JP4890595B2

JP4890595B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP4890595B2
Application number: JP2009146912A
Authority: JP
Inventors: 俊介尾山; 陽一田島; 誠和野村
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: US20130324358A1; JP2011002060A; CN102458949B; US8565955B2; US8738211B2; CN102458949A; US20120101678A1; DE112010002563T5; WO2010146427A1

Description

本発明は、内燃機関の出力軸である機関出力軸の回転駆動力を、回転出力軸を介して駆動輪に伝達する車両に適用されて、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有する車両の制御装置に関する。

従来、この種の車両の制御装置としては例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載のものも含めて従来一般の車両の制御装置においては、運転者の高い駆動力要求を満たすために、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有するものがある。そして、選択されたモードに応じて内燃機関の出力特性を変化させることで車両の駆動特性を変更するようにしている。具体的には、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、アクセル開度に対するスロットルバルブの開度が大きくなるように制御している。これにより、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。

特開２００７−０９１０７３号公報

ところが、こうした従来の車両の制御装置にあっては、アクセル開度に対するスロットルバルブの開度の制御特性を通常モードとパワーモードとで変更することにより車両の駆動特性を変更するものとなっていることから、例えばアクセル開度を全開とする車両の加速時においては、以下の問題を回避することができない。すなわち、アクセル開度を全開とすると、これにともないスロットル開度が全開とされることから、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となる。そのため、アクセル開度に対してスロットルバルブの開度をそれ以上増大することができず、パワーモードが選択されている場合であるにもかかわらず通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができないといった問題が生じる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることのできる車両の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関の出力軸である機関出力軸の回転駆動力を、回転出力軸を介して駆動輪に伝達する車両に適用されて、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有する車両の制御装置において、前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更する無段変速機構を備え、アクセル開度が全開とされるときに前記内燃機関のスロットルバルブが全開とされるものであり、前記アクセル開度が全開とされるとき、パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が減少するように前記無段変速機構を制御することにより、通常モードが選択されている場合に比べて、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように前記無段変速機構を制御することをその要旨としている。

アクセル開度が全開とされるときにスロットルバルブが全開とされるものにあっては、アクセル開度が全開とされるときに内燃機関の出力要求が同一とされる。従って、同構成によれば、アクセル開度が全開とされ、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるとき、パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、内燃機関の出力のうち回転出力軸に伝達される駆動力が減少する分だけ、内燃機関の出力のうち機関出力軸の回転速度の上昇に寄与する分が大きくなる。これにより、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくされる。そのため、機関出力軸の回転速度を早期に目標回転速度まで上昇させることができる。このように内燃機関の出力のうち機関出力軸の回転速度の上昇に寄与する割合が無段変速機構の制御を通じて大きくされることで、内燃機関の出力のうち回転出力軸に伝達される駆動力の増大に寄与する割合が小さくされ、これにともない機関出力軸の回転速度が目標回転速度に達するまでは車両の加速度が小さなものとなる。しかしながら、機関出力軸の回転速度が目標回転速度に到達した後においては、内燃機関の出力の大部分が回転出力軸に伝達される駆動力の増大に寄与するようになることから、車両の加速度を急激に増大させることができる。これにより、車両の加速度を早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加速度を上昇させる際の上昇速度、いわゆる加加速度を大きなものとすることができるようになる。従って、アクセル開度が全開とされる加速時であり、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、通常モードが選択されている場合には、前記目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が増大するように前記無段変速機構を制御することをその要旨としている。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の制御装置において、前記目標回転速度よりも小さい所定回転速度まで前記機関出力軸の回転速度を上昇させた後に、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度をそれまでよりも小さくするものであり、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記所定回転速度を大きく設定することをその要旨としている。

