JP4349416B2 - 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

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、ワンウェイクラッチの係合により第１のギヤ段が形成され、予め定められた摩擦係合要素の係合により第１のギヤ段とは異なる第２のギヤ段が形成される自動変速機を有するパワートレーンを制御する技術に関する。

従来より、車速などに応じて自動でギヤ段を形成する自動変速機が知られている。この自動変速機においては、複数の摩擦係合要素を備え、係合する摩擦係合要素の組み合わせに応じたギヤ段が形成される。

このような自動変速機においては、解放状態にある摩擦係合要素を係合状態にするとともに、係合状態にある他の摩擦係合要素を解放状態にすることにより変速が行なわれる。このような変速を行なう際、摩擦係合要素を係合状態にするタイミングと他の摩擦係合要素を解放状態にするタイミングとの関係が不適切であると、ショックが発生し得る。そこで、特にショックが大きくなり易いギヤ段においては、摩擦係合要素の代わりにワンウェイクラッチが用いられる。

ところで、ワンウェイクラッチを用いてギヤ段を形成した場合、たとえば車両が被駆動状態になると、ワンウェイクラッチのインナーレースとアウターレースとが相対的に回転する空転状態になる。その後、車両が駆動状態になると、ワンウェイクラッチが急係合し得る。このとき、ショックが発生し得る。そこで、ワンウェイクラッチが空転状態から係合状態になる際に、エンジンの出力を低減させてショックを低減する技術が提案されている。

特開平５−１５８９号公報（特許文献１）は、摩擦係合装置及び一方向クラッチの作動状態の組合せにより所定の変速段を達成する車両用自動変速機の制御装置を開示する。この制御装置は、車両状態がパワーオンの状態か否かを判断するパワーオン状態判断部と、一方向クラッチが同期直前の所定期間に入っている否かを検出する同期直前検出部と、車両状態がパワーオン状態で、且つ一方向クラッチが同期直前の所定期間に入っていると検出されたときに、変速の発生の如何に拘らずエンジン出力を低減するエンジン出力低減部とを含む。

この公報に記載の制御装置によれば、車両状態がパワーオンの状態で、且つ、一方向クラッチが同期直前の所定期間に入っていると検出されたときにエンジン出力が低減される。これにより、変速の発生の如何に拘らず一方向クラッチの同期によるショックを低減することができる。
特開平５−１５８９号公報

しかしながら、特開平５−１５８９号公報に記載の制御装置においては、エンジン出力が低減されるのみであることから、ワンウェイクラッチが空転状態から係合状態になるまでの間において車輪に駆動力が伝達されない状態になり得ることには変わりない。そのため、運転者が所望する加速度を得ることができない。また、ワンウェイクラッチが係合する際に発生し得るショックが低減されるものの、ショックが発生することに変わりない。

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、運転者が所望する加速度を得るとともに、ショックをさらに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、ワンウェイクラッチの係合により第１のギヤ段が形成され、予め定められた摩擦係合要素の係合により第１のギヤ段とは異なる第２のギヤ段が形成される自動変速機を有す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のギヤ段が形成される制御状態において、ワンウェイクラッチの第１の回転部材および第２の回転部材が相対的に回転する空転状態を検出するための手段と、空転状態が検出された場合、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大することにより予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件が満たされたか否かを判断するための手段と、空転状態が検出された場合において条件が満たされたと判断された場合、予め定められた摩擦係合要素を係合するように制御するための手段とを含む。第８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８の発明によると、第１のギヤ段が形成される制御状態において、ワンウェイクラッチの第１の回転部材および第２の回転部材が相対的に回転する空転状態が検出される。空転状態が検出された場合、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大することにより予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件が満たされたか否かが判断される。空転状態が検出された場合において条件が満たされたと判断された場合、予め定められた摩擦係合要素が係合される。これにより、ワンウェイクラッチが空転状態にある場合において、たとえば運転者によりアクセル操作がなされた場合、係合した摩擦係合要素の係合力を制御しつつ、ワンウェイクラッチを係合状態にすることができる。そのため、ワンウェイクラッチが係合状態になるまでの間は、摩擦係合要素により駆動力を伝達して、速やかに車両を加速させることができる。また、摩擦係合要素の係合力によりワンウェイクラッチを緩やかに係合し、ショックを低減することができる。その結果、運転者が所望する加速度を得るとともに、ショックをさらに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は、第１の発明の構成に加え、条件は、予め定められた摩擦係合要素の滑り量が予め定められた値以下であるという条件である。第９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９の発明によると、空転状態が検出された場合において予め定められた摩擦係合要素の滑り量が予め定められた値以下であるという条件が満たされたと判断された場合、予め定められた摩擦係合要素が係合される。これにより、予め定められた摩擦係合要素を係合する際において発生し得る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の発明の構成に加え、条件は、自動変速機の入力軸回転数と第２のギヤ段における同期回転数との差が予め定められた値以下であるという条件である。第１０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１０の発明によると、空転状態が検出された場合において自動変速機の入力軸回転数と第２のギヤ段における同期回転数との差が予め定められた値以下であるという条件が満たされたと判断された場合、予め定められた摩擦係合要素が係合される。これにより、予め定められた摩擦係合要素を係合する際において発生し得る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、空転状態が検出された場合において条件が満たされていないと判断された場合、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するための制御手段をさらに含む。第１１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１１の発明によると、空転状態が検出された場合において条件が満たされていないと判断された場合、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大するように制御される。これにより、空転状態が検出された場合は、予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件を速やかに満たすことができる。そのため、運転者によるアクセル操作がなされる前に、予め定められた摩擦係合要素を係合し易くすることができる。その結果、たとえば運転者によりアクセル操作がなされた場合、速やかに車両を加速させることができる。

