JP2015182629A

JP2015182629A - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP2015182629A
Application number: JP2014061401A
Authority: JP
Inventors: 聡宏鍋島; Akihiro Nabeshima
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-25
Also published as: JP6254879B2

Abstract

【課題】走行モードを適切に切り替えて燃費性能を向上させる。【解決手段】走行モードとして、エンジンを駆動するエンジン走行モードと、エンジンを停止して電動モータを駆動するモータ走行モードと、を備える車両用制御装置１１であって、運転手のアクセル操作状況に基づいて、車両の目標駆動力を設定する駆動力設定部と、目標駆動力がエンジン始動閾値を上回る場合にはエンジン走行モードを設定し、目標駆動力がエンジン停止閾値を下回る場合にはモータ走行モードを設定する走行モード設定部と、車両前方の先行車両情報に基づいて、先行車両と自己車両との相対的な走行状況を検出する走行状況検出部と、走行状況に基づいて、アクセル操作状況を走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を変化させる応答速度設定部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、走行モードとしてエンジン走行モードとモータ走行モードとを備える車両用制御装置に関する。

近年、ミリ波レーダ、赤外線レーザ、ステレオカメラ、単眼カメラ等を用いて車両前方の情報を収集し、パワーユニットやブレーキ等を補助的に制御する運転支援システムが提案されている。この運転支援システムは、動力源としてエンジンおよび電動モータを備えるハイブリッド車両にも適用されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のハイブリッド車両においては、先行車両が減速したときにエンジンを停止してモータ走行モードを実行する一方、先行車両が加速したときにエンジンを始動してエンジン走行モードを実行している。

特開２０００−１２０４６０号公報

ところで、ハイブリッド車両においては、燃費性能を向上させるため、エンジン効率の低下領域でモータ走行モードを実行することが望ましい。このため、特許文献１に記載のハイブリッド車両のように、単に先行車両の加速や減速に応じて走行モードを切り替えることは、エンジン効率の低下領域でエンジン走行モードを実行してしまう要因であり、ハイブリッド車両の燃費性能を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、走行モードを適切に切り替えて燃費性能を向上させることにある。

本発明の車両用制御装置は、走行モードとして、エンジンを駆動するエンジン走行モードと、前記エンジンを停止して電動モータを駆動するモータ走行モードと、を備える車両用制御装置であって、運転手のアクセル操作状況に基づいて、車両の目標駆動力を設定する駆動力設定部と、前記目標駆動力がエンジン始動閾値を上回る場合には前記エンジン走行モードを設定し、前記目標駆動力がエンジン停止閾値を下回る場合には前記モータ走行モードを設定する走行モード設定部と、車両前方の先行車両情報に基づいて、先行車両と自己車両との相対的な走行状況を検出する走行状況検出部と、前記走行状況に基づいて、前記アクセル操作状況を前記走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を変化させる応答速度設定部と、を有する。

本発明によれば、先行車両と自己車両との相対的な走行状況に基づいて、アクセル操作状況を走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を変化させるようにしている。これにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。

ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットの一例を示す概略図である。モータ走行モードの設定領域とパラレル走行モードの設定領域との一例を示すモードマップである。制御ユニットが有する機能の一部を示すブロック図である。パラレル走行モードに切り替える際に用いられる第１フィルタおよび第１判定時間の設定状況を示すイメージ図である。パラレル走行モードに切り替える際の判定状況を示すタイミングチャートである。モータ走行モードに切り替える際に用いられる第２フィルタおよび第２判定時間の設定状況を示すイメージ図である。モータ走行モードに切り替える際の判定状況を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット１０の一例を示す概略図である。図示するパワーユニット１０は、本発明の一実施の形態である車両用制御装置１１によって制御される。パワーユニット１０は、動力源としてエンジン１２およびモータジェネレータ（電動モータ）１３を有している。また、パワーユニット１０には、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５を備えた無段変速機１６が設けられている。プライマリプーリ１４の一方側には、トルクコンバータ１７を介してエンジン１２が連結されており、プライマリプーリ１４の他方側には、モータジェネレータ１３が連結されている。また、セカンダリプーリ１５には、出力軸１８およびデファレンシャル機構１９を介して駆動輪２０が連結されている。なお、モータジェネレータ１３のステータ２１には、インバータ２２を介してバッテリ２３が接続されている。

