JP7372597B2

JP7372597B2 - 車両の走行制御装置

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Publication number: JP7372597B2
Application number: JP2020055676A
Authority: JP
Inventors: 学長谷川; 亮清水
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2023-11-01
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: JP2021154812A

Description

本発明は車両の走行制御装置に係り、特にエンジン及びモータの制御の最適化を図る技術に関する。

現在、エンジン（内燃機関）及びモータを備え、該モータに供給する電力を蓄電する駆動用バッテリが搭載されたハイブリット自動車が広く普及している。
また、このようなハイブリット自動車では、エンジン及びモータの制御により、出力性能の向上と燃費性能（エネルギ効率）の向上の両立を図ることができる。具体的には、エンジンの動力を電力に変換して走行する所謂シリーズモードやエンジンの動力を機械的に伝達して走行する所謂パラレルモード等があり、最適な条件下で最適な走行モードを実行することについて開発が進められている（特許文献１）。

特開２０１８－００１８６８号公報

一方、複数の条件下における、各最適な走行モードを実行しようとすると、各条件の切り替わる範囲において、走行モードが短時間で交互に切り替わることが考えられる。このように走行モードが短時間で交互に切り替わると、エンジンの稼働量が頻繁に変動し、車両の搭乗者にとって不快感を生じさせる虞があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、走行モードの切り替えを適切な時期に実行することができる車両の走行制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の車両の走行制御装置は、車両に搭載される駆動用バッテリと、前記車両に搭載される内燃機関と、前記内燃機関が稼働することで生じる動力を電力に変換する発電機と、前記駆動用バッテリから供給される電力又は前記発電機から供給される電力により駆動するモータと、前記内燃機関が稼働することで生じる動力及び前記モータが駆動することで生じる動力を前記車両の駆動輪に選択的に伝達する駆動伝達機と、シリーズモードまたはパラレルモードの少なくともいずれか一方の走行モードを判定し、前記走行モードを切り替える制御部と、を備え、前記シリーズモードは、前記発電機で発電しつつ前記内燃機関と前記駆動伝達機との駆動力の伝達を切断し、前記モータの駆動力で前記駆動輪を駆動する走行モードであり、前記パラレルモードは、前記内燃機関と前記駆動伝達機との駆動力の伝達を接続し、前記内燃機関の駆動力と前記モータの駆動力とで前記駆動輪を駆動する走行モードであり、前記車両の走行に際し要求される出力である要求出力の前記シリーズモードから前記パラレルモードに切り替える際の閾値を所定出力に設定し、前記制御部は、前記要求出力が前記パラレルモードにおけるパラレル最大出力より大きいときは、前記走行モードを前記シリーズモードに切り替え、前記要求出力が前記パラレル最大出力よりも小さい出力である前記所定出力よりも小さいときは、前記走行モードを前記パラレルモードに切り替え、前記走行モードを前記シリーズモードに設定中であって、前記要求出力が前記所定出力以上前記パラレル最大出力以下のときは、前記走行モードを前記シリーズモードに維持することを特徴とする。

これにより、要求出力がパラレル最大出力より大きいときは、走行モードをシリーズモードに切り替える一方、シリーズモード走行中に要求出力がパラレル最大出力以下となっても、要求出力が所定出力以上のときは、走行モードをシリーズモードに維持することで、一度シリーズモードに切り替えられた走行モードが、パラレル最大出力や要求出力の変動により要求出力がパラレル最大出力以下となることで、すぐさまパラレルモードに切り替わることを抑制することが可能とされる。

その他の態様として、前記制御部は、前記走行モードを前記パラレルモードに設定中であって、前記要求出力が前記所定出力以上前記パラレル最大出力以下のときは、前記走行モードを前記パラレルモードに維持するのが好ましい。
これにより、要求出力が所定出力より小さいときは、走行モードをパラレルモードに切り替える一方、パラレルモード走行中に要求出力が所定出力以上となっても、要求出力がパラレル最大出力以下のときは、走行モードをパラレルモードに維持することで、一度パラレルモードに切り替えられた走行モードが、パラレル最大出力や要求出力の変動により要求出力が所定出力以下となることで、すぐさまシリーズモードに切り替わることを抑制することが可能とされる。

その他の態様として、前記所定出力は、前記内燃機関の最大出力であるのが好ましい。
これにより、走行モードをシリーズモードからパラレルモードに切り替える際の要求出力の閾値である所定出力を内燃機関の最大出力とすることで、例えば、仮に駆動用バッテリの放電電力が全くないような場合のパラレル最大出力である内燃機関の最大出力を所定出力とし、走行モードがパラレルモードに切り替えられた際に要求出力がすぐさま不足することを抑制することが可能とされる。

