(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転要素、入力回転部材であってエンジンに連結された第２回転要素、及び出力回転部材である第３回転要素を備えた差動機構と、前記第１回転要素に連結された第１電動機と、前記第３回転要素と一体的に回転するように連結された第２電動機と、前記第１電動機及び第２電動機により発電された電気エネルギが蓄積されるバッテリと、前記差動機構から駆動輪までの動力伝達経路に設けられた自動変速機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンを停止させると共に前記第２電動機を駆動源とするＥＶ走行状態からの該エンジンの始動に際して、前記第１電動機が負回転であり且つ該第１電動機の発電量が前記バッテリの入力制限値よりも大きくなる場合には、該エンジンの始動と同期して前記自動変速機のダウンシフトが行われ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。
【請求項２】
前記エンジンの始動と同期して行われる前記自動変速機のダウンシフトは、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値を算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値の比と等しくなるように制御するものである請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、ＥＶ走行状態からのエンジン始動時における車速上限値を高く設定するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
主駆動源であるエンジンと、駆動源として機能する電動機とを、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、前記第１回転要素に連結された第１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連結された第２電動機と、前記差動機構から駆動輪までの動力伝達経路に設けられた自動変速機とを、備えたハイブリッド車両がそれである。斯かるハイブリッド車両において、前記自動変速機の変速に関して燃費の向上を図る技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８９７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したようなハイブリッド車両では、ＥＶ走行状態すなわち前記エンジンを停止させると共に例えば前記第２電動機を駆動源とする状態において、車速が高くなると前記第１電動機の負回転が大きくなる。斯かる状態からアクセルペダルが踏み込まれる等して前記エンジンの始動が行われる場合、前記第１電動機が負回転から正回転に向かう過程において発電が行われるが、当初の負回転が大きい場合にはそれだけ発電量も大きくなるため、その発電量がバッテリの入力制限値よりも大きくなることが考えられる。前記従来の技術では、斯かる場合において前記第１電動機の発電量がバッテリの入力制限値を超えないように車速を規制する制御を行っており、車速上限値を高く設定できないという不具合があった。このような課題は、ハイブリッド車両の走行性向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。
【０００５】
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、ＥＶ走行状態からのエンジン始動時における車速上限値を高く設定するハイブリッド車両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】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本第１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、前記第１回転要素に連結された第１電動機と、前記第３回転要素と一体的に回転するように連結された第２電動機と、前記第１電動機及び第２電動機により発電された電気エネルギが蓄積されるバッテリと、前記差動機構から駆動輪までの動力伝達経路に設けられた自動変速機とを、備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンを停止させると共に前記第２電動機を駆動源とするＥＶ走行状態からのそのエンジンの始動に際して、前記第１電動機が負回転であり且つ該第１電動機の発電量が前記バッテリの入力制限値よりも大きくなる場合には、そのエンジンの始動と同期して前記自動変速機のダウンシフトが行われることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
このように、前記第１発明によれば、前記エンジンを停止させると共に前記第２電動機を駆動源とするＥＶ走行状態からのそのエンジンの始動に際して、前記第１電動機が負回転であり且つ該第１電動機の発電量が前記バッテリの入力制限値よりも大きくなる場合には、そのエンジンの始動と同期して前記自動変速機のダウンシフトが行われるものであることから、前記自動変速機のダウンシフトにより前記第２電動機の回転速度を持ち上げることで、前記第１電動機の発電量を抑制しつつ車速上限値を引き上げることができる。すなわち、ＥＶ走行状態からのエンジン始動時における車速上限値を高く設定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。また、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジンの始動に際して、前記第１電動機が負回転であり且つその第１電動機の発電量が入力制限値よりも大きくなる場合には、そのエンジンの始動と同期して前記自動変速機のダウンシフトが行われるものであるので、前記第１電動機の発電量を抑制することが求められる状態において、前記自動変速機のダウンシフトにより前記第２電動機の回転速度を持ち上げることで、前記第１電動機の発電量を抑制しつつ車速上限値を引き上げることができる。
【００１０】
ここで、前記第１発明に従属する第２発明の要旨とするところは、前記エンジンの始動と同期して行われる前記自動変速機のダウンシフトは、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値を算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値の比と等しくなるように制御するものである。このようにすれば、前記第２電動機の回転速度を持ち上げるための前記自動変速機のダウンシフトに関して、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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の駆動装置を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド車両に備えられた自動変速機の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせ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に備えられた差動部と自動変速機とから構成される駆動装置において、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である。
【図４】図１のハイブリッド車両の駆動を制御するために備えられた制御系統の要部を説明する図である。
【図５】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。
【図６】従来の技術によるＥＶ走行状態からのエンジン始動について説明する図であり、図３の共線図における差動部に対応する部分に相当する。
【図７】本実施例によるＥＶ走行状態からのエンジン始動について概略的に説明する図であり、図３の共線図における差動部に対応する部分に相当する。
【図８】図１のハイブリッド車両における電子制御装置による、ＥＶ走行状態からのエンジンの始動と同期して行われる自動変速機のダウンシフトにおける各関係値の経時変化の一例を示すタイムチャートである。
【図９】図１のハイブリッド車両における電子制御装置によるエンジン始動制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１０】図９に示すエンジン始動制御におけるエンジン始動時変速制御の要部を説明するフローチャートである。
【図１１】図１のハイブリッド車両における電子制御装置によるエンジン始動制御の他の一例の要部を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、前記自動変速機として、複数の油圧式摩擦係合要素を備え、それら係合要素の係合乃至解放の組み合わせに応じて複数の変速段を選択的に成立させる機械式の有段変速機を備えたハイブリッド車両に好適に適用される。この有段変速機としては、前進３段以上の多段式変速機が好適に用いられるが、例えば低変速段及び高変速段の何れかが選択的に成立させられる前進２段の変速機が用いられるものであってもよい。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ベルト式無段変速機（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。
【００１３】
また、前記機械式の有段変速機は、好適には、複数の係合要素の掴み替えすなわち所謂クラッチ・トゥ・クラッチ変速によるダウンシフトを行うものであり、本発明は、前記ＥＶ走行状態からのそのエンジンの始動に際して、前記自動変速機のクラッチ・トゥ・クラッチ変速によるダウンシフトを同時に実行する態様のハイブリッド車両に好適に適用されるが、例えば複数の油圧式摩擦係合要素を備え、それら係合要素の係合乃至解放の組み合わせに応じて複数の変速段を選択的に成立させる機械式の有段変速機を備えたハイブリッド車両において、解放側の係合要素を解放させると共にワンウェイクラッチをロックさせて変速後の変速段を成立させる態様の変速制御にも本発明は好適に適用されるものである。
【００１４】
また、本発明において、前記エンジンの始動と同期して前記自動変速機のダウンシフトが行われるとは、好適には、そのエンジンのクランキング開始と略同時に前記自動変速機のダウンシフトに係るイナーシャ相が開始され、前記エンジンの回転速度が目標回転速度に達するのと略同時に前記自動変速機における変速制御が終了することをいうが、前記エンジンの始動制御と前記自動変速機のダウンシフト制御とが少なくとも一部において時間的に重複するものであればよく、必ずしもそれらの制御の開始時点及び終了時点が一致しなくともよい。
【００１５】
また、本発明は、好適には、後述する（５）式のような運動方程式を用いて各回転要素の目標回転変化を算出するものであるが、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。
【００１６】
また、本発明は、好適には、前記エンジンの動作点の移動及び前記有段変速部の変速制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度のうち少なくとも１つに変更が生じた場合には、変更後の目標回転速度に対応して前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率を再設定するものである。このようにすれば、変速進行中にアクセルペダルの踏込操作が行われる等して各回転要素の目標回転速度に変更が生じた場合であっても、パワー収支にずれを生じさせることなく好適な変速を実現することができる。
【００１７】
また、本発明は、好適には、前記回転数時間変化率の再設定は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転数時間変化率の絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて実行されるものである。このようにすれば、各回転要素の急激な回転速度変化を抑制することができ、更に好適な変速を実現することができる。
