WO2012053591A1 - 走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラム - Google Patents

走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラム Download PDF

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engine
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mode switching
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賢志 加部
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日野自動車株式会社
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    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention relates to a travel mode switching control device, a hybrid vehicle, a travel mode switching control method, and a program.
  • a hybrid vehicle that can run in cooperation with the engine and electric motor can be driven by the electric motor when starting with a relatively large torque, which can reduce exhaust gas and save fuel consumption. .
  • the traveling mode by the electric motor is selected.
  • the electric motor requires traveling performance equivalent to that of an engine.
  • peripheral devices such as an electric motor and an inverter to secure a torque that does not hinder traveling by the electric motor alone.
  • peripheral devices such as conventional electric motors and inverters are required to be capable of generating the same torque as the engine.
  • the conventional hybrid vehicle has increased the size and weight of the electric motor and the motor peripheral devices, and consequently increased the cost.
  • the present invention has been made under such a background, and is capable of reducing the size, weight, and cost of an electric motor and motor peripheral devices, a traveling mode switching control device, a hybrid vehicle, and traveling. It is an object to provide a mode switching control method and a program.
  • the travel mode switching control device of the present invention includes an engine and an electric motor, and is capable of traveling by the engine or the electric motor.
  • the mode switching means executes the mode switching at the next shift timing even when the estimation result of the required torque estimation means does not exceed the maximum torque of the motor during acceleration in the traveling mode by the electric motor. Can do.
  • the mode switching means may control the engine rotational speed faster than the motor rotational speed when switching from the traveling mode by the electric motor to the mode in which the engine or the engine and the electric motor travel in cooperation. it can.
  • the required torque estimating means determines whether or not the accelerator opening change amount or the accelerator opening in the driver's accelerator operation exceeds a predetermined value.
  • Another aspect of the present invention is a viewpoint as a hybrid vehicle.
  • the hybrid vehicle of the present invention has the travel mode switching control device of the present invention.
  • Still another aspect of the present invention is a viewpoint as a traveling mode switching control method.
  • the travel mode switching control method of the present invention includes an engine and an electric motor, and is capable of traveling by the engine or the electric motor, or in the travel mode switching control method of a hybrid vehicle in which the engine and the electric motor travel in cooperation.
  • a mode switching step of switching the mode to a mode in which the engine or the engine and the motor travel in cooperation with each other even during the execution of the traveling mode by the electric motor is included.
  • Still another aspect of the present invention is a viewpoint as a program.
  • the program of the present invention causes the information processing device to realize the function of the travel mode switching control device of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the hybrid vehicle 1.
  • the hybrid vehicle 1 is an example of a vehicle.
  • the hybrid vehicle 1 includes an engine 10, an engine ECU (Electronic Control Unit) 11, a clutch 12, an electric motor 13, an inverter 14, a battery 15, a transmission 16, a motor ECU 17, a hybrid ECU 18, wheels 19, a key switch 20, and a shift unit 21. It is configured.
  • the transmission 16 has a semi-automatic transmission and is operated by a shift unit 21 having a drive range (hereinafter referred to as a D (Drive) range).
  • the semi-automatic transmission is a transmission that can automatically perform a shifting operation while having the same configuration as the manual transmission.
  • the engine 10 is an example of an internal combustion engine, and is controlled by the engine ECU 11 to rotate gasoline and light oil, CNG (Compressed Natural Gas), LPG (Liquefied ⁇ Petroleum Gas), or alternative fuel and the like to rotate the shaft internally. Power is generated and the generated power is transmitted to the clutch 12.
  • CNG Compressed Natural Gas
  • LPG Liquefied ⁇ Petroleum Gas
  • the engine ECU 11 is a computer that operates in cooperation with the motor ECU 17 according to an instruction from the hybrid ECU 18 and controls the engine 10 such as a fuel injection amount and a valve timing.
  • the engine ECU 11 includes a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microprocessor (microcomputer), a DSP (Digital Signal Processor), and the like. O (Input / Output) port and the like.
  • the clutch 12 is controlled by the hybrid ECU 18 and transmits the shaft output from the engine 10 to the wheels 19 via the electric motor 13 and the transmission 16. That is, the clutch 12 mechanically connects the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 under the control of the hybrid ECU 18 to transmit the shaft output of the engine 10 to the electric motor 13, or By disconnecting the mechanical connection between the rotating shaft of the motor 10 and the rotating shaft of the electric motor 13, the shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 can be rotated at different rotational speeds.
  • the clutch 12 causes the hybrid vehicle 1 to travel by the power of the engine 10, thereby causing the electric motor 13 to generate electric power, when the engine 10 is assisted by the driving force of the electric motor 13, and to start the engine 10 by the electric motor 13.
  • the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 are mechanically connected.
  • the clutch 12 is in a state where the engine 10 is stopped or idling and the hybrid vehicle 1 is running by the driving force of the electric motor 13 and when the engine 10 is stopped or idling and the hybrid vehicle 1 is decelerated.
  • the electric motor 13 is generating electric power (regenerating electric power)
  • the mechanical connection between the rotating shaft of the engine 10 and the rotating shaft of the electric motor 13 is disconnected.
  • the clutch 12 is different from the clutch that is operated by the driver operating the clutch pedal, and operates under the control of the hybrid ECU 18.
  • the electric motor 13 is a so-called motor generator.
  • the electric power supplied from the inverter 14 generates motive power for rotating the shaft, and supplies the shaft output to the transmission 16 or the shaft supplied from the transmission 16. Electric power is generated by the rotating power, and the electric power is supplied to the inverter 14.
  • the electric motor 13 When the hybrid vehicle 1 is accelerating or traveling at a constant speed, the electric motor 13 generates power for rotating the shaft, supplies the shaft output to the transmission 16, and cooperates with the engine 10.
  • the hybrid vehicle 1 is driven to work. Further, for example, when the motor 13 is driven by the engine 10, or when the hybrid vehicle 1 is decelerating or traveling downhill, the motor 13 is traveling without power. Operates as a generator. In this case, power is generated by the power that rotates the shaft supplied from the transmission 16, and the electric power is supplied to the inverter 14 to charge the battery 15.