目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、同機関出力軸の回転速度を目標回転速度まで上昇させた後に急激にその上昇を止めると、機関回転速度の加速度の急激な変化によって内燃機関の各部に衝撃が生じ、このことに起因して内燃機関の機械的損傷が生じるといった問題が生じる。そこで、目標回転速度よりも小さい所定回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させた後に、同機関出力軸の回転速度をそれまでよりも小さくすることにより、上記問題の発生を抑制することができる。そして上記構成によれば、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関出力軸の回転速度の上昇速度をそれまでよりも小さくするための上記所定回転速度が大きく設定されることから、機関出力軸の回転速度を一層早期に目標回転速度まで上昇させることができる。これにより、車両の加速度を一層早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度を一層大きなものとすることができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記内燃機関の出力の一部を前記回転出力軸に分配し、他部を発電機に分配することで発電された電力により蓄電装置に充電するとともに、前記発電機の電力と前記蓄電装置の電力との一方又は双方により駆動される電動機により回転出力軸に動力を伝達するハイブリッド動力装置を備えるものであり、前記無段変速機構は、前記発電機の作動制御により前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更するものであることをその要旨としている。

同構成によれば、発電機の作動制御を通じて、機関出力軸の回転駆動力を回転出力軸に伝達する際の変速比を容易に変更することができるようになる。

本発明に係る車両の制御装置の一実施形態について、車両の動力装置としてのハイブリッド動力装置の概略構成を示す概略構成図。（Ａ）遊星歯車機構の共線図、（Ｂ）変速機の共線図。アクセル開度とスロットル開度との関係を規定したマップ。同実施形態における各パラメータの設定の処理手順を示すフローチャート。同実施形態の作用を説明するためのタイミングチャートであって、（ａ）アクセル開度の推移、（ｂ）スロットル開度の推移、（ｃ）ＭＧ１の持ち上げ許可トルクの推移、（ｄ）機関回転速度の推移、（ｅ）車両の加速度の推移をそれぞれ併せ示すタイミングチャート。

以下、図１〜図５を参照して、本発明に係る車両の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。尚、本実施形態の車両は、その動力装置としてハイブリッド動力装置２を搭載している。

図１に、ハイブリッド動力装置２の概略構成を示す。
同図に示すように、ハイブリッド動力装置２においては、主動力源４が出力するトルクは回転出力軸６に伝達され、回転出力軸６からデファレンシャル８を介して駆動輪１０に駆動力として伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御、あるいはエネルギを回収する回生制御が可能なアシスト動力源であるモータジェネレータ１２（以下、「ＭＧ２」）が設けられている。ＭＧ２は変速機１４を介して回転出力軸６に連結され、ＭＧ２と回転出力軸６との間で伝達されるトルクは、変速機１４にて設定される変速比に応じて増減される。

主動力源４は、内燃機関１６と、モータジェネレータ１８（以下、「ＭＧ１」）と、これら内燃機関１６とＭＧ１との間でトルクを合成或いは分配する遊星歯車機構２０とを主体として構成されている。内燃機関１６は、ガソリンエンジンであって、吸気量を調整するスロットルバルブ１７の開度や、燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。こうした制御は、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）２２によって行われる。

ＭＧ１は、同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを併せ備えて構成されており、インバータ２４を介して蓄電装置２６に接続されている。マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）２８を通じてインバータ２４を制御することにより、ＭＧ１の出力トルク及び回生トルクが設定される。尚、本実施形態のＭＧ１及び遊星歯車機構２０が、本発明に係る無段変速機構に相当する。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ２８によるＭＧ１の作動制御を通じてクランク軸１６ａの回転駆動力を回転出力軸６に伝達する際の変速比が無段階に変更されるようになっている。

ＭＧ２は、インバータ２９を介して蓄電装置２６に接続されている。ＭＧ−ＥＣＵ２８がインバータ２９を制御することにより、力行および回生並びにそれぞれの場合におけるトルクが制御される。

遊星歯車機構２０は、サンギヤ２０ａと、サンギヤ２０ａに対して同心円上に配置されたリングギヤ２０ｂと、これらサンギヤ２０ａとリングギヤ２０ｂとに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ２０ｃとを三つの回転要素として差動作用を生じる歯車機構である。内燃機関１６の出力軸であるクランク軸１６ａはダンパー１６ｂを介してキャリヤ２０ｃに連結され、このことによりキャリヤ２０ｃが入力要素となっている。

