JP2017178082A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】外部充電の利用を促進する。
【解決手段】利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２以上で閾値Ｉｒｅｆ１未満の範囲内のときにはアナウンスと共に走行性能に軽度の制限を課し（Ｓ１３０，Ｓ１４０）、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２未満のときにはアナウンスと共に走行性能に重度の制限を課す（Ｓ１５０，Ｓ１６０）。これにより、外部充電の利用を強く促すことができる。走行性能の制限としては、ＥＶ走行時の最高車速や最大出力，最大トルク，アクセル開度Ａｃｃに対する制限、ＨＶ走行時の最高車速，最大出力，最大トルク，アクセル開度Ａｃｃ、バッテリ出力の制限、昇圧コンバータの昇圧の制限、パワーモードの制限、シーケンシャルシフト機能の制限、エンジンの運転ポイントにおける振動や異音の除去の振動制限、エンジン始動時の振動やトルクショックの抑制の制限などを挙げることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、バッテリの充電と燃料タンクへの給油とを行なうハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、バッテリを外部充電してからの内燃機関による燃料使用量に応じたパラメータの変化が所定値に達したときに電動機および内燃機関の出力の少なくとも一方を制限するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、パラメータの変化が所定値に達したときに電動機および内燃機関の出力の少なくとも一方を制限することによってドライバに外部充電を促し、内燃機関に頼らない走行を促進して、緊急時には内燃機関によって走行できるという余裕を残しながら電気自動車が本来目的とする大気の汚染の抑制効果を十分に得ることができるものとしている。

特開平８−１９１１４号公報

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、電動機および内燃機関の出力の少なくとも一方を制限するだけでは、外部充電の利用を促す効果が不十分な場合がある。例えば、いつも比較的低パワーで走行するように運転しているドライバーに対しては、電動機や内燃機関の出力制限は何ら意味を持たないものとなってしまう。

本発明のハイブリッド自動車は、外部充電の利用を促進することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、前記エンジンに燃料を供給する燃料タンクと、モータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、外部電源を用いて前記バッテリを充電する外部充電が可能な充電器と、を備えるハイブリッド自動車であって、
所定期間内の前記外部充電の利用の程度を示す利用指標が小さいときには大きいときに比して車両の走行性能に関与する機能が低下するように機能制限を課す機能制限手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、外部充電の利用の程度を示す利用指標が小さいときには大きいときに比して車両の走行性能に関与する機能に制限を課す。即ち、走行性能を低下させることにより、ドライバーに外部充電の利用を促すのである。これにより、外部充電の利用を促進することができる。ここで、「所定期間」としては、１ヶ月や２ヶ月のような時間的に予め定められた期間や、２０回のトリップの間や３０回のトリップの間のような機会的に予め定められた期間などを用いることができる。

「走行性能」の「機能制限」には、エンジンの運転を伴わない走行（ＥＶ走行）時の最高車速の制限、ＥＶ走行時の最大出力の制限、ＥＶ走行時の最大トルクの制限、ＥＶ走行時のトルクの制限、エンジンの運転を伴っての走行（ＨＶ走行）時の最高車速の制限、ＨＶ走行時の最大出力の制限、ＨＶ走行時の最大トルクの制限、ＨＶ走行時のトルクの制限、ＨＶ走行時のバッテリ出力の制限、バッテリの電力を昇圧して電動機に供給する昇圧コンバータを備える場合には昇圧の制限、静観性や燃費よりパワーを重視するパワーモードに切り替えるパワースイッチを備える場合にはパワーモードの制限、仮想的なシフト操作（シーケンシャルシフト操作）が可能な場合の仮想的なシフト操作の制限、振動や異音を抑制するエンジンの運転制御を行なっている場合には振動や異音の抑制の制限、エンジン始動時の振動やショックを抑制する振動ショック抑制制御を行なっている場合には振動ショック抑制制御の制限、などを挙げることができる。

