(57)【要約】【課題】車両の減速時にエンジンブレーキ力を増大させる。【解決手段】回生電力制御システムＳは、エンジンブレーキの動作中に駆動輪の回転動力から回生電力を得る発電機６０と、エンジンの吸気を温める暖機デバイス（吸気ヒータ２５及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄの少なくとも一方）と、発電機６０の動作を制御するＡＣＧコントローラ８１とを備え、ＡＣＧコントローラ８１は、エンジンブレーキの動作中に、発電機６０を継続して動作させて回生電力を暖機デバイスに供給する。【選択図】図１
2017008862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンブレーキの動作中に駆動輪の回転動力から回生電力を得る発電機と、
エンジンの吸気を温める暖機デバイスと、
前記発電機の動作を制御する発電制御部と、
を備え、
前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記発電機を継続して動作させて前記回生電力を前記暖機デバイスに供給することを特徴とする回生電力制御システム。
【請求項２】
前記暖機デバイスとして、前記エンジンの吸気通路内の吸気を暖める第１発熱体と、前記エンジンのシリンダ内の吸気を温める第２発熱体との少なくともいずれか一方を備え、
前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記回生電力を前記第１発熱体及び前記第２発熱体の少なくともいずれか一方に供給することを特徴とする、
請求項１に記載の回生電力制御システム。
【請求項３】
前記エンジンから排出される排気を温める第３発熱体を更に備え、
前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記回生電力を前記暖機デバイス及び前記第３発熱体に供給することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の回生電力制御システム。
【請求項４】
前記発電機が発電した前記回生電力が充電されるバッテリーを更に備え、
前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記バッテリーの充電容量よりも大きい量の回生電力を得るように前記発電機を継続して動作させて、前記回生電力を前記暖機デバイスに供給することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の回生電力制御システム。
【請求項５】
前記発電制御部は、前記エンジンのエンジンブレーキの動作中か否かを判定し、前記エンジンブレーキの動作中であると判定した場合に、前記発電機を継続して動作させて前記回生電力を前記暖機デバイスに供給することを特徴とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の回生電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生電力制御システムに関し、より詳細には、車両の減速中に発電機が発電する回生電力の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上等の観点から、排気量を小さくするエンジンの小型化（ダウンサイジング）が進んでいる。通常、車両が減速する際にエンジンブレーキ力が発生するが、エンジンを小型化すると、エンジンブレーキ力が低下してしまう。
【０００３】
エンジンブレーキ力の低下を防止するために、例えば下記の特許文献１には、車両の減速中に発電機による回生電力の発電量を増加させることによりエンジンの負荷を増加させて、エンジンブレーキ力の増加を図る技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両の減速中に発電機が発電する回生電力は、通常バッテリーに充電される。しかし、バッテリーが満充電状態になると、回生電力の供給先がなくなるため、発電機が発電することができなくなる。これにより、エンジンの負荷が増加せず、エンジンブレーキ力を増加させることができない。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両の減速時にエンジンブレーキ力を増大させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様においては、エンジンブレーキの動作中に駆動輪の回転動力から回生電力を得る発電機と、エンジンの吸気を温める暖機デバイスと、前記発電機の動作を制御する発電制御部と、を備え、前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記発電機を継続して動作させて前記回生電力を前記暖機デバイスに供給することを特徴とする回生電力制御システムを提供する。
