JP2011230678A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の要求および蓄電装置の残容量に応じて適切なタイミングで走行モードの選択の許可および走行モードの自動復帰を行なう。
【解決手段】ＥＣＵは、ＨＶ走行モード選択中に、蓄電装置のＳＯＣがしきい値Ｄ以上である場合に、１および２セグメントを白色点灯状態にすることに加えて、３セグメントを緑色点灯状態にするとともに、運転者のＥＶ走行優先スイッチの操作によるＥＶ走行モードの選択を許可し、蓄電装置のＳＯＣがしきい値Ｅ以上である場合に、１〜３セグメントを点灯状態にすることに加えて、４セグメントを緑色点灯状態にするとともに、ＥＶ走行モードに自動的に復帰させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関と、蓄電装置からの電力の供給を受けて車両駆動力を発生させる駆動用モータとを動力源とする車両の制御に関し、特に、蓄電装置の残容量に応じて車両の走行モードの選択の許可および走行モードの自動復帰を行なう技術に関する。

環境に配慮した車両として、従来の内燃機関に加え、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生させる駆動用モータを動力源として搭載したハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）が注目されている。

このような車両として、たとえば、特開２００９−０１８７１３号公報（特許文献１）は、エネルギーを有効利用可能なハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両は、充放電可能な蓄電装置と、内燃機関と、内燃機関が発生する運動エネルギーを用いて発電し、蓄電装置を充電可能に構成された発電装置と、車両外部の電源から電力の供給を受けて蓄電装置を充電可能に構成された充電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機と、蓄電装置の充電状態を示す状態量を維持しないで走行する第１のモードと状態量を所定の目標に維持して走行する第２のモードとを含む走行モードの切替を制御する走行モード制御部と、走行モードの切替を利用者が要求可能に構成された走行モード切替要求スイッチとを備える。走行モード制御部は、第１のモード時に走行モード切替要求スイッチによって第２のモードへの切替が要求されたとき、状態量が第１の規定値よりも少ない場合には、走行モードを第２のモードへ切替えるとともに、第２のモードへの切替要求時の状態量に基づいて規定される値を所定の目標として設定し、状態量が第１の規定値以上の場合には、第１のモードを維持する。

上述した公報に開示されたハイブリッド車両によると、充電装置により車両外部の電源から供給される電力を十分に有効利用することができる。また、蓄電装置の劣化や、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時に回生電力を吸収できなくなるという事態を回避することができる。さらに、第１の規定値よりも少ない範囲で保持したいＳＯＣを利用者が自由に設定することができる。

特開２００９−０１８７１３号公報

ところで、蓄電装置の残容量の低下によって走行モードが強制的に変更された場合、蓄電装置の残容量が回復したときには元の走行モードに復帰させることが望ましい。

しかしながら、復帰後に元の走行モードを継続して選択できるように復帰時の蓄電装置の残容量のしきい値を設定した場合には、たとえ短時間でも元の走行モードに復帰させたいという運転者の要求を満足することができない可能性がある。

上述した公報に開示されたハイブリッド車両においては、このような問題について何ら考慮されておらず、解決することはできない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者の要求および蓄電装置の残容量に応じて適切なタイミングで走行モードの選択の許可および走行モードの自動復帰を行なう車両用制御装置を提供することである。

この発明のある局面に係る車両用制御装置は、内燃機関と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生させる駆動用モータとを動力源とする車両の車両用制御装置である。この車両用制御装置は、蓄電装置の残容量を検出するための検出部と、内燃機関を停止させた状態で駆動用モータを用いるモータ走行を優先するための第１モードと、残容量が第１しきい値よりも低下した場合に、選択中の走行モードに関係なく内燃機関と駆動用モータとを用いたハイブリッド走行を強制的に優先するための第２モードとのうちのいずれか一つの走行モードを選択するための制御部とを含む。第２モードの選択中に第１モードに自動的に復帰させるための残容量の第２しきい値は、第２モードの選択中に運転者の要求による第１モードの選択を許可するための残容量の第３しきい値と異なる。

好ましくは、第２しきい値は、第３しきい値よりも残容量が大きい値である。
さらに好ましくは、車両には、残容量を表示するための表示装置が設けられる。制御部は、残容量が複数の段階のうちのいずれの段階であるかを表示装置に表示させ、かつ、第２モードの選択中に第１モードに自動的に復帰させること、および、第２モードの選択中に運転者の要求による第１モードの選択を許可することを複数の段階の区切りに関連させて表示装置に表示させる。

