JP2021024411A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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康博 日浅
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Abstract

【課題】加速感演出制御を行うにあたり、過給機を有するエンジンの過給応答遅れによるエンジンの出力不足から生じる加速性能の悪化を抑制できる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10の電子制御装置100は、加速要求があった場合、目標エンジン回転速度Netgtを、要求エンジンパワーPedemを最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度Neeffよりも低い初期回転速度Neini(=基本初期値I0+初期値補正量α)に設定した後、時間tの経過に応じた回転速度増加率μ(=基本増加率μ0+増加率補正量β)でもって初期回転速度Neiniから最適燃費回転速度Neeffへと増加させる加速感演出制御を行う。目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、初期値補正量αが大きな値に設定され、増加率補正量βが大きな値に設定される。【選択図】図9

Description

本発明は、過給機を有するエンジンから出力された動力が無段変速機を介して駆動輪に伝達されるハイブリッド車両の制御装置に関する。
加速感演出制御を行うハイブリッド車両の制御装置が知られている。例えば、特許文献1に記載されたハイブリッド車両の制御装置がそれである。特許文献1に記載のハイブリッド車両の制御装置では、加速感演出制御が行われるとともに、その加速感演出制御によって生じるエンジンパワーの出力不足は回転機による駆動力によって補われる。そして、回転機を駆動するバッテリの充電量が低下した場合には、車両駆動力に不足が生じることを抑制するように制御が行われる。
特開2015−128955号公報
ところで、加速要求に応じて加速感演出制御を行うにあたり、過給機を有するエンジンにおいては過給応答遅れが生じ、要求エンジンパワーに対するエンジンの出力不足量が大きくなる可能性がある。この出力不足量を回転機によって補おうとしても、バッテリの制約によって補うことができず、加速性能が悪化するおそれがあった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、加速感演出制御を行うにあたり、過給機を有するエンジンの過給応答遅れによるエンジンの出力不足から生じる加速性能の悪化を抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(A)過給機を有するエンジンと、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた無段変速機と、前記動力伝達経路に連結された回転機と、を備え、前記エンジンおよび前記回転機を駆動力源とするハイブリッド車両の、制御装置であって、(B)(b1)加速要求があった場合、エンジン回転速度の目標値を、前記エンジンが要求エンジンパワーを最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度よりも低い初期回転速度に設定した後、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じた回転速度増加率でもって前記初期回転速度から前記最適燃費回転速度へと増加させ、前記エンジン回転速度が前記目標値となるように前記無段変速機を制御する加速感演出制御を行うとともに、(b2)前記加速感演出制御によって前記エンジン回転速度が前記最適燃費回転速度未満となることによって生じる前記要求エンジンパワーに対する前記エンジンの出力不足を補うように前記回転機を制御する駆動制御部を備え、(C)前記駆動制御部は、(c1)前記加速感演出制御の開始時における前記エンジンの目標過給圧又は前記目標過給圧の変化量に応じて前記初期回転速度又は前記初期回転速度の下限値を設定し、(c2)前記目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて又は前記目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて前記初期回転速度又は前記下限値を大きな値に設定することにある。
第2発明の要旨とするところは、第1発明において、前記駆動制御部は、前記目標過給圧が高いほど又は前記目標過給圧の変化量が大きいほど前記初期回転速度又は前記下限値を大きな値に設定することにある。
第3発明の要旨とするところは、第1発明又は第2発明において、(A)前記駆動制御部は、(a1)前記目標過給圧又は前記目標過給圧の変化量に応じて前記回転速度増加率を設定し、(a2)前記目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて又は前記目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて前記回転速度増加率を大きな値に設定する
ことにある。
第4発明の要旨とするところは、第1発明乃至第3発明のいずれか1の発明において、前記駆動制御部は、前記目標過給圧が高いほど又は前記目標過給圧の変化量が大きいほど前記回転速度増加率を大きな値に設定することにある。
第1発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、(A)(a1)加速要求があった場合、エンジン回転速度の目標値を、前記エンジンが要求エンジンパワーを最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度よりも低い初期回転速度に設定した後、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じた回転速度増加率でもって前記初期回転速度から前記最適燃費回転速度へと増加させ、前記エンジン回転速度が前記目標値となるように前記無段変速機を制御する加速感演出制御を行うとともに、(a2)前記加速感演出制御によって前記エンジン回転速度が前記最適燃費回転速度未満となることによって生じる前記要求エンジンパワーに対する前記エンジンの出力不足を補うように前記回転機を制御する駆動制御部が備えられ、(B)前記駆動制御部は、(b1)前記加速感演出制御の開始時における前記エンジンの目標過給圧又は前記目標過給圧の変化量に応じて前記初期回転速度又は前記初期回転速度の下限値を設定し、(b2)前記目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて又は前記目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて前記初期回転速度又は前記下限値を大きな値に設定する。目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。また、目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。そのため、エンジンの出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジンの初期回転速度又はその初期回転速度の下限値が大きな値に設定されて、時間的に早い段階でエンジン回転速度が高くなるように設定される。これにより、過給圧の応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
第2発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第1発明において、前記駆動制御部は、前記目標過給圧が高いほど又は前記目標過給圧の変化量が大きいほど前記初期回転速度又は前記下限値を大きな値に設定する。目標過給圧が高いほど、過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。また、目標過給圧の変化量が大きいほど、過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。そのため、エンジンの出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジンの初期回転速度又はその初期回転速度の下限値が大きな値に設定されることにより、過給圧の応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
第3発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第1発明又は第2発明において、(A)前記駆動制御部は、(a1)前記目標過給圧又は前記目標過給圧の変化量に応じて前記回転速度増加率を設定し、(a2)前記目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて又は前記目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて前記回転速度増加率を大きな値に設定する。目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。また、目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。そのため、エンジンの出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジンの回転速度増加率が大きな値に設定されて、エンジン回転速度が速やかに高くなるように設定される。これにより、過給圧の応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
第4発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第1発明乃至第3発明のいずれか1の発明において、前記駆動制御部は、前記目標過給圧が高いほど又は前記目標過給圧の変化量が大きいほど前記回転速度増加率を大きな値に設定する。目標過給圧が高いほど、過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。また、目標過給圧の変化量が大きいほど、過給圧の応答遅れによるエンジンの出力不足が生じやすい。そのため、エンジンの出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジンの回転速度増加率が大きな値に設定されることにより、過給圧の応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
本発明の実施例1に係る電子制御装置が搭載されるハイブリッド車両の概略構成図であると共に、ハイブリッド車両における各種制御の為の制御機能の要部を表す機能ブロック図である。 図1に示すエンジンの概略構成を説明する図である。 図1に示す差動部における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。 エンジン回転速度及びエンジントルクを変数とする二次元座標上に、最適エンジン動作点の一例を示す図である。 EV走行とHV走行との切替制御に用いる駆動力源切替マップの一例を示す図である。 各走行モードとそれに用いられるクラッチ及びブレーキの作動状態の組み合わせとの関係を説明する係合作動表である。 初期値補正量、増加率補正量、及び下限値補正量と目標過給圧とのそれぞれの関係を例示した図であって、(a)は目標過給圧と初期値補正量との関係を示し、(b)は目標過給圧と増加率補正量との関係を示し、(c)は目標過給圧と下限値補正量との関係を示すものである。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。 図8に示す電子制御装置の制御作動が実行された場合のタイムチャートの例示であって、(a)は初期回転速度が初期値補正量により補正された例であり、(b)は回転速度増加率が増加率補正量により補正された例であり、(c)は下限回転速度が下限値補正量により補正された例である。 本発明の実施例2に係る電子制御装置が搭載されるハイブリッド車両の概略構成図であると共に、ハイブリッド車両における各種制御の為の制御機能の要部を表す機能ブロック図である。 図10に示す有段変速部の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動状態の組み合わせとの関係を説明する係合作動表である。 本発明の実施例3に係る電子制御装置が搭載されるハイブリッド車両の概略構成図であると共に、ハイブリッド車両における各種制御の為の制御機能の要部を表す機能ブロック図である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明の実施例1に係る電子制御装置100が搭載されるハイブリッド車両10の概略構成図であると共に、ハイブリッド車両10における各種制御の為の制御機能の要部を表す機能ブロック図である。ハイブリッド車両10(以下、「車両10」と記す。)は、エンジン12、第1回転機MG1、第2回転機MG2、動力伝達装置14、及び駆動輪16を備える。
