(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、車両走行時に駆動源として用いられる電動機と、アクセルペダルの踏力を変更する踏力変更手段と、を有し、アクセル開度がアクセル開度閾値を越えて大きくなると、アクセルペダルの踏力をベース踏力よりも増加させるハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置において、
第１アクセル開度を、前記電動機のみを駆動して車両を走行する第１の走行モードから前記内燃機関を駆動する第２の走行モードに切り替わるアクセル開度に基づいて設定し、
第２アクセル開度を、各車速で一定速走行可能なアクセル開度に基づいて設定し、
前記アクセル開度閾値を、前記第１アクセル開度と前記第２アクセル開度のうちの大きい値として設定したことを特徴とするハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項２】
前記第２アクセル開度は、車速が増加するほど大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項３】
前記第１アクセル開度は、前記電動機の駆動源となるバッテリの状態に応じて可変するよう設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項４】
前記第１アクセル開度は、前記バッテリのＳＯＣが低下するほど小さくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項５】
第１アクセル開度は、前記第１の走行モードから前記第２の走行モードに切り替わるエンジン始動線上のアクセル開度から所定のアクセル開度量を減じて設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項６】
前記第２アクセル開度は、各車速で平坦路での一定速走行可能なアクセル開度に一定加速可能な駆動力を確保可能なアクセル開度量を上乗せしたアクセル開度であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両の駆動源として、モータと内燃機関とを備えたハイブリッド車両において、モータ単独で車両を走行させる第１の走行モードからモータ及び内燃機関の併用により車両を走行させる第２の走行モードへの移行時に、アクセルペダルの踏力特性を変化させ、アクセルペダルの踏み込みに対する抵抗力を増加させることで、運転者に意に反して走行モードが移行して内燃機関が始動して燃費が悪化しないようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８０６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１においては、アクセルペダルの踏み込みに対する抵抗力を増加させるアクセル開度が可変設定可能となっているが、アクセルペダルの踏み込みに対する抵抗力を増加させるアクセル開度が小さくなると、アクセルペダルが踏み込みにくくなり、車両が加速しにくくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、アクセル開度が所定のアクセル開度閾値を越えて大きくなると、アクセルペダルの踏力をベース踏力よりも増加させるハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置において、第１アクセル開度を、前記電動機のみを駆動して車両を走行する第１の走行モードから前記内燃機関を駆動する第２の走行モードに切り替わるアクセル開度に基づいて設定し、第２アクセル開度を、各車速で一定速走行可能なアクセル開度に基づいて設定する。そして、前記アクセル開度閾値を、前記第１アクセル開度と前記第２アクセル開度のうちの大きい値として設定したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１アクセル開度に下限値を設けることによって、アクセルペダルを一定以上踏み込むことが可能となり、車両の加速性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレイン系の概略構成を模式的に示した説明図。
【図２】本発明が適用されるハイブリッド車両のシステム構成図。
【図３】エンジン始動停止線マップの特性例を示す説明図。
【図４】本発明に係るアクセルペダル踏力制御装置のシステム構成を踏力変更機構の概略とともに模式的に示した説明図。
