WO2011092806A1

WO2011092806A1 - 車両およびその制御方法

Info

Publication number: WO2011092806A1
Application number: PCT/JP2010/051011
Authority: WO
Inventors: 俊介尾山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2012-07-27
Also published as: US20120303228A1; JPWO2011092806A1; EP2529989B1; JP5338923B2; US8768848B2; EP2529989A1; CN102656073A; CN102656073B; EP2529989A4

Abstract

　キックダウンスイッチがオフされる時刻ｔ２以前では、運転者が選択した選択シフト段が高速側であるほど制限率Ｋが小さい値に設定されるため、Ｍｉｄギヤでの駆動力はＬｏギヤでの駆動力よりも制限され、さらに、Ｈｉギヤでの駆動力はＭｉｄギヤでの駆動力よりも制限される。キックダウンスイッチがオフからオンに変化する時刻ｔ２で、制限率Ｋを用いた駆動力の制限が解除される。この際、Ｈｉギヤである場合の駆動力の増加量βは、ＫＤオフ時の制限量が大きかった分、Ｍｉｄギヤである場合の駆動力の増加量αよりも大きくなる。そのため、選択シフト段に応じた自然なキックダウンフィーリングを実現される。

Description

車両およびその制御方法

　本発明は、車両およびその制御方法に関する。

　自動変速機を搭載する車両には、アクセルペダルの操作量が所定量以上である場合にオンされ、アクセルペダルの操作量が所定量未満である場合にオフされる、キックダウンスイッチと呼ばれるスイッチが備えられる。自動変速機を搭載する車両において、キックダウンスイッチがオンされた場合、強い加速力を得るために、自動変速機は自動的にダウンシフトされる。

　このようなキックダウンスイッチを自動変速機を搭載しない車両に適用する技術が提案されている。たとえば、特開２００７－２３９５０４号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両は、自動変速機を搭載しないが、キックダウンスイッチを備えている。そして、このハイブリッド車両は、キックダウンスイッチのオフ時にはアクセル操作量に基づく車両要求パワーを制限した値をエンジンの目標パワーに設定し、キックダウンスイッチのオン時には車両要求パワーをそのままエンジンの目標パワーに設定する。これにより、キックダウンスイッチがオフからオンに変化した時に運転者が要求する加速フィーリングを得ることができる。

特開２００７－２３９５０４号公報

　ところで、自動変速機を搭載しない車両においても、運転者がシフト段を選択するためのシフトレバーを備え、選択されたシフト段に応じた走行を行なう車両が存在する。このような車両にキックダウンスイッチを適用する場合に、キックダウンスイッチがオフからオンに変化した時の加速フィーリングが選択されたシフト段に関わらず同等となると、運転者に違和感を与えてしまうことが考えられる。

　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者が選択した選択シフト段に応じた走行が可能な車両において、キックダウンスイッチがオフからオンに変化した時に選択シフト段に応じた自然な加速フィーリングを運転者に与えることである。

　この発明に係る車両は、運転者が複数のシフト段のうちから選択した選択シフト段に応じた走行が可能である。この車両は、車両を走行させるための駆動力を発生する駆動装置と、運転者によるアクセル操作量が予め定められた量よりも小さい場合にオフされ、アクセル操作量が予め定められた量よりも大きい場合にオンされるスイッチと、スイッチのオフ時に駆動力を制限しスイッチのオン時に駆動力の制限を解除することによってスイッチがオフからオンに変化した時に駆動力を増加させるように、駆動装置を制御する制御装置とを含む。制御装置は、選択シフト段に応じて、スイッチがオフからオンに変化した時の駆動力の増加量を変化させる。

　好ましくは、制御装置は、選択シフト段が高速側のシフト段であるほどスイッチがオフからオンに変化した時の駆動力の増加量を大きい値にする。

　好ましくは、制御装置は、選択シフト段が高速側のシフト段であるほどスイッチがオフからオンに変化した時の駆動力の増加量を大きい値にするために、選択シフト段が高速側のシフト段であるほどスイッチのオフ時に駆動力を制限する量を大きい値にする。

　好ましくは、制御装置は、選択シフト段が最も低速側のシフト段である場合は、スイッチのオフ時であっても駆動力を制限しない。

　好ましくは、駆動装置は、電力を用いて駆動力を発生する回転電機を少なくとも含む。車両は、少なくとも回転電機が発生する駆動力によって走行することが可能な電気車両あるいはハイブリッド車両である。

