(57)【要約】【課題】トルクアシストを実施する車両において、車載システム全体での電力効率を向上させる。【解決手段】車両１０を走行させるエンジン１１と、エンジン１１の出力軸１２に連結されているＩＳＧ１３と、ＩＳＧ１３の駆動時において、ＩＳＧ１３に電力を供給するバッテリ１４と、車両１０に搭載され、バッテリ１４から電力を供給される電気負荷５１〜５５と、ＩＳＧ１３を制御するＥＣＵ３０と、を備える車載システムにおいて、ＥＣＵ３０は、車両１０の走行中において、ＩＳＧ１３を駆動することで、出力軸１２にトルクを付与するトルクアシストを実施するトルクアシスト制御と、電気負荷５１〜５５における消費電力が所定の第１閾値より大きい場合に、トルクアシストを禁止する制御と、を実施する。【選択図】      図１
2017197115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１０）を走行させるエンジン（１１）と、
前記エンジンの出力軸（１２）に連結されている回転電機（１３）と、
前記回転電機の駆動時において、前記回転電機に電力を供給する電源装置（１４）と、
前記車両に搭載され、前記電源装置から電力を供給される電気負荷（５１〜５５）と、
前記回転電機を制御する制御装置（３０，９０）と、
を備える車載システムにおいて、
前記制御装置は、
前記車両の走行中において、前記回転電機を駆動することで、前記エンジンの出力軸にトルクを付与するトルクアシストを実施するトルクアシスト制御部と、
前記電気負荷における消費電力が所定の第１閾値より大きい場合に、前記トルクアシスト制御部による前記トルクアシストにおけるトルク付与を抑制する抑制部と、
を備えていることを特徴とする車載システム。
【請求項２】
前記電気負荷は、動作時において所定値より大きな電力を所定時間より長い時間にわたって消費する特定負荷（５１〜５３）を含み、
前記抑制部は、前記消費電力が前記第１閾値より大きく、かつ、前記特定負荷が動作していることを条件として、前記トルクアシスト制御部による前記トルクアシストにおけるトルク付与を抑制することを特徴とする請求項１に記載の車載システム。
【請求項３】
前記電源装置は二次電池であって、
前記抑制部は、前記二次電池の温度の検出値が所定値より小さい場合に、前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を実施しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載システム。
【請求項４】
前記電源装置は二次電池であって、
前記抑制部は、前記二次電池の充電率が所定値より大きい場合に、前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を実施しないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車載システム。
【請求項５】
前記抑制部は、前記電気負荷に流れる負荷電流の大きさに基づいて、前記消費電力を取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車載システム。
【請求項６】
前記電源装置は、二次電池であって、
電力を供給することで前記二次電池を充電する発電機を備え、
前記抑制部は、前記発電機の発電時における発電電力に基づいて、前記消費電力が所定の第１閾値より大きいか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車載システム。
【請求項７】
前記発電機は、界磁巻線（７２）を有し、
前記抑制部は、前記界磁巻線に供給される電流量に基づいて、前記発電機の発電電力を推定することを特徴とする請求項６に記載の車載システム。
【請求項８】
前記抑制部は、前記界磁巻線に対して印加される周期的なパルス電圧のデューティに基づいて、前記界磁巻線に供給される電流量を推定することを特徴とする請求項７に記載の車載システム。
【請求項９】
前記抑制部は、前記回転電機の駆動が実施される前の前記消費電力に基づいて、前記トルクアシスト制御部による前記トルクアシストにおけるトルク付与を抑制することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車載システム。
【請求項１０】
前記電源装置は、二次電池であって、
前記回転電機は、電力を供給することで前記二次電池を充電する発電機としての機能を有するものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車載システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記消費電力が、前記第１閾値より小さい所定の第２閾値より小さい場合に、前記抑制部による前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を解除する解除部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車載システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記消費電力が、所定の第２閾値より小さくなってから所定の時間経過後に、前記抑制部による前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を解除する解除部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の車載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
