(57)【要約】【課題】燃料カット状態から燃料供給状態への切替えにより車両に急なＧ変動が発生することを抑制することができる車両制御装置を提供する。【解決手段】ブレーキペダルの踏量が閾値以上である場合に、内燃機関に燃料を供給する燃料供給状態から内燃機関への燃料の供給を停止する燃料カット状態へと燃料供給装置を切り替え、エンジンシャフトの回転数が復帰回転数以下である場合に、燃料カット状態から燃料供給状態へと燃料供給装置を切り替える燃料供給制御部と、ブレーキペダルの踏量が閾値以上である場合、回転数センサにより計測されたエンジンシャフトの回転数と復帰回転数との差が小さいほど、オルタネータの目標トルクを小さい値として算出する目標トルク算出部と、目標トルク算出部により算出された目標トルクをオルタネータが発生するようにオルタネータの発電電圧を制御するオルタネータ制御部と、を備える。【選択図】図１
2017099195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による車両のブレーキペダルの踏量を検出するブレーキペダルセンサと、
前記車両の内燃機関のエンジンシャフトの回転数を計測する回転数センサと、
前記エンジンシャフトの回転力により発電するオルタネータと、
前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記ブレーキペダルセンサにより検出された前記ブレーキペダルの前記踏量が閾値以上である場合に、前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給状態から前記内燃機関への燃料の供給を停止する燃料カット状態へと前記燃料供給装置を切り替え、前記回転数センサにより計測された前記エンジンシャフトの回転数が復帰回転数以下である場合に、前記燃料カット状態から前記燃料供給状態へと前記燃料供給装置を切り替える燃料供給制御部と、
前記ブレーキペダルの前記踏量が前記閾値以上である場合に、前記エンジンシャフトの回転数と前記復帰回転数との差が小さいほど、前記オルタネータの目標トルクを小さい値として算出する目標トルク算出部と、
前記目標トルク算出部により算出された前記目標トルクを前記オルタネータが発生するように前記オルタネータの発電電圧を制御するオルタネータ制御部と、
を備える、車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のオルタネータ（発電機）の制御に関する技術文献として、下記の特許文献１が知られている。特許文献１には、ブレーキ操作がなされていると判断される場合に、ブレーキ操作がなされていないと判断される場合と比較してオルタネータの目標発電量を大きい値に設定することで、運転者の減速の意図に応じた回生発電量の増大を行う発電制御装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９８３１８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、車両の燃費向上のため、運転者によるブレーキ操作中に、車両の内燃機関の燃料供給装置を燃料供給状態から燃料カット状態へ切り替える技術が知られている。この技術では、燃料カット状態において内燃機関のエンジンシャフトの回転数が所定の復帰回転数以下になると、内燃機関の停止を防止するために、燃料カット状態から燃料供給状態へと切り替える。
【０００５】
このような燃料カット状態への切り替えを行う場合、上述した従来の装置のようにブレーキ操作中にオルタネータの目標発電量を大きい値にしてしまうと、エンジンシャフトの回転力がオルタネータの発電に使用され、エンジンシャフトの回転数の落ち込みが急となる。更に、エンジンシャフトの回転数が復帰回転数以下となって燃料カット状態から燃料供給状態へ切り替わると、エンジンシャフトの回転数が負の回転速度変化から正の回転速度変化に急変することになり、車両に急なＧ変動が伝わるという問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明の一側面は、燃料カット状態から燃料供給状態への切替えにより車両に急なＧ変動が発生することを抑制することができる車両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】
【０００７】
