パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
【課題】ハイブリッド車の発進時においてエンジン回転数が急増しないようにする。
【解決手段】ＥＣＵは、シフトレバーがＰポジションにあると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、動力分割機構におけるサンギヤに連結された第１ＭＧを駆動するようにキャリアに連結されたエンジンを制御するとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧを制御するステップ（Ｓ１２０）と、ブレーキ操作がなされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、シフト操作がなされることを予想するステップ（Ｓ１４０）と、第１ＭＧを駆動するようにエンジンを制御するとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧを制御することを中止するステップ（Ｓ１６０）とを含む、プログラムを実行する
【解決手段】ＥＣＵは、シフトレバーがＰポジションにあると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、動力分割機構におけるサンギヤに連結された第１ＭＧを駆動するようにキャリアに連結されたエンジンを制御するとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧを制御するステップ（Ｓ１２０）と、ブレーキ操作がなされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、シフト操作がなされることを予想するステップ（Ｓ１４０）と、第１ＭＧを駆動するようにエンジンを制御するとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧを制御することを中止するステップ（Ｓ１６０）とを含む、プログラムを実行する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、エンジンおよび回転電機を動力源として有するパワートレーンを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関および回転電機を駆動源に有するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態に応じて内燃機関および回転電機が使い分けられる。たとえば、高速走行時などにおいては主に内燃機関を用いて走行し、中低速走行時などにおいては主に回転電機を用いて走行する。このようなハイブリッド車の一つに、回転電機を用いて無段変速機として機能する差動機構を備えたものがある。
【０００３】
特開２００５−３３７４９１号公報（特許文献１）は、エンジンに連結された第１要素、第１電動機（回転電機）に連結された第２要素、および第２電動機に連結された第３要素から構成される差動機構を有し電気的な無段変速機として機能する無段変速部と、無段変速部と車輪との間に設けられた変速部（変速機構）とを備えた車両用駆動装置の制御装置を開示する。特許文献１に記載の制御装置は、変速部の変速の際には、無段変速部と変速部とで形成される変速比を連続させるように、変速に同期して無段変速部の変速を実行する無段変速制御部を含む。
【０００４】
この公報に記載の制御装置によれば、無段変速部と変速部とで形成される変速比すなわち無段変速部の変速比と変速部の変速比とに基づいて形成される変速比である総合変速比が連続的に変化される。これにより、変速部の変速前後でエンジン回転速度（回転数）を連続的に変化させて変速ショックが低減される。
【特許文献１】特開２００５−３３７４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特開２００５−３３７４９１号公報に記載の車両用駆動装置のように、２つの回転電機を備えたパワートレーンを有するハイブリッド車においては、たとえばシフトレバーがＰ（パーキング）ポジションにある場合において、一方の回転電機をエンジンにより駆動して発電する場合がある。この場合、特開２００５−３３７４９１号公報に記載の車両用駆動装置のように、エンジンと２つの回転電機とが差動機構を介して連結される無段変速部と車輪との間に有段変速機が設けられた車両において、Ｐ（パーキング）レンジ等に有段変速機がニュートラル状態になる場合には、エンジンの駆動力を発電機として用いる回転電機に効率よく伝達するために、発電しない回転電機に連結された回転要素を停止させることが望ましい。そこで、一方の回転電機を用いて発電する際には、他方の回転電機に連結された回転要素が停止するように他方の回転電機が制御される。しかしながら、回転要素が停止するように回転電機を制御していると、車両の発進時に、車両の駆動源として回転電機を作動させる制御に移行するために回転電機のトルクを一旦「０」にする必要がある。このとき、停止されていた回転要素が自由に回転可能になるため、エンジンの負荷が急減し、エンジン回転数が急増し得る。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン回転数が急増することがないようにすることができるパワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第１の回転電機に連結される第１の回転要素、第２の回転電機に連結される第２の回転要素およびエンジンに連結される第３の回転要素を有する差動機構と、第２の回転要素に連結され、第２の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンの制御装置である。この制御装置は、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御するための制御手段と、運転者のシフト操作を予想するための予想手段と、シフト操作が予想される場合、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御することを中止するための手段とを含む。第４の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第１の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
【０００８】
第１または第４の発明によると、たとえば第１の回転電機を用いて発電する際、第１の回転電機を駆動するようにエンジンが制御されるとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機が制御される。これにより、第２の回転要素において反力を受け止めて、エンジンから出力された駆動力を第１の回転電機に効率よく伝達することができる。シフト操作が予想される場合、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御することが中止される。これにより、実際にシフト操作が行なわれる前において、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御することを中止することができる。そのため、エンジンの出力を低下させるとともに、前もって車両の駆動源として第２の回転電機を作動させる制御に移行することができる。その結果、エンジン回転数が急増することがないようにすることができるパワートレーンの制御装置または制御方法を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、予想手段は、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、シフト操作を予想するための手段を含む。第５の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第２の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
【００１０】
第２または第５の発明によると、たとえばシフトレバーをＰ（パーキング）ポジションから他のポジションに移動させる際には、ブレーキ操作が行なわれるため、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、シフト操作が予想される。これにより、シフト操作を確実に予想することができる。
【００１１】
第３の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、制御手段は、第１の回転電機を用いて発電する際、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御するための手段を含む。第６の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第３の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第３または第６の発明によると、第１の回転電機を用いて発電する際、第１の回転電機を駆動するようにエンジンが制御されるとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機が制御される。これにより、第１の回転電機を用いて発電する際、エンジンから出力された駆動力を第１の回転電機に効率よく伝達することができる。そのため、発電効率を向上することができる。
