JP2016144977A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費を向上させるとともに、ドライバに違和感を与える減速度の発生を抑制すること。【解決手段】車両の制御装置において、惰性走行中にバッテリのＳＯＣが所定値まで低下した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、発電電動機を回生発電させる場合の回生減速度ＤＥＣ＿Ｒと、現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆとの差分が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも小さい場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつクラッチを係合させるとともに発電電動機を回生発電させ（ステップＳ１３，Ｓ１４）、その差分が閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、クラッチの開放を継続させ、かつエンジンを再始動させるとともに当該エンジンの出力によって発電電動機を発電させる（ステップＳ１６，Ｓ１７）ことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、車両が走行中、ドライバの操作によりアクセルペダルから足が離されたことを検出すると、燃費を向上させるためにエンジンを停止して車両を惰性走行させる制御装置が広く知られている。

例えば、特許文献１には、惰性走行モードを含む複数の減速モードのなかから一つを選択する減速モード選択スイッチを搭載した車両が開示されている。減速モード選択スイッチがドライバにより手動操作されることで、惰性走行モードを含む減速小モードや、回生ブレーキを実行する減速大モードなどに切り替えられる。また、減速モード選択スイッチによって減速小モードが選択された場合、バッテリＳＯＣが大きい場合には車両を惰性走行させる制御を実施し、バッテリＳＯＣが小さい場合にはエンジンの出力によって発電する制御を実施する。

特開２００７−６９７８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、ドライバの意図に応じた減速度を得るために減速モード選択スイッチを設けているものの、ドライバが燃料を消費せずに惰性走行によって走行距離を伸ばそうという意図で減速小モードを選択しても、上述したようにエンジンで燃料を消費する可能性があるためドライバの意図に反してしまう。また、減速モード選択スイッチによってドライバが要求する減速度の大小を検出できるからドライバの意図に応じた減速度を得ることが可能であって、そのようなスイッチを搭載していない車両には適用することができない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、燃費を向上させるとともに、ドライバに違和感を与える減速度の発生を抑制できる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンと、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられたクラッチと、前記クラッチを開放させても前記エンジンとトルク伝達可能に接続されている発電電動機と、前記発電電動機との間で電力の授受が可能に構成されているバッテリとを備えた車両の制御装置において、前記クラッチを開放させ、かつ前記エンジンへの燃料供給を停止した状態での惰性走行中、前記バッテリの充電容量が所定値まで低下した場合には、仮に前記エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつ前記クラッチを係合させるとともに前記駆動輪側から前記動力伝達経路を介して作用する外力によって前記発電電動機を回生発電させる場合に前記車両に発生する回生減速度を予測し、前記車両で発生している現在の減速度を取得し、前記予測された回生減速度と前記現在の減速度との差分が予め定められた閾値よりも小さい場合には、前記エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつ前記クラッチを係合させるとともに前記外力によって前記発電電動機を回生発電させ、前記差分が前記閾値よりも大きい場合には、前記クラッチの開放を継続させ、かつ前記エンジンを再始動させるとともに当該エンジンの出力によって前記発電電動機を発電させることを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置では、現在の減速度と回生減速度との差分が閾値よりも小さい場合、エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつクラッチを係合させるとともに外力によって発電電動機を回生発電させることにより、燃費の高い制御状態へ移行できる。一方、現在の減速度と回生減速度との差分が閾値よりも大きい場合、クラッチの開放を継続させ、かつエンジンを再始動させるとともにエンジンの出力によって発電電動機を発電させることにより、減速度差が生じにくい制御状態へ移行できる。

本発明によれば、現在の減速度と回生減速度との差分が閾値よりも小さい場合には燃費の高い制御を実施し、現在の減速度と回生減速度との差分が閾値よりも大きい場合には減速度差が生じにくい制御を実施するため、燃費を向上させるとともに、ドライバに違和感を与える減速度の発生を抑制できる。

