JP2015229424A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＥＶモードとＥＶモードとを切り替える際の内燃機関の始動停止のハンチングを防止しつつ、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる車両用制御装置を提供すること。
【解決手段】ハイブリッド車両に搭載され、走行モードとしてＨＥＶモードとＥＶモードとを備えた車両用制御装置であって、要求駆動力と第１の判定閾値との比較に基づきＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替えるＨＣＵを備え、ＨＣＵは、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられたことを条件に第１の判定閾値を所定量だけ低下した値に変更し、変更後の第１の判定閾値を所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用制御装置に関し、特に、ハイブリッド車両に搭載される車両用制御装置に関する。

一般に、ハイブリッド車両は、走行モードとして、内燃機関及び電動機の駆動力を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、単に「ＨＥＶモード」という）と、電動機のみの駆動力を用いて走行する電気自動車モード（以下、単に「ＥＶモード」という）とを備えている。こうしたハイブリッド車両では、状況に応じてＨＥＶモードとＥＶモードとを切り替えている。

従来、こうした走行モードの切替を行う車両用制御装置として、例えば特許文献１に記載の車両用制御装置が知られている。この特許文献１に記載の車両用制御装置は、ＨＥＶモードからＥＶモードへモード遷移を行う際、エンジン停止許可条件が成立してからモード遷移を開始するまでの時間を、高車速領域においてその他の車速領域より遅らせるようにしている。つまり、高車速領域においては、ＨＥＶモードからＥＶモードにモードを切り替える際にディレイ時間が設定されている。

これにより、高車速領域においては、ＨＥＶモードからＥＶモードへのモード遷移を遅らせることができる。このため、エンジン始動停止のハンチングが防止される。一方、低車速領域においては、ＨＥＶモードからＥＶモードに早期にモード遷移させることができ、燃費の向上が図られる。

特開２０１２−４１０３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来の車両用制御装置にあっては、高車速領域でＨＥＶモードからＥＶモードへのモード遷移が行われる際には、ディレイ時間の間は必ずＨＥＶモードに保留される。

このため、例えば運転者の要求により停車を行う等、その後にアクセルが踏み込まれる可能性が低い場合であっても、ディレイ時間が経過しなければＥＶモードにモード遷移することができない。したがって、上述の従来の車両用制御装置では、運転者の要求に従ったモード遷移が行われない可能性があった。

そこで、本発明は、ＨＥＶモードとＥＶモードとを切り替える際の内燃機関の始動停止のハンチングを防止しつつ、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる車両用制御装置を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様は、内燃機関及び電動機を動力源として備えた車両に搭載され、前記車両の走行モードとして、前記内燃機関及び前記電動機の動力を用いて前記車両を走行させるＨＥＶモードと、前記電動機の動力を用いて前記車両を走行させるＥＶモードとを備えた車両用制御装置であって、運転者の要求駆動力と所定の閾値との比較に基づき、前記ＥＶモードと前記ＨＥＶモードとを切り替える制御部を備え、前記制御部は、前記走行モードが切り替えられたことを条件に前記所定の閾値を前記走行モードが切り替わり難くなる値に変更し、変更後の所定の閾値を、前記変更後の所定の閾値よりも前記走行モードが切り替わりやすくなる値に所定の変化率で時間の経過とともに徐々に収束させることを特徴とするものである。

本発明の第２の態様としては、前記制御部は、前記走行モードが前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードに切り替えられたことを条件に前記所定の閾値を所定量だけ低下した値に変更し、変更後の所定の閾値を前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させるのが好ましい。

本発明の第３の態様としては、前記制御部は、前記要求駆動力が大きいほど、前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させた後の所定の閾値を低い値に設定するのが好ましい。

本発明の第４の態様としては、前記制御部は、前記走行モードが前記ＨＥＶモードから前記ＥＶモードに切り替えられたことを条件に前記所定の閾値を所定量だけ上昇した値に変更し、変更後の所定の閾値を前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させるのが好ましい。

本発明の第５の態様としては、前記制御部は、前記要求駆動力が大きいほど、前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させた後の所定の閾値を低い値に設定するのが好ましい。

本発明の第６の態様としては、前記要求駆動力は、複数の異なる時間長さにおける要求駆動力の平均値から求めるのが好ましい。

このように、上記の第１の態様によれば、走行モードの切替を条件に所定の閾値を走行モードが切り替わり難くなる値に変更するので、走行モードの切替直後に運転者の要求駆動力が大きく変化するような車両の操作がなされた場合であっても走行モードの切替が行われることを防止できる。このため、本発明に係る車両用制御装置は、走行モードの切替直後において内燃機関が始動と停止を繰り返す、いわゆる内燃機関の始動停止のハンチングを防止できる。これにより、車両の燃費が向上する。

