JP2010284997A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費の向上を図ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、モータジェネレータと、動力分配機構と、動力分配機構におけるいずれかの回転要素と連結され、係合要素同士の係合により回転要素を固定可能なロック機構と、を有するハイブリッド車両に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、切換制御手段と駆動力特性設定手段と駆動力制御手段とを備える。駆動力特性設定手段は、無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくする。駆動力制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に好適な制御装置に関する。

内燃機関（エンジン）に加えて、電動機や発電機として機能するモータジェネレータを備えるハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキの過不足をモータジェネレータで補う。このようなハイブリッド車両の一例として、以下の特許文献１に示すように、動力源と出力部材との間の回転数比を連続的に変化させることが可能な無段変速モードと、当該回転数比を固定にする固定変速モードとを切り換え可能なハイブリッド車両がある。

特開２００４−３４５５２７号公報

ところで、特許文献１に記載のハイブリッド車両において、無段変速モードと固定変速モードとでは、アクセル開度に対する駆動力の変化の割合が同一となっている。そのため、固定変速モードでは、駆動力の調整を殆ど行うことができず、車速によってエンジン動作点が一意に決まってしまい、エンジン動作点の制約により、燃費が悪化する恐れがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃費の向上を図ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジン及び前記モータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素と連結され、係合要素同士の係合により前記回転要素を固定可能なロック機構と、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクを前記モータジェネレータに出力させる無段変速モードと、前記ロック機構により前記回転要素を固定して、前記反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える切換制御手段と、前記無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、前記固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくする駆動力特性設定手段と、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させる駆動力制御手段と、を備える。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、モータジェネレータと、エンジン及びモータジェネレータが連結された動力分配機構と、動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、動力分配機構におけるいずれかの回転要素と連結され、係合要素同士の係合により回転要素を固定可能なロック機構と、を有するハイブリッド車両に適用される。ハイブリッド車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により実現され、切換制御手段と駆動力特性設定手段と駆動力制御手段とを備える。切換制御手段は、エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクをモータジェネレータに出力させる無段変速モードと、ロック機構により回転要素を固定して、反力トルクをロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える。駆動力特性設定手段は、無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくする。駆動力制御手段は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させる。このようにすることで、燃費の向上を図ることができるとともに、変速モード切り換え中におけるドライバビリティを向上させることができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例では、前記駆動力制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度が大きくなるほど、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を大きくし、アクセル開度の変化速度が小さくなるほど、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を小さくする。このようにすることで、変速モードの切り換えの際における駆動力段差を抑えることができる。また、これによれば、運転者が所望の駆動力を変速モード切換後に早く出したいと考えている場合に、駆動力の変化を速めることができ、変速モード切り換え後の目標駆動力に素早く到達できる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の一態様では、前記駆動力制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度が一定となっている場合には、アクセル開度が変化する場合と比較して、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を小さくする。これにより、アクセル開度が一定となっている場合において、例えばバッテリの充電要求等により、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられた場合であっても、駆動力の段差を抑えることができる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の好適な実施例では、前記ロック機構は、前記モータジェネレータのロータと連結され、前記切換制御手段は、前記モータジェネレータのロータを前記ロック機構により固定することで固定変速モードを実現する。

エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジン及び前記モータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素と連結され、係合要素同士の係合により前記回転要素を固定可能なロック機構と、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクを前記モータジェネレータに出力させる無段変速モードと、前記ロック機構により前記回転要素を固定して、前記反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える切換制御手段と、前記無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、前記固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくする駆動力特性設定手段と、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させる駆動力制御手段と、を備える。このようにすることで、燃費の向上を図ることができるとともに、変速モード切り換え中におけるドライバビリティを向上させることができる。

