(57)【要約】【課題】蓄電体に異常が発生した場合であっても、車両用制御装置を適切に機能させる。【解決手段】車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置１０であって、自動運転制御を実行する自動運転制御部７４と、自動運転制御部７４に接続される鉛バッテリ３１と、を備える第１電源系５１と、エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ１６と、スタータジェネレータ１６に接続されるリチウムイオンバッテリ３２と、を備える第２電源系５２と、第１電源系５１と第２電源系５２とを接続する導通状態と、第１電源系５１と第２電源系５２とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチＳＷ１と、自動運転制御が実行される場合に、スイッチＳＷ１を導通状態に保持するスイッチ制御部７２と、を有する。【選択図】図１
2019031259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、
前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、
エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、
前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、
前記自動運転制御が実行される場合に、前記スイッチを導通状態に保持するスイッチ制御部と、
を有する、車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記運転制御部は、前記自動運転制御を実行する場合に、走行中における前記電動機の力行制御を禁止する、
車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
前記スイッチ制御部は、走行中に前記電動機が力行状態に制御される場合に、前記スイッチを遮断状態に制御する、
車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記運転制御部は、前記スイッチが導通状態である場合に、前記自動運転制御を許可する一方、前記スイッチが遮断状態である場合に、前記自動運転制御を禁止する、
車両用制御装置。
【請求項５】
車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、
前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、
エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、
前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、
を有し、
前記運転制御部は、前記スイッチが導通状態である場合に、前記自動運転制御を許可する一方、前記スイッチが遮断状態である場合に、前記自動運転制御を禁止する、
車両用制御装置。
【請求項６】
車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、
前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、
エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、
前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御される第１スイッチと、
前記電動機と前記第２蓄電体とを接続する導通状態と、前記電動機と前記第２蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御される第２スイッチと、
前記自動運転制御が実行される場合に、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの双方を導通状態に保持するスイッチ制御部と、
を有する、車両用制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用制御装置において、
前記運転制御部は、前記自動運転制御を実行する場合に、走行中における前記電動機の力行制御を禁止する、
車両用制御装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の車両用制御装置において、
前記スイッチ制御部は、走行中に前記電動機が力行状態に制御される場合に、前記第１スイッチを遮断状態に制御し、前記第２スイッチを導通状態に制御する、
車両用制御装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記運転制御部は、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの双方が導通状態である場合に、前記自動運転制御を許可し、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの少なくとも何れか一方が遮断状態である場合に、前記自動運転制御を禁止する、
車両用制御装置。
【請求項１０】
車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、
前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、
エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、
前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御される第１スイッチと、
前記電動機と前記第２蓄電体とを接続する導通状態と、前記電動機と前記第２蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御される第２スイッチと、
を有し、
