JP4211831B2

JP4211831B2 - ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体

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Publication number: JP4211831B2
Application number: JP2006249230A
Authority: JP
Inventors: 貴也相馬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: CN101516707A; CN101516707B; US20090319107A1; US8306681B2; WO2008032494A1; JP2008068739A

Description

この発明は、動力源として内燃機関および電動機を搭載したハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。

近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）が注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。

このようなハイブリッド車両においては、車両の走行状況に応じてエンジンの始動／停止が行なわれる。しかしながら、エンジンの始動／停止が頻繁に繰返されると、燃費の悪化を招く。

特開２０００−２０５０００号公報（特許文献１）は、上記問題を解決可能なハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、加速／減速が頻繁に繰返される走行状況が推定され、その推定結果に応じてエンジン始動／停止のしきい値が変更される。このハイブリッド車両によれば、無駄なエンジン始動／停止が防止され、燃費向上や加速レスポンスの向上を図ることができる（特許文献１参照）。
特開２０００−２０５０００号公報特開平１０−１９１５１０号公報特開２０００−１２０４６０号公報

ドライバーの運転特性は様々であり、加速感を求めるドライバーや、加速時においてもできる限りエンジンを始動させずに低燃費走行を求めるドライバーが存在する。しかしながら、特開２０００−２０５０００号公報に開示されるハイブリッド車両では、ドライバーの運転特性に拘わらず走行状況の推定結果に応じて一律にエンジン始動／停止のしきい値が変更されるので、ドライバーの運転特性にマッチした走行性能を実現できない可能性がある。

特に、車両外部の電源（商用電源）を用いて車載直流電源を充電可能なハイブリッド車両では、エンジンを停止させてモータのみで走行する領域が拡大するので、加速感を求めるドライバーにとっては、加速時のパワー不足を感じる可能性がある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ドライバーの運転特性を反映した走行性能を実現可能なハイブリッド車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、ドライバーの運転特性を反映した走行性能を実現可能なハイブリッド車両の制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、動力源として内燃機関および電動機を搭載し、内燃機関を停止させて走行する第１の走行モード（ＥＶモード）と内燃機関および電動機を動作させて走行する第２の走行モード（ＨＶモード）とを車両の走行状態に応じて切換可能なハイブリッド車両であって、運転者を設定するためのユーザ設定手段と、ユーザ設定手段により設定される運転者ごとに走行時の運転特性を学習する学習手段と、学習手段の学習結果に基づいて、ユーザ設定手段により設定される運転者に応じて第１および第２の走行モードの切替しきい値を変更する変更手段とを備える。

好ましくは、ハイブリッド車両は、当該車両の走行位置を検出可能なナビゲーション装置をさらに備える。ナビゲーション装置は、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かを判定する判定手段を含む。変更手段は、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があると判定されたとき、切替しきい値を変更する。

さらに好ましくは、判定手段は、当該車両の進路のカーブ度合いに基づいて、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かを判定する。

好ましくは、学習手段は、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があると判定されているとき、運転者の運転特性を学習する。

好ましくは、学習手段は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を学習する。変更手段は、学習手段の学習値が大きいほど第２の走行モードで走行する領域が拡大するように、切替しきい値を変更する。

また、好ましくは、学習手段は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を学習する。変更手段は、学習手段の学習値が小さいほど第１の走行モードで走行する領域が拡大するように、切替しきい値を変更する。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、動力源として内燃機関および電動機を搭載し、内燃機関を停止させて走行する第１の走行モード（ＥＶモード）と内燃機関および電動機を動作させて走行する第２の走行モード（ＨＶモード）とを車両の走行状態に応じて切換可能なハイブリッド車両の制御方法であって、運転者ごとに走行時の運転特性を学習する第１のステップと、その学習結果に基づいて、第１および第２の走行モードの切替しきい値を運転者に応じて変更する第２のステップとを備える。

好ましくは、制御方法は、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かを判定する第３のステップをさらに備える。そして、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があると判定されたとき、第２のステップにおいて切替しきい値が変更される。

さらに好ましくは、第３のステップにおいて、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かは、当該車両の進路のカーブ度合いに基づいて判定される。

好ましくは、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があると判定されているとき、第１のステップにおいて運転特性が学習される。