本実施形態に係る制御装置を適用したハイブリッド車両の概略構成である。 無段変速モード及び固定変速モードにおける共線図の一例を示している。 一般的なハイブリッド車両の制御方法における駆動力線図である。 本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法における駆動力線図である。 変速モード切換時におけるアクセル開度及び駆動力の時間に対する変化を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［装置構成］
図１に本実施形態に係る制御装置を適用したハイブリッド車両の概略構成を示す。図１の例は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両であり、エンジン（内燃機関）１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２０を備える。動力源に相当するエンジン１と、第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の駆動軸３には、駆動軸３のトルク（駆動力）又はブレーキ力のアシストを行うための動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。さらに、駆動軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは、バッテリ、インバータ、又は適宜のコントローラ（図１参照）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するように構成されている。

エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴うトルクの反力が作用する。この第１のモータジェネレータＭＧ１が本発明におけるモータジェネレータとして機能する。

第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動力又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動力をアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。

動力分配機構２０は、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、リングギヤＲ１、キャリアＣ１、サンギヤＳ１、を備える。キャリアＣ１は、リングギヤＲ１とサンギヤＳ１との両方に噛み合っているピニオンギヤＣＰ１を保持している。

エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリアＣ１に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１の一端は第１の遊星歯車機構のサンギヤＳ１に連結されている。リングギヤＲ１は駆動軸３に連結されている。

第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１の他端はロック機構７に連結されている。ロック機構７は、クラッチ７ａ、アクチュエータ７ｂ、を有する。クラッチ７ａは、互いに係合する一対の係合要素を有している。一対の係合要素のうち、一方の係合要素はケースなどに固定され、他方の係合要素は第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１に連結されている。ロック機構７は、アクチュエータ７ｂを用いて、クラッチ７ａにおける係合要素同士を係合及び解放することが可能に構成されている。具体的には、アクチュエータ７ｂは、例えば油圧による押圧力によりクラッチ７ａを係合する。ロック機構７は、クラッチ７ａを係合することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定し、動力分配機構２０のサンギヤＳ１を固定する。また、ロック機構７は、クラッチ７ａの係合を解放することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を解放し、動力分配機構２０のサンギヤＳ１を解放する。つまり、クラッチ７ａは、動力分配機構２０のサンギヤＳ１を固定するブレーキとして機能する。ロック機構７は、ＥＣＵ４から送信された制御信号Ｓｉｇ５に基づいて、アクチュエータ７ｂを制御することにより、クラッチ７ａの係合／解放を制御する。

ロック機構７がクラッチ７ａを解放している状態では、サンギヤＳ１が解放され、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１のエンジン回転数が連続的に変化する無段変速モードが実現される。一方、ロック機構７がクラッチ７ａを係合している状態では、サンギヤＳ１が固定され、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン１のエンジン回転数が駆動軸３の回転数より小さくなる状態）に固定される固定変速モードが実現される。

電源ユニット３０は、インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３及びコンバータ３４を備える。第１のモータジェネレータＭＧ１は電源線３７によりインバータ３１に接続されており、第２のモータジェネレータＭＧ２は電源線３８によりインバータ３１に接続されている。また、インバータ３１はコンバータ３２に接続され、コンバータ３２はＨＶバッテリ３３に接続されている。さらに、ＨＶバッテリ３３はコンバータ３４を介して補機バッテリ３５に接続されている。

インバータ３１は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２との間で電力の授受を行う。モータジェネレータの回生時には、インバータ３１はモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２が回生により発電した電力を直流に変換し、コンバータ３２へ供給する。コンバータ３２は、インバータ３１から供給される電力を電圧変換し、ＨＶバッテリ３３を充電する。一方、モータジェネレータの力行時には、ＨＶバッテリ３３から出力される直流電力はコンバータ３２により昇圧されてインバータ３１へ供給され、電源線３７又は３８を介してモータジェネレータＭＧ１又はＭＧ２へ供給される。