前記運転制御部は、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの双方が導通状態である場合に、前記自動運転制御を許可し、
前記第１スイッチと前記第２スイッチとの少なくとも何れか一方が遮断状態である場合に、前記自動運転制御を禁止する、
車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される車両用制御装置として、エンジンに連結される電動機を備えた制御装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の制御装置は、電動機や電気負荷に電力を供給する蓄電体として、互いに接続される鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとを有している。また、引用文献１に記載の制御装置は、電動機を力行させてエンジンをトルクアシストする際に、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとの接続を解除している。これにより、リチウムイオンバッテリから電動機に対する供給電力が急増する場合であっても、鉛バッテリから電気負荷に対して適切に電力を供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２５６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１に記載の制御装置は、電流センサの故障によって鉛バッテリの放電状況を把握できない場合に、バッテリの接続解除を伴う電動機のトルクアシストを禁止している。これにより、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとの接続を維持することができるため、万一、鉛バッテリに異常が発生した場合であっても、リチウムイオンバッテリからの電力供給によって制御装置を適切に機能させることができる。しかしながら、電動機によるトルクアシストが実行された状態、つまり鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとが切り離された状態のもとで、鉛バッテリに異常が発生した場合には制御装置を適切に機能させることは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、蓄電体に異常が発生した場合であっても、車両用制御装置を適切に機能させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用制御装置は、車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、前記自動運転制御が実行される場合に、前記スイッチを導通状態に保持するスイッチ制御部と、を有する。
【０００７】
本発明の車両用制御装置は、車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御されるスイッチと、を有し、前記運転制御部は、前記スイッチが導通状態である場合に、前記自動運転制御を許可する一方、前記スイッチが遮断状態である場合に、前記自動運転制御を禁止する。
【０００８】
本発明の車両用制御装置は、車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御される第１スイッチと、前記電動機と前記第２蓄電体とを接続する導通状態と、前記電動機と前記第２蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御される第２スイッチと、前記自動運転制御が実行される場合に、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの双方を導通状態に保持するスイッチ制御部と、を有する。
【０００９】
本発明の車両用制御装置は、車両の自動運転制御を実行する車両用制御装置であって、前記自動運転制御を実行する運転制御部と、前記運転制御部に接続される第１蓄電体と、を備える第１電源系と、エンジンに連結される電動機と、前記電動機に接続される第２蓄電体と、を備える第２電源系と、前記第１電源系と前記第２電源系とを接続する導通状態と、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す遮断状態と、に制御される第１スイッチと、前記電動機と前記第２蓄電体とを接続する導通状態と、前記電動機と前記第２蓄電体とを切り離す遮断状態と、に制御される第２スイッチと、を有し、前記運転制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの双方が導通状態である場合に、前記自動運転制御を許可し、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの少なくとも何れか一方が遮断状態である場合に、前記自動運転制御を禁止する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転制御部に第１蓄電体と第２蓄電体との双方から電力を供給することができ、運転制御部による自動運転制御を適切に実行することができる。これにより、蓄電体に異常が発生した場合であっても、車両用制御装置を適切に機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す概略図である。
【図２】電源回路の一例を示す回路図である。
【図３】車両用制御装置の制御系の一例を示すブロック図である。
