JP2011084230A - ハイブリッドカー用電装制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両停止状態からガソリンエンジンを始動させるまでの電装機器に対する操作指示を有効にすることができる「ハイブリッドカー用電装制御装置」を提供すること。
【解決手段】ハイブリッドカーに搭載され、エンジン１１停止時にバッテリー１７から電源供給を受ける電装機器３０を制御する電装制御装置１０２は、電装機器に対する操作指示を入力する操作手段２５と、操作指示を格納する記憶手段２６と、制御手段２１と、を有する。制御手段２１は、ハイブリッドカーのガソリンエンジンが停止している状態で、操作手段２５を介してユーザからのキー操作があったとき、当該キー操作を記憶手段２６に格納し、当該キー操作に対応する機能の実行が可能な電圧が電装機器３０に供給されると判断したときに当該機能を実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アイドリングストップ後のエンジン始動時における電装機器への供給電圧低下に起因する不都合を解消するよう適応されたハイブリッドカー用電装制御装置に関する。

近年、地球環境の保護や燃費向上の観点から、アイドリングストップ車の開発が進められ実用化されてきている。アイドリングストップとは、車両停止時にはエンジンを停止させ、車両走行開始時にガソリンエンジンを再始動させる機能である。また、ハイブリッド車においては、車両がある一定の速度以下になった場合にガソリンエンジンを停止してモーターのみで動作し、再びある一定の速度になったときにガソリンエンジンを始動させている。

このように、駐停車や信号待ちの状態のときにガソリンエンジンを停止させることで、アイドリングによる燃料消費をなくすようにしている。

一方、モーター駆動の状態や停止状態からガソリンエンジンを始動させるときには主電源として用いられるバッテリーにおいて急激に大電流を供給するために大幅な電圧降下が発生し、電装機器などの負荷に対して安定した電圧供給ができなくなるおそれがある。このような電圧降下が発生すると、電装機器を作動させる所定の電圧より低くなったと判定し、例えばプレーヤーなどで楽曲や映像を再生していた場合に動作を停止してしまうことになる。

これに対し、電圧低下に影響を受けないようにする技術が検討されている。例えば、特許文献１では、バッテリーから電圧が供給されて始動する移動体の駆動源が停止状態であると判断された場合に、バッテリーから供給される電圧を駆動源の始動時の電圧低下によっても処理を続けられることのできる動作処理電圧に切り替える技術が記載されている。

また、特許文献２では、車両が停止する際に、ガソリンエンジンが停止する旨の信号を受信して電装機器に対して大電流を消費する光ディスクの再生開始や停止等の機能を禁止するように制御する技術が記載されている。

特開２００９−０８３６５４号公報 特開２００７−０７６４８３号公報

上述したように、ガソリンエンジンが始動する際に電装機器への供給電圧が低減した場合であっても、大電流を必要とする機能を停止してバッテリー電圧の低下を防止することが可能である。また、供給電圧が低減しても、低電圧による電装機器の停止のための閾値電圧を低く調整し、継続して必要な電装機器を動作させることが可能である。

このように、ガソリンエンジン停止時に、電装機器に対して大電流を消費する機能が制限されていたとしても、停車時間が短ければ、ガソリンエンジン始動後に電装機器に対する操作を行えばよいため、特に支障はない。

しかし、渋滞や長い信号待ち等で車両が走行していないときに、ＣＤプレーヤーなどの電装機器の操作をしようとすることがある。そのときは、車両が停止しているため、上記したように大電流を消費するプレーヤーのスタートやストップ、また、ディスクチェンジャーの起動などの操作は受け付けないようになっている。

この場合、ユーザにとって走行中ではなく安全なときに操作をしているにもかかわらず、操作が受け付けられないということによる不快感をユーザに与えかねない。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、車両停止状態からガソリンエンジンを始動させるまでの電装機器に対する操作指示を有効にすることができるハイブリッドカー用電装制御装置を提供することを目的とする。

