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JP3412352B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

車両用駆動装置の制御装置

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Publication number
JP3412352B2
JP3412352B2 JP20823595A JP20823595A JP3412352B2 JP 3412352 B2 JP3412352 B2 JP 3412352B2 JP 20823595 A JP20823595 A JP 20823595A JP 20823595 A JP20823595 A JP 20823595A JP 3412352 B2 JP3412352 B2 JP 3412352B2
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JP
Japan
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output
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shift
output value
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JP20823595A
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English (en)
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JPH0958301A (ja
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繁男 都築
悟 田中
毅 原
学 渡辺
賢司 表
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Aisin AW Co Ltd
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Aisin AW Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用駆動装置の
制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術として、エ
ンジンと変速機の間にパワートランスミッションと、こ
のパワートランスミッションに接続されたモータ/発電
機とを備えてなる車輌用駆動装置がある。この駆動装置
は、車両を発進させる際に、パワートランスミッション
部をスプリット状態にして、エンジンの出力トルクの反
力をモータ/発電機に出力させ、さらに発電機として作
動させて出力軸の回転数を徐々に上げていき、車両を発
進させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、モータ/発電機がエンジンの反力トル
クと車速に応じた回転数を出力する必要があるが、例え
ば、停止状態からアクセルペダルを強く踏み込んだ急発
進の時などでは、エンジンの出力トルクが大きくなるた
め、モータ/発電機は反力トルクを出力することができ
なくなる場合がある。その場合、エンジンの出力をモー
タ/発電機が受け持つことができなくなるため、エンジ
ンは空吹けする恐れがある。
【0004】これを防止するために、モータ/発電機を
大きくしたり、また、エンジンのアクセル開度を制御す
るスロットル制御機構(例えば、サブスロットル機構
等)を設けることが考えられるが、いずれの場合にも、
装置の大型化、複雑化およびコストアップを招くことに
なる。そこで、本発明は、エンジン、モータジェネレー
タ及びプラネタリギヤを有してなる車両用駆動装置にお
いて、エンジンをより効率良く運転させることで、より
一層の燃費向上と、装置の小型化及び簡略化によってコ
ストダウンを図り得る車両用駆動装置の制御装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕モータ及び発電機として作動するモータジェネレ
ータ(5)と、少なくとも3つの回転要素(21,2
2,23)からなるプラネタリギヤと、エンジン(1)
に最良燃費曲線上の目標出力値を出力させるエンジン制
御手段(8)と、前記モータジェネレータ(5)を制御
するモータジェネレータ制御手段(10)とを備え、前
記プラネタリギヤは、第1の回転要素(21)を前記エ
ンジン(1)の出力軸(3)に連結し、前記第1の回転
要素(21)と、反力関係になる第2の回転要素(2
2)を前記モータジェネレータ(5)に連結し、第3の
回転要素(23)を車輪に動力を伝達する出力部材(2
6)に連結してなる車両用駆動装置において、前記モー
タジェネレータ制御手段(10)は、前記エンジン
(1)の目標出力値に対応する前記モータジェネレータ
(5)の出力値が前記モータジェネレータ(5)の出力
可能領域内である時には、前記モータジェネレータ
(5)に前記エンジン(1)の出力トルクに応じた反力
トルクを出力させると共に、前記エンジン(1)の目標
出力値に対応する前記モータジェネレータ(5)の出力
値が前記モータジェネレータの(5)出力可能領域を越
える時には、前記エンジンの(1)目標出力値をこの目
標出力値に対応する前記モータジェネレータ(5)の出
力値が前記モータジェネレータ(5)の出力可能領域内
になるように変更し、この変更された目標出力値に応じ
て前記モータジェネレータ(5)の出力を変更するよう
にしたものである。
【0006】〔2〕上記〔1〕記載の車両用駆動装置の
制御装置において、前記モータジェネレータ制御手段
(10)は、前記エンジン(1)の目標出力値に対応す
る前記モータジェネレータ(5)の出力値が前記モータ
ジェネレータ(5)の出力可能領域を越える時には、前
記エンジンの(1)目標出力値をこの目標出力値に対応
する前記モータジェネレータ(5)の出力値が前記モー
タジェネレータ(5)の最大出力可能曲線上になるよう
に変更し、この変更された目標出力値に応じて前記モー
タジェネレータ(5)の出力を変更するようにしたもの
である。
【0007】〔3〕上記〔1〕又は〔2〕記載の車両用
駆動装置の制御装置において、前記出力部材に連結され
