JP2012126272A - ハイブリッド車両の表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両の表示装置において、運転者によるアクセルの操作状態・解放状態を考慮して違和感のない表示を行う。
【解決手段】運転者が操作するアクセル２１と、このアクセル２１の操作状態ないし解放状態を検知するアクセル検知手段２２と、動力源として内燃機関２および発電動機３とを備えたハイブリッド車両の表示装置１３であって、発電動機３のトルク発生量を運転者に通知するハイブリッド車両の表示装置１３において、アクセル検知手段２２により検知されたアクセル２１の操作時のみに発電動機３のトルク発生量が駆動側にあることを表示し、アクセル検知手段２２により検知されたアクセル２１の解放時のみに発電動機３のトルク発生量が回生側にあることを表示する。
【選択図】図１

Description

この発明はハイブリッド車両の表示装置に係り、特に、アクセルの操作・解放に関連して発電動機のトルク発生量を違和感なく通知することができるハイブリッド車両の表示装置に関する。

動力源として内燃機関および発電動機とを備えたハイブリッド車両において、発電動機のトルク発生量を表示して発電動機の動作状態を運転者に通知するハイブリッド自動車の表示装置としては、例えば特開２００７−３１４１００号公報に記載されているような表示装置が知られている。
この公報に開示される表示装置では、発電動機の発生トルクの値を周方向に表示した表示板を備え、発電動機が内燃機関を補助的に駆動（アシスト）しているときは表示板の値を指示する指針を右方向に振らせ、一方、発電動機が回生しているときには指針を左方向に振らせることで、運転者に発電動機の動作状態を知らせることができる。
一般に、運転者は、アクセルを操作して加速中には発電動機が内燃機関を駆動し、アクセルを解放したり、ブレーキを操作して減速中には発電動機が回生することを期待している。

ところが、前記公報の表示装置では、発電動機の発生トルクをそのまま針でメータに表示しているため、例えば、運転者がアクセルを操作して一定速で走行中に、発電動機に電力を供給するバッテリの充電量が低下し、バッテリを充電するために発電動機が回生動作を行った場合に、針が回生方向に振れて、運転者に違和感を与えるという問題がある。
また、加速中や減速中などに変速動作が発生すると、加速中にもかかわらず発電動機にトルクが回生方向に印加されたり、減速中にもかかわらず発電動機のトルクが内燃機関に駆動方向に印加されたりする。このときに、前記公報のように発電動機の発生トルクをそのまま表示すると、走行状態と発電動機の動作状態に対する期待感との間にずれを生じ、運転者に違和感を与えることになる。
これに対し、特許第４２７７８４１号では、変速中の発電動機のパワー表示の変化割合を小さくするという提案がなされている。

特開２００７−３１４１００号公報 特許第４２７７８４１号公報

ところが、ハイブリッド車両において、加速中に発電動機にパワーを回生方向に印加させる要因は変速のみではなく、トラクションコントロールなどが要求する場合もある。この場合には、前記特許文献２の方法では発電動機のパワー表示の変化割合を小さくすることができず、運転者に違和感を与えるという問題がある。また、特許文献２の方法では変速中か否かを検出する必要があるため、制御が煩雑になるという問題もある。

この発明は、ハイブリッド車両の表示装置において、運転者によるアクセルの操作状態・解放状態を考慮して違和感のない表示を行うこと、違和感のある表示だけを排除して簡素な表示制御によって実現することを目的とする。

この発明は、運転者が操作するアクセルと、このアクセルの操作状態ないし解放状態を検知するアクセル検知手段と、動力源として内燃機関および発電動機とを備えたハイブリッド車両の表示装置であって、前記発電動機のトルク発生量を運転者に通知するハイブリッド車両の表示装置において、前記アクセル検知手段により検知された前記アクセルの操作時のみに前記発電動機のトルク発生量が駆動側にあることを表示し、前記アクセル検知手段により検知された前記アクセルの解放時のみに前記発電動機のトルク発生量が回生側にあることを表示することを特徴とする。