本発明の一側面は、運転者による車両のブレーキペダルの踏量を検出するブレーキペダルセンサと、車両の内燃機関のエンジンシャフトの回転数を計測する回転数センサと、エンジンシャフトの回転力により発電するオルタネータと、内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置と、ブレーキペダルセンサにより検出されたブレーキペダルの踏量が閾値以上である場合に、内燃機関に燃料を供給する燃料供給状態から内燃機関への燃料の供給を停止する燃料カット状態へと燃料供給装置を切り替え、回転数センサにより計測されたエンジンシャフトの回転数が復帰回転数以下である場合に、燃料カット状態から燃料供給状態へと燃料供給装置を切り替える燃料供給制御部と、ブレーキペダルの踏量が閾値以上である場合に、エンジンシャフトの回転数と復帰回転数との差が小さいほど、オルタネータの目標トルクを小さい値として算出する目標トルク算出部と、目標トルク算出部により算出された目標トルクをオルタネータが発生するようにオルタネータの発電電圧を制御するオルタネータ制御部と、を備える、車両制御装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一側面によれば、燃料カット状態から燃料供給状態への切替えにより車両に急なＧ変動が発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】目標トルクの設定を説明するための図である。
【図４】（Ａ）は、従来の装置における目標トルクとエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。（Ｂ）は、実施形態に係る車両制御装置における目標トルクとエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の車両制御装置１００は、車両１に搭載される。車両制御装置１００は、ブレーキペダルセンサ１１、内燃機関２０、変速機３０、ディファレンシャルギア４０、駆動輪５０、トルクコンバータ６０、オルタネータ７０及びＥＣＵ８０を備えている。
【００１１】
ブレーキペダルセンサ１１は、例えば、車両１のブレーキペダルのシャフト部分に対して設けられ、ブレーキペダルの踏量（ブレーキペダルの位置）を検出する。ブレーキペダルセンサ１１は、ブレーキペダルの操作力（ブレーキペダルに対する踏力やマスタシリンダの圧力等）からブレーキペダルの踏量を検出してもよい。ブレーキペダルセンサ１１は、検出したブレーキペダルの踏量や操作力に応じた信号をＥＣＵ８０へ出力する。
【００１２】
内燃機関２０は、回転するエンジンシャフト２１を有する。例えば、内燃機関２０は、公知のレシプロエンジン又はディーゼルエンジンである。内燃機関２０で使用される燃料の種類は問わない。内燃機関２０がレシプロエンジンの場合は、内燃機関２０は、吸気、圧縮、膨張、排気の４工程を繰り返し経ることで、エンジンシャフト２１を回転させる。
【００１３】
内燃機関２０は、内燃機関のエンジンシャフト２１の回転数を計測する回転数センサ２２を有する。回転数センサ２２は、例えば、エンジンシャフト２１に形成された磁極を有する歯車状のロータと、当該ロータに対向するコイルとで構成される。回転数センサ２２では、ロータの回転によりコイルを通過する磁束が変化するため、エンジンシャフト２１の回転数に応じた交流信号が出力される。回転数センサ２２は、エンジンシャフト２１の回転数に応じた交流信号をＥＣＵ８０に送信する。
【００１４】
また、内燃機関２０は、ＥＣＵ８０からの制御信号に応じて、内燃機関２０へ燃料を供給する燃料供給装置（インジェクタ）２３を有する。燃料供給装置２３は、例えば、燃料噴射装置により、不図示の燃料タンクの燃料を内燃機関２０の吸入空気に霧状に噴射する。燃料供給装置２３は、キャブレターを用いた形式のものでもよい。また、燃料供給装置２３は、ＥＣＵ８０からの制御信号に応じて、内燃機関２０への燃料の供給を停止する。
【００１５】
変速機３０は、内燃機関２０のエンジンシャフト２１に直結されて回転する入力軸３１と、入力軸３１との間で互いに回転力を伝達し合う出力軸３２とを有する。ディファレンシャルギア４０は、変速機３０の出力軸３２の車両１の進行方向に平行な軸周りの回転力を車両１の進行方向に垂直な軸周りの回転力に変換し、駆動輪５０に伝達する。駆動輪５０は、変速機３０の出力軸３２との間で互いに回転力を伝達し合い、変速機３０の出力軸３２から伝達された回転力で車両１を走行させる。
【００１６】
トルクコンバータ６０は、内燃機関２０と変速機３０との間に設けられ、内燃機関２０のエンジンシャフト２１と変速機３０の入力軸３１との間で回転力の伝達を行う。トルクコンバータ６０は、ロックアップクラッチ６１を有する。ロックアップクラッチ６１は、内燃機関２０のエンジンシャフト２１と変速機３０の入力軸３１とを直結する係合状態と、係合状態を解除する解放状態とを切り替え可能である。