車両の走行中において、エンジンの出力軸に連結された回転電機を駆動することで、エンジンの出力軸にトルクを付与するトルクアシストを実施する車載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行中において、エンジンの出力軸に連結された回転電機（モータ）によって、エンジンの出力軸にトルクを付与するトルクアシストを実施する構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トルクアシストを実施することで、燃料噴射量を低減し、燃費を向上させることができる。ここで、トルクアシストによる電力消費は、エンジンにおける運動エネルギーを発電機が電力に変換してから電源装置に対して充電し、その後、電源装置に充電された電力を回転電機に対して放電することで運動エネルギーに変換するものであり、エネルギー損失が発生する。このため、エンジンにおける運動エネルギーを直接車両の走行に用いたり、電源装置に充電された電力を直接的にラジエータファンや、リアデフォッガや、ブロアファンなどの電気負荷により消費したりする方が、トルクアシストを実施するより燃費向上効果が高い。しかしながら、回生発電が多く実施され、電気負荷における消費電力が少なく、電源装置において電力が余るような場合には、トルクアシストを実施すると燃費向上効果を得られる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、トルクアシストを実施する車両において、車載システム全体での電力効率を向上させることが可能な車載システムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の構成は、車両（１０）を走行させるエンジン（１１）と、前記エンジンの出力軸（１２）に連結されている回転電機（１３）と、前記回転電機の駆動時において、前記回転電機に電力を供給する電源装置（１４）と、前記車両に搭載され、前記電源装置から電力を供給される電気負荷（５１〜５５）と、前記回転電機を制御する制御装置（３０，９０）と、を備える車載システムにおいて、前記制御装置は、前記車両の走行中において、前記回転電機を駆動することで、前記エンジンの出力軸にトルクを付与するトルクアシストを実施するトルクアシスト制御部と、前記電気負荷における消費電力が所定の第１閾値より大きい場合に、前記トルクアシスト制御部による前記トルクアシストにおけるトルク付与を抑制する抑制部と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
電気負荷における消費電力が大きい場合、トルクアシストを実施するよりも、電気負荷における電力消費を優先した方が、車載システム全体での電力効率が向上する。そこで、電気負荷における消費電力が所定の第１閾値より大きい場合にトルクアシストにおけるトルク付与を抑制する構成とした。このような構成にすることで、電気負荷における消費電力が大きい場合には、トルクアシストにおけるトルク付与が抑制されるため、トルクアシストより優先して電気負荷による直接的な電力消費が実施される。また、電気負荷における消費電力が小さく、電源装置において電力が余るような場合には、トルクアシストにおけるトルク付与が抑制されずに実施される。よって、本構成によれば、トルクアシストを実施する車両において、車載システム全体での電力効率を向上させることが可能になる。
【０００８】
第２の構成は、前記電気負荷は、動作時において所定値より大きな電力を所定時間より長い時間にわたって消費する特定負荷（５１〜５３）を含み、前記抑制部は、前記消費電力が前記第１閾値より大きく、かつ、前記特定負荷が動作していることを条件として、前記トルクアシスト制御部による前記トルクアシストにおけるトルク付与を抑制することを特徴とする。
【０００９】
車両に搭載されている電気負荷のうち、消費電力が所定値より大きく、かつ、所定時間より長い時間にわたって動作する電気負荷を特定負荷とし、それ以外の負荷を一般負荷と定義する。特定負荷は、例えば、ラジエータファンやリアデフォッガやヒータなどであり、一般負荷は、例えば、ヘッドライトやパワーステアリングなどである。また、電気負荷には、特定負荷以外に、例えば、パワーステアリングなどの一時的に大きな電力を消費するものを含む。一時的に大きな電力を消費する負荷によって消費される電力量（電力の時間積分値）は、特定負荷にいて消費される電力量より小さい。
【００１０】
そこで、電気負荷のうち消費電力が所定値より大きく、かつ、所定時間より長い時間にわたって動作する電気負荷を特定負荷としてあらかじめ定めておく。そして、消費電力が第１閾値より大きく、かつ、特定負荷が動作している場合に、トルク付与を抑制する構成とした。このような構成とすることで、パワーステアリングなどの一時的に大きな電力を消費するものによる電力消費によってトルク付与が抑制されることを制限する。つまり、トルクアシストにおけるトルク付与を抑制するか否かを適切に判定することが可能になる。
【００１１】
第３の構成は、前記電源装置は二次電池であって、前記抑制部は、前記二次電池の温度の検出値が所定値より小さい場合に、前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を実施しないことを特徴とする。
【００１２】
二次電池は、温度が低いほど内部抵抗が増加し、充放電時の電力効率が悪化するという特性を有する。そこで、二次電池の温度の検出値が所定値より小さい場合には、トルク付与の抑制を実施しないことで、二次電池を積極的に利用し、二次電池の温度を向上させ、充放電時の電力効率を向上させることができる。
【００１３】
第４の構成は、前記電源装置は二次電池であって、前記抑制部は、前記二次電池の充電率が所定値より大きい場合に、前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を実施しないことを特徴とする。
【００１４】
二次電池の充電率が所定値より大きい場合に、トルク付与の抑制を実施しない構成とした。この構成にすることで、回生発電における発電電力を効率的に二次電池に対して充電することが可能になり、全体としての電力効率を向上させることができる。