【図５】本発明における踏力変更機構の一実施例を模式的に示す説明図。
【図６】本発明におけるアクセルペダル踏力の特性を示す特性図。
【図７】アクセル開度閾値の特性例を示す説明図であって、（ａ）はバッテリのＳＯＣが高い場合の特性例を示し、（ｂ）はバッテリのＳＯＣが低い場合の特性例を示す。
【図８】本発明に係るハイブリッド車両のアクセルペダル踏力制御装置の制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明が適用されるハイブリッド車両のパワートレイン系の概略構成を模式的に示した説明図である。
【００１０】
内燃機関であるエンジン１の出力軸と発電機としても機能する電動機としてのモータジェネレータ２（ＭＧ）の入力軸とが、トルク容量可変の第１クラッチ４（ＣＬ１）を介して連結されている。モータジェネレータ２の出力軸は、自動変速機３（ＡＴ）の入力軸とが連結され、自動変速機３の出力軸にはディファレンシャルギア６を介してタイヤ７が連結されている。
【００１１】
自動変速機３は、例えば、前進５速後退１速や前進６速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える（変速制御を行う）ものである。
【００１２】
そして、シフト状態に応じて異なる自動変速機３内の動力伝達を担っているトルク容量可変のクラッチのうち１つが、第２クラッチ５（ＣＬ２）として用いられている。換言すれば、第２クラッチ５は、自動変速機３の変速要素として設けられている複数の摩擦締結要素のうち、各変速段の動力伝達経路に存在する摩擦締結要素を流用したものであって、実質的に自動変速機３の内部に構成されたものである。
【００１３】
自動変速機３は、第１クラッチ４を介して入力されるエンジン１の動力と、モータジェネレータ２から入力される動力を合成してタイヤ７へ出力する。尚、第１クラッチ４と第２クラッチ５とには、例えば比例ソレノイドで作動油の流量及び油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチが用いられる。
【００１４】
このパワートレイン系には、第１クラッチ４の接続状態に応じて２つの運転モードがある。すなわち、第１クラッチ４が切断された状態では、モータジェネレータ２の動力のみで走行するＥＶモードとなり、第１クラッチ４が接続された状態では、エンジン１とモータジェネレータ２の動力で走行するＨＥＶモードとなる。
【００１５】
尚、図１において、１０はエンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサ、１１はモータジェネレータ２の回転数を検出するＭＧ回転センサ、１２は自動変速機３の入力軸回転数を検出するＡＴ入力回転センサ、１３は自動変速機２の出力軸回転数を検出するＡＴ出力回転センサであり、これら各センサの検出信号は、後述する統合コントローラ２０に入力されている。
【００１６】
図２は、本発明が適用されるハイブリッド車両のシステム構成図を示している。  このハイブリッド車両は、車両を統合制御する統合コントローラ２０と、エンジン１を制御するエンジンコントローラ２１と、モータジェネレータ２を制御するＭＧコントローラ２２と、を有している。
【００１７】
統合コントローラ２０は、互いに情報交換が可能な通信線１８を介して、エンジンコントローラ２１及びＭＧコントローラ２２に接続されている。
【００１８】
この統合コントローラ２０には、上述したエンジン回転センサ１０、ＭＧ回転センサ１１、ＡＴ入力回転センサ１２及びＡＴ出力回転センサ１３からの検出信号の他にも、車速を検出する車速センサ１５、モータジェネレータ２に電力を供給するバッテリ９の充電状態（ＳＯＣ）を検出するＳＯＣセンサ１６、アクセル開度（ＡＰＯ）を検出するアクセル開度センサ１７、ブレーキ油圧を検出するブレーキ油圧センサ２３等の各種センサからの検出信号が入力されている。
【００１９】
そして、統合コントローラ２０は、アクセル開度とバッテリ９のＳＯＣと、車速に応じて、運転者が望む駆動力を実現できる運転モードを選択し、ＭＧコントローラ２２に目標ＭＧトルクもしくは目標ＭＧ回転数を指令し、エンジンコントローラ２１に目標エンジントルクを指令する。尚、第１クラッチ４及び第２クラッチ５は、統合コントローラ２０からの指令に基づいて、締結及び開放が制御されている。
【００２０】