第５の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第４の発明の構成に加え、制御手段は、自動変速機に連結される駆動源を制御することにより、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するための手段を含む。第１２の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第５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５または第１２の発明によると、自動変速機に連結される駆動源を制御することにより、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大される。これにより、空転状態が検出された場合は、予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件を速やかに満たすことができる。

第６の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第５の発明の構成に加え、制御手段は、自動変速機の入力軸回転数が低下するように駆動源を制御することにより、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するための手段を含む。第１３の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第６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６または第１３の発明によると、自動変速機の入力軸回転数が低下するように駆動源を制御することにより、第１の回転部材および第２の回転部材の回転数差が増大される。これにより、空転状態が検出された場合は、予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件を速やかに満たすことができる。

第７の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第１〜６のいずれかの発明の構成に加え、予め定められた摩擦係合要素の係合後、アクセル操作がなされた場合、予め定められた摩擦係合要素の係合力が低下するように制御するための手段をさらに含む。第１４の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第７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７または第１４の発明によると、予め定められた摩擦係合要素の係合後、アクセル操作がなされた場合、予め定められた摩擦係合要素の係合力が低下するように制御される。これにより、第２のギヤ段から第１のギヤ段への変速を行なうことができる。そのため、最終的には、第１のギヤ段での走行を行なうことができる。

第１５の発明に係るプログラムは、第８〜１４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１６の発明に係る記録媒体は、第８〜１４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１５または第１６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８〜１４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。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１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。また、本実施の形態においてはハイブリッド車を用いて説明するが、駆動源にエンジンのみを有する車両を用いるようにしてもよい。

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。

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。なお、この第２ＭＧ３１２は出力軸３０４から駆動輪である後輪７００までの間の動力伝達経路を構成するいずれの部分に設けられてもよい。

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。

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。

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、空転検出部８４０と、係合条件判断部８４２と、係合部８４４と、解放部８４６とを含む。空転検出部８４０は、Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合して１速ギヤ段を形成する制御状態において、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４とが相対的に回転する空転状態を検出する。

たとえば、入力軸回転数センサ８２２を用いて検出される入力軸回転数ＮＩが、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に１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４００のギヤ比を乗じて算出される推定入力軸回転数よりも小さい場合、空転状態が検出される。なお、空転状態を検出する方法はこれに限らない。

係合条件判断部８４２は、空転状態が検出された場合において、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４との回転数差が増大することにより予め定められた係合条件が満たされた否かを判断する。係合条件は、たとえばＢ１ブレーキ４４１の滑り量がしきい値Ａ以下であるという条件である。

Ｂ１ブレーキ４４１の滑り量がしきい値Ａ以下であるという条件が満たされたか否かは、入力軸回転数センサ８２２を用いて検出される入力軸回転数ＮＩと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に２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４００のギヤ比を乗じて算出される同期回転数との差がしきい値Ｂ以下であるという条件が満たされたか否かにより判断される。

