JP2012232671A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ノーマルモードおよびエコモードのいずれかを運転者が選択可能に構成された車両において、段差や登坂路で車輪にロック状態が発生するのを抑制する。
【解決手段】車両は、ノーマルモードの選択時には運転者のアクセル操作量に対して線形性を持つように制御用アクセル開度を設定する一方で、エコモードの選択時にはアクセル操作量に対して、ノーマルモード時の制御用アクセル開度よりも小さい値となる非線形性を持つように制御用アクセル開度を設定する制御用アクセル開度設定手段と、エコモードの選択時に、ナビゲーションシステムおよびシフトポジションセンサからの情報に基づいて車両を後進走行させるための車両駆動力が要求されることが予測される場合には、車両は、制御用アクセル開度設定手段を無効化し、検出されたアクセル操作量に対して線形性を持つように制御用アクセル開度を設定するための無効化手段とを備える。
【選択図】図６

Description

この発明は、車両に関し、より特定的には、通常モードと、同一アクセル操作量に対する車両駆動力が通常モードよりも小さい燃費優先モードを備えた車両に関する。

従来より、ハイブリッド車両においては、制御方法の異なる複数の走行モードを有するものが提案されている。たとえば、アクセル操作に対する駆動力の応答性を重視したパワーモードを有する車両や、燃費向上を重視した燃費優先モード（以下、エコモードと称する）を有する車両などが提案されている。このうちエコモードを有する車両では、エコモードに設定されているときには同一アクセル操作量に対する車両駆動力を通常走行に対応するノーマルモードよりも小さくすることにより、省エネルギーを実現している。

特開２００９−５７８９３号公報 特開２００８−２２０００４号公報 特開２００８−２９６８８１号公報 特開２０１０−２０８３６２号公報

上記のようなエコモードを有する車両では、エコモード時には、所定のアクセル操作量に対する車両駆動力がノーマルモード時に同じアクセル操作量に対して設定される車両駆動力よりも小さくなるため、段差や登坂路など進行方向と逆向きの反力が車両に作用している場面においては、運転者がアクセルペダルを踏み増しすることによっても、車両の出力トルクがこの反力を超えることができず、車輪にロック状態が発生する虞がある。

特に、ハイブリッド車両では、運転者のシフト操作によりシフトレンジに「Ｄ（ドライブ）レンジ」が選択された場合には、アクセル開度が大きくなるほど大きな駆動力で車両が前進するように、エンジンおよびモータジェネレータの少なくとも一方を駆動源として車両が前進するように制御される。これに対して、シフトレンジに「Ｒ（リバース）レンジ」が選択された場合には、アクセル開度が大きくなるほど大きな駆動力で車両が後進するように、エンジンを停止させて、車両駆動用の電動機のみを駆動源として車両が後進するように制御される。そのため、シフトレンジにＲレンジが選択された場合には、シフトレンジにＤレンジが選択された場合と比較して車両の駆動力が小さくなる。さらに、車両が後進する場面では、不意な後退に対する恐怖心から、運転者はアクセルペダルを踏み込みことを躊躇することが多い。この結果、車両が段差を乗り越えることができず、車輪にロック状態が発生する虞がある。

それゆえ、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、エコモードを有する車両において、段差や登坂路で車輪にロック状態が発生するのを抑制することである。

この発明のある局面に従えば、車両は、第１の走行モードと、同一アクセル操作量に対する車両駆動力が第１の走行モードよりも小さい第２の走行モードとを備える。車両は、第１の走行モードおよび第２の走行モードを択一的に選択するための選択部と、運転者のアクセル操作量を検出するためのアクセル操作検出部と、運転者のシフト操作に基づくシフトポジションを検出するためのシフトポジション検出部と、車両の現在位置に関する情報を受信するための受信部と、第１の走行モードの選択時には、検出されたアクセル操作量に対して線形性を持つように制御用アクセル開度を設定する一方で、第２の走行モードの選択時には、検出されたアクセル操作量に対して、第１の走行モード時の制御用アクセル開度よりも小さい値となる非線形性を持つように制御用アクセル開度を設定するための制御用アクセル開度設定手段と、設定された制御用アクセル開度に基づいて車両駆動力を設定するための駆動力設定手段と、第２の走行モードの選択時に、受信部およびシフトポジション検出部からの情報に基づいて車両を後進走行させるための車両駆動力が要求されることが予測される場合には、制御用アクセル開度設定手段を無効化し、検出されたアクセル操作量に対して線形性を持つように制御用アクセル開度を設定するための無効化手段とを備える。

