JP2012016972A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】走行用のモータに電力を供給するバッテリと、このバッテリを充電するモータジェネレータを駆動し得るエンジンとを備え、モータ及びエンジンを駆動した走行時におけるバッテリの電力残量の収支が放電側の状態の報知を、安全且つ確実に運転者に行い、環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車の提供。
【解決手段】運転者の所望する走行状態を得るために該運転者によって操作される被操作部材４０、６１と、バッテリの充放電状態を判定するバッテリ状態判定手段６０とを備え、バッテリ状態判定手段６０により判定された状態が車両のアクセル踏込中に充電状態から放電状態へ移行するとき及び／又は放電状態にあると判定されたときに、被操作部材４０、６１の操作感を変更すべく駆動する駆動手段４５を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、走行用のモータと、このモータに電力を供給するバッテリと、このバッテリを充電するモータジェネレータを駆動し得るエンジンとを備えたハイブリッド自動車に関する。

かかるハイブリッド自動車は、一般に、モータを駆動して走行するいわゆるＥＶモードと、モータ及びエンジンを駆動して走行するいわゆるハイブリッドモードとを有している（たとえば、〔特許文献１〕参照）。

一方、ハイブリッド自動車には、ハイブリッドモードによる走行時において、加速操作などによって走行に要する駆動負荷が高まると、バッテリの電力残量の収支が放電側となり、最もエネルギー消費が大きい状態となる場合がある。かかる状態とならないようにするための１つの方策として、モータやエンジンの出力を示すパワーメータを用いることが挙げられる。すなわち、かかる状態は、アクセルを大きく踏み込むことによって生じることが多いため、パワーメータを見ながらかかる状態とならないようにアクセル操作を行うものである。そして、このようなアクセル操作を行えば、環境に配慮した運転が行われることとなる。

しかし、パワーメータを見ながらアクセル操作を行うと、運転の安全性に問題が生じ得る。よってパワーメータ等を用いた表示により運転者の視覚を介してかかる状態となることを報知すると、安全性の問題が生じ得る。また、音声等により運転者の聴覚を介してかかる状態となることを報知すると、報知の確実性問題の他、やはり安全性の問題等も生じ得る。

なお、運転者が、ＥＶモードからハイブリッドモードに移行することを認識したい場合があることに鑑み、ＥＶモードからハイブリッドモードに移行する旨を、アクセルペダルを介した体感フィードバックにより運転者に報知する技術が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。

特開２００９−１０７６１９号公報

このような事情があるにもかかわらず、未だ、モータ及びエンジンを駆動した走行時におけるバッテリの電力残量の収支が放電側の状態の報知を、安全且つ確実に運転者に行い、環境に配慮した運転を可能とする技術は知られていない。

本発明は、走行用のモータと、このモータに電力を供給するバッテリと、このバッテリを充電するモータジェネレータを駆動し得るエンジンとを備え、モータ及びエンジンを駆動した走行時におけるバッテリの電力残量の収支が放電側の状態の報知を、安全且つ確実に運転者に行い、環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、車両に搭載される走行用のモータと、該モータに電力を供給するバッテリと、該バッテリに電力を供給するジェネレータを駆動するエンジンと、運転者の所望する走行状態を得るために該運転者によって操作される被操作部材と、前記バッテリの充放電状態を判定するバッテリ状態判定手段とを備え、前記バッテリ状態判定手段により判定された状態が前記車両のアクセル踏込中に充電状態から放電状態へ移行するとき及び／又は前記放電状態にあると判定されたときに、前記被操作部材の操作感を変更すべく駆動する駆動手段を有するハイブリッド自動車にある。

請求項２記載の発明は、前記車両の速度を検出する速度検出手段と、前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、前記車両の速度と前記アクセル踏込量とに基づいて要求出力を算出する要求出力算出手段と、を更に有し、前記バッテリ状態判定手段は、前記要求出力と前記アクセル踏込量とを基準とする領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が所定の第１踏込量以上又は前記算出された要求出力が所定の第１要求出力値以上である場合に前記エンジン及び前記モータが駆動される前記放電状態と判定し、前記領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が前記所定の第１踏込量未満であって前記算出された要求出力が前記所定の第１要求出力値未満の場合に前記エンジン及び前記モータのうち少なくともエンジンが駆動される前記充電状態と判定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車にある。

請求項３記載の発明は、前記バッテリ状態判定手段は、前記領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が前記所定の第１踏込量より小さい踏込量である所定の第２踏込量未満であって前記算出された要求出力が所定の第１要求出力値より小さい所定の第２要求出力値未満の場合に前記エンジンを停止させて前記モータを駆動させる電気走行モード放電状態と判定し、前記バッテリ状態判定手段により判定された状態が前記電気走行モード放電状態から前記充電状態へ移行すると判定されたときに、前記駆動手段が前記被操作部材の操作感を変更することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド自動車にある。

請求項４記載の発明は、前記被操作部材はアクセルペダルであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載のハイブリッド自動車にある。

請求項５記載の発明は、前記駆動手段は、前記アクセルペダルの踏力を増加させるように駆動すること及び／又は前記アクセルペダルを振動させるように駆動することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のハイブリッド自動車にある。