したがって、入力軸回転数センサ８２２を用いて検出される入力軸回転数ＮＩと２速ギヤ段の同期回転数との差がしきい値Ｂ以下であるという条件を、係合条件として用いるようにしてもよい。

係合部８４４は、空転状態が検出された場合において、係合条件が満たされたと判断された場合、Ｃ１クラッチ４３１に加えてＢ１ブレーキ４４１が係合するように制御する。Ｃ１クラッチ４３１に加えてＢ１ブレーキ４４１が係合することにより２速ギヤ段が形成される。したがって、通常の変速で用いる変速線によらずにＢ１ブレーキ４４１が係合されて２速ギヤ段が形成される。

解放部８４６は、Ｂ１ブレーキ４４１の係合後に、運転者によるアクセル操作（アクセルペダル８０８の操作）がなされた場合、Ｂ１ブレーキ４４１の係合力を低下（漸減）せしめて解放する。Ｂ１ブレーキ４４１の係合力の制御は、たとえば２速ギヤ段から１速ギヤ段へのパワーオンダウン変速で用いられる制御と同じ制御を用いることができる。

図５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、Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合して１速ギヤ段を形成する制御状態であるか否かを判断する。Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合して１速ギヤ段を形成するか否かはＥＣＵ８００自体が決定しているため、Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合して１速ギヤ段を形成する制御状態であるか否かはＥＣＵ８００の内部で判断される。

Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合して１速ギヤ段を形成する制御状態であると（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）、この処理は終了する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、入力軸回転数センサ８２２を用いて検出される入力軸回転数ＮＩが、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に１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４００のギヤ比を乗じて算出される推定入力軸回転数よりも小さいか否かを判断する。

入力軸回転数ＮＩが推定入力軸回転数よりも小さいと（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）、この処理は終了する。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８００は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４とが相対的に回転する空転状態を検出する。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４との回転数差が増大することにより係合条件が満たされたか否かを判断する。

係合条件が満たされると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８００は、Ｃ１クラッチ４３１に加えて、Ｂ１ブレーキ４４１を係合する。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８００は、アクセル開度センサ８１０から送信される信号に基づいて、運転者によるアクセル操作がなされたか否かを判断する。アクセル操作がなされると（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）、処理はＳ１５０に戻される。Ｓ１６０にて、ＥＣＵ８００は、Ｂ１ブレーキ４４１の係合力を低下して解放する。その後、この処理は終了する。

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。

車両の走行中、Ｃ１クラッチ４３１およびワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合して１速ギヤ段を形成する制御状態であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、オートマチックトランスミッション４００の入力軸４０４、出力軸４０６、第１プラネタリギヤ（Ｐ１）４１０のキャリア（ＣＡ１）４１４およびサンギヤ（Ｓ１）４１２の回転数は、図６の共線図において実線で示す関係になる。

このような状態において、たとえば運転者によるアクセル操作が中止されて、ハイブリッド車が被駆動状態になると、図６において破線で示すように、出力軸回転数ＮＯが変化せずに、入力軸回転数ＮＩが小さくなる。したがって、入力軸回転数ＮＩが推定入力軸回転数よりも小さくなる（Ｓ１１０にてＹＥＳ）。

この場合、第１プラネタリギヤ（Ｐ１）４１０のキャリア（ＣＡ１）４１４の回転数が大きくなる。そのため、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４とが相対的に回転する。すなわち、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が空転する。したがって、空転状態が検出される（Ｓ１２０）。

ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が空転した状態において、運転者により再びアクセル操作がなされて入力軸回転数が大きくなると、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が係合するまで第１プラネタリギヤ（Ｐ１）４１０のキャリア（ＣＡ１）４１４の回転数が小さくなる。

ところが、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が係合するまでの間は、駆動輪である後輪７００に駆動力が伝達されない状態である。したがって、運転者によるアクセル操作に遅れてハイブリッド車が加速する。そのため、アクセル操作がなされた場合において、運転者が所望する加速度を得ることができない。また、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が係合する際において、ショックが発生し得る。

そこで、本実施の形態においては、図６において一点鎖線で示すように、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４との回転数差が増大することにより係合条件が満たされると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、Ｃ１クラッチ４３１に加えて、Ｂ１ブレーキ４４１が係合される（Ｓ１４０）。

これにより、２速ギヤ段を形成することができる。その後、運転者によるアクセル操作がなされると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、Ｂ１ブレーキ４４１の係合力が低下され、解放される（Ｓ１６０）。

