JP6179504B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機とを備えるハイブリッド車両に関する。

特開２０１３−２５２８５３号公報（特許文献１）は、ＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとを有するハイブリッド車両を開示する。ＣＤモードは、ＨＶ走行を許容しつつもＥＶ走行を主体的に行なうことによって、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を積極的に消費するモードであり、ＣＳモードは、ＨＶ走行とＥＶ走行とを適宜切替えることによって、ＳＯＣを所定範囲に制御するモードである。なお、ＥＶ走行は、エンジンを停止してモータジェネレータのみを用いての走行であり、ＨＶ走行は、エンジンを作動させての走行である。そして、ＣＤモードでは、ＣＳモードに比べて、エンジンが始動するパワーのしきい値を大きくすることが記載されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−２５２８５３号公報

上記の特許文献１に記載のハイブリッド車両では、ＣＤモードとＣＳモードとでＥＶ走行の機会を変えることによって、ＣＤモード時の走りとＣＳモード時の走りとの違いを実現している。すなわち、上記のハイブリッド車両では、ＣＤモード時は、ＣＳモード時に比べて、エンジンが始動するパワーのしきい値を大きくすることによってＥＶ走行の機会を拡大し、これによりＣＤモード時とＣＳモード時とで走りの違いを実現している。

一方、パワーエレクトロニクス技術の進歩により、モータやインバータ、蓄電装置等の性能が向上し、モータ出力の増加が可能となっている。このような技術背景もあり、ハイブリッド車両においては、駆動力源（エンジン及びモータ）の選択の自由度が高くなっており、ＣＤモードとＣＳモードとを有するハイブリッド車両において、特にＣＤモードでユーザ満足度の高い特別な走りを実現することが望まれている。

そこで、ＣＤモードでの特別な走りを実現するために、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更することが考えられる。具体的には、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで駆動力特性を変更することが考えられる。これにより、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の加速性能を向上させ、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができる。しかしながら、ＣＤモードとＣＳモードとの切替に伴なう駆動力特性の変化がユーザに違和感を与える可能性がある。

それゆえに、この発明の目的は、ＣＤモードでの特別な走りを実現し、かつ、その実現に伴ないユーザに与え得る違和感を軽減可能なハイブリッド車両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、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、ＣＤモード及びＣＳモードのいずれかを選択するための制御装置とを備える。制御装置は、ＣＤモード及びＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、内燃機関を停止して電動機により走行する第１の走行モード（ＥＶ走行）と、内燃機関を作動させて走行する第２の走行モード（ＨＶ走行）とを切替える。ＣＤモードが選択されているときの、第１の走行モードから第２の走行モードへ切替わるパワーのしきい値は、ＣＳモードが選択されているときの上記しきい値よりも大きい。そして、制御装置は、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する。制御装置は、さらに、ＣＤモードとＣＳモードとのモード切替に応じて駆動力特性を変更する場合には、車両駆動トルクがモード切替の前の値からモード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づく緩変化処理を実行する。

このハイブリッド車両においては、上記のようなしきい値の設定によってＣＤモードにおけるＥＶ走行の機会が拡大され、そのうえでモード切替に応じて車両の駆動力特性を上記のように変更することによってＣＤモードにおけるＥＶ走行の加速性能が向上される。これにより、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができる。さらに、このハイブリッド車両では、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合に、上記の緩変化処理を実行することによって、モード切替に伴なう駆動トルクの変化が軽減される。したがって、このハイブリッド車両によれば、ＣＤモードでの特別な走りを実現し、かつ、その実現に伴ないユーザに与え得る違和感を軽減することができる。

なお、車両駆動トルクがモード切替の前の値からモード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づくとは、車両駆動トルクがモード切替の前の値からモード切替の後の値まで一気にステップ状に変化しないという意味であり、上記の緩変化処理は、たとえば、車両駆動トルクの変化率を制限するレート処理や、遅れフィルタ等による遅れ処理を施す「なまし」処理、車両駆動トルクを段階的に変化させる処理等を含む。

好ましくは、制御装置は、さらに、車両駆動トルクが所定の上限を下回る範囲において、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一のアクセル開度における、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する。

