JP3985832B2

JP3985832B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP3985832B2
Application number: JP2005320115A
Authority: JP
Inventors: 亨松原; 弘淳遠藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2025-11-02
Also published as: DE102006051442A1; CN1958330B; CN1958330A; JP2007125994A; US20070099748A1; US7530920B2; DE102006051442B4

Description

本発明は、内燃機関の動力を車輪側出力軸と発電機とに分配する動力分配機構と、電動機と、同電動機の動力を前記車輪側出力軸に伝達する変速機とを備えるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

内燃機関の動力を車輪側出力軸と発電機とに分配するとともに、電動機の動力を変速機を介して車輪側出力軸に伝達するハイブリッド車両が知られている（特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のハイブリッド車両では、変速機に設けられた複数の摩擦式係合機構についてそれらの係合と解放とを切り替えて変速段を変更することにより、電動機から車輪側出力軸に伝達されるトルクを増減させるようにしている。そして、同文献に記載の制御装置では、変速段切替時の変速ショックを抑えるために、変速機の変速時において、変速前の電動機の回転速度を変速後の回転速度に向けて同期させる回転同期制御を行うようにしている。例えば、減速比が大きくなる側に変速段が切り替えられる場合には、変速段の切替過程において電動機の回転速度が徐々に高くなるようにその回転速度を調整し、減速比が小さくなる側に変速段が切り替えられる場合には、変速段の切替過程において電動機の回転速度が徐々に低くなるようにその回転速度を調整している。
特開２００４−２０３２１９号公報

ところで、上記ハイブリッド車両では、運転者によってシフトレバー等が操作され、その操作位置がニュートラル位置であると検出された場合、前記発電機及び前記電動機への通電が遮断されて発電機及び電動機は空転状態にされ、これにより車輪側出力軸への動力伝達が遮断されたニュートラル状態が作り出される。

ここで、上記回転同期制御の実行中に、上述したような車輪側出力軸への動力伝達を遮断するニュートラル要求がなされると、その要求に基づいて発電機及び電動機への通電を遮断するニュートラル制御が実行される。このように回転同期制御の実行中にニュートラル制御が実行されると、同回転同期制御を通じた電動機の回転速度調整が中断されてしまうため、上記係合機構の状態によっては変速機から変速ショックが発生してしまうおそれがある。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機の動力が変速機を介して車輪側出力軸に伝達されるハイブリッド車両において、変速機からの変速ショックの発生を好適に抑えることのできるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の動力を車輪側出力軸と発電機とに分配する動力分配機構と、電動機と、同電動機の動力を前記車輪側出力軸に伝達する変速機と、前記車輪側出力軸への動力伝達を遮断するニュートラル要求があるか否かを判定する判定手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ニュートラル要求がある旨判定される場合には前記発電機及び前記電動機への通電を遮断するニュートラル制御を実行し、前記変速機の変速時には変速前の前記電動機の回転速度を変速後の回転速度に同期させる回転同期制御を実行する制御装置において、前記回転同期制御の実行中にニュートラル要求がある旨判定された場合には、前記ニュートラル制御の実行を遅延させる遅延手段を備えることをその要旨とする。

同構成によれば、電動機に電力を供給してその回転速度を調整する回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされた場合、発電機及び電動機への通電を遮断するニュートラル制御の実行が遅延される。そのため、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされても、電動機の回転速度調整は中断されることなく続行され、これにより変速前の電動機の回転速度は、変速後の回転速度に向けて好適に同期される。従って、電動機の動力が変速機を介して車輪側出力軸に伝達されるハイブリッド車両において、回転同期制御の実行中に電動機への通電が遮断されることにより発生する変速機の変速ショックを好適に抑えることができるようになる。なお、上記ニュートラル要求としては、車両の走行態様（前進、後退、ニュートラル等）を選択するシフトレバー等が運転者によって操作され、その操作位置がニュートラル位置であると検出された場合、すなわち運転者から発せられるニュートラル要求や、車両に搭載された電子制御装置から発せられるニュートラル要求などが挙げられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記遅延手段は、前記回転同期制御の実行が終了するまで前記ニュートラル制御の実行を禁止することをその要旨とする。

同構成によれば、回転同期制御の実行中にニュートラル制御が実行されることを確実に回避することができる。従って、回転同期制御の実行時において、変速前の電動機の回転速度を変速後の回転速度に向けてより確実に同期させることができるようになり、もって変速機からの変速ショックの発生をより確実に抑えることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ニュートラル制御は、前記変速機の変速段を切り替える係合機構を操作することなく前記発電機及び前記電動機への通電の遮断を通じて前記ニュートラル要求に応えるものであることをその要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記ハイブリッド車両の走行中における前記回転同期制御の実行中に前記ニュートラル要求がある旨判定されたとき、前記遅延手段により前記ニュートラル制御の実行を遅延し、該遅延処理が終了した後に前記ニュートラル制御を実行することをその要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記回転同期制御の実行中は前記変速段の切り替えに応じて前記係合機構を操作し、前記回転同期制御の実行中に前記ニュートラル制御の実行を遅延しているときにも前記変速段の切り替えに応じた前記係合機構の操作を継続することをその要旨とする。

