(57)【要約】【課題】発電機による発電が行われても、車両の減速度が過大になることを抑制できる、車両用制御装置を提供する。【解決手段】オルタネータによる発電を制御するため、エンジン回転数および吸気管圧力に応じた車両の目標加速度が設定される。その一方で、車両の実加速度が取得される。そして、目標加速度と実加速度との偏差が０になるように、オルタネータによる発電がフィードバック制御される。これにより、オルタネータによる発電を確保しつつ、車両１の実加速度を目標加速度に一致させることができる。また、ブレーキ液圧に応じて、フィードバック制御の制御ゲインが設定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、エンジンの回転によって発電する発電機および液圧による制動力を車輪に付与するブレーキとを搭載した車両に用いられる制御装置であって、
前記エンジンの回転数および吸気管圧力に応じた目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、
前記車両の実加速度を取得する実加速度取得手段と、
前記ブレーキの液圧に応じた制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、
前記目標加速度設定手段によって設定される目標加速度と前記実加速度取得手段によって取得される実加速度との偏差および前記ゲイン設定手段によって設定される制御ゲインに基づいて、前記発電機による発電をフィードバック制御する制御手段とを含む、車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを駆動源とする車両には、オルタネータが搭載されている。オルタネータには、エンジンの出力軸の動力が伝達され、オルタネータにより、その動力がエアコンディショナやオーディオ機器などの電気負荷で使用される電力に変換される。
【０００３】
最近の車両では、燃費性能を向上させるため、走行中にアクセル操作が解除されると、エンジンへの燃料の供給が停止（フューエルカット）されるとともに、オルタネータが積極的に発電するように制御される。これにより、車両のコースト走行中に、車輪からエンジンの出力軸に伝達される回転を電力に回生することができる。そして、その回生された電力でバッテリを充電しておくことにより、エンジンが発生する動力によるオルタネータの発電を抑えることができ、燃費の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４６８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、オルタネータによる発電が行われると、回生トルクがエンジンの出力軸を介して車輪に作用するので、車両の減速度が大きくなり、運転者によるブレーキ操作が解除されたり、運転者によるアクセル操作が行われたりすることがある。これらの操作がなされると、オルタネータによる発電量が低減し、燃費の向上の効果が低減する。
【０００６】
本発明の目的は、発電機による発電が行われても、車両の減速度が過大になることを抑制できる、車両用制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、エンジン、エンジンの回転によって発電する発電機および液圧による制動力を車輪に付与するブレーキとを搭載した車両に用いられる制御装置であって、エンジンの回転数および吸気管圧力に応じた目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、車両の実加速度を取得する実加速度取得手段と、ブレーキの液圧に応じた制御ゲインを設定するゲイン設定手段と、目標加速度設定手段によって設定される目標加速度と実加速度取得手段によって取得される実加速度との偏差およびゲイン設定手段によって設定される制御ゲインに基づいて、発電機による発電をフィードバック制御する制御手段とを含む。
【０００８】
この構成によれば、発電機による発電を制御するため、エンジンの回転数および吸気管圧力に応じた車両の目標加速度が設定される。その一方で、車両の実加速度が取得される。そして、目標加速度と実加速度との偏差が０になるように、発電機による発電がフィードバック制御される。これにより、発電機による発電を確保しつつ、車両の実加速度を目標加速度に一致させることができる。そのため、車両の減速時に発電機による発電が行われても、車両の減速度が過大になることを抑制でき、ブレーキ操作が解除されたり、アクセル操作がなされたりすることを抑制できる。その結果、発電機による発電量を確保することができ、燃費の向上を図ることができる。
