JP2020066388A

JP2020066388A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2020066388A
Application number: JP2018201635A
Authority: JP
Inventors: 友希小川; Yuki Ogawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-04-30

Abstract

【課題】走行支援制御中にモード切替スイッチが操作されたときの処理を明確にする。【解決手段】ハイブリッド自動車は、現在地から目的地までの走行予定経路の各走行区間にＣＤモードとＣＳモードを含む走行モードのいずれかを割り当てた走行計画に沿って走行する走行支援制御を実行する制御装置と、走行モードの切り替えを指示するモード切替スイッチとを備える。制御装置は、走行支援制御の実行中にモード切替スイッチが操作されたときには、走行支援制御を終了する。これにより、走行支援制御中にモード切替スイッチが操作されたときの処理を明確にすることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

従来、この種のハイブリッド車両としては、現在地から目的地までの走行予定経路の各走行区間にＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとのいずれかを割り当てた走行計画に沿って走行する走行支援制御を実行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、走行区間がＥＶ走行モードに適している度合を表すＥＶ適度と、走行区間を走行するときに消費する電力量を表す消費エネルギーと、バッテリ残量と、に基づいて、経路上の複数の走行区間のうちＥＶ適度の高い走行区間から順にＥＶ走行区間に設定し、ＥＶ適度が同程度の走行区間に対しては消費エネルギーの小さい走行区間から順にＥＶ走行区間に設定している。

特開２０１４−１６２２６１号公報

しかしながら、上述のハイブリッド車両では、走行モードを切り替えるモード切替スイッチが操作されたときには、運転者の意思に応じて走行モードを切り替えるが、走行支援制御を継続すると、その後に走行モードが切り替えられ、運転者の意図しない走行モードにより走行することによって運転者に違和感を与えてしまう。また、モード切替スイッチの操作の後に再びモード切替スイッチが操作されたときには、スイッチ操作が走行支援制御の再開始の意図であるか、単に走行モードの切り替えの意図であるかの判別することができない。

本発明のハイブリッド車両は、走行支援制御中にモード切替スイッチが操作されたときの処理を明確にすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、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車両は、
現在地から目的地までの走行予定経路の各走行区間にＣＤモードとＣＳモードを含む走行モードのいずれかを割り当てた走行計画に沿って走行する走行支援制御を実行する制御装置を備えるハイブリッド車両であって、
走行モードの切り替えを指示するモード切替スイッチを備え、
前記制御装置は、前記走行支援制御の実行中に前記モード切替スイッチが操作されたときには、前記走行支援制御を終了する、
ことを要旨とする。

本発明のハイブリッド車両では、走行支援制御の実行中にモード切替スイッチが操作されたときには走行支援制御を終了する。このため、モード切替スイッチが操作されると走行支援制御は実行されないから、モード切替スイッチが操作されても走行支援制御を継続することによって生じる運転者の意図しない走行モードにより走行することによる不都合（運転者に違和感を与えるという不都合）を回避することができる。また、その後にモード切替スイッチが操作されたときには、運転者の意思は走行モードを切り替えることとなり、処理を明確に行なうことができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の一例を電子制御装置５０を中心にブロックとして示すブロック図である。走行支援部５１により実行される走行支援制御の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ５０により実行されるモード切替スイッチ操作履歴処理の一例を示すフローチャートである。

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、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の一例を電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）５０を中心にブロックとして示すブロック図である。図示するように、実施例のハイブリッド自動車２０は、動力源としてエンジンＥＧとモータＭＧとを備える。実施例のハイブリッド自動車２０は、走行モードとして、バッテリ４０の蓄電割合ＳＯＣを減少させるように電動走行を優先させるＣＤモード（Charge Depletingモード）と、バッテリ４０の蓄電割合ＳＯＣを目標割合に維持するように電動走行とハイブリッド走行とを併用するＣＳモード（Charge Sustainingモード）と、を切り替えて走行する。電動走行は、エンジンＥＧの運転を停止した状態でモータＭＧからの動力だけで走行するモードであり、ハイブリッド走行は、エンジンＥＧを運転してエンジンＥＧからの動力とモータＭＧからの動力とにより走行するモードである。

実施例のハイブリッド自動車２０は、動力源の他に、ＥＣＵ５０、イグニッションスイッチ２１、ＧＰＳ（Global Positioning System, Global Positioning Satellite）２２、車載カメラ２４、ミリ波レーザー２６、加速度センサ２８、速度センサ３０、アクセルセンサ３２、ブレーキセンサ３４、モード切替スイッチ３６、電池アクチュエータ３８、バッテリ４０、ハイブリッド用電子制御装置（以下、ハイブリッドＥＣＵという。）５２、アクセルアクチュエータ６０、ブレーキアクチュエータ６２、ブレーキ装置６４、表示装置６６、メーター６８、通信装置７０、ナビゲーションシステム８０などを備える。