図１は、本実施形態の車両制御装置により実施されるフリーラン制御および解除制御の処理フローを示すフローチャート図である。 図２は、本実施形態の車両制御装置を模式的に示すシステム構成図である。 図３は、フリーラン自動解除制御を実施した場合の車両状態を示すタイムチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両制御装置の実施形態について説明する。

［１．車両の動力伝達系］
図２は、本実施形態で対象とする車両Ｖｅを模式的に示すスケルトン図である。車両Ｖｅは、動力伝達系として、動力源であるエンジン（ＥＮＧ）１と、手動変速機２と、デファレンシャルギヤ３と、車軸４と、駆動輪５とを備えている。

車両Ｖｅでは、エンジン１から駆動輪５に至る動力伝達経路中において、エンジン１と手動変速機２との間にクラッチＣが設けられている。

エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどからなる周知の内燃機関である。手動変速機２は、変速比が異なる複数の変速段を設定できる周知の手動変速機である。例えば、図示しないシフトレバーがドライバに操作されたことを検出すると、そのシフトポジションに応じた変速段に手動変速機２の変速段が切り替わるように構成されている。

クラッチＣは、選択的に係合もしくは開放させることができ、油圧アクチュエータにより摩擦係合要素が動作する油圧式に構成されている。クラッチＣの一方の摩擦係合要素は、クランクシャフト１ａに連結され、その他方の係合要素は、入力軸２ａに連結されている。車両Ｖｅでは、クラッチＣを開放することにより、エンジン１を動力伝達系から切り離すことができ、クラッチＣを係合することにより、手動変速機２の入力軸２ａとクランクシャフト１ａとの間をトルク伝達可能に接続しエンジン１を動力伝達系に接続できる。クラッチＣを係合中、エンジン１から出力された動力は、手動変速機２およびデファレンシャルギヤ３を介して車軸４に連結されている左右の駆動輪５に伝達する。なお、クラッチＣは、電磁式などであってもよい。

車両Ｖｅは、エンジン１の始動装置である発電電動機（ＭＧ）６を備えている。発電電動機６は、伝動機構７を介してエンジン１と動力伝達可能に接続されている。伝動機構７は、発電電動機６のロータ軸と一体回転するプーリと、クランクシャフト１ａと一体回転するプーリとに無端状の伝動ベルトが巻きかけられているプーリ機構に構成されている。つまり、発電電動機６とエンジン１とは、クラッチＣを介さずに連結されているため、クラッチＣを開放させても発電電動機６とエンジン１とは動力伝達可能に接続されている。

発電電動機６は、二次電池であるバッテリ８と電力の授受が可能に電気的に接続されている。要するに、発電電動機６は、バッテリ８から供給された電力により駆動してモータとして機能し、あるいは外力が作用することによりロータ軸が回転して発電する発電機として機能する。

発電電動機６がスタータモータとして機能する場合、エンジン１が停止中にバッテリ８の電力を消費して発電電動機６が駆動することにより、発電電動機６から出力された動力が伝動機構７を介してエンジン１に伝達しクランクシャフト１ａを回転させる。また、発電電動機６が発電機として機能する場合、エンジン１から出力された動力が伝動機構７を介してロータ軸に作用することによりロータ軸が回転させられて発電する場合（駆動発電）や、クラッチＣを係合中に駆動輪５側からの外力が動力伝達経路および伝動機構７を介してロータ軸に作用することによりロータ軸が回転させられて発電する場合（回生発電）すなわちエネルギ回生する場合が含まれる。そして、発電電動機６で発電した電力はバッテリ８に充電される。このようにしてバッテリ８の充電容量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が変化することになる。

また、バッテリ８と発電電動機６とは図示しないインバータ等を介して電気的に接続されており、そのインバータは後述する車両制御装置１０によって制御される。インバータの制御によってバッテリ８と発電電動機６との間の電力の授受が行わる。つまり、車両制御装置１０は、インバータと電気通信可能に接続されており、バッテリ８のＳＯＣを検出することができるように構成されている。なお、インバータには図示しない電気機器や他の発電電動機（図示せず）などが電気的に接続されてよい。