本発明によれば、エコモードを有する車両において、走行モードにエコモードが選択されているときであっても、車輪にロック状態が発生する虞がある場面では、車両駆動力を増大させる。これにより、エコモード時に車輪にロック状態が発生するのを抑制できる。

本発明の実施の形態による車両の代表例として示されるハイブリッド車両の概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるパワートレインの詳細を説明するための模式図である。 本実施の形態に従うＥＣＵにおける制御構造を示すブロック図である。 制御用アクセル開度設定用マップの一例を示す図である。 要求トルク設定用マップの一例を示す図である。 本実施の形態によるＥＣＵにおける制御用アクセル開度の設定動作を示すフローチャートである。

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。なお、図中同一また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。

（車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態による車両の代表例として示されるハイブリッド車両５の概略構成図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両５は、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、バッテリ１０と、電力変換ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２０と、動力分割機構ＰＳＤと、減速機ＲＤと、前輪７０Ｌ，７０Ｒと、後輪８０Ｌ，８０Ｒと、電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）３０とを備える。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ３０が実行するプログラムにより実現される。なお、図１には、前輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動輪とするハイブリッド車両５が例示されるが、前輪７０Ｌ，７０Ｒに代えて後輪８０Ｌ，８０Ｒを駆動輪としてもよい。あるいは、図１の構成に加えて後輪８０Ｌ，８０Ｒ駆動用のモータジェネレータをさらに設けて、４ＷＤ構成とすることも可能である。

エンジンＥＮＧが発生する駆動力は、動力分割機構ＰＳＤにより、２経路に分割される。一方は、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０Ｒを駆動する経路である。もう一方は、モータジェネレータＭＧ１を駆動させて発電する経路である。

モータジェネレータＭＧ１は、代表的には三相交流同期電動発電機により構成される。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構ＰＳＤにより分割されたエンジンＥＮＧの駆動力により、発電機として発電する。また、モータジェネレータＭＧ１は、発電機としての機能だけでなく、エンジンＥＮＧの回転数を制御するアクチュエータとしての機能をも有する。

なお、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、車両の運転状態やバッテリ１０のＳＯＣ（State Of Charge）の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力はそのままモータジェネレータＭＧ２をモータとして駆動させる動力となる。一方、バッテリ１０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合には、モータジェネレータＭＧ１により発電された電力は、電力変換ユニット２０により交流電力から直流電力に変換されてバッテリ１０に蓄えられる。

このモータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧを始動する際の始動機としても利用される。エンジンＥＮＧを始動する際、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリ１０から電力の供給を受けて、電動機として駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧをクランキングして始動する。

モータジェネレータＭＧ２は、代表的には三相交流同期電動発電機により構成される。モータジェネレータＭＧ２が電動機として駆動される場合には、バッテリ１０に蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１により発電された電力の少なくともいずれか一方により駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０Ｒに伝えられる。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧをアシストして車両を走行させたり、モータジェネレータＭＧ２の駆動力のみにより車両を走行させたりする。

車両の回生制動時には、減速機ＲＤを介して前輪７０Ｌ，７０ＲによりモータジェネレータＭＧ２が駆動され、モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動させられる。これによりモータジェネレータＭＧ２は、制動エネルギを電気エネルギに変換する回生ブレーキとして作用する。モータジェネレータＭＧ２により発電された電力は、電力変換ユニット２０を介してバッテリ１０に蓄えられる。

バッテリ１０は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池により構成される。本発明の実施の形態において、バッテリ１０は蓄電装置の代表例として示される。すなわち、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置をバッテリ１０に代えて用いることも可能である。バッテリ１０は、直流電圧を電力変換ユニット２０へ供給するとともに、電力変換ユニット２０からの直流電圧によって充電される。

電力変換ユニット２０は、バッテリ１０よって供給される直流電力と、モータを駆動制御する交流電力およびジェネレータによって発電される交流電力との間で双方向の電力変換を行なう。

ハイブリッド車両５は、さらに、ハンドル４０と、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルポジションセンサ４４と、ブレーキペダルポジションＢＰを検出するブレーキペダルポジションセンサ４６と、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ４８と、ナビゲーションシステム１１０とを備える。

