特許 6684119 車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6684119

(24)【登録日】2020年3月31日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01K 23/10 20060101AFI20200413BHJP

   F01K 23/06 20060101ALI20200413BHJP

   F02G 5/00 20060101ALI20200413BHJP

   B60W 30/08 20120101ALI20200413BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   F01K23/10 G

   F01K23/10 F

   F01K23/06 P

   F02G5/00 B

   B60W30/08

   F01P3/20 F

   F01K23/10 P

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-52748(P2016-52748)

(22)【出願日】2016年3月16日

(65)【公開番号】特開2017-166422(P2017-166422A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年12月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】種岡 秀之

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１６−５０７６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４９１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００３６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３０９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７０１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１９７０９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−００８２５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ ３０／０８

Ｆ０１Ｋ ２３／０６

Ｆ０１Ｋ ２３／１０

Ｆ０１Ｐ ３／２０

Ｆ０２Ｇ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のエンジンの廃熱により加熱される作動媒体が循環する流路及び前記流路に設けられ前記作動媒体を膨張させて機械エネルギを生成する膨張器を含むランキンサイクルを備える車両の制御装置において、
前記ランキンサイクルは、前記流路の前記膨張器より上流側と下流側とを連通するバイパス流路及び前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁を含み、
前記車両の衝突が発生するか否かを予測する予測部と、
前記バイパス弁の駆動を制御するバイパス弁制御部と、
を備え、
前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記バイパス弁を開放した後、前記膨張器へ供給される前記作動媒体の蒸気圧が目標圧力に近づくように前記バイパス弁の開度を制御する、
車両の制御装置。

【請求項2】

車両のエンジンの廃熱により加熱される作動媒体が循環する流路及び前記流路に設けられ前記作動媒体を膨張させて機械エネルギを生成する膨張器を含むランキンサイクルを備える車両の制御装置において、
前記ランキンサイクルは、前記流路の前記膨張器より上流側と下流側とを連通するバイパス流路及び前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁を含み、
前記車両の衝突が発生するか否かを予測する予測部と、
前記バイパス弁の駆動を制御するバイパス弁制御部と、
前記作動媒体を循環させるランキンサイクルポンプの駆動を制御するポンプ制御部と、
を備え、
前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記バイパス弁を開放し、
前記ポンプ制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記ランキンサイクルポンプの回転数を低減させ、前記ランキンサイクルポンプの回転数を所定の目標回転数に近づくように制御する、
車両の制御装置。

【請求項3】

前記ポンプ制御部は、前記衝突が発生すると予測された後において、前記衝突が回避されたと予測された場合に、前記ランキンサイクルポンプの駆動制御を、前記衝突が発生すると予測されない場合に実行される通常制御へ復帰させる、請求項２に記載の車両の制御装置。

【請求項4】

前記ポンプ制御部は、前記衝突が発生したことが検出された場合に、前記ランキンサイクルポンプの駆動を停止させる、請求項２又は３に記載の車両の制御装置。

【請求項5】

前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生すると予測された後において、前記衝突が回避されたと予測された場合に、前記バイパス弁を閉鎖する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

【請求項6】

前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生したことが検出された場合に、前記バイパス弁を開放する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

【請求項7】

前記膨張器により生成された前記機械エネルギを用いて発電する発電機による発電を制御する発電制御部をさらに備え、
前記発電制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記発電機の回転を停止させる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

【請求項8】

前記発電制御部は、前記衝突が発生すると予測された後において、前記衝突が回避されたと予測された場合に、前記発電機の回転を復帰させる、請求項７に記載の車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両において生じる廃熱を用いて機械エネルギを生成するランキンサイクルが知られている。ランキンサイクルでは、流路内を循環し、エンジンの廃熱により加熱される作動媒体が利用される。ランキンサイクルを搭載した車両では、事故が起きた場合、事故後において作動媒体の圧力が上昇を続けることによって、作動媒体が循環する流路が破損する場合がある。それにより、二次的な被害が生じるおそれがある。そこで、このような二次的な被害を防止するための技術が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、事故を検出した後長時間経過してから生じる可能性のあるランキンサイクルを実施する閉ループの破壊を防止するために、車両に対する激しい衝撃を検出した後、当該ループを外気と連通させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０９６６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、事故が起きた場合に、他の車両等との衝突によって車両が衝撃を受けることによって、ランキンサイクルの作動媒体が循環する流路が直接的に破壊されるおそれがある。ランキンサイクルにおいて、作動媒体は大気圧と比較して高圧の状態となっているので、事故により車両が受ける衝撃によって当該流路が直接的に破壊された場合、被害が増大し得る。例えば、特許文献１に開示された技術では、事故により車両が衝撃を受けたことを検出した後に、当該流路に相当する閉ループを外気と連通させるので、衝突が発生した直後において、作動媒体を十分に減圧することが困難となり得る。

【0006】

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、事故が起きた場合であっても、安全をより確実に確保することが可能な車両の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両のエンジンの廃熱により加熱される作動媒体が循環する流路及び前記流路に設けられ前記作動媒体を膨張させて機械エネルギを生成する膨張器を含むランキンサイクルを備える車両の制御装置において、前記ランキンサイクルは、前記流路の前記膨張器より上流側と下流側とを連通するバイパス流路及び前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁を含み、前記車両の衝突が発生するか否かを予測する予測部と、前記バイパス弁の駆動を制御するバイパス弁制御部と、を備え、前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記バイパス弁を開放した後、前記膨張器へ供給される前記作動媒体の蒸気圧が目標圧力に近づくように前記バイパス弁の開度を制御する、車両の制御装置が提供される。

【0009】

前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生すると予測された後において、前記衝突が回避されたと予測された場合に、前記バイパス弁を閉鎖してもよい。

【0010】

前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生したことが検出された場合に、前記バイパス弁を開放してもよい。

【0011】

前記膨張器により生成された前記機械エネルギを用いて発電する発電機による発電を制御する発電制御部をさらに備え、前記発電制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記発電機の回転を停止させてもよい。

