車両用駆動装置の制御装置
【課題】無段変速機および有段変速機を共に変速する場合でもそれ等の変速が何れも適切に行われるようにする。
【解決手段】無段変速機１６を構成している差動機構２４の２つの回転要素ＲＥ１、ＲＥ３の回転速度、すなわちエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御量として、それ等の最終目標値Ｎｅｍ、ＮＭＧ２ｍに向かうように変速中の過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔが逐次設定され、エンジン回転速度Ｎｅ、ＭＧ２回転速度ＮＭＧ２が過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔに近付くように第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２がフィードバック制御される。変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機１６、２０の変速の相互干渉などは外乱としてフィードバック制御に反映され、両変速機１６、２０の変速が何れも適切に行われるようになる。
【解決手段】無段変速機１６を構成している差動機構２４の２つの回転要素ＲＥ１、ＲＥ３の回転速度、すなわちエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御量として、それ等の最終目標値Ｎｅｍ、ＮＭＧ２ｍに向かうように変速中の過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔが逐次設定され、エンジン回転速度Ｎｅ、ＭＧ２回転速度ＮＭＧ２が過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔに近付くように第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２がフィードバック制御される。変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機１６、２０の変速の相互干渉などは外乱としてフィードバック制御に反映され、両変速機１６、２０の変速が何れも適切に行われるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的な無段変速機と機械式の有段変速機とを有する車両用駆動装置に係り、特に、それ等の無段変速機および有段変速機が共に変速される際の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) エンジンに連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と伝達部材に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、その伝達部材に連結された第２回転機と、を備えている電気的な無段変速機と、(b) 前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に配設され、複数の摩擦係合装置の係合解放状態に応じて変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる機械式の有段変速機と、を有する車両用駆動装置が提案されている。特許文献１に記載の装置はその一例で、無段変速機または有段変速機による有段変速に際して、上記差動機構の回転要素やエンジンの回転速度が変速後の同期回転速度と一致するように、第１回転機および第２回転機を用いて同期制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばアクセルペダルが踏込み操作されてエンジンの回転速度を増大させるとともに有段変速機をダウンシフトするパワーＯＮダウンシフト時など、無段変速機および有段変速機を共に変速する場合、従来のように変速後の回転速度となるように同期制御するだけでは、変速過渡時のエンジントルクの変化や有段変速機の摩擦係合装置の係合トルクの変化、或いは両変速機の変速の相互干渉などで制御が不安定になり、エンジン回転速度が吹き上がったり、有段変速機の変速の急な進行に起因する摩擦係合装置の急係合や一方向クラッチの衝突などで変速ショックが発生したり、逆に変速の進行が遅れたりすることがあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、無段変速機および有段変速機を共に変速する場合でもそれ等の変速が何れも適切に行われるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、(a) エンジンに連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と伝達部材に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、その伝達部材に連結された第２回転機と、を備えている電気的な無段変速機と、(b) 前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に配設され、複数の摩擦係合装置の係合解放状態に応じて変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる機械式の有段変速機と、を有する車両用駆動装置の制御装置において、(c) 前記無段変速機および前記有段変速機が共に変速される際に、前記第１回転機、前記第２回転機、および前記エンジンが連結された前記差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として、各々の変速後の最終目標値を設定する最終目標値設定手段と、(d) その最終目標値設定手段により設定された前記最終目標値に向かうように、予め定められた補間処理に従って変速中の過渡目標値を設定する過渡目標値設定手段と、(e) 前記複数の制御量がそれぞれ前記過渡目標値設定手段によって設定された前記過渡目標値に近付くように、前記第１回転機および前記第２回転機のトルクをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このような車両用駆動装置の制御装置によれば、差動機構の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として、最終目標値設定手段により設定された最終目標値に向かうように変速中の過渡目標値が設定され、複数の制御量がそれぞれその過渡目標値に近付くように第１回転機および第２回転機のトルクがフィードバック制御されるため、変速過渡時のエンジントルクの変化や摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機の変速の相互干渉などは外乱としてフィードバック制御に反映される。これにより、両変速機の変速が何れも適切に行われるようになり、エンジン回転速度の吹き上がりや有段変速機の摩擦係合装置の急係合等による変速ショックの発生が抑制される。
【０００８】
ここで、差動機構の３つの回転要素の回転速度は一定の関係を有するため、２つの回転要素の回転速度を制御量として制御すれば、残りの回転要素の回転速度も一義的に定まり、無段変速機の変速状態が規定される。また、差動機構の第３回転要素は伝達部材を介して機械式の有段変速機に連結されており、その第３回転要素の回転速度が制御されることにより、有段変速機の変速進行状態が車速に応じて規定される。したがって、差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として制御すれば、無段変速機および有段変速機の変速状態を何れも規定することができ、それ等の変速の進行をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が好適に適用される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の車両用駆動装置に設けられた有段変速機の複数のギヤ段とそれを成立させる油圧式摩擦係合装置との関係を説明する図である。
【図３】図１の車両用駆動装置に設けられた無段変速機および有段変速機の共線図である。
【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１の車両用駆動装置に設けられたシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。
【図６】図１の車両用駆動装置に設けられた有段変速機のクラッチＣ１〜Ｃ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の係合解放を制御する油圧制御回路の要部を示す回路図である。
【図７】図１の車両用駆動装置を搭載している車両の概略構成図で、図４の電子制御装置が備えている制御機能を併せて示した図である。
【図８】図１の車両用駆動装置が備えている有段変速機の変速線図、およびエンジンおよびモータジェネレータの駆動力源切換線図の、各々の一例を説明する図である。
【図９】図１のエンジンの最適燃費率曲線を説明する図である。
【図１０】図７の変速コントロール手段を具体的に説明する機能ブロック線図である。
【図１１】図１０の変速コントロール手段による信号処理を具体的に説明するフローチャートである。
【図１２】パワーＯＮの３→２ダウシンフト時における無段変速機および有段変速機の各部の回転速度変化を説明する共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
無段変速機の差動機構としては、シングルピニオン型或いはダブルピニオン型の遊星歯車装置が好適に用いられる。この遊星歯車装置はサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの３つの回転要素を備えているが、それ等の回転速度を１本の直線で結ぶことができる共線図において、例えば中間に位置する回転要素にエンジンが連結され、両端の回転要素に第１回転機、第２回転機が連結されるが、中間の回転要素に第２回転機すなわち伝達部材を連結するようにしても良い。この３つの回転要素は、常に相対回転可能であっても良いが、任意の２つをクラッチにより一体的に連結できるようにして、運転状態に応じて一体回転させるようにしたり、第２回転要素をブレーキにより回転停止できるようにしたりすることも可能である。必要に応じて、それ等の回転要素とエンジン、第１回転機、第２回転機との間にクラッチ等の断続手段を設けることもできる。
【００１１】
第１回転機および第２回転機は回転電気機械のことで、具体的には電動モータ、発電機、或いはその両方の機能を択一的に用いることができるモータジェネレータである。第１回転機として発電機を採用し、第２回転機として電動モータを採用することもできるが、種々の運転状態を想定した場合、第１回転機、第２回転機の何れもモータジェネレータを用いることが望ましい。
【００１２】
有段変速機としては、遊星歯車式や平行軸式の変速機が広く用いられており、運転状態に応じて自動的に或いは運転者の変速指令に従って変速判断が行われ、油圧制御回路が電気的に切り換えるなどして摩擦係合装置が係合、解放されることによりギヤ段が切り換えられる。
【００１３】
無段変速機および有段変速機が共に変速される際に、第１回転機および第２回転機をフィードバック制御する時の制御量としては、差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度が用いられれば良く、例えばエンジンが連結された第１回転要素と、第１回転機が連結された第２回転要素および第２回転機が連結された第３回転要素の何れか一方、の回転速度が制御量として用いられる。第１回転機が連結された第２回転要素および第２回転機が連結された第３回転要素の回転速度を制御量として用いることもできるし、３つの回転要素の回転速度を総て制御量として用いることも可能である。
【００１４】
最終目標値設定手段によって設定される最終目標値は、変速判断時の車速や加速度、変速の種類、アクセル操作量等により、変速中の車速変化を考慮して設定される。過渡目標値設定手段によって設定される過渡目標値は、現在値と最終目標値とを直線補間或いはアクセル操作量等に応じて定められる所定の変化パターンによる補間処理等に従って算出されるとともに、例えば制御サイクルタイムに応じて逐次設定される。この過渡目標値は、できるだけ細かく設定することが望ましいが、変速開始時の現在値と最終目標値との間に少なくとも１つ設定されれば良い。これ等の最終目標値および過渡目標値は、複数の制御量毎にそれぞれ設定される。
【００１５】
フィードバック制御手段は、単一の制御ロジックにより複数の制御量がそれぞれ過渡目標値設定手段によって設定された過渡目標値に近付くように、それ等の偏差に基づいて、予め定められたフィードバック制御式に従って第１回転機および第２回転機のトルクをそれぞれ算出し、そのトルク指令値に従ってそれ等の第１回転機および第２回転機を制御する。このフィードバック制御手段は、最後は最終目標値に対して各制御量が近付くように、第１回転機および第２回転機のトルクをフィードバック制御する。
【００１６】
上記過渡目標値を用いたフィードバック制御は、アクセルペダルが踏込み操作されてエンジンの回転速度を増大させるとともに有段変速機をダウンシフトするパワーＯＮダウンシフト時、またはアクセルペダルが戻し操作されてエンジンの回転速度を低下させるとともに有段変速機をアップシフトするパワーＯＦＦアップシフト時に好適に採用される。
【実施例】
【００１７】
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、本発明が適用された車両用駆動装置１０を示す骨子図である。図１において、車両用駆動装置１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２（以下、ケース１２という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸１４と、この入力軸１４に直接或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接的に連結された電気式の無段変速機１６と、その無段変速機１６から駆動輪３４（図７参照）への動力伝達経路に伝達部材１８を介して直列に連結されている機械式の有段変速機２０と、この有段変速機２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを直列に備えている。この車両用駆動装置１０は、例えば車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン８と一対の駆動輪３４との間に設けられて、エンジン８からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３２（図７参照）および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３４へ伝達する。エンジン８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無段変速機１６に直結されている。
【００１８】
無段変速機１６は、エンジン８と駆動輪３４との間の動力伝達経路に配設されており、第１モータジェネレータＭＧ１と、入力軸１４に伝達されたエンジン８の出力を第１モータジェネレータＭＧ１および伝達部材１８に機械的に分配する差動機構２４と、出力軸として機能する伝達部材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モータジェネレータＭＧ２と、を備えている。第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、何れも電動モータおよび発電機として択一的に用いることができるもので、第１モータジェネレータＭＧ１は第１回転機に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２は第２回転機に相当する。
【００１９】
