JP2008168700A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、運転者による操作と車両の走行環境に基づいて運転モードの切り替えを行うことで運転者の加速意図に応じた加速性能を実現する。
【解決手段】運転者による運転操作と走行路の走行環境に基づいて、車両の走行状態を判断し、スポーツ走行状態である場合にはエンジン始動線を通常走行状態に係る原位置からＥＶ走行モード領域側に変更してＨＥＶ走行モード領域を拡大する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、エンジン以外にモータ/ジェネレータからの動力によっても走行することができ、モータ/ジェネレータからの動力のみにより走行する電気走行(EV)モードと、エンジンからの動力のみまたはエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力により走行可能なハイブリッド走行(HEV)モードとを有するハイブリッド車両に関し、特に、運転者の加速意図に応じた加速性能が得られるようこれら走行モードを適切に切り替える制御を提案すること、およびこの制御を行うハイブリッド車両の適切な運転制御を提案すること、目的とする。

上記のようなハイブリッド車両に用いるハイブリッド駆動装置としては従来、様々な型式のものが提案されているが、そのうちの1つとして、特許文献1に記載のごときものが知られている。
このハイブリッド駆動装置は、エンジン回転を変速機に向かわせる軸に結合して、これらエンジンおよび変速機間にモータ/ジェネレータを具え、エンジンおよびモータ/ジェネレータ間を切り離し可能に結合する第1クラッチを有すると共に、モータ/ジェネレータおよび変速機出力軸間を切り離し可能に結合する第2クラッチをトルクコンバータの代わりに有した構成になるものである。

かかるハイブリッド駆動装置を具えたハイブリッド車両は、エンジンを停止して第1クラッチを解放すると共に第2クラッチを締結する場合、モータ/ジェネレータからの動力のみにより走行する電気走行(EV)モードとなる。この状態から、第１クラッチを締結し、モータ／ジェネレータをエンジンスタータとして用いてエンジンを始動し、第1クラッチおよび第2クラッチをともに締結する場合、エンジンからの動力のみまたはエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力により走行可能なハイブリッド走行(HEV)モードとなり得る。

また、旋回走行および加減速走行を繰り返すいわゆるワインディング走行等において、運転者のアクセル操作に対し応答良く駆動力を確保することができる技術としては従来、特許文献２に記載のごときものが知られている。
特許文献２に記載された自動変速機の変速制御装置は、運転者による加減速の大きな運転傾向を判断したら自動変速機の変速比をダウンシフト側に移行させるごとき最適な変速パターン制御を実行するものであり、いわゆるスポーツ走行と呼ばれる運転者による加減速の大きな運転傾向に応じた加減速性能を得ることができ、きびきびとした走行を実現する。
特開平１１−０８２２６０号公報 特開２００５−０６９２９４号公報

しかし、特許文献１に記載のハイブリッド車両に、特許文献２に記載の自動変速制御を適用すれば、以下に説明するような問題を生ずる。つまりワインディング路のケースでは、コーナー手前で減速し、コーナー出口で再加速する場合、ハイブリッド車両は前記減速時に電気走行(EV)モードで走行し、その後の前記再加速時にはハイブリッド走行(HEV)モードに切り替わってエンジン始動を伴うこととなる。したがって、ハイブリッド走行（HEV）モードでの加速を実行できるまでにタイムラグが生じる。加えてエンジン始動のためにトルクが必要となって、特許文献１および２に示されるように走行用のモータ／ジェネレータをエンジンスタータとして用いるものにおいては走行のためのトルクを十分に確保することができない。そうすると自動変速制御において最適な変速パターン制御を実行するものであっても、運転者の加速意図に応じた加速性能が得られないという問題がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、インバータに過度の負担をかけることなく、ハイブリッド車両の運転状態および走行状態に応じてより好適に発電を行うことができるモータ／ジェネレータ制御を提案するものである。

この目的のため本発明によるハイブリッド車両のモータ／ジェネレータ制御装置は、請求項１に記載のごとく、
動力源としてエンジンおよびモータ／ジェネレータを具え、エンジンを停止させモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードと、エンジンからの動力のみまたはエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードとを選択可能で、運転者による要求負荷に応じた情報が電気走行モードを選択すべき電気走行モード領域またはハイブリッド走行モードを選択すべきハイブリッド走行モード領域に該当するかを判断してこれら２つの走行モード間を切り替えるようにしたハイブリッド車両を前提とする。
そして、この前提のもとで、運転者による運転操作と走行路の走行環境に基づいて、車両の走行状態が通常の範囲内にある通常走行状態であるか、あるいは該通常の範囲外にあるスポーツ走行状態であるかを判断する走行状態判断手段を具え、
前記走行モード間の切り替えを行うモード切り替え手段は、前記スポーツ走行状態である場合には前記電気走行モード領域と前記ハイブリッド走行モード領域との境界を通常走行状態に係る原位置から電気走行モード領域側に変更してハイブリッド走行モード領域を拡大することを特徴としたものである。

