特開 2023-180504 車両制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180504

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20231214BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20231214BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20231214BHJP

   B60W 20/13 20160101ALI20231214BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60K6/485 ZHV

B60W10/08 900

B60W20/13

F02D29/06 E

F02D29/06 D

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093866

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】本田 暁拡

【テーマコード（参考）】

3D202

3G093

【Ｆターム（参考）】

3D202AA09

3D202BB08

3D202CC00

3D202CC41

3D202DD16

3D202DD29

3D202DD45

3D202EE27

3G093AA07

3G093BA04

3G093DA01

3G093DB09

3G093DB19

3G093DB28

3G093EA03

(57)【要約】

【課題】外部に給電する際に排気管に凝縮水が過度に溜まることを抑える車両制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１２を駆動して外部への給電を制御する車両制御装置１０は、給電要求に応じてエンジン１２を駆動させて外部への給電を制御する制御部と、エンジン１２の駆動状態に関する情報を取得する取得部と、エンジン１２の駆動状態に関する情報をもとに、エンジン１２の駆動によって発生する凝縮水量を推定する推定部と、を備える。制御部は、凝縮水量が所定の閾値を超える場合に、エンジン１２の回転数を上昇させた後にエンジン１２を停止させる停止制御を実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンを駆動して外部への給電を制御する車両制御装置であって、
給電要求に応じて前記エンジンを駆動させて外部への給電を制御する制御部と、
前記エンジンの駆動状態に関する情報を取得する取得部と、
前記エンジンの駆動状態に関する情報をもとに、前記エンジンの駆動によって発生する凝縮水量を推定する推定部と、を備え、
前記制御部は、推定された凝縮水量が所定の閾値を超える場合に、前記エンジンの回転数を上昇させた後に前記エンジンを停止させる停止制御を実行する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、外部への駆動を制御する車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、イグニッションスイッチがオフにされると、排気管内での凝縮水の凍結が予想される条件を満たす場合に、エンジンによってモータジェネレータを駆動させてバッテリを充電した後に、エンジンを停止させる車両用制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０９５０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

外部に給電する際にエンジンを駆動させると、排気管に凝縮水が過度に溜まるおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、外部に給電する際に排気管に凝縮水が過度に溜まることを抑える車両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】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、エンジンを駆動して外部への給電を制御する車両制御装置であって、給電要求に応じてエンジンを駆動させて外部への給電を制御する制御部と、エンジンの駆動状態に関する情報を取得する取得部と、エンジンの駆動状態に関する情報をもとに、エンジンの駆動によって発生する凝縮水量を推定する推定部と、を備える。制御部は、凝縮水量が所定の閾値を超える場合に、エンジンの回転数を上昇させた後にエンジンを停止させる停止制御を実行する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、外部に給電する際に排気管に凝縮水が過度に溜まることを抑える車両制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車両に設けられた給電システムの機能構成を示す図である。

【図2】車両制御装置の機能構成を示す図である。

【図3】給電要求がある場合の外部給電処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、車両１に設けられた給電システム２の機能構成を示す図である。給電システム２は、災害やキャンプなどで外部の装置に給電することができる。給電システム２は、車両制御装置１０、エンジン１２、モータ１４、車載センサ１６、給電ボタン１７、ＰＣＵ１８、バッテリ２０および排気管２２を備える。車両１は、エンジン１２とバッテリ２０を備えるＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）である。

【0010】

エンジン１２は、車両制御装置１０によって駆動を制御され、通常は車輪を回転させるために駆動するが、外部給電をする場合には車輪との接続を解除した状態で駆動されてよい。エンジン１２とモータ１４は、ベルトによって接続されており、エンジン１２で発生した駆動力が、ベルトを介してモータ１４に入力され、交流電力が生成される。

