JP2007331503A - 車両の動力切替制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動力源としてモータとエンジンとを備え、低車速時はモータにより走行し、高速などになるとエンジンに切り替えて走行する車両では、車速を高くするためにアクセルペダルを急操作した後、車速を調節しようとアクセルペダルの操作を戻すと、動力源を一旦エンジンに切り替えた後に再度モータに切り替えるので、燃費を低減することが困難であった。
【解決手段】発電可能な電動機と内燃機関とを備え、運転者の要求する要求トルクが低いときには電動機の出力を動力にして走行する車両において、電動機の出力による走行中に、第一のトルク条件を超える要求トルクが第一の継続時間条件を満たして継続する場合に、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力源として電動機（以下、モータと称する）と内燃機関（以下、エンジンと称する）とを備えるいわゆるハイブリッド車両において、走行状態に応じて動力を選択する車両の動力切替制御方法に関するものである。

従来、モータとエンジンとを備え、車両の速度つまり車速が低い場合にはモータの出力を動力として走行し、アクセル開度の変化量が所定値以上になる場合つまり車両の運転者が必要とする要求トルクが大きくなっている場合にモータの出力とエンジンの出力とを併用して走行する車両が知られている。このようなハイブリッド車両において、アクセル開度の変化量が大きいときには小さいときよりも小さなアクセル開度でモータとエンジンとを併用する併用走行に切り替えることにより、運転者の急加速意思に対応した加速を実施するものが、特許文献１に開示されている。
特許第３２２８４３８号明細書

ところで、加速時にアクセルペダルを急に操作した後、踏力を緩めながら車速を調節した場合、高トルクが必要な運転状態はわずかな期間だけである。このような場合においては、高トルクでの運転状態が短期間であるので、動力としてはモータの出力のみで対応し得る場合がある。

ところが、上述の特許文献１に記載のものであると、このようなラフな、つまり荒っぽいアクセルペダルの操作に対しては、アクセル開度の変化量が大きいことを検出して、併用走行に切り替える制御を行うものとなる。このため、エンジンが頻繁に使用されることになり、その結果として燃費が低下する可能性が生じた。

またこのことは、モータのための蓄電池の電池残量が許す限りモータの出力を動力にする走行を実施する車両においては、好ましい運転状態ではない。すなわち、上述のようなラフなアクセルペダルの操作に応じて直ちにエンジンを始動すると、モータのみの出力で対応し得る運転状態であるにもかかわらずエンジンを運転することにより、燃費が低下するものとなる。

そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。

すなわち、本発明の車両の動力切替制御方法は、発電可能な電動機と内燃機関とを備え、運転者の要求する要求トルクが低いときには電動機の出力を動力にして走行する車両において、電動機の出力による走行中に、第一のトルク条件を超える要求トルクが第一の継続時間条件を満たして継続する場合に、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替えることを特徴とする。

このような構成によれば、電動機の出力を動力にして走行している際に、第一のトルク条件を超える状態で第一の継続時間条件を満たして要求トルクが継続している場合に、電動機の出力による走行から、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える。このため、電動機の出力を動力にして走行している場合に、車両を加速すべく急激に要求トルクを第一のトルク条件を超える変化をさせても、その要求トルクが第一の継続時間条件を満たして継続しないと内燃機関の出力を動力にする走行に切り替わらない。それ故、運転者がトルク増加を真に求めた場合にのみ内燃機関に負荷がかかるので、燃料の消費を抑制することが可能になるとともに、排気ガス中の不要物質の排出量を低減することが可能になる。

加速性を低下させないためには、電動機の出力による走行中に、第二のトルク条件を超える要求トルクが第二の継続時間条件を満たして継続しているにもかかわらず、車速が所定速度を超えないときに、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替えるものが好ましい。このような構成であれば、登り坂を走行する場合など、電動機の出力による走行では速度の上昇が見込めない場合に、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替えるので、運転者の意図を反映するように加速性を保つことが可能である。

また、運転者の意図を確実に走行に反映させるためには、電動機の出力による走行中に、第三のトルク条件を超える要求トルクが第三の継続時間条件を満たして継続しているにもかかわらず、車両の加速度が所定値を超えないときに、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替えるものが好ましい。

加えて、上記の構成において、急な加速に対応するためには、低車速時には、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替えるか否かを高車速時よりも低いトルクで判定することが好ましい。あるいは、要求トルクが低いときには、高トルクが要求される場合よりも長い継続時間条件を満たした時に、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える構成とするものが好適である。

電動機の出力による走行から内燃機関の出力による走行への切替を電動機の能力に応じて設定するためには、要求トルクが第二のトルク条件を超えたときの車速が高車速である場合には、低車速で要求トルクが所定値を超えたときよりも、第二の継続時間条件を短くする構成、及び、要求トルクが第三のトルク条件を超えたときの車速が高車速である場合には、低車速で要求トルクが所定値を超えたときよりも加速度条件を低い加速度とする構成が好ましい。

