JP6213498B2

JP6213498B2 - ハイブリッド車両

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Publication number: JP6213498B2
Application number: JP2015035266A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　啓太; 啓太佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2035-02-25
Also published as: US9663100B2; JP2016155485A; CN105905111A; US20160244045A1; CN105905111B

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（Hybrid Vehicle）走行を許容しつつもＥＶ（Electric Vehicle）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（特許文献１参照）。

特開２０１３−２５２８５３号公報

近年の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。

一般的に、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性と、トルク変化に伴なうショックや音等（以下、包括的に「ショック」と称する。）とは、背反の関係にあり、車両に要求される特性に応じて車両駆動トルクの応答性が設定される。しかしながら、車両駆動トルクの応答性を一律に設定していては、ＣＤモードにおいてユーザ満足度の高い特別な走りを実現することはできない。

そこで、ＣＤモードでの特別な走りを実現するために、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性をＣＤモードとＣＳモードとで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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性を高くすることが考えられる。しかしながら、ＣＤモードとＣＳモードとの切替に伴なう車両駆動トルクの応答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。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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が高くなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで上記応答性を変更する。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上記応答性を変更する場合に、上記応答性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、ＣＤモードの選択時とＣＳモードの選択時とで、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が切替えられる。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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が高い。これにより、ＣＤモードでの特別な走りを実現することができる。さらに、このハイブリッド車両では、モード切替に応じて車両駆動トルクの応答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、トルク応答性の変化によりユーザが感じ得る違和感の軽減が図られる。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。

好ましくは、制御装置は、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクが所定量増加するまでの時間を変更することで上記応答性を変更する。

このような構成とすることにより、モード切替に応じた上記応答性の変更を簡易に行なうことができる。

好ましくは、制御装置は、モード切替が行なわれてから所定時間経過すると、所定時間が経過する前に比べて、緩変化処理による上記応答性の変更速度を高くする。

モード切替に応じた上記応答性の変更時に車両駆動トルクの変更量が大きい場合、緩変化処理のために上記応答性の変更に時間がかかり、その結果、車両駆動トルクの目標値への追従性が悪化する可能性がある。そこで、このハイブリッド車両では、モード切替が行なわれてから所定時間が経過すると、所定時間が経過する前に比べて、緩変化処理による上記応答性の変更速度を高くする。これにより、車両駆動トルクの変更量が大きい場合に、上記応答性の変更が促進され、その結果、車両駆動トルクの追従性の悪化を回避し得る。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。

好ましくは、制御装置は、緩変化処理の実行時において、車両駆動トルクの変化量が大きいときは、その変化量が小さいときよりも、緩変化処理による上記応答性の変更速度を高くする。

このような構成とすることにより、車両駆動トルクの変化量が大きい場合には、車両駆動トルクの応答性の変更が速められ、その結果、車両駆動トルクの追従性の悪化を回避し得る。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。

好ましくは、制御装置は、モード切替時にアクセルペダルの操作量が所定値以上である場合は、モード切替時に操作量が所定値よりも小さい場合に比べて、緩変化処理による応答性の変更速度を高くする。

このような構成とすることにより、アクセルペダルの操作量が相対的に大きい場合には、車両駆動トルクの応答性の変更が速められ、その結果、車両駆動トルクの追従性の悪化を回避し得る。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。

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、ＣＤモードでの特別な走りを実現しつつ、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。比較例として従来のハイブリッド車両における駆動力応答性の設定を示した図である。実施の形態１に従うハイブリッド車両における駆動力応答性の設定を示した図である。駆動力応答性の高低を説明するための図である。車両駆動トルクの応答性をモード切替に応じて変更する際の緩変化処理の様子を示した図である。ＥＣＵにより実行される車両駆動トルク（要求値）の演算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に示した駆動トルク応答性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において、モード切替時にアクセルペダル操作量が相対的に小さいときの、モード切替に応じてトルク応答性を変更する際の緩変化処理の様子を示した図である。モード切替時にアクセルペダル操作量が相対的に大きいときの、モード切替に応じてトルク応答性を変更する際の緩変化処理の様子を示した図である。実施の形態２における駆動トルク応答性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、複数の実施の形態及び変形例について説明するが、各実施の形態及び変形例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（Charge Depleting）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（Charge Sustaining）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。

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くするのが好ましい。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のが好ましい。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走行の機会をさらに拡大することができる。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することができる。

