ハイブリッド駆動装置およびその制御方法
【課題】低速側の変速段に切替られた場合にも、駆動力を発生する各部位を保護可能なハイブリッド駆動装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】ハイブリッド制御部５２は、副変速機構２６がＬＯ側ギヤ段に切替えられると、車速が、ＬＯギヤ段の変速比に応じて予め定められた制限車速を超過しないように、制御動作を実行する。具体的には、ハイブリッド制御部５２は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が許容回転速度を超えないように、エンジン８の出力、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。さらに、ハイブリッド制御部５２は、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，６２ｔ，２０ｔ，２６ｔでそれぞれ検出される温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応の上限温度を超過した場合にも、エンジン８および第１モータジェネレータＭＧ１が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する
【解決手段】ハイブリッド制御部５２は、副変速機構２６がＬＯ側ギヤ段に切替えられると、車速が、ＬＯギヤ段の変速比に応じて予め定められた制限車速を超過しないように、制御動作を実行する。具体的には、ハイブリッド制御部５２は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が許容回転速度を超えないように、エンジン８の出力、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。さらに、ハイブリッド制御部５２は、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，６２ｔ，２０ｔ，２６ｔでそれぞれ検出される温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応の上限温度を超過した場合にも、エンジン８および第１モータジェネレータＭＧ１が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関および電動機を備えたハイブリッド駆動装置およびその制御方法に関し、より特定的には、動力伝達経路にトランスファ装置などの変速機構を備えた構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料消費効率を高めるために、内燃機関（エンジン）および電動機を動力源とするハイブリッド駆動装置を搭載した、ハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両では、内燃機関と機械的に連結された電動機および／または発電機を適宜制御することで、内燃機関の運転点を最適な運転点に調整して、燃料消費効率を向上させている。すなわち、内燃機関から見ると、電動機および／または発電機が一種の無段階変速機（Continuously Variable Transmission：ＣＶＴ）を構成しているともいえる。その結果、ハイブリッド車両の車速に依存することなく、内燃機関は同一の運転点を維持しながら作動することもできる。
【０００３】
ところで、従来から、悪路走行時や牽引走行時などのより大きな駆動トルクが必要な状況に対応するために、運転操作に応じて、低速側の変速段へ切替え可能なトランスファ装置を搭載した車両が知られている。たとえば、特開平１０−２５０３９５号公報（特許文献１）には、トランスファセレクタレバーの高速ポジションから低速ポジションへの操作によって切替機構を低速側へ作動させ、トランスミッションの出力軸の回転を遊星歯車機構を介して後輪側と前輪側とにそれぞれ減速して駆動伝達するようにしたトランスファ装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２５０３９５号公報
【特許文献２】特開平７−１８６７５３号公報
【特許文献３】特開２００５−２９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド車両に、このようなトランスファ装置を搭載することで、より大きな駆動トルクを発生することができるようになる。ここで、トランスファ装置が低速側、すなわちより大きな変速比に切替られると、同一の車速で走行する場合であっても電動機などの回転速度は、この変速比の切替えに応じて増大する。一方、内燃機関は、トランスファ装置の切替えにかかわらず、最適な運転点を維持する。
【０００５】
このように、トランスファ装置が低速側に切替られたとしても、内燃機関の作動音や作動に伴う振動などはほとんど増加しないため、運転者は低速側の変速段で走行していることに気付かないことも多いと思われる。そのため、トランスファ装置を低速側の変速段に設定した状態で、長時間走行してしまう場合も想定される。その結果、電動機の回転速度が許容回転速度を超過したり、電動機や電動機に電力を供給する電力変換装置などが過負荷になったりすることが懸念される。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低速側の変速段に切替られた場合にも、駆動力を発生する各部位を保護可能なハイブリッド駆動装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従うハイブリッド駆動装置は、動力源と、動力を受けて発電する発電機と、動力源からの動力の少なくとも一部を発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構とを備え、第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能であり、さらに、動力分配機構と第１変速機構との間で動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機と、車速を取得する車速取得手段と、動力源、発電機、電動機の作動を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、第１変速機構で低速側変速段が選択されると、低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように制御動作を実行する。
【０００８】
この発明によれば、第１変速機構で低速側変速段が選択されると、低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように制御動作を実行する。これにより、動力分配機構と第１変速機構との間で動力伝達経路に接続される電動機の回転速度が過剰に増加することを防止できる。
【０００９】
好ましくは、制限車速は、電動機の許容回転速度に基づいて決定される。
好ましくは、制御手段は、車速と制限車速との大小関係を比較する第１比較手段を含む、制御手段は、車速が制限車速を超過した場合に、動力源および電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。
【００１０】
好ましくは、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、電動機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、制御手段は、電動機の温度と予め定められたしきい値との大小関係を比較する第２比較手段をさらに含み、制御手段は、電動機の温度がしきい値を超過した場合にも、動力源および電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。
【００１１】
好ましくは、制御手段は、少なくとも車速に応じて、駆動輪に伝達されるべき出力の要求値を決定する出力要求値決定手段をさらに含み、制御手段は、出力の要求値に従って、動力源、発電機、電動機の各々の作動目標値を決定し、出力要求値決定手段は、少なくとも、車速が制限車速に近付くにつれて、または、電動機の温度が予め定められたしきい値に近付くにつれて、出力の要求値の大きさを低減する。
【００１２】
好ましくは、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、回転出力軸から第１変速機構までの動力伝達経路に配置され、複数の変速段を有する第２変速機構をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、車速が制限車速に近接した状態が連続すると、運転者に対する警告表示を行なう警告灯表示手段をさらに備える。
【００１４】
この発明の別の局面に従うハイブリッド駆動装置の制御方法は、ハイブリッド駆動装置が、動力源と、動力を受けて発電する発電機と、動力源からの動力の少なくとも一部を発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構と、動力分配機構と第１変速機構との間で動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機とを備え、第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能である。そして、この局面に従う制御方法は、車速を取得するステップと、第１変速機構で低速側変速段が選択されると、低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように、動力源、発電機、電動機の作動を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、低速側の変速段に切替られた場合にも、駆動力を発生する各部位を保護可能なハイブリッド駆動装置およびその制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
（ハイブリッド駆動装置の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００の概略構成図である。
【００１８】
図１を参照して、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００は、動力ユニット２と、主変速機構２０と、副変速機構２６と、回転駆動軸２２と、差動歯車装置３６と、駆動輪３８とを備える。ハイブリッド駆動装置１００は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に特に好適に用いられるものである。
【００１９】
なお、動力ユニット２のエンジン８および副変速機構２６以外の部分は、軸心に対して対称的に構成されており、図１では、動力ユニット２および主変速機構２０を表す部分については、下側の記載が省略されている。
【００２０】
また、ハイブリッド駆動装置１００は、蓄電装置６０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６２と、制御装置５０と、油圧制御回路４２と、変速モード切替装置４６と、アクセルペダル３４と、回転数センサ３０と、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，２０ｔ，２６ｔ，６２ｔと、警告表示灯６４とをさらに備える。
【００２１】
動力ユニット２は、動力源である内燃機関（以下、「エンジン」とも記す）８と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、動力分配機構である第１遊星歯車機構１０とを含む。動力ユニット２は、駆動力（駆動トルク）を発生し、その発生した駆動トルクを回転出力軸１４（第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸）を介して主変速機構２０へ出力する。
【００２２】
主変速機構２０は、動力ユニット２と中間回転軸２１との間の動力伝達経路に設けられ、たとえば有段式の自動変速機（ＡＴ）からなる。すなわち、主変速機構２０は、回転出力軸１４と中間回転軸２１との間で、複数の変速段（変速比）を選択的に形成可能である。
【００２３】
副変速機構２６は、代表的に中間回転軸２１と回転駆動軸２２との間に配置され、運転者が変速モード切替装置４６を操作することで生じる切替信号ＳＥＬに応じて、通常走行に用いられる通常変速段（以下、「ＨＩ側ギヤ段」とも記す）と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定された低速側変速段（以下、「ＬＯ側ギヤ段」とも記す）とのいずれかを選択的に形成する。副変速機構２６は、代表的にトランスファ装置からなる。また、副変速機構２６は、選択中のギヤ段を示す選択状態信号ＭＯＤをハイブリッド制御部５２へ出力する。なお、本実施の形態では、低速側変速段が１段の副変速機構２６について例示するが、２段以上の低速側変速段を有する副変速機構を用いてもよい。
【００２４】
上述したように、本実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００では、動力ユニット２の回転出力軸１４から駆動輪３８までの動力伝達経路に、主変速機構２０および副変速機構２６が直列に配置される。したがって、動力ユニット２の回転出力軸１４は、主変速機構２０および副変速機構２６のそれぞれで形成される変速比に応じて、駆動輪３８と連結される。
【００２５】
副変速機構２６の出力軸である回転駆動軸２２は、差動歯車装置３６を介して駆動輪３８に連結され、動力ユニット２から出力される駆動トルクを駆動輪３８へ伝達する。
【００２６】
蓄電装置６０は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置６０は、パワーコントロールユニット６２へ電力を供給し、また、パワーコントロールユニット６２から出力される回生電力を受けて充電される。なお、蓄電装置６０として、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００２７】
パワーコントロールユニット６２は、制御装置５０からの駆動信号に基づいて、蓄電装置６０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１１ｓ，１２ｓへ出力する。また、パワーコントロールユニット６２は、制御装置５０からの駆動信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により回生発電された交流電力を直流電力に変換して蓄電装置６０へ出力する。より具体的には、パワーコントロールユニット６２は、代表的に半導体スイッチング素子をスイッチング動作させることで、交流電力と直流電力とを相互に変換する。