【００１８】
また、本発明は、好適には、予め定められた関係から、前記差分値の比に対応する前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の比、変速中における前記エンジンの出力パワー、前記有段変速部に備えられた係合要素の伝達パワー、前記第１の電動機及び第２の電動機に係るパワー収支値の目標値、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の目標値を算出するものである。このようにすれば、パワー収支にずれを生じさせることなく好適な変速を実現する各回転要素の回転数時間変化率の目標値を実用的な態様で導出することができる。また、本発明に係る制御において、好適には、変速中における前記エンジンの出力パワーは零とされる。
【００１９】
また、本発明は、好適には、前記エンジンのトルク、前記有段変速部に備えられた係合要素のトルク、前記第１の電動機のトルク、及び前記第２の電動機のトルクのうち少なくとも１つを制御することにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転数時間変化率の目標値を達成する制御を行うものである。このようにすれば、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制する好適な変速を実用的な態様で実現することができる。また、本発明に係る制御において、好適には、変速中における前記エンジンのトルクは零とされる。
【００２０】
また、本発明は、好適には、前記釣合計算は、前記第１の電動機及び第２の電動機の作動に係る仕事を除外したパワーの釣合について計算するものである。このようにすれば、前記電気的無段変速部及び有段変速部を備えた動力伝達装置に関して実用的な態様で入出力パワーの釣合計算を行うことができる。
【００２１】
また、本発明は、好適には、前記回転数時間変化率の目標値を達成する制御においては、前記第１の電動機及び第２の電動機の作動に係る仕事を考慮するものである。このようにすれば、パワー収支を所望の値に制御しつつ、変速ショック等の発生を抑制する好適な変速を実用的な態様で実現することができる。
【００２２】
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。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の駆動装置１０を説明する骨子図である。この図１に示す駆動装置１０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、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軸１４と、その入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパ（振動減衰装置）等を介して間接に連結された差動部１６と、その差動部１６と１対の駆動輪３４との間の動力伝達経路に伝達部材（伝動軸）１８を介して直列に連結されている自動変速機２０と、その自動変速機２０に連結された出力軸２２とを、直列に備えている。
【００２４】
また、上記駆動装置１０は、上記入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパを介して直接的に連結された走行用の駆動力源としての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２４を備え、そのエンジン２４と上記１対の駆動輪３４との間の動力伝達経路に設けられて、そのエンジン２４により発生させられた動力を差動歯車装置３２等を介して上記１対の駆動輪３４へと伝達する動力伝達装置である。なお、本実施例の駆動装置１０において、上記エンジン２４と差動部１６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等を介する連結はこの直結に含まれる。また、上記駆動装置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。以下の各実施例についても同様である。
【００２５】
前記差動部１６は、第１電動機ＭＧ１と、前記入力軸１４に入力されて前記エンジン２４の出力を機械的に分配する機械的機構であってそのエンジン２４の出力を第１電動機ＭＧ１及び伝達部材１８に分配する差動機構としての動力分配装置２６と、前記伝達部材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ＭＧ２とを、備えている。本実施例の駆動装置１０に備えられた第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、好適には、何れも発動機及び発電機として機能する所謂モータジェネレータであるが、上記第１電動機ＭＧ１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、上記第２電動機ＭＧ２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（発動機）機能を少なくとも備える。斯かる構成により、前記差動部１６は、上記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を介して運転状態が制御されることにより、入力回転速度（入力軸１４の回転速度）と出力回転速度（伝達部材１８の回転速度）の差動状態が制御される電気式差動部として機能する。
【００２６】
前記動力分配装置２６は、シングルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されている。この遊星歯車装置は、サンギヤＳ０、遊星歯車Ｐ０、その遊星歯車Ｐ０を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ０、遊星歯車Ｐ０を介してサンギヤＳ０と噛み合うリングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えており、キャリアＣＡ０は前記入力軸１４すなわち前記エンジン２４に連結され、サンギヤＳ０は前記第１電動機ＭＧ１に連結され、リングギヤＲ０は前記伝達部材１８に連結されている。すなわち、差動機構としての前記動力分配装置２６においては、サンギヤＳ０が第１回転要素に、キャリアＣＡ０が第２回転要素に、リングギヤＲ０が第３回転要素にそれぞれ対応する。また、前記動力分配装置２６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。
【００２７】
上記のように構成された動力分配装置２６では、サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、及びリングギヤ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、前記エンジン２４の出力が前記第１電動機ＭＧ１と伝達部材１８とに分配されると共に、分配された前記エンジン２４の出力の一部で前記第１電動機ＭＧ１から発生させられた電気エネルギにより蓄電が行われたり、前記第２電動機ＭＧ２が回転駆動される。従って、前記差動部１６（動力分配装置２６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされ、前記エンジン２４の所定回転に拘わらず前記伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、前記差動部１６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、前記動力分配装置２６（差動部１６）に動力伝達可能に連結された前記第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、及びエンジン２４の運転状態が制御されることにより、前記入力軸１４の回転速度と差動部１６の出力軸として機能する前記伝達部材１８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。
【００２８】
また、前記駆動装置１０においては、前記エンジン２４を停止させると共に前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方（好適には、第２電動機ＭＧ２）を走行用の駆動源とするＥＶ走行状態（ＥＶモード）、前記エンジン２４を駆動させて走行用の駆動源とすると共に前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を空転させるか或いは回生させるエンジン走行状態（エンジン走行モード）、前記エンジン２４及び第２電動機ＭＧ２を走行用の駆動源とすると共に前記第１電動機ＭＧ１により必要に応じて回生を行うハイブリッド走行状態（ハイブリッドモード）等が選択的に成立させられる。
【００２９】
前記自動変速機２０は、前記エンジン２４と前記１対の駆動輪３４との間の動力伝達経路に、前記動力分配装置２６と直列に設けられたものであり、シングルピニオン型の遊星歯車装置２８、３０を主体として構成され、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。上記遊星歯車装置２８、３０は、それぞれサンギヤＳ１、Ｓ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２、それら遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ１、ＣＡ２、遊星歯車Ｐ１、Ｐ２を介してサンギヤＳ１、Ｓ２と噛み合うリングギヤＲ１、Ｒ２を備えている。
【００３０】
また、前記自動変速機２０では、上記サンギヤＳ１がブレーキＢ１を介して前記ケース１２に選択的に連結されるようになっている。また、上記キャリアＣＡ１とリングギヤＲ２とが一体的に連結され、第２ブレーキＢ２を介して前記ケース１２に選択的に連結されるようになっていると共に、一方向クラッチＦ１を介してそのケース１２に対する一方向の回転が許容されつつ逆方向の回転が阻止されるようになっている。また、上記サンギヤＳ２が第１クラッチＣ１を介して前記伝達部材１８に選択的に連結されるようになっている。また、一体的に連結された上記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２が第２クラッチＣ２を介して前記伝達部材１８に選択的に連結されるようになっている。また、上記リングギヤＲ１とキャリアＣＡ２とが一体的に連結されると共に前記出力軸２２に連結されている。
【００３１】
前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２（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、例えば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本又は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等により構成され、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。
【００３２】