［２．車両制御装置］
本実施形態の車両制御装置１０は、車両Ｖｅ全体を制御する電子制御装置（以下「メインＥＣＵ」という）１１と、エンジン１を制御する電子制御装置（以下「エンジンＥＣＵ」という）１２と、ブレーキ動作を制御する電子制御装置（以下「ブレーキＥＣＵ」という）１３と、各種車両情報をドライバへ向けて表示する表示系を制御する電子制御装置（以下「表示系ＥＣＵ」という）１４とを含む。各ＥＣＵ１１，１２，１３，１４は、マイクロコンピュータを主体とし、入力されたデータおよび予め記憶しているデータに基づいて所定のプログラムに従って演算を実行するように構成されている。

メインＥＣＵ１１は、エンジンＥＣＵ１２、ブレーキＥＣＵ１３、表示系ＥＣＵ１４のそれぞれと電気通信可能に接続されている。車両制御装置１０では各ＥＣＵ１１，１２，１３，１４が協働して車両Ｖｅを制御することができる。つまり、メインＥＣＵ１１には、車両Ｖｅに搭載された各種のセンサ類から信号が入力されるとともに、エンジンＥＣＵ１２とブレーキＥＣＵ１３と表示系ＥＣＵ１４とから各種の信号が入力される。そして、メインＥＣＵ１１は、その入力信号に基づいて各種の演算処理を行うとともに制御対象となる車載装置（その他のＥＣＵ１２，１３，１４を含む）を制御するための指令信号を出力する。

また、メインＥＣＵ１１は、いわゆるモータＥＣＵと称される制御装置と、バッテリＥＣＵと称される制御装置とを含む構成である。そのため、発電電動機６およびバッテリ８はメインＥＣＵ１１によって制御される。

車両制御装置１０では、現在のＳＯＣなどバッテリ８におけるＳＯＣの情報をメインＥＣＵ１１が取得できる。したがって、メインＥＣＵ１１は、バッテリのＳＯＣに基づいて各種の制御を実施するように構成されている。例えば、メインＥＣＵ１１は、ＳＯＣが低下してバッテリ８に充電する必要があると判断した場合には、発電電動機６を発電機として機能させる制御を実施し、発電電動機６で発電した電力がバッテリに８に充電されるようにインバータ等を制御する。さらに、メインＥＣＵ１１は、エンジンＥＣＵ１２からの入力信号に基づきエンジン１を始動する場合には、バッテリ８の電力を使用して発電電動機６をスタータモータとして機能させる制御を実施する。

エンジンＥＣＵ１２は、エンジン１への燃料供給量や吸入空気量や点火時期などを制御する。例えば、エンジンＥＣＵ１２は、車両Ｖｅが走行中に所定のエンジン停止条件が成立すると、エンジン１への燃料供給を停止するフューエルカット制御（以下「Ｆ／Ｃ制御」という）を実施する。

また、エンジンＥＣＵ１２には、ドライバによるアクセルペダル２１の操作量を検出するアクセル開度センサ３１や、ドライブによるクラッチペダル２２の操作量を検出するクラッチストロークセンサ３２から検出信号が入力される。つまり、エンジンＥＣＵ１２は、クラッチＥＣＵと称される制御装置を含む構成である。

例えば、車両Ｖｅが高車速で走行中に、エンジンＥＣＵ１２は、アクセル開度センサ３１からの信号に基づきドライバがアクセルペダル２１から足を離したこと（以下「アクセルペダルＯＦＦ」という）を検出し、かつクラッチストロークセンサ３２からの信号に基づきドライバがクラッチペダル２２から足を離したこと（以下「クラッチペダルＯＦＦ」という）を検出した場合に、Ｆ／Ｃ制御を実施し、かつクラッチＣを開放させて車両Ｖｅを惰性走行（フリーラン）させる制御（以下「フリーラン制御」という）を実施することができる。車両Ｖｅをフリーラン状態に制御すると、エンジン１で燃料が消費されなくなることで燃費を向上でき、かつクラッチＣを開放したことによりエンジン１が駆動輪５に連れ回されなくなるのでエネルギ損失を抑制できる。クラッチＣを開放させてエンジン１を動力伝達系から切り離すことにより、フリーラン状態での車両Ｖｅの走行距離を伸ばせるため燃費をさらに向上させることができる。

