特許 7663396 車両用制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-08

(45)【発行日】2025-04-16

(54)【発明の名称】車両用制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/40 20160101AFI20250409BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20250409BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20250409BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20250409BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20250409BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20250409BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20250409BHJP

   B60W 20/10 20160101ALI20250409BHJP

   B60K 6/48 20071001ALN20250409BHJP

【ＦＩ】

B60W20/40

B60K6/547

B60L15/20 K

B60L50/16

B60W10/02 900

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60W20/10

B60K6/48 ZHV

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021059528

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022156035

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2024-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大澤 順

(72)【発明者】

【氏名】小室 正樹

【審査官】三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７３４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１３８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３１８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５５７１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０

Ｂ６０Ｌ １５／２０

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両を制御する車両用制御装置であって、
第１車輪に連結されるモータジェネレータと、
前記第１車輪または第２車輪に動力伝達経路を介して連結されるエンジンと、
前記動力伝達経路に設けられる変速機構と、
前記動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記変速機構との間に位置するクラッチ機構と、
互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記モータジェネレータ、前記エンジン、前記変速機構および前記クラッチ機構を制御する制御システムと、
を有し、
前記制御システムは、
前記クラッチ機構を締結状態に制御し、前記エンジンを運転状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第１走行モードと、
前記クラッチ機構を解放状態に制御し、前記エンジンを停止状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第２走行モードと、
を備え、
前記制御システムは、前記変速機構の変速比がロー側になるにつれて移行時間を長く設定し、
前記制御システムは、前記第１走行モードから前記第２走行モードに切り替える際に、前記移行時間に亘って前記クラッチ機構を締結し、前記クラッチ機構が締結された状態のもとで、前記エンジンのトルクを減少させ、かつ前記モータジェネレータの力行トルクを増加させる、
車両用制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記制御システムは、車両加速度の絶対値が小さくなるにつれて前記移行時間を長く設定する、
車両用制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
前記制御システムは、前記エンジンのトルクが大きくなるにつれて前記移行時間を長く設定する、
車両用制御装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
前記第１走行モードは、前記クラッチ機構が締結状態に制御され、前記エンジンが運転状態に制御され、かつ前記モータジェネレータが発電状態に制御される走行モードである、
車両用制御装置。

【請求項5】

車両を制御する車両用制御装置であって、
第１車輪に連結されるモータジェネレータと、
前記第１車輪または第２車輪に動力伝達経路を介して連結されるエンジンと、
前記動力伝達経路に設けられる変速機構と、
前記動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記変速機構との間に位置するクラッチ機構と、
互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記モータジェネレータ、前記エンジン、前記変速機構および前記クラッチ機構を制御する制御システムと、
を有し、
前記制御システムは、
前記クラッチ機構を締結状態に制御し、前記エンジンを運転状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第１走行モードと、
前記クラッチ機構を解放状態に制御し、前記エンジンを停止状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第２走行モードと、
を備え、
前記制御システムは、前記変速機構の変速比および車両加速度の絶対値に基づいて移行時間を設定し、
前記制御システムは、前記車両加速度の絶対値が小さくなるにつれて前記移行時間を長く設定し、
前記制御システムは、前記第１走行モードから前記第２走行モードに切り替える際に、前記移行時間に亘って前記クラッチ機構を締結し、前記クラッチ機構が締結された状態のもとで、前記エンジンのトルクを減少させ、かつ前記モータジェネレータの力行トルクを増加させる、
車両用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両を制御する車両用制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド車両には、動力源としてエンジンおよびモータジェネレータが搭載されている（特許文献１～３参照）。また、ハイブリッド車両は、走行モードとして、モータジェネレータを用いて車両を走行させるＥＶ（Electric Vehicle）モードと、エンジンおよびモータジェネレータを用いて車両を走行させるＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）モードと、を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－９８８０４号公報

【文献】特開２００５－１３０５６４号公報

【文献】特開２０１４－１９６１０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ＨＥＶモードからＥＶモードに走行モードを切り替える際には、車輪からエンジンを切り離して停止させるため、エンジンと車輪との間のクラッチを解放することが必要である。ここで、ＨＥＶモードにおいてエンジントルクが増大していた場合には、走行モードを切り替える際のクラッチ解放時に、過度なトルク変動によるショックを発生させてしまう虞がある。このようなショックの発生は、運転者に違和感を与えてしまう要因であることから、走行モードを切り替える際のショックを低減することが求められている。