　この発明の別の局面に係る車両は、運転者が複数のシフト段のうちから選択した選択シフト段に応じた走行が可能である。この車両は、車両を走行させるための駆動力を発生する駆動装置と、運転者によるアクセル操作量が予め定められた量よりも小さい場合にオフされ、アクセル操作量が予め定められた量よりも大きい場合にオンされるスイッチと、スイッチのオフ時に選択シフト段に応じて駆動力を制限しスイッチのオン時に駆動力の制限を解除することによってスイッチがオフからオンに変化した時に駆動力を増加させるように、駆動装置を制御する制御装置とを含む。制御装置は、アクセル操作量に応じた基本駆動力を制限するために用いられる制限率を選択シフト段に応じて算出する算出部と、スイッチのオフ時に制限率を用いて基本駆動力を制限し、スイッチのオン時に制限率を用いた基本駆動力の制限を解除することによってスイッチがオフからオンに変化した時に駆動力を増加させるように、駆動装置を制御する制御部とを含む。算出部は、選択シフト段が最も低速側のシフト段である場合、基本駆動力を実質的に制限しないように制限率を算出し、選択シフト段が最も低速側のシフト段でない場合、選択シフト段が高速側のシフト段であるほど基本駆動力を制限する量がより大きくなるように制限率を算出する。

　この発明の別の局面に係る車両の制御方法は、運転者が複数のシフト段のうちから選択した選択シフト段に応じた走行が可能な車両の制御装置が行なう制御方法である。車両は、車両を走行させるための駆動力を発生する駆動装置と、運転者によるアクセル操作量が予め定められた量よりも小さい場合にオフされ、アクセル操作量が予め定められた量よりも大きい場合にオンされるスイッチとを備える。制御方法は、選択シフト段を判断するステップと、スイッチのオフ時に駆動力を制限しスイッチのオン時に駆動力の制限を解除することによってスイッチがオフからオンに変化した時に駆動力を増加させるように、駆動装置を制御するステップとを含む。駆動装置を制御するステップは、選択シフト段に応じて、スイッチがオフからオンに変化した時の駆動力の増加量を変化させるステップを含む。

　本発明によれば、運転者が選択したシフト段に応じた走行が可能な車両において、スイッチ（キックダウンスイッチ）がオフからオンに変化した時に選択シフト段に応じた自然な加速フィーリングを運転者に与えることができる。

ハイブリッド車両の概略構成図である。動力分割機構の概略構成図である。エンジン、第１ＭＧ、第２ＭＧの各回転速度の関係を示す共線図である。シフトゲートの形状を示す図である。車速Ｖ、選択シフト段、下限回転速度ＮＥｍｉｎの関係を示す図である。制御装置の機能ブロック図である。車速Ｖ、アクセル操作量Ａ、基本駆動力Ｆの対応関係を示す図である。車速Ｖ、選択シフト段、制限率Ｋの対応関係を示す図である。車速Ｖ、選択シフト段、要求駆動力Ｆｒｅｑの対応関係を示す図である。制御装置の処理手順を示すフローチャートである。駆動力のタイミンングチャートを示す図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

　図１は、本実施例に係る制御装置を備えたハイブリッド車両１の概略構成図である。なお、本発明に係る制御装置は、図１に示すハイブリッド車両１だけでなく、ハイブリッド車両１とは異なる態様のハイブリッド車両や、電気車両（電力を用いてモータが発生する駆動力によって走行する車両）など、自動変速機を搭載していない車両全般に適用可能である。

　ハイブリッド車両１は、エンジン１２０と、第１モータジェネレータ（以下、「モータジェネレータ」を「ＭＧ」と略す）１４１と、第２ＭＧ１４２とを含む。なお、以下においては、第１ＭＧ１４１と第２ＭＧ１４２とを区別することなく説明する場合には、説明の便宜上、ＭＧ１４０と記載する。

　ＭＧ１４０は、ハイブリッド車両１の走行状態に応じて、ジェネレータとして機能したりモータとして機能したりする。第２ＭＧ１４２の回転軸は、減速機１６０、ドライブシャフト１７０を経由して、駆動輪１８０に連結される。ハイブリッド車両１は、エンジン１２０および第２ＭＧ１４２の少なくともいずれかの駆動力により走行する。第２ＭＧ１４２がジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、回生制動が行なわれて車両が減速される。

　ハイブリッド車両１は、この他に、動力分割機構２００、バッテリ１５０、コンバータ１５２、インバータ１５４、制御装置６００等を含む。

　動力分割機構２００は、エンジン１２０のクランクシャフトに接続された入力軸２１０を有し、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１８０と第１ＭＧ１４１との２経路に分配する。

　図２に、動力分割機構２００の概略構成図を示す。動力分割機構２００は、サンギヤ２０２と、ピニオンギヤ２０４と、キャリア２０６と、リングギヤ２０８とを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２は第１ＭＧ１４１の回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８は出力軸２２０に連結される。

