(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機を介して駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、二次電池の充放電を伴って前記駆動軸に動力を入出力する電動機とを備えるハイブリッド自動車であって、
前記駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
前記要求動力または前記目標動力に基づいて前記無段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、
該検出された残容量が少ないほど前記設定された目標変速比に向けて前記無段変速機の入力側の回転数が素早く変更されるよう該無段変速機の変速比の変更速度を設定する変更速度設定手段と、
該設定された変更速度で前記無段変速機の変速比が前記目標変速比に変更されるよう該無段変速機を駆動制御する変速制御手段と、
前記内燃機関から前記目標動力が出力されるよう該内燃機関を運転制御する駆動制御手段と
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
前記変更速度設定手段は、前記検出された残容量が所定量以上のときには第１の変更速度を設定し、前記検出された残容量が所定量未満のときには該第１の変更速度よりも前記目標変速比に向けて前記無段変速機の入力側の回転数が素早く変更される第２の変更速度を設定する手段である請求項１記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記変更速度設定手段は、前記要求動力が加速を伴う動力であるときには前記検出された残容量に基づいて前記変更速度を設定し、前記要求動力が加速を伴わない動力であるときには所定の変更速度を設定する手段である請求項１または２記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載のハイブリッド自動車であって、
前記変速制御手段は、フィードバック制御を用いて前記無段変速機を駆動制御する制御であり、
前記変更速度設定手段は、前記変速制御手段で用いられるフィードバック制御におけるゲインを設定する手段である
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
前記変速制御手段は、前記変更速度設定手段により前記第１の変更速度が設定されたときには、フィードバック制御を用いて前記無段変速機を駆動制御し、前記変更速度設定手段により前記第２の変更速度が設定されたときには、フィードフォワード制御を用いて前記無段変速機を駆動制御する手段である
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段である請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記駆動制御手段は、前記要求動力と前記内燃機関から出力される動力との偏差の動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する手段である請求項６記載のハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、無段変速機を介して駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、二次電池の充放電を伴って前記駆動軸に動力を入出力する電動機とを備えるハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、無段変速機を介して駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、二次電池の充放電に伴って駆動軸に動力を入出力する電動機とを備えるものが提案されている。このハイブリッド自動車では、駆動軸に要求される要求動力に基づいて内燃機関が出力すべき目標動力と電動機が出力すべき目標動力とを設定すると共に、駆動軸の要求動力または内燃機関の目標動力に基づいて無段変速機の目標変速比を設定し、各々設定された目標動力および目標変速比となるように内燃機関と電動機と無段変速機とを運転制御している。無段変速機には、通常その安定した変速を実現するために最適な変速比の変更速度が設定されており、その設定された変更速度で目標変速比に変更されるように駆動制御される。そして、その目標変速比への変更の過程では内燃機関から目標動力が出力されないため、その不足分を補うように電動機から出力される動力を制御することにより良好な応答性をもって駆動軸に要求動力が出力されるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたハイブリッド自動車では、二次電池の残容量によっては電動機からの動力の入出力が制限されることがあるから、無段変速機の変速の過程で内燃機関から出力される動力を電動機からの出力により補うことができず、駆動軸に要求動力を出力する際の応答性が悪化してしまう場合がある。
【０００４】
本発明のハイブリッド自動車は、こうした問題を解決し、二次電池の残容量が少ないときでも、無段変速機の変速過程においてより良好な応答性をもって駆動軸に要求動力を出力することを目的とする。
【０００５】
なお、本出願人は、二次電池の残容量が少ないとき、駆動軸に一定の動力を出力するために内燃機関のスロットル特性や変速機の変速特性を制御するものを提案している（特願平８−１９３４４２号）。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
無段変速機を介して駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、二次電池の充放電を伴って前記駆動軸に動力を入出力する電動機とを備えるハイブリッド自動車であって、
前記駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記内燃機関から出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、
