JP5505071B2 - 車両制御システム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

従来、蓄電装置からの電力により作動する電力負荷を複数備える車両において、各電力負荷に電力供給の優先順位を付ける技術が知られている。蓄電装置の負荷が過大となる場合など、電力の供給が制限される場合には、優先順位の低い電力負荷への電力の供給が遅延される。

例えば、特許文献１には、電源の使用可能電力と負荷の必要電力とに基づいて負荷のそれぞれに対する給電タイミングを設定する電力制御装置の技術が開示されている。

特開２００８−２８９３０２号公報

ここで、蓄電装置から電力負荷への電力の供給を遅延させる場合の遅延させる電力負荷の決定方法について、従来十分な検討がなされていない。例えば、電力負荷によって、電力供給が遅延された場合の燃費への影響が異なる場合がある。電力負荷への電力の供給を遅延させる場合の燃費の低下を抑制できることが望まれている。

本発明の目的は、蓄電装置から電力負荷への電力の供給を遅延させることによる燃費の低下を抑制できる車両制御システムを提供することである。

本発明の車両制御システムは、車両に搭載された蓄電装置と、前記蓄電装置からの電力により作動する複数の電力負荷とを備え、前記複数の電力負荷に対する前記蓄電装置からの電力の供給において、前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いが大きい第一電力負荷に対する前記供給を、前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いが小さい第二電力負荷に対する前記供給よりも優先させることを特徴とする。

上記車両制御システムにおいて、更に、前記車両の動力源であるエンジンおよび電動機を備え、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる第一走行あるいは前記エンジンを停止して前記電動機の動力によって前記車両を走行させる第二走行を選択的に実行するものであって、前記第一電力負荷は、前記第一走行から前記第二走行への移行に伴い前記エンジンが停止されるときに作動を開始するものであることが好ましい。

上記車両制御システムにおいて、予め定められた前記供給の優先順位において、前記第一電力負荷の優先順位は、前記第二電力負荷の優先順位よりも低いものであって、前記車両制御システムは、前記車両が所定の走行状態にある場合、前記予め定められた優先順位にかかわらず前記第一電力負荷に対する前記供給を前記第二電力負荷に対する前記供給よりも優先させ、前記所定の走行状態とは、前記所定の走行状態以外の走行状態よりも、前記第一電力負荷に対する前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いが大きくなる走行状態、あるいは前記第一電力負荷と前記第二電力負荷とで前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いの差が大きくなる走行状態の少なくともいずれか一方であることが好ましい。

上記車両制御システムにおいて、更に、前記車両の動力源であるエンジンおよび電動機を備え、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる第一走行あるいは前記エンジンを停止して前記電動機の動力によって前記車両を走行させる第二走行を選択的に実行するものであって、前記第一電力負荷は、少なくとも前記第一走行から前記第二走行への移行に伴い前記エンジンが停止されるときに作動を開始するものであり、前記所定の走行状態とは、前記第一走行から前記第二走行へ移行する走行状態であることが好ましい。

上記車両制御システムにおいて、前記第一電力負荷は、前記エンジンの動力で駆動されて前記第一走行において作動する機器に代えて、前記第二走行において作動するものであることが好ましい。

上記車両制御システムにおいて、前記第二電力負荷は、蓄積されたエネルギーを前記車両が有する装置に供給する蓄積部と接続されており、前記蓄積されたエネルギーが減少した場合に前記蓄電装置からの電力を消費して前記蓄積部に前記エネルギーを蓄積するものであることが好ましい。

本発明にかかる車両制御システムは、蓄電装置からの電力により作動する複数の電力負荷を備え、複数の電力負荷に対する蓄電装置からの電力の供給において、供給が遅延された場合に車両の燃費を低下させる度合いが大きい第一電力負荷に対する供給を、供給が遅延された場合に車両の燃費を低下させる度合いが小さい第二電力負荷に対する供給よりも優先させる。よって、本発明にかかる車両制御システムによれば、電力負荷への電力の供給を遅延させることによる燃費の低下を抑制できるという効果を奏する。

図１は、実施形態にかかる車両制御システムの動作を示すフローチャートである。 図２は、実施形態にかかる車両の概略構成を示す図である。 図３は、実施形態にかかる車両制御システムの要部を示す図である。 図４は、蓄積式の電力負荷における作動閾値と作動時間との関係を示す図である。 図５は、電力負荷に流れる電流を示す図である。

以下に、本発明にかかる車両制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御システムに関する。図１は、本発明の実施形態にかかる車両制御システムの動作を示すフローチャート、図２は、実施形態にかかる車両の概略構成を示す図、図３は、実施形態にかかる車両制御システムの要部を示す図である。

本実施形態の車両制御システム１−１は、単一や共通の電源に対して複数の電力負荷を有するシステムにおいて、電力収支に余裕がない場合には電力負荷に優先順位を付けて電力消費タイミングをずらす。本実施形態では、この優先順位の判断基準において燃費の観点が考慮される。例えば、蓄圧式のアクチュエータなど、作動タイミングを変更しても燃費影響の少ない負荷の優先順位が、作動タイミングの変更による燃費影響の大きい負荷の優先順位よりも下げられる。これにより、燃費影響の大きい負荷の作動タイミングが遅延されることが抑制され、作動遅延による燃費影響が低減される。

