JP4462259B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、差動作用が作動可能な差動機構を有する電気的な差動部(或いは無段変速部)と、その差動部から駆動輪への動力伝達経路に設けられた変速部とを備える車両用駆動装置の制御装置に係り、特に、差動部を構成する電動機や差動機構の耐久性を向上する技術に関するものである。
エンジンに連結された第1要素と第1電動機に連結された第2要素と伝達部材に連結された第3要素とを有してエンジンの出力を第1電動機および伝達部材へ分配する差動機構を有する差動部と、伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた変速部とを備える車両用駆動装置の制御装置が良く知られている。
例えば、特許文献1に記載された車両用駆動装置の制御装置がそれである。この車両用駆動装置の制御装置では、差動機構が遊星歯車装置で構成されると共に伝達部材に作動的に連結された第2電動機を備える差動部と、有段式の自動変速機で構成される変速部とを備え、無段変速機として機能させられる差動部のギヤ比と変速部の各ギヤ段(変速段)に対応するギヤ比(変速比)とで駆動装置全体の総合ギヤ比が形成される。
特開2006−118667号公報 特開2003−199212号公報 特開2005−313865号公報 特開2005−318780号公報
ところで、差動部の出力部材である伝達部材の回転速度は、変速部の入力側の回転速度であり変速部の出力側の回転速度に拘束される。例えば、伝達部材の回転速度は、車速と変速部のギヤ比とから一意的に決定される。
そうすると変速部の変速に伴って伝達部材(第3要素)の回転速度が変化し、そのときの変速部のギヤ比によっては、第1要素、第2要素、および第3要素の相互の相対回転速度の関係に基づいて決定される第1電動機(第2要素)の回転速度が過回転となってその第1電動機の耐久性が低下する可能性があった。或いは、そのときの変速部のギヤ比や車速によっては、エンジンの回転速度(第1要素)と伝達部材(第3要素)の回転速度との回転速度差に基づいて決定される差動機構を構成するピニオンギヤの自転速度が増加しピニオンギヤ(例えばピニオンニードルベアリング)の耐久性が低下する可能性があった。
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、変速部の変速に拘わらず、第1電動機や差動機構を構成するピニオンギヤの過回転を抑制して第1電動機やピニオンギヤの耐久性を向上する車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) エンジンに連結された第1要素と第1電動機に連結された第2要素と伝達部材に連結された第3要素とを有してそのエンジンの出力をその第1電動機およびその伝達部材へ分配する差動機構を有する差動部と、その伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、(b) 前記変速部のギヤ比に応じて前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限するエンジン回転制限手段を含み、(c) 前記エンジン回転制限手段は、低車速側領域にて前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限すると共に、前記変速部のギヤ比が高車速側ギヤ比となる程、低車速側ギヤ比と比較して車速がより高い領域まで前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限することにある。
このようにすれば、エンジン回転制限手段により変速部のギヤ比に応じてエンジンの所定の回転速度範囲が制限されるので、具体的にはエンジン回転制限手段により低車速側領域にて前記エンジンの所定の回転速度範囲が制限されると共に、前記変速部のギヤ比が高車速側ギヤ比となる程、低車速側ギヤ比と比較して車速がより高い領域まで前記エンジンの所定の回転速度範囲が制限されるので、変速部の変速に拘わらず、例えば第1電動機や差動機構を構成するピニオンギヤの過回転が抑制されて第1電動機やピニオンギヤの耐久性が向上する。
ここで、好適には、前記エンジン回転制限手段は、前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限する前記低車速側領域では、車速が低車速となる程、運転者の出力要求量が高い領域まで前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限しないものである。このようにすれば、例えばエンジン発進・走行時の加速性能を低下させないことが可能となる。
また、好適には、前記エンジン回転制限手段は、前記エンジンの上限の回転速度範囲を制限するものである。このようにすれば、変速部の変速に拘わらず、第1電動機の過回転が防止されて第1電動機の耐久性が向上する。
また、好適には、前記エンジン回転制限手段は、前記エンジンの下限の回転速度範囲を制限するものである。このようにすれば、変速部の変速に拘わらず、差動機構を構成するピニオンギヤの過回転が防止されてピニオンギヤの耐久性が向上する。
また、好適には、前記エンジン回転制限手段は、エンジン負荷を制限することにより前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限するものである。このようにすれば、例えば第1電動機や差動機構を構成するピニオンギヤの過回転を抑制するようにエンジンの回転速度を適切に制限することができる。
また、好適には、前記エンジン回転制限手段は、車速に基づいて前記エンジンの所定の回転速度範囲を設定するものである。このようにすれば、例えば第1電動機や差動機構を構成するピニオンギヤの過回転を抑制するように、車速に拘束される伝達部材の回転速度に合わせてエンジンの回転速度を適切に制限することができる。
また、好適には、前記変速部は、予め定められた変速マップに従って変速が実行される自動変速機により構成されており、前記エンジン回転制限手段は、前記自動変速機が前記変速マップに従うことなく変速が実行されるフェール時において形成された前記変速部のギヤ比の応じて前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限するものである。このようにすれば、例えば上記フェール時の変速により第1電動機や差動機構を構成するピニオンギヤの過回転が生じる可能性のあることに対して、第1電動機や差動機構を構成するピニオンギヤの過回転を抑制しつつ、フェール時の変速後に車両の走行を維持することができる。
また、好適には、前記差動部は、前記第1電動機の運転状態が制御されることにより無段変速機として作動するものである。このようにすれば、差動部と変速部とで無段変速機が構成され、滑らかに駆動トルクを変化させることが可能である。尚、差動部は、変速比を連続的に変化させて電気的な無段変速機として作動させる他に変速比を段階的に変化させて有段変速機として作動させることも可能である。
ここで、好適には、前記差動機構は、前記エンジンに連結された第1要素と前記第1電動機に連結された第2要素と前記伝達部材に連結された第3要素とを有する遊星歯車装置であり、前記第1要素はその遊星歯車装置のキャリヤであり、前記第2要素はその遊星歯車装置のサンギヤであり、前記第3要素はその遊星歯車装置のリングギヤである。このようにすれば、前記差動機構の軸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得る。
また、好適には、前記遊星歯車装置はシングルピニオン型遊星歯車装置である。このようにすれば、前記差動機構の軸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。
また、好適には、前記変速部のギヤ比と前記差動部のギヤ比とに基づいて前記車両用駆動装置の総合ギヤ比が形成されるものである。このようにすれば、変速部のギヤ比を利用することによって駆動力が幅広く得られるようになる。
また、好適には、前記変速部は有段式の自動変速機である。このようにすれば、例えば電気的な無段変速機として機能させられる差動部と有段式自動変速機とで無段変速機が構成され、滑らかに駆動トルクを変化させることが可能であると共に、差動部のギヤ比を一定となるように制御した状態においては差動部と有段式自動変速機とで有段変速機と同等の状態が構成され、車両用駆動装置の総合ギヤ比が段階的に変化させられて速やかに駆動トルクを得ることも可能となる。
また、好適には、前記エンジン負荷は、エンジンに対する要求負荷であって、例えばアクセルペダルの踏込量を示すアクセル操作量(アクセル開度)、そのアクセル開度に応じた開き角とされるスロットル弁開度、吸入空気量、燃料噴射量、または目標スロットル弁開度から求められる吸入空気量や燃料噴射量などが用いられる。
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、本発明が適用されるハイブリッド車両の駆動装置の一部を構成する変速機構10を説明する骨子図である。図1において、変速機構10は車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース12(以下、ケース12という)内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸14と、この入力軸14に直接に或いは図示しない脈動吸収ダンパー(振動減衰装置)などを介して間接に連結された無段変速部としての差動部11と、その差動部11と駆動輪34(図7参照)との間の動力伝達経路で伝達部材(伝動軸)18を介して直列に連結されている動力伝達部としての自動変速部20と、この自動変速部20に連結されている出力回転部材としての出力軸22とを直列に備えている。この変速機構10は、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駆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。
