JP2007239526A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ状態や走行モード・燃費等の車両状況に応じて発電必要トルクを可変させることにより、バッテリ劣化及び燃費悪化を共に抑制することができる車両用制御装置を提供する。
【解決手段】オルタトルクデマンド部２２は、バッテリ状態に応じたバッテリ要求電力量や電装品使用電力量及び給電必須電力量を算出し、エンジントルク算出部２３はエンジン必要トルクを算出する。そして、車両必要トルク調停部２６は、バッテリ状態決定部２４からのバッテリの充電率の高低情報や燃費決定部２５からの燃費の高低情報に基づいて、オルタトルクデマンド部２２からの発電必要量とエンジントルク算出部２３からのエンジン必要トルクを調停して車両必要トルクを決定し、目標エンジン回転数決定部２７は、車両必要トルク調停部２６からのエンジン必要トルクに基づいて目標エンジン回転数を決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリ状態、電装品使用状況及び車両状態に基づいて車両必要トルクを決定する車両用制御装置に関する。

車両の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）は、車両の制御機構との間で信号のやり取りを行って車両の電子制御を行うものであり、例えば、エンジン制御ＥＣＵには車両に装備されているセンサ群で検出された、車速、エンジン回転数、空気流入量等の情報が入力され、エンジン制御ＥＣＵはこれらの情報に基づいて所定の演算処理を行い、その演算結果（例えば、燃料噴射量やバイパス空気量などを制御するための信号）を車両に装備された、電動スロットルやスタータ噴射弁等の制御機構へ送出し、燃料の噴射量や流入空気量の制御などを行っている。

近年急速な自動車普及に伴い上記のような車両用電子制御装置が増加するとともに、快適性、安全性あるいは利便性向上のニーズにより車載電装品が急増している。例えば、走行系では、上記のようなエンジン制御ＥＣＵ、ブレーキの制御を行うブレーキ制御ＥＣＵ、ステアリングの制御を行うステアリング制御ＥＣＵ、エンジンの駆動と停止を行いながら車両を走行させるエコランシステム等があり、安全性を確保するものとして衝突軽減システム（プリクラッシュ）、エアバックシステム、アンチブレーキシステム（ＡＢＳ）、横滑り防止システム等がある。また、利便性の向上を図るものとして、プッシュスタートシステム、キーレスシステム、電動スライドドアなどが有り、快適性を向上するものとして、ＡＶ装置、エアコン、ナビゲーション装置などが普及している。

そして、今後も更なる快適性、利便性、安全性向上を図るため、路車間通信装置、高機能運転システム、自動運転システム、ドライバモニタ、事故回避システム、衝突防止システム、車両周辺監視装置等の車載電装品が増加していくことが予想され、バッテリ負荷の増加に伴うバッテリ劣化や電装品増加に伴う給電不足発生が予想されるので、バッテリ劣化抑制を図ることができるバッテリの充電制御や車両状況に応じた給電不能防止制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２４９９００号公報

図１９は、従来の充電制御方法を説明するための図であり、安全系システム、例えば、プリクラッシュ、ＡＢＳ等の作動時に使用される給電必須電気量が１ＫＷ、電装品の使用電気量が1.5ＫＷ、バッテリ充電要求量が0.5ＫＷとすると、給電不能抑制のため、電装品要求量とバッテリ充電要求量の総和、すなわち、３ＫＷをオルタネータへの発電要求量として発電指令を行っている。

上記のように、従来は、車両状況、バッテリ状態によらず発電指令を行っており、オルタネータの発電量が増えれば、車両必要トルクが上昇して燃費が悪化するので、電装品高負荷時は燃費が悪化するという問題が生じていた。
また、車両必要トルクはエンジン（走行）トルクと発電トルクの和で決定されるので、給電不能抑制のため、オルタネータの発電量が増加すると、走行トルク不足によりドラビリが悪化するという問題も生じている。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、バッテリ状態や走行モード・燃費等の車両状況に応じて発電必要トルクを可変させることにより、バッテリ劣化及び燃費悪化を共に抑制することができる車両用制御装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置（１）は、
バッテリ状態、電装品使用状況及び車両状態に基づいて発電必要電気量を算出する発電必要電気量算出手段と、エンジン必要トルクを算出するエンジン必要トルク算出手段と、上記発電必要電気量算出手段の出力とエンジン必要トルク算出手段の出力を調停し、車両必要トルクを決定する車両必要トルク調停手段とを備え、上記車両必要トルク調停結果に応じて目標エンジン回転数が決定されることを特徴とする。