【0005】

本発明の目的は、走行モードを切り替える際のショックを低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態の車両用制御装置は、車両を制御する車両用制御装置であって、第１車輪に連結されるモータジェネレータと、前記第１車輪または第２車輪に動力伝達経路を介して連結されるエンジンと、前記動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記変速機構との間に位置するクラッチ機構と、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記モータジェネレータ、前記エンジン、前記変速機構および前記クラッチ機構を制御する制御システムと、を有する。前記制御システムは、前記クラッチ機構を締結状態に制御し、前記エンジンを運転状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第１走行モードと、前記クラッチ機構を解放状態に制御し、前記エンジンを停止状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第２走行モードと、を備える。前記制御システムは、前記変速機構の変速比がロー側になるにつれて移行時間を長く設定する。前記制御システムは、前記第１走行モードから前記第２走行モードに切り替える際に、前記移行時間に亘って前記クラッチ機構を締結し、前記クラッチ機構が締結された状態のもとで、前記エンジンのトルクを減少させ、かつ前記モータジェネレータの力行トルクを増加させる。
一実施形態の車両用制御装置は、車両を制御する車両用制御装置であって、第１車輪に連結されるモータジェネレータと、前記第１車輪または第２車輪に動力伝達経路を介して連結されるエンジンと、前記動力伝達経路に設けられる変速機構と、前記動力伝達経路に設けられ、前記エンジンと前記変速機構との間に位置するクラッチ機構と、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記モータジェネレータ、前記エンジン、前記変速機構および前記クラッチ機構を制御する制御システムと、を有する。前記制御システムは、前記クラッチ機構を締結状態に制御し、前記エンジンを運転状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第１走行モードと、前記クラッチ機構を解放状態に制御し、前記エンジンを停止状態に制御し、かつ前記モータジェネレータを回転状態に制御する第２走行モードと、を備える。前記制御システムは、前記変速機構の変速比および車両加速度の絶対値に基づいて移行時間を設定する。前記制御システムは、前記車両加速度の絶対値が小さくなるにつれて前記移行時間を長く設定する。前記制御システムは、前記第１走行モードから前記第２走行モードに切り替える際に、前記移行時間に亘って前記クラッチ機構を締結し、前記クラッチ機構が締結された状態のもとで、前記エンジンのトルクを減少させ、かつ前記モータジェネレータの力行トルクを増加させる。

【発明の効果】

【0007】

一実施形態の車両用制御装置は、第１走行モードから第２走行モードに切り替える際に、移行時間に亘ってクラッチ機構を締結し、クラッチ機構が締結された状態のもとで、エンジンのトルクを減少させ、かつモータジェネレータの力行トルクを増加させる。これにより、走行モードを切り替える際のショックを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す図である。

【図2】車両用制御装置の構成例を示す図である。

【図3】各制御ユニットの基本構造を簡単に示した図である。

【図4】ＥＶモードの実行状況を示す図である。

【図5A】ＨＥＶモードの実行状況を示す図である。

【図5B】ＨＥＶモードの実行状況を示す図である。

【図6】ＥＶモードおよびＨＥＶモードの実行領域の一例を示す走行モードマップである。

【図7】走行モード切替制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】変速比と第１時間との関係の一例を示す図である。

【図9】車両加速度と第２時間との関係の一例を示す図である。

【図10】エンジントルクと第３時間との関係の一例を示す図である。

【図11】実施例１として走行モード切替制御の実行状況を示すタイミングチャートである。

【図12】比較例として走行モード切替制御の実行状況を示すタイミングチャートである。

【図13】実施例２として走行モード切替制御の実行状況を示すタイミングチャートである。

【図14】パワートレインの他の構成例を示す図である。

【図15】パワートレインの他の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。

【0010】

［全体構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す図である。図１に示すように、車両１１には、エンジン１２および変速機１３を備えたパワートレイン１４が搭載されている。図示する車両１１はハイブリッド車両であり、変速機１３には動力源としてのモータジェネレータ１５が組み込まれている。また、変速機１３の出力軸１６には、プロペラ軸１７およびデファレンシャル機構１８を介して後輪（第１車輪）１９ｒが連結されている。なお、図示するパワートレイン１４は、後輪１９ｒを駆動する後輪駆動用のパワートレインであるが、これに限られることはない。例えば、前輪（第２車輪）１９ｆを駆動する前輪駆動用のパワートレインであっても良く、前輪１９ｆと後輪１９ｒとの双方を駆動する全輪駆動用のパワートレインであっても良い。

【0011】

図２は車両用制御装置１０の構成例を示す図である。図２に示すように、パワートレイン１４には、プライマリプーリ２０、セカンダリプーリ２１および駆動チェーン２７からなる無段変速機構（変速機構）２２が設けられている。プライマリプーリ２０を支持するプライマリ軸２３の一方側には、前進クラッチ（クラッチ機構）２４およびトルクコンバータ２５を介してエンジン１２が連結されている。また、プライマリプーリ２０を支持するプライマリ軸２３の他方側には、モータジェネレータ１５のロータ１５ｒが連結されている。さらに、セカンダリプーリ２１を支持するセカンダリ軸２６には、出力軸１６、プロペラ軸１７、およびデファレンシャル機構１８を介して後輪１９ｒが連結されている。なお、前進クラッチ２４は、前後進切替機構の一部を構成するクラッチである。

【0012】

エンジン１２と後輪１９ｒとは、トルクコンバータ２５、前進クラッチ２４、無段変速機構２２、プロペラ軸１７およびデファレンシャル機構１８等によって構成される動力伝達経路３０を介して連結されている。図示する例では、図２に示すように、動力伝達経路３０は、クランク軸３１、トルクコンバータ２５、タービン軸３２、前進クラッチ２４、プライマリ軸２３、無段変速機構２２、セカンダリ軸２６、出力軸１６、プロペラ軸１７およびデファレンシャル機構１８によって構成されている。

