(57)【要約】【課題】電動機やその制御系に故障が生じて電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、切換制御時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減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】差動部１１を非差動状態に切り換えるに際して、切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する側に自動変速部２０の変速比を変更する変速比変更手段８０を備えるため、例えば、通常では差動部１１の切換時に駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が発生しやすい運転領域であっても、上記トルク増加が低減され、運転者に違和感を与えることを防止することができる。【選択図】図６
2010070170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと駆動輪との間に連結された差動機構と、該差動機構に動力伝達可能に連結された電動機とを有し、該電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、該電気式差動部の差動状態を非差動状態に切換可能な差動制限装置と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置であって、
前記電気式差動部が差動状態での動作中に正常に作動できなくなると、前記差動制限装置により該電気式差動部を非差動状態に切り換える差動制限手段と、
前記電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する側に前記変速部の変速比を変更する変速比変更手段とを、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。
【請求項２】
前記電気式差動部は、非差動状態に切り換えるに際して複数個の固定変速比に切換可能であり、
前記差動制限手段は、電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、該電気式差動部を駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減される側の固定変速比に切り換え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。
【請求項３】
前記電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減されるようにエンジントルクを変更するエンジン出力変更手段を備え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。
【請求項４】
前記変速部は、自動変速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。
【請求項５】
前記変速部は、複数個の変速比を有する有段変速部であ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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動機構に動力伝達可能に連結された電動機とを有し、その電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部の差動状態を非差動状態に切換可能な差動制限装置とを、備えた車両用動力伝達装置に係り、特に、前記電気式差動部が差動状態での作動中に正常に作動できなくなると、前記差動制限装置によりその電気式差動部を非差動状態に切り換える車両用動力伝達装置の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと駆動輪との間に連結された差動機構と、その差動機構に動力伝達可能に連結された電動機とを有し、その電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部の差動状態を非差動状態に切換可能な差動制限装置と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置がよく知られている。上記構成において、差動制限装置が作動されないときは、電気式差動部が差動状態となり、変速比が無段階的に変化する変速機としても機能する。また、差動制限装置が作動されると、電気式差動部が非差動状態となり、エンジンの動力が機械的に伝達される変速比固定の変速機として機能する。そして、車両の走行状態に応じて差動制限装置の作動が制御されることにより、最適な走行が可能となる。
【０００３】
ところで、例えば電気式差動部の回転を制御する電動機やその制御系が故障するなどすると、電気式差動部の差動制御が困難となる。これに対し、特許文献１では、電気式差動部の差動制御が困難となると、摩擦係合要素（差動制限装置）を係合させて電気式差動部（差動装置）を固定することで、走行を継続させる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のモータフェイル対応制御装置において、電気式差動部（差動装置）が固定されると固定変速比となるが、通常では実施されない走行領域で電気式差動部が固定されることもあり、固定制御時に通常よりも大きな駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が発生する可能性があり、運転者に違和感を与える可能性があった。
【０００６】
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、差動機構に動力伝達可能に連結された電動機を有し、その電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部の差動状態を非差動状態に切換可能な差動制限装置とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、前記電動機やその制御系に故障が生じて電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、切換制御時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）エンジンと駆動輪との間に連結された差動機構と、その差動機構に動力伝達可能に連結された電動機とを有し、その電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、その電気式差動部の差動状態を非差動状態に切換可能な差動制限装置と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置において、（ｂ）前記電気式差動部が差動状態での動作中に正常に作動できなくなると、前記差動制限装置によりその電気式差動部を非差動状態に切り換える差動制限手段と、（ｃ）前記電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する側に前記変速部の変速比を変更する変速比変更手段とを、備えることを特徴とする。
【０００８】
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、前記電気式差動部は、非差動状態に切り換えるに際して複数個の固定変速比に切換可能であり、前記差動制限手段は、電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、その電気式差動部を駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減される側の固定変速比に切り換えることを特徴とする。
【０００９】
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、前記電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減されるようにエンジントルクを変更するエンジン出力変更手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明の要部とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記変速部は、自動変速されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明の要部とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記変速部は、複数個の変速比を有する有段変速部であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６にかかる発明の要部とするところは、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ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
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、前記電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する側に前記変速部の変速比を変更する変速比変更手段を備えるため、例えば、通常では電気式差動部の切換時に駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が発生しやすい運転領域であっても、上記トルク増加が低減され、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００１４】
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、前記差動制限手段は、電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、電気式差動部を駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減される側の固定変速比に切り換えるため、電気式差動部の切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減される。
【００１５】
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、前記電気式差動部を非差動状態に切り換えるに際して、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減されるようにエンジントルクを変更するエンジン出力変更手段を備えるため、電気式差動部の非差動状態への切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加をエンジンのトルク制御によっても低減することができる。
【００１６】
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、前記変速部は自動変速されるため、車両の走行状態に応じた変速段に適宜変速され、好適な駆動力を得ることができる。
【００１７】
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、前記変速部は、複数個の変速比を有する有段変速部であるため、車両の走行状態に応じて複数個の変速比のうちから最適な変速比に変速され、好適な駆動力を得ることができる。また、電気式差動部の非差動状態への切換時においても、好適な変速比に変速されることで、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減することができる。
【００１８】
