(57)【要約】【課題】  駆動装置を小型化できたり、燃費が向上させられる車両用駆動装置の制御装置を提供する。【解決手段】  動力分配機構１６には変速状態切換型変速機構１０を電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに選択的に切換えるための切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０が設けられ、切換制御手段５０により所定条件に基づいて変速機構１０が無段変速状態及び有段変速状態の何れかに切り替えられる。変速機構１０が有段変速状態とされると専ら機械的な動力伝達経路で動力伝達されるので、高車速走行では無段変速状態での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させられ、また高出力走行では無段変速状態の領域が車両の低中速走行及び低中出力走行となり第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やそれを含む車両の変速機構１０が一層小型化される。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、
電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに切り換え可能な変速状態切換型変速機構と、
車両の所定条件に基づいて該変速状態切換型変速機構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切換制御手段と
を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記変速状態切換型変速機構は、前記エンジンに連結された第１要素と、第１電動機に連結された第２要素と、第２電動機および伝達部材に連結された第３要素とを有する動力分配機構を備え、
該動力分配機構は、前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態および前記有段変速状態のいずれかの状態に切換可能とするための差動状態切換装置を有し、
前記切換制御手段は、該差動状態切換装置を制御することで前記無段変速状態と前記有段変速状態とを選択的に切り換えるものである請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項３】
前記差動状態切換装置は、前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態および前記有段変速状態のいずれかに切換え、且つ該有段変速状態における複数変速段のいずれかへ切換えるものであり、
前記切換制御手段は、前記無段変速状態から前記有段変速状態へ切り換えるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置を制御することで該有段変速状態の複数段のいずれかを変更するものでもある請求項２の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項４】
前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至３のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項５】
前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである請求項１乃至４のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項６】
前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至５のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項７】
前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである請求項１乃至６のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項８】
前記車両の所定条件は、高速走行判定線および高出力走行判定線を含む、車速と車両の駆動力関連値とをパラメータとする予め記憶された切換線図から実際の車速と車両の駆動力関連値とに基づいて定められるものである請求項４乃至７のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項９】
前記車両の所定条件は、前記変速状態切換型変速機構を前記電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件であり、
前記切換制御手段は、前記故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである請求項１乃至８のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１０】
前記車両の所定条件は、予め設定された前記故障判定条件に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、前記故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである請求項１乃至９のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１１】
前記差動状態切換装置は、前記第１要素乃至第３要素のうちのいずれか２つを相互におよび／または該第２要素を非回転部材に連結する係合装置であり、
前記切換制御手段は、前記係合装置を解放して該第１要素、第２要素、および第３要素を相互に相対回転可能とすることにより前記無段変速状態とし、前記係合装置を係合して該第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するか或いは該第２要素を非回転状態とすることにより前記有段変速状態とするものである請求項２または３の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１２】
前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記第２要素を非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである請求項１１の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１３】
前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、
前記切換制御手段は、前記駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するように前記係合装置を制御するものである請求項１１または１２の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１４】
前記動力分配機構は遊星歯車装置であり、
前記第１要素は該遊星歯車装置のキャリヤであり、
前記第２要素は該遊星歯車装置のサンギヤであり、
前記第３要素は該遊星歯車装置のリングギヤであり、
前記係合装置は、前記キャリヤ、サンギヤ、リングギヤのうちのいずれか２つを相互に連結するクラッチおよび／または該サンギヤを非回転部材に連結するブレーキを備えたものである請求項１１乃至１３のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１５】
前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である請求項１４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１６】
前記切換制御手段は、前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より小さい増速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである請求項１５の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１７】
前記遊星歯車装置はダブルピニオン型遊星歯車装置である請求項１４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１８】
前記切換制御手段は、前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より大きい減速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである請求項１７の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１９】
前記変速状態切換型変速機構は、前記伝達部材と前記駆動輪との間において前記動力分配機構と直列に設けられた自動変速機を含み、
該自動変速機の変速比に基づいて前記変速状態切換型変速機構の変速比が形成されるものである請求項２乃至１８のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２０】
前記動力分配機構の変速比と前記自動変速機の変速比とに基づいて前記変速状態切換型変速機構の総合変速比が形成されるものである請求項１９の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２１】
前記自動変速機は有段式自動変速機であり、該有段式自動変速機の変速は、予め記憶された変速線図に基づいて実行されるものである請求項１９または２０の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２２】
前記切換制御手段は、前記変速状態切換型変速機構の前記無段変速状態を車両状態の一部の領域においてのみ使用し、他の走行領域には使用しないものである請求項１乃至２１のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。  
【請求項２３】
複数の駆動源からの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、
前記複数の駆動源から駆動輪までの動力伝達経路に介挿され、ロック状態と非ロック状態とに切り換え可能な切換型差動歯車装置と、
車両の所定条件に基づいて該切換型差動歯車装置を前記ロック状態と前記非ロック状態とのいずれかに選択的に切り換える切換制御手段と
を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２４】
前記切換制御手段は、前記切換型差動歯車装置の非ロック状態を車両状態の一部の領域においてのみ使用し、他の走行領域には使用しないものである請求項２３の車両用駆動装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、その駆動装置の動力分配機構に備えられる電動機などを小型化する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を第１電動機および出力軸へ分配する動力分配機構と、その動力分配機構の出力軸と駆動輪との間に設けられた第２電動機とを備えた駆動装置を制御する制御装置を備えた車両が知られている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。このようなハイブリッド車両の駆動装置では、エンジンからの動力の主部を駆動輪へ直接機械的に伝達し、そのエンジンからの動力の残部を第１電動機から第２電動機への電気パスを用いて電気的に伝達することにより、エンジンを最適な作動状態に維持しつつ車両を走行させるように制御され、燃費が向上させられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３０２０２号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０２０３号公報
【特許文献３】特開２００３−１２７６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、無段変速機は車両の燃費を良くする装置として知られている一方、有段変速機のような歯車式伝動装置は伝達効率が良い装置として知られている。しかし、それ等の長所を兼ね備えた動力伝達機構は未だ存在しなかった。例えば、上記のような従来の車両用駆動装置の制御装置では、第１電動機から第２電動機への電気エネルギの電気パスすなわち車両の駆動力の一部を電気エネルギで伝送する伝送路を含むため、エンジンの高出力化に伴ってその第１電動機を大型化させねばならないとともに、その第１電動機から出力される電気エネルギにより駆動される第２電動機も大型化させねばならないので、駆動装置が大きくなるという問題があった。或いは、エンジンの出力の一部が一旦電気エネルギに変換されて駆動輪に伝達されるように制御されるので、高速走行などのような車両の走行条件によってはかえって燃費が悪化する可能性があった。
【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、駆動装置を小型化できたり、燃費が向上させられる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
【０００６】
本発明者等は、以上の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、第１電動機および第２電動機は、エンジン出力が比較的小さい常用出力域ではそれほどの大きさを要しないが、高出力走行時のようにエンジンの高出力域例えば最大出力域であるときにはそれに見合う容量或いは出力を備えるために大きなものが必要となることから、そのようなエンジンの出力が大きい領域であるときには、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力を駆動輪へ伝達するような状態とすると、第１電動機および第２電動機が小型となって車両の駆動装置がコンパクトとなるという点を見いだした。また、同様に専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力を駆動輪へ伝達するような状態とすると、高速走行時には、エンジンの出力の一部が第１電動機により一旦電気エネルギに変換されて第２電動機により駆動輪に動力伝達するための電気パスが無くなって動力と電気との間の変換損失が抑制されるので燃費が一層向上するという点を見いだした。本発明は、このような知見に基づいて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、エンジンの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、(a) 電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに切り換え可能な変速状態切換型変速機構と、(b) 車両の所定条件に基づいてその変速状態切換型変速機構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切換制御手段とを、含むことにある。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに切り換え可能な変速状態切換型変速機構が、切換制御手段により上記無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに車両の所定条件に基づいて選択的に切り換えられることから、電気的な無段変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する有段変速機の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、上記変速状態切換型変速機構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、高速走行では変速状態切換型変速機構が有段の変速機として作動可能な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の出力が駆動輪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るので、燃費が向上させられる。また、高出力走行では上記変速状態切換型変速機構が有段変速状態とされるので、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、電動機が発生すべき電気的エネルギ換言すれば電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【０００９】
ここで、好適には、請求項２にかかる発明では、前記変速状態切換型変速機構は、第１電動機と、前記エンジンの出力をその第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構と、その伝達部材と前記駆動輪との間に設けられた第２電動機とを備える。好適には、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第１要素と、第１電動機に連結された第２要素と、第２電動機および伝達部材に連結された第３要素とを有する。その動力分配機構は、前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態および前記有段変速状態のいずれかの状態に切換可能とするための差動状態切換装置を有し、前記切換制御手段は、その差動状態切換装置を制御することで前記無段変速状態と前記有段変速状態とを選択的に切り換えるものである。このようにすれば、切換制御手段により差動状態切換装置が制御されることにより、車両の駆動装置内の変速状態切換型変速機構が無段変速機として作動可能な無段変速状態と、有段変速機として作動可能な有段変速状態とに簡単に切り換えられる。
【００１０】
