JP2023017564A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制できる車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵは、ＥＶモード中であっても、シフト操作、またはクラッチペダルに対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴い、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作が行われた場合（時刻ｔ２３）、エンジンの始動を開始する。所定の操作は、２段以上低速側の変速段にダウンシフトするシフト操作である。ＥＣＵは、ＥＶモード中に所定の操作が行われた場合であっても、ブレーキペダルに対するブレーキ操作も行われている場合は、エンジンの始動を開始しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車が注目されている。特許文献１には、クラッチを開放してモータの動力で走行するＥＶモードと、クラッチを係合してエンジンとモータのうちの少なくともエンジンの動力で走行するＨＶモードとを切り換えるハイブリッド車の駆動制御装置が開示されている。このような車両では、ドライバに違和感を与えることなくＥＶモードからＨＶモードに移行することが望まれている。

特許文献１に記載のものは、エンジンの始動直後にクラッチを係合するのではなく、モータジェネレータの回転速度がエンジン理想燃費回転速度に近付いた後に、クラッチを完全係合させている。これにより、特許文献１に記載のものは、エンジンの吹け上がりを防止しつつエンジンの回転速度の高止まりを抑制することができ、ドライバに違和感を与えることなくスムーズにエンジンおよびモータジェネレータの回転速度をエンジン理想燃費回転速度に制御することができる。

特許６０７０５７７号公報

ここで、ハイブリッド車両においては、モータトルクとエンジントルクとによりドライバ要求トルクを満たすように、モータジェネレータおよびエンジンが制御される。特許文献１に記載のハイブリッド車両は、モータトルクで走行するＥＶモードにおいて、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たせなくなった場合、ＨＥＶモード（ＨＶモード）への切り替えが行われる。そのため、ＨＥＶモードへの切替え直後から、ドライバ要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより補えるようにすることが望ましい。ＨＥＶモードへの切替え直後にエンジントルクが不足する場合、ドライバ要求トルクに対して車両のトルクが不足し、ドライバ要求トルクへの車両の応答性が悪化してしまう。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、ＨＥＶモードへの切替え直後のエンジントルクの不足による車両の応答性の悪化を抑制することについて検討されていなかった。

そこで、本発明は、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制できる車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、エンジントルクを発生するエンジンと、モータトルクを発生するモータと、前記エンジンと前記モータとの間に配置され、シフトレバーに対するシフト操作によって変速段が変更される手動変速機と、前記エンジンと前記手動変速機との間に配置され、クラッチアクチュエータの作動により開放または係合されるクラッチと、を備える車両に搭載され、前記エンジンを停止し、前記クラッチを開放し、前記モータトルクによりドライバ要求トルクを満たして走行するＥＶモードと、前記エンジンを運転し、前記クラッチを係合し、前記エンジントルクと前記エンジントルクのうち少なくとも前記エンジントルクにより前記ドライバ要求トルクを満たして走行するＨＥＶモードと、を有し、前記ＥＶモードにおいて前記モータトルクにより前記ドライバ要求トルクを満たすことができなくなった場合に、前記ＨＥＶモードに切替える制御部を備える車両の制御装置であって、前記制御部は、前記ＥＶモード中であっても、前記シフト操作、またはクラッチペダルに対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴い、前記モータトルクにより前記ドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作が行われた場合、前記エンジンの始動を開始することを特徴とする。

このように、本発明によれば、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制できる車両の制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施例または第２の実施例に係る車両の制御装置を搭載した車両の構成図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る車両の制御装置の、エンジンの始動を開始する場合の車両状態の推移を示すタイミングチャートである。 図３は、本発明の第２の実施例に係る車両の制御装置の、エンジンの始動を開始する場合の車両状態の推移を示すタイミングチャートである。 図４は、本発明の第２の実施例に係る車両の制御装置の、エンジンの始動を開始しない場合の車両状態の推移を示すタイミングチャートである。 図５は、本発明の第２の実施例に係る車両の制御装置の、アクセル開度の先読みの手法を示す図である。 図６は、比較例に係る車両の制御装置の車両状態の推移を示すタイミングチャートである。

本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、エンジントルクを発生するエンジンと、モータトルクを発生するモータと、エンジンとモータとの間に配置され、シフトレバーに対するシフト操作によって変速段が変更される手動変速機と、エンジンと手動変速機との間に配置され、クラッチアクチュエータの作動により開放または係合されるクラッチと、を備える車両に搭載され、エンジンを停止し、クラッチを開放し、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たして走行するＥＶモードと、エンジンを運転し、クラッチを係合し、エンジントルクとエンジントルクのうち少なくともエンジントルクによりドライバ要求トルクを満たして走行するＨＥＶモードと、を有し、ＥＶモードにおいてモータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなった場合に、ＨＥＶモードに切替える制御部を備える車両の制御装置であって、制御部は、ＥＶモード中であっても、シフト操作、またはクラッチペダルに対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴い、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作が行われた場合、エンジンの始動を開始することを特徴とする。

