(57)【要約】【課題】アクセル操作の解除時の車両の挙動の安定および回生量の増大によるエネルギ回収効率の向上を図ることができる、車両用制御装置を提供する。【解決手段】アクセル開度が第１開度Ａｔ以上であるときには、当該アクセル開度に応じてエンジントルクが制御され、アクセル開度が第２開度Ａａ以下であるときには、当該アクセル開度に応じてオルタネータによる発電が制御される。【選択図】図２
2016141216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよび前記エンジンの出力軸の回転により発電する発電機を搭載した車両に用いられる制御装置であって、
アクセル操作の操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、
前記アクセル操作量取得手段により取得される操作量が第１所定量以上であるときに、当該操作量に応じて前記エンジンが発生するトルクを制御するトルク制御手段と、
前記アクセル操作量取得手段により取得される操作量が第２所定量以下であるときに、当該操作量に応じて前記発電機による発電を制御する発電制御手段とを含む、車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に用いられる制御装置に関する。
【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（たとえば、アクセルペダルから足が離される）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（運動エネルギ）を電力（電気エネルギ）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、エンジンの燃料消費を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０４８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アクセル操作／解除に応じて、回生／非回生が切り替わり、車両の減速度が変化する。そのため、車両の挙動が不安定になり、ドライバビリティが損なわれるおそれがある。
【０００６】
また、オルタネータによる回生時には、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、回生による発電量（回生量）が大きいと、車両の減速度が大きくなり過ぎるおそれがある。そのため、回生量を大きく（回生を強く）設定することができず、エネルギの回収効率が低いという問題があった。
【０００７】
アクセル操作が解除された後、ブレーキ操作がなされた場合、運転者に車両を減速させる意思があるので、回生トルクが強くても、ドライバビリティへの影響は少ない。そのため、ブレーキ操作による制動時にオルタネータによる回生が行われる制御では、回生量を大きく設定することができる。しかし、制動時には、摩擦制動力が車輪に作用し、運動エネルギが熱エネルギ（摩擦熱）に変換されて消費されるので、その制動時に回生が行われる制御においても、エネルギの回収効率が依然として低い。
【０００８】
本発明の目的は、アクセル操作の解除時の車両の挙動の安定および回生量の増大によるエネルギ回収効率の向上を図ることができる、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】
【０００９】
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、エンジンおよびエンジンの出力軸の回転により発電する発電機を搭載した車両に用いられる制御装置であって、アクセル操作の操作量を取得するアクセル操作量取得手段と、アクセル操作量取得手段により取得される操作量が第１所定量以上であるときに、当該操作量に応じてエンジンが発生するトルクを制御するトルク制御手段と、アクセル操作量取得手段により取得される操作量が第２所定量以下であるときに、当該操作量に応じて発電機による発電を制御する発電制御手段とを含む。
【００１０】
この構成によれば、アクセル操作の操作量が第１所定量以上であるときには、当該操作量に応じてエンジントルクが制御され、アクセル操作の操作量が第２所定量以下であるときには、当該操作量に応じて発電機による発電が制御される。
【００１１】
これにより、アクセル操作がなされた状態から解除される場合に、アクセル操作の操作量が第１所定量に低下するまでは、その操作量の低下に伴って、エンジントルクが次第に減少する。その後、アクセル操作の操作量が第２所定量以下に低下すると、発電機による回生発電が開始され、アクセル操作の操作量の低下に伴って、発電量が次第に増加し、回生トルクが次第に増大する。そのため、アクセル操作が解除された後に回生発電が開始される構成と比較して、エンジントルクの減少および回生トルクの増大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、アクセル操作の解除時の車両の挙動を安定させることができる。
【００１２】
また、アクセル操作により回生トルクによる減速度が調整できるので、最大回生トルクを大きく設定でき、アクセル操作が解除された後に回生発電が開始される構成と比較して、回生量を多く得ることができる。
【００１３】
さらに、アクセル操作の解除後に直ちに強いブレーキ操作がなされる緊急ブレーキの際に、アクセル操作が解除される前から回生トルクが駆動輪に作用するので、アクセル操作の解除からブレーキ操作が開始されるまでの車両の空走距離を短縮することができる。
【００１４】
第１所定量は、第２所定量と同じであってもよいし、第２所定量と異なっていてもよい。
【００１５】
第１所定量と第２所定量とが同じである場合、アクセル操作の操作量の低減に伴い、エンジントルクの減少に連続して回生トルクが増大するので、車両の減速度の変化を一層滑らかにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アクセル操作の解除時の車両の挙動の安定を図ることができる。また、回生量の増大によるエネルギ回収効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用制御装置が搭載された車両の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】アクセル開度とスロットル開度の目標量および回生量の目標量との関係の一例を示す図である。
