JP2014104874A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が所望する走行を実現すると共に燃費を向上させる。
【解決手段】走行制御装置１００は、車両の動力源からの動力を利用して減速する減速走行モードでの走行中において、アクセル開度の変化量が所定変化量を超えたか否かを判定するアクセル開度判定手段１１０と、アクセル開度の変化量が所定変化量を超えたと判定された場合に判定期間を開始させる判定期間開始手段１２０と、判定期間におけるアクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅を算出するアクセル開度変化幅算出手段１３０と、アクセル開度変化幅に基づいて、車両の走行モードを、惰性走行モード、断続運転モード、加速走行モードのいずれに切替えるかを判定する走行モード判定手段１４０と、車両の走行モードを判定された走行モードへと切替える走行モード切替手段１５０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば電動機を動力源として備える車両の走行を制御する走行制御装置の技術分野に関する。

この種の走行制御装置では、例えば電動機やエンジン等の動力源と駆動軸との間のクラッチを開放して動力の伝達を遮断することで、車両の惰性走行が実現される（例えば、特許文献１から３参照）。惰性走行時には車両が慣性によって走行するため、動力源において燃料を殆ど或いは全く消費せずに済む。このため、惰性走行を利用すれば車両の燃費を効果的に向上できる。

他方で、通常走行と惰性走行とを交互に繰り返す断続走行が知られている（例えば、特許文献４参照）。断続走行によれば、燃費効率の高い通常走行と燃料を消費しない惰性走行が併用されるため、燃費のよい定常走行を実現することができるとされている。

特開２００２−２２７８８５号公報 特開２０１２−０３０７１０号公報 特開２００７−０６９７８７号公報 特開２０１２−１１００８９号公報

上述した惰性走行及び断続走行は燃費を向上させるために有効ではあるが、適切なタイミングで実現されなければ、十分な燃費向上効果が得られない。例えば、車両が緩やかに減速し続けるような惰性走行で足りる状況において惰性走行が中断されてしまうと、加減速に要する動力の分だけ燃費が悪化してしまう。一方で、定常走行が求められている状況において惰性走行が維持され続けたり、減速して停止しようとする場合に断続走行が開始されたりすると、適切な加減速が実現されないため、結果としてドライバビリティを悪化させてしまうおそれがある。

ここで、例えば特許文献１及び２に記載の技術は、アクセル開度を閾値として惰性走行の開始及び終了が制御されるだけであるため、惰性走行が不適切なタイミングで実現されてしまうおそれがあるという技術的問題点を有している。また、特許文献３に記載の技術では、運転者による選択操作が求められるため、運転者の負担が増大してしまうという技術的問題点が生ずる。加えて、特許文献４に記載の技術では、アクセル開度から推定される要求トルクと、高効率で運転できるトルクとを比較して走行モードを切替えているだけであるため、アクセル操作のばらつき等に起因して、運転者の意図とは異なる制御が実行されてしまうおそれがあるという技術的問題点が生ずる。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、運転者が意図する走行を好適に実現すると共に、効果的に燃費を向上させることが可能な走行制御装置を提供することを課題とする。

本発明の走行制御装置は上記課題を解決するために、複数の走行モードを相互に切替えつつ走行可能な車両の走行を制御する走行制御装置であって、前記車両の動力源から出力される動力を利用して減速する走行モードである減速走行モードでの走行中において、運転者のアクセル操作に起因するアクセル開度の変化量が所定変化量を超えたか否かを判定するアクセル開度判定手段と、前記アクセル開度の変化量が前記所定変化量を超えたと判定された場合に、前記車両の走行モードを切替えるか否かを判定するための判定期間を開始させる判定期間開始手段と、前記判定期間における前記アクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅を算出するアクセル開度変化幅算出手段と、前記アクセル開度変化幅に基づいて、前記車両の走行モードを、前記車両の動力源で発生した動力を駆動軸へと伝達しない走行モードである惰性走行モードへと切替えるか、前記車両の動力源を間欠運転させることで前記車両を前記所定の車速範囲内で走行させる走行モードである断続運転モードへと切替えるか、又は前記車両を所定速度以上加速させる走行モードである加速走行モードに切替えるかを判定する走行モード判定手段と、前記車両の走行モードを、前記判定された走行モードへと切替える走行モード切替手段とを備える。

本発明に係る車両は、駆動軸に対し動力を供給可能な動力源として、例えばモータジェネレータ等の電動発電機として構成され得る電動機を備えた電動車両や、上記電動機に加えて、例えば燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等を問わない各種の態様を採り得る内燃機関（即ち、エンジン）を備えたハイブリッド車両等である。

本発明に係る走行制御装置は、上述した車両の走行制御を実行する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。

本発明に係る走行制御装置の動作時には、先ず、車両の動力源から出力される動力を利用して減速する走行モードである減速走行モードでの走行中において、運転者のアクセル操作に起因するアクセル開度の変化量が検出される。なお、ここでの減速走行モードは、例えばエンジンブレーキを伴う惰性走行として実現される。

