JP2013169099A - 車両、車両の通知装置および車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動システムに異常が発生して退避走行がなされる場合に、退避走行における走行可能距離をできるだけ増加させる。
【解決手段】車両１００は、蓄電装置１１０からの電力を用いて走行が可能である。車両１００は、車両１００の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部１９１と、表示部１９１を制御するためのＥＣＵ３００とを備える。ＥＣＵ３００は、車両１００の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えて車両１００を走行させる。ＥＣＵ３００は、退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を表示部１９１に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両、車両の通知装置および車両の制御方法に関し、より特定的には、車両に異常が発生した場合の退避走行についての情報の通知制御に関する。

近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置（たとえば二次電池やキャパシタなど）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。

これらの車両においては、一般的に、インバータを用いて、蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータなどの回転電機を駆動する。そして、回転電機によって発生した駆動力を用いて車両を走行させる。車両を停止する場合には、このインバータを非駆動状態にすることによって回転電機からの駆動力の発生を停止する。

このような車両においては、駆動システムの機器に故障が生じた場合に、故障の発生状態に応じて、直ちに車両を停止させずに、車両を安全な場所に退避させるまでの間、一時的に走行を継続できる退避走行モードに切換えられる場合がある。

特開２００９−２７４５６６号公報（特許文献１）は、クラッチの接続状態に応じてシリーズ方式とパラレル方式との切換えが可能な、シリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両において、クラッチが非接続状態のままとなる故障が生じた場合に、強制的にＥＶ（Electric Vehicle）走行に切換えるとともに、バッテリ残量での走行可能距離を算出してユーザに報知する技術を開示する。

特開２００９−２７４５６６号公報 特開２００１−２３１１０３号公報 特開２０１１−１６６９３７号公報 特開２００９−０１２７０５号公報

特開２００９−２７４５６６号公報（特許文献１）においては、クラッチが故障して退避走行がなされる場合に、ユーザは走行可能距離を知ることができるので、ユーザは、ディーラまたは修理工場まで走行するかあるいは安全な場所へ退避して救援を依頼するかなどの判断を行なうことができる。

しかしながら、特開２００９−２７４５６６号公報（特許文献１）においては、走行可能距離は車両の平均消費電力に基づいて算出される。そのため、退避走行中のユーザの運転状態によっては、平均消費電力よりも多くの電力が消費されてしまい、報知された走行可能距離を達成できない場合が生じ得る。

また、退避走行時に、ユーザは、しばしばディーラまたは修理工場まで走行しようと試みる場合があり、その場合には、走行可能距離をできるだけ増加させることが望まれる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の駆動システムに異常が発生して退避走行がなされる場合に、退避走行における走行可能距離をできるだけ増加させることである。

本発明による車両は、蓄電装置からの電力を用いて走行が可能である。車両の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部と、表示部を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、車両の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えて車両を走行させる。制御装置は、退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を表示部に表示する。

好ましくは、制御装置は、退避走行モードとして複数のモードを有する。制御装置は、車両の異常が発生した場合の異常部位を特定するとともに、複数のモードの中から、特定された異常部位に対応した１つのモードを選択する。制御装置は、選択されたモードに応じて上記の情報を表示部に表示する。

好ましくは、制御装置は、上記情報の量が予め定められた表示部の表示可能量を上回る場合は、表示部への複数回の表示によって、表示すべき情報の内容を表示する。

好ましくは、車両は、情報を運転者に聴覚的に通知するための警報出力部をさらに備える。

好ましくは、車両は、内燃機関と、内燃機関からの回転力を用いて発電する第１の回転電機と、蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生する第２の回転電機と、蓄電装置からの電力を変換して第１および第２の回転電機を駆動するための電力変換装置とをさらに備える。

本発明による車両の通知装置は、蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両についての通知装置である。通知装置は、車両の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部と、表示部を制御するための制御装置とを備える。車両は、車両の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えられて走行する。制御装置は、退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を表示部に表示する。

本発明による車両の制御方法は、蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両についての制御方法である。車両は、車両の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部を含む。制御方法は、車両の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えるステップと、退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を表示部に表示するステップとを備える。

