(57)【要約】【課題】  ハイブリッド自動車では、将来的にエンジンの駆動が必要となる状況に備え、常にエンジンをクランキングするためのトルクマージンを確保しておく必要がある。その結果、電気走行域が制限されてしまい、燃費向上が限定的であるという問題がある。【解決手段】  ＥＶモードと、ＨＥＶモードの何れかで走行可能なハイブリッド自動車の制御装置であって、自車の周辺環境情報を取得する周辺環境情報取得部と、周辺環境情報に基づいて次の減速または停止までの走行区間での前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードへの切り替えのためのエンジンの始動要否を予測するエンジン始動予測部と、エンジン始動予測部がエンジンの始動を不要と予測した場合に、モータでエンジンを始動するために確保しているエンジンクランキング用のトルクマージンを低減し、車輪を駆動する通常走行時利用可能トルクを増大させるトルクマージン調整部と、を設けたことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。【選択図】図３
2019199098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、クラッチ、モータ、車輪の配列順に動力伝動経路を構成し、前記クラッチの締結または解放により、前記モータのみを動力源とするＥＶモードと、前記エンジンと前記モータの両方を動力源とするＨＥＶモードとの何れかで走行可能なハイブリッド自動車の制御装置であって、
自車の周辺環境情報を取得する周辺環境情報取得部と、
前記周辺環境情報に基づいて次の減速または停止までの走行区間での前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードへの切り替えのための前記エンジンの始動要否を予測するエンジン始動予測部と、
前記エンジン始動予測部が前記エンジンの始動を不要と予測した場合に、前記モータで前記エンジンを始動するために確保しているエンジンクランキング用のトルクマージンを低減し、前記車輪を駆動する通常走行時利用可能トルクを増大させるトルクマージン調整部と、
を設けたことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
さらに、前記周辺環境情報と自車位置情報に基づき、自車が将来的に減速または停止する減速停止位置までの距離を算出する減速停止位置算出部を備えることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置において、
さらに、現在の速度で電気走行可能な距離を算出する電気走行可能距離算出部を備え、
前記エンジン始動予測部は、前記電気走行可能距離算出部が算出した電気走行可能距離が、前記減速停止位置までの残りの走行距離より大きい場合に、前記エンジンの始動を不要と予測することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の制御装置において、
前記エンジン始動予測部は、次の減速停止位置までの走行中に現在の速度から加速する可能性を判定する加速要否判定部を備え、
前記加速要否判定部が、加速不要と判断した場合に、前記エンジン始動予測部は、前記エンジンの始動を不要と予測することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置において、
前記加速要否判定部は、前記周辺環境情報取得部で取得した走行中の道路の制限速度の情報と、現在の自車速との速度差が所定値以下の場合、加速不要と判定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の制御装置において、
前記加速要否判定部は、現在の速度から走行抵抗に抗って惰性で走行できる距離が、前記減速停止位置までの残りの走行距離よりも大きい場合に、加速不要と判定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項７】
請求項２から６の何れか一項に記載の制御装置において、
前記周辺環境情報取得部は、前方認識センサから前記周辺環境情報を取得し、
前記減速停止位置算出部は、前記周辺環境情報に基づいて赤信号を検知した場合、当該赤信号の位置を停止位置と推定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項８】
請求項２から６の何れか一項に記載の制御装置において、
前記周辺環境情報取得部は、前方認識センサから前記周辺環境情報を取得し、
前記減速停止位置算出部は、前記周辺環境情報に基づいて停止中または極低速の前方車両を検知した場合、当該前方車両の位置を停止位置と推定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項９】