【００１３】
第７の発明に係るプログラムは、第４〜６のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第８の発明に係る記録媒体は、第４〜６のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１４】
第７または第８の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第４〜６のいずれかの発明に係るパワートレーンの制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車について説明する。このハイブリッド車は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。
【００１７】
ハイブリッド車は、エンジン１００と、トランスミッション２００と、プロペラシャフト５００と、デファレンシャルギヤ６００と、後輪７００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８００とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ８００のＲＯＭ（Read Only Memory）８０２に記録されたプログラムを実行することにより実現される。本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００により制御されるパワートレーン１０００は、エンジン１００と、トランスミッション２００とを含む。
【００１８】
エンジン１００は、インジェクタ１０２から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
【００１９】
トランスミッション２００は、エンジン１００に連結される。トランスミッション２００は、後述するように、第１変速部３００と、第２変速部４００とを含む。トランスミッション２００から出力されたトルクは、プロペラシャフト５００およびデファレンシャルギヤ６００を介して、左右の後輪７００に伝達される。
【００２０】
ＥＣＵ８００には、シフトレバー８０４のポジションスイッチ８０６と、アクセルペダル８０８のアクセル開度センサ８１０と、ブレーキペダル８１２のブレーキスイッチ８１４と、電子スロットルバルブ８１６のスロットル開度センサ８１８と、エンジン回転数センサ８２０と、入力軸回転数センサ８２２と、出力軸回転数センサ８２４と、油温センサ８２６と、水温センサ８２８とがハーネスなどを介して接続されている。
【００２１】
シフトレバー８０４の位置（ポジション）は、ポジションスイッチ８０６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８００に送信される。シフトレバー８０４の位置に対応して、トランスミッション２００における変速が自動で行なわれる。
【００２２】
アクセル開度センサ８１０は、アクセルペダル８０８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。ブレーキスイッチ８１４は、ブレーキ操作（運転者によるブレーキペダル８１２の操作）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２３】
スロットル開度センサ８１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。電子スロットルバルブ８１６により、エンジン１００に吸入される空気量（エンジン１００の出力）が調整される。
【００２４】
なお、電子スロットルバルブ８１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン１００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。
【００２５】
エンジン回転数センサ８２０は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。入力軸回転数センサ８２２は、第２変速部４００の入力軸回転数ＮＩを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。出力軸回転数センサ８２４は、トランスミッション２００（第２変速部４００）の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２６】
油温センサ８２６は、トランスミッション２００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２７】
水温センサ８２８は、エンジン１００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２８】
ＥＣＵ８００は、ポジションスイッチ８０６、アクセル開度センサ８１０、ブレーキスイッチ８１４、スロットル開度センサ８１８、エンジン回転数センサ８２０、入力軸回転数センサ８２２、出力軸回転数センサ８２４、油温センサ８２６、水温センサ８２８などから送られてきた信号、ＲＯＭ８０２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
【００２９】
図２を参照して、トランスミッション２００についてさらに説明する。トランスミッション２００は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース２０２内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸２０４と、この入力軸２０４に直接もしくはダンパー（図示せず）を介して連結された第１変速部３００と、第１変速部３００と後輪７００との間の動力伝達経路で伝達部材（伝動軸）２０６を介して直列に連結される第２変速部４００と、第２変速部４００に連結されている出力回転部材としての出力軸２０８とを含む。
【００３０】
トランスミッション２００はその軸心に対して対称的に構成されているため、図２のトランスミッション２００を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施の形態についても同じである。
【００３１】
第１変速部３００は、動力分割機構３１０と、第１ＭＧ（Motor Generator）３１１と、第２ＭＧ３１２とを含む。第１変速部３００は、さらに、Ｃ０クラッチ３１４およびＢ０ブレーキ３１６の二つの摩擦係合要素を含む。
【００３２】
動力分割機構３１０は、入力軸２０４に入力されたエンジン１００の出力を第１ＭＧ３１１および伝達部材２０６に分割する。動力分割機構３１０は、プラネタリギヤ３２０から構成される。
【００３３】
プラネタリギヤ３２０は、サンギヤ３２２、ピニオンギヤ３２４、ピニオンギヤ３２４を自転および公転可能に支持するキャリア３２６、ピニオンギヤ３２４を介してサンギヤ３２２と噛み合うリングギヤ３２８を含む。
【００３４】
動力分割機構３１０において、キャリア３２６は入力軸２０４すなわちエンジン１００に連結される。サンギヤ３２２は第１ＭＧ３１１に連結される。リングギヤ３２８は伝達部材２０６を介して第２ＭＧ３１２に連結される。
【００３５】
動力分割機構３１０は、サンギヤ３２２、キャリア３２６、リングギヤ３２８が相対的に回転することにより差動装置として機能する。動力分割機構３１０の差動機能により、エンジン１００の出力が第１ＭＧ３１１と伝達部材２０６とに分配される。
【００３６】
分配されたエンジン１００の出力の一部を用いて第１ＭＧ３１１が発電したり、第１ＭＧ３１１が発電した電力を用いて第２ＭＧ３１２が回転駆動したりすることにより、動力分割機構３１０は、無段変速機として機能する。
【００３７】
第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２は、三相交流回転電機である。第１ＭＧ３１１は、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２に連結される。第２ＭＧ３１２は、ロータが伝達部材２０６と一体的に回転するように設けられる。
【００３８】
第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２は、たとえばアクセル開度および車速などから算出されるトランスミッション２００の目標出力トルクを満足し、かつエンジン１００において最適な燃費を実現するように制御される。
【００３９】
Ｃ０クラッチ３１４は、サンギヤ３２２とキャリア３２６とを連結するように設けられる。Ｂ０ブレーキ３１６は、サンギヤ３２２をケース２０２に連結するように設けられる。
【００４０】
第２変速部４００は、シングルピニオン型の３つのプラネタリギヤ４１１〜４１３と、Ｃ１クラッチ４２１、Ｃ２クラッチ４２２、Ｂ１ブレーキ４３１、Ｂ２ブレーキ４３２およびＢ３ブレーキ４３３の５つの摩擦係合要素を含む。
【００４１】
第１変速部３００および第２変速部４００の摩擦係合要素を図３に示す作動表に示す組み合わせで係合することにより、トランスミッション２００において、１速ギヤ段〜５速ギヤ段の５つの前進ギヤ段が形成される。
【００４２】
Ｃ０クラッチ３１４およびＢ０ブレーキ３１６が解放状態である場合、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の相対的な回転が許容される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能する。すなわち、トランスミッション２００が無段変速状態になる。
