JP6414111B2

JP6414111B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6414111B2
Application number: JP2016057321A
Authority: JP
Inventors: 昌久石橋; 康孝吉村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2036-03-22
Also published as: CN107379968A; US20170274793A1; JP2017171029A; CN107379968B; US10836276B2

Description

本発明は、蓄電装置の残存容量を表示する技術に関する。

特許文献１には、車両駆動力を発生する動力源としてエンジンと電動機を備えたハイブリッド車両において、電動機に電力を供給する蓄電装置の残存容量を表示する表示装置が開示されている。

特開２０１１−５７１１６号公報

上記技術では、蓄電装置の残存容量がゼロになり、表示装置の残存容量の表示もゼロになった場合、エンジンによる走行が可能であるにもかかわらず、車両が走行できなくなるのではないかという不安をユーザに与える可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電装置の残存容量が実質的にゼロになった場合にもユーザに不安を与え難くできる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示装置は、車両駆動力を発生する内燃機関と、前記車両駆動力を発生する電動機と、前記電動機を駆動する電力を蓄電する蓄電装置と、外部電源の電力で前記蓄電装置を外部充電する充電器とを備えるハイブリッド車両に搭載される表示装置であって、前記蓄電装置の残存容量を表示する表示部と、前記蓄電装置の残存容量が予め定められた最小量より小さい場合、前記表示部に当該最小量の残存容量を表示させ、ゼロの残存容量を表示させない表示制御部と、を備えることを特徴とする。

この態様によると、蓄電装置の残存容量が予め定められた最小量より小さい場合、表示部に当該最小量の残存容量を表示させ、ゼロの残存容量を表示させないので、ユーザに蓄電装置の残存容量が実質的にゼロであることを意識させない。従って、ユーザに不安を与え難くできる。

本発明によれば、蓄電装置の残存容量が実質的にゼロになった場合にもユーザに不安を与え難くできる。

一実施形態に係るハイブリッド車両１の概略的な構成を示すブロック図である。図１のＥＣＵにおけるＳＯＣの表示制御に関連する部分と、表示装置のブロック図である。ＥＶモードにおける図２の表示部の表示状態を示す図である。ＨＶモードにおける図２の表示部の表示状態を示す図である。ＨＶモードにおいてＳＯＣが実質的にゼロになった場合における図２の表示部の表示状態を示す図である。一実施形態に係るＳＯＣの表示制御処理を示すフローチャートである。

図１は、一実施形態に係るハイブリッド車両１の概略的な構成を示すブロック図である。ハイブリッド車両１は、エンジン（内燃機関）１００と、第１電動機（発電部、MG:Motor-Generator）１１０と、第２電動機１２０と、動力分割装置１３０と、減速機１４０と、蓄電装置１５０と、駆動輪１６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７０と、充電器１８０と、充電インレット１９０と、表示装置２００とを備える。

エンジン１００、第１電動機１１０および第２電動機１２０は、動力分割装置１３０に連結される。ハイブリッド車両１は、エンジン１００および第２電動機１２０の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。エンジン１００が発生する駆動力は、動力分割装置１３０によって２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して駆動輪１６０へ伝達される経路であり、もう一方は第１電動機１１０へ伝達される経路である。

第１電動機１１０は、動力分割装置１３０によって分割されたエンジン１００の駆動力を受けて発電可能である。具体的には、蓄電装置１５０の残存容量（以下ではＳＯＣ（State of Charge）と称す）が低下すると、エンジン１００が始動して第１電動機１１０により発電が行なわれる。そして、第１電動機１１０によって発電された電力に基づいて、蓄電装置１５０が充電される。

第２電動機１２０は、蓄電装置１５０に蓄えられた電力および第１電動機１１０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２電動機１２０の駆動力は、減速機１４０を介して駆動輪１６０に伝達される。

なお、車両の制動時等には、減速機１４０を介して駆動輪１６０により第２電動機１２０が駆動され、第２電動機１２０が発電機として作動する。これにより、第２電動機１２０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２電動機１２０により発電された電力に基づいて、蓄電装置１５０が充電される。

蓄電装置１５０は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池等の二次電池を含む。蓄電装置１５０は、第２電動機１２０を駆動する電力を蓄電する。蓄電装置１５０には、第１電動機１１０および第２電動機１２０によって発電された電力の他、後述のように、車両外部の電源（以下では外部電源と称す）から供給される電力が蓄えられる。外部電源による蓄電装置の充電を外部充電と称する。蓄電装置１５０として、大容量のキャパシタなどを用いることもできる。

