JP4390814B2 - 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、回転電機が連結される回転要素の回転数を制御するための技術に関する。

従来より、エンジン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エンジン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エンジンを用いて走行し、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に加えて、多段自動変速機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（回転要素）、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、故障もしくは運転者による操作により、多段自動変速機がニュートラル状態になった場合、差動機構の回転要素のうち、多段自動変速機の入力軸に連結される回転要素が自由回転可能になる。そのため、たとえばアクセル操作がなされている場合に多段自動変速機がニュートラル状態になると、回転要素の回転数が急増し得る。この場合、回転要素の回転数が過剰になり得る。しかしながら、特開２００５−３３７４９１号公報においては、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、回転要素の回転数が過剰になら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状態を切換可能な切換機構とを備えたパワートレーンの制御装置である。この制御装置は、第２の回転要素に作用する力の方向を、切換機構から車輪に伝達されるトルクの目標値が正値である場合には第２の回転要素の回転数が増加する方向にし、目標値が負値である場合には第２の回転要素の回転数が減少する方向にするように、第１の回転電機、第２の回転電機およびエンジンを制御するための手段と、第２の回転要素の回転数を検出するための手段と、第２の回転要素の回転数がしきい値より大きい場合に目標値を負値に設定するための設定手段とを含む。第３の発明に係る自動変速機の制御方法は、第１の発明に係る自動変速機の制御装置と同様の要件を備える。

第１または第３の発明によると、切換機構から車輪に伝達されるトルクの目標値が正値である場合には、第２の回転要素に作用する力の方向が、第２の回転要素の回転数が増加する方向になるように、第１の回転電機、第２の回転電機およびエンジンが制御される。目標値が負値である場合には、第２の回転要素に作用する力の方向が、第２の回転要素の回転数が減少する方向になるように、第１の回転電機、第２の回転電機およびエンジンが制御される。第２の回転要素の回転数がしきい値より大きい場合、目標値が負値に設定される。これにより、第２の回転要素の回転数がしきい値より大きい場合、第２の回転要素に作用する力の方向を、第２の回転要素の回転数が減少する方向にすることができる。そのため、第２の回転要素の回転数を低減することができる。その結果、回転要素の回転数が過剰になら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、設定手段は、運転者のアクセル操作、シフト操作および車速のうちの少なくともいずれか一つに基づいて定められるトルクに係数を乗じることにより、目標値を負値に設定するための手段を含む。第４の発明に係る自動変速機の制御方法は、第２の発明に係る自動変速機の制御装置と同様の要件を備える。

第２または第４の発明によると、運転者のアクセル操作、シフト操作および車速のうちの少なくともいずれか一つに基づいて定められるトルクに係数を乗じることにより、目標値を負値に設定することができる。

第５の発明に係るプログラムは、第３または４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６の発明に係る記録媒体は、第３または４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５または第６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３または４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は、複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。また、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のストロークセンサ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（シフトポジション）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。ストロークセンサ８１４は、ブレーキペダル８１２の操作量（運転者がブレーキペダル８１２を踏む量）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。

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、ストロークセンサ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。リングギヤ３２８のトルクが後輪７００に伝達される。

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。

エンジン２００、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１ＭＧ３１１の回転数、第２ＭＧ３１２の回転数およびエンジン回転数ＮＥは、図３に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。したがって、図３において一点鎖線で示すように、第２ＭＧ３１２の回転数が変化する際に、第１ＭＧ３１１の回転数が変化する。また、図３において２点鎖線で示すように、第１ＭＧ３１１の回転数は、エンジン回転数ＮＥに応じて変化する。

図２に戻って、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。

本実施の形態においては、リングギヤ３２８に作用する力の方向が、リングギヤ回転数ＮＲが増加する方向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から後輪７００に伝達される駆動力およびトルクを正値として表わす。リングギヤ３２８に作用する力の方向が、リングギヤ回転数ＮＲが減少する方向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から後輪７００に伝達される駆動力およびトルクを負値として表わす。また、本実施の形態において、駆動力はオートマチックトランスミッション４００の出力軸トルクに出力軸回転数ＮＯを乗じて算出される値を意味する。

