(57)【要約】【課題】第１ＭＧに連結されたサンギヤの回転数が過剰に高くならないようにする。【解決手段】動力分割機構のサンギヤに第１ＭＧが連結される。リングギヤにオートマチックトランスミッションが連結される。キャリアにエンジンが連結される。ＥＣＵは、ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成を開始するように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（Ｓ１０２）と、エンジンを始動するか否かを判断するステップ（Ｓ１０４）と、エンジンを始動すると判断された場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ギヤ段の形成中にエンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、点火を開始するようにエンジンを制御するステップ（Ｓ１１２）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図１１
2008213567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転要素、第２の回転要素および第３の回転要素を有し、いずれか一つの回転要素の回転数に応じて他の回転要素の回転数が変化する差動機構と、前記第１の回転要素に連結される回転電機と、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、前記第３の回転要素に連結されるエンジンとを備えたパワートレーンの制御装置であって、
非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、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からトルクを前記車輪に伝達する状態に切換わるように、前記切換機構を制御するための手段と、
前記非走行ポジションから前記走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、前記エンジンを始動するか否かを判断するための判断手段と、
前記エンジンを始動すると判断された場合、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からトルクを前記車輪に伝達する状態への切換中に前記エンジンの出力軸回転数がしきい値より大きくなると、前記エンジンにおける点火を開始するように前記エンジン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。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンにおける点火を開始する前に、前記エンジンの運転中における前記第３の回転要素の回転方向と同じ方向に前記第３の回転要素に力が作用するように前記回転電機を制御するための手段をさらに含む、請求項１に記載のパワートレーンの制御装置。
【請求項３】
前記第１の回転要素はサンギヤであって、
前記第２の回転要素はリングギヤであって、
前記第３の回転要素は、前記サンギヤおよび前記リングギヤと噛合うピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアである、請求項１または２に記載のパワートレーンの制御装置。
【請求項４】
第１の回転要素、第２の回転要素および第３の回転要素を有し、いずれか一つの回転要素の回転数に応じて他の回転要素の回転数が変化する差動機構と、前記第１の回転要素に連結される回転電機と、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、前記第３の回転要素に連結されるエンジンとを備えたパワートレーンの制御方法であって、
非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、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からトルクを前記車輪に伝達する状態に切換わるように、前記切換機構を制御するステップと、
前記非走行ポジションから前記走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、前記エンジンを始動するか否かを判断するステップと、
前記エンジンを始動すると判断された場合、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からトルクを前記車輪に伝達する状態への切換中に前記エンジンの出力軸回転数がしきい値より大きくなると、前記エンジンにおける点火を開始するように前記エンジン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。
【請求項５】
前記制御方法は、前記エンジンにおける点火を開始する前に、前記エンジンの運転中における前記第３の回転要素の回転方向と同じ方向に前記第３の回転要素に力が作用するように前記回転電機を制御するステップをさらに含む、請求項４に記載のパワートレーンの制御方法。
【請求項６】
前記第１の回転要素はサンギヤであって、
前記第２の回転要素はリングギヤであって、
前記第３の回転要素は、前記サンギヤおよび前記リングギヤと噛合うピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアである、請求項４または５に記載のパワートレーンの制御方法。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合にエンジンを始動する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００５−３３７４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、差動機構に多段自動変速機が連結される場合、多段自動変速機がニュートラル状態からギヤ段を形成する状態に切換わると、多段自動変速機の入力軸に連結された回転要素の回転数がステップ的に変化する。差動機構の特性から、３つの回転要素のうちの少なくともいずれか一つの回転数が変化すると、他の回転要素の回転数が変化する。したがって、多段自動変速機の入力軸に連結された回転要素の回転数がステップ的に変化すると、共線図においてエンジン回転数を支点として、エンジンに連結された回転要素とは異なる回転要素の回転数が大きく変化する。このとき、エンジン回転数次第では、回転要素の回転数が過剰に高くなり得る。たとえば、多段自動変速機の入力軸に連結された回転要素の回転数がステップ的に大きくなった場合において、エンジン回転数が「０」であると、エンジンに連結された回転要素とは異なる回転要素の回転数は、多段自動変速機の入力軸に連結された回転要素とは逆方向に大きくなる。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。