さらに、統合コントローラ２０では、車速とアクセル開度を用いて、エンジン１の運転モードを演算する。すなわち、図３に示すようなエンジン始動停止線マップを用いて、エンジン始動すべき運転状態であるのか、エンジン停止すべき運転状態であるのかを判定する。エンジン始動線及びエンジン停止線は、バッテリ９のＳＯＣが低くなるにつれて、アクセル開度が小さくなる方向（図３における下方）に変化する。また、バッテリ９のＳＯＣが同じ状態であれば、エンジン停止線はエンジン始動線よりもアクセル開度が小さくなる方向に設定されている。つまり、バッテリ９のＳＯＣが同じ状態で同一車速あれば、エンジン１を始動するアクセル開度（エンジン始動線上のアクセル開度）に比べ、エンジン１を停止するアクセル開度（エンジン停止線上のアクセル開度）が小さくなるよう設定されている。
【００２１】
エンジン１を始動する始動処理では、ＥＶ走行状態で図３に示すエンジン始動線をアクセル開度が越えた時点で、第２クラッチ５を半クラッチ状態にスリップさせるように第２クラッチ５のトルク容量を制御し、第２クラッチ５がスリップ開始したと判断した後に第１クラッチ４の締結を開始してエンジン回転数を上昇させる。そして、エンジン回転数が初爆可能な回転数に達成したらエンジン１を作動させてＭＧ回転数とエンジン回転数が近くなったところで第１クラッチ４を完全に締結し、その後第２クラッチ５をロックアップさせてＨＥＶモードに遷移させる。
【００２２】
エンジンコントローラ２１は、統合コントローラ２０からの指令に応じて、エンジン１を制御している。
【００２３】
ＭＧコントローラ２２は、統合コントローラ２０からの指令に応じて、モータジェネレータ２を駆動するインバータ８を制御している。モータジェネレータ２は、バッテリ９から供給された電力が印加された力行運転と、発電機として機能してバッテリ９を充電する回生運転と、起動及び停止の切り換えと、がＭＧコントローラ２２によって制御されている。尚、モータジェネレータ２の出力（電流値）は、ＭＧコントローラ２２で監視されている。
【００２４】
次に、図４及び図５を用いて、上述のハイブリッド車両に適用されるアクセルペダル踏力制御装置について説明する。
【００２５】
図４はアクセルペダル踏力制御装置のシステム構成を踏力変更機構の概略とともに模式的に示した説明図であり、図５は踏力変更機構の一実施例を模式的に示した説明図である。
【００２６】
このアクセルペダル踏力制御装置は、基本的には、図示しない車両の車体３１に設けられたアクセルペダル３２の踏力（操作反力）を可変的に制御するものであって、アクセルペダル３２の開度が所定のアクセル開度閾値よりも大きい領域ではアクセルペダル３２の踏力をベース踏力よりも増加させるものである。
【００２７】
アクセルペダル３２は、図４、図５に示すように、回転軸３３上に設けられて該回転軸３３を支点として揺動するように構成され、一端が車体３１に固定されるとともに他端が回転軸３３に固定された種々の形態のリターンスプリング３４によって、アクセル閉方向への反力が与えられている。また、回転軸３３の一端が車体３１に軸受３５を介して回転自在に支持されている一方、回転軸３３の他端付近に、アクセル開度検知手段として前述のアクセル開度センサ１７が設けられている。
【００２８】
なお、本実施例では、アクセルペダル３２の踏込量（アクセル開度）とエンジン１のスロットルバルブ（図示せず）の開度とが互いに連動し、アクセルペダル３２の踏込量に応じてエンジン１のスロットルバルブ開度が増大する。つまり、アクセル開度に応じて燃料噴射量（ひいては燃料消費量）が増大する。
【００２９】
そして、踏力変更機構としては、回転軸３３の回転に摩擦力を与える互いに対向した一対の摩擦部材３７ａ，３７ｂを備えた可変フリクションプレート３７からなり、一方の摩擦部材７ａは、回転軸３の端部に機械的に結合して設けられ、他方の摩擦部材７ｂは、スプライン等を介して、固定軸３８に、軸方向移動自在かつ非回転に支持されている。固定軸３８は、車体３１に固定支持されている。さらに、摩擦部材３７ｂを摩擦部材３７ａへ向けて付勢するアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド）３９が車体３１に固定されている。
【００３０】
可変フリクションプレート３７は、アクチュエータ３９の作動により摩擦部材３７ｂを軸方向（図４における矢印Ａ１方向）へ移動させ、これにより、摩擦部材３７ａと摩擦部材３７ｂとの間の摩擦力を可変的に制御する。このアクチュエータ３９の作動は、統合コントローラ２０からの指令に基づきエンジンコントローラ２１によって制御されている。従って、アクチュエータ３９の作動を、エンジンコントローラ２１が制御することで、回転軸３３に付与される摩擦力ひいてはアクセルペダル３２の踏込時の踏力を変更することができる。
【００３１】
