JP5212518B2 - 車両の運転状態表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエネルギーの伝達状況を表示する車両の運転状態表示装置に関する。

近年、モーターとエンジンとの２つの駆動源の出力を、変速機を介して車軸へと伝達して走行するハイブリッド車両が実用されている。この種の車両では、エンジン、モーター、車軸、バッテリー間のエネルギーの伝達状況が車両の走行状況に応じて時々刻々と変化する。そこで、この種の車両には、例えば特許文献１に見られるように、インストルメントパネルやカーナビゲーションシステムのモニターなどに、現在のエネルギーの伝達状況の表示を行う運転状態表示装置が搭載されることがある。

こうした車両の運転状態表示装置では、例えばエンジン走行時には、エンジンから車軸へとエネルギーが伝達されている旨の表示が行われる。またブレーキ回生による発電時には、車軸からモータージェネレーターへ、更にモータージェネレーターからバッテリーへとエネルギーが伝達されている旨の表示が行われる。

特開２０１０−１６７９６０号公報

ところで、上記のようなハイブリッド車両では、エンジン始動中にエンジン振動の振動数が駆動系の固有振動数と一致すると、共振が発生して、変速機のギア同士の衝突による、いわゆるガラ音と言われる異音やトルクショックが発生することがある。そこでこうしたハイブリッド車両では、モーターによるトルクの印加を通じて、変速機のバックラッシュを詰める、いわゆるモーターの押し当て制御を行うことで、そうした異音やトルクショックの防止、抑制を図るようにしている。こうした押し当て制御によっては、モーターから車軸へとある程度のトルクが伝達されるため、従来の運転状態表示装置では、モーターから車軸へとエネルギーが伝達されている旨の表示が行われるようになる。

ところが、ブレーキ操作を行っての停車中に、車軸に対するエネルギーの伝達が行われていることを示す表示がなされると、車両が動いていないにも拘わらず、駆動力が発生されていることから、不必要なエネルギーの消費がなされているのではないか、と運転者が誤解することがある。また、押し当て制御以外の制御であっても、停車中に、車両を動かす以外の目的でトルクを発生させる場合には、そのトルクの発生に応じた車軸へのエネルギーの伝達が表示されてしまうことで、同様に運転者が誤解することがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、運転者の誤解を招かない適切な表示を行うことのできる車両の運転状態表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、モーターとエンジンとの２つの駆動源の出力を、変速機を介して車軸へと伝達して走行するハイブリッド車両のエネルギーの伝達状況を表示する車両の運転状態表示装置としての請求項１に記載の発明は、停車状態にあること、ブレーキ操作がなされていること、及び変速機のギアのバックラッシュを詰めるためのモーターによるトルクの印加が行われていることの３つ条件が共に成立するときには、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行わないようにしている。

上記構成では、停車中で、かつブレーキ操作が行われてしているときに、いわゆる押し当て制御のために駆動力が、すなわち車軸へのエネルギーの伝達が発生しても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示は行われない。そのため、車両が動いていないにも拘わらず、駆動力が発生していることを示すような表示を避けて、運転者が誤解しないようにすることができる。

なお、請求項２によるように、車両の位置する路面の勾配が一定値以上のときには、上記３つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うようにすれば、車両のずり下りを防止するための駆動力が発生されていることを通知して、運転者に安心感を与えることができる。

またブレーキとアクセルとの同時操作をしているときには、ブレーキにより車両が停止していても、駆動力が発生するのは当然であるため、請求項３によるように、一定値以上のアクセル操作がなされているときには、上記３つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うことが望ましい。

上記課題を解決するため、車両のエネルギーの伝達状況を表示する車両の運転状態表示装置としての請求項４に記載の発明は、停車状態にあること、及びブレーキ操作がなされていること、の２つの条件が共に成立するときには、車軸にエネルギーが伝達されていても、その旨の表示を行わないようにしている。

上記構成では、停車中で、かつブレーキ操作が行われていれば、上述の押し当て制御等によって駆動力が発生しても、車軸にエネルギーが伝達されていることを示す表示はなされないようになる。そのため、車両が動いていないにも拘わらず、駆動力が発生していることを示すような表示を避けて、運転者が誤解しないようにすることができる。