請求項６記載の発明は、前記被操作部材はハンドルであり、前記駆動手段は前記ハンドルを振動させるように駆動することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載のハイブリッド自動車にある。

本発明は、車両に搭載される走行用のモータと、該モータに電力を供給するバッテリと、該バッテリに電力を供給するジェネレータを駆動するエンジンと、運転者の所望する走行状態を得るために該運転者によって操作される被操作部材と、前記バッテリの充放電状態を判定するバッテリ状態判定手段とを備え、前記バッテリ状態判定手段により判定された状態が前記車両のアクセル踏込中に充電状態から放電状態へ移行するとき及び／又は前記放電状態にあると判定されたときに、前記被操作部材の操作感を変更すべく駆動する駆動手段を有するハイブリッド自動車にあるので、充電状態から放電状態に移行する旨及び／又は放電状態にある旨の報知を安全且つ確実に運転者に行い、運転者の注意を喚起することで環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することができる。

前記車両の速度を検出する速度検出手段と、前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、前記車両の速度と前記アクセル踏込量とに基づいて要求出力を算出する要求出力算出手段と、を更に有し、前記バッテリ状態判定手段は、前記要求出力と前記アクセル踏込量とを基準とする領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が所定の第１踏込量以上又は前記算出された要求出力が所定の第１要求出力値以上である場合に前記エンジン及び前記モータが駆動される前記放電状態と判定し、前記領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が前記所定の第１踏込量未満であって前記算出された要求出力が前記所定の第１要求出力値未満の場合に前記エンジン及び前記モータのうち少なくともエンジンが駆動される前記充電状態と判定することとすれば、アクセル踏込量、要求出力を用いて放電状態、充電状態の判定を行い、充電状態から放電状態に移行する旨及び／又は放電状態にある旨の報知を安全且つ確実に運転者に行い、運転者の注意を喚起することで環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することができる。

前記バッテリ状態判定手段は、前記領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が前記所定の第１踏込量より小さい踏込量である所定の第２踏込量未満であって前記算出された要求出力が所定の第１要求出力値より小さい所定の第２要求出力値未満の場合に前記エンジンを停止させて前記モータを駆動させる電気走行モード放電状態と判定し、前記バッテリ状態判定手段により判定された状態が前記電気走行モード放電状態から前記充電状態へ移行すると判定されたときに、前記駆動手段が前記被操作部材の操作感を変更することとすれば、アクセル踏込量、要求出力を用いて放電状態、充電状態に加えて電気走行モード放電状態の判定を行い、充電状態から放電状態に移行する旨及び／又は放電状態にある旨に加えて電気走行モード放電状態から充電状態に移行する旨の報知を安全且つ確実に運転者に行い、運転者の注意を喚起することで環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することができる。

前記被操作部材はアクセルペダルであることとすれば、充電状態から放電状態に移行する旨及び／又は放電状態にある旨の報知を、アクセルペダルの踏力を用いて体感的に行うことで、かかる旨の報知を分かり易く安全且つ確実に運転者に行い、運転者の注意を喚起することで環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することができる。

前記駆動手段は、前記アクセルペダルの踏力を増加させるように駆動すること及び／又は前記アクセルペダルを振動させるように駆動することとすれば、充電状態から放電状態に移行する旨及び／又は放電状態にある旨の報知を、アクセルペダルの踏力の比較的簡易且つ分かり易い変化を用いて体感的に行うことで、かかる旨の報知を分かり易く安全且つ確実に運転者に行い、運転者の注意を喚起することで環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することができる。

前記被操作部材はハンドルであり、前記駆動手段は前記ハンドルを振動させるように駆動することとすれば、充電状態から放電状態に移行する旨及び／又は放電状態にある旨の報知をハンドルの振動を用いて安全且つ確実に運転者に行い、運転者の注意を喚起することで環境に配慮した運転を可能とするハイブリッド自動車を提供することができる。

本発明を適用したハイブリッド自動車の駆動系に関する概略構成を示したブロック図である。 図１に示したハイブリッド自動車のアクセルペダル周りの概略構成を示したブロック図である。 図１に示したハイブリッド自動車の制御系に関する概略構成を示したブロック図である。 図１に示したハイブリッド自動車の走行モードの態様を示したマップである。 図１に示したハイブリッド自動車において運転者への報知を行う態様の一例を示した概念図である。

図１に本発明を適用した車両の駆動系に関する概略構成を示す。
この車両１００は、駆動源として、電動機としての走行用のモータとしてのフロントモータであるモータ１０及びリアモータであるモータ５０と、内燃機関としてのエンジン２０とを搭載したハイブリッド自動車（ＨＥＶ）である。

車両１００はまた、かかる駆動源のほかに、モータ１０、５０に電力を供給する蓄電池としての大容量バッテリである高電圧バッテリを用いたバッテリ３０と、バッテリ３０の電力を所定の出力でモータ１０に供給するインバータであるフロントモータ用インバータとしてのＦｒモータインバータ７０と、バッテリ３０の電力を所定の出力でジェネレータ３４に供給するインバータであるジェネレータ用インバータとしてのジェネレータインバータ７１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２に接続された１２Ｖのバッテリ３９とを有している。