【0013】

前述したように、エンジン１２と後輪１９ｒとを連結する動力伝達経路３０には、前進クラッチ２４および無段変速機構２２が設けられている。また、動力伝達経路３０上の前進クラッチ２４は、エンジン１２と無段変速機構２２との間に位置している。さらに、動力伝達経路３０を構成するプライマリ軸２３には、モータジェネレータ１５が連結されている。つまり、モータジェネレータ１５は、無段変速機構２２の入力側から動力伝達経路３０を介して後輪１９ｒに連結されている。

【0014】

エンジン１２の吸気マニホールド４０には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ４１が設けられている。また、エンジン１２には、吸気ポートやシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ４２が設けられており、イグナイタや点火プラグ等からなる点火装置４３が設けられている。さらに、エンジン１２には、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ４４が設けられている。また、エンジン１２から出力されるトルク（以下、エンジントルクと記載する。）を制御するため、スロットルバルブ４１、インジェクタ４２および点火装置４３等には、電子制御ユニットであるエンジン制御ユニットＣＵ１が接続されている。

【0015】

パワートレイン１４の前進クラッチ２４や無段変速機構２２等を制御するため、パワートレイン１４には複数の電磁バルブや油路等からなるバルブユニット４５が設けられている。また、バルブユニット４５には、エンジン等によって駆動されるオイルポンプ４６が接続されている。オイルポンプ４６から吐出される作動油は、バルブユニット４５によって供給先や圧力等が制御され、前進クラッチ２４や無段変速機構２２等に供給される。また、バルブユニット４５を介して前進クラッチ２４等の作動状態を制御するため、バルブユニット４５には電子制御ユニットである変速機制御ユニットＣＵ２が接続されている。なお、変速機制御ユニットＣＵ２には、プライマリプーリ２０の回転速度を検出するプライマリ回転センサ４７と、セカンダリプーリ２１の回転速度を検出するセカンダリ回転センサ４８と、が接続されている。

【0016】

モータジェネレータ１５のステータ１５ｓには、インバータ５０を介してバッテリモジュール５１が接続されている。バッテリモジュール５１には高電圧バッテリ５２を構成する複数のバッテリセル５３が組み込まれている。さらに、バッテリモジュール５１には、高電圧バッテリ５２の接続を制御するメインリレー５４が設けられるとともに、高電圧バッテリ５２の充放電電流、端子電圧および温度等を検出するバッテリセンサ５５が設けられている。また、バッテリモジュール５１には、電子制御ユニットであるバッテリ制御ユニットＣＵ３が接続されている。バッテリ制御ユニットＣＵ３は、高電圧バッテリ５２の充放電を監視するとともにメインリレー５４等を制御する機能を有している。また、バッテリ制御ユニットＣＵ３は、バッテリセンサ５５によって検出される充放電電流や端子電圧等に基づいて、高電圧バッテリ５２の充電状態であるＳＯＣ（State of Charge）を算出する機能を有している。なお、高電圧バッテリ５２のＳＯＣとは、高電圧バッテリ５２の電気残量を示す比率であり、高電圧バッテリ５２の満充電容量に対する蓄電量の比率である。

【0017】

また、モータジェネレータ１５の通電制御を実行するインバータ５０には、電子制御ユニットであるモータ制御ユニットＣＵ４が接続されている。モータ制御ユニットＣＵ４は、複数のスイッチング素子等からなるインバータ５０を制御することにより、モータジェネレータ１５から出力されるモータトルクを制御する。なお、モータジェネレータ１５のモータトルクには、力行状態のモータジェネレータ１５から出力される力行トルクがあり、発電状態のモータジェネレータ１５から出力される発電トルクがある。力行トルクの作用方向と発電トルクの作用方向とは、互いに逆向きになっている。モータジェネレータ１５を力行状態に制御する際には、高電圧バッテリ５２からの直流電力がインバータ５０を介して交流電力に変換されてステータ１５ｓに供給される。一方、モータジェネレータ１５を発電状態に制御する際には、ステータ１５ｓからの交流電力がインバータ５０を介して直流電力に変換されて高電圧バッテリ５２に供給される。

【0018】

［制御システム］
図２に示すように、車両用制御装置１０には、パワートレイン１４を制御するため、複数の電子制御ユニットからなる制御システム６０が設けられている。制御システム６０を構成する電子制御ユニットとして、前述したエンジン制御ユニットＣＵ１、変速機制御ユニットＣＵ２、バッテリ制御ユニットＣＵ３およびモータ制御ユニットＣＵ４がある。また、制御システム６０を構成する電子制御ユニットとして、各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ４に制御信号を出力する車両制御ユニットＣＵ５がある。これらの制御ユニットＣＵ１～ＣＵ５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク６１を介して互いに通信可能に接続されている。車両制御ユニットＣＵ５は、各種制御ユニットＣＵ１～ＣＵ４や後述する各種センサからの入力情報に基づき、パワートレイン１４の作動目標を設定する。そして、パワートレイン１４の作動目標に応じた制御信号を生成し、これらの制御信号を各種制御ユニットに対して出力する。

