(57)【要約】【課題】乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保する。【解決手段】エンジンを備える車両用制御装置であって、エンジンに連結される発電機と、エンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブと、減速走行時に発電機を回生発電させる発電機制御部と、減速走行時にスロットルバルブを開き側に制御するスロットル制御部と、を有し、発電機制御部は、減速走行時にエンジンが燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合に（符号ａ２）、発電機の発電トルクＴｇを増加させる（符号ｂ３）。【選択図】図８
2018177077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを備える車両用制御装置であって、
前記エンジンに連結される発電機と、
前記エンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブと、
減速走行時に前記発電機を回生発電させる発電機制御部と、
減速走行時に前記スロットルバルブを開き側に制御するスロットル制御部と、
を有し、
前記発電機制御部は、減速走行時に前記エンジンが燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合に、前記発電機の発電トルクを増加させる、
車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記発電機制御部は、前記燃料噴射状態への切り替えに伴って前記発電機の発電トルクを増加させる場合に、前記エンジンの回転速度に基づいて前記発電機の発電トルクを制御する、
車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
前記エンジンを制御するエンジン制御部は、前記エンジンを燃料カット状態から燃料噴射状態に制御する場合に、点火時期を遅らせる点火遅角制御を実行する、
車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記エンジンに連結されるロックアップクラッチ、を有し、
前記スロットル制御部は、減速走行時に前記スロットルバルブを開き側に制御した状態のもとで、前記ロックアップクラッチが締結状態から解放状態に制御される場合に、前記スロットルバルブを開き側から閉じ側に制御する、
車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを備える車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、モータジェネレータ、オルタネータ或いはＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等の発電機が搭載されている。このような発電機は、車両の燃費性能を向上させる観点から、コースト走行や車両制動等の減速走行において回生発電状態に制御されることが多い（特許文献１参照）。また、特許文献１に記載された制御装置は、減速走行時に発電機を回生発電させる場合に、スロットルバルブを開くことでエンジンのポンプ損失を低減している。これにより、エンジン負荷を減らして発電負荷を増やすことができ、発電機の発電電力を増やして車両の燃費性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９７０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、減速走行時にスロットルバルブが開かれた状態、つまりエンジンの吸入空気量が増加している状態のもとで、エンジンの燃料噴射が再開された場合には、エンジントルクが過大に出力されてしまう虞がある。このように、燃料噴射に伴うエンジントルクの過度な増加は、乗員に違和感を与えてしまう要因であった。一方、燃料噴射に伴うエンジントルクの過度な増加を抑制するため、減速走行時にスロットルバルブを閉じて吸入空気量を減少させることは、エンジン負荷を増やして減速走行時の発電電力を減少させる要因であった。このため、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することが求められている。
【０００５】
本発明の目的は、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用制御装置は、エンジンを備える車両用制御装置であって、前記エンジンに連結される発電機と、前記エンジンの吸入空気量を制御するスロットルバルブと、減速走行時に前記発電機を回生発電させる発電機制御部と、減速走行時に前記スロットルバルブを開き側に制御するスロットル制御部と、を有し、前記発電機制御部は、減速走行時に前記エンジンが燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合に、前記発電機の発電トルクを増加させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発電機制御部は、減速走行時にエンジンが燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合に、発電機の発電トルクを増加させる。これにより、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両を示す概略図である。
【図２】電源回路の一例を示す回路図である。
【図３】車両用制御装置の制御系を示す概略図である。
