(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池に対して、車両駆動用内燃機関の出力による発電力を利用した低充電圧で充電する発電モードと、車両の走行エネルギーによる回生電力を利用した高充電圧で充電する回生モードとを実行することにより、該二次電池を充電する充電制御装置であって、
前記回生モードから前記発電モードに充電モードを切り替える場合には、充電圧を徐変させるとともに、前記車両の走行状態又は前記車両駆動用内燃機関の運転状態に応じて、徐変の程度を切り替える充電圧徐変手段を備えたことを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の構成において、前記発電モードでの充電は充電率１００％未満に設定された中間充電率を上限とし、前記回生モードでの充電は前記中間充電率を越える充電率を上限とする充電率制御手段を備えたことを特徴とする充電制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の構成において、前記充電圧徐変手段は、前記回生モードから前記発電モードへ充電モードを切り替える場合と、前記発電モードから前記回生モードへ充電モードを切り替える場合との両方において、充電圧を徐変させることを特徴とする充電制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載の構成において、前記車両駆動用内燃機関の出力軸の回転に連動するモータジェネレータにより、前記発電モード及び前記回生モードでの発電が行われることを特徴とする充電制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記車両駆動用内燃機関は、機関停止条件が成立した場合に自動停止し、機関始動条件が成立した場合に自動始動する自動停止始動機能を備えていることを特徴とする充電制御装置。
【請求項６】
請求項４記載の構成において、前記車両駆動用内燃機関と前記モータジェネレータとは共に車両走行用に用いられ、車両の走行状態に応じて前記車両駆動用内燃機関と前記モータジェネレータとのいずれか又は両方の駆動力により車両を走行駆動することを特徴とする充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電制御装置に関し、特に、二次電池に対して充電圧レベルの異なる少なくとも２つの充電モードを実行することにより該二次電池を充電する充電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のクランク軸にモータジェネレータを連結した構成の車両駆動装置（例えば、特開平１１−１４７４２４号公報）が知られている。この技術では、内燃機関の駆動力による車両走行時においてはモータジェネレータを発電機として用いて、二次電池に充電させている（「発電モード」と称する）。又、車両減速時においては燃料カットを実行すると共に、車両の走行エネルギーを発電機としてのモータジェネレータにより電力として回生して、二次電池に充電させている（「回生モード」と称する）。更に、内燃機関の自動停止中においてはモータジェネレータを電動機として用いて補機を駆動し、更に自動始動時においてはモータジェネレータを電動機として用いて内燃機関を始動させたり、車両を発進させたりしている。
【０００３】
このような内燃機関においては、前記発電モードにおいて、二次電池を満充電（充電率１００％）にしていては、回生モードとなった場合に二次電池がこれ以上蓄電できないので、回生が不可能となり燃費向上を図ることができなくなる。
【０００４】
このため、発電モードでは、リフレッシュ充電などの特別の充電モードを除いては、二次電池の充電率を常に１００％未満の値、例えば６０〜７０％にしておく必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発電モードにおいて、二次電池の充電率を例えば７０％にするために二次電池に対して印加される充電圧（例えば、３７．５Ｖ）は、回生モードにて７０％を越える充電率（例えば、１００％）を可能とする充電圧（例えば、４２Ｖ）よりも低く設定されることになる。このため、回生モードを実行している状態から発電モードを実行する状態に切り替わった場合には、充電圧が急激に低下することになる。
【０００６】
このように充電圧が急激に低下した場合でも、二次電池の性質上、二次電池の端子電圧は急激に低下することはなく徐々に低下する。このため、二次電池の端子電圧とインバータ等の充電装置側との間に電圧差が生じる。この時、充電装置側は発電モードであるために、二次電池の端子とは電気的に接続状態にある。したがって、二次電池の端子電圧が充電圧よりも高い間は、二次電池から電流が充電装置側に流れてしまう。