このように、本実施例の変速機構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、変速機構10はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の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。
差動部11は、第1電動機M1と、入力軸14に入力されたエンジン8の出力を機械的に分配する機械的機構であってエンジン8の出力を第1電動機M1および伝達部材18に分配する差動機構としての動力分配機構16と、伝達部材18と一体的に回転するように作動的に連結されている第2電動機M2とを備えている。本実施例の第1電動機M1および第2電動機M2は発電機能をも有する所謂モータジェネレータであるが、第1電動機M1は反力を発生させるためのジェネレータ(発電)機能を少なくとも備え、第2電動機M2は走行用の駆動力源として駆動力を出力するためのモータ(電動機)機能を少なくとも備える。
動力分配機構16は、例えば「0.418」程度の所定のギヤ比ρ1を有するシングルピニオン型の第1遊星歯車装置24を主体として構成されている。この第1遊星歯車装置24は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を回転要素(要素)として備えている。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1である。
この動力分配機構16においては、第1キャリヤCA1は入力軸14すなわちエンジン8に連結され、第1サンギヤS1は第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1は伝達部材18に連結されている。このように構成された動力分配機構16は、第1遊星歯車装置24の3要素である第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、第1リングギヤR1がそれぞれ相互に相対回転可能とされて差動作用が作動可能なすなわち差動作用が働く差動状態とされることから、エンジン8の出力が第1電動機M1と伝達部材18とに分配されるとともに、分配されたエンジン8の出力の一部で第1電動機M1から発生させられた電気エネルギで蓄電されたり第2電動機M2が回転駆動されるので、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はそのギヤ比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。
自動変速部20は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置26、シングルピニオン型の第3遊星歯車装置28、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置30を備え、有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式の多段変速機である。第2遊星歯車装置26は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、例えば「0.562」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第3遊星歯車装置28は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、例えば「0.425」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置30は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、例えば「0.421」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2、第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。
自動変速部20では、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とが一体的に連結されて第2クラッチC2を介して伝達部材18に選択的に連結されるとともに第1ブレーキB1を介してケース12に選択的に連結され、第2キャリヤCA2は第2ブレーキB2を介してケース12に選択的に連結され、第4リングギヤR4は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第2リングギヤR2と第3キャリヤCA3と第4キャリヤCA4とが一体的に連結されて出力軸22に連結され、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とが一体的に連結されて第1クラッチC1を介して伝達部材18に選択的に連結されている。
このように、自動変速部20内と差動部11(伝達部材18)とは自動変速部20の各ギヤ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との間の動力伝達経路すなわち差動部11(伝達部材18)から駆動輪34への動力伝達経路を、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の少なくとの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、或いは第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。
また、この自動変速部20は、解放側係合装置の解放と係合側係合装置の係合とによりクラッチツウクラッチ変速が実行されて各ギヤ段が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化するギヤ比γ(=伝達部材18の回転速度N18/出力軸22の回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られる。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および第3ブレーキB3の係合によりギヤ比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、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合によりギヤ比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、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合によりギヤ比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、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合によりギヤ比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の係合によりギヤ比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。また、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3の解放によりニュートラル「N」状態とされる。
前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、および第3ブレーキB3(以下、特に区別しない場合はクラッチC、ブレーキBと表す)は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての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、それが介挿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。
以上のように構成された変速機構10において、無段変速機として機能する差動部11と自動変速部20とで全体として無段変速機が構成される。また、差動部11のギヤ比を一定となるように制御することにより、差動部11と自動変速部20とで有段変速機と同等の状態を構成することが可能とされる。
具体的には、差動部11が無段変速機として機能し、且つ差動部11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の少なくとも1つのギヤ段Mに対して自動変速部20に入力される回転速度(以下、自動変速部20の入力回転速度)すなわち伝達部材18の回転速度(以下、伝達部材回転速度N18)が無段的に変化させられてそのギヤ段Mにおいて無段的なギヤ比幅が得られる。したがって、変速機構10の総合ギヤ比γT(=入力軸14の回転速度NIN/出力軸22の回転速度NOUT)が無段階に得られ、変速機構10において無段変速機が構成される。この変速機構10の総合ギヤ比γTは、差動部11のギヤ比γ0と自動変速部20のギヤ比γとに基づいて形成される変速機構10全体としてのトータルギヤ比である。
例えば、図2の係合作動表に示される自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対し伝達部材回転速度N18が無段的に変化させられて各ギヤ段は無段的なギヤ比幅が得られる。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ギヤ比となって、変速機構10全体としての総合ギヤ比γTが無段階に得られる。
また、差動部11のギヤ比が一定となるように制御され、且つクラッチCおよびブレーキBが選択的に係合作動させられて第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段が選択的に成立させられることにより、略等比的に変化する変速機構10の総合ギヤ比γTが各ギヤ段毎に得られる。したがって、変速機構10において有段変速機と同等の状態が構成される。