ると共に、複数の変速段が達成可能な自動変速機(4)
と、この自動変速機(4)を前記モータジェネレータ
(5)の出力が、現在の変速段よりも小さくなる変速段
に変速させる変速制御手段(10)とを設けるようにし
たものである。
【0008】〔4〕上記〔3〕記載の車両用駆動装置の
制御装置において、アクセル開度を検出するアクセルセ
ンサ(12)と、車速を検出する車速センサ(14)と
を有し、前記変速制御手段(10)は、前記アクセルセ
ンサ(12)および車速センサ(14)からの出力信号
によりアクセル開度および車速によって複数の変速段の
変速点を設定する変速マップを有するようにしたもので
ある。
【0009】〔5〕上記〔3〕記載の車両用駆動装置の
制御装置において、変速制御手段(10)は、複数の変
速段それぞれでの前記モータジェネレータ(5)の出力
を演算によって求める演算手段と、この演算手段による
演算の結果、前記モータジェネレータ(5)の出力が最
小となる変速段を選択する選択手段とを有するようにし
たものである。
【0010】〔6〕上記〔3〕、〔4〕又は〔5〕記載
の車両用駆動装置の制御装置において、アクセル開度を
検出するアクセルセンサ(12)を有し、前記変速制御
手段(10)は、アクセル開度の変化の度合が所定値以
上の時には、アクセル開度の変化の度合に応じて変速さ
せる要求変速手段を有するようにしたものである。 〔7〕上記〔3〕、〔4〕又は〔5〕記載の車両用駆動
装置の制御装置において、前記モータジェネレータ
(5)の発電により得られた電力を蓄えると共に、前記
モータジェネレータ(5)を駆動させるための電力を供
給するバッテリ(7)と、このバッテリの残存量を検出
するバッテリ残量検出手段(17)を有し、前記変速制
御手段(10)は、前記バッテリ残量検出手段(17)
からの出力信号により、バッテリ残存量が適性範囲内に
なるように、変速させる変速補正手段を有するようにし
たものである。
【0011】
【作用及び発明の効果】
〔1〕請求項1記載の車両用駆動装置の制御装置によれ
ば、エンジン(1)をアクセル開度に応じた最良燃費曲
線上で運転させるので、燃費を向上させることができ
る。また、プラネタリギヤ部をスプリット状態にした時
には、モータジェネレータ(5)を発電させることで、
プラネタリギヤの第2の回転要素(22)の運動エネル
ギーを電力として蓄えることができ、その電力を補機の
駆動やエンジン(1)の補佐として有効的に用いること
ができる。また、エンジン(1)の目標出力値に対応す
るモータジェネレータ(5)の出力値がモータジェネレ
ータ(5)の出力可能領域を超えた時には、エンジン
(1)の目標出力値をこの目標値に対応するモータジェ
ネレータ(5)の出力値が出力可能領域内になるように
変更して、エンジン(1)がその変更された目標出力値
で作動できるように、モータジェネレータ(5)の出力
を変更させるので、モータジェネレータ(5)は必要最
小限の容量で足りる。また、エンジン(1)はモータジ
ェネレータ(5)の出力の変更によって出力値が変更さ
れるので、サブスロットル機構等のスロットル制御機構
を付加する必要がなくなる。従って、装置の小型化と簡
略化を図ることができる。
【0012】〔2〕請求項2記載の車両用駆動装置の制
御装置によれば、前記エンジン(1)の目標出力値をこ
の目標出力値に対応するモータジェネレータ(5)の出
力値が最大出力可能曲線上の値になるように変更するの
で、前記エンジン(1)の最良燃費曲線に最も近くに設
定でき、燃料消費量をできるだけ少なくすることができ
る。また、エンジン(1)の目標出力値の変更によるエ
ンジン(1)の出力トルクの減少も最小限に抑えること
ができる〔モータジェネレータ(5)の出力可能領域内
でも、最良燃費曲線に最も近くなる出力可能曲線上の点
に変更することができる〕。
【0013】〔3〕請求項3記載の車両用駆動装置の制
御装置によれば、スプリット状態の時には、モータジェ
ネレータ(5)は、エンジン(1)の出力トルクの反力
トルクを出力するとともに、車速に応じた回転数を変更
させているが、車速ゼロの発進時にはモータジェネレー
タ(5)が連結される第2の回転要素(22)は逆回転
しており、発電により運動エネルギーを回収することで
回転はゼロになろうとする。そして、車速が増し、回転
数がゼロになると、今度は前記モータジェネレータ
(5)がモータとして第2の回転要素(22)を正方向
に駆動させる。
【0014】しかし、モータジェネレータ(5)によっ
て運動エネルギーを電力に、電力を運動エネルギーに変
換する際には、モータジェネレータ(5)の変換効率に
より、回収した運動エネルギーを100%電力に変換す
ることができない。つまり、多くのエネルギーを回収し
ても、変換時にエネルギーを損失することになる。そこ
で、モータジェネレータ(5)の出力を少なくすること
で、変換効率によるエネルギーの損失を最小にすること
ができる。また、モータジェネレータ(5)の仕事量を
少なくすることで、エンジン(1)とモータジェネレー
タ(5)の駆動バランスを保ち、バッテリ(7)の充電
量の増減を抑え、燃費を向上させることができる。
【0015】自動変速機をアップシフトさせれば、自動
変速機(4)の入力回転数が下がるので、モータジェネ
レータ(5)の回転数も下がる。また、ダウンシフトさ
せれば、入力回転数が上がり、モータジェネレータ
(5)の回転数も上がる。つまり、モータジェネレータ
(5)の出力トルクを一定とすれば自動変速機(4)を
変速させることで、モータジェネレータ(5)の出力を
変更させることができる。そこで、本発明はモータジェ
ネレータの出力が小さくなるように変速制御手段(1
0)によって変速される。従って、モータジェネレータ
(5)の変換効率によるエネルギーの損失を削減し、さ
らに、燃費を向上させることができる。
【0016】〔4〕請求項4記載の車両用駆動装置の制
御装置によれば、モータジェネレータ(5)の出力が小
さくなるように、予め設定された変速マップに基づいて
変速を行うので制御が簡単になる。 〔5〕請求項5記載の車両用駆動装置の制御装置によれ
ば、それぞれの変速段でのモータジェネレータ(5)の
出力値を演算手段によって求め、選択手段がその中から
最小となる変速段を選択するので、確実にモータジェネ
レータの出力を小さくすることができる。
【0017】〔6〕請求項6記載の車両用駆動装置の制
御装置によれば、アクセル開度の変化の度合が大きい時
には、運転者の要求する加速度を出力するために、アク