【０００７】
したがって、直前まで、回生モードにて車両走行エネルギーを回生して二次電池に蓄電されている電気エネルギーが、充電装置内で熱エネルギーとして無駄に消費されたり、モータジェネレータに戻って、内燃機関の出力トルクが不必要に増加するなどの現象が生じる。このため回生したエネルギーの一部あるいは全部が消失することになり、燃費向上効果が十分に得られなくなる。
【０００８】
本発明は、二次電池に対して充電圧レベルの異なる少なくとも２つの充電モードを実行する場合に、前述したごとくの回生等により充電した電気エネルギーの無駄な消費を防止することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の充電制御装置は、二次電池に対して、車両駆動用内燃機関の出力による発電力を利用した低充電圧で充電する発電モードと、車両の走行エネルギーによる回生電力を利用した高充電圧で充電する回生モードとを実行することにより、該二次電池を充電する充電制御装置であって、前記回生モードから前記発電モードに充電モードを切り替える場合には、充電圧を徐変させるとともに、前記車両の走行状態又は前記車両駆動用内燃機関の運転状態に応じて、徐変の程度を切り替える充電圧徐変手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
充電圧徐変手段は、高充電圧の充電モードである回生モードから低充電圧の充電モードである発電モードに充電モードを切り替える場合には、充電圧を徐変させている。このため、高充電圧の回生モードから低充電圧の発電モードに切り替える過程及びその後においても、二次電池の端子電圧と充電装置側との電位差はほぼ同一となる。こうして二次電池から充電装置側に流れる電流量をほとんど無くすことができる。又、車速や内燃機関回転数等により、モード切り替え直前までの二次電池に対する充電状態や充電程度が異なる。そのため、充電圧徐変手段が車両の走行状態又は車両駆動用内燃機関の運転状態に応じて徐変の程度を切り替えることにより、状況に応じた適切な速度で充電圧を徐変できる。このことにより、可能な限り迅速に充電圧を適切な状態に移行させることができると共に、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、内燃機関の燃費向上効果を十分に得ることができる。
【００１４】
又、副次的な効果として、回生モードから発電モードへのモード切替時において発電負荷変化が徐々になされることから、走行トルクの急変を招かず、車両に対するショックも抑制することができる。
【００１５】
請求項２記載の充電制御装置では、請求項１記載の構成において、前記発電モードでの充電は充電率１００％未満に設定された中間充電率を上限とし、前記回生モードでの充電は前記中間充電率を越える充電率を上限とする充電率制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
このように設定することにより、発電モードでの１００％の二次電池充電を防止し、回生モードでの車両の走行エネルギー回生を効果的に実行することができる。そして、この回生モードの後に、発電モードに移行した際に、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、内燃機関の燃費向上効果を十分に得ることができ、又、車両に対するショックも抑制することができる。
【００１７】
請求項３記載の充電制御装置では、請求項１又は２記載の構成において、前記充電圧徐変手段は、前記回生モードから前記発電モードへ充電モードを切り替える場合と、前記発電モードから前記回生モードへ充電モードを切り替える場合との両方において、充電圧を徐変させることを特徴とする。
【００１８】
尚、発電モードから回生モードへ充電モードを切り替える場合においても、充電圧を徐変させるようにしても良い。このことにより、更に発電モードから回生モードへのモード切替時においても発電負荷変化が徐々になされることから、車両に対するショックも抑制することができる。
【００２１】
請求項４記載の充電制御装置では、請求項１〜３のいずれか記載の構成において、前記車両駆動用内燃機関の出力軸の回転に連動するモータジェネレータにより、前記発電モード及び前記回生モードでの発電が行われることを特徴とする。
【００２２】
