車両用動力伝達装置の制御装置
【課題】電動機によって差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置において、エンジン始動時に発生する歯打ち音の発生を抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供する。
【解決手段】変速比設定手段９２は、エンジン停止時の第２電動機Ｍ２による走行中の自動変速部２０の変速比を、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるときの第１電動機Ｍ１の電圧波形に応じて設定するため、自動変速部２０のギヤ比が好適に設定され、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動時の歯打ち音を抑制することができる。
【解決手段】変速比設定手段９２は、エンジン停止時の第２電動機Ｍ２による走行中の自動変速部２０の変速比を、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるときの第１電動機Ｍ１の電圧波形に応じて設定するため、自動変速部２０のギヤ比が好適に設定され、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動時の歯打ち音を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動機構の差動状態が電気的に制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、エンジン始動時に発生する歯打ち音の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された差動機構と、その差動機構に動力伝達可能に連結された第１電動機とを有し、その第１電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２電動機と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置が知られている。例えば特許文献１の車両用駆動装置がその一例である。特許文献１では、エンジンを始動させるに際して、エンジン回転速度を電動機制御によってエンジン点火可能回転速度まで速やかに上昇させることで、エンジン始動性を向上させる技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】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】
ところで、上記のように構成される車両用動力伝達装置では、低車速走行や低負荷走行時等において電動機（第２電動機）によるモータ走行が実施される。このとき、電動機を低トルク高回転速度で作動させることが電動機の効率上望ましく、変速部の変速比を大きく設定（ローギヤ）することで、第２電動機を低トルク高回転速度である動作点で作動させることができる。しかしながら、変速部の変速比が大きくなりすぎると、差動機構の差動作用によって第１電動機の回転速度が逆回転方向に大きくなる。
【０００５】
ここで、第１電動機においては、電動機の回転速度が高くなる（逆回転を含む）と適用される電圧波形を切り換えることで、出力可能な回転速度範囲を拡大しているが、高回転速度側の電圧波形では、低回転速度側の電圧波形に比べて制御性が劣るものとなる。そして、第１電動機の回転速度増加に伴って電圧波形が切り換えられた状態で第１電動機によってエンジンを始動させると、第１電動機の制御性が低下しているに伴い、エンジン始動時に歯打ち音が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機によって差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置において、エンジン始動時に発生する歯打ち音の発生を抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された差動機構とその差動機構に動力伝達可能に連結された第１電動機とを有しその第１電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２電動機と、前記動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、(b)前記エンジン停止時の前記第２電動機による走行中における前記変速部の変速比を、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるときの前記第１電動機の電圧波形に応じて設定するモータ走行時変速比設定手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるに際して、前記モータ走行時変速比設定手段は、歯打ち音を発生させない前記第１電動機の電圧波形で前記エンジンを始動できるように、前記変速部の変速比を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段をさらに有しており、そのエンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、前記変速比設定手段を実施させないことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機は、回転速度の絶対値が所定の回転速度を超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項４の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波パルス幅変調が用いられ、前記所定の回転速度を超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、変速比設定手段は、前記エンジン停止時の前記第２電動機による走行中における前記変速部の変速比を、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるときの前記第１電動機の電圧波形に応じて設定するものである。第２電動機による走行時において、第２電動機を低トルク高回転速度で使用すると電動機の効率上好ましいが、第２電動機が高回転となると差動機構の差動作用によって、第１電動機の回転速度が負の回転方向に大きくなる。ここで、第１電動機の回転速度が大きくなると、第１電動機の電圧波形が変化して制御性が低下するため、エンジン始動時に差動機構等から歯打ち音が発生し易くなる。これに対して、第１電動機の制御性が低下しない電圧波形で維持されるように、変速比設定手段は変速部の変速比を設定することで、第１電動機によるエンジン始動時の歯打ち音の発生を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるに際して、前記変速比設定手段は、歯打ち音を発生させない前記第１電動機の電圧波形で前記エンジンを始動できるように、前記変速部の変速比を設定するため、第１電動機によるエンジン始動の際の歯打ち音を効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段をさらに有しており、そのエンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、前記変速比設定手段を実施しないため、第２電動機が低トルク高回転速度で運転される領域が広くなるので、車両の燃費性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機は、回転速度の絶対値が所定の回転速度を超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するので、変速比設定手段によって電圧波形の変化を防止して、第１電動機の制御性低下を抑制することができる。
【００１６】
また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波パルス幅変調が用いられ、前記所定の回転速度を超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられるため、第１電動機の出力可能な回転速度範囲を大幅に拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ここで、好適には、前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段とは、エンジンに直接的に連結された、或いはエンジンに内蔵されたスタータモータによって始動させるものである。このようにすれば、第１電動機の回転速度の制約がなくなるので、第２電動機を広い範囲で低トルク高回転速度で運転させることが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００１８】
また、好適には、エンジン始動時に歯打ち音を発生させない第１電動機の電圧波形とは、正弦波ＰＷＭに対応している。正弦波ＰＷＭは、電圧および電流が正弦波となるので、トルク変動が小さく、滑らかなトルクを出力することができ、第１電動機によるエンジン始動時の歯打ち音を抑制することができる。
【００１９】
また、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記差動用電動機に動力伝達可能に連結された第２回転要素と前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第３回転要素とを有する遊星歯車装置であり、上記第１回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、上記第２回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、上記第３回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２０】
また好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２１】
また好適には、前記自動変速部の変速比と前記電気式差動部の変速比とに基づいて前記車両用動力伝達装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、上記自動変速部の変速比を利用することで駆動力が幅広く得られるようになる。
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例の車両用動力伝達装置１０（以下、動力伝達装置１０と記載）の一部を示す骨子図である。図１において、動力伝達装置１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２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、その入力軸１４と駆動輪３８（図６参照）との間の動力伝達経路においてその入力軸１４に連結された差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３８との間の動力伝達経路において伝達部材（動力伝動軸）１８を介してその差動部１１に連結されている自動変速部（変速部）２０と、その自動変速部２０と駆動輪３８との間の動力伝達経路においてその自動変速部２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを備えている。この動力伝達装置１０は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸には、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８が直接にあるいは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結されている。また、エンジン８の動力は、動力伝達装置１０を介して、動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）および一対の車軸等を順次介して左右一対の駆動輪３８へ伝達される。
【００２４】
このように、本実施例の動力伝達装置１０においてはエンジン８と差動部１１とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、動力伝達装置１０はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
【００２５】
本発明の電気式差動部に対応する差動部１１は、動力分配機構１６と、動力分配機構１６に動力伝達可能に連結されて動力分配機構１６の差動状態を制御するための差動用電動機として機能する第１電動機Ｍ１と、伝達部材１８と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機Ｍ２と、入力軸１４を介しエンジン８に連結されたエンジン連結電動機である第３電動機Ｍ３とを備えている。
【００２６】
本実施例の第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び第３電動機Ｍ３は、何れも電力授受可能に構成されたものである。すなわち、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な駆動力から電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、動力伝達装置１０において、電動機Ｍは何れも主動力源であるエンジン８の代替として、或いはそのエンジン８と共に走行用の駆動力を発生させる動力源（副動力源）として機能し得る。また、他の動力源により発生させられた駆動力から回生により電気エネルギを発生させ、インバータ５４（図６参照）を介して他の電動機Ｍに供給したり、その電気エネルギを蓄電装置５６（図６参照）に蓄積する等の作動を行う。尚、第３電動機Ｍ３は、主動力源であるエンジン８の補機であり、例えばスタータモータとしてそのエンジン８の出力軸に直結される等して付属的に設けられたものである。
【００２７】
第１電動機Ｍ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機Ｍ２は走行用の駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ（電動機）機能を少なくとも備える。また、好適には、第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び第３電動機Ｍ３は、何れもその発電機としての発電量を連続的に変更可能に構成されたものである。また、第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び第３電動機Ｍ３は、動力伝達装置１０の筐体であるケース１２内に備えられ、動力伝達装置１０の作動流体である自動変速部２０の作動油により冷却される。尚、本実施例では図１のように第３電動機Ｍ３はエンジン８に直結されているが、両者が同軸に配置される必要はなく両者の連結関係はこれに限定されるものではない。また、第３電動機Ｍ３はエンジン８に入力軸１４を介して連結されているが、省スペース化のため第３電動機Ｍ３がエンジン８に付属し両者が一体的に構成されていてもよい。
【００２８】
動力分配機構１６は、エンジン８と駆動輪３８との間に連結された差動機構であって、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ０を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２４と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを主体的に備えている。この差動部遊星歯車装置２４は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。差動部サンギヤＳ０の歯数をＺＳ０、差動部リングギヤＲ０の歯数をＺＲ０とすると、上記ギヤ比ρ０はＺＳ０／ＺＲ０である。
【００２９】
この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８および第３電動機Ｍ３に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。このように構成された動力分配機構１６は、差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されると共に、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１１は所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ１８）が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。このように、動力分配機構１６（差動部１１）に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１及び第２電動機Ｍ２の一方又は両方の運転状態（動作点）が制御されることにより、動力分配機構１６の差動状態、すなわち入力軸１４の回転速度と伝達部材１８の回転速度の差動状態が制御される。
【００３０】
この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８および第３電動機Ｍ３に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は差動部サンギヤＳ０と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は差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０との間に設けられている。それら切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放されると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構１６が差動状態とされると差動部１１も差動状態とされ、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度／伝達部材１８の回転速度）が最小値γ０minから最大値γ０maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。このように動力分配機構１６が差動状態とされると、動力分配機構１６に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１および／又は第２電動機Ｍ２の運転状態が制御されることにより、動力分配機構１６の差動状態、すなわち入力軸１４の回転速度と伝達部材１８の回転速度Ｎ１８の差動状態が制御される。
【００３１】
その差動状態で上記切換クラッチＣ０あるいは切換ブレーキＢ０が係合させられると、動力分配機構１６は、前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチＣ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが一体的に係合させられると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、エンジン８の回転と伝達部材１８の回転速度とが一致する状態となるので、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０が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、差動部サンギヤＳ０が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、差動部リングギヤＲ０は差動部キャリヤＣＡ０よりも増速回転されるので、動力分配機構１６は増速機構として機能するものであり、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
【００３２】
このように、本実施例では、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、差動部１１（動力分配機構１６）の変速状態を差動状態すなわち非ロック状態と非差動状態すなわちロック状態とに選択的に切り換える差動状態切換装置として機能している。すなわち、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、差動部１１（動力分配機構１６）を電気的な差動装置として作動可能な差動状態例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な無段変速作動を為さない変速状態例えば無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち１または２種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動をしないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態（非差動状態）、換言すれば変速比が一定の１段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに、選択的に切り換える差動状態切換装置として機能している。
【００３３】
本発明の変速部に対応する自動変速部２０は、変速比（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ１８／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）を段階的に変化させることができる有段式の自動変速機として機能する変速機であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０を備えている。第１遊星歯車装置２６は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、例えば「０．５６２」程度の所定のギヤ比ρ１を有している。第２遊星歯車装置２８は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、例えば「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置３０は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、例えば「０．４２１」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１、第２サンギヤＳ２の歯数をＺＳ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺＲ２、第３サンギヤＳ３の歯数をＺＳ３、第３リングギヤＲ３の歯数をＺＲ３とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３である。
【００３４】
自動変速部２０では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第１キャリヤＣＡ１は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第３リングギヤＲ３は第３ブレーキＢ３を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２と第３キャリヤＣＡ３とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。このように、自動変速部２０と伝達部材１８とは自動変速部２０の変速段を成立させるために用いられる第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、伝達部材１８と自動変速部２０との間すなわち差動部１１（伝達部材１８）と駆動輪３８との間の動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとも一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、あるいは第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
【００３５】
前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３は従来の車両用有段式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
【００３６】
以上のように構成された動力伝達装置１０では、例えば、図２の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３が選択的に係合作動させられることにより、第１速ギヤ段（第１変速段）乃至第５速ギヤ段（第５変速段）のいずれかあるいは後進ギヤ段（後進変速段）ある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、差動部１１は、前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、上記切換クラッチ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、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、また、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、動力伝達装置１０は、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部１１も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
【００３７】
例えば、動力伝達装置１０が有段変速機として機能する場合には、図２に示すように、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３の係合により、変速比γ１が最大値例えば「３．３５７」程度である第１速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２の係合により、変速比γ２が第１速ギヤ段よりも小さい値例えば「２．１８０」程度である第２速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ３が第２速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．４２４」程度である第３速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の係合により、変速比γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．０００」程度である第４速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ５が第４速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７０５」程度である第５速ギヤ段が成立させられる。また、第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３の係合により、変速比γＲが第１速ギヤ段と第２速ギヤ段との間の値例えば「３．２０９」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「Ｎ」状態とする場合には、例えば全てのクラッチおよびブレーキＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が解放される。
【００３８】
しかし、動力伝達装置１０が無段変速機として機能する場合には、図２に示される係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、自動変速部２０の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１０全体としてのトータル変速比（総合変速比）γＴが無段階に得られるようになる。また、例えば自動変速部２０の変速方向に対して、差動部１１を反対方向に変速させることで、総合変速比γＴを一定に維持することもできる。