【0012】

前記発電制御部は、前記衝突が発生すると予測された後において、前記衝突が回避されたと予測された場合に、前記発電機の回転を復帰させてもよい。

【0013】

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、車両のエンジンの廃熱により加熱される作動媒体が循環する流路及び前記流路に設けられ前記作動媒体を膨張させて機械エネルギを生成する膨張器を含むランキンサイクルを備える車両の制御装置において、前記ランキンサイクルは、前記流路の前記膨張器より上流側と下流側とを連通するバイパス流路及び前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁を含み、前記車両の衝突が発生するか否かを予測する予測部と、前記バイパス弁の駆動を制御するバイパス弁制御部と、前記作動媒体を循環させるランキンサイクルポンプの駆動を制御するポンプ制御部と、を備え、前記バイパス弁制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記バイパス弁を開放し、前記ポンプ制御部は、前記衝突が発生すると予測された場合に、前記ランキンサイクルポンプの回転数を低減させ、前記ランキンサイクルポンプの回転数を所定の目標回転数に近づくように制御する、車両の制御装置が提供される。

【0015】

前記ポンプ制御部は、前記衝突が発生すると予測された後において、前記衝突が回避されたと予測された場合に、前記ランキンサイクルポンプの駆動制御を、前記衝突が発生すると予測されない場合に実行される通常制御へ復帰させてもよい。

【0016】

前記ポンプ制御部は、前記衝突が発生したことが検出された場合に、前記ランキンサイクルポンプの駆動を停止させてもよい。

【発明の効果】

【0019】

以上説明したように本発明によれば、事故が起きた場合であっても、安全をより確実に確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る車両の充電システムの概略構成の一例を示す模式図である。

【図2】参考例に係る制御が行われた場合における、車両の衝突が発生した状況下での、各種状態量の推移の一例を示す模式図である。

【図3】同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す説明図である。

【図4】同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】同実施形態に係る制御装置が行う衝突予測時処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図6】同実施形態に係る制御装置が行う衝突発生時処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】同実施形態に係る制御装置が行う通常制御への復帰処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図8】同実施形態に係る制御装置による制御が行われた場合における、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が発生した状況下での、各種状態量の推移の一例を示す模式図である。

【図9】外気開放弁の開放後における閉空間内の蒸気圧の推移の一例を示す模式図である。

【図10】同実施形態に係る制御装置による制御が行われた場合における、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が回避された状況下での、各種状態量の推移の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0022】

＜１．充電システムの構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る車両の充電システム１０の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る充電システム１０の概略構成の一例を示す模式図である。図１に示したように、充電システム１０は、エンジン１４と、冷却水流路１６と、駆動力伝達系１８と、駆動輪２２と、高電圧バッテリ３０と、モータ・ジェネレータ４０と、発電機６０と、ランキンサイクル７０と、ステアリング操舵角センサ２０２と、車速センサ２０４と、加速度センサ２０６と、ポンプ回転数センサ２０８と、蒸気圧センサ２１０と、制御装置１００と、を備える。

【0023】

エンジン１４は、車両の走行状態に応じて運転又は停止する。例えば、エンジン１４は、車両の走行中において要求トルクに応じて運転又は停止する。エンジン１４の運転により生成された駆動力は、駆動力伝達系１８を介して、駆動輪２２へ伝達される。エンジン１４のシリンダブロックやシリンダヘッドには、冷却水が循環する冷却水流路１６が、エンジン１４を冷却するために、設けられている。エンジン１４の廃熱は、冷却水流路１６内を循環する冷却水によって回収される。冷却水流路１６は、エンジン１４の外部においてランキンサイクル７０の熱交換器７８と接続され、熱交換器７８においてランキンサイクル７０の作動媒体と熱交換を行う。

【0024】

高電圧バッテリ３０は、高電圧（例えば、２００Ｖ）の電力供給源である。具体的には、高電圧バッテリ３０は、車両の駆動力を出力するモータ・ジェネレータ４０へ電力を供給する他、車両内の各種装置へ電力を供給する低電圧バッテリへ電力を供給する。高電圧バッテリ３０には発電機６０により発電された電力及びモータ・ジェネレータ４０により発電された電力が、それぞれ蓄電される。

【0025】

モータ・ジェネレータ４０は、車両の駆動力を生成する駆動用モータとしての機能を有する。また、モータ・ジェネレータ４０は、車両の減速時に車両の運動エネルギを用いて発電し、発電された電力を高電圧バッテリ３０へ蓄電する発電機としての機能を有する。モータ・ジェネレータ４０は、例えば、三相交流式のモータとインバータ装置とを備え、インバータ装置を介して高電圧バッテリ３０と電気的に接続されている。なお、当該インバータ装置はコンバータ装置としての機能も有する。

【0026】

モータ・ジェネレータ４０が駆動用モータとして機能する場合、高電圧バッテリ３０から供給される直流電力がインバータ装置によって交流電力に変換され、モータへ供給される。それにより、モータによって駆動力が生成される。モータ・ジェネレータ４０により生成された駆動力は、駆動力伝達系１８を介して、駆動輪２２へ伝達される。制御装置１００は、インバータ装置を制御することによって、モータ・ジェネレータ４０による駆動力の生成を制御する。

【0027】

モータ・ジェネレータ４０が車両の減速時に発電機として機能する場合、制御装置１００によりインバータ装置が制御されることによって、駆動輪２２の回転エネルギを用いてモータにより発電が行われ、発電された交流電力がインバータ装置により直流電力に変換され、高電圧バッテリ３０へ蓄電される。それにより、駆動輪２２の回転に抵抗が与えられ、制動力が発生する。制御装置１００は、インバータ装置を制御することによって、モータ・ジェネレータ４０による発電を制御する。具体的には、制御装置１００は、インバータ装置を介してモータ・ジェネレータ４０の出力電圧を制御する。

【0028】

ランキンサイクル７０は、車両のエンジン１４の廃熱を用いて、機械エネルギを生成する。図１に示したように、ランキンサイクル７０は、作動媒体流路７２と、ランキンサイクルポンプ７４と、熱交換器７８と、膨張器８６と、凝縮器９０と、タンク９８と、バイパス流路８２と、バイパス弁９４と、を含む。

【0029】

作動媒体流路７２は、ランキンサイクル７０の作動媒体が循環する流路である。作動媒体として、例えば、水、フロン又はアルコールが適用され得る。

【0030】

ランキンサイクルポンプ７４は、タンク９８に貯留された作動媒体を吸い上げ、作動媒体流路７２内で作動媒体を循環させるポンプである。ランキンサイクルポンプ７４の駆動は、制御装置１００によって制御される。ランキンサイクルポンプ７４は、例えば、電動モータを備え、制御装置１００からの動作指示に基づいて当該電動モータが駆動されることによって、ランキンサイクルポンプ７４の回転数が制御されるように構成される。