これにより、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る制御装置を搭載した車両について詳細に説明する。なお、以下の説明で使用する回転数は、回転速度（rpm）を示す。

図１において、本発明の一実施例に係る車両１は、エンジン２と、モータとしての走行用のモータジェネレータ３と、手動変速機４と、ディファレンシャル５と、駆動輪６と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、を含んで構成されている。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。エンジン２はエンジントルクを発生する。

エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０が連結されている。ＩＳＧ２０は、ベルト２１などを介してエンジン２のクランクシャフトに連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されることにより回転してエンジン２を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフトから入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

モータジェネレータ３は、インバータ３０を介してバッテリ３１から供給される電力によって車両の駆動力を発生する電動機としての機能と、ディファレンシャル５を介して駆動輪６から入力される回転力（逆駆動力）によって回生発電を行う発電機としての機能とを有する。モータジェネレータ３は、本発明におけるモータを構成しており、モータトルクを発生する。

インバータ３０は、ＥＣＵ１０の制御により、バッテリ３１から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ３に供給したり、モータジェネレータ３によって生成された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ３１を充電したりする。バッテリ３１は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池によって構成されている。

手動変速機４は、エンジン２とモータジェネレータ３との間に配置されている。手動変速機４はシフトレバー４０と機械的に連結されている。手動変速機４の変速段は、シフトレバー４０に対するシフト操作によって変更される。

手動変速機４は、エンジン２からクラッチ７を介して入力軸８に入力される回転を複数の変速段のいずれかに応じた変速比で変速して出力軸９から出力する。本実施例では、手動変速機４は、平行軸歯車式の手動変速機により構成されている。

手動変速機４の出力軸９は、モータジェネレータ３に接続されている。モータジェネレータ３の出力軸３Ａは、ディファレンシャル５を介して左右の駆動輪６に接続されている。このように、車両１は、手動変速機４とディファレンシャル５との間にモータジェネレータ３を備えている。車両１は、エンジン２とモータジェネレータ３との少なくとも一方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両として構成されている。

手動変速機４で成立可能な変速段としては、例えば低速段である１速段から高速段である５速段までの前進用の変速段と、後進用の変速段とがある。走行用の変速段の段数は、車両１の諸元により異なり、上述の１速段から５速段に限られるものではない。

手動変速機４における変速段は、ドライバにより操作されるシフトレバー４０の操作位置に応じて切り替えられるようになっている。シフトレバー４０の操作位置は、１速段から５速段に対応する位置と、後進用の変速段に対応する位置と、何れの変速段も構成しないニュートラル状態に対応する位置とがあり、これらの位置がいわゆるＨ型のシフトパターンとなるように配置されている。手動変速機４における変速段は、ドライバのシフトレバー４０の操作がケーブル等の伝達機構を介して変速機構に機械的に伝達されることにより変更される。

手動変速機４にはシフトポジションセンサ４１が設けられており、シフトポジションセンサ４１は、手動変速機４の変速段（ニュートラル位置を含む）を検出する。シフトポジションセンサ４１は、ＥＣＵ１０に接続されており、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

なお、本実施例ではシフトレバー４０が手動変速機４に機械的に連結されており、ＥＣＵ１０の制御による介入は行われないため、シフトレバー４０の操作位置と手動変速機４の変速段は一致する。そのため、シフトポジションセンサ４１を、手動変速機４に代わってシフトレバー４０に設け、シフトレバー４０の操作位置をシフトポジションセンサ４１が検出してＥＣＵ１０に送信するようにしてもよい。

エンジン２と手動変速機４との間の動力伝達経路には、クラッチ７が設けられている。クラッチ７は、後述するクラッチアクチュエータ７０の作動により開放または係合される、バイワイヤ式のクラッチである。クラッチ７としては、例えば乾式単板の摩擦クラッチを用いることができる。エンジン２と手動変速機４とは、クラッチ７を介して接続されている。

このように、手動変速機４は、クラッチ７を介してエンジン２から動力が入力軸８に伝達され、シフト操作により変速段を切替可能に構成されている。クラッチ７はクラッチディスクを備えており、クラッチディスクと手動変速機４の入力軸８とは、相互に連結されており、一体的に回転する。したがって、クラッチディスクの回転数は手動変速機４の入力軸８の回転数と等しい。

クラッチ７は、クラッチアクチュエータ７０によって作動され、エンジン２と手動変速機４との間で動力を伝達する係合状態と、動力を伝達しない開放状態と、回転差のある状態でトルクが伝達される半クラッチ状態と、のいずれかに切り替えられるようになっている。クラッチアクチュエータ７０は、ＥＣＵ１０に接続され、ＥＣＵ１０によって制御されるようになっている。

クラッチ７にはクラッチ回転数センサ４３が設けられている。クラッチ回転数センサ４３は、クラッチ７のクラッチディスクの回転数（以下、クラッチ回転数ともいう）を検出する。クラッチ回転数センサ４３は、ＥＣＵ１０に接続されており、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ＥＣＵ１０は、ドライバにより操作されるクラッチペダル７１の踏み込み量に応じてクラッチアクチュエータ７０を制御し、クラッチ７をマニュアルクラッチと同等の動作となるように制御する。また、ＥＣＵ１０は、ドライバのクラッチペダル７１の操作に関わらすクラッチアクチュエータ７０を制御し、クラッチ７の状態を変更することができる。