上述した従来技術の課題を解決するため、本発明の一形態によれば、ハイブリッドカーに搭載され、エンジン停止時にバッテリーから電源供給を受ける電装機器を制御する電装制御装置において、前記電装機器に対する操作指示を入力する操作手段と、前記操作指示を格納する記憶手段と、前記操作手段、記憶手段及び電装機器を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記ハイブリッドカーのガソリンエンジンが停止している状態で、前記操作手段を介してユーザからのキー操作があったとき、当該キー操作を前記記憶手段に格納し、当該キー操作に対応する機能の実行が可能な電圧が前記電装機器に供給されると判断したときに当該機能を実行することを特徴とするハイブリッドカー用電装制御装置が提供される。

上記形態に係るハイブリッドカー用電装制御装置において、更に、エンジンが始動する旨のエンジン始動予告信号を取得する走行状況取得手段を有し、前記制御手段は、前記エンジン始動予告信号を受信し、かつ前記バッテリーで駆動している前記電装機器が音声出力又は映像出力をしているとき、継続して当該音声出力又は映像出力を行うようにしてもよく、前記制御手段は、前記エンジン始動予告信号を受信した後前記電装機器に供給される電圧が当該電装機器を動作させるために必要な電圧に安定するまでの間に前記操作手段を介して指示された操作を前記記憶手段に格納するようにしてもよく、前記走行状況取得手段は、前記ハイブリッドカーが停止状態から所定の速度に達したときに前記エンジン始動予告信号を取得するようにしてもよい。

本発明に係るハイブリッドカー用電装制御装置においては、車両の停止状態又はアイドリングストップ状態からガソリンエンジンを始動させるときに、ガソリンエンジンを始動させる旨のエンジン始動予告信号を受信する。ガソリンエンジン停止の状態からエンジン始動予告信号を受信しエンジンが起動して電装機器に供給される電圧が安定するまでに、ユーザから指示された操作を順に記憶しておく。この間にプレーヤーが再生中であったり、ラジオやテレビの視聴中の場合はそれを継続し、この間の新たな操作指示（プレーヤーのスタートやストップ、ディスクチェンジャーの起動等）に対しては、操作指示があったことを記憶しておく。その後、電装機器に供給される電圧が所定値以上に復帰したとき、記憶しておいたユーザに指示に従った操作を実行する。

このように、ガソリンエンジン停止時に指示された操作についても受け付けるため、ユーザが何度も同じ操作を繰り返す必要がなくなり、ユーザの不快感を軽減させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッドカー用電装制御装置及びこれを搭載するハイブリッドカーの構成を概略的に示すブロック図である。 図１に係るハイブリッドカー用電装制御装置を示すブロック図である。 車載ネットワークの一例を示す図である。 電装機器に供給される電圧低下時の電装機器制御処理の一例を示す処理フロー図である。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

（ハイブリッドカー用電装制御装置の構成）
図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッドカー用電装制御装置１０２及びこれを搭載するハイブリッドカー１０１の概略構成をブロック図の形態で示したものである。なお、以下の説明において、「ハイブリッドカー用電装制御装置」を単に「電装制御装置」と記載する場合もある。

本発明に係るハイブリッドカー用電装制御装置１０２は、次のようなハイブリッドカー１０１に搭載される電装制御装置１０２である。

ハイブリッドカー１０１は、エンジン１１と電気モーター１３を車両の駆動輪１５の駆動源として具備する。また、発電機１２と電気モーター１３がバッテリー１４に接続される。さらに、発電機１２と電気モーター１３が補機バッテリー１７に接続される。上記のエンジン１１、発電機１２及び電気モーター１３は制御部１０によって運転状態が制御され、エンジン１１の効率により駆動力源をエンジン１１にするか電気モーター１３にするかを判定して切り換える操作を行う。また、制御部１０は、エンジン１１が作動しているか否かの情報を常時取得し、エンジン１１の作動状況は、通信部１６を介して電装制御装置１０２に送信される。

