(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機により発電された電力を充電可能に構成され、電気負荷に電力を供給する二次電池と、設定された発電機トルクで発電を行うよう前記発電機を制御する制御部とを備えた車両の発電制御装置であって、
前記二次電池の放電深度及び充電率の少なくとも一方を算出する算出部と、
車速を検出する車速検出部と、
前記電気負荷に流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記算出部によって算出された前記放電深度及び前記充電率の少なくとも一方と、前記車速検出部によって検出された前記車速と、前記電流検出部によって検出された前記電流とに基づき目標発電コストを設定し、
前記内燃機関の燃料消費量と前記発電機の発電電力とに基づいて算出される発電コストが前記目標発電コストを下回ったことを条件に、発電を行うよう前記発電機を制御することを特徴とする車両の発電制御装置。
【請求項２】
前記電気負荷において消費される消費電力を算出する消費電力算出部と、
前記消費電力算出部によって算出された前記消費電力分の電力を発電可能な発電機トルクとして下限トルクを算出する下限トルク算出部と、
前記発電機トルクを前記下限トルクから逐次増加させたとした場合に、前記発電機が各発電機トルクで発電したときの発電コストをそれぞれ算出する発電コスト算出部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記発電コスト算出部により算出された複数の発電コストのうち、最小の発電コストとなる発電機トルクで発電を行うよう前記発電機を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の発電制御装置。
【請求項３】
前記算出部によって算出された前記放電深度及び前記充電率の少なくとも一方が、前記消費電力算出部によって算出された消費電力と前記車速検出部によって算出された車速とに基づき設定された所定値を超えたことを条件に、前記二次電池への充電を許可する充電許可部をさらに備え、
前記制御部は、前記充電許可部により充電が許可されたことを条件に、発電を行うよう前記発電機を制御することを特徴とする請求項２に記載の車両の発電制御装置。
【請求項４】
内燃機関と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機により発電された電力を充電可能に構成され、電気負荷に電力を供給する第１の二次電池及び第２の二次電池と、設定された発電機トルクで発電を行うよう前記発電機を制御する制御部とを備えた車両の発電制御装置であって、
前記第１の二次電池の放電深度又は充電率を算出する第１の算出部と、
前記第２の二次電池の放電深度又は充電率を算出する第２の算出部と、
車速を検出する車速検出部と、
前記電気負荷に流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１の算出部によって算出された前記放電深度又は前記充電率と、前記第２の算出部によって算出された前記放電深度又は前記充電率と、前記車速検出部によって検出された前記車速と、前記電流検出部によって検出された前記電流とに基づき目標発電コストを設定し、
前記内燃機関の燃料消費量と前記発電機の発電電力とに基づいて算出される発電コストが前記目標発電コストを下回ったことを条件に、発電を行うよう前記発電機を制御することを特徴とする車両の発電制御装置。
【請求項５】
前記電気負荷において消費される消費電力を算出する消費電力算出部と、
前記消費電力算出部によって算出された前記消費電力分の電力を発電可能な発電機トルクとして下限トルクを算出する下限トルク算出部と、
前記発電機トルクを前記下限トルクから逐次増加させたとした場合に、前記発電機が各発電機トルクで発電したときの発電コストをそれぞれ算出する発電コスト算出部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記発電コスト算出部により算出された複数の発電コストのうち、最小の発電コストとなる発電機トルクで発電を行うよう前記発電機を制御することを特徴とする請求項４に記載の車両の発電制御装置。
【請求項６】
前記第１の算出部は、前記第１の二次電池の放電深度を算出するよう構成され、
前記第１の算出部によって算出された前記放電深度が、前記消費電力算出部によって算出された消費電力と前記車速検出部によって算出された車速とに基づき設定された所定値を超えたことを条件に、前記第１の二次電池への充電を許可する充電許可部をさらに備え、
前記制御部は、前記充電許可部により充電が許可されたことを条件に、発電を行うよう前記発電機を制御することを特徴とする請求項５に記載の車両の発電制御装置。
【請求項７】
前記第２の二次電池の劣化度を算出する劣化度算出部をさらに備え、
前記第２の算出部は、前記第２の二次電池の充電率を算出するよう構成され、
前記充電許可部は、前記第２の算出部によって算出された充電率が、前記第１の算出部によって算出された放電深度と、前記消費電力算出部によって算出された消費電力と、前記車速検出部によって算出された車速と、前記劣化度算出部によって算出された劣化度とに基づき設定された所定値を超えたことを条件に、前記第２の二次電池への充電を許可することを特徴とする請求項６に記載の車両の発電制御装置。
【請求項８】
前記第１の二次電池が鉛蓄電池で構成され、前記第２の二次電池がリチウムイオン蓄電池で構成されていることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両の発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の発電制御装置として、内燃機関及び回転電機を動力源として備えたハイブリッド車両に搭載され、走行に必要な駆動力を内燃機関と回転電機とに適切に配分しつつ、バッテリへの充電を適切に行うようにしたものが特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の発電制御装置は、目標駆動力を達成するために必要な回転電機の電力消費量に対する燃料節約量の比である第１燃費向上寄与度と、バッテリへの電力充電量に対する燃料消費増加量の比である第２燃費向上寄与度とに基づき、内燃機関及び回転電機に対する駆動力の配分を決定するようになっている。
【０００４】