詳しくは、ＥＣＵ１０は、後述するＨＥＶモードでは、クラッチペダル７１の踏み込み量に応じてクラッチアクチュエータ７０を制御し、後述するＥＶモードにおいては、クラッチペダル７１の操作に関わらすクラッチ７を開放状態に維持するようにクラッチアクチュエータ７０を制御する。このように、クラッチ７は、クラッチペダル７１に対するクラッチ操作またはＥＣＵ１０の制御指令に応じて、クラッチアクチュエータ７０の駆動により開放または係合される。したがって、クラッチ７は、クラッチペダル７１とは機械的に連結されておらず、電気信号を介して駆動されるバイワイヤ式のクラッチである。

クラッチペダル７１の踏み込み量は、クラッチペダルセンサ７２によって検出される。クラッチペダルセンサ７２は、ＥＣＵ１０に接続されており、クラッチペダル７１の踏み込み量をクラッチペダルストローク量として検出し、そのクラッチペダルストローク量に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

なお、本実施例では、クラッチ７からの負荷（図示しないダイヤフラムスプリングの復元力）がクラッチペダル７１に作用しないため、このままではドライバはクラッチペダル７１の操作感（踏みごたえ）を感じることができない。そこで、クラッチペダル７１には擬似負荷装置７１Ａが設けられており、この擬似負荷装置７１Ａは、クラッチペダル７１の操作時の負荷を模した擬似的な負荷をクラッチペダル７１に作用させている。

車両１は、ドライバにより操作されるアクセルペダル９０を備えている。アクセルペダル９０の踏み込み量は、アクセル開度センサ９１によって検出される。アクセル開度センサ９１は、ＥＣＵ１０に接続されており、アクセルペダル９０の踏み込み量をアクセル開度として検出し、当該アクセル開度に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

車両１は、ドライバにより操作されるブレーキペダル９２を備えている。ブレーキペダル９２の踏み込み量は、ブレーキペダルセンサ９３によって検出される。ブレーキペダルセンサ９３は、ＥＣＵ１０に接続されており、ブレーキペダル９２の踏み込み量に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ１０として機能する。

ＥＣＵ１０には、上述したセンサ類のほか、車速センサ１１が接続されている。車速センサ１１は、車両１の車速を検出し、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ＥＣＵ１０は、車両１の走行モードを切り替えるようになっている。ＥＣＵ１０は、ＥＶモードとＨＥＶモードと走行モードとして有しており、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに切り替えを行う。

ＥＶモードは、エンジン２を停止し、クラッチ７を開放し、モータジェネレータ３のモータトルクによりドライバ要求トルクを満たして車両１を走行させる走行モードである。ＥＶモードでは、エンジン２が運転していないため、エンジン回転数がゼロに維持される。また、ＥＶモードでは、クラッチ７が開放されているため、エンジン２がモータジェネレータ３に連れ回ることが防止される。

詳しくは、ＥＶモードでは、ドライバのクラッチペダル７１に対するクラッチ操作の有無に関わらず、クラッチ７の実クラッチ位置（実際のクラッチ７の位置）が開放位置に維持され、エンジン２と手動変速機４との間の動力伝達は遮断される。

ＨＥＶモードは、エンジン２を運転し、クラッチ７を係合し、エンジン２のエンジントルクとモータジェネレータ３のモータトルクのうち少なくともエンジントルクによりドライバ要求トルクを満たして車両１を走行させる走行モードである。つまり、ＨＥＶモードでは、エンジントルクのみを用いる走行、またはエンジントルクとモータトルクとの両方のトルクを用いる走行が行われる。

ＥＣＵ１０は、ＥＶモードでの走行中にモータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなった場合、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替える。詳しくは、ＥＣＵ１０は、バッテリ３１の充電状態等に応じて定まるモータジェネレータ３の発生可能なモータトルクの最大値であるモータ出力可能トルクが、ドライバ要求トルクを満たすことができなくなった場合（ドライバ要求トルクが増加してモータ出力可能トルクを超えた場合）に、ＨＥＶモードに切替える。

ドライバ要求トルクの増加に基づいてＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった場合、ＨＥＶモードへの切替え直後は、ドライバ要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより補うように、ＥＣＵ１０がモータジェネレータ３およびエンジン２を制御する。

ここで、本実施例では、モータジェネレータ３の出力軸３Ａ上に作用するトルクを車軸トルクという。また、手動変速機４とクラッチ７とを備える車両１にあっては、ドライバ要求トルクは、アクセル開度だけでなくクラッチペダル７１の踏み込み量にも基づいて決定される。

