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JP6390667B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents
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Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
従来、この種のハイブリッド自動車としては、3つの回転要素にエンジンと第1モータと第2モータとが接続された遊星歯車機構における第2モータが接続された回転要素が有段変速機を介して車輪に連結された駆動軸に接続されているものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、基本的には以下のように駆動制御される。まず、運転者によるアクセルペダルの操作量と車速とに基づいて要求駆動力を設定し、要求駆動力に駆動軸の回転数を乗じてエンジンから出力すべき要求パワーを算出する。次に、要求パワーと燃費が最適となるエンジンの動作ライン(燃費最適動作ライン)とに基づいてエンジンの目標回転数を設定する。そして、エンジンが目標回転数で回転して要求パワーが出力されると共に要求駆動力が駆動軸に出力されて走行するようにエンジンと第1モータと第2モータと有段変速機とを制御する。
特開2014−144659号公報
上述のハイブリッド自動車では、有段変速機の変速段に拘わらずにエンジンの運転ポイントは自由に設定することができる。このため、運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに、エンジン回転数の変化と車速の変化とがマッチしない場合が生じる。また、有段変速機の変速段が変化しても、エンジンの回転数が変化しない場合も生じる。これらの場合、駆動源としてエンジンだけを備えると共にエンジンと車軸との間に有段変速機が設けられた自動車の運転感覚を有する運転者に違和感を与える可能性がある。こうした課題は、有段変速機を備えないタイプのハイブリッド自動車において、仮想的なシフト変速を行なう場合についても同様である。
本発明のハイブリッド自動車は、走行中のブレーキオン時に、運転者により良好な運転感覚を与えることを主目的とする。
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、第1モータと、前記エンジンの出力軸と前記第1モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、前記第1モータおよび前記第2モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、走行中のブレーキオン時には、
ブレーキ操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求制動力を設定し、
前記要求制動力に基づいて前記エンジンのベース回転数を設定し、
前記ベース回転数および車速に基づいて変速段を設定し、
前記変速段および前記車速に基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、
前記目標回転数で前記エンジンが回転すると共に前記要求制動力が前記駆動軸に作用するよう前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する、
ことを要旨とする。
この本発明のハイブリッド自動車では、走行中のブレーキオン時には、ブレーキ操作量に基づいて駆動軸に要求される要求制動力を設定し、要求制動力に基づいてエンジンのベース回転数を設定し、ベース回転数および車速に基づいて変速段を設定し、変速段および車速に基づいてエンジンの目標回転数を設定し、目標回転数でエンジンが回転すると共に要求制動力が駆動軸に作用するようエンジンと第1モータと第2モータとを制御する。これにより、エンジンの回転数を変速段および車速に応じた(マッチした)回転数とすることができる。また、変速段が変化したときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記ブレーキオン時には、前記要求制動力に基づいてブレーキング水準を設定し、前記ブレーキング水準が高いときには低いときに比して大きくなるよう前記ベース回転数を設定する、ものとしてもよい。こうすれば、要求制動力を反映したブレーキング水準に基づいてベース回転数を設定することができる。
ブレーキオン時にブレーキング水準に基づいてベース回転数を設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記ブレーキング水準が第1水準のときには、前記要求制動力が第1制動力以上の状態が第1所定時間に亘って継続したときに前記ブレーキング水準を前記第1水準よりも高い第2水準に切り替え、前記ブレーキング水準が前記第2水準のときには、前記要求制動力が前記第1制動力以下の第2制動力未満の状態が第2所定時間に亘って継続したときに前記ブレーキング水準を前記第1水準に切り替える、ものとしてもよい。こうすれば、要求制動力の瞬間的な変動によってブレーキング水準が切り替わるのを抑制することができる。
この場合、前記第1制動力は、路面勾配が登坂路側に大きいほど小さくなるよう設定される、ものとしてもよい。路面勾配が登坂路側に大きいほど同一の要求制動力に対して車両の減速度が大きくなりやすいから、このように第1制動力を定めることにより、路面勾配(車両の減速度)を考慮してブレーキング水準をより適切に第1水準から第2水準に切り替えることができる。
また、前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記ブレーキング水準が前記第1水準または前記第2水準のときには、前記要求制動力が前記第2制動力以上の第3制動力以上で且つ前記要求制動力の増加量が所定増加量以上のときに前記ブレーキング水準を第3水準に切り替え、前記ブレーキング水準が前記第3水準のときには、前記要求制動力が前記第2制動力未満の状態が前記第2所定時間に亘って継続したときに前記ブレーキング水準を前記第1水準に切り替える、ものとしてもよい。こうすれば、要求制動力だけでなく要求制動力の増加量も考慮してブレーキング水準をより適切に設定することができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記車速に基づいて仮変速段を設定し、前記車速に基づいて、現在の前記変速段よりも1段だけ低速段側の変速段における前記エンジンの回転数であるダウンシフト後回転数を設定し、前記ダウンシフト後回転数が前記ベース回転数よりも大きいときには、現在の前記変速段を上限変速段として設定し、前記ダウンシフト後回転数が前記ベース回転数以下のときには、現在の前記変速段よりも1段だけ低速段側の変速段を前記上限変速段として設定し、前記仮変速段と前記上限変速段とのうちの小さい方を前記変速段として設定する、ものとしてもよい。こうすれば、ダウンシフト後回転数とベース回転数との大小関係に応じた上限変速段を用いて、変速段を維持するかダウンシフトさせるかを判定することができる。また、上限変速段を小さくするときには、上限変速段を1段だけ(1段ずつ)小さくするから、変速段を1段ずつ小さくすることになり、エンジンの回転数の変化量が大きくなり過ぎるのを抑制することができる。
この場合、前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記ダウンシフト後回転数が前記ベース回転数以下のときでも、現在の前記変速段の継続時間が第3所定時間未満のときには、現在の前記変速段を前記上限変速段として設定する、ものとしてもよい。こうすれば、各変速段での継続時間が短くなり過ぎるのを抑制することができ、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。
本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記車速が低いときには高いときに比して小さくなるよう前記ベース回転数を設定する、ものとしてもよい。こうすれば、車速が比較的低いときに、エンジン回転数が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、アクセルオン時には、アクセル操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、前記アクセル操作量および前記車速に基づいて前記変速段を設定し、前記車速と前記変速段とに基づいて前記目標回転数を設定し、前記目標回転数で前記エンジンを運転したときに前記エンジンから出力される上限パワーが前記駆動軸に出力されたときの駆動力としての上限駆動力を設定し、前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方の駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記目標回転数で前記エンジンが回転するよう前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する、ものとしてもよい。こうすれば、アクセルオン時に、エンジン回転数を車速と変速段とに応じた回転数とすることができる。また、変速段が変化したときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、アクセルオン時に運転者により良好な運転感覚を与えることができる。
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記変速段は、仮想的な変速段である、ものとしてもよい。また、前記駆動軸と前記遊星歯車機構との間に取り付けられた有段変速機を有し、前記変速段は、前記有段変速機の変速段または前記有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段である、ものとしてもよい。ここで、「有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段」としては、例えば、2段変速の有段変速機の各変速段に対して2速段の仮想的な変速段を加味すれば合計4段の変速段となり、3段変速の有段変速機の各変速段に対して2速段の仮想的な変速段を加味すれば合計6段の変速段となるように、有段変速段の変速段と仮想的な変速段とを組み合わせたものを意味する。こうすれば、所望の段数の変速段を用いることができる。
