JP2021003984A - 車両システム及びハイブリッド車両 - Google Patents

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    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
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Abstract

【課題】運転者の利便性を向上させることができる車両システム及びハイブリッド車両を提供する。【解決手段】車両システムは、内燃機関、車軸に接続された回転電機、及び、前記回転電機に走行用の電力を供給する蓄電池を備えるハイブリッド車両に搭載される車両システムであって、表示部と、少なくとも前記蓄電池の充電率及び温度に基づいて、駆動力の増加に応じて前記内燃機関を稼働させず前記蓄電力供給される電力のみで前記回転電機を駆動させて走行を行う電力走行から前記内燃機関を稼働させて走行を行うエンジン稼働走行に移行する第１モードから、前記第１モードよりも電力走行を優先させる第２モードへの切替の可否を判定する判定部と、運転者の指示および前記判定部の判定結果に基づいて、前記第１モードと、前記第２モードと、を切り替える切替部と、前記第２モードへの切替の可否に関する画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両システム及びハイブリッド車両に関する。
従来、エンジンとモータを搭載するハイブリッド車両において、第１モードと、第１モードよりもエンジンの運転の機会を制限する第２モードを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両は、第１モードのときに、第２モードへの切替の可否を表示する表示装置を備えている。
特開２０１３−１１９３４９号公報
上記特許文献１に開示された表示装置では、バッテリの残存容量が多い場合に、第２モードへの切替を可能とし、バッテリの残存容量が少ない場合に第２モードへの切替を不可としている。しかし、バッテリの残存容量が少なくない場合でも、その他の要因でバッテリの劣化を進め、第２モードへの切替が不適切となる状況が生じ得る。このため、適切な第２モードへの切替の可否を運転者に知らせることができないことがあるので、運転者の利便性がよくない。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、運転者の利便性を向上させることができる車両システム及びハイブリッド車両を提供することを目的の一つとする。
この発明に係る車両システムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る車両システムは、内燃機関、車軸に接続された回転電機、及び、前記回転電機に走行用の電力を供給する蓄電池を備えるハイブリッド車両に搭載される車両システムであって、表示部と、少なくとも前記蓄電池の充電率、並びに前記蓄電池の温度及び冷却水温のうち少なくとも一方に基づいて、駆動力の増加に応じて前記内燃機関を稼働させず前記蓄電池により供給される電力のみで前記回転電機を駆動させて走行を行う電力走行から前記内燃機関を稼働させて走行を行うエンジン稼働走行に移行する第１モードから、前記第１モードよりも電力走行を優先させる第２モードへの切替の可否を判定する判定部と、運転者の指示および前記判定部の判定結果に基づいて、前記第１モードと、前記第２モードと、を切り替える切替部と、前記第２モードへの切替の可否に関する画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える、ものである。
（２）：上記（１）の態様において、前記判定部は、予め設定された前記充電率に対する閾値に基づいて前記第２モードへの切替の可否を判定し、前記表示制御部は、前記蓄電池の充電率と、前記閾値と、を認識可能な画像を、前記第２モードへの切替の可否に関する画像として前記表示部に表示させる、ものである。
（３）：上記（２）の態様において、前記表示制御部は、前記閾値を、前記充電率を表示するグラフにおける表示形態の切り替わり部分で表す画像を、前記表示部に表示させる、ものである。
（４）：上記（２）または（３）の態様において、前記判定部は、少なくとも前記蓄電池の温度及び冷却水温のうち少なくとも一方に基づいて前記閾値を調整する、ものである。
（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記判定部は、少なくとも前記蓄電池の充電率、並びに前記蓄電池の温度及び冷却水温のうち少なくとも一方に基づいて、前記第２モードへの切替の可否を逐次判定する、ものである。
（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記表示制御部は、前記第２モードへの切替の可否に関する画像を、前記第２モードに切り替える指示の有無に関わらず前記表示部に表示させる、ものである。
（７）：上記（１）から（６）のうちいずれかの態様において、前記表示制御部は、前記第２モードへの切替が不可である場合に、切替が不可である理由を示す画像を前記表示部に表示させる、ものである。
（８）：（７）の態様において、前記第２モードに切り替える指示があったときのみ、前記第２モードへの切替が不可である場合の切替が不可である理由を示す画像を前記表示部に表示させる、ものである。
（９）：この発明の一態様に係るハイブリッド車両は、上記（１）から（７）のうちいずれかの態様の車両システムと、内燃機関と、車軸に接続された回転電機と、前記回転電機に走行用の電力を供給する蓄電池と、を搭載する、ものである。
（１）〜（９）によれば、運転者の利便性を向上させることができる。
（２）（３）によれば、シンプルな表示により、電力優先モードへの切替の可否を運転者に分かりやすくさせることができる。
（４）によれば、電力優先モードへの切替の可否を精度よく判定できる。
（５）によれば、電力優先モードへの切替の可否を運転者に対して常に知らせることができる。
（６）によれば、運転者の指示によらずに電力優先モードへの切替の可否を表示することができる。
