特開 2025-11378 ハイブリッド車両の制御装置

(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】P2025011378

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/50 20160101AFI20250117BHJP

   B60K 6/44 20071001ALI20250117BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20250117BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20250117BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

B60W20/50

B60K6/44 ZHV

B60W10/08 900

B60L3/00 J

B60L50/61

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023113447

(22)【出願日】2023-07-11

(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】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮地 和哉

【テーマコード（参考）】

3D202

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202BB08

3D202BB16

3D202CC89

3D202DD00

3D202DD01

3D202DD02

3D202DD10

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BD17

5H125EE52

5H125EE53

(57)【要約】

【課題】部品点数を増加させずに、排気管への浸水を防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【解決手段】ハイブリッド車両は、内燃機関と、電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する電動機と、を備える。ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関が運転した状態でハイブリッド車両が走行する第１モード、及び、内燃機関が停止した状態で、電動機が駆動力を発生することによりハイブリッド車両が走行する第２モードの中から選択したモードでハイブリッド車両を走行させる。更に、制御装置は、ハイブリッド車両の速度とハイブリッド車両の加速度に基いて取得した走行抵抗とに基いて、ハイブリッド車両の排気管が浸水する可能性があるか否かを判定し、排気管が浸水する可能性があると判定した場合、第２モードでの走行を禁止する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関と、電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する電動機と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記内燃機関が運転した状態で前記ハイブリッド車両が走行する第１モード、及び、前記内燃機関が停止した状態で、前記電動機が前記駆動力を発生することにより前記ハイブリッド車両が走行する第２モード、の中から選択したモードで前記ハイブリッド車両を走行させることができ、
前記ハイブリッド車両の速度と前記ハイブリッド車両の加速度に基いて取得した走行抵抗とに基いて、前記ハイブリッド車両の排気管が浸水する可能性があるか否かを判定し、
前記排気管が浸水する可能性があると判定した場合、前記第２モードでの走行を禁止する、
ように構成された、ハイブリッド車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関が停止した状態で走行可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ハイブリッド車両が水の中を走行する場合（ハイブリッド車両が渡河する場合、及び、洪水で水位が上昇した道路をハイブリッド車両が走行する場合等）、ハイブリッド車両の排気管が浸水しないようにするための制御装置が知られている。排気管は、バイブリッド車両の内燃機関で発生した排気ガスを排気するための管である。例えば、特許文献１に記載の制御装置（以下、「従来装置」と称呼する。）は、以下の実行条件が成立した場合、排気管が浸水しないようにするための浸水防止制御を行う。浸水防止制御は、排気管を閉塞する制御、又は、排気管を浸水を回避可能な位置へ移動する制御である。

【0003】

上記実行条件は、以下の条件１乃至条件３が成立した場合に成立する。条件１：内燃機関が停止している。条件２：車両が走行している。条件３：排気管に設けられた湿度センサが測定した湿度に基いて水位が上昇したと判定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－１５６３８２号公報

【発明の概要】

【0005】

従来装置では、実行条件が成立したか否かを判定するために湿度センサが必要となる。更に、浸水防止処理のために、排気管を閉塞する弁、又は、排気管を移動する機構が必要となる。このため、従来装置では、部品点数が増加する可能性が高い。

【0006】

本発明は前述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、部品点数を増加させずに、排気管への浸水を防止可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

【0007】

本発明の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）が制御するハイブリッド車両（ＶＡ）は、内燃機関（３０）と、電力を蓄えるバッテリ（３８）と、前記バッテリに蓄えられた電力を用いて駆動力を発生する電動機（３４）と、を備える。
前記制御装置は、前記内燃機関が運転した状態で前記ハイブリッド車両が走行する第１モード、及び、前記内燃機関が停止した状態で、前記電動機が前記駆動力を発生することにより前記ハイブリッド車両が走行する第２モード、の中から選択したモードで前記ハイブリッド車両を走行させることができ、
前記ハイブリッド車両の速度（Ｖｓ）と前記ハイブリッド車両の加速度（Ｇ）に基いて取得した走行抵抗（ＲＲ）とに基いて、前記ハイブリッド車両の排気管が浸水する可能性があるか否かを判定し（ステップ３１０、ステップ３２５）、
前記排気管が浸水する可能性があると判定した場合（ステップ３１０「Ｙｅｓ」、ステップ３２５「Ｙｅｓ」）、前記第２モードでの走行を禁止する（ステップ３３０）、
ように構成されている。

【0008】

本発明装置によれば、ハイブリッド車両の速度（以下、「車速」と称呼する。）と、ハイブリッド車両の加速度に基いて取得した走行抵抗と、に基いて、排気管が浸水する可能性があるか否かを判定するので、この判定のために特殊なセンサを設ける必要はない。更に、本発明装置によれば、排気管が浸水する可能性がある場合には第２モードでの走行が禁止されるので、内燃機関は停止しない（即ち、内燃機関は運転し続ける。）。内燃機関が運転していれば、排気管から排気ガスが排出されるので、排気管の浸水を防止できる。よって、本発明装置によれば、部品点数を増加させずに、排気管への浸水を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の概略システム構成図である。