ＥＣＵ５０は、図示しないがＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ、入力ポート、出力ポート、通信ポートなどを備える。ＥＣＵ５０は、機能ブロックとしての走行支援部５１を備える。走行支援部５１は、ナビゲーションシステム８０により現在地から目的地までの経路が設定されたときに走行支援制御の実行が可能なときには、経路の各区間の走行モードにＣＤモードとＣＳモードとのうちのいずれかを割り当てて走行する走行支援を行なう。

エンジンＥＧは、例えば内燃機関として構成されている。モータＭＧは、例えば同期発動電動機などの発電機としても機能する電動機として構成されている。モータＭＧは、図示しないがインバータを介してバッテリ４０に接続されており、バッテリ４０から供給される電力を用いて駆動力を出力したり、発電した電力によりバッテリ４０を充電したりすることができる。

ＧＰＳ２２は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号に基づいて車両の位置を検出する装置である。車載カメラ２４は、車両の周囲を撮像するカメラであり、例えば、車両前方を撮像する前方用カメラや車両後方を撮像する後方用カメラなどが該当する。ミリ波レーダー２６は、自車両と前方の車両との車間距離や相対速度を検知したり、自車両と後方の車両との車間距離や相対速度を検知する。

加速度センサ２８は、例えば、車両の前後方向の加速度を検出したり、車両の左右方向（横方向）の加速度を検出するセンサである。速度センサ３０は、車輪速などに基づいて車両の車速を検出する。アクセルセンサ３２は、運転者のアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度などを検出する。ブレーキセンサ３４は、運転者のブレーキペダルの踏み込み量としてのブレーキポジションなどを検出する。モード切替スイッチ３６は、運転席のハンドル近傍に配置されて、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替えるためのスイッチである。

電池アクチュエータ３８は、バッテリ４０の状態、例えば端子間電圧、充放電電流、バッテリ温度に基づいてバッテリ４０を管理する。電池アクチュエータ３８は、充放電電流に基づいて全蓄電容量に対する残存蓄電容量の割合としての蓄電割合ＳＯＣを演算したり、蓄電割合ＳＯＣやバッテリ温度などに基づいてバッテリ４０から出力してもよい許容最大出力電力（出力制限）やバッテリ４０に入力してもよい許容最大入力電力（入力制限）を演算する。バッテリ４０は、充放電可能な二次電池として構成されており、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池、鉛蓄電池などを用いることができる。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、図示しないがＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ、フラッシュメモリ、入力ポート、出力ポート、通信ポートなどを備える。ハイブリッドＥＣＵ５２は、走行モードを設定したり、設定した走行モードや、アクセルセンサ３２からのアクセル開度、ブレーキセンサ３４からのブレーキポジション、電池アクチュエータ３８からの出力制限および入力制限に基づいてエンジンＥＧの目標運転ポイント（目標回転数や目標トルク）やモータＭＧのトルク指令を設定する。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、電動走行するときには、アクセルセンサ３２からのアクセル開度や車速センサ３６０からの車速に基づいて要求駆動力や要求パワーを設定し、車両に要求駆動力や要求パワーを出力するようにモータＭＧのトルク指令を設定し、設定したトルク指令をアクセルアクチュエータ６０に送信する。ハイブリッドＥＣＵ５２は、ハイブリッド走行するときには、車両に要求駆動力や要求パワーを出力するようにエンジンＥＧの目標運転ポイントとモータＭＧのトルク指令とを設定し、目標運転ポイントとトルク指令とをアクセルアクチュエータ６０に送信する。また、ハイブリッドＥＣＵ５２は、ブレーキペダルが踏み込まれたときには、ブレーキセンサ３４からのブレーキポジションや車速センサ３６０からの車速に基づいて要求制動力を設定し、要求制動力や車速に基づいてモータＭＧを回生制御するための回生用のトルク指令を設定すると共に、ブレーキ装置による目標制動力を設定し、トルク指令についてはアクセルアクチュエータ６０に送信し、目標制動力についてはブレーキアクチュエータ６２に送信する。

アクセルアクチュエータ６０は、ハイブリッドＥＣＵ５２により設定された目標運転ポイントやトルク指令によりエンジンＥＧやモータＭＧを駆動制御する。アクセルアクチュエータ６０は、エンジンＥＧが目標運転ポイント（目標回転数や目標トルク）で運転されるように、吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御、吸気バルブ開閉タイミング制御などを行なう。また、アクセルアクチュエータ６０は、モータＭＧからトルク指令に相当するトルクが出力されるようにモータＭＧを駆動するためのインバータが有するスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ブレーキアクチュエータ６２は、ハイブリッドＥＣＵ５２により設定された目標制動力がブレーキ装置６４により車両に作用するようにブレーキ装置６４を制御する。ブレーキ制御装置６４は、例えば油圧駆動の摩擦ブレーキとして構成されている。