【００４３】
Ｃ０クラッチ３１４が係合状態である場合、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の相対的な回転が禁止される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション２００においてステップ的に変速比が変化する有段変速状態になる。
【００４４】
Ｂ０ブレーキ３１６が係合状態である場合、サンギヤ３２２がケース２０２に固定される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション２００が有段変速状態になる。
【００４５】
図３に示すように、シフトレバー８０４がＰポジションにある場合およびＮ（ニュートラル）ポジションにある場合、全ての摩擦係合要素が解放状態にされる。そのため、トランスミッション２００はトルクを車輪に伝達し得ない状態になる。この状態においては、リングギヤ３２８において、エンジン１００から出力された駆動力の反力を受け止めることができない。
【００４６】
トランスミッション２００における変速（無段変速状態と有段変速状態との切換えを含む）は、たとえば図４に示す変速線図に基づいて制御される。本実施の形態における変速線図は、アクセル開度および車速などから算出される目標出力トルクと、車速とをパラメータとして定められる。なお、変速線図のパラメータはこれらに限らない。
【００４７】
図４における実線がアップシフト線であって、破線がダウンシフト線である。図４において太い実線で囲まれる領域は、エンジン１００の駆動力を用いずに、第２ＭＧ３１２の駆動力のみを用いて走行する領域を示す。図４における一点鎖線は、無段変速状態から有段変速状態に切換える切換線である。図４における二点鎖線は、有段変速状態から無段変速状態に切換える切換線である。
【００４８】
変速を行なう際、Ｃ０クラッチ３１４、Ｂ０ブレーキ３１６、Ｃ１クラッチ４２１、Ｃ２クラッチ４２２、Ｂ１ブレーキ４３１、Ｂ２ブレーキ４３２およびＢ３ブレーキ４３３は、油圧により作動する。本実施の形態において、ハイブリッド車には、図５に示すように、各摩擦係合要素に対して油圧を給排してその係合・解放の制御を行なう油圧制御装置９００が設けられる。
【００４９】
この油圧制御装置９００は、機械式オイルポンプ９１０と電動オイルポンプ９２０と、これらのオイルポンプ９１０，９２０で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を各摩擦係合要素に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路９３０とを含む。
【００５０】
機械式オイルポンプ９１０は、エンジン１００によって駆動されて油圧を発生するポンプである。機械式オイルポンプ９１０は、キャリア３２６と同軸上に配置され、エンジン１００からトルクを受けて動作するようになっている。すなわち、キャリア３２６が回転することにより機械式オイルポンプ９１０が駆動せしめられて、油圧が発生する。
【００５１】
これに対して電動オイルポンプ９２０は、モータ（図示せず）によって駆動されるポンプである。電動オイルポンプ９２０は、ケース２０２の外部などの適宜の箇所に取り付けられる。電動オイルポンプ９２０は、所望の油圧を発生するように、ＥＣＵ８００により制御される。たとえば、電動オイルポンプ９２０の回転数等がフィードバック制御される。
【００５２】
電動オイルポンプ９２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９４０を介してバッテリ９４２から供給される電力により作動する。バッテリ９４２の電力は、電動オイルポンプ９２０の他、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２に供給される。
【００５３】
油圧回路９３０は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ（それぞれ図示せず）を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、ＥＣＵ８００により行なわれる。
【００５４】
なお、各オイルポンプ９１０，９２０の吐出側には、それぞれのオイルポンプ９１０，９２０の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁９１２，９２２が設けられ、かつ油圧回路９３０に対してこれらのオイルポンプ９１０，９２０は互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ（図示せず）は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする二つの状態にライン圧を制御するように構成されている。
【００５５】
図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ８００の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
【００５６】
ＥＣＵ８００は、発電制御部８４０と、シフト操作予想部８５０と、中止部８６０とを含む。発電制御部８４０は、走行レンジがＰレンジである場合において第１ＭＧ３１１を用いて発電する際、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、動力分割機構３１０におけるリングギヤ３２８が停止するように、第２ＭＧ３１２を制御する。たとえば、第２ＭＧ３１２のｄ軸のみに通電することにより、動力分割機構３１０におけるリングギヤ３２８が停止するように、第２ＭＧ３１２が制御される。
【００５７】
シフト操作予想部８５０は、運転者によるブレーキ操作がなされた場合、シフト操作がなされることを予想する。中止部８６０は、シフト操作が予想される場合、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、リングギヤ３２８が停止するように、第２ＭＧ３１２を制御することを中止する。
【００５８】
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００５９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８００は、ポジションスイッチ８０６から送信された信号に基づいて、シフトレバー８０４がＰポジションであるか否かを判断する。シフトレバー８０４がＰポジションにあると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６０】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、ブレーキスイッチ８１４から送信された信号に基づいて、ブレーキ操作がなされたか否かを判断する。ブレーキ操作がなされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。
【００６１】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、動力分割機構３１０におけるリングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２を制御する。Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１が発電機として作動するように第１ＭＧ３１１を制御する。
【００６２】
Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８００は、シフト操作がなされることを予想する。Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１を用いて発電するために第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御された状態であるか否かを判断する。第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御された状態であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０に移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６３】
Ｓ１６０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２を制御することを中止する。
【００６４】
Ｓ１７０にて、ＥＣＵ８００は、第２ＭＧ３１２が車両の駆動源として作動するように制御する。たとえば、第２ＭＧ３１２のｄ軸およびｑ軸に通電することにより、第２ＭＧ３１２が車両の駆動源として作動するように制御される。
【００６５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００の動作について説明する。
【００６６】
車両システムの起動中、ポジションスイッチ８０６から送信された信号に基づいて、シフトレバー８０４がＰポジションであるか否かが判断される。シフトレバー８０４がＰポジションであると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、バッテリ９４２の残存容量が低ければ、第１ＭＧ３１１を発電機として作動させて、バッテリ９４２を充電する必要がある。
【００６７】