これにより、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が空転状態にある場合において、運転者によりアクセル操作がなされた場合、Ｂ１ブレーキ４４１の係合力を制御しつつ、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を係合状態にすることができる。そのため、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０が係合状態になるまでの間は、Ｂ１ブレーキ４４１により駆動力を伝達して、速やかにハイブリッド車を加速させることができる。また、Ｂ１ブレーキ４４１の係合力によりワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０を緩やかに係合し、ショックを低減することができる。その結果、運転者が所望する加速度を得るとともに、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、ワンウェイクラッチ（Ｆ）の空転状態が検出された場合において、インナーレースとアウターレースとの回転数差が増大することにより係合条件が満たされると、Ｃ１クラッチに加えて、Ｂ１ブレーキが係合される。これにより、２速ギヤ段を形成することができる。Ｂ１ブレーキの係合後、アクセル操作がなされると、Ｂ１ブレーキの係合力が低下される。これにより、運転者によりアクセル操作がなされた場合、Ｂ１ブレーキの係合力を制御しつつ、ワンウェイクラッチ（Ｆ）を係合状態にすることができる。そのため、ワンウェイクラッチ（Ｆ）が係合状態になるまでの間は、Ｂ１ブレーキにより駆動力を伝達して、速やかにハイブリッド車を加速させることができる。また、Ｂ１ブレーキの係合力によりワンウェイクラッチ（Ｆ）を緩やかに係合し、ショックを低減することができる。その結果、運転者が所望する加速度を得るとともに、ショックを低減することができる。

なお、本実施の形態においては、Ｃ１クラッチ４３１に加えて、Ｂ１ブレーキ４４１を係合するようにしていたが、Ｂ１ブレーキ４４１の代わりに、その他、たとえばＣ２クラッチ４３２を係合したり、解放したりするようにしてもよい。

この場合、Ｃ２クラッチ４３２の滑り量がしきい値Ｃ以下であるという条件、すなわち入力軸回転数センサ８２２を用いて検出される入力軸回転数ＮＩと出力軸回転数ＮＯに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４００のギヤ比を乗じて算出される同期回転数との差がしきい値Ｄ以下であるという条件を係合条件として用いるようにしてもよい。このようにすれば、図６において二点鎖線で示すように、３速ギヤ段を形成することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、空転状態が検出されると、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４との回転数差が増大するようにハイブリッドシステム１００が制御される点で前述の第１の実施の形態と相違する。

その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。

図７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。また、前述の第１の実施の形態と同じ機能を有する構造については、同じ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。

ＥＣＵ８００は、空転検出部８４０と、係合条件判断部８４２と、係合部８４４とに加えて、回転数制御部８５０をさらに含む。

回転数制御部８５０は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０における空転状態が検出された場合において、係合条件が満たされていないと判断された場合、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が小さくなるように駆動源であるハイブリッドシステム１００を制御する。

図８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。また、前述の第１の実施の形態における処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。

Ｓ２００にて、オートマチックトランスミッション４００の入力軸回転数、すなわちハイブリッドシステム１００の出力軸回転数が小さくなるようにハイブリッドシステム１００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。

ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０における空転状態が検出された場合において（Ｓ１２０）、係合条件が満たされていないと判断された場合（Ｓ１３０にてＮＯ）、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、すなわちハイブリッドシステム１００の出力軸回転数が小さくなるようにハイブリッドシステム１００が制御される（Ｓ２００）。

これにより、ワンウェイクラッチ（Ｆ）４５０のインナーレース４５２とアウターレース４５４との回転数差を増大することができる。そのため、係合状態を速やかに満たすことができる。その結果、運転者により再びアクセル操作がなされる前に、Ｂ１ブレーキ４４１もしくはＣ２クラッチ４３２を係合し易くすることができる。

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、ワンウェイクラッチ（Ｆ）における空転状態が検出された場合において、係合条件が満たされていないと判断された場合、オートマチックトランスミッションの入力軸回転数が小さくなるようにハイブリッドシステムが制御される。これにより、ワンウェイクラッチ（Ｆ）のインナーレースとアウターレースとの回転数差を増大することができる。そのため、係合状態を速やかに満たすことができる。その結果、運転者により再びアクセル操作がなされる前に、Ｂ１ブレーキもしくはＣ２クラッチを係合し易くすることができる。