【図４】スタータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図５】スタータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図６】スタータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図７】スタータジェネレータを力行状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図８】フェイルセーフ制御１の実行手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】フェイルセーフ制御２の実行手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、フェイルセーフ制御２が実行されたときの電力供給状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０が搭載されている。また、車両１１には、動力源であるエンジン１２を備えたパワーユニット１３が搭載されている。エンジン１２のクランク軸１４には、ベルト機構１５を介してスタータジェネレータ（電動機）１６が機械的に連結されている。また、エンジン１２にはトルクコンバータ１７を介して変速機構１８が連結されており、変速機構１８にはデファレンシャル機構１９等を介して車輪２０が連結されている。
【００１３】
エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ１６は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。このスタータジェネレータ１６は、クランク軸１４によって駆動される発電機として機能するだけでなく、クランク軸１４を回転させる電動機として機能する。例えば、アイドリングストップ制御においてエンジン１２を再始動させる場合や、発進時や加速時等の走行中にエンジン１２をアシスト駆動する場合には、スタータジェネレータ１６は電動機として力行状態に制御される。
【００１４】
スタータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ２１と、フィールドコイルを備えたロータ２２と、を有している。また、スタータジェネレータ１６には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイコン等からなるＩＳＧコントローラ２３が設けられている。ＩＳＧコントローラ２３によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧、発電トルク、力行トルク等を制御することができる。
【００１５】
［電源回路］
車両用制御装置１０が備える電源回路３０について説明する。図２は電源回路３０の一例を示す回路図である。図２に示すように、電源回路３０は、スタータジェネレータ１６に電気的に接続される鉛バッテリ（第１蓄電体）３１と、これと並列にスタータジェネレータ１６に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ（第２蓄電体）３２と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ３２を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ３２の端子電圧は、鉛バッテリ３１の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ３２を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ３２の内部抵抗は、鉛バッテリ３１の内部抵抗よりも小さく設計されている。
【００１６】
鉛バッテリ３１の正極端子３１ａには正極ライン３３が接続され、リチウムイオンバッテリ３２の正極端子３２ａには正極ライン３４が接続され、スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａには正極ライン３５が接続される。これらの正極ライン３３〜３５は、接続点３６を介して互いに接続されている。また、鉛バッテリ３１の負極端子３１ｂには負極ライン３７が接続され、リチウムイオンバッテリ３２の負極端子３２ｂには負極ライン３８が接続され、スタータジェネレータ１６の負極端子１６ｂには負極ライン３９が接続される。これらの負極ライン３７〜３９は、基準電位点４０を介して互いに接続されている。
【００１７】
鉛バッテリ３１の正極ライン３３には、導通状態と遮断状態とに切り替えられる第１スイッチ（スイッチ）ＳＷ１が設けられている。このスイッチＳＷ１を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ３１とは互いに接続される一方、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ３１とは互いに切り離される。また、リチウムイオンバッテリ３２の正極ライン３４には、導通状態と遮断状態とに切り替えられる第２スイッチＳＷ２が設けられている。このスイッチＳＷ２を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ３２とは互いに接続される一方、スイッチＳＷ２を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ３２とは互いに切り離される。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。
【００１８】
図１に示すように、電源回路３０には、バッテリモジュール４１が設けられている。このバッテリモジュール４１には、リチウムイオンバッテリ３２が組み込まれるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が組み込まれている。また、バッテリモジュール４１には、マイコン等からなるバッテリコントローラ４２が設けられている。バッテリコントローラ４２は、リチウムイオンバッテリ３２の充電状態ＳＯＣ、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等を監視する機能や、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する機能を有している。なお、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。
【００１９】
