JP2011057115A - 表示装置およびそれを備えるハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ走行領域の拡大を考慮し、エンジンが始動するポイントを運転者に適切に告知可能な表示装置およびそれを備えるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】走行モード制御部３２４は、ＳＯＣ算出部３２２によって算出されたＳＯＣに基づいて、ＣＤモードおよびＣＳモードの切替を制御する。表示制御部３２８は、走行制御部３２６から受ける要求パワーＰＷＲおよび要求トルクＴＲを受ける。そして、表示制御部３２８は、ＣＤモード時、車両の走行パワーおよび走行トルクに基づいて、エンジンの始動ポイントを表示する表示部の表示を制御し、ＣＳモード時は、車両の走行パワーのみに基づいて表示部の表示を制御する。
【選択図】図８

Description

この発明は、表示装置およびそれを備えるハイブリッド車両に関し、特に、車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機を搭載するハイブリッド車両の走行状況を表示する表示装置およびそれを備えるハイブリッド車両に関する。

特開２００８−７４３２１号公報（特許文献１）は、車両の駆動力を発生する動力源としてエンジンおよびモータを搭載したハイブリッド車両において、エンジンを停止させてモータのみを用いての走行（以下「ＥＶ（Electric Vehicle）走行」とも称する。）と、エンジンおよびモータを用いての走行（以下「ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行」とも称する。）との切替ポイントを運転者に表示する表示装置を開示する。この表示装置においては、表示部５５は、第１の表示部１１０と、第２の表示部１１２とを含む。第１の表示部１１０は、運転者によるアクセルペダルの操作量に応じて変化するアクセル開度を表示する。第２の表示部１１２は、分割線１１４と、分割線１１４によって分割される領域１１６，１１８とを含む。分割線１１４は、ＥＶ走行とＨＶ走行とが切替わるアクセル開度を示す。領域１１６，１１８は、それぞれＥＶ走行およびＨＶ走行となるアクセル開度の範囲を示す（特許文献１参照）。

特開２００８−７４３２１号公報

ハイブリッド車両においては、ＥＶ走行の領域を拡大することが検討されている。特に、車両外部の外部電源（系統電源など）によって蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両（「プラグイン・ハイブリッド車」とも称される。）では、外部電源から供給される低コストの電力を積極的に用いるために、ＥＶ走行領域が格段に拡大される。

しかしながら、ＥＶ走行の領域が拡大されると、走行パワーが不足することによりエンジンが始動するケースに加えて、モータのみでは走行トルクが不足することによりエンジンが始動するケースが増加する。上記公報に開示される表示装置は、ＥＶ走行とＨＶ走行とが切替わるアクセル開度の範囲を表示する点で有用であるが、上記のようにＥＶ走行の領域が拡大される場合に、エンジンが始動するポイントを適切に表示できない可能性がある。

そこで、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、ＥＶ走行領域の拡大を考慮し、エンジンが始動するポイントを運転者に適切に告知可能な表示装置およびそれを備えるハイブリッド車両を提供することである。

この発明によれば、表示装置は、車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機を搭載するハイブリッド車両の走行状況を表示する表示装置であって、表示部と、演算部とを備える。表示部は、車両の推進力に関連する状態量、および内燃機関の始動を示す上記状態量のしきい値を表示する。演算部は、電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）が所定量よりも多い場合に内燃機関を停止して電動機のみを用いての走行（ＥＶ走行）を優先する第１の走行モード（ＣＤモード）時、ハイブリッド車両の走行パワーおよび走行トルクに基づいて上記状態量およびしきい値を算出する。

好ましくは、演算部は、走行パワーに基づき決定される上記しきい値に対する実際の走行パワーの比率を示す第１の演算値と、走行トルクに基づき決定される上記しきい値に対する実際の走行トルクの比率を示す第２の演算値とを算出する。そして、表示部は、第１の走行モード時、第１および第２の演算値のうち大きい方の値とそれに対応する上記しきい値を表示する。

好ましくは、ハイブリッド車両は、内燃機関および電動機と、蓄電装置と、発電装置と、走行モード制御部とを含む。発電装置は、内燃機関が発生する運動エネルギーを用いて発電し、蓄電装置を充電可能に構成される。走行モード制御部は、第１の走行モード（ＣＤモード）と、蓄電装置の残存容量が所定量に一旦達すると、内燃機関および発電装置を動作させて残存容量を所定量近傍に維持する第２の走行モード（ＣＳモード）との切替を制御する。そして、演算部は、第２の走行モード時、走行パワーのみに基づいて上記状態量およびしきい値を算出する。