「利用指標」は、所定期間内の外部充電の利用の程度を示すものであり、本明細書では大きいほど良好に外部充電が利用されている関係を示すものを用いる。例えば、以下の（１）〜（１４）をそのまま利用指標として用いたり、（１）〜（１４）の１つ又は複数に基づいて演算して得られるものを利用指標として用いたりすることができる。
（１）充電回数のトリップ回数に対する比率（充電回数／トリップ回数）
（２）充電器を外部電源に接続している総時間のシステムオフして停車している総時間に対する比率（充電器接続総時間／停車総時間）
（３）ＥＶ走行の総距離のＨＶ走行の総距離に対する比率（ＥＶ走行総距離／ＨＶ走行総距離）
（４）ＥＶ走行の総時間のＨＶ走行の総時間に対する比率（ＥＶ走行総時間／ＨＶ走行総時間）
（５）ＥＶ走行の総距離の総走行距離に対する比率（ＥＶ走行総距離／総走行距離）
（６）ＥＶ走行の総時間の総走行時間に対する比率（ＥＶ走行総時間／総走行時間）
（７）充電器によるバッテリの充電の総充電量の燃料タンクへの総給油量に対する比率（総充電量／総給油量）
（８）外部電源からの電力によってバッテリに充電したエネルギの積算値の走行に消費したエネルギの積算値に対する比率（外部充電エネルギ積算値／走行消費エネルギ積算値）
（９）ＥＶ走行により消費したエネルギの積算値のＨＶ走行により消費したエネルギの積算値に対する比率（ＥＶ走行エネルギ積算値／ＨＶ走行エネルギ積算値）
（１０）充電器を外部電源に接続した総時間（充電器接続総時間）
（１１）充電器によるバッテリの充電の総充電量
（１２）走行した総走行距離の二酸化炭素の総排出量に対する比率（総走行距離／二酸化炭素総排出量）
（１３）車両が外部充電が可能な状態であった充電機会の回数（機会回数）に対するその状態であったときに外部充電を行なった回数（機会内充電回数）の比率（機会内充電回数／機会回数）
（１４）外部充電してからの内燃機関による燃料使用量の逆数（１／外部充電後燃料使用量）

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される利用指標演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される走行性能制限処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、昇圧コンバータ５６と、充電器６０と、ナビゲーション装置９０と、表示装置９２と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、燃料タンク２５からのガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えばエンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、昇圧コンバータ５６を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

昇圧コンバータ５６は、図示しないが、２つのトランジスタと２つのダイオードとリアクトルとからなる周知のＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されており、バッテリ５０側の電池電圧系電力ライン５４ｂの電力を昇圧してインバータ４１，４２側の駆動電圧系電力ライン５４ａに供給したり、駆動電圧系電力ライン５４ａの電力を降圧して電池電圧系電力ライン５４ｂに供給したりすることができる。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。また、駆動電圧系電力ライン５４ａに取り付けられた図示しない電圧計からの駆動電圧系電圧ＶＨや、電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた図示しない電圧計からの電池電圧系電圧ＶＬも入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や、昇圧コンバータ５６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、昇圧コンバータ５６を介してインバータ４１，４２と接続されている。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂなどが入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

充電器６０は、電池電圧系電力ライン５４ｂに接続されており、電源プラグ６１が自宅や充電ステーションなどの充電ポイントで家庭用電源や工業用電源などの外部電源６９に接続されているときに、外部電源６９からの電力を用いてバッテリ５０を充電する外部充電を行なうことができるように構成されている。

