(57)【要約】【課題】運転者に違和感やもたつき感を与えることなく、適切に走行モードの切り替えを実施することが可能なハイブリッド車両を提供する。【解決手段】エンジンと、第１モータと、第２モータと、前記エンジンと駆動輪との間で選択的にトルクを遮断するクラッチとを備えたハイブリッド車両において、前記クラッチを解放し、前記第２モータが出力するモータトルクで前記ハイブリッド車両を加速走行させる際に、要求駆動力が前記ＥＶ走行モードで発生可能な最大ＥＶ駆動力よりも大きい場合は、実駆動力が、前記ハイブリッド車両が所定の走行路を所定の車速および所定の駆動力で走行する際の走行抵抗を前記車速および前記駆動力に基づく変数として予め定めた必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、前記クラッチを係合し、エンジントルクおよび前記モータトルクで前記ハイブリッド車両を走行させる（ステップＳ１４，Ｓ１５）。【選択図】図２
2019081467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびモータを有する動力源と、前記動力源から出力される動力で駆動されて駆動力を発生する駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間で選択的に動力の伝達および遮断を行うクラッチと、前記エンジン、前記モータ、および、前記クラッチをそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記エンジンを停止し、前記モータが出力するモータトルクで前記駆動力を発生させるＥＶ走行モードと、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを運転し、前記エンジンが出力するエンジントルクおよび前記モータトルクで前記駆動力を発生させるパラレルＨＶ走行モードとのいずれかを選択して走行するハイブリッド車両において、
前記コントローラは、
前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行モードで加速走行する際に、前記駆動力が、前記ＥＶ走行モードで発生可能な最大ＥＶ駆動力よりも大きく、かつ、前記ハイブリッド車両が所定の走行路を所定の車速および所定の前記駆動力で走行する際の走行抵抗を前記車速および前記駆動力に基づく変数として予め定めた必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記モータは、前記エンジンの出力側に配置されて少なくとも前記エンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記駆動輪に対して動力伝達可能に連結された第２モータとを有し、
前記ＥＶ走行モードと、前記パラレルＨＶ走行モードと、前記クラッチを解放した状態で前記エンジンを運転し、前記エンジントルクで前記第１モータを駆動して発電させるとともに、前記第２モータが出力する前記モータトルクで前記駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モードとのいずれかを選択して走行する
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記コントローラは、
前記車速が、前記必要余裕駆動力が前記シリーズＨＶ走行モードで発生可能な最大シリーズＨＶ駆動力よりも大きくなる車速域に入ることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両において、
前記最大ＥＶ駆動力は、前記車速および前記駆動力を座標軸とする直交座標系で表される走行モード切り替えマップ上で、前記車速が高いほど小さくなる線として設定され、
前記最大シリーズＨＶ駆動力は、前記走行モード切り替えマップ上で、前記最大ＥＶ駆動力よりも大きく、かつ、前記車速が高いほど小さくなる線として設定され、
前記必要余裕駆動力は、前記走行モード切り替えマップ上で、前記車速が高いほど大きくなる線として設定されている
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両において、
前記走行モード切り替えマップ上で、前記最大シリーズＨＶ駆動力と前記必要余裕駆動力とが等しくなる上限車速が設定されており、
前記コントローラは、
前記車速が、前記走行モード切り替えマップ上で前記上限車速よりも高いことにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、
前記コントローラは、
前記車速および前記アクセル操作量に基づく要求駆動力を求め、
前記アクセル操作量および前記アクセル操作速度に基づいて、前記運転者が前記駆動力の高応答性を要求しているか否かを判断し、
前記運転者が前記高応答性を要求していると判断した場合には、
前記実駆動力が、前記要求駆動力に到達することにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項２から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、
前記コントローラは、
前記車速および前記アクセル操作量に基づく要求駆動力を求め、
前記アクセル操作量および前記アクセル操作速度に基づいて、前記運転者が前記駆動力の高応答性を要求しているか否かを判断し、
前記運転者が前記高応答性を要求していると判断した場合には、
前記実駆動力が、前記要求駆動力に到達することにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
請求項７に記載のハイブリッド車両において、
前記コントローラは、
前記運転者が前記高応答性を要求していると判断し、かつ、前記要求駆動力が前記シリーズＨＶ走行モードで発生可能な最大シリーズＨＶ駆動力以上である場合には、
前記実駆動力が、前記最大シリーズＨＶ駆動力よりも大きくなることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項９】
請求項７に記載のハイブリッド車両において、
前記コントローラは、
前記運転者が前記高応答性を要求していると判断し、かつ、前記要求駆動力が前記シリーズＨＶ走行モードで発生可能な最大シリーズＨＶ駆動力よりも小さい場合には、
前記実駆動力が、前記要求駆動力に到達することにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、
前記コントローラは、
前記アクセル操作量および前記アクセル操作速度に基づいて、前記運転者が前記駆動力の高応答性を要求しているか否かを判断し、
前記運転者が前記高応答性を要求していないと判断した場合には、
前記実駆動力が、前記必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のハイブリッド車両において、
運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、
前記コントローラは、
少なくとも、現時点から所定時間前までの所定期間における前記実駆動力の履歴、および、前記所定期間における前記アクセル操作速度の履歴を読み込み、
少なくとも、前記実駆動力の履歴、および、前記アクセル操作速度の履歴に基づいて、前記加速走行時に必要となる推定必要駆動力を求め、
前記推定必要駆動力が、前記必要余裕駆動力よりも大きい場合には、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項１２】
請求項１１に記載のハイブリッド車両において、
前記検出部は、走行路面状態を検出または推定する機器を含み、
前記コントローラは、
少なくとも、前記実駆動力の履歴、前記アクセル操作速度の履歴、および、前記走行路面状態に基づいて、前記推定必要駆動力を求める
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源としてエンジンおよび発電機能を有するモータを搭載したハイブリッド車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ハイブリッド車両に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、エンジンに連結された第１モータと、エンジンおよび第１モータと駆動輪との間の駆動力伝達経路を接続および遮断するクラッチと、駆動輪に対して動力伝達可能に連結された第２モータとを有している。そして、ＥＶ走行モード、および、パラレルＨＶ走行モードの少なくとも二つの走行モードで走行することが可能である。ＥＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、クラッチを解放して駆動力伝達経路からエンジンを遮断し、第２モータを駆動力源として走行する。パラレルＨＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、クラッチを係合して駆動力伝達経路にエンジンを接続し、エンジンと、第１モータおよび第２モータの少なくとも一方とを駆動力源として走行する。ＥＶ走行モードおよびパラレルＨＶ走行モードは、予め定められたモード切り替え条件に従って切り替えられる。特許文献１では、モード切り替え条件の例として、要求駆動力および車速をパラメータとする二次元のモード切り替えマップが開示されている。そのモード切り替えマップでは、ＥＶ走行モードで走行する領域（ＥＶ領域）を規定するＥＳ切り替え線、および、パラレルＨＶ走行モードで走行する領域（パラレルＨＶ領域）を規定するＳＰ切り替え線が設定されている。ＥＳ切り替え線よりも低要求駆動力側かつ低車速側がＥＶ領域となっている。ＳＰ切り替え線よりも高要求駆動力側かつ高車速側がパラレルＨＶ領域となっている。そして、ＥＳ切り替え線とＳＰ切り替え線との間の領域が、シリーズＨＶ走行モードで走行するシリーズＨＶ領域となっている。シリーズＨＶ走行モードでは、ハイブリッド車両は、クラッチを解放して駆動力伝達経路からエンジンを遮断し、エンジンの出力によって第１モータを駆動して発電するとともに、第２モータを駆動力源として走行する。
【０００３】
また、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、ＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードへ移行するためのモードとして、第１移行モード、および、第２移行モードの二つの移行モードが設定されている。第１移行モードでは、第１モータでエンジンをクランキングし、エンジンを始動した後にクラッチを係合する。第２移行モードでは、第１モータでエンジンをクランキングし、クラッチを係合した後にエンジンを始動する。第１移行モードおよび第２移行モードは、運転者の意図や運転志向などに応じて選択的に切り替えられる。例えば、通常は、第１移行モードで、ＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードへ移行する。それに対して、運転者が動力性能を重視し、また、応答性の高い走行を望んでいると判断もしくは推定される場合は、第２移行モードで、ＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードへ移行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０５９９９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、例えば、モード切り替えマップ上で、要求駆動力がＳＰ切り替え線を跨いで増大した場合に、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。また、運転者が動力性能を重視した走行、あるいは、アクセル操作に対する応答性が高い高応答性を所望していると判断した際には、第２移行モードで、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。すなわち、応答性を高めるために、クラッチを係合した後にエンジンを始動して、パラレルＨＶ走行モードに移行する。また、クラッチを係合する際には、クラッチの係合を容易にするための第１モータによる同期制御が実行される。第２移行モードでは、エンジンが燃焼運転する前にクラッチを係合することにより、エンジントルクに影響されることなく、速やかに同期制御を実行してクラッチを係合することができる。そのため、パラレルＨＶ走行モードへ走行モードを切り替えるのに要する時間（モード切り替え時間）を短縮することができ、ハイブリッド車両の応答性を高めることができる、とされている。
