JPWO2020021941A1 - ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

内燃機関から変速機を介した出力が要求駆動力を満たすように変速比を制御する第１制御則と、電動機による駆動力と内燃機関による駆動力との合計が要求駆動力となるように変速比を制御する第２制御則とを協調させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。車輪（１８）の駆動力を発生可能な動力源として内燃機関（１１）及び電動機（１３）を備え、内燃機関（１１）と車輪（１８）との間に、第１制御則に従って変速比が制御される変速機（１２）が設けられたハイブリッド車両を制御するための装置（３０）であって、電動機（１３）による駆動力（Ｆｍ）と内燃機関（１１）による駆動力（Ｆｅ）との合計が要求駆動力（Ｆｄ）となるように、第２制御則に従って目標変速比を演算し、第１制御則で用いられるパラメータ（ｖＡｐ）を目標変速比に基づき決定する。

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、車輪の駆動力を発生可能な動力源として内燃機関及び電動機を備え、内燃機関と車輪との間に変速機が設けられたハイブリッド車両が知られている（例えば特許文献１）。このように内燃機関と車輪との間に変速機が設けられた車両では、運転者が要求する車輪の駆動力と速度を所与としても、変速機の変速比が所定範囲で変化しうるため、内燃機関の運転状態にはある程度の可変幅がある。よって、変速比を制御することで、内燃機関の運転状態を何らかの目的に適した状態にすることができる。

特開２０００−１６６０１９号公報

ここで、内燃機関の運転状態をある目的に適した状態にしつつ、内燃機関から変速機を介した出力が要求駆動力を満たすように変速比を制御する制御則を、第１制御則とする。また、内燃機関の運転状態をある目的に適した状態にしつつ、電動機による駆動力と内燃機関による駆動力との合計が要求駆動力となるように変速比を制御する制御則を、第２制御則とする。なお、電動機が発電可能である場合、電動機による上記駆動力は、発電時の負値も含む。第１制御則により実現される変速比に対応する内燃機関の運転状態を第１状態とし、第２制御則により実現される変速比に対応する内燃機関の運転状態を第２状態とする。

第２制御則では、内燃機関だけでなく電動機の出力によっても要求駆動力が賄われる。このため、第２状態は第１状態と相違しうる。例えば第１制御則のみに従って変速比を制御したのでは、第２状態を実現することができない。すなわち、ハイブリッド車両において、第１制御則と第２制御則とを協調させることが求められていた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、第１制御則と第２制御則とを協調させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。

本発明のある観点によれば、車輪の駆動力を発生可能な動力源として内燃機関及び電動機を備え、内燃機関と車輪との間に、第１制御則に従って変速比が制御される変速機が設けられたハイブリッド車両を制御するための装置であって、電動機による駆動力と内燃機関による駆動力との合計が要求駆動力となるように、第２制御則に従って目標変速比を演算し、第１制御則で用いられるパラメータを目標変速比に基づき決定するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば第１制御則と第２制御則とを協調させることができる。

本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の構成例を示す模式図である。 同実施形態のトランスミッションコントロールユニットが用いる変速線図の一例を示す。 同実施形態の内燃機関が有する特性の一例を示す。 同実施形態のハイブリッドコントロールユニットが実行する制御処理を示すフローチャートである。 同実施形態のハイブリッドコントロールユニットが実行する仮想アクセル開度の算出処理を示すフローチャートである。

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．ハイブリッド車両の構成例＞
まず、図１を参照して、本実施形態の制御装置が適用されるハイブリッド車両の構成例について説明する。ハイブリッド車両の駆動系は、エンジン１１と、自動変速機１２と、モータ１３と、トランスファ１４と、ディファレンシャル機構１５とを有する。ハイブリッド車両の電源系は、二次電池であるバッテリ２０を有する。

エンジン１１は、ガソリン又は軽油等を燃料とする内燃機関である。エンジン１１が生成した動力が車輪１８に伝達されることで車輪１８の駆動力が発生しうる。車輪１８は例えば前輪であり、駆動輪として機能する。

自動変速機１２は、エンジン１１と車輪１８との間の動力伝達経路に設けられており、エンジン１１の出力回転を変速して車軸１７の側に伝達する。エンジン１１及び自動変速機１２は、車両駆動用のユニット１０として機能する。自動変速機１２は無段変速機であり、例えば無段変速機構（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）及び前後進切替機構を有する。

