JP5373201B2 - 走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラムに関する。

エンジンと電動機とが協働して走行可能なハイブリッド自動車では、比較的大きなトルクを必要とする発進時などに、電動機による走行が可能となり、排気ガスの低減および燃費の節約などを図ることができる。

従来では、バッテリのＳＯＣ(State of Charge)が所定値以上の場合、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行が行われる（たとえば特許文献１参照）。

特開２００５−２４０４９号公報

従来のハイブリッド自動車では、上述したように、バッテリのＳＯＣの如何によって、電動機による走行が可能か否かを判断し、電動機による走行が可能と判断された場合、電動機による走行モードが選択される。このような電動機による走行モードでは、電動機によりエンジンと同等の走行性能が要求される。このため電動機およびインバータなどの周辺機器は、電動機のみによる走行に支障を来たさないトルクを確保する必要がある。言い換えると、従来の電動機およびインバータなどの周辺機器は、エンジンと同等のトルクが発生可能なものであることが要求される。これにより従来のハイブリッド自動車は、電動機および電動機周辺機器の大型化および重量化ひいては高コスト化を招いている。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、電動機および電動機周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の１つの観点は、走行モード切替制御装置としての観点である。本発明の走行モード切替制御装置は、エンジンと、電動機と、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とを接続するクラッチとを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御装置において、運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定手段と、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行モードの実行中に要求トルク推定手段の推定結果が電動機の最大トルクを超えたときは、電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替手段と、を有し、モード切替手段は、電動機による走行モードで発進し加速中に要求トルク推定手段の推定結果が電動機の最大トルクを超えていない場合であっても発進後の次回のシフトアップのタイミングでモードの切替えを実行し、電動機による走行モードからエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、エンジンの回転速度を電動機の回転速度よりも速くした状態でクラッチを接に制御する、するものである。

また、モード切替手段は、電動機による走行モードからエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、エンジンの回転速度を電動機の回転速度よりも速く制御することができる。

たとえば要求トルク推定手段は、運転者のアクセル操作におけるアクセル開度変化量もしくはアクセル開度が所定値を超えたか否かを判定する。

本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。本発明のハイブリッド自動車は、本発明の走行モード切替制御装置を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、走行モード切替制御方法としての観点である。本発明の走行モード切替制御方法は、エンジンと、電動機と、エンジンの回転軸と電動機の回転軸とを接続するクラッチとを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御方法において、運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定ステップと、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行モードの実行中に要求トルク推定ステップの処理による推定結果が電動機の最大トルクを超えたときは、電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替ステップと、を有し、モード切替ステップは、電動機による走行モードで発進し加速中に要求トルク推定手段の推定結果が電動機の最大トルクを超えていない場合であっても発進後の次回のシフトアップのタイミングでモードの切替えを実行し、電動機による走行モードからエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、エンジンの回転速度を電動機の回転速度よりも速くした状態でクラッチを接に制御する、するものである。

本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、情報処理装置に、本発明の走行モード切替制御装置の機能を実現させるものである。

本発明によれば、ハイブリッド自動車の電動機および電動機周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる。

第一の実施の形態のハイブリッド自動車の構成の例を示すブロック図である。 図１のハイブリッドＥＣＵにおいて実現される機能の構成の例を示すブロック図である。 図２のモード切替制御部のモード切替処理を示すフローチャートである。 図２のモード切替制御部のモード切替処理を示すタイミングチャートである。 第二の実施の形態のモード切替処理を示すフローチャートである。 第二の実施の形態のモード切替処理を示すタイミングチャートである。 第三の実施の形態のモード切替処理を示すフローチャートである。 第三の実施の形態のモード切替処理を示すタイミングチャートである。

（第一の実施の形態）
以下、本発明の第一の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。

ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、モータＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８、車輪１９、キースイッチ２０、およびシフト部２１を有して構成される。なお、トランスミッション１６は、半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２１により操作される。ここで半自動トランスミッションとは、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。

エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。

エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、モータＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。たとえば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。

クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御され、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪１９に伝達する。すなわち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させたり、または、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより、エンジン１０の軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。

たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によってハイブリッド自動車１が走行し、これにより電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、および電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。

また、たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、およびエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が発電している（電力回生している）場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。

なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものであり、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって動作する。

電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。たとえば、ハイブリッド自動車１が加速しているときまたは定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、たとえば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、無動力で走行しているときにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。