【０００６】
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高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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るパワートレーンの制御装置は、第１の回転要素、第２の回転要素および第３の回転要素を有し、いずれか一つの回転要素の回転数に応じて他の回転要素の回転数が変化する差動機構と、第１の回転要素に連結される回転電機と、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、第３の回転要素に連結されるエンジン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、非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、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からトルクを車輪に伝達する状態に切換わるように、切換機構を制御するための手段と、非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合に、エンジンを始動するか否かを判断するための判断手段と、エンジンを始動すると判断された場合、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からトルクを車輪に伝達する状態への切換中にエンジンの出力軸回転数がしきい値より大きくなると、エンジンにおける点火を開始するようにエンジン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要件を備える。
【０００８】
第１もしくは第４の発明によると、差動機構は、第１の回転要素、第２の回転要素および第３の回転要素を有する。第１の回転要素の回転数は、第２の回転要素および第３の回転要素の回転数に応じて変化する。第１の回転要素には、回転電機が連結される。第２の回転要素には、切換機構が連結される。この切換機構は、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である。第３の回転要素には、エンジンが連結される。非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合、切換機構は、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からトルクを車輪に伝達する状態に切換えられる。さらに、非走行ポジションから走行ポジションへのシフト操作が行なわれた場合には、エンジンを始動するか否かが判断される。エンジンを始動すると判断された場合、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からトルクを車輪に伝達する状態への切換中にエンジンの出力軸回転数がしきい値より大きくなると、エンジンにおける点火が開始される。これにより、切換機構に連結される第２の回転要素を介して第３の回転要素の回転数を上昇させる力を利用して、エンジンをクランキングすることにより、エンジンを速やかに始動することができる。そのため、車輪へのトルクの伝達を遮断する状態からトルクを車輪に伝達する状態に切換えることにより第２の回転要素の回転数がステップ的に変化した場合であっても、第１の回転要素の回転数が過剰に高くならないように、第３の回転要素の回転数をエンジンにより調整することができる。その結果、回転要素の回転数が過剰に高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または制御方法を提供することができる。
【０００９】
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、エンジンにおける点火を開始する前に、エンジンの運転中における第３の回転要素の回転方向と同じ方向に第３の回転要素に力が作用するように回転電機を制御するための手段をさらに含む。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要件を備える。
【００１０】
第２もしくは第５の発明によると、エンジンにおける点火を開始する前に、エンジンの運転中における第３の回転要素の回転方向と同じ方向に第３の回転要素に力が作用するように回転電機が制御される。これにより、第３の回転要素に連結されたエンジンの回転数をさらに速やかに上昇することができる。そのため、さらに速やかにエンジンを始動することができる。
【００１１】
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または２の発明の構成に加え、第１の回転要素はサンギヤである。第２の回転要素はリングギヤである。第３の回転要素は、サンギヤおよびリングギヤと噛合うピニオンギヤを回転自在に支持するキャリアである。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要件を備える。
【００１２】
第３もしくは第６の発明によると、回転電機に連結されるサンギヤ、切換機構に連結されるリングギヤおよびエンジンに連結されるキャリアを有する差動機構において、サンギヤの回転数が過剰にならないようにすることができる。
【００１３】
第７の発明に係るプログラムは、第４〜６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。
【００１４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。また、ＥＣＵ８００は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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とがハーネスなどを介して接続されている。
【００２１】