アクセル開度の変化量が検出されると、その変化量が所定変化量を超えているか否かが判定される。なお、ここでの「所定変化量」は、後述する判定期間を開始させるか否かを判定するための閾値として予め設定される値であり、例えば運転者が現在の減速走行モードを中断して車両を加速させる或いは減速を緩める意図を有しているか否かを判定できるような値として設定される。所定変化量は、例えば車速等の各種パラメータに応じて可変とされても構わない。

アクセル開度の変化量が所定変化量を超えていると判定されると、車両の走行モードをいずれのモードに切替えるか否かを判定するための判定期間が開始される。判定期間では、アクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅が算出される。なお、アクセル開度変化幅には、典型的には、判定期間を開始した際のアクセル開度の変化量（即ち、所定変化量を超えた変化量）も含めるものとする。

ちなみに、アクセル開度変化幅を算出する判定期間の長さは、車両の走行モードをいずれのモードに切替えるべきかを適切に判定し得る期間として、予め理論的、実験的或いは経験的に求められ設定される。或いは、判定期間の長さは、車速等の各種パラメータに応じて設定されるような可変パラメータであってもよい。

判定期間においてアクセル開度変化幅が算出されると、算出されたアクセル開度変化幅に基づいて、惰性走行モードへと切替えて走行すべきか、断続運転モードに切替えて走行すべきか、又は加速走行モードへと切替えて走行するべきかが判定される。なお、惰性走行モードは、車両の動力源で発生した動力を駆動軸へと伝達しない走行モードであり、例えば動力源と駆動軸間に存在するクラッチを一時的に解放することで実現される。また、断続運転モードは、電動機やエンジン等の動力源を間欠運転させることで車両を所定の車速範囲内に維持する走行モードであり、通常走行と惰性走行とを交互に繰り返すように制御することで実現される。加速走行モードは、車両の動力源からの動力により車両を所定速度以上加速させる走行モードであり、断続運転モードよりも大きい加速を実現するための走行モードである。即ち、加速走行モードにおける「所定車速以上加速させる」とは、走行モードが断続運転モードへと切替えられた場合に実現される加速以上の加速を実現することを意味している。

以上の判定処理が終了すると、判定結果に応じて実際に走行モードの切替えが実行される。具体的には、例えば惰性走行モードに切替えるべきと判定された場合には、減速するための動力を得るために係合されていたクラッチが解放される。また、断続運転モードに切替えるべきと判定された場合には、所定の車速範囲が設定されると共に、設定された車速範囲に応じた加減速制御が開始される。なお、所定の車速範囲は、アクセル開度変化幅や判定期間終了時の車速等に応じて決定すればよい。加速走行モードに切替えるべきと判定された場合には、例えばエンジン等から比較的高出力で動力が出力され、車両が大きく加速される。

ここで、上述した惰性走行モードは、動力源からで発生した動力を駆動軸へと伝達しない走行モード（言い換えれば、動力源において動力を発生させずともよい走行モード）であるため、緩やかな減速を実現しつつ、効果的に燃費を向上させることができる。また、断続運転モードは、動力源が動力を出力しない期間が少なくとも存在するため、一定の動力を常に出力し続ける場合と比べて、一定期間における燃料消費を抑制することができる。よって、車速を維持しつつ、燃費を向上させることが可能となる。

なお、断続運転モードは、動力源からの出力が完全にゼロとなる期間を有さずともよい。例えば断続運転モードは、例えば比較的大きい動力を出力する高出力期間と、比較的小さい動力を出力する低出力期間とを交互に繰り返し、擬似的な間欠運転することで実現されても構わない。このように、正確には動力源が連続運転されるような場合であっても、出力される動力パターンを断続運転に近づけることで、燃費向上効果を相応に発揮させることが可能である。

以上の結果、本発明に係る走行制御装置によれば、燃費を向上できる惰性走行モード及び断続運転モードへの切替を適切に実行できるため、極めて効果的に燃費を向上させることができる。また、アクセル開度に応じて、運転者が減速の維持を所望しているのか、車速の維持を所望しているのか、或いは加速を所望しているのかを好適に判断できる。よって、運転者の意図を正確に反映した走行制御を実現することが可能である。特に本発明では、上述したように、判定期間におけるアクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅を利用して切替えるべき走行モードが決定される。このため、例えば瞬間的なアクセル開度の変化量のみを利用する場合と比較して、より正確に運転者の意図を反映した走行制御が行える。

本発明の走行制御装置の一態様では、前記走行モード判定手段は、前記アクセル開度変化幅が、第１所定変化幅より小さい場合に前記惰性走行モードに切替えると判定し、前記第１所定変化幅以上且つ第２所定変化幅以下である場合に前記断続運転モードに切替えると判定し、前記第２所定変化幅より大きい場合に前記加速走行モードに切替えると判定する。

この態様によれば、判定期間において算出されたアクセル開度は、第１所定変化幅及び第２所定変化幅とそれぞれ比較される。ここで、「第１所定変化幅」とは、惰性走行モードに切替えるべきか又は断続走行モードに切替えるべきかを判定するための閾値として予め設定される値であり、所定変化量より大きい値として設定される。また「第２所定変化幅」は、断続走行モードに切替えるべきか又は加速走行モードに切替えるべきかを判定するための閾値として予め設定される値であり、第１所定変化幅より大きい値として設定される。