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ため、変速比が車両走行状態に応じて無段階的に変更され、最適な駆動力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここで、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記差動用電動機に動力伝達可能に連結された第２回転要素と前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第３回転要素とを有する遊星歯車装置（差動ギヤ）であり、上記第１回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、上記第２回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、上記第３回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２０】
また好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２１】
また好適には、前記自動変速部の変速比と前記差動部の変速比とに基づいて前記車両用動力伝達装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、上記自動変速部の変速比を利用することで駆動力が幅広く得られるようになる。
【００２２】
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。
【実施例】
【００２３】
本発明の制御装置は、例えばハイブリッド車両に用いられる。図１は、本発明の制御装置が適用される車両用動力伝達装置１０（以下、「動力伝達装置１０」と表す）を説明する骨子図である。図１において、動力伝達装置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）を介して直接に連結された差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３８（図６参照）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。この動力伝達装置１０は、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３８（図６参照）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）３６および一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪３８へ伝達する。
【００２４】
このように、本実施例の動力伝達装置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、動力伝達装置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。
【００２５】
電気式差動部として機能する差動部１１は、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、その動力分配機構１６に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１と、伝達部材１８と一体的に回転するように設けられている第２電動機Ｍ２とを備えている。なお、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、動力分配機構１６の差動状態を制御するための差動用電動機として機能する第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る。そして、駆動輪３８に動力伝達可能に連結された第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走行用電動機として機能するためモータ（電動機）機能を少なくとも備える。
【００２６】
動力分配機構１６は、エンジン８と駆動輪３８との間に連結された差動機構であって、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ０を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２４（差動ギヤ）と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを主体的に備えている。この差動部遊星歯車装置２４は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。差動部サンギヤＳ０の歯数をＺＳ０、差動部リングギヤＲ０の歯数をＺＲ０とすると、上記ギヤ比ρ０はＺＳ０／ＺＲ０である。
【００２７】
この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は差動部サンギヤＳ０とケース１２との間に設けられ、切換クラッチＣ０は差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０との間に設けられている。それら切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放されると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０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、動力分配機構１６が差動状態とされると差動部１１も差動状態とされ、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度／伝達部材１８の回転速度）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無段変速状態とされる。このように動力分配機構１６が差動状態とされると、動力分配機構１６に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１及び／又は第２電動機Ｍ２の運転状態が制御されることにより、動力分配機構１６の差動状態、すなわち入力軸１４の回転速度と伝達部材１８の回転速度の差動状態が制御される。
【００２８】
この状態で、上記切換クラッチＣ０或いは切換ブレーキＢ０が係合させられると動力分配機構１６は前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態に切り換えられる。具体的には、上記切換クラッチＣ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが一体的に係合させられると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態（固定状態）とされて前記差動作用が不能な非差動状態に切り換えられることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、エンジン８の回転と伝達部材１８の回転速度とが一致する状態となるので、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０がケース１２に連結させられると、動力分配機構１６は差動部サンギヤＳ０が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態に切り換えられることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、差動部リングギヤＲ０は差動部キャリヤＣＡ０よりも増速回転されるので、動力分配機構１６は増速機構として機能するものであり、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
【００２９】
このように、本実施例では、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、差動部１１（動力分配機構１６）の変速状態を差動状態すなわち非ロック状態と非差動状態すなわちロック状態とに、すなわち差動部１１（動力分配機構１６）を電気的な差動装置として作動可能な差動状態例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な無段変速作動しない変速状態例えば無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち１または２種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動をしないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態（非差動状態）、換言すれば固定変速比が一定の１段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切換える差動状態切換装置として機能している。さらには、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、差動部１１の差動状態を差動状態もしくは差動が制限される非差動状態に切換可能な本発明の差動制限装置としても機能している。
【００３０】
エンジン８と駆動輪３８との間の動力伝達経路の一部を構成する変速部としての自動変速部２０は、その変速比（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ１８／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）を段階的に変化させることができる有段式の自動変速機として機能する変速部であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０を備えている。第１遊星歯車装置２６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を備えており、例えば「０．５６２」程度の所定のギヤ比ρ１を有している。第２遊星歯車装置２８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「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置３０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「０．４２１」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。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、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とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３である。
【００３１】
自動変速部２０では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２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１キャリヤＣＡ１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３リングギヤＲ３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１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２と第３キャリヤＣＡ３とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３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と伝達部材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との間すなわち差動部１１（伝達部材１８）と駆動輪３８との間の動力伝達経路を、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の少なくとも一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、或いは第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
