混合动力车辆的显示装置、混合动力车辆、和混合动力车辆的显示方法

专利名称：混合动力车辆的显示装置、混合动力车辆、和混合动力车辆的显示方法
技术领域：
本发明涉及作为动力源搭载有内燃机和电动机的混合动力车辆的技术。
背景技术：
近年来，作为在环境方面进行了考虑的车辆，混合动力车辆(Hybrid Vehicle)引起了极大关注。混合动力车辆是除了以往的发动机之外，作为 动力源搭载有蓄电装置、变换器(inverter)、和由变换器驱动的马达的车 辆。
在这样的混合动力车辆中，已知能够在不起动发动机而仅用马达行驶 的行驶模式(以下也称为"EV模式")和使用发动机和马达这双方行驶的 行驶模式(以下也称为"HV模式")之间切换而进行行驶的车辆。
例如，日本特开2001-112112号公才艮公开了根据驱动轴的动作点切换 上述行驶^t式的混合动力车辆。在该混合动力车辆中，车辆发动时以EV 模式行驶。然后，当驱动轴的动作点超过低速传动(underdrive) /超速传 动(overdrive)区域边界而进入超速传动区域后，进行从低速传动耦合向 超速传动耦合的切换，使发动机起动而以HV模式行驶。
但是，在公开于日本特开2001-112112号公报的混合动力车辆中，由 于驾驶者不能事先认识到从EV模式向HV模式切换的切换定时，所以对 发动机突然起动，驾驶者有可能会感到不适。
特别是在能够从车辆外部的电源(系统电源等)向蓄电装置充电的混 合动力车辆中，可以想象驾驶者会易于感受到这样的不适。即，在具有外部充电功能的混合动力车辆中，为了发挥从外部电源充电的长处，搭载有 与以往的混合动力车辆(不具有外部充电功能的混合动力车辆)相比蓄电
容量更大的蓄电装置。这样一来，例如以往几km左右的EV模式的行驶 距离被扩大到10km以上，存在EV模式的行驶占大半的可能性，所以在 从EV模式向HV模式切换时，驾驶者易于感受到不适。
此外，如果能够向打算继续以EV模式行驶的驾驶者显示行驶模式的 切换点，则驾驶者能够有意识地抑制从EV模式向HV模式的切换，所以 可以进行对环境进行了考虑的驾驶。

发明内容
于是，本发明是为了解决相关的课题而完成的，其目的在于提供向驾 驶者显示行驶模式的切换点的混合动力车辆的显示装置和混合动力车辆。
此外，本发明的另外的目的还在于提供向驾驶者显示行驶模式的切换 点的混合动力车辆的显示方法。
根据本发明，混合动力车辆作为动力源搭载内燃机和电动机，能够以 使内燃机停止而进行行驶的第1模式(EV模式)以及使内燃机和电动机 双方动作而进行行驶的第2模式(HV模式)中的任一行驶模式进行行驶。 此外，混合动力车辆的显示装置具备控制部、第1显示部、和第2显示 部。控制部根据驾驶者的输出要求进行行驶模式的切换。第l显示部显示 与驾驶者的输出要求相应地进行变化的第1状态量。第2显示部与第1状 态量相对应地显示表示行驶模式的切换的第2状态量。
优选，第1和第2状态量是加速踏板开度。
优选，第1显示部，通过显示区域或显示位置的变化显示第1状态量。 第2显示部包括与第l显示部相对应地设置的行驶模式显示区域；和根 据第2状态量将行驶模式显示区域分割成表示行驶模式是第1模式的第1 区域和表示行驶模式是第2模式的第2区域的分割线。
优选，控制部，根据车辆的速度使行驶模式的切换阈值变化。第2显 示部，与切换阈值的变化相应地，使第2状态量变化。优选，当向电动机供给电力的蓄电装置的输出电力受到限制时，控制
部使行驶模式的切换阈值变化，使得扩大以第2模式行驶的范围。第2显 示部，与切换阈值的变化相应地，使第2状态量变化。
优选，当在向电动机供给电力的蓄电装置和电动机之间进行电力变换 的电力变换装置的温度成为规定温度以上时，控制部，使行驶模式的切换 阈值变化，使得扩大以第2模式行驶的范围。第2显示部，与切换阈值的 变化相应地，使第2状态量变化。
优选，当电动机的温度成为规定温度以上时，控制部，使行驶模式的 切换阔值变化，使得扩大以第2模式行驶的范围。第2显示部，与切换阈 值的变化相应地，使第2状态量变化。
优选，当与驾驶者的输出要求无关地基于规定条件要求内燃机的起动 时，控制部，强制地将行驶模式切换成第2模式。第2显示部，当行驶模 式被强制地切换成第2模式时，使第2状态量变化，使得显示在第1状态 量的整个范围选择第2模式。
优选，混合动力车辆，具备用于驾驶者选择以第l模式进行行驶的开 关。当由驾驶者操作开关后，控制部，使行驶模式的切换阈值变化，使得 扩大以第l才莫式行l史的范围。第2显示部，与上换阈值的变化相应地，使 第2状态量变化。
优选，第2显示部的显示更新周期，比第1显示部的显示更新周期长。 此外，根据本发明，混合动力车辆具备作为动力源搭载的内燃机和 电动机；向电动机供给电力的能够充电的蓄电装置；被构成为能够接受从 车辆外部供给的电力而对蓄电装置充电的充电装置；控制部；第l显示部； 和第2显示部。控制部，根据驾驶者的输出要求进行行驶模式的切换，该 行驶模式包括使内燃机停止而进行行驶的第1模式(EV模式)和使内燃 机和电动机双方动作而进行行驶的第2模式(HV模式)。第1显示部，显 示与驾驶者的输出要求相应地进行变化的第l状态量。第2显示部，与第 1状态量相对应地显示表示行驶模式的切换的第2状态量。
优选，充电装置，包括另一个电动机；分别与另一个电动机和电动机相对应地设置的第1和第2变换器；控制第1和第2变换器的变换器控 制部；和用于输入从车辆外部供给的电力的电力输入部。另一个电动机和 电动机，作为定子绕组分别含有第l和第2多相绕组。电力输入部，与第 1多相绕组的第1中性点和第2多相绕组的第2中性点连接，将从车辆外 部供给的电力向第l和第2中性点供给。变换器控制部，对第1和第2变 换器进行控制，使得将由电力输入部从车辆外部向第1和第2中性点供给 的交流电力变换成直流电力而向蓄电装置输出。