また、好適には、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、前記差動状態切換装置は、前記変速状態切換型変速機構を前記無段変速状態および前記有段変速状態のいずれかに切換え、且つその有段変速状態における複数変速段のいずれかへ切換えるものであり、前記切換制御手段は、前記無段変速状態から前記有段変速状態へ切り換えるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置を制御することで有段変速状態での複数段のいずれかを変更するものでもある。このようにすれば、切換制御手段により差動状態切換装置が制御されることにより、車両の駆動装置内の変速状態切換型変速機構が無段変速機として作動可能な無段変速状態から有段変速状態に切り換えられるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置が制御されることで有段変速状態での複数段のいずれかが変更される。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、変速状態切換型変速機構が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保され、高速走行では変速状態切換型変速機構が有段の変速機として作動可能な高速走行に応じた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の出力が駆動輪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との間の変換損失が抑制されるので、燃費が向上させられる。また、高出力走行では上記変速状態切換型変速機構が高出力走行に応じた有段変速状態と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るので、電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。よって、切換制御手段により無段変速状態から有段変速状態へ切り換えられるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置が制御されることで有段変速状態での複数段のいずれかが変更されるので、高速走行や高出力走行等の車両走行状況に合わせた適切な有段変速状態が得られる。
【００１１】
また、好適には、請求項４にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて、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との間の変換損失が抑制されるので燃費が向上させられる。また、上記高速走行判定値は、車両の高速走行を判定するために予め設定された値である。
【００１２】
また、好適には、請求項５にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、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との間の変換損失が抑制されるので、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて、車両の燃費が向上させられる。
【００１３】
また、好適には、請求項６にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力などの駆動力関連値が比較的高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪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の電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。ここで、上記駆動力関連値は、エンジンの出力トルク、変速機の出力トルク、駆動輪の駆動トルク等の動力伝達経路における伝達トルクや回転力、それを要求するスロットル開度など、車両の駆動力に直接或いは間接的に関連するパラメータである。また、上記高出力走行判定値は、車両の高出力走行を判定するために予め設定された値である。
【００１４】
また、好適には、請求項７にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力などの駆動力関連値が比較的高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されて、電気的な無段変速機として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値が小さくされるので、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて、その電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００１５】
また、好適には、請求項８にかかる発明では、前記車両の所定条件は、高速走行判定線および高出力走行判定線を含む、車速と車両の駆動力とをパラメータとする予め記憶された切換線図から実際の車速と車両の駆動力関連値とに基づいて定められるものである。このようにすれば、高車速判定または高トルク判定が簡単に判定される。
【００１６】
また、好適には、請求項９にかかる発明では、前記車両の所定条件は、前記変速状態切換型変速機構を前記電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件であり、前記切換制御手段は前記故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構を前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、前記変速状態切換型変速機構が通常は無段変速状態とされる場合であっても優先的に有段変速状態とされることで、有段走行ではあるが無段走行と略同様の車両走行が確保される。
【００１７】
また、好適には、請求項１０にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された前記故障判定条件に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、前記故障判定条件が成立した場合に前記変速状態切換型変速機構の無段変速状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば電気的な無段変速状態とするための制御機器の機能低下が判定されると、変速状態切換型変速機構の無段変速状態が禁止されるので、前記変速状態切換型変速機構が無段変速状態とされない場合でも有段変速状態とされることで、有段走行ではあるが無段走行と略同様の車両走行が確保される。  
【００１８】
また、好適には、請求項１１にかかる発明では、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第１要素と前記第１電動機に連結された第２要素と前記伝達部材に連結された第３要素とを有するものであり、前記差動状態切換装置は、前記第１要素乃至第３要素のうちのいずれか２つを相互におよび／またはその第２要素を非回転部材に連結する係合装置例えば摩擦係合装置であり、前記切換制御手段は、前記係合装置を解放してその第１要素、第２要素、および第３要素を相互に相対回転可能とすることにより前記無段変速状態とし、前記係合装置を係合してその第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するか或いはその第２要素を非回転状態とすることにより前記有段変速状態とするものである。このようにすれば、動力分配機構が簡単に構成されるとともに切換制御手段により無段変速状態と有段変速状態とが簡単に制御される。
【００１９】
また、好適には、請求項１２にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、前記実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記第２要素を非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪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との間の変換損失が抑制されるので燃費が向上させられる。
【００２０】
また、好適には、請求項１３にかかる発明では、前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、前記駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力のような駆動力関連値が高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、動力分配機構の３要素のうちの少なくとも２つが相互に連結されるので、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪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の電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００２１】
また、好適には、請求項１４にかかる発明では、前記動力分配機構は遊星歯車装置であり、前記第１要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第２要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第３要素はその遊星歯車装置のリングギヤであり、前記係合装置は、前記キャリヤ、サンギヤ、リングギヤのうちのいずれか２つを相互に連結するクラッチおよび／またはそのサンギヤを非回転部材に連結するブレーキを備えたものである。このようにすれば、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、１つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２２】
また、好適には、請求項１５にかかる発明では、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、動力分配機構が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。
【００２３】
また、好適には、請求項１６にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より小さい増速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、動力分配機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置による単段または複数段の定変速比を有する変速機として前記切換制御手段によって簡単に制御される。
【００２４】
また、好適には、請求項１７にかかる発明では、前記遊星歯車装置はダブルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、動力分配機構が１つのダブルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２５】
また、好適には、請求項１８にかかる発明では、前記切換制御手段は、前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より大きい減速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、動力分配機構が１つのダブルピニオン型遊星歯車装置による単段または複数段の定変速比を有する変速機として前記切換制御手段によって簡単に制御される。
【００２６】
また、好適には、請求項１９にかかる発明では、前記変速状態切換型変速機構は、前記伝達部材と前記駆動輪との間において前記動力分配機構と直列に設けられた自動変速機を含み、その自動変速機の変速比に基づいて前記変速状態切換型変速機構の変速比が形成されるものである。このようにすれば、自動変速機の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。
【００２７】
また、好適には、請求項２０にかかる発明では、前記動力分配機構の変速比と前記自動変速機の変速比とに基づいて前記変速状態切換型変速機構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、自動変速機の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになるので、動力分配機構における無段変速制御の効率が一層高められる。また、好適には、前記自動変速機は有段式自動変速機である。このようにすれば、前記変速状態切換型変速機構において動力分配機構と有段式自動変速機とで無段変速状態としての無段変速機が構成され、動力分配機構と有段式自動変速機とで有段変速状態としての有段式自動変速機が構成される。
【００２８】
また、好適には、請求項２１にかかる発明では、前記有段式自動変速機の変速は、予め記憶された変速線図に基づいて実行されるものである。このようにすれば、有段式自動変速機の変速が容易に実行される。
【００２９】
また、請求項２２に係る発明では、前記切換制御手段は、前記変速状態切換型変速機構の前記無段変速状態を車両状態の一部の領域すなわち車両走行中の一部の走行領域においてのみ使用し、他の走行領域には使用しないものである。このようにすれば、車両の走行領域において、例えば無段変速走行に適した一部の走行領域において変速状態切換型変速機構が電気的な無段変速状態とされるので、車両の燃費が向上させられる。
【００３０】
また、好適には、前記変速状態切換型変速機構において、第２電動機が前記伝達部材に直接に連結される。このようにすれば、前記自動変速機の出力軸に対して低トルクの出力でよいので、第２電動機が一層小型化される。
【００３１】
また、前記目的を達成するための請求項２３に係る発明の要旨とするところは、複数の駆動源からの出力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、(a) 前記複数の駆動源から駆動輪までの動力伝達経路に介挿され、ロック状態と非ロック状態とに切り換え可能な切換型差動歯車装置と、(b) 車両の所定条件に基づいて該切換型差動歯車装置を前記ロック状態と前記非ロック状態とのいずれかに選択的に切り換える切換制御手段とを、含むことにある。このようにすれば、切換型差動歯車装置が、切換制御手段により上記非ロック状態とロック状態とのいずれかに車両の所定条件に基づいて選択的に切り換えられることから、一方の駆動源で走行するロック状態における高い伝達効率と他方の駆動源で走行非ロック状態における燃費改善効果との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られるので、燃費が向上させられる。また、高出力走行では上記切換型差動歯車装置がロック状態とされることにより、非ロック状態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り、非ロック状態で他の駆動源として電動機が用いられる場合には、その電動機が発生すべき電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００３２】
また、好適には、前記切換型差動歯車装置は、第１電動機と、前記エンジンの出力をその第１電動機および伝達部材へ分配する動力分配機構と、その伝達部材と前記駆動輪との間に設けられた第２電動機とを備える。好適には、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第１要素と、第１電動機に連結された第２要素と、第２電動機および伝達部材に連結された第３要素とを有する。その動力分配機構は、前記切換型差動歯車装置を電気的な差動装置として作動可能な前記非ロック状態および電気的な差動装置として作動しない前記ロック状態のいずれかの状態に切換可能とするための差動状態切換装置を有し、前記切換制御手段は、その差動状態切換装置を制御することで前記非ロック状態と前記ロック状態とを選択的に切り換えるものである。このようにすれば、切換制御手段により差動状態切換装置が制御されることにより、車両の駆動装置内の切換型差動歯車装置が電気的な差動装置として作動可能な非ロック状態と、電気的な差動装置として作動しないロック状態とに簡単に切り換えられる。
【００３３】
また、好適には、前記差動状態切換装置は、前記切換型差動歯車装置を前記非ロック状態および前記ロック状態のいずれかに切換え、且つそのロック状態における複数変速段のいずれかへ切換えるものであり、前記切換制御手段は、前記非ロック状態から前記ロック状態へ切り換えるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置を制御することでロック状態での複数段のいずれかを変更するものでもある。このようにすれば、切換制御手段により差動状態切換装置が制御されることにより、車両の駆動装置内の切換型差動歯車装置が電気的な差動装置として作動可能な非ロック状態からロック状態に切り換えられるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置が制御されることでロック状態での複数段のいずれかが変更される。例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、切換型差動歯車装置が非ロック状態とされて車両の燃費性能が確保され、高速走行では切換型差動歯車装置が電気的な差動装置として作動しない高速走行に応じたロック状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的な差動装置として作動させる場合に発生する動力と電気との間の変換損失が抑制されるので、燃費が向上させられる。また、高出力走行では上記切換型差動歯車装置が高出力走行に応じたロック状態とされて電気的な差動装置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るので、電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。よって、切換制御手段により非ロック状態からロック状態へ切り換えられるとともに、車両の所定条件に応じて前記差動状態切換装置が制御されることでロック状態での複数段のいずれかが変更されるので、高速走行や高出力走行等の車両走行状況に合わせた適切なロック状態が得られる。
【００３４】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記切換型差動歯車装置を前記ロック状態とするものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて、電気的な差動装置として作動させる場合に発生する動力と電気との間の変換損失が抑制されるので燃費が向上させられる。また、上記高速走行判定値は、車両の高速走行を判定するために予め設定された値である。
