(57)【要約】【課題】発電機からバッテリに電力を効率的に回収すること。【解決手段】車両のエンジンにより駆動されることによって発電する発電機と、前記発電機で発電された電力が供給されるバッテリと、前記発電機の発電電圧を上昇させる回生を制御する回生制御部とを備え、前記回生制御部は、前記車両が減速していると判定され且つ前記充電率が所定値以上と算出され且つ前記ブレーキペダルが踏まれていると判定された場合、又は、前記車両が減速していると判定され且つ前記充電率が前記所定値未満と算出された場合、前記回生を実施し、前記車両が減速していると判定され且つ前記充電率が前記所定値以上と算出され且つ前記ブレーキペダルが踏まれていないと判定された場合、前記回生を中止する、車両用回生制御装置。【選択図】図１
2017127073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンにより駆動されることによって発電する発電機と、
前記発電機で発電された電力が供給されるバッテリと、
前記車両が減速しているか否かを判定する減速判定部と、
前記バッテリの充電率を算出する充電率算出部と、
前記車両のブレーキペダルが踏まれているか否かを判定するブレーキ判定部と、
前記発電機の発電電圧を上昇させる回生を制御する回生制御部とを備え、
前記回生制御部は、
前記車両が減速していると前記減速判定部により判定され且つ前記充電率が所定値以上と前記充電率算出部により算出され且つ前記ブレーキペダルが踏まれていると前記ブレーキ判定部により判定された場合、又は、前記車両が減速していると前記減速判定部により判定され且つ前記充電率が前記所定値未満と前記充電率算出部により算出された場合、前記回生を実施し、
前記車両が減速していると前記減速判定部により判定され且つ前記充電率が前記所定値以上と前記充電率算出部により算出され且つ前記ブレーキペダルが踏まれていないと前記ブレーキ判定部により判定された場合、前記回生を中止する、車両用回生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用回生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のエンジンにより駆動されることによって発電する発電機と、前記発電機で発電された電力が供給されるバッテリとを備え、アクセルＯＦＦあるいはブレーキＯＮを検知して回生制動の開始を指令する回生制動装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、車両のエンジンにより駆動されることによって発電する発電機と、前記発電機で発電された電力が供給されるバッテリとを備え、車両の減速が開始すると、前記発電機の発電電圧を上昇させて回生発電を行う車両用充電装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５４３０４号公報
【特許文献２】特開２０１４−５０２７２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、車両が減速している期間には、ブレーキペダルが踏まれていない状態で車両が減速している期間（非ブレーキ減速期間）と、ブレーキペダルが踏まれている状態で車両が減速している期間（ブレーキ減速期間）とがある。発電機の発電電圧を上昇させる回生を非ブレーキ減速期間に実施することによって発電機から得られる回生電力は、後の走行状態によって燃料消費削減に寄与するかどうかが決まる。一方、発電機の発電電圧を上昇させる回生をブレーキ減速期間に実施することによって発電機から得られる回生電力は、燃料消費削減に確実に寄与する。
【０００５】
したがって、非ブレーキ減速期間の後に車両が再加速する場面では、発電機の発電電圧を上昇させる回生を非ブレーキ減速期間に実施することにより燃料消費量が削減されても、再加速による燃料消費が発生するため、非ブレーキ減速期間に実施された回生が無駄になる可能性がある。さらに、無駄な回生の実施によりバッテリの充電率が上昇しすぎると、バッテリに回収可能な電力量（回生量）は低下してしまうため、発電機からバッテリに電力を効率的に回収することが難しくなる。
【０００６】
そこで、発電機からバッテリに電力を効率的に回収できる、車両用回生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】
【０００７】
上記目的を達成するため、一つの案では、
車両のエンジンにより駆動されることによって発電する発電機と、
前記発電機で発電された電力が供給されるバッテリと、
前記車両が減速しているか否かを判定する減速判定部と、
前記バッテリの充電率を算出する充電率算出部と、
前記車両のブレーキペダルが踏まれているか否かを判定するブレーキ判定部と、
前記発電機の発電電圧を上昇させる回生を制御する回生制御部とを備え、
前記回生制御部は、