此外，根据本发明，混合动力车辆，作为动力源搭载内燃机和电动机， 能够以使内燃机停止而进行行驶的第1模式(EV模式)以及使内燃机和 电动机双方动作而进行行驶的第2模式(HV模式)中的任一行驶模式进 行行驶。此外，混合动力车辆的控制方法，具备根据驾驶者的输出要求 进行行-驶模式的切换的步骤；显示与驾驶者的输出要求相应地变化的第1 状态量的步骤；与第1状态量相对应地显示表示行驶模式的切换的第2状 态量的步骤。
在本发明中，混合动力车辆能够以第l模式(EV模式)和第2模式 (HV模式)中的任一行驶模式进行行驶。此外，显示与驾驶者的输出要 求相应地变化的第1状态量，并且与第1状态量相对应地显示表示行驶才莫 式的切换的第2状态量，所以驾驶者能够通过比较所显示的第1状态量和 第2状态量认识行驶模式的切换点。
因此，根据本发明，能够向驾驶者显示行驶模式的切换点。其结果是， 能够防止驾驶者在内燃机起动时感到不适。此外，打算继续以第l模式进 行行驶的驾驶者，能够认识到从第l模式向第2模式切换的切换点而以第 1行驶模式行驶。即，驾驶者能够有意识地抑制从第1模式向第2模式的 切换，所以可以进行对环境进行了考虑的驾驶。


图1是表示本发明的实施方式1的混合动力车辆的动力系 (powertrain )的全体框图。图2是示出了图l所示的显示部的显示状态的图。 图3是图1所示的ECU的功能框图。
图4是用于说明图3所示的行驶模式控制部的控制构造的流程图。
图5是示出了用于进行发动机的起动判定的阈值的一例的图。
图6是示出了图l所示的变换器和电动发电机的零相等价电路的图。
图7是示出了图l所示的显示部的另一显示状态的图。
图8是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。
图9是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。
图IO是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。
图11是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。
图12是示出了图1所示的显示部的再另 一显示状态的图。
图13是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。
图14是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。
图15是实施方式2中的ECU的功能框图。
图16是用于说明由图15所示的输出限制控制部进行的输出限制控制 的图。
图17是用于说明图15所示的行驶模式控制部的控制构造的流程图。 图18是示出了输出限制控制时的行驶模式的切换阈值的图。 图19是实施方式3中的ECU的功能框图。
图20是示出了发动机根据系统侧的要求而起动时的显示部的显示状 态的图。
图21是实施方式4的混合动力车辆的全体框图。 图22是图21所示的ECU的功能框图。
图23是示出了 EV模式开关被操作时的显示部的显示状态的图。
具体实施例方式
以下，参照附图，详细地对本发明的实施方式进行说明。另外，对图 中同一或相当部分标记同一标号，不重复其说明。(实施方式1 )图l是表示本发明的实施方式1的混合动力车辆的动力系的全体框图。参照图1，该混合动力车辆100,具备发动机4、电动发电机MG1、 MG2、 动力分配机构3、和车轮2。此外，混合动力车辆100，还具备蓄电装置 B、升压转换器(converter) 10、变换器(inverter) 20、 30、充电连接器 40, ECU (Electronic Control Unit:电子控制单元)50、显示部55、电容 器C1、 C2、正极线PL1、 PL2、和负极线NL1、 NL2。动力分配机构3与发动机4和电动发电机MG1、 MG2结合而在它们 之间分配动力。例如，作为动力分配机构3，可以使用具有太阳轮、行星 齿轮架和齿圏这三个旋转轴的行星齿轮。这三个旋转轴分别连接到发动机 4和电动发电机MG1、 MG2的各旋转轴上。例如，^使电动发电才几MG1 的转子为中空而使发动机4的曲轴通过其中心，以此能够将发动机4和电 动发电机MG1、 MG2机械地连接到动力分配机构3上。发动机4所产生的动力，由动力分配机构3分配给车轮2和电动发电 机MG1。即，发动机4作为驱动车轮2并且驱动电动发电机MG1的动力 源被组装入混合动力车辆100。此外，电动发电机MG1作为由发动机4 驱动的发电机进行动作、且作为不能进行发动机4的起动的电动机动作而 :帔组装入混合动力车辆100，电动发电机MG2作为驱动车轮2的动力源被 组装入混合动力车辆100。蓄电装置B的正电极连接到正极线PL1上，蓄电装置B的负电极连 接到负极线NL1上。电容器Cl连接在正极线PL1和负极线NL1之间。 升压转换器10连接在正极线PL1和负极线NL1与正极线PL2和负极线 NL2之间。电容器C2连接在正极线PL2和负极线NL2之间。变换器20 连接在正极线PL2和负极线NL2与电动发电机MG1之间。变换器30连 接在正极线PL2和负极线NL2与电动发电机MG2之间。此外，电动发电机MGl,作为定子线圏含有Y接线的三相线圏7，并 经由三相电缆连接到变换器20上。电动发电机MG2，也作为定子线圏含 有Y接线的三相线圏8，并经由三相电缆连接到变换器30上。而且，电力ii输入线ACL1连接到三相线圏7的中性点Nl上，电力输入线ACL2连接 到三相线圈8的中性点N2上。蓄电装置B是可充电的直流电源，例如，由镍氢、锂离子等二次电池 构成。蓄电装置B向升压转换器10输出直流电力。此外，蓄电装置B接 受从升压转换器10输出的电力而被充电。另外，作为蓄电装置B,也可以 使用大容量的电容器。电容器Cl使正极线PL1和负极线NL1之间的电压 波动平滑化。升压转换器10，基于来自ECU50的信号PWC,将从蓄电装置B输 出的直流电压进行升压并向正极线PL2输出。此外，升压转换器10,基 于信号PWC，将从变换器20、 30输出的直流电压降压到蓄电装置B的电 平而向蓄电装置B充电。