また、上記の第１の態様によれば、走行モードが切り替わり難くなる値に変更された所定の閾値を、その変更後の所定の閾値よりも走行モードが切り替わりやすくなる値に所定の変化率で時間の経過とともに徐々に収束させる。このため、走行モードの切替後は、時間の経過とともに走行モードが切り替わりやすくなる。これにより、本発明に係る車両用制御装置は、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

上記の第２の態様によれば、例えば運転者の要求駆動力が比較的大きく増加され、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられると、所定の閾値が所定量だけ低下した値に変更される。このため、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替直後に運転者の要求駆動力が減少された場合であっても、走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられることを防止できる。このため、本発明に係る車両用制御装置は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替直後における内燃機関の始動停止のハンチングを防止できる。これにより、車両の燃費が向上する。

また、上記の第２の態様によれば、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替を条件に所定量だけ低下した値に変更された所定の閾値を、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させる。このため、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替後は、時間の経過とともに走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替わりやすくなる。これにより、本発明に係る車両用制御装置は、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

上記の第３の態様によれば、運転者の要求駆動力が大きいほど、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させた後の所定の閾値が低い値に設定される。このため、運転者による加速要求のように比較的大きな駆動力を発生させる必要がある場合には、所定の閾値を低い値に設定することで、ＨＥＶモードを維持しやすくすることができる。これにより、運転者の要求に見合った駆動力で車両を走行させることができる。

上記の第４の態様によれば、例えば運転者の要求駆動力が比較的大きく減少され、走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられると、所定の閾値が所定量だけ上昇した値に変更される。このため、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替直後に運転者の要求駆動力が増加した場合であっても、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられることを防止できる。このため、本発明に係る車両用制御装置は、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替直後における内燃機関の始動停止のハンチングを防止できる。これにより、車両の燃費が向上する。

また、上記の第４の態様によれば、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替を条件に所定量だけ上昇した値に変更された所定の閾値を、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させる。このため、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替後は、時間の経過とともに走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替わりやすくなる。これにより、本発明に係る車両用制御装置は、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

上記の第５の態様によれば、運転者の要求駆動力が大きいほど、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させた後の所定の閾値が低い値に設定される。このため、運転者による加速要求のように比較的大きな駆動力を発生させる必要がある場合には、所定の閾値を低い値に設定することで、ＨＥＶモードに切り替えやすくすることができる。これにより、運転者の要求に見合った駆動力で車両を走行させることができる。

上記の第６の態様によれば、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇あるいは低下させた後の所定の閾値を設定する際に用いられる運転者の要求駆動力を、複数の異なる時間長さにおける要求駆動力の平均値から求める。このため、本発明に係る車両用制御装置は、例えば比較的短時間における運転者の駆動要求と長時間における運転者の駆動要求とに基づき、定常的に大きな駆動力が必要とされる高負荷走行であるのか、駆動力をそれほど必要としない低負荷走行であるのか、一時的な加速あるいは減速であるのかを推定することが可能となる。したがって、本発明に係る車両用制御装置は、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇あるいは低下させた後の所定の閾値を車両の走行状況に見合った実用的な値に設定することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両用制御装置を搭載したハイブリッド車両の要部を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両におけるＥＶモードからＨＥＶモードへの切替時のタイミングチャートである。 図３は、本発明の実施の形態に係る平均要求駆動力と第１の判定閾値との関係を示す設定マップである。 図４は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両におけるＨＥＶモードからＥＶモードへの切替時のタイミングチャートである。 図５は、本発明の実施の形態に係る平均要求駆動力と第２の判定閾値との関係を示す設定マップである。 図６は、本発明の実施の形態に係る車両用制御装置によって実行される走行モード切替制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、第１の判定閾値が一定の場合のＨＥＶモードからＥＶモードへの切替時と本実施の形態のＨＥＶモードからＥＶモードへの切替時とを比較したタイミングチャートである。 図８は、平均要求駆動力と判定閾値との関係を示す設定マップの変形例である。 図９は、平均要求駆動力と判定閾値との関係を示す設定マップの他の変形例である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る車両用制御装置を搭載したハイブリッド車両（以下、単に「車両」という）１００は、駆動機構１と、ＨＣＵ（hybrid Control Unit）３２とを備えている。

また、車両１００は、車両１００の駆動力を発生させる動力源として後述するエンジン２と第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５とを備えている。第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５は、電動機を構成する。

駆動機構１は、内燃機関としてのエンジン２と、エンジン２の出力軸３と、電力から駆動力を生成するとともに駆動されることにより電力を生成する第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５と、車両１００の駆動輪６に接続される駆動軸７と、動力伝達機構１０を構成する第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９とを含んで構成される。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に点火を行う４サイクルのエンジンによって構成されている。エンジン２の出力軸３は、第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とに接続されている。なお、出力軸３には、出力軸３の逆回転によるトルクが第１遊星歯車機構８や第２遊星歯車機構９に伝達されることを防止するワンウェイクラッチが設けられていてもよい。