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、応答性を高めるために第２移行モードでパラレルＨＶ走行モードへ移行させたとしても、モード切り替え時間をより一層短縮し、また、運転者に違和感やもたつき感を与えることなく、適切に走行モードの切り替えを実施するためには、未だ改良の余地がある。例えば、上記のように走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する際には、エンジンを駆動力伝達経路に接続するためにクラッチを係合する。クラッチは、通常、油圧制御によって係合および解放の動作が制御される。したがって、クラッチを係合する際には不可避的な応答遅れが生じる。また、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する際には、上記のようにクラッチの同期制御も実行される。そのため、上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、未だモード切り替え時間の短縮が十分ではなく、モード移行の際に運転者に違和感やもたつき感を与えてしまう可能性がある。また、車速や駆動力が大きい場合は、車速や駆動力が小さい場合と比較して、モード移行時のクラッチの係合ショックや車両の加速度変動が大きくなってしまう可能性がある。その結果、ハイブリッド車両のドライバビリティが低下してしまうおそれがある。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、運転者に違和感やもたつき感を与えることなく、適切に走行モードの切り替えを実施することが可能なハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンおよびモータを有する動力源と、前記動力源から出力される動力で駆動されて駆動力を発生する駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間で選択的に動力の伝達および遮断を行うクラッチと、前記エンジン、前記モータ、および、前記クラッチをそれぞれ制御するコントローラとを備え、前記エンジンを停止し、前記モータが出力するモータトルクで前記駆動力を発生させるＥＶ走行モードと、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを運転し、前記エンジンが出力するエンジントルクおよび前記モータトルクで前記駆動力を発生させるパラレルＨＶ走行モードとのいずれかを選択して走行するハイブリッド車両において、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行モードで加速走行する際に、前記駆動力が、前記ＥＶ走行モードで発生可能な最大ＥＶ駆動力よりも大きく、かつ、前記ハイブリッド車両が所定の走行路を所定の車速および所定の前記駆動力で走行する際の走行抵抗を前記車速および前記駆動力に基づく変数として予め定めた必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明は、前記モータは、前記エンジンの出力側に配置されて少なくとも前記エンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記駆動輪に対して動力伝達可能に連結された第２モータとを有し、前記ＥＶ走行モードと、前記パラレルＨＶ走行モードと、前記クラッチを解放した状態で前記エンジンを運転し、前記エンジントルクで前記第１モータを駆動して発電させるとともに、前記第２モータが出力する前記モータトルクで前記駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モードとのいずれかを選択して走行することを特徴としている。
【００１０】
また、この発明は、前記コントローラは、前記車速が、前記必要余裕駆動力が前記シリーズＨＶ走行モードで発生可能な最大シリーズＨＶ駆動力よりも大きくなる車速域に入ることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴としている。
【００１１】
また、この発明は、前記最大ＥＶ駆動力は、前記車速および前記駆動力を座標軸とする直交座標系で表される走行モード切り替えマップ上で、前記車速が高いほど小さくなる線として設定され、前記最大シリーズＨＶ駆動力は、前記走行モード切り替えマップ上で、前記最大ＥＶ駆動力よりも大きく、かつ、前記車速が高いほど小さくなる線として設定され、前記必要余裕駆動力は、前記走行モード切り替えマップ上で、前記車速が高いほど大きくなる線として設定されていることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明は、前記走行モード切り替えマップ上で、前記最大シリーズＨＶ駆動力と前記必要余裕駆動力とが等しくなる上限車速が設定されており、前記コントローラは、前記車速が、前記走行モード切り替えマップ上で前記上限車速よりも高いことにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明は、運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、前記コントローラは、前記車速および前記アクセル操作量に基づく要求駆動力を求め、前記アクセル操作量および前記アクセル操作速度に基づいて、前記運転者が前記駆動力の高応答性を要求しているか否かを判断し、前記運転者が前記高応答性を要求していると判断した場合には、前記実駆動力が、前記要求駆動力に到達することにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴としている。
【００１４】
また、この発明は、前記コントローラは、前記運転者が前記高応答性を要求していると判断し、かつ、前記要求駆動力が前記シリーズＨＶ走行モードで発生可能な最大シリーズＨＶ駆動力以上である場合には、前記実駆動力が、前記最大シリーズＨＶ駆動力よりも大きくなることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させる
ことを特徴としている。
【００１５】
また、この発明は、前記コントローラは、前記運転者が前記高応答性を要求していると判断し、かつ、前記要求駆動力が前記シリーズＨＶ走行モードで発生可能な最大シリーズＨＶ駆動力よりも小さい場合には、前記実駆動力が、前記要求駆動力に到達することにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴としている。
【００１６】
また、この発明は、運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、前記コントローラは、前記アクセル操作量および前記アクセル操作速度に基づいて、前記運転者が前記駆動力の高応答性を要求しているか否かを判断し、前記運転者が前記高応答性を要求していないと判断した場合には、前記実駆動力が、前記必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴としている。
【００１７】
また、この発明は、運転者によるアクセル装置のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、実際に発生している実駆動力をそれぞれ検出または算出する検出部を備え、前記コントローラは、少なくとも、現時点から所定時間前までの所定期間における前記実駆動力の履歴、および、前記所定期間における前記アクセル操作速度の履歴を読み込み、少なくとも、前記実駆動力の履歴、および、前記アクセル操作速度の履歴に基づいて、前記加速走行時に必要となる推定必要駆動力を求め、前記推定必要駆動力が、前記必要余裕駆動力よりも大きい場合には、前記パラレルＨＶ走行モードで前記ハイブリッド車両を走行させることを特徴としている。
【００１８】
そして、この発明は、前記検出部は、走行路面状態を検出または推定する機器を含み、前記コントローラは、少なくとも、前記実駆動力の履歴、前記アクセル操作速度の履歴、および、前記走行路面状態に基づいて、前記推定必要駆動力を求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、ＥＶ走行モードで加速走行する際に、駆動力が、最大ＥＶ駆動力よりも大きく、かつ、必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、パラレルＨＶ走行モードで走行する。すなわち、駆動力が必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、走行モードが、パラレルＨＶ走行モードに移行する。その結果、ハイブリッド車両の加速走行時に、車速および駆動力が増大し、パラレルＨＶ走行モードで走行する必要が生じた場合には、既に、エンジンが稼動し、クラッチが係合した状態になっている。
【００２０】
また、ハイブリッド車両が、例えば、ＥＶ走行モードおよびパラレルＨＶ走行モードと共に、それらＥＶ走行モードで走行する領域とパラレルＨＶ走行モードで走行する領域との間の走行領域に設定されるシリーズＨＶ走行モードを選択して走行することも可能である。その場合、ハイブリッド車両は、ＥＶ走行モードで加速走行する際に、駆動力が、最大ＥＶ駆動力よりも大きく、かつ、最大シリーズＨＶ駆動力よりも小さい場合は、駆動力が必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、パラレルＨＶ走行モードで走行する。すなわち、シリーズＨＶ走行モードで走行する領域であっても、駆動力が必要余裕駆動力よりも大きくなることにより、走行モードが、パラレルＨＶ走行モードに移行する。その結果、ハイブリッド車両の加速走行時に、車速および駆動力が増大し、パラレルＨＶ走行モードで走行する必要が生じた場合（すなわち、車速および駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを上回る領域で走行する場合）には、既に、エンジンが稼動し、クラッチが係合した状態になっている。
【００２１】
そのため、ハイブリッド車両は、加速走行する際に、エンジンやクラッチの応答遅れが生じることなく、パラレルＨＶ走行モードに移行して走行することができる。したがって、運転者に、もたつき感を与えることなく、適切に走行モードを切り替えて加速走行することができる。
【００２２】
また、走行モードの移行に伴うエンジンの始動、および、クラッチの係合は、駆動力が必要余裕駆動力よりも大きくなった状態で実施される。言い換えると、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチの係合ショックが許容できる走行領域で、エンジンの始動やクラッチの係合を伴う走行モードの切り替えが実施される。そのため、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、エンジンのトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチの係合ショックを抑制することができる。
【００２３】
さらに、走行モードを移行する際のエンジンの始動、および、クラッチの係合は、例えば、車速および駆動力を座標軸とする直交座標系で表される走行モード切り替えマップ上で、車速および駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力を超えない走行領域で実施される。そのため、車速および駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力を超える走行領域で走行モードを移行する場合と比較して、車速および駆動力がより低い状態で、エンジンの始動やクラッチの係合を伴う走行モードの切り替えが実施される。そのため、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、エンジンのトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチの係合ショックを抑制することができる。したがって、運転者に、違和感を与えることなく、適切に走行モードを切り替えて加速走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明で対象とするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示す図である。
【図２】この発明におけるハイブリッド車両のコントローラで実行される制御の一例（基本的な制御例）を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートで示す制御を実行する際に用いる「走行モード切り替えマップ」を説明するための図（車速および駆動力を座標軸とする直交座標系）である。