【0019】

車両制御ユニットＣＵ５に接続されるセンサとして、車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ６２があり、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ６３があり、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ６４がある。また、車両制御ユニットＣＵ５には、車両前後に作用する車両加速度を検出する加速度センサ６５が接続されている。さらに、車両制御ユニットＣＵ５には、制御システム６０を起動する際に運転者によって操作されるスタートスイッチ６６が接続されている。

【0020】

図３は各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ５の基本構造を簡単に示した図である。図３に示すように、各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ５は、プロセッサ７０およびメモリ７１等が組み込まれたマイクロコントローラ７２を有している。メモリ７１には所定のプログラムが格納されており、プロセッサ７０によってプログラムの命令セットが実行される。プロセッサ７０とメモリ７１とは、互いに通信可能に接続されている。なお、図示する例では、マイクロコントローラ７２に１つのプロセッサ７０と１つのメモリ７１とが組み込まれているが、これに限られることはなく、マイクロコントローラ７２に複数のプロセッサ７０を組み込んでも良く、マイクロコントローラ７２に複数のメモリ７１を組み込んでも良い。

【0021】

また、各制御ユニットＣＵ１～ＣＵ５には、入力変換回路７３、駆動回路７４、通信回路７５、外部メモリ７６および電源回路７７等が設けられている。入力変換回路７３は、各種センサから入力される信号を、マイクロコントローラ７２に入力可能な信号に変換する。駆動回路７４は、マイクロコントローラ７２から出力される信号に基づき、前述したバルブユニット４５等のアクチュエータに対する駆動信号を生成する。通信回路７５は、マイクロコントローラ７２から出力される信号を、他の制御ユニットに向けた通信信号に変換する。また、通信回路７５は、他の制御ユニットから受信した通信信号を、マイクロコントローラ７２に入力可能な信号に変換する。さらに、電源回路７７は、マイクロコントローラ７２、入力変換回路７３、駆動回路７４、通信回路７５および外部メモリ７６等に対し、安定した電源電圧を供給する。また、不揮発性メモリ等の外部メモリ７６には、非通電時にも保持すべきデータ等が記憶される。

【0022】

［走行モード］
図４はＥＶモードの実行状況を示す図であり、図５Ａおよび図５ＢはＨＥＶモードの実行状況を示す図である。制御システム６０は、走行モードとして、ＥＶ（Electric Vehicle）モードと、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）モードと、を有している。後述するように、ＥＶモードとは、エンジン１２を停止させてモータジェネレータ１５を作動させる走行モードであり、ＨＥＶモードとは、エンジン１２およびモータジェネレータ１５を作動させる走行モードである。また、本明細書において、ＨＥＶモードが第１走行モードであり、ＥＶモードが第２走行モードである。

【0023】

図４に示すように、ＥＶモードを実行する際に、制御システム６０は、前進クラッチ２４を解放状態に制御し、エンジン１２を停止状態に制御し、かつモータジェネレータ１５を力行状態（回転状態）に制御する。これにより、図４に白抜きの矢印で示すように、力行トルクを後輪１９ｒに伝達することができ、モータジェネレータ１５を用いて車両１１を走行させることができる。なお、車両１１を減速させる際には、モータジェネレータ１５が回生発電状態に制御され、車両１１の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて高電圧バッテリ５２に蓄えられる。

【0024】

また、制御システム６０は、ＨＥＶモードとして、モータジェネレータ１５を力行状態に制御するアシストモードと、モータジェネレータ１５を発電状態に制御する発電走行モードと、を有している。図５Ａに示すように、アシストモードを実行する際に、制御システム６０は、前進クラッチ２４を締結状態に制御し、エンジン１２を運転状態に制御し、かつモータジェネレータ１５を力行状態（回転状態）に制御する。これにより、図５Ａに白抜きの矢印で示すように、エンジントルクおよび力行トルクを後輪１９ｒに伝達することができ、エンジン１２およびモータジェネレータ１５を用いて車両１１を走行させることができる。なお、車両１１を減速させる際には、モータジェネレータ１５が回生発電状態に制御され、車両１１の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて高電圧バッテリ５２に蓄えられる。

【0025】

図５Ｂに示すように、発電走行モードを実行する際に、制御システム６０は、前進クラッチ２４を締結状態に制御し、エンジン１２を運転状態に制御し、かつモータジェネレータ１５を発電状態（回転状態）に制御する。これにより、図５Ｂに白抜きの矢印で示すように、エンジントルクを後輪１９ｒに伝達するとともに、エンジントルクをモータジェネレータ１５に伝達することができる。すなわち、エンジントルクを用いてモータジェネレータ１５を発電状態に作動させつつ、エンジントルクを用いて車両１１を走行させることができる。

【0026】

ここで、図６はＥＶモードおよびＨＥＶモードの実行領域の一例を示す走行モードマップである。図６に示すように、走行モードマップには、ＥＶモードとＨＥＶモードとの実行領域を区画する境界線Ｌ１が設定されている。なお、図６に示される要求駆動力は、制御システム６０からパワートレイン１４に対して要求される駆動力である。制御システム６０は、例えば、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度に基づいて要求駆動力を設定することが可能である。つまり、アクセル開度が増加するにつれて要求駆動力は大きく設定され、アクセル開度が減少するにつれて要求駆動力は小さく設定される。

