(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関と、
回転電機と、
前記回転電機に連結される第１回転要素、前記機関に連結される第２回転要素及び車軸と繋がる駆動軸に連結された第３回転要素を含む相互に差動作用をなす複数の回転要素を備え、前記機関に対し前記回転電機から反力トルクが付与された場合に、前記差動作用により前記駆動軸に対し前記機関の機関トルクのうち前記反力トルクに対応するトルクを伝達可能な動力伝達機構と、
前記反力トルクの付与に伴う前記回転電機の電力回生によって生じる回生電力により充電可能な第１蓄電手段と、
前記回生電力により充電可能な第２蓄電手段と
を備えた車両を制御する装置であって、
前記第１蓄電手段の状態に応じて前記第１蓄電手段の充電を制限する充電制限手段と、
前記第１蓄電手段の充電が制限された場合において前記第２蓄電手段が充電される切り替え充電時に、前記第１蓄電手段の充電が制限されない場合において前記第１蓄電手段が充電される場合と較べて前記回転電機の回転速度が低下するように且つ前記駆動軸に作用する駆動トルクの低下が抑制されるように前記機関及び前記回転電機を制御する制御手段と
を具備し、
前記車両は、前記駆動軸との間でトルクの入出力が可能な前記回転電機とは異なる他の回転電機を具備し、
前記制御手段は、前記切り替え充電時において、前記回転電機の回転速度を低下させるのに伴って前記反力トルクを低下させる一方で、前記駆動軸の要求トルクが維持されるように前記他の回転電機を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記第１蓄電手段は、充電制限値及び放電制限値により夫々単位時間当たりに許容される充電量及び放電量の上限値が規定されており、
前記充電制限手段は、前記充電制限値を基準値未満に変更することにより前記第１蓄電手段の充電を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記切り替え充電時以前であって且つ前記第１蓄電手段の充電が制限された場合に前記第２蓄電手段の蓄電量を低下させる蓄電量低減手段を具備する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記切り替え充電時とは、登坂路発進及びトーイング発進のうち少なくとも一方を含む前記車両の高負荷発進時である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記第１蓄電手段は二次電池であり、前記第２蓄電手段は前記二次電池よりも出力密度が大きいキャパシタである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記駆動軸の要求トルク、前記機関の機関回転速度、前記他の回転電機が稼動状態に移行するのに要する時間、及び前記第２蓄電手段の蓄電容量のうち少なくとも一部に基づいて、前記切り替え充電時における前記回転電機の回転速度及びトルクのうち少なくとも一方の低下幅を制限する低下量制限手段を更に具備し、
前記制御手段は、該制限された低下幅の範囲内で前記機関、前記回転電機及び前記他の回転電機を制御する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力回生可能な回転電機と、当該回転電機の回生電力により充電可能な複数の蓄電手段とを備えた車両を制御する車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の蓄電手段として、二次電池とキャパシタとを備えたハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたハイブリッド車両によれば、二次電池よりも放電電力が大きいキャパシタを用いることによって発進加速時に必要なエネルギを確保し且つ二次電池の劣化を抑えることが可能であるとされている。
【０００３】
尚、充電制限時にエンジンの燃料噴射量を減らし、エンジントルク及びＭＧ１トルクを低下させ且つＭＧ２トルクを増加させることによって過充電を抑制する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９１０８８号公報
【特許文献２】特開２００７−１１８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるハイブリッド車両において、二次電池が何らかの理由で充電制限された状況で回転電機の電力回生が生じた場合、回転電機の回生電力をキャパシタの充電に回す必要が生じ得る。ところが、キャパシタの電力容量は、コスト或いは車両搭載性に鑑みて二次電池よりも小さいことが多く、何らの対策も講じられることがなければ、実践的にはキャパシタもまた間を置かずして充電制限されることになる。従って、特許文献１に開示されるハイブリッド車両においては、二次電池及びキャパシタの双方が充電制限される事態が生じ得、これらが一時的にせよ過充電状態に陥るといった問題が生じ得る。
【０００６】
ここで特に、電力回生を行う回転電機とは異なる他の回転電機が駆動軸に連結された構成においては、ハイブリッド車両が既にある程度の車速で走行中であれば、この他の回転電機からのトルク供給量を増加させて、蓄電装置の蓄電量を低下させることが可能である。そのような意味においては、特許文献２に開示される技術も一定の利得を有し得る。ところが、例えば登坂路等における高負荷発進時等においては、停止状態にある他の回転電機からのトルクの立ち上がり特性等に起因して、駆動トルクが不足することがあり、内燃機関からのトルク供給が必要とされることがある。この場合、他の回転電機が十分な稼動状態に移行するまでの過渡的な期間において、キャパシタへの充電が行われることになるから、キャパシタの蓄電容量が上限に達することによる上述した問題が顕在化し易い。
【０００７】
即ち、特許文献１及び２に開示される装置には、複数の蓄電手段が過充電に陥る事態が回避され難いという技術的な、且つ全く未公知な問題点がある。
【０００８】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、複数の蓄電手段を有する構成において一方の蓄電手段の充電制限時に他方に好適に充電を行い得る車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、機関と、回転電機と、前記回転電機に連結される第１回転要素、前記機関に連結される第２回転要素及び車軸と繋がる駆動軸に連結された第３回転要素を含む相互に差動作用をなす複数の回転要素を備え、前記機関に対し前記回転電機から反力トルクが付与された場合に、前記差動作用により前記駆動軸に対し前記機関の機関トルクのうち前記反力トルクに対応するトルクを伝達可能な動力伝達機構と、前記反力トルクの付与に伴う前記回転電機の電力回生によって生じる回生電力により充電可能な第１蓄電手段と、前記回生電力により充電可能な第２蓄電手段とを備えた車両を制御する装置であって、前記第１蓄電手段の状態に応じて前記第１蓄電手段の充電を制限する充電制限手段と、前記第１蓄電手段の充電が制限された場合において前記第２蓄電手段が充電される切り替え充電時に、前記第１蓄電手段の充電が制限されない場合において前記第１蓄電手段が充電される場合と較べて前記回転電機の回転速度が低下するように且つ前記駆動軸に作用する駆動トルクの低下が抑制されるように前記機関及び前記回転電機を制御する制御手段とを具備し、前記車両は、前記駆動軸との間でトルクの入出力が可能な前記回転電機とは異なる他の回転電機を具備し、前記制御手段は、前記切り替え充電時において、前記回転電機の回転速度を低下させるのに伴って前記反力トルクを低下させる一方で、前記駆動軸の要求トルクが維持されるように前記他の回転電機を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る車両の制御装置によれば、充電制限手段により第１蓄電手段の充電が制限されている状況において第２蓄電手段に回生電力が供給される場合としての切り替え充電時に、制御手段により機関の動作点が変更される。ここで、制御手段は、第１蓄電手段が充電制限されない場合において第１蓄電手段に充電がなされる通常時と較べて回転電機の回転速度が低下するように、機関の動作点を選択し、回転電機及び機関の適宜の制御により係る動作点での動作を実現する。