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。

本発明の第１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。 本発明の第１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。 本発明の第１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。 オートマチックトランスミッションの共線図を示す図である。 本発明の第２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。 本発明の第２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、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）、４５２ インナーレース、４５４ アウターレース、８００ ＥＣＵ、８０２ ＲＯＭ、８２２ 入力軸回転数センサ、８２４ 出力軸回転数センサ、８４０ 空転検出部、８４２ 係合条件判断部、８４４ 係合部、８４６ 解放部、８５０ 回転数制御部。

Claims (16)

1. ワンウェイクラッチの係合により第１のギヤ段が形成され、予め定められた摩擦係合要素の係合により前記第１のギヤ段よりも変速比の小さい第２のギヤ段が形成される自動変速機を有するパワートレーンの制御装置であって、
   前記第１のギヤ段が形成される制御状態において、前記ワンウェイクラッチの第１の回転部材および第２の回転部材が相対的に回転する空転状態を検出するための手段と、
   前記空転状態が検出された場合、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大することにより前記第２のギヤ段を形成する前記予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件が満たされたか否かを判断するための手段と、
   前記空転状態が検出された場合において前記条件が満たされたと判断された場合、前記予め定められた摩擦係合要素を係合するように制御するための手段とを含む、パワートレーンの制御装置。
2. 前記条件は、前記予め定められた摩擦係合要素の滑り量が予め定められた値以下であるという条件である、請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
3. 前記条件は、前記自動変速機の入力軸回転数と前記第２のギヤ段における同期回転数との差が予め定められた値以下であるという条件である、請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
4. 前記制御装置は、前記空転状態が検出された場合において前記条件が満たされていないと判断された場合、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するための制御手段をさらに含む、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. 前記制御手段は、前記自動変速機に連結される駆動源を制御することにより、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するための手段を含む、請求項４に記載のパワートレーンの制御装置。
6. 前記制御手段は、前記自動変速機の入力軸回転数が低下するように駆動源を制御することにより、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するための手段を含む、請求項５に記載のパワートレーンの制御装置。
7. 前記制御装置は、前記予め定められた摩擦係合要素の係合後、アクセル操作がなされた場合、前記予め定められた摩擦係合要素の係合力が低下するように制御するための手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載のパワートレーンの制御装置。
8. ワンウェイクラッチの係合により第１のギヤ段が形成され、予め定められた摩擦係合要素の係合により前記第１のギヤ段よりも変速比の小さい第２のギヤ段が形成される自動変速機を有するパワートレーンの制御方法であって、
   前記第１のギヤ段が形成される制御状態において、前記ワンウェイクラッチの第１の回転部材および第２の回転部材が相対的に回転する空転状態を検出するステップと、
   前記空転状態が検出された場合、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大することにより前記第２のギヤ段を形成する前記予め定められた摩擦係合要素を係合するために定められた条件が満たされたか否かを判断するステップと、
   前記空転状態が検出された場合において前記条件が満たされたと判断された場合、前記予め定められた摩擦係合要素を係合するように制御するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。
9. 前記条件は、前記予め定められた摩擦係合要素の滑り量が予め定められた値以下であるという条件である、請求項８に記載のパワートレーンの制御方法。
10. 前記条件は、前記自動変速機の入力軸回転数と前記第２のギヤ段における同期回転数との差が予め定められた値以下であるという条件である、請求項８に記載のパワートレーンの制御方法。
11. 前記制御方法は、前記空転状態が検出された場合において前記条件が満たされていないと判断された場合、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するステップをさらに含む、請求項８〜１０のいずれかに記載のパワートレーンの制御方法。
12. 前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するステップは、前記自動変速機に連結される駆動源を制御することにより、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するステップを含む、請求項１１に記載のパワートレーンの制御方法。
13. 前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するステップは、前記自動変速機の入力軸回転数が低下するように駆動源を制御することにより、前記第１の回転部材および前記第２の回転部材の回転数差が増大するように制御するステップを含む、請求項１２に記載のパワートレーンの制御方法。
14. 前記制御方法は、前記予め定められた摩擦係合要素の係合後、アクセル操作がなされた場合、前記予め定められた摩擦係合要素の係合力が低下するように制御するステップをさらに含む、請求項８〜１３のいずれかに記載のパワートレーンの制御方法。
15. 請求項８〜１４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。
16. 請求項８〜１４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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