内燃機関のみが搭載された一般的な車両等にあって、多段の自動変速機が搭載された車両では、上記ニュートラル要求がなされた場合、同自動変速機内のクラッチやブレーキ等といった係合機構が解放される。こうした同係合機構における係合状態の解除によって車両の走行状態はニュートラル状態にされる。

ところで、ニュートラル要求に基づいて変速機の係合機構が解放される場合にあって、例えば運転者によってシフトレバー等が操作され、その操作位置がニュートラル位置から前進走行位置等に変更された場合には、同係合機構の作動状態を解放状態から係合状態に変更する必要がある。そのため、そうした車両の走行状態の変更要求に対して、実際に同車両の走行状態が変更されるまでにはある程度の時間を要してしまう。

ここで、上述したように、ハイブリッド車両では発電機及び電動機への通電を遮断することにより当該車両の走行状態をニュートラル状態にすることができる。すなわち、変速機の変速段を切り替える係合機構を解放しなくても、その走行状態をニュートラル状態にすることができる。そこで、同構成では、ハイブリッド車両の走行中にニュートラル要求がある旨判定された場合、変速機の変速段を切り替える係合機構を解放することなく上記のニュートラル制御を実行するようにしている。従って、ハイブリッド車両の走行状態にかかる要求が、車輪側出力軸への動力伝達を遮断するニュートラル要求から車輪側出力軸に動力を伝達する車両走行要求に変更された場合でも、係合機構の作動状態を変更する必要がなく、その作動状態の変更に要する時間を省くことができる。そのため、上述したような走行状態の変更要求に対してハイブリッド車両の実際の走行状態を速やかに変更することができ、同変更要求時の応答性を高めることができるようになる。

一方、このようにニュートラル要求があっても変速機の係合機構を解放しないようにすると、変速機の変速中にニュートラル要求がなされた場合に、上記回転同期制御は上記ニュートラル制御の実行によって中断されるにもかかわらず、係合機構は変速段の切替に応じた動作が継続されるため、変速機から発生する変速ショックがより大きくなるおそれがある。この点、同構成では、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がある旨判定された場合に、ニュートラル制御の実行を遅延させる上記遅延手段を備えるようにしている。従って、上述したように、ハイブリッド車両の走行状態を変更するときの応答性を高める構成を備える場合であっても、変速機から発生する変速ショックを抑えることができるようになる。なお、同構成においてハイブリッド車両が走行中であるか否かは、その車速等に基づいて判定することができる。

以下、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。
図１に、上記制御装置が適用されるハイブリッド車両の概略構成を示す。このハイブリッド車両には動力を発生する動力源４が搭載されている。この動力源４は、内燃機関１６、第１モータジェネレータ１８、内燃機関１６の動力を車輪側出力軸６と第１モータジェネレータ１８とに分配する動力分配機構２０等から構成されている。

内燃機関１６は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの動力装置であって、吸入空気量や燃料噴射量、点火時期などの機関運転状態が制御されることにより、その出力トルクが調整される。

第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧという）１８は、第１インバータ２４を介して蓄電装置、ここではバッテリ２６に接続されており、基本的には内燃機関１６の動力を利用して発電を行う発電機として機能する。ただし、後述する減速制御の実行時等では、電力が供給されることにより電動機として機能する。そして、上記第１インバータ２４が制御されることにより、第１ＭＧ１８の発電量や出力トルクは調整される。

動力分配機構２０は、サンギア２０ａと、サンギア２０ａに対して同心円上に配置されたリングギア２０ｂと、サンギア２０ａ及びリングギア２０ｂに噛合するピニオンギアを自転かつ公転自在に保持しているキャリア２０ｃとを構成要素とする遊星歯車機構で構成されている。

キャリア２０ｃには、ダンパー１６ｂを介して内燃機関１６のクランクシャフト１６ａが接続されており、同キャリア２０ｃが入力要素になっている。また、サンギア２０ａには第１ＭＧ１８の回転軸が接続されており、同サンギア２０ａが反力要素になっている。そして、リングギア２０ｂには車輪側出力軸６が接続されており、このリングギア２０ｂが出力要素となっている。

内燃機関１６の動力は、上記動力分配機構２０を介して上記車輪側出力軸６に伝達され、この車輪側出力軸６に伝達された動力は、デファレンシャルギア８を介して車輪１０に伝達される。

