JP2010221802A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の劣化に伴い、エンジンを傷めてしまうことを極力抑制することが可能な車両制御装置を提供する。
【解決手段】本発明は、モーターとエンジンとを動力として走行する車両に搭載される車両制御装置であって、前記エンジンが使用する燃料を収容する燃料タンクに搭載され、燃料の劣化度を検出する劣化度検出センサと、前記劣化度検出センサの検出結果に応じて、前記モーターと前記エンジンの利用比率を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両に搭載され、燃料の劣化に伴い、車両のエンジンを痛めることがないように制御するハイブリッド車両のための車両制御装置に関する。

ハイブリッド車両などにおいて、環境負荷や燃費の観点からは、化石燃料を消費せずになるべくバッテリーからの電力を使用して車両を走行させることが望ましい。このようにバッテリーを優先的に使用する制御がなされる場合、燃料を使用することなく走行する期間が長く継続する可能性がある。例えば、バッテリー残量がなくなる前に自宅や充電施設でこまめに充電がなされる場合である。燃料を使用することなくエンジンを使用せずに走行する期間が長く続くと、燃料が劣化するという問題が発生する。このような問題に対処するために、特許文献１（特開２００８−１４９９７２号公報）では、前回給油時からのガソリンの使用量、所定の走行距離に対するガソリンの使用量、前回から今回までのバッテリーの充電期間に対する走行距離を用いて、ガソリンや内燃期間の劣化を事前に判断し、内燃機関を作動させることでエンジンや内燃機関の劣化を防止する技術が開示されている。
特開２００８−１４９９７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、燃料（ガソリン）の劣化を調べるにあたり、ガソリンそのものを調べているわけではなく、ガソリンが劣化してしまっていても、エンジンを作動させてしまい、エンジンを傷めてしまう可能性がある、という問題があった。

上記問題点を解決するために、請求項１に係る発明は、モーターとエンジンとを動力として走行する車両に搭載される車両制御装置であって、前記エンジンが使用する燃料を収容する燃料タンクに搭載され、燃料の劣化度を検出する劣化度検出センサと、前記劣化度検出センサの検出結果に応じて、前記モーターと前記エンジンの利用比率を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両制御装置において、前記劣化度検出センサに応じて目的地の設定を行うことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の車両制御装置において、前記目的地は前記車両の燃料を供給可能な場所であることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置において、前記制御部は、前記劣化度検出センサにおける燃料の劣化度が高くなるにつれて、前記モーターの利用比率を高めるように制御することを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置によれば、燃料自体の劣化度を劣化度検出センサによって検出すると共に、この検出結果に応じて、前記モーターと前記エンジンの利用比率を制御するので、エンジンを傷めてしまうことを極力抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両制御装置が搭載される車両の概略を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置のブロック構成の概略を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両制御装置が搭載される車両の走行モードを説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の制御処理のフローチャートを示す図である。 ガソリンの劣化度とガソリン状態との対応を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の制御処理のフローチャートを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の制御処理のフローチャートを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の制御処理のフローチャートを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の制御処理におけるインターフェイス部の画面表示例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る車両制御装置が搭載される車両の概略を示す図であり、図２は本発明の実施の形態に係る車両制御装置のブロック構成の概略を示す図である。なお、本実施形態に係る車両制御装置は、モーターとエンジンとを動力として走行するハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両に搭載されることを想定している。また、本発明に係る車両制御装置が制御するエンジンとしては、ガソリンを燃料とするもののほかに、軽油を燃料とするものなど任意のものが含まれる。

図１及び図２において、１０は車両、３２はモーター、３３はエンジン、４１はバッテリー、４２は燃料タンク、１００はＥＣＵ、３００は走行動力制御部、３２０はモーター制御部、３３０はエンジン制御部、４００はエネルギー情報取得部、４１０はバッテリー管理部、４２０は劣化度検出センサ、６００はインターフェイス部、６１０はディスプレイ、６２０はタッチパネル、６３０はスピーカー、８００はナビゲーションシステム部、８１０はナビゲーションシステム、８２０は地図データベースをそれぞれ示している。