ナビゲーションシステム１１０は、図示は省略するが、地図情報等が記憶されたハードディスクなどの記憶媒体、入出力ポートおよび通信ポートからなる制御部を有する本体と、車両の現在位置に関する情報を受信するＧＰＳアンテナと、渋滞情報、規制情報および駐車場の満空情報などを受信するＶＩＣＳアンテナと、車両の現在位置に関する情報や目的地までの走行ルートなどの各種情報を表示するディスプレイとを備える。地図情報には、サービス情報（観光情報や駐車場など）や予め定められている走行区間ごとの道路情報などがデータベース化されて記憶されている。ナビゲーションシステム１１０は、地図情報と車両の現在位置の情報とを入力して現在走行している走行路についての道路情報、渋滞情報および規制情報などを常時検出しており、検出した情報を含むデータをＥＣＵ３０へ送信する。ナビゲーションシステム１１０は、これらの情報とともに、車両の現在位置に関する情報ＰＯＳをＥＣＵ３０へ送信する。

また、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には、ロータ回転角を検出する回転角センサ５１，５２がさらに設けられる。回転角センサ５１によって検出されたモータジェネレータＭＧ１のロータ回転角θ１および回転角センサ５２によって検出されたモータジェネレータＭＧ２のロータ回転角θ２は、ＥＣＵ３０へ伝達される。なお、回転角センサ５１，５２は、ＥＣＵ３０においてモータジェネレータＭＧ１の電流、電圧等からロータ回転角θ１を推定し、また、モータジェネレータＭＧ２の電流、電圧等からロータ回転角θ２を推定することによって、配置を省略してもよい。

ハイブリッド車両５は、さらに、エコスイッチ９０を備える。エコスイッチ９０は、燃費向上を重視した燃費優先モード（エコモード）での走行を運転者が選択するためのスイッチである。エコスイッチ９０は、ＥＣＵ３０と電気的に接続されている。ＥＣＵ３０は、エコスイッチ９０のオン／オフ状態を示すエコスイッチ信号Ｅｓｗを受ける。このエコスイッチ信号Ｅｓｗがオン状態であるときに、ＥＣＵ３０は、運転者によりエコモードが選択されていると判断する。

ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧ、電力変換ユニット２０およびバッテリ１０と電気的に接続されている。ＥＣＵ３０は、各種センサからの検出信号およびエコスイッチ９０からのエコスイッチ信号Ｅｓｗに基づいて、ハイブリッド車両５が所望の走行状態となるように、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態と、バッテリ１０の充電状態とを統合的に制御する。

図２は、図１のハイブリッド車両５におけるパワートレインの詳細を説明するための模式図である。

図２を参照して、ハイブリッド車両５のパワートレイン（ハイブリッドシステム）は、モータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２の出力軸１６０に接続される減速機ＲＤと、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１と、動力分割機構ＰＳＤとを備える。

動力分割機構ＰＳＤは、図２に示す例では遊星歯車機構により構成されて、クランクシャフト１５０に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸に結合されたサンギヤ１５１と、クランクシャフト１５０と同軸上を回転可能に支持されているリングギヤ１５２と、サンギヤ１５１とリングギヤ１５２との間に配置され、サンギヤ１５１の外周を自転しながら公転するピニオンギヤ１５３と、クランクシャフト１５０の端部に結合され各ピニオンギヤ１５３の回転軸を支持するプラネタリキャリヤ１５４とを含む。

動力分割機構ＰＳＤは、サンギヤ１５１に結合されたサンギヤ軸と、リングギヤ１５２に結合されたリングギヤケース１５５およびプラネタリキャリヤ１５４に結合されたクランクシャフト１５０の３軸が動力の入出力軸とされる。そしてこの３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は他の２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。

動力の取出用のカウンタドライブギヤ１７０がリングギヤケース１５５の外側に設けられ、リングギヤ１５２と一体的に回転する。カウンタドライブギヤ１７０は、動力伝達減速ギヤＲＧに接続されている。リングギヤケース１５５は、本発明での「出力部材」に対応する。このようにして、動力分割機構ＰＳＤは、モータジェネレータＭＧ１による電力および動力の入出力を伴って、エンジンＥＮＧからの出力の少なくとも一部を出力部材へ出力するように動作する。

さらに、カウンタドライブギヤ１７０と動力伝達減速ギヤＲＧとの間で動力の伝達がなされる。そして、動力伝達減速ギヤＲＧは、駆動輪である前輪７０Ｌ、７０Ｒと連結されたディファレンシャルギヤＤＥＦを駆動する。また、下り坂等では駆動輪の回転がディファレンシャルギヤＤＥＦに伝達され、動力伝達減速ギヤＲＧはディファレンシャルギヤＤＥＦによって駆動される。

モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ１３１と、ステータ１３１内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれているロータ１３２とを含む。ステータ１３１は、ステータコア１３３と、ステータコア１３３に巻回される三相コイル１３４とを含む。ロータ１３２は、動力分割機構ＰＳＤのサンギヤ１５１と一体的に回転するサンギヤ軸に結合されている。ステータコア１３３は、電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

モータジェネレータＭＧ１は、ロータ１３２に埋め込まれた永久磁石による磁界と三相コイル１３４によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機として動作する。またモータジェネレータＭＧ１は、永久磁石による磁界とロータ１３２の回転との相互作用により三相コイル１３４の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。

モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ１３６と、ステータ１３６内部に配置され複数個の永久磁石が埋め込まれたロータ１３７とを含む。ステータ１３６は、ステータコア１３８と、ステータコア１３８に巻回される三相コイル１３９とを含む。

ロータ１３７は、動力分割機構ＰＳＤのリングギヤ１５２と一体的に回転するリングギヤケース１５５に減速機ＲＤを介して結合されている。ステータコア１３８は、たとえば電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、図示しないケースに固定されている。

モータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界とロータ１３７の回転との相互作用により三相コイル１３９の両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。またモータジェネレータＭＧ２は、永久磁石による磁界と三相コイル１３９によって形成される磁界との相互作用によりロータ１３７を回転駆動する電動機として動作する。

減速機ＲＤは、プラネタリギヤの回転要素の一つであるプラネタリキャリヤ１６６がケースに固定された構造により減速を行なう。すなわち、減速機ＲＤは、ロータ１３７の出力軸１６０に結合されたサンギヤ１６２と、リングギヤ１５２と一体的に回転するリングギヤ１６８と、リングギヤ１６８およびサンギヤ１６２に噛み合いサンギヤ１６２の回転をリングギヤ１６８に伝達するピニオンギヤ１６４とを含む。たとえば、サンギヤ１６２の歯数に対しリングギヤ１６８の歯数を２倍以上にすることにより、減速比を２倍以上にすることができる。

このようにモータジェネレータＭＧ２の回転力は、減速機ＲＤを介して、リングギヤ１５２，１６８と一体的に回転する出力部材（リングギヤケース）１５５に伝達される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２は、出力部材１５５から駆動輪までの間で動力を加えるように構成される。なお、減速機ＲＤの配置を省略して、すなわち減速比を設けることなく、モータジェネレータＭＧ２の出力軸１６０および出力部材１５５の間を連結してもよい。

電力変換ユニット２０は、コンバータ１２と、インバータ１４，２２とを含む。コンバータ１２は、バッテリ１０からの直流電圧Ｖｂを電圧変換して電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間に直流電圧ＶＨを出力する。また、コンバータ１２は、双方向に電圧変換可能に構成されて、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間の直流電圧ＶＨをバッテリ１０の充電電圧Ｖｂに変換する。

インバータ１４，２２は、一般的な三相インバータで構成されて、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間の直流電圧ＶＨを交流電圧に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ２，ＭＧ１へ出力する。また、インバータ１４，２２は、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧ１によって発電された交流電圧を直流電圧ＶＨに変換して、電源ラインＰＬおよび接地ラインＧＬ間に出力する。

以上のように構成されたハイブリッド車両５は、通常走行に対応するノーマルモードと、ノーマルモードに比べて燃費を優先して走行するエコモードとを選択して走行可能に構成される。運転者は、エコスイッチ９０を操作することにより、ノーマルモードおよびエコモードのいずれかを選択できる。ＥＣＵ３０は、後述するように、選択された走行モードと、出力部材１５５に出力すべき要求トルクとを対応付けたテーブルを記憶している。このテーブルに記憶される要求トルクは、所定のアクセル開度Ａｃｃに対して得られる駆動力が、ノーマルモードよりもエコモードの方が小さくなるように設定されている。ＥＣＵ３０は、各走行モードにおいて、このテーブルを参照してアクセル開度Ａｃｃに基づいて出力部材１５５に出力すべき要求トルクを算出する。そして、この要求トルクに対応する要求駆動力が出力部材１５５に出力されるように、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態とを制御する。

（制御構造）
次に、図３を参照して、本実施の形態によるハイブリッド車両５の動作を実現するための制御構造について説明する。

図３は、本実施の形態に従うＥＣＵ３０における制御構造を示すブロック図である。図３に示す各機能ブロックは、代表的にＥＣＵ３０が予め格納されたプログラムを実行することで実現されるが、その機能の一部または全部を専用のハードウェアとして実装してもよい。