　エンジン１２０、第１ＭＧ１４１および第２ＭＧ１４２が、遊星歯車からなる動力分割機構２００を経由して連結されることで、エンジン１２０、第１ＭＧ１４１および第２ＭＧ１４２の回転速度は、たとえば、図３に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる（図３は定常運転時の一例である）。この関係を利用して、第１ＭＧ１４１の回転速度を調整することにより、第２ＭＧ１４２の回転速度（すなわち車速Ｖ）に対するエンジン回転速度ＮＥの比を調整することができる。

　再び図１に戻って、バッテリ１５０は、ＭＧ１４０を駆動するための電力を蓄電する。バッテリ１５０は、代表的には、ニッケル水素またはリチウムイオン等の直流の二次電池から成る。なお、バッテリ１５０に代えて、大容量キャパシタを用いてもよい。

　コンバータ１５２は、バッテリ１５０とインバータ１５４との間に設けられ、制御装置６００からの制御信号に基づいてバッテリ１５０とインバータ１５４との間で電圧変換を行なう。これにより、コンバータ１５２からインバータ１５４に出力される電圧ＶＨが制御装置６００からの制御信号に応じた値に制御される。

　インバータ１５４は、コンバータ１５２とＭＧ１４０との間に設けられ、制御装置６００からの制御信号に基づいてコンバータ１５２の直流電力とＭＧ１４０の交流電力との間で電力変換を行なうことによってＭＧ１４０に供給される電流を制御する。これにより、ＭＧ１４０の回転速度および出力トルクがそれぞれ制御装置６００からの制御信号に応じた値に制御される。

　制御装置６００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）である。

　制御装置６００には、レゾルバ回路１４３，１４４、シフトポジションセンサ５０４、アクセルペダルポジションセンサ５０６、エンジン回転速度センサ５１０、車速センサ５１２などがハーネスなどを経由して接続されている。

　レゾルバ回路１４３，１４４は、第１ＭＧ１４１および第２ＭＧ１４２の回転速度および回転方向を検出する。シフトポジションセンサ５０４は、運転者によって操作されるシフトレバー５０２の位置を検出する。アクセルペダルポジションセンサ５０６は、運転者によるアクセルペダル５０７の操作量（以下、「アクセル操作量」という）Ａを検出する。なお、以下では、アクセル操作量Ａを、アクセルペダル５０７の操作可能量全体に対する実際の操作量の割合（単位；パーセント）として記載する。エンジン回転速度センサ５１０は、エンジン回転速度（エンジン１２０の回転速度）ＮＥを検出する。車速センサ５１２は、ドライブシャフト１７０の回転速度を車速Ｖとして検出する。これらの各センサは、検出結果を制御装置６００に出力する。

　さらに、制御装置６００には、キックダウンスイッチ５０８が接続される。キックダウンスイッチ５０８は、アクセル操作量Ａが所定量となるときにアクセルペダル５０７と当接する。以下の説明では、この所定量を８０パーセントとして説明するが、所定量は８０パーセントであることに限定されない。キックダウンスイッチ５０８にアクセルペダル５０７が当接した以降のアクセル操作感がそれまでよりも重くなるようキックダウンスイッチ５０８には図示しない弾性体（バネなど）が取り付けられている。

　アクセル操作量Ａが８０パーセント以下のときは、キックダウンスイッチ５０８はオフされる。キックダウンスイッチ５０８がアクセルペダル５０７に当接した状態（アクセル操作量Ａ＝８０パーセント）で、運転者がさらに大きな踏力でアクセルペダル５０７を踏み込んでアクセル操作量Ａが８０パーセントよりも増加すると、キックダウンスイッチ５０８がオンされる。キックダウンスイッチ５０８がオンされると、キックダウン信号ＫＤがキックダウンスイッチ５０８から制御装置６００に送信される。なお、以下において、「ＫＤオフ」はキックダウンスイッチ５０８がオフされた状態を意味し、「ＫＤオン」はキックダウンスイッチ５０８がオンされた状態を意味する。

　制御装置６００は、上述の各センサから送られてきた信号、メモリに記憶されたマップやプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行し、ハイブリッド車両１が所望の走行状態となるように、各機器類を制御する。なお、処理の一部を制御装置６００のハードウェア（電子回路等）によって実行するようにしてもよい。

　図４を参照して、シフトレバー５０２の移動経路について説明する。運転者は、シフトレバー５０２をシフトゲート１００に沿って移動することが可能である。シフトゲート１００は、メインゲート１０２とサブゲート１０４とで構成される。

　メインゲート１０２には、複数のシフトポジション、具体的には、前進ポジション（Ｄポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、パーキングポジション（Ｐポジション）、リバースポジション（Ｒポジション）が設けられている。

　サブゲート１０４は、メインゲート１０２におけるＤポジションと接続される。サブゲート１０４の中央部には、Ｓポジションが設けられる。サブゲート１０４の上端部および下端部には、それぞれ、（＋）ポジション、（－）ポジションが設けられている。