【００３２】
前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３は従来の車両用有段式自動変速機においてよく用いられている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、それが介装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。
【００３３】
以上のように構成された動力伝達装置１０では、例えば、図２の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３が選択的に係合作動させられることにより、第１速ギヤ段（第１変速段）乃至第５速ギヤ段（第５変速段）のいずれか或いは後進ギヤ段（後進変速段）或いはニュートラルが選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ（＝入力軸回転速度ＮＩＮ／出力軸回転速度ＮＯＵＴ）が各ギヤ段毎に得られるようになっている。特に、本実施例では動力分配機構１６に切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が備えられており、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかが係合作動させられることによって、差動部１１は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、動力伝達装置１０は、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部１１も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
【００３４】
例えば、動力伝達装置１０が有段変速機として機能する場合には、図２に示すように、切換クラッチＣ０、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、切換クラッチＣ０、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、切換クラッチＣ０、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、切換クラッチＣ０、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、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ５が第４速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７０５」程度である第５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が成立させられる。なお、ニュートラル「Ｎ」状態とする場合には、例えば全てのクラッチ及びブレーキＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が解放される。
【００３５】
しかし、動力伝達装置１０が無段変速機として機能する場合には、図２に示される係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１１が無段変速機として機能し、それ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の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度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動力伝達装置１０全体としてのトータル変速比（総合変速比）γＴが無段階に得られるようになる。
【００３６】
図３は、無段変速部或いは第１変速部として機能する差動部１１と有段変速部或いは第２変速部として機能する自動変速部２０とから構成される動力伝達装置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、３本の横線のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度零を示し、上側の横線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。
【００３７】
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に対応する差動部サンギヤＳ０、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する差動部キャリヤＣＡ０、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する差動部リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置２４のギヤ比ρ０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１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第１キャリヤＣＡ１を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第３リングギヤＲ３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１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、第３キャリヤＣＡ３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２リングギヤＲ２、第３サンギヤＳ３をそれぞれ表し、それらの間隔は第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ１、ρ２、ρ３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ρ０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１、第２、第３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。
【００３８】
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置１０は、動力分配機構１６（差動部１１）において、差動部遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（差動部キャリヤＣＡ０）が入力軸１４すなわちエンジン８に連結されるとともに切換クラッチＣ０を介して第２回転要素（差動部サンギヤＳ０）ＲＥ２と選択的に連結され、第２回転要素ＲＥ２が第１電動機Ｍ１に連結されるとともに切換ブレーキＢ０を介してケース１２に選択的に連結され、第３回転要素（差動部リングギヤＲ０）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（有段変速部）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により差動部サンギヤＳ０の回転速度と差動部リングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。
【００３９】
例えば、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の解放により無段変速状態（差動状態）に切換えられたときは、第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示される差動部サンギヤＳ０の回転が上昇或いは下降させられると、車速Ｖに拘束される差動部リングギヤＲ０の回転速度が略一定である場合には、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される差動部キャリヤＣＡ０の回転速度が上昇或いは下降させられる。また、切換クラッチＣ０の係合により差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが連結されると、動力分配機構１６は上記３回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で伝達部材１８が回転させられる。或いは、切換ブレーキＢ０の係合によって差動部サンギヤＳ０の回転が停止させられると動力分配機構１６は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は図３に示す状態となり、その直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される差動部リングギヤＲ０すなわち伝達部材１８の回転速度は、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で自動変速部２０へ入力される。
【００４０】
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。
【００４１】
自動変速部２０では、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Ｘ２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速の出力軸２２の回転速度が示される。上記第１速乃至第４速では、切換クラッチＣ０が係合させられている結果、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転速度で第８回転要素ＲＥ８に差動部１１すなわち動力分配機構１６からの動力が入力される。しかし、切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられると、差動部１１からの動力がエンジン回転速度ＮＥよりも高い回転速度で入力されることから、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ５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５速の出力軸２２の回転速度が示される。
【００４２】
図４は、本発明に係る動力伝達装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置４０に入力される信号及びその電子制御装置４０から出力される信号を例示している。この電子制御装置４０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電動機Ｍ１、第２電動機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。
【００４３】
電子制御装置４０には、図４に示す各センサやスイッチなどから、エンジン水温ＴＥＭＰＷを示す信号、シフトポジションＰＳＨ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、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、ギヤ比列設定値を示す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴに対応する車速Ｖを表す信号、自動変速部２０の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダル４１の操作量（アクセル開度）Ａccを示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各車輪の車輪速を示す車輪速信号、エンジン８の空燃比Ａ／Ｆを示す信号などが、それぞれ供給される。
【００４４】