車両１０は、本発明の車両制御装置が搭載されたものであり、本実施形態では、ガソリンを燃料とするエンジン３３と、バッテリー４１に蓄えられた電力により駆動されるモーター３２の双方を動力源として走行する車両を例にとり説明するが、上述したように本発明の車両制御装置が搭載される車両の種類はこれに限定されるものではない。本発明の車両制御装置の制御対象は、例えば、エンジンの燃料として軽油を用いるものであっても良い。また、モーター３２を駆動する電力を蓄えるためには、キャパシタなどの他の蓄電手段を用いることも可能である。

ＥＣＵ１００はエレクトロニックコントロールユニットの略であり、ＣＰＵとＣＰＵ上で動作するプログラムを保持するＲＯＭとＣＰＵのワークエリアであるＲＡＭなどからなる汎用の情報処理機構である。ＥＣＵ１００は、図示されているＥＣＵ１００と接続される各構成と協働・動作する。また、ＥＣＵ１００は、本発明の車両制御装置における種々の制御処理は、ＥＣＵ１００内のＲＯＭなどの記憶手段に記憶保持されるプログラムやデータに基づいて実行されるものである。なお、本実施形態においては、上記の各手段はＥＣＵ１００とＥＣＵ１００上で実行されるプログラムによって実現されるものとしている
が、これらの各手段はこれに限定されるものではなく、論理回路などのハードウエアのみで実現されるようなものであってもよい。

走行動力制御部３００におけるモーター制御部３２０はモーター３２の制御を、また、エンジン制御部３３０はエンジン３２の制御をそれぞれ行う構成であり、それぞれの制御部を統括する制御を行うものが走行モード制御部３１０である。この走行モード制御部３１０は、車両１０の様々な走行パラメーターなどに応じて、走行におけるモーター３２とエンジン３３の利用比率（すなわち、走行モード）を決定し、これに基づいてモーター制御部３２０、エンジン制御部３３０の制御を行っている。ここで、本実施形態において、この走行モード制御部３１０が実施する走行モードについて説明する。図３は本発明の実施形態に係る車両制御装置が搭載される車両の走行モードを説明する図である。走行モード制御部３１０が実施する走行モードとしては、例えば、図に示すような（I）乃至（IIII）の４つのモードとすることができる。

モード（I）はエンジン３３のみを使用する走行モードである。このようなモードは例
えばバッテリー４１の残量が所定値以下となりモーター３２を利用できないときなどに適用される。また、モード（II）はモーター３２のみを使用する走行モードである。このようなモードはバッテリー４１残量が多い場合の都市部の走行などに利用される。また、モード（III）は低負荷領域だけでエンジン３３を使用する走行モードである。このような
モードは劣化したガソリンでエンジン３３を高負荷領域で利用して、エンジン３３を痛めることがないようにするモードである。

モード（IIII）はハイブリッド走行モードで、モーター３２とエンジン３３との双方の動力によって走行を行うモードである。なお、このようなハイブリッド走行モードにおけるモーター３２とエンジン３３利用比率については走行状況などによって適宜制御が行われるものである。

エネルギー情報取得部４００におけるバッテリー管理部４１０はバッテリー４１の電圧などを監視しバッテリー４１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などを算出したり、回生電力のバッテリー４１への充電制御を行ったりするものである。また、エネルギー情報取得部４００における劣化度検出センサ４２０は、エンジン３３が使用する燃料を収容する燃料タンク４２に搭載され、燃料の劣化度を検出するものである。本実施形態に係る車両制御装置では、この劣化度検出センサ４２０による検出結果に応じて、走行動力制御部３００における走行モード制御部３１０などの制御を行うことを第１の特徴としている。なお、この劣化度検出センサ４２０は、特開２００７−２９７９６１号公報などに開示された技術に基づいて構成することが可能である。