車両１００はまた、モータ１０によって回転駆動される駆動軸３２及び車輪である駆動輪３３と、エンジン２０の駆動力によって駆動可能でありかかる駆動力による駆動によって発電してバッテリ３０に電力を供給しバッテリ３０を充電する発電機であるモータジェネレータとしてのジェネレータ３４と、エンジン２０と従動軸３２との間を接断するクラッチ３７とを有している。

車両１００はまた、バッテリ３０の電力を所定の出力でモータ５０に供給するインバータであるリアモータ用インバータとしてのＲｒモータインバータ７３と、モータ５０によって回転駆動される駆動軸３５及び車輪である駆動輪３６と、エンジン２０に供給される燃料を蓄えた燃料タンク３８と、エンジン２０から排出された排気ガスを触媒により浄化する浄化部２１と、浄化部２１に接続されたマフラー２２とを有している。

車両１００はまた、駆動輪３３の回転速度を検知することで車両１００の車速を検知し検知した車速をＥＣＵ６０に入力する車輪速センサである車速検知センサとしての速度検出手段たる車速検知手段６３を有している。

車両１００はまた、図示しない運転席の前方に配設され運転者によって踏み込み動作によって操作される、図２に示すアクセルペダル４０と、アクセルペダル４０を支持したアクセルペダル支持部材としてのアクセルレバー４１と、アクセルレバー４１を車両１００の本体に回動自在に支持したアクセルペダル支持軸としての軸４２とを有している。

車両１００はまた、軸４２を中心にしてアクセルレバー４１の反対側に延設されたバー４３と、バー４３の位置言い換えると軸４２を回転中心としたバー４３の位相を検知してアクセルペダル４０の踏み込み量であるアクセル踏込量を検知するアクセル踏込量検出手段である踏み込み量検知手段としてのエンコーダ４４と、バー４３、軸４２、アクセルレバー４１を介してアクセルペダル４０に後述する負荷変動を付与する負荷変動付与手段４５とを有している。

車両１００はまた、アクセルレバー４１に係合しアクセルレバー４１を介してアクセルペダル４０を同図に示す位置であるホームポジションに向けて軸４２を中心に同図における時計方向に付勢するための付勢手段としての付勢部材である引っ張りバネとしてのバネ４６と、アクセルペダル４０がホームポジションを占めた状態でアクセルレバー４１に係合しバネ４６の付勢力に抗してアクセルペダル４０がホームポジションを占めた状態を維持するようにアクセルレバー４１の回り止めを行うピン４７とを有している。

車両１００はその他、図示を省略する、外部電源を接続される給電部と、給電部によって外部電源から供給された電力によりバッテリ３０を充電する充電器７４とを有しており、プラグインハイブリッド車となっている。

車両１００はまた、車両１００の制御系の概略を示した図３に示すように、モータ１０、５０、エンジン２０等、車両１００に備えられた各構成を駆動制御する制御手段としてのＥＣＵ６０と、図示しない運転席の前方に配設され運転者によって車両１００の操舵を行うための操舵動作によって操作されるハンドル６１と、バッテリ３０の充電状態であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を検知し検知したＳＯＣをＥＣＵ６０に入力するＳＯＣ検知手段６２とを有している。

アクセルペダル４０、ハンドル６１はそれぞれ、運転者の所望する走行状態を得るために運転者によって操作される被操作部材である。
バー４３は、アクセルペダル４０の踏み込み量を検知するためにエンコーダ４４によって検知される被検知部材であるとともに、負荷変動付与手段４５によって与えられる負荷変動をアクセルペダル４０に伝達する負荷変動伝達部材となっている。
エンコーダ４４は、アクセルペダル４０がホームポジションを占めているときのバー４３の位置を基準位置とし、アクセルペダル４０の踏み込み量を、かかる基準位置からの、軸４２を中心としたバー４３の回転角と等価のＡＰＳ[θ]により検知する。
ＳＯＣは、バッテリ３０に残存している電力残量を意味し、値が大きいほど充電状態が良好であるものとする。

ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、メモリを備えている。図４に示すように、ＥＣＵ６０は、エンコーダ４４によって検知されたＡＰＳ、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣ、車速検知手段６３によって検知された車速を適宜組み合わせた条件に基づいて、車両１００の走行モードとして、次に述べるＥＶ走行モード、ハイブリッド走行モードであるシリーズ走行モード、ハイブリッド走行モードであるパラレル走行モードの何れかを選択する走行モード選択手段として機能する。このため、走行モード選択手段として機能するＥＣＵ６０のメモリには、図４に対応するマップが記憶されている。すなわち、かかるメモリには、同図に示した種々の条件に対応するように、ＥＶ走行モード、シリーズ走行モード、パラレル走行モードの各走行モードが記憶されており、かかる種々の条件に応じて、走行モード選択手段として機能するＥＣＵ６０によって、ＥＶ走行モード、シリーズ走行モード、パラレル走行モードの各走行モードが選択されるようになっている。この点、ＥＣＵ６０は、走行モード選択条件記憶手段として機能する。

