JP2011011667A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行シーンに応じて駆動力制御と変速制御の間で適切に優先付けすることで、走行シーンにかかわらずシステム保護と運転性向上のバランスを図ることができる電動車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】電動機を含む複数の動力源と、電気無段変速機１０と、摩擦クラッチ７を有する機械有段変速機６と、駆動力制御手段と、機械有段変速機６の変速制御手段と、を備えている。このハイブリッド車両において、駆動力の増減情報と車速の増減情報を取得し、駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が増加する場合、駆動力制御より変速制御を優先する制御を行い、駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が減少する場合、変速制御より駆動力制御を優先する制御を行う駆動力/変速協調制御手段を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気無段変速機と機械有段変速機を直列に組み合わせた駆動系を備えた電動車両の制御装置に関する。

２つ以上の電動機と主たる動力源と出力軸の合計四軸が一つ以上の遊星歯車でつながれていて、主たる動力源と出力軸との速度比が無段階に設定できる電気無段変速機は、ハイブリッド変速機構と呼ばれる。このハイブリッド変速機構においては、主たる動力源と出力軸との間の変速比を無段階にとり、電動機を介して蓄電手段とのエネルギーのやり取りをしていた。また、電気無段変速機の出力軸と最終出力軸との間に機械的な変速機を挿入していた。そして、変速時には、第一の電動機（発電機）により第一の電動機の回転数を目標値に制御するとともに、第一の電動機のトルクに基づいて求められた変速機への入力トルクに、変速機への入力回転数変化要求を加え、半締結要素の伝達トルクを決定し、目標トルクになるようフィードバック制御していた（例えば、特許文献１参照）。

特開2007−118724号公報

しかしながら、従来の電気無段変速機と機械有段変速機を組み合わせた車両用駆動装置にあっては、キックダウンやオートアップ等の走行シーンにおいて、変速中の駆動力を維持するために最終出力トルクである半締結要素の伝達トルクを大きく設定すると、電気無段変速機における所望の回転数状態や変速状態を実現できなくなることがある、という問題があった。一方、コーストダウンや足放し等の走行シーンにおいて、電気無段変速機における所望の回転数状態や変速状態を実現すると、変速中、所望の最終出力トルク（＝駆動力）に過不足が生じることがある、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行シーンに応じて駆動力制御と変速制御の間で適切に優先付けすることで、走行シーンにかかわらずシステム保護と運転性向上のバランスを図ることができる電動車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電動車両の制御装置では、電動機を含む複数の動力源と、前記複数の動力源が接続される遊星歯車を有し、無段変速比を得る電気無段変速機と、前記電気無段変速機の出力側に接続され、締結要素として半締結可能要素を有し、複数の有段変速比を得る機械有段変速機と、前記機械有段変速機の出力側に接続された駆動輪に伝達される駆動力を、要求駆動力の変化に応じた駆動力指令により制御する駆動力制御手段と、前記機械有段変速機を、要求駆動力や車速の変化に応じた変速指令により変速する変速制御手段と、前記変速制御手段による変速が行われる際、前記半締結可能要素を半締結状態とする締結要素制御手段と、を備えている。
この電動車両の制御装置において、前記駆動力の増減情報と前記車速の増減情報を取得し、前記駆動力指令と前記変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が増加する場合、駆動力制御より変速制御を優先する制御を行い、前記駆動力指令と前記変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が減少する場合、変速制御より駆動力制御を優先する制御を行う駆動力/変速協調制御手段を設けた。

よって、本発明にあっては、駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が増加する場合、駆動力/変速協調制御手段において、駆動力制御より変速制御を優先する制御が行われる。一方、駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が減少する場合、駆動力/変速協調制御手段において、変速制御より駆動力制御を優先する制御が行われる。
すなわち、電気無段変速機の出力回転数は、機械有段変速機の入力の加減速（変速）と過渡的な最終出力トルク（駆動力）の両方に関与する。このため、駆動力指令と変速指令の同時出力時、例えば、通常の変速制御と駆動力制御を同時に開始すると、変速制御と駆動力制御の間に干渉が生じ、過熱や過回転等によりシステム耐久性を低下させる。また、走行シーンにかかわらず変速制御と駆動力制御のうち一方の制御を優先する制御を行うと、ある走行シーンでは運転性を向上できても、他の走行シーンでは運転性を悪化させるというように、走行シーンによりトレードオフが存在する。
これに対し、例えば、駆動力が増加するキックダウン走行シーンでは、変速制御を優先させる協調制御が行われるため、機械有段変速機でのダウンシフトが素早く完了し、半締結可能要素の過熱が抑えられると共に、変速完了後、要求駆動力を出力でき、運転性が向上する。一方、駆動力が減少する足放し走行シーンでは、駆動力制御を優先させる協調制御が行われるため、過渡的な駆動力特性を犠牲にすることがなく、運転性が向上する。
この結果、走行シーンに応じて駆動力制御と変速制御の間で適切に優先付けすることで、走行シーンにかかわらずシステム保護と運転性向上のバランスを図ることができる。

実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両（電動車両の一例）の駆動系と制御系の構成を示す全体システム図である。 実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両において「ローモード」を選択したときの駆動系に有する各回転要素の回転速度（回転数）を縦軸にとってあらわした速度線図である。 実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両において「ハイモード」を選択したときの駆動系に有する各回転要素の回転速度（回転数）を縦軸にとってあらわした速度線図である。 実施例１のハイブリッドコントローラ４９にて実行される駆動力/変速協調制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のハイブリッドコントローラ４９にて実行される駆動力/変速協調制御にて用いられる走行シーン領域マップの一例を示す図である。 実施例１の変速制御において半締結可能要素である摩擦クラッチ７を半クラッチ状態とするときのトルク目標値を決定するための伝達トルク推定演算手法を示す説明図である。

以下、本発明の電動車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両（電動車両の一例）の駆動系と制御系の構成を示す全体システム図である。以下、図１に基づき駆動系構成と制御系構成を説明する。

ハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジン１（主たる動力源）と、ダンパー２と、第１モータジェネレータ３（電動機）と、オイルポンプ４と、第２モータジェネレータ５（電動機）と、機械有段変速機６と、摩擦クラッチ７（半締結可能要素）と、ドッグクラッチ８（締結要素）と、電気無段変速機１０と、を備えている。

前記エンジン１は、その出力トルクを、電気無段変速機１０にて第１モータジェネレータ３への発電トルク分と走行トルク分に分配する。そして、第１モータジェネレータ３が発電した電力を使って第２モータジェネレータ５が、機械有段変速機６を介してトルクを出力する。そして、電気無段変速機１０からの出力トルクと、機械有段変速機６からの出力トルクを、最終出力軸２３にて合成している。

前記電気無段変速機１０は、リングギア１１と、ピニオン１２と、サンギア１３と、ピニオン１２を支持するキャリア１４と、を有するシングルピニオン型の遊星歯車により構成されている。前記リングギア１１には、出力ギア１５が接続される。前記キャリア１４には、ダンパー２を介してエンジン１が接続される。前記サンギア１３には、第１モータジェネレータ３が接続される。前記サンギア１３とキャリア１４には、オイルポンプ４が接続される。すなわち、エンジン１（キャリア１４）の回転速度が決まると、第１モータジェネレータ３（サンギア１３）の回転速度の大きさにより、出力ギア１５（リングギア１１）の回転速度が自動的に決まる無段変速機能を有する。なお、出力ギア１５は、最終出力軸２３にベアリング２８を介して回転可能に支持されたロー側アイドルギア２２に噛み合う。