【００２８】
油圧制御回路４２は、制御装置５０からの油圧制御指令に基づいて、油圧を用いて主変速機構２０内の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）の係合および解放を行い、主変速機構２０での変速動作を実現する。
【００２９】
変速モード切替装置４６は、切替レバー４８と、ポジションセンサ４９とを含む。切替レバー４８は、「ＨＩ側ギヤ段」および「ＬＯ側ギヤ段」のいずれか一方を運転者が選択するための操作レバーである。ポジションセンサ４９は、切替レバー４８による選択されるギヤ段を示す切替信号ＳＥＬを副変速機構２６へ出力する。なお、ポジションセンサ４９に代えて、切替レバー４８による機械的な変位によって切替動作が行なわれるように、ワイヤーなどを用いて、切替レバー４８と副変速機構２６とを連動可能に連結してもよい。また、いずれのギヤ段にも設定されない「ニュートラル（Ｎ）」ポジションが設けられてもよい。
【００３０】
また、アクセルペダル３４には開度検出センサ３２が連結されており、開度検出センサ３２は、運転者によるアクセルペダル３４の操作に応じたアクセル開度Ａｃｃを示す信号を制御装置５０へ出力する。
【００３１】
回転数センサ３０は、回転駆動軸２２の回転数を検出し、その検出値から車速Ｖを示す信号を制御装置５０へ出力する。なお、本明細書において、回転数とは、各機器における単位時間（たとえば１分）あたりの回転の回数（すなわち回転速度）を示すものとする。
【００３２】
温度センサ１１ｔは、主として、第１モータジェネレータＭＧ１のステータ１１ｓの温度Ｔ１を検出し、その温度Ｔ１を示す信号を制御装置５０へ出力する。同様に、温度センサ１２ｔは、主として、第２モータジェネレータＭＧ２のステータ１２ｓの温度Ｔ２を検出し、その温度Ｔ２を示す信号を制御装置５０へ出力する。また、温度センサ６２ｔは、パワーコントロールユニット６２の半導体スイッチング素子などの温度Ｔ３を検出し、その温度Ｔ３を示す信号を制御装置５０へ出力する。
【００３３】
また、温度センサ２０ｔは、主変速機構２０におけるＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の温度を検出し、そのＡＴＦ温度Ｔ４を示す信号を制御装置５０へ出力する。同様に、温度センサおよび２６ｔは、副変速機構２６におけるＡＴＦの温度を検出し、そのＡＴＦ温度Ｔ５を示す信号を制御装置５０へ出力する。ここで、ＡＴＦとは、主変速機構２０および副変速機構２６の潤滑や冷却を行なうための油脂類である。
【００３４】
制御装置５０は、エンジン制御部５８と、変速制御部５４と、ハイブリッド制御部５２とを含む。エンジン制御部５８は、ハイブリッド制御部５２からのエンジン回転数目標値に従って、エンジン８の始動／停止制御および作動時の回転数制御を実行する。変速制御部５４は、主変速機構２０に対する変速制御を実行する。具体的には、変速制御部５４は、走行状況に応じて、主変速機構２０での変速段（ギヤ段）を決定し、主変速機構２０においてそのギヤ段が達成されるように、主変速機構２０の各摩擦係号要素を係合または解放させるための指令を油圧制御回路４２へ出力する。
【００３５】
ハイブリッド制御部５２は、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ、選択状態信号ＭＯＤ、蓄電装置６０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge；以下、「ＳＯＣ」とも称す）、および図示しない各種センサからの信号に基づいて、動力ユニット２に対する制御演算を実行し、その演算結果に基づいた制御信号をエンジン制御部５８およびパワーコントロールユニット６２へ出力する。
【００３６】
特に本実施の形態に従うハイブリッド制御部５２は、副変速機構２６がＬＯ側ギヤ段に切替えられると、車速が、ＬＯギヤ段の変速比に応じて予め定められた制限車速を超過しないように、制御動作を実行する。具体的には、ハイブリッド制御部５２は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が許容回転速度を超えないように、エンジン８の出力（パワー）、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。また、このような低減動作は、第１遊星歯車機構１０や主変速機構２０の各ギヤの回転速度が対応の許容回転速度を超えそうな場合にも実行される。
【００３７】
さらに、ハイブリッド制御部５２は、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，６２ｔ，２０ｔ，２６ｔでそれぞれ検出される温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応の上限温度を超過した場合にも、エンジン８の出力（パワー）、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。
【００３８】
このように、ハイブリッド制御部５２は、副変速機構２６がＬＯギヤ段に切替られた場合であっても、第２モータジェネレータＭＧ２やパワーコントロールユニット６２などを保護することができる。
【００３９】
（動力ユニットの構成）
エンジン出力軸９は、車体に固定された非回転部材であるトランスミッションケース（図示しない）内において、共通の軸心上に配設された回転部材である。第１遊星歯車機構１０は、エンジン出力軸９に連結された出力分割機構である。エンジン８は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であり、代表的にガソリンエンジンやディーゼルエンジンからなる。なお、エンジン８と第１遊星歯車機構１０との間には、脈動吸収ダンパが介挿されてもよい。
【００４０】
シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１０は、エンジン８で発生する動力を機械的に分配する動力分配機構であって、エンジン８の出力を第１モータジェネレータＭＧ１および回転出力軸１４に分配する差動機構として動作する。より具体的には、第１遊星歯車機構１０は、第１サンギヤＳ１と、第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１と、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とを回転要素として含む。
【００４１】
この第１遊星歯車機構１０においては、第１キャリアＣＡ１はエンジン出力軸９、すなわちエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１は第１モータジェネレータＭＧ１のロータ１１ｒに連結され、第１リングギヤＲ１は回転出力軸１４に連結されている。そして、遊星歯車装置の３要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣＡ１および第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転である。
【００４２】
これにより、エンジン８で発生した動力の少なくとも一部を受けて、第１モータジェネレータＭＧ１が発電し、蓄電装置６０を充電するとともに、エンジン８で発生した動力の残部は第１リングギヤＲ１を介して回転出力軸１４へ伝達される。
【００４３】
また、第２モータジェネレータＭＧ２は、回転出力軸１４と一体的に回転するロータ１２ｒを有する。そのため、第２モータジェネレータＭＧ２が蓄電装置６０からの電力を用いて発生した駆動トルクに、第１遊星歯車機構１０の第１リングギヤＲ１を介して入力されるエンジン８からの駆動力が付加されて、駆動輪３８へ伝達される。
【００４４】
このように、第１遊星歯車機構１０は、電気的な差動装置として機能し、動力ユニット２は、エンジン８の回転数と回転出力軸１４の回転数とを任意に変化させることができる。すなわち、動力ユニット２は、（エンジン出力軸９の回転速度）／（回転出力軸１４の回転速度）を連続的に変化可能な電気的な無段階変速機として機能する。
【００４５】
（主変速機構の構成）
主変速機構２０は、回転出力軸１４（第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸）と中間回転軸２１との間の動力伝達経路に配置される。
【００４６】
主変速機構２０は、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６および第３遊星歯車装置１８を含む。
【００４７】
第２遊星歯車装置１６は、第２サンギヤＳ２と、第２遊星歯車Ｐ２と、第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２と、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とを回転要素として含む。また、第３遊星歯車装置１８は、第３サンギヤＳ３と、第３遊星歯車Ｐ３と、第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリアＣＡ３と、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とを回転要素として含む。
【００４８】
回転出力軸１４には、第１クラッチＣ１を介して第３サンギヤＳ３が、第２クラッチＣ２を介して第２キャリアＣＡ２が、第３クラッチＣ３を介して第２サンギヤＳ２が、それぞれ選択的に連結される。
【００４９】
また、第２サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢ１を介してケースに選択的に連結される。第２キャリアＣＡ２および第３リングギヤＲ３は、一体的に中間回転軸２１に連結されるとともに、第２ブレーキＢ２を介してケースに選択的に連結される。さらに、第２キャリアＣＡ２および第３リングギヤＲ３は、一方向クラッチＦ１を介してケースに選択的に連結される。第２リングギヤＲ２および第３キャリアＣＡ３は、一体的に回転駆動軸２２に連結されている。
【００５０】
ここで、クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２、一方向クラッチＦ１は、一般の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置である。これらは、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結する。
【００５１】
（副変速機構の構成）
副変速機構２６は、中間回転軸２１と回転駆動軸２２との間の動力伝達経路に配置される。そして、切替信号ＳＥＬに応じて、通常走行に用いられるＨＩ側ギヤ段と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定されたＬＯ側ギヤ段とのいずれかを選択的に形成する。
【００５２】
より具体的には、副変速機構２６は、切替信号ＳＥＬに応じて選択的に噛み合い位置を変化可能なスリーブ２４と、中間回転軸２１と噛み合って回転するカウンターシャフト２７と、カウンターシャフト２７と噛み合って回転するドリブンギヤ２８とを含む。そして、スリーブ２４が紙面左側に位置すると、スリーブ２４を介して、中間回転軸２１と回転駆動軸２２とが直結されるため、変速比が「１」であるＨＩ側ギヤ段が形成される。
【００５３】
一方、スリーブ２４が紙面右側に位置すると、中間回転軸２１は、カウンターシャフト２７、カウンターシャフト２７、およびスリーブ２４を介して、回転駆動軸２２と連結される。ここで、カウンターシャフト２７およびスリーブ２４の各歯車数を適宜設計することで、「１」より大きな変速比（たとえば、２〜３）をもつＬＯ側ギヤ段が形成される。
【００５４】
なお、副変速機構２６における切替操作は、代表的に、車両の停車状態、すなわち回転駆動軸２２が回転停止状態において実行されるが、走行状態であっても切替可能に構成してもよい。その場合には、少なくとも速度および温度のいずれか１つが制約条件を超えているときには、副変速機構２６のＨＩ側からＬＯ側への切替を禁止するように構成することが望ましい。
【００５５】
（ＬＯ側ギヤ段選択時の車速制限動作）
図２は、副変速機構２６の切替動作に係る各部の回転速度を示す円線図である。なお、図２は、副変速機構２６の切替動作の前後において、車速Ｖが所定値を維持する場合を示す。
【００５６】
図２（ａ）は、動力ユニット２の各回転部材における回転速度の変化を示す。図２（ｂ）は、副変速機構２６の各回転部材における回転速度の変化を示す。
【００５７】
図２（ｂ）を参照して、副変速機構２６でＨＩ側ギヤ段が選択されると、変速比が「１」であるので、回転駆動軸２２の回転速度と中間回転軸２１の回転速度とは互いに一致する。次に、変速モード切替装置４６が運転者によって操作され、副変速機構２６がＨＩ側ギヤ段からＬＯ側ギヤ段に切替られると、変速比が「１」より大きな値に設定されるので、中間回転軸２１の回転速度は、回転駆動軸２２の回転速度に比較して高くなる。
【００５８】
これに伴い、主変速機構２０で選択される変速段が同一であるとすると、図２（ａ）に示すように、回転出力軸１４の回転速度、すなわち第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、ＨＩ側ギヤ段が選択されている場合に比較して高くなる。
【００５９】
また、ＨＩ側ギヤ段が選択されている場合とほぼ同じ運転点でエンジン８が作動するように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は低下する。
【００６０】
したがって、副変速機構２６において、ＨＩ側ギヤ段からＬＯ側ギヤ段への切替動作が行なわれると、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度はその変速比の変化に応じて高くなる一方で、エンジン８の回転速度は切替動作の前後で変化しない。そのため、ＬＯ側ギヤ段が選択された場合には、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が許容回転速度を超えないように保護する必要がある。また、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が比較的高い状態に維持されるので、第２モータジェネレータＭＧ２やパワーコントロールユニット６２が高負荷状態で作動することになり、各部位における発熱量も増大する。そのため、このような発熱についても保護する必要がある。