モータ１０、エンジン２０のうち、ＥＶ走行モードではモータ１０のみが駆動され、ハイブリッド走行モードであるシリーズ走行モード及びパラレル走行モードではモータ１０及びエンジン２０が駆動される。なお、モータ５０は、走行中に駆動輪３３がスリップしたとき、大きな加速力が必要なとき、急な車線変更時、車両１００のスタビリティが求められる場合などに作動し、４ＷＤとするために駆動される。

ＥＶ走行モードは、エンコーダ４４によって検知されたＡＰＳがθ＜θ１の範囲にあってパワー要求が無く、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣが大きくバッテリ残量が大きく、車速検知手段６３によって検知された車速が低車速である場合に選択される。なお、車速が低車速である場合とは車速が高車速でない場合をいい、車速が低速あるいは中速である場合を含む。ＥＶ走行モードでは、モータ１０あるいはこれに加えてモータ５０の駆動力すなわち出力のみ言い換えるとバッテリ３０の電力のみによって車両１００を走行させる。そのため、エンジン２０は停止しており、またクラッチ３７は開放されている。減速時は４輪で回生する。すなわち車両１００の運動エネルギーを、駆動輪３３、駆動軸３２、モータ１０、インバータ３１を介して電気エネルギーに変換するとともに、駆動輪３６、駆動軸３５、モータ５０、インバータ５１を介して電気エネルギーに変換し、バッテリ３０に蓄電する。

シリーズ走行モードは、エンコーダ４４によって検知されたＡＰＳがθ＜θ１の範囲にあってパワー要求が無く、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣが小さくバッテリ残量が小さい場合、または、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣの大小によらずエンコーダ４４によって検知されたＡＰＳがθ≧θ１の範囲にあってパワー要求が有る場合であって、車速検知手段６３によって検知された車速が低車速である場合に選択される。シリーズ走行モードでは、モータ１０あるいはこれに加えてモータ５０の駆動力すなわち出力言い換えるとバッテリ３０の出力が目標の所定値となるように、エンジン２０を作動させ、ジェネレータ３４を回転駆動してバッテリ３０に給電を行いながらモータ１０を駆動して車両１００を走行させる。クラッチ３７は開放されている。減速時はＥＶ走行モードと同様にして４輪で回生する。

パラレル走行モードは、エンコーダ４４によって検知されたＡＰＳ、パワー要求の有無、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣの大小によらず、車速検知手段６３によって検知された車速が高車速である場合に選択される。パラレル走行モードでは、モータ１０あるいはこれに加えてモータ５０の駆動力すなわち出力言い換えるとバッテリ３０の電力及びエンジン２０の駆動力すなわち出力によって車両１００を走行させる。そのため、クラッチ３７は結合される。パラレル走行モードは高車速であるときに選択されるが、これは高速域では比較的負荷が大きくエンジン２０の熱効率が高いためである。よってパラレル走行モードではエンジン２０主体で走行するが、モータ１０の出力とエンジン２０の出力とを互いに補完しながら使用するため、長距離走行に適しているとともに、モータ１０あるいはこれに加えてモータ５０によるトルクアシスト等も可能となっている。また、エンジン２０の出力が出すぎた場合には、ジェネレータ３４、インバータ３１を介してバッテリ３０に給電し、さらには充電することも可能である。減速時はＥＶ走行モードと同様にして４輪で回生する。

ただし、ハイブリッド走行モードによる走行時において、加速操作などによって走行に要する駆動負荷が高まると、ＳＯＣの収支が放電側となり、最もエネルギー消費が大きい状態となるという場合がある。この状態すなわちＳＯＣの収支が放電側の第１の領域となる状態は、ハイブリッド走行モードすなわちシリーズ走行モード及びパラレル走行モードにおいて、ＡＰＳが、θ≧θ２となることによって生じる。

これは、図５に示すように、ＡＰＳがθ≧θ２となると、シリーズ走行モードでは、ジェネレータ３４の発電限界が生じた状態となり、バッテリ３０への給電量よりも走行に要する電力量が上回り、ＳＯＣを低下させながら走行することとなり、またパラレル走行モードでは、エンジン２０によるモータ１０へのアシストが限界の状態となり、バッテリ３０の電力を消費し続けることによって走行を維持し、ＳＯＣを低下させながら走行することとなるためである。

車両１００の走行状態が、第１の領域にあると、環境に配慮した運転を行っているとはいえず、燃費も低下した状態であるため、運転者に、第１の領域と異なる他の領域から第１の領域に移行するときや、第１の領域にあるときには、この旨を運転者に報知し、環境に配慮した運転、燃費の良い運転を促すことが望ましい。また、この報知は、運転の安全性を保ちつつ確実に行うことが望ましい。

そこで、車両１００では、走行モード選択手段として機能するＥＣＵ６０を、ハイブリッド走行モードにおける車両１００の走行状態が、第１の領域にあるか、かかる他の領域にあるかと判定する領域判定手段として機能させ、かかる判定すなわち領域判定によってかかる他の領域から第１の領域に移行すると判定されたとき及び第１の領域にあると判定されたときに、負荷変動付与手段４５を動作させて、図５に示すようにアクセルペダル４０に負荷変動を付与し、この旨を運転者に報知するようになっている。

