JP7232092B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の制御装置に関する。
近年、エンジン及び駆動用モータを駆動源として備えるハイブリッド自動車（ＨＥＶ）と呼ばれる車両が知られている。このような車両として、例えば、特許文献１に開示されているように、エンジンと、エンジンの出力軸と接続される無段変速機と、駆動輪と接続される駆動用モータと、無段変速機の出力軸と駆動輪及び駆動用モータとの間の動力の伝達を断接する出力クラッチとを備える車両がある。
上記の出力クラッチを備える車両では、出力クラッチを開放させた状態で駆動用モータから出力される動力により駆動輪を駆動するＥＶ走行モードと、出力クラッチを締結させた状態でエンジン及び駆動用モータから出力される動力により駆動輪を駆動するＨＥＶ走行モードとを切り替えて実行可能となっている。それにより、ＥＶ走行モード中に、出力クラッチが開放されることにより駆動輪と無段変速機及びエンジンとの間の動力の伝達が遮断されるので、無段変速機及びエンジンが連れ回されることに伴うエネルギ損失を低減することができる。
特開２０１５－１１６９３６号公報
ところで、上記のＥＶ走行モード中には、無段変速機による動力の変速は行われないものの、無段変速機の変速比の調整が行われることが考えられる。例えば、変速比が過度に高速側になっている状態で停車した後にエンジンから出力される動力を用いて再発進する場合や、車速が比較的低いときに変速比が過度に高速側になっている状態でＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われてエンジンから出力される動力を用いて再加速する場合、駆動輪に伝達される動力が不足して発進性又は加速性が低下するおそれがある。また、例えば、車速が比較的高いときに、変速比が過度に低速側になっている状態でＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われる場合、無段変速機のプライマリ軸の回転数が過度に高くなる過回転が生じるおそれがある。ゆえに、これらの問題を解消するために、ＥＶ走行モード中に、無段変速機の変速比を車速に応じて調整することが考えられる。
ここで、上記のＥＶ走行モード中には、基本的には出力クラッチは開放されているので、無段変速機のプライマリ軸及びセカンダリ軸の回転は停止している。ゆえに、変速比を調整する際に、出力クラッチを締結させる必要性が生じるので、少なくとも無段変速機が連れ回されることに伴うエネルギ損失が生じる。ゆえに、変速比を調整する頻度が高くなるほど、エネルギ効率（つまり、燃費や電費）が大きく低下する。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ＥＶ走行モード中の無段変速機の変速比の調整に伴うエネルギ効率の低下を適切に抑制することが可能な、新規かつ改良された車両の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンと、前記エンジンの出力軸と接続される無段変速機と、駆動輪と接続される駆動用モータと、前記無段変速機の出力軸と前記駆動輪及び前記駆動用モータとの間の動力の伝達を断接する出力クラッチと、前記駆動用モータに供給される電力を蓄電するバッテリと、を備える車両の制御装置であって、前記出力クラッチを開放させた状態で前記駆動用モータから出力される動力により前記駆動輪を駆動するＥＶ走行モードと、前記出力クラッチを締結させた状態で前記エンジン及び前記駆動用モータから出力される動力により前記駆動輪を駆動するＨＥＶ走行モードとを切り替えて実行可能であり、前記ＥＶ走行モード中に前記出力クラッチを締結させて前記無段変速機の変速比を調整する制御部を有し、前記制御部は、前記ＥＶ走行モード中に、前記変速比を前記車両の車速に応じて調整する第１調整モードと、前記変速比を最低速変速比より小さい基準変速比に調整して前記車速によらずに維持する第２調整モードとの間で、前記変速比の調整モードを前記バッテリの状態に応じて切り替える、車両の制御装置が提供される。
前記制御部は、前記ＥＶ走行モード中に、前記バッテリの残存容量が大きいほど、前記変速比の調整モードを前記第２調整モードに優先的に切り替えてもよい。
前記制御部は、前記ＥＶ走行モード中に、前記バッテリの温度が高いほど、前記変速比の調整モードを前記第２調整モードに優先的に切り替えてもよい。
前記制御部は、前記第１調整モードにおいて、前記車速が第１閾値を下回った場合に前記変速比を前記最低速変速比に調整し、前記車速が前記第１閾値より大きい第２閾値を上回った場合に前記変速比を高速側変速比に調整してもよい。
前記第２調整モードにおける前記基準変速比は、前記第１調整モードにおける前記高速側変速比より大きくてもよい。
以上説明したように本発明によれば、ＥＶ走行モード中の無段変速機の変速比の調整に伴うエネルギ効率の低下を適切に抑制することが可能となる。
本発明の実施形態に係る制御装置が搭載される車両の動力伝達系の概略構成を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る動力伝達系におけるＨＥＶ走行モード中の動力の伝達状態を示す模式図である。 同実施形態に係る動力伝達系におけるＥＶ走行モード中の動力の伝達状態を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ＥＶ走行モード中の第１調整モードによる変速比の調整について説明するための図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．動力伝達系の構成＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置５０が搭載される車両の動力伝達系１の構成について説明する。