【００３９】
図３は、無段変速部として機能する差動部１１と有段変速部として機能する自動変速部２０とを含んで構成される動力伝達装置１０において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表した共線図を示している。この図３の共線図は、各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρ０〜ρ３の関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、３本の横線のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度零を示し、上側の横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１４に連結されたエンジン８の回転速度ＮＥを示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。
【００４０】
また、差動部１１を構成する動力分配機構１６の３つの要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素（第２要素）ＲＥ２に対応する差動部サンギヤＳ０、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する差動部キャリヤＣＡ０、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する差動部リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置２４のギヤ比ρ０に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第１キャリヤＣＡ１を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第３リングギヤＲ３を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応し且つ相互に連結された第１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、第３キャリヤＣＡ３を、第８回転要素（第８要素）ＲＥ８に対応し且つ相互に連結された第２リングギヤＲ２、第３サンギヤＳ３をそれぞれ表し、それらの間隔は第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ１、ρ２、ρ３に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部１１では縦線Ｙ１とＹ２との縦線間が「１」に対応する間隔に設定され、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ０に対応する間隔に設定される。また、自動変速部２０では各第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
【００４１】
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置１０は、動力分配機構１６（差動部１１）において、差動部遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（差動部キャリヤＣＡ０）が入力軸１４すなわちエンジン８および第３電動機Ｍ３に連結されるとともに切換クラッチＣ０を介して第２回転要素（差動部サンギヤＳ０）ＲＥ２と選択的に連結され、第２回転要素ＲＥ２が第１電動機Ｍ１に連結されるとともに切換ブレーキＢ０を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第３回転要素（差動部リングギヤＲ０）ＲＥ３が伝達部材１８および第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１４の回転を伝達部材１８を介して自動変速部（有段変速部）２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、Ｙ２とＸ２の交点を通る斜めの直線Ｌ０により差動部サンギヤＳ０の回転速度と差動部リングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。
【００４２】
例えば、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の解放により無段変速状態（差動状態）に切り換えられたときは、第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示される差動部サンギヤＳ０の回転が上昇あるいは下降させられると、車速Ｖに拘束される差動部リングギヤＲ０の回転速度が略一定である場合には、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される差動部キャリヤＣＡ０の回転速度が上昇あるいは下降させられる。また、切換クラッチＣ０の係合により差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが連結されると、動力分配機構１６は上記３回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で伝達部材１８が回転させられる。あるいは、切換ブレーキＢ０の係合によって差動部サンギヤＳ０の回転が停止させられると動力分配機構１６は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は図３に示す状態となり、その直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される差動部リングギヤＲ０すなわち伝達部材１８の回転速度は、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で自動変速部２０へ入力される。
【００４３】
また、自動変速部２０において第４回転要素ＲＥ４は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６は第３ブレーキＢ３を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は出力軸２２に連結され、第８回転要素ＲＥ８は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結される。
【００４４】
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、および第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６と横線Ｘ１との交点を通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２に連結された第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に連結された第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に連結された第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に連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第４速の出力軸２２の回転速度が示される。上記第１速乃至第４速では、切換クラッチＣ０が係合させられている結果、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転速度で第８回転要素ＲＥ８に差動部１１すなわち動力分配機構１６からの動力が入力される。しかし、切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられると、差動部１１からの動力がエンジン回転速度ＮＥよりも高い回転速度で入力されることから、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ５と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第５速の出力軸２２の回転速度が示される。
【００４５】
図４は、本実施例の動力伝達装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置８０に入力される信号及びその電子制御装置８０から出力される信号を例示している。この電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８や各電動機Ｍに関するハイブリッド駆動制御、自動変速部２０の変速制御等の各種制御を実行するものである。
【００４６】
電子制御装置８０には、図４に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン８の冷却流体の温度であるエンジン水温ＴＥＭＰＷを表す信号、シフトレバー５２（図５参照）のシフトポジションＰＳＨや「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴに対応する車速Ｖ及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部２０の作動油温ＴＯＩＬを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１（以下、「第１電動機回転速度ＮＭ１」と表す）及びその回転方向を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２（以下、「第２電動機回転速度ＮＭ２」と表す）及びその回転方向を表す信号、第３電動機Ｍ３の回転速度ＮＭ３（以下、「第３電動機回転速度ＮＭ３」と表す）及びその回転方向を表す信号、各電動機Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３との間でインバータ５４を介して充放電を行う蓄電装置５６（図６参照）の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。
【００４７】
また、上記電子制御装置８０からは、エンジン８の出力ＰＥ（単位は例えば「ｋＷ」。以下、「エンジン出力ＰＥ」と表す。）を制御するエンジン出力制御装置５８（図６参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管６０に備えられた電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θＴＨを操作するスロットルアクチュエータ６４への駆動信号や燃料噴射装置６６による吸気管６０或いはエンジン８の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置６８によるエンジン８の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機Ｍ１、Ｍ２、及びＭ３の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、差動部１１や自動変速部２０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路７０（図６参照）に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）等を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路７０に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧ＰＬを調圧するための信号、そのライン油圧ＰＬが調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
【００４８】
図５は、複数種類のシフトポジションＰＳＨを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置５０の一例を示す図である。このシフト操作装置５０は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰＳＨを選択するために操作されるシフトレバー５２を備えている。
【００４９】
そのシフトレバー５２は、動力伝達装置１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、動力伝達装置１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、自動変速モードを成立させて差動部１１の無段的な変速比幅と自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる動力伝達装置１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、又は手動変速走行モード（手動モード）を成立させて自動変速部２０における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。
【００５０】
上記シフトレバー５２の各シフトポジションＰＳＨへの手動操作に連動して図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「Ｄ」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路７０が電気的に切り換えられる。
【００５１】
上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰＳＨにおいて、「Ｐ」ポジション及び「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の何れもが解放されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジション及び「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の少なくとも一方が係合されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第１クラッチＣ１及び／又は第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
【００５２】
具体的には、シフトレバー５２が「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションから「Ｒ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー５２が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第１クラッチＣ１が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、シフトレバー５２が「Ｒ」ポジションから「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー５２が「Ｄ」ポジションから「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
【００５３】
図６は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図６において、有段変速制御手段８２は、自動変速部２０の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段８２は、予め記憶された図７に示す実線および一点鎖線に示す関係（変速線図、変速マップ）から車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部２０の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部２０の変速を実行する。このとき、有段変速制御手段８２は、例えば図２に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる指令（変速出力指令）を油圧制御回路７０へ出力する。なお、アクセル開度Ａccと自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴ（図７の縦軸）とはアクセル開度Ａccが大きくなるほどそれに応じて上記要求出力トルクＴＯＵＴも大きくなる対応関係にあることから、図７の変速線図の縦軸はアクセル開度Ａccであっても差し支えない。
【００５４】
ハイブリッド制御手段８４は、動力伝達装置１０の前記無段変速状態すなわち差動部１１の差動状態においてエンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて差動部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量（アクセル開度）Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出し、車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第２電動機Ｍ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとなるようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。
【００５５】
ハイブリッド制御手段８４は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部２０の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度ＮＥと車速Ｖおよび自動変速部２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、差動部１１が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段８４は、例えば図８に示すようなエンジン回転速度ＮＥとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）ＴＥとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジン８の動作曲線の一種である最適燃費率曲線ＬＥＦ（燃費マップ、関係）を予め記憶しており、その最適燃費率曲線ＬＥＦにエンジン８の動作点ＰＥＧ（以下、「エンジン動作点ＰＥＧ」と表す）が沿わされつつエンジン８が作動させられるように、例えば目標出力（トータル目標出力、要求駆動力）を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクＴＥとエンジン回転速度ＮＥとなるように動力伝達装置１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部１１の変速比γ０を制御し、トータル変速比γＴをその変速可能な変化範囲内例えば１３〜０．５の範囲内で制御する。例えば、自動変速部２０の変速に対して、エンジン動作点が最適燃費曲線ＬＥから外れることのないように、差動部１１を自動変速部２０の変速方向とは反対方向に変速させる。ここで、上記エンジン動作点ＰＥＧとは、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジントルクＴＥなどで例示されるエンジン８の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン８の動作状態を示す動作点である。
【００５６】
このとき、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１により発電された電気エネルギをインバータ５４を通して蓄電装置５６や第２電動機Ｍ２へ供給するので、エンジン８の動力の主要部は機械的に伝達部材１８へ伝達されるが、エンジン８の動力の一部は第１電動機Ｍ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ５４を通してその電気エネルギが第２電動機Ｍ２Ｇへ供給され、その第２電動機Ｍ２が駆動されて第２電動機Ｍ２から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機Ｍ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン８の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
【００５７】
ハイブリッド制御手段８４は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置５８に出力して必要なエンジン出力を発生するようにエンジン８の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。例えば、ハイブリッド制御手段８４は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度信号Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ６４を駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θＴＨを増加させるようにスロットル制御を実行する。
【００５８】
前記図７の実線Ａは、車両の発進／走行用（以下、走行用という）の駆動力源をエンジン８と電動機例えば第２電動機Ｍ２とで切り換えるための、言い換えればエンジン８を走行用の駆動力源として車両を発進／走行（以下、走行という）させる所謂エンジン走行と第２電動機Ｍ２を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図７に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線（実線Ａ）を有する予め記憶された関係は、車速Ｖと駆動力関連値である出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図（駆動力源マップ）の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図７中の実線および一点鎖線に示す変速線図（変速マップ）と共に予め記憶されている。
【００５９】
そして、ハイブリッド制御手段８４は、例えば図７の駆動力源切換線図から車速Ｖと要求出力トルクＴＯＵＴとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段８４によるモータ走行は、図７から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクＴＯＵＴ時すなわち低エンジントルクＴＥ時、或いは車速Ｖの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
【００６０】
ハイブリッド制御手段８４は、このモータ走行時には、停止しているエンジン８の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によって、第１電動機回転速度ＮＭ１を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部１１の差動作用によりエンジン回転速度ＮＥを零乃至略零に維持する。また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン８を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行うエンジン走行領域であっても、前述した電気パスによる第１電動機Ｍ１や第３電動機Ｍ３からの電気エネルギ及び／又は蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動して駆動輪３８にトルクを付与することにより、エンジン８の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行にはエンジン８を走行用の駆動力源とする場合と、エンジン８及び第２電動機Ｍ２の両方を走行用の駆動力源とする場合とがある。そして、本実施例のモータ走行とはエンジン８を停止して第２電動機Ｍ２を走行用の駆動力源とする走行である。
【００６１】
ハイブリッド制御手段８４は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン８の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン８の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段８６を備えている。このエンジン始動停止制御手段８６は、ハイブリッド制御手段８４により例えば図７の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行との切換えが判断された場合に、エンジン８の始動または停止を実行する。
【００６２】
例えば、エンジン始動停止制御手段８６は、図７の実線Ｂの点ａ→点ｂに示すように、アクセルペダルが踏込操作されて要求出力トルクＴＯＵＴが大きくなり車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第１電動機Ｍ１に通電して第１電動機回転速度ＮＭ１を引き上げることで、すなわち第１電動機Ｍ１をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度ＮＥを引き上げ、所定のエンジン回転速度ＮＥ’例えばエンジン点火可能な回転速度ＮＥで点火装置６８により点火させるようにエンジン８の始動を行って、ハイブリッド制御手段８４によるモータ走行からエンジン走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段８６は、第１電動機回転速度ＮＭ１を速やかに引き上げることでエンジン回転速度ＮＥを速やかに所定のエンジン回転速度ＮＥ’まで引き上げてもよい。これにより、良く知られたアイドル回転速度ＮＥＩＤＬ以下のエンジン回転速度領域における共振領域を速やかに回避できて始動時の振動が抑制される。また、エンジン始動停止手段８６は、第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げに替えて又はこれと並行して、第３電動機回転速度ＮＭ３の引き上げを実行してエンジン回転速度ＮＥを引き上げてもよい。すなわち、第３電動機Ｍ３の駆動によって、エンジン回転速度ＮＥをエンジン点火可能な回転速度まで引き上げ、点火装置６８より点火させることで、エンジン走行へ切り換える。
【００６３】
また、エンジン始動停止制御手段８６は、図７の実線Ｂの点ｂ→点ａに示すように、アクセルペダルが戻されて要求出力トルクＴＯＵＴが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置６６により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン８の停止を行って、ハイブリッド制御手段８４によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段８６は、第１電動機回転速度ＮＭ１を速やかに引き下げることでエンジン回転速度ＮＥを速やかに零乃至略零まで引き下げてもよい。これにより、上記共振領域を速やかに回避できて停止時の振動が抑制される。或いは、エンジン始動停止制御手段８６は、フューエルカットより先に、第１電動機回転速度ＮＭ１を引き下げてエンジン回転速度ＮＥを引き下げ、所定のエンジン回転速度ＮＥ’でフューエルカットするようにエンジン８の停止を行ってもよい。
【００６４】
また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第１電動機Ｍ１からの電気エネルギおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動してエンジン８の動力を補助するトルクアシストが可能である。よって、本実施例ではエンジン８と第２電動機Ｍ２との両方を走行用の駆動力源とする車両の走行はモータ走行ではなくエンジン走行に含まれるものとする。
