JPWO2019116571A1 - ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

ハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの動力を用いてバッテリを充電可能な発電機と、バッテリの電力によって駆動輪を駆動させる電動モータとを備えるハイブリッド車両の制御方法である。制御方法は、バッテリの充電量が第１充電閾値まで低下した時、エンジンを第１回転速度で駆動させ、エンジンが第１回転速度で駆動しており、かつ、充電量が第１充電閾値よりも小さい第２充電閾値まで低下した時には、エンジンを第１回転速度よりも大きな第２回転速度での駆動に切り替え、充電量が第１充電閾値よりも大きい充電終了閾値以上になるまでエンジンの駆動を継続させる。

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置に関する。

ＪＰ２０１０−１７３３８９Ａに開示されるハイブリッド車両は、モータによって車輪を駆動させる電動車両であって、モータの駆動源となるバッテリを充電する発電機をエンジンによって駆動する。このような電動車両は、エンジン、発電機、及び、モータが直列（シリーズ）に接続されるため、シリーズハイブリッド車両と称されている。

シリーズハイブリッド車両においては、例えば、バッテリの残量が少なくなるとアクセル操作とは関係なく、エンジンが駆動して発電機による充電が行われる。このようなエンジン駆動はドライバの操作とは関係なく実施されるため、ドライバに対して唐突感を与える恐れがある。

本発明の目的は、ハイブリッド車両においてエンジンの駆動音に対する唐突感の抑制を図ることである。

本発明のハイブリッド車両の制御方法は、エンジンの動力を用いてバッテリを充電可能な発電機と、バッテリの電力によって駆動輪を駆動させる電動モータとを備えるハイブリッド車両の制御方法である。制御方法は、バッテリの充電量が第１充電閾値まで低下した時には、エンジンを第１回転速度で駆動させ、エンジンが第１回転速度で駆動しており、かつ、充電量が第１充電閾値よりも小さい第２充電閾値まで低下した時には、エンジンを第１回転速度よりも大きな第２回転速度での駆動に切り替え、充電量が第１充電閾値よりも大きい充電終了閾値以上になるまでエンジンの駆動を継続させる。

図１は、本実施形態のハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。 図２は、表示部における表示画面の一例を示す図である。 図３は、車両コントローラに関連する構成を示す図である。 図４は、充電制御のフローチャートである。 図５は、充電制御のフローチャートである。 図６は、充電制御のフローチャートである。 図７は、充電制御のフローチャートである。 図８は、充電制御の動作を示す表である。 図９は、充電制御が行われる場合のタイミングチャートである。 図１０は、図２におけるバッテリの表示態様の変化を示す図である。 図１１は、図２におけるバッテリの表示態様の変化を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両１００は、エンジン（内燃機関）１、発電機２、バッテリ３、電動モータ４、ギア５、車軸６、駆動輪７、及び、ハイブリッド車両１００の駆動系を制御するモータコントローラ８を備えている。ハイブリッド車両１００は、エンジン１の動力を用いて発電機２で発電した電力をバッテリ３に供給し、バッテリ３の電力に基づいて電動モータ４を回転させることで駆動輪７を駆動するいわゆるシリーズ型のハイブリッド車両として構成されている。したがって、ハイブリッド車両１００では、エンジン１の動力は、車両を走行させるための動力源としてではなく、発電機２を発電させるための動力源として使用される。

エンジン１は、減速機（図示せず）を介して、発電機２に機械的に連結される。発電機２は、バッテリ３に対して送受電可能に接続されている。バッテリ３とモータコントローラ８との間、及びモータコントローラ８と電動モータ４との間も、送受電可能に接続されている。電動モータ４はギア５を介して車軸６に機械的に連結され、車軸６は駆動輪７に機械的に連結される。

エンジン１の駆動力は発電機２に伝達され、発電機２はエンジン１の駆動力によって発電する。発電機２の発電電力はバッテリ３に充電される。バッテリ３の電力は、モータコントローラ８を介して、電動モータ４に伝達される。電動モータ４は、バッテリ３の電力によって駆動される。電動モータ４の駆動力は、ギア５及び車軸６を介して駆動輪７に伝達される。駆動輪７は電動モータ４の駆動力によって回転することにより、車両は走行する。

ハイブリッド車両１００は、モータコントローラ８を含めたハイブリッド車両１００全体を制御する車両コントローラ９と、複数の走行モードを択一的に選択する表示部１０と、ブレーキ力を検知するブレーキペダルセンサ１１と、アクセル開度を検知するアクセルポジションセンサ１２と、をさらに備える。車両コントローラ９は、実施形態に係わる制御装置として機能するものである。

