JP6363493B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機とを備えるハイブリッド車両に関する。

特開２０１３−２５２８５３号公報（特許文献１）は、ＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとを有するハイブリッド車両を開示する。ＣＤモードは、ＨＶ走行を許容しつつもＥＶ走行を主体的に行なうことによって、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を積極的に消費するモードであり、ＣＳモードは、ＨＶ走行とＥＶ走行とを適宜切替えることによって、ＳＯＣを所定範囲に制御するモードである。なお、ＥＶ走行は、エンジンを停止してモータジェネレータのみを用いての走行であり、ＨＶ走行は、エンジンを作動させての走行である。そして、ＣＤモードでは、ＣＳモードに比べて、エンジンが始動するパワーのしきい値を大きくすることが記載されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−２５２８５３号公報

上記の特許文献１に記載のハイブリッド車両では、ＣＤモードとＣＳモードとでＥＶ走行の機会を変えることによって、ＣＤモード時の走りとＣＳモード時の走りとの違いを実現している。すなわち、上記のハイブリッド車両では、ＣＤモード時は、ＣＳモード時に比べて、エンジンが始動するパワーのしきい値を大きくすることによってＥＶ走行の機会を拡大し、これによりＣＤモード時とＣＳモード時とで走りの違いを実現している。

一方、パワーエレクトロニクス技術の進歩により、モータやインバータ、蓄電装置等の性能が向上し、モータ出力の増加が可能となっている。このような技術背景もあり、ハイブリッド車両においては、駆動力源（エンジン及びモータ）の選択の自由度が高くなっており、ＣＤモードとＣＳモードとを有するハイブリッド車両において、特にＣＤモードでユーザ満足度の高い特別な走りを実現することが望まれている。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＣＤモードでの特別な走りを実現可能なハイブリッド車両を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、ＣＤモード及びＣＳモードのいずれかを選択するための制御装置とを備える。制御装置は、ＣＤモード及びＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、内燃機関を停止して電動機により走行する第１の走行モード（ＥＶ走行）と、内燃機関を作動させて走行する第２の走行モード（ＨＶ走行）とを切替える。ＣＤモードが選択されているときの、第１の走行モードから第２の走行モードへ切替わるパワーのしきい値は、ＣＳモードが選択されているときの上記しきい値よりも大きい。そして、制御装置は、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する。

このハイブリッド車両においては、上記のようなしきい値の設定によって、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の機会が拡大されている。そのうえでさらに、このハイブリッド車両では、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を上記のように変更することによって、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の加速性能が向上される。したがって、このハイブリッド車両によれば、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができ、ＣＤモードでの特別な走りを実現することができる。

好ましくは、制御装置は、さらに、車両駆動トルクが所定の上限を下回る範囲において、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一のアクセル開度における、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する。

このハイブリッド車両においては、ＣＤモードが選択されているときは、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さいので、加速の伸び感が得られる。したがって、このハイブリッド車両によれば、ＣＤモードでの特別な走りを実現することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、燃費の低減よりも車両の加速性又は応答性を優先した走行を実現する駆動優先モードを選択するための入力装置をさらに備える。そして、ＣＤモードが選択されている場合に、制御装置は、駆動優先モードが選択されているときは、駆動優先モードの非選択時よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、駆動優先モードの選択時と駆動優先モードの非選択時とで車両の駆動力特性をさらに変更する。

このハイブリッド車両によれば、ＣＤモードにおいて、駆動優先モードを選択することにより、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行でより強い加速感を実現することができる。なお、駆動優先モードは、燃費の低減よりも車両の加速性を優先した走行を実現するパワーモードの他、燃費の低減よりも車両の応答性を優先した走行を実現するモード等も含むものである。

好ましくは、ハイブリッド車両は、車両の加速性よりも燃費の低減を優先した走行を実現するエコモードを選択するための入力装置をさらに備える。そして、ＣＤモードが選択されている場合に、制御装置は、エコモードが選択されているときは、エコモードの非選択時よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが小さくなるように、エコモードの選択時とエコモードの非選択時とで車両の駆動力特性をさらに変更する。