セル開度が正方向に変化した時には、ダウンシフトさせ
る(キックダウンシフト)。また、アクセル開度が負方
向に変化した時には、アップシフトさせる(オフアップ
シフト)。これにより、運転者の意図に合った加速度を
得ることができる。
【0018】〔7〕請求項7記載の車両用駆動装置の制
御装置によれば、バッテリ(7)の残存量を検出し、残
存量が適性範囲内(残量:60〜85%)にあれば、エ
ンジンの出力とモータジェネレータの出力のバランスが
取れた状態で、つまり、エンジンの燃料消費を最小限に
抑え、かつモータジェネレータの駆動によるバッテリの
電力を消費し過ぎていない状態と判断でき、燃費を向上
させることができるので、バッテリの残存量が適性範囲
内になるように変速させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。本発明の実施例を示す車両
制御について説明する。図1は本発明の実施例を示す車
両用駆動装置の全体構成図、図2はその車両用駆動装置
の第1のパワートレーン構成図、図3はその車両用駆動
装置の第2のパワートレーン構成図、図4はその車両用
駆動装置のスプリット部(プラネタリギヤ)とその速度
線図、図5は本発明の実施例を示す車両用駆動装置の制
御方法を示す図である。
【0020】これらの図において、1はエンジン(E/
G)、2はパワートランスミッション(P)であり、詳
細は後述するが、このパワートランスミッション(動力
配分機構)2は少なくとも3つの回転要素からなる、プ
ラネタリギヤと、この回転要素を選択的に連結・解放す
る係合手段、つまり、入力クラッチC1 24、直結クラ
ッチCd25とを有する。4はパワートランスミッショ
ン2に連結される自動変速機(T/M)、5はモータと
発電機として作動するモータジェネレータ(M/G)で
あり、パワートランスミッション2に連結される。6は
モータジェネレータ5に接続されるインバータ、7はそ
のインバータ6に接続されるバッテリ、8はエンジン1
を制御するためのエンジン用電子制御装置(E/G・E
CU)、10はモータジェネレータ・変速機用電子制御
装置(M/G&T/M・ECU)、11はエンジン回転
数センサ、12はアクセルセンサ、13はブレーキ踏力
センサ、14は車速センサ、15はモータジェネレータ
回転数センサ、16はシフト位置センサ、17はバッテ
リ残量検出手段、18はバッテリ温度センサ、19は車
輪である。
【0021】なお、自動変速機(T/M)4は、C0ク
ラッチ、C1クラッチ、C2クラッチ、F0ワンウェイ
クラッチ、F1ワンウェイクラッチ、F2ワンウェイク
ラッチ、B0ブレーキ、B1ブレーキ、B2ブレーキ、
B3ブレーキ、プラネタリギヤPG1〜PG3、また
は、Brブレーキ等を備えた4速自動変速機構を有して
いる。
【0022】このように、本発明の車両用駆動装置とし
ては、エンジン1と、このエンジン1の出力軸3に連結
され、動力を配分する動力配分機構としてのパワートラ
ンスミッション2と、このパワートランスミッション2
に連結されるモータジェネレータ5を備え、このモータ
ジェネレータ5の発電による電力をインバータ6を介し
て蓄え、駆動のための電力を供給するバッテリ7と、こ
のバッテリの残存量を検出するバッテリ残量検出手段1
7と、このバッテリ残量検出手段17からの出力信号に
より、エンジン1とモータジェネレータ5とパワートラ
ンスミッション2とを制御する制御手段を備え、プラネ
タリギヤは第1の回転要素(リングギヤ)21をエンジ
ン1の出力軸3に連結し、第1の回転要素21の反力関
係となる第2の回転要素(サンギヤ)22をモータジェ
ネレータ5に連結し、複数のピニオンギヤ27を支持す
る第3の回転要素(キャリア)23を車輪19に動力を
伝達する出力部材26に連結するようにしている。な
お、24は入力クラッチCi、25は直結クラッチCd
である。
【0023】ここで、図2に示す車両用駆動装置の第1
のパワートレーンは、プラネタリギヤと入力クラッチC
i24及び出力クラッチCd25からなるパワートラン
スミッション2に従来公知の4速用自動変速機を備えて
おり、その変速作動は従来公知のものと同様であるの
で、説明は省略する。図3に示す第2のパワートレーン
は、従来公知の4速用自動変速機の後退用摩擦係合要素
を削除し、後退用摩擦係合要素をパワートランスミッシ
ョン2に設けている(リバースブレーキBr)。そのた
め、後退時には、入力クラッチCi24を解放し、リバ
ースブレーキBrを係合させて、モータジェネレータ5
を逆回転駆動させて、自動変速機側は前進段のままで後
進を達成させている。なお、前進走行時の変速作動は従
来公知のものと同様であるので、詳細な説明は省略す
る。
【0024】〔A〕そこで、本発明によれば、モータジ
ェネレータ5によるエンジンの作動点制御において、モ
ータジェネレータ制御手段10は、エンジン1の目標出
力値に対応するモータジェネレータ5の出力値がモータ
ジェネレータ5の出力可能領域内の時には、モータジェ
ネレータ5にエンジン1の出力トルクに応じた反力トル
クを出力させると共に、エンジン1の目標出力値に対応
するモータジェネレータ5の出力値がモータジェネレー
タ5の出力可能領域を越える時には、エンジン1の目標
出力値をこの目標出力値に対応するモータジェネレータ
5の出力値がモータジェネレータ5の出力可能領域内に
なるように変更し、この変更された目標出力値に応じて
モータジェネレータ5の出力を変更するようにしたもの
である。
【0025】図4(b)は、エンジンの出力トルクTE
を一定にした時の速度線図とモータジェネレータ5の出
力可能領域を示している。この図4(b)において、a
線でのエンジン出力値では、その出力値に対応するモー
タジェネレータの出力値が出力可能領域内であるが、b
線に示すエンジン出力値では、モータジェネレータの出
力値が領域外になる。尚、モータジェネレータの出力可
能領域は、モータ駆動時の最大出力+PMMAXと発電時の
最大出力−PMMAXとの間の領域である。
【0026】また、図4(a)に示すプラネタリギヤを
スプリット状態に連結した時には、エンジンの出力は、
モータジェネレータが吸収すべき分と車両の走行抵抗に
よって消費される分とに分けられる。そこで、図5は、
エンジンの出力作動線と、モータジェネレータの最大出
力と走行抵抗との和を示す曲線とを重ね合わせて示して
いる。この図によると、エンジンの目標出力値に対応す
るモータジェネレータの出力値に変換することなく、エ
ンジンの目標出力値とモータジェネレータの出力可能領