また、本発明に係る車両用制御装置（２）は、車両用制御装置（１）において、
バッテリ状態に応じてバッテリ要求電気量を算出するバッテリ要求電気量算出手段と電装品使用電気量を算出する電装品使用電気量算出手段と、給電必須電気量を算出する給電必須電気量算出手段とを備え、
上記発電必要電気量算出手段が、上記電装品使用電気量と給電必須電気量により必要最小電気量を算出し、上記電装品使用電気量と給電必須電気量とバッテリ要求電気量とにより必要電気量を算出することを特徴とする。

さらに、本発明に係る車両用制御装置（３）は、車両用制御装置（２）において、
上記車両必要トルク調停手段が、車両必要トルクを算出する際に、バッテリ状態及び燃費情報によって、上記必要最小電気量と必要電気量の範囲内のどの値を用いるかを決定することを特徴とする。

本発明に係る車両用制御装置（１）〜（３）によれば、車両必要トルクを算出する際に、発電必要電気量とエンジン必要トルクを調停、例えば、バッテリ状態及び燃費情報によって必要最小電気量または必要電気量のいずれを用いるか、または、必要最小電気量と必要電気量の範囲内のどの値を用いるかが決定されるので、最適な車両必要トルク及び発電機の発電量を算出することができ、燃費向上とバッテリ劣化抑制の両者を達成することが可能となる。

以下、本発明の車両用制御装置の実施例について、図面を用いて説明する。
図１は本発明の車両用制御装置としてのトルク管理装置を含む車両制御システムの全体構成を示すブロック図であり、このシステムは、車両に搭載されるトルク管理装置１、バッテリ２、オルタネータ３、及び、エンジンＥＣＵ４・エアコン５・カーナビゲーション装置６等の車両電装品よりなり、トルク管理装置１と、バッテリ２、オルタネータ３及び車両電装品とは、通信ライン７、電源ライン８を介して接続されている。また、トルク管理装置１には、車速センサ、エンジン回転数センサ、シフトポジションセンサ、燃料センサ、イグニッション（ＩＧ）スイッチ、アクセサリ（ＡＣＣ）スイッチ等の各種センサ９から種々のセンサ値やスイッチのオン／オフ状態が入力される。

このトルク管理装置１は、バッテリ２の状態や電装品使用状況及び車両状態に基づいて車両必要トルクとオルタネータ３の発電量を決定するものであり、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、入出力回路（図示せず）等から構成されている。ＣＰＵ１１はトルク管理装置１のハードウェア各部を制御するとともに、ＲＯＭ１２に記憶されたプログラムに基づいて車両必要トルクやオルタネータ３の発電量、あるいはエンジン回転数等の演算を実行する。ＲＯＭ１２は上記の車両必要トルク演算プログラムやエンジン回転数決定プログラム等の種々のプログラム記憶し、ＲＡＭ１３はＳＲＡＭ等で構成され、一時的に発生するデータを記憶する。

また、バッテリ２は電源ライン８を介してエンジンＥＣＵ４・エアコン５・カーナビゲーション装置６等の電装品に給電するもので、バッテリ２の充放電電流、端子電圧、バッテリ液温度を検出するセンサ（図示せず）を備えており、これらのセンサの出力が通信ライン７を介してトルク管理装置１に入力される。オルタネータ３は、エンジン（図示せず）により駆動され、電源ライン８を介してバッテリ２を充電するとともに、車両の他の電気負荷に電力を供給する。

一方、エンジンＥＣＵ４は、上記したように、車速、エンジン回転数、空気流入量等の情報に基づいて所定の演算処理を行い、その演算結果を電動スロットルやスタータ噴射弁等の制御機構へ送出し、燃料の噴射量や流入空気量の制御などを行うものであり、カーナビゲーション装置６は、車両の目的地までの経路、道路情報、気象情報、所要時間などを検出してトルク管理装置１に入力する。

図２は、図１のトルク管理装置１の構成を機能で表した機能ブロック図であり、各部はＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３により構成され、ソフトウェアによりこれらの機能が実行される。
オルタトルクデマンド部２２は、データの入出力を実行するプラットフォーム部２１を介して各種センサ９、バッテリ２及び各種電装品から情報を入手し、バッテリ状態に応じたバッテリ要求電力量や電装品使用電力量及び給電必須電力量を算出し、電装品使用電力量と給電必須電力量により必要最小電力量を算出し、電装品使用電力量と給電必須電力量とバッテリ要求電力量とにより必要電力量を算出して発電必要量として出力する。

