JP6897273B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

特許文献１には、車両の駆動源として内燃機関及び電動機を備え、自動変速可能な有段歯車変速機と内燃機関との間にクラッチ装置が介装されたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両においては、変速時の減速感の発生を回避するために、変速時のクラッチ装置の切断と同時に電動機の駆動トルクを増大させている。

特開平１１−６９５０９号公報

ところで、車両の走行速度を自動的に制御する自動走行制御として、乗員の加減速操作によらず車両を定速で走行させる定速走行制御や、自動で自車を先行車両に追従させる追従走行制御が知られている。このような自動走行制御を行う車両に、上述の特許文献１に開示された技術を適用すると、以下のような課題がある。

自動走行制御を実行している自動走行制御中と実行していない非自動走行制御中とでは、乗員の加減速操作の有無の違いがあるため、車両を加減速させる乗員の意思（以下、「加減速意思」という）の有無も異なる。

自動走行制御中は乗員に加減速意思はないが、非自動走行制御中は乗員の加減速意思に基づき加減速操作が実行される。このため、変速時のクラッチ装置の切断中における空走感に関して、自動走行制御中と非自動走行制御中とで乗員の感じ方が異なる。

また、電動機が駆動トルクを出力するたびに、バッテリの電力が消費される。このため、特許文献１に記載のハイブリッド車両のように、クラッチ装置の切断中に電動機による駆動トルクの出力を頻繁に行うと、バッテリの電力が不足する可能性がある。

バッテリの電力が不足すると、電動機が出力可能な駆動トルクが減少したり、駆動トルクが出力できなくなったりするおそれがある。この結果、変速時のクラッチ装置の切断中における空走感を解消することができず、乗員に違和感を与えるおそれがある。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、乗員の意図に応じて、変速時のクラッチの非完全係合期間における空走感を解消することができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの回転を変速して前記駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、前記自動変速機が前記エンジンとの間の動力伝達経路を切断または接続するクラッチを有するハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出部と、前記ハイブリッド車両の走行モードが、乗員の操作によらず自動で変速制御を行う第１走行モード、または乗員の操作に応じて変速制御を行う第２走行モードのいずれであるかに基づいて、前記クラッチの非完全係合期間に前記モータが出力するアシストトルクを、前記走行モードが前記第１走行モードである場合、前記走行モードが前記第２走行モードである場合と比較して前記アシストトルクの値が小さくなるよう制御する制御部と、を備え、前記走行モードが前記第１走行モードであるときの前記アシストトルクを第１アシストトルクと定義し、前記走行モードが前記第２走行モードであるときの前記アシストトルクを第２アシストトルクと定義した場合、前記制御部は、前記車速検出部によって検出される車速が大きいほど前記第２アシストトルクに対する前記第１アシストトルクの割合が小さくなるよう制御する。

本発明によれば、乗員の意図に応じて、変速時のクラッチの非完全係合期間における空走感を解消することができるハイブリッド車両を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド車両の構成図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド車両において実行されるアシストトルク出力制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド車両の動作を説明するタイムチャートである。 図４は、本発明の第２の実施例に係るハイブリッド車両におけるアシストトルクの設定マップを示す図である。 図５は、本発明の第３の実施例に係るハイブリッド車両において実行されるアシストトルク出力制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、本発明の第３の実施例に係るハイブリッド車両の動作を説明するタイムチャートである。 図７は、本発明の第４の実施例に係るハイブリッド車両におけるアシストトルクの設定マップを示す図である。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、エンジンの回転を変速して駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、自動変速機がエンジンとの間の動力伝達経路を切断または接続するクラッチを有するハイブリッド車両であって、ハイブリッド車両の走行モードが、乗員の操作によらず自動で変速制御を行う第１走行モード、または乗員の操作に応じて変速制御を行う第２走行モードのいずれであるかに基づいて、クラッチの非完全係合期間にモータが出力するアシストトルクを制御する制御部を備えたことを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、乗員の意図に応じて、変速時のクラッチの非完全係合期間における空走感を解消することができる。

（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例に係るハイブリッド車両について図面を参照して説明する。

図１に示すように、ハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、自動変速機としてのトランスミッション３と、モータとしてのモータジェネレータ４と、駆動輪５と、ハイブリッド車両１を総合的に制御するＨＣＵ（Hybrid Control Unit）１０と、エンジン２を制御するＥＣＭ（Engine Control Module）１１と、トランスミッション３を制御するＴＣＭ（Transmission Control Module）１２と、ＩＳＧＣＭ（Integrated Starter Generator Control Module）１３と、ＩＮＶＣＭ（Invertor Control Module）１４と、低電圧ＢＭＳ（Battery Management System）１５と、高電圧ＢＭＳ１６と、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）コントローラ１７とを含んで構成される。エンジン２及びモータジェネレータ４は、駆動輪５に動力を伝達する駆動源を構成する。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０と、スタータ２１とが連結されている。ＩＳＧ２０は、ベルト２２などを介してエンジン２のクランクシャフト１８に連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されることにより回転することでエンジン２を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフト１８から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

本実施例では、ＩＳＧ２０は、ＩＳＧＣＭ１３の制御により、電動機として機能することで、エンジン２をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させるようになっている。ＩＳＧ２０は、電動機として機能することで、ハイブリッド車両１の走行をアシストすることもできる。