【００６５】
また、ハイブリッド制御手段８４は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によってエンジン８の運転状態を維持させることができる。例えば、車両停止時に蓄電装置５６の充電残量ＳＯＣが低下して第１電動機Ｍ１による発電が必要となった場合には、エンジン８の動力により第１電動機Ｍ１が発電させられてその第１電動機Ｍ１の回転速度が引き上げられ、車速Ｖで一意的に決められる第２電動機回転速度ＮＭ２が車両停止状態により零（略零）となっても動力分配機構１６の差動作用によってエンジン回転速度ＮＥが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
【００６６】
また、ハイブリッド制御手段８４は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によって第１電動機回転速度ＮＭ１および／または第２電動機回転速度ＮＭ２を制御してエンジン回転速度ＮＥを任意の回転速度に維持させられる。例えば、図３の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段８４はエンジン回転速度ＮＥを引き上げる場合には、車速Ｖに拘束される第２電動機回転速度ＮＭ２を略一定に維持しつつ第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げを実行する。
【００６７】
増速側ギヤ段判定手段８８は、動力伝達装置１０を有段変速状態とする際に切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて予め記憶された前記図７に示す変速線図に従って動力伝達装置１０の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第５速ギヤ段であるか否かを判定する。
【００６８】
切換制御手段９０は、車両状態に基づいて前記差動状態切換装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）の係合／解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、切換制御手段９０は、予め記憶された前記図７の破線および二点鎖線に示す関係（切換線図、切換マップ）から車速Ｖおよび要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、動力伝達装置１０（差動部１１）の変速状態を切り換えるべきか否かを判断して、すなわち動力伝達装置１０を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは動力伝達装置１０を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより動力伝達装置１０の切り換えるべき変速状態を判断して、動力伝達装置１０を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。
【００６９】
具体的には、切換制御手段９０は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段８４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８２に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御手段８２は、予め記憶された例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０の自動変速を実行する。例えば、予め記憶された図２は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動の組み合わせを示している。すなわち、動力伝達装置１０全体すなわち差動部１１および自動変速部２０が所謂有段式自動変速機として機能し、図２に示す係合表に従って変速段が達成される。
【００７０】
例えば、増速側ギヤ段判定手段８８により第５速ギヤ段が判定される場合には、動力伝達装置１０全体として変速比が１．０より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段９０は差動部１１が固定の変速比γ０例えば変速比γ０が０．７の副変速機として機能させられるように切換クラッチＣ０を解放させ且つ切換ブレーキＢ０を係合させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段８８により第５速ギヤ段でないと判定される場合には、動力伝達装置１０全体として変速比が１．０以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段９０は差動部１１が固定の変速比γ０例えば変速比γ０が１の副変速機として機能させられるように切換クラッチＣ０を係合させ且つ切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。このように、切換制御手段９０によって動力伝達装置１０が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における２種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部１１が副変速機として機能させられ、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、動力伝達装置１０全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
【００７１】
しかし、切換制御手段９０は、動力伝達装置１０を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、動力伝達装置１０全体として無段変速状態が得られるために差動部１１を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段８４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８２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、予め記憶された例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段８２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９０により無段変速状態に切り換えられた差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部２０の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１０全体として無段変速状態となりトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【００７２】
ここで前記図７について詳述すると、図７は自動変速部２０の変速判断の基となる予め記憶された関係（変速線図、変速マップ）であり、車速Ｖと駆動力関連値である要求出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図７の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。
【００７３】
また、図７の破線は切換制御手段９０による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を示している。つまり、図７の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速Ｖ１の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクＴ１の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図７の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図７は判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を含む、車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとして切換制御手段９０により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図（切換マップ、関係）である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして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。
【００７４】
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Ｖと判定車速Ｖ１とを比較する判定式、出力トルクＴＯＵＴと判定出力トルクＴ１とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段９０は、車両状態例えば実際の車速が判定車速Ｖ１を越えたときに動力伝達装置１０を有段変速状態とする。また、切換制御手段９０は、車両状態例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴが判定出力トルクＴ１を越えたときに動力伝達装置１０を有段変速状態とする。
【００７５】
また、差動部１１を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第１電動機Ｍ１における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、インバータ５４、蓄電装置５６、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が発生したような車両状態となる場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段９０は動力伝達装置１０を優先的に有段変速状態としてもよい。
【００７６】
前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に１対１に対応するパラメータであって、車輪３８での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ、エンジントルクＴＥ、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル弁開度θＴＨ（或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量）とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて算出されるエンジントルクＴＥなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求（目標）エンジントルクＴＥ、自動変速部２０の要求（目標）出力トルクＴＯＵＴ、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクＴＯＵＴ等からデフ比、車輪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。
【００７７】
また、例えば判定車速Ｖ１は、高速走行において動力伝達装置１０が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において動力伝達装置１０が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクＴ１は、車両の高出力走行において第１電動機Ｍ１の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第１電動機Ｍ１を小型化するために、例えば第１電動機Ｍ１からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第１電動機Ｍ１の特性に応じて設定されている。
【００７８】
図７の関係に示されるように、出力トルクＴＯＵＴが予め設定された判定出力トルクＴ１以上の高トルク領域、或いは車速Ｖが予め設定された判定車速Ｖ１以上の高車速領域が有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン８の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン８の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン８の常用出力域において実行されるようになっている。
【００７９】
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、動力伝達装置１０が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Ｖが前記判定車速Ｖ１を越えるような高速走行では動力伝達装置１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が車輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上する。また、出力トルクＴＯＵＴなどの前記駆動力関連値が判定トルクＴ１を越えるような高出力走行では動力伝達装置１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が車輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第１電動機Ｍ１が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第１電動機Ｍ１或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態（定変速状態）に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度ＮＥの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度ＮＥの変化が楽しめる。
【００８０】
このように、本実施例の差動部１１（動力伝達装置１０）は無段変速状態と有段変速状態（定変速状態）とに選択的に切換え可能であって、前記切換制御手段９０により車両状態に基づいて差動部１１の切り換えるべき変速状態が判断され、差動部１１が無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。また、本実施例では、ハイブリッド制御手段８４により車両状態に基づいてモータ走行或いはエンジン走行が実行されるが、このエンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン始動停止制御手段８６によりエンジン８の始動または停止が行われる。
【００８１】
ところで、図７の変速線図には詳細に描かれていないが、実際にはモータ走行領域において、同じアクセル開度・車速であってもエンジン走行とモータ走行とでは、ギヤ段（変速比）が相違するものとなっている。図９に図７のモータ走行領域における変速線図を詳細に示す。図９に示すように、モータ走行においては、一点鎖線で示す第１速ギヤ段から第２速ギヤ段へのアップシフト線、並びに二点鎖線で示す第２速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウンシフト線がそれぞれエンジン走行時よりも高車速側に変更されている。なお、モータ走行領域では、自動変速部２０のギヤ段は第１速ギヤ段または第２速ギヤ段に限定され、第３速ギヤ段へは変速されない。上記変更は、モータ走行時においては、第２電動機Ｍ２を低トルク高回転速度で作動させた方が電動機の効率が向上するためであり、図９に示すように、モータ走行領域ではエンジン走行領域よりも自動変速部２０のギヤ比を大きくすることで電動機の効率を向上させている。また、電動機による回生の場合であっても同様に、電動機を低トルク高回転速度で作動させる方が効率上好ましい。
【００８２】
ここで、自動変速部２０のギヤ比が大きいと、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が高くなることから、差動部１１の差動作用によって第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が逆回転方向に高くなる。この状態でモータ走行からエンジン走行に切り換えるため第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させる場合、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が逆回転方向に大きな状態からの制御となることから、第１電動機Ｍ１の電圧波形に基づいて、第１電動機Ｍ１の制御性が低下していることがある。したがって、第１電動機Ｍ１の制御性の低下に伴い、差動部１１から歯打ち音が発生する可能性があった。また、第１電動機Ｍ１の制御性の低下に伴い、エンジン始動時に発生する振動を抑制する制振制御が実施困難となる可能性があった。
【００８３】
上記課題について、図を用いてさらに詳細に説明する。図１０は、エンジン始動前およびエンジン始動時の差動部１１の各回転要素の回転状態を示す共線図であり、図３の共線図に対応するものである。ここで、実線が、第２速ギヤ段におけるモータ走行時（エンジン始動前）の回転状態を示しており、破線が、第１速ギヤ段におけるモータ走行時（エンジン始動前）の回転状態を示している。なお、上記第１速ギヤ段および第２速ギヤ段とも車速Ｖが同じ速度であるものとする。図１０に示すように、同じ車速Ｖであっても第１速ギヤ段は第２速ギヤ段よりもギヤ比が大きいため、第１速ギヤ段での走行時の方が第２速ギヤ段での走行時よりも、差動部リングギヤＲ０の回転速度（第２電動機回転速度ＮＭ２）が大きくなる。これに伴い、差動部１１の差動用によって、第１速ギヤ段での走行時の方が第２速ギヤ段での走行時よりも、差動部サンギヤＳ０の回転速度（すなわち第１電動機回転速度ＮＭ１）が負の回転方向（逆回転方向）に大きくなる。上記状態で第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させる場合の回転状態を、第１速ギヤ段についは一点鎖線で、第２速ギヤ段については二点鎖線でそれぞれ示す。図１０に示すように、エンジン回転速度ＮＥがエンジン点火可能なエンジン回転速度ＮＥ’まで第１電動機Ｍ１によって引き上げられることで、エンジン点火が可能となる。
【００８４】
ここで、第１電動機Ｍ１は、公知技術として知られているように、電圧波形を回転速度に応じて切り換えることで、出力可能な回転速度領域幅を拡大させている。図１１は、上記第１電動機Ｍ１の電圧波形の適用領域を示す図である。図１１に示すように、低回転速度領域では、正弦波ＰＷＭ（正弦波パルス幅変調）が適用され、第１電動機Ｍ１の回転速度が所定の回転速度ＮＣＲを越えた高回転速度領域では矩形波が適用されている。なお、所定の回転速度ＮＣＲは、第１電動機Ｍ１の定格値として設定され、第１電動機Ｍ１の出力トルクに応じて変化する。また、負の回転速度領域においても正の回転速度と対称に設定されており、回転速度が高回転となると、矩形波が適用される。言い換えれば、第１電動機Ｍ１の回転速度の絶対値が大きくなると矩形波が適用される。なお、実際には、正弦波ＰＷＭと矩形波との間に、公知である過変調ＰＷＭ等も適用されているが本実施例では、発明を理解しやすくするため、正弦波ＰＷＭに含むものとする。
【００８５】
そして、正弦波ＰＷＭ領域では、正弦波パルス幅変調制御が実施される一方、矩形波領域では、矩形波の電圧波形による制御が実施される。なお、上記正弦波パルス幅変調制御は、公知技術である最大トルク制御が使用され、矩形波の電圧波形による制御は、公知技術である弱め界磁制御が使用される。最大トルク制御は、同一電流で最大のトルクが得られるように制御するものである。また、弱め界磁制御は、電動機の回転によって発生する逆起電力の上昇により電動機の端子電圧が上昇し、最大トルク制御が実施可能な電圧制限に達したとき実施される。弱め界磁制御は、所定の回転速度を超えると、電動機の永久磁石の磁束を打ち消すように電流（弱め界磁電流）を流すことで、コイルへの磁束鎖交数を減少させて電動機の端子電圧が電圧制限を越えないよう制御するものである。上記弱め界磁制御は、磁束の変化を伴う制御であるので、応答性が得られ難く最大トルク制御に比べて制御性が低いことが知られている。
【００８６】
上記より、自動変速部２０が第１速ギヤ段でモータ走行中にエンジン８を始動させる際、図１０に示すように第１電動機Ｍ１が負の回転方向に大きい状態から制御することとなり、そのときの電圧波形が矩形波である場合、第１電動機Ｍ１の制御性低下に伴い、差動部１１からの歯打ち音の発生や制振制御が困難となる可能性があった。これに対して、モータ走行時変速比設定手段９２（以下、変速比設定手段９２と記載する）は、エンジン停止時の第２電動機Ｍ２によるモータ走行中の自動変速部２０の変速比（ギヤ段）を、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるときの電圧波形に応じて設定する。これにより、第１電動機Ｍ１の制御性が低下しない状態で第１電動機Ｍ１によるエンジン始動を実施することが可能となり、歯打ち音の抑制や制振制御が可能となる。以下、上記制御について説明する。
【００８７】
図６に戻り、変速比設定手段９２は、車両がモータ走行中に実施される制御であるため、モータ走行判定手段９４によって現在の走行状態がモータ走行状態であるか否かを判定させる。モータ走行判定手段９４は、例えば図７に示す変速線図に基づいて、現在の走行領域が第２電動機Ｍ２によるモータ走行領域内にあるか否かを判定する。或いは、ハイブリッド制御手段８４から第２電動機Ｍ２による駆動信号が出力されているか否かに基づいてモータ走行状態か否かを判定することもできる。
【００８８】
また、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動の代替手段として、スタータモータとして機能する第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能か否かがスタータ始動可能判定手段９６によって判定される。スタータ始動可能判定手段９６は、例えば第３電動機Ｍ３が故障状態或いは高温状態にあるか否か等に基づいて、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能か否かを判定する。スタータ始動可能判定手段９６が肯定される、すなわち第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能な場合、エンジン８の始動に際して、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施され、変速比設定手段９２は実施されない。このとき、図９に示す変速線図のように、モータ走行領域において第１速ギヤ段で走行させる領域が広く設定されたものが適用され、第２電動機Ｍ２を低トルク高回転速度領域である効率上有利な点で作動させる領域が広くなる。なお、上記のように第１速ギヤ段で走行される領域が拡大されると、特に車速Ｖの大きい領域（アップシフト線近傍）では、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が逆回転方向に大きくなって第１電動機制御時の電圧波形が矩形波となり、第１電動機Ｍ１の制御性が低下するが、第３電動機Ｍ３によってエンジン始動を実施するため、エンジン始動時の歯打ち音が抑制されると共に、制振制御が可能となる。
【００８９】
一方、スタータ始動可能判定手段９６に基づいて、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が不可能と判定されると、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動に限られることとなる。このとき、変速比設定手段９２は、エンジンを始動させるときの第１電動機Ｍ１の電圧波形に応じて自動変速部２０の変速比を設定する。具体的には、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるに際して、エンジン始動時に歯打ち音を発生させない電圧波形でエンジン８を始動できるように、変速比設定手段９２は、自動変速部２０のギヤ比（変速比）を設定する。上述したように、第１電動機Ｍ１は、その回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを超えると、電圧波形が矩形波に切り換えられて制御性が低下する。そこで、変速比設定手段９２は、第１電動機Ｍ１の電圧波形が正弦波ＰＷＭから矩形波に変化して制御性が低下しないように、すなわち回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えないように、自動変速部２０のギヤ比（変速比）を設定する。
【００９０】
図１２は、変速比設定手段９２が実施された場合に使用されるモータ走行領域における変速線図を示した図である。図１２においては、第１速ギヤ段および第２速ギヤ段間のアップシフト線およびダウンシフト線が、図９に示す第３電動機Ｍ３使用可能時のアップシフト線およびダウンシフト線よりも低速側に移動されている。言い換えれば、自動変速部２０が第１速ギヤ段で走行される領域が狭く設定される。ここで、図１２において、モータ走行領域において第２速ギヤ段へのアップ変速が実施されるアップシフト線の閾値となる車速Ｖを車速ＶＣＲとすると、車速ＶＣＲは、例えば自動変速部２０が第１速ギヤ段で走行された場合に、第１電動機Ｍ１の回転速度の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えない領域での最大値、すなわち第１電動機Ｍ１の圧力波形が正弦波ＰＷＭとなる領域の最大値近傍に設定されている。したがって、第２電動機Ｍ２によるモータ走行時に、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えそうになると、変速比設定手段９２は、自動変速部２０の変速比をアップ変速側に設定することで、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えないように、すなわち電圧波形が正弦波ＰＷＭに維持されるように制御する。このように自動変速部２０のギヤ比（変速比）が設定されることで、例えば第１電動機Ｍ１によるエンジン始動が開始されても、第１電動機Ｍ１の制御性は低下していないので、歯打ち音が抑制されると共に、制振制御が可能となる。
【００９１】
図１３は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちモータ走行時においてエンジン８を始動させる際に発生する歯打ち音を抑制すると共に、制振制御を可能とするための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。
【００９２】
先ず、モータ走行判定手段９４に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略）において、現在の車両の走行状態がモータ走行状態であるか否かが判定される。ＳＡ１が否定されると、本ルーチンは終了させられる。一方、ＳＡ１が肯定されると、スタータ始動可能判定手段９６に対応するＳＡ２において、エンジンスタータモータとして機能する第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能か否かが判定される。ＳＡ２が肯定されると、ＳＡ３において、図９に示す変速線図に基づいて変速制御が実施される。ＳＡ２が肯定される場合、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能であるため、モータ走行領域において自動変速部２０を第１速ギヤ段で走行させる領域が拡大されている。これにより、第２電動機Ｍ２が効率のよい低トルク高回転速度領域で作動される領域が拡大され、燃費が改善される。一方、ＳＡ２が否定される場合、変速比設定手段９２に対応するＳＡ４において、図１２に示す図９の変速線図に比べてアップシフト線およびダウンシフト線が低車速側に変更された、すなわち第１速ギヤ段での走行領域が狭められた変速線図に基づいて変速制御が実施される。これにより、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを超えないように自動変速部２０の変速比が制御されるに伴い、第１電動機Ｍ１がエンジン８を始動させる際に歯打ち音の抑制および制振制御が可能となる電圧波形（正弦波ＰＷＭ）に維持される。