ＨＶバッテリ３３の電力はコンバータ３４により電圧変換されて補機バッテリ３５に供給され、各種の補機の駆動に使用される。

インバータ３１、コンバータ３２、ＨＶバッテリ３３及びコンバータ３４の動作はＥＣＵ４により制御されている。ＥＣＵ４は制御信号Ｓｉｇ４を送信することにより、電源ユニット３０内の各要素の動作を制御する。また、電源ユニット３０内の各要素の状態などを示す必要な信号は制御信号Ｓｉｇ４としてＥＣＵ４に供給される。具体的には、ＨＶバッテリ３３のバッテリ残存容量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）及びバッテリの入出力制限値などは制御信号Ｓｉｇ４としてＥＣＵ４に供給される。

ＥＣＵ４は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２との間で制御信号Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ３を送受信することにより、それらを制御し、ロック機構７に制御信号Ｓｉｇ５を送信することにより、ロック機構７を制御する。例えば、ＥＣＵ４は、アクセル開度センサ２３からの検出信号に基づいてアクセル開度を検出し、車速センサ２２からの検出信号に基づいて車速を検出する。ＥＣＵ４は、検出されたアクセル開度及び車速に基づいて駆動力を算出し、算出された当該駆動力となるように、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２を制御する。また、ＥＣＵ４は、検出された車速と、算出された駆動力とに基づいて、ロック機構７を制御する。

次に、図２を参照して、無段変速モード及び固定変速モードにおけるハイブリッド車両の動作状態について説明する。図２は、無段変速モード及び固定変速モードにおける共線図の一例を示している。図２（ａ）、（ｂ）において、上下方向は回転数に対応しており、上方向が正回転に対応し、下方向が負回転に対応する。また、図２（ａ）、（ｂ）において、上方向に向かうトルクは正トルクに対応し、下方向に向かうトルクは負トルクに対応する。

図２（ａ）における直線Ａ１ａ、Ａ１ｂ、Ａ１ｃは無段変速モードにおける共線図の一例を示している。無段変速モードの場合には、エンジン１のエンジントルクＴＫＥに対応する反力トルクが、第１のモータジェネレータＭＧ１よりトルクＴＫ１として出力される。なお、ここで、図２（ａ）より分かるように、エンジントルクＴＫＥは正トルクとなっており、トルクＴＫ１は負トルクとなっている。なお、トルクＴＫ２は、第２のモータジェネレータＭＧ２より出力されるトルクを示している。無段変速モードでは、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を増減変化させることにより、エンジン１のエンジン回転数を連続的に制御することが可能である。駆動軸３の回転数がＮ１であるとした場合において、例えば、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を白丸ｍ１、ｍ２、ｍ３と順次変化させた場合には、エンジン１のエンジン回転数は、白丸Ｎｅ１（＞Ｎ１）、Ｎｅ２（＝Ｎ１）、Ｎｅ３（＜Ｎ１）と順次変化する。つまり、エンジン１のエンジン回転数は、駆動軸３の回転数よりも高い値、等しい値及び低い値に順次変化する。このとき、第１のモータジェネレータＭＧ１は発電し、インバータ３１を介して、駆動軸３のアシストを行う第２のモータジェネレータＭＧ２に電力を供給する。つまり、無段変速モードでは、エンジン１からの出力は、動力分配機構２０を介して駆動軸３に直接伝達されるルートと、第１のモータジェネレータＭＧ１から駆動軸３のアシストを行う第２のモータジェネレータＭＧ２へ電気的に伝達されるルートと、の２つのルートで駆動軸３へ伝達される。

図２（ｂ）における直線Ａ２は固定変速モードにおける共線図の一例を示している。固定変速モードの場合には、ロック機構７が第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１を固定するとともにサンギヤＳ１を固定している状態となるため、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン１のエンジン回転数Ｎｅ４が駆動軸３の回転数Ｎ１より小さくなる状態）に固定される。このとき、ロック機構７のクラッチ７ａが、エンジン１のエンジントルクに対応する反力トルクを受け持つこととなる。第１のモータジェネレータＭＧ１は発電機及び電動機のいずれとしても機能しないため、第１のモータジェネレータＭＧ１から第２のモータジェネレータＭＧ２へは電力が供給されない。従って、固定変速モードでは、エンジン１からの出力は、動力分配機構２０を介して駆動軸３に直接伝達されるルートでのみ、駆動軸３へ伝達される。