請求項２から６の何れか一項に記載の制御装置において、
前記周辺環境情報取得部は、ナビゲーション装置から前記周辺環境情報を取得し、
前記減速停止位置算出部は、前記周辺環境情報に基づいて、減速または停止を要する地点への接近があると判断した場合、当該地点を減速位置または停止位置とすることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御装置において、
前記減速または停止を要する地点は、右左折地点、目的地、一時停止位置、制限速度が減少する地点の何れかであることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の制御装置において、
前記トルクマージン調整部は、オートクルーズコントロールモード時にのみ、前記トルクマージンを低下させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか一項に記載の制御装置において、
前記トルクマージンを低下させた状態でのＥＶモード走行中に前記エンジンを始動する場合は、エンジンスタータを用いることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項１３】
エンジン、クラッチ、モータ、車輪の配列順に動力伝動経路を構成し、前記クラッチの締結または解放により、前記モータのみを動力源とするＥＶモードと、前記エンジンと前記モータの両方を動力源とするＨＥＶモードとの何れかで走行可能なハイブリッド自動車を制御する制御装置であって、
次の減速または停止までの走行区間での前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードへの切り替えのための前記エンジンの始動が不要である場合に、前記モータで前記エンジンを始動する場合のエンジンクランキングに必要なトルクに対応するトルク、または、これより小さい任意のトルクを加えることで前記車輪を駆動するトルクを増大させるトルク制御部と、
を設けたことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータを備え、モータにより駆動または回生発電できるハイブリッド自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車は、エンジンのみで走行するエンジン走行と、エンジンとモータを利用して走行するハイブリッド走行（ＨＥＶモード）と、モータのみで走行する電気走行（ＥＶモード）の何れかを選択して走行するものである。これらのうち電気走行（ＥＶモード）は、主に低車速域で選択され、低車速時の燃費を向上させるものであるが、ドライバーの加速要求を実現するため、加速に必要な加速用トルクマージン（以下「加速用マージンTmag-a」）を確保した状態で電気走行を行う必要がある。また、バッテリの蓄電不足が生じた場合に、モータでエンジンを始動し、電気走行（ＥＶモード）からハイブリッド走行（ＨＥＶモード）に切り替えるため、エンジン始動に必要なエンジンクランキング用トルクマージン（以下「クランキング用マージンTmag-c」）を確保した状態で電気走行を行う必要がある。このようなマージンを確保しなければならないため、通常走行時に利用できる通常走行時利用可能トルクTdrが大きく抑制され、ハイブリッド自動車の電気走行域が非常に限定的となり、電気走行（ＥＶモード）による燃費改善を困難なものとしていた。
【０００３】
これに関連する従来技術として、特許文献１に記載のものがあり、例えば、要約書には、「Ｓ11で「加速要求無し」と推定する場合、Ｓ13で、加速トルクマージン分Tacを初期値（最大値）よりもΔTacだけ低下させる。「加速要求無し」時は、かかる加速トルクマージン分Tacの低下代（ΔTac）だけ、電気走行用モータトルクが増大され、モータトルクのみによる電気走行域を一層高車速まで拡大させることができ、燃費の向上を実現可能である。」と記載されている。
【０００４】
すなわち、この特許文献１では、加速要求が無いと推定される時は加速用マージンを小さくして、通常走行用モータトルクを増大させ、電気走行域を拡大することで燃費の向上を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４０５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１では「加速要求無し」と推定する場合、加速用マージンを転用することで、通常走行用モータトルクを増大させ、電気走行領域を拡大している。
【０００７】