鉛バッテリ３１の正極ライン３３には、複数の電気負荷４９からなる電気負荷群５０が接続されている。電気負荷群５０を構成する電気負荷４９として、ＩＳＧコントローラ２３やバッテリコントローラ４２が設けられるとともに、後述する各コントローラ６０，６１，６３，６５，７０やアクチュエータ６２，６４が設けられている。また、鉛バッテリ３１の負極ライン３７には、鉛バッテリ３１の充放電状況を検出するバッテリセンサ５３が設けられている。このバッテリセンサ５３は、鉛バッテリ３１の充電電流、放電電流、端子電圧、充電状態ＳＯＣ等を検出する機能を有している。また、鉛バッテリ３１の正極ライン３３には、電気負荷群５０等を保護するヒューズ５４が設けられている。
【００２０】
図１および図２に示すように、電源回路３０には、鉛バッテリ３１および電気負荷群５０からなる第１電源系５１と、リチウムイオンバッテリ３２およびスタータジェネレータ１６からなる第２電源系５２と、が設けられている。第１電源系５１と第２電源系５２との間には、スイッチＳＷ１が設けられている。スイッチＳＷ１を導通状態に制御することにより、第１電源系５１と第２電源系５２とは互いに接続される。一方、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御することにより、第１電源系５１と第２電源系５２とは互いに切り離される。
【００２１】
［制御系］
図３は車両用制御装置１０の制御系の一例を示すブロック図である。図３に示すように、車両用制御装置１０は、前述したＩＳＧコントローラ２３やバッテリコントローラ４２だけでなく、エンジン１２の作動状態を制御するエンジンコントローラ６０や、変速機構１８の作動状態を制御するミッションコントローラ６１を有している。また、車両用制御装置１０は、車輪２０の制動力を調整するブレーキアクチュエータ６２を制御するブレーキコントローラ６３や、車輪２０の操舵角を調整するステアリングアクチュエータ６４を制御するステアリングコントローラ６５を有している。さらに、車両用制御装置１０は、各コントローラ２３，４２，６０，６１，６３，６５を統括して制御するメインコントローラ７０を有している。これらのコントローラ２３，４２，６０，６１，６３，６５，７０は、マイコン等によって構成されるとともに、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク６６を介して互いに通信自在に接続されている。
【００２２】
また、メインコントローラ７０は、パワーユニット１３や電源回路３０等を制御する各機能部を有している。メインコントローラ７０に設けられる機能部として、スタータジェネレータ１６を制御するＩＳＧ制御部７１、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御するスイッチ制御部７２、鉛バッテリ３１の異常状態を検出する異常検出部７３、および車両１１の自動運転制御を実行する自動運転制御部７４等がある。
【００２３】
メインコントローラ７０のＩＳＧ制御部７１は、ＩＳＧコントローラ２３に制御信号を出力し、スタータジェネレータ１６を力行状態や発電状態に制御する。例えば、ＩＳＧ制御部７１は、アイドリングストップ制御においてエンジン１２を再始動させる場合や、発進時や加速時等においてエンジン１２をアシスト駆動する場合に、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御する。また、後述するように、ＩＳＧ制御部７１は、リチウムイオンバッテリ３２の充電状態ＳＯＣが低い場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を上げて燃焼発電状態に制御する一方、リチウムイオンバッテリ３２の充電状態ＳＯＣが高い場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げて発電休止状態に制御する。
【００２４】
メインコントローラ７０のスイッチ制御部７２は、バッテリコントローラ４２に制御信号を出力し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を導通状態や遮断状態に制御する。例えば、スイッチ制御部７２は、図示しないスタータモータを用いたエンジン初始動時に、電気負荷４９の１つであるスタータモータに鉛バッテリ３１から電力を供給するため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を共に遮断状態に制御する。また、スイッチ制御部７２は、スタータモータによるエンジン初始動後に、スタータジェネレータ１６によって鉛バッテリ３１を補充電するため、スイッチＳＷ２を遮断状態に制御してスイッチＳＷ１を導通状態に制御する。そして、スイッチ制御部７２は、エンジン初始動後における鉛バッテリ３１の補充電が終了すると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を共に導通状態に制御する。また、後述するように、スイッチ制御部７２は、スタータジェネレータ１６が力行制御される際に、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御する。なお、スイッチ制御部７２は、リチウムイオンバッテリ３２等に異常が発生した場合に、スイッチＳＷ２を遮断状態に制御する。
【００２５】
前述したように、メインコントローラ７０には、車両１１の自動運転制御を実行する自動運転制御部７４が設けられている。また、メインコントローラ７０には、車両前方を撮像するフロントカメラ７５、車両後方を撮像するリヤカメラ７６、車両後方の障害物を検出する後側方レーダ７７等が接続されている。メインコントローラ７０の自動運転制御部７４は、カメラ７５，７６やレーダ７７等の情報に基づいて車両周辺の状況を監視するとともに、周辺状況に応じて車両１１の操舵や加減速を自動的に制御する。つまり、自動運転制御部７４は、エンジンコントローラ６０、ＩＳＧコントローラ２３、ミッションコントローラ６１、ブレーキコントローラ６３およびステアリングコントローラ６５等に制御信号を出力し、車両周辺状況に応じてパワーユニット１３、ブレーキアクチュエータ６２およびステアリングアクチュエータ６４等を制御する。
【００２６】
