JP5181732B2

JP5181732B2 - ハイブリッド車両のモード切り替え制御装置

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Publication number: JP5181732B2
Application number: JP2008054052A
Authority: JP
Inventors: 克行齊藤; 宗利上野; 秀俊月館
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-03-04
Also published as: DE602008002782D1; CN101298235B; JP2008296897A; CN101298235A

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、後進走行の際の適切なモード切り替えの制御に関するものである。

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、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)モードとなり、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。

かかるハイブリッド車両に代表される、電気走行(EV)モードおよびハイブリッド走行(HEV)モードを有したハイブリッド車両においては、
運転者によるアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度APO）と、車速VSPとの組み合わせにより、電気走行(EV)モード領域と、ハイブリッド走行(HEV)モード領域とを区切る。具体的には、アクセルペダル踏み込み量が所定値よりも小さく、かつ、車速が所定値よりも小さい領域を電気走行(EV)モード領域、それ以外の領域をハイブリッド走行(HEV)モード領域とする。
そして、これに対応するマップをもとにアクセル開度APOおよび車速VSPから、どちらの領域での運転状態であるかを判定して両者間でのモード切り替え制御を実行するのが常套である。
特開平１１−０８２２６０号公報

ところで特許文献１に記載の制御装置において、電気走行モードまたはハイブリッド走行モードのいずれを選択するかについては、運転状態および走行状態に関する情報、一般的にはアクセル開度APOおよび車速VSP、に基づき判断する。走行モード選択の判断は、前進走行でも後進走行でも同一条件で判断する。したがって、選択モードを電気走行モードからハイブリッド走行モードに切り替えてエンジンを始動するよう指令するか否かの判断も、また、これとは逆に、選択モードをハイブリッド走行モードから電気走行モードに切り替えてエンジンを停止するよう指令するか否かの判断も、前進走行および後進走行にかかわらず同一条件で行う。

そうすると上記従来のようなハイブリッド車両の制御装置にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり運転状態および走行状態に関する情報に基づき前進走行でも後進走行でも同一条件で走行モードを選択していたため、後退走行時にエンジンが始動する場合がある。エンジンの始動ショックは大きいため、後進走行における運転の操作性が損なわれる。その結果、ハイブリッド車両の車庫入れや、縦列駐車などといった微小な距離の運転が困難になる。また、例えば、後進走行時に、それまで運転されていたエンジンが停止する場合もあり、運転者に違和感をもたらすこととなる。

本発明は、後進走行時においては、エンジンの始動や停止をなるべく行わないようにして、運転の操作性を損なわず、運転者に違和感をもたらすことのないような制御装置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ド切り替え制御装置は、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、前記エンジンを停止させ前記モータ/ジェネレータからの動力のみにより走行する電気走行モードと、前記エンジンおよび前記モータ/ジェネレータのうち少なくともエンジンからの動力により走行するハイブリッド走行モードとを選択可能で、運転状態および走行状態に関する情報に基づき電気走行領域かハイブリッド走行領域に属するか判断し、前記電気走行領域に対応する前記電気走行モードまたは前記ハイブリッド走行領域に対応する前記ハイブリッド走行モードのいずれかを選択してモード切り替えを行うようにしたハイブリッド車両において、
後進走行開始前の走行モードが前記電気走行モードか前記ハイブリッド走行モードかを判断し、
前記ハイブリッド走行モードの場合は、後進走行時は前記ハイブリッド走行モードを継続し、
前記電気走行モードの場合は、前進走行時よりもアクセル開度において広く設定した電気走行領域に対応する電気走行モードで後進走行することを特徴としたものである。