図２（Ａ）に上記動力分配機構２０の共線図を示す。この図２（Ａ）に示されるように、内燃機関１６の動力は、動力分配機構２０を介して車輪側出力軸６と第１ＭＧ１８とに分配される。また、例えば車輪側出力軸６の回転速度を一定とした場合、第１ＭＧ１８の回転速度を変化させることにより、内燃機関１６の回転速度を連続的に変化させることができる。すなわち、第１ＭＧ１８の制御を通じて、内燃機関１６を効率よく運転させることが可能となっている。

また、このハイブリッド車両には、車両走行のための駆動力を出力する駆動制御や運動エネルギを回収する回生制御が可能な電動機である第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧという）１２も設けられている。この第２ＭＧ１２は変速機１４を介して車輪側出力軸６に接続されており、第２ＭＧ１２から車輪側出力軸６に伝達されるトルクは、変速機１４にて可変設定される変速比に応じて増減される。また、この第２ＭＧ１２も、第２インバータ２９を介してバッテリ２６に接続されており、第２インバータ２９が制御されることにより、第２ＭＧ１２の出力トルクや回生トルクは調整される。

上記変速機１４は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、この変速機１４には、第１サンギア１４ａと第２サンギア１４ｂとが設けられており、第１サンギア１４ａにショートピニオン１４ｃが噛合するとともに、そのショートピニオン１４ｃと第２サンギア１４ｂとがロングピニオン１４ｄに噛合している。そして、ロングピニオン１４ｄがリングギア１４ｅに噛合している。ショートピニオン１４ｃ及びロングピニオン１４ｄは、キャリア１４ｆによって自転かつ公転自在に保持されている。こうした構成により、第１サンギア１４ａとリングギア１４ｅとは、ショートピニオン１４ｃ及びロングピニオン１４ｄを備えるダブルピニオン型遊星歯車機構をなしており、また、第２サンギア１４ｂとリングギア１４ｅとは、ロングピニオン１４ｄを備えるシングルピニオン型遊星歯車機構をなしている。

また、変速機１４には、第１サンギア１４ａを選択的に固定する摩擦式の係合機構である第１ブレーキＢ１と、リングギア１４ｅを選択的に固定する摩擦式の係合機構である第２ブレーキＢ２とが設けられている。これら第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、油圧を利用した係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。なお、油圧のみならず、例えば電磁力等を利用した係合力にてトルク容量を連続的に変化させるようにしてもよい。

そして、第２サンギア１４ｂには前述した第２ＭＧ１２が連結されており、キャリア１４ｆには上記車輪側出力軸６が連結されている。従って、変速機１４では、第２サンギア１４ｂが入力要素、キャリア１４ｆが出力要素となっている。

上記変速機１４において、第１ブレーキＢ１を係合させて第１サンギア１４ａを固定するとともに第２ブレーキＢ２を解放することにより、この変速機１４の変速段は減速比の小さい高速段に設定される。一方、第２ブレーキＢ２を係合させてリングギア１４ｅを固定するとともに第１ブレーキＢ１を解放することにより、この変速機１４の変速段は前記高速段より減速比の大きい低速段に設定される。こうした変速機１４の変速制御は、車速や要求駆動力（アクセル開度等）などといった走行状態に基づき、後述する電子制御装置３０によって行われる。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された走行状態が低車速状態である場合、あるいは要求駆動力が大きい場合には、電子制御装置３０から変速機１４に向けて低速段変速信号が出力される。そして、この低速段変速信号に基づいて第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の状態が制御されることにより、変速機１４では低速段が選択される。一方、検出された走行状態が高車速状態である場合、あるいは要求駆動力が小さい場合には、電子制御装置３０から変速機１４に向けて高速段変速信号が出力され、この高速段変速信号に基づいて第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の状態が制御されることにより、変速機１４では高速段が選択される。

図２（Ｂ）に変速機１４の共線図を示す。この図２（Ｂ）に示されるように、リングギア１４ｅが固定されて低速段が設定されると、第２ＭＧ１２の回転速度に対するキャリア１４ｆの回転速度は低速段の減速比に応じて減速されるとともに、第２ＭＧ１２からキャリア１４ｆを介して車輪側出力軸６に伝達される駆動トルクは同低速段の減速比に応じて増大される。一方、第１サンギア１４ａが固定されて高速段が設定されると、第２ＭＧ１２の回転速度に対するキャリア１４ｆの回転速度は高速段の減速比に応じて変更される。より具体的には、低速段が設定された場合と比較して増速される。また、第２ＭＧ１２からキャリア１４ｆを介して車輪側出力軸６に伝達される駆動トルクは同高速段の減速比に応じて変更される。より具体的には、低速段が設定された場合と比較して減少される。

このように、変速機１４を低速段に設定して第２ＭＧ１２から車輪側出力軸６に伝達される駆動トルクを大きくしたり、変速機１４を高速段に設定して第２ＭＧ１２の回転速度を低下させたりすることにより、同第２ＭＧ１２の駆動効率等は良好な状態に維持される。

