特開 2024-174601 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】P2024174601

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/13 20160101AFI20241210BHJP

   F02D 29/06 20060101ALI20241210BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20241210BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20241210BHJP

   B60W 20/12 20160101ALI20241210BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241210BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20241210BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241210BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

B60W20/13

F02D29/06 D

B60W10/06 900

B60W10/26 900

B60W20/12 ZHV

B60L15/20 J

B60L50/16

B60L50/60

B60L58/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092503

(22)【出願日】2023-06-05

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宇野 幸樹

【テーマコード（参考）】

3D202

3G093

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202BB00

3D202BB01

3D202BB19

3D202CC59

3D202DD00

3D202DD19

3D202DD24

3D202DD45

3D202DD50

3G093AA07

3G093EB08

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BC05

5H125BC12

5H125BD17

5H125CA02

5H125CA18

5H125EE27

5H125EE31

5H125EE51

(57)【要約】

【課題】目的地等の所定の場所まで、自車両のＳＯＣ残量を適切に維持することができる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】車両制御装置は、プロセッサを備え、プロセッサが、所定の場所までの道路状況および自車両の運転状態に基づいて、所定の場所まで到達するために必要な必要電力量を算出し、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない場合、所定の場所までエンジン運転を実施する区間のうち、エンジン駆動力に余裕のある余裕区間において、ＳＯＣ残量が必要電力量となるように、充電制御を実施する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセッサを備え、
前記プロセッサは、
所定の場所までの道路状況および自車両の運転状態に基づいて、前記所定の場所まで到達するために必要な必要電力量を算出し、
前記自車両のＳＯＣ残量が前記必要電力量よりも少ない場合、前記所定の場所までエンジン運転を実施する区間のうち、エンジン駆動力に余裕のある余裕区間において、前記ＳＯＣ残量が前記必要電力量となるように、充電制御を実施する、
車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、目的地までの距離に応じて目標蓄電状態を設定し、当該目標蓄電状態となるように、エンジンおよびモータの運転点を決定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－１６６３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

目的地等の所定の場所まで、自車両のＳＯＣ残量を適切に維持することができる技術が求められていた。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、目的地等の所定の場所まで、自車両のＳＯＣ残量を適切に維持することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る車両制御装置は、プロセッサを備え、前記プロセッサが、所定の場所までの道路状況および自車両の運転状態に基づいて、前記所定の場所まで到達するために必要な必要電力量を算出し、前記自車両のＳＯＣ残量が前記必要電力量よりも少ない場合、前記所定の場所までエンジン運転を実施する区間のうち、エンジン駆動力に余裕のある余裕区間において、前記ＳＯＣ残量が前記必要電力量となるように、充電制御を実施する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、エンジン運転を実施する区間のうち安定して充電可能な余裕区間で充電制御を実施するため、目的地等の所定の場所まで、自車両のＳＯＣ残量を適切に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る車両制御装置が適用される車両の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施形態に係る車両制御装置による第一の制御の流れを示すフローチャートである。

【図3】図３は、実施形態に係る車両制御装置による第二の制御の流れを示すフローチャートである。

【図4】図４は、実施形態に係る車両制御装置による第二の制御の流れ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】

【0009】

本開示の実施形態に係る車両制御装置について、図面を参照しながら説明する。なお、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

（車両制御装置）
実施形態に係る車両制御装置の構成について、図１を参照しながら説明する。実施形態に係る車両制御装置が適用される車両としては、例えばエンジンおよびモータを動力源として備えるハイブリッド車（ＨＥＶ： Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等が挙げられる。

【0011】

実施形態に係る車両制御装置が適用される車両１は、図１に示すように、制御部１１と、エンジン１２と、モータ１３と、ナビゲーション装置１４と、を備えている。なお、同図では、車両の１の構成のうち、実施形態に係る車両制御装置の実施に必須な構成のみを抜粋して図示している。

【0012】

制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とした電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）であり、各種プログラムを実行する。制御部１１は、上記プログラムの実行を通じて各構成部等を制御することにより、所定の目的に合致した機能を実現する。制御部１１は、例えば以下のような三種類の制御を行うことができる。