【図４】この発明におけるハイブリッド車両のコントローラで実行される制御の他の例（運転者が要求する駆動力の応答性を考慮した制御例）を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明におけるハイブリッド車両のコントローラで実行される制御の他の例（必要余裕駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力よりも大きくなる車速域で走行する場合の制御例）を説明するためのフローチャートである。
【図６】この発明におけるハイブリッド車両のコントローラで実行される制御の他の例（推定必要駆動力（将来の要求駆動力）を考慮した制御例）を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートで示す制御を実行する際に用いる「推定必要駆動力」を推定する手法の一例を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
【００２６】
この発明の実施形態で制御対象にする車両は、エンジン、および、モータを動力源とするハイブリッド車両（ＨＶ）である。モータは、例えば、第１モータおよび第２モータを有している。第１モータはエンジンの出力側に配置され、エンジンが出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有している。第２モータは、駆動輪に対して動力伝達可能に連結されている。そして、エンジンおよび第１モータと駆動輪との間に、それらの間で選択的にトルクの伝達および遮断を行うクラッチが設けられている。したがって、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、クラッチを解放することにより、駆動系統からエンジンおよび第１モータを切り離すことができる。その状態で、第２モータが出力するモータトルクによってハイブリッド車両を走行させることができる。すなわち、ハイブリッド車両を、第２モータを駆動力源とする電気自動車（ＥＶ）として走行させることができる。一方、クラッチを係合することにより、少なくとも、エンジントルクによってハイブリッド車両を走行させることができる。あるいは、エンジントルクおよび第２モータのモータトルクでハイブリッド車両を走行させることができる。また、エンジントルクおよび第２モータのモータトルクに加え、第１モータが出力するモータトルクでハイブリッド車両を走行させることもできる。
【００２７】
なお、この発明の実施形態で制御対象にする車両は、エンジン、および、一基のモータを動力源とするハイブリッド車両であってもよい。例えば、上記のような第１モータを省き、エンジン、および、第２モータを動力源としてハイブリッド車両を構成することもできる。その場合、ハイブリッド車両は、エンジンを停止した状態で、第２モータが出力するモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させる走行モード（後述するＥＶ走行モード）と、クラッチを係合した状態でエンジンを運転し、エンジントルクおよび第２モータのモータトルクを駆動輪に伝達して駆動力を発生させる走行モード（後述するパラレルＨＶ走行モード）とを選択して走行することが可能である。
【００２８】
図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示してある。図１に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、動力源として、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２、および、第２モータ（MG2）３を備えている。また、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、バッテリ（BAT）４、駆動輪５、変速機（AT）６、クラッチ７、アクセルペダル８、検出部９、および、コントローラ（ECU）１０を備えている。
【００２９】
エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。
【００３０】
第１モータ２は、エンジン１の出力側に配置されている。第１モータ２は、少なくとも、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第１モータ２は、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能も有している。すなわち、第１モータ２は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２には、第１インバータ（INV1）１１を介して、バッテリ４が接続されている。したがって、第１モータ２を発電機として駆動し、その際に発生する電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えられている電気を第１モータ２に供給し、第１モータ２を原動機として駆動してモータトルクを出力することもできる。
【００３１】
第２モータ３は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ３は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電気を発生する発電機としての機能も有している。すなわち、第２モータ３は、上記の第１モータ２と同様に、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第２モータ３には、第２インバータ（INV2）１２を介して、バッテリ４が接続されている。したがって、バッテリ４に蓄えられている電気を第２モータ３に供給し、第２モータ３を原動機として駆動してモータトルクを出力することができる。また、後述するように、第２モータ３は、駆動輪５に対して動力伝達可能に連結されている。したがって、駆動輪５から伝達されるトルクによって第２モータ３を発電機として駆動し、その際に発生する回生電力をバッテリ４に蓄えることもできる。さらに、第１モータ２および第２モータ３は、第１インバータ１１および第２インバータ１２を介して、互いに電力の授受が可能なように接続されている。例えば、第１モータ２で発生した電気を、直接、第２モータ３に供給し、第２モータ３でモータトルクを出力することも可能である。
【００３２】
バッテリ４は、上記の第１モータ２および第２モータ３で発生した電気を蓄える蓄電装置であり、第１モータ２および第２モータ３に対して、それぞれ、電力の授受が可能なように接続されている。したがって、上記のように第１モータ２で発生した電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えた電気を第１モータ２に供給し、第１モータ２を駆動することができる。同様に、上記のように第２モータ３で発生した電気をバッテリ４に蓄えることができる。また、バッテリ４に蓄えた電気を第２モータ３に供給し、第２モータ３を駆動することができる。なお、蓄電装置としては、図１に示すようなバッテリ４に限らず、例えば、キャパシタ（コンデンサ）であってもよい。
【００３３】
駆動輪５は、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する車輪である。図１に示す例では、駆動輪５は、変速機６およびクラッチ７、プロペラシャフト１３、デファレンシャルギヤ１４、ならびに、ドライブシャフト１５を介して、エンジン１および第１モータ２に連結されている。したがって、図１に示す例では、車両Ｖｅは、駆動トルクを後輪（駆動輪５）に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車として構成されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、駆動トルクを前輪に伝達して駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、駆動トルクを前輪および後輪の両方に伝達して駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。
【００３４】
変速機６は、第１モータ２の出力側に配置されており、エンジン１および第１モータ２と駆動輪５との間でトルクを伝達する。変速機６は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や無段変速機などの自動変速機によって構成される。また、変速機６は、より好ましくは、係合することによってトルクを伝達し、解放することによってトルクの伝達を遮断してニュートラル状態を設定することのできるクラッチ機構を備えている。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、変速機６として、例えば、８速や１０速あるいはそれ以上の多段自動変速機が用いることができる。
【００３５】
クラッチ７は、エンジン１および第１モータ２と駆動輪５との間で、選択的に動力の伝達および遮断を行う。図１に示す例では、クラッチ７は、上記のような変速機６に設けられたクラッチ機構によって構成されている。具体的には、クラッチ７は、エンジン１および第１モータ２側の回転部材（図示せず）に連結された摩擦板７ａ、ならびに、駆動輪５側の回転部材（図示せず）に連結された摩擦板７ｂを有している。図１では図示していないが、クラッチ７は、例えば、複数の摩擦板７ａおよび複数の摩擦板７ｂを有し、それら複数の摩擦板７ａと複数の摩擦板７ｂとを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、クラッチ７は、図１に示すような変速機６の内部に組み込まれたクラッチ機構に限らず、例えば、第１モータ２と変速機６との間に、発進クラッチとして設けられる摩擦クラッチであってもよい。いずれにしても、クラッチ７を解放することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの駆動系統から切り離される。また、クラッチ７を係合することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの駆動系統に連結される。
【００３６】
また、前述の第２モータ３は、変速機６の出力側に配置されており、モータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能なように、車両Ｖｅの駆動系統に連結されている。図１に示す例では、第２モータ３の出力軸３ａが、減速ギヤ対１６を介して、プロペラシャフト１３または変速機６の出力軸（図示せず）に連結されている。そのため、第２モータ３が出力するモータトルクは、減速ギヤ対１６およびデファレンシャルギヤ１４で増幅されて、駆動輪５に伝達される。したがって、車両Ｖｅは、エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。また、クラッチ７を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。そして、クラッチ７を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生することが可能である。
【００３７】
アクセルペダル８は、車両Ｖｅの駆動力を制御するために運転者によって操作される操作装置である。車両Ｖｅは、このアクセルペダル８の操作量または踏み込み量（アクセル操作量）に応じて、駆動力源で発生する動力、すなわち、エンジントルクおよびモータトルクを調整するように構成されている。アクセルペダル８には、後述するように、アクセル操作量およびアクセル操作速度を検出するためのアクセルポジションセンサ９ｂが設けられている。アクセルポジションセンサ９ｂは、アクセル操作量およびアクセル操作速度に応じた電気信号を検出データとして出力する。
【００３８】
検出部９は、少なくとも、車両Ｖｅの車速、アクセルペダル８のアクセル操作量およびアクセル操作速度、ならびに、車両Ｖｅの実駆動力を、それぞれ、検出または算出するセンサや機器を総称している。したがって、検出部９は、少なくとも、駆動輪５および他の車輪（図示せず）の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ９ａ、運転者によるアクセルペダル８のアクセル操作量およびアクセル操作速度を検出するアクセルポジションセンサ９ｂ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９ｃ、第１モータ２の回転数を検出する第１モータ回転数センサ（または、レゾルバ）９ｄ、第２モータ３の回転数を検出する第２モータ回転数センサ（または、レゾルバ）９ｅ、クラッチ７の入力側回転数（例えば、摩擦板７ａの回転数、または、変速機６の入力軸回転数）を検出する入力回転数センサ９ｆ、クラッチ７の出力側回転数（例えば、摩擦板７ｂの回転数、または、変速機６の出力軸回転数）を検出する出力回転数センサ９ｇ、ならびに、例えば車輪速センサ９ａおよび出力回転数センサ９ｇの検出値を基に車両Ｖｅの実駆動力を算出する演算部９ｈを有している。また、検出部９として、ＧＰＳ［Global Positioning System］を利用したナビゲーションシステム９ｉや、外部データ送受信システム９ｊなどを設けることもできる。外部データ送受信システム９ｊは、例えば、車両Ｖｅ（自車両）と先行車両や周囲の車両との間の車車間通信、車両Ｖｅと道路上や道路脇の外部に設置された通信機器やサインポスト等との間の路車間通信、および、外部のデータセンター等のサーバー（図示せず）に蓄積されかつ随時更新されているいわゆるビッグデータなどからデータを取得する。そして、検出部９は、後述するコントローラ１０と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ１０に出力する。
