JP7414468B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に関する。

特許文献１には、ＨＥＶ走行モードからＥＶ走行モードへの切り替えに際し、無段変速機と車輪との間に介装されたクラッチを締結状態から解放状態に切り替え、無段変速機の変速比を最小変速比または最大変速比に変速させるハイブリッド車両について開示がある。

特開２０１４－９７７７３号公報

ここで、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへ切り替える際の最適な変速比は、走行状態に応じて異なる。ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへ切り替える際に、変速比が目標とすべき変速比となっていない場合、変速比を目標変速比まで変速させる必要があり、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間が長くなる。

ここで、ＥＶ走行モード時に無段変速機の変速比を走行状態に応じて常時変速させておけば、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間を短縮できる。しかし、この場合、ＥＶ走行モード時に無段変速機の変速比を常時変速させるため、エネルギーロスが増大するという問題がある。このように、従来は、モード遷移時間の短縮とエネルギーロスの低減との両立が困難であった。

本発明は、モード遷移時間の短縮とエネルギーロスの低減とを両立させることが可能な車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両は、エンジンと、エンジンに接続され、エンジンの駆動力を車輪に伝達する無段変速機と、無段変速機と車輪との間に配される出力クラッチと、出力クラッチと車輪との間に接続される駆動モータと、出力クラッチを解放した状態で駆動モータの駆動力を車輪に伝達させる第１走行モードと、出力クラッチを締結した状態でエンジンおよび駆動モータの駆動力を車輪に伝達させる第２走行モードとに、走行モードを切替可能な走行モード制御部と、所定のアクセル開度に対応するエンジンおよび駆動モータの駆動力が異なる複数の運転モードを切替可能な運転モード制御部と、無段変速機の変速比を制御する変速比制御部と、を備え、変速比制御部は、第１走行モードの際、運転モードに応じて、変速比の設定を異ならせ、複数の運転モードは、第１運転モードと、所定のアクセル開度に対応するエンジンおよび駆動モータの駆動力が第１運転モードより大きい第２運転モードとを備え、変速比制御部は、第１運転モードである場合、車速が第１車速未満のときは変速比を最大変速比に維持し、車速が第１車速以上のときは変速比を最小変速比に維持するように制御し、第２運転モードである場合、変速比をアクセル開度および車速に応じて変化する変速比に制御する。

複数の運転モードは、所定のアクセル開度に対応するエンジンおよび駆動モータの駆動力が第１運転モードより大きく第２運転モードより小さい第３運転モードを備え、変速比制御部は、第３運転モードである場合、車速が第１車速未満のときは変速比を最大変速比に維持し、車速が第１車速より速い第２車速以上のときは変速比を最小変速比に維持し、車速が第１車速以上、かつ、第２車速未満のときは変速比を最大変速比と最小変速比との間の中間変速比に維持するように制御してもよい。

本発明によれば、モード遷移時間の短縮とエネルギーロスの低減とを両立させることが可能となる。

図１は、車両の構成を示す図である。 図２は、車両の各運転モードの駆動力線図である。 図３は、変速マップの一例を示す図である。 図４は、ＥＶ走行中、運転モードがエコモードであるときの変速マップを示す図である。 図５は、ＥＶ走行中、運転モードがノーマルモードであるときの変速マップを示す図である。 図６は、ＥＶ走行モード変速比制御処理のフローチャート図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１の構成を示す図である。図１に示すように、車両１は、エンジン３と、ＩＳＧ（インテグレーテド・スタータ・ジェネレータ）５と、動力伝達装置７と、車輪９と、駆動モータ１１と、車両制御装置１００とを含む。

エンジン３は、例えばレシプロエンジンであり、燃焼室における燃焼圧力でピストンを往復動させてクランクシャフト３ａを回転させる。クランクシャフト３ａは、動力伝達装置７に接続される。

ＩＳＧ５は、エンジン３のクランクシャフト３ａにプーリベルトを介して接続される回転軸５ａを備える。ＩＳＧ５は、スタータとしての機能およびジェネレータとしての機能を備え、エンジン３の始動（再始動）や、エンジン３の駆動力を利用した電力の生成を行う。

動力伝達装置７は、トルクコンバータ１３と、機械式オイルポンプ１５と、電動式オイルポンプ１７と、前後進切換装置１９と、無段変速機２１と、出力クラッチ２３と、ギヤ機構２５とを備える。動力伝達装置７は、エンジン３および駆動モータ１１の駆動力を車輪９に伝達する。