車両コントローラ９は、表示部１０、ブレーキペダルセンサ１１、及び、アクセルポジションセンサ１２の各々に電気的に接続されている。車両コントローラ９は、バッテリ３や電動モータ４の状態を表示部１０に表示するとともに、ブレーキ油圧を示す信号をブレーキペダルセンサ１１から受信し、アクセル開度を示す信号をアクセルポジションセンサ１２から受信する。

車両コントローラ９は、モータコントローラ８に電気的に接続されている。車両コントローラ９は、モータコントローラ８に対して指令トルクを送信する。車両コントローラ９は、モータコントローラ８から電動モータ４のモータ回転数を示す信号及び車両が走行する道路の勾配情報を示す信号を受信する。

車両コントローラ９は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータにより実現可能である。マイクロコンピュータを車両コントローラ９として機能させるためのコンピュータプログラム（駆動力制御プログラムや充電制御プログラムなど）を、マイクロコンピュータにインストールして実行する。これにより、汎用のマイクロコンピュータは、車両コントローラ９として機能する。なお、ここでは、ソフトウェアによって車両コントローラ９を実現する例を示すが、もちろん、以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、車両コントローラ９を構成することも可能である。また、車両コントローラ９に含まれる複数のユニットを個別のハードウェアにより構成してもよい。さらに、車両コントローラ９のみならず、モータコントローラ８も、同様にして、ソフトウェア或いは専用のハードウェアとして実現可能である。さらに、車両コントローラ９及びモータコントローラ８は、車両にかかわる他の制御に用いる電子制御ユニット（ＥＣＵ）と兼用してもよい。

図２は、表示部１０における表示画面の一例を示す図である。

図２に示す表示部１０は、ハイブリッド車両１００の車室前方に配置されるインストルメントパネルに組み込まれるディスプレイによって構成される表示器５０を含む。表示器５０の表示機能は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ、及びＬＥＤ等の種々の画像表示装置により実現可能である。この表示器５０は、車両コントローラ９からの表示制御信号に基づいて表示を行うように構成されている。

表示器５０は、図２において右側寄りに位置する第１表示領域３０と、図２において左側寄りに位置する第２表示領域４０と、を有している。

第１表示領域３０は、ハイブリッド車両１００の現在の車速を表示する車速表示部３１、及びハイブリッド車両１００の右折時又は左折時に表示される方向指示表示部３２を有している。また、第１表示領域３０の右側には、ハイブリッド車両１００のエコ運転度合いを示すエコレベルゲージ３３が表示される。エコレベルは、ハイブリッド車両１００の現在の運転状態がどの程度の電費（エネルギー消費効率）の良さであるかを段階的に示す指標である。本実施形態では、モータ出力に応じたエコレベルの高低に合せてエコレベルゲージ３３を伸縮させる表示を行うことで、ドライバに対して現在のエコ運転度合がどの程度であるかの指標を提供することができる。

第２表示領域４０は、車両状態表示部２０と、バッテリ３の状態を示すバッテリアイコン２１と、現在の時刻を表示する時刻表示部４１と、現在設定されている走行モード及びシフトレバーのレンジ位置を表示する走行モード表示部４２と、を有している。さらに、第２表示領域４０は、１トリップ中の走行距離を示すトリップ情報表示部４３と、エンジン１の発電用に燃料タンクに貯留された燃料の残量に基づく走行可能距離を示す走行可能距離表示部４４、燃料タンク内の燃料残量を示す燃料残量表示部４５と、燃料給油口が設置されている位置（右側位置又は左側位置）を表示する給油口位置表示部４６と、バッテリ３の充電量（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を表示する充電量表示部４７と、を有する。

第２表示領域４０の車両状態表示部２０には、ドライバ等の操作により、複数種類ある車両状態表示のうち所定の車両状態表示を選択的に表示させることが可能となっている。複数の車両状態表示には、エンジン１とバッテリ３の間及びバッテリ３と駆動輪７の間におけるエネルギフローを表示するエネルギフロー表示や、電動モータ４による駆動出力量や回生量を表示するパワーメータ表示、エンジン１を用いた充電や電動モータ４を用いた回生充電による充電量の履歴を示す充電履歴情報表示等が含まれる。本実施形態では、車両状態表示部２０にエネルギフロー表示が表示される場合について説明する。