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４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５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、リングギヤ回転数検出部８４０と、要求駆動力設定部８４２と、目標駆動力設定部８４４と、駆動力制御部８４６とを含む。リングギヤ回転数検出部８４０は、入力軸回転数センサ８２２から送信された信号に基づいて、リングギヤ３２８の回転数ＮＲを検出する。

要求駆動力設定部８４２は、アクセル開度、シフトポジション、車速などをパラメータにもつマップにしたがって、運転者が要求する駆動力である要求駆動力を設定する。前述したように、駆動力はオートマチックトランスミッション４００の出力軸トルクに出力軸回転数ＮＯを乗じた値を意味する。したがって、要求駆動力を設定することにより、運転者が要求する要求トルクが設定される。

目標駆動力設定部８４４は、要求駆動力に、図６に示す制限率を乗じて、オートマチックトランスミッション４００から駆動輪である後輪７００に伝達される駆動力の目標値である目標駆動力を設定する。目標駆動力を設定することにより、オートマチックトランスミッション４００から後輪７００に伝達されるトルクの目標値である目標トルクが設定される。

制限率は、リングギヤ回転数ＮＲに応じて定められる。リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（１）未満の領域においては、制限率がＡ（Ａは正値）％に定められる。リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（２）以上の領域においては、制限率がＢ（Ｂは負値）％に定められる。

しきい値ＮＲ（１）は、実験およびシミュレーションなどにより予め定められる常用回転数ＮＲ（Ｕ）に対してマージンを持って定められる。同様に、しきい値ＮＲ（２）は、実験およびシミュレーションなどにより予め定められる限界回転数ＮＲ（Ｌ）に対してマージンを持って定められる。

リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（１）以上、しきい値ＮＲ（２）未満の領域において、制限率は線形補間して定められる。そのため、リングギヤ回転数がしきい値ＮＲ（３）以上の領域においては、制限率が負値になる。なお、制限率を設定する方法はこれに限らない。

駆動力制御部８４６は、オートマチックトランスミッション４００から駆動輪である後輪７００に伝達される駆動力が目標駆動力になるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２を制御する。すなわち、オートマチックトランスミッション４００から後輪７００に伝達されるトルクが目標トルクになるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２が制御される。

目標駆動力、すなわち目標トルクが正値である場合、リングギヤ３２８に作用する力の方向が、リングギヤ回転数ＮＲが増加する方向になるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２が制御される。

目標駆動力、すなわち目標トルクが負値である場合、リングギヤ３２８に作用する力の方向が、リングギヤ回転数ＮＲが減少する方向になるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２が制御される。

なお、オートマチックトランスミッション４００から後輪７００に伝達される駆動力が目標駆動力になるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２を制御する方法は、ハイブリッド車の技術分野において周知の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。

前述したように、リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（３）以上の領域においては、制限率が負値になる。したがって、リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（３）以上の領域においては、目標駆動力が負値になる。そのため、リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（３）以上の領域においては、リングギヤ回転数ＮＲが減少する方向へリングギヤ３２８に力が作用する。

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。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８００は、アクセル開度、シフトポジションおよび車速に基づいて、要求駆動力を設定する。要求駆動力を設定することにより、要求トルクが設定される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、入力軸回転数センサ８２２から送信された信号に基づいて、リングギヤ回転数ＮＲを検出する。Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８００は、リングギヤ回転数ＮＲに基づいて、駆動力の制限率を設定する。Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、要求駆動力に制限率を乗じて目標駆動力を設定する。目標駆動力を設定することにより、目標トルクが設定される。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８００は、オートマチックトランスミッション４００から駆動輪である後輪７００に伝達される駆動力が目標駆動力になるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２を制御する。すなわち、オートマチックトランスミッション４００から後輪７００に伝達される駆動力が目標トルクになるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２が制御される。

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、アクセル開度、シフトポジションおよび車速に基づいて、要求駆動力が設定される（Ｓ１００）。また、リングギヤ回転数ＮＲが検出される（Ｓ１１０）。リングギヤ回転数ＮＲに基づいて、駆動力の制限率が設定される（Ｓ１２０）。要求駆動力に制限率を乗じて目標駆動力が設定される（Ｓ１３０）。