また、エンジントルク算出部２３は、プラットフォーム部２１を介して各種センサ９から車速、アクセル開度等の情報を受け取ってエンジントルクを算出し、バッテリ状態決定部２４は、プラットフォーム部２１を介して入力されるバッテリ２の電圧、電流、バッテリ液温度等に基づいてバッテリ２の充電率（ＳＯＣ）や内部抵抗等のバッテリ状態を算出するとともに、充電率の高低を判断する。さらに、燃費決定部２５は、プラットフォーム部２１を介して各種センサ９から燃料残量や走行距離等の情報を受け取って燃費を算出し、算出した実燃費と車両の平均燃費を比較することにより燃費の良否を判断する。

そして、車両必要トルク調停部２６は、バッテリ状態決定部２４からのバッテリ状態と燃費決定部２５からの燃費情報に基づいて、オルタトルクデマンド部２２からの発電必要量とエンジントルク算出部２３からのエンジン必要トルクＴeを調停して車両必要トルクＴを決定する。また、目標エンジン回転数決定部２７は、車両必要トルク調停部２６からのエンジン必要トルクに基づいて目標エンジン回転数を決定し、決定した目標エンジン回転数を通信ライン７を介してエンジンＥＣＵ４に送信する。

一方、図３は図２のオルタトルクデマンド部２２の構成を機能で表した機能ブロック図であり、上記と同様に、各部はＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３により構成され、ソフトウェアによりこれらの機能が実行される。
車両状況検出部３１は、プラットフォーム部２１を介して各種センサ９からエンジン回転数、シフト状況、アクセル開度等の情報を受け取り、走行モード決定部３２は車両状況検出部３１からの情報に基づいて、加速、減速、アイドリング、定速走行等の走行モードを決定して、充電制御方式決定部３３及び給電必須電力決定部３４に通知する。

また、バッテリ状態検出部３５は、プラットフォーム部２１を介して入力されるバッテリ２の電圧、電流、バッテリ液温度等に基づいてバッテリ２の充電率（ＳＯＣ）や内部抵抗等を検出してバッテリ要求発電量決定部３６及び充電モード決定部３７に入力し、充電モード決定部３７はバッテリ２の充電率に応じて充電モードを決定して充電制御方式決定部３３に通知する。発電カット有無判定部３８は、ドライバの運転特性やドライバ自身の設定に基づいて加速時の発電カットの要否を判別して充電制御方式決定部３３に通知する。

そして、充電制御方式決定部３３は走行モード決定部３２から通知された走行モード、充電モード決定部３７から通知された充電モード及び発電カット有無判定部３８からの情報に基づいて充電制御方式を決定してバッテリ要求発電量決定部３６に入力し、バッテリ要求発電量決定部３６は、バッテリ状態検出部３５から入力されたバッテリ２の充電率及び充電制御方式決定部３３から通知された充電制御方式に基づいてバッテリ要求発電量を決定する。

一方、給電必須電力決定部３４は、走行モード決定部３２から通知された走行モードに基づいて給電必須電力を決定して給電制御要求発電量決定部３９に通知し、電装品使用量決定部４０は、プラットフォーム部２１を介して入力される、種々の電装品の起動状態・駆動状態に基づいて電装品の消費電力を決定し、給電制御要求発電量決定部３９に通知する。また、給電制御要求発電量決定部３９は、給電必須電力決定部３４からの要求電力と電装品使用量決定部４０からの要求電力に基づいて給電制御要求発電量を決定する。
なお、この実施例では、電装品の起動状態・駆動状態に基づいて電装品の消費電力を電装品使用量決定部４０で決定したが、各電装品が起動時に消費電力をトルク管理装置１に申告するようにすることもできる。

そして、発電機必要発電量決定部４１は、バッテリ要求発電量決定部３６からの要求発電量と給電制御要求発電量決定部３９からの要求発電量に基づいて、給電制御要求発電量から必要最小電力量を決定し、給電制御要求発電量とバッテリ要求発電量から必要電力量を決定して車両必要トルク調停部２６に出力する。
また、このオルタトルクデマンド部２２は、車両必要トルク調停部２６から入力された発電要求量を通信ライン７を介してオルタネータ３に発電指令として送信する。