図２は、前記自動変速機２０の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。この図２に示すように、前記自動変速機２０においては、前記第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比γ１が最大値例えば「３．２０」程度である第１速ギヤ段が成立させられる。なお、第２速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウン変速時には、前記一方向クラッチＦ１により前記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の前記ケース１２に対する相対回転が阻止されるため、前記第２ブレーキＢ２は係合させられなくともよい。また、前記第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１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「１．７２」程度である第２速ギヤ段が成立させられる。また、前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２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「１．００」程度である第３速ギヤ段が成立させられる。また、前記第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１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「０．６７」程度である第４速ギヤ段が成立させられる。また、前記第１クラッチＣ１及びブレーキＢ２の係合により変速比γＲが例えば「３．２０」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、前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の解放によりニュートラル「Ｎ」状態とされる。
【００３３】
以上のように構成された本実施例の駆動装置１０において、無段変速機として機能する前記差動部１６と、その差動部１６に連結される前記自動変速機２０とで全体として無段変速機が構成される。また、前記差動部１６の変速比を一定となるように制御することにより、その差動部１６と自動変速機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、前記差動部１６が無段変速機として機能し、且つその差動部１６に直列の前記自動変速機２０が有段変速機として機能することにより、その自動変速機２０の少なくとも１つの変速段Ｍに対してその自動変速機２０に入力される回転速度（以下、自動変速機２０の入力回転速度）すなわち前記伝達部材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。従って、前記駆動装置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、前記駆動装置１０において無段変速機が構成される。この駆動装置１０の総合変速比γＴは、前記差動部１６の変速比γ０と自動変速機２０の変速比γとに基づいて形成される前記駆動装置１０全体としてのトータル変速比γＴである。
【００３４】
例えば、無段変速機としての前記差動部１６の作動により、図２の係合作動表に示される前記自動変速機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て、前記伝達部材１８の回転速度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。従って、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、前記駆動装置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、前記差動部１６の変速比が一定となるように制御され、且つクラッチＣ及びブレーキ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速ギヤ段の何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前記駆動装置１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。従って、前記駆動装置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、前記差動部１６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前記自動変速機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前記駆動装置１０のトータル変速比γＴが各ギヤ段毎に得られる。また、前記自動変速機２０の第３速ギヤ段において前記差動部１６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３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。
【００３５】
図３は、前記差動部１６と自動変速機２０とから構成される駆動装置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って、横線Ｘ１が回転速度零を示し、横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち前記入力軸１４に連結された前記エンジン２４の回転速度ＮEを示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度Ｎ18を示している。
【００３６】
また、前記差動部１６を構成する動力分配装置２６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１回転要素に対応するサンギヤＳ０、第２回転要素に対応するキャリアＣＡ０、第３回転要素に対応するリングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は前記動力配分装置２６を構成する遊星歯車装置のギヤ比に応じて定められている。また、前記自動変速機２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、Ｙ４がサンギヤＳ１の相対回転速度を、Ｙ５が相互に連結されたキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２の相対回転速度を、Ｙ６が相互に連結されたリングギヤＲ１及びキャリアＣＡ２の相対回転速度を、Ｙ７がサンギヤＳ２の相対回転速度をそれぞれ表し、それら縦線Ｙ４〜Ｙ７の間隔は前記遊星歯車装置２８、３０のギヤ比に応じてそれぞれ定められている。
【００３７】
図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の駆動装置１０は、前記動力分配装置２６（差動部１６）において、その動力分配装置２６の第２回転要素（キャリアＣＡ０）が前記入力軸１４すなわちエンジン２４に連結され、第１回転要素（サンギヤＳ０）が前記第１電動機ＭＧ１に連結され、第３回転要素（リングギヤＲ０）が前記伝達部材１８及び第２電動機ＭＧ２に連結されて、前記入力軸１４の回転を伝達部材１８を介して自動変速機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により前記サンギヤＳ０の回転速度とリングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。
【００３８】
例えば、前記差動部１６においては、前記動力分配装置２６の第１回転要素乃至第３回転要素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前記リングギヤＲ０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前記キャリアＣＡ０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前記サンギヤＳ０の回転速度すなわち前記第１電動機ＭＧ１の回転速度が上昇或いは下降させられる。
【００３９】
また、前記差動部１６の変速比γ０が「１」に固定されるように前記第１電動機ＭＧ１の回転速度を制御することによって前記サンギヤＳ０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、そのエンジン回転速度ＮEと同じ回転で前記リングギヤＲ０の回転速度すなわち前記伝達部材１８が回転させられる。或いは、前記差動部１６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前記第１電動機ＭＧ１の回転速度を制御することによって前記サンギヤＳ０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。
【００４０】
また、前記自動変速機２０において、第４回転要素である前記サンギヤＳ１は前記第１ブレーキＢ１を介して前記ケース１２に選択的に連結され、第５回転要素である相互に連結された前記キャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２は前記第２クラッチＣ２を介して前記伝達部材１８に選択的に連結されると共に前記第２ブレーキＢ２（一方向クラッチＦ１）を介して前記ケース１２に選択的に連結され、第６回転要素である相互に連結された前記リングギヤＲ１及びキャリアＣＡ２は前記出力軸２２に連結され、第７回転要素である前記サンギヤＳ２は前記第１クラッチＣ１を介して前記伝達部材１８に選択的に連結されている。
【００４１】
前記自動変速機２０では、図３に示すように、前記第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２（一方向クラッチＦ１）とが係合させられることにより、第７回転要素の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線ＸＧとの交点と第５回転要素の回転速度を示す縦線Ｙ５と横線Ｘ１との交点とを通る斜めの直線Ｌ１と、前記出力軸２２と連結された第６回転要素の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第１速（１ｓｔ）における前記出力軸２２の回転速度が示される。同様に、前記第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Ｌ２と前記出力軸２２と連結された第６回転要素の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第２速（２ｎｄ）における前記出力軸２２の回転速度が示され、前記第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Ｌ３と前記出力軸２２と連結された第６回転要素の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第３速（３ｒｄ）における前記出力軸２２の回転速度が示され、前記第２クラッチＣ２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Ｌ４と前記出力軸２２と連結された第６回転要素の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第４速（４ｔｈ）における前記出力軸２２の回転速度が示される。
【００４２】
図４は、前記駆動装置１０の駆動を制御するためにその駆動装置１０に備えられた制御系統の要部を説明する図である。この図４に示す電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、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実行する所謂マイクロコンピュータであり、前記エンジン２４の駆動制御や、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御をはじめとする前記駆動装置１０の駆動に係る各種制御を実行する。なお、この電子制御装置５０は、前記エンジン２４の出力制御用や前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動制御用といったように、必要に応じて各制御毎に個別の制御装置として構成される。
【００４３】