【００３５】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記切換型差動歯車装置の非ロック状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、切換型差動歯車装置の非ロック状態が禁止されて、電気的な差動装置として作動させる場合に発生する動力と電気との間の変換損失が抑制されるので、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて、車両の燃費が向上させられる。
【００３６】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記切換型差動歯車装置を前記ロック状態とするものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力などの駆動力関連値が比較的高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的な差動装置として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。ここで、上記駆動力関連値は、エンジンの出力トルク、変速機の出力トルク、駆動輪の駆動トルク等の動力伝達経路における伝達トルクや回転力、それを要求するスロットル開度など、車両の駆動力に直接或いは間接的に関連するパラメータである。また、上記高出力走行判定値は、車両の高出力走行を判定するために予め設定された値である。
【００３７】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、車両の駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記切換型差動歯車装置の非ロック状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力などの駆動力関連値が比較的高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、切換型差動歯車装置の非ロック状態が禁止されて、電気的な差動装置として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値が小さくされるので、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて、その電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００３８】
また、好適には、前記車両の所定条件は、高速走行判定線および高出力走行判定線を含む、車速と車両の駆動力とをパラメータとする予め記憶された切換線図から実際の車速と車両の駆動力関連値とに基づいて定められるものである。このようにすれば、高車速判定または高トルク判定が簡単に判定される。
【００３９】
また、好適には、前記車両の所定条件は、前記切換型差動歯車装置を前記電気的な非ロック状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件であり、前記切換制御手段は前記故障判定条件が成立した場合に前記切換型差動歯車装置を前記ロック状態とするものである。このようにすれば、前記切換型差動歯車装置が通常は非ロック状態とされる場合であっても優先的にロック状態とされることで、ロック状態における走行ではあるが非ロック状態における走行と略同様の車両走行が確保される。
【００４０】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された前記故障判定条件に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、前記故障判定条件が成立した場合に前記切換型差動歯車装置の非ロック状態を禁止するものである。このようにすれば、例えば電気的に差動状態とするための制御機器の機能低下が判定されると、切換型差動歯車装置の非ロック状態が禁止されるので、前記切換型差動歯車装置が非ロック状態とされない場合でもロック状態とされることで、ロック状態における走行ではあるが非ロック状態における走行と略同様の車両走行が確保される。  
【００４１】
また、好適には、前記動力分配機構は、前記エンジンに連結された第１要素と前記第１電動機に連結された第２要素と前記伝達部材に連結された第３要素とを有するものであり、前記差動状態切換装置は、前記第１要素乃至第３要素のうちのいずれか２つを相互におよび／またはその第２要素を非回転部材に連結する係合装置例えば摩擦係合装置であり、前記切換制御手段は、前記係合装置を解放してその第１要素、第２要素、および第３要素を相互に相対回転可能とすることにより前記非ロック状態とし、前記係合装置を係合してその第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するか或いはその第２要素を非回転状態とすることにより前記ロック状態とするものである。このようにすれば、動力分配機構が簡単に構成されるとともに切換制御手段により非ロック状態とロック状態とが簡単に制御される。
【００４２】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、前記実際の車速が前記高速走行判定値を越えたときに前記第２要素を非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、例えば実際の車速が高車速側に設定された高速走行判定値を越えると、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的な差動装置として作動させる場合に発生する動力と電気との間の変換損失が抑制されるので燃費が向上させられる。
【００４３】
また、好適には、前記車両の所定条件は、予め設定された高出力走行判定値に基づいて定められたものであり、前記切換制御手段は、前記駆動力関連値が前記高出力走行判定値を越えたときに前記第１要素、第２要素、および第３要素のうちの少なくとも２つを相互に連結するように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、例えば要求駆動力或いは実際の駆動力のような駆動力関連値が高出力側に設定された高出力走行判定値を越えると、動力分配機構の３要素のうちの少なくとも２つが相互に連結されるので、専ら機械的な動力伝達経路でエンジンの出力が駆動輪へ伝達されて電気的な差動装置として作動させる場合の電動機が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできてその電動機或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００４４】
また、好適には、前記動力分配機構は遊星歯車装置であり、前記第１要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第２要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第３要素はその遊星歯車装置のリングギヤであり、前記係合装置は、前記キャリヤ、サンギヤ、リングギヤのうちのいずれか２つを相互に連結するクラッチおよび／またはそのサンギヤを非回転部材に連結するブレーキを備えたものである。このようにすれば、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、１つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００４５】
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、動力分配機構が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。
【００４６】
また、好適には、前記切換制御手段は、前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記シングルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より小さい増速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、動力分配機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置による単段または複数段の定変速比を有する変速機として前記切換制御手段によって簡単に制御される。
【００４７】
また、好適には、前記遊星歯車装置はダブルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、動力分配機構の軸方向寸法が小さくなるとともに、動力分配機構が１つのダブルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００４８】
また、好適には、前記切換制御手段は、前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１である変速機とするために前記キャリヤとサンギヤを相互に連結するか、或いは前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を変速比が１より大きい減速変速機とするために前記サンギヤを非回転状態とするように前記係合装置を制御するものである。このようにすれば、動力分配機構が１つのダブルピニオン型遊星歯車装置による単段または複数段の定変速比を有する変速機として前記切換制御手段によって簡単に制御される。
【００４９】
また、好適には、前記切換型差動歯車装置を備えた前記車両用駆動装置は、前記伝達部材と前記駆動輪との間において自動変速機をさらに含み、その自動変速機の変速比に基づいて前記車両用駆動装置の変速比が形成されるものである。このようにすれば、その自動変速機の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。
【００５０】
また、好適には、前記動力分配機構の変速比すなわち前記切換型差動歯車装置の変速比と前記自動変速機の変速比とに基づいて前記車両用駆動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、自動変速機の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになるので、前記切換型差動歯車装置における電気的な差動装置としての制御の効率が一層高められる。また、好適には、前記自動変速機は有段式自動変速機である。このようにすれば、前記車両用駆動装置において非ロック状態とされた前記切換型差動歯車装置とその有段式自動変速機と無段変速機が構成され、ロック状態とされた切換型差動歯車装置と有段式自動変速機とで有段式自動変速機が構成される。
【００５１】
また、好適には、前記有段式自動変速機の変速は、予め記憶された変速線図に基づいて実行されるものである。このようにすれば、有段式自動変速機の変速が容易に実行される。
【００５２】
また、請求項２４に係る発明では、上記切換制御手段は、前記切換型差動歯車装置の非ロック状態すなわち差動状態を車両状態の一部の領域すなわち車両走行中の一部の走行領域においてのみ使用し、他の走行領域には使用しないものである。このようにすれば、車両の走行領域において、電気的な差動装置として作動可能な差動状態での走行例えば無段変速走行に適した一部の走行領域において差動歯車装置が差動状態とされるので、車両の燃費が向上させられる。
【００５３】
また、好適には、前記切換型差動歯車装置において、第２電動機が前記伝達部材に直接に連結される。このようにすれば、前記自動変速機の出力軸に対して低トルクの出力でよいので、第２電動機が一層小型化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
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。
【実施例１】
【００５５】
図１は、本発明の一実施例である制御装置が適用されるハイブリッド車両の駆動装置としての変速状態切換型変速機構１０（以下、変速機構１０という）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切換型変速部１１と、その切換型変速部１１と駆動輪３８（図５参照）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有段式の自動変速機として機能する自動変速部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。この変速機構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、走行用の駆動力源としてのエンジン８と一対の駆動輪３８との間に設けられて、図５に示すように動力を差動歯車装置（終減速機）３６および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３８へ伝達する。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の変速機構１０を表す部分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。
【００５６】
切換型変速部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設けられている第２電動機Ｍ２とを備えている。なお、この第２電動機Ｍ２は伝達部材１８から出力軸２２までの間のいずれの部分に設けられてもよい。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。また、切換ブレーキＢ０は第１サンギヤＳ１とトランスミッションケース１２との間に設けられ、切換クラッチＣ０は第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１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、切換型変速部１１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切換型変速部１１も差動状態とされ、切換型変速部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。
【００５９】
この状態で、エンジン８の出力で車両走行中に上記切換クラッチ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非差動状態すなわちロック状態とされる。具体的には、上記切換クラッチＣ０が係合させられて第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とが一体的に係合させられると、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が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態すなわち前記差動作用をしない非差動状態とされて、切換型変速部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、切換型変速部１１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が係合させられて第１サンギヤＳ１がトランスミッションケース１２に連結させられると、動力分配機構１６は第１サンギヤＳ１が非回転状態とさせられるロック状態すなわち前記差動作用をしない非差動状態とされて、切換型変速部１１も非差動状態とされる。また、第１リングギヤＲ１は第１キャリヤＣＡ１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、切換型変速部１１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。
【００６０】
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、動力分配機構１６を差動状態すなわち非ロック状態と、非差動状態（ロック状態）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。すなわち、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、切換型変速部１１を、電気的な差動装置として作動可能な非ロック状態（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可能な非ロック状態すなわち電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な差動装置として作動しないロック状態（非差動状態）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可能な定変速状態（非差動状態）換言すれば変速比が一定の１段または複数段の変速機として作動可能な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。切換型変速部１１は、切換クラッチＣ０或いは切換ブレーキＢ０を有する動力分配機構１６を備えることで、ロック状態と非ロック状態とに切り換え可能な切換型差動歯車装置である。
【００６１】
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を備えている。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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
