JP2008189243A - 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】加速性が悪化しないようにする。
【解決手段】ＥＣＵは、ハイブリッドシステムの第２ＭＧの出力トルクを検出するステップ（Ｓ１００）と、第２ＭＧの温度を検出するステップ（Ｓ１１０）と、バッテリのＳＯＣを算出するステップ（Ｓ１２０）と、バッテリの温度を検出するステップ（Ｓ１３０）と、第２ＭＧの出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きいという条件、第２ＭＧの温度がしきい値Ｂ（１）より大きいという条件、バッテリのＳＯＣがしきい値Ｃ（１）より低いという条件、バッテリの温度がしきい値Ｄ（１）より低いという条件のうちの少なくともいずれか一つの条件が成立すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、ダウンシフトするように、ハイブリッドシステムに連結されたオートマチックトランスミッションを制御するステップ（Ｓ１５０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図１１

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、回転電機と、変速機とを備えたパワートレーンを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

ところで、特開２００５−３３７４９１号公報に記載のハイブリッド車においては、動力源として回転電機が用いられていることから、大きな加速度が要求された場合、それだけ回転電機の負荷が大きくなる。この場合において、回転電機の発熱もしくは劣化などを防止するため、回転電機の出力が制限されると、運転者が所望する加速度を満たすことができない。しかしながら、特開２００５−３３７４９１号公報には、このような課題に関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、加速性が悪化し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。

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、変速比を変更可能な変速機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２の回転電機の負荷を検出するための検出手段と、第２の回転電機の負荷がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように変速機を制御するための制御手段とを含む。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構成を有する。

第１または第４の発明によると、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の、第２の回転要素に変速機が連結される。差動機構の第２の回転要素に連結される第２の回転電機の負荷が検出される。第２の回転電機の負荷がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように変速機が制御される。これにより、運転者が所望する加速度を満たすために出力すべき第２の回転電機のトルクを小さくし、第２の回転電機の発熱量を低減することができる。そのため、第２の回転電機の出力が制限されないようにすることができる。その結果、加速性が悪化し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、検出手段は、第２の回転電機のトルクを負荷として検出するための手段を含む。制御手段は、第２の回転電機のトルクがしきい値より大きいと、ダウンシフトするように変速機を制御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構成を有する。

第２または第５の発明によると、第２の回転電機のトルクを負荷として用いて、変速機を制御することができる。

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の発明の構成に加え、検出手段は、第２の回転電機の温度を負荷として検出するための手段を含む。制御手段は、第２の回転電機の温度がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように変速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構成を有する。

第３または第５の発明によると、第２の回転電機の温度を負荷として用いて、変速機を制御することができる。

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。

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。

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。なお、ＥＣＵ８００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。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、温度センサ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。また、本実施の形態においては、シフトレバー８０４を操作することにより、運転者が所望のギヤ段（変速比）を選択可能である。

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車速が算出される。なお、車速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。

温度センサ８２８は、後述する第２ＭＧ３１２の温度を検出し、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、温度センサ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。

第２ＭＧ３１２の出力トルクは、目標出力トルクに対して、エンジン２００の出力トルクと第２ＭＧ３１２の出力トルクとの割合を定めたマップにしたがって定められる。また、第２ＭＧ３１２の出力トルクの割合、すなわち第２ＭＧ３１２の出力トルクの最大値は、たとえば温度がしきい値よりも大きくなると低減される。すなわち、第２ＭＧ３１２の出力トルクが制限される。

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（第２ＭＧ３１２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。

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、パワートレーンにおいて、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。すなわち、パワートレーンにおいては、５つの前進ギヤ段に応じて変速比が変化する。

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。

４速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素と５速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素とは同じである。すなわち、４速ギヤ段および５速ギヤ段では、オートマチックトランスミッション４００における変速比は同じである。しかしながら、動力分割機構３１０における変速比が異なる。

４速ギヤ段を形成する際には、動力分割機構３１０において第１ＭＧ３１１の回転が許容されて、エンジン回転数と出力軸３０４の回転数が同じにされ、変速比が「１」になる。一方、５速ギヤ段を形成する際には、第１ＭＧ３１１の回転数を「０」にすることにより、出力軸３０４の回転数がエンジン回転数よりも高くされて、変速比が「１」よりも小さくされる。

