(57)【要約】【課題】乗員が静粛性をより長く体感することができるハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両に乗車する乗員が存在する空間に設置され、周囲の音を集音する集音装置(18)と、ＥＶモードと、シリーズモードと、バッテリの充電率及び集音装置により集音された音のレベルに応じてＥＶモード及びシリーズモードを切り替えて駆動輪を駆動するサイレントドライブモードとを少なくとも選択可能な制御ユニット(15)とを備え、制御ユニットは、サイレントドライブモードが選択される場合であって、充電率が車両走行時における目標維持範囲内かつ音のレベルが所定の閾値以上である場合にシリーズモードに切り替え、充電率が目標維持範囲内かつ音のレベルが所定の閾値未満である場合にＥＶモードに切り替える。【選択図】図１
2020157921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記発電機から電力を供給されて充電可能なバッテリと、前記バッテリから電力を供給されて駆動輪を駆動する走行用モータと、を具備する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に乗車する乗員が存在する空間に設置され、周囲の音を集音する集音装置と、
前記エンジンを停止し、前記バッテリから供給された電力により前記走行用モータを駆動して前記駆動輪を駆動するＥＶモードと、前記エンジンにより前記発電機を駆動して発電した電力により前記走行用モータを駆動して前記駆動輪を駆動するシリーズモードと、前記バッテリの充電率及び前記集音装置により集音された前記音のレベルに応じて前記ＥＶモード及び前記シリーズモードを切り替えて前記駆動輪を駆動するサイレントドライブモードとを少なくとも選択可能な制御ユニットと、
を具備し、
前記制御ユニットは、前記サイレントドライブモードが選択される場合であって、
前記充電率が車両走行時における目標維持範囲内かつ前記音のレベルが所定の閾値以上である場合に前記シリーズモードに切り替え、
前記充電率が前記目標維持範囲内かつ前記音のレベルが所定の閾値未満である場合に前記ＥＶモードに切り替える、
ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、
さらに、前記エンジンにより前記発電機を駆動して発電した電力により強制的に前記バッテリを充電するチャージモードを選択可能であり、
前記充電率が前記目標維持範囲の最低値未満である場合に、前記チャージモードに切り替える、
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、前記集音装置による音の集音により、前記乗員が存在する空間において音響が意図的に出力されていると判定された場合、前記サイレントドライブモードを無効化する、請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制御装置を具備するハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行用モータ及びエンジンを走行用駆動源とするハイブリッド車両が開発され、当該ハイブリッド車両の実用化が進んでいる（下記特許文献１を参照）。当該ハイブリッド車両は、走行モードを、エンジンを作動させずにバッテリから供給される電力により走行用モータを駆動して走行するＥＶモード又はエンジンにより発電機を駆動して発電しつつ、走行用モータで走行駆動するシリーズモード等に切り替えることが可能である。特に、当該ＥＶモードでの走行は、走行時における静粛性を向上させるという大きなメリットがあり、当該ハイブリッド車両における利点ともなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０７３７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、雨音、風きり音、ロードノイズ等のハイブリッド車両の周辺環境に起因する音又はハイブリッド車両において発生する音（例えば、エンジンの作動音）により、ハイブリッド車両に乗車する乗員が当該静粛性を体感しにくい状況が生じている。特に、車両に積載されるバッテリの容量が少ないハイブリッド車両（例えば、プラグインハイブリッド車両）では、走行時に当該バッテリの残量がなくなれば、エンジンを作動させて当該バッテリを充電しながら走行するため、当該静粛性を体感する機会が減少してしまう。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、乗員が当該静粛性をより長く体感することができるハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することができる。