また、特許文献２には、単位発電量当たりの燃料消費量を示す発電コストが予め設定した閾値未満であるときに、回転電機による発電を許可するようにした発電制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６９６４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の発電制御装置にあっては、車両の電気負荷が増加すると、バッテリへの電力充電量が消費電力分減少してしまう。このため、第２燃費向上寄与度が減少し、効率の良い状態で発電を行う頻度が減ってしまう。
【０００７】
また、車両の電気負荷が増加すると、バッテリが放電気味となり、ＳＯＣ（State Of Charge）が最低基準値程度まで低下するおそれがある。この場合、上述の発電制御装置では、ＳＯＣを最低基準値以上に保つように、発電効率が低い状態であっても強制的に発電する頻度が増加し、その結果、燃費が悪化するおそれがある。
【０００８】
また、上述の特許文献２に記載の発電制御装置にあっても、車両の電気負荷の増減等を考慮していないため、車両の電気負荷が増加した場合には、ＳＯＣを最低基準値以上に保つように、発電効率が低い状態であっても強制的に発電する頻度が増加するおそれがある。その結果、燃費が悪化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなれたもので、発電効率が最適な状態で発電を行うことにより燃費を向上させることができる車両の発電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内燃機関と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機により発電された電力を充電可能に構成され、電気負荷に電力を供給する二次電池と、設定された発電機トルクで発電を行うよう前記発電機を制御する制御部とを備えた車両の発電制御装置であって、前記二次電池の放電深度及び充電率の少なくとも一方を算出する算出部と、車速を検出する車速検出部と、前記電気負荷に流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、前記制御部は、前記算出部によって算出された前記放電深度及び前記充電率の少なくとも一方と、前記車速検出部によって検出された前記車速と、前記電流検出部によって検出された前記電流とに基づき目標発電コストを設定し、前記内燃機関の燃料消費量と前記発電機の発電電力とに基づいて算出される発電コストが前記目標発電コストを下回ったことを条件に、発電を行うよう前記発電機を制御する構成を有する。
【００１１】
また、本発明は、内燃機関と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機により発電された電力を充電可能に構成され、電気負荷に電力を供給する第１の二次電池及び第２の二次電池と、設定された発電機トルクで発電を行うよう前記発電機を制御する制御部とを備えた車両の発電制御装置であって、前記第１の二次電池の放電深度又は充電率を算出する第１の算出部と、前記第２の二次電池の放電深度又は充電率を算出する第２の算出部と、車速を検出する車速検出部と、前記電気負荷に流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、前記制御部は、前記第１の算出部によって算出された前記放電深度又は前記充電率と、前記第２の算出部によって算出された前記放電深度又は前記充電率と、前記車速検出部によって検出された前記車速と、前記電流検出部によって検出された前記電流とに基づき目標発電コストを設定し、前記内燃機関の燃料消費量と前記発電機の発電電力とに基づいて算出される発電コストが前記目標発電コストを下回ったことを条件に、発電を行うよう前記発電機を制御する構成を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発電効率が最適な状態で発電を行うことにより燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置を搭載した車両のシステム図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される最小発電トルク算出用のマップを示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される下限トルク補正値算出用のマップを示す図である。
【図４】図４は、燃料消費量マップの一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置によって参照されるＤＯＤｔｈ算出用のマップを示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される目標発電コスト算出用のマップを示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される目標発電コスト補正値算出用のマップを示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態において最小の発電コストを算出する際の概念図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置によって実行される発電制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置を搭載した車両のシステム図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される最小発電トルク算出用のマップを示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される下限トルク補正値算出用のマップを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される低車速時のＳＯＣｔｈ算出用のマップを示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される高車速時のＳＯＣｔｈ算出用のマップを示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される目標発電コスト算出用のマップを示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって参照される目標発電コスト補正値算出用のマップを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置によって実行される発電制御の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】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置を搭載した車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、変速機３と、駆動輪４と、発電機としてのモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」という）５と、二次電池としてのバッテリ６と、エンジンコントローラ７と、発電制御装置１０とを含んで構成されている。