図2は、図1に示すエンジン12の概略構成を説明する図である。エンジン12は、車両10の走行用の駆動力源であり、過給機18を有するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関、すなわち過給機18付きエンジンである。エンジン12の吸気系には吸気管20が設けられており、吸気管20はエンジン本体12aに取り付けられた吸気マニホールド22に接続されている。エンジン12の排気系には排気管24が設けられており、排気管24はエンジン本体12aに取り付けられた排気マニホールド26に接続されている。過給機18は、吸気管20に設けられたコンプレッサー18cと排気管24に設けられたタービン18tとを有する、公知の排気タービン式の過給機すなわちターボチャージャーである。タービン18tは、排出ガスすなわち排気の流れにより回転駆動させられる。コンプレッサー18cは、タービン18tに連結されている。タービン18tによってコンプレッサー18cが回転駆動させられることで、エンジン12への吸入空気すなわち吸気が圧縮される。
排気管24には、タービン18tの上流側から下流側へタービン18tを迂回して排気を流す為の排気バイパス28が設けられている。排気バイパス28には、タービン18tを通過する排気と排気バイパス28を通過する排気との割合を連続的に制御する為のウェイストゲートバルブ30(以下、「WGV30」と記す。)が設けられている。WGV30は、後述する電子制御装置100によって不図示のアクチュエータが作動させられることにより弁開度が連続的に調節される。WGV30の弁開度が大きいほど、エンジン12の排気は排気バイパス28を通って排出され易くなる。したがって、過給機18の過給作用が効くエンジン12の過給状態において、過給機18による過給圧Pchg[Pa]はWGV30の弁開度が大きいほど低くなる。過給機18による過給圧Pchgは、吸気の圧力であり、吸気管20内でのコンプレッサー18cの下流側気圧である。なお、過給圧Pchgの低い側は、例えば過給機18の過給作用が全く効いていないエンジン12の非過給状態における吸気の圧力となる側、見方を換えれば過給機18を有していないエンジンにおける吸気の圧力となる側である。
吸気管20の入口にはエアクリーナ32が設けられ、エアクリーナ32よりも下流であってコンプレッサー18cよりも上流の吸気管20には、エンジン12の吸入空気量を測定するエアフローメータ34が設けられている。コンプレッサー18cよりも下流の吸気管20には、吸気と外気又は冷却水との間で熱交換を行って過給機18により圧縮された吸気を冷却する熱交換器であるインタークーラ36が設けられている。インタークーラ36よりも下流であって吸気マニホールド22よりも上流の吸気管20には、後述する電子制御装置100によって不図示のスロットルアクチュエータが作動させられることにより開閉制御される電子スロットル弁38が設けられている。インタークーラ36と電子スロットル弁38との間の吸気管20には、過給機18による過給圧Pchgを検出する過給圧センサ40、吸気の温度である吸気温度を検出する吸気温センサ42が設けられている。電子スロットル弁38の近傍例えばスロットルアクチュエータには、電子スロットル弁38の開度であるスロットル弁開度θth[%]を検出するスロットル弁開度センサ44が設けられている。
吸気管20には、コンプレッサー18cの下流側から上流側へコンプレッサー18cを迂回して空気を再循環させる為の空気再循環バイパス46が設けられている。空気再循環バイパス46には、例えば電子スロットル弁38の急閉時に開弁させられることによりサージの発生を抑制してコンプレッサー18cを保護する為のエアバイパスバルブ48が設けられている。
エンジン12は、後述する電子制御装置100によって、電子スロットル弁38や燃料噴射装置や点火装置やWGV30等を含むエンジン制御装置50(図1参照)が制御されることによりエンジン12の出力トルクであるエンジントルクTe[Nm]が制御される。
図1に戻り、第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、電動機(モータ)としての機能及び発電機(ジェネレータ)としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、車両10の走行用の駆動力源となり得る。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、各々、車両10に備えられたインバータ52を介して、車両10に備えられたバッテリ54に接続されている。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、各々、後述する電子制御装置100によってインバータ52が制御されることにより、第1回転機MG1の出力トルクであるMG1トルクTg[Nm]及び第2回転機MG2の出力トルクであるMG2トルクTm[Nm]が制御される。回転機の出力トルクは、例えば正回転の場合、加速側となる正トルクでは力行トルクであり、減速側となる負トルクでは回生トルクである。バッテリ54は、第1回転機MG1及び第2回転機MG2の各々に対して電力を授受する蓄電装置である。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、車体に取り付けられる非回転部材であるケース56内に設けられている。
動力伝達装置14は、ケース56内に、変速部58、差動部60、ドリブンギヤ62、ドリブン軸64、ファイナルギヤ66、ディファレンシャルギヤ68、リダクションギヤ70等を備える。変速部58と差動部60とは、変速部58の入力回転部材である入力軸72と同軸心に配置されている。変速部58は、入力軸72などを介してエンジン12に連結されている。差動部60は、変速部58と直列に連結されている。ドリブンギヤ62は、差動部60の出力回転部材であるドライブギヤ74と噛み合っている。ドリブン軸64は、ドリブンギヤ62とファイナルギヤ66とを各々相対回転不能に固設する。ファイナルギヤ66は、ドリブンギヤ62よりも小径である。ディファレンシャルギヤ68は、デフリングギヤ68aを介してファイナルギヤ66と噛み合っている。リダクションギヤ70は、ドリブンギヤ62よりも小径であって、ドリブンギヤ62と噛み合っている。リダクションギヤ70には、入力軸72とは別にその入力軸72と平行に配置された、第2回転機MG2のロータ軸76が連結されており、第2回転機MG2が動力伝達可能に連結されている。動力伝達装置14は、ディファレンシャルギヤ68に連結された車軸78等を備える。
このように構成された動力伝達装置14は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式或いはRR(リヤエンジン・リヤドライブ)方式の車両に好適に用いられる。動力伝達装置14では、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2から各々出力される動力は、ドリブンギヤ62へ伝達される。ドリブンギヤ62へ伝達された動力は、ファイナルギヤ66、ディファレンシャルギヤ68、車軸78等を順次介して駆動輪16へ伝達される。このように、第2回転機MG2は、駆動輪16に動力伝達可能に連結されている。動力伝達装置14における変速部58、差動部60、ドリブンギヤ62、ドリブン軸64、ファイナルギヤ66、ディファレンシャルギヤ68、及び車軸78が、エンジン12と駆動輪16との間に設けられた動力伝達経路PTを構成している。
変速部58は、第1遊星歯車機構80、クラッチC1、及びブレーキB1を備える。第1遊星歯車機構80は、サンギヤS0、キャリアCA0、及びリングギヤR0を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。差動部60は、第2遊星歯車機構82を備える。第2遊星歯車機構82は、サンギヤS1、キャリアCA1、及びリングギヤR1を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。
クラッチC1及びブレーキB1は、油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、油圧式の摩擦係合装置である。このクラッチC1及びブレーキB1は、車両10に備えられた油圧制御回路84が後述する電子制御装置100によって制御されることにより、油圧制御回路84から出力される調圧された各油圧に応じて、各々、係合や解放などの状態である作動状態が切り替えられる。
第1遊星歯車機構80、第2遊星歯車機構82、クラッチC1、及びブレーキB1は、図1に示すように連結されている。
クラッチC1及びブレーキB1が共に解放された状態においては、第1遊星歯車機構80の差動が許容される。この状態では、サンギヤS0にてエンジントルクTeの反力トルクが取れない為、変速部58は機械的な動力伝達が不能な中立状態すなわちニュートラル状態とされる。クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放された状態においては、第1遊星歯車機構80は各回転要素が一体となって回転させられる。この状態では、エンジン12の回転は等速でリングギヤR0からキャリアCA1へ伝達される。クラッチC1が解放され且つブレーキB1が係合された状態においては、第1遊星歯車機構80はサンギヤS0の回転が止められ、リングギヤR0の回転がキャリアCA0の回転よりも増速される。この状態では、エンジン12の回転は増速されてリングギヤR0から出力される。
このように、変速部58は、その変速比が「1.0」の直結状態となるローギヤと、その変速比が例えば「0.7」のオーバードライブ状態となるハイギヤと、に切り替え可能な2段の有段変速機として機能する。クラッチC1及びブレーキB1が共に係合された状態においては、第1遊星歯車機構80は各回転要素の回転が止められる。この状態では、変速部58の出力回転部材であるリングギヤR0の回転が停止させられることで、差動部60の入力回転部材であるキャリアCA1の回転が停止させられる。
第2遊星歯車機構82において、キャリアCA1は、変速部58の出力回転部材であるリングギヤR0に連結された回転要素であり、差動部60の入力回転部材として機能する。サンギヤS1は、第1回転機MG1のロータ軸86に一体的に連結されており、第1回転機MG1が動力伝達可能に連結された回転要素である。リングギヤR1は、ドライブギヤ74に一体的に連結されており、駆動輪16に動力伝達可能に連結された回転要素であり、且つ、差動部60の出力回転部材として機能する。
第2遊星歯車機構82は、変速部58を介してキャリアCA1に入力されるエンジン12の動力を第1回転機MG1及びドライブギヤ74に機械的に分割する動力分割機構である。つまり、第2遊星歯車機構82は、エンジン12の動力を駆動輪16と第1回転機MG1とに分割して伝達する差動機構である。第2遊星歯車機構82において、キャリアCA1は入力要素として機能し、サンギヤS1は反力要素として機能し、リングギヤR1は出力要素として機能する。差動部60は、第2遊星歯車機構82に動力伝達可能に連結された第1回転機MG1の運転状態が制御されることにより第2遊星歯車機構82の差動状態(すなわち差動部60の差動状態)が制御される電気式変速機構例えば電気式無段変速機を構成する。無段変速機である差動部60は、動力伝達経路PTに設けられている。第1回転機MG1は、エンジン12の動力が伝達される回転機である。変速部58はオーバードライブであるので、第1回転機MG1の高トルク化が抑制される。なお、差動部60は、本発明における「無段変速機」に相当する。