【００１１】
尚、第１蓄電手段に係る充電の制限は、第１蓄電手段の蓄電量（所謂ＳＯＣである）や蓄電手段の温度等、各種の理由により生じ得るものであってよく、事前予測可能な各種の条件が満たされた場合に生じる性質のものであっても、突発的に生じる性質のものであってもよい。
【００１２】
ここで、回転電機における回生電力量は、回転電機の出力するトルク（本発明に係る動力伝達機構の構成においては、好適には機関に反力を与える反力トルクである）と、回転電機の回転速度とに依存する。
【００１３】
従って、回転電機の回転速度が減少する方向へ機関の動作点を変更することによって、係る切り替え充電時における回転電機の回生電力を低下させることが可能となり、第２蓄電手段の蓄電容量が上限に達するまでの時間的猶予を獲得することができる。即ち、本発明に係る車両の制御装置によれば、第２蓄電手段が充電制限状態に陥る事態を好適に回避することが可能となるのである。
【００１４】
また制御手段は特に、駆動軸に供給されるトルクとしての駆動トルクの低下が抑制されるように機関の動作点を変更する。例えば、発進時等駆動軸が回転していない状況においては、回転電機のトルク（反力トルクであり、機関のトルクのうち駆動軸に伝達されるトルクを規定するトルクである）は、回転電機の回転速度よりも、駆動輪に作用する駆動力に大きい影響を及ぼす。逆の言い方をすれば、駆動トルクの低下を抑制すれば、回転電機の回生電力を低減することによる車両運行上の不具合は顕在化し難い。
【００１５】
従って、制御手段により駆動トルクの低下が抑制されるように機関の動作点が変更されることによって、車両の動力性能を低下させることなく第１及び第２蓄電手段が過充電状態に陥ることを防止することが可能となるのである。
【００１６】
補足すると、単にこれらの過充電を防止するのみの見地に立てば、低下させる対象が回転電機の回転速度であれトルクであれ又はその両方であり大きな相違はないが、車両の動力性能を更に考慮した場合には、本発明の如く回転電機の回転速度をトルクに優先して低下する旨の優先順位の付与に実践上の大きな意義が生じ得るのである。
【００１７】
尚、制御手段は、回転電機の回転速度を低下させつつ駆動トルクの低下を抑制するが、この場合の駆動トルクの低下抑制とは、反力トルクを従前の値に維持することのみを意味しない。例えば、駆動軸との間で別途トルクの入出力が可能な他の回転電機が備わる構成においては、この他の回転電機によって補償し得る範囲であれば、反力トルクを低下させ低下分に対応する駆動トルクの不足をこの他の回転電機により補ってもよい。このようにすれば、回転電機の回生電力を更に低減することが可能となって、第２蓄電手段が過充電状態に陥る可能性が更に低下する。
【００１８】
但し、この種の他の回転電機にも、物理的電気的体格やその構造に起因する数多の制約がある。例えば、単位時間当たりに駆動軸に供給可能なトルクに制限がある場合、駆動軸の要求トルクが過剰に大きいと、動力性能の低下が顕在化する以前に当該他の回転電機から十分な駆動トルクを供給することができない場合もある。そのような場合には、機関からのトルク（即ち、機関トルクのうち反力トルクに対応するトルクを意味する）の供給が必要となり、必然的に回転電機の反力トルクもまた必要になる。従って、第１蓄電手段が充電制限された状態を放置すれば、第１蓄電手段が過充電となる懸念は払拭されない。
【００１９】
尚、これ以降、表現の煩雑化を防ぐ目的から、機関から駆動軸に対し供給される、本発明に係る「機関トルクのうち反力トルクに対応するトルク」を適宜「直達トルク」と表現することとする。
【００２０】
このように、他の回転電機を備える構成においても、駆動トルクの低下抑制を図る観点に立った場合の、回転電機の回転速度を低下させ得る条件も、反力トルクを低下させ得る条件も、また夫々その許容され得る範囲も一義的とはなり得ない。制御手段は、好適には、これら各種の制約に基づいてなされる、回転電機の回転速度或いはトルクを低下させることが可能であるか否かの判定或いは更にその許容される低下幅の設定等を反映した上で回転電機及び機関の制御を介して機関の動作点を制御するものである。そのような問題がなければ、第１蓄電手段に充電制限が生じた段階で当該他の回転電機を力行駆動すればよいことになり、第２蓄電手段へ充電先を切り替える必要等、元より生じないのである。
ところで、本発明に係る車両の制御装置において、前記車両は、前記駆動軸との間でトルクの入出力が可能な、先に述べたような、前記回転電機とは異なる他の回転電機を具備する。
従って、好適には、駆動軸へのアシストトルクの供給によるＨＶ（Hybrid Vehicle）走行の実現、要求トルクをその出力トルクのみで賄うＥＶ（Electric Vehicle）走行の実現、或いは制動時の電力回生（回生制動）等、各種の付帯機能を実現することが可能となる。即ち、車両は、所謂パラレル方式のハイブリッド車両として構成される。
このように他の回転電機を備えた構成においては、駆動軸に対し直達トルク以外のトルク供給が可能となるため、切り替え充電時においても、当該他の回転電機の体格、構造又は性能上定まり得る制約の範囲で充電が制限された状態にある第１蓄電手段の蓄電電力の一部を、或いは電力回生により生じる回生電力の一部を消費することが可能である。従って、回転電機の回転速度或いは更にトルクの低下量に関する選択肢が増えると共に、第２蓄電手段の充電を緩慢に進行させることが可能となり、実践上極めて有益である。
ここで特に、本発明に係る車両の制御装置では、前記制御手段は、前記切り替え充電時において、前記回転電機の回転速度を低下させるのに伴って前記反力トルクを低下させる一方で、前記駆動軸の要求トルクが維持されるように前記他の回転電機を制御する。
このように、他の回転電機を備えることにより、回転電機のトルク（反力トルク）を低下させ回生電力を顕著に低下させつつ、駆動軸の要求トルクを維持することが可能となり実践上有益である。
【００２１】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記第１蓄電手段は、充電制限値及び放電制限値により夫々単位時間当たりに許容される充電量及び放電量の上限値が規定されており、前記充電制限手段は、前記充電制限値を基準値未満に変更することにより前記第１蓄電手段の充電を制限する。
【００２２】
この態様によれば、車両の実践的運用の見地から、第１蓄電手段には充電制限値（所謂Ｗｉｎである）及び放電制限値（所謂Ｗｏｕｔである）が規定され、第１蓄電手段は、充電及び放電に際してこれら制限値を越えない範囲の動作状態に制御される。充電制限手段に係る充電の制限とは、このような平常時の制限値による制限を越えた規模の制限を意味し、本態様においては特に、充電制限値が基準値未満に変更された状態を意味する。
【００２３】
この態様によれば、充電制限値が、固定値又は可変値である基準値未満に変更された状態をもって充電の制限がなされたものとされるため、制御上の負荷が軽減される。
【００２４】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記切り替え充電時以前であって且つ前記第１蓄電手段の充電が制限された場合に前記第２蓄電手段の蓄電量を低下させる蓄電量低減手段を具備する。