前記機械有段変速機６は、第２モータジェネレータ５が接続されるモータ出力軸２９に固定されたハイ側入力ギア２５と、該ハイ側入力ギア２５に噛み合うと共に最終出力軸２３にベアリング２７を介して回転可能に支持されたハイ側アイドルギア２１と、該ハイ側アイドルギア２１と最終出力軸２３をスリップ締結可能に断接する湿式多板構造による摩擦クラッチ７と、を有している。また、第２モータジェネレータ５が接続されるモータ出力軸２９に固定されたロー側入力ギア２４と、該ロー側入力ギア２４に噛み合うと共に最終出力軸２３にベアリング２８を介して回転可能に支持されたロー側アイドルギア２２と、該ロー側アイドルギア２２と最終出力軸２３を断接する噛み合い構造によるドッグクラッチ８と、を有している。以上の構成により平行軸式変速ギア機構と締結要素（摩擦クラッチ７とドッグクラッチ８）を有する実施例１の機械有段変速機６が構成される。
そして、摩擦クラッチ７を締結し、ドッグクラッチ８を開放すると、ハイ側入力ギア２５とハイ側アイドルギア２１の歯数比により決まる「ハイモード」になり、摩擦クラッチ７を開放し、ドッグクラッチ８を締結すると、ロー側入力ギア２４とロー側アイドルギア２２の歯数比により決まる「ローモード」になる。すなわち、切り替え変速段として、「ハイモード」による高速段と「ローモード」による低速段を持つ２段変速機能を有する。

前記最終出力軸２３は、ベアリング２６，２６により両端部が支持され、ハイ側アイドルギア２１とロー側アイドルギア２２が回転可能に支持されると共に、最終出力ギア３０が固定されている。この最終出力ギア３０に伝達されたトルクは、図示しない終減速ギアとデファレンシャル装置３１を介して、一対の駆動輪３２，３２へ伝達される。

ハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、第１インバータ４１と、第２インバータ４２と、バッテリー４３と、第１モータコントローラ４４と、第２モータコントローラ４５と、エンジンコントローラ４６と、トランスミッションコントローラ４７と、バッテリーコントローラ４８と、ハイブリッドコントローラ４９と、を備えている。

前記第１モータコントローラ４４は、第１インバータ４１に対する制御指令により第１モータジェネレータ３の動作点（第１トルクT1、第１回転数N1）を制御する。また、前記第２モータコントローラ４５は、第２インバータ４２に対する制御指令により第２モータジェネレータ５の動作点（第２トルクT2、第２回転数N2）を制御する。

前記エンジンコントローラ４６は、図示しない電子制御スロットルアクチュエータへの制御指令によりエンジン１の動作点（エンジントルクTe、エンジン回転数Ne）を制御する。

前記トランスミッションコントローラ４７は、図示しない摩擦クラッチアクチュエータへの制御指令により摩擦クラッチ７の動作点（締結・スリップ締結・開放）を制御する。また、図示しないドッグクラッチアクチュエータへの制御指令によりドッグクラッチ８の動作点（締結・開放）を制御する。

前記バッテリーコントローラ４８は、バッテリー４３の充電容量（SOC）を監視し、SOC情報やバッテリー温度情報等を、ハイブリッドコントローラ４９へ供給する。

前記ハイブリッドコントローラ４９は、車両全体の消費エネルギーを管理し、要求駆動力を確保しながら最高効率でハイブリッド車両を走らせるための機能を担うもので、ＣＡＮ通信線等の双方向通信線を介して、第１モータコントローラ４４と第２モータコントローラ４５とエンジンコントローラ４６とトランスミッションコントローラ４７とバッテリーコントローラ４８等に接続される。このハイブリッドコントローラ４９は、アクセル開度センサ５０や車速センサ５１等から必要情報を入力する。そして、入力した情報に基づいて、所定の演算処理を行い、各コントローラ４４，４５，４６，４７に対し動作点指令値を出力する。

図２は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両において「ローモード」を選択したときの駆動系に有する各回転要素の回転速度（回転数）を縦軸にとってあらわした速度線図である。図３は、実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両において「ハイモード」を選択したときの駆動系に有する各回転要素の回転速度（回転数）を縦軸にとってあらわした速度線図である。

電気変速部分は、図２及び図３に示すように、２つの回転速度が決まると、残りの１つの回転速度が決まる２自由度系の遊星歯車（電気無段変速機１０）と、遊星歯車に接続される第１モータジェネレータ３と、エンジン１と、第２モータジェネレータ５により構成される。このため、エンジン１の回転速度を入力回転速度とした場合、第１モータジェネレータ３の回転速度により変速比が無段階に決められ、決められた変速比により第２モータジェネレータ５の出力回転速度が自動的に決まる無段変速機能を有する。

機械変速部分は、摩擦クラッチ７とドッグクラッチ８を有する機械有段変速機６により構成され、図２に示すように、ドッグクラッチ８の締結（摩擦クラッチ７の開放）により「ローモード（低速段）」が選択され、図３に示すように、摩擦クラッチ７の締結（ドッグクラッチ８の開放）により「ハイモード（高速段）」が選択される。つまり、「ローモード」と「ハイモード」を切り替える２段変速機能を有する。

そして、電気変速部分からの電気変速出力トルクは、機械変速部分に入力され、機械変速部分での変速比により機械変速出力トルクとされ、最終出力ギア３０→終減速ギア→デファレンシャル装置３１を経過して、一対の駆動輪３２，３２への最終出力トルク（駆動力）として伝達され、車速Ｖとされる。

ここで、「ハイモード」で摩擦クラッチ７を用い、「ローモード」でドッグクラッチ８を用いる理由を説明する。例えば、両方共に摩擦クラッチとした場合、引き摺り損失や油圧ポンプ損失が生じ、特に、伝達されるトルクが大きい「ローモード」において損失が顕著になる。また、例えば、両方共にドッグクラッチとした場合、損失を伴わないという利点があるが、変速の際に締結側も開放側も完全に開放し、回転同期をとって締結させる必要がある。つまり、回転同期制御が必要であると共に変速過渡期にトルク抜けが生じる。そこで、「ハイモード」の締結要素として、回転同期制御を必要としない摩擦クラッチ７を用い、「ローモード」の締結要素として、損失を抑えたドッグクラッチ８を用い、「ハイモード」から「ローモード」、あるいは、「ローモード」から「ハイモード」への変速過渡期には、摩擦クラッチ７をスリップ締結状態として伝達トルクを確保しておくことにより駆動力抜けを補償している。

例えば、機械変速部分において、「ハイモード」から「ローモード」へ移行するダウンシフトの変速過渡期には、第２モータジェネレータ５をトルク制御から回転数制御に変更し、第２モータジェネレータ５の回転数を上昇させるモータ変速動作を行う。このモータ変速動作により、摩擦クラッチ７はスリップ締結状態に移行し、モータ変速動作の間は、駆動力の抜けが補償される。そして、第２モータジェネレータ５の回転数（＝ドッグクラッチ８の入力回転数）が、ドッグクラッチ８の出力回転数に同期すると、回転数同期タイミングでドッグクラッチ８を噛み合い締結させると共に、摩擦クラッチ７を開放する。