【００１６】
車両１は、エンジン２及びＭＧ５を駆動力源として用いるハイブリッド車両である。すなわち、車両１は、エンジン２及びＭＧ５の少なくとも一方で発生した動力を変速機３を介して駆動輪４に伝達することにより走行するようになっている。
【００１７】
ＭＧ５は、例えば複数のギヤ、ベルト又はチェーン等を介してエンジン２の図示しないクランクシャフトに機械的に連結されている。ＭＧ５としては、例えばオルタネータにスタータモータの機能を付加したＩＳＧ（Integrated Starter Generator）モータを用いることができる。
【００１８】
ＭＧ５は、エンジン２の動力により発電を行うよう構成されている。ＭＧ５は、必要に応じてエンジン２の動力に加えて車両１の駆動を補助するアシストトルクを発生するよう構成されている。
【００１９】
バッテリ６は、ＭＧ５により発電された電力を充電可能に構成された、鉛蓄電池である。バッテリ６には、車両１に搭載された各種電装品などの電気負荷４１が接続されている。バッテリ６は、蓄えた電力を電気負荷４１に供給するよう構成されている。
【００２０】
エンジンコントローラ７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２１】
エンジンコントローラ７のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをエンジンコントローラ７として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、エンジンコントローラ７において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、エンジンコントローラ７として機能する。エンジンコントローラ７は、発電制御装置１０に接続され、発電制御装置１０と相互にデータのやりとりを行う。
【００２２】
エンジンコントローラ７には、エンジン回転数センサ７１、及びアクセル開度センサ７２が接続されている。エンジン回転数センサ７１は、エンジン２の回転数であるエンジン回転数［ｒｐｍ］を検出する。アクセル開度センサ７２は、図示しないアクセルペダルの操作量、すなわちアクセル開度を検出する。
【００２３】
エンジンコントローラ７は、例えば後述する車速検出部２１によって検出された車速と、アクセル開度センサ７２によって検出されたアクセル開度とに基づき、車両１の要求駆動力を算出する。エンジンコントローラ７は、車両１の要求駆動力とＭＧ５の要求発電パワーとに基づきエンジン要求パワーを算出する。エンジンコントローラ７は、エンジン要求パワーとエンジン動作点が設定されたマップとに基づき、目標エンジントルク及び目標エンジン回転数を算出し、これら目標エンジントルク及び目標エンジン回転数にしたがってエンジン２の運転を制御する。
【００２４】
エンジンコントローラ７は、エンジン回転数や、エンジン２の吸入空気量、又はスロットル開度等に基づいて現在のエンジントルクを推定する。エンジンコントローラ７は、エンジン回転数センサ７１から入力されたエンジン回転数、及び上述のように推定したエンジントルクの値を示す情報を発電制御装置１０に出力可能となっている。
【００２５】
発電制御装置１０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２６】
発電制御装置１０のＲＯＭには、各種制御定数や後述する各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを発電制御装置１０として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、発電制御装置１０において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、発電制御装置１０として機能する。発電制御装置１０は、エンジンコントローラ７に接続され、エンジンコントローラ７と相互にデータのやりとりを行う。
【００２７】
発電制御装置１０は、放電深度算出部１１と、充電率算出部１２と、消費電力算出部１３と、下限トルク算出部１４と、発電電力算出部１５と、燃料消費量推定部１６と、発電時燃料消費量推定部１７と、発電コスト算出部１８と、充電許可部１９と、制御部２０とを含んで構成されている。
【００２８】
発電制御装置１０には、車速検出部２１、電流検出部２２及びＭＧ回転数検出部２３が接続されている。車速検出部２１は、車両１の車速［ｋｍ／ｈ］を検出する。電流検出部２２は、電気負荷４１に流れる電流、すなわち電気負荷電流［Ａ］を検出する。ＭＧ回転数検出部２３は、ＭＧ５の回転数であるＭＧ回転数［ｒｐｍ］を検出する。
【００２９】
放電深度算出部１１は、バッテリ６の放電容量に対する放電量の比を表す放電深度（以下「ＤＯＤ（Depth of Discharge）」という）［％］を算出する。具体的には、放電深度算出部１１は、放電中のバッテリ６の放電電流の積算値とバッテリ６の放電容量とに基づき、ＤＯＤを算出する。
【００３０】
充電率算出部１２は、バッテリ６の充電率（以下、「ＳＯＣ（State of Charge）」という）［％］を算出する。充電率算出部１２は、例えばバッテリ６の充放電電流を積算することによりＳＯＣを算出することができる。上述した放電深度算出部１１及び充電率算出部１２は、算出部を構成する。
【００３１】
消費電力算出部１３は、電気負荷４１において消費される消費電力［Ｗ］を算出する。消費電力算出部１３は、例えば電流検出部２２によって検出された電気負荷電流に基づき消費電力を算出することができる。
【００３２】
下限トルク算出部１４は、消費電力算出部１３によって算出された消費電力分の電力を発電可能な発電機トルクとして下限トルク［Ｎｍ］を算出する。具体的には、下限トルク算出部１４は、最小発電トルク［Ｎｍ］とハーネス等の損失を考慮した補正値［Ｎｍ］との和を、下限トルクとして算出する。
【００３３】