本発明によれば、車両の駆動システムに異常が発生して退避走行がなされる場合に、退避走行における走行可能距離をできるだけ増加させることが可能となる。

本実施の形態に従う車両の全体ブロック図である。 図１における回転電機の駆動回路の詳細を説明するための図である。 退避走行モードの第１の例を説明するための図である。 退避走行モードの第２の例を説明するための図である。 退避走行モードの第３の例を説明するための図である。 各退避走行モードにおける走行制限を説明するための第１の図である。 各退避走行モードにおける走行制限を説明するための第２の図である。 表示部における表示例を示す図である。 本実施の形態において、ＥＣＵで実行される通知制御を説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態において、ＥＣＵで実行される通知制御処理の詳細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り返さない。

図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、電力変換装置を構成するコンバータ１２０およびインバータ１３０と、モータジェネレータ１４０，１４５と、内燃機関であるエンジン１５０と、動力分割機構１６０と、減速機１７０と、駆動輪１８０と、通知部１９０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。インバータ１３０は、インバータ１３１，１３５を含む。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、ＳＭＲ１１５を介してコンバータ１２０に接続される。蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をコンバータ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１４０，１４５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。

コンバータ１２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、蓄電装置１１０からの電力の昇圧、およびインバータ１３０からの電力の降圧を行なう。

インバータ１３１，１３５は、コンバータ１２０に対して互いに並列に接続される。インバータ１３１，１３５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２にそれぞれ基づいて、コンバータ１２０から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１４０，１４５をそれぞれ駆動する。

モータジェネレータ１４０，１４５は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。

モータジェネレータ１４０，１４５は、プラネタリギヤに代表される動力分割機構１６０を介してエンジン１５０と結合される。具体的には、モータジェネレータ１４０の出力軸は、動力分割機構１６０に含まれるプラネタリギヤ（図示せず）のサンギヤに結合される。モータジェネレータ１４５の出力軸は減速機を介してプラネタリギヤのリングギヤに結合される。また、エンジン１５０の出力軸はプラネタリギヤのプラネタリキャリアに結合される。さらに、モータジェネレータ１４５の出力軸は、減速機１７０を介して駆動輪１８０に結合される。

エンジン１５０は、制御信号ＤＲＶを用いてＥＣＵ３００により制御される。そして、ＥＣＵ３００により、モータジェネレータ１４０，１４５およびエンジン１５０が協調的に動作されて必要な車両駆動力が発生される。

さらに、モータジェネレータ１４０，１４５はエンジン１５０からの回転力または駆動輪１８０から減速機１７０を介して伝達される回転力を用いて発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電することができる。本実施の形態においては、モータジェネレータ１４５を専ら駆動輪１８０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１４０を専らエンジン１５０により駆動される発電機として用いるものとする。

なお、図１においては、モータジェネレータとインバータとの組が２つ設けられる構成が例として示されるが、本発明は、少なくとも１組のモータジェネレータおよびインバータが備えられる車両であれば適用可能であり、モータジェネレータが１つの場合、あるいは２つより多くのモータジェネレータが設けられる構成であってもよい。

また、図１ではエンジン１５０とモータジェネレータ１４０，１４５とを備えるハイブリッド車両を例として説明するが、エンジン１５０は必須ではなく、エンジン１５０を有さない電気自動車および燃料電池車などにも本発明は適用可能である。

モータジェネレータ１４０，１４５には、内部のコイルの温度を検出するための温度センサ１４１，１４２がそれぞれ設けられる。温度センサ１４１，１４２は、検出した温度ＴＭ１，ＴＭ２をＥＣＵ３００へそれぞれ出力する。なお、温度センサ１４１，１４２についても必須の構成ではなく、モータジェネレータ１４０，１４５への通電電流の積算値等からモータジェネレータ１４０，１４５の温度を算出するようにしてもよい。

車両１００は、補機装置として、空調機（エアコン）２００と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０と、補機負荷２２０と、補機バッテリ２３０とをさらに備える。

空調機２００は、コンバータ１２０に対して、インバータ１３０と並列に接続される。空調機２００は、コンバータ１２０で昇圧された電力を用いて車室内の空調を行なう。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０は、空調機２００と並列に接続され、コンバータ１２０からの電力を降圧し、低圧系の機器である補機負荷２２０および補機バッテリ２３０へ降圧された電力を供給する。補機負荷２２０および補機バッテリ２３０へ供給される電源電圧は、たとえば１２Ｖ程度である。