前記要求動力および／または前記目標動力に基づいて前記無段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、
該検出された残容量に基づいて前記無段変速機の変速比の変更速度を設定する変更速度設定手段と、
該設定された変更速度で前記無段変速機の変速比が前記目標変速比に変更されるよう該無段変速機を駆動制御する変速制御手段と、
前記内燃機関から前記目標動力が出力されるよう該内燃機関を運転制御する駆動制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、目標動力設定手段が、駆動軸に要求される動力に基づいて内燃機関から出力すべき目標動力を設定し、目標変速比設定手段が、駆動軸の要求動力および／または内燃機関の目標動力に基づいて無段変速比の目標変速比を設定すると共に、変更速度設定手段が、二次電池の残容量に基づいて無段変速比の変速比の変更速度を設定する。そして、変速制御手段が、設定された変更速度で無段変速機の変速比が目標変速比に変更されるよう無段変速機を駆動制御し、駆動制御手段が、内燃機関から目標動力が出力されるよう内燃機関を運転制御する。無段変速機の変速途中において実際に内燃機関から出力される動力と無段変速機の変速比の変更速度とは所定の相関関係を有するため、電動機に電力供給する二次電池の残容量に基づいて変速比の変更速度を設定することにより、電動機からの動力によらずに駆動軸への要求動力に対する変速過程における内燃機関からの動力の応答性を調節することができる。この結果、二次電池の残容量に拘わらず、より良好な応答性をもって駆動軸に要求動力を出力することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記変更速度設定手段は、前記検出された残容量が小さいほど大きくなる傾向で前記変更速度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、残容量が小さいほど大きい傾向で変速速度が設定されることにより、無段変速機の素早い変速に伴って内燃機関からの動力を目標動力に素早く変更することができるから、その分電動機の動力量を減らしたときでも良好な応答性をもって駆動軸に要求動力を出力することができる。したがって、二次電池の残容量が少なく電動機によるアシストが困難なときでも良好な動力応答性を実現することができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記変更速度設定手段は、前記検出された残容量が所定量以上のときには第１の変更速度を設定し、前記検出された残容量が所定量未満のときには該第１の変更速度より大きな第２の変更速度を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記変更速度設定手段は、前記要求動力が加速を伴う動力であるときには前記検出された残容量に基づいて前記変更速度を設定し、前記要求動力が加速を伴わない動力であるときには所定の変更速度を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、加速を伴う要求動力を二次電池の残容量が少ないときでも良好な応答性をもって駆動軸に出力することができる。
【００１１】
更に、本発明のハイブリッド自動車において、前記変速制御手段は、フィードバック制御を用いて前記無段変速機を駆動制御する制御であり、前記変更速度設定手段は、前記変速制御手段で用いられるフィードバック制御におけるゲインを設定する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
二次電池の残容量に基づいて変更速度設定手段が第１の変更速度または第２の変更速度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、前記変速制御手段は、前記変更速度設定手段により前記第１の変更速度が設定されたときには、フィードバック制御を用いて前記無段変速機を駆動制御し、前記変更速度設定手段により前記第２の変更速度が設定されたときには、フィードフォワード制御を用いて前記無段変速機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記駆動制御手段は、前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電動機からの動力を用いてより良好な応答性をもって駆動軸に要求動力を出力することができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記駆動制御手段は、前記要求動力と前記内燃機関から出力される動力との偏差の動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である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。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、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０に接続された発電可能なモータ４０と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレンシャルギヤ６４を介して駆動輪６６ａ，６６ｂに接続された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）７０とを備える。
【００１５】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関であり、エンジン２２のクランクシャフト２４には、図示しない補機に供給する電力を発電すると共にエンジン２２を始動するスタータモータ２６がベルト２８を介して接続されている。エンジン２２の運転制御、例えば燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などは、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２９により行われている。エンジンＥＣＵ２９は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン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出力する。