【００３９】
コントローラ１０は、主に、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、変速機６、および、クラッチ７をそれぞれ制御する。コントローラ１０は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。コントローラ１０には、上記の検出部９で検出または算出された各種データが入力される。コントローラ１０は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ１０は、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のような、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、変速機６、および、クラッチ７の動作をそれぞれ制御するように構成されている。
【００４０】
この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のように、エンジン１、第１モータ２、第２モータ３、および、クラッチ７を、それぞれ、コントローラ１０で制御することにより、複数の走行モードで走行することが可能である。すなわち、車両Ｖｅは、
（１）ＥＶ走行モード：エンジン１を停止した状態で、第２モータ３が出力するモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させる走行モード、
（２）シリーズＨＶ走行モード：クラッチ７を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ２を駆動して発電させるとともに、第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させる走行モード、
（３）パラレルＨＶ走行モード：クラッチ７を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ３のモータトルクを駆動輪５に伝達して駆動力を発生させる走行モード、
のいずれかの走行モードを設定して走行する。
【００４１】
なお、前述したように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、第１モータ２を省き、エンジン１、および、第２モータ３を動力源として構成することも可能である。その場合、車両Ｖｅは、上記のようなＥＶ走行モード、または、パラレルＨＶ走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行する。
【００４２】
この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、例えば、後述する図３に示すような「走行モード切り替えマップ」に基づいて、上記のような各走行モードのいずれかが設定される。また、図３に示すような「走行モード切り替えマップ」に基づいて、走行モードが切り替えられる。なお、例えば、前述した特許文献１に記載されているような、要求駆動力および車速をパラメータとするモード切り替えマップに基づいて、上記のような各走行モードのいずれかを設定することもできる。また、そのようなモード切り替えマップに基づいて、走行モードを切り替えることもできる。
【００４３】
前述したように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記のような走行モードの切り替えを実施する際に、運転者に違和感やもたつき感を与えることなく、適切に走行モードを切り替えることが可能なように構成されている。そのために車両Ｖｅのコントローラ１０で実行される制御の一例を、図２のフローチャートに示してある。
【００４４】
上記のような運転者に対する違和感やもたつき感は、特に、車両ＶｅがＥＶ走行モードで定常走行している状態から、走行モードの移行を伴って加速走行する際に発生する可能性がある。したがって、この図２のフローチャートに示す制御は、車両ＶｅがＥＶ走行モードで走行している場合に実行される。
【００４５】
図２のフローチャートにおいて、先ず、車両ＶｅがＥＶ走行中であるか否か、すなわち、車両ＶｅがＥＶ走行モードで走行中であるか否かが判断される（ステップＳ１０）。車両ＶｅがＥＶ走行モードで走行中ではないことにより、このステップＳ１０で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車両ＶｅがＥＶ走行モードで走行中であることにより、ステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１１へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１では、アクセルＯＮであるか否か、すなわち、アクセルペダル８が所定のアクセル操作量よりも多く踏み込まれたか否かが判断される。例えば、アクセルポジションセンサ９ｂで検出したアクセル操作量が、アクセルＯＮを判定するための閾値として定めた所定のアクセル操作量よりも大きい場合に、アクセルＯＮであると判断される。所定のアクセル操作量（閾値）は、例えば、走行実験やシミュレーションなどの結果を基に、ＥＶ走行モードで車両Ｖｅが加速する状態となるアクセル操作量の下限値に設定されている。
【００４７】
アクセルＯＮではないことにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、アクセルＯＮであることにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２へ進む。
【００４８】
ステップＳ１２では、要求駆動力Ｆreqが、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きいか否かが判断される。要求駆動力Ｆreqは、例えば、運転者によるアクセル操作量および車速に基づいて求められる。最大ＥＶ駆動力Ｅmaxは、車両ＶｅがＥＶ走行モードで走行する際に発生することが可能な最大もしくは最大に近い駆動力である。例えば、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxは、原動機としての第２モータ３の特性曲線、および、バッテリ４の性能等に基づいて、予め定められている。したがって、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxは、図３に示すように、車速および駆動力を座標軸とする直交座標系で、車速が高いほど小さくなるように設定されている。
【００４９】
要求駆動力Ｆreqが最大ＥＶ駆動力Ｅmax以下であることにより、このステップＳ１２で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。すなわち、この場合は要求駆動力Ｆreqが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxを超えないので、走行モードを移行することなく、ＥＶ走行モードのままで要求駆動力Ｆreqを満たす加速走行が可能である。それに対して、要求駆動力Ｆreqが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きいことにより、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１３へ進む。
【００５０】
ステップＳ１３では、現在の車速Ｖが、上限車速Ｖupp以下であるか否かが判断される。上限車速Ｖuppは、図３に示すように、車速および駆動力を座標軸とする直交座標系で、必要余裕駆動力Ｆlowと最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxとが等しくなる車速である。
【００５１】
具体的には、図３に示す直交座標系で、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmax、および、必要余裕駆動力Ｆlowが設定されている。そして、図３に示す直交座標系で、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxと必要余裕駆動力Ｆlowとが等しくなる車速が、上限車速Ｖuppとして設定されている。
【００５２】
最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxは、車両ＶｅがシリーズＨＶ走行モードで走行する際に発生することが可能な最大もしくは最大に近い駆動力である。例えば、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxは、原動機としての第２モータ３の特性曲線、バッテリ４の性能、および、発電機としての第１モータ２の性能等に基づいて、予め定められている。したがって、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxは、図３に示す直交座標系で、車速が高いほど小さくなるように設定されている。また、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxは、図３に示す直交座標系で、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも、車速および駆動力がいずれも大きい領域に設定されている。
【００５３】
必要余裕駆動力Ｆlowは、車両Ｖｅが所定の走行路を所定の車速および所定の駆動力で走行する際の走行抵抗であって、車速および駆動力に基づく変数として設定されている。必要余裕駆動力Ｆlowは、図３に示す直交座標系で、車速が高いほど大きくなるように設定されている。必要余裕駆動力Ｆlowは、例えば、走行実験やシミュレーションの結果を基に、予め定められている。車両Ｖｅは、この必要余裕駆動力Ｆlowよりも車速および駆動力が低くなる走行領域では、例えば、変速機６の変速ショック、クラッチ７の係合ショックや応答遅れ、および、エンジン１の始動時のトルク変動などが、運転者や乗員に伝わり易くなる。言い換えると、車両Ｖｅは、この必要余裕駆動力Ｆlowよりも車速および駆動力が大きい走行領域を走行している状態では、上記のような変速ショック、係合ショック、応答遅れ、および、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動などに対して、運転者や乗員の感度が鈍化するので影響を受けない。すなわち、必要余裕駆動力Ｆlowよりも車速および駆動力が大きい走行領域を走行している状態では、運転者は高車速あるいは高駆動力の状態で走行していることから、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動が生じたとしても、許容することができる。
【００５４】
前述したように、上限車速Ｖuppは、図３に示す直交座標系で、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxと必要余裕駆動力Ｆlowとが交差する点における車速、あるいは、必要余裕駆動力Ｆlowが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも小さい状態から、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxが必要余裕駆動力Ｆlowよりも小さい状態に転じる分岐点における車速である。したがって、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高い走行領域が、必要余裕駆動力Ｆlowが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きくなる車速域である。
【００５５】
