JP7406343B2

JP7406343B2 - 車両

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Publication number: JP7406343B2
Application number: JP2019193226A
Authority: JP
Inventors: 諭井上; 和弘吉田; 拓也町田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2023-12-27
Anticipated expiration: 2039-10-24
Also published as: CN112706745A; US11187318B2; US20210123526A1; JP2021066326A

Description

本発明は、車両に関する。

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

特開２０１４－９７７７３号公報

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

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

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

上記課題を解決するために、本発明の車両は、エンジンと、エンジンに接続され、エンジンの駆動力を車輪に伝達する無段変速機と、無段変速機と車輪との間に配される出力クラッチと、出力クラッチと車輪との間に接続される駆動モータと、出力クラッチを解放した状態で駆動モータの駆動力を車輪に伝達させる第１走行モードと、出力クラッチを締結した状態でエンジンおよび駆動モータの駆動力を車輪に伝達させる第２走行モードとに、走行モードを切替可能な走行モード制御部と、無段変速機の変速比を制御する変速比制御部と、エンジンと無段変速機との間に接続される補助モータと、エンジンと補助モータとの間に配されるエンジン遮断クラッチと、を備え、走行モード制御部は、アクセル開度によって決定される要求駆動力および車速が第１変動閾値に補助モータの駆動力を加算した値に相当する第３変動閾値未満であるとき、走行モードを第１走行モードに切り替え、要求駆動力および車速が第３変動閾値以上であるとき、走行モードを第２走行モードに切り替え、変速比制御部は、車速が所定車速未満であって、要求駆動力および車速が第３変動閾値未満、かつ、第１変動閾値以上であるとき、出力クラッチを締結しエンジン遮断クラッチを解放した状態で、駆動モータおよび補助モータの駆動力を車輪に伝達させ、要求駆動力および車速が第３変動閾値未満、かつ、第１変動閾値より小さい第２変動閾値以上であるとき、変速比をアクセル開度および車速に応じて変化する変速比に制御し、要求駆動力および車速が第２変動閾値未満であるとき、変速比の制御を停止する。

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

図１は、車両の構成を示す図である。図２は、車両の各走行モードの駆動力線図である。図３は、変速マップの一例を示す図である。図４は、変形例の車両の構成を示す図である。図５は、変形例の車両の各走行モードの駆動力線図である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

車両制御装置１００には、アクセル開度センサ１１１と、クランク角センサ１１３と、車速センサ１１５とが接続される。アクセル開度センサ１１１は、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量（アクセル開度）を検出し、アクセル開度を示す検出信号を車両制御装置１００に出力する。クランク角センサ１１３は、クランクシャフト３ａの回転角を検出し、クランク角を示す検出信号を車両制御装置１００に出力する。車速センサ１１５は、車両１の速度（車速）を検出し、車速を示す検出信号を車両制御装置１００に出力する。

信号取得部１０１は、各種センサから出力される検出信号を取得する。具体的に、信号取得部１０１は、アクセル開度センサ１１１、クランク角センサ１１３、車速センサ１１５から出力される検出信号を取得する。

導出部１０３は、クランク角センサ１１３から出力される検出信号に基づいて、エンジン回転数を導出する。また、導出部１０３は、車速センサ１１５から出力される検出信号に基づいて、車両１の車速を導出する。また、導出部１０３は、アクセル開度センサ１１１から出力される検出信号に基づき、アクセル開度を導出する。また、導出部１０３は、導出したアクセル開度に基づき、車両１に搭乗するドライバが要求する要求駆動力を導出する。換言すれば、要求駆動力は、アクセル開度によって決定される。

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

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

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

図２は、車両１の各走行モードの駆動力線図である。図２中、縦軸は駆動力（要求駆動力）を示し、横軸は車速を示す。また、図２中、ＴＨ１は、車速に応じて変動する第１変動閾値であり、Ｒ１は、ＨＥＶ走行領域であり、Ｒ２は、ＥＶ走行領域である。ＨＥＶ走行領域Ｒ１は、車両１の走行領域のうち第１変動閾値ＴＨ１以上となる領域であり、ＥＶ走行領域Ｒ２は、第１変動閾値ＴＨ１未満となる領域である。