運転者が望む減速の意図に対応して燃費を向上させるためには、少なくとも内燃機関の出力を動力にする走行中に、要求トルクが第四のトルク条件を下回る状態で第四の継続時間条件を満たして継続する場合に、内燃機関の出力を動力にする走行から電動機の出力による走行に切り替える構成、及び、少なくとも内燃機関の出力を動力にする走行中に、要求トルクが第五のトルク条件を下回る状態で第五の継続時間条件を満たして継続し、かつ車速が所定速度を下回ったときに内燃機関の出力を動力にする走行から電動機の出力による走行に切り替える構成が好ましい

本発明は、以上説明したような構成であり、電動機の出力を動力にして走行している場合に、車両を加速すべく急激に要求トルクを第一のトルク条件を超える変化をさせても、その要求トルクが第一の継続時間条件を満たして継続しないと内燃機関の出力を動力にする走行に切り替わらないため、運転者がトルク増加を真に求めた場合にのみ内燃機関に負荷がかかるので、燃料の消費を抑制することが可能になるとともに、排気ガス中の不要物質の排出量を低減することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

この第一実施形態の車両１００は、発電可能な電動機であるモータジェネレータ１と、内燃機関であるエンジン２とを備え、モータジェネレータ１及びエンジン２の出力により駆動車輪３が駆動されて走行する構成である。具体的には、運転者の要求する要求トルクが低い場合は、車両１００はモータジェネレータ１の出力を動力にして走行し、このような走行において運転者がアクセルペダル４を操作して要求トルクが高くされる、つまり加速時や登坂時などにおいてアクセルペダル４が踏み込まれて要求トルクが高くなっており、かつ以下で説明する諸条件が成立した場合は、エンジン２の出力を動力にして走行する構成である。また、以下に説明する各実施形態においては、燃費を考慮して、モータジェネレータ１の出力を動力にして走行している場合は、エンジン２を停止する構成である。なお、モータジェネレータ１の出力を動力として走行している場合であっても、エンジン２の運転を継続するものであってもよい。

車両１００は、モータジェネレータ１及びエンジン２の運転状態を制御するために、モータ制御部５及びエンジン制御部６を備えるとともに、モータジェネレータ１の電源となるバッテリ７、トルクコンバータ８、クラッチ９、トランスミッション１０、そのトランスミッション１０を制御するトランスミッション制御部１１、車両の走行状態を制御する車両制御部１２を備えている。

モータジェネレータ１は、エンジン２あるいは駆動車輪３により駆動されることにより発電機としても作動するものである。このように、発電機として回生動作するモータジェネレータ１が発生する電力は、モータ制御部５を介してバッテリ７に印加されてバッテリ７を充電するものである。モータジェネレータ１は、発電が可能であるものであれば、特にその形式などは限定されるものではない。

エンジン２は、当該分野でよく知られている各種のものを適用することができるもので、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンが挙げられる。エンジン２は、トルクコンバータ８、クラッチ９及びトランスミッション１０を介してその出力を駆動車輪３に伝達するものである。トルクコンバータ８、クラッチ９及びトランスミッション１０は、エンジン２同様、当該分野で広く知られているものを適用することができるので、説明を割愛する。

モータ制御部５、エンジン制御部６、トランスミッション制御部１１及び車両制御部１２はそれぞれ、マイクロコンピュータを主体にして構成してあり、制御信号やデータなどを相互に通信し得るものである。モータ制御部５は、バッテリ７とモータジェネレータ１とに接続されて、バッテリ７の状態や車両１００の走行状態などに基づいて、また車両制御部からの信号に基づいてモータジェネレータ１を制御するとともに、バッテリ７の充電状態を制御する。エンジン制御部６は、エンジン回転数、吸入空気量、冷却水温などに基づいて燃料供給量を設定し、また車両制御部１２からの信号に基づいてエンジン２の運転状態を制御するものである。トランスミッション制御部１１は、車両制御部１２からの信号に基づいて、車両１００の走行状態に応じてモータジェネレータ１の出力とエンジン２の出力とを個別に、あるいは同時に駆動車輪３に伝達するよう、トランスミッション１０を制御するものである。