図３を参照して、ＥＣＵ３０は、走行モード選択部３１０と、充放電制御部３２０と、走行制御部３３０と、配分部３４０と、インバータ制御部３５０と、コンバータ制御部３６０とを備える。

走行モード選択部３１０は、エコスイッチ９０からエコスイッチ信号Ｅｓｗを受けると、エコスイッチ信号Ｅｓｗに基づいて、ノーマルモードおよびエコモードの一方を選択する。走行モード選択部３１０は、ノーマルモードおよびエコモードのいずれが選択されているかを示す走行モードフラグＦＭを発生する。走行モードフラグＦＭは、走行制御部３３０へ送出される。

充放電制御部３２０は、バッテリ１０のＳＯＣに基づいて、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。なお、図示は省略するが、バッテリ１０のＳＯＣは、バッテリ１０に設けられた電池監視ユニットからの電池データ（バッテリ１０の電流、電圧および温度）に基づいて算出されたＳＯＣ推定値である。

走行制御部３３０は、ハイブリッド車両５の走行モード、車両状態およびドライバ操作に応じて、ハイブリッド車両５全体で必要な車両駆動力や車両制動力を算出する。車両状態には、車速センサ１００により検出された車速Ｖおよびナビゲーションシステム１１０から送信される車両の現在位置に関する情報ＰＯＳが含まれる。また、ドライバ操作には、アクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダルポジションＢＰ、シフトポジションＳＰ等が含まれる。

具体的には、走行制御部３３０は、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。走行制御部３３０は、図４に示すアクセル開度Ａｃｃと制御用アクセル開度Ａｃｃ＊との関係を予め制御用アクセル開度設定用マップとして記憶している。そして、走行制御部３３０は、アクセルポジションセンサ４４からアクセル開度Ａｃｃが与えられると、記憶したマップを参照して、対応する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。図４に、制御用アクセル開度設定用マップの一例を示す。同図では、ノーマルモード時の制御用アクセル開度設定用マップである「ノーマルモードマップ」と、エコモード時の制御用アクセル開度設定用マップである「エコモードマップ」とが示されている。

図４を参照して、ノーマルモードマップでは、０〜１００％の範囲でアクセル開度Ａｃｃに対して制御用アクセル開度Ａｃｃ＊が線形性を持つように定められている。これに対して、エコモードマップでは、出力部材１５５に出力するトルクのアクセル操作に対する応答性を低下させるために、ノーマルモード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊よりも小さい値となる非線形性を持つように制御用アクセル開度Ａｃｃ＊が定められている。走行制御部３３０は、ハイブリッド車両５がノーマルモードに設定されているときには、図４のノーマルモードマップを参照して、アクセルポジションセンサ４４からのアクセル開度Ａｃｃに対応する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。一方、ハイブリッド車両５がエコモードに設定されているときには、走行制御部３３０は、図４のエコモードマップを参照して、アクセルポジションセンサ４４からのアクセル開度Ａｃｃに対応する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。

こうして制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定すると、走行制御部３３０は、設定した制御用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて、車両に要求されるトルクとして出力部材１５５に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定する。走行制御部３３０は、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め要求トルク設定用マップとして記憶している。図５に、要求トルク設定用マップの一例を示す。走行制御部３３０は、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊および車速Ｖが与えられると、要求トルク設定用マップを参照して、対応する要求トルクＴｒ＊を設定する。また、走行制御部３３０は、設定した要求トルクＴｒ＊に基づいてエンジンＥＮＧに要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。

そして、走行制御部３３０は、要求トルクＴｒ＊および要求パワーＰｅ＊を実現するように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求およびエンジンＥＮＧへの出力要求を決定する。ハイブリッド車両５は、エンジンＥＮＧを停止したままでモータジェネレータＭＧ２の出力のみで走行することができる。したがって、燃費が悪い領域を避けてエンジンＥＮＧを動作させるように、各出力要求を決定することによって、エネルギ効率を高めることができる。さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求は、バッテリ１０の充放電可能な電力範囲内（Ｗｉｎ〜Ｗｏｕｔ）でバッテリ１０の充放電が実行されるように制限した上で設定される。すなわち、バッテリ１０の出力電力が確保できないときには、モータジェネレータＭＧ２による出力が制限される。