域とを直接比較することができる。
【0027】図5において、Aはエンジンの最良燃費曲
線、Bはモータジェネレータの最大出力値と走行抵抗と
の和を示す曲線、Cはアクセルペダルをフルに踏み込ん
だ時のエンジンの作動曲線、Dはアクセル開度Acc1
(出力可能領域外)での作動曲線、Eはアクセル開度A
cc0 (出力可能領域内)での作動曲線、Fはエンジン
の目標出力値の変更、Gは実際のエンジンの出力の移
動、Hはアクセル開度Acc0 からAcc1 への変更を
示している。
【0028】図5に示すように、アクセル開度Acc0
の時には、エンジン目標出力値P1が曲線B内の領域に
あるので、エンジンを最良燃費曲線A上で、作動するこ
とができる。しかしアクセル開度がAcc1 の時にはエ
ンジン目標出力値P2 が最良燃費曲線上では、曲線Bの
領域を越えてしまっている。そのため、等アクセル開度
の曲線D上で、曲線Bの領域内になるように、エンジン
目標出力値をP2 からP3 に変更し、エンジンが目標出
力値P3 で作動できるようにモータジェネレータの出力
値を変更する。
【0029】実際には、エンジンはアクセル開度がAc
0 からAcc1 に変更された時には、曲線G上を動
き、曲線B領域を越えることがない。また、曲線Bはモ
ータジェネレータの最大出力値と走行抵抗の和であり、
この走行抵抗は、車速による抵抗(空気抵抗)、転がり
抵抗、加速抵抗及び登坂抵抗の和で表せる。そのため、
車速ゼロの発進時には、走行抵抗はゼロなので、曲線B
はモータジェネレータが持つ最大出力値になり、車速、
加速度、坂路等により走行抵抗が増加するにつれて、曲
線Bの領域は大きくなっていく。
【0030】このように構成したので、エンジン1をア
クセル開度に応じた最良燃費曲線A上で運転させるの
で、燃費を向上させることができる。また、プラネタリ
ギヤ部をスプリット状態にした時には、モータジェネレ
ータ5を発電させることでプラネタリギヤの第2の回転
要素22の運動エネルギーを電力として蓄えることがで
き、その電力を補機の駆動やエンジン1の補佐として有
効的に用いることができる。また、エンジン1の目標出
力値に対応するモータジェネレータ5の出力値がモータ
ジェネレータ5の出力可能領域を越えた時には、エンジ
ン1の目標出力値をこの目標出力値に対応するモータジ
ェネレータ5の出力値が出力可能領域内になるように変
更して、エンジン1がその変更された目標出力値で作動
できるように、モータジェネレータ5の出力を変更させ
るので、モータジェネレータ5は必要最小限の容量で足
りる。また、エンジン1はモータジェネレータ5の出力
の変更によって出力値が変更されるので、サブスロット
ル機構等のスロットル制御機構を付加する必要がなくな
る。
【0031】〔B〕次に、エンジンの目標値の変更に関
して、上記〔A〕の構成に加えて、モータジェネレータ
制御手段10は、エンジン1の目標出力値に対応するモ
ータジェネレータ5の出力値がモータジェネレータ5の
出力可能領域を越える時には、エンジン1の目標出力値
をこの目標出力値に対応するモータジェネレータ5の出
力値が、モータジェネレータ5の最大出力可能曲線上に
なるように変更し、この変更された目標出力値に応じ
て、モータジェネレータ5の出力を変更可能にする。
【0032】このように構成したので、エンジン1の目
標出力値をこの目標出力値に対応するモータジェネレー
タ5の出力値が最大出力可能曲線上の値になるように変
更するので、エンジン1の最良燃費曲線Aに最も近くに
設定することができ、燃料消費量をできるだけ少なくす
ることができる。また、エンジン1の目標出力値の変更
によるエンジン出力トルクの減少も最小限に抑えること
ができる(モータジェネレータ5の出力可能領域内でも
最良燃費曲線Aに最も近くなる出力可能曲線上の点に変
更する)。
【0033】〔C〕次に、変速点制御に関して、上記
〔A〕又は〔B〕の構成に加え、出力部材26に連結さ
れると共に、複数の変速段が達成可能な自動変速機4
と、この自動変速機4をモータジェネレータ5の出力
が、現在の変速段よりも小さくなる変速段に変速させる
変速制御手段を有する。このように構成したので、スプ
リット状態の時には、モータジェネレータ5は、エンジ
ン1の出力トルクの反力トルクを出力するとともに、車
速に応じた回転数を変更させているが、車速ゼロの発進
時には、モータジェネレータ5が連結される第2の回転
要素22は逆回転しており、発電により運動エネルギー
を回収することで回転はゼロになろうとする。そして、
車速が増し、回転数がゼロになると、今度はモータジェ
ネレータ5がモータとして第2の回転要素22を正方向
に駆動させる。 しかし、モータジェネレータ5によっ
て運動エネルギーを電力に、電力を運動エネルギーに変
換する際には、モータジェネレータ5の変換効率によ
り、回収した運動エネルギーを100%電力に変換する
ことができない。つまり、多くのエネルギーを回収して
も、変換時にエネルギーを損失することになる。
【0034】そこで、本発明は、モータジェネレータ5
の出力を少なくすることで、変換効率によるエネルギー
の損失を最小にすることができる。また、モータジェネ
レータ5の仕事量を少なくすることで、エンジン1とモ
ータジェネレータ5の駆動バランスを保ち、バッテリ7
の充電量の増減を抑え、燃費を向上させることができ
る。
【0035】自動変速機4をアップシフトさせれば、自
動変速機4の入力回転数が下がるので、モータジェネレ
ータ5の回転数も下がる。また、ダウンシフトさせれ
ば、入力回転数が上がり、モータジェネレータ5の回転
数も上がる。つまり、モータジェネレータ5の出力トル
クを一定とすれば自動変速機4を変速させることで、モ
ータジェネレータ5の出力を変更させることができる。
そこで、本発明はモータジェネレータ5の出力が小さく
なるように変速制御手段によって変速される。従って、
モータジェネレータ5の変換効率によるエネルギーの損
失を削減し、さらに、燃費を向上させることができる。
【0036】〔D〕次に、変速マップによる変速点制御
に関して、上記〔A〕の構成に加え、アクセル開度を検
出するアクセルセンサ12と、車速を検出する車速セン
サ14とを有し、変速制御手段10は、前記アクセルセ
ンサ12および車速センサ14からの出力信号によりア
クセル開度および車速によって複数の変速段の変速点を
設定する変速マップを有する。
【0037】このように構成したので、変速マップによ
る変速点制御において、モータジェネレータ5の出力が