このように、自動運転制御部７４を備えたメインコントローラ７０は、電気負荷群５０を構成する電気負荷４９として設けられている。つまり、第１電源系５１に設けられる電気負荷４９の１つとして、自動運転制御部（運転制御部）７４が設けられている。なお、メインコントローラ７０によって実行される自動運転制御としては、運転操作や周辺監視の全てをメインコントローラ７０が行う制御に限られることはなく、運転操作や周辺監視の一部をメインコントローラ７０が行う運転支援制御も含まれる。このような運転支援制御として、例えば、前方車両に追従しながら加減速走行を行うアダプティブクルーズコントロールがあり、走行車線を逸脱しそうになると車輪２０を操舵して車線中央に復帰させる車線維持制御があり、車両前方の障害物に接近した場合に車輪２０を制動する自動ブレーキ制御がある。
【００２７】
［電力供給状況］
スタータジェネレータ１６の発電制御や力行制御に伴う電力供給状況について説明する。図４はスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図５はスタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図６はスタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図７はスタータジェネレータ１６を力行状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。なお、図４〜図７に示した黒塗りの矢印は、電源回路３０内の電力供給状況を示している。
【００２８】
図４に示すように、リチウムイオンバッテリ３２の蓄電量が低下している場合には、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ３２の充電状態ＳＯＣが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ３２を充電して充電状態ＳＯＣを高めるため、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧がリチウムイオンバッテリ３２の端子電圧よりも引き上げられる。これにより、図４に示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ３２、電気負荷群５０および鉛バッテリ３１等に対して発電電力が供給される。なお、スタータジェネレータ１６の燃焼発電状態とは、エンジン１２によってスタータジェネレータ１６が発電駆動される状態である。
【００２９】
図５に示すように、リチウムイオンバッテリ３２の蓄電量が十分に確保されている場合には、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ３２の充電状態ＳＯＣが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ３２から電気負荷群５０に対する電力供給が可能であるため、スタータジェネレータ１６は発電休止状態に制御される。スタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧がリチウムイオンバッテリ３２の端子電圧よりも引き下げられる。これにより、図５に示すように、リチウムイオンバッテリ３２から電気負荷群５０等に電力が供給されるため、スタータジェネレータ１６の発電を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を低減することができる。
【００３０】
前述したように、メインコントローラ７０は、充電状態ＳＯＣに基づきスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態や発電休止状態に制御するが、減速走行時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、減速走行時には、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され、スタータジェネレータ１６の発電電圧がバッテリ３１，３２や電気負荷群５０等の耐電圧を超えない範囲で引き上げられる。これにより、図６に示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ３２や鉛バッテリ３１に大きな電流を供給することができる。つまり、スタータジェネレータ１６の発電電力を増やすことができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両１１のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。なお、リチウムイオンバッテリ３２の内部抵抗は、鉛バッテリ３１の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の多くはリチウムイオンバッテリ３２に供給される。
【００３１】
図４〜図６に示すように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は導通状態に保持される。つまり、車両用制御装置１０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御を行うことなく、スタータジェネレータ１６の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ３２の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ３２の充放電を制御することができ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、図７に示すように、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御する際には、スイッチＳＷ１が遮断状態に制御される。つまり、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２を始動回転させる場合（以下、スタータジェネレータ１６によるエンジン再始動と記載する。）や、スタータジェネレータ１６によって走行中にエンジン１２をアシスト駆動する場合（以下、スタータジェネレータ１６によるアシスト駆動と記載する。）には、スイッチＳＷ１が導通状態から遮断状態に制御される。これにより、鉛バッテリ３１およびこれに接続される電気負荷群５０からなる第１電源系５１と、リチウムイオンバッテリ３２およびこれに接続されるスタータジェネレータ１６からなる第２電源系５２と、が互いに切り離される。これにより、図７に示すように、スタータジェネレータ１６の消費電流が増加する場合であっても、鉛バッテリ３１から電気負荷群５０に電力を供給することができるため、電気負荷群５０に対する瞬間的な電圧低下つまり瞬低を防止することができ、電気負荷群５０を適切に機能させることができる。