その他の態様として、前記駆動用バッテリの状態に応じて変動する最大放電電力を検出する最大放電電力検出部を備え、前記制御部は、前記パラレル最大出力を算出するパラレル最大出力算出部を有しており、前記パラレル最大出力算出部は、前記内燃機関の最大出力に、前記最大放電電力で前記モータを駆動した場合の最大出力を加算して前記パラレル最大出力を算出するのが好ましい。

これにより、パラレル最大出力として、内燃機関の最大出力に、最大放電電力検出部によって検出される最大放電電力でモータを駆動した場合の最大出力を加算した出力を用いるようにすることで、駆動用バッテリの最大放電電力が変動することによるパラレル最大出力の変動を算出することが可能とされる。
その他の態様として、前記車両の速度を検出する速度検出部と、前記駆動用バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、を備え、前記制御部は、前記シリーズモードまたは前記パラレルモードの少なくともいずれか一方の走行モードを判定し、前記走行モードを切り替える走行モード判定部と、前記走行モードが前記パラレルモードに切り替わることを制限する速度であるパラレル車速を算出するパラレル車速算出部と、を有し、前記パラレル車速算出部は、前記駆動用バッテリの蓄電量に従って前記パラレル車速を算出し、前記走行モード判定部は、前記車両の速度が前記パラレル車速以下であるときは、前記走行モードを前記シリーズモードに切り替えるのが好ましい。

これにより、車両の速度が駆動用バッテリの蓄電量に従って算出したパラレル車速以下であるときは、走行モードをシリーズモードに切り替えることで、駆動用バッテリの充電を優先することが可能とされる。

本発明の車両の走行制御装置によれば、要求出力がパラレル最大出力より大きいときは、走行モードをシリーズモードに切り替える一方、シリーズモード走行中に要求出力がパラレル最大出力以下となっても、要求出力が所定出力以上のときは、走行モードをシリーズモードに維持したので、一度シリーズモードに切り替えられた走行モードが、パラレル最大出力や要求出力の変動により要求出力がパラレル最大出力以下となることで、すぐさまパラレルモードに切り替わることを抑制することができる。これにより、走行モードの切り替えを適切な時期に実行することができる。

本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車の概略構成図である。本発明に係る車両の走行制御装置の制御に係るハイブリッドＣＵの接続構成が示されたブロック図である。縦軸が駆動軸における最大駆動力、横軸が車両の速度で示されたグラフである。ハイブリッドＣＵが実行する、本発明に係る車両の走行制御装置の制御手順を示すルーチンのフローチャートである。走行モード判定部による走行モード判定の制御手順を示すルーチンのフローチャートである。車両の走行状態及び走行モードの変動の一例を示すタイミングチャートである。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車（以下、車両１という）の概略構成図が示されている。
本実施形態の車両１は、エンジン２（内燃機関）の出力によって前輪（駆動輪）３を駆動して走行可能であるとともに、前輪３を駆動する電動のフロントモータ（モータ）４及び後輪５を駆動する電動のリヤモータ（モータ）６を備えた四輪駆動車である。エンジン２は、減速機（駆動伝達機）７を介して前輪３の駆動軸８を駆動可能であるとともに、発電機９を駆動して発電させることが可能な内燃機関である。

フロントモータ４は、フロントインバータ１０を介して、車両１に搭載された駆動用バッテリ１１及び発電機９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動する。減速機７には、エンジン２の出力軸と前輪３の駆動軸８との間の動力伝達路を断接切換え可能なクラッチ７ａが内蔵されている。
リヤモータ６は、リヤインバータ１２を介して駆動用バッテリ１１及び発電機９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機１３を介して後輪５の駆動軸８を駆動する。発電機９によって発電された電力は、フロントインバータ１０を介して駆動用バッテリ１１を充電可能であるとともに、フロントモータ４及びリヤモータ６に電力を供給可能である。

駆動用バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有している。また、駆動用バッテリ１１は、電池モジュールの電圧や温度等の電池モジュールの状態を監視するバッテリマネジメントユニット（以下、ＢＭＵ１１ａという。）を備えている。
フロントインバータ１０は、フロントモータコントロールユニット１０ａとジェネレータコントロールユニット１０ｂを有している。以下、コントロールユニットを省略してＣＵという。フロントモータＣＵ１０ａは、後述するハイブリッドＣＵ２０からの制御信号に基づきフロントモータ４の出力を制御する。ジェネレータＣＵ１０ｂは、ハイブリッドＣＵ２０からの制御信号に基づき発電機９の出力（発電電力）を制御する機能を有する。

リヤインバータ１２は、リヤモータＣＵ１２ａを有している。リヤモータＣＵ１２ａは、ハイブリッドＣＵ２０からの制御信号に基づきリヤモータ６の出力を制御する機能を有する。車両１の図示しない運転席における運転手の足元には、図示しないアクセルペダルが配設されている。アクセルペダルは、運転手が踏圧することで車両１の速度を調整するペダルである。このアクセルペダルには、アクセル開度センサ２３が設けられており、アクセル開度センサ２３は、アクセルペダルの踏圧量、すなわち運転手による要求トルク情報を検出することが可能である。また、前輪３の近傍には、駆動軸８の回転速度を検出する車輪速センサ２５が配設されている。