インターフェイス部６００は、車両１０の運転席部に設けられ、運転者に対し車両１０に係る情報などを提供したり、或いは運転者に対して所定のワーニングを行ったりするための構成である。インターフェイス部６００におけるディスプレイ６１０は液晶などの表示装置であり、このディスプレイ６１０に文字・図形情報等を表示することによって、運転者に対して視覚的に所定の情報を報知することを可能とする。タッチパネル６２０は、ディスプレイ６１０を覆うようにして設けられており、運転者の操作によりシステムに対して入力を可能とする入力デバイスとして機能する。また、インターフェイス部６００は、スピーカー６３０も含んでおり、必要に応じて運転者に対して、音声による案内や警告を行い得るようになっている。

ナビゲーションシステム部８００は、ナビゲーションシステム８１０やこのナビゲーションシステム８１０が参照する地図情報などのナビゲーションシステム用の地図データベース８２０とからなっている。ナビゲーションシステム８１０は、ＧＰＳ衛星からのＧＰ
Ｓ信号を受信して自らの位置を計算するＧＰＳ測位部を用いることによって、車両の現在位置情報を取得することができる。本発明の車両制御装置においては、位置情報を取得することができれば、このようなＧＰＳ測位法によらずとも、その他の測位法を用いることができるものである。

本発明の車両制御装置の地図データベース８２０には、道路情報、施設情報などが記憶されており、例えば、ナビゲーションシステム８１０が、運転者に対して、目的地となる施設の案内を行ったり、運転者が指定入力した目的地までの距離、ルートなどを求めたり、目的地に到着する時刻を求めたりするのに利用される。このようなナビゲーションシステム８１０、地図データベース８２０の処理動作についてはいずれも従来周知の技術を用いることができる。

また、特に、本発明の車両制御装置の地図データベース８２０には、特に施設情報として、燃料の供給や、車両１０の保守が可能な場所であるガソリンスタンドやカーサービスステーション、或いはレッカーサービスを提供する施設などが記憶されており、本発明の車両制御装置は、このような記憶情報に基づいて、車両１０の運転者（ユーザー）に対して情報を提示することができるようになっている。

次に、以上のように構成される車両制御装置による第１の制御態様について説明する。図４は本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の制御処理のフローチャートを示す図である。

ステップＳ１００で、車両１０の起動などを契機として車両制御装置の処理が開始される。なお、本フローチャートを開始するタイミングとしては車両１０の起動時に限らず、任意の時に行うことが可能である。例えば、一定期間毎に本フローチャートを開始するようにしてもよい。

ステップＳ１００に続くステップＳ１０１では、劣化度検出センサ４２０によってガソリンの劣化度の検出が行われる。なお、図５に劣化度検出センサ４２０によって検出されるガソリンの劣化度とガソリン状態との対応について示す。

ステップＳ１０２では、ガソリンの劣化度が所定値Ｄ１以上の劣化度であるか否かが判定され、判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１０３に進み、ＮＯであるときにはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０３では、燃料タンク４２のガソリン状態を、劣化が進んだＧ１と判定する。続く、ステップＳ１０４では、走行モードを（I）モーター走行モードとして走行す
る。これはガソリン状態がＧ１の劣化したガソリンでエンジン３３を利用してエンジン３３を痛めないようにするためである。

ステップＳ１０５では、ガソリンの劣化度が所定値Ｄ２以上の劣化度であるか否かが判定され、判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ１０６に進み、ＮＯであるときにはステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０６では、燃料タンク４２のガソリン状態を、劣化が中程度のＧ２と判定する。次のステップＳ１０７では、インターフェイス部６００などによって、運転者（ユーザー）に燃料の給油を促す。このような給油によって、劣化したガソリンを希釈し、エンジン３３を痛めることがないようにするためである。そして、ステップＳ１０８では、走行モードとして、低負荷領域だけでエンジンを使用する走行モード（III）を採用する
。このような走行モードを採用することで、劣化したガソリンを燃料としてエンジン３３
を高負荷領域で利用して、エンジン３３を痛めることがないようにする。

