(57)【要約】【課題】モータ走行からエンジン走行への切り替えを的確に抑制しつつ加速レスポンスを確保した走行を実現する上で有利なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】抑制出力特性Ｆ２は、アクセル開度ＡＰＳが大きくなるほど駆動出力Ｐの増加率が減少するように構成されているので、抑制出力特性Ｆ２を使用した場合、アクセル開度ＡＰＳが０からある程度の値までは、抑制出力特性Ｆ２は通常出力特性Ｆ１とほぼ同様の値となる。そのため、発進時あるいは低車速での走行時においては、通常出力特性Ｆ１とほぼ同等の加速レスポンスを得ることができ、加速レスポンスの低下の抑制が図られている。また、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上の範囲では、駆動出力Ｐが通常出力特性Ｆ１に比較して抑制されているため、省燃費が図られている。【選択図】図２
2013023052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびモータを備え、前記モータを用いて走行するモータ走行モードと、車両に要求される要求出力が予め定められた閾値以上となった際に前記モータ走行モードから前記エンジンを用いて走行するエンジン走行モードに切替えられるハイブリッド車両において、
アクセル操作による操作量と、該操作量に対応する駆動出力とを関連付けた出力特性に基づいて前記要求出力を決定する要求出力決定手段を備え、
前記モータ走行モードの際の前記出力特性は、前記操作量が大きくなるに従って前記駆動出力の増加率が減少する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記モータに電力を供給するバッテリの充電残量を検出する残量検出手段を更に備え、
所定の前記操作量に対応する前記駆動出力は、前記充電残量が少なくなるほど低下する、
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制御装置。
【請求項３】
前記操作量に対応する前記要求出力を抑制する抑制モードを運転者により選択できる選択手段を更に備え、
前記選択手段により前記抑制モードが選択された際に、前記要求出力決定手段は、前記出力特性に基づいて前記要求出力を決定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【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制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータを備えるハイブリッド車両として、モータのみを用いて走行するモータ走行とエンジンを用いたエンジン走行とを切り替えるものが知られている。
このようなハイブリッド車両では、低車速での走行時には低回転域で高い駆動力を発揮できるモータで走行し、中車速あるいは高車速での走行時には中・高回転域で高い駆動力を発揮できるエンジンでの走行に切り替えている。
この場合、モータ走行からエンジン走行への切り替えは、モータ走行中にアクセル開度が所定値以上となったときになされる。
ところで、静粛性あるいは省燃費を優先した走行を行いたい場合は、モータ走行からエンジン走行への切り替えを抑制することによりエンジンの稼働率を低下させることが望まれる。
そこで、エンジン走行への切り替えを許容する走行モードと、エンジン走行への切り替えを抑制する走行モードとを選択可能とし、アクセル開度に対応する駆動力（要求出力トルク）を定める特性を変更できるようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。
この技術では、後者の走行モードでは、前者の走行モードに比較してアクセル開度に対応する駆動力（要求出力トルク）が低下するように前記の特性が変更されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、前記の特性は、アクセル開度が大きくなるほど要求出力トルクの増加率が低下することから、後者の走行モードでは、車速が低くなるほど、アクセル開度に対する要求出力トルクがより強く抑制される。