補機負荷２２０は、車両の低圧系機器であり、たとえば、ランプ類、ワイパー、オーディオ、デフォッガなどが含まれる。補機バッテリ２３０は、代表的には鉛蓄電池で構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１０からの電力を蓄えるとともに、補機負荷２２０、および通知部１９０やＥＣＵ３００へ電源電圧を供給する。

通知部１９０は、ユーザに対してさまざまな情報を通知するための装置である。通知部１９０は、表示部１９１および警報出力部１９２を含む。表示部１９１は、ユーザへ視覚的に情報を提供するための装置であり、たとえば、運転席のフロントパネルに設けられた表示パネルや、ナビゲーション装置などに対応する。表示部１９１は、ＥＣＵ３００から制御信号ＤＳＰを受信し、その制御信号ＤＳＰに従って表示を行なう。

また、警報出力部１９２は、ユーザへ聴覚的に情報を提供するための装置であり、たとえば、ブザー、チャイムまたはボイスアラームなどを採用することができる。警報出力部１９２は、ＥＣＵ３００から制御信号ＡＬＭを受信し、その制御信号ＡＬＭに従った警報を出力する。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００および各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０に備えられる電圧センサ，電流センサ（いずれも図示せず）からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値を受け、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）を演算する。

また、ＥＣＵ３００は、温度センサ１４１，１４２からのモータジェネレータ１４０，１４５の温度ＴＭ１，ＴＭ２、ならびに、蓄電装置１１０およびインバータ１３０についての故障信号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２をそれぞれ受け、これらの情報に基づいて、以降で説明するような退避走行制御を行なう。

なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。

次に、図２を用いて、図１におけるモータジェネレータ１４０，１４５の駆動回路の詳細を説明する。

図１および図２を参照して、蓄電装置１１０は電力線ＰＬ１，ＮＬ１によってコンバータ１２０に接続される。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１１０の正極端と電力線ＰＬ１とに接続されるリレー、および蓄電装置１１０の負極端と電力線ＮＬ１とに接続されるリレーを含む。そして、ＳＭＲ１１５は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、蓄電装置１１０とコンバータ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

コンバータ１２０は、リアクトルＬ１と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＥＣＵ３００からのスイッチング制御信号ＰＷＣによって制御される。

本実施の形態においては、スイッチング素子として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタあるいは、電力用バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置される。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続ノードと電力線ＰＬ１との間に接続される。すなわち、コンバータ１２０は、いわゆるチョッパ回路を形成する。

コンバータ１２０は、基本的には、各スイッチング周期内でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が相補的かつ交互にオン・オフするように制御される。コンバータ１２０は、昇圧動作時には、蓄電装置１１０から供給された直流電圧ＶＬを直流電圧ＶＨ（インバータ１３１，１３５への入力電圧に相当するこの直流電圧を、以下「システム電圧」とも称する）に昇圧する。この昇圧動作は、スイッチング素子Ｑ２のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ１および逆並列ダイオードＤ１を介して、電力線ＰＬ２へ供給することにより行なわれる。

また、コンバータ１２０は、降圧動作時には、直流電圧ＶＨを直流電圧ＶＬに降圧する。この降圧動作は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間にリアクトルＬ１に蓄積された電磁エネルギを、スイッチング素子Ｑ２および逆並列ダイオードＤ２を介して、電力線ＮＬ１へ供給することにより行なわれる。これらの昇圧動作および降圧動作における電圧変換比（ＶＨおよびＶＬの比）は、上記スイッチング周期におけるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン期間比（デューティ比）により制御される。なお、スイッチング素子Ｑ１をオンに、スイッチング素子Ｑ２をオフにそれぞれ固定すれば、ＶＨ＝ＶＬ（電圧変換比＝１．０）とすることもできる。

コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ１，ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１の間に設けられ、電力線ＰＬ２，ＮＬ１間の電圧変動を減少させる。

インバータ１３１は、電力線ＰＬ２，ＮＬ１との間に並列に設けられる、Ｕ相上下アーム１３２と、Ｖ相上下アーム１３３と、Ｗ相上下アーム１３４とを含んで構成される。各相上下アームは、電力線ＰＬ２およびＮＬ１との間に直列接続されたスイッチング素子を含む。たとえば、Ｕ相上下アーム１３２はスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を含み、Ｖ相上下アーム１３３はスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を含み、Ｗ相上下アーム１３４はスイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を含む。また、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８に対して、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続される。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１によって制御される。