第1実施例のハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。 運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときにHVECU70により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求駆動力設定用マップの一例を示す説明図である。 充放電要求パワー設定マップの一例を示す説明図である。 燃費最適エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 変速線図の一例を示す説明図である。 目標エンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 上限エンジンパワー設定用マップの一例を示す説明図である。 運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときにHVECU70により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求駆動力設定用マップの一例を示す説明図である。 ブレーキング水準設定処理の一例を示すフローチャートである。 ベースエンジン回転数設定用マップの一例を示す説明図である。 運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときの様子の一例を示す説明図である。 瞬時SPIおよび指示SPIの一例を示す説明図である。 閾値設定用マップの一例を示す説明図である。 閾値設定用マップの一例を示す説明図である。 第2実施例のハイブリッド自動車120の構成の概略を示す構成図である。 第2実施例で用いる変速線図の一例を示す説明図である。 第2実施例で運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときにHVECU70により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第2実施例で運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときにHVECU70により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の第1実施例のハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。第1実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンECU24に入力される信号としては、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcrや、スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度THなどを挙げることができる。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号や、燃料噴射弁への駆動制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号などを挙げることができる。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータECU40に入力される信号としては、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や、モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などを挙げることができる。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧VBや、バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度TBなどを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流IBの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBPなどを挙げることができる。また、車速センサ88からの車速Vや、モード切替スイッチ90からのモード切替制御信号、路面の勾配を検出する勾配センサ91からの路面勾配θg、車両の前後方向および左右方向の加速度を検出する加速度センサ92からの前後加速度Gxおよび左右加速度Gyなども挙げることもできる。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
ここで、シフトポジションSPとしては、駐車ポジション(Pポジション)、後進ポジション(Rポジション)、ニュートラルポジション(Nポジション)、前進ポジション(Dポジション)、マニュアルポジション(Mポジション)などがある。そして、マニュアルポジション(Mポジション)には、アップシフトポジション(+ポジション)とダウンシフトポジション(−ポジション)とが併設されている。シフトポジションSPがマニュアルポジション(Mポジション)とされると、エンジン22が仮想的な6速変速の自動変速機を介して駆動軸36に接続されているように駆動制御される。モード切替スイッチ90は、若干の燃費の悪化は伴うが運転者の運転感覚(ドライバビリティ・ドライブフィーリング)を優先する運転感覚優先モードと燃費を優先する通常運転モードとを含む走行モードを選択するスイッチである。通常運転モードが選択されると、シフトポジションSPが前進ポジション(Dポジション)のときには、静観性と燃費とが両立するようにエンジン22とモータMG1,MG2とが駆動制御される。運転感覚優先モードが選択されると、シフトポジションSPが前進ポジション(Dポジション)のときでも、エンジン22が仮想的な6速変速の自動変速機を介して駆動軸36に接続されているように駆動制御される。
こうして構成された第1実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッド走行(HV走行)モードと電動走行(EV走行)モードとを含む複数の走行モードの何れかで走行する。ここで、HV走行モードは、エンジン22を運転しながら、エンジン22からの動力とモータMG1,MG2からの動力とを用いて走行するモードである。EV走行モードは、エンジン22を運転せずに、モータMG2からの動力によって走行するモードである。
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車20の動作、特にモード切替スイッチ90により運転感覚優先モードが選択されている状態でアクセルオンのときの動作について説明する。図2は、運転感覚優先モードが選択されてシフトポジションSPが前進ポジション(Dポジション)でアクセルオンのときにHVECU70により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときの駆動制御を説明する前に、説明の容易のために、通常運転モードでDポジションでアクセルオンのときの駆動制御(HV走行モードのときの駆動制御)について説明する。
通常運転モードでは、HV走行モードでアクセルオンのときには、HVECU70により以下のように駆動制御される。HVECU70は、まず、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に要求される)要求駆動力Tdaを求め、要求駆動力Tdaを実行用駆動力Td*として設定する。要求駆動力Tdaは、例えば、図3に例示する要求駆動力設定用マップから求めることができる。続いて、設定した実行用駆動力Td*に駆動軸36の回転数Ndを乗じて走行に要求される走行要求パワーPedrvを計算する。ここで、駆動軸36の回転数Ndとしては、モータMG2の回転数Nm2に換算係数kmを乗じて得られる回転数や,車速Vに換算係数kvを乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、バッテリ50の蓄電割合SOCが目標割合SOC*に近づくようにバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を設定し、次式(1)に示すように、走行要求パワーPedrvからバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて目標エンジンパワーPe*を計算する。充放電要求パワーPb*は、例えば、図4に例示する充放電要求パワー設定マップにより設定される。この充放電要求パワー設定マップでは、目標割合SOC*を中心とする値S1から値S2までの不感帯が設けられており、充放電要求パワーPb*は、蓄電割合SOCが不感帯の上限の値S2より大きいときに放電用のパワー(正の値のパワー)が設定され、蓄電割合SOCが不感帯の下限の値S1より小さいときに充電用のパワー(負の値のパワー)が設定される。
Pe*=Pedrv-Pb* (1)
次に、目標エンジンパワーPe*と燃費最適エンジン回転数設定用マップとを用いて燃費最適エンジン回転数Nefcを求め、この燃費最適エンジン回転数Nefcを目標エンジン回転数Ne*として設定する。燃費最適エンジン回転数設定用マップの一例を図5に示す。燃費最適エンジン回転数設定用マップは、目標エンジンパワーPe*に対してエンジン22を効率よく動作させることができる回転数として実験などにより定められる。燃費最適エンジン回転数Nefcは、基本的に、目標エンジンパワーPe*が大きくなると大きくなるから、目標エンジン回転数Ne*も目標エンジンパワーPe*が大きくなると大きくなる。続いて、次式(2)に示すように、エンジン22の回転数Ne,目標エンジン回転数Ne*,目標エンジンパワーPe*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρ(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)とを用いてモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する。式(2)は、エンジン22を目標エンジン回転数Ne*で回転させるための回転数フィードバック制御の関係式である。式(2)において、右辺第1項は、フィードフォワード項であり、右辺第2項,第3項は、フィードバック項の比例項,積分項である。右辺第1項は、エンジン22から出力されてプラネタリギヤ30を介してモータMG1の回転軸に作用するトルクをモータMG1によって受け止めるためのトルクである。右辺第2項の「kp」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「ki」は積分項のゲインである。エンジン22が略定常状態のとき(目標エンジン回転数Ne*および目標エンジンパワーPe*が略一定のとき)を考えれば、目標エンジンパワーPe*が大きいほど、式(2)の右辺第1項が小さくなり(絶対値としては大きくなり)、モータMG1のトルク指令Tm1*が小さくなり(負側に大きくなり)、モータMG1のトルク指令Tm1*に回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の電力(電力を消費するときが正の値)が小さくなる(発電電力としては大きくなる)ことが分かる。
Tm1*=−(Pe*/Ne*)・[ρ/(1+ρ)]+kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt (2)
次に、次式(3)に示すように、モータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにモータMG1から出力されてプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルク(−Tm1*/ρ)を実行用駆動力Td*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。
