(57)【要約】【課題】車両の減速時におけるドライバビリティとバッテリのＳＯＣの回復の両立。【解決手段】車両用制御装置は、ＳＯＣ算出部と、車両の走行状態に応じて発電機の発電電圧を設定し、走行状態が減速状態であるときの発電機の発電指示電圧を、走行状態が他の状態であるときの発電指示電圧よりも高い固定値である第１所定値に設定する第１発電電圧設定部と、走行状態が減速状態であるときに、発電機の発電指示電圧を、第１所定値よりも低い第２所定値に設定する第２発電電圧設定部とを含み、第１発電電圧設定部は、ＳＯＣ算出部により算出されるバッテリのＳＯＣが第１閾値より大きく且つ第２閾値未満であるときに機能し、第２発電電圧設定部は、ＳＯＣ算出部により算出されるバッテリのＳＯＣが第１閾値以下又は第２閾値以上であるときに機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、バッテリと、発電機とを備える車両に設けられる車両用制御装置であって、
前記バッテリのＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、
車両の走行状態に応じて前記発電機の発電電圧を設定し、前記走行状態が減速状態であるときの前記発電機の発電指示電圧を、前記走行状態が他の状態であるときの発電指示電圧よりも高い固定値である第１所定値に設定する第１発電電圧設定部と、
前記走行状態が減速状態であるときに、前記発電機の発電指示電圧を、前記第１所定値よりも低い第２所定値に設定する第２発電電圧設定部とを含み、
前記第１発電電圧設定部は、前記ＳＯＣ算出部により算出される前記バッテリのＳＯＣが第１閾値より大きく且つ第２閾値未満であるときに機能し、前記第２発電電圧設定部は、前記ＳＯＣ算出部により算出される前記バッテリのＳＯＣが前記第１閾値以下又は前記第２閾値以上であるときに機能する、車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の減速時に発電機の発電指示電圧を高い固定値に設定することにより、車両の減速時の発電量を増加させ、その分だけ、通常走行時の発電量を減少させて、車両の燃費改善を図る制御手法が知られている。かかる制御手法を採用する場合、発電機の発電電流の増加（トルクの増加）により、車両の減速時におけるドライバビリティ悪化が懸念される。これに対して、減速時のドライバビリティを高めるために、車両の減速時における発電機による発電量を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO2012011184号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両の減速時における発電機による発電電圧を常に抑制すると、減速中にバッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）の回復が不十分となる虞がある。減速中にバッテリのＳＯＣの回復が不十分であると、その後のＳ＆Ｓ（Stop ＆ Start）の実行機会が、バッテリのＳＯＣに起因して制限される可能性がある。Ｓ＆Ｓの実行率が低下することは、燃費向上の観点から不利である。
【０００５】
そこで、開示の技術は、車両の減速時におけるドライバビリティとバッテリのＳＯＣの回復の両立を図ることができる車両用制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一局面によれば、エンジンと、バッテリと、発電機とを備える車両に設けられる車両用制御装置であって、
前記バッテリのＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、
車両の走行状態に応じて前記発電機の発電電圧を設定し、前記走行状態が減速状態であるときの前記発電機の発電指示電圧を、前記走行状態が他の状態であるときの発電指示電圧よりも高い固定値である第１所定値に設定する第１発電電圧設定部と、
前記走行状態が減速状態であるときに、前記発電機の発電指示電圧を、前記第１所定値よりも低い第２所定値に設定する第２発電電圧設定部とを含み、