好ましくは、第１のステップでは、運転者により操作されるアクセルペダルの開度が学習される。そして、学習結果を示す学習値が大きいほど第２の走行モードで走行する領域が拡大するように、第２のステップにおいて切替しきい値が変更される。

また、好ましくは、第１のステップでは、運転者により操作されるアクセルペダルの開度が学習される。そして、学習結果を示す学習値が小さいほど第１の走行モードで走行する領域が拡大するように、第２のステップにおいて切替しきい値が変更される。

また、この発明によれば、コンピュータ読取可能な記録媒体は、上述したいずれかの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。

この発明においては、ハイブリッド車両は、動力源として内燃機関および電動機を搭載し、内燃機関を停止させて走行する第１の走行モード（ＥＶモード）と内燃機関および回転電機を動作させて走行する第２の走行モード（ＨＶモード）とを車両の走行状態に応じて切換可能である。そして、運転者ごとに走行時の運転特性が学習され、その学習結果に基づいて、運転者に応じて第１および第２の走行モードの切替しきい値が変更されるので、運転者ごとの運転特性が第１および第２の走行モードの切替タイミングに反映される。

したがって、この発明によれば、運転者ごとにその運転者の運転特性を反映した走行性能を実現することができる。その結果、運転者の走行要求に十分に応えることができる。また、走行モードの不必要な切替が抑制され、燃費の向上も図られる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置Ｂと、昇圧コンバータ１０と、インバータ２０，３０と、コネクタ４０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、ナビゲーション装置５５と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、正極線ＰＬ１，ＰＬ２と、負極線ＮＬ１，ＮＬ２とをさらに備える。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構３としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を用いることができる。この３つの回転軸がエンジン４およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分割機構３にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン４の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪である車輪２を駆動する電動機としてハイブリッド車両１００に組込まれる。

蓄電装置Ｂの正極は、正極線ＰＬ１に接続され、蓄電装置Ｂの負極は、負極線ＮＬ１に接続される。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間に接続される。昇圧コンバータ１０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１と正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２との間に接続される。コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間に接続される。インバータ２０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ１との間に接続される。インバータ３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２とモータジェネレータＭＧ２との間に接続される。

モータジェネレータＭＧ１は、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ２０に接続される。モータジェネレータＭＧ２も、図示されないＹ結線された３相コイルをステータコイルとして含み、３相ケーブルを介してインバータ３０に接続される。そして、モータジェネレータＭＧ１の３相コイルの中性点Ｎ１に電力入力線ＡＣＬ１が接続され、モータジェネレータＭＧ２の３相コイルの中性点Ｎ２に電力入力線ＡＣＬ２が接続される。

蓄電装置Ｂは、充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置Ｂは、直流電力を昇圧コンバータ１０へ出力する。また、蓄電装置Ｂは、昇圧コンバータ１０から出力される電力を受けて充電される。なお、蓄電装置Ｂとして、大容量のキャパシタを用いてもよい。コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧変動を平滑化する。

昇圧コンバータ１０は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置Ｂから出力される直流電圧を昇圧して正極線ＰＬ２へ出力する。また、昇圧コンバータ１０は、信号ＰＷＣに基づいて、インバータ２０，３０から出力される直流電圧を蓄電装置Ｂの電圧レベルに降圧して蓄電装置Ｂを充電する。昇圧コンバータ１０は、たとえば、昇降圧型のチョッパ回路によって構成される。

コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧変動を平滑化する。インバータ２０は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２０は、エンジン４の動力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ１に基づいて直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。

インバータ３０は、ＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２へ出力する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３０は、車両の回生制動時、車輪２からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を信号ＰＷＩ２に基づいて直流電圧に変換して正極線ＰＬ２へ出力する。

また、インバータ２０，３０は、コネクタ４０に接続される外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、外部電源７０から電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる商用電力をＥＣＵ５０からの信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２に基づいて直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ２へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジン４の動力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ２０へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ２０から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジン４の始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３０から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、３相交流電圧を発生してインバータ３０へ出力する。

ＥＣＵ５０は、昇圧コンバータ１０を駆動するための信号ＰＷＣおよびインバータ２０，３０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１０およびインバータ２０，３０へ出力する。