エンジン１１は、その出力軸が駆動輪１５と連結され、エンジン１１を回転駆動させることによって、駆動輪１５を回転駆動させることができる。

発電機１２は、例えば交流発電機として構成され、エンジン１１の出力軸と連結される。エンジン１１を回転駆動させることにより、発電機１２を発電運転させることができる。また、発電機１２の駆動によって、エンジン１１を始動させることもできる。

発電機１２の発電によって生成された電気エネルギーは、バッテリー１４に充電され、電気モーター１３及び発電機１２の駆動の際に用いられる。

電気モーター１３は、例えば交流モーターとして構成され、その出力軸が駆動輪１５と連結されている。電気モーター１３を駆動させることにより、駆動輪１５を回転運動させることができる。また、車両の減速時には、電気モーター１３を発電運転（回生制動）させることもできる。この回生制動によって生成された電気エネルギーは、バッテリー１４に充電される。

補機バッテリー１７には、制御対象機器３０を動作させるための電気エネルギーが充電されている。発電機１２の発電及び電気モーター１３の回生制動によって生成された電気エネルギーの一部が、ＤＣ−ＤＣコンバーター（不図示）によって降圧されて補機バッテリー１７に充電される。

一方、電装制御装置１０２はヘッドユニット（表示機能付操作ユニット）２０とヘッドユニット２０に接続される制御対象機器３０を基本構成としている。

本実施形態のヘッドユニット２０は、制御部２１、走行状況取得部２２、表示部２４、操作部２５、記憶部２６及び通信制御部２３により構成されている。

制御部２１は、例えばマイクロコンピュータで構成され、走行状況取得部２２から走行速度等の車両の走行状態の情報を取得し、通信制御部２３を介して各制御対象機器３０の機能を制御する。また、操作部２５の操作キーによってユーザから指示された情報に基づいて各制御対象機器３０の制御も行う。

表示部２４は、例えばＬＣＤで構成され、制御対象機器３０に対する機能を実行できない期間である等のメッセージを表示する。

記憶部２６には、ガソリンエンジン停止時に、操作部２５を介して入力された制御対象機器３０に対する操作指示が格納される。

制御対象機器３０には、ＣＤプレーヤーユニット３１、ＭＤプレーヤーユニット３２、ＤＶＤプレーヤーユニット３３、チューナーユニット３４及びアンプユニット３５が含まれる。アンプユニット３５にはスピーカー３６が接続され、スピーカー３６を介して音声を聴取する。これらのうち、ＣＤプレーヤーユニット３１、ＭＤプレーヤーユニット３２及びＤＶＤプレーヤーユニット３３は、それぞれディスクを媒体として使用する。

次に、図３を参照しながら車載ネットワークについて説明する。図３に示すように、車載ネットワークは、一本の配線に種々の機器を制御する信号を流し、配線の増加を避けるとともにきめ細かい制御を可能にするものである。例えば、ＣＡＮ(Controller Area Network)やＦｌｅｘＲａｙの規格がある。特に、マルチメディア用のネットワークとして、ＭＯＳＴ(Media Oriented Systems Transport)やＩＤＢ−１３９４といった規格がある。

図３は、車載ネットワーク（信号線）４１に各種の電装機器が接続された一例を示している。図３の車載ネットワーク４１には、エンジンモニターユニット１０ａ、ヘッドユニット２０、ディスプレイユニット４２、チェンジャー４３、リアシートエンタテイメントユニット４４、増幅器４５、ＴＶモジュール４６が接続されている。

エンジンモニターユニット１０ａは、車両側の制御部１０の一部を構成し、エンジンに関する様々な情報を監視できるものである。エンジンに関する情報としては、例えば、エンジン回転数、速度、水温等がある。

ヘッドユニット２０は、エンジンモニターユニット１０ａからエンジンに関する情報を取得し、その情報を基に、車載ネットワーク４１に接続されている各電装機器をスレーブとして制御するマスターの働きをする。