【００１６】
プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する第１ピニオンギヤ３３とこの第１ピニオンギヤ３３およびリングギヤ３２に噛合する第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア３５にはモータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されており、サンギヤ３１およびキャリア３５を介してエンジン２２とモータ４０との間で出力のやりとりができる。キャリア３５はクラッチＣ１により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続できるようになっており、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とすることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とする。なお、プラネタリギヤ３０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。
【００１７】
モータ４０は、例えば発電機として駆動できると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４３を介して二次電池４４と電力のやりとり行なう。モータ４０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４９により駆動制御されており、モータＥＣＵ４９には、モータ４０を駆動制御するために必要な信号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えばモータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータ４０に印加される相電流，二次電池４４の端子間に配置された電圧センサ４６からの端子間電圧，二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けられた温度センサ４８からの電池温度などが入力されており、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３へのスイッチング制御信号などが出力されている。モータＥＣＵ４９では、二次電池４４を管理するために電流センサ４７により検出された充放電電流の積算値や電圧センサ４６により検出された端子間電圧などに基づいて二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）を演算している。なお、モータＥＣＵ４９は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号によってモータ４０を駆動制御すると共に必要に応じてモータ４０の運転状態や二次電池４４の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００１８】
ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられたベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段変速してアウトプットシャフト５２に出力する。図２は、ＣＶＴ５０の第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７の概略構成を示す構成図である。図２に示すように、第１アクチュエータ５６は、油圧回路上に配置され第１デューティソレノイド５６ａの駆動によりライン圧のプライマリープーリー５３への流入の許可と流入の禁止とを切り替え可能な２ポジションバルブとして構成されており、同様に第２アクチュエータ５７も、第２デューティソレノイド５７ａの駆動によりライン圧のセカンダリープーリー５４への流入の許可と流入の禁止とを切り替え可能な２ポジションバルブとして構成されている。したがって、第１デューティソレノイド５６ａおよび第２デューティソレノイド５７ａに印加する電圧のデューティ比を各々制御すれば、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅やその変更速度を自由に調節、即ちＣＶＴ５０の変速比やその変更速度を自由に調節することができる。ＣＶＴ５０の変速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９により行われている。このＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉやアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏが入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０の制御信号によってＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ５０の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００１９】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉや回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８１からシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８２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８３からアクセル開度Ａ、ブレーキペダル８４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８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８６からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッドＥＣＵ７０からは、クラッチＣ１やクラッチＣ２への駆動信号やブレーキＢ１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッドＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行っている。