例えば、差動部11のギヤ比γ0が「1」に固定されるように制御されると、図2の係合作動表に示されるように自動変速部20の第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段や後進ギヤ段の各ギヤ段に対応する変速機構10の総合ギヤ比γTが各ギヤ段毎に得られる。また、自動変速部20の第4速ギヤ段において差動部11のギヤ比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように制御されると、第4速ギヤ段よりも小さい値例えば「0.7」程度である総合ギヤ比γTが得られる。
図3は、差動部11と自動変速部20とから構成される変速機構10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図3の共線図は、各遊星歯車装置24、26、28、30のギヤ比ρ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、横線X1が回転速度零を示し、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Nを示し、横線XGが伝達部材18の回転速度を示している。
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に対応する第1サンギヤS1、第1回転要素(第1要素)RE1に対応する第1キャリヤCA1、第3回転要素(第3要素)RE3に対応する第1リングギヤR1の相対回転速度を示すものであり、それらの間隔は第1遊星歯車装置24のギヤ比ρ1に応じて定められている。さらに、自動変速部20の5本の縦線Y4、Y5、Y6、Y7、Y8は、左から順に、第4回転要素(第4要素)RE4に対応し且つ相互に連結された第2サンギヤS2および第3サンギヤS3を、第5回転要素(第5要素)RE5に対応する第2キャリヤCA2を、第6回転要素(第6要素)RE6に対応する第4リングギヤR4を、第7回転要素(第7要素)RE7に対応し且つ相互に連結された第2リングギヤR2、第3キャリヤCA3、第4キャリヤCA4を、第8回転要素(第8要素)RE8に対応し且つ相互に連結された第3リングギヤR3、第4サンギヤS4をそれぞれ表し、それらの間隔は第2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30のギヤ比ρ2、ρ3、ρ4に応じてそれぞれ定められている。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ρ1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2、第3、第4遊星歯車装置26、28、30毎にそのサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔に設定され、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。
上記図3の共線図を用いて表現すれば、本実施例の変速機構10は、動力分配機構16(差動部11)において、第1遊星歯車装置24の第1回転要素RE1(第1キャリヤCA1)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が第1電動機M1に連結され、第3回転要素(第1リングギヤR1)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20へ伝達する(入力させる)ように構成されている。このとき、Y2とX2の交点を通る斜めの直線L0により第1サンギヤS1の回転速度と第1リングギヤR1の回転速度との関係が示される。
例えば、差動部11においては、第1回転要素RE1乃至第3回転要素RE3が相互に相対回転可能とされる差動状態とされており、直線L0と縦線Y3との交点で示される第1リングギヤR1の回転速度が車速Vに拘束されて略一定である場合には、エンジン回転速度Nを制御することによって直線L0と縦線Y2との交点で示される第1キャリヤCA1の回転速度が上昇或いは下降させられると、直線L0と縦線Y1との交点で示される第1サンギヤS1の回転速度すなわち第1電動機M1の回転速度が上昇或いは下降させられる
また、差動部11のギヤ比γ0が「1」に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって第1サンギヤS1の回転がエンジン回転速度Nと同じ回転とされると、直線L0は横線X2と一致させられ、エンジン回転速度Nと同じ回転で第1リングギヤR1の回転速度すなわち伝達部材18が回転させられる。或いは、差動部11のギヤ比γ0が「1」より小さい値例えば0.7程度に固定されるように第1電動機M1の回転速度を制御することによって第1サンギヤS1の回転が零とされると、エンジン回転速度Nよりも増速された回転で伝達部材回転速度N18が回転させられる。
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は第3ブレーキB3を介してケース12に選択的に連結され、第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ている。
自動変速部20では、差動部11において直線L0が横線X2と一致させられてエンジン回転速度Nと同じ回転速度が差動部11から第8回転要素RE8に入力されると、図3に示すように、第1クラッチC1と第3ブレーキB3とが係合させられることにより、第8回転要素RE8の回転速度を示す縦線Y8と横線X2との交点と第6回転要素RE6の回転速度を示す縦線Y6と横線X1との交点とを通る斜めの直線L1と、出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第1速(1st)の出力軸22の回転速度が示される。同様に、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とが係合させられることにより決まる斜めの直線L2と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第2速(2nd)の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第1ブレーキB1とが係合させられることにより決まる斜めの直線L3と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第3速(3rd)の出力軸22の回転速度が示され、第1クラッチC1と第2クラッチC2とが係合させられることにより決まる水平な直線L4と出力軸22と連結された第7回転要素RE7の回転速度を示す縦線Y7との交点で第4速(4th)の出力軸22の回転速度が示される。
図4は、本実施例の変速機構10を制御するための電子制御装置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、第1、第2電動機M1、M2に関するハイブリッド駆動制御、自動変速部20の変速制御等の駆動制御を実行するものである。
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、エンジン水温TEMPを表す信号、シフトレバー52(図6参照)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Nを表す信号、ギヤ比列設定値を表す信号、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(以下、出力軸回転速度)NOUTに対応する車速V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という)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という)を表す信号、蓄電装置56(図7参照)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。
また、上記電子制御装置80からは、エンジン出力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およびM2の作動を指令する指令信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション(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5、図7参照)に含まれる電磁弁(リニアソレノイドバルブ)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(調圧弁)によりライン油圧Pを調圧するための信号、そのライン油圧P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。
図5は、油圧制御回路70のうちクラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)AC1、AC2、AB1、AB2、AB3の作動を制御するリニアソレノイドバルブSL1〜SL5に関する回路図である。
図5において、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3には、ライン油圧PLがそれぞれリニアソレノイドバルブSL1〜SL5により電子制御装置80からの指令信号に応じた係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。このライン油圧PLは、図示しない電動オイルポンプやエンジン30により回転駆動される機械式オイルポンプから発生する油圧を元圧として例えばリリーフ型調圧弁(レギュレータバルブ)によって、アクセル開度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値に調圧されるようになっている。