本発明の態様に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記発電機から電力を供給されて充電可能なバッテリと、前記バッテリから電力を供給されて駆動輪を駆動する走行用モータと、を具備する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に乗車する乗員が存在する空間に設置され、周囲の音を集音する集音装置と、前記エンジンを停止し、前記バッテリから供給された電力により前記走行用モータを駆動して前記駆動輪を駆動するＥＶモードと、前記エンジンにより前記発電機を駆動して発電した電力により前記走行用モータを駆動して前記駆動輪を駆動するシリーズモードと、前記バッテリの充電率及び前記集音装置により集音された前記音のレベルに応じて前記ＥＶモード及び前記シリーズモードを切り替えて前記駆動輪を駆動するサイレントドライブモードとを少なくとも選択可能な制御ユニットと、を具備し、前記制御ユニットは、前記サイレントドライブモードが選択される場合であって、前記充電率が車両走行時における目標維持範囲内かつ前記音のレベルが所定の閾値以上である場合に前記シリーズモードに切り替え、前記充電率が前記目標維持範囲内かつ前記音のレベルが所定の閾値未満である場合に前記ＥＶモードに切り替える。
【０００７】
また、前記制御ユニットは、さらに、前記エンジンにより前記発電機を駆動して発電した電力により強制的に前記バッテリを充電するチャージモードを選択可能であり、前記充電率が前記目標維持範囲の最低値未満である場合に、前記チャージモードに切り替えてもよい。
また、前記制御ユニットは、前記集音装置による音の集音により、前記乗員が存在する空間において音響が意図的に出力されていると判定された場合、前記サイレントドライブモードを無効化してもよい。
【０００８】
また、前記制御装置を具備するハイブリッド車両であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本態様に係るハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両は、乗員が静粛性をより長く体感することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すハイブリッドコントロールユニットにおいて、サイレントドライブモードが選択された場合の走行モードの切り替えの流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置及びハイブリッド車両について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。
【００１２】
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両１を示す概略構成図である。本実施形態において、図１に示すハイブリッド車両１は、バッテリ１１を家庭用電源又は商用電源等の外部電源によって充電可能な充電機１９を備えるプラグインハイブリッド車両を想定している。
本実施形態に係るハイブリッド車両１は、例えば、図１に示すように、エンジン２の出力によって前輪（駆動輪）３を駆動して走行可能であると共に、当該前輪３を駆動するフロントモータ４（走行用モータ）及び後輪（駆動輪）５を駆動するリヤモータ６（走行用モータ）を備える４輪駆動車である。
【００１３】
エンジン２は、減速機及び差動機構等を含む駆動機構７を介して駆動軸８を駆動可能であると共に、駆動機構７を介して発電機（ジェネレータ）９を駆動して発電させることが可能となっている。
フロントモータ４は、フロントインバータ１０を介して、ハイブリッド車両１に搭載されたバッテリ１１及び発電機９から高電圧の電力の供給を受けて駆動し、駆動機構７を介して駆動軸８を駆動する。これにより、前輪３にフロントモータ４の駆動力を伝達する。駆動機構７には、エンジン２の出力軸と駆動軸８との間の動力の伝達を断接切り替え可能なクラッチ７ａが内蔵されている。
【００１４】
リヤモータ６は、リヤインバータ１２を介してバッテリ１１及び発電機９から高電圧の電力の供給を受けて駆動し、減速機及び差動機構等を含む駆動機構１３を介して駆動軸１４を駆動する。これにより、後輪５にリヤモータ６の駆動力を伝達する。また、発電機９により発電された電力は、フロントインバータ１０を介してバッテリ１１を充電可能であると共に、フロントモータ４及びリヤモータ６に供給可能である。
【００１５】
バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池により構成され、複数のバッテリセルを組み合わせて構成される図示しないバッテリモジュールを含む。さらに、バッテリ１１は、電池モジュールの温度及び充電率（State Of Charge：ＳＯＣ）等を監視するバッテリモニタリングユニット１１ａを含む。さらに、バッテリモニタリングユニット１１ａは、温度、充電率及び使用状況（入出力電流の積算値）等に基づいて、バッテリ１１への受け入れ可能電力を演算する機能を有する。受け入れ可能電力は、バッテリ１１に対して充電のために入力可能な電力であって、低温時に低下するとともに、充電率が満充電近辺になると低下し、また使用経過に伴う劣化によっても低下する。