このハイブリッド車両においては、ＣＤモードが選択されているときは、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さいので、加速の伸び感が得られる。したがって、このハイブリッド車両によれば、ＣＤモードでの特別な走りを実現することができる。

好ましくは、制御装置は、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合において、車両駆動トルクの変更量が所定値未満であるときは、緩変化処理を非実行とする。

駆動力特性の変更前後における車両駆動トルクの変更量が所定値未満であるときは、ユーザが感じ取る違和感も小さい。そこで、上記のような構成とすることにより、緩変化処理に伴なうトルク応答性の低下を必要限度に抑えることができる。

好ましくは、制御装置は、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合において、駆動力特性の変更中にアクセル開度が変化したときは、緩変化処理を非実行とする。

モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合は上記の緩変化処理が実行されるところ、このハイブリッド車両によれば、ユーザのアクセル操作に対してはトルク応答性を確保することができる。

好ましくは、制御装置は、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合において、モード切替時に算出される、駆動力特性の変更前後における車両駆動トルクの変更量分のみに対して、緩変化処理を実行する。

緩変化処理の実行中にたとえばアクセルペダルが踏み増された場合、モード切替後の車両駆動トルク（目標値）が増大することにより駆動力特性の変更量が大きくなる。これにより、アクセルペダルの踏み増しによる増大後の車両駆動トルクまで緩変化処理が継続され、その結果、アクセル応答性の低下にユーザが違和感を覚える可能性がある。このハイブリッド車両によれば、緩変化処理の対象はモード切替時の変更量分に限定されるので、アクセル応答性の不必要な低下を防止することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、車両外部の電源からの電力を用いて蓄電装置を充電するための充電機構をさらに備える。

このハイブリッド車両によれば、車両外部の電源から供給される電力を用いてＣＤモードにおける燃費を向上させつつ、ＥＶ走行で強い加速感を実現することができる。

この発明によれば、ＣＤモードでの特別な走りを実現し、かつ、その実現に伴ないユーザに与え得る違和感を軽減可能なハイブリッド車両を提供することができる。

この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。 ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。 ＣＳモード及びＣＤモードの各々における駆動力特性の考え方を説明するための図である。 ＥＣＵにより実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＣＳモード用の駆動力マップの一例を示した図である。 ＣＤモード用の駆動力マップの一例を示した図である。 図４に示した要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。 変形例における要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２における要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３における要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。 ハイブリッド車両の全体構成の変形例を説明するブロック図である。

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。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又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。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、駆動装置２２と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４と、蓄電装置１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６と、モードスイッチ（モードＳＷ）２８とを備える。また、このハイブリッド車両１００は、電力変換器２３と、接続部２４とをさらに備える。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、又は、液体若しくは気体の水素燃料が好適である。

駆動装置２２は、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、電力変換器１８，２０とを含む。モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作し、駆動軸１２を駆動する。一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生発電を行なう。

動力分割装置４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力を、モータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、車輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。

蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池や、大容量のキャパシタ等を含んで構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６及び／又は１０の発電時に発電電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、接続部２４を通じて車両外部の電源から供給される電力を受けて充電され得る。

なお、蓄電装置１６の充電状態は、たとえば、蓄電装置１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣによって示される。ＳＯＣは、たとえば、図示されない電圧センサ及び／又は電流センサによって検出される、蓄電装置１６の出力電圧及び／又は入出力電流に基づいて算出される。ＳＯＣは、蓄電装置１６に別途設けられるＥＣＵで算出してもよいし、蓄電装置１６の出力電圧及び／又は入出力電流の検出値に基づいてＥＣＵ２６で算出してもよい。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、蓄電装置１６との間での電力の授受を伴なって、電動機として動作するための正トルク又は発電機として動作するための負トルクを出力することができる。電力変換器１８，２０は、たとえばインバータによって構成される。なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。

電力変換器２３は、接続部２４に電気的に接続される車両外部の外部電源（図示せず）からの電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する（以下、外部電源による蓄電装置１６の充電を「外部充電」とも称する。）。電力変換器２３は、たとえば整流器やインバータを含んで構成される。なお、外部電源の受電方法は、接続部２４を用いた接触受電に限定されず、接続部２４に代えて受電用コイル等を用いて外部電源から非接触で受電してもよい。

ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ２６の主要な制御として、ＥＣＵ２６は、車速とアクセルペダルの操作量に応じたアクセル開度とに基づいて車両駆動トルク（要求値）を算出し、算出された車両駆動トルクに基づいて車両駆動パワー（要求値）を算出する。そして、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて蓄電装置１６の充電要求パワーをさらに算出し、車両駆動パワーに充電要求パワーを加えたパワー（以下「車両パワー」と称する。）を発生するようにエンジン２及び駆動装置２２を制御する。

ＥＣＵ２６は、車両パワーが小さいときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように駆動装置２２を制御する。車両パワーが大きくなると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を作動させて走行（ＨＶ走行）するようにエンジン２及び駆動装置２２を制御する。

ここで、ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行を許容しつつもＥＶ走行を主体的に行なうことによって蓄電装置１６のＳＯＣを積極的に消費するＣＤモードと、ＨＶ走行とＥＶ走行とを適宜切替えることによってＳＯＣを所定範囲に制御するＣＳモードとを選択的に適用して車両の走行を制御する走行制御を実行する。

図２は、ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。図２を参照して、外部電源による外部充電により蓄電装置１６が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）となった後、ＣＤモードで走行が開始されたものとする。

ＣＤモードは、蓄電装置１６のＳＯＣを積極的に消費するモードであり、基本的には、蓄電装置１６に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するものである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにはエンジン２は作動しない。具体的には、たとえば、ＣＤモードの選択時には蓄電装置１６の充電要求パワーが零に設定される。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力やエンジン２の作動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。

ＣＳモードは、蓄電装置１６のＳＯＣを所定範囲に制御するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳｔｇにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが所定範囲に維持される。具体的には、ＳＯＣが低下するとエンジン２が作動し（ＨＶ走行）、ＳＯＣが上昇するとエンジン２が停止する（ＥＶ走行）。すなわち、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン２が作動する。

このハイブリッド車両１００では、車両パワーが所定のエンジン始動しきい値よりも小さいときは、エンジン２を停止してモータジェネレータ１０によって走行する（ＥＶ走行）。一方、車両パワーが上記のエンジン始動しきい値を超えると、エンジン２を作動させて走行する（ＨＶ走行）。ＨＶ走行では、モータジェネレータ１０の駆動力に加えて、又はモータジェネレータ１０の代わりに、エンジン２の駆動力を用いてハイブリッド車両１００が走行する。ＨＶ走行中にエンジン２の作動に伴ないモータジェネレータ６が発電した電力は、モータジェネレータ１０に直接供給されたり、蓄電装置１６に蓄えられたりする。

ここで、ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きい。すなわち、ＣＤモードにおいてハイブリッド車両１００がＥＶ走行する領域は、ＣＳモードにおいてハイブリッド車両１００がＥＶ走行する領域よりも大きい。これにより、ＣＤモードにおいては、エンジン２が始動する頻度が抑制され、ＣＳモードに比べてＥＶ走行の機会が拡大される。一方、ＣＳモードにおいては、エンジン２及びモータジェネレータ１０の両方を用いて効率よくハイブリッド車両１００が走行するように制御される。

ＣＤモードにおいても、車両パワー（車両駆動パワーに等しい。）がエンジン始動しきい値を超えれば、エンジン２は作動する。なお、車両パワーがエンジン始動しきい値を超えていなくても、エンジン２や排気触媒の暖機時などエンジン２の作動が許容される場合もある。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン２は停止する。すなわち、ＣＤモードは、エンジン２を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいても、ＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

再び図１を参照して、モードスイッチ２８は、ＣＤモード及びＣＳモードのいずれかをユーザが選択可能とするための入力装置である。モードスイッチ２８は、ユーザの操作により選択されたモードに応答して信号ＭＤをＥＣＵ２６へ出力する。なお、このモードスイッチ２８は、必須のものではない。

そして、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣに基づいて、或いは運転者によるモードスイッチ２８の操作に応じて、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する。これにより、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができ、ＣＤモードでの特別な走りを実現することが可能となる。以下、この点について詳しく説明する。