サンギヤ２０ａにはＭＧ１が連結されており、サンギヤ２０ａが反力要素となっている。このことによりリングギヤ２０ｂが出力要素となり、回転出力軸６に連結されている。
図２（Ａ）に、上述したトルク分配機構（トルク合成機構としての機能も有する）としての遊星歯車機構２０の共線図を示す。

同図に示すように、内燃機関１６の動力の一部を回転出力軸６に分配し、他部をＭＧ１に分配することができる。
変速機１４は、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、第１サンギヤ１４ａと第２サンギヤ１４ｂとが設けられており、第１サンギヤ１４ａにショートピニオン１４ｃが噛合するとともに、そのショートピニオン１４ｃと第２サンギヤ１４ｂとがこれより軸長の長いロングピニオン１４ｄに噛合している。そして、ロングピニオン１４ｄが各サンギヤ１４ａ，１４ｂと同心円上に配置されたリングギヤ１４ｅに噛合している。各ピニオン１４ｃ，１４ｄは、キャリヤ１４ｆによって自転かつ公転自在に保持されている。従って、第１サンギヤ１４ａとリングギヤ１４ｅとは、各ピニオン１４ｃ，１４ｄと共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。また、第２サンギヤ１４ｂとリングギヤ１４ｅとは、ロングピニオン１４ｄと共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。

第１サンギヤ１４ａを選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ１４ｅを選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧や電磁力などによる係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。尚、本実施形態では、油圧を用いている。第２サンギヤ１４ｂには前述したＭＧ２が連結され、キャリヤ１４ｆが回転出力軸６に連結されている。

従って、変速機１４は、第２サンギヤ１４ｂが入力要素、キャリヤ１４ｆが出力要素であり、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が「１」より大きい高速段が設定され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定される。この各変速段の間での変速は、車速ＳＰや要求駆動力（もしくはアクセル開度ＡＣＣＰ）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。こうした制御はマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）３０により行われる。

先の図２（Ｂ）に、変速機１４の共線図を示す。
同図に示すように、第２ブレーキＢ２によってリングギヤ１４ｅを固定すれば、低速段Ｌｏｗが設定され、ＭＧ２の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて回転出力軸６に付加される。第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ１４ａを固定すれば、低速段Ｌｏｗより変速比の小さい高速段Ｈｉｇｈが設定される。この高速段Ｈｉｇｈにおける変速比も「１」より小さいので、ＭＧ２が出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて回転出力軸６に付加される。

各変速段Ｌｏｗ、Ｈｉｇｈが定常的に設定されている状態では、回転出力軸６に付加されるトルクは、ＭＧ２の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなる。
尚、ＨＶ−ＥＣＵ３０には、機関運転状態や車両の走行状態を検出する各種センサからの検出結果が入力される。こうしたセンサとしては、例えば運転者要求であるアクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ３１、内燃機関１６のクランク軸１６ａの回転速度である機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ１６ｃ、スロットルバルブ１７の開度（以下、「スロットル開度」ＴＡ）を検出するスロットル開度センサ１７ａ、及び回転出力軸６の回転速度、すなわち車速ＳＰを検出する車速センサ６ａ等がある。また、Ｅ−ＥＣＵ２２、ＭＧ−ＥＣＵ２８、及びＨＶ−ＥＣＵ３０は相互通信可能に接続されている。

さて、車両にあっては、運転者の高い駆動力要求を満たすために、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有している。そして、運転者によって選択されたモードに応じて内燃機関１６の出力特性を変化させることで車両の駆動特性を変更するようにしている。具体的には、図３に示すように、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、アクセル開度ＡＣＣＰに対するスロットル開度ＴＡが大きくなるように制御している。これにより、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。尚、通常モードとパワーモードとの切り換えは車室内に設けられるスイッチ（図示略）の切り換えによって行われるものであり、スイッチからの信号がＨＶ−ＥＣＵ３０に対して出力されるようになっている。

ところが、アクセル開度ＡＣＣＰに対するスロットル開度ＴＡの制御特性を通常モードとパワーモードとで変更することにより車両の駆動特性を変更するものとなっていることから、例えばアクセル開度ＡＣＣＰを全開とする車両の加速時においては、以下の問題を回避することができない。すなわち、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされると、これにともないスロットル開度ＴＡが全開とされることから、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関１６の要求出力が同一となる。そのため、アクセル開度ＡＣＣＰに対してスロットル開度ＴＡをそれ以上増大することができず、パワーモードが選択されている場合であるにもかかわらず通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができないといった問題が生じる。