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、ＣＤモードとＣＳモードとのモード切替に応じて、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性を変更する。具体的には、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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性を高くする。このようなモード切替に応じたトルク応答性の変更により、ＣＤモードでの特別な走りを実現することができる。以下、この点について説明する。

図３は、比較例として従来のハイブリッド車両における駆動力応答性の設定を示した図である。図３を参照して、横軸は、アクセルペダルを踏んでから駆動力（車両駆動トルク）が所定量増加するまでの時間を示し、すなわち、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性を示す。縦軸は、アクセルペダルの操作により駆動力が所定量増加するときの車両振動の大きさを示し、すなわち、車両駆動トルクの変化に伴なうショックの大きさを示す。なお、ショックは、車両駆動トルクが変化したときに、ドライブシャフトやギヤ系の捩れやギヤのガタによる歯打ち等によって生じるものである。

点線は、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性と、車両駆動トルクの変化に伴なうショックの大きさとが背反の関係にあることを示している。従来のハイブリッド車両では、たとえば、ショック低減を優先して、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性は、点Ｐ０で示されるポイント（応答性を抑えたポイント）に一律に設定されている。

図４は、この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両１００における駆動力応答性の設定を示した図である。この図４は、図３に対応するものであり、横軸及び縦軸は、図３と同じである。図４を参照して、点Ｐ１は、ＣＳモードが選択されているときの駆動力応答性の設定を示し、点Ｐ２は、ＣＤモードが選択されているときの駆動力応答性の設定を示す。すなわち、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と、ＣＳモードが選択されているときとで、駆動力応答性の設定が切替えられる。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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が高い。

一般的に、モータジェネレータの応答性は、エンジンの応答性よりも高く、ＥＶ走行が主体的に行なわれるＣＤモードと、ＨＶ走行とＥＶ走行とを適宜切替えてＳＯＣを所定範囲に制御するＣＳモードとでは、求められるトルク応答性は異なる。しかしながら、図３に示したように、従来のハイブリッド車両のように車両駆動トルクの応答性を一律に設定していては、ＣＤモードにおいてユーザ満足度の高い特別な走りを実現することはできない。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００においては、図４に示されるように、ＣＤモードが選択されているときと、ＣＳモードが選択されているときとで、駆動力応答性の設定を切替えるようにし、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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が高められる。これにより、ＥＶ走行が主体的に行なわれるＣＤモードにおいて、モータジェネレータの高応答性を十分に活かして特別な走りを実現するとともに、ＣＳモードにおいては、従来のハイブリッド車両に準じた応答性（ショック抑制）の設定とすることができる。

図５は、駆動力応答性の高低を説明するための図である。図５を参照して、横軸は時間であり、縦軸は車両駆動トルクを示す。時刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれ、それに伴なって車両駆動トルクの目標値が変化（増加）するものとする。

線ｋ１は、駆動力応答性が相対的に高い場合の車両駆動トルクの変化を示し、具体的には、図４の点Ｐ２で示される駆動力応答性に設定されるＣＤモードが選択されているときの車両駆動トルクの変化を示す。線ｋ２は、駆動力応答性が相対的に低い場合の車両駆動トルクの変化を示し、具体的には、図４の点Ｐ１で示される駆動力応答性に設定されるＣＳモードが選択されているときの車両駆動トルクの変化を示す。

このように、このハイブリッド車両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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性を高くすることによって、ＣＤモードにおいて特別な走りを実現することができる。

再び図１を参照して、モード切替に応じた駆動力応答性の切替は、ＥＣＵ２６によって実行される。すなわち、ＥＣＵ２６は、車速とアクセルペダルの操作に応じたアクセル開度とに基づいて算出される車両駆動トルク（要求値）の変化速度を制限するための処理を実行する。この処理によって、車両駆動トルクの応答性が決定される。そして、ＥＣＵ２６は、上記の処理において車両駆動トルクの変化速度の制限を規定するための設定をＣＤモードとＣＳモードとで切替えることによって、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、車両駆動トルクの応答性を高くする。

上記の処理は、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」処理等である。そして、ＥＣＵ２６は、たとえば、上記レート処理における車両駆動トルクの変化率の制限値や、上記なまし処理における時定数をモードに応じて切替えることによって、ＣＤモードとＣＳモードとで車両駆動トルクの応答性を切替える。

