(57)【要約】【課題】自動変速部を動力伝達状態に切り換える際の制御性を確保するために、その自動変速部がニュートラル状態とされた場合に行われる回転速度制御に伴うエネルギー消費を低減して燃費を一層向上させる。【解決手段】エンジン１０を所定の作動状態に維持したまま自動変速部２０がニュートラル状態とされた場合に、Ｎ→Ｄシフト時の制御性を確保するため伝達部材１８の回転速度（第２モータ回転速度ｎｍｇ２）が所定の目標回転速度ｎｍｔａｇとなるように第１モータジェネレータＭＧ１によって制御されるが、その目標回転速度ｎｍｔａｇは、エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１のトータルの消費エネルギーを考慮して、その消費エネルギーが最小となるように作動油の油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ＮＯＵＴをパラメータとして定められるため、ニュートラル時の伝達部材１８の回転速度制御に伴うエネルギー消費が低減されて燃費が一層向上する。【選択図】図８
2009067256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放の組合せにより変速を行なう自動変速部と、
動力源から差動歯車機構を介して伝達された動力を前記自動変速部に伝達する伝達部材と、
該伝達部材の回転速度を変更可能な回転機と、
を備えた車両用駆動装置の制御装置において、
前記動力源を所定の作動状態に維持したまま前記自動変速部がニュートラル状態とされた場合に、前記差動歯車機構を介して該動力源に対して相対回転可能とされた前記伝達部材の回転速度が所定の目標回転速度となるように前記回転機を用いて制御するニュートラル時回転制御手段を有し、
且つ、前記目標回転速度は、前記動力源および前記回転機のトータルの消費エネルギーを考慮して、該消費エネルギーができるだけ小さくなるように設定されている
ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記目標回転速度は、前記油圧式摩擦係合装置を係合させる作動油の油温および前記自動変速部の出力回転速度をパラメータとして定められている
ことを特徴とする請求項１に記載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、自動変速部がニュートラル状態とされた場合に、その自動変速部に動力を伝達する伝達部材の回転速度を制御する制御装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 自動変速部と、(b) 動力源から差動歯車機構を介して伝達された動力を前記自動変速部に伝達する伝達部材と、(c) その伝達部材の回転速度を変更可能な回転機と、(d) 前記動力源を所定の作動状態に維持したまま、前記自動変速部の入力クラッチが解放されたニュートラル状態において、前記差動歯車機構を介してその動力源に対して相対回転可能とされたその伝達部材の回転速度を、前記回転機により所定の目標回転速度に制御するニュートラル時回転制御手段と、を備えた車両用駆動装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、差動歯車機構として遊星歯車装置が用いられており、そのリングギヤが伝達部材であるとともに、キャリアには回転機としてモータジェネレータが配設されている。そして、サンギヤに連結されたエンジンが所定の作動状態に維持され、且つ、リングギヤと自動変速部との間に配設された入力クラッチが解放されたニュートラル状態において、上記モータジェネレータを用いて伝達部材（リングギヤ）の回転速度が自動変速部側の回転速度と一致する同期回転速度となるように制御されることにより、入力クラッチを係合して動力伝達状態に切り換える際に良好な制御性が得られ、係合ショックを抑制しつつ優れた応答性で切り換えることができる。
【０００３】
一方、特許文献２には、上記自動変速部として、複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放の組合せにより変速を行なうものが記載されているが、この場合には、自動変速部を動力伝達状態に切り換えた場合の入力回転要素の回転速度と一致するように伝達部材の回転速度を同期制御すれば、特許文献１と同様の効果が期待できる。
【特許文献１】特許第３５８４８０９号公報
【特許文献２】特開２００５−２６４７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２のように複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放の組合せにより変速を行なう自動変速部の場合、ニュートラル状態とされた場合の自動変速部の入力回転要素の回転速度が分からないため、伝達部材の回転速度を所定の同期回転速度（動力伝達状態に切り換えた場合の回転速度）に制御しても、入力回転要素の回転速度と必ずしも一致せず、油圧式摩擦係合装置の引き摺りトルク等により回転機の消費電力が増加したりエンジン負荷が増大したりして、燃費が悪化するという問題があった。
【０００５】
例えば、図１２は、図１の車両用駆動装置において、自動変速部２０のクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３が総て解放されて動力伝達を遮断するニュートラル状態とされるとともに、切換型変速部１１の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０も解放され、且つ動力源としてのエンジン１０がアイドル回転ＮＥｉｄｌで作動させられているとともに、出力軸２２に連結された第７回転要素ＲＥ７が車速Ｖに対応する所定の出力軸回転速度ＮＯＵＴで回転させられている場合である。その場合に、Ｎ→Ｄシフトで例えば第３速ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられ、黒丸「●」で示すように第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられる場合を想定して、その第１クラッチＣ１により第８回転要素ＲＥ８に連結される第３回転要素ＲＥ３（伝達部材１８と同じ）が同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄとなるように、第１モータジェネレータＭＧ１によって回転速度制御（同期制御）が行われるが、第８回転要素ＲＥ８の実際の回転速度は、必ずしも第３速ギヤ段「３ｒｄ」に対応するものではなく、各部の摺動抵抗などにより例えば白丸「○」で示すように相違する。このため、第１モータジェネレータＭＧ１により同期制御される第３回転要素ＲＥ３との間に回転速度差が生じるとともに、その回転速度差に応じて第１クラッチＣ１により引き摺りトルクが発生し、その引き摺りトルクに抗して第３回転要素ＲＥ３の回転速度を低下させるために、第１モータジェネレータＭＧ１により電力が消費され、或いはエンジン１０の負荷が大きくなって、燃費が悪くなる。
【０００６】
なお、クラッチＣ１の引き摺りトルクについて説明したが、厳密には他のクラッチやブレーキの引き摺りトルク、その他の摺動抵抗等の影響も複雑に絡んで、第１モータジェネレータＭＧ１の消費電力が増加したりエンジン１０の負荷が増大したりして燃費に影響する。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、自動変速部を動力伝達状態に切り換える際の制御性を確保するために、その自動変速部がニュートラル状態とされた場合に行われる回転速度制御に伴うエネルギー消費を低減して燃費を一層向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放の組合せにより変速を行なう自動変速部と、(b) 動力源から差動歯車機構を介して伝達された動力を前記自動変速部に伝達する伝達部材と、(c) その伝達部材の回転速度を変更可能な回転機と、を備えた車両用駆動装置の制御装置において、(d) 前記動力源を所定の作動状態に維持したまま前記自動変速部がニュートラル状態とされた場合に、前記差動歯車機構を介してその動力源に対して相対回転可能とされた前記伝達部材の回転速度が所定の目標回転速度となるように前記回転機を用いて制御するニュートラル時回転制御手段を有し、且つ、(e) 前記目標回転速度は、前記動力源および前記回転機のトータルの消費エネルギーを考慮して、その消費エネルギーができるだけ小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