さらに好ましくは、表示装置は、残容量の下限値から上限値までに対応した、点灯可能な複数のセグメントを含む。制御部は、下限値から検出部によって検出された残容量までに対応するセグメントが点灯するように前記表示装置を制御する。複数のセグメントは、第１しきい値よりも小さい残容量に対応する第１セグメントと、第１しきい値以上の残容量に対応し、第１セグメントとは点灯時の表示色が異なる複数の第２セグメントとを含む。第２モードの選択中に第１モードに自動的に復帰させる場合と、第２モードの選択中に運転者による第１モードの選択を許可する場合とで、複数の第２セグメントのうちの点灯するセグメントの個数が異なる。

さらに好ましくは、制御部は、蓄電装置の充電履歴に関係なく、残容量に基づいて車両のシステムの起動初期の走行モードを選択する。

さらに好ましくは、走行モードは、残容量が第１しきい値以上である場合に、運転者の要求によってハイブリッド走行を優先するための第３モードをさらに含む。制御部は、車両のシステムの停止時に第３モードが選択されていた場合に、次回のシステムの起動初期の走行モードとして第３モードを選択する。

さらに好ましくは、走行モードは、残容量が第１しきい値以上である場合に、運転者の要求によってハイブリッド走行を優先するための第３モードをさらに含む。制御部は、第３モードの選択中においては、残容量が第２しきい値よりも大きい場合でも、第１モードに復帰させない。

ハイブリッド車両の全体の構成を示す図である。 ＳＯＣの上限値と下限値と走行モードを強制的に移行させるしきい値とを示す図である。 ＳＯＣの変化に応じてＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに自動的に移行させる動作を示すタイミングチャートである。 表示装置の詳細な構成を示す図である。 表示装置の点灯状態を示す図である。 各走行モード間の移行と表示装置におけるセグメントの点灯状態との関係を示す図である。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、車両１００は、エンジン２と、動力分割機構４と、モータジェネレータ（以下、ＭＧと記載する）６，１０と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４とを含む。また、車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０と、充電器２２と、充電口２４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６と、記憶部２７と、ＥＶ（Electric Vehicle）走行優先スイッチ２８と、表示装置３０と、電圧センサ３４と、電流センサ３６とをさらに含む。

車両１００は、エンジン２と、蓄電装置１６から電力の供給を受けて車両駆動力を発生させる駆動用モータであるＭＧ１０とを動力源とするハイブリッド車両である。なお、車両１００は、エンジン２を発電にのみ用いるハイブリッド車両であってもよい。

動力分割機構４は、エンジン２、ＭＧ６および伝達ギヤ８に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割機構４として用いることができ、この３つの回転軸がエンジン２、ＭＧ６および伝達ギヤ８の回転軸にそれぞれ接続される。また、ＭＧ１０の回転軸は、伝達ギヤ８の回転軸に連結される。すなわち、ＭＧ１０と伝達ギヤ８とは、同一の回転軸を有し、その回転軸が動力分割機構４のリングギヤに接続される。

エンジン２が発生する運動エネルギーは、動力分割機構４によってＭＧ６と伝達ギヤ８とに分配される。すなわち、エンジン２は、駆動軸１２に動力を伝達する伝達ギヤ８を駆動するとともにＭＧ６を駆動する動力源として車両１００に組込まれる。ＭＧ６は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとして車両１００に組込まれる。また、ＭＧ１０は、駆動軸１２に動力を伝達する伝達ギヤ８を駆動する動力源として車両１００に組込まれる。

蓄電装置１６は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池である。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。

蓄電装置１６は、ＭＧ６の発電時に電力変換器１８から電力を受けて充電される。また、蓄電装置１６は、ＭＧ１０の発電時に電力変換器２０から電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、充電口２４に接続される図示されない車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）からの充電時に充電器２２から電力を受けて充電される。

なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能であり、ＭＧ６，１０による発電電力や外部電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をＭＧ６，１０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。

蓄電装置１６の電圧ＶＢは、電圧センサ３４によって検出される。電圧センサ３４は、検出した電圧ＶＢを表す信号をＥＣＵ２６に出力する。蓄電装置１６の電流ＩＢは、電流センサ３６によって検出される。電流センサ３６は、検出した電流ＩＢを表す信号をＥＣＵ２６に出力する。ＥＣＵ２６は、電圧センサ３４から入力された電圧ＶＢおよび電流センサ３６から入力された電流ＩＢに基づいて蓄電装置１６の残容量を示すＳＯＣを算出する。なお、ＳＯＣは、蓄電装置１６の満充電状態に対する蓄電量を０〜１００％で表したものである。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６からの信号ＰＷＭ１に基づいて、ＭＧ６により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器２０は、ＥＣＵ２６からの信号ＰＷＭ２に基づいて、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してＭＧ１０へ出力する。