ＥＣＵ１７０は、蓄電装置１５０のＳＯＣに基づいて走行モードをＥＶモード（第１走行モード）またはＨＶモード（第２走行モード）に切り替える。ＥＶモードでは、ハイブリッド車両１は、蓄電装置１５０のＳＯＣが既定値よりも多い場合に、主として第２電動機１２０からの駆動力で走行する。ＥＶモードでは、エンジン１００の駆動力を受けた第１電動機１１０での発電動作は行なわれず、蓄電装置１５０に対する内部充電が制限される。なお、ＥＶモードは、エンジン１００を停止状態に維持して燃料消費率を向上させることを目的としているが、運転者からの急加速などの駆動力要求が与えられた場合、触媒暖機時や空調要求などの駆動力要求とは無関係な要求が与えられた場合、およびその他の条件が成立した場合などにおいては、エンジン１００を始動してもよい。

ＨＶモードでは、ＳＯＣが既定値以下に減った後、蓄電装置１５０のＳＯＣが予め定められた所定の制御範囲内に維持されるように、第１電動機１１０による発電動作が制御される。この第１電動機１１０での発電動作に応じて、エンジン１００も作動を開始する。なお、前述のように、エンジン１００の作動によって生じる駆動力の一部はハイブリッド車両１の走行にも用いられる。

そして、ＨＶ走行モードでは、制御装置２は、総合的な燃費が最適化されるように、各センサからの信号、走行状況、アクセル開度などに基づいて、エンジン１００の回転数、第１電動機１１０の発電量、および第２電動機１２０のトルクについての目標値を決定する。

この目標値の決定にあたっては、蓄電装置１５０のＳＯＣについても考慮され、蓄電装置１５０のＳＯＣが所定の制御中心値を中心とする所定の制御範囲内に維持されるように、蓄電装置１５０で充放電される電力が管理される。すなわち、エンジン１００からの駆動力の一部を受けて第１電動機１１０が発電する発電電力と、第２電動機１２０が駆動力の発生に使用する消費電力との差が蓄電装置１５０での充放電電力に相当するため、蓄電装置１５０のＳＯＣの大きさに応じて、第１電動機１１０の発電量および第２電動機１２０での消費電力が決定される。なお、蓄電装置１５０の充放電電力は、ハイブリッド車両１の走行状況に応じても影響を受けるので、蓄電装置１５０のＳＯＣを維持する「所定の制御範囲」が明確に規定されているとは限らない。

また、ＨＶモードにおいても、ユーザのスイッチ操作に応じて、所定の電力が消費される間だけ一時的にＥＶモードに切り替えることができる。

ＥＣＵ１７０は、走行モードに応じて、エンジン１００、第１電動機１１０および第２電動機１２０の動作を制御する。また、ＥＣＵ１７０は、後述する表示装置２００の表示制御を行なう。ＥＣＵ１７０は、機能ごとに複数のＥＣＵに分割してもよい。ＥＣＵ１７０の構成については後述する。

充電器１８０は、外部電源（図示せず）から供給され充電インレット１９０に入力される電力を所定の充電電圧に変換する。そして、充電器１８０によって電圧変換された電力は、蓄電装置１５０へ供給され、蓄電装置１５０が充電される。充電インレット１９０は、外部電源に接続される充電ケーブルを接続可能に構成され、外部電源から供給される電力を受電するための電力インターフェースである。

表示装置２００は、ハイブリッド車両１の車室内に搭載され、蓄電装置１５０のＳＯＣを表示する。具体的には、表示装置２００は、ＳＯＣに応じて表示領域を変化させる。表示装置２００は、ＥＶモード時に消費されるＳＯＣ分と、ＨＶモード時に維持されるＳＯＣ分とを区別して表示する。表示装置２００は、カーナビゲーション機能を有してもよい。

図２は、図１のＥＣＵ１７０におけるＳＯＣの表示制御に関連する部分と、表示装置２００のブロック図である。ＥＣＵ１７０は、ＳＯＣ算出部１７２と、走行モード制御部１７４とを含む。表示装置２００は、表示制御部２０２と、表示部２０４とを含む。

ＳＯＣ算出部１７２は、蓄電装置１５０から出力される電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１５０のＳＯＣを算出する。ＳＯＣの算出方法については、種々の公知の手法を用いることができる。電圧ＶＢおよび電流ＩＢは、図示しない電圧センサおよび電流センサによって検出される。