第２発明は、第１発明の車両用駆動装置の制御装置において、前記目標回転速度は、前記油圧式摩擦係合装置を係合させる作動油の油温および前記自動変速部の出力回転速度をパラメータとして定められていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような車両用駆動装置の制御装置においては、動力源を所定の作動状態に維持したまま自動変速部がニュートラル状態とされた場合に、伝達部材の回転速度が所定の目標回転速度となるように回転機を用いて制御されるが、その目標回転速度は、動力源および回転機のトータルの消費エネルギーを考慮して、その消費エネルギーができるだけ小さくなるように設定されているため、ニュートラル時の伝達部材の回転速度制御に伴うエネルギー消費が低減されて燃費が一層向上する。
【００１１】
ここで、上記動力源および回転機の消費エネルギーは、自動変速部に設けられた油圧式摩擦係合装置の引き摺りトルクや各部の回転支持部における摺動抵抗等の影響を受け、その引き摺りトルクや摺動抵抗は作動油の粘性すなわち油温や回転速度によって変化する。このため、第２発明のように、作動油の油温および自動変速部の出力回転速度をパラメータとして目標回転速度が定められるようにすれば、回転速度制御に伴う消費エネルギーを一層効率よく低減して燃費を向上させることができる。
【００１２】
なお、このように消費エネルギーに基づいて目標回転速度を設定すると、自動変速部を動力伝達状態へ切り換える際の同期回転速度からずれて切換時の制御性が損なわれる可能性があるが、切換時の制御性を確保する上では、伝達部材の回転速度を同期回転速度と厳密に一致させるように回転速度制御を行うことは必ずしも必要でなく、消費エネルギーができるだけ小さくなるように目標回転速度を設定しても、切換時の制御性が大きく損なわれる可能性は小さい。但し、切換時の制御性を確保するために、必要に応じて目標回転速度に上限ガードや下限ガードを設けることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の車両用駆動装置は、例えば内燃機関であるエンジンや電動モータ等の駆動源を有して構成され、それ等の駆動源から差動歯車機構を介して伝達部材に動力が伝達される。駆動源は、基本的にはアクセル操作量等の運転者の出力要求量に応じて作動させられ、これは自動変速部がニュートラル状態とされた場合も同じである。駆動源としてエンジンの他にモータジェネレータや電動モータが用いられる場合、それ等を伝達部材の回転速度制御用の回転機として使用することができるし、駆動源として複数のモータジェネレータや電動モータが用いられる場合には、その一部を回転速度制御用の回転機として使用するができるが、回転速度制御用の回転機を駆動源とは別に配設することも可能である。回転機としては、電動モータ或いはモータジェネレータの他に発電機を用いることも可能である。
【００１４】
本発明の実施に際しては、例えば(a) 前記差動歯車機構は、モータジェネレータに接続された第１回転要素と、前記動力源としてのエンジンに接続された第２回転要素と、前記伝達部材に接続された第３回転要素とを備えている遊星歯車装置で、(b) 前記モータジェネレータによって反力が受け止められることにより、前記エンジンの動力が前記遊星歯車装置を介して前記伝達部材から前記自動変速部に伝達される一方、(c) そのモータジェネレータは前記回転機としても用いられ、そのモータジェネレータによって前記伝達部材の回転速度が前記遊星歯車装置を介して前記目標回転速度となるように制御されるように構成される。この場合の差動歯車機構は、エンジンおよびモータジェネレータの出力を合成して伝達部材に伝達したり、エンジンの出力をモータジェネレータおよび伝達部材に分配したりする合成分配機構として機能する。差動歯車機構としては、上記のように遊星歯車装置が好適に用いられるが、傘歯車式差動機構を採用することも可能である。
【００１５】
差動歯車機構としてはまた、モータジェネレータ等の回転機を接続することなく、２つの回転要素間に設けられたクラッチが係合させられることにより、動力源の出力を伝達部材に伝達するように構成したり、ブレーキによって反力要素が回転不能に固定されることにより動力源の出力で伝達部材を正転または逆転駆動するように構成したりすることもできる。更に、複数の遊星歯車装置を組み合わせて変速比が異なる複数のギヤ段を成立させることができる変速機構を差動歯車機構として採用することも可能で、何れの場合も、クラッチやブレーキが解放されて動力源に対して伝達部材が相対回転可能とされた状態でニュートラル時回転制御手段による回転速度制御が行われる。この場合は、差動歯車機構に設けられた油圧式摩擦係合装置の引き摺りトルクなども含めて、消費エネルギーができるだけ小さくなるように目標回転速度が定められれば良い。
【００１６】
自動変速部は、クラッチやブレーキ等の油圧式摩擦係合装置によって変速を行うもので、前後進切換装置や、変速比が異なる複数のギヤ段を成立させることができる自動変速機が好適に用いられる。この自動変速部は、例えば単一の入力クラッチを介して前記伝達部材に接続されるが、複数の入力クラッチを介して複数の回転要素が択一的に或いは同時に前記伝達部材に接続されるものでも良いなど、伝達部材との接続形態は種々の態様が可能である。そして、その入力クラッチ等を介して伝達部材に接続される回転要素は、ニュートラル状態では出力軸等の出力側回転部材に対して相対回転可能で、油圧式摩擦係合装置の引き摺りトルクや回転支持部の摺動抵抗等に基づいて所定の回転速度で連れ廻り回転させられる。
【００１７】
ニュートラル時回転制御手段によって伝達部材の回転速度制御が行われる際の目標回転速度は、動力源および回転機のトータルの消費エネルギーができるだけ小さくなるように設定され、例えば動力源として内燃機関であるエンジンが用いられるとともに、そのエンジンにより発電された電気エネルギーで回転機が作動させられる場合は、発電効率や蓄電装置の充電効率、放電効率などの電気パスのエネルギー変換効率を考慮して、最終的に燃費が最小となる目標回転速度を定めれば良い。回転機がモータジェネレータまたは発電機で、伝達部材の回転速度制御で発電して蓄電装置を充電する場合も、同様にエネルギー変換効率を考慮して燃費が最小となる目標回転速度を定めれば良い。回転機の力行トルクが０となるような目標回転速度が設定されても良い。
【００１８】
上記目標回転速度は、例えば第２発明のように作動油の油温および自動変速部の出力回転速度をパラメータとして定められることが望ましく、予め実験やシミュレーション等に基づいて求められ、マップ等として記憶される。出力回転速度は車速に対応するため、車速をパラメータとして設定することもできるし、出力回転速度に対して一定の関係を有する他の回転速度を用いることも可能である。
【００１９】
また、ニュートラル状態では、一般にアクセルＯＦＦで動力源の回転速度はアイドル回転に保持されるため、上記目標回転速度の設定に際しても、動力源の回転速度がアイドル回転速度に維持されるようにその動力源が駆動制御されることを前提として、消費エネルギーが最小となる目標回転速度を求めれば良い。但し、アクセル操作されるなどして動力源の回転速度が変化すれば、それに伴って消費エネルギーが最小となる目標回転速度も変化するため、動力源の回転速度をパラメータとして目標回転速度を設定することもできる。引き摺り抵抗や摺動抵抗に影響する他の種々の物理量をパラメータとして目標回転速度を設定することもできるが、総ての運転状態において消費エネルギーが最小となるように目標回転速度を設定することは困難であり、例えば作動油の油温および自動変速部の出力回転速度の何れか一方のみをパラメータとして目標回転速度を設定しても良いし、それ等の油温や出力回転速度等の運転状態の相違に拘らず、できるだけ消費エネルギーが小さくなる一定の目標回転速度が設定されても良い。
【００２０】