前記車両が減速していると前記減速判定部により判定され且つ前記充電率が所定値以上と前記充電率算出部により算出され且つ前記ブレーキペダルが踏まれていると前記ブレーキ判定部により判定された場合、又は、前記車両が減速していると前記減速判定部により判定され且つ前記充電率が前記所定値未満と前記充電率算出部により算出された場合、前記回生を実施し、
前記車両が減速していると前記減速判定部により判定され且つ前記充電率が前記所定値以上と前記充電率算出部により算出され且つ前記ブレーキペダルが踏まれていないと前記ブレーキ判定部により判定された場合、前記回生を中止する、車両用回生制御装置が提供される。
【０００８】
本案に係る車両用回生制御装置によれば、前記バッテリの充電率が前記所定値以上であり且つ前記ブレーキペダルが踏まれていない減速中には、前記発電機の発電電圧を上昇させる回生が中止されるので、前記充電率が比較的高い状態での無駄な回生が減少する。前記充電率が比較的高い状態での無駄な回生が減少することにより、前記充電率は過度に上昇することなく比較的低い値に抑えられる。したがって、前記充電率が前記所定値以上であり且つ前記ブレーキペダルが踏まれている減速中、又は、前記充電率が前記所定値未満である減速中、前記発電機の発電電圧を上昇させる回生が実施された場合、前記充電率は比較的低い値に抑えられているので、前記バッテリに十分に電力を回収できる。よって、前記発電機から前記バッテリに効率的に電力を回収することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本案によれば、発電機からバッテリに電力を効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両用回生制御装置を備える車両の構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】車両用回生制御装置により実行される回生制御の第一例を示すフローチャートである。
【図３】図２に示される回生制御が実行された場合の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】車両用回生制御装置により実行される回生制御の第二例を示すフローチャートである。
【図５】図４に示される回生制御が実行された場合の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、車両用回生制御装置２０を備える車両１０の構成の一例を模式的に示す図である。車両１０は、エンジン２と、補機３と、車両用回生制御装置２０とを備える。エンジン２は、トランスミッション１を介して車輪７を回転させて車両１０を走行させる内燃機関の一例である。補機３は、エンジン２の出力を利用して動作する装置（例えば、ラジエータなど）である。車両用回生制御装置２０は、オルタネータ６と、バッテリ８と、電圧測定部３１と、電流測定部３２と、温度測定部３３と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）４０とを備える。
【００１２】
オルタネータ６は、エンジン２により駆動されることにより発電する発電機の一例である。オルタネータ６は、ベルト４とプーリ５を介して伝達されるエンジン２の出力を利用して発電し、発電した電力をバッテリ８に充電する。
【００１３】
バッテリ８は、オルタネータ６で発電された電力（オルタネータ６の発電電力）が供給される蓄電装置である。バッテリ８は、オルタネータ６の発電によって充電可能な二次電池の一例である。バッテリ８は、エンジン２を始動させる電力を供給する供給源であり、車両１０に搭載される電装製品等の負荷を動作させる電力も供給できる。バッテリ８の具体例として、鉛バッテリが挙げられる。
【００１４】
電圧測定部３１は、バッテリ８の電圧（バッテリ電圧）を測定し、バッテリ８の電圧測定値（バッテリ電圧測定値）を出力する電圧測定手段の一例である。電圧測定部３１の具体例として、バッテリ電圧を検出する電圧センサが挙げられる。
【００１５】
電流測定部３２は、バッテリ８を流れる電流（バッテリ電流）を測定し、バッテリ８の電流測定値（バッテリ電流測定値）を出力する電流測定手段の一例である。電流測定部３２は、バッテリ８に流れる充電電流又は放電電流を測定できる。電流測定部３２の具体例として、バッテリ電流を検出する電流センサが挙げられる。
【００１６】
温度測定部３３は、バッテリ８の温度（バッテリ温度）を測定し、バッテリ８の温度測定値（バッテリ温度測定値）を出力する温度測定手段の一例である。温度測定部３３は、バッテリ８の電解液の温度をバッテリ温度として測定するものでもよいし、バッテリ８の容器の温度をバッテリ温度として測定するものでもよい。温度測定部３３の具体例として、バッテリ温度をサーミスタにより検出する温度センサが挙げられる。
【００１７】