スタータ２１は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ２１は、モータを回転させることにより、クランクシャフト１８を回転させて、エンジン２に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン２は、スタータ２１によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からＩＳＧ２０によって再始動される。

トランスミッション３は、エンジン２から出力された回転を変速してドライブシャフト２３を介して駆動輪５に伝達し、当該駆動輪５を駆動するようになっている。トランスミッション３は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構２５と、ノーマルクローズタイプの乾式クラッチによって構成されるクラッチ２６と、ディファレンシャル機構２７と、アクチュエータ５１、５２とを備えている。

クラッチ２６は、変速機構２５とエンジン２との間の動力伝達経路に設けられ、その動力伝達経路を切断または接続するものである。

トランスミッション３は、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されており、ＴＣＭ１２により制御されたアクチュエータ５２により変速機構２５における変速段の切換えが行われ、アクチュエータ５１によりクラッチ２６の切断及び接続が行われるようになっている。ディファレンシャル機構２７は、変速機構２５によって出力された動力をドライブシャフト２３に伝達するようになっている。

モータジェネレータ４は、ディファレンシャル機構２７に対して、チェーン等の動力伝達機構２８を介して連結されている。モータジェネレータ４は、電動機として機能する。

このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２とモータジェネレータ４の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成しており、エンジン２及びモータジェネレータ４の少なくとも一方が出力する動力により走行するようになっている。

モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両１の走行によって発電を行うようになっている。なお、モータジェネレータ４は、エンジン２から駆動輪５までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構２７に連結される必要はない。

ハイブリッド車両１は、第１蓄電装置３０と、第２蓄電装置３１を含む低電圧パワーパック３２と、バッテリとしての第３蓄電装置３３を含む高電圧パワーパック３４と、高電圧ケーブル３５と、低電圧ケーブル３６とを備えている。

第１蓄電装置３０、第２蓄電装置３１及び第３蓄電装置３３は、充電可能な二次電池から構成されている。第１蓄電装置３０は鉛電池からなる。第２蓄電装置３１は、第１蓄電装置３０よりも高出力かつ高エネルギー密度な蓄電装置である。

第２蓄電装置３１は、第１蓄電装置３０と比較して短い時間で充電が可能である。本実施例では、第２蓄電装置３１はリチウムイオン電池からなる。なお、第２蓄電装置３１はニッケル水素蓄電池であってもよい。

第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１は、約１２Ｖの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。第３蓄電装置３３は、例えば、リチウムイオン電池からなる。

第３蓄電装置３３は、第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定された高電圧バッテリであり、例えば、１００Ｖの出力電圧を発生させる。第３蓄電装置３３の残容量（以下、「バッテリ残容量」という）などの状態は、高電圧ＢＭＳ１６によって管理される。

ハイブリッド車両１には、電気負荷としての一般負荷３７及び被保護負荷３８が設けられている。一般負荷３７及び被保護負荷３８は、スタータ２１及びＩＳＧ２０以外の電気負荷である。

被保護負荷３８は、常に安定した電力供給が要求される電気負荷である。この被保護負荷３８は、ハイブリッド車両１の横滑りを防止するスタビリティ制御装置３８Ａ、操舵輪の操作力を電気的にアシストする電動パワーステアリング制御装置３８Ｂ、及びヘッドライト３８Ｃを含んでいる。なお、被保護負荷３８は、図示しないインストルメントパネルのランプ類及びメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。

一般負荷３７は、被保護負荷３８と比較して安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷３７には、例えば、図示しないワイパー、及び、エンジン２に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。

低電圧パワーパック３２は、第２蓄電装置３１に加えて、スイッチ４０、４１と、低電圧ＢＭＳ１５とを有している。第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１は、低電圧ケーブル３６を介して、スタータ２１と、ＩＳＧ２０と、電気負荷としての一般負荷３７及び被保護負荷３８とに電力を供給可能に接続されている。被保護負荷３８に対しては、第１蓄電装置３０と第２蓄電装置３１とが並列に電気的に接続されている。

スイッチ４０は、第２蓄電装置３１と被保護負荷３８との間の低電圧ケーブル３６に設けられている。スイッチ４１は、第１蓄電装置３０と被保護負荷３８との間の低電圧ケーブル３６に設けられている。

低電圧ＢＭＳ１５は、スイッチ４０、４１の開閉を制御することで、第２蓄電装置３１の充放電及び被保護負荷３８への電力供給を制御している。低電圧ＢＭＳ１５は、アイドリングストップによりエンジン２が停止しているときは、スイッチ４０を閉じてスイッチ４１を開くことで、高出力かつ高エネルギー密度な第２蓄電装置３１から被保護負荷３８に電力を供給するようになっている。

低電圧ＢＭＳ１５は、エンジン２をスタータ２１によって始動するとき、及び、アイドリングストップ制御によって停止しているエンジン２をＩＳＧ２０によって再始動するときに、スイッチ４０を閉じてスイッチ４１を開くことで、第１蓄電装置３０からスタータ２１又はＩＳＧ２０に電力を供給するようになっている。スイッチ４０を閉じてスイッチ４１を開いた状態では、第１蓄電装置３０から一般負荷３７にも電力が供給される。

このように、第１蓄電装置３０は、エンジン２を始動する始動装置としてのスタータ２１及びＩＳＧ２０に少なくとも電力を供給するようになっている。第２蓄電装置３１は、一般負荷３７及び被保護負荷３８に少なくとも電力を供給するようになっている。