次に、上記のオルタトルクデマンド部２２の各機能部の作用を図１のブロック図及び図４のフローチャートを用いて説明する。
トルク管理装置１のＣＰＵ１１は、１６ｍｓ毎に図４に示す発電必要量算出プログラムを実行しており、このプログラムを開始すると、まず、バッテリ２の電圧、電流、バッテリ液温度等の検出出力に基づいてバッテリ２の充電率、内部抵抗等のバッテリ状態を検出してＲＡＭ１３に記憶した（ステップ１０１）後、各種センサ９からエンジン回転数、シフト状況、アクセル開度等の車両状態の情報を検出し（ステップ１０２）、これらの情報に基づいて加速、減速、アイドリング、定速走行等の走行モードを決定し、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップ１０３）。

次に、ＣＰＵ１１は、各種電装品の起動状態・駆動状態に基づいて電装品の消費電力、すなわち、電装品使用量を検出してＲＡＭ１３に記憶した（ステップ１０４）後、ＲＡＭ１３に記憶した走行モードと、ＲＯＭ１２に記憶された電装品への給電要否テーブルに基づいて給電必須電力を決定してＲＡＭ１３に記憶する（ステップ１０５）。
図５は、走行モードと電装品の給電の要否の関係を示すテーブルの一例を示すものであり、プリクラッシュシステム（ＰＣＳ）、アンチブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバックシステム（ＡＸＳ）、横滑り防止システム（ＶＳＣ）等の電装品への給電要否が、加速、定速、減速、アイドル等の走行モードに応じて設定されており、例えば、アイドリング時にはプリクラッシュシステム（ＰＣＳ）等の給電が不要とされ、給電必須電力は、エアバックシステム（ＡＸＢ）の使用電力のみとなる。

走行モードによらず給電必須電力が固定の場合、図６（ａ）に示すように、電装品使用電力が1.2ＫＷ、給電必須電力が0.6ＫＷ、バッテリ充電要求量が1.2ＫＷとすると、オルタネータ３への発電要求量は３ＫＷとなるが、上記のように、給電必須電力を走行モードに応じて可変することにより、例えば、アイドリング時には、図６（ｂ）に示すように、給電必須電力がエアバックシステムのみの0.2ＫＷとなるので、発電要求量を2.6ＫＷに減らすことができ、従来に比べ0.4ＫＷの発電カットが可能となり、発電量増大による燃費悪化を防止することができる。

給電必須電力を決定すると、次に、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶されたバッテリ２の充電率（ＳＯＣ）に応じて充電モードを決定してＲＡＭ１３に記憶する（ステップ１０６）。すなわち、ＣＰＵ１１は、図７に示すように、充電率が７５％以下のとき、発電モード、充電率が７５％〜８８％のとき、通常モード、充電率が８８％以上のとき、ＳＯＣ維持モードに決定してＲＡＭ１３に記憶する。

次に、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶された充電モード、走行モード及びドライバの運転特性やドライバ自身により設定された加速時発電カットの有無に基づいて充電制御方式を決定した（ステップ１０７）後、ＲＡＭ１３に記憶されたバッテリ２の充電率及び上記の充電制御方式に基づいてバッテリ要求発電量を決定してＲＡＭ１３に記憶する（ステップ１０８）。
なお、バッテリ要求発電量は、バッテリ要求発電量＝（目標充電率−現状充電率）／１００＊バッテリ容量で求めることができる。

これにより、図７に示すように、発電モード時には、バッテリ２の充電率に応じてバッテリ要求発電量を算出し、所定電圧（13.8Ｖ）＋αの電圧で充電し、通常モード時には、同様に、バッテリ２の充電率に応じてバッテリ要求発電量を算出し、所定電圧（13.8Ｖ）で充電するようにバッテリ要求発電量を決定する。また、ＳＯＣ維持モードでは、バッテリ２の充電率に応じてバッテリ要求発電量を算出するとともに、走行モードが加速の場合には、発電をカットし、充電率が９５％以上で、走行モードが減速の場合には発電を禁止するように、バッテリ要求発電量を決定する。