また、フリーラン状態で所定のフリーラン解除条件が成立すると、エンジンＥＣＵ１２は、エンジン１を再始動させる制御（以下「ＥＮＧ再始動制御」という）を実施する。例えば、車両Ｖｅがフリーラン中に、エンジンＥＣＵ１２は、アクセル開度センサ３１からの信号に基づきドライバがアクセルペダル２１を踏み込んだこと（以下「アクセルペダルＯＮ」という）を検出し、あるいはクラッチストロークセンサ３２からの信号に基づきドライバがクラッチペダル２２を踏み込んだこと（以下「クラッチペダルＯＮ」という）を検出した場合に、ＥＮＧ再始動制御を実施し、かつクラッチＣを係合させることにより車両Ｖｅの惰性走行を終了させる。

このように、ドライバ要求（アクセルペダルＯＮあるいはクラッチペダルＯＮ）によるフリーラン解除条件が成立する場合に加えて、車両制御装置１０では、ドライバ要求によらずにシステム要求によって車両Ｖｅの惰性走行を終了させる制御（以下「フリーラン自動解除制御」という）を実施できるように構成されている。

具体的には、フリーラン中にＳＯＣが発電閾値まで低下してしまい発電電動機６を発電させる必要が生じた場合に、車両制御装置１０はシステム要求によってフリーラン状態を解除できる。つまり、フリーラン自動解除条件は、ＳＯＣが発電閾値まで低下することを含む。要するに、フリーラン自動解除制御とは、フリーラン状態を解除するとともに、発電電動機６を発電機として機能させて、ＳＯＣが現在よりも低下することを防止するための制御である。もちろん、発電電動機６の発電量を増大させて、バッテリ８のＳＯＣが上昇するようにフリーラン自動解除制御を実施することも可能である。

また、システム要求とは、ドライバの意図ではない制御を実施することである。そのため、フリーラン中にフリーラン自動解除制御を実施することにより開放中のクラッチＣを係合させた場合に、ドライバが予期しない加速度変化を車両Ｖｅに発生させてしまいドライバへ違和感を与えてしまうことを抑制する必要がある。なお、フリーラン中の車両Ｖｅは減速しているので、フリーラン自動解除制御によりクラッチＣを係合させると、現在の減速度（負の加速度）よりも負方向に大きな減速度が発生することになる。

そこで、車両制御装置１０は、車両Ｖｅの減速度を算出する減速度算出手段と、フリーラン自動解除制御を実施する際に、車両Ｖｅに発生する減速度変化がドライバへの違和感を抑制できる変化量の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、その判定結果に応じて異なる発電状態となるようにエンジン１を再始動させる解除制御手段とを備えている。

減速度算出手段は、現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆと、発電電動機６を回生発電させる場合に発生する減速度（以下「回生減速度」という）ＤＥＣ＿Ｒとを算出する。現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆは、車両重量や、現在の車速や、走路の勾配や、風向きや風速などの走行抵抗に基づいて算出される。つまり、車両制御装置１０は、現在の車両Ｖｅで発生している減速度の演算値を取得できる。また、回生減速度ＤＥＣ＿Ｒは、現在の車速や、手動変速機２のギヤ段（変速段）や、発電電動機６が駆動輪５側から動力伝達経路を介して伝達する外力によって発電する際の発電量（回生量）に基づいて算出される。つまり、車両制御装置１０は、フリーラン中に、減速度算出手段によって、仮にクラッチＣを係合させ、かつ発電電動機６を回生発電する場合に車両Ｖｅに発生する回生減速度ＤＥＣ＿Ｒを算出して、その回生減速度ＤＥＣ＿Ｒを予測値として取得できる。すなわち、減速度算出手段は、フリーラン中に回生減速度ＤＥＣ＿Ｒを予測する手段でもある。