【００１７】
オルタネータ７０は、内燃機関２０のエンジンシャフト２１の回転力により発電する。オルタネータ７０は、エンジンシャフト２１の回転力をプーリーとタイミングベルトを介して伝達されることにより発電する。オルタネータ７０はエンジンシャフト２１に直結されていてもよい。オルタネータ７０は、フィールドコイルを励磁状態で回転させることにより、ステータコイルに誘起電力を発生させ、誘起電流を整流器により直流電流に変換して不図示のバッテリに充電する。
【００１８】
オルタネータ７０は、オルタネータ７０の実トルクを検出するトルクセンサ７１を備えている。また、オルタネータ７０は、発電電圧を調整するレギュレータ７２を備えている。オルタネータ７０は、後述するＥＣＵ８０の制御信号によってレギュレータ７２に設定される目標発電電圧に応じて、フィールドコイルに流れる励磁電流を制御する。これにより、ステータコイルに発生する誘起電力（オルタネータの発電電圧）が制御される。
【００１９】
ＥＣＵ８０は、車両制御装置１００の各部の動作を制御する。ＥＣＵ８０のＥＣＵとは、Electronic Control Unitの略号である。ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ８０は、燃料供給制御部８１、目標トルク算出部８２、及びオルタネータ制御部８３を有している。ＥＣＵ８０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、上記の燃料供給制御部８１等の各部の制御を実行する。ＥＣＵ８０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
【００２０】
燃料供給制御部８１は、ブレーキペダルセンサ１１により検出されたブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上である場合、内燃機関２０に燃料を供給する燃料供給状態から内燃機関２０への燃料の供給を停止する燃料カット状態へと燃料供給装置２３を切り替える。この閾値Ｂは、ブレーキペダルが踏まれている状態（ブレーキペダルがオン状態）であるか否かを判定するためのブレーキペダルの踏量（ブレーキペダルの位置）の閾値である。閾値Ｂは、予め設定された固定値とすることができる。ブレーキペダルの最大の踏量の数％の踏量を閾値として設定してもよい。
【００２１】
また、燃料供給制御部８１は、回転数センサ２２により計測された内燃機関２０のエンジンシャフト２１の回転数（以下、「エンジン回転数」と表現する）が復帰回転数以下であるときに、燃料カット状態から燃料供給状態へと燃料供給装置２３を切り替える。復帰回転数とは、内燃機関２０の停止を防止するために、燃料カット状態から燃料供給状態へと切り替えるためのエンジン回転数の閾値である。復帰回転数は、予め設定された固定値とすることができる。復帰回転数は、エンジンシャフト２１が復帰回転数で回転している状態で燃料カット状態から燃料供給状態へと切り替えれば、内燃機関２０の再始動が可能である回転数に設定される。
【００２２】
目標トルク算出部８２は、オルタネータ７０の目標トルクを算出する。目標トルク算出部８２は、ブレーキペダルセンサ１１により検出されたブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上である場合、回転数センサ２２により計測されたエンジン回転数と復帰回転数との差が小さいほど、目標トルクが小さい値となるように算出する。目標トルク算出部８２は、ブレーキペダルセンサ１１により検出されたブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上ではない場合には、車両１の車速等に基づいて、周知の手法により目標トルクを算出してもよい。
【００２３】
オルタネータ制御部８３は、目標トルク算出部８２により算出された目標トルクをオルタネータ７０が発生するようにオルタネータ７０の発電電圧を制御する。オルタネータ制御部８３は、目標トルク算出部８２により算出されたオルタネータ７０の目標トルクと、オルタネータ７０のトルクセンサ７１により検出されたオルタネータ７０の実トルクとから、フィードバック制御により、オルタネータ７０の目標発電電圧を算出する。
【００２４】
