(57)【要約】【課題】エンジンによって発電可能な回転電機と、回転電機によって発電された電力を充電する蓄電装置とを備える車両の制御装置において、エンジン停止要求によって蓄電装置の容量が低下しすぎることを防止することである。【解決手段】ハイブリッド車両の車両制御装置４０は、エンジン１４のクランキング開始を指示する始動指示モジュール４２と、エンジン１４の停止要求を取得する停止要求取得モジュール４４と、蓄電装置２２のＳＯＣ値が予め定めた閾値ＳＯＣ以下であるか否かを判断するＳＯＣ判断モジュール４６と、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣ以下で、エンジン１４の停止要求を取得した場合に、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えるために必要な所定時間の間、エンジン１４の運転を継続する停止遅延処理モジュール４８とを含んで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって発電可能な回転電機と、回転電機によって発電された電力を充電する蓄電装置とを備える車両の制御装置であって、
車両始動要求を取得してエンジンのクランキング開始を指示する始動指示手段と、
エンジンの停止要求を取得する停止要求取得手段と、
蓄電装置の充電状態を示すＳＯＣ値が予め定めた閾値ＳＯＣ以下であるか否かを判断するＳＯＣ判断手段と、
ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣ以下であるときに、エンジンの停止要求を取得した場合は、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えるために必要な所定時間の間、エンジンの停止要求を拒否または遅延してエンジンの運転を継続し、その後にエンジンの停止要求を受け付ける停止遅延処理手段と、
を含むことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両制御装置に係り、特に、エンジンによって発電可能な回転電機と、回転電機によって発電された電力を充電する蓄電装置とを備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンによって発電可能な回転電機と、回転電機によって発電された電力を充電する蓄電装置とを備える車両はハイブリッド車両と呼ばれる。ハイブリッド車両に搭載される蓄電装置は、過放電、過充電が行われるとその性能が低下あるいは劣化するので、充電状態指標としてＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が監視され、予め定めた充電限界閾値と放電限界閾値との間にＳＯＣが来るように、車両システム全体の充電と放電とが制御される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発電機を駆動するための内燃エンジンと、車両駆動用の電動機とを備えるハイブリッド車における発電用内燃エンジンの運転方法として、スタートキーが操作されて車両が作動停止したときに、バッテリ蓄電量が所定蓄電量を下回っていると判別されると、所定バッテリ蓄電量に達するまでエンジン運転が行われてバッテリ充電が確実に行われることが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、車両用電子制御システムにおいて、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）がオフされて当該電子制御システムな作動電力が供給されなくなったソーク時間中に自動的に起動するヒートマネージメント制御、排ガス規制のための所謂穴あき確認（エバポチェック）のためにバッテリの電力が消費されることが指摘されている。そしてここでは、ＩＧＳＷがオフされた後も、バッテリの充電量が予め定める設定値以上となるまでは自動的にエンジンの駆動が継続されてバッテリの充電を行うことが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、ハイブリッド車両の充電制御装置として、イグニッションスイッチのオフ操作時にバッテリの充電状態を算出する手段として、エンジンに回転数が変動する間欠アイドリングを行わせ、これによって生じるバッテリの充電電圧と充電電流の変動の上限値と下限値からバッテリの内部抵抗を求めて充電状態を知ることが開示されている。そして、バッテリが電動モータによる始動開始状態になるまでエンジンを回転させてバッテリを始動開始状態になるまで充電することが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３２８５２０号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９６７０号公報
【特許文献３】特開平１１−３３２０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術に示されるように、ＳＯＣが所定値より低いときはエンジンによって発電機が駆動されて充電が行われる。ＳＯＣが低いときには、これを示すため、例えば、充電を促す表示が運転席等に現れる。ところで、この表示を無視してエンジンを停止すると、蓄電装置は放電を続けるので、ＳＯＣは低下を続けることになる。この場合、蓄電装置の出力低下からある所定値以上の放電が継続すると、自動的にＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ制御が働き、それ以上の放電が抑制される。
