説明

車両の制御装置

【課題】パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることのできる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両は、クランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比を無段階に変更するMG1を備える。また、HV−ECU30は、アクセル開度ACCPが全開とされるとき、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度NEの上昇速度が大きくなるようにMG1の作動制御を実行する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関の出力軸である機関出力軸の回転駆動力を、回転出力軸を介して駆動輪に伝達する車両に適用されて、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の車両の制御装置としては例えば特許文献1に記載のものがある。特許文献1に記載のものも含めて従来一般の車両の制御装置においては、運転者の高い駆動力要求を満たすために、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有するものがある。そして、選択されたモードに応じて内燃機関の出力特性を変化させることで車両の駆動特性を変更するようにしている。具体的には、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、アクセル開度に対するスロットルバルブの開度が大きくなるように制御している。これにより、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−091073号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、こうした従来の車両の制御装置にあっては、アクセル開度に対するスロットルバルブの開度の制御特性を通常モードとパワーモードとで変更することにより車両の駆動特性を変更するものとなっていることから、例えばアクセル開度を全開とする車両の加速時においては、以下の問題を回避することができない。すなわち、アクセル開度を全開とすると、これにともないスロットル開度が全開とされることから、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となる。そのため、アクセル開度に対してスロットルバルブの開度をそれ以上増大することができず、パワーモードが選択されている場合であるにもかかわらず通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができないといった問題が生じる。
【0005】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることのできる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、内燃機関の出力軸である機関出力軸の回転駆動力を、回転出力軸を介して駆動輪に伝達する車両に適用されて、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有する車両の制御装置において、前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更する無段変速機構を備え、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるとき、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように前記無段変速機構を制御することをその要旨としている。
【0007】
同構成によれば、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるとき、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、無段変速機構の制御を通じて機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくされる。これにより、機関出力軸の回転速度を早期に目標回転速度まで上昇させることができる。このように内燃機関の出力のうち機関出力軸の回転速度の上昇に寄与する割合が大きくされることで、内燃機関の出力のうち回転出力軸に伝達される駆動力の増大に寄与する割合が小さくされ、これにともない機関出力軸の回転速度が目標回転速度に達するまでは車両の加速度が小さなものとなる。しかしながら、機関出力軸の回転速度が目標回転速度に到達した後においては、内燃機関の出力の大部分が回転出力軸に伝達される駆動力の増大に寄与するようになることから、車両の加速度を急激に増大させることができる。これにより、車両の加速度を早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加速度を上昇させる際の上昇速度、いわゆる加加速度を大きなものとすることができるようになる。従って、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。
【0008】
(2)請求項1に記載の発明は、請求項2に記載の発明によるように、アクセル開度が全開とされるときに前記内燃機関のスロットルバルブが全開とされるものであり、前記アクセル開度が全開とされるとき、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように前記無段変速機構を制御するといった態様をもって具体化することができる。アクセル開度が全開とされるときにスロットルバルブが全開とされるものにあっては、アクセル開度が全開とされるときに内燃機関の出力要求が同一とされることから、アクセル開度が全開とされる車両の加速時に請求項1に記載の発明を適用することとすれば、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。
