JP4940991B2 - 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、減速時にエンジン回転数を減少させる技術に関する。

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、回転電機に連結される回転要素とエンジンに連結される回転要素とを有する差動機構を搭載したものがある。

特開２００４−１５３９４６号公報（特許文献１）は、主動力源と第１モータ（回転電機）と第２モータと出力部材との４要素が、共線図上で第１モータ、主動力源、出力部材、第２モータの回転速度順になるように連結された歯車機構（差動機構）を有するハイブリッド駆動系を搭載したハイブリッド車のモータ過回転防止制御装置を開示する。このモータ過回転防止制御装置は、主動力源の動作点が最適エネルギ効率線上にくるように変速比を設定し、この変速比設定に基づいて算出された第１モータと第２モータの回転速度のうち、一方のモータの回転速度が過回転と判断された場合、主動力源回転数指令値を補正することでモータの回転速度を下げるモータ過回転防止制御部を含む。

この公報に記載のモータ過回転防止制御装置によれば、モータの回転速度が過回転と判断された場合、主動力源回転数指令値を補正することでモータの回転速度が下げられる。これにより、モータ回転速度が過回転すると予測される場合、主動力源の回転数補正により、モータの過回転を未然に防止することができる。
特開２００４−１５３９４６号公報

ところで、差動機構の特性から、共線図においてエンジンに隣接する２つ回転要素のうちの一方の回転数が減少すると、他方が増大する。したがって、回転電機の回転数は、車両の急減速時においてエンジン回転数が変化しない場合においても過剰になり得る。しかしながら、特開２００４−１５３９４６号公報においては、車両の急減速時について何等考慮されていない。

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、車両の急減速時において回転電機の回転数が過剰に大きく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、回転電機に連結される第１の回転要素、車輪にトルクを伝達する第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の減少率がしきい値より大きい場合、小さい場合に比べて、エンジンの回転数を制限するように制御するための制御手段とを含む。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６の発明によると、車輪にトルクを伝達する第２の回転要素の回転数が検出される。第２の回転要素の回転数の減少率がしきい値より大きい場合、小さい場合に比べて、エンジンの回転数が制限される。第１の回転要素は、差動機構の３つの回転要素のうちの一つであることから、第１の回転要素の回転数は、第３の回転要素、すなわちエンジンの回転数に応じて変化する。したがって、エンジンの回転数を制限すると、第１の回転要素の回転数が制限される。これにより、第１の回転要素が連結された回転電機の回転数が過剰に大きくならないようにすることができる。そのため、車両の急減速時において回転電機の回転数が過剰に大きく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は、第１の発明の構成に加え、回転電機の回転数が第１の回転数以下になるように制御するための手段をさらに含む。制御手段は、回転電機の回転数が第１の回転数よりも小さい第２の回転数以下になるように制御することにより、エンジンの回転数を制限するように制御するための手段を含む。第７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７の発明によると、回転電機の回転数が第１の回転数以下になるように制御される。第２の回転要素の回転数の減少率がしきい値より大きい場合、回転電機の回転数が第１の回転数よりも小さい第２の回転数以下になるように制御することにより、エンジンの回転数が制限される。これにより、第１の回転要素が連結された回転電機の回転数が過剰に大きくならないようにすることができる。

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、制御手段は、エンジンにおける燃料噴射を停止することによりエンジンの回転数を制限するように制御するための手段を含む。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８の発明によると、エンジンにおける燃料噴射を停止することによりエンジンの回転数が制限される。これにより、第１の回転要素が連結された回転電機の回転数が過剰に大きくならないようにすることができる。

第４の発明に係るパワートレーンの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、エンジンにおける点火時期を遅角することによりエンジンの回転数を制限するように制御するための手段を含む。第９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９の発明によると、エンジンにおける点火時期を遅角することによりエンジンの回転数が制限される。これにより、第１の回転要素が連結された回転電機の回転数が過剰に大きくならないようにすることができる。

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１〜４のいずれかの発明の構成に加え、しきい値は、第２の回転要素の回転数が小さいほど、より小さくなるように定められる。第１０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１０の発明によると、差動機構においては、第１の回転要素の回転数は、第２の回転要素の回転数が小さいほどより大きくなり得るため、第２の回転要素の回転数と比較されるしきい値は、第２の回転要素の回転数が小さいほど、より小さくなるように定められる。これにより、第１の回転要素の回転数が大きいほど、エンジンの回転数を制限し易くすることができる。そのため、車両の急減速時において回転電機の回転数が過剰に大きくならないようにすることができる。