ＣＶＴは、ベルト式であり、ＣＶＴの入力軸（エンジン１１の出力側の軸）に連結されたプライマリプーリ、ＣＶＴの出力軸に連結されたセカンダリプーリ、及び両プーリに巻き掛けられたベルトを有する。ベルトは、両プーリの間でトルクを伝達する動力伝達部材として機能する。

例えば油圧により両プーリそれぞれの溝幅が変化し、これによりベルトの巻き掛け径が変化することで、ＣＶＴの入力軸から出力軸に伝達される回転の無段変速が可能となる。ＣＶＴの出力軸は、減速ギア、ディファレンシャル機構１５及び車軸１７を介して、車輪１８に連結されている。

前後進切替機構は、エンジン１１とＣＶＴとの間の動力伝達経路に設けられており、例えばプラネタリギヤと、前進クラッチ及び後退ブレーキとを備える。前進クラッチ及び後退ブレーキを制御することにより、ＣＶＴの入力軸の回転方向、すなわち車両の前進走行と後退走行が、切り替え可能になっている。前進クラッチ及び後退ブレーキがともに開放されることにより、エンジン１１とＣＶＴとの間のトルクの伝達が遮断される。

モータ１３は、例えば三相交流式の回転電機であり、インバータを介してバッテリ２０に接続されている。モータ１３の出力軸１６は、減速ギア、ディファレンシャル機構１５、及び車軸１７を介して車輪１８に連結されている。

モータ１３は、力行時、バッテリ２０の電力を用いて動力を発生し、車輪１８を駆動するための駆動力を生成する電動機（駆動モータ）として機能する。モータ１３は、回生時、車両の減速に伴い車輪１８の側から伝達される動力により駆動され、電力を生成する発電機（ジェネレータ）として機能する。

トランスファ１４は、自動変速機１２の出力側の軸（ＣＶＴの出力軸）とモータ１３の出力軸１６との間に設けられており、トランスファギア及びトランスファクラッチを有する。トランスファギアはディファレンシャル機構１５のギアと一体でもよい。

トランスファクラッチは、例えば油圧により締結又は開放される摩擦要素であり、モータ１３の出力軸１６とディファレンシャル機構１５との間に設けられてよい。トランスファ１４は、トランスファクラッチの締結状態を変化させることで、モータ１３と車軸１７との間のトルクの伝達の可否を切り替えることができる。

トランスファクラッチが締結された状態では、エンジン１１が出力する動力に加えモータ１３が出力する動力が車輪１８に伝達され、エンジン１１とモータ１３の両方で車両を駆動可能なハイブリッド走行モードとなる。ハイブリッド走行モードでは、エンジン１１の側から伝達される動力によりモータ１３を駆動して発電させることも可能である。例えばエンジン１１の出力に余剰がある場合、エンジン１１の動力の一部を用いてモータ１３を発電機として機能させることで、エンジン１１のエネルギー効率を向上させることが可能である。

トランスファクラッチが開放された状態では、エンジン１１が出力する動力のみが車輪１８に伝達され、エンジン１１で車両を駆動可能なエンジン走行モードとなる。

なお、トランスファクラッチは、自動変速機１２の出力側の軸（ＣＶＴの出力軸）とディファレンシャル機構１５との間に設けられてもよい。

＜２．制御装置の構成例＞
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド車両の制御系は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３１、トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）３２、モータコントロールユニット（ＭＣＵ）３３、及びハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）３０を有する。

各コントロールユニット３０〜３３の一部又は全部は、例えばマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサユニット等で構成されていてもよい。マイクロコンピュータ等は、各種演算処理を実行する中央処理ユニット（ＣＰＵ）、各種制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成であってよい。また、各コントロールユニットの一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。

ＥＣＵ３１は、通信線を介して、エンジン１１に備えられた各種のアクチュエータ及びセンサ、並びにアクセル開度センサ４１及び車速センサ４２に接続されている。アクセル開度センサ４１は、アクセルペダル操作量としてのアクセル開度Ａｐを検出する。車速センサ４２は、例えば車軸１７又は車輪１８の回転数を検出する。ＥＣＵ３１は、車速センサ４２からの信号に基づき車両の速度（以下、車速Ｖ）を検出する。