図１は、動力伝達系１の概略構成を示す模式図である。図２は、制御装置５０の機能構成の一例を示すブロック図である。
動力伝達系１は、車両に搭載され、図１に示されるように、エンジン１１と、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１１１と接続されるＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）２３と、駆動輪９７と接続される駆動用モータ３１と、ＣＶＴ２３の出力軸であるセカンダリ軸２３５と駆動輪９７及び駆動用モータ３１との間の動力の伝達を断接する出力クラッチ２４と、駆動用モータ３１に供給される電力を蓄電するバッテリ３３とを備える。ＣＶＴ２３は、本発明に係る無段変速機の一例に相当する。
詳細には、動力伝達系１では、エンジン１１は、ＣＶＴ２３を含む自動変速装置２を介して駆動輪９７と接続されている。自動変速装置２では、トルクコンバータ２１、前後進切替機構２２、ＣＶＴ２３及び出力クラッチ２４がエンジン１１側からこの順に連接されている。エンジン１１から出力される動力は、トルクコンバータ２１を介して前後進切替機構２２へ伝達され、前後進切替機構２２により回転方向を前進方向又は後退方向に切り替えられてＣＶＴ２３へ伝達される。ＣＶＴ２３に伝達された動力は、ＣＶＴ２３により変速されて駆動輪９７側へ出力される。ＣＶＴ２３から出力された動力は、出力クラッチ２４、駆動軸９４、ディファレンシャルギヤ９５及び車軸９６を介して駆動輪９７へ伝達される。
エンジン１１は、ガソリン等を燃料として動力を生成する内燃機関である。エンジン１１は、出力軸としてのクランクシャフト１１１を有しており、クランクシャフト１１１は、トルクコンバータ２１と接続される。
トルクコンバータ２１は、エンジン１１のクランクシャフト１１１にフロントカバー２１３を介して連結されるポンプインペラ２１２と、ポンプインペラ２１２に対向するとともにタービン軸２１５に連結されるタービンランナ２１１とを備える。トルクコンバータ２１内には作動油が供給されており、作動油を介して、ポンプインペラ２１２からタービンランナ２１１にエンジン１１から出力される動力が伝達される。また、トルクコンバータ２１内には、エンジン１１のクランクシャフト１１１とタービン軸２１５とを直結するロックアップクラッチ２１４が設けられている。タービン軸２１５は、前後進切替機構２２と接続される。
ロックアップクラッチ２１４が開放されている場合（換言すると、トルクコンバータ２１のロックアップ状態が解除されている場合）には、エンジン１１から出力される動力は作動油を介して前後進切替機構２２へ伝達される。一方、ロックアップクラッチ２１４が締結されている場合（換言すると、トルクコンバータ２１がロックアップ状態である場合）には、エンジン１１から出力される動力が直接的に前後進切替機構２２へ伝達される。
ポンプインペラ２１２には、ギヤ列９１を介して機械式オイルポンプ２５が連結されている。機械式オイルポンプ２５は、エンジン１１のクランクシャフト１１１の回転により駆動されて、自動変速装置２に設けられているバルブユニット２７へ供給される油圧を発生させる。バルブユニット２７は、トルクコンバータ２１、前後進切替機構２２、ＣＶＴ２３及び出力クラッチ２４と油路を介して接続されており、これらの各装置へ供給される油圧を調整可能である。バルブユニット２７には、各装置へ供給される油圧を制御するための制御弁（例えば、比例電磁制御弁）が設けられる。
自動変速装置２では、電動オイルポンプ２６によってもバルブユニット２７に供給される油圧を発生することができるようになっている。具体的には、電動オイルポンプ２６は、モータを有しており、当該モータにより駆動される。
前後進切替機構２２は、プラネタリギヤ２２１と、前進クラッチ２２２と、後退ブレーキ２２３とを備える。また、前後進切替機構２２は、ＣＶＴ２３のプライマリ軸２３４と接続される。前後進切替機構２２では、前進クラッチ２２２及び後退ブレーキ２２３の締結状態に応じて、ＣＶＴ２３のプライマリ軸２３４の回転方向が切り替え可能になっている。前進クラッチ２２２が締結され後退ブレーキ２２３が開放されることにより、タービン軸２１５と接続された入力軸２２４がプライマリ軸２３４に対して直結されるため、プライマリ軸２３４が正転方向に回転し、車両の前進走行が可能となる。また、前進クラッチ２２２が開放され後退ブレーキ２２３が締結されることにより、入力軸２２４がプラネタリギヤ２２１を介してプライマリ軸２３４に連結されるため、プライマリ軸２３４が逆転方向に回転し、車両の後退走行が可能となる。
また、前進クラッチ２２２及び後退ブレーキ２２３がともに開放されることにより、エンジン１１からプライマリ軸２３４へ動力が伝達されない状態になる。一方、上述したように、前進クラッチ２２２又は後退ブレーキ２２３のいずれか一方が締結されることにより、エンジン１１からプライマリ軸２３４へ動力が伝達される状態になる。ゆえに、前後進切替機構２２によって、エンジン１１とＣＶＴ２３との間の動力の伝達が断接される。前進クラッチ２２２及び後退ブレーキ２２３がともに開放された状態は前後進切替機構２２が開放された状態に相当し、前進クラッチ２２２又は後退ブレーキ２２３のいずれか一方が締結された状態は前後進切替機構２２が締結された状態に相当する。
ＣＶＴ２３は、プライマリプーリ２３１と、セカンダリプーリ２３２と、チェーン２３３と、動力が入力される入力軸としてのプライマリ軸２３４と、動力が出力される出力軸としてのセカンダリ軸２３５とを備える。プライマリ軸２３４及びセカンダリ軸２３５は互いに並行に配設され、プライマリプーリ２３１はプライマリ軸２３４に固定され、セカンダリプーリ２３２はセカンダリ軸２３５に固定されている。プライマリプーリ２３１及びセカンダリプーリ２３２には、プライマリプーリ２３１とセカンダリプーリ２３２との間で動力を伝達するチェーン２３３が巻回されている。各プーリには固定シーブ及び可動シーブが設けられており、固定シーブ及び可動シーブによってチェーン２３３が挟持されている。