【0031】

熱交換器７８には、作動媒体流路７２及び冷却水流路１６が接続される。熱交換器７８において、作動媒体と冷却水との間で熱交換が行われる。それにより、作動媒体は、エンジン１４の廃熱を有する冷却水によって加熱され、気化する。

【0032】

膨張器８６は、作動媒体流路７２に設けられ、熱交換器７８で気化した作動媒体を膨張させて機械エネルギを生成する。具体的には、膨張器８６において、作動媒体は膨張室へ吸入され、膨張室で作動媒体が膨張し、羽根車が作動媒体の流れを受けることにより、当該羽根車と接続された回転体の回転運動のエネルギが生成される。膨張器８６は発電機６０と接続されており、膨張器８６で生成された機械エネルギは発電機６０へ伝達される。

【0033】

凝縮器９０は、膨張器８６を通過した気相の作動媒体を、ファンによる送風等によって、冷却して凝縮する。凝縮器９０によって凝縮された作動媒体は、タンク９８へ貯留される。

【0034】

バイパス流路８２は、作動媒体流路７２の膨張器８６より上流側と下流側とを連通する流路である。バイパス流路８２には、バイパス流路８２を開閉可能なバイパス弁９４が設けられる。バイパス弁９４によりバイパス流路８２が閉鎖されている状態において、作動媒体は、ランキンサイクルポンプ７４、熱交換器７８、膨張器８６、凝縮器９０及びタンク９８を順に流れる。バイパス弁９４の駆動は、制御装置１００によって制御される。バイパス弁９４として、例えば、電磁弁が適用され、制御装置１００からの動作指示に基づいて、当該電磁弁が駆動されるように構成される。なお、バイパス弁９４は、開度が連続的に可変な弁であってもよく、開状態及び閉状態の２つの開度のみを切り替え可能な弁であってもよい。

【0035】

ランキンサイクル７０において、作動媒体流路７２を循環する作動媒体は、膨張器８６より上流側において、比較的高圧な状態となっている。バイパス弁９４を開放することによって、膨張器８６の上流側と下流側とを連通することにより、膨張器８６へ供給される作動媒体の蒸気圧を低下させることができる。それにより、ランキンサイクル７０の作動媒体を効果的に減圧させることができる。

【0036】

発電機６０は、膨張器８６により生成された機械エネルギを用いて発電し、発電された電力を高電圧バッテリ３０へ蓄電する。発電機６０は、例えば、三相交流式のモータとコンバータ装置とを備え、コンバータ装置を介して高電圧バッテリ３０と電気的に接続されている。モータは膨張器８６の回転体と接続され、回転体の回転運動のエネルギがモータへ伝達される。制御装置１００によりコンバータ装置が制御されることによって、モータへ伝達される回転運動のエネルギを用いてモータにより発電が行われ、発電された交流電力がコンバータ装置により直流電力に変換され、高電圧バッテリ３０へ蓄電される。制御装置１００は、コンバータ装置を制御することによって、発電機６０による発電を制御する。具体的には、制御装置１００は、コンバータ装置を介して発電機６０の出力電圧を制御する。

【0037】

ステアリング操舵角センサ２０２は、運転者によるステアリングホイールの操作に応じたステアリング操舵角を検出し、検出結果を出力する。

【0038】

車速センサ２０４は、車両の速度である車速を検出し、検出結果を出力する。

【0039】

加速度センサ２０６は、車両の加速度を検出し、検出結果を出力する。

【0040】

ポンプ回転数センサ２０８は、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を検出し、検出結果を出力する。

【0041】

蒸気圧センサ２１０は、ランキンサイクル７０の作動媒体流路７２の膨張器８６より上流側に設けられ、膨張器８６へ供給される作動媒体の蒸気圧（以下、単に、作動媒体の蒸気圧とも称する。）を検出し、検出結果を出力する。

【0042】

制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。

【0043】

制御装置１００は、充電システム１０を構成する各装置の動作を制御する。具体的には、制御装置１００は、制御対象である各アクチュエータに対して電気信号を用いて動作指示を行う。より具体的には、制御装置１００は、ランキンサイクルポンプ７４の駆動、バイパス弁９４の駆動、発電機６０による発電、及びモータ・ジェネレータ４０による発電並びに駆動力の生成を制御する。また、制御装置１００は、各センサから出力された情報を受信する。制御装置１００は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて各センサと通信を行ってもよい。なお、本実施形態に係る制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。本実施形態では、制御装置１００が行うバイパス弁９４の駆動制御によって、事故が起きた場合であっても、安全をより確実に確保することが可能となる。なお、制御装置１００の詳細については、後述する。

【0044】

＜２．参考例での車両の衝突時における作動媒体の蒸気圧挙動＞
続いて、本実施形態に係る制御装置１００の詳細についての説明に先立って、図２を参照して、参考例での車両の衝突時における作動媒体の蒸気圧挙動について説明する。なお、参考例に係る車両には、本実施形態に係る充電システム１０と同様に、エンジンの廃熱を用いて機械エネルギを生成するランキンサイクル及び当該機械エネルギを用いて発電する発電機が搭載される。

【0045】

参考例では、ランキンサイクルの作動媒体が循環する作動媒体流路の内部と外気とを連通させる開口部及び当該開口部を開閉可能な外気開放弁が設けられ、当該外気開放弁の駆動は制御装置によって制御される。具体的には、参考例に係る制御装置は、車両の衝突が発生したことが検出された場合に、衝突後における作動媒体の圧力の上昇による作動媒体流路の破損を防止するために、外気開放弁を開放する。

【0046】

図２は、参考例に係る制御が行われた場合における、車両の衝突が発生した状況下での、各種状態量の推移の一例を示す模式図である。図２では、時刻Ｔ１１において、車両の加速度がマイナス側へ振れ、時刻Ｔ１２において、衝突が発生した場合における、各種状態量の推移が示されている。

【0047】

参考例では、時刻Ｔ１２において、車両の衝突が発生したことが検出されたことをトリガとして、制御装置から外気開放弁を開放するための制御指示が出力される。ここで、当該制御指示が制御装置から出力される時刻から外気開放弁が実際に開放される時刻までの間において、制御装置と外気開放弁との間での通信による遅れが生じる。例えば、図２に示したように、時刻Ｔ１２の後の時刻Ｔ１３において、外気開放弁が実際に開放される。また、外気開放弁が開放される時刻から作動媒体の蒸気圧が低下し始める時刻までの間において、応答遅れが生じる。例えば、図２に示したように、時刻Ｔ１３の後の時刻Ｔ１４において、作動媒体の蒸気圧が低下し始める。