前記第１発電電圧設定部は、前記ＳＯＣ算出部により算出される前記バッテリのＳＯＣが第１閾値より大きく且つ第２閾値未満であるときに機能し、前記第２発電電圧設定部は、前記ＳＯＣ算出部により算出される前記バッテリのＳＯＣが前記第１閾値以下又は前記第２閾値以上であるときに機能する、車両用制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の技術によれば、車両の減速時におけるドライバビリティとバッテリのＳＯＣの回復の両立を図ることができる車両用制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】制御装置５０が搭載されるのに好適な車両１の主要構成及び制御装置５０の機構部を示す概略図である。
【図２】調停部５６により実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図２に示す処理のタイミングチャート図である。
【図４】ドラビリ協調の有無に応じたＳＯＣの時系列の相違を示す図である。
【図５】発電電流とＳＯＣとの関係性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、制御装置５０が搭載されるのに好適な車両１の主要構成及び制御装置５０の機構部を示す概略図である。
【００１１】
車両１は、エンジン２と、バッテリ４と、補機５と、オルタネータ６と、トランスミッション７と、制御装置５０とを備える。
【００１２】
制御装置５０は、例えば１つ以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。制御装置５０には、オルタネータ６、バッテリセンサ８０、及び電圧センサ８２が接続される。バッテリセンサ８０は、バッテリ４を流れる電流、温度、ＳＯＣ等のバッテリ状態情報を生成し、バッテリ状態情報を制御装置５０に与える。電圧センサ８２は、バッテリ４の電圧を検出し、検出値を制御装置５０に与える。制御装置５０は、オルタネータ６の発電電圧（発電指示電圧）を決定し、発電指示電圧に応じた制御信号をオルタネータ６に与える。
【００１３】
制御装置５０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）（図示せず）を介して他の車載装置（図示せず）から、車両の走行状態を表す走行状態情報を取得する。
【００１４】
制御装置５０は、充電制御部５２と、ドラビリ協調部５４と、調停部５６と、自動停止・再始動制御部５８と、減速制御部５９とを含む。
【００１５】
充電制御部５２は、車両の走行状態に応じてオルタネータ６の発電電圧の指示値を決定する。以下では、充電制御部５２により決定される発電電圧の指示値を、「通常指示電圧」と称する。車両走行状態は、例えば、停車状態、加速状態、定常車速状態、減速状態等である。車両走行状態に応じた通常指示電圧の決定方法は任意である。本実施例では、一例として、充電制御部５２は、車両走行状態が定常車速状態（車速が略一定となる状態）であるときは、バッテリ４のＳＯＣが一定値α（＜１００％）となるように通常指示電圧を決定する（例えば通常指示電圧＝１２．５Ｖ〜１３．８Ｖ）。また、車両走行状態が加速状態であるときは、加速性を高めるために、オルタネータ６の発電を実質的に停止する（例えば通常指示電圧＝１２Ｖ）。車両走行状態が減速状態であるときは、オルタネータ６の回生発電を実行する（本例では通常指示電圧は固定値Ｖ１であり、例えば１５．３Ｖ）。充電制御部５２は、決定した通常指示電圧を調停部５６に与える。
【００１６】
ドラビリ協調部５４は、ドライバビリティを高めるためにオルタネータ６の発電電圧の指示値を決定する。以下では、ドラビリ協調部５４により決定される発電電圧の指示値を、「ドラビリ協調指示電圧」と称する。本実施例では、一例として、ドラビリ協調部５４は、車両走行状態が減速状態であるとき、ドラビリ協調指示電圧を上述の固定値Ｖ１（例えば１５．３Ｖ）よりも低い所定範囲（例えば１２．５Ｖ〜１３．８Ｖ）内で決定する。このとき、ドラビリ協調指示電圧は、所定範囲（例えば１２．５Ｖ〜１３．８Ｖ）内の固定値であってもよいし、可変値であってもよい。