判定の結果、アクセル開度変化幅が第１所定変化幅より小さい場合には、車両の走行モードが惰性走行モードへと切替えられる。即ち、運転者は減速走行モードでの減速の中断を所望しているが、緩やかな減速は維持したいと考えていると判断され、緩やかな減速を実現でき且つ燃費を向上させることが可能な惰性走行モードが選択される。

また、アクセル開度変化幅が第１所定変化幅以上且つ第２所定変化幅以下である場合には、車両の走行モードが断続運転モードへと切替えられる。即ち、運転者は減速モードでの減速の中断を所望しており、現在の車速を維持して走行したいと考えていると判断され、一定の車速範囲内での走行を実現でき且つ燃費を向上させることが可能な断続運転モードが選択される。

更に、アクセル開度変化幅が第２所定変化幅より大きい場合には、車両の走行モードが加速走行モードへと切替えられる。即ち、運転者は減速モードでの減速の中断を所望しており、比較的大きく加速して走行したいと考えていると判断され、所定車速以上の加速を実現できる加速走行モードが選択される。

以上のように、第１所定変化幅及び第２所定変化幅を利用すれば、切替えるべき走行モードを、より容易且つ的確に判定することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る走行制御装置が搭載される車両の全体構成を示す概略図である。 実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 実施形態に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。 ＭＧのみでの断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャートである。 ＭＧ及びエンジンを併用した断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャート断続運転である。 ＭＧを連続運転させての断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャート断続運転である。 エンジンを連続運転させての断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャート断続運転である。 本実施形態に係る走行制御装置の動作を示すフローチャートである。 減速走行モードが惰性走行モードに切替えられる場合の制御例を示すタイミングチャートである。 減速走行モードが断続運転モードに切替えられる場合の制御例を示すタイミングチャートである。 減速走行モードが加速走行モードに切替えられる場合の制御例を示すタイミングチャートである。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜車両の構成＞
先ず、本実施形態に係る走行制御装置が搭載される車両の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る走行制御装置が搭載される車両の全体構成を示す概略図である。

図１において、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置１０、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、アクセル開度センサ１３、車速センサ１４及びＥＣＵ１００を備えて構成されている。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、例えばＲＯＭ等に格納された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両１における各種制御を実行可能に構成されている。なお、ＥＣＵ１００は、本発明の「走行制御装置」の一例としても機能する。

ＰＣＵ１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して、後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２にそれぞれ供給する。またＰＣＵ１１は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給することが可能な不図示のインバータを含んでいる。即ち、ＰＣＵ１１は、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された電力制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する。バッテリ１２は充電可能であり、その蓄電量（ＳＯＣ）は、ＥＣＵ１００等において検出可能とされている。

アクセル開度センサ１３は、ハイブリッド車両１の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

車速センサ１４は、ハイブリッド車両１の車速を検出可能に構成されたセンサである。車速センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに図２は、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図２において、ハイブリッド駆動装置１０は、主にエンジン２００、ＭＧ１側動力伝達機構３１０、ＭＧ２側動力伝達機構３２０、ダンパ４１０、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）、インプットシャフト４２０及びドライブシャフト５００を備えて構成されている。

エンジン２００は、例えばガソリンや軽油、アルコール燃料等を燃料とするエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。エンジン２００は、気筒内において燃焼室に点火プラグの一部が露出してなる点火装置による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。

クランクシャフト近傍には、クランクシャフトの回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサが設置されている。このクランクポジションセンサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサから出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転数ＮＥが算出される構成となっている。

エンジン２００は、ダンパ４１０及びインプットシャフト４２０を介して、ＭＧ１側動力伝達機構３１０に動力を出力可能に構成されている。

ＭＧ１側動力伝達機構３１０は、中心部に設けられたサンギヤＳ１と、サンギヤＳ１の外周に同心円状に設けられた、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１との間に配置されてサンギヤＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤＰ１と、これら各ピニオンギヤの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備えている。

サンギヤＳ１は、サンギヤ軸を介してＭＧ１のロータに連結されている。また、リングギヤＲ１は、ドライブシャフト５００に連結されている。更に、キャリアＣ１は、エンジン２００のインプットシャフト４２０と連結されている。

ＭＧ２側動力伝達機構３２０は、中心部に設けられたサンギヤＳ２と、サンギヤＳ２の外周に同心円状に設けられた、リングギヤＲ２と、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２との間に配置されてサンギヤＳ２の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギヤＰ２とを備えている。

サンギヤＳ２は、サンギヤ軸を介してＭＧ２のロータに連結されている。また、リングギヤＲ２は、ドライブシャフト５００に連結されている。

モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機である。

なお、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、他の構成を有していてもよい。モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２は、上述したエンジン２００と併せて、本発明に係る「動力源」の一例として構成されている。

以下では、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とを区別せずに説明に用いる場合、これらを単にＭＧと称する場合がある。