【００３３】
［フェイルセーフ制御１］
続いて、メインコントローラ７０によって所定周期毎に実行されるフェイルセーフ制御１について説明する。図８はフェイルセーフ制御１の実行手順の一例を示すフローチャートである。なお、図８には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の導通状態がＯＮとして記載される。
【００３４】
図８に示すように、ステップＳ１０では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共に導通状態であるか否かが判定される。ステップＳ１０において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共に導通状態である場合、つまり電気負荷群５０に対してリチウムイオンバッテリ３２が接続されている場合には、ステップＳ１１に進み、メインコントローラ７０による自動運転制御が許可される。一方、ステップＳ１０において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の少なくとも一方が遮断状態である場合、つまり電気負荷群５０からリチウムイオンバッテリ３２が分離されている場合には、ステップＳ１２に進み、メインコントローラ７０による自動運転制御が禁止される。
【００３５】
このように、電気負荷群５０に対してリチウムイオンバッテリ３２が接続される場合に、自動運転制御を許可したので、自動運転制御の信頼性を向上させることができる。すなわち、電気負荷群５０に鉛バッテリ３１とリチウムイオンバッテリ３２との双方が接続された状態のもとで、メインコントローラ７０等による自動運転制御が実行される。これにより、自動運転制御中に鉛バッテリ３１に端子外れ等の異常が発生した場合であっても、リチウムイオンバッテリ３２からメインコントローラ７０等に電力供給を継続することができる。これにより、急に自動運転制御が解除されることはなく、自動運転制御を適切に継続させることができ、自動運転制御の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
［フェイルセーフ制御２］
続いて、メインコントローラ７０によって所定周期毎に実行されるフェイルセーフ制御２について説明する。図９はフェイルセーフ制御２の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図１０（ａ）および（ｂ）はフェイルセーフ制御２が実行されたときの電力供給状況の一例を示す図である。なお、図１０（ａ）および（ｂ）に示した黒塗りの矢印は、電源回路３０内の電力供給状況を示している。
【００３７】
図９に示すように、ステップＳ２０では、自動運転制御が実行されているか否かが判定される。ステップＳ２０において、自動運転制御が実行されていると判定された場合には、ステップＳ２１に進み、スタータジェネレータ１６の力行制御が禁止される。一方、ステップＳ２０において、自動運転制御が実行されていないと判定された場合には、ステップＳ２２に進み、スタータジェネレータ１６の力行制御が許可される。このように、自動運転制御が実行される場合には、スタータジェネレータ１６によるエンジン再始動やアシスト駆動を禁止するようにしたので、図７に示すように、スイッチＳＷ１が遮断状態に切り替えられることはなく、スイッチＳＷ１は導通状態に保持される。
【００３８】
このように、自動運転制御が実行される場合には、スイッチＳＷ１を導通状態に保持するようにしたので、自動運転制御の信頼性を向上させることができる。すなわち、電気負荷群５０に鉛バッテリ３１とリチウムイオンバッテリ３２との双方が接続された状態のもとで、メインコントローラ７０等による自動運転制御が実行される。これにより、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、自動運転制御中に鉛バッテリ３１に端子外れ等の異常状態が発生し、鉛バッテリ３１から電気負荷群５０に対する電力供給が遮断された場合であっても、スタータジェネレータ１６やリチウムイオンバッテリ３２から電気負荷群５０、つまりメインコントローラ７０等に電力を供給することができる。
【００３９】
つまり、図１０（ａ）に示すように、スタータジェネレータ１６が発電状態に制御される場合には、スタータジェネレータ１６から自動運転制御中のメインコントローラ７０等に電力を供給することができる。また、図１０（ｂ）に示すように、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される場合には、リチウムイオンバッテリ３２から自動運転制御中のメインコントローラ７０等に電力を供給することができる。これにより、自動運転制御を正常に機能させることができ、自動運転制御の信頼性を向上させることができる。なお、メインコントローラ７０の異常検出部７３によって、自動運転制御中に鉛バッテリ３１の異常状態が検出された場合には、警告表示や警告音等を用いて乗員に自動運転の解除予告が行われ、乗員に対して運転権限が適切に委譲される。
【００４０】
