(57)【要約】【課題】車両におけるエネルギー効率を向上しつつ、エンジンブレーキ発生時において運転者に良好なブレーキフィーリングを与えることができるようにする。【解決手段】エンジンの回転力で駆動される発電機を搭載した車両を制御する車両制御装置に、車両の減速走行時に前記エンジンの少なくとも１以上の気筒に吸入される空気流量を制御することによりエンジンによるエンジンブレーキ力を低減させる空気流量制御部７１と、車両の減速走行時に発電機の発電量を増加させてエンジンの回転力に付与する制動力を増加させる発電量制御部７２とを備えるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転力で駆動される発電機を搭載した車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両の減速走行時に前記エンジンの少なくとも１以上の気筒に吸入される空気流量を制御することにより前記エンジンによるエンジンブレーキ力を低減させる空気流量制御手段と、
前記車両の減速走行時に前記発電機の発電量を増加させて前記エンジンの回転力に付与する制動力を増加させる発電量制御手段と、を備える
車両制御装置。
【請求項２】
前記発電量制御手段は、前記空気流量制御手段による制御によって低減されるエンジンブレーキ力に相当する制動力を付与するように前記発電機の発電量を増加させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記空気流量制御手段は、前記エンジンの吸気通路に設けられた吸気バルブを閉弁することで、前記エンジンの少なくとも１以上の前記気筒に吸入される空気流量を減少させる
請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記車両は、前記エンジンの前記排気通路と前記吸気通路とを接続する排気再循環通路を有し、
前記空気流量制御手段は、前記排気再循環通路に設けられた排気再循環バルブを開弁する
請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記空気流量制御手段は、空気流量を制御することにより低減できるエンジンブレーキ力が、前記発電量制御手段により付与される最大の制動力を超える場合には、前記最大の制動力に相当する分のエンジンブレーキ力を低減するように、前記空気流量を制御する
請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記空気流量制御手段は、前記エンジンの少なくとも１以上の気筒の吸排気バルブを閉弁させて、前記気筒に吸入される空気流量を制御する
請求項１又は請求項２に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの回転力で駆動される発電機を搭載した車両を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両におけるエネルギー効率を向上するために、車両の燃費を改善させる種々の技術が知られている。例えば、エンジンがアイドリング状態にあって燃料カット制御状態に維持されており、車両運転者によるブレーキペダルの踏み込みがなされていないという条件のもとで、スロットル弁を全開状態にする技術が知られている（特許文献１参照）。この技術によると、ポンピングロスを低減してエンジンブレーキの働きを低下させ、燃料カット制御時間をより長く確保して燃費を改善することができる。
【０００３】
また、エンジンの吸気・排気バルブを停止して、エンジンのポンピングフリクションの低減を行って燃費改善を図る技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８８７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３１４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１の技術によると、燃費を改善することができる一方、エンジンブレーキの効きを低下させてしまう。このため、エンジンブレーキ発生時における制動力と、運転者が発生するであろうと意識している制動力との間に乖離が生じ、運転者に違和感のあるブレーキフィーリングを与えてしまう虞がある。
【０００６】
そこで、本発明に係る車両制御装置は、車両におけるエネルギー効率を向上しつつ、エンジンブレーキ発生時において運転者に良好なブレーキフィーリングを与えることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点に係る車両制御装置は、エンジンの回転力で駆動される発電機を搭載した車両を制御する車両制御装置であって、車両の減速走行時にエンジンの少なくとも１以上の気筒に吸入される空気流量を制御することによりエンジンによるエンジンブレーキ力を低減させる空気流量制御手段と、車両の減速走行時に前記発電機の発電量を増加させてエンジンの回転力に付与する制動力を増加させる発電量制御手段と、を備える。
【０００８】
上記車両制御装置において、発電量制御手段は、空気流量制御手段による制御によって低減されるエンジンブレーキ力に相当する制動力を付与するように発電機の発電量を増加させるようにしてもよい。
【０００９】
また、上記車両制御装置において、空気流量制御手段は、エンジンの吸気通路に設けられた吸気バルブを閉弁することで、エンジンの少なくとも１以上の気筒に吸入される空気流量を減少させるようにしてもよい。