配分部３４０は、走行制御部３３０によって設定されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求に応じて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクや回転速度を演算する。そしてトルクや回転速度についての制御指令をインバータ制御部３５０へ出力すると同時に、電圧ＶＨの制御指令値をコンバータ制御部３６０へ出力する。

一方、配分部３４０は、走行制御部３３０によって決定された要求パワーＰｅ＊およびエンジン目標回転速度を示すエンジン制御指示を生成する。このエンジン制御指示に従って、図示しないエンジンＥＮＧの燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等が制御される。

インバータ制御部３５０は、配分部３４０からの制御指令に応じて、コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号とを生成する。これらのモータジェネレータＭＧ１の制御指令（ＭＧ１制御指令）は、インバータ２２へ出力される。同様にインバータ制御部３５０は、モータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換してコンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号とを出力する。これらのモータジェネレータＭＧ２の制御指令（ＭＧ２制御指令）は、インバータ１４へ出力される。

コンバータ制御部３６０は、配分部３４０からの制御指令に従って直流電圧ＶＨが制御されるように、コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号、降圧指示を行なう制御信号および動作禁止を指示するシャットダウン信号を生成する。これらの制御信号に従ったコンバータ１２の電圧変換によって、バッテリ１０の充放電電力が制御されることになる。

次に、本実施の形態によるハイブリッド車両５の動作、特にエコスイッチ９０によりエコモードが設定されているときの動作について説明する。

図４で説明したように、エコモード時には、制御用アクセル開度Ａｃｃ＊がノーマルモード時の制御用アクセル開度Ａｃｃ＊よりも小さい値に設定されるため、アクセル開度Ａｃｃに対する要求トルクＴｒ＊は、ノーマルモード時に同じアクセル開度Ａｃｃに対して設定される要求トルクＴｒ＊よりも小さくなる。そのため、段差や登坂路など進行方向と逆向きの反力がハイブリッド車両５に作用している場面においては、運転者がアクセルペダルを踏み増しすることによっても、ハイブリッド車両５の出力トルクがこの反力を超えることができず、車輪にロック状態が発生する虞がある。

特に、ハイブリッド車両５では、シフトポジションＳＰに応じてシフトレンジにＤレンジが選択された場合には、アクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど大きな駆動力で車両が前進するように、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方を駆動源として車両が前進するように制御される。これに対して、シフトポジションＳＰに応じてシフトレンジにＲレンジが選択された場合には、アクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど大きな駆動力で車両が後進するように、エンジンＥＮＧを停止させて、モータジェネレータＭＧ２のみを駆動源として車両が後進するように制御される。そのため、シフトレンジにＲレンジが選択された場合には、シフトレンジにＤレンジが選択された場合と比較して車両の駆動力が小さくなるため、車両が段差を乗り越えることができず、車輪にロック状態が発生する虞がある。

さらに、車両が後進する場面では、不意な後退に対する恐怖心から、運転者はアクセルペダルを踏み込みことを躊躇することが多い。この結果、車両が段差を乗り越えることができず、車輪にロック状態が発生する虞がある。

以上のような問題点を解決するために、本実施の形態に係る車両では、エコモード時において、車両を後進させるための駆動力が要求されることが予測される場面では、車両駆動力に対する制限を無効化する。すなわち、このような場面では、同一アクセル操作量に対してノーマルモード時に設定される車両駆動力と等しくなるように車両駆動力を設定する。

具体的には、図３を参照して、走行制御部３３０は、ハイブリッド車両５がエコモードに設定されているときには、シフトポジションセンサ４８により検出されたシフトポジションＳＰおよびナビゲーションシステム１１０から送信される車両の現在位置に関する情報ＰＯＳに基づいて、車両を後進させるための駆動力が要求されるか否かを予測する。走行制御部３３０は、シフトレンジにＲレンジが選択されている状態であって、車両がパーキングエリア内に進入したと判断される場合には、車両を後進させるための駆動力が要求されると予測する。なお、本実施の形態では、車両を後進させるための駆動力が要求されることを予想される場面として車両がパーキングエリア内に進入した場面を例示したが、これは運転者が車両を駐車させる際に車両を後進させる可能性が高いと判断されることに基づいている。したがって、このような可能性が高いと判断される場面であれば、車両の位置はパーキングエリア内に限定されない。たとえば、運転者が事前に自らが駐車作業を行なう位置をナビゲーションシステム１１０に登録しておくようにしてもよい。この場合には、走行制御部３３０は、車両の現在位置に関する情報ＰＯＳに基づいて、登録された位置を中心とする所定の有効半径距離内に車両が進入したことが検出されると、車両を後進させるための駆動力が要求されると予測する。