升压转换器10,例如由升降压型的斩波电路构成。电容器C2使正极线PL2和负极线NL2之间的电压波动平滑化。变换 器20、 30,将从正极线PL2和负极线NL2供给的直流电力变换成交流电 力而分别向电动发电机MG1、 MG2输出。此外，变换器20、 30，分别将 电动发电机MG1、 MG2发电所得的交流电力变换成直流电力而作为再生 电力向正极线PL2和负极线NL2输出。另外，各变换器20、 30,例如，由包括三相的开关元件的桥式电路构 成。此外，变换器20、 30,分别根据来自ECU50的信号PWU、 PWI2进 行开关动作，以此驱动对应的电动发电机。此外，变换器20、 30，在从与充电连接器40连接的外部电源70进行 蓄电装置B的充电时，基于来自ECU50的信号PWI1、 PWI2，将从外部 电源70经由电力输入线ACL1、 ACL2提供给中性点Nl、 N2的电力变换 成直流电力，向正极线PL2输出所变换的直流电力。电动发电机MG1、 MG2是三相交流电动机，例如由三相交流同步电 动机构成。电动发电机MG1使用发动机4的动力产生三相交流电力，向 变换器20输出所产生的三相交流电力。此外，电动发电机MG1通过从变 换器20接受的三相交流电力产生驱动力，进行发动机4的起动。电动发电 机MG2，通过从变换器30接受的三相交流电力产生车辆的驱动转矩。此夕卜，电动发电机MG2，在车辆的再生制动时产生三相交流电力并向变换器 30输出。ECU50，生成用于驱动升压转换器10的信号PWC和用于分别驱动电 动发电机MG1、 MG2的信号PWI1、 PWI2，并分别向升压转换器10和 变换器20、 30输出所生成的信号PWC、 PWIl、 PWI2。在这里，ECU50通过后述的方法，基于表示加速踏板的操作量的加速 踏板开度信号ACC和车辆状态，控制是使发动机4工作而进行行驶(HV 模式)还是使发动机4停止而仅用电动发电机MG2进行行驶(EV模式) 的切换。而且，ECU50计算给与发动机4的工作定时(即行驶模式的切换 定时)的加速踏板开度的阈值TH,将所计算出的阈值TH与加速踏板开 度信号ACC —起向显示部55输出。此外，ECU50,在从外部电源70进行蓄电装置B充电时，生成用于 控制变换器20、 30的信号PWI1， 1PWI2,使得经由电力输入线ACL1、 ACL2从外部电源70提供给中性点Nl、 N2的交流电力变换成直流电力而 向正极线PL2输出。显示部55从ECU50接收加速踏板开度信号ACC和表示行驶模式切 换的加速踏板开度的阈值TH。而且，显示部55,如后所迷，基于加速踏 板开度信号ACC显示取决于驾驶者的加速踏板开度，并且还基于阈值TH 与该加速踏板开度的显示相对应地显示与加速踏板开度对应的行驶模式 (EV模式或HV模式)。图2是示出了图l所示的显示部55的显示状态的图。参照图2，显示 部55包括第1显示部110和第2显示部112。第1显示部110基于来自 ECU50的加速踏板开度信号ACC，以0% (全闭)~100% (全开)的范 围显示取决于驾驶者的加速踏板开度。另外，用斜线表示的区域lll的范 围表示加速踏板开度。第2显示部112与第1显示部相对应地设置，包括分割线114和由分 割线114分割的区域116、 118。分割线114基于来自ECU50的阈值TH 而被显示，表示行驶模式被切换的加速踏板开度。即，当显示于第l显示部110的取决于驾驶者的加速踏板开度包含于区域116时，显示车辆以 EV模式行驶(EV行驶)，当显示于第l显示部110的加速踏板开度包含 于区域118时，显示车辆以HV模式行驶(HV行驶)。另外，表示行驶模式被切换的加速踏板开度的阈值TH,如后所述， 与车辆速度相应地变化，所以分割线114的位置与车辆速度相应地变化。图3是图1所示的ECU50的功能框图。参照图3, ECU50包括转换 器控制部82、第1和第2变换器控制部84、 86、充电控制部88、和行驶 模式控制部90。转换器控制部82,基于蓄电装置B的电压VB、正极线PL2和负极线 NL2间的电压VDC、电动发电机MG1、 MG2的转速MRN1、 MRN2以 及从行驶模式控制部90接收的电动发电机MG1 、 MG2的转矩指令值TR1 、 TR2,生成用于驱动升压转换器10的信号PWC,向升压转换器10输出所 生成的信号PWC。另外，电压VB、 VDC和转速MRN1、 MRN2分别用 未图示的传感器检测。第1变换器控制部84，基于电压VDC、电动发电机MG1的电机电流 MCRT1和转子旋转位置ei以及转矩指令值TR1，生成用于驱动电动发 电机MG1的信号PWIl,向变换器20输出所生成的信号PWI1。另外， 电机电流MCRT1和转子旋转位置6 1分别用未图示的传感器检测。第2变换器控制部86，基于电压VDC、电动发电机MG2的电机电流 MCRT2和转子旋转位置6 2以及转矩指令值TR2,生成用于驱动电动发 电机MG2的信号PWI2，向变换器30输出所生成的信号PWI2。另外， 电机电流MCRT2和转子旋转位置6 2分别用未图示的传感器检测。在这里，第1和第2变换器控制部84、 86,在从外部电源70进行蓄 电装置B的充电时，基于来自充电控制部88的零相电压指令AC1、 AC2 分别生成信号PWI1 、 PWI2,分别向变换器20 、 30输出所生成的信号PWI1 、 PWI2。充电控制部88,在指示从外部电源70向蓄电装置B进行充电的信号 CHRG被激活时，基于从外部电源70提供给中性点Nl、 N2的交流电力14的电压VAC和电流IAC，如后所述那样生成用于^f吏电动发电机MG1、 MG2和变换器20、 30作为单相PWM转换器动作的零相电压指令AC1、 AC2,分别向第1和笫2变换器控制部84、 86输出所生成的零相电压指令 AC1、 AC2。另外，电压VAC和电流IAC分别用未图示的电压传感器和 电流传感器检测。