内燃機関１６の燃料噴射制御や点火時期制御などといった機関制御、第１インバータ２４を通じた第１ＭＧ１８の制御、第２インバータ２９を通じた第２ＭＧ１２の制御、及び変速機１４の変速段切替制御等といった各種制御は、電子制御装置３０によって行われる。この電子制御装置３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ、上記制御対象の駆動回路に制御信号を出力する出力回路の他、各種センサの検出信号が取り込まれる入力回路等を備えて構成されている。なお、入力回路に取り込まれる検出信号としては、例えばクランクシャフト１６ａの回転速度を検出する機関回転速度センサ１６ｃの信号、車輪側出力軸６の出力軸回転速度Ｓｏｕｔを検出する出力軸回転速度センサ６ａの信号、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサの信号、車輪１０の回転速度を検出する車速センサの信号等がある。また、運転者によって操作されるレバーであって、車両の走行態様（前進、後退、ニュートラル等）を選択するシフトレバー７０について、その操作位置（前進位置、後退位置、ニュートラル位置等）を検出するシフトポジションセンサ７０ａの信号も上記入力回路に取り込まれる。

上述したように、このハイブリッド車両では、変速機１４に設けられた第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２といった係合機構について、それらの係合と解放とを切り替えて変速段を変更することにより、第２ＭＧ１２から車輪側出力軸６に伝達される駆動トルクを増減させるようにしている。ここで、変速機１４の変速時において、第１ブレーキＢ１や第２ブレーキＢ２の係合切替により第２ＭＧ１２の回転速度が強制的に変更されると、その回転速度の変化に起因して変速機１４から変速ショックが発生するおそれがある。そこで、電子制御装置３０は、変速機１４の変速時において、変速前の第２ＭＧ１２の回転速度を変速後の減速比に応じた回転速度、すなわち同期回転速度に調整する回転同期制御を行う。

例えば、減速比が大きくなる側に変速段が切り替えられる場合、すなわち高速段から低速段に切り替えられる場合には、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２がともに一旦解放された状態において、第２ＭＧ１２の回転速度が低速段に対応した同期回転速度に向けて徐々に高くなるように同第２ＭＧ１２の回転速度は制御される。そして、第２ＭＧ１２の回転速度が同期回転速度に達すると、第２ブレーキＢ２は徐々に係合されていき、その係合過程では、第２ブレーキＢ２のトルク容量の増大に抗して同期回転速度が維持できるように第２ＭＧ１２の出力トルク、換言すれば第２ＭＧ１２の回転速度は調整される。そして、第２ブレーキＢ２が完全に係合すると、回転同期制御による第２ＭＧ１２の回転速度調整は終了される。

同様に、減速比が小さくなる側に変速段が切り替えられる場合、すなわち低速段から高速段に切り替えられる場合には、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２がともに一旦解放された状態において、第２ＭＧ１２の回転速度が高速段に対応した同期回転速度に向けて徐々に低くなるように同第２ＭＧ１２の回転速度が制御される。そして、第２ＭＧ１２の回転速度が同期回転速度に達すると、第１ブレーキＢ１は徐々に係合されていき、その係合過程では、第１ブレーキＢ１のトルク容量の増大に抗して同期回転速度が維持できるように第２ＭＧ１２の出力トルク、換言すれば第２ＭＧ１２の回転速度は制御される。そして、第１ブレーキＢ１が完全に係合すると、回転同期制御による第２ＭＧ１２の回転速度調整は終了される。

上記ハイブリッド車両では、運転者によってシフトレバー７０が操作され、その操作位置がニュートラル位置であると検出された場合、すなわち車輪側出力軸６への動力伝達を遮断するニュートラル要求があると判定された場合には、第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電が遮断されて同第１ＭＧ１８及び同第２ＭＧ１２は空転状態にされる。そして、これにより当該ハイブリッド車両の走行状態は、車輪側出力軸６への動力伝達が遮断されたニュートラル状態にされる。

一方、内燃機関のみが搭載された一般的な車両等にあって、多段の自動変速機が搭載された車両では、その走行状態をニュートラル状態にするニュートラル要求がなされた場合、同自動変速機内のクラッチやブレーキ等といった係合機構が解放される。こうした同係合機構における係合状態の解除によって車両の走行状態はニュートラル状態にされる。

このようにニュートラル要求に基づいて自動変速機の係合機構が解放される場合にあって、例えば運転者によってシフトレバー等が操作され、その操作位置がニュートラル位置から前進走行位置等に変更された場合には、同係合機構の作動状態を解放状態から係合状態に変更する必要がある。そのため、そうした車両の走行状態の変更要求に対して、実際に同車両の走行状態が変更されるまでにはある程度の時間、より具体的には同係合機構についてその作動状態の変更が完了するまでの時間を要する。