なお、電力変換器１８は、エンジン２の始動時、信号ＰＷＭ１に基づいて、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してＭＧ６へ出力する。また、電力変換器２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、信号ＰＷＭ２に基づいて、ＭＧ１０により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。

ＭＧ６，１０は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。ＭＧ６は、エンジン２によって生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器１８へ出力する。また、ＭＧ６は、電力変換器１８から受ける三相交流電力によって駆動力を発生させ、エンジン２の始動を行なう。

ＭＧ１０は、電力変換器２０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生させる。また、ＭＧ１０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器２０へ出力する。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割機構４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割機構４に伝達される。

充電器２２は、ＥＣＵ２６からの信号ＰＷＭ３に基づいて、充電口２４に与えられる外部電源からの電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する。充電口２４は、外部電源から蓄電装置１６へ電力を供給するための外部充電インターフェースである。

ＥＣＵ２６は、電力変換器１８，２０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ電力変換器１８，２０へ出力する。また、ＥＣＵ２６は、充電器２２による蓄電装置１６の充電を要求する信号ＣＨＲＧを受けると、充電器２２を駆動するための信号ＰＷＭ３を生成し、その生成した信号ＰＷＭ３を充電器２２へ出力する。

さらに、ＥＣＵ２６は、この車両１００の走行モードの選択を制御する。すなわち、ＥＣＵ２６は、エンジン２を停止した状態でＭＧ１０のみを用いたモータ走行を優先するためのＥＶ走行モードと、蓄電装置１６の残容量を示すＳＯＣ（State of Charge）がしきい値Ｃよりも低下した場合に、選択中の走行モードに関係なく強制的に選択される、エンジン２とＭＧ１０とを用いたハイブリッド走行を優先するためのＨＶ走行モードと、ＥＶ走行優先スイッチ２８への操作に基づく運転者の選択要求に応じてハイブリッド走行を優先するためのＨＶＳ走行モードとのうちのいずれか一つの走行モードを選択する。

なお、ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行モードあるいはＨＶＳ走行モードにおいて、エンジン２を動作させて蓄電装置１６のＳＯＣを所定の目標に維持する。

また、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードにおいて、蓄電装置１６のＳＯＣを所定の目標に維持することなく、基本的にはエンジン２を停止してＭＧ１０のみを用いて車両１００を走行させる。運転者によりアクセルペダルが大きく踏込まれた場合や、エンジン駆動タイプのエアコン動作時である場合や、エンジン２の暖機時である場合は、ＥＶ走行モードの選択中であっても、エンジン２の動作が許容される。

蓄電装置１６のＳＯＣを維持しないで走行するＥＶ走行モードは、駆動力的に必要がない限りはエンジン２を始動させず、基本的に蓄電装置１６の充電電力をＭＧ１０で消費して車両を走行させるモードをいう。このＥＶ走行モードの間は、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなることが多い。

また、ＨＶ走行モードまたはＨＶＳ走行モードは、蓄電装置１６のＳＯＣを所定の目標に維持するために、エンジン２を動作させてＭＧ６により発電を行なう走行状態を意味し、エンジン２を常時動作させての走行に限定されるものではない。

ＥＣＵ２６には、ＥＶ走行優先スイッチ２８から信号ＦＬＧが入力される。この信号ＦＬＧは、ＥＶ走行優先スイッチ２８において利用者により入力される走行モードの選択要求に応じて変化する。ＥＣＵ２６は、信号ＦＬＧに基づいて利用者によりＥＶ走行モードからＨＶ走行モードへの移行が要求されたと判断すると、そのときの蓄電装置１６のＳＯＣを記憶部２７へ出力する。そして、ＥＣＵ２６は、信号ＦＬＧ、蓄電装置１６のＳＯＣおよび記憶部２７に記憶されたモード選択要求時のＳＯＣに基づいて走行モードの選択を制御する。

ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８からの信号ＦＬＧに基づいて、ＥＶ走行優先スイッチ２８に設けられた表示部の点灯状態を制御するための信号ＤＩＳＰ１を生成し、その生成した信号ＤＩＳＰ１をＥＶ走行優先スイッチ２８へ出力する。

記憶部２７は、ＥＶ優先モードからＨＶモードへの切替が要求されたとＥＣＵ２６によって判断された場合にＥＣＵ２６から入力された蓄電装置１６のＳＯＣを記憶保持する。

ＥＶ走行優先スイッチ２８は、走行モードの選択を利用者が要求し、かつ、その要求がシステム側に認知されていることを利用者に報知するためのインターフェース装置である。ＥＶ走行優先スイッチ２８は、利用者にオン操作されると、ＥＣＵ２６へ出力される信号ＦＬＧを活性化し、利用者にオフ操作されると、信号ＦＬＧを非活性化する。