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。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）を選択可能であるようにしてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、オートマチックトランスミッション４００において前進ギヤ段が形成されている状態においてハイブリッド車が前進している場合、もしくは後進ギヤ段が形成されている状態において後進している場合のリングギヤ回転数ＮＲを正値として表わす。すなわち、オートマチックトランスミッション４００において前進ギヤ段が形成されている状態においてハイブリッド車が前進している場合および後進ギヤ段が形成されている状態において後進している場合のリングギヤ３２８の回転方向は同じである。
【００３９】
オートマチックトランスミッション４００において前進ギヤ段が形成されている状態においてハイブリッド車が後進している場合、もしくは後進ギヤ段が形成されている状態において前進している場合、リングギヤ回転数ＮＲは負値になる。
【００４０】
また、図４に示すように、本実施の形態において、エンジン２００の運転中における回転方向（エンジン２００の運転中におけるキャリア３２６の回転方向）と、リングギヤ回転数ＮＲが正値である場合のリングギヤ３２８の回転方向とは同じである。
【００４１】
本実施の形態において、第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびエンジン２００は、パワートレーンの保護のため、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲ（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）およびエンジン回転数ＮＥ（キャリア３２６の回転数）が、図５において斜線で示す許容領域内にあるように制御される。
【００４２】
許容領域は、第１ＭＧ３１１の回転数（サンギヤ３２２の回転数）の下限値ＮＳＬ、上限値ＮＳＨ、ピニオンギヤ３２４の回転数の下限値ＰＩＮＬ、上限値ＰＩＮＨを考慮して定められる。すなわち、第１ＭＧ３１１の回転数が下限値ＮＳＬ以上、上限値ＮＳＨ以下になるように、かつ、ピニオンギヤ３２４の回転数が下限値ＰＩＮＬ以上、上限値ＰＩＮＨ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。なお、ピニオンギヤ３２４の回転数は、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である。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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６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、変速比が異なる１速ギヤ段〜５速ギヤ段の５つの前進ギヤ段および後進ギヤ段が形成される。
【００４７】
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。
【００４８】
シフトレバー８０４がＤ（ドライブ）ポジションもしくはＲ（リバース）ポジションなどの走行ポジションにあり、走行レンジが選択されている場合、パワートレーンにおいて、ギヤ段が形成される。
【００４９】
一方、シフトレバー８０４がＮ（ニュートラル）ポジションなどの非走行ポジションにあり、非走行レンジが選択されている場合、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される。
【００５０】
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。
【００５１】
図６に示すように、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。
【００５２】
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。
【００５３】
パワートレーンにおける変速は、たとえば図７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。
【００５４】
図７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７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。
【００５５】
オートマチックトランスミッション４００の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８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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
図９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。
【００６５】
ＥＣＵ８００は、シフト操作判断部８４０と、係合部８４２と、始動判断部８４４と、第１ＭＧ制御部８４６と、エンジン回転数判断部８４８と、点火開始部８５０とを含む。
【００６６】
シフト操作判断部８４０は、ＮポジションからＤポジションへのシフト操作（シフトレバー８０４の操作）もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされたか否かを判断する。
【００６７】
ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされたか否かは、ポジションスイッチ８０６から送信された信号に基づいて判断される。なお、シフト操作がなされたか否かを判断する方法はこれに限らない。
【００６８】
係合部８４２は、ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされた場合、ギヤ段の形成、すなわち摩擦係合要素であるクラッチおよびブレーキの係合を開始するように、オートマチックトランスミッション４００を制御する。したがって、ニュートラル状態から、リングギヤ３２８のトルクを後輪７００へ伝達する状態に切換えられる。
【００６９】
始動判断部８４４は、ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされた場合、パワートレーンの保護のためにエンジン２００を始動するか否かを判断する。
【００７０】
エンジン２００を始動するか否かは、たとえば動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲ（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）の推定値と、エンジン回転数ＮＥ（キャリア３２６の回転数）とに基づいて判断される。