走行モード制御部１７４は、ＳＯＣ算出部１７２によって算出されたＳＯＣに基づいて、ＥＶモードとＨＶモードを切り替える。具体的には、走行モード制御部１７４は、外部充電が実施されてＳＯＣが規定値を超えると走行モードをＥＶモードとし、ＳＯＣが規定値以下になるまでＥＶモードとする。そして、ＳＯＣが規定値に一旦達すると、走行モード制御部１７４は、ＥＶモードからＨＶモードへ切り替え、以降、次回の外部充電が実施されるまでＨＶモードを保つ。走行モード制御部１７４は、走行モードを示すモード信号ＭＤを出力する。

表示制御部２０２は、ＳＯＣ算出部１７２で算出されたＳＯＣと、走行モード制御部１７４からのモード信号ＭＤとに基づいて、表示部２０４におけるＳＯＣの表示を制御する。表示制御部２０２は、蓄電装置１５０のＳＯＣが実質的にゼロである場合、表示部２０４にＳＯＣをゼロより大きく表示させる。

表示制御部２０２はコンピュータを含み、表示制御部２０２の各種機能は、ハードウェア的には、回路ブロック、メモリ、その他のＬＳＩで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、表示制御部２０２の各種機能はハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。

表示部２０４は、例えば液晶パネルを含み、蓄電装置１５０のＳＯＣを表示する。

次に、ハイブリッド車両１の動作および表示部２０４に表示されるＳＯＣについて説明する。

外部充電後、ハイブリッド車両１の走行が開始される。走行開始後、蓄電装置１５０のＳＯＣが規定値以下になるまでは、ハイブリッド車両１はＥＶモードで走行する。このＥＶモードは、外部電源から供給されて蓄電された電力を積極的に走行に使用するモードであり、急加速時や登坂走行時など大きな走行駆動力が要求されることがない限り、エンジン１００を停止して走行する。ＥＶモードにおいても、大きな走行駆動力が要求されるとエンジン１００は動作し得る。

図３は、ＥＶモードにおける図２の表示部２０４の表示状態を示す図である。図３では、ＳＯＣは１００％であり、第１表示領域３００と第２表示領域３０２がそれぞれ最大の面積で表示されている。ＥＶモードにおいては、表示部２０４は、ＳＯＣが規定値よりも多いことを示す第１表示領域３００の表示色が、ＳＯＣが規定値以下であることを示す第２表示領域３０２の表示色と異なるように、蓄電装置１５０のＳＯＣを表示する。たとえば、第１表示領域３００は緑色で表示され、第２表示領域３０２は白色で表示される。ＳＯＣの減少に応じて第１表示領域３００の面積が減少する。第１表示領域３００の面積は、ＥＶモードで走行可能な距離の目安を示す。

ハイブリッド車両１は、蓄電装置１５０のＳＯＣが規定値に一旦達した後、ＨＶモードで走行する。ＨＶモードにおいても、第２電動機１２０は動作し得るし、エンジン１００は停止し得る。

図４は、ＨＶモードにおける図２の表示部２０４の表示状態を示す図である。ＨＶモードにおいては、表示部２０４は、ＥＶモードにおける第２表示領域３０２と同じ表示色で、蓄電装置１５０のＳＯＣを表示する。図４では、ＳＯＣは２０％であり、第１表示領域３００は表示されず、第２表示領域３０２が最大の面積で表示されている。第２表示領域３０２の面積は、ＳＯＣの減少に応じて減少するが、ゼロにはならない。

ここで、ＨＶモードにおいて、ユーザがスイッチ操作によるＥＶモードを短期間に複数回用いた場合など、消費電力が大きく蓄電装置１５０が充電されない状況が続いた場合には、蓄電装置１５０のＳＯＣは減少し、実質的にゼロになることがある。ＳＯＣが実質的にゼロであっても、エンジン１００が車両駆動力を発生できるので、ハイブリッド車両１は走行できる。具体的には、図示を省略した補機バッテリがエンジン１００の動作に必要な電力を供給するので、エンジン１００は車両駆動力を発生できる。

図５は、ＨＶモードにおいてＳＯＣが実質的にゼロになった場合における図２の表示部２０４の表示状態を示す図である。表示部２０４は、ＳＯＣが実質的にゼロであっても、第２表示領域３０２を最小面積で表示している。そのため、ユーザに蓄電装置１５０のＳＯＣが実質的にゼロであることを意識させないため、車両が走行できなくなるのではないかという不必要な不安を与え難い。