第２蓄電装置３１は、一般負荷３７と被保護負荷３８の両方に電力を供給可能に接続されているが、常に安定した電力供給が要求される被保護負荷３８に優先的に電力を供給するようにスイッチ４０、４１が低電圧ＢＭＳ１５により制御される。

低電圧ＢＭＳ１５は、第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３１の充電状態（充電残量）、並びに、一般負荷３７及び被保護負荷３８への作動要求を考慮し、被保護負荷３８が安定して作動することを優先して、スイッチ４０、４１を上述した例と異なるように制御することがある。

高電圧パワーパック３４は、第３蓄電装置３３に加えて、インバータ４５と、ＩＮＶＣＭ１４と、高電圧ＢＭＳ１６とを有している。高電圧パワーパック３４は、高電圧ケーブル３５を介して、モータジェネレータ４に電力を供給可能に接続されている。

インバータ４５は、ＩＮＶＣＭ１４の制御により、高電圧ケーブル３５にかかる交流電力と、第３蓄電装置３３にかかる直流電力とを相互に変換するようになっている。例えば、ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を力行させるときには、第３蓄電装置３３が放電した直流電力をインバータ４５により交流電力に変換させてモータジェネレータ４に供給する。

ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を回生させるときには、モータジェネレータ４が発電した交流電力をインバータ４５により直流電力に変換させて第３蓄電装置３３に充電する。

ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４、低電圧ＢＭＳ１５、高電圧ＢＭＳ１６及びＡＣＣコントローラ１７は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４、低電圧ＢＭＳ１５、高電圧ＢＭＳ１６及びＡＣＣコントローラ１７としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４、低電圧ＢＭＳ１５、高電圧ＢＭＳ１６及びＡＣＣコントローラ１７としてそれぞれ機能する。

本実施例において、ＥＣＭ１１は、アイドリングストップ制御を実行するようになっている。このアイドリングストップ制御において、ＥＣＭ１１は、所定の停止条件の成立時にエンジン２を停止させ、所定の再始動条件の成立時にＩＳＧＣＭ１３を介してＩＳＧ２０を駆動してエンジン２を再始動させるようになっている。このため、エンジン２の不要なアイドリングが行われなくなり、ハイブリッド車両１の燃費を向上させることができる。

ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の走行モードとして、乗員の操作によらず自動で変速制御を行う第１走行モードと、乗員の操作に応じて変速制御を行う第２走行モードとを有している。

「乗員の操作」としては、例えば乗員によるアクセルペダルやブレーキペダルの操作（以下、「ペダル操作」という）や、乗員によるシフトレバーやパドルシフト等のシフト切換装置の操作（以下、「シフト操作」という）等が挙げられる。「変速制御」とは、変速機構２５における変速段の切換えと、クラッチ２６の切断及び接続とを行うようアクチュエータ５１、５２を制御することをいう。

第１走行モードは、乗員の操作によらず自動で変速制御及び駆動制御を行って自動で加減速走行を行う自動走行モードである。「駆動制御」とは、ハイブリッド車両１に要求される要求駆動力を満たすよう、エンジン２及びモータ４の少なくともいずれかを制御することをいう。

本実施例では、自動走行モードとして、乗員のペダル操作によらず自動で自車を先行車両に追従させるアダプティブクルーズコントロール（Adaptive Cruise Control：以下、「ＡＣＣ」という）を実行可能である。

ＡＣＣは、例えばハイブリッド車両１の運転席近傍に設けられたクルーズコントロールスイッチがＯＮされることによって起動される。

ＡＣＣコントローラ１７には、障害物センサ１７ａが接続されている。障害物センサ１７ａとしては、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、赤外線、カメラ等を用いて自車両の前方に存在する障害物や先行車両を検知可能なセンサを用いることができる。

ＡＣＣコントローラ１７は、障害物センサ１７ａからの検出情報に基づき先行車両との車間距離を測定することができる。ＡＣＣコントローラ１７は、先行車両との車間距離を一定に保って先行車両に追従してハイブリッド車両１を走行させるように、ＥＣＭ１１及びＴＣＭ１２を介して変速制御及び駆動制御を行うようになっている。

ハイブリッド車両１には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線４８、４９が設けられている。

ＨＣＵ１０は、ＩＮＶＣＭ１４及び高電圧ＢＭＳ１６にＣＡＮ通信線４８によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＩＮＶＣＭ１４及び高電圧ＢＭＳ１６は、ＣＡＮ通信線４８を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。

ＨＣＵ１０は、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、低電圧ＢＭＳ１５及びＡＣＣコントローラ１７にＣＡＮ通信線４９によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、低電圧ＢＭＳ１５及びＡＣＣコントローラ１７は、ＣＡＮ通信線４９を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。

ＨＣＵ１０には、駆動輪５を含む各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ１０ａ、図示しないアクセルペダルの操作量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ１０ｂ、クラッチ２６の係合度を検出するクラッチストロークセンサ１０ｃ、クランク角センサ１０ｄが接続されている。ＨＣＵ１０は、クランク角センサ１０ｄからの検出情報に基づきエンジン２の回転速度であるエンジン回転速度を算出する。

車輪速センサ１０ａは、車輪が所定角分回転するごとにパルスを発生させるパルス信号を車速パルスとして出力する。ＨＣＵ１０は、この車速パルスに基づいてハイブリッド車両１の車速を算出する。ＨＣＵ１０は、本発明の車速検出部を構成する。