【0009】
(3)請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の車両の制御装置において、パワーモードが選択されている場合には、前記目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が減少するように前記無段変速機構を制御することをその要旨としている。
【0010】
同構成によれば、パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、内燃機関の出力のうち回転出力軸に伝達される駆動力が減少する分だけ、内燃機関の出力のうち機関出力軸の回転速度の上昇に寄与する分が大きくなり、機関出力軸の回転速度を一層早期に目標回転速度まで上昇させることができる。これにより、車両の加速度を一層早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度を一層大きなものとすることができるようになる。従って、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて一層大きな加速感を得ることができるようになる。
【0011】
(4)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明は、請求項4に記載の発明によるように、通常モードが選択されている場合には、前記目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が増大するように前記無段変速機構を制御するといった態様をもって具体化することができる。尚、これに併せて、例えばパワーモードが選択されている場合に、機関出力軸の回転速度が目標回転速度に達するまでの期間に、内燃機関の出力のうち回転出力軸に伝達される駆動力が増大するように無段変速機構を制御するといったように、請求項2に記載の発明とは異なる態様を採用することもできる。ただしこの場合であっても、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際の上昇速度を大きくする必要がある。
【0012】
(5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記目標回転速度よりも小さい所定回転速度まで前記機関出力軸の回転速度を上昇させた後に、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度をそれまでよりも小さくするものであり、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記所定回転速度を大きく設定することをその要旨としている。
【0013】
目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、同機関出力軸の回転速度を目標回転速度まで上昇させた後に急激にその上昇を止めると、機関回転速度の加速度の急激な変化によって内燃機関の各部に衝撃が生じ、このことに起因して内燃機関の機械的損傷が生じるといった問題が生じる。そこで、目標回転速度よりも小さい所定回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させた後に、同機関出力軸の回転速度をそれまでよりも小さくすることにより、上記問題の発生を抑制することができる。そして上記構成によれば、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関出力軸の回転速度の上昇速度をそれまでよりも小さくするための上記所定回転速度が大きく設定されることから、機関出力軸の回転速度を一層早期に目標回転速度まで上昇させることができる。これにより、車両の加速度を一層早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度を一層大きなものとすることができるようになる。
【0014】
(6)請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記内燃機関の出力の一部を前記回転出力軸に分配し、他部を発電機に分配することで発電された電力により蓄電装置に充電するとともに、前記発電機の電力と前記蓄電装置の電力との一方又は双方により駆動される電動機により回転出力軸に動力を伝達するハイブリッド動力装置を備えるものであり、前記無段変速機構は、前記発電機の作動制御により前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更するものであることをその要旨としている。
【0015】
同構成によれば、発電機の作動制御を通じて、機関出力軸の回転駆動力を回転出力軸に伝達する際の変速比を容易に変更することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係る車両の制御装置の一実施形態について、車両の動力装置としてのハイブリッド動力装置の概略構成を示す概略構成図。
【図2】(A)遊星歯車機構の共線図、(B)変速機の共線図。
【図3】アクセル開度とスロットル開度との関係を規定したマップ。
【図4】同実施形態における各パラメータの設定の処理手順を示すフローチャート。
【図5】同実施形態の作用を説明するためのタイミングチャートであって、(a)アクセル開度の推移、(b)スロットル開度の推移、(c)MG1の持ち上げ許可トルクの推移、(d)機関回転速度の推移、(e)車両の加速度の推移をそれぞれ併せ示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図1〜図5を参照して、本発明に係る車両の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。尚、本実施形態の車両は、その動力装置としてハイブリッド動力装置2を搭載している。
【0018】
図1に、ハイブリッド動力装置2の概略構成を示す。