チェーン２３３は、各プーリへ供給される油圧により可動シーブが固定シーブ側へ押圧されることによって挟持されている。各プーリへ供給される油圧が調整されることにより、各プーリにおけるチェーン２３３の挟持圧が調整されて、各プーリ上でのチェーン２３３の巻き掛け半径が調整される。それにより、ＣＶＴ２３の変速比が調整される。ＣＶＴ２３は、プライマリ軸２３４へ入力される動力を、このように調整される変速比で変速してセカンダリ軸２３５へ出力する。セカンダリ軸２３５は、出力クラッチ２４及びギヤ列９２を介して、駆動軸９４と接続されており、駆動軸９４には、ギヤ列９３を介して駆動用モータ３１が接続されている。
出力クラッチ２４は、具体的には、セカンダリ軸２３５と駆動軸９４との間の動力の伝達を断接する。例えば、出力クラッチ２４は、摩擦式のクラッチである。出力クラッチ２４が締結されている場合には、セカンダリ軸２３５と駆動軸９４との間で動力が伝達される。一方、出力クラッチ２４が開放されている場合には、セカンダリ軸２３５と駆動軸９４との間で動力の伝達が遮断される。
駆動用モータ３１は、例えば、多相交流式（例えば、三相交流式）のモータであり、インバータ３２を介してバッテリ３３と接続されている。駆動用モータ３１は、バッテリ３３の電力を用いて駆動（力行駆動）されて動力を生成する機能を有する。駆動用モータ３１から出力される動力は、ギヤ列９３を介して駆動軸９４へ伝達される。なお、駆動用モータ３１は、車両の減速時に回生駆動されて駆動輪９７の運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能を有してもよい。このように駆動用モータ３１により発電される電力は、インバータ３２を介してバッテリ３３へ供給され、バッテリ３３の充電に用いられる。
駆動軸９４は、ディファレンシャルギヤ９５及び車軸９６を介して駆動輪９７と接続される。駆動用モータ３１から出力され駆動軸９４へ伝達された動力及びエンジン１１から出力され出力クラッチ２４を介して駆動軸９４へ伝達された動力は、ディファレンシャルギヤ９５によって車軸９６を介して左右の駆動輪９７へ分配されて伝達される。なお、駆動輪９７、前輪であっても、後輪であってもよい。また、駆動軸９４には図示しないプロペラシャフトが接続されていてもよく、その場合、駆動軸９４へ伝達された動力は、前輪及び後輪の双方へ伝達される。
動力伝達系１には、種々のセンサが設けられる。具体的には、動力伝達系１は、アクセル開度センサ６１と、車速センサ６２と、プライマリ回転センサ６３と、セカンダリ回転センサ６４と、バッテリセンサ６５とを備える。
アクセル開度センサ６１は、運転者によるアクセルペダルの操作量に相当するアクセル開度を検出し、検出結果を出力する。
車速センサ６２は、車両の速度である車速を検出し、検出結果を出力する。
プライマリ回転センサ６３は、プライマリ軸２３４の回転数を検出し、検出結果を出力する。
セカンダリ回転センサ６４は、セカンダリ軸２３５の回転数を検出し、検出結果を出力する。
バッテリセンサ６５は、バッテリ３３の各種状態量を検出する。具体的には、バッテリセンサ６５は、バッテリ３３の状態量として、バッテリ３３の残存容量（以下、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）とも称する。）及び温度を検出する。
制御装置５０は、動力伝達系１における各装置の動作を制御する。
具体的には、制御装置５０は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
また、制御装置５０は、動力伝達系１における各装置と通信を行う。制御装置５０と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。例えば、制御装置５０は、エンジン１１、電動オイルポンプ２６、バルブユニット２７、インバータ３２及び動力伝達系１における各センサと通信を行う。
なお、制御装置５０が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。例えば、制御装置５０が有するエンジン１１の制御に関する機能と、自動変速装置２の制御に関する機能と、駆動用モータ３１の制御に関する機能とは、互いに異なる制御装置に分割されてもよい。
制御装置５０は、例えば、図２に示されるように、取得部５１と、制御部５２とを備える。
取得部５１は、制御装置５０が行う処理において用いられる各種情報を取得する。また、取得部５１は、取得した情報を制御部５２へ出力する。例えば、取得部５１は、動力伝達系１における各センサと通信することによって、各センサから出力される検出結果を取得する。
制御部５２は、取得部５１により取得された情報を用いて各処理を実行する。制御部５２は、具体的には、車両の走行状態に応じて、エンジン１１、自動変速装置２及び駆動用モータ３１の動作をそれぞれ制御する。
制御部５２は、例えば、エンジン制御部５２１と、変速装置制御部５２２と、モータ制御部５２３とを備える。
エンジン制御部５２１は、エンジン１１の動作を制御する。具体的には、エンジン制御部５２１は、エンジン１１における各装置の動作を制御することによって、スロットル開度、点火時期及び燃料噴射量等を制御する。それにより、エンジン１１の出力が制御される。