また、減速度算出手段は、現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆと、予測された回生減速度ＤＥＣ＿Ｒとの差を算出する。例えば、予測された回生減速度ＤＥＣ＿Ｒの絶対値から現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆの絶対値を引いた値を求める。その差分は、フリーラン状態からフリーラン自動解除制御を実施することによって発電電動機６を回生発電させる場合に車両Ｖｅに発生する減速度変化を表す値である。

判定手段は、回生減速度ＤＥＣ＿Ｒと現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆとの差分（減速度変化）と、予め定められた閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒとを比較し、その差分が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも小さいであるか否かを判定する。所定閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒとは、ドライバへの違和感が小さい減速度の変化量である。すなわち、ドライバが許容できる減速度変化量として任意の値が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒに設定されてよい。

解除制御手段は、フリーラン状態を解除する際に、発電電動機６を回生発電させる状態（回生発電状態）か、発電電動機６を駆動発電させる状態（駆動発電状態）かに制御できるように構成されている。

上述した差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも小さい場合には、発電電動機６を回生発電させても減速度の変化量が小さいため、解除制御手段は、フリーラン状態から回生発電状態へ移行するフリーラン自動解除制御を実行する。フリーラン状態から回生発電状態に移行する場合、解除制御手段は、クラッチＣを係合させ、かつ駆動輪５側から動力伝達経路を介してエンジン１に伝達する外力によってエンジン１を連れ回すとともに発電電動機６を回生発電させる。つまり、エンジン１のＦ／Ｃ制御は継続し、駆動輪５側からの外力によってエンジン１を押し掛けることによって再始動させる。すなわち、回生発電状態への移行時には、停止中のクランクシャフト１ａを回転させ始め、かつエンジン回転数をアイドル回転数まで上昇させるためにバッテリ８の電力を消費しない。

上述した差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも大きい場合には、発電電動機６を回生発電させると減速度の変化量が大きくドライバに違和感を与えるため、解除制御手段は、フリーラン状態から駆動発電状態へ移行するフリーラン自動解除制御を実行する。フリーラン状態から駆動発電状態に移行する場合、解除制御手段は、クラッチＣの開放を継続させ、かつＦ／Ｃ制御を解除することにより、動力伝達系から切り離されている停止中のエンジン１を発電電動機６によってクランキングすることによって再始動させる。さらに、解除制御手段は、再始動後のエンジン１から出力される動力によって発電電動機６を発電させる制御を実施する。このように、駆動発電状態への移行時、クラッチＣが開放され続けていることにより、減速度変化の発生を防止することができる。

要するに、エンジンＥＣＵ１２がクラッチＥＣＵとして機能する場合には、ドライバ要求によりクラッチＣを開放あるいは係合する制御とともに、上述したようにシステム要求によりクラッチＣを開放あるいは係合する制御を実施できる。例えば、クラッチＣが油圧式の場合、ドライバ要求によるクラッチ制御（クラッチペダルＯＮを検出した場合の制御）では、クラッチペダル２２の踏み込み量に応じた係合力となるように油圧指令値を油圧アクチュエータへ出力する。システム要求によるクラッチ制御（クラッチＯＦＦ状態での制御）は、上述したようにフリーラン自動解除条件が成立した場合に実施され、クラッチＣが自動で係合させられる。