車両制御部１２は、アクセルペダル４の操作量を検出するアクセルセンサ１３から出力されるアクセル信号、ブレーキペダル１４の操作量を検出するブレーキセンサ１５から出力されるブレーキ信号、車両１００の走行速度（以下、車速と称する）、さらには加速度などに基づいて車両を運転する運転者の意思や車両の走行状態を判断する。そして、その判断結果に基づいて、車両制御部１２はモータ制御部５、エンジン制御部６及びトランスミッション制御部１１と相互に制御信号やデータなどの授受を行い、それぞれの制御部を介してモータジェネレータ１、エンジン２及びトランスミッション１０を制御するものである。この車両制御部１２は、基本的には、モータジェネレータ１の出力を動力とする場合と、エンジン２の出力を主たる動力とする場合とをバッテリ容量に応じて切り替える構成である。

すなわち、車両制御部１２は、バッテリ容量を検出し、検出したバッテリ容量が半分を上回っている間はモータ制御部５に対してモータジェネレータ１を駆動するように信号を出力する。そして、バッテリ容量が半分以下になったことを検出すると、バッテリ性能上使用が可能である最低限界容量に達するまでの間は、モータジェネレータ１の出力とエンジン２の出力とを併用して走行するように、モータ制御部５、エンジン制御部６及びトランスミッション制御部１１に信号を出力する。このようにモータジェネレータ１とエンジン２とを併用している際に、余剰トルクが生じると、その余剰トルクによる回生動作で得られる回生電力によりバッテリ７を充電するように車両制御部１２は充電制御を実行する。

以上の構成において、車両制御部１２は、以下に説明する手順により、少なくともアクセル信号に基づいてモータ制御部５及びエンジン制御部６を制御するものである。この場合、アクセル信号は、運転者が操作するアクセルペダル４の操作量に比例して変化する信号となるので、このアクセル信号の変化から、運転者の要求によるトルクの変化を示す要求トルクを計算するものである。なお、以下に説明する動力切替制御においては、モータジェネレータ１の出力を動力にして車両が走行している場合を前提とするものである。

図２に示す動力制御切替制御プログラムの制御手順において、まずステップＳ１において運転者の要求トルクを判定するための第一のトルク条件、及びその第一のトルク条件を超えている状態で要求トルクが継続していることを判定するための第一の継続時間条件をそれぞれ計算する。第一のトルク条件及び第一の継続時間条件は、例えば代表値を記録したそれぞれのマップに基づいて計算するものである。

第一のトルク条件は、モータジェネレータ１が出し得るトルクの範囲内で、車速及び要求トルクに基づいて計算されて設定される。具体的には、第一のトルク条件は、図３に示すように、車速が低いほど低く、車速が高くなるに応じて高くなるように設定される。これは、低車速時においてアクセルペダル４が操作されたことから、運転者の意図が車速を短時間の内に上げたい操作であると推測し、迅速な加速を実施し得るようにするためである。

一方、第一の継続時間条件は、図４に示すように、要求トルクが低い場合ほど長く、高くなるに応じて短くなるように計算されて設定される。これは、要求トルクが低いことは、アクセルペダルの操作量が少ないことに対応するもので、運転者が早急な加速を意図していないと判断し得るものであることに起因している。このような運転状態にあっては、モータジェネレータ１の出力にて対応し得る可能性もあるので、モータジェネレータ１の出力による走行を可能な限り持続するようにするためである。

ステップＳ２においては、ステップＳ１にて算出した第一のトルク条件を要求トルクが超えている（上回っている）か否かを判定する。ステップＳ３では、要求トルクが第一のトルク条件を超えている間の時間が第一の継続時間条件を上回ったか否か、つまり要求トルクが第一のトルク条件を超えている状態が継続している時間が第一の継続時間条件を上回ったか否かを判定する。

ステップＳ４では、エンジン２の出力が駆動車輪３に伝達されるように、トランスミッション制御部１１を制御して、モータジェネレータ１の出力からエンジン２の出力に動力を切り替える。この実施形態にあっては、この動力切り替え直前の時点においてエンジン２を始動するものである。ステップＳ５では、エンジン２の出力を動力とする走行を実施する。ステップＳ６では、モータジェネレータ１の出力を動力とする走行を実施する。

このような構成において、車両１００がモータジェネレータ１の出力を動力として走行している場合に、運転者がアクセルペダル４を操作したとする。アクセルペダル４が操作されたことによりアクセル信号が変化し、そのアクセル信号に基づいて車両制御部１２は要求トルクを計算する。そして、ステップＳ１及びステップＳ２を実行し、算出した要求トルクが第一のトルク条件を超えているかどうかを判定し、超えていない場合はステップＳ６に進んでモータジェネレータの出力を動力とする走行を維持する。つまり、運転者がアクセルペダル４を操作したものの、その操作量が小さい場合には、車速を急激に上げることを意図していないと推測して、モータジェネレータ１の出力による走行を維持するものである。