かかる回生電力制御システムによれば、エンジンブレーキの動作中に暖機デバイスに回生電力を供給するために発電機が継続して動作することになる。これにより、発電機の発電に伴いエンジンの負荷を増大させることができるので、エンジンブレーキ力を増大させることが可能となる。
【０００８】
また、前記回生電力制御システムは、前記暖機デバイスとして、前記エンジンの吸気通路内の吸気を暖める第１発熱体と、前記エンジンのシリンダ内の吸気を温める第２発熱体との少なくともいずれか一方を備え、前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記回生電力を前記第１発熱体及び前記第２発熱体の少なくともいずれか一方に供給することとしてもよい。
【０００９】
また、前記回生電力制御システムは、前記エンジンから排出される排気を温める第３発熱体を更に備え、前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記回生電力を前記暖機デバイス及び前記第３発熱体に供給することとしてもよい。
【００１０】
また、前記回生電力制御システムは、前記発電機が発電した前記回生電力が充電されるバッテリーを更に備え、前記発電制御部は、前記エンジンブレーキの動作中に、前記バッテリーの充電容量よりも大きい量の回生電力を得るように前記発電機を継続して動作させて、前記回生電力を前記暖機デバイスに供給することとしてもよい。
【００１１】
また、前記発電制御部は、前記エンジンのエンジンブレーキの動作中か否かを判定し、前記エンジンブレーキの動作中であると判定した場合に、前記発電機を継続して動作させて前記回生電力を前記暖機デバイスに供給することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両の減速時にエンジンブレーキ力を増大させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る回生電力制御システムＳの構成の一例を示す模式図である。
【図２】回生電力制御システムＳの動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜回生電力制御システムの構成＞
図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る回生電力制御システムＳの構成について説明する。
図１は、一実施形態に係る回生電力制御システムＳの構成の一例を示す模式図である。
【００１５】
回生電力制御システムＳは、車両に搭載されている。例えば、回生電力制御システムＳは、バスやトラック等の大型車両に搭載されている。回生電力制御システムＳは、車両の減速に伴うエンジンブレーキの動作中に、発電機が発電する回生電力を制御して、エンジンブレーキ力を増大させる回生ブレーキシステムである。図１に示すように、回生電力制御システムＳは、エンジン１０と、吸気通路２０と、排気通路３０と、ＥＧＲ通路４０と、過給機５０と、発電機６０と、バッテリー６５と、センサ群７０と、ＥＣＵ８０とを有する。
【００１６】
エンジン１０は、ここでは４気筒のディーゼルエンジンである。エンジン１０は、燃料と吸気（空気）の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる。エンジン１０は、吸気マニホールド１１と、排気マニホールド１２と、気筒１３ａ〜１３ｄと、グロープラグ１４ａ〜１４ｄとを有する。
【００１７】
吸気マニホールド１１は、吸気通路２０と接続された多岐管であり、吸気通路２０の吸気（空気）を４つの気筒１３ａ〜１３ｄへ分岐させる。排気マニホールド１２は、排気通路３０と接続された多岐管であり、気筒１３ａ〜１３ｄから排出された排気を集合させ、排気通路３０へ排出させる。
【００１８】
４つの気筒１３ａ〜１３ｄは、吸気を吸入させると共に、燃焼後の排気を排出する。グロープラグ１４ａ〜１４ｄは、気筒１３ａ〜１３ｄ内にそれぞれ設けられており、気筒１３ａ〜１３ｄ内の吸気を温める。例えば、グロープラグ１４ａ〜１４ｄは、エンジン１０の暖機時、車両の始動時、減速時に、気筒１３ａ〜１３ｄ内の吸気を温める。
【００１９】
吸気通路２０は、エンジン１０の燃焼に必要な吸気（空気）を気筒１３ａ〜１３ｄへ吸入させるための通路である。吸気通路２０には、上流側から下流側へ向かって、エアークリーナー２２、過給機５０のコンプレッサ５２、インテークスロットルバルブ２３、インタークーラ２４及び吸気ヒータ２５が設けられている。
【００２０】
エアークリーナー２２は、例えばフィルターを有し、吸気中の異物を除去する。過給機５０のコンプレッサ５２は、回転することにより、コンプレッサ５２を通過する吸気を圧縮する。インテークスロットルバルブ２３は、スロットルバルブの開度を調整して、吸気の流量を調整する。インタークーラ２４は、コンプレッサ５２によって圧縮されて温度が上昇した吸気を、冷却液や大気により冷却する。
【００２１】