さらに、ＥＶ走行優先スイッチ２８は、点灯／消灯を切替可能な表示部を有しており、ＥＣＵ２６からの信号ＤＩＳＰ１に応じて表示部の表示状態を変更する。具体的には、ＥＶ走行優先スイッチ２８は、利用者によってオン操作されると（すなわちＥＶ走行モードへの選択要求時）、信号ＤＩＳＰ１に基づいてランプを点灯し、利用者によってオフ操作されると（すなわちＨＶＳ走行モードの選択要求時）、信号ＤＩＳＰ１に基づいてランプを消灯する。

ＥＣＵ２６は、ＭＧ６，１０のトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２およびロータ回転位置θ１，θ２、ならびに蓄電装置１６の電圧ＶＢに基づいて、ＭＧ６，１０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ電圧変換器１８，２０へ出力する。

なお、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２は、アクセル開度や車両速度などに基づいて、ＥＣＵ２６の図示されないトルク演算部によって算出される。また、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２、ロータ回転位置θ１，θ２および電圧ＶＢの各々については、図示されないセンサによって検出される。

本実施の形態においては、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６の充電履歴に関係なく、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて車両１００のシステムの起動時の初期走行モードを選択する。

たとえば、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣが予め定められた値（たとえば、しきい値Ｃ）より小さい場合、車両１００のシステムが起動したときにＨＶ走行モードを初期走行モードとして選択する。ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣが予め定められた値以上である場合は、車両１００のシステムが起動したときにＥＶ走行モードを初期走行モードとして選択する。ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードを初期走行モードとして選択した場合、ＥＶ走行優先スイッチ２８もオン状態に設定される（すなわち、信号ＦＬＧが活性化される）。

ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８からの信号ＦＬＧおよび蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて、走行モードの選択を制御する。

具体的には、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８からの信号ＦＬＧに基づいて利用者によりＥＶ走行モードの選択が要求されたと判断した場合に、モード選択要求時のＳＯＣがＥＶ走行モードの選択が許可されるＳＯＣ以上であるときに走行モードとしてＥＶ走行モードを選択する。

さらに、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも低下した場合であって、走行モードがＨＶ走行モード以外の走行モードである場合、信号ＦＬＧおよび現在選択中の走行モードに関わらず、走行モードとしてＨＶ走行モードを強制的に選択する。

ＥＣＵ２６は、たとえば、ＥＶ走行モード時に信号ＦＬＧに基づいてＨＶＳ走行モードの選択が要求されたと判断した場合に、ＨＶＳ走行モードを選択するとともに、ＨＶＳ走行モードの選択要求時のＳＯＣに基づいて規定された値をＳＯＣ目標値として設定する。ＥＣＵ２６は、ＨＶＳ走行モードの選択中においては、蓄電装置１６のＳＯＣがＥＶ走行モードに自動的に復帰させるためのしきい値Ｄよりも大きい場合でも、ＥＶ走行モードに自動的に復帰させない。

なお、ＥＣＵ２６は、アクセル開度を示すアクセル開度信号ＡＣＣ、車両速度を示す車速信号ＳＰＤ、選択されている走行モード、および蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて、エンジン２を動作させるか否かを判定する。

具体的には、ＥＣＵ２６は、アクセル開度信号ＡＣＣおよび車速信号ＳＰＤに基づいて車両の駆動要求パワーを算出するとともに、予め規定された充放電マップを用いて、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて蓄電装置１６の充放電要求量を算出する。

なお、ＥＶ走行モード時は、充電要求量は零である。ＥＣＵ２６は、駆動要求パワーに充放電要求量を加算してエンジン出力要求値を算出し、その算出されたエンジン出力要求値が所定の始動しきい値を超えるか否かに基づいて、エンジン２を動作させるか否かを判定する。

図２に示すように、蓄電装置のＳＯＣの０％と１００％との間には、上限値Ａと、下限値Ｂと、ＨＶ走行モードを強制的に選択するためのしきい値Ｃとが設定される。上限値Ａと下限値Ｂとしきい値Ｃとは、予め定められた値であって、たとえば、実験的あるいは設計的に適合される。

ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードの選択中において、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃ以上である場合には、ＥＶ走行モードを維持し、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも小さくなる場合には、ＥＶ走行モードの選択中であっても、ＨＶ走行モードを強制的に選択する。