かかる本発明の構成によれば、ハイブリッド車両の走行状態が通常走行状態からスポーツ走行状態に変わった場合に、ハイブリッド走行モード領域を拡大することから、例えばワインディング路でハイブリッド走行モードを継続し、ハイブリッド車両が頻繁に加減速してもエンジン始動を伴うことがない。したがって、ハイブリッド走行モードでの加速を実行できるまでにタイムラグが発生せず、加えてエンジン始動のためのトルクを確保する必要がなくなって、走行のためのトルクを十分大きくすることが可能になり、減速走行から加速走行に急変しても運転者の加速意図に応じた加速性能を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明のモータ／ジェネレータ制御装置を適用可能なハイブリッド駆動装置を具えたフロントエンジン・リヤホイールドライブ式ハイブリッド車両のパワートレーンを示し、1はエンジン、2は駆動車輪（後輪）である。
図1に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、エンジン1（クランクシャフト1a）からの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータ/ジェネレータ5を設ける。

モータ/ジェネレータ5は、モータとして作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用するもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
このモータ/ジェネレータ5およびエンジン1間に、より詳しくは、軸4とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータ/ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に、より詳しくは、軸4と変速機入力軸3aとの間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータ/ジェネレータ5および自動変速機3間を切り離し可能に結合する。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

自動変速機3は、2003年1月、日産自動車（株）発行「スカイライン新型車（CV35型車）解説書」第C−9頁〜第C−22頁に記載されたと同じものとし、複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放することで、これら摩擦要素の締結・解放組み合わせにより伝動系路（変速段）を決定するものとする。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、現在の変速段から目標変速段へ無段階にさせることができる変速機であってもよいのは言うまでもない。

上記した図1のパワートレーンにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチ6を解放し、第2クラッチ7を締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。

この状態でモータ/ジェネレータ5を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ5からの出力回転のみが変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによって電気走行（EV走行）させることができる。

高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV走行)モードが要求される場合、第１クラッチ６を締結し、モータ／ジェネレータ５をエンジンスタータとして用いてエンジン１を始動する。そして第1クラッチ6および第2クラッチ7をともに締結した状態で、自動変速機3を動力伝達状態にする。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5の双方によってハイブリッド走行（HEV走行）させることができる。

かかるHEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ5を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータ/ジェネレータ5のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。

なお図1では、モータ/ジェネレータ5および駆動車輪2を切り離し可能に結合する第1クラッチ7を、モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に介在させたが、
図2に示すように、第2クラッチ7を自動変速機3およびディファレンシャルギヤ装置8間に介在させても、同様に機能させることができる。

また、図1および図2では第2クラッチ7として専用のものを自動変速機3の前、若しくは、後に追加することとしたが、
この代わりに第2クラッチ7として、図3に示すごとく自動変速機3内に既存する前進変速段選択用の摩擦要素または後退変速段選択用の摩擦要素を流用するようにしてもよい。
この場合、第2クラッチ7が前記したモード選択機能を果たすのに加えて、この機能を果たすよう締結される時に自動変速機を動力伝達状態にすることとなり、専用の第2クラッチが不要でコスト上大いに有利である。

図1〜3に示すハイブリッド車両のパワートレーンを成すエンジン1、モータ/ジェネレータ5、第1クラッチ6、および第2クラッチ7は、図4に示すようなシステムにより制御する。

図4の制御システムは、パワートレーンの動作点（トルクおよび回転数）を統合制御する統合コントローラ20を具え、パワートレーンの動作点を、目標エンジントルクtTeと、目標モータ/ジェネレータトルクtTmと、第1クラッチ6の目標伝達トルク容量tTc1と、第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc2とで規定する。

統合コントローラ20には、上記パワートレーンの動作点を決定するために、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ11からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ/ジェネレータ回転センサ12からの信号と、
変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ13からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ14からの信号と、
エンジン1の要求負荷状態を表すアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ15からの信号と、
モータ/ジェネレータ5用の電力を蓄電しておくバッテリ9の蓄電状態SOC（持ち出し可能電力、充電率ともいう）を検出する蓄電状態センサ16からの信号と、
運転者によるブレーキ操作の有無を検出するブレーキスイッチ23からのＯＮ／ＯＦＦ信号と、
左車輪速Vwlおよび右車輪速Vwrを検出する車輪速センサ24からの信号と、を入力する。