次に、車両を後進させるための駆動力が要求されることが予測されると、走行制御部３３０は、エコモードマップ（図４参照）を無効化する。走行制御部３３０は、アクセル開度Ａｃｃと制御用アクセル開度Ａｃｃ＊との関係が線形となるように定められたノーマルモードマップ（図４参照）を参照して、アクセル開度Ａｃｃに対応する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。

このような構成としたことにより、車両を後進走行させるときの所定のアクセル開度Ａｃｃに対する制御用アクセル開度Ａｃｃ＊は、ノーマルモード時に設定される制御用アクセル開度Ａｃｃ＊と等しくなるように設定される。そして、設定された制御用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに基づいて、図５に示す要求トルク設定用マップにより要求トルクＴｒ＊を算出することにより、要求トルクＴｒ＊はノーマルモード時に設定される値と等しくなるように設定されることとなる。これにより、車両を後進させるときの車両駆動力を増加させることができるため、段差において車輪にロック状態が発生するのを抑制することができる。

図６は、ＥＣＵ３０における制御用アクセル開度Ａｃｃ＊の設定動作を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ハイブリッド車両５が走行可能な状態にあるとき、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに実行される。

図６を参照して、まず、走行制御部３３０として機能するＥＣＵ３０は、現在の走行モードを示す走行モードフラグＦＭ、アクセルポジションセンサ４４からのアクセル開度Ａｃｃおよび車速センサ１００からの車速Ｖなど走行制御に必要なデータを受け付ける（ステップＳ０１）。ＥＣＵ３０はさらに、ナビゲーションシステム１１０からの車両の現在位置に関する情報ＰＯＳを受け付ける（ステップＳ０２）。

次に、走行制御部３３０は、走行モードフラグＦＭに基づいて、現在の走行モードがエコモードであるか否かを判定する（ステップＳ０３）。現在の走行モードがエコモードでない場合、すなわち、現在の走行モードがノーマルモードである場合（ステップＳ０３のＮＯ判定時）には、走行制御部３３０は、制御用アクセル開度設定用マップとして図４のノーマルモードマップを選択する（ステップＳ０６）。走行制御部３３０は、ノーマルモードマップを参照して、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ０８）。

これに対して、現在の走行モードがエコモードである場合（ステップＳ０３のＹＥＳ判定時）には、走行制御部３３０は、シフトポジションＳＰに基づいて、シフトレンジにＲレンジが選択されているか否かを判定する（ステップＳ０４）。走行制御部３３０は、シフトレンジにＲレンジが選択されていない、すなわちシフトレンジにＤレンジが選択されていると判定されると（ステップＳ０４のＮＯ判定時）、制御用アクセル開度設定用マップとして図４のエコモードマップを選択する（ステップＳ０７）。走行制御部３３０は、エコモードマップを参照して、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ０８）。

これに対して、シフトレンジにＲレンジが選択されていると判定されると（ステップＳ０４のＹＥＳ判定時）、走行制御部３３０は、車両がパーキングエリア内に進入しているか否かを判定する（ステップＳ０５）。車両がパーキングエリア内に進入していないと判定されると（ステップＳ０５のＮＯ判定時）、走行制御部３３０は、制御用アクセル開度設定用マップとして図４のエコモードマップを選択する（ステップＳ０７）。走行制御部３３０は、エコモードマップを参照して、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ０８）。

これに対して、車両がパーキングエリア内に進入したと判定された場合（ステップＳ０５のＹＥＳ判定時）には、走行制御部３３０は、車両を後進走行させるための駆動力が要求されるものと予測する。この場合、走行制御部３３０は、制御用アクセル開度設定用マップとして図４のノーマルモードマップを選択する。そして、走行制御部３３０は、ノーマルモードマップを参照して、アクセル開度Ａｃｃに基づいて制御用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する（ステップＳ０８）。すなわち、走行制御部３３０は、エコモードマップを無効化することにより、車両駆動力に対する制限を無効化する。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、エコモード時において車両を後進走行させるための駆動力が要求される場面では、アクセル開度Ａｃｃに対して線形性を持つように制御用アクセル開度Ａｃｃ＊が設定される。これにより、同一アクセル操作量に対してノーマルモード時に設定される車両駆動力と等しい車両駆動力を発生させることができる。その結果、後進走行時に段差を乗り越えるのに必要な駆動力を発生させることができるため、車輪にロック状態が発生するのを防止できる。