同図に示すように、ハイブリッド動力装置2においては、主動力源4が出力するトルクは回転出力軸6に伝達され、回転出力軸6からデファレンシャル8を介して駆動輪10に駆動力として伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御、あるいはエネルギを回収する回生制御が可能なアシスト動力源であるモータジェネレータ12(以下、「MG2」)が設けられている。MG2は変速機14を介して回転出力軸6に連結され、MG2と回転出力軸6との間で伝達されるトルクは、変速機14にて設定される変速比に応じて増減される。
【0019】
主動力源4は、内燃機関16と、モータジェネレータ18(以下、「MG1」)と、これら内燃機関16とMG1との間でトルクを合成或いは分配する遊星歯車機構20とを主体として構成されている。内燃機関16は、ガソリンエンジンであって、吸気量を調整するスロットルバルブ17の開度や、燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。こうした制御は、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(E−ECU)22によって行われる。
【0020】
MG1は、同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを併せ備えて構成されており、インバータ24を介して蓄電装置26に接続されている。マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(MG−ECU)28を通じてインバータ24を制御することにより、MG1の出力トルク及び回生トルクが設定される。尚、本実施形態のMG1及び遊星歯車機構20が、本発明に係る無段変速機構に相当する。すなわち、MG−ECU28によるMG1の作動制御を通じてクランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比が無段階に変更されるようになっている。
【0021】
MG2は、インバータ29を介して蓄電装置26に接続されている。MG−ECU28がインバータ29を制御することにより、力行および回生並びにそれぞれの場合におけるトルクが制御される。
【0022】
遊星歯車機構20は、サンギヤ20aと、サンギヤ20aに対して同心円上に配置されたリングギヤ20bと、これらサンギヤ20aとリングギヤ20bとに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ20cとを三つの回転要素として差動作用を生じる歯車機構である。内燃機関16の出力軸であるクランク軸16aはダンパー16bを介してキャリヤ20cに連結され、このことによりキャリヤ20cが入力要素となっている。
【0023】
サンギヤ20aにはMG1が連結されており、サンギヤ20aが反力要素となっている。このことによりリングギヤ20bが出力要素となり、回転出力軸6に連結されている。
図2(A)に、上述したトルク分配機構(トルク合成機構としての機能も有する)としての遊星歯車機構20の共線図を示す。
【0024】
同図に示すように、内燃機関16の動力の一部を回転出力軸6に分配し、他部をMG1に分配することができる。
変速機14は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、第1サンギヤ14aと第2サンギヤ14bとが設けられており、第1サンギヤ14aにショートピニオン14cが噛合するとともに、そのショートピニオン14cと第2サンギヤ14bとがこれより軸長の長いロングピニオン14dに噛合している。そして、ロングピニオン14dが各サンギヤ14a,14bと同心円上に配置されたリングギヤ14eに噛合している。各ピニオン14c,14dは、キャリヤ14fによって自転かつ公転自在に保持されている。従って、第1サンギヤ14aとリングギヤ14eとは、各ピニオン14c,14dと共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。また、第2サンギヤ14bとリングギヤ14eとは、ロングピニオン14dと共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【0025】
第1サンギヤ14aを選択的に固定する第1ブレーキB1と、リングギヤ14eを選択的に固定する第2ブレーキB2とが設けられている。これらのブレーキB1,B2は、油圧や電磁力などによる係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。尚、本実施形態では、油圧を用いている。第2サンギヤ14bには前述したMG2が連結され、キャリヤ14fが回転出力軸6に連結されている。
【0026】
従って、変速機14は、第2サンギヤ14bが入力要素、キャリヤ14fが出力要素であり、第1ブレーキB1を係合させることにより変速比が「1」より大きい高速段が設定され、第1ブレーキB1に替えて第2ブレーキB2を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定される。この各変速段の間での変速は、車速SPや要求駆動力(もしくはアクセル開度ACCP)などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ(変速線図)として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。こうした制御はマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置(HV−ECU)30により行われる。
【0027】
先の図2(B)に、変速機14の共線図を示す。
同図に示すように、第2ブレーキB2によってリングギヤ14eを固定すれば、低速段Lowが設定され、MG2の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて回転出力軸6に付加される。第1ブレーキB1によって第1サンギヤ14aを固定すれば、低速段Lowより変速比の小さい高速段Highが設定される。この高速段Highにおける変速比も「1」より小さいので、MG2が出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて回転出力軸6に付加される。
