JP2014201245A

JP2014201245A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2014201245A
Application number: JP2013080329A
Authority: JP
Inventors: 青木　一真; Kazuma Aoki; 一真青木; 耕司鉾井; Koji Hokoi; 弘樹遠藤; Hiroki Endo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2014-10-27
Also published as: WO2014167413A1

Abstract

【課題】バッテリの充電の促進が指示されたときに、ユーザの所望する増加速度でバッテリの蓄電量を増加させる。【解決手段】ＳＯＣ回復指示スイッチがオンされたときには、タッチパネルに目標値選択画面を表示して（ステップＳ１１０）、ユーザからの目標充電時間ｔｃ＊と目標蓄電量ＳＯＣ＊との入力を受け付けて（ステップＳ１２０）、ユーザにより入力された目標充電時間ｔｃ＊を経過したときに蓄電量ＳＯＣが目標蓄電量ＳＯＣ＊になるよう上限パワーＰｂｍａｘの範囲内で充放電要求パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１４０〜Ｓ１９０）、設定された充放電要求パワーＰｂ＊と走行要求パワーＰｄｒｖ＊との和のパワーがエンジンから出力されるようエンジンと二つのモータとを制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電するモータと、モータと電力をやりとりするバッテリと、を備える。

従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、エンジンを動力源として発電を行なう第１のモータジェネレータと、車両駆動を行なう第２のモータジェネレータと、第１のモータジェネレータにより発電された電気を充電すると共に第２のモータジェネレータへ電気を供給するバッテリとを備える第１のモータジェネレータが発電した電気でバッテリを充電する際に、充電開始後、パドルシフトの「＋」レバーが押されたときに発電時間を加算し、「−」レバーが押されたときに発電時間を減算し、こうして加減した発電時間でバッテリの充電を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、こうした制御により、所望の時間内にバッテリを充電できるとしている。

特開２０１２−４６１２１号公報

ところで、走行用の動力を出力するエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、モータと電力をやりとりするバッテリとを備えるハイブリッド車両では、例えば、目的地が排ガスを一切排出しない自動車のみに走行が許可される地域である場合など、エンジンを運転せずにモータからの動力のみで走行するモータ走行に備えて、ユーザが目的地でバッテリの蓄電量が目標蓄電量まで充電されることを望む場合がある。こうしたユーザの要求に対応する手法として、ユーザによりバッテリの充電要求がなされたときには、バッテリの蓄電量が目標蓄電量となるようエンジンやモータを制御する手法が考えられるが、この手法では、バッテリの蓄電量の増加速度が遅いと蓄電量が目標蓄電量に達する前に目的地に到達してしまう場合がある。

本発明のハイブリッド車両は、バッテリの充電の促進が指示されたときに、ユーザの所望する増加速度でバッテリの蓄電量を増加させることを主目的とする。

本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車両では、
エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電するモータと、前記モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド車両であって、
前記バッテリの充電の促進が指示されたときに前記バッテリの蓄電量の増加速度が指示されたときには、前記指示された増加速度で前記バッテリの蓄電量が増加するよう前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車両では、バッテリの充電の促進が指示されたときにバッテリの蓄電量の増加速度が指示されたときには、指示された増加速度でバッテリの蓄電量が増加するようエンジンとモータとを制御する。これにより、バッテリの充電の促進が指示されたときに、ユーザの所望する増加速度でバッテリの蓄電量を増加させることができる。

こうした本発明のハイブリッド車両において、前記バッテリの蓄電量の増加速度は、目標蓄電量に至るまでの充電所要時間が指示されることで指示され、前記増加速度は、前記充電の促進が指示されてから前記充電所要時間を経過したとき以降に前記蓄電量が前記目標蓄電量になる速度であるものとすることもできる。こうすれば、ユーザの所望するタイミングにより近いタイミングでバッテリの蓄電量を目標蓄電量とすることもできる。この場合において、前記モータは、前記エンジンからの動力で発電し、前記制御手段は、前記バッテリの充電の促進が指示されたときには、前記蓄電量を前記目標蓄電量にするために前記バッテリの充電に要求される充電要求パワーを前記バッテリの充電に許容される電力の上限値である上限充電パワーで制限したパワーと、前記走行要求パワーと、の和のパワーが前記エンジンから出力されるよう前記エンジンを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、エンジンからのパワーを用いてバッテリを充電して、バッテリの蓄電量を目標蓄電量にすることができる。

