JP2017150392A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】惰性走行を可能としつつも、バッテリのSOCを適切な状態に保つことができる車両制御装置を提供すること。【解決手段】車両制御装置としてのエンジンECUは、バッテリのSOCを検出するSOC検出部(S21)と、SOCの基準値を設定する基準値設定部(S22)と、SOCが基準値を下回るか否かを判定する判定部(S23)と、制御部(S10,S11,S20,S26)を備える。制御部は、車両の惰性走行のための条件が成立すると、エンジンを停止させるとともにクラッチ装置を遮断状態にして車両を惰性走行状態にする。また、車両の惰性走行中にSOCが基準値を下回る場合、クラッチ装置を遮断状態にしたままエンジンを始動させて発電機により発電させる。このため、惰性走行を可能としつつも、バッテリのSOCを適切な状態に保つことができる。【選択図】図3
Description
本発明は、クラッチ装置を遮断状態にすることで惰性走行が可能な車両に適用される車両制御装置に関する。
特許文献1記載のように、燃費向上などを目的として、車両走行中にエンジンを停止させ、エンジンと変速機との間に設けたクラッチ装置を遮断状態にして、車両を惰性走行状態にする技術が知られている。
惰性走行中はエンジンを停止させるため、惰性走行機能を有する車両は、惰性走行機能を有さない車両に較べて、エンジンの稼働期間が短くなる。稼働期間が短い分、エンジンにより駆動されて発電する発電機の稼働時間も短くなる。すなわち、バッテリの充電時間も短くなる。また、惰性走行中も、車両に搭載された補機類により、バッテリの電力が消費される。このため、たとえば惰性走行状態を繰り返すような場合、バッテリのSOC(State Of Charge)を適切な状態に保つことが困難となる。
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、惰性走行を可能としつつも、バッテリのSOCを適切な状態に保つことができる車両制御装置を提供することを目的とする。
本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
本開示のひとつは、走行駆動源としてのエンジン(12)と、エンジンと車軸(36)との間に設けられるクラッチ装置(26)と、エンジンの動力によって駆動される発電機(14)と、発電機で発電された電力によって充電可能なバッテリ(22)と、バッテリの電力を用いて動作する補機類(24)と、備える車両に適用され、
バッテリのSOCを検出するSOC検出部(S21)と、
SOCの基準値を設定する基準値設定部(S22)と、
SOCが基準値を下回るか否かを判定する判定部(S23)と、
車両の惰性走行のための条件が成立すると、エンジンを停止させるとともにクラッチ装置を遮断状態にして車両を惰性走行状態にするとともに、車両の惰性走行中にSOCが基準値を下回る場合、クラッチ装置を遮断状態にしたままエンジンを始動させて発電機により発電させる制御部(S10,S11,S20,S26)と、
を備える。
バッテリのSOCを検出するSOC検出部(S21)と、
SOCの基準値を設定する基準値設定部(S22)と、
SOCが基準値を下回るか否かを判定する判定部(S23)と、
車両の惰性走行のための条件が成立すると、エンジンを停止させるとともにクラッチ装置を遮断状態にして車両を惰性走行状態にするとともに、車両の惰性走行中にSOCが基準値を下回る場合、クラッチ装置を遮断状態にしたままエンジンを始動させて発電機により発電させる制御部(S10,S11,S20,S26)と、
を備える。
これによれば、惰性走行中にバッテリのSOCが基準値を下回ると、クラッチ装置を遮断状態にしたままエンジンを始動させることができる。したがって、惰性走行を可能としつつも、バッテリのSOCを適切な状態に保つことができる。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。
(第1実施形態)
先ず、図1に基づき、本実施形態の車両制御装置が適用された車両(自動車)の概略構成について説明する。
先ず、図1に基づき、本実施形態の車両制御装置が適用された車両(自動車)の概略構成について説明する。
図1に示す車両10は、エンジン12、ISG14(Integrated Starter Generator)、インバータ20、バッテリ22、補機類24、クラッチ装置26、変速機28、ディファレンシャルギア34、駆動輪38、エンジンECU40(Electronic Control Unit)、及びAT−ECU42を備えている。
エンジン12は、ガソリンや軽油などの燃料を燃焼させることにより、動力を発生させる内燃機関である。エンジン12は、周知のとおり、燃料噴射弁や点火装置などを備えている。エンジン12の動力は、ISG14及びドライブシャフト36に伝達される。エンジン12の出力は、ドライバにより操作される図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて、エンジンECU40により制御される。