このハイブリッド車両によれば、ＣＤモードにおいて、エコモードを選択することにより、加速感を抑えて燃費を意識した省エネルギー走行を実現することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、車両外部の電源からの電力を用いて蓄電装置を充電するための充電機構をさらに備える。

このハイブリッド車両によれば、車両外部の電源から供給される電力を用いてＣＤモードにおける燃費を向上させつつ、ＥＶ走行で強い加速感を実現することができる。

この発明によれば、ＣＤモードでの特別な走りを実現可能なハイブリッド車両を提供することができる。

この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。 ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。 ＣＳモード及びＣＤモードの各々における駆動力特性の考え方を説明するための図である。 ＥＣＵにより実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＣＳモード用の駆動力マップの一例を示した図である。 ＣＤモード用の駆動力マップの一例を示した図である。 実施の形態２に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。 実施の形態２におけるＥＣＵにより実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＣＤモードかつパワーモード用の駆動力マップの一例を示した図である。 実施の形態３に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するブロック図である。 実施の形態３におけるＥＣＵにより実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。 ＣＤモードかつエコモード用の駆動力マップの一例を示した図である。 ハイブリッド車両の全体構成の変形例を説明するブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、駆動装置２２と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４と、蓄電装置１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６とを備える。また、このハイブリッド車両１００は、電力変換器２３と、接続部２４とをさらに備える。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、又は、液体若しくは気体の水素燃料が好適である。

駆動装置２２は、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、電力変換器１８，２０とを含む。モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作し、駆動軸１２を駆動する。一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生発電を行なう。

動力分割装置４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力を、モータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、車輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。

蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池や、大容量のキャパシタ等を含んで構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６及び／又は１０の発電時に発電電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、接続部２４を通じて車両外部の電源から供給される電力を受けて充電され得る。

なお、蓄電装置１６の充電状態は、たとえば、蓄電装置１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣによって示される。ＳＯＣは、たとえば、図示されない電圧センサ及び／又は電流センサによって検出される、蓄電装置１６の出力電圧及び／又は入出力電流に基づいて算出される。ＳＯＣは、蓄電装置１６に別途設けられるＥＣＵで算出してもよいし、蓄電装置１６の出力電圧及び／又は入出力電流の検出値に基づいてＥＣＵ２６で算出してもよい。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、蓄電装置１６との間での電力の授受を伴なって、電動機として動作するための正トルク又は発電機として動作するための負トルクを出力することができる。電力変換器１８，２０は、たとえばインバータによって構成される。なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。

電力変換器２３は、接続部２４に電気的に接続される車両外部の外部電源（図示せず）からの電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する（以下、外部電源による蓄電装置１６の充電を「外部充電」とも称する。）。電力変換器２３は、たとえば整流器やインバータを含んで構成される。なお、外部電源の受電方法は、接続部２４を用いた接触受電に限定されず、接続部２４に代えて受電用コイル等を用いて外部電源から非接触で受電してもよい。

ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ２６の主要な制御として、ＥＣＵ２６は、車速とアクセルペダルの操作量に応じたアクセル開度とに基づいて車両駆動トルク（要求値）を算出し、算出された車両駆動トルクに基づいて車両駆動パワー（要求値）を算出する。そして、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて蓄電装置１６の充電要求パワーをさらに算出し、車両駆動パワーに充電要求パワーを加えたパワー（以下「車両パワー」と称する。）を発生するようにエンジン２及び駆動装置２２を制御する。

ＥＣＵ２６は、車両パワーが小さいときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように駆動装置２２を制御する。車両パワーが大きくなると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を作動させて走行（ＨＶ走行）するようにエンジン２及び駆動装置２２を制御する。