第１ＭＧ３１１を発電機として作動させるには、エンジン１００の駆動力を用いて第１ＭＧ３１１を駆動する必要がある。ところが、前述したように、シフトレバー８０４がＰポジションにある場合、全ての摩擦係合要素が解放状態にされ、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８において、エンジン１００から出力された駆動力の反力を受け止めることができない状態になる。
【００６８】
そこで、ブレーキ操作がなされていないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御される（Ｓ１２０）。この状態で、第１ＭＧ３１１が発電機として作動するように第１ＭＧ３１１が制御される（Ｓ１３０）。
【００６９】
これにより、反力をリングギヤ３２８により受け止めて、エンジン１００から出力された駆動力を第１ＭＧ３１１に効率よく伝達することができる。そのため、第１ＭＧ３１１における発電効率を向上することができる。
【００７０】
ところで、シフトレバー８０４をＰポジションからたとえばＤ（ドライブ）ポジションもしくはＲ（リバース）ポジションに移動させて車両を発進させる場合には、第２ＭＧ３１２を駆動源として作動させる制御に移行する必要がある。
【００７１】
しかしながら、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御されている状態から第２ＭＧ３１２を駆動源として作動させる制御に移行する場合には、第２ＭＧ３１２のトルクが一旦「０」になる。このとき、リングギヤ３２８において、エンジン１００から出力された駆動力の反力を受け止めることができない状態になり、エンジン回転数が急増し得る。
【００７２】
そこで、シフトレバー８０４をＰポジションからばＤポジションもしくはＲポジションに移動させるようにシフト操作を行なう場合には、ブレーキ操作がなされることから、運転者によるブレーキ操作がなされていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、シフト操作がなされることが予想される（Ｓ１４０）。
【００７３】
このとき、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御された状態であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２を制御することが中止される（Ｓ１６０）。第２ＭＧ３１２は、車両の駆動源として作動するように制御される（Ｓ１７０）。
【００７４】
これにより、実際にシフト操作がなされる前において、エンジン回転数を増加させずに、第２ＭＧ３１１によりリングギヤ３２８を停止する制御から、第２ＭＧ３１２を車両の駆動源として用いるための制御に移行することができる。そのため、シフト操作がなされる車両の発進時にエンジン回転数が急増しないようにすることができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによれば、シフトレバーがＰポジションにあり、かつブレーキ操作がなされていないと、第１ＭＧを用いて発電するために、第１ＭＧを駆動するようにエンジンが制御されるとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧが制御される。シフトレバーをＰポジションからたとえばＤポジションもしくはＲポジションに移動させるようにシフト操作を行なう場合には、ブレーキ操作がなされることから、運転者によるブレーキ操作がなされていると、シフト操作がなされることが予想される。シフト操作がなされることが予想されると、第１ＭＧを駆動するようにエンジンを制御するとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧを制御することが中止される。これにより、実際にシフト操作がなされる前において、エンジン回転数を増加させずに、第２ＭＧによりリングギヤを停止する制御から第２ＭＧを車両の駆動源として用いるための制御に移行することができる。そのため、シフト操作がなされる車両の発進時にエンジン回転数が急増しないようにすることができる。
【００７６】
なお、トランスミッション２００において５つの前進ギヤ段を形成可能にする代わりに、１速ギヤ段〜４速ギヤ段の４つの前進ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。４つの前進ギヤ段を形成可能であるようにトランスミッション２００を構成する場合、図８に示すように、第２変速部４００は、シングルピニオン型の２つのプラネタリギヤ４４１，４４２と、Ｃ１クラッチ４５１、Ｃ２クラッチ４５２、Ｂ１ブレーキ４６１およびＢ２ブレーキ４６２の４つの摩擦係合要素とを含む。図９に示す作動表に示す組み合わせで摩擦係合要素を係合することにより、１速ギヤ段〜４速ギヤ段の４つの前進ギヤ段が形成される。
【００７７】
また、変速線図において定められる切換線に基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換える代わりに、図１０に示すように、エンジン１００の出力トルクとエンジン回転数ＮＥとをパラメータに持つマップに基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換えるようにしてもよい。
【００７８】
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て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】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車を示す概略構成図である。
【図２】トランスミッションを示す図（その１）である。
【図３】作動表を示す図（その１）である。
【図４】変速線図を示す図である。
【図５】油圧制御装置を示す図である。
【図６】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】トランスミッションを示す図（その２）である。
【図９】作動表を示す図（その２）である。
【図１０】無段変速状態および有段変速状態の制御領域を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００ エンジン、２００ トランスミッション、３００ 第１変速部、３１０ 動力分割機構、３１１ 第１ＭＧ、３１２ 第２ＭＧ、３１４ Ｃ０クラッチ、３１６ Ｂ０ブレーキ、３２０ プラネタリギヤ、３２２ サンギヤ、３２４ ピニオンギヤ、３２６ キャリア、３２８ リングギヤ、４００ 第２変速部、５００ プロペラシャフト、６００ デファレンシャルギヤ、７００ 後輪、８００ ＥＣＵ、８０２ ＲＯＭ、８０４ シフトレバー、８０６ ポジションスイッチ、８１２ ブレーキペダル、８１４ ブレーキスイッチ、８４０ 発電制御部、８５０ シフト操作予想部、８６０ 中止部、１０００ パワートレーン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、エンジンおよび回転電機を動力源として有するパワートレーンを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関および回転電機を駆動源に有するハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車においては、車両の走行状態に応じて内燃機関および回転電機が使い分けられる。たとえば、高速走行時などにおいては主に内燃機関を用いて走行し、中低速走行時などにおいては主に回転電機を用いて走行する。このようなハイブリッド車の一つに、回転電機を用いて無段変速機として機能する差動機構を備えたものがある。
【０００３】
特開２００５−３３７４９１号公報（特許文献１）は、エンジンに連結された第１要素、第１電動機（回転電機）に連結された第２要素、および第２電動機に連結された第３要素から構成される差動機構を有し電気的な無段変速機として機能する無段変速部と、無段変速部と車輪との間に設けられた変速部（変速機構）とを備えた車両用駆動装置の制御装置を開示する。特許文献１に記載の制御装置は、変速部の変速の際には、無段変速部と変速部とで形成される変速比を連続させるように、変速に同期して無段変速部の変速を実行する無段変速制御部を含む。
【０００４】
この公報に記載の制御装置によれば、無段変速部と変速部とで形成される変速比すなわち無段変速部の変速比と変速部の変速比とに基づいて形成される変速比である総合変速比が連続的に変化される。これにより、変速部の変速前後でエンジン回転速度（回転数）を連続的に変化させて変速ショックが低減される。