小さくなるように、予め設定された変速マップに基づい
て変速を行うことができ、制御が簡単になる。 〔E〕次に、演算による変速点制御に関して、上記
〔C〕の構成に加え、変速制御手段10は、複数の変速
段それぞれでのモータジェネレータ5の出力を演算によ
って求める演算手段と、この演算手段による演算の結
果、前記モータジェネレータ5の出力が最小となる変速
段を選択する選択手段とを有する。
【0038】このように構成したので、演算による変速
点制御において、それぞれの変速段でのモータジェネレ
ータ5の出力値を演算手段によって求め、選択手段がそ
の中から最小となる変速段を選択するので、確実にモー
タジェネレータの出力を小さくすることができる。 〔F〕次に、要求による加速度変速に関して、上記
〔C〕、〔D〕又は〔E〕の構成に加え、アクセル開度
を検出するアクセルセンサ12を有し、変速制御手段1
0は、アクセルセンサ12からの出力信号によりアクセ
ル開度の変化の度合が所定値以上の時には、アクセル開
度の変化の度合に応じて変速させる要求変速手段を有す
るようにしたものである。
【0039】上記のように構成したので、要求加速度変
速において、アクセル開度の変化の度合が大きい時に
は、運転者の要求する加速度を出力するために、アクセ
ル開度が正方向に変化した時には、ダウンシフトさせる
(キックダウンシフト)。また、アクセル開度が負方向
に変化した時には、アップシフトさせる(オフアップシ
フト)。これにより、運転者の意図に合った加速度を得
ることができる。
【0040】〔G〕次に、SOCによる変速補正に関し
て、上記〔C〕、〔D〕又は〔E〕の構成に加え、バッ
テリ7の残存量を検出するバッテリ残量検出手段17を
有し、前記変速制御手段10は、前記バッテリ残量検出
手段17からの出力信号により、バッテリ残量が適性範
囲内になるように、変速させる変速補正手段を有するよ
うにしたものである。
【0041】上記のように構成したので、SOCによる
変速補正において、バッテリ7の残存量を検出し、残存
量が適性範囲内(残量:60〜85%)にあれば、エン
ジン1の出力とモータジェネレータ5の出力のバランス
がとれた状態で、つまり、エンジン1の燃料消費を最小
限に抑え、かつモータジェネレータ5の駆動により、バ
ッテリ7の電力を消費し過ぎていない状態と判断でき、
燃費を向上させることができるので、バッテリ7の残存
量が適性範囲内になるように変速させることができる。
【0042】〔H〕また、上記〔C〕及び〔G〕に関し
て、本発明の駆動装置には、車両を駆動させるための動
力として、燃料を消費して作動するエンジン1と、バッ
テリ7の電力を消費して作動するモータジェネレータ5
とを搭載している。そのため、燃費を向上させるため
に、エンジン1の作動を抑えてモータを多用したり、ま
た、バッテリ7の充電量を多くするために、エンジン1
の駆動を多くしたりすることができる。しかし、装置全
体で見ると、どちらか一方を多用することは、エネルギ
ー(燃料と電力)を無駄に使っていることになる。つま
り、モータを多用することで、燃費(燃料消費量)は向
上するが、その分、電力を必要以上に消費するために、
装置全体として、燃費(エネルギー消費量)は、悪化さ
せていることになる。
【0043】そのため、上記〔C〕において、モータジ
ェネレータ5の出力を小さくなるように変速させること
で、モータジェネレータ5の発電と駆動とのバランスを
保っている(駆動状態と発電状態の配分を等しくするこ
とができ、バッテリ7の充電量をほぼ一定にしてい
る)。また、上記〔G〕において、バッテリ7の残存量
を直接検出して、モータジェネレータ5の発電と駆動の
バランスを保っている。
【0044】以下、上記した車両用駆動装置の制御装置
の各制御例についてフローチャートに基づいて説明す
る。図6は本発明の実施例を示す車両制御(メインルー
チン)フローチャートである。 (1)まず、シフト位置センサ16からの情報により選
択されたレンジが前進レンジ(D、2、L)か否かをチ
ェックする(ステップS1)。
【0045】(2)次に、ステップS1において、YE
Sの場合には、アクセルセンサ12からの情報によりア
クセルペダルが操作されているか否かをチェックする
(ステップS2)。 (3)次に、ステップS2において、YESの場合、つ
まり、アクセルセンサ12からの情報によりアクセル操
作がされている場合には、走行制御のサブルーチンに入
る(ステップS3)。
【0046】(4)ステップS2において、NOの場
合、つまり、アクセル操作がされていない場合には、車
速センサ14からの情報により車速Vsが所定車速Vs
s(ほとんどゼロに近い値)以上か否かをみる(ステッ
プS4)。 (5)ステップS4において、YESの場合には、ブレ
ーキ踏力センサ13からの情報によりブレーキペダルが
踏まれているか否かをみる(ステップS5)。
【0047】また、ステップS4において、NOの場合
には、終了にする。 (6)ステップS5において、YESの場合、つまり、
ブレーキペダルが踏まれている場合には、ブレーキの踏
み込み量に応じた回生ブレーキを制御するサブルーチン
に入る(ステップS6)。 (7)ステップS5において、NOの場合、つまり、ブ
レーキペダルが踏まれていない場合には、エンジンブレ
ーキ相当の回生ブレーキを制御するサブルーチンに入る
(ステップS7)。
【0048】(8)ステップS1において、NOの場合
には、つまり、レンジが前進レンジでない場合には、リ
バースモードのサブルーチンに入る(ステップS8)。
次に、本発明の実施例を示す走行制御について説明す
る。図7は本発明の実施例を示す走行制御(サブルーチ
ン)フローチャートである。
【0049】(1)まず、アクセルセンサ12及び車速
センサ14からの情報によりアクセル開度Accと車速
Vsを読み込む(ステップS11)。 (2)次いで、アクセル開度Accと車速Vsとによっ
て、予め設定されている走行パターンマップ(図13)
により、走行モードを決定する(ステップS12)。な
お、この走行パターンマップは、それぞれのモードの切
り換えが加速の時と減速の時とで異なるポイントで起こ
るように加速時切換線(太線)と減速時切換線(一点
線)とが設定されている。また、各モードには、後述す
る変速機の変速点が設定されている(変速マップ)。
【0050】(3)モータモードにする。つまり、入力
クラッチCi24をOFF、直結クラッチCd25をO
N、リバースブレーキBrをOFFにする(ステップS