【００１５】
第５の構成は、前記抑制部は、前記電気負荷に流れる負荷電流の大きさに基づいて、前記消費電力を取得することを特徴とする。
【００１６】
具体的には、電気負荷に流れる負荷電流の検出値から電気負荷における消費電力を取得することができる。
【００１７】
第６の構成は、前記電源装置は、二次電池であって、電力を供給することで前記二次電池を充電する発電機を備え、前記抑制部は、前記発電機の発電時における発電電力に基づいて、前記消費電力が所定の第１閾値より大きいか否かを判定することを特徴とする。
【００１８】
電気負荷の消費電力は、発電機による発電電力と相関を有する。そこで、発電電力に基づいて消費電力を取得する構成とした。なお、本構成と、電気負荷に流れる負荷電流の検出値に基づいて、電気負荷における消費電力を取得する構成とにより、重畳的に消費電力を取得することで、消費電力の取得値の精度向上を行うことが可能となる。また、消費電力を取得する構成の一方に異常が生じた場合でも、トルクアシストにおけるトルク付与を抑制するか否かの切り替えを適切に行える。
【００１９】
第７の構成は、前記発電機は、界磁巻線（７２）を有し、前記抑制部は、前記界磁巻線に供給される電流量に基づいて、前記発電機の発電電力を推定することを特徴とする。
【００２０】
発電電力は、界磁巻線に流れる電流量に比例する。そこで、界磁巻線に流れる電流量に基づいて、発電電力を推定する構成とした。
【００２１】
第８の構成は、前記抑制部は、前記界磁巻線に対して印加される周期的なパルス電圧のデューティに基づいて、前記界磁巻線に供給される電流量を推定することを特徴とする。
【００２２】
また、界磁巻線に流れる電流量は、界磁巻線に対して印加される周期的なパルス電圧のデューティ（１周期におけるオン時間の割合）に応じた値となる。そこで、パルス電圧のデューティに基づいて、界磁巻線に流れる電流量を推定する構成とした。
【００２３】
第９の構成は、前記抑制部は、前記回転電機の駆動が実施される前の前記消費電力に基づいて、前記トルクアシスト制御部による前記トルクアシストにおけるトルク付与を抑制することを特徴とする。
【００２４】
トルクアシスト実施中や、回転電機によるエンジンの始動の実施中は、回転電機において電力が消費される。このため、回転電機以外の電気負荷における消費電力を正確に取得することが困難になる。そこで、回転電機の駆動が実施される前の消費電力に基づいて、トルク付与を抑制する構成とした。これにより、好適にトルク付与の実施と抑制とを切り替えることが可能になる。
【００２５】
第１０の構成は、前記電源装置は、二次電池であって、前記回転電機は、電力を供給することで前記二次電池を充電する発電機としての機能を有するものであることを特徴とする。
【００２６】
回転電機は、二次電池から電力を供給され、出力軸に対してトルクを付与するモータとしての機能と、二次電池に対して電力を供給することで、二次電池を充電する発電機としての機能を有するものである。制御装置は、回転電機のモータとしての機能と、発電機としての機能との両方を制御するものである。このため、例えば、制御装置は、回転電機による発電量を保持しており、この発電量に基づいて、電気負荷の消費電力を取得することが容易に実現可能となる。
【００２７】
第１１の構成は、前記制御装置は、前記消費電力が、前記第１閾値より小さい所定の第２閾値より小さい場合に、前記抑制部による前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を解除する解除部を備えていることを特徴とする。
【００２８】
トルク付与の抑制の実施と、トルク付与の抑制の解除との間にヒステリシスを設けることで、制御を安定化させることができる。
【００２９】
第１２の構成は、前記制御装置は、前記消費電力が、所定の第２閾値より小さくなってから所定の時間経過後に、前記抑制部による前記トルクアシストにおけるトルク付与の抑制を解除する解除部を備えていることを特徴とする。
【００３０】
トルク付与の抑制条件が成立してからトルク付与の抑制が実際に解除されるまでの間に時間的猶予を設けることで、制御を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態の車載システムを表す構成図。
【図２】回転電機（ＩＳＧ）を表す電気的構成図。
【図３】第１実施形態のトルクアシスト禁止制御を表すフローチャート。
【図４】第１実施形態の効果を現すタイミングチャート。
【図５】第３実施形態の車載システムを表す構成図。
【図６】第３実施形態のトルクアシスト禁止制御を表すフローチャート。
【図７】第４実施形態のトルクアシスト禁止制御を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、走行駆動源としてのエンジンを備える車両であって、エンジンの出力軸に対し、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）の回転軸が連結されたものを想定している。
【００３３】
図１に車両１０に搭載された車載システムを示す。車両１０において、エンジン１１は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、周知のとおり燃料噴射弁や点火装置等を適宜備えている。エンジン１１には、回転電機としてのＩＳＧ１３（Integrated Starter Generator）が一体に設けられており、ＩＳＧ１３の回転軸はエンジン出力軸１２に対してベルト１５等により駆動連結されている。この場合、エンジン出力軸１２の回転によってＩＳＧ１３の回転軸が回転する一方、ＩＳＧ１３の回転軸の回転によってエンジン出力軸１２が回転する。
【００３４】