【図４】スタータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図５】スタータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図６】スタータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図７】スタータジェネレータを力行状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【図８】減速走行制御における各種装置の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、車両減速度および車両加速度の内訳を概略的に示した図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、車両減速度および車両加速度の内訳を概略的に示した図である。
【図１１】減速走行制御における各種装置の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、内燃機関であるエンジン１２を備えたパワーユニット１３が搭載されている。エンジン１２のクランク軸１４には、ベルト機構１５を介してスタータジェネレータ（発電機）１６が機械的に連結されている。また、エンジン１２にはトルクコンバータ１７を介して変速機構１８が連結されており、変速機構１８にはデファレンシャル機構１９等を介して車輪２０が連結されている。
【００１０】
エンジン１２に連結されるトルクコンバータ１７には、ロックアップクラッチ２１が組み込まれている。つまり、エンジン１２には、ロックアップクラッチ２１が連結されている。このロックアップクラッチ２１を締結状態に制御することにより、エンジン１２と変速機構１８とはロックアップクラッチ２１を介して連結される。一方、ロックアップクラッチ２１を解放状態に制御することにより、エンジン１２と変速機構１８とはトルクコンバータ１７を介して連結される。トルクコンバータ１７には、複数の電磁バルブや油路からなるバルブユニット２２が接続されている。このバルブユニット２２を用いてアプライ室２３とリリース室２４との油圧を制御することにより、ロックアップクラッチ２１は締結状態と解放状態とに制御される。このように、ロックアップクラッチ２１を制御するバルブユニット２２は、マイコン等からなるミッションコントローラ２５によって制御される。
【００１１】
エンジン１２の吸気マニホールド３０には、吸入空気量を制御するスロットルバルブ３１が設けられている。スロットルバルブ３１を開くことにより、エンジン１２の吸入空気量を増加させることができ、スロットルバルブ３１を閉じることにより、エンジン１２の吸入空気量を減少させることができる。また、エンジン１２には、吸気ポートやシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ３２が設けられている。インジェクタ３２から燃料を噴射することにより、エンジン１２は燃料噴射状態に制御される一方、インジェクタ３２からの燃料噴射を停止することにより、エンジン１２は燃料カット状態に制御される。さらに、エンジン１２には、イグナイタや点火コイルからなる点火装置３３が設けられている。点火装置３３によって点火時期を制御することにより、エンジン１２の出力トルクや燃焼温度等を制御することができる。なお、スロットルバルブ３１、インジェクタ３２および点火装置３３は、後述するメインコントローラ６０によって制御される。
【００１２】
エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ１６は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。スタータジェネレータ１６は、クランク軸１４に駆動される発電機として機能するだけでなく、クランク軸１４を回転させる電動機として機能する。例えば、アイドリングストップ制御においてエンジン１２を再始動させる場合や、発進時や加速時においてエンジン１２をアシスト駆動する場合等に、スタータジェネレータ１６は力行状態に制御される。
【００１３】
スタータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ３４と、フィールドコイルを備えたロータ３５と、を有している。また、スタータジェネレータ１６には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイコン等からなるＩＳＧコントローラ３６が設けられている。ＩＳＧコントローラ３６によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧、発電トルク、力行トルク等が制御される。
【００１４】
［電源回路］
車両用制御装置１０が備える電源回路４０について説明する。図２は電源回路４０の一例を示す回路図である。図２に示すように、電源回路４０は、スタータジェネレータ１６に電気的に接続される鉛バッテリ４１と、これと並列にスタータジェネレータ１６に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ４２と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ４２を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ４２の端子電圧は、鉛バッテリ４１の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ４２を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ４２の内部抵抗は、鉛バッテリ４１の内部抵抗よりも小さく設計されている。このように、スタータジェネレータ１６には、互いに内部抵抗の異なる鉛バッテリ４１とリチウムイオンバッテリ４２とが並列接続されている。
【００１５】