リニアソレノイドバルブSL1〜SL5は、基本的には何れも同じ構成で、電子制御装置80により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3の油圧が独立に調圧制御されてクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3が制御される。そして、自動変速部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れることによって各ギヤ段が成立させられる。また、自動変速部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ウクラッチ変速が実行される。
図6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。
そのシフトレバー52は、変速機構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)」、変速機構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の無段的なギヤ比幅と自動変速部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変速機構10の変速可能な総合ギヤ比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)」、また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の自動変速制御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。
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」における各ギヤ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。
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、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および第2クラッチC2のいず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および第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、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および第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および/または第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。
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および第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。
図7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7において、有段変速制御手段82は、図8に示すような車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUTとを変数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の変速すべきギヤ段を判断し、その判断したギヤ段が得られるように自動変速部20の自動変速制御を実行する。
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ギヤ段が達成されるように、自動変速部20の変速に関与する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、油圧指令)を、すなわち自動変速部20の変速に関与する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することによりクラッチツウ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自動変速部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SL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を作動させる。
ハイブリッド制御手段84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ギヤ比γ0を制御する。例えば、そのときの走行車速Vにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Accや車速Vから車両の目標(要求)出力を算出し、その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NとエンジントルクT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。
例えば、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のギヤ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Nと車速Vおよび自動変速部20のギヤ段で定まる伝達部材18の回転速度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、エンジン回転速度Nとエンジン8の出力トルク(エンジントルク)Tとで構成され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求められて記憶された図9の破線に示すようなエンジン8の最適燃費率曲線(燃費マップ、関係)に沿ってエンジン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Tとエンジン回転速度Nとなるように、変速機構10の総合ギヤ比γTの目標値を定め、その目標値が得られるように自動変速部20のギヤ段を考慮して差動部11のギヤ比γ0を制御し、総合ギヤ比γTをその変速可能な変化範囲内で制御する。
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M2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。
また、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Accに基づいてスロットルアクチュエータ60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。また、このエンジン出力制御装置58は、ハイブリッド制御手段84による指令に従って、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を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置66による燃料噴射を制御し、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するなどしてエンジン回転速度制御やエンジントルク制御を実行する。
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、エンジン回転速度Nを制御して差動部11の電気的CVT機能によって第1電動機回転速度NM1を任意の回転速度とすることができる。言い換えれば、ハイブリッド制御手段84は、第1電動機回転速度NM1を所定の回転速度に維持するためにエンジン回転速度Nを回転制御することができる。
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は車両走行中に第1電動機回転速度NM1を引き下げる場合には、車速V(駆動輪34)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エンジン回転速度Nの引き下げを実行する。
また、ハイブリッド制御手段84は、エンジン8の停止又はアイドル状態に拘わらず、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)によってモータ走行させることができる。
例えば、ハイブリッド制御手段52は、図8に示すような車速Vと自動変速部20の出力トルクTOUTとを変数として予め記憶された走行用駆動力源をエンジン8と第2電動機M2とで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を有する関係(駆動力源切換線図、駆動力源マップ)から実際の車速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、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。図8の実線Aに示す駆動力源マップは、例えば同じ図8中の実線および一点鎖線に示す変速マップと共に予め記憶されている。このように、ハイブリッド制御手段52によるモータ走行は、図8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域すなわち低エンジントルクT域、或いは車速Vの比較的低車速域すなわち低負荷域で実行される。
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、第1電動機回転速度NM1を負の回転速度で制御して例えば第1電動機M1を無負荷状態とすることにより空転させて、差動部11の電気的CVT機能(差動作用)により必要に応じてエンジン回転速度N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。