【0011】

モータ１４は、エンジン１２の駆動に応じて発電し、モータ１４で生成された交流電力は、外部への給電と、バッテリ２０への給電に用いられる。外部給電の場合では、モータ１４で生成された交流電力の一部がバッテリ２０の充電にも用いられる。

【0012】

ＰＣＵ（Power Control Unit）１８は、モータ１４から供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２０に充電させる。また、ＰＣＵ１８は、バッテリ２０から供給された直流電力を交流電力に変換して外部に給電する。車両１には、外部に給電するためのコンセント（不図示）が設けられ、モータ１４およびＰＣＵ１８は、そのコンセントに電気的に接続され、外部の装置にコンセントを介して給電する。

【0013】

車載センサ１６は、車両１に搭載された複数のセンサを含む。例えば、車載センサ１６は、図１に示すようにモータ１４のケースに取り付けられ、モータ１４の温度（ＴＭＧ）を検出する温度センサを含む。また、車載センサ１６は、バッテリ２０の電圧を検出して充電率（ＳＯＣ）を算出する充電率検出センサであってよい。また、車載センサ１６は、エンジン１２の吸入空気量を検出する吸入空気量センサ、エンジン燃料の供給量を検出する流量センサ、排気ガスの酸素量を検出する酸素検出センサを含む。吸入空気量、燃料供給量、排気ガスの酸素量をもとに、空燃比を算出できる。また、車載センサ１６は、外気温を検出する温度センサであってよい。

【0014】

給電ボタン１７は、ユーザの給電要求を受け付ける。給電ボタン１７は、機械式のスイッチであってよく、タッチパネルに形成されたボタン領域であってよい。給電ボタン１７は、ユーザの給電要求を受け付け、車両制御装置１０に送る。なお、ユーザの給電要求は音声で受け付けてもよい。

【0015】

車両制御装置１０は、エンジン１２の駆動と、ＰＣＵ１８の動作とを制御し、外部への給電を制御する。エンジン１２の駆動によってモータ１４で発電された電力が外部とバッテリ２０に給電される。ＰＣＵ１８を動作させることで、バッテリ２０の直流電力を交流電力に変換して外部に給電できる。

【0016】

排気管２２は、エンジン１２に連結され、車両前後に延在し、車両後方に開放する。排気管２２は、エンジン１２の燃焼によって発生した排気ガスを出す。排気ガスに含まれる水蒸気が冷やされると凝縮水となり、排気管２２に残る。排気管２２に溜まった凝縮水は凍結して膨張することもあるため、過度に溜まらないよう排出することが好ましい。

【0017】

図２は、車両制御装置１０の機能構成を示す。図２において、さまざまな処理を行う機能ブロックとして記載される各要素は、ハードウェア的には、回路ブロック、メモリ、その他のＬＳＩで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。

【0018】

車両制御装置１０は、取得部２４、推定部２６、決定部２８および制御部３０を備える。取得部２４は、複数の車載センサ１６の検出結果と、給電ボタン１７の検出結果とを取得する。複数の車載センサ１６の検出結果に含まれる吸入空気量、燃料供給量および排気ガスの酸素量は、エンジン１２の駆動状態に関する情報である。給電ボタン１７の検出結果は、ユーザの給電要求または給電停止要求を含む。このように、取得部２４は、エンジン１２の駆動状態に関する情報、モータ１４の温度（ＴＭＧ）、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）、ユーザの給電要求を取得する。

【0019】

推定部２６は、エンジン１２の駆動状態に関する情報と外気温とをもとに、外部給電中のエンジン１２の駆動によって発生する凝縮水量を推定する。凝縮水量は、エンジン１２の駆動時間に応じて増加する傾向があり、エンジン１２の吸入空気量、エンジン１２への燃料供給量、排気ガスの酸素量および外気温などによって推定することができる。推定部２６は、エンジン１２の駆動状態に関する情報と外気温とエンジン１２の駆動時間を入力すれば凝縮水量を出力する関数または２次元マップを用いてよい。

