度）に応じて切り換えられるため、エンジン８の高回転判定回転速度に応じて好適な上限値ＮＭＡＸに切り換えられ、エンジン回転速度ＮＥの高回転化を効率よく防止することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、エンジン回転速度ＮＥの上限値ＮＭＡＸは、自動変速部２０の変速パターン、および蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣに基づく許容される発電量、に基づいて決定されているが、前述したトルクダウン量、入力トルク、車速、アクセル操作量なども考慮に入れた上限値ＮＭＡＸを設定しても構わない。言い換えれば、上記各パラメータのうち任意のパラメータを選択し、それらのパラメータを組み合わせた二次元もしくはそれ以上の上限値切換マップを予め実験などにより設定し、その上限値切換マップに基づいて上限値ＮＭＡＸを決定することができる。なお、例えばトルクダウン量のみなど、１つのパラメータに基づいて、上限値ＮＭＡＸを決定しても構わない。
また、前述の実施例において、上限値ＮＭＡＸの具体的な数値は単なる一例であって、使用されるエンジン８や自動変速部２０等の仕様に応じて適宜変更される。
また、前述の実施例では、自動変速部２０の各変速パターン毎に応じて上限値ＮＭＡＸが切り換えられているが、変速パターンによっては、通常の上限値に設定される、すなわち上限値の切換が実施されない設定があっても構わない。従って、エンジン上限値設定手段８６による上限値ＮＭＡＸの切換の実施は自動変速部２０の変速パターンから判断されることとなる。
また、前述の実施例では、充放電制限値決定手段９６は、蓄電装置５６の充電容量ＳＯＣが予め設定されている蓄電装置５６の充放電の制限される範囲にあるか否かを判定し、充電容量ＳＯＣがその範囲にあるとき、その充電容量ＳＯＣに応じて予め設定された充放電制限値を決定するものであったが、例えば充電容量ＳＯＣが制限される範囲にあるか否かに基づいて、上限値ＮＭＡＸの切換の実施を判断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装置は、パウダー（磁紛）クラッチ、電磁クラッチ、噛合型のドグクラッチなどの磁紛式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。たとえば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路７０は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述の実施例では、自動変速部２０は伝達部材１８を介して差動部１１と直列に連結されていたが、入力軸１４と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０が配列されていてもよい。この場合には、差動部１１と自動変速部２０とは、たとえば伝達部材１８としてカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される１組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構１６は、たとえばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第１電動機Ｍ１および伝達部材１８（第２電動機Ｍ２）に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構１６は、１組の遊星歯車装置から構成されていたが２以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態（定変速状態）では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。また、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。また、このような２以上の遊星歯車装置から構成された場合においても、これらの遊星歯車装置の各回転要素にエンジン８、第１、第２電動機Ｍ１、Ｍ２、伝達部材１８が動力伝達可能に連結され、さらに遊星歯車装置の各回転要素に接続されたクラッチＣおよびブレーキＢの制御により有段変速と無段変速とが切り換えられるような構成であっても構わない。
また、前述の実施例ではエンジン８と差動部１１とが直接連結されているが、必ずしも直接連結される必要はなく、エンジン８と差動部１１との間にクラッチを介して連結されていてもよい。
また、前述の実施例では、差動部１１と自動変速部２０とが直列接続されたような構成となっているが、特にこのような構成に限定されず、変速機構１０全体として電気式差動を行う機能と、変速機構１０全体として電気式差動による変速とは異なる原理で変速を行う機能と、を備えた構成であれば本発明は適用可能であり、機械的に独立している必要はない。また、これらの配設位置や配設順序も特に限定されず、自由に配設することができる。また、変速機構において、電気式差動を行う機能と変速を行う機能とを有するものであれば、その構成が一部重複する、或いは全てが共通するものであっても、本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、自動変速部２０は４段の変速を可能とする有段変速機が適用されているが、自動変速部２０の変速段は４段に限定されず例えば５段変速など自由に変更することができる。また、自動変速部２０の連結関係は、特に本実施例に限定されるものではなく、自由に変更することができる。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１の駆動装置の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合要素の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図１の駆動装置における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。 図１の駆動装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。 油圧制御装置のうちクラッチＣおよびブレーキＢの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブに関する回路図である。 シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。 図４の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 動力伝達装置の変速制御において用いられる変速マップの一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える駆動力源切換制御において用いられる駆動力源マップの一例を示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。 破線はエンジンの最適燃費率曲線であって燃費マップの一例である。 前記エンジン上限値設定手段によって設定される、変速時のエンジン回転速度の上限値の一例である 電子制御装置の制御作動の要部すなわち自動変速部の変速中において、エンジン回転速度を高回転領域にまで到達することを防止する制御作動を説明するためのフローチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち自動変速部の変速中において、エンジン回転速度を高回転領域にまで到達することを防止する制御作動を説明するためのタイムチャートである。 図３の共線図において、差動部の回転状態を示す共線図（図３において左側）を取り出して拡大した図である。
符号の説明
８：エンジン
１０：変速機構（車両用動力伝達装置）
１１：差動部（電気式差動部）
１４：入力軸（差動機構の入力軸）
１６：動力分配機構（差動機構）
１８：伝達部材（差動機構の出力軸）
２０：自動変速部（変速部）
３４：駆動輪
８６：エンジン上限値設定手段
Ｍ１：第１電動機（電動機）
Ｍ２：第２電動機（電動機）
ＮＭＡＸ：上限値

Claims (16)

  1. 差動機構の回転要素に連結された電動機の運転状態が制御されることにより、エンジンに連結された入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との差動状態が制御される電気式差動部と、該電気式差動部と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速部とを備え、前記エンジンの動力を前記駆動輪へ伝達する車両用動力伝達装置の制御装置であって、
    前記変速部の変速中において、前記電動機によるトルクダウン制御によりエンジン回転速度が上昇するとき、前記エンジン回転速度の上限値を予め制限するエンジン上限値設定手段を備えることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
  2. 前記エンジン上限値設定手段は、前記エンジンのトルク制限禁止時において、エンジン回転速度の上限値の切換を実施することを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  3. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速開始時におけるエンジン回転速度に基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速時に必要とされるトルクダウン量に基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  5. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記エンジンの入力トルクに基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  6. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、車両の車速に基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  7. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、蓄電装置の充放電制限値に基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  8. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、アクセル操作量に基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  9. 前記エンジン上限値設定手段による前記上限値の切換の実施は、前記変速部の変速パターンに基づいて判断されることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  10. 前記エンジン回転速度の上限値は、前記変速部の変速時に必要とされるトルクダウン量に応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  11. 前記エンジン回転速度の上限値は、前記エンジンの入力トルクに応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  12. 前記エンジン回転速度の上限値は、車両の車速に応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  13. 前記エンジン回転速度の上限値は、蓄電装置の充放電制限値に応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  14. 前記エンジン回転速度の上限値は、アクセル操作量に応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  15. 前記エンジン回転速度の上限値は、前記変速部の変速パターンに応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
  16. 前記エンジン回転速度の上限値は、前記エンジンのオーバーレブ判定回転速度に応じて切り換えられることを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
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