また、機械変速部分において、「ローモード」から「ハイモード」へ移行するアップシフトの変速過渡期には、開放されている摩擦クラッチ７の締結力を上昇させながらドッグクラッチ８を開放する指令を出す。このクラッチ指令により、摩擦クラッチ７が駆動力補償を行えるスリップ締結状態となり、ドッグクラッチ８を経過する伝達トルクが低下すると自動的にドッグクラッチ８が切り離される。そして、第２モータジェネレータ５をトルク制御から回転数制御に変更し、第２モータジェネレータ５の回転数を低下させるモータ変速動作を行う。このモータ変速動作の間は、スリップ締結状態の摩擦クラッチ７により駆動力の抜けが補償される。そして、第２モータジェネレータ５の回転数（＝摩擦クラッチ７の入力回転数）が、摩擦クラッチ７の出力回転数に同期すると、回転数同期タイミングにて摩擦クラッチ７が自動締結し、締結力増大により完全締結に移行する。

図４は、実施例１のハイブリッドコントローラ４９にて実行される駆動力/変速協調制御処理の流れを示すフローチャートである（駆動力/変速協調制御手段）。以下、図４の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、ハイブリッドコントローラ４９の変速制御部からの変速指令と、駆動力制御部から駆動力変更指令が同時に出力されているか否かを判断し、YESの場合はステップＳ３へ進み、NOの場合はステップＳ２へ進む。
ここで、変速制御部（変速制御手段）では、アクセル開度APOと車速VSPと変速マップに基づくマップ検索により変速指令を出す。例えば、変速マップ上の運転点（APO,VSP）がアップシフト線を横切ったら「ローモード」から「ハイモード」への変速指令を出力し、変速マップ上の運転点（APO,VSP）がダウンシフト線を横切ったら「ハイモード」から「ローモード」への変速指令を出力する。
また、駆動力制御部（駆動力制御手段）では、要求駆動力をあらわすアクセル開度APOと車速VSPと駆動力マップに基づくマップ検索により駆動力変更指令を出す。例えば、駆動力マップ上の運転点（APO,VSP）により駆動力指令Fdrv^*を求める。そして、駆動輪３２，３２に伝達される駆動力が駆動力指令Fdrv^*となるように、機械有段変速機６の変速比と動力源トルクを決め、さらに、動力源トルクを、電気無段変速機１０の変速比を考慮してモータジェネレータ３の第１トルクT1と、第２モータジェネレータ５の第２トルクT2と、エンジン１のエンジントルクTeに振り分ける。

ステップＳ２では、ステップＳ１での変速指令と駆動力変更指令が同時出力でないとの判断に続き、通常の制御ロジックにしたがって、変速制御と駆動力制御を独立に行い、リターンへ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ１での変速指令と駆動力変更指令が同時出力であるとの判断に続き、車速センサ５１から車速VSPを読み込むと共に、駆動力制御部から駆動力指令Fdrv^*を読み込み、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３での車速VSPと駆動力指令Fdrv^*の読み込みに続き、単位時間当たりの車速変化量である車速変化勾配dVSP/dtと、単位時間当たりの駆動力指令変化量である駆動力指令変化勾配dFdrv^*/dtを微分演算により算出し、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、ステップＳ２での車速変化勾配dVSP/dtと駆動力指令変化勾配dFdrv^*/dtの算出に続き、各指標（駆動力指令が増加する度合いＡ、車速が増加する度合いＢ、車速が減少する度合いＣ、駆動力が減少する度合いＤ）を数値化し、ステップＳ６へ進む。
ここで、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ステップＳ４での演算値を、下記のように振り分けることで正の値により数値化する。
・単位時間当たりの駆動力指令Fdrv^*の変化量が正の値のとき、Ａ＝dFdrv^*/dtとする。
・単位時間当たりの車速VSPの変化量が正の値のとき、Ｂ＝dVSP/dtとする。
・単位時間当たりの車速VSPの変化量が負の値のとき、Ｃ＝-dVSP/dtとする。
・単位時間当たりの駆動力指令Fdrv^*の変化量が負の値のとき、Ｄ＝-dFdrv^*/dtとする。

ステップＳ６では、ステップＳ３での各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの数値化に続き、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、駆動力指令Fdrv^*の変化の度合いと車速VSPの変化の度合いをあらわす２つの指標で特定される動作点が、走行シーン領域マップ上で変速優先領域に属するか否かを判断し、YESの場合はステップＳ７へ進み、NOの場合ステップＳ１０へ進む。
ここで、「走行シーン領域マップ」は、図５に示すように、駆動力指令Fdrv^*の変化の度合いを横軸とし、車速VSPの変化の度合いを縦軸とするマップであり、マップ平面の全領域を、変速優先領域と駆動力優先領域との２つの領域に分けて設定している。変速優先領域は、Ａ，Ｂを含む図５の右上側半分に設定した領域とし、駆動力優先領域は、Ｃ，Ｄを含む図５の左下側半分に設定した領域としている。

ステップＳ７では、ステップＳ６での動作点が変速優先領域に属するとの判断に続き、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、駆動力指令Fdrv^*の変化の度合いと車速VSPの変化の度合いをあらわす２つの指標で特定される動作点が、走行シーン領域マップ上でキックダウン領域に属するか否かを判断し、YESの場合はステップＳ８へ進み、NOの場合ステップＳ９へ進む。
ここで、Ａ，Ｂを含む図５の右上側半分に設定した変速優先領域は、さらに、Ａを中心として図５の右側に設定したキックダウン領域と、Ｂを中心として図５の上側に設定したオートアップ領域に分けられる。

ステップＳ８では、ステップＳ６での動作点がキックダウン領域に属するとの判断に続き、「ハイモード」から「ローモード」へ遷移するロー変速を優先し、結果として、ロー変速中、駆動力変動を許容する駆動力制御を行い、リターンへ進む。
ここで、「ロー変速の優先制御」とは、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧を低下させる修正（調整）をすると共に、駆動力要求に応じて電気変速部分からの出力を増加させ、第２モータジェネレータ５の回転数をドッグクラッチ８の同期回転数まで応答良く上昇させる制御をいう。そして、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧修正では、所望のロー変速応答速度を得ることができない場合は、エンジントルクTeをより増加させ、電気変速部分からの出力を最大出力に保つ。
また、「駆動力変動を許容する駆動力制御」とは、ロー変速が完了するまで駆動力制御を止め、その間、駆動力変動を許容するが、ロー変速が完了した後、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御を行うことをいう。

ステップＳ９では、ステップＳ６での動作点がオートアップ領域に属するとの判断に続き、「ローモード」から「ハイモード」へ遷移するハイ変速を優先し、結果として、ハイ変速中、駆動力変動を許容する駆動力制御を行い、リターンへ進む。
ここで、「ハイ変速の優先制御」とは、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧を上昇させる修正（調整）をすると共に、駆動力要求に応じて電気変速部分からの出力を減少させ、第２モータジェネレータ５の回転数を摩擦クラッチ７の同期回転数まで応答良く低下させる制御をいう。そして、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧修正では、所望のハイ変速応答速度を得ることができない場合は、エンジントルクTeをより減少させることで電気変速部分からの出力を最小出力に保つ。
また、「駆動力変動を許容する駆動力制御」とは、ハイ変速が完了するまで駆動力制御を止め、その間、駆動力変動を許容するが、ハイ変速が完了した後、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御を行うことをいう。