好ましくは、演算部は、算出された第２の演算値が所定値よりも小さいときに第２の演算値を零とし、かつ、第２の演算値が最小値から最大値まで連続するように、第２の演算値を補正する。

好ましくは、演算部は、第１の走行モード時にアクセル開度が所定値よりも小さいとき、走行トルクを考慮せずに走行パワーのみに基づいて状態量およびしきい値を算出する。

好ましくは、演算部は、第１の走行モード時に車両速度が所定値よりも低いとき、走行トルクを考慮せずに走行パワーのみに基づいて状態量およびしきい値を算出する。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関および電動機と、蓄電装置と、車両外部の電源から供給される電力を受けて蓄電装置を充電するように構成された充電装置と、上述したいずれかの表示装置とを備える。

この発明においては、蓄電装置の残存容量（ＳＯＣ）が所定量よりも多い場合に内燃機関を停止して電動機のみを用いての走行（ＥＶ走行）を優先する第１のモード（ＣＤモード）時、車両の走行パワーおよび走行トルクに基づいて、車両の推進力に関連する状態量、および内燃機関の始動を示す上記状態量のしきい値が算出されて表示されるので、電動機のみでは走行トルクが不足することにより内燃機関が始動する場合にも、その始動ポイントが運転者に適切に告知される。したがって、この発明によれば、ＥＶ走行領域の拡大を考慮して、内燃機関が始動するポイントを運転者に適切に告知することができる。

この発明の実施の形態１による表示装置が適用されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図１に示すハイブリッド車両の電気システムの全体構成図である。 蓄電装置のＳＯＣと走行モードとの関係を説明するための図である。 エンジンの始動しきい値を示した図である。 図１に示す表示部の構成およびＣＤモード時の表示状態を示した図である。 図１に示す表示部におけるＣＳモード時の表示状態を示した図である。 エンジンの始動しきい値を表示部に表示する際に考慮される要件を纏めた図表である。 図１に示すＥＣＵにおける、表示部の表示制御に関する部分の機能ブロック図である。 ＥＣＵにより実行される表示部の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。 クリープ時のトルク変化を示す図である。 実施の形態２における表示部の表示改善の考え方を説明するための図である。 実施の形態２におけるＥＣＵにより実行される表示部の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３におけるＥＣＵにより実行される表示部の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態４におけるＥＣＵにより実行される表示部の表示制御に関する処理を説明するための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。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による表示装置が適用されるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、このハイブリッド車両は、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor-Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割装置１３０と、減速機１４０と、蓄電装置１５０と、駆動輪１６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７０と、表示部１７２と、充電器１８０と、充電インレット１９０とを備える。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割装置１３０に連結される。そして、このハイブリッド車両は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン１００が発生する動力は、動力分割装置１３０によって２経路に分割される。すなわち、一方は減速機１４０を介して駆動輪１６０へ伝達される経路であり、もう一方は第１ＭＧ１１０へ伝達される経路である。

第１ＭＧ１１０は、交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動機である。第１ＭＧ１１０は、動力分割装置１３０によって分割されたエンジン１００の動力を用いて発電する。具体的には、蓄電装置１５０の残存容量（ＳＯＣ（State Of Charge））が低下すると、エンジン１００が始動して第１ＭＧ１１０により発電が行なわれる。そして、第１ＭＧ１１０によって発電された電力は、インバータ（後述）により交流から直流に変換され、コンバータ（後述）により電圧が調整されて蓄電装置１５０に蓄えられる。

第２ＭＧ１２０は、交流回転電機であり、たとえば三相交流同期電動機である。第２ＭＧ１２０は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。これにより、第２ＭＧ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力によって車両を走行させたりする。なお、図１では、駆動輪１６０は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、第２ＭＧ１２０によって後輪を駆動してもよい。

なお、車両の制動時等には、減速機１４０を介して駆動輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動され、第２ＭＧ１２０が発電機として作動する。これにより、第２ＭＧ１２０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２ＭＧ１２０により発電された電力は、蓄電装置１５０に蓄えられる。

動力分割装置１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１００のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ１１０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。

蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。蓄電装置１５０には、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０によって発電される電力の他、後述のように、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称し、さらに、外部電源による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。）から供給される電力が蓄えられる。なお、蓄電装置１５０として、大容量のキャパシタも採用可能であり、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０による発電電力や外部電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力を第２ＭＧ１２０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。