前述の説明では、自動運転制御が実行される場合に、スタータジェネレータ１６の力行制御を禁止している。つまり、自動運転制御が実行される場合に、スタータジェネレータ１６によるエンジン再始動を禁止し、スタータジェネレータ１６によるアシスト駆動を禁止しているが、これに限られることはない。例えば、自動運転制御が実行される場合に、スタータジェネレータ１６によるアシスト駆動を禁止する一方、スタータジェネレータ１６によるエンジン再始動を許可しても良い。このように、自動運転制御が実行される場合には、少なくとも走行中におけるスタータジェネレータ１６の力行制御が禁止されていれば良い。
【００４１】
また、前述の説明では、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御する場合、つまりスタータジェネレータ１６によるエンジン再始動を行う際や、スタータジェネレータ１６によるアシスト駆動を行う際に、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御しているが、これに限られることはない。例えば、スタータジェネレータ１６によるアシスト駆動時に、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御する一方、スタータジェネレータ１６によるエンジン再始動時に、スイッチＳＷ１を導通状態に保持しても良い。このように、メインコントローラ７０は、少なくとも走行中にスタータジェネレータ１６が力行状態に制御される場合において、スイッチＳＷ１を導通状態から遮断状態に制御するものであれば良い。
【００４２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両用制御装置１０にスイッチＳＷ２を設けているが、これに限られることはなく、車両用制御装置１０からスイッチＳＷ２を削減しても良い。すなわち、鉛バッテリ３１および電気負荷群５０からなる第１電源系５１と、リチウムイオンバッテリ３２およびスタータジェネレータ１６からなる第２電源系５２と、を互いに切り離す観点からは、車両用制御装置１０にスイッチＳＷ１が設けられていれば良く、車両用制御装置１０からスイッチＳＷ２を削減しても良い。また、図示する例では、バッテリモジュール４１にスイッチＳＷ１，ＳＷ２を組み込んでいるが、これに限られることはなく、バッテリモジュール４１の外にスイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けても良い。さらに、前述の説明では、リチウムイオンバッテリ３２の正極ライン３４にスイッチＳＷ２を設けているが、これに限られることはない。例えば、図２に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ３２の負極ライン３８にスイッチＳＷ２を設けても良い。
【００４３】
前述の説明では、第１蓄電体として鉛バッテリ３１を採用し、第２蓄電体としてリチウムイオンバッテリ３２を採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、第１蓄電体と第２蓄電体とは、異なる種類の蓄電体に限られることはなく、同じ種類の蓄電体であっても良いことはいうまでもない。また、前述の説明では、第２蓄電体の内部抵抗を、第１蓄電体の内部抵抗よりも小さくしているが、これに限られることはなく、第２蓄電体の内部抵抗を第１蓄電体の内部抵抗よりも大きくしても良く、第２蓄電体の内部抵抗と第１蓄電体の内部抵抗とを同じにしても良い。
【００４４】
前述の説明では、電動機としてスタータジェネレータ１６を採用しているが、これに限られることはない。例えば、電動機としてスタータモータを採用しても良く、電動機としてモータジェネレータを採用しても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ７０に、スイッチ制御部７２や自動運転制御部７４を設けているが、これに限られることはない。例えば、他のコントローラや複数のコントローラに、スイッチ制御部や自動運転制御部を設けても良い。また、前述の説明では、自動運転制御を実行する運転制御部として、メインコントローラ７０の自動運転制御部７４を例示しているが、これに限られることはない。例えば、ＩＳＧコントローラ２３、エンジンコントローラ６０、ミッションコントローラ６１、ブレーキアクチュエータ６２、ブレーキコントローラ６３、ステアリングアクチュエータ６４、ステアリングコントローラ６５等が、自動運転制御を実行する運転制御部であっても良い。
【００４５】
また、メインコントローラ７０によって実行されるフェイルセーフ制御１，２については、フェイルセーフ制御１を実行した後にフェイルセーフ制御２を実行しても良く、フェイルセーフ制御１を単独で実行しても良く、フェイルセーフ制御２を単独で実行しても良い。なお、前述の説明では、鉛バッテリ３１の異常として、端子外れを例示しているが、これに限られることはない。例えば、鉛バッテリ３１の異常としては、鉛バッテリ３１が十分に放電できない状態であれば良く、例えば、鉛バッテリ３１に接続されるライン３３，３７の断線や短絡等であって良く、鉛バッテリ３１の過度な温度上昇であっても良く、鉛バッテリ３１の充電状態ＳＯＣの過度な低下であっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０    車両用制御装置
１１    車両
１２    エンジン
１６    スタータジェネレータ（電動機）
３１    鉛バッテリ（第１蓄電体）
３２    リチウムイオンバッテリ（第２蓄電体）
５１    第１電源系
５２    第２電源系
７０    メインコントローラ
７２    スイッチ制御部
７４    自動運転制御部（運転制御部）
ＳＷ１    第１スイッチ（スイッチ）
ＳＷ２    第２スイッチ
【図１】
2019031259.tif 000003
【図２】
2019031259.tif 000004
【図３】
2019031259.tif 000005
【図４】
2019031259.tif 000006
【図５】
2019031259.tif 000007
【図６】
2019031259.tif 000008
【図７】
2019031259.tif 000009
【図８】
2019031259.tif 000010
【図９】
2019031259.tif 000011
【図１０】
2019031259.tif 000012