図６は、一実施形態に係るＳＯＣの表示制御処理を示すフローチャートである。図６の処理は、所定の周期で定期的に行われる。表示制御部２０２は、ＳＯＣ算出部１７２からＳＯＣを取得する（Ｓ１）。取得したＳＯＣがゼロより大きい場合（Ｓ２のＹ）、表示制御部２０２は、表示部２０４にＳＯＣを表示させる（Ｓ３）。取得したＳＯＣが実質的にゼロである場合（Ｓ２のＮ）、表示制御部２０２は、表示部２０４にＳＯＣをゼロより大きく表示させる（Ｓ４）。

このように本実施形態によれば、蓄電装置１５０の残存容量が実質的にゼロである場合、表示部２０４に残存容量をゼロより大きく表示させるので、ユーザに蓄電装置１５０のＳＯＣが実質的にゼロであることを意識させない。従って、ユーザに不安を与え難くできる。

特にハイブリッド車両１は、外部電源から蓄電装置１５０を充電可能なプラグインハイブリッド車であるため、通常使用時には殆どＥＶモードで走行できる。ＥＶモードでエンジン１００が始動されることはＨＶモードの場合と比較して少ないため、ユーザはエンジン１００を用いない走行に慣れ、エンジン１００による走行が可能であることを忘れてしまう可能性がある。このようなプラグインハイブリッド車では、外部電源から蓄電装置を充電できないハイブリッド車両と比較して、表示部２０４の残存容量の表示がゼロになった場合に、車両が走行できなくなるのではないかという不安をユーザに与えやすい。従って、本実施形態のプラグインハイブリッド車に搭載された表示装置２００では、外部充電できないハイブリッド車両に搭載された場合と比較して、ユーザに不安を与え難くできる度合いをより大きくできる。

以上、実施例をもとに本発明を説明した。実施例はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば以上の実施形態では、ＥＶモードにおいても大きな駆動力が要求されるとエンジン１００は動作し得る一例について説明したが、ＥＶモードではエンジン１００は動作せずに第２電動機１２０のみが車両駆動力を発生してもよい。このような構成は、第２電動機１２０の駆動力をより大きくすることなどにより実現できる。この場合、ＥＶモードではエンジン１００が始動されることは無いため、以上の実施形態と比較して、ユーザはエンジン１００を用いない走行により慣れやすい。そのため、このようなプラグインハイブリッド車両に搭載された表示装置２００では、以上の実施形態のハイブリッド車両１に搭載された場合と比較して、ユーザに不安を与え難くできる度合いをより大きくできる。

また、表示制御部２０２は、ガソリンの残量が所定量以上ある場合に限り、蓄電装置１５０のＳＯＣが実質的にゼロである場合に、表示部２０４にＳＯＣをゼロより大きく表示させてもよい。これにより、表示部２０４に表示されたＳＯＣがゼロではないにもかかわらず、ガソリンとＳＯＣの不足によりエンジン１００と第２電動機１２０のいずれによっても走行できない事態を抑制できる。

１…ハイブリッド車両、１００…エンジン（内燃機関）、１１０…第１電動機（発電部）、１２０…第２電動機、１５０…蓄電装置、１７４…走行モード制御部、１８０…充電器、２００…表示装置、２０２…表示制御部、２０４…表示部。

Claims

車両駆動力を発生する内燃機関と、前記車両駆動力を発生する電動機と、前記電動機を駆動する電力を蓄電する蓄電装置と、外部電源の電力で前記蓄電装置を外部充電する充電器とを備えるハイブリッド車両に搭載される表示装置であって、
前記蓄電装置の残存容量を表示する表示部と、
前記蓄電装置の残存容量が予め定められた最小量より小さい場合、前記表示部に当該最小量の残存容量を表示させ、ゼロの残存容量を表示させない表示制御部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関からの駆動力を受けて発電可能な発電部と、前記発電部による前記蓄電装置に対する内部充電が制限される第１走行モードと、前記蓄電装置の残存容量が所定の制御範囲内に維持されるように前記発電部による前記蓄電装置に対する内部充電が制御される第２走行モードとの切替を制御する走行モード制御部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１走行モードでは、前記電動機のみが前記車両駆動力を発生することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。