ここで、ＥＣＵ５０は、アクセルペダルの開度を示すアクセル開度信号ＡＣＣおよび車両の走行状態に基づいて走行パワーを算出し、その算出した走行パワーに基づいてこのハイブリッド車両１００の走行モードを制御する。走行モードには、エンジン４を停止させモータジェネレータＭＧ２のみを動力源として走行するＥＶモードと、エンジン４を動作させエンジン４およびモータジェネレータＭＧ２を動力源として走行するＨＶモードとがある。ＥＣＵ５０は、走行パワーがしきい値を超えると、走行モードをＨＶモードとする。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン４を始動させる。一方、ＥＣＵ５０は、走行パワーがしきい値を下回ると、走行モードをＥＶモードとする。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン４を停止させる。

また、ＥＣＵ５０は、後述のナビゲーション装置５５において設定されるドライバーごとに走行時の運転特性を学習し、その学習結果に基づいて、ドライバーに応じて上記走行モードの切替しきい値を変更する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ドライバーの運転特性が顕著に現われるカーブ走行時のアクセル開度をドライバーごとに学習し、その学習結果に基づいて、ドライバーに応じて走行モードの切替しきい値を変更する。

また、ＥＣＵ５０は、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電が行なわれるとき、外部電源７０から電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる商用電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２へ出力するように、インバータ２０，３０を制御するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。

ナビゲーション装置５５は、車両位置および道路マップに基づいて、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かを判定する。具体的には、ナビゲーション装置５５は、車両位置および道路マップに基づいて、車両がカーブを走行中か否かを判定する。そして、ナビゲーション装置５５は、カーブ走行中であると判定すると、ＥＣＵ５０へ出力されるカーブ判定信号ＣＶを活性化する。なお、カーブ走行中であるか否かは、進路のカーブ度合い（カーブ半径）に基づいて判定される。

また、ナビゲーション装置５５は、運転操作を行なっているドライバーを設定入力するための設定部を有し、設定されたドライバーに対応するユーザＩＤ（ＵＩＤ）をＥＣＵ５０へ出力する。

図２は、図１に示したＥＣＵ５０の機能ブロック図である。図２を参照して、ＥＣＵ５０は、学習部１１０と、記憶部１２０と、しきい値変更部１３０と、走行制御部１４０とを含む。

学習部１１０は、ナビゲーション装置５５からのカーブ判定信号ＣＶが活性化されているとき、ドライバーの走行時の運転特性を学習し、その学習結果をナビゲーション装置５５からのユーザＩＤ（ＵＩＤ）と対応付けて記憶部１２０へ出力する。具体的には、学習部１１０は、カーブ判定信号ＣＶが活性化されているときのアクセル開度信号ＡＣＣの平均値を算出し、その算出された平均値をドライバーの運転特性の学習値とする。

記憶部１２０は、ユーザＩＤ（ＵＩＤ）ごとに上記学習値を記憶する。すなわち、図３に示すように、記憶部１２０は、ドライバーごとの平均アクセル開度（カーブ走行時）をユーザＩＤ（ＵＩＤ）と対応付けて記憶する。

再び図２を参照して、しきい値変更部１３０は、ナビゲーション装置５５からのユーザＩＤ（ＵＩＤ）に対応する学習値を記憶部１２０から取得し、その取得した学習値に応じて、走行制御部１４０において走行モードの切替に用いられる切替しきい値を変更する。具体的には、しきい値変更部１３０は、取得した学習値（アクセル開度の平均値）が大きいほど、ＨＶモードで走行する領域が拡大するように切替しきい値を小さくする方向に変更し、取得した学習値が小さいほど、ＥＶモードで走行する領域が拡大するように切替しきい値を大きくする方向に変更する。

走行制御部１４０は、アクセル開度や走行状態に基づいて走行パワーを算出し、その算出した走行パワーと切替しきい値との比較結果に基づいて車両の走行モードを切替える。すなわち、走行制御部１４０は、算出された走行パワーが切替しきい値よりも大きいとき、走行モードをＨＶモードとし、エンジン４を始動させる。一方、走行制御部１４０は、算出された走行パワーが切替しきい値よりも小さいとき、走行モードをＥＶモードとし、エンジン４を停止させる。

そして、走行制御部１４０は、算出された走行パワーおよび走行モードに基づいてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を算出し、その算出したトルク指令に基づいて信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成する。

