特開 2024-177819 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】P2024177819

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/13 20160101AFI20241217BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20241217BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20241217BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20241217BHJP

   B60L 58/13 20190101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

B60W20/13 ZHV

B60W10/06 900

B60W10/08 900

B60L50/61

B60L58/13

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096166

(22)【出願日】2023-06-12

(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】江渕 弘章

(72)【発明者】

【氏名】若林 秀人

【テーマコード（参考）】

3D202

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202BB01

3D202BB16

3D202BB20

3D202CC59

3D202DD04

3D202DD45

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125BC05

5H125BC13

5H125BD17

5H125CA09

5H125CA10

5H125CC01

5H125EE27

5H125EE49

(57)【要約】

【課題】ハイブリッド駆動状態において駆動力を確保しつつ、長距離走行にも対応させることができる車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明の車両の制御装置は、内燃機関と発電モータと駆動モータと蓄電装置とを備えた車両に設けられる、車両の制御装置であって、電動駆動状態とハイブリッド駆動状態とを切り替え可能な切り替え部と、ユーザーからの長距離走行及び駆動力向上の要求に関する情報を受信する受信部と、受信部が受信した情報に基づいて、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態に移行する蓄電装置のＳＯＣの閾値を設定する設定部と、設定部によって設定された閾値となるＳＯＣを維持するように発電モータからの電力によって蓄電装置の充電を行うフィードバック制御を実行するフィードバック制御実行部と、を有し、設定部は、受信部にて情報を受信した場合に、情報を受信していない場合よりも閾値を高く設定する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関と発電モータと駆動モータと蓄電装置とを備えた車両に設けられる、車両の制御装置であって、
前記内燃機関の運転を伴わずに前記蓄電装置からの電力によって前記駆動モータを駆動させて走行する状態である電動駆動状態と、前記内燃機関を運転させて前記発電モータによって発電を行い、前記発電モータから前記蓄電装置を介して前記駆動モータに電力を供給して、前記駆動モータを駆動させて走行する状態であるハイブリッド駆動状態とを切り替え可能な切り替え部と、
ユーザーからの長距離走行及び駆動力向上の要求に関する情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記情報に基づいて、前記電動駆動状態から前記ハイブリッド駆動状態に移行する前記蓄電装置のＳＯＣの閾値を設定する設定部と、
前記設定部によって設定された前記閾値となる前記ＳＯＣを維持するように前記発電モータからの電力によって前記蓄電装置の充電を行うフィードバック制御を実行するフィードバック制御実行部と、
を有し、
前記設定部は、前記受信部にて前記情報を受信した場合に、前記情報を受信していない場合よりも前記閾値を高く設定する、
ことを特徴とする車両の制御装置。

【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】

特許文献１には、電動駆動状態とハイブリッド駆動状態とを切り替え可能な車両であって、ハイブリッド駆動状態で駆動力を上げたい場合、ハイブリッド駆動状態での走行におけるバッテリのＳＯＣの目標値を上げ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２０１６－０１０９８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ハイブリッド駆動状態においては、航続距離と走行性能との２つを満たす必要はあるが、特許文献１に開示された技術では航続距離の面について考慮されておらず、ハイブリッド駆動状態での長距離走行の際に駆動力不足になる懸念がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ハイブリッド駆動状態において駆動力を確保しつつ、長距離走行に対応させることができる車両の制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と発電モータと駆動モータと蓄電装置とを備えた車両に設けられる、車両の制御装置であって、前記内燃機関の運転を伴わずに前記蓄電装置からの電力によって前記駆動モータを駆動させて走行する状態である電動駆動状態と、前記内燃機関を運転させて前記発電モータによって発電を行い、前記発電モータから前記蓄電装置を介して前記駆動モータに電力を供給して、前記駆動モータを駆動させて走行する状態であるハイブリッド駆動状態とを切り替え可能な切り替え部と、ユーザーからの長距離走行及び駆動力向上の要求に関する情報を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記情報に基づいて、前記電動駆動状態から前記ハイブリッド駆動状態に移行する前記蓄電装置のＳＯＣの閾値を設定する設定部と、前記設定部によって設定された前記閾値となる前記ＳＯＣを維持するように前記発電モータからの電力によって前記蓄電装置の充電を行うフィードバック制御を実行するフィードバック制御実行部と、を有し、前記設定部は、前記受信部にて前記情報を受信した場合に、前記情報を受信していない場合よりも前記閾値を高く設定する、ことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る車両の制御装置は、ハイブリッド駆動状態において駆動力を確保しつつ、長距離走行に対応させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る車両に設けられる制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施形態に係る制御装置が実施する制御の一例を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0010】