このことにより、モータジェネレータを電動機として用いることにより、補機駆動、内燃機関始動、車両走行ができるとともに、モータジェネレータを発電機として用いることにより、上述した作用効果を生じさせることができる。
【００２３】
特に、モータジェネレータは電動機として二次電池の電気エネルギーを消費する状態に切り替わるので、上述した作用効果により充電率が適切に制御され、回生エネルギーの無駄な消費を防止できる作用効果が重要なものとなる。
【００２４】
請求項５記載の充電制御装置では、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、前記車両駆動用内燃機関は、機関停止条件が成立した場合に自動停止し、機関始動条件が成立した場合に自動始動する自動停止始動機能を備えていることを特徴とする。
【００２５】
このような自動停止始動機能を備えた車両駆動用内燃機関においても、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、内燃機関の燃費向上効果を十分に得ることができ、又、車両に対するショックも抑制することができる。
【００２６】
特に、自動始動によって内燃機関の始動が頻繁となり、モータジェネレータなどの電動機による二次電池の電気エネルギーを消費する状態が頻繁に生じることから、上述した作用効果により充電率が適切に制御され、回生エネルギーの無駄な消費を防止できる作用効果が重要なものとなる。
【００２７】
請求項６記載の充電制御装置では、請求項４記載の構成において、前記車両駆動用内燃機関と前記モータジェネレータとは共に車両走行用に用いられ、車両の走行状態に応じて前記車両駆動用内燃機関と前記モータジェネレータとのいずれか又は両方の駆動力により車両を走行駆動することを特徴とする。
【００２８】
このように、ハイブリッドカーシステムなどのように内燃機関と、電動機としてのモータジェネレータとが共に車両走行用に用いられる場合においても、適切に充電率が制御できると共に、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、内燃機関の燃費向上効果を十分に得ることができ、又、車両に対するショックも抑制することができる。
【００２９】
特に、このようなシステムにおいては、二次電池の電気エネルギーを消費する状態が頻繁に生じることから、上述した作用効果により充電率が適切に制御され、回生エネルギーの無駄な消費を防止できる作用効果が重要なものとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としては、ガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。尚、このエンジン２は、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を直接噴射し点火プラグにて点火する筒内噴射型のガソリンエンジンである。
【００３１】
ここで、エンジン２の出力は、エンジン２のクランク軸２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（自動変速機：以下「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ａ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。これとは別にエンジン２の出力は、クランク軸２ａに接続されているプーリ１０を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された出力により、別のプーリ１６，１８が回転される。尚、プーリ１０には電磁クラッチ１０ａが備えられており、必要に応じてオン（接続）オフ（遮断）されて、プーリ１０とクランク軸２ａとの間で出力の伝達・非伝達を切り替え可能としている。
【００３２】
上記プーリ１６，１８の内、プーリ１６には補機２２の回転軸が連結されて、ベルト１４から伝達される回転力により駆動可能とされている。補機２２としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等が該当する。尚、図１では１つの補機２２として示しているが、実際にはエアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等の１つ又は複数が存在する。そして、それぞれプーリを備えることによりベルト１４に連動して回転するように構成されている。本実施の形態１では、補機２２として、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプが設けられているものとする。