  • the inverter 14 is controlled by the motor ECU 17 and converts the DC voltage from the battery 15 into an AC voltage or converts the AC voltage from the motor 13 into a DC voltage.
  • the inverter 14 converts the DC voltage of the battery 15 into an AC voltage and supplies electric power to the electric motor 13.
  • the inverter 14 converts the AC voltage from the electric motor 13 into a DC voltage. That is, in this case, the inverter 14 serves as a rectifier and a voltage regulator for supplying a DC voltage to the battery 15.
  • the battery 15 is a chargeable / dischargeable secondary battery.
  • the electric power is supplied to the electric motor 13 via the inverter 14 or when the electric motor 13 is generating electric power, It is charged by the power it generates.
  • the transmission 16 has a semi-automatic transmission (not shown) that selects one of a plurality of gear ratios (speed ratios) in accordance with a speed change instruction signal from the hybrid ECU 18.
  • the power and / or power of the electric motor 13 is transmitted to the wheel 19. Further, the transmission 16 transmits the power from the wheels 19 to the electric motor 13 when decelerating or traveling downhill.
  • the driver can manually change the gear position to an arbitrary gear stage by operating the shift unit 21.
  • the motor ECU 17 is a computer that operates in cooperation with the engine ECU 11 by following instructions from the hybrid ECU 18, and controls the electric motor 13 by controlling the inverter 14.
  • the motor ECU 17 is configured by a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and includes a calculation unit, a memory, an I / O port, and the like.
  • the hybrid ECU 18 is an example of a computer, and acquires accelerator opening information, brake operation information, vehicle speed information, gear position information acquired from the transmission 16, and engine rotation speed information acquired from the engine ECU 11 for hybrid traveling. With reference to this, the clutch 12 is controlled, and the transmission 16 is controlled by supplying a shift instruction signal. Further, the hybrid ECU 18 gives a control instruction for the electric motor 13 and the inverter 14 to the motor ECU 17 based on the obtained SOC information of the battery 15 and other information for the hybrid running, and gives a control instruction for the engine 10 to the engine ECU 11. give.
  • the hybrid ECU 18 includes a CPU, an ASIC, a microprocessor (microcomputer), a DSP, and the like, and has an arithmetic unit, a memory, an I / O port, and the like.
  • the program executed by the hybrid ECU 18 can be installed in advance in the hybrid ECU 18 that is a computer by storing the program in a nonvolatile memory inside the hybrid ECU 18 in advance.
  • the engine ECU 11, the motor ECU 17, and the hybrid ECU 18 are connected to each other by a bus that conforms to a standard such as CAN (Control Area Network).
  • CAN Controller Area Network
  • Wheel 19 is a driving wheel that transmits driving force to the road surface. Although only one wheel 19 is shown in FIG. 1, the hybrid vehicle 1 actually has a plurality of wheels 19.
  • the key switch 20 is a switch that is turned on / off by a user, for example, when a key is started. When the key switch 20 is turned on, each part of the hybrid vehicle 1 is activated. Each part of the hybrid vehicle 1 stops when 20 is turned off.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration realized in the hybrid ECU 18 that executes the program. That is, when the hybrid ECU 18 executes the program, the required torque estimation unit 30, the rotation speed synchronization control unit 31, and the mode switching control unit 32 are realized.
  • the required torque estimation unit 30 acquires accelerator opening information operated by the driver from an accelerator opening sensor (not shown), and estimates the driver's required torque based on the acquired accelerator opening information.
  • Rotational speed synchronization control unit 31 performs control so that the rotational speeds of engine 10 and electric motor 13 are substantially synchronized when clutch 12 is connected.
  • the mode switching control unit 32 controls switching between an electric motor travel mode in which the motor 13 travels, an engine travel mode in which the motor 10 travels, or an assist travel mode in which the motor 13 assists the engine 10 to travel.
  • the electric motor traveling mode is used at the time of starting (at the time of 2nd gear), and exhaust gas from the engine 10 discharged at the time of starting can be eliminated and fuel consumption can be improved.
  • the clutch 12 is in a disengaged state.
  • the engine travel mode is used during travel (during 3rd gear or 4th gear).
  • the clutch 12 is in a contact state, and the electric motor 13 is performing regenerative power generation based on the output of the engine 10 or when the SOC of the battery 15 is high, the electric motor 13 It is in a free state so that it does not become.
  • the assist travel mode is used when starting or traveling when the maximum torque of the electric motor 13 is not in time. At this time, the clutch 12 is in a contact state, and both the engine 10 and the electric motor 13 are outputting.
  • the mode switching control process in the flowchart of FIG. 3 is for one cycle, and is repeatedly executed when the key switch 20 of the hybrid vehicle 1 is in the ON state.
  • step S1 the key switch 20 of the hybrid vehicle 1 is in an ON state, the hybrid ECU 18 executes a program, and the required torque estimation unit 30, the rotation speed synchronization control unit 31, and the mode switching control unit 32 are realized in the hybrid ECU 18. The procedure proceeds to step S1.
  • step S1 the mode switching control unit 32 determines whether or not the current mode is the electric motor travel mode. For example, in the case of 2nd, the motor travel mode is assumed. At the time of departure, the speed becomes 2nd, and is shifted up to 3th and 4th due to an increase in the rotational speed. If it is determined in step S1 that the current mode is the electric motor travel mode, the procedure proceeds to step S2. On the other hand, if it is determined in step S1 that the current mode is not the electric motor traveling mode, the procedure repeats step S1.
  • step S2 the required torque estimation unit 30 determines whether or not the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value.
  • the determination of whether or not the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value is to determine whether or not generation of torque greater than the predetermined value is required during traveling in the electric motor travel mode.
  • the above torque means, for example, the maximum torque that can be generated by the electric motor 13.
  • step S2 if the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value (that is, when the generation of torque exceeding the maximum torque that can be generated by the electric motor 13 is requested during traveling in the electric motor traveling mode), the procedure goes to step S3. move on. On the other hand, if it is determined in step S2 that the accelerator opening is less than the predetermined value, the procedure returns to step S1.
  • a predetermined value that is, when the generation of torque exceeding the maximum torque that can be generated by the electric motor 13 is requested during traveling in the electric motor traveling mode
  • step S ⁇ b> 3 the rotation speed synchronization control unit 31 starts synchronization control that makes the rotation speed of the engine 10 and the rotation speed of the electric motor 13 substantially the same.