図１は、実施形態に係る車両の制御装置１の概略構成を示すブロック図である。実施形態に係る車両では、内燃機関であるエンジンの出力軸に第１回転電機である発電モータが接続され、第２回転電機である駆動モータには駆動軸を介して駆動輪が連結されている。この車両は、エンジン、発電モータ、駆動モータ、インバータ、バッテリ、及び、制御装置１などを備えている。

【0011】

発電モータと駆動モータとは、いずれもモータ・ジェネレータにより構成されている。発電モータは、エンジンによって駆動されて発電機として機能する。発電モータの回転子はエンジンの出力軸に接続されており、発電モータはエンジンから出力された動力によって発電する。駆動モータは、バッテリの電力を用いて駆動する走行用の電動機として機能する。駆動モータの回転子は駆動軸に接続されており、駆動モータはバッテリの電力を用いて駆動する。インバータは、発電モータ及び駆動モータと電気的に接続されているとともに、バッテリと電気的に接続されている。発電モータはインバータを介して駆動モータと電気的に接続されている。また、発電モータ及び駆動モータは、制御装置１によって制御される。

【0012】

バッテリは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成された蓄電装置である。また、バッテリはインバータと電気的に接続されている。また、バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）は制御装置１によって検出され管理される。また、制御装置１は、バッテリのＳＯＣをバッテリ充電能力の範囲内に管理するＳＯＣ制御を実行することが可能である。例えば、制御装置１は、ＳＯＣセンサから制御装置１に入力されたＳＯＣ信号に基づいて、バッテリの実際のＳＯＣである実ＳＯＣを検出することができる。そして、制御装置１は、車両の走行状態に応じて、発電モータでの発電量と駆動モータでの電力消費量との電力収支を管理して、バッテリが過充電及び過放電とはならないよう、ＳＯＣをバッテリ充電能力の範囲内に収めるように制御する。

【0013】

実施形態に係る車両は、所謂レンジエクステンダーハイブリッド車両であって、電動駆動状態（ＢＥＶ駆動状態）とハイブリッド駆動状態（ＨＥＶ駆動状態）とを有している。電動駆動状態は、例えば、バッテリのＳＯＣが所定値以上である場合などに、エンジンの運転を伴わずにバッテリからの電力によって駆動モータを駆動させて走行する状態である。ハイブリッド駆動状態は、例えば、バッテリのＳＯＣが所定値未満になった場合などに、エンジンを運転させて発電モータによって発電を行い、発電モータからバッテリを介して駆動モータに電力を供給して、駆動モータを駆動させて走行する状態である。

【0014】

制御装置１は、バッテリのＳＯＣに基づいて、エンジンの動作点及び発電モータの動作点を決定し、バッテリのＳＯＣを維持するフィードバック制御を実施可能である。また、制御装置１は、ユーザーからの長距離走行且つ駆動力向上を要求する意思表示の有無に応じた、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態に移行するバッテリのＳＯＣの閾値を複数種類有する。

【0015】

図１に示すように、制御装置１は、切り替え部１１、受信部１２、設定部１３、及び、フィードバック制御実行部１４を有する。切り替え部１１は、電動駆動状態とハイブリッド駆動状態とを切り替え可能である。受信部１２は、後述する入力部としての第１のボタン及び第２のボタンから出力されたユーザーの意思表示に関する情報の信号を受信する。設定部１３は、受信部１２が受信した前記情報に基づいて、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態に移行するバッテリのＳＯＣの閾値を設定する。例えば、設定部１３は、受信部１２にて前記情報を受信した場合に、前記情報を受信していない場合（通常時）よりも前記閾値を高く設定する。また、設定部１３は、ハイブリッド駆動状態での走行中に、受信部１２にてユーザーからの駆動力向上の要求に関する情報を受信した場合に、当該情報を受信していない場合よりも、バッテリのＳＯＣを維持するフィードバック制御におけるＳＯＣの目標値を高く設定する。フィードバック制御実行部１４は、設定部１３によって設定された前記閾値となるＳＯＣを維持するように発電モータからの電力によってバッテリの充電を行うフィードバック制御を実行する。また、フィードバック制御実行部１４は、設定部１３によって設定された前記目標値となるＳＯＣを維持するように発電モータからの電力によってバッテリの充電を行うフィードバック制御を実行する。