図４は、図１に示したナビゲーション装置５５の機能ブロック図である。図４を参照して、ナビゲーション装置５５は、ユーザ設定部２１０と、道路マップ記憶部２２０と、車両位置検出部２３０と、カーブ判定部２４０とを含む。

ユーザ設定部２１０は、運転操作を行なっているドライバーを設定可能であり、設定されたドライバーに対応するユーザＩＤ（ＵＩＤ）をＥＣＵ５０へ出力する。道路マップ記憶部２２０は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）やハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶媒体から成り、走路のカーブ度合い（カーブ半径）に関する情報を含む地図データを格納する。道路マップ記憶部２２０は、車両位置検出部２３０からの要求に応じて地図データを車両位置検出部２３０へ出力する。

車両位置検出部２３０は、ハイブリッド車両１００の現在位置を検出し、その検出した現在位置に関する位置情報を道路マップ記憶部２２０からの地図データとともにカーブ判定部２４０へ出力する。なお、車両位置の検出手法については、人工衛星を利用して車両位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた公知手法を用いることができる。

カーブ判定部２４０は、道路マップ記憶部２２０の地図データと車両位置検出部２３０からの位置情報とに基づいて、ハイブリッド車両１００がカーブを走行中であるか否かを判定する。具体的には、カーブ判定部２４０は、現在走行中の道路のカーブ半径が規定値以上のとき、車両がカーブ走行中であると判定し、ＥＣＵ５０へ出力されるカーブ判定信号ＣＶを活性化する。

図５は、図１に示したＥＣＵ５０によるドライバーの運転特性の学習に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間ごとまたは所定の条件成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図５を参照して、ＥＣＵ５０は、ナビゲーション装置５５において設定されたユーザＩＤ（ＵＩＤ）をナビゲーション装置５５から取得する（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ５０は、ナビゲーション装置５５からのカーブ判定信号ＣＶに基づいてハイブリッド車両１００がカーブを走行中であると判断すると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、アクセル開度信号ＡＣＣに基づいて、ユーザＩＤ（ＵＩＤ）で示される現在のドライバーの運転特性を学習する（ステップＳ３０）。そして、ＥＣＵ５０は、その運転特性の学習結果をユーザＩＤと対応付けて記憶部１２０に格納する（ステップＳ４０）。

なお、ステップＳ２０において車両がカーブを走行中でないと判断されたときは、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０，Ｓ４０の処理を実行することなく、一連の処理を終了する。

図６は、図１に示したＥＣＵ５０による走行モードの切替しきい値の変更に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図６を参照して、ＥＣＵ５０は、ナビゲーション装置５５において設定されたユーザＩＤ（ＵＩＤ）をナビゲーション装置５５から取得する（ステップＳ１１０）。次いで、ＥＣＵ５０は、取得されたユーザＩＤに対応する学習値を記憶部１２０から取得する（ステップＳ１２０）。

そして、ＥＣＵ５０は、取得した学習値に基づいて、走行モードの切替しきい値を変更する（ステップＳ１３０）。具体的には、走行モードの切替は、走行パワーと切替しきい値との比較結果に基づいて行なわれるところ、ＥＣＵ５０は、アクセル開度の平均値からなる学習値が大きいほど切替しきい値を小さくする方向（ＨＶモードで走行する領域が拡大する方向）に変更し、上記学習値が小さいほど切替しきい値を大きくする方向（ＥＶモードで走行する領域が拡大する方向）に変更する。

図７は、走行モードの切替を説明するための図である。図７を参照して、曲線Ｐは、アクセル開度および走行状態に基づいて算出される走行パワーの時間的変化を示す。Ｐｔｈ（Ａ），Ｐｔｈ（Ｂ）は、それぞれドライバーＡ，Ｂに対応する切替しきい値を示し、Ｐｔｈ０は、ユーザ設定がなされていない場合の切替しきい値（デフォルト値）を示す。

ドライバーＡは、加速感を求めるドライバーであり、ドライバーＡの運転特性の学習結果に基づき、切替しきい値（Ａ）は、Ｐｔｈ０よりも小さい値に変更されている。一方、ドライバーＢは、低燃費走行を求めるドライバーであり、ドライバーＢの運転特性の学習結果に基づき、切替しきい値（Ｂ）は、Ｐｔｈ０よりも大きい値に変更されている。