トルクコンバータ１３は、フロントカバー２７と、ポンプインペラ２９と、タービンライナ３１と、タービンシャフト３３と、ポンプシャフト３５と、ステータ３７と、クラッチプレート３９とを含む。トルクコンバータ１３の内部には、オイルが封入される。

フロントカバー２７は、クランクシャフト３ａに接続され、クランクシャフト３ａと一体的に回転する。ポンプインペラ２９は、フロントカバー２７の内側に固定される。タービンライナ３１は、フロントカバー２７内において、ポンプインペラ２９と対向して配される。

ポンプインペラ２９およびタービンライナ３１には、多数のブレードが設けられる。タービンライナ３１には、タービンシャフト３３が接続され、タービンシャフト３３と一体的に回転する。

ポンプシャフト３５は、中空の円筒形状に形成され、ポンプインペラ２９に接続される。ポンプシャフト３５は、ポンプインペラ２９と一体的に回転する。ポンプシャフト３５の内部には、タービンシャフト３３が離隔した状態で挿通される。ステータ３７は、ポンプインペラ２９とタービンライナ３１との間の内周面側に配される。

クランクシャフト３ａが回転すると、フロントカバー２７およびポンプインペラ２９は、クランクシャフト３ａと一体的に回転する。ポンプインペラ２９が回転すると、オイルは、ポンプインペラ２９の外周側に送出され、フロントカバー２７の内周面に沿ってタービンライナ３１の外周側に移動する。

タービンライナ３１に流入したオイルは、タービンライナ３１を回転させる。タービンライナ３１が回転すると、タービンライナ３１と一体的にタービンシャフト３３が回転する。これにより、クランクシャフト３ａからタービンシャフト３３に駆動力が伝達される。

ステータ３７は、タービンライナ３１からポンプインペラ２９に向けてオイルを送出する。ステータ３７は、オイルをポンプインペラ２９に還流させ、ポンプインペラ２９の回転を促進させる。これにより、トルクコンバータ１３は、入力側（クランクシャフト３ａ側）から出力側（タービンシャフト３３側）への伝達トルクを増幅できる。

クラッチプレート３９は、タービンシャフト３３に固定される。クラッチプレート３９は、フロントカバー２７の内面に対向して配される。クラッチプレート３９は、油圧によりフロントカバー２７の内面に押し付けられると、クランクシャフト３ａとタービンシャフト３３とを直結させる。これにより、クランクシャフト３ａからタービンシャフト３３に伝達される駆動力の伝達効率を向上させることができる。

クラッチプレート３９は、油圧が制御されることで、フロントカバー２７の内面に対する押圧力が制御される。押圧力が小さくなるにつれ、クラッチプレート３９は、フロントカバー２７の内面に対し滑りながら当接する。これにより、クラッチプレート３９は、クランクシャフト３ａからタービンシャフト３３に伝達される駆動力を調整することができる。

機械式オイルポンプ１５は、ポンプシャフト３５に接続される。機械式オイルポンプ１５は、ポンプシャフト３５を介して入力されるエンジン３の駆動力によって回転駆動され、油圧を発生させる。発生した油圧は、無段変速機２１に供給される。

電動式オイルポンプ１７は、不図示のモータの駆動力によって回転駆動され、油圧を発生させる。発生した油圧は、無段変速機２１に供給される。電動式オイルポンプ１７は、主にエンジン３停止時、不図示のバッテリから不図示のモータに電力が供給されることにより油圧を発生させる。

前後進切換装置１９は、トルクコンバータ１３のタービンシャフト３３と無段変速機２１のプライマリシャフト４１との間に配置される。前後進切換装置１９は、ダブルピニオン式の遊星歯車列１９ａと、入力クラッチ（前進クラッチ）１９ｂと、後進ブレーキ１９ｃとを備える。前後進切換装置１９は、入力クラッチ１９ｂと後進ブレーキ１９ｃとが解放状態にあるとき、ニュートラル状態となり、タービンシャフト３３とプライマリシャフト４１との間を遮断する。また、前後進切換装置１９は、入力クラッチ１９ｂが締結状態にあり、後進ブレーキ１９ｃが解放状態にあるとき、タービンシャフト３３とプライマリシャフト４１とを一体回転させ、タービンシャフト３３からプライマリシャフト４１に駆動力を伝達する。また、前後進切換装置１９は、入力クラッチ１９ｂが解放状態にあり、後進ブレーキ１９ｃが締結状態にあるとき、タービンシャフト３３に対しプライマリシャフト４１を逆方向に回転させ、タービンシャフト３３からプライマリシャフト４１に駆動力を逆転させた状態で伝達する。

