2024-162349 車両の制御装置

(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】P2024162349

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/00 20190101AFI20241114BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20241114BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241114BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

B60L3/00 S

B60L58/12

H01M10/48 P

H02J7/00 P

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077751

(22)【出願日】2023-05-10

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池永 健太

(72)【発明者】

【氏名】菅生 雄基

【テーマコード（参考）】

5G503

5H030

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA08

5G503EA05

5G503FA06

5G503GD03

5G503GD06

5H030AS08

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC23

5H125BC18

5H125EE22

5H125EE27

5H125EE48

5H125EE52

(57)【要約】

【課題】不揮発性メモリに記憶されるＳＯＣの書き換え回数を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵ３００は、不揮発性メモリ３０２ａを有する。ＳＯＣ取得部３１０は、バッテリの現在のＳＯＣであるＳＯＣｃを取得する。ΔＳＯＣ算出部３２０は、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されているＳＯＣｍ（保存ＳＯＣ）とＳＯＣｃの差ΔＳＯＣ（＝｜ＳＯＣｍ－ＳＯＣｃ｜）を算出する。書き換え部３３０は、充電時にΔＳＯＣ＞閾値Ｓ１、放電時にΔＳＯＣ＞閾値Ｓ２、イグニッションスイッチのＯＮ→ＯＦＦ操作時にΔＳＯＣ＞所定値αでる場合、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されたＳＯＣｍを、ＳＯＣｃに書き換える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動用のバッテリを搭載した車両の制御装置であって、
前記制御装置は、不揮発性メモリを備えており、
前記制御装置は、
前記バッテリの現在のＳＯＣである現ＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部と、
前記不揮発性メモリに記憶された保存ＳＯＣと前記現ＳＯＣとの差であるΔＳＯＣを取得するΔＳＯＣ取得部と、
前記ΔＳＯＣが所定値より大きいとき、前記不揮発性メモリに記憶される前記保存ＳＯＣを、前記現ＳＯＣに書き換える書き換え部と、を備える、車両の制御装置。

【請求項2】

前記所定値は、前記車両の車速に基づいて設定される、請求項１に記載の車両の制御装置。

【請求項3】

前記所定値は、前記バッテリの充電時と放電時で、異なる値に設定される、請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。

【請求項4】

前記書き換え部は、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに操作された場合に、前記ΔＳＯＣが前記所定値より大きいとき、前記不揮発性メモリに記憶される前記保存ＳＯＣを、前記現ＳＯＣに書き換える、請求項１に記載の車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両の制御装置に関し、特に、駆動用のバッテリを搭載した車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００２－７１３６０号公報（特許文献１）には、電源が遮断されても書き込み内容を保持する不揮発性メモリに自車位置情報を書き込む（記憶する）ことについて、車両が停止状態になったときのみ、書き込みを実行することが開示されている。これにより、常時供給できる電源を設けることなく、電源遮断直前の自車位置情報を確実に記憶保持できると、されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－７１３６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動車両では、車両の各種制御に、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を用いている。制御装置への電源供給が遮断した場合であっても、ＳＯＣ情報が消失しないよう、不揮発性メモリに記憶されることが望ましい。

【0005】

不揮発性メモリは、その劣化等に起因して、書き換え回数（保存回数）に制限があり、書き換え回数が上限に達すると、ＳＯＣ情報を正常に記憶できない場合がある。このため、たとえば、電動車両が停車状態になる毎に、不揮発性メモリに記憶（保存）されたＳＯＣ情報を書き換えると、書き換え回数が不必要に増大して、不揮発性メモリの書き換え数の上限を超えることが懸念される。

【0006】

本開示の目的は、不揮発性メモリに記憶されるＳＯＣの書き換え回数を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の車両の制御装置は、駆動用のバッテリを搭載した車両の制御装置である。制御装置は、不揮発性メモリを備えている。制御装置は、バッテリの現在のＳＯＣである現ＳＯＣを取得するＳＯＣ取得部と、不揮発性メモリに記憶された保存ＳＯＣと現ＳＯＣとの差であるΔＳＯＣを取得するΔＳＯＣ取得部と、ΔＳＯＣが所定値より大きいとき、不揮発性メモリに記憶される保存ＳＯＣを、現ＳＯＣに書き換える書き換え部と、を備える。