行驶模式控制部90，接收表示加速踏板开度的加速踏板开度信号 ACC、表示车辆速度的车速信号SPD、和表示变速位置的变速位置信号 SP。此外，行驶模式控制部卯，还接收表示蓄电装置B的充电状态(SOC: State Of Charge )的状态量SOC。而且，行驶模式控制部卯，通过后述的 方法判定在行驶时是否使发动机4工作，即是以EV模式行驶还是以HV 模式行驶，基于其判定结果生成转矩指令值TR1、 TR2而向转换器控制部 82以及第1和第2变换器控制部84、 86输出。
此外，行驶模式控制部卯，计算提供发动机4的工作定时(即行驶模 式的切换定时)的加速踏板开度的阈值TH,将所计算出的阈值TH与加 速踏板开度信号ACC —起向显示部55 (图1)输出。
另夕卜，加速踏板开度信号ACC,用检测加速踏板的操作量的未图示的 加速踏板开度传感器进行检测，车速信号SPD和变速位置信号SP分别用 未图示的车速传感器和变速位置传感器检测。
图4是用于说明图3所示的行驶模式控制部卯的控制构造的流程图。 另外，该流程图的处理，在车辆处于能够行驶的状态时(例如，车辆系统 的起动中海隔一定时间或每当预定的条件成立时从主程序中调出而执行。
参照图4，行驶模式控制部90，基于分别由加速踏板开度信号ACC、 车速信号SPD和变速位置信号SP表示的加速踏板开度、车速和变速位置， 用预先设定的映射图(map)或运算式计算车辆的驱动要求转矩(车轴) (步骤SIO)。然后，行驶模式控制部90，基于所计算出的驱动要求转矩 和车轴转速，计算车辆的驱动要求输出(步骤S20)。具体地说，通过将车 轴转速乘以驱动要求转矩计算驱动要求输出。
接着，行驶模式控制部90,基于所计算出的驱动要求输出和蓄电装置B的SOC计算发动机输出要求值(步骤S30)。具体地说，基于蓄电装置 B的SOC计算蓄电装置B的充电要求量，通过将该充电要求量加上驱动 要求输出计算发动机输出要求值。然后，行驶模式控制部90,判定所计算 出的发动机输出要求值是否大于预定的阈值(步骤S40)。该阈值是用于判 定是否需要使发动机4起动的值，换言之，是行驶模式的切换阈值。
图5是示出了用于进行发动机4的起动判定的阈值的一例的图。参照 图5，纵轴表示发动机输出要求值，横轴表示车速。在发动机输出要求为 阈值kl以下时，判定为停止发动机4而行驶(EV模式)，若发动机输出 要求值超过阈值kl,则判定为使发动机4起动而进行行驶(HV模式)。 另外，该阈值kl与车速相应地变化，例如，在低速时大(即，成为重视 EV模式)，当车速超过规定值SPD0时则变为0 (即，成为持续HV模式)。 再次参照图4，若在步骤S40中判定为发动机输出要求值为阈值以下
(在步骤S40中为"否")，则处理转移到后述的步骤S70。另一方面，若 在步骤S40中判定为发动机输出要求值大于阈值(在步骤S40中为"是")， 则行驶模式控制部90计算发动机4的目标转速，实际地执行发动机4的控 制(步骤S50)。然后，行驶模式控制部90，计算用于使发动机4维持为 目标转速的电动发电机MG1的目标转速，计算用于将电动发电机MG1 控制为目标转速的转矩指令值TR1 (步骤S60 )。
接着，行驶才莫式控制部卯，从电动发电机MG1的转矩指令值TR1 计算发动机4的产生转矩(发动机直行转矩)(步骤S70)。另外，发动机 直行转矩，可以基于动力分配机构3的几何学的构成(齿数比)从转矩指 令值TR1计算。另外，在发动机输出要求值为阈值以下时，由于发动机4 停止，所以发动机直行转矩成为0。然后，当计算出发动机直行转矩后， 行驶模式控制部90，通过从在步骤S10中所计算出的驱动要求转矩减去发 动机直行转矩，计算电动发电机MG2的转矩指令值TR2 (步骤S80 )。 接着，行驶模式控制部90向显示部55输出加速踏板开度信号ACC
(步骤S90)。此外，行驶模式控制部90，将用于在步骤S40中进行行驶 模式的切换判定的阔值(相当于功率)换算成加速踏板开度(步骤S100 )。部卯，从上述阔值(相当于功率)中减去蓄电装
置B的充电要求量，用车轴转速除该运算结果，以此计算与上述阈值对应 的驱动转矩。然后，使用在步骤SIO中所使用的映射图或运算式，倒过来 计算与上述阈值对应的加速踏板开度。然后，行驶模式控制部90将换算成 该加速踏板开度的阈值作为阈值TH向显示部55输出(步骤S110 )。
接着，对从外部电源70进行蓄电装置B充电时的变换器20、 30的动 作进行说明。
图6是示出了图1所示的变换器20、 30和电动发电机MG1、 MG2 的零相等价电路的图。在由三相桥式电路构成的各变换器20、 30中，六个 晶体管的导通/截止的组合有八种形式。该八种开关形式中的两种，相间电 压变为零，这样的电压状态被称之为零电压向量。对于零电压向量，上臂 的三个晶体管可以看作彼此相同的开关状态(全部导通或截止)，此外，下 臂的三个晶体管也可以看作彼此相同的开关状态。因此，在该图6中，变 换器20的上臂的三个晶体管归纳表示为上臂20A，变换器20的下臂的三 个晶体管归納表示为下臂20B。同样地，变换器30的上臂的三个晶体管归 纳表示为上臂30A,变换器30的下臂的三个晶体管归纳表示为下臂30B。
如图6所示，该零相等价电路可以看作将经由电力输入线ACL1、 ACL2提供给中性点Nl、 N2的单相交流电力作为输入的单相PWM转换 器。于是，在变换器20、 30的每个中使零电压向量变化，以使变换器20、 30作为单相PWM转换器的臂而动作的方式进行开关控制，以此能够将从 电力输入线ACL1 、 ACL2输入的交流电力变换成直流电力而向正极线PL2 输出。
如上所述，本实施方式1的混合动力车辆100，以扩大以EV模式行 驶的行驶区域为目的，能够从外部电源70向蓄电装置B充电。此外，具 有这样的外部充电功能的混合动力车辆的利用者，环境意识、成本意识强， 考虑尽可能用EV模式行驶，于是在本实施方式l中设置有上述的显示部 55。即，在显示部55的第1显示部110显示取决于驾驶者的加速踏板开度， 并且在第2显示部112显示行驶模式被切换的加速踏板开度。由此，混合动力车辆100的驾驶者，能够把握行驶模式从EV模式向HV模式切换的 加速踏板开度。