モータジェネレータ１４０は、上述のように代表的には３相の永久磁石型同期電動機であり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相における３つのコイルの一方端が中性点に共通に接続される。さらに、各相コイルの他方端は、各相上下アーム１３２〜１３４における２つのスイッチング素子の接続ノードに接続される。

モータジェネレータ１４５を駆動するためのインバータ１３５は、インバータ１３０と並列に、電力線ＰＬ２，ＮＬ１に接続される。インバータ１３５の詳細構成は、インバータ１３０の構成と同様であるので、図２には詳細な構成は記載されておらず、またその説明は繰り返さない。

このような車両において、蓄電装置、インバータ、モータジェネレータ、エンジンなどの駆動システムに故障が生じた際に直ちにシステムを停止させてしまうと、車両の移動ができなくなることによって道路上で立ち往生してしまうおそれがある。そうすると、他の車両の走行を妨害してしまい、交通渋滞を引き起こすなどの交通環境への影響を生じる可能性がある。

このような状態を回避するために、上記のような駆動システムに故障が生じた場合に、システムに追加的な異常を発生させない範囲で、走行性能を制限しつつ走行を継続させるような退避走行が実施される場合がある。

この退避走行によって、駆動システムに異常が生じた場合でも車両を安全な場所に退避させることができ、さらに、走行可能距離範囲内であれば、車両をディーラや修理工場まで搬送することができる。

しかしながら、退避走行において、ユーザによる適切な運転操作が行なわれない場合には、当初予測された走行可能距離の走行ができなくなってしまうおそれがある。そうすると、たとえば、当初予測された走行可能距離の範囲内に存在する、目標とするディーラや自宅などへたどり着けなくなってしまう状態が起こり得る。

そこで、本実施の形態においては、車両の駆動システムに異常が発生して退避走行が実行される場合に、走行可能距離を増加させるための操作に関する情報をユーザに通知する通知制御を行なう。これによって、ユーザに退避走行に適した運転操作を促して、所望の場所までの走行を可能にすることができる。

図３〜図５を用いて、異常部位に対応した退避走行モードの例について説明する。図３はモータジェネレータ１４５からの駆動力のみで走行する「モータ走行モード」を示し、図４はエンジン１５０からの駆動力のみで走行する「エンジン直行走行モード」を示し、図５は蓄電装置１１０の電力を用いずにモータジェネレータ１４０で発電された電力のみでモータジェネレータ１４５を駆動する「バッテリレス走行モード」を示す。

図３を参照して、「モータ走行モード」は、エンジン１５０、モータジェネレータ１４０およびインバータ１３１のような、発電機システムに関連する機器に異常が生じた場合に採用される退避走行モードである。このような異常においては、モータジェネレータ１４０またはエンジン１５０のいずれか一方の駆動ができなくなると、動力分割機構１６０における力の釣り合いから、一般的に他方の駆動ができなくなる。そうすると、エンジン１５０からの駆動力を走行駆動力として利用することができず、さらに、モータジェネレータ１４０における発電もできなくなる。

そのため、この場合には、図３の矢印ＡＲ１で示されるように、蓄電装置１１０に蓄えられた電力のみを用いて、モータジェネレータ１４５から出力される駆動力のみで走行することになる。また、下り坂走行時や減速時など、回生制動が実行される場合には、モータジェネレータ１４５で発電された電力が蓄電装置１１０に蓄えられる。

この「モータ走行モード」においては、エンジン１５０およびモータジェネレータ１４０が使用できないため、エンジン１５０による駆動力のアシストができず、さらにモータジェネレータ１４０の発電電力をモータジェネレータ１４５の駆動力として使用することができない。そのため、加速時や高出力時におけるトルクが十分に確保できなくなる場合が生じ得る。

また、蓄電装置１１０の充電はモータジェネレータ１４５の回生動作時のみ可能となるので、蓄電装置１１０のＳＯＣが低下した場合であっても十分な充電が行なえない状態が生じ得る。そのため、走行可能距離は蓄電装置１１０に蓄えられている電気量により制限される。

したがって、「モータ走行モード」において走行可能距離を増加させるためには、走行中の電力消費量をできるだけ抑制することが重要となる。すなわち、アクセル操作をスムーズに行なうことにより急加速および急減速を抑制したり、空調機２００や補機負荷２２０の使用を控えたりすることが必要とされる。