なお、上記したセンサのうち、エンジン回転センサ11、モータ/ジェネレータ回転センサ12、入力回転センサ13、および出力回転センサ14はそれぞれ、図1〜3に示すように配置することができる。

統合コントローラ20は、上記入力情報のうちアクセル開度APO、バッテリ蓄電状態SOC、および変速機出力回転数No（車速VSP）から、運転者が希望している車両の駆動力を実現可能な運転モード（EVモード、HEVモード）を選択すると共に、目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1、および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2をそれぞれ演算して駆動力制御を行う。

図５は、統合コントローラ20で演算される制御を示すブロック図である。図５に沿って説明すると、目標駆動トルク演算部100では、図６に例示するマップを参照し、車速ＶＳＰ（自動変速機3の出力回転数Noに比例）とアクセル開度APOから、目標駆動トルクを算出する。また図７に例示するマップを参照し、車速ＶＳＰ（自動変速機3の出力回転数Noに比例）とアクセル開度APOから、モータ／ジェネレータアシストトルクを算出する。なおモータ／ジェネレータアシストトルクは後述する図１２に示すアシスト時間に制限される。

モード選択部200では、車速ＶＳＰ（自動変速機3の出力回転数Noに比例）とアクセル開度APOといった運転者による要求負荷に応じた情報から、図８に示す運転モード判断マップを参照して、運転モード（HEV走行またはEV走行）を演算する。

図８の運転モード判断マップについて説明すると、実線は電気走行モード領域と前記ハイブリッド走行モード領域との境界を示し、EV走行からHEV走行に切り替わる際にエンジン１を始動する条件となる。この境界（エンジン始動線）よりも車速ＶＳＰまたはアクセル開度APOが大きければHEV走行モードを選択する。これに対し、この境界（エンジン始動線）よりも車速ＶＳＰおよびアクセル開度APOの双方が小さければEV走行モードを選択する。

さらにモード選択部200では、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作といった運転操作と、走行路の曲率ないし直線といった走行環境に基づいて、車両が直線走行中なのか、あるいは旋回走行中なのか、あるいはワインディング路を走行中なのか、運転者はゆったりした走行性能を所望しているのか、あるいはきびきびした走行性能を所望しているのか、といった車両の走行状態を判断するための指数である運転傾向指数ｋを求める。この運転傾向指数ｋは、加減速が大きかったり、コーナまたはカーブの通過速度が高い走行状態であるスポーツ走行状態になると、値が増大する。逆に、一定速度や、停止や、コーナまたはカーブの通過速度が低い走行状態である通常走行状態になると、値が減少する。

この運転傾向指数ｋの求め方について、図１６から図２１に沿って説明する。
図１６は運転傾向指数ｋを求めるメインルーチンであり、所定時間（例えば、数十msec）毎に実行されるものである。

まず、ステップＳ11では、後述する図１７のサブルーチンのように、車両前後方向の加減速度ｇを求めて、車速ＶＳＰ毎に予め設定された係数１により、加減速走行頻度指数ｇ２を求める。

次に、ステップＳ12では、後述する図１８のサブルーチンのように、走行中の道路の屈曲度Ｌを検出する。この道路屈曲度Ｌは道路の曲率に基づくもので、ここでは、左右の車輪速Ｖｗｌ、Ｖｗｒの差から検出する。なお、カーナビゲーションシステムを有する車両では、検出した位置情報と、地図情報に基づいて走行中の道路の曲率を求めても良い。

ステップＳ13では、係数４と係数５の重み係数を設定してから、上記ステップＳ11で求めた加減速走行頻度指数ｇ２と、ステップＳ12で求めた道路屈曲度Ｌから、
ｋ＝係数４×加減速走行頻度指数ｇ２＋係数５×道路屈曲度Ｌ
より運転傾向指数ｋを演算する。ここで、重み付けを行う係数４は所定値（例えば、０．６）に設定され、係数５は、
係数５＝１−係数４
より設定され、例えば、０．４に設定されるものである。