変速装置制御部５２２は、自動変速装置２における各装置の動作を制御する。具体的には、変速装置制御部５２２は、バルブユニット２７の動作を制御することによって、トルクコンバータ２１、前後進切替機構２２、ＣＶＴ２３及び出力クラッチ２４の動作を制御する。それにより、トルクコンバータ２１のロックアップクラッチ２１４の締結状態、前後進切替機構２２の締結状態、ＣＶＴ２３の変速比及び出力クラッチ２４の締結状態がそれぞれ制御される。ここで、変速装置制御部５２２によるＣＶＴ２３の変速比の制御は、具体的には、プライマリ軸２３４の回転数及びセカンダリ軸２３５の回転数の検出結果を用いることによって実現される。また、変速装置制御部５２２は、電動オイルポンプ２６のモータの動作を制御することによって、電動オイルポンプ２６の駆動を制御する。
モータ制御部５２３は、駆動用モータ３１の動作を制御する。具体的には、モータ制御部５２３は、インバータ３２の動作を制御することによって、駆動用モータ３１とバッテリ３３との間の電力の供給を制御する。それにより、駆動用モータ３１による動力の生成及び発電が制御される。
制御部５２は、エンジン１１、自動変速装置２及び駆動用モータ３１の動作を上記のように制御することによって、車両の走行モードとして、ＥＶ走行モードと、ＨＥＶ走行モードとを切り替えて実行可能である。ＥＶ走行モードは、出力クラッチ２４を開放させた状態で駆動用モータ３１から出力される動力により駆動輪９７を駆動する走行モードである。ＨＥＶ走行モードは、出力クラッチ２４を締結させた状態でエンジン１１及び駆動用モータ３１から出力される動力により駆動輪９７を駆動する走行モードである。
本実施形態に係る制御装置５０によれば、制御部５２が行うＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に関する制御によって、ＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に伴うエネルギ効率の低下を適切に抑制することができる。このようなＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に関する制御については、後述にて詳細に説明する。
＜２．制御装置の動作＞
続いて、図３～図６を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置５０の動作について説明する。
［２－１．走行モードの切り替えに関する制御］
まず、図３及び図４を参照して、制御装置５０が行う走行モードの切り替えに関する制御について説明する。
上述したように、制御部５２は、車両の走行モードとして、ＥＶ走行モードと、ＨＥＶ走行モードとを切り替えて実行可能である。
具体的には、制御部５２は、駆動輪９７に伝達される動力の要求値である要求駆動力に基づいて、車両の走行モードを切り替える。例えば、制御部５２は、要求駆動力が基準駆動力より大きい場合に、車両の走行モードをＨＥＶ走行モードに切り替える。一方、制御部５２は、要求駆動力が基準駆動力以下である場合に、車両の走行モードをＥＶ走行モードに切り替える。基準駆動力は、駆動用モータ３１から駆動輪９７に伝達可能な動力の最大値より小さい値に設定され、例えば、電費を向上させる観点で、駆動用モータ３１の仕様等に応じて設定される。なお、制御部５２は、例えば、アクセル開度及び車速に基づいて要求駆動力を算出することができる。
図３は、動力伝達系１におけるＨＥＶ走行モード中の動力の伝達状態を示す模式図である。なお、図３及び後述する図４では、動力の伝達経路が太線矢印によって示されている。
ＨＥＶ走行モードでは、制御部５２の変速装置制御部５２２は、前後進切替機構２２及び出力クラッチ２４を締結させる。そして、制御部５２のエンジン制御部５２１及びモータ制御部５２３は、駆動輪９７に伝達される動力が要求駆動力になるように互いに協調して、エンジン１１及び駆動用モータ３１の出力をそれぞれ制御する。それにより、図３に示されるように、エンジン１１から出力される動力がＣＶＴ２３を通って駆動輪９７に伝達されるとともに、駆動用モータ３１から出力される動力が駆動輪９７に伝達される。このように、ＨＥＶ走行モードでは、出力クラッチ２４を締結させた状態で、エンジン１１及び駆動用モータ３１から出力される動力により駆動輪９７が駆動される。
また、制御部５２の変速装置制御部５２２は、ＨＥＶ走行モード中に、車速及びアクセル開度に基づいて変速比の目標値である目標変速比を決定し、ＣＶＴ２３の変速比を目標変速比に近づけるように制御する。
図４は、動力伝達系１におけるＥＶ走行モード中の動力の伝達状態を示す模式図である。
ＥＶ走行モードでは、制御部５２の変速装置制御部５２２は、基本的に、前後進切替機構２２及び出力クラッチ２４を開放させる。そして、制御部５２のエンジン制御部５２１は、エンジン１１を停止させ、モータ制御部５２３は、駆動輪９７に伝達される動力が要求駆動力になるように駆動用モータ３１の出力を制御する。それにより、図４に示されるように、エンジン１１が停止した状態で、駆動用モータ３１から出力される動力が駆動輪９７に伝達される。このように、ＥＶ走行モードでは、出力クラッチ２４を開放させた状態で、駆動用モータ３１から出力される動力により駆動輪９７が駆動される。ＥＶ走行モード中に出力クラッチ２４が開放されることによって、ＣＶＴ２３及びエンジン１１が連れ回されることに伴うエネルギ損失を低減することができる。
ここで、ＥＶ走行モード中には、エンジン１１が停止することに伴い、機械式オイルポンプ２５が停止する。ゆえに、制御部５２の変速装置制御部５２２は、電動オイルポンプ２６を駆動させることによって、バルブユニット２７に供給される油圧を発生させる。それにより、自動変速装置２における各装置の動作を制御することができる。