鉛バッテリ４１の正極端子４１ａには正極ライン４３が接続され、リチウムイオンバッテリ４２の正極端子４２ａには正極ライン４４が接続され、スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａには正極ライン４５が接続される。これらの正極ライン４３〜４５は、接続点４６を介して互いに接続されている。また、鉛バッテリ４１の負極端子４１ｂには負極ライン４７が接続され、リチウムイオンバッテリ４２の負極端子４２ｂには負極ライン４８が接続され、スタータジェネレータ１６の負極端子１６ｂには負極ライン４９が接続される。これらの負極ライン４７〜４９は、基準電位点５０を介して互いに接続されている。
【００１６】
鉛バッテリ４１の正極ライン４３には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチＳＷ１が設けられている。スイッチＳＷ１を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ４１とは互いに接続される。一方、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ４１とは互いに切り離される。また、リチウムイオンバッテリ４２の正極ライン４４には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ２を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ４２は互いに接続される。一方、スイッチＳＷ２を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ４２とは互いに切り離される。
【００１７】
これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。
【００１８】
図１に示すように、電源回路４０には、バッテリモジュール５１が設けられている。このバッテリモジュール５１には、リチウムイオンバッテリ４２が組み込まれるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が組み込まれている。また、バッテリモジュール５１には、マイコン等からなるバッテリコントローラ５２が設けられている。バッテリコントローラ５２は、リチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣ、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等を監視する機能や、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する機能を有している。
【００１９】
また、鉛バッテリ４１の正極ライン４３には、複数の電気機器５３が接続されている。また、鉛バッテリ４１の負極ライン４７には、バッテリセンサ５４が設けられている。このバッテリセンサ５４は、鉛バッテリ４１の充電電流、放電電流、端子電圧、充電状態ＳＯＣ等を検出する機能を有している。なお、正極ライン４３には、電気機器５３等を保護するヒューズ５５が設けられている。
【００２０】
［車両用制御装置の制御系］
車両用制御装置１０の制御系について説明する。図３は車両用制御装置１０の制御系を示す概略図である。図１および図３に示すように、車両用制御装置１０は、スタータジェネレータ１６、スロットルバルブ３１、インジェクタ３２および点火装置３３等を制御するため、マイコン等からなるメインコントローラ６０を有している。メインコントローラ６０には、インジェクタ３２や点火装置３３等を制御するエンジン制御部６１、スロットルバルブ３１を制御するスロットル制御部６２、スタータジェネレータ１６を制御する発電機制御部６３、およびロックアップクラッチ２１を制御するクラッチ制御部６４等の機能部が設けられている。
【００２１】
メインコントローラ６０や前述した各コントローラ２５，３６，５２は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク６５を介して互いに通信自在に接続されている。メインコントローラ６０は、各種コントローラやセンサからの情報に基づいて、スタータジェネレータ１６、スロットルバルブ３１、インジェクタ３２および点火装置３３等を制御する。なお、メインコントローラ６０は、ＩＳＧコントローラ３６に制御信号を出力することで、スタータジェネレータ１６の発電電圧や発電トルク等を制御する。また、メインコントローラ６０は、ミッションコントローラ２５に制御信号を出力することで、ロックアップクラッチ２１を締結状態や解放状態に制御する。
【００２２】
図３に示すように、メインコントローラ６０に接続されるセンサとして、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ７０、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ７１、スロットルバルブ３１の開度を検出するスロットル開度センサ７２、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ７３、および車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ７４等がある。また、メインコントローラ６０には、ＩＳＧコントローラ３６からスタータジェネレータ１６の発電電圧や発電トルク等の情報が入力され、ミッションコントローラ２５からロックアップクラッチ２１の作動状態等の情報が入力され、バッテリコントローラ５２からリチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣ等の情報が入力される。なお、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。