トルクコンバータ１７とプライマリプーリ１４との間には、解放状態と接続状態とに切り替えられるクラッチ２４が設けられている。走行モードとしてモータ走行モードを設定する際には、クラッチ２４を解放状態に切り替えることにより、プライマリプーリ１４とエンジン１２とが切り離される。このモータ走行モードにおいては、エンジン１２が停止されてモータジェネレータ１３が駆動され、モータ動力によって駆動輪２０が駆動される。一方、走行モードとしてパラレル走行モード（エンジン走行モード）を設定する際には、クラッチ２４を接続状態に切り替えることにより、プライマリプーリ１４とエンジン１２とが接続される。このパラレル走行モードにおいては、エンジン１２およびモータジェネレータ１３が駆動され、エンジン動力やモータ動力によって駆動輪２０が駆動される。なお、エンジン走行モードとしてパラレル走行モードを挙げているが、これに限られることはなく、エンジン１２のみを駆動するエンジン走行モードであっても良い。

前述したモータ走行モードとパラレル走行モードとを切り替えるため、車両用制御装置１１にはハイブリッド制御ユニット３０（以下、制御ユニット３０と記載する。）が設けられている。制御ユニット３０は、車両の目標駆動力と車速とに基づいて所定のモードマップを参照し、走行モードとしてモータ走行モードまたはパラレル走行モードを設定する。ここで、図２はモータ走行モードの設定領域とパラレル走行モードの設定領域との一例を示すモードマップである。なお、図２のモードマップには、エンジン１２の燃料消費率（単位仕事当たりの燃料消費量）を示す一点鎖線が併せて示されている。図２に破線で示すように、モードマップには、エンジン始動閾値およびエンジン停止閾値として機能するモード閾値Ｘが設定されている。図２に矢印Ａで示すように、モータ走行モードが設定されている状態のもとで、エンジン始動閾値としてのモード閾値Ｘを上回るように目標駆動力や車速が上昇した場合には、エンジン１２が始動されて走行モードがパラレル走行モードに切り替えられる。一方、図２に矢印Ｂで示すように、パラレル走行モードが設定されている状態のもとで、エンジン停止閾値としてのモード閾値Ｘを下回るように目標駆動力や車速が低下した場合には、エンジン１２が停止されて走行モードがモータ走行モードに切り替えられる。

走行モードを切り替える際の判定基準となるモード閾値Ｘは、エンジン１２の燃料消費率に基づき設定されている。すなわち、図２に符号αで示すように、エンジン１２の燃料消費率が良好な領域、つまりエンジン効率が高い領域において、パラレル走行モードが実行されるようにモード閾値Ｘが設定されている。このモード閾値Ｘよりも低駆動力側においては、同じ燃料消費率を結んだ一点鎖線が密になっていることから、モード閾値Ｘを低駆動力側にずらして設定することは、エンジン効率の急激な低下を招く要因となる。すなわち、燃費性能を向上させる観点からモータ走行モードを拡大することは重要であるが、モード閾値Ｘを積極的に動かしてモータ走行モードを拡大することは、エンジン効率の観点から望ましいことではない。なお、図２のモードマップにおいては、モード閾値Ｘをエンジン始動閾値およびエンジン停止閾値として機能させているが、これに限られることはなく、エンジン始動閾値とエンジン停止閾値とを別個に設定しても良い。

また、図１に示すように、制御ユニット３０は、パワーユニット１０を構成するエンジン１２、モータジェネレータ１３、クラッチ２４および無段変速機１６等を制御している。制御ユニット３０は、スロットルバルブやインジェクタ等の補機３１に制御信号を出力し、エンジン１２のトルクや回転数を制御している。また、制御ユニット３０は、スタータモータ３２に制御信号を出力し、エンジン始動時にはエンジン１２のクランキングを制御している。また、制御ユニット３０は、インバータ２２に制御信号を出力し、モータジェネレータ１３のトルクや回転数を制御している。さらに、制御ユニット３０は、無段変速機１６やクラッチ２４に対して作動油を供給制御するバルブユニット３３に制御信号を出力し、無段変速機１６やクラッチ２４の作動状態を制御している。また、制御ユニット３０には、アクセルペダルの操作量（以下、アクセル操作量と記載する。）を検出するアクセルセンサ３４、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ３５、車両の走行速度である車速を検出する車速センサ３６等が接続されている。また、制御ユニット３０には、バッテリ制御ユニット３７からバッテリ２３の充電状態ＳＯＣ等が送信されている。なお、制御ユニット３０は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成される。

