JP2015101120A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速装置を備えたハイブリッド車両において、走行負荷が高い場合においても加速感の演出を継続しつつ蓄電装置の放電を抑制する。
【解決手段】エンジンと、バッテリから供給される電力で駆動されるモータと、無段変速装置とを備えたハイブリッド車両において、ＥＣＵは、ユーザによる加速要求があった場合に、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じてエンジン回転速度を増加させる加速感演出制御を行なう。ＥＣＵは、加速感演出制御中に路面勾配がしきい勾配よりも大きい場合（Ｓ６８ＡにてＹＥＳ）、ＶＶＴ進角によってエンジントルクを増加させる（Ｓ６８Ｂ）。さらに、エンジントルクの増加中にバッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔがしきい値を超えた場合（Ｓ６８ＣにてＹＥＳ）、ＥＣＵは、加速感演出制御によるエンジン回転速度の増加率ΔＮＥを増加補正する（Ｓ６８Ｄ）。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両に関し、特に、無段変速装置を備えたハイブリッド車両に関する。

特開２００３−２５４４２１号公報（特許文献１）には、エンジンと無段変速機とを備えた車両において、無段変速機が加速時変速モードで制御される場合、エンジン回転速度の増加に追従して車速が上昇する点が開示されている。

特開２００３−２５４４２１号公報

エンジンとモータとの少なくとも一方の動力で走行可能なハイブリッド車両のなかには、エンジンと駆動輪との間に無段変速装置を備えるものがある。このようなハイブリッド車両において、ユーザによる加速要求時に、車速の上昇に応じてエンジン回転速度を増加させることで加速感を演出しようとする場合、加速感の演出によってエンジン出力が車両要求パワーよりも不足したとしてもモータの出力で補正（アシスト）することができる。

しかしながら、加速感の演出中に登坂時や牽引時などのように走行負荷が高い場合には、車速が上昇し難くなり、エンジン回転速度も増加し難くなる。この影響で、モータの負荷が想定以上に増加し、モータに電力を供給する蓄電装置の放電量も想定以上に増加する。そのため、モータの過熱や蓄電装置の残量不足によってモータの出力が制限され、モータによる十分なアシスト力が得られなくなるおそれがある。

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、無段変速装置を備えたハイブリッド車両において、走行負荷が高い場合においても加速感の演出を継続しつつ蓄電装置の放電を抑制することである。

この発明に係る車両は、エンジンと、蓄電装置から供給される電力で駆動されるモータとの少なくとも一方の動力で走行可能な車両である。この車両は、エンジンと駆動輪との間に設けられた無段変速装置と、エンジン、モータおよび無段変速装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ユーザによる加速要求があった場合、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じてエンジンの回転速度を増加させる加速感演出制御を行なうとともに、加速感演出制御によってエンジンの回転速度が車両に要求されるパワーを出力可能な回転速度よりも低下することで生じるパワー不足をモータの出力で補正する。制御装置は、加速感演出制御中に車両の走行負荷が所定値以上である場合、エンジンの動作点を決定するための動作ラインを燃費を重視した燃費ラインからパワーを重視したパワーラインに切り替えることによって車両の走行負荷が所定値未満である場合よりもエンジンのトルクを増加させつつ加速感演出制御を継続し、エンジンのトルクの増加中に蓄電装置の放電積算量がしきい量を超えた場合、蓄電装置の放電積算量がしきい量未満である場合よりも加速感演出制御によるエンジンの回転速度の増加率を大きくする。

このような構成によれば、加速感演出制御中に車両の走行負荷が所定値以上になると、エンジンの動作ラインがパワーラインに切り替えられてエンジンのトルクが増加される。これにより、エンジンの出力（エンジンの回転速度とトルクとの積）が増加するため、モータの出力（すなわち蓄電装置の放電電力）が抑制される。さらに、エンジンのトルクの増加中に蓄電装置の放電積算量がしきい量以上になると、加速感演出制御によるエンジンの回転速度の増加率が大きくされる。これにより、エンジンの出力がさらに増加するため、モータの出力（すなわち蓄電装置の放電電力）がさらに抑制される。その結果、高い走行負荷が継続する場合においても、加速感演出制御を継続しつつ蓄電装置の放電を抑制することができる。