図２に示すように、走行モード制御部１０７は、要求駆動力および車速が、第１変動閾値ＴＨ１以上となるＨＥＶ走行領域Ｒ１にあるとき、車両１の走行モードをＨＥＶ走行モードに設定する。また、走行モード制御部１０７は、要求駆動力および車速が、第１変動閾値ＴＨ１未満となるＥＶ走行領域Ｒ２にあるとき、車両１の走行モードをＥＶ走行モードに設定する。

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

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

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

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

変速比制御部１０９は、無段変速機２１の変速比（プーリ比）を制御する。変速比制御部１０９は、車両１の走行モードがＨＥＶ走行モードであって無段変速機２１の変速比を変速させる場合、機械式オイルポンプ１５により供給される油圧を用いて、無段変速機２１の変速比を変速させる。

一方、変速比制御部１０９は、走行モードがＥＶ走行モードであって無段変速機２１の変速比を変速させる場合、出力クラッチ２３を一時的に締結状態にして無段変速機２１を回転駆動させる。このとき、入力クラッチ１９ｂは、走行モード制御部１０７により解放状態に制御されており、無段変速機２１の回転駆動は、エンジン３に伝達されることが防止される。変速比制御部１０９は、無段変速機２１が回転駆動された状態で、電動式オイルポンプ１７により供給される油圧を用いて、無段変速機２１の変速比を変速させる。変速比の変速後、変速比制御部１０９は、出力クラッチ２３の締結を解除し、解放状態に制御する。

変速比制御部１０９は、車両１の車速およびアクセル開度に基づいて、無段変速機２１の変速比を変速させる。例えば、変速比制御部１０９は、不図示のメモリに予め記憶された変速マップを参照して、無段変速機２１の変速比を導出する。

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

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

一方、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替わる際、走行モード制御部１０７は、出力クラッチ２３を締結させる前に、セカンダリシャフト４３とギヤシャフト５１の回転数を同期制御する必要がある。また、変速比制御部１０９は、無段変速機２１の変速比を、図３に示す車速およびアクセル開度に応じて変化する変速比（以下、目標変速比ともいう）に制御する必要がある。

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

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

そこで、本実施形態の走行モード制御部１０７は、図２に示すように、第１変動閾値ＴＨ１に対しＥＶ走行領域Ｒ２側に第２変動閾値ＴＨ２を設けている。図２中、第２変動閾値ＴＨ２は、第１変動閾値ＴＨ１と同様に車速に応じて変動する値であり、本実施形態では、第１変動閾値ＴＨ１より所定値だけ小さい値に設定される。第２変動閾値ＴＨ２は、予め実験等により得られた値であって、車種により異なる値であってもよい。本実施形態では、第１変動閾値ＴＨ１と第２変動閾値ＴＨ２との差は一定であるが、第１変動閾値ＴＨ１と第２変動閾値ＴＨ２との差は車速に応じて異なる値であってもよい。Ｒ３は、ＨＥＶ走行準備領域であり、第２変動閾値ＴＨ２以上、かつ、第１変動閾値ＴＨ１未満となる領域である。ＨＥＶ走行準備領域Ｒ３は、ＥＶ走行領域Ｒ２の一部である。したがって、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ３において、エンジン３は停止状態に制御（維持）される。

変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３にあるとき、無段変速機２１の変速比を、図３に示す目標変速比となるように常時変速させる。

具体的に、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、入力クラッチ１９ｂを解放状態に制御し、出力クラッチ２３を解放状態から締結状態に制御し、無段変速機２１を回転駆動させる。また、変速比制御部１０９は、電動式オイルポンプ１７を駆動させ、プライマリプーリ４５およびセカンダリプーリ４７に油圧を供給することで、無段変速機２１の変速比を図３に示す目標変速比に変速させる。

これにより、要求駆動力および車速がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３からＨＥＶ走行領域Ｒ１に移行した際、入力クラッチ１９ｂが解放状態から締結状態となる前に、無段変速機２１の変速比が目標変速比に変速されることとなる。そのため、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間を極力短くすることができる。