  • step S4 the rotation speed synchronization control unit 31 stands by until the rotation speed synchronization between the engine 10 and the electric motor 13 is completed. When the synchronization is completed, the rotation speed synchronization control unit 31 notifies the mode switching control unit 32 to that effect. Proceed to step S5.
  • step S5 the mode switching control unit 32 starts a process of switching the clutch 12 from the disengaged state in the electric motor traveling mode to the engaged state.
  • step S6 the mode switching control unit 32 waits until the connection of the clutch 12 is completed, and when the connection of the clutch 12 is completed, the procedure proceeds to step S7.
  • step S7 the mode switching control unit 32 starts switching to the assist travel mode or the engine travel mode.
  • the mode is switched to the engine travel mode
  • the power of the engine 10 is transmitted to the tire 20 via the clutch 12 connected in the process of step S6.
  • the power of the engine 10 is added to the power of the electric motor 13 and transmitted to the tire 20.
  • step S8 the mode switching control unit 32 waits until the mode switching is completed, and ends the mode switching control when the mode switching is completed. Thereafter, the procedure returns to step S1 at a predetermined timing, and the same processing is executed.
  • FIG. 4 is a diagram showing the timing of step S3 (rotation alignment), step S5 (clutch engagement), and step S7 (switching to assist travel or engine travel mode) in the flowchart of FIG.
  • FIG. 4 shows the rotational speed of the engine and the rotational speed of the electric motor according to the running mode from the start, the state of the engine, and the state of engagement / disengagement of the clutch.
  • the gear stage is 2nd, and the electric motor travel mode is selected.
  • the rotation speed increases due to the depression of the normal accelerator and waits for a shift up to 3th, and then switches to the engine travel mode or the assist travel mode, but the rotation speed does not increase and the motor travel mode is being executed.
  • the travel mode switching control is started. That is, synchronous control of the rotational speeds of the engine 12 and the electric motor 13 (rotation alignment in step S3) is started, and when the rotational speed of the engine 12 becomes substantially the same as the rotational speed of the electric motor 13 from the rotational speed during idling, the clutch 12 Are connected (step S5) and switched to the assist travel mode or the engine travel mode (step S7). As a result, necessary power is transmitted to the tire 12.
  • a hybrid vehicle 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to a flowchart of FIG. 5 and a timing chart of FIG.
  • the configuration of the hybrid vehicle 1A is the same as that of the hybrid vehicle 1, and will be described using the same reference numerals (for example, the hybrid ECU 18A, the rotation speed synchronization control unit 31A, etc.).
  • the rotational speed synchronization control unit 31A of the hybrid vehicle 1A controls the engine rotational speed to be higher than the motor rotational speed prior to mode switching from the motor traveling mode to the assist traveling mode or the engine traveling mode.
  • step S3 of the hybrid vehicle 1 the engine rotation speed and the motor rotation speed are substantially synchronized, but there is a slight error in synchronization at this time.
  • the range of this error can be fixed to either the case where the engine rotational speed shifts to the plus side or the minus side with respect to the motor rotation speed.
  • control is performed such that the engine rotation speed is always shifted to the plus side with respect to the motor rotation speed.
  • step S10 is different from the flowchart of FIG. 3, and other steps are the same as those in FIG.
  • step S2 when the required torque estimation unit 30A determines that the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value, the procedure proceeds to step S3.
  • step S3 the rotation speed synchronization control unit 31A performs control so that the rotation speed of the engine 10 and the rotation speed of the electric motor 13 are substantially synchronized. In this case, control for increasing the rotational speed of the engine 10 is performed until the rotational speed of the engine 10 becomes larger than the rotational speed of the electric motor 13.
  • step S3 when the rotation speed synchronization control unit 31A increases the rotation speed of the engine 10 until the rotation speed of the engine 10 becomes higher than the rotation speed of the electric motor 13, the procedure proceeds to step S10.
  • step S10 the rotational speed synchronization control unit 31A determines whether or not the rotational speed of the engine 10 is larger than the rotational speed of the electric motor 13 by a predetermined magnitude (for example, ⁇ rpm).
  • step S10 If it is determined in step S10 that the rotational speed of the engine 10 is larger than the rotational speed of the electric motor 13 by a predetermined magnitude (for example, ⁇ rpm), the procedure proceeds to step S5. On the other hand, when it is determined in step S10 that the rotational speed of the engine 10 is not larger than the rotational speed of the electric motor 13 by ⁇ rpm, the procedure returns to step S3.
  • the following procedure is the same as that in FIG.
  • the above-mentioned ⁇ rpm is an example, and the difference between the rotational speed of the engine 10 and the rotational speed of the electric motor 13 when the clutch 12 is connected can be variously set in consideration of drivability.
  • step S10 is shown in a circle surrounded by a broken line in FIG.
  • the state in the upper circle in FIG. 6 is an enlarged view of the state in the lower circle.
  • the engine rotational speed is shifted to the plus side by the rotational speed difference ⁇ rpm with respect to the motor rotational speed.
  • the clutch 12 is shifted from the disengaged state to the engaged state when the rotational speed of the engine 10 is slightly higher (for example, ⁇ rpm) than the rotational speed of the electric motor 13, so the hybrid is achieved when the clutch 12 is connected. There is no feeling of deceleration of the automobile 1A, and drivability can be improved.
  • the engine rotational speed is almost always synchronized with the motor rotational speed as in the second embodiment.
  • the latter may have a larger error tolerance than the former. That is, when the engine rotation speed is slower than the motor rotation speed, the shock felt by the driver when the clutch 12 is connected is great. On the other hand, when the engine speed is higher than the motor speed, the shock felt by the driver when the clutch 12 is connected is small. This is because the friction of the engine 10 is larger than the friction of the electric motor 13. Further, the user is strongly stepping on the accelerator, and it seems that the acceleration side shock does not feel uncomfortable. Therefore, the accuracy of the latter control may be lower than the accuracy of the former control, and the control of the hybrid ECU 18A can be simplified.
  • a hybrid vehicle 1B according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to a flowchart of FIG. 7 and a timing chart of FIG.