図２を参照すると、本発明に係る車両の走行制御装置の制御に係るハイブリッドＣＵ２０の接続構成がブロック図で示されている。ハイブリッド（制御部）ＣＵ２０は、エンジン２の運転制御をはじめとして車両１の走行制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。

このハイブリッドＣＵ２０の入力側には、ＢＭＵ（最大放電電力検出部、蓄電量検出部）１１ａ、アクセル開度センサ２３及び車輪速センサ（速度検出部）２５が電気的に接続されている。これにより、ハイブリッドＣＵ２０は、ＢＭＵ１１ａからは駆動用バッテリ１１の電圧等の情報が入力され、アクセル開度センサ２３からは運転手による要求トルク情報が入力され、車輪速センサ２５からは駆動軸８の回転速度、すなわち前輪３の回転速度が入力される。

また、ハイブリッドＣＵ２０の出力側には、エンジン２、クラッチ７ａ、フロントインバータ１０及びリヤインバータ１２が電気的に接続されている。これにより、ハイブリッドＣＵ２０は、エンジン２を制御することで発電及び前輪３の駆動をすることができ、クラッチ７ａを制御することで減速機７におけるエンジン２の出力軸と前輪３の駆動軸８との間の動力伝達路の断接を切換えることができる。また、ハイブリッドＣＵ２０は、フロントインバータ１０及びリヤインバータ１２を制御することでフロントモータ４及びリヤモータ６を制御し、前輪３及び後輪５を駆動することができる。

ここで、ハイブリッドＣＵ２０は、本発明に係る車両の走行制御装置の制御を実行するべく、パラレル車速算出部３１、走行モード判定部３３、走行モード制御部３５及び記憶部３７が備えられている。パラレル車速算出部３１は、ＢＭＵ１１ａから入力される駆動用バッテリ１１の電圧等の情報に基づいて、後述するパラレル車速Ｖｐを算出する算出部である。走行モード判定部３３は、車両１の走行状態等に基づいて車両１の走行モードをシリーズモード、パラレルモード等の走行モードのうち、最適な走行モードを判定する判定部である。

ここで、シリーズモードは、減速機７のクラッチ７ａを切断してエンジン２により発電機９を作動し、発電機９により発電された電力及び駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して車両１を走行させる走行モードである。また、シリーズモードでは、エンジン２の回転速度を目標回転速度に設定し、余剰出力によって発電した電力を駆動用バッテリ１１に供給して駆動用バッテリ１１を充電することができる。したがって、シリーズモードでは、フロントモータ４やリヤモータ６を駆動することによる駆動力のみで走行し、エンジン２を発電にのみ使用して走行することができる。

一方、パラレルモードは、減速機７のクラッチ７ａを接続し、エンジン２から減速機７を介して機械的に動力を伝達して前輪３を駆動させる走行モードである。したがって、パラレルモードでは、エンジン２から機械的に伝達される動力とフロントモータ４やリヤモータ６を駆動することによる駆動力とを利用して車両１を走行させることができる。
図３を参照すると、縦軸が駆動軸８における最大駆動力（駆動力）、横軸が車両１の速度（車速）でグラフが示されており、シリーズモードとパラレルモードとを比較した際のそれぞれの利点について、図３に沿って説明する。シリーズモードは、車両１の停止状態から第１速度Ｖ１（例えば１００ｋｍ／ｈ）までの速度帯において、パラレルモードよりも最大駆動力が大きい。また、パラレルモードは、第１速度Ｖ１以降の速度帯において、シリーズモードよりも最大駆動力が大きい。したがって、駆動力を優先して走行モードを選択する場合、第１速度Ｖ１を基準にして両走行モードを切り替えることが好ましい。

一方、パラレルモードは、車速Ｖｎが第２速度Ｖ２（例えば５０ｋｍ／ｈ）以上である場合、シリーズモードと比較してエネルギ効率が良好な走行モードである。したがって、エネルギ効率を優先して走行モードを選択する場合、第２速度Ｖ２を基準にして両走行モードを切り替えることが好ましい。
図２に戻り、走行モード判定部３３は、パラレル最大出力算出部４１、要求出力算出部４３及び走行モード設定部４５を有している。パラレル最大出力算出部４１は、車両１の走行モードがパラレルモードのときにおける最大出力（パラレル最大出力Ｗｍ）を算出することが可能な算出部である。要求出力算出部４３は、アクセル開度センサ２３よって検出されるアクセルペダルの踏圧量に基づいて運転手から要求されている車両１の加速度を達成するために必要な出力（要求出力Ｗｒ）を算出する算出部である。走行モード設定部４５は、パラレル最大出力算出部４１及び要求出力算出部４３の算出結果に基づいて走行モードを設定する設定部である。