【0028】
各変速段Low、Highが定常的に設定されている状態では、回転出力軸6に付加されるトルクは、MG2の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなる。
尚、HV−ECU30には、機関運転状態や車両の走行状態を検出する各種センサからの検出結果が入力される。こうしたセンサとしては、例えば運転者要求であるアクセル開度ACCPを検出するアクセル開度センサ31、内燃機関16のクランク軸16aの回転速度である機関回転速度NEを検出する機関回転速度センサ16c、スロットルバルブ17の開度(以下、「スロットル開度」TA)を検出するスロットル開度センサ17a、及び回転出力軸6の回転速度、すなわち車速SPを検出する車速センサ6a等がある。また、E−ECU22、MG−ECU28、及びHV−ECU30は相互通信可能に接続されている。
【0029】
さて、車両にあっては、運転者の高い駆動力要求を満たすために、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有している。そして、運転者によって選択されたモードに応じて内燃機関16の出力特性を変化させることで車両の駆動特性を変更するようにしている。具体的には、図3に示すように、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、アクセル開度ACCPに対するスロットル開度TAが大きくなるように制御している。これにより、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。尚、通常モードとパワーモードとの切り換えは車室内に設けられるスイッチ(図示略)の切り換えによって行われるものであり、スイッチからの信号がHV−ECU30に対して出力されるようになっている。
【0030】
ところが、アクセル開度ACCPに対するスロットル開度TAの制御特性を通常モードとパワーモードとで変更することにより車両の駆動特性を変更するものとなっていることから、例えばアクセル開度ACCPを全開とする車両の加速時においては、以下の問題を回避することができない。すなわち、アクセル開度ACCPが全開とされると、これにともないスロットル開度TAが全開とされることから、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関16の要求出力が同一となる。そのため、アクセル開度ACCPに対してスロットル開度TAをそれ以上増大することができず、パワーモードが選択されている場合であるにもかかわらず通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができないといった問題が生じる。
【0031】
そこで、本実施形態においては、アクセル開度ACCPが全開とされるとき、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度NEの上昇速度が大きくなるようにMG1を制御するようにしている。これにより、車両の加速度Gを早期に所定の大きさまで上昇させ、車両の加速度Gを上昇させる際の上昇速度、いわゆる加加速度Jを大きなものとすることで、アクセル開度ACCPが全開とされるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようにしている。
【0032】
ここで、機関回転速度NEの上昇速度を大きくすることにより車両の加速度Gを早期に所定の大きさまで上昇させ、車両の加加速度Jを大きなものとすることのできる理由について説明する。すなわち、アクセル開度ACCPが全開とされるとき、すなわちパワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関16の要求出力が同一となるとき、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、MG1の制御を通じて機関回転速度NEの上昇速度が大きくされることによって、機関回転速度NEが目標回転速度NEtrgまで早期に上昇するようになる。このように内燃機関16の出力のうち機関回転速度NEの上昇に寄与する割合が大きくされることで、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力の増大に寄与する割合が小さくされ、これにともない機関回転速度NEが目標回転速度NEtrgに達するまでは車両の加速度Gが小さなものとなる。しかしながら、機関回転速度NEが目標回転速度NEtrgに到達した後においては、内燃機関16の出力の大部分が回転出力軸6に伝達される駆動力の増大に寄与するようになることから、車両の加速度Gが急激に増大することとなる。従って、機関回転速度NEの上昇速度を大きくすることにより車両の加速度Gを早期に所定の大きさまで上昇させ、車両の加加速度Jを大きなものとすることができるようになる。
【0033】
以下、図4を参照して、本実施形態に係るアクセル開度ACCPが全開とされるときの各パラメータの設定の処理手順について説明する。図4は、上記設定の処理手順を示すフローチャートであり、アクセル開度ACCPが全開とされたときに実行される。
【0034】
同図に示すように、この一連の処理では、まず、パワーモードが選択されているか否かを判断する。(ステップS1)。ここで、パワーモードが選択されていない場合には(ステップS1:「NO」)、すなわち通常モードが選択されている場合には、次に、MG1の持ち上げ許可トルクTLを第1所定値TL1に設定する(ステップS2)。ここで、MG1の持ち上げ許可トルクTLとは、MG1の出力するトルクであって機関回転速度NEの上昇速度を大きくする方向に寄与するトルクであり、この値が大きいほど機関回転速度NEの上昇速度が大きなものとなる。そして、次に、機関回転速度NEを目標回転速度NEtrgまで上昇させる途中でその上昇速度をそれまでよりも小さくするタイミングを規定するための所定回転速度NEredを、目標回転速度NEtrgから通常モード時所定値ΔNEnmlを減じた値に設定して(NEred=NEtrg−ΔNEnml)(ステップS3)、この一連の処理を一旦終了する。