また、ハイブリッド制御手段84は、第1電動機M1を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることにより、差動部11がトルクの伝達を不能な状態すなわち差動部11内の動力伝達経路が遮断された状態と同等の状態であって、且つ差動部11からの出力が発生されない状態とすることが可能である。すなわち、ハイブリッド制御手段84は、第1電動機M1を無負荷状態とすることにより差動部11をその動力伝達経路が電気的に遮断される中立状態(ニュートラル状態)とすることが可能である。
ところで、前記図8に示すような変速マップは、例えば第1電動機M1の耐久性を考慮して第1電動機回転速度NM1の過回転(例えば10000rpm程度の高回転速度以上)が生じないように自動変速部20の各ギヤ段(ギヤ比)を形成するための各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。つまり、出力軸回転速度NOUTと自動変速部20のギヤ比とから一意的に決定される伝達部材回転速度N18(=出力軸回転速度NOUT×ギヤ比γ)、エンジン回転速度N、および第1電動機回転速度NM1の差動部11における相互の相対回転速度の関係に基づいて決定される第1電動機回転速度NM1が過回転とならないように各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。
しかしながら、車両走行中に、例えば変速用のリニアソレノイドバルブSL1〜SL5がフェールしたことにより上記変速マップに従うことなく変速が行われた場合には、第1電動機回転速度NM1の過回転が生じてすなわち第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入って第1電動機M1の耐久性が低下する可能性がある。例えば、変速マップに従えば第2速ギヤ段となるべきところをリニアソレノイドバルブSL1〜SL5のフェールによって第2速ギヤ段よりもギヤ比が小さな第3速ギヤ段となった場合には、伝達部材回転速度N18は第2速ギヤ段に比較して低下させられることからエンジン回転速度Nに変化がないと第1電動機回転速度NM1が上昇させられ、結果として第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入って第1電動機M1の耐久性が低下する可能性がある。
そこで、本実施例では、第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入らないように自動変速部20のギヤ比γに応じてエンジン8の所定の回転速度範囲を制限するエンジン回転制限手段86を備える。
具体的には、シフトポジション判定手段88は、シフトレバー52のシフトポジションPSHを表す信号に基づいてシフトレバー52の位置が「D」ポジションや「M」ポジションのような前進走行ポジションへ切り換えられているか否かを判定する。
フェールギヤ段判定手段90は、前記シフトポジション判定手段88によりシフトレバー52の位置が前進走行ポジションへ切り換えられていると判定されたときには、自動変速部20の実際のギヤ段が例えば図8に示すような変速マップに従うことなく自動変速部20の変速が行われたフェール時において形成されたギヤ段(以下、フェールギヤ段という)であるか否かを判定する。例えば、フェールギヤ段判定手段90は、実際の伝達部材回転速度N18と出力軸回転速度NOUTとから実際のギヤ比γを算出し、その実際のギヤ比γが前記有段変速制御手段82により図8に示すような変速マップから判断されたギヤ段に対応するギヤ比でないか否かに基づいて、自動変速部20の実際のギヤ段がフェールギヤ段であるか否かを判定する。
前記エンジン回転制限手段86は、前記フェールギヤ段判定手段90により自動変速部20の実際のギヤ段がフェールギヤ段であると判定されたときには、そのフェールギヤ段において第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入るか否かを判断し、第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入ると判断した場合には車速Vに基づいてエンジン回転速度Nの所定の回転速度範囲として設定された上限の回転速度範囲を制限する。
図10は、車速Vとエンジン負荷例えばアクセル開度Accとを変数として予め記憶された第1電動機回転速度NM1の過回転領域(すなわちエンジン回転速度Nを制限する必要があるエンジン回転制限域)を有する関係(過回転領域マップ)の一例を示す図であって、フェールギヤ段毎にこの過回転領域マップが設定されている。例えば、同一変速段においては車速Vが低い程、伝達部材回転速度N18がより低下して第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入りやすくなることから、図10に示すように各フェールギヤ段において低車速側に第1電動機回転速度NM1の過回転領域が設けられている。また、同一車速においては高車速側変速段となる程すなわちギヤ比が小さくなる程、伝達部材回転速度N18がより低下して第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入りやすくなることから、図10に示すようにフェールギヤ段が高車速側変速段となる程、車速Vがより高い領域まで第1電動機回転速度NM1の過回転領域が設けられている。
尚、各フェールギヤ段の極低車速側においては、例えばエンジン発進・走行時の加速性を低下させないという観点から、上記図10に示すように低車速となる程アクセル開度Accの高開度域まで第1電動機回転速度NM1の過回転を制限しないようにしても良い。
図11は、車速Vとエンジン回転速度Nとを変数として予め記憶されたエンジン回転速度Nの上限の回転速度の制限域を有する関係(エンジン上限回転領域マップ)の一例を示す図であって、フェールギヤ段毎にこのエンジン上限回転領域マップが設定されている。例えば、同一変速段においては車速Vが低い程、第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入りやすくなることから、図11に示すように各フェールギヤ段において低車速側にエンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲(すなわち第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入らないようにエンジン回転速度Nを制限する必要があるエンジン回転制限域)が設けられていると共に、車速Vが低くなる程、エンジン回転制限域が低くなるように設定されている。また、同一車速においては高車速側変速段となる程、第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入りやすくなることから、図11に示すようにフェールギヤ段が高車速側変速段となる程、同一車速においてはエンジン回転制限域が低くなるように設定されていると共に、車速Vがより高い領域までエンジン回転制限域が設けられている。
例えば、前記エンジン回転制限手段86は、前記図10の過回転領域マップから実際の車速Vとアクセル開度Accに基づいて第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入るか否かを判断する。そして、エンジン回転制限手段86は、第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入ると判断した場合には、前記図11のエンジン上限回転領域マップから実際の車速Vに基づいてエンジン回転速度Nのエンジン回転制限域を設定すると共に、エンジン回転速度Nがそのエンジン回転制限域を超えないようにエンジン負荷を制限することによりエンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲を制限するエンジン回転上限制限指令を前記ハイブリッド制御手段84へ出力する。
ハイブリッド制御手段84は、前記エンジン回転上限制限指令に従って、スロットル弁開度θTHを増大する側を制限するスロットル制御、燃料噴射量を増加する側を制限する燃料噴射制御等を実行してエンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲を制限する。
このように、エンジン回転制限手段86は、エンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲を制限することによって第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入らないように第1電動機M1を制御するものでもある。
図12は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に拘わらず第1電動機M1の過回転を抑制して第1電動機M1の耐久性を向上する為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。
図12において、先ず、前記シフトポジション判定手段88に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、シフトレバー52のシフトポジションPSHを表す信号に基づいてシフトレバー52の位置が「D」ポジションや「M」ポジションのような前進走行ポジションへ切り換えられているか否かが判定される。
前記S1の判断が否定される場合は、S6において自動変速部20の変速制御やフェールギヤ段が形成されたときのエンジン回転制限制御以外のその他の制御が実行されるか、或いはそのまま本ルーチンが終了させられる。
前記S1の判断が肯定される場合は前記フェールギヤ段判定手段90に対応するS2において、自動変速部20の実際のギヤ段がフェールギヤ段(フェール変速段)であるか否かが、例えば実際の伝達部材回転速度N18と出力軸回転速度NOUTとから算出された実際のギヤ比γが図8に示す変速マップから判断されたギヤ段に対応するギヤ比でないか否かに基づいて判定される。