（７）によれば、電力優先モードへの切替ができない理由を運転者に理解させやすくすることができる。
（８）によれば、シンプルな表示により、電力優先モードへの切替ができない理由を運転者に理解させやすくすることができる。
実施形態のハイブリッド車両１０の一例を示す構成図である。 各走行モードに設定されたＨＶ車両１０での動力及び電力の伝達の一例を示す図である。 表示部３２０に表示される画像の一例を示す図である。 表示部３２０の表示の一例の一部を拡大して示す図である。 表示部３２０の表示の他の一例の一部を拡大して示す図である。 車両システム１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 車両システム１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 バッテリ３０のＳＯＣと温度との関係の一例を示す図である。 ＳＯＣ画像Ｐ１の変形例を示す図である。 ＳＯＣ画像Ｐ１の他の変形例を示す図である。 ＳＯＣ画像Ｐ１の他の変形例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の車両システム及びハイブリッド車両の実施形態について説明する。図１は、実施形態のハイブリッド車両（以下、ＨＶ車両）１０の一例を示す構成図である。ＨＶ車両１０は、回転電機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて回転電機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。一般に、ＨＶ車両には、シリーズ方式のものと、パラレル方式のものと、両方式を切り替え可能なものとがある。シリーズ方式のＨＶ車両は、回転電機の動力によって走行する。一方、パラレル方式のＨＶ車両は、回転電機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の駆動力によって走行する。ＨＶ車両１０は、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替え可能なＨＶ車両である。ＨＶ車両１０は、シリーズ方式及びパラレル方式のいずれかであり、両者の切り替えができないＨＶ車両でもよい。
ＨＶ車両１０は、内燃機関１２と、第１回転電機１４と、第２回転電機１６と、ロックアップクラッチ（以下、クラッチ）１８と、ギアボックス（以下、ギア）２０と、バッテリ３０と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３２と、第１インバータ３４と、第２インバータ３６と、車両センサ４０と、バッテリセンサ４２と、回転数センサ４４と、加速度センサ４６と、室内温度センサ４８と、室外温度センサ５０と、車両システム１００と、切替スイッチ４００と、を備える。車両システム１００は、ＨＶ車両１０に搭載されており、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００と、表示システム３００と、を備える。なお、図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線の矢印は制御信号又は検出信号を示す。
内燃機関１２は、クラッチ１８が切断された状態で、第２回転電機１６を発電機として駆動する。クラッチ１８が締結されると、内燃機関１２が出力した動力は、ＨＶ車両１０が走行するための機械エネルギーとして、第２回転電機１６、クラッチ１８、ギア２０、第１回転電機１４、ディファレンシャルギヤ６０及び車軸６２を介して、駆動輪８０，８０に伝達される。
第１回転電機１４は、回転子が第２回転電機１６及びバッテリ３０の少なくとも一方からの電力供給によって電動機として動作し、ＨＶ車両１０が走行するための動力を発生する。第１回転電機１４は、ディファレンシャルギヤ６０及び車軸６２に接続される。第１回転電機１４で発生したトルクは、ディファレンシャルギヤ６０及び車軸６２を介して、駆動輪８０，８０に伝達される。また、第１回転電機１４は、車両の制動時には発電機として動作し得る。第２回転電機１６は、内燃機関１２の動力によって駆動され、電力を発生する。
クラッチ１８は、ＥＣＵ２００からの指示に応じて、内燃機関１２から駆動輪８０，８０までの動力の伝達経路を切断又は締結する。クラッチ１８が切断状態であれば、内燃機関１２が出力した動力は駆動輪８０，８０に伝達されず、クラッチ１８が接続状態であれば、内燃機関１２が出力した動力は駆動輪８０，８０に伝達される。ギア２０は、変速段又は固定段を含む。ギア２０は、内燃機関１２からの動力を所定の変速比で変速して駆動輪８０，８０に伝達する。ギア２０における変速比は、ＥＣＵ２００からの指示に応じて変更される。
バッテリ３０は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜４００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。バッテリ３０は、ＨＶ車両１０を走行させるため、第１回転電機１４に走行用の電力を供給する蓄電池（二次電池）である。
ＶＣＵ３２は、第１回転電機１４が電動機として動作する際のバッテリ３０の出力電圧を昇圧する。ＶＣＵ３２は、ＨＶ車両１０の制動時に第１回転電機１４が発電して直流に変換された回生電力をバッテリ３０に充電する場合に、第１回転電機１４の出力電圧を降圧する。ＶＣＵ３２は、内燃機関１２の駆動によって第２回転電機１６が発電して直流に変換された電力を降圧する。ＶＣＵ３２によって降圧された電力は、バッテリ３０に充電される。
ＶＣＵ３２は、バッテリ３０が出力する電圧を入力電圧として２つのスイッチング素子をオンオフ切換動作することによって、出力側の電圧をバッテリ３０が出力する電圧よりも高い電圧に昇圧する。なお、ＶＣＵ３２の２つのスイッチング素子がオンオフ切換動作しないときの出力側の電圧はバッテリ３０が出力する電圧に等しい。