ＥＣＵ１７０は、蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて走行モードの切替制御を行なう。具体的には、ＥＣＵ１７０は、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定量よりも多い場合にエンジン１００を停止して第２ＭＧ１２０のみを用いての走行を優先する走行モード（以下「ＣＤ（Charge Depleting）モード」と称する。）と、ＳＯＣが上記所定量に達した後、エンジン１００が発生する運動エネルギーを用いて発電しエンジン１００および第１ＭＧ１１０を動作させてＳＯＣを上記所定量近傍に維持する走行モード（以下「ＣＳ（Charge Sustaining）モード」と称する。）との切替を制御する。そして、ＥＣＵ１７０は、走行モードに応じて、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の動作を制御する。また、ＥＣＵ１７０は、後述する表示部１７２の表示制御を行なう。なお、ＥＣＵ１７０は、機能ごとに複数のＥＣＵに分割してもよい。なお、ＥＣＵ１７０の構成については後述する。

表示部１７２は、車両の推進力に関連する状態量、およびエンジン１００の始動を示す前記状態量のしきい値を表示する。詳しくは、このハイブリッド車両は、後述のように、エンジン１００を停止し第２ＭＧ１２０のみを用いて走行可能であるところ、表示部１７２は、エンジン１００が始動する上記状態量のしきい値と、そのしきい値に対する上記状態量の比率をバー表示する。なお、この状態量は、後述のように、エンジン１００が始動する要件（パワー要件とトルク要件）によって、走行パワーに基づく値であったり、走行トルクに基づく値であったりする。表示部１７２の構成および表示状態については、後ほど詳しく説明する。

充電器１８０は、外部電源（図示せず）から供給され充電インレット１９０に入力される電力を所定の充電電圧に変換する。そして、充電器１８０によって電圧変換された電力は、蓄電装置１０へ供給され、蓄電装置１０が充電される。充電器１８０は、たとえばＡＣ／ＤＣコンバータによって構成される。充電インレット１９０は、外部電源に接続される充電ケーブルを接続可能に構成され、外部電源から供給される電力を受電するための電力インターフェースである。

図２は、図１に示したハイブリッド車両の電気システムの全体構成図である。図２を参照して、この電気システムは、蓄電装置１５０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２３０と、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、第１ＭＧ１１０と、第２ＭＧ１２０と、充電器１８０と、充電インレット１９０とによって構成される。

ＳＭＲ２３０は、蓄電装置１５０とコンバータ２００との間に設けられる。ＳＭＲ２３０は、蓄電装置１５０と電気システムとの電気的な接続／遮断を行なうためのリレーであり、ＥＣＵ１７０（図１）によってオン／オフ制御される。すなわち、車両走行時および外部充電時、ＳＭＲ２３０はオンされ、蓄電装置１５０は電気システムに電気的に接続される。一方、車両システムの停止時、ＳＭＲ２３０はオフされ、蓄電装置１５０は電気システムから電気的に切離される。

コンバータ２００は、リアクトルと、２つのｎｐｎ型トランジスタと、２つダイオードとを含む。リアクトルは、蓄電装置１５０の正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続ノードに他端が接続される。２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続され、各ｎｐｎ型トランジスタにダイオードが逆並列に接続される。

なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。また、ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。

コンバータ２００は、蓄電装置１５０から第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０へ電力が供給される際、蓄電装置１５０から放電される電力を昇圧して第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０へ供給する。また、コンバータ２００は、蓄電装置１５０を充電する際、第１ＭＧ１１０または第２ＭＧ１２０から供給される電力を降圧して蓄電装置１５０へ出力する。

第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、互いに並列に接続される。各相アームは、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを含み、各ｎｐｎ型トランジスタにはダイオードが逆並列に接続される。各相アームにおける２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１ＭＧ１１０における対応のコイル端であって中性点とは異なる端部に接続される。

そして、第１インバータ２１０は、コンバータ２００から供給される直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１１０へ供給する。また、第１インバータ２１０は、第１ＭＧ１１０により発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータ２００へ供給する。

第２インバータ２２０も、第１インバータ２１０と同様の構成から成り、各相アームにおける２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２ＭＧ１２０における対応のコイル端であって中性点とは異なる端部に接続される。

そして、第２インバータ２２０は、コンバータ２００から供給される直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１２０へ供給する。また、第２インバータ２２０は、第２ＭＧ１２０により発電された交流電力を直流電流に電力してコンバータ２００へ供給する。

充電器１８０は、ＳＭＲ２３０とコンバータ２００との間に接続される。そして、外部充電が行なわれるとき、充電器１８０は、充電インレット１９０に入力される外部電源からの電力を電圧変換して蓄電装置１５０へ供給する。