しかしながら、この文献では、現在もしくは過去の情報を用いて加速の有無を推定しており、将来的な加速の可能性を推定することが難しいため、将来のＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えに備え、加速用マージンTmag-aよりも大きいクランキング用マージンTmag-cを常に確保しておく必要がある。その結果、加速用マージンTmag-aを通常走行時利用可能トルクTdrに転用しても、その拡大幅は小さく、ハイブリッド自動車の電気走行域の拡大が制限されてしまい、燃費向上も限定的であるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えの要否を精度よく判断し、エンジンの指導が不要と判断される場合は、トルクマージンを縮小することで、ハイブリッド自動車の電気走行域を大きく拡大し、更なる燃費向上を実現できるハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、エンジン、クラッチ、モータ、車輪の配列順に動力伝動経路を構成し、前記クラッチの締結または解放により、前記モータのみを動力源とするＥＶモードと、前記エンジンと前記モータの両方を動力源とするＨＥＶモードとの何れかで走行可能なハイブリッド自動車の制御装置であり、自車の周辺環境情報を取得する周辺環境情報取得部と、前記周辺環境情報に基づいて次の減速または停止までの走行区間での前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードへの切り替えのための前記エンジンの始動要否を予測するエンジン始動予測部と、前記エンジン始動予測部が前記エンジンの始動を不要と予測した場合に、前記モータで前記エンジンを始動するために確保しているエンジンクランキング用のトルクマージンを低減し、前記車輪を駆動する通常走行時利用可能トルクを増大させるトルクマージン調整部と、を設けたものとした。
【発明の効果】
【００１０】
かかる構成により、現在の速度と停止・減速までの距離の関係から加速の要否を推定することで、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替え、すなわち、エンジンの始動が必要かどうかを判断することができる。
【００１１】
そして、エンジンの始動が不要である場合は、トルクマージンを縮小することで、通常走行時利用可能トルクを拡大し、電気走行域を拡大するとともに、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施例のパラレル式ハイブリッド自動車のシステム構成図。
【図２Ａ】モータのトルクマージンの通常時（通常走行用トルクの抑制時）の説明図。
【図２Ｂ】モータのトルクマージンの抑制時（通常走行用トルクの拡大時）の説明図。
【図３】一実施例のモータのトルクマージンの制御フローチャート。
【図４】一実施例のハイブリッド自動車の制御のタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１から図４を用いて、本発明の一実施例のハイブリッド自動車のパワートレイン（動力伝達経路）の構成と制御装置の動作について説明する。
【００１４】
図１は、本実施例に係るハイブリッド自動車（以下、「車両１」と称する）の構成図であり、車両１のパワートレインを、その制御装置とともに示したものである。
【００１５】
ここに示すように、車両１は、第一の動力源であるエンジン２と、第二の動力源であるモータ４と、これら動力源からの駆動力を所望の変速比で伝達する変速機６と、変速機６からの駆動力を車輪９に伝達する差動機構８と、車輪９を制動するブレーキ７を備え、さらに、エンジン２とモータ４を接続する第一クラッチ（ＣＬ１）３と、モータ４と変速機６を接続する第二クラッチ（ＣＬ２）５を備えている。
【００１６】
また、車両１は、エンジン２の駆動力を制御するエンジンコントローラ１０と、高電圧バッテリ１２の直流電力を交流電力に変換するインバータ１１と、インバータ１１を介しモータ４の駆動力を制御するモータコントローラ１３と、変速機６の変速比および両クラッチの動力伝達を制御する変速機コントローラ１４を備えている。
【００１７】
さらに、車両１は、前方の物体や信号機を検出するカメラ等の前方認識センサ１５と、各コントローラ（エンジンコントローラ１０、モータコントローラ１３、変速機コントローラ１４）へ指令するハイブリッドコントローラ１６と、車両１の車速を検出する車速センサ１７と、外部のデータセンタ２１やその他のインフラ側と通信する通信装置１８と、車両１の位置情報を検出するＧＰＳセンサ２０と、ＧＰＳセンサ２０の出力信号に基づき自車位置を特定すると共に、周辺の地図情報と共に経路の制限速度やカーブ通過速度などを参照可能なナビゲーション装置１９を備えている。
【００１８】