ここで、ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行を許容しつつもＥＶ走行を主体的に行なうことによって蓄電装置１６のＳＯＣを積極的に消費するＣＤモードと、ＨＶ走行とＥＶ走行とを適宜切替えることによってＳＯＣを所定範囲に制御するＣＳモードとを選択的に適用して車両の走行を制御する走行制御を実行する。

図２は、ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。図２を参照して、外部電源による外部充電により蓄電装置１６が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）となった後、ＣＤモードで走行が開始されたものとする。

ＣＤモードは、蓄電装置１６のＳＯＣを積極的に消費するモードであり、基本的には、蓄電装置１６に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するものである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにはエンジン２は作動しない。具体的には、たとえば、ＣＤモードの選択時には蓄電装置１６の充電要求パワーが零に設定される。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力やエンジン２の作動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。

ＣＳモードは、蓄電装置１６のＳＯＣを所定範囲に制御するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳｔｇにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが所定範囲に維持される。具体的には、ＳＯＣが低下するとエンジン２が作動し（ＨＶ走行）、ＳＯＣが上昇するとエンジン２が停止する（ＥＶ走行）。すなわち、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン２が作動する。なお、特に図示しないが、運転者が操作可能なスイッチを設けて、ＳＯＣの低下に拘わらず運転者の意思によってＣＤモードとＣＳモードとを切替可能としてもよい。

このハイブリッド車両１００では、車両パワーが所定のエンジン始動しきい値よりも小さいときは、エンジン２を停止してモータジェネレータ１０によって走行する（ＥＶ走行）。一方、車両パワーが上記のエンジン始動しきい値を超えると、エンジン２を作動させて走行する（ＨＶ走行）。ＨＶ走行では、モータジェネレータ１０の駆動力に加えて、又はモータジェネレータ１０の代わりに、エンジン２の駆動力を用いてハイブリッド車両１００が走行する。ＨＶ走行中にエンジン２の作動に伴ないモータジェネレータ６が発電した電力は、モータジェネレータ１０に直接供給されたり、蓄電装置１６に蓄えられたりする。

ここで、ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きい。すなわち、ＣＤモードにおいてハイブリッド車両１００がＥＶ走行する領域は、ＣＳモードにおいてハイブリッド車両１００がＥＶ走行する領域よりも大きい。これにより、ＣＤモードにおいては、エンジン２が始動する頻度が抑制され、ＣＳモードに比べてＥＶ走行の機会が拡大される。一方、ＣＳモードにおいては、エンジン２及びモータジェネレータ１０の両方を用いて効率よくハイブリッド車両１００が走行するように制御される。

ＣＤモードにおいても、車両パワー（車両駆動パワーに等しい。）がエンジン始動しきい値を超えれば、エンジン２は作動する。なお、車両パワーがエンジン始動しきい値を超えていなくても、エンジン２や排気触媒の暖機時などエンジン２の作動が許容される場合もある。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン２は停止する。すなわち、ＣＤモードは、エンジン２を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいても、ＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

再び図１を参照して、ＥＣＵ２６は、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する。これにより、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができ、ＣＤモードでの特別な走りを実現することが可能となる。以下、この点について詳しく説明する。

図３は、ＣＳモード及びＣＤモードの各々における駆動力特性の考え方を説明するための図である。図３を参照して、横軸は車速を示し、縦軸は車両の駆動トルクを示す。曲線ＰＬ１は、ＣＳモードが選択されているときのエンジン２の始動しきい値（等パワーライン）を示し、曲線ＰＬ２は、ＣＤモードが選択されているときのエンジン２の始動しきい値（等パワーライン）を示す。上述のように、ＣＤモード選択時におけるエンジン２の始動パワーしきい値は、ＣＳモード選択時における始動パワーしきい値よりも大きい。

線Ｌ１は、ＣＳモードが選択されている場合の、アクセル開度がＸ％のときの車両の駆動力特性を示す。すなわち、ＣＳモードが選択されている場合において、アクセル開度がＸ％のときは、この線Ｌ１に従って車両駆動トルク（要求値）が決定される。