ナビゲーション装置９０は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート，通信ポートなどを有する制御部を内蔵する本体と、車両の現在地に関する情報を受信するＧＰＳアンテナと、車両の現在地に関する情報や目的地までの走行ルートなどの各種情報を表示すると共に操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイと、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報（例えば観光情報や駐車場、充電ステーションなど）や予め定められている走行区間（例えば信号機間や交差点間など）毎の道路情報などがデータベース化して記憶されており、道路情報には、距離情報や幅員情報，地域情報（市街地，郊外），種別情報（一般道路，高速道路），勾配情報，法定速度，信号機の数などが含まれる。また、サービス情報として、自宅駐車場や所望の地点を地点登録することができる。ナビゲーション装置９０は、操作者により目的地が設定されたときには、地図情報と車両の現在地と目的地とに基づいて車両の現在地から目的地までの走行ルートを検索すると共に検索した走行ルートをディスプレイに出力してルート案内を行なう。なお、このナビゲーション装置９０は、走行ルートにおけるルート情報（例えば、目的地までの残距離Ｌｎや目的地の方角Ｄｎなど）も演算している。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，フラッシュメモリ７２，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰを挙げることができる。また、車速センサ８８からの車速Ｖ、燃料タンク２５に取り付けられた燃料計２５ａからの燃料量Ｑｆ、静観性や燃費よりパワー重視の走行モードを設定するためのパワースイッチ９５からのスイッチ信号ＳＷＰ、仮想的なシフト操作（シーケンシャルシフト）を可能とするためのシーケンシャルシフトスイッチ９６からのスイッチ信号ＳＷＳを挙げることができる。さらに、電源プラグ６１に取り付けられて電源プラグ６１が外部電源６９に接続されているか否かを判定する接続スイッチ６２からの接続信号ＳＷＣ、ナビゲーション装置９０からのデータなども挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＶＥＣＵ７０から出力される制御信号としては、例えば、充電器６０への制御信号や、運転席前方のインストルパネルに取り付けられた表示装置９２への表示制御信号などを挙げることができる。また、ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。なお、ＨＶＥＣＵ７０は、燃料タンク２５に給油されたときには燃料計２５ａからの燃料量Ｑｆに基づいて給油量Ｑｉｎを計算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ＣＤ（Charge Depleting）モードまたはＣＳ（Charge Sustaining）モードでハイブリッド走行（ＨＶ走行）または電動走行（ＥＶ走行）を行なう。ここで、ＣＤモードは、ＣＳモードに比してＥＶ走行をより優先するモードである。ＨＶ走行は、エンジン２２の運転を伴って走行するモードである。ＥＶ走行は、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。

実施例では、ＨＶＥＣＵ７０は、自宅や充電ステーションなどの充電ポイントでシステムオフ（システム停止）して停車しているときに、電源プラグ６１が外部電源６９に接続されると、外部電源６９からの電力を用いてバッテリ５０が充電されるように充電器６０を制御する。そして、システムオン（システム起動）したときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ１（例えば４５％，５０％，５５％など）よりも大きいときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ２（例えば２５％，３０％，３５％など）以下に至るまでは、ＣＤモードで走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ２以下に至った以降は、システムオフするまでＣＳモードで走行する。また、システムオンしたときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ１以下のときには、システムオフするまでＣＳモードで走行する。

ＥＶ走行は、以下のように駆動制御される。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、トルク指令Ｔｍ２＊の目標駆動点でモータＭＧ２が駆動できるように駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定し、駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５６のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行は、以下のように駆動制御される。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。次に、走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。なお、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊は、振動や異音が生じない範囲で燃費が最適になる動作ポイントとして設定される。また、モータＭＧ１，ＭＧ２を回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２およびトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊からなる目標駆動点で駆動できるように駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧指令ＶＨ＊を設定し、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊や電圧指令ＶＨ＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨが電圧指令ＶＨ＊となるよう昇圧コンバータ５５のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、充電器６０によるバッテリ５０の充電（外部充電）の利用の程度を示す利用指標ＩＤＸに基づいて走行性能を制限する際の動作について説明する。まず、利用指標ＩＤＸについて説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される利用指標演算処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、システムオン（システム起動）されたときや、システムオフ（システム停止）されたとき、外部電源６９に電源プラグ６１が接続されてバッテリ５０の充電が完了したとき、燃料タンク２５に給油が行なわれたときなどの予め定めた起動タイミングで実行される。以下では、本ルーチンがシステムオン（システム起動）されたときに実行された場合を想定して説明する。