Tm2*=Td*+Tm1*/ρ (3)
こうして目標エンジンパワーPe*および目標エンジン回転数Ne*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、目標エンジンパワーPe*および目標エンジン回転数Ne*をエンジンECU24に送信すると共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。
エンジンECU24は、目標エンジンパワーPe*および目標エンジン回転数Ne*を受信すると、受信した目標エンジンパワーPe*および目標エンジン回転数Ne*に基づいてエンジン22が運転されるように、エンジン22の吸入空気量制御,燃料噴射制御,点火制御などを行なう。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
EV走行モードでは、HVECU70は、HV走行モードと同様に実行用駆動力Td*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し、HV走行モードと同様にモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータECU40は、上述のようにインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
次に、図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときの駆動制御を説明する。図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、車速センサ88からの車速V、エンジン22の回転数Neを入力する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neは、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいて演算されたものをエンジンECU24から通信により入力することができる。
続いて、アクセル開度Accと車速Vと図3の要求駆動力設定用マップとを用いて要求駆動力Tdaを設定し(ステップS110)、アクセル開度Accと車速Vと変速線図とを用いて変速段Mを設定する(ステップS120)。図6に変速線図の一例を示す。図中、実線がアップシフト線であり、破線がダウンシフト線である。第1実施例では、仮想的な6速変速の自動変速機を有するものとして制御されるから、変速線図も6速変速に対応したものとなっている。
変速段Mを設定すると、車速Vと変速段Mと目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ne*を設定する(ステップS130)。図7に目標エンジン回転数設定用マップの一例を示す。図示するように、各変速段毎に車速Vに対してリニアな関係として、且つ、変速段が高速段であるほど車速Vに対する傾きが低速段になるように目標エンジン回転数Ne*が設定される。このように目標エンジン回転数Ne*を設定するのは、各変速段で車速Vが大きくなるにつれてエンジン22の回転数Neを大きくしたり、アップシフトする際にエンジン22の回転数Neが低下すると共にダウンシフトする際にエンジン22の回転数Neが増加したりすることによって、自動変速機を搭載した自動車の運転感覚を運転者に与えるためである。
そして、目標エンジン回転数Ne*と上限エンジンパワー設定用マップとを用いて得られる仮の上限エンジンパワーPelimに充放電要求パワーPb*を加えて上限エンジンパワーPelimを設定する(ステップS140)。ここで、上限エンジンパワーPelimは、目標エンジン回転数Ne*でエンジン22を運転したときにエンジン22から出力される最大パワーである。図8に上限エンジンパワー設定用マップの一例を示す。図示するように、目標エンジン回転数Ne*が大きいほど大きくなるように仮の上限エンジンパワーPelimが設定される。また、仮の上限エンジンパワーPelimに充放電要求パワーPb*を加えるのは、バッテリ50を充放電するときにもエンジン22から出力するパワーを変化させないためである。これについては後述する。なお、蓄電割合SOCが目標割合SOC*を中心とする不感帯(図4の値S1から値S2の範囲)のときには充放電要求パワーPb*には値0が設定されるから、図8の上限エンジンパワー設定用マップから得られた仮の上限エンジンパワーPelimがそのまま上限エンジンパワーPelimとして設定される。こうして上限エンジンパワーPelimが設定されると、上限エンジンパワーPelimを駆動軸36の回転数Ndで除して上限駆動力Tdlimを設定する(ステップS150)。ここで、上限駆動力Tdlimは、上限エンジンパワーPelimが駆動軸36に出力されるときの駆動力である。駆動軸36の回転数Ndは、上述したように、モータMG2の回転数Nm2に換算係数kmを乗じて得られる回転数や、車速Vに換算係数kvを乗じて得られる回転数などを用いることができる。
次に、要求駆動力Tdaと上限駆動力Tdlimとを比較する(ステップS160)。要求駆動力Tdaが上限駆動力Tdlim以下のときには、通常運転モードのときと同様に、要求駆動力Tdaを実行用駆動力Td*として設定し(ステップS170)、要求駆動力Tdaに駆動軸36の回転数Ndを乗じたものから充放電要求パワーPb*を減じたものを目標エンジンパワーPe*として設定する(ステップS180)。したがって、目標エンジンパワーPe*は、要求駆動力Tdaを駆動軸36に出力するパワーということができる。
一方、ステップS160で要求駆動力Tdaが上限駆動力Tdlimより大きいときには、上限駆動力Tdlimを実行用駆動力Td*として設定し(ステップS190)、上限エンジンパワーPelimから充放電要求パワーPb*を減じたものを目標エンジンパワーPe*として設定する(ステップS200)。上限エンジンパワーPelimはステップS140で図8の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーPelimに充放電要求パワーPb*を加えて設定されるから、上限エンジンパワーPelimから充放電要求パワーPb*を減じたものを目標エンジンパワーPe*として設定することは、図8の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーPelimをそのまま目標エンジンパワーPe*として設定することになる。このように、充放電要求パワーPb*を考慮することにより、バッテリ50の充放電に拘わらずに、エンジン22の運転ポイントを同一のものとすることができる。また、上限駆動力Tdlimは、ステップS160で上限エンジンパワーPelimを駆動軸36の回転数Ndで除して計算されるから、上限エンジンパワーPelimは、上限駆動力Tdlimを駆動軸36に出力するパワーということができる。
そして、上述の式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共に(ステップS210)、式(3)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS220)。目標エンジンパワーPe*および目標エンジン回転数Ne*についてはエンジンECU24に送信すると共にトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信して(ステップS230)、本ルーチンを終了する。
次に、モード切替スイッチ90により運転感覚優先モードが選択されている状態で走行中にブレーキオンのときの動作について説明する。図9は、運転感覚優先モードが選択されてシフトポジションSPがDポジションで走行中にブレーキオンのときにHVECU70により実行されるドラビリ優先駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときの駆動制御を説明する前に、説明の容易のために、通常運転モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときの駆動制御(HV走行モードのときの駆動制御)について説明する。
通常運転モードでは、HV走行モードで走行中にブレーキオンのときには、HVECU70により以下のように駆動制御される。HVECU70は、まず、ブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に要求される)要求駆動力Tdbを求め、要求駆動力Tdbを実行用駆動力Td*として設定する。要求駆動力Tdbは、例えば、図10に例示する要求駆動力設定用マップから求めることができる。図10に示すように、ブレーキオンのときには、要求駆動力Tdbひいては実行用駆動力Td*は負の値であるから、実行用駆動力Td*の符号を反転させたものを実行用制動力Tb*として考えることができる。続いて、所定回転数Nfc(例えば、1000rpmなど)をエンジン22の目標エンジン回転数Ne*として設定する。そして、次式(4)に示すように、エンジン22の回転数Neおよび目標エンジン回転数Ne*を用いてモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する。式(4)は、エンジン22を目標エンジン回転数Ne*で回転させるための回転数フィードバック制御の関係式であり、上述の式(2)の右辺第1項を除いたものに相当する。
Tm1*=kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt (4)
次に、上述の式(3)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
次に、図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンを用いて運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときの駆動制御を説明する。図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、ブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBPや、車速センサ88からの車速V、エンジン22の回転数Ne、現在の変速段の継続時間としての現在変速段時間tmを入力する(ステップS300)。
続いて、ブレーキペダルポジションBPと車速Vと図10の要求駆動力設定用マップとを用いて要求駆動力Tdbを設定すると共に設定した要求駆動力Tdbを実行用駆動力Td*として設定し(ステップS310)、設定した実行用駆動力Td*から前回の本ルーチンの実行時に設定した実行用駆動力(前回Td*)を減じたものを駆動力変化量ΔTdとして設定する(ステップS320)。ブレーキオンのときには、要求駆動力Tdbひいては実行用駆動力Td*は負の値であるから、上述したように、実行用駆動力Td*の符号を反転させたものを実行用制動力Tb*として考えることができる。したがって、駆動力変化量ΔTdbが負の値のときには、実行用駆動力Td*が小さくなった(実行用制動力Tb*が大きくなった)ことを意味する。