かかる本発明のモード切り替え制御装置によれば、後進走行開始前の走行モードが電気走行モードかハイブリッド走行モードかが判断され、ハイブリッド走行モードの場合は、後進走行時はハイブリッド走行モードが継続される。電気走行モードの場合は、前進走行時よりもアクセル開度において広く設定した電気走行領域に対応する電気走行モードで後進走行される。このため、先の前進走行時に電気走行モードを選択していれば続く後進走行時でも電気走行モードで後進することが可能になり、エンジンの始動を伴うことがない。また、先の前進走行時にハイブリッド走行モードを選択していれば続く後進走行時でもハイブリッド走行モードで後進することが可能になり、エンジンの停止を伴うことがない。
したがって運転の操作性を損なうことがなく、また、運転者に違和感をもたらすこともない。

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などの摩擦要素で構成する。

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などの摩擦要素で構成する。

自動変速機3は、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したりすることで、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および第2クラッチ7をともに締結し、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。

エンジン１を停止して第１クラッチ６を解放するとともに第２クラッチを締結しモータ/ジェネレータ５からの動力のみにより走行するEV走行モードにおいてエンジン１を始動する場合、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クランキングする。そしてエンジン１始動後はエンジン1およびモータ/ジェネレータ5双方からの動力により走行するHEV走行モードに切り替わる。

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、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運転状態および走行状態に関する情報であるアクセル開度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）に基づいて、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。

統合コントローラ20が演算した目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ21に供給され、統合コントローラ20が演算した目標モータ/ジェネレータトルクtTmはモータ/ジェネレータコントローラ22に供給される。
エンジンコントローラ21は、エンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン1を制御し、
モータ/ジェネレータコントローラ22はモータ/ジェネレータ5のトルクTm（または回転数Nm）が目標モータ/ジェネレータトルクtTmとなるよう、バッテリ9およびインバータ10を介してモータ/ジェネレータ5を制御する。
統合コントローラ20は、演算した目標第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に対応するソレノイド電流を第1クラッチ6および第2クラッチ7の締結制御ソレノイド（図示せず）に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1が目標伝達トルク容量tTc1に一致するよう、また、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2が目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2に一致するよう、第1クラッチ6および第2クラッチ７を個々に制御する。

ここで、統合コントローラ20が実行する、本発明に係わるEV走行モードおよびHEV走行モード間でのモード切り替え制御を、図５のマップに沿って説明する。図５はアクセル開度が所定値以上、または、車速が所定値以上のＨＥＶ走行領域と、アクセル開度が所定値よりも小さくかつ車速が所定値よりも小さなＥＶ走行領域とを、境界線で区画している。
統合コントローラ20は予め図５に例示したマップを記憶しておき、入力情報のうちアクセル開度APOおよび変速機出力回転数No（車速VSP）がＥＶ走行領域またはＨＥＶ走行領域のいずれであるのかを定時間隔で判断する。そして、前回の判断と今回の判断が同じであれば現在の走行モードを維持し、前回の判断と今回の判断が異なれば走行モードを切り替える制御を行う。
なおハンチング防止のため、HEV走行モードからEV走行モードへの切り替え制御時の境界線と、EV走行モードからHEV走行モードへの切り替え制御時の境界線とを異ならせてもよいこと勿論である。

また統合コントローラ20は予め図６に例示したマップを記憶しておき、入力情報のうちバッテリ蓄電状態SOCおよびバッテリ出力がＥＶ走行領域にあるのか否かを定時間隔で判断する。そしてＥＶ走行領域にあればＥＶ走行モードを選択し、ＥＶ走行領域になければＥＶ走行モードを選択しない制御を実行する。
なおバッテリ出力は、目標モータ/ジェネレータトルクtTmとモータ/ジェネレータ回転数Nmとの積であり、統合コントローラ20がバッテリ出力を演算する。

上述した図５および図６に示すマップはいずれも、ハイブリッド車両が前進走行するときに参照するマップである。

ハイブリッド車両が後進走行するときには後述するように、これら図５および図６とは異なるマップを参照する。

またハイブリッド車両が後進走行を開始するときは、図７にフローチャートで示す制御プログラムを実行し、適切な走行モードを選択する。

メインルーチンである図７のフローチャートに沿って説明すると、まずステップＳ１００ではハイブリッド車両がＥＶ走行モードまたはＨＥＶ走行モードを選択するかを仮判断する。

