JP2005269871A

JP2005269871A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2005269871A
Application number: JP2004083123A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Sumiya; 俊弘炭谷
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】力行作動が不必要に長く続くことによるバッテリーの充電状態の低下を回避させることが可能となるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】エンジン１及び電動モータ２を動力源として備えて走行装置３を駆動するように構成され、車両の運転状態を制御する制御手段Ｈが、アクセル操作量の情報に基づいて力行作動を行うべき力行作動実行条件が満たされていると判別すると力行作動を実行し、且つ、その力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると、力行作動実行条件が満たされていても力行作動を停止させるように、電動モータ２の作動を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン及び電動モータを動力源として備えて走行装置を駆動するように構成され、車両の運転状態を制御する制御手段が、力行作動及び回生作動を実行するように前記電動モータの作動を制御するよう構成されているハイブリッド車両に関する。

上記構成のハイブリッド車両は、エンジン及び電動モータを動力源として備えて、アクセル操作量に応じて走行駆動力を出力して走行装置を駆動するようになっており、具体的には、車両を発進させるときや加速させるときのように大きな走行駆動力が必要となる場合において、電動モータを力行作動させてエンジンの動力を補助するようになっている。又、車両の走行停止時にエンジンの運転を停止させるようにして、エンジンの燃費を低減させることを行うことが多い。

前記電動モータに対する電力は、車両に搭載されているバッテリーから供給されることになるが、発進した後に車両が定常走行を行っているときには、エンジンの駆動力により電動モータを回生作動させて回生によって得られた電力をバッテリーに充電させるようにしたり、車速が減速させるときには、電動モータを回生作動させることで制動力を生じさせて車速を減速させ、回生によって得られた電力をバッテリーに充電させるようにしている。

そして、上記構成のハイブリッド車両において、従来では、エンジンのスロットル開度がエンジンの回転速度に応じて設定される開始判定用閾値を上回ると力行作動を実行する状態であると判別し、前記アクセル操作量が前記開始判定用閾値よりも小さい値に設定された解除判定用閾値を下回ると力行作動を実行しない状態であると判別するように構成され、力行作動を実行する状態であると判別している間は、電動モータによる力行作動を継続して実行する構成としたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。尚、この特許文献１においては、運転者による急加速の要求があったと判別した場合には、通常の力行作動用の駆動力よりも大きな駆動力での一時的な力行作動を一定時間（例えば３秒間）が経過する間だけ実行する構成として、急加速の要求に応えるようにしているが、通常の走行状態では、力行作動実行条件が満たされたものと判別している間は電動モータによる力行作動を継続して実行する構成となっている。

つまり、車両を運転する場合には、運転者がアクセル操作を開始して停止状態から車両を発進させたのちにアクセル操作量を多くして加速を行い、所望の車速にまで加速されると、その後、アクセル操作量を緩めてその車速を維持するように走行させる定常走行状態に切り換わるように運転することになる。

従って、運転者が発進してから加速するときに、アクセル操作量を多くしてエンジンのスロットル開度がエンジンの回転速度に応じて設定される開始判定用閾値を上回ると電動モータが力行作動を実行することになり、そして、上述したような定常走行状態になると、エンジンの回転速度も上昇しており、エンジンの動力により走行に必要な走行駆動力を得ることができる状態となるので、アクセル操作量が少なくなって前記解除判定用閾値を下回ることになり、電動モータによる力行作動が停止されることになる。

特開２００１―４５６０９号公報

しかし、上記従来構成においては、上述したような定常走行状態に至ったのちにおいて、運転者が上記した解除判定用閾値を下回る程度にまでアクセル操作量を低下させていない状態、すなわち、緩やかな加速を行っているような状態が続いていると、前記力行作動実行条件が満たされたものと判別され続けているので、力行作動が停止されることなく継続して実行されることになる。そして、このような状態が長い時間にわたって継続すると、電動モータによる力行作動を長い時間にわたって継続して実行することになる。

その結果、上述したような緩やかな加速を行っているような状態が長く続くことがあると、電動モータによる力行作動を長い時間にわたって継続して実行することになり、電動モータによる電力消費量が多くなってバッテリーの充電状態が大きく低下することになる。そして、バッテリーの充電状態が許容下限値を超える程度にまで低くなってしまうと、上述したような走行停止時にエンジンの運転を停止させることや電動モータによる力行作動を実行できない状態に陥ってしまうおそれがある。