ISG14は、エンジン12の動力の一部を用いて発電を行う発電機である。発電された電力は、インバータ20を介してバッテリ22の充電に用いられる。さらに、ISG14は、インバータ20を介してバッテリ22から供給される電力により回転し、エンジン12の出力軸16に回転力を付与する電動機でもある。このように、ISG14は、発電機としての機能と、電動機としての機能を有している。
ISG14の回転軸は、エンジン12の出力軸16に対して、駆動機構18により連結されている。本実施形態では、駆動機構18としてベルトドライブを採用している。駆動機構18は、発電時において、エンジン12の動力をISG14に伝達する。駆動機構18は、たとえばエンジン始動時(クランキング時)において、ISG14の動力をエンジン12に伝達する。
バッテリ22は二次電池であり、ISG14と電気的に接続されている。バッテリ22の電力は、車両に搭載された各種電気負荷の駆動に用いられる。各種電気負荷には、ISG14以外に、補機類24が含まれる。補機とは、バッテリ22の電力を用いて動作する機器であり、補機の集まりが補機類24である。車両10は、補機類24として、ヘッドライト、空調装置、ナビゲーション装置などを備えている。
クラッチ装置26は、エンジン12の出力軸16と変速機28の入力軸30との間に介在する動力伝達装置である。クラッチ装置26としては、たとえば摩擦式クラッチを採用することができる。このようなクラッチ装置26は、エンジン12の出力軸16に接続された円板と、変速機28の入力軸30に接続された円板を備えている。そして、両円板が互いに接触することで、エンジン12と変速機28との間で動力が伝達される状態、すなわちクラッチ装置26が接続状態となる。一方、両円板が互いに離間することで、エンジン12と変速機28との間の動力伝達が遮断される状態、すなわちクラッチ装置26が遮断状態となる。
本実施形態のクラッチ装置26は、接続状態と遮断状態の切り替えをモータ等のアクチュエータによって行う自動クラッチとして構成されている。なお、クラッチ装置26は、変速機28の内部に設けられてもよい。
変速機28は、変速比の変更を自動的に実施する自動変速機である。変速機28は、入力軸30から入力されるエンジン12の動力を、車速やエンジン回転数Ne、シフト位置に応じた変速比により変速して、出力軸32に出力する。シフト位置は、運転席に設けられた図示しないシフトレバーをドライバが操作することにより選択される。出力軸32には、ディファレンシャルギア34及びドライブシャフト36を介して駆動輪38が接続されている。ドライブシャフト36が、車軸に相当する。このように、エンジン12の動力(回転数・トルク)は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて変更されつつ、変速機28によって変速され、所望の回転数・トルクとして、ドライブシャフト36及び駆動輪38に伝達される。
エンジンECU40は、エンジン12及びISG14を制御する。AT−ECU42は、クラッチ装置26及び変速機28を制御する。エンジンECU40及びAT−ECU42は、いずれも、CPU、ROM、RAM、レジスタ、及びI/Oポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータ(所謂マイコン)を備えている。エンジンECU40及びAT−ECU42では、マイコンのCPUが、RAMやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ROMに予め記憶された制御プログラム、車両10に搭載された各種センサの検出信号などに基づいて信号処理を行う。また、エンジンECU40及びAT−ECU42は、相互に通信可能に接続されており、制御信号やデータ信号を互いに共有できるようになっている。本実施形態では、エンジンECU40が、車両制御装置に相当する。
しかしながら、2つ以上のECUにより、車両制御装置を構成してもよい。たとえば機能を一部分割し、エンジンECU40とISG−ECUにより、車両制御装置を構成してもよい。また、エンジンECU40とAT−ECU42を、ひとつのECUとして構成してもよい。
車両10には、エンジンECU40に接続されるセンサとして、回転数センサ50,52、アクセル開度センサ54、ブレーキセンサ56、バッテリセンサ58、温度センサ60,62などが設けられている。回転数センサ50は、所謂クランク角センサであり、エンジン12の回転数を検出する。回転数センサ52は、ドライブシャフト36の回転数を検出する。回転数センサ52により、車速を検出することができる。アクセル開度センサ54は、アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出する。ブレーキセンサ56は、図示しないブレーキペダルの踏み込みの有無を検出する。