【０００９】
また、ブレーキの液圧に応じて、フィードバック制御のゲインが設定される。たとえば、ブレーキの液圧が大きいときには、フィードバック制御のゲインが小さく設定されることにより、発電機による発電量の変化を小さくすることができ、回生トルクの変化による車両の減速度の変化を滑らかにすることができる。その結果、ブレーキの液圧が大きい状態で発電機による発電が行われても、車両の減速度が過大になることを抑制でき、ブレーキ操作が解除されたり、アクセル操作がなされたりすることを一層抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両の減速時に発電機による発電が行われても、車両の減速度が過大になることを抑制でき、ブレーキ操作が解除されたり、アクセル操作がなされたりすることを抑制できる。その結果、発電機による発電量を確保することができ、燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発明の一実施形態に係る制御装置が搭載された車両の要部の構成を示す図である。
【図２】オルタネータによる発電をフィードバック制御する機能に関する構成を示すブロック図である。
【図３】ブレーキ液圧およびエンジン回転数に応じた制御ゲインの設定手法について説明するための図である。
【図４】制御ゲイン学習処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
＜車両の要部構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載された車両１の要部の構成を示す図である。
【００１４】
車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。
【００１５】
エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータ３が付随して設けられている。
【００１６】
また、車両１には、オルタネータ４が搭載されている。オルタネータ４は、ロータ、ステータおよびＩＣレギュレータを備えている。ロータは、エンジン２のクランクシャフトの回転に伴って回転する。ロータには、フィールドコイル（ロータコイル）が設けられている。回転しているロータのフィールドコイルにＩＣレギュレータからフィールド電流（励磁電流）が供給されることにより、ステータに設けられているステータコイルに電磁誘導による三相交流電流が流れる。三相交流電流は、整流器で直流電圧に整流される。オルタネータ４は、直流電力を発電電力として出力し、この発電電力がバッテリ５に供給されることにより、バッテリ５が充電される。
【００１７】
ＩＣレギュレータは、フィールドコイルに供給されるフィールド電流のデューティ比ＦＤＵＴＹを制御する。フィールド電流のデューティ比ＦＤＵＴＹが大きいほど、オルタネータ４の発電量が増加し、デューティ比ＦＤＵＴＹが小さいほど、オルタネータ４の発電量が減少する。
【００１８】
車両１には、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。複数のＥＣＵには、エンジンＥＣＵ１１およびブレーキＥＣＵ１２が含まれる。各ＥＣＵは、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成であり、マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
【００１９】
エンジンＥＣＵ１１には、エンジン回転数センサ２１および吸気管圧力センサ２２などが接続されている。
【００２０】
エンジン回転数センサ２１は、エンジン２の回転（クランクシャフトの回転）に同期したパルス信号を検出信号として出力する。エンジンＥＣＵ１１は、エンジン回転数センサ２１から入力されるパルス信号の周波数をエンジン２の回転数（エンジン回転数）に換算する。
【００２１】
吸気管圧力センサ２２は、エンジン２の吸気管圧力に応じた検出信号を出力する。エンジンＥＣＵ１１は、吸気管圧力センサ２２から入力される検出信号からエンジン２の吸気管圧力を取得する。