そして、ステップＳ14では、この運転傾向指数ｋを所定の上限値と下限値以内となるように値を補正して終了する。

次に、上記ステップＳ11で行われる加減速走行頻度指数ｇ２の演算について、図１７のサブルーチンを参照しながら詳述する。

まず、ステップＳ111にて、車輪速センサ８の出力から、車両の前後方向の加減速度ｇを算出し、ステップＳ112では、車速ＶＳＰを読み込んで、加減速度ｇの絶対値に図１９に例示する特性図から求めた係数１を乗じて、加減速指数ｇ１を演算する。
ｇ１＝｜ｇ｜×係数１
図１９の係数１は、車速ＶＳＰに係数１を予め設定したもので、低車速（例えば、４０Km/h未満）及び高車速（例えば、８０Km/h以上）の領域では車速ＶＳＰの増大に応じて係数１も増大するように設定され、その他の領域ではほぼ一定となるように、設定される。なお、図１９では、車速ＶＳＰ＝６０〜８０Km/hの領域において係数１が若干減少するように設定されている。

そして、ステップＳ113では、アクセル開度センサ６のアクセル踏み込み量ＡＰＯ、ブレーキスイッチ７のブレーキ信号、車速ＶＳＰ及び上記ステップＳ111の加減速度ｇを読み込んで、図２０に示す図表から係数２を求め、次式により加減速走行頻度指数ｇ２を演算する。
ｇ２＝ｇ２_-1＋係数２×（ｇ１−ｇ１_-1）
ただし、ｇ２_-1は、前回の制御周期で求めた加減速走行頻度指数の値で、ｇ１_-1は、前回の制御周期で求めた加減速指数の値である。

なお、図２０の図表は、加減速度ｇとブレーキ信号のＯＮ／ＯＦＦに対する車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＯの関係から係数２を予め設定したものである。

次に、上記ステップＳ12で行われる道路屈曲度Ｌの演算について、図１８のサブルーチンを参照しながら詳述する。

まず、ステップＳ121にて、車輪速センサ８の出力から左車輪速Ｖｗｌと右車輪速Ｖｗｒを検出する。

ステップＳ122では、車速ＶＳＰを読み込んで、図２１に例示する特性図から車速ＶＳＰに応じた係数３を求めてから、道路屈曲度Ｌを、
Ｌ＝｜Ｖｗｌ−Ｖｗｒ｜×係数３
より演算する。つまり道路屈曲度Ｌは、道路の曲率に相当する左右車輪速の差分の絶対値に係数３を乗じた値として求められる。

なお、図２１の特性図は、車速ＶＳＰが所定の高速域（例えば８０Km/h以上）に達するまでは、車速ＶＳＰの増大に応じて係数３も増大するように設定され、高速域では係数３は所定値に固定される。

上述のように求めた運転傾向指数ｋが、所定の閾値で規定される通常の範囲内、例えば０．４以下、である場合には、車両が通常走行状態にあると判断し、図８に示す通常のエンジン始動線を用いる。これに対し、例えば０．４を超える通常の範囲外である場合には、車両がスポーツ走行状態にあると判断し、図８に示すスポーティ走行時のエンジン始動線を用いる。これら２種のエンジン始動線を比較すると、通常のエンジン始動線で区画されるEV走行モード領域は、スポーツ走行のエンジン始動線で区画されるEV走行モード領域よりも小さい。別な言い方をすれば、スポーツ走行状態である場合にはEV走行モード領域とHEV走行モード領域との境界を通常走行状態に係る原位置から電気走行モード領域側に移動してハイブリッド走行モード領域を拡大するよう、境界を変更する。

このような境界（エンジン始動線）の変更は、図８に示すようなアクセル開度APOおよび車速VSPの双方を小さくする移動である他、いずれか一方を小さくする移動であってもよい。

このようなモード選択部200の構成により、通常走行状態ではEV走行モード領域を大きくしてゆったりした走行の実現およびエンジン１の燃料消費率の向上を図ることができる。これに対しスポーツ走行状態では、HEV走行モード領域を大きくしてきびきびした走行を実現することができる。

目標発電出力演算部300では、図９に例示する走行中発電要求出力マップを参照し、蓄電状態SOCから目標発電出力を演算する。図９中、実線は通常走行状態の発電電力を示す。また破線はスポーツ走行状態の発電電力を示す。スポーツ走行状態の発電電力を通常走行状態の発電電力よりも大きく設定することにより、エネルギー回収効率を向上させることができる。

また目標発電出力演算部300では、現在の動作点から図10に太線で示す最良燃費線まで、エンジン回転数NeをそのままにしてエンジントルクTeを上昇させるために必要な出力を演算し、前記目標発電出力と比較して、少ない出力を要求出力として、エンジン出力に加算する。一例を示すと、現在の動作点が図１０中のAであれば、図１０中に矢で示す直線がエンジントルクTeを上昇させるために必要な出力である。そして、当該直線に係る必要出力と、上述した目標発電出力とを比較して、少ない出力を要求出力とする。