ＨＣＵ１０は、変速時のクラッチ２６が切断されている間、モータ４から駆動輪５に対してアシストトルクを出力するアシストトルク出力制御を実行するようになっている。「クラッチ２６が切断されている間」とは、クラッチ２６の完全係合が解除されている期間（以下、この期間を「非完全係合期間」という）であり、当該非完全係合期間には、いわゆる半クラッチ状態が含まれる。半クラッチ状態とは、クラッチ２６の摩擦材同士がスリップした状態で係合して動力を伝達する状態をいう。

変速機構とエンジンとの間の動力伝達経路にクラッチが設けられた車両においては、変速時のクラッチの非完全係合期間中、エンジンからのトルクが駆動輪に伝達されないため、加減速感が喪失する、いわゆるトルク抜けが生じ、このトルク抜けによって空走感が生じてしまう。

アシストトルク出力制御は、変速時のクラッチの非完全係合期間中にモータ４から駆動輪５に対してアシストトルクを出力することで、トルク抜けによる空走感の発生を回避するものである。

また、本実施例では、アシストトルク出力制御において出力されるアシストトルクを、ＡＣＣ中と、ＡＣＣが実行されていない非ＡＣＣ中とで異なる大きさに設定している。本実施例においては、ＡＣＣ中は第１走行モードであり、非ＡＣＣ中は第２走行モードである。

したがって、ＨＣＵ１０は、第１走行モードと第２走行モードとで異なる大きさのアシストトルクを出力するよう、モータ４を制御する。具体的には、ＨＣＵ１０は、第１走行モードである場合、第２走行モードである場合と比較してアシストトルクの値が小さくなるようモータ４を制御する。

本実施例では、第１走行モード（ＡＣＣ中）に出力されるアシストトルクを第１アシストトルクＴ１、第２走行モード（非ＡＣＣ中）に出力されるアシストトルクを第２アシストトルクＴ２と定義する。第２アシストトルクＴ２に対する第１アシストトルクＴ１の割合は、例えば「第２アシストトルクＴ２×６０％」等、所定の割合に設定する。なお、本実施例では、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量によっては、第１走行モード（ＡＣＣ中）に第２アシストトルクＴ２が出力されることがある。

第２アシストトルクＴ２は、車速及びアクセル開度から算出される要求駆動力と、クラッチ２６の係合度と、エンジン回転速度と、エンジン２が出力するトルクを示すエンジントルクとに基づいてＨＣＵ１０によって算出される。

ここで、変速時の流れとしては、クラッチ２６の完全係合が解除された後、半クラッチ状態を経由してクラッチ２６が完全に切断され、その後、変速機構２５における変速段の切換えが行われる。変速段の切換えが終了すると、半クラッチ状態を経由してクラッチ２６が完全係合される。

半クラッチ状態では、クラッチ２６の係合度に応じてエンジン２からのトルクが駆動輪５に伝達される。このため、変速時のアシストトルクは、半クラッチ状態におけるクラッチ２６の係合度の変化に応じて徐々に増大又は減少させられるようになっている。

次に、図２を参照して、ＨＣＵ１０によって実行されるアシストトルク出力制御について説明する。図２に示すアシストトルク出力制御は、クラッチ２６の非完全係合期間中、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

図２に示すように、ＨＣＵ１０は、走行モードが第１走行モードか否か、すなわちＡＣＣ中か否かを判定する（ステップＳ１）。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ１において、走行モードが第１走行モードでない、すなわち走行モードが第２走行モード（非ＡＣＣ中）であると判定した場合には、変速時のアシストトルクとして第２アシストトルクＴ２を出力するようモータ４を制御して（ステップＳ４）、アシストトルク出力制御を終了する。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ１において、走行モードが第１走行モードである、すなわちＡＣＣ中であると判定した場合には、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満か否かを判定する（ステップＳ２）。所定値αは、第２アシストトルクＴ２を出力しても第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が即座にアシストトルクを出力できないような値まで低下することのない値に設定される。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ２において、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満であると判定した場合には、変速時のアシストトルクとして第１アシストトルクＴ１を出力するようモータ４を制御して（ステップ３）、アシストトルク出力制御を終了する。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ２において、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満でない、すなわち所定値α以上であると判定した場合には、変速時のアシストトルクとして第２アシストトルクＴ２を出力するようモータ４を制御して（ステップＳ４）、アシストトルク出力制御を終了する。

このように、バッテリ残容量が所定値α以上ある場合には、第２アシストトルクＴ２を出力しても第３蓄電装置３３の充電電力が不足することがないため、第１走行モードであっても変速時の空走感が生じないように第２アシストトルクＴ２を出力するようにしている。したがって、図２に示すアシストトルク出力制御においては、バッテリ残容量が所定値α未満となるまで第２アシストトルクＴ２が出力される。

図３は、アシストトルク出力制御が実行されるハイブリッド車両１の動作を説明するタイムチャートである。図３に示すタイムチャートは、時間ｔ０において既にバッテリ残容量が所定値α未満となっている例である。

図３中、要求アシストトルク、出力されるアシストトルク、バッテリ残容量及び車両駆動力において、実線が第１走行モード、破線が第２走行モードのときの各値を示している。要求アシストトルクは、要求駆動力、クラッチ２６の係合度、エンジン回転速度及びエンジントルクに基づいてＨＣＵ１０によって算出されるアシストトルクである。図３に示す例では、複数回の変速要求ごとに算出される要求アシストトルクが第１走行モード及び第２走行モードのそれぞれにおいて同一である場合を示している。