また、ＥＣＵ３１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信線を介して双方向の通信が可能なように、ＴＣＵ３２及びＨＣＵ３０に接続されており、制御情報や制御対象に関連する各種の情報を相互に通信する。ＥＣＵ３１は、上記センサ、ＴＣＵ３２及びＨＣＵ３０から入力される信号に基づき、スロットル弁開度、点火時期及び燃料噴射量等を調整することで、エンジン１１の運転状態を制御することが可能である。

ＴＣＵ３２は、通信線を介して、自動変速機１２に接続されている。また、ＴＣＵ３２は、ＣＡＮ等の通信線を介して双方向の通信が可能なように、ＨＣＵ３０に接続されている。

ＴＣＵ３２は、自動変速機１２及びトランスファ１４の状態を検出するセンサ、並びにＥＣＵ３１及びＨＣＵ３０から入力される信号に基づき、オイルポンプ、自動変速機１２に備えられた各制御弁及びクラッチ等、並びにトランスファ１４のクラッチを制御することで、自動変速機１２及びトランスファ１４の作動状態を制御することが可能である。

ＴＣＵ３２は、例えば、油圧を制御することにより、トランスファクラッチの断接、すなわち走行モードの切り替えを制御する。

また、ＴＣＵ３２は、油圧を制御することにより、自動変速機１２の変速比を制御する変速制御装置として機能する。ＴＣＵ３２は、例えば図２に示すような所定の変速線図（マップ）を参照して、ＣＶＴの目標プーリ比を決定する。図２において、車速ＶがＣＶＴの出力軸の回転数に相当し、エンジン回転数ＮｅがＣＶＴの入力軸の回転数に相当する。よって、車速Ｖに対するエンジン回転数Ｎｅの比が、プーリ比Ｒに相当する。

プーリ比Ｒは、図２において破線で示される最ロー線１０１と最ハイ線１０２との間で変化可能である。アクセル開度Ａｐが大きくなるほど、エンジン回転数Ｎｅが大きくなるように、言い換えるとプーリ比Ｒがロー側となるように、複数の変速線１０３が規定されている。

図３は、エンジン１１の特性の一例を示す。エンジン１１の最大トルク２０１を太い実線、等出力線２０２を細い破線、等燃費線２０３を細い実線で示す。等燃費線２０３と等出力線２０２とが接する点が、燃費が最適となるエンジン１１の運転状態を示しており、これらの点を結んだ点線が最適燃費線２０４である。この最適燃費線２０４の上でエンジン１１が運転すれば、エンジン１１の燃料消費量を最小とすることが可能である。図２の変速線図では、エンジン１１の運転状態が最適燃費線２０４の上に位置するように、複数の変速線１０３が規定されている。

ＭＣＵ３３は、インバータ及びモータコントローラを有する。インバータは、バッテリ２０から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ１３に供給し、モータ１３を駆動する。インバータは、モータ１３から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０に供給し、バッテリ２０を充電する。

モータコントローラは、通信線を介して、インバータ及びモータ１３に接続されている。また、モータコントローラは、ＣＡＮ等の通信線を介して双方向の通信が可能なように、ＨＣＵ３０に接続されている。モータコントローラは、モータ１３に備えられた各種センサ及びＨＣＵ３０から入力される信号に基づき、インバータに指令信号を出力し、モータ１３の作動状態を制御する。

ＨＣＵ３０は、車両の要求駆動力を実現しつつ、車両全体のエネルギー効率の観点から最適な運転状態となるように、駆動系及び電源系を統合的に制御することで、ハイブリッド車両の制御装置として機能する。

ＨＣＵ３０は、他のコントロールユニット３１，３２，３３に接続されるとともに、通信線を介してバッテリ２０に接続されている。ＨＣＵ３０には、バッテリ２０から充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、温度、電圧、電流等の情報が入力される。ＨＣＵ３０は、エネルギー効率を向上しつつバッテリ２０の過充電や過放電を抑制するため、ＭＣＵ３３に指令信号を出力してモータ１３の作動状態を制御させることで、ＳＯＣが所定領域内を変動するように制御する。

また、ＨＣＵ３０は、バッテリ２０の情報のほか、ＥＣＵ３１から入力される車速Ｖ及びアクセル開度Ａｐその他の情報、並びにＴＣＵ３２からの情報に基づき演算処理を行い、信号をＥＣＵ３１及びＴＣＵ３２に出力することで、エンジン１１の運転状態及び自動変速機１２の作動状態を制御することが可能である。