動作点指令部400では、上述したアクセル開度APO、目標駆動トルク、モータ／ジェネレータアシストトルク、運転モード、車速VSP、および要求出力を動作点の到達目標として、過渡的な目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1、目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2、および目標変速段をそれぞれ演算する。

変速制御部500では、上述した目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2および目標変速段から、自動変速機３の図示しないコントロールバルブに設けられた各ソレノイドバルブの電流指令を演算し、これらソレノイドバルブを駆動制御する。また変速制御部500は公知の変速パターン移行制御を実行し、スポーツ走行状態では入力回転数Niが通常走行状態よりも高回転になるよう変速パターンをダウンシフト側に移行させる。

上述した図５のブロック図に示す制御の中で、目標モータ/ジェネレータトルクtTmが正値の場合はモータ／ジェネレータ５がモータとして動作し駆動トルクを車輪２側に出力する。これに対し、目標モータ/ジェネレータトルクtTmが負値の場合は目標モータ/ジェネレータトルクtTmの絶対値が回生トルクであるからモータ／ジェネレータ５が発電機として動作するよう回生トルクを車輪２側またはエンジン１側の少なくとも一方からモータ／ジェネレータ５に入力する。

図11は、上述した統合コントローラ20で演算される制御のうちモード選択部200で演算される境界を変更する制御プログラムを示すフローチャートである。

まずステップS1では車両の情報、具体的には、上述の運転傾向指数ｋを読み込む。そして、ｋが通常の範囲内にあるか否かを判断することによって、車両が燃料消費率の向上重視の通常走行状態であるか、あるいは運転者の加速意図に対する応答性重視のスポーツ走行状態であるか判断する。

次のステップS2では、上記ステップS1の判断がスポーツ走行状態であるかをチェックする。スポーツ走行状態であれば（YES）、ステップS3へ進み、スポーツ走行状態でなければ（NO）、ステップS6へ進む。

ステップS3では、車両の運転モードがEV走行モードか、あるいはHEV走行モードかを判断する。HEV走行モードであればステップS5へ進み、エンジン始動線を図８に示すように通常時からスポーツ走行時に変更させる。そして本フローチャートを抜ける。
なお、上記ステップＳ５では、自動変速機３の変速パターン移行制御も合わせて実行する。

これに対し上記ステップS3でEV走行モードと判断する場合にはステップS4へ進み、自動変速機3の変速パターン移行制御を禁止するよう指令する。そして本フローチャートを抜ける。禁止する理由について説明すると、EV走行中に高回転側となる変速パターンを実施するとモータ／ジェネレータ５の回転数が高くなる。そうすると、エンジン回転数Neとモータ／ジェネレータ回転数Nｍとの差回転が大きくなってしまい、第1クラッチ６を締結してエンジン１を始動する際にはショックが発生してしまう。このことから、変速パターン移行を禁止することにより、ショックが発生するという不都合を回避することができる。
なお、上記ステップＳ４では、上記ステップＳ５と同様なエンジン始動線の変更を実行する。

説明を上記ステップS2へ戻すと、上記ステップS2でスポーツ走行状態ではなければ（NO）ステップS6へ進み通常走行状態のための制御に入る。ステップＳ６では、エンジン始動線は図８に示すスポーツ走行時の境界であるか否かを確認する。前回の制御処理において通常走行状態であれば境界は変更されておらず（NO）、エンジン始動線は未だ変更されていないから、前回から今回の制御処理にかけて通常走行状態が維持されていることが判明する。そこで本フローチャートをぬける。
これに対し、前回の制御処理においてスポーツ走行状態であれば上記ステップS6でエンジン始動線がスポーツ走行用であると判断するから（YES）、ステップS7へ進み、スポーツ走行状態から通常走行状態に変化した際の制御に入る。

ステップS7では、アクセル開度APOの変化量ΔAPOが０以下であるか、またはアクセル開度APOが０であるかを判断する。なお、ΔAPOが０以下とは、運転者がアクセルペダル踏み込み量を一定にしたり、アクセルペダル踏み戻し操作をしたりすることをいう。またアクセル開度APOが０とは、アクセルペダルを釈放している状態をいう。
ステップＳ７で、アクセル開度変化量ΔAPOが０を超えると判断し、またはアクセル開度APOが０ではないと判断する場合(NO)には、走行環境が安定し、運転者がきびきびとした走行性能を所望していると考えられるため、エンジン始動線を通常時の原位置に戻すことなく、本フローチャートを抜ける。
これに対し、アクセル開度変化量ΔAPOが０以下であると判断し、またはアクセル開度APOが０であると判断する場合(YES)には、運転者によるアクセル操作量が略０または該アクセル操作量の時間変化率が負値であることから、走行環境が急変し、運転者がゆったりとした走行性能を所望していると考えられるため、ステップS8へ進む。