また、ハイブリッド車両には、車両前方を撮像するカメラユニット３８が設けられている。制御ユニット３０は、カメラユニット３８から送られる車両前方の画像情報つまり先行車両情報に基づいて、先行車両と自己車両との相対的な走行状況を判定する。走行状況としては、先行車両と自己車両との相対的な距離である車間距離や、先行車両と自己車両との相対的な速度である速度差等が挙げられる。そして、制御ユニット３０は、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を高めるため、先行車両との車間距離や速度差等に基づいて、走行モードの切り替えを判定する際の応答速度を調整している。

以下、走行モードの切替制御について説明する。図３は制御ユニット３０が有する機能の一部を示すブロック図である。図３に示すように、制御ユニット３０は、基本駆動力設定部４０、目標駆動力設定部４１、車間距離検出部４２、車速差検出部４３、フィルタ設定部４４、判定時間設定部４５、モード閾値設定部４６および走行モード判定部４７を有している。これらの各機能部を備えた制御ユニット３０は、後述するように、駆動力設定部、走行モード設定部、走行状況検出部および応答速度設定部として機能している。

車速差検出部４３は、先行車両情報に基づいて先行車両との車速差ΔＶを検出し、車間距離検出部４２は、先行車両情報に基づいて先行車両との車間距離Ｄを検出する。次いで、フィルタ設定部４４は、車間距離Ｄと車速差ΔＶとに基づいてフィルタＦａ，Ｆｂを設定し、判定時間設定部４５は、車間距離Ｄと車速差ΔＶとに基づいてディレイ時間とも呼ばれる判定時間Ｔａ，Ｔｂを設定する。ここで、フィルタ設定部４４は、フィルタとして、パラレル走行モード切替時に用いられる第１フィルタＦａと、モータ走行モード切替時に用いられる第２フィルタＦｂとを設定している。同様に、判定時間設定部４５は、判定時間として、パラレル走行モード切替時に用いられる第１判定時間Ｔａと、モータ走行モード切替時に用いられる第２判定時間Ｔｂとを設定している。なお、フィルタ設定部４４が設定するフィルタＦａ，Ｆｂとは、後述する基本駆動力Ｂにフィルタ処理を施して目標駆動力Ｐａ，Ｐｂを求める際に用いられるフィルタである。また、判定時間設定部４５が設定する判定時間Ｔａ，Ｔｂとは、目標駆動力Ｐａ，Ｐｂとモード閾値Ｘとを比較判定する際に用いられる判定時間である。

また、基本駆動力設定部４０は、運転手のアクセル操作量（アクセル操作状況）Ａｃｃに基づき所定の駆動力マップを参照し、運転手の要求に応じた大きさの基本駆動力Ｂを設定する。続いて、目標駆動力設定部４１は、第１フィルタＦａを用いて基本駆動力Ｂにフィルタ処理を施し、パラレル走行モード切替時に用いる第１目標駆動力Ｐａを設定する。同様に、目標駆動力設定部４１は、第２フィルタＦｂを用いて基本駆動力Ｂにフィルタ処理を施し、モータ走行モード切替時に用いる第２目標駆動力Ｐｂを設定する。また、モード閾値設定部４６は、車速Ｖに基づいて所定のモードマップを参照し、目標駆動力Ｐａ，Ｐｂと比較判定されるモード閾値Ｘを設定する。なお、モード閾値設定部４６には、バッテリ制御ユニット３７からバッテリ２３の充電状態ＳＯＣが入力されており、モード閾値設定部４６は、充電状態ＳＯＣに基づいてモード閾値Ｘを調整している。例えば、充電状態ＳＯＣが低下している場合には、発電用にエンジン駆動が要求されることから、モード閾値Ｘが低駆動力側に調整される一方、充電状態ＳＯＣが上昇している場合には、発電用にエンジン駆動が要求されないことから、モード閾値Ｘが高駆動力側に調整される。