表示装置６６は、例えば運転席前方のインストールパネルに組み込まれており、各種情報を表示する。メーター６８は、例えば運転席前方のインストールパネルに組み込まれている。

通信装置７０は、自車両の情報を交通情報管理センター１００に送信したり、交通情報管理センター１００からの道路交通情報を受信したりする。自車両の情報としては、例えば、自車両の位置や、車速、走行パワー、走行モードなどを挙げることができる。道路交通情報としては、例えば、現在や将来の渋滞に関する情報や、走行経路状の区間における現在の平均車速や将来の平均車速の予測値に関する情報、交通規制に関する情報、天候に関する情報、路面状態に関する情報などを挙げることができる。通信装置７０は、交通情報管理センター１００と所定間隔毎（例えば、３０秒毎や１分毎、２分毎など）に通信している。

ナビゲーションシステム８０は、自車両を所定の目的地に誘導するシステムであり、表示部８２と地図情報データベース８４とを備える。ナビゲーションシステム８０は、交通情報管理センター１００と通信可能であり、交通情報管理センター１００との協調によるナビゲーションを実行する。この場合、目的地が設定されると、目的地の情報とＧＰＳ２２により取得した現在地（現在の自車両の位置）の情報とを交通情報管理センター１００に送信し、この送信に対して交通情報管理センター１００により設定された経路を受信する。そして、ナビゲーションシステム８０は、設定された経路に基づいて所定時間毎（例えば、３分毎や５分毎など）に交通情報管理センター１００と通信して経路案内を行なう。また、ナビゲーションシステム８０は、交通情報管理センター１００との協調を行なうことなく経路設定を行ない経路案内を行なう。この場合、目的地が設定されると、目的地の情報と現在地の情報と地図情報データベース８４に記憶されている情報とに基づいて経路を設定する。

こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に走行支援の際にモード切替スイッチ３６が操作されたときの動作について説明する。図２は、走行支援部５１により実行される走行支援制御の一例を示すフローチャートであり、図３は、ＥＣＵ５０により実行されるモード切替スイッチ操作履歴処理の一例を示すフローチャートである。走行支援制御では、モード切替スイッチ操作の履歴を用いから、説明の容易のため、図３を用いてモード切替スイッチ操作履歴処理について説明した後に、図２を用いて走行支援制御について説明する。

モード切替スイッチ操作履歴処理では、まず、イグニッションスイッチ２１がオン（ＩＧオン）されたか否かを判定し（ステップＳ３００）、ＩＧオンされていないときには、ＩＧオンされるまで待機する。ＩＧオンされると、モード切替スイッチ操作履歴を初期化する（ステップＳ３１０）。

次に、モード切替スイッチ３６の操作があったか否かを判定する（ステップＳ３２０）。モード切替スイッチ３６の操作がないときには、イグニッションスイッチ２１がオフ（ＩＧオフ）されたか否かを判定する（ステップＳ３５０）。ＩＧオフされていないときには、ステップＳ３２０のモード切替スイッチ３６の操作があったか否かを判定する処理に戻り、ＩＧオフされたときにはモード切替スイッチ操作履歴処理を終了する。

一方、ステップＳ３２０でモード切替スイッチ３６が操作されたと判定されたときには、ＣＤモードからＣＳモードへの切り替えか否かを判定する（ステップＳ３３０）。ＣＤモードからＣＳモードへの切り替えではないと判定したときには、イグニッションスイッチ２１がオフ（ＩＧオフ）されたか否かを判定し（ステップＳ３５０）。ＩＧオフされていないときには、ステップＳ３２０に戻り、ＩＧオフされたときにはモード切替スイッチ操作履歴処理を終了する。ＣＤモードからＣＳモードへの切り替えであると判定したときには、モード切替スイッチ操作履歴を記憶し（ステップＳ３４０）、モード切替スイッチ操作履歴処理を終了する。

こうしたモード切替スイッチ操作履歴処理は、ＩＧオンからＩＧオフまでの間にモード切替スイッチ３６の操作によりＣＤモードからＣＳモードへの切り替えが行なわれたか否かを判定し、この切り替えが行なわれたときにモード切替スイッチ操作履歴を記憶する処理となる。

次に、図２を用いて走行支援制御について説明する。走行支援制御では、まず、モード切替スイッチ操作履歴が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１００）。モード切替スイッチ操作履歴がある判定したときには、走行支援制御を実行しているときにはこの制御を終了して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。