一方、消費エネルギーのみに基づいて目標回転速度を設定すると、Ｎ→Ｄシフト等により自動変速部が動力伝達状態へ切り換えられる際に、伝達部材の回転速度が同期回転速度から大きく離間して切換時の制御性が損なわれ、ショックが発生したり切換応答性が悪くなったりする可能性があるため、自動変速部を動力伝達状態へ切り換える場合に成立させられるギヤ段を車速等に基づいて求め、そのギヤ段の変速比から伝達部材の同期回転速度を算出し、切換時の制御性等を考慮してその同期回転速度に基づいて所定の上下限ガードを定め、その上下限ガードの範囲内で目標回転速度を設定することが望ましい。消費エネルギーのみに基づいて目標回転速度を設定しても、切換時の制御性を十分に確保できる場合は、上記ガードを設定する必要はない。
【００２１】
上記ニュートラル時回転制御手段によって回転速度制御が行われるニュートラル状態は、シフトレバー等の運転者の選択操作に従ってニュートラルとされた場合でも、アクセルＯＦＦ時等に自動的にニュートラルとされた場合でも良い。また、この回転速度制御は、車両走行中に行う場合に効果的であるが、車両停止時に行うこともできる。
【００２２】
ニュートラル時回転制御手段による伝達部材の回転速度制御は、例えば回転機が電動モータ或いはモータジェネレータである場合には、その力行トルクをフィードバック制御し、回転機が発電機或いはモータジェネレータである場合には、その回生トルク（或いは発電トルク）をフィードバック制御するように行われる。回転機としてモータジェネレータが用いられる場合は、増速か減速かによって力行トルクおよび回生トルクの両方を制御して回転速度制御を行うようにしても良い。なお、伝達部材の回転速度が目標回転速度の近傍の所定の許容範囲内に達したら、上記回転速度制御が中断されるようにすることも可能である。
【００２３】
上記ニュートラル時回転制御手段による伝達部材の回転速度制御は、動力源を所定の作動状態に維持したまま自動変速部がニュートラル状態とされた場合に常に実施される必要はなく、運転者の選択操作やアクセル操作、ブレーキ操作等の運転状態、或いは走行条件等により、その回転速度制御の実施、不実施が切り換えられるようになっていても良いし、一定の条件下で目標回転速度として同期回転速度が設定され、同期制御が行われるようにすることも可能である。
【実施例】
【００２４】
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。
図１は、本発明が好適に適用される車両用駆動装置を説明する骨子図で、動力源としてエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を備えているハイブリッド車両用のものである。図１において、変速機構８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に伝達部材（伝動軸）１８を介して直列に連結されて自動変速機として機能する有段式自動変速部２０（以下、自動変速部２０という）と、この自動変速部２０に連結されている出力軸２２とを直列に備えている。この変速機構８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、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の出力を、出力軸２２から差動歯車装置（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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２や切換型変速部１１、自動変速部２０は、それぞれ軸心に対して略対称的に構成されているため、図１では下側半分が省略されている。出力軸２２の回転速度である出力軸回転速度ＮＯＵＴは自動変速部２０の出力回転速度である。
【００２５】
切換型変速部１１は、第１モータジェネレータＭＧ１と、入力軸１４に入力されたエンジン１０の出力を機械的に合成し或いは分配する機械的機構であって、エンジン１０の出力を第１モータジェネレータＭＧ１および伝達部材１８に分配し、或いはエンジン１０の出力とその第１モータジェネレータＭＧ１の出力とを合成して伝達部材１８へ出力させる合成分配機構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モータジェネレータＭＧ２とを備えている。モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも電動モータおよび発電機としての機能を有するもので、第１モータジェネレータＭＧ１は主として発電機として用いられて反力を発生し、第２モータジェネレータＭＧ２は主として電動モータとして用いられて駆動力を出力する。第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２は伝達部材１８の回転速度で、第１モータジェネレータＭＧ１は、ニュートラル時に伝達部材１８の回転速度制御を行うための回転機としても用いられる。
【００２６】
合成分配機構１６は、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）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を自転および公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１、および第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、３つの回転要素として備えている。
【００２７】
上記第１キャリアＣＡ１は入力軸１４すなわちエンジン１０に連結され、第１サンギヤＳ１は第１モータジェネレータＭＧ１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キャリア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、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣＡ１、第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転可能な差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン１０の出力が第１モータジェネレータＭＧ１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１０の出力の一部で第１モータジェネレータＭＧ１から発生させられた電気エネルギーで第２モータジェネレータＭＧ２が力行駆動されるので、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１０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、切換型変速部１１が、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。第１遊星歯車装置２４は差動歯車機構に相当する。
【００２８】
一方、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キャリアＣＡ１とが一体的に係合させられると、第１遊星歯車装置２４の３つの回転要素Ｓ１、ＣＡ１、Ｒ１が一体回転させられる非差動状態とされることから、エンジン１０の回転速度ＮＥと伝達部材１８の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２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とされる。また、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が非回転状態とされる非差動状態とされると、第１リングギヤＲ１は第１キャリアＣＡ１よりも増速回転されるので、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とされる。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、切換型変速部１１を、変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する無段変速状態と、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γ０を一定にロックするロック状態すなわち１または２種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する定変速状態、換言すれば変速比γ０が一定の１段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに選択的に切り換える作動状態切換装置として機能している。