図４に示すように、上記電子制御装置５０には、前記駆動装置１０の各部に設けられたセンサやスイッチ等から各種信号が供給されるように構成されている。すなわち、アクセル開度センサ５２により運転者の出力要求量に対応する図示しない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、エンジン回転速度センサ５４により前記エンジン２４の回転速度であるエンジン回転速度ＮEを表す信号、ＭＧ１回転速度センサ５６により前記第１電動機ＭＧ１の回転速度ＮMG1を表す信号、ＭＧ２回転速度センサ５８により前記第２電動機ＭＧ２の回転速度ＮMG2を表す信号、出力回転速度センサ６０により車速Ｖに対応する前記出力軸２２の回転速度ＮOUTを表す信号、車輪速センサ６２により前記駆動装置１０における各車輪それぞれの速度ＮWを表す信号、及びバッテリＳＯＣセンサ６４によりバッテリ４６の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号等が、それぞれ上記電子制御装置５０に供給される。
【００４４】
また、前記電子制御装置５０からは、前記駆動装置１０の各部に作動指令が出力されるように構成されている。すなわち、前記エンジン２４の出力を制御するエンジン出力制御指令として、燃料噴射装置による吸気配管等への燃料供給量を制御する燃料噴射量信号、点火装置による前記エンジン２４の点火時期（点火タイミング）を指令する点火信号、及び電子スロットル弁のスロットル弁開度θTHを操作するためにスロットルアクチュエータへ供給される電子スロットル弁駆動信号等が、そのエンジン２４の出力を制御するエンジン出力制御装置４２へ出力される。また、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を指令する指令信号がインバータ４４へ出力され、そのインバータ４４を介して前記バッテリ４６からその指令信号に応じた電気エネルギが前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に供給されてそれら第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の出力（トルク）が制御される。また、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２により発電された電気エネルギが上記インバータ４４を介して前記バッテリ４６に供給され、そのバッテリ４６に蓄積されるようになっている。
【００４５】
図５は、前記電子制御装置５０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。本実施例においては、図５に示す各種制御機能が前記電子制御装置５０に一元的に備えられた態様について説明するが、それら制御機能が例えばエンジン制御用の電子制御装置、電動機制御用の電子制御装置、自動変速機制御用の電子制御装置等に分散的に備えられ、それら複数の電子制御装置が相互に通信を行うことにより以下に詳述する各種機能を奏するものであっても構わない。
【００４６】
図５に示す変速制御手段７０は、電気的無段変速機としての前記差動部１６及び有段変速機としての前記自動変速機２０による変速を制御する。すなわち、予め定められた関係から車両の走行状態例えば車速Ｖ及びアクセル操作量ＡCC等に応じて前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を制御することにより前記差動部１６の変速比を無段階に変化させる無段変速制御を行う。また、予め定められた関係から車両の走行状態例えば車速Ｖ及びアクセル操作量ＡCC等に応じて前記自動変速機２０において前記第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の何れかの変速段を選択的に成立させる有段変速制御を行う。ここで、上記変速制御手段７０は、好適には、前記差動部１６の変速制御を行う無段変速制御手段と、前記自動変速機２０の変速制御を行う有段変速制御手段とに分けて構成されるが、本実施例においてはそれらを区別しないものとして説明する。
【００４７】
上記変速制御手段７０は、必要に応じて前記差動部１６及び自動変速機２０による変速制御を同時に実行する。すなわち、予め定められた関係から車両の走行状態に応じて前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を制御することにより前記差動部１６の変速比を無段階に変化させる無段変速制御及び前記自動変速機２０において前記第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の何れかの変速段を選択的に成立させる有段変速制御を同時に（併行して）実行する。また、前記エンジン２４の動作点の移動及び前記自動変速機２０の変速制御を同時に実行する。そのような前記エンジン２４の動作点の移動及び前記自動変速機２０の変速制御を同時に行う制御に関して、上記変速制御手段７０は、回転勾配比算出手段７２、エンジントルク値取得手段７４、クラッチトルク値取得手段７６、パワー収支目標値取得手段７８、回転勾配目標値算出手段８０、ＭＧ必要トルク算出手段８２、及びクラッチトルク指令値算出手段８４を含んでいる。なお、本実施例においては、前記エンジン２４の動作点の移動の一態様として、そのエンジン２４に対して前記エンジン出力制御装置４２に備えられた点火装置による点火等の制御が行われないまま、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の少なくとも一方の回転状態が変更されることにより前記エンジン２４の回転速度ＮEが変化させられる態様も含むものとする。
【００４８】
ここで、前述のように、本実施例の駆動装置１０においては、前記エンジン２４を停止（エンジン回転速度ＮE＝０）させると共に前記第２電動機ＭＧ２等の電動機を走行用の駆動源とするＥＶ走行状態が成立させられる。本実施例においては、このＥＶ走行状態からアクセルペダルの踏込操作が行われた場合等において、前記エンジン２４の始動が行われる場合を考える。前記駆動装置１０における前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動では、例えば、前記第１電動機ＭＧ１によりそのエンジン２４の回転速度の引き上げが行われる。
【００４９】
図６は、従来の技術によるＥＶ走行状態からのエンジン始動について説明する図であり、図３の共線図における前記差動部１６に対応する部分に相当する。この図６に実線で示す状態（ＮE＝０）から破線で示す状態まで前記エンジン２４の回転を引き上げることを考えると、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度ＮMG2が固定である場合、前記第１電動機ＭＧ１の回転速度ＮMG1を引き上げることにより斯かるエンジン２４の回転速度引き上げが達成される。このエンジン２４の始動制御において、当初（始動が行われる前）の前記第１電動機ＭＧ１の回転が負回転すなわち前記入力軸１４の正転方向（車両前進方向）の回転を正方向とした場合における負方向の回転であった場合（ＮMG1＜０）には、図６に示すように、その第１電動機ＭＧ１の回転速度ＮMG1が零となるまでその第１電動機ＭＧ１により発電（バッテリ４６に対する電気エネルギの供給）が行われ、回転速度ＮMG1が正の値となって以降は放電（バッテリ４６からの電気エネルギの持ち出し）が行われる。しかし、斯かる従来の制御においては、車速Ｖが高くなるほどＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に伴う前記第１電動機ＭＧ１の回転速度引き上げ量が増加するため、前記エンジン２４のクランキングの応答時間を揃えようとすると前記第１電動機ＭＧ１により発電される発電量（バッテリ４６に供給される電気エネルギ）が増加する傾向にある。この発電量が前記バッテリ４６の電力入力制限量Ｗinを超えないようにする必要があるため、前記従来の技術では、斯かる場合において前記第１電動機ＭＧ１の発電量が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗinを超えないように車速Ｖを規制する制御を行っており、必ずしも十分に高い車速上限値を設定できないという問題があった。
【００５０】
図７は、本実施例によるＥＶ走行状態からのエンジン始動について概略的に説明する図であり、図３の共線図における前記差動部１６に対応する部分に相当する。なお、この図７においては、比較のために上述した図６における実線及び破線で示す状態も併せて記載している。本実施例の駆動装置１０において、前記変速制御手段７０は、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、前記第１電動機ＭＧ１が負回転である場合には、そのエンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトすなわち変速比γを増加させる方向への変速を実行する。前記自動変速機２０においてダウンシフトが行われた場合、前記駆動輪３４の回転速度に対する前記伝達部材１８の回転速度が上昇するため、結果として前記第２電動機ＭＧ２の回転が持ち上げられる。従って、図７に一点鎖線で示すように、図６に破線で示した状態における前記エンジン２４の回転速度を達成するための前記第１電動機ＭＧ１の回転速度引き上げ量が、その破線で示した状態よりも小さくて済み、延いてはその第１電動機ＭＧ１による発電量が抑制される。すなわち、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、前記第１電動機ＭＧ１が負回転である場合には、そのエンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトを行うことで、斯かる制御時における車速Ｖの上限値を前記従来の技術による制御よりも高く設定することが可能となる。
【００５１】
また、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、前記自動変速機２０のダウンシフトを行う場合に、前記差動部１６及び自動変速機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ことが望ましい。すなわち、前記エンジン２４の始動時に前記差動部１６における各回転要素すなわち第１回転要素であるサンギヤＳ０、第２回転要素であるキャリアＣＡ０、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０の変速進行度を揃えて所望のパワー収支を実現する前記自動変速機２０のダウンシフトを同時に行うことで、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度上昇に伴う前記バッテリ６の放電が可能となり、充電過多のパワー収支が更に好適に改善される。以下、前記エンジン２４の始動と同期して行われる本実施例の前記自動変速機２０のダウンシフト制御を、図５に示す各制御機能の説明と併せて詳説する。
【００５２】
図５に示すエンジン始動時間取得手段６６は、前記ＥＶ走行状態（エンジン停止状態）においてアクセルペダルの踏込操作が行われる等して前記エンジン２４の始動要求が行われた場合に、目標エンジン始動時間ｔesを取得する。この目標エンジン始動時間ｔesは、前記エンジン２４の回転速度が目標回転速度である例えば１０００（ｒｐｍ）程度のアイドル回転速度に到達するまでの時間であり、好適には、車両性能から予め定められた一定値であるが、予め定められた関係から前記出力回転速度センサ６０により検出される車速Ｖ及びアクセル開度センサ５４により検出されるアクセル開度ＡCC等に基づいて算出される値であってもよい。また、上記エンジン始動時間取得手段６６により取得される目標エンジン始動時間ｔesは、前記エンジン２４の始動に際して実行される前記自動変速機２０のダウンシフトに要する変速時間の目標値に相当する。すなわち、上記エンジン始動時間取得手段６６は、換言すれば、前記エンジン２４の始動に際して実行される前記自動変速機２０のダウンシフトに係る目標変速時間を取得する目標変速時間取得手段である。
【００５３】