走行モード制御部３５は、車輪速センサ２５から入力される前輪３の回転速度により算出可能な車速Ｖｎ、パラレル車速算出部３１によって算出されるパラレル車速Ｖｐ及び走行モード判定部３３によって判定される走行モードに基づいて、エンジン２、クラッチ７ａ、フロントインバータ１０及びリヤインバータ１２を制御する制御部である。記憶部３７は、各算出部や判定部、特に走行モード判定部３３の後述する走行モード設定部の判別結果を記憶することが可能なメモリである。

図４を参照すると、ハイブリッドＣＵ２０が実行する、本発明に係る車両の走行制御装置の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されており、以下、同フローチャートに沿い説明する。
ステップＳ１０では、パラレル車速算出部３１によってパラレル車速Ｖｐを算出し、ステップＳ２０に移行する。具体例としては、ＢＭＵ１１ａから入力される駆動用バッテリ１１の蓄電量が５０％以下のとき、パラレル車速Ｖｐを第１速度Ｖ１とし、駆動用バッテリ１１の蓄電量が５０％より高いとき、第２速度Ｖ２とする。

ステップＳ２０では、車両１の車速Ｖｎがパラレル車速Ｖｐより速いか否かを判別する。ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で車速Ｖｎがパラレル車速Ｖｐ以下であると判別すると、ステップＳ６０に移行して走行モードをシリーズモードにし、本ルーチンを繰り返し実行する。一方、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で車速Ｖｎがパラレル車速Ｖｐより速いと判別すると、ステップＳ３０に移行する。

ここで、上記したように、シリーズモードでは、余剰出力によって発電した電力を駆動用バッテリ１１に供給して駆動用バッテリ１１を充電することができるため、車両１を走行させつつ駆動用バッテリ１１を充電することができる。したがって、ステップＳ１０で駆動用バッテリ１１の蓄電量が５０％以下のときは、駆動用バッテリ１１の蓄電量が５０％より高いときと比較してパラレル車速Ｖｐを高い値に設定することで（ステップＳ１０）、駆動用バッテリ１１を充電することを優先することができる。

ステップＳ３０では、走行モード判定部３３による走行モード判定を実行し、ステップＳ４０に移行する。
図５を参照すると、走行モード判定部３３による走行モード判定の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されている。ステップＳ１１０では、パラレル最大出力算出部４１により、パラレルモードにおける最大出力（パラレル最大出力Ｗｍ）を算出してステップＳ１２０に移行する。具体的には、まず、予め記憶部３７に記憶させたエンジン２の出力特性から車速Ｖｎ時におけるエンジン２の最大出力（所定出力、エンジン最大出力Ｗｅ）を算出し、ＢＭＵ１１ａから入力される駆動用バッテリ１１の放電電力並びに予め記憶部３７に記憶させたフロントモータ４及びリヤモータ６の出力特性から車速Ｖｎ時におけるフロントモータ４の最大出力及びリヤモータ６の最大出力を算出する。そして、エンジン最大出力Ｗｅにフロントモータ４の最大出力及びリヤモータ６の最大出力を加算する。これにより、車速Ｖｎ時に走行モードがパラレルモードになる場合の最大出力であるパラレル最大出力Ｗｍを算出することができる。

ステップＳ１２０では、要求出力算出部４３により要求出力Ｗｒを算出し、ステップＳ１３０に移行する。ステップＳ１３０では、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより大きいか否かを判別する。ステップＳ１３０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより大きいと判別するとステップＳ１６０に移行し、最適な走行モードはシリーズモードであると判定（シリーズ判定）してステップＳ１７０に移行する。一方、ステップＳ１３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍ以下であると判別するとステップＳ１４０に移行する。

ステップＳ１４０では、要求出力Ｗｒがエンジン最大出力Ｗｅ以上か否かを判別する。ステップＳ１４０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、要求出力Ｗｒがエンジン最大出力Ｗｅより小さいと判別するとステップＳ１５０に移行し、最適な走行モードはパラレルモードであると判定（パラレル判定）してステップＳ１７０に移行する。一方、ステップＳ１４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、要求出力Ｗｒがエンジン最大出力Ｗｅ以上であると判別すると、現状の走行モードを維持してステップＳ１７０に移行する。なお、説明の便宜上、現状の走行モードを維持することを維持判定（ステップＳ１９０）とする。

このようにステップＳ１１０～１６０では、パラレル最大出力Ｗｍ及び要求出力Ｗｒを算出し（ステップＳ１１０、１２０）、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより大きいときは（ステップＳ１３０でＹｅｓ）、シリーズ判定をする（ステップＳ１６０）一方、要求出力Ｗｒがエンジン最大出力Ｗｅより小さいときは（ステップＳ１４０でＮｏ）、パラレル判定をする（ステップＳ１５０）ことで、駆動力を優先する必要がある状況下ではパラレルモード設定する一方、エネルギ効率を優先することが可能な状況下ではシリーズモードを設定することができる。

