(57)【要約】      （修正有）【課題】回生制動に伴う、運転者に違和感を与えるような車両の減速を抑制し、ドライバビリティまたはドライブフィーリングを高く保つ。【解決手段】エンジン回転数がある条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が０に近い閾値以下である場合に、燃料カットとともに発電機による回生発電を実施する一方、エンジン回転数が前記条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が前記閾値を超えているものの所定量を下回っている場合には、発電機による回生発電を実施せずに燃料カットを実施することとした。【選択図】図３
2014104857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び回生制動を行うための発電機が搭載された車両を制御するものであって、
エンジン回転数がある条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が０に近い閾値以下である場合に、燃料カットとともに発電機による回生発電を実施する一方、
エンジン回転数が前記条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が前記閾値を超えているものの所定量を下回っている場合には、発電機による回生発電を実施せずに燃料カットを実施する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
エンジン回転数がある条件値よりも大きい状況でアクセルペダルの踏込量が前記閾値以下に低下し、その状態が所定時間継続したときに、発電機による回生発電を開始する請求項１記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速時に回生制動を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の減速時に、車軸の回転トルクを発電機に伝達して回生発電を行うことが知られている（例えば、下記特許文献を参照）。このような回生制動により、車両の運動エネルギを電気エネルギの形で回収して車載のバッテリに蓄え、車両に実装されている各種の電気負荷（車軸を回転駆動する電動機を含むことがある）に供給するべき電力に充てることが可能である。
【０００３】
時として、運転者は、アクセルペダルに足を乗せたまま、またはアクセルペダルをわずかに踏んだ状態で、車両の走行を継続しようとすることがある。一般に、車両のアクセルペダルには多少の遊びがある。即ち、スロットルバルブが全閉している状態で、アクセルペダルを少しだけ踏んだとしても、スロットルバルブは開く方向に動作しない（スロットルバルブを開きたければ、アクセルペダルをある程度以上踏み込む必要がある）。
【０００４】
この場合、車両の制御を司るＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、スロットルバルブの開度がほぼ０であることに伴い、内燃機関の気筒への燃料供給を一時停止する燃料カットとともに、発電機による回生発電を実施する。
【０００５】
しかしながら、運転者の意図としては、車両を惰性で走行させ続ける、または車両を緩やかに減速させることを目論んでいる。にもかかわらず、燃料カットに回生制動が加重されることから、運転者の想定を超えて車速の減速度が高まってしまい、ドライバビリティまたはドライブフィーリングを損ねることがあり得た。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、運転者に違和感を与えるような車両の減速を抑制し、ドライバビリティまたはドライブフィーリングを高く保つことを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するべく、本発明では、内燃機関及び回生制動を行うための発電機が搭載された車両を制御するものであって、エンジン回転数がある条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が０に近い閾値以下である場合に、燃料カットとともに発電機による回生発電を実施する一方、エンジン回転数が前記条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が前記閾値を超えているものの所定量を下回っている場合には、発電機による回生発電を実施せずに燃料カットを実施することを特徴とする制御装置を構成した。
【０００９】
アクセルペダルの踏込量の遊びの範囲、即ち前記閾値から前記所定量までの範囲は狭い。車両が悪路を走行しているとき等、車両の振動が運転者の身体を通じてアクセルペダルに伝わると、その踏込量が頻繁に変動し、回生発電を実施するべきか否かが一意に定まらない可能性がある。そこで、エンジン回転数がある条件値よりも大きい状況でアクセルペダルの踏込量が前記閾値以下に低下し、その状態が所定時間継続したときに、はじめて発電機による回生発電を開始するものとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転者に違和感を与えるような車両の減速が抑制され、ドライバビリティまたはドライブフィーリングが高く保たれる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。
【図２】同実施形態における内燃機関及び発電機の関係を模式的に示す図。
【図３】同実施形態の制御装置が実施する処理の手順例を示すフロー図。