第１モータジェネレータ４は、ロータ軸１３と、ロータ１４と、ステータ１５とを有している。ロータ１４には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１５は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１５の三相コイルは、第１インバータ１９に接続されている。

このように構成された第１モータジェネレータ４において、ステータ１５の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１５によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ１４に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転駆動される。すなわち、第１モータジェネレータ４は、電動機として機能し、車両１００を駆動する駆動力を生成する。

また、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転すると、ロータ１４に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１５の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第１モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、バッテリ２１を充電する電力を生成する。

第２モータジェネレータ５は、ロータ軸１６と、ロータ１７と、ステータ１８とを有している。ロータ１７には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１８は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１８の三相コイルは、第２インバータ２０に接続されている。

このように構成された第２モータジェネレータ５において、ステータ１８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１８によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ１７に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転駆動される。すなわち、第２モータジェネレータ５は、電動機として機能し、車両１００を駆動する駆動力を生成する。

また、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転すると、ロータ１７に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。すなわち、第２モータジェネレータ５は、発電機としても機能し、バッテリ２１を充電する電力を生成する。

第１遊星歯車機構８は、サンギヤ２２と、サンギヤ２２に噛み合う複数のプラネタリギヤ２３と、複数のプラネタリギヤ２３に噛み合うリングギヤ２５とを有し、プラネタリギヤ２３を自転可能に支持するプラネタリキャリア２４が設けられている。

第２遊星歯車機構９は、サンギヤ２６と、サンギヤ２６に噛み合う複数のプラネタリギヤ２７と、複数のプラネタリギヤ２７に噛み合うリングギヤ２９とを有し、プラネタリギヤ２７を自転可能に支持するプラネタリキャリア２８が設けられている。

第１遊星歯車機構８のサンギヤ２２は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、ロータ軸１３に接続されている。第１遊星歯車機構８のプラネタリキャリア２４と、第２遊星歯車機構９のサンギヤ２６とは、エンジン２の出力軸３に一体回転可能に接続されている。

第１遊星歯車機構８のリングギヤ２５は、第２遊星歯車機構９のプラネタリギヤ２７にプラネタリキャリア２８を介してロータ軸１３周りに公転可能に接続されている。また、第１遊星歯車機構８のリングギヤ２５は、デファレンシャルギヤ及びその他のギヤを含む出力伝達機構３１を介して駆動軸７を回転させるように形成されている。

第２遊星歯車機構９のリングギヤ２９には、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に接続されている。このように、動力伝達機構１０は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、動力伝達機構１０は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。

ＨＣＵ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

ＨＣＵ３２のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＨＣＵ３２として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＨＣＵ３２において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＨＣＵ３２として機能する。

ＨＣＵ３２の入力ポートには、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ４１と、車速Ｖを検出する車速センサ４２と、エンジン２の機関回転速度（以下、単に「エンジン回転速度」という）Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ４３と、エンジン２の冷却水温（以下、単に「エンジン水温」という）Ｔを検出するエンジン水温センサ４４とが接続されている。

また、ＨＣＵ３２の出力ポートには、第１インバータ１９と第２インバータ２０とに加えて、エンジン２の燃焼室内に向けて燃料を噴射するインジェクタ４５と、エンジン２の吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を調整するスロットルバルブアクチュエータ４６とが接続されている。

本実施の形態において、ＨＣＵ３２は、車両１００の走行モードとして、少なくともハイブリッド車モード（以下、単に「ＨＥＶモード」という）と、電気自動車モード（以下、単に「ＥＶモード」という）とを備えている。

ＨＥＶモードは、エンジン２と第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の少なくともいずれか一方の動力を用いて車両１００を走行させる走行モードである。一方、ＥＶモードは、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の少なくともいずれか一方のみの動力を用いて走行する走行モードである。

ＨＣＵ３２は、後述する要求駆動力Ｆｒｅｑと所定の閾値としての所定の判定閾値との比較に基づき、上述のＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替える走行モード切替制御を実行するようになっている。

ここで、要求駆動力Ｆｒｅｑは、上述の通りアクセル開度Ａｃｃと相関がある。したがって、上述の走行モード切替制御は、アクセル開度Ａｃｃと所定の判定閾値との比較に基づきＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替える制御ともいえる。こうした走行モード切替制御を実行するＨＣＵ３２は、制御部を構成する。

具体的には、ＨＣＵ３２は、上述の走行モード切替制御において、車両１００に要求される駆動力（以下、単に「要求駆動力」という）Ｆｒｅｑを算出するようになっている。詳細には、ＨＣＵ３２のＲＯＭには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対して要求駆動力Ｆｒｅｑが対応付けられた要求駆動力マップが記憶されている。