【0048】

このように、車両の衝突が発生したことが検出されたことをトリガとして、外気開放弁を開放する制御が行われる場合、衝突が発生した時刻Ｔ１２において、作動媒体は高圧の状態となっている。また、衝突が発生した時点から実際に作動媒体の減圧が開始されるまでの間に、通信による遅れ及び応答遅れが生ずる。ゆえに、衝突が発生した直後において、作動媒体を十分に減圧することが困難となり得る。それにより、事故により車両が受ける衝撃によって作動媒体流路が直接的に破壊された場合、被害が増大するおそれがある。

【0049】

また、参考例に係る制御装置は、車両の衝突が発生したことが検出された場合に、発電機の回転を停止させる。具体的には、時刻Ｔ１２において、車両の衝突が発生したことが検出されたことをトリガとして、制御装置から発電機の回転を停止させるための制御指示が出力される。ここで、当該制御指示が制御装置から出力される時刻から発電機の回転数が実際に低下し始めるまでの間において、通信による遅れ及び応答遅れが生じる。例えば、図２に示したように、時刻Ｔ１２の後の時刻Ｔ１３において、発電機の回転数が実際に低下し始める。

【0050】

このように、車両の衝突が発生したことが検出されたことをトリガとして、発電機の回転を停止させる制御が行われる場合、衝突が発生した時刻Ｔ１２において、発電機は回転した状態となっている。また、衝突が発生した時点から実際に発電機の回転数の低下が開始されるまでの間に、通信による遅れ及び応答遅れが生ずる。ゆえに、衝突が発生した直後において、発電機の回転を停止させることが困難となり得る。よって、事故により車両が受ける衝撃によって発電機の配線が直接的に破壊されることによって、短絡が生じるおそれがある。それにより、事故が起きた際の被害がより増大するおそれがある。

【0051】

＜３．制御装置の構成＞
続いて、図３を参照して、本実施形態に係る制御装置１００の機能構成について説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置１００の機能構成の一例を示す説明図である。図３に示したように、制御装置１００は、予測部１０２と、バイパス弁制御部１０４と、発電制御部１０６と、ポンプ制御部１０８と、を含む。なお、以下の説明では、車両の衝突が発生すると予測されない場合に制御装置１００により実行される各種制御を通常制御とも称する。

【0052】

（予測部）
予測部１０２は、車両の衝突が発生するか否かを予測し、予測結果をバイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８へ出力する。当該予測結果は、バイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８によって各種処理において用いられる。なお、当該予測結果は、制御装置１００の記憶素子に記憶されてもよく、その場合、バイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８は、記憶素子に記憶された当該予測結果を参照して、各種処理を行ってもよい。

【0053】

例えば、予測部１０２は、ステアリング操舵角に基づいて、車両の衝突が発生するか否かを予測してもよい。具体的には、予測部１０２は、ステアリング操舵角の絶対値が閾値より高い場合に、衝突が発生すると予測してもよい。当該閾値は、車両が走行路から外れるおそれがあるか否かを判定し得る値に設定される。具体的には、当該閾値は、車速が高いほど小さい値に設定される。予測部１０２は、例えば、車速と当該閾値との関係性を表すマップを用いて、現在の車速に応じた値を当該閾値として算出してもよい。車速と当該閾値との関係性を表すマップは、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。

【0054】

それにより、ステアリング操舵角に基づいて、適切に車両の衝突が発生するか否かを予測することができる。なお、予測部１０２は、ステアリング操舵角センサ２０２から制御装置１００へ出力される検出結果に基づいて、ステアリング操舵角を示す情報を取得し得る。

【0055】

また、予測部１０２は、車両の安全走行を確保するための制御である安全走行制御が実行されているか否かを示す情報に基づいて、車両の衝突が発生するか否かを予測してもよい。具体的には、予測部１０２は、安全走行制御が実行されている場合に、衝突が発生すると予測してもよい。安全走行制御は、例えば、車輪がロックすることを防止するためのＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）制御、衝突被害を防止するために自動的に制動力を発生させる自動ブレーキ制御、又は車両の旋回時における横滑りを防止するための横滑り防止制御を含んでもよい。予測部１０２は、ＡＢＳ制御、自動ブレーキ制御、及び横滑り防止制御のうち少なくとも１つが実行されている場合に、衝突が発生すると予測してもよい。

【0056】

それにより、安全走行制御の実行状況に基づいて、適切に車両の衝突が発生するか否かを予測することができる。なお、安全走行制御の各々は、本実施形態に係る制御装置１００と異なる他の制御装置によって実行され得る。制御装置１００は、例えば、安全走行制御の各々を実行する他の制御装置から各安全走行制御が実行されているか否かを示す情報を、ＣＡＮ通信を用いて受信し得る。

【0057】

なお、予測部１０２は、ステアリング操舵角に基づく衝突発生の予測及び安全走行制御が実行されているか否かを示す情報に基づく衝突発生の予測を併用してもよい。具体的には、予測部１０２は、ステアリング操舵角の絶対値が閾値より高いこと、及び安全走行制御が実行されていることの少なくとも一方が満たされる場合に衝突が発生すると予測してもよい。

【0058】

また、予測部１０２は、衝突が発生すると予測された後において、車両の衝突が回避されたか否かを予測してもよい。例えば、予測部１０２は、衝突が発生すると予測された後において、ステアリング操舵角の絶対値が閾値以下であること、安全走行制御が実行されていないこと、及び車両の衝突が発生したことが検出されていないことが全て満たされる場合に、車両の衝突が回避されたと予測してもよい。なお、予測部１０２は、衝突が発生すると予測された後において、ステアリング操舵角の絶対値が閾値以下であり、かつ、車両の衝突が発生したことが検出されていない場合に、車両の衝突が回避されたと予測してもよい。また、予測部１０２は、衝突が発生すると予測された後において、安全走行制御が実行されていなく、かつ、車両の衝突が発生したことが検出されていない場合に、車両の衝突が回避されたと予測してもよい。