本発明の目的は、電動モータによる力行作動が長く続くことによるバッテリーの充電状態の低下を回避させることが可能となるハイブリッド車両を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、エンジン及び電動モータを動力源として備えて走行装置を駆動するように構成され、車両の運転状態を制御する制御手段が、力行作動及び回生作動を実行するように前記電動モータの作動を制御するよう構成されているハイブリッド車両であって、前記制御手段が、アクセル操作量の情報に基づいて前記力行作動を行うべき力行作動実行条件が満たされていると判別すると前記力行作動を実行し、且つ、その力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると、前記力行作動実行条件が満たされていても前記力行作動を停止させるように、前記電動モータの作動を制御するように構成されている点にある。

第１特徴構成によれば、制御手段は、アクセル操作量の情報に基づいて力行作動を行うべき力行作動実行条件が満たされているか否かを判別して、力行作動実行条件が満たされていると判別すると力行作動を実行するように電動モータの作動を制御し、力行作動実行条件が満たされていなければ力行作動を停止させることになる。そして、前記力行作動実行条件が満たされていると判別して力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると、前記力行作動実行条件が満たされていても力行作動を停止させることになる。

すなわち、車両が発進した後に定常走行状態になっているような状況で、運転者が緩やかな加速を行う程度にアクセル操作を行っているような状態が、長く継続されることがあっても、力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると力行作動を停止させるので、設定上限時間よりも長い時間にわたって力行作動を継続して実行することを回避できる。

従って、力行作動実行条件が満たされる程度にアクセル操作が行われる状態が長く続くことがあっても、電動モータによる力行作動が長く続くことによるバッテリーの充電状態の低下を回避させることが可能となるハイブリッド車両を提供できるに至った。

本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記制御手段が、前記力行継続時間が前記設定上限時間に近づくにしたがって前記力行作動を行うときの力行用トルクを漸減させる状態で、前記電動モータの作動を制御するように構成されている点にある。

第２特徴構成によれば、力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に近づくにしたがって力行作動を行うときの力行用トルクが漸減することになる。このように前記力行継続時間が前記設定上限時間に近づくにしたがって力行用トルクが漸減する構成とすることによって、前記力行継続時間が前記設定上限時間に達して電動モータによる力行作動を停止させるときには、力行用トルクは減少して小さい値になっているので、力行作動を停止させることにより走行駆動力が急激に小さい値に変化してショックが発生する等の不利がない。

従って、力行作動を停止させるときに、走行駆動力が急激に小さい値に変化することによってショックが発生する等の不利のない状態で、電動モータによる力行作動が長く続くことによるバッテリーの充電状態の低下を回避させることが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、第１特徴構成又は第２特徴構成に加えて、前記制御手段が、バッテリーの充電状態の検出情報に基づいて前記設定上限時間の長さを変更設定するように構成されている点にある。

第３特徴構成によれば、バッテリーの充電状態の検出情報に基づいて設定上限時間の長さを変更設定するようにしている。例えば、バッテリーの充電状態が高い状態にあるときには、前記設定上限時間の長さをできるだけ長くしておくと、電動モータにて極力長い時間にわたりエンジンを補助することができ、又、バッテリーの充電状態が低い状態にあるときには、前記設定上限時間の長さを短かくしておくと、電動モータによる力行作動を行う時間を必要最小限度に抑制することによりバッテリーの電力消費を抑えることができる。

このようにバッテリーの充電状態に応じて、電動モータが力行作動を継続して行うことが可能な前記設定上限時間の長さを変更設定することにより、バッテリーの充電状態の低下をより適切に回避させることが可能となる。

本発明の第４特徴構成は、第１特徴構成〜第３特徴構成のいずれかに加えて、前記制御手段が、前記力行継続時間が前記設定上限時間に達したときに、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段の検出情報に基づいて前記力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であると判別すると、前記力行作動を停止させることなく前記力行作動を引き続いて実行する状態で、前記電動モータの作動を制御するように構成されている点にある。

第４特徴構成によれば、前記力行継続時間が前記設定上限時間に達したときに、力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であると判別すると、力行作動を停止させないで引き続いて実行するのである。

例えば、車両が坂道を登っているような場合には、坂道を登るために平坦地走行のときよりも大きい走行駆動力が必要であるにもかかわらず、その登坂走行の途中で前記力行継続時間が前記設定上限時間に達したときに電動モータによる力行作動を停止させるようにすると、電動モータによる駆動力が無くなることから走行駆動力が減少することにより走行駆動力が不足する状態となる。