ステップＳ１０では、ステップＳ６での動作点が駆動力優先領域に属するとの判断に続き、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、駆動力指令Fdrv^*の変化の度合いと車速VSPの変化の度合いをあらわす２つの指標で特定される動作点が、走行シーン領域マップ上でコーストダウン領域に属するか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１１へ進み、NOの場合ステップＳ１２へ進む。
ここで、Ｃ，Ｄを含む図５の左下側半分に設定した駆動力優先領域は、さらに、Ｃを中心として図５の下側に設定したコーストダウン領域と、Ｄを中心として図５の左側に設定した足放し領域に分けられる。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０での動作点がコーストダウン領域に属するとの判断に続き、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御を優先し、ロー変速の遅れを許容する変速制御とし、リターンへ進む。
ここで、「コーストダウン領域での駆動力優先制御」とは、要求される駆動力指令Fdrv^*に応じて第２モータジェネレータ５からの第２トルクT2を応答良く低下させる修正（調整）を行う制御をいう。
また、「ロー変速の遅れを許容する変速制御」とは、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧として通常油圧を保ったままとし、バッテリー４３の入出力パワーの制限範囲内でロー側への変速速度絶対値を下げて修正することで、ロー変速の遅れを許容する制御をいう。そして、変速速度の修正で十分でなく、例えば、加速が要求されているにもかかわらず、減速範囲でしか動作できない場合には、エンジン１からのエンジントルクTeを増加方向に修正する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１０での動作点が足放し領域に属するとの判断に続き、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御を優先し、結果として、駆動力制御中、ロー変速の遅れを許容する変速制御とし、リターンへ進む。
ここで、「足放し領域での駆動力優先制御」とは、要求される駆動力指令Fdrv^*に応じて第２モータジェネレータ５からの第２トルクT2を応答良く低下させる修正（調整）を行う制御をいう。
また、「ハイ変速の遅れを許容する変速制御」とは、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧として通常油圧を保ったままとし、バッテリー４３の入出力パワーの制限範囲内でハイ側への変速速度を上げて修正することで、ハイ変速の大幅な遅れを抑制する制御をいう。そして、変速速度の修正で十分でなく、例えば、加速が要求されているにもかかわらず、減速範囲でしか動作できない場合には、エンジン１からのエンジントルクTeを減少方向に修正する。

次に、作用を説明する。
まず、「比較例における課題」、「本発明の骨子について」の説明を行い、続いて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置における作用を、「キックダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御作用」、「オートアップ領域であるときの駆動力/変速協調制御作用」、「コーストダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御作用」、「足放し領域であるときの駆動力/変速協調制御作用」に分けて説明する。

［比較例における課題］
２つ以上の電動機と主たる動力源と出力軸、合計４軸がひとつ以上の遊星歯車でつながれていて、主たる動力源と出力軸との速度比が無段に設定できる電気無段変速機は、ハイブリッド変速機構と呼ばれる。このハイブリッド変速機構においては、主たる動力源と出力軸との間の変速比が無段にとれ、主たる動力源や電動機での効率最大化・損失最小化を図れること、電動機を介して蓄電手段（バッテリー）とのエネルギーのやり取りができることから、動力装置としての効率や性能を向上する手段として注目されている。しかし一方で、主たる動力源に比して大きな電動機を必要とする欠点のあることが知られている。

これに対し、特開2003-12768号公報の「変速機を備えたハイブリッド車駆動構造」では、この欠点を克服するため、電気無段変速機の出力軸と最終出力軸との間に機械的な変速機を挿入している。この機械的な変速機として、通常用いられる遊星歯車と半締結可能要素（湿式多板クラッチ）とを組み合わせた、いわゆる、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）を適用した場合、機械有段変速機の変速中に半締結可能要素を半締結状態としているときには、最終出力トルクが機械有段変速機の締結状態（半締結含む）により決定されると共に、電気変速部分の回転速度の変化にも機械有段変速機の締結状態が影響する。このような駆動装置における機械有段変速機の変速制御について、特開2007-118724号公報においては、第一の電動機（発電機）により第一の電動機の回転数を目標値に制御すると共に、第一の電動機のトルクに基づいて求められた機械有段変速機への入力トルクに加えて、機械有段変速機への入力回転数変化要求を加えて、半締結可能要素の目標トルクを決定し、この目標トルクになるようフィードバック制御するようにしている。

このようなやり方は、変速中の駆動力を維持するため最終出力トルクであるところの半締結トルクを大きく設定すると、電気無段変速機における所望の回転数状態や変速状態を実現できなくなることが問題である。また一方、電気無段変速機における所望の回転数状態や変速状態を実現すると、変速中の所望の最終出力トルクに過不足が生じることが問題である。

これを具体的に説明すると、キックダウンのような、正の駆動力を増加させると共に、電気無段変速機の出力回転数を上昇させるような動作においては、機械有段変速機の回転数の低い方を半締結状態で最終出力駆動力を継続させつつ、その半締結トルクよりさらに大きなトルクを電気無段変速機の出力に与えて、電気無段変速機の出力回転数を増加、つまり加速させる必要がある。このとき、最終出力駆動力を増加させると、電気無段変速機の出力回転数の増加速度、つまり出力加速度が低下し、変速完了までに時間がかかるのみならず、最終出力駆動力を大きく設定すると、電気無段変速機の出力が加速せず、機械有段変速機での変速完了が大幅に遅れるおそれがある。

一方、オートアップと呼ばれる、車速が増加するに従い電気無段変速機の出力回転数を低下させて、機械有段変速機の入力回転数の低い方に締結し、アップシフトによる変速を行う場合、入力回転数が変化するイナーシャ相において、最終出力駆動力を所定どおり出力するために半締結状態のトルクを決定すると、電気無段変速機の出力回転数が所定どおりに低下減速されず、過回転となってしまうおそれがある。

このように、電気無段変速機の出力回転数は、機械有段変速機の入力の加減速（変速）と過渡的な最終出力トルク（駆動力）の両方に関与する。このため、駆動力指令と変速指令の同時出力時、例えば、通常の変速制御と駆動力制御を同時に開始すると、変速制御と駆動力制御の間に干渉が生じ、過熱や過回転等によりシステム耐久性を低下させる。
また、走行シーンにかかわらず変速制御と駆動力制御のうち一方の制御を優先する制御を行うと、ある走行シーンでは運転性を向上できても、他の走行シーンでは運転性を悪化させるというように、走行シーンによりトレードオフが存在する。

［本発明の骨子について］
本発明は、電気無段変速機と直列に機械段変速機が連結されている変速機構を備えたハイブリッド車両において、変速制御と駆動力制御を、走行シーンに応じて適切に優先付けをすることで、システム保護と運転性向上のバランスを図るものである。

まず、駆動力指令・車速やその変化からキックダウン(KD)/オートアップ(AU)/コーストダウン(CD)/足放し、という走行シーンに分ける。これは、走行シーンの区別を定量的に行うことで、機械有段変速機による変速と過渡的な駆動力の両立に繋がることによる。
ここで、「キックダウン」とは、走行中にアクセル踏み込み操作した場合に駆動力上昇要求とダウンシフト要求がある走行シーンをいう。「オートアップ」とは、アクセル操作量をほとんど変えないで下り坂を加速走行している場合にアップシフト要求がある走行シーンをいう。「コーストダウン」とは、アクセル開放状態で減速走行している場合にダウンシフト要求がある走行シーンをいう。「足放し」とは、走行中にアクセル足放し操作をした場合に駆動力低下要求とアップシフト要求がある走行シーンをいう。