【図４】同実施形態の制御装置が実施する制御の内容を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関１００の概要を示す。本実施形態における内燃機関１００は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
【００１３】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１４】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態における内燃機関１００には、モータジェネレータ１１０が付随している。モータジェネレータ１１０は、車両の駆動輪が設けられた車軸及びクランクシャフト１０から駆動力の伝達を受けて発電する発電機としての機能と、内燃機関１００のクランクシャフト１０及び車軸を回転駆動する電動機（スタータモータまたはアシストモータ）としての機能とを両備する。モータジェネレータ１１０は、巻掛伝動装置を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。
【００１６】
クランクシャフト１０及び車軸を回転駆動する場合、モータジェネレータ１１０は車載のバッテリ（図示せず）から電力の供給を受ける。翻って、クランクシャフト１０により回転駆動されて発電する場合には、その発電した電力を同バッテリに充電することができる。特に、モータジェネレータ１１０は、車両が減速するときに回生制動を行い、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。これら内燃機関１００及びモータジェネレータ１１０を搭載した車両は、いわゆるハイブリッド車両であることがある。
【００１７】
発電機たるモータジェネレータ１１０は、内燃機関１００から見れば機械的な負荷となる。モータジェネレータ１１０の出力電圧が車載のバッテリの電圧を超越するとき、バッテリが充電され、かつモータジェネレータ１１０から電気負荷に電力が供給される。つまり、モータジェネレータ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。
【００１８】
逆に、モータジェネレータ１１０の出力電圧がバッテリ電圧に満たないか、バッテリ電圧に近いときには、バッテリが充電されず、またモータジェネレータ１１０からは電気負荷に電力が供給されない（バッテリから電気負荷に電力供給されることはある）。つまり、モータジェネレータ１１０がクランクシャフトの回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。
【００１９】
要するに、ＥＣＵ０からモータジェネレータ１１０に高い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対するモータジェネレータ１１０の機械負荷が増し、低い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対するモータジェネレータ１１０の機械負荷が減る。
【００２０】
内燃機関１００と車軸とを繋ぐトランスミッション１２０は、クランクシャフト１０の他端側に設置する。また、モータジェネレータ１１０と同じ側の外側壁に、エアコンディショナの冷媒圧縮用のコンプレッサ１３０を配設している。
【００２１】
モータジェネレータ１１０は、例えばインナーロータ方式のもので、永久磁石を有するロータと、ロータの外周面に対向するコイルを有するステータとを要素としてなる。ロータは、ロータ軸１１１の外周に固着している。ロータ軸１１１及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１１２、１０１が固着しており、これらプーリ１１２、１０１に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１１３によって、クランクシャフト１０とロータ軸１１１との間で相互に（双方向に）回転駆動力を伝達する。
【００２２】
コンプレッサ１３０もまた、巻掛伝動装置を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。コンプレッサ１３０の入力軸１３２及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１３３、１０２が固着しており、これらプーリ１３３、１０２に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１３４によって、クランクシャフト１０から入力軸１３２に回転駆動力を伝達する。ベルト１３４は、コンプレッサ１３０以外の補機である潤滑油ポンプ（図示せず）や冷却水ポンプ（図示せず）等にも駆動力を伝達することがある。なお、コンプレッサ１３０と入力軸１３２との間には、断接切換可能なマグネットクラッチ１３１が介在しており、エアコンディショナを稼働しないときには当該クラッチ１３１を切断する。
【００２３】
本実施形態の制御装置たるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２４】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフト１０の回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（運転者が要求する出力、いわば要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ（シフトポジションスイッチ）から出力されるシフトレンジ信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関１００の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｇ、車載のバッテリの充電状態を示すバッテリ電圧、バッテリ電流及びバッテリ温度を検出するセンサから出力されるバッテリ信号ｈ等が入力される。