ステップＳ１０９では、燃料タンク４２のガソリン状態を、劣化が進んでいないＧ３と判定する。次のステップＳ１１０では、走行モードとしては通常のハイブリッド走行モード（IIII）を採用する。

ステップＳ１１１においては、車両制御装置の処理を終了する。

以上のように、本発明に係る車両制御装置によれば、燃料自体の劣化度を劣化度検出センサ４２０によって検出すると共に、この検出結果に応じて、モーター３２とエンジン３３の利用比率（走行モード）を制御するので、エンジン３３を傷めてしまうことを極力抑制することが可能となる。

なお、以上に示す実施形態はガソリン状態を３段階に分類して、これに応じてモーター３２とエンジン３３の利用比率（走行モード）を制御するものであったが、このような段階数は適宜設定することが可能である。なお、段階数を３段階以外とすることがあっても、劣化度検出センサ４２０において燃料の劣化度が高いと判定されるに伴い、モーター３２の利用比率を高めるように制御することが好ましい。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図６乃至図８は本発明の第２実施形態に係る車両制御装置の制御処理のフローチャートを示す図である。

ステップＳ２００で、車両１０の起動などを契機として車両制御装置の処理が開始される。なお、本フローチャートを開始するタイミングとしては車両１０の起動時に限らず、任意の時に行うことが可能である。例えば、一定期間毎に本フローチャートを開始するようにしてもよい。

ステップＳ２００に続くステップＳ２０１では、劣化度検出センサ４２０によってガソリンの劣化度の検出が行われる。なお、図５に劣化度検出センサ４２０によって検出されるガソリンの劣化度とガソリン状態との対応について示す。

ステップＳ２０２では、ガソリンの劣化度が所定値Ｄ１以上の劣化度であるか否かが判定され、判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ２０３に進み、ＮＯであるときにはステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０３では、燃料タンク４２のガソリン状態を、劣化が進んだＧ１と判定する。続く、ステップＳ２０４では第１処理のルーチンを実行する。ここで第１処理のルーチンについて図７を参照して説明する。

図７のステップＳ３００で、第１処理が開始されると、続いてステップＳ３０１に進み、ナビゲーションシステム部８００によって、車両１０が現在位置する付近のガソリンスタンドを検索して、最も近いガソリンスタンドを抽出する。ステップＳ３０２では、バッテリー管理部４１０からバッテリー４１のＳＯＣを取得する。

ステップＳ３０３では、取得されたＳＯＣを参照して、抽出されたガソリンスタンドにモーター３２のみの走行モード（II）で到達可能であるか否かが判定される。ステップＳ３０３における判定がＹＥＳであるときにはステップＳ３０４に、ＮＯであるときにはステップＳ３０６に進む。

モーター３２のみの走行モード（II）で到達可能であるときに進むステップＳ３０４に
おいては、ナビゲーションシステム部８００で目的地を抽出されたガソリンスタンドに設定し、ステップＳ３０５では、モーター３２のみの走行モード（II）として、車両１０を走行させる。本実施形態では車両制御装置の以上のような設定によって、運転者は車両１０をガソリンスタンドなどに持ち込み、劣化ガソリンに対して所定の処置を行うことが期待される。