ＥＣＵ４０は、バッテリ電圧測定値、バッテリ電流測定値及びバッテリ温度測定値を取得し、オルタネータ６に発電させる電圧（オルタネータ６の発電電圧Ｖｃ（回生電圧））をオルタネータ６に指示する電子制御装置である。ＥＣＵ４０は、充電率算出部４２と、ブレーキ判定部４３と、減速判定部４４と、回生制御部４１とを備える。充電率算出部４２と、ブレーキ判定部４３と、減速判定部４４と、回生制御部４１との各機能は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータによって実現される。
【００１８】
充電率算出部４２は、バッテリ８の充電率を算出し、バッテリ８の充電率算出値を出力する充電率算出手段の一例である。充電率算出部４２は、例えば、バッテリ充電率を表すＳＯＣ（State  of  Charge）を算出し、ＳＯＣ算出値を出力する。ＳＯＣは、例えば、『（バッテリ８の残容量［Ａ・ｓ］）÷（バッテリ８の満充電容量［Ａ・ｓ］）×１００［％］』で定義される値である。
【００１９】
充電率算出部４２は、例えば、オルタネータ６が作動していない状態で電圧測定部３１により得られるバッテリ電圧測定値に基づいてバッテリ充電率を算出し、算出したバッテリ充電率をバッテリ温度測定値とバッテリ電流測定値の少なくとも一方により補正して、正確なバッテリ充電率を算出する。なお、充電率算出部４２によるバッテリ充電率の算出方法は、任意でよい。
【００２０】
ブレーキ判定部４３は、車両１０のブレーキペダルが踏まれているか否かを判定するブレーキ判定手段の一例である。ブレーキ判定部４３は、例えば、ブレーキペダルが運転者により踏まれているか否かを検出するブレーキペダルセンサによる検出結果に基づいて、車両１０のブレーキペダルが踏まれているか否かを判定する。
【００２１】
減速判定部４４は、車両１０が減速しているか否かを判定する減速判定手段の一例である。例えば、減速判定部４４は、車両１０のアクセルペダルが運転者により踏まれていないことがアクセルセンサによって検出された場合、車両１０が減速していると判定する。より具体的な例として、減速判定部４４は、アクセルペダルの踏み込み量がアクセルセンサによって零と検出された場合、アクセルペダルが踏まれていないと判定し、車両１０が減速していると判定する。一方、例えば、減速判定部４４は、アクセルペダルが運転者により踏まれていることがアクセルセンサによって検出された場合、車両１０が減速していないと判定する。より具体的な例として、減速判定部４４は、アクセルペダルの踏み込み量がアクセルセンサによって零よりも大きいと検出された場合、アクセルペダルが踏まれていると判定し、車両１０が減速していないと判定する。
【００２２】
回生制御部４１は、オルタネータ６の発電電圧Ｖｃを一時的に上昇させる回生を制御する回生制御手段の一例である。回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を実施することによって、オルタネータ６の発電電力をバッテリ８に充電する充電制御を実行する。充電制御の実行によって、エンジン２で消費される燃料を削減し車両１０の燃費を向上させることができる。
【００２３】
図２は、車両用回生制御装置２０のＥＣＵ４０により実行される回生制御の第一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０は、図２に示されるスタートからエンドまでの一連の処理ステップを含む回生制御を周期的に繰り返して実行する。
【００２４】
ステップＳ１１において、減速判定部４４は、車両１０が減速しているか否かを判定する。ステップＳ１３において、充電率算出部４２は、ＳＯＣ算出値が所定値（以下、「所定値Ｓｔｈ」と称する）以上か否かを判定する。ステップＳ１５において、ブレーキ判定部４３は、車両１０のブレーキペダルが踏まれているか否かを判定する。
【００２５】
回生制御部４１は、車両１０が減速していないと減速判定部４４によりステップＳ１１で判定された場合、今回の処理周期の回生制御を終了する。
【００２６】
回生制御部４１は、車両１０が減速していると減速判定部４４により判定され且つ充電率が所定値Ｓｔｈ以上と充電率算出部４２により算出され且つブレーキペダルが踏まれているとブレーキ判定部４３により判定された場合（ステップＳ１１Ｙｅｓ，ステップＳ１３Ｙｅｓ，ステップＳ１５Ｙｅｓ）、ステップＳ１７の処理を実施する。ステップＳ１７で、回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を実施する。
【００２７】
又は、回生制御部４１は、車両１０が減速していると減速判定部４４により判定され且つ充電率が所定値Ｓｔｈ未満と充電率算出部４２により算出された場合（ステップＳ１１Ｙｅｓ，ステップＳ１３Ｎｏ）、ブレーキペダルが踏まれているか否かにかかわらず、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を実施する（ステップＳ１７）。
【００２８】