次に、値0のアクセル開度Accと車速Vと変速線図とを用いて変速段Mの仮の値としての仮変速段Mtmpを設定する(ステップS330)。この場合の変速線図は、図6の変速線図の「変速段M」を「仮変速段Mtmp」に置き換えたものを用いることができる。
続いて、図11のブレーキング水準設定処理によりブレーキング水準Lvを設定する(ステップS340)。ここで、ブレーキング水準Lvは、運転者がどの程度の制動力を要求しているかを示す水準であり、実施例では、低い側から水準Lv1,Lv2,Lv3の3段階の水準を用いるものとした。ブレーキオンの開始時には、ブレーキング水準Lvには水準Lv1が設定される。以下、図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンの説明を中断し、図11のブレーキング水準設定処理について説明する。
図11のブレーキング水準設定処理では、HVECU70は、まず、前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)を調べ(ステップS500)、前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)が水準Lv2または水準Lv3のときには、実行用駆動力Td*を閾値Tdref1と比較する(ステップS510)。ここで、閾値Tdref1は、実行用駆動力Td*が比較的大きい(実行用制動力Tb*が比較的小さい)か否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、−90Nmや−100Nm、−110Nmなどを用いることができる。実行用駆動力Td*が閾値Tdref1よりも大きいときには、カウンタCaをカウントアップし(ステップS520)、実行用駆動力Td*が閾値Tdref1以下のときには、カウンタCaを値0にリセットする(ステップS530)。
続いて、カウンタCaを閾値Carefと比較する(ステップS540)。ここで、閾値Carefは、実行用駆動力Td*が閾値Tdref1よりも大きい状態(実行用制動力Tb*が比較的小さい状態)がある程度の時間に亘って継続したか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、4secや5sec、6secなどに相当する値を用いることができる。カウンタCaが閾値Caref以上のときには、ブレーキング水準Lvに水準Lv1を設定して(ステップS630)、本ルーチンを終了する。これにより、実行用駆動力Td*の瞬間的な変動によってブレーキング水準Lvが切り替わるのを抑制することができる。例えば、車両のコーナーへの進入に応じてブレーキペダル85が踏み込まれてその後に比較的短い間隔でコーナーが連続するときに、ブレーキング水準Lvが頻繁に切り替わる(水準Lv2や水準Lv3から水準Lv1に戻る)のを抑制することができる。
ステップS540で水準カウンタCaが閾値Caref未満のときや、ステップS500で前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)が水準Lv1のときには、前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)を調べる(ステップS550)。そして、前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)が水準Lv3のときには、ブレーキング水準Lvに水準Lv3を設定して(ステップS650)、本ルーチンを終了する。
ステップS550で前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)が水準Lv1または水準Lv2のときには、実行用駆動力Td*を閾値Tdref1以下の閾値Tdref2と比較すると共に(ステップS560)、駆動力変化量ΔTdを閾値ΔTdrefと比較する(ステップS570)。ここで、閾値Tdref2は、実行用駆動力Td*が比較的小さい(実行用制動力Tb*が比較的大きい)か否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、−240Nmや−250Nm、−260Nmなどを用いることができる。また、閾値ΔTdrefは、駆動力変化量ΔTdが比較的小さい(実行用制動力Tb*の増加量が比較的大きい)か否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンの実行間隔当たり−240Nmや−250Nm、−260Nmなどを用いることができる。
ステップS560で実行用駆動力Td*が閾値Tdref2以下で且つステップS570で駆動力変化量ΔTdが閾値ΔTdref以下のときには、ブレーキング水準Lvに水準Lv3を設定して(ステップS650)、本ルーチンを終了する。
ステップS560で実行用駆動力Td*が閾値Tdref2よりも大きいときや、ステップS570で駆動力変化量ΔTdが閾値ΔTdrefよりも大きいときには、前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)を調べる(ステップS580)。そして、前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)が水準Lv2のときには、ブレーキング水準Lvに水準Lv2を設定して(ステップS640)、本ルーチンを終了する。
ステップS580で前回の本ルーチンの実行時に設定したブレーキング水準(前回Lv)が水準Lv1のときには、実行用駆動力Td*を閾値Tdref1以下の閾値Tdref3と比較する(ステップS590)。ここで、閾値Tdref3は、閾値Tdref2と同様に、実行用駆動力Td*が比較的小さい(実行用制動力Tb*が比較的大きい)か否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、−250Nm〜−500Nm程度を用いることができる。実行用駆動力Td*が閾値Tdref3以下のときには、カウンタCbをカウントアップし(ステップS600)、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3よりも大きいときには、カウンタCbを値0にリセットする(ステップS610)。
続いて、カウンタCbを閾値Cbrefと比較する(ステップS620)。ここで、閾値Cbrefは、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3以下の状態(実行用制動力Tb*が比較的大きい状態)がある程度の時間に亘って継続したか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、数十msec〜数百msec程度に相当する値を用いることができる。カウンタCbが閾値Cbref未満のときには、ブレーキング水準Lvに水準Lv1を設定して(ステップS630)、本ルーチンを終了する。一方、カウンタCbが閾値Cbref以上のときには、ブレーキング水準Lvに水準Lv2を設定して(ステップS640)、本ルーチンを終了する。これにより、実行用駆動力Td*の瞬間的な変動によってブレーキング水準Lvが切り替わるのを抑制することができる。
図11のブレーキング水準設定処理について説明した。図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンの説明に戻る。ステップS340でブレーキング水準Lvを設定すると、ブレーキング水準Lvと車速Vとベースエンジン回転数設定用マップとを用いてベースエンジン回転数Nebasを設定する(ステップS350)。図12にベースエンジン回転数設定用マップの一例を示す。図示するように、ブレーキング水準Lvが高いほど大きくなるようにベースエンジン回転数Nebasが設定される。このようにベースエンジン回転数Nebasを設定するのは、エンジン22の回転数Neをブレーキング水準Lvに応じた回転数にすることによって、運転者により良好な運転感覚を与えるためである。また、ブレーキング水準Lvが水準Lv2や水準Lv3では車速Vが低いときには高いときに比して小さくなるようにベースエンジン回転数Nebasが設定される。このようにベースエンジン回転数Nebasを設定するのは、車速Vが比較的低いときに、エンジン22の回転数Neの上昇を抑制し、モータMG1によるエンジン22のモータリングによって駆動軸36に作用する制動力が大きくなり過ぎるのを抑制するためである。なお、上述したように、カウンタCaやカウンタCbを用いることによって、実行用駆動力Td*の瞬間的な変動によってブレーキング水準Lvが切り替わるのを抑制することにより、ベースエンジン回転数Nebasが頻繁に切り替わるのを抑制することができる。
続いて、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)よりも1段だけ低速段側の変速段(前回M−1)と車速Vとダウンシフト後エンジン回転数設定用マップとを用いてダウンシフト後エンジン回転数Nednを設定する(ステップS360)。ダウンシフト後エンジン回転数設定用マップは、図7の目標エンジン回転数設定用マップの縦軸を「目標エンジン回転数Ne*」から「ダウンシフト後エンジン回転数Nedn」に置き換えたものを用いることができる。
次に、ダウンシフト後エンジン回転数Nednをベースエンジン回転数Nebasと比較し(ステップS370)、ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebasよりも大きいときには、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)を上限変速段Mlimとして設定し(ステップS400)、仮変速段Mtmpと上限変速段Mlimとのうちの小さい方を変速段Mとして設定する(ステップS410)。いま、ブレーキオン時(基本的には減速時)を考えているから、仮変速段Mtmpが変化しないときには、変速段Mを維持し、仮変速段Mtmpが1段だけダウンシフトしたときには、変速段Mを1段だけダウンシフトさせることになる。そして、変速段Mを1段だけダウンシフトさせたときには、ステップS360で設定したダウンシフト後エンジン回転数NednとステップS420で設定した目標エンジン回転数Ne*とは等しくなる。
続いて、変速段Mと車速Vと図7の目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ne*を設定し(ステップS420)、上述の式(4)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定し(ステップS430)、式(3)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS440)。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS450)、本ルーチンを終了する。こうした制御により、モータMG1によってエンジン22を目標エンジン回転数Ne*で回転させながら実行用駆動力Td*(実行用制動力Tb*)を駆動軸36に作用させることができる。この際に、エンジン22の回転数Neを変速段Mおよび車速Vに応じた(マッチした)回転数とすることができる。また、変速段Mが変化したときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。