そのため、発進時あるいは低車速での走行時において加速レスポンスが大きく低下してしまい、加速性能の低下が懸念される。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、モータ走行からエンジン走行への切り替えを的確に抑制しつつ加速レスポンスを確保した走行を実現する上で有利なハイブリッド車両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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンおよびモータを備え、前記モータを用いて走行するモータ走行モードと、車両に要求される要求出力が予め定められた閾値以上となった際に前記モータ走行モードから前記エンジンを用いて走行するエンジン走行モードに切替えられるハイブリッド車両において、アクセル操作による操作量と、該操作量に対応する駆動出力とを関連付けた出力特性に基づいて前記要求出力を決定する要求出力決定手段を備え、前記モータ走行モードの際の前記出力特性は、前記操作量が大きくなるに従って前記駆動出力の増加率が減少することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、モータ走行モードの際の出力特性は、操作量が大きくなるほど駆動出力の増加率が減少するように構成されているため、モータ走行からエンジン走行への切り替えを的確に抑制しつつ加速レスポンスを確保した走行モードを実現する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、バッテリの充電残量が少なくなるほど所定のアクセル操作量に対応する駆動出力を低下させるようにしたので、バッテリの充電残量が少なくなるほどモータに供給される電池電力の消費量を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、抑制モードが選択された際に、アクセル操作量が大きくなるほど駆動出力の増加率が減少するように構成するため、抑制モードであることを認識しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置３０が搭載された車両１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における出力特性を示す出力特性マップである。
【図３】第１の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置３０の動作を説明するフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置３０が搭載された車両１０の全体構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態におけるＳＯＣと駆動出力抑制率ρと関係を規定する線図である。
【図６】第２の実施の形態における出力特性を示す出力特性マップである。
【図７】第２の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置３０の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両１０はハイブリッド車両である。
車両１０は、駆動用バッテリ１２と、モータ１４と、エンジン１６と、ジェネレータ１８と、トランスアクスル２０と、駆動輪２２と、アクセルペダル２４と、エコスイッチ２６と、ＨＥＶ−ＥＣＵ（以下、ＥＣＵという）２８とを含んで構成されている。ＥＣＵ２８によって本発明の制御装置３０が構成されている。
【０００９】
駆動用バッテリ１２は、モータ１４に電力を供給するものである。
モータ１４は、駆動用バッテリ１２から供給される電池電力およびジェネレータ１８から供給される発電電力によって回転駆動され、トランスアクスル２０を介して駆動輪２２に動力（駆動トルク）を与えることで駆動輪２２を駆動するものである。
エンジン１６は、ジェネレータ１８に動力（発電トルク）を与えることでジェネレータ１８を駆動して発電させるものである。
ジェネレータ１８は、エンジン１６から与えられた動力により発電を行い、発電電力をモータ１４に供給するものである。
トランスアクスル２０は、モータ１４から供給される動力を２つの駆動輪２２に分配して伝達するものである。
駆動輪２２は、トランスアクスル２０から伝達された動力によって回転駆動されるものである。
アクセルペダル２４は、運転者によって操作され、操作量すなわちアクセル開度ＡＰＳをＥＣＵ２８に供給するものである。
エコスイッチ(選択手段)２６は、モータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替え動作を許容する通常走行モードと、前記の切り替え動作を抑制する抑制走行モード（抑制モード）とを選択するために操作されるスイッチであり、走行モードの選択結果はＥＣＵ２８に供給される。
なお、本実施の形態では、モータ走行(モータ走行モード)は、モータ１４のみを用いて走行することをいう。また、エンジン走行(エンジン走行モード)は、エンジン１６を用いた走行であり、モータ１４とエンジン１６との双方を用いる走行と、モータ１４は使用せず、エンジン１６のみを用いる走行とを含む。
【００１０】
なお、トランスアクスル２０は、エンジン１６から供給される動力を２つの駆動輪２２に分配して伝達するように構成されていてもよい。この場合、エンジン走行は、エンジン１６の動力をジェネレータ１８とトランスアクセルとの双方に供給する場合と、エンジン１６の動力をジェネレータ１８のみ供給する場合と、エンジン１６の動力をトランスアクセルのみに供給する場合とを含む。エンジン１６の動力が少なくともトランスアクセルに供給される走行をパラレル走行という。