図３は、車両コントローラ９の周辺のブロック図である。この図に示すように、車両コントローラ９は、ハイブリッド車両１００の運転状態を検出する各種センサと電気的に接続されている。各種センサには、図１に示したブレーキペダルセンサ１１、及び、アクセルポジションセンサ１２の他に、電圧センサ１３、電流センサ１４、クランク角度センサ１５、モータ回転角度センサ１６、イグニッションスイッチ１７、及びポジションセンサ１８等が含まれる。これらセンサは車両の運転状態を検出するセンサの一例であり、車両コントローラ９がこれら以外のセンサと接続されることを除外するものではない。

ブレーキペダルセンサ１１はハイブリッド車両１００が備えるブレーキペダルの踏み込み量を検出するセンサであり、アクセルポジションセンサ１２はハイブリッド車両１００が備えるアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサである。アクセルペダルの踏み込み量は電動モータ４に対する負荷を代表する車両状態情報であり、ブレーキペダルの踏み込み量は制動量を代表する車両状態情報である。

電圧センサ１３及び電流センサ１４は、バッテリ３に設けられ、充放電時におけるバッテリ電圧及びバッテリ電流を検出する。

クランク角度センサ１５は、エンジン１に設けられ、エンジン１のクランクシャフトの回転位置を検出する。モータ回転角度センサ１６は、電動モータ４に設けられ、電動モータ４のロータの回転位置を検出する。車両コントローラ９は、クランク角度センサ１５の検出信号に基づいてエンジン回転速度を算出し、モータ回転角度センサ１６の検出信号に基づいてモータ回転速度を算出する。

イグニッションスイッチ１７は、ハイブリッド車両１００を走行可能状態にするためにドライバ等により操作されるパワースイッチである。

ポジションセンサ１８は、ハイブリッド車両１００が備えるシフトレバーのレンジ位置を検出するセンサである。シフトレバーのレンジ位置には、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、前進走行レンジ（Ｄレンジ）、後進走行レンジ（Ｒレンジ）等が含まれる。

車両コントローラ９は、上述した各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１とバッテリ３との間の電力供給状態、及びバッテリ３と電動モータ４との間の電力供給状態等を示すエネルギフロー情報を演算するとともに、エネルギフロー情報等に基づいて表示器５０を制御するための表示指令信号を演算する。表示器５０の車両状態表示部２０（図２参照）には、車両コントローラ９からの表示指令信号に基づいてエネルギフローに関する各種情報が表示される。なお、エネルギフロー情報には、発電機２による発電電力、電動モータ４に供給される駆動電力、及び電動モータ４による回生電力等が含まれる。

ここで、シリーズハイブリッド車両においては、車両コントローラ９は、バッテリ３のＳＯＣが所定値を下回ると、エンジン１を回転させて発電機２を回転させてバッテリ３を充電する。ＳＯＣが別の所定値に達するとエンジン１を停止させて充電を終了させる。さらに、本実施形態においては、以下に示すように、エンジン１を、駆動音が騒音基準を下回るような比較的低い第１回転速度Ｎ１である低出力と、第１回転速度Ｎ１よりも大きく最適燃費で駆動させるような第２回転速度Ｎ２である高出力との２段階の回転速度で駆動できるように構成されている。車両コントローラ９による充電制御について、図４乃至図７を用いて説明する。

図４は、車両コントローラ９により行われる充電制御を示すフローチャートである。車両コントローラ９は、クランク角度センサ１５の検出信号に基づいてエンジン回転速度を算出し、エンジン１の駆動状態のそれぞれに応じた処理を選択する。

ステップＳ１において、車両コントローラ９は、エンジン１の回転速度がゼロでありエンジン１が停止しているか否かを判定する。そして、エンジン１が停止している場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ステップＳ１０の停止時処理を行う。エンジン１が停止していない場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、車両コントローラ９は、ステップＳ２の処理を次に行う。

ステップＳ２において、車両コントローラ９は、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動しているか否かを判定する。そして、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動している場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ステップＳ２０の第１回転速度Ｎ１での駆動時処理を次に行う。エンジン１が第１回転速度Ｎ１で回転していない場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、車両コントローラ９は、ステップＳ３の処理を次に行う。

ステップＳ３において、車両コントローラ９は、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動しているか否かを判定する。そして、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動している場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ステップＳ３０の第２回転速度Ｎ２での駆動時処理を次に行う。エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動していない場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、車両コントローラ９は、充電制御を終了する。