たとえば、図３に示すように、蓄電装置１６のＳＯＣが上限値Ａである場合を想定する。ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードの選択中において、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃ以上である場合、ＥＶ走行モードを維持する。このとき、ＥＶ走行の継続的な実施によって放電量が充電量を上回るため、蓄電装置１６のＳＯＣは、時間の経過とともに減少していく。

時間Ｔ（０）にて、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも小さくなる場合、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードの選択中であるにも関わらず、ＨＶ走行モードを強制的に選択する。ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行モードの選択中においては、しきい値Ｃを目標値として設定して、エンジン２を用いた発電によって充電量と放電量とが釣り合うように車両１００を制御する。これによって、蓄電装置１６のＳＯＣは、設定された目標値を維持するように変化する。

表示装置３０は、蓄電装置１６のＳＯＣが複数の段階のうちのいずれの段階であるかを表示する。図４に示すように、表示装置３０は、蓄電装置１６のＳＯＣの上限値Ａと下限値Ｂとの間を複数のセグメント３２．１〜３２．８に分割した表示領域を含む。なお、セグメントの総数は、８個に限定されるものではない。ＥＣＵ２６は、セグメント３２．１〜３２．８の各々を点灯状態および消灯状態のうちのいずれか一方の状態になるように表示装置３０を制御する。セグメント３２．１〜３２．８は、たとえば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光体によって実現されてもよいし、あるいは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）によって実現されてもよい。

ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて表示装置３０の表示状態を制御するための信号ＤＩＳＰ２を生成し、その生成した信号ＤＩＳＰ２を表示装置３０に出力する。具体的には、ＥＣＵ２６は、複数のセグメント３２．１〜３２．８のうちの蓄電装置１６のＳＯＣの下限値から現在のＳＯＣまでに対応するセグメントが点灯状態になるように信号ＤＩＳＰ２を生成する。

ＥＣＵ２６は、たとえば、蓄電装置１６のＳＯＣが上限値Ａである場合には、全てのセグメント３２．１〜３２．８が点灯状態になるように信号ＤＩＳＰ２を生成する。ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣが上限値Ａから予め定められた値だけ減少する毎に、表示装置３０のセグメント３２．８から３２．１に向けて１つずつセグメントが消灯状態なるように信号ＤＩＳＰ２を生成する。

ＥＣＵ２６は、現在のＳＯＣがセグメント３２．５に対応する場合には、セグメント３２．１からセグメント３２．５までが点灯状態となり、セグメント３２．６からセグメント３２．８までが消灯状態になるように信号ＤＩＳＰ２を生成する。また、ＥＣＵ２６は、たとえば、現在のＳＯＣが図４のセグメント３２．３に対応するようＳＯＣまで減少した場合には、セグメント３２．１からセグメント３２．３までが点灯状態となり、セグメント３２．４からセグメント３２．８までが消灯状態になるように信号ＤＩＳＰ２を生成する。

なお、本実施の形態においては、点灯状態と消灯状態とがハンチングすることを回避するために、３２．１〜３２．８の各々において消灯状態を点灯状態とするＳＯＣのしきい値と点灯状態を消灯状態とするＳＯＣのしきい値とを異なる値とする。たとえば、消灯状態を点灯状態とするＳＯＣのしきい値は、点灯状態を消灯状態とするＳＯＣのしきい値よりも大きい。本実施の形態において、セグメント３２．３を消灯状態とするＳＯＣのしきい値は、しきい値Ｃであって、セグメント３２．３を点灯状態とするＳＯＣのしきい値は、しきい値Ｃよりも大きいしきい値Ｄである。

表示装置３０の表示領域は、第１セグメント群と、第１セグメント群と表示色が異なる第２セグメント群とを含む。本実施の形態において、第１セグメント群の表示色は、白色であり、第２セグメント群の表示色は、緑色である。第１セグメント群と第２セグメント群との表示色については、特に白色と緑色とにそれぞれ限定されるものではない。

第１セグメント群は、セグメント３２．１（以下の説明においては、「１セグメント」ともいう）と、セグメント３２．２（以下の説明においては、「２セグメント」ともいう）とを含む。第２セグメント群は、セグメント３２．３（以下の説明においては、「３セグメント」ともいう）〜セグメント３２．８を含む。なお、第１セグメント群は、２つのセグメントに限定されるものではない。第２セグメント群は、少なくとも２つのセグメントを有していればよい。

図５に、セグメント３２．１〜セグメント３２．３が点灯状態である場合を示す。この場合、表示装置３０の表示領域においては、第１セグメント群のセグメント３２．１，３２．２が白色の点灯状態となり、第２セグメント群の下限のＳＯＣに対応するセグメント３２．３が緑色の点灯状態となる。

ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも低下した場合に、セグメント３２．３が消灯するように表示装置３０を制御する。この場合、表示装置３０の表示領域においては、白色のセグメント３２．１およびセグメント３２．２のみが点灯状態となる。

このように、緑色のセグメント３２．３が消灯して、白色のセグメント３２．１および３２．２のみが点灯状態となることによって、ＳＯＣの変化とともにＳＯＣの表示の段階が変化することで、車両１００の走行モードとして強制的にＨＶモードが選択されたことを表示する。

一方、ＥＣＵ２６は、セグメント３２．１およびセグメント３２．２のみが点灯状態である場合、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｄ以上になるときに、セグメント３２．３を点灯するように表示装置３０を制御する。

以上のような構成を有する車両１００において、本実施の形態においては、ＨＶ走行モードの選択中にＥＶ走行モードに自動的に復帰させるための蓄電装置１６のＳＯＣのしきい値Ｅが、ＨＶ走行モードの選択中の運転者の要求によるＥＶ走行モードへの選択を許可するための蓄電装置１６のＳＯＣのしきい値Ｆと異なる点を特徴とする。

また、ＥＣＵ２６は、表示装置３０への蓄電装置１６のＳＯＣの表示の複数の段階の区切りに関連させて、ＨＶ走行モードの選択中にＥＶ走行モードに自動的に復帰したこと、および、ＨＶ走行モードの選択中に運転者の要求によるＥＶ走行モードの選択が許可されていることをそれぞれ表示させる。

なお、しきい値Ｅは、しきい値Ｆよりも大きい値であって、セグメント３２．４（以下の説明においては、「４セグメント」ともいう）を点灯状態にするためのＳＯＣのしきい値である。本実施の形態において、しきい値Ｆは、セグメント３２．３を点灯状態にするためのＳＯＣのしきい値Ｄと同一の値である。

すなわち、ＨＶ走行モードの選択中にＥＶ走行モードに自動的に復帰させる場合と、ＨＶ走行モードの選択中の運転者によるＥＶ走行モードへの選択を許可する場合とで、第２セグメント群のうちの点灯するセグメントの個数が異なる。

表示装置３０は、蓄電装置１６のＳＯＣの変化とともに、表示の段階が変化することで、ＨＶ走行モードの選択中にＥＶ走行モードに自動的に復帰させる場合と、ＨＶ走行モードの選択中の運転者によるＥＶ走行モードへの選択を許可する場合とを示す。

図６を用いて、本実施の形態における各走行モード間の移行とセグメントの点灯状態との関係について説明する。

ＥＶ走行モードは、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃ以上である場合に維持される。蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃ以上である場合には、表示装置３０において、白色の１セグメントおよび２セグメントと、緑色の３セグメントとが点灯状態となる。

ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードの選択中に、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも小さくなる場合には、３セグメントを消灯状態にするとともに、走行モードをＥＶ走行モードからＨＶ走行モードに強制的に移行させる。このとき、表示装置３０においては、白色の１セグメントおよび２セグメントのみが点灯状態となる。

ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードの選択中に、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃ以上である場合、ＥＶ走行優先スイッチ２８からの信号ＦＬＧに基づいて運転者がＨＶＳ走行モードの選択を要求していると判断するときに走行モードをＥＶ走行モードからＨＶＳ走行モードに移行させる。

ＨＶ走行モードは、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも小さい場合に維持される。ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｄ以上となる場合に、３セグメントを点灯状態にするとともに、ＥＶ走行優先スイッチに対する操作による運転者の要求に応じたＥＶ走行モードの選択を許可する。このとき、表示装置３０においては、１セグメントおよび２セグメントに加えて３セグメントが点灯状態になる。

したがって、ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行モードの選択中に蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｄ以上となる場合、ＥＶ走行優先スイッチ２８からの信号ＦＬＧに基づいて運転者がＥＶ走行モードの選択を要求していると判断するときに走行モードをＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに移行させる。

さらに、ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行モードの選択中に、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｄよりも大きいしきい値Ｅ以上となる場合に、走行モードをＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに自動的に移行させる。このとき、表示装置３０においては、１〜３セグメントに加えて、４セグメントが点灯状態になる。

ＨＶＳ走行モードは、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃ以上である場合に維持される。ＥＣＵ２６は、ＨＶＳ走行モードの選択中においては、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｅ以上となる場合でも、ＥＶ走行モードに自動的に復帰させない。ＥＣＵ２６は、ＨＶＳ走行モードの選択中においては、ＥＶ走行優先スイッチ２８からの信号ＦＬＧに基づいて運転者がＥＶ走行モードの選択を要求していると判断する場合に、走行モードをＨＶＳ走行モードからＥＶ走行モードに移行させる。