【００１１】
ＥＣＵ２８は、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
ＥＣＵ２８は制御プログラムを実行することにより、モータ１４、エンジン１６、ジェネレータ１８に対する制御を行うものである。
すなわち、ＥＣＵ２８は、モータ１４に対して出力要求を行うことにより、モータ１４の出力を制御する。
また、ＥＣＵ２８は、エンジン１６に対してエンジン駆動要求を行うことにより、エンジン１６の出力を制御する。
また、ＥＣＵ２８は、ジェネレータ１８に対して発電出力要求を行うことにより、発電電力を制御する。
また、ＥＣＵ２８は、制御プログラムを実行することにより、切り替え手段２８Ａと、要求出力決定手段２８Ｂとを実現する。
【００１２】
切り替え手段２８Ａは、モータ走行中に車両に要求される駆動力を示す駆動出力Ｐが予め定められた閾値Ｐ１以上となったときにエンジン１６を用いたエンジン走行に切り替える切り替え動作を実施するものである。
要求出力決定手段２８Ｂは、運転者の操作によるアクセル開度ＡＰＳと、該アクセル開度ＡＰＳに対応する駆動出力(要求出力)Ｐとを関連付けた出力特性に基づいてアクセル開度ＡＰＳから駆動出力(要求出力)Ｐを決定するものである。ここで、駆動出力と要求出力とは同等の意味である。
本実施の形態では、図２に示す出力特性を示す出力特性マップが例えばＥＣＵ２８のＲＯＭに設けられている。
図２において横軸はアクセル開度ＡＰＳ（％）を示し、縦軸は駆動出力Ｐ（Ｗ）を示し、符号Ｐ１は予め定められた閾値を示している。
すなわち、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１未満の範囲が、モータ１４のみを用いて走行するモータ走行領域であり、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上の範囲が、エンジン１６を用いて走行するエンジン走行領域である。
図中、点線は、モータ走行からエンジン走行への切り替え動作を許容する通常走行モードに対応する通常出力特性Ｆ１を示しており、エコスイッチ２６のオフ状態に対応している。
通常出力特性Ｆ１は、例えば、予め定められた傾きを有する直線あるいは曲線で示されている。
図中、実線は、エコスイッチ２６がオン状態にあり、切り替え動作を抑制する抑制走行モードに対応する抑制出力特性Ｆ２を示しており、エコスイッチ２６のオン状態に対応している。
【００１３】
抑制出力特性Ｆ２は、アクセル開度ＡＰＳが大きくなるほど駆動出力Ｐの増加率が減少するように構成されている。したがって、抑制走行モードは、アクセル開度ＡＰＳ（操作量）に対応する要求出力を抑制する走行モードである。
ここで、出力特性における駆動出力Ｐが閾値Ｐ１と一致したときのアクセル開度ＡＰＳを切り替え操作量としたとき、抑制出力特性Ｆ２の切り替え操作量ＡＰＳ２は、通常出力特性Ｆ１の切り替え操作量ＡＰＳ１よりも大きな値である。
要求出力決定手段２８Ｂは、出力特性として、上述した通常出力特性Ｆ１と、抑制出力特性Ｆ２とを切り替えて使用する。すなわち、エコスイッチ２６がオフ状態であれば通常出力特性Ｆ１を使用し、エコスイッチ２６がオン状態であれば抑制出力特性Ｆ２を使用する。
このようにエコスイッチ２６の操作により抑制走行モードが選択されると、アクセル開度ＡＰＳが大きくなるほど駆動出力Ｐの増加率が減少するので、ドライバは、抑制走行モードであることを認識しやすくなる。
なお、図中、一点鎖線は、従来技術を示す比較例においてエンジン走行への切り替えを抑制する走行モードに対応する特性を示しており、本発明におけるエコスイッチ２６がオン状態にある場合の特性に相当する。
この特性は、本発明と反対にアクセル開度ＡＰＳが大きくなるほど駆動出力Ｐの増加率が増加するように構成されている。
【００１４】
次に、制御装置３０の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、要求出力決定手段２８Ｂは、エコスイッチ２６の状態を判定する（ステップＳ１０）。エコスイッチ２６がオフ状態であると判定されたならば、要求出力決定手段２８Ｂは、出力特性として通常出力特性Ｆ１を使用し（ステップＳ１２）、通常出力特性Ｆ１からアクセル開度ＡＰＳに基づいて駆動出力Ｐを演算する（ステップＳ１６）。
この結果、切り替え手段２８Ａは、図２に示すように、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１未満（アクセル開度ＡＰＳが切り替え操作量ＡＰＳ１未満の範囲）ではモータ走行を実施し、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上（アクセル開度ＡＰＳが切り替え操作量ＡＰＳ１以上）となったならば、モータ走行からエンジン走行に切り替える。