【図３】アクセル開度とスロットル開度の目標量および回生量の目標量との関係の他の例を示す図である。
【図４】アクセル開度とスロットル開度の目標量および回生量の目標量との関係のさらに他の例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両用制御装置が搭載された車両の要部の構成を示すブロック図である。
【図６】アクセル開度と要求駆動力との関係の一例を示す図である。
【図７】アクセル開度と要求駆動力との関係の他の例を示す図である。
【図８】アクセル開度と要求駆動力との関係のさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
＜車両の要部構成＞
【００２０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用制御装置が搭載された車両３の要部の構成を示すブロック図である。
【００２１】
車両用制御装置は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１として、たとえば、エンジン２を駆動源とする車両３に搭載される。ＥＣＵ１には、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどが備えられている。
【００２２】
ＥＣＵ１には、アクセルセンサ４が接続されている。アクセルセンサ４は、アクセルペダル５の操作量に応じた信号をＥＣＵ１に入力する。ＥＣＵ１は、アクセルセンサ４から入力される信号に基づいて、アクセルペダル５の最大操作量に対する操作量の割合、つまりアクセルペダル５が踏み込まれていないときを０％とし、アクセルペダル５が最大に踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度を演算する。
【００２３】
ＥＣＵ１には、制御対象として、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７と、車両３の車輪８から伝達される回転（運動エネルギ）を電力（電気エネルギ）に回生するためのオルタネータ９とが接続されている。
【００２４】
＜機能処理部（第１実施形態）＞
【００２５】
ＥＣＵ１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機能処理部として、目標スロットル開度設定部１１、電子スロットル制御部１２、目標回生量設定部１３およびオルタ制御部１４を実質的に備えている。これらの機能処理部の一部の機能は、論理回路などのハードウェアにより実現されてもよい。
【００２６】
図２は、アクセル開度とスロットル開度の目標量および回生量の目標量との関係を示す図である。
【００２７】
ＥＣＵ１のメモリ（ＲＯＭ）には、図２に示される関係、つまりアクセル開度とスロットル開度の目標量およびオルタネータ９の回生量の目標量との関係がマップ化されて格納されている。
【００２８】
スロットル開度は、たとえば、エンジン２の燃焼室への吸気量が所定量となるときの電子スロットルバルブ７の開度を０％とし、電子スロットルバルブ７の全開状態で１００％となる百分率である。スロットル開度の目標量（目標スロットル開度）は、アクセル開度が所定の第１開度Ａｔ以上の範囲において、アクセル開度が大きくなるにつれて０％から１００％まで単調に増加するように設定されている。
【００２９】
回生量の目標量（目標回生量）は、オルタネータ９の回生量が０であるときを０％とし、オルタネータ９の回生量が最大であるときを１００％とする百分率で表される。目標回生量は、アクセル開度が所定の第２開度Ａａ以下の範囲において、アクセル開度が小さくなるにつれて０％から１００％まで単調に増加するように設定されている。
【００３０】
目標スロットル開度設定部１１は、図２に示されるマップから、アクセル開度に応じた目標スロットル開度を設定する。
【００３１】
電子スロットル制御部１２は、電子スロットルバルブ７の開度が目標スロットル開度設定部１１により設定された目標スロットル開度に一致するように、電子スロットルバルブ７を制御する。これにより、アクセル開度が第１開度Ａｔ以上であるときには、アクセル開度に基づいて、電子スロットルバルブ７が制御され、エンジン２から電子スロットルバルブ７の開度に応じたエンジントルクが出力される。
【００３２】
目標回生量設定部１３は、図２に示されるマップから、アクセル開度に応じた目標回生量を設定する。
【００３３】
オルタ制御部１４は、オルタネータ９の回生量が目標回生量設定部１３により設定された目標回生量に一致するように、オルタネータ９による発電を制御する。これにより、アクセル開度が第２開度Ａａ以下であるときには、アクセル開度に基づいて、オルタネータ９による発電が制御され、その発電に伴う回生トルクが発生する。
【００３４】
なお、図２には、第１開度Ａｔと第２開度Ａａとが同じ開度に設定された例が示されているが、図３に示されるように、第１開度Ａｔが相対的に大きい開度に設定され、第２開度Ａａが相対的に小さい開度に設定されてもよいし、図４に示されるように、第１開度Ａｔが相対的に小さい開度に設定され、第２開度Ａａが相対的に大きい開度に設定されてもよい。
【００３５】
<機能処理部（第２実施形態）＞
【００３６】
図５は、本発明の第２実施形態に係る車両用制御装置が搭載された車両３の要部の構成を示すブロック図である。図５において、図１に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号が付された部分の説明を省略する。
【００３７】
ＥＣＵ１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機能処理部として、要求駆動力設定部２１、電子スロットル制御部２２およびオルタ制御部２３を実質的に備えている。これらの機能処理部の一部の機能は、論理回路などのハードウェアにより実現されてもよい。
【００３８】
図６は、アクセル開度と要求駆動力との関係を示す図である。
【００３９】
ＥＣＵ１のメモリ（ＲＯＭ）には、図６に示される関係、つまりアクセル開度と要求駆動力との関係がマップ化されて格納されている。
【００４０】