以上のように構成された変速機構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、切換型変速部１１は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動可能な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、変速機構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切換型変速部１１と自動変速部２０とで有段変速機として作動可能な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切換型変速部１１と自動変速部２０とで電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構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、切換型変速部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。
【００６５】
例えば、変速機構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、例えば切換クラッチＣ０のみが係合される。
【００６６】
しかし、変速機構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、切換型変速部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ようになる。
【００６７】
図３は、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部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、横軸方向において各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、３本の横軸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、横軸ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。また、切換型変速部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。すなわち、縦線Ｙ１とＹ２との間隔を１に対応するとすると、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ１に対応するものとされる。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。すなわち、図３に示すように、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に対応するものされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応するものとされる。
【００６８】
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（無段変速部）１６において、第１遊星歯車装置２４の３回転要素（要素）の１つである第１キャリヤＣＡ１が入力軸１４に連結されるとともに切換クラッチＣ０を介して他の回転要素の１つである第１サンギヤＳ１と選択的に連結され、その他の回転要素の１つである第１サンギヤＳ１が第１電動機Ｍ１に連結されるとともに切換ブレーキＢ０を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、残りの回転要素である第１リングギヤＲ１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の回転を前記伝達部材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、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に切換えられたときは、第１電動機Ｍ１の発電による反力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第１サンギヤＳ１の回転が上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１の回転速度が下降或いは上昇させられる。また、切換クラッチＣ０の係合により第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とが連結されると、上記３回転要素が一体回転するので、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。また、切換ブレーキＢ０の係合によって第１サンギヤＳ１の回転が停止させられると、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第１リングギヤＲ１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。
【００６９】
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に切換型変速部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、切換型変速部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。
【００７０】
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、電動機Ｍ１、Ｍ２に関するハイブリッド駆動制御、前記自動変速部２０の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
【００７１】
上記電子制御装置４０には、図４に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、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（モータ走行）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の回転速度に対応する車速信号、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、アクセルペダルの操作量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、各車輪についての車輪車速信号などが、それぞれ供給される。また、上記電子制御装置４０からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、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、エンジン８の点火時期を指令する点火信号、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、動力分配機構１６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に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路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。
【００７２】
図５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。切換制御手段５０は、例えば図６に示す予め記憶された関係から実際のエンジン回転速度ＮＥとエンジン出力トルクＴＥとに基づいて、それらのエンジン回転速度ＮＥとエンジン出力トルクＴＥとで表される車両状態が変速機構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変速機構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。すなわち、切換制御手段５０は、車両状態のうちの実線にて囲まれた一部の領域においてのみ無段変速状態すなわち動力分配機構１６の差動状態を選択する。そして、切換制御手段５０は、有段変速制御領域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切換型変速部１１の動力分配機構１６の電気的な無段変速制御を不許可すなわち禁止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制御を許可する。このときの有段変速制御手段５４は変速線図記憶手段５６に予め記憶された図示しない変速線図に従って自動変速制御を実行する。図２は、このときの変速制御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。この有段自動変速制御モードの第１速乃至第４速では、切換クラッチＣ０が係合させられることにより切換型変速部１１が固定の変速比γ０が１の副変速機として機能しているが、第５速では、その切換クラッチＣ０の係合に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられることにより切換型変速部１１が固定の変速比γ０が０．７の副変速機として機能している。すなわち、この有段自動変速制御モードでは、副変速機として機能する切換型変速部１１と自動変速部２０とを含む変速機構１０全体が所謂有段式自動変速機として機能している。
【００７３】
しかし、上記切換制御手段５０において、エンジン回転速度ＮＥとエンジン出力トルクＴＥとで表される車両状態が無段制御領域内であると判定した場合は、前記切換型変速部１１を電気的な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、或いは変速線図記憶手段５６に予め記憶された図示しない変速線図に従って自動変速することを許可する信号を出力する。後者の場合、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、切換型変速部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、前述のように、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ようになる。
【００７４】
上記ハイブリッド制御手段５２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１電動機Ｍ１および／または第２電動機Ｍ２との駆動力の配分を最適になるように変化させる。例えば、そのときの走行車速において、アクセルペダル操作量や車速から運転者の要求出力を算出し、運転者の要求出力と充電要求値から必要な駆動力を算出し、エンジンの回転速度とトータル出力とを算出し、そのトータル出力とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて、エンジン出力を得るようにエンジン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。ハイブリッド制御手段５２は、その制御を自動変速部２０の変速段を考慮して実行したり、或いは燃費向上などのために自動変速部２０に変速指令を行う。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、切換型変速部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は無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立した予め記憶された最適燃費率曲線に沿ってエンジン８が作動させられるように変速機構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切換型変速部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。
【００７５】
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を通して電気エネルギが第２電動機Ｍ２或いは第１電動機Ｍ１へ供給され、その第２電動機Ｍ２或いは第１電動機Ｍ１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。
【００７６】
また、ハイブリッド制御手段５２は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、切換型変速部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によって電動機のみ例えば第２電動機Ｍ２のみを走行用の駆動力源として車両を発進および走行させる所謂モータ発進およびモータ走行させることができる。このモータ発進およびモータ走行は、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で実行される（図８の実線Ａによる領域区分参照）。よって、通常はモータ発進がエンジン発進に優先して実行される。
【００７７】
前記図６の関係に示されるように、エンジン８の出力トルクＴＥが予め設定された所定値ＴＥ１以上の高トルク領域（高出力走行領域）、エンジン回転速度ＮＥが予め設定された所定値ＮＥ１以上の高回転領域（高車速領域）、或いはそれらエンジン８の出力トルクＴＥおよび回転速度ＮＥから算出される出力が所定以上の高出力領域が、有段制御領域として設定されているので、前記有段変速制御がエンジン８の比較的高出力トルク、比較的高回転速度、或いは比較的高出力時において実行され、前記無段変速制御がエンジン８の比較的低出力トルク、比較的低回転速度、或いは比較的低出力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。図６における有段制御領域と無段制御領域との間の境界線は、高車速判定値の連なりである高車速判定線および高出力走行判定値の連なりである高出力走行判定線に対応している。
【００７８】
図７は、他の例の電子制御装置４０の制御作動の要部を示す機能ブロック線図であり、変速段判断手段６７および増速側ギヤ段判定手段６８をさらに備え、切換制御手段５０が高車速判定手段６２、高出力走行判定手段６４、電気パス機能判定手段６６を備えて図８に示す関係に基づいて切換制御する点が、図５の実施例との主な相違点である。
【００７９】
図７において、高車速判定手段６２は、ハイブリッド車両の実際の車速Ｖが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以上の高車速となったか否かを判定する。高出力走行判定手段６４は、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以上の高トルク（高駆動力）走行となったか否かを判定する。電気パス機能判定手段６６は、変速機構１０を無段変速状態とするための制御機器の機能低下が判定される故障判定条件の判定を、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）や故障とか低温による機能低下の発生に基づいて判定する。
【００８０】
上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開度（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とによって算出されるエンジンの出力トルク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に基づいて算出される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。つまり、高出力走行判定手段６４では車両の駆動力を直接或いは間接的に示す駆動力関連パラメータに基づいて車両の高出力走行が判定される。
【００８１】
変速段判断手段６７は、変速機構１０が有段変速状態に切り換えられて切換型変速部１１と自動変速部２０とで変速機構１０全体が有段式自動変速機として機能させられる場合に変速機構１０がいずれの変速段とされるかを、例えば変速線図記憶手段５６に予め記憶された図８に示す変速線図から車速Ｖおよび出力トルクＴout で示される車両状態に基づいて変速機構１０の変速すべき変速段を判断する。変速段判断手段６７により判断された変速段は有段変速制御手段５４による自動変速部２０の変速制御の基になるものであり、また増速側ギヤ段判定手段６８による増速側ギヤ段判定の基になるものでもある。
【００８２】
増速側ギヤ段判定手段６８は、変速機構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、変速段判断手段６７により判断された変速機構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。これは、変速機構１０全体が有段式自動変速機として機能させられる場合に、第１速乃至第４速では切換クラッチＣ０が係合させられ、或いは第５速では切換ブレーキＢ０が係合させられるようにするためである。
【００８３】
切換制御手段５０は、所定条件としての上記高車速判定手段６２による高車速判定、高出力走行判定手段６４による高出力走行判定、電気パス機能判定手段６６による電気パス機能低下の判定の少なくとも１つが発生した場合は、有段変速制御領域であると判定して、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に対して例えば変速段判断手段６７により判断された変速段に従って実行される自動変速部２０の変速制御を許可し、増速側ギヤ段判定手段６８による第５速ギヤ段判定に基づいて切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれか係合させる指令を油圧制御回路４２へ出力する。よって、変速機構１０全体すなわち切換型変速部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。
【００８４】
例えば、高車速判定手段６２による高車速判定、増速側ギヤ段判定手段６８による第５速ギヤ段判定、或いは高出力走行判定手段６４による高出力走行判定であっても増速側ギヤ段判定手段６８により第５速ギヤ段が判定される場合には、変速機構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は切換型変速部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、高出力走行判定手段６４による高出力走行判定或いは増速側ギヤ段判定手段６８により第５速ギヤ段でないと判定される場合には、変速機構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は切換型変速部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によって所定条件に基づいて変速機構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、切換型変速部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、変速機構１０全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