ステップＳ１０でエコスイッチ２６がオン状態であると判定されたならば、要求出力決定手段２８Ｂは、出力特性として抑制出力特性Ｆ２を使用し（ステップＳ１４）、抑制出力特性Ｆ２からアクセル開度ＡＰＳに基づいて駆動出力Ｐを演算する（ステップＳ１６）。
この結果、切り替え手段２８Ａは、図２に示すように、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１未満（アクセル開度ＡＰＳが切り替え操作量ＡＰＳ２未満の範囲）ではモータ走行を実施し、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上（アクセル開度ＡＰＳが切り替え操作量ＡＰＳ２以上）となったならば、モータ走行からエンジン走行に切り替える。
図２に示すように、抑制出力特性Ｆ２は、アクセル開度ＡＰＳが大きくなるほど駆動出力Ｐの増加率が減少するように構成されているので、抑制出力特性Ｆ２を使用した場合、アクセル開度ＡＰＳが０からある程度の値までは、抑制出力特性Ｆ２は通常出力特性Ｆ１とほぼ同様の値となる。そのため、発進時あるいは低車速での走行時においては、通常出力特性Ｆ１とほぼ同等の加速レスポンスを得ることができ、加速レスポンスの低下の抑制が図られている。また、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上の範囲では、駆動出力Ｐが通常出力特性Ｆ１に比較して抑制されているため、省燃費が図られている。
これに対して、比較例の出力特性では、アクセル開度ＡＰＳが０からある程度の値までは、駆動出力Ｐが本発明に係る抑制出力特性Ｆ２に比較して大きく低下しているため、発進時あるいは低車速での走行時においては、加速レスポンスが低下していることがわかる。
【００１５】
以上説明したように本実施の形態によれば、抑制出力特性Ｆ２は、アクセル開度ＡＰＳが大きくなるほど駆動出力Ｐの増加率が減少するように構成されているため、モータ走行からエンジン走行への切り替えを的確に抑制しつつ加速レスポンスを確保した走行モードを実現する上で有利となる。
【００１６】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、発進時あるいは低車速での走行時における加速レスポンスの低下を抑制することができる反面、モータ１４による駆動用バッテリ１２の電池電力の消費量が増加するため、走行状態によっては、駆動用バッテリ１２の充電残量が早期に低下してしまうことが懸念される。
そこで、第２の実施の形態では、駆動用バッテリ１２の充電残量が少なくなるほど、抑制出力特性Ｆ２における駆動出力Ｐを低下させるようにしたものである。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略するか、あるいは、簡単に行う。
【００１７】
図４に示すように、ＥＣＵ２８は、前記の制御プログラムを実行することにより、切り替え手段２８Ａ、要求出力決定手段２８Ｂに加えて残量検出手段２８Ｃ、抑制出力特性調整手段２８Ｄを実現している。
残量検出手段２８Ｃは、不図示のバッテリ管理装置から駆動用バッテリ１２の充電残量のデータを読み出することで、駆動用バッテリ１２の充電残量を検出している。
充電残量のデータは、充電状態を示すＳＯＣ（State Of Charge）と呼ばれる数値が用いられる。ＳＯＣは、バッテリの充電容量に対する充電残量の比率として定義される数値である。なお、充電残量を表すデータとして従来公知の様々なパラメータを用いてもよい。
抑制出力特性調整手段２８Ｄは、残量検出手段２８Ｃで検出された充電残量が少なくなるほど抑制出力特性における駆動出力Ｐを低下させるものである。言い換えると、所定のアクセル開度ＡＰＳ（操作量）に対応する駆動出力Ｐは、充電残量が少なくなるほど低下する。
【００１８】
抑制出力特性調整手段２８Ｄについて具体的に説明する。
第２の実施の形態においても、出力特性を示す出力特性マップが例えばＥＣＵ２８のＲＯＭに設けられている。出力特性マップには、図６に示す通常出力特性Ｆ１と、基準となる基準抑制出力特性（不図示）とが構成されている。
抑制出力特性調整手段２８Ｄは、前記の基準抑制出力特性に、ＳＯＣによって決定される駆動出力抑制率ρを乗算することにより、ＳＯＣに応じた抑制出力特性を演算する。なお、駆動出力抑制率ρが大きいほど駆動出力Ｐは低くなる。
図５に示すように駆動出力抑制率ρは、ＳＯＣが低下するほど値が増大するように規定されており、第２の実施の形態では、以下のように規定されている。また、図５に示すＳＯＣと駆動出力抑制率ρとを関係付けたマップがＥＣＵ２８に設けられている。
ＳＯＣについては、第１基準値ＳＯＣ１と、第２基準値ＳＯＣ２（＞ＳＯＣ１）とが予め定められている。
