JP2008162348A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤ段を形成する際に発生し得るショックを低減する。
【解決手段】ＥＣＵは、エンジンが自立運転中でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、もしくは走行レンジにＮレンジが選択されていない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、動力分割機構のサンギヤの回転数ＮＳ（第１ＭＧの回転数）のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を用いるステップ（Ｓ１３０）と、エンジンが自立運転中であり（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ走行レンジにＮレンジが選択されていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、動力分割機構のリングギヤの回転数ＮＲのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」を用いるステップ（Ｓ１２０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図６

Description

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、回転電機に連結される回転要素の回転数が目標回転数になるように制御する技術に関する。

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。

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。

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。
特開２００５−３３７４９１号公報

特開２００５−３３７４９１号公報に記載の車両用駆動装置のように、車輪と無段変速部との間に、無段変速部とは異なる変速部を設けた場合、変速部がニュートラル状態であると、無段変速部の出力軸回転数は車速に制限されない任意の値をとることが可能である。ところが、車両の走行中に変速部がニュートラル状態でなくなる場合において、無段変速部の出力軸回転数が車速に対して過大であったり不足していると、ショックが発生し得る。しかしながら、特開２００５−３３７４９１号公報には、このような課題に対する記載は何等ない。

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、ショックを低減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。

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の回転要素および内燃機関に連結される第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第１の状態および第２の回転要素から車輪へのトルクの伝達を遮断する第２の状態とを切換可能な切換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の状態において、第１のゲインを用いてパワートレーンを制御するための第１の制御手段と、第２の状態において、第２の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第２のゲインを用いてパワートレーンを制御するための第２の制御手段とを含む。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。

第１または第５の発明によると、差動機構は、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の回転要素および内燃機関に連結される第３の回転要素を有する。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第１の状態においては、第１のゲインを用いてパワートレーンが制御される。第２の回転要素から車輪へのトルクの伝達が遮断される第２の状態においては、第２の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第２のゲインを用いてパワートレーンが制御される。これにより、第１の状態および第２の状態のそれぞれに適したゲインを用いてパワートレーンを制御することができる。そのため、第２の状態においては、たとえば、第２の状態から第１の状態に移行する際にショックが発生し難い目標回転数になるように、切替機構に連結される第２の回転要素の回転数を精度よく制御することができる。その結果、ショックを低減することができるパワートレーンの制御装置もしくは制御方法を提供することができる。

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て、第１の制御手段は、第１の状態において、第１のゲインを用いてパワートレーンの第１の回転電機を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、第２の状態において、第２のゲインを用いてパワートレーンの第１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。

第２または第６の発明によると、第１の状態において、第１のゲインを用いてパワートレーンの第１の回転電機が制御される。第２の状態において、第２のゲインを用いてパワートレーンの第１の回転電機が制御される。これにより、第１の状態および第２の状態のそれぞれに適したゲインを用いて第１の回転電機を制御することができる。そのため、第２の状態においては、たとえば、第２の状態から第１の状態に移行する際にショックが発生し難い目標回転数になるように、第１の回転電機を用いて第２の回転要素の回転数を精度よく制御することができる。その結果、ショックを低減することができる。

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て、第１のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである。第２のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである。第７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。

第３または第７の発明によると、比例制御、積分制御、微分制御のうちの少なくともいずれか一つの制御技術を用いて制御されるパワートレーンにおいて、ショックを低減することができる。

第４の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離のうちの少なくともいずれか一方に応じて第２のゲインを補正するための手段をさらに含む。第８の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第４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。

第４または第８の発明によると、切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離に応じてパワートレーンのフリクションなどが変化するため、第２のゲインが補正される。これにより、パワートレーンの状態に適したゲインを用いてパワートレーンを精度よく制御することができる。

第９の発明に係るプログラムは、第５〜８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であって、第１０の発明に係る記録媒体は、第５〜８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である。

第９または第１０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５〜８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。