この発明のハイブリッド車両の表示装置は、アクセルの操作中に回生状態を表示することはなくなり、減速中のようにアクセルの解放中に駆動状態を表示することもなくなるので、違和感のない表示が実現できる。

図１はハイブリッド車両の表示装置のシステム構成図である。（実施例） 図２は表示器を示す図である。（実施例） 図３は発電動機の最大トルクを示す図である。（実施例） 図４（Ａ）はアクセル操作時の表示器を示す図、図４（Ｂ）はアクセル解放時の表示器を示す図である。（実施例） 図５はハイブリッド車両の表示装置によるトルク比表示信号を演算するフローチャートである。（実施例） 図６はハイブリッド車両の表示装置によるトルク比表示信号のタイムチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１はハイブリッド車両、２は内燃機関、３は発電動機である。ハイブリッド車両１は、走行用の動力源としての内燃機関２と、この内燃機関２を補助的に駆動（アシスト）可能であるとともに内燃機関２からの駆動力により駆動されて発電した電力を回生可能な発電動機３とを備えている。内燃機関２と発電動機３とは、クランク軸４に設けた内燃機関側プーリ５と駆動軸６に設けた発電動機側プーリ７とにベルト状部材８を巻き掛けて、駆動力が相互に伝達されるように連結している。発電動機３は、動作状態が駆動状態となると内燃機関２に対し補助駆動することになり、動作状態が回生状態となると内燃機関２に対する負荷となる。
前記内燃機関２は、変速機９を介して車輪１０に接続されている。前記発電動機３には、インバータ１１を介してバッテリ１２が接続されている。発電動機３は、バッテリ１２からインバータ１１を介して供給される電力により駆動力を発生し、各プーリ５・７及びベルト状部材８を介して内燃機関２を補助的に駆動する。また、発電動機３は、内燃機関２の駆動力により各プーリ５・７及びベルト状部材８を介して駆動され、発電する。発電された電力は、インバータ１１を介してバッテリ１２に回生される。また、バッテリ１２の電力は、図示しないＤＣＤＣコンバータを介して１２Ｖ負荷に供給される。ハイブリッド車両１は、内燃機関２の駆動力、また、内燃機関２及び発電動機３の駆動力により車輪１０を駆動し、走行する。
前記発電動機３とインバータ１１とバッテリ１２とは、表示装置１３の制御手段１４に接続されている。制御手段１４は、基本的に、バッテリ１２の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を所定の範囲（ＳＯＣ下限値とＳＯＣ上限値の間）に収めるように、インバータ１１の動作を制御する。そのため、制御手段１４は、バッテリ１２の充電状態ＳＯＣがこの所定の範囲から外れそうになった場合、充電状態ＳＯＣが所定の範囲から外れないようにする目的で発電動機３のトルク状態を変更するように、インバータ１１の動作を制御する。例えば、充電状態ＳＯＣがＳＯＣ下限値を下回る条件では、バッテリ１２を充電する分の発電を行うよう発電動機３のトルクを変更する制御を行う。