ＨＣＵ３２は、アクセル開度センサ４１によって検出されたアクセル開度Ａｃｃと、車速センサ４２によって検出された車速Ｖとに基づいて要求駆動力マップを参照し、要求駆動力Ｆｒｅｑを算出するようになっている。

また、ＨＣＵ３２は、エンジン２の運転状態、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の駆動状態等に基づき走行モードがＨＥＶモードであるか、ＥＶモードであるかを判定するモード判定部５０を構成する。例えば、ＨＣＵ３２は、エンジン２の目標エンジントルク等が演算されているか否か等の情報に基づき走行モードがＨＥＶモードであるか否かを判定する。

ここで、走行モード切替制御において用いられる所定の判定閾値は、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替を行うか否かの判定に用いられる判定閾値と、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替を行うか否かの判定に用いられる判定閾値とで、それぞれ異なる。

本実施の形態では、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替を行うか否かの判定に用いられる判定閾値を「第１の判定閾値」とし、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替を行うか否かの判定に用いられる判定閾値を「第２の判定閾値」として説明を行う。

これら第１の判定閾値及び第２の判定閾値は、それぞれ走行モードが切り替えられたタイミング等に応じて、ＨＣＵ３２によって適宜変更されるようになっている。具体的には、以下に説明する通りである。

まず、図２を参照して、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられたときの第１の判定閾値の変更態様について説明する。

図２に示すように、時間ｔ１において、図中、実線で示す要求駆動力Ｆｒｅｑが図中、破線で示す第１の判定閾値を超えると、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられる。

このとき、ＨＣＵ３２は、上述のように走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられたことを条件に、第１の判定閾値を走行モードが切り替わり難くなる値に変更するようになっている。

上述の走行モードが切り替わり難くなる値は、時間ｔ１までの第１の判定閾値から所定量だけ低下した値であり、本実施の形態では負の値である。ここで、第１の判定閾値をどれだけ低下させるかは、車両１００の諸元等により異なるが、少なくともＥＶモードからＨＥＶモードへの切替直後にアクセルペダルが比較的大きく戻され要求駆動力Ｆｒｅｑが大きく低下してもＨＥＶモードからＥＶモードへの切替が行われないような判定閾値となるよう定められる。

また、ＨＣＵ３２は、時間ｔ１における変更後の第１の判定閾値を、その変更後の第１の判定閾値よりも走行モードが切り替わりやすくなる値に所定の変化率で時間の経過とともに徐々に収束させるようになっている。

具体的には、ＨＣＵ３２は、時間ｔ１における変更後の第１の判定閾値を所定の変化率で時間の経過とともに時間ｔ２まで徐々に上昇させる。ここで、所定の変化率は、本実施の形態では一定であり、例えば予め定められていてもよいし、予め定められた時間ｔ１から時間ｔ２までの時間間隔と上述の走行モードが切り替わりやすくなる値とに基づき適宜設定されてもよい。

また、上述の走行モードが切り替わりやすくなる値、すなわち所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値は、ＨＣＵ３２によって運転者の要求駆動力が大きいほど低い値として算出、設定される。こうした所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値を算出するＨＣＵ３２は、判定閾値算出部５１を構成する。

具体的には、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値は、複数の異なる時間長さにおける運転者の要求駆動力に基づき設定される。詳細には、ＨＣＵ３２のＲＯＭには、α（ｓ）の時間長さにおける平均の要求駆動力、すなわち平均要求駆動力と、β（ｓ）の時間長さにおける平均要求駆動力とに対して第１の判定閾値が対応付けられた、図３に示す設定マップが記憶されている。α（ｓ）とβ（ｓ）との関係は、α＜βである。

つまり、本実施の形態では、比較的短時間における要求駆動力Ｆｒｅｑの平均と、長時間における要求駆動力Ｆｒｅｑの平均とに基づき、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値が設定される。

例えば、図３に示すように、α（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力が大きいほど、高負荷走行時である可能性が高いものとして小さな第１の判定閾値が設定される。この場合の第１の判定閾値は、第１の判定閾値が大きい場合と比較してＥＶモードになり難い値に設定される。図２において破線で示す時間ｔ２以降の第１の判定閾値は、高負荷走行時の値である。

一方、α（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力が小さいほど大きな第１の判定閾値が設定される。この場合の第１の判定閾値は、第１の判定閾値が小さい場合と比較してＥＶモードになりやすい値に設定される。また、この場合の第１の判定閾値は、図２では、時間ｔ２以降、一点鎖線で示される。なお、この第１の判定閾値は時間の経過に伴い、その時の平均要求駆動力に応じた第１の閾値に更新してもよい。具体的には、平均要求駆動力を時間の経過に伴って逐次求め、その平均要求駆動力に応じた第１の閾値に逐次更新する。これにより、逐次更新された第１の判定閾値によりモード変更を行うことができ、より運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