切替しきい値がＰｔｈ０の場合（従来相当）、時刻ｔ０において走行パワーＰが切替しきい値Ｐｔｈ０を超えると、走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切替わる。また、時刻ｔ１において走行パワーＰが切替しきい値Ｐｔｈ０を下回ると、走行モードがＨＶモードからＥＶモードに切替わる。時刻ｔ２，ｔ３においても同様の走行モードの切替が行なわれる。

これに対して、ドライバーＡがユーザ設定されている場合、すなわち、切替しきい値がＰｔｈ（Ａ）の場合、走行パワーＰは切替しきい値（Ａ）を下回らないので、走行モードは常時ＨＶモードである。したがって、ハイブリッド車両１００は、加速感を求めるドライバーＡの運転特性を反映した走行性能を実現することができる。

一方、ドライバーＢがユーザ設定されている場合、すなわち、切替しきい値がＰｔｈ（Ｂ）の場合、走行パワーＰは切替しきい値（Ｂ）を上回らないので、走行モードは常時ＥＶモードである。したがって、ハイブリッド車両１００は、低燃費走行を求めるドライバーＢの運転特性を反映した走行性能を実現することができる。

なお、このハイブリッド車両１００は、上述のように外部電源７０から蓄電装置Ｂを充電することができる。以下に、外部電源７０から蓄電装置Ｂの充電方法について簡単に説明する。

図８は、図１に示したインバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のゼロ相等価回路を示す。３相インバータであるインバータ２０，３０の各々においては、６個のトランジスタのオン／オフの組合わせは８パターン存在する。その８つのスイッチングパターンのうち２つは相間電圧がゼロとなり、そのような電圧状態はゼロ電圧ベクトルと称される。ゼロ電圧ベクトルについては、上アームの３つのトランジスタは互いに同じスイッチング状態（全てオンまたはオフ）とみなすことができ、また、下アームの３つのトランジスタも互いに同じスイッチング状態とみなすことができる。したがって、この図８では、インバータ２０の上アームの３つのトランジスタは上アーム２０Ａとしてまとめて示され、インバータ２０の下アームの３つのトランジスタは下アーム２０Ｂとしてまとめて示されている。同様に、インバータ３０の上アームの３つのトランジスタは上アーム３０Ａとしてまとめて示され、インバータ３０の下アームの３つのトランジスタは下アーム３０Ｂとしてまとめて示されている。

図８に示されるように、このゼロ相等価回路は、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与えられる単相交流の商用電力を入力とする単相ＰＷＭコンバータとみることができる。そこで、インバータ２０，３０の各々においてゼロ電圧ベクトルを変化させ、インバータ２０，３０を単相ＰＷＭコンバータの各相アームとしてそれぞれ動作するようにスイッチング制御することによって、電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２から入力される交流の商用電力を直流電力に変換して正極線ＰＬ２へ出力することができる。

そして、このような外部電源から車載蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両では、ＥＶモードでの走行が基本になるところ、加速感を求めるドライバーにとっては、加速時のパワー不足を強く感じる可能性がある。しかしながら、このハイブリッド車両１００は、上記のようにドライバーの運転特性に応じて走行モードの切替しきい値が変更されるので、加速感を求めるドライバーの運転特性を反映した走行性能を実現することができる。

以上のように、この実施の形態においては、ドライバーごとに走行時の運転特性が学習され、その学習結果に基づいて、ドライバーに応じて走行モード（ＥＶモードおよびＨＶモード）の切替しきい値が変更されるので、ドライバーの運転特性が走行モードの切替タイミングに反映される。したがって、この実施の形態によれば、ドライバーごとにそのドライバーの運転特性を反映した走行性能を実現することができる。その結果、ドライバーの要求に十分に応えることができる。また、走行モードの不必要な切替が抑制され、燃費の向上も図られる。

［変形例］
もともと、走行モードの切替しきい値は、燃費や加速性能を考慮して設計段階で適切な値に設定されているので、ドライバーの運転特性に基づいて切替しきい値が変更されると、燃費が大きく悪化する可能性もある。そこで、この変形例では、ドライバーの運転特性が顕著に現われるカーブ走行時のみ、ドライバーの運転特性の学習結果に基づいて走行モードの切替しきい値が変更される。

図９は、この変形例におけるＥＣＵ５０Ａによる走行モードの切替しきい値の変更に関するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、一定時間ごとまたは所定の条件成立時にメインルーチンから呼出されて実行される。