【０００８】
ところで、車両が始動してクランキングを始めたところで、ユーザが手動によってエンジンを停止することがある。例えば、ディーラの点検作業等で、クランキングと手動停止が繰り返されることがある。このような場合には、１回１回が短い放電であるので、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ制御が働かない。このために蓄電装置の容量が低下しすぎることが生じ得る。
【０００９】
本発明の目的は、エンジン停止要求によって蓄電装置の容量が低下しすぎることを防止できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車両制御装置は、エンジンによって発電可能な回転電機と、回転電機によって発電された電力を充電する蓄電装置とを備える車両の制御装置であって、車両始動要求を取得してエンジンのクランキング開始を指示する始動指示手段と、エンジンの停止要求を取得する停止要求取得手段と、蓄電装置の充電状態を示すＳＯＣ値が予め定めた閾値ＳＯＣ以下であるか否かを判断するＳＯＣ判断手段と、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣ以下であるときに、エンジンの停止要求を取得した場合は、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えるために必要な所定時間の間、エンジンの停止要求を拒否または遅延してエンジンの運転を継続し、その後にエンジンの停止要求を受け付ける停止遅延処理手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、車両制御装置は、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣ以下であるときに、エンジンの停止要求を取得した場合は、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えるために必要な所定時間の間、エンジンの停止要求を拒否または遅延してエンジンの運転を継続し、その後にエンジンの停止要求を受け付ける。このように、エンジン停止要求があっても、ＳＯＣが閾値ＳＯＣを超えるまでエンジンの運転を継続するので、エンジン停止要求によって蓄電装置の容量が低下しすぎることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施の形態における車両制御装置を含む車両の制御システムの構成を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の車両制御の手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、電源装置に接続される回転電機として、１台でモータ機能と発電機機能とを有するモータ・ジェネレータを２台用いるものを代表例として説明するが、これをモータ機能のみを有する回転電機を１台、発電機機能のみを有する回転電機を１台用いるものとしてもよい。また、実施形態の中で説明するように、モータ・ジェネレータを１台用いるものとしてもよく、３台以上用いるものとしてもよい。
【００１４】
回転電機に接続される電源回路の構成として、蓄電装置、電圧変換器、平滑コンデンサ、インバータを有するものとして説明するが、これらの要素以外の他の要素を適宜付加するものとしてもよい。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ、低電圧電源、システムメインリレー等を用いるものとしてもよい。また、蓄電装置を複数用いるものとしてもよく、この場合に電圧変換器を複数用いるものとしてもよい。また、インバータを複数用いるものとしてもよい。
【００１５】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００１６】
図１は、車両制御装置４０を含む車両の制御システム１０の構成を説明する図である。この車両の制御システム１０は、エンジン１４と、２つの回転電機１６，１８と、蓄電装置２２を含み２つの回転電機１６，１８に接続される電源回路２０と、これらを制御対象１２として全体の動作を制御する車両制御装置４０を備えるハイブリッド車両である。
【００１７】
この構成における車両は、蓄電装置２２からの電力の供給を受ける回転電機１８とエンジン１４によって走行し、また、エンジン１４によって回転電機１６が駆動されて発電を行って蓄電装置２２を充電し、また、車両の制動時には回転電機１８によって回生エネルギが回収されて蓄電装置２２を充電する機能を有する。もっとも、車両の仕様によっては、回転電機の数を３台以上とすることもできる。また、車両の構成として、発電機能と電動機機能とを有する１つの回転電機のみがエンジンと接続される構成としてもよい。
【００１８】
エンジン１４は、内燃機関であり、その出力により、車両の駆動輪を駆動し、また、回転電機１６を駆動して発電させる機能を有する。