因此，根据本实施方式l，驾驶者能够认识到从EV模式向HV模式 切换的切换点而用EV模式行驶。即，以扩大用EV模式行驶的行驶区域 为目的，充分地发挥具备外部充电功能的该混合动力车辆100的优点。此 外，还可以防止驾驶者对发动机4突然起动感受到不适。 (变形例1)
图7是示出了图l所示的显示部的另一显示状态的图。参照图7，显 示部55A包括第1显示部120和第2显示部122。第1显示部120,基于 来自ECU50的加速踏板开度信号ACC,显示取决于驾驶者的加速踏板开 度。加速踏板开度越大，第1显示部120向右侧摆动越大。
第2显示部122,与第1显示部120相对应地设置，包括分割线124 和被分割线124分割的区域126、 128。分割线124,基于来自ECU50的 阈值TH进行显示，表示行驶模式被切换的加速踏板开度。此夕卜，区域126， 表示车辆以EV模式行驶的加速踏板开度的区域，以斜线表示的区域128 表示车辆以HV模式行驶的加速踏板开度的区域。另外，当阈值TH与车 速相应地变化时，分割线124的位置也将变化。 (变形例2)
图8是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图8, 在本变形例2中，表示车辆是以EV模式行驶还是以HV模式行驶的第2 显示部134,皮设置在扇状的显示部132的外周。另外，与斜线部136对应 的加速踏板开度的区域是以HV模式进行行驶的行驶区域，斜线部136的 范围与来自ECU50的阈值TH相应地变化。(变形例3)
图9是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图9， 显示部55C包括笫1显示部140和第2显示部142。第1显示部140,基 于来自ECU50的加速踏板开度信号ACC,显示取决于驾驶者的加速踏板 开度。加速踏板开度越大，第1显示部120就越向右侧移动。第2显示部142,与第1显示部140相对应地设置，包括分割线144 和4皮分割线144分割的区域146、 148。分割线144，基于来自ECU50的 阈值TH进行显示，表示行驶模式被切换的加速踏板开度。此外，区域146 表示车辆以EV模式行驶的加速踏板开度的区域，以斜线表示的区域148 表示车辆以HV模式进行行驶的加速踏板开度的区域。 (变形例4)
图IO是示出了图1所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图10， 显示部55D包括第1显示部150和第2显示部154。第1显示部150,基 于来自ECU50的加速踏板开度信号ACC,显示取决于驾驶者的加速踏板 开度。加速踏板开度越大，区域152越扩大。
第2显示部154，表示车辆以HV模式行驶的加速踏板开度的区域。 即，当第1显示部150的区域152与第2显示部154重叠时，发动机4起 动，行,驶模式变为HV模式。 (变形例5)
图11是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图11， 在该显示部55E中，进行接近实际的加速踏板操作的显示。显示部55E， 包括第1显示部160和第2显示部162。第1显示部160，基于来自ECU50 的加速踏板开度信号ACC，显示取决于驾驶者的加速踏板开度。加速踏板 开度越大，倾斜度就变得越小。
第2显示部162，包括分割线164和净皮分割线164分割的区域166、 168。分割线164，基于来自ECU50的阈值TH进行显示，表示行驶模式 被切换的加速踏板开度。区域166表示车辆以EV模式行驶的加速踏板开 度的区域，以斜线表示的区域168表示车辆以HV模式进行行驶的加速踏 板开度的区域。
(变形例6)
图12是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图12, 在该显示部55E中，加速踏板开度用圆的大小显示。显示部55E，包括第 1显示部170和第2显示部172。第1显示部170，基于来自ECU50的加
19速踏板开度信号ACC,显示取决于驾驶者的加速踏板开度，加速^板开度越大，圓越扩大。
第2显示部172，包括分割线174和被分割线174分割的区域176、178。分割线174，基于来自ECU50的阈值TH进行显示，表示行驶模式被切换的加速踏板开度。区域176表示车辆以EV模式行驶的加速踏板开度的区域，以斜线表示的区域178表示车辆以HV模式进行行驶的加速踏板开度的区域。
(变形例7)
图13是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图13，该显示部55G，包括笫1显示部180和第2显示部184。第1显示部180，由向右上升的台阶状的条线图构成，基于来自ECU50的加速it板开度信号ACC显示的加速踏板开度越大，以斜线表示的区域182就越扩大。
第2显示部184，基于来自ECU50的阈值TH进行显示，表示行驶模式被切换的加速踏板开度。即，在第1显示部182未超过第2显示部184的界线时，车辆以EV模式行驶，当区域182超过了界线时，则行驶模式变为HV模式。另外，当阈值TH变化时，第2显示部184的显示位置与之相应地变化。
(变形例8)
图14是示出了图l所示的显示部的再另一显示状态的图。参照图14，在该显示部55H中，以强调低开度的区域的方式显示加速踏板开度。显示部55H,包括第1显示部190和第2显示部194。第1显示部190基于来自ECU50的加速踏板开度信号ACC显示取决于驾驶者的加速踏板开度，以斜线表示的区域192的范围表示实际的加速踏板开度。第2显示部194，基于来自ECU50的阈值TH进行显示，表示行驶模式被切换的加速踏板开度。在这里，第1显示部l卯，以让驾驶者意识到低开度的加速踏板操作为目的，加速踏板开度越是低开度，显示区域就越扩大。(实施方式2)