ＥＣＵ２６は、さらに、モード切替に応じて車両駆動トルクの応答性を変更する場合に、上記応答性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、モード切替に伴ない車両駆動トルクの応答性を変更することにより、ＣＤモードにおいて、アクセルペダル操作に対するトルク応答性が高い特別な走りを実現することができる。しかしながら、モード切替に伴なう車両駆動トルクの応答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、このハイブリッド車両１００では、モード切替に応じて車両駆動トルクの応答性を変更する場合に、上記の緩変化処理が実行される。これにより、トルク応答性の変化によりユーザが感じ得る違和感の軽減が図られる。

ここで、モード切替に応じた上記応答性の変更時に車両駆動トルクの変更量が大きい場合、上記の緩変化処理のために応答性の変更に時間がかかり、その結果、車両駆動トルクの目標値への追従性が悪化する可能性がある。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、モード切替が行なわれてから所定時間が経過すると、所定時間が経過する前に比べて、緩変化処理による応答性の変更速度が高められる。これにより、車両駆動トルクの変更量が大きい場合に、上記応答性の変更が促進され、その結果、車両駆動トルクの追従性の悪化を回避し得る。したがって、このハイブリッド車両１００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、上記の緩変化処理について、車両駆動トルクの応答性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、上記応答性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、上記応答性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、上記応答性を段階的に変化させる処理等を含み得る。

図６は、車両駆動トルクの応答性をモード切替に応じて変更する際の緩変化処理の様子を示した図である。ここでは、車両駆動トルクの応答性の変化率を制限するレート処理によって緩変化処理が実現される場合について代表的に説明される。図６を参照して、縦軸は車両駆動トルクの変化レート（応答性）を示し、横軸は時間を示す。値Ｒ１は、ＣＳモード時の車両駆動トルクの変化レート（応答性）を示す。値Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）は、ＣＤモード時の車両駆動トルクの変化レート（応答性）を示す。

時刻ｔ１において、ＣＳモードからＣＤモードへ切替わると、車両駆動トルクの変化レートの切替が開始される。車両駆動トルクの変化レートは、Ｒ１からＲ２へステップ状に切替えられるのではなく、所定のレートをもって切替えられる。その切替時のレートについては、時刻ｔ１から所定時間Δｔ後の時刻ｔ２までは第１のレートであり、時刻ｔ２になると、第１のレートよりも変更速度の高い第２のレートとなる。

緩変化処理は、車両駆動トルクの応答性を緩やかに切替えることにより、トルク応答性の変化によりユーザが感じ得る違和感の軽減を図るものであるが、応答性の変更時に車両駆動トルクの変更量が大きい場合（アクセル開度が大きいとき）、緩変化処理のために応答性の変更に時間がかかり、その結果、車両駆動トルクの目標値への追従性が悪化する可能性がある。そこで、この実施の形態１では、モード切替が行なわれてから所定時間Δｔが経過すると、緩変化処理の変化レートが高められる。これにより、車両駆動トルクの変更量が大きい場合のトルク追従性の悪化を抑制しつつ、トルク応答性の変化によりユーザが感じ得る違和感の軽減を図ることができる。

なお、所定時間Δｔは、車両駆動トルクの変化レート（Ｒ１，Ｒ２）の大きさや、車両駆動トルクの目標値への追従性等を考慮して、適宜設定することができる。

図７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）の演算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７を参照して、ＥＣＵ２６は、アクセルペダルの操作量及び車速の検出値を受ける（ステップＳ１０）。なお、アクセルペダルの操作量は、図示しないアクセルポジション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、検出されたアクセルペダル操作量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）を算出する（ステップＳ２０）。なお、要求駆動トルクは、アクセルペダル操作量に応じたアクセル開度、車速、及び車両駆動トルクの関係について定めたマップ等を用いて、検出されたアクセルペダル操作量及び車速に基づいて算出することができる。

続いて、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Ｓ３０）。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。そして、ステップＳ３０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Ｓ３０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Ｓ４０）。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。

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Ｓ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、車両駆動トルクの応答性を決定する応答性定数について、ＣＤモード用の応答性定数（たとえば図６の値Ｒ２）を選択する（ステップＳ５０）。一方、ステップＳ４０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Ｓ４０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、上記応答性定数について、ＣＳモード用の応答性定数（たとえば図６の値Ｒ１）を選択する（ステップＳ６０）。なお、ＣＤモード用及びＣＳモード用の各応答性定数は、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、要求駆動トルクの応答性が高くなるように設定される。

