JP2008162544A - 回転数の予測装置、予測方法、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

Abstract

【課題】第１ＭＧの回転数を精度よく予測する。
【解決手段】ＨＶ＿ＥＣＵは、ＭＧ＿ＥＣＵから送信された信号に基づいて、第１ＭＧの回転数を検出するステップ（Ｓ１００）と、ＭＧ＿ＥＣＵから送信された信号に基づいて、第２ＭＧの回転数を検出するステップと（Ｓ１１０）、エンジンＥＣＵから送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値を検出するステップ（Ｓ１２０）と、検出された第１ＭＧの回転数に、（１＋ρ）／ρとエンジン回転数の目標値の微分値との積を加えた値から、１／ρと第２ＭＧの回転数の微分値との積を減じて、第１ＭＧの回転数を予測するステップ（Ｓ１３０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図８

Description

本発明は、回転数の予測装置、予測方法、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、エンジンおよび回転電機を動力源として有するとともに、変速機構を有するパワートレーンにおいて回転数を予測する技術に関する。

従来より、内燃機関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内燃機関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内燃機関を用いて走行し、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、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（変速機構）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、特開２００５−３３７４９１号公報に記載の車両用駆動装置のように、変速機構の変速前後でエンジン回転数が連続的に変化するように無段変速部の変速を実行すると、変速機構のアップシフト時において、２つの回転電機のうちの一方の回転電機は回転数が低減されるものの、他方の回転電機の回転数は増加される。このとき、差動機構におけるギヤ比次第で回転数は大きく急増する。しかしながら、たとえばセンサなどにより回転数を検出する際には、検出遅れが生じる。そのため、実際の回転数と検出される回転数とが大きくことなる場合がある。特開２００５−３３７４９１号公報には、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、回転電機の回転数を精度よく把握することができる回転数の予測装置を提供することである。

第１の発明に係る回転数の予測装置は、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変速機構とを備えるパワートレーンにおける回転数の予測装置である。この予測装置は、第２の回転電機の回転数を検出するための手段と、エンジンの回転数の目標値および第２の回転電機の回転数に基づいて、第１の回転電機の回転数を予測するため予測手段とを含む。第３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予測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、パワートレーンは、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変速機構とを有する。このパワートレーンにおける第２の回転電機の回転数が検出される。第１の回転電機、第２の回転電機およびエンジンは、差動機構を介して連結されるため、第１の回転電機の回転数は、第２の回転電機の回転数およびエンジンの回転数により定まる。第１の回転電機の将来の回転数を予測するために、第２の回転電機の回転数に加えて、将来のエンジンの回転数である目標値に基づいて、第１の回転電機の回転数が予測される。これにより、第１の回転電機の回転数が急増に対してセンサを用いた検出結果が追従できない場合であっても、第１の回転電機の回転数を把握することができる。そのため、回転電機の回転数を精度よく把握することができる回転数の予測装置または予測方法を提供することができる。

第２の発明に係る回転数の予測装置においては、第１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の回転要素はキャリアである。予測装置は、第１の回転電機の回転数を検出するための手段をさらに含む。予測手段は、検出された第１の回転電機の回転数に、予め定められた第１の値および目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第２の値および第２の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、第１の回転電機の回転数を予測するための手段を含む。第４の発明に係るパワートレーンの制御方法は、第２の発明に係るパワートレーンの予測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、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の回転要素はキャリアである。第１の回転電機の回転数がさらに検出される。サンギヤに連結される第１の回転要素の回転数は、リングギヤに連結される第２の回転要素の回転数が増加すると低減されるとともに、キャリアに連結されるエンジンの回転数が増加すると増加する。そこで、検出された第１の回転電機の回転数に、予め定められた第１の値および目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第２の値および第２の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、第１の回転電機の回転数が予測される。これにより、回転電機の回転数を精度よく把握することができる。

第５の発明に係るプログラムは、第３または４の発明に係る回転数の予測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の発明に係る回転数の予測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の発明に係る回転数の予測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予測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、エンジン１００と、トランスミッション２００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とを含む。このハイブリッド車のパワートレーン８００は、エンジン１００と、トランスミッション２００とを含む。

本実施の形態に係る予測装置は、たとえばＨＶ（Hybrid Vehicle）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１４００のＲＯＭ（Read Only Memory）１４１０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。

エンジン１００は、インジェクタ１０２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。

トランスミッション２００は、エンジン１００に連結される。トランスミッション２００は、後述するように、第１変速部３００と、第２変速部４００とを含む。トランスミッション２００から出力されたトルクは、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。