バッテリセンサ58は、バッテリの状態を検知する。バッテリセンサ58は、バッテリ電圧、バッテリ22の充放電電流などを検出する。なお、バッテリセンサ58を、機能ごとに複数のセンサに分けてもよい。温度センサ60は、エンジン12の温度、たとえばエンジン12の冷却水温度を検出する。温度センサ62は、ISG14の温度を検出する。
車両10には、他にも、エンジン負荷を検出する負荷センサ(エアフロメータ、吸気圧センサ)、外気温センサ、大気圧センサ、シフト位置を検出するシフト位置センサなどが設けられているが、図示を省略している。
エンジンECU40は、各種センサの検出結果やAT−ECU42から送信される情報などに基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量制御、点火装置による点火制御などの各種エンジン制御や、ISG14による始動及び発電の制御を実施する。AT−ECU42は、各種センサの検出結果やエンジンECU40から送信される情報などに基づいて、クラッチ装置26の断続制御や変速機28の変速段の切替制御を実施する。
次に、図2に基づき、エンジンECU40が実施する惰性走行制御について説明する。エンジンECU40のマイコンは、車両10の走行中において、所定の周期で以下に示す処理を実施する。
図2に示すように、先ずエンジンECU40は、惰性走行に切り替えるための条件が成立したか否かを判定する(ステップS10)。惰性走行への切り替え条件としては、公知のものを採用することができる。
ステップS10で、切り替え条件が成立したと判定した場合、エンジンECU40は、惰性走行処理を実施する(ステップS11)。具体的には、エンジンECU40は、エンジン12を停止させる。また、クラッチ装置26を遮断状態にするための指示信号を、AT−ECU42に出力する。これにより、AT−ECU42は、クラッチ装置26を遮断状態に切り替え、エンジン12とドライブシャフト36との間の動力伝達が遮断される。そして、一連の処理を終了する。ステップS10で、切り替え条件が成立しないと判定した場合、ステップS12の処理を実施することなく、一連の処理を終了する。
次に、図3〜図6に基づき、エンジンECU40が惰性走行中に実施する発電制御について説明する。エンジンECU40のマイコンは、車両10の走行中において、所定の周期で以下に示す処理を実施する。
エンジンECU40は、先ず、車両10が惰性走行状態か否かを判定する(ステップS20)。エンジンECU40は、クラッチ装置26が遮断状態とされ、且つ、エンジン12が停止している場合に、惰性走行状態と判定する。一方、いずれかの条件を満たさない場合、惰性走行状態ではないと判定する。エンジンECU40は、たとえば回転数センサ50の検出信号及びAT−ECU42から送信されたデータに基づいて、車両10が惰性走行状態か否かを判定する。
惰性走行状態と判定すると、エンジンECU40は、次いで、バッテリ22のSOC(State Of Charge)を検出する(ステップS21)。エンジンECU40は、バッテリセンサ58により検出されたバッテリ22の充放電電流に基づいて、バッテリ22の現在のSOCを算出する。ステップS21の処理が、SOC検出部に相当する。なお、SOCは、充放電電流により算出されるものに限定されない。バッテリ22の電圧に基づいて算出することも可能である。それ以外にも、たとえばバッテリ電解液比重センサ、セル電圧センサなどの検出結果に基づいて算出することも可能である。
次いで、エンジンECU40は、SOCを判定するための基準値を設定する(ステップS22)。ステップS22の処理が、基準値設定部に相当する。本実施形態では、基準値がマイコンのROMに予め格納されており、この基準値を読み出してRAMに設定する。
次いで、エンジンECU40は、ステップS21で検出したSOCとステップS22で設定した基準値とを比較し、SOCが基準値未満か否かを判定する(ステップS23)。すなわち、バッテリ22の充電が必要か否かを判定する。ステップS23の処理が、判定部に相当する。
SOCが基準値未満と判定すると、エンジンECU40は、次いで、充電要求フラグをセットする。具体的には、レジスタに「1」を書き込む(ステップS24)。次いで、エンジンECU40は、温度センサ62,64から、エンジン12の温度Te及びISG14の温度Tiをそれぞれ取得する(ステップS25)。ステップS25の処理が、温度検出部に相当する。ここで、エンジン12の温度Teとは、エンジン本体の温度に比例するものであればよい。本実施形態では、エンジン冷却水の温度をエンジン温度Teとして取得する。
エンジンECU40は、取得したエンジン温度Te及びISG温度Tiに基づいて、ISG14の発電処理を実施する(ステップS26)。エンジンECU40は、図4に示す発電制御マップに基づいて、発電処理を実施する。発電制御マップには、エンジン温度Te(A1〜Am)とISG温度Ti(B1〜Bn)との組み合わせごとに、エンジン回転数NeとISGトルクTqiが設定されている。エンジン回転数Ne及びISGトルクTqiは、対応する温度の組み合わせにおいて、SOCを基準値以上にするために必要な燃料消費量が最小となるように設定されている。