吸気ヒータ２５は、発熱することで、吸気通路２０内の吸気を温める。例えば、吸気ヒータ２５は、エンジン１０の暖機時、車両の減速時、始動時に、発電機６０から供給された電力により発熱して吸気を温める。これにより、吸気が昇温する。
【００２２】
排気通路３０は、排気マニホールド１２で集合した排気（排出ガス）を車両の外部へ排出するための通路である。排気通路３０には、上流側から下流側へ向かって、過給機５０のタービン５１、排気ヒータ３２、Ｃ−ＤＰＦ（Catalyzed Diesel Particulate Filter）３３及びＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）３４が設けられている。
【００２３】
過給機５０のタービン５１は、タービン５１を通過する排気のエネルギーを受けて回転する。排気ヒータ３２は、発熱することで、排気通路３０内の排気を温める。例えば、排気ヒータ３２は、エンジン１０の暖機時、車両の減速時、始動時に、発電機６０から供給された電力により発熱して排気を温める。これにより、排気が昇温する。
【００２４】
Ｃ−ＤＰＦ３３は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集する。ＳＣＲ３４は、尿素水から加水分解されて生成されるアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気中のＮＯｘを選択的に還元浄化する。排気ヒータ３２によって温められた排気が昇温することによって、直後のＣ−ＤＰＦ３３及びＳＣＲ３４による排気の後処理（ＰＭの捕集やＮＯｘの還元浄化）が促進される。また、前述した吸気ヒータ２５やグロープラグ１４ａ〜１４ｄが吸気を昇温させることで、当該吸気がエンジン１０から排出された際の排気も昇温するため、Ｃ−ＤＰＦ３３やＳＣＲ３４による排気の後処理が更に促進される。
【００２５】
ＥＧＲ通路４０は、排気通路３０と吸気通路２０との間を接続し、エンジン１０から排出された排気の一部を吸気通路２０に還流させる通路である。ＥＧＲ通路４０には、ＥＧＲクーラ４１と、ＥＧＲバルブ４２とが設けられている。ＥＧＲクーラ４１は、ＥＧＲ通路４０の排気を冷却する。ＥＧＲバルブ４２は、吸気通路２０へ還流させる排気の流量を調整する。また、ＥＧＲバルブ４２は、ＥＧＲ通路４０から排気通路３０への排気の逆流を防止する機能を有する。
【００２６】
過給機５０は、エンジン１０に吸入される吸気を過給する装置である。これにより、圧縮した吸気をエンジン１０に供給して、エンジン１０の排気量を実質的に高められる。過給機５０は、ここでは排気の圧力を動力源とするターボチャージャであり、前述したタービン５１及びコンプレッサ５２に加えて、連結軸５３を有する。連結軸５３は、タービン５１とコンプレッサ５２とを連結する軸である。過給機５０においては、タービン５１が、通過する排気のエネルギーを受けて回転することで、連結軸５３を介してタービン５１と連結したコンプレッサ５２が、回転して吸気通路２０の吸気を過給する。
【００２７】
発電機６０は、ここではオルタネータ（交流発電機：ＡＣＧ）であり、発電を行う。発電機６０は、プーリ６１、６２及びベルト６３を介してエンジン１０のクランクシャフトに連結されており、エンジン１０によって駆動される。また、発電機６０は、車両の減速に伴うエンジンブレーキの動作中に、車両の駆動輪（例えばタイヤ）の回転動力から回生電力を得る。発電機６０は、発電した電力をバッテリー６５に供給して蓄える。また、発電機６０は、発電した電力を、バッテリー６５を介さずに吸気ヒータ２５、排気ヒータ３２、及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄに供給可能である。
【００２８】
なお、本実施形態では、吸気ヒータ２５及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄが、エンジン１０に吸入される吸気を温める暖機デバイスである。また、吸気ヒータ２５が第１発熱体に該当し、グロープラグ１４ａ〜１４ｄが第２発熱体に該当し、排気ヒータ３２が第３発熱体に該当する。
【００２９】
バッテリー６５は、電力を蓄える装置である。例えば、バッテリー６５は、車両の減速中に発電機６０が発電した電力（回生電力）を蓄える。バッテリー６５は、蓄えた電力を車両の様々な電装品等に供給する。
【００３０】
センサ群７０は、複数のセンサを有し、車両に関する様々な状態を検出する。例えば、センサ群７０は、車両の車速や、アクセルの開度、積載量、走行中の道路状況等を検出可能である。
【００３１】
ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（Electric Control Unit）である。ＥＣＵ８０は、前述した各装置の動作を制御する。ＥＣＵ８０は、ＡＣＧコントローラ８１を介して発電機６０の動作を制御し、グローコントローラ８２を介してグロープラグ１４ａ〜１４ｄの動作を制御し、吸気ヒータコントローラ８３を介して吸気ヒータ２５の動作を制御し、排気ヒータコントローラ８４を介して排気ヒータ３２の動作を制御する。このため、本実施形態では、ＡＣＧコントローラ８１が発電制御部に該当する。