例えば、クラッチペダル７１が踏み込まれていない場合（踏み込み量が０％の場合）はアクセル開度の大きさがドライバ要求トルクの大きさを意味するが、例えば、クラッチペダル７１の踏み込み量が５０％（クラッチ７の締結度および伝達トルクが５０％であるものとする）の場合は、ドライバ要求トルクはクラッチペダル７１が踏み込まれていない場合の５０％の値となる。そのため、本明細書では、アクセル開度とクラッチペダル７１の踏み込み量とから決定されるドライバ要求トルクを、クラッチ制限後車軸要求トルクという。

ＨＥＶモードへの切替え直後に仮にエンジン２がまだ始動を完了していなかった場合（始動途中である場合）、エンジントルクを走行用の駆動源として用いることができず、ドライバ要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより十分に補うことができない。その場合、ドライバ要求トルクへの車両１の応答性が悪化することがある。このような状態は、ドライバにとっては、車両１が加速を躊躇（Hesitate）しているように感じるため、「ヘジ」と呼ばれる。ヘジの発生はドライバビリディを損なうため、これを抑制することが望ましい。

なお、エンジン２の始動（図示しないスタータによるクランキング）を開始してから、エンジントルクを走行用の駆動源として用いることができるようになるまでの期間には、エンジン２の始動を開始してから始動が完了するまでの期間（始動期間）と、クラッチ回転数と一致するようにエンジン回転数を増加させて回転合わせを行う期間（回転合わせ期間）とが含まれる。また、クラッチ回転数へのエンジン回転数の回転合わせは、エンジン２の始動が完了したことを条件に開始される。

図６に示す比較例は、ＨＥＶモードへの切替え直後にドライバ要求トルクへの車両の応答性が悪化する場合を示すタイミングチャートである。図６は、ＥＶモード中にドライバが車両の大きな加速を求めて変速段をダウンシフトするとともにアクセルペダル９０を大きく踏み込んだことにより、ＨＥＶモードへの切替えが行われた場合の車両状態の推移を表している。

図６の縦軸は、上から、変速段（図中、ギヤ段と記す）、クラッチ回転数、エンジン回転数、クラッチペダル７１の踏み込み状態（図中、クラッチペダルと記す）、実クラッチ位置、アクセル開度、クラッチ制限後車軸要求トルク、モータトルク（図中、モータ出力トルクと記す）、車軸トルク、走行モードを表しており、横軸は時間の推移を表している。なお、クラッチ制限後車軸要求トルクを実線で表し、モータトルクを破線で表し、車軸トルクを一点鎖線で表す。

時刻ｔ１１より前の初期状態において、車両１はＥＶモードで走行している。このＥＶモードでは、クラッチペダル７１は、踏み込まれていないリリース位置（図中、リリースと記す）にされているが、実クラッチ位置は、クラッチアクチュエータ７０の駆動によって開放位置（図中、オープンと記す）に保たれている。また、エンジン２が運転していないため、エンジン回転数がゼロに維持されている。また、変速段が５速段に設定され、アクセル開度は一定開度（例えば、５０％）に保たれている。また、ドライバ要求トルクとしてのクラッチ制限後車軸要求トルクがモータトルクにより満たされており、車軸トルクの値がモータトルクと同じ値となっている。

その後、ドライバは、車両１を加速させるためのダウンシフト操作として、時刻ｔ１１でクラッチペダル７１を、最大に踏み込んだ位置であるプレス位置（図中、プレスと記す）に踏み込み、時刻ｔ１２で変速段をニュートラルに切替え、時刻ｔ１３で変速段を３速段（または４速段）に切替えるとともにクラッチペダル７１をリリース位置に戻し始め、時刻ｔ１５でクラッチペダル７１をリリース位置に戻し終わっている。

そして、クラッチペダル７１の解放途中の時刻ｔ１４において、モータトルクがモータ出力可能トルクに到達し、クラッチ制限後車軸要求トルクをモータトルクだけで満たすことができなくなっている。このため、時刻ｔ１４でＥＶモードからＨＥＶモードへの切替えが行われ、エンジン２の始動（クランキング）が開始される。

その後、時刻ｔ１５で、エンジン２の始動が完了する。そして、エンジン２の始動の完了後、クラッチ回転数との回転合わせのためにエンジン回転数が増加される。その後、時刻ｔ１６で、エンジン回転数がクラッチ回転数と一致し、回転合わせが完了する。

その後、時刻ｔ１７で、クラッチアクチュエータ７０の駆動によってクラッチ７が締結され、実クラッチ位置が締結位置（図中、クローズと記す）にされる。これにより、時刻ｔ１７では、クラッチ制限後車軸要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより補うことができる。

したがって、図６の比較例では、時刻ｔ１４でＨＥＶモードへの切替えが行われてから、時刻ｔ１７でクラッチ７の締結が完了するまでの期間は、エンジントルクを走行用の駆動源として用いることができないので、クラッチ制限後車軸要求トルクに対して車軸トルクが不足し、ドライバ要求トルクへの車両１の応答性が悪化してしまう。言い換えれば、ＨＥＶモードへの切替え直後にヘジが発生してしまう。