【００２０】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、ＣＶＴ５０の駆動制御を中心としたハイブリッド自動車２０の運転制御について説明する。図３は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される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、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が接続の状態でブレーキＢ１が解放の状態、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１が一体の回転体として回転しているときに所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２１】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８６からの車速Ｖ，モータＥＣＵ４９により演算されると共に通信により入力された二次電池４４の残容量（ＳＯＣ），ＣＶＴ５０のインプットシャフト５１の回転数Ｎｉおよびアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏなど制御に必要な信号を読み込む処理を行なう（ステップＳ１００）。続いて、読み込んだアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとから駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に要求される駆動軸要求パワーＰｏを算出する（ステップＳ１０２）。駆動軸要求パワーＰｏの算出は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとアウトプットシャフト５２に要求されるトルクとしての駆動軸要求トルクとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えらたときにマップから対応する駆動軸要求トルクを導出すると共に駆動軸要求トルクにアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏを乗じることにより行なう。
【００２２】
駆動軸要求パワーＰｏが算出されると、この駆動軸要求パワーＰｏからエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定すると共に（ステップＳ１０６）エンジン２２の目標パワーＰｅ＊からエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊とを設定する処理を行なう（ステップＳ１０８）。ここで、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊は、基本的には駆動軸要求パワーＰｏをエンジン２２からの動力で賄うことができるように設定されるが、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）によってはモータ４０により発電するための動力やモータ４０からアシスト可能な動力なども考慮して設定することができる。また、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊は、目標パワーＰｅ＊をエンジン２２からできる限り効率良く出力できる運転ポイント（回転数ＮｉとトルクＴｅとにより定まる運転ポイント）となるように設定される。図４は、エンジン２２の目標パワーＰｅ＊に対して高効率となるトルクＴｅと回転数Ｎｉとの関係を示す図である。図４に示すように、目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｉ＊は、目標パワーＰｅ＊に対して図４の実線上のポイントに対応するトルクと回転数に設定される。
【００２３】
続いて、駆動軸要求パワーＰｏがハイブリッド自動車２０の加速を要求するパワーであるか否かを判定し（ステップＳ１０８）、加速を要求するパワーでないと判定されたときには、ＣＶＴ５０の目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮとして値ΔＮlowを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、変更速度ΔＮとは、現在の回転数Ｎｉから、設定された目標回転数Ｎｉ＊まで、即ち変速終了までの変更速度を意味する。また、値ΔＮlowは、十分な安定性（例えば、ベルト５５の保護など）を見込んだインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊への変更速度として設定されるものであり、具体的な値はＣＶＴ５０の仕様などに基づいて設定される。一方、駆動軸要求パワーＰｏが加速を要求するパワーであると判定されたときには、ステップＳ１００で読み込んだ二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）に基づいてＣＶＴ５０の目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮを設定する（ステップＳ１１２）。この変更速度ΔＮは、実施例では、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）と変更速度ΔＮとの関係を予め実験などにより求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）が与えられるとマップから対応する変更速度ΔＮが導出されるものとした。