さらに、ＥＣＵ２６は、ＨＶＳ走行モードの選択中に蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも小さくなる場合には、走行モードをＨＶＳ走行モードからＨＶ走行モードに自動的に移行させる。

図７を用いて、本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵ２６で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ１００にて、ＥＣＵ２６は、ＨＶ走行モードの選択中であるか否かを判断する。ＥＣＵ２６は、たとえば、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｃよりも小さい場合に、ＨＶ走行モードの選択中であると判定するようにしてもよいし、あるいは、ＨＶ走行モードが選択された場合にオンされるフラグの状態に基づいてＨＶモードの選択中であるか否かを判定するようにしてもよい。ＨＶ走行モードの選択中である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻され、ＨＶ走行モードが選択中となるまで待機する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｄ以上であるか否かを判定する。蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｄ以上である場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８への操作に基づくＥＶ走行モードの選択を許可する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８への操作に基づく運転者のＥＶ走行モードの選択要求があるか否かを判定する。運転者によるＥＶ走行モードの選択要求がある場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２６は、走行モードとしてＥＶ走行モードを選択する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８への操作に基づく運転者のＥＶ走行モードの選択要求があるか否かを判定する。運転者によるＥＶ走行モードの選択要求がある場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行優先スイッチ２８への操作に基づく運転者のＥＶ走行モードへの選択要求を拒絶して、ＨＶ走行モードを維持する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｅ以上であるか否かを判定する。蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｅ以上である場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ２６は、走行モードをＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに自動的に復帰させる。

なお、本実施の形態においては、ＥＣＵ２６がソフトウェアによって上記した処理を実現するとして説明するが、ハードウェアによって上記した処理を実現するようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両用制御装置であるＥＣＵ２６の動作について図８を参照して説明する。

たとえば、ＨＶ走行モードの選択中である場合を想定する（Ｓ１００にてＹＥＳ）。このとき、しきい値ＣをＳＯＣの目標値として設定され、設定された目標値となるようにエンジン２を用いた発電によって充電量と放電量とが釣り合うように車両１００が制御される。

外部からの充電や回生発電等によって蓄電装置１６のＳＯＣが増加する場合、時間Ｔ（１）にて、ＳＯＣがしきい値Ｄ以上となるときに（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、１〜３セグメントが点灯状態となる。このとき、緑色の３セグメントが１つ点灯状態となるとともに、ＥＶ走行優先スイッチ２８の操作によるＥＶ走行モードの選択が許可される（Ｓ１０４）。

緑色のセグメント（すなわち、３セグメント）が１つ点灯状態となることによって、ＥＶ走行優先スイッチ２８の操作によるＥＶ走行モードの選択が許可されたことを運転者が認識できる。

たとえば、時間Ｔ（２）にて、運転者がＥＶ走行優先スイッチ２８を操作することによって、ＥＣＵ２６がＥＶ走行モードの選択要求があると判断した場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、図８の太破線に示すように、ＥＣＵ２６は、時間Ｔ（２）にて、走行モードとしてＥＶ走行モードを選択する（Ｓ１０８）。

一方、時間Ｔ（１）以降において、運転者がＥＶ走行優先スイッチ２８を操作しない場合には（Ｓ１０６にてＮＯ）、時間Ｔ（３）にて、ＳＯＣがしきい値Ｅ以上となるときに（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、１〜４セグメントが点灯状態となる。このとき、ＥＣＵ２６は、２つの緑色のセグメント（すなわち、３セグメントと４セグメント）を点灯状態にするとともに、走行モードをＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに自動的に復帰させる（Ｓ１１６）。

緑色のセグメント（すなわち、３セグメントと４セグメント）が２つ点灯状態となることによって、走行モードがＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに自動的に復帰していることを運転者が認識できる。

なお、たとえば、ＳＯＣがしきい値Ｄ以上となる時間Ｔ（１）までに（Ｓ１０２にてＮＯ）、運転者がＥＶ走行優先スイッチ２８を操作することによって、ＥＣＵ２６がＥＶ走行モードの選択要求があると判断した場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＥＶ走行モードの選択を拒絶する（Ｓ１１２）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両用制御装置によると、ＨＶ走行モードの選択中にＥＶ走行モードに自動的に復帰するためのＳＯＣのしきい値と、ＨＶ走行モードの選択中に運転者の要求によるＥＶ走行モードの選択を許可するためのＳＯＣのしきい値とが異なるようにすることによって、運転者による選択要求がある場合には速やかにＥＶ走行モードを選択できるように選択を許かするためのＳＯＣのしきい値を設定し、運転者による選択要求がない場合にはＥＶ走行モードの選択が長時間継続するように自動復帰するためのＳＯＣのしきい値を設定することができる。したがって、運転者の要求および蓄電装置の残容量に応じて適切なタイミングで走行モードの選択の許可および走行モードの自動復帰を行なう車両用制御装置を提供することができる。