また、上記電子制御装置４０からは、エンジン出力を制御するエンジン出力制御装置４３（図６参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管９５に備えられた電子スロットル弁９６の開度θＴＨを操作するスロットルアクチュエータ９７への駆動信号や燃料噴射装置９８によるエンジン８の各気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９９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４２（図６参照）に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路４２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。
【００４５】
図５は複数種類のシフトポジションＰＳＨ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４８の一例を示す図である。このシフト操作装置４８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ＰＳＨを選択するために操作されるシフトレバー４９を備えている。
【００４６】
そのシフトレバー４９は、動力伝達装置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）」、動力伝達装置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）」、動力伝達装置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）を成立させて上記自動変速制御における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。
【００４７】
上記シフトレバー４９の各シフトポジションＰＳＨ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４２が電気的に切り換えられる。
【００４８】
上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰＳＨ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。
【００４９】
具体的には、シフトレバー４９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４９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４９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４９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。
【００５０】
図６は、電子制御装置４０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６において、有段変速制御手段５４は、自動変速部２０の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段５４は、記憶手段５６に予め記憶された図７の実線および一点鎖線に示す関係（変速線図、変速マップ）から車速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の変速を実行する。このとき、有段変速制御手段５４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切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を除いた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）を油圧制御回路４２へ出力する。なお、アクセル開度Ａccと自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴ（図７の縦軸）とはアクセル開度Ａccが大きくなるほどそれに応じて上記要求出力トルクＴＯＵＴも大きくなる対応関係にあることから、図７の変速線図の縦軸はアクセル開度Ａccであっても差し支えない。
【００５１】
ハイブリッド制御手段５２は、動力伝達装置１０の前記無段変速状態すなわち差動部１１の差動状態においてエンジン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において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量（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、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。
【００５２】
ハイブリッド制御手段５２は、動力伝達装置１０の前記無段変速状態すなわち差動部１１の差動状態においてエンジン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において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量（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、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。
【００５３】
ハイブリッド制御手段５２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５２は、例えば図８に示すようなエンジン回転速度ＮＥとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）ＴＥとをパラメータとす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定められたエンジン８の動作曲線の一種である最適燃費率曲線ＬＥＦ（燃費マップ、関係）を予め記憶しており、その最適燃費率曲線ＬＥＦにエンジン８の動作点ＰＥＧ（以下、「エンジン動作点ＰＥＧ」と表す）が沿わされつつエンジン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となるように動力伝達装置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例えば１３〜０．５の範囲内で制御する。ここで、上記エンジン動作点ＰＥＧとは、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジントルクＴＥなどで例示されるエンジン８の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン８の動作状態を示す動作点である。
【００５４】
このとき、ハイブリッド制御手段５２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５８を通して蓄電装置６０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５８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。
【００５５】
ハイブリッド制御手段５２は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ９７により電子スロットル弁９６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９８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９９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４３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５２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信号Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ９７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。
【００５６】
前記図７の実線Ａは、車両の発進／走行用（以下、走行用という）の駆動力源をエンジン８と電動機例えば第２電動機Ｍ２とで切り換えるための、言い換えればエンジン８を走行用の駆動力源として車両を発進／走行（以下、走行という）させる所謂エンジン走行と第２電動機Ｍ２を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図７に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線（実線Ａ）を有する予め記憶された関係は、車速Ｖと駆動力関連値である出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図（駆動力源マップ）の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図７中の実線および一点鎖線に示す変速線図（変速マップ）と共に記憶手段５６に予め記憶されている。
【００５７】
そして、ハイブリッド制御手段５２は、例えば図７の駆動力源切換線図から車速Ｖと要求出力トルクＴＯＵＴとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段５２によるモータ走行は、図７から明らかなように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時すなわち低エンジントルクＴＥ時、或いは車速Ｖの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
【００５８】
ハイブリッド制御手段５２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、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によって、第１電動機回転速度ＮＭ１を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部１１の差動作用によりエンジン回転速度ＮＥを零乃至略零に維持する。
【００５９】
ハイブリッド制御手段５２は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン８の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン８の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段６６を備えている。このエンジン始動停止制御手段６６は、ハイブリッド制御手段５２により例えば図７の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行と切換えが判断された場合に、エンジン８の始動または停止を実行する。
【００６０】
例えば、エンジン始動停止制御手段６６は、図７の実線Ｂの点ａ→点ｂに示すように、アクセルペダル４１が踏込操作されて要求出力トルクＴＯＵＴが大きくなり車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第１電動機Ｍ１に通電して第１電動機回転速度ＮＭ１を引き上げることで、すなわち第１電動機Ｍ１をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度ＮＥを引き上げ、所定のエンジン回転速度ＮＥ’例えば自律回転可能なエンジン回転速度ＮＥで点火装置９９により点火させるようにエンジン８の始動を行って、ハイブリッド制御手段５２によるモータ走行からエンジン走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段６６は、第１電動機回転速度ＮＭ１を速やかに引き上げることでエンジン回転速度ＮＥを速やかに所定のエンジン回転速度ＮＥ’まで引き上げてもよい。これにより、良く知られたアイドル回転速度ＮＥＩＤＬ以下のエンジン回転速度領域における共振領域を速やかに通過できて始動時の振動が抑制される。