【００１０】
また、上記車両制御装置において、車両は、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気再循環通路を有し、空気流量制御手段は、排気再循環通路に設けられた排気再循環バルブを開弁するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記車両制御装置において、空気流量制御手段は、空気流量を制御することにより低減できるエンジンブレーキ力が、発電量制御手段により付与される最大の制動力を超える場合には、最大の制動力に相当する分のエンジンブレーキ力を低減するように、空気流量を制御するようにしてもよい。
【００１２】
また、上記車両制御装置において、空気流量制御手段は、エンジンの少なくとも１以上の気筒の吸排気バルブを閉弁させて、気筒に吸入される空気流量を制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一観点に係る車両制御装置によれば、エネルギーの回収効率を向上しつつ、エンジンブレーキ発生時において運転者に良好なブレーキフィーリングを与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両及び、エンジンを示す模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット及び関連する構成の機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るエンジンブレーキ力マップにおけるエンジン回転数とエンジンブレーキ力との関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る制動力マップにおける発電量と制動力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両及び、エンジンを示す模式的な全体構成図である。
【００１７】
車両１は、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０を有する。エンジン１０は、１以上の気筒を有する。エンジン１０のクランクシャフト１１には、クラッチ１２を介して変速機１３の図示しないインプットシャフトが断接可能に接続されている。変速機１３の図示しないアウトプットシャフトには、プロペラシャフト１４及び、差動装置１５を介して左右の駆動輪１６Ｌ，Ｒがそれぞれ接続されている。
【００１８】
オルタネータ（発電機）２０は、クランクシャフト１１にベルト、プーリ等を介して接続されており、エンジン１０の回転力で発電駆動する。オルタネータ２０の発電量は、レギュレータ２１の調整電圧を変更することで制御される。オルタネータ２０によって発電される電力は、電気的に接続された車載バッテリ２２に蓄電される。
【００１９】
エンジン１０の吸気マニホールド１０Ａには吸気通路３０が接続されている。エンジン１０の排気マニホールド１０Ｂには排気通路４０が接続されている。吸気通路３０には、吸気上流側から順に可変容量型過給機３４のコンプレッサ３５、吸気流路を遮閉可能な吸気スロットルバルブ３１等が設けられている。排気通路４０には、排気上流側から順に可変容量型過給機３４の図示しない可変ノズルを備えたタービン３６、排気ブレーキ装置の一部を構成する排気ブレーキバルブ４１等が設けられている。
【００２０】
エンジン１には、排気の一部を吸気に還流する排気再循環（ＥＧＲ）装置５０が接続されている。排気再循環装置５０は、排気の一部をタービン３６よりも排気上流側からコンプレッサ３５よりも吸気下流側の吸気通路３０に環流するＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５２と、ＥＧＲガス流量を調整するＥＧＲバルブ５３とを備えている。
【００２１】
車両１は、センサとして、エンジン回転数センサ６０と、走行速度センサ６１と、アクセルペダルセンサ６２と、シフトポジションセンサ６３とを備えている。
【００２２】
エンジン回転数センサ６０は、エンジン１０の回転数Ｎｅを検出する。走行速度センサ６１は、車両１の走行速度を検出する。アクセルペダルセンサ６２は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する。シフトポジションセンサ６３は、現在のシフトポジション（変速機１３の変速段）を検出する。これら各種センサ６０〜６３で検出されるセンサ値は、電気的に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）７０に入力される。
【００２３】
ＥＣＵ７０は、車両制御装置の一例であり、車両１やエンジン１０の各種制御を行う。ＥＣＵ７０は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えている。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット及び関連する構成の機能ブロック図である。
【００２５】
ＥＣＵ７０は、図２に示すように、空気流量制御手段の一例としての空気流量制御部７１、発電量制御手段の一例としての発電量制御部７２を一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ７０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００２６】