図４を参照して、「エンジン直行走行モード」は、モータジェネレータ１４５およびそれを駆動するインバータ１３５に関連した異常が発生した場合に採用される退避走行モードである。この場合には、モータジェネレータ１４５からの駆動力が出力できなくなるので、車両１００は、エンジン１５０からの駆動力のみを用いて走行する（図４中の矢印ＡＲ２−１）。また、このときに、エンジン１５０の反力を受けるためにモータジェネレータ１４０により負のトルクが加えられ、これによって、車両１００の走行状態によってはモータジェネレータ１４０により発電が行なわれ得る（図４中の矢印ＡＲ２−２）。

「エンジン直行走行モード」においては、上述のように、モータジェネレータ１４５による駆動力が得られずエンジン１５０からの駆動力のみを用いて走行が行われるため、出力可能なトルクはエンジン１５０の出力可能トルクに制限される。また、蓄電装置１１０が満充電状態となった場合には、過充電を防止するためにモータジェネレータ１４０による発電ができなくなる。そのため、走行可能距離は、燃料残量および蓄電装置１１０の残余の充電可能容量に制限される。

したがって、「エンジン直行走行モード」において走行可能距離を増加させるためには、エンジン１５０による燃料消費量を低減するとともに、モータジェネレータ１４０によって発電される電力によって蓄電装置１１０が充電されることを抑制することが重要となる。すなわち、アクセル操作をスムーズに行なうことによりエンジン１５０での燃料消費量を抑制したり、空調機２００や補機負荷２２０の使用を促進して電力消費量を増加させたりすることが必要となる。

図５を参照して、「バッテリレス走行モード」は、蓄電装置１１０に関連した異常が発生した場合に採用される退避走行モードである。この場合には、蓄電装置１１０からの電力を用いてモータジェネレータ１４５を駆動することができず、さらにモータジェネレータ１４０，１４５で発電した電力を蓄電装置１１０に蓄えることができない。そのため、車両１００は、モータジェネレータ１４０で発電した電力を用いてモータジェネレータ１４５で発生される駆動力（図５中の矢印ＡＲ３−１）と、エンジン１５０により発生される駆動力（図５中の矢印ＡＲ３−２）とを用いて走行する。

「バッテリレス走行モード」においては、モータジェネレータ１４０により発電される電力とモータジェネレータ１４５で消費される電力の収支をバランスさせることが必要である。すなわち、モータジェネレータ１４５では、モータジェネレータ１４０の発電電力を超えた電力を使用することができず、出力可能な駆動力が制限される。一方で、モータジェネレータ１４０は十分な電力を発電可能であっても、蓄電装置１１０への充電ができないために、モータジェネレータ１４５の消費電力を超える電力を発電できない。さらに、回生動作時の電力を蓄電装置１１０に蓄えることができないので、回生制動力が十分に得られない場合が生じ得る。

「バッテリレス走行モード」では、エンジン１５０が駆動可能であれば走行を継続することが可能であるので、走行可能距離は燃料残量に制限される。

したがって、「バッテリレス走行モード」において走行可能距離を増加させるためには、エンジン１５０による燃料消費量を低減するとともに、モータジェネレータ１４５以外での電力消費量を抑制することが重要となる。すなわち、アクセル操作をスムーズに行なうことによりエンジン１５０での燃料消費量を抑制したり、空調機２００や補機負荷２２０の使用を控えることによりモータジェネレータ１４０の発電電力をモータジェネレータ１４５に効率的に伝達したりすることが必要とされる。

なお、駆動システムにおける上記以外の他の機器に異常が生じた場合には、上記のいずれかの退避走行モードあるいは上記以外の退避走行モードを採用することも可能である。たとえば、駆動システムにおけるコンバータ１２０が異常となった場合には、コンバータ１２０の異常の状態に応じて選択し得る退避走行モードが異なる。

具体的には、図２におけるスイッチング素子Ｑ１に逆並列接続されるダイオードＤ１が正しく機能している状態では、コンバータ１２０のスイッチング動作を停止しても蓄電装置１１０からの電力をインバータへ供給することが可能である。したがって、この場合には、コンバータ１２０による昇圧動作ができないことによる出力制限、および蓄電装置への充電の禁止を伴うものの、蓄電装置１１０からの電力およびエンジン１５０の駆動力を用いて走行することができる。