各電装機器には車両のバッテリー１４，１７からスイッチ機構４７を介して電圧が供給されている。

ガソリンエンジンが始動するとき、スターターに大きな電流が流れるため電圧降下が大きくなり、それに伴い、上記の各電装機器に供給される電圧が急激に低下することになる。電圧が低下することにより、電装機器を動作させると故障を引き起こしかねないため、電装機器の動作を停止させる閾値電圧が予め定義されている。ガソリンエンジン始動時には、各機器に供給される電圧値がこの閾値を下回ることになり、機能の実行が停止される。

本実施形態では、ヘッドユニット２０がエンジンモニターユニット１０ａから所定の速度に達したときに出力されるエンジン始動予告信号(1)を受信すると、車載ネットワーク４１にエンジン始動予告信号(2)を流す。このエンジン始動予告信号(2)は、大電流を消費する機能の実行停止を指示する信号を兼ねている。車載ネットワーク４１に接続されている各電装機器は、エンジン始動予告信号(2)を受信すると、基本的には機能の実行を中止する。例えば、チェンジャー４３が動作しているときには一時的にその動作を停止する。

一方、動作を停止するとユーザにとって不快感を持たせるような機能については、その動作を継続させる。例えば、リアシートエンタテイメントユニット４４に含まれているＣＤプレーヤーを再生中の場合には、その再生を継続させる。

このように本実施形態のハイブリッドカー用電装制御装置１０２において、アイドリングストップ等のガソリンエンジンが停止した後、再びガソリンエンジンが始動する旨のエンジン始動予告信号を受信すると、その時に再生中の楽曲や聴取中のラジオ等はそれを継続させている。

また、本実施形態のハイブリッドカー用電装制御装置１０２では、ガソリンエンジン停止状態からバッテリー電圧が所定値以上になるまでの間に指示された操作を記憶しておく。この記憶された操作は電圧が所定値以上で安定したときに順次実行される。

これにより、車両停車中であっても、大電流を消費するために実行されない電装機器に対する操作指示が受け付けられるため、ユーザが繰り返し同じ操作をする無駄を省くことができ、操作をしても実行されないというユーザの不快感を低減させることができる。

（電圧低下時の電装機器制御処理）
以下、本実施形態のハイブリッドカー用電装制御装置１０２における電圧低下時の制御対象機器３０の制御処理について、その処理フローの一例を示した図４を参照しながら説明する。

ここでは、ガソリンエンジンが停止し、バッテリーにより電装機器が動作しているものとする。この状況でハイブリッドカー用電装制御装置１０２の制御部２１が以下の各ステップの処理を行う。

まず、ステップＳ１１では、ガソリンエンジンが停止している状況において、ユーザからキー操作があったか否かを判定する。キー操作があればステップＳ１２に移行し、キー操作がなければステップＳ１３に移行する。

次のステップＳ１２において、ユーザからのキー操作を記憶部２６に記憶する。どのキーが操作されたかが時系列的に分かるように記憶しておく。エンジンが停止している状況では電装機器の起動や停止、また再生中の早送りや巻き戻しなどの動作には、再生状態よりも大きな電流を必要とし、バッテリーの消費が大きくなってしまう。そのため、これらの機能はエンジンが停止している状況では行わず、指示された操作を後で実行するために記憶しておく。

次のステップＳ１３において、再生中のコンテンツがあるか否かを判定する。再生中のコンテンツとは、例えば、ＣＤプレーヤーで楽曲を再生中であったり、ＤＶＤプレーヤーで映像を再生中の場合である。これらのコンテンツ再生中のときは、ステップＳ１４に移行し、再生中のコンテンツがないときはステップＳ２４に移行する。