なお、ドライバの運転特性またはドライバの設定により、ドラビリ優先、すなわち、加速時発電カットが指示された場合には、走行モードが加速のとき、常に、発電をカットするようにバッテリ要求発電量が決定される。このドラビリ優先指示は、運転者が操作できるドラビリ優先指示スイッチを設け、このスイッチのオン／オフにより判断することができるが、ナビゲーション装置６から取得したカーブ、直線等の道路状況、車両状況検出部３１から取得したブレーキやアクセルの使用状況等に基づいてドライバ特性、例えば、「ノーマルタイプ」、アクセル、ブレーキを頻繁に使用する「スポーツタイプ」、スピードを出さない「エコノミータイプ」等の運転特性を自動的に決定し、このドライバ特性が「スポーツタイプ」の場合に、加速時発電カットするようにすることもできる。

バッテリ要求発電量を決定すると、次に、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に記憶された給電必須電力及び電装品使用量に基づいて給電制御要求発電量を決定する（ステップ１０９）。この後、ＣＰＵ１１は、この給電制御要求発電量に基づいて発電機必要最小電力量Ｗ１を決定する（ステップ１１０）とともに、給電制御要求発電量とバッテリ要求発電量に基づいて発電機必要電力量Ｗ２を決定し（ステップ１１１）、プログラムを終了する。

一方、トルク管理装置１のＣＰＵ１１は、別途、１６ｍｓ毎に図８に示す目標エンジン回転数決定プログラムを実行しており、このプログラムを開始すると、各種センサ９から車速、アクセル開度等の情報を取得した（ステップ２０１）後、ＲＯＭ１２に記憶されている、車速及びアクセル開度と駆動力（トルク）との関係を示すテーブルを使用してエンジン必要トルクＴeを算出し、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップ２０２）。
図９は、上記のテーブルの一例を示すものであり、アクセル開度毎の車速とトルクとの関係を示す曲線のテーブルが記憶されており、ＣＰＵ１１は、取得したアクセル開度に基づいていずれかの曲線を選択し、取得した車速に基づいて車両必要トルクＴeを決定する。

次に、ＣＰＵ１１は、バッテリ２から電圧、電流、バッテリ液温度等を取得してバッテリ２の充電率（ＳＯＣ）や内部抵抗等のバッテリ状態を算出して充電率をＲＡＭ１３に記憶するとともに、その高低を判断し、判断結果をＲＡＭ１３に記憶した（ステップ２０３）後、燃料残量や車両走行距離の情報に基づいて車両の実燃費を算出し、算出した実燃費と車両の平均燃費を比較することにより燃費の良否を判断し、判断結果をＲＡＭ１３に記憶する（ステップ２０４）。

そして、燃費の良否を判断すると、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された、図１０に示す制御切り換えテーブルを使用することにより、上記充電率の高低判断結果と燃費良否判断結果に基づいて、発電機要求発電量Ｗとして発電機必要最小電力量Ｗ１を使用するか、発電機必要電力量Ｗ２を使用するかを決定した（ステップ２０５）後、決定した発電機要求電力量Ｗに応じたトルクＴoとエンジン必要トルクＴeを加算して車両必要トルクＴを決定し、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップ２０６）。

次に、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された最適燃費線及びトルクとエンジン回転数との関係を示すテーブルを使用することにより、決定した車両必要トルクＴとカーナビゲーション装置６から取得した道路情報に基づいて目標エンジン回転数を決定し、通信ライン７を介してエンジンＥＣＵ４に通知する（ステップ２０７）とともに、ステップ２０５で決定した発電機要求電力量Ｗを通信ライン７を介してオルタネータ３に発電指令として通知し（ステップ２０８）、プログラムを終了する。

図１１は、ＲＯＭ１２に記憶されている最適燃費線及びトルクとエンジン回転数との関係を示すテーブルの一例を示すものであり、平坦路における最適燃費のエンジン回転数とトルクとの関係を示す曲線と、降坂路における最適燃費のエンジン回転数とトルクとの関係を示す曲線とがテーブルとして記憶されており、ＣＰＵ１１は、カーナビゲーション装置６から取得した道路情報に基づいていずれかの曲線を選択し、決定した車両必要トルクＴに基づいて目標エンジン回転数を決定する。

以上のように、バッテリの充電率の高低判断結果と燃費良否判断結果に基づいて、発電機要求電力量Ｗとして発電機必要最小電力量Ｗ１を使用するか発電機必要電力量Ｗ２を使用するかを決定することにより、バッテリ状態や走行モード・燃費等の車両状況に応じて発電必要トルクを可変することができるので、最適な車両必要トルク及び発電機の発電量を算出することができ、燃費向上とバッテリ劣化抑制の両者を達成することが可能となる。