（フローチャート）
図４は、本実施形態のＨＣＵ３０が実行する処理の流れを示す。この処理は、少なくともハイブリッド走行モード中、所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１で、ＨＣＵ３０は、各種情報を読み込む。すなわち、ＥＣＵ３１からエンジン１１の情報、車速Ｖ及びアクセル開度Ａｐを読み込む。ＴＣＵ３２からＣＶＴの情報を読み込む。ＭＣＵ３３からモータ１３の情報として温度、電流、電圧及び回転数等を読み込む。バッテリ２０からバッテリ２０の情報としてＳＯＣ、温度及び電圧等を読み込む。

ステップＳ２で、ＨＣＵ３０は、車速Ｖ及びアクセル開度Ａｐに基づき、例えば所定のマップを参照して、要求駆動力Ｆｄを算出する。

ステップＳ３で、ＨＣＵ３０は、車両の現在の運転状態においてエンジン１１が取り得る状態であるエンジン可能状態を複数サンプリングする。各エンジン可能状態にインデックスｉを付す。ｉは、例えば１からｎ１までの自然数である。

例えば、ＨＣＵ３０は、ＣＶＴの情報に基づき、ＣＶＴの変速可能領域、言い換えるとプーリ比Ｒの可変範囲を算出する。この領域をｎ１個に等分すれば、任意のｉにおける、実現可能なプーリ比Ｒ（ｉ）を特定できる。このプーリ比Ｒ（ｉ）と車速Ｖとに基づき、エンジン回転数Ｎｅ（ｉ）を特定できる。回転数Ｎｅ（ｉ）は、エンジン可能状態ｉに相当する。

ステップＳ４で、ＨＣＵ３０は、車両の現在の運転状態においてモータ１３が取り得る状態であるモータ可能状態を複数サンプリングする。各モータ可能状態にインデックスｊを付す。ｊは、例えば１からｎ２までの自然数である。

例えば、ＨＣＵ３０は、バッテリ２０とモータ１３の情報に基づき、モータ１３による車両の駆動力Ｆｍの可能領域、言い換えるとモータ１３が出力可能な動力による駆動力Ｆｍの範囲を算出する。この領域をｎ２個に等分すれば、任意のｊにおける、モータ１３により実現可能な駆動力Ｆｍ（ｊ）を特定できる。車輪１８のタイヤ径、モータ１３と車軸１７との間におけるギア比及び駆動力Ｆｍ（ｊ）により、モータトルクＴｍ（ｊ）を算出できる。トルクＴｍ（ｊ）は、モータ可能状態ｊに相当する。

ここで駆動力Ｆｍ及びトルクＴｍは、バッテリ２０の放電時、すなわちモータ１３の力行時の正値だけでなく、バッテリ２０の充電時、すなわちモータ１３の回生時の負値も取り得る。

ステップＳ５で、ＨＣＵ３０は、エンジン可能状態ｉ及びモータ可能状態ｊにおけるエンジントルクＴｅ（ｉ，ｊ）を算出する。

例えば、ＨＣＵ３０は、ステップＳ２で算出された要求駆動力Ｆｄから、ステップＳ４で算出された駆動力Ｆｍ（ｊ）を減算することで、モータ可能状態ｊにおける、エンジン１１による車両の駆動力Ｆｅ（ｊ）を算出する。ステップＳ３で算出されたエンジン回転数Ｎｅ（ｉ）と車速Ｖとから、エンジン可能状態ｉでの、エンジン１１と車軸１７との間におけるギア比を算出する。このギア比は、ＣＶＴのプーリ比Ｒを含む。このギア比と車輪１８のタイヤ径、及び駆動力Ｆｅ（ｊ）により、エンジントルクＴｅ（ｉ，ｊ）を算出できる。

ここで、エンジン１１の情報に基づきエンジン１１が出力可能な最大トルク及び最小トルクを特定し、上記算出されるエンジントルクＴｅ（ｉ，ｊ）が上記最大トルク又は最小トルクを越えないように、制限をかけてもよい。

ステップＳ６で、ＨＣＵ３０は、エンジン可能状態ｉ及びモータ可能状態ｊにおけるエンジン１１の消費エネルギーＱｅ（ｉ，ｊ）を算出する。

例えば、ＨＣＵ３０は、エンジン回転数Ｎｅ（ｉ）及びエンジントルクＴｅ（ｉ，ｊ）から、エンジン１１の情報に基づき、エンジン可能状態ｉ及びモータ可能状態ｊにおけるエンジン１１の時間当たり燃料消費量を算出する。これをエネルギー［ｋＷ］に換算すれば、消費エネルギーＱｅ（ｉ，ｊ）を算出できる。