図２を参照して、トランスミッション２００についてさらに説明する。トランスミッション２００は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース２０２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２０４と、この入力軸２０４に直接もしくはダンパー（図示せず）を介して連結された第１変速部３００と、第１変速部３００と後輪７００との間の動力伝達経路で伝達部材（伝動軸）２０６を介して直列に連結される第２変速部４００と、第２変速部４００に連結されている出力回転部材としての出力軸２０８とを含む。

トランスミッション２００はその軸心に対して対称的に構成されているため、図２のトランスミッション２００を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施の形態についても同じである。

第１変速部３００は、動力分割機構３１０と、第１ＭＧ（Motor Generator）３１１と、第２ＭＧ３１２とを含む。第１変速部３００は、さらに、Ｃ０クラッチ３１４およびＢ０ブレーキ３１６の二つの摩擦係合要素を含む。

動力分割機構３１０は、入力軸２０４に入力されたエンジン１００の出力を第１ＭＧ３１１および伝達部材２０６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２０４すなわちエンジン１００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は伝達部材２０６を介して第２ＭＧ３１２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１００の出力が第１ＭＧ３１１と伝達部材２０６とに分配される。

分配されたエンジン１００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、ロータが伝達部材２０６と一体的に回転するように設けられる。

Ｃ０クラッチ３１４は、サンギヤ３２２とキャリア３２６とを連結するように設けられる。Ｂ０ブレーキ３１６は、サンギヤ３２２をケース２０２に連結するように設けられる。

図３に示すように、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の回転数、すなわち、第１ＭＧ３１１、エンジン１００および第２ＭＧ３１２の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

図３において一点鎖線で示すように、エンジン１００の回転数が変化せずに、第２ＭＧ３１２の回転数がΔＮ（１）だけ増加すると、第１ＭＧ３１１の回転数は、１／ρ×ΔＮ（１）だけ減少する。ρは、動力分割機構３１０におけるサンギヤ３２２の歯数とリングギヤ３２８の歯数との比（サンギヤ３２２の歯数／リングギヤ３２８の歯数）である。

図３において二点鎖線で示すように、第２ＭＧ３１２の回転数が変化せずに、エンジン１００の回転数がΔＮ（２）だけ増加すると、第１ＭＧ３１１の回転数は、（１＋ρ）／ρ×ΔＮ（２）だけ増加する。

図２に戻って、第２変速部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。

第１変速部３００および第２変速部４００の摩擦係合要素を図４に示す作動表に示す組み合わせで係合することにより、トランスミッション２００において、１速ギヤ段〜５速ギヤ段の５つの前進ギヤ段が形成される。

Ｃ０クラッチ３１４およびＢ０ブレーキ３１６が解放状態である場合、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の相対的な回転が許容される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能する。すなわち、トランスミッション２００が無段変速状態になる。

Ｃ０クラッチ３１４が係合状態である場合、サンギヤ３２２、キャリア３２６およびリングギヤ３２８の相対的な回転が禁止される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション２００においてステップ的に変速比が変化する有段変速状態になる。

Ｂ０ブレーキ３１６が係合状態である場合、サンギヤ３２２がケース２０２に固定される。この状態では、動力分割機構３１０は無段変速機として機能しない。すなわち、トランスミッション２００が有段変速状態になる。

トランスミッション２００における変速（無段変速状態と有段変速状態との切換えを含む）は、たとえば図５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。

図５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５において太い実線で囲まれる領域は、エンジン１００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。図５における一点鎖線は、無段変速状態から有段変速状態に切換える切換線である。図５における二点鎖線は、有段変速状態から無段変速状態に切換える切換線である。

変速を行なう際、Ｃ０クラッチ３１４、Ｂ０ブレーキ３１６、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６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１００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１００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２０２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、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２に供給される。

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１に戻って、ハイブリッド車は、さらに、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０００と、バッテリ９４２の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリＥＣＵ１１００と、ハイブリッド車の状態に応じて第１ＭＧ３１１、第２ＭＧ３１２およびバッテリＥＣＵ１１００などを制御するＭＧ＿ＥＣＵ１２００と、トランスミッション２００の第２変速部４００における変速制御を行なうＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission）＿ＥＣＵ１３００と、これらのＥＣＵなどを相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ１４００とを含む。

エンジンＥＣＵ１０００には、スロットル開度センサ１００２、エンジン回転数センサ１００４、水温センサ１００６などが接続される。スロットル開度センサ１００２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の開度を検出し、検出結果を表す信号をエンジンＥＣＵ１０００に送信する。

エンジン回転数センサ１００４は、エンジン１００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エンジンＥＣＵ１０００に送信する。水温センサ１００６は、エンジン１００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をエンジンＥＣＵ１０００に送信する。