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。

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。

ハイブリッド車は、駆動源としてのハイブリッドシステム１００と、オートマチックトランスミッション４００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。このハイブリッド車のパワートレーンは、ハイブリッドシステム１００とオートマチックトランスミッション４００とを含む。

ハイブリッドシステム１００のエンジン２００は、インジェクタ２０２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。

オートマチックトランスミッション４００は、ハイブリッドシステム１００の出力軸に連結される。オートマチックトランスミッション４００から出力された駆動力は、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。

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の踏力センサ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。

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、オートマチックトランスミッション４００における変速が自動で行なわれる。

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。踏力センサ８１４は、ブレーキペダル８１２の踏力（運転者がブレーキペダル８１２を踏む力）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８００に送信する。

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２００に吸入される空気量（エンジン２００の出力）が調整される。

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２００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。

エンジン回転数センサ８２０は、エンジン２００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（エンジン回転数ＮＥ）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、オートマチックトランスミッション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、オートマチックトランスミッション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。

オートマチックトランスミッション４００の出力軸回転数ＮＯからハイブリッド車の走行距離が算出される。算出された走行距離は、ＥＣＵ８００のメモリに記憶される。なお、走行距離を算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

油温センサ８２６は、オートマチックトランスミッション４００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。

水温センサ８２８は、エンジン２００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。

ＥＣＵ８００は、ポジションスイッチ８０６、アクセル開度センサ８１０、踏力センサ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。

図２を参照して、ハイブリッドシステム１００およびオートマチックトランスミッション４００についてさらに説明する。

ハイブリッドシステム１００は、エンジン２００と、動力分割機構３１０と、第１ＭＧ（Motor Generator）３１１と、第２ＭＧ３１２とを含む。動力分割機構３１０は、入力軸３０２に入力されたエンジン２００の出力を第１ＭＧ３１１および出力軸３０４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。

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。

動力分割機構３１０において、キャリア３２６は入力軸３０２すなわちエンジン２００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は出力軸３０４に連結される。

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２００の出力が第１ＭＧ３１１と出力軸３０４とに分配される。

分配されたエンジン２００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。

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、ロータが出力軸３０４と一体的に回転するように設けられる。

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オートマチックトランスミッション４００の目標出力トルクを満足し、かつエンジン２００において最適な燃費を実現するように制御される。

オートマチックトランスミッション４００は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース４０２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４０４と、出力回転部材としての出力軸４０６とを含む。

入力軸４０４は、動力分割機構３１０の出力軸３０４に連結される。したがって、オートマチックトランスミッション４００の入力軸回転数ＮＩと動力分割機構３１０の出力軸回転数、すなわちリングギヤ３２８の回転数ＮＲとは同じである。

オートマチックトランスミッション４００は、シングルピニオン型の第１プラネタリギヤ（Ｐ１）４１０および第２プラネタリギヤ（Ｐ２）４２０と、Ｃ１クラッチ４３１、Ｃ２クラッチ４３２、Ｃ３クラッチ４３３、Ｂ１ブレーキ４４１およびＢ２ブレーキ４４２の５つの摩擦係合要素とを含む。

さらに、オートマチックトランスミッション４００は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を含む、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０は、インナーレース４５２とアウターレース４５４との相対的な回転を一方向について許容し、逆方向について規制する。なお、本実施の形態において、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０の係合状態とは、インナーレース４５２とアウターレース４５４との相対的な回転が規制された状態を意味する。

第１プラネタリギヤ（Ｐ１）４１０は、サンギヤ（Ｓ１）４１２と、キャリア（ＣＡ１）４１４と、リングギヤ（Ｒ１）４１６とを含む。サンギヤ（Ｓ１）４１２は、Ｃ３クラッチ４３３の係合により入力軸４０４と連結される。また、サンギヤ（Ｓ１）４１２は、Ｂ１ブレーキ４４１の係合によりケース４０２に固定される。

キャリア（ＣＡ１）４１４は、Ｃ２クラッチ４３２の係合により入力軸４０４と連結される。また、キャリア（ＣＡ１）４１４は、Ｂ２ブレーキ４４２もしくはワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０の係合によりケース４０２に固定される。リングギヤ（Ｒ１）４１６は、出力軸４０６に連結される。