パワートレーンにおける変速は、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。

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において一点鎖線で囲まれる領域は、エンジン２００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。

変速を行なう際、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。

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、トランスミッションケース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。バッテリ９４２の電力は、電動オイルポンプ９２０の他、電動パワーステアリング９５０、第１ＭＧ３１２、第２ＭＧ３１２など、電力で作動する補機類に供給される。

バッテリ９４２からの充放電電流値は、電流センサ８３４により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ８００に送信される。本実施の形態においては、バッテリ９４２からの充放電電流値に基づいてバッテリ９４２のＳＯＣ（State Of Charge）が算出される。なお、ＳＯＣ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。バッテリ９４２の温度は、温度センサ８３６により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ８００に送信される。

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。

ＥＣＵ８００は、トルク検出部８４０と、第１温度検出部８４２と、ＳＯＣ算出部８４４と、第２温度検出部８４６と、ダウンシフト部８４８とを含む。

トルク検出部８４０は、第２ＭＧ３１２の出力トルクを検出する。たとえば、ＥＣＵ８００から第２ＭＧ３１２への指令値が、第２ＭＧ３１２の出力トルクとして検出される。第１温度検出部８４２は、温度センサ８２８から送信された信号に基づいて、第２ＭＧ３１２の温度を検出する。第２ＭＧ３１２の出力トルクおよび温度は、第２ＭＧ３１２の負荷として検出される。

ＳＯＣ算出部８４４は、電流センサ８３４を用いて検出されるバッテリ９４２の充放電電流値に基づいて、バッテリ９４２のＳＯＣを算出する。第２温度検出部８４６は、温度センサ８３６から送信される信号に基づいて、バッテリ９４２の温度を検出する。

ダウンシフト部８４８は、図７に示すように第２ＭＧ３１２の出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きい場合、図８に示すように第２ＭＧ３１２の温度がしきい値Ｂ（１）より大きい場合、図９に示すようにバッテリ９４２のＳＯＣがしきい値Ｃ（１）より低い場合、図１０に示すようにバッテリ９４２の温度がしきい値Ｄ（１）より低い場合、ダウンシフトするようにオートマチックトランスミッション４００を制御する。

第２ＭＧ３１２の出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きいことによりダウンシフトが行なわれた後は、図７に示すように、出力トルクがしきい値Ａ（２）（Ａ（２）＜Ａ（１））より小さくなると、ダウンシフトの要求が解除される。すなわち、オートマチックトランスミッション４００がアップシフトされる。

第２ＭＧ３１２の温度がしきい値Ｂ（１）より大きいことによりダウンシフトが行なわれた後は、図８に示すように、第２ＭＧ３１２の温度がしきい値Ｂ（２）（Ｂ（２）＜Ｂ（１））より小さくなると、ダウンシフトの要求が解除される。すなわち、オートマチックトランスミッション４００がアップシフトされる。

バッテリ９４２のＳＯＣがしきい値Ｃ（１）より低いことによりダウンシフトが行なわれた後は、図９に示すように、ＳＯＣがしきい値Ｃ（２）（Ｃ（２）＞Ｃ（１））より高くなると、ダウンシフトの要求が解除される。すなわち、オートマチックトランスミッション４００がアップシフトされる。

バッテリ９４２の温度がしきい値Ｄ（１）より低いことによりダウンシフトが行なわれた後は、図１０に示すように、バッテリ９４２の温度がしきい値Ｄ（２）（Ｄ（２）＞Ｄ（１））より高くなると、ダウンシフトの要求が解除される。すなわち、オートマチックトランスミッション４００がアップシフトされる。