【００８５】
例えば、判定車速Ｖ１は、高速走行において変速機構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変速機構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ることになる。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）を選択するのである。これによって、高出力走行では変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度ＮＥの変化が発生する。
【００８６】
しかし、上記高車速判定手段６２による高車速判定、高出力走行判定手段６４による高出力走行判定、電気パス機能判定手段６６による電気パス機能低下の判定のいずれも発生しないときは、変速機構１０全体として無段変速状態が得られるために切換制御手段５０は、前記切換型変速部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変速段判断手段６７により判断された変速段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。このように、切換制御手段５０により所定条件に基づいて無段変速状態に切り換えられた切換型変速部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変速機構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。
【００８７】
図８は、自動変速部２０の変速判断の基となる変速線図記憶手段５６に予め記憶された変速線図（関係）であり、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変速線図（変速マップ）の一例である。図８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。また、図８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所定条件を定める判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を示しており、高車速判定値である判定車速Ｖ１の連なりと高出力走行判定値である判定出力トルクＴ１の連なりである高車速判定線と高出力走行判定線を示している。さらに、図８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。この図８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）でもある。よって車両の所定条件は、この切換線図から実際の車速Ｖと出力トルクＴout とに基づいて定められてもよい。すなわち、この図８は変速マップと所定条件との関係を示す図であるともいえる。なお、この切換線図を含めて変速マップとして変速線図記憶手段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。上記変速線図や切換線図等は、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。
【００８８】
また、上記図８に示す有段制御領域と無段制御領域とは前記図６に示すようにエンジン８の出力トルクＴＥとエンジン回転速度ＮＥとで設定される有段制御領域と無段制御領域との別の実施例でもあり、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の比較的高出力トルクとなる高駆動トルク時、或いはエンジン８の比較的高回転速度となる高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン８の比較的低出力トルクとなる低駆動トルク時、或いはエンジン８の比較的低回転速度となる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。
【００８９】
図９は、電子制御装置４０の制御作動の要部すなわち図７の実施例における変速機構１０の切換制御作動を示す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、高車速判定手段６２に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、ハイブリッド車両の実際の車速Ｖが予め設定された判定車速Ｖ１以上の高車速となったか否かが判定される。このＳ１の判断が否定される場合は高出力走行判定手段６４に対応するＳ２において、ハイブリッド車両の実際の駆動トルク或いは自動変速部２０の出力トルクＴout が予め設定された判定トルクＴ１以上の高トルク（高駆動力）となったか否かが判定される。このＳ２の判断が否定される場合は電気パス機能判定手段６６に対応するＳ３において、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（電気エネルギ伝達経路）に関連する機器の機能低下が、例えば第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機能低下、例えば故障（フェイル）とか低温による機能低下が発生したか否かで判定される。
【００９１】
上記Ｓ３の判断が否定される場合は切換制御手段５０に対応するＳ４において、切換型変速部１１が無段変速可能とされるように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令が油圧制御回路４２へ出力される。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が出力されるとともに、有段変速制御手段５４には、変速段判断手段６７により判断された変速段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が出力される。したがって、切換型変速部１１が無段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、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変速機構１０全体としてトータル変速比γＴが無段階となる無段変速状態が得られるようになる。
【００９２】
上記Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の判断のうちで少なくとも１つが肯定される場合は変速段判断手段６７に対応するＳ５において、変速機構１０がいずれの変速段とされるかが例えば車両状態に基づいて変速線図記憶手段５６に予め記憶された図８に示す変速線図に従って判断される。そして、増速側ギヤ段判定手段６８に対応するＳ６において、上記Ｓ５において判断された変速機構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が判定される。
【００９３】
上記Ｓ６の判断が肯定される場合には切換制御手段５０に対応するＳ８において、切換型変速部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を係合させる指令が油圧制御回路４２へ出力される。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或いは無段変速制御が不許可すなわち禁止とする信号が出力されるとともに、有段変速制御手段５４には、Ｓ５において判断された変速段に従って変速機構１０全体として第５速ギヤ段とされるように自動変速部２０を第４速ギヤ段に自動変速することを許可する信号が出力される。また、上記Ｓ６の判断が否定される場合には切換制御手段５０に対応するＳ７において、切換型変速部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を解放させる指令が油圧制御回路４２へ出力される。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或いは無段変速制御が不許可すなわち禁止とする信号が出力されるとともに、有段変速制御手段５４には、Ｓ５において判断された変速段に従って第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速部２０を自動変速することを許可する信号が出力される。したがって、Ｓ７およびＳ８において切換型変速部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、変速機構１０全体が有段変速状態となり所謂有段自動変速機として機能させられる。
【００９４】
上述のように、本実施例によれば、エンジン８の出力を第１電動機Ｍ１および伝達部材１８へ分配する動力分配機構１６に加えて、その動力分配機構１６には変速機構１０を変速比が連続的変化可能な電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態と有段の変速機として作動可能な有段変速状態とに選択的に切換えるための差動状態切換装置としての切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が設けられ、切換制御手段５０によって所定条件に基づいて変速機構１０が無段変速状態および有段変速状態のいずれかに自動的に切り替えられることから、電気的な無段変速機の燃費改善効果と機械的に動力を伝達する有段変速機の高い伝達効率との両長所を兼ね備えた駆動装置が得られる。すなわち、エンジンの常用出力域例えば図６に示す無段制御領域或いは図８に示す車速Ｖが判定車速Ｖ１以下且つ出力トルクＴout が判定出力トルクＴ１以下となる無段制御領域では変速機構１０が無段変速状態とされてハイブリッド車両の通常の市街地走行すなわち車両の低中速走行および低中出力走行での燃費性能が確保されると同時に、高速走行例えば図８に示す車速Ｖが判定車速Ｖ１以上となる有段制御領域では変速機構１０が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へ伝達されて無段変速状態とされた場合の動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されるので、燃費が向上させられる。また、高出力走行例えば図８に示す実際の出力トルクＴout が判定出力トルクＴ１以上となる有段制御領域では変速機構１０が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へ伝達されて無段変速状態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るので、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギすなわちが第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その第１電動機Ｍ１や第２電動機Ｍ２、或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００９５】
また、本実施例によれば、切換制御手段５０により車両の所定条件に基づいて変速機構１０が無段変速状態から有段変速状態へ切り換えられるとき、その車両の所定条件に応じて切換制御手段５０により差動状態切換装置として機能するブレーキＢ０或いはクラッチＣ０が制御されることで有段変速状態での複数段のいずれかへの切換先が変更されるので、高速走行や高出力走行等の車両走行状況に合わせた適切な変速段が得られる。
【００９６】
また、本実施例によれば、車両の所定条件は、予め設定された高速走行判定値である判定車速Ｖ１に基づいて定められたものであり、切換制御手段５０は実際の車速Ｖがその判定車速Ｖ１を越えたときに変速機構１０を有段変速状態とするものであるので、例えば実際の車速Ｖが高車速側に設定された判定車速Ｖ１を越えるような高速走行となると、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へ伝達されて変速機構１０が電気的な無段変速機として作動させられ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るので燃費が向上させられる。
【００９７】
また、本実施例によれば、車両の所定条件は、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に基づいて定められたものであり、切換制御手段５０は実際の出力トルクＴout がその判定出力トルクＴ１を越えたときに変速機構１０を有段変速状態とするものであるので、例えば実際の出力トルクＴout が高出力側に設定された判定出力トルクＴ１を越えるような高出力走行となると、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へ伝達されて変速機構１０が電気的な無段変速機として作動させられる場合は専ら低中出力走行となるので、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギの最大値を小さくできてすなわち第１電動機Ｍ１の保障すべき出力容量を小さくできてその第１電動機Ｍ１や第２電動機Ｍ２、或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００９８】
また、本実施例によれば、車両の所定条件は、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 とをパラメータとする予め記憶された切換線図から実際の車速Ｖと出力トルクＴout とに基づいて定められるものであるので、切換制御手段５０による高車速判定または高出力走行判定が簡単に判定される。
【００９９】
また、本実施例によれば、車両の所定条件は、変速機構１０を無段変速状態とするための制御機器の機能低下を判定する故障判定条件であり、切換制御手段５０はその故障判定条件が成立した場合に変速機構１０を有段変速状態とするものであるので、変速機構１０が無段変速状態とされない場合でも有段変速状態とされることで、有段走行ではあるが無段走行と略同様の車両走行が確保される。
【０１００】
また、本実施例によれば、切換制御手段５０は実際の車速Ｖが前記判定車速Ｖ１を越えたときに前記第２要素（第１サンギヤＳ１）を非回転状態とするように前記差動状態切換装置としての油圧式摩擦係合装置である切換ブレーキＢ０を係合するものであるので、例えば実際の車速Ｖが高車速側に設定されたその判定車速Ｖ１を越えると、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へ伝達されて変速機構１０が電気的な無段変速機として作動させられる場合に発生する動力と電気との間の変換損失が抑制されるので燃費が向上させられる。
【０１０１】
また、本実施例によれば、切換制御手段５０は実際の出力トルクＴout が前記判定出力トルクＴ１を越えたときに第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とを相互に連結するように前記差動状態切換装置としての油圧式摩擦係合装置である切換クラッチＣ０を係合するものであるので、例えば実際の出力トルクＴout が高出力側に設定された判定出力トルクＴ１を越えると、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へ伝達されて変速機構１０が電気的な無段変速機として作動させる場合の第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その第１電動機Ｍ１や第２電動機Ｍ２、或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【０１０２】
また、本実施例によれば、動力分配機構１６が、第１キャリヤＣＡ１、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１を３要素とするシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２４によって簡単に且つ動力分配機構１６の軸方向寸法が小さく構成される利点がある。さらに、動力分配機構１６には油圧式摩擦係合装置すなわち第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とを相互に連結する切換クラッチＣ０および第１サンギヤＳ１をトランスミッションケース１２に連結する切換ブレーキＢ０が設けられているので、切換制御手段５０により変速機構１０の無段変速状態と有段変速状態とが簡単に制御される。
【０１０３】
また、本実施例によれば、動力分配機構１６と駆動輪３８との間に自動変速部２０が直列に介装されており、その動力分配機構１６の変速比すなわち切換型変速部１１の変速比とその自動変速部２０の変速比とに基づいて変速機構１０の総合変速比が形成されることから、その自動変速部２０の変速比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになるので、切換型変速部１１における無段変速制御すなわちハイブリッド制御の効率が一層高められる。
【０１０４】
また、本実施例によれば、変速機構１０が有段変速状態とされるとき、切換型変速部１１が自動変速部２０の一部であるかの如く機能して変速比が１より小さいオーバドライブギヤ段である第５速が得られる利点がある。
【０１０５】
また、本実施例によれば、第２電動機Ｍ２が自動変速部２０の入力回転部材である伝達部材１８に連結されていることから、その自動変速部２０の出力軸２２に対して低トルクの出力でよくなるので、第２電動機Ｍ２が一層小型化される利点がある。
【０１０６】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１０７】
図１０は本発明の他の実施例における変速機構７０の構成を説明する骨子図、図１１はその変速機構７０の変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図１２はその変速機構７０の変速作動を説明する共線図である。
【０１０８】