なお、この図２では、ＳＭＲ２３０とコンバータ２００との間に充電器１８０が接続される構成を示したが、ＳＭＲ２３０とは別に設けられるリレーを介して蓄電装置１５０に充電器１８０を接続してもよい。あるいは、特に図示しないが、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の中性点に外部電源からの電力を入力し、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０を用いて電圧変換して蓄電装置１５０へ供給することも可能である。

図３は、蓄電装置１５０のＳＯＣと走行モードとの関係を説明するための図である。図３を参照して、外部充電の実施後、車両走行が開始されるものとする。走行開始後、蓄電装置１５０のＳＯＣが規定値Ｓｔｈを下回るまでは、ハイブリッド車両は、エンジン１００を停止して第２ＭＧ１２０のみを用いての走行を優先するＣＤモードで走行する。このＣＤモードは、外部電源から供給される電力を積極的に走行に使用するモードであり、急加速時や登坂走行時など大きな走行駆動力が要求されることがない限り、エンジン１００を停止して走行する。

そして、蓄電装置１５０のＳＯＣが規定値Ｓｔｈに一旦達した後は、ハイブリッド車両は、エンジン１００および第１ＭＧ１１０を動作させてＳＯＣを規定値Ｓｔｈ近傍に維持するＣＳモードで走行する。なお、規定値Ｓｔｈは、車両の諸元やＣＤモードでの要求走行距離などにより設定されるものであり、蓄電装置１５０の容量に応じて適宜決められる。

なお、ＣＤモードにおいても、大きな走行駆動力が要求されるとエンジン１００は動作し、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが規定値Ｓｔｈよりも高いとエンジン１００は停止し得る。すなわち、ＣＤモード時もＨＶ走行になり得るのであり、ＣＳモード時もＥＶ走行になり得る。

次に、このハイブリッド車両におけるエンジン１００の始動判定について説明する。図４は、エンジン１００の始動しきい値を示した図である。図４を参照して、縦軸は車両のトルクを示し、横軸は車速を示す。曲線ｋ１は、走行パワーから見たエンジン１００の始動しきい値を示す（以下「パワー要件１」とも称する。）。具体的には、曲線ｋ１は、蓄電装置１５０から出力される電力の上限値Ｗｏｕｔに相当し、曲線ｋ１よりも走行パワーが小さい領域では、蓄電装置１５０から供給される電力を用いて第２ＭＧ１２０のみでＥＶ走行し、走行パワーが曲線ｋ１を超えると、エンジン１００が始動して走行パワーが補われる。

曲線ｋ２は、燃費から見たエンジン１００の始動しきい値を示す（以下「パワー要件２」とも称する。）。具体的には、走行パワーが曲線ｋ２よりも大きい領域では、エンジン１００を効率的な動作点で動作可能であり、エンジン１００を始動し効率的な動作点で動作させてＨＶ走行を行なう方がＥＶ走行を行なうよりも燃費がよくなる。

曲線ｋ３は、走行トルクから見たエンジン１００の始動しきい値を示す（以下「トルク要件」とも称する。）。具体的には、曲線ｋ３は、第２ＭＧ１２０が出力可能なトルクの上限値に相当し、曲線ｋ３よりも走行トルクが小さい領域では、エンジン１００を停止して第２ＭＧ１２０のみでＥＶ走行可能であるけれども、走行トルクが曲線ｋ３を超えると、エンジン１００が始動して走行トルクが補われる。

このハイブリッド車両においては、ＣＳモード時は、燃費最適化を狙ったパワー要件２を用いてエンジン１００の始動判定が行なわれる（実際には、パワー要件１とパワー要件２の小さい方が選択される。）。一方、ＣＤモードは、蓄電装置１５０に蓄えられた電力を積極的に走行に使用するモードであり、ＣＤモード時は、パワー要件２は考慮されずにパワー要件１が適用される。すなわち、このハイブリッド車両においては、ＣＤモード時は、ＣＳモード時に比べてＥＶ走行領域が拡大される。

ここで、ＥＶ走行領域が拡大されると、図４に示されるように、トルク要件によるエンジン１００の始動を考慮する必要がでてくる。すなわち、トルク要件によるエンジン始動領域が低速域で拡大するとともに、高速域においてもトルク要件によるエンジン始動が起こり得る。そこで、この実施の形態１では、エンジン１００の始動を示すしきい値を表示部１７２（図１）に表示するに際し、ＣＤモード時は、パワー要件によりエンジン１００が始動する場合に加えて、トルク要件によりエンジン１００が始動する場合も考慮し、エンジン１００の始動しきい値を適切に表示可能としたものである。