第２プラネタリギヤ（Ｐ２）４２０は、サンギヤ（Ｓ２）４２２と、キャリア（ＣＡ２）４２４と、リングギヤ（Ｒ２）４２６とを含む。サンギヤ（Ｓ２）４２２は、Ｃ１クラッチ４３１の係合により入力軸４０４と連結される。

キャリア（ＣＡ２）４２４は、出力軸４０６に連結される。リングギヤ（Ｒ２）４２６は、第１プラネタリギヤ（Ｐ１）４１０のキャリア（ＣＡ１）４１４に連結される。したがって、リングギヤ（Ｒ２）４２６は、Ｂ２ブレーキ４４２もしくはワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０の係合によりケース４０２に固定される。

オートマチックトランスミッション４００の摩擦係合要素を予め定められた組合わせで係合することにより、オートマチックトランスミッション４００において所望のギヤ段が形成される。

本実施の形態においては、車両の駆動時（駆動源の駆動力による走行時）において、Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０の係合により、１速ギヤ段が形成される。車両の被駆動時において、Ｃ１クラッチ４３１およびＢ２ブレーキ４４２の係合により、１速ギヤ段が形成される。

Ｃ１クラッチ４３１およびＢ１ブレーキ４４１の係合により、２速ギヤ段が形成される。Ｃ１クラッチ４３１およびＣ２クラッチ４３２の係合により、３速ギヤ段が形成される。オートマチックトランスミッション４００における変速は、たとえば変速線図に基づいて行なわれる。

オートマチックトランスミッション４００においてギヤ段が形成された状態では、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８からオートマチックトランスミッション４００に入力されるトルク（ハイブリッドシステム１００の出力トルク）が駆動輪である後輪７００に伝達される。

オートマチックトランスミッション４００のニュートラル状態においては、全ての摩擦係合要素が解放状態にされる。ニュートラル状態では、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８から後輪７００へのトルクの伝達が遮断される。

Ｃ１クラッチ４３１、Ｃ２クラッチ４３２、Ｃ３クラッチ４３３、Ｂ１ブレーキ４４１およびＢ２ブレーキ４４２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３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。

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。

機械式オイルポンプ９１０は、エンジン２００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２００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。

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４０２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。

電動オイルポンプ９２０の回転数は、回転数センサ８３０により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８００に送信される。また、電動オイルポンプ９２０からの吐出圧は、油圧センサ８３２により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８００に送信される。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。

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。

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。

図４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。

ＥＣＵ８００は、第１フィードバック制御部８４１と、第２フィードバック制御部８４２と、フィードバックゲイン補正部８４４とを含む。

第１フィードバック制御部８４１は、車両の走行レンジにＤ（ドライブ）レンジもしくはＲ（リバース）レンジが選択されている状態、すなわちギヤ段が形成される状態において、第１ＭＧ３１１の回転数、すなわち動力分割機構３１０のサンギヤ３２２の回転数ＮＳのフィードバック制御を実行する。

サンギヤ３２２の回転数ＮＳは、たとえば、エンジン回転数ＮＥ、リングギヤ３２８の回転数ＮＲおよびプラネタリギヤ３２０のギヤ比ρに基づいて算出される。なお、サンギヤ３２２の回転数ＮＳを得る方法は、これに限らない。

サンギヤ３２２の回転数ＮＳの回転数は、たとえば、第１ＭＧ３１１を用いてエンジン回転数ＮＥを増減する場合、第１ＭＧ３１１の回転数が制限される場合などにおいて定められる目標回転数ＮＳ（Ｔ）になるようにフィードバック制御される。

サンギヤ３２２の回転数ＮＳのフィードバック制御には、下記の式（１）による比例制御、積分制御および微分制御が用いられる。なお、式（１）における「ＦＢ（Ｓ）」は、フィードバック補正量である。