この点、上記ハイブリッド車両では、上述したように第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電を遮断することにより当該車両の走行状態をニュートラル状態にすることができる。すなわち、変速機１４の変速段を切り替える第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を解放し、その係合を解除するといった処理を行わなくても、車両の走行状態をニュートラル状態にすることができる。

そこで、本実施形態では、当該ハイブリッド車両の車速が所定値以上であり、これにより同車両が走行中であると判断される場合にあって、上記ニュートラル要求がある旨判定された場合には次のような処理を行うようにしている。すなわち、第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電を遮断するニュートラル制御を実行するとともに、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２についてはそれらの解放を行わないようにしている。このような態様で同ハイブリッド車両の走行状態をニュートラル状態にすることにより、当該車両の走行状態にかかる要求が、車輪側出力軸６への動力伝達を遮断するニュートラル要求から車輪側出力軸６に動力を伝達する車両走行要求に変更されたときでも、第１ブレーキＢ１や第２ブレーキＢ２の作動状態を変更する必要がなくなる。従って、上述したような一般的な車両の自動変速機におけるニュートラル状態の生成とは異なり、第１ブレーキＢ１や第２ブレーキＢ２といった係合機構の作動状態を変更するために必要な時間を省くことができる。そのため、上述したような走行状態の変更要求に対してハイブリッド車両の実際の走行状態を速やかに変更することができ、もって同変更要求時の応答性を高めることが可能となっている。

ところで、上記回転同期制御の実行中に、上述したような車輪側出力軸６への動力伝達を遮断するニュートラル要求がなされ、この要求に基づいて第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電を遮断するニュートラル制御が実行されてしまうと、回転同期制御を通じた第２ＭＧ１２の回転速度調整が中断されてしまう。その結果、変速機１４の変速時において第２ＭＧ１２の回転速度を同期回転速度に調整することができなくなってしまい、変速機１４から変速ショックが発生してしまうおそれがある。

例えば車両の走行状態がコースト走行状態（アクセルペダル等が全閉操作されており、ハイブリッド車両が慣性走行している状態）となっている場合にあって、車速がある程度低下すると、変速機１４の変速段を高速段から低速段に切り替えるべく、変速機１４の変速動作が行われる。そして、この変速動作に併せて上記回転同期制御も実行され、第２ＭＧ１２の回転速度は低速段に応じた同期回転速度に増速される。ここで、回転同期制御の実行中に上述したようなニュートラル要求がなされ、この要求に基づいて第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電が遮断されてしまうと、回転同期制御を通じた第２ＭＧ１２の回転速度調整が中断されてしまい、同第２ＭＧ１２の回転速度を増大させることができなくなってしまう。その結果、変速前の第２ＭＧ１２の回転速度を、変速後の低速段に応じた同期回転速度に調整することができなくなり、変速機１４の変速時において変速ショックが発生してしまうおそれがある。

特に、本実施形態では、ニュートラル要求があっても第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２は解放しないようにしているため、変速機１４の変速中にニュートラル要求がなされた場合、上記回転同期制御は上記ニュートラル制御の実行によって中断されるにもかかわらず、第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２については変速段の切替に応じた動作が継続される。そのため、場合によっては、第２ＭＧ１２と変速機１４と車輪側出力軸６との動力伝達経路が接続された状態で回転同期制御が中断される可能性があり、同変速機１４から発生する変速ショックがより大きくなるおそれもある。

そこで本実施形態では、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされた場合には、上記ニュートラル制御の実行を遅延して回転同期制御の実行を優先させるニュートラル制御遅延処理を実行することにより、上述したような変速機１４からの変速ショックの発生を抑えるようにしている。

図３に、上記ニュートラル制御遅延処理の手順を示す。なお、本処理は、電子制御装置３０によって所定の実行周期毎に繰り返し実行される。また、このニュートラル制御遅延処理は、上記遅延手段を構成する。

本処理が開始されると、まず、変速機１４が変速中であるか否か、より具体的にはコーストダウン変速中であるか否かが判定される（Ｓ１００）。なお、このコーストダウンとは、上記コースト走行状態となっているハイブリッド車両において、変速機１４の変速段を高速段から低速段に切り替える変速操作のことをいう。そして、コーストダウン変速中には、前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の係合・解放制御と、第２ＭＧ１２の回転同期制御、より具体的には変速前の第２ＭＧ１２の回転速度を変速後の低速段に応じた同期回転速度に向けて増速させる回転速度制御とが実行される。ちなみに、このステップＳ１００では、アクセルペダルが全閉状態であって、かつ電子制御装置３０から変速機１４に向けて上記低速段変速信号が出力されている場合に肯定判定される。

そして、変速機１４が変速中である場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、シフトレバー７０の操作位置がニュートラル位置であるか否か、すなわち運転者によるニュートラル要求があるか否かが判定される（Ｓ１１０）。ここでは、シフトポジションセンサ７０ａの信号がニュートラル位置を示す信号となっている場合に肯定判定される。なお、このステップＳ１１０の処理は、上記判定手段を構成する。