図１１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、第２ＭＧ３１２の出力トルクを検出する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、温度センサ８２８から送信された信号に基づいて、第２ＭＧ３１２の温度を検出する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８００は、電流センサ８３４を用いて検出されるバッテリ９４２の充放電電流値に基づいて、バッテリ９４２のＳＯＣを算出する。Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、温度センサ８３６から送信される信号に基づいて、バッテリ９４２の温度を検出する。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８００は、第２ＭＧ３１２の出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きいという条件、第２ＭＧ３１２の温度がしきい値Ｂ（１）より大きいという条件、バッテリ９４２のＳＯＣがしきい値Ｃ（１）より低いという条件、バッテリ９４２の温度がしきい値Ｄ（１）より低いという条件のうちの少なくともいずれか一つの条件が成立したか否かを判断する。少なくともいずれか一つの条件が成立すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０に移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８００は、ダウンシフトするようにオートマチックトランスミッション４００を制御する。

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。

ハイブリッドシステム１００においては、エンジン２００に加えて、第２ＭＧ３１２を駆動源として用いることが可能である。したがって、ハイブリッドシステム１００が出力し得る最大のトルクは、図１２に示すように、エンジン２００のトルクの最大値に、第２ＭＧ３１２のトルクの最大値を加えた値になる。

ところで、ハイブリッドシステム１００の出力トルクを最大にした場合、図１３に示すように、オートマチックトランスミッション４００の出力軸トルクの最大値は、ギヤ段が低速であるほど（ギヤ比が大きいほど）より大きくなる。

また、たとえば図１４において実線で示すように、前進４速ギヤ段の形成時であって、かつ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が「Ｅ」である場合において、オートマチックトランスミッション４００の出力軸トルクを最大値Ｆにする際、図１５において示すように、エンジン２００の出力トルクに対して、「Ｇ（４ＴＨ）」だけ第２ＭＧ３１２によりトルクを補う必要がある。

しかしながら、常に第２ＭＧ３１２によりトルクを補うことができるとは限らない。第２ＭＧ３１２の出力トルクが大きい状態、すなわち、第２ＭＧ３１２の負荷が大きい状態が継続すると、第２ＭＧ３１２の温度が高くなり得る。第２ＭＧ３１２の温度が高くなると、目標出力トルクに対する第２ＭＧ３１２の出力トルクの割合、すなわち第２ＭＧ３１２の出力トルクの最大値が制限され得る。また、バッテリ９４２のＳＯＣが低い場合もしくは温度が低い場合は、第２ＭＧ３１２に十分な電力を供給できない。これらの場合、運転者が所望する加速度を満たすことができない場合がある。

そこで、第２ＭＧ３１２の負荷として、第２ＭＧ３１２の出力トルクが検出される（Ｓ１００）とともに、第２ＭＧ３１２の温度が検出される（Ｓ１１０）。また、バッテリ９４２のＳＯＣが算出される（Ｓ１２０）とともに、バッテリ９４２の温度が検出される（Ｓ１３０）。

第２ＭＧ３１２の出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きいという条件、第２ＭＧ３１２の温度がしきい値Ｂ（１）より大きいという条件、バッテリ９４２のＳＯＣがしきい値Ｃ（１）より低いという条件、バッテリ９４２の温度がしきい値Ｄ（１）より低いという条件のうちの少なくともいずれか一つの条件が成立すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、ダウンシフトするようにオートマチックトランスミッション４００が制御される（Ｓ１５０）。

ここでは、４速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトが行なわれたと想定する。図１６に示すように、前進３速ギヤ段の形成時におけるオートマチックトランスミッション４００の出力軸トルクの最大値は、前進４速ギヤ段の形成時におけるオートマチックトランスミッション４００の出力軸トルクの最大値よりも大きい。

そのため、出力軸回転数ＮＯが「Ｅ」である場合において、出力軸トルクを前進４速ギヤ段の形成時における出力軸トルクの最大値Ｆと同じにするには、図１７に示すように、エンジン２００の出力トルクに対して、「Ｇ（４ＴＨ）」よりも小さい「Ｇ（３ＲＤ）」だけトルクを補えばよい。これにより、運転者が所望する加速度を得るために出力すべき第２ＭＧ３１２のトルクを低減することができる。そのため、第２ＭＧの発熱量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、第２ＭＧの出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きいという条件もしくは第２ＭＧの温度がしきい値Ｂ（１）より大きいという条件が成立すると、ダウンシフトするようにオートマチックトランスミッションが制御される。これにより、運転者が所望する加速度を得るために出力すべき第２ＭＧのトルクを低減し、第２ＭＧの発熱量を低減することができる。そのため、第２ＭＧの出力が制限されないようにすることができる。その結果、加速性が悪化しないようにすることができる。