下限トルク算出部１４は、電流検出部２２によって検出された電気負荷電流、及びＭＧ回転数検出部２３によって検出されたＭＧ回転数に基づき、図２に示すマップを参照することにより最小発電トルクを算出する。図２に示すマップは、電気負荷電流及びＭＧ回転数の各パラメータと最小発電トルクとの関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３４】
下限トルク算出部１４は、バッテリ６の電気負荷量［Ｗ］に基づき、図３に示すマップを参照することにより、ハーネス等の損失を考慮した補正値を算出する。バッテリ６の電気負荷量は、電気負荷４１の電力を補うためのバッテリ６の放電電力、つまり消費電力算出部１３によって算出された消費電力に相当する。図３に示すマップは、バッテリ６の電気負荷量とハーネス等の損失を考慮した補正値との関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３５】
発電電力算出部１５は、ＭＧ５の発電機トルクを下限トルクから逐次増加させたと仮定した場合に、各発電機トルクでＭＧ５を駆動させたときのＭＧ５の発電電力をそれぞれ算出する。したがって、発電電力算出部１５によって算出される各発電電力は、仮想的に得られる発電電力である。
【００３６】
具体的には、発電電力算出部１５は、ＭＧ５の発電機トルクを、予め定めた増加量にしたがって所定のサンプリング回数だけ段階的に下限トルクから増加させる。次いで、発電電力算出部１５は、発電機トルクと発電電力との関係を予め実験的に求めたマップを参照することにより、サンプリングした発電機トルクごとの発電電力を算出する。ここで算出される発電電力には、下限トルク時の発電電力も含まれる。
【００３７】
燃料消費量推定部１６は、エンジン２において消費される現在の燃料消費量［ｇ／ｈ］を算出する。具体的には、燃料消費量推定部１６は、エンジンコントローラ７によって推定されたエンジントルクと、エンジン回転数センサ７１によって検出されたエンジン回転数とに基づき図４に示す燃料消費量マップを参照することにより、ＭＧ５が発電を行う前のタイミング、すなわちバッテリ６への充電許可がなされていない無発電時における燃料消費量を算出する。
【００３８】
図４に示す燃料消費量マップは、エンジントルク及びエンジン回転数の各パラメータと燃料消費量との関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１０のＲＯＭに予め記憶されている。燃料消費量マップは、エンジントルクが増大するほど、またエンジン回転数が増加するほど、燃料消費量が増大する特性を有する。燃料消費量マップ上における太実線は、最適燃費線を表している。
【００３９】
本実施の形態では、発電制御装置１０において現在の燃料消費量を算出する構成としたが、これに限らず、エンジンコントローラ７において現在の燃料消費量を算出する構成としてもよい。この場合、燃料消費量マップは、エンジンコントローラ７のＲＯＭに記憶されるとともに、現在の燃料消費量を示す情報がエンジンコントローラ７から発電制御装置１０に送信される。
【００４０】
発電時燃料消費量推定部１７は、ＭＧ５の発電機トルクを下限トルクから逐次増加させたと仮定した場合に、各発電機トルクにおける燃料消費量を発電時燃料消費量として推定する。
【００４１】
すなわち、発電時燃料消費量推定部１７は、発電電力算出部１５によって算出された各発電電力を得るために必要な各エンジン負荷ごとの燃料消費量を発電時燃料消費量として推定する。
【００４２】
具体的には、発電時燃料消費量推定部１７は、上述の各発電電力を得るために必要な各エンジン負荷に応じたエンジントルク及びエンジン回転数に基づき、図４に示す燃料消費量マップを参照することにより各発電機トルクごとの発電時燃料消費量を算出する。この場合のエンジントルク及びエンジン回転数は、例えばＭＧ５の発電機トルクとエンジントルク及びエンジン回転数との関係を予め実験的に求めたマップを、エンジンコントローラ７が参照することにより求めることができる。
【００４３】
発電コスト算出部１８は、無発電時における燃料消費量及び発電時燃料消費量と、ＭＧ５の発電電力とに基づき発電コスト［ｇ／ｋＷｈ］を算出する。具体的には、発電コスト算出部１８は、ＭＧ５の発電機トルクを下限トルクから逐次増加させたと仮定した場合に、ＭＧ５が各発電機トルクで発電したときの発電コスト、すなわち各発電機トルクごとの発電コストをそれぞれ算出する。したがって、本実施の形態では、発電コストは、上述した所定のサンプリング回数分算出される。
【００４４】
発電コストは、単位発電量あたりの燃料消費量（ｇ／ｈ／ｋＷ＝ｇ／ｋＷｈ）で表されるものである。具体的には、発電コストは、発電時燃料消費量から無発電時における燃料消費量を差し引いた値、すなわち無発電時から発電時までの燃料消費量の増量分を、ＭＧ５の発電電力［ｋＷ］で除算することにより求められる。ここでの発電電力には、バッテリ充電電力と電気負荷４１の消費電力とが含まれる。
【００４５】
充電許可部１９は、放電深度算出部１１によって算出されたＤＯＤが所定値としてのＤＯＤｔｈを超えたことを条件に、バッテリ６への充電を許可する。ＤＯＤｔｈは、バッテリ６への充電を許可するか否かを判定するための閾値であって、消費電力算出部１３によって算出された消費電力である電気負荷量［Ｗ］と車速検出部２１によって検出された車速［ｋｍ／ｈ］とに基づき設定される。
【００４６】
具体的には、ＤＯＤｔｈは、図５に示すＤＯＤｔｈ算出用のマップに基づき設定されるようになっており、電気負荷量及び車速の高低に応じて所定の値に設定される。図５に示すマップは、電気負荷量及び車速とＤＯＤｔｈとの関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００４７】
したがって、充電許可部１９は、電気負荷量及び車速の高低に基づき、図５に示すＤＯＤｔｈ算出用のマップを参照することによりＤＯＤｔｈを設定することができる。充電許可部１９は、例えば車速が所定車速以上か否かを判断することにより高車速時か低車速時か否かを判定することができる。
【００４８】
本実施の形態では、充電許可部１９は、ＤＯＤに基づきバッテリ６への充電の許可を判断したが、これに限らず、充電率算出部１２によって算出されたＳＯＣに基づきバッテリ６への充電の許可を判断してもよい。
【００４９】
制御部２０は、充電許可部１９によりバッテリ６への充電が許可されたことを条件に、発電コスト算出部１８によって算出された各発電コストに基づき設定された発電機トルクで発電を行うようＭＧ５を制御する。すなわち、制御部２０は、充電が許可された条件下において、発電コスト算出部１８によって算出された発電コストが後述する目標発電コストを下回ったことを条件に、発電を行うようＭＧ５を制御する。