  • the configuration of the hybrid vehicle 1B is the same as that of the hybrid vehicle 1, and will be described using the same system codes (for example, the required torque estimation unit 30B, the mode switching control unit 32B, etc.).
  • the mode switching control unit 32B of the hybrid vehicle 1B switches the mode from the motor travel mode to the assist travel mode or the engine travel mode even if the required torque does not reach the torque that requires switching from the motor travel mode to the assist travel mode. Control is performed in accordance with the timing of the next shift (that is, the gear stage change timing).
  • step S20 is added to the flowchart of FIG. 3, and the other steps are the same as those in FIG.
  • the description of the procedure overlapping with the flowchart of FIG. 3 is omitted. That is, when the required torque estimation unit 30B determines in step S2 that the accelerator opening is less than the predetermined value (that is, No in step S2), the procedure proceeds to step S20. On the other hand, if the required torque estimation unit 30B determines in step S2 that the accelerator opening is equal to or greater than the predetermined value, the procedure proceeds to step S3, and thereafter, the same processing as that in the flowchart of FIG. 3 is executed.
  • step S20 the mode switching control unit 32B determines whether or not the current timing is a gear shift timing (for example, when the rotation speed increases to 3th). If it is determined in step S20 that the current timing is the gear shift timing, the procedure proceeds to step S3, and thereafter, the same processing as in the flowchart of FIG. 3 is executed. On the other hand, if it is determined in step S20 that the current time is not the timing of gear shifting, the procedure returns to step S1.
  • step S10 in FIG. 5 may be executed instead of step S4 in FIG.
  • the travel mode is switched at the timing of a shift at which the rotational speed of the engine 10 is small. Thereby, it is possible to avoid mode switching during acceleration traveling (that is, other than the shift timing) that is expected to be performed at the next gear stage.
  • the rotational speed of the engine 10 when synchronizing the electric motor 13 and the engine 10 only needs to be slightly increased from the standby state (idle state), and the shock when the engine 10 and the electric motor 13 are connected by the clutch 12.
  • the fuel consumption can be saved.
  • step S2 in the procedure of step S2, it is determined whether or not the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value. Alternatively, it may be determined whether or not the accelerator opening change amount is equal to or greater than a predetermined value. . For example, when the amount of change in the accelerator opening is large, the required torque estimation unit 30 can determine that the driver is performing a sudden accelerator operation, and this is because the driver is requesting rapid acceleration. 30 controls to switch the mode from the electric motor travel mode to the engine travel mode.
  • the switching from the motor travel mode to the engine travel mode or the like can be applied even when the motor travel mode is switched to the engine travel mode or the like depending on other conditions besides the accelerator opening. it can.
  • the present invention can also be applied to the case where the SOC of the battery 15 is low and the motor drive mode is switched to the engine drive mode.
  • the boundary of the determination area may be variously changed such that “more than” is “exceeded” and “less than” is “less than”.
  • the engine 10 has been described as an internal combustion engine, it may be a heat engine including an external combustion engine.
  • the program executed by the hybrid ECU 18, 18A, 18B has been described as being installed in advance in the hybrid ECU 18, 18A, 18B.
  • the removable medium on which the program is recorded (the program is stored) is illustrated.
  • the program read from the removable medium is stored in a non-volatile memory inside the hybrid ECU 18, 18A, 18B, or transmitted via a wired or wireless transmission medium.
  • the data can be received by a communication unit (not shown) and stored in a nonvolatile memory inside the hybrid ECU 18, 18A, 18B, so that it can be installed in the hybrid ECU 18, 18A, 18B that is a computer.
  • each ECU may be realized by an ECU in which some or all of these functions are combined into one, or an ECU that further subdivides the functions of each ECU may be newly provided.
  • the program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.

Abstract

　電動機および電動機周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ること。　運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定し、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行モードの実行中に推定結果が電動機の最大トルクを超えたときは、電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うハイブリッド自動車を構成する。