図3は、図1に示す差動部60における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図3において、3本の縦線Y1、Y2、Y3は、差動部60を構成する第2遊星歯車機構82の3つの回転要素に対応している。縦線Y1は、第1回転機MG1(図3に示す「MG1」参照)が連結された第2回転要素RE2であるサンギヤS1の回転速度を表している。縦線Y2は、変速部58を介してエンジン12(図3に示す「ENG」参照)が連結された第1回転要素RE1であるキャリアCA1の回転速度を表している。縦線Y3は、ドライブギヤ74(図3に示す「OUT」参照)と一体的に連結された第3回転要素RE3であるリングギヤR1の回転速度を表している。ドライブギヤ74と噛み合うドリブンギヤ62には、リダクションギヤ70等を介して第2回転機MG2(図3に示す「MG2」参照)が連結されている。縦線Y1、Y2、Y3の相互の間隔は、第2遊星歯車機構82の歯車比ρ(=サンギヤS1の歯数/リングギヤR1の歯数)に応じて定められる。共線図の縦軸間の関係においてサンギヤS1とキャリアCA1との間が「1」に対応する間隔とされると、キャリアCA1とリングギヤR1との間が歯車比ρに対応する間隔とされる。
キャリアCA1には、車両10に備えられた機械式のオイルポンプ(図3に示す「MOP」参照)が連結されている。この機械式のオイルポンプは、キャリアCA1の回転に伴って駆動されることで、クラッチC1及びブレーキB1の各係合作動や各部の潤滑及び冷却に用いられるオイルを供給する。キャリアCA1の回転が停止される場合には、車両10に備えられた電動式のオイルポンプ(不図示)によりオイルが供給される。
図3の実線Lefは、少なくともエンジン12を駆動力源として走行するHV走行(ハイブリッド走行)が可能な走行モードであるHV走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。図3の実線Lerは、HV走行モードでの後進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。
HV走行モードでは、第2遊星歯車機構82において、例えば変速部58を介してキャリアCA1に入力された正トルクであるエンジントルクTeに対して、第1回転機MG1による負トルクである反力トルクとなるMG1トルクTgがサンギヤS1に入力されると、リングギヤR1には正トルクであるエンジン直達トルクTd[Nm]が現れる。例えば、クラッチC1が係合され且つブレーキB1が解放されて変速部58が変速比「1.0」の直結状態とされている場合、キャリアCA1に入力されるエンジントルクTeに対して、反力トルクとなるMG1トルクTg{=−ρ/(1+ρ)×Te}がサンギヤS1に入力されると、リングギヤR1にはエンジン直達トルクTd{=Te/(1+ρ)=−(1/ρ)×Tg}が現れる。そして、要求駆動力Pwdem[N]に応じて、ドリブンギヤ62に各々伝達されるエンジン直達トルクTdとMG2トルクTmとの合算トルクが車両10の駆動トルクTw[Nm]として駆動輪16へ伝達され得る。
第1回転機MG1は、正回転にて負トルクを発生する場合には発電機として機能する。第1回転機MG1の発電電力Wg[W]は、バッテリ54に充電されたり、第2回転機MG2にて消費されたりする。第2回転機MG2は、発電電力Wgの全部又は一部を用いて、或いは発電電力Wgに加えてバッテリ54からの電力を用いて、MG2トルクTmを出力する。前進走行時のMG2トルクTmは正回転の正トルクとなる力行トルクであり、後進走行時のMG2トルクTmは負回転の負トルクとなる力行トルクである。
差動部60は、電気的な無段変速機として作動させられ得る。例えば、HV走行モードにおいて、駆動輪16の回転に拘束されるドライブギヤ74の回転速度である出力回転速度No[rpm]に対して、第1回転機MG1の運転状態が制御されることによって第1回転機MG1の回転速度つまりサンギヤS1の回転速度が上昇或いは低下させられると、キャリアCA1の回転速度が上昇或いは低下させられる。キャリアCA1は変速部58を介してエンジン12と連結されているので、キャリアCA1の回転速度が上昇或いは低下させられることで、エンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Ne[rpm]が上昇或いは下降させられる。したがって、HV走行では、エンジン動作点OPengを効率の良い動作点に設定する制御を行うことが可能である。この種のハイブリッド形式は、機械分割式或いはスプリットタイプと称される。第1回転機MG1は、エンジン回転速度Neを制御可能な回転機である。なお、エンジン動作点OPengは、エンジン回転速度NeとエンジントルクTeとで表されるエンジン12の運転点である。
図3の破線Lm1は、エンジン12の運転を停止した状態で第2回転機MG2のみを駆動力源とするEV走行(モータ走行)が可能な単独駆動EV走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。単独駆動EV走行モードでは、クラッチC1及びブレーキB1が共に解放されて変速部58がニュートラル状態とされることで差動部60もニュートラル状態とされ、この状態でMG2トルクTmが車両10の駆動トルクTwとして駆動輪16へ伝達され得る。単独駆動EV走行モードでは、例えば第1回転機MG1における引き摺り損失等を低減する為に、第1回転機MG1はゼロ回転に維持される。例えば、第1回転機MG1をゼロ回転に維持する制御が行われても、差動部60はニュートラル状態にあるので、駆動トルクTwは影響を受けない。
図3の破線Lm2は、エンジン12の運転を停止した状態で第1回転機MG1及び第2回転機MG2の両方を駆動力源とするEV走行が可能な両駆動EV走行モードでの前進走行における各回転要素の相対速度の一例を示している。両駆動EV走行モードでは、クラッチC1及びブレーキB1が共に係合されて第1遊星歯車機構80の各回転要素の回転が止められることでキャリアCA1はゼロ回転で停止状態とされ、この状態でMG1トルクTg及びMG2トルクTmが車両10の駆動トルクTwとして駆動輪16へ伝達され得る。
図4は、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTeを変数とする二次元座標上に、最適エンジン動作点OPengfの一例を示す図である。図4において、最大効率線Lengは、最適エンジン動作点OPengfの集まりを示している。最適エンジン動作点OPengfは、例えば要求エンジンパワーPedem[W]を実現するときに、エンジン12単体の燃費にバッテリ54における充放電効率等を考慮した車両10におけるトータル燃費が最も良くなるエンジン動作点OPengとして予め定められている。つまり、最適エンジン動作点OPengfにおけるエンジン回転速度Neは、エンジン12が要求エンジンパワーPedemを最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度Neeffである。
等エンジンパワー線Lpw1,Lpw2,Lpw3は、各々、要求エンジンパワーPedemがエンジンパワーPe1,Pe2,Pe3であるときの一例を示している。点Aは、エンジンパワーPe1を最適エンジン動作点OPengf上で実現するときのエンジン動作点OPengAであり、点Bは、エンジンパワーPe2を最適エンジン動作点OPengf上で実現するときのエンジン動作点OPengBであり、点Cは、エンジンパワーPe3を最適エンジン動作点OPengf上で実現するときのエンジン動作点OPengCである。点A,B,Cは、各々、目標エンジン回転速度Netgt[rpm]と目標エンジントルクTetgt[Nm]とで表されるエンジン動作点OPengの目標値すなわち目標エンジン動作点OPengtgtでもある。つまり、目標エンジン回転速度Netgtは、エンジン回転速度Neの目標値であり、目標エンジントルクTetgtは、エンジントルクTeの目標値である。
アクセル開度θacc[%]の増加(例えば、運転者による不図示のアクセルペダルの踏み増し操作に基づくアクセル開度θaccの増加)により、例えば目標エンジン動作点OPengtgtが点Aから点Cへ変化させられる場合、最大効率線Leng上を通る経路aでエンジン動作点OPengが変化させられる。なお、目標エンジン回転速度Netgtは、本発明における「目標値」に相当する。
図4では不図示であったが、厳密には、過給機18付きエンジン12においては、燃費が最大となる最適エンジン動作点OPengfは、エンジン回転速度Ne及びエンジントルクTeの他に、過給圧Pchgも変数として予め記憶されている。最適エンジン動作点OPengf上で要求エンジンパワーPedemを実現するときの過給圧Pchgが、目標過給圧Pchgtgt[Pa]である。
図5は、EV走行とHV走行との切替制御に用いる駆動力源切替マップの一例を示す図である。図5において、実線Lswpは、EV走行とHV走行とを切り替える為のEV走行領域とHV走行領域との境界線である。車速V[km/h]が比較的低く且つ要求駆動トルクTwdem[Nm]が比較的低い(すなわち要求駆動力Pwdemが比較的小さい)領域が、EV走行領域に予め定められている。車速Vが比較的高く又は要求駆動トルクTwdemが比較的高い(すなわち要求駆動力Pwdemが比較的大きい)領域が、HV走行領域に予め定められている。なお、後述のバッテリ54の充電状態値SOC[%]が所定値未満の低い場合又はエンジン12の暖機が必要なときには、図5におけるEV走行領域がHV走行領域に変更されても良い。この所定値は、エンジン12を強制的に始動してバッテリ54を充電する必要がある充電状態値SOCであることを判断する為の予め定められた閾値である。
図6は、各走行モードとそれに用いられるクラッチC1及びブレーキB1の作動状態の組み合わせとの関係を説明する係合作動表である。図6において、「○」は係合状態を示し、「空欄」は解放状態を示し、「△」は回転停止状態のエンジン12を連れ回し状態とするエンジンブレーキの併用時にクラッチC1及びブレーキB1のいずれか一方を係合状態とすることを示している。また、「G」は第1回転機MG1を主にジェネレータとして機能させることを示し、「M」は第1回転機MG1及び第2回転機MG2の各々を駆動時には主にモータとして機能させ、回生時には主にジェネレータとして機能させることを示している。車両10は、走行モードとして、EV走行モード及びHV走行モードを選択的に実現することができる。EV走行モードは、単独駆動EV走行モードと両駆動EV走行モードとの2つのモードを有している。
単独駆動EV走行モードは、クラッチC1及びブレーキB1が共に解放された状態で実現される。単独駆動EV走行モードでは、クラッチC1及びブレーキB1が解放されることで、変速部58がニュートラル状態とされる。変速部58がニュートラル状態とされると、差動部60はリングギヤR0に連結されたキャリアCA1にてMG1トルクTgの反力トルクが取れないニュートラル状態とされる。この状態で、電子制御装置100は、第2回転機MG2から走行用のMG2トルクTmを出力させる(図3に示す破線Lm1参照)。単独駆動EV走行モードでは、前進走行時に対して第2回転機MG2を逆回転させて後進走行することも可能である。
単独駆動EV走行モードでは、リングギヤR0はキャリアCA1に連れ回されるが、変速部58はニュートラル状態にあるので、エンジン12は連れ回されずゼロ回転で停止状態とされる。よって、単独駆動EV走行モードでの走行中に第2回転機MG2にて回生制御を行う場合、回生量を大きく取ることができる。単独駆動EV走行モードでの走行時に、バッテリ54が満充電状態となり回生エネルギーが取れない場合、エンジンブレーキを併用することが考えられる。エンジンブレーキを併用する場合は、ブレーキB1又はクラッチC1が係合される(図6に示す「エンブレ併用」参照)。ブレーキB1又はクラッチC1が係合されると、エンジン12は連れ回し状態とされて、エンジンブレーキが作用させられる。
両駆動EV走行モードは、クラッチC1及びブレーキB1が共に係合された状態で実現される。両駆動EV走行モードでは、クラッチC1及びブレーキB1が係合されることで、第1遊星歯車機構80の各回転要素の回転が停止させられ、エンジン12がゼロ回転で停止状態とされ且つリングギヤR0に連結されたキャリアCA1の回転が停止させられる。キャリアCA1の回転が停止させられると、キャリアCA1にてMG1トルクTgの反力トルクが取れる為、MG1トルクTgがリングギヤR1から機械的に出力されて駆動輪16へ伝達され得る。この状態で、電子制御装置100は、第1回転機MG1及び第2回転機MG2から各々走行用のMG1トルクTg及びMG2トルクTmを出力させる(図3に示す破線Lm2参照)。両駆動EV走行モードでは、前進走行時に対して第1回転機MG1及び第2回転機MG2が共に逆回転とされて後進走行とすることも可能である。