【００５０】
具体的には、制御部２０は、放電深度算出部１１によって算出されたＤＯＤと、電流検出部２２によって検出された電気負荷電流と、車速検出部２１によって検出された車速とに基づき目標発電コストを設定する。
【００５１】
すなわち、制御部２０は、放電深度算出部１１によって算出されたＤＯＤと、電流検出部２２によって検出された電気負荷電流とに基づき、図６に示すマップを参照することにより目標発電コストを設定する。
【００５２】
このとき、制御部２０は、車速検出部２１によって検出された車速に基づき、図７に示すマップを参照することにより目標発電コスト補正値［ｇ／ｋＷｈ］を算出する。制御部２０は、図６に示すマップに基づき設定された目標発電コストに前述の目標発電コスト補正値を加える等の補正を行うことによって、最終的な目標発電コストを設定する。
【００５３】
ここで、高車速域ほどエンジン２が効率のよい動作点で運転されるため、発電コストが高くなる。この場合、発電コストを考慮すると、発電が行われ難くなってしまう。本実施の形態では、上述のように目標発電コストを車速に基づき補正することにより、高車速域であっても発電を行えるようにしている。これにより、本実施の形態の発電制御装置１０は、低車速域又は高車速域に関わらずいずれの車速においても発電を行うことが可能となる。
【００５４】
図６に示すマップは、ＤＯＤと電気負荷電流と目標発電コストとの関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１０のＲＯＭに予め記憶されている。図７に示すマップは、車速と目標発電コスト補正値との関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００５５】
本実施の形態では、制御部２０は、ＤＯＤとその他のパラメータに基づき目標発電コストを設定したが、これに限らず、充電率算出部１２によって算出されたＳＯＣと電気負荷電流と車速とに基づき目標発電コストを設定してもよい。
【００５６】
制御部２０は、発電コスト算出部１８により算出された複数の発電コスト、すなわち所定のサンプリング回数分の発電コストのうち、最小の発電コストとなる発電機トルクで発電を行うようＭＧ５を制御する。
【００５７】
図８は、下限トルク算出部１４が下限トルクをＴ１として算出した場合に、発電電力算出部１５が下限トルクＴ１から発電機トルクをＴ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５と増加させたときに、発電コスト算出部１８によって算出される各発電機トルクごとの発電コストを示した例である。
【００５８】
図８に示す例では、発電機トルクＴ２のときが最小の発電コストとなる。したがって、図８に示す例では、制御部２０は、発電機トルクＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５のうち、発電コストが最小となる発電機トルクＴ２で発電を行うようＭＧ５を制御する。
【００５９】
図８において、例えば高車速域のために目標発電コストが高く設定される場合には、最小の発電コストが当該目標発電コストを下回っているため、発電機トルクＴ２で発電が行われるようＭＧ５が制御される。一方、例えば低車速域のために目標発電コストが低く設定される場合には、最小の発電コストが当該目標発電コストを下回っていないため、発電が行われない。
【００６０】
次に、図９を参照して、本実施の形態の発電制御装置１０によって実行される発電制御の処理の流れについて説明する。図９に示す発電制御は、発電制御装置１０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００６１】
発電制御装置１０は、放電中のバッテリ６の放電電流の積算値とバッテリ６の放電容量とに基づき、ＤＯＤを算出する（ステップＳ１）。次いで、発電制御装置１０は、例えばバッテリ６の充放電電流を積算することによりＳＯＣを算出する（ステップＳ２）。
【００６２】
その後、発電制御装置１０は、車速検出部２１を介して車速を検出する（ステップＳ３）。次いで、発電制御装置１０は、例えば電流検出部２２によって検出された電気負荷電流に基づき、電気負荷４１による消費電力を算出する（ステップＳ４）。
【００６３】
その後、発電制御装置１０は、エンジントルクとエンジン回転数とに基づき図４に示す燃料消費量マップを参照することにより、ＭＧ５の無発電時における燃料消費量を推定する（ステップＳ５）。
【００６４】
次いで、発電制御装置１０は、ＤＯＤがＤＯＤｔｈを超えたか否かに基づき、バッテリ６への充電を許可するか否かを判定する（ステップＳ６）。発電制御装置１０は、バッテリ６への充電を許可しないと判定した場合には、発電制御を終了する。
【００６５】
一方、発電制御装置１０は、バッテリ６への充電を許可すると判定した場合には、最小発電トルクとハーネス等の損失を考慮した補正値との和を、下限トルクとして算出する（ステップＳ７）。
【００６６】
次いで、発電制御装置１０は、ＭＧ５の発電機トルクを、予め定めた増加量にしたがって所定のサンプリング回数だけ段階的に下限トルクから増加させる（ステップＳ８）。次いで、発電制御装置１０は、発電機トルクと発電電力との関係を予め実験的に求めたマップを参照することにより、サンプリングした各発電機トルクごとの発電電力を算出する（ステップＳ９）。
【００６７】
その後、発電制御装置１０は、ステップＳ９で算出した各発電電力を得るために必要な各エンジン負荷に応じたエンジントルク及びエンジン回転数に基づき、図４に示す燃料消費量マップを参照することにより各発電機トルクごとの発電時燃料消費量を算出する（ステップＳ１０）。
【００６８】
その後、発電制御装置１０は、ＭＧ５の発電機トルクを下限トルクから逐次増加させたとした場合の各発電機トルクごとの発電コストを算出する（ステップＳ１１）。次いで、発電制御装置１０は、ＤＯＤと電気負荷電流と車速とに基づき、図６及び図７に示すマップを参照することにより目標発電コストを設定する（ステップＳ１２）。
【００６９】
その後、発電制御装置１０は、ステップＳ１１で算出した複数の発電コストのうち、最小の発電コスト（以下、「発電コスト最小値」という）が、ステップＳ１２で設定した目標発電コストを下回っているか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００７０】