前記S2の判断が否定される場合は前記有段変速制御手段82に対応するS5において、例えば図8に示す変速マップから実際の車速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の変速すべきギヤ段が判断され、その判断されたギヤ段が得られるように自動変速部20の自動変速制御が実行される。
前記S2の判断が肯定される場合は前記エンジン回転制限手段86に対応するS3において、例えば図10の過回転領域マップから実際の車速Vとアクセル開度Accに基づいて第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入るか否かが判断され、第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入ると判断された場合には例えば図11のエンジン上限回転領域マップから実際の車速Vに基づいて第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入らないようにエンジン回転速度Nのエンジン回転制限域が設定される。
次いで、前記エンジン回転制限手段86および前記ハイブリッド制御手段84に対応するS4において、エンジン回転速度Nが前記S3にて設定されたエンジン回転制限域を超えないようにエンジン負荷を制限することによりエンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲を制限するエンジン回転上限制限指令が出力され、そのエンジン回転上限制限指令に従って、スロットル弁開度θTHを増大する側を制限するスロットル制御、燃料噴射量を増加する側を制限する燃料噴射制御等が実行されてエンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲が制限される。
上述のように、本実施例によれば、エンジン回転制限手段86により第1電動機回転速度NM1が過回転領域に入らないように自動変速部20のギヤ比γに応じてエンジン8の上限の回転速度範囲が制限されるので、自動変速部20の変速に拘わらず第1電動機M1の過回転が抑制されて第1電動機M1の耐久性が向上する。例えば、自動変速部20の変速が例えば図8に示すような変速マップに従うことなく実行されて実際のギヤ段としてフェールギヤ段が形成されるフェール時にエンジン8の上限の回転速度範囲が制限されることにより、第1電動機M1の過回転が抑制されつつフェール時に車両の走行が維持される。
また、本実施例によれば、エンジン回転制限手段86によりエンジン回転速度Nが第1電動機回転速度NM1を過回転領域とするエンジン回転制限域を超えないようにエンジン負荷が制限されてエンジン回転速度Nの上限の回転速度範囲が制限されるので、例えば第1電動機M1の過回転を抑制するようにエンジン回転速度Nを適切に制限することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転制限手段86により車速Vに基づいて第1電動機回転速度NM1を過回転領域とするエンジン回転速度Nのエンジン回転制限域が設定されるので、例えば第1電動機M1の過回転を抑制するように車速Vに拘束される伝達部材回転速度N18に合わせてエンジン回転速度Nを適切に制限することができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図8に示すような変速マップは、前述の実施例では例えば第1電動機回転速度NM1の過回転が生じないように各アップシフト線およびダウンシフト線が設定されていたが、本実施例では例えば動力分配機構16を構成する第1遊星歯車装置24に備えられたピニオンギヤすなわち第1遊星歯車P1の耐久性(例えば第1キャリヤCA1が第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持するために第1遊星歯車P1の軸心にピニオンシャフトが挿し通されるように設けられたニードルベアリングの耐久性)を考慮して、第1遊星歯車P1の自転速度(第1遊星歯車自転速度)NP1の過回転が生じないように自動変速部20の各ギヤ段(ギヤ比)を形成するための各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。つまり、伝達部材回転速度N18(第1リングギヤR1の回転速度)とエンジン回転速度N(第1キャリヤCA1の回転速度)との回転速度差ΔNP1に基づいて決定される第1遊星歯車自転速度NP1が過回転とならないように各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。この第1遊星歯車自転速度NP1は回転速度差ΔNP1が大きくなる程より高回転とされる。
しかしながら、車両走行中に、例えば変速用のリニアソレノイドバルブSL1〜SL5がフェールしたことにより上記変速マップに従うことなく変速が行われた場合には、第1遊星歯車自転速度NP1の過回転が生じてすなわち第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入って第1遊星歯車P1の耐久性が低下する可能性がある。例えば、変速マップに従えば第3速ギヤ段となるべきところをリニアソレノイドバルブSL1〜SL5のフェールによって第3速ギヤ段よりもギヤ比が大きな第2速ギヤ段となった場合には、伝達部材回転速度N18は第3速ギヤ段に比較して上昇させられることからエンジン回転速度Nに変化がないと回転速度差ΔNP1が大きくされて第1遊星歯車自転速度NP1が上昇させられる場合があり、結果として第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入って第1遊星歯車P1の耐久性が低下する可能性がある。
そこで、前記エンジン回転制限手段86は、前述の実施例に替えて或いは加えて、第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入らないように自動変速部20のギヤ比γに応じてエンジン8の所定の回転速度範囲を制限する。
具体的には、前記エンジン回転制限手段86は、前記フェールギヤ段判定手段90により自動変速部20の実際のギヤ段がフェールギヤ段であると判定されたときには、そのフェールギヤ段において車速Vに基づいてエンジン回転速度Nの所定の回転速度範囲として設定された下限の回転速度範囲を制限する。
図13は、車速Vとエンジン回転速度Nとを変数として予め記憶されたエンジン回転速度Nの下限の回転速度の制限域を有する関係(エンジン下限回転領域マップ)の一例を示す図であって、フェールギヤ段毎にこのエンジン下限回転領域マップが設定されている。例えば、同一変速段においては車速Vが高い程、回転速度差ΔNP1が大きくなって第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入りやすくなることから、図13に示すように各フェールギヤ段において高車速側にエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲(すなわち第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入らないようにエンジン回転速度Nを制限する必要があるエンジン回転制限域)が設けられていると共に、車速Vが高くなる程、エンジン回転制限域が高くなるように設定されている。また、同一車速においては低車速側変速段となる程、回転速度差ΔNP1が大きくなって第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入りやすくなることから、図13に示すようにフェールギヤ段が低車速側変速段となる程、同一車速においてはエンジン回転制限域が高くなるように設定されていると共に、車速Vがより低い領域までエンジン回転制限域が設けられている。
例えば、前記エンジン回転制限手段86は、前記図13のエンジン下限回転領域マップから実際の車速Vに基づいてエンジン回転速度Nのエンジン回転制限域を設定すると共に、エンジン回転速度Nがそのエンジン回転制限域を下回らないようにエンジン負荷を制限することによりエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲を制限するエンジン回転下限制限指令を前記ハイブリッド制御手段84へ出力する。
ハイブリッド制御手段84は、前記エンジン回転下限制限指令に従って、スロットル弁開度θTHを減少する側を制限するスロットル制御、燃料噴射量を減少する側を制限する燃料噴射制御等を実行してエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲を制限する。
図14は、電子制御装置80の制御作動の要部すなわち自動変速部20の変速に拘わらず第1遊星歯車P1の過回転を抑制して第1遊星歯車P1の耐久性を向上する為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。この図14のフローチャートは、前記図12のフローチャートに相当する別の実施例であって、図12のフローチャート中のS3およびS4がS3’およびS4’に変更された点が主に相違する。以下、その相違する点であるS3’およびS4’について説明する。
図14において、S2の判断が肯定される場合は前記エンジン回転制限手段86に対応するS3’において、例えば図13のエンジン下限回転領域マップから実際の車速Vに基づいて第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入らないようにエンジン回転速度Nのエンジン回転制限域が設定される。
次いで、前記エンジン回転制限手段86および前記ハイブリッド制御手段84に対応するS4’において、エンジン回転速度Nが前記S3’にて設定されたエンジン回転制限域を下回らないようにエンジン負荷を制限することによりエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲を制限するエンジン回転下限制限指令が出力され、そのエンジン回転下限制限指令に従って、スロットル弁開度θTHを減少する側を制限するスロットル制御、燃料噴射量を減少する側を制限する燃料噴射制御等が実行されてエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲が制限される。