【００２３】
［電力供給状況］
スタータジェネレータ１６の発電制御や力行制御に伴う電力供給状況について説明する。図４はスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図５はスタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図６はスタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図７はスタータジェネレータ１６を力行状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。
【００２４】
図４に示すように、リチウムイオンバッテリ４２の蓄電量が低下している場合には、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ４２を充電して充電状態ＳＯＣを高めるため、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧がリチウムイオンバッテリ４２の端子電圧よりも引き上げられる。これにより、図４に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ４２、電気機器５３および鉛バッテリ４１等に対して発電電力が供給される。なお、スタータジェネレータ１６の燃焼発電状態とは、エンジン１２によってスタータジェネレータ１６が発電駆動される状態である。
【００２５】
図５に示すように、リチウムイオンバッテリ４２の蓄電量が十分に確保されている場合には、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ４２の放電を促してエンジン負荷を低減するため、スタータジェネレータ１６は発電休止状態に制御される。スタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧がリチウムイオンバッテリ４２の端子電圧よりも引き下げられる。これにより、図５に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ４２から電気機器５３等に対して電力が供給されるため、スタータジェネレータ１６の発電を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を低減することができる。
【００２６】
前述したように、メインコントローラ６０は、充電状態ＳＯＣに基づきスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態や発電休止状態に制御するが、減速走行時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、減速走行時には、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され、スタータジェネレータ１６の発電電圧がバッテリ４１，４２や電気機器５３等の耐電圧を超えない範囲で引き上げられる。これにより、スタータジェネレータ１６の発電電力を増やすことができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両１１のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。
【００２７】
このように、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御するか否かについては、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状況等に基づき決定される。つまり、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込みが解除されるコースト走行時や、ブレーキペダルが踏み込まれる車両制動時には、エンジン１２の燃料カットが実施されて車両１１が減速する状況であり、車両１１から多くの運動エネルギーが放出される状況であるため、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される。一方、アクセルペダルが踏み込まれる加速走行や定常走行においては、エンジン１２の燃料噴射が実施される状況であることから、スタータジェネレータ１６は燃焼発電状態や発電休止状態に制御される。
【００２８】
スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、バッテリ４１，４２や電気機器５３等の耐電圧を超えない範囲で引き上げられる。これにより、図６に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ４２や鉛バッテリ４１に対して大きな電流が供給され、リチウムイオンバッテリ４２や鉛バッテリ４１を急速に充電することができる。なお、リチウムイオンバッテリ４２の内部抵抗は、鉛バッテリ４１の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の多くはリチウムイオンバッテリ４２に供給される。
【００２９】
図４〜図６に示すように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は導通状態に保持される。つまり、車両用制御装置１０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御を行うことなく、スタータジェネレータ１６の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ４２の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ４２の充放電を制御することができ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