「出力されるアシストトルク」は、ＨＣＵ１０によって算出された要求アシストトルクを出力するようモータ４を制御した際に、実際にモータ４から出力されるアシストトルクである。

（第２走行モード）
図３に示すように、第２走行モードでは、変速要求がＯＮとなった場合の要求アシストトルクの上限は、第２アシストトルクＴ２である。この第２アシストトルクＴ２を出力するようモータ４が制御されると、時間ｔ０に近い１回目の変速要求時は、バッテリ残容量がそれほど減少していないので、実際にモータ４から出力されるアシストトルクは、アシストトルクＴ２と略同等の値となる。このため、１回目の変速要求時は、車両駆動力の低下がほとんど生じない。

次いで、第２走行モードでは、変速要求の回数が進むにつれて、要求アシストトルクの上限は第２アシストトルクＴ２で変わらないものの、バッテリ残容量が減少することから実際にモータ４から出力されるアシストトルクが徐々に低下していく。これにより、変速時の車両駆動力も、変速要求の回数が進むにつれて徐々に低下していく。

したがって、第２走行モードにおいて、図３に示すように所定の期間内に複数回の変速が行われた場合には、ハイブリッド車両１の乗員は、変速の回数が進むにつれて変速時のトルク抜けを徐々に体感することとなる。

（第１走行モード）
これに対して、第１走行モードでは、変速要求がＯＮとなった場合の要求アシストトルクの上限は、第２アシストトルクＴ２よりも小さい第１アシストトルクＴ１に制限されている。

このため、第１アシストトルクＴ１を出力するようモータ４が制御されても、第２走行モード時と比較してバッテリ残容量の低下度合が緩やかである。したがって、２回目以降の変速要求時においても、実際にモータ４から出力されるアシストトルクは、アシストトルクＴ１と略同等の値となる。

この結果、第１走行モードでは、変速要求の回数が進んでも、実際にモータ４から出力されるアシストトルクが低下しないため、変速時の車両駆動力は一定量の低下にとどまる。第１走行モードでは、変速要求がＯＮとなった場合の要求アシストトルクの上限が第２アシストトルクＴ２よりも小さい第１アシストトルクＴ１に制限されているので、第２走行モードと比較して変速時の車両駆動力が低下する。ただし、変速要求の回数が進んでバッテリ残容量が低下した場合には、第２走行モードにおける車両駆動力の方が第１走行モードにおける車両駆動力よりも低下することとなる。

このように、第１走行モードにおいて、図３に示すように所定の期間内に複数回の変速が行われた場合には、ハイブリッド車両１の乗員は、変速の回数が進むにつれてトルク抜けが大きくなるような走行を体感することがない。

以上のように、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の走行モードが第１走行モード又は第２走行モードのいずれであるのかに基づいて、変速時のクラッチ２６の非完全係合期間にモータ４から駆動輪５に対して出力するアシストトルクの大きさを異ならせるアシストトルク出力制御を実行する。

具体的には、本実施例に係るハイブリッド車両１は、走行モードが第１走行モードである場合、第２走行モードである場合と比較してアシストトルクの値が小さくなるようモータ４を制御する。

これにより、第１走行モードでは、第２走行モードと比較して変速時の車両駆動力が低下するため乗員に多少の空走感を体感させるものの、第２走行モードよりも第３蓄電装置３３の電力消費を抑えることができる。

これに対して、第２走行モードでは、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が低下するまでは、変速時にトルク抜けが生じないようなアシストトルクを出力することができる。これにより、第２走行モードでは、トルク抜けによる空走感の発生を回避することができる。

このように、本実施例に係るハイブリッド車両１は、乗員の意図に応じて、変速時のクラッチ２６の非完全係合期間における空走感を解消することができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満の場合に、第１走行モードと第２走行モードとで、クラッチ２６の非完全係合期間に異なるアシストトルクを出力するようモータ４を制御する。

すなわち、ＨＣＵ１０は、変速時の空走感を回避可能な第２アシストトルクＴ２よりも小さい第１アシストトルクＴ１を変速時のアシストトルクとして出力するか否かを、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量に応じて決定することができる。

例えば、バッテリ残容量が所定値α以上の場合は、第２アシストトルクＴ２を出力してもバッテリ残容量が即座にアシストトルクを出力できないような値まで低下することがないので、トルク抜けによる空走感を回避することを優先して第２アシストトルクＴ２を出力する。

一方、バッテリ残容量が所定値α未満の場合は、第２アシストトルクＴ２を出力すると変速が連続した場合にバッテリ残容量がアシストトルクを出力できないような値まで低下し、最終的にアシストトルクを出力できなくなるおそれがある。この場合、変速時に大きなトルク抜けが生じてしまう。このため、バッテリ残容量が所定値α未満の場合は、バッテリ残容量がアシストトルクを出力できないような値まで低下することがないように、第２アシストトルクＴ２よりも小さい第１アシストトルクＴ１を安定して出力する。

（第２の実施例）
次に、図４を参照して、第２の実施例に係るハイブリッド車両について説明する。本実施例は、第１の実施例とは第１アシストトルクの値を可変とした点で異なるが、他の構成は第１の実施例と同様である。