図２に示すように、ハイブリッド車両１０には、ハイブリッド車両１０の動力源として、エンジン（内燃機関）１１および第２のモータジェネレータ１７ｂがそれぞれ設けられている。エンジン１１は、例えば公知の内燃機関である。ハイブリッド車両１０は、エンジン１１あるいは第２のモータジェネレータ１７ｂの少なくともいずれか一方の動力で駆動輪１３を回転させて走行することができる。

ハイブリッド車両１０には、動力伝達装置５０が搭載されている。動力伝達装置５０は、ハイブリッド車両１０の動力の伝達経路に設けられている。動力伝達装置５０は、変速機構１２および動力分割機構１５を備える。

エンジン１１で発生する動力は、動力分割機構（動力合成機構）１５により二分され、その出力側の一方は第１のモータジェネレータ１７ａに接続され、他方は第２のモータジェネレータ１７ｂおよび駆動輪１３に接続されている。エンジン１１の動力および第２のモータジェネレータ１７ｂの動力は、変速機構１２およびドライブシャフト（駆動軸）１４を介して駆動輪１３に伝達される。

変速機構１２は、第２のモータジェネレータ１７ｂの回転軸１６の回転を変速してドライブシャフト１４に伝達するものである。変速機構１２は、例えば、変速要素としての図示しない複数の遊星歯車機構と、摩擦係合手段としての図示しない複数のクラッチおよびブレーキとを組み合わせて構成される多段式の変速装置である。変速要素が有するキャリヤやリングギヤ等の回転要素において、停止させる回転要素をブレーキにより切り替え、また、入力されるトルクを伝達する回転要素をクラッチで切り替えることにより、変速機構１２の変速段が変更される。

第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂは、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂとしては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂに電力を供給する電力供給装置として、ハイブリッド車両１０にはＨＶバッテリ２０が搭載されている。ＨＶバッテリ２０は、高圧のバッテリであり、第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂなどの高圧系の装置と電力を授受する。また、ハイブリッド車両１０には、補機に電力を供給する補機バッテリ（蓄電装置）２２が搭載されている。補機バッテリ２２は、低圧のバッテリであり、低圧系の補機に電力を供給する電源として機能する。ＨＶバッテリ２０および補機バッテリ２２は、充放電可能な二次電池である。ＨＶバッテリ２０と補機バッテリ２２とは、コンバータ２１を介して接続されている。コンバータ２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、ＨＶバッテリ２０からの入力電圧を降圧して補機バッテリ２２に出力することができる。第１のモータジェネレータ１７ａおよび第２のモータジェネレータ１７ｂは、インバータ１９を介してＨＶバッテリ２０と接続されている。

ハイブリッド車両１０は、補機バッテリ２２からの電力により作動する複数の電力負荷を有する。例えば、補機バッテリ２２は、後述するＴ／Ｍポンプ（第一電力負荷）４０およびＥＣＢポンプ（第二電力負荷）３１（図３参照）に電力を供給することができる。

ハイブリッド車両１０には、エンジン１１を含む車両システムを制御する制御手段として、電子制御装置（以下、ＨＶ−ＥＣＵと記す）１００が設けられている。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、周知のマイクロコンピュータを有しており、ハイブリッド車両１０の走行制御を行う。ＨＶ−ＥＣＵ１００の図示しない入力ポートには、図示しない車速センサ、アクセル開度センサ等が接続されており、各センサの検出結果を示す信号がそれぞれＨＶ−ＥＣＵ１００に入力される。また、ＨＶ−ＥＣＵ１００の図示しない出力ポートには、エンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、第２のモータジェネレータ１７ｂ、およびインバータ１９が接続されており、エンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、第２のモータジェネレータ１７ｂ、およびインバータ１９はそれぞれＨＶ−ＥＣＵ１００により制御される。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＨＶバッテリ２０および補機バッテリ２２の状態（充電状態ＳＯＣ、充放電の電流値、温度など）を監視しており、ＨＶバッテリ２０および補機バッテリ２２の状態に基づいてＨＶバッテリ２０および補機バッテリ２２それぞれの充電および放電を制御する。

ハイブリッド車両１０においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪１３に伝達するべき要求トルクが算出され、その算出結果に基づいて、エンジン１１、第１のモータジェネレータ１７ａ、および第２のモータジェネレータ１７ｂが制御される。

ハイブリッド車両１０は、少なくともエンジン１１の動力によって走行するＥＨＶ走行（第一走行）が可能であるだけでなく、エンジン１１を停止したままで、第２のモータジェネレータ１７ｂの動力によって走行するＥＶ走行（第二走行）が可能に構成されている。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＨＶバッテリ２０の充電状態や走行状態等に基づいて、ハイブリッド車両１０においてＥＨＶ走行あるいはＥＶ走行を選択的に実行する。

ＥＨＶ走行では、少なくともエンジン１１の出力する動力により、ハイブリッド車両１０を走行させる。エンジン１１のトルクを駆動輪１３に伝達する際には、第１のモータジェネレータ１７ａを発電機として機能させ、発生した電力をＨＶバッテリ２０に充電することができる。さらに、第２のモータジェネレータ１７ｂを電動機として駆動させ、その動力を変速機構１２に伝達することができる。第２のモータジェネレータ１７ｂは、ハイブリッド車両１０の加速時等にエンジン１１のトルクが不足する場合に、これをアシストすることができる。この場合、エンジン１１の動力および第２のモータジェネレータ１７ｂの動力は、合成されて変速機構１２に入力される。合成された動力が変速機構１２を介してドライブシャフト１４から駆動輪１３に伝達される。