【0059】

予測部１０２は、車両の衝突が回避されたか否かについての予測結果をバイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８へ出力する。当該予測結果は、バイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８のそれぞれによる各種処理において用いられる。なお、当該予測結果は、制御装置１００の記憶素子に記憶されてもよく、その場合、バイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８は、記憶素子に記憶された当該予測結果を参照して、各種処理を行ってもよい。

【0060】

なお、制御装置１００は、加速度センサ２０６から出力される検出結果に基づいて、車両の衝突が発生したことを検出してもよい。例えば、制御装置１００は、車両の加速度の絶対値が所定の値を上回ったときに、車両の衝突が発生したことを検出してもよい。また、衝突の発生の検出は、本実施形態に係る制御装置１００と異なる他の制御装置によって行われてもよい。その場合、制御装置１００は、車両の衝突が発生したか否かについての検出結果を、ＣＡＮ通信を用いて受信し得る。

【0061】

（バイパス弁制御部）
バイパス弁制御部１０４は、バイパス弁９４の駆動を制御する。具体的には、バイパス弁制御部１０４は、バイパス弁９４へ動作指示を出力することによって、バイパス弁９４の開度を制御する。なお、通常制御において、バイパス弁制御部１０４は、基本的にバイパス弁９４を閉鎖する。また、本実施形態に係るバイパス弁制御部１０４は、予測部１０２から出力される予測結果に応じて、バイパス弁９４の開度を制御する。

【0062】

本実施形態に係るバイパス弁制御部１０４は、具体的には、車両の衝突が発生すると予測された場合に、バイパス弁９４を開放する。それにより、車両の衝突が発生するより前の時点において、ランキンサイクル７０における作動媒体の減圧を開始させることができる。ゆえに、衝突が実際に発生する時点において、作動媒体を低圧の状態にすることができる。よって、事故により車両が受ける衝撃によって作動媒体流路７２が直接的に破壊された場合における被害を低減することができる。従って、事故が起きた場合であっても、安全をより確実に確保することができる。

【0063】

また、バイパス弁制御部１０４は、車両の衝突が発生すると予測された場合に、バイパス弁９４を開放した後、膨張器８６へ供給される作動媒体の蒸気圧が目標圧力に近づくようにバイパス弁９４の開度を制御してもよい。例えば、バイパス弁制御部１０４は、車両の衝突が発生すると予測された場合に、作動媒体の蒸気圧が当該目標圧力を下回るまでの間、バイパス弁９４を継続して開放し、作動媒体の蒸気圧が当該目標圧力を下回った後において、作動媒体の蒸気圧が当該目標圧力に近づくようにバイパス弁９４の開度を制御してもよい。バイパス弁制御部１０４は、具体的には、作動媒体の蒸気圧が当該目標圧力に近づくように、バイパス弁９４の開放及び閉鎖を繰り返してもよい。

【0064】

当該目標圧力は、事故により車両が受ける衝撃によって作動媒体流路７２が直接的に破壊された場合における被害を効果的に抑制し得る値に、車両の各種設計仕様に応じて適宜設定される。なお、当該目標圧力の設定値は、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。作動媒体の蒸気圧を目標圧力の近傍の圧力に維持することによって、通常制御への復帰の際に、作動媒体の蒸気圧を迅速に上昇させることができる。

【0065】

また、バイパス弁制御部１０４は、車両の衝突が発生すると予測された後において、車両の衝突が回避されたと予測された場合に、バイパス弁９４を閉鎖してもよい。それにより、車両の衝突が発生するか否かについての予測結果に基づいて、バイパス弁９４の駆動制御を適切に通常制御へ復帰させることができる。

【0066】

また、バイパス弁制御部１０４は、車両の衝突が発生したことが検出された場合に、バイパス弁９４を開放してもよい。上述したように、バイパス弁制御部１０４は、車両の衝突が発生すると予測された後において、例えば、作動媒体の蒸気圧が目標圧力に近づくようにバイパス弁９４の開度を制御する。このような制御が実行されている際に車両の衝突が発生したことが検出された場合に、バイパス弁制御部１０４は、バイパス弁９４を開放してもよい。それにより、事故が起きた場合、事故後における作動媒体の圧力の上昇を抑制することができる。ゆえに、事故後において、作動媒体の圧力が上昇を続けることにより作動媒体流路７２が破損することを防止することができる。ゆえに、事故後における作動媒体流路７２の破損による二次的な被害を防止することができる。

【0067】

（発電制御部）
発電制御部１０６は、発電機６０による発電を制御する。具体的には、発電制御部１０６は、発電機６０のコンバータ装置へ動作指示を出力することによって、発電機６０の発電量を制御する。より具体的には、当該コンバータ装置が、動作指示に基づいて、発電機６０のモータの界磁電流を調整することによって、発電機６０の出力電圧が制御される。それにより、発電機６０の発電量が制御される。なお、通常制御において、発電制御部１０６は、例えば、高電圧バッテリ３０の残存容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、作動媒体の蒸気圧等の車両の状態量に基づいて、発電機６０の発電量を制御する。

【0068】

ここで、発電機６０の発電量に応じて、発電機６０のモータの回転軸に制動力として掛かる負荷が変動する。具体的には、発電機６０の発電量が大きいほど、発電機６０のモータの回転軸に制動力として掛かる負荷が大きくなる。ゆえに、発電制御部１０６は、発電機６０の発電量を制御することによって、発電機６０の回転数を制御することができる。また、発電制御部１０６は、予測部１０２から出力される予測結果に応じて、発電機６０の回転数を制御してもよい。

【0069】

発電制御部１０６は、車両の衝突が発生すると予測された場合に、発電機６０の回転を停止させてもよい。発電制御部１０６は、具体的には、発電機６０の回転が停止する程度に発電機６０の発電量を増大させることによって、発電機６０の回転を停止させる。それにより、車両の衝突が発生するより前の時点において、発電機６０の回転数の低下を開始させることができる。ゆえに、衝突が実際に発生する時点において、発電機６０を回転が停止した状態にすることができる。よって、事故により車両が受ける衝撃によって発電機６０の配線が直接的に破壊された場合であっても、短絡が生じることを防止することができる。従って、事故が起きた際の被害をより低減することができる。

【0070】

また、発電制御部１０６は、車両の衝突が発生すると予測された後において、車両の衝突が回避されたと予測された場合に、発電機６０の回転を復帰させてもよい。発電制御部１０６は、具体的には、発電機６０の発電制御を通常制御へ復帰させることにより、発電機６０の回転を復帰させる。それにより、車両の衝突が発生するか否かについての予測結果に基づいて、発電機６０の発電制御を適切に通常制御へ復帰させることができる。