第１インバータ３４は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を第１回転電機１４に供給する。また、第１インバータ３４は、ＨＶ車両１０の制動時に第１回転電機１４が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ３６は、内燃機関１２の駆動によって第２回転電機１６が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
車両センサ４０は、例えば、アクセル開度センサと、車速センサと、ブレーキ踏量センサと、を備える。アクセル開度センサは、運転者による加速指示を受け付けるアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度としてＥＣＵ２００に出力する。車速センサは、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両の速度（車速）を導出し、ＥＣＵ２００に出力する。ブレーキ踏量センサは、ブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量としてＥＣＵ２００に出力する。
バッテリセンサ４２は、例えば、電流センサと、電圧センサと、温度センサと、を備える。電流センサは、バッテリ３０の電流値を検出する。電圧センサは、バッテリ３０の電圧値を検出する。温度センサは、バッテリ３０の温度を検出する。バッテリセンサ４２は、検出した電流値、電圧値、温度等をＥＣＵ２００に出力する。
回転数センサ４４は、内燃機関１２の回転数を検出する。回転数センサ４４は、検出した内燃機関１２の回転数をＥＣＵ２００に出力する。加速度センサ４６は、ＨＶ車両１０の加速度を検出する。加速度センサ４６は、検出したＨＶ車両の加速度をＥＣＵ２００に出力する。
室内温度センサ４８は、例えば、ＨＶ車両１０の車室内に設けられる。室内温度センサ４８は、ＨＶ車両１０の室内温度を検出する。室内温度センサ４８は、検出した室内温度をＥＣＵ２００に出力する。室外温度センサ５０は、例えば、ＨＶ車両１０の車室外に設けられる。室外温度センサ５０は、ＨＶ車両１０の室外温度を検出する。室外温度センサ５０は、検出した室外温度をＥＣＵ２００に出力する。
ＥＣＵ２００は、導出部２１０と、算出部２２０と、切替部２３０と、判定部２４０と、制御部２５０と、を備える。導出部２１０、算出部２２０、切替部２３０、判定部２４０、及び制御部２５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性記憶媒体）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
ＥＣＵ２００は、ＨＶ車両１０の状態に応じて、ＶＣＵ３２、第１インバータ３４、及び第２インバータ３６の制御、並びに、クラッチ１８の断接及び内燃機関１２の運転の制御を行う。ＥＣＵ２００は、バッテリセンサ４２により出力されるバッテリ３０の電流値、電圧値、及び温度等のバッテリ情報を入力して取得する。ＥＣＵ２００は、車両センサ４０により出力されるアクセル開度、車速、ブレーキ踏量を入力して取得する。ＥＣＵ２００は、回転数センサ４４により出力される内燃機関１２の回転数及び加速度センサ４６により出力されたＨＶ車両１０の前後加速度を入力して取得する。ＥＣＵ２００は、室内温度センサ４８及び室外温度センサ５０により出力される室内温度及び室外温度を入力して取得する。
導出部２１０は、車両センサ４０により出力されたアクセル開度、車速、及びブレーキ踏量に基づいて、ＨＶ車両１０への要求駆動力を示す値を導出する。導出部２１０は、導出した要求駆動力を切替部２３０及び制御部２５０に出力する。
算出部２２０は、バッテリセンサ４２により出力されたバッテリ情報に基づいて、バッテリ３０の充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）、バッテリ３０に入力される充電電力、及びバッテリ３０が出力する放電電力を算出する。算出部２２０は、算出したバッテリ３０のＳＯＣを判定部２４０及び表示制御部３１０に出力する。算出部２２０は、算出したバッテリ３０に入力される充電電力を示す値及びバッテリ３０が出力する放電電力を示す値を制御部２５０に出力する。
切替部２３０は、導出部２１０により出力された要求駆動力等に基づいて、車両が走行する際の走行モードを選択して切り替える。走行モードには、典型的に電力走行モードと、エンジン稼働走行モードがある。電力走行モードは、ＨＶ車両１０が内燃機関を稼働させず蓄電池から供給される電力のみを用いて第１回転電機１４の動力によって走行するモードである。エンジン稼働走行モードは、ＨＶ車両１０が内燃機関１２の動力を稼働させて走行するモードである。エンジン稼働走行モードには、シリーズ走行モードと、エンジン直結走行モードがある。シリーズ走行モードは、内燃機関１２の運転によって第２回転電機１６を回転させ、バッテリ３０から供給される電力と合わせて第１回転電機１４を駆動させるモードである。エンジン直結走行モードは、クラッチ１８を締結させ、内燃機関１２が出力した動力によって走行するモードである。以下、各走行モードにおけるクラッチＣＬの接続関係、動力及び電力の伝達について図２を参照して説明する。
図２に示すように、電力走行モードに設定されたＨＶ車両１０では、クラッチ１８は開放され、内燃機関１２は停止している。電力走行モードに設定されたＨＶ車両１０は、バッテリ３０からの電力供給によって駆動する第１回転電機１４の動力によって走行する。
シリーズ走行モードに設定されたＨＶ車両１０では、クラッチ１８は開放され、内燃機関１２は運転している。シリーズ走行モードに設定されたＨＶ車両１０は、バッテリ３０からの電力供給とともに、内燃機関１２の運転によって第２回転電機１６が発電した電力が供給される第１回転電機１４の動力によって走行する。
エンジン直結走行モードに設定されたＨＶ車両１０では、クラッチ１８は締結され、内燃機関１２は運転している。エンジン直結走行モードに設定されたＨＶ車両１０は、内燃機関１２が出力した動力によって走行する。エンジン直結走行モードでの走行時、第１回転電機１４及び第２回転電機１６の各回転子は、内燃機関１２の駆動とともに連れまわされる。ＥＣＵ２００は、第１回転電機１４及び第２回転電機１６がそれぞれ無負荷状態となるようにゼロトルク制御を行う。