【００２５】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、モータジェネレータ１１０（の制御回路）に対してこれを制御するための制御信号ｌ等を出力する。制御信号ｌは、モータジェネレータ１１０を発電機として作動させるか、電動機として作動させるかを指令するとともに、発電機として作動させる場合にモータジェネレータ１１０から出力させる電圧（または、電流）の大きさや、電動機として作動させる場合にモータジェネレータ１１０に対して印加する電圧（または、電流）の大きさを制御する信号となる。
【００２６】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、モータジェネレータ１１０の発電量または出力といった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。
【００２７】
図３に、車両に対する減速要求があったときにＥＣＵ０が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、エンジン回転数、即ち内燃機関１００のクランクシャフト１０の回転数がある条件値よりも大きく（ステップＳ１）、アクセルペダルの踏込量が所定量に満たない（ステップＳ２）とき、インジェクタ１１からの燃料噴射及び点火プラグ１２による火花点火を一時停止する燃料カットを行う（ステップＳ３）。
【００２８】
さらに、アクセルペダルの踏込量が０に近い閾値以下となり（ステップＳ４）、その状態が所定時間継続した（ステップＳ５）場合には、燃料カットに加えて、モータジェネレータ１１０を発電機として作動させる回生制動を実施する（ステップＳ６）。図４に、この制御の模様を示している。
【００２９】
翻って、エンジン回転数がある条件値よりも大きいが、アクセルペダルの踏込量が０に近い上記の閾値を超えている場合には、燃料カットのみを行い、モータジェネレータ１１０による回生制動は行わない。
【００３０】
アクセルペダルの踏込量が所定量に満たないが閾値を超えている状況とは、アクセルペダルの踏込量が遊びの範囲内にある、換言すればアクセルペダルがわずかに踏まれているがスロットルバルブ３２の開度は全閉のままである（開く方向に動作しない）状況を意味する。当該状況における運転者は、車両を惰性で走行させ続ける、または車両を緩やかに減速させることを望んでいると考えられる。
【００３１】
にもかかわらず、モータジェネレータ１１０による回生発電を実施すると、内燃機関１００及び車両の減速度が運転者の想定よりも高まり、ドライバビリティまたはドライブフィーリングを損ねるおそれがある。また、アクセルペダルの踏込量が遊びの範囲で変化しただけで車両の制動力が変動すると、運転者に少なからぬ違和感を与えかねない。そこで、アクセルペダルの踏込量が遊びの範囲内にある（ステップＳ４及びＳ５がともに真とならない）場合には、モータジェネレータ１１０を発電機として作動させないようにする。
【００３２】
燃料カット制御による燃料噴射の停止（ステップＳ３）後、アクセルペダルの踏込量が所定量を上回った、エンジン回転数が燃料カット終了条件の回転数まで低下した等の何れかが成立した暁には（ステップＳ７）、燃料カット及び回生制動を終了することとし、燃料噴射及び点火を再開する（ステップＳ８）。
【００３３】
本実施形態では、内燃機関１００及び回生制動を行うための発電機１１０が搭載された車両を制御するものであって、エンジン回転数がある条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が０に近い閾値以下である場合に、燃料カットとともに発電機１１０による回生発電を実施する一方、エンジン回転数が前記条件値よりも大きく、かつアクセルペダルの踏込量が前記閾値を超えているものの所定量を下回っている場合には、発電機１１０による回生発電を実施せずに燃料カットを実施することを特徴とする制御装置０を構成した。
【００３４】
本実施形態によれば、運転者に違和感を与えるような車両の減速を抑制することができ、ドライバビリティまたはドライブフィーリングが高く保たれる。
【００３５】
加えて、エンジン回転数がある条件値よりも大きい状況でアクセルペダルの踏込量が前記閾値以下に低下し、その状態が所定時間継続したときに、はじめて発電機１１０による回生発電を開始するものとしたため、車両が悪路を走行しているとき等、車両の振動が運転者の身体を通じてアクセルペダルに伝わったとしても、回生発電を実施するべきか否かを適正に定めることが可能となる。つまり、回生発電を実施したりしなかったりが頻繁に切り替わるようなことがなくなり、車両の制動力を徒に変動させずに済む。
【００３６】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両に搭載される内燃機関及び発電機の制御に適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１００…内燃機関
１０…クランクシャフト
１１０…電動機（モータジェネレータ）
【図１】
2014104857.tif 000003
【図２】
2014104857.tif 000004
【図３】
2014104857.tif 000005
【図４】
2014104857.tif 000006