そして、変速制御指令と駆動力制御指令を受けた場合、(1)KD/AUの走行シーンでは変速制御優先（メカ変速優先）で半クラッチトルクを修正し、必要最低変速速度を守り（結果として駆動力変動）、(2)CD/足放しの走行シーンでは駆動力制御優先で、電気変速部の出力調整により駆動力を守り、変速速度を強電・バッテリー制限内で設定する。
ここで、KD/AUの走行シーンを変速制御優先領域としたのは、駆動力要求や車速要求が高いため、素早く変速して最適動作点にすることが運転性の向上につながることによる。また、CD/足放しの走行シーンを駆動力制御優先領域としたのは、駆動力要求や車速要求が低いため、素早く最適動作点にする必要性が低く、過渡的な駆動力特性を確保することがより運転性の向上につながることによる。なお、「運転性向上」とは、(1)望みの駆動力が出る、(2)メカ変速時間が短縮される、(3)駆動力小のときショックが出ない、(4)極低温時、KD/AUでは駆動力が低下し、CD/足放しでは変速速度の低下が起こるが、このようなときも最小限の運転性が確保できる、ことを意味する。

本発明の駆動力/変速協調制御を行う場合、基本的には、瞬時バッテリー充放電範囲と瞬時エンジン動作点（推定）から瞬時電気変速出力トルク範囲を求め、要求駆動力で決まる半クラッチ制御圧との差でメカ変速速度可能範囲を算出し、その範囲にNe指令（電気変速），N2指令（メカ変速）を規定することで行われる。

すなわち、機械有段変速機６の変速が要求されたときに、駆動力要求に基づいて、摩擦クラッチ７のトルク目標値を決定する。以下、図６により、その決定方法を説明すると、摩擦クラッチ７の伝達トルクTexは、Tex≒Tout'＝Tout/Gf(H)と決める。
ここで、Gf(H)は、摩擦クラッチ７における減速比、Tout'は、電気変速部分の出力トルクである。Toutは、電気変速部分と機械変速部分の合成出力トルク（＝駆動力）である。
つまり、電気変速部分の出力回転要素が加減速していない場合は、Tout'≒Texであり、半締結可能要素である摩擦クラッチ７は等速運動を継続する。
なお、電気変速部分のエンジントルクTe、第１トルクT1と第２トルクT2は、例えば、特開2000-188804号公報等にその決定法が示されている。

上記のように、キックダウン領域とオートアップ領域において、機械有段変速機６の変速が要求されたとき、要求駆動力に基づいて摩擦クラッチ７のトルク目標値を決定し、電気変速部分のエンジントルクTe、第１トルクT1と第２トルクT2を決定する。しかし、これら電気変速部分のトルク上下限や、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータ５に共通に接続されているバッテリー４３の充放電制限等により、電気無段変速機１０の出力の加減速が指令どおりにできない場合、上記半締結可能要素である摩擦クラッチ７のトルク目標値を変更することにより、電気無段変速機１０の出力の加減速を指令どおりにする。さらに、キックダウン領域とオートアップ領域での機械的変速機６の変速が要求されたときに、変速を優先して摩擦クラッチ７のトルクを修正するが、それが飽和した場合、主たる動力源であるエンジントルクTeを修正する。

一方、コーストダウン領域と足放し領域において、機械有段変速機６の変速が要求されたとき、要求駆動力に基づいて摩擦クラッチ７のトルク目標値を決定し、電気変速部分のエンジントルクTe、第１トルクT1と第２トルクT2を決定する。しかし、これら電気変速部分のトルク上下限や、第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータ５に共通に接続されているバッテリー４３の充放電制限等により、電気無段変速機１０の出力の加減速が指令どおりにできない場合、これをそのまま許容する。さらに、コーストダウン領域と足放し領域では、機械有段変速機６の変速が要求されたときに、変速速度を修正するが、これが十分でないとき、例えば、加速が要求されているのに減速範囲でしか動作できない場合、主たる動力源のエンジントルクTeを修正する。

以上の点を踏まえ、実施例１では、下記の特徴を有する駆動力/変速協調制御を行うようにしている。
・KD/AUの走行シーンでは、摩擦クラッチ７への半クラッチ油圧を、上記決定したトルク目標値に対して応答良く変速させる方向に修正する変速優先制御を行い、変速が完了するまでは駆動力変動を許容し、変速が完了した後、駆動力制御を行う。そして、変速制御を優先するとき、摩擦クラッチ７への半クラッチ油圧修正による変速速度が飽和した場合には、飽和分をエンジントルクTeの増加や減少により補填する。
・CD/足放しの走行シーンでは、駆動力指令Fdrv^*に応じて電気変速部分からの出力トルクを応答良く制御する駆動力優先制御を行い、バッテリー４３の入出力パワーの制限範囲内で変速速度の絶対値を設定することで、変速遅れを許容する変速制御を行う。そして、駆動力優先制御のとき、修正しない半クラッチ油圧による変速速度制御が飽和した場合には、飽和分をエンジントルクTeの増加や減少により補填する。

［キックダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御作用］
以下、図４のフローチャートを用いて走行シーンがキックダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御作用を説明する。

駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定によりキックダウン領域であると判定されたとき、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８→リターンへと進む流れが繰り返される。そして、ステップＳ８では、「ハイモード」から「ローモード」へ遷移するロー変速が優先され、その結果として、ロー変速中、駆動力変動を許容する駆動力制御が行われる。

したがって、キックダウン時には、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧を低下させる修正（調整）が行われることで、伝達トルクの低下分、第２モータジェネレータ５に加わる負荷が低くなる。この負荷低減に加えて、駆動力要求に応じて電気変速部分からの出力を増加させることで、第２モータジェネレータ５の回転数がドッグクラッチ８の同期回転数まで応答良く上昇し、モータ変速による「ハイモード」から「ローモード」へ遷移するロー変速時間が、短時間にて応答良く行われる。そして、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧修正では、所望のロー変速応答速度を得ることができない場合は、エンジントルクTeをより増加させることで、電気変速部分からの出力を最大出力に保つことができ、ロー変速時間が短時間となる。

そして、ロー変速が完了するまでは、一時的に駆動力制御を止めることで、ロー変速が完了するまでは要求される駆動力を出力することができないが、ロー変速への変速応答性が高く短時間にて完了するため、結果として、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御を、ロー変速に引き続き応答良く行うことができる。

上記のように、走行シーンがキックダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御によれば、摩擦クラッチ７の半クラッチトルクを減少方向に修正するため、駆動力指令Fdrv^*が増加した場合、いったん最終出力駆動力が低下するが、機械有段変速機６の高減速比段（ローモード）への変速が素早く行われ、そのロー変速が完了した後、要求される大駆動力を出力することができ、運転性向上を達成できる。