【００９３】
図１４は、エンジン８を始動させるに際して、歯打ち音の抑制および制振制御を実施可能とする制御作動を示すタイムチャートである。なお、図１４においては、例えばアクセル踏み込み等によりモータ走行（エンジン停止状態）からエンジン走行に切り換える場合を一例に示す。
【００９４】
自動変速部２０が第１速ギヤ段で走行中、ｔ１時点において第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転速度側に大きくなり、所定の回転速度ＮＣＲを越えそうになると、自動変速部２０が第２速ギヤ段へアップ変速させられる。これに伴い、実線に示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が上昇することで所定の回転速度ＮＣＲを越えることが回避される。また、自動変速部２０が第２速ギヤ段へアップ変速されたことから、第２電動機Ｍ２のトルクが増加する。そして、ｔ３時点においてアクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度Ａccの増加に伴ってｔ４時点においてエンジン始動判断が為されると、ｔ４時点〜ｔ５時点の間に第１電動機Ｍ１によるエンジン始動制御が実施される。さらに、ｔ５時点においてエンジン回転速度ＮＥがエンジン点火可能な回転速度ＮＥ’まで引き上げられると点火装置４２の点火によってエンジン走行に切り換えられる。ここで、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させる際、第１電動機Ｍ１の電圧波形は変速比設定手段９２によって正弦波ＰＷＭに維持されており、細かな制御が可能であることから、エンジン始動時の歯打ち音の抑制および制振制御が可能となる。
【００９５】
また、図１４に示す破線は、第３電動機Ｍ３によってエンジン８を始動させる場合を示している。第３電動機Ｍ３によってエンジン８を始動させる場合、第１電動機Ｍ１が所定の回転速度ＮＣＲを越えても構わないので、破線に示すようにｔ１時点において第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が所定の回転速度ＮＣＲに達しても第１速ギヤ段での走行が継続されることとなる。これに伴い、ｔ１時点〜ｔ４時点において、破線に示すように第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲよりも大きくなる。そして、ｔ３時点においてアクセルペダルが踏み込まれ、ｔ４時点においてエンジン始動判断が為されたとき、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が開始されると共に、自動変速部２０が第２速ギヤ段へアップ変速される。そして、ｔ４時点〜ｔ５時点において第３電動機Ｍ３によってエンジン回転速度ＮＥがエンジン点火可能な回転速度ＮＥ’まで引き上げられ、ｔ５時点においてエンジン走行に切り換えられる。ここで、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能な場合、第１電動機Ｍ１の電圧波形は矩形波であっても問題にならないので、モータ走行領域において第１速ギヤ段すなわち低速ギヤ段での走行領域が第１電動機Ｍ１によるエンジン始動時よりも広く設定されている。これに伴い、第２電動機Ｍ２が低トルク高回転速度で運転される領域が広くなり、第２電動機Ｍ２の効率が向上するので、結果として車両の燃費が向上することとなる。
【００９６】
上述のように、本実施例によれば、変速比設定手段９２は、エンジン停止時の第２電動機Ｍ２による走行中における自動変速部２０の変速比を、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるときの第１電動機Ｍ１の電圧波形に応じて設定するものである。第２電動機Ｍ２による走行時において、第２電動機Ｍ２を低トルク高回転速度で使用すると電動機の効率上好ましいが、第２電動機Ｍ２が高回転となると差動部１１の差動作用によって、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転方向に大きくなる。ここで、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が大きくなると、第１電動機Ｍ１の電圧波形が変化して制御性が低下するため、エンジン始動時に差動部１１から歯打ち音が発生し易くなる。これに対して、第１電動機Ｍ１の制御性が低下しない電圧波形で維持されるように、変速比設定手段９２は自動変速部２０の変速比を設定することで、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動時の歯打ち音を抑制することができる。
【００９７】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるに際して、変速比設定手段９２は、歯打ち音を発生させない第１電動機Ｍ１の電圧波形でエンジン８を始動できるように、自動変速部２０の変速比を設定するため、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動の際の歯打ち音を効果的に抑制することができる。
【００９８】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動とは異なる第３電動機Ｍ３によるエンジン始動手段をさらに有しており、そのエンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、変速比設定手段９２を実施しないため、第２電動機Ｍ２が低トルク高回転速度で運転される領域が広くなるので、車両の燃費性を向上させることができる。
【００９９】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１は、回転速度の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するので、変速比設定手段９２によって電圧波形の変化を防止して、第１電動機の制御性低下を抑制することができる。
【０１００】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波ＰＷＭ（正弦波パルス幅変調）が用いられ、所定の回転速度ＮＣＲを超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられるため、第１電動機Ｍ１の出力可能な回転速度範囲を大幅に拡大することができる。
【０１０１】
つぎに、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】
【０１０２】
図１５は、本発明の他の実施例における動力伝達装置（車両用動力伝達装置）１１０の構成を説明する骨子図であり、図１６は、その動力伝達装置１１０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であり、図１７は、その動力伝達装置１１０の変速作動を説明する共線図である。
【０１０３】
動力伝達装置１１０は、前述の実施例と同様に第１電動機Ｍ１、動力分配機構１６、第２電動機Ｍ２、および第３電動機Ｍ３を備えている差動部１１と、その差動部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（変速部）１１２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ρ０を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２４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１１２は、例えば「０．５３２」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２６と、例えば「０．４１８」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２８とを備えている。第１遊星歯車装置２６の第１サンギヤＳ１と第２遊星歯車装置２８の第２サンギヤＳ２とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第１遊星歯車装置２６の第１キャリヤＣＡ１と第２遊星歯車装置２８の第２リングギヤＲ２とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第１リングギヤＲ１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ている。
【０１０４】
以上のように構成された動力伝達装置１１０では、例えば、図１６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、差動部１１は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置１１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部１１と自動変速部１１２とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部１１と自動変速部１１２とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、動力伝達装置１１０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。
【０１０５】
例えば、動力伝達装置１１０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、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、例えば全てのクラッチ及びブレーキＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２が解放される。
【０１０６】
しかし、動力伝達装置１１０が無段変速機として機能する場合には、図１６に示される係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部１１２が有段変速機として機能することにより、自動変速部１１２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１１２の入力回転速度ＮＩＮすなわち伝達部材回転速度Ｎ１８が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１１０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。
【０１０７】
図１７は、無段変速部として機能する差動部１１と変速部（有段変速部）として機能する自動変速部１１２とから構成される動力伝達装置１１０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。
【０１０８】
図１７における自動変速部１１２の４本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第２キャリヤＣＡ２を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応し且つ相互に連結された第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応する第１リングギヤＲ１をそれぞれ表している。また、自動変速部１１２において第４回転要素ＲＥ４は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６は自動変速部１１２の出力軸２２に連結され、第７回転要素ＲＥ７は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
【０１０９】
自動変速部１１２では、図１７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（Ｒ１）の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ２との交点および第５回転要素ＲＥ５（ＣＡ２）の回転速度を示す縦線Ｙ５と横線Ｘ１との交点を通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２に連結された第６回転要素ＲＥ６（ＣＡ１，Ｒ２）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に連結された第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る。また、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ことにより決まる水平な直線Ｌ３と、出力軸２２に連結された第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に差動部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、差動部１１からの動力がエンジン回転速度ＮＥよりも高い回転速度で入力されることから、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ４と出力軸２２に連結された第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。
【０１１０】
本実施例の動力伝達装置１１０においても、差動部１１と自動変速部１１２（変速部）とを備えるため、変速比設定手段９２を適用することが可能となり、前述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
例えば、前述の実施例では、モータ走行領域において、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能であっても第１速ギヤ段および第２速ギヤ段間のアップシフト線およびダウンシフト線が設定されているが、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が可能な場合、モータ走行領域全体を第１速ギヤ段とするものであっても構わない。
【０１１３】
また、前述の実施例では、エンジン走行領域とモータ走行領域とで、第１速ギヤ段および第２速ギヤ段間のアップシフト線およびダウンシフト線が不連続に設定されているが、必ずしも上記のように設定する必要はなく、例えば自動変速部２０のギヤ比（変速比）をさらに大きなものに最初から設定するなどして、連続的なアップシフト線およびダウンシフト線とすることもできる。
【０１１４】
また、前述実施例の自動変速部２０、１１２は、３速および４速の変速部が使用されているが、変速部の変速段数は特に限定されるものではなく、複数段の変速が成立可能であれば、特に限定されない。また、自動変速部２０の連結構成等も特に限定されない。さらに、自動変速部２０、１１２は有段式の変速部が使用されているが、ＣＶＴなどの無段変速部であっても本発明を適用することができる。
【０１１５】
また前述の実施例においては、第1電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、差動部１１（動力分配機構１６）はその変速比γ０が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであったが、例えば差動部１１の変速比γ０を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであってもよい。
【０１１６】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０においてエンジン８と差動部１１とは直結されているが、エンジン８が差動部１１にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
【０１１７】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０において第１電動機Ｍ１と第２回転要素ＲＥ２とは直結されており、第２電動機Ｍ２と第３回転要素ＲＥ３とは直結されているが、第１電動機Ｍ１が第２回転要素ＲＥ２にクラッチ等の係合要素を介して連結され、第２電動機Ｍ２が第３回転要素ＲＥ３にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
【０１１８】
また前述の実施例では、エンジン８から駆動輪３８への動力伝達経路において、差動部１１の次に自動変速部２０が連結されているが、自動変速部２０の次に差動部１１が連結されている順番でもよい。要するに、自動変速部２０は、エンジン８から駆動輪３８への動力伝達経路の一部を構成するように設けられておればよい。
【０１１９】
また、前述の実施例の図１によれば、差動部１１と自動変速部２０は直列に連結されているが、動力伝達装置１０全体として電気的に差動状態を変更し得る電気式差動機能とその電気式差動機能による変速とは異なる原理で変速する機能とが備わっていれば、差動部１１と自動変速部２０とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
【０１２０】
また、前述の実施例において動力分配機構１６はシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであってもよい。
【０１２１】
また前述の実施例においては、差動部遊星歯車装置２４を構成する第１回転要素ＲＥ１にはエンジン８が動力伝達可能に連結され、第２回転要素ＲＥ２には第１電動機Ｍ１が動力伝達可能に連結され、第３回転要素ＲＥ３には駆動輪３８への動力伝達経路が連結されているが、例えば、２つの遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により有段変速と無段変速とに切換可能な構成にも本発明は適用される。
【０１２２】
また、前述の実施例における切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０等の油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁粉）クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチ等の磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
【０１２３】
また、前述の実施例における切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は必ずしも必要なく、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれか一方、または両方が省略されたものであっても構わない。
【０１２４】
また前述の実施例においては、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に直接連結されているが、第２電動機Ｍ２の連結位置はそれに限定されず、エンジン８又は伝達部材１８から駆動輪３８までの間の動力伝達経路に直接的或いは変速機、遊星歯車装置、係合装置等を介して間接的に連結されていてもよい。
【０１２５】
また、前述の実施例の動力分配機構１６では、差動部キャリヤＣＡ０がエンジン８に連結され、差動部サンギヤＳ０が第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０が伝達部材１８に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン８、第１電動機Ｍ１、伝達部材１８は、差動部遊星歯車装置２４の３要素ＣＡ０、Ｓ０、Ｒ０のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
【０１２６】
また、前述の実施例においてエンジン８は入力軸１４と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
【０１２７】
また、前述の実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は、入力軸１４に同心に配置されて第１電動機Ｍ１は差動部サンギヤＳ０に連結され第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第１電動機Ｍ１は差動部サンギヤＳ０に連結され、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていてもよい。
【０１２８】
また、前述の実施例において自動変速部２０は伝達部材１８を介して差動部１１と直列に連結されていたが、入力軸１４と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０が配列されていてもよい。この場合には、差動部１１と自動変速部２０とは、たとえば伝達部材１８としてカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される１組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
【０１２９】
また、前述の実施例の動力分配機構１６は１組の差動部遊星歯車装置２４から構成されていたが、２以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態（定変速状態）では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。
【０１３０】
また、前述の実施例の第２電動機Ｍ２はエンジン８から駆動輪３８までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材１８に連結されているが、第２電動機Ｍ２がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構１６にも連結可能とされており、第１電動機Ｍ１の代わりに第２電動機Ｍ２によって動力分配機構１６の差動状態を制御可能とする動力伝達装置１０の構成であってもよい。
【０１３１】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の一実施例である動力伝達装置の一部を示す骨子図である。
【図２】図１の動力伝達装置に備えられた自動変速部の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の動力伝達装置における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。
【図４】図１の動力伝達装置を制御する制御装置としての電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図５】シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。
【図６】図４の電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図７】図１の車両用駆動装置において、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える為の予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。
【図８】図１のエンジンの最適燃費率曲線を表す図である。
【図９】図７の変速線図においてモータ走行領域における変速線を拡大して示した図である。
【図１０】エンジン始動時の差動部の各回転要素の回転状態を示す共線図であり、図３の共線図に対応するものである。
【図１１】第１電動機の回転速度と電圧波形との関係を示す図である。
【図１２】変速比設定手段が実施された場合に使用されるモータ走行領域における変速線図を示した図であり、図９に対応するものである。
【図１３】電子制御装置の制御作動の要部すなわちモータ走行時においてエンジンを始動させる際に発生する歯打ち音や振動を抑制するための制御作動を説明するフローチャートである。
【図１４】エンジンを始動させるに際して、歯打ち音および振動を抑制する制御作動を示すタイムチャートである。
【図１５】本発明の他の実施例である動力伝達装置の一部を示す骨子図である。
【図１６】図１５の動力伝達装置に備えられた自動変速部の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１５の動力伝達装置における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。
【符号の説明】
【０１３３】
８：エンジン
１０、１１０：動力伝達装置（車両用動力伝達装置）
１１：差動部（電気式差動部）
１６：動力分配機構（差動機構）
２０、１１２：自動変速部（変速部）
３８：駆動輪
９２：モータ走行時変速比設定手段（変速比設定手段）
Ｍ１：第１電動機
Ｍ２：第２電動機
Ｍ３：第３電動機（スタータモータ）
ＮＣＲ：所定の回転速度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動機構の差動状態が電気的に制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、エンジン始動時に発生する歯打ち音の抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された差動機構と、その差動機構に動力伝達可能に連結された第１電動機とを有し、その第１電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２電動機と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置が知られている。例えば特許文献１の車両用駆動装置がその一例である。特許文献１では、エンジンを始動させるに際して、エンジン回転速度を電動機制御によってエンジン点火可能回転速度まで速やかに上昇させることで、エンジン始動性を向上させる技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】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】
ところで、上記のように構成される車両用動力伝達装置では、低車速走行や低負荷走行時等において電動機（第２電動機）によるモータ走行が実施される。このとき、電動機を低トルク高回転速度で作動させることが電動機の効率上望ましく、変速部の変速比を大きく設定（ローギヤ）することで、第２電動機を低トルク高回転速度である動作点で作動させることができる。しかしながら、変速部の変速比が大きくなりすぎると、差動機構の差動作用によって第１電動機の回転速度が逆回転方向に大きくなる。
【０００５】