前記表示装置１３は、図１に示すように、発電動機３のトルク発生量を運転者に通知する表示器１５を備えている。表示器１５は、図２に示すように、円弧状の表示板１６と回動軸１７を中心に表示板１６上を回動する指針１８とからなる。表示板１６には、発電動機３のトルク発生量を示す目盛として、標準（ＥＣＯ）を中心に、周方向一側に駆動状態（ＰＯＷＥＲ）を示す駆動側領域１９を備え、周方向他側に回生状態（ＣＨＡＲＧＥ）を示す回生側領域２０を備えている。指針１８は、標準（ＥＣＯ）を挟んで、駆動状態（ＰＯＷＥＲ）の駆動側領域１９における最大値（ＭＡＸ）までと、回生状態（ＣＨＡＲＧＥ）の回生側領域２０における最大値（ＭＡＸ）までとの間を回動し、発電動機３のトルク発生量を指示する。
前記ハイブリッド車両１は、運転者が操作するアクセル２１に、アクセル２１の操作状態ないし解放状態としてアクセル開度ＡＰを検知するアクセル検知手段２２を備えている。また、ハイブリッド車両は、インバータ１１に、電動発電機４の駆動トルク及び発電トルクからなるトルク発生量として発生トルクＴｍを検出可能なトルク検出手段２３を備えている。トルク検出手段２３は、発電動機３の出力可能な最大トルクＴｍｍａｘを計算する。最大トルクＴｍｍａｘは、図３に示すように、発電動機３の回転速度の上昇に伴い減少するテーブルから計算する。
前記表示器１５、アクセル検知手段２２、トルク検出手段２３は、制御手段１４に接続されている。制御手段１４は、アクセル開度ＡＰ、発生トルクＴｍ、最大トルクＴｍｍａｘを入力し、発電動機３の発生トルクＴｍと発電動機３の最大トルクＴｍｍａｘの比であるトルク比Ｐ０に基づいて最終的な表示信号Ｐ２を演算して表示器１５に出力する一方、トルク比Ｐ０を発電動機３の駆動状態と回生状態を含む動作状態の判定に用いる。
発電動機３の発生トルクＴｍは、正負両方の値をとり得る一方、発電動機３の最大トルクＴｍｍａｘは常に正の値をとるため、発生トルクＴｍと最大トルクＴｍｍａｘの比であるトルク比Ｐ０は、正負両方の値をとり得ることになる。トルク比Ｐ０の値は、発電動機のトルクが駆動側（０も含む）であるとき正の値（０以上）となり、同じく回生側であるとき負の値（０未満）となる。
前記制御手段１５は、アクセル検知手段２２によりアクセル２１を踏込む操作が検知された時には、図４（Ａ）に示すように、表示器１５の駆動側領域１９だけを表示させる。一方、制御手段１５は、アクセル検知手段２２によりアクセル２１の解放が検知された時には、図４（Ｂ）に示すように、表示器１５の回生側領域２０だけを表示させる。
これより、表示装置１３は、アクセル検知手段２２により検知されたアクセル２１の操作時のみに発電動機３のトルク発生量が駆動側にあることを表示し、アクセル検知手段２２により検知されたアクセル２１の解放時のみに発電動機３のトルク発生量が回生側にあることを表示する。