また、制御部５２の変速装置制御部５２２は、ＥＶ走行モード中に、出力クラッチ２４を締結させてＣＶＴ２３の変速比を調整する。ＥＶ走行モード中の変速比の調整の際に、出力クラッチ２４を締結させることによって、プライマリ軸２３４の回転数及びセカンダリ軸２３５の回転数の検出結果を用いて適切に変速比を調整することができる。ここで、変速装置制御部５２２は、ＣＶＴ２３の変速比を車速に応じて調整する第１調整モードと、ＣＶＴ２３の変速比を最低速変速比より小さい基準変速比に調整して車速によらずに維持する第２調整モードとの間で、変速比の調整モードをバッテリ３３の状態に応じて切り替える。
［２－２．ＥＶ走行モード中の変速比の調整に関する制御］
次に、図５及び図６を参照して、制御装置５０が行うＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に関する制御について説明する。
図５は、制御装置５０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、図５に示される制御フローは、ＥＶ走行モード中に繰り返し実行される。
図５に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５０１において、制御部５２は、バッテリ３３のＳＯＣが基準ＳＯＣ以上であるか否かを判定する。バッテリ３３のＳＯＣが基準ＳＯＣ以上であると判定された場合（ステップＳ５０１／ＹＥＳ）、ステップＳ５０３に進む。一方、バッテリ３３のＳＯＣが基準ＳＯＣより低いと判定された場合（ステップＳ５０１／ＮＯ）、ステップＳ５０７に進む。
後述するように、ステップＳ５０１及びステップＳ５０３でＹＥＳと判定された場合、変速比を基準変速比に調整して車速によらずに維持する第２調整モードが実行される。そして、第２調整モードでは、後述するように、変速比が最低速変速比より小さい基準変速比に調整されるので、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進又は再加速が行われる際に、駆動輪９７に伝達される動力が不足しないように駆動用モータ３１の出力を確保し得る程度にバッテリ３３の最大許容放電電力（つまり、バッテリ３３により単位時間あたりに放電可能な電力量）が大きいことが要求される。ここで、バッテリ３３の最大許容放電電力は、バッテリ３３のＳＯＣが低くなるにつれて小さくなる。ゆえに、基準ＳＯＣは、例えば、バッテリ３３の最大許容放電電力が第２調整モードで要求される程度には大きくないか否かを判断し得る値に設定される。
ステップＳ５０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５０３において、制御部５２は、バッテリ３３の温度が基準温度以上であるか否かを判定する。バッテリ３３の温度が基準温度以上であると判定された場合（ステップＳ５０３／ＹＥＳ）、ステップＳ５０５に進む。一方、バッテリ３３の温度が基準温度より低いと判定された場合（ステップＳ５０３／ＮＯ）、ステップＳ５０７に進む。
上述したように、ステップＳ５０１及びステップＳ５０３でＹＥＳと判定された場合、変速比を基準変速比に調整して車速によらずに維持する第２調整モードが実行される。ここで、バッテリ３３の最大許容放電電力は、バッテリ３３の温度が低くなるにつれて小さくなる。ゆえに、基準温度は、例えば、バッテリ３３の最大許容放電電力が第２調整モードで要求される程度には大きくないか否かを判断し得る値に設定される。
ステップＳ５０１又はステップＳ５０３でＮＯと判定された場合、ステップＳ５０７において、制御部５２の変速装置制御部５２２は、ＣＶＴ２３の変速比の調整モードを第１調整モードに切り替える。
第１調整モードでは、変速装置制御部５２２は、ＣＶＴ２３の変速比を車速に応じて調整する。第１調整モードは、バッテリ３３の最大許容放電電力が比較的小さい場合において、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転を抑制するための調整モードに相当する。
ここで、変速装置制御部５２２は、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転をより適切に抑制する観点では、第１調整モードにおいて、車速が第１閾値を下回った場合に変速比を最低速変速比に調整し、車速が第１閾値より大きい第２閾値を上回った場合に変速比を高速側変速比に調整することが好ましい。
図６は、ＥＶ走行モード中の第１調整モードによる変速比の調整について説明するための図である。
最低速変速比は、車速に対するエンジン回転数の変化率が最も大きい変速比に相当する。一方、高速側変速比は、車速に対するエンジン回転数の変化率が小さい側の変速比に相当する。なお、高速側変速比としては、例えば、最高速変速比（つまり、車速に対するエンジン回転数の変化率が最も小さい変速比）が用いられてもよく、最高速変速比の近傍の変速比が用いられてもよい。
例えば、変速比が高速側変速比となっている状態で車速が低下する過程において、図６で矢印Ｒ１によって示されるように、変速装置制御部５２２は、第１閾値ｔｈ１に車速が到達するまでの間、変速比を高速側変速比に維持する。そして、車速が第１閾値ｔｈ１を下回ったときに、変速比を最低速変速比に調整する。その後、変速比が最低速変速比となっている状態で車速が上昇する過程において、図６で矢印Ｒ２によって示されるように、変速装置制御部５２２は、第１閾値ｔｈ１より大きい第２閾値ｔｈ２に車速が到達するまでの間、変速比を最低速変速比に維持する。そして、車速が第２閾値ｔｈ２を上回ったときに、変速比を高速側変速比に調整する。