【００２９】
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を自転および公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２、および第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を自転および公転可能に支持する第３キャリアＣＡ３、および第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を自転および公転可能に支持する第４キャリアＣＡ４、および第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。
【００３０】
自動変速部２０では、第２サンギヤＳ２と第３サンギヤＳ３とが互いに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キャリア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キャリアＣＡ３と第４キャリアＣＡ４とが互いに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とが互いに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るようになっている。
【００３１】
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（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという。）は、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。
【００３２】
以上のように構成された変速機構８では、例えば、図２の係合作動表に示されるように、前記クラッチＣおよびブレーキＢの何れかが選択的に係合させられることにより、第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第５速ギヤ段「５ｔｈ」のいずれか、或いは後進ギヤ段「Ｒ」、或いはニュートラル「Ｎ」が選択的に成立させられ、各ギヤ段毎に所定の変速比γ（＝入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）が得られるようになっている。特に、本実施例では合成分配機構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する無段変速状態に加え、変速比γ０が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、変速機構８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、全体として有段変速機として作動する有段変速状態とされ、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が何れも解放される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、全体として電気的な無段変速機として作動する無段変速状態とされる。
【００３３】
例えば、変速機構８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γが最大値例えば「３．３５７」程度である第１速ギヤ段「１ｓｔ」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γが第１速ギヤ段「１ｓｔ」よりも小さい値例えば「２．１８０」程度である第２速ギヤ段「２ｎｄ」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γが第２速ギヤ段「２ｎｄ」よりも小さい値例えば「１．４２４」程度である第３速ギヤ段「３ｒｄ」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γが第３速ギヤ段「３ｒｄ」よりも小さい値例えば「１．０００」程度である第４速ギヤ段「４ｔｈ」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γが第４速ギヤ段「４ｔｈ」よりも小さい値例えば「０．７０５」程度である第５速ギヤ段「５ｔｈ」が成立させられる。
【００３４】
また、変速機構８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「１ｓｔ」〜「４ｔｈ」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第２モータ回転速度Ｎｍｇ２が無段的に変化させられて各ギヤ段「１ｓｔ」〜「４ｔｈ」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「１ｓｔ」〜「４ｔｈ」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８全体としてのトータル変速比（総合変速比）γＴが無段階に得られるようになる。
【００３５】
一方、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γが例えば「３．２０９」程度である後進ギヤ段「Ｒ」が成立させられ、総てのクラッチＣおよびブレーキＢが解放されることにより、動力伝達遮断状態すなわちニュートラル「Ｎ」が成立させられる。これ等の後進ギヤ段「Ｒ」およびニュートラル「Ｎ」では、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とから、切換型変速部１１は実質的に無段変速状態とされる。
【００３６】
図３は、無段変速部或いは第１変速部として機能する切換型変速部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８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を直線で結ぶ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０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１０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を構成する合成分配機構１６の３つの回転要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第１サンギヤＳ１にて構成されている第１回転要素ＲＥ１、第１キャリアＣＡ１にて構成されている第２回転要素ＲＥ２、第１リングギヤＲ１にて構成されている第３回転要素ＲＥ３を示すものであり、それらの間隔は第１遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第２サンギヤＳ２および第３サンギヤＳ３にて構成されている第４回転要素ＲＥ４、第２キャリアＣＡ２にて構成されている第５回転要素ＲＥ５、第４リングギヤＲ４にて構成されている第６回転要素ＲＥ６、第２リングギヤＲ２、第３キャリアＣＡ３、および第４キャリアＣＡ４にて構成されている第７回転要素ＲＥ７、第３リングギヤＲ３および第４サンギヤＳ４にて構成されている第８回転要素ＲＥ８を、それぞれ表しており、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。
【００３７】