二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）とＣＶＴ５０の目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮとの関係を示すマップを図５に示す。図５のように、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少ないほど変更速度ΔＮとして大きい値が設定されるのは、ＣＶＴ５０の目標回転数Ｎｉ＊への変更途中ではその変更速度ΔＮが小さいほどエンジン２２から十分な動力（目標動力Ｐｅ＊）を出力できない一方で、これを補うモータ４０からの動力も二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）によっては制限される場合があることに基づいている。以下、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）に応じた変更速度ΔＮの設定に関して更に詳細に説明する。
【００２４】
図６は、ＣＶＴ５０の変速時におけるインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ（エンジン２２の回転数Ｎｅ）の変更に伴ってエンジン２２から出力されるトルクの変化の様子を示す図である。いま、図６に示すように、エンジン２２からの出力トルクが値Ｔｅ０，インプットシャフト５１の回転数が値Ｎｉ０の状態から、加速を要求する駆動軸要求パワーＰｏから導出された目標パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊とインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊とが設定された場合を考える。このとき、目標回転数Ｎｉ＊への変更途中である運転ポイント（図６のトルクＴｅ１，回転数Ｎｉ１のポイント）ではエンジン２２から出力されるトルクは値Ｔｅ１でパワーは値Ｐｅ１（＝Ｔｅ１×Ｎｉ１）となるから、エンジン２２のパワーは目標パワーＰｅ＊（＝Ｔｅ＊×Ｎｉ＊）に対して不足していることがわかる。このため、駆動軸要求パワーＰｏに見合う動力をアウトプットシャフト５２に出力するためには、上記不足分を二次電池４４の電力を用いてモータ４０からの動力により賄う必要がある。しかし、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少ないときには、モータ４０から出力できる動力の絶対量（動力の大きさや動力の出力期間）は制限される。一方、目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮを大きく設定、即ち目標回転数Ｎｉ＊へより速く変更すれば、これに応じてエンジン２２から出力されるパワーも速く目標パワーＰｅ＊に近づくから、モータ４０から補う動力の大きさや動力の出力期間を抑えることができる。したがって、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）に基づいて目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮを設定することにより、残容量（ＳＯＣ）が多いときにはＣＶＴ５０の安定動作を優先して変更速度ΔＮを小さく設定してエンジン２２からの動力の不足分をモータ４０からの動力により補い、残容量（ＳＯＣ）が少ないときには変更速度ΔＮを大きく設定してエンジン２２から素早く目標パワーＰｅ＊を出力させモータ４０から補う動力の大きさや動力の出力期間を抑えるようにすれば、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少ないときでも良好な応答性をもってアウトプットシャフト５２に要求パワーＰｏを出力できるのである。
【００２５】
こうして変更速度ΔＮが設定されると、変更速度ΔＮと回転数Ｎｉとに基づいてエンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅ’を推定する処理を行なう（ステップＳ１１６）。エンジン２２から実際に出力されるパワーＰｅ’は、図６の関係を用いて、現在の回転数Ｎｉと目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮとによって所定時間後のエンジン２２のトルクと回転数とを導出することができるから、この導出されたトルクと回転数とを乗算することにより推定することができる。そして、駆動軸要求パワーＰｏから、推定されたエンジン２２のパワーＰｅ’を減算してモータ４０の目標パワーＰｍ＊を設定する（ステップＳ１１６）と共にモータ４０の目標トルクＴｍ＊を設定し（ステップＳ１１８）、エンジン２２を設定された目標トルクＴｅ＊で制御すると共にモータ４０を目標トルクＴｍ＊で制御し、ＣＶＴ５０をインプットシャフト５１が目標回転数Ｎｉ及び変更速度ΔＮで回転するよう制御して（ステップＳ１２０）本ルーチンを終了する。エンジン２２やモータ４０，ＣＶＴ５０の制御は、ハイブリッドＥＣＵ７０からエンジンＥＣＵ２９に目標トルクＴｅ＊を、モータＥＣＵ４９に目標トルクＴｍ＊を、ＣＶＴＥＣＵ５９に目標回転数Ｎｉ＊を各々制御信号として出力することによって、エンジン２２から目標トルクＴｅ＊のトルクが出力されるようエンジンＥＣＵ２９がエンジン２２を制御することにより、モータ４０から目標トルクＴｍ＊のトルクが出力されるようモータＥＣＵ４９がモータ４０を制御することにより、インプットシャフト５１が変更速度ΔＮで目標回転数Ｎｉ＊に向かって回転するようＣＶＴＥＣＵ５９がＣＶＴ５０を制御することにより行われる。ＣＶＴ５０の制御は、具体的には、現在の回転数Ｎｉと目標回転数Ｎｉ＊との偏差を打ち消す方向に目標デューティ比Ｄを設定すると共に目標デューティ比Ｄで第１デューティソレノイド５６ａおよび第２デューティソレノイド５７ａを駆動するフィードバック制御により行なわれる。このとき、目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮに応じてフィードバックゲインを設定することにより目標回転数Ｎｉ＊への応答特性が調節される。
【００２６】