上記のように、第１調整モードでは、ＣＶＴ２３の変速比が車速に応じて調整される。それにより、変速比が過度に高速側になっている状態で停車した後にエンジン１１から出力される動力を用いた再発進が行われることや、車速が比較的低いときに変速比が過度に高速側になっている状態でＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われてエンジン１１から出力される動力を用いた再加速が行われることを抑制することができるので、駆動輪９７に伝達される動力が不足して発進性又は加速性が低下することを抑制することができる。また、車速が比較的高いときに、変速比が過度に低速側になっている状態でＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われることを抑制することができるので、プライマリ軸２３４の回転数が過度に高くなる過回転が生じることを抑制することができる。
ステップＳ５０１及びステップＳ５０３でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５０５において、制御部５２の変速装置制御部５２２は、ＣＶＴ２３の変速比の調整モードを第２調整モードに切り替える。
第２調整モードでは、変速装置制御部５２２は、ＣＶＴ２３の変速比を最低速変速比より小さい基準変速比に調整して車速によらずに維持する。第２調整モードは、バッテリ３３の最大許容放電電力が比較的大きい場合において、ＥＶ走行モード中に変速比の調整が必要以上に行われることを抑制するための調整モードに相当する。
基準変速比は、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転を後述するように適切に抑制し得るような値に適宜設定され、例えば、車両の各装置の仕様（例えば、バッテリ３３の出力特性、駆動用モータ３１の出力特性、動力伝達系１における各ギヤ列のギヤ比又は各部材の強度等）に基づいて設定される。
上記のように、第２調整モードでは、ＣＶＴ２３の変速比が基準変速比に調整される。ここで、第２調整モードは、バッテリ３３の最大許容放電電力が比較的大きい場合に切り替えられる調整モードである。ゆえに、変速比の調整モードが第２調整モードに切り替えられている場合、変速比の調整モードが第１調整モードに切り替えられている場合と比較して、駆動用モータ３１からより大きな動力を出力することができる状態となっている。よって、変速比が基準変速比に調整されることによって最低速変速比より小さくなるものの、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進又は再加速が行われる際に、変速比が小さくなることに伴ってエンジン１１から出力され駆動輪９７に伝達される動力が低下する分を、駆動用モータ３１の出力により補償することができる。したがって、このような場合に、駆動輪９７に伝達される動力が不足することを抑制することができるので、発進性又は加速性が低下することを抑制することができる。
また、第２調整モードでは、変速比を基準変速比に調整することによって最低速変速比より小さくすることができるので、車速が比較的高いときにＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われた際に、変速比が最低速変速比になっている場合と比較して、プライマリ軸２３４の回転数が過度に高くなる過回転が生じることを抑制することができる。
さらに、第２調整モードでは、ＣＶＴ２３の変速比は、基準変速比に調整された後、車速によらずに維持されるので、変速比の調整が基準変速比への調整の後に行われない状態となる。ゆえに、第２調整モードでは、変速比の調整が行われない状態で、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転を適切に抑制することができる。
ところで、ＥＶ走行モード中の変速比の調整は、上述したように、出力クラッチ２４を締結させることによって行われる。ゆえに、ＥＶ走行モード中の変速比の調整が行われる際には、少なくともＣＶＴ２３が連れ回されることに伴うエネルギ損失が生じる。そして、上記で説明したように、本実施形態に係る制御部５２が行うＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に関する制御によれば、第１調整モードと第２調整モードとの間で、変速比の調整モードがバッテリ３３の状態に応じて切り替えられる。それにより、第１調整モード及び第２調整モードの両調整モードにおいて、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転を適切に抑制しつつ、第２調整モードでは、変速比の調整が基準変速比への調整の後に行われない状態にすることができる。ゆえに、ＥＶ走行モード中に、変速比の調整が必要以上に行われることを抑制することができるので、変速比を調整する頻度を低減することができる。よって、ＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に伴うエネルギ効率の低下を適切に抑制することができる。
ここで、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下を抑制する効果と、プライマリ軸２３４の過回転を抑制する効果とをより適切に両立させる観点では、第２調整モードにおける基準変速比は、第１調整モードにおける高速側変速比より大きいことが好ましい。つまり、基準変速比は、最低速変速比と高速側変速比との間の変速比であることが好ましい。なお、基準変速比は、第１調整モードにおける高速側変速比（例えば、最高速変速比）と一致していてもよい。
ステップＳ５０５又はステップＳ５０７の次に、図５に示される制御フローは終了する。
上記のように、図５に示される制御フローでは、ステップＳ５０１又はステップＳ５０３でＮＯと判定された場合に変速比の調整モードが第１調整モードに切り替えられ、ステップＳ５０１及びステップＳ５０３でＹＥＳと判定された場合に変速比の調整モードが第２調整モードに切り替えられる。このように、変速比の調整モードをバッテリ３３の最大許容放電電力に応じて適切に切り替える観点では、変速装置制御部５２２は、ＥＶ走行モード中に、バッテリ３３のＳＯＣが大きいほど、変速比の調整モードを第２調整モードに優先的に切り替えることが好ましい。また、同様の観点では、変速装置制御部５２２は、ＥＶ走行モード中に、バッテリ３３の温度が高いほど、変速比の調整モードを第２調整モードに優先的に切り替えることが好ましい。