図３は、ＣＳモード及びＣＤモードの各々における駆動力特性の考え方を説明するための図である。図３を参照して、横軸は車速を示し、縦軸は車両の駆動トルクを示す。曲線ＰＬ１は、ＣＳモードが選択されているときのエンジン２の始動しきい値（等パワーライン）を示し、曲線ＰＬ２は、ＣＤモードが選択されているときのエンジン２の始動しきい値（等パワーライン）を示す。上述のように、ＣＤモード選択時におけるエンジン２の始動パワーしきい値は、ＣＳモード選択時における始動パワーしきい値よりも大きい。

線Ｌ１は、ＣＳモードが選択されている場合の、アクセル開度がＸ％のときの車両の駆動力特性を示す。すなわち、ＣＳモードが選択されている場合において、アクセル開度がＸ％のときは、この線Ｌ１に従って車両駆動トルク（要求値）が決定される。

線Ｌ２は、ＣＤモードが選択されている場合の、アクセル開度がＸ％のときの車両の駆動力特性を示す。すなわち、ＣＤモードが選択されている場合において、アクセル開度がＸ％のときは、この線Ｌ２に従って車両駆動トルク（要求値）が決定される。

なお、アクセル開度がＸ％のときの駆動力特性は、線Ｌ１，Ｌ２で示されるものに限定されるものではないが、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで駆動力特性が変更される。

ＣＳモードの選択時は、線Ｌ１で示されるように、車速の増加に応じて駆動トルクを抑えることによって、点Ｓ１で示される動作点に到達するまでエンジン２が始動しないように駆動力特性が設定されている。ＥＶ走行での強い加速感を得る目的で、線Ｌ２で示される程度に駆動トルクを大きくする駆動力特性が設定されると、点Ｓ２で示される動作点において早期にエンジン２が始動してしまい、ＥＶ走行の機会が著しく減少してしまう。

一方、ＣＤモードの選択時は、上述のように、エンジン２の始動パワーしきい値がＣＳモード選択時の始動パワーしきい値よりも大きい。具体的には、車両パワー（車両駆動パワー）が曲線ＰＬ２で示されるラインに到達するまでエンジン２は始動しない。そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、ＣＤモードの選択時は、線Ｌ２で示されるように、ＣＳモードの選択時に比べて、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように駆動力特性が設定される。ＣＤモードの選択時は、線Ｌ２に従う駆動力特性を付与しても、点Ｓ３で示される動作点に到達するまでエンジン２は始動しない。これにより、ＣＤモードの選択時に、ＥＶ走行の機会を拡大（点Ｓ２→点Ｓ３）しつつ、線Ｌ２に沿ったＥＶ走行での力強い加速トルクを実現することができる。

再び図１を参照して、ＥＣＵ２６は、さらに、ＣＤモードとＣＳモードとのモード切替に応じて車両の駆動力特性を変更する場合には、車両駆動トルクをモード切替の前の値からモード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づくように変化させる緩変化処理を実行する。すなわち、モード切替に応じて駆動力特性を変更することにより、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができる。しかしながら、モード切替に伴なう駆動力特性の変化がユーザに違和感を与える可能性がある。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合に、上記の緩変化処理を実行することとしたものである。これにより、モード切替に伴なう駆動トルクの変化が軽減され、その結果、ＣＤモードでの特別な走りを実現し、かつ、駆動力特性の変更に伴ないユーザに与え得る違和感（駆動力の急峻な変化）を軽減することができる。

なお、緩変化処理について、車両駆動トルクをモード切替の前の値からモード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づくように変化させるとは、車両駆動トルクをモード切替の前の値からモード切替の後の値まで一気にステップ状に変化させないという意味である。この緩変化処理は、たとえば、車両駆動トルクの変化率を制限するレート処理や、遅れフィルタ等による遅れ処理を施す「なまし」処理、車両駆動トルクを段階的に変化させる処理等を含む。

図４は、図１に示したＥＣＵ２６により実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するための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、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図４を参照して、ＥＣＵ２６は、アクセル開度及び車速の検出値を受ける（ステップＳ１０）。なお、アクセル開度は、図示しないアクセル開度センサによって検出され、車速は、たとえば車軸の回転速度を検出することによって車速を検出する車速センサによって検出される。

