JP5966900B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電するジェネレータと、該ジェネレータによる発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリの蓄電電力及び上記ジェネレータによる発電電力のうちの少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する技術分野に属する。

従来より、ハイブリッド車両において、バッテリの残存容量に基づいて、走行用モータによる車両の走行可能時間や走行可能距離を表示するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、電気自動車において、バッテリ電圧の低下により車両が停止しても、該車両の乗員が緊急用スイッチを操作している間、バッテリの残りの電力を用いて車両の移動ができるようにしたものがある。

特開２００８−１２０１８６号公報 特開平８−２１４４０３号公報

ところで、エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電するジェネレータと、該ジェネレータによる発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリの蓄電電力及び上記ジェネレータによる発電電力のうちの少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータとを備えたハイブリッド車両において、エンジンに燃料を供給する燃料タンク内の燃料残量が、空に相当する量又は空に近い量である場合、バッテリの蓄電電力のみで走行用モータを駆動して車両を走行させる必要がある。この場合、車両の乗員（ドライバ）は、バッテリの残存容量に注意する必要があり、その残存容量が少なくなれば、乗員は、燃料タンクに燃料を補給するか、又は、車両外部の電源によりバッテリを外部充電する必要がある。

バッテリの残存容量が少なくなったことを乗員に報知するために、警報表示や、上記特許文献１のような、バッテリの残存容量に基づく車両の走行可能時間や走行可能距離の表示を行うことが考えられるが、このような表示では、乗員がその表示に気付かない場合もある。乗員がその表示に気付かない場合であっても、上記特許文献２のように、バッテリ電圧の低下により車両が停止したときに、緊急用スイッチの操作により、危険な場所から退避するために車両が移動できるようにしておけば、安全性を向上させることができる。

しかし、上記車両の停止時におけるバッテリの残存容量は、非常に少ない容量になっており、このため、車両の走行可能距離は極僅かであり、燃料の補給又はバッテリの外部充電可能な場所まで走行することは困難である。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、乗員に対し、バッテリの残存容量が少なくなったことを効果的に報知して、乗員が燃料の補給又はバッテリの外部充電を早期に行えるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、燃料タンクから燃料が供給されるエンジンと、該エンジンにより駆動されて発電するジェネレータと、該ジェネレータによる発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリの蓄電電力及び上記ジェネレータによる発電電力のうちの少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータと、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段と、上記燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量検出手段と、該燃料残量検出手段により検出された燃料残量が第１所定値未満であるときには、上記バッテリの蓄電電力のみで上記走行用モータを駆動させるモータ駆動制御手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置を対象として、上記第１所定値は、上記燃料タンク内の燃料残量が空に相当する量又は空に近い量であり、上記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が上記第１所定値未満であるときには、上記エンジンが停止しており、上記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が上記第１所定値未満であるときにおいて、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されたバッテリの残存容量が第１所定容量にまで減少したときに、上記モータ駆動制御手段による上記走行用モータの駆動を禁止して上記車両を強制的に停止させ、該走行用モータの駆動禁止後に、上記車両の乗員による所定操作により、該モータ駆動制御手段による該走行用モータの駆動を許可し、該走行用モータの駆動許可後に、上記バッテリの残存容量が、予め設定された設定容量だけ減少したときに、該走行用モータの駆動を禁止して上記車両を強制的に停止させる駆動許可／禁止手段を更に備え、上記駆動許可／禁止手段は、上記走行用モータの駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止を所定の複数回繰り返すことが可能に構成されており、上記各回の上記走行用モータの駆動許可から駆動禁止までの上記バッテリの残存容量の減少量である上記設定容量が、該駆動許可の回数が多くなるに連れて少なくなる、という構成とした。

上記の構成により、燃料タンク内の燃料残量が第１所定値未満であるとき（空に相当する量又は空に近い量であるとき）において、バッテリの残存容量が第１所定容量にまで減少したとき、走行用モータの駆動が禁止される。これにより、走行用モータは停止した状態になり、車両も停止した状態となる。この結果、乗員は、燃料タンク内の燃料残量及びバッテリの残存容量が少ないことに気付く。第１所定容量を、バッテリの使用下限容量よりも多い容量であって、燃料の補給又はバッテリの外部充電可能な場所まで走行することが可能な量に設定しておけば、乗員が所定操作を行うことで、車両を、燃料の補給又はバッテリの外部充電可能な場所まで走行させることができる。ここで、乗員が燃料の補給及びバッテリの外部充電を行わないで走行し続けていると、やがてバッテリの残存容量が、走行用モータの駆動禁止時から設定容量だけ少なくなり、これにより、走行用モータの駆動が再び禁止される。そして、乗員が再び所定操作を行えば、走行用モータの駆動が再び許可されるが、今回の駆動許可から駆動禁止までのバッテリの使用可能容量（つまり上記設定容量）が、前回の駆動許可から駆動禁止までの使用可能容量よりも少なくなるので、通常は、今回の駆動許可から駆動禁止までの走行可能距離が、前回の駆動許可から駆動禁止までの走行可能距離よりも短くなる。こうして駆動許可の回数が多くなるに連れてバッテリの使用可能容量が少なくなるので、乗員は、十分な距離を走行可能なうちに、燃料の補給又はバッテリの外部充電を行おうとするようになる。