そこで、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段の検出情報に基づいて、例えば登坂走行をしている場合のように力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であるか否かを判別して、そのような力行必要状態であると判別すると、前記力行作動を停止させることなく前記力行作動を引き続いて実行する構成とすることで、走行駆動力が不足する状態になるのを回避させることが可能となる。

力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であると判別するための構成としては、例えば、前記走行状態検出手段が車両の走行状態の一例としての車両の速度を検出してその車速の情報から車両の加速度を求めるようにして、アクセル操作量が最大操作量に近い大きな値になるまで操作されたにもかかわらず、車両の加速度が設定値よりも小さく充分な加速が行われていないような場合に前記力行必要状態であると判別する構成とすることができ、又、車両の走行状態として、エンジンと走行装置との間の伝動系に設けられた変速機の変速段の情報と、車両の車速の情報とを検出して、それらの情報から前記力行必要状態であるか否かを判別する構成とすることもできる。又、前記力行必要状態としては、登坂走行しているときに限らず、路面の走行抵抗が大きい場合等、各種の状況が考えられる。

本発明の第５特徴構成は、第１特徴構成〜第４特徴構成のいずれかに加えて、前記制御手段が、アクセル操作量が前記エンジンの回転速度に応じて設定される開始判定用閾値を上回ると前記力行作動実行条件が満たされたものと判別し、前記アクセル操作量が、前記エンジンの回転速度に応じて前記エンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると前記力行作動実行条件が満たされていないと判別するように構成されている点にある。

第５特徴構成によれば、アクセル操作量がエンジンの回転速度に応じて設定される開始判定用閾値を上回ると、力行作動実行条件が満たされたものと判別して電動モータによる力行作動を実行し、アクセル操作量がエンジンの回転速度に応じてエンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると力行作動実行条件が満たされていないと判別して力行作動を停止させることになる。

このように、運転者にて操作される運転用の指令情報であるアクセル操作量の情報に基づいて力行作動実行条件が満たされているか否かを判別するようにしているので、極力、運転者の意思に沿うように電動モータの作動を制御することができる。

以下、本発明に係るハイブリッド車両の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両は、走行駆動用のエンジン１と走行駆動用の電動モータ２とが一体回転するように直結されている。つまり、走行駆動用のエンジン１の出力軸１ａに直結される状態で走行駆動用の電動モータ２を備えて、これらの動力により走行装置としての左右の車輪３を駆動して走行するように駆動手段としての駆動ユニットＫＵが構成されている。前記電動モータ２は、エンジン１の出力軸１ａにロータ２ａが同一軸芯で一体回動するように連結され、そのロータ２ａの外周部を囲うステータ２ｂが位置固定状態で図示しない車体支持部に支持される構成となっている。

そして、この電動モータ２は、エンジン１の作動が停止している状態においてその出力軸１ａに対して駆動力を与えてエンジン１を始動させるように構成され、且つ、エンジン１が始動した後は、出力軸１ａに対してエンジン回転方向と同方向の駆動力を与えて動力の補助つまりアシストを行う力行状態と、前記出力軸１ａから駆動力が与えられて発電する回生状態とに切り換え可能に構成されている。つまり、電動モータ２がエンジン１にて回転駆動される出力軸１ａに対してその回転方向と同一方向にトルクを出力させる力行状態に切り換えることで、所望の走行駆動力を出力しながらエンジン１が低燃費状態となるように、エンジン１の出力に対する動力の補助を行うことができる構成となっている。この作動状態が力行作動に対応する。又、走行速度を減速させているとき等において電動モータ２が回生状態となって、出力軸１ａから駆動力が与えられて発電して得られた回生電力をバッテリー４に充電することができる構成となっている。この作動状態が回生作動に対応する。

前記駆動ユニットＫＵの動力は、トランスミッション６に伝えられ、このトランスミッション６内部のギア式の自動変速機構により変速された後に差動機構７を介して左右の車輪３に伝えられる構成となっている。