【００１６】
フロントインバータ１０は、フロントモータコントロールユニット１０ａ及びジェネレータコントロールユニット１０ｂを含む。フロントモータコントロールユニット１０ａは、後述するハイブリッドコントロールユニット（制御ユニット）１５からの制御信号に基づいて、フロントモータ４の出力を制御する。ジェネレータコントロールユニット１０ｂは、ハイブリッドコントロールユニット１５からの制御信号に基づいて、発電機９の発電量を制御する。
【００１７】
リヤインバータ１２は、リヤモータコントロールユニット１２ａを含む。リヤモータコントロールユニット１２ａは、ハイブリッドコントロールユニット１５からの制御信号に基づいて、リヤモータ６の出力を制御する。
ハイブリッドコントロールユニット１５は、ハイブリッド車両１の総合的な制御を実行するための制御装置である。例えば、本実施形態におけるハイブリッドコントロールユニット１５は、入出力装置、記憶装置（例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性ＲＡＭ）、演算処理装置及びタイマ等により構成される。
【００１８】
ハイブリッドコントロールユニット１５の入力側には、バッテリ１１のバッテリモニタリングユニット１１ａ、フロントインバータ１０のフロントモータコントロールユニット１０ａ及びジェネレータコントロールユニット１０ｂ、リヤインバータ１２のリヤモータコントロールユニット１２ａ、エンジン２の駆動制御を行うエンジンコントロールユニット１６、アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ１７、並びにハイブリッド車両１に乗車する乗員が存在する空間に設置され、周辺の音を集音する集音マイク（集音装置）１８が接続されており、これらの機器からの検出情報及び作動情報が入力される。
【００１９】
一方、ハイブリッドコントロールユニット１５の出力側には、フロントインバータ１０のフロントモータコントロールユニット１０ａ及びジェネレータコントロールユニット１０ｂ、リヤインバータ１２のリヤモータコントロールユニット１２ａ、駆動機構７（クラッチ７ａ）、並びにエンジンコントロールユニット１６が接続されている。
ハイブリッドコントロールユニット１５は、上記各種検出情報及び作動情報に基づいて、ハイブリッド車両１の走行駆動に必要とされる要求出力を演算し、エンジンコントロールユニット１６、フロントモータコントロールユニット１０ａ、ジェネレータコントロールユニット１０ｂ、リヤモータコントロールユニット１２ａ及び駆動機構７に制御信号を送信して、走行モード（例えば、ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード、チャージモード及びサイレントドライブモード）の切り替え、エンジン２、フロントモータ４及びリヤモータ６の出力、発電機９での発電量を制御する。
【００２０】
ここで、上記ＥＶモードに切り替えられた場合、ハイブリッドコントロールユニット１５は、エンジン２を停止し、バッテリ１１から供給される電力により、フロントモータ４及びリヤモータ６を駆動して、上記駆動軸８及び駆動軸１４を駆動させる。
また、上記シリーズモードに切り替えられた場合、ハイブリッドコントロールユニット１５は、駆動機構７のクラッチ７ａを切断し、エンジン２の駆動力により発電機９を作動させる。そして、ハイブリッドコントロールユニット１５は、発電機９により発電された電力及びバッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４及びリヤモータ６を駆動して、上記駆動軸８及び駆動軸１４を駆動させる。なお、ハイブリッドコントロールユニット１５は、エンジン２の回転速度を高効率、即ち燃費の良好な範囲に維持させ、余剰出力によって発電した電力をバッテリ１１に供給してバッテリ１１を充電してもよい。
【００２１】
また、上記パラレルモードに切り替えられた場合、ハイブリッドコントロールユニット１５は、駆動機構７のクラッチ７ａを接続し、エンジン２から駆動機構７を介して機械的に動力を伝達して、上記駆動軸８を駆動させる。また、ハイブリッドコントロールユニット１５は、エンジン２により発電機９を作動させて発電した電力及びバッテリ１１から供給される電力によって、上記フロントモータ４及びリヤモータ６を駆動して、上記駆動軸８及び駆動軸１４を駆動させる。
【００２２】
また、上記チャージモードに切り替えられた場合、ハイブリッドコントロールユニット１５は、駆動機構７のクラッチ７ａを切断し、エンジン２の駆動力により強制的に発電機９を作動させる。そして、ハイブリッドコントロールユニット１５は、発電機９により発電された電力をバッテリ１１に供給して、バッテリ１１を充電させる。また、ハイブリッドコントロールユニット１５は、発電機９により発電された電力によりフロントモータ４及びリヤモータ６を駆動して、上記駆動軸８及び駆動軸１４を駆動させる。
【００２３】