利用指標演算処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、予め定められた所定期間内における利用指標ＩＤＸを演算するのに必要な車両利用状況を反映するデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、「所定期間」としては、１ヶ月や２ヶ月のような時間的に予め定められた期間や、２０回のトリップの間や３０回のトリップの間のような機会的に予め定められた期間などを用いることができる。また、車両利用状況を反映するデータとしては、前回のトリップのシステムオンのタイミングから今回のトリップのシステムオンのタイミングまでのデータとして、充電器６０によるバッテリ５０の充電の有無（外部充電の有無）や、充電器６０の電源プラグ６１を外部電源６９に接続していた充電時間（充電器接続時間）、充電器６０によるバッテリ５０の充電量を挙げることができる。また、給油量や、燃料量Ｑｆ、前回のトリップのシステムオフのタイミングから今回のトリップのシステムオンまでの停車時間、前回のトリップにおける走行距離、前回のトリップにおける走行時間を挙げることができる。更に、前回のトリップにおけるＥＶ走行距離、前回のトリップにおけるＥＶ走行時間、前回のトリップにおけるＨＶ走行距離、前回のトリップにおけるＨＶ走行時間を挙げることができる。また、前回のトリップにおけるＥＶ走行により消費したエネルギ（ＥＶ走行エネルギ）、前回のトリップにおけるＨＶ走行により消費したエネルギ（ＨＶ走行エネルギ）、蓄電割合ＳＯＣ、車両の現在位置なども挙げることができる。

こうして利用指標ＩＤＸを演算するのに必要なデータを入力すると、入力したデータを用いて利用指標ＩＤＸを演算すると共にＨＶＥＣＵ７０の図示しないＲＡＭやフラッシュメモリ７２に記憶し（ステップＳ１１０）、本ルーチンを終了する。実施例では、利用指標ＩＤＸは以下の（１）〜（１４）のいずれかとして演算されたり、（１）〜（１４）の１つ又は複数に基づいて演算されたりする。なお、利用指標ＩＤＸは、大きいほど充電器６０によるバッテリ５０の充電（外部充電）の利用が良好に行なわれているものとして演算される。

（１）充電回数のトリップ回数に対する比率（充電回数／トリップ回数）
充電回数は、所定期間内において外部充電の有無に基づいてカウントアップすることにより得ることができる。なお、外部充電の有無は、接続スイッチ６２からの接続信号ＳＷＣによる電源プラグ６１が外部電源６９に接続されたか否かの判定やバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの増加の判定により行なうことができる。トリップ回数は、所定期間内においてシステムオンされる毎にカウントアップすることにより得ることができる。
（２）充電器６０を外部電源６９に接続している総時間のシステムオフして停車している総時間に対する比率（充電器接続総時間／停車総時間）
充電器接続総時間は、所定期間内において充電器６０の電源プラグ６１を外部電源６９に接続していた充電時間を積算することにより得ることができる。停車総時間は、所定期間内の各トリップ間の停車時間を積算することにより得ることができる。
（３）ＥＶ走行の総距離のＨＶ走行の総距離に対する比率（ＥＶ走行総距離／ＨＶ走行総距離）
ＥＶ走行総距離は、所定期間内の各トリップにおけるＥＶ走行距離を積算することにより得ることができる。ＨＶ走行総距離は、所定期間内の各トリップにおけるＨＶ走行距離を積算することにより得ることができる。

（４）ＥＶ走行の総時間のＨＶ走行の総時間に対する比率（ＥＶ走行総時間／ＨＶ走行総時間）
ＥＶ走行総時間は、所定期間内の各トリップにおけるＥＶ走行時間を積算することにより得ることができる。ＨＶ走行総時間は、所定期間内の各トリップにおけるＨＶ走行時間を積算することにより得ることができる。
（５）ＥＶ走行の総距離の総走行距離に対する比率（ＥＶ走行総距離／総走行距離）
総走行距離は、所定期間内の各トリップにおける走行距離を積算することにより行なわれる。
（６）ＥＶ走行の総時間の総走行時間に対する比率（ＥＶ走行総時間／総走行時間）
総走行時間は、所定期間内の各トリップにおける走行時間を積算することにより行なわれる。