言い換えると、車両１００では、走行モード選択手段、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０を、バッテリ３０のＳＯＣを低下させながら走行する放電状態にあるか、バッテリ３０のＳＯＣを増加あるいは維持させながら走行する充電状態にあるかの、バッテリ３０の充放電状態を判定するバッテリ状態判定手段として機能させ、かかる判定すなわちバッテリの充放電状態判定によってかかる充電状態からかかる放電状態に移行すると判定されたとき及び／又はかかる放電状態にあると判定されたときに、ＥＣＵ６０が負荷変動付与手段４５を動作させて、図５に示すようにアクセルペダル４０に負荷変動を付与してアクセルペダル４０の操作感を変更することで、この旨を運転者に報知するようになっている。

そのため、ＥＣＵ６０は、車速検知手段６３によって検知された車両１００の速度と、エンコーダ４４によって検知されたアクセル踏込量とに基づいて運転者による車両１００に対する要求出力を算出する要求出力算出手段として機能するようになっているとともに、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、図５に示すように、要求出力値算出手段として機能するＥＣＵ６０によって算出された要求出力が、所定の第１要求出力値以上であるか同第１要求出力値未満であるかの判断、及び、エンコーダ４４によって検知されたアクセル踏込量が、同図に示したθ２に相当する所定の第１踏込量以上であるか同第１踏込量未満であるかの判断を行う。かかる第１要求出力値は、上述の、シリーズ走行モードにおけるジェネレータ３４の発電限界、パラレル走行モードにおけるエンジン２０によるモータ１０へのアシストの限界に対応している。

そして、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、図５に示した、要求出力算出手段として機能するＥＣＵ６０によって算出された要求出力と、エンコーダ４４によって検知されたアクセル踏込量とを基準とする領域内で、要求出力算出手段として機能するＥＣＵ６０によって算出された要求出力が第１要求出力値以上である、又は、エンコーダ４４によって検知されたアクセル踏込量が第１踏込量以上であると判断した場合に、モータ１０又はこれに加えてモータ５０とエンジン２０とが駆動されるハイブリッド走行モードにおいて放電状態であると判定し、またかかる領域内で、要求出力算出手段として機能するＥＣＵ６０によって算出された要求出力が第１要求出力値未満であって、エンコーダ４４によって検知されたアクセル踏込量が第１踏込量未満であると判断した場合に、上述の駆動源すなわちモータ１０、５０とエンジン２０とのうち少なくともエンジン２０が駆動される状態において充電状態であると判定する。

このため、ＡＰＳが、θ＜θ２の状態からθ＝θ２となり、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０によって充電状態であると判定されている状態から放電状態であると判定される状態となると、領域判定手段としてのＥＣＵ６０は車両１００の走行状態がかかる他の領域から第１の領域に移行すると判定し、また、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は充電状態から放電状態に移行すると判定し、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０に、ホームポジションに向かう向きの負荷を瞬間的に増加させる負荷変動を付与する。このとき、運転者は、アクセルペダル４０を踏み込む動作を行っているため、アクセルペダル４０の位置を維持するためにはかかる負荷変動に見合った大きさの力を踏み込み動作に加える必要がある。すなわち、運転者は、アクセルペダル４０の位置を維持するためには、かかる負荷変動に見合った大きさの踏力を加える必要がある。このように、負荷変動付与手段４５は、車両１００の走行状態がかかる他の領域から第１の領域に移行し、充電状態から放電状態に移行する旨を、アクセルペダル４０の踏力を増加させるようにアクセルペダル４０を駆動し、アクセルペダル４０の操作感を変更することで、運転者に報知する。

運転者は、かかる他の領域から第１の領域に移行すること、充電状態から放電状態に移行することを、かかる負荷変動言い換えると踏力の変動によって報知され、認識するため、パワーメータ等を用いた表示により視覚を介してかかる状態となることを認識したり、音声等により聴覚を介してかかる状態となることを認識したりすることを要しない。よって、運転者は、安全に、車両１００の走行状態がかかる他の領域から第１の領域に移行すること、充電状態から放電状態に移行することを認識する。また、かかる認識が、アクセルペダル４０からのフィードバックという形式を持って、体感的に、確実になされる。

運転者が、かかる負荷変動に見合った踏力を加えた後さらに踏力を増加させて、ＡＰＳがθ＞θ２となると、領域判定手段としてのＥＣＵ６０は、車両１００の走行状態が第１の領域にあり、放電状態にあると判定し、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０に、ホームポジションに向かう向きの負荷を周期的に増減させる負荷変動を付与する。このとき、運転者は、アクセルペダル４０を踏み込む動作を行っているため、車両１００の走行状態が第１の領域にあり、放電状態にあることを、アクセルペダル４０の振動によって認識することとなり、パワーメータ等を用いた表示により視覚を介して車両１００の走行状態が第１の領域にあることを認識したり、音声等により聴覚を介して車両１００の走行状態が第１の領域にあることを認識したりすることを要しない。よって、運転者は、安全に、車両１００の走行状態が第１の領域にあり、放電状態にあることを認識する。また、かかる認識が、アクセルペダル４０からのフィードバックという形式を持って、確実になされる。