車両の全体構成を示す図である。 ＥＣＵが実行する処理の流れを示すフローチャートである。 燃費最適制御による最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆの算出手法を模式的に示す図である。 加速感演出制御による指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍおよび指令エンジントルクＴＥｃｏｍの設定手法を模式的に示す図である。 高負荷補正処理の詳細な流れを示すフローチャートである。 ＶＶＴ進角によるエンジン動作点の切り替えイメージを模式的に示す図である。 加速感演出制御中に高負荷補正処理を行なって登坂路を走行した場合のエンジン回転速度ＮＥの変化の一例を示す図である。 高負荷補正処理の変形例を示すフローチャートである。 加速感演出制御中に高負荷補正処理を行なわずに登坂路を走行した場合のエンジン回転速度ＮＥの変化の一例（本発明に対する比較例）を示す図である。

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じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

本明細書において「電力」という用語は、狭義の電力（仕事率）を意味する場合と、広義の電力である電力量（仕事量）または電気エネルギを意味する場合とがあり、その用語が使用される状況に応じて弾力的に解釈される。

＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態による車両１の全体構成を示す図である。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下「第１モータ」という）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２モータ」という）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

この車両１は、エンジン１０および第２モータ３０の少なくとも一方の動力によって走行可能なハイブリッド車両である。

エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動軸１６（駆動輪８０）へ伝達される経路と第１モータ２０へ伝達される経路とに分割される。

エンジン１０には、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）機構１２６が設けられる。ＶＶＴ機構１２６は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、図示しない吸気バルブの開閉タイミング（位相）を変更する。以下において、ＶＶＴ機構１２６によって吸気バルブを開閉タイミングを早めることを「ＶＶＴ進角」ともいう。ＶＶＴ進角を行なうことによって、エンジン１０のトルク（以下「エンジントルクＴＥ」という）が増加される。

第１モータ２０および第２モータ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される三相交流回転電機である。第１モータ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電可能である。第２モータ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１モータ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて動力を発生可能である。第２モータ３０が発生する動力は駆動軸１６を介して駆動輪８０へ伝達される。また、第２モータ３０は、駆動軸１６の回転エネルギを用いて発電することによって回生ブレーキとしても機能する。第２モータ３０により発電された電力はＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０に充電される。

動力分割装置４０は、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ、およびキャリアを含む遊星歯車機構である。サンギヤは第１モータ２０に連結される。リングギヤは駆動軸１６を介して第２モータ３０および駆動輪８０に連結される。ピニオンギヤはサンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。

エンジン１０、第１モータ２０および第２モータ３０が遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン１０の回転速度（以下「エンジン回転速度ＮＥ」という）、第１モータ２０の回転速度（以下「第１モータ回転速度ＮＭ１」という）および第２モータ３０の回転速度（以下「第２モータ回転速度ＮＭ２」という）は、動力分割装置４０の共線図において直線で結ばれる関係（いずれか２つの値が決まれば残りの１つの値も一義的に決まる関係）になる。

たとえば、第１モータ回転速度ＮＭ１と第２モータ回転速度ＮＭ２とが決まれば、残りのエンジン回転速度ＮＥは一義的に決まる。言い換えれば、第２モータ回転速度ＮＭ２が一定であっても、第１モータ回転速度ＮＭ１を調整することによってエンジン回転速度ＮＥを自由に変更することができる。ここで、第２モータ３０は駆動輪８０に連結されているため、第２モータ回転速度ＮＭ２は車速Ｖに応じた値となる。したがって、車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比は、第１モータ回転速度ＮＭ１を調整することによって無段階に切り替えることができる。つまり、車両１において、第１モータ２０および動力分割装置４０は、車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比を無段階に切り替えることができる電気式の無段変速装置として機能する。なお、本発明が適用可能な車両は、電気式の無段変速装置を備えた車両に限定されず、機械式（たとえばベルト式）の無段変速機を備えた車両にも適用可能である。

ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号に基づいて、バッテリ７０、第１モータ２０および第２モータ３０との間で電力変換を行なう電力変換装置である。

バッテリ７０は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等を含んで構成される蓄電装置である。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１モータ２０および／または第２モータ３０により発電された電力を用いて充電される。なお、バッテリ７０を、たとえば大容量キャパシタに変更してもよい。

さらに、車両１には、路面勾配センサ２、車速センサ３が設けられる。路面勾配センサ２は、車両１が走行している路面勾配を検出する。車速センサ３は、車輪の回転速度から車速Ｖを検出する。また、図示していないが、車両１には、路面勾配センサ２および車速センサ３の他にも、アクセル開度Ａ（ユーザによるアクセルペダル操作量）、エンジン回転速度ＮＥ、第１モータ回転速度ＮＭ１、第２モータ回転速度ＮＭ２、第２モータ３０の温度、バッテリ７０の状態（電流、電圧、温度）など、車両１を制御するために必要なさまざまな物理量を検出するための複数のセンサが設けられる。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニットである。ＥＣＵ２００は、各センサからの情報およびメモリに記憶された情報に基づいて所定の演算処理を実行し、演算結果に基づいて車両１の各機器を制御する。ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって、車両駆動力（車両１を走行させるためのパワー）を制御する。