ステップS8では、エンジン始動線を原位置に変更する。また、自動変速機３が変速パターンをダウンシフト側に移行していれば、変速パターンも通常走行状態の位置へ戻す。
そして本フローチャートを抜ける。

図１２は、本実施例のハイブリッド駆動装置につき、スポーツ走行状態のコースト時駆動力を、通常走行状態のコースト時駆動力と比較して示す特性図である。運転者がブレーキペダルおよびアクセルペダルの双方を釈放して走行するコースト時において、スポーツ走行状態のコースト時駆動力（制動トルク）は、すべての車速VSP領域で、通常走行状態のコースト時駆動力（制動トルク）よりも強く（制動トルクが大きく）、いわゆるエンジンブレーキの効果が大きい。これは、スポーツ走行状態にあっては、通常走行状態のときよりも大きな回生トルクをモータ／ジェネレータ５に与えて、より大きなエネルギーを回収することにより実現する。
本実施例では、スポーツ走行状態のコースト時駆動力を大きくしたことから、運転者によるブレーキ操作の頻度およびブレーキペダルの踏み込み量を少なくすることが可能になり、運転性が向上する。

図１３は、本実施例のハイブリッド駆動装置につき、スポーツ走行状態のモータアシスト許可時間を、通常走行状態のモータアシスト許可時間と比較して示す図表である。ここで付言すると、モータアシスト制御とは、ハイブリッド走行モードにおいて、アクセル開度APOが大きい場合には、エンジントルクにモータトルクを上乗せして駆動輪に出力する制御をいうもので、バッテリ９のSOCの急激な低下を伴うことを考慮して、所定の許可時間を設けている。
本実施例では図１３に示すように、スポーツ走行状態のモータアシスト許可時間を、通常走行状態のモータアシスト許可時間と同一または長く設定する。
図１３に示すモータアシスト許可時間経過後は、公知である通常のハイブリッド駆動力配分制御に基づき、格別なモータアシストを行わない所定の駆動力配分で、エンジン１およびモータ／ジェネレータ５を駆動制御する。

図１４および図１５は、モータアシスト制御におけるエンジントルクおよびモータアシストトルクの割合を示す特性図である。図１４は通常走行状態の割合を示し、図１５はスポーツ走行状態の割合を示し、アクセル開度APOが大きくなるにつれて駆動トルクも大きくなり、エンジントルクおよびモータアシストトルクの合計である総トルクは、共に等しい。ただし本実施例では、エンジントルクの割合を、通常走行状態よりもスポーツ走行状態で大きくする。

ワインディング路で車両がスポーツ走行状態であると判断しても、コーナ入口では走行のための駆動力をあまり必要としない低負荷走行となる。本実施例によれば、このような低負荷走行時であってもエンジンの負荷を高めに維持することから、その後の再加速時には駆動力を大きくすることが可能になり、運転者の加速意図どおりの走行を実現して、加速性能が向上する。

また上述した図１５に示すようにスポーツ走行状態では、アクセル開度APOが中開度付近でエンジントルクの割合を大きくしモータトルクの割合を小さくする。そして上述した図１３に示すようにトルク割合を長めに設定する。これにより、モータ／ジェネレータ５による発電と電力消費とのバランスをよくすることが可能となる。したがって、電力収支と加速性能との両立を図ることができる。

ところで本実施例のハイブリッド車両によればステップS1で、運転者による運転操作と走行路の走行環境に基づいて、車両の走行状態が通常の範囲内にある通常走行状態であるか、あるいは該通常の範囲外にあるスポーツ走行状態であるかを判断し、
スポーツ走行状態である場合には図１１のステップS5で、電気走行モード領域と前記ハイブリッド走行モード領域との境界になるエンジン始動線を図８に示すように通常走行状態に係る原位置から電気走行モード領域側に変更してハイブリッド走行モード領域を拡大することから、
例えばワインディング路でハイブリッド走行モードを継続し、ハイブリッド車両が頻繁に加減速してもエンジン始動を伴うことがない。したがって、ハイブリッド走行モードでの加速が実行できるまでにタイムラグが発生せず、加えてエンジン始動のためのトルクを確保する必要がなくなって、走行のためのトルクを十分大きくすることが可能になり、減速走行から加速走行に急変しても運転者の加速意図に応じた加速性能を実現することができる。