この図３に示す直交座標系、ならびに、最大ＥＶ駆動力Ｅmax、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmax、必要余裕駆動力Ｆlow、および、上限車速Ｖupp等のグラフあるいは演算式が、「走行モード切り替えマップ」として、コントローラ１０で記憶されている。すなわち、「走行モード切り替えマップ」は、図３に示すような車速および駆動力を座標軸とする直交座標系で表される制御マップである。最大ＥＶ駆動力Ｅmaxは、走行モード切り替えマップ上で、車速が高いほど小さくなる線（車速に応じて変化する境界線）として設定されている。最大シリーズＨＶ駆動力は、走行モード切り替えマップ上で、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きく、かつ、車速が高いほど小さくなる線（車速に応じて変化する境界線）として設定されている。そして、必要余裕駆動力Ｆlowは、走行モード切り替えマップ上で、車速が高いほど大きくなる線（車速に応じて変化する境界線）として設定されている。
【００５６】
なお、図３において破線で示す曲線ＲＬは、ロードロード（車速に応じた車両Ｖｅの走行負荷）を表している。したがって、図３では、車両Ｖｅが、実駆動力Ｆおよび車速Ｖ（○）でロードロード上を定常走行している状態から、要求駆動力Ｆreq（△）、または、後述する推定必要駆動力Ｆest（□）に向けて加速走行する状況を示している。
【００５７】
また、前述したように、第１モータ２を用いずに、エンジン１、および、第２モータ３を動力源として車両Ｖｅを構成する場合、「走行モード切り替えマップ」は、車速および駆動力を座標軸とする直交座標系で、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxを設定する線、および、必要余裕駆動力Ｆlowを設定する線によって構成される。
【００５８】
図２のフローチャートで、車速Ｖが上限車速Ｖupp以下であることにより、ステップＳ１３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１４へ進む。
【００５９】
ステップＳ１４では、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行モードからシリーズＨＶ走行モードに切り替えられる。それとともに、車両Ｖｅの実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowに達するまで、要求駆動力Ｆreqに向けて車両Ｖｅを加速走行させる。具体的には、先ず、クラッチ７が解放している状態で、エンジン１を始動することにより、ＥＶ走行モードからシリーズＨＶ走行モードに移行する。そして、車両Ｖｅは、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowに達するまで、シリーズＨＶ走行モードで加速走行する。
【００６０】
その後、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも大きくなることにより、ステップＳ１５へ進み、車両Ｖｅの走行モードがシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。すなわち、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowに到達するまで、シリーズＨＶ走行モードで車両Ｖｅを加速走行させる。そして、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowを超えることにより、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。具体的には、既にエンジン１が稼動し、第１モータ２で発電している状態で、クラッチ７を係合することにより、シリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。
【００６１】
上記のように、この図２のフローチャートで示す制御では、車両Ｖｅは、ＥＶ走行モードで加速走行する際には、要求駆動力Ｆreqが、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きく、かつ、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも小さい場合に、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも大きくなることにより、パラレルＨＶ走行モードで走行する。すなわち、シリーズＨＶ走行モードで走行する領域であっても、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも大きくなることにより、走行モードが、パラレルＨＶ走行モードに移行する。
【００６２】
具体的には、ＥＶ走行モードで走行している状態で、エンジン１を始動するとともに、クラッチ７を係合することにより、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。そのため、車両Ｖｅの加速走行時に、車速Ｖおよび実駆動力Ｆが増大し、パラレルＨＶ走行モードで走行する必要が生じた場合（すなわち、図３に示す走行モード切り替えマップ上の、車速および駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを上回る領域で走行する場合）には、既に、エンジン１が稼動し、かつ、クラッチ７が係合した状態になっている。したがって、車両Ｖｅは、加速走行する際に、エンジン１やクラッチ７の応答遅れやタイムラグが生じることなく、パラレルＨＶ走行モードで走行することができる。
【００６３】
また、走行モードを移行する際のエンジン１の始動、および、クラッチ７の係合は、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowを上回った状態で実施される。言い換えると、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショック、ならびに、それに伴う加速度の応答遅れ等を許容し得る走行領域で、エンジン１の始動やクラッチ７の係合を伴う走行モードの切り替えが実施される。そのため、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、上記のようなトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショック、ならびに、それに伴う加速度の応答遅れが運転者や乗員に及ぼす影響を抑制することができる。
【００６４】
さらに、上記の走行モードの移行に伴うエンジン１の始動、および、クラッチ７の係合は、図３に示す走行モード切り替えマップ上の、車速および駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを超えない走行領域で実施される。したがって、車速および駆動力が最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを超える走行領域で走行モードを移行する場合と比較して、車速および駆動力がより低い状態で、エンジン１の始動やクラッチ７の係合を伴う走行モードの切り替えが実施される。そのため、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、上記のようなトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショックを抑制することができる。
【００６５】
一方、図２のフローチャートで、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高いことにより、ステップＳ１３で否定的に判断された場合には、ステップＳ１４を飛ばして、ステップＳ１５へ進む。すなわち、車速Ｖが、必要余裕駆動力Ｆlowが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きくなる車速域に入ることにより、車両ＶｅはパラレルＨＶ走行モードで走行する。具体的には、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高いことにより、車両ＶｅはパラレルＨＶ走行モードで走行する。上述したように、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高い車速域では、必要余裕駆動力Ｆlowが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きくなる。そのため、そのような車速域で車両Ｖｅが加速走行する場合には、車両Ｖｅの実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも先に最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに到達する。すなわち、車両Ｖｅは、図３に示す走行モード切り替えマップ上の、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに切り替えることになる。そのような場合は、車速Ｖが高くなるほど、走行モード移行時のトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショックの影響が大きくなる。そのため、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で走行モードを切り替える場合は、車速Ｖがより低いうちに走行モードの切り替えを実施する方が有利である。
【００６６】
したがって、この図２のフローチャートで示す制御では、車両Ｖｅは、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高い場合、すなわち、必要余裕駆動力Ｆlowが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きい車速域で加速走行する場合は、要求駆動力Ｆreqが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも低い場合であっても、直ちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。そのため、車速Ｖがより低いうちに走行モードを切り替えることができる。その結果、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、上記のようなトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショックを抑制することができる。加えて、パラレルＨＶ走行モードでのみ必要余裕駆動力Ｆlowに到達し得る走行領域において、予め、パラレルＨＶ走行モードへ切り替えておくことにより、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に発生するクラッチ７の係合に伴う加速度の応答遅れを抑制することができる。
【００６７】
上記のように、ステップＳ１４で車両Ｖｅが必要余裕駆動力Ｆlowまで加速されることにより、あるいは、ステップＳ１３で車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高いと判断されることにより、ステップＳ１５に進む。そして、ステップＳ１５では、車両Ｖｅの走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられ、その後、このルーチンを一旦終了する。
【００６８】
なお、車両Ｖｅが、第１モータ２を持たず、エンジン１および第２モータ３を動力源とするハイブリッド車両である場合であっても、上記の図２のフローチャートに示す制御を同様に実行することができる。その場合、例えば、ステップＳ１３では、現在の車速Ｖが、上限車速Ｖupp’以下であるか否かが判断される。上限車速Ｖupp’は、図３に示すように、車速および駆動力を座標軸とする直交座標系で、必要余裕駆動力Ｆlowと最大ＥＶ駆動力Ｅmaxとが等しくなる車速である。このステップＳ１３で、車速Ｖが上限車速Ｖupp’以下であることにより肯定的に判断された場合は、ステップＳ１４へ進む。
【００６９】
ステップＳ１４では、車両Ｖｅの実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowに達するまで、要求駆動力Ｆreqに向けて車両Ｖｅを加速走行させる。この場合は、車両Ｖｅが第１モータ２を搭載していないことにより、シリーズＨＶ走行モードは設定されない。したがって、車両Ｖｅは、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowに達するまで加速走行する。
【００７０】