また、図７に示すように、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御する際には、スイッチＳＷ１が導通状態から遮断状態に切り替えられる。つまり、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２を始動回転させる場合や、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２をアシスト駆動する場合には、スイッチＳＷ１が導通状態から遮断状態に切り替えられる。これにより、リチウムイオンバッテリ４２からスタータジェネレータ１６に対して大電流が供給される場合であっても、電気機器５３等に対する瞬間的な電圧低下を防止することができ、電気機器５３等を正常に機能させることができる。
【００３１】
［減速走行制御］
メインコントローラ６０によって実行される減速走行制御について説明する。図８は減速走行制御における各種装置の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。図８に示される減速走行は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込みが解除されるコースト走行である。なお、図８に示した「Ｌ／Ｕ」はロックアップクラッチ２１であり、「ＩＳＧ」はスタータジェネレータ１６であり、「Ｎｅ」はエンジン回転数であり、「Ｔｇ」はスタータジェネレータ１６の発電トルクである。また、以下の説明において、スロットルバルブ３１の開き側とは、スロットル開度が所定値Ｘ１を上回る側を意味しており、スロットルバルブ３１の閉じ側とは、スロットル開度が所定値Ｘ１を下回る側を意味している。
【００３２】
図８に時刻ｔ１で示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト走行時には、エンジン１２が燃料カット状態に制御され（符号ａ１）、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され（符号ｂ１）、ロックアップクラッチ２１が締結状態に制御される（符号ｃ１）。このように、回生発電が実施されるコースト走行時には、ロックアップクラッチ２１が締結状態に制御される。これにより、車輪２０からスタータジェネレータ１６に効率良く回転力を伝達することができるため、スタータジェネレータ１６の回生トルクつまり発電トルクＴｇを高めることができ、コースト走行時の発電電力を増加させることができる。
【００３３】
また、図８に時刻ｔ１で示すように、回生発電が実施されるコースト走行時には、スロットルバルブ３１が開き側に制御される（符号ｄ１）。このように、スロットルバルブ３１を開き側に制御することにより、エンジン１２の吸入空気量を増加させることができ、エンジン１２のポンプ損失を減少させることができる。これにより、コースト走行時のエンジンブレーキを減らすことができるため、車両減速度を過度に増加させずに発電トルクＴｇを増やすことができ、乗員に違和感を与えることなくコースト走行時の発電電力を増加させることができる。なお、符号ｂ２で示すように、スタータジェネレータ１６を回生発電させる際には、車両減速度が過度に増加することのないように、車速低下に応じて発電トルクＴｇが徐々に引き下げられる。また、スロットルバルブ３１を開き側で制御する際には、吸気マニホールド３０内の負圧が減少することから、図示しないバキュームブースタ等の負圧が不足しないようにスロットル開度が調整される。
【００３４】
続いて、図８に時刻ｔ２で示すように、ロックアップクラッチ２１が締結状態から解放状態に切り替えられると（符号ｃ２）、スロットルバルブ３１が開き側から閉じ側に制御される（符号ｄ２）。なお、図示する例では、スロットルバルブ３１を閉じ側に制御する際に、スロットルバルブ３１を全閉位置まで閉じているが、これに限られることはなく、スロットル開度が所定値Ｘ１を下回る範囲でスロットルバルブ３１を開いても良い。また、減速走行時にロックアップクラッチ２１が解放される条件としては、車速が所定値を下回ること、車両減速度が所定値を上回ること、エンジン回転数が所定値を下回ること等があるが、これらの条件に限られることはない。
【００３５】
続いて、図８に時刻ｔ３で示すように、エンジン回転数Ｎｅが所定の下限値Ｘ２に到達すると（符号ｅ１）、エンジンストールを防止する観点からエンジン１２に対する燃料噴射が再開される（符号ａ２）。つまり、エンジン回転数Ｎｅが低下して下限値Ｘ２に到達した場合には、エンジン１２が燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる。このように、エンジン１２に対する燃料噴射が再開されると、車両１１を加速させる方向にエンジントルクが出力されるため、車両減速度を減少させて乗員に違和感を与えてしまう虞がある。そこで、エンジン１２を燃料噴射状態に切り替える際には、符号ｂ３で示すように、スタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇを増加させている。これにより、加速側に出力されるエンジントルクを、減速側に出力される発電トルクＴｇによって打ち消すことができ、車両減速度の過度な変動を抑制することができるため、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。つまり、スタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇを増加させることにより、矢印ｅ２で示すように、燃料噴射の再開に伴うエンジン回転数Ｎｅの吹け上がりを抑えることができる。