このような構成の車両１においては、停車状態からの発進時や、低負荷・低車速時には、電気走行（ＥＶモード）が選択され、第一クラッチ３を解放すると同時に、第二クラッチ５を締結する。この状態では、モータ４の駆動力のみが変速機６に伝達されるため、車輪９はモータ４の駆動力のみによって駆動される。
【００１９】
一方、高速走行時や高負荷走行時には、ハイブリッド走行（ＨＥＶモード）が選択され、第一クラッチ３、第二クラッチ５の両方を締結する。この状態では、エンジン２とモータ４の駆動力の双方が変速機６に伝達されるため、車輪９はエンジン２とモータ４の双方の駆動力によって駆動される。
【００２０】
なお、ハイブリッド走行中に、エンジン２を最適燃費で運転させるとエネルギが余剰となる場合がある。このような場合には、モータ４を発電機として利用することで回生発電させ、余剰エネルギを高電圧バッテリ１２に蓄電し、燃費向上を図ることができる。
【００２１】
ここで、ＥＶモードかＨＥＶモードの選択は、例えば、次の方法により行われる。車速が閾値以下、アクセル開度が閾値以下、モータ回転数が閾値以下、エンジン冷却水温が閾値以上、且つ、高電圧バッテリ１２の蓄電状態ＳＯＣが閾値以上、の全てを満たす場合、ＥＶモードを選択し、それ以外の場合はＨＥＶモードを選択する、等の方法である。
【００２２】
次に、車両１のパワートレイン（エンジン２、モータ４、第一クラッチ３、第二クラッチ５）の制御システムを、図１に基づき説明する。
【００２３】
ハイブリッドコントローラ１６は、所望のパワートレイン出力tTが得られるように、目標エンジントルクtTe、目標モータトルクtTm、第一クラッチ３の目標締結容量tTc1、第二クラッチ５の目標締結容量tTc2の各出力を規定する。具体的には、前方認識センサ１５が出力する先行車検出信号と信号機色検出信号、車速センサ１７が出力する車速信号、ＧＰＳセンサ２０が出力する自車位置信号、データセンタ２１から得られる周辺情報等に基づいて、目標駆動力を演算する。そして、その目標駆動力を実現可能な運転モード（ＥＶモード、ＨＥＶモード、エンジンモード）を選択すると共に、目標エンジントルクtTe、目標モータトルクtTm、第一クラッチ目標締結容量tTc1、第二クラッチ目標締結容量tTc2を演算する。
【００２４】
目標エンジントルクtTeは、エンジンコントローラ１０に入力され、エンジンコントローラ１０は、現状のエンジン回転数のもとで目標エンジントルクtTeを実現するためのスロットル開度や燃料噴射量を演算し、エンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン２を制御する。
【００２５】
目標モータトルクtTmは、モータコントローラ１３に入力され、モータコントローラ１３は、モータトルクTmが目標モータトルクtTmとなるようにインバータ１１を介してモータ４を制御する。なお、目標モータトルクtTmが回生制動作用を要求するものである場合、モータコントローラ１３は高電圧バッテリ１２の蓄電状態ＳＯＣを踏まえ、過充電とならない範囲内で発電負荷を発電機であるモータ４に与え、回生制動により発電した電力をインバータ１１で交流−直流変換した後、高電圧バッテリ１２に蓄電する。
【００２６】
また、第一クラッチ目標締結容量tTc1と第二クラッチ目標締結容量tTc2は、変速機コントローラ１４に入力され、各々に対応したクラッチ締結圧指令値と、センサで検出したクラッチの締結圧との対比により、クラッチの締結圧がクラッチ締結圧指令値となるようクラッチの締結圧を制御してそれぞれのクラッチの締結容量制御を行う。なお、変速機コントローラ１４は、車両１の走行速度およびハイブリッドコントローラ１６が出力する目標回転数信号から変速マップをもとに、現在の運転状態に好適な変速比を求め、現在の変速比からこの好適な変速比への変速を行うものとする。なお、変速機が無段変速機である場合は、変速比は連続的に無段で設定でき、有段変速機である場合は、変速比は予め決められた変速比から選択する。
＜ＥＶモード時のトルクマージンTmag制御＞
次に、図２Ａから図３を用いて、ＥＶモード時の通常走行時利用可能トルクTdrおよびトルクマージンTmagの設定方法を概説する。
【００２７】
一般に、モータ４の回転数と最大トルクTmaxには、図２Ａ中の破線に示す関係がある。しかしながら、ＥＶモードでの走行中には、ハイブリッドコントローラ１６からの突発的な指令によってモータトルクTmを急増させなければならない場面もあるため、最大トルクTmaxをそのまま、通常走行時の速度維持に利用可能なトルクの上限値である通常走行時利用可能トルクTdrとすることはできず、所定の余力（マージン）を確保した残りを、通常走行時利用可能トルクTdrに設定する必要がある。
【００２８】