在本实施方式2中，由于装置温度的上升、其他的因素，蓄电装置B 、升压转换器IO，变换器20、 30(以下，也将升压转换器10和变换器20、30统称为，，电力控制单元(Power Control Unit: PCU )")、电动发电机MG1、 MG2等的输出受到限制时，补正行驶才莫式的切换阈值，使得扩大以HV模式行驶的行驶区域。而且，与该切换阈值的补正相应地，在显示部显示的行-使模式的切换点也变化。即，在本实施方式2中，当实施上述输出限制时，与之相应地，也使在显示部显示的行驶模式的切换点变化。
实施方式2的混合动力车辆的动力系的全体构成，与图1所示的混合动力车辆100同样。
图15是实施方式2的ECU的功能框图。参照图15，本实施方式2的ECU50A，在图3所示的实施方式1的ECU50的构成中，还包括输出限制控制部92，取代行驶模式控制部90而包括行驶模式控制部90A。
输出限制控制部92，接收蓄电装置B的SOC和温度TB，升压转换器10的温度TC，变换器20、 30的温度TI1、 TI2以及电动发电机MG1、MG2的温度TM1、 TM2。此外，输出限制控制部92，如后所述，基于上述各检测值执行限制蓄电装置B、 PCU或电动发电机MG1、 MG2的输出的输出限制控制。此外，输出限制控制部92，在输出限制控制的执行中，激活向行驶模式控制部90A输出的信号LIM。另外，上述的各温度检测值，用未图示的温度传感器检测。
行驶模式控制部90A，在来自输出限制控制部92的信号LIM被激活时，补正行驶模式的切换阈值。具体地说，行驶模式控制部90A在信号LIM被激活时补正上述阈值，使得发动机4提早起动，即，使得以HV模式行驶的行驶范围扩大。然后，行驶模式控制部卯A计算与该补正后的阈值对应的加速踏板开度的阈值TH,将所计算的阈值TH与加速踏板开度信号ACC —起向显示部55 (图1)输出。
图16是用于说明由图15所示的输出限制控制部92进行的输出限制控制的图。参照图15,输出限制控制部92,在蓄电装置B的SOC为预定值以下时，或者，蓄电装置B的温度TB为下限值以下或上限值以上时，限制蓄电装置B的输出电力。此外，输出限制控制部92，当在负荷行驶时(在电动发电机MG2正在进行动力运转驱动时)变换器20、 30的温度变为上限值以上时，或者，当在负荷行驶时升压转换器10的温度变为上限值以上时，限制PCU的输出。再有，输出限制控制部92，当在负荷行驶时电动发电才几MG1或MG2的温度变为上限值以上时，限制对应的电动发电才几的输出。
图17是用于说明图15所示的行驶模式控制部90A的控制构造的流程图。另外，该流程图的处理，也在车辆处于能够行驶的状态时(例如，在车辆系统的起动中)每隔一定时间或者每当预定的条件成立时从主程序中调出而执行。
参照图17，该流程图，在图4所示的流程图中，还包括步骤S32、 S34。即，当在步骤S30中计算出发动机输出要求值后，行驶模式控制部卯A,基于来自输出限制控制部92的信号LIM，判定是否正在执行输出限制控制(步骤S32)。
行驶模式控制部卯A，当判定为正在由输出限制控制部92执行输出限制时(步骤S32中为"是，，)，补正用于进行行驶模式的切换判定的阈值(步骤S34 )。
图18是示出了输出限制控制时的行驶模式的切换阈值的图。参照图18，纵轴表示发动机输出要求值，横轴表示车速。用虚线表示的阈值kl表示未执行输出限制控制时的切换阈值，用实线表示的阈值k2表示由输出限制控制部92执行输出限制控制时的切换阈值。当执行输出限制控制时,由于电动发电机MG2的输出降低，所以行驶模式的切换阈值被补正使得发动机4动作的区域即以HV模式行驶的行驶区域扩大。
再次参照图17，当在步骤S34中补正了用于进行行驶模式的切换判定的阈值后，处理向步骤S40前进，判定在步骤S30中计算出的发动机输出要求值是否比补正后的阈值大。
然后，在步骤S100中，将在步骤S34中补正的(相当于功率)换算成加速踏板开度，在步骤S110中将换算成加速踏板开度的阈值作为阈值TH向显示部55输出。即，由于在输出限制控制时行马史模式的切换阈值被
22补正，所以也向对驾驶者显示行驶^^莫式的切换点的显示部55输出补正后的阈值，并基于该补正后的阈值，在显示部55显示行驶模式被切换的加速踏板开度。
另外，当在步骤S32中判定为输出限制控制未执行时(步骤S32中为"否")，处理向步骤S40转移而不执行步骤S34。
如上所述，在本实施方式2中，当实施蓄电装置B、 PCU、电动发电机MG1、 MG2的输出限制时，补正行驶模式的切换阈值，与之相应地，也使在显示部55显示的行驶模式的切换点变化。因此，根据本实施方式2,能够正确地显示行驶模式进行切换的定时。(实施方式3 )
有时与取决于驾驶者的加速踏板的操作无关而由于系统侧的要求，发动机4会起动。在本实施方式3中，在发动机4由于系统侧的要求而起动时，即，由于系统侧的要求，行驶模式从EV模式切换为HV模式时，显示部55的显示状态也与之相应地适当变更。
实施方式3的混合动力车辆的动力系的全体构成，与图l所示的实施方式1的混合动力车辆100同样。
图19是实施方式3的ECU的功能框图。参照图19,本实施方式3的ECU50B，在图3所示的实施方式1的ECU50的构成中，取代行驶才莫式控制部90而包括行驶模式控制部90B。
行驶模式控制部90B，从未图示的车辆ECU接收信号EGST。信号EGST是根据系统侧的要求指示发动机4起动的信号。作为由于系统侧的要求而使发动机4起动的情况，例如，有在冷态起动后需要进行发动机4的预热行驶的情况、在需要预热发动机4的催化剂的情况、空调的加热性能不能维持的情况、蓄电装置B的SOC降低的情况、或者蓄电装置B的温度为规定温度(例如0。C )以下的情况等。当这些条件的任一个成立时，信号EGST由车辆ECU激活。
然后，行驶模式控制部卯B，在信号EGST被激活后，在发动机4停止的情况下使发动机4起动。即，行驶模式控制部卯B，在信号EGST被激活后，将行驶模式从EV模式切换为HV模式。然后，行驶模式控制部 90B，使向显示部55输出的阈值TH变为0"/。(全闭).