上記図３の共線図を参照して、切換型変速部１１について具体的に説明すると、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モータジェネレータＭＧ１の発電（回生トルク）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、すなわち伝達部材１８の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２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キャリアＣＡ１とが連結されると、上記３つの回転要素が一体回転するロック状態とされるので、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で伝達部材１８が回転させられる。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の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２は、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転となる。
【００３８】
図３の共線図を参照して、自動変速部２０について具体的に説明すると、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速ギヤ段「１ｓｔ」時の出力軸２２の回転速度（出力軸回転速度ＮＯＵＴ）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速ギヤ段「２ｎｄ」時の出力軸２２の回転速度が示される。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速ギヤ段「３ｒｄ」時の出力軸２２の回転速度が示される。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速ギヤ段「４ｔｈ」時の出力軸２２の回転速度が示される。上記第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第４速ギヤ段「４ｔｈ」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すなわち合成分配機構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速ギヤ段「５ｔｈ」時の出力軸２２の回転速度が示される。
【００３９】
図４は、本実施例の変速機構８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１０、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御や、前記自動変速部２０の変速制御等を実行するものである。
【００４０】
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、シフト操作ポジションを表す信号、エンジン１０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（マニュアル変速）モードを指令する信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴに対応する車速信号、自動変速部２０の作動油の温度（油温）Ｔｏｉｌ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（出力要求量）を示すアクセル操作量信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号、車両の重量を示す車重信号、各駆動輪の車輪速を示す車輪速信号、変速機構８を有段変速機として機能させるために切換型変速部１１を定変速状態に切り換えるための有段スイッチ操作の有無を示す信号、変速機構８を無段変速機として機能させるために切換型変速部１１を無段変速状態に切り換えるための無段スイッチ操作の有無を示す信号、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度Ｎｍｇ１を表す信号、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２を表す信号などが、それぞれ供給される。また、上記電子制御装置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１０の点火時期を指令する点火信号、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、合成分配機構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。
【００４１】
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。図５において、切換制御手段５０は、車両状態に基づいて変速機構８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。すなわち、変速機構８を有段変速状態に切り換える有段制御領域であるか否かを、例えばマップ記憶手段５６に予め記憶された図６に破線および二点鎖線で示す切換マップから、車速Ｖおよび出力トルクＴｏｕｔ（他の駆動力関連値でも可）で示される車両状態に基づいて判断し、高車速または高出力トルクの有段制御領域の場合には、ハイブリッド制御手段５２に対してハイブリッド制御或いは無段変速制御を不許可すなわち禁止とする信号を出力するとともに、有段変速制御手段５４に対しては、予め設定された有段変速時の変速制御を許可する。出力トルクＴｏｕｔは、例えばアクセル操作量やスロットル弁開度等に基づいて求められる。
【００４２】
ハイブリッド制御手段５２は、変速機構８の前記無段変速状態すなわち切換型変速部１１の無段変速状態においてエンジン１０を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１および／または第２モータジェネレータＭＧ２との駆動力の配分を最適になるように変化させて、切換型変速部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。また、有段変速制御手段５４は、例えばマップ記憶手段５６に予め記憶された図６に実線および一点鎖線で示す変速マップから、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８の成立させるべきギヤ段を判断し、変速機構８の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クラッチＣおよびブレーキＢの作動の組み合わせを示している。すなわち、変速機構８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ギヤ段が達成される。
【００４３】
一方、切換制御手段５０が、マップ記憶手段５６に予め記憶された前記切換マップに従って、変速機構８を無段変速状態に切り換える無段制御領域であると判定した場合には、変速機構８全体として無段変速状態が得られるように、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、マップ記憶手段５６に予め記憶された前記変速マップに従って自動変速部２０を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段５４により、図２の係合表内において切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の係合を除いた作動により自動変速が行われる。このように、切換制御手段５０により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第２モータ回転速度Ｎｍｇ２が無段的に変化させられ、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８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。
【００４４】