上記ハイブリッド車両の制御装置において、上記駆動許可／禁止手段により上記走行用モータの駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止が上記所定の複数回繰り返された後、上記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が、上記第１所定値よりも多い第２所定値以上になったときに、上記エンジンによる駆動により上記ジェネレータを発電させて、該ジェネレータによる発電電力でもって上記バッテリの残存容量を上記第１所定容量よりも多くなるように回復させるバッテリ残存容量回復手段を更に備えている、ことが好ましい。

このことにより、上記走行用モータの駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止を、上記所定の複数回繰り返した後においては、バッテリの残存容量が第１所定容量よりも少なくなっているが、燃料タンクに燃料が十分に補給されると、ジェネレータによる発電電力でもって、バッテリの残存容量を第１所定容量よりも多くなるように回復させるので、この補給された燃料がなくなっても、上記駆動許可及び駆動禁止の上記所定の複数回の繰り返しが可能になり、乗員に対し、バッテリの残存容量が少なくなったことを効果的に報知することができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置において、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されたバッテリの残存容量が、上記第１所定容量よりも多い第２所定容量以下であるときに、上記車両の乗員が視認可能な表示手段において、上記バッテリの残存容量の表示を０にするか、又は、該バッテリの残存容量が少ない旨の警報表示を行う表示制御手段を更に備えている、ことが好ましい。

このことで、バッテリの残存容量が第１所定容量以下になって走行用モータの駆動が禁止される前に、表示によりバッテリの残存容量が少なくなったことを乗員に報知して、燃料の補給又はバッテリの外部充電を促すことができ、車両が突然停止するのを回避することができる。

以上説明したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によると、乗員に対し、バッテリの残存容量が少なくなったことを効果的に報知することができ、乗員が燃料の補給又はバッテリの外部充電を早期に行うことができるようになる。

本発明の実施形態に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両を示す概略構成図である。 図１に示すハイブリッド車両のエンジン及び制御システムを示す図である。 走行モード切換えマップを示す図である。 緊急モードにおいて、緊急モードでの走行開始からの走行距離とバッテリの残存容量との関係の一例を示すグラフである。 コントロールユニットによる処理動作の一部を示すフローチャートである。 コントロールユニットによる処理動作の残りを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が搭載されたハイブリッド車両１（以下、単に車両１という）を示す。この車両１は、所謂シリーズ式のハイブリッド車両であって、エンジン１０と、該エンジン１０の出力軸（後述のエキセントリックシャフト１３）に連結されていて、エンジン１０を駆動して始動させかつ該始動後のエンジン１０により駆動されて発電するモータジェネレータ２０と、このモータジェネレータ２０によって発電された電力が蓄電（充電）される高電圧・大容量のバッテリ３０と、エンジン１０に駆動されることによるモータジェネレータ２０の発電電力及びバッテリ３０の蓄電電力（放電電力）の少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータ４０とを備えている。

モータジェネレータ２０、バッテリ３０及び走行用モータ４０の間には、インバータ５０が設けられている。このインバータ５０を介して、モータジェネレータ２０の発電電力が、バッテリ３０及び／又は走行用モータ４０に供給されるとともに、バッテリ３０からの放電電力が、モータジェネレータ２０及び／又は走行用モータ４０に供給される。

走行用モータ４０は、モータジェネレータ２０の発電電力及びバッテリ３０からの放電電力の少なくとも一方が供給されることにより駆動される。この走行用モータ４０の駆動力が、デファレンシャル装置６０を介して、駆動輪としての左右の前輪６１に伝達され、これにより、車両１が走行する。尚、走行用モータ４０は、車両１の減速時には、ジェネレータとして作動して、その発電した電力がバッテリ３０に充電される。また、バッテリ３０は、車両１の外部の電源による外部充電が可能である。

エンジン１０は、モータジェネレータ２０による発電用にのみ使用される。エンジン１０は、本実施形態では、水素タンク７０（燃料タンク）に貯留されている水素ガスが、燃料として供給される水素エンジンである。

図２に示すように、エンジン１０は、ツインロータ式（２気筒）のロータリピストンエンジンであって、２つの繭状のロータハウジング１１内（気筒内）に形成されるロータ収容室１１ａに、概略三角形状のロータ１２がそれぞれ収容されて構成されている。２つのロータハウジング１１は、３つのサイドハウジング（図示せず）の間に挟み込むようにして該サイドハウジングと一体化されてなり、各ロータハウジング１１とその両側のサイドハウジングとで各ロータ収容室１１ａが形成される。尚、図２では、２つのロータハウジング１１（２つの気筒）を展開した状態で図示しており、２つのロータハウジング１１内の中央部にそれぞれ描いているエキセントリックシャフト１３は、同じものである。