【0027】

図６に矢印Ａで示すように、ＨＥＶモードにおいて境界線Ｌ１を下回るように要求駆動力や車速が低下すると、制御システム６０は、走行モードをＨＥＶモードからＥＶモードに切り替える。すなわち、アシストモードで走行していた場合には、アシストモードからＥＶモードに切り替えられ、発電走行モードで走行していた場合には、発電走行モードからＥＶモードに切り替えられる。一方、図６に矢印Ｂで示すように、ＥＶモードにおいて境界線Ｌ１を上回るように要求駆動力や車速が上昇すると、走行モードがＥＶモードからＨＥＶモードに切り替えられる。

【0028】

前述したように、ＨＥＶモードとしてアシストモードおよび発電走行モードがあり、アシストモードと発電走行モードとの何れを実行するかについては、高電圧バッテリ５２のＳＯＣ等に基づき決定される。例えば、境界線Ｌ１を上回るように要求駆動力や車速が上昇する際に、高電圧バッテリ５２のＳＯＣが所定値を上回っている場合には、走行モードがＥＶモードからアシストモードに切り替えられる。また、境界線Ｌ１を上回るように要求駆動力や車速が上昇する際に、高電圧バッテリ５２のＳＯＣが所定値を下回っている場合には、走行モードがＥＶモードから発電走行モードに切り替えられる。

【0029】

［走行モード切替制御（フローチャート）］
続いて、ＨＥＶモードからＥＶモードに走行モードを切り替える走行モード切替制御について説明する。図７は走行モード切替制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図８は変速比と第１時間Ｔ１との関係の一例を示す図である。さらに、図９は車両加速度と第２時間Ｔ２との関係の一例を示す図であり、図１０はエンジントルクと第３時間Ｔ３との関係の一例を示す図である。なお、図７のフローチャートに示される各ステップには、制御システム６０を構成する１つまたは複数のプロセッサ７０によって実行される処理が示されている。また、図７に示される走行モード切替制御は、運転者によってスタートスイッチ６６が操作され、車両制御ユニットＣＵ５等からなる制御システム６０が起動された後に、制御システム６０によって所定周期毎に実行される制御である。

【0030】

図７に示すように、ステップＳ１０において、制御システム６０は、ＨＥＶモードの実行中であるか否かを判定する。つまり、ステップＳ１０において、制御システム６０は、アシストモードまたは発電走行モードの実行中であるか否かを判定する。ステップＳ１０において、ＨＥＶモードの実行中であると判定されると、制御システム６０は、ステップＳ１１に進み、第１移行フラグがＯＮ設定されているか否かを判定する。ここで、第１移行フラグとは、ＨＥＶモードからＥＶモードへの切り替えが決定されたときにＯＮ設定される制御フラグである。つまり、第１移行フラグは、図６に符号ｘ１で示すように、ＨＥＶモードにおいて要求駆動力や車速が低下することにより、車両１１の走行状態が境界線Ｌ１を下回るタイミングでＯＮ設定される制御フラグである。

【0031】

ステップＳ１１において、第１移行フラグがＯＮ設定されていると判定されると、制御システム６０は、ステップＳ１２に進み、移行時間Ｔｔを設定する。つまり、ステップＳ１２において、制御システム６０は、変速比、車両加速度およびエンジントルクに基づき第１時間Ｔ１、第２時間Ｔ２および第３時間Ｔ３を設定し、これらの時間Ｔ１～Ｔ３を加算することで移行時間Ｔｔを設定する。ここで、図８に示すように、無段変速機構２２の変速比がロー側になるにつれて、移行時間Ｔｔを構成する第１時間Ｔ１は長く設定される。また、図９に示すように、車両加速度が加速側（＋側）に大きくなるにつれて第２時間Ｔ２は短く設定され、車両加速度が減速側（－側）に大きくなるにつれて第２時間Ｔ２は短く設定される。つまり、図９に示すように、車両加速度の絶対値が小さくなるにつれて、移行時間Ｔｔを構成する第２時間Ｔ２は長く設定される。さらに、図１０に示すように、エンジントルクが大きくなるにつれて、移行時間Ｔｔを構成する第３時間Ｔ３は長く設定される。

【0032】

また、無段変速機構２２の変速比は変速機制御ユニットＣＵ２によって算出され、エンジントルクはエンジン制御ユニットＣＵ１によって算出され、車両加速度は加速度センサ６５によって検出される。なお、無段変速機構２２の変速比は、出力回転速度に対する入力回転速度の比、すなわちセカンダリ軸２６の回転速度に対するプライマリ軸２３の回転速度の比である。つまり、変速比がロー側に変化するということは、変速比の値が大きくなることを意味しており、変速比がハイ側に変化するということは、変速比の値が小さくなることを意味している。