前述したように、モード閾値Ｘ、第１目標駆動力Ｐａ、第２目標駆動力Ｐｂ、第１判定時間Ｔａおよび第２判定時間Ｔｂが設定されると、これらの設定情報に基づいて走行モード判定部４７は走行モードの切り替えを判定する。すなわち、現在の走行モードがモータ走行モードである場合には、走行モード判定部４７によって、第１目標駆動力Ｐａが第１判定時間Ｔａに渡ってモード閾値Ｘを上回るか否かが判定される。第１目標駆動力Ｐａが第１判定時間Ｔａに渡ってモード閾値Ｘを上回ると判定された場合には、走行モード判定部４７によってモータ走行モードからパラレル走行モードへの切り替えが決定される。一方、第１目標駆動力Ｐａが第１判定時間Ｔａ内にモード閾値Ｘを下回ると判定された場合には、走行モード判定部４７によってモータ走行モードの維持が決定される。また、現在の走行モードがパラレル走行モードである場合には、走行モード判定部４７によって、第２目標駆動力Ｐｂが第２判定時間Ｔｂに渡ってモード閾値Ｘを下回るか否かが判定される。第２目標駆動力Ｐｂが第２判定時間Ｔｂに渡ってモード閾値Ｘを下回ると判定された場合には、走行モード判定部４７によってパラレル走行モードからモータ走行モードへの切り替えが決定される。一方、第２目標駆動力Ｐｂが第２判定時間Ｔｂ内にモード閾値Ｘを上回ると判定された場合には、走行モード判定部４７によってパラレル走行モードの維持が決定される。

続いて、モータ走行モードからパラレル走行モードに切り替える際の手順について詳細に説明する。図４はパラレル走行モードに切り替える際に用いられる第１フィルタおよび第１判定時間の設定状況を示すイメージ図である。図４に示される一点鎖線Ｌ１ａ〜Ｌ７ａは、同等の第１フィルタおよび第１判定時間を結んだ線である。図４において、車速差が「＋」とは、先行車両が自己車両よりも速い走行状況、つまり自己車両と先行車両とが離れる走行状況を意味している。また、図４において、車速差が「−」とは、先行車両が自己車両よりも遅い走行状況、つまり自己車両と先行車両とが近づく走行状況を意味している。なお、図４において、車速差が「０」とは、先行車両と自己車両とが同じ速度で走行する状況、つまり自己車両と先行車両との車間距離が一定に保たれる走行状況を意味している。

図４に矢印Ａで示すように、車間距離が拡大する場合や車速差が正側（＋側）に拡大する場合、つまり自己車両と先行車両とが離れる走行状況である場合には、第１フィルタが弱く設定され、第１判定時間が短く設定される。一方、図４に矢印Ｂで示すように、車間距離が縮小する場合や車速差が負側（−側）に拡大する場合、つまり自己車両と先行車両とが近づく走行状況である場合には、第１フィルタが強く設定され、第１判定時間が長く設定される。すなわち、図４においては、一点鎖線Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ３ａ、Ｌ４ａ、Ｌ５ａ、Ｌ６ａ、Ｌ７ａの順に、第１フィルタが段階的に強く設定され、第１判定時間が段階的に長く設定される。なお、第１フィルタを弱く設定することは、第１フィルタの時定数を小さくすることに相当する。すなわち、第１フィルタを弱く設定することにより、アクセル操作量の変化に対して第１目標駆動力を俊敏に変化させることが可能となる。一方、第１フィルタを強く設定することは、第１フィルタの時定数を大きくすることに相当する。すなわち、第１フィルタを強く設定することにより、アクセル操作量の変化に対して第１目標駆動力を緩慢に変化させることが可能となる。

ここで、図５はパラレル走行モードに切り替える際の判定状況を示すタイミングチャートである。なお、図５において、走行状況Ｓ１ａとは図４に符号Ｓ１ａで示した走行状況であり、走行状況Ｓ２ａとは図４に符号Ｓ２ａで示した走行状況であり、走行状況Ｓ３ａとは図４に符号Ｓ３ａで示した走行状況である。前述した図４に示すように、走行状況Ｓ１ａ、走行状況Ｓ２ａ、走行状況Ｓ３ａの順に、第１フィルタは段階的に強く設定されている。このため、図５に示すように、各走行状況Ｓ１ａ〜Ｓ３ａの第１目標駆動力については、走行状況Ｓ１ａの第１目標駆動力Ｐ１ａ、走行状況Ｓ２ａの第１目標駆動力Ｐ２ａ、走行状況Ｓ３ａの第１目標駆動力Ｐ３ａの順に、アクセル操作量に相当する基本駆動力Ｂａに対しての駆動力変化が緩やかになる。