オートマチックトランスミッション４００から駆動輪である後輪７００に伝達される駆動力が目標駆動力になるように、エンジン２００、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２が制御される（Ｓ１４０）。これにより、ハイブリッド車が運転者の要求に応じて走行する。

ところで、たとえば故障もしくは運転者がアクセル操作をした状態でシフト操作を行なったことにより、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になった場合、オートマチックトランスミッション４００の入力軸４０４に連結されたリングギヤ３２８は自由回転可能になる。そのため、図８に示すように、リングギヤ回転数ＮＲが急増する。その結果、リングギヤ回転数ＮＲが過剰になり得る。

そこで、本実施の形態においては、図９に示すように、リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（３）を超えると、駆動力の制限率が負値に設定される。したがって、目標駆動力、すなわち目標トルクが負値になる。これにより、第２ＭＧ３１２を発電機として作動したり、エンジン２００における燃料噴射を停止（フューエルカットを実行）したりして、リングギヤ３２８に作用する力の方向を、リングギヤ回転数ＮＲが減少する方向にすることができる。そのため、リングギヤ回転数ＮＲが過剰にならないようにすることができる。

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から駆動輪である後輪に伝達される駆動力が目標駆動力になるように、ハイブリッドシステムのエンジン、第１ＭＧ、第２ＭＧが制御される。リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（３）以上である領域においては、目標駆動力が負値に設定される。これにより、リングギヤに作用する力の方向を、リングギヤ回転数ＮＲが減少する方向にすることができる。そのため、リングギヤ回転数ＮＲが過剰にならないようにすることができる。

なお、本実施の形態においては、リングギヤ回転数ＮＲがしきい値ＮＲ（３）以上である領域においては、目標駆動力、すなわち目標トルクを負値に設定していたが、リングギヤ回転数ＮＲ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よりも大きい場合に目標駆動力を負値に設定するようにしてもよい。

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。 動力分割機構の共線図を示す図（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。 駆動力の制限率を示す図である。 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。 動力分割機構の共線図を示す図（その２）である。 リングギヤ回転数ＮＲ、制限率および目標駆動力の推移を示すタイミングチャートである。

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）、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、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 ストロークセンサ、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、８４０ リングギヤ回転数検出部、８４２ 要求駆動力設定部、８４４ 目標駆動力設定部、８４６ 駆動力制御部。

Claims (6)

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状態を切換可能な切換機構とを備えたパワートレーンの制御装置であって、
   前記第２の回転要素に作用する力の方向を、前記切換機構から前記車輪に伝達されるトルクの目標値が正値である場合には前記第２の回転要素の回転数が増加する方向にし、前記目標値が負値である場合には前記第２の回転要素の回転数が減少する方向にするように、前記第１の回転電機、前記第２の回転電機および前記エンジンを制御するための手段と、
   前記第２の回転要素の回転数を検出するための手段と、
   前記第２の回転要素の回転数がしきい値より大きい場合に前記目標値を負値に設定するための設定手段とを含む、パワートレーンの制御装置。
2. 前記設定手段は、運転者のアクセル操作、シフト操作および車速のうちの少なくともいずれか一つに基づいて定められるトルクに係数を乗じることにより、前記目標値を負値に設定するための手段を含む、請求項２に記載のパワートレーンの制御装置。
3. 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状態を切換可能な切換機構とを備えたパワートレーンの制御方法であって、
   前記第２の回転要素に作用する力の方向を、前記切換機構から前記車輪に伝達されるトルクの目標値が正値である場合には前記第２の回転要素の回転数が増加する方向にし、前記目標値が負値である場合には前記第２の回転要素の回転数が減少する方向にするように、前記第１の回転電機、前記第２の回転電機および前記エンジンを制御するステップと、
   前記第２の回転要素の回転数を検出するステップと、
   前記第２の回転要素の回転数がしきい値より大きい場合に前記目標値を負値に設定するステップとを含む、パワートレーンの制御方法。
4. 前記目標値を負値に設定するステップは、運転者のアクセル操作、シフト操作および車速のうちの少なくともいずれか一つに基づいて定められるトルクに係数を乗じることにより、前記目標値を負値に設定するステップを含む、請求項３に記載のパワートレーンの制御方法。
5. 請求項３または４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。
6. 請求項３または４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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