【００６１】
また、エンジン始動停止制御手段６６は、図７の実線Ｂの点ｂ→点ａに示すように、アクセルペダル４１が戻されて要求出力トルクＴＯＵＴが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置９８により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン８の停止を行って、ハイブリッド制御手段５２によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段６６は、第１電動機回転速度ＮＭ１を速やかに引き下げることでエンジン回転速度ＮＥを速やかに零乃至略零まで引き下げてもよい。これにより、上記共振領域を速やかに回避できて停止時の振動が抑制される。或いは、エンジン始動停止制御手段６６は、フューエルカットより先に、第１電動機回転速度ＮＭ１を引き下げてエンジン回転速度ＮＥを引き下げ、所定のエンジン回転速度ＮＥ’でフューエルカットするようにエンジン８の停止を行ってもよい。
【００６２】
また、ハイブリッド制御手段５２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６０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を駆動してエンジン８の動力を補助するトルクアシストが可能である。よって、本実施例ではエンジン８と第２電動機Ｍ２との両方を走行用の駆動力源とする車両の走行はモータ走行ではなくエンジン走行に含まれるものとする。
【００６３】
また、ハイブリッド制御手段５２は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によってエンジン８の運転状態を維持させることができる。例えば、車両停止時に蓄電装置６０の充電残量ＳＯＣが低下して第１電動機Ｍ１による発電が必要となった場合には、エンジン８の動力により第１電動機Ｍ１が発電させられてその第１電動機Ｍ１の回転速度が引き上げられ、車速Ｖで一意的に決められる第２電動機回転速度ＮＭ２が車両停止状態により零（略零）となっても動力分配機構１６の差動作用によってエンジン回転速度ＮＥが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
【００６４】
また、ハイブリッド制御手段５２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を任意の回転速度に維持させられる。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５２はエンジン回転速度ＮＥを引き上げる場合には、車速Ｖ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。
【００６５】
増速側ギヤ段判定手段６２は、動力伝達装置１０を有段変速状態とする際に切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて記憶手段５６に予め記憶された前記図７に示す変速線図に従って動力伝達装置１０の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第５速ギヤ段であるか否かを判定する。
【００６６】
切換制御手段５０は、車両状態に基づいて前記差動制限装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）の係合／解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動状態と前記非差動状態（ロック状態）とを選択的に切り換える。例えば、切換制御手段５０は、記憶手段５６に予め記憶された前記図７の破線および二点鎖線に示す関係（切換線図、切換マップ）から車速Ｖおよび要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、動力伝達装置１０（差動部１１）の変速状態を切り換えるべきか否かを判断して、すなわち動力伝達装置１０を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは動力伝達装置１０を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより動力伝達装置１０の切り換えるべき変速状態を判断して、動力伝達装置１０を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。
【００６７】
具体的には、切換制御手段５０は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段５２に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段５４に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御手段５４は、記憶手段５６に予め記憶された例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０の自動変速を実行する。例えば記憶手段５６に予め記憶された図２は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動の組み合わせを示している。すなわち、動力伝達装置１０全体すなわち差動部１１および自動変速部２０が所謂有段式自動変速機として機能し、図２に示す係合表に従って変速段が達成される。
【００６８】
例えば、増速側ギヤ段判定手段６２により第５速ギヤ段が判定される場合には、動力伝達装置１０全体として変速比が１．０より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段５０は差動部１１が固定の変速比γ０例えば変速比γ０が０．７の副変速機として機能させられるように切換クラッチＣ０を解放させ且つ切換ブレーキＢ０を係合させる指令を油圧制御回路４２へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段６２により第５速ギヤ段でないと判定される場合には、動力伝達装置１０全体として変速比が１．０以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段５０は差動部１１が固定の変速比γ０例えば変速比γ０が１の副変速機として機能させられるように切換クラッチＣ０を係合させ且つ切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路４２へ出力する。このように、切換制御手段５０によって動力伝達装置１０が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における２種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部１１が副変速機として機能させられ、それ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、動力伝達装置１０全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
【００６９】
しかし、切換制御手段５０は、動力伝達装置１０を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、動力伝達装置１０全体として無段変速状態が得られるために差動部１１を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路４２へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段５２に対してハイブリッド制御を許可する信号を出力するとともに、有段変速制御手段５４には、予め設定された無段変速時の変速段に固定する信号を出力するか、或いは記憶手段５６に予め記憶された例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段５４により、図２の係合表内において切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段５０により無段変速状態に切り換えられた差動部１１が無段変速機として機能し、それ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、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部２０の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度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動力伝達装置１０全体として無段変速状態となりトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【００７０】
ここで前記図７について詳述すると、図７は自動変速部２０の変速判断の基となる記憶手段５６に予め記憶された関係（変速線図、変速マップ）であり、車速Ｖと駆動力関連値である要求出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図７の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。
【００７１】
また、図７の破線は切換制御手段５０による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を示している。つまり、図７の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速Ｖ１の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクＴ１の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図７の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図７は判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を含む、車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとして切換制御手段５０により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図（切換マップ、関係）である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして記憶手段５６に予め記憶されてもよい。また、この切換線図は判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１の少なくとも１つを含むものであってもよいし、車速Ｖおよび出力トルクＴＯＵＴの何れかをパラメータとする予め記憶された切換線であってもよい。
【００７２】
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Ｖと判定車速Ｖ１とを比較する判定式、出力トルクＴＯＵＴと判定出力トルクＴ１とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段５０は、車両状態例えば実際の車速が判定車速Ｖ１を越えたときに動力伝達装置１０を有段変速状態とする。また、切換制御手段５０は、車両状態例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴが判定出力トルクＴ１を越えたときに動力伝達装置１０を有段変速状態とする。
【００７３】