次に作用を説明する。
ハイブリッド車両１の表示装置１３は、図５に示すように、制御手段１４によって、表示の制御がスタートすると（Ｓ０１）、アクセル開度ＡＰ、発生トルクＴｍ、最大トルクＴｍｍａｘを入力し（Ｓ０２）、発生トルクＴｍを最大トルクＴｍｍａｘで除することで発電動機３のトルク比Ｐ０を求め（Ｓ０３）、アクセル開度ＡＰがアクセル操作判定値ＡＰｏｎより大きいか否かを判断する（Ｓ０４）。
前記判断（Ｓ０４）がＡＰ＞ＡＰｏｎでＹＥＳの場合は、トルク比Ｐ０が０以上か否かを判断する（Ｓ０５）。
この判断（Ｓ０５）がＰ０≧０でＹＥＳの場合は、表示信号用選択値Ｐ１をＰ０（Ｐ１＝Ｐ０）とし（Ｓ０６）、表示信号用選択値Ｐ１を１次遅れフィルタなどによりフィルタリングして最終的な表示信号Ｐ２を算出し（Ｓ０７）、リターンする（Ｓ０８）。
また、前記判断（Ｓ０５）がＰ０＜０でＮＯの場合は、表示信号用選択値Ｐ１を０（Ｐ１＝０）とし（Ｓ０９）、表示信号用選択値Ｐ１を一次遅れフィルタなどによりフィルタリングして最終的な表示信号Ｐ２を算出し（Ｓ０７）、リターンする（Ｓ０８）。
一方、前記判断（Ｓ０４）がＡＰ≦ＡＰｏｎでＮＯの場合は、トルク比Ｐ０が０以上か否かを判断する（Ｓ１０）。
この判断（Ｓ１０）がＰ０≧０でＹＥＳの場合は、表示信号用選択値Ｐ１を０（Ｐ１＝０）とし（Ｓ１１）、表示信号用選択値Ｐ１を１次遅れフィルタなどによりフィルタリングして最終的な表示信号Ｐ２を算出し（Ｓ０７）、リターンする（Ｓ０８）。
また、前記判断（Ｓ１０）がＰ０＜０でＮＯの場合は、表示信号用選択値Ｐ１をＰ０（Ｐ１＝Ｐ０）とし（Ｓ１２）、表示信号用選択値Ｐ１を一次遅れフィルタなどによりフィルタリングして最終的な表示信号Ｐ２を算出し（Ｓ０７）、リターンする（Ｓ０８）。
制御手段１４は、（Ｓ０７）で得られた表示信号Ｐ２を表示器１５に出力し、運転者に通知可能な形態で表示させる。表示器１５は、アクセル検知手段２２によりアクセル２１の操作が検知された時には、図４（Ａ）に示すように、駆動側領域１９だけを表示する。一方、表示器１５は、アクセル検知手段２２によりアクセル２１の解放が検知された時には、図４（Ｂ）に示すように、回生側領域２０だけを表示する。

図５による表示信号Ｐ２の算出においては、発電動機３の動作状態の判定、すなわち、駆動状態と回生状態の判定に、最終的な表示信号Ｐ２を演算するための基になる発生トルクＴｍと最大トルクＴｍｍａｘの比であるトルク比Ｐ０を用いる（Ｓ０５、Ｓ１０）。運転者の意図が反映されるアクセル２１の操作量の判断（Ｓ０４）の結果に基づいて、トルク比Ｐ０を採用して最終的な表示信号Ｐ２の演算（Ｓ０７）をするか・代替値０（ゼロ）として最終的な表示信号Ｐ２の演算（Ｓ０７）をするかを、変更することになる（Ｓ０６・Ｓ０９、Ｓ１１、Ｓ１２）。
表示信号Ｐ２は、Ｐ０と０（ゼロ）の選択値となる表示信号用選択値Ｐ１を基にして一次遅れフィルタなどのフィルタリングによって演算される値である。運転者の意図から外れる状態のように、表示信号用選択値Ｐ１が０（ゼロ）となり表示用演算サイクルが繰り返される程度に継続する場合、表示信号Ｐ２の値はフィルタとなる関数に依存しつつも、徐々に縮小されて０（ゼロ）に向かって収束していくことになる。表示装置１４の表示は０（ゼロ）に向かって収束するので、相反する表示はなく、違和感も極めて小さくなる。

図６に示すように、アクセル２０が踏込み操作されて（ｔ０）、ハイブリッド車両１の加速中には発電動機３の発生トルクＴｍが内燃機関２を駆動する方向に印加され、トルク比Ｐ０が正方向に増加し、アクセル開度ＡＰがアクセル操作判定値ＡＰｏｎを超えている（ｔ１）ところでは表示信号用選択値Ｐ１も同様に増加する。
車速が一定になると（ｔ２）、バッテリ１２を充電するために発電動機３の発生トルクＴｍは回生方向に印加され、トルク比Ｐ０は負の値となる（ｔ３）。一方、表示信号用選択値Ｐ１は、アクセル開度ＡＰがアクセル操作判定値ＡＰｏｎを超えているところでは０となる。
アクセル２０が解放されると（ｔ４）、内燃機関２は燃料カットし、発電動機３の発生トルクＴｍは回生方向に増加するため車速は減少し、トルク比Ｐ０は負方向に増加し、アクセル開度ＡＰがアクセル操作判定値ＡＰｏｎ以下のところでは表示信号用選択値Ｐ１も同様に負方向に増加する。
減速時の変速動作により発電動機３の発生トルクＴｍが短時間正方向に印加されると（ｔ５）、トルク比Ｐ０は正方向に増加するが、アクセル開度ＡＰがアクセル操作判定値ＡＰｏｎ以下なので、表示信号用選択値Ｐ１は０となる。表示信号Ｐ２は、表示信号用選択値Ｐ１をフィルタリングした低い波形となる。