ユーザによりバッテリの目標蓄電量と充電所要時間とが指示される態様の本発明のハイブリッド車両において、情報を報知する報知手段を備え、前記制御手段は、前記バッテリの充電の促進が指示されたときには、前記充電の促進の指示がなされてから前記蓄電量が前記目標蓄電量に至るまでの所要時間の推定値である推定所要時間が前記報知手段で報知されるよう前記報知手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、ユーザが指示した充電所要時間で蓄電量が目標蓄電量に達しない場合にユーザが違和感を覚えることを抑制することができる。

報知手段を備える態様の本発明のハイブリッド車両において、前記制御手段は、前記バッテリの蓄電量が前記目標蓄電量に至るまでの前記走行要求パワーの推定値である推定走行パワーと、前記バッテリの蓄電量が前記目標蓄電量に至るまでの前記バッテリを充電するパワーの平均値である平均充電パワーを前記上限充電パワーで制限したものと、前記入力された充電所要時間と、を用いて前記推定所要時間を演算する手段であるものとすることもできる。この場合において、前記推定走行パワーは、前記バッテリの充電の促進が指示される前にイグニッションオンされてからイグニションオフされるまでの期間における前記走行要求パワーの平均値であるものとすることもできる。

報知手段を備える態様の本発明のハイブリッド車両において、前記報知手段は、前記情報を視認可能に表示する手段であるものとすることもできる。

また、本発明のハイブリッド車両において、外部の機器が接続されたときに前記バッテリから前記外部の機器に電力を供給可能な外部電力供給装置を備えるものとすることもできる。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるスイッチオン時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。タッチパネル９８に表示される目標値選択画面の一例を示す説明図である。仮充放電要求パワー設定マップの一例を示す説明図である。推定所要時間表示処理の一例を示すフローチャートである。タッチパネル９８に推定所要時間ｔｅｎｄが表示されている様子の一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたシングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする高電圧バッテリ５０と、高電圧バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、家庭用電源などの外部電源に接続されて高電圧バッテリ５０を充電可能な充電器６０と、車両の構成要素でない外部機器（例えば、家庭用電化製品など）のプラグを差込可能なコンセント９４と、コンセント９４に外部機器のプラグが差し込まれているときにインバータ４１，４２や高電圧バッテリ５０が接続された電力ライン５４の直流電力を所定電圧（例えば１００Ｖなど）の交流電力に変換してコンセント９４（外部機器）に供給可能なＤＣ／ＡＣ変換器９６と、入力された画像情報を表示すると共にユーザが画面に表示された画像を手で触れたり専用のペンで触れると触れられた画面位置を感知して情報信号を出力するタッチパネル９８と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。なお、コンセント９４とＤＣ／ＡＣ変換器９６とが本発明の「外部電力供給装置」に相当する。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジション，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａなどの信号が入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号や、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号、イグニッションコイルへの制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転角速度ωｍ１，ωｍ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、高電圧バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、高電圧バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂや高電圧バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，高電圧バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じて高電圧バッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、高電圧バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときの高電圧バッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいて高電圧バッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、高電圧バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

充電器６０は、リレー６２を介して高電圧系電力ライン５４ａに接続されており、電源プラグ６８を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６６からの直流電力の電圧を変換して高電圧系電力ライン５４ａ側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、を備える。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，外気温度センサ８９からの外気温度Ｔｏｕｔ，ＳＯＣ回復指示スイッチ９０のオンオフを示すＳＯＣ回復指示信号，タッチパネル９８からの情報信号などが入力ポートを介して入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０は、タッチパネル９８へ画像情報を出力している。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、シフトポジションＳＰとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション），後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）などがある。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力と高電圧バッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に高電圧バッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源プラグ６８が外部電源に接続されてその接続が接続検出センサ６９によって検出されると、システムメインリレー５５とリレー６２とをオンとし、充電器６０を制御して外部電源からの電力により高電圧バッテリ５０を充電する。そして、高電圧バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖ（例えば、２０％や３０％など）に至るまでは、エンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行に比してモータＭＧ２からの動力だけを用いて走行するモータ走行を優先して走行するモータ走行優先モードによって走行し、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降は、モータ走行に比してハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行する。