上記ステップＳ１００でＥＶ走行モードを選択するよう仮判断した場合であっても、エンジンを始動した方がよい場合もある。そこで次のステップＳ２００ではＥＶ走行モード選択時にエンジン１を始動するか否かを最終判断する。そして本制御を抜ける。

説明を上記ステップＳ１００に戻すと、ＥＶ走行モードの判断は、図８にフローチャートで示す制御プログラムを実行し、走行モードを判断する。サブルーチンである図８のフローチャートに沿って説明すると、まずステップＳ１０１では運転者がシフトレバーをリバースレンジにシフトチェンジしたか否かを判断する。リバースレンジにしていない場合（ＮＯ）、後進走行を開始しないことからステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５では前述した図５および図６のマップに基づく通常制御により、前進走行で選択する走行モードを判断する。そして本制御を抜ける。

これに対し上記ステップＳ１０１でリバースレンジにしたと判断した場合（ＹＥＳ）、後進走行を開始することからステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２ではリバースレンジにする前に選択していた走行モードがＥＶ走行モードあるか否かを判断する。リバースレンジにする以前の走行モードがＥＶ走行モードでなければ（ＮＯ）、すなわちＨＥＶ走行モードであるからステップ１０７へ進む。

ステップＳ１０７ではリバースレンジにした後も引き続きＨＥＶ走行モードを選択するよう判断する。そして本制御を抜ける。

これに対し上記ステップＳ１０２で、リバースレンジにする以前の走行モードがＥＶ走行モードであると判断すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、後進走行で消費するバッテリ９の電力量ΔＳＯＣを推定し、該推定時の蓄電状態ＳＯＣを検出する。この推定のため、統合コントローラ20は予めデフォルト値を記憶しておく。そして、原則としてデフォルト値を推定消費電力量ΔＳＯＣと規定し、この推定時に検出した蓄電状態ＳＯＣからデフォルト値を差し引いた値が許容範囲下限値を満足するか否か判断する。これにより、エンジン始動の頻度を低下させることができる。

上記のステップＳ１０３に代えて、以下のようにしても良い。すなわち、統合コントローラ20は運転者のアクセル開度ＡＰＯ操作履歴を学習して、燃費の向上を重視するかもしくは大きな駆動力を重視するかの目標走行特性を判断し、判断した目標走行特性に適合した推定電力量ΔＳＯＣを算出して規定するものであってもよい。例えば、燃費の向上を重視すると判断すれば、推定電力量ΔＳＯＣをデフォルト値よりも小さくする。逆に大きな駆動力を重視すると判断すれば、推定電力量ΔＳＯＣをデフォルト値よりも大きくする。また統合コントローラ20は地理情報を具備した公知のナビゲーションシステムに基づき、推定電力量ΔＳＯＣをより正確に推定してもよい。これにより、エンジン始動の頻度をさらに低下させることができる。

次のステップＳ１０４では、上述した推定時のバッテリ９の蓄電状態ＳＯＣから電力量ΔＳＯＣを差し引いて将来の蓄電状態ＳＯＣである推定蓄電状態ＳＯＣ―ΔＳＯＣを算出する。そして、この推定蓄電状態ＳＯＣ―ΔＳＯＣがバッテリ９の許容範囲の下限値を満足するか否かを判断する。この許容範囲の下限値は図６に示すＥＶ走行領域の範囲内でバッテリ蓄電状態ＳＯＣが最も小さい値であり、当該下限値のＥＶ走行可能パワーは０である。

そして、推定蓄電状態ＳＯＣ―ΔＳＯＣが許容範囲下限値を満足する場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、リバースレンジにした後も引き続きＥＶ走行モードを選択するよう仮判断する。仮判断としたのは、後述するステップＳ２００で当該仮判断が変更され得るためである。そして本制御を抜ける。