【００２５】
この態様によれば、蓄電量低減手段により、第１蓄電手段の充電が制限された場合に、切り替え充電時以前の期間において第２蓄電手段の蓄電量が低減される。従って、第２蓄電手段が満充電状態に到達するまでの時間的猶予を可及的に獲得することが可能となり、第２蓄電手段が過充電状態に陥る可能性を好適に低下させることが可能となる。
【００２６】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記切り替え充電時とは、登坂路発進及びトーイング発進のうち少なくとも一方を含む前記車両の高負荷発進時である。
【００２７】
この態様によれば、第１蓄電手段の充電が制限された状態において生じる登坂路発進時やトーイング（牽引）発進時等の高負荷発進時において回転電機の回転速度低下及び駆動トルクの低下抑制を伴う本発明に係る措置が講じられる。この種の高負荷発進時においては、駆動トルクの一部を直達トルクで賄う必要があるため、第１蓄電手段の充電が制限された状態においては、第２蓄電手段が過充電に陥る可能性が高くなるのである。
【００２８】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記第１蓄電手段は二次電池であり、前記第２蓄電手段は前記二次電池よりも出力密度が大きいキャパシタである。
【００２９】
リチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ等の充電可能な各種二次電池と、電気二重層キャパシタ等の各種キャパシタとは、蓄電容量も単位時間当たりの放電量も大きく異なっており、一般的に、前者に関しては二次電池が優れ、後者に関してはキャパシタが優れる。また、キャパシタは温度依存性が二次電池よりも低いため、外界条件に対しよりロバストである。従って、これらを第１及び第２蓄電手段として搭載することによって、車両運用上想定され得る広範な運転条件に対応することが容易となる。
【００３５】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記駆動軸の要求トルク、前記機関の機関回転速度、前記他の回転電機が稼動状態に移行するのに要する時間、及び前記第２蓄電手段の蓄電容量のうち少なくとも一部に基づいて、前記切り替え充電時における前記回転電機の回転速度及びトルクのうち少なくとも一方の低下幅を制限する低下量制限手段を更に具備し、前記制御手段は、該制限された低下幅の範囲内で前記機関、前記回転電機及び前記他の回転電機を制御する。
【００３６】
この態様によれば、制御手段は、低下量制限手段が上記各種の値に基づいて制限する回転速度及び反力トルクのうち少なくとも一方の低下幅の範囲内で機関、回転電機及び他の回転電機を制御することができるため、駆動トルクの低下抑制による車両の動力性能（顕著には発進性能）の維持と、第２蓄電手段の性能維持及び保護とを好適に両立することができる。
【００３７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】図２のハイブリッド駆動装置における変速装置の係合要素の係合状態と変速段との関係を例示する係合表である。
【図４】図２のハイブリッド駆動装置の一動作状態を例示する動作共線図である。
【図５】変速装置の変速条件を規定する変速マップの模式図である。
【図６】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される保護制御のフローチャートである。
【図７】図６の保護制御の実行時におけるハイブリッド駆動装置の状態の一時間推移を例示するタイミングチャートである。
【図８】図６の保護制御における動作点変更に係る許可条件を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００４０】
図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４、ブレーキペダルセンサ１５及びシフト位置センサ１６並びにハイブリッド駆動装置１０を備えた、本発明に係る「車両」の一例たるハイブリッド車両である。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する保護制御を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「充電制限手段」、「制御手段」、「蓄電量低下手段」及び「低下量制限手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００４２】
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１の車軸たる左車軸ＳＦＬ（左前輪ＦＬに対応）及び右車軸ＳＦＲ（右前輪ＦＲに対応）に駆動力としての駆動トルクを供給することによりハイブリッド車両１を駆動するパワートレインユニットである。ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成については後述する。尚、各車軸は、最終減速機構としてのデファレンシャルＤ／Ｇを介してハイブリッド駆動装置１０の動力出力軸である出力軸７００に連結されている。
【００４３】
ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された電力制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００４４】
バッテリ１２は、複数のリチウムイオン電池セルを直列接続した構成を有し、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な電池ユニットであり、本発明に係る「第１蓄電手段」の一例である。
【００４５】
キャパシタ１３は、静電容量を利用して電気エネルギを有する電荷の蓄積（即ち、蓄電）及び放出（即ち、放電）を可能とする、本発明に係る「キャパシタ」の一例たる電気二重層キャパシタである。
【００４６】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出することが可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ｔａは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００４７】
車速センサ１５は、ハイブリッド車両１の車速Ｖｈを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖｈは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００４８】
シフト位置センサ１６は、後述するＥＣＴ４００の動作モードを規定する不図示のシフトノブのシフト位置を検出可能に構成されたセンサである。シフト位置センサ１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたシフト位置は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００４９】
ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５０】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、機関出力軸ＳＦＴｅｇ、ＥＣＴ４００、駆動軸５００、入力軸６００及び出力軸７００を備える。
【００５１】