モータ走行優先モードでは、アクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。そして、走行用パワーＰｄｒｖ＊が高電圧バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下のときには、エンジン２２の運転を停止した状態でモータＭＧ２から走行用パワーＰｄｒｖ＊を出力して駆動軸３６に要求トルクＴｒ＊が出力されるようモータＭＧ２を制御して、モータ走行によって走行する。走行用パワーＰｄｒｖ＊が高電圧バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより大きくなると、エンジン２２を始動して、走行用パワーＰｄｒｖ＊をエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊に設定し、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に駆動軸３６に要求トルクＴｒ＊が出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御して、ハイブリッド走行によって走行する。その後に、走行用パワーＰｄｒｖ＊が高電圧バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔ以下になると、エンジン２２を運転を停止して、エンジン２２の運転を停止して、モータＭＧ２から走行用パワーＰｄｒｖ＊を出力して走行するモータ走行に戻る。

ハイブリッド走行優先モードでは、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じて高電圧バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（高電圧バッテリ５０から放電するときが負の値）を設定すると共に設定した充放電要求パワーＰｂ＊に走行用パワーＰｄｒｖ＊を加えてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を設定し、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を比較的効率よく運転することができる最低パワーとして予め定められた運転用閾値Ｐｏｐ以上のときには、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に駆動軸３６に要求トルクＴｒ＊が出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とを制御して、ハイブリッド走行によって走行する。要求パワーＰｅ＊が運転用閾値Ｐｏｐ未満になると、エンジン２２を比較的効率よく運転できないため、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から走行用パワーＰｄｒｖ＊を出力して走行するモータ走行に移行する。モータ走行によって走行している最中に運転者がアクセルペダル８３を踏み込んで走行用パワーＰｄｒｖ＊が大きくなって要求パワーＰｅ＊が運転用閾値Ｐｏｐ以上になると、エンジン２２を始動してエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を出力して走行するハイブリッド走行に移行する。なお、運転用閾値Ｐｏｐは、高電圧バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに比してかなり小さな値として定められている。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、ユーザによりＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされたときの動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるスイッチオン時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ユーザによりＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされたときに実行される。

ＳＯＣ回復指示スイッチオン時処理ルーチンの実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、バッテリＥＣＵ５２から蓄電割合ＳＯＣを入力する処理を実行し（ステップＳ１００）、目標蓄電割合ＳＯＣ＊と目標充電時間ｔｃ＊とを設定するための目標値選択画面の画面情報をタッチパネル９８に送信し（ステップＳ１１０）、タッチパネル９８から目標蓄電割合ＳＯＣ＊と目標充電時間ｔｃ＊とが入力されるまで待つ（ステップＳ１２０）。図３は、タッチパネル９８に表示される目標値選択画面の一例を示す説明図である。タッチパネル９８には、「満充電」，「途中まで充電」の文字を含む矩形のアイコンＩ１０，Ｉ１１と、目標充電時間を示す文字を含むアイコンＩ１２と、「＋」，「−」の文字を含むアイコンＩ１３とが視認可能に表示されている。ユーザが表示されているアイコンＩ１０，Ｉ１１のうちの一つに触れると、タッチパネル９８は、触れられたアイコンの位置情報に基づいて触れられたアイコンに表示されている充電状態の情報をユーザが入力した目標蓄電割合ＳＯＣ＊としてＨＶＥＣＵ７０に送信する。アイコンＩ１３は、アイコンＩ１２に表示される時間を設定するために用いられる。アイコンＩ１３の「＋」の文字をユーザが触れる度にアイコンＩ１２に表示される目標時間が増加し、アイコンＩ１３の「−」の文字をユーザが触れる度にアイコンＩ１２に表示される目標時間が減少する。ユーザがアイコンＩ１３を触れない状態が所定時間（例えば、１０秒など）継続すると、タッチパネル９８は、アイコンＩ１３に表示されている時間を目標充電時間ｔｃ＊としてＨＶＥＣＵ７０に送信する。このとき、アイコンＩ１０，Ｉ１２のうち、ユーザが触れたアイコンの色を変更するものとしたり、アイコン全体が点滅するものとしてもよい。