変速機構７０は、前述の実施例と同様に第１電動機Ｍ１、動力分配機構１６、および第２電動機Ｍ２を備えている切換型変速部１１と、その切換型変速部１１と出力軸２２との間で伝達部材１８を介して直列に連結されている前進３段の自動変速部７２とを備えている。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と切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを有している。自動変速部７２は、例えば「０．５３２」程度の所定のギヤ比ρ２を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６と例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ３を有するシングルピニオン型の第３遊星歯車装置２８とを備えている。第２遊星歯車装置２６の第２サンギヤＳ２と第３遊星歯車装置２８の第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遊星歯車装置２６の第２キャリヤＣＡ２と第３遊星歯車装置２８の第3 リングギヤＲ３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、第３キャリヤＣＡ３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ている。
【０１０９】
以上のように構成された変速機構７０では、例えば、図１１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、および第２ブレーキＢ２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４速ギヤ段（第４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、切換型変速部１１は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動可能な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、変速機構７０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切換型変速部１１と自動変速部７２とで有段変速機として作動可能な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切換型変速部１１と自動変速部７２とで電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構７０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。
【０１１０】
例えば、変速機構７０が有段変速機として機能する場合には、図１１に示すように、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γ１が最大値例えば「２．８０４」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「１．５３１」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「１．０００」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、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γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７０５」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２ブレーキＢ２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「２．３９３」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、例えば切換クラッチＣ０のみが係合される。
【０１１１】
しかし、変速機構７０が無段変速機として機能する場合には、図１１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、切換型変速部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部７２が有段変速機として機能することにより、自動変速部７２の第１速、第２速、第３速の各ギヤ段に対しその自動変速部７２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変速機構７０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【０１１２】
図１２は、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部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７２から構成される変速機構７０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。切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放される場合、および切換クラッチＣ０または切換ブレーキＢ０が係合させられる場合の動力分配機構１６の各要素の回転速度は前述の場合と同様である。
【０１１３】
自動変速部７２では、図１２に示すように、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、第７回転要素ＲＥ７（Ｒ２）の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ２との交点と第５回転要素ＲＥ５（ＣＡ３）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、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（ＣＡ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６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と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６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と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第３速の出力軸２２の回転速度が示される。上記第１速乃至第３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７回転要素ＲＥ７に切換型変速部１１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、切換型変速部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Ｌ４と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第４速の出力軸２２の回転速度が示される。
【０１１４】
本実施例の変速機構７０においても、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部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７２とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【０１１５】
図１３は本発明の他の実施例における変速機構８０の構成を説明する骨子図、図１４はその変速機構８０の有段変速作動のために変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図１５はその変速機構８０の有段変速作動を説明する共線図、図１６はその変速機構８０の無段変速作動のために変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図１７はその変速機構８０の無段変速作動を説明する共線図である。
【０１１６】
変速機構８０は、前述の実施例と同様に第１電動機Ｍ１、動力分配機構８４、および第２電動機Ｍ２を備えている切換型変速部８１と、その切換型変速部８１と出力軸２２との間で伝達部材１８を介して直列に連結されている前進７段の自動変速部８６とを備えている。動力分配機構８４は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置８２と切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを有し、そのダブルピニオン型の第１遊星歯車装置８２は、第１サンギヤＳ１、互いに噛み合う第１遊星歯車Ｐ１および第２遊星歯車Ｐ２、それら第１遊星歯車Ｐ１および第２遊星歯車Ｐ２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および第２遊星歯車Ｐ２を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を回転要素として備えており、例えば「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ１を有している。この動力分配機構８４においては、前記動力分配機構１６と同様に、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。また、切換ブレーキＢ０は第１サンギヤＳ１とトランスミッションケース１２との間に設けられ、切換クラッチＣ０は第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１との間に設けられており、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、切換型変速部８１は変速比γ０が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一方、切換クラッチＣ０が係合させられると、切換型変速部８１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とされ、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、切換型変速部８１は変速比γ０が「１」より大きい例えば１．７程度に固定された減速変速機として機能する定変速状態とされる。このように、本実施例でも、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、切換型変速部８１を、変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動可能な無段変速状態と、変速比が一定の変速機として作動可能な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。
【０１１７】
自動変速部８６は、例えば「０．５５０」程度の所定のギヤ比ρ２を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車装置８８と例えば「０．４６２」程度の所定のギヤ比ρ３を有するダブルピニオン型の第３遊星歯車装置２８とを備えている。ダブルピニオン型の第３遊星歯車装置９０において、第３キャリヤＣＡ３によって回転可能に支持された互いに噛み合う一対のピニオンＰ１およびＰ２を備えており、外周側のピニオンＰ２が第２遊星歯車装置８８のピニオンと共通の部材で構成されるとともに、そのピニオンＰ２と噛み合う第３リングギヤＲ３および第３キャリヤＣＡ３は第２遊星歯車装置８８の第２リングギヤＲ２および第２キャリヤＣＡ２と共通化されている。第３遊星歯車装置９０の第３サンギヤＳ３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、第２遊星歯車装置８８の第２サンギヤＳ２は第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結されるとともに第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２および第３キャリヤＣＡ３は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１２と選択的に連結されるとともに第２クラッチＣ２を介して入力軸１４と選択的に連結され、第２リングギヤＲ２および第３リングギヤＲ３は出力軸２２と一体的に連結されている。
【０１１８】
以上のように構成された変速機構８０では、例えば、図１４の係合作動表に示すように、前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２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７速ギヤ段（第７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８４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、切換型変速部８１は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動可能な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、変速機構８０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切換型変速部８１と自動変速部８６とで有段変速機として作動可能な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切換型変速部８１と自動変速部８６とで電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構８０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。
【０１１９】
例えば、変速機構８０が有段変速機として機能する場合には、図１４に示すように、第１クラッチＣ１、第２ブレーキＢ２、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ１が最大値例えば「３．７６３」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、切換ブレーキＢ０、および第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「２．４５７」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、第３クラッチＣ３、および切換ブレーキＢ０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「１．７３９」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、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γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．２４４」程度である第４速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０および第２クラッチＣ２の係合により、変速比γ５が「１．０００」である第５速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ６が第５速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．８１１」程度である第６速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ７が第６速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．６４５」程度である第７速ギヤ段が成立させられる。また、第３クラッチＣ３、切換ブレーキＢ０、および第２ブレーキＢ２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「３．１６２」程度である後進ギヤ段が成立させられる。
【０１２０】
しかし、変速機構８０が無段変速機として機能する場合には、例えば図１６に示されるように、係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が常時解放されることにより、切換型変速部８１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部８６が前進３速の有段変速機として機能することにより、自動変速部８６の第１速、第２速、第３速の各ギヤ段に対しその自動変速部８６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変速機構８０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【０１２１】
図１５は、切換型変速部８１と自動変速部８６から構成される変速機構８０において、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれかが係合させられることによって達成される有段変速時の各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共線図を示している。
【０１２２】
