特開 2025-40856 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】P2025040856

(43)【公開日】2025-03-25

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/50 20160101AFI20250317BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20250317BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20250317BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20250317BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20250317BHJP

【ＦＩ】

B60W20/50

B60K6/485 ZHV

B60L50/16

B60L50/61

B60L3/00 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023147923

(22)【出願日】2023-09-12

(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】三浦 貴久

(72)【発明者】

【氏名】亀山 千裕

【テーマコード（参考）】

3D202

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA09

3D202BB00

3D202CC53

3D202DD00

3D202DD24

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BD17

5H125EE31

(57)【要約】

【課題】発電要求がある状態のモータジェネレータが不作動となる場合に早期に発電できる状態にすること。
【解決手段】エンジン２と、エンジン２の始動に用いるとともに、エンジン２の動力を補助するように駆動するモータジェネレータ５と、モータジェネレータ５で発電した電力を蓄える補機バッテリ８と、モータジェネレータ５を制御する制御部と、を備える車両１の制御装置であって、発電要求がある状態のモータジェネレータ５が不動作となる場合には、制御部のリスタート履歴がなく、かつモータジェネレータ５の故障を示す情報が検出されていない場合に、制御部をリスタートする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンの始動に用いるとともに、前記エンジンの動力を補助するように駆動するモータジェネレータと、
前記モータジェネレータで発電した電力を蓄える補機バッテリと、
前記モータジェネレータを制御する制御部と、
を備える車両の制御装置であって、
発電要求がある状態の前記モータジェネレータが不動作となる場合には、前記制御部のリスタート履歴がなく、かつ前記モータジェネレータの故障を示す情報が検出されていない場合に、前記制御部をリスタートする
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、マイルドハイブリッドシステムを搭載した車両が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２３１７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の構成では、エンジン始動に用いるモータジェネレータが発電機として機能し、そのモータジェネレータで発電した電力を補機バッテリに蓄える。しかしながら、モータジェネレータの発電で補機バッテリを充電するシーンにおいて、何らかの要因によりモータジェネレータが不作動となると補機バッテリの充電ができず、いわゆるバッテリ上がりとなりエンジストールにつながる虞がある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、発電要求がある状態のモータジェネレータが不作動となる場合に早期に発電できる状態にすることができる車両の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】

本発明は、エンジンと、前記エンジンの始動に用いるとともに、前記エンジンの動力を補助するように駆動するモータジェネレータと、前記モータジェネレータで発電した電力を蓄える補機バッテリと、前記モータジェネレータを制御する制御部と、を備える車両の制御装置であって、発電要求がある状態の前記モータジェネレータが不動作となる場合には、前記制御部のリスタート履歴がなく、かつ前記モータジェネレータの故障を示す情報が検出されていない場合に、前記制御部をリスタートすることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明では、モータジェネレータを制御する制御部をリスタートすることにより、モータジェネレータを再起動できるため、発電要求がある状態のモータジェネレータが不作動となる場合に早期に発電できる状態にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態における車両を模式的に示す図である。

【図2】図２は、制御フローを示すフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態における車両の制御装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

【0010】

図１は、実施形態における車両を模式的に示す図である。車両１は、エンジン（ＥＮＧ）２と、動力伝達装置（Ｔ／Ｍ）３と、スタータ４と、モータジェネレータ（ＭＧ）５と、ＤＣＤＣコンバータ６と、補機７と、補機バッテリ８と、高圧電池９と、電子制御装置（ＥＣＵ）１０とを備える。車両１の制御装置は、電子制御装置１０を含んで構成される。

【0011】

車両１は、動力源としてエンジン２およびモータジェネレータ５を備え、マイルドハイブリッドシステムを搭載した車両である。

【0012】

エンジン２は、車両１の動力源である。エンジン２から出力された動力が動力伝達装置３を介して車輪に伝達される。動力伝達装置３は、変速機などのギヤ機構を含んで構成され、エンジン２と車輪との間で動力伝達経路を形成する。

【0013】

スタータ４は、エンジン２を始動するためのセルモータである。スタータ４のシャフトはエンジン２のクランクシャフトと動力伝達可能に接続されている。スタータ４は補機バッテリ２０から供給される電力によって駆動する。スタータ４が駆動すると、スタータ４のシャフトが回転することによりエンジン２のクランクシャフトが回転され、エンジン２が始動する。