＜車両駆動力の制御＞
図２は、ＥＣＵ２００が車両駆動力を制御する場合に実行する処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、予め定められた演算周期ΔＴで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、アクセル開度Ａおよび車速Ｖに基づいて、ユーザが要求する車両駆動力（以下「ユーザ要求パワー」という）Ｐｒｅｑを算出する。

Ｓ２０にて、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の蓄電量（以下「バッテリＳＯＣ」ともいう）に基づいて、バッテリ７０の充電あるいは放電に必要なパワー（以下「バッテリ要求パワー」という）ＰＢｒｅｑを算出する。なお、本実施の形態では、バッテリ要求パワーＰＢｒｅｑは、バッテリ７０を充電する必要がある場合に正の値となり、バッテリ７０から放電する必要がある場合に負の値となるものとする。バッテリＳＯＣは、バッテリ７０の状態に基づいてＥＣＵ２００によって算出される。

Ｓ３０にて、ＥＣＵ２００は、ユーザ要求パワーＰｒｅｑとバッテリ要求パワーＰＢｒｅｑとの合計（すなわち車両１に要求されているトータルパワー、以下「車両要求パワー」ともいう）を、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑに設定する。

Ｓ４０にて、ＥＣＵ２００は、アクセル開度Ａがしきい値を超えているか否かを判定する。この判定は、指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍと指令エンジントルクＴＥｃｏｍとで決まる指令エンジン動作点を、燃費最適制御（後述するＳ５０およびＳ５１の処理）によって設定するのか、それとも加速感演出制御（後述するＳ６０〜Ｓ６８の処理）によって設定するのかを決めるための処理である。本処理の「しきい値」は、たとえば５０％〜７０％の範囲内のいずれかのアクセル開度に設定することができる。

アクセル開度Ａがしきい値を超えていない場合（Ｓ４０にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、指令エンジン動作点をＳ５０およびＳ５１に示す燃費最適制御によって設定する。本実施の形態において、燃費最適制御とは、エンジン１０が最も効率よくエンジン要求パワーＰＥｒｅｑを出力するように指令エンジン動作点を設定する処理である。

具体的には、ＥＣＵ２００は、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑと燃費ラインとを用いて最適エンジン動作点（最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆ）を算出し（Ｓ５０）、算出された最適エンジン動作点を指令エンジン動作点に設定する（Ｓ５１）。すなわち、ＥＣＵ２００は、最適燃費回転速度ＮＥｅｆを指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍに設定し、最適燃費トルクＴＥｅｆを指令エンジントルクＴＥｃｏｍに設定する。

図３は、燃費最適制御による最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆの算出手法を模式的に示す図である。図３に示される燃費ラインは、エンジン回転速度ＮＥおよびエンジントルクＴＥをパラメータとしてエンジン１０が最も効率よく（すなわち最適な燃費で）運転可能な動作点を繋ぎ合わせた動作ラインである。横軸をエンジン回転速度ＮＥとし、縦軸をエンジントルクＴＥとすると、燃費ラインは図３に示すような曲線となる。一方、エンジンパワーＰＥはエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴＥとの積である（ＰＥ＝ＮＥ×ＴＥである）ことから、ＰＥ＝ＰＥｒｅｑ（一定）となる曲線は、図３に示すような反比例曲線で示される。

ＥＣＵ２００は、燃費ラインを示す曲線とＰＥ＝ＰＥｒｅｑを示す反比例曲線との交点から、最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆを算出する。このように算出された最適燃費回転速度ＮＥｅｆおよび最適燃費トルクＴＥｅｆを指令エンジン動作点に設定することによって、エンジン１０は最も効率よくエンジン要求パワーＰＥｒｅｑを出力することができる。

図２に戻って、アクセル開度Ａがしきい値を超えている場合（Ｓ４０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、指令エンジン動作点をＳ６０〜Ｓ６８に示す加速感演出制御によって設定する。本実施の形態において、加速感演出制御とは、有段変速機と同様の加速感をユーザに与えるために、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じてエンジン回転速度ＮＥを増加させる処理である。

具体的には、Ｓ６０にて、ＥＣＵ２００は、今回のサイクルが加速感演出制御の初回であるのか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ２００は、前回サイクルのアクセル開度Ａがしきい値未満である場合に、今回のサイクルが加速感演出制御の初回であると判定する。