【図2】車速と走行抵抗との関係を表したグラフである。

【図3】図１に示したＥＣＵのＣＰＵが実行する浸水防止制御ルーチンのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本実施形態に係る制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）１０は、図１に示した構成要素を備え、ハイブリッド車両（以下、「車両」と称呼する。）ＶＡに適用される。

【0011】

本明細書において、「ＥＣＵ２０」は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインタフェース等を含むマイクロコンピュータを主要部として備える電子式制御装置である。

【0012】

ＥＣＵ２０は、車輪速センサ２２及び加速度センサ２４に接続されている。
車輪速センサ２２は、車両ＶＡの車輪の回転速度を測定する。加速度センサ２４は、車両ＶＡの前後軸方向の加速度Ｇを測定する。ＥＣＵ２０は、これらのセンサ２２及び２４からの測定値を取得する。なお、ＥＣＵ２０は、車輪の回転速度に基いて車両ＶＡの速度を表す車速Ｖｓを取得する。

【0013】

ＥＣＵ２０は、記憶装置２６に接続されている。記憶装置２６は不揮発性の記憶領域を有する。その記憶領域には、今回走行抵抗記憶部２６ａ及び学習済走行抵抗記憶部２６ｂが設定されている。

【0014】

今回走行抵抗記憶部２６ａには、現在のトリップの車速Ｖｓ毎の走行抵抗ＲＲが記憶される。学習済走行抵抗記憶部２６ｂには、過去のトリップの車速Ｖｓ毎の走行抵抗ＲＲが記憶される。トリップは、イグニッションキースイッチがオフ位置からオン位置へと変更された時点からイグニッションキースイッチがオン位置からオフ位置へと変更される時点までの期間を意味する。なお、今回走行抵抗記憶部２６ａ及び学習済走行抵抗記憶部２６ｂには、車両ＶＡが水の中を走行していない場合の走行抵抗ＲＲが記憶される。

【0015】

走行抵抗ＲＲは車両ＶＡが走行するときに受ける抵抗である。一般に、車両ＶＡが「冠水した道路」及び「川」等の水の中を走行する場合の走行抵抗ＲＲは、通常時に比べて大きくなる。ＥＣＵ２０は、駆動源（内燃機関３０及び／又は第２電動機３４）が出力するトルクに応じて定まる予測加速度Ｇｅから実際の加速度Ｇを減算することにより、走行抵抗ＲＲを取得する。

【0016】

ＥＣＵ２０は、内燃機関３０、第１電動機３２、第２電動機３４及びバッテリ３６に接続されている。内燃機関３０の動力は、動力分配機構３８を介して左右の駆動輪Ｄｗに伝達される。

【0017】

動力分配機構３８は周知の遊星歯車機構を含む。この動力分配機構３８の詳細は、例えば特開２０２０－１４７１３０号公報に記載されているので説明を省略する。

【0018】

第１電動機３２及び第２電動機３４はバッテリ３６に接続されている。第１電動機３２は、主として、バッテリ３６に充電するための発電機として機能する。第２電動機３４は、主として、バッテリ３６に充電された電力を用いて駆動輪Ｄｗに付与する駆動力を発生する駆動源として機能する。

【0019】

ＥＣＵ２０は、内燃機関３０が運転した状態で車両ＶＡが走行する第１モード、及び、内燃機関３０が停止した状態で、バッテリ３６に充電された電力を用いて第２電動機３４が駆動することにより車両ＶＡが走行する第２モードの中から選択したモードで車両ＶＡを走行させることができる。

【0020】

一例として、バッテリ３６の充電量が所定の閾値量以下である場合、ＥＣＵ２０は、第１モードの一つである充電モードで車両ＶＡを走行させる。充電モードは、運転している内燃機関３０が出力するトルクによって第１電動機３２を駆動させてバッテリ３６を充電しながら、内燃機関３０が出力するトルクにより車両ＶＡを走行させる。

【0021】

更に、バッテリ３６の充電量が閾値量よりも大きく且つ要求駆動力が閾値駆動力以下である場合、ＥＣＵ２０は、第２モードで車両ＶＡを走行させる。

【0022】

図２には、車速Ｖｓと走行抵抗ＲＲとの関係の例を示している。詳細には、図２では、車両ＶＡが完全に水没したときの走行抵抗ＲＲ１と、車高の８％まで水没したときの走行抵抗ＲＲ２と、登坂時／積載時／牽引時の走行抵抗ＲＲ３と、通常時の走行抵抗ＲＲ４と、を示している。なお、図１に示したように、車高の８％までの水没したときの水位はナンバープレートの下端付近に達する。このため、車高の８％まで水没した場合には排気管が浸水する可能性が高い。