また、図５に示されているように、アクセルペダル４０の振動は、車両１００の走行状態が第１の領域にあり、放電状態にある限り継続されるため、運転者は、車両１００の走行状態が第１の領域にあり、放電状態にあって、ＳＯＣが低下し続けていることを、報知され続け、認識し続ける。さらに、図５に示されているように、アクセルペダル４０の振動の振幅が、ＡＰＳが大きくなるに連れて大きくなるため、運転者は、車両１００の走行状態が第１の領域にあり、放電状態にあって、アクセルペダル４０を大きく踏み込むほどＳＯＣが速く低下することを報知されていることを直感し、認識する。

車両１００においては、走行モードがＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードに移行する場合も、この旨をアクセルペダル４０の操作感を変更することで運転者に報知するようになっている。静かな運転、低ランニングコストの運転を望むとき、その他燃料タンク３８内の燃料が残り少なくなっているとき等には、ＥＶ走行モードによる走行を維持することが望ましい場合があるためである。

そこで、車両１００では、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、領域判定において、かかる他の領域として、ハイブリッド走行モードにおいてＳＯＣの収支が充電側の第２の領域にあるか、バッテリ３０の電力によって走行する第３の領域にあるかの判定を行うことが可能となっており、車両１００の走行状態が、第３の領域から第２の領域に移行すると判定されたときにも、負荷変動付与手段４５を動作させて、図５に示すようにアクセルペダル４０に負荷変動を付与し、この旨を運転者に報知するようになっている。

そのため、車両１００では、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、図５に示すように、要求出力値算出手段として機能するＥＣＵ６０によって算出された要求出力が、第１要求出力値より小さい所定の第２要求出力値以上であるか同第２要求出力値未満であるかの判断を行うとともに、エンコーダ４４によって検知されたアクセル踏込量が、第１踏込量より小さい所定の第２踏込量以上であるか同第２踏込量未満であるかの判断を行う。なお、かかる第２要求出力値は、ＥＶ走行モードにおけるバッテリ３０のみによる走行の限界言い換えるとバッテリ３０の放電による出力の限界に対応している。また、かかる第２踏込量は、同図に示されているθ１及びかかる限界に相当している。

バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、図５に示した上述の領域内において、かかる要求出力が第２要求出力値未満であってかかるアクセル踏込量が第２踏込量未満であると判断した場合に、ＥＶ走行モードにおける放電状態すなわちエンジン２０を停止させてモータ１０あるいはこれに加えてモータ５０を駆動させる電気走行モード放電状態と判定する。

そして、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０によって電気走行モード放電状態と判定されている状態から充電状態であると判定される状態となると、ＥＣＵ６０が負荷変動付与手段４５を動作させて、図５に示すようにアクセルペダル４０に負荷変動を付与してアクセルペダル４０の操作感を変更することで、この旨を運転者に報知する。

このため、ＡＰＳが、θ＜θ１の状態からθ＝θ１となると、領域判定手段としてのＥＣＵ６０は車両１００の走行状態が第３の領域から第２の領域に移行すると判定し、また、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は電気走行モード放電状態から充電状態に移行すると判定し、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０に、ホームポジションに向かう向きの負荷を瞬間的に増加させる負荷変動を付与する。このとき、運転者は、アクセルペダル４０を踏み込む動作を行っているため、アクセルペダル４０の位置を維持するためにはかかる負荷変動に見合った大きさの力を踏み込み動作に加える必要がある。すなわち、運転者は、アクセルペダル４０の位置を維持するためには、かかる負荷変動に見合った大きさの踏力を加える必要がある。このように、負荷変動付与手段４５は、車両１００の走行状態が第３の領域から第２の領域に移行し、電気走行モード放電状態から充電状態に移行する旨を、アクセルペダル４０の踏力を増加させるようにアクセルペダル４０を駆動し、アクセルペダル４０の操作感を変更することで、運転者に報知する。

運転者は、第３の領域から第２の領域に移行すること、電気走行モード放電状態から充電状態に移行することを、かかる負荷変動言い換えると踏力の変動によって報知され、認識するため、パワーメータ等を用いた表示により視覚を介してかかる状態となることを認識したり、音声等により聴覚を介してかかる状態となることを認識したりすることを要しない。よって、運転者は、安全に、車両１００の走行状態がかかる第３の領域から第２の領域に移行すること、電気走行モード放電状態から充電状態に移行することを認識する。また、かかる認識が、アクセルペダル４０からのフィードバックという形式を持って、体感的に、確実になされる。

なお、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、θ１をしきい値として第２の領域か、第３の領域かの領域判定を行い、第２の領域は、ＳＯＣの収支が充電側のハイブリッド走行モードの領域となっているが、電気走行モード放電状態から充電状態に移行する場合でのかかるハイブリッド走行モードはシリーズ走行モードとパラレル走行モードとのうちのシリーズ走行モードによって構成されている。これは、すでに述べたように、高車速である場合にはＡＰＳによらずパラレル走行モードが選択され、θ１の前後何れにおいてもＳＯＣの収支は充電側だからである。