つまり、ＩＳＧ１３は、エンジン出力軸１２の回転により発電（発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸１２に回転力（動力）を付与する動力出力機能とを備えるものとなっている。ＩＳＧ１３には車載のバッテリ１４（電源装置）が電気接続されている。バッテリ１４から電力を供給されることでＩＳＧ１３が駆動されるとともに、ＩＳＧ１３の発電電力によりバッテリ１４が充電される。バッテリ１４の電力は後述する各種電気負荷５１〜５５の駆動に用いられる。
【００３５】
発電機としてのＩＳＧ１３は、車両１０の走行中、車両１０の減速時において回生発電を実施し、バッテリ１４を充電する。また、バッテリ１４の充電率（SOC: State Of Charge）が所定値より低下する場合に、エンジン出力軸１２の回転により発電を行い、バッテリ１４を充電する。また、モータとしてのＩＳＧ１３は、エンジン始動時において、エンジン１１に初期回転（クランキング回転）を付与する。さらに、ＩＳＧ１３は、車両１０の走行中において、エンジン出力軸１２に対して動力を付与するトルクアシストを実施する。
【００３６】
図２を用いて、ＩＳＧ１３の構成を説明する。図２に示すように、ＩＳＧ１３は、巻線界磁型の回転電機である。ＩＳＧ１３を構成するロータ７１（回転子）は、界磁巻線７２を備え、エンジン１１のクランク軸と動力伝達が可能とされている。また、ＩＳＧ１３を構成するステータ７３（固定子）には、電機子巻線７４が３相巻線となるように巻回されている。
【００３７】
界磁巻線７２には、ＩＳＧ１３を構成する界磁電流出力部８０によって直流電圧が印加可能とされている。界磁電流出力部８０は、バッテリ１４から供給される電力を用いて、界磁巻線７２に印加する界磁電圧Ｖｆを調整することにより、界磁巻線７２に流れる界磁電流Ｉｆを制御する。界磁電流出力部８０は、具体的には、ＤＣＤＣコンバータである。また、電機子巻線７４には、ＩＳＧ１３を構成するインバータ８１が接続されている。インバータ８１は、バッテリ１４から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、電機子巻線７４に供給する。
【００３８】
ＩＳＧ１３を構成する制御部９０は、界磁電流出力部８０及びインバータ８１を制御することで、駆動時には出力トルクを調整し、発電時には発電電力を調整する。出力トルク及び発電電力は後述するＥＣＵ３０から指令値が入力される。
【００３９】
図１の説明に戻り、バッテリ１４は、具体的には、鉛蓄電やリチウムイオン蓄電池である。また、バッテリ１４は、スイッチを介して鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池が並列接続されて構成されるものであってもよい。バッテリ１４が、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池が並列接続されて構成される場合、車両１０の走行状態に応じて、スイッチを制御することで、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池の一方を優先的に充放電する構成とするとよい。
【００４０】
エンジン出力軸１２には、動力伝達手段としてのクラッチ装置１６を介して変速機１７が接続されている。クラッチ装置１６は摩擦式クラッチであり、エンジン出力軸１２に接続されたエンジン１１側の円板（フライホイール等）と、トランスミッション入力軸２１（Ｔ／Ｍ入力軸２１）に接続された変速機１７側の円板（クラッチディスク等）とを有する一組のクラッチ機構を備えている。クラッチ装置１６において両円板が相互に接触することで、エンジン１１と変速機１７との間で動力が伝達される動力伝達状態となり、両円板が相互に離間することで、エンジン１１と変速機１７との間の動力伝達が遮断される動力遮断状態となる。本実施形態のクラッチ装置１６は、動力伝達状態／動力遮断状態の切り替えをモータ等のアクチュエータによって行う自動クラッチとして構成されている。なお、変速機１７の内部にクラッチ装置１６が設けられる構成であってもよい。
【００４１】
変速機１７は複数の変速段を有する自動変速機である。変速機１７は、Ｔ／Ｍ入力軸２１から入力されるエンジン１１の動力を、車速やエンジン回転速度、シフト位置に応じた変速比により変速してＴ／Ｍ出力軸２２に出力する。
【００４２】
Ｔ／Ｍ出力軸２２には、ディファレンシャルギア２５及びドライブシャフト２６（車両駆動軸）を介して車輪２７が接続されている。このため、Ｔ／Ｍ出力軸２２から入力される車輪２７の回転運動から得られる動力（回転動力）が変速機１７を介してＴ／Ｍ入力軸２１に出力される。すなわち、車輪２７の回転動力によりＴ／Ｍ入力軸２１が回転する。
【００４３】
車輪２７には、図示しない油圧回路等により駆動されることで各車輪２７に対して制動力を付与するブレーキアクチュエータ２８が設けられている。ブレーキアクチュエータ２８は、ブレーキペダルの踏力を作動油に伝達する図示しないマスタシリンダの圧力に応じて、各車輪２７に対する制動力を調整する。
【００４４】
「制御装置」であるＥＣＵ３０は、アクセルセンサ４１やブレーキセンサ４２などの検出結果に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量制御及び点火装置による点火制御などの各種エンジン制御や、ＩＳＧ１３による始動及び発電の制御、ブレーキアクチュエータ２８による制動制御を実施する。また、ＥＣＵ３０は、各種センサの検出結果に基づいて、クラッチ装置１６の断続制御や変速機１７の変速段の切替制御を実施する。なお、アクセルセンサ４１は、ドライバによるアクセルペダル（図示略）の操作量を検出するセンサであり、ブレーキセンサ４２はドライバによるブレーキペダル（図示略）の操作量を検出するセンサである。
【００４５】