上述のように、本実施例によれば、エンジン回転制限手段86により第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入らないように自動変速部20のギヤ比γに応じてエンジン8の下限の回転速度範囲が制限されるので、自動変速部20の変速に拘わらず第1遊星歯車P1の過回転が抑制されて第1遊星歯車P1の耐久性が向上する。例えば、自動変速部20の変速が例えば図8に示すような変速マップに従うことなく実行されて実際のギヤ段としてフェールギヤ段が形成されるフェール時にエンジン8の下限の回転速度範囲が制限されることにより、第1遊星歯車P1の過回転が抑制されつつフェール時に車両の走行が維持される。
また、本実施例によれば、エンジン回転制限手段86によりエンジン回転速度Nが第1遊星歯車自転速度NP1を過回転領域とするエンジン回転制限域を下回らないようにエンジン負荷が制限されてエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲が制限されるので、例えば第1遊星歯車P1の過回転を抑制するようにエンジン回転速度Nを適切に制限することができる。
また、本実施例によれば、エンジン回転制限手段86により車速Vに基づいて第1遊星歯車自転速度NP1を過回転領域とするエンジン回転速度Nのエンジン回転制限域が設定されるので、例えば第1遊星歯車P1の過回転を抑制するように車速Vに拘束される伝達部材回転速度N18に合わせてエンジン回転速度Nを適切に制限することができる。
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。
例えば、前述の実施例では、実際のギヤ段がフェールギヤ段であるときにエンジン回転制限手段86はエンジン回転制限制御を実行したが、フェールギヤ段であるときに限らずエンジン回転制限制御を実行しても良い。例えば、常時、図13のエンジン下限回転領域マップから実際の車速Vに基づいて第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入らないようにエンジン回転速度Nの下限の回転速度範囲を制限しても良い。尚、このような場合には、エンジン8を停止することができないので燃費を考えると必ずしも好ましいものではないが、フェールギヤ段であると判定されることを待たないで第1遊星歯車自転速度NP1が過回転領域に入ることを回避することができる。
また、前述の実施例では、エンジン回転制限手段86は、エンジン回転速度Nの所定の回転速度範囲を制限することにより第1電動機M1の過回転を抑制して第1電動機M1の耐久性を向上させるものであった。このエンジン回転速度Nの所定の回転速度範囲を制限することは、第2電動機回転速度NM2が高回転域に停滞し続けることを抑制できるという意味で、第2電動機M2の耐久性向上に寄与するという見方もできる。
また、前述の実施例では、差動部11(動力分配機構16)はそのギヤ比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本発明は適用され得る。
また、前述の実施例において、差動部11は、動力分配機構16に設けられて差動作用を制限することにより少なくとも前進2段の有段変速機としても作動させられる差動制限装置を備えたものであっても良い。
また、前述の実施例の動力分配機構16では、第1キャリヤCA1がエンジン8に連結され、第1サンギヤS1が第1電動機M1に連結され、第1リングギヤR1が伝達部材18に連結されていたが、それらの連結関係は、必ずしもそれに限定されるものではなく、エンジン8、第1電動機M1、伝達部材18は、第1遊星歯車装置24の3要素CA1、S1、R1のうちのいずれと連結されていても差し支えない。
また、前述の実施例では、エンジン8は入力軸14と直結されていたが、例えばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。
また、前述の実施例では、第1電動機M1および第2電動機M2は、入力軸14に同心に配置されて第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され第2電動機M2は伝達部材18に連結されていたが、必ずしもそのように配置される必要はなく、例えばギヤ、ベルト、減速機等を介して作動的に第1電動機M1は第1サンギヤS1に連結され、第2電動機M2は伝達部材18に連結されてもよい。
また、前述の実施例では、第1クラッチC1や第2クラッチC2などの油圧式摩擦係合装置は、パウダー(磁粉)クラッチ、電磁クラッチ、噛み合い型のドグクラッチなどの磁粉式、電磁式、機械式係合装置から構成されていてもよい。例えば電磁クラッチであるような場合には、油圧制御回路70は油路を切り換える弁装置ではなく電磁クラッチへの電気的な指令信号回路を切り換えるスイッチング装置や電磁切換装置等により構成される。
また、前述の実施例では、差動部11すなわち動力分配機構16の出力部材である伝達部材18と駆動輪34との間の動力伝達経路に、自動変速部20が介挿されていたが、例えば自動変速機の一種である無段変速機(CVT)、手動変速機としてよく知られた常時噛合式平行2軸型ではあるがセレクトシリンダおよびシフトシリンダによりギヤ段が自動的に切り換えられることが可能な自動変速機、手動操作によりギヤ段が切り換えられる同期噛み合い式の手動変速機等の他の形式の変速部(変速機)が設けられていてもよい。このようにしても、本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、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そのカウンタ軸上に同心に自動変速部20が配設されてもよい。この場合には、差動部11と自動変速部20とは、例えば伝達部材18としてのカウンタギヤ対、スプロケットおよびチェーンで構成される1組の伝達部材などを介して動力伝達可能に連結される。
また、前述の実施例の差動機構としての動力分配機構16は、例えばエンジンによって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車が第1電動機M1および伝達部材18(第2電動機M2)に作動的に連結された差動歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例の動力分配機構16は、1組の遊星歯車装置から構成されていたが、2以上の遊星歯車装置から構成されて、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。また、その遊星歯車装置はシングルピニオン型に限られたものではなくダブルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。
また、前述の実施例のシフト操作装置50は、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を備えていたが、そのシフトレバー52に替えて、例えば押しボタン式のスイッチやスライド式スイッチ等の複数種類のシフトポジションPSHを選択可能なスイッチ、或いは手動操作に因らず運転者の音声に反応して複数種類のシフトポジションPSHを切り換えられる装置や足の操作により複数種類のシフトポジションPSHを切り換えられる装置等であってもよい。また、シフトレバー52が「M」ポジションへ操作されることにより、変速レンジが設定されるものであったがギヤ段が設定されることすなわち各変速レンジの最高速ギヤ段がギヤ段として設定されてもよい。この場合、自動変速部20ではギヤ段が切り換えられて変速が実行される。例えば、シフトレバー52が「M」ポジションにおけるアップシフト位置「+」またはダウンシフト位置「−」へ手動操作されると、自動変速部20では第1速ギヤ段乃至第4速ギヤ段の何れかがシフトレバー52の操作に応じて設定される。
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。
本発明の一実施例であるハイブリッド車両の駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図1の駆動装置の変速作動に用いられる油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図1の駆動装置における各ギヤ段の相対的回転速度を説明する共線図である。 図1の駆動装置に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。 油圧制御回路のうちクラッチ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に関する回路図である。 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4の電子制御装置の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。 駆動装置の変速制御において用いられる変速マップの一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える駆動力源切換制御において用いられる駆動力源マップ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。 破線はエンジンの最適燃費率曲線であって燃費マップの一例である。 エンジン回転制限制御において用いられる過回転領域マップの一例を示す図であって、フェールギヤ段毎に設定されている。 エンジン回転制限制御において用いられるエンジン上限回転領域マップの一例を示す図であって、フェールギヤ段毎に設定されている。 図4の電子制御装置の制御作動すなわち自動変速部の変速に拘わらず第1電動機の過回転を抑制して第1電動機の耐久性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートである。 エンジン回転制限制御において用いられるエンジン下限回転領域マップの一例を示す図であって、フェールギヤ段毎に設定されている。 図4の電子制御装置の制御作動すなわち自動変速部の変速に拘わらず第1遊星歯車の過回転を抑制して第1遊星歯車の耐久性を向上する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図12に相当する別の実施例である。