图20是示出了根据系统侧的要求而使发动机4起动时的显示部55的 显示状态的图。参照图20，当发动机4根据系统侧的要求而起动后，显示 部55,基于来自ECU50的阈值TH(0。/。)，使笫2显示部112中的分割线 114移动到最左端。这样一来，第2显示部112全部变为区域116，显示车 辆与驾驶者进行的加速踏板操作无关地以HV模式行驶(HV行驶)。
另外，在根据系统侧要求而进行发动机4的起动时，也可以使第2显 示部112的分割线114移动到最左端的同时还另外设置表示发动机4由于 系统侧的要求而起动的灯等。
如上所述，在本实施方式3中，在发动机4因系统侧的要求而起动的 情况下，在显示部55显示在加速踏板开度的全范围内变为HV模式。因此， 根据本实施方式3，能够向驾驶者确切地显示行驶模式因系统侧的要求而 从EV模式切换为HV模式。
(实施方式4)
在实施方式4中，设置有驾驶者能够选择限制发动机4的起动而以 EV模式行驶的EV模式开关。而且，在通过EV模式开关选择了 EV模式 时，与之相应地，显示部55的显示状态也适当地变更。
图21是实施方式4的混合动力车辆的全体框图。参照图21,混合动 力车辆100A，在图1所示的实施方式1的混合动力车辆100的构成中，还 具备EV模式开关60,取代ECU50而具备ECU50C。
EV模式开关60，是用于驾驶者选择限制发动机4的起动而以EV模 式进行行驶的操作开关。此外，当由驾驶者操作EV模式开关60后，EV 模式开关60使向ECU50 C输出的EV模式信号EV激活。
ECU50C，当来自EV模式开关60的EV模式信号EV被激活后，在 行驶模式是HV模式时，使发动机4停止而将行驶模式切换成EV模式。 此外，ECU50C 4吏向显示部55输出的阈值TH成为规定值(例如加速踏 板开度95%)。另外，该规定值，与用于解除由EV模式开关60进行的强驶的加速踏板开度相对应。
图22是图21所示的ECU50C的功能框图。参照图22, ECU50C， 在图3所示的实施方式1的ECU50的构成中，取代行驶模式控制部90而 包括行驶模式控制部卯C。
行驶才莫式控制部90C,从EV模式开关60接收EV模式信号EV。然 后，行驶才莫式控制部卯C，若EV模式信号EV被激活，则在发动机4正 在工作的情况下使发动机4停止。即，行驶模式控制部卯C，当EV模式 信号EV被激活后，将行驶模式从HV模式切换成EV模式。此外，行驶 模式控制部卯C，使向显示部55输出的阔值TH成为规定值。
另外，行驶模式控制部90C，在EV模式信号EV已被激活时，在加 速踏板开度已成为上述规定值以上的情况下、在蓄电装置B的SOC下降 至规定值以下的情况下、或者在车速已成为规定值以上的情况下，使行驶 模式从EV模式切换成HV模式的同时，使向显示部55输出的阈值TH返 回至通常值。
图23是示出了 EV模式开关60已被操作时的显示部55的显示状态 的图。参照图23，当由驾驶者操作EV模式开关后，显示部55基于来自 ECU50的阈值TH (例如加速踏板开度95% )，使第2显示部112中的分 割线114向右方移动。由此，显示只要取决于驾驶者的加速踏板开度不成 为全开(95%以上)车辆就以EV模式行驶(EV行驶)。
如上所述，在本实施方式4中，当由驾马史者操作EV模式开关60后， 显示部55的显示也与"M目应地变更。因此，根据本实施方式4，即l更是在 通过EV模式开关选择了 EV模式的情况下，也能够向驾驶者确切地显示 行驶模式的切换点。
另夕卜，在上述各实施方式中，从显示的易看性的观点来说，显示部55 (55A 55H)的第2显示部(行驶模式显示区域)的显示更新周期比第1 显示部(加速踏板开度显示区域)的显示更新周期更长是所希望的。
此外，在上迷各实施方式中，显示部55 (55A-55H)虽然显示加速 踏板开度，但是，也可以取代加速踏板开度而显示反映车辆的驱动要求转
25矩、驱动要求输出等驾驶者的输出要求的状态量。
此外，在上述的实施方式2-4中，显示部的构成并不限定于图2所示 的显示部55，例如，也可以是实施方式1的变形例1 8中的显示部 55A 55H。
此外，在上述各实施方式中，虽然从EV模式向HV模式切换的切换 阈值和从HV模式向EV模式切换的切换阈值相同，但是，也可以使这些 阈值成为不同的值，在行驶模式的切换中设置滞后。
此外，在上述说明中，混合动力车辆虽然是能够通过动力分配机构3 将发动机4的动力分配并传递至车轴和电动发电机MG1的串行/并行型， 但是，本发明也能够适用于仅为了驱动电动发电机MG1而使用发动机4、 仅通过使用由电动发电机MG1发电所得的电力的电动发电机MG2产生车 辆的驱动力的串行型的混合动力车辆。
此外，在上述说明中，混合动力车辆虽然能够从外部电源70向蓄电 装置B充电，但是本发明的适用范围并不限定于能够从外部电源向蓄电装 置充电的混合动力车辆。然而，在能够从外部电源向蓄电装置充电的混合 动力车辆中，由于将扩大以EV模式行驶的行驶范围，所以能够向驾驶者 显示从EV模式向HV模式切换的切换点的本发明在能够从外部电源向蓄 电装置充电的混合动力车辆中特别有用。
此外，在上述说明中，虽然将来自外部电源70的交流电力提供给电 动发电机MG1、 MG2的中性点Nl、 N2，使用电动发电机MG1、 MG2 和变换器20、 30对蓄电装置B充电，但是也可以另外设置用于从外部电 源70对蓄电装置B充电的充电专用变换器。只不过，根据上述的各实施 方式，由于不需要另外具备充电专用变换器，所以可以实现低成本化和车 辆的轻量化。
另外，在上迷说明中，ECU50、 50A 50C对应于本发明的"控制部"。 此外，发动机4对应于本发明的"内燃机"，电动发电机MG2对应于本发 明的"电动机"。此外，电动发电机MG1对应于本发明的"另一个电动机"， 变换器20、 30分别对应于本发明的"第1变换器，，和"第2变换器"。此外，ECU50、 50A 50C还对应于本发明的"变换器控制部"，电力 输入线ACL1、 ACL2和充电连接器40形成本发明的"电力输入部"。此 外，三相线圏7、 8分别对应于本发明的"第1多相绕组"和"第2多相绕 组"。