ドライブシャフト５００は、本発明の「駆動軸」の一例であり、ハイブリッド車両１の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬ（図１参照）と連結されている。

なお、本実施形態では、本発明に係る車両の一例としてハイブリッド車両１を挙げて説明するが、後述する各種走行モードを実現し得る動力源を備える車両であれば、いかなる車両であっても構わない。例えば、エンジン２００を持たない電動車両であっても本発明に係る車両の一例となり得る。

＜走行制御装置の構成＞
次に、本実施形態に係る走行制御装置の一例であるＥＣＵ１００の具体的な構成について、図３を参照して説明する。ここに図３は、本実施形態に係るＥＣＵの構成を示すブロック図である。なお、図３では、ＥＣＵ１００に含まれる要素のうち本実施形態に関係の深いもののみを図示し、その他については適宜図示を省略している。

図３において、本実施形態に係るＥＣＵ１００は、アクセル開度判定部１１０と、判定期間設定部１２０と、アクセル開度変化幅算出部１３０と、走行モード判定部１４０と、走行モード制御部１５０とを備えて構成されている。

アクセル開度判定部１１０は、本発明の「アクセル開度判定手段」の一例であり、アクセル開度センサ１３（図１参照）において検出されたアクセル開度の変化量が、所定の閾値を超えているか否かを判定する。なお、アクセル開度判定部１１０には、車速センサ１４（図１参照）において検出された車速も入力されており、アクセル開度の変化量の判定に用いる閾値を車速に応じて適宜変更可能に構成されている。アクセル開度判定部１１０における判定結果は、判定期間設定部１２０へと出力される。

判定期間設定部１２０は、本発明の「判定期間開始手段」の一例であり、アクセル開度判定部１１０の判定結果に基づいて、後述するアクセル開度の変化幅を算出するための判定期間を開始させる。なお、判定期間設定部１２０には、アクセル開度判定部１１０と同様に、車速センサ１４において検出された車速が入力されており、判定期間の長さを車速に応じて適宜変更可能に構成されている。判定期間設定部１２０において設定された判定期間の長さ及び判定期間の開始タイミングは、アクセル開度変化幅算出部１３０へと出力される。

アクセル開度変化幅算出部１３０は、本発明の「アクセル開度変化幅算出手段」の一例であり、判定期間中におけるアクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅を算出する。アクセル開度変化幅は、例えばアクセル開度の変化量の積分値として算出することができる。アクセル開度変化幅算出部１３０において算出されたアクセル開度変化幅は、走行モード判定部１４０へと出力される。

走行モード判定部１４０は、本発明の「走行モード判定手段」の一例であり、アクセル開度変化幅算出部１３０において算出されたアクセル開度変化幅に基づいて、ハイブリッド車両１の走行モードをいずれのモードに切替えるべきか判定する。なお、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、少なくとも、減速走行モード、惰性走行モード、断続運転モード及び加速走行モードの４つの走行モードを実現可能に構成されている。走行モード判定部１４０における判定結果は、走行モード制御部１５０へと出力される。

走行モード制御部１５０は、本発明の「走行モード切替手段」の一例であり、走行モード判定部１４０で判定された走行モードを実現するように、ハイブリッド車両１の各部位を制御可能に構成されている。

上述した各部位を含んで構成されたＥＣＵ１００は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。

＜断続運転モード＞
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両１で実現される走行モードの１つである断続運転モードについて、図４から図７を参照して説明する。ここに図４は、ＭＧのみでの断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャートであり、図５は、ＭＧ及びエンジンを併用した断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャート断続運転である。また図６は、ＭＧを連続運転させての断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャート断続運転であり、図７は、エンジンを連続運転させての断続運転モードにおける走行制御の一例を示すタイミングチャート断続運転である。

図４において、断続運転モードは、運転者の要求パワーが一定である場合の走行モードであり、所定の車速中心を中心とした許容車速範囲内で車速が推移するように、ＭＧが断続運転（言い換えれば、不連続運転、或いは間欠運転）される。例えばＭＧは、車速が許容車速範囲の下限に達する度に、車速を許容車速範囲の上限まで上昇させるように動力を出力する。より具体的には、車速が車速中心から許容車速範囲の下限まで下降する期間ｔ_０においては、ＭＧからは動力が出力されない。一方で、車速が許容車速範囲の下限に達すると、所定の動力Ｐｍ_１がＭＧから出力され、期間ｔｍ_１をかけて車速が許容車速範囲の上限まで加速される。以降も同様に、車速が許容車速範囲の下限まで下降する期間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３においては、ＭＧからは動力が出力されない。他方で、期間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３に続く期間ｔｍ_２、ｔｍ_３、ｔｍ_４の各々では、所定の動力Ｐｍ_２、Ｐｍ_３、Ｐｍ_４がＭＧから出力され、車速が許容車速範囲の上限まで加速される。

なお、図４の例では、エンジン２００は運転停止されており、動力はＭＧのみから出力される。このような断続運転によれば、バッテリ１２からの放電が、動力を出力する期間ｔｍ_１、ｔｍ_２、ｔｍ_３、ｔｍ_４に限られる（言い換えれば、期間ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３において動力を出力せずに済む）。よって、例えばＭＧから一定の出力を常時出力させる比較例と比べて、ＳＯＣの低下を抑制することができる。即ち、燃費を向上させることができる。