これに対して、例えば発進時のように、アクセルペダル２を大きく操作した場合には、要求トルクが大きくなる。そしてその要求トルクが第一のトルク条件を超えた場合には、運転者が車速を上げることを意図していることを推測する（ステップＳ２において「Ｎ」の判定）。この場合に、要求トルクが第一のトルク条件を超えたその状態が、第一の継続時間条件を上回らない場合（ステップＳ３において「Ｎ」の判定）、つまり第一の継続時間条件が成立するまでに、短時間で要求トルクが第一のトルク条件以下になる運転状態であれば、モータジェネレータ１の出力により要求トルクに対応し得るとして、モータジェネレータ１の出力による走行を継続する（ステップＳ６）。したがって、要求トルクが増加しても、エンジン２は停止したままの状態を維持する。

これに対して、要求トルクが第一のトルク条件を超えた状態で、かつその超えた状態が第一の継続時間条件を上回っている場合（図５に示す）は、モータの出力による走行からエンジンの出力による走行に切り替える（ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５）。つまり、運転者が車速を上げることを意図していることを、要求トルクの大きさと上記した条件を満たしている状態の継続時間とに応じて推測するものである。このため、アクセルペダル４の操作を突発的に多くするような場合つまり要求トルクが第一のトルク条件を超えるが、その状態が持続しないようなアクセルペダルの操作（図６に示す）においては、モータジェネレータ１の出力による走行を継続するものである。したがって、エンジン２の出力による走行の実施が可能な限り遅らされることにより、エンジン２を運転する機会が減少し、よって燃料消費量を減少させることができるとともに、排気ガスの排出量を低減することができ、環境への影響を抑制することができる。

加えて、上述したように、第一のトルク条件は車速が低いほど低く、車速が高くなるに応じて高くなるように設定され、第一の継続時間条件は要求トルクが低い場合ほど長く、高くなるに応じて短くなるように設定されるので、例えば発進時のようにアクセルペダルの操作量が大きく、しかも車速が低い場合には、早期にエンジンの出力による走行に切り替えるものである。このため、運転者が急加速したいと欲している場合には、その意図を早期に実現できる。この一方で、アクセルペダルをおおざっぱに操作したような場合、つまり一時的に要求トルクが第一のトルク条件を超えて、第一の継続時間条件を満たさない場合にあっては、エンジン２の出力による走行に切り替えないので、燃費を向上させることができる。

次に、図７により、第二実施形態を説明する。この第二実施形態は、例えば登坂走行などにおいて、車速が低く要求トルクが大きく、モータジェネレータ１の出力による走行からエンジン２の出力による走行への切替が遅れることにより、車速が上昇しにくい状況を解消するものである。このために、この第二実施形態は、上述の第一実施形態に、第二のトルク条件と第二の継続時間条件とを追加して、上記した登坂走行のような場合に好ましく動力の切り替えを実施するものである。

具体的には、まず、ステップＳ１１において、第一及び第二のトルク条件と第一及び第二の継続時間条件とを計算する。第一のトルク条件と第一の継続時間条件とは上述の第一実施形態と同じである。一方、第二のトルク条件は、第一のトルク条件より低く設定するもので、第一のトルク条件を計算した後、その第一のトルク条件を基礎にして計算するものであってよい。同様に、第二の継続時間条件は、第一の継続時間条件と同じかもしくは第一の継続時間条件より短く設定するもので、第一の継続時間条件を計算した後、その第一の継続時間条件を基礎にして計算するものであってよい。

ステップＳ１２において、要求トルクが第一のトルク条件を超えたか否かを判定する。ステップＳ１３において、要求トルクが第一のトルク条件を超えて継続している状態が、第一の継続時間条件を上回って継続しているか否かを判定する。このステップＳ１２及びステップＳ１３の判定自体は、上述の第一実施形態のステップＳ１及びステップＳ２と同じである。

ステップＳ１４においては、ステップＳ１１にて算出した第二のトルク条件を要求トルクが超えている（上回っている）か否かを判定する。ステップＳ１５では、要求トルクが第二のトルク条件を超えた時点以降における車速（以下、判定車速と称する）が、必要速度を超えているか否かを判定する。必要速度は、例えば平地を走行している場合の要求トルクの大きさに応じて設定するものであってよい。

ステップＳ１６では、要求トルクが第二のトルク条件を超えている間の時間が第二の継続時間条件を上回ったか否かを判定する。第二の継続時間条件は、図８に示すように、例えばマップを用いて計算することにより、判定車速が低い場合に長く、高くなるにしたがって短くなるように設定される。ステップＳ１７では、エンジン２の出力が駆動車輪３に伝達されるように、トランスミッション制御部１１を制御して、モータジェネレータ１の出力からエンジン２の出力に動力を切り替える。この実施形態にあっては、この動力切り替え直前の時点においてエンジン２を始動するものである。ステップＳ１８では、エンジン２の出力を動力とする走行を実施する。ステップＳ１９では、モータジェネレータ１の出力を動力とする走行を実施する。