ステップＳ７で、ＨＣＵ３０は、モータ可能状態ｊにおけるモータ１３の消費エネルギーＱｍ（ｊ）を算出する。

例えば、ＨＣＵ３０は、モータトルクＴｍ（ｊ）とモータ回転数Ｎｍから、モータ１３の諸元に基づく所定のモータ効率マップを参照して、モータ可能状態ｊにおけるモータ１３の出力を算出する。また、バッテリ２０のＳＯＣから、モータ効率マップを参照して、係数Ｆを算出する。係数Ｆは、電気エネルギーであるモータ１３の出力を、燃料消費のエネルギーすなわち発熱量に換算するための係数である。モータ可能状態ｊにおけるモータ１３の出力と係数Ｆとを乗算することで、消費エネルギーＱｍ（ｊ）を算出できる。

ステップＳ８で、ＨＣＵ３０は、エンジン可能状態ｉとモータ可能状態ｊとの組み合わせ（ｉ，ｊ）のうち、消費エネルギーＱｅ（ｉ，ｊ）と消費エネルギーＱｍ（ｊ）の合計が最小となるような組み合わせを、最適状態（Ｉ，Ｊ）として特定する。

ステップＳ９で、ＨＣＵ３０は、最適状態（Ｉ，Ｊ）を実現するための指令信号をＥＣＵ３１、ＴＣＵ３２及びＭＣＵ３３に出力する。具体的には、状態（Ｉ，Ｊ）におけるエンジン１１のトルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）を目標エンジントルクとする指令信号をＥＣＵ３１に送信する。状態Ｊにおけるモータ１３のトルクＴｍ（Ｊ）を目標モータトルクとする指令信号をＭＣＵ３３に送信する。また、仮想アクセル開度ｖＡｐを算出し、ＴＣＵ３２に送信する。

なお、ＨＣＵ３０は、指令信号として、トルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）に代えて、トルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）に相当するアクセル開度ＡｐをＥＣＵ３１に送信してもよい。

なお、上記各ステップの順序は適宜変更可能である。例えば、ステップＳ２〜Ｓ４を互いに適宜入れ替えてもよい。

図５は、ステップＳ９でＨＣＵ３０が仮想アクセル開度ｖＡｐを算出する処理の流れを示す。

ステップＳ９１で、ＨＣＵ３０は、車輪１８のタイヤ径、モータ１３と車軸１７との間におけるギア比及びモータトルクＴｍ（Ｊ）により、モータ最適状態Ｊにおけるモータ１３による駆動力Ｆｍ（Ｊ）を算出する。

ステップＳ９２で、ＨＣＵ３０は、要求駆動力Ｆｄから、ステップＳ９１で算出された駆動力Ｆｍ（Ｊ）を減算することで、モータ最適状態Ｊにおける、エンジン１１による車両の駆動力Ｆｅ（Ｊ）を算出する。この駆動力Ｆｅ（Ｊ）を車輪１８のタイヤ径によってトルクに換算した値を、目標エンジントルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）により除算し、その結果に基づき、ＣＶＴの目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を算出する。

なお、目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）の算出方法は、これに限らない。例えばＣＶＴと車輪１８との間のギア比と車速Ｖとから、ＣＶＴの出力軸の回転数を算出し、最適状態Ｉにおけるエンジン１１の回転数Ｎｅ（Ｉ）を上記出力軸の回転数により除算し、その結果に基づき、目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を算出してもよい。

ステップＳ９３で、ＨＣＵ３０は、目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）及び車速Ｖに基づき、ＴＣＵ３２が用いるのと同じ図２のマップを参照して、仮想アクセル開度ｖＡｐを算出する。

＜３．制御装置の動作例＞
上記のように、ＴＣＵ３２は、例えば図２に示されるようなマップを用いて、エンジン１１の運転状態が最適燃費線２０４の上に位置するように、自動変速機１２の変速比、具体的にはＣＶＴのプーリ比Ｒを制御する。なお、ＴＣＵ３２は、マップの代わりに計算式等を用いてもよい。このような変速比の制御則を、以下、第１制御則という。

第１制御則は、パラメータとして例えばアクセル開度Ａｐ及び車速Ｖを用い、これらのパラメータに基づき変速比を制御する。自動変速機１２は無段変速機であるため、制御される変速比は、無段階的に変化しうる。