空気流量制御部７１は、各種センサからの入力に基づいて、エネルギーを回収する対象となる減速走行状態（回収対象減速走行状態）を検知する。本実施形態では、走行速度センサ６１から入力される走行速度が０ではなく、且つアクセルペダルセンサ６２から入力されるセンサ値（踏む込み量）がゼロである場合に、回収対象減速走行状態であるとしている。なお、回収対象減速走行状態としては、これに限られず、例えば、走行速度センサ６１から入力される走行速度が０ではなく、且つアクセルペダルセンサ６２から入力される踏み込み量が減少した場合としてもよく、要はエンジンブレーキが発生する減速走行状態であればよい。なお、回収対象減速走行状態においては、ＥＣＵ７０による公知の制御により、エンジン１０に供給される燃料がゼロ又は減量されている。
【００２７】
空気流量制御部７１は、回収対象減速走行状態が検知されている場合に、吸気スロットルバルブ３１と、排気ブレーキバルブ４１とを閉弁するとともに、ＥＧＲバルブ５３を開（例えば、全開）にする。このように制御すると、大量の気体がエンジン１０の気筒に吸入されなくなるので、ポンピングロスを低減することができる。これにより、エンジン１０において発生するエンジンブレーキ力を低減することができる。また、ＥＧＲバルブ５３を開にしているので、吸気スロットルバルブ３１と、排気ブレーキバルブ４１とを閉弁した状態においても、エンジン１０の回転時における吸排気の流れを適切に実現することができる。
【００２８】
また、空気流量制御部７１は、発電量制御部７２から後述する不足制動力の通知を受け取ると、その不足制動力に相当するエンジンブレーキ力を実現するための空気流量を特定し、その空気流量に基づいて、吸気スロットルバルブ３１の開度を制御する。これにより、エンジン１０の気筒に吸入される空気量が増加し、エンジン１０において不足制動力に相当するエンジンブレーキ力が追加されて発生されることとなる。なお、この制御により、エンジン１０のエンジンブレーキ力は、無制御時エンジンブレーキ力からオルタネータ２０による最大の制動力を低減したものとなる。この結果、エンジン１０のエンジンブレーキ力と、オルタネータ２０による制動力とを合わせた制動力が、無制御時のエンジンブレーキによる制動力と、同一またはほぼ同一の制動力となり、運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができる。
【００２９】
ここで、不足制動力と、不足制動力に対応するエンジンブレーキ力を実現する空気流量との対応関係については、予め試験測定を行うことにより特定することができる。本実施形態では、空気流量制御部７１は、不足制動力と、不足制動力に対応するエンジンブレーキ力を実現する空気流量との対応関係を示すマップを記憶しておき、このマップに基づいて、不足制動力から空気流量を特定している。
【００３０】
発電量制御部７２は、各種センサからの入力に基づいて、回収対象減速走行状態を検知する。本実施形態では、走行速度センサ６１から入力される走行速度が０ではなく、且つアクセルペダルセンサ６２から入力されるセンサ値（踏む込み量）がゼロである場合に、回収対象減速走行状態であるとしている。なお、回収対象減速走行状態としては、これに限られず、例えば、走行速度センサ６１から入力される走行速度が０ではなく、且つアクセルペダルセンサ６２から入力される踏み込み量が減少した場合としてもよく、要はエンジンブレーキが発生する減速走行状態であればよい。
【００３１】
また、発電量制御部７２は、回収対象減速走行状態を検知している場合には、シフトポジションとエンジン回転数とに基づいて、空気流量制御部７１による制御を行わない場合（無制御時）のエンジンブレーキ力（無制御時エンジンブレーキ力という。）と、空気流量制御部７１による標準の制御を行った場合（標準制御時）のエンジンブレーキ力（標準制御時エンジンブレーキ力という。）との制動力の差を特定する。なお、発電量制御部７２は、回収対象減速走行状態が検知されている場合には、上述の制動力の差を特定する処理を繰り返して実行する。これにより、エンジン回転数が低下した場合には、その際における制動力の差を適切に特定することができる。
【００３２】
本実施形態では、発電量制御部７２は、シフトポジションとエンジン回転数とに基づいて、無制御時エンジンブレーキ力と標準制御時エンジンブレーキ力との制動力の差分を、自身が記憶しているマップ（エンジンブレーキ力マップという。）に基づいて特定している。本実施形態では、発電量制御部７２は、各シフトポジション毎にエンジンブレーキ力マップを記憶している。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態に係るエンジンブレーキ力マップにおけるエンジン回転数とエンジンブレーキ力との関係を示す図である。ここで、図３は、或るシフトポジションにおけるエンジン回転数と、無制御時エンジンブレーキ力と、標準制御時エンジンブレーキ力との関係を示している。図３においては、エンジンブレーキ力が大きいほど負の絶対値が大きくなるように表現している。エンジン回転数と、無制御時エンジンブレーキ力との対応関係は、図中破線ａに示すように、エンジン回転数が高いほど無制御時エンジンブレーキ力が大きくなっている。また、エンジン回転数と、標準制御時エンジンブレーキ力との対応関係は、図中実線ｂに示すように、エンジン回転数が高いほど標準制御時エンジンブレーキ力が大きくなっている。
【００３４】