また、ＥＣＵ３０は、アイドリングストップ制御として、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジン１１を自動停止させ、かつその自動停止状態下で所定の再始動条件の成立によりエンジン１１を自動再始動させる。自動停止・再始動の条件には、車速、アクセル操作、ブレーキ操作等が含まれる。
【００４６】
また、ＥＣＵ３０は、自動再始動制御を実施する。ＥＣＵ３０は、制御部９０に指令を行うことで、エンジン１１を再始動させるべく、エンジン１１のクランキングに必要な始動トルクに一致する駆動トルクをＩＳＧ１３に発生させる。そして、その駆動トルクがエンジン出力軸１２に伝達することにより、エンジン１１のクランキングが行われ、エンジン１１が再始動する。
【００４７】
また、「トルクアシスト制御部」としてのＥＣＵ３０は、制御部９０に指令を行うことで、エンジン１１の運転中において、所定の加速要求（アシスト要求）がある場合に、ＩＳＧ１３によってトルクアシストを実施する。さらに、ＥＣＵ３０は、所定の回生要求がある場合に、回生発電を行わせる。なお、アクセルペダルの踏込操作が行われた場合にアシスト要求があることとし、ブレーキペダルの踏込操作が行われた場合に回生要求があることとしている。
【００４８】
車両１０には、各種電気負荷５１〜５５が搭載されている。具体的には、電気負荷５１は、エンジンの冷却水を冷却するラジエータファンである。電気負荷５２は、リアガラスの結露を除去するリアデフォッガである。電気負荷５３は、エアコン用のブロアファンである。電気負荷５４は、ＥＣＵ３０のような一定電圧の供給を要求する一定電圧要求負荷である。電気負荷５５は、ブレーキアクチュエータ２８や、パワーステアリング用のアクチュエータや、パワーウィンドウ用のアクチュエータのような所定の駆動要求に応じて駆動する駆動負荷である。
【００４９】
電気負荷５１〜５３は、他の電気負荷と比較した場合に、消費電力が大きく、かつ、所定時間にわたって継続的に動作する。以下、これら電気負荷５１〜５３のことを、特定負荷５１〜５３とも呼称する。また、電気負荷５２，５３は、ドライバを含むユーザによって、車両１０の車室に設けられたコントロールパネル６０が操作されることで動作する。コントロールパネル６０は、車室前方のダッシュボード上に設けられており、複数のスイッチから構成されている。なお、コントロールパネル６０は、複数のスイッチに代えて、タッチパネルを備える入力装置であってもよい。
【００５０】
ここで、トルクアシストによる電力消費は、エンジン１１における運動エネルギーを発電機としてのＩＳＧ１３が電力に変換してからバッテリ１４に対して充電し、その後、バッテリ１４に充電された電力をモータとしてのＩＳＧ１３に対して放電することで運動エネルギーに変換するものである。このため、エンジン１１における運動エネルギーを直接車両１０の走行に用いたり、バッテリ１４に充電された電力を直接的にラジエータファン５１や、リアデフォッガ５２や、ブロアファン５３などの電気負荷５１〜５５により消費したりする方が、トルクアシストを実施するより燃費向上効果が高い。しかしながら、回生発電が多く実施され、電気負荷５１〜５５における消費電力が少なく、バッテリ１４において電力が余るような場合には、トルクアシストを実施すると燃費向上効果を得られる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、「抑制部」としてのＥＣＵ３０は、電気負荷５１〜５５における消費電力を取得する。そして、ＥＣＵ３０が、電気負荷５１〜５５における消費電力が所定の第１閾値Ｔｈ１より大きい場合に、トルクアシストにおけるトルク付与を抑制する。より具体的には、特定負荷５１〜５３の少なくとも一つが動作していることを条件として、トルクアシストを禁止することで、トルク付与を抑制する。
【００５２】
また、第１閾値Ｔｈ１は、トルクアシスト制御における消費電力と、電気負荷５１〜５５における消費電力と、バッテリ１４の満充電容量と、に基づき、設定される値である。第１閾値Ｔｈ１は、電気負荷５１〜５５における消費電力が第１閾値Ｔｈ１より大きいことを条件としてトルクアシストを禁止した場合、トルクアシストを禁止しない場合と比較して、車載システム全体での電力効率・燃費が向上するような値にあらかじめ設定されている。より具体的には、第１閾値Ｔｈ１は、車両走行中にバッテリ１４の充電を目的としてＩＳＧ１３での発電が実施されることを抑制しつつ、トルクアシストの実施機会が確保可能な値に設定されている。
【００５３】
ＥＣＵ３０は、バッテリ１４に設けられた電流センサ４３から、バッテリ１４から電気負荷５１〜５５及びＩＳＧ１３に対して流れる電流である負荷電流の検出値を取得する。ＥＣＵ３０は、負荷電流の検出値に基づいて、電気負荷５１〜５５における消費電力を算出する。具体的には、バッテリ１４の出力電圧と負荷電流の検出値との積を、消費電力として算出する。ＥＣＵ３０は、算出された消費電力と、第１閾値Ｔｈ１とを比較して、電気負荷５１〜５５の消費電力が第１閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する。
【００５４】
また、「解除部」としてのＥＣＵ３０は、ＥＣＵ３０が、電気負荷５１〜５５における消費電力が所定の第２閾値Ｔｈ２（＜Ｔｈ１）以下である場合に、トルクアシストの禁止状態を解除する。第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１と同様に、トルクアシスト制御における消費電力と、電気負荷５１〜５５における消費電力と、バッテリ１４の満充電容量と、に基づき、設定される値である。第２閾値Ｔｈ２は、電気負荷５１〜５５における消費電力が所定の第２閾値Ｔｈ２以下、かつ、特定負荷５１〜５３が停止中であることを条件としてトルクアシストの禁止を解除した場合、トルクアシストの禁止を解除しない場合と比較して、車載システム全体での電力効率・燃費が向上するような値にあらかじめ設定されている。より具体的には、第２閾値Ｔｈ２は、車両走行中にバッテリ１４の充電を目的としてＩＳＧ１３での発電が実施されることを抑制しつつ、トルクアシストの実施機会が確保可能な値に設定されている。