【００１７】
本実施例では、一例として、ドラビリ協調部５４は、車両走行状態が減速状態であるとき、変速比が大きいほどオルタネータ６のトルクが小さくなるドラビリ協調指示電圧を調停部５６に与える。これは、通常指示電圧によりオルタネータ６が発電している状態では、変速比が大きいほど車両の減速時における減速度が大きくなりやすく、ドライバビリティ悪化が懸念されるためである。
【００１８】
調停部５６は、通常指示電圧とドラビリ協調指示電圧との間を調停する。具体的には、調停部５６は、バッテリ４のＳＯＣが第１閾値ＴｈＢより大きく且つ第２閾値ＴｈＡ未満であるときに、通常指示電圧を採用する。他方、調停部５６は、それ以外の場合に、ドラビリ協調指示電圧を採用する。即ち、調停部５６は、バッテリ４のＳＯＣが第１閾値ＴｈＢ以下、又は第２閾値ＴｈＡ以上であるときに、ドラビリ協調指示電圧を採用する。尚、以下において、通常指示電圧に代えてドラビリ協調指示電圧が採用されることを「ドラビリ協調」と称する。
【００１９】
自動停止・再始動制御部５８は、Ｓ＆Ｓ機能を実現する。例えば、自動停止・再始動制御部５８は、エンジンの停止条件の成否を判定する。停止条件は、例えば、以下の条件（０）及び条件（１）が満たされる場合に、停止条件が成立する。
条件（０）：自動停止禁止フラグが"０"であること。
条件（１）：自動停止許可フラグが"１"であること。
【００２０】
自動停止許可フラグは、例えば、アクセルペダルが踏まれておらず且つブレーキペダルが踏まれている場合に"１"にセットされる。自動停止禁止フラグは、例えば、自車両の車速が所定車速以上である場合や、ブレーキブースタ負圧値が不足している場合や、バッテリ４のＳＯＣが所定値（Ｓ＆Ｓ許可閾値）（図４参照）未満である場合などに"１"にセットされる。Ｓ＆Ｓ許可閾値は、第１閾値ＴｈＢよりも小さい。
【００２１】
自動停止・再始動制御部５８は、エンジンの停止条件が成立すると、エンジン停止要求信号をエンジン制御装置（図示せず）に与える。エンジン制御装置は、エンジン２の稼働中にエンジン停止要求信号が入力されると、燃料噴射をカットしてエンジン２を停止させる。
【００２２】
自動停止・再始動制御部５８は、所定の再始動条件が成立すると、再始動要求信号をエンジン制御装置に与える。エンジン制御装置は、エンジン２の自動停止中に再始動要求信号が入力されると、スタータ又はモータジェネレータ（図示せず）を駆動してエンジン２を再始動させる。
【００２３】
減速制御部５９は、車両の減速中に、車速が所定速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）以上である間、フューエルカットを行う。フューエルカットは、ロックアップクラッチ（図示せず）の係合を伴ってもよい。減速制御部５９は、フューエルカット中、車速が所定速度を下回ると、フューエルカットを解除する。即ち、減速制御部５９は、車速が所定速度を下回ると、燃料噴射を開始する。
【００２４】
図２は、調停部５６により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す処理は、車両のイグニッションスイッチがオンの間、所定周期毎に実行される。
【００２５】
ステップＳ２００では、調停部５６は、車両走行状態が減速状態であるか否かを判定する。調停部５６は、例えば、ブレーキペダルが操作されており且つアクセル操作がなされていない場合に、車両走行状態が減速状態であると判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ２０１に進み、それ以外の場合は、そのまま終了する。
【００２６】
ステップＳ２０１では、調停部５６は、ドラビリ協調要求があるか否か、即ち通常指示電圧とドラビリ協調指示電圧との間の調整が必要か否かを判定する。調停部５６は、ドラビリ協調指示電圧が生成されている場合、ドラビリ協調要求があると判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ２０２に進み、それ以外の場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００２７】