【0008】

この構成によれば、不揮発性メモリに記憶された保存ＳＯＣと現ＳＯＣとの差であるΔＳＯＣが所定値より大きいとき、保存ＳＯＣを書き換えるので、書き換え回数を抑制することができる。また、所定値を、各種制御を実行する際に許容可能な値に設定すれば、保存ＳＯＣを用いて各種制御を行うことが可能になる。

【0009】

好ましくは、所定値は、車両の車速に基づいて設定してもよい。

【0010】

この構成によれば、所定値は、車速に基づいて設定される。たとえば、高速道路の走行時等、車速が高いとき、ＳＯＣの減少速度が大きくなるので、ΔＳＯＣが大きくなる。車速が高いときには、車速が低い場合に比較して、所定値を大きくすることにより、書き換え回数を低減できる。車速が高いとき（走行中）には、制御装置の電源が遮断される可能性は低いので、保存ＳＯＣを用いて各種制御を行う可能性は低く、現ＳＯＣと保存ＳＯＣの乖離が大きくても、その影響は小さい。

【0011】

好ましくは、所定値は、バッテリの充電時と放電時で、異なる値に設定してもよい。

【0012】

現ＳＯＣを取得できないとき、不揮発性メモリに記憶された保存ＳＯＣを用いて、各種制御を行い、また、バッテリのＳＯＣ表示として、保存ＳＯＣを用いる場合がある。バッテリの放電時に、現ＳＯＣ（実際のＳＯＣ）が保存ＳＯＣより小さいと、表示された保存ＳＯＣによる放電可能電力量より、実際の放電可能電力量が小さくなり（走行時であれば、保存ＳＯＣによる走行可能距離より、実際の走行可能距離が短くなり）、ユーザへの不利益を招くことが懸念される。

【0013】

この構成によれば、たとえば、放電時における所定値を、充電時における所定値より小さく設定することにより、放電時における上記不利益を小さくすることができ、また、充電時には、不揮発性メモリの書き換え回数を低減することが可能になる。

【0014】

好ましくは、書き換え部は、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに操作された場合に、ΔＳＯＣが所定値より大きいとき、不揮発性メモリに記憶される保存ＳＯＣを現ＳＯＣに書き換えるようにしてもよい。

【0015】

イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに操作されたとき、不揮発性メモリに記憶される保存ＳＯＣを現ＳＯＣに書き換え、次回にイグニッションスイッチがＯＮ操作されたとき、不揮発性メモリから保存ＳＯＣを読み出し、読み出した保存ＳＯＣを用いて各種制御を実行する場合がある。

【0016】

この構成によれば、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦに操作された場合に、ΔＳＯＣが所定値より大きいとき、不揮発性メモリの書き換えを行うので、書き換え回数を抑制することができる。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、不揮発性メモリに記憶されるＳＯＣの書き換え回数を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施の形態に係る車両の全体構成図である。

【図2】本実施の形態において、ＥＣＵに構成される機能ブロックを示す図である。

【図3】書き換え領域を示すマップの一例を示す。

【図4】ＥＣＵにおいて実行される、書き換え処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0020】

図１は、本実施の形態に係る車両の全体構成図である。本実施の形態において、車両１は、たとえば、電気自動車である。車両１は、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）１０と、動力伝達ギヤ２０と、駆動輪３０と、電力制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）４０と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）５０と、バッテリ１００と、監視ユニット２００と、制御装置の一例である電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを備える。

【0021】

ＭＧ１０は、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能を有する。ＭＧ１０の出力トルクは、減速機および差動装置等を含んで構成された動力伝達ギヤ２０を介して駆動輪３０に伝達される。