図５，６は、図１に示した表示部１７２の構成および表示状態を示した図である。図５は、ＣＤモードにおける表示状態を示し、図６は、ＣＳモードにおける表示状態を示す。

図５を参照して、表示部１７２は、第１の表示部３０２と、第２の表示部３０８と、第３の表示部３１０とを含む。第１の表示部３０２の右端３０４は、エンジン１００の始動しきい値を示し、そのしきい値に対する走行パワーまたは走行トルクの状況が領域３０６に示される。

より詳しくは、図４に示したパワー要件１が適用される車速領域においては、走行パワーから見たエンジン１００の始動しきい値（図４の曲線ｋ１）に対する実際の走行パワー（要求パワー）の比率が領域３０６に表示される。一方、図４に示したトルク要件が適用される車速領域においては、走行トルクから見たエンジン１００の始動しきい値（図４の曲線ｋ３）に対する実際の走行トルク（要求トルク）の比率が領域３０６に表示される。

なお、第２の表示部３０８は、エンジン１００が動作しているときの走行パワーを表示し、第３の表示部３１０は、第２ＭＧ１２０による回生ブレーキによって回収されているパワーを表示する。

図６を参照して、第１の表示部３０２に表示されるしきい線３１２は、ＣＳモード時におけるエンジン１００の始動しきい値を示す。より詳しくは、ＣＳモード時は、図４に示したパワー要件（パワー要件１とパワー要件２の小さい方）が適用されるところ、エンジン１００の始動しきい値（パワー要件２が選択される場合には図４の曲線ｋ２）に対する実際の走行パワー（要求パワー）の比率が領域３０６に表示される。なお、ＣＳモード時は、第１の表示部３０２の右端３０４に領域３０６が達するまでは、エンジン１００が効率的な動作点で動作していることを示し、第２の表示部３０８は、アクセル全開時など効率的な動作範囲を超えてエンジン１００が動作していることを示す。

図７は、エンジン１００の始動しきい値を表示部１７２に表示する際に考慮される要件を纏めた図表である。図７を参照して、ＣＤモード時は、ＣＳモード時に比べてＥＶ走行領域が拡大されることにより、パワー要件（パワー要件１）とともにトルク要件も考慮してエンジン１００の始動しきい値が表示される。ＣＳモード時は、パワー要件（パワー要件１とパワー要件２の小さい方）のみに基づいてエンジン１００の始動しきい値が表示される。

図８は、図１に示したＥＣＵ１７０における、表示部１７２の表示制御に関する部分の機能ブロック図である。図８を参照して、ＥＣＵ１７０は、ＳＯＣ算出部３２２と、走行モード制御部３２４と、走行制御部３２６と、表示制御部３２８とを含む。

ＳＯＣ算出部３２２は、蓄電装置１５０（図１）の電圧ＶＢおよび蓄電装置１５０に対して入出力される電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１５０のＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣの算出方法については、種々の公知の手法を用いることができる。また、電圧ＶＢおよび電流ＩＢは、それぞれ図示しない電圧センサおよび電流センサによって検出される。

走行モード制御部３２４は、ＳＯＣ算出部３２２によって算出されたＳＯＣに基づいて、ＣＤモードおよびＣＳモードの切替を制御する。具体的には、外部充電が実施されると、走行モード制御部３２４は、走行モードをＣＤモードとし、ＳＯＣが規定値Ｓｔｈを下回るまでＣＤモードとする。そして、ＳＯＣが規定値Ｓｔｈに一旦達すると、走行モード制御部３２４は、ＣＤモードからＣＳモードへ切替え、以降、次回の外部充電が実施されるまでＣＳモードとする。

走行制御部３２６は、ＣＤモードかＣＳモードかを示すモード信号ＭＤを走行モード制御部３２４から受け、モード信号ＭＤに基づいて、各走行モードに応じた走行制御を実行する。走行制御部３２６は、走行制御を実行するに際し、アクセル開度を示す信号ＡＣＣおよび車速を示す信号ＳＶに基づいて車両の要求パワーＰＷＲおよび要求トルクＴＲを算出し、その算出された要求パワーＰＷＲおよび要求トルクＴＲを表示制御部３２８へ出力する。

表示制御部３２８は、走行制御部３２６から受ける要求パワーＰＷＲおよび要求トルクＴＲに基づいて、後述の方法により、表示部１７２に表示されるデータを算出する。そして、表示制御部３２８は、走行モード制御部３２４から受けるモード信号ＭＤにより示される走行モードに応じて、後述の方法により、表示部１７２の表示状態を制御する。

