JP7414467B2 - 車両 - Google Patents

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、要求駆動力が増大すると、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへ切り替えられる。このとき、無段変速機の変速比が要求駆動力を発生させるのに必要な変速比となっていない場合、要求駆動力が発生するまでの時間（以下、要求駆動力発生時間という）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、要求駆動力発生時間を短縮できる。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、要求駆動力発生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、要求駆動力発生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、を備え、変速比制御部は、第１走行モードにおいて、増速時に車速が第１車速以上になると、変速比を最大変速比より小さく最小変速比より大きな中間変速比に維持するように制御し、減速時に車速が第１車速より小さい第２車速未満になると、変速比を最大変速比に維持するように制御する。

所定のアクセル開度に対応するエンジンおよび駆動モータの駆動力が異なる第１運転モードと第２運転モードとを切替可能な運転モード制御部を備え、変速比制御部は、第１運転モードにおいて、車速が第１車速以上になると、変速比を最小変速比に維持するように制御し、第２運転モードにおいて、車速が第１車速以上になると、変速比を中間変速比に維持するように制御してもよい。

本発明によれば、要求駆動力発生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、車両の各運転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、ＥＶ走行中、運転モードがエコモードであるときの変速マップを示す図である。 図５は、ＥＶ走行中、運転モードがスポーツモードであるときの変速マップを示す図である。 図６は、車速が第１車速以上である場合にＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードにモード遷移する際のモード遷移図である。 図７は、ＥＶ走行モード変速比制御処理のフローチャート図である。

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、運転モード制御部１０９と、変速比制御部１１１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１１３と、クランク角センサ１１５と、車速センサ１１７とが接続される。アクセル開度センサ１１３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１１５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１１７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１１３、クランク角センサ１１５、車速センサ１１７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１１５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１１７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１１３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。このように、走行モード制御部１０７は、車両１の走行モードを、ＥＶ走行モードまたはＨＥＶ走行モードに切替可能に構成される。

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。

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。

運転モード制御部１０９は、車両１の運転モードを、ドライバにより設定される運転モードに切り替える。本実施形態では、運転モード制御部１０９は、車両１の運転モードを、エコモード（第１運転モード）と、スポーツモード（第２運転モード）とに切り替える。このように、運転モード制御部１０９は、車両１の運転モードを、エコモードまたはスポーツモードに切替可能に構成される。運転モード制御部１０９は、各運転モードに応じて、アクセル開度に対するエンジン３および駆動モータ１１の駆動力を変更する。換言すれば、運転モード制御部１０９は、各運転モードに応じて、アクセル開度に対する車輪９に伝達される駆動力を変更する。

図２は、車両１の各運転モードの駆動力線図である。図２中、縦軸は駆動力を示し、横軸はアクセル開度を示す。図２に示すように、スポーツモードでは、同じアクセル開度Ａである場合に、エコモードよりも車輪９に伝達される駆動力（すなわち、エンジン３および駆動モータ１１の駆動力）が大きくなる。換言すれば、エコモードでは、同じアクセル開度Ａである場合に、スポーツモードよりも車輪９に伝達される駆動力（すなわち、エンジン３および駆動モータ１１の駆動力）が小さくなる。このように、所定のアクセル開度Ａに対応するエンジン３および駆動モータ１１の駆動力は、複数の運転モード（エコモード、スポーツモード）の間で互いに異なる。

変速比制御部１１１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１１１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１１１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１１１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１１１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１１１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１１１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（Ｈｉ）または最大変速比（ＬＯＷ）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１１１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。

図３に示すように、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへの切り替えの際に設定される目標変速比は、アクセル開度および車速に応じて変化する。例えば、目標変速比は、車速が速くなるほど小さくなり、最小変速比（Ｈｉ）に近づく。反対に、目標変速比は、車速が遅くなるほど大きくなり、最大変速比（ＬＯＷ）に近づく。したがって、ＥＶ走行モード時において、例えば車速が所定車速Ｖ以上である場合に最小変速比に変速し、車速が所定車速未満である場合に最大変速比に変速すれば、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することができる。ここで、所定車速Ｖは、例えば、図３中一点鎖線で示すアクセル開度（小）において、最大変速比と最小変速比との真ん中に位置する中間値（中央値）に対応する速度である。