上記差動機構２４は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、差動サンギヤＳ０、遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動キャリヤＣＡ０、遊星歯車Ｐ０を介してサンギヤＳ０と噛み合う差動リングギヤＲ０を、相対回転可能な３つの回転要素として備えている。差動キャリヤＣＡ０は入力軸１４を介してエンジン８に連結されている第１回転要素ＲＥ１で、差動サンギヤＳ０は第１モータジェネレータＭＧ１に連結されてている第２回転要素ＲＥ２で、差動リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている第３回転要素ＲＥ３である。これ等の差動サンギヤＳ０、差動キャリヤＣＡ０、差動リングギヤＲ０は互いに相対回転可能で、エンジン８の出力が第１モータジェネレータＭＧ１と伝達部材１８に分配され、第１モータジェネレータＭＧ１が回生制御（発電制御ともいう）されることによって得られた電気エネルギーで第２モータジェネレータＭＧ２が回転駆動され、或いは蓄電装置５６（図７参照）が充電される。第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御や力行制御で、その第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１すなわち差動サンギヤＳ０の回転速度を制御することにより、差動機構２４の差動状態を適宜変更することが可能で、入力軸１４の回転速度ＮINと出力軸として機能する伝達部材１８の回転速度Ｎ18との変速比γ０（＝ＮIN／Ｎ18）が連続的に変化させられる。入力軸１４の回転速度ＮINはエンジン８の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅと同じで、伝達部材１８の回転速度Ｎ18は第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＮＭＧ２と同じである。
【００２０】
有段変速機２０は、エンジン８と駆動輪３４との間の動力伝達経路の一部を構成しており、何れもシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６および第２遊星歯車装置２８を有する遊星歯車式の多段変速機である。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を備えている。そして、第２サンギヤＳ２にて構成される第４回転要素ＲＥ４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。第１リングギヤＲ１および第２キャリヤＣＡ２は、互いに一体的に連結されて第５回転要素ＲＥ５を構成しており、出力軸２２に一体的に連結されている。第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２は、互いに一体的に連結されて第６回転要素ＲＥ６を構成しており、第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に連結されるとともに、第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結される。この第６回転要素ＲＥ６（ＣＡ１、Ｒ２）はまた、一方向クラッチＦ１を介して非回転部材であるケース１２に連結されてエンジン８と同方向の回転が許容される一方、逆方向の回転が禁止されている。第１サンギヤＳ１にて構成されている第７回転要素ＲＥ７は、第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８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る。
【００２１】
そして、このような有段変速機２０は、油圧式摩擦係合装置である上記クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２（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）が選択的に係合させられることにより、変速比γ（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ18／出力軸２２の回転速度ＮOUT ）が異なる複数のギヤ段が成立させられる。図２の係合作動表に示されるように、第１クラッチＣ１の係合および一方向クラッチＦ１により変速比γが最も大きい第１速ギヤ段（１ｓｔ）が成立させられ、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により第１速ギヤ段よりも変速比γが小さい第２速ギヤ段（２ｎｄ）が成立させられ、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＝１の第３速ギヤ段（３ｒｄ）が成立させられ、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１の係合により変速比γが１より小さい第４速ギヤ段（４ｔｈ）が成立させられる。また、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２の係合により後進ギヤ段（Ｒｅｖ）が成立させられ、総てのクラッチＣ１〜Ｃ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の解放によりニュートラル状態（Ｎ）とされる。なお、第１速ギヤ段でエンジンブレーキを効かせる場合には、第２ブレーキＢ２が係合させられる。図２の変速比γの値は一例で、遊星歯車装置２６、２８のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）に応じて定められる。
【００２２】
以上のように構成された車両用駆動装置１０においては、有段変速機２０が何れかのギヤ段Ｍに保持されている状態で、その有段変速機２０の入力回転速度である伝達部材１８の回転速度Ｎ18が、無段変速機１６によって無段的に変化させられることにより、そのギヤ段Ｍにおいて無段的な変速比幅が得られる。このような車両用駆動装置１０の全体変速比γＴ（＝入力軸１４の回転速度ＮIN／出力軸２２の回転速度ＮOUT ）は、無段変速機１６の変速比γ０と有段変速機２０の変速比γとを掛け算した値となり、無段階に変化させられる。また、無段変速機１６の変速比γ０が一定（例えばγ０＝１）に維持されるように第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１等を制御すれば、有段変速機２０の変速に伴って全体変速比γＴは有段で変化させられ、全体として有段変速機と同様な変速フィーリングが得られる。
【００２３】
図３は、無段変速機１６および有段変速機２０に関し、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図である。この図３の共線図において、横線Ｘ１は回転速度０を示し、横線Ｘ２は回転速度が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、Ｘ３は無段変速機１６から有段変速機２０に入力される第３回転要素ＲＥ３の回転速度を示している。また、無段変速機１６の３本の縦線Ｙ１〜Ｙ３の中、左端の縦線Ｙ１は、第２回転要素ＲＥ２に対応する差動サンギヤＳ０の相対回転速度を示すもので、中間の縦線Ｙ２は第１回転要素ＲＥ１に対応する差動キャリヤＣＡ０の相対回転速度を示すもので、右端の縦線Ｙ３は第３回転要素ＲＥ３に対応する差動リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものである。これらの縦線Ｙ１〜Ｙ３の間隔は、差動機構２４のギヤ比に応じて定められる。
【００２４】
図３において、有段変速機２０の４本の縦線Ｙ４〜Ｙ７の中、左端の縦線Ｙ４は、第４回転要素ＲＥ４に対応する第２サンギヤＳ２の相対回転速度を示すもので、左から２番目の縦線Ｙ５は第５回転要素ＲＥ５に対応する第１リングギヤＲ１および第２キャリヤＣＡ２の相対回転速度を示すもので、左から３番目の縦線Ｙ６は第６回転要素ＲＥ６に対応する第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２の相対回転速度を示すもので、右端の縦線Ｙ７は第７回転要素ＲＥ７に対応する第１サンギヤＳ１の相対回転速度を示すものである。これ等の縦線Ｙ４〜Ｙ７の間隔は、第１、第２遊星歯車装置２６、２８のギヤ比に応じて定められる。
【００２５】
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の車両用駆動装置１０の無段変速機１６は、差動機構２４の第１回転要素ＲＥ１（差動キャリヤＣＡ０）が入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第２回転要素ＲＥ２（差動サンギヤＳ０）が第１モータジェネレータＭＧ１に連結され、第３回転要素ＲＥ３（差動リングギヤＲ０）が伝達部材１８および第２モータジェネレータＭＧ２に連結されることにより、入力軸１４の回転を所定の変速比γ０で変速して伝達部材１８を介して有段変速機２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。そして、１本の直線Ｌ０によって無段変速機１６の各回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の相対回転速度が示され、この場合は、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１が略０となるように第１モータジェネレータＭＧ１が回生制御されることにより、変速比γ０は１よりも小さくなり、出力部材である第３回転要素ＲＥ３がエンジン回転速度Ｎｅに対して増速回転させられる。
【００２６】
また、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される差動リングギヤＲ０の回転速度が車速Ｖに拘束されて略一定に保持される場合に、第１モータジェネレータＭＧ１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サンギヤＳ０の回転が上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される差動キャリヤＣＡ０の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅが上昇或いは下降させられる。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１を制御することによってエンジン回転速度Ｎｅ、すなわち変速比γ０を適当に調整することができる。例えば、差動機構２４が略一体的に回転するように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１を差動リングギヤＲ０の回転速度（伝達部材１８の回転速度Ｎ18）と一致するように制御すれば、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられて無段変速機１６の変速比γ０＝１になり、エンジン回転速度Ｎｅと差動リングギヤＲ０すなわち伝達部材１８の回転速度Ｎ18とが同じになる。
【００２７】
また、有段変速機２０において第４回転要素ＲＥ４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５回転要素ＲＥ５は出力軸２２に連結され、第６回転要素ＲＥ６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共に第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に選択的に連結されると共に第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結される。そして、例えば図３に示すように無段変速機１６の差動サンギヤＳ０の回転速度が略零となるように第１モータジェネレータＭＧ１が制御され、無段変速機１６が直線Ｌ０で示す変速状態に保持される場合について、有段変速機２０の複数のギヤ段を具体的に説明すると、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２（或いは一方向クラッチＦ１）が係合させられる第１速ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線Ｌ１で示す変速状態となり、その直線Ｌ１と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「１ｓｔ」により、第１速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられる第２速ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線Ｌ２で示す変速状態となり、その直線Ｌ２と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「２ｎｄ」により、第２速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合させられる第３速ギヤ段では、有段変速機２０は水平な直線Ｌ３で示す変速状態となり、その直線Ｌ３と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「３ｒｄ」により、第３速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合させられる第４速ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線Ｌ４で示す変速状態となり、その直線Ｌ４と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「４ｔｈ」により、第４速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。また、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が係合させられる後進ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線ＬＲで示す変速状態となり、その直線ＬＲと第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「Ｒｅｖ」により、後進ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。
【００２８】
図４は、本実施例の車両用駆動装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置１００に入力される信号、およびその電子制御装置１００から出力される信号を例示している。この電子制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン８、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御や、有段変速機２０の変速制御等を実行するものである。
【００２９】
電子制御装置１００には、図４に示すような各種の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、エンジン回転速度センサ４８によって検出されるエンジン８の回転速度（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、車速センサ４６により検出される出力軸２２の回転速度ＮOUT に対応する車速Ｖを表す信号、有段変速機２０の作動油温ＴOIL を表す信号、ＥＴＣスイッチの有無を表す信号、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（アクセル操作量）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の設定信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ４２により検出される第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）ＮＭＧ１を表す信号、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ４４により検出される第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）ＮＭＧ２を表す信号、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の間でインバータ５４を介して充放電を行う蓄電装置５６の充電残量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。なお、上記回転速度センサ４２、４４および車速センサ４６は、回転速度だけでなく回転方向をも検出できるセンサであり、車両走行中に有段変速機２０が中立ポジションである場合には車速センサ４６によって車両の進行方向が検出される。