前記ハイブリッド制御手段５２は、例えばアクセル操作量や車速Ｖ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、エンジン回転速度ＮＥ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、所定のエンジン出力を得るようにエンジン１０を制御するとともに第１モータジェネレータＭＧ１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のギヤ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１０を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度ＮＥと、車速Ｖおよび自動変速部２０のギヤ段で定まる伝達部材１８の回転速度すなわち第２モータ回転速度Ｎｍｇ２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１０が作動させられるように、変速機構８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ことになる。
【００４５】
このとき、ハイブリッド制御手段５２は、第１モータジェネレータＭＧ１により発電された電気エネルギーをインバータ５８を通して蓄電装置６０や第２モータジェネレータＭＧ２へ供給するので、エンジン１０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１０の動力の一部は第１モータジェネレータＭＧ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギーに変換され、インバータ５８を通して第２モータジェネレータＭＧ２へ供給され、その第２モータジェネレータＭＧ２から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギーの発生から第２モータジェネレータＭＧ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン１０の動力の一部を電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するまでの電気パスが構成される。また、ハイブリッド制御手段５２は、エンジン１０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機能によってモータ走行させることができる。さらに、ハイブリッド制御手段５２は、エンジン１０の停止状態で切換型変速部１１が有段変速状態（定変速状態）であっても第１モータジェネレータＭＧ１および／または第２モータジェネレータＭＧ２を作動させてモータ走行させることもできる。
【００４６】
これにより、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、変速機構８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、車速Ｖが所定の判定車速を越える高速走行では変速機構８が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ、専ら機械的な動力伝達経路でエンジン１０の出力が駆動輪３８へ伝達されることにより、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ーとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上させられる。また、出力トルクＴｏｕｔが所定の判定値を越える高出力走行では変速機構８が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ、専ら機械的な動力伝達経路でエンジン１０の出力が駆動輪３８へ伝達されることにより、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されて、第１モータジェネレータＭＧ１が発生すべき電気的エネルギー換言すれば第１モータジェネレータＭＧ１が伝える電気的エネルギーの最大値を小さくでき、第１モータジェネレータＭＧ１或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。
【００４７】
図５および図７において、複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフトレバー７４を備えた手動変速操作装置であるシフト操作装置７２は、例えば運転席の横に配設されており、そのシフトレバー７４は、変速機構８の総てのクラッチＣおよびブレーキＢが解放されて動力伝達が遮断されたニュートラル状態とし且つ出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、変速機構８をニュートラル状態とするニュートラルポジション「Ｎ（ニュートラル）」、前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、および前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」の何れかへ手動操作されるように設けられている。「Ｄ」ポジションでは、総てのギヤ段「１ｓｔ」〜「５ｔｈ」を用いて変速制御を行う自動変速モードが成立させられる。
【００４８】
上記「Ｍ」ポジションは、例えば車両の前後方向において上記「Ｄ」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、シフトレバー７４が「Ｍ」ポジションへ操作されることにより、Ｄレンジ乃至Ｌレンジの５つの変速レンジの何れかがシフトレバー７４の操作に応じて選択される。具体的には、この「Ｍ」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「＋」、およびダウンシフト位置「−」が設けられており、シフトレバー７４がそれ等のアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ操作されると、変速レンジが一つずつアップダウンされる。Ｄレンジ乃至Ｌレンジの５つの変速レンジは、変速機構８の自動変速制御が可能なトータル変速比γＴの変化範囲における高速側（変速比が最小側）のトータル変速比γＴが異なる複数種類の変速レンジであり、具体的には自動変速部２０の変速が可能な高速側ギヤ段が一つずつ減らされ、Ｄレンジの最高速ギヤ段は第５速ギヤ段「５ｔｈ」であるが、４レンジでは第４速ギヤ段「４ｔｈ」、３レンジでは第３速ギヤ段「３ｒｄ」、２レンジでは第２速ギヤ段「２ｎｄ」、Ｌレンジでは第１速ギヤ段「１ｓｔ」とされている。また、シフトレバー７４はスプリング等の付勢手段により上記アップシフト位置「＋」およびダウンシフト位置「−」から、「Ｍ」ポジションへ自動的に戻されるようになっている。
【００４９】
シフト操作装置７２には、シフトレバー７４の操作位置を検出するためのシフトポジションセンサ７６が備えられており、そのシフトレバー７４の操作位置を表すシフトポジション信号ＰSHをシフトポジション判定手段７０へ出力する。シフトポジション判定手段７０は、シフトポジション信号ＰSHに基づいてシフトレバー７４がいずれの操作位置へ操作されたかを判定し、「Ｍ」ポジションではアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ操作されたか否かを判断する。そして、前記有段変速制御手段５４は、このシフトポジション判定手段７０によって判定されたシフトポジションに応じて、前記変速機構８の自動変速部２０の変速制御を行うとともに、「Ｎ」ポジションへ操作された場合には、変速機構８の総てのクラッチＣおよびブレーキＢを解放して変速機構８をニュートラル状態とする。
【００５０】
ここで、車両走行中或いは車両停止時に、シフトレバー７４が「Ｎ」ポジションへ操作され、変速機構８の総てのクラッチＣおよびブレーキＢが解放されるニュートラル状態とされると、エンジン１０に連結された第２回転要素ＲＥ２（キャリアＣＡ１）および出力軸２０に連結された第７回転要素ＲＥ７（リングギヤＲ２およびキャリアＣＡ３、ＣＡ４）を除いて、他の回転要素ＲＥ１、ＲＥ３〜ＲＥ６、ＲＥ８は前記伝達部材１８を含めて回転自在となるため、その後に「Ｄ」ポジションへ操作されるＮ→Ｄシフトに伴って所定のギヤ段を成立させる際の制御性が悪くなり、ショックが発生したり変速応答性が悪くなったりする恐れがある。すなわち、ニュートラル状態においては、通常はエンジン回転速度ＮＥはアイドル回転速度ＮＥｉｄｌに保持され、伝達部材１８の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２は、そのアイドル回転速度ＮＥｉｄｌに基づいてブレーキＢ０やクラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２の引き摺りトルク、或いは回転支持部の摺動抵抗等に応じて所定の回転速度に収束するが、アクセルペダルが踏込み操作されるなどしてエンジン回転速度ＮＥが変化すると、それに伴って第２モータ回転速度Ｎｍｇ２が変化し、Ｎ→Ｄシフトに伴って第１クラッチＣ１を係合制御して所定のギヤ段を成立させる際に、第２モータ回転速度Ｎｍｇ２が急に大きく変化してショックが発生したり、第１クラッチＣ１の係合所要時間が長くなって所定の駆動力が得られるようになるまでの応答性が悪くなったりすることがあるのである。