ここでいう、運転者による運転操作と走行路の走行環境に基づき、とは具体的には車両の前後方向加減速度および走行路の曲率に基づくことをいい、本実施例では図１６〜図２１に示すように運転傾向指数を求めることをいう。なおこれら情報の他、運転者の操作する操舵装置の操舵角をモニターして走行状態を判断してもよい。

また本実施例は、スポーツ走行状態では自動変速機３の変速パターンをダウンシフト側へ移行する変速パターン移行制御を具える。しかしながら、HEV走行モードを選択中にスポーツ走行状態であると判断すれば、図１１のステップS4で示すように変速パターン移行を禁止する指令を発する。
これにより、第1クラッチ６を締結してエンジン１を始動する際にはショックが発生してしまうという不都合を回避することができる。

具体的には図８に示すように、HEV走行モード領域および前記ハイブリッド走行モード領域は、運転者によるアクセル操作量APOおよび車速VSPで表され、エンジン始動の境界の変更は、これらアクセル操作量および車速の少なくとも一方の変更である。

また本実施例では、図１１のステップS6で判断がスポーツ走行状態から通常走行状態に変化した場合に、続くステップS7でアクセル開度APOが０またはアクセル開度変化量ΔAPOが負値であるとき、ステップS8でエンジン始動の境界を前記原位置に復帰させる。これにより、走行状態の変化に適切に対応するよう走行性能を調整することができる。

また本実施例では図１２に示すように、コースト走行中はスポーツ走行状態の制動トルクを通常走行状態の制動トルクよりも大きく設定することから、
運転者によるブレーキ操作の頻度およびブレーキペダルの踏み込み量を少なくすることが可能になり、運転性が向上する。またエネルギー回収効率を高め、HEV走行モードにおける、電力消費と発電とのバランスを改善することができ、燃料消費率を向上させることができる。

また本実施例では、通常走行状態にあっては、エンジントルクおよびエンジン回転数の関係で表される図１０のマップに太線で表されるような最良燃費線でエンジン１を運転し、 スポーツ走行状態にあってはエンジン１を、破線で表されるように最良燃費線に係る出力トルクよりも大きな出力トルクで運転することから、
ワインディング路で車両がスポーツ走行状態であると判断しても、コーナ入口では走行のための駆動力をあまり必要としない低負荷走行となるときであってもエンジンの負荷を高めに維持する。したがって、その後の再加速時には駆動力を大きくすることが可能になり、運転者の加速意図どおりの走行を実現して、加速性能が向上する。

また本実施例では、モータ／ジェネレータ５と電力を授受するバッテリ９の蓄電状態SOCを検出する蓄電状態センサ16を具え、通常走行状態では図９に実線で表されるようにバッテリ９の蓄電状態SOCに応じた所定の発電電力でモータ／ジェネレータ５を回生運転する。一方、スポーツ走行状態では図９に破線で表されるように、通常走行状態での発電電力よりも大きな発電電力でモータ／ジェネレータ５を回生運転する。これにより、エネルギー回収効率を向上させることができる。

また本実施例では、ハイブリッド走行モードにおけるエンジン１およびモータ/ジェネレータ５の双方からの出力トルクを、図１４および図１５に示すようにアクセル開度APOに略比例するよう設定し、スポーツ走行状態における総トルクに対するエンジントルクの割合（図１５）を、通常走行状態における割合（図１４）よりも小さくしたことから、
アクセル開度APOが中開度付近でエンジントルクの割合を大きくしモータアシストトルクの割合を小さくして、エンジントルクおよびモータアシストトルクの合計である総トルクを確保しつつ、バッテリ９から電力を持ち出すことを抑制することができる。

また図１５に示すスポーツ走行状態におけるトルク割合の維持時間を、図１４に示す通常走行状態におけるトルク割合の維持時間よりも長く設定したことから、
モータ／ジェネレータ５による電力消費を抑制して、発電と電力消費とのバランスをよくすることが可能となる。したがって、電力収支と加速性能との両立を図ることができる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。