なお、ステップＳ１５において、ブレーキオンとは、ブレーキペダルが踏まれていることを表す。
【００２９】
一方、回生制御部４１は、車両１０が減速していると減速判定部４４により判定され且つ充電率が所定値Ｓｔｈ以上と充電率算出部４２により算出され且つブレーキペダルが踏まれていないとブレーキ判定部４３により判定された場合（ステップＳ１１Ｙｅｓ，ステップＳ１３Ｙｅｓ，ステップＳ１５Ｎｏ）、ステップＳ１９の処理を実施する。ステップＳ１９で、回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を中止する（すなわち、実施しない）。
【００３０】
図２に示される回生制御によれば、車両１０の減速中にエンジン２により駆動されるオルタネータ６によって得られる回生電力を、バッテリ８に効率的に回収することができるので、車両１０の燃費が向上する。
【００３１】
図３は、図２に示される回生制御が実行された場合の一例を示すタイミングチャートである。
【００３２】
図３の縦軸において、「車速」は、車両１０の走行速度を表す。「ブレーキ」は、ブレーキペダルが踏まれているか否かを表し、ハイレベルは、ブレーキペダルが踏まれている状態を表し、ローレベルは、ブレーキペダルが踏まれていない状態を表す。「燃料カット」は、エンジン２に供給される燃料がカットされているか否かを表し、ハイレベルは、燃料がカットされている状態を表し、ローレベルは、燃料がカットされていない状態を表す。例えば、ＥＣＵ４０の回生制御部４１は、車両１０が減速していると減速判定部４４に判定されている期間（ｔ２−ｔ３，ｔ５−ｔ７，ｔ９−ｔ１１）、エンジン２に供給される燃料をカットする。「電圧」は、オルタネータ６の発電電圧Ｖｃの電圧値を表す。「バッテリＳＯＣ」は、バッテリ８の充電率を表す。「電流」は、バッテリ８に流れる電流の電流値を表し、電流値が閾値電流Ｉｏよりも低い電流は、バッテリ８の放電電流を表し、電流値が閾値電流Ｉｏよりも高い電流は、バッテリ８の充電電流を表す。
【００３３】
また、図３の各波形において、実線は、車両１０が減速していると判定されている期間に発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を必ず実施する回生制御（比較例）を表す。一方、図３の各波形において、破線（実線と重複する期間も含む）は、図２に示される回生制御を表す。
【００３４】
減速期間ｔ１−ｔ３では、充電率算出値は所定値Ｓｔｈ以上である且つブレーキペダルが踏まれていないので、回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を中止する（ｔ１からｔ３までの点線参照）。したがって、タイミングｔ３からの車両１０の再加速による燃料消費が発生しても、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生は減速期間ｔ１−ｔ３で中止されているので、充電率が比較的高い状態での無駄な回生が減少する。充電率が比較的高い状態での無駄な回生が減少することにより、充電率は過度に上昇することなく比較的低い値に抑えられる（ｔ１からｔ３までの点線参照）。
【００３５】
次に、タイミングｔ４でアクセルペダルのオフにより車両の減速が開始すると、比較例では、発電電圧Ｖｃが上昇している。これに対して、図２に示される回生制御では、ブレーキペダルがタイミングｔ４からｔ６まで踏まれていないので（ステップＳ１５Ｎｏ）、回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を実施しない（ステップＳ１９）。
【００３６】
タイミングｔ６でブレーキペダルが踏まれたとブレーキ判定部４３により判定された場合（ステップＳ１５Ｙｅｓ）、回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を実施する（ステップＳ１７）。タイミングｔ６での充電率は、比較例に比べて低く抑えられているので、バッテリ８に十分に電力を回収できる。よって、オルタネータ６からバッテリ８に効率的に電力を回収することができる。
【００３７】
次に、アクセルペダルのオフにより車両の減速が開始するタイミングｔ８では、充電率算出値が所定値Ｓｔｈ未満である（ステップＳ１３Ｎｏ）。よって、ブレーキペダルがタイミングｔ１０で踏まれる前でも、ブレーキペダルが踏まれているか否かにかかわらず、回生制御部４１は、発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を実施する（ステップＳ１７）。タイミングｔ８での充電率は、比較例に比べて低く抑えられているので、バッテリ８に十分に電力を回収できる。よって、オルタネータ６からバッテリ８に効率的に電力を回収することができる。
【００３８】