ステップＳ１７０では、ステップＳ１５０、１６０及びステップＳ１９０で判定した走行モードを記憶部３７に記憶して走行モード判定部３３による走行モード判定を終了し、車両の走行制御装置の制御手順を示すルーチンに戻る（図４）。
ステップＳ４０では、記憶部３７に記憶されている走行モード、すなわちステップＳ３０で走行モード判定を実行して得た判定結果がパラレルモードか否かを判別する。ステップＳ４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で判定結果がパラレルモードであると判別すると、ステップＳ５０に移行して走行モードをパラレルモードに設定し、本ルーチンを繰り返し実行する。一方、ステップＳ４０の判別結果が偽（Ｎｏ）で判定結果がパラレルモードではない、換言すると、判定結果がシリーズモードであると判別すると、ステップＳ６０に移行して走行モードをシリーズモードに設定し、本ルーチンを繰り返し実行する。

これにより、ステップＳ４０～６０では、走行モード判定（ステップＳ３０）を実行して得た判定結果に基づいて走行モードを設定し、最適な走行モードで車両１を走行させることができる。
図６を参照すると、車両１の走行状態及び走行モードの変動の一例を示すタイミングチャートが示されている。以下、同タイミングチャート及び図４、５に沿い、本発明に係る車両の走行制御装置による作用効果を説明する。

この一例では、アクセルペダルの踏圧量（以下、アクセル開度ともいう。）は、本タイミングチャートが始まる最初の時期である開始時期Ｔ０から所定期間後の第５時期Ｔ５までの間、一定の値で保たれ、第５時期Ｔ５から第７時期Ｔ７にかけて徐々にアクセル開度が低下し、その後第８時期Ｔ８までの間、一定の値で保たれ、第８時期Ｔ８から第１０時期Ｔ１０にかけて徐々にアクセル開度が上昇し、その後一定の値で保たれていると仮定する。また、この一例では、開始時期Ｔ０の直前に記憶部３７に記憶されている走行モードは、パラレルモードであると仮定する。なお、説明の便宜上、車速Ｖｎはパラレル車速Ｖｐより速い速度であって一定であると仮定して説明する。また、開始時期Ｔ０から第１０時期Ｔ１０までの期間は２０秒ほどの期間であるとする。

開始時期Ｔ０から第１時期Ｔ１までの期間では、例えば駆動用バッテリ１１の蓄電量の変化により駆動用バッテリ１１の放電電力が低下する。これにより、開始時期Ｔ０から第１時期Ｔ１までの期間では要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより小さい一方、第１時期Ｔ１の直後、アクセル開度が一定の値で保たれているにも関わらず、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより大きくなる。

ここで、図５によると、開始時期Ｔ０から第１時期Ｔ１までの期間ではステップＳ１３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、かつ、ステップＳ１４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）となるため、走行モード判定による判定結果が維持判定となり（ステップＳ１９０）、走行モードはパラレルモードが維持される（ステップＳ１７０、図４のステップＳ４０でＹｅｓ、ステップＳ５０）。また、第１時期Ｔ１の直後（第１時期Ｔ１から第２時期Ｔ２までの期間）、ステップＳ１３０の判別結果が真（Ｙｅｓ）となるため、走行モード判定による判定結果がシリーズ判定となり（ステップＳ１６０）、走行モードはシリーズモードとなる（ステップＳ１７０、図４のステップＳ４０でＮｏ、ステップＳ６０）。したがって、本発明に係る走行モード判定により、パラレルモードでは要求出力を満たせないときは、走行モードを速やかにシリーズモードに切り替えることができる。

第１時期Ｔ１から第２時期Ｔ２までの期間では、駆動用バッテリ１１の放電電力が低下したあと、蓄電量や温度等の変化により、駆動用バッテリ１１の放電電力が上昇する。これにより、第１時期Ｔ１から第２時期Ｔ２までの期間までの期間では要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより大きい一方、第２時期Ｔ２の直後、アクセル開度が一定の値で保たれているにも関わらず、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより小さくなる。

ここで、図５によると、また、第２時期Ｔ２の直後（第２時期Ｔ２から第３時期Ｔ３までの期間）、ステップＳ１３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、かつ、ステップＳ１４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）となるため、開始時期Ｔ０から第１時期Ｔ１までの期間と同様に、走行モード判定による判定結果が維持判定となる（ステップＳ１９０）。
一方で、第１時期Ｔ１から第２時期Ｔ２までの期間、すなわち第２時期Ｔ２の直前では、走行モードはシリーズモードであるため、開始時期Ｔ０から第１時期Ｔ１までの期間と異なり、走行モードはシリーズモードが維持される（ステップＳ１７０、図４のステップＳ４０でＮｏ、ステップＳ６０）。