また、第２のモータジェネレータ１７ｂは、単独でもハイブリッド車両１０の走行駆動源として機能することができる。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、エンジン１１を停止して第２のモータジェネレータ１７ｂの動力によってハイブリッド車両１０を走行させることができる。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、例えば、ハイブリッド車両１０の発進時など、低車速や軽負荷の走行状態において、ＥＶ走行を選択することができる。また、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行を選択可能な走行状態であっても、ＨＶバッテリ２０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）が低下している場合には、ＥＨＶ走行でハイブリッド車両１０を走行させる。

図３に示すように、ハイブリッド車両１０は、制動装置として、ＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）システム３０を備える。ＥＣＢシステム３０は、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０、ＥＣＢポンプ３１、アキュムレータ３２、ブレーキ油圧制御装置３３および各車輪のブレーキ装置３４を有する。ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、ＥＣＢシステム３０の各装置を制御する制御装置である。ブレーキ装置３４は、エネルギーとしての油圧が供給されることで作動してハイブリッド車両１０に制動力を発生させるものである。また、アキュムレータ３２は、油圧が蓄えられるものであり、ブレーキ装置３４のエネルギー源である。アキュムレータ３２は、蓄積された油圧（エネルギー）をブレーキ装置３４に供給する蓄積部として機能する。

ＥＣＢポンプ３１は、アキュムレータ３２と接続されており、補機バッテリ２２を含む低圧系の電源からの電力を消費してアキュムレータ３２に油圧を蓄積することができる。ＥＣＢポンプ３１は、アキュムレータ３２に蓄積された油圧が減少した場合に作動を開始して、アキュムレータ３２に油圧を蓄積する。ＥＣＢポンプ３１は、例えば、アキュムレータ３２の油圧が予め定められた閾値まで低下すると、油圧の蓄積を開始する。この閾値は、ブレーキ装置３４がその機能を発揮できる油圧の範囲に基づいて決定される。例えば、油圧の閾値は、ブレーキ装置３４がその機能を発揮できる下限の油圧よりも大きな値に設定される。これにより、アキュムレータ３２は、ブレーキ装置３４が作動するために十分な圧力の油圧を常に供給することができる。ブレーキ油圧制御装置３３は、アキュムレータ３２とブレーキ装置３４とを接続する油路に設けられている。ブレーキ油圧制御装置３３は、例えば、電磁弁であり、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０によって制御されてブレーキ装置３４に供給する油圧を制御する。

ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、ブレーキ操作量に応じて目標制動油圧を設定し、アキュムレータ３２に蓄えられた油圧をブレーキ油圧制御装置３３により調圧してブレーキ装置３４のホイールシリンダへ供給することで、制動力を制御する。ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、アキュムレータ３２の油圧に基づいて、ＥＣＢポンプ３１の作動を制御する。例えば、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、アキュムレータ３２の油圧が予め定められた所定油圧以下となると、アキュムレータ３２に油圧を蓄積するためにＥＣＢポンプ３１を始動する必要があると判定する。ＥＣＢポンプ３１は、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０から作動指令の信号を受けると、作動を開始してアキュムレータ３２への油圧の供給を開始する。つまり、ＥＣＢポンプ３１は、補機バッテリ２２を含む低圧系の電源からの電力を消費することでブレーキ装置３４のエネルギー源であるアキュムレータ３２にブレーキ装置３４が作動するための油圧を予め蓄積するものである。

ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）システム７０を介してＨＶ−ＥＣＵ１００と接続されており、ＨＶ−ＥＣＵ１００とＥＣＢ−ＥＣＵ１１０とはＣＡＮシステム７０を介して互いに信号を授受することができる。

ハイブリッド車両１０には、変速機構１２に供給される油圧を発生させるＴ／Ｍポンプ４０が設けられている。Ｔ／Ｍポンプ４０は、補機バッテリ２２を含む低圧系の電源からの電力により作動して油圧を発生させる電動式の油圧ポンプ（ＥＯＰ）である。Ｔ／Ｍポンプ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ１００によって制御される。また、ハイブリッド車両１０は、エンジン１１で駆動される図示しない機械式のオイルポンプ（エンジンオイルポンプ）を有する。エンジンオイルポンプは、エンジン１１の回転と連動して回転することで油圧を発生させるものである。Ｔ／Ｍポンプ４０およびエンジンオイルポンプで発生する油圧は、変速機構１２に供給される。変速機構１２では、Ｔ／Ｍポンプ４０およびエンジンオイルポンプから供給される油圧により変速段の切替えがなされる。

ＥＨＶ走行時には、エンジンオイルポンプが作動しており、エンジンオイルポンプから供給される油圧により変速機構１２において変速が実行される。ＥＶ走行時には、エンジンオイルポンプが停止した状態となる。このため、ハイブリッド車両１０においてＥＶ走行を行うときには、エンジンオイルポンプに代えて、Ｔ／Ｍポンプ４０を作動させる必要がある。つまり、Ｔ／Ｍポンプ４０は、エンジン１１の動力で駆動されてＥＨＶ走行において作動する機器であるエンジンオイルポンプに代えて、ＥＶ走行において作動するものである。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＥＨＶ走行からＥＶ走行への移行に伴いエンジン１１が停止されるときに、停止状態のＴ／Ｍポンプ４０の作動を開始させる。なお、Ｔ／Ｍポンプ４０は、エンジン１１が停止されるときに限らず作動を開始するものであってもよい。例えば、ＥＨＶ走行時にエンジンオイルポンプをアシストするためにＴ／Ｍポンプ４０が作動してもよい。