ステップＳ２０２では、調停部５６は、バッテリセンサ８０からの情報に基づいて、バッテリ４のＳＯＣが第２閾値ＴｈＡ未満であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ２０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ２０８に進む。
【００２８】
ステップＳ２０４では、調停部５６は、バッテリセンサ８０からの情報に基づいて、バッテリ４のＳＯＣが第１閾値ＴｈＢより大きいか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ２０６に進み、それ以外の場合は、ステップＳ２０８に進む。
【００２９】
ステップＳ２０６では、調停部５６は、通常指示電圧を採用する。
【００３０】
ステップＳ２０８では、調停部５６は、ドラビリ協調指示電圧を採用する。
【００３１】
図３は、図２に示す処理のタイミングチャート図である。図３には、上から順に、ＳＯＣの時系列、ドラビリ協調要求の有無の時系列、ドラビリ協調の可否の時系列、及びオルタネータ６の発電指示電圧の時系列を示す。ドラビリ協調可否とは、ドラビリ協調指示電圧の採用可否と同義である。
【００３２】
図３では、時刻ｔ１〜ｔ２で車両走行状態が減速状態となる。このとき、ドラビリ協調要求が時刻ｔ１〜ｔ２の全期間にわたって発生する。時刻ｔ１〜ｔ２では、ＳＯＣが第２閾値ＴｈＡ未満であり且つ第１閾値ＴｈＢより大きいため、ドラビリ協調は"不可"である。従って、ドラビリ協調要求は拒絶され、通常指示電圧が採用される。即ち、通常指示電圧である固定値Ｖ１が調停後のオルタネータ６の発電指示電圧となる。
【００３３】
また、図３では、時刻ｔ３〜ｔ５で車両走行状態が減速状態となる。このとき、ドラビリ協調要求が時刻ｔ４〜ｔ５の期間にわたって発生する。時刻ｔ４〜ｔ５では、ＳＯＣが第１閾値ＴｈＢ以下であるため、ドラビリ協調は"可"である。従って、時刻ｔ４〜ｔ５では、ドラビリ協調要求は受け入れられ、ドラビリ協調指示電圧が採用される。即ち、時刻ｔ４〜ｔ５では、ドラビリ協調指示電圧（＜固定値Ｖ１）が調停後のオルタネータ６の発電指示電圧となる。
【００３４】
また、図３では、時刻ｔ６〜ｔ８で車両走行状態が減速状態となる。このとき、ドラビリ協調要求が時刻ｔ７〜ｔ８の期間にわたって発生する。時刻ｔ７〜ｔ８では、ＳＯＣが第２閾値ＴｈＡ以上であるため、ドラビリ協調は"可"である。従って、時刻ｔ７〜ｔ８では、ドラビリ協調要求は受け入れられ、ドラビリ協調指示電圧が採用される。即ち、時刻ｔ７〜ｔ８では、ドラビリ協調指示電圧（＜固定値Ｖ１）が調停後のオルタネータ６の発電指示電圧となる。
【００３５】
図４は、ドラビリ協調の有無に応じたＳＯＣの時系列の相違を示す図である。図４には、縦軸にＳＯＣを、横軸に時間をそれぞれ取り、ドラビリ協調がある場合のＳＯＣの時系列の一例が実線で、ドラビリ協調がない場合のＳＯＣの時系列の一例が破線でそれぞれ示されている。また、図４には、自動停止・再始動制御部５８で判定されるＳ＆Ｓ許可閾値（上述の条件（１）参照）が示されている。ＳＯＣがＳ＆Ｓ許可閾値未満であると、自動停止禁止フラグが"１"にセットされ、自動停止・再始動制御部５８によるエンジン２の自動停止が禁止される。
【００３６】