Description

走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラム
　本発明は、走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラムに関する。
　エンジンと電動機とが協働して走行可能なハイブリッド自動車では、比較的大きなトルクを必要とする発進時などに、電動機による走行が可能となり、排気ガスの低減および燃費の節約などを図ることができる。
　従来では、バッテリのＳＯＣ(State of Charge)が所定値以上の場合、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行が行われる（たとえば特許文献１参照）。
特開２００５－２４０４９号公報
　従来のハイブリッド自動車では、上述したように、バッテリのＳＯＣの如何によって、電動機による走行が可能か否かを判断し、電動機による走行が可能と判断された場合、電動機による走行モードが選択される。このような電動機による走行モードでは、電動機によりエンジンと同等の走行性能が要求される。このため電動機およびインバータなどの周辺機器は、電動機のみによる走行に支障を来たさないトルクを確保する必要がある。言い換えると、従来の電動機およびインバータなどの周辺機器は、エンジンと同等のトルクが発生可能なものであることが要求される。これにより従来のハイブリッド自動車は、電動機および電動機周辺機器の大型化および重量化ひいては高コスト化を招いている。
　本発明は、このような背景の下に行われたものであって、電動機および電動機周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる走行モード切替制御装置、ハイブリッド自動車および走行モード切替制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。
　本発明の１つの観点は、走行モード切替制御装置としての観点である。本発明の走行モード切替制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御装置において、運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定手段と、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行モードの実行中に要求トルク推定手段の推定結果が電動機の最大トルクを超えたときは、電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替手段と、を有するものである。
　さらに、モード切替手段は、電動機による走行モードでの加速中に要求トルク推定手段の推定結果が電動機の最大トルクを超えていない場合であっても次回の変速のタイミングでモードの切替えを実行することができる。
　また、モード切替手段は、電動機による走行モードからエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、エンジンの回転速度を電動機の回転速度よりも速く制御することができる。
　たとえば要求トルク推定手段は、運転者のアクセル操作におけるアクセル開度変化量もしくはアクセル開度が所定値を超えたか否かを判定する。
　本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。本発明のハイブリッド自動車は、本発明の走行モード切替制御装置を有するものである。
　本発明のさらに他の観点は、走行モード切替制御方法としての観点である。本発明の走行モード切替制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御方法において、運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定ステップと、電動機による走行が可能と判断され、電動機による走行モードの実行中に要求トルク推定ステップの処理による推定結果が電動機の最大トルクを超えたときは、電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替ステップと、を有するものである。
　本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、情報処理装置に、本発明の走行モード切替制御装置の機能を実現させるものである。
　本発明によれば、ハイブリッド自動車の電動機および電動機周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる。
第一の実施の形態のハイブリッド自動車の構成の例を示すブロック図である。 図１のハイブリッドＥＣＵにおいて実現される機能の構成の例を示すブロック図である。 図２のモード切替制御部のモード切替処理を示すフローチャートである。 図２のモード切替制御部のモード切替処理を示すタイミングチャートである。 第二の実施の形態のモード切替処理を示すフローチャートである。 第二の実施の形態のモード切替処理を示すタイミングチャートである。 第三の実施の形態のモード切替処理を示すフローチャートである。 第三の実施の形態のモード切替処理を示すタイミングチャートである。
（第一の実施の形態）
　以下、本発明の第一の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１～図４を参照しながら説明する。
　図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。
　ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、モータＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８、車輪１９、キースイッチ２０、およびシフト部２１を有して構成される。なお、トランスミッション１６は、半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２１により操作される。ここで半自動トランスミッションとは、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。
　エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。
　エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、モータＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。たとえば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。
　クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御され、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪１９に伝達する。すなわち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させたり、または、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより、エンジン１０の軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。
　たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によってハイブリッド自動車１が走行し、これにより電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、および電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。
　また、たとえば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、およびエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が発電している（電力回生している）場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。
　なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものであり、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって動作する。
　電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。たとえば、ハイブリッド自動車１が加速しているときまたは定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、たとえば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、無動力で走行しているときにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。
　インバータ１４は、モータＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。
　バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、または電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。
　トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力を電動機１３に伝達する。なお、半自動トランスミッションは、シフト部２１を操作して運転者が手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。
　モータＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。たとえば、モータＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。
　ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、およびトランスミッション１６から取得したギア位置情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報を取得して、これを参照して、クラッチ１２を制御すると共に、変速指示信号を供給することでトランスミッション１６を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ハイブリッド走行のために、取得したバッテリ１５のＳＯＣ情報その他の情報に基づきモータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。たとえば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。
　なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。
　エンジンＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。
　車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。
　キースイッチ２０は、運転を開始するときにユーザにより、たとえばキーが差し込まれてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであり、キースイッチ２０がＯＮ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は起動し、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は停止する。
　図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、要求トルク推定部３０、回転速度同期制御部３１、およびモード切替制御部３２が実現される。
　要求トルク推定部３０は、運転者が操作するアクセルの開度情報を不図示のアクセル開度センサから取得し、取得したアクセル開度情報に基づいて運転者の要求トルクを推定する。
　回転速度同期制御部３１は、クラッチ１２を接続する際に、エンジン１０と電動機１３の回転速度がほぼ同期するように制御する。
　モード切替制御部３２は、電動機１３により走行する電動機走行モード、エンジン１０により走行するエンジン走行モード、または電動機１３がエンジン１０をアシストして走行するアシスト走行モードの切替えを制御する。
　通常、電動機走行モードは、発進時（２ｎｄギア時）に用いられ、発進時に排出されるエンジン１０からの排気ガスを無くすことができると共に燃費を改善することができる。また、このときは、クラッチ１２は、断状態である。
　通常、エンジン走行モードは、走行時（３ｒｄギア時または４ｔｈギア時）に用いられる。また、このときは、クラッチ１２は、接状態であり、電動機１３は、エンジン１０の出力によって回生発電を行っているか、またはバッテリ１５のＳＯＣが高い場合には、電動機１３は、エンジン１０のフリクションにならないようにフリー状態になっている。
　通常、アシスト走行モードは、電動機１３の最大トルクでは間に合わない場合の発進時または走行時に用いられる。このとき、クラッチ１２は、接状態であり、エンジン１０および電動機１３が共に出力を行っている状態である。
　次に、図３のフローチャートおよび図４のタイミングチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われる、モード切替制御の処理を説明する。なお、図３のフローチャートにおけるモード切替制御の処理は１周期分であり、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がオン状態である場合、繰り返し実行される。
　ＳＴＡＲＴにおいては、ハイブリッド自動車１のキースイッチ２０がオン状態であり、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行し、ハイブリッドＥＣＵ１８に、要求トルク推定部３０、回転速度同期制御部３１、およびモード切替制御部３２が実現されており、手続きはステップＳ１に進む。
　ステップＳ１において、モード切替制御部３２は、現在のモードが電動機走行モードであるか否かを判定する。たとえば、２ｎｄのときは、電動機走行モードになるものとする。なお、発進時は、２ｎｄとなり、回転速度の上昇により、３ｔｈ、４ｔｈにシフトアップされる。ステップＳ１で、現在は電動機走行モードであると判定された場合、手続きはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、現在は電動機走行モードでないと判定された場合、手続きはステップＳ１を繰り返す。
　ステップＳ２において、要求トルク推定部３０は、アクセル開度が所定値以上であるか否かを判定する。ここで、アクセル開度が所定値以上であるか否かの判定は、電動機走行モードで走行中において、所定値以上のトルクの発生が要求されているか否かを判定するものであり、所定値以上のトルクとは、たとえば、電動機１３が発生し得る最大トルクを意味する。
　ステップＳ２で、アクセル開度が所定値以上である（すなわち、電動機走行モードで走行中において、電動機１３が発生し得る最大トルクを超えたトルクの発生が要求されたとき）、手続きはステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において、アクセル開度が所定値未満であると判定された場合、手続きはステップＳ１に戻る。
　ステップＳ３において、回転速度同期制御部３１は、エンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度とをほぼ同じにする同期制御を開始する。
　ステップＳ４において、回転速度同期制御部３１は、エンジン１０と電動機１３の回転速度の同期が完了するまで待機し、同期が完了したとき、その旨を、モード切替制御部３２に通知し、手続きはステップＳ５に進む。
　ステップＳ５において、モード切替制御部３２は、クラッチ１２を電動機走行モードにおける断状態から接状態へ切替える処理を開始する。
　ステップＳ６において、モード切替制御部３２は、クラッチ１２の接続が完了するまで待機し、クラッチ１２の接続が完了したとき、手続きは、ステップＳ７に進む。
　ステップＳ７において、モード切替制御部３２は、アシスト走行モードまたはエンジン走行モードへの切替えを開始する。たとえば、エンジン走行モードに切り替えられた場合、ステップＳ６の処理で接続されたクラッチ１２を介して、エンジン１０の動力がタイヤ２０に伝達される。アシスト走行モードに切り替えられた場合、電動機１３の動力にエンジン１０の動力が付加されて、タイヤ２０に伝達される。
　ステップＳ８において、モード切替制御部３２は、モードの切替えが完了するまで待機し、モード切替が完了したときは、モード切替制御を終了させる。その後、所定のタイミングで手続きは、ステップＳ１に戻り、同様の処理が実行される。
　図４は、図３のフローチャートにおけるステップＳ３（回転合せ）、ステップＳ５（クラッチ接）、ステップＳ７（アシスト走行orエンジン走行モードへの切り替え）のタイミングを示す図である。図４には、発進時からの走行モード、エンジンの状態、およびクラッチの断接状態に応じたエンジンの回転速度および電動機の回転速度が、それぞれ示されている。図４に示すように、発進時点では、ギア段が２ｎｄとなり、電動機走行モードが選択されている。本来、通常のアクセルの踏み込みにより回転速度が上がり、３ｔｈにシフトアップされるのを待って、エンジン走行モードまたはアシスト走行モードに切り替わるが、回転速度が上がらず電動機走行モードの実行中であってもアクセル開度が所定値以上であると判定された時点で走行モードの切替制御が開始される。すなわち、エンジン１２と電動機１３の回転速度の同期制御（ステップＳ３における回転合わせ）が開始され、エンジン１２の回転速度がアイドル時の回転速度から電動機１３の回転速度とほぼ同じ速度になると、クラッチ１２が接続され（ステップＳ５）、アシスト走行モードまたはエンジン走行モードに切り替えられる（ステップＳ７）。その結果、必要な動力がタイヤ１２に伝達される。
（効果について）
　ハイブリッド自動車１によれば、運転者の要求トルクが電動機１３の最大トルクを超えていると推定された場合には、電動機走行モードの実行中であっても、アシスト走行モードまたはエンジン走行モードに走行モードを切替えるようにしたので、要求トルクに応じたトルクを出力させることができる。すなわち換言すると、電動機１３の最大トルクを超える要求トルクの場合、エンジン１２の動力で補完できるので、電動機１３およびインバータ１４などの周辺機器は、エンジン１０と同等のトルクを発生可能とする必要はなく、電動機１３およびインバータ１４などの周辺機器の小型化、軽量化、および低コスト化を図ることができる。
（第二の実施の形態）
　本発明の第二の実施の形態のハイブリッド自動車１Ａを図５のフローチャートおよび図６のタイミングチャートを参照して説明する。ハイブリッド自動車１Ａの構成はハイブリッド自動車１と共通であり、同じ系統の符号（たとえばハイブリッドＥＣＵ１８Ａ、回転速度同期制御部３１Ａなど）を用いて説明する。
　ハイブリッド自動車１Ａの回転速度同期制御部３１Ａは、電動機走行モードからアシスト走行モードまたはエンジン走行モードへのモード切替えに先立って、エンジン回転速度が電動機回転速度よりも大きくなるように制御する。
　なお、前述したハイブリッド自動車１のステップＳ３の手続きでは、エンジン回転速度と電動機回転速度とをほぼ同期させるが、このときの同期には若干の誤差を生じる。この誤差の範囲は、電動機回転速度に対してエンジン回転速度がプラス側にずれる場合とマイナス側にずれる場合とがありいずれか一方に固定できない。これに対し、ハイブリッド自動車１Ａでは、電動機回転速度に対してエンジン回転速度が必ずプラス側にずれるように制御される。
　図５のフローチャートでは、ステップＳ１０が図３のフローチャートと異なり他のステップは図３と同じである。以下では、図３のフローチャートと重複する手続きの説明は省略する。すなわち、ステップＳ２において、要求トルク推定部３０Ａが、アクセル開度が所定値以上であると判定した場合、手続きはステップＳ３に進む。
　ステップＳ３において、回転速度同期制御部３１Ａがエンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度とをほぼ同期させるべく制御を実施する。なお、この場合、エンジン１０の回転速度が、電動機１３の回転速度より大きくなるまで、エンジン１０の回転速度を上げる制御が行われる。
　ステップＳ３において、回転速度同期制御部３１Ａがエンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度より大きくなるまで、エンジン１０の回転速度を上げると手続きはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、回転速度同期制御部３１Ａは、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりも所定の大きさ（たとえばΔαrpm）だけ大きいか否かを判定する。
　ステップＳ１０で、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりも所定の大きさ（たとえばΔαrpm）だけ大きいと判定された場合、手続きはステップＳ５に進む。一方、ステップＳ１０において、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりもΔαrpmだけ大きくないと判定された場合、手続きはステップＳ３に戻る。以下の手続きは図３の説明と同じである。