例えば、突発的な加速要求に備え、加速用マージンTmag-aが必要であり、また、突発的なＨＥＶモードへの切り替えに備え、エンジン２を始動するためのクランキング用マージンTmag-cが必要であるので、通常走行時利用可能トルクTdrは、図２Ａ中で一点鎖線に示すように、最大トルクTmaxから、加速用マージンTmag-aとクランキング用マージンTmag-cの和（トルクマージンTmag）を減じたものとなる。
【００２９】
かように通常走行時利用可能トルクTdrが小さくなると、比較的低車速であっても、トルク不足が原因でＥＶモードの継続が不能となる状態が発生し易く、ＨＥＶモードにモード切替しなければならない場面が増加する。これは、燃料の良いＥＶモードでの走行時間の短縮を意味し、燃費の悪化を意味する。
【００３０】
そこで、本実施例では、状況に応じてトルクマージンTmagを抑制し（通常走行時利用可能トルクTdrを拡大し）、電気走行域を拡大することで、ＥＶモードでの走行時間を長くすると同時に、ＨＥＶモードでの走行時間を短くすることで、燃費を向上できるようにした。
【００３１】
図３のフローチャートは、この制御手法を具体的に示したものであり、ハイブリッドコントローラ１６が、ＥＶモード時におけるトルクマージンTmagを抑制することで、所定条件下で通常走行時利用可能トルクTdrを拡大できるようにしたものである。なお、図３に示した、周辺環境情報取得部、減速停止位置算出部、エンジン始動予測部、トルクマージン調整部は、ハイブリッドコントローラ１６が備える演算装置が所定のプログラムを実行することで実現される機能であり、各部に対応するハードウェアは必ずしも独立して存在する必要はない。
【００３２】
ステップＳ１は、周辺情報取得部の機能に相当する処理であり、前方認識センサ１５、ナビゲーション装置１９、通信装置１８の何れかから、減速・停止の判断に必要な信号を取得する。
【００３３】
ステップＳ２は、減速停止位置算出部の機能に相当する処理であり、前方認識センサ１５が出力する先行車検出信号または赤信号検出信号と、車速センサ１７が出力する車速信号と、ＧＰＳセンサ２０が出力する位置信号と、データセンタ２１から通信装置１８を介して得た周辺環境情報に基づいて、車両１の減速停止位置を推定し、そこまでの距離と必要な減速制御を算出する。
【００３４】
以上の通り、本実施例の制御装置は、周辺環境情報と自車位置情報に基づき、車両１が将来的に減速または停止する減速停止位置までの距離を算出する減速停止位置算出部を備える。
【００３５】
この減速停止位置算出部では、以下の（１）から（３）の手法を単独または組み合わせることで、減速・停止推定距離を推定する。
（１）  前方認識センサ１５で信号機の色検出を行い、赤信号と判断した場合は、交通信号機で停止する可能性があることから、信号機直前の停止線を停止位置と推定するとともに、当該停止線に至るまでの所定区間を減速区間と推定する。
【００３６】
以上の通り、本実施例の周辺環境情報取得部は、前方認識センサ１５から周辺環境情報を取得し、減速停止位置算出部は、周辺環境情報に基づいて赤信号を検知した場合、当該赤信号の位置を停止位置と推定する。
（２）  前方認識センサ１５で前方の車両検出を行い、前方車両が停止もしくは極低速（例えば時速10km以下）であると判断した場合、前方車両の現在位置を停止位置と推定するとともに、当該停止線に至るまでの所定区間を減速区間と推定する。
【００３７】
以上の通り、本実施例の周辺環境情報取得部は、前方認識センサ１５から周辺環境情報を取得し、減速停止位置算出部は、周辺環境情報に基づいて停止中または極低速の前方車両を検知した場合、当該前方車両の位置を停止位置と推定する。
（３）  ナビゲーション装置１９によって、右左折地点、目的地、一時停止位置、制限速度が減少する地点の複数もしくは何れかが検出された場合、当該左折地点等を減速停止位置と推定するとともに、当該左折地点等に至るまでの所定区間を減速区間と推定する。
【００３８】
以上の通り、本実施例の周辺環境情報取得部は、ナビゲーション装置１９から周辺環境情報を取得し、減速停止位置算出部は、周辺環境情報に基づいて、減速または停止を要する地点への接近があると判断した場合、当該地点を減速位置または停止位置とする。また、減速または停止を要する地点は、右左折地点、目的地、一時停止位置、制限速度が減少する地点の何れかである。
【００３９】
ステップＳ３、Ｓ４は、エンジン始動予測部の機能に相当する処理であり、ステップＳ３は電気走行可能距離算出部に相当し、ステップＳ４は加速要否判定部の一種である慣性走行可能距離算出部に相当する。
【００４０】
ステップＳ３では、高電圧バッテリ１２に蓄電された電力量で現在速度を維持して走行可能な距離が、ステップＳ２で推定した減速・停止位置までの距離よりも大きいかを判断する。具体的には、停止位置までの距離と、車速センサ１７が検出した車速と、高電圧バッテリ１２の蓄電状態を示すＳＯＣ情報に基づいて、減速・停止位置までの区間を速度維持に必要なトルクTmでモータ走行（ＥＶモード）した場合の消費電力量と、ＳＯＣ情報から求まる高電圧バッテリ１２の使用可能な電力量を比較し、後者が大である場合には、高電圧バッテリ１２は十分に蓄電されており、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えは不要と推定する。