これに対し上記ステップＳ１０４での推定蓄電状態ＳＯＣ―ΔＳＯＣが許容範囲を下回っている場合は（ＮＯ）、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、エンジン１を始動するよう判断する。このエンジン始動および後述するステップＳ２０５のエンジン始動は、車速ＶＳＰが０、かつ運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるときに行う。次のステップＳ１０７ではハイブリッド走行モードを選択するよう判断する。そして本制御を抜ける。

上記ステップＳ１００に含まれる上記ステップＳ１０８でＥＶ走行モードを選択するとの仮判断をしても、運転者の駆動力意図または車両の状態により、エンジン１を始動した方が操作性がよい場合もある。そこで、次のステップＳ２００においてＥＶ走行モードを選択するか、またはエンジン始動を伴ってＨＥＶ走行モードを選択するか、最終的に判断する。上記ステップＳ２００における走行モードの最終判断は、図９にフローチャートで示す制御プログラムの実行による。

サブルーチンである図９のフローチャートに沿って説明すると、まずステップＳ２０１ではアクセル開度ＡＰＯを検出し、図１０に示すマップを参照してアクセル開度ＡＰＯがＥＶ走行領域内であるか否かを判断する。この図１０に示すマップは後進走行用のマップであり、リバース最高車速以下であって所定のアクセル開度を、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとの境界線とする。図１０に実線で示す境界線よりも小さなアクセル開度ではＥＶ走行モードを選択する。これに対しこの境界線よりも大きなアクセル開度ではＨＥＶ走行モードを選択する。この境界線は前述した前進走行用のマップ（図５）の境界線と異なる。比較のため図１０に前進走行用の境界線を破線で示す。図１０に示すように、後進走行時の境界線のアクセル開度（例えば４／８）を、前進走行時の境界線のアクセル開度（例えば１／８）よりも大きくなるよう設定する。

このようにＥＶ走行領域を大きく設定可能な理由について説明すると、後進走行の場合は、連続走行距離や後進走行の頻度が前進走行の場合と比べて小さいため、燃費やエネルギーマネジメントに与える影響が小さいためである。したがって後進走行時はＥＶ走行領域を広げてステップＳ１００で仮決定したＥＶ走行モードをなるべく変更しないようにすることができ、エンジン始動の頻度を低下させることができる。
すなわち、上記のように設定したことにより、例えば、アクセル開度ＡＰＯが１／８未満のＥＶ走行モードでの前進走行を行っている状態から、シフトレバーがリバースレンジに切り替えられると同時にアクセル開度ＡＰＯが３／８に増大されたような場合にも、走行モードがＨＥＶ走行モードに切り替わってエンジンが始動されることが回避される。

なおハンチング防止のため、HEV走行モードからEV走行モードへの切り替え制御時の境界線と、EV走行モードからHEV走行モードへの切り替え制御時の境界線とを異ならせてもよいこと勿論である。

好ましくは、前記ステップＳ２０１で、上述したアクセル開度ＡＰＯとともに、アクセル開度変化量ΔＡＰＯを読み込んで、これを所定の判定値と比較することにより運転者の駆動力意図の有無を判断する。

前記ステップＳ２０１でＥＶ走行領域内にないと判断したり駆動力意図があると判断したりした場合（ＮＯ）、ステップＳ２０６へ進みＨＥＶ走行モードを選択するよう最終判断する。そして図９の制御を抜ける。このように判断した場合には、後進走行時の操作性よりも走行モードの切り替えを優先するのが妥当だからである。

これに対し前記ステップＳ２０１でＥＶ走行領域内にあると判断したり駆動力意図がないと判断したりした場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２へ進む。

また前記ステップＳ２０１にあっては、上述したアクセル開度ＡＰＯあるいはアクセル開度変化量ΔＡＰＯだけでなく、運転者がブレーキペダルを踏み込むときの踏力、ナビゲーションシステムによる地理情報あるいは加速度センサ等により路面勾配を検出し、路面勾配が所定値以上であれば前記ステップＳ２０１でＮＯと判断し、路面勾配が所定値未満であれば前記ステップＳ２０１でＹＥＳと判断してもよい。