その後、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも大きくなることにより、ステップＳ１５へ進み、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。すなわち、走行モード切り替えマップ上で、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowに到達するまで、ＥＶ走行モードで車両Ｖｅを加速走行させる。そして、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowを超えることにより、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。具体的には、エンジン１を始動するとともに、クラッチ７を係合することにより、ＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。
【００７１】
上記のように、この図２のフローチャートで示す制御では、第１モータ２を持たない車両Ｖｅを制御対象とする場合であっても、車両Ｖｅは、ＥＶ走行モードで加速走行する際には、要求駆動力Ｆreqが、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きい場合に、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも大きくなることにより、パラレルＨＶ走行モードで走行する。すなわち、実駆動力Ｆが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも低い状態で走行する領域であっても、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも大きくなることにより、走行モードが、パラレルＨＶ走行モードに移行する。
【００７２】
具体的には、ＥＶ走行モードで走行している状態で、エンジン１を始動するとともに、クラッチ７を係合することにより、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。そのため、車両Ｖｅの加速走行時に、車速Ｖおよび実駆動力Ｆが増大し、パラレルＨＶ走行モードで走行する必要が生じた場合には、既に、エンジン１が稼動し、かつ、クラッチ７が係合した状態になっている。したがって、車両Ｖｅは、加速走行する際に、エンジン１やクラッチ７の応答遅れやタイムラグが生じることなく、パラレルＨＶ走行モードで走行することができる。
【００７３】
また、走行モードを移行する際のエンジン１の始動、および、クラッチ７の係合は、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowを上回った状態で実施される。言い換えると、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショック、ならびに、それに伴う加速度の応答遅れ等を許容し得る走行領域で、エンジン１の始動やクラッチ７の係合を伴う走行モードの切り替えが実施される。そのため、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、上記のようなトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショック、ならびに、それに伴う加速度の応答遅れが運転者や乗員に及ぼす影響を抑制することができる。
【００７４】
一方、図２のフローチャートで、車速Ｖが上限車速Ｖupp’よりも高いことにより、ステップＳ１３で否定的に判断された場合には、ステップＳ１４を飛ばして、ステップＳ１５へ進む。すなわち、車速Ｖが、必要余裕駆動力Ｆlowが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きくなる車速域に入ることにより、車両ＶｅはパラレルＨＶ走行モードで走行する。具体的には、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、車速Ｖが上限車速Ｖupp’よりも高いことにより、車両ＶｅはパラレルＨＶ走行モードで走行する。上述したように、車速Ｖが上限車速Ｖupp’よりも高い車速域では、必要余裕駆動力Ｆlowが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きくなる。そのため、そのような車速域で車両Ｖｅが加速走行する場合には、車両Ｖｅの実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowよりも先に最大ＥＶ駆動力Ｅmaxに到達する。すなわち、車両Ｖｅは、図３に示す走行モード切り替えマップ上の、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに切り替えることになる。そのような場合は、車速Ｖが高くなるほど、走行モード移行時のトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショックの影響が大きくなる。そのため、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で走行モードを切り替える場合は、車速Ｖがより低いうちに走行モードの切り替えを実施する方が有利である。
【００７５】
したがって、第１モータ２を搭載しない車両Ｖｅでは、車速Ｖが上限車速Ｖupp’よりも高い場合、すなわち、必要余裕駆動力Ｆlowが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きい車速域で加速走行する場合は、要求駆動力Ｆreqが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも低い場合であっても、直ちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。そのため、車速Ｖがより低いうちに走行モードを切り替えることができる。その結果、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、上記のようなトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショックを抑制することができる。加えて、パラレルＨＶ走行モードでのみ必要余裕駆動力Ｆlowに到達し得る走行領域において、予め、パラレルＨＶ走行モードへ切り替えておくことにより、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に発生するクラッチ７の係合に伴う加速度の応答遅れを抑制することができる。
【００７６】
この発明の実施形態における車両Ｖｅは、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに切り替える加速走行を実施する場合に、以下の図４のフローチャートに示す制御を実行することが可能である。
【００７７】
図４のフローチャートにおけるステップＳ２０、ステップＳ２１、および、ステップＳ２２は、それぞれ、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１０、ステップＳ１１、および、ステップＳ１２と同じ制御内容である。この図４のフローチャートで示す制御では、ステップＳ２２で、要求駆動力Ｆreqが最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも大きいことにより、肯定的に判断された場合には、ステップＳ２３へ進む。
【００７８】
ステップＳ２３では、駆動力の高応答性が要求されているか否かが判断される。この場合の駆動力の応答性は、運転者のアクセル操作に対する車両Ｖｅの加速応答性である。この発明の実施形態における車両Ｖｅは、運転者が駆動力の高応答性を要求する場合に、通常よりも加速応答性が高くなるように構成されている。駆動力の高応答性が要求される場合は、加速応答性が向上することを優先して車両Ｖｅを制御する。例えば、通常よりも走行モードの切り替えに要する時間が短くなるように、車両Ｖｅを制御する。駆動力の高応答性が要求されているか否かは、例えば、運転者によるアクセルペダル８のアクセル操作量およびアクセル操作速度に基づいて判断することができる。一例として、所定のアクセル操作量を、所定のアクセル操作速度以上で、アクセルペダル８が操作された場合に、駆動力の高応答性が要求されていると判断する。また、駆動力特性や走行特性を手動で切り替えるシステムが設けられている車両Ｖｅでは、通常状態からスポーツ走行特性の状態に切り替えられた場合に、駆動力の高応答性が要求されていると判断する。
【００７９】
駆動力の高応答性が要求されていることにより、このステップＳ２３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２４へ進む。
【００８０】
ステップＳ２４では、要求駆動力Ｆreqが、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも小さいか否かが判断される。前述したように、要求駆動力Ｆreqは、例えば、運転者によるアクセル操作量および車速に基づいて求められる。最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxは、車両ＶｅがシリーズＨＶ走行モードで走行する際に発生することが可能な最大もしくは最大に近い駆動力である。最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxは、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、車速が高いほど小さくなるように設定されている。また、前述の最大ＥＶ駆動力Ｅmaxよりも、車速および駆動力がいずれも大きい領域に設定されている。
【００８１】
要求駆動力Ｆreqが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも小さいことにより、このステップＳ２４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２５へ進む。
【００８２】
ステップＳ２５では、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行モードからシリーズＨＶ走行モードに切り替えられる。それとともに、車両Ｖｅの実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに達するまで、車両Ｖｅを加速走行させる。具体的には、先ず、クラッチ７が解放している状態で、エンジン１を始動することにより、ＥＶ走行モードからシリーズＨＶ走行モードに移行する。そして、車両Ｖｅは、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに達するまで、シリーズＨＶ走行モードで加速走行する。したがって、例えば、実駆動力Ｆが、要求駆動力Ｆreqに達する前に必要余裕駆動力Ｆlowを上回ったとしても、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに達するまで、シリーズＨＶ走行モードが維持される。
【００８３】
その後、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqと等しくなることにより、ステップＳ２６へ進み、車両Ｖｅの走行モードがシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。すなわち、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに到達するまで、シリーズＨＶ走行モードで車両Ｖｅを加速走行させる。そして、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqを満たすことにより、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。具体的には、既にエンジン１が稼動し、第１モータ２で発電している状態で、クラッチ７を係合することにより、シリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。
【００８４】
上記のステップＳ２５およびステップＳ２６の制御では、駆動力の高応答性が要求される加速走行の場合に、実駆動力Ｆが先に必要余裕駆動力Ｆlowに達したとしても、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqを満たすまでは、シリーズＨＶ走行モードが維持される。すなわち、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに到達するまでは、シリーズＨＶ走行で車両Ｖｅを加速し、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに到達した後は、予め、パラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。