HV走行モードのロー状態は、クラッチC1が係合された状態且つブレーキB1が解放された状態で実現される。HV走行モードのロー状態では、クラッチC1が係合されることで、第1遊星歯車機構80の回転要素が一体回転させられ、変速部58は直結状態とされる。そのため、エンジン12の回転は等速でリングギヤR0からキャリアCA1へ伝達される。HV走行モードのハイ状態は、ブレーキB1が係合された状態且つクラッチC1が解放された状態で実現される。HV走行モードのハイ状態では、ブレーキB1が係合されることで、サンギヤS0の回転が停止させられ、変速部58はオーバードライブ状態とされる。そのため、エンジン12の回転が増速されてリングギヤR0からキャリアCA1へ伝達される。HV走行モードにおいて、電子制御装置100は、エンジントルクTeに対する反力トルクとなるMG1トルクTgを第1回転機MG1の発電により出力させると共に、第1回転機MG1の発電電力Wgにより第2回転機MG2からMG2トルクTmを出力させる(図3に示す実線Lef参照)。HV走行モードでは例えばHV走行モードのロー状態では、前進走行時に対して第2回転機MG2が逆回転とされて後進走行とすることも可能である(図3に示す実線Ler参照)。HV走行モードでは、バッテリ54からの電力を用いたMG2トルクTmを更に付加して走行することも可能である。HV走行モードでは、例えば車速Vが比較的高く且つ要求駆動トルクTwdemが比較的低い場合には、HV走行モードのうちのハイ状態が成立させられる。
図1に戻り、車両10は、更に、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2などの制御に関連する車両10の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置100を備える。電子制御装置100は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。電子制御装置100は、必要に応じてエンジン制御用、回転機制御用、油圧制御用等の各コンピュータを含んで構成される。なお、電子制御装置100は、本発明における「制御装置」に相当する。
電子制御装置100には、車両10に備えられた各種センサ等(例えば、過給圧センサ40、スロットル弁開度センサ44、エンジン回転速度センサ88、出力回転速度センサ90、MG1回転速度センサ92、MG2回転速度センサ94、アクセル開度センサ96、バッテリセンサ98など)による検出値に基づく各種信号等(例えば、過給圧Pchg、スロットル弁開度θth、エンジン回転速度Ne、車速Vに対応する出力回転速度No、第1回転機MG1の回転速度であるMG1回転速度Ng[rpm]、第2回転機MG2の回転速度であるMG2回転速度Nm[rpm]、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、バッテリ54のバッテリ温度THbat[℃]やバッテリ充放電電流Ibat[mA]やバッテリ電圧Vbat[V]など)が、それぞれ入力される。
電子制御装置100からは、車両10に備えられた各装置(例えば、エンジン制御装置50、インバータ52、油圧制御回路84など)に各種指令信号(例えば、エンジン12を制御する指令信号であるエンジン制御指令信号Se、第1回転機MG1及び第2回転機MG2を各々制御する指令信号である回転機制御指令信号Smg、クラッチC1及びブレーキB1の各々の作動状態を制御する指令信号である油圧制御指令信号Spなど)が、それぞれ出力される。
電子制御装置100は、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいてバッテリ54の充電状態を示す値としての充電状態値SOCを算出する。電子制御装置100は、例えばバッテリ温度THbat及びバッテリ54の充電状態値SOCに基づいて、バッテリ54のパワーであるバッテリパワーPbat[W]の使用可能な範囲を規定する充電可能電力Win[W]及び放電可能電力Wout[W]を算出する。充電可能電力Winは、バッテリ54への入力電力の制限を規定する入力可能電力であり、放電可能電力Woutは、バッテリ54からの出力電力の制限を規定する出力可能電力である。充電可能電力Win及び放電可能電力Woutは、例えばバッテリ温度THbatが常用域より低い低温域ではバッテリ温度THbatが低いほど小さくされ、バッテリ温度THbatが常用域より高い高温域ではバッテリ温度THbatが高いほど小さくされる。充電可能電力Winは、例えば充電状態値SOCが高い領域では充電状態値SOCが高いほど小さくされる。放電可能電力Woutは、例えば充電状態値SOCが低い領域では充電状態値SOCが低いほど小さくされる。
電子制御装置100は、加速要求判定部102、過給実行判定部104、及び駆動制御部106を機能的に備える。
加速要求判定部102は、加速要求があったか否かを判定する。加速要求があったか否かは、例えば運転者によるアクセルペダルの踏み増し操作により要求駆動トルクTwdemが増加したか否かで判定される。要求駆動トルクTwdemが増加した場合には、加速要求があったと判定される。例えば、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)アクセル開度θacc及び車速Vと要求駆動トルクTwdemとの関係(例えば、駆動力マップ)に、実際のアクセル開度θacc及び車速Vを適用することで、車両10に対して要求される駆動トルクTwである要求駆動トルクTwdemが算出される。要求駆動トルクTwdemは、見方を換えればそのときの車速Vにおける要求駆動力Pwdemである。なお、駆動力マップは、車速Vに替えて出力回転速度Noなどが適用されても良い。
過給実行判定部104は、加速要求判定部102により加速要求があったと判定された場合に、エンジン12での過給を実行するか否かを判定する。例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み増し操作後のアクセル開度θaccに基づいて設定される目標エンジン動作点OPengtgtにおける目標過給圧Pchgtgtが過給機18の過給作用が効く値である場合には過給実行判定部104はエンジン12での過給を実行すると判定し、そうでない場合には過給実行判定部104はエンジン12での過給を実行しないと判定する。なお、この目標過給圧Pchgtgtは、加速要求によって実行される後述の加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgt、すなわち加速感演出制御の終了時における過給圧Pchgである。
駆動制御部106は、加速要求判定部102により加速要求があったと判定された場合には、加速感演出制御及び出力補填制御を実行する。
ここから、加速感演出制御における目標エンジン動作点OPengtgtの設定方法について、目標エンジン動作点OPengtgtが図4に示す点Aから点Cへ変化させられる場合を例にして説明する。
ここで、加速感演出制御の開始直前における要求エンジンパワーPedemを開始時要求エンジンパワーPesta[W]といい、加速感演出制御の終了時における要求エンジンパワーPedemを最終要求エンジンパワーPefin[W]ということとする。言い換えると、開始時要求エンジンパワーPestaは加速要求の直前に車両10に要求されていたエンジンパワーPeであり、最終要求エンジンパワーPefinは加速要求によって車両10に要求されたエンジンパワーPeである。本例の場合、開始時要求エンジンパワーPestaはエンジンパワーPe1であり、最終要求エンジンパワーPefinはエンジンパワーPe3である。
加速感演出制御の開始直前における目標エンジン動作点OPengtgtを開始時動作点OPengstaといい、開始時動作点OPengstaにおける目標エンジン回転速度Netgtを開始時回転速度Nesta[rpm]ということとする。本例の場合、開始時動作点OPengstaはエンジン動作点OPengA(点A)である。
加速感演出制御の終了時における目標エンジン動作点OPengtgtを最終動作点OPengfinといい、最終動作点OPengfinにおける目標エンジン回転速度Netgtを最終回転速度Nefin[rpm]ということとする。なお、最終回転速度Nefinは、最終要求エンジンパワーPefinを実現するエンジン12における最適燃費回転速度Neeff[rpm]とされている。本例の場合、最終動作点OPengfinはエンジン動作点OPengC(点C)である。
加速感演出制御の開始直後において設定される目標エンジン動作点OPengtgtを初期動作点OPenginiといい、初期動作点OPenginiにおける目標エンジン回転速度Netgtを初期回転速度Neini[rpm]ということとする。本例の場合、例えば初期動作点OPenginiはエンジン動作点OPengB(点B)である。初期回転速度Neiniは、最終回転速度Nefinよりも低く且つ開始時回転速度Nestaよりも高い回転速度である。すなわち、エンジン12が最終要求エンジンパワーPefin(=Pe3)を最も効率よく出力可能な最終動作点OPengfinにおける最適燃費回転速度Neeffよりも初期回転速度Neiniは低い。なお、本発明における「要求エンジンパワー」は、加速要求があった場合における要求エンジンパワーPedemであり、本例においては加速要求によって車両10に要求されたエンジンパワーPeである最終要求エンジンパワーPefinである。
駆動制御部106は、加速感演出制御の開始により目標エンジン動作点OPengtgtを初期動作点OPenginiに設定する。これにより、目標エンジン動作点OPengtgtが開始時動作点OPengsta(点A)から初期動作点OPengini(点B)へ変化させられる。また、駆動制御部106は、加速感演出制御の開始によりエンジン12の過給圧Pchgが加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgtとなるように制御を開始する。駆動制御部106は、その後、時間t[ms]の経過に応じて予め設定された回転速度増加率μ[rpm/ms](図9参照)でもって初期回転速度Neiniから最終回転速度Nefinすなわち最適燃費回転速度Neeffへとエンジン回転速度Neを増加させる。これにより、目標エンジン動作点OPengtgtが初期動作点OPengini(点B)から最終動作点OPengfin(点C)へ次第に変化させられる。なお、時間tの経過とは、目標エンジン動作点OPengtgtが初期動作点OPenginiへ変化させられる加速感演出制御の開始からの時間tの経過を意味する。時間tの経過は、本発明における「時間経過」に相当する。
目標過給圧Pchgtgtが過給作用が効く値ではなく且つ加速感演出制御を実行する場合における初期回転速度Neini、回転速度増加率μ、及び下限回転速度Nemin[rpm]として、それぞれ基本初期値I、基本増加率μ[rpm/ms]、及び基本下限値M[rpm]が予め実験的に或いは設計的に求められて記憶されている。基本初期値I、基本増加率μ、及び基本下限値Mは、これらに基づいて加速感演出制御が実行された場合にエンジン回転速度Neが最終回転速度Nefinすなわち最適燃費回転速度Neeff未満となることによって生じる最終要求エンジンパワーPefinに対するエンジンパワーPeの出力不足が第2回転機MG2によって補填可能な値とされている。
初期動作点OPenginiにおける初期回転速度Neiniは、基本初期値Iと初期値補正量α[rpm]との合計値で設定される。逆に言えば、例えば初期回転速度Neiniを実現する最適エンジン動作点OPengfが初期動作点OPenginiとされる。回転速度増加率μは、基本増加率μと増加率補正量β[rpm/ms]との合計値で設定される。下限回転速度Neminは、基本下限値Mと下限値補正量γ[rpm]との合計値で設定される。このように、初期回転速度Neini、回転速度増加率μ、及び下限回転速度Neminは、初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γによりそれぞれ補正され得る。
図7は、初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γと目標過給圧Pchgtgtとのそれぞれの関係を例示した図であって、(a)は目標過給圧Pchgtgtと初期値補正量αとの関係を示し、(b)は目標過給圧Pchgtgtと増加率補正量βとの関係を示し、(c)は目標過給圧Pchgtgtと下限値補正量γとの関係を示したものである。
駆動制御部106は、加速感演出制御の開始時におけるエンジン12の目標過給圧Pchgtgtに応じて初期値補正量α(>0)を設定する。図7(a)に示すように、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、初期値補正量αが大きな値に設定される。また、目標過給圧Pchgtgtが高いほど初期値補正量αが大きな値に設定される、すなわち目標過給圧Pchgtgtが高くなるほど初期値補正量αが大きな値とされる。図7(a)の例では、目標過給圧Pchgtgtの増加に対して初期値補正量αがリニア(線形)に増加している。この初期値補正量αの設定により、駆動制御部106は、加速感演出制御における初期回転速度Neiniを基本初期値Iよりも初期値補正量αだけ大きな値(=I+α)に設定する。