図１５において、切換型変速部８１では、第１遊星歯車装置８２の第１サンギヤＳ１（第２回転要素ＲＥ２）の回転を示す縦軸Ｙ１、第１リングギヤＲ１（第３回転要素ＲＥ３）の回転を示す縦軸Ｙ２、第１キャリヤＣＡ１（第１回転要素ＲＥ１）の回転を示す縦軸Ｙ３によって相対回転速度の関係が示される。第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段、および第６速ギヤ段乃至第７速ギヤ段において切換ブレーキＢ０が係合させられると、第１サンギヤＳ１の回転速度が零とされ且つ第１キャリヤＣＡ１の回転速度がエンジン回転速度ＮＥとされるので、横軸Ｘ１と縦軸Ｙ１との交点と、エンジン回転速度ＮＥを示す横軸Ｘ２と縦軸Ｙ３との交点とを結ぶ直線Ｌ０と、縦軸Ｙ２との交点が、第１リングギヤＲ１の相対回転速度すなわち伝達部材１８の相対回転速度を示す。このときの伝達部材１８の相対回転速度はエンジン回転速度ＮＥを示す横軸Ｘ２よりも低いので、切換型変速部８１が減速機として機能している。縦線Ｙ４乃至縦線Ｙ７では横線Ｘ３によってその減速回転速度が示される。また、第５速ギヤ段において切換ブレーキＢ０に替えて切換クラッチＣ０が係合させられると、第１遊星歯車装置８２の第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、および第１キャリヤＣＡ１がエンジン回転速度ＮＥと同じ回転速度で一体回転するので、横軸Ｘ２と縦軸Ｙ２との交点が、第１リングギヤＲ１の相対回転速度すなわち伝達部材１８の相対回転速度を示す。このときの伝達部材１８の相対回転速度はエンジン回転速度ＮＥと同じであるので、切換型変速部８１が変速比が１の固定変速機として機能している。縦線Ｙ４乃至縦線Ｙ７では横線Ｘ２によって回転速度が示される。
【０１２３】
図１５の共線図において、自動変速部８６では、第１クラッチＣ１、切換ブレーキＢ０、および第２ブレーキＢ２が係合させられることにより、第７回転要素ＲＥ７（Ｓ３）の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ３との交点と第５回転要素ＲＥ５（ＣＡ２，ＣＡ３）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、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６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、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１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６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６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、第３クラッチＣ３、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Ｌ３と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第３速の出力軸２２の回転速度が示される。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、入力軸１４の回転を示す横線Ｘ２と第５回転要素ＲＥ５の回転を示す縦線Ｙ５との交点と第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ３との交点とを結ぶ斜めの直線Ｌ４と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第４速の出力軸２２の回転速度が示される。また、切換クラッチＣ０および第２クラッチＣ２が係合させられることにより、横軸Ｘ２と重なる直線Ｌ５と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第５速の出力軸２２の回転速度が示される。第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、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斜めの直線Ｌ６と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第６速の出力軸２２の回転速度が示される。第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１が係合させられることにより決まる斜めの直線Ｌ７と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第７速の出力軸２２の回転速度が示される。なお、図１４或いは図１５に示す第７速において、必ずしも切換ブレーキＢ０が係合させられる必要はない。また、同様に第５速において、第１クラッチＣ１または第３クラッチＣ３がさらに係合させられてもよい。
【０１２４】
図１６は変速機構８０が無段変速状態とされたときにおいて自動変速部８６の変速制御作動を示す係合表であり、図１７はそのときの作動を説明する共線図である。切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される切換型変速部８１の無段変速状態では、第１電動機Ｍ１の反力を制御することによってその回転速度は広範囲に制御され得ることから、直線Ｌ０は横線Ｘ２と縦線Ｙ３との交点を回動中心として矢印に示す範囲で回動させられるので、その直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される第１リングギヤＲ１すなわち伝達部材１８の回転速度はエンジン回転速度ＮＥを挟んで上下の範囲で変化させられる。このときの自動変速部８６は、図１６に示されるように、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、第７回転要素ＲＥ７（Ｓ３）の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ３との交点と第５回転要素ＲＥ５（ＣＡ２、ＣＡ３）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、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（ＣＡ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６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と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６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３クラッチＣ３とが係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ３と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第３速の出力軸２２の回転速度が示される。この結果、切換型変速部８１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部８６が有段変速機として機能することにより、自動変速部８６の第１速、第２速、第３速の各ギヤ段に対しその自動変速部８６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変速機構８０全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【０１２５】
本実施例の変速機構８０においても、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部８１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８６とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
【実施例４】
【０１２６】
図１８は本発明の他の実施例における変速機構９２の構成を説明する骨子図、図１９はその変速機構９２の有段変速作動のために変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図２０はその変速機構９２の有段変速作動を説明する共線図、図２１はその変速機構９２の無段変速作動のために変速段と油圧式摩擦係合装置の係合の組み合わせとの関係を示す係合表、図２２はその変速機構９２の無段変速作動を説明する共線図である。
【０１２７】
変速機構９２は、前述の実施例と同様に第１電動機Ｍ１、動力分配機構９４、および第２電動機Ｍ２を備えている切換型変速部９３と、その切換型変速部９３と出力軸２２との間で伝達部材１８を介して直列に連結されている前進８段の自動変速部９６とを備えている。動力分配機構９４は、図１、図１０と同様の、例えば「０．５９０」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と切換ブレーキＢ０とを有している。本実施例の動力分配機構９４では、第１遊星歯車装置２４の第１サンギヤＳ１をトランスミッションケース１２に選択的に連結するための切換ブレーキＢ０が設けられているが、第１サンギヤＳ１と第１キャリヤＣＡ１とを選択的に連結するための切換クラッチＣ０は設けられていない。動力分配機構９４は、切換ブレーキＢ０が係合されているときには、第１リングギヤＲ１が第１キャリヤＣＡ１に対して増速回転させられるので、切換型変速部９３は変速比γ０が「１」より小さい例えば０．６３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とされる。このように、本実施例では、上記切換ブレーキＢ０は、切換型変速部９３を、変速比γ０が連続的変化可能な無段変速機として作動可能な無段変速状態と、変速比γ０が１より小さい単段の変速機として作動可能な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。
【０１２８】
自動変速部９６は、例えば「０．４３５」程度の所定のギヤ比ρ２を有するダブルピニオン型の第２遊星歯車装置９８と例えば「０．４３５」程度の所定のギヤ比ρ３を有するシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１００とを備えている。ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置９８において、第２キャリヤＣＡ２によって回転可能に支持された互いに噛み合う一対のピニオンＰ１およびＰ２を備えており、外周側のピニオンＰ２が第３遊星歯車装置１００のピニオンと共通の部材で構成されるとともに、そのピニオンＰ２と噛み合う第２リングギヤＲ２および第２キャリヤＣＡ２は第３遊星歯車装置１００の第３リングギヤＲ３および第３キャリヤＣＡ３とそれぞれ共通化されている。第２遊星歯車装置９８の第２サンギヤＳ２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るとともに第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第３遊星歯車装置１００の第３サンギヤＳ３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４クラッチＣ４を介して入力軸１４と選択的に連結され、第２キャリヤＣＡ２および第３キャリヤＣＡ３は第３クラッチＣ３を介して入力軸１４と選択的に連結されるとともに第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第２リングギヤＲ２および第３リングギヤＲ３は出力軸２２と一体的に連結されている。
【０１２９】
以上のように構成された変速機構９２では、例えば、図１９の係合作動表に示すように、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２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８速ギヤ段（第８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９４に切換ブレーキＢ０が備えられており、切換ブレーキＢ０が係合作動させられることによって、切換型変速部９３は前述した無段変速機として作動可能な無段変速状態に加え、一種類の変速比の単段の増速変速機として作動可能な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、変速機構９２では、切換ブレーキＢ０を係合作動させることで定変速状態とされた切換型変速部９３と自動変速部９６とで有段変速機として作動可能な有段変速状態が構成され、切換ブレーキＢ０を係合作動させないことで無段変速状態とされた切換型変速部９３と自動変速部９６とで電気的な無段変速機として作動可能な無段変速状態が構成される。言い換えれば、変速機構９２は、切換ブレーキＢ０を係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換ブレーキＢ０を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。
【０１３０】
例えば、変速機構９２が有段変速機として機能する場合には、図１９に示すように、第４クラッチＣ４、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ１が最大値例えば「３．５３８」程度である第１速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、および第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「２．２２６」程度である第２速ギヤ段が成立させられ、第３クラッチＣ３、切換ブレーキＢ０、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「１．７６９」程度である第３速ギヤ段が成立させられ、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および切換ブレーキＢ０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「１．３４５」程度である第４速ギヤ段が成立させられ、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、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「１．０００」である第５速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ６が第５速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７９６」程度である第６速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ７が第６速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７０３」程度である第７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γ８が第７速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．６２９」程度である第８速ギヤ段が成立させられる。また、第４クラッチＣ４、切換ブレーキＢ０、および第２ブレーキＢ２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「２．３００」程度である後進ギヤ段が成立させられる。
【０１３１】
しかし、変速機構９２が無段変速機として機能する場合には、例えば図２１に示されるように、係合表の切換ブレーキＢ０が常時解放されることにより、切換型変速部９３が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部９６が前進２速の有段変速機として機能することにより、自動変速部９６の第２速、第８速の各ギヤ段に対しその自動変速部９６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変速機構９２全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【０１３２】
図２０は、切換型変速部９３と自動変速部９６から構成される変速機構９２において、切換ブレーキＢ０が係合させられることによって達成される有段変速時の各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共線図を示している。
【０１３３】
図２０において、切換型変速部９３では、図３および図１２と同様に、第１遊星歯車装置２４の第１サンギヤＳ１（第２回転要素ＲＥ２）の回転を示す縦軸Ｙ１、第１キャリヤＣＡ１（第１回転要素ＲＥ１）の回転を示す縦軸Ｙ２、第１リングギヤＲ１（第３回転要素ＲＥ３）の回転を示す縦軸Ｙ３によって相対回転速度の関係が示される。有段変速時には切換ブレーキＢ０が各ギヤ段において係合させられて第１サンギヤＳ１の回転速度が零とされ、且つ第１キャリヤＣＡ１の回転速度がエンジン回転速度ＮＥとされるので、横軸Ｘ１と縦軸Ｙ１との交点とエンジン回転速度ＮＥを示す横軸Ｘ２と縦軸Ｙ２との交点とを結ぶ直線Ｌ０と、縦軸Ｙ３との交点が、第１リングギヤＲ１の相対回転速度すなわち伝達部材１８の相対回転速度を示す。このときの伝達部材１８の相対回転速度はエンジン回転速度ＮＥを示す横軸Ｘ２よりも高いので、切換型変速部９３が増速機として機能する。縦線Ｙ４乃至縦線Ｙ７では横線Ｘ３によってその増速回転速度が示される。
【０１３４】