また、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速が第２変動閾値ＴＨ２未満となるＥＶ走行領域Ｒ２にあるとき、無段変速機２１の変速比の制御を停止する。具体的に、変速比制御部１０９は、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３を解放状態に制御し、無段変速機２１の回転を停止させ、電動式オイルポンプ１７の駆動を停止させる。

これにより、要求駆動力および車速が第２変動閾値ＴＨ２未満となるＥＶ走行領域Ｒ２では、無段変速機２１の変速比を所定の値に維持する場合や常時変速させる場合と比べて、エネルギーロスを低減することができる。

以上説明したように、本実施形態の変速比制御部１０９は、要求駆動力および車速が第１変動閾値ＴＨ１未満、かつ、第２変動閾値ＴＨ２以上であるとき、無段変速機２１の変速比を目標変速比に制御する。これにより、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間の短縮とエネルギーロスの低減との両立を達成することができる。

なお、本実施形態では、要求駆動力および車速がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３にあるとき、変速比制御部１０９が無段変速機２１の変速比を目標変速比に制御する例について説明した。しかし、これに限定されず、変速比制御部１０９は、要求駆動力および車速が第２変動閾値ＴＨ２未満となるＥＶ走行領域Ｒ２にあるとき、車両１の周囲環境が所定の条件を満たした場合、無段変速機２１の変速比を目標変速比に制御するようにしてもよい。例えば、車両１の位置情報と地図情報から車両１前方の環境が所定の環境（登坂路や高速道路合流地点）にあるとき、変速比制御部１０９は、無段変速機２１の変速比を目標変速比に制御するようにしてもよい。これにより、車両１が登坂路や高速道路合流地点に位置するとき、ドライバの要求駆動力を発生させるまでの時間を短縮することができる。

（変形例）
図４は、変形例の車両１の構成を示す図である。上記実施形態と実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。図４に示すように、本変形例の車両１は、上記実施形態で説明したトルクコンバータ１３を設けずに、トルクコンバータ１３の位置にＩＳＧ（補助モータ）５を配置している。本変形例の動力伝達装置７は、ダンパ機構２０１と、エンジン遮断クラッチ２０３と、ポンプ駆動ギヤ２０５とを含む。

ダンパ機構２０１は、エンジン３のクランクシャフト３ａとＩＳＧ５の回転軸５ａとの間に配置される。ダンパ機構２０１は、エンジン３からクランクシャフト３ａを介して伝達される振動を吸収し、回転軸５ａにエンジン３の振動が伝達することを抑制する。

エンジン遮断クラッチ２０３は、ダンパ機構２０１とＩＳＧ５との間に配置される。エンジン遮断クラッチ２０３は、解放状態にあるとき、クランクシャフト３ａと回転軸５ａとの間を遮断する。これにより、エンジン遮断クラッチ２０３は、ＩＳＧ５の駆動力がエンジン３に伝達されることを防止する。エンジン遮断クラッチ２０３は、締結状態にあるとき、クランクシャフト３ａと回転軸５ａとを一体回転させ、回転軸５ａからクランクシャフト３ａに駆動力を伝達する。これにより、ＩＳＧ５は、エンジン３を始動（再始動）させることができる。

ポンプ駆動ギヤ２０５は、回転軸５ａに設けられ、ＩＳＧ５と前後進切換装置１９との間に配置される。ポンプ駆動ギヤ２０５は、機械式オイルポンプ１５と接続する。これにより、機械式オイルポンプ１５は、回転軸５ａ（ポンプ駆動ギヤ２０５）が回転した際に、油圧を発生させることができる。