このような構成において、例えば乗車人数の違いにより、いつもと同様にアクセルペダル４を操作していてもいつものように車速があがらないことがある場合に、第一のトルク条件は成立しないが、第二のトルク条件が成立し、しかも車速が必要速度に達せずに第二の継続時間条件を満たすと、エンジン２の出力を動力とする走行に切り替えるものである。例えば、図９に示すように、要求トルクが第一のトルク条件を超えるまでに第二のトルク条件を超え、その超えた状態が第二の継続時間条件を超えて継続する場合を考えてみる。

このような運転状態にあっては、運転者がアクセルペダル４を操作して、少なくとも要求トルクが第二のトルク条件を超えるまでは、制御がステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１９と進み、モータジェネレータ１の出力による走行を継続する。したがって、最大限にモータジェネレータ１が活用され、燃料消費量を抑制するものである。

この後、要求トルクが上昇し、第二のトルク条件を超える状態（ステップＳ１４において「Ｎ」の判定）となると、その時の車速つまり判定車速が必要速度を上回っている場合（ステップＳ１５において「Ｙ」と判定）にはモータジェネレータ１の出力による走行を継続する。これに対して、要求トルクが上昇して第二のトルク条件を超え、判定車速が必要速度を下回っており、かつ要求トルクが第二のトルク条件を超えた状態が第二の継続時間条件を超えて継続している場合には、制御はステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６を順に実行し、ステップＳ１７及びステップＳ１８を実行してモータジェネレータ１の出力による走行からエンジン２の出力による走行に切り替える。

このように、登坂走行や負荷（乗車人数）が普段とは異なる時の走行のように、要求トルクを高くしても車速がそのような運転手の意図を反映しない場合、第一のトルク条件及び第一の継続時間条件の成立を待たずして、エンジンの出力による走行に切り替えることにより、加速性を改善することができる。したがって、運転者が車速の上昇が鈍いと気づくまでにそのような状態が解消されるので、円滑な車両の流れを妨げるような走行を回避することができる。

次に、図１０により、第三実施形態を説明する。この第三実施形態は、上述した第二実施形態における判定車速に代えて、加速度を判定条件にして動力切り替え制御を実施するものである。

具体的には、まず、ステップＳ２１において、第一及び第三のトルク条件と第一及び第三の継続時間条件とを計算する。第一のトルク条件と第一の継続時間条件とは上述の第一実施形態と同じである。一方、第三のトルク条件は、第一のトルク条件より低く設定するもので、第一のトルク条件を計算した後、その第一のトルク条件を基礎にして計算するものであってよい。同様に、第三の継続時間条件は、第一の継続時間条件と同じかもしくは第一の継続時間条件より短く設定するもので、第一の継続時間条件を計算した後、その第一の継続時間条件を基礎にして計算するものであってよい。

ステップＳ２２において、要求トルクが第一のトルク条件を超えたか否かを判定する。ステップＳ２３において、要求トルクが第一のトルク条件を超えて継続している状態が、第一の継続時間条件を上回って継続しているか否かを判定する。このステップＳ２２及びステップＳ２３の判定自体は、上述の第一実施形態のステップＳ１及びステップＳ２と同じである。

ステップＳ２４においては、ステップＳ２１にて算出した第三のトルク条件を要求トルクが超えている（上回っている）か否かを判定する。ステップＳ２５では、要求トルクが第三のトルク条件を超えた時点以降における加速度（以下、判定加速度と称する）が、必要加速度を超えているか否かを判定する。必要加速度は、例えば平地を走行している場合の要求トルクの大きさに応じて設定するものであってよい。

ステップＳ２６では、要求トルクが第三のトルク条件を超えている間の時間が第三の継続時間条件を上回ったか否かを判定する。第三の継続時間条件は、上述した第二の継続時間条件と同じ傾向のものである。ステップＳ２７では、エンジン２の出力が駆動車輪３に伝達されるように、トランスミッション制御部１１を制御して、モータジェネレータ１の出力からエンジン２の出力に動力を切り替える。この実施形態にあっては、この動力切り替え直前の時点においてエンジン２を始動するものである。ステップＳ２８では、エンジン２の出力を動力とする走行を実施する。ステップＳ２９では、モータジェネレータ１の出力を動力とする走行を実施する。

このような構成においても、上述の第二実施形態と同じ作用効果を得ることができる。

すなわち、例えば登坂時において、アクセルペダル４を操作していても車速があがらないことがある場合に、第一のトルク条件は成立しないが、第三のトルク条件が成立し、しかも判定加速度が必要加速度に達せずに第三の継続時間条件を満たす状態となると、エンジン２の出力を動力とする走行に切り替えるものである。