スロットル開度センサ１００２、エンジン回転数センサ１００４、水温センサ１００６などからエンジンＥＣＵ１０００に送信された信号は、さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００に送信される。

エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１００の出力の要求値を満たし得るエンジン回転数の目標値を設定する。エンジン１００の出力の要求値は、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００から送信される。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１００の出力の要求値を満たし得るエンジン回転数のうち、燃費などを考慮して最適な回転数を目標値に設定する。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数が設定された目標値になるようにエンジン１００を制御する。設定された目標値は、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００に送信される。

バッテリＥＣＵ１１００には、温度センサ１１０２、電流センサ１１０４、電圧センサ１１０６などが接続される。温度センサ１１０２は、バッテリ９４２の温度を検出し、検出結果を表す信号をバッテリＥＣＵ１１００に送信する。

電流センサ１１０４は、バッテリ９４２への充電電流値およびバッテリ９４２からの放電電流値を検出し、検出結果を表わす信号をバッテリＥＣＵ１１００に送信する。電圧センサ１１０６は、バッテリ９４２の電圧値を検出し、検出結果を表わす信号をバッテリＥＣＵ１１００に送信する。

温度センサ１１０２、電流センサ１１０４、電圧センサ１１０６などからバッテリＥＣＵ１１００に送信された信号は、さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００に送信される。バッテリＥＣＵ１１００は、温度センサ１１０２、電流センサ１１０４、電圧センサ１１０６、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００などから送信された信号に基づいて、バッテリ９４２からの放電電力制限値ＷＯＵＴおよびバッテリ９４２への充電電力制限値ＷＩＮなどを設定する。

設定された放電電力制限値ＷＯＵＴおよび充電電力制限値ＷＩＮは、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００に送信される。バッテリ９４２からの放電電力値およびバッテリ９４２への充電電力値は、放電電力制限値ＷＯＵＴもしくは充電電力制限値ＷＩＮを超えないように制御される。

ＭＧ＿ＥＣＵ１２００には、第１ＭＧ回転数センサ１２０１、第２ＭＧ回転数センサ１２０２などが接続される。第１ＭＧ回転数センサ１２０１は、第１ＭＧ３１１の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をＭＧ＿ＥＣＵ１２００に送信する。第２ＭＧ回転数センサ１２０２は、第２ＭＧ３１２の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をＭＧ＿ＥＣＵ１２００に送信する。

第１ＭＧ回転数センサ１２０１、第２ＭＧ回転数センサ１２０２などからＭＧ＿ＥＣＵ１２００に送信された信号は、さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００に送信される。ＭＧ＿ＥＣＵ１２００は、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２の出力の要求値を満たすように、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２を制御する。第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２の出力の要求値は、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００から送信される。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１３００には、入力軸回転数センサ１３０２、出力軸回転数センサ１３０４、油温センサ１３０６などが接続される。入力軸回転数センサ１３０２は、第２変速部４００の入力軸回転数ＮＩを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＴ＿ＥＣＵ１３００に送信する。

出力軸回転数センサ１３０４は、トランスミッション２００（第２変速部４００）の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＴ＿ＥＣＵ１３００に送信する。油温センサ１３０６は、トランスミッション２００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ＥＣＴ＿ＥＣＵ１３００に送信する。

入力軸回転数センサ１３０２、出力軸回転数センサ１３０４、油温センサ１３０６などからＥＣＴ＿ＥＣＵ１３００に送信された信号は、さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００に送信される。

本実施の形態において、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、エンジンＥＣＵ１０００、バッテリＥＣＵ１１００、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１３００などから送信された信号に基づいて、エンジン１００の出力の要求値、第１ＭＧ３１１の出力の要求値および第２ＭＧ３１２の出力の要求値などを設定する。

エンジン１００の出力の要求値、第１ＭＧ３１１の出力の要求値および第２ＭＧ３１２の出力の要求値は、たとえばアクセル開度に基づいて定められるハイブリッド車全体としての出力の要求値を満たすように設定される。

ところで、第１ＭＧ３１１もしくは第２ＭＧ３１２からの駆動力を用いた走行制御は、バッテリ９４２の放電電力値、すなわち第１ＭＧ３１１が消費する電力値および第２ＭＧ３１２が消費する電力値の和が、放電電力制限値ＷＯＵＴを超えないことを条件として行なわれる。

第１ＭＧ３１１が消費する電力値は、第１ＭＧ３１１への指令トルク（出力トルクの目標値）と第１ＭＧ３１１の回転数などから算出される。同様に、第２ＭＧ３１２が消費する電力値は、第２ＭＧ３１２への指令トルクと第２ＭＧ３１２の回転数などから算出される。したがって、バッテリ９４２が過放電しないようにするためには、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００において、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧの回転数を精度よく把握しておくことが必要である。