【００４１】
以上の通り、本実施例の制御装置は、現在の速度で電気走行可能な距離を算出する電気走行可能距離算出部を備え、エンジン始動予測部は、電気走行可能距離算出部が算出した電気走行可能距離が、減速停止位置までの残りの走行距離より大きい場合に、エンジン２の始動を不要と予測する。
【００４２】
さらに、ステップＳ４では、減速停止位置までの走行中の加速の要否を判定する。ここでは、自車が慣性走行した場合の走行距離が、ステップＳ２で推定した停止位置までの距離よりも大きいかを基準に加速の要否を判断する加速判定部を備えた例を説明する。具体的には、減速・停止位置までの距離と、自車が回生発電と走行抵抗の影響によって発生する減速度で、加速せずに走行した場合に走行可能な距離を比較し、後者が大である場合には、強い加速が必要のない比較的短い距離であると推定し、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えは不要と推定する。
【００４３】
以上の通り、本実施例のエンジン始動予測部は、次の減速停止位置までの走行中に現在の速度から加速する可能性を判定する加速要否判定部を備え、加速要否判定部が、加速不要と判断した場合に、エンジン始動予測部は、エンジン２の始動を不要と予測する。また、また、本実施例の加速要否判定部は、減速停止位置算出部によって算出された停止までの走行距離が、現在の速度に基づき算出される所定の距離より小さい場合、加速不要と推定する。さらに、本実施例の加速要否判定部は、現在の速度から走行抵抗に抗って惰性で走行できる距離が、前記減速停止位置までの残りの走行距離よりも大きい場合に、加速不要と推定する。
【００４４】
ステップＳ４での加速要否判断には他の基準を用いても良い。例えば、本実施例の加速要否判定部は、周辺環境情報取得部で取得した走行中の道路の制限速度の情報と、現在の自車速との速度差が所定値以下の場合、加速不要と推定しても良い。
【００４５】
ステップＳ３とステップＳ４の双方で、ＥＶモードのまま「走行可能」と判定できた場合は、電気走行可能距離と惰性走行可能距離の両面でＨＥＶモードへの切り替えは不要と判断できたことになるので、エンジン始動に必要なクランキング用マージンTmag-cの確保が不要であると判断できる。なお、図３では、ステップＳ３の判断の後に、ステップＳ４の判断を行う例を示しているが、ステップＳ４の判断の後に、ステップＳ３の判断を行うようにしても良い。
【００４６】
ステップＳ５とステップＳ６は、トルクマージン調整部の機能に相当する処理である。
【００４７】
ＨＥＶモードへの切り替えは不要と判断された場合、ステップＳ５では、トルクマージンTmagを、図２Ａに示す初期値（Tmag-a ＋ Tmag-c）から図２Ｂに示す抑制値（Tmag-a）に低下させる。この結果、通常走行時利用可能トルクTdrは大幅に拡大し、電気走行領域を大幅に増やすことができるため、モータ４のトルクを制御するトルク制御部でもあるモータコントローラ１３は、このようにして設定された通常走行時利用可能トルクTdr
の範囲内でモータ４のトルクを制御することで、燃費を大幅に向上させることができる。なお、クランキング用マージンTmag-cのすべてを通常走行時利用可能トルクTdrに転用する必要はなく、その一部を通常走行時利用可能トルクTdrに転用することとしても良い。
【００４８】
以上の通り、本実施例の制御装置は、エンジン２、クラッチ３、モータ４、車輪９の配列順に動力伝動経路を構成し、クラッチ３の締結または解放により、モータ４のみを動力源とするＥＶモードと、エンジン２とモータ４の両方を動力源とするＨＥＶモードとの何れかで走行可能なハイブリッド自動車の制御装置であり、車両１の周辺環境情報を取得する周辺環境情報取得部と、周辺環境情報に基づいて次の減速または停止までの走行区間での前記ＥＶモードから前記ＨＥＶモードへの切り替えのための前記エンジンの始動要否を予測するエンジン始動予測部と、エンジン始動予測部がエンジン２の始動を不要と予測した場合に、モータ４でエンジン２を始動するために確保しているエンジンクランキング用のトルクマージンTmag-cを低減し、車輪９を駆動する通常走行時利用可能トルクTdrを増大させるトルクマージン調整部と、を設けた。
【００４９】