無段変速機２１は、プライマリシャフト４１と、セカンダリシャフト４３と、プライマリプーリ４５と、セカンダリプーリ４７と、ベルト４９とを含む。プライマリシャフト４１は、前後進切換装置１９に接続され、セカンダリシャフト４３は、出力クラッチ２３に接続される。セカンダリシャフト４３は、プライマリシャフト４１に対し大凡平行に配置される。

プライマリプーリ４５は、プライマリシャフト４１に接続され、プライマリシャフト４１と一体的に回転する。セカンダリプーリ４７は、セカンダリシャフト４３に接続され、セカンダリシャフト４３と一体的に回転する。

ベルト４９は、リンクプレートをピンで連結したチェーンベルトで構成される。ただし、ベルト４９は、例えば、２つのリングで複数のコマ（エレメント）を挟持して構成される金属ベルトで構成されてもよい。ベルト４９は、プライマリプーリ４５とセカンダリプーリ４７との間に掛け渡され、プライマリプーリ４５とセカンダリプーリ４７との間で駆動力を伝達する。

プライマリプーリ４５は、固定シーブ４５ａと、可動シーブ４５ｂとを備える。固定シーブ４５ａは、可動シーブ４５ｂとプライマリシャフト４１の軸方向に対向して配される。固定シーブ４５ａおよび可動シーブ４５ｂは、互いに対向する対向面４５ｃを備える。対向面４５ｃは、略円錐形状である。対向面４５ｃによってベルト４９が掛け渡される溝が形成される。可動シーブ４５ｂは、機械式オイルポンプ１５あるいは電動式オイルポンプ１７から供給されるオイルの油圧により、プライマリシャフト４１の軸方向の位置が可変に構成されている。

セカンダリプーリ４７は、固定シーブ４７ａと、可動シーブ４７ｂとを備える。固定シーブ４７ａは、可動シーブ４７ｂとセカンダリシャフト４３の軸方向に対向して配される。固定シーブ４７ａおよび可動シーブ４７ｂは、互いに対向する対向面４７ｃを備える。対向面４７ｃは、略円錐形状である。対向面４７ｃによってベルト４９が掛け渡される溝が形成される。可動シーブ４７ｂは、機械式オイルポンプ１５あるいは電動式オイルポンプ１７から供給されるオイルの油圧により、セカンダリシャフト４３の軸方向の位置が可変に構成されている。

このように、プライマリプーリ４５は、固定シーブ４５ａおよび可動シーブ４５ｂの対向間隔が可変に構成され、セカンダリプーリ４７は、固定シーブ４７ａおよび可動シーブ４７ｂの対向間隔が可変に構成される。対向面４５ｃおよび対向面４７ｃの対向間隔は、径方向内側ほど狭く、径方向外側ほど広くなる。そのため、可動シーブ４５ｂおよび可動シーブ４７ｂが軸方向に移動すると、ベルト４９の掛け渡される位置が径方向に変化する。

プライマリプーリ４５は、対向面４５ｃの対向間隔が広くなるほど、ベルト４９の掛け渡される位置が径方向内側に移動し、ベルト４９の巻き付け径が小さくなる。プライマリプーリ４５は、対向面４５ｃの対向間隔が狭くなるほど、ベルト４９の掛け渡される位置が径方向外側に移動し、ベルト４９の巻き付け径が大きくなる。

同様に、セカンダリプーリ４７は、対向面４７ｃの対向間隔が広くなるほど、ベルト４９の掛け渡される位置が径方向内側に移動し、ベルト４９の巻き付け径が小さくなる。セカンダリプーリ４７は、対向面４７ｃの対向間隔が狭くなるほど、ベルト４９の掛け渡される位置が径方向外側に移動し、ベルト４９の巻き付け径が大きくなる。

こうして、無段変速機２１は、プライマリシャフト４１とセカンダリシャフト４３との間の変速比を連続的（無段階）に変化させる。無段変速機２１は、前後進切換装置１９およびトルクコンバータ１３を介してエンジン３から伝達される駆動力を車輪９側に伝達する。