ステップS370でダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以下のときには、現在変速段時間tmを閾値tmrefと比較する(ステップS380)。ここで、閾値tmrefは、変速段Mが現在の変速段である程度に時間に亘って維持されているか否かを判定するために用いられる閾値であり、例えば、200msecや300msec、500msecなどを用いることができる。
ステップS380で現在変速段時間tmが閾値tmref未満のときには、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)を上限変速段Mlimとして設定し(ステップS400)、仮変速段Mtmpを上限変速段Mlimで制限(上限ガード)して変速段Mを設定し(ステップS410)、ステップS420以降の処理を実行する。この場合、上述したように、仮変速段Mtmpが変化しないときには、変速段Mを維持し、仮変速段Mtmpが1段だけダウンシフトしたときには、変速段Mを1段だけダウンシフトさせることになる。ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以下のときでも、現在変速段時間tmが閾値tmref未満のときには、仮変速段Mtmpが変化しなければ変速段Mを維持することにより、各変速段での継続時間が短くなり過ぎるのを抑制することができ、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。
ステップS380で現在変速段時間tmが閾値tmref以上のときには、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)よりも1段だけ低速段側の変速段を上限変速段Mlimとして設定し(ステップS390)、仮変速段Mtmpを上限変速段Mlimで制限(上限ガード)して変速段Mを設定し(ステップS410)、ステップS420以降の処理を実行する。この場合、仮変速段Mtmpが変化していないときでも、変速段Mを1段だけダウンシフトさせることになる。ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以下で且つ現在変速段時間tmが閾値tmref未満のときに、変速段Mを1段だけダウンシフトさせることにより、エンジン22の回転数Neをベースエンジン回転数Nebas以下の範囲内の回転数とすることができ、且つ、エンジン22の回転数Neがベースエンジン回転数Nebasから乖離するのを抑制することができる。また、変速段Mを1段だけ(1段ずつ)ダウンシフトさせることになるから、エンジン22の回転数Neの上昇の程度が大きくなり過ぎるのを抑制することができ、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。
なお、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)が1速のときには、変速段Mをダウンシフトさせることができないから、ステップS360〜410の処理に代えて、変速段Mに1速を設定する(変速段Mを1速で維持する)。
図13は、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときの様子の一例を示す説明図である。図中、エンジン22の回転数Neについての「Ne(2nd)」〜「Ne(6th)」は、図7の目標エンジン回転数設定用マップにおける各変速段のエンジン22の回転数Neを示す。
図示するように、変速段Mが6速で走行中にブレーキオンとされて実行用駆動力Td*が小さくなり始めて(時刻t10)、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3以下になると(時刻t11)、カウンタCbを値0から増加させ始める。そして、カウンタCbが閾値Cbref以上になると(時刻t12)、ブレーキング水準Lvを水準Lv1から水準Lv2に切り替える。このブレーキング水準Lvの切替によって、ベースエンジン回転数Nebasが大きくなり、ダウンシフト後エンジン回転数Nedn(図13では5速の回転数Ne(5th))がベースエンジン回転数Nebas以下になると、変速段Mを6速から5速に切り替え、エンジン22の回転数Neを上昇させる。そして、変速段Mが5速で、ダウンシフト後エンジン回転数Nedn(図13では4速の回転数Ne(4th))がベースエンジン回転数Nebas以下で且つ現在変速段時間tmが閾値tmref以上になると(時刻t13)、変速段Mを4速に切り替え、エンジン22の回転数Neを上昇させる。その後も、同様に、ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以下で且つ現在変速段時間tmが閾値tmref以上であることを条件として、変速段Mを3速に切り替え、それに応じてエンジン22の回転数Neを上昇させる。こうした制御により、エンジン22の回転数Neを車速Vと変速段Mとに応じた回転数とすることができると共に変速段Mが変化したときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。しかも、時刻t12で、5速の回転数Ne(5th)だけでなく4速の回転数Ne(4th)もベースエンジン回転数Nebas未満になっているが、変速段Mを6速から5速に切り替えることにより、変速段Mを6速から4速に切り替えるものに比して、エンジン22の回転数Neの上昇の程度が大きくなり過ぎるのを抑制することができ、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。さらに、時刻t12に変速段Mを6速から5速に切り替えてから変速段Mを4速に切り替えるまで閾値tmrefだけ待つから、各変速段での継続時間が短くなり過ぎるのを抑制することができ、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。
そして、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3以上になると(時刻t14)、カウンタCbを値0にリセットし、その後に、実行用駆動力Td*が閾値Tdref1よりも大きくなると(時刻t15)、カウンタCaを値0から増加させ始める。その後の制御については省略する。
以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときには、車速Vと変速段Mとに基づいて目標エンジン回転数Ne*を設定し、目標エンジン回転数Ne*に基づいて上限駆動力Tdlimを設定し、上限駆動力Tdlimと要求駆動力Tdaとのうち小さい方の駆動力を実行用駆動力Td*として設定し、実行用駆動力Td*が駆動軸36に出力されると共に目標エンジン回転数Ne*でエンジン22が回転するようにエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する。これにより、運転者がアクセルペダル83を踏み込んだときでも、エンジン22の回転数Neを車速Vと変速段Mとに応じた回転数(目標エンジン回転数Ne*)とすることができ、車速の増加に先立ってエンジン22の回転数Neが急増するものに比して運転感覚として違和感を与えるのを抑制することができる。また、変速段Mが変更(変速)されたときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。
また、第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、ブレーキペダルポジションBPに基づいて実行用駆動力Td*(実行用制動力Tb*)を設定し、実行用駆動力Td*に基づくブレーキング水準Lvに基づいてベースエンジン回転数Nebasを設定し、ベースエンジン回転数Nebasおよび車速Vに基づいて変速段Mを設定し、変速段Mおよび車速Vに基づいて目標エンジン回転数Ne*を設定し、目標エンジン回転数Ne*でエンジン22が回転すると共に実行用駆動力Td*が駆動軸36に出力されるようにエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する。これにより、運転者がブレーキペダル85を踏み込んだときに、エンジン22の回転数Neを変速段Mおよび車速Vに応じた(マッチした)回転数とすることができる。また、変速段Mが変化したときに運転者に変速感を与えることができる。これらの結果、運転者により良好な運転感覚を与えることができる。例えば、車両のコーナーへの進入に応じてブレーキペダル85が踏み込まれてその後にコーナーからの脱出に応じてアクセルペダル83が踏み込まれたときを考える。このときには、コーナーへの進入に応じてブレーキペダル85が踏み込まれたときの実行用駆動力Td*に基づくブレーキング水準Lvに応じてエンジン22の回転数Neを調節することにより、コーナーからの脱出時のエンジン22の回転数Neをより適切なものとすることができ、アクセルペダル83が踏み込まれたとき(図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンの実行時)の再加速性能をより良好なものとすることができると考えられる。また、ブレーキング水準Lvを用いることにより、ベースエンジン回転数Nebasを離散的なものとすることができ、ブレーキング水準Lv(ベースエンジン回転数Nebas)の切り替わりを運転者に感じさせることができる。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、ブレーキング水準Lvとして3段階の水準を用いるものとした。しかし、ブレーキング水準Lvとして2段階の水準を用いるものとしてもよいし、4段階以上の水準を用いるものとしてもよい。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、以下のようにブレーキング水準Lvを設定するものとした。ブレーキング水準Lvが水準Lv1のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3以下のときにカウントアップするカウンタCbが閾値Cbref以上になったときにブレーキング水準Lvを水準Lv2に切り替える。ブレーキング水準Lvが水準Lv1または水準Lv2のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref2以下で且つ駆動力変化量ΔTdが閾値ΔTdref以下のときにブレーキング水準Lvを水準Lv3に切り替える。ブレーキング水準Lvが水準Lv2または水準Lv3のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref1よりも大きいときにカウントアップするカウンタCaが閾値Caref以上になったときにブレーキング水準Lvを水準Lv1に切り替える。しかし、実行用駆動力Td*に基づいてブレーキング水準Lvを設定するものであれば、これ以外の手法によってブレーキング水準Lvを設定するものとしてもよい。