上記各ロータ１２は、その三角形の各頂部に図示しないアペックスシールを有し、これらアペックスシールがロータハウジング１１のトロコイド内周面に摺接しており、このことで、各ロータ１２により各ロータ収容室１１ａ（各気筒内）に３つの作動室（燃焼室に相当）が画成される。そして、各ロータ１２は、該ロータ１２の３つのアペックスシールが各々ロータハウジング１１のトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト１３の周りを自転しながら、該エキセントリックシャフト１３の軸心の周りに公転するようになっている。ロータ１２が１回転する間に、該ロータ１２の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ１２を介して出力軸としてのエキセントリックシャフト１３から出力される。

上記各ロータ収容室１１ａには、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路１４が連通しているとともに、排気行程にある作動室に連通するように排気通路１５が連通している。吸気通路１４は、上流側では１つであるが、下流側では、２つの分岐路に分岐してそれぞれ上記各ロータ収容室１１ａに連通している。吸気通路１４の上記分岐部よりも上流側には、ステッピングモータ等のスロットル弁アクチュエータ９０により駆動されて吸気通路１４の断面積（弁開度）を調節するスロットル弁１６が配設されている。吸気通路１４の上記分岐部よりも下流側の各分岐路には、上記水素タンク７０から供給された水素を吸気通路１４内に噴射する予混合用インジェクタ１７が配設されている。この予混合用インジェクタ１７により噴射された水素は空気と混合された状態（予混合状態）で、吸気行程にある作動室に供給される。

上記排気通路１５は、上流側では、各ロータ収容室１１にそれぞれ連通するように２つ設けられているが、下流側では、１つに合流されている。この排気通路１５の該合流部よりも下流側には、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化触媒８０が配設されている。この排気ガス浄化触媒８０は、本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒とされている。尚、図２において吸気通路１４及び排気通路１５に図示した矢印は、吸気及び排気の流れを示している。

上記各ロータハウジング１１（各気筒）には、上記水素タンク７０から供給された水素をロータ収容室１１内（気筒内）に直接噴射する直噴用インジェクタ１８と、上記予混合用インジェクタ１７又は直噴用インジェクタ１８より噴射された水素の点火を行う点火プラグ１９とが設けられている。

予混合用インジェクタ１７は、後述のエンジン水温センサ１０６により検出されたエンジン冷却水の温度（エンジン水温）が所定温度よりも低いときに作動する。一方、直噴用インジェクタ１８は、上記エンジン水温が上記所定温度以上であるときに作動する。これは、上記エンジン水温が上記所定温度よりも低いときには、水素が燃焼した際に生じる水蒸気が氷結してロータハウジング１１のトロコイド内周面に付着し、その付着した氷がロータ１２のアペックスシールによって直噴用インジェクタ１８の噴口内に掻き込まれて直噴用インジェクタ１８からの燃料噴射に支障が生じるからである。上記エンジン水温が上記所定温度以上になれば、直噴用インジェクタ１８の噴口内の氷が溶けるとともに、水素が燃焼した際に生じる水蒸気が氷結することもないので、空気の充填率を高めて高トルクが得られるように直噴用インジェクタ１８から水素を噴射する。

ここで、エンジン１０の始動時においては、その前のエンジン停止直前のエンジン水温が、通常は、上記所定温度以上であり、そのエンジン停止直前に発生した水蒸気は蒸発しているので、始動時における上記エンジン水温が上記所定温度よりも低くても、直噴用インジェクタ１８の噴口内に氷が存在する可能性は低い。そこで、エンジン１０の始動性を高めるべく、直噴用インジェクタ１８から水素を噴射する。そして、エンジン１０の始動後においても、上記エンジン水温が上記所定温度よりも低い場合には、直噴用インジェクタ１８から予混合用インジェクタ１７に切り換えることになる。

尚、本実施形態では、予混合用インジェクタ１７は各分岐路において１つしか設けられていないが、直噴用インジェクタ１８は、各ロータハウジング１１において、エキセントリックシャフト１３の軸方向（図２の紙面に垂直な方向）に２つ並んで配設されている（図２では、１つしか見えていない）。

車両１には、バッテリ３０に出入りする電流及びバッテリ３０の電圧を検出するバッテリ電流・電圧センサ１０１と、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１０２と、車両１の車速を検出する車速センサ１０３と、エキセントリックシャフト１３に設けられ、エキセントリックシャフト１３の回転角度位置を検出する回転角センサ１０４（エンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数センサを兼ねる）と、エンジン１０の排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１０５と、ロータハウジング１１の内部に形成されたウォータジャケット（図示せず）に臨んで該ウォータジャケット内を流れる冷却水の温度（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサ１０６と、水素タンク７０内の圧力（つまり水素タンク７０内の水素残量）を検出するタンク圧力センサ１０７と、車両１の乗員（ドライバ）により操作されるイグニッションスイッチ１１０と、車両１の乗員により操作される走行モード切換スイッチ１１１と、エンジン１０の作動制御や、インバータ５０の作動制御（つまりモータジェネレータ２０及び走行用モータ４０の作動制御）等を行うコントロールユニット１００とが設けられている。

コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。コントロールユニット１００には、バッテリ電流・電圧センサ１０１、アクセル開度センサ１０２、車速センサ１０３、回転角センサ１０４、空燃比センサ１０５、エンジン水温センサ１０６、タンク圧力センサ１０７、イグニッションスイッチ１１０、走行モード切換スイッチ１１１等からの各種信号が入力されるようになっている。

そして、コントロールユニット１００は、イグニッションスイッチ１１０がＯＮ状態にあるとき、上記入力信号に基づいて、スロットル弁アクチュエータ９０、予混合用インジェクタ１７、直噴用インジェクタ１８、点火プラグ１９、インバータ５０、及び、車両１のインストルメントパネルにおいて車両１の乗員（ドライバ）が視認可能に設けられた表示パネル５５（表示手段）に対して制御信号を出力する。尚、表示パネル５５は、コントロールユニット１００の中の特に表示制御部１００ｄ（表示制御手段）によって制御される。

コントロールユニット１００は、インバータ５０を制御することにより、モータジェネレータ２０の作動状態を、バッテリ３０からの電力供給によりエンジン１０を駆動する駆動状態と、エンジン１０による駆動により発電して該発電電力をバッテリ３０や走行用モータ４０に供給する発電状態とに切り換えることが可能になっている。そして、コントロールユニット１００は、エンジン１０の始動時には、モータジェネレータ２０の作動状態を上記駆動状態としてエンジン１０を始動し、エンジン１０の始動後には、上記発電状態に切り換える。

また、コントロールユニット１００は、バッテリ電流・電圧センサ１０１により検出された、バッテリ３０に出入りする電流及びバッテリ３０の電圧に基づいて、バッテリ３０の残存容量（ＳＯＣ）を検出する。このことで、バッテリ電流・電圧センサ１０１及びコントロールユニット１００は、バッテリ３０の残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段を構成することになる。また、タンク圧力センサ１０７は、燃料タンク内の燃料残量（水素タンク７０内の水素残量）を検出する燃料残量検出手段を構成することになる。

走行用モータ４０は、コントロールユニット１００の中の特にモータ駆動制御部１００ａ（モータ駆動制御手段）によって駆動制御される。走行制御部１００ａは、インバータ５０を制御することにより、走行用モータ４０の駆動を、バッテリ３０からの放電電力のみでもって行う態様と、モータジェネレータ２０からの発電電力のみでもって行う態様と、バッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力でもって行う態様とに切換え可能に構成されている。

さらに、コントロールユニット１００は、上記検出されたバッテリ３０の残存容量及び水素タンク７０内の水素残量に基づいて、図３に示す走行モード切換えマップのように、走行モード切換えを行う。

具体的には、走行モードとしては、エンジン１０を停止した状態で、バッテリ３０からの放電電力のみでもって走行用モータ４０を駆動させるＥＶモードと、エンジン１０の駆動によるモータジェネレータ２０からの発電電力のみでもって走行用モータ４０を駆動させる水素モードと、乗員が走行モード切換スイッチ１１１によりＥＶモードと水素モードとを自由に選択して切り換えることが可能な選択モードとがある。

コントロールユニット１００は、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満でありかつバッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１以上であるときには、走行モードをＥＶモードとする。これにより、モータ駆動制御部１００ａは、バッテリ３０からの放電電力のみでもって走行用モータ４０を駆動させる。上記第１所定値Ｖ１は、水素タンク７０内の水素残量が空に相当する量又は空に近い量である。表示制御部１００ｄは、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるときには、上記表示パネル５５において、水素残量が空であるか又は空に近い旨の警報表示を行う。

また、コントロールユニット１００は、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満でありかつバッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１未満であるときにも、走行モードをＥＶモードとする。これにより、モータ駆動制御部１００ａは、バッテリ３０からの放電電力のみでもって走行用モータ４０を駆動させる。但し、このときには、後に詳細に説明するように、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動が禁止される場合があり、このときのモードを、特に緊急モードという。

コントロールユニット１００は、水素タンク７０内の水素残量が上記第１所定値Ｖ１以上でかつバッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１未満であるときには、走行モードを水素モードとする。これにより、モータ駆動制御部１００ａは、モータジェネレータ２０からの発電電力のみでもって走行用モータ４０を駆動させる。