ここで、第１電動機においては、電動機の回転速度が高くなる（逆回転を含む）と適用される電圧波形を切り換えることで、出力可能な回転速度範囲を拡大しているが、高回転速度側の電圧波形では、低回転速度側の電圧波形に比べて制御性が劣るものとなる。そして、第１電動機の回転速度増加に伴って電圧波形が切り換えられた状態で第１電動機によってエンジンを始動させると、第１電動機の制御性が低下しているに伴い、エンジン始動時に歯打ち音が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、電動機によって差動状態が制御される電気式差動部と、動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置において、エンジン始動時に発生する歯打ち音の発生を抑制することができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された差動機構とその差動機構に動力伝達可能に連結された第１電動機とを有しその第１電動機の運転状態が制御されることによりその差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２電動機と、前記動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、(b)前記エンジン停止時の前記第２電動機による走行中における前記変速部の変速比を、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるときの前記第１電動機の電圧波形に応じて設定するモータ走行時変速比設定手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるに際して、前記モータ走行時変速比設定手段は、歯打ち音を発生させない前記第１電動機の電圧波形で前記エンジンを始動できるように、前記変速部の変速比を設定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段をさらに有しており、そのエンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、前記変速比設定手段を実施させないことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至３のいずれか１つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機は、回転速度の絶対値が所定の回転速度を超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項４の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記第１電動機の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波パルス幅変調が用いられ、前記所定の回転速度を超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、変速比設定手段は、前記エンジン停止時の前記第２電動機による走行中における前記変速部の変速比を、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるときの前記第１電動機の電圧波形に応じて設定するものである。第２電動機による走行時において、第２電動機を低トルク高回転速度で使用すると電動機の効率上好ましいが、第２電動機が高回転となると差動機構の差動作用によって、第１電動機の回転速度が負の回転方向に大きくなる。ここで、第１電動機の回転速度が大きくなると、第１電動機の電圧波形が変化して制御性が低下するため、エンジン始動時に差動機構等から歯打ち音が発生し易くなる。これに対して、第１電動機の制御性が低下しない電圧波形で維持されるように、変速比設定手段は変速部の変速比を設定することで、第１電動機によるエンジン始動時の歯打ち音の発生を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるに際して、前記変速比設定手段は、歯打ち音を発生させない前記第１電動機の電圧波形で前記エンジンを始動できるように、前記変速部の変速比を設定するため、第１電動機によるエンジン始動の際の歯打ち音を効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段をさらに有しており、そのエンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、前記変速比設定手段を実施しないため、第２電動機が低トルク高回転速度で運転される領域が広くなるので、車両の燃費性を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機は、回転速度の絶対値が所定の回転速度を超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するので、変速比設定手段によって電圧波形の変化を防止して、第１電動機の制御性低下を抑制することができる。
【００１６】
また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記第１電動機の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波パルス幅変調が用いられ、前記所定の回転速度を超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられるため、第１電動機の出力可能な回転速度範囲を大幅に拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ここで、好適には、前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段とは、エンジンに直接的に連結された、或いはエンジンに内蔵されたスタータモータによって始動させるものである。このようにすれば、第１電動機の回転速度の制約がなくなるので、第２電動機を広い範囲で低トルク高回転速度で運転させることが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００１８】
また、好適には、エンジン始動時に歯打ち音を発生させない第１電動機の電圧波形とは、正弦波ＰＷＭに対応している。正弦波ＰＷＭは、電圧および電流が正弦波となるので、トルク変動が小さく、滑らかなトルクを出力することができ、第１電動機によるエンジン始動時の歯打ち音を抑制することができる。
【００１９】
また、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに動力伝達可能に連結された第１回転要素と前記差動用電動機に動力伝達可能に連結された第２回転要素と前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第３回転要素とを有する遊星歯車装置であり、上記第１回転要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、上記第２回転要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、上記第３回転要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つの遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２０】
また好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸心方向寸法が小さくなる。また、差動機構が１つのシングルピニオン型遊星歯車装置によって簡単に構成される。
【００２１】
また好適には、前記自動変速部の変速比と前記電気式差動部の変速比とに基づいて前記車両用動力伝達装置の総合変速比が形成されるものである。このようにすれば、上記自動変速部の変速比を利用することで駆動力が幅広く得られるようになる。
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例の車両用動力伝達装置１０（以下、動力伝達装置１０と記載）の一部を示す骨子図である。図１において、動力伝達装置１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２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、その入力軸１４と駆動輪３８（図６参照）との間の動力伝達経路においてその入力軸１４に連結された差動部１１と、その差動部１１と駆動輪３８との間の動力伝達経路において伝達部材（動力伝動軸）１８を介してその差動部１１に連結されている自動変速部（変速部）２０と、その自動変速部２０と駆動輪３８との間の動力伝達経路においてその自動変速部２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを備えている。この動力伝達装置１０は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸には、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８が直接にあるいは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結されている。また、エンジン８の動力は、動力伝達装置１０を介して、動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）および一対の車軸等を順次介して左右一対の駆動輪３８へ伝達される。
【００２４】
このように、本実施例の動力伝達装置１０においてはエンジン８と差動部１１とは直結されている。この直結にはトルクコンバータやフルードカップリング等の流体式伝動装置を介することなく連結されているということであり、例えば上記脈動吸収ダンパーなどを介する連結はこの直結に含まれる。なお、動力伝達装置１０はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の骨子図においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
【００２５】
本発明の電気式差動部に対応する差動部１１は、動力分配機構１６と、動力分配機構１６に動力伝達可能に連結されて動力分配機構１６の差動状態を制御するための差動用電動機として機能する第１電動機Ｍ１と、伝達部材１８と一体的に回転するように作動的に連結されている第２電動機Ｍ２と、入力軸１４を介しエンジン８に連結されたエンジン連結電動機である第３電動機Ｍ３とを備えている。
【００２６】
本実施例の第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び第３電動機Ｍ３は、何れも電力授受可能に構成されたものである。すなわち、電気エネルギから機械的な駆動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な駆動力から電気エネルギを発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。換言すれば、動力伝達装置１０において、電動機Ｍは何れも主動力源であるエンジン８の代替として、或いはそのエンジン８と共に走行用の駆動力を発生させる動力源（副動力源）として機能し得る。また、他の動力源により発生させられた駆動力から回生により電気エネルギを発生させ、インバータ５４（図６参照）を介して他の電動機Ｍに供給したり、その電気エネルギを蓄電装置５６（図６参照）に蓄積する等の作動を行う。尚、第３電動機Ｍ３は、主動力源であるエンジン８の補機であり、例えばスタータモータとしてそのエンジン８の出力軸に直結される等して付属的に設けられたものである。
【００２７】
第１電動機Ｍ１は反力を発生させるためのジェネレータ（発電）機能を少なくとも備え、第２電動機Ｍ２は走行用の駆動力源として駆動力を出力する走行用電動機として機能するためモータ（電動機）機能を少なくとも備える。また、好適には、第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び第３電動機Ｍ３は、何れもその発電機としての発電量を連続的に変更可能に構成されたものである。また、第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、及び第３電動機Ｍ３は、動力伝達装置１０の筐体であるケース１２内に備えられ、動力伝達装置１０の作動流体である自動変速部２０の作動油により冷却される。尚、本実施例では図１のように第３電動機Ｍ３はエンジン８に直結されているが、両者が同軸に配置される必要はなく両者の連結関係はこれに限定されるものではない。また、第３電動機Ｍ３はエンジン８に入力軸１４を介して連結されているが、省スペース化のため第３電動機Ｍ３がエンジン８に付属し両者が一体的に構成されていてもよい。
【００２８】
動力分配機構１６は、エンジン８と駆動輪３８との間に連結された差動機構であって、例えば「０．４１８」程度の所定のギヤ比ρ０を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２４と、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０とを主体的に備えている。この差動部遊星歯車装置２４は、差動部サンギヤＳ０、差動部遊星歯車Ｐ０、その差動部遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動部キャリヤＣＡ０、差動部遊星歯車Ｐ０を介して差動部サンギヤＳ０と噛み合う差動部リングギヤＲ０を回転要素（要素）として備えている。差動部サンギヤＳ０の歯数をＺＳ０、差動部リングギヤＲ０の歯数をＺＲ０とすると、上記ギヤ比ρ０はＺＳ０／ＺＲ０である。
【００２９】
この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８および第３電動機Ｍ３に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。このように構成された動力分配機構１６は、差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されると共に、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて例えば差動部１１は所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度ＮＩＮ／伝達部材１８の回転速度Ｎ１８）が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する。このように、動力分配機構１６（差動部１１）に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１及び第２電動機Ｍ２の一方又は両方の運転状態（動作点）が制御されることにより、動力分配機構１６の差動状態、すなわち入力軸１４の回転速度と伝達部材１８の回転速度の差動状態が制御される。
【００３０】
この動力分配機構１６においては、差動部キャリヤＣＡ０は入力軸１４すなわちエンジン８および第３電動機Ｍ３に連結され、差動部サンギヤＳ０は第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている。また、切換ブレーキＢ０は差動部サンギヤＳ０と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は差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０との間に設けられている。それら切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放されると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン８の出力が第１電動機Ｍ１と伝達部材１８とに分配されるとともに、分配されたエンジン８の出力の一部で第１電動機Ｍ１から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第２電動機Ｍ２が回転駆動されるので、差動部１１（動力分配機構１６）は電気的な差動装置として機能させられて所謂無段変速状態（電気的ＣＶＴ状態）とされて、エンジン８の所定回転に拘わらず伝達部材１８の回転が連続的に変化させられる。すなわち、動力分配機構１６が差動状態とされると差動部１１も差動状態とされ、差動部１１はその変速比γ０（入力軸１４の回転速度／伝達部材１８の回転速度）が最小値γ０minから最大値γ０maxまで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能する無段変速状態とされる。このように動力分配機構１６が差動状態とされると、動力分配機構１６に動力伝達可能に連結された第１電動機Ｍ１および／又は第２電動機Ｍ２の運転状態が制御されることにより、動力分配機構１６の差動状態、すなわち入力軸１４の回転速度と伝達部材１８の回転速度Ｎ１８の差動状態が制御される。
【００３１】
その差動状態で上記切換クラッチＣ０あるいは切換ブレーキＢ０が係合させられると、動力分配機構１６は、前記差動作用をしないすなわち差動作用が不能な非差動状態とされる。具体的には、上記切換クラッチＣ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが一体的に係合させられると、動力分配機構１６は差動部遊星歯車装置２４の３要素である差動部サンギヤＳ０、差動部キャリヤＣＡ０、差動部リングギヤＲ０が共に回転すなわち一体回転させられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、エンジン８の回転と伝達部材１８の回転速度とが一致する状態となるので、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」に固定された変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。次いで、上記切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられて差動部サンギヤＳ０が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、差動部サンギヤＳ０が非回転状態とさせられるロック状態とされて前記差動作用が不能な非差動状態とされることから、差動部１１も非差動状態とされる。また、差動部リングギヤＲ０は差動部キャリヤＣＡ０よりも増速回転されるので、動力分配機構１６は増速機構として機能するものであり、差動部１１（動力分配機構１６）は変速比γ０が「１」より小さい値例えば０．７程度に固定された増速変速機として機能する定変速状態すなわち有段変速状態とされる。
【００３２】
このように、本実施例では、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、差動部１１（動力分配機構１６）の変速状態を差動状態すなわち非ロック状態と非差動状態すなわちロック状態とに選択的に切り換える差動状態切換装置として機能している。すなわち、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、差動部１１（動力分配機構１６）を電気的な差動装置として作動可能な差動状態例えば変速比が連続的変化可能な無段変速機として作動する電気的な無段変速作動可能な無段変速状態と、電気的な無段変速作動を為さない変速状態例えば無段変速機として作動させず無段変速作動を非作動として変速比変化を一定にロックするロック状態すなわち１または２種類以上の変速比の単段または複数段の変速機として作動する電気的な無段変速作動をしないすなわち電気的な無段変速作動不能な定変速状態（非差動状態）、換言すれば変速比が一定の１段または複数段の変速機として作動する定変速状態とに、選択的に切り換える差動状態切換装置として機能している。
【００３３】
本発明の変速部に対応する自動変速部２０は、変速比（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ１８／出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴ）を段階的に変化させることができる有段式の自動変速機として機能する変速機であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２８、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置３０を備えている。第１遊星歯車装置２６は、第１サンギヤＳ１、第１遊星歯車Ｐ１、その第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１遊星歯車Ｐ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えており、例えば「０．５６２」程度の所定のギヤ比ρ１を有している。第２遊星歯車装置２８は、第２サンギヤＳ２、第２遊星歯車Ｐ２、その第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２遊星歯車Ｐ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、例えば「０．４２５」程度の所定のギヤ比ρ２を有している。第３遊星歯車装置３０は、第３サンギヤＳ３、第３遊星歯車Ｐ３、その第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３遊星歯車Ｐ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、例えば「０．４２１」程度の所定のギヤ比ρ３を有している。第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１、第２サンギヤＳ２の歯数をＺＳ２、第２リングギヤＲ２の歯数をＺＲ２、第３サンギヤＳ３の歯数をＺＳ３、第３リングギヤＲ３の歯数をＺＲ３とすると、上記ギヤ比ρ１はＺＳ１／ＺＲ１、上記ギヤ比ρ２はＺＳ２／ＺＲ２、上記ギヤ比ρ３はＺＳ３／ＺＲ３である。
【００３４】
自動変速部２０では、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第１キャリヤＣＡ１は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第３リングギヤＲ３は第３ブレーキＢ３を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＡ２と第３キャリヤＣＡ３とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３とが一体的に連結されて第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。このように、自動変速部２０と伝達部材１８とは自動変速部２０の変速段を成立させるために用いられる第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を介して選択的に連結されている。言い換えれば、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、伝達部材１８と自動変速部２０との間すなわち差動部１１（伝達部材１８）と駆動輪３８との間の動力伝達経路を、その動力伝達経路の動力伝達を可能とする動力伝達可能状態と、その動力伝達経路の動力伝達を遮断する動力伝達遮断状態とに選択的に切り換える係合装置として機能している。つまり、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の少なくとも一方が係合されることで上記動力伝達経路が動力伝達可能状態とされ、あるいは第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されることで上記動力伝達経路が動力伝達遮断状態とされる。
【００３５】
前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３は従来の車両用有段式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結するためのものである。
【００３６】
以上のように構成された動力伝達装置１０では、例えば、図２の係合作動表に示されるように、前記切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、切換ブレーキＢ０、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、および第３ブレーキＢ３が選択的に係合作動させられることにより、第１速ギヤ段（第１変速段）乃至第５速ギヤ段（第５変速段）のいずれかあるいは後進ギヤ段（後進変速段）ある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、差動部１１は、前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、上記切換クラッチ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、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、また、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部１１と自動変速部２０とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、動力伝達装置１０は、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで有段変速状態に切り換えられ、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態に切り換えられる。また、差動部１１も有段変速状態と無段変速状態とに切り換え可能な変速機であると言える。
【００３７】
例えば、動力伝達装置１０が有段変速機として機能する場合には、図２に示すように、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３の係合により、変速比γ１が最大値例えば「３．３５７」程度である第１速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２の係合により、変速比γ２が第１速ギヤ段よりも小さい値例えば「２．１８０」程度である第２速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により、変速比γ３が第２速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．４２４」程度である第３速ギヤ段が成立させられ、切換クラッチＣ０、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の係合により、変速比γ４が第３速ギヤ段よりも小さい値例えば「１．０００」程度である第４速ギヤ段が成立させられ、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０の係合により、変速比γ５が第４速ギヤ段よりも小さい値例えば「０．７０５」程度である第５速ギヤ段が成立させられる。また、第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３の係合により、変速比γＲが第１速ギヤ段と第２速ギヤ段との間の値例えば「３．２０９」程度である後進ギヤ段が成立させられる。なお、ニュートラル「Ｎ」状態とする場合には、例えば全てのクラッチおよびブレーキＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が解放される。
【００３８】
しかし、動力伝達装置１０が無段変速機として機能する場合には、図２に示される係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、自動変速部２０の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１０全体としてのトータル変速比（総合変速比）γＴが無段階に得られるようになる。また、例えば自動変速部２０の変速方向に対して、差動部１１を反対方向に変速させることで、総合変速比γＴを一定に維持することもできる。
【００３９】
図３は、無段変速部として機能する差動部１１と有段変速部として機能する自動変速部２０とを含んで構成される動力伝達装置１０において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表した共線図を示している。この図３の共線図は、各遊星歯車装置２４、２６、２８、３０のギヤ比ρ０〜ρ３の関係を示す横軸と、相対的回転速度を示す縦軸とから成る二次元座標であり、３本の横線のうちの下側の横線Ｘ１が回転速度零を示し、上側の横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１４に連結されたエンジン８の回転速度ＮＥを示し、横線ＸＧが伝達部材１８の回転速度を示している。