以上述べたように、図５に示した例では、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、θ１、θ２をしきい値として、車両１００の走行状態が第１の領域、第２の領域、第３の領域の何れにあるかの領域判定を行い、第３の領域から第２の領域に移行すると判定したとき、及び、第２の領域から第１の領域に移行すると判定したときに、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を、踏力を増加させるように駆動するとともに、第１の領域にあると判定したときに、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を振動させるように駆動する。

言い換えると、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、図５に示した上述の領域内において、第１要求出力値、第２要求出力値、第１踏込量、第２踏込量を閾値として、車両１００の走行状態が放電状態、充電状態、電気走行モード放電状態の何れにあるかの状態判定を行い、電気走行モード放電状態から充電状態に移行すると判断したとき、及び、充電状態から放電状態に移行すると判断したときに、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を、踏力を増加させるように駆動するとともに、放電状態にあると判定したときに、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を振動させるように駆動する。

その他、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、車両１００の走行状態が第３の領域、第２の領域にあると判定したときには、図５に示されているように、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を、ＡＰＳの値θに比例して踏力を増加させるように駆動する。

言い換えると、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、車両１００の走行状態が電気走行モード放電状態、充電状態にあると判定したときには、図５に示されているように、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を、ＡＰＳの値θ、要求出力に比例して踏力を増加させるように駆動する。

なお、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、車両１００の走行状態が第１の領域にあると判定したときにも、図５において破線で示されているように、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を、ＡＰＳの値θに比例して踏力を増加させるように駆動してもよい。言い換えると、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、車両１００の走行状態が放電状態にあると判定したときにも、図５に示されているように、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を、ＡＰＳの値θ、要求出力に比例して踏力を増加させるように駆動してもよい。

また、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、第３の領域から第２の領域に移行すると判定したとき、及び／又は、第２の領域から第１の領域に移行すると判定したときに、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を振動させるように駆動するようにしてもよい。言い換えると、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、電気走行モード放電状態から充電状態に移行すると判定したとき、及び／又は、充電状態から放電状態に移行すると判定したときに、付加変動付与手段４５により、アクセルペダル４０を振動させるように駆動してもよい。車両１００の走行状態が第１の領域、放電状態にあると判定したときにこの旨の報知を行う場合には、第１の領域、放電状態に移行すると判定したときの報知は行わないようにしても良い。

ハイブリッド走行モードにおいてＳＯＣの収支が充電側となるか放電側となるかは、ＳＯＣに応じて変化する。すなわち、ＳＯＣが小さい場合にはＳＯＣの収支が充電側となりやすく、ＳＯＣが大きい場合にはＳＯＣの収支が放電側となりやすい。そこで、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、領域判定に用いるθ２の値を、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣの値に応じて変化させ、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、状態判定に用いる第１要求出力値、第１踏込量を、ＳＯＣ検知手段６２によって検知されたＳＯＣの値に応じて変化させる。この点、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、領域判定条件設定手段として機能し、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、状態判定条件設定手段として機能する。

領域判定条件設定手段として機能するＥＣＵ６０はまた、同様の理由により、領域判定に用いるθ１の値も変化させる。とくに、ＳＯＣが大きい場合には、θ１の値がθ２の値に一致するところまで第３の領域すなわちＥＶ走行モードが拡大し、第３の領域から第１の領域に直接移行する場合もある。この場合には、第１の領域と異なる他の領域は、第３の領域となり、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、領域判定において、かかる他の領域として、ハイブリッド走行モードにおいてＳＯＣの収支が充電側の第３の領域にあると判定することとなる。このように、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０は、領域判定において、かかる他の領域として、第２の領域と第３の領域とのうち、ＳＯＣに応じて、第２の領域又は第３の領域にあるとの判定を行うときと、第３の領域にあるとの判定を行うときとがある。よって、領域判定手段として機能するＥＣＵ６０が行う領域判定には、車両１００の走行状態が第１の領域にあるか、これと異なる他の領域にあるかとの判定を含むものとなっている。

言い換えると、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０はまた、同様の理由により、状態判定に用いる第２要求出力値、第２踏込量の値も変化させる。とくに、ＳＯＣが大きい場合には、第２踏込量の値が第１踏込量に一致するところまで、また、第２要求出力値の値が第１要求出力値の値に一致するところまで電気走行モード放電状態が拡大し、電気走行モード放電状態から放電状態に直接移行する場合もある。このように、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０は、状態判定において、かかる他の状態として、充電状態と電気走行モード放電状態とのうち、ＳＯＣに応じて、充電状態又は電気走行モード放電状態にあるとの判定を行うときと、電気走行モード放電状態にあるとの判定を行うときとがある。よって、バッテリ状態判定手段として機能するＥＣＵ６０が行う状態判定には、車両１００の走行状態が放電状態にあるか、これと異なる他の領域にあるかとの判定を含むものとなっている。