インバータ１４は、モータＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。

バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、または電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。

トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力を電動機１３に伝達する。なお、半自動トランスミッションは、シフト部２１を操作して運転者が手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。

モータＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。たとえば、モータＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、およびトランスミッション１６から取得したギア位置情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報を取得して、これを参照して、クラッチ１２を制御すると共に、変速指示信号を供給することでトランスミッション１６を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ハイブリッド走行のために、取得したバッテリ１５のＳＯＣ情報その他の情報に基づきモータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。

エンジンＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。

車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。

キースイッチ２０は、運転を開始するときにユーザにより、たとえばキーが差し込まれてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであり、キースイッチ２０がＯＮ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は起動し、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は停止する。

図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、要求トルク推定部３０、回転速度同期制御部３１、およびモード切替制御部３２が実現される。

要求トルク推定部３０は、運転者が操作するアクセルの開度情報を不図示のアクセル開度センサから取得し、取得したアクセル開度情報に基づいて運転者の要求トルクを推定する。

回転速度同期制御部３１は、クラッチ１２を接続する際に、エンジン１０と電動機１３の回転速度がほぼ同期するように制御する。

モード切替制御部３２は、電動機１３により走行する電動機走行モード、エンジン１０により走行するエンジン走行モード、または電動機１３がエンジン１０をアシストして走行するアシスト走行モードの切替えを制御する。

通常、電動機走行モードは、発進時（２ｎｄギア時）に用いられ、発進時に排出されるエンジン１０からの排気ガスを無くすことができると共に燃費を改善することができる。また、このときは、クラッチ１２は、断状態である。

通常、エンジン走行モードは、走行時（３ｒｄギア時または４ｔｈギア時）に用いられる。また、このときは、クラッチ１２は、接状態であり、電動機１３は、エンジン１０の出力によって回生発電を行っているか、またはバッテリ１５のＳＯＣが高い場合には、電動機１３は、エンジン１０のフリクションにならないようにフリー状態になっている。

通常、アシスト走行モードは、電動機１３の最大トルクでは間に合わない場合の発進時または走行時に用いられる。このとき、クラッチ１２は、接状態であり、エンジン１０および電動機１３が共に出力を行っている状態である。

次に、図３のフローチャートおよび図４のタイミングチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われる、モード切替制御の処理を説明する。なお、図３のフローチャートにおけるモード切替制御の処理は１周期分であり、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がオン状態である場合、繰り返し実行される。

ＳＴＡＲＴにおいては、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がオン状態であり、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行し、ハイブリッドＥＣＵ１８に、要求トルク推定部３０、回転速度同期制御部３１、およびモード切替制御部３２が実現されており、手続きはステップＳ１に進む。

ステップＳ１において、モード切替制御部３２は、現在のモードが電動機走行モードであるか否かを判定する。たとえば、２ｎｄのときは、電動機走行モードになるものとする。なお、発進時は、２ｎｄとなり、回転速度の上昇により、３ｔｈ、４ｔｈにシフトアップされる。ステップＳ１で、現在は電動機走行モードであると判定された場合、手続きはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、現在は電動機走行モードでないと判定された場合、手続きはステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２において、要求トルク推定部３０は、アクセル開度が所定値以上であるか否かを判定する。ここで、アクセル開度が所定値以上であるか否かの判定は、電動機走行モードで走行中において、所定値以上のトルクの発生が要求されているか否かを判定するものであり、所定値以上のトルクとは、たとえば、電動機１３が発生し得る最大トルクを意味する。

ステップＳ２で、アクセル開度が所定値以上である（すなわち、電動機走行モードで走行中において、電動機１３が発生し得る最大トルクを超えたトルクの発生が要求されたとき）、手続きはステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において、アクセル開度が所定値未満であると判定された場合、手続きはステップＳ１に戻る。

ステップＳ３において、回転速度同期制御部３１は、エンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度とをほぼ同じにする同期制御を開始する。

ステップＳ４において、回転速度同期制御部３１は、エンジン１０と電動機１３の回転速度の同期が完了するまで待機し、同期が完了したとき、その旨を、モード切替制御部３２に通知し、手続きはステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、モード切替制御部３２は、クラッチ１２を電動機走行モードにおける断状態から接状態へ切替える処理を開始する。