　運転者がシフトレバー５０２をＳポジションから（＋）ポジションに移動させる操作（以下、「（＋）操作」という）を行なうと、シフトポジションセンサ５０４は、（＋）操作を示す信号を制御装置６００に送信する。一方、運転者がシフトレバー５０２をＳポジションから（－）ポジションに移動される操作（以下、「（－）操作」という）を行なうと、シフトポジションセンサ５０４は、（－）操作を示す信号を制御装置６００に送信する。

　運転者はシフトレバー５０２の位置を変更することによって、動力分割機構２００の動力伝達状態を変更することができる。

　シフトレバー５０２の位置がＤポジションであると、制御装置６００は、自動変速モードでハイブリッド車両１を制御する。自動変速モードでは、制御装置６００は、車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比が車両の状態に応じて連続的に変化するようにエンジン１２０およびＭＧ１４０を制御する。

　一方、シフトレバー５０２の位置がＳポジションであると、制御装置６００は、手動変速モードでハイブリッド車両１を制御する。手動変速モードでは、制御装置６００は、運転者によって選択されたシフト段（以下、「選択シフト段」という）に応じて車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比を限定する。具体的には、制御装置６００は、車速Ｖおよび選択シフト段に基づいてエンジン回転速度ＮＥの下限回転速度ＮＥｍｉｎを設定し、上述した図３に示す関係を利用して、エンジン回転速度ＮＥを下限回転速度ＮＥｍｉｎ以上の値に制限する。これにより、有段式の自動変速機を搭載していないハイブリッド車両１においても、擬似的なシフト段を形成させることができる。

　制御装置６００は、（＋）操作を示す信号を受信すると、選択シフト段を現在のシフト段よりも１段高速側のシフト段に変更する。一方、制御装置６００は、（－）操作を示す信号を受信すると、選択シフト段を現在のシフト段よりも１段低速側のシフト段に変更する。

　図５は、車速Ｖ、選択シフト段、下限回転速度ＮＥｍｉｎの関係を示す。なお、以下の説明では、運転者が選択可能なシフト段が、低速シフト段（Ｌｏギヤ）、中速シフト段（Ｍｉｄギヤ）、高速シフト段（Ｈｉギヤ）の３つである場合を例示的に示すが、運転者が選択可能なシフト段の数は３つに限定されるものではない。

　下限回転速度ＮＥｍｉｎは、車速Ｖと選択シフト段とをパラメータとして設定される。低速側のシフト段であるほど、車速Ｖに対する下限回転速度ＮＥｍｉｎの比（＝ＮＥｍｉｎ／Ｖ）は大きい値に設定される。たとえば、図５に示すように、車速Ｖ＝Ｖ０の時におけるＨｉギヤ、Ｍｉｄギヤ、Ｌｏギヤでの下限回転速度ＮＥｍｉｎをそれぞれＮ１、Ｎ２、Ｎ３とすると、Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３の関係が成立する。したがって、たとえば車速Ｖ＝Ｖ０での走行中に選択シフト段がＭｉｄギヤからＬｏギヤに変更された場合、下限回転速度ＮＥｍｉｎはＮ２からＮ３に増加される。これに伴い、エンジン回転速度ＮＥもＮ３以上の値に制限されて増加される。その結果、あたかも運転者のシフト操作に応じて自動変速機をダウンシフトさせたかのような感覚を運転者に擬似的に与えることができる。

　次に、本実施例におけるキックダウン制御について説明する。有段式の自動変速機を搭載した自動車であれば、キックダウンスイッチ５０８がオンされた場合、より大きな駆動力を発生させる（より強い加速力を得る）ために自動変速機をダウンシフトさせるのが一般的である。しかしながら、本実施例におけるハイブリッド車両１には、有段式の自動変速機は搭載されていない。

　そこで、制御装置６００は、ＫＤオフ時の駆動力に予め制限をかけておき、ＫＤオン時にその制限を解除して駆動力を増加させる。この一連の制御が本実施例におけるキックダウン制御である。このキックダウン制御によって、有段の自動変速機を搭載しないハイブリッド車両１において、ＫＤオン時にあたかも自動変速機をダウンシフトさせたかのような感覚（いわゆるキックダウンフィーリング）を運転者に擬似的に与えることができる。

　さらに、本実施例では、手動変速モードでのキックダウン制御において駆動力を制限する量を選択シフト段ごとに可変としている。具体的には、制御装置６００は、選択シフト段が高速側のシフト段であるほど駆動力を制限する量を大きくする。これによって、選択シフト段が高速側のシフト段であるほどＫＤオフからＫＤオンに変化した時の駆動力の増加量を大きくし、選択シフト段に応じたより自然なキックダウンフィーリングを実現することが可能となる。このように、手動変速モードでのキックダウン制御においてＫＤオフ時に駆動力を制限する量を選択シフト段ごとに可変とする点が本実施例の最も特徴的な点である。