【００３０】
また、上記電子制御装置１００からは、エンジン８の出力（エンジン出力）ＰE を制御するエンジン出力制御装置５８（図７参照）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、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などが出力される他、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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の力行トルクや回生トルク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、全体変速比γＴを表示させるための変速比表示信号、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、有段変速機２０の油圧式摩擦係合装置（クラッチＣ、ブレーキＢ）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７参照）に含まれる電磁弁（ＡＴソレノイドバルブ）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（ライン圧コントロールソレノイド）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オイルポンプ８５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。
【００３１】
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。シフトレバー５２は、有段変速機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有段変速機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）」、有段変速機２０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無段変速機１６の無段的な変速比幅と有段変速機２０の第１速ギヤ段〜第４速ギヤ段の全変速範囲で得られる車両用駆動装置１０の変速可能な全体変速比γＴの変速範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または手動変速走行モード（手動モード）を成立させて有段変速機２０における高速側のギヤ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。このシフトレバー５２の各シフトポジションＰSHへの手動操作に従って、図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒｅｖ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「４ｔｈ」が成立するように前記油圧制御回路７０が切り換えられる。
【００３２】
上記「Ｐ」〜「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰSHにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、図２の係合作動表に示されるようにクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２の総てが解放されることにより、有段変速機２０内の動力伝達経路が遮断されて車両を駆動不能とする非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、図２の係合作動表に示されるようにクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、一方向クラッチＦ１の何れか２つが係合させられることにより、有段変速機２０内の動力伝達経路が接続されて車両を駆動可能とする駆動ポジションである。
【００３３】
図６は、クラッチＣおよびブレーキＢの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５等に関する回路図であって、油圧制御回路７０の要部を示す回路図である。図６において、クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１、Ｂ２の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）７２、７４、７８、８０には、油圧供給装置８２から出力されたＤレンジ圧（前進レンジ圧、前進油圧）ＰＤがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ５により調圧されて供給され、クラッチＣ３の油圧アクチュエータ７６には、油圧供給装置８２から出力されたリバース圧（後進レンジ圧、後進油圧）ＰＲがリニアソレノイドバルブＳＬ３により調圧されて供給される。ブレーキＢ２の油圧アクチュエータ８０には、リニアソレノイドバルブＳＬ５の出力油圧およびリバース圧（後進レンジ圧、後進油圧）ＰＲのうち何れか供給された側の油圧がシャトル弁８４を介して供給される。
【００３４】
油圧供給装置８２は、エンジン８によって回転駆動される機械式オイルポンプ８３、およびエンジン非作動時に電動モータによって駆動される電動オイルポンプ８５を油圧源として備えている。そして、それ等のポンプ８３または８５から発生させられる油圧を元圧としてライン油圧（第１ライン油圧）ＰＬ１を調圧する例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ８６（以下プライマリバルブ８６と記載）、プライマリバルブ８６によるライン油圧ＰＬ１の調圧のためにプライマリバルブ８６から排出される油圧を元圧としてライン油圧（第２ライン油圧、セカンダリ圧）ＰＬ２を調圧するセカンダリレギュレータバルブ８８（以下、セカンダリバルブ８８と記載）、アクセル操作量Ａcc或いはスロットル弁開度θTHで表されるエンジン負荷等に応じたライン油圧ＰＬ１、ＰＬ２に調圧するためにプライマリバルブ８６およびセカンダリバルブ８８へ信号圧ＰSLT を供給するリニアソレノイドバルブＳＬＴ、ライン油圧ＰＬ１を元圧として一定のモジュレータ油圧ＰＭに調圧するモジュレータバルブ９０、シフトレバー５２の操作に伴って油路が切り換えられることにより入力されたライン油圧ＰＬ１をシフトレバー５２が「Ｄ」ポジション或いは「Ｍ」ポジションへ操作されたときにはＤレンジ圧ＰＤとして出力し、「Ｒ」ポジションへ操作されたときにはリバース圧ＰＲとして出力するマニュアルバルブ９２等を備えており、ライン油圧ＰＬ１、ＰＬ２、モジュレータ油圧ＰＭ、Ｄレンジ圧ＰＤ、およびリバース圧ＰＲを供給する。
【００３５】
リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５、ＳＬＴは、基本的には何れも同じ構成であり、電子制御装置１００により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータ７２、７４、７６、７８、８０の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧が制御される。そして、有段変速機２０は、例えば図２の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合させられることによって各ギヤ段が成立させられる。また、有段変速機２０の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣやブレーキＢの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツークラッチ変速が実行される。例えば、図２の係合作動表に示すように３速→２速のダウンシフトでは、クラッチＣ２が解放されると共にブレーキＢ１が係合させられ、変速ショックを抑制するようにクラッチＣ２の解放過渡油圧とブレーキＢ１の係合過渡油圧とが適切に制御される。このように、有段変速機２０の複数の係合装置（クラッチＣ、ブレーキＢ）の油圧すなわち係合トルクは、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５によって各々直接的に制御される。
【００３６】
図７は、上記車両用駆動装置１０を搭載している車両の概略構成図で、図４の電子制御装置１００が備えている制御機能を併せて示した図であり、電子制御装置１００は機能的に有段変速制御手段１２０およびハイブリッド制御手段１２２を備えている。有段変速制御手段１２０は、図８に示すような車速Ｖと有段変速機２０の出力トルクＴOUT とをパラメータとして予め記憶されたアップシフト線（実線）およびダウンシフト線（一点鎖線）を有する関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖおよび有段変速機２０の要求出力トルクＴOUT で示される車両状態に基づいて、有段変速機２０の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち有段変速機２０の変速すべきギヤ段を判断し、その判断したギヤ段が得られるように有段変速機２０の自動変速制御を実行する。また、シフトレバー５２が「Ｍ」ポジションへ操作された手動モードでは、シフトレバー５２がアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されることにより、高速側のギヤ段の変速範囲が異なる複数の変速レンジを切り換える。これにより、下り坂などで強制的にギヤ段を低速側へ切り換えてエンジンブレーキ力を増大させることができる。なお、アクセル操作量Ａccと有段変速機２０の要求出力トルクＴOUT （図８の縦軸）とは、アクセル操作量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８の変速線図の縦軸はアクセル操作量Ａccであっても差し支えない。
【００３７】
上記有段変速制御手段１２０は、例えば図２に示す係合作動表に従ってギヤ段が達成されるように、有段変速機２０の変速に関与する油圧式摩擦係合装置（クラッチＣおよびブレーキＢ）を係合および／または解放させる指令（変速出力指令、油圧指令）、すなわち有段変速機２０の変速に関与する解放側係合装置の油圧を所定の油圧制御ロジックに従って低下させて解放するとともに、係合側係合装置の油圧を所定の油圧制御ロジックに従って上昇させて係合させて、クラッチツークラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。油圧制御回路７０は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して有段変速機２０の変速が実行されるように、油圧制御回路７０内のリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を作動させて、その変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータ７２〜８０を作動させる。
【００３８】
ハイブリッド制御手段１２２は、エンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２モータジェネレータＭＧ２との駆動力の配分や第１モータジェネレータＭＧ１の発電による反力を最適になるように変化させて無段変速機１６の変速比γ０を制御する。例えば、その時の走行車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル操作量Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出するとともに、その車両の目標出力と充電要求値と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モータジェネレータＭＧ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力（要求エンジン出力）ＰERを算出する。そして、その目標エンジン出力ＰER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モータジェネレータＭＧ１の発電量（回生トルク）を制御する。
【００３９】
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および有段変速機２０のギヤ段で定まる伝達部材１８の回転速度Ｎ18とを整合させるように、無段変速機１６の変速比γ０を制御する。すなわち、ハイブリッド制御手段１２２は、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とで構成される二次元座標内において、動力性能と燃費とを両立するように予め実験的に求められた図９の破線に示すようなエンジン８の動作曲線の一種である最適燃費率曲線（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上にエンジン８の動作点（以下、「エンジン動作点」と表す）が位置するようにエンジン８を作動させるとともに、車速Ｖおよび有段変速機２０のギヤ段で定まる伝達部材１８の回転速度Ｎ18および最適燃費のエンジン回転速度Ｎｅに応じて無段変速機１６の変速比γ０を求め、その変速比γ０となるように第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１を制御する。
【００４０】
このとき、ハイブリッド制御手段１２２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５４を通して蓄電装置５６や第２モータジェネレータＭＧ２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５４を通してその電気エネルギーが第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が駆動されて第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８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。
【００４１】
また、ハイブリッド制御手段１２２は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１および／またはＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御してエンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持したり任意の回転速度に制御したりすることができる。言い換えれば、エンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１および／またはＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を任意の回転速度に制御することができる。また、有段変速機２０の変速方向に対して、その変速を打ち消すように無段変速機１６を反対方向に変速させることで、有段変速機２０の変速前後の全体変速比γＴを一定に維持することができる。例えば、図３の共線図からも分かるように、車両走行中にエンジン回転速度Ｎｅを引き上げる場合には、車速Ｖ（駆動輪３４）に拘束されるＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を略一定に維持しつつ、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１の引き上げを実行する。また、有段変速機２０の変速中にエンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持しつつ有段変速機２０の変速に伴うＭＧ２回転速度ＮＭＧ２の変化とは反対方向にＭＧ１回転速度ＮＭＧ１を変化させる。
【００４２】