そこで、本実施例では、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制するため、ＨＥＶモードへの切替えが想定される操作がドライバにより行われた場合、ＨＥＶモードへの切替えに先立って予めエンジン２の始動を開始しておくようになっている。ＨＥＶモードへの切替えが想定される操作とは、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作である。

ここで、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作としては、先行車両の追い越し等のための、大きな加速を求める運転操作がある。大きな加速を求める運転操作としては、変速段を２段以上低速側の変速段にダウンシフト（例えば、５速段から３速段への飛び変速）してアクセルペダル９０を踏み込む操作がある。本実施例では、この操作が行われた場合のＥＣＵ１０の動作について説明する。なお、大きな加速を求める運転操作には、変速段を１段だけ低速側の変速段にダウンシフト（例えば、５速段から４速段への変速）してアクセルペダル９０をより大きく踏み込む操作もあり、この操作が行われた場合のＥＣＵ１０の動作については第２実施例で説明する。

本実施例において、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード中であっても、シフト操作、またはクラッチペダル７１に対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴い、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作が行われた場合、エンジン２の始動を開始する。所定の操作は、２段以上低速側の変速段にダウンシフトするシフト操作である。例えば、所定の操作は、５速段から３速段へダウンシフトするシフト操作である。

ただし、シフト操作、またはクラッチペダル７１に対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴う所定の操作が行われている場合であっても、ブレーキ操作も行われている場合は、ドライバが車両１の減速のための操作をしている状況であり、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される操作ではない。

そこで、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード中に所定の操作が行われた場合であっても、ブレーキペダル９２に対するブレーキ操作も行われている場合は、エンジン２の始動を開始しないようになっている。

以上のように構成された本実施例に係る車両の制御装置の動作時の車両状態の推移について、図２のタイミングチャートを参照して説明する。図２は、ＥＶモード中にドライバが車両の大きな加速を求めて変速段を２段以上低速側の変速段にダウンシフトするとともにアクセルペダル９０を踏み込んだことにより、ＨＥＶモードへの切替えに先立ってエンジン２が始動される場合の車両状態の推移を表している。図２の縦軸は、上から、変速段、クラッチ回転数、エンジン回転数、クラッチペダル７１の踏み込み状態（図中、クラッチペダルと記す）、実クラッチ位置、アクセル開度、クラッチ制限後車軸要求トルク、モータトルク（図中、モータ出力トルクと記す）、車軸トルク、走行モードを表しており、横軸は時間の推移を表している。なお、クラッチ制限後車軸要求トルクを実線で表し、モータトルクを破線で表し、車軸トルクを一点鎖線で表す。

時刻ｔ２１より前の初期状態において、車両１はＥＶモードで走行している。このＥＶモードでは、クラッチペダル７１は踏み込まれておらず、リリース位置（図中、リリースと記す）にされているが、実クラッチ位置は、クラッチアクチュエータ７０の駆動によって開放位置（図中、オープンと記す）に保たれている。また、エンジン２が運転していないため、エンジン回転数がゼロに維持されている。また、変速段が５速段に設定され、アクセル開度は一定開度（例えば、５０％）に保たれている。また、ドライバ要求トルクとしてのクラッチ制限後車軸要求トルクがモータトルクにより満たされており、車軸トルクの値がモータトルクと同じ値となっている。

その後、ドライバは、車両１を加速させるためのダウンシフト操作として、時刻ｔ２１でクラッチペダル７１を、最大に踏み込んだ位置であるプレス位置（図中、プレスと記す）に踏み込み、時刻ｔ２２で変速段を５速段からニュートラルに切替え、時刻ｔ２３で変速段をニュートラルから３速段に切替えるとともに、クラッチペダル７１をリリース位置に戻し始め、時刻ｔ２５でクラッチペダル７１をリリース位置に戻し終わっている。

そして、クラッチペダル７１の解放途中の時刻ｔ２４において、モータトルクがモータ出力可能トルクに到達し、クラッチ制限後車軸要求トルクをモータトルクだけで満たすことができなくなっている。このため、時刻ｔ２４で、ＥＣＵ１０は、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切替えを行う。

ＥＣＵ１０は、ＨＥＶモードへの切替えを行う前のタイミングである時刻ｔ２３で、変速段がニュートラルから３速段に切替えられたことに応じて、ＨＥＶモードへの切替えに先立ってエンジン２の始動（図中、クランキングと記す）を開始する。

その後、時刻ｔ２４で、エンジン２の始動が完了する。そして、エンジン２の始動が完了したため、ＥＣＵ１０は、クラッチ回転数との回転合わせのためにエンジン回転数を増加させる。その後、時刻ｔ２５で、エンジン回転数がクラッチ回転数と一致し、回転合わせが完了する。

その後、時刻ｔ２６で、ＥＣＵ１０は、クラッチアクチュエータ７０を駆動してクラッチ７を締結する。これにより、実クラッチ位置が締結位置（図中、クローズと記す）にされる。クラッチ位置が締結位置にされたことにより、時刻ｔ２６では、クラッチ制限後車軸要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより補うことができる。