図４は、車速に応じて、第２アシストトルクＴ２に対する第１アシストトルクＴ１の割合を可変としたアシストトルクの設定マップである。

図４において、実線は第１アシストトルクＴ１を示し、破線は第２アシストトルクＴ２を示し、一点鎖線は第２アシストトルクＴ２に対する第１アシストトルクＴ１の割合（％）を示している。

図４に示すように、本実施例では、第２アシストトルクＴ２は、車速に応じて変化せず、第１アシストトルクＴ１は、所定の車速を超えると車速に応じて変化するよう設定されている。具体的には、図４の設定マップにおいて、所定の車速を超えると、車速が大きくなるほど第２アシストトルクＴ２に対する第１アシストトルクＴ１の割合が小さくなるよう設定されている。

したがって、ＨＣＵ１０は、図４の設定マップに従い、車速が大きくなるほど第２アシストトルクＴ２に対する第１アシストトルクＴ１の割合が小さくなるようモータ４を制御する。

モータ４が出力可能なトルクは、モータ４が出力可能なパワーを車速で除した値となるため、車速が大きくなるほどモータ４で出力できるトルクは小さくなる。このように、車速が大きくなるほど、モータ４では大きなアシストトルクを出力できない。このため、車速が大きくなるほど第１アシストトルクＴ１を小さくして第３蓄電装置３３の電力消費を抑えても、ハイブリッド車両１の車両駆動力に影響は少ないという特性を有する。

本実施例では、上述した特性を利用して、トルク出力の低下する高車速領域においては、低車速領域と比較して第１アシストトルクＴ１をより小さくするので、車両駆動力に与える影響を抑えつつ、第３蓄電装置３３の電力消費をより抑制することができる。

（第３の実施例）
次に、図５を参照して、第３の実施例に係るハイブリッド車両について説明する。本実施例は、第１走行モードである場合、第２走行モードである場合と比較してアシストトルクの値が大きくなる点で、第１の実施例とは異なるが、他の構成は第１の実施例と同様である。

本実施例では、ＨＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の走行モードが第１走行モードである場合、第２走行モードである場合と比較してアシストトルクの値が大きくなるようモータ４を制御する。

具体的には、第１アシストトルクＴ１に対する第２アシストトルクＴ２の割合を例えば「第１アシストトルクＴ１×６０％」等、所定の割合に設定する。具体的には、要求駆動力と、クラッチ２６の係合度と、エンジン回転速度と、エンジントルクとに基づいてＨＣＵ１０によって算出されるアシストトルクを第１アシストトルクＴ１とし、この第１アシストトルクＴ１に所定の割合を乗じた値を第２アシストトルクＴ２とする。なお、本実施例では、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量によっては、第２走行モード（非ＡＣＣ中）に第１アシストトルクＴ１が出力されることがある。

次に、図５を参照して、ＨＣＵ１０によって実行されるアシストトルク出力制御について説明する。図５に示すアシストトルク出力制御は、クラッチ２６の非完全係合期間中、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

図５に示すように、ＨＣＵ１０は、走行モードが第２走行モードか否か、すなわち非ＡＣＣ中か否かを判定する（ステップＳ２１）。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ２１において、走行モードが第２走行モードでない、すなわち走行モードが第１走行モード（ＡＣＣ中）であると判定した場合には、変速時のアシストトルクとして第１アシストトルクＴ１を出力するようモータ４を制御して（ステップＳ２４）、アシストトルク出力制御を終了する。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ２１において、走行モードが第２走行モードである、すなわち非ＡＣＣ中であると判定した場合には、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満か否かを判定する（ステップＳ２２）。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ２２において、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満であると判定した場合には、変速時のアシストトルクとして第２アシストトルクＴ２を出力するようモータ４を制御して（ステップ２３）、アシストトルク出力制御を終了する。

ＨＣＵ１０は、ステップＳ２２において、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満でない、すなわち所定値α以上であると判定した場合には、変速時のアシストトルクとして第１アシストトルクＴ１を出力するようモータ４を制御して（ステップＳ２４）、アシストトルク出力制御を終了する。

このように、バッテリ残容量が所定値α以上ある場合には、第１アシストトルクＴ１を出力しても第３蓄電装置３３の充電電力が不足することがないため、第２走行モードであっても変速時の空走感が生じないように第１アシストトルクＴ１を出力するようにしている。したがって、図５に示すアシストトルク出力制御においては、バッテリ残容量が所定値α未満となるまで第１アシストトルクＴ１が出力される。

図６は、アシストトルク出力制御が実行されるハイブリッド車両１の動作を説明するタイムチャートである。図６に示すタイムチャートは、時間ｔ０において既にバッテリ残容量が所定値α未満となっている例である。

図６中、要求アシストトルク、出力されるアシストトルク、バッテリ残容量及び車両駆動力において、実線が第２走行モード、破線が第１走行モードのときの各値を示している。図６に示す例では、複数回の変速要求ごとに算出される要求アシストトルクが第１走行モード及び第２走行モードのそれぞれにおいて同一である場合を示している。

（第１走行モード）
図６に示すように、第１走行モードでは、変速要求がＯＮとなった場合の要求アシストトルクの上限は、第１アシストトルクＴ１である。この第１アシストトルクＴ１を出力するようモータ４が制御されると、時間ｔ０に近い１回目の変速要求時は、バッテリ残容量がそれほど減少していないので、実際にモータ４から出力されるアシストトルクは、アシストトルクＴ１と略同等の値となる。このため、１回目の変速要求時は、車両駆動力の低下がほとんど生じない。