一方、ダイオードＤ１が非導通状態となる異常となった場合には、結果的に蓄電装置１１０からの電力が遮断されるので、上記の「バッテリレス走行モード」が採用される。

また、ＳＭＲ１１５に異常が生じた場合には、「バッテリレス走行モード」とするか、あるいは安全を重視してシステム停止とされ得る。

上記の説明においては、各機器の機能が完全に失われた状態を例として説明したが、異常の状態が、機能が完全に失われる状態ではないが機能低下を伴う故障の場合には、出力制限を行ないつつ通常と同様の走行モードとしてもよいし、走行状態において上記の退避走行モードを切換えながら走行してもよい。

このように、各退避走行モードにおいては、異常が生じた場合でも一定期間は車両の走行を継続することが可能であるが、上記のように走行性能が制限される場合がある。

図６および図７は、各退避走行モードにおける走行制限を説明するための図である。図６は、各退避走行モードについての車速と駆動輪に伝達される駆動トルクとの関係を示したものである。

図６のグラフにおいては、異常の発生していない場合がラインＷ１０で示され、退避走行モードである「モータ走行モード」、「エンジン直行走行モード」および「バッテリレス走行モード」がそれぞれラインＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３で示される。

「モータ走行モード」においては、低車速域では、モータジェネレータ１４５のみの駆動力で比較的に大きな駆動トルクを出力できるが、車速が高くなると、モータジェネレータ１４０から供給される電力が得られないため、駆動トルクは急激に低下する。

本実施の形態においては、走行用の駆動力は主にモータジェネレータ１４０からの駆動力が利用され、エンジン１５０からの駆動力は主にモータジェネレータ１４０の発電のために利用される構成となっている。そのため、「エンジン直行走行モード」においては、駆動輪１８０の駆動に直接用いる駆動力は全体的に小さくなる。

逆に、主にエンジンからの駆動力を走行駆動力として利用し、モータジェネレータからの駆動力を補助的に利用するようなハイブリッド車両の場合には、「エンジン直行走行モード」においては比較的大きな駆動力が出力でき、「モータ走行モード」においては全体的に出力可能な駆動力が小さくなり得る。

「バッテリレス走行モード」においては、基本的には、駆動力を生成するエンジン１５０およびモータジェネレータ１４０，１４５は正常に動作し得るので、発電電力と消費電力との収支のバランスによる出力制限はあるものの、車速全域を通して比較的安定した駆動力を出力することができる。

図７は、上述の図３〜図６で説明した内容をまとめたものである。図７においては、各退避走行モードについての、異常部位、走行制限内容の例、走行可能条件、走行可能距離の増加手法、および、表示部１９１への具体的な表示例が示される。図７において、走行制限として、加速性能および最高車速が示される。なお、図７の各項目の説明は行なわないが、図７中の走行制限を表わす数値はほんの一例であって、この数値はエンジンやモータジェネレータなどの機器の仕様、設計条件、およびＳＯＣなどの状態の変化等に応じて変化され得ることに注意すべきである。

このように、各退避走行モードにおいて走行性能の制限内容が異なるので、ユーザは、採用された退避走行モードに対してどのような対応をとればよいかが正しく認識できないと、適切な退避走行を行なうことができない。特に異常が発生した場合においては、気が動転するなどして、ユーザが冷静な判断を行ないにくい状態になる可能性もある。したがって、異常が発生して退避走行モードに切換えられた場合には、適切な運転を行なうことができるようにするための操作情報を、ユーザに的確に知らせることが重要になる。

図８は、図７で示されるような情報の表示部１９１への表示例を示したものである。図８においては、故障部位、走行可能距離、および走行可能距離を増加させるために推奨される操作の内容が、表示部１９１へ表示されるメッセージの情報の例として示される。また、これらの情報に代えてまたは加えて、たとえば、ＳＯＣや燃料残量、または近隣のディーラや修理工場などの情報のような他の情報を表示するようにしてもよい。図８の表示例における具体的な数値は一例であり、たとえば、その度合いを「大」，「中」，「小」のように相対的な程度で表したり、度合いに応じた異なる図柄で表したりしてもよい。また、たとえば、蓄電装置１１０のＳＯＣ、燃料残量および走行環境に応じて数値、表示色、メッセージ内容等を逐次変更してもよい。また、退避走行モード間で異なるモードへ遷移した場合にも表示内容が更新される。