【００１９】
回転電機（ＭＧ１）１６と回転電機（ＭＧ２）１８は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）であって、蓄電装置２２から電力が供給されるときはモータとして機能し、図示されていないエンジンによる駆動時、あるいは車両の制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。
【００２０】
回転電機（ＭＧ１）１６と回転電機（ＭＧ２）１８は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）であって、電力が供給されるときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する三相同期型回転電機である。図１の例では、２つの回転電機１６，１８の中の一方を蓄電装置２２の充電のための発電機、他方を主として車両走行用としての駆動モータとして用いられる。すなわち、上記のように、エンジン１４によって一方の回転電機（ＭＧ１）１６を駆動して発電機として用い、発電された電力を蓄電装置２２に供給するものとして用いる。また、他方の回転電機（ＭＧ２）１８を車両走行のために用いて、力行時には蓄電装置２２から電力の供給を受けてモータとして機能して車両の車軸を駆動し、制動時には発電機として機能して回生エネルギを回収し、蓄電装置２２に供給するものとできる。
【００２１】
電源回路２０は、回転電機１６，１８と接続される回路であり、回転電機１６，１８が駆動モータとして機能するときにこれに電力を供給し、あるいは回転電機１６，１８が発電機として機能するときは回生電力を受け取って蓄電装置２２を充電する機能を有する。電源回路２０は、２次電池である蓄電装置２２と、蓄電装置２２側の平滑コンデンサ２４と、電圧変換器２６と、インバータ３０，３２側の平滑コンデンサ２８と、インバータ３０，３２を含んで構成される。
【００２２】
蓄電装置２２としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。
【００２３】
電圧変換器２６は、蓄電装置２２側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して例えば約６５０Ｖに昇圧する機能を有する回路で、昇圧コンバータとも呼ばれる。なお、電圧変換器２６は双方向機能を有し、インバータ３０，３２側からの電力を蓄電装置２２側に充電電力として供給するときには、インバータ３０，３２側の高圧を蓄電装置２２に適した電圧に降圧する作用も有する。
【００２４】
インバータ３０，３２は、車両制御装置４０の制御の下で作動する複数のスイッチング素子を含んで構成され，交流電力と直流電力との間の電力変換を行う回路である。図１に示されるように、（ＭＧ１）インバータ３０は回転電機（ＭＧ１）１６に接続され、（ＭＧ２）インバータ３２は回転電機（ＭＧ２）１８に接続される。
【００２５】
そして、回転電機（ＭＧ１）１６を発電機として機能させるとき、インバータ３０は、回転電機（ＭＧ１）１６からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置２２側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、回転電機（ＭＧ２）１８に接続されるインバータ３２は、車両が力行のとき、蓄電装置２２側からの直流電力を交流三相駆動電力に変換し、回転電機（ＭＧ２）１８に駆動電力として供給する直交変換機能と、車両が制動のとき、逆に回転電機（ＭＧ２）１８からの交流三相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置２２側に充電電流として供給する交直変換機能とを有する。
【００２６】
蓄電装置２２側の平滑コンデンサ２４と、インバータ３０，３２側の平滑コンデンサ２８は、それぞれの側の正極母線と負極母線との間における電圧、電流の変動を抑制し平滑化する機能を有する。
【００２７】
ＳＯＣ検出部３４は、蓄電装置２２の充電状態を示すＳＯＣ値を検出する機能を有する。具体的には、蓄電装置２２への入力電流と、蓄電装置２２からの出力電流を監視し、蓄電装置２２の端子電圧の状態と合わせて、蓄電装置２２の充放電能力に対する時々刻々の充電量を算出し、車両制御装置４０へ出力する機能を有する。
【００２８】
始動要求部３６は、車両の制御システム１０の始動を要求する機能を有する操作子である。ここでは特に、エンジン１４のクランキング始動開始を要求する機能を有する操作子である。かかる始動要求部３６としては、例えば、イグニッションスイッチ等を用いることができる。始動要求部３６の状態は、適当な信号線で車両制御装置４０に伝送される。
【００２９】
ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部３８は、車両が走行可能である信号であるＲＥＡＤＹ−ＯＮ信号を切断する機能を有する操作子である。ＲＥＡＤＹ−ＯＮ信号は車両が走行可能である条件を満たすときに、車両の制御システム１０の内部で自動的に生成される信号であり、この信号が出力されると、例えば、エンジン１４を始動させることができる。したがって、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部３８が機能すると、このＲＥＡＤＹ−ＯＮ信号が切断されるので、例えば、始動しているエンジン１４を強制的に停止させることができる。その意味で、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部３８は、ユーザがエンジン停止を要求するときに操作される操作子である。かかるＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部としては、イグニッションスイッチとは別に設けられるＲＥＡＤＹ−ＯＦＦスイッチを用いることができる。ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部３８の状態は、適当な信号線で車両制御装置４０に伝送される。
【００３０】
車両制御装置４０は、制御対象１２について、電源回路２０等の制御を通して、車両に搭載される回転電機１６，１８およびエンジン１４の作動を全体として制御する機能を有する。特にここでは、エンジン停止要求によって蓄電装置２２の容量が低下しすぎることを防止する制御を行う機能を有する。かかる車両制御装置４０は、車両搭載に適したコンピュータ等で構成することができる。車両制御装置４０の機能は、他の車両搭載コンピュータの機能の一部とすることもできる。例えば、車両全体の制御を行うハイブリッドＥＣＵ等に、車両制御装置４０の機能を持たせることができる。
【００３１】
車両制御装置４０は、車両始動要求を取得してエンジン１４のクランキング開始を指示する始動指示モジュール４２と、エンジン１４の停止要求を取得する停止要求取得モジュール４４と、蓄電装置２２のＳＯＣ値が予め定めた閾値ＳＯＣ以下であるか否かを判断するＳＯＣ判断モジュール４６と、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣ以下であるときに、エンジンの停止要求を取得した場合には、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えるために必要な所定時間の間、エンジンの停止要求を拒否または遅延してエンジンの運転を継続し、その後にエンジンの停止要求を受け付ける停止遅延処理モジュール４８とを含んで構成される。
【００３２】
かかる機能はソフトウェアを実行することで実現でき、具体的には、車両制御プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアによって実現するものとしてもよい。
【００３３】
上記構成の作用、特に車両制御装置４０の各機能について、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。図２は、車両の始動要求があって停止要求が行われるときの車両制御の手順を説明するフローチャートで、各手順は、車両制御プログラムにおける各処理手順を示すものである。
【００３４】
車両が始動するときは、例えばイグニッションキーがＯＮされる。この場合には、図１の始動要求部３６は、このイグニッションキーとなる。そして、イグニッションキーのＯＮ状態を取得して、車両制御装置４０に電源が供給されて車両制御プログラムが立ち上がる。そして、車両制御装置４０の作動が立ち上がることにより、エンジン１４のクランキングが開始する（Ｓ１０）。この工程は、車両制御装置４０の始動指示モジュール４２の機能によって実行される。具体的には、イグニッションキーのＯＮに引き続き、車両制御装置４０の初期化が行われ、その後に車両制御プログラムの所定の手順に従って、エンジン１４のクランキングが開始される。
【００３５】
あるいは、イグニッションキーとは別に、スタートキー等を設けて、そのキーをＯＮにすることでエンジン１４のクランキングが開始するものとしてもよい。また、２段階の操作位置を有する１つのキーを回転操作することとして、最初の操作位置まで回すと車両制御装置４０に電源が供給され、その次の操作位置まで回すことでエンジン１４のクランキングが行われるものとしてもよい。電源供給は短時間で行うことができるので、実際的には、最初の操作位置を経過位置として、そのまま第２の操作位置までキーを回して、エンジン１４のクランキング開始を行わせるものとできる。
【００３６】
次に、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求が取得されたか否かが判断される（Ｓ１２）。ここでＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求とは、ユーザによるエンジン停止要求のことで、図１のＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部３８によってＲＥＡＤＹ−ＯＦＦとされたことを意味する。この工程は、停止要求取得モジュール４４の機能によって実行される。具体的には、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部３８であるＲＥＡＤＹ−ＯＦＦスイッチが操作されたか否かが判断される。ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦスイッチが操作されたことを取得する場合が、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求取得である。