モード切替スイッチ操作履歴がない判定したときには、走行支援制御の実行が可能か否かを判定する（ステップＳ１１０）。走行支援制御は、上述したように、ナビゲーションシステム８０により現在地から目的地までの経路が設定されたときに経路の各区間の走行モードにＣＤモードとＣＳモードとのうちのいずれかを割り当てて走行する制御であるから、目的地の設定がないときには走行支援制御を実行することができない。また、ナビゲーションシステム８０に異常が生じているときやＧＰＳ２２に異常が生じているときなど、経路案内を良好に行なうことができないときにも走行支援制御は実行することはできない。ステップＳ１１０では、これらのような事情により走行支援制御の実行が可能であるか否かを判定するのである。走行支援制御の実行が可能ではないと判定したときには、走行支援制御を実行しているときにはこの制御を終了して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で走行支援制御の実行が可能であると判定したときには、現在地から目的地までの経路の各区間の消費エネルギＥｎとその総和としての総エネルギＥｓｕｍを計算する（ステップＳ１２０）。区間は、その区間が市街地であるか郊外であるか山間部であるかなどの基準により定めることができる。そして、総エネルギＥｓｕｍがバッテリ４０の残量より大きいか否かを判定する（ステップＳ１３０）。バッテリ４０の残量は、バッテリ４０の全容量に蓄電割合ＳＯＣを乗じることにより計算することができる。総エネルギＥｓｕｍがバッテリ４０の残量以下であると判定したときには、全区間にＣＤモードを割り当てる（ステップＳ１４０）。総エネルギＥｓｕｍがバッテリ４０の残量より大きいと判定したときには、各区間を走行負荷（消費エネルギＥｎ）が低い順に並び替え（ステップＳ１５０）、走行負荷が低い順に、割り当てた区間の消費エネルギＥｎの総和がバッテリ４０の残量を超えるまでＣＤモードに割り当てると共に残余の区間をＣＳモードに割り当てる（ステップＳ１６０）。そして、割り当てたモードの走行計画に沿って走行モードを制御する（ステップＳ１７０）。

続いて、モード切替スイッチ操作履歴があるか否かを判定し（ステップＳ１８０）、モード切替スイッチ操作履歴がないと判定したときには、交通情報管理センター１００からの先読み情報（道路交通情報）を更新し（ステップＳ１９０）、ステップＳ１１０の走行支援制御の実行が可能か否かの判定の処理に戻る。一方、ステップＳ１８０でモード切替スイッチ操作履歴があると判定したときには、走行支援制御を終了して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、走行支援制御の実行中にモード切替スイッチ３６が操作されたときには走行支援制御を終了する。このため、モード切替スイッチ３５が操作されたときには走行支援制御は実行されないから、走行支援制御を継続することによって生じる運転者の意図しない走行モードにより走行することによる不都合（運転者に違和感を与えるという不都合）を回避することができる。また、その後にモード切替スイッチ３６が操作されたときには、運転者の意思は走行モードを変更することとなり、処理を明確に行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ナビゲーションシステム８０は、交通情報管理センター１００と通信可能であり、交通情報管理センター１００との協調によるナビゲーションを実行するこのとができるものとした。しかし、ナビゲーションシステム８０は、交通情報管理センター１００とは通信せず、目的地の情報と現在地の情報と地図情報データベース８４に記憶されている情報とに基づいて経路を設定し、設定した経路に基づいて経路案内を行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、通信装置７０を備え、交通情報管理センター１００と通信するものとしたが、通信装置７０を備えず、交通情報管理センター１００とは通信しないものとしても構わない。

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ハイブリッド自動車、２１イグニッションスイッチ、２２ＧＰＳ、２４車載カメラ、２６ミリ波レーダー、２８加速度センサ、３０速度センサ、３２アクセルセンサ、３４ブレーキセンサ、３６モード切替スイッチ、３８電池アクチュエータ、４０バッテリ、５０電子制御ユニット（ＥＣＵ）、５１走行支援部、５２ハイブリッド用電子制御装置（ハイブリッドＥＣＵ）、６０アクセルアクチュエータ、６２ブレーキアクチュエータ、６４ブレーキ装置、６６表示装置、６８メーター、７０通信装置、８０ナビゲーションシステム、８２表示部、８４地図情報データベース、１００交通情報管理センター、ＥＧエンジン、ＭＧモータ。

Claims

現在地から目的地までの走行予定経路の各走行区間にＣＤモードとＣＳモードを含む走行モードのいずれかを割り当てた走行計画に沿って走行する走行支援制御を実行する制御装置を備えるハイブリッド車両であって、
走行モードの切り替えを指示するモード切替スイッチを備え、
前記制御装置は、前記走行支援制御の実行中に前記モード切替スイッチが操作されたときには、前記走行支援制御を終了する、
ハイブリッド車両。