このように、駆動用バッテリ１１の放電電力が変動する場合であっても、走行モード判定による判定結果は、維持判定とシリーズ判定とを往復することとなるため、走行モードはシリーズモードのまま変動しない。したがって、駆動用バッテリ１１の放電電力の変動により走行モードがシリーズモードとパラレルモードとで連続的に切り替わることを抑制しつつ、要求出力を満たすように出力を保つことができる。

ここで、上記したように、パラレル最大出力Ｗｍは、エンジン最大出力Ｗｅにフロントモータ４の最大出力及びリヤモータ６の最大出力を加算して求められる値である。また、エンジン最大出力Ｗｅはエンジン特性により定まる一方、フロントモータ４の最大出力及びリヤモータ６の最大出力は駆動用バッテリ１１の放電電力により変動する。
したがって、パラレル最大出力Ｗｍは、原則としてエンジン最大出力Ｗｅより下回ることはない。ゆえに、走行モード判定において、パラレル判定となるための条件としてエンジン最大出力Ｗｅを閾値とし、要求出力Ｗｒがエンジン最大出力Ｗｅ以上である場合（ステップＳ１３０でＹｅｓまたはステップＳ１４０でＹｅｓ）は走行モードをシリーズモードで保つようにすることで、駆動用バッテリ１１の放電電力の変動による出力不足が生じることを確実に防止することができる。

第２時期Ｔ２から第５時期Ｔ５までの期間では、アクセル開度が一定の値で保たれているにも関わらず、駆動用バッテリ１１の放電電力が上昇と低下を繰り返す。なお、第２時期Ｔ２から第５時期Ｔ５までの期間では、第１時期Ｔ１から第２時期Ｔ２までの期間及び第２時期Ｔ２から第３時期Ｔ３までの期間と同様の判定結果となるので、ここでの説明は省略する。

第５時期Ｔ５から第７時期Ｔ７までの期間、アクセル開度が低下することにより、要求出力Ｗｒもまた低下する。特に、第６時期Ｔ６の直後では、要求出力Ｗｒがエンジン最大出力Ｗｅより小さくなる。ここで、図５によると、第６時期Ｔ６の直後（第６時期Ｔ６から第９時期Ｔ９までの期間）ではステップＳ１３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、かつ、ステップＳ１４０の判別結果が偽（Ｎｏ）となるため、走行モード判定による判定結果がパラレル判定となる（ステップＳ１５０）。

したがって、第１時期Ｔ１から第６時期Ｔ６までの期間、走行モード判定による判定結果が維持判定またはシリーズ判定であったために走行モードがシリーズモードで保たれていたのに対し、第６時期Ｔ６から第９時期Ｔ９までの期間は、判定結果がパラレル判定となるため、走行モードがパラレルモードに切り替わる（ステップＳ５０）。
このように、走行モード判定において、要求出力Ｗｒが閾値であるエンジン最大出力Ｗｅより低い場合（ステップＳ１４０でＮｏ）は、走行モードをパラレルモードに切り替えるようにすることで、出力不足が生じない状況下でパラレルモードを的確に選択して車両１の走行に係るエネルギ効率を向上させることができる。

さらに、第８時期Ｔ８から第１０時期Ｔ１０までの期間、再びアクセル開度が上昇することにより、要求出力Ｗｒもまた上昇する。したがって、図５によると、第９時期Ｔ９以降は、ステップＳ１３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、かつ、ステップＳ１４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）となるため、走行モード判定による判定結果が維持判定となり（ステップＳ１９０）、走行モードはパラレルモードが維持される（ステップＳ１７０、図４のステップＳ４０でＹｅｓ、ステップＳ５０）。このように、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍ以下である期間は、出力不足が生じていないため、シリーズモードに切り替えることなくパラレルモードを維持するようにして車両１の走行に係るエネルギ効率を向上させることができる。

以上説明したように、本発明に係る車両１の走行制御装置では、車両１に搭載される駆動用バッテリ１１と、車両１に搭載されるエンジン２と、エンジン２が稼働することで生じる動力を電力に変換する発電機９と、駆動用バッテリ１１から供給される電力又は発電機９から供給される電力により駆動するフロントモータ４及びリヤモータ６と、エンジン２が稼働することで生じる動力及びフロントモータ４が駆動することで生じる動力を車両１の駆動輪に選択的に伝達する減速機７と、シリーズモードまたはパラレルモードの少なくともいずれか一方の走行モードを判定し、該走行モードを切り替えるハイブリッドＣＵ２０と、を備える。

ここで、シリーズモードは、発電機９で発電しつつエンジン２と減速機７との駆動力の伝達を切断し、フロントモータ４及びリヤモータ６の駆動力で駆動輪を駆動する走行モードであり、パラレルモードは、エンジン２と減速機７との駆動力の伝達を接続し、エンジン２の駆動力とフロントモータ４及びリヤモータ６の駆動力とで駆動輪を駆動する走行モードである。