このように、図４に示したフローチャートによって、車両コントローラ９はエンジン１の回転速度に応じて、次の処理を決定する。

次に、図５乃至７を用いて、ステップＳ１０のエンジン１の停止時処理、ステップＳ２０のエンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動している場合の処理、及び、ステップＳ３０のエンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動している場合の処理のそれぞれについて説明する。なお、これらの処理においては、車両コントローラ９は、電圧センサ１３及び電流センサ１４の検出信号に基づいてＳＯＣを算出し、ＳＯＣ算出値に応じた処理を行う。

図５は、ステップＳ１０のエンジン１の停止時の充電制御を示すフローチャートである。なお、第１充電閾値Ｔｈ１は、ＳＯＣがこの値を下回るとエンジン１を第１回転速度Ｎ１で駆動させて充電を開始する値を示す。第２充電閾値Ｔｈ２は、第１充電閾値Ｔｈ１よりも小さな値であり、ＳＯＣがこの値を下回るとエンジン１を第２回転速度Ｎ２で駆動させて充電を開始する値を示す。

ステップＳ１１において、車両コントローラ９は、ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。

ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１よりも大きい場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１２の処理へと進む。ステップＳ１２において、車両コントローラ９は、エンジン１の駆動は不要と判断し、エンジン１の駆動状態を変更せず停止状態を継続させる。

ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１以下である場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１３へと進む。ステップＳ１３において、車両コントローラ９は、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２より大きく、かつ、第１充電閾値Ｔｈ１以下の範囲にあるか否かを判定する。

そして、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２より大きく、かつ、第１充電閾値Ｔｈ１以下の範囲にある場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ＳＯＣが比較的少なくエンジン１の駆動による充電が必要と判断し、ステップＳ１４の処理に進む。ステップＳ１４において、車両コントローラ９はエンジン１を第１回転速度Ｎ１の低出力で駆動させる。

ＳＯＣがその範囲にない場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、すなわち、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２以下である場合には、車両コントローラ９は、ＳＯＣが極めて少なく、エンジン１を高出力で駆動してバッテリ３を充電する必要があると判断し、ステップＳ１５の処理を次に行う。ステップＳ１５において、車両コントローラ９はエンジン１を第２回転速度Ｎ２の高出力で駆動させる。

なお、通常、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２以下となる前に、ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１以下となりエンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動する（Ｓ１４）。そのため、エンジンが停止した状態、かつ、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２以下となる（Ｓ１３：Ｙｅｓ）状態となる可能性は低く、本処理はフェールセーフ処理として設けられている。

図６は、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動している場合の充電制御を示すフローチャートである。なお、充電終了閾値ＴｈＥは、ＳＯＣがこの値を上回るとエンジン１の駆動を停止させて充電を終了させる値を示す。

ステップＳ２１において、車両コントローラ９は、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きいか否かを判定する。

そして、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きい場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ＳＯＣが十分であると判断し、ステップＳ２２の処理を次に行う。ステップＳ２２において、車両コントローラ９は、エンジン１を停止させる。

ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥ以下である場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、車両コントローラ９は、ステップＳ２３の処理を次に行う。ステップＳ２３において、車両コントローラ９は、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２より大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥ以下の範囲にあるか否かを判定する。

そして、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２より大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥ以下の範囲にある場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２まで低下しておらず比較的大きいため、エンジン１を高出力で駆動させる必要はないと判断し、ステップＳ２４の処理を次に行う。ステップＳ２４において、車両コントローラ９は、エンジン１の駆動状態を変更せず第１回転速度Ｎ１の低出力での駆動を継続させる。

ＳＯＣがその範囲にない場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、すなわち、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２以下である場合には、車両コントローラ９は、ＳＯＣが極めて少なく、エンジン１を高出力で駆動させて充電する必要があると判断し、ステップＳ２５へと進む。ステップＳ２５において、車両コントローラ９は、エンジン１を第２回転速度Ｎ２の高出力での駆動に変更する。

図７は、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動している場合のＳＯＣに応じた充電制御を示すフローチャートである。なお、第３充電閾値Ｔｈ３は、第２充電閾値Ｔｈ２よりも大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥよりも小さい値であって、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動している場合にＳＯＣがこの値を上回ると、エンジン１を第１回転速度Ｎ１での駆動に切り替える値を示す。

ステップＳ３１において、車両コントローラ９は、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きいか否かを判定する。

ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きい場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ＳＯＣが十分あり充電をする必要がないと判断し、ステップＳ３２の処理を次に行う。ステップＳ３２において、車両コントローラ９は、エンジン１を停止させる。

なお、通常、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥを上回る前に、ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３を上回りエンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動するため、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動する状態、かつ、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きくなる状態となる可能性は低く、本処理は、フェールセーフ処理として設けられている。

ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥ以下である場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、車両コントローラ９は、ステップＳ３３の処理を次に行う。ステップＳ３３において、車両コントローラ９は、ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３より大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥ以下の範囲にあるか否かを判定する。

ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３より大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥ以下の範囲にある場合には（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、車両コントローラ９は、ＳＯＣが比較的大きくエンジン１を低出力での駆動に変更してよいと判断し、ステップＳ３４の処理を次に行う。ステップＳ３４において、車両コントローラ９は、エンジン１を第１回転速度Ｎ１の低出力での駆動に変更する。

ＳＯＣがその範囲にない場合には（Ｓ３３：Ｎｏ）、すなわち、ＳＯＣが第３充電閾値を下回る場合には、車両コントローラ９は、ＳＯＣは十分にないと判断してエンジン１の高出力での駆動を継続すると判断して、ステップＳ３５の処理を次に行う。ステップＳ３５において、車両コントローラ９は、エンジン１の駆動状態を変更せず第２回転速度Ｎ２での駆動を継続させる。

図８は、車両コントローラ９による充電制御の総括を示す表である。

この表によれば、車両コントローラ９は、モータ回転角度センサ１６の検出信号に基づいて算出されるエンジン回転速度から判断されるエンジン１の状態と、電圧センサ１３及び電流センサ１４の検出信号に基づいて算出されるバッテリ３のＳＯＣとに応じてエンジン１の駆動状態を変更する。

（ａ）エンジン１が停止している場合は、次のような動作となる。（ａ−１〜ａ−３）ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１よりも大きい場合には、エンジン１を停止させて発電機２による発電を行わない状態に保つ。（ａ−４）ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２よりも大きく、かつ、第１充電閾値Ｔｈ１以下である場合には、エンジン１を第１回転速度Ｎ１で駆動させる。（ａ−５）ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２以下である場合には、エンジン１を第２回転速度Ｎ２で駆動させる。

（ｂ）エンジン１が第１回転速度Ｎ１で稼動している場合には、次のような動作となる。（ｂ−１）ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きい場合には、エンジン１を停止させる。（ｂ−２〜ｂ−４）ＳＯＣが、第２充電閾値Ｔｈ２より大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥ以下である場合には、エンジン１の第１回転速度Ｎ１での駆動を続ける。（ｂ−５）ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２以下である場合には、エンジン１を第２回転速度Ｎ２での駆動に切り替える。

（ｃ）エンジン１が第２回転速度Ｎ２で稼動している場合には、次のような動作となる。（ｃ−１）ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも大きい場合には、エンジン１を停止させる。（ｃ−２）ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３よりも大きく、かつ、充電終了閾値ＴｈＥ以下である場合には、エンジン１を第１回転速度Ｎ１での駆動に変更する。（ｃ−３）ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３以下である場合には、エンジン１の第２回転速度Ｎ２で駆動を継続する。

図９には、図４乃至７の充電制御が行われる場合のタイミングチャートが示されている。

上述のように、車両コントローラ９は、エンジン１の稼動状態と、バッテリ３のＳＯＣとに基づいて、エンジン１の動作を決定する。なお、この図において、横軸には時間が示されている。上部において縦軸にはＳＯＣが、中部において縦軸にはエンジン１の回転数Ｎ［ｒｐｍ］が示されている。また、図下部には、表示部１０によって第２表示領域４０の車両状態表示部２０に表示される車両状態を示すアイコンの表示態様が示されている。なお、この表示態様については図１０及び図１１に示されおり、後に説明する。

また、第１充電閾値Ｔｈ１は４５％、第２充電閾値Ｔｈ２は４０％、第３充電閾値Ｔｈ３は５０％、充電終了閾値ＴｈＥは６０％であるものとする。なお、これらの数値は一例であり、適宜変更可能なものとする。

時刻ｔ１より前においては、エンジン１が停止した状態で電動モータ４の駆動力によりハイブリッド車両１００が走行しているので、ＳＯＣは徐々に低下する。

時刻ｔ１において、車両コントローラ９は、エンジン１が停止した状態で（Ｓ１０）、ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１である４５％まで低下したことを検出すると（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、エンジン１を第１回転速度Ｎ１で駆動させる（Ｓ１４）。