第１１の発明に係るプログラムは、第６〜１０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１２の発明に係る記録媒体は、第６〜１０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１１または第１２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６〜１０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。

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（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。

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において破線で示すように、第２ＭＧ３１２の回転数が減少する際にエンジン回転数ＮＥが減少しないと、第１ＭＧ３１１の回転数が上昇する。

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。

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、急減速判断部８４２と、第１制御部８４４と、第２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、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、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲを検出する。

急減速判断部８４２は、車速が急減したか否かを判断する。図６に示すように、リングギヤ３２８の回転数ＮＲが小さいほどより小さくなるように定められるしきい値よりも、リングギヤ３２８の回転数ＮＲの減少率が大きい場合、車速が急減したと判断される。

第１制御部８４４は、第１ＭＧ３１１の回転数に関する通常制御を実行する。通常制御においては、図７に示すように、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ（１）以上、上限値ＮＳＨ（１）以下になるように第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００が制御される。また、リングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との差、すなわち相対回転数ＰＩＮが下限値ＰＩＮＬ（１）以上、上限値ＰＩＮＨ（１）以下になるように、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００が制御される。

第２制御部８４６は、車速が急減したと判断された場合、すなわちリングギヤ３２８の回転数ＮＲの減少率がしきい値より大きい場合、エンジン２００の負荷率（吸入空気量）の制限処理を実行する。

負荷率の制限処理においては、図８に示すように、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ（２）以上、上限値ＮＳＨ（２）以下になるように第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００が制御される。また、リングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との相対回転数ＰＩＮが下限値ＰＩＮＬ（２）以上、上限値ＰＩＮＨ（２）以下になるように、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００が制御される。

第１ＭＧ３１１の回転数の下限値ＮＳＬ（２）は、下限値ＮＳＬ（１）より大きい。第１ＭＧ３１１の回転数の上限値ＮＳＨ（２）は、上限値ＮＳＨ（１）よりも小さい。同様に、相対回転数ＰＩＮの下限値ＰＩＮＬ（２）は、下限値ＰＩＮＬ（１）より大きい。相対回転数ＰＩＮの上限値ＰＩＮＨ（２）は、上限値ＰＩＮＨ（１）より小さい。

また、負荷率の制限処理においては、図９に示すように、リングギヤ３２８の回転数ＮＲが大きいほど小さくなるように定められる上限値ＫＬＨ以下になるように、エンジン２００の負荷率、すなわち吸入空気量が制御される。

すなわち、第１ＭＧ３１１の回転数が上限値ＮＳＨ（２）以下になり、かつリングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との相対回転数ＰＩＮが上限値ＰＩＮＨ（２）以下になるように、エンジン２００の負荷率が上限値ＫＬＨ以下に制限される。したがって、リングギヤ３２８の回転数ＮＲの減少率がしきい値より大きい場合は、小さい場合に比べて、エンジン２００の回転数が制限される。

図１０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、アクセル開度センサ８１０から送信された信号に基づいて、アクセル開度を検出する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、ストロークセンサ８１４から送信された信号に基づいて、ブレーキペダル８１２のストローク量を検出する。

Ｓ１２０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、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、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲを検出する。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８００は、アクセル操作およびブレーキ操作がともになされ、かつ車速が急減したか否かを判断する。たとえば、アクセル開度がしきい値以上であると、アクセル操作がなされたと判断される。同様に、ブレーキペダル８１２のストローク量がしきい値以上であると、ブレーキ操作がなされたと判断される。

アクセル操作およびブレーキ操作がともになされ、かつ車速が急減すると（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Ｓ１５０に移される。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８００は、エンジン２００の負荷率を上限値ＫＬＨ以下にする制限処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ（２）以上、上限値ＮＳＨ（２）以下になるように、かつリングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との相対回転数ＰＩＮが下限値ＰＩＮＬ（２）以上、上限値ＰＩＮＨ（２）以下になるように、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００を制御する。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１の回転数に関して通常制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ８００は、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ（１）以上、上限値ＮＳＨ（１）以下になるように、かつリングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との相対回転数ＰＩＮが下限値ＰＩＮＬ（１）以上、上限値ＰＩＮＨ（１）以下になるように、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００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が実行するプログラムの制御構造について説明する。