なお、車両が位置する路面の勾配が一定値以上の場合には、車軸に一定のトルクを印加して車両のずり下りを防止することがある。そこで、請求項５によるように、車両の位置する路面の勾配が一定値以上のときには、上記２つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うようにすれば、車両のずり下りを防止するための駆動力が発生されていることを通知して、運転者に安心感を与えることができる。

またブレーキとアクセルとの同時操作をしているときには、ブレーキにより車両が停止していても、駆動力が発生するのは当然であるため、請求項６によるように、一定値以上のアクセル操作がなされているときには、上記２つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うことが望ましい。

本発明に係る車両の運転状態表示装置一実施の形態の適用されるハイブリッド車両の駆動系の構成を模式的に示す略図。 同実施の形態の適用されるハイブリッド車両の制御系の構成を模式的に示す略図。 同実施の形態に採用されるエネルギーフロー表示部の画面構成を示す図。 同実施の形態に採用されるエネルギーフロー表示ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 同実施の形態に採用されるエネルギーフロー表示部の画面表示の一例を示す図。 同実施の形態に採用されるエネルギーフロー表示部の画面表示の一例を示す図。

以下、本発明の車両の運転状態表示装置を具体化した一実施の形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
まず図１を参照して、本実施の形態の車両の運転状態表示装置の適用されるハイブリッド車両の駆動系の構成を、説明する。同図１に示すように、このハイブリッド車両には、燃料を燃焼して駆動力を発生するエンジン１と、電力供給による駆動力の発生と入力された駆動力による発電とを行う２つの発電電動機、すなわち第１発電電動機（第１ＭＧ）２、第２発電電動機（第２ＭＧ）３が搭載されている。エンジン１、第１ＭＧ２及び第２ＭＧ３は、動力分割プラネタリーギヤ４とリダクションプラネタリーギヤ５との２つの遊星歯車を有して構成された動力分割機構６にそれぞれ駆動連結されている。動力分割機構６は更に、減速機７を介して駆動輪９の車軸（プロペラシャフト）８にも駆動連結されている。なお、第１ＭＧ２及び第２ＭＧ３は、インバーター１１を介してバッテリー１０に電気的に接続されている。

次に、図２を参照して、こうした駆動系を有するハイブリッド車両の制御系の構成を説明する。ハイブリッド車両の制御系は、車両のパワー管理を行うパワーマネージメントコンピューター１２を中心に構成されている。パワーマネージメントコンピューター１２は、バッテリー１０の制御を行うとともに、エンジン１の制御を司るエンジンＥＣＵ１３、及びインバーター１１の制御に応じた第１ＭＧ２及び第２ＭＧ３の制御を司るＭＧ ＥＣＵ１４に車内ネットワークを介して接続されている。

またパワーマネージメントコンピューター１２は、当該ハイブリッド車両のエネルギーの伝達状況を表示するエネルギーフロー表示部１５の画面表示の制御も行っている。図３に示すように、エネルギーフロー表示部１５の画面は、エンジン１、ＭＧ（第１ＭＧ２、第２ＭＧ３）、車軸８及びバッテリー１０のハイブリッド車両の各要素の間におけるエネルギーの伝達状況を示すように構成されている。

続いて、こうしたエネルギーフロー表示部１５の画面表示制御の詳細を説明する。エネルギーフロー表示部１５の画面表示制御は、図４に示すエネルギーフロー表示ルーチンの処理を通じて行われる。エネルギーフロー表示ルーチンの処理は、パワーマネージメントコンピューター１２により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。

エネルギーフロー表示ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、車軸駆動力Ｐｖ、第１ＭＧ２の発電量Ｐｇ及び第２ＭＧ３の放電量Ｐｍの算出が行われる。車軸８の駆動力Ｐｖは、車軸８のトルクＴｐと車軸８の回転速度とを積算することで算出される。また第１ＭＧ２の発電量Ｐｇは、第１ＭＧ２の入力トルクと第１ＭＧ２の回転速度とを積算することで算出され、更に第２ＭＧ３の放電量Ｐｍは、第２ＭＧ３の出力トルクと第２ＭＧ３の回転速度とを積算することで算出される。

続くステップＳ１０１では、ハイブリッド車両の各要素間のエネルギー伝達状況（エネルギーフロー）の算出が行われる。このエネルギーフローの算出では、シフトポジションやエンジン１、第１ＭＧ２及び第２ＭＧ３の動作状況からハイブリッド車両の各要素の間でどの様にエネルギーが伝達されているかが算出される。