本実施形態の車両制御システム１−１は、エンジン１１、第２のモータジェネレータ１７ｂ、ＨＶ−ＥＣＵ１００、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０、補機バッテリ２２、ＥＣＢポンプ３１およびＴ／Ｍポンプ４０を備える。

ＨＶ−ＥＣＵ１００は、補機バッテリ２２における電力の授受を制御する。例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、補機バッテリ２２の充電状態ＳＯＣや端子電圧が予め定められた所定範囲内の値となるように、補機バッテリ２２における充放電を制御する。また、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、補機バッテリ２２における負荷が過大とならないように、補機バッテリ２２に対する電力要求（低圧系の電源に対する電力要求）に制限をかけることができる。車両制御システム１−１では、補機バッテリ２２からの電力の供給を受ける電力負荷に対して予め定められた優先順位が付されている。車両制御システム１−１は、優先順位の高い電力負荷への電力の供給を優先し、補機バッテリ２２に対する電力要求が過大となる場合には、優先順位の低い電力負荷への電力の供給を遅延させる。相対的な優先順位の高い電力負荷からの電力要求と優先順位の低い電力負荷からの電力要求とが重なる場合、優先順位の高い電力負荷への電力供給が優先して実行され、優先順位の低い電力負荷への電力供給が遅延される。

各電力負荷の優先順位は、例えば、電力負荷の車両における重要度に応じて設定される。従来、例えば、安全に直接かかわる電力負荷になるほど優先順位が高めに設定されることがあった。ここで、優先順位に基づいて電力供給の遅延がなされる場合に、優先順位が低く設定された電力負荷は、作動タイミングが最適ではなくなる場合があり、その結果として燃費が低下する場合がある。また、従来の優先順位の決定方法では、電力負荷の特性に応じた優先順位が付けられていないために、電力消費量（燃費）に対して、電力負荷の作動順位が最適な作動順位とならない場合がある。車両における重要度等に基づく優先順位が同等である電力負荷が複数ある場合の優先順位の決定方法について、従来十分な検討がなされていない。

本実施形態の車両制御システム１−１では、電力負荷の特性に応じて優先順位が決定される。複数の電力負荷に対する補機バッテリ２２からの電力の供給において、電力の供給が遅延された場合にハイブリッド車両１０の燃費を低下させる度合いが大きい電力負荷（第一電力負荷）に対する電力の供給が、電力の供給が遅延された場合に燃費を低下させる度合いが小さい電力負荷（第二電力負荷）に対する電力の供給よりも優先される。つまり、第二電力負荷は、第一電力負荷よりも電力供給の優先順位が低くされる。これにより、電力の供給を遅延させることによる燃費の低下が抑制される。

図４は、蓄積式の電力負荷における作動閾値と作動時間との関係を示す図である。図４を参照して説明するように、ＥＣＢポンプ３１のような電力を消費することでエネルギー源にエネルギーを予め蓄積する電力負荷では、作動閾値を変化させても作動時間は変化しない。蓄圧式、蓄電式、蓄温式等の蓄積式の電力負荷では、電力負荷の作動タイミングを遅らせても、ある一定時間で比較した場合の使用電力量は変化しない場合が多い。

図４において、横軸は時間、縦軸は、アキュムレータ３２の油圧等のエネルギー源におけるエネルギー蓄積量を示す。例えば、アキュムレータ３２の油圧が予め定められた閾値Ｐｔまで低下したときにＥＣＢポンプ３１を始動する制御を行う場合、ＥＣＢポンプ３１の作動時間（例えば、単位時間あたりの平均作動時間）は、閾値を変化させたとしても同様の値となる。符号Ｔ１は、油圧が閾値Ｐｔ１まで低下するごとにＥＣＢポンプ３１を始動させ、目標圧Ｐｅまでアキュムレータ３２の油圧を上昇させる動作を繰り返した場合のＥＣＢポンプ３１の作動時間を示す。また、符号Ｔ２は、閾値Ｐｔ１よりも大きな閾値Ｐｔ２でＥＣＢポンプ３１を始動させるようにして、目標圧Ｐｅまでアキュムレータ３２の油圧を上昇させる動作を繰り返した場合のＥＣＢポンプ３１の作動時間を示す。