【００３２】
＜発電機の制御＞
車両においては、運転者がアクセルペダルから足を離すことで減速し、これに伴いエンジンブレーキが動作する。車両の制動を安定させる観点から、エンジンブレーキ力を増大させることが望ましい。特に、車両重量が大きい大型車両が下り坂を走行する場合には、エンジンブレーキ力を増大させることで、フットブレーキの使用頻度を抑制できるので、運転者の負担を軽減できる。
そこで、本実施形態では、車両の減速中にエンジンブレーキ力を増大させるために、ＡＣＧコントローラ８１は以下のように発電機６０の動作を制御する。
【００３３】
ＡＣＧコントローラ８１は、減速に伴うエンジンブレーキの動作中に、発電機６０を継続して動作させて発電機６０が発電した回生電力を暖機デバイス（吸気ヒータ２５とグロープラグ１４ａ〜１４ｄ）に供給する。具体的には、ＡＣＧコントローラ８１は、発電機６０が発電した回生電力を、吸気ヒータ２５及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄの少なくともいずれか一方に供給する。
【００３４】
かかる場合には、エンジン１０に連結された発電機６０が継続して動作することになり、エンジンブレーキの動作中にエンジン１０の負荷を増大させることができるので、エンジンブレーキ力を増大させることが可能となる。また、発熱体である吸気ヒータ２５及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄは消費電力が大きいので、発電機６０が回生電力を大量に発電しても、発電した回生電力を有効に活用できる。これにより、エンジン１０の負荷を更に増大できるので、エンジンブレーキ力を更に増大させることができる。
【００３５】
ＡＣＧコントローラ８１は、エンジンブレーキの動作中に、バッテリー６５の充電容量よりも大きい量の回生電力を得るように発電機６０を継続して動作させて、回生電力を暖機デバイスに供給する。かかる場合には、バッテリー６５が満充電状態になっても発電機６０を引き続き動作させることになり、発電機６０を長時間動作させることができるので、エンジン１０の負荷が増大した状態を維持できるので、エンジンブレーキ力が増大した状態を維持しやすくなる。
【００３６】
ＡＣＧコントローラ８１は、バッテリー６５に回生電力を供給した後に暖機デバイスに回生電力を供給してもよいし、バッテリー６５と暖機デバイスに同時に回生電力を供給してもよい。また、ＡＣＧコントローラ８１は、車両が下り坂を走行中の場合には、暖機デバイスに供給する電力量を増加させてもよい。かかる場合には、エンジンブレーキ力が更に増大する。
【００３７】
ＡＣＧコントローラ８１は、エンジンブレーキの動作中に、回生電力を暖機デバイス（吸気ヒータ２５及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄ）及び排気ヒータ３２に供給してもよい。かかる場合には、回生電力の供給量が増大することで、車両の減速時の発電機６０の動作時間を長く確保できるので、エンジンブレーキ力を一層増大できる。
【００３８】
ＡＣＧコントローラ８１は、吸気ヒータ２５、グロープラグ１４ａ〜１４ｄ及び排気ヒータ３２に、同時に回生電力を供給してもよいし、吸気ヒータ２５、グロープラグ１４ａ〜１４ｄ及び排気ヒータ３２の中から選択して回生電力を供給してもよい。例えば、ＡＣＧコントローラ８１は、車両の減速量や車両の積載量に応じて、吸気ヒータ２５、グロープラグ１４ａ〜１４ｄ及び排気ヒータ３２の中から少なくとも１つを選択して回生電力を供給してもよい。さらに、排気の昇温を優先させる観点から、ＡＣＧコントローラ８１は、排気ヒータ３２に先に回生電力を供給してもよい。
【００３９】
ＡＣＧコントローラ８１は、エンジンブレーキの動作中か否かを判定する。例えば、ＡＣＧコントローラ８１は、センサ群７０が検出した車両の車速やアクセル開度に基づいて、エンジンブレーキの動作中か否かを判定する。エンジンブレーキの動作中か否かの判定は、例えば運転者がブレーキスイッチ（具体的には、排気ブレーキのスイッチ）をＯＮしている場合に行われる。ただし、これに限定されず、例えば車両の重さや走行中の道路状況（地図情報から取得した道路状況）に基づいて、前記判定を実行するか否かを選択してもよい。
【００４０】
ＡＣＧコントローラ８１は、エンジンブレーキの動作中であると判定すると、発電機６０を継続して動作させて回生電力を暖機デバイスに供給する。かかる場合には、エンジンブレーキの動作中に確実に回生電力を暖機デバイスに供給できるので、減速時に確実にエンジンブレーキ力を増大できる。
【００４１】
＜回生電力制御システムの動作例＞