出力クラッチ２３は、無段変速機２１のセカンダリシャフト４３とギヤ機構２５のギヤシャフト５１との間に配置される。出力クラッチ２３は、解放状態にあるとき、セカンダリシャフト４３とギヤシャフト５１との間を遮断する。つまり、出力クラッチ２３は、解放状態にあるとき、車輪９側の駆動力が無段変速機２１（エンジン３）側に伝達されることを防止する。出力クラッチ２３は、締結状態にあるとき、セカンダリシャフト４３とギヤシャフト５１とを一体回転させ、セカンダリシャフト４３からギヤシャフト５１に駆動力を伝達する。つまり、出力クラッチ２３は、締結状態にあるとき、無段変速機２１（エンジン３）側の駆動力を車輪９側に伝達させる。

ギヤ機構２５は、ギヤシャフト５１と、ドライブピニオンシャフト５３と、第１減速ギヤ列２５ａと、第２減速ギヤ列２５ｂとを備える。

ギヤシャフト５１は、出力クラッチ２３に接続され、ドライブピニオンシャフト５３は、ディファレンシャル５５に接続される。第１減速ギヤ列２５ａは、ギヤシャフト５１とドライブピニオンシャフト５３とを連結させる。第１減速ギヤ列２５ａは、ギヤシャフト５１の回転速度を減速してドライブピニオンシャフト５３に伝達する。ドライブピニオンシャフト５３は、ディファレンシャル５５およびアクスルシャフト５７を介して車輪９に接続される。ギヤシャフト５１から伝達される駆動力は、第１減速ギヤ列２５ａ、ドライブピニオンシャフト５３、ディファレンシャル５５、および、アクスルシャフト５７を介して車輪９に伝達される。

駆動モータ１１は、モータシャフト１１ａを備え、不図示のバッテリから供給される電力によりモータシャフト１１ａに駆動力を出力する。なお、本実施形態では、駆動モータ１１は、駆動機能および発電機能（回生機能）を備えるモータジェネレータとして構成される。モータシャフト１１ａは、第２減速ギヤ列２５ｂに接続される。第２減速ギヤ列２５ｂは、モータシャフト１１ａとドライブピニオンシャフト５３とを連結させる。第２減速ギヤ列２５ｂは、モータシャフト１１ａの回転速度を減速してドライブピニオンシャフト５３に伝達する。モータシャフト１１ａから伝達される駆動力は、第２減速ギヤ列２５ｂ、ドライブピニオンシャフト５３、ディファレンシャル５５、および、アクスルシャフト５７を介して車輪９に伝達される。

車両制御装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなり、車両１全体を統括制御する。本実施形態において、車両制御装置１００は、信号取得部１０１と、導出部１０３と、駆動制御部１０５と、走行モード制御部１０７と、運転モード制御部１０９と、変速比制御部１１１として機能する。

車両制御装置１００には、アクセル開度センサ１１３と、クランク角センサ１１５と、車速センサ１１７とが接続される。アクセル開度センサ１１３は、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量（アクセル開度）を検出し、アクセル開度を示す検出信号を車両制御装置１００に出力する。クランク角センサ１１５は、クランクシャフト３ａの回転角を検出し、クランク角を示す検出信号を車両制御装置１００に出力する。車速センサ１１７は、車両１の速度（車速）を検出し、車速を示す検出信号を車両制御装置１００に出力する。

信号取得部１０１は、各種センサから出力される検出信号を取得する。具体的に、信号取得部１０１は、アクセル開度センサ１１３、クランク角センサ１１５、車速センサ１１７から出力される検出信号を取得する。

導出部１０３は、クランク角センサ１１５から出力される検出信号に基づいて、エンジン回転数を導出する。また、導出部１０３は、車速センサ１１７から出力される検出信号に基づいて、車両１の車速を導出する。また、導出部１０３は、アクセル開度センサ１１３から出力される検出信号に基づき、アクセル開度を導出する。また、導出部１０３は、導出したアクセル開度に基づき、車両１に搭乗するドライバが要求する要求駆動力を導出する。換言すれば、要求駆動力は、アクセル開度によって決定される。

駆動制御部１０５は、導出部１０３により導出された要求駆動力に基づいて、エンジン３および駆動モータ１１の駆動（駆動力）を制御する。

走行モード制御部１０７は、車両１の走行モードを切り替える。本実施形態では、走行モード制御部１０７は、車両１の走行モードを、ＥＶ走行モード（第１走行モード）と、ＨＥＶ走行モード（第２走行モード）とに切り替える。ＥＶ走行モードは、エンジン３よりも駆動モータ１１を優先して、駆動モータ１１のみで車両１を走行させる走行モードである。ＨＥＶ走行モードは、エンジン３と駆動モータ１１を併用して、エンジン３および駆動モータ１１で車両１を走行させる走行モードである。