図５に示すように、ＭＧとエンジン２００とを併用して断続運転を行うこともできる。この場合、例えば期間ｔｍ_３においてＭＧから出力される動力Ｐｍ_３は、他の動力Ｐｍ_１、Ｐｍ_２、Ｐｍ_４と比べて小さくされる。一方で、期間ｔｍ_３に対応する期間ｔｅ_１において、エンジン２００から動力Ｐｅ_１が出力される。この動力Ｐｅ_１は、ＭＧから出力される動力Ｐｍ_３の不足分（即ち、Ｐｍ_１、Ｐｍ_２、Ｐｍ_４との差分）を補うと共に、ＭＧにおける回生によってバッテリ１２のＳＯＣを初期値にまで回復させることができるような動力である。

このように、ＭＧとエンジン２００とを併用して断続運転を行えば、適宜ＳＯＣを回復させつつ断続運転が実行できるため、ＳＯＣが低下し過ぎることに起因する不具合が生じてしまうことを防止できる。

図６において、ＭＧから出力される動力は、加速するための動力を出力しない期間において、完全にゼロとされずともよい。この場合、ＭＧは、高出力で動力を出力する期間と低出力で動力を出力する期間とを交互に繰り返すように連続運転され、擬似的に断続運転が実現される。より具体的には、車速が許容車速範囲の下限まで下降する期間ｔｍ_１、ｔｍ_３、ｔｍ_５、ｔｍ_７においては、ＭＧから極めて小さい動力Ｐｍ_１、Ｐｍ_３、Ｐｍ_５、Ｐｍ_７がそれぞれ出力される。他方で、期間ｔｍ_１、ｔｍ_３、ｔｍ_５、ｔｍ_７に続く期間ｔｍ_２、ｔｍ_４、ｔｍ_６、ｔｍ_８の各々では、比較的大きい動力Ｐｍ_２、Ｐｍ_４、Ｐｍ_６、Ｐｍ_８がＭＧから出力され、車速が許容車速範囲の上限まで加速される。なお、期間ｔｍ_６において出力される動力Ｐｍ_６は、図５で説明した場合と同様に、期間ｔｍ_６に対応する期間ｔｅ_１においてエンジン２００から出力される動力Ｐｅ_１により補われるため、他の加速用の動力Ｐｍ_２、Ｐｍ_４、Ｐｍ_８よりも小さい値とされている。

ＭＧを連続運転させる場合であっても、上述したような擬似的な断続運転を行うことで、期間全体で見た場合のＳＯＣの低下を抑制できる。即ち、ＭＧから出力される動力が完全にゼロとなる期間が存在せずとも、相応の燃費改善効果を発揮させることができる。

図７に示すように、エンジン２００を連続運転させた状態で断続運転を実現することもできる。この場合、エンジン２００は、加速するための動力Ｐｅ_１を出力する期間ｔｅ_１以外の期間においても運転し続ける。ただし、エンジン２００は、期間ｔｅ_１以外の期間では無負荷運転とされる。このため、期間ｔｅ_１以外の期間において、エンジン２００がバッテリ１２のＳＯＣに影響を与えることはない。

このようにエンジンを連続運転させておけば、期間ｔｅ_１以外の期間においても、エンジン２００から加速のための動力を出力することができる。これにより、加速に対する応答性を高めることができる。また、エンジン２００はＭＧと比べると高出力であるため、維持する車速が比較的高い場合にも有効である。

なお、エンジン２００は、無負荷運転を行っている場合にもエネルギを消費する。しかしながら、エンジン２００を再始動するのに必要なエネルギが無負荷運転時のエネルギ積算値よりも大きい場合には、上述したようにエンジンを連続運転させた方がエネルギ効率がよい。

＜走行モード切替処理＞
次に、本実施形態に係る走行制御装置によって実行される処理について説明する。なお、ここでは、走行制御装置が実行する処理のうち、本実施形態に関連の深い走行モードの切替え処理について詳細に説明し、その他の処理については適宜説明を省略するものとする。

先ず、本実施形態に係る走行制御装置の動作について、図８を参照して説明する。ここに図８は、本実施形態に係る走行制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下では、ハイブリッド車両１が、エンジンブレーキを伴う惰性走行を実現する減速走行モードで走行している状態で処理が開始されたものとして説明を進める。

図８において、本実施形態に係る走行制御装置の動作時には、先ずアクセル開度センサ１３においてアクセル開度が検出され（ステップＳ１０１）、検出されたアクセル開度に関する情報が、アクセル開度判定部１１０（図３参照）へと入力される。アクセル開度判定部１１０では、アクセル開度の変化量が閾値ΔａｃｃＡを超えているか否かが判定される（ステップＳ１０２）。なお、閾値ΔａｃｃＡは、本発明の「所定変化量」の一例であり、減速走行を継続するか否かを判定するための閾値として予め設定される。アクセル開度の変化量に対する閾値ΔａｃｃＡは、例えば車速センサ１４において検出された車速に応じて決定される。具体的には、車速が高い程、閾値ΔａｃｃＡも大きい値とされる。このようにすれば、車速が比較的低い場合の微妙なアクセル開度の変化を検出することができると共に、車速が比較的高い場合における小さいアクセル開度のばらつきを検出せずに済む。よって、以降の走行モード切替処理を、より適切に実行することが可能となる。