次に、このハイブリッド車両における制御構成について説明する。
図１及び図２に示すように、車両全体の動作を統括して管理する車両制御部８、この車両制御部８からの制御情報に基づいて電動モータ２の動作を制御するモータ制御部９、車両制御部８からの制御情報に基づいてエンジン１の出力、具体的には、電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料噴射量を自動調節するエンジン制御部１２夫々が備えられ、アクセル操作具１３の操作量を検出するポテンショメータ式のアクセル操作量検出センサＳ１、ブレーキ操作具１４が踏み込み操作されているか否かを検出するスイッチ式のブレーキ操作検出センサＳ２、電動モータ２の回転速度、言い換えると、エンジン１の出力軸１ａの回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度センサＳ３、車輪３の車軸の回転速度に基づいて、車両の走行状態としての車速を検出する走行状態検出手段の一例である車速センサＳ４、シフトポジションレバー１７の位置を検出するシフトポジションセンサＳ５、バッテリー４の充電状態ＳＯＣを検出する充電状態検出部Ｓ６等による各種の検出情報が車両制御部８に入力される構成となっている。

前記モータ制御部９は、図３に示すように、バッテリー４から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給する駆動用電力を制御したり、回生作動により電動モータ２にて発生してバッテリー４に供給される回生電力を制御するインバータ２８と、車両制御部８からの制御情報に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたパルス駆動信号をインバータ２８における各スイッチングトランジスタの各ベース端子に供給するＰＷＭ制御回路２９等を備えて構成され、電動モータ２に通流する電流の大きさや交流電流の周波数を変更させることにより駆動トルクや回転速度を調整したり、前記バッテリー４に充電される回生電力を調整することができる構成となっている。

前記ブレーキ操作具１４により機械式制動手段ＫＳを作動させて機械的な制動力を発生させるための構成について説明を加えると、運転者の足踏み操作にてブレーキ操作具１４が操作されると、その足踏み操作力に対応させて制動用の油圧操作力を発生させる周知構成のマスターシリンダ１５が備えられ、このマスターシリンダ１５から作動油供給路１５ａを通して出力される油圧操作力にて前記車輪３の近傍に設けられた摩擦式の制動装置１６を作動させて車体を制動させる構成となっている。このような機械式制動手段ＫＳは、ブレーキ操作具１４に対する運転者の操作力が大きくなるほど、その油圧操作力、すなわち、機械的な制動力が大となるように変更調節自在に構成されている。

前記シフトポジションレバー１７の位置としては、「Ｐ」（駐車位置）、「Ｒ」（後進走行位置）、「Ｎ」（中立位置）、「Ｄ」（前進走行位置）があり、運転者により運転状況に応じて適宜切り換え操作されることになる。

前記車両制御部８は、シフトポジションセンサＳ５の検出情報、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報、車速センサＳ４の検出情報、及び、充電状態検出部Ｓ６にて検出されるバッテリー４の充電状態の情報等に基づいて、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するように構成され、モータ制御部９およびエンジン制御部１２はその指令情報に基づいて電動モータ２及びエンジン１の作動を制御するように構成されている。従って、車両制御部８、モータ制御部９、エンジン制御部１２の夫々により、車両の運転状態を制御する制御手段Ｈが構成される。

次に、制御手段Ｈによるエンジン１及び電動モータ２の制御について説明する。
シフトポジションレバー１７が「Ｐ」（駐車位置）や「Ｎ」（中立位置）にあるときは、基本的にはエンジン１を停止し電動モータ２による力行作動や回生作動は行わない。しかし、バッテリー４の充電状態が設定量以下にまで低下してバッテリー４を充電する必要があるような場合には、エンジン１を作動させてエンジン１の動力を電動モータ２の回生作動により発電した電力をバッテリー４に充電するように、エンジン１及び電動モータ２の作動を制御するように構成されている。

又、制御手段Ｈは、シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されて、車体進行方向として前進方向が指令されている場合には、アクセル操作具１３が踏み込み操作されて車体を発進させるときは、そのときエンジン１が停止していれば電動モータ２を回転させてエンジン１を始動させ、車体が前進走行すると、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整するとともに、後述するように電動モータ２が力行作動や回生作動を実行するように制御を実行するよう構成されている。シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されていても、アクセル操作が行われていない状態で車両が走行を停止しており、しかも、バッテリー４の充電状態が設定値以上の高い状態であるときには、エンジン１を停止させるアイドルストップ制御を実行するように構成されている。このようにアイドルストップ制御を実行することでエンジン１の燃料消費をできるだけ少なくするようにしている。

そして、シフトポジションレバー１７が「Ｒ」（後進走行位置）に操作されて、車体進行方向として後進方向が指令されている場合には、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整することになるが、電動モータ２については力行作動及び回生作動のいずれも行わないようになっている。