走行モード制御部１０７は、導出部１０３により導出された要求駆動力に応じて、車両１の走行モードを、ＥＶ走行モードと、ＨＥＶ走行モードとに切り替える。例えば、走行モード制御部１０７は、ドライバにより要求された要求駆動力が、車速に応じて変動する変動閾値以上である場合、車両１の走行モードをＨＥＶ走行モードに切り替え、変動閾値未満である場合、車両１の走行モードをＥＶ走行モードに切り替える。

ＥＶ走行モード時、走行モード制御部１０７は、エンジン３の駆動を停止させ、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３を解放させ、駆動モータ１１を駆動させる。これにより、走行モード制御部１０７は、ＥＶ走行モード時、出力クラッチ２３を解放した状態で駆動モータ１１の駆動力を車輪９に伝達させる。

出力クラッチ２３が解放状態に制御されることで、駆動モータ１１の駆動力は、無段変速機２１、前後進切換装置１９、トルクコンバータ１３、および、停止状態のエンジン３に伝達されなくなる。これにより、駆動モータ１１は、出力クラッチ２３が締結状態に制御される場合よりも小さな駆動力で車両１を走行させることができ、電費を向上させることができる。

ＨＥＶ走行モード時、走行モード制御部１０７は、エンジン３を駆動させ、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３を締結させ、駆動モータ１１を駆動させる。これにより、走行モード制御部１０７は、出力クラッチ２３を締結した状態でエンジン３および駆動モータ１１の駆動力を車輪９に伝達させることができる。

出力クラッチ２３が締結状態に制御されることで、車輪９には、駆動モータ１１の駆動力に加え、エンジン３の駆動力が伝達される。これにより、駆動モータ１１の駆動力では、ドライバの要求駆動力を満たさない場合に、エンジン３の駆動力を加えることでドライバの要求駆動力を満たすことができる。

運転モード制御部１０９は、車両１の運転モードを、ドライバにより設定される運転モードに切り替える。本実施形態では、運転モード制御部１０９は、車両１の運転モードを、エコモード（第１運転モード）と、スポーツモード（第２運転モード）と、ノーマルモード（第３運転モード）とに切り替える。運転モード制御部１０９は、各運転モードに応じて、アクセル開度に対するエンジン３および駆動モータ１１の駆動力を変更する。換言すれば、運転モード制御部１０９は、各運転モードに応じて、アクセル開度に対する車輪９に伝達される駆動力を変更する。

図２は、車両１の各運転モードの駆動力線図である。図２中、縦軸は駆動力を示し、横軸はアクセル開度を示す。図２に示すように、スポーツモードでは、同じアクセル開度Ａである場合に、エコモードおよびノーマルモードよりも車輪９に伝達される駆動力（すなわち、エンジン３および駆動モータ１１の駆動力）が大きくなる。ノーマルモードでは、同じアクセル開度Ａである場合に、エコモードよりも車輪９に伝達される駆動力が大きく、スポーツモードよりも車輪９に伝達される駆動力が小さくなる。このように、所定のアクセル開度Ａに対応するエンジン３および駆動モータ１１の駆動力は、複数の運転モード（エコモード、ノーマルモード、スポーツモード）の間で互いに異なる。

変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比（プーリ比）を制御する。変速比制御部１１１は、車両１の走行モードがＨＥＶ走行モードであって無段変速機２１の変速比を変速させる場合、機械式オイルポンプ１５により供給される油圧を用いて、無段変速機２１の変速比を変速させる。

一方、変速比制御部１１１は、走行モードがＥＶ走行モードであって無段変速機２１の変速比を変速させる場合、出力クラッチ２３を一時的に締結状態にして無段変速機２１を回転駆動させる。このとき、入力クラッチ１９ｂは、走行モード制御部１０７により解放状態に制御されており、無段変速機２１の回転駆動は、エンジン３に伝達されることが防止される。変速比制御部１１１は、無段変速機２１が回転駆動された状態で、電動式オイルポンプ１７により供給される油圧を用いて、無段変速機２１の変速比を変速させる。変速比の変速後、変速比制御部１１１は、出力クラッチ２３の締結を解除し、解放状態に制御する。

変速比制御部１１１は、車両１の車速およびアクセル開度に基づいて、無段変速機２１の変速比を変速させる。例えば、変速比制御部１１１は、不図示のメモリに予め記憶された変速マップを参照して、無段変速機２１の変速比を導出する。

図３は、変速マップの一例を示す図である。図３中、縦軸は変速比を示し、横軸は車速を示す。図３に示すように、車速が速くなるほど、変速比は小さくなる。また、アクセル開度が大きくなるほど、変速比は大きくなる。