発電制御装置１０は、発電コスト最小値が目標発電コストを下回っていないと判定した場合には、発電制御を終了する。一方、発電制御装置１０は、発電コスト最小値が目標発電コストを下回っていると判定した場合には、発電コスト最小値の発電機トルクで発電を行うようＭＧ５を制御して（ステップＳ１４）、発電制御を終了する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る発電制御装置１０は、ＤＯＤと電気負荷電流と車速とに基づき設定した目標発電コストを、発電コスト最小値が下回ったことを条件に、発電を行うようＭＧ５を制御する。したがって、本実施の形態に係る発電制御装置１０は、発電コストが高い非効率な状況下での発電を行わずに、発電効率が最適な状態で発電を行うことにより燃費を向上させることができる。
【００７２】
また、本実施の形態に係る発電制御装置１０は、発電機トルクを下限トルクから逐次増加させたとした場合の各発電機トルクごとの発電コストのうち、発電コスト最小値で発電を行うようＭＧ５を制御する。したがって、本実施の形態に係る発電制御装置１０は、ＭＧ５が発電を行う場合に燃料消費量が最も少なくなる発電機トルクで発電を行うことができる。これにより、発電効率が最適な状態で発電を行うことができる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る発電制御装置１０は、ＤＯＤがＤＯＤｔｈを超えたことを条件にバッテリ６への充電を許可するとともに、当該充電の許可がなされた場合に発電を行うようＭＧ５を制御する。したがって、本実施の形態に係る発電制御装置１０は、バッテリ６の状態が最適な状態にあるときに発電を行うことができる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
次に、図１０ないし図１７を用いて、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。
【００７５】
本実施の形態は、上述した第１の実施の形態とは、バッテリを２つ備えた点で異なるが、他の構成は第１の実施の形態と同様である。したがって、以下においては、第１の実施の形態と同一の構成については説明を省略し、第１の実施の形態と異なる箇所を説明する。
【００７６】
本実施の形態の発電制御装置１１０を搭載した車両１００は、二次電池として、第１のバッテリ１０６と第２のバッテリ１０７とを備えたハイブリッド車両である。第１のバッテリ１０６は、第１の二次電池を構成し、第２のバッテリ１０７は、第２の二次電池を構成する。
【００７７】
第１のバッテリ１０６は、ＭＧ５により発電された電力を充電可能に構成された、鉛蓄電池である。第２のバッテリ１０７は、ＭＧ５により発電された電力を充電可能に構成された、リチウムイオン蓄電池である。
【００７８】
第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７には、車両１００に搭載された各種電装品などの電気負荷４１が接続されている。第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７は、蓄えた電力を電気負荷４１に供給するよう構成されている。
【００７９】
発電制御装置１１０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００８０】
発電制御装置１１０のＲＯＭには、各種制御定数や後述する各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを発電制御装置１１０として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、発電制御装置１１０において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、発電制御装置１１０として機能する。発電制御装置１１０は、エンジンコントローラ７に接続され、エンジンコントローラ７と相互にデータのやりとりを行う。
【００８１】
発電制御装置１１０は、放電深度算出部１１と、充電率算出部１２と、消費電力算出部１３と、下限トルク算出部１４と、発電電力算出部１５と、燃料消費量推定部１６と、発電時燃料消費量推定部１７と、発電コスト算出部１８と、充電許可部１９と、制御部２０と、劣化度算出部２４とを含んで構成されている。
【００８２】
本実施の形態の放電深度算出部１１は、第１の放電深度算出部１１１と第２の放電深度算出部１１２とを含んで構成されている。第１の放電深度算出部１１１は、第１のバッテリ１０６のＤＯＤを算出する。第２の放電深度算出部１１２は、第２のバッテリ１０７のＤＯＤを算出する。
【００８３】
本実施の形態の充電率算出部１２は、第１の充電率算出部１２１と第２の充電率算出部１２２とを含んで構成されている。第１の充電率算出部１２１は、第１のバッテリ１０６のＳＯＣを算出する。第２の充電率算出部１２２は、第２のバッテリ１０７のＳＯＣを算出する。
【００８４】
上述した第１の放電深度算出部１１１及び第１の充電率算出部１２１は、第１の算出部を構成する。上述した第２の放電深度算出部１１２及び第２の充電率算出部１２２は、第２の算出部を構成する。
【００８５】
下限トルク算出部１４は、電流検出部２２によって検出された電気負荷電流、及びＭＧ回転数検出部２３によって検出されたＭＧ回転数に基づき、図１１に示すマップを参照することにより最小発電トルクを算出する。図１１に示すマップは、電気負荷電流及びＭＧ回転数の各パラメータと最小発電トルクとの関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００８６】
なお、本実施の形態において、電気負荷電流は、後述する第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の電気負荷量の和［Ｗ］から求めるようにしてもよい。
【００８７】
下限トルク算出部１４は、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の電気負荷量の和［Ｗ］に基づき、図１２に示すマップを参照することにより、ハーネス等の損失を考慮した補正値を算出する。
【００８８】
第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の電気負荷量の和は、電気負荷４１の電力を補うための第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の少なくとも一方の放電電力、つまり消費電力算出部１３によって算出された消費電力に相当する。