【0023】

水の密度は空気の密度よりも大きいため、前述したように、車両ＶＡが水の中を走行している場合の走行抵抗ＲＲは、通常時よりも大きくなる。このため、走行抵抗ＲＲ１が最も大きく、次いで走行抵抗ＲＲ２が大きく、次いで走行抵抗ＲＲ３が大きく、走行抵抗ＲＲ４が最も小さい。

【0024】

車速Ｖｓが所定の車速Ｖｓ１以下では走行抵抗Ｒ２は走行抵抗Ｒ３よりも小さい。このため、車速Ｖｓが、車速Ｖｓ１よりも大きな値に設定された所定の閾値車速（閾値速度）Ｖｓｔｈ未満である場合には、ＥＣＵ２０は、後述する実行条件が成立したか否かを判定しない。

【0025】

（作動の概要）
本装置１０のＥＣＵ２０は、以下の条件Ａ１及び条件Ａ２の何れもが成立した場合、排気管が浸水する可能性があると判定し、実行条件が成立したと判定する。ＥＣＵ２０は、実行条件が成立した場合、第２モードでの車両ＶＡの走行を禁止する。

【0026】

条件Ａ１：現在の車速Ｖｓが閾値車速Ｖｓｔｈ以上である。
条件Ａ２：現在の走行抵抗ＲＲから現在の車速Ｖｓに対応する走行抵抗ＲＲａを減算した抵抗差分ΔＲＲが所定の閾値差分ΔＲＲｔｈ以上である。閾値差分ΔＲＲｔｈは正の値に設定されている。

【0027】

今回走行抵抗記憶部２６ａに現在のトリップの走行抵抗ＲＲが記憶されている場合には、ＥＣＵ２０は、今回走行抵抗記憶部２６ａから現在の車速Ｖｓに対応する走行抵抗ＲＲを上記走行抵抗ＲＲａとして取得する。これに対し、今回走行抵抗記憶部２６ａに現在のトリップの走行抵抗ＲＲが記憶されていない場合には、ＥＣＵ２０は、学習済走行抵抗記憶部２６ｂから現在の車速Ｖｓに対応する走行抵抗ＲＲを上記走行抵抗ＲＲａとして取得する。

【0028】

上記実行条件が成立した場合には、車両ＶＡが水の中を走行しており排気管が浸水する可能性が高い。この実行条件が成立した場合には、第２モードでの車両ＶＡの走行が禁止される。このため、排気管から排気ガスが排出され続けるので、排気管が浸水することを防止できる。

【0029】

上記実行条件が成立したか否かの判定には、車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲが必要となる。車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲは、それぞれ、車輪速センサ２２の測定値及び加速度センサ２４の測定値に基いて取得される。一般に、車輪速センサ２２及び加速度センサ２４は車両ＶＡに備わっているので、特殊なセンサを設けなくてもよい。この結果、部品点数が増加することを防止できる。

【0030】

（具体的作動）
ＥＣＵ２０のＣＰＵ（以下、「ＣＰＵ」と称呼する。）は、図２にフローチャートにより示した浸水防止制御ルーチンを所定時間が経過する毎に実行する。

【0031】

適当な時点が到来すると、ＣＰＵは、図３のステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５及びステップ３１０を実行する。

【0032】

ステップ３０５：ＣＰＵは、駆動源が出力するトルクに基いて予測した予測加速度Ｇｅから実際の加速度Ｇを減算して、走行抵抗ＲＲを取得する。
ステップ３１０：ＣＰＵは、現在の車速Ｖｓが閾値車速Ｖｓｔｈ以上であるか否かを判定する。

【0033】

車速Ｖｓが閾値車速Ｖｓｔｈ以上である場合、ＣＰＵは、ステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、処理をステップ３１５に進める。ステップ３１５にて、ＣＰＵは、今回走行抵抗記憶部２６ａに、実行条件の判定に十分な範囲の車速Ｖｓの走行抵抗ＲＲが記憶されているか否かを判定する。

【0034】

今回走行抵抗記憶部２６ａに上記走行抵抗ＲＲが記憶されている場合、ＣＰＵは、ステップ３１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３２０及びステップ３２５を実行する。

【0035】

ステップ３２０：ＣＰＵは、今回走行抵抗記憶部２６ａから現在の車速Ｖｓに対応する走行抵抗ＲＲａを取得する。
ステップ３２５：ＣＰＵは、「現在の走行抵抗ＲＲから走行抵抗ＲＲａを減算することにより得られる抵抗差分ΔＲＲ」が閾値差分ΔＲＲｔｈ以上であるか否かを判定する。