【0071】

（ポンプ制御部）
ポンプ制御部１０８は、ランキンサイクルポンプ７４の駆動を制御する。具体的には、ポンプ制御部１０８は、ランキンサイクルポンプ７４へ動作指示を出力することによって、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を制御する。なお、通常制御において、ポンプ制御部１０８は、例えば、燃料噴射量やエンジン回転数等の車両の状態量に基づいて、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を制御する。また、ポンプ制御部１０８は、予測部１０２から出力される予測結果に応じて、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を制御してもよい。

【0072】

ポンプ制御部１０８は、車両の衝突が発生すると予測された場合に、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を低減させてもよい。このような場合には、上述した制御装置１００によるバイパス弁９４の駆動制御及び発電機６０の発電制御によって、作動媒体の蒸気圧は低減され、発電機６０による回転は停止される。ゆえに、充電システム１０は、事故が起きた場合における被害を低減するために、発電が行われない状態になる。よって、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を低減させることによって、発電に利用されない不要な電力の消費を抑制することができる。また、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を低減させることによって、作動媒体の蒸気圧を低減させる効果を促進させることができるので、車両の衝突が発生すると予測された場合に、より迅速に作動媒体の蒸気圧を低減させることができる。

【0073】

また、ポンプ制御部１０８は、車両の衝突が発生すると予測された場合に、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を予め設定した所定の目標回転数に近づくように制御してもよい。当該目標回転数は、ランキンサイクルポンプ７４を停止させずに、継続して駆動させることができるような値に、車両の各種設計仕様に応じて適宜設定される。なお、当該目標回転数の設定値は、制御装置１００の記憶素子に記憶され得る。ランキンサイクルポンプ７４の回転数を目標回転数に維持することによって、通常制御への復帰の際に、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を迅速に上昇させることができる。

【0074】

また、ポンプ制御部１０８は、車両の衝突が発生すると予測された後において、車両の衝突が回避されたと予測された場合に、ランキンサイクルポンプ７４の駆動制御を、車両の衝突が発生すると予測されない場合に実行される通常制御へ復帰させてもよい。それにより、車両の衝突が発生するか否かについての予測結果に基づいて、ランキンサイクルポンプ７４の駆動制御を適切に通常制御へ復帰させることができる。

【0075】

また、ポンプ制御部１０８は、車両の衝突が発生したことが検出された場合に、ランキンサイクルポンプ７４の駆動を停止させてもよい。上述したように、ポンプ制御部１０８は、車両の衝突が発生すると予測された後において、例えば、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を目標回転数に近づくように制御する。このような制御が実行されている際に車両の衝突が発生したことが検出された場合に、ポンプ制御部１０８は、ランキンサイクルポンプ７４の駆動を停止させてもよい。それにより、事故が起きた場合、事故後における作動媒体の圧力の上昇をより効果的に抑制することができる。ゆえに、事故後において、作動媒体の圧力が上昇を続けることによって作動媒体流路７２が破損することを、より効果的に防止することができる。ゆえに、事故後における作動媒体流路７２の破損による二次的な被害をより効果的に防止することができる。

【0076】

＜４．動作＞
続いて、本実施形態に係る制御装置１００が行う処理の流れについて説明する。

【0077】

（制御フロー）
まず、図４〜図７にそれぞれ示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る制御装置１００による制御フローについて説明する。図４は、本実施形態に係る制御装置１００が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示した処理は、車両の制御システムが起動した後において、常時実行され得る。

【0078】

図４に示したように、まず、予測部１０２は、車両の衝突が発生するか否かを予測する（ステップＳ１００）。車両の衝突が発生すると予測されなかった場合（ステップＳ１００／ＮＯ）、ステップＳ１００の処理が繰り返され、その間において制御装置１００は通常制御を実行する。一方、車両の衝突が発生すると予測された場合（ステップＳ１００／ＹＥＳ）、バイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８によって衝突予測時処理が行われる（ステップＳ２００）。

【0079】

そして、制御装置１００は、車両の衝突が発生したことが検出されたか否かを判定する（ステップＳ３００）。車両の衝突が発生したことが検出されたと判定された場合（ステップＳ３００／ＹＥＳ）、バイパス弁制御部１０４及びポンプ制御部１０８によって衝突発生時処理が行われる（ステップＳ４００）。

【0080】

一方、車両の衝突が発生したことが検出されたと判定されなかった場合（ステップＳ３００／ＮＯ）、予測部１０２は、車両の衝突が回避されたか否かを予測する（ステップＳ５００）。車両の衝突が回避されたと予測されなかった場合（ステップＳ５００／ＮＯ）、ステップＳ２００の処理へ戻る。一方、車両の衝突が回避されたと予測された場合（ステップＳ５００／ＹＥＳ）、バイパス弁制御部１０４、発電制御部１０６、及びポンプ制御部１０８によって通常制御への復帰処理が行われる（ステップＳ６００）。

【0081】

続いて、図５を参照して、車両の衝突が発生すると予測された場合に制御装置１００が行う衝突予測時処理（図４に示したステップＳ２００）について、より詳細に説明する。

【0082】

図５は、本実施形態に係る制御装置１００が行う衝突予測時処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示したように、衝突予測時処理では、まず、バイパス弁制御部１０４が、バイパス弁９４を開放する（ステップＳ２０２）。次に、発電制御部１０６が、発電機６０の回転を停止させる（ステップＳ２０４）。次に、ポンプ制御部１０８が、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を低減させる制御を開始する（ステップＳ２０６）。

【0083】

そして、バイパス弁制御部１０４は、作動媒体の蒸気圧が目標圧力を下回ったか否かを判定する（ステップＳ２０８）。作動媒体の蒸気圧が目標圧力を下回ったと判定された場合（ステップＳ２０８／ＹＥＳ）、バイパス弁制御部１０４は、作動媒体の蒸気圧が当該目標圧力に近づくようなバイパス弁９４の開度制御を開始し（ステップＳ２１０）、図５に示した処理は終了する。一方、作動媒体の蒸気圧が目標圧力を下回ったと判定されなかった場合（ステップＳ２０８／ＮＯ）、ステップＳ２１０の処理は行われずに、図５に示した処理は終了する。