そして、ステップＳ５０又はステップＳ６０においてモード切替後の応答性定数が選択されると、ＥＣＵ２６は、車両駆動トルクの応答性の切替処理を実行する（ステップＳ７０）。この駆動トルク応答性切替処理においては、車両駆動トルクの応答性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。駆動トルク応答性切替処理の詳細については、後ほど説明する。

なお、ステップＳ３０においてモード切替はないものと判定された場合は（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０〜Ｓ７０の処理を実行することなくステップＳ８０へ処理を移行する。

図８は、図７に示した駆動トルク応答性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８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、車両駆動トルクの応答性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の応答性（切替後目標値）と要求駆動トルクの応答性の現在値との差が所定値以下となった場合に、緩変化処理の終了条件が成立する。

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、駆動トルク応答性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、さらに、アクセル開度が一定であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。なお、アクセル開度が一定であるか否かは、アクセル開度が厳密に一定であるか否かではなく、アクセル開度の変動幅が一定時間一定範囲内かどうかや、車両駆動トルクの実績値（推定値）と目標値との差分が一定範囲内かどうか等によって判定され得る。

ステップＳ１５０においてアクセル開度は一定であると判定された場合は（ステップＳ１５０においてＮＯ）、モード切替に応じて車両駆動トルクの応答性を直ちに切替えてもユーザに違和感を与えることはないので、ＥＣＵ２６は、後述のステップＳ１９０における緩変化処理を実行することなく、ステップＳ２００へ処理を移行する。すなわち、モード切替時にアクセル開度は一定であると判定された場合は、車両駆動トルクの応答性はモード切替後の応答性に直ちに切替えられる。

ステップＳ１５０においてアクセル開度は一定ではないと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、モード切替後から所定時間Δｔ（図６）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。モード切替後から所定時間Δｔが経過していない場合は（ステップＳ１６０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、後述のステップＳ１９０において実行される緩変化処理で用いられる応答性定数として、緩変化用の第１の応答性定数を選択する（ステップＳ１７０）。一方、モード切替後から所定時間Δｔが経過したものと判定されると（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１９０において実行される緩変化処理で用いられる応答性定数として、急変化用の第２の応答性定数を選択する（ステップＳ１８０）。

ステップＳ１７０又はＳ１８０において応答性定数が選択されると、ＥＣＵ２６は、車両駆動トルクの応答性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（ステップＳ１９０）。具体的には、ＥＣＵ２６は、モード切替に伴なう要求駆動トルクの応答性の変更に対して、たとえば、トルク応答性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、上記応答性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Ｓ２００）。すなわち、要求駆動トルクの応答性は、モード切替後の応答性（切替後の応答性目標値）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、ＣＤモードの選択時とＣＳモードの選択時とで、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が切替えられる。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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が高い。これにより、ＣＤモードでのユーザ満足度の高い特別な走りを提供することができる。さらに、この実施の形態１では、モード切替に応じて車両駆動トルクの応答性を変更する場合に緩変化処理を実行することによって、トルク応答性の変化によりユーザが感じ得る違和感の軽減が図られる。

また、この実施の形態１では、モード切替が行なわれてから所定時間Δｔが経過すると、所定時間Δｔが経過する前に比べて、緩変化処理による上記応答性の変更速度を高くする。これにより、車両駆動トルクの変更量が大きい場合に、上記応答性の変更が促進され、その結果、車両駆動トルクの追従性の悪化を回避し得る。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。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、モード切替が行なわれてから所定時間Δｔが経過すると、所定時間Δｔが経過する前に比べて、車両駆動トルクの応答性を切替える際の緩変化処理における応答性切替速度が高められる。これにより、モード切替に応じたトルク応答性の変更時にトルク変更量が大きい場合に、トルクの追従性悪化の回避が図られている。

この実施の形態２では、モード切替時に車両駆動トルクの変更量の大小が判断され、モード切替時のトルク変更量が大きい場合には、トルク変更量が小さい場合よりも、モード切替に応じてトルク応答性を切替える際の緩変化処理における応答性変更速度が高められる。

図９は、モード切替時にアクセルペダル操作量が相対的に小さいときの、モード切替に応じてトルク応答性を変更する際の緩変化処理の様子を示した図である。一方、図１０は、モード切替時にアクセルペダル操作量が相対的に大きいときの、モード切替に応じてトルク応答性を変更する際の緩変化処理の様子を示した図である。なお、ここでは、車両駆動トルクの応答性の変化率を制限するレート処理によって緩変化処理が実現される場合について代表的に説明される。