このように、ハイブリッド車両１の表示装置１３は、図４（Ａ）に示すように、アクセル検知手段２２により検知されたアクセル２１の操作時のみに発電動機３のトルク発生量が駆動側にあることを表示し、図４（Ｂ）に示すように、アクセル検知手段２２により検知されたアクセル２１の解放時のみに発電動機３のトルク発生量が回生側にあることを表示する。
これにより、このハイブリッド車両１の表示装置１３は、アクセル２１の操作中に回生状態を表示することはなくなり、減速中のようにアクセル２１の解放中に駆動状態を表示することもなくなるので、運転者に違和感のない表示が実現できる。
また、前記表示装置１３は、発電動機３の発生トルクＴｍと発電動機３の最大トルクＴｍｍａｘの比であるトルク比Ｐ０に基づいて最終的な表示信号Ｐ２を演算する一方、トルク比Ｐ０を発電動機３の駆動状態と回生状態を含む動作状態の判定に用いている。
これにより、ハイブリッド車両１の表示装置１３は、演算に用いる変数をそのまま用いているので、発電動機３の動作状態の判定に専用のフラグなどを設定する必要がない。
なお、上述実施例においては、発電動機３の発生トルクＴｍと最大トルクＴｍｍａｘとのトルク比Ｐ０に基づいて表示信号Ｐ２を演算したが、発生トルクＴｍではなく、発電動機３の駆動力やバッテリ１２の充放電電流、充放電電力の表示に置き換えても適用可能である。

この発明は、運転者によるアクセルの操作状態・解放状態を考慮して表示装置に違和感のない表示を行うこと、違和感のある表示だけを排除して簡素な表示制御によって実現するものであり、動力源として内燃機関および発電動機とを備えたハイブリッド車両だけでなく、動力源とてして発電動機を搭載した電動車両にも適用することができる。

１ ハイブリッド車両
２ 内燃機関
３ 発電動機
５ 内燃機関側プーリ
７ 発電動機側プーリ
８ ベルト状部材
９ 変速機
１０ 車輪
１１ インバータ
１２ バッテリ
１３ 表示装置
１４ 制御手段
１５ 表示器
１６ 表示板
１７ 回動軸
１８ 指針
１９ 駆動側領域
２０ 回生側領域
２１ アクセル
２２ アクセル検知手段
２３ トルク検出手段

Claims (2)

1. 運転者が操作するアクセルと、このアクセルの操作状態ないし解放状態を検知するアクセル検知手段と、動力源として内燃機関および発電動機とを備えたハイブリッド車両の表示装置であって、
   前記発電動機のトルク発生量を運転者に通知するハイブリッド車両の表示装置において、
   前記アクセル検知手段により検知された前記アクセルの操作時のみに前記発電動機のトルク発生量が駆動側にあることを表示し、
   前記アクセル検知手段により検知された前記アクセルの解放時のみに前記発電動機のトルク発生量が回生側にあることを表示することを特徴とするハイブリッド車両の表示装置。
2. 前記発電動機の発生トルクと前記発電動機の最大トルクの比であるトルク比に基づいて最終的な表示信号を演算する一方、
   前記トルク比を前記発電動機の駆動状態と回生状態を含む動作状態の判定に用いることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の表示装置。

Images