図９は、ＥＣＵ１７０により実行される表示部１７２の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、ＥＣＵ１７０は、車両の要求トルクＴＲおよび要求パワーＰＷＲを算出する（ステップＳ１０）。たとえば、アクセル開度および車速に基づいて要求トルクＴＲが算出され、算出された要求トルクＴＲおよび車速に基づいて要求パワーＰＷＲが算出される。

次いで、ＥＣＵ１７０は、パワー要件１に基づく第１のエンジン始動しきい値ＴＨｐ１を決定する（ステップＳ２０）。具体的には、蓄電装置１５０の出力可能電力Ｗｏｕｔに基づいて、図４に示した曲線ｋ１が決定される。さらに、ＥＣＵ１７０は、パワー要件２に基づく第２のエンジン始動しきい値ＴＨｐ２を決定する（ステップＳ３０）。具体的には、ＨＶ走行時の燃費最適を考慮して、図４に示した曲線ｋ２が決定される。

次いで、ＥＣＵ１７０は、走行モードがＣＤモードか否かを判定する（ステップＳ４０）。そして、ＣＤモードであると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１７０は、第２のエンジン始動しきい値ＴＨｐ２に、第１のエンジン始動しきい値ＴＨｐ１よりも過大な値を設定する（ステップＳ５０）。この処理は、ＣＤモード時は、第２のエンジン始動しきい値ＴＨｐ２を考慮しないようにするために行なわれる。ステップＳ４０においてＣＤモードでないと判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ステップＳ５０は実行されずにステップＳ６０へ処理が移行される。

そして、ＥＣＵ１７０は、第１のエンジン始動しきい値ＴＨｐ１と第２のエンジン始動しきい値ＴＨｐ２との小さい方を選択し、走行パワーに基づくエンジン始動しきい値ＴＨｅにその選択された値を設定する（ステップＳ６０）。これにより、基本的には、ＣＤモード時は、第１のエンジン始動しきい値ＴＨｐ１がエンジン始動しきい値ＴＨｅに設定され、ＣＳモード時は、第２のエンジン始動しきい値ＴＨｐ２がエンジン始動しきい値ＴＨｅに設定される。

次いで、ＥＣＵ１７０は、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐ（％）を算出する（ステップＳ７０）。具体的には、ＥＣＵ１７０は、要求パワーＰＷＲを、ステップＳ６０において設定されたエンジン始動しきい値ＴＨｅで除算することによって、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐを算出する。

次いで、ＥＣＵ１７０は、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔ（％）を算出する（ステップＳ８０）。具体的には、ＥＣＵ１７０は、要求トルクＴＲを、図４に示した曲線ｋ３により示される、トルク要件に基づくエンジン始動しきい値で除算することによって、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔを算出する。

次いで、ＥＣＵ１７０は、走行モードについて判定する（ステップＳ９０）。そして、走行モードがＣＤモードであると判定されると（ステップＳ９０において「ＣＤ」）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ７０において算出された、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐと、ステップＳ８０において算出された、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔとのうち、大きい方を最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力する（ステップＳ１００）。

一方、ステップＳ９０において走行モードがＣＳモードであると判定されると（ステップＳ９０において「ＣＳ」）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ７０において算出された、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐを最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力する（ステップＳ１１０）。

以上のように、この実施の形態１においては、ＣＤモードとＣＳモードとで、エンジン１００の始動判定の要件が異なる。そして、ＣＳモード時は、パワー要件に基づいてエンジン１００の始動ポイントが表示部１７２に表示されるのに対し、ＣＤモード時は、パワー要件とともにトルク要件も考慮してエンジン１００の始動ポイントが表示されるので、ＣＤモード時にＥＶ走行領域が拡大されることによりトルク要件に基づきエンジン１００が始動する場合にも、その始動ポイントが運転者に適切に告知される。したがって、この実施の形態１によれば、ＥＶ走行領域の拡大を考慮して、エンジン１００が始動するポイントを運転者に適切に告知することができる。

［実施の形態２］
図１０は、クリープ時のトルク変化を示す図である。なお、この図１０は、図４の原点近傍を拡大したものである。図１０を参照して、点Ｐ１は、ブレーキがオンされて車両が停止している状態を示す。この状態からブレーキがオフされると、クリープトルクが発生し、点Ｐ１から点Ｐ２へ状態が遷移する。その後、クリープによって車速が上昇するに従ってトルクは減少する。