電力負荷の作動閾値Ｐｔを変化させたとしても、一定時間における作動回数と作動時間との積は等しい値となる。言い換えると、単位時間Ｔｕあたりの作動時間Ｔ１の合計と、作動時間Ｔ２の合計とは等しい。つまり、アキュムレータ３２の油圧が閾値Ｐｔ２まで低下してＥＣＢポンプ３１の始動判定がなされた場合に、ＥＣＢポンプ３１への電力の供給が遅延されたとしても、燃費の低下にはつながりにくい。例えば、符号Ｐｔ１で示す油圧および符号Ｐｔ２で示す油圧の何れの油圧においてもブレーキ装置３４がその機能を適切に発揮できるとする。この場合、閾値Ｐｔ２でＥＣＢポンプ３１の始動判定がなされ、その後にアキュムレータ３２の油圧が符号Ｐｔ１で示す油圧に低下するまでＥＣＢポンプ３１の作動が遅延されたとしても、電力供給の遅延による燃費の低下は実質的に生じない。つまり、ＥＣＢポンプ３１の作動を遅延させることを予め決めておき、想定される遅延時間等に基づいて作動閾値Ｐｔを高めの油圧に設定しておけば、燃費の低下を招くことなく、ＥＣＢポンプ３１の作動を遅延させることが可能である。

一方、ハイブリッド車両１０において、Ｔ／Ｍポンプ４０など、エンジン１１の停止時にエンジン１１の代わりとして作動する負荷（電気ヒータ、電動エアコン、電動オイルポンプなど）は、作動タイミングを遅らせると、結果的に燃費が低下する場合がある。例えば、Ｔ／Ｍポンプ４０への電力供給が遅延されると、Ｔ／Ｍポンプ４０が始動するまでエンジン１１を停止させることができずに、エンジン停止のタイミングを遅らせる必要が出てくる。これにより、余分な燃料を消費するなどして、燃費の低下を招くことがある。このように、電力負荷の特性によって電力供給が遅延された場合に燃費を低下させる度合いが異なる。燃費に影響のある電力負荷の作動遅延頻度をなるべく少なくするように優先順位が設定されていないと、燃費を低下させてしまうこととなる。

本実施形態の車両制御システム１−１では、電力供給が遅延された場合の燃費への影響が大きい電力負荷（以下、単に「燃費影響大の電力負荷」と記載する。）への電力の供給が優先される。より具体的には、ＥＣＢポンプ３１のように電力供給の遅延による燃費への影響が小さい電力負荷（以下、単に「燃費影響小の電力負荷」と記載する。）は、補機バッテリ２２への電力要求を行う前に、作動予告フラグを立てる。図３に示すように、燃費影響小の電力負荷であるＥＣＢポンプ３１の作動が必要と判定されると、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、作動予告を発し、作動予告フラグをＯＮとする。作動予告フラグは、ＣＡＮシステム７０を介してＨＶ−ＥＣＵ１００に伝達される。

原則として、燃費影響大の電力負荷であるＴ／Ｍポンプ４０への電力の供給は、ＥＣＢポンプ３１への電力供給よりも優先されるが、作動予告フラグがＯＮである場合に限りＥＣＢポンプ３１への電力供給よりも遅延される。ＥＣＢ−ＥＣＵ１１０は、ＥＣＢポンプ３１とＴ／Ｍポンプ４０の始動タイミングを確実にずらすことができるように、予告を発してからＨＶ−ＥＣＵ１００に予告信号が伝わるまでのタイムラグの間は、ＥＣＢポンプ３１の始動を遅延させる。これは、以下に図５を参照して説明するように、ＥＣＢポンプ３１の始動時の突入電流と、Ｔ／Ｍポンプ４０の始動時の突入電流とを時間的にずらすためである。

図５は、電力負荷に流れる電流を示す図である。図５において、横軸は時間、縦軸は電流をそれぞれ示す。符号Ｉ１は、Ｔ／Ｍポンプ４０に流れる電流を示し、符号Ｉ２は、ＥＣＢポンプ３１に流れる電流を示す。符号Ｉ１ａに示すように、Ｔ／Ｍポンプ４０への電力供給の開始時には、大きな電流（突入電流）が流れる。同様に、ＥＣＢポンプ３１への電力供給の開始時には、符号Ｉ２ａに示すように大きな電流（突入電流）が流れる。よって、ＥＣＢポンプ３１の始動タイミングとＴ／Ｍポンプ４０の始動タイミングとを適切にずらさないと、補機バッテリ２２の負荷が過大となる可能性がある。

本実施形態では、ＥＣＢポンプ３１およびＴ／Ｍポンプ４０の一方の電力負荷の突入電流が収まるまで、他方の電力負荷の始動が行われない。これにより、突入電流が重なって補機バッテリ２２の負荷が過大となることが抑制される。

ここで、図１を参照して本実施形態の動作について説明する。図１に示す制御フローは、ハイブリッド車両１０の作動時に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１では、ＨＶ−ＥＣＵ１００により、電力負荷の作動指令があるか否かが判定される。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、Ｔ／Ｍポンプ４０を作動させる必要があるか否かを判断する。例えば、ＥＨＶ走行からＥＶ走行に移行するときに、それまで停止していたＴ／Ｍポンプ４０を作動させると判定される。ステップＳ１の判定の結果、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する作動指令があると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）には本制御フローはリターンする。

ステップＳ２では、ＨＶ−ＥＣＵ１００により、予告フラグがＯＮであるか否かが判定される。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、蓄積式システムであるＥＣＢポンプ３１の作動予告フラグを参照する。ステップＳ２の判定の結果、予告フラグがＯＮであると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）には本制御フローはリターンする。