　図６は、制御装置６００の、手動変速モードでの駆動力制御に関する部分の機能ブロック図である。なお、図６に示した各機能ブロックについては、当該機能を有するハードウェア（電子回路等）を制御装置６００に設けることによって実現してもよいし、当該機能に相当するソフトウェア処理（プログラムの実行等）を制御装置６００に行なわせることよって実現してもよい。

　制御装置６００は、基本駆動力算出部６１０、制限率算出部６２０、要求駆動力算出部６３０、要求パワー算出部６４０、下限回転速度算出部６５０、エンジン制御部６６０、ＭＧ制御部６７０を含む。

　基本駆動力算出部６１０は、車速Ｖ、アクセル操作量Ａに基づいて、ハイブリッド車両１を駆動させるための基本駆動力Ｆを算出する。

　図７に、車速Ｖ、アクセル操作量Ａ、基本駆動力Ｆの対応関係を示す。図７に示すように、アクセル操作量Ａが大きいほど、基本駆動力Ｆは大きい値に設定される。また、車速Ｖが所定値を越える範囲では、車速Ｖが大きいほど基本駆動力Ｆは小さい値に設定される。たとえば、キックダウンスイッチ５０８にアクセルペダル５０７が当接した以降は、アクセル操作量Ａが８０パーセント以上となるため、図７において「Ａ＝８０％以上」と記載されたラインを用いて、車速Ｖに対応する基本駆動力Ｆが算出さることになる。

　図６に戻って、制限率算出部６２０は、車速Ｖ、選択シフト段に基づいて、ＫＤオフ時の駆動力の制限率Ｋを算出する。なお、選択シフト段は、上述したように、運転者による（＋）操作あるいは（－）操作によって判断される。

　図８に、車速Ｖ、選択シフト段、制限率Ｋの対応関係を示す。図８に示すように、車速Ｖが所定速度Ｖ１よりも低い範囲、あるいは、車速Ｖが所定速度Ｖ２（＞Ｖ１）よりも高い範囲では、制限率Ｋは選択シフト段に関わらず「１」に設定される。一方、車速Ｖが所定速度Ｖ１から所定速度Ｖ２までの範囲では、選択シフト段が高速側のシフト段であるほど制限率Ｋは小さい値に設定される。なお、本実施例では、図８に示すように、選択シフト段がＬｏギヤである場合は車速Ｖが所定速度Ｖ１から所定速度Ｖ２までの範囲であっても制限率Ｋはそのまま「１」に設定される。

　再び図６に戻って、要求駆動力算出部６３０は、基本駆動力算出部６１０からの基本駆動力Ｆ、制限率算出部６２０からの制限率Ｋ、キックダウンスイッチ５０８からのキックダウン信号ＫＤに基づいて、要求駆動力Ｆｒｅｑを算出する。要求駆動力算出部６３０は、ＫＤオフ時には、基本駆動力Ｆと制限率Ｋとの積を算出し、その結果を要求駆動力Ｆｒｅｑに設定する。一方、要求駆動力算出部６３０は、ＫＤオン時には、基本駆動力Ｆをそのまま要求駆動力Ｆｒｅｑに設定する。

　図９に、車速Ｖ、選択シフト段、要求駆動力Ｆｒｅｑの対応関係を、ＫＤオフ時とＫＤオン時とに分けて示す。なお、図９においては、ＫＤオン時の要求駆動力Ｆｒｅｑを破線で示し、ＫＤオフ時の要求駆動力Ｆｒｅｑを実線で示す。したがって、図９に示す破線と実線との差がＫＤオフからＫＤオンに変化した時の駆動力の増加量に相当する。

　ＫＤオン時は、要求駆動力Ｆｒｅｑ＝基本駆動力Ｆであり、制限率Ｋの影響を受けない。すなわち、ＫＤオン時の要求駆動力Ｆｒｅｑは、アクセル操作量Ａが８０パーセント以上の場合の基本駆動力Ｆ（図７において「Ａ＝８０％以上」と記載されたライン）となる。

　一方、ＫＤオフ時は、要求駆動力Ｆｒｅｑ＝基本駆動力Ｆ×制限率Ｋであり、要求駆動力Ｆｒｅｑが制限率Ｋによって制限される。そして、制限率Ｋが高速側のシフト段であるほど小さい値に設定される（上述の図８参照）。したがって、ＫＤオフ時の要求駆動力Ｆｒｅｑは、基本駆動力Ｆに対して、高速側のシフト段であるほどより大きく制限されることになる。

　そのため、ＫＤオフからＫＤオンに変化した時の駆動力の増加量（図９に示す破線と実線との差）は、選択シフト段が高速側のシフト段であるほど大きくなり、選択シフト段に応じたより自然な加速フィーリングを実現することが可能となる。