図９を参照して、値Ｒ１は、ＣＳモード時の車両駆動トルクの変化レート（応答性）を示す。値Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）は、ＣＤモード時の車両駆動トルクの変化レート（応答性）を示す。時刻ｔ１１においてＣＳモードからＣＤモードへ切替わると、車両駆動トルクの変化レート（応答性）の切替が開始される。車両駆動トルクの変化レート（応答性）は、Ｒ１からＲ２（Ｒ２＞Ｒ１）へステップ状に切替えられるのではなく、所定のレートをもって変更される。

ここで、時刻ｔ１１におけるアクセルペダル操作量は、しきい値ＴＨよりも小さく、モード切替時の車両駆動トルクの変更量は相対的に小さいものと判断される。したがって、モード切替に応じて車両駆動トルクの変化レート（応答性）を変更する際の切替レートは、緩変化用の第１のレートが採用される。

図１０を参照して、時刻ｔ１１におけるアクセルペダル操作量がしきい値ＴＨ以上である場合には、モード切替時の車両駆動トルクの変更量は相対的に大きいものと判断される。したがって、モード切替に応じて車両駆動トルクの変化レート（応答性）を変更する際の切替レートは、上記の第１レートよりも変更速度の高い、急変化用の第２のレートが採用される。これにより、モード切替に応じたトルク応答性の切替時にトルク変更量が大きい場合に、トルクの追従性が悪化するのを回避することができる。

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）の演算処理の全体の流れは、図７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８に示した駆動トルク応答性切替処理の手順が実施の形態１と異なる。

図１１は、実施の形態２における駆動トルク応答性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１１を参照して、このフローチャートは、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１６０に代えてステップＳ１６５を含む。

すなわち、ステップＳ１５０においてアクセル開度は一定ではないと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、アクセル開度がしきい値ＴＨであるか否かを判定する（ステップＳ１６５）。アクセル開度がしきい値ＴＨよりも小さいと判定されると（ステップＳ１６５においてＮＯ）、モード切替時の車両駆動トルクの変更量は相対的に小さいものと判断され、ステップＳ１７０へ処理が移行される。すなわち、ステップＳ１９０において実行される緩変化処理で用いられる応答性定数として、緩変化用の第１の応答性定数が選択される。

一方、ステップＳ１６５においてアクセル開度がしきい値ＴＨ以上であると判定されると（ステップＳ１６５においてＹＥＳ）、モード切替時の車両駆動トルクの変更量は相対的に大きいものと判断され、ステップＳ１８０へ処理が移行される。すなわち、ステップＳ１９０において実行される緩変化処理で用いられる応答性定数として、急変化用の第２の応答性定数が選択される。なお、その他の各ステップにおける処理は、図８で説明したとおりである。

なお、上記においては、モード切替時のアクセル開度がしきい値ＴＨ以上であるか否かを判定することによって、モード切替時の車両駆動トルクの変更量が相対的に大きいか否かを判定するものとしたが、アクセル開度に代えて車両駆動トルクによって直接判定してもよい。たとえば、モード切替時の要求駆動トルクの変更量が所定のしきい値以上であるか否かによって、ステップＳ１９０において実行される緩変化処理で用いられる応答性定数を切替えるようにしてもよい。

以上のように、この実施の形態２においては、アクセルペダルの操作量が相対的に大きい場合（車両駆動トルクの変更量が相対的に大きい場合）には、車両駆動トルクの応答性の変更が速められ、その結果、車両駆動トルクの追従性の悪化を回避し得る。したがって、この実施の形態２によっても、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、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１２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、２６ＥＣＵ、２８モードスイッチ、１００，１００Ａハイブリッド車両。

Claims

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、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクの応答性が高くなるように、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとで前記応答性を変更し、
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応答性を変更する場合に、前記応答性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。
前記制御装置は、アクセルペダルの操作に対する車両駆動トルクが所定量増加するまでの時間を変更することで前記応答性を変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記モード切替が行なわれてから所定時間経過すると、前記所定時間が経過する前に比べて、前記緩変化処理による前記応答性の変更速度を高くする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記緩変化処理の実行時において、前記車両駆動トルクの変化量が大きいときは、前記変化量が小さいときよりも、前記緩変化処理による前記応答性の変更速度を高くする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記モード切替時にアクセルペダルの操作量が所定値以上である場合は、前記モード切替時に前記操作量が前記所定値よりも小さい場合に比べて、前記緩変化処理による前記応答性の変更速度を高くする、請求項４に記載のハイブリッド車両。
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５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。