このように、走行状況Ｓ１ａ〜Ｓ３ａに応じて第１目標駆動力Ｐ１ａ〜Ｐ３ａを変化させることにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、自己車両が先行車両から離れる走行状況Ｓ１ａ、つまり運転手から加速要求が為され易い走行状況においては、第１目標駆動力Ｐ１ａを素早く変化させることにより、パラレル走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が上げられている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれた場合には、パラレル走行モードに素早く切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保することが可能となる。一方、自己車両が先行車両に近づく走行状況Ｓ３ａ、つまり運転手から加速要求が為され難い走行状況においては、第１目標駆動力Ｐ３ａを緩やかに変化させることにより、パラレル走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が下げられている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれた場合であっても、モータ走行モードが維持され易くなるため、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。

また、図５に示すように、走行状況Ｓ１ａの第１判定時間Ｔ１ａ、走行状況Ｓ２ａの第１判定時間Ｔ２ａ、走行状況Ｓ３ａの第１判定時間Ｔ３ａの順に、第１判定時間は段階的に長く設定されている。このように、走行状況Ｓ１ａ〜Ｓ３ａに応じて第１判定時間Ｔ１ａ〜Ｔ３ａを変化させることにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、自己車両が先行車両から離れる走行状況Ｓ１ａ、つまり運転手から加速要求が為され易い走行状況においては、第１判定時間Ｔ１ａを短く設定することにより、パラレル走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が上げられている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれた場合には、パラレル走行モードに素早く切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保することが可能となる。一方、自己車両が先行車両に近づく走行状況Ｓ３ａ、つまり運転手から加速要求が為され難い走行状況においては、第１判定時間Ｔ３ａを長く設定することにより、パラレル走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が下げられている。これにより、アクセルペダルが踏み込まれた場合であっても、モータ走行モードが維持され易くなるため、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。なお、目標駆動力Ｐ１ａが判定時間Ｔ１ａ内にモード閾値Ｘ１ａを下回った場合、目標駆動力Ｐ２ａが判定時間Ｔ２ａ内にモード閾値Ｘ２ａを下回った場合、目標駆動力Ｐ３ａが判定時間Ｔ３ａ内にモード閾値Ｘ３ａを下回った場合に、モータ走行モードが維持されることはいうまでもない。

これまで説明したように、自己車両と先行車両とが離れる走行状況においては、第１フィルタを弱く設定して第１判定時間を短く設定することにより、アクセル操作量をパラレル走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を上げている。一方、自己車両と先行車両とが近づく走行状況においては、第１フィルタを強く設定して第１判定時間を長く設定することにより、アクセル操作量をパラレル走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を下げている。これにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。なお、前述の説明では、走行状況に応じて第１フィルタと第１判定時間との双方を変化させているが、これに限られることはなく、走行状況に応じて第１フィルタだけを変化させても良く、走行状況に応じて第１判定時間だけを変化させても良い。

また、図４のイメージ図に沿って第１フィルタや第１判定時間を設定すると、車間距離が拡大する方向に走行状況が変化した場合には、直近の応答速度よりも応答速度が上げられ、車間距離が縮小する方向に走行状況が変化した場合には、直近の応答速度よりも応答速度が下げられるが、これに限られることはない。例えば、先行車両との速度差が正側（＋側）になる走行状況において、高速側の応答速度に対応する第１フィルタおよび第１判定時間を設定し、先行車両との速度差が負側（−側）になる走行状況において、低速側の応答速度に対応する第１フィルタおよび第１判定時間を設定しても良い。この場合には、先行車両との速度差が正側になる走行状況、つまり自己車両と先行車両とが離れる走行状況においては、高速側に固定された応答速度を用いてパラレル走行モードへの切り替えが判定されることになる。また、先行車両との速度差が負側になる走行状況、つまり自己車両と先行車両とが近づく走行状況においては、低速側に固定された応答速度を用いてパラレル走行モードへの切り替えが判定されることになる。