ところで、上述したようにＥＶ走行モードでは、走行モード制御部１０７は、出力クラッチ２３を解放状態に制御し、エンジン３の駆動を停止させる。そのため、無段変速機２１は、出力クラッチ２３の解放後、回転が停止する。ここで、従来（例えば、特許文献１）では、回転停止後の無段変速機の変速比を把握できるように、無段変速機の変速比を最小変速比または最大変速比に維持させていた。

一方、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替わる際、走行モード制御部１０７は、出力クラッチ２３を締結させる前に、セカンダリシャフト４３とギヤシャフト５１の回転数を同期制御する必要がある。また、変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を、図３に示す車速およびアクセル開度に応じて変化する変速比（以下、目標変速比ともいう）に制御する必要がある。

このとき、ＥＶ走行モード時に無段変速機の変速比を最小変速比または最大変速比に維持させていると、目標変速比が最小変速比または最大変速比と異なる場合、無段変速機の変速比を最小変速比または最大変速比から目標変速比まで変速させる必要がある。そのため、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間が長くなり、ドライバの要求駆動力を発生させるまでのタイムラグが長くなる問題があった。

これに対し、ＥＶ走行モード時に無段変速機の変速比を目標変速比となるように常時変速させれば、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間を短縮できる。しかし、この場合、無段変速機の変速比を常時変速させるために、出力クラッチを締結して無段変速機を常時回転駆動させるとともに、電動式オイルポンプを駆動して無段変速機に常時油圧を供給する必要がある。そのため、無段変速機の変速比を目標変速比に常時変速させる場合、エネルギーロスが増大するという問題があった。このように、従来は、モード遷移時間の短縮とエネルギーロスの低減との両立が課題であった。

そこで、本実施形態の変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード時、運転モードに応じて、無段変速機２１の変速比の設定を異ならせている。例えば、車両１の運転モードがエコモードであるとき、変速比制御部１１１は、モード遷移時間の短縮よりもエネルギーロスの低減が優先であると判定する。

そのため、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがエコモードであるとき、無段変速機２１の変速比を最小変速比または最大変速比に維持するように制御する。本実施形態では、変速比制御部１１１は、車両１の車速に応じて、変速比を最小変速比または最大変速比に切り替える。

図４は、ＥＶ走行中、運転モードがエコモードであるときの変速マップを示す図である。図４中、縦軸はＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替えられたと仮定した場合におけるエンジン回転数を示し、横軸は車速を示す。

図４に示すように、変速比制御部１１１は、車両１の車速が第１車速（例えば、４５ｋｍ/ｈ）Ｓ１未満となる第１の車速範囲Ａ１である場合、無段変速機２１の変速比を最大変速比に設定および維持する。変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上となる第２の車速範囲Ａ２である場合、無段変速機２１の変速比を最小変速比に設定および維持する。このように、変速比制御部１１１は、第１の車速範囲Ａ１と第２の車速範囲Ａ２とに応じて、無段変速機２１の変速比を最大変速比または最小変速比に維持するように制御する。

図３で説明したように、目標変速比は、車速が遅くなるほど最大変速比に近づくように設定され、車速が速くなるほど最小変速比に近づくように設定される。したがって、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１未満となる場合に最大変速比に設定することで、最小変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。一方、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上となる場合に最小変速比に設定することで、最大変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。

なお、これに限定されず、変速比制御部１１１は、車速の増速時と減速時とで第１車速Ｓ１を変更してもよい。図４に示すように、変速比制御部１１１は、車速の増速時、第１車速Ｓ１を、例えば４５ｋｍ/ｈに設定している。一方、変速比制御部１１１は、車速の減速時、第１車速Ｓ１ａを、例えば３５ｋｍ/ｈに設定している。このように、第１車速Ｓ１、Ｓ１ａを設定することで、変速比制御部１１１は、第１車速Ｓ１近傍で車速が増減した際に、無段変速機２１の変速比が最大変速比および最小変速比に頻繁に切り替わってしまうことを抑制することができる。

変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を、最小変速比または最大変速比に維持しているため、無段変速機の変速比を図３に示す目標変速比に常時変速させる場合よりも、エネルギーロスを低減することができる。

車両１の運転モードがスポーツモードであるとき、変速比制御部１１１は、エネルギーロスの低減よりもモード遷移時間の短縮が優先であると判定する。そのため、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがスポーツモードであるとき、無段変速機２１の変速比を、図３に示す目標変速比となるように常時変速させる。つまり、変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を、図３で説明したようにアクセル開度および車速に応じて変化する目標変速比に制御する。