線Ｌ２は、ＣＤモードが選択されている場合の、アクセル開度がＸ％のときの車両の駆動力特性を示す。すなわち、ＣＤモードが選択されている場合において、アクセル開度がＸ％のときは、この線Ｌ２に従って車両駆動トルク（要求値）が決定される。

なお、アクセル開度がＸ％のときの駆動力特性は、線Ｌ１，Ｌ２で示されるものに限定されるものではないが、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで駆動力特性が変更される。

ＣＳモードの選択時は、線Ｌ１で示されるように、車速の増加に応じて駆動トルクを抑えることによって、点Ｓ１で示される動作点に到達するまでエンジン２が始動しないように駆動力特性が設定されている。ＥＶ走行での強い加速感を得る目的で、線Ｌ２で示される程度に駆動トルクを大きくする駆動力特性が設定されると、点Ｓ２で示される動作点において早期にエンジン２が始動してしまい、ＥＶ走行の機会が著しく減少してしまう。

一方、ＣＤモードの選択時は、上述のように、エンジン２の始動パワーしきい値がＣＳモード選択時の始動パワーしきい値よりも大きい。具体的には、車両パワー（車両駆動パワー）が曲線ＰＬ２で示されるラインに到達するまでエンジン２は始動しない。そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、ＣＤモードの選択時は、線Ｌ２で示されるように、ＣＳモードの選択時に比べて、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように駆動力特性が設定される。ＣＤモードの選択時は、線Ｌ２に従う駆動力特性を付与しても、点Ｓ３で示される動作点に到達するまでエンジン２は始動しない。これにより、ＣＤモードの選択時に、ＥＶ走行の機会を拡大（点Ｓ２→点Ｓ３）しつつ、線Ｌ２に沿ったＥＶ走行での力強い加速トルクを実現することができる。

図４は、図１に示したＥＣＵ２６により実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図４を参照して、ＥＣＵ２６は、アクセル開度及び車速の検出値を受ける（ステップＳ１０）。なお、アクセル開度は、図示しないアクセル開度センサによって検出され、車速は、たとえば車軸の回転速度を検出することによって車速を検出する車速センサによって検出される。

次いで、ＥＣＵ２６は、ＣＤモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。なお、ここではＣＳモードが選択されているか否かを判定してもよい。そして、ステップＳ２０においてＣＤモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＣＤモード用の駆動力マップＡ（後述）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する（ステップＳ３０）。

一方、ステップＳ２０においてＣＳモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ＣＳモード用の駆動力マップＢ（後述）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて要求駆動トルクを算出する（ステップＳ４０）。

図５は、ＣＳモード用の駆動力マップＢの一例を示した図である。図５を参照して、横軸は車速を示し、縦軸は車両の駆動トルクを示す。線Ｒは定格出力ラインを示す。線Ｌ１１は、アクセル開度がＸ１％のときの車両の駆動力特性を示し、線Ｌ１２，Ｌ１３は、それぞれアクセル開度がＸ２％，Ｘ３％（Ｘ１＞Ｘ２＞Ｘ３）のときの駆動力特性を示す。なお、アクセル開度がＸ１％，Ｘ２％，Ｘ３％以外のときは示されていないが、アクセル開度が大きくなるほど、駆動力特性を示すラインは図の右上方向に推移する。

一方、図６は、ＣＤモード用の駆動力マップＡの一例を示した図である。この図６は、図５に対応するものである。図６を参照して、線Ｌ２１は、アクセル開度がＸ１％のときの車両の駆動力特性を示し、線Ｌ２２，Ｌ２３は、それぞれアクセル開度がＸ２％，Ｘ３％のときの駆動力特性を示す。

図５及び図６を参照して、同一アクセル開度における対比（線Ｌ１１と線Ｌ２１との対比、線Ｌ１２と線Ｌ２２との対比、線Ｌ１３と線Ｌ２３との対比）から分かるように、ＣＤモードの選択時（図６）は、ＣＳモードの選択時（図５）よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性が変更される。これにより、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができる。