なお、上述した実施の形態においては、車両の代表例として、ハイブリッド車両について例示したが、本願発明は、通常走行に対応するノーマルモードと、同一アクセル操作量に対する車両駆動力がノーマルモードよりも小さいエコモードとのいずれかを運転者により選択可能に構成された車両に適用することが可能である。たとえば、エンジンのみを駆動源とする通常の車両、電気自動車、燃料電池自動車等についても本願発明は適用可能である。また、ハイブリッド車両に適用する場合には、図１の構成とは異なる構成のハイブリッド構成のハイブリッド車両（たとえば、いわゆるシリーズハイブリッド構成や、電気分配式のハイブリッド構成）であってもよい。

また、上述した実施の形態においては、走行モードとしてエコモードを選択することによって、通常走行よりも小さい駆動力を発生させる構成について例示したが、本願発明は、一走行モードとしてエコモードを備える車両に限定されるものではなく、燃費が重視される場面に応じて車両駆動力を通常走行時よりも減少させる機能を備えた車両に適用することが可能である。

さらに、本願発明は、同一アクセル操作量に対する車両駆動力が異なる２つの走行モードを選択可能に構成された車両として、ノーマルモードと、同一アクセル操作量に対する車両駆動力がノーマルモードよりも大きいパワーモードとのいずれかを選択可能に構成された車両にも適用することが可能である。このような車両では、運転者によりノーマルモードが選択されている場合であっても、車輪にロック状態が発生する可能性が高いと判断される場面では、同一アクセル操作量に対してパワーモード時に設定される車両駆動力に等しくなるように車両駆動力を設定する構成とする。

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およ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。

５ ハイブリッド車両、１０ バッテリ、１２ コンバータ、１４，２２ インバータ、２０ 電力変換ユニット、４０ ハンドル、４４ アクセルポジションセンサ、４６ ブレーキペダルポジションセンサ、４８ シフトポジションセンサ、５１，５２ 回転角センサ、７０Ｌ，７０Ｒ 前輪、８０Ｌ，８０Ｒ 後輪、９０ エコスイッチ、１００ 車速センサ、１１０ ナビゲーションシステム、１３１，１３６ ステータ、１３２，１３７ ロータ、１３３，１３８ ステータコア、１３４，１３９ 三相コイル、１５０ クランクシャフト、１５１，１６２ サンギヤ、１５２，１６８ リングギヤ、１５３，１６４ ピニオンギヤ、１５４，１６６ プラネタリキャリヤ、１５５ 出力部材、１６０ 出力軸、１７０ カウンタドライブギヤ、３１０ 走行モード選択部、３２０ 充放電制御部、３３０ 走行制御部、３４０ 配分部、３５０ インバータ制御部、３６０ コンバータ制御部、ＤＥＦ ディファレンシャルギヤ、ＥＮＧ エンジン、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＲＤ 減速機、ＲＧ 動力伝達減速ギヤ。

Claims (1)

1. 第１の走行モードと、同一アクセル操作量に対する車両駆動力が前記第１の走行モードよりも小さい第２の走行モードとを備えた車両であって、
   前記第１の走行モードおよび前記第２の走行モードを択一的に選択するための選択部と、
   運転者のアクセル操作量を検出するためのアクセル操作検出部と、
   運転者のシフト操作に基づくシフトポジションを検出するためのシフトポジション検出部と、
   前記車両の現在位置に関する情報を受信するための受信部と、
   前記第１の走行モードの選択時には、前記検出されたアクセル操作量に対して線形性を持つように制御用アクセル開度を設定する一方で、前記第２の走行モードの選択時には、前記検出されたアクセル操作量に対して、前記第１の走行モード時の前記制御用アクセル開度よりも小さい値となる非線形性を持つように前記制御用アクセル開度を設定するための制御用アクセル開度設定手段と、
   前記設定された制御用アクセル開度に基づいて前記車両駆動力を設定するための駆動力設定手段と、
   前記第２の走行モードの選択時に、前記受信部および前記シフトポジション検出部からの情報に基づいて前記車両を後進走行させるための車両駆動力が要求されることが予測される場合には、前記制御用アクセル開度設定手段を無効化し、前記検出されたアクセル操作量に対して線形性を持つように前記制御用アクセル開度を設定するための無効化手段とを備える、車両。

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