今回のサイクルが加速感演出制御の初回である場合（Ｓ６０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ６１にて、アクセル開度Ａおよび車速Ｖに基づいてエンジン回転速度の初期値ＮＥｉｎｉを算出する。たとえば、ＥＣＵ２００は、ユーザに与える加速感を考慮して、アクセル開度Ａが大きいほどかつ車速Ｖが高いほど初期値ＮＥｉｎｉを大きい値に算出する。この際、初期値ＮＥｉｎｉは、前回サイクルの最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも高く、かつ、今回サイクルの最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも低い値となるように算出する。なお、今回サイクルの最適燃費回転速度ＮＥｅｆは、上述したＳ５０の処理と同様の処理によって算出される。そして、ＥＣＵ２００は、Ｓ６２にて、初期値ＮＥｉｎｉを指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍに設定する。

一方、今回のサイクルが加速感演出制御の２回目以降である場合（Ｓ６０にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ６３にて、前回サイクルから今回サイクまでの車速上昇量ΔＶおよび経過時間（すなわち演算周期）ΔＴに基づいて、エンジン回転速度の増加率ΔＮＥを算出する。

たとえば、ＥＣＵ２００は、車速上昇量ΔＶに対応するエンジン回転速度の増加率（以下「車速対応増加率」という）ΔＮＥｖを算出する。ＥＣＵ２００は、車速上昇量ΔＶが大きいほど大きな加速感をユーザに与えるために、車速上昇量ΔＶが大きいほど車速対応増加率ΔＮＥｖを大きい値に算出する。さらに、ＥＣＵ２００は、経過時間ΔＴに対応するエンジン回転速度の増加率（以下「時間対応増加率」という）ΔＮＥｔを算出する。時間対応増加率ΔＮＥｔは、車速上昇量ΔＶがほぼ零の時（登坂路などで車速Ｖがほとんど上昇しない時）の車速対応増加率ΔＮＥｖよりも大きく、車速上昇量ΔＶが比較的高い時（平坦路や降坂路で車速Ｖが上昇し易い時）の車速対応増加率ΔＮＥｖよりも小さい値に設定される。なお、時間対応増加率ΔＮＥｔを固定値として予め記憶しておいてもよい。そして、ＥＣＵ２００は、次式（ａ）に示すように、車速対応増加率ΔＮＥｖと時間対応増加率ΔＮＥｔとのうち、高い方の増加率をエンジン回転速度の増加率ΔＮＥとする。

ΔＮＥ＝ｍａｘ（ΔＮＥｖ、ΔＮＥｔ） …（ａ）
そして、ＥＣＵ２００は、Ｓ６４にて、次式（ｂ）に示すように、式（ａ）で設定された増加率ΔＮＥを前回サイクルの指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍに加えた値を、今回サイクルの指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍとして算出する。

ＮＥｃｏｍ＝前回ＮＥｃｏｍ＋ΔＮＥ …（ｂ）
したがって、式（ａ）のように増加率ΔＮＥを設定することによって、車速Ｖが上昇し易い場合には車速対応増加率ΔＮＥｖで指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍを徐々に増加させ、車速Ｖがほとんど上昇しない場合であっても時間対応増加率ΔＮＥｔで指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍを徐々に増加させることができる。これにより、ユーザに加速感を与えることができる。

Ｓ６２あるいはＳ６４にて指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが算出された後、ＥＣＵ２００は、Ｓ６５にて、エンジン回転速度の下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘを算出する。下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘは、第１モータ２０や動力分割装置４０の過回転を防止したりバッテリ７０の過充電および過放電を防止したりするために、エンジン回転速度ＮＥの変動範囲を制限するための値である。

たとえば、ＥＣＵ２００は、下記の要件１〜要件３のすべてを満足する許容エンジン回転速度領域を算出し、算出された許容エンジン回転速度領域の下限値および上限値をそれぞれ下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘに設定する。

（要件１） 第１モータ回転速度ＮＭ１が、第１モータ２０の構造上の許容回転速度領域内に含まれる。

（要件２） 動力分割装置４０のピニオンギヤの回転速度が、動力分割装置４０の構造で決まる許容回転速度領域内に含まれる。

（要件３） バッテリ７０に充電される電力（以下「バッテリ充電電力Ｐｉｎ」という）がバッテリ７０のＳＯＣおよび温度で決まる許容充電電力Ｗｉｎ未満であり、かつバッテリ７０から放電される電力（以下「バッテリ放電電力Ｐｏｕｔ」という）がバッテリ７０のＳＯＣおよび温度で決まる許容放電電力Ｗｏｕｔ未満である。