【００４０】
また、差動部１１を構成する動力分配機構１６の３つの要素に対応する３本の縦線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３は、左側から順に第２回転要素（第２要素）ＲＥ２に対応する差動部サンギヤＳ０、第１回転要素（第１要素）ＲＥ１に対応する差動部キャリヤＣＡ０、第３回転要素（第３要素）ＲＥ３に対応する差動部リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は差動部遊星歯車装置２４のギヤ比ρ０に応じて定められている。さらに、自動変速部２０の５本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７、Ｙ８は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第１キャリヤＣＡ１を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応する第３リングギヤＲ３を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応し且つ相互に連結された第１リングギヤＲ１、第２キャリヤＣＡ２、第３キャリヤＣＡ３を、第８回転要素（第８要素）ＲＥ８に対応し且つ相互に連結された第２リングギヤＲ２、第３サンギヤＳ３をそれぞれ表し、それらの間隔は第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０のギヤ比ρ１、ρ２、ρ３に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間が遊星歯車装置のギヤ比ρに対応する間隔とされる。すなわち、差動部１１では縦線Ｙ１とＹ２との縦線間が「１」に対応する間隔に設定され、縦線Ｙ２とＹ３との間隔はギヤ比ρ０に対応する間隔に設定される。また、自動変速部２０では各第１、第２、第３遊星歯車装置２６、２８、３０毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「１」に対応する間隔に設定され、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔に設定される。
【００４１】
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の動力伝達装置１０は、動力分配機構１６（差動部１１）において、差動部遊星歯車装置２４の第１回転要素ＲＥ１（差動部キャリヤＣＡ０）が入力軸１４すなわちエンジン８および第３電動機Ｍ３に連結されるとともに切換クラッチＣ０を介して第２回転要素（差動部サンギヤＳ０）ＲＥ２と選択的に連結され、第２回転要素ＲＥ２が第１電動機Ｍ１に連結されるとともに切換ブレーキＢ０を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第３回転要素（差動部リングギヤＲ０）ＲＥ３が伝達部材１８および第２電動機Ｍ２に連結されて、入力軸１４の回転を伝達部材１８を介して自動変速部（有段変速部）２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。このとき、Ｙ２とＸ２の交点を通る斜めの直線Ｌ０により差動部サンギヤＳ０の回転速度と差動部リングギヤＲ０の回転速度との関係が示される。
【００４２】
例えば、上記切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の解放により無段変速状態（差動状態）に切り換えられたときは、第１電動機Ｍ１の回転速度を制御することによって直線Ｌ０と縦線Ｙ１との交点で示される差動部サンギヤＳ０の回転が上昇あるいは下降させられると、車速Ｖに拘束される差動部リングギヤＲ０の回転速度が略一定である場合には、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される差動部キャリヤＣＡ０の回転速度が上昇あるいは下降させられる。また、切換クラッチＣ０の係合により差動部サンギヤＳ０と差動部キャリヤＣＡ０とが連結されると、動力分配機構１６は上記３回転要素が一体回転する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられ、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転で伝達部材１８が回転させられる。あるいは、切換ブレーキＢ０の係合によって差動部サンギヤＳ０の回転が停止させられると動力分配機構１６は増速機構として機能する非差動状態とされるので、直線Ｌ０は図３に示す状態となり、その直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される差動部リングギヤＲ０すなわち伝達部材１８の回転速度は、エンジン回転速度ＮＥよりも増速された回転で自動変速部２０へ入力される。
【００４３】
また、自動変速部２０において第４回転要素ＲＥ４は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６は第３ブレーキＢ３を介してトランスミッションケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は出力軸２２に連結され、第８回転要素ＲＥ８は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結される。
【００４４】
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、および第６回転要素ＲＥ６の回転速度を示す縦線Ｙ６と横線Ｘ１との交点を通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２に連結された第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に連結された第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に連結された第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に連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第４速の出力軸２２の回転速度が示される。上記第１速乃至第４速では、切換クラッチＣ０が係合させられている結果、エンジン回転速度ＮＥと同じ回転速度で第８回転要素ＲＥ８に差動部１１すなわち動力分配機構１６からの動力が入力される。しかし、切換クラッチＣ０に替えて切換ブレーキＢ０が係合させられると、差動部１１からの動力がエンジン回転速度ＮＥよりも高い回転速度で入力されることから、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ５と出力軸２２と連結された第７回転要素ＲＥ７の回転速度を示す縦線Ｙ７との交点で第５速の出力軸２２の回転速度が示される。
【００４５】
図４は、本実施例の動力伝達装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置８０に入力される信号及びその電子制御装置８０から出力される信号を例示している。この電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによりエンジン８や各電動機Ｍに関するハイブリッド駆動制御、自動変速部２０の変速制御等の各種制御を実行するものである。
【００４６】
電子制御装置８０には、図４に示すような各センサやスイッチなどから、エンジン８の冷却流体の温度であるエンジン水温ＴＥＭＰＷを表す信号、シフトレバー５２（図５参照）のシフトポジションＰＳＨや「Ｍ」ポジションにおける操作回数等を表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥを表す信号、Ｍモード（手動変速走行モード）を指令する信号、エアコンの作動を表す信号、出力軸２２の回転速度ＮＯＵＴに対応する車速Ｖ及び車両の進行方向を表す信号、自動変速部２０の作動油温ＴＯＩＬを表す信号、サイドブレーキ操作を表す信号、フットブレーキ操作を表す信号、触媒温度を表す信号、運転者の出力要求量に対応するアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、カム角を表す信号、スノーモード設定を表す信号、車両の前後加速度Ｇを表す信号、オートクルーズ走行を表す信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１（以下、「第１電動機回転速度ＮＭ１」と表す）及びその回転方向を表す信号、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２（以下、「第２電動機回転速度ＮＭ２」と表す）及びその回転方向を表す信号、第３電動機Ｍ３の回転速度ＮＭ３（以下、「第３電動機回転速度ＮＭ３」と表す）及びその回転方向を表す信号、各電動機Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３との間でインバータ５４を介して充放電を行う蓄電装置５６（図６参照）の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。
【００４７】
また、上記電子制御装置８０からは、エンジン８の出力ＰＥ（単位は例えば「ｋＷ」。以下、「エンジン出力ＰＥ」と表す。）を制御するエンジン出力制御装置５８（図６参照）への制御信号例えばエンジン８の吸気管６０に備えられた電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θＴＨを操作するスロットルアクチュエータ６４への駆動信号や燃料噴射装置６６による吸気管６０或いはエンジン８の筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号や点火装置６８によるエンジン８の点火時期を指令する点火信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、電動機Ｍ１、Ｍ２、及びＭ３の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、Ｍモードが選択されていることを表示させるＭモード表示信号、差動部１１や自動変速部２０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路７０（図６参照）に含まれる電磁弁（リニアソレノイドバルブ）等を作動させるバルブ指令信号、この油圧制御回路７０に設けられたレギュレータバルブ（調圧弁）によりライン油圧ＰＬを調圧するための信号、そのライン油圧ＰＬが調圧されるための元圧の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。
【００４８】
図５は、複数種類のシフトポジションＰＳＨを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置５０の一例を示す図である。このシフト操作装置５０は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰＳＨを選択するために操作されるシフトレバー５２を備えている。
【００４９】
そのシフトレバー５２は、動力伝達装置１０内つまり自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速部２０の出力軸２２をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、動力伝達装置１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、自動変速モードを成立させて差動部１１の無段的な変速比幅と自動変速部２０の第１速ギヤ段乃至第４速ギヤ段の範囲で自動変速制御される各ギヤ段とで得られる動力伝達装置１０の変速可能なトータル変速比γＴの変化範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、又は手動変速走行モード（手動モード）を成立させて自動変速部２０における高速側の変速段を制限する所謂変速レンジを設定するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。
【００５０】
上記シフトレバー５２の各シフトポジションＰＳＨへの手動操作に連動して図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「Ｄ」における各変速段等が成立するように、例えば油圧制御回路７０が電気的に切り換えられる。
【００５１】
上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰＳＨにおいて、「Ｐ」ポジション及び「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の何れもが解放されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が遮断された車両を駆動不能とする第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達遮断状態へ切換えを選択するための非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジション及び「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、例えば図２の係合作動表に示されるように第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の少なくとも一方が係合されるような自動変速部２０内の動力伝達経路が連結された車両を駆動可能とする第１クラッチＣ１及び／又は第２クラッチＣ２による動力伝達経路の動力伝達可能状態への切換えを選択するための駆動ポジションでもある。
【００５２】
具体的には、シフトレバー５２が「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションから「Ｒ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされ、シフトレバー５２が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションへ手動操作されることで、少なくとも第１クラッチＣ１が係合されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達遮断状態から動力伝達可能状態とされる。また、シフトレバー５２が「Ｒ」ポジションから「Ｐ」ポジション或いは「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされ、シフトレバー５２が「Ｄ」ポジションから「Ｎ」ポジションへ手動操作されることで、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が解放されて自動変速部２０内の動力伝達経路が動力伝達可能状態から動力伝達遮断状態とされる。
【００５３】
図６は、電子制御装置８０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図６において、有段変速制御手段８２は、自動変速部２０の変速を行う変速制御手段として機能するものである。例えば、有段変速制御手段８２は、予め記憶された図７に示す実線および一点鎖線に示す関係（変速線図、変速マップ）から車速Ｖおよび自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、自動変速部２０の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち自動変速部２０の変速すべき変速段を判断し、その判断した変速段が得られるように自動変速部２０の変速を実行する。このとき、有段変速制御手段８２は、例えば図２に示す係合表に従って変速段が達成されるように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を除いた油圧式摩擦係合装置を係合および／または解放させる指令（変速出力指令）を油圧制御回路７０へ出力する。なお、アクセル開度Ａccと自動変速部２０の要求出力トルクＴＯＵＴ（図７の縦軸）とはアクセル開度Ａccが大きくなるほどそれに応じて上記要求出力トルクＴＯＵＴも大きくなる対応関係にあることから、図７の変速線図の縦軸はアクセル開度Ａccであっても差し支えない。
【００５４】
ハイブリッド制御手段８４は、動力伝達装置１０の前記無段変速状態すなわち差動部１１の差動状態においてエンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２電動機Ｍ２との駆動力の配分や第１電動機Ｍ１の発電による反力を最適になるように変化させて差動部１１の電気的な無段変速機としての変速比γ０を制御する。例えば、そのときの走行車速において、運転者の出力要求量としてのアクセルペダル操作量（アクセル開度）Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出し、車両の目標出力と充電要求値から必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第２電動機Ｍ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力を算出し、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとなるようにエンジン８を制御するとともに第１電動機Ｍ１の発電量を制御する。
【００５５】
ハイブリッド制御手段８４は、その制御を動力性能や燃費向上などのために自動変速部２０の変速段を考慮して実行する。このようなハイブリッド制御では、エンジン８を効率のよい作動域で作動させるために定まるエンジン回転速度ＮＥと車速Ｖおよび自動変速部２０の変速段で定まる伝達部材１８の回転速度とを整合させるために、差動部１１が電気的な無段変速機として機能させられる。すなわち、ハイブリッド制御手段８４は、例えば図８に示すようなエンジン回転速度ＮＥとエンジン８の出力トルク（エンジントルク）ＴＥとをパラメータとする二次元座標内において無段変速走行の時に運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジン８の動作曲線の一種である最適燃費率曲線ＬＥＦ（燃費マップ、関係）を予め記憶しており、その最適燃費率曲線ＬＥＦにエンジン８の動作点ＰＥＧ（以下、「エンジン動作点ＰＥＧ」と表す）が沿わされつつエンジン８が作動させられるように、例えば目標出力（トータル目標出力、要求駆動力）を充足するために必要なエンジン出力を発生するためのエンジントルクＴＥとエンジン回転速度ＮＥとなるように動力伝達装置１０のトータル変速比γＴの目標値を定め、その目標値が得られるように差動部１１の変速比γ０を制御し、トータル変速比γＴをその変速可能な変化範囲内例えば１３〜０．５の範囲内で制御する。例えば、自動変速部２０の変速に対して、エンジン動作点が最適燃費曲線ＬＥから外れることのないように、差動部１１を自動変速部２０の変速方向とは反対方向に変速させる。ここで、上記エンジン動作点ＰＥＧとは、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジントルクＴＥなどで例示されるエンジン８の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン８の動作状態を示す動作点である。
【００５６】
このとき、ハイブリッド制御手段８４は、第１電動機Ｍ１により発電された電気エネルギをインバータ５４を通して蓄電装置５６や第２電動機Ｍ２へ供給するので、エンジン８の動力の主要部は機械的に伝達部材１８へ伝達されるが、エンジン８の動力の一部は第１電動機Ｍ１の発電のために消費されてそこで電気エネルギに変換され、インバータ５４を通してその電気エネルギが第２電動機Ｍ２Ｇへ供給され、その第２電動機Ｍ２が駆動されて第２電動機Ｍ２から伝達部材１８へ伝達される。この電気エネルギの発生から第２電動機Ｍ２で消費されるまでに関連する機器により、エンジン８の動力の一部を電気エネルギに変換し、その電気エネルギを機械的エネルギに変換するまでの電気パスが構成される。
【００５７】
ハイブリッド制御手段８４は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータ６４により電子スロットル弁を開閉制御させる他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置６６による燃料噴射量や噴射時期を制御させ、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置６８による点火時期を制御させる指令を単独で或いは組み合わせてエンジン出力制御装置５８に出力して必要なエンジン出力を発生するようにエンジン８の出力制御を実行するエンジン出力制御手段を機能的に備えている。例えば、ハイブリッド制御手段８４は、基本的には図示しない予め記憶された関係からアクセル開度信号Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ６４を駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θＴＨを増加させるようにスロットル制御を実行する。
【００５８】
前記図７の実線Ａは、車両の発進／走行用（以下、走行用という）の駆動力源をエンジン８と電動機例えば第２電動機Ｍ２とで切り換えるための、言い換えればエンジン８を走行用の駆動力源として車両を発進／走行（以下、走行という）させる所謂エンジン走行と第２電動機Ｍ２を走行用の駆動力源として車両を走行させる所謂モータ走行とを切り換えるための、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図７に示すエンジン走行とモータ走行とを切り換えるための境界線（実線Ａ）を有する予め記憶された関係は、車速Ｖと駆動力関連値である出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された駆動力源切換線図（駆動力源マップ）の一例である。この駆動力源切換線図は、例えば同じ図７中の実線および一点鎖線に示す変速線図（変速マップ）と共に予め記憶されている。
【００５９】
そして、ハイブリッド制御手段８４は、例えば図７の駆動力源切換線図から車速Ｖと要求出力トルクＴＯＵＴとで示される車両状態に基づいてモータ走行領域とエンジン走行領域との何れであるかを判断してモータ走行或いはエンジン走行を実行する。このように、ハイブリッド制御手段８４によるモータ走行は、図７から明らかなように一般的にエンジン効率が高トルク域に比較して悪いとされる比較的低出力トルクＴＯＵＴ時すなわち低エンジントルクＴＥ時、或いは車速Ｖの比較的低車速時すなわち低負荷域で実行される。
【００６０】
ハイブリッド制御手段８４は、このモータ走行時には、停止しているエンジン８の引き摺りを抑制して燃費を向上させるために、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能（差動作用）によって、第１電動機回転速度ＮＭ１を負の回転速度で制御例えば空転させて、差動部１１の差動作用によりエンジン回転速度ＮＥを零乃至略零に維持する。また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン８を走行用の駆動力源とするエンジン走行を行うエンジン走行領域であっても、前述した電気パスによる第１電動機Ｍ１や第３電動機Ｍ３からの電気エネルギ及び／又は蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動して駆動輪３８にトルクを付与することにより、エンジン８の動力を補助するための所謂トルクアシストが可能である。よって、本実施例のエンジン走行にはエンジン８を走行用の駆動力源とする場合と、エンジン８及び第２電動機Ｍ２の両方を走行用の駆動力源とする場合とがある。そして、本実施例のモータ走行とはエンジン８を停止して第２電動機Ｍ２を走行用の駆動力源とする走行である。
【００６１】
ハイブリッド制御手段８４は、エンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン８の作動状態を運転状態と停止状態との間で切り換える、すなわちエンジン８の始動および停止を行うエンジン始動停止制御手段８６を備えている。このエンジン始動停止制御手段８６は、ハイブリッド制御手段８４により例えば図７の駆動力源切換線図から車両状態に基づいてモータ走行とエンジン走行との切換えが判断された場合に、エンジン８の始動または停止を実行する。
【００６２】
例えば、エンジン始動停止制御手段８６は、図７の実線Ｂの点ａ→点ｂに示すように、アクセルペダルが踏込操作されて要求出力トルクＴＯＵＴが大きくなり車両状態がモータ走行領域からエンジン走行領域へ変化した場合には、第１電動機Ｍ１に通電して第１電動機回転速度ＮＭ１を引き上げることで、すなわち第１電動機Ｍ１をスタータとして機能させることで、エンジン回転速度ＮＥを引き上げ、所定のエンジン回転速度ＮＥ’例えばエンジン点火可能な回転速度ＮＥで点火装置６８により点火させるようにエンジン８の始動を行って、ハイブリッド制御手段８４によるモータ走行からエンジン走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段８６は、第１電動機回転速度ＮＭ１を速やかに引き上げることでエンジン回転速度ＮＥを速やかに所定のエンジン回転速度ＮＥ’まで引き上げてもよい。これにより、良く知られたアイドル回転速度ＮＥＩＤＬ以下のエンジン回転速度領域における共振領域を速やかに回避できて始動時の振動が抑制される。また、エンジン始動停止手段８６は、第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げに替えて又はこれと並行して、第３電動機回転速度ＮＭ３の引き上げを実行してエンジン回転速度ＮＥを引き上げてもよい。すなわち、第３電動機Ｍ３の駆動によって、エンジン回転速度ＮＥをエンジン点火可能な回転速度まで引き上げ、点火装置６８より点火させることで、エンジン走行へ切り換える。
【００６３】
また、エンジン始動停止制御手段８６は、図７の実線Ｂの点ｂ→点ａに示すように、アクセルペダルが戻されて要求出力トルクＴＯＵＴが小さくなり車両状態がエンジン走行領域からモータ走行領域へ変化した場合には、燃料噴射装置６６により燃料供給を停止させるように、すなわちフューエルカットによりエンジン８の停止を行って、ハイブリッド制御手段８４によるエンジン走行からモータ走行へ切り換える。このとき、エンジン始動停止制御手段８６は、第１電動機回転速度ＮＭ１を速やかに引き下げることでエンジン回転速度ＮＥを速やかに零乃至略零まで引き下げてもよい。これにより、上記共振領域を速やかに回避できて停止時の振動が抑制される。或いは、エンジン始動停止制御手段８６は、フューエルカットより先に、第１電動機回転速度ＮＭ１を引き下げてエンジン回転速度ＮＥを引き下げ、所定のエンジン回転速度ＮＥ’でフューエルカットするようにエンジン８の停止を行ってもよい。
【００６４】
また、ハイブリッド制御手段８４は、エンジン走行領域であっても、上述した電気パスによる第１電動機Ｍ１からの電気エネルギおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギを第２電動機Ｍ２へ供給し、その第２電動機Ｍ２を駆動してエンジン８の動力を補助するトルクアシストが可能である。よって、本実施例ではエンジン８と第２電動機Ｍ２との両方を走行用の駆動力源とする車両の走行はモータ走行ではなくエンジン走行に含まれるものとする。
【００６５】
また、ハイブリッド制御手段８４は、車両の停止状態又は低車速状態に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によってエンジン８の運転状態を維持させることができる。例えば、車両停止時に蓄電装置５６の充電残量ＳＯＣが低下して第１電動機Ｍ１による発電が必要となった場合には、エンジン８の動力により第１電動機Ｍ１が発電させられてその第１電動機Ｍ１の回転速度が引き上げられ、車速Ｖで一意的に決められる第２電動機回転速度ＮＭ２が車両停止状態により零（略零）となっても動力分配機構１６の差動作用によってエンジン回転速度ＮＥが自律回転可能な回転速度以上に維持される。