ＨＣＵ３０は、例えば図４及び図５に示されるような処理を実行することで、モータ１３による駆動力Ｆｍとエンジン１１による駆動力Ｆｅとの合計が要求駆動力Ｆｄとなり、かつエンジン１１の消費エネルギーＱｅとモータ１３の消費エネルギーＱｍとの合計が最小となるように、目標変速比としての目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を演算する。このような目標変速比の演算則を含む変速比の制御則を、以下、第２制御則という。

第２制御則は、自動変速機１２が現在とり得る複数の変速比に応じて、エンジン１１が現在とり得る複数の運転状態としてのトルクＴｅ（ｉ，ｊ）及び回転数Ｎｅ（ｉ）を演算する（図４のステップＳ３〜Ｓ５）。これら複数の運転状態（トルクＴｅ（ｉ，ｊ），回転数Ｎｅ（ｉ））の中から、消費エネルギーＱｅ，Ｑｍの合計が最小となるような１つの運転状態としてのトルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）及び回転数Ｎｅ（Ｉ）を選択する（ステップＳ６〜Ｓ８）。このように選択した運転状態（トルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）又は回転数Ｎｅ（Ｉ））に基づき、目標変速比としての目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を演算する（ステップＳ９、図５のステップＳ９１，Ｓ９２）。

ＨＣＵ３０は、例えば図２に示されるようなマップを用いて、目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）及び車速Ｖに基づき、仮想アクセル開度ｖＡｐを決定する（図５のステップＳ９３）。これは、いわば第１制御則を用いてアクセル開度Ａｐを逆算することに相当する。なお、ＨＣＵ３０は、マップの代わりに計算式等を用いてもよい。ＨＣＵ３０は、決定した仮想アクセル開度ｖＡｐをＴＣＵ３２に出力する（図４のステップＳ９）。

ＴＣＵ３２は、ＨＣＵ３０から受信した仮想アクセル開度ｖＡｐを用いて、第１制御則に従って変速比を制御する。ＴＣＵ３２は、例えば図２に示されるようなマップを用いて、仮想アクセル開度ｖＡｐ及びＥＣＵ３１等から受信した車速Ｖに基づき、変速比を設定し、これを実現すべくＣＶＴを制御する。なお、ＴＣＵ３２は、マップの代わりに計算式等を用いてもよい。

なお、上記の第１制御則又は第２制御則で用いられるアクセル開度Ａｐ又は車速Ｖ等のパラメータは、センサによる検出値のほか、演算等による推定値でもよいし、指令値でもよい。

＜４．本実施形態から把握される各技術的思想の意義＞
一般に、エンジンと車輪との間に変速機が設けられた車両では、車輪における要求駆動力と車輪の速度を所与としても、変速機の変速比が所定範囲で変化しうるため、エンジンの運転状態にはある程度の可変幅がある。よって、変速比を制御することで、エンジンの運転状態を何らかの目的に適した状態にすることができる。

本実施形態の第１制御則は、駆動力源としてエンジン１１のみを想定し、エンジン１１と自動変速機１２とからなるユニット１０の出力が要求駆動力Ｆｄを満たすように、変速比を制御する。この変速比に対応するエンジン１１の運転状態を、以下、第１状態という。

第２制御則は、ユニット１０の出力とモータ１３の出力との合計が要求駆動力Ｆｄを満たすように、自動変速機１２の目標変速比を設定する。この目標変速比に対応するエンジン１１の運転状態を、以下、第２状態という。

第２制御則では、要求駆動力Ｆｄがユニット１０の出力だけでなくモータ１３の出力によっても賄われる。このため、第２状態が第１状態と相違し、両状態が乖離しうる。例えばエンジン１１によりモータ１３を駆動して発電させることで消費エネルギーＱｅ，Ｑｍの合計が最小になるような場合、図３において、第２状態としてのトルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）は点２０６における値となりうるが、これは第１状態の点２０５における値と相違する。すなわち、第１制御則のみに従って変速比を制御したのでは、第２状態を実現することができない。よって、ハイブリッド車両において、第１制御則と第２制御則とを協調させることが求められる。