また、本実施例の制御装置は、エンジン２、クラッチ３、モータ４、車輪９の配列順に動力伝動経路を構成し、クラッチ３の締結または解放により、モータ４のみを動力源とするＥＶモードと、エンジン２とモータ４の両方を動力源とするＨＥＶモードとの何れかで走行可能なハイブリッド自動車を制御する制御装置であり、次の減速または停止までの走行区間でのＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えのためのエンジン２の始動が不要である場合に、モータ４でエンジン２を始動する場合のエンジンクランキングに必要なトルクに対応するトルク、または、これより小さい任意のトルクを加えることで車輪９を駆動するトルクを増大させるトルク制御部（モータコントローラ１３）と、を設けた。
【００５０】
一方、ステップＳ３またはステップＳ４にて、ＨＥＶモードへの切り替えの可能性ありと判断された場合には、ステップＳ６に進み、トルクマージンTmagを、図２Ａに示す初期値（Tmag-a ＋ Tmag-c）に設定する。従って、ステップＳ２で推定した停止位置に至る区間で加速要求や蓄電不足によるＨＥＶモードへの切り替えが指令された場合であっても、それらに応えモータ４を始動することが可能となる。
【００５１】
次に、図４のタイムチャートを参照にしつつ、本実施例におけるトルクマージン制御を具体的に説明する。
【００５２】
図４（ａ）は、車速センサ１７で測定した自車速度を示している。時刻ｔ２迄と時刻ｔ４〜ｔ５の期間は多少の加減速を伴いながらも概ね一定範囲の速度で走行する通常走行期間、時刻ｔ２〜ｔ３と時刻ｔ５〜ｔ６の期間は減速開始から停止に至る減速期間、時刻ｔ３〜ｔ４の期間は停止から通常走行に至る加速期間である。
【００５３】
図４（ｂ）は、図３の減速停止位置算出部が算出する停止位置までの距離を示している。この例では、時刻ｔ１が赤信号を検出したタイミングであり、時刻ｔ４が交差点の停止線を検出したタイミングである。ここでは、車両１が停止位置に到達するまで、減速停止位置算出部が算出した「停止までの距離」が漸減する様子を例示している。
【００５４】
図４（ｃ）は、図３のエンジン始動予測部が算出する「電気走行可能距離」を示しており、モータ４の正転（駆動力を発生）中は減少し、逆転（回生発電）中は増加するものである。ここで算出する「電気走行可能距離」は、高電圧バッテリ１２の現状の蓄電状態を示すＳＯＣ情報と、走行抵抗に抗って車速維持するために必要なトルク生成時の消費電力を基に算出できる。なお、図４（ｃ）における時刻ｔ２と時刻ｔａは、実線で示す「電気走行可能距離」が一点鎖線で示す「停止までの距離」より大となったタイミングであり、図３のステップＳ３で「YES」と判断されたタイミングに該当する。
【００５５】
図４（ｄ）は、図３のエンジン始動予測部が算出する惰性走行可能距離を示しており、走行抵抗が一定であれば図４（ａ）の「自車速度」に概ね相似するものである。なお、図４（ｄ）における時刻ｔｂと時刻ｔ５は、実線で示す「慣性走行可能距離」が一点鎖線で示す「停止までの距離」より大となったタイミングであり、図３のステップＳ４で「YES」と判断されたタイミングに該当する。
【００５６】
図４（ｅ）は、図３のエンジン始動予測部の予測結果を示すものであり、図４（ｃ）と図４（ｄ）の両方で「YES」が検出された場合にHighとなり、車両１が停止するとLowとなるエンジン始動不要フラグである。すなわち、このフラグがHighである期間は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えが不要であることを示している。
【００５７】
図４（ｆ）は、トルクマージン調整部が制御する、モータ４のトルクの時間変化を示すものであり、一点鎖線は正方向の最大トルクTmaxを示し、実線は実際に出力されるモータトルクTmである。なお、最大トルクTmaxは、図２Ａ、図２Ｂでも説明したように、モータ４の回転数に応じて変化するものであり、車速が遅くモータ４の回転数が小さい期間（例えばｔ２〜ｔ３の期間、ｔ５〜ｔ６の期間）では大きく、車速が速くモータ４の回転数が大きい期間（それ以外の期間）では小さくなる傾向がある。
【００５８】
次に、図４で発生する各種イベント、制御内容を時系列に説明する。
【００５９】
先ず、時刻ｔ１のタイミングで、前方認識センサ１５または通信装置１８を介して、周辺環境情報取得部が自車前方の赤信号を検出（ステップＳ１）すると、減速停止位置算出部は、減速停止位置（赤信号直前の停止線）までの距離を、ＧＰＳセンサ２０と、ナビゲーション装置１９から算出し（ステップＳ２）、その結果が図４（ｂ）に「停止までの距離」として反映される。
【００６０】
図４（ｄ）に示す時刻ｔａのタイミングで、「惰性走行可能距離」が「停止までの距離」を上回り（ステップＳ４でＹＥＳ）、さらに、時刻ｔ２のタイミングで、「電気走行可能距離」が「停止までの距離」を上回る（ステップＳ３でＹＥＳ）。
【００６１】