図６は、上記実施例におけるアクセルペダル踏力の特性を概略的に示しており、基本的な踏力つまりベース踏力は、開度増加方向と開度減少方向とで適度なヒステリシスを有しつつ、アクセル開度に対しほぼ比例的に増加する。そして、開度増加方向への操作時つまり踏込時に所定のアクセル開度閾値（図６の符号ＳＬ）よりもアクセル開度が大きくなると、アクセルペダル踏力はベース踏力よりもステップ的に増加する。このようにアクセルペダル踏力がステップ的に増大することで、運転者によるアクセルペダル３２のそれ以上の踏込が自然に抑制される。
【００３２】
尚、本実施例では、上記のアクセル開度増加方向でのアクセルペダル３２の踏力増加は、アクセル開度が上記の所定開度以下に減少したときに解除されているが、アクセルペダル３２の操作方向がアクセル開度減少方向に反転したときに直ちに解除するようにしてもよい。
【００３３】
そして、本実施例では、アクセルペダル３２の踏力をベース踏力よりも増加させるアクセル開度閾値が、図３に示したエンジン始動線に対応したアクセル開度に基づいて設定された第１アクセル開度と、平坦路一定速釣り合い開度となるアクセル開度に基づいた第２アクセル開度、換言すれば平坦路面で加減速なしに車両を走行させるのに必要ないわゆるＲ／Ｌ線（ロードロード線）上のアクセル開度に基づいて設定された第２アクセル開度と、によって設定されている。
【００３４】
図７はアクセル開度閾値の特性例を示す説明図であって、図７（ａ）はバッテリのＳＯＣが高い場合の特性例を示し、図７（ｂ）はバッテリのＳＯＣが低い場合の特性例を示している。
【００３５】
第１アクセル開度（図７中の破線）は、ＥＶ走行からＨＥＶ走行に切り替わる閾値であるエンジン始動線（図７中の実線）上のアクセル開度から所定のアクセル開度量αを減じたアクセル開度である。このアクセル開度量αはペダル反力を感じてアクセルペダル３２の踏み込みを止めるまでに踏み込む開度を考慮して設定する。第２アクセル開度（図７中の２点鎖線）は、各車速で平坦路での一定速可能なアクセル開度（Ｒ／Ｌ線上のアクセル開度であり図７中の一点鎖線）に一定加速可能な駆動力を確保可能なアクセル開度量βを上乗せしたアクセル開度である。
【００３６】
図７を用いて詳述すると、エンジン始動線は、バッテリ９のＳＯＣが低下するとアクセル開度が低下する方向（図７における下方）に変化するため、第１アクセル開度もバッテリ９のＳＯＣが低下すると小さくなる。第１アクセル開度のみでアクセル開度閾値を設定すると、バッテリ９のＳＯＣが低下するほどアクセル開度閾値も相対的に小さくなるため、運転者がアクセルペダル３２を踏み込みたい場面でアクセルペダル３２を踏み込みにくくなる可能性がある。しかしながら、本実施例では、第１アクセル開度が第２アクセル開度よりも小さくなる場合には、アクセル開度閾値が第２アクセル開度に切り替えられる。つまり、本実施例では、アクセル開度閾値（図７における太実線）が、各車速において、第１アクセル開度と第２アクセル開度のうちの大きい値として設定されている。換言すれば、アクセル開度閾値は、第１アクセル開度として基本的には設定されるが、第１アクセル開度には第２アクセル開度で規定される下限値が設定されている。
【００３７】
このように、第１アクセル開度をエンジン始動線に基づいて設定し、かつこのように設定された第１アクセル開度に対して、第２アクセル開度で規定される下限値をさらに設定することによって、運転者がアクセルペダル３２を踏み込みたい場面で、アクセルペダル３２が踏み込みにくくなることを防止することができ、アクセルペダル３２を一定以上踏み込むことが可能となるので、車両の良好な加速性を確保することができる。
【００３８】
特に、第１アクセル開度の下限値である第２アクセル開度が、各車速で一定速走行可能な平坦路一定速釣り合い開度に一定加速可能な駆動力を確保可能なアクセル開度量βを上乗せしたアクセル開度であるので、各車速毎に加速に必要な駆動力を確実に確保することができる。
【００３９】
また、平坦路一定速釣り合い開度となるアクセル開度は車速が増加するほど大きくなるため、第２アクセル開度も車速が増加するほど大きくなる。車速が増加すると、変速比が低くなり、車両駆動力が減少し必要以上の加速は生じにくくなるので、このように第１アクセル開度の下限値となる第２アクセル開度が車速の増加にともなって大きくなることで、車速が速い場合でも車両の加速性を確保することができる。
【００４０】