そこで、本実施形態においては、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるとき、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度ＮＥの上昇速度が大きくなるようにＭＧ１を制御するようにしている。これにより、車両の加速度Ｇを早期に所定の大きさまで上昇させ、車両の加速度Ｇを上昇させる際の上昇速度、いわゆる加加速度Ｊを大きなものとすることで、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようにしている。

ここで、機関回転速度ＮＥの上昇速度を大きくすることにより車両の加速度Ｇを早期に所定の大きさまで上昇させ、車両の加加速度Ｊを大きなものとすることのできる理由について説明する。すなわち、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるとき、すなわちパワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関１６の要求出力が同一となるとき、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、ＭＧ１の制御を通じて機関回転速度ＮＥの上昇速度が大きくされることによって、機関回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇまで早期に上昇するようになる。このように内燃機関１６の出力のうち機関回転速度ＮＥの上昇に寄与する割合が大きくされることで、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力の増大に寄与する割合が小さくされ、これにともない機関回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇに達するまでは車両の加速度Ｇが小さなものとなる。しかしながら、機関回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇに到達した後においては、内燃機関１６の出力の大部分が回転出力軸６に伝達される駆動力の増大に寄与するようになることから、車両の加速度Ｇが急激に増大することとなる。従って、機関回転速度ＮＥの上昇速度を大きくすることにより車両の加速度Ｇを早期に所定の大きさまで上昇させ、車両の加加速度Ｊを大きなものとすることができるようになる。

以下、図４を参照して、本実施形態に係るアクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるときの各パラメータの設定の処理手順について説明する。図４は、上記設定の処理手順を示すフローチャートであり、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされたときに実行される。

同図に示すように、この一連の処理では、まず、パワーモードが選択されているか否かを判断する。（ステップＳ１）。ここで、パワーモードが選択されていない場合には（ステップＳ１：「ＮＯ」）、すなわち通常モードが選択されている場合には、次に、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬを第１所定値ＴＬ１に設定する（ステップＳ２）。ここで、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬとは、ＭＧ１の出力するトルクであって機関回転速度ＮＥの上昇速度を大きくする方向に寄与するトルクであり、この値が大きいほど機関回転速度ＮＥの上昇速度が大きなものとなる。そして、次に、機関回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥｔｒｇまで上昇させる途中でその上昇速度をそれまでよりも小さくするタイミングを規定するための所定回転速度ＮＥｒｅｄを、目標回転速度ＮＥｔｒｇから通常モード時所定値ΔＮＥｎｍｌを減じた値に設定して（ＮＥｒｅｄ＝ＮＥｔｒｇ−ΔＮＥｎｍｌ）（ステップＳ３）、この一連の処理を一旦終了する。

このように目標回転速度ＮＥｔｒｇよりも小さい所定回転速度ＮＥｒｅｄまで機関回転速度ＮＥを上昇させた後に、機関回転速度ＮＥをそれまでよりも小さくする理由について説明する。すなわち、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥｒｅｄを上昇させる際に、機関回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥｔｒｇまで上昇させた後に急激にその上昇を止めると、機関回転速度ＮＥの加速度の急激な変化によって内燃機関１６の各部に衝撃が生じ、このことに起因して内燃機関１６の機械的損傷が生じるといった問題が生じる。そこで、上述したように、目標回転速度ＮＥｔｒｇよりも小さい所定回転速度ＮＥｒｅｄまで機関回転速度ＮＥを上昇させた後に、機関回転速度ＮＥの上昇速度をそれまでよりも小さくするようにすれば、機関回転速度ＮＥの加速度の急激な変化を抑制することができ、上記問題の発生を抑制することができる。