【0035】
このように目標回転速度NEtrgよりも小さい所定回転速度NEredまで機関回転速度NEを上昇させた後に、機関回転速度NEをそれまでよりも小さくする理由について説明する。すなわち、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEredを上昇させる際に、機関回転速度NEを目標回転速度NEtrgまで上昇させた後に急激にその上昇を止めると、機関回転速度NEの加速度の急激な変化によって内燃機関16の各部に衝撃が生じ、このことに起因して内燃機関16の機械的損傷が生じるといった問題が生じる。そこで、上述したように、目標回転速度NEtrgよりも小さい所定回転速度NEredまで機関回転速度NEを上昇させた後に、機関回転速度NEの上昇速度をそれまでよりも小さくするようにすれば、機関回転速度NEの加速度の急激な変化を抑制することができ、上記問題の発生を抑制することができる。
【0036】
一方、先のステップS1において、パワーモードが選択されている場合には(ステップS1:「YES」)、次に、次に、MG1の持ち上げ許可トルクTLを第1所定値TL1よりも大きい第2所定値TL2(TL2>TL1)に設定する(ステップS4)。ここで、上述したように、MG1の持ち上げ許可トルクTLの値が大きいほど機関回転速度NEの上昇速度が大きなものとなる。そして、次に、機関回転速度NEを目標回転速度NEtrgまで上昇させる途中でその上昇速度をそれまでよりも小さくするタイミングを規定するための所定回転速度NEredを、目標回転速度NEtrgから、通常モード時所定値ΔNEnmlよりも小さいパワーモード時所定値ΔNEpwr(ΔNEpwr<ΔNEnml)を減じた値に設定して(NEred=NEtrg−ΔNEpwr)(ステップS3)、この一連の処理を一旦終了する。
【0037】
このように、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、上記所定回転速度NEredを大きく設定することにより、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで上記所定回転速度NEredを同一とする場合に比べて、機関回転速度NEをより早期に目標回転速度NEtrgまで上昇させることができる。これにより、車両の加速度Gを一層早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度Jを一層大きなものとすることができるようになる。
【0038】
次に、図5のタイミングチャートを参照して、本実施形態の作用について説明する。尚、同図は、(a)アクセル開度ACCPの推移、(b)スロットル開度TAの推移、(c)MG1の持ち上げ許可トルクTLの推移、(d)機関回転速度NEの推移、(e)車両の加速度Gの推移をそれぞれ併せ示したタイミングチャートである。また、同図中において、車両の駆動特性として通常モードが選択されている場合における上記各パラメータの推移を破線にて、車両の駆動特性としてパワーモードが選択されている場合における上記各パラメータの推移を実線にて、それぞれ示している。
【0039】
同図に示すように、タイミングt1において、アクセル開度ACCPが100%(全開)とされ(a)、これにともないスロットル開度TAが100%(全開)とされる(b)。
【0040】
ここで、通常モードが選択されている場合には、同図中にて破線にて示すように、MG1の持ち上げ許可トルクTLは比較的小さい第1所定値TL1とされる(c)。またスロットル開度TAの増大にともなって機関回転速度NEが上昇するようになる(d)。そして、タイミングt4において比較的低い所定回転速度NEredに到達すると、それ以降においては、タイミングt6において目標回転速度NEtrgに到達するまでより低い上昇速度にて上昇するようになる(d)。また、タイミングt1以降において、車両の加速度Gは、時間の経過にともない徐々に増大し、タイミングt6において最大となる(e)。このように通常モードが選択されている場合には、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が増大するようにMG1の作動制御を実行する。
【0041】
一方、パワーモードが選択されている場合には、同図中にて実線にて示すように、MG1の持ち上げ許可トルクTLは比較的大きい第2所定値TL2とされる(c)。またスロットル開度TAの増大にともなって機関回転速度NEが上昇するようになるが、MG1の持ち上げ許可トルクTL2が通常モードが選択されている場合に比べて大きいことから、機関回転速度NEの上昇速度は通常モードが選択されている場合に比べて大きなものとなる(d)。このため、タイミングt2において、比較的高い所定回転速度NEredに到達して、それ以降において、それまでよりも低い上昇速度にて上昇するようになっても、タイミングt3においては、目標回転速度NEtrgに到達するようになる(d)。また、タイミングt1以降において、車両の加速度Gは、一時的に増大するが、機関回転速度NEが目標回転速度NEtrgに到達するタイミングt3までは、時間の経過にともない徐々に低下する。このようにパワーモードが選択されている場合には、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が減少するようにMG1の作動制御を実行する。そして、タイミングt3以降においては、急激に増大し、タイミングt5において最大となる(e)。ここで、タイミングt3からタイミングt5までの期間において、車両の加加速度Jが最大となる。
【0042】