こうして目標蓄電割合ＳＯＣ＊と目標充電時間ｔｃ＊とが入力されると、後述する推定所要時間表示処理を実行し（ステップＳ１３０）、入力された目標蓄電割合ＳＯＣ＊から現在の蓄電割合ＳＯＣを減じたものを目標充電時間ｔｃ＊で除して蓄電割合変化率Ｋｓを設定し（ステップＳ１４０）、制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊に蓄電割合変化率Ｋｓを加えたものを制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊に再設定する（ステップＳ１５０）。ここで、制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊には、初期値としてステップＳ１００の処理で入力された蓄電割合ＳＯＣが設定されるものとした。

こうして制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊を設定したら、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊とＲＯＭ７４に記憶されている仮充放電要求パワー設定マップとを用いて蓄電割合ＳＯＣを制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊にするパワーである仮充放電要求パワーＰｂｔｍｐを設定する（ステップＳ１６０）。仮充放電要求パワー設定マップの一例を図４に示す。図示するように、仮充放電要求パワーＰｂｔｍｐは、蓄電割合ＳＯＣが制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊より大きいときには制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊と蓄電割合ＳＯＣとの差を打ち消すようにこの差が大きくなるほど絶対値が大きくなる傾向の負の値のパワーが設定され、蓄電割合ＳＯＣが制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊より小さいときには制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊と蓄電割合ＳＯＣとの差を打ち消すようにこの差が大きくなるほど大きくなる傾向の正の値のパワーが設定される。このように仮充放電要求パワーＰｂｔｍｐを設定することにより、蓄電割合ＳＯＣを制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊にすることができる。なお、仮充放電要求パワー設定マップは、制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊毎にＲＯＭ７４に記憶されているものとする。

こうして仮充放電要求パワーＰｂｔｍｐを設定したら、仮充放電要求パワーＰｂｔｍｐと高電圧バッテリ５０の許容される充電量の上限値である上限充電パワーＰｂｍａｘとのうち小さい方の値を充放電要求パワーＰｂ＊として設定する（ステップＳ１７０）。このように充放電要求パワーＰｂ＊を設定すると、上述したハイブリッド走行優先モードによって、設定した充放電要求パワーＰｂ＊に走行用パワーＰｄｒｖ＊を加えたパワーをエンジン２２から出力しながら走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される。これにより、エンジン２２から出力されるパワーを用いてモータＭＧ１で発電した電力で高電圧バッテリ５０を充電しながら走行することができる。