ステップＳ１１０にて、シフトレバー７０の操作位置がニュートラル位置ではない旨判定される場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、ニュートラル制御の遅延処理を行うことなく、本処理は一旦終了される。

一方、ステップＳ１１０にて、シフトレバー７０の操作位置がニュートラル位置である旨判定される場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、ニュートラル制御の実行が禁止され、換言すればニュートラル要求に基づく第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２の通電遮断が禁止されて（Ｓ１２０）、本処理は一旦終了される。このステップＳ１２０においてニュートラル制御の実行が禁止されることにより、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされた場合、ニュートラル制御の実行は遅延され、回転同期制御の実行が優先される。従って、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされた場合でも、第２ＭＧ１２の回転速度調整は中断されることなく続行され、変速前の第２ＭＧ１２の回転速度は、変速後の低速段に応じた同期回転速度に向けて増速・調整される。そのため、変速機１４の変速時において変速ショックの発生が抑えられる。

他方、上記ステップＳ１００において、変速機１４が変速中ではない旨判定される場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、ニュートラル制御の実行が許可されて（Ｓ１３０）、換言すればニュートラル要求に基づく第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２の通電遮断が許可されて、本処理は一旦終了される。このステップＳ１３０にてニュートラル制御の実行が許可されることにより、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされていた場合には、第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２の通電遮断が直ちに実行され、ハイブリッド車両の走行状態はニュートラル状態にされる。

このように、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がある旨判定された場合には、ニュートラル制御の実行が遅延されるのであるが、その遅延に際しては、回転同期制御の実行が終了するまでニュートラル制御の実行が禁止されることにより、回転同期制御の実行中にニュートラル制御が実行されることを確実に回避することができる。従って、回転同期制御の実行時において、変速前の第２ＭＧ１２の回転速度を変速後の同期回転速度に向けて確実に同期させることができ、もって変速機１４からの変速ショックの発生がより確実に抑えられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）第２ＭＧ１２に電力を供給してその回転速度を調整する回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされた場合、第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電を遮断するニュートラル制御の実行を遅延させるようにしている。従って、第２ＭＧ１２の動力が変速機１４を介して車輪側出力軸６に伝達されるハイブリッド車両において、回転同期制御の実行中に第２ＭＧ１２への通電が遮断されることにより発生する変速機１４の変速ショックを好適に抑えることができるようになる。

（２）ニュートラル制御の実行を遅延させる際には、回転同期制御の実行が終了するまで同ニュートラル制御の実行を禁止するようにしており、これにより回転同期制御の実行中にニュートラル制御が実行されることを確実に回避することができる。従って、回転同期制御の実行時において、変速前の第２ＭＧ１２の回転速度を変速後の同期回転速度に向けて確実に同期させることができるようになり、もって変速機１４からの変速ショックの発生をより確実に抑えることができるようになる。

（３）ハイブリッド車両の走行中にニュートラル要求がある旨判定された場合には、変速機１４の変速段を切り替える第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を解放することなく上記ニュートラル制御を実行するようにしている。そのため、同ハイブリッド車両の走行状態にかかる要求がニュートラル要求から車両走行要求に変更されたときには、実際の走行状態を速やかにその要求に応じた走行状態に変更することができ、同変更要求時の応答性を高めることができるようになる。

一方、このようにニュートラル要求があっても第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を解放しないようにすると、変速機１４の変速中にニュートラル要求がなされた場合に、変速機１４から発生する変速ショックがより大きくなるおそれがある。しかし、本実施形態では、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がある旨判定された場合に、ニュートラル制御の実行を遅延させるようにしている。そのため、上述したようにハイブリッド車両の走行状態を変更するときの応答性を高めるべく、ニュートラル要求があっても第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を解放しないようにした場合でも、変速機１４から発生する変速ショックを抑えることができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・回転同期制御の実行が終了するまでニュートラル制御の実行を禁止するようにした。すなわち、回転同期制御の実行が終了するまでニュートラル制御の実行を遅延させるようにした。ここで、回転同期制御の実行初期段階などのように、第２ＭＧ１２の回転速度と同期回転速度との偏差が大きい状態においてニュートラル制御が実行されると、変速機１４から大きな変速ショックが発生するおそれがある。一方、回転同期制御の実行完了間近などのように、第２ＭＧ１２の回転速度と同期回転速度との偏差がある程度小さくなっている状態においてニュートラル制御が実行される場合には、同偏差が大きい状態でニュートラル制御が実行される場合と比較して、変速ショックはある程度小さくなる。そこで、ニュートラル制御を実行しても変速ショックがある程度抑えられる程度に（変速ショックが許容できる程度に）第２ＭＧ１２の回転速度が同期回転速度に近づいたか否かを、上記偏差、あるいは回転同期制御が開始されてからの経過時間等に基づいて判定する。そして、変速ショックがある程度抑えられる程度に第２ＭＧ１２の回転速度が同期回転速度に近づいていれば、回転同期制御の実行終了を待たずにニュートラル制御の実行を開始するようにしてもよい。この変形では、回転同期制御の実行中にニュートラル要求がなされた場合、第２ＭＧ１２の回転速度と同期回転速度との偏差がある程度小さくなるまでニュートラル制御の実行が遅延される。そして、この場合にも、第２ＭＧ１２の動力が変速機１４を介して車輪側出力軸６に伝達されるハイブリッド車両において、回転同期制御の実行中に第２ＭＧ１２への通電が遮断されることにより発生する変速機１４の変速ショックを好適に抑えることができるようになる。