【００３３】
又、プーリ１８によりモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６がベルト１４に連動している。このＭ／Ｇ２６は必要に応じて発電機として機能（以下「発電モード」あるいは「回生モード」と称する）することで、プーリ１８を介して伝達されるエンジン２あるいは車輪からの回転力を電気エネルギーに変換する。更にＭ／Ｇ２６は、必要に応じてモータ（電動機）として機能（以下「駆動モード」と称する）することでプーリ１８とベルト１４とを介してエンジン２及び補機２２の一方あるいは両方を回転させる。
【００３４】
ここで、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。Ｍ／Ｇ２６を発電モード又は回生モードにする場合には、後述するエコランＥＣＵ４０により制御されるインバータ２８はスイッチングにより充電圧及び発電量（発電負荷）を調整することにより、Ｍ／Ｇ２６が、高圧電源（ここでは３６Ｖ）用バッテリ３０（二次電池に相当）に対して、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源（ここでは１２Ｖ）用バッテリ３４に対して、電気エネルギーの充電を行うよう、更に点火系、メータ類あるいは各ＥＣＵその他に対する電源となるように切替える。
【００３５】
更に、インバータ２８は、エコランＥＣＵ４０により、発電モード時においては充電圧Ｖｌにて充電率７０％（中間充電率に相当する）となるように高圧電源用バッテリ３０を充電するようにしている。又、回生モード時においては充電圧Ｖｈ（Ｖｈ＞Ｖｌ）にて充電率１００％まで高圧電源用バッテリ３０を充電できるようにしている。このことにより充電率制御手段としての機能が実現されている。
【００３６】
Ｍ／Ｇ２６による発電がなされていない場合においては、高圧電源用バッテリ３０と低圧電源用バッテリ３４とがＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して接続されていることにより、高圧電源用バッテリ３０側から供給される電力により低圧電源用バッテリ３４を常に充電率を１００％まで上げるように構成している。
【００３７】
Ｍ／Ｇ２６を駆動モードにする場合には、インバータ２８は電力源である高圧電源用バッテリ３０からＭ／Ｇ２６へ電力を供給することで、Ｍ／Ｇ２６を駆動する。このことでプーリ１８及びベルト１４を介して、エンジン停止時においては補機２２の回転や、そして自動始動時、自動停止時あるいは車両発進時においては必要に応じてクランク軸２ａを回転させる。尚、この時、インバータ２８は高圧電源用バッテリ３０からの電気エネルギーの供給を調整することで、Ｍ／Ｇ２６の回転数を調整できる。
【００３８】
又、冷間始動時にエンジン２を始動するためにスタータ３６が設けられている。このスタータ３６は低圧電源用バッテリ３４から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン２を始動させることができる。
【００３９】
Ａ／Ｔ６には、低圧電源用バッテリ３４から電力を供給される電動油圧ポンプ３８が設けられており、Ａ／Ｔ６内部の油圧制御部に対して作動油を供給している。この作動油を利用して、油圧制御部内のコントロールバルブが、Ａ／Ｔ６内部のクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切り替えている。
【００４０】
上述した電磁クラッチ１０ａのオン−オフの切り替え、Ｍ／Ｇ２６及びインバータ２８のモード制御、スタータ３６の制御、各バッテリ３０，３４に対する充電率制御等の制御はエコランＥＣＵ４０によって実行される。又、ウォータポンプを除く補機２２の駆動オン−オフ、電動油圧ポンプ３８の駆動制御、Ａ／Ｔ６の変速制御、燃料噴射弁４２による燃料噴射制御、電動モータ４４によるスロットルバルブ４６の開度制御、排気再循環（ＥＧＲ）バルブの開度制御、その他のエンジン制御は、エンジンＥＣＵ４８により実行される。又、この他、ＶＳＣ（ビークルスタビリティコントロール）−ＥＣＵ５０が設けられていることにより、各車輪におけるブレーキの自動制御も実行されている。
【００４１】