なお、図５及び図６において示されるように、車両駆動トルクが定格出力ラインＲを下回る範囲において、ＣＤモードの選択時（図６）は、ＣＳモードの選択時（図５）よりも、同一のアクセル開度における、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さくなるように、ＣＤモードとＣＳモードとで駆動力特性を変更するのが好ましい。具体的には、たとえば、同一アクセル開度の線Ｌ１２（ＣＳモード）と線Ｌ２２（ＣＤモード）との対比についてみると、ＣＤモードにおける線Ｌ２２の傾き（車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下度合い）は、ＣＳモードにおける線Ｌ１２の傾きよりも小さい。これにより、ＣＤモードが選択されているときは、ＣＳモードが選択されているときよりも、加速の伸び感（車速の増加に対する駆動力の維持感）が得られる。

以上のように、この実施の形態１においては、ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値がＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きく、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の機会が拡大される。そのうえでさらに、ＣＤモードとＣＳモードとで車両の駆動力特性を上述のように変更することによって、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の加速性能を向上させている。したがって、この実施の形態１によれば、ＣＤモードにおいて、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行で強い加速感を得ることができ、ＣＤモードでの特別な走りを実現することができる。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、ユーザが操作可能なパワーモードスイッチが設けられる。パワーモードスイッチがオン操作されると、燃費の低減よりも車両の加速性を優先した走行を実現するパワーモードが選択され、パワーモードスイッチの非操作時（ノーマルモード時）に比べて車両の加速性を高めることができる。このパワーモードスイッチは、ＣＤモード中及びＣＳモード中のいずれの場合にも操作可能である。

図７は、実施の形態２に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。図７を参照して、実施の形態２に従うハイブリッド車両１００は、図１に示したハイブリッド車両１００の構成において、パワーモードスイッチ２８をさらに備え、ＥＣＵ２６に代えてＥＣＵ２６Ａを備える。

パワーモードスイッチ２８は、燃費の低減よりも車両の加速性を優先した走行を実現するパワーモードをユーザが選択するための入力スイッチである。パワーモードスイッチ２８は、ユーザによるオン操作に応答して信号ＰＷＲをＥＣＵ２６Ａへ出力する。

ＥＣＵ２６Ａは、パワーモードが選択されているときは、パワーモードが選択されていないノーマルモードのときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、パワーモードの選択時と非選択時（ノーマルモード時）とで車両の駆動力特性を変更する。

より詳しくは、ＥＣＵ２６Ａは、ＣＤモードの選択中にパワーモードが選択されると、図６に示した駆動力特性（ＣＤモードかつノーマルモード時）よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクがさらに大きくなるように駆動力特性を変更する。これにより、ＣＤモードにおいて、パワーモードを選択することにより、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行でより強い加速感を実現することができる。

また、ＥＣＵ２６Ａは、ＣＳモードの選択中にパワーモードが選択されると、図５に示した駆動力特性（ＣＳモードかつノーマルモード時）よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように駆動力特性を変更する。なお、ＣＳモードにおいて駆動トルクを大きくすると、エンジン２は早期に始動するので（図２）、パワーモードであってもエンジン２の始動頻度を抑制したい場合には、パワーモード選択時の駆動トルクの増分を若干量に抑えることが必要である。

図８は、実施の形態２におけるＥＣＵ２６Ａにより実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図８を参照して、このフローチャートは、図４に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ３２，Ｓ４２をさらに含む。すなわち、ステップＳ２０においてＣＤモードが選択されていると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ａは、パワーモードスイッチ２８からの信号ＰＷＲに基づいて、パワーモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ２２）。

パワーモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ａは、ＣＤモードかつパワーモード用の駆動力マップＣ（後述）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する（ステップＳ３２）。