・上記ステップＳ１００では、変速機１４の状態がコーストダウン変速中であるか否かを判定するようにしたが、同ステップＳ１００における判定条件を他の条件に変更してもよい。要は、このステップＳ１００では、変速機１４が変速中であるか否か、すなわち回転同期制御が実行されているか否かを判定すればよい。

例えば、コースト走行状態のハイブリッド車両において、変速機１４の変速段を低速段から高速段に切り替える変速操作であるコーストアップの実行中にも、前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の係合・解放制御と、第２ＭＧ１２の回転同期制御が実行される。この場合の回転同期制御では、変速前の第２ＭＧ１２の回転速度が変速後の高速段に応じた同期回転速度に向けて減速されるのであるが、その減速過程において第２ＭＧ１２の回転速度を同期回転速度に向けて制御する必要があるため、同第２ＭＧ１２には電力が供給される。従って、このコーストアップ変速中にあって回転同期制御が実行されているときに上記ニュートラル制御が実行されてしまう場合にも、回転同期制御による第２ＭＧ１２の回転速度調整は中断され、もって変速機１４から変速ショックが発生してしまうおそれがある。

そこで、上記ステップＳ１００において、変速機１４の状態がコーストアップ変速中であるか否かが判定する。なお、コーストアップ変速中であるか否かの判定に際しては、アクセルペダルが全閉状態であって、かつ電子制御装置３０から変速機１４に向けて上記高速段変速信号が出力されている場合に、コーストアップ変速中である旨判定することができる。そして、コーストアップ変速中である旨判定される場合には、ステップＳ１１０以降の処理を実行し、コーストアップ変速中ではない旨判定される場合には、ステップＳ１３０の処理を実行するようにしてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

また、コースト走行状態での変速機１４の変速動作時（変速段の切替動作時）のみならず、車輪側出力軸６に駆動力が付与される通常走行状態での変速機１４の変速動作時にも上記回転同期制御は実行される。そこで、上記ステップＳ１００において、電子制御装置３０から変速機１４に向けて低速段変速信号が出力されている場合や、高速段変速信号が出力されている場合に、変速機１４が変速中であって回転同期制御が実行されていると判定するようにしてもよい。すなわち、通常走行状態での変速機１４の変速動作時にも、上記Ｓ１１０以降の処理を実行するようにしてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

・上記実施形態では、ニュートラル要求がある旨判定された場合に、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を解放しないようにしたが、この他の態様でそれら係合機構の状態を制御する場合であっても、回転同期制御の実行中に第２ＭＧ１２への通電が遮断されると、変速機１４からは少なからず変速ショックが発生するおそれがある。そこで、少なくとも、ニュートラル要求がある旨判定される場合に第１ＭＧ１８及び第２ＭＧ１２への通電を遮断するニュートラル制御を実行するとともに、変速機１４の変速時には上記回転同期制御を実行する制御装置にあっては、上記実施形態やその変形例にかかるニュートラル制御遅延処理を実行するようにしてもよい。この場合にも、上記（１）や（２）に記載の作用効果や、上記変形例による作用効果を得ることができる。

・上記ステップＳ１１０では、運転者によるニュートラル要求があるか否かを、シフトレバー７０の操作位置がニュートラル位置であるか否かに基づいて判定するようにした。この他、運転者によるニュートラル要求があるか否かを、シフトレバー７０の操作位置が前進位置であるか否かに基づいて判定するようにしてもよい。すなわち、シフトレバー７０の操作位置が前進位置である場合には、運転者によるニュートラル要求がないと判定し、上記ニュートラル制御遅延処理を一旦終了させる一方、シフトレバー７０の操作位置が前進位置ではない場合には、運転者によるニュートラル要求があると判定し、上記ステップＳ１２０の処理を実行するようにしてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