（７）充電器６０によるバッテリ５０の充電の総充電量の燃料タンク２５への総給油量に対する比率（総充電量／総給油量）
総充電量は、所定期間内の外部充電による充電量を積算することにより得ることができる。総給油量は、所定期間内の給油量を積算することにより得ることができる。
（８）外部電源６９からの電力によってバッテリ５０に充電したエネルギの積算値の走行に消費したエネルギの積算値に対する比率（外部充電エネルギ積算値／走行消費エネルギ積算値）
外部充電エネルギ積算値は、所定期間内の充電量の積算により得ることができる。走行消費エネルギ積算値は、ＥＶ走行エネルギの積算値とＨＶ走行エネルギの積算値として得ることができる。なお、ＥＶ走行エネルギやＨＶ走行エネルギはＥＶ走行中やＨＶ走行中に車重Ｍに車速Ｖを乗じたものを時間積分（∫Ｍ・Ｖｄｔ）することにより得ることができる。車重Ｍは、車重センサにより計測したものを用いたり、勾配センサとモータＭＧ２のトルクと加速度とから計算したものを用いたり、予め定めた値を用いたりすることができる。
（９）ＥＶ走行により消費したエネルギの積算値のＨＶ走行により消費したエネルギの積算値に対する比率（ＥＶ走行エネルギ積算値／ＨＶ走行エネルギ積算値）
ＥＶ走行エネルギ積算値は、ＥＶ走行エネルギを積算することにより得ることができる。ＨＶ走行エネルギ積算値は、ＨＶ走行エネルギを積算することにより得ることができる。

（１０）充電器６０を外部電源６９に接続した総時間（充電器接続総時間）
充電器接続総時間は、所定期間内で充電器６０を外部電源６９に接続した時間を積算することにより得ることができる。
（１１）充電器６０によるバッテリ５０の充電の総充電量
総充電量は、所定期間内の外部充電による充電量を積算することにより得ることができる。
（１２）走行した総走行距離の二酸化炭素の総排出量に対する比率（総走行距離／二酸化炭素総排出量）
二酸化炭素総排出量は、総給油量に燃料用係数を乗じたものと総充電量に外部充電係数を乗じたものとの和として計算することができる。

（１３）車両が外部充電が可能な状態であった充電機会の回数（機会回数）に対するその状態であったときに外部充電を行なった回数（機会内充電回数）の比率（機会内充電回数／機会回数）
機会回数は、所定期間内に車両が自宅駐車場や充電ステーションに駐車した回数をカウントすることにより得ることができる。車両が自宅駐車場や充電ステーションに駐車しているか否かは、ナビゲーション装置９０から車両の現在位置が自宅駐車場であるか否か或いは充電ステーションであるか否かの判定により行なうことができる。充電回数は、所定期間内に車両が自宅駐車場や充電ステーションに駐車して充電した回数をカウントすることにより得ることができる。
（１４）外部充電してからの内燃機関による燃料使用量の逆数（１／外部充電後燃料使用量）
外部充電後燃料使用量は、外部充電を行なったときの燃料量Ｑｆと給油量と現在の給油量Ｑｆとによって計算することができる。

次に、利用指標ＩＤＸに基づいて走行性能を制限する際の動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される走行性能制限処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定期間毎（例えば、利用指標ＩＤＸが演算される毎）に実行される。