ステップＳ６において、モード切替制御部３２は、クラッチ１２の接続が完了するまで待機し、クラッチ１２の接続が完了したとき、手続きは、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、モード切替制御部３２は、アシスト走行モードまたはエンジン走行モードへの切替えを開始する。たとえば、エンジン走行モードに切り替えられた場合、ステップＳ６の処理で接続されたクラッチ１２を介して、エンジン１０の動力がタイヤ２０に伝達される。アシスト走行モードに切り替えられた場合、電動機１３の動力にエンジン１０の動力が付加されて、タイヤ２０に伝達される。

ステップＳ８において、モード切替制御部３２は、モードの切替えが完了するまで待機し、モード切替が完了したときは、モード切替制御を終了させる。その後、所定のタイミングで手続きは、ステップＳ１に戻り、同様の処理が実行される。

図４は、図３のフローチャートにおけるステップＳ３（回転合せ）、ステップＳ５（クラッチ接）、ステップＳ７（アシスト走行orエンジン走行モードへの切り替え）のタイミングを示す図である。図４には、発進時からの走行モード、エンジンの状態、およびクラッチの断接状態に応じたエンジンの回転速度および電動機の回転速度が、それぞれ示されている。図４に示すように、発進時点では、ギア段が２ｎｄとなり、電動機走行モードが選択されている。本来、通常のアクセルの踏み込みにより回転速度が上がり、３ｔｈにシフトアップされるのを待って、エンジン走行モードまたはアシスト走行モードに切り替わるが、回転速度が上がらず電動機走行モードの実行中であってもアクセル開度が所定値以上であると判定された時点で走行モードの切替制御が開始される。すなわち、エンジン１２と電動機１３の回転速度の同期制御（ステップＳ３における回転合わせ）が開始され、エンジン１２の回転速度がアイドル時の回転速度から電動機１３の回転速度とほぼ同じ速度になると、クラッチ１２が接続され（ステップＳ５）、アシスト走行モードまたはエンジン走行モードに切り替えられる（ステップＳ７）。その結果、必要な動力がタイヤ１２に伝達される。

（効果について）
ハイブリッド自動車１によれば、運転者の要求トルクが電動機１３の最大トルクを超えていると推定された場合には、電動機走行モードの実行中であっても、アシスト走行モードまたはエンジン走行モードに走行モードを切替えるようにしたので、要求トルクに応じたトルクを出力させることができる。すなわち換言すると、電動機１３の最大トルクを超える要求トルクの場合、エンジン１２の動力で補完できるので、電動機１３およびインバータ１４などの周辺機器は、エンジン１０と同等のトルクを発生可能とする必要はなく、電動機１３およびインバータ１４などの周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる。

（第二の実施の形態）
本発明の第二の実施の形態のハイブリッド自動車１Ａを図５のフローチャートおよび図６のタイミングチャートを参照して説明する。ハイブリッド自動車１Ａの構成はハイブリッド自動車１と共通であり、同じ系統の符号（たとえばハイブリッドＥＣＵ１８Ａ、回転速度同期制御部３１Ａなど）を用いて説明する。

ハイブリッド自動車１Ａの回転速度同期制御部３１Ａは、電動機走行モードからアシスト走行モードまたはエンジン走行モードへのモード切替えに先立って、エンジン回転速度が電動機回転速度よりも大きくなるように制御する。

なお、前述したハイブリッド自動車１のステップＳ３の手続きでは、エンジン回転速度と電動機回転速度とをほぼ同期させるが、このときの同期には若干の誤差を生じる。この誤差の範囲は、電動機回転速度に対してエンジン回転速度がプラス側にずれる場合とマイナス側にずれる場合とがありいずれか一方に固定できない。これに対し、ハイブリッド自動車１Ａでは、電動機回転速度に対してエンジン回転速度が必ずプラス側にずれるように制御される。

図５のフローチャートでは、ステップＳ１０が図３のフローチャートと異なり他のステップは図３と同じである。以下では、図３のフローチャートと重複する手続きの説明は省略する。すなわち、ステップＳ２において、要求トルク推定部３０Ａが、アクセル開度が所定値以上であると判定した場合、手続きはステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、回転速度同期制御部３１Ａがエンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度とをほぼ同期させるべく制御を実施する。なお、この場合、エンジン１０の回転速度が、電動機１３の回転速度より大きくなるまで、エンジン１０の回転速度を上げる制御が行われる。