例えば、以下のようにブレーキング水準Lvを設定するものとしてもよい。ブレーキング水準Lvが水準Lv1のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3以下になったときに(カウンタCbを考慮せずに)ブレーキング水準Lvを水準Lv2に切り替える。また、ブレーキング水準Lvが水準Lv2のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref3よりも小さい閾値Tdref4以下になったときにブレーキング水準Lvを水準Lv3に切り替える。さらに、ブレーキング水準Lvが水準Lv2のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref1よりも大きくなったときに(カウンタCaを考慮せずに)ブレーキング水準Lvを水準Lv1に切り替える。ブレーキング水準Lvが水準Lv3のときには、実行用駆動力Td*が閾値Tdref1よりも小さく且つ閾値Tdref4以上の閾値Tdref5よりも大きくなったときにブレーキング水準Lvを水準Lv2に切り替える。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、実行用駆動力Td*(実行用制動力Tb*)に基づいてブレーキング水準Lvを設定し、ブレーキング水準Lvに基づいてベースエンジン回転数Nebasを設定するものとした。しかし、実行用駆動力Td*に基づいてブレーキング水準Lvを設定せずに、実行用駆動力Td*に基づいて直接にベースエンジン回転数Nebasを設定するものとしてもよい。この場合、実行用駆動力Td*が小さい(実行用制動力Tb*が大きい)ほど大きくなるようにベースエンジン回転数Nebasを設定することが考えられる。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときにおいて、ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以下のときでも、現在変速段時間tmが閾値tmref未満のときには、前回の変速段(前回M)すなわち現在の変速段を上限変速段Mlimとして設定するものとした。しかし、ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以下のときには、現在変速段時間tmを考慮せずに、前回の変速段(前回M)すなわち現在の変速段よりも1段だけ小さい低速段側の変速段を上限変速段Mlimとして設定するものとしてもよい。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、ブレーキング水準Lvと車速Vと図12のベースエンジン回転数設定用マップとを用いてベースエンジン回転数Nebasを設定するものとした。しかし、この図12のベースエンジン回転数設定用マップを用いて得られたベースエンジン回転数Nebasを、運転者の運転嗜好に応じて補正するものとしたり、スポーツモードスイッチやパワーモードスイッチを備えるものにおいてこれらのスイッチがオンかオフかに応じて補正するものとしたりしてもよい。スポーツモードスイッチは、ノーマルモードに比して加速や減速を優先するスポーツモードを指示するスイッチであり、パワーモードスイッチは、スポーツモードスイッチやノーマルモードに比してトルク(パワー)出力を優先するパワーモードを指示するスイッチである。
図12のベースエンジン回転数設定用マップを用いて得られたベースエンジン回転数Nebasを運転者の嗜好に応じて補正する場合、例えば、以下のようにベースエンジン回転数Nebasを補正することが考えられる。まず、加速度センサ92からの前後加速度Gxおよび左右加速度Gyを用いて運転嗜好パラメータPliを設定する。前後加速度Gxと左右加速度Gyとに基づく摩擦円の半径を瞬時スポーツ度(SPI:Sports Index)として求めて運転嗜好パラメータPliとして用いるものとしたり、瞬時SPIに基づいて指示SPIを求めてこの指示SPIを運転嗜好パラメータPliとして用いるものとしたりすることができる。ここで、瞬時SPIは、前後加速度Gxの二乗と左右加速度Gyの二乗との和の平方根として計算することができる。指示SPIは、瞬時SPIの増加に対する追従性が瞬時SPIの減少に対する追従性に比して高くなるように瞬時SPIに基づいて計算することができる。図14に瞬時SPIおよび指示SPIの一例を示す。図示するように、時刻t20から時間T1が経過するまでの間では、瞬時SPIは、車両の制動旋回などによる前後加速度Gxや左右加速度Gyの変化によって増減し、指示SPIは、瞬時SPIの極大値の増加に従って増加して保持されている。そして、時刻t22や時刻t23で、車両が旋回加速から直線加速に移行するなどして指示SPIの低下条件が成立すると、指示SPIは低下する。指示SPIの低下条件は、指示SPIを保持することが運転者の意図に合わないと考えられる状態になった条件であり、例えば、瞬時SPIが指示SPI未満の状態が所定時間に亘って継続した条件や、瞬時SPIと指示SPIとの差分の時間積分値が閾値を超えた条件などを用いることができる。こうして運転嗜好パラメータPliを設定すると、図12のベースエンジン回転数設定用マップを用いて得られたベースエンジン回転数Nebasを運転嗜好パラメータPliが大きいほど大きくなるように補正する。このようにベースエンジン回転数Nebasを補正することにより、ベースエンジン回転数Nebasを運転者の運転嗜好を反映した値とすることができる。
図12のベースエンジン回転数設定用マップを用いて得られたベースエンジン回転数Nebasをスポーツモードスイッチやパワーモードスイッチがオンかオフかに応じて補正する場合、ベースエンジン回転数Nebasを、スポーツモードスイッチとパワーモードスイッチとの何れかがオンのときには共にオフのときに比して大きくなるように補正することが考えられる。このようにベースエンジン回転数Nebasを補正することにより、ベースエンジン回転数Nebasをスポーツモードスイッチやパワーモードスイッチの状態を反映した値とすることができる。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、ブレーキング水準Lvと車速Vとを用いてベースエンジン回転数Nebasを設定するものとした。しかし、車速Vを考慮せずに、ブレーキング水準Lvを用いてベースエンジン回転数Nebasを設定するものとしてもよい。車速Vを考慮しない場合でも、上述したのと同様に、ブレーキング水準Lvに基づくベースエンジン回転数Nebasを、運転者の運転嗜好に応じて補正するものとしたり、スポーツモードスイッチやパワーモードスイッチを備えるものにおいてこれらのスイッチがオンかオフかに応じて補正するものとしたりしてもよい。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、閾値Tdref3として固定値(一律の値)を用いるものとした。しかし、閾値Tdref3は、路面勾配θgと図15の閾値設定用マップとを用いて設定するものとしてもよいし、運転者の運転嗜好に応じて設定するものとしてもよいし、上述のスポーツモードスイッチやパワーモードスイッチを備えるものにおいてこれらのスイッチがオンかオフかに応じて設定するものとしてもよい。
閾値Tdref3を路面勾配θgと図15の閾値設定用マップとを設定する場合、図15に示すように、路面勾配θgが大きいほど(進行方向に対して登坂路として急であるほど)大きくなる(絶対値としては小さくなる)ように閾値Tdref3を設定することが考えられる。路面勾配θgが大きいほど同一の実行用駆動力Td*(実行用制動力Tb*)に対して車両の減速度が大きくなりやすい。したがって、図15の傾向に閾値Tdref3を設定することにより、路面勾配θg(車両の減速度)を考慮してブレーキング水準Lvをより適切に水準Lv1から水準Lv2に切り替えることができる。閾値Tdref1や閾値Tdref2、閾値ΔTdrefについても同様に考えることができる。
閾値Tdref3を運転者の運転嗜好に応じて設定する場合、上述の運転嗜好パラメータPliが大きいほど大きくなるように閾値Tdref3を設定することが考えられる。また、閾値Tdref3をスポーツモードスイッチやパワーモードスイッチがオンかオフかに応じて補正する場合、スポーツモードスイッチとパワーモードスイッチとの何れかがオンのときには共にオフのときに比して大きくなるように閾値Tdref3を設定することが考えられる。このように閾値Tdref3を設定することにより、閾値Tdref3を、運転者の運転嗜好やスポーツモードスイッチやパワーモードスイッチの状態を反映した値とすることができる。閾値Tdref1や閾値Tdref2、閾値ΔTdrefについても同様に考えることができる。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、閾値tmrefとして固定値(一律の値)を用いるものとした。しかし、閾値tmrefは、実行用駆動力Td*と前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)と図16の閾値設定用マップとを用いて設定するものとしてもよい。この場合、図示するように、実行用駆動力Td*が小さいほど短くなるように閾値tmrefが設定される。また、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)が大きいほど長くなるように閾値tmrefが設定される。これらより、実行用駆動力Td*(実行用制動力Tb*)と変速段Mとに応じた変速段Mのダウンシフトをより適切なタイミングで行なうことができる。この変形例では、閾値tmrefは、実行用駆動力Td*と前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)とを用いて設定するものとしたが、実行用駆動力Td*と前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)との何れかだけを用いて設定するものとしてもよいし、実行用駆動力Td*に代えてブレーキング水準Lvを用いて設定するものとしてもよい。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、Dポジションで走行中にブレーキオンのときには、モータMG1によってエンジン22が目標エンジン回転数Ne*で回転しながら実行用駆動力Td*(実行用制動力Tb*)が駆動軸36に作用するようにモータMG1,MG2を制御するものとした。しかし、エンジン22が目標エンジン回転数Ne*で自立運転(無負荷運転)されながら実行用駆動力Td*が駆動軸36に作用するようにエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしてもよい。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときにおいて、バッテリ50を充放電する際に要求駆動力Tdaが上限駆動力Tdlimより大きいときには、図8の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーPelimに充放電要求パワーPb*を加えて上限エンジンパワーPelimを設定し、上限エンジンパワーPelimから充放電要求パワーPb*を減じたものを目標エンジンパワーPe*として設定するものとした。しかし、図8の上限エンジンパワー設定用マップから得られる仮の上限エンジンパワーPelimをそのまま上限エンジンパワーPelimとして設定し、上限エンジンパワーPelimに充放電要求パワーPb*を加えたものを駆動軸36の回転数Ndで除して上限駆動力Tdlimを設定し、上限エンジンパワーPelimをそのまま目標エンジンパワーPe*に設定するものとしてもよい。両者は、上限エンジンパワーPelimの計算の際に充放電要求パワーPb*を考慮するか上限駆動力Tdlimの計算の際に充放電要求パワーPb*を考慮するかの相違があるだけで、結果は同じである。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときにおいて、要求駆動力Tdaと上限駆動力Tdlimとのうち小さい方の駆動力が駆動軸36に出力されるパワーを目標エンジンパワーPe*として設定するものとした。しかし、要求駆動力Tdaに駆動軸36の回転数Ndを乗じたパワー(Tda×Nd)と上限駆動力Tdlimに駆動軸36の回転数Ndを乗じたパワー(Tdlim×Nd)とのうち小さい方が駆動軸36に出力されるように目標エンジンパワーPe*を設定してもよい。即ち、ステップS160の処理を、要求駆動力Tdaに駆動軸36の回転数Ndを乗じたパワー(Tda×Nd)と上限駆動力Tdlimに駆動軸36の回転数Ndを乗じたパワー(Tdlim×Nd)とを比較する処理とすればよい。