走行性能制限処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、利用指標ＩＤＸを入力し（ステップＳ１００）、利用指標ＩＤＸを閾値Ｉｒｅｆ１，Ｉｒｅｆ２と比較する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Ｉｒｅｆ１は、外部充電の利用の促進が比較的行なわれているとは判断することができない利用指標ＩＤＸの値として設定されるものであり、閾値Ｉｒｅｆ２は、外部充電の利用の促進が閾値Ｉｒｅｆ１の程度よりも行なわれていないと判断される利用指標ＩＤＸの値として設定されるものである。したがって、Ｉｒｅｆ１＞Ｉｒｅｆ２の関係を有する。利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ１以上であるときには、外部充電の利用の促進が比較的行なわれていると判断し、走行性能には制限を課さずに（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。

一方、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２以上で閾値Ｉｒｅｆ１未満の範囲内のときには、外部充電の利用の促進が比較的行なわれていないと判断し、「外部充電があまり行なわれておりません。そのため、走行性能に軽度の制限が課されます。外部充電を行なって下さい。」などのアナウンスを音声出力と共に表示装置９２に表示し（ステップＳ１３０）、走行性能に軽度の制限を課して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。走行性能の軽度の制限としては、例えば、以下のものを挙げることができる。走行性能の軽度の制限は、（１）〜（１４）のいずれか１つだけ行なうものとしてもよいし、２つ以上行なうものとしてもよい。このように、走行性能の軽度の制限を課すことにより、こうした制限を解除するように外部充電の利用を促すのである。
（１）ＥＶ走行時の最高車速を通常時の７０％や８０％などとする制限
（２）ＥＶ走行時の最大出力を通常時の７０％や８０％などとする制限
（３）ＥＶ走行時の最大トルクを通常時の７０％や８０％などとする制限
（４）ＥＶ走行時のアクセル開度Ａｃｃを通常時の７０％や８０％などとする制限
（５）ＨＶ走行時の最高車速を通常時の７０％や８０％などとする制限
（６）ＨＶ走行時の最大出力を通常時の７０％や８０％などとする制限
（７）ＨＶ走行時の最大トルクを通常時の７０％や８０％などとする制限
（８）ＨＶ走行時のアクセル開度Ａｃｃを通常時の７０％や８０％などとする制限
（９）ＨＶ走行時のバッテリ出力を通常時の７０％や８０％などとする制限
（１０）昇圧コンバータ５６の昇圧を通常時の７０％や８０％などとする制限
（１１）パワースイッチ９５を操作してもパワーモードを無効とする制限
（１２）シーケンシャルシフトスイッチ９６を操作してもシーケンシャルシフト機能を無効とする制限
（１３）エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊の設定の際に振動や異音が生じても燃費が最適になる動作ポイントとして設定する振動や異音の除去の振動制限
（１４）エンジン２２の始動時における振動抑制制御やトルクショック抑制制御の制限

また、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２未満の範囲内のときには、外部充電の利用の促進がほとんど行なわれていないと判断し、「外部充電がほとんど行なわれておりません。そのため、走行性能に重度の制限が課されます。外部充電を行なって下さい。」などのアナウンスを音声出力と共に表示装置９２に表示し（ステップＳ１５０）、走行性能に重度の制限を課して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。走行性能の重度の制限としては、例えば、以下のものを挙げることができる。走行性能の重度の制限は、（１）〜（１４）のいずれか１つだけ行なうものとしてもよいし、２つ以上行なうものとしてもよい。このように、走行性能の重度の制限を課すことにより、こうした制限を解除するように外部充電の利用を強く促すのである。
（１）ＥＶ走行時の最高車速を通常時の４０％や５０％などとする制限
（２）ＥＶ走行時の最大出力を通常時の４０％や５０％などとする制限
（３）ＥＶ走行時の最大トルクを通常時の４０％や５０％などとする制限
（４）ＥＶ走行時のアクセル開度Ａｃｃを通常時の４０％や５０％などとする制限
（５）ＨＶ走行時の最高車速を通常時の４０％や５０％などとする制限
（６）ＨＶ走行時の最大出力を通常時の４０％や５０％などとする制限
（７）ＨＶ走行時の最大トルクを通常時の４０％や５０％などとする制限
（８）ＨＶ走行時のアクセル開度Ａｃｃを通常時の４０％や５０％などとする制限
（９）ＨＶ走行時のバッテリ出力を禁止する制限
（１０）昇圧コンバータ５６の昇圧を禁止する制限
（１１）パワースイッチ９５を操作してもパワーモードを無効とする制限
（１２）シーケンシャルシフトスイッチ９６を操作してもシーケンシャルシフト機能を無効とする制限
（１３）エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊の設定の際に振動や異音が生じても燃費が最適になる動作ポイントとして設定する振動や異音の除去の振動制限
（１４）エンジン２２の始動時における振動抑制制御やトルクショック抑制制御の制限