なお、第２ＭＧ３１２の出力トルクがしきい値Ａ（１）より大きく、かつ第２ＭＧ３１２の温度がしきい値Ｂ（１）より大きいという条件が成立した場合にダウンシフトするように、オートマチックトランスミッション４００を制御するようにしてもよい。

また、パワートレーンにおいて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パワートレーンを構成する場合、図１８に示すように、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１９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。

３速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素と４速ギヤ段を形成する際に係合される摩擦係合要素とは同じである。すなわち、３速ギヤ段および４速ギヤ段では、オートマチックトランスミッション４００における変速比は同じである。しかしながら、動力分割機構３１０における変速比が異なる。

３速ギヤ段を形成する際には、動力分割機構３１０において第１ＭＧ３１１の回転が許容されて、エンジン回転数と出力軸３０４の回転数が同じにされ、変速比が「１」になる。一方、４速ギヤ段を形成する際には、第１ＭＧ３１１の回転数を「０」にすることにより、出力軸３０４の回転数がエンジン回転数よりも高くされて、変速比が「１」よりも小さくされる。パワートレーンにおける変速は、たとえば図２０に示す変速線図に基づいて制御される。

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（その１）である。 作動表を示す図（その１）である。 変速線図を示す図（その１）である。 油圧制御装置を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 ダウンシフトを行なうか否かを判断するために定められたしきい値を示す図（その１）である。 ダウンシフトを行なうか否かを判断するために定められたしきい値を示す図（その２）である。 ダウンシフトを行なうか否かを判断するために定められたしきい値を示す図（その３）である。 ダウンシフトを行なうか否かを判断するために定められたしきい値を示す図（その４）である。 ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示す図である。 ハイブリッドシステムの出力トルクの最大値を示す図である。 オートマチックトランスミッションの出力軸トルクの最大値を示す図である。 前進４速ギヤ段形成時におけるオートマチックトランスミッションの出力軸トルクの最大値を示す図である。 前進４速ギヤ段形成時に第２ＭＧが補うトルクを示す図である。 前進３速ギヤ段形成時におけるオートマチックトランスミッションの出力軸トルクの最大値を示す図である。 前進３速ギヤ段形成時に第２ＭＧが補うトルクを示す図である。 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（その２）である。 作動表を示す図（その２）である。 変速線図を示す図（その２）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、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、８２８ 温度センサ、８４０ トルク検出部、８４２ 温度検出部、８４４ 算出部、８４６ 温度検出部、８４８ ダウンシフト部。

Claims (8)

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、変速比を変更可能な変速機とを備えるパワートレーンの制御装置であって、
   前記第２の回転電機の負荷を検出するための検出手段と、
   前記第２の回転電機の負荷がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように前記変速機を制御するための制御手段とを含む、パワートレーンの制御装置。
2. 前記検出手段は、前記第２の回転電機のトルクを負荷として検出するための手段を含み、
   前記制御手段は、前記第２の回転電機のトルクがしきい値より大きいと、ダウンシフトするように前記変速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. 前記検出手段は、前記第２の回転電機の温度を負荷として検出するための手段を含み、
   前記制御手段は、前記第２の回転電機の温度がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように前記変速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。
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、変速比を変更可能な変速機とを備えるパワートレーンの制御方法であって、
   前記第２の回転電機の負荷を検出するステップと、
   前記第２の回転電機の負荷がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように前記変速機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。
5. 前記第２の回転電機の負荷を検出するステップは、前記第２の回転電機のトルクを負荷として検出するステップを含み、
   ダウンシフトするように前記変速機を制御するステップは、前記第２の回転電機のトルクがしきい値より大きいと、ダウンシフトするように前記変速機を制御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。
6. 前記第２の回転電機の負荷を検出するステップは、前記第２の回転電機の温度を負荷として検出するステップを含み、
   ダウンシフトするように前記変速機を制御するステップは、前記第２の回転電機の温度がしきい値より大きいと、ダウンシフトするように前記変速機を制御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。
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。
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。

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