また、ハイブリッド制御手段１２２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６２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ＰE 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、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操作量Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ６４を駆動し、アクセル操作量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。
【００４３】
また、ハイブリッド制御手段１２２は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、第２モータジェネレータＭＧ２を走行用の駆動力源とするモータ走行をさせることができる。例えば、一般的に高トルク域に比較してエンジン効率が悪いとされる低トルク域、すなわちエンジントルクＴｅが低い低負荷域、或いは車速Ｖが比較的低い低車速域において、モータ走行を実行する。すなわち、前記図８に示される実線Ａよりも低トルク側、低車速側で、エンジン８を停止して第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動力源として走行するモータ走行を実行する。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、エンジン回転速度Ｎｅが略０になるように、例えば第１モータジェネレータＭＧ１を無負荷状態にして逆回転方向へ空転することを許容する。
【００４４】
図８の実線Ａよりも高トルク側、高車速側は、エンジン８を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行領域であるが、前記電気パスによる第１モータジェネレータＭＧ１からの電気エネルギーおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギーを第２モータジェネレータＭＧ２へ供給し、その第２モータジェネレータＭＧ２を駆動して駆動輪３４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。すなわち、エンジン走行には、エンジン８のみを走行用の駆動力源とする場合と、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２の両方を走行用の駆動力源とする場合とがある。
【００４５】
また、アクセルペダルが踏込み操作されていないアクセルＯＦＦの惰性走行時（コースト走行時）やフットブレーキによる制動時などには、燃費を向上させるために車両の運動エネルギーすなわち駆動輪３４からエンジン８側へ伝達される逆駆動力により回転駆動される第２モータジェネレータＭＧ２を発電機として作動させ、得られた電気エネルギーをインバータ５４から蓄電装置５６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、蓄電装置５６の充電残量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。
【００４６】
ところで、アクセルペダルが踏込み操作されてエンジン回転速度Ｎｅを増大させるとともに有段変速機２０をダウンシフトするパワーＯＮダウンシフト時には、無段変速機１６および有段変速機２０を共に変速することになるが、変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の変速の進行、すなわち変速に関与するクラッチＣ、ブレーキＢの係合トルクの変化、或いは両変速機１６、２０の変速の相互干渉などで無段変速機１６の変速制御が不安定になり、エンジン回転速度Ｎｅが吹き上がったり、有段変速機２０の変速の急な進行に起因するクラッチＣやブレーキＢの急係合や一方向クラッチＦ１の衝突などで変速ショックが発生したり、逆に変速の進行が遅れたりする恐れがある。
【００４７】
例えば、図１２は、白丸「○」で示す第３速ギヤ段の状態からアクセルペダルが踏込み操作されて黒丸「●」で示す第２速ギヤ段の状態へパワーＯＮダウンシフトが行われた場合の共線図で、アクセルペダルの踏込み操作に伴うエンジントルクＴｅの増大でエンジン回転速度Ｎｅすなわち第１回転要素ＲＥ１の回転速度が上昇させられ、それに伴って伝達部材１８に連結された第３回転要素ＲＥ３の回転速度（ＭＧ２回転速度ＮＭＧ２と同じ）も上昇させられる。一方、有段変速機２０が３→２ダウンシフトされることにより、伝達部材１８に連結された第４回転要素ＲＥ４の回転速度が上昇させられる。第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４は伝達部材１８を介して一体的に連結されているため、それ等の回転速度は、有段変速機２０のダウンシフトによって上昇させられるとともに、無段変速機１６のエンジン回転速度Ｎｅの上昇によっても上昇させられる。言い換えれば、有段変速機１６のダウンシフトに伴い、エンジン８には伝達部材１８を介してエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる方向のトルクが作用し、これによりエンジン回転速度Ｎｅが必要以上に上昇して吹き上がる可能性がある。逆に、エンジントルクＴｅの増大に伴い、有段変速機１６の入力要素である第４回転要素ＲＥ４には、伝達部材１８を介して回転速度が上昇する方向のトルクが作用し、有段変速機１６のダウンシフトが促進されて、第１ブレーキＢ１の急係合により変速ショックを生じる可能性がある。なお、パワーＯＮの２→１ダウンシフトでは、そのダウンシフトの急な進行により一方向クラッチＦ１が衝突する可能性もある。
【００４８】
これに対し、本実施例のハイブリッド制御手段１２２は、無段変速機１６および有段変速機２０を共に変速する場合でもそれ等の変速が何れも適切に行われるように変速をコントロールする変速コントロール手段１２４を備えている。この変速コントロール手段１２４は、図１０の機能ブロック線図に示すように、最終目標値設定手段１３０、過渡目標値設定手段１３２、および多入力多出力制御手段１３４を備えて構成されており、図１１のフローチャートに従って変速処理を実行する。すなわち、エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御量として用いて、単一の制御ロジックにより第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２をフィードバック制御するのである。この場合、エンジン８は、アクセル操作量Ａccの変化に応じて電子スロットル弁６２等が制御され、エンジントルクＴｅが制御される一方、有段変速機２０の変速に関与する係合側摩擦係合装置および解放側摩擦係合装置の各油圧（係合トルク）は、それぞれ予め定められた油圧制御ロジックに従って制御されるが、上記フィードバック制御では何れも外乱として処理される。図１１のステップＳＡ２は最終目標値設定手段１３０に相当し、ステップＳＡ３は過渡目標値設定手段１３２に相当し、ステップＳＡ４は多入力多出力制御手段１３４に相当する。なお、多入力多出力制御手段１３４はフィードバック制御手段として機能する。
【００４９】
図１１のフローチャートは、前記有段変速制御手段１２０により有段変速機２０の変速制御が実行される際にステップＳＡ１以下を実行する。ステップＳＡ１では、パワーＯＮダウンシフトか或いはパワーＯＦＦアップシフトかを判断し、その何れかである場合はステップＳＡ２以下を実行するが、パワーＯＮダウンシフトでもパワーＯＦＦアップシフトでもない場合は、そのまま終了する。但し、パワーＯＮダウンシフト、パワーＯＦＦアップシフトに限らず、有段変速機２０の総ての変速実行時にステップＳＡ２以下の変速コントロール処理を行うことも可能である。
【００５０】
ステップＳＡ２では、有段変速機２０の変速の種類や車速Ｖ、車速Ｖの変化率（加速度）等に基づいて、変速中の車速Ｖの変化を考慮して変速後の第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＮＭＧ２、すなわち第３回転要素ＲＥ３、第４回転要素ＲＥ４の回転速度を求め、その回転速度をＭＧ２回転速度ＮＭＧ２の最終目標値ＮＭＧ２ｍとして決定する。また、アクセル操作量Ａcc等に基づいて前記図９の最適燃費率曲線に従って変速後のエンジン回転速度Ｎｅ、すなわち第１回転要素ＲＥ１の回転速度を求め、その回転速度をエンジン回転速度Ｎｅの最終目標値Ｎｅｍとして決定する。次のステップＳＡ３では、ステップＳＡ２で決定された最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに達するまでの変速途中の過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔを、それぞれ予め定められた直線補間等の補間処理に従って設定する。この過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔは、変速時の運転状態などから求まる変速所要時間や制御サイクルタイム、要求される制御精度等に応じて複数定められる。最初のステップＳＡ３の実行時に、最終目標値Ｎｅｍに達するまでの一連の過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔを総て算出するようにしても良いが、ステップＳＡ５に続いてステップＳＡ３が繰り返される毎に次の過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔを１つずつ算出しても良い。なお、最後は最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍをそのまま設定する。
【００５１】
ステップＳＡ４では、制御量であるＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅが、それぞれステップＳＡ３で設定された過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔに近付くように、その過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔとその時点の実際のＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮＭＧ２、ΔＮｅに基づいて、次式(1) 、(2) に示す予め定められたフィードバック制御式に従って第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＭＧ１ｓ、ＴＭＧ２ｓをそれぞれ算出し、そのトルク指令値ＴＭＧ１ｓ、ＴＭＧ２ｓに従ってそれ等の第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２を制御する。このように所定の制御サイクルタイムで逐次設定される過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔに対する偏差ΔＮＭＧ２、ΔＮｅに基づいて第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２がフィードバック制御されることにより、変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機１６、２０の変速の相互干渉などが外乱としてフィードバック制御に反映される。
ＴＭＧ１ｓ＝ｆ1(ΔＮＭＧ２、ΔＮｅ） ・・・(1)
ＴＭＧ２ｓ＝ｆ2(ΔＮＭＧ２、ΔＮｅ） ・・・(2)
【００５２】
図１２に示すパワーＯＮの３→２ダウンシフトの場合、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＭＧ１ｓはＭＧ１回転速度ＮＭＧ１を低下させるための回生トルクで、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＭＧ２ｓはＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を上昇させるための力行トルクである。その場合、上記トルク指令値ＴＭＧ１ｓのフィードバック制御式(1) は、ＭＧ２回転偏差ΔＮＭＧ２が大きい程第１モータジェネレータＭＧ１の回生トルクＴＭＧ１が大きくなり、エンジン回転偏差ΔＮｅが大きい程第１モータジェネレータＭＧ１の回生トルクＴＭＧ１が小さくなるように定められる。また、トルク指令値ＴＭＧ２ｓのフィードバック制御式(2) は、ＭＧ２回転偏差ΔＮＭＧ２が大きい程第２モータジェネレータＭＧ２の力行トルクＴＭＧ２が大きくなり、エンジン回転偏差ΔＮｅが大きい程第２モータジェネレータＭＧ２の力行トルクＴＭＧ２が大きくなるように定められる。
【００５３】
ステップＳＡ５では、その時点の実際のＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅが、それぞれステップＳＡ２で設定された最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに達したか否かを判断し、その最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに達するまでステップＳＡ３以下を繰り返し実行する。そして、実際のＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅが、それぞれ最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに到達したら一連の変速コントロール処理を終了する。
【００５４】
このような本実施例の車両用駆動装置１０の制御装置においては、無段変速機１６を構成している差動機構２４の２つの回転要素ＲＥ１、ＲＥ３の回転速度、すなわちエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御量として、最終目標値設定手段１３０により設定された最終目標値Ｎｅｍ、ＮＭＧ２ｍに向かうように変速中の過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔが逐次設定され、エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２がそれぞれその過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔに近付くように第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２がフィードバック制御されるため、変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機１６、２０の変速の相互干渉などは外乱としてフィードバック制御に反映される。これにより、両変速機１６、２０の変速が相互の干渉等に拘らず何れも適切に行われるようになり、エンジン回転速度Ｎｅの吹き上がりや有段変速機２０の摩擦係合装置の急係合等による変速ショックの発生、その有段変速機２０の変速時間の遅延等が抑制される。
【００５５】
ここで、差動機構２４の３つの回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の回転速度は一定の関係を有するため、その中の２つの回転要素ＲＥ１およびＲＥ３の回転速度を制御量として制御すれば、残りの回転要素ＲＥ２の回転速度も一義的に定まり、無段変速機１６の変速状態が規定される。また、差動機構２４の第３回転要素ＲＥ３は伝達部材１８を介して機械式の有段変速機２０に連結されており、その第３回転要素ＲＥ３の回転速度が制御されることにより、有段変速機２０の変速進行状態が車速Ｖに応じて規定される。すなわち、差動機構２４の３つの回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の中の２つの回転要素ＲＥ１およびＲＥ３の回転速度を制御量として制御すれば、無段変速機１６および有段変速機２０の変速後の状態を何れも規定することができ、それ等の変速の進行をコントロールすることができるのである。
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