一方、先のステップＳ１において、パワーモードが選択されている場合には（ステップＳ１：「ＹＥＳ」）、次に、次に、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬを第１所定値ＴＬ１よりも大きい第２所定値ＴＬ２（ＴＬ２＞ＴＬ１）に設定する（ステップＳ４）。ここで、上述したように、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬの値が大きいほど機関回転速度ＮＥの上昇速度が大きなものとなる。そして、次に、機関回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥｔｒｇまで上昇させる途中でその上昇速度をそれまでよりも小さくするタイミングを規定するための所定回転速度ＮＥｒｅｄを、目標回転速度ＮＥｔｒｇから、通常モード時所定値ΔＮＥｎｍｌよりも小さいパワーモード時所定値ΔＮＥｐｗｒ（ΔＮＥｐｗｒ＜ΔＮＥｎｍｌ）を減じた値に設定して（ＮＥｒｅｄ＝ＮＥｔｒｇ−ΔＮＥｐｗｒ）（ステップＳ３）、この一連の処理を一旦終了する。

このように、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、上記所定回転速度ＮＥｒｅｄを大きく設定することにより、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで上記所定回転速度ＮＥｒｅｄを同一とする場合に比べて、機関回転速度ＮＥをより早期に目標回転速度ＮＥｔｒｇまで上昇させることができる。これにより、車両の加速度Ｇを一層早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度Ｊを一層大きなものとすることができるようになる。

次に、図５のタイミングチャートを参照して、本実施形態の作用について説明する。尚、同図は、（ａ）アクセル開度ＡＣＣＰの推移、（ｂ）スロットル開度ＴＡの推移、（ｃ）ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬの推移、（ｄ）機関回転速度ＮＥの推移、（ｅ）車両の加速度Ｇの推移をそれぞれ併せ示したタイミングチャートである。また、同図中において、車両の駆動特性として通常モードが選択されている場合における上記各パラメータの推移を破線にて、車両の駆動特性としてパワーモードが選択されている場合における上記各パラメータの推移を実線にて、それぞれ示している。

同図に示すように、タイミングｔ１において、アクセル開度ＡＣＣＰが１００％（全開）とされ（ａ）、これにともないスロットル開度ＴＡが１００％（全開）とされる（ｂ）。

ここで、通常モードが選択されている場合には、同図中にて破線にて示すように、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬは比較的小さい第１所定値ＴＬ１とされる（ｃ）。またスロットル開度ＴＡの増大にともなって機関回転速度ＮＥが上昇するようになる（ｄ）。そして、タイミングｔ４において比較的低い所定回転速度ＮＥｒｅｄに到達すると、それ以降においては、タイミングｔ６において目標回転速度ＮＥｔｒｇに到達するまでより低い上昇速度にて上昇するようになる（ｄ）。また、タイミングｔ１以降において、車両の加速度Ｇは、時間の経過にともない徐々に増大し、タイミングｔ６において最大となる（ｅ）。このように通常モードが選択されている場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が増大するようにＭＧ１の作動制御を実行する。

一方、パワーモードが選択されている場合には、同図中にて実線にて示すように、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬは比較的大きい第２所定値ＴＬ２とされる（ｃ）。またスロットル開度ＴＡの増大にともなって機関回転速度ＮＥが上昇するようになるが、ＭＧ１の持ち上げ許可トルクＴＬ２が通常モードが選択されている場合に比べて大きいことから、機関回転速度ＮＥの上昇速度は通常モードが選択されている場合に比べて大きなものとなる（ｄ）。このため、タイミングｔ２において、比較的高い所定回転速度ＮＥｒｅｄに到達して、それ以降において、それまでよりも低い上昇速度にて上昇するようになっても、タイミングｔ３においては、目標回転速度ＮＥｔｒｇに到達するようになる（ｄ）。また、タイミングｔ１以降において、車両の加速度Ｇは、一時的に増大するが、機関回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｒｇに到達するタイミングｔ３までは、時間の経過にともない徐々に低下する。このようにパワーモードが選択されている場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が減少するようにＭＧ１の作動制御を実行する。そして、タイミングｔ３以降においては、急激に増大し、タイミングｔ５において最大となる（ｅ）。ここで、タイミングｔ３からタイミングｔ５までの期間において、車両の加加速度Ｊが最大となる。