【0020】

決定部２８は、推定された凝縮水量が所定の閾値を超える場合に、エンジン１２の駆動による外部給電を停止することを決定する。所定の閾値は、実験等によって定められ、例えば排気管２２に対して凝縮水が溜まっている割合によって定められる。つまり、所定の閾値は、排気管２２の大きさによって定められてよい。エンジン１２の駆動によってバッテリ２０の充電率が回復していれば、エンジン１２の駆動を停止した後、バッテリ２０での外部給電が開始される。

【0021】

制御部３０は、給電要求に応じてエンジン１２を駆動させて外部給電を実行することができる。制御部３０は、エンジン１２の駆動による外部給電だけでなく、バッテリ２０からも外部給電できる。

【0022】

制御部３０は、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が所定の第１残量Ｗ１以上である場合、バッテリ２０を優先させ、エンジン１２を駆動させることなく、バッテリ２０から外部に給電する。一方、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第１残量Ｗ１より少ない場合、制御部３０は、エンジン１２を駆動させて外部に給電する。

【0023】

制御部３０は、バッテリ２０からの外部給電中に、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第２残量Ｗ２以下になった場合、バッテリ２０からの外部給電を停止する。第２残量Ｗ２は、第１残量Ｗ１よりも小さく、数パーセントに設定される。

【0024】

制御部３０は、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第１残量Ｗ１以下であり、且つモータ１４の温度（ＴＭＧ）が第１温度Ｔ１以下である場合に、エンジン１２を駆動して、外部に給電するとともに、バッテリ２０を充電する。制御部３０は、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第１温度Ｔ１より大きい場合、エンジン１２を駆動せず、モータ１４からの給電を停止する。

【0025】

制御部３０は、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が所定の第１温度Ｔ１より大きい場合、エンジン１２を駆動せず、外部給電を実行しない。また、制御部３０は、モータ１４からの外部給電中にモータ１４の温度（ＴＭＧ）を監視し、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が所定の第２温度Ｔ２より大きくなった場合、エンジン１２からの外部給電を終了する。第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１よりも大きい値に設定される。キャンプや災害時にエンジン１２を駆動して給電する場合、車両１が停止しているためエンジン１２を空冷しづらく、過度に高温になるおそれがある。そこで、モータ１４の温度を監視して、過度に高温になる場合には、駆動を停止する。

【0026】

モータ１４からの外部給電中において、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が所定の第２温度Ｔ２より大きくなり、且つ推定部２６によって推定された凝縮水量が所定の閾値を超える場合に、制御部３０は、エンジン１２の回転数を所定数まで上昇させた後にエンジン１２を停止させる停止制御を実行する。つまり、エンジン１２の駆動によって凝縮水が排気管２２に過度に溜まった場合、エンジン１２の回転数を上昇させて、排気ガスの圧力によって凝縮水を排出し、エンジン１２を停止する。凝縮水を排出するためのエンジン１２の回転数およびその回転数での駆動時間は実験等により予め設定される。凝縮水を排出する動作を実行した後は直ちにエンジン１２が停止される。これにより、凝縮水が過度に溜まる前に凝縮水を排出できる。また、エンジン１２の駆動中に回転数を上昇するだけでよいため、凝縮水の排出処理を素早くできる。

【0027】

なお、モータ１４からの外部給電中において、推定部２６によって推定された凝縮水量が所定の閾値を超える場合に、制御部３０は、エンジン１２の回転数を所定数まで上昇させた後にエンジン１２を停止させる停止制御を実行してよい。つまり、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が所定の第２温度Ｔ２より大きいという温度条件を満たさなくても、凝縮水を排出する処理を実行してエンジン１２を停止してよい。モータ１４からの外部給電が停止された場合、その間にバッテリ２０が充電されたいればバッテリ２０からの外部給電をする。