なお、上述のα（ｓ）及びβ（ｓ）は、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値を算出するとき、すなわち時間ｔ２から直前のα（ｓ）及びβ（ｓ）である。なお、時間ｔ１から時間ｔ２の時間長さは要求駆動力に応じた第１の判定閾値に応じて変化する。具体的には、高負荷走行時であるほど時間ｔ１と時間ｔ２の時間長さは短くなる。

次に、図４を参照して、走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられたときの第２の判定閾値の変更態様について説明する。

図４に示すように、時間ｔ３において、図中、実線で示す要求駆動力Ｆｒｅｑが図中、二点鎖線で示す第１の判定閾値を下回ると、走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられる。

このとき、ＨＣＵ３２は、上述のように走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられたことを条件に、第２の判定閾値を走行モードが切り替わり難くなる値に変更するようになっている。

ここでの走行モードが切り替わり難くなる値は、時間ｔ３までの第２の判定閾値から所定量だけ上昇した値である。ここで、第２の判定閾値をどれだけ上昇させるかは、車両１００の諸元等により異なるが、少なくともＨＥＶモードからＥＶモードへの切替直後にアクセルペダルが比較的大きく踏み込まれ要求駆動力Ｆｒｅｑが大きくなってもＥＶモードからＨＥＶモードへの切替が行われないような判定閾値となるよう定められる。

また、ＨＣＵ３２は、時間ｔ３における変更後の第２の判定閾値を、その変更後の第２の判定閾値よりも走行モードが切り替わりやすくなる値に所定の変化率で時間の経過とともに徐々に収束させるようになっている。

具体的には、ＨＣＵ３２は、時間ｔ３における変更後の第２の判定閾値を所定の変化率で時間の経過とともに時間ｔ４まで徐々に低下させる。ここで、所定の変化率は、本実施の形態では一定であり、例えば予め定められていてもよいし、予め定められた時間ｔ３から時間ｔ４までの時間間隔と上述の走行モードが切り替わりやすくなる値とに基づき適宜設定されてもよい。

また、上述の走行モードが切り替わりやすくなる値、すなわち所定の変化率で時間の経過とともに低下させた後の第２の判定閾値は、ＨＣＵ３２によって運転者の要求駆動力が大きいほど低い値として算出、設定される。こうした所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第２の判定閾値を算出するＨＣＵ３２は、判定閾値算出部５１を構成する。

具体的には、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第２の判定閾値は、複数の異なる時間長さにおける運転者の要求駆動力に基づき設定される。詳細には、ＨＣＵ３２のＲＯＭには、α（ｓ）の時間長さにおける平均の要求駆動力、すなわち平均要求駆動力と、β（ｓ）の時間長さにおける平均要求駆動力とに対して第２の判定閾値が対応付けられた、図５に示す設定マップが記憶されている。α（ｓ）とβ（ｓ）との関係は、α＜βである。

つまり、本実施の形態では、比較的短時間における要求駆動力Ｆｒｅｑの平均と、長時間における要求駆動力Ｆｒｅｑの平均とに基づき、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第２の判定閾値が設定される。

例えば、図５に示すように、α（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力が大きいほど、高負荷走行時である可能性が高いものとして小さな第２の判定閾値が設定される。この場合の第２の判定閾値は、第２の判定閾値が大きい場合と比較してＨＥＶモードになりやすい値に設定される。図４において破線で示す時間ｔ４以降の第２の判定閾値は、高負荷走行時の値である。

一方、α（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力が小さいほど大きな第２の判定閾値が設定される。この場合の第２の判定閾値は、第２の判定閾値が小さい場合と比較してＨＥＶモードになり難い値に設定される。また、この場合の第２の判定閾値は、図４では、一点鎖線で示される。なお、この第２の判定閾値は時間の経過に伴い、その時の平均要求駆動力に応じた第２の閾値に更新してもよい。具体的には、平均要求駆動力を時間の経過に伴って逐次求め、その平均要求駆動力に応じた第２の閾値に逐次更新する。これにより、逐次更新された第２の判定閾値によりモード変更を行うことができ、より運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

なお、上述のα（ｓ）及びβ（ｓ）は、所定の変化率で時間の経過とともに低下させた後の第２の判定閾値を算出するとき、すなわち時間ｔ４から直前α（ｓ）及びβ（ｓ）である。なお、時間ｔ３から時間ｔ４の時間長さは要求駆動力に応じた第２の判定閾値に応じて変化する。具体的には、低負荷走行時であるほど時間ｔ３と時間ｔ４の時間長さは短くなる。