尚、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に内蔵されている回転数センサからＭ／Ｇ２６の回転軸の回転数、エコランスイッチから運転者によるエコノミーランニングシステムの起動有無、その他のデータを検出している。ここで、エコノミーランニングシステム（以下、「エコランシステム」と略す）とは、燃費の改善などのために、自動車がスタータスイッチによる始動後や交差点等で走行停止している時に内燃機関を自動停止し、発進操作時に内燃機関を自動始動して自動車を発進可能にする自動停止始動システムである。
【００４２】
又、エンジンＥＣＵ４８は、水温センサからエンジン冷却水温ＴＨＷ、アクセル開度センサからアクセル開度ＡＣＣＰ、舵角センサからステアリングの操舵角θ、車速センサから車速ＳＰＤ、スロットル開度センサからスロットル開度ＴＡ、シフト位置センサからシフト位置ＳＨＦＴ、エンジン回転数センサからエンジン回転数ＮＥ、吸気圧センサから吸気圧ＰＭ、オートエアコンから作動状態、空燃比センサから排気成分に現れる空燃比Ａ／Ｆ、その他のデータをエンジン制御等のために検出している。又、ＶＳＣ−ＥＣＵ５０についても制動制御等のためにブレーキスイッチからブレーキペダルの踏み込み有無状態、その他のデータを検出している。
【００４３】
尚、これら各ＥＣＵ４０，４８，５０は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。これらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、ＥＣＵ４０，４８，５０間で相互に通信して交換することが可能となっており、相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【００４４】
尚、エコランＥＣＵ４０では、前述のごとく、エコランシステムを実行している。このエコランシステムによるエンジン２の自動停止中は、電磁クラッチ１０ａを遮断すると共に、エアコン駆動要求あるいはパワーステアリング駆動要求に応じて、高圧電源用バッテリ３０に蓄電されている電気エネルギーを用いてＭ／Ｇ２６を駆動させて、エアコン用コンプレッサやパワーステアリングポンプを回転させている。又、このような自動停止中に自動始動条件が成立した場合には、自動始動処理を実行して、電磁クラッチ１０ａを接続すると共に、高圧電源用バッテリ３０の電気エネルギーを用いたＭ／Ｇ２６の駆動により車両を発進させ、かつエンジン２を自動始動させている。
【００４５】
又、エンジンＥＣＵ４８では、エンジン運転状態に応じて、低負荷低回転時には成層燃焼を、それ以外の運転時あるいは始動時や始動直後には均質燃焼を実行するよう燃焼形態を制御している。燃焼形態が成層燃焼に設定された場合には、アクセル開度ＡＣＣＰの程度にかかわらずスロットルバルブ４６はほぼ全開となり、吸気量に対して理論空燃比よりも可成り少ない量の燃料が、圧縮行程後期に噴射されるように制御される。この結果、点火時期においては点火プラグ近傍に層状に存在する点火可能な濃い混合気に点火がなされて成層燃焼が行われる。一方、燃焼形態が均質燃焼に設定された場合には、アクセル開度ＡＣＣＰの程度に応じてスロットルバルブ４６の開度が調整され、理論空燃比となる量（場合により理論空燃比よりも濃くなる量）の燃料が吸気行程中に噴射されるように制御される。この結果、点火時期においては燃焼室内全体を占める理論空燃比（場合により理論空燃比より濃厚）でかつ均質な混合気に点火がなされて均質燃焼が行われる。
【００４６】
次に、Ｍ／Ｇ２６の発電により高圧電源用バッテリ３０を充電するための充電圧設定処理について説明する。本処理を図２のフローチャートに示す。本処理は、エコランＥＣＵ４０にて時間周期で繰り返し実行される。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４７】
充電圧設定処理が開始されると、まず、Ｍ／Ｇ２６に対するモード変更があったか否かが判定される（Ｓ１１０）。モード変更がなかった場合には（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、次に現在のモードが発電モードか否かが判定される（Ｓ１２０）。ここで、現在のモードが発電モードでなければ（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、次に現在のモードが回生モードか否かが判定される（Ｓ１３０）。ここで、現在のモードが回生モードでなければ（Ｓ１３０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
【００４８】