ステップＳ３では、ＨＶ−ＥＣＵ１００により、遅延が必要であるか否かが判定される。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給を遅延させる必要があるか否かを判定する。作動予告フラグがＯＮであっても、車両の条件によっては、電源の負荷状況に余裕があるなどして遅延の必要性がない場合もある。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、補機バッテリ２２の充電状態ＳＯＣや、補機バッテリ２２に対する現在の電力要求の内容などに基づいてステップＳ３の判定を行う。例えば、補機バッテリ２２に対する電力要求の合計が、補機バッテリ２２で出力を許容される電力の上限を超過している場合、ステップＳ３で肯定判定がなされる。なお、ステップＳ３では、コンバータ２１を介してＨＶバッテリ２０から供給される電力なども考慮して、補機バッテリ２２を含む低圧系の電源全体の供給能力に基づく判定がなされてもよい。ステップＳ３の判定の結果、遅延が必要であると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）には本制御フローはリターンする。

ステップＳ４では、ＨＶ−ＥＣＵ１００により、作動遅延が実行される。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力の供給を遅延させてＴ／Ｍポンプ４０の始動タイミングを遅延させる。このときの遅延時間は、予告フラグの伝達時間、ＨＶ−ＥＣＵ１００内処理時間、ＨＶ−ＥＣＵ１００からＴ／Ｍポンプ４０までの指令伝達時間、および遅延必要と判断した後のＥＣＢポンプ３１の突入電流値とその時間特性等が考慮される。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＥＣＢポンプ３１の作動を優先させ、ＥＣＢポンプ３１の始動による突入電流が収まったときにＴ／Ｍポンプ４０が始動するように、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延時間を決定する。ＨＶ−ＥＣＵ１００は、決定された遅延時間だけＴ／Ｍポンプ４０の作動指令の実行を遅延させる。ステップＳ４でＴ／Ｍポンプ４０の作動遅延が実行されると、本制御フローはリターンする。

Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延により、変速機構１２への作動油の流量が減少する。このため、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、作動遅延と同時に、状況に応じて変速遅延や第２のモータジェネレータ１７ｂのトルク制限を実施する。例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、ＥＨＶ走行からＥＶ走行へ移行する過渡状態等において、変速機構１２に対する変速要求がなされたとしても、Ｔ／Ｍポンプ４０が始動するまで変速の実行を遅延させる。あるいは、ＨＶ−ＥＣＵ１００は、作動油の流量の減少に応じて、第２のモータジェネレータ１７ｂの出力トルクを制限する。変速機構１２のクラッチやブレーキにおいて発生可能な係合圧に基づいて、変速時の第２のモータジェネレータ１７ｂの出力トルクが制限される。例えば、Ｔ／Ｍ油圧の残圧時間特性を考慮してトルク制限値などが設定される。なお、ＨＶ走行時であれば、エンジン１１を停止しないように制御することで、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延時の流量確保が可能である。

なお、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延がなされても問題がないように、予め作動基準が変更されてもよい。例えば、ＥＨＶ走行からＥＶ走行への移行時におけるＴ／Ｍポンプ４０の始動要求を前倒しするようにしてもよい。エンジン回転数に基づいてＴ／Ｍポンプ４０の始動要求がなされる場合、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延が発生しても影響がない（変速遅延やトルク制限の必要が生じない）ように、エンジン回転数が高い時点でＴ／Ｍポンプ４０の作動要求がなされるようにすればよい。このように、Ｔ／Ｍポンプ４０による流量アシスト判定を早めるようにすれば、燃費の低下を招くことなくＴ／Ｍポンプ４０の作動遅延を実行することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、蓄圧のためのポンプであるＥＣＢポンプ３１は、作動タイミングを変更しても燃費への影響がないため、作動予告を発する側とされている。ＥＣＢポンプ３１とＴ／Ｍポンプ４０の始動タイミングを確実にずらすためには、Ｔ／Ｍポンプ４０側に予告信号が伝わるまでのタイムラグの間はＥＣＢポンプ３１の始動を待たなければならない。つまり、ＥＣＢポンプ３１は、毎回始動が遅延されることとなり、電力供給の優先度が低い。これに対して、Ｔ／Ｍポンプ４０は、作動が遅延されると燃費が低下するため、ＥＣＢポンプ３１の作動予告があるときだけ遅延する側とされ、作動予告がない場合にはＴ／Ｍポンプ４０の作動指令が即時実行される。

従って、例えばＥＣＢポンプ３１の作動指令とＴ／Ｍポンプ４０の作動指令とが同時に生成された場合には、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動指令が優先して実行される。これは、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動指令が出された時点では、ＥＣＢポンプ３１の作動予告信号が未だＨＶ−ＥＣＵ１００に届いていないからである。このように、本実施形態の車両制御システム１−１では、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給の優先順位は、ＥＣＢポンプ３１に対する電力供給の優先順位よりも上である。これにより、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延の頻度が低下することで、補機バッテリ２２の負荷が過大とならないように電力負荷への電力供給の作動遅延がなされる場合の燃費の低下を最小限にとどめることが可能となる。

（第１実施形態の変形例）
上記実施形態では、作動予告を発信する（毎回作動遅延する）側が、ＥＣＢポンプ３１であったが、これには限定されない。エネルギー蓄積式の装置であれば、作動予告を発信する側の電力負荷となることができる。