一方、水素タンク７０内の水素残量が上記第１所定値Ｖ１以上でかつバッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１以上であるときには、走行モードを選択モードとする。この選択モードにおいてＥＶモードが選択されているときには、モータ駆動制御部１００ａは、基本的には、バッテリ３０からの放電電力でもって走行用モータ４０を駆動させるが、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１にまで減少すると、この所定容量Ｃ１を維持するべく、モータジェネレータ２０からの発電電力でもって走行用モータ４０を駆動させる。表示制御部１００ｄは、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１になると、後に説明する緊急モード時と同様に、表示パネル５５において、バッテリ３０の残存容量が少ない旨の警報表示を行う（後述の警報ランプを点灯させる）。

選択モードのＥＶモードにおいて、燃料（水素）の補給又は車両１の外部の電源によるバッテリの外部充電がなされないで走行し続けると、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１に維持されながら、水素タンク７０内の水素残量が減少していき、やがて水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満となる。この結果、走行モードが、エンジン１０を全く使用しないＥＶモードとなり、この時点で、既にバッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１であるので、その後直ぐに走行モードが緊急モードとなる。

選択モードにおいて水素モードが選択されているときは、モータ駆動制御部１００ａは、基本的には、モータジェネレータ２０からの発電電力でもって走行用モータ４０を駆動させるが、バッテリ３０の残存容量が、使用上限容量と所定容量Ｃ１との中間の一定容量に調整するべく、バッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力でもって走行用モータ４０を駆動させる場合がある。また、モータジェネレータ２０からの発電電力のみでは走行用モータ４０の出力パワーが不足するときにも、バッテリ３０及びモータジェネレータ２０の両方からの電力でもって走行用モータ４０を駆動させる。

選択モードの水素モードにおいて、燃料の補給又は車両１の外部の電源によるバッテリの外部充電がなされないで走行し続けると、バッテリ３０の残存容量が上記一定容量に維持されながら、水素タンク７０内の水素残量が減少していき、やがて水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満となる。この結果、走行モードが、エンジン１０を全く使用しないＥＶモードとなり、さらに走行し続けると、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１未満となって、走行モードが緊急モードとなる。

水素タンク７０内の水素残量が上記第１所定値Ｖ１以上でかつバッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ１未満であるときの水素モードとなるのは、緊急モードとなった後に、燃料が補給された場合である。

コントロールユニット１００は、上記緊急モードにおいて、バッテリ３０の残存容量によって、以下のように動作する。

すなわち、上記緊急モードにおいて、バッテリ３０からの放電電力のみでもって駆動される走行用モータ４０による走行を続けると、バッテリ３０の残存容量が減少する。そして、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ２（＜Ｃ１）以下になる（例えば図４に示すように、緊急モードでの走行開始からの走行距離がＬ１以上になる）と、コントロールユニット１００の表示制御部１００ｄが、表示パネル５５において、バッテリ３０の残存容量が少ない旨の警報表示を行う。本実施形態では、コントロールユニット１００は、表示パネル５５に設けられた、バッテリ３０の残存容量に関する警報ランプを点灯させる。

続いて、表示制御部１００ｄは、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ３（＜Ｃ２）以下になる（上記走行距離がＬ２（＞Ｌ１）以上になる）と、上記警報表示の表示形態を異ならせる。本実施形態では、上記警報ランプを点滅させるとともに、表示パネル５５におけるバッテリ３０の残存容量の表示を０にする（実際の残存容量は０でない）。

このような警報表示にも関わらず、燃料の補給又は車両１外部の電源によるバッテリ３０の外部充電がなされないで走行し続けて、上記走行距離がＬ３（＞Ｌ２）になると、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ４（＜Ｃ３）にまで減少する。

ここで、コントロールユニット１００には、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を許可したり禁止したりする駆動許可／禁止部１００ｂ（駆動許可／禁止手段）が設けられている。この駆動許可／禁止部１００ｂは、上記緊急モードにおいて、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ４にまで減少したときに、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を禁止する。つまり、走行用モータ４０を強制的に停止した状態にする。これにより、たとえ車両１が走行していたとしても、停止することになる。この結果、乗員は、表示パネル５５における表示を確認することで、水素タンク７０内の燃料残量及びバッテリ３０の残存容量が少ないことに気付く。

駆動許可／禁止部１００ｂは、走行用モータ４０の駆動の禁止後、車両１の乗員が、所定操作を行うと、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を許可する。この所定操作は、本実施形態では、イグニッションスイッチ１１０をＯＮからＯＦＦにした後に再びＯＮにする操作である。この所定操作により、乗員がアクセルペダルを踏み込めば、走行用モータ４０による走行を開始することができる。所定容量Ｃ４は、使用下限容量よりも多くて、燃料の補給又はバッテリ３０の外部充電可能な場所まで走行することが可能な容量である。この結果、車両１が停止しても、乗員は、所定操作により、車両１を、燃料の補給又はバッテリ３０の外部充電可能な場所まで走行させることができる。