そして、ハイブリッドＣＵ２０は、車両１の走行に際し要求される出力である要求出力Ｗｒがパラレルモードにおけるパラレル最大出力Ｗｍより大きいときは（ステップＳ１３０でＹｅｓ）、走行モードをシリーズモードに切り替え、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍよりも小さい出力である所定出力よりも小さいときは（ステップＳ１４０でＮｏ）、走行モードをパラレルモードに切り替え、走行モードをシリーズモードに設定中であって、所定出力以上（ステップＳ１４０でＹｅｓ）パラレル最大出力Ｗｍ以下（ステップＳ１３０でＮｏ）のときは、走行モードをシリーズモードに維持する（ステップＳ１９０、ステップＳ１７０、ステップＳ４０でＮｏ、ステップＳ６０）。

従って、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍより大きいときは、走行モードをシリーズモードに切り替える一方、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍ以下であっても、要求出力Ｗｒが所定出力以上のときは、走行モードをシリーズモードに維持したので、一度シリーズモードに切り替えられた走行モードが、パラレル最大出力Ｗｍや要求出力Ｗｒの変動により要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍ以下となることで、すぐさまパラレルモードに切り替わることを抑制することができる。

そして、ハイブリッドＣＵ２０は、走行モードをパラレルモードに設定中であって、要求出力Ｗｒが所定出力以上（ステップＳ１４０でＹｅｓ）パラレル最大出力Ｗｍ以下（ステップＳ１３０でＮｏ）のときは、走行モードをパラレルモードに維持する（ステップＳ１９０、ステップＳ１７０、ステップＳ４０でＹｅｓ、ステップＳ５０）。
従って、要求出力Ｗｒが所定出力より小さいときは、走行モードをパラレルモードに切り替える一方、パラレルモード走行中に要求出力Ｗｒが所定出力以上であっても、要求出力Ｗｒがパラレル最大出力Ｗｍ以下のときは、走行モードをパラレルモードに維持したので、一度パラレルモードに切り替えられた走行モードが、パラレル最大出力Ｗｍや要求出力Ｗｒの変動により要求出力Ｗｒが所定出力以下となることですぐさまシリーズモードに切り替わることを抑制することができる。

また、上記の所定出力として、エンジン２の最大出力であるエンジン最大出力Ｗｅを用いたので、例えば、仮に駆動用バッテリ１１の放電電力が全くないような場合のパラレル最大出力Ｗｍであるエンジン２の最大出力、すなわち想定され得る最も低いパラレル最大出力Ｗｍを所定出力とすることができ、走行モードがパラレルモードに切り替えられた際に要求出力Ｗｒがすぐさま不足することを抑制することができる。

そして、駆動用バッテリ１１の状態に応じて変動する最大放電電力を検出するＢＭＵ１１ａを備え、ハイブリッドＣＵ２０は、パラレル最大出力Ｗｍを算出するパラレル最大出力算出部４１を有しており、パラレル最大出力算出部４１は、エンジン最大出力Ｗｅに、最大放電電力でフロントモータ４及びリヤモータ６を駆動した場合の最大出力を加算してパラレル最大出力Ｗｍを算出したので、駆動用バッテリ１１の状態(電池容量、電池温度、電池電圧等)に応じて最大放電電力が変動することによるパラレル最大出力Ｗｍの変動を算出することができる。

そして、車両１の速度を検出する車輪速センサ２５と、駆動用バッテリ１１の蓄電量を検出するＢＭＵ１１ａとを備え、ハイブリッドＣＵ２０は、シリーズモードまたはパラレルモードの少なくともいずれか一方の走行モードを判定し、走行モードを切り替える走行モード判定部３３と、走行モードがパラレルモードに切り替わることを制限する速度であるパラレル車速Ｖｐを算出するパラレル車速算出部３１を有し、パラレル車速算出部３１は、駆動用バッテリ１１の蓄電量に従ってパラレル車速Ｖｐを算出し、走行モード判定部３３は、車両１の速度がパラレル車速Ｖｐ以下であるときは（ステップＳ２０でＮｏ）、走行モードをシリーズモードに切り替えたので（ステップＳ６０）、駆動用バッテリ１１の充電を優先することができる。

以上で本発明に係る車両の走行制御装置の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、シリーズモードとパラレルモード等を備える車両を説明したが、駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して車両１を走行させるＥＶ走行モードを更に備えた車両も含まれる。

また、本実施形態では、フロントモータ４及びリヤモータ６を搭載した車両１として説明したが、一方のモータのみを搭載した車両であってもよい。
また、本実施形態では、要求出力算出部４３がアクセルペダルの踏圧量に基づいて運転手から要求されている車両１の加速度を達成するために必要な出力を算出するとしたが、車両１の速度を一定速度に保つよう運転手が任意で設定可能な所謂クルーズコントロールで設定された速度を保つために必要な出力を算出するようにしてもよく、要求される加速度や速度から要求出力を算出することができればよい。