図７は、ＣＶＴ５０のインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ（変速比）の制御によりエンジン２２からのパワーＰｅとモータ４０からのパワーＰｍとによりアウトプットシャフト５２に駆動軸要求パワーＰｏを出力する様子を説明する説明図である。図７に示すように、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少ないとき（低ＳＯＣ時）には、残容量（ＳＯＣ）が多いとき（高ＳＯＣ時）よりも変更速度ΔＮを大きく設定してインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊への変更開始から変更終了まで時間を短くすることにより、エンジン２２のパワーを目標パワーＰｅ＊にまで素早く引き上げると共にエンジンパワーの引き上げに応じて二次電池４４の電力を消費するモータ４０のパワーをより速く引き下げることができることがわかる。したがって、二次電池４４の消費電力を少なくしつつも良好な応答性でアウトプットシャフト５２に駆動軸要求パワーＰｏを出力することができる。
【００２７】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ＣＶＴ５０のアウトプットシャフト５２の要求パワーＰｏが加速を要求するパワーであるときには、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）に応じてＣＶＴ５０のインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮを設定、即ち残容量（ＳＯＣ）が少ないほど変更速度ΔＮを大きく設定してＣＶＴ５０と共にエンジン２２およびモータ４０を駆動制御するから、目標回転数Ｎｉ＊への素早い変更に伴ってエンジン２２のパワーを目標パワーＰｅ＊に素早く引き上げることができると共にエンジン２２の不足パワーを補うためのモータ４０のアシストパワーを速く引き下げることができる。この結果、二次電池４４の消費電力を節約しつつも駆動軸要求パワーＰｏに見合う動力を良好な応答性をもってアウトプットシャフト５２に出力することができる。
【００２８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、フィードバック制御のフィードバックゲインを目標回転数Ｎｉ＊への変更速度ΔＮに応じて設定することにより、インプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊への応答特性を調節するものとしたが、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ以上のときは目標回転数Ｎｉ＊への応答速度が遅いフィードバック制御を用いてＣＶＴを駆動制御し、残容量（ＳＯＣ）が閾値Ｓｒｅｆ未満の時は目標回転数Ｎｉ＊への応答速度が速いフィードフォワード制御を用いるものとしても構わない。なお、フィードバック制御は、例えば、インプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊とアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏとに基づいて予め定めた変速比となるよう目標デューティ比Ｄを設定すると共に設定された目標デューティ比Ｄで第１デューティソレノイド５６ａおよび第２デューティソレノイド５７ａを駆動することにより行なうことができる。
【００２９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、目標回転数Ｎｉ＊への変更開始から変更終了までの時間を調節することにより、設定された変更速度ΔＮで目標回転数Ｎｉ＊となるようにＣＶＴ５０を駆動制御するものとしたが、目標回転数Ｎｉ＊への変更開始のタイミングを調節することにより、または変更開始のタイミングと変更開始から変更終了までの速度とを調節することにより、設定された変速速度ΔＮで目標回転数Ｎｉ＊となるようにＣＶＴ５０を駆動制御するものとしても構わない。図８は、ＣＶＴ５０のインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ（変速比）の制御によりエンジン２２からのパワーＰｅとモータ４０からのパワーＰｍとによりインプットシャフト５１に駆動軸要求パワーＰｏを出力する様子の他の例を説明する説明図である。図８に示すように、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少ないとき（低ＳＯＣ時）には、残容量（ＳＯＣ）が多いとき（高ＳＯＣ時）よりも変更速度ΔＮを大きく設定して目標回転数Ｎｉ＊への変更開始のタイミングをより速くすることにより、エンジン２２のパワーを目標パワーＰｅ＊にまで素早く引き上げると共にエンジンパワーの引き上げに応じて二次電池４４の電力を消費するモータ４０のパワーをより速く引き下げることができることがわかる。したがって、この変形例でも二次電池４４の消費電力を少なくしつつも良好な応答性でアウトプットシャフト５２に駆動軸要求パワーＰｏを出力することができる。
【００３０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、第１および第２アクチュエータ５６，５７として２ポジションバルブを用いて第１および第２デューティソレノイド５６ａ，５７ａのデューティ比Ｄを制御することにより、プライマリープーリー５３やセカンダリープーリー５４の溝幅やその変更速度を制御、即ちＣＶＴ５０の変速比やその変更速度を制御するものとしたが、２ポジションバルブの代わりにモータを用い、その動力を直接利用してＣＶＴ５０の変速比やその変更速度を制御するものとしてもよい。この場合でも、モータの通電状態を制御することにより、プライマリープーリー５３やセカンダリープーリー５４の溝幅やその変更速度を自由に調節できるから、実施例のハイブリッド自動車２０と同様の効果を奏することができる。また、２ポジションバルブに代えて、ソレノイドの駆動によりプライマリープーリー５３やセカンダリープーリー５４へのライン圧の流入量を多段階に調節できる径の異なるオリフィスを複数有するポジションバルブを用いてＣＶＴ５０の変速比やその変更速度を調節するものとしても構わない。この場合、設定されている変更速度が大きいときには径の大きいオリフィスを利用し、変更速度が小さいときには径の小さいオリフィスを利用するようソレノイドを駆動することで、ＣＶＴ５０の変速比やその変更速度を制御することができる。