エンジン２００は、ハイブリッド車両１の一動力源として機能するように構成された、本発明に係る「機関」の一例たるＶ型６気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、公知のガソリンエンジンであり、ここでは、その詳細な構成を割愛するが、エンジン２００の出力動力たるエンジントルクＴｅは、不図示のクランク軸を介して、当該クランク軸に連結された、ハイブリッド駆動装置１０の機関入力軸ＳＦＴｅｇに供給される構成となっている。尚、エンジン２００は、本発明に係る機関の採り得る実践的態様の一例に過ぎないが、本発明に係る「機関」は、好適な一形態として、各種内燃機関の実践的態様を採り得るものである。尚、本発明に係る「機関」としての内燃機関が、上記エンジン２００の構成に限らず、公知非公知を問わず各種の態様を採り得ることは言うまでもない。
【００５２】
モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機であり、本発明に係る「回転電機」の一例である。
【００５３】
モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい、本発明に係る「他の回転電機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。
【００５４】
尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、三相同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、無論他の構成を有していてもよい。
【００５５】
動力分割機構３００は、本発明に係る「差動機構」の一例たる遊星歯車機構である。
【００５６】
動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「第１回転要素」の一例たるサンギアＳｇ０と、サンギアＳｇ０の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「第３回転要素」の一例たるリングギアＲｇ０と、サンギアＳｇ０とリングギアＲｇ０との間に配置されてサンギアＳｇ０の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「第２回転要素」の一例たるキャリアＣｒ０とを備える。
【００５７】
サンギアＳｇ０は、モータジェネレータＭＧ１のロータに、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１と等価である。
【００５８】
一方、リングギアＲｇ０は、駆動軸５００に連結されている。この駆動軸５００は、モータジェネレータＭＧ２のロータに、その回転軸を共有する形で連結されている。従って、ＭＧ２は、駆動軸５００との間でトルクの入出力が可能である。尚、トルクの入力とは、即ち駆動軸５００からのトルク入力により電力回生を行うことを意味し、トルクの出力とは、駆動軸５００に対し、ハイブリッド駆動装置１０の出力軸トルクＴｏｕｔ（即ち、本発明に係る「駆動トルク」の一例）の少なくとも一部となるＭＧ２トルクＴｍｇ２を供給することを意味する。また、駆動軸５００は、ＥＣＴ４００の動力入力軸たる入力軸６００に接続されている。
【００５９】
他方、キャリアＣｒ０は、エンジン２００のクランク軸に連結された機関入力軸ＳＦＴｅｇと連結されている。従って、キャリアＣｒ０の回転速度は、エンジン２００の機関回転速度ＮＥと等価である。
【００６０】
ハイブリッド駆動装置１０は、クラッチＣＬ０及びブレーキＢＲ１を備える。
【００６１】
クラッチＣＬ０は、複数の係合要素を備え、これら複数の係合要素が相互に係合してなる係合状態において動力分割機構３００のキャリアＣｒ０とサンギアＳｇ０とを連結固定することが可能な湿式多板型クラッチ機構である。
【００６２】
ブレーキＢｒ０は、複数の係合要素を備え、これら複数の係合要素が相互に係合してなる係合状態において動力分割機構３００のサンギアＳｇ０を回転不能な固定要素に連結固定することが可能な湿式多板型ブレーキ機構である。
【００６３】
ＥＣＴ４００は、複数対の係合要素を備え、これらの係合状態に応じて変速比γの異なる複数の変速段を構築可能に構成された、本発明に係る「動力伝達機構」の他の一例たる電子制御式変速装置である。
【００６４】
尚、変速比γとは、入力軸６００の回転速度たる入力回転速度Ｎｉｎと出力軸７００の回転速度たる出力回転速度Ｎｏｕｔとの比（γ＝Ｎｉｎ／Ｎｏｕt）である。先に述べたように、入力軸６００は、動力分割機構３００の動力出力軸たる駆動軸５００に接続されているから、入力回転速度Ｎｉｎは、駆動軸５００の回転速度、即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度たるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２と等価である。また、同様に入力軸６００に作用するトルクである入力トルクＴｉｎは、駆動軸５００に作用するトルクと等価である。
【００６５】
ＥＣＴ４００は、第１差動機構、第２差動機構及び第３差動機構を組み合わせて得られる複合型プラネタリギアユニットと、ＣＬ１及びＣＬ２の各湿式多板型クラッチ機構と、ＢＲ１、ＢＲ２及びＢＲ３の各湿式多板型ブレーキ機構とから構成されている。
【００６６】
第１差動機構は、サンギアＳｇ１と、サンギアＳｇ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲｇ１と、サンギアＳｇ１とリングギアＲｇ１との間に配置されてサンギアＳｇ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣｒ１とを備えた、シングルピニオン型のプラネタリギアユニットである。
【００６７】
第２差動機構は、サンギアＳｇ２と、サンギアＳｇ２の外周に同心円状に設けられたリングギアＲｇ２と、サンギアＳｇ２とリングギアＲｇ２との間に配置されてサンギアＳｇ２の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣｒ２とを備えた、シングルピニオン型のプラネタリギアユニットである。
【００６８】
第３差動機構は、サンギアＳｇ３と、サンギアＳｇ３の外周に同心円状に設けられたリングギアＲｇ３と、サンギアＳｇ３とリングギアＲｇ３との間に配置されてサンギアＳｇ３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣｒ３とを備えた、シングルピニオン型のプラネタリギアユニットである。
【００６９】
このような構成において、第１差動機構のリングギアＲｇ１は、第２差動機構のキャリアＣｒ２及び第３差動機構のキャリアＣｒ３に連結されている。また、第１差動機構のサンギアＳｇ１は、第２差動機構のサンギアＳｇ２と連結されている。更に、第２差動機構のリングギアＲｇ２は、第３差動機構のサンギアＳｇ３と連結されている。
【００７０】
尚、第３差動機構のキャリアＣｒ３（即ち、第２差動機構のキャリアＣｒ２及び第１差動機構のリングギアＲｇ１）は、ＥＣＴ４００の出力軸たる出力軸７００に連結されている。
【００７１】
各湿式多板型クラッチ機構及び各湿式多板型ブレーキ機構は、各々における一対の（尚、一対とは言っても、係合要素は二個に限定されない）係合要素同士が、不図示の油圧アクチュエータ（不図示）の作用により選択的に係合可能な構成を有している。また、これらクラッチ機構及びブレーキ機構の係合力を規定する油圧を制御する油圧アクチュエータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、油圧アクチュエータの動作制御を介して、ＥＣＴ４００の変速段を自由に切り替えることができる。
【００７２】
ＥＣＴ４００において、入力軸６００は、クラッチＣＬ１及びＣＬ２の夫々における一方の係合要素（即ち、クラッチ板である）に固定されている。