モーター３２のみの走行モード（II）で到達可能でないときに進むステップＳ３０６においては、現状のＳＯＣでガソリンスタンドまでの行程の所定分以上をカバーすることが可能であるか否かが判定される。ステップＳ３０６における判定がＹＥＳであるときにはステップＳ３０７に進み、ＮＯであるときにはステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３０７では、ナビゲーションシステム部８００で目的地を抽出されたガソリンスタンドに設定し、ステップＳ３０８ではモーター３２のみの走行モード（II）として、車両１０を走行させる。ステップＳ３０９では、バッテリー管理部４１０からＳＯＣを取得し、ステップＳ３１０で、ＳＯＣ所定値以下であることが判定されると、ステップＳ３１１で、ハイブリッド走行モード（IIII）に切り替える。ステップＳ３０８乃至ステップＳ３１１のステップはなるべく劣化ガソリンでエンジン３３を使用しないようにするためにバッテリー４１が限界となるまでモーター３２のみの走行モード（II）で走行するためのルーチンである。

現状のＳＯＣでガソリンスタンドまでの行程の所定分以上をカバーすることができないときに進むステップＳ３１２においては、インターフェイス部６００のディスプレイ６１０などによって、現在の状態で走行を行うとエンジンが劣化する可能性について運転者（ユーザー）に報知し、ステップＳ３１３で走行するかを運転者（ユーザー）に問い合わせる。ステップＳ３１２やステップＳ１３におけるインターフェイス部６００における画面表示例を図９に示す。

ステップＳ３１４では運転者（ユーザー）の選択が判定される。すなわち、運転者が走行を選択したか否かが判定される。ステップＳ３１４の判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ３１５に、ＮＯであるときにはステップＳ３１９に不図示の通信部によって、レッカー依頼通知の発信などを行う。

ステップＳ３１５ではモーター３２のみの走行モード（II）として、車両１０を走行させる。ステップＳ３１６では、バッテリー管理部４１０からＳＯＣを取得し、ステップＳ３１７で、ＳＯＣ所定値以下であることが判定されると、ステップＳ３１８で、ハイブリッド走行モード（IIII）に切り替える。ステップＳ３１５乃至ステップＳ３１８のステップはなるべく劣化ガソリンでエンジン３３を使用しないようにするためにバッテリー４１が限界となるまでモーター３２のみの走行モード（II）で走行するためのルーチンであるが、ハイブリッド走行モード（IIII）が長く継続するとエンジン３３を痛めてしまう可能性があるために本来的には推奨されるべき走行形態ではない。

再び図６に戻り説明を続ける。ステップＳ２０５では、ガソリンの劣化度が所定値Ｄ２以上の劣化度であるか否かが判定され、判定結果がＹＥＳであるときにはステップＳ２０６に進み、ＮＯであるときにはステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２０６では、燃料タンク４２のガソリン状態を、劣化が中程度のＧ２と判定する。次のステップＳ２０７では、ナビゲーションシステム部８００などに目的の設定がなされていないような場合には、ユーザーに対して目的地の設定を促す。

ステップＳ２０８では、ナビゲーションシステム部８００で目的地が設定されているか
が判定される。ステップＳ２０８における判定がＹＥＳであるときにはステップＳ２０９に進み、ＮＯであるときにはステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０９では、インターフェイス部６００などによって、運転者（ユーザー）に燃料の給油を促す。このような給油によって、劣化したガソリンを希釈し、エンジン３３を痛めることがないようにするためである。そして、ステップＳ２１０では、走行モードとして、低負荷領域だけでエンジンを使用する走行モード（III）を採用する。このよ
うな走行モードを採用することで、劣化したガソリンを燃料としてエンジン３３を高負荷領域で利用して、エンジン３３をなるべく痛めることがないようにする。

ステップＳ２１１では、第２処理のルーチンが実行される。ここで第２処理のルーチンについて図８を参照して説明する。

図８においてステップＳ４００で第２処理が開始されると、ステップＳ４０１では、ナビゲーションシステム部８００によって、現在地から目的までの間のガソリンスタンドを検索する。そして、ステップＳ４０２では、インターフェイス部６００によって、給油が推奨されることを報知する共に、検索された候補となるガソリンスタンドをユーザーに提示する。