次いで、第１走行モードでは、変速要求の回数が進むにつれて、要求アシストトルクの上限は第１アシストトルクＴ１で変わらないものの、バッテリ残容量が減少することから実際にモータ４から出力されるアシストトルクが徐々に低下していく。これにより、変速時の車両駆動力も、変速要求の回数が進むにつれて徐々に低下していく。

したがって、第１走行モードにおいて、図６に示すように所定の期間内に複数回の変速が行われた場合には、ハイブリッド車両１の乗員は、変速の回数が進むにつれて変速時のトルク抜けを徐々に体感することとなる。

（第２走行モード）
これに対して、第２走行モードでは、変速要求がＯＮとなった場合の要求アシストトルクの上限は、第１アシストトルクＴ１よりも小さい第２アシストトルクＴ２に制限されている。

このため、第２アシストトルクＴ２を出力するようモータ４が制御されても、第１走行モード時と比較してバッテリ残容量の低下度合が緩やかである。したがって、２回目以降の変速要求時においても、実際にモータ４から出力されるアシストトルクは、アシストトルクＴ２と略同等の値となる。

この結果、第２走行モードでは、変速要求の回数が進んでも、実際にモータ４から出力されるアシストトルクが低下しないため、変速時の車両駆動力は一定量の低下にとどまる。第２走行モードでは、変速要求がＯＮとなった場合の要求アシストトルクの上限が第１アシストトルクＴ１よりも小さい第２アシストトルクＴ２に制限されているので、第１走行モードと比較して変速時の車両駆動力が低下する。ただし、変速要求の回数が進んでバッテリ残容量が低下した場合には、第１走行モードにおける車両駆動力の方が第２走行モードにおける車両駆動力よりも低下することとなる。

このように、第２走行モードにおいて、図６に示すように所定の期間内に複数回の変速が行われた場合には、ハイブリッド車両１の乗員は、変速の回数が進むにつれてトルク抜けが大きくなるような走行を体感することがない。

以上のように、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の走行モードが第１走行モード又は第２走行モードのいずれであるのかに基づいて、変速時のクラッチ２６の非完全係合期間にモータ４から駆動輪５に対して出力するアシストトルクの大きさを異ならせるアシストトルク出力制御を実行する。

具体的には、本実施例に係るハイブリッド車両１は、走行モードが第１走行モードである場合、第２走行モードである場合と比較してアシストトルクの値が大きくなるようモータ４を制御する。

これにより、第２走行モードでは、第１走行モードと比較して変速時の車両駆動力が低下するため乗員に多少の空走感を体感させるものの、第１走行モードよりも第３蓄電装置３３の電力消費を抑えることができる。

これに対して、第１走行モードでは、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が低下するまでは、変速時にトルク抜けが生じないようなアシストトルクを出力することができる。これにより、第１走行モードでは、トルク抜けによる空走感の発生を回避することができる。

このように、本実施例に係るハイブリッド車両１は、乗員の意図に応じて、変速時のクラッチ２６の非完全係合期間における空走感を解消することができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量が所定値α未満の場合に、第１走行モードと第２走行モードとで、クラッチ２６の非完全係合期間に異なるアシストトルクを出力するようモータ４を制御する。

すなわち、ＨＣＵ１０は、変速時の空走感を回避可能な第１アシストトルクＴ１よりも小さい第２アシストトルクＴ２を変速時のアシストトルクとして出力するか否かを、第３蓄電装置３３のバッテリ残容量に応じて決定することができる。

例えば、バッテリ残容量が所定値α以上の場合は、第１アシストトルクＴ１を出力してもバッテリ残容量が即座にアシストトルクを出力できないような値まで低下することがないので、トルク抜けによる空走感を回避することを優先して第１アシストトルクＴ１を出力する。

一方、バッテリ残容量が所定値α未満の場合は、第１アシストトルクＴ１を出力すると変速が連続した場合にバッテリ残容量がアシストトルクを出力できないような値まで低下し、最終的にアシストトルクを出力できなくなるおそれがある。この場合、変速時に大きなトルク抜けが生じてしまう。このため、バッテリ残容量が所定値α未満の場合は、バッテリ残容量がアシストトルクを出力できないような値まで低下することがないように、第１アシストトルクＴ１よりも小さい第２アシストトルクＴ２を安定して出力する。

（第４の実施例）
次に、図７を参照して、第４の実施例に係るハイブリッド車両について説明する。本実施例は、第３の実施例とは第２アシストトルクの値を可変とした点で異なるが、他の構成は第１の実施例及び第３の実施例と同様である。

図７は、車速に応じて、第１アシストトルクＴ１に対する第２アシストトルクＴ２の割合を可変としたアシストトルクの設定マップである。

図７において、破線は第１アシストトルクＴ１を示し、実線は第２アシストトルクＴ２を示し、一点鎖線は第１アシストトルクＴ１に対する第２アシストトルクＴ２の割合（％）を示している。

図７に示すように、本実施例では、第１アシストトルクＴ１は、車速に応じて変化せず、第２アシストトルクＴ２は、所定の車速を超えると車速に応じて変化するよう設定されている。具体的には、図７の設定マップにおいて、所定の車速を超えると、車速が大きくなるほど第１アシストトルクＴ１に対する第２アシストトルクＴ２の割合が小さくなるよう設定されている。