これに対し、本実施形態のＨＣＵ３０は、第２制御則に従って演算した目標変速比である目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）に基づき、第１制御則で用いられるパラメータであるアクセル開度Ａｐ（仮想アクセル開度ｖＡｐ）を決定する。これにより、第２制御則に従って演算した目標変速比が、いわば第１制御則に組み込まれるため、第１制御則に従ったとしても上記目標変速比を実現することができ、第２状態を実現できる。すなわち、ハイブリッド車両において、第１制御則と第２制御則とを協調させ、要求駆動力Ｆｄを満たしつつ、第２制御則の目的を達成することができる。

言い換えると、目標変速比である目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）は、要求駆動力Ｆｄのうち、ユニット１０に配分される駆動力Ｆｅに基づき演算される。このため、上記目標変速比に基づき決定される上記パラメータ（仮想アクセル開度ｖＡｐ）には、ユニット１０の出力の情報が含まれる。このような情報を第１制御則が用いて変速比を制御することで、第１状態と第２状態との上記乖離を解消することができる。

なお、ハイブリッド車両の駆動系の構成は、本実施形態のものに限らない。例えば、エンジンと変速機との間にモータが設けられていてもよい。要は、エンジンと車輪との間に変速機が設けられ、エンジンとモータの両方又は一方により車輪の駆動力を発生可能なハイブリッド車両であれば、本実施形態の上記制御を適用可能である。

本実施形態の駆動系では、モータ１３の動力が、自動変速機１２に対しエンジン１１の側でなくエンジン１１の反対側すなわち車軸１７の側に伝達される構成となっている。よって、ＴＣＵ３２が実行する変速比の第１制御則が、モータ１３の動力を考慮していないか、又は要求駆動力Ｆｄをユニット１０の出力のみで賄う前提の上に立っているおそれがある。このような場合、ＨＣＵ３０の上記制御による上記作用効果が効果的に得られる。

なお、第２制御則は、エンジン１１の運転状態を排ガス性能の向上等に適した状態にするための制御則であってもよい。例えばエンジン１１の排ガス量が最小となるように目標変速比としての目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を演算してもよい。

本実施形態の第２制御則は、エンジン１１の運転状態を、エンジン１１及びモータ１３のエネルギー効率の向上に適した状態にするための制御則である。例えば、ＨＣＵ３０は、消費エネルギーＱｅ，Ｑｍの合計が最小となるように目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を演算することで、他の多くの状態よりもエンジン１１及びモータ１３のエネルギー効率が高い状態としての第２状態を実現する。第２制御則のこのような観点を第１制御則に組み込んで反映させることで、ハイブリッド車両全体のエネルギー効率を向上することができる。

なお、第１制御則は、エンジン１１の運転状態を車両の走行性能（加速性能等）の向上等に適した状態にするための制御則であってもよい。

本実施形態の第１制御則は、エンジン１１の運転状態を、エネルギー効率の向上に適した状態にするための制御則である。よって、エンジン１１による駆動力のみで走行するときも、ハイブリッド車両のエネルギー効率を向上することができる。

第２制御則は、自動変速機１２が現在とり得る複数の変速比に応じて、エンジン１１が現在とり得る複数の運転状態としてのトルクＴｅ（ｉ，ｊ）及び回転数Ｎｅ（ｉ）を演算し、その中から選択した１つの運転状態であるトルクＴｅ（Ｉ，Ｊ）又は回転数Ｎｅ（Ｉ）に基づき、目標変速比としての目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）を演算する。このように、第２制御則が、自動変速機１２が現在とり得る複数の変速比に基づき目標変速比を演算することで、このような目標変速比に基づき制御される変速比が、第２状態をより確実に実現できるものとなる。

第１制御則は、アクセル開度Ａｐ及び車速Ｖに基づき変速比を制御する。アクセル開度Ａｐ及び車速Ｖは要求駆動力Ｆｄに相当し、車速Ｖは車輪１８の速度に相当する。よって、車輪１８における要求駆動力Ｆｄ又は車輪１８の速度が変化すると、この変化に応じて、第１制御則に従って制御される変速比が変化しうる。このようなときであっても、第２制御則が、自動変速機１２が現在とり得る複数の変速比に基づき目標変速比を演算することで、第２状態を実現できる。

なお、自動変速機１２は、何らかの制御装置により変速比を制御可能なものであればよく、多段式もしくはダブルクラッチ式の自動変速機、又は手動変速機を自動化した自動ＭＴ等でもよい。