「ΔＮＳ（Ｐ）」は、目標回転数ＮＳ（Ｔ）とサンギヤ３２２の回転数ＮＳとの差（ＮＳ（Ｔ）−ＮＳ）である。「ΔＮＳ（Ｉ）」は、目標回転数ＮＳ（Ｔ）とリングギヤ３２８の回転数ＮＲとの差の積分値である。「ＮＳ（Ｄ）」は、サンギヤ３２２の回転数ＮＳの微分値である。「Ａ」は比例項のフィードバックゲインである。「Ｂ」は積分項のフィードバックゲインである。「Ｃ」は微分項のフィードバックゲインである。

ＦＢ（Ｓ）＝Ａ×ΔＮＳ（Ｐ）＋Ｂ×ΔＮＳ（Ｉ）＋Ｃ×ＮＳ（Ｄ）・・・（１）
フィードバックゲイン「Ａ」，「Ｂ」および「Ｃ」は、エンジン２００のイナーシャおよびフリクションなどを考慮して、実験などにより予め定められる。これらのフィードバックゲインは、ギヤ段の形成時におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。なお、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一つを用いて、サンギヤ３２２の回転数ＮＳのフィードバック制御を行なうようにしてもよい。

第２フィードバック制御部８４２は、走行レンジにＮ（ニュートラル）レンジが選択されている状態、すなわちオートマチックトランスミッション４００のニュートラル状態において、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御を実行する。

具体的には、図５に示すように、ハイブリッドシステム１００の第１ＭＧ３１１の回転数を増減して、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲが目標回転数ＮＲ（Ｔ）になるようにフィードバック制御が実行される。

たとえば、オートマチックトランスミッション４００において形成されると予想されるギヤ段のギヤ比と出力軸回転数ＮＯとの積もしくは「０」が目標回転数ＮＲ（Ｔ）に設定される。なお、目標回転数ＮＲ（Ｔ）の設定方法はこれに限らない。

リングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御には、下記の式（２）による比例制御、積分制御および微分制御が用いられる。なお、式（２）における「ＦＢ（Ｒ）」は、フィードバック補正量である。

「ΔＮＲ（Ｐ）」は、目標回転数ＮＲ（Ｔ）とリングギヤ３２８の回転数ＮＲとの差（ＮＲ（Ｔ）−ＮＲ）である。「ΔＮＲ（Ｉ）」は、目標回転数ＮＲ（Ｔ）とリングギヤ３２８の回転数ＮＲとの差の積分値である。「ＮＲ（Ｄ）」は、リングギヤ３２８の回転数ＮＲの微分値である。「Ｘ」は比例項のフィードバックゲインである。「Ｙ」は積分項のフィードバックゲインである。「Ｘ」は微分項のフィードバックゲインである。

ＦＢ（Ｒ）＝Ｘ×ΔＮＲ（Ｐ）＋Ｙ×ΔＮＲ（Ｉ）＋Ｚ×ＮＲ（Ｄ）・・・（２）
フィードバックゲイン「Ｘ」，「Ｙ」および「Ｚ」は、実験などにより予め定められる。図５に示すように、リングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御において、エンジン回転数ＮＥは変化しない。そのため、フィードバックゲイン「Ｘ」，「Ｙ」および「Ｚ」に対するエンジン２００のイナーシャおよびフリクションなどの影響は小さい。これらのフィードバックゲインは、ニュートラル状態におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。なお、比例制御、積分制御および微分制御のうちの少なくともいずれか一つを用いて、リングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御を行なうようにしてもよい。

フィードバックゲイン補正部８４４は、オートマチックトランスミッション４００のニュートラル状態において用いられるフィードバックゲインである「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」を補正する。フィードバックゲインは、ＡＴＦの温度および走行距離などの基づいて補正される。

たとえば、ＡＴＦの温度が低い場合は高い場合に比べて、第１ＭＧ３１１の応答性が高くなるようにフィードバックゲインが補正される。また、走行距離が長い場合は短い場合に比べて第１ＭＧ３１１の応答性が高くなるようにフィードバックゲインが補正される。