加えて、キックダウン走行シーンにおいては、摩擦クラッチ７の伝達トルクを減少すると共に、エンジントルクTeを増加させるため、電気無段変速機１０からの出力駆動力を大きくすることができると共に、エンジン１の回転数が上がったり下がったりする回転数変動を防止することができる。また、両モータジェネレータ３，５に共有されたバッテリー４３の放電上限に起因する電気無段変速機１０からの出力駆動力自体を大きくすることができるため、より大きな過渡駆動力や最終的な駆動力を発生することができる。

［オートアップ領域であるときの駆動力/変速協調制御作用］
以下、図４のフローチャートを用いて走行シーンがオートアップ領域であるときの駆動力/変速協調制御作用を説明する。

駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定によりオートアップ領域であると判定されたとき、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ９→リターンへと進む流れが繰り返される。そして、ステップＳ９では、「ローモード」から「ハイモード」へ遷移するハイ変速が優先され、その結果として、ハイ変速中、駆動力変動を許容する駆動力制御が行われる。

したがって、オートアップ時には、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧を上昇させる修正（調整）が行われることで、伝達トルクの上昇分、第２モータジェネレータ５に加わる負荷が高くなる。この負荷上昇に加えて、駆動力要求に応じて電気変速部分からの出力を減少させることで、第２モータジェネレータ５の回転数が摩擦クラッチ７の同期回転数まで応答良く下降し、モータ変速による「ローモード」から「ハイモード」へ遷移するハイ変速時間が、短時間にて応答良く行われる。そして、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧修正では、所望のハイ変速応答速度を得ることができない場合は、エンジントルクTeをより減少させることで、電気変速部分からの出力を最小出力に保つことができ、ハイ変速時間が短時間となる。

そして、ハイ変速が完了するまでは、一時的に駆動力制御を止めることで、ハイ変速が完了するまでは要求される駆動力を出力することができないが、ハイ変速への変速応答性が高く短時間にて完了するため、結果として、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御を、ハイ変速に引き続き応答良く行うことができる。

上記のように、走行シーンがオートアップ領域であるときの駆動力/変速協調制御によれば、摩擦クラッチ７の半クラッチトルクを増加方向に修正するため、電気無段変速機１０の出力につながれた第２モータジェネレータ５の回転数が下げられ、第２モータジェネレータ５が過回転になることを防止できる。

加えて、オートアップ走行シーンにおいては、摩擦クラッチ７の伝達トルクを増加すると共に、エンジントルクTeを減少させるため、両モータジェネレータ３，５に共有されたバッテリー４３の充電上限に起因する電気無段変速機１０の出力駆動力を低下させることができ、機械有段変速機６でのハイ変速を素早く行うことができる。

［コーストダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御作用］
以下、図４のフローチャートを用いて走行シーンがコーストダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御作用を説明する。

駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定によりコーストダウン領域であると判定されたとき、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ１０→ステップＳ１１→リターンへと進む流れが繰り返される。そして、ステップＳ１１では、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御が優先され、ロー変速の遅れを許容する変速制御とされる。

したがって、コーストダウン時には、要求される駆動力指令Fdrv^*に応じて第２モータジェネレータ５からの第２トルクT2を応答良く低下させる修正（調整）が行われ、要求に追従して駆動力が変動する。

そして、変速制御側では、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧として通常油圧を保ったままとされ、バッテリー４３の入出力パワーの制限範囲内でロー側への変速速度絶対値が下げて修正される。このため、「ハイモード」から「ローモード」へのロー変速が、駆動力制御に影響を与えない変速の進行により行われることになる。そして、変速速度の修正で十分でなく、例えば、加速が要求されているにもかかわらず、減速範囲でしか動作できない場合には、エンジン１からのエンジントルクTeを増加方向に修正することで、ロー側への変速速度の遅れ過ぎを抑制する。

上記のように、走行シーンがコーストダウン領域であるときの駆動力/変速協調制御によれば、駆動力制御を優先し、機械有段変速機６のロー変速の変速速度を下げる修正を行うため、コーストダウンの走行シーンにおいて過渡的な駆動力特性を犠牲にすることがなく、運転性の向上が図れる。

加えて、コーストダウン走行シーンにおいては、機械有段変速機６のロー変速の変速速度を下げると共に、エンジントルクTeを増加させるため、バッテリー４３の放電上限に起因する過渡駆動力の減少を防止することができる。

［足放し領域であるときの駆動力/変速協調制御作用］
以下、図４のフローチャートを用いて走行シーンが足放し領域であるときの駆動力/変速協調制御作用を説明する。

駆動力指令と変速指令の同時出力時であり、かつ、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定により足放し領域であると判定されたとき、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ１０→ステップＳ１２→リターンへと進む流れが繰り返される。そして、ステップＳ１２では、要求される駆動力指令Fdrv^*を得る駆動力制御が優先され、ハイ変速の遅れを許容する変速制御とされる。

したがって、足放し時には、要求される駆動力指令Fdrv^*に応じて第２モータジェネレータ５からの第２トルクT2を応答良く低下させる修正（調整）が行われ、要求に追従して駆動力が変動する。

そして、変速制御側では、摩擦クラッチ７の半クラッチ油圧として通常油圧を保ったままとされ、バッテリー４３の入出力パワーの制限範囲内でハイ側への変速速度絶対値が上げて修正される。このため、「ローモード」から「ハイモード」へのハイ変速が、駆動力制御に影響を与えない変速進行により行われる。そして、変速速度の修正で十分でなく、例えば、加速が要求されているにもかかわらず、減速範囲でしか動作できない場合には、エンジン１からのエンジントルクTeを減少方向に修正することで、ハイ側への変速速度の遅れ過ぎが抑制される。

上記のように、走行シーンが足放し領域であるときの駆動力/変速協調制御によれば、駆動力制御を優先し、機械有段変速機６のハイ変速の変速速度を上げる修正を行うため、足放し走行シーンにおいて、過渡的な駆動力特性を犠牲にすることなく、運転性の向上が図れる。

加えて、足放し走行シーンにおいては、機械有段変速機６のハイ変速の変速速度を上げると共に、エンジントルクTeを減少させるため、バッテリー４３の充電上限に起因する過渡駆動力の減少の遅れを防止することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 電動機を含む複数の動力源（エンジン１，第１モータジェネレータ３，第２モータジェネレータ５）と、前記複数の動力源が接続される遊星歯車を有し、無段変速比を得る電気無段変速機１０と、前記電気無段変速機１０の出力側に接続され、締結要素として半締結可能要素（摩擦クラッチ７）を有し、複数の有段変速比を得る機械有段変速機６と、前記機械有段変速機６の出力側に接続された駆動輪３２，３２に伝達される駆動力を、要求駆動力の変化に応じた駆動力指令により制御する駆動力制御手段と、前記機械有段変速機６を、要求駆動力や車速の変化に応じた変速指令により変速する変速制御手段と、前記変速制御手段による変速が行われる際、前記半締結可能要素（摩擦クラッチ７）を半締結状態とする締結要素制御手段と、を備えた電動車両（ハイブリッド車両）の制御装置において、前記駆動力の増減情報と前記車速の増減情報を取得し、前記駆動力指令と前記変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が増加する場合、駆動力制御より変速制御を優先する制御を行い、前記駆動力指令と前記変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が減少する場合、変速制御より駆動力制御を優先する制御を行う駆動力/変速協調制御手段（図４）を設けた。
このため、走行シーンに応じて駆動力制御と変速制御の間で適切に優先付けすることで、走行シーンにかかわらずシステム保護と運転性向上のバランスを図ることができる。