Ｓ６６にて、ＥＣＵ２００は、Ｓ６５で算出された下限値ＮＥｍｉｎおよび上限値ＮＥｍａｘを用いて、Ｓ６２あるいはＳ６４にて算出された指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍを制限する処理（以下「上下限ガード処理」ともいう）を行なう。上下限ガード処理においては、指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが下限値ＮＥｍｉｎを下回る場合には指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍは下限値ＮＥｍｉｎに更新される。指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが上限値ＮＥｍａｘを超える場合には指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍは上限値ＮＥｍａｘに更新される。指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが下限値ＮＥｍｉｎと上限値ＮＥｍａｘとの間の値である場合は指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍはそのまま維持される。

Ｓ６７にて、ＥＣＵ２００は、上下限ガード処理後の指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍと燃費ラインとを用いて、指令エンジントルクＴＥｃｏｍを算出する。

図４は、加速感演出制御による指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍおよび指令エンジントルクＴＥｃｏｍの設定手法を模式的に示す図である。

加速感演出制御の初回においては、指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも低い初期値ＮＥｉｎｉに設定され、燃費ラインを用いて初期値ＮＥｉｎｉに対応する指令エンジントルクＴＥｃｏｍが算出される。したがって、加速感演出制御の初回におけるエンジンパワーＰＥは、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑよりも小さい値となる。

加速感演出制御の２回目以降においては、指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが増加率ΔＮＥで増加され、増加後の指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍと燃費ラインとで指令エンジントルクＴＥｃｏｍが決められる。そのため、エンジンパワーＰＥも徐々に増加していく。

そして、指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍが最適燃費回転速度ＮＥｅｆに達すると、エンジンパワーＰＥがエンジン要求パワーＰＥｒｅｑに一致する。

その後、指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍがさらに増加して最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも高くなると、エンジンパワーＰＥはエンジン要求パワーＰＥｒｅｑよりも大きい値となる。

このように、加速感演出制御を行なうことによって、エンジンパワーＰＥは、エンジン要求パワーＰＥｒｅｑに対して過不足が生じる場合がある。なお、この過不足分は後述するＳ７０の処理で第２モータ３０の出力によって補正されるため、車両駆動力は車両要求パワーに維持される。

図２に戻って、Ｓ６８にて、ＥＣＵ２００は、高負荷補正処理を行なう。ここで、高負荷補正処理とは、加速感演出制御中に走行負荷が高い場合であっても、加速感演出制御を継続しつつバッテリ７０の放電量を抑制するための処理である。この処理を行なう点が本実施の形態の最も特徴的な点である。高負荷補正処理の詳細については後述する。

このようにして、燃費最適制御（Ｓ５０、Ｓ５１の処理）あるいは加速感演出制御（Ｓ６１〜Ｓ６８の処理）によって指令エンジン動作点が設定されると、ＥＣＵ２００は、Ｓ７０にて、エンジン１０を指令エンジン動作点で運転したときに車両要求パワー（＝Ｐｒｅｑ＋ＰＢｒｅｑ）が駆動輪８０に伝達されるように、第１モータ指令トルクＴＭ１ｃｏｍ、第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍを算出する。

上述したように、燃費最適制御中には、エンジンパワーＰＥはエンジン要求パワーＰＥｒｅｑとなる（図３参照）。一方、加速感演出制御中には、エンジンパワーＰＥはエンジン要求パワーＰＥｒｅｑに対して過不足が生じる場合がある（図４参照）。Ｓ７０の処理では、この過不足分を第２モータの出力（力行パワーあるいは回生パワー）で補正するように、第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍが算出される。

具体的には、加速感演出制御の初期においてエンジンパワーＰＥがエンジン要求パワーＰＥｒｅｑ未満である場合（すなわちＮＥｃｏｍ＜ＮＥｅｆの場合）には、パワー不足分を補う正トルク（力行トルク）を第２モータ３０が発生するように第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍが算出される。この場合、パワー不足分に相当する電力がバッテリ７０から第２モータ３０に放電されることになる。

一方、加速感演出制御の進行に伴ってエンジンパワーＰＥがエンジン要求パワーＰＥｒｅｑを超えた場合（すなわちＮＥｃｏｍ＞ＮＥｅｆの場合）には、パワー超過分を打ち消す負トルク（回生トルク）を第２モータ３０が発生するように第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍが算出される。この場合、パワー超過分に相当する電力が第２モータ３０で発電され、バッテリ７０が充電されることになる。

