JP2023021200A - 車載制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の底部に損傷を生じた可能性を検知可能とする。【解決手段】車両に搭載される車載制御装置であって、車両の上下方向の加速度の単位時間当たりの増加量である上下加速度増加率が第１閾値以上に至ったときに、車両の底部に損傷を生じた可能性があると判定する。発明者らは、解析や実験により、車両が段差を乗り越えるときや溝に嵌まるとき、突起物のある走行路を走行しているときなどに、上下加速度増加率が比較的大きくなりやすいこと、および、車両の底部に損傷を生じる可能性があることを確認した。したがって、上下加速度増加率が第１閾値以上に至ったときに、車両の底部に損傷を生じた可能性を検知することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車載制御装置に関する。
従来、この種の技術としては、駆動用モータに電力を供給するバッテリをフロアパネルの下側の空間に搭載する車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２０－１０４５５６号公報
車両が段差を乗り越えるときや溝に嵌まるとき、突起物のある走行路を走行しているときなどには、車両の底部（例えば、アンダーカバー）に損傷を生じる可能性がある。車両の底部に損傷を生じると、フロアパネルと底部との間の空間に配置される部品、例えば、バッテリなどにも損傷を生じる可能性がある。このため、車両の底部に損傷を生じた可能性をどのように検知するかが課題となっている。
本発明の車載制御装置は、車両の底部に損傷を生じた可能性を検知可能とすることを主目的とする。
本発明の車載制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の車載制御装置は、
前記車両の上下方向の加速度である上下加速度または前記上下加速度の単位時間当たりの増加量である上下加速度増加率が第１閾値以上に至ったときに、前記車両の底部に損傷を生じた可能性があると判定する、
ことを要旨とする。
本発明の車載制御装置では、車両の上下方向の加速度である上下加速度または上下加速度の単位時間当たりの増加量である上下加速度増加率が第１閾値以上に至ったときに、車両の底部に損傷を生じた可能性があると判定する。発明者らは、解析や実験により、車両が段差を乗り越えるときや溝に嵌まるとき、突起物のある走行路を走行しているときなどに、上下加速度や上下加速度増加率が比較的大きくなりやすいこと、および、車両の底部に損傷を生じる可能性があることを確認した。したがって、上下加速度または上下加速度増加率が第１閾値以上に至ったときに、車両の底部に損傷を生じた可能性を検知することができる。
本発明の車載制御装置において、前記上下加速度または前記上下加速度増加率が前記第１閾値以上に至ると共に前記車両のタイヤの空気圧の単位時間当たりの増加量である空気圧増加率が第２閾値以上に至ったときに、前記底部に損傷を生じた可能性があると判定するものとしてもよい。こうすれば、車両の底部に損傷を生じた可能性の有無をより適切に判定することができる。
本発明の車載制御装置において、前記底部に損傷を生じた可能性があると判定したときには、前記車両の点検を提案するものとしてもよい。このようにして車両がディーラーなどに持ち込まれると、作業者が、底部などの損傷の有無を確認することができる。
本発明の車載制御装置において、前記車両は、排気管を有するエンジンと、前記エンジンに燃料を供給する燃料タンクとを備え、前記燃料タンクおよび／または前記排気管は、前記底部の上面側に配置されているものとしてもよい。また、前記車両は、走行用のモータと、前記モータに電力を供給する蓄電装置とを備え、前記蓄電装置は、前記底部の上面側に配置されているものとしてもよい。
本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド車２０の各構成要素の配置の様子を示す配置図である。 電子制御ユニット７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電子制御ユニット７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド車２０は、前輪駆動車両として構成されており、図示するように、燃料タンク２１と、エンジン２２と、クラッチＫ０と、モータ３０と、インバータ３２と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、変速機４０と、電子制御ユニット７０とを備える。