以下、本実施形態の車両制御装置１００の動作について説明する。図２に示すように、車両制御装置１００のＥＣＵ８０の燃料供給制御部８１は、ブレーキペダルセンサ１１により、ブレーキペダルがオン状態であるか否かを判定する（Ｓ１）。ブレーキペダルがオン状態ではなく、オフ状態であると判定された場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＥＣＵ８０は今回の処理を終了する。その後、再びＳ１から処理を繰り返す。ブレーキペダルセンサ１１により検出されたブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上であり、ブレーキペダルがオン状態であると判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、燃料供給制御部８１は、内燃機関２０に燃料を供給する燃料供給状態から内燃機関２０への燃料の供給を停止する燃料カット状態へと燃料供給装置２３を切り替える（Ｓ２）。
【００２５】
続いて、ＥＣＵ８０は、車両状態の検出を行う（Ｓ３）。ＥＣＵ８０の目標トルク算出部８２は、オルタネータ７０の目標トルクを算出するための各情報を取得する。目標トルク算出部８２は、回転数センサ２２により検出された内燃機関２０のエンジン回転数を取得する。ブレーキペダルの踏量の有無は、ブレーキペダルセンサ１１により検出することができる。
【００２６】
ＥＣＵ８０のオルタネータ制御部８３は、オルタネータ７０の目標発電電圧を算出するための各情報を取得する。オルタネータ７０の目標発電電圧を算出するための情報には、オルタネータ７０の実トルク及びオルタネータ７０の発電電圧が含まれる。オルタネータ７０の実トルクは、トルクセンサ７１により検出することができる。オルタネータ７０の発電電圧は、レギュレータ７２により検出することができる。
【００２７】
ＥＣＵ８０の目標トルク算出部８２は、オルタネータ７０の目標トルクを算出する（Ｓ４）。ここで、図３は、目標トルクの設定を説明するための図である。図３に示されるように、目標トルク算出部８２は、ブレーキペダルセンサ１１により検出されたブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上である場合、回転数センサ２２により計測されたエンジン回転数と復帰回転数との差が第１閾値Ｐａより大きいときは目標トルクを一定値として算出する。目標トルク算出部８２は、ブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上である場合、エンジン回転数と復帰回転数との差が第１閾値Ｐａ以下で第２閾値Ｐｂより大きいときは、エンジン回転数と復帰回転数との差が小さいほど目標トルクが小さい値となるように算出する。目標トルク算出部８２は、ブレーキペダルの踏量が閾値Ｂ以上である場合、エンジン回転数と復帰回転数との差が第２閾値Ｐｂ以下のとき、目標トルクをゼロとして算出する。第１閾値Ｐａ及び第２閾値Ｐｂは固定値である。
【００２８】
図２に示すように、オルタネータ制御部８３は、目標トルク算出部８２により算出された目標トルクを発生するようにオルタネータ７０の目標発電電圧を算出する（Ｓ５）。オルタネータ制御部８３は、オルタネータ７０の目標トルクと、上述したオルタネータ７０の実トルクとの差を算出する。オルタネータ制御部８３は、算出された目標トルクと実トルクとの差に任意のゲインをかける。オルタネータ制御部８３は、目標トルクと実トルクとの差にゲインを乗じたものを現在のオルタネータ７０の発電電圧に加算することにより、オルタネータ７０の目標発電電圧を算出する。
【００２９】
目標トルクが実トルクよりも大きいときは、目標トルクと実トルクとの差が大きいほど、オルタネータ７０の目標発電電圧は徐々に大きく設定される。一方、目標トルクが実トルクよりも小さいときは、目標トルクと実トルクとの差が大きいほど、オルタネータ７０の目標発電電圧は徐々に小さく設定される。以上のように、目標トルク算出部８２がフィードフォワード制御によりオルタネータ７０の目標トルクを算出したのに対して、オルタネータ制御部８３は、フィードバック制御によりオルタネータ７０の目標発電電圧を算出する。
【００３０】
ＥＣＵ８０は、燃料カット状態が継続しているか否かを判定する（Ｓ６）。燃料供給制御部８１は、回転数センサ２２により計測された内燃機関２０のエンジン回転数が復帰回転数以下であるときは、燃料カット状態から燃料供給状態へと切り替えるが、回転数が復帰回転数を超えているときは、燃料供給制御部８１は、燃料カット状態を継続する。ＥＣＵ８０は、燃料カット状態が継続していないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、再びＳ１から処理を繰り返す。ＥＣＵ８０は、燃料カット状態が継続していると判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理を継続して次のＳ７が実行される。