【0022】

車両１の制動時には、駆動輪３０によりＭＧ１０が駆動され、ＭＧ１０が発電機として動作する。これにより、ＭＧ１０は、車両１の運動エネルギーを電力に変換する回生制動を行なう制動装置としても機能する。ＭＧ１０における回生制動力により生じた回生電力は、バッテリ１００に蓄えられる。ＰＣＵ４０は、ＭＧ１０とバッテリ１００との間で双方向に電力を変換する電力変換装置である。ＳＭＲ５０は、バッテリ１００とＰＣＵ４０とを結ぶ電力線に電気的に接続されており、ＳＭＲ５０が閉成（ＯＮ）されている場合、バッテリ１００とＰＣＵ４０との間で電力の授受が行なわれる。

【0023】

バッテリ１００は、ＭＧ１０を駆動するための電力を蓄える。バッテリ１００は、再充電が可能な直流電源（二次電池）であり、たとえば、複数個の単電池（電池セル）が積層され、電気的に直列に接続されて構成される。

【0024】

監視ユニット２００は、バッテリ１００の電圧ＶＢを検出する電圧センサ２１０と、バッテリ１００に入出力される電流ＩＢを検出する電流センサ２２０と、バッテリ１００の温度ＴＢを検出する温度センサ２３０とを含む。

【0025】

車両１はＤＣインレット６０を備えており、外部ＤＣ電源（充電設備）４００の充電ケーブル４１０の先端に設けられたコネクタ４２０が接続可能に構成される。充電リレー７０が閉成されることにより、バッテリ１００の外部充電（急速充電）が実行される。なお、ＤＣインレット６０には、外部充電に加えて、バッテリ１００からの外部放電（給電）が可能なＶ２Ｈ機器６００が接続されてもよい。

【0026】

車両１はＡＣインレット８０を備えており、外部ＡＣ電源（充電設備）５００の充電ケーブル５１０の先端に設けられたコネクタ５２０が接続可能に構成される。充電リレー９０が閉成されることにより、車載充電器１３０を用いて、バッテリ１００の外部充電（普通）が実行される。

【0027】

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、メモリ（たとえば、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む）３０２とを含む。また、メモリ３０２は、書き換え可能な不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）３０２ａを含んでいる。ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１１０から電源リレー１１１を介して供給される電源によって作動する。ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００から受ける信号、各種センサからの信号（たとえば、車速センサ２６０で検出した車速ＳＰＤ、アクセル開度、等）、メモリ３０２に記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器を制御する。たとえば、ＥＣＵ３００は、監視ユニット２００から受ける信号に基づいて、バッテリ１００のＳＯＣを算出し、このＳＯＣを用いて、バッテリ１００の充放電の制御を行う。また、イグニッションスイッチ（パワースイッチ）２５０のＯＮ／ＯＦＦ状態が、ＥＣＵ３００に入力される。

【0028】

図２は、本実施の形態において、ＥＣＵ３００に構成される機能ブロックを示す図である。ＳＯＣ取得部３１０は、電圧ＶＢと電流ＩＢとから、バッテリ１００の現在のＳＯＣであるＳＯＣｃ（現ＳＯＣ）を取得する。たとえば、ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）法とクーロンカレント法を組み合わせて、ＳＯＣｃを算出してよい。監視ユニット２００が、ＢＭＳ（Buttery Management System）である場合は、ＥＭＳ（監視ユニット２００）においてＳＯＣｃを算出し、ＢＭＳで算出したＳＯＣｃを取得してもよい。

【0029】

ΔＳＯＣ算出部３２０は、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されているＳＯＣであるＳＯＣｍ（保存ＳＯＣ）を読み出し、ＳＯＣｍとＳＯＣｃとの差であるΔＳＯＣを算出する（ΔＳＯＣ＝｜ＳＯＣｍ－ＳＯＣｃ｜）。

【0030】

書き換え部３３０は、ＳＯＣｍの書き換え要否を判断し、書き換え要の場合は、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されているＳＯＣｍの書き換えを行う。図３は、書き換え領域を示すマップの一例を示す。図３において、縦軸はΔＳＯＣであり、０を基準に、上下方向に向かって大きな値を表し、０より上方は、充電時の書き換え領域、０より下方は、放電時の書き換え領域である。バッテリ１００の充電時において、ΔＳＯＣが閾値Ｓ１より大きな領域が書き換え領域に設定されている。放電時において、ΔＳＯＣが閾値Ｓ２より大きな領域が書き換え領域に設定されている。図３に示すよう、閾値Ｓ１，Ｓ２は、車速ＳＰＤが高くなると、大きな値に設定される。また、車速ＳＰＤが同一の場合、閾値Ｓ２（放電時）が閾値Ｓ１（充電時）より小さく設定されている。閾値Ｓ１，Ｓ２は、本開示の「所定値」の一例に相当する。