続くＳ７１にて、ＥＣＵ２００は、第１モータ指令トルクＴＭ１ｃｏｍおよび第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍの制限処理を行なう。この処理は、バッテリ７０の過充電および過放電を防止したり第１モータ２０および第２モータ３０の過熱を防止したりするために、各指令トルクＴＭ１ｃｏｍ，ＴＭ２ｃｏｍの変動範囲を制限するための処理である。たとえばバッテリＳＯＣが所定値よりも低下した場合、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の放電量が低下するように各指令トルクＴＭ１ｃｏｍ，ＴＭ２ｃｏｍの変動範囲を制限する。また、たとえば第２モータ３０の温度が許容温度を超えて過熱状態となった場合、ＥＣＵ２００は、第２モータ３０の熱負荷が低下するように各指令トルクＴＭ１ｃｏｍ，ＴＭ２ｃｏｍの変動範囲を制限する。

そして、Ｓ８０にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍ、指令エンジントルクＴＥｃｏｍからなる動作点で運転されるようにエンジン１０の吸入空気量、燃料噴射量、点火時期、吸気バルブの開閉タイミングなどを制御する。また、ＥＣＵ２００は、第１モータ２０が第１モータ指令トルクＴＭ１ｃｏｍを出力し、第２モータ３０が第２モータ指令トルクＴＭ２ｃｏｍを出力するように、ＰＣＵ６０を制御する。

＜＜高負荷補正処理＞＞
上述したように、本実施の形態においては、加速感演出制御を行なう際に、高負荷補正処理（図２のＳ６８）を行なう。以下、高負荷補正処理について詳しく説明する。

加速感演出制御中にはエンジンパワーＰＥがエンジン要求パワーＰＥｒｅｑ未満となる場合があるが、その不足分は第２モータ３０の出力（すなわちバッテリ７０の放電電力）でアシストされる。これにより、車両駆動力は車両要求パワーに維持される。

しかしながら、加速感演出制御中において、たとえば登坂時や牽引時などのように高い走行負荷が継続する場合、第２モータ３０の負荷が想定以上に増加し、第２モータトルクＴＭ２が制限されてしまうおそれがある。この現象について図９を参照して説明する。

図９は、加速感演出制御中に本実施の形態における高負荷補正処理を行なわずに登坂路を走行した場合のエンジン回転速度ＮＥの変化の一例（本発明に対する比較例）を示す図である。

加速感演出制御中に登坂路を走行する場合、平坦路を走行する場合よりも走行負荷が大きいため、車速Ｖが上昇し難い。その結果、エンジン回転速度ＮＥの増加（すなわちエンジンパワーＰＥの増加）が遅れ、第２モータ３０の負荷が想定以上に増加してしまう。この影響で、バッテリＳＯＣが低下したり第２モータ３０が過熱状態となったりして第２モータトルクＴＭ２が制限され、第２モータ３０による十分なアシストが得られなくなるおそれがある。

このような問題の対策として、本実施の形態では高負荷補正処理（図２のＳ６８の処理）を行なう。

図５は、高負荷補正処理（図２のＳ６８の処理）の詳細な流れを示すフローチャートである。

Ｓ６８Ａにて、ＥＣＵ２００は、路面勾配センサ２によって検出された路面勾配がしきい勾配よりも大きいか否かを判定する登板判定を行なう。この登板判定は、車両１の走行負荷が所定値よりも高いか否かを判定するための一例である。

路面勾配がしきい勾配よりも小さい場合（Ｓ６８ＡにてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、処理を終了する。

路面勾配がしきい勾配よりも大きい場合（Ｓ６８ＡにてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ６８Ｂにて、ＶＶＴ進角によるエンジン動作点の切り替え（エンジントルク増加）を行なう。この処理が、バッテリ放電電力Ｐｏｕｔを抑制するための第１段階目の処理である。

図６は、ＶＶＴ進角によるエンジン動作点の切り替えイメージを模式的に示す図である。図６には、上述の図３に示した燃費ラインに加えて、パワーライン（一点鎖線）が示されている。パワーラインとは、エンジン回転速度ＮＥおよびエンジントルクＴＥをパラメータとして、燃費ラインよりも大きなパワーを出力可能なエンジン動作点を繋ぎ合わせた動作ラインである。すなわち、燃費ラインは燃費を重視した動作ラインであるのに対し、パワーラインは燃費ラインよりもパワーを重視した動作ラインである。ＥＣＵがＶＶＴ進角を行なうことによってエンジントルクＴＥ（指令エンジントルクＴＥｃｏｍ）が増加されるため、エンジン動作点が燃費ライン上の動作点からパワーライン上の動作点に切り替えられる。この際、エンジン回転速度ＮＥ（指令エンジン回転速度ＮＥｃｏｍ）は影響を受けない。その結果、エンジンパワーＰＥがトルクアップ分だけ増加されるため、バッテリ放電電力Ｐｏｕｔが抑制される。