【特許文献１】特開２００５−３３７４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特開２００５−３３７４９１号公報に記載の車両用駆動装置のように、２つの回転電機を備えたパワートレーンを有するハイブリッド車においては、たとえばシフトレバーがＰ（パーキング）ポジションにある場合において、一方の回転電機をエンジンにより駆動して発電する場合がある。この場合、特開２００５−３３７４９１号公報に記載の車両用駆動装置のように、エンジンと２つの回転電機とが差動機構を介して連結される無段変速部と車輪との間に有段変速機が設けられた車両において、Ｐ（パーキング）レンジ等に有段変速機がニュートラル状態になる場合には、エンジンの駆動力を発電機として用いる回転電機に効率よく伝達するために、発電しない回転電機に連結された回転要素を停止させることが望ましい。そこで、一方の回転電機を用いて発電する際には、他方の回転電機に連結された回転要素が停止するように他方の回転電機が制御される。しかしながら、回転要素が停止するように回転電機を制御していると、車両の発進時に、車両の駆動源として回転電機を作動させる制御に移行するために回転電機のトルクを一旦「０」にする必要がある。このとき、停止されていた回転要素が自由に回転可能になるため、エンジンの負荷が急減し、エンジン回転数が急増し得る。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン回転数が急増することがないようにすることができるパワートレーンの制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第１の回転電機に連結される第１の回転要素、第２の回転電機に連結される第２の回転要素およびエンジンに連結される第３の回転要素を有する差動機構と、第２の回転要素に連結され、第２の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンの制御装置である。この制御装置は、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御するための制御手段と、運転者のシフト操作を予想するための予想手段と、シフト操作が予想される場合、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御することを中止するための手段とを含む。第４の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第１の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
【０００８】
第１または第４の発明によると、たとえば第１の回転電機を用いて発電する際、第１の回転電機を駆動するようにエンジンが制御されるとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機が制御される。これにより、第２の回転要素において反力を受け止めて、エンジンから出力された駆動力を第１の回転電機に効率よく伝達することができる。シフト操作が予想される場合、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御することが中止される。これにより、実際にシフト操作が行なわれる前において、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御することを中止することができる。そのため、エンジンの出力を低下させるとともに、前もって車両の駆動源として第２の回転電機を作動させる制御に移行することができる。その結果、エンジン回転数が急増することがないようにすることができるパワートレーンの制御装置または制御方法を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、予想手段は、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、シフト操作を予想するための手段を含む。第５の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第２の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
【００１０】
第２または第５の発明によると、たとえばシフトレバーをＰ（パーキング）ポジションから他のポジションに移動させる際には、ブレーキ操作が行なわれるため、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、シフト操作が予想される。これにより、シフト操作を確実に予想することができる。
【００１１】
第３の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、制御手段は、第１の回転電機を用いて発電する際、第１の回転電機を駆動するようにエンジンを制御するとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機を制御するための手段を含む。第６の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第３の発明に係るパワートレーンの制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第３または第６の発明によると、第１の回転電機を用いて発電する際、第１の回転電機を駆動するようにエンジンが制御されるとともに第２の回転要素が停止するように第２の回転電機が制御される。これにより、第１の回転電機を用いて発電する際、エンジンから出力された駆動力を第１の回転電機に効率よく伝達することができる。そのため、発電効率を向上することができる。
【００１３】
第７の発明に係るプログラムは、第４〜６のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第８の発明に係る記録媒体は、第４〜６のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１４】
第７または第８の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第４〜６のいずれかの発明に係るパワートレーンの制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車について説明する。このハイブリッド車は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。
【００１７】
ハイブリッド車は、エンジン１００と、トランスミッション２００と、プロペラシャフト５００と、デファレンシャルギヤ６００と、後輪７００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８００とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ８００のＲＯＭ（Read Only Memory）８０２に記録されたプログラムを実行することにより実現される。本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００により制御されるパワートレーン１０００は、エンジン１００と、トランスミッション２００とを含む。
【００１８】
エンジン１００は、インジェクタ１０２から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
【００１９】
トランスミッション２００は、エンジン１００に連結される。トランスミッション２００は、後述するように、第１変速部３００と、第２変速部４００とを含む。トランスミッション２００から出力されたトルクは、プロペラシャフト５００およびデファレンシャルギヤ６００を介して、左右の後輪７００に伝達される。
【００２０】
ＥＣＵ８００には、シフトレバー８０４のポジションスイッチ８０６と、アクセルペダル８０８のアクセル開度センサ８１０と、ブレーキペダル８１２のブレーキスイッチ８１４と、電子スロットルバルブ８１６のスロットル開度センサ８１８と、エンジン回転数センサ８２０と、入力軸回転数センサ８２２と、出力軸回転数センサ８２４と、油温センサ８２６と、水温センサ８２８とがハーネスなどを介して接続されている。
【００２１】
シフトレバー８０４の位置（ポジション）は、ポジションスイッチ８０６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８００に送信される。シフトレバー８０４の位置に対応して、トランスミッション２００における変速が自動で行なわれる。
【００２２】
アクセル開度センサ８１０は、アクセルペダル８０８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。ブレーキスイッチ８１４は、ブレーキ操作（運転者によるブレーキペダル８１２の操作）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２３】
スロットル開度センサ８１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。電子スロットルバルブ８１６により、エンジン１００に吸入される空気量（エンジン１００の出力）が調整される。
【００２４】
なお、電子スロットルバルブ８１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン１００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。
【００２５】
エンジン回転数センサ８２０は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。入力軸回転数センサ８２２は、第２変速部４００の入力軸回転数ＮＩを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。出力軸回転数センサ８２４は、トランスミッション２００（第２変速部４００）の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２６】