発電制御マップは、マイコンのROMに予め格納されている。エンジンECU40は、取得したエンジン温度Te及びISG温度Tiに対応するエンジン回転数Neになるようにエンジン12を制御する。また、ISGトルクTqiで発電するようにインバータ20を制御する。
ここで、発電制御マップについて説明する。図5は、所定のエンジン温度Teにおける燃料消費率等高線を示している。図5では、最小(min)を中心とし、等高線の外側ほど燃料消費率が高くなっている。エンジン12とISG14は駆動機構18(ベルト)により連結されている。たとえば、エンジン12の出力軸16の直径とISG14の回転軸の直径の比を3:1とすると、ISGトルクTqiはエンジントルクTqeの1/3となり、ISG回転数Niはエンジン回転数Neの3倍となる。このように、プーリー比、すなわち減速比が一定である。また、クラッチ装置26は、惰性走行中に遮断状態となっている。したがって、エンジン12は、所定のエンジン温度Teにおいて、たとえば図5に破線で示すような所定の特性を示す。
エンジン単体でみると、破線の関係を満たし、且つ、燃料消費率が最小となるエンジン回転数Neを設定することで、燃料消費量を最小にすることができる。しかしながら、エンジン12の回転によりISG14が発電するため、ISG14の発電効率も考慮する必要がある。すなわち、エンジン12及びISG14全体で最も効率が良くなるように考慮することで、燃料消費量を最小にすることができる。
エンジン回転数Neが決まれば、上記したプーリー比からISG回転数Niも決まる。また、エンジン回転数NeとエンジントルクTqeは、図5の破線に示す関係を満たすため、エンジン回転数Neが決まればエンジントルクTqeが決まり、上記したプーリー比からISGトルクTqiも決まる。このように、ISG回転数Ni及びISGトルクTqiは、図5の破線の関係を満たすエンジン回転数Ne及びエンジントルクTqeを基準に、上記したプーリー比から決定される。
発電効率は、所定のISG回転数Niで所定のISGトルクTqiを生じるようにインバータ20を制御したときの電力変換効率である。図6は、ISG回転数Niと発電効率との関係を示している。したがって、エンジン回転数Neの取りうる範囲において、発電効率を求めておき、エンジン回転数ごとの燃料消費率及び発電効率のなかから、燃料消費量が最小となる制御ポイントを決定すればよい。
本実施形態では、燃料消費率の最小が1、最大が0になるように、燃料消費率を、値が大きいほど効率が良いように置き換え、この置き換えた値と発電効率とを乗算し、破線上のポイントのうち、乗算値が最大となる点を、燃料消費量が最小となる制御ポイントとした。そして、制御ポイントにおけるエンジン回転数Neと、制御ポイントに対応するISGトルクTqiを制御値とした。たとえば燃料消費率が最小、発電効率が80%とすると、乗算値は1×0.9=0.8となる。
なお、燃料消費率はエンジン温度Teによって変化する。また、発電効率もISG温度Tiによって変化する。そこで、本実施形態では、エンジン温度Te(A1〜Am)とISG温度Ti(B1〜Bn)との組み合わせごとに、燃料消費量が最小となる制御値を予め求め、これにより発電制御マップが形成されている。
したがって、ステップS26の発電処理により、燃料消費量を最小としつつSOCを基準値以上にすることができる。ステップS26の処理が終了すると、ステップS28に進む。なお、ステップS23で、SOCが基準値以上であると判定すると、エンジンECU40は、充電要求フラグをクリアし、ステップS28に進む。具体的には、レジスタに「0」を書き込む(ステップS27)。
ステップS28において、エンジンECU40は、充電要求フラグがクリアされているか、すなわちレジスタに「0」が書き込まれているか否かを判定する。クリアされていると判定した場合、発電処理を終了する(ステップS29)。具体的には、エンジン12を停止させるとともに、ISG14の発電制御も終了する。そして、一連の処理を終了する。
ステップS28において、充電要求フラグがクリアされていないと判定した場合、ステップS21に戻り、ステップS21以降のステップを再び実施する。なお、ステップS10,S11,S20,S26の処理が、制御部に相当する。
次に、本実施形態に係るエンジンECU40(車両制御装置)の効果について説明する。
本実施形態では、惰性走行中に補機類24などによって電力が消費されてバッテリ22のSOCが低下し、SOCが基準値を下回った場合に、クラッチ装置26を遮断状態にしたまま、エンジン12を始動させてISG14により発電させることができる。したがって、惰性走行により燃費向上を図りつつも、バッテリ22のSOCを適切な状態に確保することができる。たとえば惰性走行状態を繰り返すような場合でも、SOCを適切な状態に保つことができる。
また、惰性走行中はクラッチ装置26が遮断状態にあるため、エンジン12の挙動が車両10の走行に影響しない。このため、発電に対して効率の良い領域でエンジン12を動作させることができる。したがって、SOCが基準値を下回ると惰性走行を解除する構成よりも、燃費を向上することができる。