充電パワー算出手段６８は、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して前記バッテリ４６に充電される電気エネルギの量すなわち前記第１電動機ＭＧ１による発電量を算出する。好適には、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、前記自動変速機２０におけるダウンシフトを行わない場合における前記第１電動機ＭＧ１の発電量を算出する。例えば、現時点における前記第２電動機ＭＧ２の回転速度ＮMG2及び変速後のエンジン目標回転速度に基づいて、前記エンジン２４の始動に際しての前記第１電動機ＭＧ１の回転速度変化量（増加量）を算出し、その回転速度変化量に対応する第１電動機ＭＧ１による発電量を算出する。
【００５４】
前記変速制御手段７０は、好適には、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、当初（制御開始前）において前記第１電動機ＭＧ１が負回転であり且つ上記充電パワー算出手段６８により算出される第１電動機ＭＧ１の発電量が前記バッテリ４６の蓄電量に対応して決定される入力制限値Ｗinよりも大きくなる場合には、前記エンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトを実行する。また、好適には、この判定に前記第２電動機ＭＧ２の駆動による放電量が考慮される。すなわち、上記充電パワー算出手段６８により算出される第１電動機ＭＧ１の単位時間あたりの発電量から、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度に対応するその単位時間あたりの放電量を引いた値が、前記バッテリ４６の単位時間あたりの入力制限値Ｗinよりも大きくなる場合には、前記エンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトを実行する。換言すれば、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支（トータルでの充電量）が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗin未満である場合には、前記エンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトを非実行とする。
【００５５】
前記充電パワー算出手段６８は、前記自動変速機２０の変速を行わない条件で算出された、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際しての前記第１電動機ＭＧ１の発電量に対応するその電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗinよりも大きくなる場合には、前記自動変速機２０の現時点での変速段から各変速段へのダウンシフトを行うと共に前記エンジン２４の始動を行う場合における前記第１電動機ＭＧ１による発電量を算出する。例えば、前記自動変速機２０の現時点での変速段が第３速ギヤ段である場合には、第３速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速を行った場合、第１速ギヤ段への変速を行った場合それぞれについて前記第１電動機ＭＧ１の発電量を算出する。すなわち、現時点における前記第２電動機ＭＧ２の回転速度ＮMG2、変速後のエンジン目標回転速度、及び各ダウンシフトに対応する前記第２電動機ＭＧ２（伝達部材１８）の回転速度引き上げ量に基づいて、前記エンジン２４の始動に際しての前記第１電動機ＭＧ１の回転速度変化量（増加量）を算出し、その回転速度変化量に対応する第１電動機ＭＧ１による発電量を算出する。
【００５６】
前記変速制御手段７０は、好適には、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、そのエンジン始動要求と同期して（同時に）前記自動変速機２０のダウンシフトを実行（開始）する。斯かるダウンシフト制御に関して、通常の変速判定に用いられる変速マップ（変速線図）等に基づく変速判断の有無は問わない。すなわち、車速Ｖ及びアクセル開度ＡCC等によらず前記自動変速機２０のダウンシフトを実行する。
【００５７】
また、前記変速制御手段７０は、好適には、前記充電パワー算出手段６８による算出結果に基づいて、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際しての前記自動変速機２０のダウンシフト後の変速段すなわち変速先の変速段を決定する。ダウンシフト後の変速段がより低ギヤ段（変速比γが大きい変速段）であるほど前記第２電動機ＭＧ２の回転速度変化量が増加するため、充電解消量を大きくとることができる。前記変速制御手段７０は、前記エンジン２４の始動に際しての前記自動変速機２０のダウンシフト先のギヤ段は、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のパワー収支に係る充電側への偏りを解消するための必要充電解消量の大きさに応じて選択する。
【００５８】
すなわち、前記変速制御手段７０は、好適には、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、そのエンジン始動要求と同時に前記自動変速機２０のダウンシフトを実行した場合に関して、前記充電パワー算出手段６８により算出される前記第１電動機ＭＧ１の発電量に対応するその電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗin未満となるダウンシフトが行われるように、前記自動変速機２０の変速先のギヤ段を設定する。換言すれば、前記電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗin未満となり、且つ、最も変速比γの変化が少ないダウンシフトを実行する。例えば、前記自動変速機２０の現時点での変速段が第３速ギヤ段である場合であって、第３速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速を行った場合、第１速ギヤ段への変速を行った場合の何れについても前記電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗin未満となる場合には、前記自動変速機２０において第３速ギヤ段から第２速ギヤ段へのダウンシフトを実行するが、第３速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速を行った場合には前記電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗin以上となる一方、第３速ギヤ段から第１速ギヤ段への変速を行った場合には前記電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２による充放電収支が前記バッテリ４６の入力制限値Ｗin未満となる場合には、前記自動変速機２０において第３速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウンシフトを実行する。
【００５９】
前記変速制御手段７０は、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際しての前記自動変速機２０のダウンシフトに関して、差動機構としての前記動力分配装置２６における３つの回転要素すなわち第１回転要素であるサンギヤＳ０（ＭＧ１）、第２回転要素であるキャリアＣ０（エンジン２４）、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）の変速進行度を揃え且つ所望のパワー収支を実現する変速制御を行う。このために、各回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔに基づいて変速制御を２つのフェーズに区分し、それぞれで異なるアルゴリズムによる変速制御を行う。
【００６０】
前記変速制御手段７０は、好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転変化勾配に応じて、前記エンジン２４の動作点の移動及び前記自動変速機２０の変速制御を同時に行う制御に係る制御アルゴリズム乃至制御量決定アルゴリズムを変更する。例えば、各回転要素の回転変化勾配に応じて区分される第１のフェーズ及び第２のフェーズそれぞれにおいて異なるアルゴリズムによる変速制御を実行する。好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転数時間変化率すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔ（数式等においては時間微分すなわち時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ）の絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミング、更に好適には、全ての回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて変速制御に係るアルゴリズムを切り替える処理を実行する。
【００６１】
図８は、前記ＥＶ走行状態からのエンジン２４の始動と同期して行われる前記自動変速機２０のダウンシフトにおける各関係値の経時変化の一例を示すタイムチャートである。この図８に示す制御においては、先ず、時点ｔ１において、前記エンジン２４の始動（停止状態からのクランキング開始）及び自動変速機２０のダウンシフトに係るイナーシャ相の開始が判定される。この時点ｔ１から第２電動機ＭＧ２の回転速度がピークに達する時点ｔ３までの間、前記変速制御手段７０による第１のフェーズ（Phase.1）に対応する変速制御が実行され、前記自動変速機２０のダウンシフトに伴い第１回転要素であるサンギヤＳ０（ＭＧ１）に対応するｍ軸の回転速度が漸増させられる。また、そのｍ軸の回転速度上昇に併行して第２回転要素であるキャリアＣ０（エンジン２４）に対応するｅ軸の回転速度が漸増させられる。なお、図８においては省略しているが、上記ｍ軸及びｅ軸の回転速度の漸増に伴い、第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）に対応するｇ軸の回転速度が漸増させられる。ここで、本実施例のエンジン始動制御においては、図８に示すように、エンジントルクＴeが零のままエンジン回転速度ＮEを例えばアイドル回転速度である１０００（ｒｐｍ）程度にまで上昇させる制御について説明する。すなわち、図８のタイムチャートに示す制御においては、前記エンジン２４に対して前記エンジン出力制御装置４２に備えられた点火装置による点火等の制御は行われない。
【００６２】
時点ｔ１においてエンジン始動制御が開始された後、前記自動変速機２０の変速（ダウンシフト）に係る解放側係合要素の解放が開始されると共に、係合側係合要素の係合が開始される。例えば、前記自動変速機２０において第４速ギヤ段から第３速ギヤ段への変速が行われる場合には、解放側係合要素である前記第１ブレーキＢ１のクラッチトルク（係合トルク）Ｔb1を漸減させる制御が開始されると共に、係合側係合要素である前記第１クラッチＣ１のクラッチトルク（係合トルク）Ｔc1を漸増させる制御が開始される。すなわち、解放側係合要素を解放させると共に係合側係合要素を係合させる所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速によるダウンシフトが開始される。また、時点ｔ２において、前記第２電動機ＭＧ２の実際の回転速度ＮMG2がその第２電動機の変速後の同期回転速度（目標回転速度）をまたぎ超している。すなわち、時点ｔ２以降において、上記ｍ軸の回転に関してはやや吹き上がり気味となる。
【００６３】