【００７３】
クラッチＣＬ１の他方の係合要素（これもまたクラッチ板である）は、第２差動機構の一回転要素であるリングギアＲｇ２（即ち、第３差動機構のサンギアＳｇ３）に連結されている。また、クラッチＣＬ２の他方の係合要素は、第１差動機構の一回転要素であるサンギアＳｇ１（即ち、第２差動機構のサンギアＳｇ２）に連結されている。
【００７４】
ブレーキＢＲ１は、一方の係合要素がＥＣＴ４００のケースに固定され固定要素となっており、他方の係合要素が第２差動機構のリングギアＲｇ２（即ち、第３差動機構のサンギアＳｇ３）に連結されている。これらが相互に係合すると、リングギアＲｇ２及びサンギアＳｇ３は回転不能に固定される。
【００７５】
ブレーキＢＲ２は、一方の係合要素がＥＣＴ４００のケースに固定され固定要素となっており、他方の係合要素が第１差動機構のキャリアＣｒ１に連結されている。これらが相互に係合すると、キャリアＣｒ１は回転不能に固定される。
【００７６】
ブレーキＢＲ３は、一方の係合要素がＥＣＴ４００のケースに固定され固定要素となっており、他方の係合要素が第３差動機構のリングギアＲｇ３に連結されている。これらが相互に係合すると、リングギアＲｇ３は回転不能に固定される。
【００７７】
このような構成において、ＥＣＴ４００は、各係合装置の係合状態を切り替えることにより、変速段として変速比γ１（例えばγ１＝３．３程度）の１速段、変速比γ２（例えばγ２＝２．２程度）の２速段、変速比γ３（例えばγ３＝１．４程度）の３速段、変速比γ４（例えばγ４＝１．０程度）の４速段及び変速比γ５（例えばγ５＝０。７程度）の５速段（即ち、オーバードライブ段である）の合計五種類の前進用変速段を構築することが可能である。
【００７８】
尚、ＥＣＴ４００には動作モードが各種設定されており、不図示のシフトノブを介して運転者により一の動作モードが選択される構成となっている。ここで、動作モードには、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ」及びＭレンジの各シフトレンジ（シフト位置）が対応しており、例えば、Ｄレンジが選択されている場合、ＥＣＵ１００は、上記五種類の変速段のうちその時点のハイブリッド車両１の運転条件に最適な一の変速段を選択し、適宜変速段を切り替えつつハイブリッド車両１を走行させる構成となっている。尚、各シフトレンジに対応するＥＣＴ４００の動作モードについては、公知であり、説明の煩雑化を防ぐ目的から、ここでは、その詳細については触れないこととする。
【００７９】
次に、図３を参照し、ＥＣＴ４００の各係合装置の係合状態と構築される変速段との関係について説明する。ここに、図３は、ＥＣＴ４００における係合要素の係合状態と変速段との関係を例示する表である。尚、図中、「１ｓｔ」は１速段を、「２ｎｄ」は２速段を、「３ｒｄ」は３速段を、「４ｔｈ」は４速段を、「５ｔｈ」は５速段を夫々意味するものとする。
【００８０】
図３において、「○」は係合を、無印は解放を意味し、「◎」は、電気的無段変速状態を作り出す際には解放、固定段走行を行う場合には係合することを意味する。
【００８１】
図３において、電気的無段変速モードにおける前進用変速段について簡略的に説明する。先ず、クラッチＣＬ１は１速段から５速段共通で係合される。この状態でブレーキＢＲ３を係合すると、リングギアＲｇ３が固定され１速段が構築される。この状態からブレーキＢＲ３を解放しブレーキＢＲ２を係合すると、キャリアＣｒ１が固定され２速段が構築される。更にブレーキＢＲ２を解放し、ブレーキＢＲ１を係合すると、サンギアＳｇ１及びサンギアＳｇ２が固定され、３速段が構築される。
【００８２】
一方、４速段においては、クラッチＣＬ１とクラッチＣＬ２とが同時に係合状態を採る。この状態では、サンギアＳｇ１、サンギアＳｇ２、サンギアＳｇ３及びリングギアＲｇ２が同速回転となるため、必然的に第１乃至第３差動機構の残余の回転要素が全て同速回転状態となり、出力回転速度Ｎｏｕｔと入力回転速度Ｎｉｎとが等しくなって、変速比γが１となる。
【００８３】
尚、５速段は、ブレーキＢＲ０を係合してＭＧ１をロックすることにより実現される、固定変速モードに属する変速段であり、無段変速モードには対応しない。
【００８４】
尚、ＥＣＴ４００を構成する各回転要素のギア比は、得ようとする変速段の変速比に応じて適宜変更される性質のものであり、本発明の本質部分から外れるため、本実施形態においては、その詳細な値については触れないこととする。但し、各変速段の変速比については、上述の如くに例示されており、図２の構成において、各変速段の変速比を実現するための各回転要素のギア比は、自ずと明らかとなろう。
【００８５】
尚、ハイブリッド車両１を後進走行させる方法は、ハイブリッド駆動装置１０において二通り存在する。一方は、前進１速段と同等の係合状態でＭＧ２を負回転させることによって後進を実現するＭＧ２リバース方式であり、他方は、ＥＣＴ４００の回転要素の係合状態によって後進を実現する変速機リバース方式である。変速機リバース方式においては、クラッチＣＬ１が解放状態に、クラッチＣＬ２が係合状態に、ブレーキＢＲ０、ＢＲ１及びＢＲ２が解放状態に、そしてブレーキＢＲ３が係合状態に夫々制御される。変速機リバース方式においては、入力軸６００の正回転が出力軸７００の負回転となって伝達される。
【００８６】
図２に戻り、ハイブリッド駆動装置１０は、レゾルバＲＶ１、ＲＶ２及びＲＶ３を備える。
【００８７】
レゾルバＲＶ１は、ＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１を検出可能に構成された回転速度センサである。レゾルバＲＶ１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００８８】
レゾルバＲＶ２は、ＭＧ２の回転速度たるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２を検出可能に構成された回転速度センサである。レゾルバＲＶ２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２は、ＥＣＵ１００により、一定又は不定の周期で参照される構成となっている。尚、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２は、既に述べたように、ＥＣＵ４００の入力回転速度Ｎｉｎと等価である。
【００８９】
レゾルバＲＶ３は、出力軸７００の回転速度たる出力回転速度Ｎｏｕｔを検出可能に構成された回転速度センサである。レゾルバＲＶ３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された出力回転速度Ｎｏｕｔは、ＥＣＵ１００により、一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
＜実施形態の動作＞
＜動力分割機構３００による無段変速機能＞
動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から機関出力軸ＳＦＴｅｇに供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣｒ０によってサンギアＳｇ０及びリングギアＲｇ０に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲｇ０の歯数に対するサンギアＳｇ０の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣｒ０に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギアＳｇ０に作用するトルクＴｅｓ（このトルクに拮抗するようにＭＧ１から出力される負トルクは、本発明に係る「反力トルク」の一例である）は、下記（１）式により、また駆動軸５００に現れるエンジン２００の直達トルクＴｅｒ（即ち、本発明に係る「機関トルクのうち反力トルクに対応するトルク」の一例である）は、下記（２）式により、夫々表される。