本発明の制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の制御装置を適用可能な他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の制御装置を適用可能な更に他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 図1〜3に示したパワートレーンの制御システムを示すブロック線図である。 統合コントローラで演算される制御を示すブロック図である。 目標駆動トルクを算出するマップである。 モータ／ジェネレータのアシストトルクを算出するマップである。 運転モードを判定するためのマップである。 目標発電出力を演算するための走行中発電要求出力マップである。 エンジンの最良燃費線および動作点を示すマップである。 図4の制御システムにおける統合コントローラが実行する運転モードの境界を変更する制御プログラムのフローチャートである。 スポーツ走行状態のコースト時駆動力と、通常走行状態のコースト時駆動力とを示す特性図である。 スポーツ走行状態のモータアシスト許可時間と、通常走行状態のモータアシスト許可時間とを示す図表である。 通常走行状態のモータアシスト制御におけるエンジントルクおよびモータアシストトルクの割合を示す特性図である。 スポーツ走行状態のモータアシスト制御におけるエンジントルクおよびモータアシストトルクの割合を示す特性図である。 運転傾向指数ｋの演算処理を示すフローチャートである。 加減速走行頻度指数を演算するサブルーチンを示すフローチャートである。 道路屈曲度を演算するサブルーチンを示すフローチャートである。 係数１を求めるための特性図である。 係数２を求めるための特性図である。 係数３を求めるための特性図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 駆動車輪（後輪）
３ 自動変速機
４ 伝動軸
５ モータ/ジェネレータ
６ 第1クラッチ
７ 第2クラッチ
８ ディファレンシャルギヤ装置
９ バッテリ
10 インバータ
11 エンジン回転センサ
12 モータ/ジェネレータ回転センサ
13 変速機入力回転センサ
14 変速機出力回転センサ
15 アクセル開度センサ
16 バッテリ蓄電状態センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータ/ジェネレータコントローラ

Claims (10)

1. 動力源としてエンジンおよびモータ／ジェネレータを具え、エンジンを停止させモータ/ジェネレータからの動力のみによる電気走行モードと、エンジンからの動力のみまたはエンジンおよびモータ/ジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードとを選択可能で、運転者による要求負荷に応じた情報が電気走行モードを選択すべき電気走行モード領域またはハイブリッド走行モードを選択すべきハイブリッド走行モード領域に該当するかを判断してこれら２つの走行モード間を切り替えるようにしたハイブリッド車両において、
   運転者による運転操作と走行路の走行環境に基づいて、車両の走行状態が通常の範囲内にある通常走行状態であるか、あるいは該通常の範囲外にあるスポーツ走行状態であるかを判断する走行状態判断手段を具え、
   前記走行モード間の切り替えを行うモード切り替え手段は、前記スポーツ走行状態である場合には前記電気走行モード領域と前記ハイブリッド走行モード領域との境界を通常走行状態に係る原位置から電気走行モード領域側に変更してハイブリッド走行モード領域を拡大するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記走行状態判断手段は、車両の前後方向加減速度および走行路の曲率に基づき、前記通常走行状態であるか、あるいは前記スポーツ走行状態であるかを判断するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 前記動力源からの動力を変速する自動変速機と、前記スポーツ走行状態では前記自動変速機の変速パターンをダウンシフト側へ移行する変速パターン制御手段とを具えた請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記電気走行モードを選択中に前記走行状態判断手段がスポーツ走行状態であると判断した場合、前記変速パターン制御手段は、前記移行を禁止するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記電気走行モード領域および前記ハイブリッド走行モード領域は、運転者によるアクセル操作量および車速で表され、前記境界の変更は、これらアクセル操作量および車速の少なくとも一方の変更であることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記走行状態判断手段による判断がスポーツ走行状態から通常走行状態に変化した場合に、該変化以降における運転者によるアクセル操作が略０または該アクセル操作量が負値であるとき、前記モード切り替え手段は境界を前記原位置に復帰させることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   コースト走行中は前記スポーツ走行状態の制動トルクを前記通常走行状態の制動トルクよりも大きく設定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記通常走行状態では、最良の燃料消費率となるエンジントルクおよびエンジン回転数の関係で表される最良燃費線で前記エンジンを運転し、
   前記スポーツ走行状態では前記エンジンを、前記最良燃費線に係る出力トルクよりも大きな出力トルクで運転することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記モータ／ジェネレータと電力を授受するバッテリの充電率を検出する充電率検出手段を具え、
   前記通常走行状態では前記充電率に応じた所定の発電電力でモータ／ジェネレータを回生運転し、
   前記スポーツ走行状態では前記所定の発電電力よりも大きな発電電力でモータ／ジェネレータを回生運転することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   ハイブリッド走行モードにおけるエンジントルクおよびモータ/ジェネレータからのモータトルクの双方からの総トルクを、運転者によるアクセル操作子の操作量に略比例するよう設定し、
   前記スポーツ走行状態における前記総トルクに対するエンジントルクの割合を、前記通常走行状態における前記割合よりも小さくしたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
10. 請求項９に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
    前記スポーツ走行状態における前記割合の維持時間を、前記通常走行状態における前記割合の維持時間よりも長く設定したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

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