应该认为，本次所公开的实施方式，在所有的方面都是例示而不是限 制性的。本发明的范围，不由上迷的实施方式的说明而由权利要求表示， 包括与权利要求相同的意思和范围内的所有的变更。
权利要求
1.一种混合动力车辆的显示装置，该混合动力车辆作为动力源搭载内燃机和电动机，能够以使上述内燃机停止而进行行驶的第1模式以及使上述内燃机和上述电动机双方动作而进行行驶的第2模式中的任一行驶模式进行行驶，所述显示装置具备基于驾驶者的输出要求进行上述行驶模式的切换的控制部；显示与上述驾驶者的输出要求相应地进行变化的第1状态量的第1显示部；和与上述第1状态量相对应地显示表示上述行驶模式的切换的第2状态量的第2显示部。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，上述第1和第2状态量是加速踏 板开度。
3. 根据权利要求1所述的显示装置，上述第1显示部，通过显示区域或显示位置的变化显示上述第1状态量，上述第2显示部，包括与上述第1显示部相对应地设置的行驶模式显示区域；和 根据上述第2状态量，将上述行驶模式显示区域分割成表示上述行驶才莫式是上述第l模式的第1区域和表示上述行驶模式是上述第2模式的第2区域的分割线。
4. 根据权利要求1所述的显示装置，上述控制部，4艮据上述车辆的速度^f吏上述行驶模式的切换阈值变化， 上述第2显示部，与上述切换阈值的变化相应地，使上述第2状态量 变化。
5. 根据权利要求1所述的显示装置，当向上述电动机供给电力的蓄电装置的输出电力受到限制时，上述控 制部使上述行驶模式的切换阈值变化，使得扩大以上述第2模式行驶的范围，上述第2显示部，与上述切换阈值的变化相应地，使上述第2状态量 变化。
6. 根据权利要求l所述的显示装置，当在向上述电动机供给电力的蓄电装置和上述电动机之间进行电力变 换的电力变换装置的温度成为规定温度以上时，上述控制部，使上述行驶 模式的切换阈值变化，使得扩大以上述第2模式行驶的范围，上述第2显示部，与上述切换阈值的变化相应地，使上述第2状态量 变化。
7. 根据权利要求l所述的显示装置，当上述电动机的温度成为规定温度以上时，上述控制部，使上述行驶 模式的切换阈值变化，使得扩大以上迷第2模式行驶的范围，上述第2显示部，与上述切换阈值的变化相应地，使上述第2状态量 变化。
8. 根据权利要求l所迷的显示装置，当与驾驶者的输出要求无关地基于规定条件要求上述内燃机的起动 时，上述控制部，强制地将上述行驶模式切换成上述第2模式，上述第2显示部，当上述行驶模式被强制地切换成上述第2模式时， 使上述第2状态量变化，使得显示在上述笫1状态量的整个范围选择上述 第2模式。
9. 根据权利要求l所述的显示装置，上述混合动力车辆，具备用于驾驶者选择以上述第l模式进行行驶的 开关，当由驾驶者操作上述开关后，上述控制部，使上述行驶模式的切换阈 值变化，使得扩大以上述第l模式行驶的范围，上述第2显示部，与上述切换阈值的变化相应地，使上述第2状态量 变化。
10. 根据权利要求1所述的显示装置，上述第2显示部的显示更新周期，比上述第1显示部的显示更新周期长。
11. 一种混合动力车辆，具备 作为动力源搭载的内燃机和电动机； 向上述电动才几供给电力的能够充电的蓄电装置；被构成为能够接受从车辆外部供给的电力而对上述蓄电装置充电的充 电装置；基于驾驶者的输出要求进行行驶模式的切换的控制部，该行驶模式包 括使上迷内燃机停止而进行行驶的第1模式和使上述内燃机和上述电动机 双方动作而进行行驶的第2模式；显示与上述驾驶者的输出要求相应地进行变化的第l状态量的第l显 示部；和与上述第1状态量相对应地显示表示上述行驶模式的切换的第2状态 量的第2显示部。
12. 根据权利要求ll所述的混合动力车辆， 上述充电装置，包括 另一个电动才几；分别与上述另一个电动机和上述电动机相对应地设置的第1和第2变 换器；控制上述第1和第2变换器的变换器控制部；和 用于输入从车辆外部供给的电力的电力输入部， 上述另一个电动机和上述电动机，作为定子绕组分别含有第1和第2 多相绕组，上述电力输入部，与上述第1多相绕组的第1中性点和上述第2多相 绕组的第2中性点连接，将从车辆外部供给的电力向上述第1和第2中性 点供给，上述变换器控制部，对上述第1和第2变换器进行控制，使得将由上 述电力输入部从车辆外部向上述第1和第2中性点供给的交流电力变换成直流电力而向上述蓄电装置输出。
13. —种混合动力车辆的显示方法，该混合动力车辆作为动力源搭载 内燃机和电动机，能够以使上述内燃机停止而进行行驶的第l模式以及使 上述内燃机和上述电动机双方动作而进行行驶的第2模式中的任一行驶模 式进行行驶，所述显示方法具备基于驾驶者的输出要求进行上述行驶模式的切换的步骤； 显示与上述驾驶者的输出要求相应地变化的第l状态量的步骤；和 与上述第1状态量相对应地显示表示上述行驶模式的切换的第2状态 量的步骤。
全文摘要
显示部(55)包括第1显示部(110)和第2显示部(112)。第1显示部(110)显示与取决于驾驶者的加速踏板的操作量相应地变化的加速踏板开度。第2显示部(112)包括分割线(114)和由分割线(114)分割的区域(116、118)。分割线(114)表示行驶模式(EV模式和HV模式)切换的加速踏板开度。区域(116、118)分别表示以EV模式和HV模式行驶的加速踏板开度的范围。
文档编号B60K6/445GK101516700SQ200780035559
公开日2009年8月26日 申请日期2007年8月27日 优先权日2006年9月25日
发明者中岛资浩, 铃木直人 申请人:丰田自动车株式会社