【００８５】
車両Ｖｅは、最大ＥＶ駆動力Ｅmaxを超えない走行領域であれば、エンジン１の出力で駆動力を発生するパラレルＨＶ走行よりも、第２モータ３のみの出力で駆動力を発生するＥＶ走行の方が、加速応答性に優れている。また、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを超えない走行領域であれば、エンジン１の出力で駆動力を発生するパラレルＨＶ走行よりも、第２モータ３のみの出力で駆動力を発生するシリーズＨＶ走行の方が、加速応答性に優れている。
【００８６】
したがって、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、駆動力の高応答性が要求される場合には、上記のように、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowを超えたとしても、実駆動力Ｆが要求駆動力Ｆreqに到達するまで、加速応答性がよいシリーズＨＶ走行で加速する。そのため、加速応答性を優先しつつ、その後、エンジン１やクラッチ７の応答遅れやタイムラグを生じさせることなく、パラレルＨＶ走行モードに移行することができる。すなわち、加速応答性の向上と、スムーズな走行モードの移行との両立を図ることができる。
【００８７】
これに対して、要求駆動力Ｆreqが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmax以上であることにより、ステップＳ２４で否定的に判断された場合には、ステップＳ２７へ進む。
【００８８】
ステップＳ２７では、車両Ｖｅの走行モードがＥＶ走行モードからシリーズＨＶ走行モードに切り替えられる。それとともに、車両Ｖｅの実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに達するまで、要求駆動力Ｆreqに向けて車両Ｖｅを加速走行させる。具体的には、先ず、クラッチ７が解放している状態で、エンジン１が始動されることにより、ＥＶ走行モードからシリーズＨＶ走行モードに移行する。そして、車両Ｖｅは、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに達するまで、シリーズＨＶ走行モードで加速走行する。したがって、例えば、実駆動力Ｆが、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに達する以前に必要余裕駆動力Ｆlowを上回ったとしても、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに達するまで、シリーズＨＶ走行モードが維持される。
【００８９】
その後、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きくなることにより、ステップＳ２６へ進み、車両Ｖｅの走行モードがシリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。すなわち、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに到達するまで、シリーズＨＶ走行モードで車両Ｖｅを加速走行させる。そして、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを超えることにより、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。具体的には、既にエンジン１が稼動し、第１モータ２で発電している状態で、クラッチ７を係合することにより、シリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。
【００９０】
上記のステップＳ２７およびステップＳ２６の制御では、駆動力の高応答性が要求される加速走行の場合に、実駆動力Ｆが先に必要余裕駆動力Ｆlowに達したとしても、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに達するまでは、シリーズＨＶ走行モードが維持される。すなわち、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに到達するまでは、シリーズＨＶ走行で車両Ｖｅを加速し、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを上回ることにより、パラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。
【００９１】
したがって、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、駆動力の高応答性が要求される場合には、上記のように、実駆動力Ｆが必要余裕駆動力Ｆlowを超えたとしても、実駆動力Ｆが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxに到達するまで、加速応答性がよいシリーズＨＶ走行で加速する。そのため、加速応答性を優先し、駆動力の高応答性を満たす状態で、加速走行することができる。
【００９２】
一方、駆動力の高応答性は要求されていないことにより、前述のステップＳ２３で否定的に判断された場合には、ステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、車速Ｖが上限車速Ｖupp以下であるか否かが判断される。車速Ｖが上限車速Ｖupp以下であることにより、このステップＳ２８で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２９およびステップＳ２６へ進む。それに対して、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高いことにより、ステップＳ２８で否定的に判断された場合には、ステップＳ２９を飛ばし、ステップＳ２６へ進む。すなわち、この図４のフローチャートにおけるステップＳ２８、ステップＳ２９、および、ステップＳ２６は、それぞれ、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１３、ステップＳ１４、および、ステップＳ１５と同じ制御内容である。
【００９３】
したがって、上記のステップＳ２８、ステップＳ２９、および、ステップＳ２６の制御では、駆動力の高応答性が要求されない場合に、車両Ｖｅが、必要余裕駆動力Ｆlowが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きい車速域で加速走行する際には、要求駆動力Ｆreqが必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い場合であっても、直ちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。そのため、車速Ｖがより低いうちに走行モードを切り替えることができる。その結果、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、上記のようなトルク変動や加速度変動、および、変速ショックやクラッチ７の係合ショックを抑制することができる。また、パラレルＨＶ走行モードでのみ必要余裕駆動力Ｆlowに到達し得る走行領域において、予め、パラレルＨＶ走行モードへ切り替えておくことにより、運転者の加速要求時に、走行モードの切り替えを伴うクラッチ７の係合による加速度の応答遅れを抑制することができる。
【００９４】
この発明の実施形態における車両Ｖｅは、さらに、以下の図５、図６のフローチャートに示す制御を実行することが可能である。
【００９５】
図５のフローチャートに示す制御は、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１３、ステップＳ１４、および、ステップＳ１５の制御、もしくは、前述の図４のフローチャートにおけるステップＳ２８、ステップＳ２９、および、ステップＳ２６の制御を、独立した制御フローで実行する例である。
【００９６】
図５のフローチャートにおいて、先ず、現在の車速Ｖが、上限車速Ｖuppよりも高いか否かが判断される（ステップＳ３０）。前述したように、上限車速Ｖuppは、必要余裕駆動力Ｆlowと最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxとが等しくなる車速であって、図３に示す走行モード切り替えマップ上で、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxと必要余裕駆動力Ｆlowとが交差するポイントにおける車速である。したがって、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも車速域では、車両Ｖｅは、常に、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxが必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い状態になっている。
【００９７】
車速Ｖが上限車速Ｖupp以下であることにより、このステップＳ３０で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車速Ｖが上限車速Ｖuppよりも高いことにより、ステップＳ３０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３１へ進む。
【００９８】
ステップＳ３１では、ＥＶ走行およびシリーズＨＶ走行が禁止される。すなわち、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードに設定されることが禁止される。この場合は、車両Ｖｅが上限車速Ｖuppよりも高い車速域を走行している状態である。その車速域で、車両Ｖｅが、走行モードの切り替えを伴う加速走行をする場合には、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で走行モードが切り替えられることになる。
【００９９】
前述したように、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で走行モードを切り替える場合は、車速Ｖがより低いうちに走行モードの切り替えを実施する方が有利である。あるいは、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域では、走行モードの切り替えを実施しなければ、走行モード切り換え時の変速ショックやクラッチ７の係合ショック、それに伴う加速度の応答遅れ、および、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動等の影響を抑制することができる。したがって、このステップＳ３１では、パラレルＨＶ走行モードへ移行する際にクラッチ７の係合やエンジン１始動を伴うＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードの設定が禁止される。ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードの設定が禁止されることにより、車両Ｖｅは、パラレルＨＶ走行モードのみで走行することになり、上記のような係合ショックやそれに伴う加速度の応答遅れ、および、加速度変動の発生が回避される。そのため、上記のような係合ショックやそれに伴う加速度の応答遅れ、および、加速度変動の影響を抑制することができる。
【０１００】
続いて、車両ＶｅがＥＶ走行中、または、シリーズＨＶ走行中であるか否かが判断される（ステップＳ３２）。すなわち、車両Ｖｅが、ＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードで走行中であるか否かが判断される。車両ＶｅがＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードのいずれでもない、すなわち、車両Ｖｅは、既に、パラレルＨＶ走行モードで走行中であることにより、このステップＳ３２で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車両Ｖｅが、既に、ＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードで走行中であることにより、ステップＳ３２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３３へ進む。
【０１０１】