第1実施例のハイブリッド自動車20では、モード切替スイッチ90を備え、モード切替スイッチ90により運転感覚優先モードが選択されたときにおいて、アクセルオンのときには図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行し、ブレーキオンのときには図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するものとした。しかし、モード切替スイッチ90を備えず、通常の駆動制御として、アクセルオンのときには図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行し、ブレーキオンのときには図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンを実行するものとしてもよい。
次に、本発明の第2実施例のハイブリッド自動車120について説明する。第2実施例のハイブリッド自動車120の構成の概略を図17に示す。第2実施例のハイブリッド自動車120は、図17に示すように、変速機130を備える点を除いて、図1に示した第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の構成をしている。重複した説明を省略するため、第2実施例のハイブリッド自動車120の構成のうち第1実施例のハイブリッド自動車20と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第2実施例のハイブリッド自動車120が備える変速機130は、油圧駆動による前進方向に3段変速の有段自動変速機として構成されており、HVECU70からの制御信号によって変速する。第2実施例のハイブリッド自動車120では、変速機130の3速の変速段に加えて仮想的な3速の変速段が設定されており、6段変速の変速機を備えているように機能する。図18は、第2実施例で用いる変速線図の一例である。容易に比較できるように、図18の変速線図は図6の変速線図と同一とした。図18中、太実線が変速機130のアップシフト線であり、太破線が変速機130のダウンシフト線である。細実線は仮想的なアップシフト線であり、細破線は仮想的なダウンシフト線である。図中、上部および下部の数字と矢印は仮想的な変速段を含めた6速の変速段の変速を示しており、上部および下部の括弧書きの数字と矢印は変速機130の3速の変速段の変速を示している。また、図示するように、変速機130の各変速段に仮想的な変速段が1つずつ設けられている。
第2実施例のハイブリッド自動車120では、運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときには、図19のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行される。図19のドラビリ優先駆動制御ルーチンは、変速段Mだけでなく実変速段Maを設定するステップS120Bと、変速機130の実変速段Maのギヤ比Grを用いてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定するステップS220Bと、目標エンジンパワーPe*や目標エンジン回転数Ne*などを送信する際に実変速段Maを変速機130に送信するステップS230Bと、が異なる点を除いて図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様である。このため、図19のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理のうち図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理と同一の処理については同一のステップ番号を付した。以下、図19のドラビリ優先駆動制御ルーチンを図2のドラビリ優先駆動制御ルーチンと異なる点を中心に簡単に説明する。
図19のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、アクセル開度Accや車速V、エンジン22の回転数Neを入力し(ステップS100)、アクセル開度Accと車速Vと図3の要求駆動力設定用マップとを用いて要求駆動力Tdaを設定する(ステップS110)。続いて、アクセル開度Accと車速Vと図18の変速線図とを用いて変速段Mと実変速段Maとを設定する(ステップS120B)。ここで、変速段Mは、仮想的な変速段を含む6速変速の変速段を意味しており、実変速段Maは、変速機130の3速変速の変速段を意味している。したがって、変速段Mは、図18の全ての変速線に基づいて6速変速の変速段のうちのいずれに該当するかによって設定され、実変速段Maは図18の太実線と太破線に基づいて3速変速の変速段のうちのいずれに該当するかによって設定される。
次に、車速Vと変速段Mと図7の目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ne*を設定する(ステップS130)。そして、目標エンジン回転数Ne*と図7の上限エンジンパワー設定用マップとを用いて得られる仮の上限エンジンパワーPelimに充放電要求パワーPb*を加えて上限エンジンパワーPelimを設定する(ステップS140)。そして、上限エンジンパワーPelimを駆動軸36の回転数Ndで除して上限駆動力Tdlimを設定し(ステップS150)、要求駆動力Tdaと上限駆動力Tdlimとを比較する(ステップS160)。
要求駆動力Tdaが上限駆動力Tdlim以下のときには、要求駆動力Tdaを実行用駆動力Td*として設定し(ステップS170)、要求駆動力Tdaに駆動軸36の回転数Ndを乗じたものから充放電要求パワーPb*を減じたものを目標エンジンパワーPe*として設定する(ステップS180)。要求駆動力Tdaが上限駆動力Tdlimより大きいときには、上限駆動力Tdlimを実行用駆動力Td*として設定し(ステップS190)、上限エンジンパワーPelimから充放電要求パワーPb*を減じたものを目標エンジンパワーPe*として設定する(ステップS200)。
続いて、上述の式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共に(ステップS210)、式(5)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS220B)。式(5)中、「Gr」は、変速機130の実変速段Maのギヤ比である。したがって、式(5)の右辺第1項は、変速機130の出力軸である駆動軸36に実行用駆動力Td*を出力するために変速機130の入力軸に出力すべき駆動力を意味している。
Tm2*=Td*/Gr+Tm1*/ρ (5)
そして、目標エンジンパワーPe*および目標エンジン回転数Ne*についてはエンジンECU24に送信すると共にトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信し、実変速段Maについては変速機130に送信して(ステップS230B)、本ルーチンを終了する。実変速段Maを受信した変速機130は、そのときの変速段が実変速段Maであるときにはその変速段を維持し、そのときの変速段が実変速段Maではないときには変速段が実変速段Maとなるように変速する。
次に、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときの動作について説明する。第2実施例のハイブリッド自動車120では、運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときには、図20のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行される。図20のドラビリ優先駆動制御ルーチンは、仮変速段Mtmpだけでなく仮実変速段Matmpを設定するステップS350Bと、変速段Mだけでなく実変速段Maを設定するステップS410Bと、変速機130の実変速段Maのギヤ比Grを用いてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定するステップS440Bと、目標エンジンパワーPe*や目標エンジン回転数Ne*などを送信する際に実変速段Maを変速機130に送信するステップS450Bと、が異なる点を除いて図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンと同様である。このため、図20のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理のうち図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンの処理と同一の処理については同一のステップ番号を付した。以下、図20のドラビリ優先駆動制御ルーチンを図9のドラビリ優先駆動制御ルーチンと異なる点を中心に簡単に説明する。
図20のドラビリ優先駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、ブレーキペダルポジションBPや車速V、エンジン22の回転数Ne、現在変速段時間tmを入力し(ステップS300)、ブレーキペダルポジションBPと車速Vと図10の要求駆動力設定用マップとを用いて要求駆動力Tdbを設定すると共に設定した要求駆動力Tdbを実行用駆動力Td*として設定し(ステップS310)、設定した実行用駆動力Td*と前回の実行用駆動力(前回Td*)とを用いて駆動力変化量ΔTdを設定する(ステップS320)。