しかし、目標変速比は、アクセル開度に応じても変化する。例えば、目標変速比は、所定車速Ｖ以上において、アクセル開度が大きくなるほど大きくなり、最小変速比から最大変速比に近づく。そのため、ＥＶ走行モード時において車速が所定車速Ｖ以上である場合に最小変速比に変速させると、例えばドライバがアクセル開度を大きく操作（例えば、全開）した場合に目標変速比が最小変速比から最大変速比側にずれてしまう。その場合、無段変速機の変速比を最小変速比から目標変速比まで変速させる時間がかかり、ドライバがアクセル開度を大きく操作してから要求する要求駆動力が発生されるまでの時間（要求駆動力発生時間）が長くなるという問題がある。つまり、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへの切替開始から要求する要求駆動力が発生されるまでの要求駆動力発生時間が長くなるという問題がある。

ここで、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、要求駆動力発生時間を短縮できる。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、要求駆動力発生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。

そこで、本実施形態の変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード時、車速が所定車速Ｖ以上になると、無段変速機２１の変速比を最小変速比より大きな変速比に維持するように制御する。具体的に、変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を最小変速比より大きく、かつ、最大変速比より小さい中間変速比（以下、単に中間変速比という）に維持するように制御する。ここで、中間変速比は、例えば、最大変速比と最小変速比との真ん中に位置する中間値（中央値）よりも最小変速比側となる変速比である。

本実施形態では、変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード時、車速が所定車速Ｖ以上になると、運転モードに応じて無段変速機２１の変速比の設定を変更している。例えば、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがエコモードであるとき、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維持するように制御する。本実施形態では、変速比制御部１１１は、車両１の車速に応じて、変速比を最小変速比または最大変速比に切り替える。

図４は、ＥＶ走行中、運転モードがエコモードであるときの変速マップを示す図である。図４中、縦軸はＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替えられたと仮定した場合におけるエンジン回転数を示し、横軸は車速を示す。

図４に示すように、変速比制御部１１１は、車両１の車速が第１車速（例えば、４５ｋｍ/ｈ）Ｓ１未満となる第１の車速範囲Ａ１である場合、無段変速機２１の変速比を最大変速比に設定および維持する。変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上となる第２の車速範囲Ａ２である場合、無段変速機２１の変速比を最小変速比に設定および維持する。このように、変速比制御部１１１は、第１の車速範囲Ａ１と第２の車速範囲Ａ２とに応じて、無段変速機２１の変速比を最大変速比または最小変速比に維持するように制御する。

図３で説明したように、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る。したがって、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１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。

一方、目標変速比は、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。ただし、目標変速比は、アクセル開度に応じても変化するため、アクセル開度の操作量に応じて、無段変速機２１の変速比を設定することが好ましい。ここで、ドライバがエコモードを選択する場合は、ドライバがスポーツモードを選択する場合と比べて、アクセル開度を大きく操作（例えば、全開）する頻度が低くなると想定される。そのため、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがエコモードである場合、車速が第１車速Ｓ１以上であるとき、アクセル開度が小さく操作されると想定し、無段変速機２１の変速比を最小変速比に設定する。このように、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上である場合に最小変速比に設定することで、最大変速比または中間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。

なお、これに限定されず、変速比制御部１１１は、車速の増速時と減速時とで第１車速Ｓ１を変更してもよい。図４に示すように、変速比制御部１１１は、車速の増速時、第１車速Ｓ１を、例えば４５ｋｍ/ｈに設定している。一方、変速比制御部１１１は、車速の減速時、第１車速Ｓ１ａを、例えば３５ｋｍ/ｈに設定している。このように、第１車速Ｓ１、Ｓ１ａを設定することで、変速比制御部１１１は、第１車速Ｓ１近傍で車速が増減した際に、無段変速機２１の変速比が最大変速比および最小変速比に頻繁に切り替わってしまうことを抑制することができる。

変速比制御部１１１は、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維持しているため、無段変速機の変速比を図３に示す目標変速比に常時変速させる場合よりも、エネルギーロスを低減することができる。

車両１の運転モードがスポーツモードであるとき、変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を最大変速比または中間変速比に維持するように制御する。本実施形態では、変速比制御部１１１は、車両１の車速に応じて、変速比を最大変速比または中間変速比に切り替える。

図５は、ＥＶ走行中、運転モードがスポーツモードであるときの変速マップを示す図である。図５中、縦軸はＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替えられたと仮定した場合におけるエンジン回転数を示し、横軸は車速を示す。