したがって、本実施例では、ＨＥＶモードへの切替え直後のヘジが発生する期間は、エンジン２の始動開始（時刻ｔ２３）から完了（時刻ｔ２４）までの期間を含んでおらず、エンジン２の回転合わせの開始（時刻ｔ２４）から完了（時刻ｔ２５）までの期間だけとなる。このため、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両１の応答性の悪化を抑制できる。

以上のように、本実施例では、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード中であっても、シフト操作、またはクラッチペダル７１に対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴い、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作が行われた場合、エンジン２の始動を開始する。

これにより、モータトルクによりドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作がドライバにより行われた場合、ＥＶモードへ切替えに先立って予めエンジン２の始動が開始される。

そのため、ＥＶモードへの切替え時にエンジン２の始動を完了させておくことができ、ＥＶモードへの切替え直後において、ドライバ要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより補うことができる。このため、ＥＶモードへの切替え直後において、エンジントルクの不足量と不足期間を低減でき、いわゆるヘジの発生を抑制できる。

この結果、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制できる。

また、本実施例では、所定の操作は、２段以上低速側の変速段にダウンシフトするシフト操作である。

これにより、ドライバが、車両１の大きな加速を求めて、クラッチ７の開放操作をし、変速段を５速段から３速段にダウンシフトし、アクセルペダル９０を踏み込んだ状態でクラッチの締結操作をした場合、３速段へのダウンシフトが行われたタイミングでエンジン２の始動が開始される。そのため、クラッチ７の締結操作をしたことに基づいてＨＥＶモードへの切替えが行われる時に、エンジン２の始動を完了させておくことができる。

したがって、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両の応答性の悪化を抑制できる。

また、本実施例では、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード中に所定の操作が行われた場合であっても、ブレーキペダル９２に対するブレーキ操作も行われている場合は、エンジン２の始動を開始しない。

このように、ブレーキ操作を伴うダウンシフトは、車両の加速のための操作ではなく、停車へ移行するための操作であり、ドライバ要求トルクの増加によりＨＥＶモードへ移行することが想定されないので、不必要なエンジン２の始動を行わないことにより燃費の悪化を回避できる。

次に、第２実施例に係る車両の制御装置について説明する。本実施例は、図１の構成の車両１においてＥＣＵ１０の動作の一部を異ならせたものである。以下、第１実施例と異なる部分について説明する。

ＨＥＶモードへの切替えが想定される運転操作としては、ＥＶモードで走行中に、ドライバが、先行車両の追い越し等のために大きな加速を求めて運転操作を行う場合があり、大きな加速を求める運転操作には、変速段を１段だけ低速側の変速段にダウンシフト（例えば、５速段から４速段）してアクセルペダル９０をより大きく踏み込む操作もある。

本実施例において、所定の操作は、クラッチ操作と、アクセルペダル９０に対する所定閾値以上の量のアクセル操作とが同時に行われることとしている。

ここで、ドライバは、車両１を加速させるためではなくダウンシフト時のエンジン回転数の回転合わせを目的に、アクセルペダル９０に対する所定閾値以上の量のアクセル操作を行うこともある。例えば、ダウンシフト操作中に、ドライバは、クラッチ回転数へのエンジン回転数の回転合わせを目的として、短時間だけアクセルペダル９０を踏み込む操作（ブリッピング）を行うことがある。このブリッピングは、手動変速機４の変速を円滑に行うことを目的とした操作であり、車両１を加速させることを目的とした操作ではない。また、本実施例の車両１は、ＥＶモード中はエンジン２の運転が停止しており、ブリッピングは不要であるが、不要なブリッピングがドライバの習慣により行われることがある。

そこで、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード中に所定の操作が行われた場合であっても、アクセル操作の量が所定閾値以上である時間が所定時間未満の場合は、エンジン２の始動を開始しないようになっている。

以上のように構成された本実施例に係る車両の制御装置の動作時の車両状態の推移について、図３のタイミングチャートを参照して説明する。図３は、ＥＶモード中にドライバが車両の大きな加速を求めて変速段を１段低速側の変速段にダウンシフトするとともにアクセルペダル９０を大きく踏み込んだことにより、ＨＥＶモードへの切替えに先立ってエンジン２が始動される場合の車両状態の推移を表している。図３の縦軸は、上から、変速段、クラッチ回転数、エンジン回転数、クラッチペダル７１の踏み込み状態（図中、クラッチペダルと記す）、実クラッチ位置、アクセル開度、クラッチ制限後車軸要求トルク、モータトルク（図中、モータ出力トルクと記す）、車軸トルク、走行モードを表しており、横軸は時間の推移を表している。なお、クラッチ制限後車軸要求トルクを実線で表し、モータトルクを破線で表し、車軸トルクを一点鎖線で表す。