なお、変速比の調整モードの切り替えのトリガは、上記の例に特に限定されない。例えば、図５に示される制御フローからステップＳ５０１又はステップＳ５０３のいずれか一方が省略されてもよい。また、変速装置制御部５２２は、バッテリ３３のＳＯＣ及び温度に基づいてバッテリ３３の最大許容放電電力を推定し、バッテリ３３の最大許容放電電力の推定値が基準電力より小さい場合に変速比の調整モードを第１調整モードに切り替え、当該推定値が基準電力以上である場合に変速比の調整モードを第２調整モードに切り替えてもよい。なお、基準電力は、例えば、バッテリ３３の最大許容放電電力が第２調整モードで要求される程度には大きくないか否かを判断し得る値に設定される。
＜３．制御装置の効果＞
続いて、本発明の実施形態に係る制御装置５０の効果について説明する。
本実施形態に係る制御装置５０は、ＥＶ走行モード中に出力クラッチ２４を締結させてＣＶＴ２３の変速比を調整する制御部５２を有する。また、制御部５２は、ＥＶ走行モード中に、ＣＶＴ２３の変速比を車両の車速に応じて調整する第１調整モードと、ＣＶＴ２３の変速比を最低速変速比より小さい基準変速比に調整して車速によらずに維持する第２調整モードとの間で、変速比の調整モードをバッテリ３３の状態に応じて切り替える。それにより、第１調整モード及び第２調整モードの両調整モードにおいて、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転を適切に抑制しつつ、第２調整モードでは、変速比の調整が基準変速比への調整の後に行われない状態にすることができる。ゆえに、ＥＶ走行モード中に、変速比の調整が必要以上に行われることを抑制することができるので、変速比を調整する頻度を低減することができる。よって、ＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に伴うエネルギ効率の低下を適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る制御装置５０では、制御部５２は、ＥＶ走行モード中に、バッテリ３３のＳＯＣが大きいほど、変速比の調整モードを第２調整モードに優先的に切り替えることが好ましい。それにより、バッテリ３３の最大許容放電電力が大きいほど、変速比の調整モードを第２調整モードに優先的に切り替えることができる。ゆえに、変速比の調整モードをバッテリ３３の最大許容放電電力に応じて適切に切り替えることができる。
また、本実施形態に係る制御装置５０では、制御部５２は、ＥＶ走行モード中に、バッテリ３３の温度が高いほど、変速比の調整モードを第２調整モードに優先的に切り替えることが好ましい。それにより、バッテリ３３の最大許容放電電力が大きいほど、変速比の調整モードを第２調整モードに優先的に切り替えることができる。ゆえに、変速比の調整モードをバッテリ３３の最大許容放電電力に応じて適切に切り替えることができる。
また、本実施形態に係る制御装置５０では、制御部５２は、第１調整モードにおいて、車速が第１閾値を下回った場合にＣＶＴ２３の変速比を最低速変速比に調整し、車速が第１閾値より大きい第２閾値を上回った場合にＣＶＴ２３の変速比を高速側変速比に調整することが好ましい。それにより、変速比が過度に高速側になっている状態で停車した後にエンジン１１から出力される動力を用いた再発進が行われることや、車速が比較的低いときに変速比が過度に高速側になっている状態でＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われてエンジン１１から出力される動力を用いた再加速が行われることをより適切に抑制することができる。また、車速が比較的高いときに、変速比が過度に低速側になっている状態でＨＥＶ走行モードへの切り替えが行われることをより適切に抑制することができる。ゆえに、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転をより適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る制御装置５０では、第２調整モードにおける基準変速比は、第１調整モードにおける高速側変速比より大きいことが好ましい。つまり、基準変速比は、最低速変速比と高速側変速比との間の変速比であることが好ましい。ここで、基準変速比を最低速変速比に近づけることによって、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下を抑制する効果を増大させることができる。一方、基準変速比を高速側変速比に近づけることによって、プライマリ軸２３４の過回転を抑制する効果を増大させることができる。このように、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下を抑制する効果と、プライマリ軸２３４の過回転を抑制する効果とは、トレードオフの関係にある。したがって、基準変速比を最低速変速比と高速側変速比との間の変速比に設定することによって、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下を抑制する効果と、プライマリ軸２３４の過回転を抑制する効果とをより適切に両立させることができる。
＜４．むすび＞