【００５５】
また、ＥＣＵ３０は、バッテリ１４に設けられた温度センサ４４から、バッテリ１４の温度の検出値を取得する。そして、バッテリ１４の温度が所定値より小さい場合に、トルクアシストを禁止しない。さらに、本実施形態では、バッテリ１４の温度が所定値より小さい場合に、トルクアシストの禁止を解除する。
【００５６】
二次電池であるバッテリ１４は、温度が低いほど内部抵抗が増加し、充放電時の電力効率が悪化するという特性を有する。そこで、バッテリ１４の温度の検出値が所定値（例えば、１０℃）より小さい場合には、トルクアシストの禁止を実施しないことで、バッテリ１４を積極的に利用し、バッテリ１４の温度を向上させ、充放電時の電力効率を向上させることができる。
【００５７】
また、ＥＣＵ３０は、バッテリ１４の充放電電流を検出する電流センサ４３の検出値、及び、バッテリ１４の端子間電圧を検出する電圧センサ（図示略）の検出値に基づいて、バッテリ１４の充電率を算出する。そして、ＥＣＵ３０は、バッテリ１４の充電率が所定値より大きい場合に、トルクアシストの禁止を実施しない。さらに、本実施形態では、バッテリ１４の充電率が所定値より大きい場合に、トルクアシストの禁止を解除する。本構成により、回生発電における発電電力を効率的にバッテリ１４に対して充電することが可能になり、全体としての電力効率を向上させることができる。
【００５８】
図３に本実施形態におけるトルクアシストの禁止及び禁止解除制御を表すフローチャートを示す。本処理はＥＣＵ３０によって所定周期毎に実施される。
【００５９】
ステップＳ０１において、車両１０が走行中であるか否かを判定する。車両１０が走行中でない場合（Ｓ０１：ＮＯ）、ステップＳ０２において、車載システムのトルクアシスト禁止状態を解除し、処理を終了する。より具体的には、トルクアシスト禁止フラグを無効化する。車両１０が走行中である場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）、ステップＳ０３において、バッテリ１４の温度が所定値以上であるか否かを判定する。バッテリ１４の温度が所定値未満である場合（Ｓ０３：ＮＯ）、ステップＳ０２において、トルクアシスト禁止状態を解除し、処理を終了する。
【００６０】
バッテリ１４の温度が所定値以上である場合（Ｓ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ０４において、バッテリ１４の充電率が所定値以下であるか否かを判定する。バッテリ１４の充電率が所定値より大きい場合（Ｓ０４：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、トルクアシスト禁止状態を解除し、処理を終了する。
【００６１】
バッテリ１４の充電率が所定値以下である場合（Ｓ０４：ＹＥＳ）、ステップＳ０５において、ＩＳＧ１３が駆動中であるか否かを判定する。ＩＳＧ１３が駆動中（クランキング中又はトルクアシスト中）である場合（Ｓ０５：ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。
【００６２】
ＩＳＧ１３が駆動中でない場合（Ｓ０５：ＮＯ）、ステップＳ０６において、電気負荷５１〜５５における消費電力を取得する。ステップＳ０７において、消費電力が所定の閾値Ｔｈ２以下か否かを判定する。消費電力が所定の閾値Ｔｈ２以下である場合（Ｓ０７：ＹＥＳ）、ステップＳ０８において、消費電力が所定の閾値Ｔｈ２以下となってから所定時間が経過しているか否かを判定する。消費電力が閾値Ｔｈ２以下となってから所定時間が経過していない場合（Ｓ０８：ＮＯ）、再度ステップＳ０６において、消費電力を取得し、ステップＳ０７において、消費電力と閾値Ｔｈ２との比較を実施する。消費電力が閾値Ｔｈ２以下となってから所定時間が経過している場合（Ｓ０８：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、トルクアシスト禁止状態を解除する。
【００６３】
消費電力が閾値Ｔｈ２より大きい場合（Ｓ０７：ＮＯ）、ステップＳ０９において、消費電力が所定の閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する。本実施形態では、Ｔｈ１＞Ｔｈ２である。なお、Ｔｈ１＝Ｔｈ２としてもよい。消費電力が閾値Ｔｈ１より大きい場合（Ｓ０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、車載システムをトルクアシスト禁止状態として処理を終了する。また、消費電力が閾値Ｔｈ１以下の場合（Ｓ０９：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。
【００６４】
図４に、トルクアシスト禁止処理を実施する場合（実線）と、実施しない場合（破線）におけるバッテリ１４の充電率（ＳＯＣ）の時間変化を表すタイミングチャートを示す。
【００６５】
まず、トルクアシスト禁止処理を実施しない構成（破線）について説明を行う。電気負荷５１〜５５が動作することで、時刻Ｔ１において、消費電力が閾値Ｔｈ１を上回る。これにより、バッテリ１４の充電率の低下速度が増加する。時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３において、アクセルペダルの踏込操作に伴って、トルクアシスト要求が生じる。時刻Ｔ２〜時刻Ｔ３において、トルクアシストが実施されるため、バッテリ１４の充電率が急速に低下する。その後、時刻Ｔ３以降において、電気負荷５１〜５５が動作することで、バッテリ１４の充電率が低下し、時刻Ｔ４において充電率が所定の下限値（ＳＯＣ２）に達する結果、ＩＳＧ１３における発電が開始され、バッテリ１４の充電が開始される。ここで下限値（ＳＯＣ２）は、充電率が下限値以下になると、バッテリ１４の劣化が急速に進行する値に応じて設定されている。