油温センサ８２６は、トランスミッション２００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２７】
水温センサ８２８は、エンジン１００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８００に送信する。
【００２８】
ＥＣＵ８００は、ポジションスイッチ８０６、アクセル開度センサ８１０、ブレーキスイッチ８１４、スロットル開度センサ８１８、エンジン回転数センサ８２０、入力軸回転数センサ８２２、出力軸回転数センサ８２４、油温センサ８２６、水温センサ８２８などから送られてきた信号、ＲＯＭ８０２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
【００２９】
図２を参照して、トランスミッション２００についてさらに説明する。トランスミッション２００は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース２０２内において共通の軸心上に配設された入力回転部材としての入力軸２０４と、この入力軸２０４に直接もしくはダンパー（図示せず）を介して連結された第１変速部３００と、第１変速部３００と後輪７００との間の動力伝達経路で伝達部材（伝動軸）２０６を介して直列に連結される第２変速部４００と、第２変速部４００に連結されている出力回転部材としての出力軸２０８とを含む。
【００３０】
トランスミッション２００はその軸心に対して対称的に構成されているため、図２のトランスミッション２００を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施の形態についても同じである。
【００３１】
第１変速部３００は、動力分割機構３１０と、第１ＭＧ（Motor Generator）３１１と、第２ＭＧ３１２とを含む。第１変速部３００は、さらに、Ｃ０クラッチ３１４およびＢ０ブレーキ３１６の二つの摩擦係合要素を含む。
【００３２】
動力分割機構３１０は、入力軸２０４に入力されたエンジン１００の出力を第１ＭＧ３１１および伝達部材２０６に分割する。動力分割機構３１０は、プラネタリギヤ３２０から構成される。
【００３３】
プラネタリギヤ３２０は、サンギヤ３２２、ピニオンギヤ３２４、ピニオンギヤ３２４を自転および公転可能に支持するキャリア３２６、ピニオンギヤ３２４を介してサンギヤ３２２と噛み合うリングギヤ３２８を含む。
【００３４】
動力分割機構３１０において、キャリア３２６は入力軸２０４すなわちエンジン１００に連結される。サンギヤ３２２は第１ＭＧ３１１に連結される。リングギヤ３２８は伝達部材２０６を介して第２ＭＧ３１２に連結される。
【００３５】
動力分割機構３１０は、サンギヤ３２２、キャリア３２６、リングギヤ３２８が相対的に回転することにより差動装置として機能する。動力分割機構３１０の差動機能により、エンジン１００の出力が第１ＭＧ３１１と伝達部材２０６とに分配される。
【００３６】
分配されたエンジン１００の出力の一部を用いて第１ＭＧ３１１が発電したり、第１ＭＧ３１１が発電した電力を用いて第２ＭＧ３１２が回転駆動したりすることにより、動力分割機構３１０は、無段変速機として機能する。
【００３７】
第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２は、三相交流回転電機である。第１ＭＧ３１１は、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２に連結される。第２ＭＧ３１２は、ロータが伝達部材２０６と一体的に回転するように設けられる。
【００３８】
第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２は、たとえばアクセル開度および車速などから算出されるトランスミッション２００の目標出力トルクを満足し、かつエンジン１００において最適な燃費を実現するように制御される。
【００３９】
Ｃ０クラッチ３１４は、サンギヤ３２２とキャリア３２６とを連結するように設けられる。Ｂ０ブレーキ３１６は、サンギヤ３２２をケース２０２に連結するように設けられる。
【００４０】
第２変速部４００は、シングルピニオン型の３つのプラネタリギヤ４１１〜４１３と、Ｃ１クラッチ４２１、Ｃ２クラッチ４２２、Ｂ１ブレーキ４３１、Ｂ２ブレーキ４３２およびＢ３ブレーキ４３３の５つの摩擦係合要素を含む。
【００４１】
第１変速部３００および第２変速部４００の摩擦係合要素を図３に示す作動表に示す組み合わせで係合することにより、トランスミッション２００において、１速ギヤ段〜５速ギヤ段の５つの前進ギヤ段が形成される。
【００４２】
Ｃ０クラッチ３１４およびＢ０ブレーキ３１６が解放状態である場合、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の相対的な回転が許容される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能する。すなわち、トランスミッション２００が無段変速状態になる。
【００４３】
Ｃ０クラッチ３１４が係合状態である場合、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の相対的な回転が禁止される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション２００においてステップ的に変速比が変化する有段変速状態になる。
【００４４】
Ｂ０ブレーキ３１６が係合状態である場合、サンギヤ３２２がケース２０２に固定される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション２００が有段変速状態になる。
【００４５】
図３に示すように、シフトレバー８０４がＰポジションにある場合およびＮ（ニュートラル）ポジションにある場合、全ての摩擦係合要素が解放状態にされる。そのため、トランスミッション２００はトルクを車輪に伝達し得ない状態になる。この状態においては、リングギヤ３２８において、エンジン１００から出力された駆動力の反力を受け止めることができない。
【００４６】
トランスミッション２００における変速（無段変速状態と有段変速状態との切換えを含む）は、たとえば図４に示す変速線図に基づいて制御される。本実施の形態における変速線図は、アクセル開度および車速などから算出される目標出力トルクと、車速とをパラメータとして定められる。なお、変速線図のパラメータはこれらに限らない。
【００４７】
図４における実線がアップシフト線であって、破線がダウンシフト線である。図４において太い実線で囲まれる領域は、エンジン１００の駆動力を用いずに、第２ＭＧ３１２の駆動力のみを用いて走行する領域を示す。図４における一点鎖線は、無段変速状態から有段変速状態に切換える切換線である。図４における二点鎖線は、有段変速状態から無段変速状態に切換える切換線である。
【００４８】
変速を行なう際、Ｃ０クラッチ３１４、Ｂ０ブレーキ３１６、Ｃ１クラッチ４２１、Ｃ２クラッチ４２２、Ｂ１ブレーキ４３１、Ｂ２ブレーキ４３２およびＢ３ブレーキ４３３は、油圧により作動する。本実施の形態において、ハイブリッド車には、図５に示すように、各摩擦係合要素に対して油圧を給排してその係合・解放の制御を行なう油圧制御装置９００が設けられる。
【００４９】
この油圧制御装置９００は、機械式オイルポンプ９１０と電動オイルポンプ９２０と、これらのオイルポンプ９１０，９２０で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を各摩擦係合要素に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路９３０とを含む。
【００５０】
機械式オイルポンプ９１０は、エンジン１００によって駆動されて油圧を発生するポンプである。機械式オイルポンプ９１０は、キャリア３２６と同軸上に配置され、エンジン１００からトルクを受けて動作するようになっている。すなわち、キャリア３２６が回転することにより機械式オイルポンプ９１０が駆動せしめられて、油圧が発生する。
【００５１】
これに対して電動オイルポンプ９２０は、モータ（図示せず）によって駆動されるポンプである。電動オイルポンプ９２０は、ケース２０２の外部などの適宜の箇所に取り付けられる。電動オイルポンプ９２０は、所望の油圧を発生するように、ＥＣＵ８００により制御される。たとえば、電動オイルポンプ９２０の回転数等がフィードバック制御される。
【００５２】
電動オイルポンプ９２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９４０を介してバッテリ９４２から供給される電力により作動する。バッテリ９４２の電力は、電動オイルポンプ９２０の他、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２に供給される。
【００５３】
油圧回路９３０は、複数のソレノイドバルブや切換バルブあるいは調圧バルブ（それぞれ図示せず）を備え、調圧や油圧の給排を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、ＥＣＵ８００により行なわれる。
【００５４】
なお、各オイルポンプ９１０，９２０の吐出側には、それぞれのオイルポンプ９１０，９２０の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁９１２，９２２が設けられ、かつ油圧回路９３０に対してこれらのオイルポンプ９１０，９２０は互いに並列に接続されている。また、ライン圧を調圧するバルブ（図示せず）は、吐出量を増大させてライン圧を高くし、これとは反対に吐出量を減じてライン圧を低くする二つの状態にライン圧を制御するように構成されている。