　なお、上述のΔαrpmは一例であり、クラッチ１２を接続する際のエンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度との差分は、ドライバビリティを考慮してさまざまに設定可能である。
　ステップＳ１０の状態を図６に破線で囲まれた円内に示す。図６の上方の円内の状態は下方の円内の状態を拡大して詳細に示したものである。図６の例では、電動機回転速度に対してエンジン回転速度が回転速度差Δαrpmだけプラス側にずれている。
（効果について）
　ハイブリッド自動車１Ａによれば、エンジン１０の回転速度が電動機１３の回転速度よりも若干（たとえばΔαrpm）大きいときにクラッチ１２を断状態から接状態に移行させるので、クラッチ１２が接続されたときにハイブリッド自動車１Ａの減速感が無く、ドライバビリティを向上させることができる。
　また、第一の実施の形態のように、エンジン回転速度と電動機回転速度とをほぼ同期させるための制御と、第二の実施の形態のように、電動機回転速度に対してエンジン回転速度が必ずプラス側にずれるようにする制御とを比較すると、後者の方が前者よりも誤差の許容範囲が大きくてよい。すなわちエンジン回転速度が電動機回転速度よりも遅い場合、クラッチ１２が接続された際に運転者が感じるショックは大きい。これに対し、エンジン回転速度が電動機回転速度よりも速い場合、クラッチ１２が接続された際に運転者が感じるショックは小さい。これは電動機１３のフリクションに比べてエンジン１０のフリクションの方が大きいことに起因する。また、ユーザは、アクセルを強く踏んでおり、加速側のショックについては、あまり違和感を感じないものと思われる。よって、後者の制御の精度は、前者の制御の精度に比べて低くても良く、ハイブリッドＥＣＵ１８Ａの制御を簡単にすることができる。
（第三の実施の形態）
　本発明の第三の実施の形態のハイブリッド自動車１Ｂを図７のフローチャートおよび図８のタイミングチャートを参照して説明する。ハイブリッド自動車１Ｂの構成はハイブリッド自動車１と共通であり、同じ系統の符号（たとえば要求トルク推定部３０Ｂ、モード切替制御部３２Ｂなど）を用いて説明する。
　ハイブリッド自動車１Ｂのモード切替制御部３２Ｂは、要求トルクが電動機走行モードからアシスト走行モードへの切替えが必要なトルクに達していなくても電動機走行モードからアシスト走行モードまたはエンジン走行モードへのモード切替えを次回の変速のタイミング（すなわちギア段の変更タイミング）に合わせて行うように制御する。
　図７のフローチャートでは、ステップＳ２０が図３のフローチャートに追加されており他のステップは図３と同じである。以下では、図３のフローチャートと重複する手続きの説明は省略する。すなわち、ステップＳ２において、要求トルク推定部３０Ｂが、アクセル開度が所定値未満であると判定した場合（すなわちステップＳ２でＮｏ）、手続きはステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ２において、要求トルク推定部３０Ｂが、アクセル開度が所定値以上であると判定した場合、手続きはステップＳ３に進み、以降は、図３のフローチャートと同じ処理が実行される。
　ステップＳ２０において、モード切替制御部３２Ｂが現在が変速のタイミング（たとえば、回転速度が上がり３ｔｈになるとき）か否かを判定する。ステップＳ２０において、現在が変速のタイミングであると判定されると手続きはステップＳ３に進み、以降は、図３のフローチャートと同じ処理が実行される。一方、ステップＳ２０において、現在が変速のタイミングでないと判定されると手続きはステップＳ１に戻る。
　変速のタイミングでモード切替えを行う状態を図８に破線で囲まれた楕円内に示す。エンジン回転速度は、アイドル回転から若干上昇しただけで電動機回転速度とほぼ同期していることがわかる。
　また、図７のステップＳ４に代えて図５のステップＳ１０を実行してもよい。
（効果について）
　ハイブリッド自動車１Ｂによれば、電動機走行モードでの加速中に要求トルク推定部３０の推定結果が電動機１３の最大トルクを超えていない場合であっても次回の変速のタイミングでモードの切替えを実行する。
　このように、要求トルクが電動機走行モードからアシスト走行モードへの切替えが必要なトルクに達していなくても走行モードの切替えを、エンジン１０の回転速度が小さい変速のタイミングで行う。これにより、次のギア段で行われることが予想される加速走行途中（すなわち変速タイミング以外）のモード切替えを避けることができる。
　これにより、電動機１３とエンジン１０とを同期させる際のエンジン１０の回転速度は、待機状態（アイドル状態）から若干高くするだけでよく、クラッチ１２によりエンジン１０と電動機１３とを接続した際のショックを少なくすることができると共に、燃費を節約することができる。
（その他の実施の形態）
　上述した実施の形態では、ステップＳ２の手続きにおいて、アクセル開度が所定値以上か否かを判定したが、これに代えてアクセル開度変化量が所定値以上か否かを判定してもよい。たとえばアクセル開度変化量が大きい場合、要求トルク推定部３０は、運転者は急なアクセル操作を行っており、これは運転者が急加速を要求していると判定できるので、モード切替制御部３０は、電動機走行モードからエンジン走行モードにモード切替えを行うように制御する。
　第二の実施例では、電動機走行モードからエンジン走行モード等への切り替えが、アクセル開度の他、他の条件によって、電動機走行モードからエンジン走行モード等への切り切り替わる場合においても適用することができる。たとえば、バッテリ１５のＳＯＣが低くなり、電動機走行モードからエンジン走行モードへ切り替わる場合などにおいても適用することができる。
　また、上述したフローチャートの説明では「以上」を「超える」とし、「未満」を「以下」とするなど、判定領域の境界については様々に変更してよい。
　エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。
　また、ハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂによって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂにあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂの内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂの内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８，１８Ａ，１８Ｂにインストールすることができる。
　また、各ＥＣＵは、これらの機能の一部または全部を１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。
　なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。
　また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…モータＥＣＵ、１８，１８Ａ，１８Ｂ…ハイブリッドＥＣＵ（走行モード切替制御装置）、１９…車輪、３０，３０Ａ，３０Ｂ…要求トルク推定部（要求トルク推定手段）、３１，３１Ａ，３１Ｂ…回転速度同期制御部（モード切替手段の一部）、３２，３２Ａ，３２Ｂ…モード切替制御部（モード切替手段）

Claims (7)

  1. 　エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御装置において、
    　運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定手段と、
    　前記電動機による走行が可能と判断され、前記電動機による走行モードの実行中に前記要求トルク推定手段の推定結果が前記電動機の最大トルクを超えたときは、前記電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替手段と、
    　を有する、
    　ことを特徴とする走行モード切替制御装置。
  2. 　請求項１記載の走行モード切替制御装置であって、
    　前記モード切替手段は、前記電動機による走行モードでの加速中に前記要求トルク推定手段の推定結果が前記電動機の最大トルクを超えていない場合であっても次回の変速のタイミングでモードの切替えを実行する、
    　ことを特徴とする走行モード切替制御装置。
  3. 　請求項１または２記載の走行モード切替制御装置であって、
    　前記モード切替手段は、前記電動機による走行モードから前記エンジンもしくは前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するモードに切替えを行う際には、前記エンジンの回転速度を前記電動機の回転速度よりも速く制御する、
    　ことを特徴とする走行モード切替制御装置。
  4. 　請求項1から３のいずれか１項記載の走行モード切替制御装置であって、
    　前記要求トルク推定手段は、運転者のアクセル操作におけるアクセル開度変化量もしくはアクセル開度が所定値を超えたか否かを判定する、
    　ことを特徴とする走行モード切替制御装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項記載の走行モード切替制御装置を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
  6. 　エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行するハイブリッド自動車の走行モード切替制御方法において、
    　運転者のアクセル操作に基づいて要求トルクを推定する要求トルク推定ステップと、
    　前記電動機による走行が可能と判断され、前記電動機による走行モードの実行中に前記要求トルク推定ステップの処理による推定結果が前記電動機の最大トルクを超えたときは、前記電動機による走行モードの実行中にも係らずエンジンもしくはエンジンと電動機とが協働して走行するモードにモード切替えを行うモード切替ステップと、
    　を有する、
    　ことを特徴とする走行モード切替制御方法。
  7. 　情報処理装置に、請求項５記載の走行モード切替制御装置の機能を実現させることを特徴とするプログラム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3006003A1 (fr) * 2013-05-23 2014-11-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de gestion des requetes de commande d'un groupe motopropulseur et procede de commande moteur