前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に１対１に対応するパラメータであって、駆動輪３８での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ、エンジントルクＴＥ、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル弁開度θＴＨ（或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量）とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて算出されるエンジントルクＴＥなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求（目標）エンジントルクＴＥ、自動変速部２０の要求（目標）出力トルクＴＯＵＴ、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクＴＯＵＴ等からデフ比、駆動輪３８の半径等を考慮して算出されてもよいし、例えばトルクセンサ等によって直接検出されてもよい。上記他の各トルク等も同様である。
【００７４】
また、例えば判定車速Ｖ１は、高速走行において動力伝達装置１０が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において動力伝達装置１０が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクＴ１は、車両の高出力走行において第１電動機Ｍ１の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第１電動機Ｍ１を小型化するために、例えば第１電動機Ｍ１からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第１電動機Ｍ１の特性に応じて設定されている。
【００７５】
図７の関係に示されるように、出力トルクＴＯＵＴが予め設定された判定出力トルクＴ１以上の高トルク領域、或いは車速Ｖが予め設定された判定車速Ｖ１以上の高車速領域が有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン８の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン８の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン８の常用出力域において実行されるようになっている。
【００７６】
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、動力伝達装置１０が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Ｖが前記判定車速Ｖ１を越えるような高速走行では動力伝達装置１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が駆動輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上する。また、出力トルクＴＯＵＴなどの前記駆動力関連値が判定トルクＴ１を越えるような高出力走行では動力伝達装置１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が駆動輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第１電動機Ｍ１が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第１電動機Ｍ１或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態（定変速状態）に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度ＮＥの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度ＮＥの変化が楽しめる。
【００７７】
このように、本実施例の差動部１１（動力伝達装置１０）は無段変速状態と有段変速状態（定変速状態）とに選択的に切換え可能であって、前記切換制御手段５０により車両状態に基づいて差動部１１の切り換えるべき変速状態が判断され、差動部１１が無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。また、本実施例では、ハイブリッド制御手段５２により車両状態に基づいてモータ走行或いはエンジン走行が実行されるが、このエンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン始動停止制御手段６６によりエンジン８の始動または停止が行われる。
【００７８】
また、差動部１１を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第１電動機Ｍ１における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、インバータ５８、蓄電装置６０、それらを接続する伝送路などの故障（フェイル）や、低温による機能低下が発生することにより、差動作用が正常に作動できなくなると、無段制御領域（差動運転領域）であっても車両走行を確保するために、差動制限手段７０は、差動部１１の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれか一方を係合させることで、差動部１１の差動を制限する、すなわち非差動状態に切り換える。このようにすることで、差動部１１の変速比γ０が固定された有段変速状態として機能し、差動部１１の電気部（電動機など）やその制御系がフェール（故障）しても車両の走行が可能となる。
【００７９】
ところで、差動制限手段７０によって差動部１１を非差動状態に切り換えるに際して、通常では実施されない走行領域で非作動状態への差動切換が実施されるため、切換時に駆動輪３８に伝達される駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が発生し、運転者に違和感を与える可能性があった。これに対し、差動部１１の非差動状態への切換に際して、切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する制御を実施することで、運転者に与える違和感を低減する。以下、上記制御について詳細に説明する。
【００８０】
図６に戻り、フェール判定手段７２は、差動部１１を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第１電動機Ｍ１における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の故障や機能低下、すなわち第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、インバータ５８、蓄電装置６０、それらを接続する伝送路などの故障（フェイル）や機能低下が発生したか否かを判定する。フェール判定手段７２は、例えば、回転速度指令値に対する実際の第１電動機回転速度ＮＭ１および第２電動機回転速度ＮＭ２の比較、差動走行中に適宜実施される通電テスト、或いは電動機温度など様々なフェール検出手段に基づいてフェールや機能低下を判定する。
【００８１】
駆動状態判定手段７４は、動力伝達状態がエンジン８側から駆動輪３８に動力が伝達される駆動状態（走行状態）であるか否かを判定する。駆動状態判定手段７４は、例えばアクセル開度Ａcc（％）（またはスロットル弁開度θＴＨ）を検出し、アクセル開度Ａcc（スロットル弁開度θＴＨ）が零を越えるとき、駆動状態であると判定する。或いは、エンジントルクＴＥを検出し、予め設定されたロードマップに基づいて駆動状態か否かを判定することもできる。なお、駆動状態判定手段７４が否定される状態とは、駆動輪３８側から動力が伝達される被駆動状態であり、例えばエンジンブレーキ状態などがその一例となる。
【００８２】
差動制限可否判定手段７６は、差動部１１を非差動状態とする際に係合させる差動制限装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）が使用可能か否かを判定する。差動制限手段７０は、通常、差動状態で走行される運転領域において、差動を制限させるため、場合によっては差動制限装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）のトルク容量不足により差動制限装置で滑りが発生し、差動制限装置の耐久性が低下する可能性がある。例えば、本実施例の切換ブレーキＢ０は、切換クラッチＣ０に比べて定格的なトルク容量が低く設計されており、切換ブレーキ係合の際、切換ブレーキＢ０のトルク容量不足に起因して滑りが発生し、切換ブレーキＢ０の耐久性が低下する可能性が生じる。差動制限可否判定手段７６は、上記状態を回避するため、車両のスロットル弁開度θＴＨ、車速Ｖ、および自動変速部２０の変速比などに基づいて、選択された差動制限装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）がトルク容量等を考慮して使用可能か否かを判定する。また、差動制限可否判定手段７６は、選択された差動制限装置が故障しているか否かに基づいて、その使用を判定することも含むものとする。
【００８３】
差動制限手段７０は、上記駆動状態判定手段７４および差動制限可否判定手段７６に基づいて、差動部１１を非差動状態に切り換えるに際して、好適な固定変速比を有する側の差動制限装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）を選択し、その差動制限装置を作動（係合）させる。ここで、切換ブレーキＢ０または切換クラッチＣ０の係合により差動部１１を非差動状態とするに際して、切換ブレーキＢ０または切換クラッチＣ０の何れかのうち、係合された場合の駆動トルクが、差動部１１が正常に作動できる場合の駆動トルクに対して変化が少ない方の差動制限装置が係合される。なお、変化に相違がない場合は、切換ブレーキＢ０が係合されるのが好ましい。また、差動制限可否判定手段７６によって切換ブレーキＢ０の係合がトルク容量を考慮して実施不能と判断される場合、差動制限手段７０は、非差動状態への切換時に切換クラッチＣ０を係合させる。
【００８４】
図９は、差動制限手段７０が実施された際の動力伝達装置１０の作動状態を説明するタイムチャートである。なお、図９においては、車両駆動状態において、切換クラッチＣ０（破線）、並びに切換ブレーキＢ０（実線）が係合された場合の２つの例が示されている。図９に示すように、ｔ１時点において、フェール判定手段７４によってフェール（故障）が判定されると、ｔ２時点において、差動部１１の差動制御を停止させるため、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２のトルク制御が停止される。これと略同時に、切換クラッチＣ０もしくは切換ブレーキＢ０の係合が開始される。まず、切換クラッチＣ０が係合される場合について説明すると、ｔ２時点〜ｔ３時点において、エンジン８にかかる負荷が低減されるため、破線に示すようにエンジン回転速度ＮＥが上昇する。また、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２の停止に伴って、エンジン８のエンジントルクＴＥが駆動輪３８へ伝達されないので、破線に示すように駆動トルク（タイヤ軸トルク）が零となる（ｔ２時点〜ｔ３時点）。そして、ｔ３時点において切換クラッチＣ０の係合油圧（Ｃ０油圧）が増圧されると、差動部１１が動力伝達可能状態となるため、ｔ３時点〜ｔ４時点において、駆動トルク（タイヤ軸トルク）が増加し、破線に示すように、差動走行時（ｔ１時点以前）の駆動トルク（タイヤ軸トルク）よりも大きくなる。次に、切換ブレーキＢ０が係合される場合について説明すると、実線で示すように、ｔ２時点〜ｔ３時点において切換ブレーキＢ０が半係合される。これに伴い、エンジン回転速度ＮＥが引き下げられると共に、駆動トルク（タイヤ軸トルク）も同様に引き下げられる。そして、ｔ３時点〜ｔ４時点において、駆動トルク（タイヤ軸トルク）が差動走行時（ｔ１時点以前）よりも小さくなる。したがって、図９においては、切換クラッチＣ０の係合では駆動トルク（タイヤ軸トルク）が増加するため、差動制限手段７０は、通常、駆動トルクの増加が低減される側の固定変速比を有する切換ブレーキＢ０を選択して係合させることで、駆動トルクを低減させる。