【００６６】
次に、トルクアシスト禁止処理を実施する構成（実線）について説明を行う。電気負荷５１〜５５が動作することで、時刻Ｔ１において、消費電力が閾値Ｔｈ１を上回る。これにより、バッテリ１４の充電率の低下速度が増加する。さらに、時刻Ｔ１において、バッテリ１４の充電率が所定値（ＳＯＣ１）より低い。これにより、トルクアシスト禁止処理を実施する本構成では、トルクアシストが禁止される。このため、時刻Ｔ２〜Ｔ３において、アクセルペダルの踏込操作に伴って、トルクアシスト要求が生じるが、トルクアシストが行われない。トルクアシストが行われないことで、バッテリ１４の充電率の急速な低下が生じず、バッテリ１４の充電率が所定の下限値（ＳＯＣ２）に達しない。このため、バッテリ１４の充電を実施するためのＩＳＧ１３における発電が実施されず、エンジン１１における燃料噴射量を低減できる。また、特定負荷５１〜５３が動作していない場合は、トルクアシストが実施されるため、燃料噴射量を低減し、燃費を向上させることができる。
【００６７】
（第２実施形態）
第１実施形態では、「トルクアシスト制御部」、「抑制部」、及び、「解除部」としての機能を「制御装置」としてのＥＣＵ３０が有する構成とした。これを変更し、本実施形態では、「制御装置」としてのＩＳＧ１３の制御部９０が、「トルクアシスト制御部」、「抑制部」、及び、「解除部」としての機能を有するものとする。
【００６８】
さらに、「抑制部」としての制御部９０は、ＩＳＧ１３の発電時における発電電力に基づいて、電気負荷５１〜５５の消費電力が閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２より大きいか否かを判定する。ＩＳＧ１３の発電時において、ＩＳＧ１３において発電された電力は、バッテリ１４及び電気負荷５１〜５５に対して供給される。つまり、ＩＳＧ１３の発電電力と、電気負荷５１〜５５の消費電力とは相関を有する。そこで、制御部９０は、ＩＳＧ１３の発電電力に基づいて、電気負荷５１〜５５の消費電力が閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２より大きいか否かを判定することが可能になる。
【００６９】
制御部９０は、界磁巻線７２に供給される電流量に基づいて、ＩＳＧ１３の発電電力を推定する。より具体的には、制御部９０は、界磁電流出力部８０から界磁巻線７２に対して印加される周期的なパルス電圧のデューティを取得し、そのデューティに基づいて、界磁巻線７２に対して供給される発電電力を推定する。
【００７０】
ＩＳＧ１３は、バッテリ１４から電力を供給され、出力軸１２に対してトルクを付与するモータとしての機能と、バッテリ１４に対して電力を供給することで、バッテリ１４を充電する発電機としての機能を有するものである。制御部９０は、ＩＳＧ１３のモータとしての機能と、発電機としての機能との両方を制御するものである。このため、ＩＳＧ１３は、ＩＳＧ１３の発電電力に関する情報を保持しており、この情報に基づいて、電気負荷５１〜５５の消費電力を外部との情報通信を行うことなく取得することできる。つまり、構成を簡素化できる。
【００７１】
（第３実施形態）
本実施形態では、図１に示す第１実施形態の電気的構成を、図５に示す電気的構成に変更する。本実施形態の車載システムのＥＣＵ３０は、特定負荷５１〜５３の動作状態を取得する。さらに、本実施形態では、図３に示す第１実施形態のトルクアシストの禁止及び禁止解除制御を表すフローチャートを、図６に示すフローチャートに変更する。なお、第１実施形態と同一の構成及び処理については同一の符号を付し説明を省略する。
【００７２】
ステップＳ０９において、消費電力が閾値Ｔｈ１より大きいと判定された場合（Ｓ０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１１において、特定負荷５１〜５３のいずれかが動作さいているか否かを判定する。特定負荷５１〜５３のいずれかが動作していない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。特定負荷５１〜５３のいずれかが動作している場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、車載システムをトルクアシスト禁止状態とし、処理を終了する。
【００７３】
電気負荷５１〜５５には、ラジエータファン５１や、リアデフォッガ５２や、ブロアファン５３などのように、所定値より大きな電力を所定時間より長く消費する特定負荷を含む。また、電気負荷５１〜５５には、特定負荷以外に、例えば、パワーステアリングなどの一時的に大きな電力を消費する駆動負荷５５ものを含む。そこで、消費電力が第１閾値Ｔｈ１より大きく、かつ、特定負荷５１〜５３のいずれかが動作している場合に、トルクアシストを禁止する構成とした。このような構成とすることで、パワーステアリングなどの一時的に大きな電力を消費するものによる電力消費によってトルクアシストが禁止されることを抑制し、適切にトルクアシストの実施と禁止とを切り替えることが可能になる。
【００７４】
（第４実施形態）
第３実施形態と同様に、本実施形態の車載システムのＥＣＵ３０は、特定負荷５１〜５３の動作状態を取得する。さらに、本実施形態では、図３に示す第１実施形態のトルクアシストの禁止及び禁止解除制御を表すフローチャートを、図７に示すフローチャートに変更する。なお、第１実施形態と同一の構成及び処理については同一の符号を付し説明を省略する。
【００７５】