このような運転状態にあっては、運転者がアクセルペダル４を操作して、少なくとも要求トルクが第三のトルク条件を超えるまでは、制御がステップＳ２１、ステップＳ２４、ステップＳ２９と進み、モータジェネレータ１の出力による走行を継続する。したがって、最大限にモータジェネレータ１が活用され、燃料消費量を抑制するものである。

この後、要求トルクが上昇し、第三のトルク条件を超える状態（ステップＳ２４において「Ｎ」の判定）となると、その時の車速つまり判定車速が必要速度を上回っている場合（ステップＳ２５において「Ｙ」と判定）にはモータジェネレータ１の出力による走行を継続する。これに対して、要求トルクが上昇して第三のトルク条件を超え、判定車速が必要速度を下回っており、かつ要求トルクが第三のトルク条件を超えた状態が第三の継続時間条件を超えて継続している場合には、制御はステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２４〜２６を順に実行し、ステップＳ２７及びステップＳ２８を実行してモータジェネレータ１の出力による走行からエンジン２の出力による走行に切り替える。

このように、登坂走行のように、要求トルクを高くしても加速がそのような運転手の意図を反映しない場合、第一のトルク条件及び第一の継続時間条件の成立を待たずして、エンジンの出力による走行に切り替えることにより、加速性を改善することができる。したがって、運転者が車速の上昇が鈍いと気づくまでにそのような状態が解消されるので、円滑な車両の流れを妨げるような走行を回避することができる。

図１２及び図１３に示す第四実施形態は、上述した第一〜第三実施形態を統合した構成のものである。すなわち、モータジェネレータ１の出力を動力とする走行から、エンジン２の出力を動力とする走行に切り替えるに際して、第一〜第三のトルク条件、第一〜第三の継続時間条件、車速及び加速度の各条件を判断するのである。

具体的には、ステップＳ３１、ステップＳ３２及びステップＳ３３は、第一実施形態のステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３に相当するものである。ステップＳ３４は、ステップＳ３３の判定結果を受けて、第一の動力切替フラグをセット（＝１）する。ステップＳ３５では、第一の動力切替フラグをリセット（＝０）する。このステップＳ３１〜ステップＳ３５までは、上述した第一実施形態の制御に相当するもので、第一実施形態においては第一の継続時間条件の成立に基づいて動力の切替を実行するものであったが、この第四実施形態においては、動力切替を実行するか否かを示すフラグを制御する構成である。

同様にして、ステップＳ３６〜ステップＳ４１は第二実施形態の制御に相当するものである。具体的には、ステップＳ３６、ステップＳ３７、ステップＳ３８、ステップＳ３９が、第二実施形態のステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１４に相当するものである。そして、ステップＳ３９の判定結果を受けて、第二の動力切替フラグをセット（＝１）する。ステップＳ３５では、第二の動力切替フラグをリセット（＝０）する。

ステップＳ４２〜ステップＳ４７は第三実施形態の制御に相当するものである。すなわち、ステップＳ４２、ステップＳ４３、ステップＳ４４、ステップＳ４５が、第三実施形態のステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２３、ステップＳ２４に相当するものである。そして、ステップＳ４６の判定結果を受けて、第三の動力切替フラグをセット（＝１）する。ステップＳ４７では、第三の動力切替フラグをリセット（＝０）する。

ステップＳ４８では、第一の動力切替フラグ、第二の動力切替フラグ及び第三の動力切替フラグのいずれかがセットされているか否かを判定する。そして、セットされている動力切替フラグがある場合は、ステップＳ４９に進んで、走行のための動力を、それまでのモータジェネレータ１の出力からエンジン２の出力に切り替える。一方、いずれの動力切替フラグもセットされていない、つまりすべての動力切替フラグがリセットされている場合は、ステップＳ５１に進んで、モータジェネレータ１の出力を動力とする走行を継続する。

このような構成において、例えばアクセルペダル４の操作量が大きく、要求トルクが第一のトルク条件を超え、その状態が第一の継続時間条件を上回って継続している場合、つまり運転者が早急に車速を上げたいと考えている走行状態では、制御は、ステップＳ３１〜ステップＳ３４を実行して、第一の動力切替フラグをセットするものである。したがって、ステップＳ４８において、動力切替フラグの一つ、つまり第一の動力切替フラグがセットされているので、その後ステップＳ４９及びステップＳ５０を実行して、モータジェネレータ１の出力による走行からエンジン２の出力による走行に切り替える。