【0031】

書き換え部３３０は、たとえば、電流センサ２２０で検出した電流ＩＢの向き（電流ＩＢの符号）から、充電であるか放電であるかを判断する。そして、書き換え部３３０は、充電時のΔＳＯＣと車速ＳＰＤとに基づいて、図３のマップを用いて、ΔＳＯＣが閾値Ｓ１より大きいとき、書き換え領域と判断し、ΔＳＯＣが閾値Ｓ１以下のとき、待機領域であると判断する。書き換え部３３０は、放電時のΔＳＯＣと車速ＳＰＤとに基づいて、図３のマップを用いて、ΔＳＯＣが閾値Ｓ２より大きいとき、書き換え領域と判断し、ΔＳＯＣが閾値Ｓ２以下のとき、待機領域であると判断する。書き換え部３３０は、書き換え領域であると判断すると、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されているＳＯＣｍを、ＳＯＣｃに書き換える。

【0032】

また、書き換え部３３０は、イグニッションスイッチ２５０がＯＮからＯＦＦに操作されたとき、ΔＳＯＣが所定値αより大きい場合、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されているＳＯＣｍを、ＳＯＣｃに書き換える。

【0033】

図４は、ＥＣＵ３００において実行される、書き換え処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、ＥＣＵ３００の起動許可中（たとえば、イグニッションスイッチがＯＮ状態、バッテリ１００の外部充電中、外部放電（給電）中）に繰り返し実行される。ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０では、バッテリ１００のＳＯＣｃ（現ＳＯＣ）を取得する。電圧ＶＢと電流ＩＢから、ＳＯＣｃを算出してもよく、監視ユニット２００がＢＭＳである場合には、監視ユニット２００（ＢＭＳ）によって算出したＳＯＣｃを取得してもよい。

【0034】

続くＳ１１では、不揮発性メモリ３０２ａからＳＯＣｍ（保存ＳＯＣ）を読み込む。Ｓ１２では、ΔＳＯＣ（＝｜ＳＯＣｍ－ＳＯＣｃ｜）を算出する。

【0035】

Ｓ１３では、イグニッションスイッチ２５０がＯＮからＯＦＦに操作されたか否かを判定する。Ｓ１３で、イグニッションスイッチ２５０がＯＮからＯＦＦに操作され、肯定判定されたとき、Ｓ１５へ進み、否定判定されたとき、Ｓ１４へ進む。

【0036】

Ｓ１４では、ΔＳＯＣと車速ＳＰＤに基づいて、図３のマップを用いて、書き換え領域か否かを判定する。バッテリ１００の充電時であるときは、ΔＳＯＣが閾値Ｓ１以上の場合、書き換え領域と判定されＳ１６へ進む。放電時であるときは、ΔＳＯＣが閾値Ｓ２以上の場合、書き換え領域と判定されＳ１６へ進む。待機領域であるときは、否定判定され、今回のルーチンを終了する。

【0037】

Ｓ１５では、ΔＳＯＣが所定値α以上であるか否かを判定し、肯定判定されると、Ｓ１６へ進む。Ｓ１５で否定判定されると、今回のルーチンを終了する。

【0038】

Ｓ１６では、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されているＳＯＣｍを、ＳＯＣｃに書き換える。なお、Ｓ１３で肯定判定されたとき、Ｓ１５およびＳ１６の処理が終了したあと、電源リレー１１１を遮断し、ＥＣＵ３００への電源供給を遮断してよい。