【００３６】
ここで、エンジントルクを打ち消すために出力される発電トルクＴｇは、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転数Ｎｅに基づき制御される。つまり、図８の拡大部分に示すように、所定の目標回転数ＴＮｅとエンジン回転数Ｎｅとの回転数差ΔＮに所定のゲインを乗じることにより、スタータジェネレータ１６の目標トルクが設定される。そして、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数ＴＮｅに収束するように、目標トルクに向けてスタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇが制御される。なお、前述の説明では、偏差である回転数差ΔＮに比例する比例動作によって発電トルクＴｇを制御しているが、これに限られることはなく、比例動作および微分動作を組み合わせて発電トルクＴｇを制御しても良く、比例動作、微分動作および積分動作を組み合わせて発電トルクＴｇを制御しても良い。また、電源回路４０には、鉛バッテリ４１だけでなく内部抵抗の小さなリチウムイオンバッテリ４２が設けられるため、スタータジェネレータ１６の発電電流を十分に受け入れることができ、スタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇを適切に立ち上げることができる。
【００３７】
また、エンジン１２の燃料噴射を再開する際には、符号ｆ１で示すように、エンジン１２の点火時期を遅らせる点火リタード制御（点火遅角制御）が実行される。これにより、更にエンジントルクを抑制することができるため、車両減速度の過度な変動を抑制することができる。また、ロックアップクラッチ２１が解放される際には、符号ｄ２で示すように、スロットルバルブ３１が閉じ側に制御される。これにより、燃料噴射の再開に備えてエンジン１２の吸入空気量を減少させることができるため、燃料噴射によって出力されるエンジントルクを小さく抑えることができ、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。
【００３８】
これまで説明したように、減速走行時にエンジン１２が燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合には、スタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇが引き上げられる。これにより、加速側に出力されるエンジントルクを、減速側に出力される発電トルクＴｇによって打ち消すことができ、車両減速度の過度な変動を抑制することができる。このように、発電トルクＴｇを増加させることで車両減速度の過度な変動を抑制することができるため、発電電力を確保する観点から減速走行時にスロットルバルブ３１を開き側に制御していた場合であっても、発電トルクＴｇを増加させることで乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。すなわち、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することができる。
【００３９】
［発電トルクの増加例１］
前述したように、エンジン１２を燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替える際には、車両減速度の過度な変動を抑制するため、スタータジェネレータ１６の発電トルクを増加させている。以下、燃料噴射状態への切り替えに伴う発電トルクの増加量について説明する。図９（ａ）および（ｂ）は、車両減速度および車両加速度の内訳を概略的に示した図である。図９（ａ）には、燃料カット状態での車両減速度および車両加速度が示されており、図９（ｂ）には、燃料噴射状態での車両減速度および車両加速度が示されている。なお、図９（ａ）および（ｂ）には、コースト走行時における所定車速での車両減速度および車両加速度が示されている。
【００４０】
図９（ａ）に示すように、コースト走行時の車両１１には、車両減速度として、転がり抵抗による減速度、空気抵抗による減速度、およびエンジンフリクションによる減速度が作用する。エンジン回転抵抗であるエンジンフリクションは、スロットル開度に応じて増減する抵抗値である。つまり、スロットル開度が増加する場合には、エンジン１２のポンプ損失が減少してエンジンフリクションが小さくなる一方、スロットル開度が減少する場合には、エンジン１２のポンプ損失が増加してエンジンフリクションが大きくなる。すなわち、スロットル開度がＳ１であった場合には、車両１１は減速度Ｄ１で減速しながらコースト走行を行うことになる。なお、図９（ａ）に示す例では、エンジン１２が燃料カット状態であることから、車両加速度はゼロとなっている。
【００４１】
続いて、図９（ｂ）に示すように、エンジン１２が燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられると、車両１１に対してエンジントルクによる加速度αが作用する。このように、燃料噴射状態への切り替えに伴って発生する加速度αは、車両減速度をＤ１から大きく減少させてしまう要因であるため、加速度αを打ち消すようにスタータジェネレータ１６の発電トルクが増やされる。これにより、車両１１に対してスタータジェネレータ１６の発電トルクによる減速度βを作用させることができ、減速度βによって加速度αを打ち消すことができる。すなわち、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、エンジン１２を燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えた場合であっても、車両減速度を過度に変動させることなく例えばＤ１近傍に保持することができ、乗員に違和感を与えることなく車両１１を走行させることができる。