一方、ステップＳ２２においてパワーモードは選択されていないと判定されると（ステップＳ２２においてＮＯ）、ＥＣＵ２６Ａは、ステップＳ３０へ処理を移行し、ＣＤモード用の駆動力マップＡ（図６）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する。

図９は、ＣＤモードかつパワーモード用の駆動力マップＣの一例を示した図である。この図９は、ＣＤモードかつノーマルモード用の駆動力マップを示す図６に対応するものである。図９を参照して、線Ｌ３１は、アクセル開度がＸ１％のときの車両の駆動力特性を示し、線Ｌ３２，Ｌ３３は、それぞれアクセル開度がＸ２％，Ｘ３％のときの駆動力特性を示す。

図６及び図９を参照して、同一アクセル開度における対比（線Ｌ２１と線Ｌ３１との対比、線Ｌ２２と線Ｌ３２との対比、線Ｌ２３と線Ｌ３３との対比）から分かるように、ＣＤモードが選択されている場合において、パワーモードの選択時（図９）は、ノーマルモードの選択時（図６）よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、パワーモードの選択時と非選択時（ノーマルモード時）とで車両の駆動力特性が変更される。

再び図８を参照して、ステップＳ２０においてＣＳモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６Ａは、パワーモードスイッチ２８からの信号ＰＷＲに基づいて、パワーモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ２４）。

パワーモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ａは、ＣＳモードかつパワーモード用の駆動力マップＤ（図示せず）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する（ステップＳ４２）。一方、ステップＳ２４においてパワーモードは選択されていないものと判定されると（ステップＳ２４においてＮＯ）、ＥＣＵ２６Ａは、ステップＳ４０へ処理を移行し、ＣＳモード用の駆動力マップＢ（図５）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する。

なお、上記においては、パワーモードは、ＣＤモード中及びＣＳモード中のいずれの場合にも選択可能としたが、上述のようにＣＳモードの選択中にパワーモードを許容すると、エンジン２が早期に始動し得るので、パワーモードの選択はＣＤモードの選択中に限定してもよい。この場合は、図８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２４，Ｓ４２が省略される。

以上のように、この実施の形態２によれば、ＣＤモードにおいて、パワーモードを選択することにより、ＥＶ走行の機会を拡大しつつＥＶ走行でより強い加速感を実現することができる。

なお、上記では、燃費の低減よりも車両の加速性を優先した走行を実現するパワーモード及びそれを選択するためのパワーモードスイッチ２８が設けられるものとしたが、燃費の低減よりも車両の応答性（アクセル操作に対する応答性）を優先した走行を実現するモード（「スポーツモード」等と称されることもあり、以下では「スポーツモード」と称することにする。）及びそれを選択するためのスイッチを設けてもよい。

そして、ＥＣＵ２６Ａは、ＣＤモードの選択中にスポーツモードが選択されると、スポーツモードが選択されていないときよりも、アクセル操作に対する車両応答性が高くなるように、スポーツモードの選択時と非選択時とで車両の駆動力特性を変更するようにしてもよい。なお、アクセル操作に対する車両の応答性については、たとえば、駆動トルク指令に対する変化率制限処理の変化率制限を緩和したり、駆動トルク指令に対する「なまし」処理（遅れ処理）の時定数を小さくしたりすることによって、応答性を高めることができる。

このような構成とすることにより、ＣＤモードにおいて、スポーツモードを選択することにより、ＥＶ走行の機会を拡大しつつ、アクセル操作に対する車両応答性の優れた走行を実現することができる。

［実施の形態３］
実施の形態３では、ユーザが操作可能なエコモードスイッチが設けられる。エコモードスイッチが操作されると、車両の加速性よりも燃費の低減を優先した走行を実現するエコモードが選択され、エコモードスイッチの非操作時（ノーマルモード時）に比べて低燃費走行を実現することができる。このエコモードスイッチは、ＣＤモード中及びＣＳモード中のいずれの場合にも操作可能である。