［制御方法］
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法について具体的に説明する。

図３は、一般的なハイブリッド車両の制御方法における駆動力線図を示し、縦軸が駆動力を示し、横軸が車速を示している。図３には、アクセル開度が２０％、４０％、６０％、８０％、１００％の場合の各駆動力線が示されている。ＥＣＵ４は、アクセル開度と車速とを基に、図３に示す関係を用いて、駆動力を算出し、算出された当該駆動力になるようにエンジン１やモータジェネレータを制御する。例えば、車速がＶｅｘとなっている場合において、アクセル開度が４０％となっている場合には、駆動力はＴｅｘと算出される。

図３において、ハッチングされた領域ＳＡは固定変速モードに設定されるロック領域を示している。ロック領域ＳＡは、車速と駆動力とに応じて設定されている。また、図３において、車速及び駆動力で規定される車両の動作点（車両動作点）の一例を白丸で示している。ＥＣＵ４は、ロック領域ＳＡに車両動作点が位置する場合には、ロック機構７のクラッチ７ａを係合して、変速モードを固定変速モードに設定する。一方、ＥＣＵ４は、ロック領域ＳＡ外に車両動作点が位置する場合には、ロック機構７のクラッチ７ａを解放して、変速モードを無段変速モードに設定する。

一般的なハイブリッド車両の制御方法では、運転者がアクセルを踏み込むと、アクセル開度が上昇し、当該アクセル開度に比例して駆動力も上昇する。例えば、矢印Ｗ１に示すように、所定の車速Ｖａにおいて、運転者がアクセルを踏み込むことにより、アクセル開度が上昇して２０％を超えると、ロック領域ＳＡ外からロック領域ＳＡ内へと車両動作点が移動する。このとき、ＥＣＵ４は、無段変速モードから固定変速モードへと変速モードを切り換える。そして、矢印Ｗ２に示すように、アクセル開度が更に上昇して４０％を超えると、ロック領域ＳＡ内からロック領域ＳＡ外へと車両動作点が移動する。このとき、ＥＣＵ４は、ロック機構７のクラッチ７ａを解放して、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える。アクセル開度が４０％を超えた後では、アクセル開度が更に上昇しても、ＥＣＵ４は変速モードを無段変速モードのままにする。

上述したことから分かるように、固定変速モードに変速モードが設定されるのは、アクセル開度が２０％から４０％の間の比較的短い範囲にある場合である。言い換えると、図３に示す例では、固定変速モードに変速モードが設定される駆動力の範囲Ｔｓａの割に、アクセル開度に対する駆動力の変化の割合が比較的大きくなっている。これは、無段変速モード及び固定変速モードのどちらの場合であっても、アクセル開度に対する駆動力の変化の割合が同じに設定されているためである。このため、固定変速モードに変速モードが設定された場合において、運転者がアクセル開度を調整することにより駆動力を調整することが難しく、駆動力が一意に決まってしまう。

固定変速モードに変速モードが設定された場合において、駆動軸３の回転数と比例する車速が決まるとエンジン回転数が決まり、駆動力が決まるとエンジントルクが決まる。図３に示す例では、固定変速モードに変速モードが設定された場合において、駆動力が一意に決まるので、車速に応じて、エンジントルクとエンジン回転数とで規定されるエンジン動作点も一意に決まる。ここで、エンジントルクとエンジン回転数とで規定されるマップ上では、騒音防止や排気のエミッションの観点から、エンジン動作点は制約を受ける。つまり、車両動作点がロック領域ＳＡ内に移動して、固定変速モードに変速モードが設定された場合であっても、そのときに決まったエンジン動作点の位置によっては、ＥＣＵ４は、ロック機構７のクラッチ７ａを解放して無段変速モードに変速モードを切り換える必要が出てくる。このような場合には、車両動作点がロック領域ＳＡに位置する場合でも、固定変速モードから無段変速モードに変速モードが切り換えられるため、燃費が悪化する恐れが有る。