車両の走行中、アクセル開度が検出され（Ｓ１００）、ブレーキペダル８１２のストローク量が検出される（Ｓ１１０）。さらに、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、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲが検出される（Ｓ１２０）。

アクセル操作およびブレーキ操作の少なくとも何れか一方がなされていなかったり、車速が急減していないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、第１ＭＧ３１１の回転数に関して通常制御が実行される。

すなわち、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ（１）以上、上限値ＮＳＨ（１）以下になるように、かつリングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との相対回転数ＰＩＮが下限値ＰＩＮＬ（１）以上、上限値ＰＩＮＨ（１）以下になるように、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００が制御される（Ｓ１５０）。

ところで、エンジン回転数ＮＥが低下せずに車速、すなわちリングギヤ３２８の回転数が急減すると、図１１において破線で示すように、第１ＭＧ３１１の回転数が急増する。そのため、第１ＭＧ３１１の発電電力値が急増し得る。第１ＭＧ３１１の発電電力値が必要以上に大きくなると、ハイブリッド車における電気系統に悪影響を与え得る。そのため、第１ＭＧ３１１の発電電力値が制限される。第１ＭＧ３１１の発電電力値が制限されることにより、第１ＭＧ３１１の回転数を低下させる方向へのトルクが小さくなる。その結果、第１ＭＧ３１１の回転数が過剰になるまでさらに増大し得る。

そこで、アクセル操作およびブレーキ操作がともになされ、かつ車速が急減すると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、すなわち、エンジン回転数ＮＥが低下せずにリングギヤ３２８の回転数が急減すると、エンジン２００の負荷率を上限値ＫＬＨ以下にする制限処理が実行される（Ｓ１４０）。

すなわち、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ（２）以上、上限値ＮＳＨ（２）以下になるように、かつリングギヤ３２８の回転数ＮＲとキャリア３２６の回転数との相対回転数ＰＩＮが下限値ＰＩＮＬ（２）以上、上限値ＰＩＮＨ（２）以下になるように、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００が制御される。

これにより、エンジン２００の負荷率が既に上限値ＫＬＨを超えている場合には、たとえばスロットルバルブ８１６のスロットル開度を小さくすることにより吸入空気量を小さくすることができる。そのため、図１１において一点鎖線で示すように、エンジン回転数ＮＥを低下せしめることができる。その結果、第１ＭＧ３１１の回転数を低下して、過剰にならないようにすることができる。

また、エンジン２００の負荷率が上限値ＫＬＨ以下である場合には、エンジン２００の負荷率が上限値ＫＬＨを超えないようにすることができる。そのため、エンジン２００の負荷率を早めに制限して、第１ＭＧ３１１の回転数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、車速、すなわち動力分割機構のリングギヤの回転数が急減すると、エンジンの負荷率の制限処理が実行される。負荷率の制御処理においては、第１ＭＧの回転数が上限値ＮＳＨ（２）以下になり、かつリングギヤの回転数ＮＲとキャリアの回転数との相対回転数ＰＩＮが上限値ＰＩＮＨ（２）以下になるように、エンジンの負荷率が上限値ＫＬＨ以下に制限される。これにより、エンジン回転数ＮＥを制限することができる。そのため、第１ＭＧの回転数が過剰にならないようにすることができる。

＜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、フューエルカット（エンジン２００における燃料噴射の停止）を実行することにより、エンジン回転数ＮＥを制限する点で、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１２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、前述の第１の実施の形態における機能と同じ機能については、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に説明は繰返さない。

ＥＣＵ８００は、リングギヤ回転数検出部８４０と、急減速判断部８４２とに加えて、フューエルカット部８５０を含む。フューエルカット部８５０は、車速が急減したと判断された場合、すなわちリングギヤ３２８の回転数ＮＲの減少率がしきい値より大きい場合、エンジン回転数ＮＥを制限するために、フューエルカットを実行する。フューエルカットを実行することによりインジェクタ２０２からの燃料噴射が停止されて、エンジン回転数ＮＥが低下される。

図１３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、それらの詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ８００は、フューエルカットを実行する。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、エンジン２００における点火時期を遅角することにより、エンジン回転数ＮＥを制限する点で、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１４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、前述の第１の実施の形態における機能と同じ機能については、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に説明は繰返さない。