このように、ステップＳ４、Ｓ３の双方でＹＥＳと判断された時刻ｔ２のタイミングで、エンジン始動不要フラグを出力し（図４（ｅ））、最大トルクTmaxを、ΔTmag（＝Tmag-c）だけ低下させ、その分、通常走行時利用可能トルクTdrを拡大する（図２Ａ→図２Ｂ）。これにより、時刻ｔ２以降、車両１が停止するまでの電気走行域を拡大でき、燃費を向上させることができる。
【００６２】
その後、時刻ｔ２〜ｔ３の減速期間を経て、時刻ｔ３で自車が停止位置に到達した時に、Tmagを初期化し（図２Ｂ→図２Ａ）、再度、クランキング用マージンTmag-cを考慮したトルクマージンTmagが設定されるため、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えが可能となる。
【００６３】
また、車両１が発進した後、時刻ｔ４でナビゲーション装置１９から次の交差点に停止線情報を検出すると、減速停止位置算出部は、停止位置（交差点手前の停止線）までの距離を、ＧＰＳセンサ２０と、ナビゲーション装置１９から算出し（ステップＳ２）、その結果が図４（ｂ）に反映される。
【００６４】
図４（ｃ）に示す時刻ｔｂのタイミングで、「電気走行可能距離」が「停止までの距離」を上回り（ステップＳ３でＹＥＳ）、さらに、時刻ｔ５のタイミングで、「惰性走行可能距離」が「停止までの距離」を上回る（ステップＳ４でＹＥＳ）。
【００６５】
このように、ステップＳ３、Ｓ４の双方でＹＥＳと判断された時刻ｔ５のタイミングで、エンジン始動不要フラグを出力し（図４（ｅ））、最大トルクTmaxを、ΔTmag（＝Tmag-c）だけ低下させ、その分、通常走行時利用可能トルクTdrを拡大する（図２Ａ→図２Ｂ）。これにより、時刻ｔ５以降、車両１が停止するまでの電気走行域を拡大でき、燃費を向上させることができる。
【００６６】
その後、時刻ｔ５〜ｔ６の減速期間を経て、時刻ｔ６で自車が停止位置に到達した時に、Tmagを初期化し（図２Ｂ→図２Ａ）、再度、クランキング用マージンTmag-cを考慮したトルクマージンTmagが設定されるため、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り替えが可能となる。
【００６７】
以上で説明したように、本実施例では、エンジンの始動が不要である場合は、トルクマージンを縮小することで、通常走行時利用可能トルクを拡大し、電気走行域を拡大するとともに、燃費を向上させることができる。
【００６８】
なお、上述した本実施例の制御は、速度を自動で調整するオートクルーズコントロールモード時にのみ実行するようにしてもよい。これによりドライバーに可能な限り違和感を抱かせずに電気走行を行うことができる。また、オートクルーズコントロールモード時のみ、推定した停止位置に変化がない場合では、停止位置までの間はＥＶモード走行を維持し、モータで実現可能な加速を行うようにしても良い。
【００６９】
以上の通り、本実施例のトルクマージン調整部は、オートクルーズコントロールモード時にのみ、トルクマージンを低下させる。
【００７０】
また、トルクマージンTmagを低減している状況でやむを得ずエンジンの始動が必要になった場合（停止位置として仮決めした先行車が移動した結果、停止位置が前方に移動してしまった場合等）、スタータ・ジェネレータを用いてエンジンをクランキングすることが不可能となるため、エンジン２を直接始動させるエンジンスタータを利用して、エンジン２を始動することでＨＥＶモードへの切り替えを実現することができるため、ドライバビリティの低下を防ぐことが可能となる。
【００７１】
以上の通り、本実施例の制御装置は、トルクマージンを低下させた状態でのＥＶモード走行中にエンジン２を始動する場合は、エンジンスタータを用いる。
【符号の説明】
【００７２】
１  車両、
２  エンジン、
３  第一クラッチ、
４  モータ、
５  第二クラッチ、
６  変速機、
７  ブレーキ、
８  差動機構、
９  車輪、
１０  エンジンコントローラ、
１１  インバータ、
１２  高電圧バッテリ、
１３  モータコントローラ、
１４  変速機コントローラ、
１５  前方認識センサ、
１６  ハイブリッドコントローラ、
１７  車速センサ、
１８  通信装置、
１９  ナビゲーション装置、
２０  ＧＰＳセンサ、
２１  データセンタ、
ＳＯＣ  蓄電状態、
Tdr  通常走行時利用可能トルク、
Te  エンジントルク、
Tm  モータトルク、
Tmax  最大トルク、
Tmag  トルクマージン、
Tmag-a  加速用マージン、
Tmag-c  クランキング用マージン、
tTe  目標エンジントルク、
tTm  目標モータトルク、
tTcl1、tTcl2  目標締結容量、
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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