JP2015077840A (ja) * 2013-10-15 2015-04-23 いすゞ自動車株式会社 ハイブリッド車両及びその制御方法
CN104670210A (zh) * 2013-12-02 2015-06-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制混合动力系的***和方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5073875B2 (ja) * 2010-10-22 2012-11-14 日野自動車株式会社 車両および制御方法、並びにプログラム
US8818578B2 (en) * 2011-01-25 2014-08-26 Hino Motors, Ltd. Control device, hybrid vehicle, control method, and computer program
US8738215B2 (en) * 2012-05-04 2014-05-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a hybrid vehicle
KR101566736B1 (ko) * 2013-12-26 2015-11-06 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량의 전부하 모드 제어 장치 및 방법
CN104842996B (zh) * 2014-06-18 2017-10-10 北汽福田汽车股份有限公司 一种混合动力汽车换挡方法及***
JP6260564B2 (ja) * 2015-03-25 2018-01-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
CN105109479A (zh) * 2015-09-07 2015-12-02 江苏大学 一种用于可外接式混合动力汽车的模式切换***及方法
SE540141C2 (sv) * 2016-03-23 2018-04-10 Scania Cv Ab Förfarande för att styra en hybriddrivlina, en hybriddrivlina och ett fordon, innefattande en sådan hybriddrivlina
JP2018023223A (ja) * 2016-08-03 2018-02-08 ヤマハ発動機株式会社 電動車両
KR102331759B1 (ko) * 2017-04-05 2021-11-26 현대자동차주식회사 차량의 구동 장치를 제어하는 방법 및 장치
US11846085B2 (en) 2020-02-17 2023-12-19 Deere & Company Energy management system for a hybrid vehicle with an electrically powered hydraulic system
US11613246B2 (en) 2021-01-21 2023-03-28 Deere & Company Power control system with engine throttle shift function
US11628822B2 (en) 2021-02-09 2023-04-18 Deere & Company Power control system with stall prevention clutch modulation function
US11820361B2 (en) 2021-11-30 2023-11-21 Deere & Company Transmission assembly with electrical machine unit for improved shift quality
US11585412B1 (en) 2021-12-22 2023-02-21 Deere & Company Electronically-variable, dual-path power shift transmission for work vehicles
US11607948B1 (en) 2021-12-22 2023-03-21 Deere & Company Electronically-variable power shift transmission for work vehicles
US11913528B1 (en) 2022-10-28 2024-02-27 Deere & Company Multi-mode continuously variable transmission assembly with drop set arrangement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002340172A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Toyota Motor Corp 車両用駆動制御装置
JP2005024049A (ja) 2003-07-04 2005-01-27 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2009143501A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6827167B2 (en) 2002-03-28 2004-12-07 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle torque distribution
JP3539422B2 (ja) 2002-05-02 2004-07-07 日産自動車株式会社 ４輪駆動車の駆動力制御装置
JP3808009B2 (ja) 2002-06-20 2006-08-09 日産ディーゼル工業株式会社 車両のハイブリッドシステム
JP2004142636A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Isuzu Motors Ltd ハイブリッド車両
JP2005075048A (ja) 2003-08-28 2005-03-24 Nissan Motor Co Ltd モータ四輪駆動車の駆動遷移制御装置
JP4375001B2 (ja) 2003-12-04 2009-12-02 株式会社日立製作所 自動車の駆動装置および駆動方法
FR2882698B1 (fr) * 2005-03-01 2008-10-31 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de decollage rapide d'un vehicule hybride
JP2007261442A (ja) 2006-03-29 2007-10-11 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の運転モード遷移制御装置
JP2007261498A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の伝動状態切り替え制御装置
JP2008105494A (ja) 2006-10-24 2008-05-08 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の変速制御装置
JP2008179283A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両のモード切り替え制御装置
DE102007050230A1 (de) * 2007-10-20 2009-04-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Hybridfahrzeugs
DE102008027658A1 (de) 2008-06-10 2009-12-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Hybridfahrzeugs
JP5195376B2 (ja) 2008-09-11 2013-05-08 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP5233659B2 (ja) * 2008-12-24 2013-07-10 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
DE102009000706A1 (de) 2009-02-09 2010-08-12 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Ankoppeln einer Brennkraftmaschine eines Parallel-Hybrid-Antriebsstranges

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002340172A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Toyota Motor Corp 車両用駆動制御装置
JP2005024049A (ja) 2003-07-04 2005-01-27 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2009143501A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2631144A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3006003A1 (fr) * 2013-05-23 2014-11-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de gestion des requetes de commande d'un groupe motopropulseur et procede de commande moteur
JP2015077840A (ja) * 2013-10-15 2015-04-23 いすゞ自動車株式会社 ハイブリッド車両及びその制御方法
CN104670210A (zh) * 2013-12-02 2015-06-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制混合动力系的***和方法
CN104670210B (zh) * 2013-12-02 2017-11-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制混合动力系的***和方法

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