次に、時点ｔ３において、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度ＮMG2がピークに到達する。すなわち、上記ｍ軸の回転に関してやや吹き上がり気味となっている。同様に、上記ｅ軸の回転及び図示しないｇ軸の回転に関してもやや吹き上がり気味となり、変速後の同期回転速度（目標回転速度）よりも各軸の回転速度が高く（オーバーシュート）なっている。従って、時点ｔ３以降はそれらの回転速度が減少するように制御が行われる。すなわち、時点ｔ３において、上記ｍ軸、ｅ軸、及びｇ軸の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔは略零であり、各軸の回転速度の変化が増加から減少へと切り替わる変曲点に相当する。この時点ｔ３以降においては、前記変速制御手段７０による第２のフェーズ（Phase.2）に対応する変速制御が実行され、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２それぞれのトルクＴg及びＴmが制御されること等により時点ｔ４において上記ｍ軸、ｅ軸、及びｇ軸の回転速度がそれぞれの目標値（変速後の目標回転速度）に到達させられた後、時点ｔ５において制御が終了させられる。すなわち、図８のタイムチャートに示す制御においては、時点ｔ１から時点ｔ３までの間、前記変速制御手段７０による第１のフェーズに対応する変速制御が実行された後、時点ｔ３から時点ｔ５までの間、前記変速制御手段７０による第２のフェーズに対応する変速制御が実行されている。
【００６４】
ここで、前述のように、前記自動変速機２０において第４速ギヤ段から第３速ギヤ段への変速が行われる場合には、前記第１ブレーキＢ１が解放されると共に前記第１クラッチＣ１が係合される。また、前述した図２に示すように、前記自動変速機２０においては、第４速ギヤ段から第３速ギヤ段への変速、第４速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速、第３速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速、第３速ギヤ段から第１速ギヤ段への変速、及び第２速ギヤ段から第１速ギヤ段への変速の何れの変速（ダウンシフト）においても、解放側係合要素を解放させると共に係合側係合要素を係合させる所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる。ここで、係合要素の掴み替え以降、変速終了に向けては各回転要素の回転速度を同期回転速度に一致させてゆく必要があり、図８に時点ｔ３における値と時点ｔ４における値（目標回転速度）との差で示すように比較的小さな速度差に対して各回転要素の回転速度を精緻に制御する必要がある。従って、各回転要素の同期回転速度を過ぎて回転変化勾配が存在する場合には、各回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔがある程度小さくなったことをトリガとして制御を２つのフェーズに区分し、それぞれで異なるアルゴリズムによる変速制御を行っている。以下、図８に示す第１のフェーズ（Phase.1）における変速制御について説明する。
【００６５】
前記変速制御手段７０による第１のフェーズに対応する変速制御において、前記回転勾配比算出手段７２は、差動機構としての前記動力分配装置２６における３つの回転要素すなわち第１回転要素であるサンギヤＳ０（ＭＧ１）、第２回転要素であるキャリアＣ０（エンジン２４）、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０（ＭＧ２）それぞれの回転勾配比を算出する。具体的には、前記エンジン２４の始動に際して前記自動変速機２０のダウンシフトを同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素の目標回転速度すなわちＭＧ１の目標回転速度ωgaimと現時点における回転速度ωgとの差分値Δωg（＝ωgaim−ωg）、変速後の前記第２回転要素の目標回転速度すなわちエンジン２４の目標回転速度ωeaimと現時点における回転速度ωeとの差分値Δωe（＝ωeaim−ωe）、及び変速後の前記第３回転要素の目標回転速度すなわちＭＧ２の目標回転速度ωmaimと現時点における回転速度ωmとの差分値Δωm（＝ωmaim−ωm）を算出し、それらの比すなわちΔωg：Δωe：Δωmを算出する。また、前記第１回転要素の回転速度時間変化率ｄωg／ｄｔ、前記第２回転要素の回転速度時間変化率ｄωe／ｄｔ、及び前記第３回転要素の回転速度時間変化率ｄωm／ｄｔを算出し、それらの比すなわちｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔを算出する。
【００６６】
前記エンジントルク値取得手段７４は、現時点における前記エンジン２４の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔeを取得する。例えば、予め定められた関係から、現時点において実際に検出されるエンジン回転速度Ｎe及び図示しない電子スロットル弁の開度θTH等の値に基づいて上記エンジントルク値Ｔeを算出する。また、トルクセンサ等により前記エンジン２４の実際の出力トルクを検出するものであってもよい。なお、前述のように、本実施例のエンジン始動制御においては、エンジントルクＴeを増加させないままエンジン回転速度ＮEを持ち上げる制御を考えるため、前記エンジントルク値取得手段７４により取得されるエンジントルク値Ｔeは零（Ｔe＝０）となる。
【００６７】
前記クラッチトルク値取得手段７６は、前記自動変速機２０に備えられた係合要素であって、変速に係る係合側係合要素及び解放側係合要素それぞれの現時点における係合トルクすなわちクラッチトルク値Ｔbを取得する。例えば、予め定められた関係（係合トルク特性）から、現時点における各係合要素の油圧指令値（図示しない油圧制御回路における電磁制御弁の出力圧指令値）に基づいて上記クラッチトルク値Ｔbを算出する。また、油圧制御回路に備えられた油圧センサにより各係合要素にそれぞれ供給される作動油の実際の油圧を検出するものであってもよい。
【００６８】
前記パワー収支目標値取得手段７８は、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰaimを取得する。例えば、予め定められた関係から、車両の走行状態及び前記動力伝達装置１０に備えられた前記バッテリ４６の充電レベル（ＳＯＣ）等に基づいてパワー収支目標値ΔＰaimを算出する。このパワー収支目標値ΔＰaimは、例えば−３０［ｋｗ］〜３０［ｋｗ］の範囲内の値をとるものであり、好適には零（±０［ｋｗ］）であるが、前記バッテリ４６に対する充電要求があった場合には５［ｋｗ］程度、放電要求があった場合には−５［ｋｗ］程度といったように、システムの充電状況に応じて適宜定められる。
【００６９】
前記回転勾配目標値算出手段８０は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。すなわち、前記サンギヤＳ０（ＭＧ１）の回転速度時間変化率ｄωg／ｄｔ、前記キャリアＣ０（エンジン２４）の回転速度時間変化率ｄωe／ｄｔ、及び前記リングギヤＲ０（ＭＧ２）の回転速度時間変化率ｄωm／ｄｔそれぞれの制御の狙い値（ターゲット）となる目標値を算出する。
【００７０】
前記回転勾配目標値算出手段８０は、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して前記自動変速機２０のダウンシフト制御を同時に行う場合において、変速中の少なくとも一定期間、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度変化勾配の比が、現時点における回転速度から目標回転速度までの差分値（回転速度変化量）の比、若しくはそれに準じて算出される値と等しくなるように制御する。すなわち、前記回転勾配比算出手段７２により算出される、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値の比Δωg：Δωe：Δωmと、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔとが等しくなるように前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。
【００７１】
前記回転勾配目標値算出手段８０は、換言すれば、変速後における前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの狙い回転速度と現時点における回転速度とを取得して回転速度変化勾配を算出すると共に、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率を算出し、それら回転速度時間変化率の比を各回転要素の回転速度変化勾配の比の狙い値とする。すなわち、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値の比が次の（１）式で表される場合、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率の比が次の（２）式を満たすように制御する。すなわち、次の（３）式を満たすように前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。
【００７２】
【数１】
0005831008.tif 000002
【００７３】
【数２】
0005831008.tif 000003
【００７４】
【数３】
0005831008.tif 000004
【００７５】
また、前記回転勾配目標値算出手段８０は、好適には、上記（１）〜（３）式に基づく回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値の算出は、変速中のエンジン出力パワー、クラッチ伝達パワー、狙いとするパワー収支値、及び慣性仕事率の釣合計算に基づいて行う。すなわち、予め定められた関係から、前記差分値の比Δωg：Δωe：Δωmに対応する（すなわちその比に等しい）前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔ、変速中における前記エンジン２４の出力パワー、前記自動変速機２０に備えられた係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の伝達パワー、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支値の目標値ΔＰaim、及び慣性仕事率に基づく釣合計算を行うことにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。なお、前述のように、本実施例のエンジン始動制御においては、エンジントルクＴeを増加させないままエンジン回転速度ＮEを持ち上げる制御を考えるため、変速中における前記エンジン２４の出力パワーは零となる。
【００７６】
前記回転勾配目標値算出手段８０は、例えば、前述した（３）式を満たすと共に次の（４）式を満たす前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出する。この（４）式において、第１項に係るＴe・ωeは前記エンジン２４の出力パワーに、第２項に係るＴb・ωmは駆動系が消費するパワーに、第３項、第４項、及び第５項に係るＩg・ｄωg／ｄｔ・ωg−Ｉe・ｄωe／ｄｔ・ωe−Ｉm・ｄωm／ｄｔ・ωmはイナーシャの引き上げに使用されるパワーにそれぞれ対応する。ここで、本実施例においてはＴe＝０であるため、（４）式における第１項はＴe・ωe＝０となる。また、クラッチトルクＴbは、好適には、前記自動変速機２０の変速に係る係合側係合要素のクラッチトルクに対応するものであり、例えば第４速ギヤ段から第３速ギヤ段へのダウンシフトにおいては、前記第１クラッチＣ１のクラッチトルクＴc1に対応する。ここで、（４）式に示す釣合計算においては、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のパワーは、パワー収支値（零からのずれ）分を考慮するのみとされている。すなわち、前記回転勾配目標値算出手段８０は、好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値の算出において、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動に係る仕事を除外したパワーの釣合について計算する。
【００７７】
【数４】
0005831008.tif 000005
【００７８】