エンジン２２は、吸気管２２ｉや排気管２２ｅ、スロットルバルブ、燃料噴射弁、点火プラグなどを有し、燃料タンク２１からのガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気、圧縮、膨張（爆発燃焼）、排気の４行程により動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン２２の排気は、排気管２２ｅを介して外気に放出される。クラッチＫ０は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン２２のクランクシャフトとモータ３０の回転子との接続およびその解除を行なう。モータ３０は、例えば同期発電電動機として構成されている。インバータ３２は、モータ３０の駆動に用いられると共に電力ライン３４を介してバッテリ３６に接続されている。バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。
変速機４０は、４段変速や５段変速、６段変速、８段変速などの自動変速機として構成されており、入力軸や出力軸、複数の遊星歯車、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を有する。入力軸は、モータ３０の回転子に接続されており、出力軸は、駆動輪としての前輪４９ａ，４９ｂにデファレンシャルギヤ４８を介して連結されている。変速機４０は、複数の摩擦係合要素を係合状態または解放状態とすることにより、複数の前進段や後進段を形成して入力軸と出力軸とを接続したり（両者間で動力を伝達したり）、入力軸と出力軸との接続を解除したりする。
電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。電子制御ユニット７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、燃料タンク２１やエンジン２２、クラッチＫ０、モータ３０、インバータ３２、バッテリ３６、変速機４０などの状態を検出する各種センサからの信号を挙げることができる。スタートスイッチ８０からのスタート信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰも挙げることできる。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。車速センサ８７からの車速Ｖや、加速度センサ８８からの車両の前後方向や左右方向、上下方向の加速度αｘ，αｙ，αｚ、駆動輪としての前輪４９ａ，４９ｂや従動輪としての後輪４９ｃ，４９ｄの空気圧を検出する空気圧センサ８９ａ～８９ｄからの空気圧Ｐｗａ～Ｐｗｄも挙げることができる。電子制御ユニット７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、エンジン２２やクラッチＫ０、インバータ３２、変速機４０、ディスプレイ９０などへの制御信号を挙げることができる。
図２は、ハイブリッド車２０の各構成要素の配置の様子を示す配置図である。図１や図２に示すように、エンジン２２やクラッチＫ０、モータ３０、インバータ３２、変速機４０、電子制御ユニット７０は、車両前部のエンジンルーム５０内に配置されている。燃料タンク２１やバッテリ３６は、フロアパネル５２とアンダーカバー５４とに囲まれた空間Ｓに配置されており、図示しないボディ（車体）にボルトなどにより固定されている。なお、アンダーカバー５４もボディにボルトなどにより固定されている。エンジン２２の排気管２２ｅは、エンジンルーム５０から空間Ｓを経由して車両後部で車外に突出するように配置されている。
こうして構成された実施例のハイブリッド車２０は、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、クラッチＫ０を係合状態としてエンジン２２の回転を伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、クラッチＫ０を解放状態としてエンジン２２の回転停止を伴って走行する走行モードである。
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド車２０の動作、特に、アンダーカバー５４の損傷の可能性を判定する際の動作について説明する。図３は、電子制御ユニット７０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、アンダーカバー５４の損傷の可能性を検知していないときに繰り返し実行される。
図３の処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０は、最初に、車両の上下加速度増加率Δαｚを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車両の上下加速度増加率Δαｚは、加速度センサ８８により検出される車両の上下方向の加速度αｚの単位時間当たりの増加量（加速度αｚの同一符号での絶対値の増加量、即ち、上向きにおける加速度αｚの増加量または下向きにおける加速度αｚの増加量）として演算された値が入力される。