【００５５】
図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ８００の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
【００５６】
ＥＣＵ８００は、発電制御部８４０と、シフト操作予想部８５０と、中止部８６０とを含む。発電制御部８４０は、走行レンジがＰレンジである場合において第１ＭＧ３１１を用いて発電する際、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、動力分割機構３１０におけるリングギヤ３２８が停止するように、第２ＭＧ３１２を制御する。たとえば、第２ＭＧ３１２のｄ軸のみに通電することにより、動力分割機構３１０におけるリングギヤ３２８が停止するように、第２ＭＧ３１２が制御される。
【００５７】
シフト操作予想部８５０は、運転者によるブレーキ操作がなされた場合、シフト操作がなされることを予想する。中止部８６０は、シフト操作が予想される場合、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、リングギヤ３２８が停止するように、第２ＭＧ３１２を制御することを中止する。
【００５８】
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは予め定められた周期で繰り返し実行される。
【００５９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８００は、ポジションスイッチ８０６から送信された信号に基づいて、シフトレバー８０４がＰポジションであるか否かを判断する。シフトレバー８０４がＰポジションにあると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６０】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、ブレーキスイッチ８１４から送信された信号に基づいて、ブレーキ操作がなされたか否かを判断する。ブレーキ操作がなされると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。
【００６１】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、動力分割機構３１０におけるリングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２を制御する。Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１が発電機として作動するように第１ＭＧ３１１を制御する。
【００６２】
Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８００は、シフト操作がなされることを予想する。Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１を用いて発電するために第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御された状態であるか否かを判断する。第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御された状態であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０に移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６３】
Ｓ１６０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２を制御することを中止する。
【００６４】
Ｓ１７０にて、ＥＣＵ８００は、第２ＭＧ３１２が車両の駆動源として作動するように制御する。たとえば、第２ＭＧ３１２のｄ軸およびｑ軸に通電することにより、第２ＭＧ３１２が車両の駆動源として作動するように制御される。
【００６５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８００の動作について説明する。
【００６６】
車両システムの起動中、ポジションスイッチ８０６から送信された信号に基づいて、シフトレバー８０４がＰポジションであるか否かが判断される。シフトレバー８０４がＰポジションであると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、バッテリ９４２の残存容量が低ければ、第１ＭＧ３１１を発電機として作動させて、バッテリ９４２を充電する必要がある。
【００６７】
第１ＭＧ３１１を発電機として作動させるには、エンジン１００の駆動力を用いて第１ＭＧ３１１を駆動する必要がある。ところが、前述したように、シフトレバー８０４がＰポジションにある場合、全ての摩擦係合要素が解放状態にされ、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８において、エンジン１００から出力された駆動力の反力を受け止めることができない状態になる。
【００６８】
そこで、ブレーキ操作がなされていないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御される（Ｓ１２０）。この状態で、第１ＭＧ３１１が発電機として作動するように第１ＭＧ３１１が制御される（Ｓ１３０）。
【００６９】
これにより、反力をリングギヤ３２８により受け止めて、エンジン１００から出力された駆動力を第１ＭＧ３１１に効率よく伝達することができる。そのため、第１ＭＧ３１１における発電効率を向上することができる。
【００７０】
ところで、シフトレバー８０４をＰポジションからたとえばＤ（ドライブ）ポジションもしくはＲ（リバース）ポジションに移動させて車両を発進させる場合には、第２ＭＧ３１２を駆動源として作動させる制御に移行する必要がある。
【００７１】
しかしながら、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御されている状態から第２ＭＧ３１２を駆動源として作動させる制御に移行する場合には、第２ＭＧ３１２のトルクが一旦「０」になる。このとき、リングギヤ３２８において、エンジン１００から出力された駆動力の反力を受け止めることができない状態になり、エンジン回転数が急増し得る。
【００７２】
そこで、シフトレバー８０４をＰポジションからばＤポジションもしくはＲポジションに移動させるようにシフト操作を行なう場合には、ブレーキ操作がなされることから、運転者によるブレーキ操作がなされていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、シフト操作がなされることが予想される（Ｓ１４０）。
【００７３】
このとき、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００が制御されるとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２が制御された状態であると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、第１ＭＧ３１１を駆動するようにエンジン１００を制御するとともに、リングギヤ３２８が停止するように第２ＭＧ３１２を制御することが中止される（Ｓ１６０）。第２ＭＧ３１２は、車両の駆動源として作動するように制御される（Ｓ１７０）。
【００７４】
これにより、実際にシフト操作がなされる前において、エンジン回転数を増加させずに、第２ＭＧ３１１によりリングギヤ３２８を停止する制御から、第２ＭＧ３１２を車両の駆動源として用いるための制御に移行することができる。そのため、シフト操作がなされる車両の発進時にエンジン回転数が急増しないようにすることができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによれば、シフトレバーがＰポジションにあり、かつブレーキ操作がなされていないと、第１ＭＧを用いて発電するために、第１ＭＧを駆動するようにエンジンが制御されるとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧが制御される。シフトレバーをＰポジションからたとえばＤポジションもしくはＲポジションに移動させるようにシフト操作を行なう場合には、ブレーキ操作がなされることから、運転者によるブレーキ操作がなされていると、シフト操作がなされることが予想される。シフト操作がなされることが予想されると、第１ＭＧを駆動するようにエンジンを制御するとともに、リングギヤが停止するように第２ＭＧを制御することが中止される。これにより、実際にシフト操作がなされる前において、エンジン回転数を増加させずに、第２ＭＧによりリングギヤを停止する制御から第２ＭＧを車両の駆動源として用いるための制御に移行することができる。そのため、シフト操作がなされる車両の発進時にエンジン回転数が急増しないようにすることができる。
【００７６】