【0014】

モータジェネレータ５は、電動機および発電機として機能するものである。モータジェネレータ５は伝動装置１１を介してエンジン２と動力伝達可能に接続されている。伝動装置１１は、ベルト式伝動装置であり、エンジン２のクランクシャフトと一体回転するプーリと、モータジェネレータ５のシャフトと一体回転するプーリと、これらのプーリに巻きかけられたベルトとを備える。モータジェネレータ５は伝動装置１１を介してエンジン２を始動する。エンジン２の始動方法としては、スタータ４を単独で使用してエンジン２を始動する方法と、モータジェネレータ５を単独で使用してエンジン２を始動する方法と、スタータ４とモータジェネレータ５とを併用してエンジン２を始動する方法とがある。また、エンジン２の動力が足りない場合にはモータジェネレータ５を電動機として駆動させてエンジン２の動力を補助する。モータジェネレータ５は高圧電池９から供給される電力により駆動する。エンジン２の動力に余裕がある場合には、モータジェネレータ５を発電機として駆動させて補機バッテリ８に電力を蓄える。モータジェネレータ５は、電力線ＰＬを介してＤＣＤＣコンバータ６と電気的に接続されている。

【0015】

ＤＣＤＣコンバータ６は、モータジェネレータ５と補機７との間に設けられた電力変換装置である。ＤＣＤＣコンバータ６は電力線ＰＬと低電圧線ＥＬとの間に電気的に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ６は電力線ＰＬの電圧を降圧して低電圧線ＥＬに供給する。ＤＣＤＣコンバータ６は低圧電線ＥＬを介して補機７および補機バッテリ８と電気的に接続されている。

【0016】

補機バッテリ８は、スタータ４に電力を供給する。補機バッテリ８の定格電圧は１２Ｖである。補機バッテリ８は低電圧線ＥＬを介してスタータ４とＤＣＤＣコンバータ６と補機７とに電気的に接続されている。補機バッテリ８はＤＣＤＣコンバータ６を介してモータジェネレータ５と電気的に接続されている。

【0017】

高圧電池９は、モータジェネレータ５に電力を供給する。高圧電池９の定格電圧は４８Ｖである。高圧電池９はインバータ（不図示）を介してモータジェネレータ５と電気的に接続される。モータジェネレータ５により発電した電力を高圧電池９に蓄えることができる。また、高圧電池９は第１リレー２１を介してモータジェネレータ５と電気的に接続される。第１リレー２１は、高圧電池リレーであり、高圧電池９とモータジェネレータ５との間に設けられている。第１リレー２１がＯＮ状態になると高圧電池９とモータジェネレータ５との間が通電可能に接続される。第１リレー２１がＯＦＦ状態になると高圧電池９とモータジェネレータ５との間が通電不能に遮断される。第１リレー２１は電子制御装置１０からの指令信号に応じてＯＮ状態とＯＦＦ状態とが切り替わる。なお、第１リレー２１はモータジェネレータ５に接続されたインバータと高圧電池９との間に設けられている。

【0018】

電子制御装置１０は、モータジェネレータ５を制御する制御部（ＭＧ－ＥＣＵ）を備えた制御装置である。電子制御装置１０は、車両１に搭載された各種センサからの信号に基づいて各種のモータ制御を実行する。電子制御装置１０の制御部は、モータジェネレータ５に接続されたインバータに指令信号を出力してモータジェネレータ５の駆動を制御する。また、電子制御装置１０は第２リレー２２を介してモータジェネレータ５と電気的に接続される。第２リレー２２は、ＭＧリレーであり、モータジェネレータ５と電子制御装置１０との間に設けられている。第２リレー２２がＯＮ状態になると電子制御装置１０とモータジェネレータ５との間が通電可能に接続される。第２リレー２２がＯＦＦ状態になると電子制御装置１０とモータジェネレータ５との間が通電不能に遮断される。なお、第２リレー２２はモータジェネレータ５に接続されたインバータと電子制御装置１０との間に設けられている。

【0019】

また、電子制御装置１０はＤＣＤＣコンバータ６と高圧電池９とを制御する。電子制御装置１０はＤＣＤＣコンバータ６に指令信号を出力し、ＤＣＤＣコンバータ６の駆動を制御する。さらに、電子制御装置１０は第１リレー２１と第２リレー２２とを制御する。電子制御装置１０は第１リレー２１に指令信号を出力し、第１リレー２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。電子制御装置１０は第２リレー２２に指令信号を出力し、第２リレー２２のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。

【0020】

このように構成された車両１では、モータジェネレータ５で発電した電力を補機バッテリ８に蓄えるので、何らかの要因によりモータジェネレータ５の発電機能が停止すると、補機バッテリ８がバッテリ上がりとなり、エンジストールを招く可能性がある。仮にマイコンや監視ＩＣのスタートアップエラーや外部要因などによってＭＧシステムが起動せず発電できない場合には、モータジェネレータ５をリセットすることでエラー状態を解消することがある。そこで、車両１の制御装置はＭＧソフトのリセットをかけて再度発電できる状態にするように構成されている。

【0021】

具体的には、車両１の制御装置は、ハード的なリレーと、ソフト的なＩＧ信号とによってＭＧシステムを起動する。通常の起動シーケンスにおいては、第２リレー２２をＯＮ状態にしてモータジェネレータ５の電源を入れた後、ＩＧ信号を送信してＭＧシステムの起動を行う。これらの指示は電子制御装置１０により行われる。この電子制御装置１０は、モータジェネレータ５の駆動と、ＤＣＤＣコンバータ６の駆動と、高圧電池９の駆動とを制御する。