アクセル開度の変化量が閾値ΔａｃｃＡを超えていないと判定されると（ステップＳ１０２：ＮＯ）、減速走行モードが継続される（ステップＳ１０３）。即ち、運転者は減速走行モードによる減速を維持することを所望していると判断され、走行モードの切替えは実行されずに一連の処理が終了する。一方で、アクセル開度の変化量が閾値ΔａｃｃＡを超えていると判定されると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、判定期間設定部１２０において、アクセル開度変化幅を算出するための判定期間が開始される（ステップＳ１０４）。なお、判定期間の長さは、例えば車速センサ１４において検出された車速に応じて決定される。具体的には、車速が高い程、判定期間は短い期間とされる。このようにすれば、車速が高い程、短い期間でアクセル開度変化幅が算出されるため、応答性及び安全性を高めることができる。

判定期間が開始されると、アクセル開度変化幅算出部１３０では、判定期間中のアクセル開度の変化量が積算され、アクセル開度変化幅が算出される（ステップＳ１０５）。なお、アクセル開度変化幅は、判定期間を開始するか否かの判定を行う際に用いたアクセルの変化量も含めた値として算出される。

アクセル開度変化幅が算出されると、走行モード判定部１４０において、算出されたアクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＢより小さいか否かが判定される（ステップＳ１０６）。ここでの閾値ΔａｃｃＢは、本発明の「第１所定変化幅」の一例であり、車両の走行モードを惰性走行モードに切替えるべきか否かを判定するための閾値として予め設定される。なお、閾値ΔａｃｃＢは、上述した閾値ΔａｃｃＡと比べて大きい値として設定される。また、閾値ΔａｃｃＢも、閾値ΔａｃｃＡと同様に、車速に応じて可変な値とされてよい。

ここで、アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＢより小さいと判定されると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、それまでの減速走行モードを惰性走行モードへと切替えるべきと判断し、新たな走行モードとして惰性走行モードが選択される（ステップＳ１０７）。なお、惰性走行モードは、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２から動力を出力させずに、慣性で走行する走行モードである。よって、惰性走行モードでは、車速は緩やかに減少する。惰性走行モードは、例えばエンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２と駆動軸とを連結するクラッチを解放することによって実現される。

アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＢより小さい場合には、運転者はアクセル開度をある程度踏み増したものの、加速までは望んでいないと判断できる。具体的には、減速走行モードによって実現される減速の程度を多少緩めたいと考えていると判断できる。よって、減速走行モードを惰性走行モードに切替えることにより、運転者の意図を正確に反映した走行を実現できる。また、惰性走行モードでは、上述したように、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２から動力が出力されないため、効果的に燃費を向上させることができる。

他方、アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＢ以上であると判定されると（ステップＳ１０６：ＮＯ）、アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＣ以下であるか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ここでの閾値ΔａｃｃＣは、本発明の「第２所定変化幅」の一例であり、車両の走行モードを断続運転モードに切替えるべきか否かを判定するための閾値として予め設定される。なお、閾値ΔａｃｃＣは、上述した閾値ΔａｃｃＢと比べて大きい値として設定される。また、閾値ΔａｃｃＣも、閾値ΔａｃｃＡやΔａｃｃＢと同様に、車速に応じて可変な値とされてよい。

ここで、アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＣ以下であると判定されると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、それまでの減速走行モードを断続運転モードへと切替えるべきと判断し、新たな走行モードとして断続運転モードが選択される（ステップＳ１０９）。断続運転モードは、既に図４から図７を参照して説明したように、車速を所定範囲内に維持するように、動力源を断続的に運転させる走行モードである。

アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＣ以下（且つ閾値Δａｃｃ以上）である場合には、運転者はアクセル開度をある程度踏み増したものの、大きく加速することを所望している訳ではなく、現在の車速を維持したいと考えていると判断できる。よって、減速走行モードを車断続運転モードへと切替えることにより、運転者の意図を正確に反映した走行を実現できる。また、断続運転は、上述したように、一定の出力を常時出力する場合と比べてエネルギ効率が高い。よって、車速を維持しつつ、燃費を向上させることができる。

一方、アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＣより大きいと判定されると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、それまでの減速走行モードを加速走行モードへと切替えるべきと判断し、新たな走行モードとして加速走行モードが選択される（ステップＳ１０７）。加速走行モードは、上術した断続運転モード以上の加速を実現する走行モードであり、動力源であるＭＧやエンジン２００からは、比較的大きい動力が出力される。

アクセル開度変化幅が閾値ΔａｃｃＣより大きい場合には、運転者はアクセル開度を大きく踏み増しており、加速を所望していると判断できる。よって、減速走行モードを加速走行モードへと切替えることにより、運転者の意図を正確に反映した走行を実現できる。