上記の実施例では、バッテリの充電率の高低判断結果と燃費良否の判断結果に基づいて、発電機要求発電量Ｗとして発電機必要最小電力量Ｗ１を使用するか発電機必要電力量Ｗ２を使用するかを決定したが、バッテリの充電率と燃費良否判断結果に基づいてバッテリ要求発電量を補正することにより、車両必要トルクを決定することもでき、以下、バッテリの充電率と燃費良否判断結果に基づいてバッテリ要求発電量を補正する場合の実施例について説明する。
なお、本実施例の車両用制御装置を含む車両制御システムの構成及びトルク管理装置の構成は図１、図２、図３と同じであるので、詳細な説明は省略する。

トルク管理装置１のＣＰＵ１１は、１６ｍｓ毎に図１２に示す目標エンジン回転数決定プログラムを実行するが、ステップ３０１〜ステップ３０４及びステップ３０８、３０９の作用は、図８のフローチャートのステップ２０１〜ステップ２０４及びステップ２０７、２０８の作用と同じであるので、説明を省略し、ステップ３０５〜ステップ３０７についてのみ説明する。

燃費の良否を判断すると、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された、バッテリの充電率と燃費良否判断結果により定められたバッテリ要求発電量の補正係数テーブルを参照し、ＲＡＭ１３に記憶された充電率と燃費良否判断結果に基づいてバッテリ要求発電量の補正係数αを読み出す（ステップ３０５）。
図１３はバッテリ要求発電量の補正係数のテーブルの一例を示すものであり、（ａ）燃費良、（ｂ）燃費並、（ｃ）燃費悪、毎に充電率に応じたバッテリ要求発電量の補正係数が登録されており、例えば、燃費が並で充電率７０％の場合には、バッテリ要求発電量の補正係数αとして0.8が読み出される。

次に、ＣＰＵ１１は、発電機要求電力量ＷをＷ＝Ｗ１＋α＊（Ｗ２−Ｗ１）により決定した（ステップ３０６）後、決定した発電機要求発電量Ｗに応じたトルクＴoとエンジン必要トルクＴeを加算して車両必要トルクＴを決定し、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップ３０７）。
なお、上記の（Ｗ２−Ｗ１）はバッテリ要求発電量であり、この値を補正係数αで補正して発電機要求電力量Ｗを決定している。

以上のように、バッテリの充電率と燃費良否判断結果に基づいてバッテリ要求発電量を補正して発電機要求発電量Ｗを決定することにより、上記と同様に、バッテリ状態や走行モード・燃費等の車両状況に応じて発電必要トルクを可変することができるので、最適な車両必要トルク及び発電機の発電量を算出することができ、燃費向上とバッテリ劣化抑制の両者を達成することが可能となる。

また、カーナビゲーション装置などの外部環境検出装置からの情報に基づいて得た、危険度や路面情報を発電機要求電力量Ｗの決定条件として追加することもでき、以下、バッテリの充電率と燃費良否に加えて危険度や路面情報を判断して発電機要求電力量Ｗを決定する場合の実施例について説明する。
なお、本実施例の車両制御システムの構成は図１と同じであるので、詳細な説明は省略する。

図１４は、本実施例のトルク管理装置１の構成を機能で表した機能ブロック図であるが、図２の構成に外部環境決定部２８が追加されている点を除いて図２の構成と同じであるので、外部環境決定部２８以外の各部の説明は省略する。
外部環境決定部２８は、カーナビゲーション装置６からの道路情報、気象情報、路面情報等に基づいて、雨や風、道路状況あるいは渋滞状況から危険度を予測し、危険度及び登坂・降坂・平坦等の経路情報を車両必要トルク調停部２６に通知する。
なお、外部環境の取得情報としては、カーナビゲーション装置からの情報に限らず、その他の通信装置からの情報や、ワイパーの駆動信号、雨センサや振動センサ等の各種のセンサ出力あるいはドライバが危険と判断した場合に押下するスイッチの出力等を使用することも可能である。