こうしてデータを入力すると、入力した車両の上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値Δαｚｒｅｆは、アンダーカバー５４の損傷の可能性の有無を判定するのに用いられる閾値である。発明者らは、解析や実験により、車両が段差を乗り越えるときや溝に嵌まるとき、突起物のある走行路を走行しているときなどに、上下加速度増加率Δαｚが比較的大きくなりやすいこと、および、アンダーカバー５４に損傷を生じる可能性があることを確認した。また、アンダーカバー５４が損傷すると、フロアパネル５２とアンダーカバー５４との間の空間Ｓに配置される、燃料タンク２１やエンジン２２の排気管２３、バッテリ３６なども損傷する可能性があることを確認した。ステップＳ１１０の処理は、これらを踏まえて行なわれる処理である。
ステップＳ１１０で車両の上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ未満であると判定したときには、アンダーカバー５４の損傷の可能性がないと判定して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１０で車両の上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ以上であると判定したときには、アンダーカバー５４の損傷の可能性があると判定し（ステップＳ１３０）、車両の点検を提案して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。このようにして、アンダーカバー５４の損傷の可能性、ひいては、空間Ｓに配置される燃料タンク２１やエンジン２２の排気管２３、バッテリ３６などの損傷の可能性を検知することができる。ステップＳ１４０の処理では、例えば、ディスプレイ９０に「車両の点検を行なうためにディーラーや販売店などに車両を持ち込んで下さい。」などのメーセッジを表示させる。そして、運転者により車両がディーラーや販売店などに持ち込まれると、ディーラーなどの作業者が、アンダーカバー５４や、燃料タンク２１、エンジン２２の排気管２３、バッテリ３６などの損傷の有無を確認し、必要な修理や部品交換などを行なうことができる。
以上説明した実施例のハイブリッド車２０に搭載される車載制御装置としての電子制御ユニット７０では、上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ以上に至ったときに、アンダーカバー５４の損傷の可能性があると判定する。このようにして、アンダーカバー５４の損傷の可能性、ひいては、燃料タンク２１やエンジン２２の排気管２３、バッテリ３６などの損傷の可能性を検知することができる。
実施例のハイブリッド車２０に搭載される電子制御ユニット７０では、図３の処理ルーチンを実行するものとした。しかし、これに代えて、図４の処理ルーチンを実行するものとしてもよい。図４の処理ルーチンは、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１１２の処理が追加された点を除いて、図３の処理ルーチンと同一である。したがって、図４の処理ルーチンのうち図３の処理ルーチンと同一の処理については、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。
図４の処理ルーチンでは、電子制御ユニット７０は、ステップＳ１００の処理で上下加速度変化率Δαｚを入力するのに加えて、前輪４９ａ，４９ｂや後輪４９ｃ，４９ｄの空気圧増加率ΔＰｗａ～ΔＰｗｄを入力し（ステップＳ１０２）、入力した前輪４９ａ，４９ｂや後輪４９ｃ，４９ｄの空気圧増加率ΔＰｗａ～ΔＰｗｄのうちの最大値を最大空気圧増加率ΔＰｗに設定する（ステップＳ１０４）。ここで、前輪４９ａ，４９ｂや後輪４９ｃ，４９ｄの空気圧増加率ΔＰｗａ～ΔＰｗｄは、空気圧センサ８９ａ～８９ｄにより検出される前輪４９ａ，４９ｂや後輪４９ｃ，４９ｄの空気圧Ｐｗａ～Ｐｗｄの単位時間当たりの増加量として演算された値が入力される。
こうしてデータを入力すると、車両の上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ以上であるか否かを判定すると共に（ステップＳ１１０）、最大空気圧増加率ΔＰｗが閾値ΔＰｗｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、閾値ΔＰｗｒｅｆは、閾値Δαｚｒｅｆと同様に、アンダーカバー５４の損傷の可能性の有無を判定するのに用いられる閾値である。車両が段差を乗り越えるときや溝に嵌まるとき、突起物のある走行路を走行しているときなどに、外力により前輪４９ａ，４９ｂや後輪４９ｃ，４９ｄの体積が減少すると、前輪４９ａ，４９ｂや後輪４９ｃ，４９ｄの空気圧Ｐｗａ～Ｐｗｄが増加する。ステップＳ１１０，Ｓ１１２の処理は、このことと、上述の、車両が段差を乗り越えるときや溝に嵌まるとき、突起物のある走行路を走行しているときなどに上下加速度増加率Δαｚが比較的大きくなりやすく且つアンダーカバー５４に損傷を生じる可能性があることと、を踏まえて行なわれる処理である。