また、運転者が荒いアクセル操作が行うと、駆動力を出すことを意図していないにもかかわらず、車両動作点がロック領域ＳＡ内から直ぐに外れて、固定変速モードから無段変速モードに変速モードが切り換わってしまう可能性がある。このような場合には、運転者が駆動力を出すことを意図していない場合であっても燃費が悪化してしまう。

そこで、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法では、ＥＣＵ４は、無段変速モード及び固定変速モードのそれぞれの場合における駆動力特性を異ならせることとする。具体的には、ＥＣＵ４は、無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくすることとする。以下で具体的に説明する。

図４は、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法における駆動力線図であり、縦軸が駆動力を示し、横軸が車速を示している。図４には、無段変速モードの場合のアクセル開度と固定変速モードの場合のアクセル開度とがそれぞれ示されている。

先の図３に示した例では、運転者がアクセルを踏み込んで、アクセル開度が２０％を超えると、ＥＣＵ４は、無段変速モードから固定変速モードへと変速モードを切り換えるものの、アクセル開度に対する駆動力の変化の割合を、固定変速モードの場合と無段変速モードの場合とで同じにしていた。そのため、ＥＣＵ４は、固定変速モードに変速モードが設定されている場合において、アクセル開度が２０％から４０％へと変化させたときに、固定変速モードの駆動力の範囲Ｔｓａ分、駆動力を変化させていた。

それに対し、本実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法では、ＥＣＵ４は、無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくしている。例えば、図４に示す例では、ＥＣＵ４は、固定変速モードに変速モードを設定するアクセル開度の範囲を２０％から８０％の間で設定している。より詳細には、ＥＣＵ４は、無段変速モードから固定変速モードへと変速モードを切り換えた場合において、アクセル開度が２０％から４０％、４０％から６０％、６０％から８０％へと変化したときにそれぞれ、範囲Ｔｓａよりも小さい範囲Ｔｓａｍ分ずつ駆動力を変化させている。つまり、ＥＣＵ４は、アクセル開度が２０％から８０％へと変化したときに、固定変速モードの駆動力の範囲Ｔｓａ分、駆動力を変化させている。ＥＣＵ４は、アクセル開度が８０％を超えると、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える。

このように、固定変速モードの場合には、アクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくすることにより、運転者はアクセル開度を調整することで駆動力を調整することが可能となる。これにより、固定変速モードの場合におけるエンジン動作点を任意に設定することができるようになるので、車両動作点がロック領域ＳＡに位置する場合において、エンジン動作点の制約による無段変速モードへの切り換えを行う必要がなくなり、燃費を向上させることができる。また、固定変速モードの場合において、アクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくすることにより、運転者が荒いアクセル操作を行った場合であっても、直ぐに無段変速モードに切り換わることがなくなり、燃費を向上させることができる。

なお、ここで、固定変速モードの場合において、駆動力を範囲Ｔｓａ分変化させるのに、アクセル開度を２０％から８０％まで変化させるとしているがこれに限られるものではない。つまり、固定変速モードの場合におけるアクセル開度の最大値は８０％に限られるものではないのは言うまでもない。

例えば、固定変速モードの場合におけるアクセル開度の最大値を６０％とし、駆動力を範囲Ｔｓａ分変化させるのに、アクセル開度を２０％から６０％まで変化させるとしても良い。この場合には、固定変速モードの場合におけるアクセル開度の最大値を８０％とした上述の例と比較して、固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合が大きくなる。また、例えば、固定変速モードの場合におけるアクセル開度の最大値を９０％とし、駆動力を範囲Ｔｓａ分変化させるのに、アクセル開度を２０％から９０％まで変化させるとしても良い。この場合には、固定変速モードの場合におけるアクセル開度の最大値を８０％とした上述の例と比較して、固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合が小さくなる。