図４は、車両用回生制御装置２０のＥＣＵ４０により実行される回生制御の第二例を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０は、図４に示されるスタートからエンドまでの一連の処理ステップを含む回生制御を周期的に繰り返して実行する。
【００３９】
ステップＳ３１において、減速判定部４４は、車両１０が減速しているか否かを判定する。ステップＳ３３において、充電率算出部４２は、ＳＯＣ算出値が所定値Ｓｔｈ以上か否かを判定する。
【００４０】
回生制御部４１は、車両１０が減速していないと減速判定部４４によりステップＳ３１で判定された場合、今回の処理周期の回生制御を終了する。
【００４１】
回生制御部４１は、車両１０が減速していると減速判定部４４により判定され且つ充電率が所定値Ｓｔｈ未満と充電率算出部４２により算出された場合（ステップＳ３１Ｙｅｓ，ステップＳ３３Ｎｏ）、ステップＳ３５の処理を実施する。ステップＳ３５で、回生制御部４１は、ステップＳ３７で実施される回生に比べて、発電電圧Ｖｃを上昇させる開始ディレイが小さく、発電電圧Ｖｃの上昇傾きが大きく、上昇させる発電電圧Ｖｃの電圧値が高い回生を実施する。発電電圧Ｖｃを上昇させる開始ディレイとは、車両１０の減速開始からのディレイを表す。
【００４２】
一方、回生制御部４１は、車両１０が減速していると減速判定部４４により判定され且つ充電率が所定値Ｓｔｈ以上と充電率算出部４２により算出された場合（ステップＳ３１Ｙｅｓ，ステップＳ３３Ｙｅｓ）、ステップＳ３７の処理を実施する。ステップＳ３９で、回生制御部４１は、ステップＳ３５で実施される回生に比べて、発電電圧Ｖｃを上昇させる開始ディレイが大きく、発電電圧Ｖｃの上昇傾きが小さく、上昇させる発電電圧Ｖｃの電圧値が低い回生を実施する。
【００４３】
図４に示される回生制御によれば、車両１０の減速中にエンジン２により駆動されるオルタネータ６によって得られる回生電力を、バッテリ８に効率的に回収することができるので、車両１０の燃費が向上する。
【００４４】
図５は、図４に示される回生制御が実行された場合の一例を示すタイミングチャートである。図５の縦軸についての説明は、図３と同じである。また、図５の各波形において、実線は、車両１０が減速していると判定されている期間に発電電圧Ｖｃを上昇させる回生を必ず実施する回生制御（比較例）を表す。一方、図５の各波形において、破線（実線と重複する期間も含む）は、図４に示される回生制御を表す。
【００４５】
回生制御部４１は、充電率が所定値Ｓｔｈ以上の場合（タイミングｔ１又はｔ４）、充電率が所定値Ｓｔｈ未満の場合（タイミングｔ８）に比べて、発電電圧Ｖｃを上昇させる開始ディレイを大きくする。これにより、充電率は過度に上昇することなく比較的低い値に抑えられるので、バッテリ８に十分に電力を回収できる。よって、オルタネータ６からバッテリ８に効率的に電力を回収することができる。
【００４６】
回生制御部４１は、充電率が所定値Ｓｔｈ以上の場合（タイミングｔ１又はｔ４）、充電率が所定値Ｓｔｈ未満の場合（タイミングｔ８）に比べて、発電電圧Ｖｃの上昇傾きを小さくする。これにより、充電率は過度に上昇することなく比較的低い値に抑えられるので、バッテリ８に十分に電力を回収できる。よって、オルタネータ６からバッテリ８に効率的に電力を回収することができる。
【００４７】
回生制御部４１は、充電率が所定値Ｓｔｈ以上の場合（タイミングｔ１又はｔ４）、充電率が所定値Ｓｔｈ未満の場合（タイミングｔ８）に比べて、上昇させる発電電圧Ｖｃの電圧値を低くする。これにより、充電率は過度に上昇することなく比較的低い値に抑えられるので、バッテリ８に十分に電力を回収できる。よって、オルタネータ６からバッテリ８に効率的に電力を回収することができる。
【００４８】
以上、車両用回生制御装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００４９】
例えば、図４のステップＳ３５，Ｓ３７における回生電圧（発電電圧Ｖｃ）は、出力フィードバック系の目標値（例えば、オルタネータ６の回生時の出力電流の目標値、オルタネータ６の回生時の出力トルクの目標値、バッテリ８の回生時の充電電流の目標値など）に置換されてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
６  オルタネータ
８  バッテリ
２０  車両用回生制御装置
４０  ＥＣＵ
４１  回生制御部
４２  充電率算出部
４３  ブレーキ判定部
４４  減速判定部
【図１】
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【図２】
2017127073.tif 000004
【図３】
2017127073.tif 000005
【図４】
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【図５】
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