【００８９】
図１２に示すマップは、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の電気負荷量の和とハーネス等の損失を考慮した補正値との関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００９０】
燃料消費量推定部１６は、エンジントルクとエンジン回転数とに基づき図４に示す燃料消費量マップを参照することにより、ＭＧ５が発電を行う前のタイミング、すなわち第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７のうち一方又は両方への充電許可がなされていない無発電時における燃料消費量を算出する。
【００９１】
充電許可部１９は、第１の放電深度算出部１１１によって算出されたＤＯＤが所定値としてのＤＯＤｔｈを超えたことを条件に、第１のバッテリ１０６への充電を許可する。ＤＯＤｔｈは、第１の実施形態と同様に、図５に示すＤＯＤｔｈ算出用のマップに基づき設定される。
【００９２】
また、充電許可部１９は、第２の充電率算出部１２２によって算出されたＳＯＣが所定値としてのＳＯＣｔｈを超えたことを条件に、第２のバッテリ１０７への充電を許可する。
【００９３】
ＳＯＣｔｈは、第２のバッテリ１０７への充電を許可するか否かを判定するための閾値であって、第１の放電深度算出部１１１によって算出されたＤＯＤと、消費電力算出部１３によって算出された消費電力である電気負荷量［Ｗ］と、車速検出部２１によって検出された車速［ｋｍ／ｈ］と、劣化度算出部２４によって算出された第２のバッテリ１０７の劣化度（以下、「Ｌｉ劣化度」という）とに基づき設定される。
【００９４】
具体的には、ＳＯＣｔｈは、図１３及び図１４に示すＳＯＣｔｈ算出用の各マップに基づき設定されるようになっている。図１３及び図１４に示すＳＯＣｔｈ算出用の各マップは、車速の高低に応じて切り替えられる。
【００９５】
各マップにおいて、ＳＯＣｔｈは、第１の放電深度算出部１１１によって算出されたＤＯＤ、電気負荷量、車速及びＬｉ劣化度の各パラメータに応じて所定の値に設定される。図１３及び図１４に示すマップは、上述の各パラメータとＳＯＣｔｈとの関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００９６】
劣化度算出部２４は、例えば第２のバッテリ１０７の電圧及び電流に基づき第２のバッテリ１０７のＬｉ劣化度を算出する。Ｌｉ劣化度は、第２のバッテリ１０７の「現在の出力（入力）可能電力／初期の出力（入力）可能電力×１００」で表される、いわゆるＳＯＨ（State Of Health）［％］である。
【００９７】
制御部２０は、充電許可部１９により第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の少なくとも一方への充電が許可されたことを条件に、発電コスト算出部１８によって算出された各発電コストに基づき設定された発電機トルクで発電を行うようＭＧ５を制御する。すなわち、制御部２０は、充電が許可された条件下において、発電コスト算出部１８によって算出された発電コストが後述する目標発電コストを下回ったことを条件に、発電を行うようＭＧ５を制御する。
【００９８】
具体的には、制御部２０は、第１の放電深度算出部１１１によって算出された第１のバッテリ１０６のＤＯＤと、第２の充電率算出部１２２によって算出された第２のバッテリ１０７のＳＯＣと、車速検出部２１によって検出された車速と、電流検出部２２によって検出された電気負荷電流とに基づき、目標発電コストを設定する。電気負荷電流としては、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の電気負荷量の和から求めたものを用いてもよい。
【００９９】
すなわち、制御部２０は、第１のバッテリ１０６のＤＯＤと、第２のバッテリ１０７のＳＯＣと、車速と、電気負荷電流とに基づき、図１５に示すマップを参照することにより目標発電コストを設定する。
【０１００】
このとき、制御部２０は、車速検出部２１によって検出された車速に基づき、図１６に示すマップを参照することにより目標発電コスト補正値を算出する。制御部２０は、図１５に示すマップに基づき設定された目標発電コストに前述の目標発電コスト補正値を加える等の補正を行うことによって、最終的な目標発電コストを設定する。このため、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、低車速域又は高車速域に関わらずいずれの車速においても発電を行うことが可能となる。
【０１０１】
図１５に示すマップは、第１のバッテリ１０６のＤＯＤと、第２のバッテリ１０７のＳＯＣと、車速と、電気負荷電流と、目標発電コストとの関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１１０のＲＯＭに予め記憶されている。図１６に示すマップは、車速と目標発電コスト補正値との関係を予め実験的に求めたもので、発電制御装置１１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【０１０２】
上述した目標発電コストの設定にあたっては、制御部２０は、第１のバッテリ１０６のＤＯＤに代えて第１のバッテリ１０６のＳＯＣを、第２のバッテリ１０７のＳＯＣに代えて第２のバッテリ１０７のＤＯＤを用いてもよい。
【０１０３】
次に、図１７を参照して、本実施の形態の発電制御装置１１０によって実行される発電制御の処理の流れについて説明する。図１７に示す発電制御は、発電制御装置１１０によって所定の時間間隔で繰り返し実行される。
【０１０４】
発電制御装置１１０は、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７のうち、放電中のバッテリの放電電流の積算値と、放電中のバッテリの放電容量とに基づき、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の少なくとも一方のＤＯＤを算出する（ステップＳ２１）。発電制御装置１１０は、後の処理において用いられる第１のバッテリ１０６のＤＯＤのみを算出してもよい。
【０１０５】
次いで、発電制御装置１１０は、例えば第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７それぞれの充放電電流を積算することにより第１のバッテリ１０６のＳＯＣ及び第２のバッテリ１０７のＳＯＣを算出する（ステップＳ２２）。発電制御装置１１０は、後の処理において用いられる第２のバッテリ１０７のＳＯＣのみを算出してもよい。