【００２２】
エンジンＥＣＵ１１は、各種センサの検出信号から取得した情報および／または他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、エンジン２の始動、停止および出力調整などのため、エンジン２に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグやスタータ３などを制御する。また、エンジンＥＣＵ１１は、電圧調整信号を生成し、その電圧調整信号をオルタネータ４のＩＣレギュレータに出力する。電圧調整信号がＩＣレギュレータに受け取られると、ＩＣレギュレータにより、その電圧調整信号に基づいて、オルタネータ４のフィールド電流のデューティ比ＦＤＵＴＹが制御される。
【００２３】
ブレーキＥＣＵ１２には、ブレーキ液圧センサ２３、車速センサ２４およびＧセンサ２５などが接続されている。
【００２４】
ブレーキ液圧センサ２３は、ブレーキマスタシリンダ２６の発生液圧（ブレーキ液圧）に応じた検出信号を出力する。ブレーキＥＣＵ１２は、ブレーキ液圧センサ２３の検出信号からブレーキ液圧を取得する。
【００２５】
なお、車両１のブレーキ系統では、ブレーキペダルが踏み込まれると、そのブレーキペダルに入力された踏力がブレーキブースタに伝達される。ブレーキブースタに伝達された踏力は、ブレーキブースタの負圧によって増幅（倍力）され、ブレーキブースタからブレーキマスタシリンダ２６に入力される。ブレーキマスタシリンダ２６では、ブレーキブースタから入力される力に応じた液圧が発生する。ブレーキマスタシリンダ２６の液圧は、ブレーキアクチュエータ２７に伝達される。ブレーキアクチュエータ２７には、各車輪のブレーキに設けられたホイールシリンダの液圧を制御するためのバルブなどが内蔵されている。ブレーキマスタシリンダ２６からブレーキアクチュエータ２７に伝達された液圧は、各ブレーキのホイールシリンダに分配されて伝達される。そして、ホイールシリンダの液圧により、ブレーキから車輪にブレーキ力（制動力）が付与される。
【００２６】
車速センサ２４は、たとえば、車両１の走行に伴って回転する磁性体からなるロータと、ロータと非接触に設けられた電磁ピックアップとを備えている。ロータが一定角度回転する度に、電磁ピックアップからパルス信号が出力され、そのパルス信号がブレーキＥＣＵ１２に入力される。パルス信号の周波数は、車速に対応するので、ブレーキＥＣＵ１２は、車速センサ２４から入力されるパルス信号の周波数を車速に換算する。
【００２７】
Ｇセンサ２５は、錘の変位に応じた信号を車両１の加速度に応じた検出信号として出力するものが採用されている。車速および／または路面の勾配が変化すると、錘が変位し、その変位に応じた信号がＧセンサ２５から出力される。ブレーキＥＣＵ１２は、Ｇセンサ２５の検出信号から車両１の加速度（実Ｇ）を取得する。
【００２８】
なお、車速センサ２４およびＧセンサ２５は、ブレーキＥＣＵ１２とは別のＥＣＵに接続されていてもよい。その場合、そのＥＣＵにより、車速および加速度が取得されて、ブレーキＥＣＵ１２に車速および加速度が入力されるとよい。
【００２９】
ブレーキＥＣＵ１２は、車速、ブレーキペダルの操作量および他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、ブレーキアクチュエータ２７などを制御し、車両１の姿勢が安定に保たれた状態で車両１が制動されるように、各ブレーキから車輪に付与される制動力を制御する。
【００３０】
＜オルタネータ制御機能＞
図２は、オルタネータ４による発電をフィードバック制御する機能に関する構成を示すブロック図である。図３は、ブレーキ液圧およびエンジン回転数に応じた制御ゲインの設定手法について説明するための図である。
【００３１】
エンジンＥＣＵ１１は、オルタネータ４による発電をフィードバック制御するための処理部として、目標Ｇ設定部１０１、減算部１０２、ゲイン設定部１０３およびＦＤＵＴＹ設定部１０４を実質的に備えている。これらの処理部は、プログラム処理によってソフトウエア的に実現されるか、その一部が論理回路などのハードウェアにより実現される。
【００３２】