次に、制御手段Ｈによる電動モータ２の力行作動および回生作動について説明する。
電動モータ２の力行作動や回生作動は、後述するような各種の情報に基づいて目標トルクを求めて、その求めた目標トルクを発生させるように電動モータ２の作動を制御することにより行われる。説明を加えると、力行作動においては、エンジン１の回転方向と同じ方向に電動モータ２が力行用トルクの目標値を出力するように、その力行用トルクの目標値に対応する制御情報がＰＷＭ制御回路２９に与えられ、ＰＷＭ制御回路２９からその力行用の目標トルクに対応するパルス信号がインバータ２８の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２が目標トルクにてエンジン１をアシストすることになる。又、回生作動においては、電動モータ２がエンジン１の回転方向とは反対方向に回生用トルクの目標値を出力するように、その回生用トルクの目標値に対応する制御情報がＰＷＭ制御回路２９に与えられ、ＰＷＭ制御回路２９がその回生用の目標トルクに対応するパルス信号がインバータ２８の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２がエンジン１に対して逆向きのトルク、つまり、回生制動力を付与するように作用することになる。そうすると、電動モータ２がエンジン１の動力によって駆動されて発電機として作用して、インバータ２８によって前記回生制動力に対応する回生電力に変更調整される状態でバッテリー４に充電されることになる。

そして、前記制御手段Ｈは、アクセル操作量の情報に基づいて前記力行作動を行うべき力行作動実行条件が満たされていると判別すると前記力行作動を実行し、且つ、その力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると、前記力行作動実行条件が満たされていても力行作動を停止させるように、電動モータの作動を制御するように構成されている。又、前記制御手段Ｈは、前記力行継続時間が前記設定上限時間に近づくにしたがって力行作動を行うときの力行用トルクを漸減させる状態で、電動モータ２の作動を制御するように構成され、しかも、バッテリー４の充電状態の検出情報に基づいて設定上限時間の長さを変更設定するように構成されている。

そして、前記制御手段Ｈは、アクセル操作量がエンジン１の回転速度に応じて設定される開始判定用閾値ＡＣＨを上回ると前記力行作動実行条件が満たされたものと判別し、アクセル操作量がエンジン１の回転速度に応じてエンジン１の回転速度が同じときの開始判定用閾値ＡＣＨよりも低く設定される停止判定用閾値ＡＣＬを下回ると前記力行作動実行条件が満たされていないと判別するように構成されている。

更に、前記制御手段Ｈは、前記力行継続時間が前記設定上限時間に達したときに、車速センサＳ４の検出情報に基づいて力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であると判別すると、前記力行作動を停止させることなく前記力行作動を引き続いて実行する状態で、電動モータ２の作動を制御するように構成されている。

以下、図４に示す制御フローチャートに基づいて、シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されている状態における制御手段Ｈの電動モータ２の制御動作について説明する。

先ず、電動モータ２により力行作動を行うか回生作動を行うかについてのモータ作動条件を判断する（ステップ１）。このモータ作動条件の判断について説明を加えると、アクセル操作量検出センサＳ１にて検出されるアクセル操作量が、図５に示すように、そのときのエンジン回転速度に対して予め設定されている開始判定用閾値ＡＣＨを越えると、力行作動実行条件が満たされていると判断する構成となっている。そして、アクセル操作量検出センサＳ１にて検出されるアクセル操作量が、図５に示すように、エンジン１の回転速度に応じてエンジン１の回転速度が同じときの開始判定用閾値ＡＣＨよりも設定量だけ低く設定される停止判定用閾値ＡＣＬを下回ると力行作動実行条件が満たされていないと判断する構成となっている。