・上記実施形態では、運転者によるシフトレバー７０の操作を通じたニュートラル要求がある場合、すなわち運転者からニュートラル要求が発せられている場合において、上記ステップＳ１２０の処理を実行するようにした。この他、シフトポジションセンサ７０ａの異常等により、ニュートラル位置を示す信号が誤って出力されている場合や、各種制御プログラムに基づいて電子制御装置３０からニュートラル要求が発せられている場合などにおいて、上記ステップＳ１２０の処理を実行するようにしてもよい。この場合にも、回転同期制御の実行中に第２ＭＧ１２への通電が遮断されることにより発生する変速機１４の変速ショックを好適に抑えることができるようになる。

・上記実施形態では、運転者によって操作される部材であって、車両の走行態様（前進、後退、ニュートラル等）を選択する部材がシフトレバー７０であったが、この他の部材であってもよい。要は、運転者が車両の走行態様を選択することのできる部材であればよく、例えば、スイッチやタッチパネルなどであってもよい。

・上記変速機１４の変速段は２段（低速段及び高速段）であった。この他、３段以上の変速段を有する変速機であっても、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は同様に適用することができる。すなわち、それら変速段の変更に際して、上記実施形態と同様な原理に基づくニュートラル制御遅延処理を実行すればよい。

また、上記各実施形態では、変速機１４を１つ備えるハイブリッド車両に本発明の制御装置を適用した場合について説明した。この他、２つ以上の変速機を備えるハイブリッド車両の制御装置としても本発明は同様に適用することができる。すなわちハイブリッド車両が複数の変速機を備える場合には、個々の変速機の変速動作に際して、上記実施形態と同様な原理に基づくニュートラル制御遅延処理を実行すればよい。

・上記変速機１４は一組のラビニョ型遊星歯車機構にて構成されていたが、この他の機構でもよく、要は、第２ＭＧ１２の回転を変速可能な機構であればよい。
また、上記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、摩擦式の係合機構であったが、この他の係合機構でもよく、要は変速機１４の変速段を切り替えることのできる係合機構であればよい。

また、上記動力分配機構２０は遊星歯車機構にて構成されていたが、この他の機構でもよく、要は、内燃機関１６の動力を車輪側出力軸６と第１ＭＧ１８とに分配することのできる機構であればよい。

本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置を具体化した一実施形態について、これが適用されるハイブリッド車両の構成を示すブロック図。（Ａ）は、動力分配機構の共線図。（Ｂ）は、変速機の共線図。同実施形態におけるニュートラル制御遅延処理の手順を示すフローチャート。

符号の説明

４…動力源、６…車輪側出力軸、６ａ…出力軸回転速度センサ、８…デファレンシャルギア、１０…車輪、１２…第２モータジェネレータ（第２ＭＧ、電動機）、１４…変速機、１４ａ…第１サンギア、１４ｂ…第２サンギア、１４ｃ…ショートピニオン、１４ｄ…ロングピニオン、１４ｅ…リングギア、１４ｆ…キャリア、１６…内燃機関、１６ａ…クランクシャフト、１６ｂ…ダンパー、１６ｃ…機関回転速度センサ、１８…第１モータジェネレータ（第１ＭＧ、発電機）、２０…動力分配機構、２０ａ…サンギア、２０ｂ…リングギア、２０ｃ…キャリア、２４…第１インバータ、２６…バッテリ、２９…第２インバータ、３０…電子制御装置、７０…シフトレバー、７０ａ…シフトポジションセンサ、Ｂ１…第１ブレーキ（係合機構）、Ｂ２…第２ブレーキ（係合機構）。

Claims

内燃機関の動力を車輪側出力軸と発電機とに分配する動力分配機構と、電動機と、同電動機の動力を前記車輪側出力軸に伝達する変速機と、前記車輪側出力軸への動力伝達を遮断するニュートラル要求があるか否かを判定する判定手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記ニュートラル要求がある旨判定される場合には前記発電機及び前記電動機への通電を遮断するニュートラル制御を実行し、前記変速機の変速時には変速前の前記電動機の回転速度を変速後の回転速度に同期させる回転同期制御を実行する制御装置において、
前記回転同期制御の実行中にニュートラル要求がある旨判定された場合には、前記ニュートラル制御の実行を遅延させる遅延手段を備える
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記遅延手段は、前記回転同期制御の実行が終了するまで前記ニュートラル制御の実行を禁止する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ニュートラル制御は、前記変速機の変速段を切り替える係合機構を操作することなく前記発電機及び前記電動機への通電の遮断を通じて前記ニュートラル要求に応えるものである
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両の走行中における前記回転同期制御の実行中に前記ニュートラル要求がある旨判定されたとき、前記遅延手段により前記ニュートラル制御の実行を遅延し、該遅延処理が終了した後に前記ニュートラル制御を実行する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項３または４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記回転同期制御の実行中は前記変速段の切り替えに応じて前記係合機構を操作し、前記回転同期制御の実行中に前記ニュートラル制御の実行を遅延しているときにも前記変速段の切り替えに応じた前記係合機構の操作を継続する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。