【0084】

続いて、図６を参照して、車両の衝突が発生したことが検出された場合に制御装置１００が行う衝突発生時処理（図４に示したステップＳ４００）について、より詳細に説明する。

【0085】

図６は、本実施形態に係る制御装置１００が行う衝突発生時処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６に示したように、衝突発生時処理では、まず、バイパス弁制御部１０４が、バイパス弁９４を開放する（ステップＳ４０２）。次に、ポンプ制御部１０８が、ランキンサイクルポンプ７４の駆動を停止させ（ステップＳ４０４）、図６に示した処理は終了する。

【0086】

続いて、図７を参照して、車両の衝突が回避されたと予測された場合に制御装置１００が行う通常制御への復帰処理（図４に示したステップＳ６００）について、より詳細に説明する。

【0087】

図７は、本実施形態に係る制御装置１００が行う通常制御への復帰処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示したように、通常制御への復帰処理では、まず、バイパス弁制御部１０４が、バイパス弁９４を閉鎖する（ステップＳ６０２）。次に、発電制御部１０６が、発電機６０の回転を復帰させる（ステップＳ６０４）。次に、ポンプ制御部１０８が、ランキンサイクルポンプ７４の駆動制御を通常制御へ復帰させ（ステップＳ６０６）、図７に示した処理は終了する。

【0088】

（各種状態量の推移）
続いて、図８〜図１０を参照して、本実施形態に係る制御装置１００による制御が行われた場合における、各種状態量の推移について説明する。なお、以下では、理解を容易にするために、予測部１０２は、安全走行制御が実行されている場合に、衝突が発生すると予測するものとする。また、予測部１０２は、衝突が発生すると予測された後において、安全走行制御が実行されていなく、かつ、車両の衝突が発生したことが検出されていない場合に、車両の衝突が回避されたと予測するものとする。

【0089】

まず、本実施形態に係る制御装置１００による制御が行われた場合における、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が発生した状況下での、各種状態量の推移について説明する。図８は、本実施形態に係る制御装置１００による制御が行われた場合における、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が発生した状況下での、各種状態量の推移の一例を示す模式図である。図８では、時刻Ｔ２１において、車両が減速を開始し、時刻Ｔ２５において、衝突が発生した場合における、各種状態量の推移が示されている。

【0090】

図８に示したように、時刻Ｔ２１において、車両の加速度がマイナス側へ振れることに応じて、安全走行制御が始動した場合、予測部１０２により衝突が発生すると予測され、衝突予測時処理が行われる。それにより、時刻Ｔ２１において、バイパス弁制御部１０４からバイパス弁９４へ動作指示が出力され、時刻Ｔ２１の後、バイパス弁９４が開放される。そして、バイパス弁９４が開放された後、作動媒体の蒸気圧が低下し始める。また、時刻Ｔ２１において、発電制御部１０６から発電機６０へ動作指示が出力され、時刻Ｔ２１の後、発電機６０の回転数が低下し始め、時刻Ｔ２２において、発電機６０の回転が停止する。また、時刻Ｔ２１において、ポンプ制御部１０８からランキンサイクルポンプ７４へ動作指示が出力され、時刻Ｔ２１の後、ランキンサイクルポンプ７４の回転数が低下し始める。

【0091】

また、図８に示したように、時刻Ｔ２３において、作動媒体の蒸気圧が目標圧力を下回った場合、バイパス弁制御部１０４は、作動媒体の蒸気圧が目標圧力に近づくようなバイパス弁９４の開度制御を開始する。具体的には、図８に示したように、時刻Ｔ２３以後において、バイパス弁制御部１０４がバイパス弁９４の開放及び閉鎖を繰り返すことによって、作動媒体の蒸気圧は目標圧力の近傍の圧力を維持するように推移する。

【0092】

また、ポンプ制御部１０８は、例えば、ランキンサイクルポンプ７４の回転数を所定の目標回転数に近づくように制御する。それにより、図８に示したように、ランキンサイクルポンプ７４の回転数は、時刻Ｔ２４までの間、目標回転数へ向かって低下し続け、時刻Ｔ２４以後において、目標回転数を維持するように推移する。

【0093】

そして、時刻Ｔ２５において、制御装置１００により車両の衝突が発生したことが検出されたと判定され、衝突発生時処理が行われる。それにより、時刻Ｔ２５において、バイパス弁制御部１０４からバイパス弁９４へ動作指示が出力され、時刻Ｔ２５の後、バイパス弁９４が開放される。そして、バイパス弁９４が開放された後、作動媒体の蒸気圧が低下し始める。また、時刻Ｔ２５において、ポンプ制御部１０８からランキンサイクルポンプ７４へ動作指示が出力され、時刻Ｔ２５の後、ランキンサイクルポンプ７４の回転数が低下し始める。

【0094】

このように、本実施形態に係る制御装置１００によれば、車両の衝突が発生すると予測されたことをトリガとして、バイパス弁９４を開放する制御が行われることによって、衝突が実際に発生した時刻Ｔ２５において、作動媒体を低圧の状態にすることができる。ゆえに、事故により車両が受ける衝撃によって作動媒体流路７２が直接的に破壊された場合における被害を低減することができる。従って、事故が起きた場合であっても、安全をより確実に確保することができる。

【0095】

ここで、高圧の蒸気で満たされた閉空間の内部と外気とを連通させる開口部を開閉可能な外気開放弁を開放した後における閉空間内の蒸気圧の推移について説明する。図９は、外気開放弁の開放後における閉空間内の蒸気圧の推移の一例を示す模式図である。なお、図９では、閉空間の容積を３０００［ｃｍ^３］、開口部の直径を２０［ｍｍ］、外気開放弁の開放時における蒸気圧を３０００［ｋＰａ］とした場合の蒸気圧の推移が示されている。また、図９に示すグラフの縦軸において、蒸気圧が対数目盛により表示されている。図９に示したように、当該閉空間内の蒸気圧は、具体的には、６０［ｍｓ］経過した場合に、略３分の１に減圧される。ここで、ランキンサイクル７０において、バイパス弁９４の開放後からの経過時間に対する作動媒体の蒸気圧の減圧の特性は、作動媒体流路７２の寸法やバイパス弁９４の寸法等の車両の各種設計仕様に応じて異なる。ゆえに、車両の各種設計仕様に応じて、予測部１０２によって車両の衝突が発生すると予測されるための条件の厳しさを適宜設定することによって、衝突が実際に発生する時点において、より適切に作動媒体を低圧の状態にすることができる。