無段変速機２１の変速比を常時変速させるため、変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード中においても出力クラッチ２３を常時締結状態に制御する。また、変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード中においても電動式オイルポンプ１７を駆動させ、無段変速機２１に常時油圧を供給するように制御する。これにより、変速比制御部１１１は、スポーツモード時、エコモードよりもエネルギーロスが増大するものの、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間を極力短くすることができる。なお、変速比制御部１１１は、スポーツモード時、入力クラッチ１９ｂを解放状態に制御する。これにより、駆動モータ１１の駆動力は、無段変速機２１から停止状態のエンジン３に伝達されない。したがって、変速比制御部１１１は、スポーツモード時、入力クラッチ１９ｂを締結状態にする場合よりもエネルギーロスを低減させることができる。

車両１の運転モードがノーマルモードであるとき、変速比制御部１１１は、エコモードよりもモード遷移時間を短縮させることが優先であると判定し、スポーツモードよりもエネルギーロスを低減させることが優先であると判定する。

そのため、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがノーマルモードであるとき、無段変速機２１の変速比を最大変速比、最小変速比、または、最大変速比と最小変速比との間の中間変速比のいずれかに維持するように制御する。本実施形態では、変速比制御部１１１は、車両１の車速に応じて、変速比を最小変速比、最大変速比、または、中間変速比に切り替える。

図５は、ＥＶ走行中、運転モードがノーマルモードであるときの変速マップを示す図である。図５中、縦軸はＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替えられたと仮定した場合におけるエンジン回転数を示し、横軸は車速を示す。

図５に示すように、変速比制御部１１１は、車両１の車速が第１車速（例えば、４５ｋｍ/ｈ）Ｓ１未満となる第１の車速範囲Ａ１である場合、無段変速機２１の変速比を最大変速比に設定および維持する。また、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上、かつ、第２車速（例えば、１００ｋｍ/ｈ）Ｓ２未満となる第２の車速範囲Ａ２である場合、無段変速機２１の変速比を中間変速比に設定および維持する。また、変速比制御部１１１は、第２車速Ｓ２以上となる第３の車速範囲Ａ３である場合、無段変速機２１の変速比を最小変速比に設定および維持する。このように、変速比制御部１１１は、第１の車速範囲Ａ１と第２の車速範囲Ａ２と第３の車速範囲Ａ３とに応じて、無段変速機２１の変速比を最大変速比、最小変速比、または、中間変速比に維持するように制御する。

図３で説明したように、目標変速比は、車速が遅くなるほど最大変速比に近づくように設定され、車速が速くなるほど最小変速比に近づくように設定される。したがって、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１未満となる場合に最大変速比に設定することで、最小変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。また、変速比制御部１１１は、車速が第２車速Ｓ２以上となる場合に最小変速比に設定することで、最大変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。また、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上、かつ、第２車速Ｓ２未満となる場合に中間変速比に設定することで、最大変速比あるいは最小変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。

なお、これに限定されず、変速比制御部１１１は、車速の増速時と減速時とで第１車速Ｓ１および第２車速Ｓ２を変更してもよい。図５に示すように、変速比制御部１１１は、車速の増速時、第１車速Ｓ１を、例えば４５ｋｍ/ｈに設定している。一方、変速比制御部１１１は、車速の減速時、第１車速Ｓ１ａを、例えば３５ｋｍ/ｈに設定している。このように、第１車速Ｓ１、Ｓ１ａを設定することで、変速比制御部１１１は、第１車速Ｓ１近傍で車速が増減した際に、無段変速機２１の変速比が最大変速比および中間変速比に頻繁に切り替わってしまうことを抑制することができる。

また、変速比制御部１１１は、車速の増速時、第２車速Ｓ２を、例えば１００ｋｍ/ｈに設定している。一方、変速比制御部１１１は、車速の減速時、第２車速Ｓ２ａを、例えば９０ｋｍ/ｈに設定している。このように、第２車速Ｓ２、Ｓ２ａを設定することで、変速比制御部１１１は、第２車速Ｓ２近傍で車速が増減した際に、無段変速機２１の変速比が中間変速比および最小変速比に頻繁に切り替わってしまうことを抑制することができる。

変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を、最小変速比、最大変速比、または、中間変速比に維持しているため、無段変速機の変速比を図３に示す目標変速比に常時変速させる場合よりも、エネルギーロスを低減することができる。