【００７１】
リングギヤ３２８の回転数ＮＲの推定値およびエンジン回転数ＮＥが、図１０において斜線で示す始動領域内にある場合、エンジン２００を始動すると判断される。始動領域は、前述した図４に示す許容領域よりも、リングギヤ回転数ＮＲが大きい領域である。なお、始動領域はこれに限らない。
【００７２】
リングギヤ回転数ＮＲの推定値は、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にギヤ比を乗じて算出される。なお、リングギヤ回転数ＮＲの推定値の代わりに実測値を用いるようにしてもよい。
【００７３】
第１ＭＧ制御部８４６は、エンジン２００における点火を開始する前（エンジン２００の始動前）に、エンジン２００の運転中におけるキャリア３２６の回転方向と、同じ方向にキャリア３２６に力が作用するように、第１ＭＧ３１１を制御する。すなわち、第１ＭＧ３１１は、キャリア３２６およびサンギヤ３２２の回転数が増加する方向にトルクを出力するように第１ＭＧ３１１が制御される。
【００７４】
エンジン回転数判断部８４８は、エンジン回転数センサ８２０から送信された信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなったか否かを判断する。点火開始部８５０は、ギヤ段を形成中（ギヤ段の形成開始後であって、完了前）にエンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなると、エンジン２００における点火を開始するようにエンジン２００を制御する。点火が開始されることにより、エンジン２００が始動する。
【００７５】
ギヤ段を形成中であるか否かは、たとえば、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、出力軸回転数ＮＯにギヤ比を乗じて算出される値との差がしきい値より大きいか否かにより判断される。なお、ギヤ段を形成中であるか否かを判断する方法はこれに限らない。
【００７６】
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。
【００７７】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８００は、ポジションスイッチ８０６から送信された信号に基づいて、ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされた否かを判断する。
【００７８】
ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２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。
【００７９】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８００は、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成、すなわち、摩擦係合要素の係合を開始するように、オートマチックトランスミッション４００を制御する。すなわち、ニュートラル状態から、リングギヤ３２８のトルクを後輪７００へ伝達する状態に切換えられる。ＮポジションからＤポジションへのシフト操作がなされた場合、前進ギヤ段が形成される。ＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされた場合、後進ギヤ段が形成される。
【００８０】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８００は、エンジン２００の停止時に、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８の回転数ＮＲとエンジン回転数ＮＥとに基づいて、エンジン２００を始動するか否かを判断する。エンジン２００を始動するとの判断がなされると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８１】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８００は、入力軸回転数センサ８２２を用いて検出されるリングギヤ回転数ＮＲが正値であるか否かを判断する。リングギヤ回転数ＮＲが正値であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。
【００８２】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８００は、エンジン２００の運転中におけるキャリア３２６の回転方向と、同じ方向にキャリア３２６に力が作用するように、第１ＭＧ３１１を制御する。すなわち、第１ＭＧ３１１は、キャリア３２６およびサンギヤ３２２の回転数が増加する方向にトルクを出力するように制御される。
【００８３】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８００は、ギヤ段の形成中（摩擦係合要素の係合中）にエンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなったか否かを判断する。エンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻される。
【００８４】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８００は、エンジン２００における点火を開始するようにエンジン２００を制御する。すなわち、エンジン２００が始動される。
【００８５】
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。
【００８６】
ここで、Ｎポジションへのシフト操作がなされ、かつエンジン２００が停止していると想定する。Ｎポジションへのシフト操作がなされた後、さらに、たとえば前進中にＮポジションからＤポジションへのシフト操作もしくは後進中にＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成を開始するように、オートマチックトランスミッション４００が制御される（Ｓ１０２）。
【００８７】
図１２において黒点で示すように、オートマチックトランスミッション４００の出力軸回転数ＮＯにギヤ比を乗じて算出されるリングギヤ３２８の回転数ＮＲの推定値およびエンジン回転数ＮＥが、始動領域内にある場合、ギヤ段が形成されると、図１３に示すように、実際のリングギヤ回転数ＮＲが上昇する。エンジン２００が停止したままであると、第１ＭＧ３１１の回転数、すなわち動力分割機構３１０のサンギヤ３２２の回転数の絶対値が過剰に高くなり得る。