【0013】

＜第一の制御＞
本制御において、制御部１１は、所定の場所（例えば目的地、登坂路終点）までの道路状況および自車両の運転状態を取得する。続いて、これらの道路状況および運転状態に基づいて、所定の場所まで到達するために必要な必要電力量（すなわちモータアシストに必要なＳＯＣ量）を算出する。そして、制御部１１は、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない場合、エンジン１２を始動して発電を行う。これにより、車両１のＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電制御を行う。なお、本制御の詳細は後記する（図２参照）。

【0014】

ここで、「道路状況」としては、例えば現在走行している道路や将来走行予定の道路の勾配、カーブの大きさ、渋滞の有無等が挙げられる。また、「自車両の運転状態」としては、例えば車速、エンジントルク（出力）、モータトルク（出力）等が挙げられる。

【0015】

＜第二の制御＞
本制御において、制御部１１は、所定の場所（例えば目的地、登坂路終点）までの道路状況および自車両の運転状態を取得する。続いて、これらの道路状況および運転状態に基づいて、所定の場所まで到達するために必要な必要電力量（すなわちモータアシストに必要なＳＯＣ量）を算出する。続いて、制御部１１は、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない場合、エンジン１２を始動し、エンジン駆動力に余裕のある余裕区間において発電を行う。これにより、車両１のＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電制御を行う。なお、本制御の詳細は後記する（図３参照）。

【0016】

ここで、「余裕区間」とは、エンジン運転区間のうち、エンジン１２によって安定して発電が可能な区間のことを示している。また、「エンジン運転区間」とは、所定の場所（目的地、登坂路終点）までの工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が必要な区間のことを示している。余裕区間およびエンジン運転区間は、例えば所定の場所までの道路状況および自車両の運転状態に基づいて決定される。

【0017】

例えば制御部１１は、道路状況および自車両の運転状態に基づいて、将来走行する道路の特定の区間で必要なエンジントルク（出力）を推定し、推定したエンジントルクに基づいて余裕区間を決定することができる。この場合、急勾配の登坂斜線で出力可能なエンジントルクの限界に近くなるほど余裕区間は短くなる。また、余裕区間が長くなるほど充電可能な電力量が多くなる。

【0018】

＜第三の制御＞
本制御において、制御部１１は、所定の場所（例えば目的地、登坂路終点）までの道路状況および自車両の運転状態を取得する。続いて、これらの道路状況および運転状態に基づいて、所定の場所まで到達するために必要な必要電力量（すなわちモータアシストに必要なＳＯＣ量）を算出する。続いて、制御部１１は、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない場合、エンジン１２を始動し、所定の場所までエンジン運転を実施する区間（エンジン運転区間）のうち、エンジン駆動力に余裕のある余裕区間において発電を行う。

【0019】

また、本制御において、制御部１１は、余裕区間のみで必要充電量まで充電できる場合、予め不必要にエンジン１２を始動せずに、駆動力確保のためにエンジン１２を始動した後の余裕区間で必要充電量まで充電を行う。一方、制御部１１は、余裕区間のみで必要充電量まで充電できない場合、駆動力確保のためにエンジン１２を始動して余裕区間における不足電力量を予め充電し、その後の余裕区間で必要充電量まで充電を行う。なお、本制御の詳細は後記する（図４参照）。

【0020】

エンジン１２は、車両１の駆動源である。また、エンジン１２は、車両１の駆動と充電（発電）の両方が可能に構成されている。

【0021】

モータ１３は、車両１の駆動源であり、例えば交流同期モータである。また、モータ１３は、車両１の駆動と充電（発電）の両方が可能に構成されている。

【0022】

ナビゲーション装置１４は、車両１に搭載されているカーナビゲーションシステムであり、例えばディスプレイ、スピーカ等の出力手段と、マイク、ボタン、タッチパネル等の入力手段とを備えている。また、ナビゲーション装置１４は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、車両１の現在位置を検出するＧＰＳ測位手段、外部との通信手段等を備えている。また、ナビゲーション装置１４は、周辺の地図情報を保持していてもよい。