【００６１】
以下、このような車速制限動作を実現するための構成について、図３〜図６を用いて説明する。
【００６２】
図３は、この発明の実施の形態に従う車速制限動作を実現するための機能ブロック図である。
【００６３】
図３を参照して、この発明の実施の形態に従う車速制限動作は、主として、ハイブリッド制御部５２によって主体的に実行される。具体的には、ハイブリッド制御部５２は、配分部２００と、車両要求パワー決定部２０２とを含む。
【００６４】
配分部２００は、車両要求パワー決定部２０２から出力される車両要求パワーＰに応じて、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の各々の作動目標値を決定することで、それぞれにおける作動状態を制御する。すなわち、エンジン８で発生する動力のうち、第１モータジェネレータＭＧ１において発電に使用される動力を除いた残りの動力と、第２モータジェネレータＭＧ２が発生する動力との合計が、車両要求パワーＰと一致するように、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、およびＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊を決定する。これらの目標値の決定に際して、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ、蓄電装置６０のＳＯＣ、などが考慮される。ここで、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊は、エンジン８の燃料消費効率が最も高くなるように優先的に決定される。
【００６５】
配分部２００で決定されるエンジン回転数目標値Ｎｅ＊は、エンジン制御部５８（図１）へ伝えられ、エンジン制御部５８がエンジン８の回転数を制御する。また、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊およびＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊は、パワーコントロールユニット６２（図１）へ伝えられ、パワーコントロールユニット６２がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１１ｓ，１２ｓとの間で授受される電力を制御する。
【００６６】
ここで、車両要求パワー決定部２０２は、少なくとも車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃに応じて、車両要求パワーＰを決定する。代表的に、車両要求パワー決定部２０２は、車両要求パワーＰをアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応付けて規定したマップを格納しており、各時点のアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて、当該マップを参照することで、車両要求パワーＰを決定する。
【００６７】
特に、本実施の形態に従う車両要求パワー決定部２０２は、ＬＯ側ギヤ段およびＨＩ側ギヤ段に対応付けてそれぞれ異なるマップを格納しており、副変速機構２６から出力される選択状態信号ＭＯＤに応じて、対応するいずれかのマップを参照することで、車両要求パワーＰを決定する。
【００６８】
図４は、車両要求パワー決定部２０２に格納される車両要求パワーＰの特性の一例を示す図である。
【００６９】
図４を参照して、車両要求パワー決定部２０２には、ＬＯ側ギヤ段およびＨＩ側ギヤ段の別に、車速Ｖに対応付けて車両要求パワーＰを規定したマップがそれぞれ格納されている。なお、車両要求パワーＰは、アクセル開度Ａｃｃにも対応付けて規定されているが、図４では、理解を容易にするために、特定のアクセル開度Ａｃｃにおける車両要求パワーＰの特性のみを示す。
【００７０】
車両要求パワーＰの特性を規定したマップの各々では、車速が、対応する制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）に近付くにつれて、車両要求パワーＰの大きさが低減するような特性が規定されている。そして、車速が、対応する制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）を超えると、車両要求パワーＰは「ゼロ」に設定される。
【００７１】
なお、制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）は、第２モータジェネレータＭＧ２の許容回転速度などによって定まり、特に、ＬＯ側ギヤ段が選択された場合のＶＬＩＭ（ＬＯ）は、ＬＯ側ギヤ段における副変速機構２６の変速比を考慮して予め定められる。
【００７２】
このように、車速が対応する制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）に近付くにつれて、車両要求パワーＰの大きさが低減するため、駆動輪３８に伝達されるべき出力が低減し、車両の速度増加が抑制される。
【００７３】
再度、図３を参照して、ハイブリッド制御部５２は、換算部２２２と、車速監視部２２０と、論理和部（ＯＲ）２１０とをさらに含む。
【００７４】
車速監視部２２０は、車速Ｖと、換算部２２２で算出される制限車速＃ＶＬＩＭとの大小関係を比較し、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過した場合に、車速制限要求を論理和部２１０へ出力する。ここで、換算部２２２は、副変速機構２６でＨＩ側ギヤ段が設定されている状態（変速比「１」）において、第２モータジェネレータＭＧ２の許容回転速度の範囲内で決定される制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ）を基準にして、副変速機構２６で選択中のギヤ段に応じた制限車速＃ＶＬＩＭを換算して出力する。具体的には、換算部２２２は、副変速機構２６でＨＩ側ギヤ段が選択中であれば、制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ）をそのまま制限車速＃ＶＬＩＭとして出力する一方、副変速機構２６でＬＯ側ギヤ段が選択中であれば、制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ）をＬＯ側ギヤ段に相当する変速比で割り算して、その値を制限車速＃ＶＬＩＭとして出力する。このような換算部２２２における演算処理は、選択状態信号ＭＯＤに応じて切替えられる。
【００７５】
このように、車速監視部２２０は、第２モータジェネレータＭＧ２が許容回転速度を超過しないように監視する部位である。
【００７６】
さらに、ハイブリッド制御部５２は、温度監視部２３０をさらに含む。温度監視部２３０は、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、パワーコントロールユニット６２、主変速機構２０、および副変速機構２６の温度がそれぞれ対応の上限温度を超過しないように監視する部位である。より詳細には、温度監視部２３０は、第１モータジェネレータＭＧ１のステータ１１ｓの温度Ｔ１を監視する温度比較部２３２と、第２モータジェネレータＭＧ２のステータ１２ｓの温度Ｔ２を監視する温度比較部２３４と、パワーコントロールユニット６２の温度Ｔ３を監視する温度比較部２３６と、主変速機構２０のＡＴＦ温度Ｔ４を監視する温度比較部２３８と、副変速機構２６のＡＴＦ温度Ｔ５を監視する温度比較部２４０とを含む。
【００７７】
温度比較部２３２，２３４，２３６，２３８，２４０は、それぞれ温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５と、対応する予め定められたしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５との大小関係を比較し、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応するしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５を超過すれば、車速制限要求を論理和部２１０へ出力する。なお、しきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３は、ロータコイルの絶縁強度や半導体スイッチング素子の絶縁強度などを考慮して、実験的もしくは経験的に定められる。また、ＡＴＦ温度のしきい値Ｔｈ４，Ｔｈ５は、各ＡＴＦの温度特性などを考慮して、実験的もしくは経験的に定められる。
【００７８】
そして、論理和部２１０は、車速監視部２２０および温度監視部２３０（温度比較部２３２，２３４，２３６，２３８，２４０）から出力される車速制限要求を論理和（ＯＲ）演算して結合した後、配分部２００へ出力する。
【００７９】
ここで、配分部２００は、車速制限要求が与えられると、エンジン８の出力（パワー）、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減し、車速の速度上昇を抑制する。
【００８０】
なお、図４に示すように、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が、対応するしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５に近付くにつれて、車両要求パワーＰを徐々に低減するようにしてもよい。
【００８１】
図５は、エンジン８で発生する駆動トルクの変更方法の一例を説明するための図である。
【００８２】
図６は、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクの低減方法の一例を説明するための図である。
【００８３】
図５を参照して、配分部２００は、最大の燃料消費効率を達成できるエンジントルクＴｅをエンジン回転数に対応付けて規定した、エンジン８の最適燃費線を格納している。そして、配分部２００は、エンジン８で発生すべき出力（パワー）とこの最適燃費線との交点を、エンジン８の運転点に設定し、この運転点に対応するエンジン回転数をエンジン回転数目標値Ｎｅ＊として決定する。したがって、通常の制御動作によれば、エンジン８の運転点は、この最適燃費線上のいずれかの位置に設定されることになる。
【００８４】
ここで、エンジン８で発生する駆動トルクを変更するために、配分部２００は、当該時点における運転点に対応する同一パワー線に沿って、最適燃費線の下側または上側に運転点をシフトさせる。運転点をいずれの方向（上側または下側）にシフトさせるかについては、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の温度状態に依存して決定される。代表的に、第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として作動し、第２モータジェネレータＭＧ２が電動機として作動する場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の温度Ｔ１が上限温度に近いと、運転点は下側、すなわちエンジントルクＴｅを低減する方向にシフトさせることが好ましい。一方、第２モータジェネレータＭＧ２の温度Ｔ２が上限温度に近いと、運転点は上側、すなわちエンジントルクＴｅを増加する方向にシフトさせることが好ましい。このように、同一パワー線に沿って運転点をシフトすることで、走行状況に応じて決定される車両要求パワーＰを満足しつつ、すなわち動力ユニット２内のパワーバランスを維持したまま、エンジン８の駆動トルクを低減することができる。
【００８５】
図６を参照して、配分部２００は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が相対的に低い場合（定トルク領域）にはＭＧ２トルクを一定に保つ一方、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が相対的に高い場合にはＭＧ２トルクを回転数の増加に応じて低減する。ここで、定トルク領域は、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する出力（パワー＝ＭＧ２トルク×ＭＧ２回転速度）が定格出力を超えるまでの領域である。すなわち、通常の制御動作によれば、第２モータジェネレータＭＧ２の運転点は、図６に示す特性線上のいずれかの位置に設定されることになる。
【００８６】
ここで、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクを低減するために、配分部２００は、当該時点の運転点をＭＧ２トルクが低減する方向にシフトさせる。たとえば、第２モータジェネレータＭＧ２の運転点が図６に示す特性線上にあれば、運転点は同一回転数を維持したまま下側にシフトする。
【００８７】
また、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクを低減することで、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６２からステータ１２ｓへ供給される電流の大きさを抑制できる。このように電流を抑制することで、銅損による発熱量を低減できる。
【００８８】
さらに、配分部２００は、第１モータジェネレータＭＧ１についても、同様に反力トルク（発電力）を低減させる。
【００８９】
このような動作により、ステータ１１ｓ，１２ｓおよびパワーコントロールユニット６２からの発熱量を低減し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびパワーコントロールユニット６２を熱負荷の面から保護できる。
【００９０】
なお、上記の車速制限動作が実行されるのは、副変速機構２６でＬＯ側ギヤ段が選択された状態に限られることはなく、ＨＩ側ギヤ段が選択された場合にも同様の車速制限動作を行なうようにしてもよい。
【００９１】
（警告灯表示）
ハイブリッド制御部５２は、さらに、車速が制限車速に近接した状態が連続すると、警告表示灯６４（図１）を点灯し、運転者に対する警告表示を行なう。
【００９２】
図７は、警告灯表示を実現するための機能ブロック図である。