次いで、ＥＣＵ２６は、ＣＤモードとＣＳモードとのモード切替があったか否かを判定する（ステップＳ２０）。たとえば、図２に示したようにＳＯＣに基づいて、或いはユーザによるモードスイッチ２８（図１）の操作に応じて、モード切替が行なわれ得る。

ステップＳ２０においてモード切替があったものと判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＣＤモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、ここではＣＳモードが選択されているか否かを判定してもよい。そして、ＣＤモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＣＤモード用の駆動力マップＡ（後述）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルク（車両駆動トルクの要求値或いは目標値）を算出する（ステップＳ４０）。

一方、ステップＳ３０においてＣＳモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ＣＳモード用の駆動力マップＢ（後述）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて要求駆動トルクを算出する（ステップＳ５０）。

図５は、ＣＳモード用の駆動力マップＢの一例を示した図である。図５を参照して、横軸は車速を示し、縦軸は車両の駆動トルクを示す。線Ｒは定格出力ラインを示す。線Ｌ１１は、アクセル開度がＸ１％のときの車両の駆動力特性を示し、線Ｌ１２，Ｌ１３は、それぞれアクセル開度がＸ２％，Ｘ３％（Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３）のときの駆動力特性を示す。なお、アクセル開度がＸ１％，Ｘ２％，Ｘ３％以外のときは示されていないが、アクセル開度が大きくなるほど、駆動力特性を示すラインは図の右上方向に推移する。

一方、図６は、ＣＤモード用の駆動力マップＡの一例を示した図である。この図６は、図５に対応するものである。図６を参照して、線Ｌ２１は、アクセル開度がＸ１％のときの車両の駆動力特性を示し、線Ｌ２２，Ｌ２３は、それぞれアクセル開度がＸ２％，Ｘ３％のときの駆動力特性を示す。

図５及び図６を参照して、同一アクセル開度における対比（線Ｌ１１と線Ｌ２１との対比、線Ｌ１２と線Ｌ２２との対比、線Ｌ１３と線Ｌ２３との対比）から分かるように、ＣＤモードの選択時（図６）は、ＣＳモードの選択時（図５）よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性が変更される。これにより、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができる。

なお、図５及び図６において示されるように、車両駆動トルクが定格出力ラインＲを下回る範囲において、ＣＤモードの選択時（図６）は、ＣＳモードの選択時（図５）よりも、同一のアクセル開度における、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで駆動力特性を変更するのが好ましい。具体的には、たとえば、同一アクセル開度の線Ｌ１２（ＣＳモード）と線Ｌ２２（ＣＤモード）との対比についてみると、ＣＤモードにおける線Ｌ２２の傾き（車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下度合い）は、ＣＳモードにおける線Ｌ１２の傾きよりも小さい。これにより、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、加速の伸び感（車速の増加に対する駆動力の維持感）が得られる。

再び図４を参照して、ステップＳ４０又はステップＳ５０において要求駆動トルクが算出されると、ＥＣＵ２６は、要求駆動トルクの切替処理を実行する（ステップＳ６０）。この要求駆動トルク切替処理においては、要求駆動トルクがモード切替の前の値からモード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づく緩変化処理が実行される。要求駆動トルク切替処理の詳細については、後ほど説明する。

ステップＳ２０においてモード切替はないものと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、現状のモード（ＣＤモード又はＣＳモード）を維持する（ステップＳ７０）。そして、ＥＣＵ２６は、現状のモード用の駆動力マップ（現状のモードがＣＤモードであれば駆動力マップＡ、現状のモードがＣＳモードであれば駆動力マップＢ）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する（ステップＳ８０）。

図７は、図４に示した要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、ＥＣＵ２６は、緩変化処理の終了条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。緩変化処理は、上述のように、要求駆動トルクをモード切替の前の値からモード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づくように変化させるための処理である。そして、たとえば、モード切替後の要求駆動トルク（切替後目標値）と要求駆動トルクの現在値との差が所定値以下となった場合に、或いはモード切替があってから所定時間経過した場合に、緩変化処理の終了条件が成立する。

そして、ステップＳ１１０において緩変化処理の終了条件が成立したものと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、緩変化処理終了フラグをＯＮにする（ステップＳ１２０）。一方、ステップＳ１１０において緩変化処理の終了条件が成立していないと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、緩変化処理終了フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１３０）。なお、要求駆動トルク切替処理の開始直後は、緩変化処理終了フラグはＯＦＦである。