したがって、ＨＣＵ１０は、図７の設定マップに従い、車速が大きくなるほど第１アシストトルクＴ１に対する第２アシストトルクＴ２の割合が小さくなるようモータ４を制御する。

モータ４が出力可能なトルクは、モータ４が出力可能なパワーを車速で除した値となるため、車速が大きくなるほどモータ４で出力できるトルクは小さくなる。このように、車速が大きくなるほど、モータ４では大きなアシストトルクを出力できない。このため、車速が大きくなるほど第２アシストトルクＴ２を小さくして第３蓄電装置３３の電力消費を抑えても、ハイブリッド車両１の車両駆動力に影響は少ないという特性を有する。

本実施例では、上述した特性を利用して、トルク出力の低下する高車速領域においては、低車速領域と比較して第２アシストトルクＴ２をより小さくするので、車両駆動力に与える影響を抑えつつ、第３蓄電装置３３の電力消費をより抑制することができる。

なお、上述の各実施例では、第１走行モードが自動走行モードである例について説明したが、これに限らず、例えば第１走行モードがマニュアルモードであってもよい。マニュアルモードとは、乗員のシフト操作に応じて変速制御を行うモードである。

また、上述の各実施例では、自動走行モードとしてＡＣＣを実行可能な例について説明したが、これに限らず、例えば自動走行モードとしてクルーズコントロール（Cruise Control）を実行可能であってもよい。クルーズコントロールは、乗員のペダル操作によらず車両を定速で走行させる定速走行制御である。

また、上述の各実施例では、ＨＣＵ１０は、変速時のアシストトルク出力制御においてモータ４が出力するトルクをアシストトルクとして制御したが、これに限らず、変速時のアシストトルク出力制御においてモータ４のパワーをアシストパワーとして制御してもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ トランスミッション（自動変速機）
４ モータジェネレータ（モータ）
５ 駆動輪
１０ ＨＣＵ（制御部、車速検出部）
１０ａ 車輪速センサ
１１ ＥＣＭ
１２ ＴＣＭ
１３ ＩＳＧＣＭ
１４ ＩＮＶＣＭ
１５ 低電圧ＢＭＳ
１６ 高電圧ＢＭＳ
１７ ＡＣＣコントローラ
１７ａ 障害物センサ
２５ 変速機構
２６ クラッチ
３３ 第３蓄電装置（バッテリ）
３４ 高電圧パワーパック

Claims (4)

1. 駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの回転を変速して前記駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、前記自動変速機が前記エンジンとの間の動力伝達経路を切断または接続するクラッチを有するハイブリッド車両であって、
   前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出部と、
   前記ハイブリッド車両の走行モードが、乗員の操作によらず自動で変速制御を行う第１走行モード、または乗員の操作に応じて変速制御を行う第２走行モードのいずれであるかに基づいて、前記クラッチの非完全係合期間に前記モータが出力するアシストトルクを、前記走行モードが前記第１走行モードである場合、前記走行モードが前記第２走行モードである場合と比較して前記アシストトルクの値が小さくなるよう制御する制御部と、を備え、
   前記走行モードが前記第１走行モードであるときの前記アシストトルクを第１アシストトルクと定義し、前記走行モードが前記第２走行モードであるときの前記アシストトルクを第２アシストトルクと定義した場合、
   前記制御部は、前記車速検出部によって検出される車速が大きいほど前記第２アシストトルクに対する前記第１アシストトルクの割合が小さくなるよう制御することを特徴とするハイブリッド車両。
2. 駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの回転を変速して前記駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、前記自動変速機が前記エンジンとの間の動力伝達経路を切断または接続するクラッチを有するハイブリッド車両であって、
   前記ハイブリッド車両の車速を検出する車速検出部と、
   前記ハイブリッド車両の走行モードが、乗員の操作によらず自動で変速制御を行う第１走行モード、または乗員の操作に応じて変速制御を行う第２走行モードのいずれであるかに基づいて、前記クラッチの非完全係合期間に前記モータが出力するアシストトルクを、前記走行モードが前記第１走行モードである場合、前記走行モードが前記第２走行モードである場合と比較して前記アシストトルクの値が大きくなるよう制御する制御部と、を備え、
   前記走行モードが前記第１走行モードであるときの前記アシストトルクを第１アシストトルクと定義し、前記走行モードが前記第２走行モードであるときの前記アシストトルクを第２アシストトルクと定義した場合、
   前記制御部は、前記車速検出部によって検出される車速が大きいほど前記第１アシストトルクに対する前記第２アシストトルクの割合が小さくなるよう制御することを特徴とするハイブリッド車両。
3. 駆動輪に動力を伝達する駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの回転を変速して前記駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、前記自動変速機が前記エンジンとの間の動力伝達経路を切断または接続するクラッチを有するハイブリッド車両であって、
   前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記ハイブリッド車両の走行モードが、乗員の操作によらず自動で変速制御を行う第１走行モード、または乗員の操作に応じて変速制御を行う第２走行モードのいずれであるかに基づいて、前記クラッチの非完全係合期間に前記モータが出力するアシストトルクを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記バッテリの残容量が所定値未満の場合に、前記第１走行モードと前記第２走行モードとで、前記クラッチの非完全係合期間に前記モータが異なるアシストトルクを出力するよう制御することを特徴とするハイブリッド車両。
4. 前記第１走行モードは、前記乗員の操作によらず自動で変速制御及び駆動制御を行って自動で加減速走行を行う自動走行モードであることを特徴とする請求項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。

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