また、上記サイレントドライブモードに切り替えられた場合、ハイブリッドコントロールユニット１５は、バッテリ１１の充電率及び集音マイク１８により集音された音のレベルに応じて、上記ＥＶモード、シリーズモード及びチャージモードを切り替えて、上記エンジン２、上記フロントモータ４又はリヤモータ６のうちの少なくとも一つを駆動して、上記駆動軸８及び駆動軸１４を駆動させる。
【００２４】
図２は、図１に示すハイブリッドコントロールユニット１５において、サイレントドライブモードが選択された場合の走行モードの切り替えの流れを示すフローチャートである。
まず、ハイブリッドコントロールユニット１５は、バッテリモニタリングユニット１１ａにより検知された上記バッテリ１１の充電率が走行時における所定の目標維持範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００２５】
上記バッテリ１１の充電率が当該目標維持範囲内である場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、ハイブリッドコントロールユニット１５は、集音マイク１８により集音される音のレベルが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、集音マイク１８により集音される音には、上記乗員が存在する空間において発生する音、並びにハイブリッド車両１の外部（すなわち、車外）において発生し、ガラス及びボディパネル等を介して上記乗員が存在する空間に伝達される音が含まれる。また、当該閾値は、例えば、乗員によりエンジン２の作動音が感じとれなくなる程度に大きい音のレベルに設定されている。
【００２６】
当該音のレベルが所定の閾値以上である場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、ハイブリッドコントロールユニット１５は、上記シリーズモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させる（ステップＳ３）。当該音のレベルが所定の閾値未満である場合（ステップＳ２のＮｏ）、ハイブリッドコントロールユニット１５は、上記ＥＶモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させる（ステップＳ４）。
【００２７】
また、上記バッテリ１１の充電率が当該目標維持範囲外である場合（ステップＳ１のＮｏ）、ハイブリッドコントロールユニット１５は、上記バッテリ１１の充電率が走行時における所定の目標維持範囲の最低値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
上記バッテリ１１の充電率が走行時における所定の目標維持範囲の最低値未満である場合（ステップＳ５のＹｅｓ）、ハイブリッドコントロールユニット１５は、上記チャージモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させる（ステップＳ６）。上記バッテリ１１の充電率が走行時における所定の目標維持範囲の最低値未満でない場合（すなわち、上記バッテリ１１の充電率が走行時における所定の目標維持範囲の最高値以上である場合）、発電機９による発電を行う必要がないため、ハイブリッドコントロールユニット１５は、上記ＥＶモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させる（ステップＳ７）。
【００２８】
上記ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ６又はステップＳ７の処理後、ハイブリッドコントロールユニット１５は、ハイブリッド車両１のサイレントドライブモードでの走行を継続するか否かを判定する（ステップＳ８）。走行を継続する場合（ステップＳ８のＹｅｓ）、ステップＳ１に戻る。走行を終了する場合（ステップＳ８のＮｏ）、ハイブリッドコントロールユニット１５は、一連の処理を終了する。
【００２９】
上記構成によれば、本実施形態におけるハイブリッドコントロールユニット１５は、上記バッテリ１１の充電率が当該目標維持範囲内である場合であって、当該音のレベルが所定の閾値以上である場合、上記シリーズモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させる。換言すれば、本実施形態におけるハイブリッドコントロールユニット１５は、上記乗員が存在する空間において発生する音、並びにハイブリッド車両１の外部において発生し、ガラス及びボディパネル等を介して伝達される音により、エンジン２の作動音を感じとられにくいタイミングで上記シリーズモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させている。
【００３０】