図７を参照して、ハイブリッド制御部５２には、運転者に対する警告表示を行なうための制御構造として、偏差算出部８０と、比較部８２と、タイマー部８４とを含む。
【００９３】
偏差算出部８０は、回転数センサ３０（図１）によって検出される車速Ｖに対して、換算部２２２（図３）で算出される制限車速＃ＶＬＩＭを減じて、余裕車速Ｖｍｇｎを算出する。ここで、余裕車速Ｖｍｇｎは、制限車速＃ＶＬＩＭに対する各時点における車速Ｖの余裕量である。そして、比較部８２が制限車速＃ＶＬＩＭと予め定められたしきい値αとの大小関係を比較し、制限車速＃ＶＬＩＭがしきい値α以下となった場合に、タイマー部８４を活性化する。
【００９４】
タイマー部８４は、比較部８２によって活性化されている期間において時間積算を行う。そして、タイマー部８４は、積算した時間が予め定められたしきい値βを超過した場合に、警告表示灯６４を点灯させる。
【００９５】
すなわち、ハイブリッド制御部５２は、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭからしきい値αの範囲内にある状態が、しきい値βだけ継続すると、警告表示灯６４を点灯し、運転者にＨＩ側ギヤ段への切替えを促す。これにより、運転者に対して副変速機構２６の切替え忘れを通知することができるとともに、ＬＯ側ギヤ段で長時間走行することによる不要な燃料消費を回避できる。
【００９６】
（処理フロー）
上述したような本実施の形態に従う車速制限動作は、次のような処理フローにまとめられる。
【００９７】
図８は、この発明の実施の形態に従う車速制限動作の処理手順を示すフローチャートである。図８に示す処理フローは、代表的にエンジン制御部５８、変速制御部５４、およびハイブリッド制御部５２がプログラムを実行することで実現される。なお、図８に示す処理フローは、ＩＧ（イグニッション）オンが与えられている状態において、所定周期（たとえば、１００ｍｓｅｃ）で実行されるサブルーチンプログラムとして実装される。
【００９８】
図８を参照して、ステップＳ１００にて、ハイブリッド制御部５２が副変速機構２６で選択中のギヤ段を取得する。次のステップＳ１０２にて、副変速機構２６で選択中のギヤ段に応じて、ハイブリッド制御部５２が制限車速＃ＶＬＩＭを算出する。そして、ステップＳ１０４にて、ハイブリッド制御部５２が回転数センサ３０で検出される車速Ｖを取得する。そして、ステップＳ１０６にて、ハイブリッド制御部５２は、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過しているか否かを判断する。
【００９９】
車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過していない場合（ステップＳ１０６においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ１０８に進み、ハイブリッド制御部５２は、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，６２ｔ，２０ｔ，２６ｔでそれぞれ検出される温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応の上限温度を超過しているか否かを判断する。
【０１００】
温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５のいずれもが対応の上限温度を超過していない場合（ステップＳ１０８においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ１１０に進み、ハイブリッド制御部５２は、通常の制御動作に従って、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、ＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊を決定する。
【０１０１】
これに対して、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過している場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳの場合）、または温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５のいずれかが対応の上限温度を超過している場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ１１２に進み、ハイブリッド制御部５２は、車速制限動作を実行する。ここで、車速制限動作には、（１）エンジン８で発生する出力の低減、（２）エンジン８で発生する駆動トルクの低減、（３）第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクの低減、（４）車両要求パワーＰの低減、が含まれ、ハイブリッド制御部５２は、少なくともいずれか１つの低減動作を実行する。そして、このような車速制限動作に従って、ハイブリッド制御部５２は、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、ＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊を決定する。
【０１０２】
そして、ステップＳ１１０またはステップＳ１１２の処理が実行されると、処理はステップＳ１１４に進み、エンジン制御部５８およびパワーコントロールユニット６２が、ステップＳ１１０またはステップＳ１１２によって決定された、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、ＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊に従って、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の作動を制御する。
【０１０３】
そして、処理はステップＳ１００に戻される。
この発明の実施の形態と本願発明との対応関係については、エンジン８が「動力源」に相当し、第１モータジェネレータＭＧ１が「発電機」に相当し、第１遊星歯車機構１０が「動力分配機構」に相当し、副変速機構２６が「第１変速機構」に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２が「電動機」に相当し、主変速機構２０が「第２変速機構」に相当する。そして、回転数センサ３０が「車速取得手段」に相当し、温度センサ１２ｔが「温度取得手段」に相当し、制御装置５０が「制御手段」に相当し、警告表示灯６４と、偏差算出部８０と、比較部８２と、タイマー部８４とが「警告灯表示手段」に相当する。さらに、車速監視部２２０が「第１比較手段」に相当し、温度監視部２３０が「第２比較手段」に相当し、車両要求パワー決定部２０２が「出力要求値決定手段」に相当する。
【０１０４】
なお、上述の本実施の形態においては、第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸が回転出力軸１４に連結された構成について例示したが、第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸を中間回転軸２１に連結した構成であってもよい。すなわち、本発明は、動力源であるエンジン８から駆動輪３８までの動力伝達経路において、副変速機構２６より動力源側に第２モータジェネレータＭＧ２などの無段階変速機を実現するための部材が配置される構成に適用可能である。
【０１０５】
この発明の実施の形態によれば、副変速機構２６でＬＯ側ギヤ段に切替られると、車速がＬＯ側ギヤ段の変速比に応じて予め定められた制限車速を超過しないように制御動作を実行する。これにより、動力分配機構である第１遊星歯車機構１０と主変速機構２０との間で動力伝達経路に接続される第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が過剰に増加することを防止できる。また、第２モータジェネレータやパワーコントロールユニット６２からの発熱量を低減し、これらが過剰に過熱することを防止できる。
【０１０６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００の概略構成図である。
【図２】副変速機構２６の切替動作に係る各部の回転速度を示す円線図である。
【図３】この発明の実施の形態に従う車速制限動作を実現するための機能ブロック図である。
【図４】車両要求パワー決定部２０２に格納される車両要求パワーＰの特性の一例を示す図である。
【図５】エンジン８で発生する駆動トルクの変更方法の一例を説明するための図である。
【図６】第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクの低減方法の一例を説明するための図である。
【図７】警告灯表示を実現するための機能ブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態に従う車速制限動作の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
２ 動力ユニット、８ 内燃機関（エンジン）、９ エンジン出力軸、１０ 第１遊星歯車機構、１１ｓ，１２ｓ ステータ、１１ｒ，１２ｒ ロータ、１１ｔ，１２ｔ，２０ｔ，２６ｔ，６２ｔ 温度センサ、１４ 回転出力軸、１６ 第２遊星歯車装置、１８ 第３遊星歯車装置、２０ 主変速機構、２１ 中間回転軸、２２ 回転駆動軸、２４ スリーブ、２６ 副変速機構、２７ カウンターシャフト、２８ ドリブンギヤ、３０ 回転数センサ、３２ 開度検出センサ、３４ アクセルペダル、３６ 差動歯車装置、３８ 駆動輪、４２ 油圧制御回路、４６ 変速モード切替装置、４８ 切替レバー、４９ ポジションセンサ、５０ 制御装置、５２ ハイブリッド制御部、５４ 変速制御部、５８ エンジン制御部、６０ 蓄電装置、６２ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、６４ 警告表示灯、８０ 偏差算出部、８２ 比較部、８４ タイマー部（ＴＩＭ）、１００ ハイブリッド駆動装置、２００ 配分部、２０２ 車両要求パワー決定部、２１０ 論理和部（ＯＲ）、２２０ 車速監視部、２２２ 換算部、２３０ 温度監視部、２３２，２３４，２３６，２３８，２４０ 温度比較部、Ｂ１ 第１ブレーキ、Ｂ２ 第２ブレーキ、Ｃ１ 第１クラッチ、Ｃ２ 第２クラッチ、Ｃ３ 第３クラッチ、ＣＡ１ 第１キャリア、ＣＡ２ 第２キャリア、ＣＡ３ 第３キャリア、Ｆ１ 一方向クラッチ、ＭＧ１ 第１モータジェネレータ、ＭＧ２ 第２モータジェネレータ、Ｐ１ 第１遊星歯車、Ｐ２ 第２遊星歯車、Ｐ３ 第３遊星歯車、Ｒ１ 第１リングギヤ、Ｒ２ 第２リングギヤ、Ｒ３ 第３リングギヤ、Ｓ１ 第１サンギヤ、Ｓ２ 第２サンギヤ、Ｓ３ 第３サンギヤ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関および電動機を備えたハイブリッド駆動装置およびその制御方法に関し、より特定的には、動力伝達経路にトランスファ装置などの変速機構を備えた構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料消費効率を高めるために、内燃機関（エンジン）および電動機を動力源とするハイブリッド駆動装置を搭載した、ハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両では、内燃機関と機械的に連結された電動機および／または発電機を適宜制御することで、内燃機関の運転点を最適な運転点に調整して、燃料消費効率を向上させている。すなわち、内燃機関から見ると、電動機および／または発電機が一種の無段階変速機（Continuously Variable Transmission：ＣＶＴ）を構成しているともいえる。その結果、ハイブリッド車両の車速に依存することなく、内燃機関は同一の運転点を維持しながら作動することもできる。
【０００３】
ところで、従来から、悪路走行時や牽引走行時などのより大きな駆動トルクが必要な状況に対応するために、運転操作に応じて、低速側の変速段へ切替え可能なトランスファ装置を搭載した車両が知られている。たとえば、特開平１０−２５０３９５号公報（特許文献１）には、トランスファセレクタレバーの高速ポジションから低速ポジションへの操作によって切替機構を低速側へ作動させ、トランスミッションの出力軸の回転を遊星歯車機構を介して後輪側と前輪側とにそれぞれ減速して駆動伝達するようにしたトランスファ装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２５０３９５号公報
【特許文献２】特開平７−１８６７５３号公報
【特許文献３】特開２００５−２９１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド車両に、このようなトランスファ装置を搭載することで、より大きな駆動トルクを発生することができるようになる。ここで、トランスファ装置が低速側、すなわちより大きな変速比に切替られると、同一の車速で走行する場合であっても電動機などの回転速度は、この変速比の切替えに応じて増大する。一方、内燃機関は、トランスファ装置の切替えにかかわらず、最適な運転点を維持する。
【０００５】
このように、トランスファ装置が低速側に切替られたとしても、内燃機関の作動音や作動に伴う振動などはほとんど増加しないため、運転者は低速側の変速段で走行していることに気付かないことも多いと思われる。そのため、トランスファ装置を低速側の変速段に設定した状態で、長時間走行してしまう場合も想定される。その結果、電動機の回転速度が許容回転速度を超過したり、電動機や電動機に電力を供給する電力変換装置などが過負荷になったりすることが懸念される。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低速側の変速段に切替られた場合にも、駆動力を発生する各部位を保護可能なハイブリッド駆動装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従うハイブリッド駆動装置は、動力源と、動力を受けて発電する発電機と、動力源からの動力の少なくとも一部を発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構とを備え、第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能であり、さらに、動力分配機構と第１変速機構との間で動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機と、車速を取得する車速取得手段と、動力源、発電機、電動機の作動を制御する制御手段とを備える。そして、制御手段は、第１変速機構で低速側変速段が選択されると、低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように制御動作を実行する。