【００９０】
Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
ここで、図４を参照し、ＥＣＴ４００の変速機能について説明する。ここに、図４は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態を例示する動作共線図である。
【００９１】
図４において、縦軸は回転速度を表しており、横軸には、左側に動力分割機構３００、右側にＥＣＴ４００が示される。また動力分割機構３００については、左から順にモータジェネレータＭＧ１（一義的にサンギアＳｇ０）、エンジン２００（一義的にキャリアＣｒ０）及びモータジェネレータＭＧ２（一義的にリングギアＲｇ０）が示され、ＥＣＴ４００については、左から順にサンギアＳｇ１（Ｓｇ２）、キャリアＣｒ１、リングギアＲｇ１（Ｃｒ２、Ｃｒ３）及びリングギアＲｇ２（Ｓｇ３）が示される。
【００９２】
動力分割機構３００は、相互に差動関係にある複数の回転要素により構成された回転二自由度の差動機構であり、サンギアＳｇ０、キャリアＣｒ０及びリングギアＲｇ０のうち二要素の回転速度が定まった場合に、残余の一回転要素の回転速度が必然的に定まる構成となっている。即ち、動作共線図上において、各回転要素の動作状態は、ハイブリッド駆動装置１０の一動作状態に一対一に対応する一の動作共線によって表すことができる。
【００９３】
図４において、駆動軸５００及び入力軸６００と一義的な回転関係にあるモータジェネレータＭＧ２の動作点が不変であるとする。この場合、モータジェネレータＭＧ１の動作点を図示上下方向に変更すれば、残余の一回転要素たるキャリアＣｒ０に連結されたエンジン２００の動作点もまた変更される。図４においては、分かり易く駆動軸５００の回転速度たる入力回転速度Ｎｉｎを維持した状態でモータジェネレータＭＧ１の動作点を変更した場合の動作共線が、図示ＣＶＴ１、ＣＶＴ２及びＣＶＴ３の各実線にて示される。
【００９４】
即ち、動力分割機構３００においては、モータジェネレータＭＧ１から上記トルクＴｅｓと絶対値が等しい反力トルクを与え、エンジン２００の回転速度制御機構として機能させることによって、エンジン２００を所望の動作点で動作させることが可能となる。尚、このような電気的無段変速機能の下では、エンジン２００の動作点（この場合の動作点とは、機関回転速度ＮＥとエンジントルクＴｅとの組み合わせによって規定されるエンジン２００の一動作条件を意味する）は、基本的にエンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作点に制御される。
【００９５】
一方、図４において、動力分割機構３００の動作状態が一の状態を採る場合に、ＥＣＴ４００側では、ＥＣＴ４００の変速作用によって、この動力分割機構３００の一動作状態に対し変速段の数だけ異なる動作共線を描くことができる。
【００９６】
例えば、変速段として１速段が選択されている場合、ブレーキＢＲ３の作用によってリングギアＲｇ３が固定されるため、図示実線１ｓｔに示されるように、出力回転速度Ｎｏｕｔ（リングギアＲｇ１に対応する縦軸参照）は、最も低くなる（図示黒丸参照）。また、ブレーキＢＲ２の作用によってキャリアＣｒ１を固定し２速段を構築した場合、図示実線２ｎｄに示されるように、出力回転速度Ｎｏｕｔは、１速段の場合よりも上昇する。更に、ブレーキＢＲ１の作用によってサンギアＳｇ１及びＳｇ２を固定し３速段を構築した場合、図示実線３ｒｄに示されるように、出力回転速度Ｎｏｕｔは、２速段の場合よりも上昇する。一方、クラッチＣＬ１とクラッチＣＬ２とを共に係合して４速段を構築すると、図示４ｔｈに示されるように入力軸６００と出力軸７００の回転速度が一致して、出力回転速度Ｎｏｕｔは、３速段の場合よりも更に上昇する。
【００９７】
この状態で、更に車速が上昇して５速段の選択条件が満たされると、ブレーキＢＲ０が係合される。ブレーキＢＲ０が係合されると、ＭＧ１が回転不能にロックされるため（図示実線Ｌｏｃｋ参照）、エンジン２００の機関回転速度ＮＥは、出力回転速度Ｎｏｕｔよりも低くなり、所謂オーバードライブ状態が実現される。
【００９８】
動力分割機構３００の電気的な伝達効率ηｅは、ＭＧ１回転速度Ｎｇ＝０である場合に最大となる。従って、動力分割機構３００は、理想的には、Ｎｍｇ１＝０の状態で駆動されるのが望ましい。ここで、ＥＣＴ４００の作用によれば、上述のように、動力分割機構３００の一動作状態に対して、出力回転速度Ｎｏｕｔを５段階に変化させることができる。従って、ＥＣＴ４００によれば、電気的な伝達効率ηｅを最大とし得る動作点でエンジン２００を動作させる機会を増やすことが可能となり、ハイブリッド駆動装置１０全体としてのシステム伝達効率ηｓｙｓを良好に維持することができる。尚、実践的運用面においては、システム伝達効率ηｓｙｓは、電気的な伝達効率ηｅと機械的伝達効率ηｔとの積であり、ＥＣＴ４００のように、複数の係合要素を備える構成においては、これらによる機械的伝達効率の低下が、電気的伝達効率の増加によるシステム伝達効率の向上を妨げる。従って、ＥＣＴ４００による効果は、比較的大容量のエンジンを動力源として備えるハイブリッド駆動装置において顕著に奏される。
【００９９】
＜変速制御の詳細＞
ここで、図５を参照し、運転者によりＥＣＴ４００の動作モードを規定するシフト位置としてＤレンジが選択されている場合のＥＣＴ４００の変速条件について説明する。ここに、図５は、ＥＣＴ４００の変速条件を規定する変速マップの模式図である。
【０１００】
図５において、縦軸及び横軸には、夫々出力軸トルクＴｏｕｔ及び車速Ｖｈが表されている。係るマップ中において、ＥＣＴ４００の変速条件は、図示変速線２１ダウン変速線Ｌ＿２1、１２アップ変速線Ｌ＿１２、３２ダウン変速線Ｌ＿３２、２３アップ変速線Ｌ＿２３、４３ダウン変速線Ｌ＿４３及び３４アップ変速線Ｌ＿３４、５４ダウン変速線Ｌ＿５４及び４５アップ変速線Ｌ＿４５によって規定される。より具体的には、その時点のハイブリッド車両１の運転条件が、いずれかの変速線を跨ぐ際に、各変速線によって規定される変速が実現される。例えば、ハイブリッド車両１の運転条件が、３２ダウン変速線の右側の運転領域から、３２ダウン変速線を跨ぐ場合、ＥＣＵ１００は、ＥＣＴ４００を制御して、３速段から２速段への変速（シフトダウン）を実行する。或いは、例えば、ハイブリッド車両１の運転条件が、１２アップ変速線の左側の運転領域から、１２アップ変速線を跨ぐ場合、ＥＣＵ１００は、ＥＣＴ４００を制御して、１速段から２速段への変速（シフトアップ）を実行する。
【０１０１】
また、無段変速から有段変速への切り替えは、図示Ｌ＿無有によって、また有段変速から無段変速への切り替えは、図示Ｌ＿有無によって夫々規定される。加速側での変速においては、図示ハッチング領域が無段変速領域であり、無段変速領域よりも高車速側及び高トルク側が有段変速領域となる。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図７に例示される変速マップを数値的に規定したマップが格納されている。
【０１０２】
＜保護制御の詳細＞
ここで、図６を参照し、ＥＣＵ１００により実行される保護制御の詳細について説明する。ここに、図６は、保護制御のフローチャートである。
【０１０３】