　なお、有段式の自動変速機を搭載した車両では、最も低速側のシフト段での走行中はキックダウンスイッチがオンされても当然ながらダウンシフトは出来ない。この点を考慮し、本実施例では、選択シフト段がＬｏギヤ（最も低速側のシフト段）である場合、制限率Ｋを常に「１」に設定し（上述の図８参照）、ＫＤオフ時であっても実質的には要求駆動力Ｆｒｅｑを制限しないようにしている。言い換えれば、選択シフト段がＬｏギヤである場合は、ＫＤオフからＫＤオンに変化しても駆動力を変化させないようにしている。そのため、有段式の自動変速機を搭載しないハイブリッド車両１においても、有段式の自動変速機を搭載した車両により近いフィーリングを運転者に与えることができる。

　図６に戻って、要求パワー算出部６４０は、要求駆動力算出部６３０からの要求駆動力Ｆｒｅｑに基づいて、ハイブリッド車両１の全体に要求される車両要求パワーＰｒｅｑを算出する。たとえば、要求パワー算出部６４０は、バッテリ１５０が要求する充放電要求パワーＰｂを算出し、要求駆動力Ｆｒｅｑと充放電要求パワーＰｂとの和を、車両要求パワーＰとして算出する。

　下限回転速度算出部６５０は、上述したように、車速Ｖ、選択シフト段をパラメータとして、エンジン１２０の下限回転速度ＮＥｍｉｎを算出する（上述の図５参照）。

　エンジン制御部６６０は、車両要求パワーＰｒｅｑ、下限回転速度ＮＥｍｉｎなどに基づいて、要求エンジン回転速度ＮＥｒｅｑおよび要求エンジントルクＴＥｒｅｑを算出する。たとえば、エンジン制御部６６０は、ＮＥｒｅｑ×ＴＥｒｅｑ＝Ｐｒｅｑの関係が成立するように、要求エンジン回転速度ＮＥｒｅｑおよび要求エンジントルクＴＥｒｅｑを算出する。この際、エンジン制御部６６０は、要求エンジン回転速度ＮＥｒｅｑを下限回転速度ＮＥｍｉｎ以上の値に制限する。そして、エンジン制御部６６０は、エンジン回転速度ＮＥが要求エンジン回転速度ＮＥｒｅｑとなるように、かつ、エンジントルクＴＥが要求エンジントルクＴＥｒｅｑとなるように、エンジン１２０を制御する。そのため、エンジン回転速度ＮＥは、選択シフト段に応じて制限されることになる。

　ＭＧ制御部６７０は、実際の車両駆動力が車両要求パワーＰｒｅｑとなるように、ＭＧ１４０を制御する。たとえば、ＭＧ制御部６７０は、図３に示した関係を考慮してエンジン回転速度ＮＥが要求エンジン回転速度ＮＥｒｅｑとなるように、第１ＭＧ１４１の要求トルクＴｍ１を算出する。次に、ＭＧ制御部６７０は、要求エンジントルクＴＥｒｅｑおよび第１ＭＧ１４１の要求トルクＴｍ１を車両駆動力に換算したトルクと車両要求パワーＰｒｅｑとの差分を第２ＭＧ１４２の要求トルクＴｍ２として算出する。そして、ＭＧ制御部６７０は、第１ＭＧ１４１の実トルクが要求トルクＴｍ１となるように、かつ、第２ＭＧ１４２の実トルクが要求トルクＴｍ２となるように、第１ＭＧ１４１および第２ＭＧを制御する。

　エンジン制御部６６０およびＭＧ制御部６７０の機能によって、実際の車両駆動力が車両要求パワーＰｒｅｑに対応した値となる。

　図１０は、上述の制御装置６００の機能を実現するための処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。また、このフローチャートの各ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）は、基本的には制御装置６００によるソフトウェア処理によって実現されるが、制御装置６００に設けられた電子回路等によるハードウェア処理によって実現されてもよい。

　Ｓ１にて、制御装置６００は、車速Ｖ、アクセル操作量Ａに基づいて、基本駆動力Ｆを算出する（上述の図７参照）。

　Ｓ２にて、制御装置６００は、運転者によるシフトレバー５０２の操作（上述した（＋）操作あるいは（－）操作など）に基づいて、選択シフト段を判断する。

　Ｓ３にて、制御装置６００は、車速Ｖ、選択シフト段に基づいて、ＫＤオフ時の駆動力の制限率Ｋを算出する。この際、制御装置６００は、上述の図８に示したように、選択シフト段が高速側のシフト段であるほど制限率Ｋを小さい値にする。

　Ｓ４にて、制御装置６００は、ＫＤオフであるか否かを判断する。ＫＤオフであると（Ｓ４にてＹＥＳ）、処理はＳ５に移される。そうでないと（Ｓ４にてＮＯ）、処理はＳ６に移される。