さらに、エンジンＥＣＵ１２には、車速を検出する車速センサ（図示せず）や、クランクシャフト１ａの回転数（以下「エンジン回転数」という）を検出するセンサや、手動変速機２の入力軸２ａの回転数（以下「入力回転数」という）を検出するセンサや、手動変速機２の現在のギヤ段を検出するセンサや、手動変速機２がニュートラルであることを検出するニュートラルスイッチ３４からの信号が入力される。エンジンＥＣＵ１２は、車速と、エンジン回転数と、入力回転数と、現在のギヤ段（変速段）と、ニュートラル状態の識別情報とを取得できる。車両制御装置１０では、クラッチＣを係合させる際に、係合要素同士の回転数を同期させる制御を実施するように構成されている。つまり、車両制御装置１０は発電電動機６によってエンジン回転数を制御することによりクラッチＣを係合させる前にエンジン回転数を同期させる制御を実施できる。

なお、エンジンＥＣＵ１２には、変速機ＥＣＵと称される制御装置（図示せず）が含まれてよい。この場合、シフトレバー（図示せず）のシフトポジションおよびドライバによるシフトレバー操作を検出するシフトセンサからの検出信号がエンジンＥＣＵ１２に入力される。例えば、エンジンＥＣＵ１２が変速機ＥＣＵとして機能する場合、ドライバ要求に応じて前進変速段や後進あるいはニュートラルなどの各種状態に設定することや、変速段を切り替える制御（変速制御）などを実行できる。

ブレーキＥＣＵ１３は、車両Ｖｅに搭載されたブレーキの動作を制御する。例えば、油圧式のブレーキを制御できる。また、ブレーキＥＣＵ１３には、ドライバよるブレーキペダル２３の操作量を検出するブレーキストロークセンサ３３からの信号が入力される。

表示系ＥＣＵ１４は、表示系に含まれる表示装置２４の表示内容を制御するものであり、その表示内容として、システム要求によってフリーラン自動解除制御が実施された旨を識別可能な情報で表示装置２４に表示する。表示装置２４は、車室内でドライバが視認可能な箇所に配置されており、表示系ＥＣＵ１４と電気通信可能に接続されている。図２に示すように、表示系ＥＣＵ１４の制御によって、表示装置２４にはシステム要求によって実施された制御内容として「フリーラン：ＯＦＦ」という情報を表示し、かつそのシステム要求による制御が実施された理由として「ＳＯＣ低下」という情報を表示できる。

［２−１．フリーラン制御］
図１は、車両制御装置１０によってフリーランを実施する場合およびフリーランを解除する場合の制御を示すフローチャート図である。なお、図１に示す制御ルーチンは繰り返し実行される。

車両装置１０は、車速が予め定められた所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。車速が所定値以上であることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合、アクセルペダルＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳ２）。アクセルペダルＯＦＦであることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、クラッチペダルＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ１〜Ｓ３の結果、車速が所定値よりも低いことによりステップＳ１で否定的に判断された場合や、アクセルペダルＯＮであることによりステップＳ２で否定的に判断された場合や、クラッチペダルＯＮであることによりステップＳ３で否定的に判断された場合には、この制御ルーチンは終了する。

クラッチペダルＯＦＦであることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合、クラッチＣを開放させ（ステップＳ４）、かつエンジン１への燃料供給を停止する（ステップＳ５）。このステップＳ４，Ｓ５を実施することにより、車両Ｖｅはフリーラン状態に制御されることになる。

そのフリーラン制御中に、車速が変化して予め定められた所定値よりも低くなったか否かを判定する（ステップＳ６）。車速が所定値よりも低いことによりステップＳ６で肯定的に判断された場合、エンジン１を再始動し（ステップＳ９）、かつクラッチＣを係合させる（ステップＳ１０）。ステップＳ９，Ｓ１０を実施することにより、フリーラン解除制御が実施されることになる。ステップＳ６で否定的に判断されたことにより実施されるフリーラン解除制御は、車速に基づいて実行される通常の解除制御である。