一方、モード変更があれば（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、次に回生モードから発電モードへの変更か否かが判定される（Ｓ１４０）。回生モードから発電モードへの変更でなければ（Ｓ１４０で「ＮＯ」）、次に発電モードから回生モードへの変更か否かが判定される（Ｓ１５０）。発電モードから回生モードへの変更でなければ（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
【００４９】
ここで、回生モードから発電モードへのモード変更が生じた場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」、Ｓ１４０で「ＹＥＳ」）、車両の走行状態、ここでは車速ＳＰＤに応じてマップから徐変用ステップ電圧幅ｄＶを算出し（Ｓ１６０）、一旦本処理を終了する。すなわち、回生モードにおいては、車両の走行エネルギーによりＭ／Ｇ２６を回転させて発電させ、高圧電源用バッテリ３０に充電しているが、この直前の充電状態に対応させて、この後に行われる充電圧低減時に適切な徐変用ステップ電圧幅ｄＶを設定している。この場合のマップは予め実験により設定されてエコランＥＣＵ４０のＲＯＭ内に記憶されている。
【００５０】
次の制御周期では、モード変更無しであることから（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、現在のモードが発電モードか否かが判定される（Ｓ１２０）。ここではモード変更後に発電モードとなっていることから（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、次に充電圧制御量Ｖｘが発電モードでの充電圧Ｖｌより高電圧に設定されているか否かが判定される（Ｓ１７０）。回生モードから発電モードへ切り替わった直後であれば、充電圧制御量Ｖｘは直前の回生モードでの充電圧Ｖｈのままであり、Ｖｈ（本実施の形態では４２Ｖ）＞Ｖｌ（本実施の形態では３７．５Ｖ）であることから、Ｖｘ＝Ｖｈ＞Ｖｌである（Ｓ１７０で「ＹＥＳ」）。したがって次式１に示すごとく、現在の充電圧制御量Ｖｘが前記ステップＳ１６０にて算出された徐変用ステップ電圧幅ｄＶにより減算されて、新たな充電圧制御量Ｖｘが設定される（Ｓ１８０）。
【００５１】
【数１】
Ｖｘ  ←  Ｖｘ  −  ｄＶ      …  ［式１］
こうして一旦本処理を終了する。このことによりエコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６が発電する電力を用いて、前回の制御周期時よりも徐変用ステップ電圧幅ｄＶ分低減された充電圧制御量Ｖｘに充電圧を調整して高圧電源用バッテリ３０に対する充電を行うようにインバータ２８を調整する。
【００５２】
以後、発電モードが継続すると（Ｓ１１０で「ＮＯ」、Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、Ｖｘ＞Ｖｌである限り（Ｓ１７０で「ＹＥＳ」）、前記式１による充電圧制御量Ｖｘの低減がなされ（Ｓ１８０）、高圧電源用バッテリ３０に対する充電圧が徐々に低下される。
【００５３】
そして、このような充電圧制御量Ｖｘの徐変が繰り返された結果、Ｖｘ＞Ｖｌの条件が満足されなくなると（Ｓ１７０で「ＮＯ」）、次に充電圧制御量Ｖｘに発電モード用の充電圧Ｖｌを設定して（Ｓ１９０）、一旦本処理を終了する。以後、発電モードが継続する限り（Ｓ１１０で「ＮＯ」、Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１７０で「ＮＯ」と判定されてステップＳ１９０が実行されるので、充電圧制御量Ｖｘは発電モードの充電圧Ｖｌに維持される。
【００５４】
次に、発電モードから回生モードへのモード変更が生じた場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」、Ｓ１４０で「ＮＯ」、Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、エンジン２の運転状態、ここではエンジン回転数ＮＥに応じてマップから徐変用ステップ電圧幅ｄＶを算出し（Ｓ２００）、一旦本処理を終了する。すなわち、発電モードから回生モードに移行する場合には、高圧電源用バッテリ３０の充電率の上限が７０％から１００％へ変化して電気負荷が上昇する。したがって発電負荷も増加することにより、走行トルクが急変して車両にショックが生じるおそれがある。本実施の形態では、このショックを防止するために、エンジン回転数ＮＥに応じて適切な徐変用ステップ電圧幅ｄＶを設定することにより、発電負荷の増加を徐変している。この場合のマップは予め実験により設定されてエコランＥＣＵ４０のＲＯＭ内に記憶されている。