ステップＳ３３では、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードから、パラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。具体的には、エンジン１を始動して第１モータ２で発電させるとともに、クラッチ７を係合することにより、ＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。あるいは、既にエンジン１が稼動し、第１モータ２で発電している状態で、クラッチ７を係合することにより、シリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。
【０１０２】
前述したように、必要余裕駆動力Ｆlowよりも低い走行領域で走行モードを切り替える場合は、車速Ｖがより低いうちに走行モードの切り替えを実施する方が有利である。したがって、このステップＳ３３では、車両ＶｅがＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードで走行中であると判断した場合に、直ちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。すなわち、車速Ｖがより低いうちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。そのため、上記のような係合ショックや加速度変動の影響を抑制することができる。また、予め、走行モードがパラレルＨＶ走行モードに切り替えられていることにより、運転者の加速要求時に、走行モードの切り替えを伴うクラッチ７の係合による加速度の応答遅れを抑制することができる。
【０１０３】
ステップＳ３３で、車両Ｖｅの走行モードがパラレルＨＶ走行モードに移行すると、その後、このルーチンを一旦終了する。
【０１０４】
図６のフローチャートに示す制御は、上記の図５のフローチャートに示す制御の応用例である。この図６のフローチャートに示す制御では、推定必要駆動力Ｆestを用いて、走行モードの切り替えを判断する。推定必要駆動力Ｆestは、将来車両Ｖｅを加速走行させる際に必要な駆動力、すなわち、将来の要求駆動力を推定したものである。例えば、推定必要駆動力Ｆestは、コントローラ１０で記憶した車両Ｖｅの走行履歴や、ナビゲーションシステム９ｉあるいは外部データ送受信システム９ｊ等から取得した走行路面状態などのデータに基づいて推定することができる。具体的には、コントローラ１０で記憶した実駆動力Ｆの履歴、アクセル操作速度の履歴、および、ナビゲーションシステム９ｉや外部データ送受信システム９ｊによって検出した走行路面状態に基づいて、推定必要駆動力Ｆestが求められる。
【０１０５】
図６のフローチャートにおいて、先ず、推定必要駆動力Ｆestが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きいか否かが判断される（ステップＳ４０）。上記のように、推定必要駆動力Ｆestは、車両Ｖｅを加速走行させる際に必要となる要求駆動力の推定値である。一例として、図７のタイムチャートに示すように、現時点から所定時間Δｔ以前までの期間で、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxを上回る実駆動力Ｆの発生頻度、および、その実駆動力Ｆを発生した際のアクセル操作速度が判別閾値Ｐよりも大きくなる頻度が、それぞれ、所定値よりも大きい場合に、推定必要駆動力Ｆestは、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きいと判断される。
【０１０６】
また、例えば、車両Ｖｅが道路のコーナーやワインディングロードを旋回走行する場合には、コーナー入口における車両Ｖｅの減速度から、コーナー出口において必要とされるまたは期待される車両Ｖｅの加速度（期待加速度）を予測することができる。そのような期待加速度から、期待加速度を実際に発生するために必要となる駆動力として、推定必要駆動力Ｆestを求めることもできる。
【０１０７】
上記のような各種の手法によって推定した推定必要駆動力Ｆestが、最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きければ、近い将来に、パラレルＨＶ走行モードへの走行モードの移行が必要になると予測できる。反対に、推定必要駆動力Ｆestが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmax以下であれば、未だ、パラレルＨＶ走行モードへの走行モードの移行を伴う加速走行は実施されないと予測できる。
【０１０８】
したがって、推定必要駆動力Ｆestが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmax以下であることにより、このステップＳ４０で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、推定必要駆動力Ｆestが最大シリーズＨＶ駆動力Ｓmaxよりも大きいことにより、ステップＳ４０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ４１へ進む。
【０１０９】
ステップＳ４１では、ＥＶ走行およびシリーズＨＶ走行が禁止される。すなわち、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードに設定されることが禁止される。この場合は、近い将来に、パラレルＨＶ走行モードへの走行モードの移行が必要になると推定されている状態である。前述したように、走行モードを切り替える場合は、車速Ｖがより低いうちに走行モードの切り替えを実施する方が有利である。あるいは、走行モードの切り替えを実施しなければ、走行モード切り換え時の変速ショックやクラッチ７の係合ショック、および、エンジン始動時のトルク変動や加速度変動等の影響を抑制することができる。加えて、予め、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに切り替えておくことにより、あるいは、予め、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに設定しておくことにより、加速走行中の走行モードの切り替えを回避することができる、そのため、走行モードの切り替え時における変速ショックやクラッチ７の係合ショック、それに伴う加速度の応答遅れ、および、エンジン始動のトルク変動や加速度変動等の影響を抑制することができる。
【０１１０】
したがって、このステップＳ４１では、パラレルＨＶ走行モードへ移行する際にクラッチ７の係合やエンジン１始動を伴うＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードの設定が禁止される。ＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードの設定が禁止されることにより、車両Ｖｅは、パラレルＨＶ走行モードのみで走行することになり、上記のような係合ショックや加速度変動の発生が回避される。そのため、上記のような係合ショックや加速度変動の影響を抑制することができる。
【０１１１】
続いて、車両ＶｅがＥＶ走行中、または、シリーズＨＶ走行中であるか否かが判断される（ステップＳ４２）。すなわち、車両Ｖｅが、ＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードで走行中であるか否かが判断される。車両ＶｅがＥＶ走行モードおよびシリーズＨＶ走行モードのいずれでもない、すなわち、車両Ｖｅは、既に、パラレルＨＶ走行モードで走行中であることにより、このステップＳ４２で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車両ＶｅがＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードで走行中であることにより、ステップＳ４２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ４３へ進む。
【０１１２】
ステップＳ４３では、車両Ｖｅの走行モードが、ＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードから、パラレルＨＶ走行モードに切り替えられる。具体的には、エンジン１を始動して第１モータ２で発電するとともに、クラッチ７を係合することにより、ＥＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。あるいは、既にエンジン１が稼動し、第１モータ２で発電している状態で、クラッチ７を係合することにより、シリーズＨＶ走行モードからパラレルＨＶ走行モードに移行する。
【０１１３】
前述したように、走行モードを切り替える場合は、車速Ｖがより低いうちに走行モードの切り替えを実施する方が有利である。したがって、このステップＳ４３では、将来、パラレルＨＶ走行モードへの走行モードの移行が必要になると推定されている状況で、車両ＶｅがＥＶ走行モードまたはシリーズＨＶ走行モードで走行中であると判断した場合には、直ちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。すなわち、車速Ｖがより低いうちに、走行モードをパラレルＨＶ走行モードに移行する。そのため、上記のような係合ショックや加速度変動の影響を抑制することができる。また、加速走行中における走行モードの切り替えを抑制することができ、上記のような係合ショックやそれに伴う応答遅れ、および、加速度変動などの影響を抑制することができる。
【０１１４】
ステップＳ４３で、車両Ｖｅの走行モードがパラレルＨＶ走行モードに移行すると、その後、このルーチンを一旦終了する。
【０１１５】
なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、前述したように、変速機６として、例えば、８速や１０速あるいはそれ以上の多段自動変速機が用いられている。そのような多段自動変速機は、例えば５速や６速などの従来一般的な自動変速機と比較して、各変速段およびニュートラル状態を設定するために係合または解放するクラッチ機構の要素数が多くなる。そのため、上記のように、走行モードを切り替えるために、クラッチ機構を解放してニュートラル状態を設定する際、あるいは、クラッチ機構を係合して変速機６を動力伝達状態にする際には、制御するクラッチ機構が多くなる分、クラッチ機構の制御が複雑になる。また、各クラッチ機構の係合および解放に要する時間が長くなる。そのため、走行モードを切り替える際の切り替え時間の短縮や係合ショックの低減といった面では、上記のような８速や１０速の多段自動変速機は不利になる。それに対して、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、上記のように、走行モードの切り替えを伴う加速走行時に、変速機６変速ショックやクラッチ７の係合ショックを抑制することができる。したがって、この発明の実施形態における車両Ｖｅによれば、車両Ｖｅが８速や１０速の多段自動変速機を搭載する場合であっても、運転者に、違和感やもたつき感を与えることなく、適切に走行モードを切り替えて加速走行することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１…エンジン（動力源；ENG）、  ２…第１モータ（動力源；MG1）、  ３…第２モータ（動力源；MG2）、  ３ａ…（第２モータの）出力軸、  ４…バッテリ（BAT）、  ５…駆動輪、  ６…変速機（AT）、  ７…クラッチ、  ７ａ，７ｂ…摩擦板、  ８…アクセルペダル（アクセル装置）、  ９…検出部、  ９ａ…車輪速センサ、  ９ｂ…アクセルポジションセンサ、  ９ｃ…エンジン回転数センサ、  ９ｄ…第１モータ回転数センサ、  ９ｅ…第２モータ回転数センサ、  ９ｆ…入力回転数センサ、  ９ｇ…出力回転数センサ、  ９ｈ…演算部、  ９ｉ…ナビゲーションシステム、  ９ｊ…外部データ送受信システム、  １０…コントローラ（ECU）、  １１…第１インバータ（INV1）、  １２…第２インバータ（INV2）、  １３…プロペラシャフト、  １４…デファレンシャルギヤ、  １５…ドライブシャフト、  １６…減速ギヤ対、  Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。
【図１】
2019081467.tif 000003
【図２】
2019081467.tif 000004
【図３】
2019081467.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019081467.tif 000007
【図６】
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【図７】
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