回生電力制御システムＳの動作例として、図２を参照しながら、前述した吸気ヒータ２５、グロープラグ１４ａ〜１４ｄ及び排気ヒータ３２（以下、ヒータ等とも呼ぶ）の制御例について説明する。
図２は、回生電力制御システムＳの動作例を説明するためのフローチャートである。図２に示す処理は、ＥＣＵ８０のＣＰＵがプログラムを実行することで実現される。
【００４２】
まず、ＥＣＵ８０は、エンジン１０が始動モード又は暖機モードであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。なお、始動モードは、エンジン１０の回転を開始させるモードであり、暖機モードは、エンジン１０に吸入される吸気や気筒１３ａ〜１３ｄを温めるモードである。
【００４３】
ステップＳ１０２で始動モード又は暖機モードであると判定すると（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０は、ヒータ等をＯＮにする（ステップＳ１１０）。例えば、ＥＣＵ８０は、バッテリー６５に蓄えられた電力をヒータ等（例えば吸気ヒータ２５やグロープラグ１４ａ〜１４ｄ）に供給し、ヒータ等を動作させる。これにより、吸気通路２０又は気筒１３ａ〜１３ｄ内の吸気が温められる。
【００４４】
一方で、ステップＳ１０２で始動モード及び暖機モードのいずれにも該当しないと判定すると（Ｎｏ）、ＥＣＵ８０は、ブレーキスイッチ（例えば、排気ブレーキのスイッチ）がＯＮ状態か否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、運転者がブレーキスイッチをＯＮとＯＦＦのいずれにしているかを判定する。
【００４５】
ステップＳ１０４でブレーキスイッチがＯＦＦ状態であると判定すると（Ｎｏ）、ＥＣＵ８０は、ヒータ等をＯＦＦ状態にする（ステップＳ１１２）。一方で、ステップＳ１０４でブレーキスイッチがＯＮ状態であると判定すると（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８０は、車両の車速やアクセル開度等に基づいて、エンジンブレーキの動作中か否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００４６】
ステップＳ１０６でエンジンブレーキの動作中でないと判定すると（Ｎｏ）、ＥＣＵ８０は、ヒータ等をＯＦＦ状態にする（ステップＳ１１２）。一方で、ステップＳ１０６でエンジンブレーキの動作中であると判定すると（Ｙｅｓ）、すなわち車両の減速中であると判定すると、ＥＣＵ８０は、発電機６０を継続して動作させ、発電機６０が発電した回生電力をヒータ等に供給する（ステップＳ１０８）。
【００４７】
すなわち、ＥＣＵ８０は、エンジンブレーキが動作している間、回生電力をヒータ等に供給し続ける。この際、ＥＣＵ８０は、発電機６０が発電した回生電力を、吸気ヒータ２５、グロープラグ１４ａ〜１４ｄ及び排気ヒータ３２の少なくともいずれか一方に供給する。回生電力を受けたヒータ等は、エンジンブレーキの動作中に、吸気ヒータ２５、グロープラグ１４ａ〜１４ｄ及び排気ヒータ３２が、吸気や排気を温める。
【００４８】
＜本実施形態における効果＞
上述した回生電力制御システムＳによれば、車両の減速に伴うエンジンブレーキの動作中にバッテリー６５が満充電状態になっても、発電機６０は、発電を停止せずに、暖気デバイス（具体的には、吸気ヒータ２５とグロープラグ１４ａ〜１４ｄの少なくともいずれか一方）に回生電力を供給するために継続して動作する。
かかる場合には、暖機デバイスの消費電力が大きいので、エンジンブレーキの動作中に、暖機デバイスに回生電力を供給するために発電機６０が継続して動作することになる。これにより、発電機６０の発電に伴いエンジン１０の負荷を増大させることができるので、エンジンブレーキ力を増大させることが可能となる。この結果、車両の制動が安定し、また燃費を向上させることが可能となる。
【００４９】
なお、上記では、吸気ヒータ２５及びグロープラグ１４ａ〜１４ｄが暖機デバイスであることとしたが、これに限定されない。例えば、暖機デバイスは、エンジン１０の気筒１３ａ〜１３ｄのシリンダブロックを温めるブロックヒータを含んでもよい。
【００５０】
また、上記では、エンジン１０がディーゼルエンジンであることとしたが、これに限定されず、例えばエンジン１０はガソリンエンジンであってもよい。また、上記では、エンジン１０が４気筒であることとしたが、これに限定されず、例えばエンジン１０は３気筒や６気筒であってもよい。
【００５１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１０    エンジン
１４ａ〜１４ｄ    グロープラグ
２５    吸気ヒータ
３２    排気ヒータ
６０    発電機
６５    バッテリー
８０    ＥＣＵ
８１    ＡＣＧコントローラ
Ｓ    回生電力制御システム
【図１】
2017008862.tif 000003
【図２】
2017008862.tif 000004