同様にして、運転者のアクセルペダル４の操作状況、車速及び加速度に応じて、第二の動力切替フラグ又は第三の動力切替フラグがセットされた場合には、それらの動力切替フラグのタイミングによりモータジェネレータ１の出力による走行からエンジン２の出力による走行に切り替える。第二の動力切替フラグ及び第三の動力切替フラグをセットする場合の要求トルクの変化はそれぞれ、上述した第二実施形態及び第三実施形態における動力切替の場合と同じであるので、説明は割愛する。

このような構成によれば、上述したそれぞれの実施形態における作用と効果とを発揮するものである。

以下に説明するものは、エンジン２の出力を動力とする走行を行っている場合の動力切替制御である。

この第五実施形態では、上述した第一実施形態〜第四実施形態において説明した、モータジェネレータ１の出力による走行からエンジン２の出力による走行に切り替えた後、運転者がアクセルペダル４の操作量を減少させる操作を行った場合、そのアクセルペダル４の操作が運転者の意図を確実に反映していると推定した時に動力を切り替える構成である。

まず、図１４において、ステップＳ６１では、第四のトルク条件及び第四の継続時間条件を計算する。この第四のトルク条件は、上述した第一のトルク条件と同じであってよい。あるいは第四のトルク条件は、第一のトルク条件より高いものであってもよい。この第四のトルク条件及び第四の継続時間条件は、上述の第一のトルク条件及び第一の継続時間条件の設定と同様の傾向を有するものであってよい。ステップＳ６２では、要求トルクが第四のトルク条件を下回っているか否かを判定する。ステップＳ６３では、第四のトルク条件を下回った要求トルクが、その状態で第四の継続時間条件を超えて継続しているか否かを判定する。

ステップＳ６４では、モータジェネレータ１の出力が動力となるようにトランスミッション制御部１１を制御する。ステップＳ６５では、モータジェネレータ１の出力を動力とする走行を実施する。ステップＳ６６では、エンジン２の出力による走行を継続する。なお、トランスミッション制御部１１を制御してエンジン２の出力からモータジェネレータ１の出力に動力を切り替えた場合に、エンジン２は停止することなくアイドリング運転で運転を継続するもの、切替時点で停止するもののいずれを採用するものであってもよい。

このような構成であれば、例えば加速などでアクセルペダル４を操作し、エンジン２の出力による走行を行っている場合に、アクセルペダル４を戻すことで要求トルクが第四のトルク条件を下回っている状態が第四の継続時間条件を上回って継続している場合は、運転者が実際に要求トルクの減少を意図していると推定して、動力の切替を行うものである。すなわち、このような運転状態の場合、制御は、ステップＳ６１〜６３を順に実行し、要求トルクが第四のトルク条件を下回っており、かつその状態が第四の継続時間条件を上回って継続していると判断する（ステップＳ６３において「Ｙ」）ので、ステップＳ６４及びステップＳ６５を実行して、モータジェネレータ１の出力による走行に切り替えるものである。

これに対して、一時的にアクセルペダル４を戻す操作を行った場合では、そのアクセルペダル４を戻している時間が第四の継続時間条件より短ければ、エンジン２の出力による走行が継続されるものである。すなわち、要求トルクが第四のトルク条件を下回ったことを判定しても（ステップＳ６２において「Ｎ」）、その下回っている状態、つまり下回っている時間が第四の継続時間条件以下（ステップＳ６３において「Ｎ」）であれば、運転者が実際に要求トルクの減少を意図していないと判定して、動力の切替は行わないものである。

このように、運転者が要求トルクを減少させた場合であって、要求トルクの大きさと要求トルクに対するトルク条件（第四のトルク条件）と時間条件（第四の継続時間条件）とを満たした場合にのみ、運転者が真に要求トルクの減少を意図していると推測して動力を切り替えるので、アクセルペダル４を操作する毎に動力が頻繁に切り替わるといった不具合を確実に抑制することができる。したがって、燃料消費量を低減することができる。

次に、上述の第五実施形態と同様に、エンジン２の出力を動力とする走行を行っている場合の動力切替制御を行うものにおいて、運転者の減速意図を精度よく推定するために、車速を動力切替のための判定条件に加えた例を説明する。この第六実施形態によれば、運転者がアクセルペダル４を戻す操作や、その操作の後にさらにブレーキペダル１４を操作したりして、要求トルクを減少させている場合に、減速していることを確実に推定するので、モータジェネレータ１の出力による走行に戻ることの必要性の判断を上述の第五実施形態のものよりも正確に判断することができる。

具体的には、図１５に示すように、ステップＳ７１では、第五のトルク条件、必要車速及び第五の継続時間条件を計算する。計算自体は、上述の第二実施形態における対応のものと同じであってよい。次のステップＳ７２及びステップＳ７３は、第五実施形態におけるステップＳ６２及びステップＳ６３に対応するものである。