符号の説明
8:エンジン
10:変速機構(車両用駆動装置)
11:差動部
16:動力分配機構(差動機構)
18:伝達部材
20:自動変速部(変速部、自動変速機)
34:駆動輪
80:電子制御装置(制御装置)
86:エンジン回転制限手段
M1:第1電動機

Claims (8)

  1. エンジンに連結された第1要素と第1電動機に連結された第2要素と伝達部材に連結された第3要素とを有して該エンジンの出力を該第1電動機および該伝達部材へ分配する差動機構を有する差動部と、該伝達部材から駆動輪への動力伝達経路に設けられた変速部とを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記変速部のギヤ比に応じて前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限するエンジン回転制限手段を含み、
    前記エンジン回転制限手段は、低車速側領域にて前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限すると共に、前記変速部のギヤ比が高車速側ギヤ比となる程、低車速側ギヤ比と比較して車速がより高い領域まで前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記エンジン回転制限手段は、前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限する前記低車速側領域では、車速が低車速となる程、運転者の出力要求量が高い領域まで前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限しないものである請求項1の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記エンジン回転制限手段は、前記エンジンの上限の回転速度範囲を制限するものである請求項1又は2の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記エンジン回転制限手段は、前記エンジンの下限の回転速度範囲を制限するものである請求項1又は2の車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記エンジン回転制限手段は、エンジン負荷を制限することにより前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限するものである請求項1乃至のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  6. 前記エンジン回転制限手段は、車速に基づいて前記エンジンの所定の回転速度範囲を設定するものである請求項1乃至のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  7. 前記変速部は、予め定められた変速マップに従って変速が実行される自動変速機により構成されており、
    前記エンジン回転制限手段は、前記自動変速機が前記変速マップに従うことなく変速が実行されるフェール時において形成された前記変速部のギヤ比の応じて前記エンジンの所定の回転速度範囲を制限するものである請求項1乃至のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
  8. 前記差動部は、前記第1電動機の運転状態が制御されることにより無段変速機として作動するものである請求項1乃至のいずれかの車両用駆動装置の制御装置。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4483879B2 (ja) * 2007-03-09 2010-06-16 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4605256B2 (ja) * 2008-06-10 2011-01-05 トヨタ自動車株式会社 車両用動力伝達装置の制御装置
JP5334678B2 (ja) * 2009-05-14 2013-11-06 トヨタ自動車株式会社 車両駆動システムの制御装置
DE102010031545A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-26 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren zur Zustandsüberwachung von Antriebssystemen, Batterie mit einem Modul zur Zustandsüberwachung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Batterie
US8944949B2 (en) * 2011-02-17 2015-02-03 Gm Global Technology Operations, Llc Multi-speed transmission with integrated electric motor
JP5601246B2 (ja) * 2011-03-03 2014-10-08 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JPWO2012157061A1 (ja) * 2011-05-16 2014-07-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
CN104144833A (zh) * 2012-03-07 2014-11-12 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置
US8589002B1 (en) * 2012-07-30 2013-11-19 General Electric Company Methods and systems for estimating engine fuel consumption
US8849527B2 (en) * 2012-11-01 2014-09-30 Caterpillar Inc. Speed control for a machine with a continuously variable transmission
JP5704151B2 (ja) * 2012-11-28 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
KR101406592B1 (ko) * 2013-05-07 2014-06-11 기아자동차주식회사 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법
JP6413776B2 (ja) * 2015-01-14 2018-10-31 スズキ株式会社 車両の駆動制御装置
DE102015011519B4 (de) * 2015-09-03 2020-07-09 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Mehrstufengetriebes in einem Kraftfahrzeug
US10619330B2 (en) * 2016-11-08 2020-04-14 Guangxi Liugong Machinery Co., Ltd. Multiple level work hydraulics anti-stall
CN115585232A (zh) 2017-01-20 2023-01-10 北极星工业有限公司 车辆的车辆诊断方法
JP6702358B2 (ja) 2018-06-08 2020-06-03 スズキ株式会社 回転数制御装置
KR20230162844A (ko) * 2022-05-19 2023-11-29 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 이의 제어 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3918552B2 (ja) 2001-12-26 2007-05-23 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラム
JP3797354B2 (ja) * 2003-09-30 2006-07-19 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動車両駆動制御装置及び電動車両駆動制御方法
JP4209375B2 (ja) 2003-12-08 2009-01-14 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP4157504B2 (ja) 2004-03-30 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびこれを搭載するハイブリッド自動車並びに動力出力装置の制御方法
JP4225253B2 (ja) * 2004-08-04 2009-02-18 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4229046B2 (ja) 2004-10-25 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置

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