８：エンジン １０：車両用駆動装置 １６：無段変速機 １８：伝達部材 ２０：有段変速機 ２４：差動機構 ３４：駆動輪 １００：電子制御装置 １２４：変速コントロール手段 １３０：最終目標値設定手段 １３２：過渡目標値設定手段 １３４：多入力多出力制御手段（フィードバック制御手段） ＭＧ１：第１モータジェネレータ（第１回転機） ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第２回転機） Ｃ１〜Ｃ３：クラッチ（摩擦係合装置） Ｂ１、Ｂ２：ブレーキ（摩擦係合装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的な無段変速機と機械式の有段変速機とを有する車両用駆動装置に係り、特に、それ等の無段変速機および有段変速機が共に変速される際の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) エンジンに連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と伝達部材に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、その伝達部材に連結された第２回転機と、を備えている電気的な無段変速機と、(b) 前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に配設され、複数の摩擦係合装置の係合解放状態に応じて変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる機械式の有段変速機と、を有する車両用駆動装置が提案されている。特許文献１に記載の装置はその一例で、無段変速機または有段変速機による有段変速に際して、上記差動機構の回転要素やエンジンの回転速度が変速後の同期回転速度と一致するように、第１回転機および第２回転機を用いて同期制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４４８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えばアクセルペダルが踏込み操作されてエンジンの回転速度を増大させるとともに有段変速機をダウンシフトするパワーＯＮダウンシフト時など、無段変速機および有段変速機を共に変速する場合、従来のように変速後の回転速度となるように同期制御するだけでは、変速過渡時のエンジントルクの変化や有段変速機の摩擦係合装置の係合トルクの変化、或いは両変速機の変速の相互干渉などで制御が不安定になり、エンジン回転速度が吹き上がったり、有段変速機の変速の急な進行に起因する摩擦係合装置の急係合や一方向クラッチの衝突などで変速ショックが発生したり、逆に変速の進行が遅れたりすることがあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、無段変速機および有段変速機を共に変速する場合でもそれ等の変速が何れも適切に行われるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、(a) エンジンに連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と伝達部材に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、その伝達部材に連結された第２回転機と、を備えている電気的な無段変速機と、(b) 前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に配設され、複数の摩擦係合装置の係合解放状態に応じて変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる機械式の有段変速機と、を有する車両用駆動装置の制御装置において、(c) 前記無段変速機および前記有段変速機が共に変速される際に、前記第１回転機、前記第２回転機、および前記エンジンが連結された前記差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として、各々の変速後の最終目標値を設定する最終目標値設定手段と、(d) その最終目標値設定手段により設定された前記最終目標値に向かうように、予め定められた補間処理に従って変速中の過渡目標値を設定する過渡目標値設定手段と、(e) 前記複数の制御量がそれぞれ前記過渡目標値設定手段によって設定された前記過渡目標値に近付くように、前記第１回転機および前記第２回転機のトルクをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このような車両用駆動装置の制御装置によれば、差動機構の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として、最終目標値設定手段により設定された最終目標値に向かうように変速中の過渡目標値が設定され、複数の制御量がそれぞれその過渡目標値に近付くように第１回転機および第２回転機のトルクがフィードバック制御されるため、変速過渡時のエンジントルクの変化や摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機の変速の相互干渉などは外乱としてフィードバック制御に反映される。これにより、両変速機の変速が何れも適切に行われるようになり、エンジン回転速度の吹き上がりや有段変速機の摩擦係合装置の急係合等による変速ショックの発生が抑制される。
【０００８】
ここで、差動機構の３つの回転要素の回転速度は一定の関係を有するため、２つの回転要素の回転速度を制御量として制御すれば、残りの回転要素の回転速度も一義的に定まり、無段変速機の変速状態が規定される。また、差動機構の第３回転要素は伝達部材を介して機械式の有段変速機に連結されており、その第３回転要素の回転速度が制御されることにより、有段変速機の変速進行状態が車速に応じて規定される。したがって、差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として制御すれば、無段変速機および有段変速機の変速状態を何れも規定することができ、それ等の変速の進行をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が好適に適用される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の車両用駆動装置に設けられた有段変速機の複数のギヤ段とそれを成立させる油圧式摩擦係合装置との関係を説明する図である。
【図３】図１の車両用駆動装置に設けられた無段変速機および有段変速機の共線図である。
【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１の車両用駆動装置に設けられたシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。
【図６】図１の車両用駆動装置に設けられた有段変速機のクラッチＣ１〜Ｃ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の係合解放を制御する油圧制御回路の要部を示す回路図である。
【図７】図１の車両用駆動装置を搭載している車両の概略構成図で、図４の電子制御装置が備えている制御機能を併せて示した図である。
【図８】図１の車両用駆動装置が備えている有段変速機の変速線図、およびエンジンおよびモータジェネレータの駆動力源切換線図の、各々の一例を説明する図である。
【図９】図１のエンジンの最適燃費率曲線を説明する図である。
【図１０】図７の変速コントロール手段を具体的に説明する機能ブロック線図である。
【図１１】図１０の変速コントロール手段による信号処理を具体的に説明するフローチャートである。
【図１２】パワーＯＮの３→２ダウシンフト時における無段変速機および有段変速機の各部の回転速度変化を説明する共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
無段変速機の差動機構としては、シングルピニオン型或いはダブルピニオン型の遊星歯車装置が好適に用いられる。この遊星歯車装置はサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの３つの回転要素を備えているが、それ等の回転速度を１本の直線で結ぶことができる共線図において、例えば中間に位置する回転要素にエンジンが連結され、両端の回転要素に第１回転機、第２回転機が連結されるが、中間の回転要素に第２回転機すなわち伝達部材を連結するようにしても良い。この３つの回転要素は、常に相対回転可能であっても良いが、任意の２つをクラッチにより一体的に連結できるようにして、運転状態に応じて一体回転させるようにしたり、第２回転要素をブレーキにより回転停止できるようにしたりすることも可能である。必要に応じて、それ等の回転要素とエンジン、第１回転機、第２回転機との間にクラッチ等の断続手段を設けることもできる。
【００１１】
第１回転機および第２回転機は回転電気機械のことで、具体的には電動モータ、発電機、或いはその両方の機能を択一的に用いることができるモータジェネレータである。第１回転機として発電機を採用し、第２回転機として電動モータを採用することもできるが、種々の運転状態を想定した場合、第１回転機、第２回転機の何れもモータジェネレータを用いることが望ましい。
【００１２】
有段変速機としては、遊星歯車式や平行軸式の変速機が広く用いられており、運転状態に応じて自動的に或いは運転者の変速指令に従って変速判断が行われ、油圧制御回路が電気的に切り換えるなどして摩擦係合装置が係合、解放されることによりギヤ段が切り換えられる。
【００１３】
無段変速機および有段変速機が共に変速される際に、第１回転機および第２回転機をフィードバック制御する時の制御量としては、差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度が用いられれば良く、例えばエンジンが連結された第１回転要素と、第１回転機が連結された第２回転要素および第２回転機が連結された第３回転要素の何れか一方、の回転速度が制御量として用いられる。第１回転機が連結された第２回転要素および第２回転機が連結された第３回転要素の回転速度を制御量として用いることもできるし、３つの回転要素の回転速度を総て制御量として用いることも可能である。
【００１４】
最終目標値設定手段によって設定される最終目標値は、変速判断時の車速や加速度、変速の種類、アクセル操作量等により、変速中の車速変化を考慮して設定される。過渡目標値設定手段によって設定される過渡目標値は、現在値と最終目標値とを直線補間或いはアクセル操作量等に応じて定められる所定の変化パターンによる補間処理等に従って算出されるとともに、例えば制御サイクルタイムに応じて逐次設定される。この過渡目標値は、できるだけ細かく設定することが望ましいが、変速開始時の現在値と最終目標値との間に少なくとも１つ設定されれば良い。これ等の最終目標値および過渡目標値は、複数の制御量毎にそれぞれ設定される。
【００１５】
フィードバック制御手段は、単一の制御ロジックにより複数の制御量がそれぞれ過渡目標値設定手段によって設定された過渡目標値に近付くように、それ等の偏差に基づいて、予め定められたフィードバック制御式に従って第１回転機および第２回転機のトルクをそれぞれ算出し、そのトルク指令値に従ってそれ等の第１回転機および第２回転機を制御する。このフィードバック制御手段は、最後は最終目標値に対して各制御量が近付くように、第１回転機および第２回転機のトルクをフィードバック制御する。
【００１６】
上記過渡目標値を用いたフィードバック制御は、アクセルペダルが踏込み操作されてエンジンの回転速度を増大させるとともに有段変速機をダウンシフトするパワーＯＮダウンシフト時、またはアクセルペダルが戻し操作されてエンジンの回転速度を低下させるとともに有段変速機をアップシフトするパワーＯＦＦアップシフト時に好適に採用される。
【実施例】
【００１７】
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、本発明が適用された車両用駆動装置１０を示す骨子図である。図１において、車両用駆動装置１０は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース１２（以下、ケース１２という）内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸１４と、この入力軸１４に直接或いは図示しない脈動吸収ダンパー（振動減衰装置）などを介して間接的に連結された電気式の無段変速機１６と、その無段変速機１６から駆動輪３４（図７参照）への動力伝達経路に伝達部材１８を介して直列に連結されている機械式の有段変速機２０と、この有段変速機２０に連結されている出力回転部材としての出力軸２２とを直列に備えている。この車両用駆動装置１０は、例えば車両において縦置きされるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１４に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパーを介して直接的に連結された走行用の動力源として例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン８と一対の駆動輪３４との間に設けられて、エンジン８からの動力を動力伝達経路の一部を構成する差動歯車装置（終減速機）３２（図７参照）および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪３４へ伝達する。エンジン８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無段変速機１６に直結されている。
【００１８】
無段変速機１６は、エンジン８と駆動輪３４との間の動力伝達経路に配設されており、第１モータジェネレータＭＧ１と、入力軸１４に伝達されたエンジン８の出力を第１モータジェネレータＭＧ１および伝達部材１８に機械的に分配する差動機構２４と、出力軸として機能する伝達部材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モータジェネレータＭＧ２と、を備えている。第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、何れも電動モータおよび発電機として択一的に用いることができるもので、第１モータジェネレータＭＧ１は第１回転機に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２は第２回転機に相当する。
【００１９】
上記差動機構２４は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、差動サンギヤＳ０、遊星歯車Ｐ０を自転および公転可能に支持する差動キャリヤＣＡ０、遊星歯車Ｐ０を介してサンギヤＳ０と噛み合う差動リングギヤＲ０を、相対回転可能な３つの回転要素として備えている。差動キャリヤＣＡ０は入力軸１４を介してエンジン８に連結されている第１回転要素ＲＥ１で、差動サンギヤＳ０は第１モータジェネレータＭＧ１に連結されてている第２回転要素ＲＥ２で、差動リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている第３回転要素ＲＥ３である。これ等の差動サンギヤＳ０、差動キャリヤＣＡ０、差動リングギヤＲ０は互いに相対回転可能で、エンジン８の出力が第１モータジェネレータＭＧ１と伝達部材１８に分配され、第１モータジェネレータＭＧ１が回生制御（発電制御ともいう）されることによって得られた電気エネルギーで第２モータジェネレータＭＧ２が回転駆動され、或いは蓄電装置５６（図７参照）が充電される。第１モータジェネレータＭＧ１の回生制御や力行制御で、その第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１すなわち差動サンギヤＳ０の回転速度を制御することにより、差動機構２４の差動状態を適宜変更することが可能で、入力軸１４の回転速度ＮINと出力軸として機能する伝達部材１８の回転速度Ｎ18との変速比γ０（＝ＮIN／Ｎ18）が連続的に変化させられる。入力軸１４の回転速度ＮINはエンジン８の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅと同じで、伝達部材１８の回転速度Ｎ18は第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＮＭＧ２と同じである。
【００２０】