図５は、変形例の車両１の各走行モードの駆動力線図である。図５中、縦軸は駆動力（要求駆動力）を示し、横軸は車速を示す。また、図５中、ＴＨ３は、第１変動閾値ＴＨ１および第２変動閾値ＴＨ２と同様に、車速に応じて変動する第３変動閾値である。第３変動閾値ＴＨ３は、第１変動閾値ＴＨ１にＩＳＧ５の駆動力を加算した値に相当する。Ｒ４は、ＥＶ走行領域Ｒ２の一部であり、第１変動閾値ＴＨ１以上、かつ、第３変動閾値ＴＨ３未満となるＨＥＶ走行準備領域Ｒ４である。このように、本変形例では、上記実施形態で説明したＨＥＶ走行準備領域Ｒ３に加え、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ４が設けられている。

図５に示すように、走行モード制御部１０７は、要求駆動力および車速が、第３変動閾値ＴＨ３以上となるＨＥＶ走行領域Ｒ１にあるとき、車両１の走行モードをＨＥＶ走行モードに設定する。また、走行モード制御部１０７は、要求駆動力および車速が、第３変動閾値ＴＨ３未満となるＥＶ走行領域Ｒ２にあるとき、車両１の走行モードをＥＶ走行モードに設定する。このように、本変形例では、走行モード制御部１０７は、図５に示す第１変動閾値ＴＨ１に対しＨＥＶ走行領域Ｒ１側に第３変動閾値ＴＨ３を設けている。

本変形例では、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３にあるとき、無段変速機２１の変速比を、車速に応じて最小変速比または最大変速比に変速させる。例えば、変速比制御部１０９は、車両１の車速が所定車速Ｖ（例えば、４５ｋｍ/ｈ）未満であるとき、無段変速機２１の変速比を最大変速比に変速させ、最大変速比に維持させる。また、変速比制御部１０９は、車両１の車速が所定車速Ｖ以上であるとき、無段変速機２１の変速比を最小変速比に変速させ、最小変速比に維持させる。

より具体的に、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速が、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ３にあり、車速が所定車速Ｖ未満であるとき、エンジン遮断クラッチ２０３および入力クラッチ１９ｂを解放状態に制御する。そして、変速比制御部１０９は、出力クラッチ２３を解放状態から締結状態に制御し、無段変速機２１を回転駆動させ、電動式オイルポンプ１７を駆動し、プライマリプーリ４５およびセカンダリプーリ４７に油圧を供給する。変速比制御部１０９は、無段変速機２１の変速比を、最大変速比に変速および維持させる。

変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速が、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ３にあり、車速が所定車速Ｖ以上であるとき、エンジン遮断クラッチ２０３および入力クラッチ１９ｂを解放状態に制御する。そして、変速比制御部１０９は、出力クラッチ２３を解放状態から締結状態に制御し、無段変速機２１を回転駆動させ、電動式オイルポンプ１７を駆動し、プライマリプーリ４５およびセカンダリプーリ４７に油圧を供給する。変速比制御部１０９は、無段変速機２１の変速比を、最小変速比に変速および維持させる。

図３で説明したように、ＨＥＶ走行モード時に設定される目標変速比は、車速が遅くなるほど最大変速比に近づくように設定され、車速が速くなるほど最小変速比に近づくように設定される。したがって、変速比制御部１０９は、車速が所定車速Ｖ未満となる場合に最大変速比に設定することで、最小変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。また、変速比制御部１０９は、車速が所定車速Ｖ以上となる場合に最小変速比に設定することで、最大変速比に設定する場合よりも目標変速比まで変速させる変速時間を短くすることができる。

これにより、要求駆動力および車速がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３からＨＥＶ走行領域Ｒ１に移行した際のＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間を短縮することができる。

また、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速が第２変動閾値ＴＨ２未満となるＥＶ走行領域Ｒ２にあるとき、無段変速機２１の変速比の制御を停止する。具体的に、変速比制御部１０９は、エンジン遮断クラッチ２０３、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３を解放状態に制御し、無段変速機２１の回転を停止させる。