図１０は、実施の形態３に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。図１０を参照して、実施の形態３に従うハイブリッド車両１００は、図１に示したハイブリッド車両１００の構成において、エコモードスイッチ３０をさらに備え、ＥＣＵ２６に代えてＥＣＵ２６Ｂを備える。

エコモードスイッチ３０は、車両の加速性よりも燃費の低減を優先した走行を実現するエコモードをユーザが選択するための入力スイッチである。エコモードスイッチ３０は、ユーザによるオン操作に応答して信号ＥＣＯをＥＣＵ２６Ｂへ出力する。

ＥＣＵ２６Ｂは、エコモードが選択されているときは、エコモードが選択されていないノーマルモードのときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが小さくなるように、エコモードの選択時と非選択時（ノーマルモード時）とで車両の駆動力特性を変更する。

より詳しくは、ＥＣＵ２６Ｂは、ＣＤモードの選択中にエコモードが選択されると、図６に示した駆動力特性（ＣＤモードかつノーマルモード時）よりも同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが小さくなるように駆動力特性を変更する。これにより、ＣＤモードにおいて、エコモードを選択することにより、ＥＶ走行からＨＶ走行への切替をさらに抑制し、加速感を抑えて燃費を意識した省エネルギー走行を実現することができる。

また、ＥＣＵ２６Ｂは、ＣＳモードの選択中にエコモードが選択されると、図５に示した駆動力特性（ＣＳモードかつノーマルモード時）よりも同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが小さくなるように駆動力特性を変更する。

図１１は、実施の形態３におけるＥＣＵ２６Ｂにより実行される車両駆動トルク（要求値）算出の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理も、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１１を参照して、このフローチャートは、図４に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ２６，Ｓ２８，Ｓ３４，Ｓ４４をさらに含む。すなわち、ステップＳ２０においてＣＤモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ｂは、エコモードスイッチ３０からの信号ＥＣＯに基づいて、エコモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ２６）。

エコモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ｂは、ＣＤモードかつエコモード用の駆動力マップＥ（後述）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する（ステップＳ３４）。

一方、ステップＳ２６においてパワーモードは選択されていないものと判定されると（ステップＳ２６においてＮＯ）、ＥＣＵ２６Ｂは、ステップＳ３０へ処理を移行し、ＣＤモード用の駆動力マップＡ（図６）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する。

図１２は、ＣＤモードかつエコモード用の駆動力マップＥの一例を示した図である。この図１２は、ＣＤモードかつノーマルモード用の駆動力マップを示す図６に対応するものである。図１２を参照して、線Ｌ４１は、アクセル開度がＸ１％のときの車両の駆動力特性を示し、線Ｌ４２，Ｌ４３は、それぞれアクセル開度がＸ２％，Ｘ３％のときの駆動力特性を示す。

図６及び図１２を参照して、同一アクセル開度における対比（線Ｌ２１と線Ｌ４１との対比、線Ｌ２２と線Ｌ４２との対比、線Ｌ２３と線Ｌ４３との対比）から分かるように、ＣＤモードが選択されている場合において、エコモードの選択時（図１２）は、ノーマルモードの選択時（図６）よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが小さくなるように、エコモードの選択時と非選択時（ノーマルモード時）とで車両の駆動力特性が変更される。

再び図１１を参照して、ステップＳ２０においてＣＳモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６Ｂは、エコモードスイッチ３０からの信号ＥＣＯに基づいて、エコモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ２８）。

エコモードが選択されているものと判定されると（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ｂは、ＣＳモードかつエコモード用の駆動力マップＦ（図示せず）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する（ステップＳ４４）。一方、ステップＳ２８においてエコモードは選択されていないものと判定されると（ステップＳ２８においてＮＯ）、ＥＣＵ２６Ｂは、ステップＳ４０へ処理を移行し、ＣＳモード用の駆動力マップＢ（図５）を用いて、ステップＳ１０において検出されたアクセル開度及び車速に基づいて車両の要求駆動トルクを算出する。