走行モードの選択が終了すると、判定期間が終了される（ステップＳ１１１）。なお、ここでは、判定期間が終了する前に（言い換えれば、判定期間中に）走行モードを選択する処理を実行しているが、判定期間が終了してから走行モードを選択する処理を実行してもよい。即ち、判定期間終了のタイミングと、走行モードの選択処理が実行されるタイミングとは、互いに前後しても構わない。ちなみに、判定期間が終了するまでは、判定基準となるアクセル開度変化幅は変動し得る。このため、本実施形態のように判定期間終了前に走行モードを選択する場合には、走行モードの選択処理が判定期間終了まで繰り返し実行されることが好ましい。言い換えれば、判定期間終了後に走行モードを選択するようにすれば、走行モードの選択処理は１回で済む。

判定期間が終了すると、最後に選択した走行モードへの切替えが実行される（ステップＳ１１２）。即ち、走行モードが選択された段階では実際に走行モードの切替えは実行されず、判定期間終了後に新たな走行モードが実現される。なお、判定期間終了後に走行モードの選択処理を実行する場合には、走行モードの選択処理と同時に走行モードの切替えを実行しても構わない。以上の処理により、一連の走行モード切替処理は終了する。

以下では、上述した走行モード切替処理について、具体例を挙げて詳細に説明する。

先ず、減速走行モードが惰性走行モードに切替えられる場合について、図９を参照して説明する。ここに図９は、減速走行モードが惰性走行モードに切替えられる場合の制御例を示すタイミングチャートである。

図９において、時刻ｔｔ_０において減速走行モードが開始された後、時刻ｔｔ_１において、アクセル開度がΔａｃｃ０１だけ大きく変化した場合について考える。なお、図を見ても分かるように、アクセル開度変化量Δａｃｃ０１は、閾値ΔａｃｃＡより大きく、閾値ΔａｃｃＢより小さい値である。

この場合、アクセル開度変化量Δａｃｃ０１が閾値ΔａｃｃＡより大きいため、アクセル開度変化量Δａｃｃ０１が検出された時刻ｔｔ_１から、アクセル開度変化幅を算出するための判定期間が開始される。なお、判定期間が終了する時刻ｔｔ_２までの間には、更なるアクセル開度の変化は検出されない。このため、判定期間におけるアクセル開度変化幅はΔａｃｃ０１となる。

ここで、アクセル開度変化幅Δａｃｃ０１はΔａｃｃＢより小さいため、切替えるべき走行モードとして惰性走行モードが選択される。よって、判定期間が終了する時刻ｔｔ_２以降には、惰性走行モードが実現される。惰性走行モードでは、それまでの減速走行モードより緩やかな減速が実現される。なお、惰性走行モードでは、減速を維持しつつ、燃費を向上させることが可能である。

次に、減速走行モードが断続運転モードに切替えられる場合について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、減速走行モードが断続運転モードに切替えられる場合の制御例を示すタイミングチャートである。

図１０において、時刻ｔｔ_０において減速走行モードが開始された後、時刻ｔｔ_１において、アクセル開度がΔａｃｃ０２だけ大きく変化した場合について考える。なお、図を見ても分かるように、アクセル開度変化量Δａｃｃ０１は、閾値ΔａｃｃＡ及び閾値ΔａｃｃＢよりも大きく、閾値ΔａｃｃＣよりも小さい値である。

この場合、アクセル開度変化量Δａｃｃ０２が閾値ΔａｃｃＡより大きいため、アクセル開度変化量Δａｃｃ０２が検出された時刻ｔｔ_１から、アクセル開度変化幅を算出するための判定期間が開始される。なお、判定期間が終了する時刻ｔｔ_２までの間には、更なるアクセル開度の変化は検出されない。このため、判定期間におけるアクセル開度変化幅はΔａｃｃ０２となる。

ここで、アクセル開度変化幅Δａｃｃ０２は閾値ΔａｃｃＢ以上且つ閾値ΔａｃｃＣ以下であるため、切替えるべき走行モードとして断続運転モードが選択される。よって、判定期間が終了する時刻ｔｔ_２以降には、時刻ｔｔ_２における車速Ｖ_１を車速中心とした断続運転モードが実現される。断続運転モードでは、ＭＧ又はエンジン２００が断続運転されることにより、車速が車速上限Ｖ_Ｈ１から車速下限Ｖ_Ｌ１の範囲内で維持される。車速がそれまでの減速走行モードより緩やかな減速が実現される。なお、断続運転モードでは、車速を維持しつつ、燃費を向上させることが可能である。

次に、減速走行モードが断続運転モードに切替えられる場合について、図１１を参照して説明する。ここに図１１は、減速走行モードが加速走行モードに切替えられる場合の制御例を示すタイミングチャートである。

図１１において、時刻ｔｔ_０において減速走行モードが開始された後、時刻ｔｔ_１において、アクセル開度がΔａｃｃ０３だけ大きく変化した場合について考える。なお、図を見ても分かるように、アクセル開度変化量Δａｃｃ０３は、閾値ΔａｃｃＡ、閾値ΔａｃｃＢ及び閾値ΔａｃｃＣよりも大きい値である。