【００５１】
このようなＮ→Ｄシフト時の制御性の悪化を防止するために、前記電子制御装置４０は更にニュートラル時回転制御手段８０（図５参照）を備えており、ニュートラル時に前記第１モータジェネレータＭＧ１によって伝達部材１８の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２の回転速度制御を行うようになっている。図８は、このニュートラル時回転制御手段８０によって実行される回転速度制御の処理内容を具体的に説明するフローチャートで、所定のサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００５２】
図８のステップＳ１では、シフトレバー７４の操作位置が「Ｎ」ポジションか否かを判断し、「Ｎ」ポジションでない場合にはステップＳ４を実行する。ステップＳ４は、回転速度制御を行うことなくそのまま終了するステップで、この場合には、シフトレバー７４の操作位置に応じて自動変速部２０は所定のギヤ段が成立させられているため、第２モータ回転速度Ｎｍｇ２は、そのギヤ段の変速比および出力軸回転速度ＮＯＵＴに応じた所定の回転速度とされている。
【００５３】
シフトレバー７４の操作位置が「Ｎ」ポジションで、ステップＳ１の判断がＹＥＳ（肯定）となった場合には、続いてステップＳ２を実行し、伝達部材１８の回転速度制御を行う際の目標回転速度ｎｍｔａｇを算出する。この目標回転速度ｎｍｔａｇとしては、Ｎ→Ｄシフトに伴って切換型変速部１１を無段変速状態に維持したまま有段変速部２０をニュートラルから所定のギヤ段に切り換える際の制御性を確保する上で、そのギヤ段の変速比および車速Ｖに応じて定まる同期回転速度とすることが考えられるが、ニュートラル状態とされた自動変速部２０の入力回転要素、すなわちクラッチＣ１、Ｃ２を介して伝達部材１８に接続される第８回転要素ＲＥ８や第４回転要素ＲＥ４の回転速度が分からないため、伝達部材１８の回転速度（第２モータ回転速度Ｎｍｇ２）をその目標回転速度ｎｍｔａｇ＝同期回転速度に制御しても、入力回転要素の回転速度と必ずしも一致せず、クラッチＣやブレーキＢの引き摺りトルク等により第１モータジェネレータＭＧ１の消費電力が増加したりエンジン負荷が増大したりして、燃費が悪化することがある。
【００５４】
例えば、図１２はＮ→Ｄシフトが行われた場合に破線で示すように第３速ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられ、黒丸「●」で示すように第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられる場合を想定して、その第１クラッチＣ１により第８回転要素ＲＥ８に連結される第３回転要素ＲＥ３すなわち伝達部材１８の同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄを算出し、伝達部材１８の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２がその同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄとなるように同期制御が行われた場合である。しかしながら、Ｎ→Ｄシフトが行われる前のニュートラル状態においては、第８回転要素ＲＥ８の回転速度は必ずしも第３速ギヤ段「３ｒｄ」に対応するものではなく、各部の摺動抵抗などにより例えば白丸「○」で示すようにずれているのが普通である。このため、同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄとなるように同期制御される伝達部材１８（第３回転要素ＲＥ３）と第８回転要素ＲＥ８との間に回転速度差が生じるとともに、その回転速度差に応じて第１クラッチＣ１により引き摺りトルクが発生し、その引き摺りトルクに抗して伝達部材１８の回転速度（第２モータ回転速度Ｎｍｇ２）を低下させるために、第１モータジェネレータＭＧ１の消費電力が増加したりエンジン負荷が増大したりして燃費が悪くなる。
【００５５】
これに対し、本実施例では、前記目標回転速度ｎｍｔａｇが、エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１のトータルの消費エネルギーを考慮して、その消費エネルギーができるだけ小さくなるように定められている。エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１の消費エネルギーは、変速機構８に設けられたクラッチＣおよびブレーキＢの引き摺りトルクや各部の回転支持部における摺動抵抗等の影響を受け、その引き摺りトルクや摺動抵抗は作動油の粘性すなわち油温Ｔｏｉｌや回転速度によって変化するため、それ等の作動油の油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ＮＯＵＴをパラメータとして目標回転速度ｎｍｔａｇは定められている。また、第１モータジェネレータＭＧ１は、力行トルクおよび回生トルクの両方を制御して回転速度制御を行うもので、力行トルク制御される場合はエンジン１０によって充電される蓄電装置６０の電気エネルギーが用いられるため、発電効率や蓄電装置６０の充電効率、放電効率などの電気パスのエネルギー変換効率を考慮して、最終的に燃費が最小となるように目標回転速度ｎｍｔａｇは定められている。
【００５６】
図９は、このように作動油の油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ＮＯＵＴをパラメータとして予め定められた目標回転速度ｎｍｔａｇのマップｎｍｔａｇ＿ｍａｐの一例を示す図で、このマップｎｍｔａｇ＿ｍａｐは予め前記マップ記憶手段５６に記憶されている。したがって、前記ステップＳ２では、実際の油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ＮＯＵＴに基づいて、上記目標回転速度マップｎｍｔａｇ＿ｍａｐから目標回転速度ｎｍｔａｇをマップ補間等によって算出すれば良い。
【００５７】
上記目標回転速度マップｎｍｔａｇ＿ｍａｐは、実験やシミュレーション等により、例えば以下のようにして設定することができる。すなわち、ニュートラル状態では、一般にアクセルＯＦＦでエンジン回転速度ＮＥはアイドル回転ＮＥｉｄｌに保持されるため、上記目標回転速度ｎｍｔａｇについても、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度ＮＥｉｄｌに維持されるようにそのエンジン１０の作動を制御するとともに、油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ＮＯＵＴを一定に保持した状態で、第１モータジェネレータＭＧ１により第２モータ回転速度Ｎｍｇ２を連続的に変化させながら、その時のトータルの消費エネルギーを調べることにより、図１０に示すようなグラフ（消費エネルギー特性）が得られ、その消費エネルギーが最小となる第２モータ回転速度Ｎｍｇ２を目標回転速度ｎｍｔａｇとする。そして、油温Ｔｏｉｌを一定に保持したまま出力軸回転速度ＮＯＵＴを順次変化させながら、上記と同様に消費エネルギー特性を調べることにより、図１１に示すように、ある一定の油温Ｔｏｉｌにおける出力軸回転速度ＮＯＵＴに対する消費エネルギー最小の目標回転速度ｎｍｔａｇのデータを得ることができる。出力軸回転速度ＮＯＵＴの調整は、例えば出力軸２２に電動モータ等を接続することによって行うことができる。また、油温Ｔｏｉｌを順次変化させながら、各油温Ｔｏｉｌについて図１１に示すような出力軸回転速度ＮＯＵＴと目標回転速度ｎｍｔａｇとの関係を調べることにより、図９に示す目標回転速度マップｎｍｔａｇ＿ｍａｐを得ることができる。なお、図１０および図１１は、あくまでも例示であって、必ずしも現実の車両用駆動装置の特性と一致するものではない。