【０００８】
この発明によれば、第１変速機構で低速側変速段が選択されると、低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように制御動作を実行する。これにより、動力分配機構と第１変速機構との間で動力伝達経路に接続される電動機の回転速度が過剰に増加することを防止できる。
【０００９】
好ましくは、制限車速は、電動機の許容回転速度に基づいて決定される。
好ましくは、制御手段は、車速と制限車速との大小関係を比較する第１比較手段を含む、制御手段は、車速が制限車速を超過した場合に、動力源および電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。
【００１０】
好ましくは、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、電動機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、制御手段は、電動機の温度と予め定められたしきい値との大小関係を比較する第２比較手段をさらに含み、制御手段は、電動機の温度がしきい値を超過した場合にも、動力源および電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。
【００１１】
好ましくは、制御手段は、少なくとも車速に応じて、駆動輪に伝達されるべき出力の要求値を決定する出力要求値決定手段をさらに含み、制御手段は、出力の要求値に従って、動力源、発電機、電動機の各々の作動目標値を決定し、出力要求値決定手段は、少なくとも、車速が制限車速に近付くにつれて、または、電動機の温度が予め定められたしきい値に近付くにつれて、出力の要求値の大きさを低減する。
【００１２】
好ましくは、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、回転出力軸から第１変速機構までの動力伝達経路に配置され、複数の変速段を有する第２変速機構をさらに備える。
【００１３】
好ましくは、この局面に従うハイブリッド駆動装置は、車速が制限車速に近接した状態が連続すると、運転者に対する警告表示を行なう警告灯表示手段をさらに備える。
【００１４】
この発明の別の局面に従うハイブリッド駆動装置の制御方法は、ハイブリッド駆動装置が、動力源と、動力を受けて発電する発電機と、動力源からの動力の少なくとも一部を発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構と、動力分配機構と第１変速機構との間で動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機とを備え、第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能である。そして、この局面に従う制御方法は、車速を取得するステップと、第１変速機構で低速側変速段が選択されると、低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように、動力源、発電機、電動機の作動を制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、低速側の変速段に切替られた場合にも、駆動力を発生する各部位を保護可能なハイブリッド駆動装置およびその制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１７】
（ハイブリッド駆動装置の全体構成）
図１は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００の概略構成図である。
【００１８】
図１を参照して、この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００は、動力ユニット２と、主変速機構２０と、副変速機構２６と、回転駆動軸２２と、差動歯車装置３６と、駆動輪３８とを備える。ハイブリッド駆動装置１００は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）型車両に特に好適に用いられるものである。
【００１９】
なお、動力ユニット２のエンジン８および副変速機構２６以外の部分は、軸心に対して対称的に構成されており、図１では、動力ユニット２および主変速機構２０を表す部分については、下側の記載が省略されている。
【００２０】
また、ハイブリッド駆動装置１００は、蓄電装置６０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６２と、制御装置５０と、油圧制御回路４２と、変速モード切替装置４６と、アクセルペダル３４と、回転数センサ３０と、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，２０ｔ，２６ｔ，６２ｔと、警告表示灯６４とをさらに備える。
【００２１】
動力ユニット２は、動力源である内燃機関（以下、「エンジン」とも記す）８と、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、動力分配機構である第１遊星歯車機構１０とを含む。動力ユニット２は、駆動力（駆動トルク）を発生し、その発生した駆動トルクを回転出力軸１４（第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸）を介して主変速機構２０へ出力する。
【００２２】
主変速機構２０は、動力ユニット２と中間回転軸２１との間の動力伝達経路に設けられ、たとえば有段式の自動変速機（ＡＴ）からなる。すなわち、主変速機構２０は、回転出力軸１４と中間回転軸２１との間で、複数の変速段（変速比）を選択的に形成可能である。
【００２３】
副変速機構２６は、代表的に中間回転軸２１と回転駆動軸２２との間に配置され、運転者が変速モード切替装置４６を操作することで生じる切替信号ＳＥＬに応じて、通常走行に用いられる通常変速段（以下、「ＨＩ側ギヤ段」とも記す）と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定された低速側変速段（以下、「ＬＯ側ギヤ段」とも記す）とのいずれかを選択的に形成する。副変速機構２６は、代表的にトランスファ装置からなる。また、副変速機構２６は、選択中のギヤ段を示す選択状態信号ＭＯＤをハイブリッド制御部５２へ出力する。なお、本実施の形態では、低速側変速段が１段の副変速機構２６について例示するが、２段以上の低速側変速段を有する副変速機構を用いてもよい。
【００２４】
上述したように、本実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００では、動力ユニット２の回転出力軸１４から駆動輪３８までの動力伝達経路に、主変速機構２０および副変速機構２６が直列に配置される。したがって、動力ユニット２の回転出力軸１４は、主変速機構２０および副変速機構２６のそれぞれで形成される変速比に応じて、駆動輪３８と連結される。
【００２５】
副変速機構２６の出力軸である回転駆動軸２２は、差動歯車装置３６を介して駆動輪３８に連結され、動力ユニット２から出力される駆動トルクを駆動輪３８へ伝達する。
【００２６】
蓄電装置６０は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置６０は、パワーコントロールユニット６２へ電力を供給し、また、パワーコントロールユニット６２から出力される回生電力を受けて充電される。なお、蓄電装置６０として、大容量のキャパシタを用いてもよい。
【００２７】
パワーコントロールユニット６２は、制御装置５０からの駆動信号に基づいて、蓄電装置６０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１１ｓ，１２ｓへ出力する。また、パワーコントロールユニット６２は、制御装置５０からの駆動信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により回生発電された交流電力を直流電力に変換して蓄電装置６０へ出力する。より具体的には、パワーコントロールユニット６２は、代表的に半導体スイッチング素子をスイッチング動作させることで、交流電力と直流電力とを相互に変換する。
【００２８】
油圧制御回路４２は、制御装置５０からの油圧制御指令に基づいて、油圧を用いて主変速機構２０内の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）の係合および解放を行い、主変速機構２０での変速動作を実現する。
【００２９】
変速モード切替装置４６は、切替レバー４８と、ポジションセンサ４９とを含む。切替レバー４８は、「ＨＩ側ギヤ段」および「ＬＯ側ギヤ段」のいずれか一方を運転者が選択するための操作レバーである。ポジションセンサ４９は、切替レバー４８による選択されるギヤ段を示す切替信号ＳＥＬを副変速機構２６へ出力する。なお、ポジションセンサ４９に代えて、切替レバー４８による機械的な変位によって切替動作が行なわれるように、ワイヤーなどを用いて、切替レバー４８と副変速機構２６とを連動可能に連結してもよい。また、いずれのギヤ段にも設定されない「ニュートラル（Ｎ）」ポジションが設けられてもよい。
【００３０】
また、アクセルペダル３４には開度検出センサ３２が連結されており、開度検出センサ３２は、運転者によるアクセルペダル３４の操作に応じたアクセル開度Ａｃｃを示す信号を制御装置５０へ出力する。
【００３１】
回転数センサ３０は、回転駆動軸２２の回転数を検出し、その検出値から車速Ｖを示す信号を制御装置５０へ出力する。なお、本明細書において、回転数とは、各機器における単位時間（たとえば１分）あたりの回転の回数（すなわち回転速度）を示すものとする。
【００３２】
温度センサ１１ｔは、主として、第１モータジェネレータＭＧ１のステータ１１ｓの温度Ｔ１を検出し、その温度Ｔ１を示す信号を制御装置５０へ出力する。同様に、温度センサ１２ｔは、主として、第２モータジェネレータＭＧ２のステータ１２ｓの温度Ｔ２を検出し、その温度Ｔ２を示す信号を制御装置５０へ出力する。また、温度センサ６２ｔは、パワーコントロールユニット６２の半導体スイッチング素子などの温度Ｔ３を検出し、その温度Ｔ３を示す信号を制御装置５０へ出力する。
【００３３】
また、温度センサ２０ｔは、主変速機構２０におけるＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の温度を検出し、そのＡＴＦ温度Ｔ４を示す信号を制御装置５０へ出力する。同様に、温度センサおよび２６ｔは、副変速機構２６におけるＡＴＦの温度を検出し、そのＡＴＦ温度Ｔ５を示す信号を制御装置５０へ出力する。ここで、ＡＴＦとは、主変速機構２０および副変速機構２６の潤滑や冷却を行なうための油脂類である。
【００３４】
制御装置５０は、エンジン制御部５８と、変速制御部５４と、ハイブリッド制御部５２とを含む。エンジン制御部５８は、ハイブリッド制御部５２からのエンジン回転数目標値に従って、エンジン８の始動／停止制御および作動時の回転数制御を実行する。変速制御部５４は、主変速機構２０に対する変速制御を実行する。具体的には、変速制御部５４は、走行状況に応じて、主変速機構２０での変速段（ギヤ段）を決定し、主変速機構２０においてそのギヤ段が達成されるように、主変速機構２０の各摩擦係号要素を係合または解放させるための指令を油圧制御回路４２へ出力する。
【００３５】
ハイブリッド制御部５２は、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ、選択状態信号ＭＯＤ、蓄電装置６０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge；以下、「ＳＯＣ」とも称す）、および図示しない各種センサからの信号に基づいて、動力ユニット２に対する制御演算を実行し、その演算結果に基づいた制御信号をエンジン制御部５８およびパワーコントロールユニット６２へ出力する。
【００３６】
特に本実施の形態に従うハイブリッド制御部５２は、副変速機構２６がＬＯ側ギヤ段に切替えられると、車速が、ＬＯギヤ段の変速比に応じて予め定められた制限車速を超過しないように、制御動作を実行する。具体的には、ハイブリッド制御部５２は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が許容回転速度を超えないように、エンジン８の出力（パワー）、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。また、このような低減動作は、第１遊星歯車機構１０や主変速機構２０の各ギヤの回転速度が対応の許容回転速度を超えそうな場合にも実行される。
【００３７】
さらに、ハイブリッド制御部５２は、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，６２ｔ，２０ｔ，２６ｔでそれぞれ検出される温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応の上限温度を超過した場合にも、エンジン８の出力（パワー）、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する。
【００３８】
このように、ハイブリッド制御部５２は、副変速機構２６がＬＯギヤ段に切替られた場合であっても、第２モータジェネレータＭＧ２やパワーコントロールユニット６２などを保護することができる。
【００３９】
（動力ユニットの構成）
エンジン出力軸９は、車体に固定された非回転部材であるトランスミッションケース（図示しない）内において、共通の軸心上に配設された回転部材である。第１遊星歯車機構１０は、エンジン出力軸９に連結された出力分割機構である。エンジン８は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であり、代表的にガソリンエンジンやディーゼルエンジンからなる。なお、エンジン８と第１遊星歯車機構１０との間には、脈動吸収ダンパが介挿されてもよい。
【００４０】
シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１０は、エンジン８で発生する動力を機械的に分配する動力分配機構であって、エンジン８の出力を第１モータジェネレータＭＧ１および回転出力軸１４に分配する差動機構として動作する。より具体的には、第１遊星歯車機構１０は、第１サンギヤＳ１と、第１遊星歯車Ｐ１を自転および公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１と、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とを回転要素として含む。
【００４１】
この第１遊星歯車機構１０においては、第１キャリアＣＡ１はエンジン出力軸９、すなわちエンジン８に連結され、第１サンギヤＳ１は第１モータジェネレータＭＧ１のロータ１１ｒに連結され、第１リングギヤＲ１は回転出力軸１４に連結されている。そして、遊星歯車装置の３要素である第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣＡ１および第１リングギヤＲ１がそれぞれ相互に相対回転である。
【００４２】
これにより、エンジン８で発生した動力の少なくとも一部を受けて、第１モータジェネレータＭＧ１が発電し、蓄電装置６０を充電するとともに、エンジン８で発生した動力の残部は第１リングギヤＲ１を介して回転出力軸１４へ伝達される。
【００４３】
また、第２モータジェネレータＭＧ２は、回転出力軸１４と一体的に回転するロータ１２ｒを有する。そのため、第２モータジェネレータＭＧ２が蓄電装置６０からの電力を用いて発生した駆動トルクに、第１遊星歯車機構１０の第１リングギヤＲ１を介して入力されるエンジン８からの駆動力が付加されて、駆動輪３８へ伝達される。
【００４４】
このように、第１遊星歯車機構１０は、電気的な差動装置として機能し、動力ユニット２は、エンジン８の回転数と回転出力軸１４の回転数とを任意に変化させることができる。すなわち、動力ユニット２は、（エンジン出力軸９の回転速度）／（回転出力軸１４の回転速度）を連続的に変化可能な電気的な無段階変速機として機能する。
【００４５】
（主変速機構の構成）
主変速機構２０は、回転出力軸１４（第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸）と中間回転軸２１との間の動力伝達経路に配置される。
【００４６】
主変速機構２０は、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６および第３遊星歯車装置１８を含む。
【００４７】
第２遊星歯車装置１６は、第２サンギヤＳ２と、第２遊星歯車Ｐ２と、第２遊星歯車Ｐ２を自転および公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２と、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とを回転要素として含む。また、第３遊星歯車装置１８は、第３サンギヤＳ３と、第３遊星歯車Ｐ３と、第３遊星歯車Ｐ３を自転および公転可能に支持する第３キャリアＣＡ３と、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とを回転要素として含む。
【００４８】
回転出力軸１４には、第１クラッチＣ１を介して第３サンギヤＳ３が、第２クラッチＣ２を介して第２キャリアＣＡ２が、第３クラッチＣ３を介して第２サンギヤＳ２が、それぞれ選択的に連結される。
【００４９】
また、第２サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢ１を介してケースに選択的に連結される。第２キャリアＣＡ２および第３リングギヤＲ３は、一体的に中間回転軸２１に連結されるとともに、第２ブレーキＢ２を介してケースに選択的に連結される。さらに、第２キャリアＣＡ２および第３リングギヤＲ３は、一方向クラッチＦ１を介してケースに選択的に連結される。第２リングギヤＲ２および第３キャリアＣＡ３は、一体的に回転駆動軸２２に連結されている。
【００５０】
ここで、クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２、一方向クラッチＦ１は、一般の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置である。これらは、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた１本または２本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介装されている両側の部材を選択的に連結する。
【００５１】
（副変速機構の構成）
副変速機構２６は、中間回転軸２１と回転駆動軸２２との間の動力伝達経路に配置される。そして、切替信号ＳＥＬに応じて、通常走行に用いられるＨＩ側ギヤ段と、通常変速段に比較して大きな変速比に設定されたＬＯ側ギヤ段とのいずれかを選択的に形成する。
【００５２】
より具体的には、副変速機構２６は、切替信号ＳＥＬに応じて選択的に噛み合い位置を変化可能なスリーブ２４と、中間回転軸２１と噛み合って回転するカウンターシャフト２７と、カウンターシャフト２７と噛み合って回転するドリブンギヤ２８とを含む。そして、スリーブ２４が紙面左側に位置すると、スリーブ２４を介して、中間回転軸２１と回転駆動軸２２とが直結されるため、変速比が「１」であるＨＩ側ギヤ段が形成される。
【００５３】
一方、スリーブ２４が紙面右側に位置すると、中間回転軸２１は、カウンターシャフト２７、カウンターシャフト２７、およびスリーブ２４を介して、回転駆動軸２２と連結される。ここで、カウンターシャフト２７およびスリーブ２４の各歯車数を適宜設計することで、「１」より大きな変速比（たとえば、２〜３）をもつＬＯ側ギヤ段が形成される。
【００５４】
なお、副変速機構２６における切替操作は、代表的に、車両の停車状態、すなわち回転駆動軸２２が回転停止状態において実行されるが、走行状態であっても切替可能に構成してもよい。その場合には、少なくとも速度および温度のいずれか１つが制約条件を超えているときには、副変速機構２６のＨＩ側からＬＯ側への切替を禁止するように構成することが望ましい。
【００５５】
（ＬＯ側ギヤ段選択時の車速制限動作）
図２は、副変速機構２６の切替動作に係る各部の回転速度を示す円線図である。なお、図２は、副変速機構２６の切替動作の前後において、車速Ｖが所定値を維持する場合を示す。
【００５６】
図２（ａ）は、動力ユニット２の各回転部材における回転速度の変化を示す。図２（ｂ）は、副変速機構２６の各回転部材における回転速度の変化を示す。
【００５７】
図２（ｂ）を参照して、副変速機構２６でＨＩ側ギヤ段が選択されると、変速比が「１」であるので、回転駆動軸２２の回転速度と中間回転軸２１の回転速度とは互いに一致する。次に、変速モード切替装置４６が運転者によって操作され、副変速機構２６がＨＩ側ギヤ段からＬＯ側ギヤ段に切替られると、変速比が「１」より大きな値に設定されるので、中間回転軸２１の回転速度は、回転駆動軸２２の回転速度に比較して高くなる。
【００５８】
これに伴い、主変速機構２０で選択される変速段が同一であるとすると、図２（ａ）に示すように、回転出力軸１４の回転速度、すなわち第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度は、ＨＩ側ギヤ段が選択されている場合に比較して高くなる。
【００５９】
また、ＨＩ側ギヤ段が選択されている場合とほぼ同じ運転点でエンジン８が作動するように、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度は低下する。
【００６０】
したがって、副変速機構２６において、ＨＩ側ギヤ段からＬＯ側ギヤ段への切替動作が行なわれると、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度はその変速比の変化に応じて高くなる一方で、エンジン８の回転速度は切替動作の前後で変化しない。そのため、ＬＯ側ギヤ段が選択された場合には、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が許容回転速度を超えないように保護する必要がある。また、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が比較的高い状態に維持されるので、第２モータジェネレータＭＧ２やパワーコントロールユニット６２が高負荷状態で作動することになり、各部位における発熱量も増大する。そのため、このような発熱についても保護する必要がある。
【００６１】
以下、このような車速制限動作を実現するための構成について、図３〜図６を用いて説明する。
【００６２】
図３は、この発明の実施の形態に従う車速制限動作を実現するための機能ブロック図である。
【００６３】
図３を参照して、この発明の実施の形態に従う車速制限動作は、主として、ハイブリッド制御部５２によって主体的に実行される。具体的には、ハイブリッド制御部５２は、配分部２００と、車両要求パワー決定部２０２とを含む。
【００６４】
配分部２００は、車両要求パワー決定部２０２から出力される車両要求パワーＰに応じて、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の各々の作動目標値を決定することで、それぞれにおける作動状態を制御する。すなわち、エンジン８で発生する動力のうち、第１モータジェネレータＭＧ１において発電に使用される動力を除いた残りの動力と、第２モータジェネレータＭＧ２が発生する動力との合計が、車両要求パワーＰと一致するように、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、およびＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊を決定する。これらの目標値の決定に際して、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ、蓄電装置６０のＳＯＣ、などが考慮される。ここで、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊は、エンジン８の燃料消費効率が最も高くなるように優先的に決定される。
【００６５】
配分部２００で決定されるエンジン回転数目標値Ｎｅ＊は、エンジン制御部５８（図１）へ伝えられ、エンジン制御部５８がエンジン８の回転数を制御する。また、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊およびＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊は、パワーコントロールユニット６２（図１）へ伝えられ、パワーコントロールユニット６２がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータ１１ｓ，１２ｓとの間で授受される電力を制御する。
【００６６】
ここで、車両要求パワー決定部２０２は、少なくとも車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃに応じて、車両要求パワーＰを決定する。代表的に、車両要求パワー決定部２０２は、車両要求パワーＰをアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応付けて規定したマップを格納しており、各時点のアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて、当該マップを参照することで、車両要求パワーＰを決定する。
【００６７】
特に、本実施の形態に従う車両要求パワー決定部２０２は、ＬＯ側ギヤ段およびＨＩ側ギヤ段に対応付けてそれぞれ異なるマップを格納しており、副変速機構２６から出力される選択状態信号ＭＯＤに応じて、対応するいずれかのマップを参照することで、車両要求パワーＰを決定する。
【００６８】
図４は、車両要求パワー決定部２０２に格納される車両要求パワーＰの特性の一例を示す図である。
【００６９】
図４を参照して、車両要求パワー決定部２０２には、ＬＯ側ギヤ段およびＨＩ側ギヤ段の別に、車速Ｖに対応付けて車両要求パワーＰを規定したマップがそれぞれ格納されている。なお、車両要求パワーＰは、アクセル開度Ａｃｃにも対応付けて規定されているが、図４では、理解を容易にするために、特定のアクセル開度Ａｃｃにおける車両要求パワーＰの特性のみを示す。
【００７０】
車両要求パワーＰの特性を規定したマップの各々では、車速が、対応する制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）に近付くにつれて、車両要求パワーＰの大きさが低減するような特性が規定されている。そして、車速が、対応する制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）を超えると、車両要求パワーＰは「ゼロ」に設定される。
【００７１】
なお、制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）は、第２モータジェネレータＭＧ２の許容回転速度などによって定まり、特に、ＬＯ側ギヤ段が選択された場合のＶＬＩＭ（ＬＯ）は、ＬＯ側ギヤ段における副変速機構２６の変速比を考慮して予め定められる。
【００７２】
このように、車速が対応する制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ），ＶＬＩＭ（ＬＯ）に近付くにつれて、車両要求パワーＰの大きさが低減するため、駆動輪３８に伝達されるべき出力が低減し、車両の速度増加が抑制される。
【００７３】
再度、図３を参照して、ハイブリッド制御部５２は、換算部２２２と、車速監視部２２０と、論理和部（ＯＲ）２１０とをさらに含む。
【００７４】
車速監視部２２０は、車速Ｖと、換算部２２２で算出される制限車速＃ＶＬＩＭとの大小関係を比較し、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過した場合に、車速制限要求を論理和部２１０へ出力する。ここで、換算部２２２は、副変速機構２６でＨＩ側ギヤ段が設定されている状態（変速比「１」）において、第２モータジェネレータＭＧ２の許容回転速度の範囲内で決定される制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ）を基準にして、副変速機構２６で選択中のギヤ段に応じた制限車速＃ＶＬＩＭを換算して出力する。具体的には、換算部２２２は、副変速機構２６でＨＩ側ギヤ段が選択中であれば、制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ）をそのまま制限車速＃ＶＬＩＭとして出力する一方、副変速機構２６でＬＯ側ギヤ段が選択中であれば、制限車速ＶＬＩＭ（ＨＩ）をＬＯ側ギヤ段に相当する変速比で割り算して、その値を制限車速＃ＶＬＩＭとして出力する。このような換算部２２２における演算処理は、選択状態信号ＭＯＤに応じて切替えられる。