【００８５】
図１０は、差動制限手段７０が実施された際における動力伝達装置１０の作動状態を説明する他のタイムチャートである。なお、図１０においては、車両被駆動状態（例えばエンジンブレーキ状態）において、切換クラッチＣ０（破線）、並びに切換ブレーキＢ０（実線）が係合された場合の２つの例が示されている。図１０に示すように、ｔ１時点においてフェール判定手段７４によってフェールが判定されると、ｔ２時点において差動部１１の差動制御を停止させるため、第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２のトルク制御が停止される。これと略同時に、切換クラッチＣ０もしくは切換ブレーキＢ０の係合が開始される。まず、切換クラッチＣ０が係合される場合について説明すると、ｔ２時点〜ｔ４時点において、切換クラッチＣ０が半係合されることで、エンジン回転速度ＮＥが引き上げられる。このとき、破線で示すように、駆動輪３８のタイヤ軸トルクが負の方向に大きくなる、すなわち被駆動トルクが大きくなる。次に、切換ブレーキＢ０が係合される場合について説明すると、実線で示すように、ｔ２時点〜ｔ３時点において、エンジン８がフューエルカット状態であるので、エンジン回転速度ＮＥが低下する。また、ｔ２時点〜ｔ３時点において、差動部１１において動力伝達が為されないので、実線に示すように駆動トルク（タイヤ軸トルク）が零となる。そして、ｔ３時点において、切換ブレーキＢ０の係合油圧（Ｂ０油圧）が増圧されることで、駆動トルク（タイヤ軸トルク）が実線に示すようにｔ１時点以前のタイヤ軸トルクに比べて正の方向に大きくなる、すなわち被駆動トルクが減少する。したがって、図１０において、切換クラッチＣ０の係合では、被駆動トルクが増加するため、差動制限手段７０は、通常、被駆動トルクの増加が低減される側の固定変速比を有する切換ブレーキＢ０を選択して係合させることで、被駆動トルクを低減させる。
【００８６】
ところで、図９および図１０において、上述したように切換ブレーキＢ０が係合されるべきであるが、例えば差動制限可否判定手段７６によって切換ブレーキＢ０の使用が禁止されると、切換クラッチＣ０を係合させることとなる。切換クラッチＣ０が係合されると、図９および図１０に示すように、駆動輪３８に伝達される駆動トルクの増加、および被駆動トルク（逆駆動トルク）の増加が大きくなるため、運転者に与える違和感が大きくなってしまう。また、切換ブレーキＢ０が係合される場合であっても、車両の走行状態によっては駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が発生し、運転者に違和感を与えることがある。
【００８７】
これに対して、エンジン出力変更手段７８は、差動部１１の非差動状態への切換制御に併せてエンジントルクＴＥを変更することで、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する。図１１は、図９と同様の車両駆動状態で切換クラッチＣ０が係合される際に、エンジントルクＴＥを低減させることで、駆動トルクの増加が低減される状態を示すタイムチャートである。ｔ１時点において電動機（Ｍ１、Ｍ２）やその制御系のフェール（故障）が検出されると、ｔ２時点において第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２のトルク制御が停止され、エンジン８の駆動力が駆動輪３８へ伝達されなくなることから、ｔ２時点〜ｔ３時点において駆動トルク（タイヤ軸トルク）が零となる。そして、ｔ３時点において切換クラッチＣ０の係合油圧（Ｃ０油圧）が増圧されると、通常では、破線に示すように駆動トルク（タイヤ軸トルク）が増加するが、ｔ３時点において、エンジン出力変更手段７８が実施されてエンジントルクＴＥが低減されるので、駆動トルク（タイヤ軸トルク）が実線で示すように低減され、ｔ１時点以前の駆動トルクと同様のトルクとなる。なお、エンジントルクＴＥの低減は、例えば、エンジン８の遅角制御やスロットル弁開度θＴＨの抑制、或いは、燃料噴射量の低減等によって実施され、車両の走行状態に応じてその低減量が好適に制御される。具体的には、スロットル弁開度θＴＨ、車速Ｖ、および自動変速部２０の変速比等に応じてトルク低減量が適宜変更される。また、車両が被駆動状態（例えばエンジンブレーキ状態）であるとき、差動制限装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）が係合されると、被駆動トルクが増加する場合もある。そのようなとき、エンジン出力変更手段７８は、エンジン８を駆動させて被駆動トルクを低減することもある。
【００８８】
また、変速比変更手段８０は、差動部１１の非差動状態への切換制御に併せて自動変速部２０の変速比を駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する側に変更する。具体的には、自動変速部２０をアップシフトさせることで駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減させる。図１２は、図１０と同様の車両被駆動状態で切換クラッチＣ０が係合される際、自動変速部２０をアップシフトさせることで被駆動トルク（逆駆動トルク）の増加を低減する状態を示すタイムチャートである。ｔ１時点において、電動機やその制御系のフェール（故障）が検出されると、ｔ２時点において第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２のトルク制御が停止される。また、切換クラッチＣ０が半係合されることで、ｔ２時点〜ｔ３時点において、駆動輪３８の駆動トルク（タイヤ軸トルク）が負の方向に大きくなり、ｔ３時点以降において、通常では、破線に示すように、タイヤ軸トルクが負の方向に大きくなる、すなわち被駆動トルクが大きくなる。これに対して、変速比変更手段８０は、ｔ３時点において、自動変速部２０を第３速ギヤ段から第４速ギヤ段へアップシフトさせることで、実線に示すように、タイヤ軸トルクの負の方向への増加、すなわち被駆動トルクの増加が低減される。
【００８９】
図１３は、電子制御装置４０の制御作動の要部すなわち車両走行中に電動機（Ｍ１、Ｍ２）もしくはそれらを制御する制御系に故障がフェール（故障）が検出されて差動部１１を非作動状態に切り換えるに際して、切換時の駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する制御作動を説明する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行されるものである。
【００９０】
先ず、フェール判定手段７２に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略）において、差動部１１の差動状態を制御する第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２をはじめとする電気系統にフェール（故障）が生じたか否かが判定される。ＳＡ１が否定されると、差動部１１の差動制御が継続されて本ルーチンは終了させられる。ＳＡ１が肯定されると、駆動状態判定手段７４に対応するＳＡ２において、車両の走行状態がエンジン８から動力が伝達される駆動状態であるか否かが判定される。
【００９１】
ＳＡ２が肯定される、すなわち車両駆動状態であると判定されると、差動制限手段７０に対応するＳＡ３において、非差動状態への切換時に駆動トルク増加のない側の差動制限装置（ロック装置）が選択される。そして、差動制限可否判定手段７６に対応するＳＡ４において、選択された差動制限装置（ロック装置：切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０）が使用可能か否かが判定される。例えば、ＳＡ３で選択された差動制限装置が切換ブレーキＢ０であれば、切換ブレーキＢ０が係合された際に切換ブレーキＢ０のトルク容量不足によって滑りが発生すると判定（予測）されると、ＳＡ４が否定されて、差動制限手段７０に対応するＳＡ７において、他方の差動制限装置である切換クラッチＣ０が選択される。また、ＳＡ４が肯定される場合、予め選択された差動制限装置が選択される。
【００９２】
そして、エンジン出力変更手段７８および変速比変更手段８０に対応するＳＡ５において、エンジントルクＴＥの低減および自動変速部２０のアップシフトが適宜実施され、駆動トルクの増加が低減される。そして、ＳＡ５と略同時に差動制限手段７０に対応するＳＡ６において、選択された差動制限装置の係合（ロック切換）が実施されることで、駆動トルクの増加が低減される。
【００９３】
ＳＡ２にもどり、ＳＡ２が否定される、すなわち駆動輪３８側から動力が伝達される被駆動状態と判定されると、差動制限手段７０に対応するＳＡ８において、非差動状態への切換時に被駆動トルク増加の少ない側の差動制限装置（ロック装置）が選択される。そして、差動制限可否判定手段７６に対応するＳＡ９において、ＳＡ４と同様に選択された差動制限装置が使用可能か否かが判定される。ＳＡ９が否定されると、差動制限手段７０に対応するＳＡ１２において、他方の差動制限装置が選択される。
【００９４】
そして、エンジン出力変更手段７８および変速比変更手段８０に対応するＳＡ１０において、エンジントルクＴＥの変更および自動変速２０のアップシフトが適宜実施され、被駆動トルクの増加が低減される。なお、通常、被駆動状態では、通常エンジン８は停止状態（フューエルカット状態）にあるが、エンジン８を駆動させることにより、被駆動トルクの増加を低減する場合もある。そして、ＳＡ１０と略同時に差動制限手段７０に対応するＳＡ１１において、選択された差動制限装置の係合（ロック切換）が実施されることで、被駆動トルクの増加が低減される。
【００９５】
上述のように、本実施例によれば、差動部１１を非差動状態に切り換えるに際して、切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する側に自動変速部２０の変速比を変更する変速比変更手段８０を備えるため、例えば、通常では差動部１１の切換時に駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が発生しやすい運転領域であっても、上記トルク増加が低減され、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００９６】
また、本実施例によれば、差動制限手段７０は、差動部１１を非差動状態に切り換えるに際して、差動部１１を駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減される側の固定変速比に切り換えるため、差動部１１の切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減される。
【００９７】
また、本実施例によれば、差動部１１を非差動状態に切り換えるに際して、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加が低減されるようにエンジントルクＴＥを変更するエンジン出力変更手段７８を備えるため、差動部１１の非差動状態への切換時に発生する駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加をエンジン８のトルク制御によっても低減することができる。
【００９８】
また、本実施例によれば、自動変速部２０は自動変速されるため、車両の走行状態に応じた変速段に適宜変速され、好適な駆動力を得ることができる。
【００９９】
また、本実施例によれば、自動変速部２０は、複数個の変速比を有する有段変速部であるため、車両の走行状態に応じて複数個の変速比のうちから最適な変速比に変速され、好適な駆動力を得ることができる。また、差動部１１の非差動状態への切換時においても、好適な変速比に変速されることで、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減することができる。