【００５８】
ここで、このように消費エネルギーに基づいて目標回転速度ｎｍｔａｇを設定すると、Ｎ→Ｄシフトにより自動変速部２０が動力伝達状態へ切り換えられる際に、伝達部材１８の回転速度（第２モータ回転速度Ｎｍｇ２）が同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄからずれて切換時の制御性が損なわれる可能性があるが、切換時の制御性を確保する上では、伝達部材１８の回転速度を同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄと厳密に一致させるように回転速度制御を行うことは必ずしも必要でなく、消費エネルギーができるだけ小さくなるように目標回転速度ｎｍｔａｇを設定しても、切換時の制御性が大きく損なわれる可能性は小さい。但し、切換時の所定の制御性を確保するために、必要に応じて目標回転速度ｎｍｔａｇに上限ガードや下限ガードを設けることも可能である。すなわち、自動変速部２０を動力伝達状態へ切り換える場合に成立させられるギヤ段を車速Ｖ等に基づいて例えば図６の変速マップ等から求め、そのギヤ段の変速比から伝達部材１８の同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄを算出し、切換時の制御性等を考慮してその同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄに基づいて所定の下限ガードｎｍｇｄ１および上限ガードｎｍｇｄ２を設定し、前記図１０に示すようにそれ等の上下限ガードｎｍｇｄ１〜ｎｍｇｄ２の範囲内で目標回転速度ｎｍｔａｇが定められるようにしても良い。
【００５９】
また、出力軸回転速度ＮＯＵＴは車速Ｖに対応するため、出力軸回転速度ＮＯＵＴの代わりに車速Ｖをパラメータとして目標回転速度マップｎｍｔａｇ＿ｍａｐを設定することもできるし、出力軸回転速度ＮＯＵＴに対して一定の関係を有する他の回転速度を用いることも可能である。また、アクセル操作されるなどしてエンジン１０の回転速度が変化すれば、それに伴って消費エネルギーが最小となる目標回転速度ｎｍｔａｇも変化するため、エンジン回転速度ＮＥをパラメータとして目標回転速度ｎｍｔａｇを設定することもできる。なお、作動油の油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ｎｏｕｔの何れか一方のみをパラメータとして目標回転速度ｎｍｔａｇが設定されるようにしても良いし、それ等の油温Ｔｏｉｌや出力軸回転速度ＮＯＵＴ等の運転状態の相違に拘らず、できるだけ消費エネルギーが小さくなる一定の目標回転速度ｎｍｔａｇが設定されても良い。
【００６０】
このようにステップＳ２で目標回転速度ｎｍｔａｇが設定されると、次にステップＳ３を実行し、伝達部材１８の回転速度すなわち第２モータ回転速度Ｎｍｇ２が目標回転速度ｎｍｔａｇとなるように、第１モータジェネレータＭＧ１の力行トルクや回生トルクをフィードバック制御する。本実施例では、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク制御で第２モータ回転速度Ｎｍｇ２の回転速度制御を行うようになっているが、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクを制御して伝達部材１８の回転速度、すなわち自身の回転速度である第２モータ回転速度Ｎｍｇ２の回転速度制御を行うことも可能である。
【００６１】
このように、本実施例の車両用駆動装置においては、エンジン１０を所定の作動状態に維持したまま自動変速部２０がニュートラル状態とされた場合に、Ｎ→Ｄシフト時の制御性を確保するために、伝達部材１８の回転速度（第２モータ回転速度ｎｍｇ２）が所定の目標回転速度ｎｍｔａｇとなるように第１モータジェネレータＭＧ１を用いて制御されるが、その目標回転速度ｎｍｔａｇは、エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１のトータルの消費エネルギーを考慮して、その消費エネルギーが最小となるように設定されているため、ニュートラル時の伝達部材１８の回転速度制御に伴うエネルギー消費が低減されて燃費が一層向上する。
【００６２】
また、上記エンジン１０および第１モータジェネレータＭＧ１の消費エネルギーは、自動変速部２０を含む変速機構８に設けられたクラッチＣおよびブレーキＢの引き摺りトルクや各部の回転支持部における摺動抵抗等の影響を受け、その引き摺りトルクや摺動抵抗は作動油の粘性すなわち油温Ｔｏｉｌや回転速度によって変化するが、本実施例ではそれ等の油温Ｔｏｉｌおよび出力軸回転速度ＮＯＵＴをパラメータとして目標回転速度ｎｍｔａｇが定められるため、回転速度制御に伴う消費エネルギーを一層効率よく低減して燃費を向上させることができる。
【００６３】
また、このように消費エネルギーに基づいて目標回転速度ｎｍｔａｇを設定すると、Ｎ→Ｄシフト等により自動変速部２０が動力伝達状態へ切り換えられる際の制御性が損なわれる可能性があるが、切換時の制御性を確保する上では、伝達部材１８の回転速度を同期回転速度ｎｍｔａｇ＿Ｄと厳密に一致させるように回転速度制御を行うことは必ずしも必要でないとともに、本実施例では必要に応じて下限ガードｎｍｇｄ１および上限ガードｎｍｇｄ２が設けられることにより、切換時の制御性が十分に確保される。
【００６４】
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、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明が好適に適用されるハイブリッド型の車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の車両用駆動装置が無段或いは有段変速作動させられる場合における変速作動とそれに用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動表である。
【図３】図１の車両用駆動装置の変速機構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の車両用駆動装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図５】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の切換制御手段の切換作動を説明する図である。
【図７】複数のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例を説明する図で、(a) はシフトパターンを示す図、(b) はＭモードで選択できる複数の変速レンジを説明する図である。
【図８】図５のニュートラル時回転制御手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ２で目標回転速度ｎｍｔａｇを算出する際に用いられる目標回転速度マップの一例を説明する図である。
【図１０】図９の目標回転速度マップの基礎となる消費エネルギー特性の一例を示す図である。
【図１１】出力軸回転速度を順次変更しつつ図１０の消費エネルギー特性を調べることによって得られる目標回転速度データの一例を示す図である。
【図１２】目標回転速度として同期回転速度が設定された場合に引き摺りトルクが発生する際の作動を、複数の回転要素の相対的回転速度を示す共線図を用いて説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０：エンジン（動力源）    １８：伝達部材    ２０：自動変速部    ２４：第１遊星歯車装置（差動歯車機構）    ４０：電子制御装置    ８０：ニュートラル時回転制御手段    Ｃ１、Ｃ２：クラッチ（油圧式摩擦係合装置）    Ｂ１、Ｂ２：ブレーキ（油圧式摩擦係合装置）    ＭＧ１：第１モータジェネレータ（動力源、回転機）    Ｎｍｇ２：第２モータ回転速度（伝達部材の回転速度）    ＮＯＵＴ：出力軸回転速度（出力回転速度）    ｎｍｔａｇ：目標回転速度    Ｔｏｉｌ：油温
【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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