一般的に、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動するとバッテリ３の充電が開始される。しかしながら、本タイミングチャートにおいては、ハイブリッド車両１００の全体における電力の消費量が発電量を上回り、ＳＯＣが徐々に低下するものとする。

時刻ｔ２において、車両コントローラ９は、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動している状態で（Ｓ２０）、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２である４０％まで低下したことを検出すると（Ｓ２３：Ｎｏ）、エンジン１を第２回転速度Ｎ２での駆動に変更する（Ｓ２５）。このように比較的高速な第２回転速度Ｎ２でエンジン１を駆動させると、発電量が大きくなるので、ハイブリッド車両１００全体での電力の発電量が消費量を上回り、ＳＯＣは徐々に増加する。

時刻ｔ３において、車両コントローラ９は、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動している状態で（Ｓ３０）、ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３である５０％まで上昇したことを検出すると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、エンジン１を第１回転速度Ｎ１での駆動に変更させる（Ｓ３４）。この場合においても、ハイブリッド車両１００全体での電力の発電量が消費量を上回り、ＳＯＣは徐々に増加する。

時刻ｔ４において、車両コントローラ９は、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動している状態で（Ｓ２０）、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥである６０％まで上昇したことを検出すると（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、エンジン１を停止させて発電を終了させる（Ｓ２２）。すなわち、車両コントローラ９は、ＳＯＣが電終了閾値ＴｈＥ以上になるまでエンジン１の駆動を継続させる。

このようにすることで、バッテリ３を充電する必要がある場合には、エンジン１を常に第２回転速度Ｎ２で駆動させずに、比較的低い第１回転速度Ｎ１で駆動することができるので、エンジン１の駆動音を所定の騒音の基準を下回る機会を増やすことができる。

また、第３充電閾値Ｔｈ３を第１充電閾値Ｔｈ１よりも大きな値とすることで、ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３を上回り第１回転速度Ｎ１での駆動に切り替えた後に、ハイブリッド車両１００の全体における電力の消費量が発電量を上回りＳＯＣが低下する場合であっても、すぐに、第２充電閾値Ｔｈ２を下回り第２回転速度Ｎ２での駆動に切り替わるのが抑制される。

さらに、車両コントローラ９は、表示部１０によって第２表示領域４０の車両状態表示部２０に表示される車両状態のうちのバッテリ３を示すアイコンにおいては、バッテリ３のＳＯＣがバーの長さで示されるとともに、充電状態であることを示す稲妻マークＬＭが示されている。このアイコンの詳細について、図１０及び図１１を用いて説明する。

図１０に示すように、表示部１０において第２表示領域４０の車両状態表示部２０に示されるバッテリアイコン２１は、青色のバーの表示が含まれており、バッテリ３のＳＯＣに応じてバーの長さが変化する。さらに、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２よりも小さくなりエンジン１が第２回転速度Ｎ２で回転している場合には、ＳＯＣを示すバーの色を黄色に変化させる。

すなわち、エンジン１が停止している、または、第１回転速度Ｎ１で駆動する場合には、バッテリアイコン２１のバーは青色で表示される。図９に示したタイミングチャートにおいては、時刻ｔ２まで、及び、時刻ｔ３以降が相当する。

一方、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動する場合には、バッテリアイコン２１のバーは黄色で表示される。図９においては、時刻ｔ２〜時刻ｔ３までが相当する。このように、エンジン１の回転速度が第１回転速度Ｎ１と第２回転速度Ｎ２との場合でバッテリアイコン２１のバーの色の表示態様を変更させることにより、運転者はエンジン１の回転状態を知ることができる。

さらに、図１１に示すように、表示部１０においては、バッテリアイコン２１の右に、稲妻マークＬＭが示されることがある。稲妻マークＬＭは、点灯、点滅、および、消灯の３種類の態様で表示される。

バッテリ３のＳＯＣが増加している場合には、車両コントローラ９は、稲妻マークＬＭを点灯させる。例えば、図９においては、時刻ｔ２〜ｔ４までの区間において、稲妻マークＬＭを点灯させる。

バッテリ３が充電も放電もしていない場合には、車両コントローラ９は、稲妻マークＬＭを消灯させる。図９においては、時刻ｔ１よりも前、及び、時刻ｔ４以降においては、稲妻マークＬＭを消灯させる。