前記力行作動実行条件が満たされていると判断すると、そのとき後述するようなタイマーカウントアップにより力行作動の出力が禁止されている状態でなければ（ステップ２）、回生用トルクの出力処理を停止して、力行作動を継続して行うことが可能な最大時間である設定上限時間ｔを求める（ステップ３、４、５）。この設定上限時間ｔについて説明すると、図９に示すように、バッテリー４の充電状態ＳＯＣの変化に対する設定上限時間ｔの変化特性が予めマップデータにより設定されている。そして、これらの変化特性と充電状態検出部Ｓ６にて検出されるバッテリー４の充電状態ＳＯＣの検出情報に基づいて、そのときの設定上限時間ｔが求められることになる。図９に示す例では、充電状態ＳＯＣが小側設定値Ｘ１より小さければ設定上限時間ｔは小側の設定値ｔ１（例えば３秒間）で一定であり、充電状態ＳＯＣが大側設定値Ｘ２よりも大であれば、設定上限時間ｔは大側の設定値ｔ２（例えば１５秒間）で一定である。充電状態ＳＯＣが小側設定値Ｘ１より大であり大側設定値Ｘ２よりも小であれば、充電状態ＳＯＣが大になるほど長い時間となるように、設定上限時間ｔは小側の設定値ｔ１と大側の設定値ｔ２との間で漸次変化する構成となっている。バッテリー４の充電状態ＳＯＣに応じて設定上限時間ｔが変更設定されることになる。

次に、ステップ６にて後述するようなタイマーがカウントアップしているか判断するが、制御の開始時にはカウントを行っていないのでカウントアップしていないと判断して、アクセル操作量の情報に基づいてモータトルク出力率Ａを演算する（ステップ６、７）。

このモータトルク出力率Ａの求め方について説明すると、図６に示すように、アクセル操作量が変化した場合の力行用トルクの変化割合であるモータトルク出力率Ａについての変化特性が予めマップデータにより設定されている。図６に示されるラインｑ１はバッテリー４の充電状態ＳＯＣが高い領域にある場合の変化特性であり、ラインｑ２はバッテリー４の充電状態ＳＯＣが中程度の領域にある場合の変化特性であり、ラインｑ３はバッテリー４の充電状態ＳＯＣが低い領域にある場合の変化特性である。アクセル操作量が零であればモータトルク出力率Ａは略零であるが、アクセル操作量が増加するほどモータトルク出力率Ａは大きな値が設定されることになる。そして、そのときのバッテリーの充電状態がどのような充電状態になっているかに応じて、３本のラインｑ１、ｑ２、ｑ３の中のいずれかのラインが適用されることになる。

つまり、前記充電状態検出部Ｓ６にて検出されるバッテリー４の充電状態ＳＯＣの情報に基づいて、３本のラインｑ１、ｑ２、ｑ３のいずれか対応するラインを特定する。そして、そのラインとアクセル操作量検出センサＳ１にて検出されるアクセル操作量の情報からモータトルク出力率Ａを求める。

次に、そのときの電動モータ２の回転速度に対応する電動モータ２の力行用トルクの最大値である最大トルクＴｍを求める（ステップ８）。この最大トルクは、モータトルク出力率が１００％であるときの力行用トルクの値に対応するものである。図７に示すように、電動モータ２の回転速度に対する前記最大トルクの変化特性が予めマップデータにより設定されており、この変化特性と回転速度センサＳ３にて検出される回転速度の情報とから、そのときの電動モータ２の回転速度に対応する最大トルクＴｍを求めるのである。

次に、力行継続時間が設定上限時間に近づくにしたがって力行用トルクを漸減させるべく力行用トルクを制限するためのトルク制限係数Ｂを求める（ステップ９）。このトルク制限係数Ｂは、図８に示すように、力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間ｔに近づくに従って力行用トルクが漸減する状態で予め変化特性が設定されている。尚、設定上限時間ｔは上述した如くバッテリー４の充電状態ＳＯＣに応じて変化するが、トルク制限係数Ｂはそれに応じて係数が「１」の部分の時間軸の長さが適宜変更する状態で設定されることになる。従って、このトルク制限係数Ｂはタイマーにてカウントされる力行継続時間の長さに応じて適宜演算にて求められることになる。

そして、上述したようにして求めたモータトルク出力率Ａ、最大トルクＴｍ、トルク制限係数Ｂを掛け合わせて力行用トルクの目標値Ｔｓを求めて（Ｔｓ＝Ｔｍ×Ａ×Ｂ）、電動モータ２がその求めた力行用トルクの目標値Ｔｓを出力するように電動モータ２に対する出力処理を実行する（ステップ１０，１１）。つまり、力行用トルクの目標値Ｔｓｊに対応する制御情報がＰＷＭ制御回路２９に与えられ、ＰＷＭ制御回路２９からパルス信号がインバータ２８の各スイッチングトランジスタのベース端子に印加され、電動モータ２が力行作動することになる。