ステップＳ２０２では蓄電状態ＳＯＣおよびバッテリ出力が予め定められた図１１のマップで例示する条件を満足するか否かを判断する。
この図１１に示すマップは後進走行用のマップであり、バッテリ蓄電状態ＳＯＣに対するＥＶ走行可能パワーを示す。バッテリ蓄電状態ＳＯＣが中程度から高程度では所定のＥＶ走行可能パワーで後進走行が可能である。バッテリ蓄電状態ＳＯＣが低程度では、バッテリ蓄電状態ＳＯＣの低下につれて徐々にＥＶ走行可能パワーを絞っていき、所定のバッテリ蓄電状態ＳＯＣ以下でＥＶ走行可能パワーは０（ＥＶ走行禁止）となる。この理由は、燃費やエネルギーマネジメントを考慮してＥＶ走行可能パワーを制限するからである。

バッテリ出力が図１１に実線で示すＥＶ走行可能パワーよりも小さければ本ステップＳ２０２のＥＶ走行領域になるため条件を満足し（ＹＥＳ）、ステップＳ２０７へ進みＥＶ走行モードを選択するよう最終判断する。そして図９の制御を抜ける。
なお前記ステップＳ２０１でＹＥＳと判断したことから運転者は大きな駆動力を意図していない。したがって仮にＥＶ走行モードで後進走行中に運転者がアクセルペダルを踏み増ししてアクセル開度ＡＰＯが増大しても、エンジン始動を行わない。これにより、後進走行中のエンジン始動ショックを回避し、後進走行の操作性を改善する。

これに対しこのＥＶ走行可能パワーよりも大きなバッテリ出力では本ステップＳ２０２の上記条件を満足せず（ＮＯ）、連続してＥＶ走行を選択しできないため、ステップＳ２０３へ進む。

ここで付言すると、本ステップＳ２０２に関連する図１１のＥＶ走行可能パワーは前述した前進走行用のマップ（図６）のＥＶ走行可能パワーと異なる。比較のため図１１に前進走行用のＥＶ走行可能パワーを破線で示す。図１１に示すように、後進走行時のＥＶ走行可能パワーは、前進走行時のＥＶ走行可能パワーよりも大きくなるよう設定する。

このようにＥＶ走行領域を大きく設定可能な理由について説明する。本実施例では後述するステップＳ２０４およびＳ２０５に示すように車速ＶＳＰが０かつブレーキ操作有りのときにエンジン１を始動する。換言すれば、ＥＶ走行モードで後進走行中にモータ／ジェネレータ５が後輪２に駆動力を与えつつエンジン１を始動することがない。したがって、エンジン始動用の余力としてとっておくべきモータトルクを後輪２の駆動力として利用することができる。
その結果、後進走行時はＥＶ走行領域を広げてステップＳ１００で仮決定したＥＶ走行モードをなるべく変更しないようにすることができ、エンジン始動の頻度を低下させることができる。

なお本ステップＳ２０２では例えばＳＯＣ低下を判断条件としたが、この他にも、モータ／ジェネレータ５や、バッテリ９や、インバータ１０の過熱時を判断条件とし、これら５，９，１０が過熱したときは以下に説明するステップＳ２０３に進んでもよい。

説明を図９に戻すと、ステップＳ２０３では、駆動力を減らす。これは、前記ステップＳ１０１でシフトチェンジしたリバースレンジを実現するべく前進走行を終了させるという理由の他、運転者に駆動力の減少を気づかせる狙いもある。

前述したリバースレンジにシフトチェンジした運転者は、ブレーキペダルを踏み込むであろうから、次のステップＳ２０４では、ブレーキペダルを踏み車速ＶＳＰが０となると（ＹＥＳ）、ステップＳ２０５へ進みエンジン１を始動する。これにより、走行中のエンジン始動ショックを回避して、後進走行の操作性を向上することができる。
なおテップＳ２０４で車速ＶＳＰが０でないか、またはブレーキペダルが踏み込まれていない場合には（ＮＯ）、前記ステップＳ２０３に戻り、車速ＶＳＰが０かつブレーキペダルが踏み込まれるまで引き続き駆動力を減らす。