切替部２３０は、運転者の指示に基づいて、走行モードを選択するための条件となる選択モードを切り替える。選択モードには、第１モードとしての通常モードと第２モードとしての電力優先モードがある。通常モードは、要求駆動力の増加に応じて電力走行モードからエンジン稼働走行モードに移行させるモードである。通常モードでは、駆動力の増加に応じてＨＶ車両１０の走行モードを電力走行モードからエンジン稼働走行モードに切り替え、ＨＶ車両１０の走行をバッテリ３０から供給される電力のみで走行する電力走行から内燃機関１２を稼働させて走行するエンジン稼働走行に切り替える。電力優先モードは、エンジン稼働走行モードと同様に、要求駆動力の増加に応じて電力走行モードからエンジン稼働走行モードに移行させるが、通常モードよりも電力走行モードを優先させるモードである。電力優先モードでは、通常モードよりもＨＶ車両１０の走行として電力走行を優先させる。
切替部２３０は、例えば、要求駆動力が所定の第１切替駆動力を超える場合に、走行モードをエンジン稼働走行モードに設定し、所定の第２走行切替駆動力以下の場合に、走行モードを電力走行モードに設定する。第１切替駆動力は、第２切替駆動力より大きい駆動力である。切替部２３０は、例えば、第２切替駆動力を超えて第１切替駆動力以下であり、選択モードが電力優先モードである場合には、走行モードを電力走行モードに設定する。切替部２３０は、例えば、第２切替駆動力を超えて第１切替駆動力以下であり、選択モードが通常モードである場合には、走行モードを電力走行モードとはせずにエンジン稼働走行モードに設定する。切替部２３０は、選択した走行モードを制御部２５０及び表示システム３００に出力し、設定した選択モードを表示システム３００に出力する。
判定部２４０は、少なくとも算出部２２０により出力されるＳＯＣ及びバッテリセンサ４２により出力されるバッテリ３０の温度に基づいて、選択モードを電力優先モードに設定できるか否かを逐次判定する。判定部２４０は、選択モードを電力優先モードに設定できるか否かを判定するにあたり、バッテリ３０のＳＯＣに閾値を設定する。判定部２４０は、１０％単位でバッテリ３０のＳＯＣの閾値を設定する。判定部２４０は、１０％単位以外でバッテリ３０のＳＯＣの閾値を設定してもよい。算出部２２０により出力されるバッテリ３０のＳＯＣが、設定した閾値を超える場合に、判定部２４０は、選択モードを電力優先モードに設定できると判定する。
判定部２４０は、選択モードを電力優先モードに設定できるか否かの判定に用いる閾値を、バッテリ３０の温度に基づいて調整する。判定部２４０は、バッテリ３０の温度が高いときには閾値を低くし、バッテリ３０の温度が低いときには閾値を高くする。判定部２４０は、設定した閾値を表示制御部３１０に出力する。判定部２４０は、選択モードを電力優先モードに設定できるか否かの判定に用いる閾値を調整するにあたり、バッテリ３０の温度に代えてまたは加えて、室内温度センサ４８により出力されるＨＶ車両１０の室内温度や室外温度センサ５０により出力されるＨＶ車両１０の室外温度を用いてもよい。あるいは、算出部２２０において、バッテリ３０の劣化度を算出し、算出したバッテリ３０の劣化度をバッテリ３０の温度に代えてまたは加えて用いてもよい。
判定部２４０は、電力優先モードに設定できると判定した場合に、設定許可情報を切替部２３０に出力する。切替部２３０は、判定部２４０により設定許可情報が出力されている場合には、選択モードを通常モードと電力優先モードのいずれにも設定できる。切替部２３０は、判定部２４０により設定許可情報が出力されていない場合に、選択モードを通常モードに設定できるが、電力優先モードには設定できない。
制御部２５０は、切替部２３０により出力された走行モード及び導出部２１０により出力された要求駆動力に基づいて、内燃機関１２、クラッチ１８、第１インバータ３４、及び第２インバータ３６の制御を行う。
表示システム３００における表示制御部３１０は、ＥＣＵ２００等により出力される各種の情報等に基づく画像を表示部３２０に表示させる。例えば、表示制御部３１０は、算出部２２０により算出されたバッテリ３０のＳＯＣに基づくＳＯＣ画像を表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、切替部２３０により出力されたＨＶ車両１０の走行モード及び選択モードに関するモード情報画像を表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、判定部２４０により出力された閾値に関する閾値画像を表示部３２０に表示させる。
表示部３２０は、例えば、車両の運転席前方のインストルメントパネルに設けられた車速計等の計器類を備えるメータパネル部に配置されている。図３は、表示部３２０に表示される画像の一例を示す図である。図３に示すように、表示部３２０の左端部には、ＳＯＣ画像Ｐ１が表示される。表示部３２０におけるＳＯＣ画像Ｐ１の右側には、走行モード画像ＰＬ及び選択モード画像ＰＳが上下に並んで配置されて表示される。その他、表示部３２０には、メッセージ画像ＰＭ、デジタル車速画像ＰＰ、メータ画像ＰＥ、及び燃料計画像ＰＦ等が表示される。
ＳＯＣ画像Ｐ１は、バッテリ３０のＳＯＣを表示するグラフの画像である。バッテリ３０のＳＯＣを表示するグラフは、棒グラフ様のグラフである。ＳＯＣ画像Ｐ１には、図４に示すように、複数、ここでは１０個の第１セグメント画像Ｐ１１〜第１０セグメント画像Ｐ２０が含まれる。第１セグメント画像Ｐ１１〜第１０セグメント画像Ｐ２０は、上下に整列して表示される。第１セグメント画像Ｐ１１〜第１０セグメント画像Ｐ２０は、バッテリ３０のＳＯＣに基づいて、明表示または暗表示とされる。
表示制御部３１０は、第１セグメント画像Ｐ１１〜第１０セグメント画像Ｐ２０は、１０％を単位として、バッテリ３０のＳＯＣを表すようにそれぞれ明表示または暗表示させる。例えば、バッテリ３０のＳＯＣが１０％であるときには、表示制御部３１０は、第１セグメント画像Ｐ１１を明表示させ、第２セグメント画像Ｐ１２〜第１０セグメント画像Ｐ２０を暗表示させる。表示制御部３１０は、この状態から、バッテリ３０のＳＯＣが１０％増えるごとに明表示されるセグメント画像を下から順に１つずつ増やし、バッテリ３０のＳＯＣが１００％であるときに、第１セグメント画像Ｐ１１〜第１０セグメント画像Ｐ２０を全て明表示させる。図３及び図４に示す例では、表示部３２０には、バッテリ３０のＳＯＣは９０％である状態が示されており、第１セグメント画像Ｐ１１〜第９セグメント画像Ｐ１９が明表示され、第１０セグメント画像Ｐ２０は暗表示されている。