ここで、ＣＤモード時の低速領域では、トルク要件に基づいてエンジン始動が判定されるので、表示部１７２（図５）には、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔ（図９のステップＳ８０）が表示される。そうすると、表示部１７２においては、ブレーキがオフされた直後、最大のクリープトルクが発生することにより領域３０６（図５）の表示が増大し、その後、クリープトルクの減少に伴ない領域３０６の表示が縮小する。このような表示は、運転者に違和感を抱かせる可能性がある。そこで、この実施の形態２では、上記表示の改善が図られる。

図１１は、実施の形態２における表示部１７２の表示改善の考え方を説明するための図である。図１１を参照して、横軸は、図９のステップＳ８０において算出される、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔを示し、縦軸はその補正値を示す。算出されたバー表示値ＢＡＲｔが所定値ａよりも小さいときは、バー表示値ＢＡＲｔを０に補正し、算出されたバー表示値ＢＡＲｔの所定値ａから１００％が０から１００％になるようにバー表示値ＢＡＲｔが補正される。この所定値ａは、ブレーキがオフされた直後の最大のクリープトルクによる領域３０６（図５）の表示をマスクできる値に設定される。これにより、表示部１２０においてクリープ時に領域３０６が増大するのを防止し、かつ、その後アクセルが踏み増されたときに表示が不連続になるのを防止できる。

図１２は、実施の形態２におけるＥＣＵ１７０により実行される表示部１７２の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。図１２を参照して、このフローチャートは、図９に示したフローチャートにおいて、ステップＳ８５をさらに含む。すなわち、ステップＳ８０において走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔ（％）が算出されると、ＥＣＵ１７０は、図１１に示した補正を行なうためのマップあるいは演算式を用いて、ステップＳ８０において算出されたバー表示値ＢＡＲｔを補正する（ステップＳ８５）。そして、走行モードがＣＤモードのとき、ステップＳ１００において、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐと、ステップＳ８５において補正された、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔとのうち、大きい方が最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力される。

以上のように、この実施の形態２においては、クリープ時に発生し得る表示部１７２の表示の増大が防止され、かつ、その後アクセルが踏み増されても、表示が連続的になされる。したがって、この実施の形態２によれば、クリープ時に運転者が感じ得る違和感を防止することができる。

［実施の形態３］
実施の形態２では、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔを補正するものとしたが、この実施の形態３では、アクセル開度が極低開度の場合には、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔを表示しないこととする。

図１３は、実施の形態３におけるＥＣＵ１７０により実行される表示部１７２の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。図１３を参照して、このフローチャートは、図９に示したフローチャートにおいて、ステップＳ９２をさらに含む。すなわち、ステップＳ９０において走行モードがＣＤモードであると判定されると（ステップＳ９０において「ＣＤ」）、ＥＣＵ１７０は、アクセル開度が所定値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ９２）。なお、この所定値は、アクセル開度が極低開度であるか否かを判定するための値である。

そして、アクセル開度が所定値よりも小さいと判定されると（ステップＳ９２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１１０へ処理を移行し、ステップＳ７０において算出された、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐが最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力される。一方、アクセル開度が所定値以上であると判定されると（ステップＳ９２においてＮＯ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１００へ処理を移行し、ステップＳ７０において算出された、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐと、ステップＳ８０において算出された、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔとのうち、大きい方が最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力される。

以上のように、この実施の形態３によれば、アクセル開度が極低開度の場合には、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔが表示されないので、クリープ時に運転者が感じ得る違和感を防止することができる。

［実施の形態４］
実施の形態３では、アクセル開度が極低開度の場合に、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔを表示しないこととしたが、この実施の形態４では、車速が低速のときは、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔを表示しないこととする。

図１４は、実施の形態４におけるＥＣＵ１７０により実行される表示部１７２の表示制御に関する処理を説明するためのフローチャートである。図１４を参照して、このフローチャートは、図１３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ９２に代えてステップＳ９４を含む。すなわち、ステップＳ９０において走行モードがＣＤモードであると判定されると（ステップＳ９０において「ＣＤ」）、ＥＣＵ１７０は、車速が所定値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ９４）。なお、この所定値は、車速が低速であるか否かを判定するための値である。

そして、車速が所定値よりも小さいと判定されると（ステップＳ９４においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１１０へ処理を移行し、ステップＳ７０において算出された、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐが最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力される。一方、車速が所定値以上であると判定されると（ステップＳ９４においてＮＯ）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１００へ処理を移行し、ステップＳ７０において算出された、走行パワーに基づくバー表示値ＢＡＲｐと、ステップＳ８０において算出された、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔとのうち、大きい方が最終的なバー表示値ＢＡＲとして表示部１７２へ出力される。