さらに、変速比制御部１０９は、ＥＶ走行モード時、要求駆動力および車速が、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ４にあり、車速が所定車速Ｖ未満であるとき、エンジン遮断クラッチ２０３を解放状態に制御する。そして、変速比制御部１０９は、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３を解放状態から締結状態に制御し、ＩＳＧ５を駆動させる。これにより、変速比制御部１０９は、駆動モータ１１の駆動力に加え、ＩＳＧ５の駆動力を車輪９に伝達させることができる。変速比制御部１０９は、駆動モータ１１およびＩＳＧ５により無段変速機２１を回転駆動させ、機械式オイルポンプ１５（または電動式オイルポンプ１７）を駆動させ、プライマリプーリ４５およびセカンダリプーリ４７に油圧を供給する。変速比制御部１０９は、無段変速機２１の変速比を、最大変速比に変速および維持させる。

これにより、要求駆動力および車速がＨＥＶ走行準備領域Ｒ４からＨＥＶ走行領域Ｒ１に移行した際のＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移時間を短縮することができる。

本変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。これに加え、本変形例では、変速比制御部１０９は、車速が所定車速Ｖ未満であって、要求駆動力および車速が第３変動閾値ＴＨ３未満、かつ、第１変動閾値ＴＨ１以上であるとき、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３を締結させる。そして、変速比制御部１０９は、ＩＳＧ５を駆動させることで、駆動モータ１１およびＩＳＧ５の駆動力を車輪９に伝達させる。これにより、変速比制御部１０９は、ＩＳＧ５の駆動力に応じてＥＶ走行領域Ｒ２を拡大することができ、燃費を向上させることができる。

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

上記実施形態では、変速比制御部１０９がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３において無段変速機２１の変速比を目標変速比に制御する例について説明した。しかし、これに限定されず、変速比制御部１０９は、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ３において上記変形例と同様に、無段変速機２１の変速比を最小変速比または最大変速比に制御してもよい。

上記変形例では、変速比制御部１０９がＨＥＶ走行準備領域Ｒ３、Ｒ４において無段変速機２１の変速比を最小変速比または最大変速比に制御する例について説明した。しかし、これに限定されず、変速比制御部１０９は、ＨＥＶ走行準備領域Ｒ３、Ｒ４において無段変速機２１の変速比を目標変速比に制御するようにしてもよい。

本発明は、車両に利用できる。

３エンジン
５ＩＳＧ（補助モータ）
９車輪
１１駆動モータ
２１無段変速機
２３出力クラッチ
１０７走行モード制御部
１０９変速比制御部
２０３エンジン遮断クラッチ

Claims

エンジンと、
前記エンジンに接続され、前記エンジンの駆動力を車輪に伝達する無段変速機と、
前記無段変速機と前記車輪との間に配される出力クラッチと、
前記出力クラッチと前記車輪との間に接続される駆動モータと、
前記出力クラッチを解放した状態で前記駆動モータの駆動力を前記車輪に伝達させる第１走行モードと、前記出力クラッチを締結した状態で前記エンジンおよび前記駆動モータの駆動力を前記車輪に伝達させる第２走行モードとに、走行モードを切替可能な走行モード制御部と、
前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御部と、
前記エンジンと前記無段変速機との間に接続される補助モータと、
前記エンジンと前記補助モータとの間に配されるエンジン遮断クラッチと、
を備え、
前記走行モード制御部は、アクセル開度によって決定される要求駆動力および車速が第１変動閾値に前記補助モータの駆動力を加算した値に相当する第３変動閾値未満であるとき、前記走行モードを前記第１走行モードに切り替え、前記要求駆動力および前記車速が前記第３変動閾値以上であるとき、前記走行モードを前記第２走行モードに切り替え、
前記変速比制御部は、前記車速が所定車速未満であって、前記要求駆動力および前記車速が前記第３変動閾値未満、かつ、前記第１変動閾値以上であるとき、前記出力クラッチを締結し前記エンジン遮断クラッチを解放した状態で、前記駆動モータおよび前記補助モータの駆動力を前記車輪に伝達させ、前記要求駆動力および前記車速が前記第３変動閾値未満、かつ、前記第１変動閾値より小さい第２変動閾値以上であるとき、前記変速比を前記アクセル開度および前記車速に応じて変化する変速比に制御し、前記要求駆動力および前記車速が前記第２変動閾値未満であるとき、前記変速比の制御を停止する、
車両。