有段変速機２０は、エンジン８と駆動輪３４との間の動力伝達経路の一部を構成しており、何れもシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２６および第２遊星歯車装置２８を有する遊星歯車式の多段変速機である。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を備えている。そして、第２サンギヤＳ２にて構成される第４回転要素ＲＥ４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。第１リングギヤＲ１および第２キャリヤＣＡ２は、互いに一体的に連結されて第５回転要素ＲＥ５を構成しており、出力軸２２に一体的に連結されている。第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２は、互いに一体的に連結されて第６回転要素ＲＥ６を構成しており、第２クラッチＣ２を介して伝達部材１８に連結されるとともに、第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結される。この第６回転要素ＲＥ６（ＣＡ１、Ｒ２）はまた、一方向クラッチＦ１を介して非回転部材であるケース１２に連結されてエンジン８と同方向の回転が許容される一方、逆方向の回転が禁止されている。第１サンギヤＳ１にて構成されている第７回転要素ＲＥ７は、第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８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る。
【００２１】
そして、このような有段変速機２０は、油圧式摩擦係合装置である上記クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２（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）が選択的に係合させられることにより、変速比γ（＝伝達部材１８の回転速度Ｎ18／出力軸２２の回転速度ＮOUT ）が異なる複数のギヤ段が成立させられる。図２の係合作動表に示されるように、第１クラッチＣ１の係合および一方向クラッチＦ１により変速比γが最も大きい第１速ギヤ段（１ｓｔ）が成立させられ、第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１の係合により第１速ギヤ段よりも変速比γが小さい第２速ギヤ段（２ｎｄ）が成立させられ、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＝１の第３速ギヤ段（３ｒｄ）が成立させられ、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１の係合により変速比γが１より小さい第４速ギヤ段（４ｔｈ）が成立させられる。また、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２の係合により後進ギヤ段（Ｒｅｖ）が成立させられ、総てのクラッチＣ１〜Ｃ３、およびブレーキＢ１、Ｂ２の解放によりニュートラル状態（Ｎ）とされる。なお、第１速ギヤ段でエンジンブレーキを効かせる場合には、第２ブレーキＢ２が係合させられる。図２の変速比γの値は一例で、遊星歯車装置２６、２８のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）に応じて定められる。
【００２２】
以上のように構成された車両用駆動装置１０においては、有段変速機２０が何れかのギヤ段Ｍに保持されている状態で、その有段変速機２０の入力回転速度である伝達部材１８の回転速度Ｎ18が、無段変速機１６によって無段的に変化させられることにより、そのギヤ段Ｍにおいて無段的な変速比幅が得られる。このような車両用駆動装置１０の全体変速比γＴ（＝入力軸１４の回転速度ＮIN／出力軸２２の回転速度ＮOUT ）は、無段変速機１６の変速比γ０と有段変速機２０の変速比γとを掛け算した値となり、無段階に変化させられる。また、無段変速機１６の変速比γ０が一定（例えばγ０＝１）に維持されるように第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１等を制御すれば、有段変速機２０の変速に伴って全体変速比γＴは有段で変化させられ、全体として有段変速機と同様な変速フィーリングが得られる。
【００２３】
図３は、無段変速機１６および有段変速機２０に関し、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図である。この図３の共線図において、横線Ｘ１は回転速度０を示し、横線Ｘ２は回転速度が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、Ｘ３は無段変速機１６から有段変速機２０に入力される第３回転要素ＲＥ３の回転速度を示している。また、無段変速機１６の３本の縦線Ｙ１〜Ｙ３の中、左端の縦線Ｙ１は、第２回転要素ＲＥ２に対応する差動サンギヤＳ０の相対回転速度を示すもので、中間の縦線Ｙ２は第１回転要素ＲＥ１に対応する差動キャリヤＣＡ０の相対回転速度を示すもので、右端の縦線Ｙ３は第３回転要素ＲＥ３に対応する差動リングギヤＲ０の相対回転速度を示すものである。これらの縦線Ｙ１〜Ｙ３の間隔は、差動機構２４のギヤ比に応じて定められる。
【００２４】
図３において、有段変速機２０の４本の縦線Ｙ４〜Ｙ７の中、左端の縦線Ｙ４は、第４回転要素ＲＥ４に対応する第２サンギヤＳ２の相対回転速度を示すもので、左から２番目の縦線Ｙ５は第５回転要素ＲＥ５に対応する第１リングギヤＲ１および第２キャリヤＣＡ２の相対回転速度を示すもので、左から３番目の縦線Ｙ６は第６回転要素ＲＥ６に対応する第１キャリヤＣＡ１および第２リングギヤＲ２の相対回転速度を示すもので、右端の縦線Ｙ７は第７回転要素ＲＥ７に対応する第１サンギヤＳ１の相対回転速度を示すものである。これ等の縦線Ｙ４〜Ｙ７の間隔は、第１、第２遊星歯車装置２６、２８のギヤ比に応じて定められる。
【００２５】
上記図３の共線図を用いて表現すれば、本実施例の車両用駆動装置１０の無段変速機１６は、差動機構２４の第１回転要素ＲＥ１（差動キャリヤＣＡ０）が入力軸１４すなわちエンジン８に連結され、第２回転要素ＲＥ２（差動サンギヤＳ０）が第１モータジェネレータＭＧ１に連結され、第３回転要素ＲＥ３（差動リングギヤＲ０）が伝達部材１８および第２モータジェネレータＭＧ２に連結されることにより、入力軸１４の回転を所定の変速比γ０で変速して伝達部材１８を介して有段変速機２０へ伝達する（入力させる）ように構成されている。そして、１本の直線Ｌ０によって無段変速機１６の各回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の相対回転速度が示され、この場合は、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１が略０となるように第１モータジェネレータＭＧ１が回生制御されることにより、変速比γ０は１よりも小さくなり、出力部材である第３回転要素ＲＥ３がエンジン回転速度Ｎｅに対して増速回転させられる。
【００２６】
また、直線Ｌ０と縦線Ｙ３との交点で示される差動リングギヤＲ０の回転速度が車速Ｖに拘束されて略一定に保持される場合に、第１モータジェネレータＭＧ１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サンギヤＳ０の回転が上昇或いは下降させられると、直線Ｌ０と縦線Ｙ２との交点で示される差動キャリヤＣＡ０の回転速度すなわちエンジン回転速度Ｎｅが上昇或いは下降させられる。すなわち、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１を制御することによってエンジン回転速度Ｎｅ、すなわち変速比γ０を適当に調整することができる。例えば、差動機構２４が略一体的に回転するように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１を差動リングギヤＲ０の回転速度（伝達部材１８の回転速度Ｎ18）と一致するように制御すれば、直線Ｌ０は横線Ｘ２と一致させられて無段変速機１６の変速比γ０＝１になり、エンジン回転速度Ｎｅと差動リングギヤＲ０すなわち伝達部材１８の回転速度Ｎ18とが同じになる。
【００２７】
また、有段変速機２０において第４回転要素ＲＥ４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５回転要素ＲＥ５は出力軸２２に連結され、第６回転要素ＲＥ６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共に第２ブレーキＢ２を介してケース１２に選択的に連結され、第７回転要素ＲＥ７は第３クラッチＣ３を介して伝達部材１８に選択的に連結されると共に第１ブレーキＢ１を介してケース１２に選択的に連結される。そして、例えば図３に示すように無段変速機１６の差動サンギヤＳ０の回転速度が略零となるように第１モータジェネレータＭＧ１が制御され、無段変速機１６が直線Ｌ０で示す変速状態に保持される場合について、有段変速機２０の複数のギヤ段を具体的に説明すると、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２（或いは一方向クラッチＦ１）が係合させられる第１速ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線Ｌ１で示す変速状態となり、その直線Ｌ１と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「１ｓｔ」により、第１速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられる第２速ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線Ｌ２で示す変速状態となり、その直線Ｌ２と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「２ｎｄ」により、第２速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合させられる第３速ギヤ段では、有段変速機２０は水平な直線Ｌ３で示す変速状態となり、その直線Ｌ３と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「３ｒｄ」により、第３速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合させられる第４速ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線Ｌ４で示す変速状態となり、その直線Ｌ４と第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「４ｔｈ」により、第４速ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。また、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が係合させられる後進ギヤ段では、有段変速機２０は斜めの直線ＬＲで示す変速状態となり、その直線ＬＲと第５回転要素ＲＥ５の回転速度を示す縦線Ｙ５との交点「Ｒｅｖ」により、後進ギヤ段における出力軸２２の回転速度が示される。
【００２８】
図４は、本実施例の車両用駆動装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置１００に入力される信号、およびその電子制御装置１００から出力される信号を例示している。この電子制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン８、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２に関するハイブリッド駆動制御や、有段変速機２０の変速制御等を実行するものである。
【００２９】
電子制御装置１００には、図４に示すような各種の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、エンジン回転速度センサ４８によって検出されるエンジン８の回転速度（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、車速センサ４６により検出される出力軸２２の回転速度ＮOUT に対応する車速Ｖを表す信号、有段変速機２０の作動油温ＴOIL を表す信号、ＥＴＣスイッチの有無を表す信号、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（アクセル操作量）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の設定信号、車両の重量（車重）を表す信号、各車輪の車輪速を表す信号、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ４２により検出される第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）ＮＭＧ１を表す信号、レゾルバ等のＭＧ１回転速度センサ４４により検出される第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）ＮＭＧ２を表す信号、各モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の間でインバータ５４を介して充放電を行う蓄電装置５６の充電残量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。なお、上記回転速度センサ４２、４４および車速センサ４６は、回転速度だけでなく回転方向をも検出できるセンサであり、車両走行中に有段変速機２０が中立ポジションである場合には車速センサ４６によって車両の進行方向が検出される。
【００３０】
また、上記電子制御装置１００からは、エンジン８の出力（エンジン出力）ＰE を制御するエンジン出力制御装置５８（図７参照）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、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などが出力される他、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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の力行トルクや回生トルク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、全体変速比γＴを表示させるための変速比表示信号、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、有段変速機２０の油圧式摩擦係合装置（クラッチＣ、ブレーキＢ）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７参照）に含まれる電磁弁（ＡＴソレノイドバルブ）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（ライン圧コントロールソレノイド）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オイルポンプ８５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。
【００３１】
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。シフトレバー５２は、有段変速機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有段変速機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）」、有段変速機２０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無段変速機１６の無段的な変速比幅と有段変速機２０の第１速ギヤ段〜第４速ギヤ段の全変速範囲で得られる車両用駆動装置１０の変速可能な全体変速比γＴの変速範囲内で自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または手動変速走行モード（手動モード）を成立させて有段変速機２０における高速側のギヤ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。このシフトレバー５２の各シフトポジションＰSHへの手動操作に従って、図２の係合作動表に示す後進ギヤ段「Ｒｅｖ」、ニュートラル「Ｎ」、前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「４ｔｈ」が成立するように前記油圧制御回路７０が切り換えられる。