つぎに、変速比制御部１１１がＥＶ走行モード時に実行するＥＶ走行モード変速比制御処理について説明する。図６は、ＥＶ走行モード変速比制御処理のフローチャート図である。

図６に示すように、変速比制御部１１１は、車両１の走行モードがＥＶ走行モードであるか否か判定する（ステップＳ６０１）。ＥＶ走行モードである場合（ステップＳ６０１のＹＥＳ）、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードを確認する（ステップＳ６０３）。一方、ＥＶ走行モードでない場合（ステップＳ６０１のＮＯ）、変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがエコモードであるか否か判定する（ステップＳ６０５）。エコモードである場合（ステップＳ６０５のＹＥＳ）、変速比制御部１１１は、図４に示す変速マップに基づいて無段変速機２１の変速比を制御し（ステップＳ６０７）、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

運転モードがエコモードでない場合（ステップＳ６０５のＮＯ）、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがノーマルモードであるか否か判定する（ステップＳ６０９）。ノーマルモードである場合（ステップＳ６０９のＹＥＳ）、変速比制御部１１１は、図５に示す変速マップに基づいて無段変速機２１の変速比を制御し（ステップＳ６１１）、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

運転モードがノーマルモードでない場合（ステップＳ６０９のＮＯ）、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがスポーツモードであると判定し、出力クラッチ２３を締結状態に制御する（ステップＳ６１３）。そして、変速比制御部１１１は、図３に示す変速マップに基づいて無段変速機２１の変速比を常時制御し（ステップＳ６１５）、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モードの際、車両１の運転モードに応じて無段変速機２１の変速比の設定を異ならせている。これにより、変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間の短縮とエネルギーロスの低減との両立を達成することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態では、運転モードが３種類（エコモード、ノーマルモード、スポーツモード）設けられる例について説明した。しかし、運転モードは、少なくとも２種類あればよく、運転モードの数は、３つに限定されない。例えば、運転モードは、エコモードおよびスポーツモードの２種類であってもよいし、エコモードとノーマルモードの２種類であってもよいし、ノーマルモードとスポーツモードの２種類であってもよい。

本発明は、車両に利用できる。

３ エンジン
９ 車輪
１１ 駆動モータ
２１ 無段変速機
２３ 出力クラッチ
１０７ 走行モード制御部
１０９ 運転モード制御部
１１１ 変速比制御部

Claims (2)

1. エンジンと、
   前記エンジンに接続され、前記エンジンの駆動力を車輪に伝達する無段変速機と、
   前記無段変速機と前記車輪との間に配される出力クラッチと、
   前記出力クラッチと前記車輪との間に接続される駆動モータと、
   前記出力クラッチを解放した状態で前記駆動モータの駆動力を前記車輪に伝達させる第１走行モードと、前記出力クラッチを締結した状態で前記エンジンおよび前記駆動モータの駆動力を前記車輪に伝達させる第２走行モードとに、走行モードを切替可能な走行モード制御部と、
   所定のアクセル開度に対応する前記エンジンおよび前記駆動モータの前記駆動力が異なる複数の運転モードを切替可能な運転モード制御部と、
   前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御部と、
   を備え、
   前記変速比制御部は、前記第１走行モードの際、前記運転モードに応じて、前記変速比の設定を異ならせ、
   前記複数の運転モードは、第１運転モードと、前記所定のアクセル開度に対応する前記エンジンおよび前記駆動モータの前記駆動力が前記第１運転モードより大きい第２運転モードとを備え、
   前記変速比制御部は、
   前記第１運転モードである場合、車速が第１車速未満のときは前記変速比を最大変速比に維持し、前記車速が第１車速以上のときは前記変速比を最小変速比に維持するように制御し、
   前記第２運転モードである場合、前記変速比を前記アクセル開度および前記車速に応じて変化する変速比に制御する車両。
2. 前記複数の運転モードは、前記所定のアクセル開度に対応する前記エンジンおよび前記駆動モータの前記駆動力が前記第１運転モードより大きく前記第２運転モードより小さい第３運転モードを備え、
   前記変速比制御部は、前記第３運転モードである場合、前記車速が前記第１車速未満のときは前記変速比を前記最大変速比に維持し、前記車速が前記第１車速より速い第２車速以上のときは前記変速比を前記最小変速比に維持し、前記車速が前記第１車速以上、かつ、前記第２車速未満のときは前記変速比を前記最大変速比と前記最小変速比との間の中間変速比に維持するように制御する請求項１に記載の車両。

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