【0039】

本実施の形態によれば、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されたＳＯＣｍ（保存ＳＯＣ）とＳＯＣｃ（現ＳＯＣ）との差であるΔＳＯＣが所定値（閾値Ｓ１，Ｓ２、所定値α）より大きいとき、ＳＯＣｍを書き換えるので、書き換え回数を抑制することができる。また、所定値を、各種制御を実行する際に許容可能な値に設定すれば、ＳＯＣｍを用いた各種制御を行うことができる。

【0040】

本実施の形態によれば、閾値Ｓ１，Ｓ２は、車速ＳＰＤに基づいて設定され、車速ＳＰＤが高いとき、車速ＳＰＤが低いときに比較して、閾値Ｓ１，Ｓ２が大きく設定されている。高速道路の走行時等、車速ＳＰＤが高いとき、ＳＯＣｃの減少速度が大きくなりΔＳＯＣが大きくなるが、車速が低い場合に比較して、閾値Ｓ１，Ｓ２を大きくすることにより、書き換え回数を低減できる。また、車速ＳＰＤが高いとき（走行中）に、補機バッテリ１１０が取り外されることはなく、補機バッテリ１１０の蓄電量が枯渇する可能性は低く、ＥＣＵ３００の電源が遮断される可能性は低いので、ＳＯＣｃを用いた各種制御が中断される可能性は低く、ＳＯＣｃとＳＯＣｍの乖離が大きくても、その影響を小さくできる。

【0041】

本実施の形態によれば、閾値Ｓ１（充電時の閾値）と閾値Ｓ２（放電時の閾値）は、異なる値に設定され、閾値Ｓ２が、閾値Ｓ１に比較して小さく設定されている。ＳＯＣｃを取得できないとき、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されたＳＯＣｍを用いて、各種制御を行い、また、バッテリ１００のＳＯＣ表示として、ＳＯＣｍを用いる場合がある。放電時に、ＳＯＣｃ（実際のＳＯＣ）がＳＯＣｍより小さいと、表示されたＳＯＣｍによる放電可能電力量より、実際の放電可能電力量が小さくなり（走行時であれば、ＳＯＣｍによる走行可能距離より、実際の走行可能距離が短くなり）、ユーザへの不利益を招くことが懸念される。閾値Ｓ２を閾値Ｓ１より小さく設定することにより、放電時における上記不利益を小さくすることができ、また、充電時には、閾値Ｓ１が大きいので、不揮発性メモリ３０２ａの書き換え回数を低減することが可能になる。

【0042】

本実施の形態によれば、イグニッションスイッチ２５０がＯＮからＯＦＦに操作されたとき、ΔＳＯＣが所定値αより大きい場合に、不揮発性メモリ３０２ａに記憶されたＳＯＣｍをＳＯＣｃに書き換えているので、イグニッションスイッチ２５０がＯＮからＯＦＦに操作される毎にＳＯＣｍを書き換える場合に比較して、不揮発性メモリ３０２ａの書き換え回数を抑制することができる。

【0043】

上記実施の形態では、各機器を制御するＥＣＵ３００に、図２の機能ブロックを構成し、図４のフローチャートの処理を実行していた。しかし、バッテリ１００の充放電を制御する電池ＥＣＵ、あるいは、ＢＭＳ（監視ユニット２００）が、不揮発性メモリを備えるとともに、これらの機能を奏するようにしてもよい。また、車両１は電動車両であればよく、内燃機関を備えたＰＨＥＶ（(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)やＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）であってよく、ＦＣＥＶ(Fuel Cell Electric Vehicle)であってもよい。

【0044】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0045】

１ 車両、１０ モータジェネレータ（ＭＧ）、２０ 駆動伝達ギヤ、３０ 駆動輪、４０ ＰＣＵ、５０ ＳＭＲ、６０ ＤＣインレット、８０ ＡＣインレット、１００ バッテリ、１１０ 補機バッテリ、１１１ 電源リレー、２００ 監視ユニット、２１０ 電圧センサ、２２０ 電流センサ、２５０ イグニッションスイッチ、２６０ 車速センサ、３００ ＥＣＵ、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ、３０２ａ 不揮発性メモリ、４００ ＤＣ電源、５００ ＡＣ電源、５２０ コネクタ、６００ Ｖ２Ｈ機器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】