【0028】

図３は、給電要求がある場合の外部給電処理のフローチャートである。図３に示す外部給電処理は、ユーザの給電要求によって開始し、ユーザが給電停止要求をした場合に終了する。つまり、図３では、給電要求がなされている状態でのフローである。

【0029】

給電要求を受けて、決定部２８は、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第１残量以上であるか判定する（Ｓ１０）。バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第１残量以上である場合（Ｓ１０のＹ）、決定部２８は、バッテリ２０から給電することを決定し、制御部３０は、決定部２８の決定に応じてバッテリ２０から給電するようＰＣＵ１８を制御する（Ｓ１２）。

【0030】

決定部２８は、バッテリ２０からの給電中はバッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）を監視し、バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第２残量Ｗ２以下であるか判定する（Ｓ１４）。バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第２残量Ｗ２以下である場合（Ｓ１４のＹ）、決定部２８は給電停止を決定し、制御部３０はバッテリ２０からの給電を停止して、本処理を終了する（Ｓ１６）。バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第２残量Ｗ２以下でなければ場合（Ｓ１４のＮ）、Ｓ１０のステップに戻る。

【0031】

バッテリ２０の充電率（ＳＯＣ）が第１残量以上でない場合（Ｓ１０のＮ）、決定部２８は、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第１温度Ｔ１以下であるか判定する（Ｓ１８）。モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第１温度Ｔ１以下でなければ（Ｓ１８のＮ）、決定部２８は給電停止を決定し、本処理を終了する。このように、バッテリ２０の充電率が低く、モータ１４の温度が高ければ外部給電が実行されない。

【0032】

モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第１温度Ｔ１以下であれば（Ｓ１８のＹ）、決定部２８は、モータ１４での給電を決定し、制御部３０は決定部２８の決定に応じてエンジン１２を駆動する（Ｓ２０）。エンジン１２の駆動中において、決定部２８は、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第２温度Ｔ２以上であるか判定する（Ｓ２２）。

【0033】

決定部２８は、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第２温度Ｔ２以上になるか監視し（Ｓ２２のＮ）、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第２温度Ｔ２以上となれば（Ｓ２２のＹ）、エンジン１２の駆動を停止することを決定する。これにより、モータ１４の温度（ＴＭＧ）が第２温度Ｔ２以上になるまで、すなわち、モータ１４が高温になるまで、エンジン１２を駆動して外部給電できる。エンジン１２の駆動を停止する前に、決定部２８は、推定部２６によって推定された凝縮水量が所定の閾値を超えるか判定する（Ｓ２４）。

【0034】

推定された凝縮水量が所定の閾値を超えない場合（Ｓ２４のＮ）、制御部３０は、エンジン１２を停止し（Ｓ２８）、Ｓ１０のステップに戻る。これにより、エンジン１２の駆動によってバッテリ２０の充電率が回復していれば、バッテリ２０から外部給電を継続できる。また、凝縮水が溜まっていなければ直ちにエンジン１２を停止できる。

【0035】

推定された凝縮水量が所定の閾値を超える場合（Ｓ２４のＹ）、制御部３０は、エンジン１２の回転数を上昇させて凝縮水を排出する処理を実行する（Ｓ２６）。制御部３０は、排水処理を実行した後、エンジン１２を停止し（Ｓ２８）、Ｓ１０のステップに戻る。これにより、エンジン１２を停止する前に、エンジン１２の回転数を上昇することで、凝縮水を短時間でスムーズに排水することができる。

【0036】

なお実施例はあくまでも例示であり、各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0037】

１ 車両、 ２ 給電システム、 １０ 車両制御装置、 １２ エンジン、 １４ モータ、 １６ 車載センサ、 １７ 給電ボタン、 １８ ＰＣＵ、 ２０ バッテリ、 ２２ 排気管、 ２４ 取得部、 ２６ 推定部、 ２８ 決定部、 ３０ 制御部。

【図1】

【図2】

【図3】