図９を参照して、このフローチャートは、図６に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１１５をさらに含む。すなわち、ＥＣＵ５０Ａは、ナビゲーション装置５５からのカーブ判定信号ＣＶに基づいてハイブリッド車両１００がカーブを走行中であると判断した場合（ステップＳ１１５においてＹＥＳ）、ステップＳ１２０以下へ処理を進め、走行モードの切替しきい値を変更する。

一方、ステップＳ１１５において車両がカーブを走行中でないと判断された場合（ステップＳ１１５においてＮＯ）、ＥＣＵ５０Ａは、切替しきい値を変更することなく一連の処理を終了する。すなわち、切替しきい値には、デフォルトの切替しきい値Ｐｔｈ０が設定される。

以上のように、この変形例においては、ドライバーの運転特性が顕著に現われるカーブ走行時のみ、ドライバーの運転特性の学習結果に基づいて走行モードの切替しきい値が変更され、カーブ走行中でないときは、燃費や加速性能を考慮して設計段階で設定されたデフォルトの切替しきい値が設定される。したがって、この変形例によれば、カーブ走行時においては、ドライバーごとにそのドライバーの運転特性を反映した走行性能を実現することができ、カーブ走行中でないときは、燃費の大きな悪化を招くような走行モードの切替を防止することができる。

なお、上記の実施の形態においては、車両がカーブを走行中であるか否かの判定は、進路のカーブ度合い（カーブ半径）に基づいて行なわれるものとしたが、たとえば、車両の舵角（またはハンドル操作角）によってカーブ判定を行なってもよい。

また、上記においては、ドライバーの運転特性が顕著に現われるカーブ走行時のデータ（アクセル開度）を用いて運転特性を学習するものとしたが、車両の発進時にもドライバーの運転特性は顕著に現われるので、学習に用いられるデータには、車両発進時のアクセル開度を含めてもよい。さらに、上記においては、ドライバーの運転特性の学習は、アクセル開度に基づいて行なわれるものとしたが、学習データは、アクセル開度に限定されるものではなく、ドライバーの運転特性を反映するものであればよい。たとえば、アクセル開度および車両の走行状態に基づいて算出される走行パワーや走行トルクに基づいて運転特性の学習を行なってもよい。

また、上記においては、走行パワーと切替しきい値との比較結果に基づいて走行モードの切替を行なうものとしたが、アクセル開度または走行トルクとそれらに対応する切替しきい値との比較結果に基づいて走行モードの切替を行なってもよい。また、走行モードの切替しきい値については、ＥＶモードからＨＶモードに切替わるときのしきい値（すなわちエンジン４の始動しきい値）とＨＶモードからＥＶモードに切替わるときのしきい値（すなわちエンジン４の停止しきい値）とにオフセットを持たせてもよい。

また、上記においては、外部電源７０からの電力を電力入力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して中性点Ｎ１，Ｎ２に与え、インバータ２０，３０およびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を単相ＰＷＭコンバータとして動作させることによって外部電源７０から蓄電装置Ｂを充電するものとしたが、外部電源７０から蓄電装置Ｂを充電するための専用コンバータを別途設けてもよい。

また、上記においては、動力分割機構３を用いてエンジン４の動力をモータジェネレータＭＧ１と車輪２とに分配する、いわゆるシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、エンジン４の動力をモータジェネレータＭＧ１による発電のみに用い、モータジェネレータＭＧ２のみを用いて車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。さらに、この発明の適用範囲は、外部電源から車載蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両に限定されるものではなく、外部電源からの充電機能を有さないハイブリッド車両にも適用可能である。

なお、上記において、ＥＣＵ５０，５０Ａによる処理は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって行なわれ、ＣＰＵは、上記フローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、その読出したプログラムを実行して上記フローチャートに従って処理を実行する。したがって、ＲＯＭは、上記フローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。

なお、上記において、エンジン４は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応する。また、ＥＣＵ５０のしきい値変更部１３０は、この発明における「変更手段」に対応し、ナビゲーション装置５５のカーブ判定部２４０は、この発明における「判定手段」に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１に示すＥＣＵの機能ブロック図である。図２に示す記憶部のデータ構造を示した図である。図１に示すナビゲーション装置の機能ブロック図である。図１に示すＥＣＵによるドライバーの運転特性の学習に関するフローチャートである。図１に示すＥＣＵによる走行モードの切替しきい値の変更に関するフローチャートである。走行モードの切替を説明するための図である。図１に示すインバータおよびモータジェネレータのゼロ相等価回路を示した図である。変形例におけるＥＣＵによる走行モードの切替しきい値の変更に関するフローチャートである。