この場合、アクセル開度変化量Δａｃｃ０３が閾値ΔａｃｃＡより大きいため、アクセル開度変化量Δａｃｃ０３が検出された時刻ｔｔ_１から、アクセル開度変化幅を算出するための判定期間が開始される。なお、判定期間が終了する時刻ｔｔ_２までの間には、更なるアクセル開度の変化は検出されない。このため、判定期間におけるアクセル開度変化幅はΔａｃｃ０３となる。

ここで、アクセル開度変化幅Δａｃｃ０２は閾値ΔａｃｃＣより大きいため、切替えるべき走行モードとして加速走行モードが選択される。よって、判定期間が終了する時刻ｔｔ_２以降には、加速走行モードが実現される。加速走行モードでは、図１０で示した断続運転モード以上の加速が実現される。よって、例えば運転者が急加速を所望する場合において、好適な加速を実現できる。

以上説明したように、本実施形態に係る走行制御装置によれば、エンジンブレーキを伴う減速走行中において、減速走行モードを継続すべきか、それとも減速走行以外のモードに切替えるべきかを、運転者の意図を正確に反映させた状態で適切に判定できる。よって、運転者の意図とは異なる走行制御が実施されてしまい、結果としてドライバビリティが悪化してしまうことを防止できる。また、切替えるべき走行モードとして、惰性走行モードや断続運転モードのようにエネルギ効率のよい走行モードが選択されるため、効果的に燃費を向上させることが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う走行制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１ ハイブリッド車両、
１０ ハイブリッド駆動装置
１１ ＰＣＵ
１２ バッテリ
１３ アクセル開度センサ
１４ 車速センサ
１００ ＥＣＵ
１１０ アクセル開度判定部
１２０ 判定期間設定部
１３０ アクセル開度変化幅算出部
１４０ 走行モード判定部
１５０ 走行モード制御部
２００ エンジン
３１０ ＭＧ１側動力伝達機構
３２０ ＭＧ２側動力伝達機構
４１０ ダンパ
４２０ インプットシャフト
５００ ドライブシャフト
ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

本発明の走行制御装置は上記課題を解決するために、複数の走行モードを相互に切替えつつ走行可能な車両の走行を制御する走行制御装置であって、前記車両の動力源から出力される動力を利用して減速する走行モードである減速走行モードでの走行中において、運転者のアクセル操作に起因するアクセル開度の変化量が所定変化量を超えたか否かを判定するアクセル開度判定手段と、前記アクセル開度の変化量が前記所定変化量を超えたと判定された場合に、前記車両の走行モードを切替えるか否かを判定するための判定期間を開始させる判定期間開始手段と、前記判定期間における前記アクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅を算出するアクセル開度変化幅算出手段と、前記アクセル開度変化幅に基づいて、前記車両の走行モードを、前記車両の動力源で発生した動力を駆動軸へと伝達しない走行モードである惰性走行モードへと切替えるか、前記車両の動力源を間欠運転させることで加速及び減速を繰り返して前記車両を前記所定の車速範囲内で走行させる走行モードである断続運転モードへと切替えるか、又は前記車両を所定速度以上加速させる走行モードである加速走行モードに切替えるかを判定する走行モード判定手段と、前記車両の走行モードを、前記判定された走行モードへと切替える走行モード切替手段とを備える。

Claims (2)

1. 複数の走行モードを相互に切替えつつ走行可能な車両の走行を制御する走行制御装置であって、
   前記車両の動力源から出力される動力を利用して減速する走行モードである減速走行モードでの走行中において、運転者のアクセル操作に起因するアクセル開度の変化量が所定変化量を超えたか否かを判定するアクセル開度判定手段と、
   前記アクセル開度の変化量が前記所定変化量を超えたと判定された場合に、前記車両の走行モードを切替えるか否かを判定するための判定期間を開始させる判定期間開始手段と、
   前記判定期間における前記アクセル開度の変化量の積算値であるアクセル開度変化幅を算出するアクセル開度変化幅算出手段と、
   前記アクセル開度変化幅に基づいて、前記車両の走行モードを、前記車両の動力源で発生した動力を駆動軸へと伝達しない走行モードである惰性走行モードへと切替えるか、前記車両の動力源を間欠運転させることで前記車両を前記所定の車速範囲内で走行させる走行モードである断続運転モードへと切替えるか、又は前記車両を所定速度以上加速させる走行モードである加速走行モードに切替えるかを判定する走行モード判定手段と、
   前記車両の走行モードを、前記判定された走行モードへと切替える走行モード切替手段と
   を備えることを特徴とする走行制御装置。
2. 前記走行モード判定手段は、前記アクセル開度変化幅が、第１所定変化幅より小さい場合に前記惰性走行モードに切替えると判定し、前記第１所定変化幅以上且つ第２所定変化幅以下である場合に前記断続運転モードに切替えると判定し、前記第２所定変化幅より大きい場合に前記加速走行モードに切替えると判定することを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。

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