以上説明した本実施形態に係る車両の制御装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）クランク軸１６ａの回転駆動力を回転出力軸６に伝達する際の変速比を無段階に変更するＭＧ１を備えるものとした。また、ＨＶ−ＥＣＵ３０は、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるとき、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度ＮＥの上昇速度が大きくなるようにＭＧ１の作動制御を実行するものとした。これにより、車両の加速度Ｇを早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加速度Ｇを上昇させる際の上昇速度、いわゆる加加速度Ｊを大きなものとすることができるようになる。従って、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関１６の要求出力が同一となるときであれ、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて大きな加速感を得ることができるようになる。

（２）パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が減少するようにＭＧ１の作動制御を実行するものとした。パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が減少する分だけ、内燃機関１６の出力のうち機関回転速度ＮＥの上昇に寄与する分が大きくなり、機関回転速度ＮＥを一層早期に目標回転速度ＮＥｔｒｇまで上昇させることができる。これにより、車両の加速度Ｇを早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度Ｊを大きなものとすることができるようになる。

（３）目標回転速度ＮＥｔｒｇよりも小さい所定回転速度ＮＥｒｅｄまで機関回転速度ＮＥを上昇させた後に、機関回転速度ＮＥの上昇速度をそれまでよりも小さくするものとした。また、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、上記所定回転速度ＮＥｒｅｄを大きく設定するものとした。これにより、機関回転速度ＮＥを早期に目標回転速度ＮＥｔｒｇまで上昇させることができる。これにより、車両の加速度Ｇを早期に所定の大きさまで上昇させることができるようになる。また、車両の加加速度Ｊを大きなものとすることができるようになる。

（４）内燃機関１６の出力の一部を回転出力軸６に分配し、他部をＭＧ１に分配することで発電された電力により蓄電装置２６に充電するとともに、ＭＧ１の電力と蓄電装置２６の電力との一方又は双方により駆動されるＭＧ２により回転出力軸６に動力を伝達するハイブリッド動力装置２を備えるものとした。また、ＭＧ１の作動制御によりクランク軸１６ａの回転駆動力を回転出力軸６に伝達する際の変速比を無段階に変更するものとした。これにより、ＭＧ１の作動制御を通じて、クランク軸１６ａの回転駆動力を回転出力軸６に伝達する際の変速比を容易に変更することができるようになる。

尚、本発明にかかる車両の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記実施形態では、内燃機関としてガソリンエンジンについて例示したが、これをディーゼルエンジンに変更してもよい。

・上記実施形態では、内燃機関１６の出力の一部を回転出力軸６に分配し、他部をＭＧ１に分配することで発電された電力により蓄電装置２６に充電するとともに、ＭＧ１の電力と蓄電装置２６の電力との一方又は双方により駆動されるＭＧ２により回転出力軸６に動力を伝達するハイブリッド動力装置２を備えるものについて例示した。すなわち、クランク軸１６ａの回転駆動力を回転出力軸６に伝達する際の変速比を無段階に変更する無段変速機構として、ＭＧ１及び遊星歯車機構２０について例示したが、本発明に係る無段変速機構はこうした電気式の無段変速機構に限られるものではなく、機械的な無段変速機構とすることもできる。この場合には、無段変速機構を構成するプーリの有効径の制御を通じてクランク軸１６ａの回転駆動力を回転出力軸６に伝達する際の変速比を無段階に変更するようにすればよい。

・上記実施形態によるように、目標回転速度ＮＥｔｒｇよりも小さい所定回転速度ＮＥｒｅｄまで機関回転速度ＮＥを上昇させた後に、機関回転速度ＮＥの上昇速度をそれまでよりも小さくするといった制御態様を採用することが、機関回転速度ＮＥの加速度の急激な変化を抑制して、内燃機関１６の機械的損傷の発生を抑制する上では望ましい。しかしながら、本発明に係る機関回転速度ＮＥの制御態様はこれに限られるものではなく、こうした制御態様を採用しないものであってもよい。