【0033】

図７に示すように、ステップＳ１２において移行時間Ｔｔが設定されると、制御システム６０は、ステップＳ１３に進み、モード切替処理を実行する。つまり、ステップＳ１３において、制御システム６０は、前進クラッチ２４を締結状態に制御し、エンジントルクを減少させ、かつモータジェネレータ１５の力行トルクを増加させる。そして、制御システム６０は、ステップＳ１４に進み、モード切替処理を開始してから移行時間Ｔｔが経過したか否かを判定する。ステップＳ１４において、移行時間Ｔｔが経過していないと判定されると、制御システム６０は、ステップＳ１３に戻り、モード切替処理の実行を継続する。一方、ステップＳ１４において、移行時間Ｔｔが経過したと判定されると、制御システム６０は、ステップＳ１５に進み、前進クラッチ２４を解放状態に制御するとともに、ＥＶモードへの切替完了を意味する第２移行フラグをＯＮ設定する。

【0034】

このように、制御システム６０は、変速比、車両加速度およびエンジントルクに基づき移行時間Ｔｔを設定し、この移行時間Ｔｔに亘ってモード切替処理を実行することにより、走行モードをＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えている。つまり、変速比、車両加速度およびエンジントルクに基づき設定される移行時間Ｔｔに亘り、前進クラッチ２４を締結状態に制御する。そして、前進クラッチ２４が締結された状態のもとで、エンジントルクを減少させ、かつモータジェネレータの力行トルクを増加させる。これにより、前進クラッチ２４を解放する際のショックを低減することができ、運転者に違和感を与えることなくＨＥＶモードからＥＶモードに切り替えることができる。

【0035】

［走行モード切替制御（タイミングチャート）］
［実施例１］
続いて、実施例１として、前述した走行モード切替制御をタイミングチャートに沿って説明する。図１１は実施例１として走行モード切替制御の実行状況を示すタイミングチャートである。なお、図１１において、「Ｔｃｌ」は前進クラッチ２４によって伝達されるクラッチトルクであり、「Ｔｐｒｉ」はプライマリプーリ２０への入力トルクであり、「Ｔｍｇ」はモータトルク（力行トルク，発電トルク）である。

【0036】

図１１に示すように、時刻ｔ１１においては、ＨＥＶモードである発電走行モードが実行されるため（符号ａ１）、前進クラッチ２４が締結状態に制御され（符号ｂ１）、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌが引き上げられ（符号ｃ１）、モータトルクＴｍｇが発電側に引き上げられる（符号ｄ１）。続いて、時刻ｔ１２で示すように、第１移行フラグがＯＮ設定されると（符号ｅ１）、前進クラッチ２４を締結状態に制御したまま（符号ｂ２）、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌが引き下げられ（符号ｃ２）、モータトルクＴｍｇが力行側に引き上げられる（符号ｄ２）。なお、図１１に示した例では、発電走行モードであることから、符号ｄ２で示すように、モータジェネレータ１５の発電トルクを減少させた後に、モータジェネレータ１５の力行トルクを増加させている。次いで、時刻ｔ１３で示すように、移行時間Ｔｔが経過して第２移行フラグがＯＮ設定されると（符号ｆ１）、前進クラッチ２４が解放状態に制御され（符号ｂ３）、走行モードがＥＶモードに切り替えられる（符号ａ２）。また、前進クラッチ２４が解放状態に制御されると（符号ｂ３）、インジェクタ４２が燃料カット状態に制御される（符号ｇ１）。

【0037】

このように、移行時間Ｔｔに亘って前進クラッチ２４を締結し、エンジントルクを減少させ、かつモータジェネレータ１５の力行トルクを増加させる。これにより、前進クラッチ２４を解放する際には、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌを十分に低下させることができ、前進クラッチ２４の解放ショックを低減することができる。また、モータジェネレータ１５の力行トルクを増加させることから、エンジントルクを減少させた場合であっても、矢印α１で示すように、車両加速度の過度な変動を抑制することができ、運転者に違和感を与えることなく走行モードを切り替えることができる。

【0038】

しかも、図８に示したように、無段変速機構２２の変速比がロー側になるにつれて、エンジントルクを減少させる移行時間Ｔｔが長く設定される。無段変速機構２２がロー側に制御される状況とは、エンジントルクが増幅されて後輪１９ｒに伝達される状況であり、クラッチ解放に伴うエンジントルクの遮断が車両加速度を変動させ易い状況である。このような走行状況において移行時間Ｔｔを長く設定することにより、エンジントルクを十分に低下させることができ、前進クラッチ２４の解放ショックを低減することができる。これにより、運転者に違和感を与えることなく走行モードを切り替えることができる。

【0039】

また、図９に示したように、車両加速度の絶対値が小さくなるにつれて、エンジントルクを減少させる移行時間Ｔｔが長く設定される。車両加速度の絶対値が小さい状況とは、クラッチ解放に伴う車両加速度の変化が、運転者に対して違和感を与え易い状況である。このような走行状況において移行時間Ｔｔを長く設定することにより、エンジントルクを十分に低下させることができ、クラッチ解放に伴う車両加速度の変動を抑制することができる。これにより、運転者に違和感を与えることなく走行モードを切り替えることができる。