駆動制御部106は、加速感演出制御の開始時におけるエンジン12の目標過給圧Pchgtgtに応じて増加率補正量β(>0)を設定する。図7(b)に示すように、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、増加率補正量βが大きな値に設定される。また、目標過給圧Pchgtgtが高いほど増加率補正量βが大きな値に設定される、すなわち目標過給圧Pchgtgtが高くなるほど増加率補正量βが大きな値とされる。図7(b)の例では、目標過給圧Pchgtgtの増加に対して増加率補正量βがリニア(線形)に増加している。この増加率補正量βの設定により、駆動制御部106は、加速感演出制御におけるエンジン回転速度Neの回転速度増加率μを基本増加率μよりも増加率補正量βだけ大きな値(=μ+β)に設定する。
駆動制御部106は、加速感演出制御の開始時におけるエンジン12の目標過給圧Pchgtgtに応じて下限値補正量γ(>0)を設定する。図7(c)に示すように、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、下限値補正量γが大きな値に設定される。また、目標過給圧Pchgtgtが高いほど下限値補正量γが大きな値に設定される、すなわち目標過給圧Pchgtgtが高くなるほど下限値補正量γが大きな値とされる。図7(c)の例では、目標過給圧Pchgtgtの増加に対して下限値補正量γがリニア(線形)に増加している。この下限値補正量γの設定により、駆動制御部106は、加速感演出制御における下限ガード処理の下限回転速度Neminを基本下限値Mよりも下限値補正量γだけ大きな値(=M+γ)に設定する。下限ガード処理とは、目標エンジン回転速度Netgtの下限値を設定する処理であり、具体的には目標エンジン回転速度Netgtが下限回転速度Nemin未満とはならないように設定される。
図1に戻り、駆動制御部106において、MG1トルクTgは、例えばエンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとなるように第1回転機MG1を作動させるフィードバック制御において算出される。MG2トルクTmは、例えばエンジン直達トルクTdによる駆動トルクTw分とそのMG2トルクTmとを合わせて要求駆動トルクTwdemが得られるように算出される。すなわち、駆動制御部106は、加速感演出制御によってエンジン回転速度Neが最終回転速度Nefinすなわち最適燃費回転速度Neeff未満となることによって生じる最終要求エンジンパワーPefinに対するエンジンパワーPe[W]の出力不足を補うように第2回転機MG2を制御する。具体的には、エンジンパワーPeの出力不足によるエンジン直達トルクTdの不足分をMG2トルクTmが補填するように、第2回転機MG2が制御される。これにより、運転者が要求する駆動力が実現される。この加速感演出制御によってエンジン回転速度Neが最終回転速度Nefin未満となることによって生じる最終要求エンジンパワーPefinに対するエンジンパワーPeの出力不足を補うように第2回転機MG2を制御することが、出力補填制御である。
このように、車両10は、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとなるように、差動部60のサンギヤS1に入力される第1回転機MG1の反力トルクとなるMG1トルクTgを制御する車両である。エンジン12及び無段変速機である差動部60が制御されることで、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとされる。
ところで、加速感演出制御においては、初期回転速度Neiniが低く設定されるほどエンジンパワーPeが出力不足となりやすく、また、予め設定された回転速度増加率μが小さいほどエンジンパワーPeが出力不足となっている期間が長くなりやすい。また、過給機18を有するエンジン12においては、車両加速時に目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによりエンジンパワーPeが出力不足となりやすく、出力不足量が大きくなりやすい。
したがって、加速感演出制御において初期回転速度Neiniが低く設定された場合であって、且つ、過給機18を有するエンジン12における車両加速時に目標過給圧Pchgtgtが高い場合には、エンジンパワーPeの出力不足量が大きくなりやすく、この出力不足量を補おうとしてもバッテリ54の制約(例えば、放電可能電力Woutによる制約)のために第2回転機MG2による補填が十分にはできず、すなわち第2回転機MG2の出力トルクであるMG2トルクTmがエンジンパワーPeの出力不足によるエンジン直達トルクTdの不足分を完全には補填できず、加速性能が悪化するおそれがある。そのため、本例の場合、前述したように、加速感演出制御の開始時におけるエンジン12の目標過給圧Pchgtgtに応じて初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γが設定される。
図8は、電子制御装置100の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。図8のフローチャートは、車両10がHV走行モードにある場合において繰り返し実行される。
まず、加速要求判定部102の機能に対応するステップS10において、加速要求があったか否かが判定される。ステップS10の判定が肯定された場合、ステップS20が実行される。ステップS10の判定が否定された場合、ステップS80が実行される。
過給実行判定部104の機能に対応するステップS20において、過給の実行を行うか否かが判定される。ステップS20の判定が肯定された場合、ステップS30が実行される。ステップS20の判定が否定された場合、ステップS60が実行される。
駆動制御部106の機能に対応するステップS30において、加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgtに応じて初期値補正量αが設定される。そしてステップS40が実行される。
駆動制御部106の機能に対応するステップS40において、加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgtに応じて増加率補正量βが設定される。そしてステップS50が実行される。
駆動制御部106の機能に対応するステップS50において、加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgtに応じて下限値補正量γが設定される。そしてステップS70が実行される。
なお、ステップS30で設定される初期値補正量α、ステップS40で設定される増加率補正量β、及びステップS50で設定される下限値補正量γは、加速感演出制御が実行された場合に過給圧Pchgの応答遅れによるエンジンパワーPeの出力不足を第2回転機MG2によって補填可能なように設定される。
駆動制御部106の機能に対応するステップS60において、初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γがいずれも零とされる。そしてステップS70が実行される。
駆動制御部106の機能に対応するステップS70において、加速感演出制御及び出力補填制御が実行される。加速感演出制御及び出力補填制御においては、目標エンジン回転速度Netgtが満たされるようにMG1トルクTgが算出され、且つエンジンパワーPeの出力不足を補うようにMG2トルクTmが算出されて、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2が制御される。なお、エンジン12の過給圧Pchgは、加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgtとなるようにエンジン12が制御される。そしてリターンとなる。
駆動制御部106の機能に対応するステップS80において、加速感演出制御及び出力補填制御のいずれも実行されない。例えば、車両10が減速中の場合には、最適エンジン動作点OPengf上においてその減速中における要求エンジンパワーPedemを実現するエンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとして設定される。そしてリターンとなる。
図9は、図8に示す電子制御装置100の制御作動が実行された場合のタイムチャートの例示であって、(a)は初期回転速度Neiniが初期値補正量αにより補正された例であり、(b)は回転速度増加率μが増加率補正量βにより補正された例であり、(c)は下限回転速度Neminが下限値補正量γにより補正された例である。なお、下限回転速度Neminは、本発明における「下限値」に相当する。
図9の各図において、横軸は時間t[ms]であり、縦軸は目標エンジン回転速度Netgtである。発明の理解を容易とするため、図9の各図では、初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γのいずれか1つが設定された場合のタイムチャートが実線で示され、比較のため、初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γがいずれも設定されていない場合のタイムチャートが破線で示されている。なお、「初期値補正量α(又は増加率補正量β、下限値補正量γ)が設定されている」とは、初期値補正量α(又は増加率補正量β、下限値補正量γ)が零よりも大きい値とされた場合をいい、「初期値補正量α(又は増加率補正量β、下限値補正量γ)が設定されていない」とは、初期値補正量α(又は増加率補正量β、下限値補正量γ)が零である場合をいう。
まず、図9(a)を用いて、初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γがいずれも零である場合のタイムチャートについて説明する。なお、図9(b)及び図9(c)に示す破線も初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γがいずれも零である場合のタイムチャートである。初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γがいずれも零であるため、初期回転速度Neiniは基本初期値Iとされ、回転速度増加率μは基本増加率μとされ、下限回転速度Neminは基本下限値Mとされる。なお、下限回転速度Nemin(=M)は初期回転速度Neini(=I)よりも小さな値であるため、下限ガード処理は施されない。図9(a)に破線で示すように、加速感演出制御の開始直後である時刻t0において、目標エンジン回転速度Netgtが初期回転速度Neini(=I)に設定される。その設定後は、目標エンジン回転速度Netgtは、回転速度増加率μ(=μ)で時間tの経過とともに増加する。そして時刻t2において、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinに到達する。このように、加速感演出制御は時刻t0から時刻t2まで実行される。時刻t2以降は、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinが維持される。
つぎに、図9(a)を用いて初期値補正量αが設定され、増加率補正量β及び下限値補正量γが零である場合のタイムチャートについて説明する。初期値補正量αが設定され、増加率補正量β及び下限値補正量γが零であるため、初期回転速度Neiniは基本初期値Iに初期値補正量αが加算された値とされ、回転速度増加率μは基本増加率μとされ、下限回転速度Neminは基本下限値Mとされる。なお、下限回転速度Nemin(=M)は初期回転速度Neini(=I+α)よりも小さな値であるため、下限ガード処理は施されない。図9(a)に実線で示すように、加速感演出制御の開始直後である時刻t0において、目標エンジン回転速度Netgtが初期回転速度Neini(=I+α)に設定される。その設定後は、目標エンジン回転速度Netgtは、回転速度増加率μ(=μ)で時間tの経過とともに増加する。そして時刻t1αにおいて、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinに到達する。このように、加速感演出制御は時刻t0から時刻t1αまで実行される。時刻t1α以降は、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinが維持される。