車速が所定値以上であることによりステップＳ６で否定的に判断された場合、アクセルペダルＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ７）。アクセルペダルＯＮであることによりステップＳ７で肯定的に判断された場合、ステップＳ９に進み上述したフリーラン解除制御を実施する。アクセルペダルＯＦＦであることによりステップＳ７で否定的に判断された場合、クラッチペダルＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ８）。クラッチペダルＯＮであることによりステップＳ８で肯定的に判断された場合、ステップＳ９に進み上述したフリーラン解除制御を実施する。つまり、ステップＳ７，Ｓ８で肯定的に判断されたことによりステップＳ９，Ｓ１０で実施されるフリーラン解除制御は、ドライバの操作（ドライバ要求）に応じて実行される解除制御である。

クラッチペダルＯＦＦであることによりステップＳ８で否定的に判断された場合、バッテリ８のＳＯＣが所定の発電閾値まで低下したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＳＯＣが発電閾値よりも大きいことによりステップＳ１１で否定的に判断された場合、この制御ルーチンを終了する。

ＳＯＣが発電閾値まで低下したことによりステップＳ１１で肯定的に判断された場合、フリーラン状態における現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆと回生減速度ＤＥＣ＿Ｒとの差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２）。

その差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも小さいことによりステップＳ１２で肯定的に判断された場合、クラッチＣを係合させ、かつ駆動輪５側の動力伝達経路から作用する外力によりエンジン１を押掛けて再始動させる（ステップＳ１３）。ステップＳ１３による押掛け再始動時に、上述した外力によって発電電動機６のロータ軸が回転させられるため、発電電動機６を回生発電させる（ステップＳ１４）。そして、システム要求によりフリーラン自動解除制御を実施したのでその旨を識別可能な情報で表示装置２４に表示する（ステップＳ１５）。

一方、その差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒ以上であることによりステップＳ１２で否定的に判断された場合、発電電動機６をスタータモータとして駆動させてクランキングすることによりエンジン１を再始動させ、かつクラッチＣの開放を継続させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１６によるエンジン再始動後に、エンジン１からの出力によって発電電動機６を駆動発電させる（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で発電した電力をバッテリ８に充電させることによりＳＯＣの低下を防止しＳＯＣを上昇させることもできる。そして、ステップＳ１７から上述したステップＳ６にリターンする。

［２−２．タイムチャート］
図３は、通常のフリーラン制御から異なる発電制御に移行する場合を示すタイムチャート図である。図３に示すように、時刻ｔ_１時点よりも前、車両Ｖｅは、アクセル開度が０であるとともにバッテリ８のＳＯＣが十分に高い状態であるため、通常フリーラン制御状態で惰性走行している。

通常フリーラン制御で惰性走行している車両Ｖｅは走行抵抗によって車速が低下する。さらに、電力を消費する車載装置によってバッテリ８の電力が消費されているのでＳＯＣが低下する。そして、ＳＯＣが発電閾値まで低下する（時刻ｔ_１）。

時刻ｔ_１時点で、現在の減速度ＤＥＣ＿Ｆと回生減速度ＤＥＣ＿Ｒとの差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒよりも小さい場合には、回生発電状態（ＣａｓｅI ）に移行するフリーラン自動解除制御を実施し、その差分（減速度変化）が閾値ＤＤ＿ｄｒｉｖｅｒ以上の場合には、駆動発電状態（ＣａｓｅII ）に移行するフリーラン自動解除制御を実施する。

［２−２−１．回生発電状態（ＣａｓｅI ）］
回生発電状態（ＣａｓｅI ）では、時刻ｔ_１時点において、クラッチＣを係合させ、かつエンジン１への燃料供給の停止（Ｆ／Ｃ制御）を継続させる。クラッチＣを係合したことにより車両Ｖｅはフリーラン状態から解除される。

また、クラッチＣを係合したので、フューエルカット中のエンジン１が駆動輪５側から動力伝達経路を介して伝達される外力によって連れ回されることにより、その外力が発電電動機６のロータ軸にも作用する。したがって、回生発電状態では、時刻ｔ_１時点から、発電電動機６への通電電流を制御し、その外力によって発電電動機６での回生発電を開始する。その回生発電よる発電量はＳＯＣが低下することを抑制するための電力量であるので、回生発電中のＳＯＣは、時刻ｔ_１時点のＳＯＣに維持される。また、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間における回生発電状態（ＣａｓｅI ）での車速は、図３に実線で示すように、駆動発電状態（ＣａｓｅII ）での車速よりも低くなる。