電動モータ４による回生制動やエンジン１による発電が行われているが、ハイブリッド車両１００の全体としては電力の発電量を消費量が下回り、ＳＯＣが減少している場合には、車両コントローラ９は、稲妻マークＬＭを点滅させる。図９に示したタイミングチャートにおいては、時刻ｔ１〜ｔ２においては、稲妻マークＬＭを点滅させる。

このようにバッテリ３の表示を変更することで、バッテリ３の充放電の状態を示すことができるので、ユーザの利便性を向上させることができる。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、バッテリ３の充電量（ＳＯＣ）が第１充電閾値Ｔｈ１まで低下すると、エンジン１を第１回転速度Ｎ１で駆動させる。さらに、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２まで低下すると、エンジン１を第２回転速度Ｎ２での駆動に切り替える。最終的に、車両コントローラ９は、ＳＯＣが電終了閾値ＴｈＥ以上になるまでエンジン１の駆動を継続させて、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥまで上昇すると、エンジン１を停止させる。

ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１まで低下した後に、エンジン１を第１回転速度Ｎ１で駆動させてＳＯＣが増加するのであれば、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２まで低下することはなく、エンジン１は第２回転速度Ｎ２で駆動することはない。これに対して、ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１まで低下した後に、エンジン１を第１回転速度Ｎ１で駆動させてもＳＯＣが減少するのであれば、ＳＯＣが第２充電閾値Ｔｈ２まで低下した段階で、エンジン１を第２回転速度Ｎ２で駆動させることになる。

ここで、エンジン１を第２回転速度Ｎ２で駆動させる場合には、駆動音が大きいという問題がある。これに対して、第１回転速度Ｎ１は比較的回転速度が小さいので駆動音も小さい。本実施形態によれば、上述のように常に第２回転速度Ｎ２で駆動されず必要な場合だけ第２回転速度Ｎ２で駆動するので、第２回転速度Ｎ２での駆動の機会が抑制され、エンジン１の大きな駆動音の生成を抑制することができる。さらに、ＳＯＣが第１充電閾値Ｔｈ１まで低下してエンジン１が第１回転速度Ｎ１で回転を開始した後に、ＳＯＣ第２充電閾値Ｔｈ２まで低下すると比較的高い第２回転速度Ｎ２でエンジン１が駆動する。そのため、ドライバに対してエンジン１が停止した状態からいきなり比較的高い第２回転速度Ｎ２で駆動することによる唐突感を抑制することができる。

本実施形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動している場合であって、かつ、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥよりも小さな第３充電閾値Ｔｈ３まで上昇する場合には、エンジン１を第１回転速度Ｎ１での駆動に切り替える。

このようにすることで、ＳＯＣが充電終了閾値ＴｈＥを上回りエンジン１が停止する前において、ＳＯＣが第３充電閾値Ｔｈ３を上回りエンジン１を第１回転速度Ｎ１での駆動に変更することになる。このようにすることで、比較的駆動音の大きなエンジン１を第２回転速度Ｎ２で回転させる機会を低減させることができるので、エンジン１の駆動音の抑制を図ることができる。

本実施形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、表示部１０にＳＯＣに応じて長さの変わるバーが表示されている。そして、エンジン１が停止、又は、第１回転速度Ｎ１で駆動する場合には、バーが青色で表示される。エンジン１が第２回転速度Ｎ２で駆動する場合には、バーが黄色で表示される。

例えばエンジン１の第２回転速度Ｎ２での駆動が開始すると、エンジン１の駆動音が大きくなる。このような場合には、エンジン１の駆動音は大きくなるが、バーを黄色の表示に態様を変化させることにより、運転者はエンジン１が比較的高い第２回転速度Ｎ２で駆動していることを知ることができるので、運転者はエンジン１の状態を知ることができるのでユーザ利便性を向上させることができる。

本実施形態のハイブリッド車両の制御方法によれば、バッテリ３が充電される場合と、バッテリ３が放電される場合と、エンジン１が駆動しているがハイブリッド車両１００全体における電力の消費量が生成量を上回りバッテリ３が放電している場合とでは、表示部１０におけるバッテリ３の表示の態様を変化させる。具体的には、図９に示したタイミングチャートにおける時刻ｔ１〜ｔ２においては、稲妻マークＬＭを点滅させる。