　Ｓ５にて、制御装置６００は、基本駆動力Ｆと制限率Ｋとの積を、要求駆動力Ｆｒｅｑに設定する。すなわち、制限率Ｋを用いて基本駆動力Ｆを制限する。

　Ｓ６にて、制御装置６００は、基本駆動力Ｆをそのまま要求駆動力Ｆｒｅｑに設定する。すなわち、制限率Ｋを用いた基本駆動力Ｆの制限を行なわない。本処理の直前まで基本駆動力Ｆを制限していた場合には、本処理で、基本駆動力Ｆの制限が解除されることになる。

　Ｓ７にて、制御装置６００は、上述したように、要求駆動力Ｆｒｅｑに基づいて車両要求パワーＰｒｅｑを算出し、実際の車両駆動力が車両要求パワーＰｒｅｑとなるように、エンジン１２０およびＭＧ１４０を制御する。

　図１１に、本実施例におけるキックダウン制御を実行した場合の駆動力のタイミンングチャートを示す。なお、図１１において、一点鎖線で示す駆動力は選択シフト段がＬｏギヤである場合の駆動力を示し、実線で示す駆動力は選択シフト段がＭｉｄギヤである場合の駆動力を示し、破線で示す駆動力は選択シフト段がＨｉギヤである場合の駆動力を示す。

　運転者がアクセルペダル５０７を踏み始め、時刻ｔ１にてアクセル操作量Ａが８０パーセントに達すると、アクセルペダル５０７がキックダウンスイッチ５０８に当接する。そして、時刻ｔ２にて運転者がさらに大きな踏力でアクセルペダル５０７を踏み込むと、アクセル操作量Ａが８０パーセントよりも増加し、キックダウンスイッチ５０８がオンされる。

　キックダウンスイッチ５０８がオフである時刻ｔ２以前では、選択シフト段が高速側であるほど制限率Ｋが小さい値に設定されるため、Ｍｉｄギヤでの駆動力はＬｏギヤでの駆動力よりも制限され、さらに、Ｈｉギヤでの駆動力はＭｉｄギヤでの駆動力よりも制限される。なお、Ｌｏギヤでの制限率は「１」であり、実質的に駆動力を制限していない状態である。

　キックダウンスイッチ５０８がオフからオンに変化する時刻ｔ２で、制限率Ｋを用いた駆動力の制限が解除され、ＨｉギヤあるいはＭｉｄギヤでの走行中であれば、駆動力が増加することになる。この際、Ｈｉギヤである場合の駆動力の増加量βは、ＫＤオフ時の制限量が大きかった分、Ｍｉｄギヤである場合の駆動力の増加量αよりも大きくなる。そのため、選択シフト段に応じた自然なキックダウンフィーリングを実現される。

　以上のように、本実施例では、ＫＤオフ時に基本駆動力Ｆに予め制限率Ｋを用いて制限をかけておきＫＤオン時にその制限を解除することでキックダウンフィーリングを実現するのであるが、ＫＤオフ時に駆動力を制限する量を高速側のシフト段であるほど大きくすることによって、高速側のシフト段であるほどＫＤオフからＫＤオンに変化した時の駆動力の増加量を大きくする。これにより、ＫＤオフからＫＤオンに変化した時の駆動力の増加量を選択シフト段とは無関係に同じ量とする場合に比べて、選択シフト段に応じたより自然な加速フィーリングを実現することが可能となる。

　なお、本実施例では、基本駆動力Ｆを選択シフト段に応じた制限率Ｋで制限したが、制限の対象は基本駆動力Ｆであることに限定されない。たとえば、車速Ｖ、アクセル操作量Ａに基づいて基本駆動トルクを算出し、その基本駆動トルクを選択シフト段に応じた制限率Ｋで制限するようにしてもよい。

　また、本実施例では、動力分割機構２００を用いて車速Ｖに対するエンジン回転速度ＮＥの比を選択シフト段に応じて変化させた（図５参照）が、選択シフト段に応じて変化させる対象はこれに限定されない。たとえば、選択シフト段に応じて変化させる対象を、駆動力の変化率、アクセル操作量Ａに対する駆動力の大きさ、回生ブレーキ量などにしてもよい。この場合には、動力分割機構２００を有さない車両にも容易に適用できる。

　今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　ハイブリッド車両、１４１　第１ＭＧ、１４２　第２ＭＧ、１００　シフトゲート、１０２　メインゲート、１０４　サブゲート、１２０　エンジン、１４３，１４４　レゾルバ回路、１５０　バッテリ、１５２　コンバータ、１５４　インバータ、１６０　減速機、１７０　ドライブシャフト、１８０　駆動輪、２００　動力分割機構、２０２　サンギヤ、２０４　ピニオンギヤ、２０６　キャリア、２０８　リングギヤ、２１０　入力軸、２２０　出力軸、５０２　シフトレバー、５０４　シフトポジションセンサ、５０６　アクセルペダルポジションセンサ、５０７　アクセルペダル、５０８　キックダウンスイッチ、５１０　エンジン回転速度センサ、５１２　車速センサ、６００　制御装置、６１０　基本駆動力算出部、６２０　制限率算出部、６３０　要求駆動力算出部、６４０　要求パワー算出部、６５０　下限回転速度算出部、６６０　エンジン制御部、６７０　ＭＧ制御部。