前記ＭＧ必要トルク算出手段８２は、前記回転勾配目標値算出手段８０により算出された前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を実現する前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２のトルクを算出する。例えば、前記回転勾配目標値算出手段８０により算出された第１回転要素（ＭＧ１）の回転速度時間変化率ｄωg／ｄｔの目標値、第２回転要素（エンジン２４）の回転速度時間変化率ｄωe／ｄｔの目標値、第３回転要素（ＭＧ２）の回転速度時間変化率ｄωm／ｄｔの目標値、前記エンジントルク値取得手段７４により取得されたエンジントルク値Ｔe、及び前記クラッチトルク値取得手段７６により取得されたクラッチトルク値Ｔbに対して、次の（５）式に示す運動方程式を満たすＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを求める。また、前記変速制御手段７０は、上述のようにして算出されたＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが実現されるように前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動を制御する。
【００７９】
【数５】
0005831008.tif 000006
【００８０】
以上に説明したように、前記変速制御手段７０による第１のフェーズ（Phase.1）に対応する変速制御においては、（ａ）前記回転勾配比算出手段７２により、各回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δωg：Δωe：Δωmを算出すると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔを算出し、（ｂ）前記エンジントルク値取得手段７４により、現時点における前記エンジン２４の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔe（＝０）を取得し、（ｃ）前記クラッチトルク値取得手段７６により、前記自動変速機２０に備えられた係合要素すなわち前記第１ブレーキＢ１乃至第２ブレーキＢ２の現時点における係合トルクすなわちクラッチトルク値Ｔbを取得し、（ｄ）前記パワー収支目標値取得手段７８により、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰaimを取得し、（ｅ）前記回転勾配目標値算出手段８０により、（ａ）〜（ｄ）において得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出し、（ｆ）前記ＭＧ必要トルク算出手段８２により、（ｅ）において算出された各回転要素の回転速度時間変化率ｄωg／ｄｔ、ｄωe／ｄｔ、ｄωm／ｄｔの目標値を達成するＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを算出し、（ｇ）前記変速制御手段７０により、（ｆ）で算出されたＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを達成する作動指令を前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２へ出力する。すなわち、上記（ａ）〜（ｇ）の一連の処理に対応するアルゴリズムにより前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転を制御する。
【００８１】
続いて、図８に示す第２のフェーズ（Phase.2）における変速制御について説明する。前記変速制御手段７０による第２のフェーズに対応する変速制御においては、上記（ａ）〜（ｇ）の一連の処理における（ｂ）〜（ｅ）の処理に代え、以下の（ｂ′）〜（ｅ′）の処理が行われる。すなわち、（ａ）前記回転勾配比算出手段７２により、各回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δωg：Δωe：Δωmを算出すると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔを算出し、（ｂ′）前記回転勾配目標値算出手段８０により、（ａ）において得られた差分値比Δωg：Δωe：Δωmと回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔとが等しくなる関係を満足するものであって、フェーズ切り替わりから所定時間で滑らかな回転変化をもって変速後の同期回転速度に到達する各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を算出し、（ｃ′）前記エンジントルク値取得手段７４により、現時点における前記エンジン２４の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔe（＝０）を取得し、（ｄ′）前記パワー収支目標値取得手段７８により、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰaimを取得し、（ｅ′）以下に詳述するクラッチトルク指令値算出手段８４により、（ｂ′）〜（ｄ′）において得られた各回転要素の回転速度時間変化率ｄωg／ｄｔ、ｄωe／ｄｔ、ｄωm／ｄｔの目標値、エンジントルク値Ｔe、及びパワー収支の目標値ΔＰaimを用いてクラッチトルクＴbの指令値を算出し、（ｆ）前記ＭＧ必要トルク算出手段８２により、（ｂ′）において算出された各回転要素の回転速度時間変化率ｄωg／ｄｔ、ｄωe／ｄｔ、ｄωm／ｄｔの目標値を達成するＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを算出し、（ｇ）前記変速制御手段７０により、（ｆ）で算出されたＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを達成する作動指令を前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２へ出力すると共に、（ｅ′）で算出されたクラッチトルクＴbを実現する指令値を図示しない油圧制御回路へ出力する。すなわち、上記（ａ）、（ｂ′）〜（ｅ′）、（ｆ）、（ｇ）の一連の処理に対応するアルゴリズムにより前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素の回転を制御する。
【００８２】
前記クラッチトルク指令値算出手段８４は、前記自動変速機２０におけるダウンシフトに係る各係合要素（解放側係合要素及び係合側係合要素）の係合トルク指令値を算出する。具体的には、前記回転勾配目標値算出手段８０により算出される前記第１回転要素の回転速度変化率ｄωg／ｄｔの目標値、前記第２回転要素の回転速度変化率ｄωe／ｄｔの目標値、前記第３回転要素の回転速度変化率ｄωm／ｄｔの目標値、前記エンジントルク値取得手段７４により取得されるエンジントルク値Ｔe（＝０）、及び前記パワー収支目標値取得手段７８により取得されるパワー収支の目標値ΔＰaimに対して、前述した（４）式を満たすクラッチトルクＴbを算出する。ここで、このクラッチトルクＴbは、好適には、前記自動変速機２０の変速に係る係合側係合要素のクラッチトルクに対応するものであり、例えば第４速ギヤ段から第３速ギヤ段へのダウンシフトにおいては、前記第１クラッチＣ１のクラッチトルクＴc1に対応する。
【００８３】
以上に説明したように、前記変速制御手段７０は、好適には、前記自動変速機２０に備えられた変速に係る各係合要素のトルク、前記第１電動機ＭＧ１のトルクＴMG1、及び前記第２電動機ＭＧ２のトルクＴMG2のうち少なくとも１つを制御することにより、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成する制御を行う。また、好適には、この回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成する制御においては、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動に係る仕事を考慮する。すなわち、（４）式に示す釣合計算において行っていたような、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２の作動に係る仕事の除外を行わず、それらの仕事を含め関係する全てのデバイスを考慮して各制御デバイスの制御量を決定する。
【００８４】
また、前記変速制御手段７０は、好適には、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して前記自動変速機２０のダウンシフト制御を同時に行う場合において、変速後の前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの目標回転速度ωgaim、ωeaim、ωmaimのうち少なくとも１つに変更が生じた場合には、変更後の目標回転速度に対応して前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔを再設定する。また、好適には、この回転勾配の再設定は、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満（例えば、略零である小さな値）であるタイミング、更に好適には、全ての回転要素の実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるタイミングにおいて実行される。また、好適には、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔを、目標回転速度の変更前の回転速度時間変化率よりも低減した後に上記回転勾配の再設定を実行する。
【００８５】
図８のタイムチャートでは、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支値に関して、本実施例の制御すなわち前記エンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトを行う制御に対応する値を実線で、前記エンジン２４の始動制御のみの（すなわち自動変速機２０のダウンシフトによる第２電動機ＭＧ２の回転引き上げを行わない）従来の制御に対応する値を破線で、それぞれ示している。図８に示す例では、パワー収支値が零未満である領域が充電すなわち前記バッテリ４６に電気エネルギを供給する側に、パワー収支値が零より大きい領域が放電すなわち前記バッテリ４６から電気エネルギを持ち出す側に相当する。すなわち図８に実線で示す本実施例の制御では、破線で示す従来の制御に比べて特にエンジン回転速度上昇時における充電量が抑えられていることがわかる。これは、図７を用いて前述したように、前記自動変速機２０のダウンシフトにより前記第２電動機ＭＧ２の回転が持ち上げられることにより、前記第１電動機ＭＧ１の回転速度上昇量が抑えられることによるものである。このように、前記エンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトを行うことで、前記２電動機ＭＧ２の回転速度上昇により放電が可能となり充電過多のパワー収支が改善され、結果としてＥＶ可能車速を向上させることができる。
【００８６】
図９は、前記電子制御装置５０によるエンジン始動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。