図６において、ＥＣＵ１００は、エンジン走行中であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。尚、この場合の「走行」とは、車速Ｖｈが０であること（即ち、停止中）を含む概念であり、エンジン２００が安定始動している状態は、全てエンジン走行中の範疇に属するものとする。エンジン走行中でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、キャパシタ１３を通常の規定に従って使用する（ステップＳ１０８）。ここで、通常の規定とは、例えば、ＭＧ１からクランキングトルクを供給することによりエンジン２００を始動させるにあたっての電力供給や、ハイブリッド車両１の各種補機類に対する電力供給等を意味する。尚、エンジン２００の始動に要する電力をキャパシタ１３から供給できる場合、例えば、ハイブリッド車両１がＭＧ２トルクＴｍｇ２のみを使用したＥＶ走行を行うにあたっての走行可能範囲が拡大されるため好適である。また、比較的短期に大電力を要するクランキングは、放電容量が高く蓄電容量が低いキャパシタ１３の性質に合致している。
【０１０４】
エンジン走行中である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ１２のＷｉｎが制限されているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ここで、Ｗｉｎとは、充電制限値であり、バッテリ１２に単位時間当たりに供給することが許容される電力量を意味する。充電制限値Ｗｉｎは、主としてバッテリ１２のＳＯＣ（ＳＯＣセンサにより検出され、ＥＣＵ１００に送出される）とバッテリ温度とによって可変に設定され、ＳＯＣが高い程段階的に減少側に補正される。また、バッテリ温度が適性範囲内にない場合（即ち、過度に低温又は高温である場合）、充電制限値Ｗｉｎは基準値に対し減少側に補正される。充電制限値Ｗｉｎは、それ自体充電の制限がなされることを意味するが、本発明に係る充電の制限とは、この種の補正がなされていない場合の基準値に対し減少側の補正がなされていることを意味するものとする。バッテリ１２が充電制限されていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０８に移行させる。
【０１０５】
一方、バッテリ１２が充電制限されている場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、キャパシタ蓄電量低減処理を実行する（ステップＳ１０３）。
【０１０６】
キャパシタ蓄電量低減処理とは、その時点でキャパシタ１３に蓄積されている電力を可及的に消費し、キャパシタ１３の蓄電量を低下させる処理である。ＥＣＵ１００は、例えば、補機類を積極的に稼動させる等の措置により、キャパシタ１３の蓄電量を低下させる。或いはＥＣＵ１００は、充電制限状態にあるバッテリ１２に対し、小量ながらもキャパシタ１３から電力移譲を行ってキャパシタ１３の蓄電量を低下させる。
【０１０７】
キャパシタ蓄電量低減処理を実行すると、ＥＣＵ１００は、高負荷発進要求又は後進要求の有無を判別する（ステップＳ１０４）。尚、「高負荷発進要求」とは、登坂路における発進要求やトーイング時の発進要求等、出力軸７００の要求トルクが所定値以上となる発進要求である。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４において、アクセル開度センサ１４及びシフト位置センサ１６のセンサ出力値を参照して、当該判別を実行する。高負荷発進要求又は後進要求が生じていない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【０１０８】
高負荷発進要求又は後進要求が生じている場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、キャパシタ１３とバッテリ１２とを併用して要求に対応する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４がＹＥＳ側に分岐する場合、ＭＧ２トルクＴｍｇ２のみでは出力軸トルクＴｏｕｔが要求トルクに対して不足すると判断される。このため、ＭＧ２トルクＴｍｇ２に加えてエンジン２００の直達トルクＴｅｄが駆動軸５００を介して出力軸７００に供給される。
【０１０９】
ここで、エンジン２００が直達トルクＴｅｄを出力するということは、ＭＧ１は、エンジン２００に対し反力トルクＴｅｓを与えており電力回生状態にある。従って、回生電力を回収する必要が生じるが、発進時にＭＧ２は停止状態にあるため、ＭＧ２が十分に稼動している場合と異なり、発電電力の全てをＭＧ２で回収することができない場合がある。従って、装置保護の観点から、バッテリ１２又はキャパシタ１３に発電電力の少なくとも一部が供給される。この際、バッテリ１２が充電制限状態にあるため、基本的に回生電力はキャパシタ１３に供給される。ここで特に、キャパシタ１３のみで対応可能であれば、充電制限されたバッテリ１２を使用する必要は必ずしもないが、充電制限されているとは言え、バッテリ１２に対しても充電制限値Ｗｉｎの範囲内で電力供給は可能であり、キャパシタ１３が過充電となることを防止するため、両者が併用されるのである。
【０１１０】
次に、ＥＣＵ１００は、動作点の変更が許可されるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。尚、動作点の変更及びその動作条件については後述する。動作点の変更が許可されない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、動作点の変更が許可された場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、許可範囲でエンジン動作点を変更し（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０１に戻す。この際、エンジン２００の動作点は、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１が減少する方向へ変更され、また出力軸トルクＴｏｕｔの不足を生じない範囲で、ＭＧ２トルクＴｍｇ２に応じて反力トルクも可及的に減少する方向へ動作点が変更される。
【０１１１】
ここで、図７を参照し、保護制御について視覚的に説明する。ここに、図７は、保護制御の実行時におけるハイブリッド駆動装置１０の状態の一時間推移を例示するタイミングチャートである。
【０１１２】
図７において、上段から順に機関回転速度ＮＥ，充電制限値Ｗｉｎ、キャパシタ蓄電量Ｗｃａｐ、ＭＧ２トルクＴｍｇ２、ＭＧ１トルクＴｍｇ１、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１及び車速Ｖｈの時間推移が示される。
【０１１３】
時刻Ｔ１において、何らかの原因により充電制限値Ｗｉｎが基準値から低下し、時刻Ｔ２においてバッテリ１２が充電制限された状態に移行したとする。時刻Ｔ２において、バッテリ１２が充電制限された状態に移行すると、先に述べたキャパシタ蓄電量低減処理が実行され、キャパシタ蓄電量Ｗｃａｐが減少し始める。図７では、時刻Ｔ３においてキャパシタ蓄電量Ｗｃａｐはゼロまで低下するが、キャパシタ蓄電量低減処理の目的に鑑みれば、キャパシタ蓄電量Ｗｃａｐが従前の値よりも低下する限りにおいて、キャパシタ蓄電量低減処理の効果は担保される。
【０１１４】
一方、時刻Ｔ４において、高負荷発進要求が検出されたとする。ここで、動作点の変更が許可されると、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は、従前の値から低下する（実線参照）。尚、エンジン２００の動作点は、先に述べたＭＧ１による回転速度制御によって、従前の値に維持される。但し、エンジン２００の動作点は、動力分割機構３００の差動作用に影響を受けるから、モータジェネレータＭＧ２の回転状態の推移によっては、必ずしも従前の値に維持されなくてもよい。