なお、表示部の表示領域が小さく、表示部の表示可能量が表示すべき量を下回るような場合には、上記の情報を分割して切換えながら表示するようにしてもよい。また、一度に多くの文字を表示すると短時間にユーザがその内容を把握することができないような場合には、表示部の表示可能量が十分であっても表示内容を分割して表示するようにしてもよい。

走行制限内容の情報の分割は、複数回の表示によって表示すべきすべての内容が表示できれば、同じ情報（たとえば、異常部位）を繰り返し表示してもよい。さらに、表示の切換えは、スクロールによって行なうようにしてもよい。

また、ユーザへの通知は、表示部への視覚的な表示だけでなく、ブザーやボイスアナウンスのような聴覚的な警報を併せて出力することが好適である。この場合、制限内容の重要度および緊急性などをユーザが効果的に理解できるように、走行制限の程度に応じて警報の態様を変更させることがより望ましい。

次に、図９および図１０を用いて、本実施の形態における具体的な制御手法について説明する。

図９は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される通知制御を説明するための機能ブロック図である。図９で説明される機能ブロック図に記載された各機能ブロックは、ＥＣＵ３００によるハードウェア的あるいはソフトウェア的な処理によって実現される。

図１および図９を参照して、ＥＣＵ３００は、走行モード判定部３１０と、走行距離演算部３２０と、駆動制御部３３０と、表示制御部３４０と、警報制御部３５０とを含む。

走行モード判定部３１０は、蓄電装置１１０およびインバータ１３０からのそれぞれの故障信号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２、ならびに、温度センサ１４１，１４２でそれぞれ検出されたモータジェネレータ１４０，１４５の温度ＴＭ１，ＴＭ２を受ける。ＥＣＵ３００は、これらの情報に基づいて異常の発生の有無を判定し、異常が発生している場合には、異常部位に応じた退避走行モードを判定する。そして、判定結果である制御信号ＭＯＤを走行距離演算部３２０および駆動制御部３３０へ出力する。

なお、上述のように、コンバータ１２０のような上記以外の駆動システムの機器の故障に関する情報を追加的に受け、それに応じた退避走行モードをさらに判定するようにしてもよい。

駆動制御部３３０は、走行モード判定部３１０からの信号ＭＯＤを受ける。駆動制御部３３０は、信号ＭＯＤに従った退避走行モードに対応した制限された走行性能で走行するように、各機器を動作させるための制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２，ＤＲＶ，ＳＥ１を演算する。そして、駆動制御部３３０は、演算された制御信号を用いて、コンバータ１２０、インバータ１３０、エンジン１５０、ＳＭＲ１１５などの機器を駆動する。

走行距離演算部３２０は、蓄電装置１１０のＳＯＣと、燃料の残量ＦＵＥＬと、走行モード判定部３１０からの信号ＭＯＤとを受ける。走行距離演算部３２０は、これらの情報に基づいて、信号ＭＯＤに対応した退避走行モードにおける走行可能距離を演算する。また、走行距離演算部３２０は、対応した退避走行モードにおいて、走行可能距離を増加させるための操作についての情報を、図示しない記憶部から取得する。そして、走行距離演算部３２０は、演算された走行可能距離および走行可能距離を増加させるための操作についての情報を含む信号ＩＮＦＯを、表示制御部３４０および警報制御部３５０へ出力する。

表示制御部３４０は、走行距離演算部３２０からの走行可能距離および走行可能距離を増加させるための操作についての情報を含む信号ＩＮＦＯに基づいて、表示部１９１に表示するメッセージを含む制御信号ＤＳＰを生成する。そして、表示制御部３４０は、この制御信号ＤＳＰを用いて、たとえば図８で示したような態様で表示部にメッセージを表示させる。

警報制御部３５０は、走行距離演算部３２０からの信号ＩＮＦＯに基づいて、警報出力部１９２から出力する警報の種類および出力周期を決定する。そして、警報制御部３５０は、これらの情報を含む制御信号ＡＬＭを警報出力部１９２に出力して、制限された走行性能に対応した警報を警報出力部１９２に出力させる。

図１０は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００で実行される通知制御処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて、所定周期もしくは所定の条件が成立したことに応答して実行されることによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１および図１０を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、故障信号ＦＬＴ１，ＦＬＴ２およびモータジェネレータ１４０，１４５の温度ＴＭ１，ＴＭ２等に基づいて、駆動システムに異常が生じているか否かを判定する。