【０１０６】
その後、発電制御装置１１０は、車速検出部２１を介して車速を検出する（ステップＳ２３）。次いで、発電制御装置１１０は、例えば電流検出部２２によって検出された電気負荷電流に基づき、電気負荷４１による消費電力を算出する（ステップＳ２４）。
【０１０７】
その後、発電制御装置１１０は、エンジントルクとエンジン回転数とに基づき図４に示す燃料消費量マップを参照することにより、ＭＧ５の無発電時における燃料消費量を推定する（ステップＳ２５）。
【０１０８】
次いで、発電制御装置１１０は、第１のバッテリ１０６のＤＯＤがＤＯＤｔｈを超えたか否かに基づき、第１のバッテリ１０６への充電を許可するか否かを判定し、第２のバッテリ１０７のＳＯＣがＳＯＣｔｈを超えたか否かに基づき、第１のバッテリ１０６への充電を許可するか否かを判定することで、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７のうち一方又は両方への充電を許可する否かを判定する（ステップＳ２６）。発電制御装置１１０は、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７のいずれにも充電を許可しないと判定した場合には、発電制御を終了する。
【０１０９】
一方、発電制御装置１１０は、第１のバッテリ１０６及び第２のバッテリ１０７の少なくとも一方への充電を許可すると判定した場合には、最小発電トルクとハーネス等の損失を考慮した補正値との和を、下限トルクとして算出する（ステップＳ２７）。
【０１１０】
次いで、発電制御装置１１０は、ＭＧ５の発電機トルクを、予め定めた増加量にしたがって所定のサンプリング回数だけ段階的に下限トルクから増加させる（ステップＳ２８）。次いで、発電制御装置１１０は、発電機トルクと発電電力との関係を予め実験的に求めたマップを参照することにより、サンプリングした各発電機トルクごとの発電電力を算出する（ステップＳ２９）。
【０１１１】
その後、発電制御装置１１０は、ステップＳ２９で算出した各発電電力を得るために必要な各エンジン負荷に応じたエンジントルク及びエンジン回転数に基づき、図４に示す燃料消費量マップを参照することにより各発電機トルクごとの発電時燃料消費量を推定する（ステップＳ３０）。
【０１１２】
その後、発電制御装置１１０は、ＭＧ５の発電機トルクを下限トルクから逐次増加させたとした場合の各発電機トルクごとの発電コストを算出する（ステップＳ３１）。次いで、発電制御装置１１０は、第１のバッテリ１０６のＤＯＤと、第２のバッテリ１０７のＳＯＣと、車速と、電気負荷電流とに基づき、図１５及び図１６に示すマップを参照することにより目標発電コストを設定する（ステップＳ３２）。
【０１１３】
その後、発電制御装置１１０は、ステップＳ３１で算出した複数の発電コストのうちの発電コスト最小値が、ステップＳ３２で設定した目標発電コストを下回っているか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【０１１４】
発電制御装置１１０は、発電コスト最小値が目標発電コストを下回っていないと判定した場合には、発電制御を終了する。一方、発電制御装置１１０は、発電コスト最小値が目標発電コストを下回っていると判定した場合には、発電コスト最小値の発電機トルクで発電を行うようＭＧ５を制御して（ステップＳ３４）、発電制御を終了する。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態に係る発電制御装置１１０は、車両１００にバッテリが２つ以上搭載されている場合であっても、第１の実施形態と同様、発電コストが高い非効率な状況下での発電を行わずに、発電効率が最適な状態で発電を行うことにより燃費を向上させることができる。
【０１１６】
また、本実施の形態に係る発電制御装置１１０は、車両１００にバッテリが２つ以上搭載されている場合であっても、第１の実施形態と同様、ＭＧ５が発電を行う場合に燃料消費量が最も少なくなる発電機トルクで発電を行うことができる。これにより、発電効率が最適な状態で発電を行うことができる。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る発電制御装置１１０は、車両１００にバッテリが２つ以上搭載されている場合であっても、第１の実施形態と同様、バッテリ６の状態が最適な状態にあるときに発電を行うことができる。
【０１１８】
以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【０１１９】
１、１００  車両
２  エンジン（内燃機関）
５  ＭＧ（発電機）
６  バッテリ（二次電池）
７  エンジンコントローラ
１０、１１０  発電制御装置
１１  放電深度算出部（算出部）
１２  充電率算出部（算出部）
１３  消費電力算出部
１４  下限トルク算出部
１５  発電電力算出部
１６  燃料消費量推定部
１７  発電時燃料消費量推定部
１８  発電コスト算出部
１９  充電許可部
２０  制御部
２１  車速検出部
２２  電流検出部
２３  ＭＧ回転数検出部
２４  劣化度算出部
４１  電気負荷
７１  エンジン回転数センサ
７２  アクセル開度センサ
１０６  第１のバッテリ（第１の二次電池）
１０７  第２のバッテリ（第２の二次電池）
１１１  第１の放電深度算出部（第１の算出部）
１１２  第２の放電深度算出部（第２の算出部）
１２１  第１の充電率算出部（第１の算出部）
１２２  第２の充電率算出部（第２の算出部）
【図１】
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【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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【図１２】
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【図１３】
0006471599.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006471599.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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