【０１１５】
他方、登坂発進要求が生じた時点で、エンジン２００のトルクを増加させる必要があるから、ＭＧ２トルクＴｍｇ２による出力軸トルクのアシストが開始されない場合、エンジントルクの反力を負担するＭＧ１トルクＴｍｇ１は、図示一点鎖線に示されるようにその絶対値が増大する。それに対し、時刻Ｔ４において、ＭＧ２トルクＴｍｇ２による出力軸トルクのアシストが開始されるため、実線に示すようにＭＧ１トルクＴｍｇ１もまた本来の値に対しその絶対値が低下する。
【０１１６】
このようにＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１及びＭＧ１トルクＴｍｇ１が共に低下せしめられた結果、登坂路発進要求に対する実際の発進過程において、ＭＧ１の電力回生により生じる回生電力は、この種の対策が講じられない場合と較べて減少し、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５にかけてキャパシタ蓄電量Ｗｃａｐが増加するにあたって、キャパシタ１３が過充電状態に陥る事態が防止される。
【０１１７】
補足すると、動作点変更が行われない場合、発進要求と共にＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は図示一点鎖線の如く上昇するから、回転速度とトルクとに依存する回生電力量は、動作点変更がなされる場合と較べて著しく大きくなる。このため、キャパシタ１３の蓄電量が蓄電容量に達して、バッテリ１２とキャパシタ１３とが共に充電制限状態に陥ってしまう可能性が高くなってしまうのである。
【０１１８】
ここで特に、本実施形態によれば、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１の低減がＭＧ１トルク回転速度Ｔｍｇ１の低減に優先される。これは、停止状態にあるハイブリッド車両１を駆動するための出力軸トルクＴｏｕｔの確保にＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１は大きな影響を与えない点と、回生電力の低減にＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１の低減が大きく影響することによる。即ち、本発明に係る効果は、ＭＧ１回転速度Ｎｍｇ１を低下させることによって十分に担保されるのである。
【０１１９】
尚、ここでは、登坂発進等の高負荷発進のみについて述べたが、保護制御のステップＳ１０４に係る判別処理には、後進走行に係る判別も含まれる。これは、先に述べたように、ハイブリッド駆動装置１０に二通りの後進制御方式が存在することによる。即ち、ＭＧ２リバース方式は変速段の構築態様が１速段と変わらないが、変速機リバース方式が採用された場合、ＭＧ２の回転を反転させることに起因して、エンジン２００の直達トルクが前進時と逆に作用する。このため、発進性能に対する影響が反対となり、回生電力を減少させるためには、逆に反力トルクを減少させる必要が生じるのである。
【０１２０】
一方で、ＭＧ２リバース方式は、高負荷発進時には不利であるため、望ましくは、ステップＳ１０４に係る後進要求時においては、変速機リバース方式が採用される。尚、高負荷であれば前進も後進も関係なく上述の通り回生電力の低減が有益であることは言うまでもない。
【０１２１】
ここで、図８を参照し、動作点変更の許可条件について説明する。ここに、図８は、動作点変更の許可条件を説明する図である。
【０１２２】
図８において、上段から駆動可能域到達時間Ｔｄｒｉｖｅ、キャパシタ１３に供給される回生エネルギ、及びエンジン最大トルクＴｅｍａｘ各々の、機関回転速度ＮＥに対する特性が示される。
【０１２３】
ここで、駆動可能域到達時間Ｔｄｒｉｖｅとは、ＭＧ２がハイブリッド車両１を駆動可能な駆動域に達するのに要する時間であり、この値が図示破線で示される基準値を超えると、出力軸トルクＴｏｕｔが要求値に対して不足してハイブリッド車両１の動力性能が低下してしまう。一方、発進時においては、ＭＧ２に供給される電力は、ある一相に集中して電流を生じさせる。このため、ＭＧ２の保護の観点から、ＭＧ２のトルクの立ち上がりには制約があり、発進時の要求トルクが大きいと、駆動可能域到達時間Ｔｄｒｉｖｅは基準値を超えてしまう。従って、エンジン２００の動作点変更は、その時点の機関回転速度ＮＥと、出力軸７００の要求トルクとに基づいて規定される駆動可能域到達時間Ｔｄｒｉｖｅが、基準値未満となる場合に許容される。図示ハッチング領域が選択不可領域である。
【０１２４】
一方で、駆動可能域到達時間Ｔｄｒｉｖｅが基準値未満であっても、その間にキャパシタ１３に蓄積される電力がキャパシタ１３の電力容量を超えてしまうと、キャパシタ１３が過充電となりかねない。従って、実際には、図示ハッチング領域としての選択不可領域があり、キャパシタ１３に供給される回生エネルギがハッチング領域に達さない範囲でのみエンジン２００の動作点変更が許可される。これらの点を参酌すると、図８において、動作点変更は、ＮＥ１以上ＮＥ２未満の動作領域で許可される。また、回転速度及びトルクの低下幅もまた、図８に例示される関係から決定される。
【０１２５】
尚、図８は、エンジン最大トルクＴｅｍａｘの特性であるが、元より発進時にエンジン２００が最大トルクＴｅｍａｘを出力してはＭＧ１の回生電力が上昇してしまうから、より低トルク側で図８に類する関係が規定されてもよい。即ち、エンジン２００の動作点変更は、動作点変更によって、キャパシタ１３に過剰な電力供給が生じず、且つＭＧ２が所定時間内に駆動域に到達し得る範囲で、出力軸７００の要求トルク、機関回転速度ＮＥ、エンジントルクＴｅ等各種動作条件に基づいて総合的に判断される性質のものである。
＜第２実施形態＞
ハイブリッド駆動装置の構成は、第１実施形態に係るハイブリッド駆動装置１０のものに限定されない。ここで、図９を参照し、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド駆動装置２０の構成について説明する。ここに、図１４は、ハイブリッド駆動装置２０の構成を概念的に例示してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【０１２６】
図９において、ハイブリッド駆動装置２０は、モータジェネレータＭＧ２と出力軸７００との間に、ＥＣＴ４００の如き変速装置を有しておらず、ＭＧ２は、ＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２を減速可能な減速機構２１を介して出力軸７００と連結される構成となっている。即ち、この場合、出力軸７００が、本発明に係る「駆動軸」の一例として機能する。このような構成においても無論、上述の保護制御を適用することが可能である。
【０１２７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、電力回生可能な回転電機と、当該電力回生に伴う回生電力により充電可能な複数の蓄電手段とを有する車両に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…変速装置、５００…駆動軸、６００…入力軸、７００…出力軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図５】
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【図８】
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