この判定は、例えばＣＤプレーヤーの場合は、通信制御部２３を介してＣＤプレーヤーユニット３１からＣＤプレーヤーが動作中であるか否かの信号を取得することにより行う。

次のステップＳ１４において、エンジン始動予告信号を受信したか否かを判定する。エンジン始動予告信号はエンジンモニターユニット１０ａから走行状況取得部２２を介してヘッドユニット２０に送信される。エンジン始動予告信号は、ハイブリッドカー１０１の制御部１０が車速情報を基にガソリンエンジンが始動することを判定する。例えば、車速が５ｋｍ／ｈになったとき、ガソリンエンジンが始動すると判定する。エンジンが始動すると判定した制御部１０は、通信部１６を介して電装制御装置１０２のヘッドユニット２０にエンジン１１が始動する旨の信号（エンジン始動予告信号）を送信する。エンジン始動予告信号を受信したときは、ステップＳ１５に移行し、受信していない場合は受信するまで待機する。

次のステップＳ１５では、現在の動作を継続するよう制御する。すなわち、コンテンツの再生を停止することなく、そのまま再生を継続する。コンテンツの再生は大電流を消費することがないため、継続させてもプレーヤーに支障を来すことはない。

次のステップＳ１６では、大電流を消費する動作への移行を制限する。ステップＳ１５において再生中のコンテンツの再生は継続させているが、例えば、再生が終了したとき、停止状態にする場合であっても、その動作を一時的に停止させる。すなわち、電装機器に供給される電圧が低電圧であるため、ヘッドを移動させる等の停止処理を行おうとすると故障のおそれがあるため、そのような停止処理動作を中止する。この停止処理は、エンジンが始動し、電装機器に機能を実行するために必要な電圧が安定して供給されるようになった後で行うようにする。

次のステップＳ１７において、操作部２５を介してユーザからのキー操作があったか否かを判定する。キー操作があったときはステップＳ１８に移行し、キー操作がないときはステップＳ２２に移行する。

次のステップＳ１８において、ユーザからのキー操作を記憶部２６に記憶する。

次のステップＳ１９において、電装機器に供給される電圧が電装機器を動作可能な所定値になったか否かを判定する。この各電装機器に供給される電圧値は車載ネットワーク４１を介してヘッドユニット２０の制御部２１へ伝送される。

電圧が所定値以上のときはステップＳ２０に移行し、所定値に達しないときは、ステップＳ１５に移行して、現在の動作を継続する。

次のステップＳ２０において、ステップＳ１２及びステップＳ１８で記憶部２６に記憶したユーザ指定のキー操作に従って動作を行う。例えば、コンテンツの停止や、ディスクチェンジャーの実施などのキー操作があれば、それらの処理を実行する。

ここで、ユーザによるキー操作は受け付けるものの、それに伴う動作はされないため、同じキー操作を複数回行う可能性がある。その場合には、同じ複数の同じキー操作は１回のキー操作とみなし、そのキー操作に対応する動作を実行する。

また、この期間においてキー操作は受け付けるが、実際に動作は行わない旨のメッセージを用意し、画面への表示や、音声出力をするようにしてもよい。

次のステップＳ２１において、通常の動作を実行する。

ステップＳ１７においてユーザからのキー操作がないときに移行するステップＳ２２では、記憶部２６に記憶されているキー操作があるか否かを判定する。記憶部２６にキー操作が記憶されていないときはステップＳ２３に移行する。記憶部２６にキー操作が記憶されているときは、ステップＳ１９に移行し、電圧が所定値以上であれば記憶されている操作を実行する。

次のステップＳ２３において、電圧が所定値以上になったか否かを判定する。電圧が所定値以上になったときは、ステップＳ２１に移行し、所定値に達しないときは、ステップＳ１５に戻り、現在の動作を継続する。

ステップＳ１３において、再生中のコンテンツがないと判定されたときに移行するステップＳ２４では、電圧が所定値以上か否かの判定を行う。電圧が所定値以上のときは、ステップＳ２１に移行し、所定値に達しないときはステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では、大電流を消費する動作の停止を行い、ステップＳ２４に戻り、電圧の判定処理を継続する。