13)。 (4)モータモード処理に入る(ステップS14)。 (5)パワースプリットモードにする。つまり、入力ク
ラッチCi24をON、直結クラッチCd25をOF
F、リバースブレーキBrをOFFにする(ステップS
15)。
【0051】(6)パワースプリットモード処理に入る
(ステップS16)。 (7)パラレルハイブリッドモード(PHモード)にす
る。つまり、入力クラッチCi24をON、直結クラッ
チCd25をON、リバースブレーキBrをOFFにす
る(ステップS17)。ここで、パラレルハイブリッド
モードとは、スプリット部を直結し、エンジン1とモー
タジェネレータ5を共用するモードを言う。
【0052】(8)パラレルハイブリッドモード(PH
モード)処理に入る(ステップS18)。 (9)エンジンモードにする。つまり、入力クラッチC
i24をON、直結クラッチCd25をON、リバース
ブレーキBrをOFFにする(ステップS19)。
【0053】(10)エンジンモード処理に入る(ステ
ップS20)。次に、本発明の実施例を示すパワースプ
リットモード(シフトスケジュールによる制御)につい
て説明する。図8は本発明の実施例を示すシフトスケジ
ュールによる制御(サブルーチン)フローチャートであ
る。
【0054】(1)まず、アクセルセンサ12よりアク
セル開度Acc、車速センサ14より車速Vsを読込む
(ステップS21)。 (2)次に、自動変速機4の出力スピードNOUT を車速
Vs及び換算係数Kより演算にて求める(ステップS2
2)。
【0055】(3)次いで、図13の走行パターンマッ
プのパラレルハイブリッドモード領域にモータジェネレ
ータの出力が小さくなるように予め設定された変速マッ
プにより、ステップS21及びS22で求めたアクセル
開度Acc及び出力スピードNOUT に応じた自動変速機
4の変速段(ギヤ比)ITMを決定する(ステップS2
3)。
【0056】(4)次いで、ステップS23で決定した
ギヤ比ITMと出力回転数NOUT から自動変速機4の入力
回転数NC を求める(ステップS24)。 (5)次に、予め設定されたエンジンマップより、アク
セル開度Accに応じたエンジン1の出力トルクTE
び、エンジン回転数NE を決定する(ステップS2
5)。すなわち、アクセル開度、エンジンマップからエ
ンジン1の目標作動点を決める。
【0057】(6)次に、エンジンの出力トルクTE
り自動変速機4の入力トルクTC とモータジェネレータ
(M/G)5のトルクTM を演算にて求める。さらに、
求めた自動変速機4の入力トルクTC とギヤ比ITMから
自動変速機4の出力トルクT OUT を演算にて求める(ス
テップS26)。 (7)次に、ステップS24及びS25で求めた自動変
速機4の入力回転数N C とエンジン回転数NE よりモー
タジェネレータ回転数NM を演算にて求める。さらに、
モータトルクTM とM/G回転数NM よりモータの出力
(パワー)PMを求める(ステップS27)。つまり、
モータが負担すべきモータトルクTM 、モータ回転数N
M 、モータの出力PM を演算する。
【0058】(8)次に、ステップS27で求めたモー
タの出力PM がモータの最大出力P MMAX以下か否かをみ
る(ステップS28)。つまり、モータ出力はモータ容
量以下か否かをチェックする。 (9)次に、ステップS28において、YESの場合に
は、エンジン1、モータジェネレータ5、自動変速機4
にステップS23〜S27で求めたトルク、回転数、変
速段を出力するように制御する(ステップS29)。す
なわち、E/G1、M/G5、T/M4を上で求めた作
動点になるように制御する。
【0059】(10)ステップS28において、NOの
場合には、PM がPMMAX以下になるように、エンジン1
の出力を再調整する(ステップS30)。すなわち、エ
ンジン1の目標作動点を下げて演算しなおす。この制御
を以下サブルーチンにて説明する。本発明の実施例を示
すエンジン出力調整処理サブルーチンについて説明す
る。
【0060】図9は本発明の実施例を示すエンジン出力
調整処理フローチャートである。 (1)まず、エンジン回転数NE を、予め設定した所定
値A分だけ下げる(ステップS31)。 (2)予め設定されたエンジンマップより、アクセル開
度Acc及びエンジン回転数NE に応じたエンジンの出
力トルクTE を決定する(ステップS32)。
【0061】(3)ステップS26と同様に自動変速機
4の入力トルクTc 、自動変速機4の出力トルク
out 、モータトルクTM を演算にて求める(ステップ
S33)。 (4)次に、ステップS27と同様にモータ回転数NM
を求める(ステップS34)。以下、変化量ΔAccに
よる制御の場合を説明する。
【0062】(5)次に、ステップS27と同様にモー
タの出力PM を求める(ステップS35)。すなわち、
ステップS33〜S35において、モータが負担すべき
モータトルクTM 、モータ回転数NM 、モータの出力P
M を演算しなおす。 (6)ステップS35で求めたモータの出力PM が最大
値PMMAX以下か否かをチェックする。YESの場合には
リターンし、NOの場合には、ステップS31に戻って
さらにエンジン回転数NE を小さくして繰り返す。
【0063】本発明の実施例を示すパワースプリットモ
ードサブルーチン(演算制御)について説明する。図1
0は本発明の実施例を示すパワースプリットモードサブ
ルーチン(演算制御)フローチャート(その1)、図1
1は本発明の実施例を示すパワースプリットモードサブ
ルーチン(演算制御)フローチャート(その2)であ
る。
【0064】(1)まず、アクセルセンサ12により、
アクセル開度Acc、車速センサ14より車速Vsを読
み込む(ステップS41)。 (2)次に、自動変速機4の出力回転数NOUT を車速V
s及び換算係数Kより演算にて求める(ステップS4
2)。 (3)次に、変速機ECU10より現在の変速段(ギヤ
比)ITMを求める(ステップS43)。
【0065】(4)次に、アクセル開度の変化量ΔAc
c又はその変化速度ΔAcc/TJ(TJ:判断周期時
間)を演算にて求める(ステップS44)。以下、変化
量ΔAccによる制御の場合を説明する。 (5)次いで、アクセル開度の変化量ΔAccが正側変
化量の規定値ΔAccs1以上か否かをみる(ステップ
S45)。
【0066】(6)ステップS45において、NOの場
合には、アクセル開度の変化量ΔAccが負側変化量の
規定値−ΔAccs2以下か否かをみる(ステップS4