【０１００】
また、本実施例によれば、差動部１１は、差動部遊星歯車装置２４と第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２で構成される電気的な無段変速部であるため、変速比が車両走行状態に応じて無段階的に変更され、最適な駆動力を得ることができる。
【０１０１】
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。
【０１０２】
例えば、前述の実施例では、車両駆動状態では、エンジン出力変更手段７８が実施され、車両被駆動状態では、変速比変更手段８０が実施されているが、上記実施例は、一例であって、例えば車両駆動状態において変速比変更手段８０を実施して、駆動トルクの増加を低減しても構わない。また、車両被駆動状態であっても、エンジン出力変更手段７８を実施することで、被駆動トルクの増加を低減することもできる。
【０１０３】
また、前述の実施例では、差動部１１の非差動状態への切換時において、エンジン出力変更手段７８または変速比変更手段８０のいずれか一方が実施されていたが、特にいずれか一方に限定されるものではなく、両方の制御を同時に実施しても構わない。
【０１０４】
また、前述の実施例では、切換クラッチＣ０が選択される場合にエンジン出力変更手段７８もしくは変速比変更手段８０が実施されているが、切換ブレーキＢ０が係合される場合であっても、エンジン出力変更手段７８および変速比変更手段８０を適用しても構わない。
【０１０５】
また、前述の実施例において、差動部１１が差動状態での動作中に正常に作動できなくなった場合に切換ブレーキＢ０または切換クラッチＣ０の係合により差動部１１を非差動状態とするに際して、切換ブレーキＢ０または切換クラッチＣ０のトルク容量応じてエンジン８の出力トルクＴＥあるいはエンジンブレーキトルクを低減する制御を併せて実施しても構わない。
【０１０６】
また、前述の実施例の動力分配機構１６は１組の差動部遊星歯車装置２４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。３段以上の変速機として機能すると、非差動状態への切換に際して選択の幅が広がり、駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加をさらに効果的に低減することが可能となる。
【０１０７】
また、前述の実施例においては、第1電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、差動部１１（動力分配機構１６）はその変速比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、例えば差動部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よい。
【０１０８】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０においてエンジン８と差動部１１とは直結されているが、エンジン８が差動部１１にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
【０１０９】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０において第１電動機Ｍ１と第２回転要素ＲＥ２とは直結されており、第２電動機Ｍ２と第３回転要素ＲＥ３とは直結されているが、第１電動機Ｍ１が第２回転要素ＲＥ２にクラッチ等の係合要素を介して連結され、第２電動機Ｍ２が第３回転要素ＲＥ３にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
【０１１０】
また前述の実施例では、エンジン８から駆動輪３８への動力伝達経路において、差動部１１の次に自動変速部２０が連結されているが、自動変速部２０の次に差動部１１が連結されている順番でもよい。要するに、自動変速部２０は、エンジン８から駆動輪３８への動力伝達経路の一部を構成するように設けられていればよい。
【０１１１】
また、前述の実施例の図１によれば、差動部１１と自動変速部２０は直列に連結されているが、動力伝達装置１０全体として電気的に差動状態を変更し得る電気式差動機能とその電気式差動機能による変速とは異なる原理で変速する機能とが備わっていれば、差動部１１と自動変速部２０とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
【０１１２】
また、前述の実施例において動力分配機構１６はシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであってもよい。
【０１１３】
また前述の実施例においては、差動部遊星歯車装置２４を構成する第１回転要素ＲＥ１にはエンジン８が動力伝達可能に連結され、第２回転要素ＲＥ２には第１電動機Ｍ１が動力伝達可能に連結され、第３回転要素ＲＥ３には駆動輪３８への動力伝達経路が連結されているが、例えば、２つの遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により有段変速と無段変速とに切換可能な構成にも本発明は適用される。
【０１１４】
また前述の実施例においては、自動変速部２０は有段の自動変速機として機能する変速部であるが、無段のＣＶＴであってもよい。
【０１１５】
また、前述の実施例における切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０等の油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁粉）クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチ等の磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
【０１１６】
また前述の実施例においては、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に直接連結されているが、第２電動機Ｍ２の連結位置はそれに限定されず、エンジン８又は伝達部材１８から駆動輪３８までの間の動力伝達経路に直接的或いは変速機、遊星歯車装置、係合装置等を介して間接的に連結されていてもよい。
【０１１７】
また、前述の実施例の動力分配機構１６では、差動部キャリヤＣＡ０がエンジン８に連結され、差動部サンギヤＳ０が第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０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、差動部遊星歯車装置２４の３要素ＣＡ０、Ｓ０、Ｒ０のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
【０１１８】
また、前述の実施例においてエンジン８は入力軸１４と直結されていたが、例えばギヤ、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。
【０１１９】
また、前述の実施例の第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は差動部サンギヤＳ０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、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第１電動機Ｍ１は差動部サンギヤＳ０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。
【０１２０】
また、前述の実施例において自動変速部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。
【０１２１】
また、前述の実施例の第２電動機Ｍ２はエンジン８から駆動輪３８までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材１８に連結されているが、第２電動機Ｍ２がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構１６にも連結可能とされており、第１電動機Ｍ１の代わりに第２電動機Ｍ２によって動力分配機構１６の差動状態を制御可能とする動力伝達装置１０の構成であってもよい。
【０１２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の制御装置が適用されるハイブリッド車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド車両用駆動装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表である。
【図３】図１のハイブリッド車両用駆動装置が有段変速作動させられる場合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４】図１のハイブリッド車両用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。
【図５】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６】図４の電子制御装置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】図１のハイブリッド車両用駆動装置において、車速と出力トルクとをパラメータとする同じ二次元座標に構成された、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、動力伝達装置の変速状態の切換判断の基となる予め記憶された切換線図の一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるためのエンジン走行領域とモータ走行領域との境界線を有する予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。
【図８】図１のエンジンの最適燃費率曲線を表す図である。
【図９】差動制限手段が実施された際の動力伝達装置の作動状態を説明するタイムチャートである。
【図１０】差動制限手段が実施された際における動力伝達装置の作動状態を説明する他のタイムチャートである。
【図１１】図９と同様の車両駆動状態で切換クラッチが係合される際に、エンジントルクを低減させることで、駆動トルクの増加が低減される状態を示すタイムチャートである。
【図１２】図１０と同様の車両被駆動状態で切換クラッチが係合される際、自動変速部をアップシフトさせることで被駆動トルク（逆駆動トルク）の増加を低減する状態を示すタイムチャートである。
【図１３】電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両走行中に電動機もしくはそれらを制御する制御系に故障がフェール（故障）が検出されて差動部を非作動状態に切り換えるに際して、切換時の駆動トルクの増加、または被駆動トルクの増加を低減する制御作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２４】
８：エンジン
１０：車両用動力伝達装置
１１：差動部（電気式差動部）
２０：自動変速部（変速部）
３８：駆動輪
７０：差動制限手段
７８：エンジン出力変更手段
８０：変速比変更手段
Ｃ０：切換クラッチ（差動制限装置）
Ｂ０：切換ブレーキ（差動制限装置）
Ｍ１：第１電動機（電動機）
Ｍ２：第２電動機（電動機）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010070170.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010070170.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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