こうして充放電要求パワーＰｂ＊を設定したら、続いて、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオフされたり、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標蓄電割合ＳＯＣ＊に達したときなど、所定の終了条件が成立したか否かを調べる（ステップＳ１８０）。所定の終了条件が成立していないときには、バッテリＥＣＵ５２が蓄電割合ＳＯＣを入力し（ステップＳ１９０）、ステップＳ１５０の処理に戻り、制御用蓄電割合ＳＯＣｃ＊を設定する。そして、所定の終了条件が成立するまで、ステップＳ１５０〜Ｓ１９０の処理を繰り返して、制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊に蓄電割合変化率Ｋｓを加えたものを制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊に再設定し、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと制御用目標蓄電割合ＳＯＣｃ＊とＲＯＭ７４に記憶されている充放電要求パワー設定マップとを用いて仮充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、仮充放電要求パワーＰｂｔｍｐと上限充電パワーＰｂｍａｘとのうち小さい方の値を充放電要求パワーＰｂ＊として設定し、バッテリＥＣＵ５２から蓄電割合ＳＯＣを入力する。こうした処理により、上限充放電パワーＰｂｍａｘの範囲内のパワーで高電圧バッテリ５０を充電するから、蓄電割合ＳＯＣを目標蓄電割合ＳＯＣ＊に向けて変化させることができる。このとき、蓄電割合ＳＯＣをユーザが入力した目標充電時間ｔｃ＊を用いて設定した蓄電割合変化率Ｋｓに基づく変化量で変化させることができるから、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされたら直ちに蓄電割合ＳＯＣを目標蓄電割合ＳＯＣ＊に近づけるものに比して、蓄電割合ＳＯＣをユーザが入力した目標充電時間ｔｃ＊または目標充電時間ｔｃ＊で目標蓄電割合ＳＯＣ＊にすることができ、ユーザの所望するタイミングにより近いタイミングで蓄電割合ＳＯＣを目標蓄電割合ＳＯＣ＊にすることができる。

次に、ステップＳ１２０で実行される推定所要時間表示処理について説明する。図５は、推定所要時間表示処理の一例を示すフローチャートである。充電終了推定時間表示処理では、次式（１）を用いて目標充電時間ｔｃ＊で現在の蓄電割合ＳＯＣを目標蓄電割合ＳＯＣ＊にするために単位時間当たりに高電圧バッテリ５０で充放電が要求されるパワーを仮平均充放電パワーＰｂａｖｔｍｐとして設定し（ステップＳ２００）、仮平均充放電パワーＰｂａｖｔｍｐとステップＳ１７０の処理で用いた上限充電パワーＰｂｍａｘとのうち小さい方の値を平均充放電パワーＰｂａｖとして設定する（ステップＳ２１０）。式（１）中、「Ｋｗ」は、高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを電力（パワー）に換算するための換算係数である。

Pbavtmp=Kw・(SOC*-SOC)/tc (1)

こうして平均充放電パワーＰｂａｖを設定したら、目標充電時間ｔｃ＊と平均充放電パワーＰｂａｖと仮平均充放電パワーＰｂａｖｔｍｐと高電圧バッテリ５０を充電しているときの車両の平均的な走行用パワーであると予想される予想走行パワーＰｄａｖとを用いて、次式（２）により、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされてから車両が予想走行パワーＰｄａｖで走行したときに蓄電割合ＳＯＣが目標蓄電割合ＳＯＣ＊に至るまでの所要時間と推定される推定所要時間ｔｅｎｄを演算し（ステップＳ２２０）、推定所要時間ｔｅｎｄがタッチパネル９８に表示されるようタッチパネル９８へ画像情報を出力して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。図６にタッチパネル９８に推定所要時間ｔｅｎｄが表示されている様子の一例を示す。ここで、予想走行パワーＰａｖは、前回イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの１トリップにおけるアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく走行要求パワーＰｄｒｖ＊の平均値を用いるものとした。高電圧バッテリ５０には上限充放電パワーＰｂｍａｘまでしか充電が許容されないため、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされてから蓄電割合ＳＯＣが目標蓄電割合ＳＯＣ＊に至るまでの実際の所要時間は、ユーザが入力した目標充電時間ｔｃ＊からずれる場合がある。こうしたずれが生じると、ユーザが入力した目標充電時間ｔｃ＊を経過したにも拘わらず高電圧バッテリ５０の充電が終わらないためユーザが違和感を覚えることがあるが、推定所要時間ｔｅｎｄを演算してタッチパネル９８に表示することにより、ユーザが入力した目標充電時間ｔｃ＊と実際に高電圧バッテリ５０の充電が終了する時間との間にずれ生じることをユーザに報知することができ、ユーザに違和感を与えることを抑制することができる。また、推定所要時間ｔｅｎｄを演算する際に前回イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの１トリップにおける走行要求パワーＰｄｒｖ＊の平均値を用いるものとしたから、アクセルの操作の仕方などユーザの個人の運転の癖などを反映させることができ、より精度よく推定所要時間ｔｅｎｄを演算することができる。

tend=tc*+(Pbavtmp-Pbav)・tc*/ (Pdav+Pbav) (2)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされたときには、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされてからユーザにより入力された目標充電時間ｔｃ＊を経過したときに蓄電割合ＳＯＣが目標蓄電割合ＳＯＣ＊になるよう上限パワーＰｂｍａｘの範囲内で設定される充放電要求パワーＰｂ＊がエンジン２２から出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより、ユーザが所望するタイミングによりタイミングで高電圧バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを目標蓄電割合ＳＯＣ＊にすることができる。