図５に戻って、ＶＶＴ進角によるエンジントルクＴＥの増加中、ＥＣＵ２００は、Ｓ６８Ｃにて、加速感演出制御の開始時点から現時点までのバッテリ放電電力Ｐｏｕｔを積算した値（以下「バッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔ」という）がしきい値を超えた否かを判定する。この処理は、バッテリ放電電力Ｐｏｕｔをさらに抑制する必要があるか否かを判定するための処理である。

バッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔがしきい値未満である場合（Ｓ６８ＣにてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、処理を終了する。

バッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔがしきい値を超えた場合（Ｓ６８ＣにてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｓ６８Ｄにて、バッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔに応じてエンジン回転速度の増加率ΔＮＥを増加させる。この処理が、バッテリ放電電力Ｐｏｕｔを抑制するための第２段階目の処理である。

図７は、加速感演出制御中に本実施の形態における高負荷補正処理を行なって登坂路を走行した場合のエンジン回転速度ＮＥの変化の一例を示す図である。

時刻ｔ１にて加速感演出制御が開始されると、エンジン回転速度ＮＥが最適燃費回転速度ＮＥｅｆよりも低い初期値ＮＥｉｎｉとなる。この際、エンジン回転速度ＮＥと最適燃費回転速度ＮＥｅｆとの差に相当するパワー不足分が第２モータ３０の出力（バッテリ放電電力Ｐｏｕｔ）によって補われる。

その後、車速上昇量ΔＶに応じた増加率ΔＮＥでエンジン回転速度ＮＥが増加されることになる。しかしながら、走行負荷が高い登坂路では車速Ｖが増加し難く増加率ΔＮＥが増加し難いため、エンジン回転速度ＮＥが停滞し、バッテリ放電電力Ｐｏｕｔが低下せず高い値に維持される。このような状態が継続すると、第２モータトルクＴＭ２が制限され、第２モータ３０による十分なアシストが得られなくなるおそれがある。

そこで、時刻ｔ２にて路面勾配がしきい勾配を超えると、まず、ＶＶＴ進角によるエンジントルクアップが行なわれる。これにより、エンジン動作点が燃費ライン上の動作点からパワーライン上の動作点に切り替えられ（上述の図６参照）、エンジンパワーＰＥが増加する。その結果、加速感演出制御を継続しつつ、第２モータ３０のアシスト量すなわちバッテリ放電電力Ｐｏｕｔを低下させることができる。

バッテリ放電電力Ｐｏｕｔが低下された後もバッテリ７０の放電が継続され、時刻ｔ３にてバッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔがしきい値を超えると、ＶＶＴ進角によるエンジントルクアップに加えて、さらにエンジン回転速度の増加率ΔＮＥが増加補正される。これにより、エンジン回転速度ＮＥがパワーラインに向けて早期に増加しエンジンパワーＰＥがさらに増加する。その結果、加速感演出制御を継続しつつ、第２モータ３０のアシスト量すなわちバッテリ放電電力Ｐｏｕｔをさらに低下させることができる。

以上のように、本実施の形態による車両１においては、加速感演出制御中に走行負荷の高い登坂路を走行する場合、ＶＶＴ進角によってエンジントルクが増加される。これにより、エンジンパワーＰＥが増加するため、第２モータ３０のアシスト量すなわちバッテリ７０の放電量が抑制される。さらに、エンジントルクの増加中にバッテリ放電電力積算値ΣＰｏｕｔがしきい値を超えると、加速感演出制御によるエンジン回転速度の増加率ΔＮＥが増加補正される。これにより、エンジンパワーＰＥがさらに増加するため、第２モータ３０のアシスト量すなわちバッテリ７０の放電量がさらに抑制される。その結果、走行負荷の高い登坂路を走行する場合においても、加速感演出制御を継続しつつバッテリ７０の放電を抑制することができる。

なお、本実施の形態は、たとえば以下のように変更することもできる。
（１） 上述の実施の形態では、登板判定（図５のＳ６８Ａの処理）によって走行負荷が所定値よりも高いか否かを判定したが、走行負荷が所定値よりも高いか否かを判定する手法はこれに限定されない。