こうしてエネルギーフローの算出が行われると、続くステップＳ１０２において、車速が規定の判定値α未満であり、ハイブリッド車両がほぼ停車した状態にあること、ブレーキ操作がなされていること（ブレーキオン）の双方が成立しているか否かが確認される。ここで、いずれか一方でも不成立であれば（Ｓ１０２：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。この場合には、先のステップＳ１０１で算出されたエネルギーフローの通りのエネルギーフロー表示部１５の画面表示が行われる。

一方、双方が成立していれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理に移行する。処理がステップＳ１０３に移行すると、そのステップＳ１０３において、アクセル操作量が規定の判定値β未満であって一定値以上のアクセル操作がなされていないこと、及び路面勾配の絶対値が規定の判定値γ未満であり、車両の位置する路面の勾配が一定値以上でないこと、の双方が成立するか否かが確認される。ここで、いずれか一方でも不成立であれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンが終了される。この場合には、先のステップＳ１０１で算出されたエネルギーフローの通りのエネルギーフロー表示部１５の画面表示が行われる。

一方、双方が成立していれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４に移行され、そのステップＳ１０４において、エンジン１→車軸８のエネルギーフローの値及びＭＧ→車軸８のエネルギーフローの値がそれぞれ「Ｎ」に上書きされる。そして、その後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

続いて以上のように構成された本実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態の適用されるハイブリッド車両では、停車状態にあり、かつブレーキ操作がなされているときには、基本的には、エンジン１やＭＧから車軸８へのエネルギーの伝達（動力伝達）は行われないようになっている。ただし、このハイブリッド車両では、そうした状況においても、エンジン始動中には、変速機のギア同士の衝突による異音やトルクショックを防止するため、モーターによるトルクの印加を通じて変速機のバックラッシュを詰めるモーターの押し当て制御を行うことがある。そしてこの場合には、停車状態にあり、かつブレーキ操作がなされているときにも、ＭＧから車軸８へのエネルギー伝達が行われることになる。

ただし、本実施の形態では、ハイブリッド車両が停車状態にあること、ブレーキ操作がなされていること、の２つの条件が成立するときには、実際には、エンジン１やＭＧから車軸８へのエネルギーの伝達（動力伝達）があったとしても、エネルギーフロー表示部１５の画面には、それらのエネルギー伝達がない旨の表示がなされる。そのため、車両が動いていないにも拘わらず、駆動力が発生していることを示すような表示を避けて、運転者の誤解を招かないようにすることができる。

例えば表１のパターン１に該当するときには、通常は、図５に示す態様でエネルギーフロー表示部１５の画面表示が行われる。ただし、この場合にも、停車状態にあり、かつブレーキ操作がなされているのであれば、図６に示す態様でエネルギーフロー表示部１５の画面表示が行われる。すなわち、このときには、実際には、エンジン１から車軸８、ＭＧから車軸８へのエネルギー伝達があっても、それらのエネルギー伝達が無いことを示す画面表示が行われる。

なお、本実施の形態のハイブリッド車両では、停車状態にあり、かつブレーキ操作がなされた状態でエンジン１やＭＧから車軸８へのエネルギー伝達が行われるのは、動力分割機構６や減速機７のギアのバックラッシュを詰めるためのＭＧによるトルクの印加が行われるときに限られている。したがって、実際にはエンジン１やＭＧから車軸８へのエネルギー伝達があっても、それが無いとの表示が行われるのは、停車状態にあること、ブレーキ操作がなされていること、及びＭＧの押し当て制御が行われていることの３つ条件が共に成立するときとなる。

また、本実施の形態では、ハイブリッド車両が停車状態にあること、ブレーキ操作がなされていること、の２つの条件（及びＭＧの押し当て制御が行われていることの３つの条件）が成立しても、車両の位置する路面の勾配が一定値以上のときには、エンジン１やＭＧから車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示が行われる。また一定値以上のアクセル操作がなされているときにも、車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示が行われる。

なお、こうした本実施の形態では、動力分割機構６及び減速機７が変速機に相当する構成となっている。また第１ＭＧ２及び第２ＭＧ３がモーターに相当する構成となっている。

以上の本実施の形態の車両の運転状態表示装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、停車状態にあること、及びブレーキ操作がなされていること、の２つの条件が共に成立するときには、動力分割機構６や減速機７のギアのバックラッシュを詰めるためのＭＧーによるトルクの印加が行われ、ＭＧから車軸８へのエネルギー伝達が行われていても、その旨の表示を行わないようにしている。そのため、車両が動いていないにも拘わらず、駆動力が発生していることを示すような表示を避けて、運転者が誤解しないようにすることができる。