【0096】

また、本実施形態では、車両の衝突が発生すると予測されたことをトリガとして、発電機６０の回転を停止させる制御が行われることによって、衝突が実際に発生した時刻Ｔ２５において、発電機６０を回転が停止した状態にすることができる。ゆえに、事故により車両が受ける衝撃によって発電機６０の配線が直接的に破壊された場合であっても、短絡が生じることを防止することができる。従って、事故が起きた際の被害をより低減することができる。

【0097】

次に、本実施形態に係る制御装置１００による制御が行われた場合における、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が回避された状況下での、各種状態量の推移について説明する。図１０は、本実施形態に係る制御装置１００による制御が行われた場合における、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が回避された状況下での、各種状態量の推移の一例を示す模式図である。図１０では、時刻Ｔ３１において、車両が減速を開始し、時刻Ｔ３５において、車両の衝突が回避された場合における、各種状態量の推移が示されている。

【0098】

時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３５までの間において制御装置１００により行われる処理及び各種状態量の推移については、図８を参照して説明した、車両の衝突の発生が予測された後に衝突が発生した状況下における場合と同様であるので、説明を省略する。

【0099】

時刻Ｔ３５において、車両の衝突が回避された場合、例えば、図１０に示したように、車両の加速度の絶対値が減少することに応じて、安全走行制御が終了する。また、時刻Ｔ３５において、車両の衝突が発生したことは検出されないので、予測部１０２により車両の衝突が回避されたと予測され、通常制御への復帰処理が行われる。それにより、時刻Ｔ３５において、バイパス弁制御部１０４からバイパス弁９４へ動作指示が出力され、時刻Ｔ３５の後、バイパス弁９４が閉鎖される。そして、バイパス弁９４が閉鎖された後、作動媒体の蒸気圧が上昇し始める。また、時刻Ｔ３５において、発電制御部１０６から発電機６０へ動作指示が出力され、時刻Ｔ３５の後、発電機６０の回転数が上昇し始める。また、時刻Ｔ３５において、ポンプ制御部１０８からランキンサイクルポンプ７４へ動作指示が出力され、時刻Ｔ３５の後、ランキンサイクルポンプ７４の回転数が上昇し始める。

【0100】

このように、本実施形態では、車両の衝突が回避されたと予測されたことをトリガとして、バイパス弁９４の駆動制御、発電機６０の発電制御、及びランキンサイクルポンプ７４の駆動制御が通常制御へ復帰する。それにより、車両の衝突が回避された時刻Ｔ３５以後において、各種制御を適切に通常制御へ復帰させることができる。

【0101】

また、本実施形態では、衝突予測時処理において、作動媒体の蒸気圧が目標圧力に近づくようにバイパス弁９４の開度が制御され、ランキンサイクルポンプ７４の回転数が所定の目標回転数に近づくように制御される。それにより、図１０に示したように、通常制御への復帰処理が開始する時刻Ｔ３５において、作動媒体の蒸気圧は目標圧力の近傍の圧力となり、ランキンサイクルポンプ７４の回転数は目標回転数の近傍の回転数となっている。ゆえに、通常制御への復帰の際に、作動媒体の蒸気圧及びランキンサイクルポンプ７４の回転数を迅速に上昇させることができる。

【0102】

＜５．むすび＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ランキンサイクル７０には、作動媒体流路７２の膨張器８６より上流側と下流側とを連通するバイパス流路８２及びバイパス流路８２を開閉可能なバイパス弁９４が設けられる。また、バイパス弁制御部１０４は、車両の衝突が発生すると予測された場合に、バイパス弁９４を開放する。それにより、衝突が実際に発生する時点において、作動媒体を低圧の状態にすることができる。よって、事故により車両が受ける衝撃によって作動媒体流路７２が直接的に破壊された場合における被害を低減することができる。従って、事故が起きた場合であっても、安全をより確実に確保することができる。

【0103】

上記では、本発明に係るランキンサイクル及び制御装置をハイブリッド車両に適用した例について説明したが、本発明に係る技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、本発明に係るランキンサイクル及び制御装置は、エンジン１４から出力される駆動力によって走行し、動力源として高電圧バッテリ３０を有しない車両にも適用され得る。その場合、ランキンサイクル７０によって生成された機械エネルギを用いて発電機６０により発電された電力は、車両内の各種装置へ電力を供給する低電圧バッテリへ蓄電されてもよい。また、ランキンサイクル７０によって生成された機械エネルギは、必ずしも発電に利用されなくてもよく、直接的に発電機以外の他の装置を駆動するために利用されてもよい。

【0104】

また、上記では、ランキンサイクル７０は、車両のエンジン１４の廃熱を回収する冷却水との間で熱交換を行うことにより、機械エネルギを生成する例について説明したが、本発明に係る技術的範囲は係る例に限定されない。例えば、ランキンサイクル７０は、車両のエンジン１４の廃熱を有する排気ガスとの間で熱交換を行うことにより、機械エネルギを生成してもよい。係る場合において、熱交換器７８には、作動媒体流路７２及び排気ガスの配管が接続され得る。

【0105】

また、上記では、エンジン１４の運転により生成された駆動力は、駆動力伝達系１８を介して、駆動輪２２へ伝達される例について説明したが、当該駆動力は発電に利用されてもよい。例えば、エンジン１４の運転により生成された駆動力は、エンジン１４と接続された図示しない発電機へ伝達され、当該発電機による発電に用いられてもよい。なお、当該発電機によって発電された電力は、高電圧バッテリ３０へ蓄電されるように構成し得る。

【0106】

また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

【0107】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0108】

１０ 充電システム
１４ エンジン
１６ 冷却水流路
１８ 駆動力伝達系
２２ 駆動輪
３０ 高電圧バッテリ
４０ モータ・ジェネレータ
６０ 発電機
７０ ランキンサイクル
７２ 作動媒体流路
７４ ランキンサイクルポンプ
７８ 熱交換器
８２ バイパス流路
８６ 膨張器
９０ 凝縮器
９４ バイパス弁
９８ タンク
１００ 制御装置
１０２ 予測部
１０４ バイパス弁制御部
１０６ 発電制御部
１０８ ポンプ制御部
２０２ ステアリング操舵角センサ
２０４ 車速センサ
２０６ 加速度センサ
２０８ ポンプ回転数センサ
２１０ 蒸気圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】