【００７５】
このように、車速監視部２２０は、第２モータジェネレータＭＧ２が許容回転速度を超過しないように監視する部位である。
【００７６】
さらに、ハイブリッド制御部５２は、温度監視部２３０をさらに含む。温度監視部２３０は、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２、パワーコントロールユニット６２、主変速機構２０、および副変速機構２６の温度がそれぞれ対応の上限温度を超過しないように監視する部位である。より詳細には、温度監視部２３０は、第１モータジェネレータＭＧ１のステータ１１ｓの温度Ｔ１を監視する温度比較部２３２と、第２モータジェネレータＭＧ２のステータ１２ｓの温度Ｔ２を監視する温度比較部２３４と、パワーコントロールユニット６２の温度Ｔ３を監視する温度比較部２３６と、主変速機構２０のＡＴＦ温度Ｔ４を監視する温度比較部２３８と、副変速機構２６のＡＴＦ温度Ｔ５を監視する温度比較部２４０とを含む。
【００７７】
温度比較部２３２，２３４，２３６，２３８，２４０は、それぞれ温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５と、対応する予め定められたしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５との大小関係を比較し、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応するしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５を超過すれば、車速制限要求を論理和部２１０へ出力する。なお、しきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３は、ロータコイルの絶縁強度や半導体スイッチング素子の絶縁強度などを考慮して、実験的もしくは経験的に定められる。また、ＡＴＦ温度のしきい値Ｔｈ４，Ｔｈ５は、各ＡＴＦの温度特性などを考慮して、実験的もしくは経験的に定められる。
【００７８】
そして、論理和部２１０は、車速監視部２２０および温度監視部２３０（温度比較部２３２，２３４，２３６，２３８，２４０）から出力される車速制限要求を論理和（ＯＲ）演算して結合した後、配分部２００へ出力する。
【００７９】
ここで、配分部２００は、車速制限要求が与えられると、エンジン８の出力（パワー）、ならびに、エンジン８および第２モータジェネレータＭＧ２が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減し、車速の速度上昇を抑制する。
【００８０】
なお、図４に示すように、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が、対応するしきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５に近付くにつれて、車両要求パワーＰを徐々に低減するようにしてもよい。
【００８１】
図５は、エンジン８で発生する駆動トルクの変更方法の一例を説明するための図である。
【００８２】
図６は、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクの低減方法の一例を説明するための図である。
【００８３】
図５を参照して、配分部２００は、最大の燃料消費効率を達成できるエンジントルクＴｅをエンジン回転数に対応付けて規定した、エンジン８の最適燃費線を格納している。そして、配分部２００は、エンジン８で発生すべき出力（パワー）とこの最適燃費線との交点を、エンジン８の運転点に設定し、この運転点に対応するエンジン回転数をエンジン回転数目標値Ｎｅ＊として決定する。したがって、通常の制御動作によれば、エンジン８の運転点は、この最適燃費線上のいずれかの位置に設定されることになる。
【００８４】
ここで、エンジン８で発生する駆動トルクを変更するために、配分部２００は、当該時点における運転点に対応する同一パワー線に沿って、最適燃費線の下側または上側に運転点をシフトさせる。運転点をいずれの方向（上側または下側）にシフトさせるかについては、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の温度状態に依存して決定される。代表的に、第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として作動し、第２モータジェネレータＭＧ２が電動機として作動する場合には、第１モータジェネレータＭＧ１の温度Ｔ１が上限温度に近いと、運転点は下側、すなわちエンジントルクＴｅを低減する方向にシフトさせることが好ましい。一方、第２モータジェネレータＭＧ２の温度Ｔ２が上限温度に近いと、運転点は上側、すなわちエンジントルクＴｅを増加する方向にシフトさせることが好ましい。このように、同一パワー線に沿って運転点をシフトすることで、走行状況に応じて決定される車両要求パワーＰを満足しつつ、すなわち動力ユニット２内のパワーバランスを維持したまま、エンジン８の駆動トルクを低減することができる。
【００８５】
図６を参照して、配分部２００は、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が相対的に低い場合（定トルク領域）にはＭＧ２トルクを一定に保つ一方、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が相対的に高い場合にはＭＧ２トルクを回転数の増加に応じて低減する。ここで、定トルク領域は、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する出力（パワー＝ＭＧ２トルク×ＭＧ２回転速度）が定格出力を超えるまでの領域である。すなわち、通常の制御動作によれば、第２モータジェネレータＭＧ２の運転点は、図６に示す特性線上のいずれかの位置に設定されることになる。
【００８６】
ここで、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクを低減するために、配分部２００は、当該時点の運転点をＭＧ２トルクが低減する方向にシフトさせる。たとえば、第２モータジェネレータＭＧ２の運転点が図６に示す特性線上にあれば、運転点は同一回転数を維持したまま下側にシフトする。
【００８７】
また、第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクを低減することで、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）６２からステータ１２ｓへ供給される電流の大きさを抑制できる。このように電流を抑制することで、銅損による発熱量を低減できる。
【００８８】
さらに、配分部２００は、第１モータジェネレータＭＧ１についても、同様に反力トルク（発電力）を低減させる。
【００８９】
このような動作により、ステータ１１ｓ，１２ｓおよびパワーコントロールユニット６２からの発熱量を低減し、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびパワーコントロールユニット６２を熱負荷の面から保護できる。
【００９０】
なお、上記の車速制限動作が実行されるのは、副変速機構２６でＬＯ側ギヤ段が選択された状態に限られることはなく、ＨＩ側ギヤ段が選択された場合にも同様の車速制限動作を行なうようにしてもよい。
【００９１】
（警告灯表示）
ハイブリッド制御部５２は、さらに、車速が制限車速に近接した状態が連続すると、警告表示灯６４（図１）を点灯し、運転者に対する警告表示を行なう。
【００９２】
図７は、警告灯表示を実現するための機能ブロック図である。
図７を参照して、ハイブリッド制御部５２には、運転者に対する警告表示を行なうための制御構造として、偏差算出部８０と、比較部８２と、タイマー部８４とを含む。
【００９３】
偏差算出部８０は、回転数センサ３０（図１）によって検出される車速Ｖに対して、換算部２２２（図３）で算出される制限車速＃ＶＬＩＭを減じて、余裕車速Ｖｍｇｎを算出する。ここで、余裕車速Ｖｍｇｎは、制限車速＃ＶＬＩＭに対する各時点における車速Ｖの余裕量である。そして、比較部８２が制限車速＃ＶＬＩＭと予め定められたしきい値αとの大小関係を比較し、制限車速＃ＶＬＩＭがしきい値α以下となった場合に、タイマー部８４を活性化する。
【００９４】
タイマー部８４は、比較部８２によって活性化されている期間において時間積算を行う。そして、タイマー部８４は、積算した時間が予め定められたしきい値βを超過した場合に、警告表示灯６４を点灯させる。
【００９５】
すなわち、ハイブリッド制御部５２は、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭからしきい値αの範囲内にある状態が、しきい値βだけ継続すると、警告表示灯６４を点灯し、運転者にＨＩ側ギヤ段への切替えを促す。これにより、運転者に対して副変速機構２６の切替え忘れを通知することができるとともに、ＬＯ側ギヤ段で長時間走行することによる不要な燃料消費を回避できる。
【００９６】
（処理フロー）
上述したような本実施の形態に従う車速制限動作は、次のような処理フローにまとめられる。
【００９７】
図８は、この発明の実施の形態に従う車速制限動作の処理手順を示すフローチャートである。図８に示す処理フローは、代表的にエンジン制御部５８、変速制御部５４、およびハイブリッド制御部５２がプログラムを実行することで実現される。なお、図８に示す処理フローは、ＩＧ（イグニッション）オンが与えられている状態において、所定周期（たとえば、１００ｍｓｅｃ）で実行されるサブルーチンプログラムとして実装される。
【００９８】
図８を参照して、ステップＳ１００にて、ハイブリッド制御部５２が副変速機構２６で選択中のギヤ段を取得する。次のステップＳ１０２にて、副変速機構２６で選択中のギヤ段に応じて、ハイブリッド制御部５２が制限車速＃ＶＬＩＭを算出する。そして、ステップＳ１０４にて、ハイブリッド制御部５２が回転数センサ３０で検出される車速Ｖを取得する。そして、ステップＳ１０６にて、ハイブリッド制御部５２は、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過しているか否かを判断する。
【００９９】
車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過していない場合（ステップＳ１０６においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ１０８に進み、ハイブリッド制御部５２は、温度センサ１１ｔ，１２ｔ，６２ｔ，２０ｔ，２６ｔでそれぞれ検出される温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５が対応の上限温度を超過しているか否かを判断する。
【０１００】
温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５のいずれもが対応の上限温度を超過していない場合（ステップＳ１０８においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ１１０に進み、ハイブリッド制御部５２は、通常の制御動作に従って、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、ＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊を決定する。
【０１０１】
これに対して、車速Ｖが制限車速＃ＶＬＩＭを超過している場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳの場合）、または温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５のいずれかが対応の上限温度を超過している場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳの場合）には、処理はステップＳ１１２に進み、ハイブリッド制御部５２は、車速制限動作を実行する。ここで、車速制限動作には、（１）エンジン８で発生する出力の低減、（２）エンジン８で発生する駆動トルクの低減、（３）第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクの低減、（４）車両要求パワーＰの低減、が含まれ、ハイブリッド制御部５２は、少なくともいずれか１つの低減動作を実行する。そして、このような車速制限動作に従って、ハイブリッド制御部５２は、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、ＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊を決定する。
【０１０２】
そして、ステップＳ１１０またはステップＳ１１２の処理が実行されると、処理はステップＳ１１４に進み、エンジン制御部５８およびパワーコントロールユニット６２が、ステップＳ１１０またはステップＳ１１２によって決定された、エンジン回転数目標値Ｎｅ＊、ＭＧ１発電目標値Ｐｍ１＊、ＭＧ２トルク目標値Ｔｍ２＊に従って、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の作動を制御する。
【０１０３】
そして、処理はステップＳ１００に戻される。
この発明の実施の形態と本願発明との対応関係については、エンジン８が「動力源」に相当し、第１モータジェネレータＭＧ１が「発電機」に相当し、第１遊星歯車機構１０が「動力分配機構」に相当し、副変速機構２６が「第１変速機構」に相当し、第２モータジェネレータＭＧ２が「電動機」に相当し、主変速機構２０が「第２変速機構」に相当する。そして、回転数センサ３０が「車速取得手段」に相当し、温度センサ１２ｔが「温度取得手段」に相当し、制御装置５０が「制御手段」に相当し、警告表示灯６４と、偏差算出部８０と、比較部８２と、タイマー部８４とが「警告灯表示手段」に相当する。さらに、車速監視部２２０が「第１比較手段」に相当し、温度監視部２３０が「第２比較手段」に相当し、車両要求パワー決定部２０２が「出力要求値決定手段」に相当する。