(2) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、前記駆動力Fdrv^*の増減情報と前記車速VSPの増減情報として、駆動力指令が増加する度合いＡ、車速が増加する度合いＢ、車速が減少する度合いＣ、駆動力指令が減少する度合いＤを数値化した各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを取得し、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがあらわす走行シーンに基づいて、変速制御を優先するか駆動力制御を優先するかの判定を行う。
このため、走行シーンの区別を定量的に行うことで、機械有段変速機６の変速と過渡的な駆動力の両立を容易に図ることができる。

(3) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、指標Ａ，Ｄによる駆動力指令Fdrv^*の増減軸と、指標Ｂ，Ｃによる車速VSPの増減軸を持つ二次元平面を、Ａ，Ｂ側の変速制御優先領域とＣ，Ｄ側の駆動力制御優先領域の２つの領域に分けた走行シーン領域マップ（図５）を設定し、取得した各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより特定される動作点が、前記走行シーン領域マップ上で存在する領域判定により変速制御優先の走行シーンか駆動力制御優先の走行シーンかを判定する。
このため、走行シーン領域マップを用いた領域判定により、的確に変速制御優先の走行シーンか駆動力制御優先の走行シーンかを判定することができる。

(4) 前記複数の動力源は、バッテリー４３を共有する２つ以上の電動機（第１モータジェネレータ３，第２モータジェネレータ５）と主たる動力源（エンジン１）を有し、前記電気無段変速機１０は、２つ以上の電動機と主たる動力源と出力軸が一つ以上の遊星歯車でつながれていて、主たる動力源と電気変速出力軸の速度比を無段階に設定し、前記機械有段変速機６は、少なくとも一つの変速段の締結要素がドッグクラッチ８であり、減速比がそれより小さい少なくとも一つの変速段の締結要素がスリップ締結状態で所定の中間トルクを伝達できる半締結可能要素（摩擦クラッチ７）であり、前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定により変速制御優先の走行シーンと判定されると、前記機械有段変速機６の前記半締結可能要素の伝達トルクを変速の進行を促す方向に修正し、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定により駆動力制御優先の走行シーンと判定されると、前記機械有段変速機６の変速速度を、前記バッテリー４３の入出力パワーの制限範囲内に修正する。
このため、変速優先制御と駆動力優先制御を行う場合、それぞれの制御を変更することなく、機械有段変速機６の変速制御のみを変更する簡単な制御手法により、変速優先制御と駆動力優先制御を達成することができる。

(5) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、前記走行シーン領域マップのうち、Ａ，Ｂ側の変速優先領域を、さらにＡ側のキックダウン領域とＢ側のオートアップ領域の２つの領域に分け、Ｃ，Ｄ側の駆動力優先領域を、さらにＣ側のコーストダウン領域とＤ側の足放し領域の２つの領域に分け、取得した各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより特定される動作点が、前記この走行シーン領域マップ上で存在する領域が、キックダウン領域の走行シーンかオートアップ領域の走行シーンかコーストダウン領域の走行シーンか足放し領域の走行シーンかを判定する。
このため、キックダウン領域とオートアップ領域とコーストダウン領域と足放し領域の４つの走行シーンのそれぞれについて、きめ細かく、かつ、適切な変速と駆動力の優先制御を行うことができる。

(6) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、キックダウン領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ７でYES）、駆動力指令Fdrv^*が増加する度合いＡにより、前記半締結可能要素（摩擦クラッチ７）の伝達トルクを減少方向に修正する（ステップＳ８）。
このため、機械有段変速機６のロー変速が素早く行われ、ロー変速が完了した後に要求される駆動力を出力することで、運転性の向上を達成できる。

(7) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、キックダウン領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ７でYES）、駆動力指令Fdrv^*が増加する度合いＡにより、前記半締結可能要素（摩擦クラッチ７）の伝達トルクを減少方向に修正すると共に、主たる動力源（エンジン１）のトルクを増加させる（ステップＳ８）。
このため、主たる動力源（エンジン１）の回転数変動の防止を図りながら、電気変速部分の出力トルクを増大することができることで、より大きな過渡駆動力や最終的な駆動力を発生することができる。

(8) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、オートアップ領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ７でNO）、車速VSPが増加する度合いＢにより、前記半締結可能要素（摩擦クラッチ７）の伝達トルクを増加方向に修正する（ステップＳ９）。
このため、車速VSPが増加した場合、電気変速部分の出力につながれた電動機（第２モータジェネレータ５）の回転数を下げることができ、この電動機が過回転になるのを防止することができる。

(9) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、オートアップ領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ７でNO）、車速VSPが増加する度合いＢにより、前記半締結可能要素（摩擦クラッチ７）の伝達トルクを増加方向に修正すると共に、主たる動力源（エンジン１）のトルクを減少させる（ステップＳ９）。
このため、主たる動力源（エンジン１）のトルク減少により、電動機（第１モータジェネレータ３，第２モータジェネレータ５）に共有されたバッテリー４３の充電上限に起因する電気変速部分の出力トルクを低下させることができ、機械有段変速機６での変速を素早く行うことができる。

(10) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、コーストダウン領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ１０でYES）、車速VSPが減少する度合いＣにより、前記機械有段変速機６のロー側への変速速度を下げる方向に修正する（ステップＳ１１）。
このため、コーストダウン走行シーンにおいて、過渡的な駆動力特性を犠牲にすることが無く、運転性の向上を図ることができる。

(11) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、コーストダウン領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ１０でYES）、車速VSPが減少する度合いＣにより、前記機械有段変速機６のロー側への変速速度を下げる方向に修正すると共に、主たる動力源（エンジン１）のトルクを増加させる（ステップＳ１１）。
このため、コーストダウン走行シーンにおいて、バッテリー４３の放電上限に起因する過渡駆動力の減少を防止することができる。

(12) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、足放し領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ１０でNO）、駆動力指令Fdrv^*が減少する度合いＤにより、前記機械有段変速機６のハイ側への変速速度を上げる方向に修正する（ステップＳ１２）。
このため、足放し走行シーンにおいて、過渡的な駆動力特性を犠牲にすることが無く、運転性の向上を図ることができる。

(13) 前記駆動力/変速協調制御手段（図４）は、足放し領域の走行シーンと判定されると（ステップＳ１０でNO）、駆動力指令Fdrv^*が減少する度合いＤにより、前記機械有段変速機６のハイ側への変速速度を上げる方向に修正すると共に、主たる動力源（エンジン１）のトルクを減少させる（ステップＳ１２）。
このため、足放し走行シーンにおいて、バッテリー４３の放電上限に起因する過渡駆動力の減少の遅れを防止することができる。

以上、本発明の電動車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１の機械有段変速機６として、「ローモード」と「ハイモード」による２段の変速機を示した。しかし、第２モータジェネレータ５の軸に異なるギア比のギアと締結要素、最終出力軸（第二軸）にそれらにかみ合うギアを追加することにより、３段以上の変速機にすることができる。また、変速のための締結要素として、ドッグクラッチ８と摩擦クラッチ７を用いた例を示したが、全てが摩擦クラッチの機械有段変速機であっても良い。