【００８８】
この場合、エンジン２００を始動するとの判断がなされる（Ｓ１０４にてＹＥＳ）。リングギヤ回転数ＮＲが正値であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、ギヤ段の形成、すなわち摩擦係合要素の係合が開始したといえる。
【００８９】
そのため、図１４に示すように、リングギヤ回転数ＮＲが上昇する。リングギヤ回転数ＮＲの上昇に伴ない、エンジン回転数ＮＥ（キャリア３２６の回転数）が引き上げられる。
【００９０】
ギヤ段の形成中に、エンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、エンジン２００における点火を開始するようにエンジン２００が制御される（Ｓ１１２）。すなわち、エンジン２００が始動される。
【００９１】
これにより、動力分割機構３１０のリングギヤ３２８を介してキャリア３２６の回転数を上昇させる力を利用してエンジン２００をクランキングすることにより、エンジン２００を速やかに始動することができる。そのため、図１５に示すように、エンジン回転数ＮＥを増大して、第１ＭＧ３１１の回転数、すなわち動力分割機構３１０のサンギヤ３２２の回転数の絶対値を小さくすることができる。
【００９２】
また、本実施の形態においては、リングギヤ回転数ＮＲが正値であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、図１６において矢印で示すように、エンジン２００における点火を開始する前に、エンジン２００の運転中におけるキャリア３２６の回転方向と、同じ方向にキャリア３２６に力が作用するように、第１ＭＧ３１１が制御される（Ｓ１０８）。
【００９３】
これにより、第１ＭＧ３１１が出力するトルクを用いて、エンジン回転数ＮＥを速やかに増大することができる。そのため、より速やかにエンジン２００を始動することができる。
【００９４】
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、ＮポジションからＤポジション、もしくはＮポジションからＲポジションへのシフト操作がなされると、前進ギヤ段もしくは後進ギヤ段の形成を開始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。また、シフト操作がなされると、エンジンを始動するか否かが判断される。エンジンを始動すると判断された場合、ギヤ段の形成中にエンジン回転数ＮＥがしきい値より大きくなると、エンジンにおける点火が開始される。これにより、動力分割機構のリングギヤを介してキャリアの回転数を上昇させる力を利用してエンジンをクランキングすることにより、エンジンを速やかに始動することができる。そのため、ギヤ段を形成することによりリングギヤ回転数ＮＲが上昇した場合であっても、エンジン回転数ＮＥを増大して、第１ＭＧの回転数、すなわち動力分割機構のサンギヤの回転数の絶対値を小さくすることができる。
【００９５】
なお、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１７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。
【００９６】
図１８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。
【００９７】
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。
【００９８】
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１９に示す変速線図に基づいて制御される。
【００９９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】動力分割機構の共線図を示す図（その１）である。
【図４】動力分割機構の共線図を示す図（その２）である。
【図５】ＭＧ１の回転数の下限値および上限値などから規定される許容範囲を示す図（その１）である。
【図６】作動表を示す図（その１）である。
【図７】変速線図を示す図（その１）である。
【図８】油圧制御装置を示す図である。
【図９】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１０】エンジンを始動するか否かを判断するために用いる始動領域を示す図（その１）である。
【図１１】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。
【図１２】エンジンを始動するか否かを判断するために用いる始動領域を示す図（その２）である。
【図１３】動力分割機構の共線図を示す図（その３）である。
【図１４】動力分割機構の共線図を示す図（その４）である。
【図１５】動力分割機構の共線図を示す図（その５）である。
【図１６】動力分割機構の共線図を示す図（その６）である。
【図１７】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。
【図１８】作動表を示す図（その２）である。
【図１９】変速線図を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【０１０１】
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、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  踏力センサ、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、８４０  シフト操作判断部、８４２  係合部、８４４  始動判断部、８４６  制御部、８４８  エンジン回転数判断部、８５０  点火開始部。
【図１】
2008213567.tif 000003
【図２】
2008213567.tif 000004
【図３】
2008213567.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008213567.tif 000012
【図１１】
2008213567.tif 000013
【図１２】
2008213567.tif 000014
【図１３】
2008213567.tif 000015
【図１４】
2008213567.tif 000016
【図１５】
2008213567.tif 000017
【図１６】
2008213567.tif 000018
【図１７】
2008213567.tif 000019
【図１８】
2008213567.tif 000020
【図１９】
2008213567.tif 000021