6)。 (7)ステップS46でNO場合には、アクセル開度の
変化量が正側、負側共に小さいということで、通常の変
速段の決定を行う。現在の変速段(ギヤ比ITM)と、1
つ上の変速段(ITM+1)と、1つ下の変速段(ITM
1)での変速機4の入力回転数NC をステップS24と
同様に演算にて求める(ステップS47)。
【0067】ここで、例えば、自動変速機4が4速の場
合、現在の変速段が4速の時には、1つ上の変速段(I
TM+1=5)の演算はしない。また、現在の変速段が1
速の時には1つ下の変速段(ITM−1=0)の演算はし
ない。 (8)ステップS25と同様に、エンジンマップからア
クセル開度Accに応じたエンジンのトルクTE 及びエ
ンジン回転数NE を決定する(ステップS48)。
【0068】(9)次に、ステップS26と同様に自動
変速機4の入力トルクTC 、自動変速機4の出力トルク
OUT (3つの変速段それぞれ)、モータトルクTM
演算にて求める(ステップS49)。 (10)次に、ステップS27と同様にモータ回転数N
M (3つ変速段それぞれ)を求める(ステップS5
0)。 (11)次に、ステップS27と同様にモータの出力P
M (3つの変速段それぞれ)を求める(ステップS5
1)。
【0069】(12)ステップ51で求めた3つのモー
タの出力PM のうちで絶対値が最少になるものPMMを選
択する(ステップS52)。 (13)ステップS46でYESの場合には、アクセル
ペダルを緩めたと判断して、アップシフトさせる。いわ
ゆるオフアップ変速させる(ステップS53)。
【0070】(14)ステップS45において、YES
の場合には、アクセルペダルを強く踏み込んだと判断し
て、出力トルクを増大させるためにダウンシフトさせ
る。いわゆるキックダウン変速させる(ステップS5
4)。 (15)ステップS53及びステップS54で設定した
変速段Jでの自動変速機4の入力回転数NC (J)を求
める(ステップS55)。
【0071】(16)ステップS25と同様に、エンジ
ンマップからアクセル開度に応じたエンジンの出力トル
クTE 及びエンジン回転数NE を決定する(ステップS
56)。 (17)ステップS26と同様に自動変速機4の入力ト
ルクTC 、自動変速機4の出力トルクTOUT 、モータト
ルクTM を演算にて求める(ステップS57)。
【0072】(18)次に、ステップS27と同様にモ
ータ回転数NM を求める(ステップS58)。 (19)次に、ステップS27と同様にモータの出力P
MMを求める(ステップS59)。 (20)次に、ステップS28と同様にステップS52
及びステップS59で求めたモータの出力PMMが最大出
力PMMAX以下か否かをチェックする(ステップS6
0)。
【0073】(21)ステップS60において、NOの
場合にはステップS30と同様にエンジン1の出力調整
処理サブルーチンに入る(ステップS61)。 (22)ステップS60において、YESの場合には、
自動変速機4のギヤ段ITMをステップS52及びステッ
プS59で求めたPMMの変速段に設定する(ステップS
62)。
【0074】(23)次に、ステップS29と同様にエ
ンジン1、モータジェネレータ5、自動変速機4を制御
する(ステップS63)。以上の説明は、アクセル開度
の変化量ΔAccによる制御の場合であるが、アクセル
開度の変化速度ΔAcc/TJによる場合も全く同様で
ある。本発明の実施例を示すSOCによる補正制御につ
いて説明する。
【0075】図12は本発明の実施例を示すSOCによ
る補正処理フローチャートである。 (1)まず、制御目標値決定処理を行う(ステップS7
1)。内容としては、上記したステップS41〜ステッ
プS62参照。 (2)次に、SOCをチェックする。すなわち、下限値
SOC1より小さい場合、下限値SOC1と上限値SO
C2の間、上限値SOC2より大きい場合の3つに分け
る(ステップS72)。
【0076】(3)そこで、下限値SOC1より小さい
場合において、アクセル開度の変化量ΔAccが正側変
化量の規定値ΔAccs1より大きいか否かをチェック
する(ステップS73)。 (4)ステップS73において、NOの場合には、アッ
プシフトITM=ITM+1を行う(ステップS74)。
【0077】(5)ステップS72において、上限値S
OC2より大きい場合には、ダウンシフトITM=ITM
1を行う(ステップS75)。 (6)ステップS72において下限値SOC1と上限値
SOC2の間にある場合、ステップS73においてYE
Sの場合及びステップS75においてダウンシフトを行
った場合はともに、ステップS29及びステップS63
と同様に、エンジン1、モータジェネレータ5、自動変
速機4を制御する(ステップS76)。
【0078】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す車両用駆動装置の全体構
成図である。
【図2】本発明の実施例を示す車両用駆動装置の第1の
パワートレーン構成図である。
【図3】本発明の実施例を示す車両用駆動装置の第2の
パワートレーン構成図である。
【図4】本発明の実施例を示す車両用駆動装置のスプリ
ット部(プラネタリギヤ)とその速度線図である。
【図5】本発明の実施例を示す車両用駆動装置の制御方
法を示す図である。
【図6】本発明の実施例を示す車両制御(メインルーチ
ン)フローチャートである。
【図7】本発明の実施例を示す走行制御(サブルーチ
ン)フローチャートである。
【図8】本発明の実施例を示すシフトスケジュールによ
る制御(サブルーチン)フローチャートである。
【図9】本発明の実施例を示すエンジン出力調整処理フ
ローチャートである。
【図10】本発明の実施例を示すパワースプリットモー
ドサブルーチン(演算制御)フローチャート(その1)
である。
【図11】本発明の実施例を示すパワースプリットモー
ドサブルーチン(演算制御)フローチャート(その2)
である。
【図12】本発明の実施例を示すSOCによる補正処理
フローチャートである。
【図13】本発明の実施例を示す走行モードパターン例
を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン(E/G) 2 パワートランスミッション(P) 3 エンジンの出力軸 4 自動変速機(T/M) 5 モータジェネレータ(M/G) 6 インバータ 7 バッテリ 8 エンジン用電子制御装置(E/G・ECU) 10 モータジェネレータ・変速機用電子制御装置