【0023】

ナビゲーション装置１４は、車両１の現在位置から所定の場所までの道路状況を取得する。「所定の場所」としては、例えば目的地までナビゲーション設定がされている場合は、当該目的地や目的地まで経由地等が挙げられる。また、目的地までナビゲーション設定がされていない場合は、現在走行中の登坂路の終点等が挙げられる。また、「道路状況」としては、前記したように、例えば現在走行している道路や将来走行予定の道路の勾配、カーブの大きさ、渋滞の有無等が挙げられる。

【0024】

以上のような構成を備える車両制御装置によれば、エンジン運転を実施する区間のうち安定して充電可能な余裕区間で充電制御を実施するため、目的地等の所定の場所まで、自車両のＳＯＣ残量を適切に維持することができる。

【0025】

（車両制御方法１）
実施形態に係る車両制御装置による第一の制御の流れについて、図２を参照しながら説明する。

【0026】

本制御では、まずナビゲーション装置１４によって、周辺の道路状況を取得する（ステップＳ１）。「周辺の道路状況」とは、例えば車両１の現在位置から、目的地や登坂路終点までの道路状況である。続いて、制御部１１は、周辺の道路状況および自車両の運転状態に基づいて、目的地や登坂路終点に現在の車速で到達するために必要な電力量（必要電力量）と、目的地や登坂路終点までのエンジン運転領域とを算出する（ステップＳ２）。

【0027】

続いて、制御部１１は、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない（ＳＯＣ残量が不足している）と判定した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部１１は、エンジン１２によって発電を行うことにより、ＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電を行い（ステップＳ４）、本処理を完了する。

【0028】

なお、ステップＳ３において、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少なくないと判定した場合（ステップＳ３でＮｏ）、制御部１１は、ステップＳ４以降の処理は行わずに本処理を完了する。

【0029】

このように、本制御では、現在のＳＯＣ残量が、目的地や登坂路終点までの必要電力量よりも不足することが予想される場合、エンジン１２で発電を行ってＳＯＣ残量を増加させる充電制御を行う。これにより、目的地や登坂路終点までの工程途中で充電不足（同じ車速で走行できなくなる等）となることを回避することができる。

【0030】

（車両制御方法２）
実施形態に係る車両制御装置による第二の制御の流れについて、図３を参照しながら説明する。

【0031】

本制御では、まずナビゲーション装置１４によって、周辺の道路状況を取得する（ステップＳ１１）。「周辺の道路状況」とは、例えば車両１の現在位置から、目的地や登坂路終点までの道路状況である。続いて、制御部１１は、周辺の道路状況および自車両の運転状態に基づいて、目的地や登坂路終点に現在の車速で到達するために必要な電力量（必要電力量）と、目的地や登坂路終点までのエンジン運転領域とを算出する（ステップＳ１２）。

【0032】

続いて、制御部１１は、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない（ＳＯＣ残量が不足している）と判定した場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、制御部１１は、目的地や登坂路終点までの工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が必要であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、「駆動力確保のためにエンジン運転が必要」な場合とは、例えば目的地や登坂路終点までの工程途中の道路の勾配が大きいため、モータ１３のみでは駆動力が不足する場合等が挙げられる。

【0033】

ステップＳ１４において、工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が必要であると判定した場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、制御部１１は、エンジン始動後の余裕区間において、ＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電を行い（ステップＳ１５）、本処理を完了する。

【0034】

なお、ステップＳ１３において、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少なくないと判定した場合（ステップＳ１３でＮｏ）、制御部１１は、ステップＳ１４以降の処理は行わずに本処理を完了する。また、ステップＳ１４において、工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が不要であると判定した場合（ステップＳ１４でＮｏ）、制御部１１は、エンジン１２を始動し、ＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電を行い（ステップＳ１６）、本処理を完了する。