【００６６】
また、ハイブリッド制御手段８４は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、差動部１１の電気的ＣＶＴ機能によって第１電動機回転速度ＮＭ１および／または第２電動機回転速度ＮＭ２を制御してエンジン回転速度ＮＥを任意の回転速度に維持させられる。例えば、図３の共線図からもわかるようにハイブリッド制御手段８４はエンジン回転速度ＮＥを引き上げる場合には、車速Ｖに拘束される第２電動機回転速度ＮＭ２を略一定に維持しつつ第１電動機回転速度ＮＭ１の引き上げを実行する。
【００６７】
増速側ギヤ段判定手段８８は、動力伝達装置１０を有段変速状態とする際に切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれを係合させるかを判定するために、例えば車両状態に基づいて予め記憶された前記図７に示す変速線図に従って動力伝達装置１０の変速されるべき変速段が増速側ギヤ段例えば第５速ギヤ段であるか否かを判定する。
【００６８】
切換制御手段９０は、車両状態に基づいて前記差動状態切換装置（切換クラッチＣ０、切換ブレーキＢ０）の係合／解放を切り換えることにより、前記無段変速状態と前記有段変速状態とを、すなわち前記差動状態と前記ロック状態とを選択的に切り換える。例えば、切換制御手段９０は、予め記憶された前記図７の破線および二点鎖線に示す関係（切換線図、切換マップ）から車速Ｖおよび要求出力トルクＴＯＵＴで示される車両状態に基づいて、動力伝達装置１０（差動部１１）の変速状態を切り換えるべきか否かを判断して、すなわち動力伝達装置１０を無段変速状態とする無段制御領域内であるか或いは動力伝達装置１０を有段変速状態とする有段制御領域内であるかを判定することにより動力伝達装置１０の切り換えるべき変速状態を判断して、動力伝達装置１０を前記無段変速状態と前記有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換える変速状態の切換えを実行する。
【００６９】
具体的には、切換制御手段９０は有段変速制御領域内であると判定した場合は、ハイブリッド制御手段８４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８２に対しては、予め設定された有段変速時の変速を許可する。このときの有段変速制御手段８２は、予め記憶された例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０の自動変速を実行する。例えば、予め記憶された図２は、このときの変速において選択される油圧式摩擦係合装置すなわちＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の作動の組み合わせを示している。すなわち、動力伝達装置１０全体すなわち差動部１１および自動変速部２０が所謂有段式自動変速機として機能し、図２に示す係合表に従って変速段が達成される。
【００７０】
例えば、増速側ギヤ段判定手段８８により第５速ギヤ段が判定される場合には、動力伝達装置１０全体として変速比が１．０より小さな増速側ギヤ段所謂オーバードライブギヤ段が得られるために切換制御手段９０は差動部１１が固定の変速比γ０例えば変速比γ０が０．７の副変速機として機能させられるように切換クラッチＣ０を解放させ且つ切換ブレーキＢ０を係合させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。また、増速側ギヤ段判定手段８８により第５速ギヤ段でないと判定される場合には、動力伝達装置１０全体として変速比が１．０以上の減速側ギヤ段が得られるために切換制御手段９０は差動部１１が固定の変速比γ０例えば変速比γ０が１の副変速機として機能させられるように切換クラッチＣ０を係合させ且つ切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。このように、切換制御手段９０によって動力伝達装置１０が有段変速状態に切り換えられるとともに、その有段変速状態における２種類の変速段のいずれかとなるように選択的に切り換えられて、差動部１１が副変速機として機能させられ、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、動力伝達装置１０全体が所謂有段式自動変速機として機能させられる。
【００７１】
しかし、切換制御手段９０は、動力伝達装置１０を無段変速状態に切り換える無段変速制御領域内であると判定した場合は、動力伝達装置１０全体として無段変速状態が得られるために差動部１１を無段変速状態として無段変速可能とするように切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を解放させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。同時に、ハイブリッド制御手段８４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８２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、予め記憶された例えば図７に示す変速線図に従って自動変速部２０を自動変速することを許可する信号を出力する。この場合、有段変速制御手段８２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９０により無段変速状態に切り換えられた差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部２０が有段変速機として機能することにより、適切な大きさの駆動力が得られると同時に、自動変速部２０の第１速、第２速、第３速、第４速の各ギヤ段に対しその自動変速部２０に入力される回転速度すなわち伝達部材１８の回転速度が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１０全体として無段変速状態となりトータル変速比γＴが無段階に得られるようになる。
【００７２】
ここで前記図７について詳述すると、図７は自動変速部２０の変速判断の基となる予め記憶された関係（変速線図、変速マップ）であり、車速Ｖと駆動力関連値である要求出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとする二次元座標で構成された変速線図の一例である。図７の実線はアップシフト線であり一点鎖線はダウンシフト線である。
【００７３】
また、図７の破線は切換制御手段９０による有段制御領域と無段制御領域との判定のための判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を示している。つまり、図７の破線はハイブリッド車両の高速走行を判定するための予め設定された高速走行判定値である判定車速Ｖ１の連なりである高車速判定線と、ハイブリッド車両の駆動力に関連する駆動力関連値例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴが高出力となる高出力走行を判定するための予め設定された高出力走行判定値である判定出力トルクＴ１の連なりである高出力走行判定線とを示している。さらに、図７の破線に対して二点鎖線に示すように有段制御領域と無段制御領域との判定にヒステリシスが設けられている。つまり、この図７は判定車速Ｖ１および判定出力トルクＴ１を含む、車速Ｖと出力トルクＴＯＵＴとをパラメータとして切換制御手段９０により有段制御領域と無段制御領域とのいずれであるかを領域判定するための予め記憶された切換線図（切換マップ、関係）である。なお、この切換線図を含めて変速マップとして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。
【００７４】
上記変速線図、切換線図、或いは駆動力源切換線図等は、マップとしてではなく実際の車速Ｖと判定車速Ｖ１とを比較する判定式、出力トルクＴＯＵＴと判定出力トルクＴ１とを比較する判定式等として記憶されてもよい。この場合には、切換制御手段９０は、車両状態例えば実際の車速が判定車速Ｖ１を越えたときに動力伝達装置１０を有段変速状態とする。また、切換制御手段９０は、車両状態例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴが判定出力トルクＴ１を越えたときに動力伝達装置１０を有段変速状態とする。
【００７５】
また、差動部１１を電気的な無段変速機として作動させるための電動機等の電気系の制御機器の故障や機能低下時、例えば第１電動機Ｍ１における電気エネルギの発生からその電気エネルギが機械的エネルギに変換されるまでの電気パスに関連する機器の機能低下すなわち第１電動機Ｍ１、第２電動機Ｍ２、インバータ５４、蓄電装置５６、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が発生したような車両状態となる場合には、無段制御領域であっても車両走行を確保するために切換制御手段９０は動力伝達装置１０を優先的に有段変速状態としてもよい。
【００７６】
前記駆動力関連値とは、車両の駆動力に１対１に対応するパラメータであって、車輪３８での駆動トルク或いは駆動力のみならず、例えば自動変速部２０の出力トルクＴＯＵＴ、エンジントルクＴＥ、車両加速度や、例えばアクセル開度或いはスロットル弁開度θＴＨ（或いは吸入空気量、空燃比、燃料噴射量）とエンジン回転速度ＮＥとに基づいて算出されるエンジントルクＴＥなどの実際値や、運転者のアクセルペダル操作量或いはスロットル開度等に基づいて算出される要求（目標）エンジントルクＴＥ、自動変速部２０の要求（目標）出力トルクＴＯＵＴ、要求駆動力等の推定値であってもよい。また、上記駆動トルクは出力トルクＴＯＵＴ等からデフ比、車輪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。
【００７７】
また、例えば判定車速Ｖ１は、高速走行において動力伝達装置１０が無段変速状態とされるとかえって燃費が悪化するのを抑制するように、その高速走行において動力伝達装置１０が有段変速状態とされるように設定されている。また、判定トルクＴ１は、車両の高出力走行において第１電動機Ｍ１の反力トルクをエンジンの高出力域まで対応させないで第１電動機Ｍ１を小型化するために、例えば第１電動機Ｍ１からの電気エネルギの最大出力を小さくして配設可能とされた第１電動機Ｍ１の特性に応じて設定されている。
【００７８】
図７の関係に示されるように、出力トルクＴＯＵＴが予め設定された判定出力トルクＴ１以上の高トルク領域、或いは車速Ｖが予め設定された判定車速Ｖ１以上の高車速領域が有段制御領域として設定されているので、有段変速走行がエンジン８の比較的高トルクとなる高駆動トルク時、或いは車速の比較的高車速時において実行され、無段変速走行がエンジン８の比較的低トルクとなる低駆動トルク時、或いは車速の比較的低車速時すなわちエンジン８の常用出力域において実行されるようになっている。
【００７９】
これによって、例えば、車両の低中速走行および低中出力走行では、動力伝達装置１０が無段変速状態とされて車両の燃費性能が確保されるが、実際の車速Ｖが前記判定車速Ｖ１を越えるような高速走行では動力伝達装置１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が車輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる場合に発生する動力と電気エネルギとの間の変換損失が抑制されて燃費が向上する。また、出力トルクＴＯＵＴなどの前記駆動力関連値が判定トルクＴ１を越えるような高出力走行では動力伝達装置１０が有段の変速機として作動する有段変速状態とされ専ら機械的な動力伝達経路でエンジン８の出力が車輪３８へ伝達されて電気的な無段変速機として作動させる領域が車両の低中速走行および低中出力走行となって、第１電動機Ｍ１が発生すべき電気的エネルギ換言すれば第１電動機Ｍ１が伝える電気的エネルギの最大値を小さくできて第１電動機Ｍ１或いはそれを含む車両の駆動装置が一層小型化される。また、他の考え方として、この高出力走行においては燃費に対する要求より運転者の駆動力に対する要求が重視されるので、無段変速状態より有段変速状態（定変速状態）に切り換えられるのである。これによって、ユーザは、例えば有段自動変速走行におけるアップシフトに伴うエンジン回転速度ＮＥの変化すなわち変速に伴うリズミカルなエンジン回転速度ＮＥの変化が楽しめる。
【００８０】
このように、本実施例の差動部１１（動力伝達装置１０）は無段変速状態と有段変速状態（定変速状態）とに選択的に切換え可能であって、前記切換制御手段９０により車両状態に基づいて差動部１１の切り換えるべき変速状態が判断され、差動部１１が無段変速状態と有段変速状態とのいずれかに選択的に切り換えられる。また、本実施例では、ハイブリッド制御手段８４により車両状態に基づいてモータ走行或いはエンジン走行が実行されるが、このエンジン走行とモータ走行とを切り換えるために、エンジン始動停止制御手段８６によりエンジン８の始動または停止が行われる。
【００８１】
ところで、図７の変速線図には詳細に描かれていないが、実際にはモータ走行領域において、同じアクセル開度・車速であってもエンジン走行とモータ走行とでは、ギヤ段（変速比）が相違するものとなっている。図９に図７のモータ走行領域における変速線図を詳細に示す。図９に示すように、モータ走行においては、一点鎖線で示す第１速ギヤ段から第２速ギヤ段へのアップシフト線、並びに二点鎖線で示す第２速ギヤ段から第１速ギヤ段へのダウンシフト線がそれぞれエンジン走行時よりも高車速側に変更されている。なお、モータ走行領域では、自動変速部２０のギヤ段は第１速ギヤ段または第２速ギヤ段に限定され、第３速ギヤ段へは変速されない。上記変更は、モータ走行時においては、第２電動機Ｍ２を低トルク高回転速度で作動させた方が電動機の効率が向上するためであり、図９に示すように、モータ走行領域ではエンジン走行領域よりも自動変速部２０のギヤ比を大きくすることで電動機の効率を向上させている。また、電動機による回生の場合であっても同様に、電動機を低トルク高回転速度で作動させる方が効率上好ましい。
【００８２】
ここで、自動変速部２０のギヤ比が大きいと、第２電動機Ｍ２の回転速度ＮＭ２が高くなることから、差動部１１の差動作用によって第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が逆回転方向に高くなる。この状態でモータ走行からエンジン走行に切り換えるため第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させる場合、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が逆回転方向に大きな状態からの制御となることから、第１電動機Ｍ１の電圧波形に基づいて、第１電動機Ｍ１の制御性が低下していることがある。したがって、第１電動機Ｍ１の制御性の低下に伴い、差動部１１から歯打ち音が発生する可能性があった。また、第１電動機Ｍ１の制御性の低下に伴い、エンジン始動時に発生する振動を抑制する制振制御が実施困難となる可能性があった。
【００８３】
上記課題について、図を用いてさらに詳細に説明する。図１０は、エンジン始動前およびエンジン始動時の差動部１１の各回転要素の回転状態を示す共線図であり、図３の共線図に対応するものである。ここで、実線が、第２速ギヤ段におけるモータ走行時（エンジン始動前）の回転状態を示しており、破線が、第１速ギヤ段におけるモータ走行時（エンジン始動前）の回転状態を示している。なお、上記第１速ギヤ段および第２速ギヤ段とも車速Ｖが同じ速度であるものとする。図１０に示すように、同じ車速Ｖであっても第１速ギヤ段は第２速ギヤ段よりもギヤ比が大きいため、第１速ギヤ段での走行時の方が第２速ギヤ段での走行時よりも、差動部リングギヤＲ０の回転速度（第２電動機回転速度ＮＭ２）が大きくなる。これに伴い、差動部１１の差動用によって、第１速ギヤ段での走行時の方が第２速ギヤ段での走行時よりも、差動部サンギヤＳ０の回転速度（すなわち第１電動機回転速度ＮＭ１）が負の回転方向（逆回転方向）に大きくなる。上記状態で第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させる場合の回転状態を、第１速ギヤ段についは一点鎖線で、第２速ギヤ段については二点鎖線でそれぞれ示す。図１０に示すように、エンジン回転速度ＮＥがエンジン点火可能なエンジン回転速度ＮＥ’まで第１電動機Ｍ１によって引き上げられることで、エンジン点火が可能となる。
【００８４】
ここで、第１電動機Ｍ１は、公知技術として知られているように、電圧波形を回転速度に応じて切り換えることで、出力可能な回転速度領域幅を拡大させている。図１１は、上記第１電動機Ｍ１の電圧波形の適用領域を示す図である。図１１に示すように、低回転速度領域では、正弦波ＰＷＭ（正弦波パルス幅変調）が適用され、第１電動機Ｍ１の回転速度が所定の回転速度ＮＣＲを越えた高回転速度領域では矩形波が適用されている。なお、所定の回転速度ＮＣＲは、第１電動機Ｍ１の定格値として設定され、第１電動機Ｍ１の出力トルクに応じて変化する。また、負の回転速度領域においても正の回転速度と対称に設定されており、回転速度が高回転となると、矩形波が適用される。言い換えれば、第１電動機Ｍ１の回転速度の絶対値が大きくなると矩形波が適用される。なお、実際には、正弦波ＰＷＭと矩形波との間に、公知である過変調ＰＷＭ等も適用されているが本実施例では、発明を理解しやすくするため、正弦波ＰＷＭに含むものとする。
【００８５】
そして、正弦波ＰＷＭ領域では、正弦波パルス幅変調制御が実施される一方、矩形波領域では、矩形波の電圧波形による制御が実施される。なお、上記正弦波パルス幅変調制御は、公知技術である最大トルク制御が使用され、矩形波の電圧波形による制御は、公知技術である弱め界磁制御が使用される。最大トルク制御は、同一電流で最大のトルクが得られるように制御するものである。また、弱め界磁制御は、電動機の回転によって発生する逆起電力の上昇により電動機の端子電圧が上昇し、最大トルク制御が実施可能な電圧制限に達したとき実施される。弱め界磁制御は、所定の回転速度を超えると、電動機の永久磁石の磁束を打ち消すように電流（弱め界磁電流）を流すことで、コイルへの磁束鎖交数を減少させて電動機の端子電圧が電圧制限を越えないよう制御するものである。上記弱め界磁制御は、磁束の変化を伴う制御であるので、応答性が得られ難く最大トルク制御に比べて制御性が低いことが知られている。
【００８６】
上記より、自動変速部２０が第１速ギヤ段でモータ走行中にエンジン８を始動させる際、図１０に示すように第１電動機Ｍ１が負の回転方向に大きい状態から制御することとなり、そのときの電圧波形が矩形波である場合、第１電動機Ｍ１の制御性低下に伴い、差動部１１からの歯打ち音の発生や制振制御が困難となる可能性があった。これに対して、モータ走行時変速比設定手段９２（以下、変速比設定手段９２と記載する）は、エンジン停止時の第２電動機Ｍ２によるモータ走行中の自動変速部２０の変速比（ギヤ段）を、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるときの電圧波形に応じて設定する。これにより、第１電動機Ｍ１の制御性が低下しない状態で第１電動機Ｍ１によるエンジン始動を実施することが可能となり、歯打ち音の抑制や制振制御が可能となる。以下、上記制御について説明する。
【００８７】
図６に戻り、変速比設定手段９２は、車両がモータ走行中に実施される制御であるため、モータ走行判定手段９４によって現在の走行状態がモータ走行状態であるか否かを判定させる。モータ走行判定手段９４は、例えば図７に示す変速線図に基づいて、現在の走行領域が第２電動機Ｍ２によるモータ走行領域内にあるか否かを判定する。或いは、ハイブリッド制御手段８４から第２電動機Ｍ２による駆動信号が出力されているか否かに基づいてモータ走行状態か否かを判定することもできる。
【００８８】
また、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動の代替手段として、スタータモータとして機能する第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能か否かがスタータ始動可能判定手段９６によって判定される。スタータ始動可能判定手段９６は、例えば第３電動機Ｍ３が故障状態或いは高温状態にあるか否か等に基づいて、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能か否かを判定する。スタータ始動可能判定手段９６が肯定される、すなわち第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能な場合、エンジン８の始動に際して、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施され、変速比設定手段９２は実施されない。このとき、図９に示す変速線図のように、モータ走行領域において第１速ギヤ段で走行させる領域が広く設定されたものが適用され、第２電動機Ｍ２を低トルク高回転速度領域である効率上有利な点で作動させる領域が広くなる。なお、上記のように第１速ギヤ段で走行される領域が拡大されると、特に車速Ｖの大きい領域（アップシフト線近傍）では、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が逆回転方向に大きくなって第１電動機制御時の電圧波形が矩形波となり、第１電動機Ｍ１の制御性が低下するが、第３電動機Ｍ３によってエンジン始動を実施するため、エンジン始動時の歯打ち音が抑制されると共に、制振制御が可能となる。
【００８９】
一方、スタータ始動可能判定手段９６に基づいて、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が不可能と判定されると、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動に限られることとなる。このとき、変速比設定手段９２は、エンジンを始動させるときの第１電動機Ｍ１の電圧波形に応じて自動変速部２０の変速比を設定する。具体的には、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるに際して、エンジン始動時に歯打ち音を発生させない電圧波形でエンジン８を始動できるように、変速比設定手段９２は、自動変速部２０のギヤ比（変速比）を設定する。上述したように、第１電動機Ｍ１は、その回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを超えると、電圧波形が矩形波に切り換えられて制御性が低下する。そこで、変速比設定手段９２は、第１電動機Ｍ１の電圧波形が正弦波ＰＷＭから矩形波に変化して制御性が低下しないように、すなわち回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えないように、自動変速部２０のギヤ比（変速比）を設定する。
【００９０】
図１２は、変速比設定手段９２が実施された場合に使用されるモータ走行領域における変速線図を示した図である。図１２においては、第１速ギヤ段および第２速ギヤ段間のアップシフト線およびダウンシフト線が、図９に示す第３電動機Ｍ３使用可能時のアップシフト線およびダウンシフト線よりも低速側に移動されている。言い換えれば、自動変速部２０が第１速ギヤ段で走行される領域が狭く設定される。ここで、図１２において、モータ走行領域において第２速ギヤ段へのアップ変速が実施されるアップシフト線の閾値となる車速Ｖを車速ＶＣＲとすると、車速ＶＣＲは、例えば自動変速部２０が第１速ギヤ段で走行された場合に、第１電動機Ｍ１の回転速度の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えない領域での最大値、すなわち第１電動機Ｍ１の圧力波形が正弦波ＰＷＭとなる領域の最大値近傍に設定されている。したがって、第２電動機Ｍ２によるモータ走行時に、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えそうになると、変速比設定手段９２は、自動変速部２０の変速比をアップ変速側に設定することで、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを越えないように、すなわち電圧波形が正弦波ＰＷＭに維持されるように制御する。このように自動変速部２０のギヤ比（変速比）が設定されることで、例えば第１電動機Ｍ１によるエンジン始動が開始されても、第１電動機Ｍ１の制御性は低下していないので、歯打ち音が抑制されると共に、制振制御が可能となる。
【００９１】
図１３は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちモータ走行時においてエンジン８を始動させる際に発生する歯打ち音を抑制すると共に、制振制御を可能とするための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。
【００９２】
先ず、モータ走行判定手段９４に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略）において、現在の車両の走行状態がモータ走行状態であるか否かが判定される。ＳＡ１が否定されると、本ルーチンは終了させられる。一方、ＳＡ１が肯定されると、スタータ始動可能判定手段９６に対応するＳＡ２において、エンジンスタータモータとして機能する第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能か否かが判定される。ＳＡ２が肯定されると、ＳＡ３において、図９に示す変速線図に基づいて変速制御が実施される。ＳＡ２が肯定される場合、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能であるため、モータ走行領域において自動変速部２０を第１速ギヤ段で走行させる領域が拡大されている。これにより、第２電動機Ｍ２が効率のよい低トルク高回転速度領域で作動される領域が拡大され、燃費が改善される。一方、ＳＡ２が否定される場合、変速比設定手段９２に対応するＳＡ４において、図１２に示す図９の変速線図に比べてアップシフト線およびダウンシフト線が低車速側に変更された、すなわち第１速ギヤ段での走行領域が狭められた変速線図に基づいて変速制御が実施される。これにより、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを超えないように自動変速部２０の変速比が制御されるに伴い、第１電動機Ｍ１がエンジン８を始動させる際に歯打ち音の抑制および制振制御が可能となる電圧波形（正弦波ＰＷＭ）に維持される。
【００９３】
図１４は、エンジン８を始動させるに際して、歯打ち音の抑制および制振制御を実施可能とする制御作動を示すタイムチャートである。なお、図１４においては、例えばアクセル踏み込み等によりモータ走行（エンジン停止状態）からエンジン走行に切り換える場合を一例に示す。
【００９４】
自動変速部２０が第１速ギヤ段で走行中、ｔ１時点において第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転速度側に大きくなり、所定の回転速度ＮＣＲを越えそうになると、自動変速部２０が第２速ギヤ段へアップ変速させられる。これに伴い、実線に示すように、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が上昇することで所定の回転速度ＮＣＲを越えることが回避される。また、自動変速部２０が第２速ギヤ段へアップ変速されたことから、第２電動機Ｍ２のトルクが増加する。そして、ｔ３時点においてアクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度Ａccの増加に伴ってｔ４時点においてエンジン始動判断が為されると、ｔ４時点〜ｔ５時点の間に第１電動機Ｍ１によるエンジン始動制御が実施される。さらに、ｔ５時点においてエンジン回転速度ＮＥがエンジン点火可能な回転速度ＮＥ’まで引き上げられると点火装置４２の点火によってエンジン走行に切り換えられる。ここで、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させる際、第１電動機Ｍ１の電圧波形は変速比設定手段９２によって正弦波ＰＷＭに維持されており、細かな制御が可能であることから、エンジン始動時の歯打ち音の抑制および制振制御が可能となる。