ステップＳ３において、回転速度同期制御部３１Ａがエンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度より大きくなるまで、エンジン１０の回転速度を上げると手続きはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、回転速度同期制御部３１Ａは、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりも所定の大きさ（たとえばΔαrpm）だけ大きいか否かを判定する。

ステップＳ１０で、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりも所定の大きさ（たとえばΔαrpm）だけ大きいと判定された場合、手続きはステップＳ５に進む。一方、ステップＳ１０において、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりもΔαrpmだけ大きくないと判定された場合、手続きはステップＳ３に戻る。以下の手続きは図３の説明と同じである。

なお、上述のΔαrpmは一例であり、クラッチ１２を接続する際のエンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度との差分は、ドライバビリティを考慮してさまざまに設定可能である。

ステップＳ１０の状態を図６に破線で囲まれた円内に示す。図６の上方の円内の状態は下方の円内の状態を拡大して詳細に示したものである。図６の例では、電動機回転速度に対してエンジン回転速度が回転速度差Δαrpmだけプラス側にずれている。

（効果について）
ハイブリッド自動車１Ａによれば、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりも若干（たとえばΔαrpm）大きいときにクラッチ１２を断状態から接状態に移行させるので、クラッチ１２が接続されたときにハイブリッド自動車１Ａの減速感が無く、ドライバビリティを向上させることができる。

また、第一の実施の形態のように、エンジン回転速度と電動機回転速度とをほぼ同期させるための制御と、第二の実施の形態のように、電動機回転速度に対してエンジン回転速度が必ずプラス側にずれるようにする制御とを比較すると、後者の方が前者よりも誤差の許容範囲が大きくてよい。すなわちエンジン回転速度が電動機回転速度よりも遅い場合、クラッチ１２が接続された際に運転者が感じるショックは大きい。これに対し、エンジン回転速度が電動機回転速度よりも速い場合、クラッチ１２が接続された際に運転者が感じるショックは小さい。これは電動機１３のフリクションに比べてエンジン１０のフリクションの方が大きいことに起因する。また、ユーザは、アクセルを強く踏んでおり、加速側のショックについては、あまり違和感を感じないものと思われる。よって、後者の制御の精度は、前者の制御の精度に比べて低くても良く、ハイブリッドＥＣＵ１８Ａの制御を簡単にすることができる。

（第三の実施の形態）
本発明の第三の実施の形態のハイブリッド自動車１Ｂを図７のフローチャートおよび図８のタイミングチャートを参照して説明する。ハイブリッド自動車１Ｂの構成はハイブリッド自動車１と共通であり、同じ系統の符号（たとえば要求トルク推定部３０Ｂ、モード切替制御部３２Ｂなど）を用いて説明する。

ハイブリッド自動車１Ｂのモード切替制御部３２Ｂは、要求トルクが電動機走行モードからアシスト走行モードへの切替えが必要なトルクに達していなくても電動機走行モードからアシスト走行モードまたはエンジン走行モードへのモード切替えを次回の変速のタイミング（すなわちギア段の変更タイミング）に合わせて行うように制御する。

図７のフローチャートでは、ステップＳ２０が図３のフローチャートに追加されており他のステップは図３と同じである。以下では、図３のフローチャートと重複する手続きの説明は省略する。すなわち、ステップＳ２において、要求トルク推定部３０Ｂが、アクセル開度が所定値未満であると判定した場合（すなわちステップＳ２でＮｏ）、手続きはステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ２において、要求トルク推定部３０Ｂが、アクセル開度が所定値以上であると判定した場合、手続きはステップＳ３に進み、以降は、図３のフローチャートと同じ処理が実行される。

ステップＳ２０において、モード切替制御部３２Ｂが現在が変速のタイミング（たとえば、回転速度が上がり３ｔｈになるとき）か否かを判定する。ステップＳ２０において、現在が変速のタイミングであると判定されると手続きはステップＳ３に進み、以降は、図３のフローチャートと同じ処理が実行される。一方、ステップＳ２０において、現在が変速のタイミングでないと判定されると手続きはステップＳ１に戻る。

変速のタイミングでモード切替えを行う状態を図８に破線で囲まれた楕円内に示す。エンジン回転速度は、アイドル回転から若干上昇しただけで電動機回転速度とほぼ同期していることがわかる。

また、図７のステップＳ４に代えて図５のステップＳ１０を実行してもよい。

（効果について）
ハイブリッド自動車１Ｂによれば、電動機走行モードでの加速中に要求トルク推定部３０の推定結果が電動機１３の最大トルクを超えていない場合であっても次回の変速のタイミングでモードの切替えを実行する。