【００８７】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記エンジン２４を停止させると共に前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶ走行状態からアクセルペダルの踏込操作が行われる等して、前記エンジン２４の始動要求が行われたか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記エンジン２４の始動制御が開始されてからその回転速度ＮEが目標回転速度である例えば１０００（ｒｐｍ）程度のアイドル回転速度に到達するまでの目標エンジン始動時間ｔesが取得される。次に、Ｓ３において、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して前記バッテリ４６に充電される電気エネルギの量すなわち前記第１電動機ＭＧ１による発電量が算出される。好適には、そのエンジン２４の始動に際して前記自動変速機２０によるダウンシフトを同期して行う場合における各ダウンシフトに対応する前記第１電動機ＭＧ１による発電量（充放電収支、充電解消量）が算出される。次に、Ｓ４において、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に同期して行われる前記自動変速機２０のダウンシフト後の変速段が選択される。好適には、Ｓ３にて算出された前記第１電動機ＭＧ１の発電量が入力制限値Ｗin未満となる場合において、最も変速比γの変化が少ないダウンシフトに対応する変速段が選択される。次に、Ｓ５において、予め定められた関係から、車両の走行状態及び前記動力伝達装置１０に備えられた前記バッテリ４６の充電レベル（ＳＯＣ）等に基づいて、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰaimが取得（算出）される。次に、ＳＳにおいて、図１０に示すエンジン始動時変速制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。
【００８８】
図１０は、図９に示すエンジン始動制御におけるエンジン始動時変速制御（エンジン始動時変速サブルーチン）の要部を説明するフローチャートである。先ず、ＳＳ１において、変速制御の態様がフェーズ１とされる。次に、ＳＳ２において、各回転要素すなわち前記第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δωg：Δωe：Δωmが算出されると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔが算出される。次に、ＳＳ３において、各回転要素の変速後の狙い回転数すなわち目標回転速度に変化があったか否かが判断される。このＳＳ３の判断が否定される場合には、ＳＳ７以下の処理が実行されるが、ＳＳ３の判断が肯定される場合には、ＳＳ４において、各回転要素の回転勾配目標すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が０とされたか否かが判断される。このＳＳ４の判断が否定される場合には、ＳＳ５において、各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が０とされた後、ＳＳ７以下の処理が実行されるが、ＳＳ４の判断が肯定される場合には、ＳＳ６において、各回転要素の目標回転速度と現時点における回転速度との差分値比Δωg：Δωe：Δωmが再計算されると共に、各回転要素の回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔが再計算される。
【００８９】
ＳＳ７においては、変速制御の態様がフェーズ２であるか否かが判断される。このＳＳ７の判断が肯定される場合には、ＳＳ１７以下の処理が実行されるが、ＳＳ７の判断が否定される場合には、ＳＳ８において、各回転要素の回転速度がオーバーシュートしたか否か、すなわち各回転要素の回転速度ωが変速後の同期回転速度ωaim以上であるか否かが判断される。このＳＳ８の判断が否定される場合には、ＳＳ１０以下の処理が実行されるが、ＳＳ８の判断が肯定される場合には、ＳＳ９において、各回転要素の回転速度変化勾配すなわち回転速度時間変化率ｄω／ｄｔが予め定められた所定範囲内であるか否か、すなわちその回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの絶対値が予め定められた閾値未満であるか否かが判断される。このＳＳ９の判断が肯定される場合には、ＳＳ１６以下の処理が実行されるが、ＳＳ９の判断が否定される場合には、ＳＳ１０において、前記エンジン２４の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔeが取得された後、Ｓ１１以下の処理が実行される。なお、本実施例においてはＴe＝０であるため、このＳＳ１０の処理は省かれてもよい。
【００９０】
ＳＳ１１においては、前記自動変速機２０の変速に係る係合要素の係合トルクすなわちクラッチトルク値Ｔbが取得される。次に、ＳＳ１２において、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰaimが取得される。次に、ＳＳ１３において、ＳＳ２及びＳＳ１０〜ＳＳ１２にて得られた各値を用いて各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が算出される。次に、ＳＳ１４において、ＳＳ１３にて算出された各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値を達成するＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmが算出され、算出されたＭＧ１トルクＴg及びＭＧ２トルクＴmを達成する作動指令が前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２へ出力される。次に、ＳＳ１５において、変速終了であるか否かが判断される。このＳＳ１５の判断が否定される場合には、ＳＳ３以下の処理が再び実行されるが、ＳＳ１５の判断が肯定される場合には、それをもって図９（乃至後述する図１１）に示すエンジン始動制御に復帰させられる。
【００９１】
ＳＳ１６においては、変速制御の態様がフェーズ１からフェーズ２に切り替えられる。次に、ＳＳ１７において、ＳＳ２にて算出された差分値比Δωg：Δωe：Δωmと回転速度時間変化率の比ｄωg／ｄｔ：ｄωe／ｄｔ：ｄωm／ｄｔとが等しくなる関係を満足するものであって、フェーズ切り替わりから所定時間で滑らかな回転変化をもって変速後の同期回転速度に到達する各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値が算出される。次に、ＳＳ１８において、前記エンジン２４の出力トルクすなわちエンジントルク値Ｔeが取得される。なお、本実施例においてはＴe＝０であるため、このＳＳ１８の処理は省かれてもよい。次に、ＳＳ１９において、前記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２に係るパワー収支目標値ΔＰaimが取得される。次に、ＳＳ２０において、ＳＳ１７〜ＳＳ１９にて得られた各回転要素の回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの目標値、エンジントルク値Ｔe、及びパワー収支の目標値ΔＰaimを用いてクラッチトルクＴbの指令値が算出された後、ＳＳ１４以下の処理が実行される。
【００９２】
図１１は、前記電子制御装置５０によるエンジン始動制御の他の一例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。この図１１に示す制御において、前述した図９に示す制御と共通のステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。図１１に示す制御では、Ｓ３の処理に続いて、そのＳ３にて算出された前記第１電動機ＭＧ１の発電量が前記バッテリ４６の蓄電量（ＳＯＣ）に対応して決定される入力制限値Ｗinを超えるか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４以下の処理が実行される。
【００９３】
以上の制御において、Ｓ２が前記エンジン始動時間取得手段６６の動作に、Ｓ３が前記充電パワー算出手段６８の動作に、Ｓ４、Ｓ５、ＳＳがが前記変速制御手段７０の動作に、ＳＳ２〜ＳＳ６が前記回転勾配比算出手段７２の動作に、ＳＳ１０及びＳＳ１８が前記エンジントルク値取得手段７４の動作に、ＳＳ１１が前記クラッチトルク値取得手段７６の動作に、ＳＳ１２及びＳＳ１９が前記パワー収支目標値取得手段７８の動作に、ＳＳ１３及びＳＳ１７が前記回転勾配目標値算出手段８０の動作に、ＳＳ１４が前記ＭＧ必要トルク算出手段８２の動作に、ＳＳ２０が前記クラッチトルク指令値算出手段８４の動作に、それぞれ対応する。
【００９４】
このように、本実施例によれば、前記エンジン２４を停止させると共に前記第２電動機ＭＧ２を駆動源とするＥＶ走行状態からのそのエンジン２４の始動に際して、前記第１電動機ＭＧ１が負回転である場合には、そのエンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトが行われるものであることから、その自動変速機２０のダウンシフトにより前記第２電動機ＭＧ２の回転速度を持ち上げることで、前記第１電動機ＭＧ１の発電量を抑制しつつ車速Ｖの上限値を引き上げることができる。すなわち、ＥＶ走行状態からのエンジン始動時における車速上限値を高く設定するハイブリッド車両の電子制御装置５０を提供することができる。
【００９５】
また、前記ＥＶ走行状態からの前記エンジン２４の始動に際して、前記第１電動機ＭＧ１が負回転であり且つその第１電動機ＭＧ１の発電量が前記入力制限値Ｗinよりも大きくなる場合には、そのエンジン２４の始動と同期して前記自動変速機２０のダウンシフトが行われるものであるため、前記第１電動機ＭＧ１の発電量を抑制することが求められる状態において、前記自動変速機２０のダウンシフトにより前記第２電動機ＭＧ２の回転速度を持ち上げることで、前記第１電動機ＭＧ１の発電量を抑制しつつ車速Ｖの上限値を引き上げることができる。
【００９６】
また、前記エンジン２４の始動と同期して行われる前記自動変速機２０のダウンシフトは、差動機構としての前記動力分配装置２６における第１回転要素である前記サンギヤＳ０、第２回転要素である前記キャリアＣＡ０、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０それぞれの回転速度ωg、ωe、ωmが、そのダウンシフト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られものであるため、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度を持ち上げるための前記自動変速機２０のダウンシフトに関して、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。
【００９７】
また、前記エンジン２４の始動と同期して行われる前記自動変速機２０のダウンシフトは、変速後の第１回転要素であるサンギヤＳ０、第２回転要素であるキャリアＣ０、及び第３回転要素であるリングギヤＲ０それぞれの目標回転速度と現時点におけるそれら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの実際の回転速度との差分値Δωを算出し、前記第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれの回転速度時間変化率ｄω／ｄｔの比が、それら第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素それぞれに対応する前記差分値Δωの比と等しくなるように制御するものであることから、前記第２電動機ＭＧ２の回転速度を持ち上げるための前記自動変速機２０のダウンシフトに関して、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。
【００９８】
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、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。
【符号の説明】
【００９９】
２０：自動変速機、２４：エンジン、２６：動力分配装置（差動機構）、３４：駆動輪、５０：電子制御装置、ＣＡ０：キャリア（第２回転要素）、ＭＧ１：第１電動機、ＭＧ２：第２電動機、Ｒ０：リングギヤ（第３回転要素）、Ｓ０：サンギヤ（第１回転要素）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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