次いで、ＥＣＵ２６は、緩変化処理終了フラグがＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。そして、緩変化処理終了フラグがＯＦＦであると判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、要求駆動トルクの緩変化処理を実行する（ステップＳ１５０）。具体的には、ＥＣＵ２６は、モード切替に伴なう要求駆動トルクの変化に対して、たとえば、車両駆動トルクの変化率を制限するレート処理や、遅れフィルタ等による遅れ処理を施す「なまし」処理、車両駆動トルクを段階的に変化させる処理等を施す。その後、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１１０へ処理を戻す。

そして、ステップＳ１４０において緩変化処理終了フラグがＯＮであると判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、上述の緩変化処理を非実行とする（ステップＳ１６０）。すなわち、この場合は、要求駆動トルクが、モード切替後の要求駆動トルク（切替後目標値）へ直ちに変更される。

以上のように、この実施の形態１においては、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合に、上記の緩変化処理を実行することによって、モード切替に伴なう駆動トルクの変化が軽減される。したがって、この実施の形態１によれば、ＣＤモードでの特別な走りを実現し、かつ、その実現に伴ないユーザに与え得る違和感を軽減することができる。

［変形例］
ＣＤモードとＣＳモードとの切替に応じて車両の駆動力特性を変更する場合において、要求駆動トルクの変更量が所定値未満であるときは、緩変化処理を非実行としてもよい。要求駆動トルクの変更量が所定値未満であるときは、ユーザが感じ取る違和感も小さいので、緩変化処理を非実行とすることにより、緩変化処理に伴なうトルク応答性の低下を必要限度に抑えることができる。なお、所定値には、緩変化処理を実行しなくてもユーザに違和感を与えない程度の値が設定される。

図８は、この変形例における要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートは、実施の形態１において図７に示したフローチャートに代わるものである。

図８を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１１０に代えてステップＳ１１２を含む。すなわち、ＥＣＵ２６は、まず、ＣＤモードとＣＳモードとの切替に伴なう要求駆動トルクの変更量の絶対値が所定値δよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。

そして、モード切替に伴なう要求駆動トルクの変更量の絶対値が所定値δよりも小さいと判定されると（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、ステップＳ１２０へ処理が移行し、緩変化処理終了フラグがＯＮにされる。したがって、この場合は、その後ステップＳ１６０へ進み、要求駆動トルクは、緩変化処理を施されることなく、モード切替後の要求駆動トルク（切替後目標値）へ直ちに変更される。

一方、ステップＳ１１２において、モード切替に伴なう要求駆動トルクの変更量の絶対値が所定値δ以上であると判定されると（ステップＳ１１２においてＮＯ）、ステップＳ１３０へ処理が移行し、緩変化処理終了フラグはＯＦＦとされる。したがって、この場合は、その後ステップＳ１５０へ進み、要求駆動トルクの緩変化処理が実行される。なお、ステップＳ１５０において要求駆動トルクの緩変化処理が実行されると、ステップＳ１１２へ処理が戻される。

なお、上記においては、要求駆動トルクの変更量が所定値未満であるときは、緩変化処理を非実行としたが、緩変化処理による要求駆動トルクの変化制限を緩和してもよい。たとえば、車両駆動トルクの変化率を制限するレート処理が緩変化処理として用いられている場合には、変化率の制限を緩和してもよい。また、遅れフィルタ等による遅れ処理を施す「なまし」処理の場合には、遅れ処理の時定数を小さくしてもよいし、車両駆動トルクを段階的に変化させている場合には、変化の段階数を少なくしてもよい。

この変形例によれば、緩変化処理に伴なうトルク応答性の低下を必要限度に抑えることができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、ＣＤモードとＣＳモードとの切替に応じて車両の駆動力特性を変更する場合において、モード切替時に算出される、駆動力特性の変更前後における車両駆動トルクの変更量分のみに対して、緩変化処理が実行される。