また、目標充電時間ｔｃ＊と平均充放電パワーＰｂａｖと仮平均充放電パワーＰｂａｖｔｍｐと予想走行パワーＰｄａｖとを用いて推定所要時間ｔｅｎｄを演算してタッチパネル９８に表示することにより、ユーザが入力した目標充電時間ｔｃ＊と実際に高電圧バッテリ５０の充電が終了する時間との間にずれ生じることをユーザに視認させることができ、こうしたずれが生じることによりユーザに違和感を与えることを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、予想走行パワーＰａｖとして、前回イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの１トリップにおけるアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく走行要求パワーＰｄｒｖ＊の平均値を用いるものとしたが、経路案内を行なうナビゲーションシステムを搭載している車両では、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされた地点から目的地までの道路状況（例えば、路面の勾配、街中であるか比較的郊外かなど）や走行距離から予想走行パワーＰａｖを演算するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ２２０の処理で、目標充電時間ｔｃ＊と平均充放電パワーＰｂａｖと仮平均充放電パワーＰｂａｖｔｍｐと予想走行パワーＰｄａｖとを用いて推定所要時間ｔｅｎｄを演算するものとしたが、ユーザから入力された目標蓄電割合ＳＯＣ＊と目標充電時間ｔｃと蓄電割合ＳＯＣと推定所要時間ｔｅｎｄとの関係を予め実験や解析などで求めておき、目標蓄電割合ＳＯＣ＊と目標充電時間ｔｃと蓄電割合ＳＯＣとが与えられると求めた関係から推定所要時間ｔｅｎｄを導出するもとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図２のステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理で、ユーザにより入力された目標蓄電割合ＳＯＣ＊と目標充電時間ｔｃ＊とを用いて設定される蓄電割合変化率Ｋｓを用いてステップＳ１５０以降の処理を実行するものとしたが、ユーザが目標蓄電割合ＳＯＣ＊および目標充電時間ｔｃ＊に代えて蓄電割合変化率Ｋｓを入力するものとし、入力した蓄電割合変化率Ｋｓを用いてステップＳ１５０以降の処理を実行するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、推定所要時間ｔｅｎｄをタッチパネル９８に表示するものとしたが、こうしたタッチパネル９８に表示されるものに限定されるものではなく、図示しないスピーカから音声によりユーザに報知するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図７における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフトに接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３８ａ，３８ｂに動力を出力する駆動軸３６に接続されたアウターロータ２３４とを有しエンジン２２からの動力の一部を駆動軸３６に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図９の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、走行用の動力を出力するモータＭＧ２と、エンジン２２からの動力により発電するモータＭＧ１と、を備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド車としても構わない。また、駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された駆動軸３６に無段変速機を介してモータを取り付けると共にモータの回転軸にクラッチを介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータの回転軸と無段変速機とを介して駆動軸に出力すると共にモータからの動力を無段変速機を介して駆動軸に出力するハイブリッド車としても構わない。さらに、こうした外部電源からの交流電力を直流電力に変換してバッテリを充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＤＣコンバータを有する充電器６０を備えるいわゆるプラグインハイブリッド車に適用されるものに限定されるものではなく、図１０の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、プラネタリギヤ３０に接続されたエンジン２２およびモータＭＧ１と、駆動軸３６に動力を入出力可能なモータＭＧ２と、を備えるハイブリッド自動車４２０に適用するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１やモータＭＧ２が「モータ」に相当し、高電圧バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされたときには、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされてからユーザにより入力された目標充電時間ｔｃ＊を経過したときに蓄電割合ＳＯＣが目標蓄電割合ＳＯＣ＊になるよう上限パワーＰｂｍａｘの範囲内で充放電要求パワーＰｂ＊を設定する図２のスイッチオン時処理ルーチンや、設定された充放電要求パワーＰｂ＊と走行要求パワーＰｄｒｖ＊との和のパワーがエンジン２２から出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する処理を実行するＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