目標Ｇ設定部１０１は、エンジン回転数および吸気管圧力に応じた車両１の目標加速度（目標Ｇ）を設定する。具体的には、エンジンＥＣＵ１１の不揮発性メモリには、エンジン回転数および吸気管圧力と目標加速度との関係を示すマップが記憶されており、このマップからエンジン回転数および吸気管圧力に応じた目標加速度が読み出される。
【００３３】
減算部１０２は、目標Ｇ設定部１０１によって設定される目標加速度と車両１の実加速度（実Ｇ）との偏差を求める。
【００３４】
ゲイン設定部１０３は、ブレーキ液圧およびエンジン回転数に応じた制御ゲインを設定する。エンジンＥＣＵ１１の書換可能な不揮発性メモリには、図３に示されるように、ブレーキ液圧およびエンジン回転数と制御ゲインとの関係を示すマップが記憶されている。このマップでは、たとえば、ブレーキ液圧が０以上５０ｋＰａ未満であり、かつ、エンジン回転数が０以上１５００ｒｐｍ未満である領域Ａに対して１つの制御ゲインが対応づけられ、ブレーキ液圧が０以上５０ｋＰａ未満であり、かつ、エンジン回転数が１５００以上８０００ｒｐｍ未満である領域Ｂに対して１つの制御ゲインが対応づけられている。また、ブレーキ液圧が５０ｋＰａ以上１２０ｋＰａ未満であり、かつ、エンジン回転数が０以上１５００ｒｐｍ未満である領域Ｃに対して１つの制御ゲインが対応づけられ、ブレーキ液圧が５０ｋＰａ以上１２０ｋＰａ未満であり、かつ、エンジン回転数が１５００以上８０００ｒｐｍ未満である領域Ｄに対して１つの制御ゲインが対応づけられている。ブレーキ液圧およびエンジン回転数に応じた制御ゲインは、図３に示されるマップから読み出される。
【００３５】
ＦＤＵＴＹ設定部１０４は、減算部１０２により求められる目標加速度と実加速度との偏差に、ゲイン設定部１０３により設定される制御ゲインを乗じることにより、オルタネータ４のフィールド電流のデューティ比ＦＤＵＴＹの目標値を設定する。そして、デューティ比ＦＤＵＴＹの目標値に応じた電圧調整信号を生成し、その電圧調整信号をオルタネータ４のＩＣレギュレータに出力する。
【００３６】
＜制御ゲイン学習処理＞
図４は、制御ゲイン学習処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
ゲイン設定部１０３によって制御ゲインが設定されると、エンジンＥＣＵ１１により、その制御ゲインの学習のために、制御ゲイン学習処理が実行される。
【００３８】
制御ゲイン学習処理では、ゲイン設定部１０３により、図３に示されるマップの同一の領域Ａ〜Ｄに対応づけられている制御ゲインがＦＤＵＴＹ設定部１０４で使用される制御ゲインとして第１所定時間（たとえば、３秒間）以上にわたって設定されているか否かが判断される（ステップＳ１）。
制御ゲインが設定されてから第１所定時間が経過するまでに、図３に示されるマップでその制御ゲインが対応づけられている領域Ａ〜Ｄとは異なる領域Ａ〜Ｄに対応づけられている制御ゲインが設定された場合（ステップＳ１のＮＯ）、以降の処理は実行されない。
図３に示されるマップの同一の領域Ａ〜Ｄに対応づけられている制御ゲインがＦＤＵＴＹ設定部１０４で使用される制御ゲインとして第１所定時間以上にわたって設定されている場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、ゲイン設定部１０３による制御ゲインの設定から第１所定時間（たとえば、３秒間）以内に、減算部１０２により演算される目標減速度と実減速度との偏差（Ｇ偏差）が−０．１から０．１の範囲内に収まったか否かが判断される（ステップＳ２）
【００３９】
制御ゲインの設定から第１所定時間以内に目標減速度と実減速度との偏差が−０．１から０．１の範囲内に収まった場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御ゲインの学習補正は行われず、制御ゲイン学習処理が終了される。
【００４０】
一方、制御ゲインの設定から第１所定時間以内に目標減速度と実減速度との偏差が−０．１から０．１の範囲内に収まらなかった場合（ステップＳ２のＮＯ）、つづいて、制御ゲインの設定から第２所定時間（たとえば、６秒間）以内に、目標減速度と実減速度との偏差が−０．１から０．１の範囲内に収まったか否かが判断される（ステップＳ３）。
【００４１】