図２０の共線図において、自動変速部９６では、第４クラッチＣ４、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１が係合させられることにより、第４回転要素ＲＥ４（Ｓ３）の回転速度を示す縦線Ｙ４と横線Ｘ２との交点と第７回転要素ＲＥ７（Ｓ２）の回転速度を示す縦線Ｙ７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６回転要素ＲＥ６（Ｒ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６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２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１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６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第２速の出力軸２２の回転速度が示され、第３クラッチＣ３、切換ブレーキＢ０、および第１ブレーキＢ１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６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第３速の出力軸２２の回転速度が示され、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、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斜めの直線Ｌ４と、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第４速の出力軸２２の回転速度が示される。第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、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６回転要素ＲＥ６（Ｒ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第５速の出力軸２２の回転速度が示される。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、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斜めの直線Ｌ６と、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第６速の出力軸２２の回転速度が示される。第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、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斜めの直線Ｌ７と、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２，Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第７速の出力軸２２の回転速度が示される。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斜めの直線Ｌ８と、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２、Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第８速の出力軸２２の回転速度が示される。なお、図１９或いは図２０に示す第１速、第３速、第５速、後進Ｒにおいては、必ずしも切換ブレーキＢ０が係合させられる必要はない。
【０１３５】
図２１は変速機構９２が無段変速状態とされたときにおいて自動変速部９６の変速制御作動を示す係合表であり、図２２はそのときの作動を説明する共線図である。切換ブレーキＢ０が解放される切換型変速部９３の無段変速状態では、第１電動機Ｍ１の反力を制御することによってその回転速度は広範囲に制御され得ることから、直線Ｌ０は横線Ｘ２と縦線Ｙ２との交点を回動中心として矢印に例示する範囲で回動させられるので、その直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される第１リングギヤＲ１すなわち伝達部材１８の回転速度はエンジン回転速度ＮＥを挟んで上下の範囲で変化させられる。このときの自動変速部９６は、図２１に示されるように、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とが係合させられる低速段により、第７回転要素ＲＥ７（Ｓ２）の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ１との交点と第４回転要素ＲＥ５（Ｓ３）の回転速度を示す縦線Ｙ４と横線Ｘ３との交点とを通る斜めの直線Ｌ２と、出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６（Ｒ２、Ｒ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第２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クラッチＣ２とが係合させられる高速段により、水平な直線Ｌ８と出力軸２２と連結された第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第８速の出力軸２２の回転速度が示される。このとき、上記低速段では、例えば直線Ｌ０が破線に示す位置に回動させられると、直線Ｌ２が破線に示す位置まで回動させられて縦線Ｙ６との交点も移動し、出力軸２２の回転速度が無段階に変化させられる。同様に、高速段では、例えば直線Ｌ０が破線に示す位置に回動させられると、直線Ｌ８が破線に示す位置まで平行移動（下降）させられて縦線Ｙ６との交点も移動し、出力軸２２の回転速度が無段階に変化させられる。この結果、切換型変速部９３が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部９６が高速段および低速段の２段の有段変速機として機能することにより、自動変速部９６の第２速、第８速の各ギヤ段に対しその自動変速部９６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変速機構９２全体としてのトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【０１３６】
本実施例の変速機構９２においても、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部９３と固定段の変速部或いは第２変速部として機能する自動変速部９６とから構成されるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
【０１３７】
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。
【０１３８】
例えば、前述の実施例の変速機構１０、７０、８０、９２は、切換型変速部１１、８１、９３（動力分配機構１６、８４、９４）が電気的な無段変速機として作動可能な差動状態とそれを非作動とする非差動状態（ロック状態）とに切り換えられることで無段変速状態と有段変速状態とに切り換え可能に構成され、この無段変速状態と有段変速状態との切換えは切換型変速部１１、８１、９３が差動状態と非差動状態とに切換えられることによって行われていたが、例えば切換型変速部１１、８１、９３が差動状態のままであっても切換型変速部１１、８１、９３の変速比を連続的ではなく段階的に変化させることにより有段変速機として機能させられ得る。言い換えれば、切換型変速部１１、８１、９３の差動状態／非差動状態と、変速機構１０、７０、８０、９２の無段変速状態／有段変速状態とは必ずしも一対一の関係にある訳ではないので、切換型変速部１１、８１、９３は必ずしも無段変速状態と有段変速状態とに切換可能に構成される必要はなく、変速機構１０、７０、８０、９２（切換型変速部１１、８１、９３、動力分配機構１６、８４、９４）が差動状態と非差動状態とに切換え可能に構成されれば本発明は適用され得る。
【０１３９】
また、前述の実施例の動力分配機構１６、８４、９４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或いは第１遊星歯車装置８２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。
【０１４０】
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、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。
【０１４１】
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、例えばギヤ、ベルト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に連結されてもよい。
【０１４２】
また、前述の動力分配機構１６、８４には切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が備えられていたが、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は必ずしも両方備えられる必要はなく、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の一方のみが備えられていてもよい。また、動力分配機構９４には切換ブレーキＢ０が備えられていたが、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の両方や、切換クラッチＣ０のみが備えられていてもよい。また、上記切換クラッチＣ０は、サンギヤＳ１とキャリヤＣＡ１とを選択的に連結するものであったが、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間や、キャリヤＣＡ１とリングギヤＲ１との間を選択的に連結するものであってもよい。要するに、第１遊星歯車装置２４の３要素のうちのいずれか２つを相互に連結するものであればよい。
【０１４３】
また、前述の実施例の変速機構１０、７０では、ニュートラル「Ｎ」とする場合には切換クラッチＣ０が係合されていたが、必ずしも係合される必要はない。
【０１４４】
また、前述の実施例では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０など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などの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
【０１４５】
また、前述の実施例では、第２電動機Ｍ２が伝達部材１８に連結されていたが、出力軸２２に連結されていてもよいし、自動変速部２０、７２、８６、９６内の回転部材に連結されていてもよい。
【０１４６】
また、前述の実施例では、切換型変速部１１、８１、９３すなわち動力分配機構１６、８４、９４の出力部材である伝達部材１８と駆動輪３８との間の動力伝達経路に、自動変速部２０、７２、８６、９６が介装されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機（ＣＶＴ）、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行２軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切換られることが可能な自動変速機等の他の形式の動力伝達装置が設けられていてもよいし、必ずしも設けられていなくてもよい。その無段変速機（ＣＶＴ）の場合には、動力分配機構１６、８４、９４が定変速状態とされることで全体として有段変速状態とされる。有段変速状態とは、電気パスを用いないで専ら機械的伝達経路で動力伝達することである。
【０１４７】
また、前述の実施例では、変速機構１０、７０、８０、９２はエンジン８以外に第１電動機Ｍ１或いは第２電動機Ｍ２のトルクによって駆動輪３８が駆動されるハイブリッド車両用の駆動装置であったが、例えば変速機構１０、７０、８０、９２を構成する切換型変速部１１、８１、９３すなわち動力分配機構１６、８４、９４がハイブリッド制御されない電気的ＣＶＴと称される無段変速機としての機能のみを有するような車両用の駆動装置であっても本発明は適用され得る。
【０１４８】
また、前述の実施例では、自動変速部２０、７２、８６、９６は伝達部材１８を介して切換型変速部１１、８１、９３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そのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０、７２、８６、９６が配設されてもよい。この場合には、切換型変速部１１、８１、９３と自動変速部２０、７２、８６、９６とは、例えば伝達部材１８としてのカウンタギヤ対、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。
【０１４９】
また、前述の実施例の動力分配機構１６、８４、９４は、例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および第２電動機Ｍ２に接続された差動歯車装置であってもよい。
【０１５０】
また、前述の実施例の動力分配機構１６、８４、９４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、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。
【０１５１】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施形態であり、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】
【０１５２】
【図１】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２】図１の実施例のハイブリッド車両の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の実施例のハイブリッド車両の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的回転速度を説明する共線図である。
【図４】図１の実施例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。
【図５】図４の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図６】図５の切換制御手段において、無段制御領域と有段制御領域との切換制御に用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例における電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図であって、図５に相当する図である。
【図８】図７の実施例の電子制御装置において、切換制御手段の切換作動を説明する図である。
【図９】本発明の実施例における電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施例におけ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って、図１に相当する図である。
【図１１】図１０の実施例のハイブリッド車両の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って、図２に相当する図である。
【図１２】図１０の実施例のハイブリッド車両の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的回転速度を説明する共線図であって、図３に相当する図である。
【図１３】本発明の他の実施例におけ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って、図１に相当する図である。
【図１４】図１３の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が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って、図２に相当する図である。
【図１５】図１３の実施例のハイブリッド車両の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的回転速度を説明する共線図であって、図３に相当する図である。
【図１６】図１３の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が無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１７】図１３の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が無段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図である。
【図１８】本発明の他の実施例におけ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って、図１に相当する図である。
【図１９】図１８の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が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って、図２に相当する図である。
【図２０】図１８の実施例のハイブリッド車両の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的回転速度を説明する共線図であって、図３に相当する図である。
【図２１】図１８の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が無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２２】図１８の実施例のハイブリッド車両の駆動装置が無段変速作動させられる場合における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図である。
【符号の説明】
【０１５３】
８：エンジン
１０、７０、８０、９２：変速状態切換型変速機構（駆動装置）
１２：トランスミッションケース（非回転部材）
１６、８４、９４：動力分配機構
１８：伝達部材
２０、７２、８６、９６：自動変速部（有段式自動変速機）
２２：出力軸（出力回転部材）
２４：第１遊星歯車装置（シングルピニオン型遊星歯車装置）
３８：駆動輪
５０：切換制御手段
８２：第１遊星歯車装置（ダブルピニオン型遊星歯車装置）
Ｍ１：第１電動機
Ｍ２：第２電動機
Ｃ０：切換クラッチ（差動状態切換装置）
Ｂ０：切換ブレーキ（差動状態切換装置）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005273900.tif 000018
【図１７】
2005273900.tif 000019
【図１８】
2005273900.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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