また、実施形態におけるハイブリッドコントロールユニット１５は、上記バッテリ１１の充電率が当該目標維持範囲内である場合であって、当該音のレベルが所定の閾値未満である場合、上記ＥＶモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させる。換言すれば、本実施形態におけるハイブリッドコントロールユニット１５は、乗員が存在する空間を含めて、乗員の周辺環境が静かなタイミングで上記ＥＶモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させている。
【００３１】
これにより、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、上記乗員の体感として、静粛性の高い走行状態をより長く作り出すことができる。
また、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、ロングレンジドライブ等の道中において、当該音のレベルが所定の閾値以上である場合、上記シリーズモードに切り替え、上記ハイブリッド車両１を走行させるため、常にＥＶモードで走行する場合と比較して、上記充電率が維持される。すなわち、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、上記充電率が維持されるため、ロングレンジドライブ等の道中において、外部充電拠点を過剰に気にする必要がなくなる。
【００３２】
また、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、上記充電率が維持されるため、バッテリ１１に充電された電力を使い切ってしまい、以降、発電及び充電を繰り返すＣＳ（Charge Sustaining）状態に突入する頻度（換言すれば、エンジン２の作動音による煩わしい状況に直面する頻度）を少なくすることができる。
また、従来のハイブリッド車両では、エンジン２を使用することなくＥＶモードによる走行を実行し続けた場合に、乗員が意図しないタイミングで強制的にエンジン２を作動させて燃料消費して強制発電する走行モード（燃料メンテナンスモード）に移行することが考えられる。一方、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、乗員にエンジン２の作動音を意識させることなく燃料を消費することができるため、乗員が意図しないタイミングでの上記強制発電する走行モードへの移行を回避することができる。
【００３３】
また、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、上記シリーズモードでの走行を行う場合であって、余剰出力によって発電した電力をバッテリ１１に供給してバッテリ１１を充電する場合、従来の積極充電を行うモードと比較して、充電に時間は要するものの、従来のＥＶ走行のような感覚で充電を進めることができ、その後、バッテリ１１に充電した電力による本来のＥＶ走行が可能になる。
【００３４】
かくして、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、乗員が当該静粛性をより長く体感することができる。
ここで、本実施形態におけるハイブリッドコントロールユニット１５は、集音マイク１８による音の集音により、上記乗員が存在する空間において音響が意図的に出力されていると判定された場合（例えば、車載用音響装置により乗員が音楽を聴いている場合）、上記サイレントドライブモードを無効化してもよい。
【００３５】
なお、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、バッテリ１１を家庭用電源又は商用電源等の外部電源によって充電可能な充電機１９を備えるプラグインハイブリッド車両を想定しているが、本実施形態に係るハイブリッド車両１はこれに限定されない。例えば、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、当該充電機１９を含まないハイブリッド車両であってもよい。
【００３６】
また、上記説明において用いた「演算処理装置」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の専用又は汎用のプロセッサ等を意味する。また、本実施形態の各構成要素（各処理部）は、単一のプロセッサに限らず、複数のプロセッサによって実現するようにしてもよい。さらに、複数の構成要素（複数の処理部）を、単一のプロセッサによって実現するようにしてもよい。
【００３７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
３  前輪（駆動輪）
４  フロントモータ(走行用モータ)
５  後輪（駆動輪）
６  リヤモータ（走行用モータ）
７  駆動機構
９  発電機（ジェネレータ）
１１  バッテリ
１３  駆動機構
１５  ハイブリッドコントロールユニット（制御ユニット）
１８  集音マイク（集音装置）
１９  充電機
【図１】
2020157921.tif 000003
【図２】
2020157921.tif 000004