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ１未満のときには走行性能に制限を課す。これにより、外部充電の利用を強く促すことができる。外部充電の利用が促進されると、走行負荷やシステム損失を低減し、充電不足による二酸化炭素の低減の悪化を抑制することができる。しかも、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２以上で閾値Ｉｒｅｆ１未満の範囲内のときには走行性能に軽度の制限を課し、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２未満のときには走行性能に重度の制限を課すから、段階的に外部充電の利用を促すことができる。また、走行性能に制限を課す際には、その旨のアナウンスも行なうから、アナウンスなしに走行性能の制限が課される際の違和感を回避することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２以上で閾値Ｉｒｅｆ１未満の範囲内のときには走行性能に軽度の制限を課し、利用指標ＩＤＸが閾値Ｉｒｅｆ２未満のときには走行性能に重度の制限を課すように、２段階に走行性能の制限を課すものとした。しかし、走行性能の制限は３段階以上に行なってもよいし、１段階としてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、走行性能の制限として、（１）ＥＶ走行時の最高車速の制限、（２）ＥＶ走行時の最大出力の制限、（３）ＥＶ走行時の最大トルクの制限、（４）ＥＶ走行時のアクセル開度Ａｃｃの制限、（５）ＨＶ走行時の最高車速の制限、（６）ＨＶ走行時の最大出力の制限、（７）ＨＶ走行時の最大トルクの制限、（８）ＨＶ走行時のアクセル開度Ａｃｃの制限、（９）ＨＶ走行時のバッテリ出力の制限、（１０）昇圧コンバータ５６の昇圧の制限、（１１）パワーモードの制限、（１２）シーケンシャルシフト機能の制限、（１３）振動や異音の除去の振動制限、（１４）振動抑制制御やトルクショック抑制制御の制限などの１４種の制限とした。しかし、これら以外の走行性能の制限を課すものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、電源プラグ６１を外部電源６９に接続してバッテリ５０を充電する充電器６０を備えるものとしたが、外部電源６９からの電力を非接触で受電してバッテリ５０を充電する充電器を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ１と駆動軸３６とがプラネタリギヤ３０に接続されると共に駆動軸３６にモータＭＧ２が接続されるものとした。図４の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、いわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。即ち、エンジンとモータとバッテリと外部電源に接続してバッテリを充電する充電器とを備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、燃料タンク２５が「燃料タンク」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、充電器６０が「充電器」に相当し、図３の走行性能制限処理ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「機能制限手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 燃料タンク、２５ａ 燃料計、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ 駆動電圧系電力ライン、５４ｂ 電池電圧系電力ライン、５６ 昇圧コンバータ、６０ 充電器、６１ 電源プラグ、６２ 接続スイッチ、６９ 外部電源、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ フラッシュメモリ、８０ イグニッションスイッチ、８２ シフトポジションセンサ、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、９０ ナビゲーション装置、９２ 表示装置、９５ パワースイッチ、９６ シーケンシャルシフトスイッチ、２２９ クラッチ、２３０ 変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、前記エンジンに燃料を供給する燃料タンクと、モータと、前記モータに電力を供給可能なバッテリと、外部電源を用いて前記バッテリを充電する外部充電が可能な充電器と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   所定期間内の前記外部充電の利用の程度を示す利用指標が小さいときには大きいときに比して車両の走行性能に関与する機能が低下するように機能制限を課す機能制限手段、
   を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。

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