ステップＳ７４では、要求トルクが第五のトルク条件を下回っている時の車速つまり判定車速が、必要車速以下であるか否かを判定する。ステップＳ７５、ステップＳ７６及びステップＳ７７は、第五実施形態におけるステップＳステップＳ６６、ステップＳ６４及びステップＳ６５に対応するものである。

このような構成において、要求トルクが第五のトルク条件を下回るまではエンジン２の出力による走行を継続する（ステップＳ７１、ステップＳ７２、ステップＳ７５）。要求トルクが第五のトルク条件を下回るものの、その下回る状態が第五の継続時間条件を満たさない、つまり第五の継続時間条件を上回って継続しない場合、さらには下回る状態が第五の継続時間条件を満たすが、判定車速が必要車速を超えている場合もまた、エンジン２の出力による走行を継続する（ステップＳ７１〜ステップＳ７４、ステップＳ７５）。

そして、要求トルクが、第五のトルク条件を下回る状態が第五の継続時間条件を満たし、かつ、判定車速が必要車速以下である場合は、エンジン２の出力による走行からモータジェネレータ１の出力による走行に切り替えるものである（ステップＳ７１〜ステップＳ７４、ステップＳ７６、ステップＳ７７）。

このように、要求トルクが第五のトルク条件を下回っている時の判定車速を判定することにより、車両が減速状態であることを確実に判定するものであり、要求トルクが第五のトルク条件を下回っているものの、運転者が積極的には減速していないような場合を区別することができる。このため、運転者が真に減速を意図している場合に、迅速にモータジェネレータ１の出力に動力を切り替えるので、燃料消費量を低減することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の実施形態における車両の構成説明図。 同実施形態の制御手順を示すフローチャート。 同実施形態の作用説明図 同実施形態の作用説明図 同実施形態の作用説明図 同実施形態の作用説明図 本発明の第二実施形態の制御手順を示すフローチャート。 同第二実施形態の作用説明図。 同第二実施形態の作用説明図。 本発明の第三実施形態の制御手順を示すフローチャート。 同第三実施形態の作用説明図。 本発明の第四実施形態の制御手順を示すフローチャート。 同第四実施形態の制御手順を示すフローチャート。 本発明の第五実施形態の制御手順を示すフローチャート。 本発明の第六実施形態の制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…モータジェネレータ
２…エンジン
５…モータ制御部
６…エンジン制御部
１１…トランスミッション制御部
１２…車両制御部

Claims (9)

1. 発電可能な電動機と内燃機関とを備え、運転者の要求する要求トルクが低いときには電動機の出力を動力にして走行する車両において、
   電動機の出力による走行中に、第一のトルク条件を超える要求トルクが第一の継続時間条件を満たして継続する場合に、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える車両の動力切替制御方法。
2. 電動機の出力による走行中に、第二のトルク条件を超える要求トルクが第二の継続時間条件を満たして継続しているにもかかわらず、車速が所定速度を超えないときに、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える請求項１記載の車両の動力切替制御方法。
3. 電動機の出力による走行中に、第三のトルク条件を超える要求トルクが第三の継続時間条件を満たして継続しているにもかかわらず、車両の加速度が所定値を超えないときに、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える請求項記１載の車両の動力切替制御方法。
4. 低車速時には、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替えるか否かを高車速時よりも低いトルクで判定する請求項１、２又は３記載の車両の動力切替制御方法。
5. 要求トルクが低いときには、高トルクが要求される場合よりも長い継続時間条件を満たした時に、内燃機関の出力を動力にする走行に切り替える請求項１、２又は３記載の車両の動力切替制御方法。
6. 要求トルクが第二のトルク条件を超えたときの車速が高車速である場合には、低車速で要求トルクが所定値を超えたときよりも、第二の継続時間条件を短くする請求項２、４又は５記載の車両の動力切替制御方法。
7. 要求トルクが第三のトルク条件を超えたときの車速が高車速である場合には、低車速で要求トルクが所定値を超えたときよりも加速度条件を低い加速度とする請求項３、４又は５記載の車両の動力切替制御方法。
8. 少なくとも内燃機関の出力を動力にする走行中に、要求トルクが第四のトルク条件を下回る状態で第四の継続時間条件を満たして継続する場合に、内燃機関の出力を動力にする走行から電動機の出力による走行に切り替える請求項１〜７のいずれかに記載の車両の動力切替制御方法。
9. 少なくとも内燃機関の出力を動力にする走行中に、要求トルクが第五のトルク条件を下回る状態で第五の継続時間条件を満たして継続し、かつ車速が所定速度を下回ったときに内燃機関の出力を動力にする走行から電動機の出力による走行に切り替える請求項１〜７のいずれかに記載の車両の動力切替制御方法。

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