【００５５】
次の制御周期では、モード変更無しであることから（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、現在のモードが発電モードか否かが判定される（Ｓ１２０）。ここではモード変更後に回生モードとなっていることから（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、次に現在のモードが回生モードか否かが判定される（Ｓ１３０）。現在、回生モードであることから（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、次に充電圧制御量Ｖｘが回生モードでの充電圧Ｖｈより低電圧に設定されているか否かが判定される（Ｓ２１０）。発電モードから回生モードへ切り替わった直後であれば、充電圧制御量Ｖｘは直前の発電モードでの充電圧Ｖｌであり、Ｖｌ＜Ｖｈであることから、Ｖｘ＝Ｖｌ＜Ｖｈである（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）。したがって次式２に示すごとく、現在の充電圧制御量Ｖｘが前記ステップＳ２００にて算出された徐変用ステップ電圧幅ｄＶを加算されて、新たな充電圧制御量Ｖｘが設定される（Ｓ２２０）。
【００５６】
【数２】
Ｖｘ  ←  Ｖｘ  ＋  ｄＶ      …  ［式２］
こうして一旦本処理を終了する。このことによりエコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６が発電する電力を用いて、前回の制御周期時よりも徐変用ステップ電圧幅ｄＶ分増加された充電圧制御量Ｖｘに充電圧を調整して高圧電源用バッテリ３０に対する充電を行うようにインバータ２８を調整する。
【００５７】
以後、発電モードが継続すると（Ｓ１１０で「ＮＯ」、Ｓ１２０で「ＮＯ」、Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、Ｖｘ＜Ｖｈである限り（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、前記式２による充電圧制御量Ｖｘの増加がなされ（Ｓ２２０）、高圧電源用バッテリ３０に対する充電圧が徐々に上昇される。
【００５８】
そして、このような充電圧制御量Ｖｘの徐変が繰り返された結果、Ｖｘ＜Ｖｈの条件が満足されなくなると（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、次に充電圧制御量Ｖｘに回生モード用の充電圧Ｖｈを設定して（Ｓ２３０）、一旦本処理を終了する。以後、回生モードが継続する限り（Ｓ１１０で「ＮＯ」、Ｓ１２０で「ＮＯ」、Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２１０で「ＮＯ」と判定されてステップＳ２３０が実行されるので、充電圧制御量Ｖｘは回生モードの充電圧Ｖｈに維持される。
【００５９】
充電圧設定処理（図２）による処理の一例を図３（Ａ）のタイミングチャートに示す。時刻ｔ０にて発電モードから回生モードに移行したとすると、充電圧制御量Ｖｘは、発電モード用の充電圧Ｖｌから回生モード用の充電圧Ｖｈへ徐々に上昇する。そして、回生モードから発電モードに移行する場合も、充電圧制御量Ｖｘは、回生モード用の充電圧Ｖｈから発電モード用の充電圧Ｖｌへ徐々に低下する。
【００６０】
比較例として示す図３（Ｂ）のごとく、発電モードから回生モードに移行した時に（時刻ｔ１０）、充電圧制御量Ｖｘを発電モード用の充電圧Ｖｌから回生モード用の充電圧Ｖｈへ直ちに切り替えた場合はバッテリ端子電圧は直ちに上昇する。しかし、回生モードから発電モードに移行した時に（時刻ｔ１１）、充電圧制御量Ｖｘを回生モード用の充電圧Ｖｈから発電モード用の充電圧Ｖｌへ直ちに切り替えた場合にはバッテリ端子電圧は直ちに低下することはなく、時刻ｔ１１〜ｔ１２の間で徐々に低下する。このため、ハッチングで示すごとく、インバータ２８における充電圧（Ｖｘ＝Ｖｌ）が高圧電源用バッテリ３０の端子電圧よりも低くなる。したがって、高圧電源用バッテリ３０からインバータ２８側への電流の逆流を招くことになる。
【００６１】
上述した構成において、充電圧設定処理（図２）が充電圧徐変手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【００６２】