【００３２】
上記「Ｐ」〜「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰSHにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、図２の係合作動表に示されるようにクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２の総てが解放されることにより、有段変速機２０内の動力伝達経路が遮断されて車両を駆動不能とする非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、図２の係合作動表に示されるようにクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、一方向クラッチＦ１の何れか２つが係合させられることにより、有段変速機２０内の動力伝達経路が接続されて車両を駆動可能とする駆動ポジションである。
【００３３】
図６は、クラッチＣおよびブレーキＢの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５等に関する回路図であって、油圧制御回路７０の要部を示す回路図である。図６において、クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１、Ｂ２の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）７２、７４、７８、８０には、油圧供給装置８２から出力されたＤレンジ圧（前進レンジ圧、前進油圧）ＰＤがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ５により調圧されて供給され、クラッチＣ３の油圧アクチュエータ７６には、油圧供給装置８２から出力されたリバース圧（後進レンジ圧、後進油圧）ＰＲがリニアソレノイドバルブＳＬ３により調圧されて供給される。ブレーキＢ２の油圧アクチュエータ８０には、リニアソレノイドバルブＳＬ５の出力油圧およびリバース圧（後進レンジ圧、後進油圧）ＰＲのうち何れか供給された側の油圧がシャトル弁８４を介して供給される。
【００３４】
油圧供給装置８２は、エンジン８によって回転駆動される機械式オイルポンプ８３、およびエンジン非作動時に電動モータによって駆動される電動オイルポンプ８５を油圧源として備えている。そして、それ等のポンプ８３または８５から発生させられる油圧を元圧としてライン油圧（第１ライン油圧）ＰＬ１を調圧する例えばリリーフ型のプライマリレギュレータバルブ８６（以下プライマリバルブ８６と記載）、プライマリバルブ８６によるライン油圧ＰＬ１の調圧のためにプライマリバルブ８６から排出される油圧を元圧としてライン油圧（第２ライン油圧、セカンダリ圧）ＰＬ２を調圧するセカンダリレギュレータバルブ８８（以下、セカンダリバルブ８８と記載）、アクセル操作量Ａcc或いはスロットル弁開度θTHで表されるエンジン負荷等に応じたライン油圧ＰＬ１、ＰＬ２に調圧するためにプライマリバルブ８６およびセカンダリバルブ８８へ信号圧ＰSLT を供給するリニアソレノイドバルブＳＬＴ、ライン油圧ＰＬ１を元圧として一定のモジュレータ油圧ＰＭに調圧するモジュレータバルブ９０、シフトレバー５２の操作に伴って油路が切り換えられることにより入力されたライン油圧ＰＬ１をシフトレバー５２が「Ｄ」ポジション或いは「Ｍ」ポジションへ操作されたときにはＤレンジ圧ＰＤとして出力し、「Ｒ」ポジションへ操作されたときにはリバース圧ＰＲとして出力するマニュアルバルブ９２等を備えており、ライン油圧ＰＬ１、ＰＬ２、モジュレータ油圧ＰＭ、Ｄレンジ圧ＰＤ、およびリバース圧ＰＲを供給する。
【００３５】
リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５、ＳＬＴは、基本的には何れも同じ構成であり、電子制御装置１００により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータ７２、７４、７６、７８、８０の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧が制御される。そして、有段変速機２０は、例えば図２の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合させられることによって各ギヤ段が成立させられる。また、有段変速機２０の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣやブレーキＢの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツークラッチ変速が実行される。例えば、図２の係合作動表に示すように３速→２速のダウンシフトでは、クラッチＣ２が解放されると共にブレーキＢ１が係合させられ、変速ショックを抑制するようにクラッチＣ２の解放過渡油圧とブレーキＢ１の係合過渡油圧とが適切に制御される。このように、有段変速機２０の複数の係合装置（クラッチＣ、ブレーキＢ）の油圧すなわち係合トルクは、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５によって各々直接的に制御される。
【００３６】
図７は、上記車両用駆動装置１０を搭載している車両の概略構成図で、図４の電子制御装置１００が備えている制御機能を併せて示した図であり、電子制御装置１００は機能的に有段変速制御手段１２０およびハイブリッド制御手段１２２を備えている。有段変速制御手段１２０は、図８に示すような車速Ｖと有段変速機２０の出力トルクＴOUT とをパラメータとして予め記憶されたアップシフト線（実線）およびダウンシフト線（一点鎖線）を有する関係（変速線図、変速マップ）から実際の車速Ｖおよび有段変速機２０の要求出力トルクＴOUT で示される車両状態に基づいて、有段変速機２０の変速を実行すべきか否かを判断し、すなわち有段変速機２０の変速すべきギヤ段を判断し、その判断したギヤ段が得られるように有段変速機２０の自動変速制御を実行する。また、シフトレバー５２が「Ｍ」ポジションへ操作された手動モードでは、シフトレバー５２がアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されることにより、高速側のギヤ段の変速範囲が異なる複数の変速レンジを切り換える。これにより、下り坂などで強制的にギヤ段を低速側へ切り換えてエンジンブレーキ力を増大させることができる。なお、アクセル操作量Ａccと有段変速機２０の要求出力トルクＴOUT （図８の縦軸）とは、アクセル操作量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８の変速線図の縦軸はアクセル操作量Ａccであっても差し支えない。
【００３７】
上記有段変速制御手段１２０は、例えば図２に示す係合作動表に従ってギヤ段が達成されるように、有段変速機２０の変速に関与する油圧式摩擦係合装置（クラッチＣおよびブレーキＢ）を係合および／または解放させる指令（変速出力指令、油圧指令）、すなわち有段変速機２０の変速に関与する解放側係合装置の油圧を所定の油圧制御ロジックに従って低下させて解放するとともに、係合側係合装置の油圧を所定の油圧制御ロジックに従って上昇させて係合させて、クラッチツークラッチ変速を実行させる指令を油圧制御回路７０へ出力する。油圧制御回路７０は、その指令に従って、例えば解放側係合装置を解放すると共に係合側係合装置を係合して有段変速機２０の変速が実行されるように、油圧制御回路７０内のリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を作動させて、その変速に関与する油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータ７２〜８０を作動させる。
【００３８】
ハイブリッド制御手段１２２は、エンジン８を効率のよい作動域で作動させる一方で、エンジン８と第２モータジェネレータＭＧ２との駆動力の配分や第１モータジェネレータＭＧ１の発電による反力を最適になるように変化させて無段変速機１６の変速比γ０を制御する。例えば、その時の走行車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル操作量Ａccや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出するとともに、その車両の目標出力と充電要求値と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モータジェネレータＭＧ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力（要求エンジン出力）ＰERを算出する。そして、その目標エンジン出力ＰER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モータジェネレータＭＧ１の発電量（回生トルク）を制御する。
【００３９】
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および有段変速機２０のギヤ段で定まる伝達部材１８の回転速度Ｎ18とを整合させるように、無段変速機１６の変速比γ０を制御する。すなわち、ハイブリッド制御手段１２２は、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とで構成される二次元座標内において、動力性能と燃費とを両立するように予め実験的に求められた図９の破線に示すようなエンジン８の動作曲線の一種である最適燃費率曲線（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上にエンジン８の動作点（以下、「エンジン動作点」と表す）が位置するようにエンジン８を作動させるとともに、車速Ｖおよび有段変速機２０のギヤ段で定まる伝達部材１８の回転速度Ｎ18および最適燃費のエンジン回転速度Ｎｅに応じて無段変速機１６の変速比γ０を求め、その変速比γ０となるように第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度ＮＭＧ１を制御する。
【００４０】
このとき、ハイブリッド制御手段１２２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５４を通して蓄電装置５６や第２モータジェネレータＭＧ２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５４を通してその電気エネルギーが第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が駆動されて第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８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。
【００４１】
また、ハイブリッド制御手段１２２は、車両の停止中又は走行中に拘わらず、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１および／またはＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御してエンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持したり任意の回転速度に制御したりすることができる。言い換えれば、エンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持したり任意の回転速度に制御しつつ、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１および／またはＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を任意の回転速度に制御することができる。また、有段変速機２０の変速方向に対して、その変速を打ち消すように無段変速機１６を反対方向に変速させることで、有段変速機２０の変速前後の全体変速比γＴを一定に維持することができる。例えば、図３の共線図からも分かるように、車両走行中にエンジン回転速度Ｎｅを引き上げる場合には、車速Ｖ（駆動輪３４）に拘束されるＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を略一定に維持しつつ、ＭＧ１回転速度ＮＭＧ１の引き上げを実行する。また、有段変速機２０の変速中にエンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持する場合には、エンジン回転速度Ｎｅを略一定に維持しつつ有段変速機２０の変速に伴うＭＧ２回転速度ＮＭＧ２の変化とは反対方向にＭＧ１回転速度ＮＭＧ１を変化させる。
【００４２】
また、ハイブリッド制御手段１２２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６２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ＰE 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、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操作量Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ６４を駆動し、アクセル操作量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。
【００４３】
また、ハイブリッド制御手段１２２は、エンジン８の停止又はアイドル状態に拘わらず、第２モータジェネレータＭＧ２を走行用の駆動力源とするモータ走行をさせることができる。例えば、一般的に高トルク域に比較してエンジン効率が悪いとされる低トルク域、すなわちエンジントルクＴｅが低い低負荷域、或いは車速Ｖが比較的低い低車速域において、モータ走行を実行する。すなわち、前記図８に示される実線Ａよりも低トルク側、低車速側で、エンジン８を停止して第２モータジェネレータＭＧ２のみを駆動力源として走行するモータ走行を実行する。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、エンジン回転速度Ｎｅが略０になるように、例えば第１モータジェネレータＭＧ１を無負荷状態にして逆回転方向へ空転することを許容する。
【００４４】
図８の実線Ａよりも高トルク側、高車速側は、エンジン８を走行用の駆動力源として走行するエンジン走行領域であるが、前記電気パスによる第１モータジェネレータＭＧ１からの電気エネルギーおよび／または蓄電装置５６からの電気エネルギーを第２モータジェネレータＭＧ２へ供給し、その第２モータジェネレータＭＧ２を駆動して駆動輪３４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。すなわち、エンジン走行には、エンジン８のみを走行用の駆動力源とする場合と、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２の両方を走行用の駆動力源とする場合とがある。
【００４５】
また、アクセルペダルが踏込み操作されていないアクセルＯＦＦの惰性走行時（コースト走行時）やフットブレーキによる制動時などには、燃費を向上させるために車両の運動エネルギーすなわち駆動輪３４からエンジン８側へ伝達される逆駆動力により回転駆動される第２モータジェネレータＭＧ２を発電機として作動させ、得られた電気エネルギーをインバータ５４から蓄電装置５６へ充電する回生制御手段としての機能を有する。この回生制御は、蓄電装置５６の充電残量ＳＯＣやブレーキペダル操作量に応じた制動力を得るための油圧ブレーキによる制動力の制動力配分等に基づいて決定された回生量となるように制御される。
【００４６】