Claims

　運転者が複数のシフト段のうちから選択した選択シフト段に応じた走行が可能な車両であって、
　前記車両を走行させるための駆動力を発生する駆動装置（１２０、１４０）と、
　運転者によるアクセル操作量が予め定められた量よりも小さい場合にオフされ、前記アクセル操作量が前記予め定められた量よりも大きい場合にオンされるスイッチ（５０８）と、
　前記スイッチのオフ時に前記駆動力を制限し前記スイッチのオン時に前記駆動力の制限を解除することによって前記スイッチがオフからオンに変化した時に前記駆動力を増加させるように、前記駆動装置を制御する制御装置（６００）とを含み、
　前記制御装置は、前記選択シフト段に応じて、前記スイッチがオフからオンに変化した時の前記駆動力の増加量を変化させる、車両。
　前記制御装置は、前記選択シフト段が高速側のシフト段であるほど前記スイッチがオフからオンに変化した時の前記駆動力の増加量を大きい値にする、請求の範囲第１項に記載の車両。
　前記制御装置は、前記選択シフト段が高速側のシフト段であるほど前記スイッチがオフからオンに変化した時の前記駆動力の増加量を大きい値にするために、前記選択シフト段が高速側のシフト段であるほど前記スイッチのオフ時に前記駆動力を制限する量を大きい値にする、請求の範囲第２項に記載の車両。
　前記制御装置は、前記選択シフト段が最も低速側のシフト段である場合は、前記スイッチのオフ時であっても前記駆動力を制限しない、請求の範囲第１項に記載の車両。
　前記駆動装置は、電力を用いて前記駆動力を発生する回転電機（１４０）を少なくとも含み、
　前記車両は、少なくとも前記回転電機が発生する前記駆動力によって走行することが可能な電気車両あるいはハイブリッド車両である、請求の範囲第１項に記載の車両。
　運転者が複数のシフト段のうちから選択した選択シフト段に応じた走行が可能な車両であって、
　前記車両を走行させるための駆動力を発生する駆動装置（１２０、１４０）と、
　運転者によるアクセル操作量が予め定められた量よりも小さい場合にオフされ、前記アクセル操作量が前記予め定められた量よりも大きい場合にオンされるスイッチ（５０８）と、
　前記スイッチのオフ時に前記選択シフト段に応じて前記駆動力を制限し前記スイッチのオン時に前記駆動力の制限を解除することによって前記スイッチがオフからオンに変化した時に前記駆動力を増加させるように、前記駆動装置を制御する制御装置（６００）とを含み、
　前記制御装置は、
　前記アクセル操作量に応じた基本駆動力を制限するために用いられる制限率を前記選択シフト段に応じて算出する算出部（６２０）と、
　前記スイッチのオフ時に前記制限率を用いて前記基本駆動力を制限し、前記スイッチのオン時に前記制限率を用いた前記基本駆動力の制限を解除することによって前記スイッチがオフからオンに変化した時に前記駆動力を増加させるように、前記駆動装置を制御する制御部（６３０、６４０、６５０、６６０、６７０）とを含み、
　前記算出部は、前記選択シフト段が最も低速側のシフト段である場合、前記基本駆動力を実質的に制限しないように前記制限率を算出し、前記選択シフト段が最も低速側のシフト段でない場合、前記選択シフト段が高速側のシフト段であるほど前記基本駆動力を制限する量がより大きくなるように前記制限率を算出する、車両。
　運転者が複数のシフト段のうちから選択した選択シフト段に応じた走行が可能な車両の制御装置（６００）が行なう制御方法であって、前記車両は、前記車両を走行させるための駆動力を発生する駆動装置（１２０、１４０）と、運転者によるアクセル操作量が予め定められた量よりも小さい場合にオフされ、前記アクセル操作量が前記予め定められた量よりも大きい場合にオンされるスイッチ（５０８）とを備え、
　前記制御方法は、
　前記選択シフト段を判断するステップと、
　前記スイッチのオフ時に前記駆動力を制限し前記スイッチのオン時に前記駆動力の制限を解除することによって前記スイッチがオフからオンに変化した時に前記駆動力を増加させるように、前記駆動装置を制御するステップとを含み、
　前記駆動装置を制御するステップは、前記選択シフト段に応じて、前記スイッチがオフからオンに変化した時の前記駆動力の増加量を変化させるステップを含む、車両の制御方法。