【0016】

車両には、ユーザーの意思表示に関する情報を入力するための入力部としての第１のボタン及び第２のボタンが設けられている。第１のボタンは、例えば、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態へ移行する前に、ユーザーが予め長距離走行且つ駆動力向上を要求する意思がある際にユーザーが押してオンにする。第１のボタンがオンになると、第１のボタンから制御装置１の受信部１２に、長距離走行及び駆動力向上の要求に関する情報の信号が出力される。第２のボタンは、例えば、ハイブリッド駆動状態での走行中にユーザーが駆動力を上げたいと思った際に押してオンにする。第２のボタンがオンになると、第２のボタンから制御装置１の受信部１２に、駆動力向上の要求に関する情報の信号が出力される。

【0017】

ここで、電動駆動状態での走行によってバッテリのＳＯＣが低下していくとバッテリの出力電圧も低下していき、駆動モータによって出力可能な駆動力が小さくなっていく。実施形態に係る車両において、ハイブリッド駆動状態での走行でユーザーが長距離走行且つ駆動力向上を要求する場合には、ユーザーが予め第１のボタンを押して意思表示をしておく。そして、このようなユーザーの意思表示がある場合、実施形態に係る制御装置１は、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態に移行するバッテリのＳＯＣの閾値（判定値）を通常時よりも高く設定し、前記閾値となるＳＯＣを中心として当該ＳＯＣを維持するように、発電モータからの電力によってバッテリの充電を行うフィードバック制御を実施する。これにより、実施形態に係る車両においては、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態に移行した時点でのバッテリの電力によって駆動モータから出力可能な高い駆動力を確保することができる。

【0018】

また、実施形態に係る車両においては、ハイブリッド駆動状態になった後で、ユーザーが駆動力を上げたいと思った場合、ユーザーが第２のボタンを押して意思表示をする。そして、このようなユーザーの意思表示がある場合、実施形態に係る制御装置１は、ハイブリッド駆動状態での走行におけるバッテリのＳＯＣの目標値を高く設定し、その目標値となるＳＯＣを中心として当該ＳＯＣを維持するように、発電モータからの電力によってバッテリの充電を行うフィードバック制御を実施する。これにより、実施形態に係る車両においては、例えば、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態へ移行した際にバッテリのＳＯＣが低い場合には、発電モータによる発電量を多くしてバッテリを充電することにより、バッテリのＳＯＣを前記目標値（所定の規定値）まで復帰させて、高い駆動力を確保することができる。

【0019】

また、実施形態に係る車両においては、上記の第１のボタン及び第２のボタンによる両方の機能を設けることによって、駆動力向上の要求などが予め分かっている場合、電動駆動状態でバッテリのＳＯＣを消費した後でハイブリッド駆動状態になっている場合でも駆動力確保が選択可能であり、走行性能を確保することができる。

【0020】

図１は、実施形態に係る制御装置１が実施する制御の一例を示したフローチャートである。なお、図１に示すフローチャートは、車両が電動駆動状態（ＢＥＶ駆動状態）で走行中に制御をスタートするものである。