【００３１】
オルタネータ制御部８３は、上述したように算出した目標発電電圧により、目標トルク算出部８２により算出された目標トルクをオルタネータ７０が発生するように、レギュレータ７２により、オルタネータ７０の発電電圧を制御する（Ｓ７）。ＥＣＵ８０は、オルタネータ制御部８３がオルタネータ７０の発電電圧を制御した場合、今回の処理を終了する。その後、再びＳ１から処理を繰り返す。
【００３２】
以上説明した本実施形態に係る車両制御装置１００によれば、燃料カット状態においてエンジン回転数と復帰回転数との差が小さいほど、オルタネータ７０の目標トルクが小さい値となるように算出されるので、エンジン回転数と復帰回転数との差が小さいほどオルタネータ７０の発電に起因するエンジン回転数の落ち込みを緩和することができる。
【００３３】
ここで、図４（Ａ）は、従来の装置における目標トルクとエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。図４（Ｂ）は、実施形態に係る車両制御装置１００における目標トルクとエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。図４（Ａ）に示す時刻Ｔ１は、ブレーキペダルがオン状態になったときの時刻である。図４（Ｂ）に示す時刻Ｔ２は、エンジン回転数と復帰回転数との差が小さくなり、第１閾値Ｐａ以下となったときの時刻である。
【００３４】
図４（Ａ）に示すように、従来の装置では、ブレーキペダルがオン状態になると、燃料噴射状態から燃料カット状態に切り替わると共に、オルタネータ７０の目標トルクが増加することで、エンジン回転数の落ち込みが鋭い状況（落ち込みが急な状況）となる。このため、エンジン回転数が復帰回転数以下となって燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替わると、エンジン回転数が負の回転速度変化から正の回転速度変化へ急変することになり、車両に急なＧ変動が生じてしまう。
【００３５】
これに対して、図４（Ｂ）に示すように、車両制御装置１００では、ブレーキペダルがオン状態になり燃料噴射状態から燃料カット状態に切り替わった後、エンジン回転数と復帰回転数との差が図３に示す第１閾値Ｐａ以下になると、エンジン回転数と復帰回転数との差が小さくなるほどオルタネータ７０の目標トルクが小さい値となるように算出される。このため、車両制御装置１００では、オルタネータ７０の目標トルクが小さい値になることで、エンジン回転数の落ち込みが緩和される。その結果、車両制御装置１００では、運転者のブレーキ操作によってエンジン回転数が復帰回転数以下となり、燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替わったとしても、エンジン回転数の回転速度変化が緩やかとなるので車両に急なＧ変動が発生することを抑制することができる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
【００３７】
例えば、図３に示すように、目標トルク算出部８２は、エンジン回転数と復帰回転数との差が第１閾値Ｐａ以下になるまでは目標トルクを一定値として算出していたが、エンジン回転数と復帰回転数との差が第１閾値Ｐａ以下になるまでの領域においても、エンジン回転数と復帰回転数との差が小さいほど目標トルクを小さい値として算出してもよい。また、エンジン回転数と復帰回転数との差の減少に対する目標トルクの減少割合は一定である必要はなく、エンジン回転数と復帰回転数との差に応じて目標トルクの減少割合が変化する態様であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…車両、１１…ブレーキペダルセンサ、２０…内燃機関、２１…エンジンシャフト、２２…回転数センサ、２３…燃料供給装置、３０…変速機、３１…入力軸、３２…出力軸、４０…ディファレンシャルギア、５０…駆動輪、６０…トルクコンバータ、６１…ロックアップクラッチ、７０…オルタネータ、７１…トルクセンサ、７２…レギュレータ、８０…ＥＣＵ、８１…燃料供給制御部、８２…目標トルク算出部、８３…オルタネータ制御部、１００…車両制御装置。
【図１】
2017099195.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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