以上説明した本実施形態に係る車両の制御装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)クランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比を無段階に変更するMG1を備えるものとした。また、HV−ECU30は、アクセル開度ACCPが全開とされるとき、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度NEの上昇速度が大きくなるようにMG1の作動制御を実行するものとした。これにより、車両の加速度Gを早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加速度Gを上昇させる際の上昇速度、いわゆる加加速度Jを大きなものとすることができるようになる。従って、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関16の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。
【0043】
(2)パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が減少するようにMG1の作動制御を実行するものとした。パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が減少する分だけ、内燃機関16の出力のうち機関回転速度NEの上昇に寄与する分が大きくなり、機関回転速度NEを一層早期に目標回転速度NEtrgまで上昇させることができる。これにより、車両の加速度Gを早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度Jを大きなものとすることができるようになる。
【0044】
(3)目標回転速度NEtrgよりも小さい所定回転速度NEredまで機関回転速度NEを上昇させた後に、機関回転速度NEの上昇速度をそれまでよりも小さくするものとした。また、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、上記所定回転速度NEredを大きく設定するものとした。これにより、機関回転速度NEを早期に目標回転速度NEtrgまで上昇させることができる。これにより、車両の加速度Gを早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度Jを大きなものとすることができるようになる。
【0045】
(4)内燃機関16の出力の一部を回転出力軸6に分配し、他部をMG1に分配することで発電された電力により蓄電装置26に充電するとともに、MG1の電力と蓄電装置26の電力との一方又は双方により駆動されるMG2により回転出力軸6に動力を伝達するハイブリッド動力装置2を備えるものとした。また、MG1の作動制御によりクランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比を無段階に変更するものとした。これにより、MG1の作動制御を通じて、クランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比を容易に変更することができるようになる。
【0046】
尚、本発明にかかる車両の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記実施形態では、内燃機関としてガソリンエンジンについて例示したが、これをディーゼルエンジンに変更してもよい。
【0047】
・上記実施形態では、内燃機関16の出力の一部を回転出力軸6に分配し、他部をMG1に分配することで発電された電力により蓄電装置26に充電するとともに、MG1の電力と蓄電装置26の電力との一方又は双方により駆動されるMG2により回転出力軸6に動力を伝達するハイブリッド動力装置2を備えるものについて例示した。すなわち、クランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比を無段階に変更する無段変速機構として、MG1及び遊星歯車機構20について例示したが、本発明に係る無段変速機構はこうした電気式の無段変速機構に限られるものではなく、機械的な無段変速機構とすることもできる。この場合には、無段変速機構を構成するプーリの有効径の制御を通じてクランク軸16aの回転駆動力を回転出力軸6に伝達する際の変速比を無段階に変更するようにすればよい。
【0048】
・上記実施形態によるように、目標回転速度NEtrgよりも小さい所定回転速度NEredまで機関回転速度NEを上昇させた後に、機関回転速度NEの上昇速度をそれまでよりも小さくするといった制御態様を採用することが、機関回転速度NEの加速度の急激な変化を抑制して、内燃機関16の機械的損傷の発生を抑制する上では望ましい。しかしながら、本発明に係る機関回転速度NEの制御態様はこれに限られるものではなく、こうした制御態様を採用しないものであってもよい。
【0049】
・上記実施形態では、通常モードが選択されている場合には、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が増大するように、すなわち車両の加速度Gが増大するように無段変速機構を制御するものについて例示した。しかしながら、通常モードが選択されている場合における機関回転速度NEの制御態様はこれに限られるものではない。他に例えば、通常モードが選択されている場合にはパワーモードが選択されている場合に比べて、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際の上昇速度を小さくするものであれば、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が減少するように無段変速機構を制御するようにしてもよい。
【0050】
・上記実施形態では、パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が減少するように、すなわち車両の加速度Gが減少するように無段変速機構を制御するものについて例示した。しかしながら、パワーモードが選択されている場合における機関回転速度NEの制御態様はこれに限られるものではない。他に例えば、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際の上昇速度を大きくするものであれば、内燃機関16の出力のうち回転出力軸6に伝達される駆動力が増大するように無段変速機構を制御するようにしてもよい。