符号の説明

２車輪、３動力分割機構、４エンジン、１０昇圧コンバータ、２０，３０インバータ、２０Ａ，３０Ａ上アーム、２０Ｂ，３０Ｂ下アーム、４０コネクタ、５０，５０ＡＥＣＵ、５５ナビゲーション装置、７０外部電源、１１０学習部、１２０記憶部、１３０しきい値変更部、１４０走行制御部、２１０ユーザ設定部、２２０道路マップ記憶部、２３０車両位置検出部、２４０カーブ判定部、Ｂ蓄電装置、Ｃ１，Ｃ２コンデンサ、ＰＬ１，ＰＬ２正極線、ＮＬ１，ＮＬ２負極線、ＭＧ１，ＭＧ２モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２中性点、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２電力入力線。

Claims

動力源として内燃機関および電動機を搭載し、前記内燃機関を停止させて走行する第１の走行モードと前記内燃機関および前記電動機を動作させて走行する第２の走行モードとを車両の走行状態に応じて切換可能なハイブリッド車両であって、
運転者を設定するためのユーザ設定手段と、
前記ユーザ設定手段により設定される運転者ごとに走行時の運転特性を学習する学習手段と、
前記学習手段の学習結果に基づいて、前記ユーザ設定手段により設定される運転者に応じて前記第１および第２の走行モードの切替しきい値を変更する変更手段とを備えるハイブリッド車両。
当該車両の走行位置を検出可能なナビゲーション装置をさらに備え、
前記ナビゲーション装置は、減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かを判定する判定手段を含み、
前記変更手段は、当該車両が前記走行状況にあると判定されたとき、前記切替しきい値を変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記判定手段は、当該車両の進路のカーブ度合いに基づいて、当該車両が前記走行状況にあるか否かを判定する、請求項２に記載のハイブリッド車両。
前記学習手段は、当該車両が前記走行状況にあると判定されているとき、前記運転特性を学習する、請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両。
前記学習手段は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を学習し、
前記変更手段は、前記学習手段の学習値が大きいほど前記第２の走行モードで走行する領域が拡大するように、前記切替しきい値を変更する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
前記学習手段は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を学習し、
前記変更手段は、前記学習手段の学習値が小さいほど前記第１の走行モードで走行する領域が拡大するように、前記切替しきい値を変更する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
動力源として内燃機関および電動機を搭載し、前記内燃機関を停止させて走行する第１の走行モードと前記内燃機関および前記電動機を動作させて走行する第２の走行モードとを車両の走行状態に応じて切換可能なハイブリッド車両の制御方法であって、
運転者ごとに走行時の運転特性を学習する第１のステップと、
その学習結果に基づいて、前記第１および第２の走行モードの切替しきい値を運転者に応じて変更する第２のステップとを備える、ハイブリッド車両の制御方法。
減速または加速が予測される走行状況に当該車両があるか否かを判定する第３のステップをさらに備え、
当該車両が前記走行状況にあると判定されたとき、前記第２のステップにおいて前記切替しきい値が変更される、請求項７に記載の制御方法。
前記第３のステップにおいて、当該車両が前記走行状況にあるか否かは、当該車両の進路のカーブ度合いに基づいて判定される、請求項８に記載の制御方法。
当該車両が前記走行状況にあると判定されているとき、前記第１のステップにおいて前記運転特性が学習される、請求項８または請求項９に記載の制御方法。
前記第１のステップでは、運転者により操作されるアクセルペダルの開度が学習され、
その学習結果を示す学習値が大きいほど前記第２の走行モードで走行する領域が拡大するように、前記第２のステップにおいて前記切替しきい値が変更される、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の制御方法。
前記第１のステップでは、運転者により操作されるアクセルペダルの開度が学習され、
その学習結果を示す学習値が小さいほど前記第１の走行モードで走行する領域が拡大するように、前記第２のステップにおいて前記切替しきい値が変更される、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の制御方法。
請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。