通常、エンジン１を駆動させている場合にはバッテリ３が充電される。しかしながら、エンジン１が第１回転速度Ｎ１で駆動している場合には発電量が比較的小さいので、ハイブリッド車両１００全体における電力の消費量が生成量を上回りバッテリ３が充電されずに放電されることがある。そのような場合に、運転者は、表示態様の変化により、エンジン１が駆動しているがバッテリ３が放電されていることを知でるのでユーザ利便性を向上できる。このようなバッテリ３の状態を知った運転者は、アクセルを大きく踏まずに電力の消費量を抑制するなどの運転などによって、バッテリ３の放電を抑制しバッテリを充電するようにできる。

本実施形態においては、モータコントローラ８と、車両コントローラ９とにより、ハイブリッド車両１００の全体が制御される例を用いて説明したが、これに限らない。車両コントローラ９内に、電圧センサ１３及び電流センサ１４の検出信号に基づいてバッテリの充電量ＳＯＣを算出するバッテリ充電量検出装置や、エンジン１の駆動を制御するエンジン制御装置や、表示部１０の制御のみを行う表示制御装置などを別に設けてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。実施形態における数値や表示態様は適宜変更可能である。

Claims (8)

1. エンジンの動力を用いてバッテリを充電可能な発電機と、前記バッテリの電力によって駆動輪を駆動させる電動モータとを備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記バッテリの充電量が第１充電閾値まで低下した時、前記エンジンを第１回転速度で駆動させ、
   前記エンジンが前記第１回転速度で駆動しており、かつ、前記充電量が前記第１充電閾値よりも小さい第２充電閾値まで低下した時には、前記エンジンを前記第１回転速度よりも大きな第２回転速度での駆動に切り替え、
   前記充電量が前記第１充電閾値よりも大きい充電終了閾値以上になるまで前記エンジンの駆動を継続させる、
   ハイブリッド車両の制御方法。
2. 請求項１のハイブリッド車両の制御方法であって、さらに、
   前記エンジンが前記第２回転速度で駆動しており、かつ、前記充電量が前記充電終了閾値よりも小さな第３充電閾値まで上昇する場合には、前記エンジンを前記第１回転速度での駆動に切り替える、
   ハイブリッド車両の制御方法。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、前記バッテリの状態を表示する表示部を有し、
   前記制御方法は、さらに、前記エンジンが前記第１回転速度で駆動する場合と、前記第２回転速度で駆動する場合とでは、前記表示部における前記バッテリの状態の表示の態様を変化させる、
   ハイブリッド車両の制御方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項のハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記制御方法は、さらに、前記充電量が増加する場合、前記充電量が低下する場合、および、前記ハイブリッド車両において発電が行われるが前記充電量が低下する場合において、前記バッテリの表示の態様を変化させる、
   ハイブリッド車両の制御方法。
5. エンジンの動力を用いてバッテリを充電する発電機と、前記バッテリの電力によって駆動輪を駆動させる電動モータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記バッテリの充電量を検知、もしくは、推定するバッテリ充電量検出装置と、
   前記バッテリの充電量に基づいて前記エンジンの運転状態を制御するエンジン制御装置と、を備え、
   前記エンジン制御装置は、
   前記バッテリの充電量が第１充電閾値まで低下した時、前記エンジンを第１回転速度で駆動させ、
   前記エンジンが前記第１回転速度で駆動しており、かつ、前記バッテリの充電量が前記第１充電閾値よりも小さい第２充電閾値まで低下した時には、前記エンジンを前記第１回転速度よりも大きな第２回転速度での駆動に切り替え、
   前記バッテリの充電量が前記第１充電閾値よりも大きい充電終了閾値以上になるまで、前記エンジンの駆動を継続させる、
   ハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項５のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジン制御装置は、さらに、
   前記エンジンが前記第２回転速度で駆動しており、かつ、前記充電量が前記充電終了閾値よりも小さな第３充電閾値まで上昇する場合には、前記エンジンを前記第１回転速度での駆動に切り替える、
   ハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項５または６に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両は、前記バッテリの状態を表示する表示部と、
   前記表示部を制御する表示制御装置と、を有し、
   前記表示制御装置は、さらに、前記エンジンが前記第１回転速度で駆動する場合と、前記第２回転速度で駆動する場合とでは、前記表示部における前記バッテリの状態の表示の態様を変化させる、
   ハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項７に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記表示制御装置は、さらに、前記充電量が増加する場合、前記充電量が低下する場合、および、前記ハイブリッド車両において発電が行われるが前記充電量が低下する場合において、前記表示部における前記バッテリの表示の態様を変化させる、
   ハイブリッド車両の制御装置。

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