駆動許可／禁止部１００ｂは、上記走行用モータ４０の駆動許可後に、バッテリ３０の残存容量が、予め設定された設定容量だけ減少したときには、該走行用モータ４０の駆動を再び禁止する。すなわち、上記駆動許可によって走行用モータ４０による走行を開始して、燃料の補給又はバッテリ３０の外部充電がなされないで走行し続けると、バッテリ３０の残存容量が、所定容量Ｃ４から設定容量Ｃａだけ減少して所定容量Ｃ５（＜Ｃ４）になる。コントロールユニット１００は、上記駆動許可後に、所定容量Ｃ５にまで減少する（当該駆動許可から距離Ｌａだけ走行して上記走行距離がＬ４になる）と、走行用モータ４０の駆動を禁止する。

駆動許可／禁止部１００ｂは、上記走行用モータ４０の駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止を所定の複数回（本実施形態では、２回）繰り返すことが可能に構成されている。これにより、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ５にまで減少して走行用モータ４０の駆動が禁止されても、該駆動禁止後、乗員が上記所定操作を行うと、上記走行用モータ４０の駆動が再び許可されて、アクセルペダルを踏み込めば、走行用モータ４０による走行を開始することができる。但し、２回目の駆動許可から駆動禁止までのバッテリ３０の残存容量の減少量である設定容量Ｃｂは、１回目の駆動許可から駆動禁止までのバッテリ３０の残存容量の減少量である設定容量Ｃａよりも少ない。すなわち、上記各回の上記走行用モータ４０の駆動許可から駆動禁止までのバッテリ３０の残存容量の減少量である上記設定容量は、該駆動許可の回数が多くなるに連れて少なくなる。したがって、２回目の駆動許可から駆動禁止までの走行可能距離Ｌｂ（＝Ｌ５−Ｌ４）が、１回目の駆動許可から駆動禁止までの走行可能距離Ｌａ（＝Ｌ４−Ｌ３）よりも短くなる。

駆動許可／禁止部１００ｂは、上記２回目の駆動許可後に、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ６（＝Ｃ５−Ｃｂ）にまで減少する（当該駆動許可から距離Ｌａだけ走行して上記走行距離がＬ４になる）と、走行用モータ４０の駆動を禁止する。

本実施形態では、所定容量Ｃ６は、予め決められた使用下限容量と同じに設定している。このため、２回目の駆動許可後に走行用モータ４０の駆動が禁止となった場合には、該駆動禁止後に上記所定操作を行っても、走行用モータ４０の駆動は許可されない。尚、所定容量Ｃ６を使用下限容量よりも多い容量にすることも可能である。この場合も、上記所定操作を行っても走行用モータ４０の駆動を許可しないようにしてもよく、３回目の駆動許可を行って、バッテリ３０の残存容量が上記使用下限容量になったとき、走行用モータ４０の駆動を禁止するようにしてもよい。３回目の駆動許可から駆動禁止までのバッテリ３０の残存容量の減少量は、２回目の駆動許可から駆動禁止までのバッテリ３０の残存容量の減少量である設定容量Ｃｂよりも少なくする。

本実施形態では、所定容量Ｃ４が、本発明の第１所定容量に相当し、所定容量Ｃ２又はＣ３が、本発明の第２所定容量に相当する。

走行用モータ４０の駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止が上記所定の複数回（２回）繰り返されて、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ６になった後は、燃料を補給するか、又は、バッテリ３０を外部充電する以外には、車両１を走行させる方法はない。

コントロールユニット１００には、駆動許可／禁止部１００ｂにより走行用モータ４０の駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止が上記所定の複数回繰り返された後（バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ６になった後）、水素タンク７０内の水素残量が、上記第１所定値よりも多い第２所定値Ｖ２以上になったときに、エンジン１０による駆動によりモータジェネレータ２０を発電させて、モータジェネレータ２０による発電電力でもってバッテリ３０の残存容量を所定容量Ｃ４（上記第１所定容量）よりも多くなるように回復させるバッテリ残存容量回復部１００ｃ（バッテリ残存容量回復手段）が更に設けられている。上記第２所定値は、バッテリ３０の残存容量を所定容量Ｃ４よりも多くすることが可能な水素量であって、燃料が補給される場合、通常、上記第２所定値以上になるような水素量であることが好ましい。

上記コントロールユニット１００による処理動作について、図５及び図６のフローチャートに基づいて説明する。

最初のステップＳ１で、各種信号を読み込み、次のステップＳ２で、バッテリ３０の残存容量（ＳＯＣ）が所定容量Ｃ１以上であるか否かを判定する。このステップＳ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３に進む一方、ステップＳ２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ６に進む。

上記ステップＳ３では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４に進んで、走行モードをＥＶモードとし、しかる後にリターンする一方、ステップＳ３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ５に進んで、走行モードを選択モードとし、しかる後にリターンする。モータ駆動制御部１００ｂは、上記走行モードに従って走行用モータ４０を駆動させることになる。尚、本フローチャートでは省略しているが、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるときには、表示制御部１００ｄが、表示パネル５５において、水素残量が空であるか又は空に近い旨の警報表示を行うことになる。