ただし、ここで、固定変速モードの場合におけるアクセル開度の最大値は１００％よりも小さくされるのが好ましい。これにより、運転者がアクセルを踏み込むことでアクセル開度が当該最大値を超えた場合に、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切換えることができる。

［変速モード切換制御方法］
次に、本実施形態に係る変速モード切換制御方法について説明する。図４に示す例において、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切り換えが行われる場合には、駆動力の段差が生じる。以下に具体的に説明する。

図４に示した例では、ＥＣＵ４は、固定変速モードの場合において、アクセル開度が２０％から８０％まで変化した段階で範囲Ｔｓａ分だけ駆動力を変化させている。そして、ＥＣＵ４は、アクセル開度が８０％を超えると、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える。しかしながら、ここで、固定変速モードの場合におけるアクセル開度が８０％を超えたときの駆動力と、無段変速モードの場合におけるアクセル開度が８０％を超えたときの駆動力とは大きく異なる。例えば、図４に示すように、車速がＶａとなっている場合において、アクセル開度が８０％を超えたときに、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられると、車両動作点は点Ｐｓａから点Ｐｃａへと移動する。それに伴い、駆動力も、固定変速モードの場合の駆動力Ｔｓｈから無段変速モードの場合の駆動力Ｔｃｈへと急激に上昇する。このように、変速モード毎にアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を異ならせた場合において、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードの切り換えが行われた場合には、駆動力の段差が生じることとなり、運転者は違和感を覚える恐れがある。

そこで、本実施形態に係る変速モード切換制御方法では、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させることとする。以下、図５を用いて具体的に説明する。

図５は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられる際におけるアクセル開度及び駆動力の時間に対する変化を示すグラフである。グラフ２０１ａは、アクセル開度の変化が遅い場合におけるアクセル開度の時間に対する変化を示し、グラフ２０１ｂは、アクセル開度の変化が比較的速い場合におけるアクセル開度の時間に対する変化を示している。つまり、グラフ２０１ａは、アクセル開度の変化速度が小さい場合のグラフを示し、グラフ２０１ｂは、アクセル開度の変化速度が大きい場合のグラフを示している。また、グラフ２０２ａは、アクセル開度の変化がグラフ２０１ａとなる場合における駆動力の時間に対する変化を示し、グラフ２０２ｂは、アクセル開度の変化がグラフ２０１ｂとなる場合における駆動力の時間に対する変化を示している。

固定変速モードの場合においてアクセル開度が上昇し、アクセル開度が閾値Ａｃｐ（図４に示す例でいうと８０％）を超えた場合には、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える。

このとき、ＥＣＵ４は、アクセル開度センサ２３からの検出信号に基づいて、アクセル開度の変化速度を求める。そして、ＥＣＵ４は、グラフ２０１ａに示すように、アクセル開度の変化速度が小さい場合には、グラフ２０２ａに示すように、駆動力の変化を遅くする、即ち、駆動力の変化速度を小さくする。これにより、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられる場合における駆動力の段差を抑えることができる。一方、ＥＣＵ４は、グラフ２０１ｂに示すように、アクセル開度の変化速度が大きい場合には、運転者が所望の駆動力を変速モード切換後に早く出したいと考えていると判断して、駆動力の変化を速くする、即ち、駆動力の変化速度を大きくする。