尚、上述したような電動モータ２の力行用トルクを求めるために設定される各種の変化特性（マップデータ）は、エンジン１が燃焼効率が高い状態を維持することができるように、エンジン１の回転速度（電動モータ２の回転速度と同じ）に応じて適切な力行用トルクを出力すべく予め実測データ等に基づいて設定されることになる。

ステップ１０にて力行用トルクの出力処理を開始すると、ステップ４にて設定された設定上限時間ｔをカウントするタイマーがカウント動作を実行する（ステップ１２）。そして、ステップ６にて、力行作動を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間ｔに達してタイマーがカウントアップしたことを判別すると、そのときに、力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であるか否かを判断して、力行必要状態でないと判別すると後述するように力行用トルクの出力処理を停止させることになるが、力行必要状態であると判別すると、電動モータ２による力行作動を引き続いて実行する（ステップ１３）。

次に、ステップ１３における力行必要状態であるか否かの判別処理について説明する。
この判別処理は、アクセル操作量が大側の設定量を越えて略最大操作量に近い大きな値になるまで操作されているにもかかわらず、車両の加速度が設定値よりも小さく充分な加速が行われていないような場合に、前記力行必要状態であると判別する構成となっている。説明を加えると、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が設定値、例えば、最大操作量を１００％とした場合に約７０％程度の操作量に対応する値を越えており、しかも、前記車速センサにて検出される車速の情報に基づいて算出した設定時間当たりの車速の変化量、即ち、車両加速度が設定加速度よりも小さいことを判定すると、力行必要状態であると判別することになる。

ステップ６にて力行継続時間が設定上限時間ｔに達してタイマーがカウントアップしたことを判別し、且つ、ステップ１３にて力行必要状態でないと判別された場合には、力行用トルクの出力を停止して、その後は後述するような解除条件が成立するまで力行作動における電動モータの出力を禁止する（ステップ１４）。

前記電動モータの出力を禁止することを解除する解除条件について説明すると、先ず、アクセル操作量が停止判定用閾値ＡＣＬを下回ると、回生作動を実行する状態となるので、解除されることになる（ステップ２）。又、電動モータの出力を禁止されている状態で、アクセル操作量が設定時間当りの増加量が設定量以上大の状態が設定時間継続して、運転者により加速が要求されている状態であることが判別されると、解除条件が成立して出力禁止が解除されるようになっている。

ステップ２にて力行作動条件が成立していないと判別された場合には、そのときまでに力行作動を実行しておりタイマーがカウントしている途中であればタイマーをリセットして（ステップ１５）、力行用トルクの出力を停止して、回生用トルクの目標値を演算にて求めて、その回生用トルクの目標値を出力するように電動モータ２に対する出力処理を実行する（ステップ１６、１７、１８）。この回生用トルクの目標値の求め方については、ここでは詳述しないが、バッテリーの充電状態、車速、及び、アクセル操作量の夫々の情報に基づいて、そのときの車両の状況に適した回生トルクを得られるように電動モータ２の作動を制御することになる。

図１０には、車両を発進させた後における時間の経過に伴う車速、加速度、アクセル操作量、電動モータの力行用トルクの本出願人による実測データを示している。この図におけるＱで示す時刻に到達するまでは、前記ステップ１２において力行必要状態ではないと判別される状態であり、アクセル操作量が大きく力行作動実行条件が満たされていても設定上限時間が経過すると力行作動を停止させるようになっている。そして、前記Ｑで示す時刻を越えると、アクセル操作量と加速度の計測データとから分かるように、アクセル操作量が大側の設定量を越えて大きな値に操作されているにもかかわらず、車両の加速度が小さく充分な加速が行われていない状態となっているので、時間が制限されることなく力行作動を引き続いて実行する構成となっている。

従って、上記構成によれば、電動モータ２による力行作動が必要ではないにもかかわらず、運転者による不必要なアクセル操作が継続して行われて、前記力行作動実行条件が満たされる状態が長く継続されることがあっても、力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると強制的に力行作動を停止させることになるので、バッテリー４の電力の無駄の消費を抑えて充電状態ＳＯＣの低下を回避させることが可能となるのである。又、坂道を登っている場合等のように力行作動が必要である場合には、力行継続時間が設定上限時間に達して力行作動を停止させることなく力行作動を引き続いて実行することにより、必要な走行駆動力を出力することができる。

〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。

（１）上記実施形態では、前記走行状態検出手段が車両の走行状態の一例としての車両の速度を検出してその車速の情報から車両の加速度を求めるようにして、アクセル操作量が最大操作量に近い大きな値になるまで操作されたにもかかわらず、車両の加速度が設定値よりも小さく充分な加速が行われていないような場合に前記力行必要状態であると判別する構成としたが、このような構成に代えて次のように構成するものでもよい。

すなわち、前記走行状態検出手が、車両の走行状態として、エンジンと走行装置との間の伝動系に設けられた自動変速機構の変速段の情報と、車両の車速の情報とを検出して、それらの情報から前記力行必要状態であるか否かを判別する構成とすることもできる。例えば、変速段が第２速になっているにもかかわらず、その変速段に対応するような車速に達していない場合に充分な加速が行われていないと判別するような構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、前記力行継続時間が前記設定上限時間に近づくにしたがって力行用トルクを漸減させる状態で電動モータの作動を制御するように構成としたが、このような構成に限らず、前記力行継続時間が前記設定上限時間に達するまで、前記モータトルク出力率と前記最大トルクとから求めた力行用トルクを出力する状態で電動モータの作動を制御する構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、バッテリーの充電状態の検出情報に基づいて前記設定上限時間の長さを変更設定する構成としたが、このような構成に限らず、前記設定上限時間の長さを一定にするものでもよい。

（４）上記実施形態では、前記アクセル操作量が前記開始判定用閾値を上回ると前記力行作動実行条件が満たされたものと判別し、前記アクセル操作量が前記解除判定用閾値を下回ると前記力行作動実行条件が満たされていないと判別する構成としたが、このような構成に限らず、スロットル開度の検出値の情報に基づいて、力行作動実行条件が満たされているか否かを判別する構成としてもよく、又、それ以外に、エンジンに対する燃焼用空気が吸気される吸気管の圧力の情報から力行作動実行条件が満たされているか否かを判別してもよい。

（５）上記実施形態では、走行駆動用のエンジンの出力軸と走行駆動用の電動モータとを直結する構成のハイブリッド車両を例示したが、このような構成に限らず、エンジン及び電動モータが遊星ギア機構等を介して変速装置に動力を伝えるような伝動構成を備えるものでもよい。

ハイブリッド車両の概略構成を示す図制御ブロック図電動モータの制御構成を示す図制御動作を示すフローチャート力行作動条件を判別するための説明図アクセル操作量とモータトルク出力率との関係を示す図回転速度と最大トルクとの関係を示す図力行継続時間とトルク制限係数との関係を示す図充電状態と設定上限時間との関係を示す図力行作動を実行した場合の実測データを示す図

符号の説明

１エンジン
２電動モータ
Ｈ制御手段
Ｓ４走行状態検出手段

Claims

エンジン及び電動モータを動力源として備えて走行装置を駆動するように構成され、車両の運転状態を制御する制御手段が、力行作動及び回生作動を実行するように前記電動モータの作動を制御するよう構成されているハイブリッド車両であって、
前記制御手段が、
アクセル操作量の情報に基づいて前記力行作動を行うべき力行作動実行条件が満たされていると判別すると前記力行作動を実行し、且つ、その力行作動の実行を開始してから力行作動を継続して実行する力行継続時間が設定上限時間に達すると、前記力行作動実行条件が満たされていても前記力行作動を停止させるように、前記電動モータの作動を制御するように構成されているハイブリッド車両。
前記制御手段が、
前記力行継続時間が前記設定上限時間に近づくにしたがって前記力行作動を行うときの力行用トルクを漸減させる状態で、前記電動モータの作動を制御するように構成されている請求項１記載のハイブリッド車両。
前記制御手段が、バッテリーの充電状態の検出情報に基づいて前記設定上限時間の長さを変更設定するように構成されている請求項１又は２記載のハイブリッド車両。
前記制御手段が、
前記力行継続時間が前記設定上限時間に達したときに、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段の検出情報に基づいて前記力行作動を継続して実行すべき力行必要状態であると判別すると、前記力行作動を停止させることなく前記力行作動を引き続いて実行する状態で、前記電動モータの作動を制御するように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
前記制御手段が、
アクセル操作量が前記エンジンの回転速度に応じて設定される開始判定用閾値を上回ると前記力行作動実行条件が満たされたものと判別し、
前記アクセル操作量が、前記エンジンの回転速度に応じて前記エンジンの回転速度が同じときの前記開始判定用閾値よりも低く設定される停止判定用閾値を下回ると前記力行作動実行条件が満たされていないと判別するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。