図７を参照して、本実施の形態に係る予測装置であるＨＶ＿ＥＣＵ１４００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。

ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、第１検出部１４０１と、第２検出部１４０２と、第３検出部１４０３と、予測部１４０４とを含む。第１検出部１４０１は、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００から送信された信号に基づいて、第１ＭＧ３１１の回転数を検出する。同様に、第２検出部１４０２は、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００から送信された信号に基づいて、第２ＭＧ３１２の回転数を検出する。

第３検出部１４０３は、エンジンＥＣＵ１０００から送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値を検出する。予測部１４０４は、第１ＭＧ３１１の回転数、第２ＭＧ３１２の回転数およびエンジン回転数の目標値に基づいて、第１ＭＧ３１１の回転数を予測する。

検出された第１ＭＧ３１１の回転数をＮＭ（１）と、第２ＭＧ３１２の回転数の微分値をｄＮＭ（２）と、エンジン回転数の目標値の微分値をｄＮＥＴと、予測される第１ＭＧ３１１の回転数をＮＭＰとおくと、ＮＭＰは、下記の式（１）により算出される。

ＮＭＰ＝ＮＭ（１）＋（１＋ρ）／ρ×ｄＮＥＴ−１／ρ×ｄＮＭ（２）・・・（１）
すなわち、検出された第１ＭＧ３１１の回転数に、（１＋ρ）／ρとエンジン回転数の目標値の微分値との積を加えた値から、１／ρと第２ＭＧ３１２の回転数の微分値との積を減じて、第１ＭＧ３１１の回転数が予測される。

図８を参照して、本実施の形態に係る予測装置であるＨＶ＿ＥＣＵ１４００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００から送信された信号に基づいて、第１ＭＧ３１１の回転数を検出する。Ｓ１１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００から送信された信号に基づいて、第２ＭＧ３１２の回転数を検出する。

Ｓ１２０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、エンジンＥＣＵ１０００から送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値を検出する。Ｓ１３０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、第１ＭＧ３１１の回転数、第２ＭＧ３１２の回転数およびエンジン回転数の目標値に基づいて、前述した式（１）により第１ＭＧ３１１の回転数を予測する。

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予測装置であるＨＶ＿ＥＣＵ１４００の動作について説明する。

トランスミッション２００の第２変速部４００においてアップシフトが行なわれると、第２変速部４００における変速比がステップ的に小さくなる。そのため、図９に示すように、第２ＭＧ３１２の回転数がステップ的に減少する。このとき、図９に示すように、第１ＭＧ３１１の回転数が大きく急増する。第１ＭＧ３１１の回転数の増加量は、第２ＭＧ３１２の減少量の１／ρ倍である。

このような状態においてＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００を介して第１ＭＧ回転数センサ１２０１および第２ＭＧ回転数センサ１２０２から送信された信号により、第１ＭＧ３１１の回転数および第２ＭＧ３１２の回転数を得る。

そのため、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００が得る第１ＭＧ３１１の回転数および第２ＭＧ３１２の回転数は、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００とＭＧ＿ＥＣＵ１２００との間の通信遅れ分だけ古い回転数であるといえる。すなわち、図１０に示すように、実際の回転数とＨＶ＿ＥＣＵ１４００が得る回転数とが一致していない場合がある。

前述したように、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００は、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２の回転数を用いて第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２が消費する電力値を算出している。算出された電力値が放電電力制限値ＷＯＵＴを超えないことを条件として第１ＭＧ３１１もしくは第２ＭＧ３１２からの駆動力を用いた走行制御が行なわれる。

したがって、実際の回転数とＨＶ＿ＥＣＵ１４００が得る回転数とが一致していなと、実際に第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２において消費される電力値が、ＨＶ＿ＥＣＵ１４００において算出される電力値よりも大きい場合があり得る。この場合、バッテリ９４２からの放電が過剰になり得る。そのため、第１ＭＧ３１１および第２ＭＧ３１２の回転数を予測することが必要になる。

ここで、第２ＭＧ３１２の回転数は、第２ＭＧ３１２の回転数の微分値から予測可能である。しかしながら、第１ＭＧ３１１の回転数は、エンジン１００の回転数とともに変動し得るため、第２ＭＧ３１２の回転数の微分値もしくは第１ＭＧ３１１の回転数の微分値のみからでは予測が困難である。