次に、図６を参照して、本実施の形態に係るＨＣＵ３２によって実行される走行モード切替制御の処理の流れについて説明する。なお、この走行モード切替制御は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

図６に示すように、まず、ＨＣＵ３２は、要求駆動力Ｆｒｅｑを算出する（ステップＳ１）。具体的には、ＨＣＵ３２は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づき要求駆動力マップを参照して要求駆動力Ｆｒｅｑを算出する。

次いで、ＨＣＵ３２は、要求駆動力Ｆｒｅｑの平均を算出する（ステップＳ２）。具体的には、ＨＣＵ３２は、α（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力を算出する。

その後、ＨＣＵ３２は、エンジン２の運転状態、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の駆動状態等に基づき、走行モードがＨＥＶモードか否かを判定する（ステップＳ３）。ＨＣＵ３２は、走行モードがＨＥＶモードでないと判定した場合には、ステップＳ１１に処理を移行する。

一方、ＨＣＵ３２は、走行モードがＨＥＶモードであると判定した場合には、エンジン水温Ｔが予め定められた閾値Ｔｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ４）。ＨＣＵ３２は、エンジン水温Ｔが閾値Ｔｔｈ以上でないと判定した場合には、ＨＥＶモードを維持して、つまり継続して（ステップＳ１０）、本処理を終了する。

一方、ＨＣＵ３２は、エンジン水温Ｔが閾値Ｔｔｈ以上であると判定した場合には、バッテリ２１の充電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）が予め定められた閾値ＳＯＣｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、閾値ＳＯＣｔｈは、例えば車両１００がＥＶ走行可能な電力がバッテリ２１に充電されているか否かを判断するための閾値である。

ＨＣＵ３２は、ＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以上でないと判定した場合には、ＨＥＶモードを継続して（ステップＳ１０）、本処理を終了する。一方、ＨＣＵ３２は、ＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以上であると判定した場合には、車速Ｖが予め定められた閾値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。

ＨＣＵ３２は、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以下でないと判定した場合には、ＨＥＶモードを継続して（ステップＳ１０）、本処理を終了する。一方、ＨＣＵ３２は、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以下であると判定した場合には、第１の判定閾値を算出する（ステップＳ７）。

ステップＳ７の処理では、ＨＣＵ３２は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替時（図２の時間ｔ１）である場合には、第１の判定閾値を所定量だけ低下した負の値に変更する。また、ＨＣＵ３２は、ＨＥＶモードへの切替後（図２の時間ｔ１経過後）である場合には、負の値に変更した第１の判定閾値を所定の変化率で徐々に上昇させる。さらに、ＨＣＵ３２は、ステップＳ２で算出したα（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力に基づき、所定の変化率で徐々に上昇させた後の第１の判定閾値を算出する。

次いで、ＨＣＵ３２は、現在の要求駆動力ＦｒｅｑがステップＳ７で算出した第１の判定閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ８）。ＨＣＵ３２は、現在の要求駆動力ＦｒｅｑがステップＳ７で算出した第１の判定閾値以下でないと判定した場合には、ＨＥＶモードを継続して（ステップＳ１０）、本処理を終了する。

一方、ＨＣＵ３２は、現在の要求駆動力ＦｒｅｑがステップＳ７で算出した第１の判定閾値以下であると判定した場合には、走行モードをＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えて（ステップＳ９）、本処理を終了する。

他方、ＨＣＵ３２は、ステップＳ３においてＨＥＶモードでないと判定した場合には、エンジン水温Ｔが予め定められた閾値Ｔｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。ＨＣＵ３２は、エンジン水温Ｔが閾値Ｔｔｈ以上でないと判定した場合には、走行モードをＨＥＶモードに切り替えて（ステップＳ１７）、本処理を終了する。

一方、ＨＣＵ３２は、エンジン水温Ｔが閾値Ｔｔｈ以上であると判定した場合には、ＳＯＣが予め定められた閾値ＳＯＣｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ１２）。ＨＣＵ３２は、ＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以上でないと判定した場合には、走行モードをＨＥＶモードに切り替えて（ステップＳ１７）、本処理を終了する。

一方、ＨＣＵ３２は、ＳＯＣが閾値ＳＯＣｔｈ以上であると判定した場合には、車速Ｖが予め定められた閾値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ＨＣＵ３２は、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以下でないと判定した場合には、走行モードをＨＥＶモードに切り替えて（ステップＳ１７）、本処理を終了する。一方、ＨＣＵ３２は、車速Ｖが閾値Ｖｔｈ以下であると判定した場合には、第２の判定閾値を算出する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４の処理では、ＨＣＵ３２は、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替時（図４の時間ｔ３）である場合には、第２の判定閾値を所定量だけ上昇した値に変更する。また、ＨＣＵ３２は、ＥＶモードへの切替後（図４の時間ｔ３経過後）である場合には、変更した第２の判定閾値を所定の変化率で徐々に低下させる。さらに、ＨＣＵ３２は、ステップＳ２で算出したα（ｓ）及びβ（ｓ）の各時間長さにおける平均要求駆動力に基づき、所定の変化率で徐々に低下させた後の第２の判定閾値を算出する。