また、図５に示す場合には、エンジン効率を大幅に損なうことの無い範囲内において、エンジン始動閾値であるモード閾値Ｘ１ａ，Ｘ２ａ，Ｘ３ａを、各走行状況Ｓ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａに合わせて別個に設定している。すなわち、運転手から加速要求が為され易い走行状況Ｓ１ａにおいては、パラレル走行モードの設定領域を拡大するため、目標駆動力Ｐ１ａと比較されるモード閾値Ｘ１ａを低駆動力側に設定している。一方、運転手から加速要求が為され難い走行状況Ｓ３ａにおいては、モータ走行モードの設定領域を拡大するため、目標駆動力Ｐ３ａと比較されるモード閾値Ｘ３ａを高駆動力側に設定している。なお、図５においては、走行状況に応じてモード閾値を別個に設定しているが、これに限られることはなく、全ての走行状況に対応する１つのモード閾値を設定しても良い。この場合であっても、走行状況に応じて第１フィルタや第１判定時間を変化させることにより、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、本発明の一実施の形態である車両用制御装置１１においては、エンジン効率を左右するモード閾値（エンジン始動閾値）を積極的に動かすことなく、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。

続いて、パラレル走行モードからモータ走行モードに切り替える際の手順について詳細に説明する。図６はモータ走行モードに切り替える際に用いられる第２フィルタおよび第２判定時間の設定状況を示すイメージ図である。図６に示される一点鎖線Ｌ１ｂ〜Ｌ７ｂは、同等の第２フィルタおよび第２判定時間を結んだ線である。前述した図４と同様に、図６において、車速差が「＋」とは、自己車両と先行車両とが離れる走行状況を意味しており、車速差が「−」とは、自己車両と先行車両とが近づく走行状況を意味している。

図６に矢印Ａで示すように、車間距離が拡大する場合や車速差が正側（＋側）に拡大する場合、つまり自己車両と先行車両とが離れる走行状況である場合には、第２フィルタが強く設定され、第２判定時間が長く設定される。一方、図６に矢印Ｂで示すように、車間距離が縮小する場合や車速差が負側（−側）に拡大する場合、つまり自己車両と先行車両とが近づく走行状況である場合には、第２フィルタが弱く設定され、第２判定時間が短く設定される。すなわち、図６においては、一点鎖線Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ、Ｌ３ｂ、Ｌ４ｂ、Ｌ５ｂ、Ｌ６ｂ、Ｌ７ｂの順に、第２フィルタが段階的に弱く設定され、第２判定時間が段階的に短く設定される。なお、第２フィルタを弱く設定することは、第２フィルタの時定数を小さくすることに相当する。すなわち、第２フィルタを弱く設定することにより、アクセル操作量の変化に対して第２目標駆動力を俊敏に変化させることが可能となる。一方、第２フィルタを強く設定することは、第２フィルタの時定数を大きくすることに相当する。すなわち、第２フィルタを強く設定することにより、アクセル操作量の変化に対して第２目標駆動力を緩慢に変化させることが可能となる。

ここで、図７はモータ走行モードに切り替える際の判定状況を示すタイミングチャートである。なお、図７において、走行状況Ｓ１ｂとは図６に符号Ｓ１ｂで示した走行状況であり、走行状況Ｓ２ｂとは図６に符号Ｓ２ｂで示した走行状況であり、走行状況Ｓ３ｂとは図６に符号Ｓ３ｂで示した走行状況である。前述した図６に示すように、走行状況Ｓ１ｂ、走行状況Ｓ２ｂ、走行状況Ｓ３ｂの順に、第２フィルタは段階的に弱く設定されている。このため、図７に示すように、各走行状況Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂの第２目標駆動力については、走行状況Ｓ３ｂの第２目標駆動力Ｐ３ｂ、走行状況Ｓ２ｂの第２目標駆動力Ｐ２ｂ、走行状況Ｓ１ｂの第２目標駆動力Ｐ１ｂの順に、アクセル操作量に相当する基本駆動力Ｂｂに対しての駆動力変化が緩やかになる。

このように、走行状況Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂに応じて第２目標駆動力Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂを変化させることにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、自己車両が先行車両から離れる走行状況Ｓ１ｂ、つまり運転手から加速要求が為され易い走行状況においては、第２目標駆動力Ｐ１ｂを緩やかに変化させることにより、モータ走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が下げられている。これにより、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合であっても、パラレル走行モードを維持することができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保することが可能となる。一方、自己車両が先行車両に近づく走行状況Ｓ３ｂ、つまり運転手から加速要求が為され難い走行状況においては、第２目標駆動力Ｐ３ｂを素早く変化させることにより、モータ走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が上げられている。これにより、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合には、モータ走行モードに素早く切り替えることができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。