本実施形態の自動変速機１２は無段変速機である。よって、第１制御則に従って制御される変速比が無段階的に変化するときであっても、第２制御則が、自動変速機１２がとり得る複数の変速比に基づき目標変速比を演算することで、第２状態を実現できる。また、変速比を無段階的に細かく制御することで、エンジン１１の運転状態をより最適に近づけることができる。

なお、ＴＣＵ３２はＨＣＵ３０の一部であってもよい。言い換えると、第１制御則に従って変速比を制御する制御部は、ハイブリッド車両の制御装置の一部であってもよい。

本実施形態のハイブリッド車両は、第１制御則に従って変速比を制御するＴＣＵ３２を有し、ＨＣＵ３０は、決定したパラメータをＴＣＵ３２に出力する。よって、エンジン駆動車両で従来用いられているＴＣＵ３２を、ＨＣＵ３０とは別の部品（別体）としたまま、ハイブリッド車両の制御に用いることが可能である。

上記パラメータは車速Ｖ等でもよい。例えば、ＨＣＵ３０は、目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）及びアクセル開度Ａｐに基づき、第１制御則で用いられるパラメータとしての仮想車速ｖＶを決定してもよい。すなわち、ＴＣＵ３２が受信するパラメータが、通常のエンジン駆動車両で一般的に用いられるもの、言い換えると元々ＴＣＵ３２が第１制御則で用いているものであれば、ＴＣＵ３２の従前の構成すなわち演算内容を大きく変更することなく、ＴＣＵ３２をハイブリッド車両の制御に用いることができる。

本実施形態の上記パラメータはアクセル開度Ａｐである。例えば、ＨＣＵ３０は、目標変速比としての目標プーリ比Ｒ（Ｉ，Ｊ）及び車速Ｖに基づき、第１制御則で用いられるパラメータとしての仮想アクセル開度ｖＡｐを決定する。よって、上記パラメータとして車速Ｖ等を用いる場合よりも応答よく、ＴＣＵ３２に変速比を制御させてエンジン１１の第２状態を実現することができる。

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、本発明はかか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、各種の変更例又は修正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。

１１・・・内燃機関、１２・・・変速機、１３・・・電動機、１８・・・車輪、３０・・・ハイブリッド車両の制御装置

Claims (7)

1. 車輪（１８）の駆動力を発生可能な動力源として内燃機関（１１）及び電動機（１３）を備え、前記内燃機関（１１）と前記車輪（１８）との間に、第１制御則に従って変速比が制御される変速機（１２）が設けられたハイブリッド車両を制御するための装置（３０）であって、
   前記電動機（１３）による駆動力（Ｆｍ）と前記内燃機関（１１）による駆動力（Ｆｅ）との合計が要求駆動力（Ｆｄ）となるように、第２制御則に従って目標変速比を演算し、前記第１制御則で用いられるパラメータ（ｖＡｐ）を前記目標変速比に基づき決定するように構成されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置（３０）。
2. 前記第２制御則は、前記変速機（１２）が現在とり得る複数の変速比に応じて、前記内燃機関（１１）が現在とり得る複数の運転状態を演算し、前記複数の運転状態の中から選択した１つの運転状態に基づき前記目標変速比を演算する
   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（３０）。
3. 前記第２制御則は、前記内燃機関（１１）の運転状態を前記内燃機関（１１）及び前記電動機（１３）のエネルギー効率の向上に適した状態にするための制御則である
   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（３０）。
4. 前記変速機（１２）は無段変速機である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置（３０）。
5. 前記ハイブリッド車両は、前記第１制御則に従って前記変速機（１２）の変速比を制御する変速制御装置（３２）を有し、
   前記ハイブリッド車両の制御装置（３０）は、前記決定したパラメータ（ｖＡｐ）を前記変速制御装置（３２）に出力する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置（３０）。
6. 前記パラメータはアクセルペダルの操作量（ｖＡｐ）である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置（３０）。
7. 車輪（１８）の駆動力を発生可能な動力源として内燃機関（１１）及び電動機（１３）を備え、前記内燃機関（１１）と前記車輪（１８）との間に、第１制御則に従って変速比が制御される変速機（１２）が設けられたハイブリッド車両を制御する方法であって、
   前記電動機（１３）による駆動力（Ｆｍ）と前記内燃機関（１１）による駆動力（Ｆｅ）との合計が要求駆動力（Ｆｄ）となるように、第２制御則に従って目標変速比を演算し、前記第１制御則で用いられるパラメータ（ｖＡｐ）を前記目標変速比に基づき決定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
   
   
   
   

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