また、ＨＶ走行モードの選択中にＥＶ走行モードに自動的に復帰したこと、および、ＨＶ走行モードの選択中に運転者の要求によるＥＶ走行モードの選択が許可されていることをそれぞれ表示装置３０への蓄電装置１６のＳＯＣの表示の複数の段階の区切りに関連させて表示させることによって、ＨＶ走行モードの選択中に、ＥＶ走行モードの選択が許可されている状態であることおよび走行モードがＥＶ走行モードに自動復帰した状態であることを運転者が認識することができる。

なお、本実施の形態において、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６の充電履歴に関係なく、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて車両１００のシステムの起動初期の走行モードを選択するとして説明したが、特に、これに限定されるものではない。たとえば、ＥＣＵ２６は、車両１００のシステムの停止時にＨＶＳ走行モードが選択されていた場合に、次回のシステムの起動初期の走行モードとしてＨＶＳ走行モードを選択するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、４ 動力分割機構、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１６ 蓄電装置、１８，２０ 電力変換器、２２ 充電器、２４ 充電口、２６ ＥＣＵ、２７ 記憶部、２８ ＥＶ走行優先スイッチ、３０ 表示装置、３２．１〜３２．８ セグメント、３４ 電圧センサ、３６ 電流センサ、１００ 車両。

Claims (7)

1. 内燃機関と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生させる駆動用モータとを動力源とする車両の車両用制御装置であって、
   前記車両用制御装置は、
   前記蓄電装置の残容量を検出するための検出部と、
   前記内燃機関を停止させた状態で前記駆動用モータを用いるモータ走行を優先するための第１モードと、前記残容量が第１しきい値よりも低下した場合に、選択中の走行モードに関係なく前記内燃機関と前記駆動用モータとを用いたハイブリッド走行を強制的に優先するための第２モードとのうちのいずれか一つの走行モードを選択するための制御部とを含み、
   前記第２モードの選択中に前記第１モードに自動的に復帰させるための前記残容量の第２しきい値は、前記第２モードの選択中に運転者の要求による前記第１モードの選択を許可するための前記残容量の第３しきい値と異なる、車両用制御装置。
2. 前記第２しきい値は、前記第３しきい値よりも前記残容量が大きい値である、請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記車両には、前記残容量を表示するための表示装置が設けられ、
   前記制御部は、前記残容量が複数の段階のうちのいずれの段階であるかを前記表示装置に表示させ、かつ、前記第２モードの選択中に前記第１モードに自動的に復帰させること、および、前記第２モードの選択中に前記運転者の要求による前記第１モードの選択を許可することを前記複数の段階の区切りに関連させて前記表示装置に表示させる、請求項１または２に記載の車両用制御装置。
4. 前記表示装置は、前記残容量の下限値から上限値までに対応した、点灯可能な複数のセグメントを含み、
   前記制御部は、前記下限値から前記検出部によって検出された前記残容量までに対応するセグメントが点灯するように前記表示装置を制御し、
   前記複数のセグメントは、前記第１しきい値よりも小さい前記残容量に対応する第１セグメントと、前記第１しきい値以上の前記残容量に対応し、前記第１セグメントとは点灯時の表示色が異なる複数の第２セグメントとを含み、
   前記第２モードの選択中に前記第１モードに自動的に復帰させる場合と、前記第２モードの選択中に前記運転者による前記第１モードの選択を許可する場合とで、前記複数の第２セグメントのうちの点灯するセグメントの個数が異なる、請求項３に記載の車両用制御装置。
5. 前記制御部は、前記蓄電装置の充電履歴に関係なく、前記残容量に基づいて前記車両のシステムの起動初期の走行モードを選択する、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用制御装置。
6. 前記走行モードは、前記残容量が前記第１しきい値以上である場合に、前記運転者の要求によって前記ハイブリッド走行を優先するための第３モードをさらに含み、
   前記制御部は、前記車両のシステムの停止時に前記第３モードが選択されていた場合に、次回の前記システムの起動初期の走行モードとして前記第３モードを選択する、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用制御装置。
7. 前記走行モードは、前記残容量が前記第１しきい値以上である場合に、前記運転者の要求によって前記ハイブリッド走行を優先するための第３モードをさらに含み、
   前記制御部は、前記第３モードの選択中においては、前記残容量が前記第２しきい値よりも大きい場合でも、前記第１モードに復帰させない、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用制御装置。

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