上記ステップＳ２０５でエンジン始動を実行すると、ステップＳ２０６でＨＥＶ走行モードを選択し、図９の制御を抜ける。

上述したステップＳ１００〜ステップＳ２００の制御につき概括すると、ステップＳ１００での判断が前記ステップＳ１０５（通常制御）およびＳ１０７（ハイブリッド走行モード）の場合には、これらステップＳ１０５およびＳ１０７における判断どおりの走行モードを選択する。またステップＳ１００での判断が前記ステップＳ１０８（電気走行モード）の場合には仮判断であり、さらにステップＳ２００へ進み、ステップＳ２０６（ハイブリッド走行モード）またはステップＳ２０７（電気走行モード）を最終判断する。

ところで、上記した本実施例によれば、図８のステップＳ１０１でリバースレンジにすると（ＹＥＳ）、ステップＳ１０７またはステップＳ１０８へ進み、図５に示す運転状態および走行状態に関する情報にかかわりなく後進走行開始前の走行モードを継続するよう構成したことから、従来のように後進走行中に走行モードが切り替わることを回避することが可能になる。したがってエンジンの始動や停止を伴うことがなく、運転の操作性を損なうことがない。

しかし、特定の場合には、運転の操作性よりもエンジン始動を優先することが妥当な場合がある。
本実施例によれば、図８のステップＳ１０３で後進走行における電気走行モードで消費するバッテリ電力量ΔＳＯＣを推定し、後進走行を開始する際のバッテリの蓄電状態ＳＯＣに検出する。次のステップＳ１０４で推定バッテリ電力量ΔＳＯＣを差し引いた推定蓄電状態ＳＯＣ―ΔＳＯＣを算出し、推定蓄電状態ＳＯＣ―ΔＳＯＣが蓄電状態ＳＯＣの許容範囲の下限値を下回っている場合には（ＮＯ）、後進走行開始前の走行モードが電気（ＥＶ）走行モードであっても、次のステップ１０６で後進走行開始時にエンジン１を始動する。このため、バッテリ９の上がりを回避することができる。

また運転の操作性よりもエンジン始動を優先することが妥当な場合として本実施例では、図９のステップＳ２０１で後進走行を開始する際のアクセル開度および／またはアクセル開度操作量といった情報に基づき電気（ＥＶ）走行モードまたはハイブリッド（ＨＥＶ）走行モードを選択すべきかを判断し、ハイブリッド走行モードであるつ判断すると（ＮＯ）、ステップＳ１０８で後進走行開始前の走行モードが電気走行モードであっても、ステップＳ２０６で後進走行開始時にエンジン１を始動する。したがって運転者の駆動力意図を万足することができる。

ここで上記ステップＳ２０１の電気（ＥＶ）走行領域（図１０）を、前進走行用の電気走行領域（図５）よりもアクセル開度において広く設定したことから、従来のように後進走行中に走行モードが切り替わることを回避することが可能になる。

この他にも運転の操作性よりもエンジン始動を優先することが妥当な場合として本実施例ではステップＳ２０２でバッテリ９の使用状態である蓄電状態ＳＯＣおよびバッテリ出力がＥＶ走行領域にあるかを判断する。そして、ＥＶ走行領域にないと判断した場合には、後進走行開始前の走行モードが電気（ＥＶ）走行モードであっても、ステップＳ２０３車輪の駆動力を０に向けて徐々に減少し、ステップＳ２０４で車速０かつブレーキ操作オンの時にエンジン１を始動する。したがって、燃費やエネルギーマネジメントを適切に考慮することができる。

ここで上記ステップＳ２０２のＥＶ走行領域（図１１）前進走行用のＥＶ走行領域（図６）よりも広く設定したことから、従来のように後進走行中に走行モードが切り替わることを回避することが可能になる。