（イ）．充電圧設定処理（図２）では、回生モードから発電モードへ充電モードを切り替える場合に充電圧を徐変させている。このため、高圧電源用バッテリ３０の端子電圧とインバータ２８の充電圧との電位差はほとんど同一で推移する。したがって図３（Ｂ）にハッチングで示したような電圧差が生じることが無く、高圧電源用バッテリ３０からインバータ２８側への電流逆流を防止できるので、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、エンジン２の燃費向上効果を十分に得ることができる。
【００６３】
（ロ）．回生モードから発電モードへ充電モードを切り替える場合に充電圧を徐変させているとともに、発電モードから回生モードへ充電モードを切り替える場合にも充電圧を徐変させている。このため、回生モードから発電モードへのモード切替時及び発電モードから回生モードへのモード切替時の両方において、走行トルクの急変を招くことがなく、車両に対するショックを抑制することができる。
【００６４】
（ハ）．車速ＳＰＤにより、回生モードから発電モードへのモード切り替え直前までの高圧電源用バッテリ３０に対する充電状態や充電程度を反映させて徐変用ステップ電圧幅ｄＶを設定している。このため、充電状態や充電程度に応じた適切な速度で充電圧を徐変できる。このことにより、可能な限り迅速に充電圧制御量Ｖｘを適切な状態に移行させることができると共に、電流の逆流を阻止して、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、エンジン２の燃費向上効果を十分に得ることができる。
【００６５】
（ニ）．ここでは、発電機として発電するとともに、電動機として補機駆動、エンジン始動、車両走行を行っているＭ／Ｇ２６を用いている。そして、エコランシステムにより自動停止自動始動を実行している。このようにエコランシステムによりエンジン２の始動が頻繁となり、Ｍ／Ｇ２６による高圧電源用バッテリ３０の電気エネルギーを消費する状態が頻繁に生じる。このことから、上述した作用効果により高圧電源用バッテリ３０の充電率が適切に制御され、回生エネルギーの無駄な消費を防止できる作用効果が、特に重要なものとなる。
【００６６】
［その他の実施の形態］
・充電圧設定処理（図２）では、回生モードから発電モードに移行する場合と、発電モードから回生モードに移行する場合との両方で充電圧の徐変を実行したが、回生モードから発電モードに移行する場合のみに限って充電圧の徐変を実行しても良い。この場合も、回生エネルギーの無駄な消費を防止でき、エンジン２の燃費向上効果を十分に得ることができる。又、回生モードから発電モードに移行する場合のショックも防止できる。
【００６７】
・充電圧設定処理（図２）のステップＳ１６０，Ｓ２００では、徐変用ステップ電圧幅ｄＶを、車速ＳＰＤ等の車両の走行状態又はエンジン回転数ＮＥ等のエンジン運転状態に応じて設定したが、それぞれ固定の値でも良い。この場合、ステップＳ１６０，Ｓ２００は共通の値でも良い。
【００６８】
・前記実施の形態においては、エンジン２とＭ／Ｇ２６との間での駆動力の移行を行うものであったが、これ以外に、走行状態に応じてエンジンとＭ／Ｇ２６とを切り替えたり、共に用いたりして、車両を走行させるハイブリッドシステムの車両に適用することもできる。
【００６９】
・前記実施の形態においては、発電機として電動機を兼ねたＭ／Ｇ２６を用いたが、本発明は専用の発電機を用いた場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としての車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態１のエコランＥＣＵが実行する充電圧設定処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１の処理の一例と比較例とを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、４…トルクコンバータ、６…Ａ／Ｔ、６ａ…出力軸、１０…プーリ、１０ａ…電磁クラッチ、１４…ベルト、１６，１８…プーリ、２２…補機、２６…Ｍ／Ｇ、２８…インバータ、３０…高圧電源用バッテリ、３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…低圧電源用バッテリ、３６…スタータ、３８…電動油圧ポンプ、４０…エコランＥＣＵ、４２… 燃料噴射弁、４４…電動モータ、４６…スロットルバルブ、４８…エンジンＥＣＵ、５０…ＶＳＣ−ＥＣＵ。
【図１】
0004211243.tif 000002
【図２】
0004211243.tif 000003
【図３】
0004211243.tif 000004