異常が生じていない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、退避走行を行なう必要はないので、ＥＣＵ３００は以降の処理をスキップして、メインルーチンに処理を戻す。

異常が生じている場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、Ｓ１１０に処理が進められ、ＥＣＵ３００は、異常部位に対応した退避走行モードを判定する。そして、Ｓ１２０にて、ＥＣＵ３００は、Ｓ１１０で判定された退避走行モードに切換えて、当該退避走行モードに応じてインバータ１３０およびエンジン１５０等の機器を駆動する。

そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３０にて、蓄電装置１１０のＳＯＣおよび燃料残量等に基づいて、切換えられた退避走行モードにおける走行可能距離を演算するとともに、走行可能距離を増加させるための操作についての情報を取得する。その後、ＥＣＵ３００は、これらの情報に基づいて、対応したメッセージを表示部１９１に出力するとともに（Ｓ１４０）、制限状態に応じた警報を警報出力部１９２から出力する（Ｓ１５０）。

なお、当該処理の実行タイミングの具体的な例としては、たとえば、１０〜３０秒ごとの定周期で実行するとともに、退避走行モードが切換わったタイミングおよび走行状態が大きく変動したタイミングなどで実行するようにしてもよい。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両において、発生した駆動システムの異常に対応して退避走行モードに切換えられた場合に、当該退避走行モードにおける走行可能距離および走行可能距離を増加するための情報をユーザに提供することができる。これによって、駆動システムに異常が発生した場合において、ユーザはこの通知に従って適切な対応を行なうことが可能となる。そして、それによって、意図せぬ場所での立ち往生などによる交通渋滞のような、交通環境への影響を低減することができる。

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説明ではなく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 車両、１１０ 蓄電装置、１１５ ＳＭＲ、１２０ コンバータ、１３０，１３１，１３５ インバータ、１３２ Ｕ相上下アーム、１３３ Ｖ相上下アーム、１３４ Ｗ相上下アーム、１４０，１４５ モータジェネレータ、１４１，１４２ 温度センサ、１５０ エンジン、１６０ 動力分割機構、１７０ 減速機、１８０ 駆動輪、１９０ 通知部、１９１，１９１Ａ 表示部、１９２ 警報出力部、２００ 空調機、２１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２０ 補機負荷、２３０ 補機バッテリ、３００ ＥＣＵ、３１０ 走行モード判定部、３２０ 走行距離演算部、３３０ 駆動制御部、３４０ 表示制御部、３５０ 警報制御部、Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＰＬ１，ＰＬ２，ＮＬ１ 電力線、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子。

Claims (7)

1. 蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両であって、
   前記車両の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部と、
   前記表示部を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記車両の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えて、前記車両を走行させ、
   前記制御装置は、前記退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を前記表示部に表示する、車両。
2. 前記制御装置は、前記退避走行モードとして複数のモードを有し、
   前記制御装置は、前記車両の異常が発生した場合の異常部位を特定するとともに、前記複数のモードの中から、特定された異常部位に対応した１つのモードを選択し、
   前記制御装置は、選択されたモードに応じて、前記情報を前記表示部に表示する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記情報の量が予め定められた前記表示部の表示可能量を上回る場合は、前記表示部への複数回の表示によって、表示すべき前記情報の内容を表示する、請求項１に記載の車両。
4. 前記情報を運転者に聴覚的に通知するための警報出力部をさらに備える、請求項１に記載の車両。
5. 内燃機関と、
   前記内燃機関からの回転力を用いて発電する第１の回転電機と、
   前記蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生する第２の回転電機と、
   前記蓄電装置からの電力を変換して前記第１および第２の回転電機を駆動するための電力変換装置とをさらに備える、請求項１に記載の車両。
6. 蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両の通知装置であって、
   前記車両の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部と、
   前記表示部を制御するための制御装置とを備え、
   前記車両は、前記車両の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えられて走行し、
   前記制御装置は、前記退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を前記表示部に表示する、車両の通知装置。
7. 蓄電装置からの電力を用いて走行が可能な車両の制御方法であって、
   前記車両は、
   前記車両の状態を運転者に視覚的に通知するための表示部を含み、
   前記制御方法は、
   前記車両の異常が発生した場合に退避走行モードに切換えるステップと、
   前記退避走行モードにおける走行可能距離を増加するための操作に関する情報を前記表示部に表示するステップとを備える、車両の制御方法。

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