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッドカー用電装制御装置においては、車両の停止状態又はアイドリングストップ状態からガソリンエンジンを始動させるときに、ガソリンエンジンを始動させる旨のエンジン始動予告信号を受信する。ガソリンエンジン停止の状態からエンジン始動予告信号を受信しエンジンが起動して電装機器に供給される電圧が安定するまでに、ユーザから指示された操作を順に記憶しておく。この間にプレーヤーが再生中であったり、ラジオやテレビの視聴中の場合はそれを継続し、この間の新たな操作指示（プレーヤーのスタートやストップ、ディスクチェンジャーの起動等）に対しては、操作指示があったことを記憶しておく。その後、電装機器に供給される電圧が所定値以上に復帰したとき、記憶しておいたユーザに指示に従った操作を実行する。

このように、ガソリンエンジン停止状態から電装機器に供給される電圧が所定値以上になるまでの間、特に、エンジン始動予告信号を受信した後に電装機器へ供給される電圧が急激に低下したときにも、ユーザから指示された操作を受け付けるため、ユーザが何度も同じ操作を繰り返す必要がなくなり、ユーザの不快感を軽減させることが可能になる。

なお、ユーザの操作を記憶する期間においては、その旨を表示するようにしてもよい。この表示により、ユーザにとって、いずれユーザが指示した操作が実行されることがわかるようになり、何度も同じ操作をする無駄を省くことが可能になる。

また、上述した実施形態では、ハイブリッドカーを対象として説明したが、ハイブリッドカーに限らず、アイドリングストップを行う車両にも適用可能である。この場合、ガソリンエンジンの始動の予告は、車速ではなく、例えば、クラッチ操作がされたか否かによって判定するようにしてもよい。

１０１…ハイブリッドカー、
１０２…ハイブリッドカー用電装制御装置、
２０…ヘッドユニット、
２１…制御部、
２２…走行状況取得部、
２３…通信制御部、
２４…表示部、
２５…操作部、
２６…記憶部、
３０…制御対象機器、
３１…ＣＤプレーヤーユニット、
３２…ＭＤプレーヤーユニット、
３３…ＤＶＤプレーヤーユニット、
３４…チューナーユニット、
３５…アンプユニット、
３６…スピーカー。

Claims (5)

1. ハイブリッドカーに搭載され、エンジン停止時にバッテリーから電源供給を受ける電装機器を制御する電装制御装置において、
   前記電装機器に対する操作指示を入力する操作手段と、
   前記操作指示を格納する記憶手段と、
   前記操作手段、記憶手段及び電装機器を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記ハイブリッドカーのガソリンエンジンが停止している状態で、前記操作手段を介してユーザからのキー操作があったとき、当該キー操作を前記記憶手段に格納し、当該キー操作に対応する機能の実行が可能な電圧が前記電装機器に供給されると判断したときに当該機能を実行することを特徴とするハイブリッドカー用電装制御装置。
2. 更に、エンジンが始動する旨のエンジン始動予告信号を取得する走行状況取得手段を有し、
   前記制御手段は、前記エンジン始動予告信号を受信し、かつ前記バッテリーで駆動している前記電装機器が音声出力又は映像出力をしているとき、継続して当該音声出力又は映像出力を行うことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドカー用電装制御装置。
3. 前記制御手段は、前記エンジン始動予告信号を受信した後前記電装機器に供給される電圧が当該電装機器を動作させるために必要な電圧に安定するまでの間に前記操作手段を介して指示された操作を前記記憶手段に格納することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッドカー用電装制御装置。
4. 前記走行状況取得手段は、前記ハイブリッドカーが停止状態から所定の速度に達したときに前記エンジン始動予告信号を取得することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッドカー用電装制御装置。
5. 前記電装機器は、ＣＤプレーヤー、ＭＤプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、チューナー、又はディスクチェンジャーのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッドカー用電装制御装置。

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