図５に示すように、変速比制御部１１１は、車両１の車速が第１車速（例えば、４５ｋｍ/ｈ）Ｓ１未満となる第１の車速範囲Ａ１である場合、無段変速機２１の変速比を最大変速比に設定および維持する。変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上となる第２の車速範囲Ａ２である場合、無段変速機２１の変速比を中間変速比に設定および維持する。このように、変速比制御部１１１は、第１の車速範囲Ａ１と第２の車速範囲Ａ２とに応じて、無段変速機２１の変速比を最大変速比または中間変速比に維持するように制御する。

図３で説明したように、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る。したがって、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１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。

一方、目標変速比は、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。ただし、目標変速比は、アクセル開度に応じても変化する。ここで、ドライバがスポーツモードを選択する場合は、ドライバがエコモードを選択する場合と比べて、アクセル開度を大きく操作（例えば、全開）する頻度が高くなると想定される。そのため、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがスポーツモードである場合、車速が第１車速Ｓ１以上であるとき、アクセル開度が大きく操作されると想定し、無段変速機２１の変速比を中間変速比に設定する。このように、変速比制御部１１１は、車速が第１車速Ｓ１以上である場合に中間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。

なお、これに限定されず、変速比制御部１１１は、車速の増速時と減速時とで第１車速Ｓ１を変更してもよい。図５に示すように、変速比制御部１１１は、車速の増速時、第１車速Ｓ１を、例えば４５ｋｍ/ｈに設定している。一方、変速比制御部１１１は、車速の減速時、第１車速Ｓ１ａを、例えば３５ｋｍ/ｈに設定している。このように、第１車速Ｓ１、Ｓ１ａを設定することで、変速比制御部１１１は、第１車速Ｓ１近傍で車速が増減した際に、無段変速機２１の変速比が最大変速比および中間変速比に頻繁に切り替わってしまうことを抑制することができる。

変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を、最大変速比または中間変速比に維持しているため、無段変速機の変速比を図３に示す目標変速比に常時変速させる場合よりも、エネルギーロスを低減することができる。

図６は、車速が第１車速Ｓ１以上である場合にＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードにモード遷移する際のモード遷移図である。図６（ａ）は、運転モードがエコモードである場合の車両１の各シャフトの回転数の遷移を示し、縦軸が各シャフトの回転数であり、横軸が時間である。図６（ｂ）は、運転モードがエコモードである場合の車両１の変速比（プーリ比）の遷移を示し、縦軸が変速比であり、横軸が時間である。図６（ｃ）は、運転モードがスポーツモードである場合の車両１の各シャフトの回転数の遷移を示し、縦軸が各シャフトの回転数であり、横軸が時間である。図６（ｄ）は、運転モードがスポーツモードである場合の車両１の変速比（プーリ比）の遷移を示し、縦軸が変速比であり、横軸が時間である。

図６中、Ｎｅは、クランクシャフト３ａの回転数（エンジン回転数）であり、Ｎｐは、プライマリシャフト４１の回転数であり、Ｎｓ１は、セカンダリシャフト４３の回転数であり、Ｎｓ２は、ギヤシャフト５１の回転数である。Ｐ１は、車両１のＥＶ走行モード期間を表し、Ｐ２は、ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移期間を表し、Ｐ３は、ＨＥＶ走行モード期間を表し、Ｐ４は、要求駆動力が発揮される要求駆動力発揮期間を表す。

まず、図６（a）、図６（ｂ）を用いて、エコモード時のＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移について説明し、その後、図６（ｃ）、図６（ｄ）を用いて、スポーツモード時のＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードへのモード遷移について説明する。ここでは、時間Ｔ１において、ドライバがアクセル開度を大きく操作（例えば、全開）した場合について説明する。

時間Ｔ１において、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走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替える。時間Ｔ１になるとＥＶ走行モード期間Ｐ１が終了し、モード遷移期間Ｐ２となる。

変速比制御部１１１は、車両１の走行モードがＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに切り替えられると、エンジン３を駆動させる。エンジン３の駆動に伴い、エンジン回転数Ｎｅは、時間Ｔ１から漸増する。

時間Ｔ１において、入力クラッチ１９ｂおよび出力クラッチ２３は、解放状態であり、プライマリシャフト回転数Ｎｐおよびセカンダリシャフト回転数Ｎｓ１は、回転が停止された回転停止状態である。また、ギヤシャフト回転数Ｎｓ２は、駆動モータ１１の駆動力により回転され、時間Ｔ１前後において一定回転数に維持された状態である。