次に、本実施例のトルク管理装置１が目標エンジン回転数を決定する場合の作用について図１５のフローチャートにより説明する。
トルク管理装置１のＣＰＵ１１は、１６ｍｓ毎に図１５に示す目標エンジン回転数決定プログラムを実行しており、このプログラムを開始すると、各種センサ９から車速、アクセル開度等の情報を取得した（ステップ４０１）後、車速及びアクセル開度とトルクとの関係を示すテーブルを使用してエンジン必要トルクＴeを算出しＲＡＭ１３に記憶する（ステップ４０２）。

次に、ＣＰＵ１１は、カーナビゲーション装置６等から道路情報、気象情報、路面情報等の外部環境情報を取得した（ステップ４０３）後、取得した雨や風、道路状況あるいは渋滞情報から危険度を予測し、予測した危険度及び登坂・降坂・平坦等の経路情報をＲＡＭ１３に記憶する（ステップ４０４）。
この後、ＣＰＵ１１は、バッテリ２から電圧、電流、バッテリ液温度等を取得してバッテリ２の充電率等のバッテリ状態を算出し、充電率をＲＡＭ１３に記憶するとともに、その高低を判断し、判断結果をＲＡＭ１３に記憶する（ステップ４０６）。次に、ＣＰＵ１１は、各種センサ９から取得した燃料残量や車両走行距離等の情報に基づいて車両の実燃費を算出し、算出した実燃費と車両の平均燃費を比較することにより燃費の良否を判断し、判断結果をＲＡＭ１３に記憶する（ステップ４０６）。

そして、燃費の良否を判断すると、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された、制御切り換えテーブルを使用することにより、上記の危険度、経路情報、充電率の高低判断結果及び燃費良否判断結果に基づいて、発電機要求電力量Ｗとして発電機必要最小電力量Ｗ１を使用するか発電機必要電力量Ｗ２を使用するかを決定した（ステップ４０７）後、決定した発電機要求電力量Ｗに応じたトルクＴoとエンジン必要トルクＴeを加算して車両必要トルクＴを決定し、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップ４０８）。

図１６は、制御切り換えテーブルの一例を示す図であり、図１６（ａ）に示すように、危険度の高、中、低及び登坂・降坂・平坦に応じて、使用するマップＡ〜Ｉを選択するようになっており、各マップが図１６（ｂ）、図１６（ｃ）・・・のようにそれぞれＲＯＭ１２に記憶されている。
例えば、危険度が低で、降坂路の場合には、マップＢが選択され、充電率が中、燃費良の場合には、発電機必要最小電力量Ｗ１が発電機要求電力量Ｗとして決定される。

次に、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された最適燃費線及びトルクとエンジン回転数との関係を示すテーブルを使用することにより、決定した車両必要トルクＴと経路情報に基づいて目標エンジン回転数を決定し、通信ライン７を介してエンジンＥＣＵ４に通知する（ステップ４０９）とともに、ステップ４０７で決定した発電機要求電力量Ｗを通信ライン７を介してオルタネータ３に発電指令として通知し（ステップ２０８）、プログラムを終了する。

以上のように、危険度や登坂・降坂等の経路も考慮して車両必要トルクを算出することにより、更に最適な車両必要トルク及び発電機の発電量を求めることができ、燃費向上とバッテリ劣化抑制の両者を達成することが可能となる。

さらに、危険度、経路情報及びバッテリの充電率に基づいて、バッテリ要求発電量を補正することにより、車両必要トルクを決定することもでき、以下、危険度、経路情報及びバッテリの充電率に基づいてバッテリ要求発電量を補正する場合の実施例について説明する。
なお、本実施例の車両用制御装置を含む車両制御システムの構成及びトルク管理装置の構成は図１、図１４と同じであるので、詳細な説明は省略する。

トルク管理装置１のＣＰＵ１１は、１６ｍｓ毎に図１７に示す目標エンジン回転数決定プログラムを実行するが、ステップ５０１〜ステップ５０５及びステップ５０９、５１０の作用は図１５のフローチャートのステップ４０１〜ステップ４０５及びステップ４０９、４１０の作用と同じであるので、説明を省略し、ステップ５０６〜５０８の作用についてのみ説明する。
バッテリ状態を判断すると、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された、危険度、経路情報及びバッテリの充電率により定められたバッテリ要求発電量の補正係数テーブルを参照し、ＲＡＭ１３に記憶された危険度、経路情報及び充電率に基づいてバッテリ要求発電量の補正係数αを読み出す（ステップ５０６）。