また、同一のエンジン回転数に対するエンジンブレーキ力は、無制御時エンジンブレーキ力のほうが、標準制御時エンジンブレーキ力よりも大きくなっている。本実施形態では、基本的には、空気流量制御部７１による制御を行うことにより低減することのできる制動力の差分を用いて、オルタネータ２０により発電を行って、エネルギーを効率よく回収するようにしている。
【００３５】
なお、無制御時エンジンブレーキ力と、標準制御時エンジンブレーキ力との制動力の差分を求めるためのマップとしては、エンジン回転数と、そのエンジン回転数における無制御時エンジンブレーキ力と標準制御時エンジンブレーキ力との制動力の差分との関係を示すマップとしてもよい。
【００３６】
また、発電量制御部７２は、特定した制動力差に相当する制動力を発揮させるためのオルタネータ２０の発電量を、発電量とその発電量を実現する際の制動力との対応関係を示すマップ（制動力マップという）に基づいて特定する。制動力マップは、例えば、発電量制御部７２に記憶されている。ここで、制動力差に相当する制動力を発揮させるために、オルタネータ２０の発電量は、通常時の発電量よりも多い。なお、発電量制御部７２は、回収対象減速走行状態が継続して検知されている場合には、オルタネータ２０の発電量を特定する処理を繰り返して実行する。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態に係る制動力マップにおける発電量と制動力との関係を示す図である。図４に示すように、オルタネータ２０の発電量が大きくなるほど、得られる制動力が大きくなる。なお、オルタネータ２０の発電量には、上限があるので、得られる制動力についても上限が存在する。
【００３８】
発電量制御部７２は、オルタネータ２０による発電量を、特定された発電量にするようにレギュレータ２１の調整電圧を変更する制御を行う。なお、発電量制御部７２は、回収対象減速走行状態が継続して検知されている場合は、特定された発電量に基づいて、この処理を繰り返して実行する。この結果、標準制御時エンジンブレーキ力と、オルタネータ２０による発電によって生じる制動力とによって、無制御時エンジンブレーキ力と、同一またはほぼ同一の制動力にすることができる。したがって、制御時であっても、運転者に対して、無制御時と同様な良好なブレーキフィーリングを与えることができる。
【００３９】
ここで、上述のように、オルタネータ２０によって得られる制動力について上限が存在するので、特定した制動力差に相当する制動力をオルタネータ２０によって得られない場合がある。そこで、本実施形態では、制動力差がオルタネータ２０による最大の制動力を超えてしまう場合には、発電量制御部７２は、オルタネータ２０による発電量を、最大の発電量にするようにレギュレータ２１の調整電圧を制御し、制動力差に対してオルタネータ２０による最大の制動力が不足する分（不足制動力）を特定し、不足制動力を空気流量制御部７１に通知する。なお、不足制動力については、上述のように空気流量制御部７１によるエンジン１０の気筒に吸入される空気量の制御によって増加するエンジンブレーキ力の増加分により確保されることとなる。従って、制御時において、無制御時エンジンブレーキ力と、同一またはほぼ同一の制動力を発生させることができ、運転者に対して、無制御時と同様な良好なブレーキフィーリングを与えることができる。
【００４０】
以上説明したように、一実施形態に係る車両制御装置によると、エンジン１０の気筒に吸入される空気流量を制御することによりエンジン１０によってエンジンブレーキ力を低減させ、低減させたエネルギーを用いて、オルタネータ２０の発電量を増加させることができ、エネルギーの回収効率を向上させることができる。また、オルタネータ２０による発電量を増加させることによって増加する制動力により、低減させたエンジンブレーキ力の少なくとも一部を補うことができるので、運転者のブレーキフィーリングを良好にすることができる。
【００４１】
［その他］
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００４２】
例えば、車両１は駆動源としてエンジン１０のみを備えるものとして説明したが、エンジン１０に加えて走行用モータ等を備えるハイブリッド車両であってもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、エンジン１０としてディーゼルエンジンを例に示していたが、ガソリンエンジンに対しても本発明を適用してもよい。この場合には、例えば、減速時において、燃料の噴射を行わず、プラグによるスパーク点火を行わず、且つエンジンのスロットルバルブを全開にすることにより、エンジンのポンピングロスを低減して、発電機による回収エネルギーを増加させるようにすることができる。
【００４４】
また、エンジン１０を、可変動弁系を持つエンジンとしてもよい。この場合には、空気流量制御手段は、少なくとも１以上の気筒の吸排気バルブを閉じることにより、気筒に吸入される空気量を制御するようにしてもよい。これによると、エンジンにおけるポンピングロスを低減することができるので、エンジンブレーキ力の低減量を大きくすることができ、発電機によるエネルギーの回収効率を向上することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  エンジン
２０  オルタネータ（発電機）
７０  ＥＣＵ
７１  空気流量制御部
７２  発電量制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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