また、バッテリ９のＳＯＣが低下すると、モータジェネレータ２が発生できる最大トルクが低下するので、ＥＶモードの運転領域を小さくする必要があるが、第１アクセル開度は、エンジン始動線に基づいて設定されているため、バッテリ９のＳＯＣが低下するほど小さくなる。つまり、第１アクセル開度は、バッテリ９のＳＯＣに応じて可変するため、アクセル開度閾値として第１アクセル開度が選択され、第２アクセル開度が選択されない運転状態においては、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替わる手前で、アクセルペダル３２の踏力がベース踏力よりも増加し、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替わることを運転者に知らせることができる。
【００４１】
換言すれば、図７に示すように、第１アクセル開度が第２アクセル開度よりも大きい、車速が低い状態では、アクセル開度閾値として第１アクセル開度が選択されることになり、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替わる手前で、アクセルペダル３２の踏力がベース踏力よりも増加し、ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替わることを運転者に知らせることができる。
【００４２】
図８は、アクセルペダル３２の踏力をベース踏力よりも増加させる際の制御の流れを示すフローチャートを示している。
【００４３】
Ｓ１では、車速とアクセル開度とバッテリ９のＳＯＣを算出する。
【００４４】
Ｓ２では、バッテリ９のＳＯＣと車速からエンジン始動線を算出し、エンジン始動線から第１アクセル開度を算出する。
【００４５】
Ｓ３では、予め計算された車速毎の平坦路一定速走行可能なアクセル開度から第２アクセル開度を算出する。
【００４６】
Ｓ４では、第１アクセル開度と第２アクセル開度のうち、大きい方をアクセル開度閾値とする。Ｓ５ではアクセル開度がアクセル開度閾値以上であるか否かを判定し、アクセル開度がアクセル開度閾値以上となればＳ６へ進み、そうでない場合はＳ７へ進む。
【００４７】
Ｓ６では、アクセルペダル３２の踏力をベース踏力よりも増加させる。
【００４８】
Ｓ７では、ベース踏力に対して踏力が増加された状態であるか否かを判定し、踏力が増加された状態であればＳ８へ進み、そうでない場合は今回のルーチンを終了する。
【００４９】
Ｓ８では、アクセル開度がアクセル開度閾値よりも小さい所定の解除閾値以下であるか否かを判定し、解除閾値以下であればＳ９へ進み、そうでない場合は今回のルーチンを終了する。
【００５０】
Ｓ９では、アクセルペダル３２が戻された状態になっているにもかかわらず、アクセルペダル３２の踏力がベース踏力よりも増加した状態となっているので、踏力の増加分を減少させる。
【００５１】
尚、上述した実施例において、第１アクセル開度は、エンジン始動線上のアクセル開度に対して所定のアクセル開度量αを減じた値となっているが、エンジン始動線上のアクセル開度をそのまま第１アクセル開度と設定することも可能である。つまり、エンジン始動線を、第１アクセル開度と設定することも可能である。
【００５２】
上述した実施例のハイブリット車両は、エンジン１及びモータジェネレータ２双方の駆動力が車輪に伝達される構成となっているが、本願発明はこのようなハイブリット車両にのみ適用されるものではなく、例えば、エンジンを発電のみに使用するような構成のハイブリッド車両や、エンジンからの動力を動力分割機構により発電機とモータに振り分けるような構成のハイブリッド車両等、種々のハイブリッド車両に適用可能である。
【００５３】
また、上述した実施例においては、変速機として自動変速機３が用いられているが、自動変速機３に替えて変速比が連続的に変化する無段変速機を用いることも可能である。無段変速機の場合は、入力軸側及び出力軸側の回転速度の比として変速比を求めることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１…エンジン
２…モータジェネレータ
３…自動変速機
４…第１クラッチ
５…第２クラッチ
６…ディファレンシャルギア
７…タイヤ
８…インバータ
９…バッテリ
１０…エンジン回転センサ
１１…ＭＧ回転センサ
１２…ＡＴ入力回転センサ
１３…ＡＴ出力回転センサ
１５…車速センサ
１６…ＳＯＣセンサ
１７…アクセル開度センサ
１８…通信線
２０…統合コントローラ
２１…エンジンコントローラ
２２…ＭＧコントローラ
２３…ブレーキ油圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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