制御ゲインの設定から第２所定時間以内に目標減速度と実減速度との偏差が−０．１から０．１の範囲内に収まった場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、現在のゲインに第１補正値（たとえば、０．００１）が加算または減算される（ステップＳ４）。たとえば、ゲイン設定時から第１所定時間が経過するまでに取得された目標減速度と実減速度との偏差の平均値がマイナス（負の数）であれば、現在のゲインに第１補正値が加算され、偏差の平均値がプラズ（正の値）であれば、現在のゲインから第１補正値が減算される。
【００４２】
また、ブレーキ液圧およびエンジン回転数と制御ゲインとの関係を示すマップ、つまり図３に示されるマップにおいて、加算または減算前のゲインが設定されている領域Ａ〜Ｄが特定される。そして、その特定された領域Ａ〜Ｄに対応づけられているゲインが加算後のゲインに学習補正されて（ステップＳ５）、制御ゲイン学習処理が終了される。
【００４３】
制御ゲインの設定から第２所定時間以内に目標減速度と実減速度との偏差が−０．１から０．１の範囲内に収まらなかった場合（ステップＳ３のＮＯ）、現在のゲインに第２補正値（たとえば、０．００５）が加算または減算される（ステップＳ６）。たとえば、ゲイン設定時から第２所定時間が経過するまでに取得された目標減速度と実減速度との偏差の平均値がマイナス（負の数）であれば、現在のゲインに第２補正値が加算され、偏差の平均値がプラズ（正の値）であれば、現在のゲインから第２補正値が減算される。
【００４４】
また、ブレーキ液圧およびエンジン回転数と制御ゲインとの関係を示すマップ、つまり図３に示されるマップにおいて、加算または減算前の制御ゲインが設定されている領域Ａ〜Ｄが特定される。そして、その特定された領域Ａ〜Ｄに対応づけられているゲインが加算後のゲインに学習補正されて（ステップＳ５）、制御ゲイン学習処理が終了される。
【００４５】
＜作用効果＞
以上のように、オルタネータ４による発電を制御するため、エンジン回転数および吸気管圧力に応じた車両１の目標加速度が設定される。その一方で、車両１の実加速度が取得される。そして、目標加速度と実加速度との偏差が０になるように、オルタネータ４による発電がフィードバック制御される。これにより、オルタネータ４による発電を確保しつつ、車両１の実加速度を目標加速度に一致させることができる。そのため、車両１の減速時にオルタネータ４による発電が行われても、車両１の減速度が過大になることを抑制でき、ブレーキ操作が解除されたり、アクセル操作がなされたりすることを抑制できる。その結果、オルタネータ４による発電量を確保することができ、燃費の向上を図ることができる。
【００４６】
また、ブレーキ液圧に応じて、フィードバック制御の制御ゲインが設定される。たとえば、ブレーキ液圧が大きいときには、フィードバック制御の制御ゲインが小さく設定されることにより、オルタネータ４による発電量の変化を小さくすることができ、回生トルクの変化による車両１の減速度の変化を滑らかにすることができる。その結果、ブレーキの液圧が大きい状態でオルタネータ４による発電が行われても、車両１の減速度が過大になることを抑制でき、ブレーキ操作が解除されたり、アクセル操作がなされたりすることを一層抑制できる。
【００４７】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００４８】
たとえば、前述の実施形態では、エンジンＥＣＵ１１およびブレーキＥＣＵ１２が個別に設けられた構成を取り上げたが、エンジンＥＣＵ１１およびブレーキＥＣＵ１２の機能の一部または全部が１つのＥＣＵに集約されていてもよい。
【００４９】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１      車両
２      エンジン
４      オルタネータ（発電機）
１１    エンジンＥＣＵ（制御装置）
１２    ブレーキＥＣＵ（実加速度取得手段）
２５    Gセンサ（実加速度取得手段）
２６    ブレーキマスタシリンダ（ブレーキ）
２７    ブレーキアクチュエータ（ブレーキ）
１０１  目標Ｇ設定部（目標加速度設定手段）
１０２  減算部（実加速度取得手段）
１０３  ゲイン設定部（ゲイン設定手段）
１０４  ＦＤＵＴＹ設定部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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