また、本実施形態では、所定出力としてエンジン最大出力Ｗｅを用いて説明したが、エンジン最大出力Ｗｅよりも大きい出力にしてもよく、パラレル最大出力Ｗｍの変動と連動して変動するようにしてもよい。
また、本実施形態では、ステップＳ１０で駆動用バッテリ１１の蓄電量に応じてパラレル車速Ｖｐを設定するようにしたが、駆動用バッテリ１１の温度等により充放電電力が比較的低い場合、運転手が駆動用バッテリ１１の電力を積極的に使用しつつ燃料の消費を抑制するような走行モードや雪道に特化した走行モード、高出力に特化した走行モード等の特殊な走行モードを選択している場合には、それらの条件に応じてパラレル車速Ｖｐを設定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、図５、６のフローを用いてハイブリッドＣＵ２０による制御態様を説明したが、同フローの順番は一例であり、本発明を実施可能な程度に順番を入れ替えるようにしてもよい。

１車両
２エンジン（内燃機関）
３前輪（駆動輪）
４フロントモータ（モータ）
６リヤモータ（モータ）
７減速機（駆動伝達機）
９発電機
１１駆動用バッテリ
１１ａＢＭＵ（最大放電電力検出部、蓄電量検出部）
２０ハイブリッドＣＵ（制御部）
２５車輪速センサ（速度検出部）
３１パラレル車速算出部
３３走行モード判定部
４１パラレル最大出力算出部

Claims

車両に搭載される駆動用バッテリと、
前記車両に搭載される内燃機関と、
前記内燃機関が稼働することで生じる動力を電力に変換する発電機と、
前記駆動用バッテリから供給される電力又は前記発電機から供給される電力により駆動するモータと、
前記内燃機関が稼働することで生じる動力及び前記モータが駆動することで生じる動力を前記車両の駆動輪に選択的に伝達する駆動伝達機と、
シリーズモードまたはパラレルモードの少なくともいずれか一方の走行モードを判定し、前記走行モードを切り替える制御部と、を備え、
前記シリーズモードは、前記発電機で発電しつつ前記内燃機関と前記駆動伝達機との駆動力の伝達を切断し、前記モータの駆動力で前記駆動輪を駆動する走行モードであり、
前記パラレルモードは、前記内燃機関と前記駆動伝達機との駆動力の伝達を接続し、前記内燃機関の駆動力と前記モータの駆動力とで前記駆動輪を駆動する走行モードであり、
前記車両の走行に際し要求される出力である要求出力の前記シリーズモードから前記パラレルモードに切り替える際の閾値を所定出力に設定し、
前記制御部は、
前記要求出力が前記パラレルモードにおけるパラレル最大出力より大きいときは、前記走行モードを前記シリーズモードに切り替え、
前記要求出力が前記パラレル最大出力よりも小さい出力である前記所定出力よりも小さいときは、前記走行モードを前記パラレルモードに切り替え、
前記走行モードを前記シリーズモードに設定中であって、前記要求出力が前記所定出力以上前記パラレル最大出力以下のときは、前記走行モードを前記シリーズモードに維持する車両の走行制御装置。
前記制御部は、
前記走行モードを前記パラレルモードに設定中であって、前記要求出力が前記所定出力以上前記パラレル最大出力以下のときは、前記走行モードを前記パラレルモードに維持する、請求項１に記載の車両の走行制御装置。
前記所定出力は、前記内燃機関の最大出力である、請求項１または２に記載の車両の走行制御装置。
前記駆動用バッテリの状態に応じて変動する最大放電電力を検出する最大放電電力検出部を備え、
前記制御部は、前記パラレル最大出力を算出するパラレル最大出力算出部を有しており、
前記パラレル最大出力算出部は、前記内燃機関の最大出力に、前記最大放電電力で前記モータを駆動した場合の最大出力を加算して前記パラレル最大出力を算出する、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両の走行制御装置。
前記車両の速度を検出する速度検出部と、
前記駆動用バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、を備え、
前記制御部は、前記シリーズモードまたは前記パラレルモードの少なくともいずれか一方の走行モードを判定し、前記走行モードを切り替える走行モード判定部と、前記走行モードが前記パラレルモードに切り替わることを制限する速度であるパラレル車速を算出するパラレル車速算出部と、を有し、
前記パラレル車速算出部は、前記駆動用バッテリの蓄電量に従って前記パラレル車速を算出し、
前記走行モード判定部は、前記車両の速度が前記パラレル車速以下であるときは、前記走行モードを前記シリーズモードに切り替える、請求項１～４のいずれか一項に記載の車両の走行制御装置。