【００３７】
ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求が取得されない場合には、Ｓ１２の工程が繰り返される。すなわち、エンジン１４はクランキングが開始されたままの状態で、エンジン１４は作動を継続するドライブモードのままである。そして、クランキングの初期状態が経過すると、エンジン１４によって回転電機１６が発電機として駆動できるようになり、発電の開始によって蓄電装置２２を充電することができる。なお、実際に充電を行うか否かは、ＳＯＣの監視の結果に応じて決定するものとできる。
【００３８】
Ｓ１２においてＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求が取得された場合には、次にＳＯＣ値が予め定めた閾値ＳＯＣ以下であるか否かが判断される（Ｓ１４）。この工程は、ＳＯＣ判断モジュール４６の機能によって実行される。閾値ＳＯＣは、蓄電装置２２の充電状態が過放電である電池容量低下危険区域を基準に設定することができる。例えば、閾値ＳＯＣとして、ＳＯＣ＝３０％と設定することができる。もちろん、この値は例示であって、これと異なる値に設定してもよい。
【００３９】
Ｓ１４の判断が否定、すなわち、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えていると判断されるときは、Ｓ１４の工程が繰り返される。すなわち、エンジン１４はクランキングが開始されたままの状態で、エンジン１４は作動を継続するドライブモードのままである。したがって、ＳＯＣの監視の結果に応じ、必要な場合には、回転電機１６の発電が行われ、蓄電装置２２の充電が行われ、ＳＯＣを適切な値の範囲に向上させることができる。
【００４０】
Ｓ１４の判断が肯定、すなわち、クランキング開始が行われ、引き続きエンジン停止要求が取得されたときにＳＯＣ値が閾値ＳＯＣ以下である場合には、ＳＯＣ値が閾値ＳＯＣを超えるために必要な所定時間が経過したか否かが判断される（Ｓ１６）。すなわち、ＳＯＣが低い場合のみに限り、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求を遅延、または一時拒否し、エンジン始動状態を抜けて電池に充電アシストが確認される所定時間経過まで、エンジン１４の運転の作動が継続される。
【００４１】
例えば、上記の例で、閾値ＳＯＣを３０％として、Ｓ１４の判断の時点におけるＳＯＣ値が２０％であれば、エンジン停止要求が取得されたにもかかわらず、その要求の実行を行わず、エンジン１４をクランキングが開始されたままの状態とし、エンジン１４の作動を継続する。これによって、エンジン１４の駆動力によって回転電機１６の発電が行われ、蓄電装置２２の充電が行われる。所定時間は、ＳＯＣ値を監視して、ＳＯＣ値が上昇して閾値ＳＯＣを超えたときとすることができる。したがって、所定時間は、蓄電装置２２のＳＯＣ値によって変化する値である。
【００４２】
所定時間を経過すると、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求の受入処理を行う（Ｓ１８）。具体的には、エンジン１４の作動を停止する。Ｓ１６，Ｓ１８の工程は、停止遅延処理モジュール４８の機能によって実行される。所定時間が経過すると、蓄電装置２２の充電状態は、過放電である電池容量低下危険区域を脱して、閾値ＳＯＣを超える状態となるので、個々で初めて、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求の実行を行う。このように、ＳＯＣが低い場合のみに限り、ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求を遅延、または一時拒否し、エンジン始動状態を抜けて電池に充電アシストが確認されたらＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ要求を許可することで、例えば、クランキングとＲＥＡＤＹ−ＯＦＦを繰り返すことのように、エンジン停止要求によって蓄電装置の容量が低下しすぎることを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る車両制御装置は、ハイブリッド車両のように、発電可能な回転電機と、回転電機によって発電された電力を充電する蓄電装置とを備える車両の制御装置として利用できる。回転電機は複数用いられてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  車両の制御システム、１２  制御対象、１４  エンジン、１６，１８  回転電機、２０  電源回路、２２  蓄電装置、２４，２８  平滑コンデンサ、２６  電圧変換器、３０，３２  インバータ、３４  ＳＯＣ検出部、３６  始動要求部、３８  ＲＥＡＤＹ−ＯＦＦ部、４０  車両制御装置、４２  始動指示モジュール、４４  停止要求取得モジュール、４６  ＳＯＣ判断モジュール、４８  停止遅延処理モジュール。
【図１】
2010174775.tif 000003
【図２】
2010174775.tif 000004