なお、上記においては、エコモードは、ＣＤモード中及びＣＳモード中のいずれの場合にも選択可能としたが、ＣＳモードでは、ノーマルモードにおいても駆動トルクを抑えた駆動力特性となっているので（図２）、エコモードの選択はＣＤモードの選択中に限定してもよい。この場合は、図１１に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２８，Ｓ４４が省略される。

以上のように、この実施の形態３によれば、ＣＤモードにおいて、エコモードを選択することにより、加速感を抑えて燃費を意識した省エネルギー走行を実現することができる。

なお、上記の各実施の形態では、エンジン２と２つのモータジェネレータ６，１０とが動力分割装置４によって連結された構成のハイブリッド車両１００（図１）における制御について説明したが、この発明が適用されるハイブリッド車両は、このような構成のものに限定されない。

たとえば、図１３に示されるように、エンジン２と１つのモータジェネレータ１０とが、クラッチ１５を介して直列的に連結された構成のハイブリッド車両１００Ａに対しても、上記の各実施の形態で説明した制御を適用することが可能である。

また、特に図示しないが、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。

また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両１００（１００Ａ）は、外部電源によって蓄電装置１６を外部充電可能なハイブリッド車としたが、この発明は、外部充電機構（電力変換器２３及び接続部２４）を有していないハイブリッド車両にも適用可能である。ＣＤモード／ＣＳモードは、外部充電可能なハイブリッド車両に好適なものであるが、必ずしも外部充電可能なハイブリッド車両のみに限定されるものでもない。

なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ１０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ２６，２６Ａ，２６Ｂは、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、パワーモードスイッチ２８は、この発明における「駆動優先モードを選択するための入力装置」の一実施例に対応する。さらに、エコモードスイッチ３０は、この発明における「エコモードを選択するための入力装置」の一実施例に対応し、電力変換器２３及び接続部２４は、この発明における「充電機構」の一実施例を形成する。

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１５ クラッチ、１６ 蓄電装置、１８，２０，２３ 電力変換器、２２ 駆動装置、２４ 接続部、２６，２６Ａ，２６Ｂ ＥＣＵ、２８ パワーモードスイッチ、３０ エコモードスイッチ、１００，１００Ａ ハイブリッド車両。

Claims (3)

1. 内燃機関と、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
   前記蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を消費するＣＤ（Charge Depleting）モード及び前記蓄電装置のＳＯＣを維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードのいずれかを選択し、前記ＣＤモード及び前記ＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、前記内燃機関を停止して前記電動機により走行する第１の走行モードと、前記内燃機関を作動させて走行する第２の走行モードとを切替えて走行するための制御装置と、
   燃費の低減よりも車両の加速性又は応答性を優先した走行を実現する駆動優先モードを選択するための入力装置とを備え、
   前記ＣＤモードが選択されているときの、前記第１の走行モードから前記第２の走行モードへ切替わるパワーのしきい値は、前記ＣＳモードが選択されているときの前記しきい値よりも大きく、
   前記制御装置は、前記ＣＤモードが選択されているときは、前記ＣＳモードが選択されているときよりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなるように、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更し、
   前記ＣＤモードが選択されている場合に、前記駆動優先モードが選択されているときは、前記駆動優先モードの非選択時よりも、同一の車速及び同一のアクセル開度に対する車両駆動トルクが大きくなり、かつ、アクセル操作に対する車両応答性が高くなるように、前記駆動優先モードの選択時と前記駆動優先モードの非選択時とで車両の駆動力特性をさらに変更する、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、さらに、車両駆動トルクが所定の上限を下回る範囲において、前記ＣＤモードが選択されているときは、前記ＣＳモードが選択されているときよりも、同一のアクセル開度における、車速の増加に応じた車両駆動トルクの低下が小さくなるように、前記ＣＤモードと前記ＣＳモードとで車両の駆動力特性を変更する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 車両外部の電源からの電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電機構をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。

Images