要求駆動トルクを緩やかに変化させる緩変化処理の実行中にたとえばアクセルペダルが踏み増された場合、モード切替後の要求駆動トルク（目標値）が増大することにより駆動力特性の変更量が大きくなる。これにより、アクセルペダルの踏み増しによる増大後の要求駆動トルクまで緩変化処理が継続され、その結果、アクセル応答性の低下にユーザが違和感を覚える可能性がある。そこで、この実施の形態２に従うハイブリッド車両では、緩変化処理の対象がモード切替時の変更量分に限定される。これにより、アクセル応答性の不必要な低下を防止することができる。

この実施の形態２に従うハイブリッド車両の全体構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。また、この実施の形態２におけるＥＣＵ２６により実行される車両駆動トルク（要求値）算出の全体処理の流れは、図４に示したフローチャートで示され、この実施の形態２は、図７に示した要求駆動トルク切替処理の手順が実施の形態１と異なる。

図９は、実施の形態２における要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１０２，Ｓ１０４をさらに含む。

すなわち、ＥＣＵ２６は、まず、モード切替前後の要求駆動トルクの変更量ｄＴを算出する（ステップＳ１０２）。具体的には、図４に示したフローチャートのステップＳ４０又はステップＳ５０においてモード切替時におけるモード切替後の要求駆動トルクが算出されるところ、その算出されたモード切替後の要求駆動トルクからモード切替前（直前）の要求駆動トルクを差引くことによって変更量ｄＴが算出される。すなわち、この変更量ｄＴは、モード切替時における、駆動力特性の変更前後における要求駆動トルクの変更量であり、モード切替に伴なう緩変化処理中におけるアクセル操作の影響を受けない。

そして、ＥＣＵ２６は、モード切替前（直前）の要求駆動トルクに、ステップＳ１０２において算出された変更量ｄＴを加えることによって、モード切替後の要求駆動トルクの目標値を算出する（ステップＳ１０４）。その後、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１１０へ処理を進める。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０４において算出された、モード切替後の要求駆動トルク（切替後目標値）と要求駆動トルクの現在値との差が所定値以下となった場合に、或いはモード切替があってから所定時間経過した場合に、緩変化処理の終了条件が成立する。ステップＳ１０４において算出されるモード切替後の要求駆動トルクの目標値は、モード切替に伴なう緩変化処理中における、アクセル操作による要求駆動トルクの変化の影響を受けないものである。

なお、この図９に示される処理は、モード切替に伴なう要求駆動トルクの切替処理であり、この切替処理の緩変化処理中にたとえばアクセルペダルが踏み増された場合には、図９に示される処理に従ってモード切替時の変更量分のみ緩変化処理を伴なってトルクが変更された後、図４に示したステップＳ８０においてアクセル踏み増し分が要求駆動トルクに反映される。

以上のように、この実施の形態２によれば、緩変化処理の対象がモード切替時の変更量分に限定され、その結果、アクセル応答性の不必要な低下を防止することができる。

［実施の形態３］
この実施の形態３では、ＣＤモードとＣＳモードとの切替に応じて車両の駆動力特性を変更する場合において、駆動力特性の変更中にアクセル開度が変化したときは、緩変化処理が非実行とされる。この実施の形態３においても、モード切替に応じて駆動力特性を変更する場合は上述の緩変化処理が実行されるところ、駆動力特性の変更中にアクセル開度が変化したときは緩変化処理を非実行とすることにより、ユーザのアクセル操作に対してはトルク応答性を確保することができる。

この実施の形態３に従うハイブリッド車両の全体構成も、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。また、この実施の形態３におけるＥＣＵ２６により実行される車両駆動トルク（要求値）算出の全体処理の流れは、図４に示したフローチャートで示され、この実施の形態３は、図７に示した要求駆動トルク切替処理の手順が実施の形態１と異なる。

図１０は、実施の形態３における要求駆動トルク切替処理の手順を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１４２，Ｓ１５２をさらに含む。

すなわち、ステップＳ１４０において緩変化処理終了フラグがＯＦＦであると判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、アクセル操作判定条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１４２）。たとえば、アクセル開度（アクセルペダル操作量そのものでもよい。）の変化量が所定値以上、或いはモード切替後におけるアクセル開度の変化量の積算値が所定値以上となった場合に、アクセル操作判定条件が成立する。