【０１０４】
なお、上述の本実施の形態においては、第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸が回転出力軸１４に連結された構成について例示したが、第２モータジェネレータＭＧ２の出力軸を中間回転軸２１に連結した構成であってもよい。すなわち、本発明は、動力源であるエンジン８から駆動輪３８までの動力伝達経路において、副変速機構２６より動力源側に第２モータジェネレータＭＧ２などの無段階変速機を実現するための部材が配置される構成に適用可能である。
【０１０５】
この発明の実施の形態によれば、副変速機構２６でＬＯ側ギヤ段に切替られると、車速がＬＯ側ギヤ段の変速比に応じて予め定められた制限車速を超過しないように制御動作を実行する。これにより、動力分配機構である第１遊星歯車機構１０と主変速機構２０との間で動力伝達経路に接続される第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度が過剰に増加することを防止できる。また、第２モータジェネレータやパワーコントロールユニット６２からの発熱量を低減し、これらが過剰に過熱することを防止できる。
【０１０６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】この発明の実施の形態に従うハイブリッド駆動装置１００の概略構成図である。
【図２】副変速機構２６の切替動作に係る各部の回転速度を示す円線図である。
【図３】この発明の実施の形態に従う車速制限動作を実現するための機能ブロック図である。
【図４】車両要求パワー決定部２０２に格納される車両要求パワーＰの特性の一例を示す図である。
【図５】エンジン８で発生する駆動トルクの変更方法の一例を説明するための図である。
【図６】第２モータジェネレータＭＧ２で発生する駆動トルクの低減方法の一例を説明するための図である。
【図７】警告灯表示を実現するための機能ブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態に従う車速制限動作の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０８】
２ 動力ユニット、８ 内燃機関（エンジン）、９ エンジン出力軸、１０ 第１遊星歯車機構、１１ｓ，１２ｓ ステータ、１１ｒ，１２ｒ ロータ、１１ｔ，１２ｔ，２０ｔ，２６ｔ，６２ｔ 温度センサ、１４ 回転出力軸、１６ 第２遊星歯車装置、１８ 第３遊星歯車装置、２０ 主変速機構、２１ 中間回転軸、２２ 回転駆動軸、２４ スリーブ、２６ 副変速機構、２７ カウンターシャフト、２８ ドリブンギヤ、３０ 回転数センサ、３２ 開度検出センサ、３４ アクセルペダル、３６ 差動歯車装置、３８ 駆動輪、４２ 油圧制御回路、４６ 変速モード切替装置、４８ 切替レバー、４９ ポジションセンサ、５０ 制御装置、５２ ハイブリッド制御部、５４ 変速制御部、５８ エンジン制御部、６０ 蓄電装置、６２ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、６４ 警告表示灯、８０ 偏差算出部、８２ 比較部、８４ タイマー部（ＴＩＭ）、１００ ハイブリッド駆動装置、２００ 配分部、２０２ 車両要求パワー決定部、２１０ 論理和部（ＯＲ）、２２０ 車速監視部、２２２ 換算部、２３０ 温度監視部、２３２，２３４，２３６，２３８，２４０ 温度比較部、Ｂ１ 第１ブレーキ、Ｂ２ 第２ブレーキ、Ｃ１ 第１クラッチ、Ｃ２ 第２クラッチ、Ｃ３ 第３クラッチ、ＣＡ１ 第１キャリア、ＣＡ２ 第２キャリア、ＣＡ３ 第３キャリア、Ｆ１ 一方向クラッチ、ＭＧ１ 第１モータジェネレータ、ＭＧ２ 第２モータジェネレータ、Ｐ１ 第１遊星歯車、Ｐ２ 第２遊星歯車、Ｐ３ 第３遊星歯車、Ｒ１ 第１リングギヤ、Ｒ２ 第２リングギヤ、Ｒ３ 第３リングギヤ、Ｓ１ 第１サンギヤ、Ｓ２ 第２サンギヤ、Ｓ３ 第３サンギヤ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と、
動力を受けて発電する発電機と、
前記動力源からの動力の少なくとも一部を前記発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、
前記回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構とを備え、
前記第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、前記通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能であり、さらに、
前記動力分配機構と前記第１変速機構との間で前記動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機と、
車速を取得する車速取得手段と、
前記動力源、前記発電機、前記電動機の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１変速機構で前記低速側変速段が選択されると、前記低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように制御動作を実行する、ハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記制限車速は、前記電動機の許容回転速度に基づいて決定される、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、車速と前記制限車速との大小関係を比較する第１比較手段を含み、
前記制御手段は、車速が前記制限車速を超過した場合に、前記動力源および前記電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する、請求項１または２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記電動機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電動機の温度と予め定められたしきい値との大小関係を比較する第２比較手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記電動機の温度が前記しきい値を超過した場合にも、前記動力源および前記電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、少なくとも車速に応じて、前記駆動輪に伝達されるべき出力の要求値を決定する出力要求値決定手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記出力の要求値に従って、前記動力源、前記発電機、前記電動機の各々の作動目標値を決定し、
前記出力要求値決定手段は、少なくとも、車速が前記制限車速に近付くにつれて、または、前記電動機の温度が予め定められたしきい値に近付くにつれて、前記出力の要求値の大きさを低減する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記回転出力軸から前記第１変速機構までの動力伝達経路に配置され、複数の変速段を有する第２変速機構をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
車速が前記制限車速に近接した状態が連続すると、運転者に対する警告表示を行なう警告灯表示手段をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
ハイブリッド駆動装置の制御方法であって、
前記ハイブリッド駆動装置は、
動力源と、
動力を受けて発電する発電機と、
前記動力源からの動力の少なくとも一部を前記発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、
前記回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構と、
前記動力分配機構と前記第１変速機構との間で前記動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機とを備え、
前記第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、前記通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能であり、
前記制御方法は、
車速を取得するステップと、
前記第１変速機構で前記低速側変速段が選択されると、前記低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように、前記動力源、前記発電機、前記電動機の作動を制御するステップとを含む、ハイブリッド駆動装置の制御方法。
【請求項１】
動力源と、
動力を受けて発電する発電機と、
前記動力源からの動力の少なくとも一部を前記発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、
前記回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構とを備え、
前記第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、前記通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能であり、さらに、
前記動力分配機構と前記第１変速機構との間で前記動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機と、
車速を取得する車速取得手段と、
前記動力源、前記発電機、前記電動機の作動を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１変速機構で前記低速側変速段が選択されると、前記低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように制御動作を実行する、ハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記制限車速は、前記電動機の許容回転速度に基づいて決定される、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記制御手段は、車速と前記制限車速との大小関係を比較する第１比較手段を含み、
前記制御手段は、車速が前記制限車速を超過した場合に、前記動力源および前記電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する、請求項１または２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記電動機の温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電動機の温度と予め定められたしきい値との大小関係を比較する第２比較手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記電動機の温度が前記しきい値を超過した場合にも、前記動力源および前記電動機が発生する駆動トルクの少なくとも一方を低減する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記制御手段は、少なくとも車速に応じて、前記駆動輪に伝達されるべき出力の要求値を決定する出力要求値決定手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記出力の要求値に従って、前記動力源、前記発電機、前記電動機の各々の作動目標値を決定し、
前記出力要求値決定手段は、少なくとも、車速が前記制限車速に近付くにつれて、または、前記電動機の温度が予め定められたしきい値に近付くにつれて、前記出力の要求値の大きさを低減する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
前記回転出力軸から前記第１変速機構までの動力伝達経路に配置され、複数の変速段を有する第２変速機構をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
車速が前記制限車速に近接した状態が連続すると、運転者に対する警告表示を行なう警告灯表示手段をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項８】
ハイブリッド駆動装置の制御方法であって、
前記ハイブリッド駆動装置は、
動力源と、
動力を受けて発電する発電機と、
前記動力源からの動力の少なくとも一部を前記発電機に分配するとともに、残部を回転出力軸に分配する動力分配機構と、
前記回転出力軸から駆動輪までの動力伝達経路に配置された第１変速機構と、
前記動力分配機構と前記第１変速機構との間で前記動力伝達経路に接続され、電力を用いて駆動力を発生する電動機とを備え、
前記第１変速機構は、運転操作に応じて、通常走行に用いられる通常変速段と、前記通常変速段に比較して大きな変速比に設定された少なくとも１つの低速側変速段とを選択可能であり、
前記制御方法は、
車速を取得するステップと、
前記第１変速機構で前記低速側変速段が選択されると、前記低速側変速段の変速比に応じて予め定められた制限車速を車速が超過しないように、前記動力源、前記発電機、前記電動機の作動を制御するステップとを含む、ハイブリッド駆動装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２６０４６６（Ｐ２００８−２６０４６６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０５９０６（Ｐ２００７−１０５９０６）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【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２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【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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