時間Ｔ１から時間Ｔ２までの間で、エンジン回転数Ｎｅが漸増し、機械式オイルポンプ１５が油圧を発生するようになると、変速比制御部１１１は、入力クラッチ１９ｂを解放状態から締結状態に制御する。これにより、プライマリシャフト回転数Ｎｐが漸増する。ここでは、ＥＶ走行モード時、図６（ｂ）に示すように、変速比は１に制御されていたものとする。そのため、セカンダリシャフト回転数Ｎｓ１は、プライマリシャフト回転数Ｎｐと同じ回転数で漸増している。このとき、まだ出力クラッチ２３は、解放状態に維持される。

変速比制御部１１１は、プライマリシャフト回転数Ｎｐがエンジン回転数Ｎｅと等しくなると、図６（ｂ）に示すように、変速比を１から目標変速比ＴＧＲに近づけるように変速させる。これにより、セカンダリシャフト回転数Ｎｓ１は、プライマリシャフト回転数Ｎｐと異なる回転数となる。ここでは、変速比が１より大きい変速比に変速されるため、セカンダリシャフト回転数Ｎｓ１は、プライマリシャフト回転数Ｎｐより小さくなる。

時間Ｔ２において、セカンダリシャフト回転数Ｎｓ１は、ギヤシャフト回転数Ｎｓ２と等しくなる。セカンダリシャフト回転数Ｎｓ１がギヤシャフト回転数Ｎｓ２と等しくなると、変速比制御部１１１は、出力クラッチ２３を解放状態から締結状態に制御する。これにより、エンジン３の駆動力がギヤシャフト５１を介して車輪９に伝達され始める。時間Ｔ２になるとモード遷移期間Ｐ２が終了し、ＨＥＶ走行モード期間Ｐ３となる。

時間Ｔ２では、図６（ｂ）に示すように、変速比は、目標変速比ＴＧＲに到達しておらず、車輪９に伝達される駆動力は、要求駆動力未満となる。

時間Ｔ３において、図６（ｂ）に示すように、変速比は、目標変速比ＴＧＲに到達する。このとき、車輪９に伝達される駆動力は、要求駆動力に到達する。時間Ｔ３以降が、要求駆動力発揮期間Ｐ４となる。

スポーツモード時では、図６（ｂ）および図６（ｄ）を比較して分かるように、ＥＶ走行モード期間Ｐ１において、変速比は、エコモード時よりも大きな変速比（中間変速比）に制御される。そのため、図６（ａ）および図６（ｃ）を比較して分かるように、時間Ｔ１から時間Ｔ２の間では、スポーツモード時におけるセカンダリシャフト回転数Ｎｓ１は、エコモード時におけるセカンダリシャフト回転数Ｎｓ１よりも小さい。

したがって、スポーツモード時におけるセカンダリシャフト回転数Ｎｓ１がギヤシャフト回転数Ｎｓ２と等しくなる時間Ｔ２’は、エコモード時におけるセカンダリシャフト回転数Ｎｓ１がギヤシャフト回転数Ｎｓ２と等しくなる時間Ｔ２よりも遅くなる。つまり、スポーツモード時におけるモード遷移期間Ｐ２は、エコモード時におけるモード遷移期間Ｐ２より長くなる。

このように、エコモード時では、ＥＶ走行モード期間Ｐ１において、変速比は、スポーツモード時よりも小さな変速比（例えば、最小変速比）に制御される。その結果、エコモード時におけるモード遷移期間Ｐ２は、スポーツモード時におけるモード遷移期間Ｐ２より短くなる。ＥＶ走行モードにおけるエコモード時の変速比をスポーツモード時の変速比よりも小さくすることで、エコモード時のモード遷移期間Ｐ２を、スポーツモード時のモード遷移期間Ｐ２よりも短くすることができる。そのため、エコモード時では、車輪９に駆動力が伝達され始める時間Ｔ２を、スポーツモード時における時間Ｔ２’よりも短縮することができる。車輪９に駆動力が伝達され始める時間を短縮できるため、エコモードでは、快適なドライバビリティを提供することができる。

一方、スポーツモード時において変速比が目標変速比ＴＧＲに到達するまでの変速量は、エコモード時において変速比が目標変速比ＴＧＲに到達するまでの変速量より小さい。一般的に、無段変速機２１の回転数を漸増させる時間よりも、無段変速機２１の変速比を変更する時間の方が長くなる。そのため、時間Ｔ２’が時間Ｔ２より遅くても、スポーツモード時において変速比が目標変速比ＴＧＲに到達する時間Ｔ３’は、エコモード時において変速比が目標変速比ＴＧＲに到達する時間Ｔ３よりも短くなる。つまり、スポーツモード時においてドライバがアクセル開度を大きく操作した時間Ｔ１から要求する要求駆動力が発生されるまでの時間（要求駆動力発生時間）Ｔ３’は、エコモード時における時間Ｔ１から時間Ｔ３までの時間に比べて短くなる。