【0022】

ＭＧユニットが故障した場合には、フェールセーフとしてハード的な遮断を実施する。

【0023】

ＭＧユニットが故障していないにも関わらず発電を停止する場合には、外部からの信号によってモータジェネレータ５を再起動させる。この場合、ＭＧユニットが故障していないのでＭＧユニットが再起動することにより、再度発電できる状態に戻すことが可能である。このとき、発電停止期間を短くするために、できる限り早い時間で再起動をかけたい。加えて、他ユニット等への影響を最小限に抑えるためにも、他ユニットに余分な動作をさせないようにすることが求められる。これらを実現するために、該当シーンが発生した際には、ハード的な電源遮断ではなく、ソフト的なＩＧ信号をＯＦＦからＯＮにすることによってＭＧユニットを再起動する。

【0024】

図２は、制御フローを示すフローチャート図である。図２に示す制御は、車両１の制御装置によって実施される。

【0025】

車両１の制御装置は、モータジェネレータ５が不作動であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、発電要求がある状態のモータジェネレータ５が不作動であるか否かが判定される。言い換えれば、モータジェネレータ５の発電機能が停止しているか否かが判定される。

【0026】

発電要求がある状態のモータジェネレータ５が作動していると判定された場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

【0027】

発電要求がある状態のモータジェネレータ５が不作動であると判定された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、車両１の制御装置は、ＭＧソフトのリセット履歴がないか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、ＭＧ－ＥＣＵである電子制御装置１０のリセット履歴があるか否かが判定される。ＭＧソフトのリセットは、ＭＧソフトのリスタートと同義である。ステップＳ２では、電子制御装置１０のリスタート履歴があるか否かが判定される。

【0028】

ＭＧソフトのリセット履歴があると判定された場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

【0029】

ＭＧソフトのリセット履歴がないと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、車両１の制御装置は、車両１のダイアグが検出されていないか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、モータジェネレータ５の故障を示す情報が検出されていないか否かが判定される。

【0030】

車両１のダイアグが検出されていないと判定された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、車両１の制御装置は、ＭＧソフトをリセットする（ステップＳ４）。ステップＳ４では、ＭＧ－ＥＣＵである電子制御装置１０がリセットされる。言い換えれば、ステップＳ４では、電子制御装置１０がリスタートされる。車両１の制御装置は、ＩＧ信号を再びＯＦＦからＯＮにすることによって電子制御装置１０をリスタートさせる。電子制御装置１０がリセット（リスタート）されることにより、電子制御装置１０は再度モータジェネレータ５を起動させる。ステップＳ４の処理を実施すると、ステップＳ１にリターンする。

【0031】

車両１のダイアグが検出されていると判定された場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、車両１の制御装置は、ＭＧハードをリセットする（ステップＳ５）。ステップＳ５では、ハード的な遮断が実施される。例えば第１リレー２１がＯＦＦ状態に制御され、かつ第２リレー２２がＯＦＦ状態に制御される。ステップＳ５の処理を実施すると、ステップＳ１にリターンする。

【0032】

以上説明した通り、実施形態によれば、不意なスタートアップエラーや外部要因によりＭＧシステムが起動せずに発電できない場合には、電子制御装置１０をリセットすることにより、モータジェネレータ５を早期に再起動させることができる。

【0033】

なお、車両１は、電子制御装置１０とは別の電子制御装置を備えている。例えば、車両１は、エンジン２を制御する電子制御装置（ＥＮＧ－ＥＣＵ）や、車両１のシステム全体を統括制御する電子制御装置（ＨＶ―ＥＣＵ）などを備える。図２に示す制御は、車両１に搭載されたＨＶ－ＥＣＵにより実施することが可能である。つまり、ＭＧ－ＥＣＵである電子制御装置１０には、ＨＶ－ＥＣＵからの指令信号が入力される。ＨＶ－ＥＣＵはＩＧ信号がＯＮとなる場合に、電子制御装置１０に指令信号を出力して電子制御装置１０を起動させる。また、ＨＶ－ＥＣＵは、図２に示す制御を実施することにより、電子制御装置１０をリスタート（リセット）させる。この場合、ＨＶ－ＥＣＵが第１リレー２１および第２リレー２２に指令信号を出力して、第１リレー２１のＯＮ状態とＯＦＦ状態との切り替え、および第２リレー２２のＯＮ状態とＯＦＦ状態との切り替えを実施することができる。

【符号の説明】

【0034】

１ 車両
２ エンジン（ＥＮＧ）
３ 動力伝達装置（Ｔ／Ｍ）
４ スタータ
５ モータジェネレータ
６ ＤＣＤＣコンバータ
７ 補機
８ 補機バッテリ
９ 高圧電池
１０ 電子制御装置（ＥＣＵ）
２１ 第１リレー
２２ 第２リレー

【図1】

【図2】