・上記実施形態では、通常モードが選択されている場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が増大するように、すなわち車両の加速度Ｇが増大するように無段変速機構を制御するものについて例示した。しかしながら、通常モードが選択されている場合における機関回転速度ＮＥの制御態様はこれに限られるものではない。他に例えば、通常モードが選択されている場合にはパワーモードが選択されている場合に比べて、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際の上昇速度を小さくするものであれば、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が減少するように無段変速機構を制御するようにしてもよい。

・上記実施形態では、パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が減少するように、すなわち車両の加速度Ｇが減少するように無段変速機構を制御するものについて例示した。しかしながら、パワーモードが選択されている場合における機関回転速度ＮＥの制御態様はこれに限られるものではない。他に例えば、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際の上昇速度を大きくするものであれば、内燃機関１６の出力のうち回転出力軸６に伝達される駆動力が増大するように無段変速機構を制御するようにしてもよい。

・上記実施形態では、アクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるとき、目標回転速度ＮＥｔｒｇまで機関回転速度ＮＥを上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関回転速度ＮＥの上昇速度が大きくなるように無段変速機構を制御するものについて例示した。しかしながら、本発明に係る上記制御を実行する条件としては、必ずしもアクセル開度ＡＣＣＰが全開とされるときに限られるものではない。

要するに、パワーモードが選択されている場合と通常モードが選択されている場合とで内燃機関の要求出力が同一となるとき、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように無段変速機構を制御するものであればよい。

２…ハイブリッド動力装置、４…主動力源、６…回転出力軸、６ａ…出力軸回転速度センサ、８…デファレンシャル、１０…駆動輪、１２…モータジェネレータ、１４…変速機、１４ａ…第１サンギヤ、１４ｂ…第２サンギヤ、１４ｃ…ショートピニオンギヤ、１４ｄ…ロングピニオンギヤ、１４ｅ…リングギヤ、１４ｆ…キャリヤ、１６…内燃機関、１６ａ…クランク軸、１６ｂ…ダンパー、１６ｃ…機関回転速度センサ、１７…スロットルバルブ、１７ａ…スロットル開度センサ、１８…モータジェネレータ、２０…遊星歯車機構、２０ａ…サンギヤ、２０ｂ…リングギヤ、２０ｃ…キャリヤ、２２…電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）、２４…インバータ、２６…蓄電装置、２８…電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）、２９…インバータ、３０…電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）、３１…アクセル開度センサ、Ｂ１…第１ブレーキ、Ｂ２…第２ブレーキ。

Claims

内燃機関の出力軸である機関出力軸の回転駆動力を、回転出力軸を介して駆動輪に伝達する車両に適用されて、車両の駆動特性として通常モードとパワーモードとを有する車両の制御装置において、
前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更する無段変速機構を備え、
アクセル開度が全開とされるときに前記内燃機関のスロットルバルブが全開とされるものであり、
前記アクセル開度が全開とされるとき、パワーモードが選択されている場合には、目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が減少するように前記無段変速機構を制御することにより、通常モードが選択されている場合に比べて、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度が大きくなるように前記無段変速機構を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１に記載の車両の制御装置において、
通常モードが選択されている場合には、前記目標回転速度まで機関出力軸の回転速度を上昇させる際に、前記内燃機関の出力のうち前記回転出力軸に伝達される駆動力が増大するように前記無段変速機構を制御する
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１又は請求項２に記載の車両の制御装置において、
前記目標回転速度よりも小さい所定回転速度まで前記機関出力軸の回転速度を上昇させた後に、前記機関出力軸の回転速度の上昇速度をそれまでよりも小さくするものであり、
パワーモードが選択されている場合には通常モードが選択されている場合に比べて、前記所定回転速度を大きく設定する
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
前記内燃機関の出力の一部を前記回転出力軸に分配し、他部を発電機に分配することで発電された電力により蓄電装置に充電するとともに、前記発電機の電力と前記蓄電装置の電力との一方又は双方により駆動される電動機により回転出力軸に動力を伝達するハイブリッド動力装置を備えるものであり、
前記無段変速機構は、前記発電機の作動制御により前記機関出力軸の回転駆動力を前記回転出力軸に伝達する際の変速比を無段階に変更するものである
ことを特徴とする車両の制御装置。