【００４２】
［発電トルクの増加例２］
図９（ａ）および（ｂ）に示した例では、スタータジェネレータ１６の発電を停止させた状態のもとで、エンジン１２を燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えているが、これに限られることはなく、スタータジェネレータ１６を発電させた状態のもとで、エンジン１２を燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えても良い。ここで、図１０（ａ）および（ｂ）は、車両減速度および車両加速度の内訳を概略的に示した図である。図１０（ａ）には、燃料カット状態での車両減速度および車両加速度が示されており、図１０（ｂ）には、燃料噴射状態での車両減速度および車両加速度が示されている。なお、図１０（ａ）および（ｂ）には、コースト走行時における所定車速での車両減速度および車両加速度が示されている。
【００４３】
図１０（ａ）に示すように、コースト走行時の車両１１には、車両減速度として、転がり抵抗による減速度、空気抵抗による減速度、エンジンフリクションによる減速度、スタータジェネレータ１６の発電トルクによる減速度が作用する。エンジン回転抵抗であるエンジンフリクションは、スロットル開度に応じて増減する抵抗値である。つまり、スロットル開度が増加する場合には、エンジン１２のポンプ損失が減少してエンジンフリクションが小さくなる一方、スロットル開度が減少する場合には、エンジン１２のポンプ損失が増加してエンジンフリクションが大きくなる。すなわち、スロットル開度がＳ１であった場合には、車両１１は減速度Ｄ２で減速しながらコースト走行を行うことになる。なお、図１０（ａ）に示す例では、エンジン１２が燃料カット状態であることから、車両加速度がゼロとなっている。
【００４４】
続いて、図１０（ｂ）に示すように、エンジン１２が燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられると、車両１１に対してエンジントルクによる加速度αが作用する。このように、燃料噴射状態への切り替えに伴って発生する加速度αは、車両減速度をＤ２から大きく減少させてしまう要因であるため、加速度αを打ち消すようにスタータジェネレータ１６の発電トルクが増やされる。これにより、車両１１に対してスタータジェネレータ１６の発電トルクによる減速度βを作用させることができ、減速度βによって加速度αを打ち消すことができる。すなわち、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、エンジン１２を燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えた場合であっても、車両減速度を過度に変動させることなく例えばＤ２近傍に保持することができ、乗員に違和感を与えることなく車両１１を走行させることができる。
【００４５】
［減速走行制御（他の実施形態）］
続いて、メインコントローラ６０によって実行される減速走行制御の他の例について説明する。図１１は減速走行制御における各種装置の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。図１１に示される減速走行は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込みが解除されるコースト走行である。なお、図８に示した「ＩＳＧ」はスタータジェネレータ１６であり、「Ｔｇ」はスタータジェネレータ１６の発電トルクである。また、以下の説明において、スロットルバルブ３１の開き側とは、スロットル開度が所定値Ｘ１を上回る側を意味しており、スロットルバルブ３１の閉じ側とは、スロットル開度が所定値Ｘ１を下回る側を意味している。
【００４６】
図１１に時刻ｔ１１で示すように、車速が所定の閾値Ｘ３を上回る領域でのコースト走行時には（符号ａ１１）、エンジン１２が燃料カット状態に制御され（符号ｂ１１）、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される（符号ｃ１１）。また、車速が所定の閾値Ｘ３を上回る領域でのコースト走行時には、スロットルバルブ３１が開き側で制御される（符号ｄ１１）。なお、スロットルバルブ３１を開き側で制御する際には、吸気マニホールド３０内の負圧が低下することから、バキュームブースタ等の負圧が不足しないようにスロットル開度が調整される。
【００４７】
前述のように、スタータジェネレータ１６を回生発電させる際には、スロットルバルブ３１を開き側に制御することにより、エンジン１２の吸入空気量を増加させることができ、エンジン１２のポンプ損失を減少させることができる。これにより、コースト走行時のエンジンブレーキを減らすことができるため、車両減速度を過度に増やすことなく発電トルクＴｇを増加させることができ、乗員に違和感を与えることなくコースト走行時の発電電力を増加させることができる。なお、符号ｃ１２で示すように、スタータジェネレータ１６を回生発電させる際には、車両減速度が過度に増加することのないように、車速低下に応じて発電トルクＴｇが徐々に引き下げられる。
【００４８】
続いて、図１１に時刻ｔ１２で示すように、車速が所定の閾値Ｘ３を下回ると（符号ａ１２）、エンジン１２は燃料噴射状態に制御される（符号ｂ１２）。また、エンジン１２の燃料供給が再開されると、加速側に出力されるエンジントルクによって車両減速度が減ることから、スロットルバルブ３１は閉じ側で制御される（符号ｄ１２）。このように、スロットルバルブ３１を閉じて吸入空気量を減らすことにより、エンジントルクの出力を抑えることで車両減速度の減少を抑制している。しかしながら、吸入空気量を十分に減らすためには時間を要することから、燃料噴射が再開された直後にはエンジントルクが出力され易く、車両減速度を減少させて乗員に違和感を与えてしまう虞がある。