【００３１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少なくなるほど変更速度ΔＮをリニア的に大きく設定するものとしたが、閾値Ｓｒｅｆを用いて変更速度ΔＮを大小２段階に設定するものとしてもよく、複数の閾値Ｓｒｅｆ１，Ｓｒｅｆ２，・・を用いて二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が少なくなるほど大きくなる傾向で変更速度ΔＮを階段的に設定するものとしてもよい。
【００３２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図３のルーチンのステップＳ１１４〜Ｓ１１８において、駆動軸要求パワーＰｏとＣＶＴ５０の変速過程で実際にエンジン２２から出力される動力Ｐｅ’との偏差の動力がモータ４０から出力されるようモータ４０を駆動制御、即ちＣＶＴ５０の変速過程におけるエンジン２２からの動力の不足分の全てをモータ４０によりアシストするものとしたが、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）に応じてエンジン２２からの動力の不足分の一部をモータ４０によりアシストしたり、エンジン２２からの動力の不足分をモータ４０によりアシストしないものとしても差し支えない。この場合でも、ＣＶＴ５０の変速比の変更速度の調節により、エンジンから出力される動力の応答性を調節できるから、駆動軸に要求動力を出力する際のある程度の応答性は確保できる。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２４と、モータ４０の回転軸４１と、駆動軸としてのアウトプットシャフト５２が駆動輪６６ａ，６６ｂに接続されたＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とが３軸式動力入出力機構としてのプラネタリギヤ３０に接続されて構成するものとしたが、無段変速機を介して駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力できる内燃機関と、二次電池の充放電により駆動軸に動力を入力できると共に出力できる発電電動機とを備えるものであれば、他のハイブリッド自動車として構成するものとしても構わない。
【００３４】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である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。
【図２】ＣＶＴ５０の第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７の概略構成を示す構成図である。
【図３】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】エンジン２２の目標パワーＰｅ＊に対して高効率となるトルクＴｅと回転数Ｎｉとの関係を示す図である。
【図５】二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）とインプットシャフト５１の目標回転数Ｎｉ＊の変更速度ΔＮとの関係を示すマップである。
【図６】ＣＶＴ５０の変速時におけるインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ（エンジン２２の回転数Ｎｅ）の変更に伴ってエンジン２２から出力されるトルクの変化の様子を説明する説明図である。
【図７】ＣＶＴ５０のインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ（変速比）の制御によりエンジン２２からのパワーＰｅとモータ４０からのパワーＰｍとによりインプットシャフト５１に駆動軸要求パワーＰｏを出力する様子の一例を説明する説明図である。
【図８】ＣＶＴ５０のインプットシャフト５１の回転数Ｎｉ（変速比）の制御によりエンジン２２からのパワーＰｅとモータ４０からのパワーＰｍとによりインプットシャフト５１に駆動軸要求パワーＰｏを出力する様子の他の例を説明する説明図である。
【符号の説明】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  クランクシャフト、２６スタータモータ、２８  ベルト、２９  エンジンＥＣＵ、３０  プラネタリギヤ、３１  サンギヤ、３２  リングギヤ、３３  第１ピニオンギヤ、３４  第２ピニオンギヤ、３５  キャリア、３９  ケース、４０  モータ、４１  回転軸、４３  インバータ、４４  二次電池、４５  回転位置検出センサ、４６  電圧センサ、４７  電流センサ、４８  温度センサ、４９  モータＥＣＵ、５０  ＣＶＴ、５１  インプットシャフト、５２  アウトプットシャフト、５３  プライマリープーリー、５４  セカンダリープーリー、５５  ベルト、５６  第１アクチュエータ、５６ａ  第１デューティソレノイド、５７  第２アクチュエータ、５７ａ  第２デューティソレノイド、５９  ＣＶＴＥＣＵ、６１  回転数センサ、６２  回転数センサ、６４  ディファレンシャルギヤ、６６ａ，６６ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッドＥＣＵ７０、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  シフトレバー、８１  シフトポジションセンサ、８２  アクセルペダル、８３  アクセルペダルポジションセンサ、８４  ブレーキペダル、８５  ブレーキペダルポジションセンサ、８６  車速センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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