実施例１では、駆動力増減情報と車速増減情報を用いて走行シーンを区別する例を示したが、駆動力情報および駆動力増減情報と車速情報および車速増減情報を用いて走行シーンを区別する例としても良いし、駆動力情報と車速情報を用い、その変化を監視して走行シーンを区別する例としても良い。また、駆動力情報として、駆動力指令情報以外に、要求駆動力をあらわすアクセル開度情報を用いるような例としても良い。

実施例１では、２つのモータジェネレータMG1,MG2と主たる動力源をエンジンEngとするハイブリッド車両への適用例を示したが、主たる動力源をモータとする電気自動車や燃料電池車等の電動車両に対しても適用することができる。要するに、電気無段変速機と機械有段変速機を直列に組み合わせた駆動系を備えた電動車両であれば適用できる。

１ エンジン（主たる動力源）
２ ダンパー
３ 第１モータジェネレータ（電動機）
４ オイルポンプ
５ 第２モータジェネレータ（電動機）
６ 機械有段変速機
７ 摩擦クラッチ（半締結可能要素）
８ ドッグクラッチ（締結要素）
１０ 電気無段変速機
４３ バッテリー
４９ ハイブリッドコントローラ
Ａ 駆動力指令が増加する度合い（指標）
Ｂ 車速が増加する度合い（指標）
Ｃ 車速が減少する度合い（指標）
Ｄ 駆動力指令が減少する度合い（指標）
Fdrv^* 駆動力指令
VSP 車速

Claims (13)

1. 電動機を含む複数の動力源と、
   前記複数の動力源が接続される遊星歯車を有し、無段変速比を得る電気無段変速機と、
   前記電気無段変速機の出力側に接続され、締結要素として半締結可能要素を有し、複数の有段変速比を得る機械有段変速機と、
   前記機械有段変速機の出力側に接続された駆動輪に伝達される駆動力を、要求駆動力の変化に応じた駆動力指令により制御する駆動力制御手段と、
   前記機械有段変速機を、要求駆動力や車速の変化に応じた変速指令により変速する変速制御手段と、
   前記変速制御手段による変速が行われる際、前記半締結可能要素を半締結状態とする締結要素制御手段と、
   を備えた電動車両の制御装置において、
   前記駆動力の増減情報と前記車速の増減情報を取得し、前記駆動力指令と前記変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が増加する場合、駆動力制御より変速制御を優先する制御を行い、前記駆動力指令と前記変速指令の同時出力時であり、かつ、駆動力と車速のうち少なくとも一方が減少する場合、変速制御より駆動力制御を優先する制御を行う駆動力/変速協調制御手段を設けたことを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 請求項１に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、前記駆動力の増減情報と前記車速の増減情報として、駆動力指令が増加する度合いＡ、車速が増加する度合いＢ、車速が減少する度合いＣ、駆動力指令が減少する度合いＤを数値化した各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを取得し、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがあらわす走行シーンに基づいて、変速制御を優先するか駆動力制御を優先するかの判定を行うことを特徴とする電動車両の制御装置。
3. 請求項２に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、指標Ａ，Ｄによる駆動力指令の増減軸と、指標Ｂ，Ｃによる車速の増減軸を持つ二次元平面を、Ａ，Ｂ側の変速制御優先領域とＣ，Ｄ側の駆動力制御優先領域の２つの領域に分けた走行シーン領域マップを設定し、取得した各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより特定される動作点が、前記走行シーン領域マップ上で存在する領域判定により変速制御優先の走行シーンか駆動力制御優先の走行シーンかを判定することを特徴とする電動車両の制御装置。
4. 請求項３に記載された電動車両の制御装置において、
   前記複数の動力源は、バッテリーを共有する２つ以上の電動機と主たる動力源を有し、
   前記電気無段変速機は、２つ以上の電動機と主たる動力源と出力軸が一つ以上の遊星歯車でつながれていて、主たる動力源と電気変速出力軸の速度比を無段階に設定し、
   前記機械有段変速機は、少なくとも一つの変速段の締結要素がドッグクラッチであり、減速比がそれより小さい少なくとも一つの変速段の締結要素がスリップ締結状態で所定の中間トルクを伝達できる半締結可能要素であり、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定により変速制御優先の走行シーンと判定されると、前記機械有段変速機の前記半締結可能要素の伝達トルクを変速の進行を促す方向に修正し、各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの領域判定により駆動力制御優先の走行シーンと判定されると、前記機械有段変速機の変速速度を、前記バッテリーの入出力パワーの制限範囲内に修正することを特徴とする電動車両の制御装置。
5. 請求項３または請求項４に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、前記走行シーン領域マップのうち、Ａ，Ｂ側の変速優先領域を、さらにＡ側のキックダウン領域とＢ側のオートアップ領域の２つの領域に分け、Ｃ，Ｄ側の駆動力優先領域を、さらにＣ側のコーストダウン領域とＤ側の足放し領域の２つの領域に分け、取得した各指標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより特定される動作点が、前記この走行シーン領域マップ上で存在する領域が、キックダウン領域の走行シーンかオートアップ領域の走行シーンかコーストダウン領域の走行シーンか足放し領域の走行シーンかを判定することを特徴とする電動車両の制御装置。
6. 請求項５に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、キックダウン領域の走行シーンと判定されると、駆動力指令が増加する度合いＡにより、前記半締結可能要素の伝達トルクを減少方向に修正することを特徴とする電動車両の制御装置。
7. 請求項６に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、キックダウン領域の走行シーンと判定されると、駆動力指令が増加する度合いＡにより、前記半締結可能要素の伝達トルクを減少方向に修正すると共に、主たる動力源のトルクを増加させることを特徴とする電動車両の制御装置。
8. 請求項５に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、オートアップ領域の走行シーンと判定されると、車速が増加する度合いＢにより、前記半締結可能要素の伝達トルクを増加方向に修正することを特徴とする電動車両の制御装置。
9. 請求項８に記載された電動車両の制御装置において、
   前記駆動力/変速協調制御手段は、オートアップ領域の走行シーンと判定されると、車速が増加する度合いＢにより、前記半締結可能要素の伝達トルクを増加方向に修正すると共に、主たる動力源のトルクを減少させることを特徴とする電動車両の制御装置。
10. 請求項５に記載された電動車両の制御装置において、
    前記駆動力/変速協調制御手段は、コーストダウン領域の走行シーンと判定されると、車速が減少する度合いＣにより、前記機械有段変速機のロー側への変速速度を下げる方向に修正することを特徴とする電動車両の制御装置。
11. 請求項１０に記載された電動車両の制御装置において、
    前記駆動力/変速協調制御手段は、コーストダウン領域の走行シーンと判定されると、車速が減少する度合いＣにより、前記機械有段変速機のロー側への変速速度を下げる方向に修正すると共に、主たる動力源のトルクを増加させることを特徴とする電動車両の制御装置。
12. 請求項５に記載された電動車両の制御装置において、
    前記駆動力/変速協調制御手段は、足放し領域の走行シーンと判定されると、駆動力指令が減少する度合いＤにより、前記機械有段変速機のハイ側への変速速度を上げる方向に修正することを特徴とする電動車両の制御装置。
13. 請求項１２に記載された電動車両の制御装置において、
    前記駆動力/変速協調制御手段は、足放し領域の走行シーンと判定されると、駆動力指令が減少する度合いＤにより、前記機械有段変速機のハイ側への変速速度を上げる方向に修正すると共に、主たる動力源のトルクを減少させることを特徴とする電動車両の制御装置。

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