ステップＳ０６において、電気負荷５１〜５５における消費電力を取得した後、ステップＳ２１において、消費電力が所定の閾値Ｔｈ２より大きいか否かを判定する。消費電力が閾値Ｔｈ２より大きい場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ０９において、消費電力が所定の閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判定する。本実施形態では、Ｔｈ１＞Ｔｈ２である。なお、Ｔｈ１＝Ｔｈ２としてもよい。消費電力が閾値Ｔｈ１より大きい場合（Ｓ０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、車載システムをトルクアシスト禁止状態として処理を終了する。また、消費電力が閾値Ｔｈ１以下の場合（Ｓ０９：ＮＯ）、そのまま処理を終了する。
【００７６】
消費電力が所定の閾値Ｔｈ２以下である場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ステップＳ２２において、特定負荷５１〜５３の全てが停止中であるか否かを判定する。特定負荷５１〜５３の少なくとも一つが動作中である場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ１０において、車載システムをトルクアシスト禁止状態として処理を終了する。
【００７７】
特定負荷５１〜５３が全て停止中である場合、ステップＳ０８において、消費電力が所定の閾値Ｔｈ２以下となって、かつ、特定負荷５１〜５３が全て停止中になってから、所定時間が経過しているか否かを判定する。消費電力が閾値Ｔｈ２以下となって、かつ、特定負荷５１〜５３が全て停止中になってから所定時間が経過していない場合（Ｓ０８：ＮＯ）、再度ステップＳ０６において、消費電力を取得し、ステップＳ２１以降の処理を繰り返す。消費電力が閾値Ｔｈ２以下となって、かつ、特定負荷５１〜５３が全て停止中になってから所定時間が経過している場合（Ｓ０８：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、トルクアシスト禁止状態を解除する。
【００７８】
特定負荷５１〜５３が動作している場合、消費電力が第１閾値Ｔｈ１より小さい場合であっても、将来的に消費電力が第１閾値Ｔｈ１を超える可能性が大きい。そこで、消費電力の実際値が所定の第１閾値Ｔｈ１より大きい場合、又は、特定負荷５１〜５３の少なくともいずれか一つが動作している場合にトルクアシストを禁止する構成とした。
【００７９】
（他の実施形態）
・上記実施形態では、消費電力が閾値Ｔｈ１を上回る場合に、トルクアシストを禁止することでトルク付与を抑制する構成とした。これを変更し、消費電力が閾値Ｔｈ１を上回る場合に、トルクアシストにおけるトルク付与量を、基本値から所定割合（例えば、５０％）又は所定値を減じることでトルク付与を抑制する構成としてもよい。トルク付与量の基本値は、例えば、アクセルペダルの踏込量や踏込速度（アクセル操作量及びアクセル操作量の時間微分値）などに基づいて設定される。また、トルク付与量の基本値として、固定値を用いてもよい。
【００８０】
また、消費電力が閾値Ｔｈ１を上回る場合に、トルクアシストにおけるトルク付与を実施する期間を、基本時間から所定割合（例えば、５０％）又は所定値を減じることでトルク付与を抑制する構成としてもよい。トルク付与の基本時間は、例えば、アクセルペダルの踏込量や踏込速度（アクセル操作量及びアクセル操作量の時間微分値）などに基づいて設定される。また、トルク付与の基本時間として、固定値を用いてもよい。
【００８１】
・駆動負荷５５の駆動に伴う消費電力の増加は一時的なものであるため、トルクアシストを禁止することによる燃費向上効果が低い。そこで、消費電力が閾値Ｔｈ１より大きい場合であっても、駆動負荷５５の駆動中であれば、トルクアシストを禁止しない構成としてもよい。
【００８２】
・第１実施形態のＥＣＵ３０は、バッテリ１４の温度が所定値以上である場合に、トルクアシストの禁止を解除する。これを変更し、バッテリ１４の温度が所定値以上である場合に、トルクアシストの禁止を解除せず、かつ、トルクアシストの禁止を実施しない構成としてもよい。つまり、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ０３において否定的な判断が為された場合に、ステップＳ２０におけるトルクアシスト禁止状態の解除を実施することなく処理を終了するものとしてもよい。
【００８３】
・第１実施形態のＥＣＵ３０は、バッテリ１４の充電率が所定値以上である場合に、トルクアシストの禁止を解除する。これを変更し、バッテリ１４の充電率が所定値より大きい場合に、トルクアシストの禁止を解除せず、かつ、トルクアシストの禁止を実施しない構成としてもよい。つまり、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ０４において否定的な判断が為された場合に、ステップＳ２０におけるトルクアシスト禁止状態の解除を実施することなく処理を終了するものとしてもよい。
【００８４】
・第１実施形態における負荷電流の検出値に基づいて、電気負荷５１〜５５における消費電力を算出する構成と、第２実施形態におけるＩＳＧ１３の発電時における発電電力に基づいて、電気負荷５１〜５５の消費電力を推定する構成と、を併せ持つ構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０…車両、１１…エンジン、１２…エンジン出力軸、１３…ＩＳＧ（回転電機）、３０…ＥＣＵ（制御装置）、５１〜５５…電気負荷。
【図１】
2017197115.tif 000003
【図２】
2017197115.tif 000004
【図３】
2017197115.tif 000005
【図４】
2017197115.tif 000006
【図５】
2017197115.tif 000007
【図６】
2017197115.tif 000008
【図７】
2017197115.tif 000009