ところで、アクセルペダルが踏込み操作されてエンジン回転速度Ｎｅを増大させるとともに有段変速機２０をダウンシフトするパワーＯＮダウンシフト時には、無段変速機１６および有段変速機２０を共に変速することになるが、変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の変速の進行、すなわち変速に関与するクラッチＣ、ブレーキＢの係合トルクの変化、或いは両変速機１６、２０の変速の相互干渉などで無段変速機１６の変速制御が不安定になり、エンジン回転速度Ｎｅが吹き上がったり、有段変速機２０の変速の急な進行に起因するクラッチＣやブレーキＢの急係合や一方向クラッチＦ１の衝突などで変速ショックが発生したり、逆に変速の進行が遅れたりする恐れがある。
【００４７】
例えば、図１２は、白丸「○」で示す第３速ギヤ段の状態からアクセルペダルが踏込み操作されて黒丸「●」で示す第２速ギヤ段の状態へパワーＯＮダウンシフトが行われた場合の共線図で、アクセルペダルの踏込み操作に伴うエンジントルクＴｅの増大でエンジン回転速度Ｎｅすなわち第１回転要素ＲＥ１の回転速度が上昇させられ、それに伴って伝達部材１８に連結された第３回転要素ＲＥ３の回転速度（ＭＧ２回転速度ＮＭＧ２と同じ）も上昇させられる。一方、有段変速機２０が３→２ダウンシフトされることにより、伝達部材１８に連結された第４回転要素ＲＥ４の回転速度が上昇させられる。第３回転要素ＲＥ３と第４回転要素ＲＥ４は伝達部材１８を介して一体的に連結されているため、それ等の回転速度は、有段変速機２０のダウンシフトによって上昇させられるとともに、無段変速機１６のエンジン回転速度Ｎｅの上昇によっても上昇させられる。言い換えれば、有段変速機１６のダウンシフトに伴い、エンジン８には伝達部材１８を介してエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる方向のトルクが作用し、これによりエンジン回転速度Ｎｅが必要以上に上昇して吹き上がる可能性がある。逆に、エンジントルクＴｅの増大に伴い、有段変速機１６の入力要素である第４回転要素ＲＥ４には、伝達部材１８を介して回転速度が上昇する方向のトルクが作用し、有段変速機１６のダウンシフトが促進されて、第１ブレーキＢ１の急係合により変速ショックを生じる可能性がある。なお、パワーＯＮの２→１ダウンシフトでは、そのダウンシフトの急な進行により一方向クラッチＦ１が衝突する可能性もある。
【００４８】
これに対し、本実施例のハイブリッド制御手段１２２は、無段変速機１６および有段変速機２０を共に変速する場合でもそれ等の変速が何れも適切に行われるように変速をコントロールする変速コントロール手段１２４を備えている。この変速コントロール手段１２４は、図１０の機能ブロック線図に示すように、最終目標値設定手段１３０、過渡目標値設定手段１３２、および多入力多出力制御手段１３４を備えて構成されており、図１１のフローチャートに従って変速処理を実行する。すなわち、エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御量として用いて、単一の制御ロジックにより第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２をフィードバック制御するのである。この場合、エンジン８は、アクセル操作量Ａccの変化に応じて電子スロットル弁６２等が制御され、エンジントルクＴｅが制御される一方、有段変速機２０の変速に関与する係合側摩擦係合装置および解放側摩擦係合装置の各油圧（係合トルク）は、それぞれ予め定められた油圧制御ロジックに従って制御されるが、上記フィードバック制御では何れも外乱として処理される。図１１のステップＳＡ２は最終目標値設定手段１３０に相当し、ステップＳＡ３は過渡目標値設定手段１３２に相当し、ステップＳＡ４は多入力多出力制御手段１３４に相当する。なお、多入力多出力制御手段１３４はフィードバック制御手段として機能する。
【００４９】
図１１のフローチャートは、前記有段変速制御手段１２０により有段変速機２０の変速制御が実行される際にステップＳＡ１以下を実行する。ステップＳＡ１では、パワーＯＮダウンシフトか或いはパワーＯＦＦアップシフトかを判断し、その何れかである場合はステップＳＡ２以下を実行するが、パワーＯＮダウンシフトでもパワーＯＦＦアップシフトでもない場合は、そのまま終了する。但し、パワーＯＮダウンシフト、パワーＯＦＦアップシフトに限らず、有段変速機２０の総ての変速実行時にステップＳＡ２以下の変速コントロール処理を行うことも可能である。
【００５０】
ステップＳＡ２では、有段変速機２０の変速の種類や車速Ｖ、車速Ｖの変化率（加速度）等に基づいて、変速中の車速Ｖの変化を考慮して変速後の第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度ＮＭＧ２、すなわち第３回転要素ＲＥ３、第４回転要素ＲＥ４の回転速度を求め、その回転速度をＭＧ２回転速度ＮＭＧ２の最終目標値ＮＭＧ２ｍとして決定する。また、アクセル操作量Ａcc等に基づいて前記図９の最適燃費率曲線に従って変速後のエンジン回転速度Ｎｅ、すなわち第１回転要素ＲＥ１の回転速度を求め、その回転速度をエンジン回転速度Ｎｅの最終目標値Ｎｅｍとして決定する。次のステップＳＡ３では、ステップＳＡ２で決定された最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに達するまでの変速途中の過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔを、それぞれ予め定められた直線補間等の補間処理に従って設定する。この過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔは、変速時の運転状態などから求まる変速所要時間や制御サイクルタイム、要求される制御精度等に応じて複数定められる。最初のステップＳＡ３の実行時に、最終目標値Ｎｅｍに達するまでの一連の過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔを総て算出するようにしても良いが、ステップＳＡ５に続いてステップＳＡ３が繰り返される毎に次の過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔを１つずつ算出しても良い。なお、最後は最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍをそのまま設定する。
【００５１】
ステップＳＡ４では、制御量であるＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅが、それぞれステップＳＡ３で設定された過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔに近付くように、その過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔとその時点の実際のＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅとの偏差ΔＮＭＧ２、ΔＮｅに基づいて、次式(1) 、(2) に示す予め定められたフィードバック制御式に従って第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＭＧ１ｓ、ＴＭＧ２ｓをそれぞれ算出し、そのトルク指令値ＴＭＧ１ｓ、ＴＭＧ２ｓに従ってそれ等の第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２を制御する。このように所定の制御サイクルタイムで逐次設定される過渡目標値ＮＭＧ２ｔ、Ｎｅｔに対する偏差ΔＮＭＧ２、ΔＮｅに基づいて第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２がフィードバック制御されることにより、変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機１６、２０の変速の相互干渉などが外乱としてフィードバック制御に反映される。
ＴＭＧ１ｓ＝ｆ1(ΔＮＭＧ２、ΔＮｅ） ・・・(1)
ＴＭＧ２ｓ＝ｆ2(ΔＮＭＧ２、ΔＮｅ） ・・・(2)
【００５２】
図１２に示すパワーＯＮの３→２ダウンシフトの場合、第１モータジェネレータＭＧ１のトルク指令値ＴＭＧ１ｓはＭＧ１回転速度ＮＭＧ１を低下させるための回生トルクで、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク指令値ＴＭＧ２ｓはＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を上昇させるための力行トルクである。その場合、上記トルク指令値ＴＭＧ１ｓのフィードバック制御式(1) は、ＭＧ２回転偏差ΔＮＭＧ２が大きい程第１モータジェネレータＭＧ１の回生トルクＴＭＧ１が大きくなり、エンジン回転偏差ΔＮｅが大きい程第１モータジェネレータＭＧ１の回生トルクＴＭＧ１が小さくなるように定められる。また、トルク指令値ＴＭＧ２ｓのフィードバック制御式(2) は、ＭＧ２回転偏差ΔＮＭＧ２が大きい程第２モータジェネレータＭＧ２の力行トルクＴＭＧ２が大きくなり、エンジン回転偏差ΔＮｅが大きい程第２モータジェネレータＭＧ２の力行トルクＴＭＧ２が大きくなるように定められる。
【００５３】
ステップＳＡ５では、その時点の実際のＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅが、それぞれステップＳＡ２で設定された最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに達したか否かを判断し、その最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに達するまでステップＳＡ３以下を繰り返し実行する。そして、実際のＭＧ２回転速度ＮＭＧ２、エンジン回転速度Ｎｅが、それぞれ最終目標値ＮＭＧ２ｍ、Ｎｅｍに到達したら一連の変速コントロール処理を終了する。
【００５４】
このような本実施例の車両用駆動装置１０の制御装置においては、無段変速機１６を構成している差動機構２４の２つの回転要素ＲＥ１、ＲＥ３の回転速度、すなわちエンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を制御量として、最終目標値設定手段１３０により設定された最終目標値Ｎｅｍ、ＮＭＧ２ｍに向かうように変速中の過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔが逐次設定され、エンジン回転速度ＮｅおよびＭＧ２回転速度ＮＭＧ２がそれぞれその過渡目標値Ｎｅｔ、ＮＭＧ２ｔに近付くように第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクＴＭＧ１、ＴＭＧ２がフィードバック制御されるため、変速過渡時のエンジントルクＴｅの変化や有段変速機２０の摩擦係合装置の係合トルクの変化、両変速機１６、２０の変速の相互干渉などは外乱としてフィードバック制御に反映される。これにより、両変速機１６、２０の変速が相互の干渉等に拘らず何れも適切に行われるようになり、エンジン回転速度Ｎｅの吹き上がりや有段変速機２０の摩擦係合装置の急係合等による変速ショックの発生、その有段変速機２０の変速時間の遅延等が抑制される。
【００５５】
ここで、差動機構２４の３つの回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の回転速度は一定の関係を有するため、その中の２つの回転要素ＲＥ１およびＲＥ３の回転速度を制御量として制御すれば、残りの回転要素ＲＥ２の回転速度も一義的に定まり、無段変速機１６の変速状態が規定される。また、差動機構２４の第３回転要素ＲＥ３は伝達部材１８を介して機械式の有段変速機２０に連結されており、その第３回転要素ＲＥ３の回転速度が制御されることにより、有段変速機２０の変速進行状態が車速Ｖに応じて規定される。すなわち、差動機構２４の３つの回転要素ＲＥ１〜ＲＥ３の中の２つの回転要素ＲＥ１およびＲＥ３の回転速度を制御量として制御すれば、無段変速機１６および有段変速機２０の変速後の状態を何れも規定することができ、それ等の変速の進行をコントロールすることができるのである。
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
８：エンジン １０：車両用駆動装置 １６：無段変速機 １８：伝達部材 ２０：有段変速機 ２４：差動機構 ３４：駆動輪 １００：電子制御装置 １２４：変速コントロール手段 １３０：最終目標値設定手段 １３２：過渡目標値設定手段 １３４：多入力多出力制御手段（フィードバック制御手段） ＭＧ１：第１モータジェネレータ（第１回転機） ＭＧ２：第２モータジェネレータ（第２回転機） Ｃ１〜Ｃ３：クラッチ（摩擦係合装置） Ｂ１、Ｂ２：ブレーキ（摩擦係合装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と伝達部材に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、該伝達部材に連結された第２回転機と、を備えている電気的な無段変速機と、
前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に配設され、複数の摩擦係合装置の係合解放状態に応じて変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる機械式の有段変速機と、
を有する車両用駆動装置の制御装置において、
前記無段変速機および前記有段変速機が共に変速される際に、前記第１回転機、前記第２回転機、および前記エンジンが連結された前記差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として、各々の変速後の最終目標値を設定する最終目標値設定手段と、
該最終目標値設定手段により設定された前記最終目標値に向かうように、予め定められた補間処理に従って変速中の過渡目標値を設定する過渡目標値設定手段と、
前記複数の制御量がそれぞれ前記過渡目標値設定手段によって設定された前記過渡目標値に近付くように、前記第１回転機および前記第２回転機のトルクをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
を有することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項１】
エンジンに連結された第１回転要素と第１回転機に連結された第２回転要素と伝達部材に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、該伝達部材に連結された第２回転機と、を備えている電気的な無段変速機と、
前記伝達部材と駆動輪との間の動力伝達経路に配設され、複数の摩擦係合装置の係合解放状態に応じて変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる機械式の有段変速機と、
を有する車両用駆動装置の制御装置において、
前記無段変速機および前記有段変速機が共に変速される際に、前記第１回転機、前記第２回転機、および前記エンジンが連結された前記差動機構の３つの回転要素の中の少なくとも２つの回転要素の回転速度を制御量として、各々の変速後の最終目標値を設定する最終目標値設定手段と、
該最終目標値設定手段により設定された前記最終目標値に向かうように、予め定められた補間処理に従って変速中の過渡目標値を設定する過渡目標値設定手段と、
前記複数の制御量がそれぞれ前記過渡目標値設定手段によって設定された前記過渡目標値に近付くように、前記第１回転機および前記第２回転機のトルクをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
を有することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３０６２６（Ｐ２０１２−３０６２６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９７６３（Ｐ２０１０−１６９７６３）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【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２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【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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