【0036】

抵抗差分ΔＲＲが閾値差分ΔＲＲｔｈ以上である場合、排気管が浸水する可能性があり、実行条件が成立する。この場合、ＣＰＵは、ステップ３２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、処理をステップ３３０に進める。ステップ３３０にて、ＣＰＵは、第２モードでの走行を禁止する。その後、ステップ３９５にて、ＣＰＵは本ルーチンを一旦終了する。

【0037】

処理がステップ３２５に進んだときに抵抗差分ΔＲＲが閾値差分ΔＲＲｔｈ未満である場合、実行条件は成立しない。この場合、ＣＰＵは、ステップ３２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３３５及びステップ３４０を実行する。

【0038】

ステップ３３５：ＣＰＵは、現在の車速Ｖｓ及び現在の走行抵抗ＲＲを今回走行抵抗記憶部２６ａに記憶する。
ステップ３４０：ＣＰＵは、第２モードでの走行を許可する。
その後、ステップ３９５にて、ＣＰＵは本ルーチンを一旦終了する。

【0039】

処理がステップ３１５に進んだときに今回走行抵抗記憶部２６ａに十分な範囲の車速Ｖｓの走行抵抗ＲＲが記憶されていない場合、ＣＰＵは、ステップ３１５にて「Ｎｏ」と判定し、処理をステップ３４５に進める。

【0040】

ステップ３４５にて、ＣＰＵは、学習済走行抵抗記憶部２６ｂから現在の車速Ｖｓに対応する走行抵抗ＲＲａを取得する。その後、ＣＰＵは、処理をステップ３２５に進める。

【0041】

処理がステップ３１０に進んだときに車速Ｖｓが閾値車速Ｖｓｔｈ未満である場合、実行条件は成立しない。この場合、ＣＰＵは、ステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３５０及びステップ３５５を実行する。

【0042】

ステップ３５０：ＣＰＵは、直近の車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲの履歴に基いて車両ＶＡの走行状態を推定する。
例えば車速Ｖｓを横軸とし、走行抵抗ＲＲを縦軸とした場合、走行抵抗ＲＲの履歴が放物線状になる場合、ＣＰＵは、車両ＶＡが水の中を走行していると推定する。
ステップ３５５：ＣＰＵは、上記走行状態が「車両ＶＡが水の中を走行している状態」であるか否かを判定する。

【0043】

上記走行状態が「車両ＶＡが水の中を走行している状態」である場合には、ＣＰＵは、ステップ３５５にて「Ｙｅｓ」と判定し、処理をステップ３３０に進める。この場合、車両ＶＡが水の中を走行している可能性が高いので、ＣＰＵは、現在の車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲを今回走行抵抗記憶部２６ａには記憶しない。

【0044】

上記走行状態が「車両ＶＡが水の中を走行している状態」でない場合には、ＣＰＵは、ステップ３５５にて「Ｎｏ」と判定し、処理をステップ３３５に進める。この場合、車両ＶＡが水の中を走行している可能性は低いので、ＣＰＵは、現在の車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲを今回走行抵抗記憶部２６ａに記憶する。

【0045】

イグニッションキースイッチがオン位置からオフ位置へと変更された場合には、ＣＰＵは、今回走行抵抗記憶部２６ａに記憶された車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲに基いて、学習済走行抵抗記憶部２６ｂに記憶された走行抵抗ＲＲを更新する。具体的には、ＣＰＵは、車速Ｖｓごとに、過去のトリップの走行抵抗ＲＲと現在のトリップの走行抵抗ＲＲとを重み付けして平均値を取得し、その平均値を学習済走行抵抗記憶部２６ｂに記憶する。その後、ＣＰＵは、今回走行抵抗記憶部２６ａに記憶された車速Ｖｓ及び走行抵抗ＲＲを消去する。

【0046】

なお、ＣＰＵは、条件２の代わりに条件３が成立した場合、実行条件が成立したと判定してもよい。条件３：現在の走行抵抗ＲＲが所定の閾値抵抗ＲＲｔｈ以上である。閾値抵抗ＲＲｔｈは、車速Ｖｓに応じて設定されている。例えば、閾値抵抗ＲＲｔは、図２に示した走行抵抗Ｒ２と同じ値に設定されている。

【0047】

本実施形態は、第１モード及び第２モードで走行可能なハイブリッド車両ＶＡに適用可能であり、図１に示した例に限定されない。車速Ｖｓを時間微分することにより加速度Ｇが取得される場合には、本装置１０は加速度センサ２４を備えなくてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０…制御装置、２０…ＥＣＵ、２２…車輪速センサ、２４…加速度センサ、３０…内燃機関、３２…第１電動機、３４…第２電動機、３６…バッテリ、３８…動力分配機構。

【図1】

【図2】

【図3】