このように、要求トルクが電動機走行モードからアシスト走行モードへの切替えが必要なトルクに達していなくても走行モードの切替えを、エンジン１０の回転速度が小さい変速のタイミングで行う。これにより、次のギア段で行われることが予想される加速走行途中（すなわち変速タイミング以外）のモード切替えを避けることができる。

これにより、電動機１３とエンジン１０とを同期させる際のエンジン１０の回転速度は、待機状態（アイドル状態）から若干高くするだけでよく、クラッチ１２によりエンジン１０と電動機１３とを接続した際のショックを少なくすることができると共に、燃費を節約することができる。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態では、ステップＳ２の手続きにおいて、アクセル開度が所定値以上か否かを判定したが、これに代えてアクセル開度変化量が所定値以上か否かを判定してもよい。たとえばアクセル開度変化量が大きい場合、要求トルク推定部３０は、運転者は急なアクセル操作を行っており、これは運転者が急加速を要求していると判定できるので、モード切替制御部３０は、電動機走行モードからエンジン走行モードにモード切替えを行うように制御する。

第二の実施例では、電動機走行モードからエンジン走行モード等への切り替えが、アクセル開度の他、他の条件によって、電動機走行モードからエンジン走行モード等への切り切り替わる場合においても適用することができる。たとえば、バッテリ１５のＳＯＣが低くなり、電動機走行モードからエンジン走行モードへ切り替わる場合などにおいても適用することができる。

また、上述したフローチャートの説明では「以上」を「超える」とし、「未満」を「以下」とするなど、判定領域の境界については様々に変更してよい。

エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。

また、ハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂによって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂにあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂの内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂの内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂにインストールすることができる。

また、各ＥＣＵは、これらの機能の一部または全部を１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…モータＥＣＵ、１８，１８Ａ，１８Ｂ…ハイブリッドＥＣＵ（走行モード切替制御装置）、１９…車輪、３０，３０Ａ，３０Ｂ…要求トルク推定部（要求トルク推定手段）、３１，３１Ａ，３１Ｂ…回転速度同期制御部（モード切替手段の一部）、３２，３２Ａ，３２Ｂ…モード切替制御部（モード切替手段）

Claims (5)

1. エンジンと、電動機と、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸とを接続するクラッチとを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御装置において、
   運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定手段と、
   前記電動機による走行が可能と判断され、前記電動機による走行モードの実行中に前記要求トルク推定手段の推定結果が前記電動機の最大トルクを超えたときは、前記電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替手段と、
   を有し、
   前記モード切替手段は、前記電動機による走行モードで発進し加速中に前記要求トルク推定手段の推定結果が前記電動機の最大トルクを超えていない場合であっても発進後の次回のシフトアップのタイミングでモードの切替えを実行し、
   前記電動機による走行モードから前記エンジンもしくは前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、前記エンジンの回転速度を前記電動機の回転速度よりも速くした状態で前記クラッチを接に制御する、
   ことを特徴とする走行モード切替制御装置。
2. 請求項1記載の走行モード切替制御装置であって、
   前記要求トルク推定手段は、運転者のアクセル操作におけるアクセル開度変化量もしくはアクセル開度が所定値を超えたか否かを判定する、
   ことを特徴とする走行モード切替制御装置。
3. 請求項１または２項記載の走行モード切替制御装置を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
4. エンジンと、電動機と、前記エンジンの回転軸と前記電動機の回転軸を接続するクラッチとを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御方法において、
   運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定ステップと、
   前記電動機による走行が可能と判断され、前記電動機による走行モードの実行中に前記要求トルク推定ステップの処理による推定結果が前記電動機の最大トルクを超えたときは、前記電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替ステップと、
   を有し、
   前記モード切替ステップは、前記電動機による走行モードで発進し加速中に前記要求トルク推定手段の推定結果が前記電動機の最大トルクを超えていない場合であっても発進後の次回のシフトアップのタイミングでモードの切替えを実行し、前記電動機による走行モードから前記エンジンもしくは前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、前記エンジンの回転速度を前記電動機の回転速度よりも速くした状態で前記クラッチを接に制御する、
   ことを特徴とする走行モード切替制御方法。
5. 情報処理装置に、請求項３記載の走行モード切替制御装置の機能を実現させることを特徴とするプログラム。

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