負荷変動付与手段４５は、アクセルペダル４０を駆動することに加えて、あるいはこれに代えて、ハンドル６１を駆動しハンドル６１の操作感を変更するようにしても良い。この場合には、ハンドル６１を振動させるように駆動することで、かかる他の領域、他の状態から第１の領域、放電状態に移行することすなわち第２の領域あるいは第３の領域すなわち充電状態あるいは電気走行モード放電状態から第１の領域、放電状態に移行すること、第１の領域、放電状態にあること、その他第３の領域から第２の領域に移行することすなわち電気走行モード放電状態から充電状態に移行することを運転者に報知するようにする。よって、運転者は、安全に、車両１００の走行状態がかかる第３の領域から第２の領域に移行すること、電気走行モード放電状態から充電状態に移行すること等を認識する。また、かかる認識が、ハンドル６１の振動という形式を持って、体感的に、確実になされる。なお、負荷変動付与手段４５によるハンドル６１の振動は車両１００の操舵に影響を与えないようになっている。

負荷変動付与手段４５の構成としては、アクセルペダル４０、ハンドル６１を、上述の態様によって駆動するようになっていればどのようなものでも良い。たとえば、ＡＰＳに比例して踏力が増加するとともに、ＡＰＳがθ１、θ２のときにホームポジションに向かう向きの負荷を瞬間的に増加させるようにアクセルペダル４０を駆動する構成においては、複数本のバネを用い、この複数のバネが、θ１、θ２に対応する位置においてバー４３に適宜の組み合わせで係脱するように負荷変動付与手段４５を構成することが可能である。また、アクセルペダル４０、ハンドル６１を振動するように駆動する構成においては、モータ軸に偏心カムを設け、モータの駆動により振動が発生するようにし、この振動がアクセルペダル４０、ハンドル６１に適宜のタイミングで伝達されるように負荷変動付与手段４５を構成することが可能である。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

たとえば、ＳＯＣが大きく低下した場合には、ＡＰＳがθ２となる位置よりもθが大きくならないようにアクセルペダル４０の回動を負荷変動付与手段４５によって規制するようにしても良い。

領域判定は、上述の第１の領域と、他の領域との判定を含むものであれば良く、第１ないし第３の領域と異なる領域の判定を行うものであっても良い。また、状態判定は、上述の放電状態と、充電状態との判定を含むものであればよく、放電状態、充電状態、電気走行モード放電状態と異なる状態の判定を行うものであっても良い。
エンジンは水素燃料電池であっても良い。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１０、５０ モータ
２０ エンジン
３０ バッテリ
３４ モータジェネレータ
４０ 被操作部材、アクセルペダル
４４ アクセル踏込量検出手段
４５ 駆動手段
６０ バッテリ状態判定手段、要求出力算出手段
６１ 被操作部材、ハンドル
１００ ハイブリッド自動車

Claims (6)

1. 車両に搭載される走行用のモータと、
   該モータに電力を供給するバッテリと、
   該バッテリに電力を供給するジェネレータを駆動するエンジンと、
   運転者の所望する走行状態を得るために該運転者によって操作される被操作部材と、
   前記バッテリの充放電状態を判定するバッテリ状態判定手段とを備え、
   前記バッテリ状態判定手段により判定された状態が前記車両のアクセル踏込中に充電状態から放電状態へ移行するとき及び／又は前記放電状態にあると判定されたときに、前記被操作部材の操作感を変更すべく駆動する駆動手段を有する
   ことを特徴とするハイブリッド自動車。
2. 前記車両の速度を検出する速度検出手段と、
   前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル踏込量検出手段と、
   前記車両の速度と前記アクセル踏込量とに基づいて要求出力を算出する要求出力算出手段と、を更に有し、
   前記バッテリ状態判定手段は、前記要求出力と前記アクセル踏込量とを基準とする領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が所定の第１踏込量以上又は前記算出された要求出力が所定の第１要求出力値以上である場合に前記エンジン及び前記モータが駆動される前記放電状態と判定し、前記領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が前記所定の第１踏込量未満であって前記算出された要求出力が前記所定の第１要求出力値未満の場合に前記エンジン及び前記モータのうち少なくともエンジンが駆動される前記充電状態と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
3. 前記バッテリ状態判定手段は、前記領域内で、前記検出されたアクセル踏込量が前記所定の第１踏込量より小さい踏込量である所定の第２踏込量未満であって前記算出された要求出力が所定の第１要求出力値より小さい所定の第２要求出力値未満の場合に前記エンジンを停止させて前記モータを駆動させる電気走行モード放電状態と判定し、
   前記バッテリ状態判定手段により判定された状態が前記電気走行モード放電状態から前記充電状態へ移行すると判定されたときに、前記駆動手段が前記被操作部材の操作感を変更する
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド自動車。
4. 前記被操作部材はアクセルペダルである
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載のハイブリッド自動車。
5. 前記駆動手段は、前記アクセルペダルの踏力を増加させるように駆動すること及び／又は前記アクセルペダルを振動させるように駆動する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のハイブリッド自動車。
6. 前記被操作部材はハンドルであり、前記駆動手段は前記ハンドルを振動させるように駆動する
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載のハイブリッド自動車。

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