【0040】

また、図１０に示したように、エンジントルクが大きくなるにつれて、エンジントルクを減少させる移行時間Ｔｔが長く設定される。エンジントルクが大きい状況とは、クラッチ解放によるエンジントルク遮断が車両加速度を変動させ易い状況である。このような走行状況において移行時間Ｔｔを長く設定することにより、エンジントルクを十分に低下させることができ、前進クラッチ２４の解放ショックを低減することができる。これにより、運転者に違和感を与えることなく走行モードを切り替えることができる。

【0041】

なお、図１１に示した実施例１では、車両加速度を一定に保持するように、つまりプライマリプーリ２０への入力トルクＴｐｒｉを一定に保持するように、エンジントルクおよびモータトルクを制御しているが、これに限られることはない。例えば、車両加速度を増加させるようにエンジントルクおよびモータトルクを制御しても良く、車両加速度を減少させるようにエンジントルクおよびモータトルクを制御しても良い。

【0042】

［比較例］
図１２は比較例として走行モード切替制御の実行状況を示すタイミングチャートである。図１２に示すように、時刻ｔ２１においては、ＨＥＶモードである発電走行モードが実行されるため（符号ａ１）、前進クラッチ２４が締結状態に制御され（符号ｂ１）、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌが引き上げられ（符号ｃ１）、モータトルクＴｍｇが発電側に引き上げられる（符号ｄ１）。続いて、時刻ｔ２２で示すように、第１移行フラグがＯＮ設定されると（符号ｅ１）、前進クラッチ２４が解放状態に制御され（符号ｂ２）、走行モードがＥＶモードに切り替えられる（符号ａ２）。また、前進クラッチ２４が解放状態に制御されると（符号ｂ２）、インジェクタ４２が燃料カット状態に制御される（符号ｇ１）。

【0043】

このように、移行時間Ｔｔを用いてエンジントルクおよびモータトルクを制御することなく、第１移行フラグのＯＮ設定に伴って前進クラッチ２４を解放状態に制御した場合には、クラッチ解放によってクラッチトルクＴｃｌが急減することになる（符号ｃ２）。つまり、矢印α２で示すように、クラッチ解放によって車両加速度が急変するため、走行モードの切り替えに伴って運転者に大きな違和感を与えることになる。これに対し、移行時間Ｔｔを用いてエンジントルクおよびモータトルクを制御した場合には、図１１に矢印α１で示すように、車両加速度の過度な変動を抑制することができ、運転者に違和感を与えることなく走行モードを切り替えることができる。

【0044】

［実施例２］
図１１に示した例では、発電走行モードからＥＶモードに走行モードを切り替えているが、これに限られることはなく、アシストモードからＥＶモードに走行モードを切り替えても良い。ここで、図１３は実施例２として走行モード切替制御の実行状況を示すタイミングチャートである。

【0045】

図１３に示すように、時刻ｔ３１においては、ＨＥＶモードであるアシストモードが実行されるため（符号ａ１）、前進クラッチ２４が締結状態に制御され（符号ｂ１）、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌが引き上げられ（符号ｃ１）、モータトルクＴｍｇが力行側に引き上げられる（符号ｄ１）。続いて、時刻ｔ３２で示すように、第１移行フラグがＯＮ設定されると（符号ｅ１）、前進クラッチ２４を締結状態に制御したまま（符号ｂ２）、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌが引き下げられ（符号ｃ２）、モータトルクＴｍｇが力行側に引き上げられる（符号ｄ２）。次いで、時刻ｔ３３で示すように、移行時間Ｔｔが経過して第２移行フラグがＯＮ設定されると（符号ｆ１）、前進クラッチ２４が解放状態に制御され（符号ｂ３）、走行モードがＥＶモードに切り替えられる（符号ａ２）。また、前進クラッチ２４が解放状態に制御されると（符号ｂ３）、インジェクタ４２が燃料カット状態に制御される（符号ｇ１）。

【0046】

このように、移行時間Ｔｔに亘って前進クラッチ２４を締結し、エンジントルクを減少させ、かつモータジェネレータ１５の力行トルクを増加させる。これにより、前進クラッチ２４を解放する際には、エンジントルクつまりクラッチトルクＴｃｌを十分に低下させることができ、前進クラッチ２４の解放ショックを低減することができる。また、モータジェネレータ１５の力行トルクを増加させることから、エンジントルクを減少させた場合であっても、矢印α３で示すように、車両加速度の過度な変動を抑制することができ、運転者に違和感を与えることなく走行モードを切り替えることができる。なお、図１３に示した例においても、移行時間Ｔｔは、変速比、車両加速度およびエンジントルクに基づき設定されている。

【0047】

［パワートレインの他実施形態］
パワートレイン１４の構成としては、図２に示した構成に限られることはなく、他の構成を備えるパワートレインであっても良い。図１４および図１５はパワートレインの他の構成例を示す図である。