つぎに、図9(b)を用いて増加率補正量βが設定され、初期値補正量α及び下限値補正量γが零である場合のタイムチャートについて説明する。増加率補正量βが設定され、初期値補正量α及び下限値補正量γが零であるため、初期回転速度Neiniは基本初期値Iとされ、回転速度増加率μは基本増加率μに増加率補正量βが加算された値とされ、下限回転速度Neminは基本下限値Mとされる。なお、下限回転速度Nemin(=M)は初期回転速度Neini(=I)よりも小さな値であるため、下限ガード処理は施されない。図9(b)に実線で示すように、加速感演出制御の開始直後である時刻t0において、目標エンジン回転速度Netgtが初期回転速度Neini(=I)に設定される。その設定後は、目標エンジン回転速度Netgtは、回転速度増加率μ(=μ+β)で時間tの経過とともに増加する。そして時刻t1βにおいて、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinに到達する。このように、加速感演出制御は時刻t0から時刻t1βまで実行される。時刻t1β以降は、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinが維持される。
つぎに、図9(c)を用いて下限値補正量γが設定され、初期値補正量α及び増加率補正量βが零である場合のタイムチャートについて説明する。下限値補正量γが設定され、初期値補正量α及び増加率補正量βが零であるため、初期回転速度Neiniは基本初期値Iとされ、回転速度増加率μは基本増加率μとされ、下限回転速度Neminは基本下限値Mに下限値補正量γが加算された値とされる。下限回転速度Nemin(=M+γ)は初期回転速度Neini(=I)よりも大きな値であるため、下限ガード処理が施される。前述したように、下限ガード処理により、目標エンジン回転速度Netgtが下限回転速度Nemin未満とはならないように設定される。初期回転速度Neini(=I)が下限回転速度Nemin(=M+γ)よりも低いために下限ガード処理が施され、図9(c)に実線で示すように、加速感演出制御の開始直後である時刻t0において、目標エンジン回転速度Netgtが下限回転速度Nemin(=M+γ)に設定される。その設定後は、初期回転速度Neiniに対して回転速度増加率μ(=μ)で増加した値が下限回転速度Nemin(=M+γ)となる時刻t1γまで、目標エンジン回転速度Netgtが下限回転速度Nemin(=M+γ)に設定される。時刻t1γ後は、目標エンジン回転速度Netgtは、回転速度増加率μ(=μ)で時間tの経過とともに増加する。そして時刻t2において、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinに到達する。このように、加速感演出制御は時刻t0から時刻t2まで実行される。時刻t2以降は、目標エンジン回転速度Netgtは、最終回転速度Nefinが維持される。
初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γのうち2つ又は全てが設定された場合のタイムチャートについては不図示であるが、例えば初期回転速度Neiniが基本初期値Iと初期値補正量αとの合計値(=I+α)とされ、回転速度増加率μが基本増加率μと増加率補正量βとの合計値(=μ+β)とされ、及び下限回転速度Neminが基本下限値Mと下限値補正量γとの合計値(=M+γ)とされる。加速感演出制御の開始直後において、目標エンジン回転速度Netgtが初期回転速度Neini及び下限回転速度Neminのいずれか高い方に設定される。その設定後は、初期回転速度Neiniから時間tの経過に応じて回転速度増加率μで増加させた回転速度と下限回転速度Neminとのいずれか高い方に目標エンジン回転速度Netgtが設定される。目標エンジン回転速度Netgtが最終回転速度Nefinに到達した以降は、目標エンジン回転速度Netgtが最終回転速度Nefinに維持される。
本実施例によれば、(A)過給機18を有するエンジン12と、エンジン12と駆動輪16との間の動力伝達経路PTに設けられた無段変速機である差動部60と、動力伝達経路PTに連結された第2回転機MG2と、を備え、エンジン12および第2回転機MG2を駆動力源とするハイブリッド車両10の、制御装置100であって、(B)(b1)加速要求があった場合、目標エンジン回転速度Netgtを、エンジン12が要求エンジンパワーPedemを最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度Neeffよりも低い初期回転速度Neiniに設定した後、時間tの経過に応じた回転速度増加率μでもって初期回転速度Neiniから最適燃費回転速度Neeffへと増加させ、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとなるように差動部60を制御する加速感演出制御を行うとともに、(b2)加速感演出制御によってエンジン回転速度Neが最適燃費回転速度Neeff未満となることによって生じる要求エンジンパワーPedemに対するエンジン12の出力不足を補うように第2回転機MG2を制御する駆動制御部106が備えられ、(C)駆動制御部106は、(c1)加速感演出制御の開始時におけるエンジン12の目標過給圧Pchgtgtに応じて初期回転速度Neini又は初期回転速度Neiniの下限値である下限回転速度Neminを設定し、(c2)目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて初期回転速度Neiniを大きな値に設定する。目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、エンジン12の出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジン12の初期回転速度Neini又はその初期回転速度Neiniの下限値が大きな値に設定されて、時間的に早い段階でエンジン回転速度Neが高くなるように設定される。これにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
本実施例によれば、駆動制御部106は、目標過給圧Pchgtgtが高いほど初期回転速度Neiniを大きな値に設定する。目標過給圧Pchgtgtが高いほど、過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、エンジン12の出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジン12の初期回転速度Neini又はその初期回転速度Neiniの下限値が大きな値に設定されることにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
本実施例によれば、(A)駆動制御部106は、(a1)目標過給圧Pchgtgtに応じて回転速度増加率μを設定し、(a2)目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて回転速度増加率μを大きな値に設定する。目標過給圧Pchgが高い場合には低い場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、エンジン12の出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジン12の回転速度増加率μが大きな値に設定されて、エンジン回転速度Neが速やかに高くなるように設定される。これにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
本実施例によれば、駆動制御部106は、目標過給圧Pchgtgtが高いほど回転速度増加率μを大きな値に設定する。目標過給圧Pchgtgtが高いほど、過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、エンジン12の出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジン12の回転速度増加率μが大きな値に設定されることにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
図10は、本発明の実施例2に係る電子制御装置200が搭載されるハイブリッド車両210の概略構成図であると共に、ハイブリッド車両210における各種制御の為の制御機能の要部を表す機能ブロック図である。ハイブリッド車両210(以下。「車両210」と記す。)は、エンジン12、第1回転機MG1、第2回転機MG2、動力伝達装置214、及び駆動輪16を備える。実施例2について、前述の実施例1と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
エンジン12は、後述する電子制御装置200によって車両210に備えられたエンジン制御装置50が制御されることにより、エンジントルクTeが制御される。
第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、各々、車両210に備えられたインバータ252を介して、車両210に備えられたバッテリ54に接続されている。第1回転機MG1及び第2回転機MG2は、各々、後述する電子制御装置200によってインバータ252が制御されることにより、MG1トルクTg及びMG2トルクTmが制御される。
動力伝達装置214は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース256内において共通の軸心上に直列に配設された、電気式の無段変速部258及び機械式の有段変速部260等を備える。無段変速部258は、直接的に或いは図示しないダンパーなどを介して間接的にエンジン12に連結されている。有段変速部260は、無段変速部258の出力側に連結されている。動力伝達装置214は、有段変速部260の出力回転部材である出力軸274に連結されたディファレンシャルギヤ68、ディファレンシャルギヤ68に連結された一対の車軸78等を備える。動力伝達装置214において、エンジン12や第2回転機MG2から出力される動力は、有段変速部260へ伝達される。有段変速部260へ伝達された動力は、ディファレンシャルギヤ68等を介して駆動輪16へ伝達される。このように構成された動力伝達装置214は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式の車両に好適に用いられる。無段変速部258や有段変速部260等は上記共通の軸心に対して略対称的に構成されており、図10ではその軸心の下半分が省略されている。上記共通の軸心は、エンジン12のクランク軸やクランク軸に連結された入力軸272などの軸心である。動力伝達装置214における無段変速部258、有段変速部260、ディファレンシャルギヤ68、及び車軸78が、エンジン12と駆動輪16との間に設けられた動力伝達経路PTを構成している。なお、本実施例の第2回転機MG2は、本発明における「回転機」に相当する。
無段変速部258は、エンジン12の動力を第1回転機MG1及び無段変速部258の出力回転部材である中間伝達部材276に機械的に分割する動力分割機構としての差動機構280を備える。第1回転機MG1は、エンジン12の動力が伝達される回転機である。中間伝達部材276には第2回転機MG2が動力伝達可能に連結されている。中間伝達部材276は、有段変速部260を介して駆動輪16に連結されているので、第2回転機MG2は、駆動輪16に動力伝達可能に連結された回転機である。差動機構280は、エンジン12の動力を駆動輪16と第1回転機MG1とに分割して伝達する差動機構である。無段変速部258は、差動機構280に動力伝達可能に連結された第1回転機MG1の運転状態が制御されることにより差動機構280の差動状態(すなわち無段変速部258の差動状態)が制御される電気式の無段変速機である。第1回転機MG1は、エンジン回転速度Neを制御可能な回転機である。なお、無段変速部258は、本発明における「無段変速機」に相当する。
差動機構280は、サンギヤS1、キャリアCA1、及びリングギヤR1を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。