以上のように、この実施の形態４によれば、車速が低速の場合には、走行トルクに基づくバー表示値ＢＡＲｔが表示されないので、クリープ時に運転者が感じ得る違和感を防止することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、蓄電装置１５０は、充電器１８０によって外部電源から充電可能としたが、外部電源から蓄電装置１５０の充電方法は、このような方法に限られない。たとえば、充電インレット１９０に接続される電力線対を第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の中性点に接続し、充電インレット１９０から第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の中性点に与えられる外部電源からの電力を第１インバータ２１０および第２インバータ２２０により変換することによって蓄電装置１５０を充電してもよい。

また、上記においては、ハイブリッド車両は、外部電源から蓄電装置１５０を充電可能としたが、この発明の適用範囲は、外部電源から蓄電装置を充電可能なハイブリッド車両（プラグイン・ハイブリッド車）に限定されるものではない。しかしながら、プラグイン・ハイブリッド車では、外部電源から供給される安価な電力を積極的に使用するためにＥＶ走行領域を拡大してＣＤモードでの走行が推奨されるので、当該発明は、プラグイン・ハイブリッド車において特に有用である。

なお、上記において、エンジン１００は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、第２ＭＧ１２０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ１７０は、この発明における「演算部」の一実施例に対応し、第１ＭＧ１１０および第１インバータ２１０は、この発明における「発電装置」の一実施例を形成する。さらに、充電器１８０および充電インレット１９０は、この発明における「充電装置」の一実施例を形成する。

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。

１００ エンジン、１１０，１２０ ＭＧ、１３０ 動力分割装置、１４０ 減速機、１５０ 蓄電装置、１６０ 駆動輪、１７０ ＥＣＵ、１７２ 表示部、１８０ 充電器、１９０ 充電インレット、２００ コンバータ、２１０，２２０ インバータ、２３０ ＳＭＲ、３０２ 第１の表示部、３０４ 右端、３０６ 領域、３０８ 第２の表示部、３１０ 第３の表示部、３１２ しきい線、３２２ ＳＯＣ算出部、３２４ 走行モード制御部、３２６ 走行制御部、３２８ 表示制御部。

Claims (7)

1. 車両の駆動力を発生する動力源として内燃機関および電動機を搭載するハイブリッド車両の走行状況を表示する表示装置であって、
   車両の推進力に関連する状態量、および前記内燃機関の始動を示す前記状態量のしきい値を表示する表示部と、
   前記電動機へ供給される電力を蓄える蓄電装置の残存容量が所定量よりも多い場合に前記内燃機関を停止して前記電動機のみを用いての走行を優先する第１の走行モード時、前記ハイブリッド車両の走行パワーおよび走行トルクに基づいて前記状態量および前記しきい値を算出する演算部とを備える、表示装置。
2. 前記演算部は、前記走行パワーに基づき決定される前記しきい値に対する実際の走行パワーの比率を示す第１の演算値と、前記走行トルクに基づき決定される前記しきい値に対する実際の走行トルクの比率を示す第２の演算値とを算出し、
   前記表示部は、前記第１の走行モード時、前記第１および第２の演算値のうち大きい方の値とそれに対応する前記しきい値を表示する、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記ハイブリッド車両は、
   前記内燃機関および前記電動機と、
   前記蓄電装置と、
   前記内燃機関が発生する運動エネルギーを用いて発電し、前記蓄電装置を充電可能に構成された発電装置と、
   前記第１の走行モードと、前記蓄電装置の残存容量が前記所定量に一旦達すると、前記内燃機関および前記発電装置を動作させて前記残存容量を前記所定量近傍に維持する第２の走行モードとの切替を制御する走行モード制御部とを含み、
   前記演算部は、前記第２の走行モード時、前記走行パワーのみに基づいて前記状態量および前記しきい値を算出する、請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記演算部は、算出された前記第２の演算値が所定値よりも小さいときに前記第２の演算値を零とし、かつ、前記第２の演算値が最小値から最大値まで連続するように、前記第２の演算値を補正する、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記演算部は、前記第１の走行モード時にアクセル開度が所定値よりも小さいとき、前記走行トルクを考慮せずに前記走行パワーのみに基づいて前記状態量および前記しきい値を算出する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の表示装置。
6. 前記演算部は、前記第１の走行モード時に車両速度が所定値よりも低いとき、前記走行トルクを考慮せずに前記走行パワーのみに基づいて前記状態量および前記しきい値を算出する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の表示装置。
7. 前記内燃機関および前記電動機と、
   前記蓄電装置と、
   車両外部の電源から供給される電力を受けて前記蓄電装置を充電するように構成された充電装置と、
   請求項１に記載の表示装置とを備えるハイブリッド車両。

Images