時刻ｔ３１より前の初期状態において、車両１はＥＶモードで走行している。このＥＶモードでは、クラッチペダル７１は踏み込まれておらず、リリース位置（図中、リリースと記す）にされているが、実クラッチ位置は、クラッチアクチュエータ７０の駆動によって開放位置（図中、オープンと記す）に保たれている。また、エンジン２が運転していないため、エンジン回転数がゼロに維持されている。また、変速段が５速段に設定され、アクセル開度は一定開度（例えば、５０％）に保たれている。また、ドライバ要求トルクとしてのクラッチ制限後車軸要求トルクがモータトルクにより満たされており、車軸トルクの値がモータトルクと同じ値となっている。

その後、ドライバは、車両１を加速させるためのダウンシフト操作として、時刻ｔ３１でクラッチペダル７１を、最大に踏み込んだ位置であるプレス位置（図中、プレスと記す）に踏み込み、時刻ｔ３２で変速段を５速段からニュートラルに切替え、時刻ｔ３４で変速段をニュートラルから４速段に切替えるとともに、クラッチペダル７１をリリース位置に戻し始め、時刻ｔ３７でクラッチペダル７１をリリース位置に戻し終わっている。

その後、クラッチペダル７１の解放途中の時刻ｔ３５において、モータトルクがモータ出力可能トルクに到達し、クラッチ制限後車軸要求トルクをモータトルクだけで満たすことができなくなっている。このため、ＥＣＵ１０は、時刻ｔ３５でＥＶモードからＨＥＶモードへの切替えを行う。

ＨＥＶモードへの切替えが行われる前のタイミングである時刻ｔ３３で、アクセル開度が所定閾値としてのアクセル開度閾値以上に増加している。したがって、クラッチ操作と、アクセルペダル９０に対する所定閾値以上の量のアクセル操作とが同時に行われたため、ＥＣＵ１０は、時刻ｔ３３でエンジン２の始動（図中、クランキングと記す）を開始する。

その後、エンジン２の始動が完了し、時刻ｔ３６で、エンジン回転数がクラッチ回転数と一致し、回転合わせが完了する。

その後、時刻ｔ３７で、ＥＣＵ１０は、クラッチアクチュエータ７０を駆動してクラッチ７を締結する。これにより、実クラッチ位置が締結位置（図中、クローズと記す）にされる。そのため、時刻ｔ３７では、クラッチ制限後車軸要求トルクに対するモータトルクの不足分をエンジントルクにより補うことができる。

したがって、本実施例では、ＨＥＶモードへの切替え直後のヘジが発生する期間は、エンジン２の始動開始（時刻ｔ３３）からＨＥＶモードへの切替えタイミング（時刻ｔ３５）までの期間を含んでおらず、ＨＥＶモードへの切替えタイミング（時刻ｔ３５）からエンジン２の回転合わせの完了（時刻ｔ３７）までの期間だけとなる。このため、ＥＶモードからＨＥＶモードに切替わった直後におけるドライバ要求トルクへの車両１の応答性の悪化を抑制できる。

図４は、ＥＶモードにおける惰性走行中に、ドライバが車両の減速を目的として変速段を１段低速側の変速段にダウンシフトするとともにアクセルペダル９０をブリッピングした場合の車両状態の推移を表している。図４の縦軸は、上から、変速段、クラッチ回転数、エンジン回転数、クラッチペダル７１の踏み込み状態（図中、クラッチペダルと記す）、実クラッチ位置、アクセル開度、クラッチ制限後車軸要求トルク、モータトルク（図中、モータ出力トルクと記す）、車軸トルク、走行モードを表しており、横軸は時間の推移を表している。なお、クラッチ制限後車軸要求トルクを実線で表し、モータトルクを破線で表し、車軸トルクを一点鎖線で表す。

時刻ｔ４１より前の初期状態において、車両１はＥＶモードで走行している。このＥＶモードでは、クラッチペダル７１は踏み込まれておらず、リリース位置（図中、リリースと記す）にされているが、実クラッチ位置は、クラッチアクチュエータ７０の駆動によって開放位置（図中、オープンと記す）に保たれている。また、エンジン２が停止しているため、エンジン回転数がゼロに維持されている。また、変速段が５速段に設定され、アクセル開度は一定開度（例えば、０％）に保たれている。また、ドライバ要求トルクとしてのクラッチ制限後車軸要求トルクがモータトルクにより満たされており、車軸トルクの値がモータトルクと同じ値となっている。

その後、ドライバは、車両１の減速のため、時刻ｔ４１でクラッチペダル７１のプレス位置（図中、プレスと記す）への踏み込みを開始し、時刻ｔ４２でクラッチペダル７１の踏み込みを完了し、時刻ｔ４３で変速段を５速段からニュートラルに切替え、時刻ｔ４４で変速段をニュートラルから４速段に切替えるとともに、クラッチペダル７１をリリース位置に戻し始め、時刻ｔ４６でクラッチペダル７１をリリース位置に戻し終わっている。

また、変速段がまだニュートラル位置にある時刻ｔ４４において、ドライバのブリッピングによりアクセル開度が短時間だけアクセル開度閾値以上となっている。アクセル開度は、時刻ｔ４４から、所定時間よりも短い期間Ｔ１の期間にわたってアクセル開度閾値以上となっている。