以上説明したように、本実施形態に係る制御装置５０は、ＥＶ走行モード中に出力クラッチ２４を締結させてＣＶＴ２３の変速比を調整する制御部５２を有する。また、制御部５２は、ＥＶ走行モード中に、ＣＶＴ２３の変速比を車両の車速に応じて調整する第１調整モードと、ＣＶＴ２３の変速比を最低速変速比より小さい基準変速比に調整して車速によらずに維持する第２調整モードとの間で、変速比の調整モードをバッテリ３３の状態に応じて切り替える。それにより、エンジン１１から出力される動力を用いた再発進の際の発進性又は再加速の際の加速性の低下、及び、プライマリ軸２３４の過回転を適切に抑制しつつ、ＥＶ走行モード中に、変速比の調整が必要以上に行われることを抑制することができる。ゆえに、ＥＶ走行モード中のＣＶＴ２３の変速比の調整に伴うエネルギ効率の低下を適切に抑制することができる。
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詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記では、動力伝達系１に無段変速機としてチェーン２３３を備えるチェーン式のＣＶＴ２３が設けられる例を説明したが、動力伝達系１に設けられる無段変速機はこのような例に限定されない。例えば、動力伝達系１に設けられる無段変速機は、動力を伝達する部材としてベルトを備えるベルト式ＣＶＴであってもよい。また、例えば、動力伝達系１に設けられる無段変速機は、トロイダル式ＣＶＴであってもよい。
また、例えば、上記では、図１を参照して、制御装置５０が搭載される車両の動力伝達系１の構成について説明したが、制御装置５０が搭載される車両の動力伝達系は、このような例に限定されず、少なくともエンジン、無段変速機、駆動用モータ、出力クラッチ及びバッテリを備えており、これらの構成要素間の接続関係が図１に示される動力伝達系１と同等のものであればよい。例えば、制御装置５０が搭載される車両の動力伝達系として、図１に示される動力伝達系１の一部の構成要素が省略されたもの、動力伝達系１に追加的な構成要素を付加したもの、又は動力伝達系１の構成要素間の位置関係を部分的に変更したものが用いられてもよい。
また、例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。例えば、図５に示されるフローチャートにおけるステップＳ５０３の処理がステップＳ５０１の処理より前に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
１ 動力伝達系
２ 自動変速装置
１１ エンジン
２１ トルクコンバータ
２２ 前後進切替機構
２３ ＣＶＴ
２４ 出力クラッチ
２５ 機械式オイルポンプ
２６ 電動オイルポンプ
２７ バルブユニット
３１ 駆動用モータ
３２ インバータ
３３ バッテリ
５０ 制御装置
５１ 取得部
５２ 制御部
６１ アクセル開度センサ
６２ 車速センサ
６３ プライマリ回転センサ
６４ セカンダリ回転センサ
６５ バッテリセンサ
９１，９２，９３ ギヤ列
９４ 駆動軸
９５ ディファレンシャルギヤ
９６ 車軸
９７ 駆動輪
１１１ クランクシャフト
２１１ タービンランナ
２１２ ポンプインペラ
２１３ フロントカバー
２１４ ロックアップクラッチ
２１５ タービン軸
２２１ プラネタリギヤ
２２２ 前進クラッチ
２２３ 後退ブレーキ
２２４ 入力軸
２３１ プライマリプーリ
２３２ セカンダリプーリ
２３３ チェーン
２３４ プライマリ軸
２３５ セカンダリ軸
５２１ エンジン制御部
５２２ 変速装置制御部
５２３ モータ制御部

Claims (5)

  1. エンジンと、
    前記エンジンの出力軸と接続される無段変速機と、
    駆動輪と接続される駆動用モータと、
    前記無段変速機の出力軸と前記駆動輪及び前記駆動用モータとの間の動力の伝達を断接する出力クラッチと、
    前記駆動用モータに供給される電力を蓄電するバッテリと、
    を備える車両の制御装置であって、
    前記出力クラッチを開放させた状態で前記駆動用モータから出力される動力により前記駆動輪を駆動するＥＶ走行モードと、前記出力クラッチを締結させた状態で前記エンジン及び前記駆動用モータから出力される動力により前記駆動輪を駆動するＨＥＶ走行モードとを切り替えて実行可能であり、前記ＥＶ走行モード中に前記出力クラッチを締結させて前記無段変速機の変速比を調整する制御部を有し、
    前記制御部は、前記ＥＶ走行モード中に、前記変速比を前記車両の車速に応じて調整する第１調整モードと、前記変速比を最低速変速比より小さい基準変速比に調整して前記車速によらずに維持する第２調整モードとの間で、前記変速比の調整モードを前記バッテリの状態に応じて切り替える、
    車両の制御装置。
  2. 前記制御部は、前記ＥＶ走行モード中に、前記バッテリの残存容量が大きいほど、前記変速比の調整モードを前記第２調整モードに優先的に切り替える、
    請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 前記制御部は、前記ＥＶ走行モード中に、前記バッテリの温度が高いほど、前記変速比の調整モードを前記第２調整モードに優先的に切り替える、
    請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
  4. 前記制御部は、前記第１調整モードにおいて、前記車速が第１閾値を下回った場合に前記変速比を前記最低速変速比に調整し、前記車速が前記第１閾値より大きい第２閾値を上回った場合に前記変速比を高速側変速比に調整する、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  5. 前記第２調整モードにおける前記基準変速比は、前記第１調整モードにおける前記高速側変速比より大きい、
    請求項４に記載の車両の制御装置。
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