有段変速部260は、中間伝達部材276と駆動輪16との間の動力伝達経路PTの一部を構成する有段変速機としての機械式変速機構、つまり差動機構280と駆動輪16との間の動力伝達経路PTの一部を構成する自動変速機である。中間伝達部材276は、有段変速部260の入力回転部材としても機能する。有段変速部260は、例えば第1遊星歯車装置282A及び第2遊星歯車装置282Bの複数の遊星歯車装置と、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、ブレーキB2、及びワンウェイクラッチF1の複数の係合装置と、を備える、公知の遊星歯車式の自動変速機である。以下、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、及びブレーキB2については、特に区別しない場合は単に係合装置CBという。第1遊星歯車装置282Aは、サンギヤS2、キャリアCA2、及びリングギヤR2を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。第2遊星歯車装置282Bは、サンギヤS3、キャリアCA3、及びリングギヤR3を備える公知のシングルピニオン型の遊星歯車装置である。
差動機構280、第1遊星歯車装置282A、第2遊星歯車装置282B、係合装置CB、ワンウェイクラッチF1、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2は、図10に示すように連結されている。差動機構280において、キャリアCA1は入力要素として機能し、サンギヤS1は反力要素として機能し、リングギヤR1は出力要素として機能する。
係合装置CBは、油圧式の摩擦係合装置である。係合装置CBは、車両210に備えられた油圧制御回路284内のソレノイドバルブSL1−SL4等から各々出力される調圧された各係合油圧により、係合装置CBのそれぞれのトルク容量である係合トルクが変化させられる。これにより、係合装置CBは、各々、係合や解放などの状態である作動状態が切り替えられる。
有段変速部260は、複数の係合装置CBの作動状態の組み合わせが切り替えられることによって、変速比γat(=AT入力回転速度Nati[rpm]/AT出力回転速度Nato[rpm])が異なる複数のギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成される。本実施例では、有段変速部260にて形成されるギヤ段をATギヤ段と称す。AT入力回転速度Natiは、有段変速部260の入力回転速度であって、中間伝達部材276の回転速度と同値であり且つMG2回転速度Nmと同値である。AT出力回転速度Natoは、有段変速部260の出力回転部材である出力軸274の回転速度であって、無段変速部258と有段変速部260とを合わせた全体の変速機である複合変速機262の出力回転速度でもある。
図11は、図10に示す有段変速部260の変速作動とそれに用いられる係合装置CBの作動状態の組み合わせとの関係を説明する係合作動表である。有段変速部260は、複数のATギヤ段として、AT1速ギヤ段(図11に示す「1st」)−AT4速ギヤ段(図11に示す「4th」)の4段の前進用のATギヤ段が形成される。AT1速ギヤ段の変速比γatが最も大きく、ハイ側のATギヤ段ほど、変速比γatが小さくなる。後進用のATギヤ段(図11に示す「Rev」)は、例えばクラッチC1が係合され且つブレーキB2が係合されることによって形成される。つまり、後述するように、後進走行を行う際には、例えばAT1速ギヤ段が形成される。図11において、「○」は係合状態、「△」はエンジンブレーキ時や有段変速部260のコーストダウンシフト時における係合状態、「空欄」は解放状態、をそれぞれ表している。コーストダウンシフトとは、例えばアクセルオフ(アクセル開度θaccが零又は略零)の減速走行中における車速Vの低下によって実行されるダウンシフトのうちで、アクセルオフの減速走行状態のまま実行されるダウンシフトである。
有段変速部260は、後述する電子制御装置200によって、例えば運転者によるアクセル操作量であるアクセル開度θaccや車速V等に応じて形成されるATギヤ段が切り替えられる、すなわち複数のATギヤ段が選択的に形成される。例えば、有段変速部260の変速制御においては、係合装置CBのいずれかの掴み替えにより変速が実行される、すなわち係合装置CBの係合と解放との切り替えにより変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速が実行される。
車両210は、更に、ワンウェイクラッチF0(図10参照)を備える。ワンウェイクラッチF0は、キャリアCA1を回転不能に固定することができるロック機構である。すなわち、ワンウェイクラッチF0は、エンジン12のクランク軸と連結された、キャリアCA1と一体的に回転する入力軸272を、ケース256に対して固定することができるロック機構である。ワンウェイクラッチF0は、相対回転可能な2つの部材のうちの一方の部材が入力軸272に一体的に連結され、他方の部材がケース256に一体的に連結されている。ワンウェイクラッチF0は、エンジン12の運転時の回転方向である正回転方向に対して空転する一方で、エンジン12の運転時とは逆の回転方向に対して自動係合する。したがって、ワンウェイクラッチF0の空転時には、エンジン12はケース256に対して相対回転可能な状態とされる。一方で、ワンウェイクラッチF0の係合時には、エンジン12はケース256に対して相対回転不能な状態とされる。すなわち、ワンウェイクラッチF0の係合により、エンジン12はケース256に固定される。このように、ワンウェイクラッチF0は、エンジン12の運転時の回転方向となるキャリアCA1の正回転方向の回転を許容し且つキャリアCA1の負回転方向の回転を阻止する。すなわち、ワンウェイクラッチF0は、エンジン12の正回転方向の回転を許容し且つ負回転方向の回転を阻止することができるロック機構である。
車両210は、有段変速部260にてATギヤ段が形成されたことで駆動輪16の回転に拘束されるリングギヤR1の回転速度に対して、第1回転機MG1の回転速度を制御することによってサンギヤS1の回転速度が上昇或いは下降させられると、キャリアCA1の回転速度つまりエンジン回転速度Neが上昇或いは下降させられる。つまり、少なくともエンジン12を駆動力源として走行するHV走行が可能なHV走行モードでは、エンジン12を効率の良い運転点にて作動させることが可能である。したがって、HV走行モードにおいて、車両210における要求駆動力Pwdemが変化した場合、その要求駆動力Pwdemを実現する要求エンジンパワーPedemに対する加速感演出制御を通じて、目標エンジン動作点OPengtgtが設定可能である。
車両210は、エンジン12、第1回転機MG1、及び第2回転機MG2などの制御に関連する車両210の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置200を備える。電子制御装置200は、前述の実施例1で示した電子制御装置100と同様の構成である。電子制御装置200には、電子制御装置100に入力されるのと同様の各種信号等が入力される。電子制御装置200からは、電子制御装置100が出力するのと同様の各種指令信号が出力される。電子制御装置200は、電子制御装置100と同様に、加速要求判定部102、過給実行判定部104、及び駆動制御部106の各機能と同等の機能を有している。したがって、前述の実施例1と同様に、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、エンジン12の出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジン12の初期回転速度Neini又はその初期回転速度Neiniの下限値が大きな値に設定されて、時間的に早い段階でエンジン回転速度Neが高くなるように設定される。これにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。なお、エンジン12及び無段変速機である差動機構280が制御されることで、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとされる。電子制御装置200は、本発明における「制御装置」に相当する。
本実施例によれば、前述の実施例1と同様の効果が得られる。
図12は、本発明の実施例3に係る電子制御装置300が搭載されるハイブリッド車両310の概略構成図であると共に、ハイブリッド車両310における各種制御の為の制御機能の要部を表す機能ブロック図である。ハイブリッド車両310(以下、「車両310」と記す。)は、エンジン12、回転機MG、及び動力伝達装置314、及び駆動輪16を備える。実施例3について、前述の実施例1と機能において実質的に共通する部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
エンジン12は、後述する電子制御装置300によって車両310に備えられたエンジン制御装置50が制御されることにより、エンジントルクTeが制御される。
回転機MGは、電動機としての機能及び発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。回転機MGは、車両310に備えられたインバータ352を介して、車両310に備えられたバッテリ54に接続されている。回転機MGは、後述する電子制御装置300によってインバータ352が制御されることにより、回転機MGの出力トルクであるMGトルクTmg「Nm」が制御される。回転機MGの発電電力Wgは、バッテリ54に充電されたり、エアコン等の補機にて消費されたりする。回転機MGは、バッテリ54からの電力を用いて、MGトルクTmgを出力する。
動力伝達装置314は、クラッチK0、自動変速機362等を備える。自動変速機362の入力回転部材は、クラッチK0を介してエンジン12と連結されていると共に、直接的に回転機MGと連結されている。動力伝達装置314は、自動変速機362の出力側に連結されたディファレンシャルギヤ68、ディファレンシャルギヤ68に連結された一対の車軸78等を備える。動力伝達装置314において、エンジン12の動力はクラッチK0、自動変速機362、ディファレンシャルギヤ68、及び一対の車軸78等を順次介して駆動輪16へ伝達される。回転機MGの動力は、自動変速機362等を介して駆動輪16へ動力伝達可能とされている。エンジン12と回転機MGとは、各々、駆動輪16に動力伝達可能に連結された、車両310の走行用の駆動力源である。動力伝達装置314におけるクラッチK0、自動変速機362、ディファレンシャルギヤ68、及び車軸78が、エンジン12と駆動輪16との間に設けられた動力伝達経路PTを構成している。なお、回転機MGは、クラッチK0が係合された状態において、エンジン12をクランキングするスタータとしての機能も有する。本実施例の回転機MGは、本発明における「回転機」に相当する。
クラッチK0は、エンジン12と駆動輪16との間の動力伝達経路PTを接続したり切断したりする油圧式の摩擦係合装置である。
自動変速機362は、例えばプライマリプーリ、セカンダリプーリ、及びそれらプーリ間に巻き掛けられた伝動ベルトを備えるベルト式無段変速機などの公知の無段変速機である。自動変速機362は、後述する電子制御装置300により制御される油圧制御回路384によってプライマリプーリ及びセカンダリプーリのV溝幅が変化させられて伝動ベルトの掛かり径(有効径)が変更される。これにより、自動変速機362の変速比γatが無段階に変化させられる。なお、自動変速機362は、本発明における「無段変速機」に相当する。
車両310では、クラッチK0を解放し、エンジン12の運転を停止した状態で、バッテリ54からの電力を用いて回転機MGのみを走行用の駆動力源とするEV走行が可能である。また、車両310では、クラッチK0を係合した状態でエンジン12を運転させて、少なくともエンジン12を走行用の駆動力源とするHV走行が可能である。
車両310は、クラッチK0が係合された状態において、エンジン12のみを駆動力源として走行するエンジン走行モードと、エンジン12及び回転機MGを駆動力源として走行するHV走行モードと、を有する。エンジン走行モード及びHV走行モードのいずれであっても、車両310における要求駆動力Pwdemが変化した場合、その要求駆動力Pwdemを実現する要求エンジンパワーPedemに対する加速感演出制御を通じて、目標エンジン動作点OPengtgtが設定される。