図８は、高負荷補正処理の変形例を示すフローチャートである。図８は、図５のＳ６８Ａの処理（登板判定）をＳ６８Ａ−１（トーイング判定）に変更したものである。

Ｓ６８Ａ−１にて、ＥＣＵ２００は、推定車両重量がしきい重量よりも大きいか否かを判定する。この判定は、車両１が重量物を牽引（トーイング）したり積載したりすることによって車両１の走行負荷が所定値よりも高くなっているか否かを判定するための処理である。

たとえば、ＥＣＵ２００は、指令中の車両駆動力と走行抵抗（たとえば路面勾配など）とから車両１の推定加速度を算出するとともに、車速センサ３が検出した車速Ｖ（実際の車輪回転速度）を微分して車両１の実加速度を算出する。そして、ＥＣＵ２００は、推定加速度と実加速度との差が基準値よりも大きい場合に、推定車両重量がしきい重量よりも大きいと判定する。

そして、推定車両重量がしきい重量よりも小さい場合（Ｓ６８Ａ−１にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、処理を終了する。

推定車両重量がしきい重量よりも大きい場合（Ｓ６８Ａ−１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、以降のＳ６８Ｂ〜Ｓ６８Ｄの処理を行なう。なお、Ｓ６８Ｂ〜Ｓ６８Ｄの処理については図５と示したものと同じであるため、ここでの詳細な説明はここでは繰り返さない。

このように、走行負荷が所定値よりも高いか否かを判定する手法を、登板判定（図５のＳ６８Ａ）からトーイング判定（図８のＳ６８Ａ−１）に変更してもよい。

（２） 上述の実施の形態では、加速感演出制御中において、車速対応増加率ΔＮＥｖと時間対応増加率ΔＮＥｔとのうち大きい方の増加率をエンジン回転速度の増加率ΔＮＥとした（上述の式（ａ）等参照）。

しかしながら、加速感演出制御中におけるエンジン回転速度の増加率ΔＮＥの決定手法はこれに限定されない。

たとえば、次式（ａ−１）に示すように、車速対応増加率ΔＮＥｖを増加率ΔＮＥとするようにしてもよい。あるいは、次式（ａ−２）に示すように、時間対応増加率ΔＮＥｔを増加率ΔＮＥとするようにしてもよい。

ΔＮＥ＝ΔＮＥｖ …（ａ−１）
ΔＮＥ＝ΔＮＥｔ …（ａ−２）
あるいは、次式（ａ−３）に示すように、車速対応増加率ΔＮＥｖと時間対応増加率ΔＮＥｔとのうち大きい方の増加率に、アクセル開度Ａに対応するアクセル対応増加率ΔＮＥａを加えたものを、増加率ΔＮＥとするようにしてもよい。

ΔＮＥ＝ｍａｘ（ΔＮＥｖ、ΔＮＥｔ）＋ΔＮＥａ …（ａ−３）
なお、アクセル対応増加率ΔＮＥａは、アクセル開度Ａが大きいほど大きな加速感をユーザに与えるために、アクセル開度Ａが大きいほど大きい値となるように算出すればよい。

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。

１ 車両、２ 路面勾配センサ、３ 車速センサ、１０ エンジン、１６ 駆動軸、２０ 第１モータ、３０ 第２モータ、４０ 動力分割装置、５８ 減速機、６０ ＰＣＵ、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、１２６ ＶＶＴ機構、２００ ＥＣＵ。

Claims (1)

1. エンジンと、蓄電装置から供給される電力で駆動されるモータとの少なくとも一方の動力で走行可能な車両であって、
   前記エンジンと駆動輪との間に設けられた無段変速装置と、
   前記エンジン、前記モータおよび前記無段変速装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、ユーザによる加速要求があった場合、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じて前記エンジンの回転速度を増加させる加速感演出制御を行なうとともに、前記加速感演出制御によって前記エンジンの回転速度が前記車両に要求されるパワーを出力可能な回転速度よりも低下することで生じるパワー不足を前記モータの出力で補正し、
   前記制御装置は、前記加速感演出制御中に前記車両の走行負荷が所定値以上である場合、前記エンジンの動作点を決定するための動作ラインを燃費を重視した燃費ラインからパワーを重視したパワーラインに切り替えることによって前記車両の走行負荷が前記所定値未満である場合よりも前記エンジンのトルクを増加させつつ前記加速感演出制御を継続し、前記エンジンのトルクの増加中に前記蓄電装置の放電積算量がしきい量を超えた場合、前記蓄電装置の放電積算量が前記しきい量未満である場合よりも前記加速感演出制御による前記エンジンの回転速度の増加率を大きくする、車両。

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