【0051】
・上記実施形態では、アクセル開度ACCPが全開とされるとき、目標回転速度NEtrgまで機関回転速度NEを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度NEの上昇速度が大きくなるように無段変速機構を制御するものについて例示した。しかしながら、本発明に係る上記制御を実行する条件としては、必ずしもアクセル開度ACCPが全開とされるときに限られるものではない。
【0052】
要するに、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるとき、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように無段変速機構を制御するものであればよい。
【符号の説明】
【0053】
2…ハイブリッド動力装置、4…主動力源、6…回転出力軸、6a…出力軸回転速度センサ、8…デファレンシャル、10…駆動輪、12…モータジェネレータ、14…変速機、14a…第1サンギヤ、14b…第2サンギヤ、14c…ショートピニオンギヤ、14d…ロングピニオンギヤ、14e…リングギヤ、14f…キャリヤ、16…内燃機関、16a…クランク軸、16b…ダンパー、16c…機関回転速度センサ、17…スロットルバルブ、17a…スロットル開度センサ、18…モータジェネレータ、20…遊星歯車機構、20a…サンギヤ、20b…リングギヤ、20c…キャリヤ、22…電子制御装置(E−ECU)、24…インバータ、26…蓄電装置、28…電子制御装置(MG−ECU)、29…インバータ、30…電子制御装置(HV−ECU)、31…アクセル開度センサ、B1…第1ブレーキ、B2…第2ブレーキ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の出力軸である機関出力軸の回転駆動力を、回転出力軸を介して駆動輪に伝達する車両に適用されて、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有する車両の制御装置において、
前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更する無段変速機構を備え、
パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるとき、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように前記無段変速機構を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の車両の制御装置において、
アクセル開度が全開とされるときに前記内燃機関のスロットルバルブが全開とされるものであり、
前記アクセル開度が全開とされるとき、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように前記無段変速機構を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の車両の制御装置において、
パワーモードが選択されている場合には、前記目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が減少するように前記無段変速機構を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項4】
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
通常モードが選択されている場合には、前記目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が増大するように前記無段変速機構を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項5】
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記目標回転速度よりも小さい所定回転速度まで前記機関出力軸の回転速度を上昇させた後に、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度をそれまでよりも小さくするものであり、
パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記所定回転速度を大きく設定する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記内燃機関の出力の一部を前記回転出力軸に分配し、他部を発電機に分配することで発電された電力により蓄電装置に充電するとともに、前記発電機の電力と前記蓄電装置の電力との一方又は双方により駆動される電動機により回転出力軸に動力を伝達するハイブリッド動力装置を備えるものであり、
前記無段変速機構は、前記発電機の作動制御により前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更するものである
ことを特徴とする車両の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−2060(P2011−2060A)
【公開日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−146912(P2009−146912)
【出願日】平成21年6月19日(2009.6.19)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(000100768)アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Fターム(参考)】