このように、図４では、ＥＶモード中に所定の操作としての、クラッチ操作と、アクセルペダル９０に対する所定閾値以上の量のアクセル操作とが同時に行われている。しかし、アクセル操作の量が所定閾値以上である時間が所定時間未満であったため、エンジン２の始動が開始されない。

ここで、アクセル開度（アクセルペダル９０の踏み込み量）の検出手法としては、所望の先読み期間後のアクセル開度を推定する「先読み」の手法を採用し、この先読みの手法により得られた「先読み値」を現時点から先読み期間後のアクセル開度の値として用いることができる。アクセル開度の先読み値の推定方法は公知の手法を用いることができる。

アクセル開度の先読み値の推定方法として、図５に示す手法を用いることができる。図５において、縦軸はアクセル開度を表し、横軸は時間の推移を表している。図５に示すように、現時点Ｐ４から所望の先読み期間後の時点Ｐ５でのアクセル開度の推定値は、現時点Ｐ４から所定時間（図５では３０ｍ秒）遡った期間の各地点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間のアクセル開度の変化量（％／ｍｓ）の平均値に、先読み期間を乗算し、この乗算した値を現地点Ｐ４でのアクセル開度に加算することにより算出することができる。そして、実際のアクセル開度に代わって、アクセル開度の先読み値に基づいてエンジン２の始動を開始するか否かを判断することにより、ドライバの意図を更に早いタイミングで検出できるようになり、エンジン２の始動を更に早いタイミングで開始できるようになるので、ヘジの発生をより抑制できる。

以上のように、本実施例では、所定の操作は、クラッチ操作と、アクセルペダル９０に対する所定閾値以上の量のアクセル操作とが同時に行われることである。

これにより、ドライバが、車両１の加速を求めて、クラッチの開放操作をし、変速段を５速段から４速段にダウンシフトし、アクセルペダル９０を所定閾値以上に大きく踏み込んだ状態でクラッチ７の締結操作をした場合、アクセルペダル９０が所定閾値以上に踏み込まれたタイミングでエンジン２の始動が開始される。そのため、クラッチ７の締結操作をしたことに基づいてＨＥＶモードへの切替えが行われる時に、エンジン２の始動を完了させておくことができる。

また、本実施例では、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード中に所定の操作が行われた場合であっても、アクセル操作の量が所定閾値以上である時間が所定時間未満の場合は、エンジン２の始動を開始しない。

これにより、ダウンシフト操作中に短時間だけアクセルペダル９０を踏み込む操作であるブリッピングは、車両１の加速のための操作ではなく、変速段の変更を円滑に行うための操作であり、ドライバ要求トルクの増加によりＨＥＶモードへ移行することが想定されないので、不必要なエンジン２の始動による燃費の悪化を回避できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
３ モータジェネレータ（モータ）
４ 手動変速機
７ クラッチ
１０ ＥＣＵ（制御部）
４０ シフトレバー
７０ クラッチアクチュエータ
７１ クラッチペダル
９０ アクセルペダル
９２ ブレーキペダル

Claims (5)

1. エンジントルクを発生するエンジンと、
   モータトルクを発生するモータと、
   前記エンジンと前記モータとの間に配置され、シフトレバーに対するシフト操作によって変速段が変更される手動変速機と、
   前記エンジンと前記手動変速機との間に配置され、クラッチアクチュエータの作動により開放または係合されるクラッチと、を備える車両に搭載され、
   前記エンジンを停止し、前記クラッチを開放し、前記モータトルクによりドライバ要求トルクを満たして走行するＥＶモードと、
   前記エンジンを運転し、前記クラッチを係合し、前記エンジントルクと前記エンジントルクのうち少なくとも前記エンジントルクにより前記ドライバ要求トルクを満たして走行するＨＥＶモードと、を有し、
   前記ＥＶモードにおいて前記モータトルクにより前記ドライバ要求トルクを満たすことができなくなった場合に、前記ＨＥＶモードに切替える制御部を備える車両の制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記ＥＶモード中であっても、前記シフト操作、またはクラッチペダルに対するクラッチ操作の少なくとも一方を伴い、前記モータトルクにより前記ドライバ要求トルクを満たすことができなくなることが想定される所定の操作が行われた場合、前記エンジンの始動を開始することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記所定の操作は、２段以上低速側の変速段にダウンシフトする前記シフト操作であることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記ＥＶモード中に前記所定の操作が行われた場合であっても、ブレーキペダルに対するブレーキ操作も行われている場合は、前記エンジンの始動を開始しないことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記所定の操作は、前記クラッチ操作と、アクセルペダルに対する所定閾値以上の量のアクセル操作とが同時に行われること、であることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記ＥＶモード中に前記所定の操作が行われた場合であっても、前記アクセル操作の量が前記所定閾値以上である時間が所定時間未満の場合は、前記エンジンの始動を開始しないことを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。

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