表示制御部３１０は、判定部２４０により出力された閾値を、ＳＯＣ画像Ｐ１の表示形態の切り替わり部分で表す画像を、表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、明表示されるセグメント画像ＰＸ（Ｘ＝１１〜２０のいずれか）のうち、ＳＯＣ画像Ｐ１の表示形態の切り替わり部分の上側と下側のセグメント画像ＰＸで表示する色を異ならせる。表示制御部３１０は、例えば、バッテリ３０のＳＯＣが９０％、判定部２４０により表示システム３００に出力された閾値が４０％である場合に、第１セグメント画像Ｐ１１〜第９セグメント画像Ｐ１９を明表示させる。表示制御部３１０は、明表示させる第１セグメント画像Ｐ１１〜第９セグメント画像Ｐ１９のうち、閾値以下の領域を示す第１セグメント画像Ｐ１１〜第４セグメント画像Ｐ１４を赤色で表示させ、閾値を超える領域を示す第５セグメント画像Ｐ１５〜第９セグメント画像Ｐ１９を緑色で表示させる。ＳＯＣ画像Ｐ１は、バッテリ３０のＳＯＣと、選択モードを電力優先モードに設定できるか否かの判定に用いる閾値と、を認識可能な画像である。ＳＯＣ画像Ｐ１は、閾値画像を含む画像である。表示制御部３１０は、運転者が切替スイッチ４００を操作することによる通常モードや電力優先モードへ切り替え指示の有無に関わらず、ＳＯＣ画像Ｐ１を表示部３２０に表示させる。
表示制御部３１０は、算出部２２０により出力されたＳＯＣが判定部２４０により出力された閾値よりも小さい場合には、明表示させるセグメント画像ＰＸをすべて同一色、例えば赤色で表示させる。セグメント画像ＰＸがすべて同一色の赤色で表示されることにより、選択モードを電力優先モードにすることができない旨が運転者に報知される。
走行モード画像ＰＬは、ＨＶ車両１０に設定された走行モードを報知するための画像であり、「ＥＮＧ」の文字と「ＢＡＴ」の文字を「／」で仕切った画像である。表示制御部３１０は、走行モード画像ＰＬのうち、「ＥＮＧ」の文字と「ＢＡＴ」の文字の一方を明表示し、他方を暗表示するか、または両方を明表示とする。
選択モード画像ＰＳは、「ＥＶ優先」の文字の画像である。表示制御部３１０は、ＨＶ車両１０に設定された選択モードが電力優先モードであるときには、「ＥＶ優先」の文字を表示部３２０に明表示させ、通常モードであるときには、「ＥＶ優先」の文字を暗表示させる。表示制御部３１０は、「ＥＶ優先」の文字を表示部３２０に明表示させることにより、ＨＶ車両１０の選択モードが電力優先モードであることを運転者に報知する。
メッセージ画像ＰＭは、運転者に知らせるためのメッセージを含む画像である。表示制御部３１０は、運転者に知らせる情報をメッセージ画像ＰＭとして表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、例えば、運転者によりＨＶ車両１０の走行モードとして電力走行モードが選択され、判定部２４０により設定許可情報が出力されたときに、「バッテリを優先的に使用します」といった文字を含むメッセージ画像ＰＭを表示部３２０に表示させる。
表示制御部３１０は、判定部２４０により出力された閾値が算出部２２０により出力されたＳＯＣよりも大きい場合には、図５に示すように、明表示させるセグメント画像ＰＸをすべて同一色、例えば赤色で表示させることがある。また、判定部２４０により電力優先モードが許可されないと判定された場合において、運転者が電力優先モードを選択したとき、表示制御部３１０は、メッセージ画像ＰＭとして、選択モードを電力優先モードに設定できない旨及びその理由を示す文字画像（以下、理由画像）を表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、理由画像を一定の表示時間表示し、表示時間が経過した後に消去する。さらに、表示制御部３１０は、電力優先モードを設定できるようにする解決策を示す文字画像をメッセージ画像ＰＭに含ませて表示部３２０に表示させる。
デジタル車速画像ＰＰは、ＨＶ車両１０の車速をデジタル数字で示す画像である。メータ画像ＰＥは、内燃機関１２に関する状態、例えば内燃機関１２の回転数に関する情報や図示しない冷却水の温度に関する情報等を示す画像である。燃料計画像ＰＦは、内燃機関１２の作動に用いる燃料（ガソリン）の残量を示す画像である。
切替スイッチ４００は、選択モードを電力優先モードと通常モードの間で移行させるためのスイッチである。切替スイッチ４００は、例えば、インストルメントパネルに設けられたメータパネル部の近傍であり、運転者の手が届く位置に配置されている。切替スイッチ４００が操作されると、切替スイッチ４００から車両システム１００に切替指示が出力される。車両システム１００のＥＣＵ２００における切替部２３０は、切替スイッチ４００により出力された切替指示を入力して取得したときに、選択モードを電力優先モードと通常モードとの間で切り替える運転者の指示を取得する。
ＨＶ車両１０は、図示しない充電口や充電コンバータを備えており、ＨＶ車両１０の外部に備えられた充電器に対して、充電ケーブルを介して接続可能とされている。ＨＶ車両１０に設けられたバッテリ３０は、ＨＶ車両１０の外部の充電器により供給される電気を誘電可能とされている。ＨＶ車両１０の外部の充電器により供給される電気は、充電コンバータにより調圧される。ＨＶ車両１０は、外部の充電器により充電可能とされたいわゆるプラグインハイブリッド車両である。
次に、車両システム１００における処理について説明する。図６は、車両システム１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。車両システム１００は、ＥＣＵ２００の導出部２１０において、車両センサ４０により出力されたＨＶ車両１０のアクセル開度、車速、及びブレーキ踏量を入力して取得する（ステップＳ１０１）。導出部２１０は、取得したアクセル開度、車速、及びブレーキ踏量に基づいて、要求駆動力を導出する（ステップＳ１０３）。