なお、フィードバックゲインの補正方法は、これに限らず、ＡＴＦの温度が高い場合は低い場合に比べて、第１ＭＧ３１１の応答性が高くなるようにフィードバックゲインを補正したり、走行距離が短い場合は長い場合に比べて第１ＭＧ３１１の応答性が高くなるようにフィードバックゲインを補正したりするようにしてもよい。すなわち、フィードバックゲインをどのように補正するかは、車両の特性に応じて車両ごとに定められる。

図６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。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８００は、エンジン２００が自立運転（アイドリング）中であるか否かを判断する。エンジン２００が自立運転中であると（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）、処理はＳ１３０に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、走行レンジにＮレンジが選択されているか否かを判断する。たとえば、シフトレバー８０４のポジションがＮポジションにある場合、Ｎレンジが選択されていると判断される。Ｎレンジが選択されていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１３０に移される。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８００は、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」を用いる。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ８００は、油温センサ８２６から送信された信号に基づいて検出されるＡＴＦの温度および車両の走行距離に基づいて、Ｎレンジ時におけるフィードバックゲインを補正する。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２の回転数ＮＳ（第１ＭＧ３１１の回転数）のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を用いる。

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。

エンジン２００が自立運転中でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、または走行レンジにＮレンジが選択されていない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、動力分割機構３１０のサンギヤ３２２の回転数ＮＳ（第１ＭＧ３１１の回転数）のフィードバック制御におけるフィードバックゲインに「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」が用いられる（Ｓ１３０）。

これらのフィードバックゲインは、エンジン２００のイナーシャおよびフリクションなどを考慮して、ギヤ段形成時のフィードバック制御にとって最適な値に定められる。そのため、オートマチックトランスミッション４００がギヤ段を形成した状態において、サンギヤ３２２の回転数ＮＳの応答性と精度とを両立して、フィードバック制御を実行することができる。

ところで、オートマチックトランスミッション４００がニュートラル状態である場合は、オートマチックトランスミッション４００により動力分割機構３１０のリングギヤ３２８に作用する負荷が軽くなる。

したがって、オートマチックトランスミッション４００がギヤ段を形成した状態において用いられるフィードバックゲインを用いて、リングギヤ３２８の回転数ＮＲをフィードバック制御したとしても、適切に制御できるとは限らない。

たとえば、応答性が過剰であると、リングギヤ３２８の目標回転数ＮＲ（Ｔ）に対して実際の回転数ＮＲがオーバーシュートし得る。この場合、精度が悪くなる。また、応答性が不足すると、リングギヤ３２８の回転数ＮＲが目標回転数ＮＲ（Ｔ）に到達するまでの時間が長くなる。

いずれの場合においても、ニュートラル状態にあるオートマチックトランスミッション４００がギヤ段を形成する状態に移行する際、リングギヤ３２８の回転数ＮＲが目標回転数ＮＲ（Ｔ）と大きく異なる場合があり得る。

リングギヤ３２８の回転数ＮＲが目標回転数ＮＲ（Ｔ）と大きく異なった状態において、ギヤ段が形成されると、リングギヤ３２８の回転数ＮＲが大きく変動し、ショックが発生し得る。

そこで、リングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御を行なう場合は、オートマチックトランスミッション４００がギヤ段を形成する場合に用いられるフィードバックゲインとは別に定められるフィードバックゲインが用いられる。

すなわち、エンジン２００が自立運転中であり（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ走行レンジにＮレンジが選択されていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲのフィードバック制御におけるフィードバックゲインに、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」が用いられる（Ｓ１２０）。

これらのフィードバックゲインは、ニュートラル状態におけるフィードバック制御にとって最適な値に定められる。これにより、オートマチックトランスミッション４００のニュートラル状態において、サンギヤ３２２の回転数ＮＳの応答性と精度とを両立して、フィードバック制御を実行することができる。そのため、リングギヤ３２８の回転数ＮＲが目標回転数ＮＲ（Ｔ）になるように精度よく制御することができる。その結果、ギヤ段を形成する際に発生し得るショックを低減することができる。