なお、トランスミッション２００において５つの前進ギヤ段を形成可能にする代わりに、１速ギヤ段〜４速ギヤ段の４つの前進ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。４つの前進ギヤ段を形成可能であるようにトランスミッション２００を構成する場合、図８に示すように、第２変速部４００は、シングルピニオン型の２つのプラネタリギヤ４４１，４４２と、Ｃ１クラッチ４５１、Ｃ２クラッチ４５２、Ｂ１ブレーキ４６１およびＢ２ブレーキ４６２の４つの摩擦係合要素とを含む。図９に示す作動表に示す組み合わせで摩擦係合要素を係合することにより、１速ギヤ段〜４速ギヤ段の４つの前進ギヤ段が形成される。
【００７７】
また、変速線図において定められる切換線に基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換える代わりに、図１０に示すように、エンジン１００の出力トルクとエンジン回転数ＮＥとをパラメータに持つマップに基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換えるようにしてもよい。
【００７８】
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て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】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車を示す概略構成図である。
【図２】トランスミッションを示す図（その１）である。
【図３】作動表を示す図（その１）である。
【図４】変速線図を示す図である。
【図５】油圧制御装置を示す図である。
【図６】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図７】ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】トランスミッションを示す図（その２）である。
【図９】作動表を示す図（その２）である。
【図１０】無段変速状態および有段変速状態の制御領域を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００ エンジン、２００ トランスミッション、３００ 第１変速部、３１０ 動力分割機構、３１１ 第１ＭＧ、３１２ 第２ＭＧ、３１４ Ｃ０クラッチ、３１６ Ｂ０ブレーキ、３２０ プラネタリギヤ、３２２ サンギヤ、３２４ ピニオンギヤ、３２６ キャリア、３２８ リングギヤ、４００ 第２変速部、５００ プロペラシャフト、６００ デファレンシャルギヤ、７００ 後輪、８００ ＥＣＵ、８０２ ＲＯＭ、８０４ シフトレバー、８０６ ポジションスイッチ、８１２ ブレーキペダル、８１４ ブレーキスイッチ、８４０ 発電制御部、８５０ シフト操作予想部、８６０ 中止部、１０００ パワートレーン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転電機に連結される第１の回転要素、第２の回転電機に連結される第２の回転要素およびエンジンに連結される第３の回転要素を有する差動機構と、前記第２の回転要素に連結され、前記第２の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンの制御装置であって、
前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するための制御手段と、
運転者のシフト操作を予想するための予想手段と、
前記シフト操作が予想される場合、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御することを中止するための手段とを含む、パワートレーンの制御装置。
【請求項２】
前記予想手段は、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、前記シフト操作を予想するための手段を含む、請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の回転電機を用いて発電する際、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するため手段を含む、請求項１または２に記載のパワートレーンの制御装置。
【請求項４】
第１の回転電機に連結される第１の回転要素、第２の回転電機に連結される第２の回転要素およびエンジンに連結される第３の回転要素を有する差動機構と、前記第２の回転要素に連結され、前記第２の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンの制御方法であって、
前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するステップと、
運転者のシフト操作を予想するステップと、
前記シフト操作が予想される場合、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御することを中止するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。
【請求項５】
前記シフト操作を予想するステップは、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、前記シフト操作を予想するステップを含む、請求項４に記載のパワートレーンの制御方法。
【請求項６】
前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するステップは、前記第１の回転電機を用いて発電する際、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するステップを含む、請求項４または５に記載のパワートレーンの制御方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
第１の回転電機に連結される第１の回転要素、第２の回転電機に連結される第２の回転要素およびエンジンに連結される第３の回転要素を有する差動機構と、前記第２の回転要素に連結され、前記第２の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンの制御装置であって、
前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するための制御手段と、
運転者のシフト操作を予想するための予想手段と、
前記シフト操作が予想される場合、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御することを中止するための手段とを含む、パワートレーンの制御装置。
【請求項２】
前記予想手段は、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、前記シフト操作を予想するための手段を含む、請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の回転電機を用いて発電する際、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するため手段を含む、請求項１または２に記載のパワートレーンの制御装置。
【請求項４】
第１の回転電機に連結される第１の回転要素、第２の回転電機に連結される第２の回転要素およびエンジンに連結される第３の回転要素を有する差動機構と、前記第２の回転要素に連結され、前記第２の回転要素から入力されるトルクを車輪に伝達する変速機構とを備えるパワートレーンの制御方法であって、
前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するステップと、
運転者のシフト操作を予想するステップと、
前記シフト操作が予想される場合、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御することを中止するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。
【請求項５】
前記シフト操作を予想するステップは、運転者によるブレーキ操作が行なわれた場合、前記シフト操作を予想するステップを含む、請求項４に記載のパワートレーンの制御方法。
【請求項６】
前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するステップは、前記第１の回転電機を用いて発電する際、前記第１の回転電機を駆動するように前記エンジンを制御するとともに前記第２の回転要素が停止するように前記第２の回転電機を制御するステップを含む、請求項４または５に記載のパワートレーンの制御方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１４９８８６（Ｐ２００８−１４９８８６Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３９７８４（Ｐ２００６−３３９７８４）
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【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７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【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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