(E/G&M/G・ECU) 11 エンジン回転数センサ 12 アクセルセンサ 13 ブレーキ踏力センサ 14 車速センサ 15 モータジェネレータ回転数センサ 16 シフト位置センサ 17 バッテリ残量検出手段 18 バッテリ温度センサ 19 車輪 21 第1の回転要素(リングギヤ) 22 第2の回転要素(サンキヤ) 23 第3の回転要素(キャリア) 24 入力クラッチCi 25 直結クラッチCd 26 出力部材 27 ピニオンギヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B60K 6/04 400 B60K 6/04 400 530 530 733 733 17/04 17/04 G 41/00 301 41/00 301A 301B 301D B60L 11/14 B60L 11/14 F02D 29/06 F02D 29/06 D (72)発明者 渡辺 学 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 表 賢司 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−135701(JP,A) 特開 平4−322105(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 6/02 - 6/04 B60L 11/00 - 11/18 F02D 29/00 - 29/06

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ータ及び発電機として作動するモータ
    ジェネレータと、少なくとも3つの回転要素からなるプ
    ラネタリギヤと、エンジンに最良燃費曲線上の目標出力
    値を出力させるエンジン制御手段と、前記モータジェネ
    レータを制御するモータジェネレータ制御手段とを備
    え、前記プラネタリギヤは、第1の回転要素を前記エン
    ジンの出力軸に連結し、前記第1の回転要素と、反力関
    係になる第2の回転要素を前記モータジェネレータに連
    結し、第3の回転要素を車輪に動力を伝達する出力部材
    に連結してなる車両用駆動装置において、前記モータジ
    ェネレータ制御手段は、前記エンジンの目標出力値に対
    応する前記モータジェネレータの出力値が前記モータジ
    ェネレータの出力可能領域内である時には、前記モータ
    ジェネレータに前記エンジンの出力トルクに応じた反力
    トルクを出力させると共に、前記エンジンの目標出力値
    に対応する前記モータジェネレータの出力値が前記モー
    タジェネレータの出力可能領域を越える時には、前記エ
    ンジンの目標出力値を該目標出力値に対応する前記モー
    タジェネレータの出力値が前記モータジェネレータの出
    力可能領域内になるように変更し、該変更された目標出
    力値に応じて前記モータジェネレータの出力を変更する
    ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両用駆動装置の制御装
    置において、モータジェネレータ制御手段は、前記エン
    ジンの目標出力値に対応する前記モータジェネレータの
    出力値が前記モータジェネレータの出力可能領域を越え
    る時には、前記エンジンの目標出力値を該目標出力値に
    対応する前記モータジェネレータの出力値が前記モータ
    ジェネレータの最大出力可能曲線上になるように変更
    し、該変更された目標出力値に応じて前記モータジェネ
    レータの出力を変更するようにしたことを特徴とする車
    両用駆動装置の制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の車両用駆動装置の
    制御装置において、前記出力部材に連結されると共に、
    複数の変速段が達成可能な自動変速機と、該自動変速機
    を前記モータジェネレータの出力が、現在の変速段より
    も小さくなる変速段に変速させる変速制御手段とを有す
    ることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の車両用駆動装置の制御装
    置において、アクセル開度を検出するアクセルセンサ
    と、車速を検出する車速センサとを有し、前記変速制御
    手段は、前記アクセルセンサおよび車速センサからの出
    力信号によりアクセル開度および車速によって複数の変
    速段の変速点を設定する変速マップを具備することを特
    徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の車両用駆動装置の制御装
    置において、前記変速制御手段は、複数の変速段それぞ
    れでの前記モータジェネレータの出力を演算によって求
    める演算手段と、該演算手段による演算の結果、前記モ
    ータジェネレータの出力が最小となる変速段を選択する
    選択手段とを具備することを特徴とする車両用駆動装置
    の制御装置。
  6. 【請求項6】 請求項3、4又は5記載の車両用駆動装
    置の制御装置において、アクセル開度を検出するアクセ
    ルセンサを有し、前記変速制御手段は、前記アクセル開
    度の変化の度合が所定値以上の時には、アクセル開度の
    変化の度合に応じて変速させる要求変速手段を具備する
    ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  7. 【請求項7】 請求項3、4又は5記載の車両用駆動装
    置の制御装置において、前記モータジェネレータの発電
    により得られた電力を蓄えると共に、前記モータジェネ
    レータを駆動させるための電力を供給するバッテリと、
    バッテリの残存量を検出するバッテリ残量検出手段を
    有し、前記変速制御手段は、前記バッテリ残量検出手段
    からの出力信号により、バッテリ残存量が適性範囲内に
    なるように、変速させる変速補正手段を具備することを
    特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
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