車両310は、エンジン12及び回転機MGなどの制御に関連する車両310の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置300を備える。電子制御装置300は、前述の実施例1で示した電子制御装置100と同様の構成である。電子制御装置300には、電子制御装置100に入力されるのと同様の各種信号等が入力される。ただし、MG1回転速度Ng及びMG2回転速度Nmの替わりに、不図示のMG回転速度センサで検出された回転機MGの回転速度であるMG回転速度Nmg[rpm]が入力される。電子制御装置300からは、電子制御装置100が出力するのと同様の各種指令信号が出力される。ただし、回転機制御指令信号Smgは、回転機MGを制御する指令信号である。電子制御装置300は、電子制御装置100と同様に、加速要求判定部102、過給実行判定部104、及び駆動制御部106の各機能と同等の機能を有している。したがって、前述の実施例1と同様に、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、エンジン12の出力不足が生じやすい場合には、加速感演出制御におけるエンジン12の初期回転速度Neini又はその初期回転速度Neiniの下限値が大きな値に設定されて、時間的に早い段階でエンジン回転速度Neが高くなるように設定される。なお、エンジン12及び無段変速機である自動変速機362が制御されることで、エンジン回転速度Neが目標エンジン回転速度Netgtとされる。電子制御装置300は、本発明における「制御装置」に相当する。
本実施例によれば、前述の実施例1と同様の効果が得られる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
前述の実施例1〜3では、加速感演出制御において目標エンジン動作点OPengが最大効率線Leng上を通る経路aで変化させられていたが、この態様に限らない。例えば、加速感演出制御において目標エンジン動作点OPengが最大効率線Leng上を通る経路aから一旦離れる経路で変化させられても良い。
前述の実施例1〜3では、加速感演出制御は、目標エンジン回転速度Netgtを初期回転速度Neiniに設定した後に時間tの経過に応じた回転速度増加率μでもって初期回転速度Neiniから増加させていたが、この態様に限らない。例えば、加速感演出制御は、目標エンジン回転速度Netgtを時間tの経過の替わりに車速Vの上昇に応じた回転速度増加率μ*(車速Vの上昇に対するエンジン回転速度Neの上昇率)でもって目標エンジン回転速度Netgtを初期回転速度Neiniから増加させても良い。目標エンジン回転速度Netgtが車速Vの上昇に応じた回転速度増加率μ*でもって初期回転速度Neiniから増加させられても加速感が演出されるからである。なお、車速Vの上昇とは、目標エンジン動作点OPengtgtが初期動作点OPenginiへ変化させられる加速感演出制御の開始直後からの車速Vの上昇を意味し、本発明における「車速上昇」に相当する。また、加速感演出制御は、車速Vの上昇および時間tの経過の両方に応じた回転速度増加率μ**(車速Vの上昇及び時間tの経過を2つの変数とするエンジン回転速度Neの上昇率)でもって目標エンジン回転速度Netgtを初期回転速度Neiniから増加させても良い。したがって、加速感演出制御は、車速Vの上昇及び時間tの経過の少なくとも一方に応じた回転速度増加率μ(又はμ*、μ**)でもって目標エンジン回転速度Netgtを初期回転速度Neiniから増加させても良い。
前述の実施例1〜3では、目標過給圧Pchgtgtが高いほど、初期回転速度Neiniが大きな値に設定され、回転速度増加率μが大きな値に設定され、且つ、下限回転速度Neminが大きな値に設定されたが、この態様に限らない。例えば、目標過給圧Pchgtgtの増加に対して初期値補正量α、増加率補正量β、及び下限値補正量γが所謂階段状(ステップ状)に増加することで、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、初期回転速度Neiniが大きな値に設定され、回転速度増加率μが大きな値に設定され、且つ、下限回転速度Neminが大きな値に設定されても良い。つまり、目標過給圧Pchgtgtの狭い範囲においては、初期回転速度Neini、回転速度増加率μ、及び下限回転速度Neminが同じ値に設定されても、目標過給圧Pchgtgtの広い範囲においては、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、初期回転速度Neiniが大きな値に設定され、回転速度増加率μが大きな値に設定され、且つ、下限回転速度Neminが大きな値に設定されても良い。
前述の実施例1〜3では、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて初期回転速度Neini又は下限回転速度Neminが大きな値に設定されたが、この態様に限らない。例えば、「目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて」の替わりに、「目標過給圧の変化量ΔPchgtgtが大きい場合には小さい場合に比べて」としても良い。ここで、目標過給圧の変化量ΔPchgtgt[Pa]とは、加速感演出制御の開始時における目標過給圧Pchgtgt(すなわち加速感演出制御の終了時における過給圧Pchg)と加速感演出制御の開始直前における目標過給圧Pchgtgt(すなわち加速感演出制御の開始直前における過給圧Pchg)との差分である。目標過給圧の変化量ΔPchgtgtが大きい場合には小さい場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、目標過給圧の変化量ΔPchgtgtが大きい場合には小さい場合に比べて、加速感演出制御におけるエンジン12の初期回転速度Neini又は下限回転速度Neminが大きな値に設定されて、時間的に早い段階でエンジン回転速度Neが高くなるように設定される。これにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
前述の実施例1〜3では、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて回転速度増加率μが大きな値に設定されたが、この態様に限らない。例えば、「目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて」の替わりに、「目標過給圧の変化量ΔPchgtgtが大きい場合には小さい場合に比べて」としても良い。目標過給圧の変化量ΔPchgtgtが大きい場合には小さい場合に比べて過給圧Pchgの応答遅れによるエンジン12の出力不足が生じやすい。そのため、目標過給圧の変化量ΔPchgtgtが大きい場合には小さい場合に比べて、加速感演出制御におけるエンジン12の回転速度増加率μが大きな値に設定されて、エンジン回転速度Neが速やかに高くなるように設定される。これにより、過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制される。
前述の実施例1〜3では、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、初期回転速度Neiniが大きな値に設定され、回転速度増加率μが大きな値に設定され、且つ、下限回転速度Neminが大きな値に設定されたが、この態様に限らない。例えば、目標過給圧Pchgtgtが高い場合には低い場合に比べて、「初期回転速度Neiniが大きな値に設定されること」、及び「下限回転速度Neminが大きな値に設定されること」の何れかが行われれば良い。「初期回転速度Neiniが大きな値に設定されること」、及び「下限回転速度Neminが大きな値に設定されること」の何れかが行われれば、時間的に早い段階でエンジン回転速度Neが速やかに高くされて、加速感演出制御における過給圧Pchgの応答遅れによる加速性能の悪化が抑制され得る。
前述の実施例1において、車両10は、変速部58を備えずエンジン12が差動部60に連結される車両であっても良い。また、差動部60は、第2遊星歯車機構82の回転要素に連結されたクラッチ又はブレーキの制御により差動作用が制限され得る機構であっても良い。また、第2遊星歯車機構82は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置であっても良い。また、第2遊星歯車機構82は、複数の遊星歯車装置が相互に連結されることで4つ以上の回転要素を有する差動機構であっても良い。また、第2遊星歯車機構82は、エンジン12によって回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛み合う一対のかさ歯車に第1回転機MG1及びドライブギヤ74が各々連結された差動歯車装置であっても良い。また、第2遊星歯車機構82は、2以上の遊星歯車装置がそれらを構成する一部の回転要素で相互に連結された構成において、それらの遊星歯車装置の回転要素にそれぞれエンジン12、第1回転機MG1、駆動輪16が動力伝達可能に連結される機構であっても良い。
前述の実施例2では、キャリアCA1を回転不能に固定することができるロック機構としてワンウェイクラッチF0を例示したが、この態様に限らない。このロック機構は、例えば入力軸272とケース256とを選択的に連結する、噛合式クラッチ、クラッチやブレーキなどの油圧式摩擦係合装置、乾式の係合装置、電磁式摩擦係合装置、磁粉式クラッチなどの係合装置であっても良い。或いは、車両210は、必ずしもワンウェイクラッチF0を備える必要はない。
前述の実施例1〜3では、過給機18は、公知の排気タービン式の過給機であったが、この態様に限らない。例えば、過給機18は、エンジン或いは電動機によって回転駆動される機械ポンプ式の過給機であっても良い。また、過給機として、排気タービン式の過給機と機械ポンプ式の過給機とが併用で設けられても良い。
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10、210、310:ハイブリッド車両
12:エンジン
16:駆動輪
18:過給機
60:差動部(無段変速機)
100、200、300:電子制御装置(制御装置)
106:駆動制御部
258:無段変速部(無段変速機)
362:自動変速機(無段変速機)
MG:回転機(回転機)
MG2:第2回転機(回転機)
Ne:エンジン回転速度
Neeff:最適燃費回転速度
Neini:初期回転速度
Nemin:下限回転速度(下限値)
Pchgtgt:目標過給圧
Pedem:要求エンジンパワー
PT:動力伝達経路
ΔPchgtgt:目標過給圧の変化量
μ:回転速度増加率

Claims (4)

  1. 過給機を有するエンジンと、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた無段変速機と、前記動力伝達経路に連結された回転機と、を備え、前記エンジンおよび前記回転機を駆動力源とするハイブリッド車両の、制御装置であって、
    加速要求があった場合、エンジン回転速度の目標値を、前記エンジンが要求エンジンパワーを最も効率よく出力可能な最適燃費回転速度よりも低い初期回転速度に設定した後、車速上昇および時間経過の少なくとも一方に応じた回転速度増加率でもって前記初期回転速度から前記最適燃費回転速度へと増加させ、前記エンジン回転速度が前記目標値となるように前記無段変速機を制御する加速感演出制御を行うとともに、前記加速感演出制御によって前記エンジン回転速度が前記最適燃費回転速度未満となることによって生じる前記要求エンジンパワーに対する前記エンジンの出力不足を補うように前記回転機を制御する駆動制御部を備え、
    前記駆動制御部は、前記加速感演出制御の開始時における前記エンジンの目標過給圧又は前記目標過給圧の変化量に応じて前記初期回転速度又は前記初期回転速度の下限値を設定し、前記目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて又は前記目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて、前記初期回転速度又は前記下限値を大きな値に設定する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記駆動制御部は、前記目標過給圧が高いほど又は前記目標過給圧の変化量が大きいほど前記初期回転速度又は前記下限値を大きな値に設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記駆動制御部は、前記目標過給圧又は前記目標過給圧の変化量に応じて前記回転速度増加率を設定し、前記目標過給圧が高い場合には低い場合に比べて又は前記目標過給圧の変化量が大きい場合には小さい場合に比べて前記回転速度増加率を大きな値に設定する
    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. 前記駆動制御部は、前記目標過給圧が高いほど又は前記目標過給圧の変化量が大きいほど前記回転速度増加率を大きな値に設定する
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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