要求駆動力は、エンジントルクと回生トルクとを足し合わせた全トルクの目標値である。アクセル開度が第１開度Ａｔ以上の範囲では、アクセル開度が大きくなるにつれてエンジントルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）から単調に増加するように設定され、回生トルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）に設定されている。アクセル開度が第２開度Ａａ以下の範囲では、エンジントルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）に設定され、アクセル開度が小さくなるにつれて回生トルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）から単調に増加するように設定されている。
【００４１】
要求駆動力設定部２１は、図６に示されるマップから、アクセル開度に応じたエンジントルクの目標値および回生トルクの目標値を設定する。
【００４２】
電子スロットル制御部２２は、エンジントルクが要求駆動力設定部２１により設定されたエンジントルクの目標値に一致するように、電子スロットルバルブ７を制御する。これにより、アクセル開度が第１開度Ａｔ以上であるときには、アクセル開度に基づいて、電子スロットルバルブ７が制御され、エンジン２から電子スロットルバルブ７の開度に応じたエンジントルクが出力される。
【００４３】
オルタ制御部２３は、回生トルクが要求駆動力設定部２１により設定された回生トルクの目標値に一致するように、オルタネータ９による発電を制御する。これにより、アクセル開度が第２開度Ａａ以下であるときには、アクセル開度に基づいて、オルタネータ９による発電が制御され、その発電に伴う回生トルクが発生する。
【００４４】
なお、図６に示されるマップに代えて、エンジントルクの目標値および回生トルクの目標値の設定に、図７に示されるマップが用いられてもよい。図７に示されるマップが用いられる場合、アクセル開度が第１開度Ａｔ以上の範囲では、アクセル開度が大きくなるにつれて、エンジントルクの目標値が負の所定値Ｔから単調に増加するように設定され、第１開度Ａｔ未満の範囲では、エンジントルクの目標値が一定の所定値Ｔに設定される。また、アクセル開度が第１開度Ａｔよりも小さい第２開度Ａａ以上の範囲では、回生トルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）に設定され、第２開度Ａａ未満の範囲では、アクセル開度が小さくなるにつれて、回生トルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）から単調に増加するように設定される。
【００４５】
また、エンジントルクの目標値および回生トルクの目標値の設定に、図８に示されるマップが用いられてもよい。図８に示されるマップが用いられる場合、アクセル開度が第１開度Ａｔ以上の範囲では、アクセル開度が大きくなるにつれて、エンジントルクの目標値が負の所定値Ｔから単調に増加するように設定され、第１開度Ａｔ未満の範囲では、エンジントルクの目標値が一定の所定値Ｔに設定される。また、アクセル開度が第１開度Ａｔよりも大きい第２開度Ａａ以上の範囲では、回生トルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）に設定され、第２開度Ａａ未満の範囲では、アクセル開度が小さくなるにつれて、回生トルクの目標値が０（Ｎ・ｍ）から単調に増加するように設定される。
【００４６】
＜作用効果＞
【００４７】
以上のように、アクセル開度が第１開度Ａｔ以上であるときには、当該アクセル開度に応じてエンジントルクが制御され、アクセル開度が第２開度Ａａ以下であるときには、当該アクセル開度に応じてオルタネータ９による発電が制御される。
【００４８】
この制御により、車両３の走行中に、踏み込まれたアクセルペダル５から足が離される場合、つまりアクセル操作が解除される場合に、アクセル開度が第１開度Ａｔに低下するまでは、そのアクセル開度の低下に伴って、エンジントルクが次第に減少する。その後、アクセル開度が第２開度Ａａ以下に低下すると、オルタネータ９による回生発電が開始され、アクセル開度の低下に伴って、発電量が次第に増加し、回生トルクが次第に増大する。そのため、アクセル操作が解除された後に回生発電が開始される構成と比較して、エンジントルクの減少および回生トルクの増大による車両３の減速度の変化を滑らかにすることができる。その結果、アクセル操作の解除時の車両３の挙動を安定させることができる。
【００４９】
また、アクセル操作により回生トルクによる減速度が調整できるので、最大回生トルクを大きく設定でき、アクセル操作が解除された後に回生発電が開始される構成と比較して、回生量を多く得ることができる。よって、回生量の増大によるエネルギ回収効率の向上を図ることができる。
【００５０】
さらに、アクセル操作が解除された後に直ちに強いブレーキ操作がなされる緊急ブレーキの際に、アクセル操作が解除される前から回生トルクが車輪８に作用するので、アクセル操作の解除からブレーキ操作が開始されるまでの車両３の空走距離を短縮することができる。
【００５１】
第１開度Ａｔと第２開度Ａａとが同じに設定されている場合、図６に示されるように、アクセル開度の低減に伴い、エンジントルクの減少に連続して回生トルクが増大するので、車両の減速度の変化を一層滑らかにすることができる。
【００５２】
＜変形例＞
【００５３】
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。
【００５４】
車両用制御装置が単一のＥＣＵ１で構成されている例を取り上げたが、車両用制御装置は、互いに通信可能に接続された複数のＥＣＵで構成されてもよい。
【００５５】
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】
【００５６】
１    ＥＣＵ（アクセル操作量取得手段）
２    エンジン
３    車両
９    オルタネータ（発電機）
１２  電子スロットル制御部（トルク制御手段）
１４  オルタ制御部（発電制御手段）
２２  電子スロットル制御部（トルク制御手段）
２３  オルタ制御部（発電制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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