【0021】

まず、制御装置１は、ハイブリッド駆動状態（ＨＥＶ駆動状態）での走行の際に長距離走行及び駆動力向上の要求の意思表示をユーザーが予め示すために、第１のボタンがオンされているか否かを判断する（ステップＳ１）。すなわち、ステップＳ１の処理では、第１のボタンをオンにされることで、ユーザーからの長距離走行及び駆動力向上の要求に関する情報を、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態へ移行する前に予め受信しているか否かを判断する。制御装置１は、第１のボタンがオンされていると判断した場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２の処理に移行する。そして、制御装置１は、電動駆動状態からハイブリッド駆動状態に移行するバッテリのＳＯＣの閾値をＴ１（ＳＯＣ）としたとき、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）＝所定値Ｈに設定する（ステップＳ２）。そして、制御装置１は、ステップＳ４の処理に移行する。一方、制御装置１は、第１のボタンがオンされていないと判断した場合（ステップＳ１にてＮｏ）、ステップＳ３の処理に移行する。そして、制御装置１は、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）＝所定値Ｎ（＜所定値Ｈ）に設定する（ステップＳ３）。そして、制御装置１は、ステップＳ４の処理に移行する。図２に示したフローチャートにおいては、第１のボタンがオンされていると判断した場合に、第１のボタンがオンされていないと判断した場合よりも、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）を高い値（高いＳＯＣ）に設定する。

【0022】

ステップＳ４の処理において、制御装置１は、実ＳＯＣ＜閾値Ｔ１（ＳＯＣ）の関係を満たすか否かを判断する（ステップＳ４）。制御装置１は、実ＳＯＣ＜閾値Ｔ１（ＳＯＣ）の関係を満たさないと判断した場合（ステップＳ４にてＮｏ）、一連の制御をリターンして、電動駆動状態での走行を継続するとともに、ステップＳ１の処理に戻る。一方、制御装置１は、実ＳＯＣ＜閾値Ｔ１（ＳＯＣ）の関係を満たすと判断した場合（ステップＳ４にてＹｅｓ）、ハイブリッド駆動状態へ移行する（ステップＳ５）。次に、制御装置１は、実ＳＯＣ≒閾値Ｔ１（ＳＯＣ）となるように、発電モータによって発電した電力をバッテリに供給してバッテリを充電するフィードバック制御を実施する（ステップＳ６）。

【0023】

次に、制御装置１は、ハイブリッド駆動状態（ＨＥＶ駆動状態）に移行した後で、駆動力向上の要求の意思表示をユーザーが示すために、第２のボタンがオンされているか否かを判断する（ステップＳ７）。すなわち、ステップＳ７の処理では、第２のボタンをオンにされることで、ハイブリッド駆動状態に移行した後で、ユーザーからの駆動力向上の要求に関する情報を受信しているか否かを判断する。制御装置１は、第２のボタンがオンされていると判断した場合（ステップＳ７にてＹｅｓ）、ステップＳ８の処理に移行する。そして、制御装置１は、バッテリのＳＯＣの目標値をＴ２（ＳＯＣ）としたとき、目標値Ｔ２（ＳＯＣ）＝所定値Ｈに設定する（ステップＳ８）。そして、制御装置１は、ステップＳ９の処理に移行する。一方、制御装置１は、第２のボタンがオンされていないと判断した場合（ステップＳ７にてＮｏ）、ステップＳ９の処理に移行する。

【0024】

ステップＳ９の処理において、制御装置１は、実ＳＯＣ≒目標値Ｔ２（ＳＯＣ）となるように、発電モータによって発電した電力をバッテリに供給してバッテリを充電するフィードバック制御を実施する（ステップＳ９）。その後、制御装置１は、一連の制御をリターンして、ステップＳ１の処理に戻る。

【0025】

なお、図２に示したフローチャートにおいて、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）と目標値Ｔ２（ＳＯＣ）とは、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）＝目標値Ｔ２（ＳＯＣ）であってもよい。また、図２に示したフローチャートにおいては、第１のボタンがオンされていることをユーザーからの駆動力要求が低いという意思表示としてもよい。この際、第１のボタンがオンされている場合には、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）＝所定値Ｎに設定し、第１のボタンがオンされていない場合には、閾値Ｔ１（ＳＯＣ）＝所定値Ｈに設定する。また、図２に示したフローチャートにおいては、第１のボタンと第２のボタンとを１つのボタンで兼用する構成も採用可能である。

【0026】

以上のように、実施形態に係る制御装置１は、ハイブリッド駆動状態（ＨＥＶ駆動状態）において駆動力を確保しつつ、長距離走行に対応させることができる。

【符号の説明】

【0027】

１ 制御装置
１１ 切り替え部
１２ 受信部
１３ 設定部
１４ フィードバック制御実行部

【図1】

【図2】