例えば、蓄熱式の装置として、車室内のエアコン、冷媒循環装置（冷却水ポンプなど）、冷蔵庫、ヒーター、バッテリ冷却ファン、インバータ冷却素子・ポンプ・ファンなどが挙げられる。また、蓄電式の装置として、電源瞬断などに備える、電源電圧低下時のバックアップ用コンデンサなどが挙げられる。また、蓄圧式の装置として、機器の動作に備えて作動流体の圧を高く維持するための電動ポンプ、エアサスペンション用コンプレッサなどが挙げられる。

また、予告を受信する側は、Ｔ／Ｍポンプ４０に限らない。Ｔ／Ｍポンプ４０に代えて、任意の装置が予告を受信する側の電力負荷となることができる。例えば、エンジン停止時に作動させなければならない電力負荷、ＨＶにおいてエンジン１１により駆動される機器の代わりに作動する電力負荷、ＨＶの電動エアコンなどが挙げられる。なお、予告受信側の電力負荷は、予告を受信した場合に作動遅延を許容できることが必要である。

ＥＣＢポンプ３１の作動の感知は、作動予告フラグに代えて、作動フラグや消費電流をモニタリングして行ってもよい。

作動予告フラグの伝達は、ＣＡＮシステム７０以外の方法（直線、ＬＩＮ、電波など）で行われてもよい。また、作動予告フラグの伝達について、多重系とすることで信頼性を向上させてもよい。

Ｔ／Ｍポンプ４０に対する作動遅延の必要性判断は、電力消費状況をモニタリングして行ってもよく、設計的に見積もった上で予め遅延必要領域をＨＶ−ＥＣＵ１００に記録して行ってもよい。例えば、ハイブリッド車両１０の走行条件において、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動遅延が必要と判断する領域を予め設定しておくようにしてもよい。

Ｔ／Ｍポンプ４０の作動を遅延させるときの作動遅延時間は、上記実施形態のものに代えて、一律の設定値とされてもよい。また、上記実施形態において、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動を遅延させるときの状況（タイミング、油温など）に応じて作動遅延時間が決定されてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

上記第１実施形態では、電力負荷同士の相対的な電力供給の優先順位の高低は、変化しなかった。例えば、Ｔ／Ｍポンプ４０とＥＣＢポンプ３１とでは、相対的にＴ／Ｍポンプ４０に対する電力供給の優先順位が常に高い。本実施形態では、相対的な電力供給の優先順位の高低が、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて変化する。これは、各電力負荷において、電力供給が遅延された場合に燃費を低下させる度合いが走行状態によって変化することもあるためである。

例えば、ＥＨＶ走行時において、エンジンオイルポンプのアシストのためにＴ／Ｍポンプ４０を作動させる場合、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動を遅延させたとしても、燃費を低下させる度合いは小さい。一方、ＥＨＶ走行からＥＶ走行への移行時にＴ／Ｍポンプ４０を作動させる場合、Ｔ／Ｍポンプ４０の作動を遅延させると、燃費を低下させる度合いは大きなものとなる。つまり、Ｔ／Ｍポンプ４０において、ＥＨＶ走行からＥＶ走行へ移行する走行状態（所定の走行状態）では、所定の走行状態以外の走行状態におけるよりも、電力供給が遅延された場合にハイブリッド車両１０の燃費を低下させる度合いが大きくなる。

このように、ある所定の電力負荷において、電力供給の遅延がなされた場合に燃費を低下させる度合いが走行状態に応じて変化する場合がある。本実施形態では、こうした所定の電力負荷を有する車両において、燃費を低下させる度合いが大きくなる所定の走行状態では、それ以外の走行状態よりも、所定の電力負荷に対する電力供給の優先順位が高くされる。この場合、予め定められた優先順位にかかわらず、燃費影響大の電力負荷（第一電力負荷）に対する電力供給が燃費影響小の電力負荷（第二電力負荷）に対する電力要求よりも優先される。

例えば、予め定められた優先順位において、ＥＣＢポンプ３１の優先順位がＴ／Ｍポンプ４０の優先順位よりも高いとしても、所定の走行状態（ＥＨＶ走行からＥＶ走行へ移行する走行状態）では、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給がＥＣＢポンプ３１に対する電力供給よりも優先される。つまり、ハイブリッド車両１０が所定の走行状態にある場合には、ＥＣＢポンプ３１が第二電力負荷で、かつＴ／Ｍポンプ４０が第一電力負荷という関係となり、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給がＥＣＢポンプ３１に対する電力供給よりも優先される。一方、ハイブリッド車両１０が所定の走行状態にない場合には、予め定められた優先順位に基づき、ＥＣＢポンプ３１に対する電力供給がＴ／Ｍポンプ４０に対する電力供給よりも優先される。このように走行状態によって優先順位の高低が入れ替わる場合、優先順位の低い方の電力負荷が作動予告フラグを発する側となるようにすればよい。

このように、ハイブリッド車両１０が所定の走行状態にある場合に限り、そうでない場合よりも所定の電力負荷に対する電力供給の優先順位が高くされることで、電力負荷への電力の供給を遅延させることによる燃費の低下が抑制される。また、ハイブリッド車両１０が所定の走行状態にない場合には、予め定められた優先順位に応じて遅延すべき電力負荷が決定されることで、当初の優先順位に対応する効果を奏する。