ステップＳ１１０で車両の上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ未満であると判定したときや、ステップＳ１１２で最大空気圧増加率ΔＰｗが閾値ΔＰｗｒｅｆ未満であると判定したときには、アンダーカバー５４の損傷の可能性がないと判定して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１０で車両の上下加速度増加率Δαｚが閾値Δαｚｒｅｆ以上であると判定すると共にステップＳ１１２で最大空気圧増加率ΔＰｗが閾値ΔＰｗｒｅｆ以上であると判定したときには、アンダーカバー５４の損傷の可能性があると判定し（ステップＳ１３０）、車両の点検を提案して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。このようにして、アンダーカバー５４の損傷の可能性、ひいては、燃料タンク２１やエンジン２２の排気管２３、バッテリ３６などの損傷の可能性をより適切に検知することができる。
実施例や変形例のハイブリッド車に搭載される電子制御ユニット２０では、図３や図４の処理ルーチンにおいて、上下加速度増加率Δαｚを閾値Δαｚｒｅｆと比較するものとした。しかし、これに代えて、上下加速度αｚの絶対値を閾値αｚｒｅｆと比較するものとしてもよい。上下加速度増加率Δαｚに代えて上下加速度αｚを用いても同様に考えられるためである。
実施例では、ハイブリッド車２０は、前輪駆動車両として構成されるものとした。しかし、後輪駆動車両や四輪駆動車両として構成されるものとしてもよい。
実施例では、ハイブリッド車２０に搭載される車載制御装置としての電子制御ユニット７０の形態とした。しかし、エンジンを備えずにモータからの動力を用いて走行する電気自動車や燃料電池車に搭載される車載制御装置の形態としてもよいし、走行用のモータを備えずにエンジンからの動力を用いて走行する一般的なエンジン車に搭載される車載制御装置の形態としてもよい。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、車再制御装置の製造産業などに利用可能である。
２０ ハイブリッド車、２１ 燃料タンク、２２ エンジン、２２ｅ 排気管、２２ｉ 吸気管、２３ 排気管、３０ モータ、３２ インバータ、３４ 電力ライン、３６ バッテリ、４０ 変速機、４８ デファレンシャルギヤ、４９ａ，４９ｂ 前輪、４９ｃ，４９ｄ 後輪、５０ エンジンルーム、５２ フロアパネル、５４ アンダーカバー、７０ 電子制御ユニット、８０ スタートスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８７ 車速センサ、８８ 加速度センサ、８９ａ 空気圧センサ、９０ ディスプレイ。

Claims (5)

  1. 車両に搭載される車載制御装置であって、
    前記車両の上下方向の加速度である上下加速度または前記上下加速度の単位時間当たりの増加量である上下加速度増加率が第１閾値以上に至ったときに、前記車両の底部に損傷を生じた可能性があると判定する、
    車載制御装置。
  2. 請求項１記載の車載制御装置であって、
    前記上下加速度増加率が前記第１閾値以上に至ると共に前記車両のタイヤの空気圧の単位時間当たりの増加量である空気圧増加率が第２閾値以上に至ったときに、前記底部に損傷を生じた可能性があると判定する、
    車載制御装置。
  3. 請求項１または２記載の車載制御装置であって、
    前記底部に損傷を生じた可能性があると判定したときには、前記車両の点検を提案する、
    車載制御装置。
  4. 請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載の車載制御装置であって、
    前記車両は、排気管を有するエンジンと、前記エンジンに燃料を供給する燃料タンクとを備え、
    前記燃料タンクおよび／または前記排気管は、前記底部の上面側に配置されている、
    車載制御装置。
  5. 請求項１ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載の車載制御装置であって、
    前記車両は、走行用のモータと、前記モータに電力を供給する蓄電装置とを備え、
    前記蓄電装置は、前記底部の上面側に配置されている、
    車載制御装置。
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