このように、ＥＶ走行モード時におけるスポーツモードの変速比をエコモード時の変速比より大きくすることで、スポーツモード時の要求駆動力発生時間Ｔ３’を、エコモード時の要求駆動力発生時間Ｔ３よりも短くすることができる。そのため、スポーツモードでは、車輪９に伝達される駆動力が要求駆動力となる時間を短縮することができ、その結果、スポーティーなドライバビリティを提供することができる。以上のように、本実施形態では、ＥＶ走行モード時、無段変速機２１の変速比を運転モードに応じて異なる変速比（最小変速比または中間変速比）に維持することで、異なる特性を持つドライバビリティを提供することができる。

つぎに、変速比制御部１１１がＥＶ走行モード時に実行するＥＶ走行モード変速比制御処理について説明する。図７は、ＥＶ走行モード変速比制御処理のフローチャート図である。

図７に示すように、変速比制御部１１１は、車両１の走行モードがＥＶ走行モードであるか否か判定する（ステップＳ７０１）。ＥＶ走行モードである場合（ステップＳ７０１のＹＥＳ）、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードを確認する（ステップＳ７０３）。一方、ＥＶ走行モードでない場合（ステップＳ７０１のＮＯ）、変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがエコモードであるか否か判定する（ステップＳ７０５）。エコモードである場合（ステップＳ７０５のＹＥＳ）、変速比制御部１１１は、図４に示す変速マップに基づいて無段変速機２１の変速比を制御し（ステップＳ７０７）、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

運転モードがエコモードでない場合（ステップＳ７０５のＮＯ）、変速比制御部１１１は、車両１の運転モードがスポーツモードであると判定する（ステップＳ７０９）。そして、変速比制御部１１１は、図５に示す変速マップに基づいて無段変速機２１の変速比を制御し（ステップＳ７１１）、ＥＶ走行モード変速比制御処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の変速比制御部１１１は、ＥＶ走行モードの際、車速が第１車速Ｓ１以上になると、変速比を最大変速比より小さく最小変速比より大きな中間変速比に維持するように制御する。これにより、変速比制御部１１１は、ドライバがアクセル開度を大きく操作した時間Ｔ１から要求する要求駆動力が発生されるまでの時間（要求駆動力発生時間）Ｔ３’を短縮することができる。また、変速比制御部１１１は、無段変速機２１の変速比を中間変速比に維持するため、無段変速機２１の変速比を図３に示す目標変速比に常時変速させる場合よりも、エネルギーロスを低減することができる。したがって、要求駆動力発生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。

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、ＥＶ走行モード時、車速が第１車速Ｓ１以上である場合、エコモードでは、無段変速機２１の変速比を最小変速比に維持し、スポーツモードでは、変速比を中間変速比に維持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１１１は、ＥＶ走行モード時、車速が第１車速Ｓ１以上である場合、運転モードに依らず、無段変速機２１の変速比を中間変速比に維持してもよい。つまり、変速比制御部１１１は、エコモード時およびスポーツモード時ともに、変速比を中間変速比に維持してもよい。

本発明は、車両に利用できる。

３ エンジン
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 運転モード制御部
１１１ 変速比制御部

Claims (2)

1. 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、
   を備え、
   前記変速比制御部は、前記第１走行モードにおいて、増速時に車速が第１車速以上になると、前記変速比を最大変速比より小さく最小変速比より大きな中間変速比に維持するように制御し、減速時に前記車速が第１車速より小さい第２車速未満になると、前記変速比を前記最大変速比に維持するように制御する車両。
2. 所定のアクセル開度に対応する前記エンジンおよび前記駆動モータの前記駆動力が異なる第１運転モードと第２運転モードとを切替可能な運転モード制御部を備え、
   前記変速比制御部は、
   前記第１運転モードにおいて、前記車速が前記第１車速以上になると、前記変速比を前記最小変速比に維持するように制御し、
   前記第２運転モードにおいて、前記車速が前記第１車速以上になると、前記変速比を前記中間変速比に維持するように制御する請求項１に記載の車両。

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