ＥＣＵ８００は、リングギヤ回転数検出部８４０と、急減速判断部８４２とに加えて、遅角部８６０を含む。遅角部８６０は、車速が急減したと判断された場合、すなわちリングギヤ３２８の回転数ＮＲの減少率がしきい値より大きい場合、エンジン回転数ＮＥを制限するために、エンジン２００における点火時期を遅角する。点火時期を遅角することにより、エンジン２００の出力が低下して、エンジン回転数ＮＥが低下される。

図１５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、それらの詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ８００は、点火時期を遅角する。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

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。 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。 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。 リングギヤの回転数ＮＳとリングギヤの回転数ＮＳの減少率とから定まるしきい値を示す図である。 ＭＧ１の回転数の下限値および上限値などを示す図（その１）である。 ＭＧ１の回転数の下限値および上限値などを示す図（その２）である。 負荷率の上限値ＫＬＨ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。 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。 本発明の第３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３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 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、８３０ 回転数センサ、８３２ 油圧センサ、８４０ リングギヤ回転数検出部、８４２ 急減速判断部、８４４ 第１制御部、８４６ 第２制御部、８５０ フューエルカット部、８６０ 遅角部。

Claims (12)

1. 回転電機に連結される第１の回転要素、車輪にトルクを伝達する第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の回転要素の回転数を検出するための手段と、
   アクセル操作とブレーキ操作がともになされた場合に、前記第２の回転要素の回転数の減少率がしきい値より大きいときには、前記第２の回転要素の回転数の減少率が前記しきい値より小さいときに比べて前記エンジンの回転数を制限するように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. 前記制御手段は、前記アクセル操作と前記ブレーキ操作がともになされていないか、または、前記第２の回転要素の回転数の減少率がしきい値より大きいときには、前記回転電機の回転数が第１の回転数以下になるように前記回転電機および前記エンジンを制御し、
   前記制御手段は、前記アクセル操作と前記ブレーキ操作がともになされた場合に、前記第２の回転要素の回転数の減少率が前記しきい値より小さいときには、前記回転電機の回転数が前記第１の回転数よりも小さい第２の回転数以下になるように前記回転電機および前記エンジンを制御する、請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
3. 前記制御手段は、前記エンジンにおける燃料噴射を停止することにより前記エンジンの回転数を制限するように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. 前記制御手段は、前記エンジンにおける点火時期を遅角することにより前記エンジンの回転数を制限するように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。
5. 前記しきい値は、前記第２の回転要素の回転数が小さいほど、より小さくなるように定められる、請求項１〜４のいずれかに記載のパワートレーンの制御装置。
6. 回転電機に連結される第１の回転要素、車輪にトルクを伝達する第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の回転要素の回転数を検出するステップと、
   アクセル操作とブレーキ操作がともになされた場合に、前記第２の回転要素の回転数の減少率がしきい値より大きいときには、前記第２の回転要素の回転数の減少率が前記しきい値より小さいときに比べて、前記エンジンの回転数を制限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。
7. 前記エンジンの回転数を制限するように制御するステップは、前記アクセル操作と前記ブレーキ操作がともになされていないか、または、前記第２の回転要素の回転数の減少率がしきい値より大きいときには、前記回転電機の回転数が第１の回転数以下になるように前記回転電機および前記エンジンを制御し、
   前記エンジンの回転数を制限するように制御するステップは、前記アクセル操作と前記ブレーキ操作がともになされた場合に、前記第２の回転要素の回転数の減少率が前記しきい値より小さいときには、前記回転電機の回転数が前記第１の回転数よりも小さい第２の回転数以下になるように前記回転電機および前記エンジンを制御する、請求項６に記載のパワートレーンの制御方法。
8. 前記エンジンの回転数を制限するように制御するステップは、前記エンジンにおける燃料噴射を停止することにより前記エンジンの回転数を制限するように制御するステップを含む、請求項６に記載のパワートレーンの制御方法。
9. 前記エンジンの回転数を制限するように制御するステップは、前記エンジンにおける点火時期を遅角することにより前記エンジンの回転数を制限するように制御するステップを含む、請求項６に記載のパワートレーンの制御方法。
10. 前記しきい値は、前記第２の回転要素の回転数が小さいほど、より小さくなるように定められる、請求項６〜９のいずれかに記載のパワートレーンの制御方法。
11. 請求項６〜１０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。
12. 請求項６〜１０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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