駆動出力抑制率ρについては、下限値ρ１と、上限値ρ２とが予め定められている。
ＳＯＣ＜ＳＯＣ１の範囲：駆動出力抑制率ρは上限値ρ２に固定。
ＳＯＣ１≦ＳＯＣ≦ＳＯＣ２の範囲：駆動出力抑制率ρは上限値ρ２と下限値ρ１との間でＳＯＣが大きいほど駆動出力抑制率ρが低下する。
ＳＯＣ２＜ＳＯＣの範囲：駆動出力抑制率ρは下限値ρ１に固定。
【００１９】
次に、制御装置３０の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、要求出力決定手段２８Ｂは、エコスイッチ２６の状態を判定する（ステップＳ３０）。エコスイッチ２６がオフ状態であると判定されたならば、要求出力決定手段２８Ｂは、出力特性として通常出力特性Ｆ１を使用し、通常出力特性Ｆ１からアクセル開度ＡＰＳに基づいて駆動出力Ｐを演算する（ステップＳ３２，Ｓ３４）。
この結果、切り替え手段２８Ａは、図６に示すように、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１未満（アクセル開度ＡＰＳが切り替え操作量ＡＰＳ１未満の範囲）ではモータ走行を実施し、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上（アクセル開度ＡＰＳが切り替え操作量ＡＰＳ１以上）となったならば、モータ走行からエンジン走行に切り替える。
【００２０】
ステップＳ３０でエコスイッチ２６がオン状態であると判定されたならば、抑制出力特性調整手段２８Ｄは、残量検出手段２８Ｃで検出された駆動用バッテリ１２のＳＯＣが第２基準値ＳＯＣ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。
ステップＳ３６が肯定ならば、抑制出力特性調整手段２８Ｄは、図５のマップに基づいて駆動出力抑制率ρ＝下限値ρ１を決定し、この決定した抑制率を前記の基準抑制出力特性に乗算することで抑制出力特性Ｆ２を算出する（ステップＳ３８，Ｓ４０）。なお、図５では、下限値ρ１により算出された抑制出力特性を抑制出力特性Ｆ２０として示している。
一方、ステップＳ３６が否定であれば、抑制出力特性調整手段２８Ｄは、残量検出手段２８Ｃで検出された駆動用バッテリ１２のＳＯＣが第１基準値ＳＯＣ１以上であるか否か、すなわち、ＳＯＣが第１基準値ＳＯＣ１以上第２基準値ＳＯＣ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
ステップＳ４２が肯定であれば、抑制出力特性調整手段２８Ｄは、図５のマップに基づいて駆動出力抑制率ρを決定し、この決定した抑制率を前記の基準抑制出力特性に乗算することで抑制出力特性Ｆ２を算出する（ステップＳ４４，Ｓ４０）。
また、ステップＳ４２が否定であれば、すなわち、駆動用バッテリ１２のＳＯＣが第１基準値ＳＯＣ１未満であれば、抑制出力特性調整手段２８Ｄは、図５のマップに基づいて駆動出力抑制率ρ＝上限値ρ２を決定し、この決定した抑制率を前記の基準抑制出力特性に乗算することで抑制出力特性Ｆ２を算出する（ステップＳ４６，Ｓ４０）。なお、図５では、上限値ρ２により算出された抑制出力特性を抑制出力特性Ｆ２１として示している。抑制出力特性Ｆ２１は前記の抑制出力特性Ｆ２０よりも駆動出力Ｐが小さい値となっている。
そして、要求出力決定手段２８Ｂは、ステップＳ４０で算出された抑制出力特性Ｆ２を出力特性として使用し、抑制出力特性Ｆ２からアクセル開度ＡＰＳに基づいて駆動出力Ｐを演算する（ステップＳ３４）。
この結果、切り替え手段２８Ａは、図６に示すように、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１未満ではモータ走行を実施し、駆動出力Ｐが閾値Ｐ１以上となったならば、モータ走行からエンジン走行に切り替える。
【００２１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、駆動用バッテリ１２の充電残量（ＳＯＣ）が少なくなるほど抑制出力特性における駆動出力Ｐを低下させるようにしたので、駆動用バッテリ１２の充電残量が少なくなるほどモータ１４で消費される電池電力の消費量を抑制することができる。
したがって、駆動用バッテリ１２の充電残量が早期に低下してしまうことを回避でき、駆動用バッテリ１２によるモータ走行が可能な時間の延長を図る上で有利となる。
【符号の説明】
【００２２】
１０……車両、１２……駆動用バッテリ、１４……モータ、１６……エンジン、１８……ジェネレータ、２０……トランスアクスル、２２……駆動輪、２４……アクセルペダル、２６……エコスイッチ(選択手段)、２８……ＨＥＶ−ＥＣＵ、２８Ａ……切り替え手段、２８Ｂ……要求出力決定手段、２８Ｃ……残量検出手段、２８Ｄ……抑制出力特性調整手段、３０……制御装置。
【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】
2013023052.tif 000009