【0048】

図１４に示すように、エンジン１２と後輪１９ｒとは、回転軸等によって構成される動力伝達経路３０を介して連結されている。エンジン１２と後輪１９ｒとを連結する動力伝達経路３０には、前進クラッチ２４および無段変速機構２２が設けられている。また、前進クラッチ２４は、エンジン１２と無段変速機構２２との間に位置している。さらに、動力伝達経路３０を構成するセカンダリ軸２６には、ギア列８０を介してモータジェネレータ１５が連結されている。つまり、モータジェネレータ１５は、無段変速機構２２の出力側から動力伝達経路３０を介して後輪１９ｒに連結されている。このようなパワートレイン８１を制御する車両用制御装置であっても、前述した車両用制御装置１０と同様に機能させることができる。図１４や前述の図４に示した例では、エンジン１２およびモータジェネレータ１５を後輪１９ｒに連結しているが、これに限られることはない。例えば、図１に示した前輪１９ｆに対し、エンジン１２およびモータジェネレータ１５を連結する構成であっても良い。この場合には、前輪１９ｆが第１車輪として機能し、後輪１９ｒが第２車輪として機能することになる。

【0049】

図１５に示すように、後輪（第１車輪）９０ｒには、動力伝達経路９１を介してモータジェネレータ１５が連結されている。また、前輪（第２車輪）９０ｆには、回転軸等によって構成される動力伝達経路９２を介してエンジン１２が連結されている。エンジン１２と前輪９０ｆとを連結する動力伝達経路９２には、前進クラッチ２４および無段変速機構２２が設けられている。また、動力伝達経路９２上の前進クラッチ２４は、エンジン１２と無段変速機構２２との間に位置している。このように、図示するパワートレイン９３においては、エンジン１２が前輪９０ｆに連結される一方、モータジェネレータ１５が後輪９０ｒに連結されている。このようなパワートレイン９４を制御する車両用制御装置であっても、前述した車両用制御装置１０と同様に機能させることができる。なお、エンジン１２が後輪９０ｒに連結される一方、モータジェネレータ１５が前輪９０ｆに連結される構成であっても良い。この場合には、前輪９０ｆが第１車輪として機能し、後輪９０ｒが第２車輪として機能することになる。また、モータジェネレータ１５として、前輪９０ｆまたは後輪９０ｒのハブ内に設けられる所謂インホイールモータを用いても良い。

【0050】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、複数の制御ユニットＣＵ１～ＣＵ５によって制御システム６０を構成しているが、これに限られることはない。例えば、１つの制御ユニットによって制御システム６０を構成しても良い。また、前述の説明では、動力伝達経路３０に設けられる変速機構として、一対のプーリ２０，２１からなる無段変速機構２２を用いているが、これに限られることはなく、遊星歯車式や平行軸式の自動変速機構であっても良い。また、前進クラッチ２４としては、摩擦クラッチであっても良く、噛合クラッチであっても良い。また、図１１に示した例では、前進クラッチ２４の解放後にインジェクタ４２を燃料カット状態に制御しているが、これに限られることはなく、前進クラッチ２４の解放前にインジェクタ４２を燃料カット状態に制御しても良い。

【0051】

図１１や図１３に示した例では、移行時間Ｔｔに亘ってエンジントルクおよびモータトルク（力行トルク，発電トルク）を継続的に変化させているが、これに限られることはない。例えば、移行時間Ｔｔ内の任意のタイミングにおいて、エンジントルクを減少させても良く、モータジェネレータ１５の力行トルクを増加させても良い。この場合であっても、前進クラッチ２４が締結された状態のもとで、エンジントルクを減少させ、かつ力行トルクを増加させることができ、前進クラッチ２４を解放する際のショックを低減することができる。すなわち、制御システム６０は、ＨＥＶモードからＥＶモードに切り替える際に、移行時間Ｔｔに亘って前進クラッチ２４を締結し、前進クラッチ２４が締結された状態のもとで、エンジン１２のトルクを減少させ、かつモータジェネレータ１５の力行トルクを増加させている。

【0052】

前述の説明では、移行時間Ｔｔを、変速比、車両加速度およびエンジントルクに基づき設定しているが、これに限られることはない。例えば、移行時間Ｔｔを変速比だけに基づき設定しても良く、移行時間Ｔｔを変速比および車両加速度に基づき設定しても良く、移行時間Ｔｔを変速比およびエンジントルクに基づき設定しても良い。また、移行時間Ｔｔを、変速比、車両加速度およびエンジントルクの少なくとも何れか１つに基づいて設定しても良い。また、図８～図１０に示した例では、移動時間Ｔｔを構成する各時間Ｔ１～Ｔ３を連続的に設定しているが、これに限られることはなく、各時間Ｔ１～Ｔ３を段階的に設定しても良い。さらに、前述の説明では、各時間Ｔ１～Ｔ３を加算することで移動時間Ｔｔを算出しているが、これに限られることはない。例えば、変速比、車両加速度およびエンジントルクに基づき係数を設定し、基本時間に係数を乗じて移動時間Ｔｔを算出しても良い。

【符号の説明】

【0053】

１０ 車両用制御装置
１１ 車両
１２ エンジン
１５ モータジェネレータ
１９ｆ 前輪（第２車輪）
１９ｒ 後輪（第１車輪）
２２ 無段変速機構（変速機構）
２４ 前進クラッチ（クラッチ機構）
３０ 動力伝達経路
６０ 制御システム
７０ プロセッサ
７１ メモリ
９０ｆ 前輪（第２車輪）
９０ｒ 後輪（第１車輪）
９２ 動力伝達経路
Ｔｔ 移行時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】