そこで、本実施の形態においては、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００から送信された信号に基づいて、第１ＭＧ３１１の回転数が検出される（Ｓ１００）。また、ＭＧ＿ＥＣＵ１２００から送信された信号に基づいて、第２ＭＧ３１２の回転数が検出される（Ｓ１１０）。

さらに、エンジンＥＣＵ１０００から送信された信号に基づいて、エンジン回転数の目標値が検出される（Ｓ１２０）。第１ＭＧ３１１の回転数、第２ＭＧ３１２の回転数およびエンジン回転数の目標値に基づいて、前述した式（１）により第１ＭＧ３１１の回転数を予測される（Ｓ１３０）。

これにより、第１ＭＧ３１１の回転数の急増に対して第１ＭＧ回転数センサ１２０１を用いた検出結果が追従できない場合であっても、第１ＭＧ３１１の回転数を精度よく把握することができる。

以上のように、本実施の形態に係る予測装置であるＨＶ＿ＥＣＵによれば、検出された第１ＭＧの回転数に、（１＋ρ）／ρとエンジン回転数の目標値の微分値との積を加えた値から、１／ρと第２ＭＧの回転数の微分値との積を減じて、第１ＭＧの回転数が予測される。これにより、第１ＭＧの回転数の急増に対して第１ＭＧ回転数センサを用いた検出結果が追従できない場合であっても、ＨＶ＿ＥＣＵにおいて第１ＭＧの回転数を精度よく把握することができる。

なお、トランスミッション２００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トランスミッション２００を構成する場合、図１１に示すように、第２変速部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。図１２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。

また、変速線図において定められる切換線に基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換える代わりに、図１３に示すように、エンジン１００の出力トルクとエンジン回転数ＮＥとをパラメータに持つマップに基づいて無段変速状態と有段変速状態とを切換え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予測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。 トランスミッションを示す図（その１）である。 動力分割機構の共線図を示す図（その１）である。 作動表を示す図（その１）である。 変速線図を示す図である。 油圧制御装置を示す図である。 ＨＶ＿ＥＣＵの機能ブロック図である。 ＨＶ＿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。 回転数および消費電力値の推移を示すタイミングチャートである。 トランスミッションを示す図（その２）である。 作動表を示す図（その２）である。 無段変速状態および有段変速状態の制御領域を示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トランスミッション、３００ 第１変速部、３１０ 動力分割機構、３１１ 第１ＭＧ、３１２ 第２ＭＧ、３１４ Ｃ０クラッチ、３１６ Ｂ０ブレーキ、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 第２変速部、５００ プロペラシャフト、６００ デファレンシャルギヤ、７００ 後輪、８００ パワートレーン、１０００ エンジンＥＣＵ、１１００ バッテリＥＣＵ、１２００ ＭＧ＿ＥＣＵ、１２０１ 第１ＭＧ回転数センサ、１２０２ 第２ＭＧ回転数センサ、１３００ ＥＣＴ＿ＥＣＵ、１４００ ＨＶ＿ＥＣＵ、１４０１ 第１検出部、１４０２ 第２検出部、１４０３ 第３検出部、１４０４ 予測部、１４１０ ＲＯＭ。

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変速機構とを備えるパワートレーンにおける回転数の予測装置であって、
   前記第２の回転電機の回転数を検出するための手段と、
   前記エンジンの回転数の目標値および前記第２の回転電機の回転数に基づいて、前記第１の回転電機の回転数を予測するため予測手段とを含む、回転数の予測装置。
2. 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の回転要素はキャリアであって、
   前記予測装置は、前記第１の回転電機の回転数を検出するための手段をさらに含み、
   前記予測手段は、検出された前記第１の回転電機の回転数に、予め定められた第１の値および前記目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第２の値および前記第２の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、前記第１の回転電機の回転数を予測するための手段を含む、請求項１に記載の回転数の予測装置。
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変速機構とを備えるパワートレーンにおける回転数の予測方法であって、
   前記第２の回転電機の回転数を検出するステップと、
   前記エンジンの回転数の目標値および前記第２の回転電機の回転数に基づいて、前記第１の回転電機の回転数を予測するステップとを含む、回転数の予測装置。
4. 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の回転要素はキャリアであって、
   前記予測方法は、前記第１の回転電機の回転数を検出するステップをさらに含み、
   前記第１の回転電機の回転数を予測するステップは、検出された前記第１の回転電機の回転数に、予め定められた第１の値および前記目標値の微分値の積を加えた値から、予め定められた第２の値および前記第２の回転電機の回転数の微分値の積を減じて、前記第１の回転電機の回転数を予測するステップを含む、請求項３に記載の回転数の予測装置。
5. 請求項３または４に記載の予測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に記載の予測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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