回生発電状態で、ドライバによりブレーキペダル２３が踏み込まれる（時刻ｔ_２）。時刻ｔ_２時点において、回生発電量を多くなるように発電電動機６への通電電流を制御することにより、ブレーキ踏込量に応じた制動力を回生ブレーキによって発生させることができる。この場合、発電電動機６での発電量は、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間よりも増大するためＳＯＣが上昇する。

また、回生発電状態からアクセルペダル２１を踏み込まれたこと検出する（時刻ｔ_３）。時刻ｔ_３時点において、ドライバ要求による加速要求を検出したので、Ｆ／Ｃ制御を解除し、エンジン１からの動力によって車両Ｖｅを前進走行させる。また、負の加速度が急激に正方向へ向けて変化し、かつ車速が増大し始める。その後、高車速走行中に再びドライバ要求としてアクセルペダル２１から足を離したこと（アクセルペダルＯＦＦ）を検出すると、フリーラン制御が開始される（時刻ｔ_４）。

［２−２−２．駆動発電状態（ＣａｓｅII ）］
駆動発電状態（ＣａｓｅII ）では、時刻ｔ_１時点において、エンジン１のＦ／Ｃ制御を解除してエンジン１を再始動させ、かつクラッチＣの開放を継続させる。つまり、図３には示さないが、フリーラン状態から駆動発電状態に移行することに起因する減速度の変化は生じていない。また、動力伝達系から切り離されているエンジン１を再始動したことにより、エンジン１が出力した動力により発電電動機６を駆動発電させる。また、図３に一点鎖線で示すように、時刻ｔ_１以降の駆動発電状態における車速は、エンジン１を連れ回していないことにより、上述した回生発電状態（ＣａｓｅI ）における車速よりも高い。

以上説明したように、本実施形態における車両制御装置によれば、現在の減速度と回生減速度との差分が閾値よりも小さい場合には、エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつクラッチを係合させるとともに外力によって発電電動機を回生発電させることにより、燃費の高い制御状態へ移行できる。さらに、現在の減速度と回生減速度との差分が閾値よりも大きい場合には、クラッチの開放を継続させ、かつエンジンを再始動させるとともにエンジンの出力によって発電電動機を発電させることにより、減速度差が生じにくい制御状態へ移行できる。したがって、燃費を向上させるとともに、ドライバに違和感を与える減速度の発生を抑制できる。

１ エンジン
２ 手動変速機
６ 発電電動機
８ バッテリ
１０ 車両制御装置
Ｃ クラッチ

Claims (1)

1. エンジンと、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられたクラッチと、前記クラッチを開放させても前記エンジンとトルク伝達可能に接続されている発電電動機と、前記発電電動機との間で電力の授受が可能に構成されているバッテリとを備えた車両の制御装置において、
   前記クラッチを開放させ、かつ前記エンジンへの燃料供給を停止した状態での惰性走行中、前記バッテリの充電容量が所定値まで低下した場合には、仮に前記エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつ前記クラッチを係合させるとともに前記駆動輪側から前記動力伝達経路を介して作用する外力によって前記発電電動機を回生発電させる場合に前記車両に発生する回生減速度を予測し、
   前記車両で発生している現在の減速度を取得し、
   前記予測された回生減速度と前記現在の減速度との差分が予め定められた閾値よりも小さい場合には、前記エンジンへの燃料供給の停止を継続させ、かつ前記クラッチを係合させるとともに前記外力によって前記発電電動機を回生発電させ、
   前記差分が前記閾値よりも大きい場合には、前記クラッチの開放を継続させ、かつ前記エンジンを再始動させるとともに当該エンジンの出力によって前記発電電動機を発電させる
   ことを特徴とする車両制御装置。

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