ここで、「エンジン」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力するものに限定されるものではなく、水素エンジンなど走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１やモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、エンジンからの動力を用いて発電するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「バッテリ」としては、二次電池としての高電圧バッテリ５０に限定されるものではなく、モータと電力をやりとりするものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、ＳＯＣ回復指示スイッチ９０がオンされてからユーザにより入力された目標充電時間ｔｃ＊を経過したときに蓄電割合ＳＯＣが目標蓄電割合ＳＯＣ＊になるよう上限パワーＰｂｍａｘの範囲内で充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、設定された充放電要求パワーＰｂ＊と走行要求パワーＰｄｒｖ＊との和のパワーがエンジン２２から出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するものに限定されるものではなく、バッテリの充電の促進が指示されたときにバッテリの蓄電量の増加速度が指示されたときには、指示された増加速度でバッテリの蓄電量が増加するようエンジンとモータとを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、３９ａ，３９ｂ車輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置検出センサ、５０高電圧バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ａ高電圧系電力ライン、５４ｂ低電圧系電力ライン、５６システムメインリレー、５７ＤＣ／ＤＣコンバータ、５８低電圧バッテリ、５９補機、６０充電器、６２リレー、６４ＤＣ／ＤＣコンバータ、６６ＡＣ／ＤＣコンバータ、６８電源プラグ、６９接続検出センサ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、９０ＳＯＣ回復指示スイッチ、９４コンセント、９６ＤＣ／ＡＣ変換器、９８タッチパネル、２３０対ロータ電動機、２３２インナーロータ、２３４アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電するモータと、前記モータと電力をやりとりするバッテリと、を備えるハイブリッド車両であって、
前記バッテリの充電の促進が指示されたときに前記バッテリの蓄電量の増加速度が指示されたときには、前記指示された増加速度で前記バッテリの蓄電量が増加するよう前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段
を備えるハイブリッド車両。
請求項１記載のハイブリッド車両であって、
前記バッテリの蓄電量の増加速度は、目標蓄電量に至るまでの充電所要時間が指示されることで指示され、
前記増加速度は、前記充電の促進が指示されてから前記充電所要時間を経過したとき以降に前記蓄電量が前記目標蓄電量になる速度である
ハイブリッド車両。
請求項２記載のハイブリッド車両であって、
前記モータは、前記エンジンからの動力で発電し、
前記制御手段は、前記バッテリの充電の促進が指示されたときには、前記蓄電量を前記目標蓄電量にするために前記バッテリの充電に要求される充電要求パワーを前記バッテリの充電に許容される電力の上限値である上限充電パワーで制限したパワーと、前記走行要求パワーと、の和のパワーが前記エンジンから出力されるよう前記エンジンを制御する手段である
ハイブリッド車両。
請求項２または３記載のハイブリッド車両であって、
情報を報知する報知手段
を備え、
前記制御手段は、前記バッテリの充電の促進が指示されたときには、前記充電の促進の指示がなされてから前記蓄電量が前記目標蓄電量に至るまでの所要時間の推定値である推定所要時間が前記報知手段で報知されるよう前記報知手段を制御する手段である
ハイブリッド車両。
請求項４記載のハイブリッド車両であって、
前記制御手段は、前記バッテリの蓄電量が前記目標蓄電量に至るまでの前記走行要求パワーの推定値である推定走行パワーと、前記バッテリの蓄電量が前記目標蓄電量に至るまでの前記バッテリを充電するパワーの平均値である平均充電パワーを前記上限充電パワーで制限したものと、前記入力された充電所要時間と、を用いて前記推定所要時間を演算する手段である
ハイブリッド車両。