次いで、ＨＣＵ３２は、現在の要求駆動力ＦｒｅｑがステップＳ１４で算出した第２の判定閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ＨＣＵ３２は、現在の要求駆動力ＦｒｅｑがステップＳ１４で算出した第２の判定閾値以下でないと判定した場合には、走行モードをＨＥＶモードに切り替えて（ステップＳ１７）、本処理を終了する。

一方、ＨＣＵ３２は、現在の要求駆動力ＦｒｅｑがステップＳ１４で算出した第２の判定閾値以下であると判定した場合には、ＥＶモードを維持して、つまり継続して（ステップＳ１６）、本処理を終了する。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係る車両用制御装置の作用について、第１の判定閾値が一定の場合と比較して説明する。なお、図７では、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられたときを例に説明する。

図７（ａ）に示すように、第１の判定閾値が一定の場合は、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられた直後に要求駆動力Ｆｒｅｑが大きく低下すると、要求駆動力Ｆｒｅｑが即座に第１の判定閾値を下回ってしまう。これにより、走行モードは、ＨＥＶモードに切り替えられた直後にまたＥＶモードに切り替えられてしまう。

その後、運転者により再度アクセルペダルが踏み込まれ、要求駆動力Ｆｒｅｑが大きくなると、走行モードが再度ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられる。このように、第１の判定閾値が一定の場合は、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられた直後に運転者によってアクセルペダルが大きく操作されると、ＥＶモードとＨＥＶモードの切替が繰り返し行われることとなってしまう。この結果、不要な走行モードの切替によってエンジン２が始動と停止を繰り返してしまい、燃費が悪化するおそれがある。

これに対して、本実施の形態に係る車両用制御装置は、図７（ｂ）に示すように、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられた時点で第１の判定閾値を負の値まで低下させる。これにより、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられた直後に要求駆動力Ｆｒｅｑが大きく低下しても、要求駆動力Ｆｒｅｑが第１の判定閾値を下回り難くなる。

また、第１の判定閾値を負の値まで低下させた後は、その第１の判定閾値を、時間の経過とともに徐々に上昇させて最終的に平均要求駆動力に応じた値に維持させる。これにより、不要な走行モードの切替が抑制され、エンジン２が始動と停止を繰り返してしまうことが防止される。また、走行モードの切替直後は走行モードの切替を抑制できるとともに、その後は運転者の要求に見合った走行モードの切替が行われるようにすることができる。

以上のように、本実施の形態に係る車両用制御装置は、例えばアクセルペダルが比較的大きく踏み込まれ、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられると、第１の判定閾値が所定量だけ低下した値に変更される。このため、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替直後にアクセルペダルが戻された場合であっても、走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられることを防止できる。

このため、本実施の形態に係る車両用制御装置は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替直後においてエンジン２が始動と停止を繰り返す、いわゆるエンジン２の始動停止のハンチングを防止できる。これにより、車両１００の燃費が向上する。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替を条件に所定量だけ低下した値に変更された第１の判定閾値を、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させる。このため、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替後は、時間の経過とともに走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替わりやすくなる。これにより、本実施の形態に係る車両用制御装置は、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置は、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させた後の第１の判定閾値が低い値に設定される。このため、運転者による加速要求のように比較的大きな駆動力を発生させる必要がある場合には、第１の判定閾値を低い値に設定することで、ＨＥＶモードを維持しやすくすることができる。これにより、運転者の要求に見合った駆動力で車両１００を走行させることができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置は、例えばアクセルペダルが比較的大きく戻され、走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えられると、第２の判定閾値が所定量だけ上昇した値に変更される。このため、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替直後にアクセルペダルが踏み込まれた場合であっても、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられることを防止できる。

このため、本実施の形態に係る車両用制御装置は、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替直後におけるエンジン２の始動停止のハンチングを防止できる。これにより、車両１００の燃費が向上する。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置は、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替を条件に所定量だけ上昇した値に変更された第２の判定閾値を、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させる。このため、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切替後は、時間の経過とともに走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替わりやすくなる。これにより、本実施の形態に係る車両用制御装置は、運転者の要求に応じた適切な走行モードの切替を行うことができる。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置は、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させた後の第２の判定閾値が低い値に設定される。このため、運転者による加速要求のように比較的大きな駆動力を発生させる必要がある場合には、第２の判定閾値を低い値に設定することで、ＨＥＶモードに切り替えやすくすることができる。これにより、運転者の要求に見合った駆動力で車両１００を走行させることができる。