続いて、切替部２３０は、選択モードの設定を行う（ステップＳ１０５）。ここで、図７を参照して、選択モードの設定処理について説明する。選択モードの設定が行われた後、算出部２２０は、図７に示すように、バッテリセンサ４２により出力されるバッテリ３０の電流値、電圧値、及び温度等のバッテリ情報を入力して取得する（ステップＳ２０１）。
続いて、算出部２２０は、取得したバッテリ３０のバッテリ情報に基づいて、バッテリ３０のＳＯＣを算出する（ステップＳ２０３）。その後、判定部２４０は、選択モードを電力優先モードに切替できるようにするためのバッテリ３０のＳＯＣの閾値を設定する（ステップＳ２０５）。バッテリ３０のＳＯＣの閾値を設定するにあたり、判定部２４０は、バッテリ情報に含まれるバッテリ３０の温度を参照し、バッテリ３０の温度に基づいて、閾値を調整する。
バッテリ３０は、ＳＯＣが所定量未満であると、性能劣化等の観点から、大量の電力を供給することが難しくなる。また、バッテリ３０は、ＳＯＣが所定量以上であったとしても、その温度が低いときには、やはり性能劣化等の観点から大量の電力を供給することが難しくなる。このため、例えば、バッテリ３０のＳＯＣと温度の関係において、電力走行モードとしてよい領域が認められる。
図８は、バッテリ３０のＳＯＣと温度との関係の一例を示す図である。図８は、バッテリ３０のＳＯＣと温度との関係に対して、電力走行モードとしてもよい領域の一例を示す。例えば、図８に示す切替線Ｋ１を境に、選択モードを電力優先モードに切り替えることができるバッテリ３０のＳＯＣと温度との関係が規定されている。切替線Ｋ１は、バッテリ３０の温度が低いときにはバッテリ３０の温度の上昇に伴ってバッテリ３０のＳＯＣが低下し、バッテリ３０の温度がある第１変化温度ＴＣ１を超えると、バッテリ３０の温度の上昇に伴ってバッテリ３０のＳＯＣも上昇し、第２変化温度ＴＣ２を超えると、バッテリ３０のＳＯＣが急激に立ち上がる形状をなす。バッテリ３０の劣化は、切替線Ｋ１の内側の第１領域Ｒ１において相対的に小さくなり、切替線Ｋ１の外側の第２領域Ｒ２において相対的に大きくなる。なお、切替線Ｋ１の内側の第１領域Ｒ１とは、バッテリ３０のＳＯＣに対するバッテリ３０の温度が、バッテリ３０の温度が第１変化温度ＴＣ１以下の領域において、切替線Ｋ１に示す関係よりも大きくなり、バッテリ３０の温度が第１変化温度ＴＣ１を超える領域において、切替線Ｋ１に示す関係よりも小さくなる領域である。バッテリ３０の劣化は、切替線Ｋ１の内側の第１領域Ｒ１では、切替線Ｋ１から遠ざかるほど小さくなる傾向がみられ、切替線Ｋ１の外側の第２領域Ｒ２では、切替線Ｋ１から遠ざかるほど大きくなる傾向がみられる。
このため、バッテリ３０から大量に電力を供給してもバッテリ３０の劣化が比較的大きくなくなるバッテリ３０のＳＯＣは、バッテリ３０の温度によって変動する。図８に示す場合、第１変化温度ＴＣ１以下の領域において、例えば、バッテリ３０のＳＯＣの閾値が６０％となるときのバッテリ３０の温度を第１温度Ｔ１とし、バッテリ３０のＳＯＣの閾値が１０％となるときのバッテリ３０の温度を第２温度Ｔ２とする。この場合、第１温度Ｔ１よりも高い第２温度Ｔ２の場合のバッテリ３０のＳＯＣの閾値は１０％であり、バッテリ３０の温度が第１温度Ｔ１である場合のＳＯＣの閾値である６０％よりも低くなる。このように、第１変化温度ＴＣ１以下の領域では、バッテリ３０の温度が高い場合にバッテリ３０のＳＯＣの閾値が低くなるが、第１変化温度ＴＣ１を超え、第２変化温度ＴＣ２以下の領域ではバッテリ３０の温度が低い場合にバッテリ３０のＳＯＣの閾値が低くなる。このため、バッテリ３０の温度に基づいて、選択モードを電力優先モードに切替できるようにするためのバッテリ３０のＳＯＣの閾値を設定することができる。この場合、バッテリ３０のＳＯＣが低い領域、例えば、バッテリ３０のＳＯＣが１０％以下の領域では、限られた温度範囲にのみ第１領域Ｒ１が存在するので、バッテリ３０のＳＯＣの閾値が１０％以下となることは稀となる。なお、第２変化温度ＴＣ２を超える領域では、ほぼ切替線Ｋ１の外側の第２領域Ｒ２となるので、バッテリ３０のＳＯＣの閾値を１００％に設定し、実質的に選択モードを電力優先モードに切り替えられないようにする。また、図８では、バッテリ３０のＳＯＣと温度の関係により閾値を設定しているが、バッテリ３０のＳＯＣと冷却水温の関係により閾値を設定してもよい。あるいは、バッテリ３０のＳＯＣ並びにバッテリ３０の温度及び冷却水温の関係により閾値を設定してもよい。
続いて、判定部２４０は、ＨＶ車両１０に設定された現在の選択モードが通常モードであるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。なお、ＨＶ車両１０を起動した際の選択モードとしては、バッテリ３０の充電率、温度、及びＨＶ車両１０の停止時の選択モード等の要素により、電力優先モード又は通常モードが適宜選択される。選択モードが通常モードであると判定した場合、切替部２３０は、切替スイッチ４００により出力された、選択モードを通常モードから電力優先モードに切り替える切替指示を取得したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
選択モードを通常モードから電力優先モードに切り替える切替指示を取得したと判定した場合、判定部２４０は、バッテリ３０のＳＯＣが閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。バッテリ３０のＳＯＣが閾値を超えると判定した場合、判定部２４０は、設定許可情報を切替部２３０に出力する。切替部２３０は、判定部２４０により出力された設定許可情報に基づいて、選択モードを通常モードから電力優先モードに切り替えて（ステップＳ２１３）、ステップＳ２２１に進む。
ステップS２０９において、選択モードを通常モードから電力優先モードに切り替える切替指示を取得していないと判定した場合、切替部２３０は、そのままステップＳ２２１に進む。ステップＳ２１１において、バッテリ３０のＳＯＣが閾値を超えないと判定部２４０が判定した場合、電力優先モードへの切替が不可となっている。この場合、表示制御部３１０は、理由画像を表示部３２０に表示させて（ステップＳ２１５）、ステップＳ２２１に進む。