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、オートマチックトランスミッションがギヤ段を形成した状態と、ニュートラル状態とで、それぞれ別に定められたフィードバックゲインを用いて、フィードバック制御が実行される。これにより、ギヤ段を形成した状態およびニュートラル状態のそれぞれに適したフィードバックゲインを用いてパワートレーンの第１ＭＧを制御することができる。そのため、ニュートラル状態においては、リングギヤの回転数ＮＲが目標回転数ＮＲ（Ｔ）になるように精度よく制御することができる。その結果、ニュートラル状態からギヤ段を形成した状態に移行する際に発生し得るショックを低減することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵを搭載したハイブリッド車を示す概略構成図である。 ハイブリッドシステムおよびオートマチックトランスミッションを示す図である。 油圧制御装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。 動力分割機構の共線図を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置である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。

符号の説明

１００ ハイブリッドシステム、２００ エンジン、３１０ 動力分割機構、３１１ 第１ＭＧ、３１２ 第２ＭＧ、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 オートマチックトランスミッション、４０４ 入力軸、４０６ 出力軸、４３１ Ｃ１クラッチ、４３２ Ｃ２クラッチ、４３３ Ｃ３クラッチ、４４１ Ｂ１ブレーキ、４４２ Ｂ２ブレーキ、４５０ ワンウェイクラッチ（Ｆ）、８００ ＥＣＵ、８０２ ＲＯＭ、８０４ シフトレバー、８０６ ポジションスイッチ、８０８ アクセルペダル、８１０ アクセル開度センサ、８１２ ブレーキペダル、８１４ 踏力センサ、８１６ 電子スロットルバルブ、８１８ スロットル開度センサ、８２０ エンジン回転数センサ、８２２ 入力軸回転数センサ、８２４ 出力軸回転数センサ、８２６ 油温センサ、８２８ 水温センサ、８３０ 回転数センサ、８３２ 油圧センサ、８４１ 第１フィードバック制御部、８４２ 第２フィードバック制御部、８４４ フィードバックゲイン補正部。

Claims (10)

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の回転要素および内燃機関に連結される第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第１の状態および前記第２の回転要素から前記車輪へのトルクの伝達を遮断する第２の状態とを切換可能な切換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の状態において、第１のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するための第１の制御手段と、
   前記第２の状態において、前記第２の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第２のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するための第２の制御手段とを含む、パワートレーンの制御装置。
2. 前記第１の制御手段は、前記第１の状態において、前記第１のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第１の回転電機を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記第２の状態において、前記第２のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第１の回転電機を制御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。
3. 前記第１のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインであって、
   前記第２のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである、請求項１または２に記載のパワートレーンの制御装置。
4. 前記制御装置は、前記切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記第２のゲインを補正するための手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載のパワートレーンの制御装置。
5. 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の回転要素および内燃機関に連結される第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第１の状態および前記第２の回転要素から前記車輪へのトルクの伝達を遮断する第２の状態とを切換可能な切換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の状態において、第１のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップと、
   前記第２の状態において、前記第２の回転要素の回転数が目標回転数になるように、第２のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。
6. 第１のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップは、前記第１の状態において、前記第１のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第１の回転電機を制御するステップを含み、
   第２のゲインを用いて前記パワートレーンを制御するステップは、前記第２の状態において、前記第２のゲインを用いて前記パワートレーンの前記第１の回転電機を制御するステップを含む、請求項５に記載のパワートレーンの制御方法。
7. 前記第１のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインであって、
   前記第２のゲインは、フィードバック制御における比例項、積分項および微分項のうちの少なくともいずれか一つの項のゲインである、請求項５または６に記載のパワートレーンの制御方法。
8. 前記制御方法は、前記切換機構の潤滑油の温度および車両の走行距離のうちの少なくともいずれか一方に応じて前記第２のゲインを補正するステップをさらに含む、請求項５〜７のいずれかに記載のパワートレーンの制御方法。
9. 請求項５〜８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。
10. 請求項５〜８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。

Images