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。

本発明のモード切り替え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。本発明のモード切り替え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。本発明のモード切り替え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。前進走行時の走行モードの選択するために参照するEV走行領域およびHEV走行領域を示す領域線図である。前進走行時のバッテリ蓄電状態がEV走行領域内にあるか否かを判断するために参照する領域線図である。後進走行開始時のモード切り替え制御プログラムのフローチャートである。図７に示すフローチャートのうち走行モード判断部のサブルーチンを示すフローチャートである。図７に示すフローチャートのうちＥＶ選択時のエンジン始動判断部のサブルーチンを示すフローチャートである。後進走行時の走行モードの選択するために参照するEV走行領域およびHEV走行領域を示す領域線図である。後進走行時のバッテリ蓄電状態がEV走行領域内にあるか否かを判断するために参照する領域線図である。

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

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、
前記エンジンを停止させ前記モータ/ジェネレータからの動力のみにより走行する電気走行モードと、前記エンジンおよび前記モータ/ジェネレータのうち少なくともエンジンからの動力により走行するハイブリッド走行モードとを選択可能で、
運転状態および走行状態に関する情報に基づき電気走行領域かハイブリッド走行領域に属するか判断し、前記電気走行領域に対応する前記電気走行モードまたは前記ハイブリッド走行領域に対応する前記ハイブリッド走行モードのいずれかを選択してモード切り替えを行うようにしたハイブリッド車両において、
後進走行開始前の走行モードが前記電気走行モードか前記ハイブリッド走行モードかを判断し、
前記ハイブリッド走行モードの場合は、後進走行時は前記ハイブリッド走行モードを継続し、
前記電気走行モードの場合は、前進走行時よりもアクセル開度において広く設定した電気走行領域に対応する電気走行モードで後進走行する
ことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
前記モータ/ジェネレータと電力の授受を行うバッテリの蓄電状態を検出する手段と、
後進走行における電気走行モードで消費するバッテリ電力量を推定する手段と、を具え、
後進走行を開始する際、後進走行開始前の走行モードが電気走行モードであった場合には、検出したバッテリの蓄電状態から前記推定バッテリ電力量を差し引いた推定蓄電状態が蓄電状態の許容範囲の下限値を満足すると、引き続き後進走行開始前の電気走行モードを選択する
ことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
請求項２に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
後進走行を開始する際、後進走行開始前の走行モードが前記電気走行モードであった場合であって、検出したバッテリの蓄電状態から前記推定バッテリ電力量を差し引いた推定蓄電状態が蓄電状態の許容範囲の下限値を下回っている場合、前記エンジンを始動する
ことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
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モード切り替え制御装置において、
前記情報は、前記バッテリの使用状態、前記モータ/ジェネレータの使用状態、およびこれらモータ/ジェネレータおよびバッテリを接続する電気回路の使用状態を含み、
後進走行を開始する際の前記使用状態が電気走行モードの選択を許容する許容範囲内にあるかを判断する後進走行用使用状態判断手段と、運転者によるブレーキ操作のオンオフを検出する手段を具え、
後進走行を開始する際に電気走行モードが選択されたとき、後進走行を開始する際の前記使用状態が前記許容範囲内にないと判断した場合には、車輪の駆動力を０に向けて徐々に減少し、車速０かつブレーキ操作オンの時に前記エンジンを始動する
ことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
請求項４に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
前進走行時の前記使用状態が前記電気走行モードの選択を許容する許容範囲内あるかを判断する前進走行用使用状態判断手段を具え、
前記後進走行用使用状態判断手段の前記許容範囲を、前記前進走行用使用範囲判断手段の前記許容範囲よりも広く設定した
ことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。
請求項１〜５の何れか１項に記載のハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
前記運転状態および走行状態に関する情報は車両のアクセル開度であり、アクセル開度が所定値より小さい領域を電気走行領域、アクセル開度が所定値以上の領域をハイブリッド走行領域としてあり、
前記後進走行時の前記電気走行領域を、前進走行時の電気走行領域よりも広く設定した
ことを特徴とするハイブリッド車両のモード切り替え制御装置。