また、図７に示すように、走行状況Ｓ１ｂの第２判定時間Ｔ１ｂ、走行状況Ｓ２ｂの第２判定時間Ｔ２ｂ、走行状況Ｓ３ｂの第２判定時間Ｔ３ｂの順に、第２判定時間は段階的に短く設定されている。このように、走行状況Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂに応じて第２判定時間Ｔ１ｂ〜Ｔ３ｂを変化させることにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、自己車両が先行車両から離れる走行状況Ｓ１ｂ、つまり運転手から加速要求が為され易い走行状況においては、第２判定時間Ｔ１ｂを長く設定することにより、モータ走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が下げられている。これにより、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合であっても、パラレル走行モードを維持することができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保することが可能となる。一方、自己車両が先行車両に近づく走行状況Ｓ３ｂ、つまり運転手から加速要求が為され難い走行状況においては、第２判定時間Ｔ３ｂを短く設定することにより、モータ走行モードの切り替えを判定する際の応答速度が上げられている。これにより、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合には、モータ走行モードに素早く切り替えることができ、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。なお、目標駆動力Ｐ１ｂが判定時間Ｔ１ｂ内にモード閾値Ｘ１ｂを上回った場合、目標駆動力Ｐ２ｂが判定時間Ｔ２ｂ内にモード閾値Ｘ２ｂを上回った場合、目標駆動力Ｐ３ｂが判定時間Ｔ３ｂ内にモード閾値Ｘ３ａを上回った場合に、パラレル走行モードが維持されることはいうまでもない。

これまで説明したように、自己車両と先行車両とが離れる走行状況においては、第２フィルタを強く設定して第２判定時間を長く設定することにより、アクセル操作量をモータ走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を下げている。一方、自己車両と先行車両とが近づく走行状況においては、第２フィルタを弱く設定して第２判定時間を短く設定することにより、アクセル操作量をモータ走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を上げている。これにより、適切なタイミングで走行モードを切り替えることができ、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。なお、前述の説明では、走行状況に応じて第２フィルタと第２判定時間との双方を変化させているが、これに限られることはなく、走行状況に応じて第２フィルタだけを変化させても良く、走行状況に応じて第２判定時間だけを変化させても良い。

また、図６のイメージ図に沿って第２フィルタや第２判定時間を設定すると、車間距離が拡大する方向に走行状況が変化した場合には、直近の応答速度よりも応答速度が下げられ、車間距離が縮小する方向に走行状況が変化した場合には、直近の応答速度よりも応答速度が上げられるが、これに限られることはない。例えば、先行車両との速度差が正側（＋側）になる走行状況において、低速側の応答速度に対応する第２フィルタおよび第２判定時間を設定し、先行車両との速度差が負側（−側）になる走行状況において、高速側の応答速度に対応する第２フィルタおよび第２判定時間を設定しても良い。この場合には、先行車両との速度差が正側になる走行状況、つまり自己車両と先行車両とが離れる走行状況においては、低速側に固定された応答速度を用いてモータ走行モードへの切り替えが判定されることになる。また、先行車両との速度差が負側になる走行状況、つまり自己車両と先行車両とが近づく走行状況においては、高速側に固定された応答速度を用いてモータ走行モードへの切り替えが判定されることになる。