続いて、値0のアクセル開度Accと車速Vと変速線図とを用いて仮変速段Mtmpと仮実変速段Matmpとを設定する(ステップS330B)。この場合の変速線図は、図18の変速線図の「変速段M」、「実変速段Ma」を「仮変速段Mtmp」,「仮実変速段Matmp」に置き換えたものを用いることができる。
そして、図11のブレーキング水準設定処理によりブレーキング水準Lvを設定し(ステップS340)、設定したブレーキング水準Lvと車速Vと図12のベースエンジン回転数設定用マップとを用いてベースエンジン回転数Nebasを設定する(ステップS350)。さらに、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)よりも1段だけ低速段側の変速段(前回M−1)と車速Vとダウンシフト後エンジン回転数設定用マップとを用いてダウンシフト後エンジン回転数Nednを設定する(ステップS360)。
次に、ダウンシフト後エンジン回転数Nednをベースエンジン回転数Nebasと比較すると共に(ステップS370)、ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas未満のときに、現在変速段時間tmを閾値tmrefと比較する(ステップS380)。
ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas以上のときや、ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas未満でも現在変速段時間tmが閾値tmref以下のときには、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)を上限変速段Mlimとして設定する(ステップS400)。ダウンシフト後エンジン回転数Nednがベースエンジン回転数Nebas未満で且つ現在変速段時間tmが閾値tmrefよりも長いときには、前回の本ルーチンの実行時に設定した変速段(前回M)よりも1段だけ低速段側の変速段を上限変速段Mlimとして設定する(ステップS390)。
次に、仮変速段Mtmpと上限変速段Mlimとのうちの小さい方を変速段Mとして設定すると共に仮実変速段Matmpや変速段Mに基づいて実変速段Maを設定する(ステップS410B)。ここで、実変速段Maは、仮変速段Mtmpを変速段Mとして設定したときには、仮実変速段Matmpを実変速段Maとして設定し、上限変速段Mlimを変速段Mとして設定したときには、その変速段Mに基づいて実変速段Maを設定する。後者の場合、図18の変速線図の変速段Mと実変速段Maとの関係に整合するように変速段Mに基づいて実変速段Maを設定する(例えば、変速段Mが3速か4速のときには実変速段Maに2速を設定する)。
続いて、変速段Mと車速Vと図7の目標エンジン回転数設定用マップとを用いて目標エンジン回転数Ne*を設定し(ステップS420)、上述の式(4)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を設定し(ステップS430)、式(5)によりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS440B)。そして、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信すると共に実変速段Maを変速機130に送信して(ステップS450B)、本ルーチンを終了する。
以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車120では、第1実施例のハイブリッド自動車20と同様に機能するから、第1実施例のハイブリッド自動車20が奏する効果と同様の効果を奏する。即ち、運転感覚優先モードでDポジションでアクセルオンのときや運転感覚優先モードでDポジションで走行中にブレーキオンのときに、運転者により良好な運転感覚を与えることができる効果を奏する。
第2実施例のハイブリッド自動車120では、3段変速の変速機130を備え、仮想的な変速段を含めて6速変速として機能するようにしたが、変速機130は、3段変速に限定されるものではなく、2段変速としてもよいし、4段変速以上としてもよい。また、仮想的な変速段も変速機の各変速段に対して1段ずつ設けるものとしたが、変速機の各変速段に1段または2段など所望の段数の仮想的な変速段を設けるものとしてもよいし、変速機の特定の変速段にだけ仮想的な変速段を所望の段数だけ設けるものとしてもよい。更に、仮想的な変速段を設けないものとしても構わない。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「第1モータ」に相当し、駆動軸36が「駆動軸」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、モータMG2が「第2モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当する。そして、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とが「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 モード切替スイッチ、91 勾配センサ、92 加速度センサ、130 変速機、MG1,MG2 モータ。

Claims (10)

  1. エンジンと、第1モータと、前記エンジンの出力軸と前記第1モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸との3軸に3つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2モータと、前記第1モータおよび前記第2モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する制御装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、走行中のブレーキオン時には、
    ブレーキ操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求制動力を設定し、
    前記要求制動力に基づいてブレーキング水準を設定すると共に前記ブレーキング水準が高いときには低いときに比して大きくなるよう前記エンジンのベース回転数を設定し、
    前記ベース回転数および車速に基づいて変速段を設定し、
    前記変速段および前記車速に基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、
    前記目標回転数で前記エンジンが回転すると共に前記要求制動力が前記駆動軸に作用するよう前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する、
    ハイブリッド自動車。
  2. 請求項記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、
    前記ブレーキング水準が第1水準のときには、前記要求制動力が第1制動力以上の状態が第1所定時間に亘って継続したときに前記ブレーキング水準を前記第1水準よりも高い第2水準に切り替え、
    前記ブレーキング水準が前記第2水準のときには、前記要求制動力が前記第1制動力以下の第2制動力未満の状態が第2所定時間に亘って継続したときに前記ブレーキング水準を前記第1水準に切り替える、
    ハイブリッド自動車。
  3. 請求項記載のハイブリッド自動車であって、
    前記第1制動力は、路面勾配が登坂路側に大きいほど小さくなるよう設定される、
    ハイブリッド自動車。
  4. 請求項2または3記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、
    前記ブレーキング水準が前記第1水準または前記第2水準のときには、前記要求制動力が前記第2制動力以上の第3制動力以上で且つ前記要求制動力の増加量が所定増加量以上のときに前記ブレーキング水準を第3水準に切り替え、
    前記ブレーキング水準が前記第3水準のときには、前記要求制動力が前記第2制動力未満の状態が前記第2所定時間に亘って継続したときに前記ブレーキング水準を前記第1水準に切り替える、
    ハイブリッド自動車。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、
    前記車速に基づいて仮変速段を設定し、
    前記車速に基づいて、現在の前記変速段よりも1段だけ低速段側の変速段における前
    記エンジンの回転数であるダウンシフト後回転数を設定し、
    前記ダウンシフト後回転数が前記ベース回転数よりも大きいときには、現在の前記変速段を上限変速段として設定し、前記ダウンシフト後回転数が前記ベース回転数以下のときには、現在の前記変速段よりも1段だけ低速段側の変速段を前記上限変速段として設定し、
    前記仮変速段と前記上限変速段とのうちの小さい方を前記変速段として設定する、
    ハイブリッド自動車。
  6. 請求項記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記ダウンシフト後回転数が前記ベース回転数以下のときでも、現在の前記変速段の継続時間が第3所定時間未満のときには、現在の前記変速段を前記上限変速段として設定する、
    ハイブリッド自動車。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、前記ブレーキオン時において、前記車速が低いときには高いときに比して小さくなるよう前記ベース回転数を設定する、
    ハイブリッド自動車。
  8. 請求項1ないし7のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御装置は、アクセルオン時には、
    アクセル操作量に基づいて前記駆動軸に要求される要求駆動力を設定し、
    前記アクセル操作量および前記車速に基づいて前記変速段を設定し、
    前記車速と前記変速段とに基づいて前記目標回転数を設定し、
    前記目標回転数で前記エンジンを運転したときに前記エンジンから出力される上限パワーが前記駆動軸に出力されたときの駆動力としての上限駆動力を設定し、
    前記上限駆動力と前記要求駆動力とのうち小さい方の駆動力が前記駆動軸に出力されると共に前記目標回転数で前記エンジンが回転するよう前記エンジンと前記第1モータと前記第2モータとを制御する、
    ハイブリッド自動車。
  9. 請求項1ないし8のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記変速段は、仮想的な変速段である、
    ハイブリッド自動車。
  10. 請求項1ないし8のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記駆動軸と前記遊星歯車機構との間に取り付けられた有段変速機を有し、
    前記変速段は、前記有段変速機の変速段または前記有段変速機の変速段に仮想的な変速段を加味した変速段である、
    ハイブリッド自動車。
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