なお、所定の走行状態とは、所定の走行状態以外の走行状態よりも、Ｔ／Ｍポンプ４０（第一電力負荷）に対する電力供給が遅延された場合に燃費を低下させる度合いが大きくなる走行状態には限定されない。例えば、所定の走行状態とは、Ｔ／Ｍポンプ４０（第一電力負荷）とＥＣＢポンプ３１（第二電力負荷）とで電力供給が遅延された場合に燃費を低下させる度合いの差が大きくなる走行状態であってもよい。所定の走行状態では、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給を遅延させた場合の燃費の低下度合いがＥＣＢポンプ３１に対する電力供給を遅延させた場合の燃費の低下度合いよりも大きく、所定の走行状態以外の走行状態では、何れの電力負荷に対する電力供給を遅延させても燃費への影響は大きく異なることがないのであれば、所定の走行状態で電力供給の優先順位を入れ替えることで、燃費の低下を抑制可能となる。

また、所定の走行状態と、所定の走行状態以外の走行状態とで二つの電力負荷の燃費への影響度合いが逆転する場合にも本実施形態の制御は有効である。例えば、所定の走行状態では、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給が遅延された場合の燃費の低下度合いが、ＥＣＢポンプ３１に対する電力供給が遅延された場合の燃費の低下度合いよりも大きく、これとは逆に、所定の走行状態以外の走行状態では、ＥＣＢポンプ３１に対する電力供給が遅延された場合の燃費の低下度合いが、Ｔ／Ｍポンプ４０に対する電力供給が遅延された場合の燃費の低下度合いよりも大きくなることが考えられる。このような場合に、所定の走行状態において、予め定められた電力供給の優先順位にかかわらず電力供給の優先順位を入れ替えるようにすれば、電力供給を遅延させる場合の燃費の低下を抑制することができる。

なお、当初の優先順位の決定基準によっては、ハイブリッド車両１０が所定の走行状態にある場合であっても、優先順位の逆転を禁止するようにしてもよい。例えば、安全に直接かかわる度合いによって相対的な優先順位の上下が設定されている電力負荷同士では、燃費に与える影響に応じて優先順位の上下を入れ替えることが禁止されるようにすればよい。

以上のように、本発明にかかる車両制御システムは、蓄電装置からの電力により作動する電力負荷を複数備える車両に有用であり、特に、蓄電装置から電力負荷への電力の供給を遅延させることによる燃費の低下を抑制するのに適している。

１−１ 車両制御システム
１０ ハイブリッド車両
１１ エンジン
１２ 変速機構
１７ａ 第１のモータジェネレータ
１７ｂ 第２のモータジェネレータ
２０ ＨＶバッテリ
２２ 補機バッテリ
３０ ＥＣＢシステム
３１ ＥＣＢポンプ
３２ アキュムレータ
４０ Ｔ／Ｍポンプ
１００ ＨＶ−ＥＣＵ
１１０ ＥＣＢ−ＥＣＵ

Claims (6)

1. 車両に搭載された蓄電装置と、
   前記蓄電装置からの電力により作動する複数の電力負荷とを備え、
   前記複数の電力負荷に対する前記蓄電装置からの電力の供給において、前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いが大きい第一電力負荷に対する前記供給を、前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いが小さい第二電力負荷に対する前記供給よりも優先させる
   ことを特徴とする車両制御システム。
2. 前記車両制御システムは、更に、前記車両の動力源であるエンジンおよび電動機を備え、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる第一走行あるいは前記エンジンを停止して前記電動機の動力によって前記車両を走行させる第二走行を選択的に実行するものであって、
   前記第一電力負荷は、前記第一走行から前記第二走行への移行に伴い前記エンジンが停止されるときに作動を開始するものである
   請求項１に記載の車両制御システム。
3. 予め定められた前記供給の優先順位において、前記第一電力負荷の優先順位は、前記第二電力負荷の優先順位よりも低いものであって、
   前記車両制御システムは、前記車両が所定の走行状態にある場合、前記予め定められた優先順位にかかわらず前記第一電力負荷に対する前記供給を前記第二電力負荷に対する前記供給よりも優先させ、
   前記所定の走行状態とは、前記所定の走行状態以外の走行状態よりも、前記第一電力負荷に対する前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いが大きくなる走行状態、あるいは前記第一電力負荷と前記第二電力負荷とで前記供給が遅延された場合に前記車両の燃費を低下させる度合いの差が大きくなる走行状態の少なくともいずれか一方である
   請求項１に記載の車両制御システム。
4. 前記車両制御システムは、更に、前記車両の動力源であるエンジンおよび電動機を備え、前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる第一走行あるいは前記エンジンを停止して前記電動機の動力によって前記車両を走行させる第二走行を選択的に実行するものであって、
   前記第一電力負荷は、少なくとも前記第一走行から前記第二走行への移行に伴い前記エンジンが停止されるときに作動を開始するものであり、
   前記所定の走行状態とは、前記第一走行から前記第二走行へ移行する走行状態である
   請求項３に記載の車両制御システム。
5. 前記第一電力負荷は、前記エンジンの動力で駆動されて前記第一走行において作動する機器に代えて、前記第二走行において作動するものである
   請求項２または４に記載の車両制御システム。
6. 前記第二電力負荷は、蓄積されたエネルギーを前記車両が有する装置に供給する蓄積部と接続されており、前記蓄積されたエネルギーが減少した場合に前記蓄電装置からの電力を消費して前記蓄積部に前記エネルギーを蓄積するものである
   請求項１から５のいずれか１項に記載の車両制御システム。

Images