また、図７に示す場合には、エンジン効率を大幅に損なうことの無い範囲内において、エンジン停止閾値であるモード閾値Ｘ１ｂ，Ｘ２ｂ，Ｘ３ｂを、各走行状況Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ｂに合わせて別個に設定している。すなわち、運転手から加速要求が為され易い走行状況Ｓ１ｂにおいては、パラレル走行モードの設定領域を拡大するため、目標駆動力Ｐ１ｂと比較されるモード閾値Ｘ１ｂを低駆動力側に設定している。一方、運転手から加速要求が為され難い走行状況Ｓ３ｂにおいては、モータ走行モードの設定領域を拡大するため、目標駆動力Ｐ３ｂと比較されるモード閾値Ｘ３ｂを高駆動力側に設定している。なお、図７においては、走行状況に応じてモード閾値を別個に設定しているが、これに限られることはなく、全ての走行状況に対応する１つのモード閾値を設定しても良い。この場合であっても、走行状況に応じて第２フィルタや第２判定時間を変化させることにより、運転手の加速要求に対する応答性能を確保しつつ、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。すなわち、本発明の一実施の形態である車両用制御装置１１においては、エンジン効率を左右するモード閾値（エンジン停止閾値）を積極的に動かすことなく、モータ走行モードを拡大して燃費性能を向上させることが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、先行車両と自己車両との相対的な走行状況として、先行車両と自己車両との車間距離と、先行車両と自己車両との速度差との双方を用いているが、これに限られることはない。例えば、先行車両と自己車両との車間距離だけを走行状況として利用しても良く、先行車両と自己車両との速度差だけを走行状況として利用しても良い。また、前述の説明では、アクセル操作状況としてアクセル操作量を利用しているが、これに限られることはなく、アクセル操作状況としてアクセルペダルの操作速度を利用しても良い。

第１フィルタ、第２フィルタ、第１判定時間および第２判定時間については、走行状況に基づいて連続的に変化させても良く、走行状況に基づいて段階的に変化させても良い。また、前述の説明では、パラレル走行モード切替時とモータ走行モード切替時との双方で応答速度を変化させているが、これに限られることはなく、パラレル走行モード切替時のみ応答速度を変化させても良く、モータ走行モード切替時のみ応答速度を変化させても良い。

また、前述の説明では、カメラユニット３８を用いて先行車両情報を取得しているが、カメラユニット３８としては、複数のカメラを備えたステレオカメラであっても良く、１つのカメラを備えた単眼カメラであっても良い。また、ミリ波レーダや赤外線レーザ等を用いて、先行車両情報を取得しても良い。また、ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットとしては、図示した構成のパワーユニット１０に限られることはない。例えば、図１に示したパワーユニット１０は、１つのモータジェネレータ１３を備えたパワーユニット１０であるが、これに限られることはなく、２つ以上のモータジェネレータを備えたパワーユニットであっても良い。

１１車両用制御装置
１２エンジン
１３モータジェネレータ（電動モータ）
３０ハイブリッド制御ユニット（駆動力設定部，走行モード設定部，走行状況検出部，応答速度設定部）

Claims

走行モードとして、エンジンを駆動するエンジン走行モードと、前記エンジンを停止して電動モータを駆動するモータ走行モードと、を備える車両用制御装置であって、
運転手のアクセル操作状況に基づいて、車両の目標駆動力を設定する駆動力設定部と、
前記目標駆動力がエンジン始動閾値を上回る場合には前記エンジン走行モードを設定し、前記目標駆動力がエンジン停止閾値を下回る場合には前記モータ走行モードを設定する走行モード設定部と、
車両前方の先行車両情報に基づいて、先行車両と自己車両との相対的な走行状況を検出する走行状況検出部と、
前記走行状況に基づいて、前記アクセル操作状況を前記走行モードの切り替えに反映する際の応答速度を変化させる応答速度設定部と、
を有する、車両用制御装置。
請求項１記載の車両用制御装置において、
前記モータ走行モードから前記エンジン走行モードへの切り替えにおいて、前記応答速度設定部は、自己車両と先行車両とが近づく走行状況である場合には前記応答速度を下げる一方、自己車両と先行車両とが離れる走行状況である場合には前記応答速度を上げる、車両用制御装置。
請求項１または２記載の車両用制御装置において、
前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードへの切り替えにおいて、前記応答速度設定部は、自己車両と先行車両とが近づく走行状況である場合には前記応答速度を上げる一方、自己車両と先行車両とが離れる走行状況である場合には前記応答速度を下げる、車両用制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記走行状況は、先行車両と自己車両との相対的な距離と速度との少なくともいずれか一方である、車両用制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記応答速度設定部は、前記エンジン始動閾値または前記エンジン停止閾値と前記目標駆動力とを比較判定する際の判定時間を変化させて前記応答速度を変化させる、車両用制御装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記応答速度設定部は、前記アクセル操作状況をフィルタ処理して前記目標駆動力を設定する際のフィルタを変化させて前記応答速度を変化させる、車両用制御装置。