判定部２４０は、ステップＳ２０７において、選択モードが通常モードではなく電力優先モードであると判定した場合、切替スイッチ４００により出力された切替指示を取得したか否かを判定する（ステップＳ２１７）。切替スイッチ４００により出力された切替指示を取得したと判定した場合、判定部２４０は、選択モードを電力優先モードから通常モードに切り替えて（ステップＳ２１９）、ステップＳ２２１に進む。切替スイッチ４００により出力された切替指示を取得していないと判定した場合、判定部２４０は、そのままステップＳ２２１に進む。
続いて、表示制御部３１０は、算出部２２０により出力されるＳＯＣ及び判定部２４０により出力される閾値に基づいて、ＳＯＣ画像Ｐ１を表示させるための情報を生成し、ＳＯＣ画像Ｐ１を表示部３２０に表示させる（ステップＳ２２１）。表示制御部３１０は、出力されるＳＯＣに基づいて、ＳＯＣ画像Ｐ１のうち、明表示させるセグメント画像ＰＸと、暗表示させるセグメント画像ＰＸを決定する。表示制御部３１０は、出力される閾値に基づいて、明表示させるセグメントの色を決定する。
続いて、表示制御部３１０は、ステップＳ２１５において表示される理由画像が表示中であるか否かを判定する（ステップＳ２２３）。理由画像が表示中でないと判定した場合、車両システム１００は、図７に示す処理を終了する。理由画像が表示中であると判定した場合、表示制御部３１０は、その画像を表示してから一定の表示時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２５）。表示時間経過していないと判定した場合、表示制御部３１０は、ステップＳ２２５の処理を繰り返す。表示時間経過したと判定した場合、表示制御部３１０は、理由画像を消去して（ステップＳ２２７）、車両システム１００は、図７に示す処理を終了する。
図６に示すフローに戻り、切替部２３０は、ＨＶ車両１０の現在の走行モード、ステップＳ１０３において算出した要求駆動力及びステップＳ１０５で設定した選択モードに基づいて、ＨＶ車両１０の走行モードを設定する（ステップＳ１０７）。切替部２３０は、例えば、要求駆動力が所定の第１切替駆動力を超える場合に、走行モードをエンジン稼働走行モード（シリーズ走行モードまたはエンジン直結走行モード）に設定する。切替部２３０は、要求駆動力が第２切替駆動力を超えて第１切替駆動力以下であり、選択モードが電力優先モードである場合には、走行モードを電力走行モードに設定する。
続いて、制御部２５０は、ステップＳ１０５において算出した要求駆動力及びステップＳ１０７で設定した走行モードに基づいて、ＨＶ車両１０の内燃機関１２、クラッチ１８、第１インバータ３４、及び第２インバータ３６の制御を行う（ステップＳ１０９）。こうして、車両システム１００は、図６に示す処理を終了する。
実施形態に係る車両システム１００は、ＨＶ車両１０を、内燃機関１２を稼働させて走行するエンジン稼働走行モードと、第１回転電機１４によって走行する電力走行モードに走行モードを設定する。車両システム１００では、運転者の指示により、通常モードと、通常モードよりも電力走行モードによる電力走行を優先させる電力優先モードを切替可能である。車両システム１００は、電力優先モードへの切替を可能とするバッテリ３０のＳＯＣの閾値を設定しており、バッテリ３０のＳＯＣがその閾値を超える場合に、運転者の指示による電力優先モードへの切替を可能とする。ここで、車両システム１００では、電力優先モードへの切替を可能とするバッテリ３０のＳＯＣの閾値を表示制御部３１０が表示部３２０に表示させている。バッテリ３０のＳＯＣの閾値は、バッテリ３０の温度に基づいて調整され、電力優先モードへの切替の可否は、バッテリ３０のＳＯＣ及び温度に基づいて判定されている。このため、適切な電力優先モードへの切替の可否を運転者に知らせることができるので、運転者の利便性を向上させることができる。
次に、ＳＯＣ画像Ｐ１の変形例を説明する。図９〜図１１は、ＳＯＣ画像Ｐ１の変形例を示す図である。図９〜図１１に示すＳＯＣ画像Ｐ１の変形例は、いずれも第１セグメント画像Ｐ１１〜第１０セグメント画像Ｐ２０の表示については、上記実施形態と同様であるが、閾値に関する表示が異なる。
図９に示す変形例では、表示制御部３１０は、判定部２４０により出力される閾値に基づく閾値線ＴＨＬを表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、ＳＯＣ画像Ｐ１における上記実施形態の切り替わり部分に相当する位置、換言すれば電力優先モードへの切替が可能となるＳＯＣを示す位置に閾値線ＴＨＬを表示させる。このため、電力優先モードへの切替が可能である場合には、明表示されたセグメント画像ＰＸが閾値線ＴＨＬよりも上方にあることになる。電力優先モードへの切替が可能でない場合には、閾値線ＴＨＬよりも上方のセグメント画像ＰＸは、すべて暗表示されることになり、閾値線ＴＨＬよりも上方のセグメント画像ＰＸは、明表示される場合と暗表示される場合とがある。
図１０に示す変形例では、表示制御部３１０は、判定部２４０により出力される閾値に基づく閾値矢印ＴＨＭを表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、ＳＯＣ画像Ｐ１における上記実施形態の切り替わり部分に相当する位置を指し占める閾値矢印ＴＨＭを表示させる。
図１１に示す変形例では、表示制御部３１０は、判定部２４０により出力される閾値に基づく上向矢印ＴＨＵ及び下向矢印ＴＨＤを表示部３２０に表示させる。表示制御部３１０は、ＳＯＣ画像Ｐ１における上記実施形態の切り替わり部分に相当する位置を境として、その上方に上向矢印ＴＨＵを表示させ、その下方に下向矢印ＴＨＤを表示させる。これらの表示によっても、電力優先モードへの切替の可否を運転者に知らせることができ、利便性を向上させることができる。