【００４９】
そこで、エンジン１２の燃料噴射を再開する際には、符号ｃ１３で示すように、スタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇを増加させている。これにより、加速側に出力されるエンジントルクを、減速側に出力される発電トルクＴｇによって打ち消すことができ、車両減速度の過度な変動を抑制することができるため、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。なお、電源回路４０には、鉛バッテリ４１だけでなく内部抵抗の小さなリチウムイオンバッテリ４２が設けられるため、スタータジェネレータ１６の発電電流を十分に受け入れることができ、スタータジェネレータ１６の発電トルクを適切に立ち上げることができる。また、符号ｃ１４で示すように、スタータジェネレータ１６を回生発電させる際には、車両減速度が過度に増加することのないように、車速低下に応じて発電トルクＴｇが徐々に引き下げられる。
【００５０】
図１１に符号ｅ１１で示すように、エンジン１２の燃料噴射を再開する際には、エンジン１２の点火時期を遅らせる点火リタード制御（点火遅角制御）が実行される。これにより、更にエンジントルクを抑制することができるため、車両減速度の過度な変動を抑制することができる。また、符号ｄ１２で示すように、エンジン１２の燃料噴射が再開された直後においては、吸入空気量を絞ってエンジントルクを抑制するため、スロットルバルブ３１を全閉位置まで閉じているが、その後は、エンジン１２のアイドリング状態を保持するため、スロットルバルブ３１は所定のスロットル開度に制御される（符号ｄ１３）。なお、図示する例では、車両停止後にエンジン１２をアイドリング状態に保持しているが、これに限られることはなく、アイドリングストップ制御によってエンジン１２を停止させても良い。
【００５１】
これまで説明したように、減速走行時にエンジン１２が燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合には、スタータジェネレータ１６の発電トルクＴｇが引き上げられる。これにより、加速側に出力されるエンジントルクを、減速側に出力される発電トルクＴｇによって打ち消すことができ、車両減速度の過度な変動を抑制することができる。このように、発電トルクＴｇを増加させることで車両減速度の過度な変動を抑制することができるため、発電電力を確保する観点から減速走行時にスロットルバルブ３１を開き側に制御していた場合であっても、発電トルクＴｇを増加させることで乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。すなわち、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することができる。
【００５２】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両１１の減速走行として惰性走行であるコースト走行を例示しているが、これに限られることはない。例えば、ブレーキペダルを踏み込みながら減速する減速走行において、エンジン１２が燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる場合に、スタータジェネレータ１６の発電トルクを増加させても良い。また、前述の説明では、発電機としてスタータジェネレータ１６を採用しているが、これに限られることはなく、電動機として使用されないジェネレータを採用しても良い。
【００５３】
前述の説明では、メインコントローラ６０に、エンジン制御部６１、スロットル制御部６２および発電機制御部６３を組み込んでいるが、他のコントローラに対し、エンジン制御部６１、スロットル制御部６２または発電機制御部６３を組み込んでも良い。また、前述の説明では、燃料噴射状態への切り替えに伴って発電トルクＴｇを増加させる場合に、発電トルクＴｇをエンジン回転数Ｎｅに基づき制御しているが、これに限られることはない。例えば、減速走行時における目標減速度に基づき発電トルクＴｇを制御しても良く、スロットル開度に基づき発電トルクＴｇを制御しても良い。
【００５４】
前述の説明では、スタータジェネレータ１６に対して２つの蓄電体を接続しているが、これに限られることはなく、スタータジェネレータ１６に対して１つの蓄電体を接続しても良い。また、前述の説明では、スタータジェネレータ１６に接続される蓄電体として鉛バッテリ４１やリチウムイオンバッテリ４２を採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、図１および図２に示した例では、リチウムイオンバッテリ４２の正極ライン４４にスイッチＳＷ２を設けているが、これに限られることはない。例えば、図２に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ４２の負極ライン４８にスイッチＳＷ２を設けても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１０    車両用制御装置
１２    エンジン
１６    スタータジェネレータ（発電機）
２１    ロックアップクラッチ
３１    スロットルバルブ
６０    メインコントローラ
６１    エンジン制御部
６２    スロットル制御部
６３    発電機制御部
Ｔｇ    発電トルク
Ｎｅ    エンジン回転数（エンジンの回転速度）
【図１】
2018177077.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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