図１８はバッテリ要求発電量の補正係数のテーブルの一例を示すものであり、図１８（ａ）に示すように、危険度の高、中、低及び登坂・降坂・平坦に応じて、使用するマップＡ〜Ｉを選択するようになっており、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）、図１８（ｄ）・・・に示すように、各マップＡ〜ＩがそれぞれＲＯＭ１２に記憶されている。
例えば、危険度が低で、平坦路の場合には、マップＣが選択され、充電率が７０％の場合には、0.2がバッテリ要求発電量の補正係数αとして読み出される。

次に、ＣＰＵ１１は、発電機要求発電量ＷをＷ＝Ｗ１＋α＊（Ｗ２−Ｗ１）により決定した（ステップ５０７）後、決定した発電機要求発電量Ｗに応じたトルクＴoとエンジン必要トルクＴeを加算して車両必要トルクＴを決定し、ＲＡＭ１３に記憶する（ステップ５０８）。

以上のように、危険度、経路情報及びバッテリの充電率に基づいてバッテリ要求発電量を補正して発電機要求発電量Ｗを決定することにより、バッテリ状態や走行モード・燃費等の車両状況に応じて発電必要トルクを可変することができるので、上記と同様に、更に最適な車両必要トルク及び発電機の発電量を求めることができ、燃費向上とバッテリ劣化抑制の両者を達成することが可能となる。

本発明の車両用制御装置を含む車両制御システムの全体構成を示すブロック図である。 トルク管理装置の構成を機能で表した機能ブロック図である。 オルタトルクデマンド部の構成を機能で表した機能ブロック図である。 オルタトルクデマンド部の作用を示すフローチャートである。 給電要否テーブルの一例を示すものである。 走行モードに応じて給電必須電力を変更した場合の発電要求量の変化の一例を示す図である。 充電率と充電モード及び充電制御方式の関係を示す図である。 トルク管理装置の実行する目標エンジン回転数決定プログラムを示すフローチャートである。 車速及びアクセル開度とトルクとの関係を示すテーブルの一例を示す図である。 充電率と燃費に基づく制御切り換えテーブルの一例を示す図である。 最適燃費線及びトルクとエンジン回転数との関係を示すテーブルの一例を示すものである。 他の実施例のトルク管理装置の実行する目標エンジン回転数決定プログラムを示すフローチャートである。 バッテリ要求発電量の補正係数テーブルの一例を示すものである。 他の実施例のトルク管理装置の構成を機能で表した機能ブロック図である。 図１４のトルク管理装置が実行する目標エンジン回転数決定プログラムを示すフローチャートである。 充電率と燃費に基づく制御切り換えテーブルの他の例を示す図である。 さらに他の実施例のトルク管理装置が実行する目標エンジン回転数決定プログラムを示すフローチャートである。 バッテリ要求発電量の補正係数テーブルの他の例を示すものである。 従来の充電制御方法を説明するための図である。

符号の説明

１ トルク管理装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
２ バッテリ
３ オルタネータ
４ エンジンＥＣＵ
５ エアコン
６ カーナビゲーション装置
７ 通信ライン
８ 電源ライン
９ 各種センサ

Claims (3)

1. バッテリ状態、電装品使用状況及び車両状態に基づいて発電必要電気量を算出する発電必要電気量算出手段と、エンジン必要トルクを算出するエンジン必要トルク算出手段と、上記発電必要電気量算出手段の出力とエンジン必要トルク算出手段の出力を調停し、車両必要トルクを決定する車両必要トルク調停手段とを備え、上記車両必要トルク調停結果に応じて目標エンジン回転数が決定されることを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載された車両用制御装置において、
   バッテリ状態に応じてバッテリ要求電気量を算出するバッテリ要求電気量算出手段と電装品使用電気量を算出する電装品使用電気量算出手段と、給電必須電気量を算出する給電必須電気量算出手段とを備え、
   上記発電必要電気量算出手段が、上記電装品使用電気量と給電必須電気量により必要最小電気量を算出し、上記電装品使用電気量と給電必須電気量とバッテリ要求電気量とにより必要電気量を算出することを特徴とする車両用制御装置。
3. 請求項２に記載された車両用制御装置において、
   上記車両必要トルク調停手段が、車両必要トルクを算出する際に、バッテリ状態及び燃費情報によって、上記必要最小電気量と必要電気量の範囲内のどの値を用いるかを決定することを特徴とする車両用制御装置。

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