そして、ステップＳ１４２においてアクセル操作判定条件が成立したものと判定されると（ステップＳ１４２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、要求駆動トルクの緩変化処理を緩和する（ステップＳ１５２）。ここでは、緩変化処理が非実行とされる。その後、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１１０へ処理を戻す。なお、緩変化処理が非実行とされると、要求駆動トルクはモード切替後の値に直ちに切替わるので、ステップＳ１１０において緩変化処理終了条件が成立したものと判定される。

一方、ステップＳ１４２においてアクセル操作判定条件は成立していないと判定されると（ステップＳ１４２においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１５０へ処理を移行し、要求駆動トルクの緩変化処理が実行される。

なお、上記では、ステップＳ１５２において、緩変化処理を非実行としたが、緩変化処理による要求駆動トルクの変化制限を緩和（急速なトルク変化を許容）してもよい。たとえば、緩変化処理としてレート処理が用いられている場合には、変化率の制限を緩和（大きな変化率を許容）してもよい。また、遅れ処理を施す「なまし」処理の場合には、遅れ処理の時定数を小さくしてもよいし、車両駆動トルクを段階的に変化させている場合には、変化の段階数を少なくしてもよい。

以上のように、この実施の形態３によれば、緩変化処理中のユーザのアクセル操作に対してトルク応答性を確保することができる。

なお、上記の各実施の形態では、エンジン２と２つのモータジェネレータ６，１０とが動力分割装置４によって連結された構成のハイブリッド車両１００（図１）における制御について説明したが、この発明が適用されるハイブリッド車両は、このような構成のものに限定されない。

たとえば、図１１に示されるように、エンジン２と１つのモータジェネレータ１０とが、クラッチ１５を介して直列的に連結された構成のハイブリッド車両１００Ａに対しても、上記の各実施の形態で説明した制御を適用することが可能である。

また、特に図示しないが、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ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。

また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両１００（１００Ａ）は、外部電源によって蓄電装置１６を外部充電可能なハイブリッド車としたが、この発明は、外部充電機構（電力変換器２３及び接続部２４）を有していないハイブリッド車両にも適用可能である。ＣＤモード／ＣＳモードは、外部充電可能なハイブリッド車両に好適なものであるが、必ずしも外部充電可能なハイブリッド車両のみに限定されるものでもない。

なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ１０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ２６は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、電力変換器２３及び接続部２４は、この発明における「充電機構」の一実施例を形成する。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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及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。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１５ クラッチ、１６ 蓄電装置、１８，２０，２３ 電力変換器、２２ 駆動装置、２４ 接続部、２６ ＥＣＵ、２８ モードスイッチ、１００，１００Ａ ハイブリッド車両。

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
   ＣＤ（Charge Depleting）モード及びＣＳ（Charge Sustaining）モードのいずれかを選択し、前記ＣＤモード及び前記ＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、前記内燃機関を停止して前記電動機により走行する第１の走行モードと、前記内燃機関を作動させて走行する第２の走行モードとを切替えて走行するための制御装置とを備え、
   前記ＣＤモードが選択されているときの、前記第１の走行モードから前記第２の走行モードへ切替わるパワーのしきい値は、前記ＣＳモードが選択されているときの前記しきい値よりも大きく、
   前記制御装置は、前記ＣＤモードが選択されているときは、前記ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更し、
   前記制御装置は、さらに、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとのモード切替に応じて前記駆動力特性を変更する場合には、前記車両駆動トルクが前記モード切替の前の値から前記モード切替の後の値へ時間が経過するに従って近づく緩変化処理を実行する、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、さらに、車両駆動トルクが所定の上限を下回る範囲において、前記ＣＤモードが選択されているときは、前記ＣＳモードが選択されているときよりも、同一のアクセル開度における、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さくなるように、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、前記モード切替に応じて前記駆動力特性を変更する場合において、前記車両駆動トルクの変更量が所定値未満であるときは、前記緩変化処理を非実行とする、請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置は、前記モード切替に応じて前記駆動力特性を変更する場合において、前記モード切替時に算出される、前記駆動力特性の変更前後における前記車両駆動トルクの変更量分のみに対して、前記緩変化処理を実行する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 車両外部の電源からの電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電機構をさらに備える、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。

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