上記ステップＳ２の判定がＮＯであるときに進むステップＳ６では、ＳＯＣが所定容量Ｃ２を超えかつ所定容量Ｃ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ７に進む一方、ステップＳ６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１０に進む。

上記ステップＳ７では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ８に進んで、走行モードを緊急モードとし、しかる後にリターンする一方、ステップＳ７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ９に進んで、走行モードを水素モードとし、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ６の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１０では、ＳＯＣが所定容量Ｃ３を超えかつ所定容量Ｃ２以下であるか否かを判定する。このステップＳ１０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１１に進む一方、ステップＳ１０の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１５に進む。

上記ステップＳ１１では、表示制御部１００ｄが、表示パネル５５の警報ランプを点灯させ、次のステップＳ１２では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ１２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１３に進んで、走行モードを緊急モードとし、しかる後にリターンする一方、ステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１４に進んで、走行モードを水素モードとし、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ１０の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１５では、ＳＯＣが所定容量Ｃ４を超えかつ所定容量Ｃ３以下であるか否かを判定する。このステップＳ１５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１６に進む一方、ステップＳ１５の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２０に進む。

上記ステップＳ１６では、表示制御部１００ｄが、表示パネル５５において、警報ランプを点滅させるとともに、バッテリ３０の残存容量の表示を０にし、次のステップＳ１７では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ１７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１８に進んで、走行モードを緊急モードとし、しかる後にリターンする一方、ステップＳ１７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１９に進んで、走行モードを水素モードとし、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ１５の判定がＮＯであるときに進むステップＳ２０では、ＳＯＣが所定容量Ｃ５を超えかつ所定容量Ｃ４以下であるか否かを判定する。このステップＳ２０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２１に進む一方、ステップＳ２０の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２９に進む。

上記ステップＳ２１では、表示制御部１００ｄが、表示パネル５５において、警報ランプを点滅させるとともに、バッテリ３０の残存容量の表示を０にし、次のステップＳ２２では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ２２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２３に進んで、走行モードを緊急モードとし、次のステップＳ２４で、ＳＯＣが所定容量Ｃ５を超えかつ所定容量Ｃ４以下となってから、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動が禁止されたか否かを判定する。

上記ステップＳ２４の判定がＹＥＳであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ２４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２５に進んで、駆動許可／禁止部１００ｂが、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を禁止する。次のステップＳ２６では、所定操作（イグニッションスイッチ１１０をＯＮからＯＦＦにした後に再びＯＮにする操作）が有るか否かを判定し、このステップＳ２７の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ２５に戻って、上記駆動禁止を継続する一方、ステップＳ２６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２７に進んで、駆動許可／禁止部１００ｂが、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を許可し、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ２２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２８に進んで、走行モードを水素モードとし、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ２０の判定がＮＯであるときに進むステップＳ２９では、ＳＯＣが所定容量Ｃ６を超えかつ所定容量Ｃ５以下であるか否かを判定する。このステップＳ２９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３０に進む一方、ステップＳ２９の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３８に進む。

上記ステップＳ３０では、表示制御部１００ｄが、表示パネル５５において、警報ランプを点滅させるとともに、バッテリ３０の残存容量の表示を０にし、次のステップＳ３１では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるか否かを判定する。このステップＳ３１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３２に進んで、走行モードを緊急モードとし、次のステップＳ３３で、ＳＯＣが所定容量Ｃ６を超えかつ所定容量Ｃ５以下となってから、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動が禁止されたか否かを判定する。

上記ステップＳ３３の判定がＹＥＳであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ３３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３４に進んで、駆動許可／禁止部１００ｂが、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を禁止する。次のステップＳ３５では、所定操作（イグニッションスイッチ１１０をＯＮからＯＦＦにした後に再びＯＮにする操作）が有るか否かを判定し、このステップＳ３５の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ３４に戻って、上記駆動禁止を継続する一方、ステップＳ３５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３６に進んで、駆動許可／禁止部１００ｂが、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を許可し、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ３１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３７に進んで、走行モードを水素モードとし、しかる後にリターンする。

上記ステップＳ２９の判定がＮＯであるときに進むステップＳ３８では、表示制御部１００ｄが、表示パネル５５において、警報ランプを点滅させるとともに、バッテリ３０の残存容量の表示を０にし、次のステップＳ３９では、駆動許可／禁止部１００ｂが、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動を禁止し、次のステップＳ４０では、水素タンク７０内の水素残量が第２所定値Ｖ２以上であるか否かを判定する。

上記ステップＳ４０の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ４０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４１に進んで、エンジン１０による駆動によりモータジェネレータ２０を発電させて、モータジェネレータ２０による発電電力でもってバッテリ３０を充電して、バッテリ３０の残存容量を所定容量Ｃ４よりも多くする。そして、次のステップＳ４２で、走行モードを水素モードとして、しかる後にリターンする。尚、ステップＳ４０での駆動禁止後、ＳＯＣが所定容量Ｃ６よりも多くなれば、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータ４０の駆動は許可されるようになっている。