ステップＳ４０３では、ユーザーがガソリンスタンドを選択したか否かが判定され、ステップＳ４０３における判定がＹＥＳであるときにはステップＳ４０４に進み、ＮＯであるときにはステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０４では、走行モードとして、低負荷領域だけでエンジンを使用する走行モード（III）を採用する。このような走行モードを採用することで、劣化したガソリン
を燃料としてエンジン３３を高負荷領域で利用して、エンジン３３を痛めることがないようにする。

一方、ステップＳ４０３の判定がＮＯであるときに進むステップＳ４０５ではモーター３２のみの走行モード（II）として、車両１０を走行させる。ステップＳ４０６では、バッテリー管理部４１０からＳＯＣを取得し、ステップＳ４０８で、ＳＯＣ所定値以下であることが判定されると、ステップＳ４０９で、ハイブリッド走行モード（IIII）に切り替える。ステップＳ４０５乃至ステップＳ４０８のステップはなるべく劣化ガソリンでエンジン３３を使用しないようにするためにバッテリー４１が限界となるまでモーター３２のみの走行モード（II）で走行するためのルーチンである。

再び図６に戻り説明する。ステップＳ２１２では、燃料タンク４２のガソリン状態を、劣化が進んでいないＧ３と判定する。次のステップＳ２１３では、走行モードとしては通常のハイブリッド走行モード（IIII）を採用する。

ステップＳ２１４においては、車両制御装置の処理を終了する。

以上のように、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置によれば、燃料自体の劣化度を劣化度検出センサ４２０によって検出すると共に、この検出結果に応じて、モーター３２とエンジン３３の利用比率（走行モード）を制御するので、エンジン３３を傷めてしまうことを極力抑制することが可能となる。

また、本発明の第２実施形態に係る車両制御装置によれば、劣化度検出センサ４２０の検出結果に応じて、車両１０の燃料を供給可能な場所（上記実施形態ではガソリンスタンドとして説明したが、その他の類似の施設でも可）を目的地として設定するようにして、
ユーザーに対処を促すようにすることで、エンジン３３の劣化防止を図ることが可能となる。

なお、以上に示す実施形態はガソリン状態を３段階に分類して、これに応じてモーター３２とエンジン３３の利用比率（走行モード）を制御するものであったが、このような段階数は適宜設定することが可能である。なお、段階数を３段階以外とすることがあっても、劣化度検出センサ４２０において燃料の劣化度が高いと判定されるに伴い、モーター３２の利用比率を高めるように制御することが好ましい。

１０・・・車両、３２・・・モーター、３３・・・エンジン、４１・・・バッテリー、４２・・・燃料タンク、１００・・・ＥＣＵ、３００・・・走行動力制御部、３１０・・・走行モード制御部、３２０・・・モーター制御部、３３０・・・エンジン制御部、４００・・・エネルギー情報取得部、４１０・・・バッテリー管理部、４２０・・・劣化度検出センサ、６００・・・インターフェイス部、６１０・・・ディスプレイ、６２０・・・タッチパネル、６３０・・・スピーカー、８００・・・ナビゲーションシステム部、８１０・・・ナビゲーションシステム、８２０・・・地図データベース

Claims (4)

1. モーターとエンジンとを動力として走行する車両に搭載される車両制御装置であって、
   前記エンジンが使用する燃料を収容する燃料タンクに搭載され、燃料の劣化度を検出する劣化度検出センサと、
   前記劣化度検出センサの検出結果に応じて、前記モーターと前記エンジンの利用比率を制御する制御部と、を有することを特徴とする車両制御装置。
2. 前記劣化度検出センサに応じて目的地の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記目的地は前記車両の燃料を供給可能な場所であることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記制御部は、前記劣化度検出センサにおける燃料の劣化度が高くなるにつれて、前記モーターの利用比率を高めるように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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