図４では、時刻ｔ１までは非減速状態であり、ＳＯＣは、例えば一定値αまで上昇するように制御されている。時刻ｔ１〜時刻ｔ２では減速状態となる。このとき、ドラビリ協調がある場合は、実線で示すように、ドラビリ協調指示電圧が採用されるので、通常指示電圧が採用される場合（ドラビリ協調がない場合のＳＯＣの時系列、破線参照）に比べて、ＳＯＣの回復が不十分となる。このため、ドラビリ協調がある場合は、時刻ｔ３にてＳＯＣの回復処理（即ちバッテリ４の充電）が必要となり、その間、Ｓ＆Ｓが制限されることになる。他方、ドラビリ協調がない場合は、時刻ｔ３より遅い時刻ｔ４にてＳＯＣの回復処理（即ちバッテリ４の充電）が必要となり、その間、Ｓ＆Ｓが制限されることになる。このようにして、減速時にドラビリ協調が実行される場合は、減速時にドラビリ協調が実行されない場合に比べて、その後のＳ＆Ｓの実行機会が、バッテリのＳＯＣに起因して制限される可能性が高くなる。従って、減速時に常にドラビリ協調が実行される構成（比較例）では、車両の減速時におけるドライバビリティが常に良好になる反面、Ｓ＆Ｓの実行機会が制限され、Ｓ＆Ｓによる燃費向上を効率的に図れない虞がある。
【００３７】
これに対して、本実施例によれば、上述のように、減速時に常にドラビリ協調が実行されるのではなく、ＳＯＣが第１閾値ＴｈＢ以下であるか又はＳＯＣが第２閾値ＴｈＡ以上である場合にだけ、ドラビリ協調が実行される。即ち、ＳＯＣが第２閾値ＴｈＡ未満であり且つ第１閾値ＴｈＢより大きい場合は、ドライバビリティよりもＳＯＣの回復が優先される。これにより、本実施例によれば、減速時に常にドラビリ協調が実行される構成（比較例）に比べて、減速時にＳＯＣが回復しやすくなる。この結果、本実施例によれば、比較例に比べて、Ｓ＆Ｓの実行率を増加させて、Ｓ＆Ｓによる燃費向上を図ることができる。尚、Ｓ＆Ｓの実行率は、例えばイグニッションオン期間に対するＳ＆Ｓ実行期間の比率である。Ｓ＆Ｓの実行率が高いことは、Ｓ＆Ｓによる燃費効果を大きく得られていることを意味する。
【００３８】
図５は、発電電流とＳＯＣとの関係性を示す図である。図５では、縦軸にオルタネータ６の発電電流、横軸にＳＯＣを取り、発電電圧が一定であるときのオルタネータ６の発電電流とＳＯＣとの関係を示す曲線が示される。図５に示すように、ＳＯＣが小さくなるほど、バッテリ４の電流受け入れ性が高く、発電電圧が一定であっても発電電流が高くなる。発電電流は、オルタネータ６で生成されるトルク（エンジン２の回転トルクを打ち消す方向のトルク）と等価であるので、発電電流が高いほど、発電に起因した減速度が大きくなる。従って、ＳＯＣが低い領域では、減速度が大きくなり易く、ドライバビリティを損なう虞がある。
【００３９】
この点、本実施例では、上述のように、ＳＯＣが第１閾値ＴｈＢ以下である場合は、ドラビリ協調が実行される（即ち発電電圧がドラビリ協調指示電圧になるように制御される）。ドラビリ協調指示電圧は、上述のように、通常指示電圧よりも低い。従って、本実施例では、ＳＯＣが低い領域における高いバッテリ４の電流受け入れ性に起因したドライバビリティの悪化を低減できる。即ち、ＳＯＣが低い領域において、車両の減速時におけるドライバビリティを高めることができる。
【００４０】
また、ＳＯＣが高い領域では、発電に起因した減速度はさほど高くない。他方、ＳＯＣが高い領域では、ＳＯＣを急速に回復させる必要性が低く、ドライバビリティを優先できる。この点、本実施例では、上述のように、ＳＯＣが第２閾値ＴｈＡ以上である場合は、ドラビリ協調が実行される（即ち発電電圧がドラビリ協調指示電圧になるように制御される）。これにより、ＳＯＣが高い領域において、車両の減速時におけるドライバビリティを高めることができる。
【００４１】
このようにして、本実施例によれば、車両の減速時におけるドライバビリティとバッテリ４のＳＯＣの回復の両立を図ることができる。
【００４２】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  車両
２  エンジン
３  ロックアップクラッチ
４  バッテリ
５  補機
６  オルタネータ
７  トランスミッション
５０  制御装置
５２  充電制御部
５４  ドラビリ協調部
５６  調停部
５８  自動停止・再始動制御部
５９  減速制御部
８０  バッテリセンサ
８２  電圧センサ
【図１】
2017184557.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017184557.tif 000006
【図５】
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