したがって、本実施形態では、水素タンク７０内の水素残量が第１所定値Ｖ１未満であるときにおいて、バッテリ３０の残存容量が所定容量Ｃ４にまで減少したとき、駆動許可／禁止部１００ｂによって、モータ駆動制御部１００ａによる走行用モータの駆動が禁止されるので、乗員は、水素タンク７０内の水素残量及びバッテリ３０の残存容量が少ないことに気付く。そして、乗員が所定操作を行うことで、燃料の補給又はバッテリ３０の外部充電可能な場所まで走行することが可能になる。ここで、乗員が燃料の補給及びバッテリ３０の外部充電を行わないで走行し続けていると、やがてバッテリ３０の残存容量が、走行用モータ４０の駆動禁止時から設定容量Ｃａだけ少なくなり、これにより、走行用モータ４０の駆動が再び禁止される。そして、乗員が再び所定操作を行えば、走行用モータ４０の駆動が再び許可されるが、今回の駆動許可から駆動禁止までのバッテリ３０の使用可能容量が、前回の駆動許可から駆動禁止までの使用可能容量である設定容量Ｃａよりも少ない設定容量Ｃｂとなるので、乗員は、出来る限り早く、燃料の補給又はバッテリ３０の外部充電を行おうとするようになる。したがって、乗員に対し、バッテリ３０の残存容量が少なくなったことを効果的に報知することができ、乗員が燃料の補給又はバッテリ３０の外部充電を早期に行うことができるようになる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上記実施形態では、エンジン１０を、水素を燃料とするロータリピストンエンジンとしたが、往復動型エンジンであってもよく、水素以外の燃料（例えばガソリン）用いるエンジンであってもよい。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、エンジンと、該エンジンにより駆動されて発電するジェネレータと、該ジェネレータによる発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリの蓄電電力及び上記ジェネレータによる発電電力のうちの少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に有用である。

１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
２０ モータジェネレータ
３０ バッテリ
４０ 走行用モータ
５５ 表示パネル（表示手段）
１００ コントロールユニット（バッテリ残存容量検出手段）
１００ａ モータ駆動制御部（モータ駆動制御手段）
１００ｂ 駆動許可／禁止部（駆動許可／禁止手段）
１００ｃ バッテリ残存容量回復部（バッテリ残存容量回復手段）
１００ｄ 表示制御部（表示制御手段）
１０１ バッテリ電流・電圧センサ（バッテリ残存容量検出手段）
１０７ タンク圧力センサ（燃料残量検出手段）

Claims (3)

1. 燃料タンクから燃料が供給されるエンジンと、該エンジンにより駆動されて発電するジェネレータと、該ジェネレータによる発電電力を蓄電するバッテリと、該バッテリの蓄電電力及び上記ジェネレータによる発電電力のうちの少なくとも一方の電力で駆動される走行用モータと、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段と、上記燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量検出手段と、該燃料残量検出手段により検出された燃料残量が第１所定値未満であるときには、上記バッテリの蓄電電力のみで上記走行用モータを駆動させるモータ駆動制御手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
   上記第１所定値は、上記燃料タンク内の燃料残量が空に相当する量又は空に近い量であり、
   上記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が上記第１所定値未満であるときには、上記エンジンが停止しており、
   上記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が上記第１所定値未満であるときにおいて、上記バッテリ残存容量検出手段により検出されたバッテリの残存容量が第１所定容量にまで減少したときに、上記モータ駆動制御手段による上記走行用モータの駆動を禁止して上記車両を強制的に停止させ、該走行用モータの駆動禁止後に、上記車両の乗員による所定操作により、該モータ駆動制御手段による該走行用モータの駆動を許可し、該走行用モータの駆動許可後に、上記バッテリの残存容量が、予め設定された設定容量だけ減少したときに、該走行用モータの駆動を禁止して上記車両を強制的に停止させる駆動許可／禁止手段を更に備え、
   上記駆動許可／禁止手段は、上記走行用モータの駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止を所定の複数回繰り返すことが可能に構成されており、
   上記各回の上記走行用モータの駆動許可から駆動禁止までの上記バッテリの残存容量の減少量である上記設定容量が、該駆動許可の回数が多くなるに連れて少なくなることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記駆動許可／禁止手段により上記走行用モータの駆動許可及び該駆動許可後の駆動禁止が上記所定の複数回繰り返された後、上記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が、上記第１所定値よりも多い第２所定値以上になったときに、上記エンジンによる駆動により上記ジェネレータを発電させて、該ジェネレータによる発電電力でもって上記バッテリの残存容量を上記第１所定容量よりも多くなるように回復させるバッテリ残存容量回復手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   上記バッテリ残存容量検出手段により検出されたバッテリの残存容量が、上記第１所定容量よりも多い第２所定容量以下であるときに、上記車両の乗員が視認可能な表示手段において、上記バッテリの残存容量の表示を０にするか、又は、該バッテリの残存容量が少ない旨の警報表示を行う表示制御手段を更に備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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