【0035】

このように、本制御では、必要電力量の算出区間で駆動力確保のためにエンジン運転が必要である場合、予め不必要にエンジン１２を始動せずに、駆動力確保のためにエンジン１２を始動させた後の余裕区間で必要充電量まで充電を行う。一方、必要電力量の算出区間で駆動力確保のためにエンジン運転が不要である場合、エンジン１２を始動させて必要充電量まで充電を行う。これにより、目的地や登坂路終点までの工程途中で充電不足（同じ車速で走行できなくなる等）となることを回避することができる。

【0036】

なお、本制御では、エンジン１２によって車両１の駆動と発電とを同時に行うことができる場合も想定している。また、エンジン１２によって車両１の駆動と発電とを同時に行うことができない場合は、駆動力確保が不要となったタイミングで、エンジン１２によって必要充電量まで充電を行う。

【0037】

（車両制御方法３）
実施形態に係る車両制御装置による第三の制御の流れについて、図４を参照しながら説明する。

【0038】

本制御では、まずナビゲーション装置１４によって、周辺の道路状況を取得する（ステップＳ２１）。「周辺の道路状況」とは、例えば車両１の現在位置から、目的地や登坂路終点までの道路状況である。続いて、制御部１１は、周辺の道路状況および自車両の運転状態に基づいて、目的地や登坂路終点に現在の車速で到達するために必要な電力量（必要電力量）と、目的地や登坂路終点までのエンジン運転領域とを算出する（ステップＳ２２）。

【0039】

続いて、制御部１１は、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少ない（ＳＯＣ残量が不足している）と判定した場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、制御部１１は、目的地や登坂路終点までの工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が必要であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。

【0040】

ステップＳ２４において、工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が必要であると判定した場合（ステップＳ２４でＹｅｓ）、制御部１１は、エンジン運転する領域でエンジン駆動力に余裕があるか否かを判定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において、エンジン運転する領域でエンジン駆動力に余裕があると判定した場合（ステップＳ２５でＹｅｓ）、制御部１１は、余裕区間のみで必要充電量まで充電可能であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。

【0041】

ステップＳ２６において、余裕区間のみで必要充電量まで充電可能であると判定した場合（ステップＳ２６でＹｅｓ）、制御部１１は、エンジン始動後の余裕区間において、ＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電を行い（ステップＳ２７）、本処理を完了する。

【0042】

なお、ステップＳ２３において、自車両のＳＯＣ残量が必要電力量よりも少なくないと判定した場合（ステップＳ２３でＮｏ）、制御部１１は、本処理を完了する。また、ステップＳ２４において、工程途中で駆動力確保のためにエンジン運転が不要であると判定した場合（ステップＳ２４でＮｏ）、制御部１１は、エンジン１２を始動し、ＳＯＣ残量が必要電力量となるように充電を行い（ステップＳ２８）、本処理を完了する。

【0043】

また、ステップＳ２６において、余裕区間のみで必要充電量まで充電可能ではないと判定した場合（ステップＳ２６でＮｏ）、制御部１１は、エンジン１２を始動し、余裕区間における不足電力量を充電し（ステップＳ２９）、ステップＳ２７に進む。

【0044】

このように、本制御では、必要電力量の算出区間で駆動力確保のためにエンジン運転が必要である場合、かつエンジン始動後の余裕区間での充電で必要電力量まで確保可能な場合は、予め不必要にエンジン１２を始動せずに、駆動力確保のためにエンジン１２を始動させた後の余裕区間で必要充電量まで充電を行う。一方、必要電力量の算出区間で駆動力確保のためにエンジン運転が不要である場合、あるいは余裕区間での充電では不足する場合は、エンジン１２を始動させて必要充電量まで充電を行う。これにより、目的地や登坂路終点までの工程途中で充電不足（同じ車速で走行できなくなる等）となることを回避することができる。

【0045】

なお、本制御では、エンジン１２によって車両１の駆動と発電とを同時に行うことができる場合も想定している。また、エンジン１２によって車両１の駆動と発電とを同時に行うことができない場合は、駆動力確保が不要となったタイミングで、エンジン１２によって必要充電量まで充電を行う。

【0046】

更なる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わし、かつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ 車両
１１ 制御部
１２ エンジン
１３ モータ
１４ ナビゲーション装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】