上記実施形態において、ＳＯＣ画像Ｐ１を示すグラフは、棒グラフ様であるが、他の態様でもよく、例えば円グラフ様でもよいし、折れ線グラフ様でもよい。上記実施形態では、ＳＯＣ画像Ｐ１において、切り替わり部分の上側と下側のセグメント画像ＰＸで表示する色を異ならせるが、他の態様としてもよい。例えば、切り替わり部分の上側のセグメント画像ＰＸを強調表示し、下側のセグメント画像ＰＸを通常表示としてもよい。このように、切り替わり部分を境としてセグメント画像ＰＸの輝度や明度を調整してもよい。あるいは、切り替わり部分を境としてセグメント画像ＰＸの形や大きさを変えるようにしてもよい。
上記の実施形態では、電力優先モードへの切替の可否をバッテリ３０のＳＯＣと温度に基づいて判定するが、これらに他の要素を用いて参照してもよい。例えば、実施形態で示したＨＶ車両１０の室内温度や室外温度などを用いてもよいし、ＨＶ車両１０に設けられた空調装置などによる負荷を用いてもよい。また、バッテリ３０の冷却水温を用いてもよい。なお、バッテリ３０の温度はバッテリの冷却水温から推定してもよい。
上記の実施形態では、選択モードを電力優先モードに設定できるか否かの判定に用いる閾値をバッテリ３０の温度に基づいて調整するが、電力優先モードへの切替の可否の判定を他の態様で行ってもよい。例えば、閾値等を設けることなく、バッテリ３０のＳＯＣ及び温度の関係と、電力優先モードに設定できるか否かの判定結果とをテーブル化し、このテーブルを参照して電力優先モードへの切替の可否の判定を行ってもよい。あるいは、バッテリ３０のＳＯＣ及び温度の関係から電力優先モードに設定できるか否かの判定結果を表す演算式を設定し、この演算式を用いて電力優先モードへの切替の可否の判定を行ってもよい。上記実施形態のＨＶ車両１０は、プラグインハイブリッド車両であるが、ＨＶ車両１０は、外部からの充電を受け付けない電動自動車であってもよい。
上記実施形態のＨＶ車両１０は、電力優先モードは、通常モードと同様に、要求駆動力の増加に応じて電力走行モードからエンジン稼働走行モードに移行させる仕様としているが、移行させない仕様としてもよい。上記実施形態のＨＶ車両１０は、エンジン稼働走行モードとして、シリーズ走行モードとエンジン直結走行モードを備えるが、いずれか一方を備えるものでもよい。上記実施形態のＨＶ車両１０は、選択モードの切替えを切替スイッチ４００により行うものとしたが、運転者の音声を認識する音声認識システムを有し、運転者の音声により、選択モードの切替えを行ってもよい。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態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の変形及び置換を加えることができる。
１０…ＨＶ車両
１２…内燃機関
１４…第１回転電機
１８…クラッチ
２０…ギア
３０…バッテリ
３４…第１インバータ
４０…車両センサ
４２…バッテリセンサ
６２…車軸
８０…駆動輪
１００…車両システム
２１０…導出部
２２０…算出部
２３０…切替部
２４０…判定部
２５０…制御部
３１０…表示制御部
３２０…表示部
４００…切替スイッチ
Ｐ１…ＳＯＣ画像
Ｐ１１〜Ｐ２０…第１セグメント画像〜第１０セグメント画像

Claims (9)

  1. 内燃機関、車軸に接続された回転電機、及び、前記回転電機に走行用の電力を供給する蓄電池を備えるハイブリッド車両に搭載される車両システムであって、
    表示部と、
    少なくとも前記蓄電池の充電率、並びに前記蓄電池の温度及び冷却水温のうち少なくとも一方に基づいて、駆動力の増加に応じて前記内燃機関を稼働させず前記蓄電池により供給される電力のみで前記回転電機を駆動させて走行を行う電力走行から前記内燃機関を稼働させて走行を行うエンジン稼働走行に移行する第１モードから、前記第１モードよりも電力走行を優先させる第２モードへの切替の可否を判定する判定部と、
    運転者の指示および前記判定部の判定結果に基づいて、前記第１モードと、前記第２モードと、を切り替える切替部と、
    前記第２モードへの切替の可否に関する画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
    を備える、車両システム。
  2. 前記判定部は、予め設定された前記充電率に対する閾値に基づいて前記第２モードへの切替の可否を判定し、
    前記表示制御部は、前記蓄電池の充電率と、前記閾値と、を認識可能な画像を、前記第２モードへの切替の可否に関する画像として前記表示部に表示させる、
    請求項１に記載の車両システム。
  3. 前記表示制御部は、前記閾値を、前記充電率を表示するグラフにおける表示形態の切り替わり部分で表す画像を、前記表示部に表示させる、
    請求項２に記載の車両システム。
  4. 前記判定部は、少なくとも前記蓄電池の温度及び冷却水温のうち少なくとも一方に基づいて前記閾値を調整する、
    請求項２または３に記載の車両システム。
  5. 前記判定部は、少なくとも前記蓄電池の充電率、並びに前記蓄電池の温度及び冷却水温のうち少なくとも一方に基づいて、前記第２モードへの切替の可否を逐次判定する、
    請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両システム。
  6. 前記表示制御部は、前記第２モードへの切替の可否に関する画像を、前記第２モードに切り替える指示の有無に関わらず前記表示部に表示させる、
    請求項１から５のうちいずれか１項に記載の車両システム。
  7. 前記表示制御部は、前記第２モードへの切替が不可である場合に、切替が不可である理由を示す画像を前記表示部に表示させる、
    請求項１から６のうちいずれか１項に記載の車両システム。
  8. 前記第２モードに切り替える指示があったときのみ、前記第２モードへの切替が不可である場合の切替が不可である理由を示す画像を前記表示部に表示させる、
    請求項７に記載の車両システム。
  9. 請求項１から８のうちいずれか１項に記載の車両システムと、内燃機関と、車軸に接続された回転電機と、前記回転電機に走行用の電力を供給する蓄電池と、を搭載する、ハイブリッド車両。
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