【００９５】
また、図１４に示す破線は、第３電動機Ｍ３によってエンジン８を始動させる場合を示している。第３電動機Ｍ３によってエンジン８を始動させる場合、第１電動機Ｍ１が所定の回転速度ＮＣＲを越えても構わないので、破線に示すようにｔ１時点において第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が所定の回転速度ＮＣＲに達しても第１速ギヤ段での走行が継続されることとなる。これに伴い、ｔ１時点〜ｔ４時点において、破線に示すように第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲよりも大きくなる。そして、ｔ３時点においてアクセルペダルが踏み込まれ、ｔ４時点においてエンジン始動判断が為されたとき、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が開始されると共に、自動変速部２０が第２速ギヤ段へアップ変速される。そして、ｔ４時点〜ｔ５時点において第３電動機Ｍ３によってエンジン回転速度ＮＥがエンジン点火可能な回転速度ＮＥ’まで引き上げられ、ｔ５時点においてエンジン走行に切り換えられる。ここで、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能な場合、第１電動機Ｍ１の電圧波形は矩形波であっても問題にならないので、モータ走行領域において第１速ギヤ段すなわち低速ギヤ段での走行領域が第１電動機Ｍ１によるエンジン始動時よりも広く設定されている。これに伴い、第２電動機Ｍ２が低トルク高回転速度で運転される領域が広くなり、第２電動機Ｍ２の効率が向上するので、結果として車両の燃費が向上することとなる。
【００９６】
上述のように、本実施例によれば、変速比設定手段９２は、エンジン停止時の第２電動機Ｍ２による走行中における自動変速部２０の変速比を、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるときの第１電動機Ｍ１の電圧波形に応じて設定するものである。第２電動機Ｍ２による走行時において、第２電動機Ｍ２を低トルク高回転速度で使用すると電動機の効率上好ましいが、第２電動機Ｍ２が高回転となると差動部１１の差動作用によって、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が負の回転方向に大きくなる。ここで、第１電動機Ｍ１の回転速度ＮＭ１が大きくなると、第１電動機Ｍ１の電圧波形が変化して制御性が低下するため、エンジン始動時に差動部１１から歯打ち音が発生し易くなる。これに対して、第１電動機Ｍ１の制御性が低下しない電圧波形で維持されるように、変速比設定手段９２は自動変速部２０の変速比を設定することで、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動時の歯打ち音を抑制することができる。
【００９７】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１によってエンジン８を始動させるに際して、変速比設定手段９２は、歯打ち音を発生させない第１電動機Ｍ１の電圧波形でエンジン８を始動できるように、自動変速部２０の変速比を設定するため、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動の際の歯打ち音を効果的に抑制することができる。
【００９８】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１によるエンジン始動とは異なる第３電動機Ｍ３によるエンジン始動手段をさらに有しており、そのエンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、変速比設定手段９２を実施しないため、第２電動機Ｍ２が低トルク高回転速度で運転される領域が広くなるので、車両の燃費性を向上させることができる。
【００９９】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１は、回転速度の絶対値が所定の回転速度ＮＣＲを超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するので、変速比設定手段９２によって電圧波形の変化を防止して、第１電動機の制御性低下を抑制することができる。
【０１００】
また、本実施例によれば、第１電動機Ｍ１の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波ＰＷＭ（正弦波パルス幅変調）が用いられ、所定の回転速度ＮＣＲを超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられるため、第１電動機Ｍ１の出力可能な回転速度範囲を大幅に拡大することができる。
【０１０１】
つぎに、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】
【０１０２】
図１５は、本発明の他の実施例における動力伝達装置（車両用動力伝達装置）１１０の構成を説明する骨子図であり、図１６は、その動力伝達装置１１０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であり、図１７は、その動力伝達装置１１０の変速作動を説明する共線図である。
【０１０３】
動力伝達装置１１０は、前述の実施例と同様に第１電動機Ｍ１、動力分配機構１６、第２電動機Ｍ２、および第３電動機Ｍ３を備えている差動部１１と、その差動部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（変速部）１１２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ρ０を有するシングルピニオン型の差動部遊星歯車装置２４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１１２は、例えば「０．５３２」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２６と、例えば「０．４１８」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２８とを備えている。第１遊星歯車装置２６の第１サンギヤＳ１と第２遊星歯車装置２８の第２サンギヤＳ２とが一体的に連結されて第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第１遊星歯車装置２６の第１キャリヤＣＡ１と第２遊星歯車装置２８の第２リングギヤＲ２とが一体的に連結されて出力軸２２に連結され、第１リングギヤＲ１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ている。
【０１０４】
以上のように構成された動力伝達装置１１０では、例えば、図１６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、差動部１１は前述した無段変速機として作動する無段変速状態に加え、変速比が一定の変速機として作動する定変速状態を構成することが可能とされている。したがって、動力伝達装置１１０では、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れかを係合作動させることで定変速状態とされた差動部１１と自動変速部１１２とで有段変速機として作動する有段変速状態が構成され、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の何れも係合作動させないことで無段変速状態とされた差動部１１と自動変速部１１２とで電気的な無段変速機として作動する無段変速状態が構成される。言い換えれば、動力伝達装置１１０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。
【０１０５】
例えば、動力伝達装置１１０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、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、例えば全てのクラッチ及びブレーキＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２が解放される。
【０１０６】
しかし、動力伝達装置１１０が無段変速機として機能する場合には、図１６に示される係合表の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が共に解放される。これにより、差動部１１が無段変速機として機能し、それに直列の自動変速部１１２が有段変速機として機能することにより、自動変速部１１２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１１２の入力回転速度ＮＩＮすなわち伝達部材回転速度Ｎ１８が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的な変速比幅が得られる。したがって、その各ギヤ段の間が無段的に連続変化可能な変速比となって動力伝達装置１１０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。
【０１０７】
図１７は、無段変速部として機能する差動部１１と変速部（有段変速部）として機能する自動変速部１１２とから構成される動力伝達装置１１０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。
【０１０８】
図１７における自動変速部１１２の４本の縦線Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ７は、左から順に、第４回転要素（第４要素）ＲＥ４に対応し且つ相互に連結された第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２を、第５回転要素（第５要素）ＲＥ５に対応する第２キャリヤＣＡ２を、第６回転要素（第６要素）ＲＥ６に対応し且つ相互に連結された第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２を、第７回転要素（第７要素）ＲＥ７に対応する第１リングギヤＲ１をそれぞれ表している。また、自動変速部１１２において第４回転要素ＲＥ４は第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に選択的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結され、第５回転要素ＲＥ５は第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第６回転要素ＲＥ６は自動変速部１１２の出力軸２２に連結され、第７回転要素ＲＥ７は第１クラッチＣ１を介して伝達部材１８に選択的に連結されている。
【０１０９】
自動変速部１１２では、図１７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（Ｒ１）の回転速度を示す縦線Ｙ７と横線Ｘ２との交点および第５回転要素ＲＥ５（ＣＡ２）の回転速度を示す縦線Ｙ５と横線Ｘ１との交点を通る斜めの直線Ｌ１と、出力軸２２に連結された第６回転要素ＲＥ６（ＣＡ１，Ｒ２）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に連結された第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る。また、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ことにより決まる水平な直線Ｌ３と、出力軸２２に連結された第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に差動部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、差動部１１からの動力がエンジン回転速度ＮＥよりも高い回転速度で入力されることから、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および切換ブレーキＢ０が係合させられることにより決まる水平な直線Ｌ４と出力軸２２に連結された第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。
【０１１０】
本実施例の動力伝達装置１１０においても、差動部１１と自動変速部１１２（変速部）とを備えるため、変速比設定手段９２を適用することが可能となり、前述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
例えば、前述の実施例では、モータ走行領域において、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が実施可能であっても第１速ギヤ段および第２速ギヤ段間のアップシフト線およびダウンシフト線が設定されているが、第３電動機Ｍ３によるエンジン始動が可能な場合、モータ走行領域全体を第１速ギヤ段とするものであっても構わない。
【０１１３】
また、前述の実施例では、エンジン走行領域とモータ走行領域とで、第１速ギヤ段および第２速ギヤ段間のアップシフト線およびダウンシフト線が不連続に設定されているが、必ずしも上記のように設定する必要はなく、例えば自動変速部２０のギヤ比（変速比）をさらに大きなものに最初から設定するなどして、連続的なアップシフト線およびダウンシフト線とすることもできる。
【０１１４】
また、前述実施例の自動変速部２０、１１２は、３速および４速の変速部が使用されているが、変速部の変速段数は特に限定されるものではなく、複数段の変速が成立可能であれば、特に限定されない。また、自動変速部２０の連結構成等も特に限定されない。さらに、自動変速部２０、１１２は有段式の変速部が使用されているが、ＣＶＴなどの無段変速部であっても本発明を適用することができる。
【０１１５】
また前述の実施例においては、第1電動機Ｍ１の運転状態が制御されることにより、差動部１１（動力分配機構１６）はその変速比γ０が最小値γ０min から最大値γ０max まで連続的に変化させられる電気的な無段変速機として機能するものであったが、例えば差動部１１の変速比γ０を連続的ではなく差動作用を利用して敢えて段階的に変化させるものであってもよい。
【０１１６】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０においてエンジン８と差動部１１とは直結されているが、エンジン８が差動部１１にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
【０１１７】
また、前述の実施例の動力伝達装置１０において第１電動機Ｍ１と第２回転要素ＲＥ２とは直結されており、第２電動機Ｍ２と第３回転要素ＲＥ３とは直結されているが、第１電動機Ｍ１が第２回転要素ＲＥ２にクラッチ等の係合要素を介して連結され、第２電動機Ｍ２が第３回転要素ＲＥ３にクラッチ等の係合要素を介して連結されていてもよい。
【０１１８】
また前述の実施例では、エンジン８から駆動輪３８への動力伝達経路において、差動部１１の次に自動変速部２０が連結されているが、自動変速部２０の次に差動部１１が連結されている順番でもよい。要するに、自動変速部２０は、エンジン８から駆動輪３８への動力伝達経路の一部を構成するように設けられておればよい。
【０１１９】
また、前述の実施例の図１によれば、差動部１１と自動変速部２０は直列に連結されているが、動力伝達装置１０全体として電気的に差動状態を変更し得る電気式差動機能とその電気式差動機能による変速とは異なる原理で変速する機能とが備わっていれば、差動部１１と自動変速部２０とが機械的に独立していなくても本発明は適用される。
【０１２０】
また、前述の実施例において動力分配機構１６はシングルプラネタリであるが、ダブルプラネタリであってもよい。
【０１２１】
また前述の実施例においては、差動部遊星歯車装置２４を構成する第１回転要素ＲＥ１にはエンジン８が動力伝達可能に連結され、第２回転要素ＲＥ２には第１電動機Ｍ１が動力伝達可能に連結され、第３回転要素ＲＥ３には駆動輪３８への動力伝達経路が連結されているが、例えば、２つの遊星歯車装置がそれを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、その遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン、電動機、駆動輪が動力伝達可能に連結されており、その遊星歯車装置の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により有段変速と無段変速とに切換可能な構成にも本発明は適用される。
【０１２２】
また、前述の実施例における切換クラッチＣ０及び切換ブレーキＢ０等の油圧式摩擦係合装置は、パウダー（磁粉）クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチ等の磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。
【０１２３】
また、前述の実施例における切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は必ずしも必要なく、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０のいずれか一方、または両方が省略されたものであっても構わない。
【０１２４】
また前述の実施例においては、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に直接連結されているが、第２電動機Ｍ２の連結位置はそれに限定されず、エンジン８又は伝達部材１８から駆動輪３８までの間の動力伝達経路に直接的或いは変速機、遊星歯車装置、係合装置等を介して間接的に連結されていてもよい。
【０１２５】
また、前述の実施例の動力分配機構１６では、差動部キャリヤＣＡ０がエンジン８に連結され、差動部サンギヤＳ０が第１電動機Ｍ１に連結され、差動部リングギヤＲ０が伝達部材１８に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン８、第１電動機Ｍ１、伝達部材１８は、差動部遊星歯車装置２４の３要素ＣＡ０、Ｓ０、Ｒ０のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
【０１２６】
また、前述の実施例においてエンジン８は入力軸１４と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
【０１２７】
また、前述の実施例の第１電動機Ｍ１および第２電動機Ｍ２は、入力軸１４に同心に配置されて第１電動機Ｍ１は差動部サンギヤＳ０に連結され第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第１電動機Ｍ１は差動部サンギヤＳ０に連結され、第２電動機Ｍ２は伝達部材１８に連結されていてもよい。
【０１２８】
また、前述の実施例において自動変速部２０は伝達部材１８を介して差動部１１と直列に連結されていたが、入力軸１４と平行にカウンタ軸が設けられてそのカウンタ軸上に同心に自動変速部２０が配列されていてもよい。この場合には、差動部１１と自動変速部２０とは、たとえば伝達部材１８としてカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される１組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
【０１２９】
また、前述の実施例の動力分配機構１６は１組の差動部遊星歯車装置２４から構成されていたが、２以上の遊星歯車装置から構成されて、非差動状態（定変速状態）では３段以上の変速機として機能するものであってもよい。
【０１３０】
また、前述の実施例の第２電動機Ｍ２はエンジン８から駆動輪３８までの動力伝達経路の一部を構成する伝達部材１８に連結されているが、第２電動機Ｍ２がその動力伝達経路に連結されていることに加え、クラッチ等の係合要素を介して動力分配機構１６にも連結可能とされており、第１電動機Ｍ１の代わりに第２電動機Ｍ２によって動力分配機構１６の差動状態を制御可能とする動力伝達装置１０の構成であってもよい。
【０１３１】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の一実施例である動力伝達装置の一部を示す骨子図である。
【図２】図１の動力伝達装置に備えられた自動変速部の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の動力伝達装置における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。
【図４】図１の動力伝達装置を制御する制御装置としての電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図５】シフトレバーを備えた複数種類のシフトポジションを選択するために操作されるシフト操作装置の一例である。
【図６】図４の電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図７】図１の車両用駆動装置において、自動変速部の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える為の予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。
【図８】図１のエンジンの最適燃費率曲線を表す図である。
【図９】図７の変速線図においてモータ走行領域における変速線を拡大して示した図である。
【図１０】エンジン始動時の差動部の各回転要素の回転状態を示す共線図であり、図３の共線図に対応するものである。
【図１１】第１電動機の回転速度と電圧波形との関係を示す図である。
【図１２】変速比設定手段が実施された場合に使用されるモータ走行領域における変速線図を示した図であり、図９に対応するものである。
【図１３】電子制御装置の制御作動の要部すなわちモータ走行時においてエンジンを始動させる際に発生する歯打ち音や振動を抑制するための制御作動を説明するフローチャートである。
【図１４】エンジンを始動させるに際して、歯打ち音および振動を抑制する制御作動を示すタイムチャートである。
【図１５】本発明の他の実施例である動力伝達装置の一部を示す骨子図である。
【図１６】図１５の動力伝達装置に備えられた自動変速部の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１５の動力伝達装置における各ギヤ段の相対回転速度を説明する共線図である。
【符号の説明】
【０１３３】
８：エンジン
１０、１１０：動力伝達装置（車両用動力伝達装置）
１１：差動部（電気式差動部）
１６：動力分配機構（差動機構）
２０、１１２：自動変速部（変速部）
３８：駆動輪
９２：モータ走行時変速比設定手段（変速比設定手段）
Ｍ１：第１電動機
Ｍ２：第２電動機
Ｍ３：第３電動機（スタータモータ）
ＮＣＲ：所定の回転速度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された差動機構と該差動機構に動力伝達可能に連結された第１電動機とを有し該第１電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２電動機と、前記動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、
前記エンジン停止時の前記第２電動機による走行中における前記変速部の変速比を、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるときの前記第１電動機の電圧波形に応じて設定するモータ走行時変速比設定手段を備えることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項２】
前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるに際して、前記モータ走行時変速比設定手段は、歯打ち音を発生させない前記第１電動機の電圧波形で前記エンジンを始動できるように、前記変速部の変速比を設定することを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項３】
前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段をさらに有しており、該エンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、前記変速比設定手段を実施させないことを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置
【請求項４】
前記第１電動機は、回転速度の絶対値が所定の回転速度を超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項５】
前記第１電動機の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波パルス幅変調が用いられ、前記所定の回転速度を超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられることを特徴とする請求項４の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項１】
エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に連結された差動機構と該差動機構に動力伝達可能に連結された第１電動機とを有し該第１電動機の運転状態が制御されることにより該差動機構の差動状態が制御される電気式差動部と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結された第２電動機と、前記動力伝達経路の一部を構成する変速部とを、備えた車両用動力伝達装置の制御装置であって、
前記エンジン停止時の前記第２電動機による走行中における前記変速部の変速比を、前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるときの前記第１電動機の電圧波形に応じて設定するモータ走行時変速比設定手段を備えることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項２】
前記第１電動機によって前記エンジンを始動させるに際して、前記モータ走行時変速比設定手段は、歯打ち音を発生させない前記第１電動機の電圧波形で前記エンジンを始動できるように、前記変速部の変速比を設定することを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項３】
前記第１電動機によるエンジン始動とは異なるエンジン始動手段をさらに有しており、該エンジン始動手段によってエンジン始動を実施させるときは、前記変速比設定手段を実施させないことを特徴とする請求項１または２の車両用動力伝達装置の制御装置
【請求項４】
前記第１電動機は、回転速度の絶対値が所定の回転速度を超えると、電圧波形が切り換えられて制御性が低下するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つの車両用動力伝達装置の制御装置。
【請求項５】
前記第１電動機の電圧波形は、低・中回転速度領域にあっては正弦波パルス幅変調が用いられ、前記所定の回転速度を超えて高回転速度領域となると、矩形波が用いられることを特徴とする請求項４の車両用動力伝達装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−１００２６８（Ｐ２０１０−１００２６８Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６１７４（Ｐ２００８−２７６１７４）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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