さらに、本実施の形態に係る車両用制御装置は、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇あるいは低下させた後の第１の判定閾値、第２の判定閾値を設定する際に用いられるアクセルペダルの踏み込み量が、複数の異なる時間長さであるα（ｓ）及びβ（ｓ）におけるアクセルペダルの踏み込み量である。

このため、本実施の形態に係る車両用制御装置は、例えば比較的短時間のα（ｓ）における運転者の駆動要求と長時間のβ（ｓ）における運転者の駆動要求とに基づき、定常的に大きな駆動力が必要とされる高負荷走行であるのか、駆動力をそれほど必要としない低負荷走行であるのか、一時的な加速あるいは減速であるのかを推定することが可能となる。

したがって、本実施の形態に係る車両用制御装置は、所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇あるいは低下させた後の第１の判定閾値、第２の判定閾値を車両１００の走行状況に見合った実用的な値に設定することができる。

なお、本実施の形態においては、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替時、及びＨＥＶモードからＥＶモードへの切替時のいずれにおいても、所定の判定閾値を変更する構成について説明したが、これに限らず、例えばＥＶモードからＨＥＶモードへの切替時、及びＨＥＶモードからＥＶモードへの切替時のいずれか一方のみにおいて所定の判定閾値を変更する構成であってもよい。

また、本実施の形態に係る車両用制御装置では、図３に示す設定マップに代えて図８に示す設定マップを用いて、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値を算出するようにしてもよい。また、第２の判定閾値についても同様に、図５に示す設定マップに代えて図８に示す設定マップを用いて算出するようにしてもよい。

図８に示す設定マップを用いた場合は、図３及び図５の設定マップと比較して短時間のα（ｓ）における平均要求駆動力の変化に対応しやすい構成となる。したがって、α（ｓ）における平均要求駆動力が大きければ、β（ｓ）における平均要求駆動力が小さくとも、ＥＶモードになり難い小さな第１の判定閾値、あるいはＨＥＶモードになりやすい小さな第２の判定閾値を設定することができる。

さらに、本実施の形態に係る車両用制御装置では、図３に示す設定マップに代えて図９に示す設定マップを用いて、所定の変化率で時間の経過とともに上昇させた後の第１の判定閾値を算出するようにしてもよい。また、第２の判定閾値についても同様に、図５に示す設定マップに代えて図９に示す設定マップを用いて算出するようにしてもよい。

図９に示す設定マップを用いた場合は、図３及び図５の設定マップと比較して長時間のβ（ｓ）における平均要求駆動力の変化に対応しやすい構成となる。したがって、β（ｓ）における平均要求駆動力が大きければ、α（ｓ）における平均要求駆動力が小さくとも、ＥＶモードになり難い小さな第１の判定閾値、あるいはＨＥＶモードになりやすい小さな第２の判定閾値を設定することができる。

上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

２ エンジン（内燃機関）
４ 第１モータジェネレータ（電動機）
５ 第２モータジェネレータ（電動機）
２１ バッテリ
３２ ＨＣＵ（制御部）
４１ アクセル開度センサ
４２ 車速センサ
４４ エンジン水温センサ
５０ モード判定部
５１ 判定閾値算出部
１００ 車両

Claims (6)

1. 内燃機関及び電動機を動力源として備えた車両に搭載され、前記車両の走行モードとして、前記内燃機関及び前記電動機の動力を用いて前記車両を走行させるＨＥＶモードと、前記電動機の動力を用いて前記車両を走行させるＥＶモードとを備えた車両用制御装置であって、
   運転者の要求駆動力と所定の閾値との比較に基づき、前記ＥＶモードと前記ＨＥＶモードとを切り替える制御部を備え、
   前記制御部は、前記走行モードが切り替えられたことを条件に前記所定の閾値を前記走行モードが切り替わり難くなる値に変更し、変更後の所定の閾値を、前記変更後の所定の閾値よりも前記走行モードが切り替わりやすくなる値に所定の変化率で時間の経過とともに徐々に収束させることを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記制御部は、前記走行モードが前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードに切り替えられたことを条件に前記所定の閾値を所定量だけ低下した値に変更し、変更後の所定の閾値を前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記制御部は、前記要求駆動力が大きいほど、前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に上昇させた後の所定の閾値を低い値に設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記制御部は、前記走行モードが前記ＨＥＶモードから前記ＥＶモードに切り替えられたことを条件に前記所定の閾値を所定量だけ上昇した値に変更し、変更後の所定の閾値を前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記制御部は、前記要求駆動力が大きいほど、前記所定の変化率で時間の経過とともに徐々に低下させた後の所定の閾値を低い値に設定することを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
6. 前記要求駆動力は、複数の異なる時間長さにおける要求駆動力の平均値から求めることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の車両用制御装置。
   

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