（２）本実施の形態では、停車状態にあること、及びブレーキ操作がなされていること、の２つの条件が共に成立しても、車両が位置する路面の勾配が一定値以上の場合には、車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うようにしている。そのため、車両のずり下りを防止するための駆動力が発生されていることを通知して、運転者に安心感を与えることができる。

（３）本実施の形態では、停車状態にあること、及びブレーキ操作がなされていること、の２つの条件が共に成立しても、一定値以上のアクセル操作がなされているときには、すなわちブレーキとアクセルとの同時操作をしているときには、車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うようにしている。ブレーキ操作を行っていても、それと同時にアクセル操作がなされていれば、車軸８に駆動力が発生するのは当然であるため、運転者の操作と表示とを一致させることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、停車状態でブレーキ操作がなされており、かつ押し当て制御に応じたＭＧによるトルクの印加が行われているときに、車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示を行わないようにしていた。もっとも、押し当て制御以外の状況で、停車状態かつブレーキ操作がなされた状態で、車軸８へのエネルギー伝達が行われる場合があるのであれば、そうした場合にも車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示を行わないようにしても良い。

・上記実施の形態では、実際には存在する車軸８へのエネルギー伝達を無いものとして表示を行う条件が成立しても、車両の位置する路面の勾配が一定値以上のときには、車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うようにしていた。ただし、坂路での車両のずり下りを防止するための駆動力の発生を行わない場合には、そうした表示に係る処理を割愛しても良い。

・上記実施の形態では、実際には存在する車軸８へのエネルギー伝達を無いものとして表示を行う条件が成立しても、一定値以上のアクセル操作がなされていれば、車軸８にエネルギーが伝達されている旨の表示を行うようにしていた。もっとも、プレーキとアクセルとの同時操作時には、駆動力を発生させないようにする場合には、そうした表示に係る処理を割愛しても良い。

・エネルギーフロー表示部１５の画面表示の態様は、上記実施の形態で示したものに限らず、任意の画面構成を採用することができる。
・本発明は、駆動系、制御系の構成が上記実施の形態で示したものとは異なるハイブリッド車両にも同様に適用することができる。

１…エンジン、２…第１発電電動機（第１ＭＧ：モーター）、３…第２発電電動機（第２ＭＧ：モーター）、４…動力分割プラネタリーギヤ、５…リダクションプラネタリーギヤ、６…動力分割機構（変速機）、７…減速機（変速機）、８…車軸、９…駆動輪、１０…バッテリー、１１…インバーター、１２…パワーマネージメントコンピューター、１３…エンジンＥＣＵ、１４…ＭＧ ＥＣＵ、１５…エネルギーフロー表示部。

Claims (6)

1. モーターとエンジンとの２つの駆動源の出力を、変速機を介して車軸へと伝達して走行するハイブリッド車両のエネルギーの伝達状況を表示する車両の運転状態表示装置において、
   停車状態にあること、ブレーキ操作がなされていること、及び前記変速機のギアのバックラッシュを詰めるための前記モーターによるトルクの印加が行われていることの３つ条件が共に成立するときには、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行わない
   ことを特徴とする車両の運転状態表示装置。
2. 車両の位置する路面の勾配が一定値以上のときには、前記３つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行う
   請求項１に記載の車両の運転状態表示装置。
3. 一定値以上のアクセル操作がなされているときには、前記３つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行う
   請求項１又は２に記載の車両の運転状態表示装置。
4. 車両のエネルギーの伝達状況を表示する車両の運転状態表示装置において、
   停車状態にあること、及びブレーキ操作がなされていること、の２つの条件が共に成立するときには、車軸にエネルギーが伝達されていても、その旨の表示を行わない
   ことを特徴とする車両の運転状態表示装置。
5. 車両の位置する路面の勾配が一定値以上のときには、前記２つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行う
   請求項４に記載の車両の運転状態表示装置。
6. 一定値以上のアクセル操作がなされているときには、前記２つ条件が共に成立していても、車軸にエネルギーが伝達されている旨の表示を行う
   請求項４又は５に記載の車両の運転状態表示装置。

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