このように、本実施形態に係るハイブリッド車両の変速モード切換制御方法では、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させる。具体的には、ＥＣＵ４は、アクセル開度の変化速度が大きいほど、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を大きくし、アクセル開度の変化速度が小さいほど、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を小さくする。このようにすることで、変速モードの切り換えの際における駆動力段差を抑えることができる。また、これによれば、運転者が所望の駆動力を変速モード切換後に早く出したいと考えている場合には、駆動力の変化を速めることができ、変速モード切り換え後の目標駆動力に素早く到達できる。

なお、ロック領域ＳＡ内に車両動作点が位置しており、アクセル開度が一定となっている場合であっても、例えばＨＶバッテリ３３の充電要求等により、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられることがある。このとき、アクセル開度が変化していないにもかかわらず、駆動力の段差が生じることとなり、運転者は違和感を覚える恐れがある。

そこで、このような場合には、ＥＣＵ４は、アクセル開度が変化する場合と比較して、変速モード切り換え中における駆動力の変化を遅らせるとしても良い、即ち、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を小さくするとしても良い。これにより、アクセル開度が一定となっている場合において、例えばＨＶバッテリ３３の充電要求等により、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードが切り換えられた場合であっても、駆動力の段差を抑えることができる。

以上に述べたことから分かるように、本実施形態に係るハイブリッド車両の変速モード切換制御方法では、ＥＣＵ４は、固定変速モードから無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させている。このようにすることで、変速モード切り換え中におけるドライバビリティを向上させることができる。

［変形例］
なお、本発明は上記の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、本発明を適用することが可能なハイブリッド車両の機構としては、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータをロックすることにより固定変速モードを実現する機構を有するものには限られない。代わりに、例えば、動力分配機構の回転要素のうち、いずれか一つをブレーキによりロックすることで固定変速モードを実現する機構を有するものであっても、本発明を適用することが可能である。例えば、上述の動力分配機構２０に加えて、動力分配機構２０と連結された新たな動力分配機構が設けられ、当該新たな動力分配機構のうち、いずれか一つの回転要素をブレーキによりロックすることが可能に構成されたハイブリッド車両にも本発明を適用可能である。言い換えると、図２に示した第１のモータジェネレータＭＧ１、エンジン１、駆動軸３の３つの点に加えて、ブレーキを示す点が新たに追加された共線図の性質を有するハイブリッド車両にも本発明を適用可能である。

さらに、上述の各機構に加えて、複数の変速段を有する固定変速装置を更に備える所謂マルチモードタイプのハイブリッド車両の機構であっても、本発明を適用することが可能である。

ＭＧ１、ＭＧ２ モータジェネレータ
１ エンジン
７ ロック機構
２０ 動力分配機構
４ ＥＣＵ

Claims (4)

1. エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジン及び前記モータジェネレータが連結された動力分配機構と、前記動力分配機構からの出力が伝達される駆動軸と、前記動力分配機構におけるいずれかの回転要素と連結され、係合要素同士の係合により前記回転要素を固定可能なロック機構と、を有するハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジンのエンジントルクに対応する反力トルクを前記モータジェネレータに出力させる無段変速モードと、前記ロック機構により前記回転要素を固定して、前記反力トルクを前記ロック機構に受け持たせる固定変速モードとの間で変速モードを切り換える切換制御手段と、
   前記無段変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合よりも、前記固定変速モードの場合におけるアクセル開度に対する駆動力の変化の割合を小さくする駆動力特性設定手段と、
   前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度に応じて、変速モード切り換え中における駆動力を変化させる駆動力制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記駆動力制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度の変化速度が大きくなるほど、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を大きくし、アクセル開度の変化速度が小さくなるほど、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を小さくする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記駆動力制御手段は、前記固定変速モードから前記無段変速モードへと変速モードを切り換える際において、アクセル開度が一定となっている場合には、アクセル開度が変化する場合と比較して、変速モード切り換え中における駆動力の変化速度を小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記ロック機構は、前記モータジェネレータのロータと連結され、
   前記切換制御手段は、前記モータジェネレータのロータを前記ロック機構により固定することで固定変速モードを実現する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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