特に本実施形態では、バッテリ22のSOCが基準値を下回る場合、燃料消費量が最小となるように、エンジン12及びISG14を制御する。具体的には、エンジン12の燃料消費率及びISG14の発電効率に基づいて決定されるエンジン回転数Neとなるようにエンジン12を制御する。また、上記燃料消費率及び発電効率に基づいて決定されるISGトルクTqiを生じるようにISG14を制御する。したがって、エンジン12及びISG14全体で、燃料消費量を最小化し、効率的な発電を実施することができる。
また、本実施形態では、エンジン温度TeとISG温度Tiを検出し、エンジン温度TeとISG温度Tiとの組み合わせにおいて、燃料消費量が最小となるように、エンジン12及びISG14を制御する。したがって、温度に応じて効率的な発電を実施することができる。
本実施形態では、発電機としてISG14の例を示した。しかしながら、電動機としての機能を有さない発電機を採用することもできる。
(第2実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した車両10及びエンジンECU40と共通する部分についての説明は省略する。
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した車両10及びエンジンECU40と共通する部分についての説明は省略する。
補機類24の負荷状態により、バッテリ22のSOCの変化が異なる。そこで、本実施形態では、補機類24の負荷状態を検出し、負荷状態に応じて基準値を設定する。図7は、基準値設定処理の一例を示している。
図7に示す処理は、図3に示したステップS22の基準値設定処理に対応している。基準値処理がスタートすると、先ずエンジンECU40は、補機類24の負荷状態を検出する(ステップS220)。エンジンECU40は、補機類24の負荷状態として、たとえば補機類24で消費される電力を算出する。惰性走行中であり、ISG14による発電の前であるため、バッテリセンサ58により検出されるバッテリ22の充放電電流値が補機類24の消費電流に相当する。エンジンECU40は、バッテリセンサ58により検出されるバッテリ電圧や充放電電流などから、補機類24で消費される電力を算出する。
次いで、エンジンECU40は、補機類24の負荷状態が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS221)。負荷状態が閾値よりも大きい場合、すなわち補機類24の消費電力が大きいと判定した場合、基準値として大きい値を設定する(ステップS222)。一方、負荷状態が閾値以下、すなわち補機類24の消費電力が小さいと判定した場合、ステップS222で設定する基準値よりも小さい値を設定する(ステップS223)。ステップS222又はステップS223が終了すると、図3に示したステップS23の判定処理に進む。
このように、本実施形態によれば、補機類24の負荷状態に応じて、基準値を設定することができる。たとえば、負荷状態が基準値よりも大きい場合、基準値として大きい値を設定することで、補機類24の電力消費によるSOC不足を防ぐことができる。また、負荷状態が基準値以下の場合、基準値として小さい値を設定することで、必要以上の発電を抑制することができる。
(第3実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した車両10及びエンジンECU40と共通する部分についての説明は省略する。
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した車両10及びエンジンECU40と共通する部分についての説明は省略する。
上記したように、惰性走行中にバッテリ22のSOCが基準値を下回ると、エンジン12が始動されてISG14により発電される。したがって、惰性走行中の発電制御時に惰性走行解除要求を取得されると、エンジン12の回転数とドライブシャフト36の回転数、すなわち車軸回転数とが係合可能な回転数となっていない虞がある。すなわち、係合可能となるまでに時間がかかる虞がある。
そこで本実施形態では、エンジンECU40が、図8に示す係合処理を実施する。エンジンECU40のマイコンは、惰性走行中の発電制御時に、図8に示す処理を所定の周期で実施する。なお、以下においては、惰性走行解除要求を、単に解除要求と示す。
エンジンECU40は、先ず、惰性走行中の発電制御時において、解除要求を取得したか否かを判定する(ステップS30)。解除要求としては、たとえばドライバによるアクセルオン情報がある。エンジンECU40は、アクセル開度センサ54の検出信号に基づいて、解除要求の有無を判定する。ステップS30において、解除要求なしと判定した場合、一連の処理を終了する。
ステップS30において、解除要求ありと判定した場合、エンジンECU40は、目標回転数Netとして、ドライブシャフト36の回転数、すなわち車軸回転数を設定する(ステップS31)。エンジンECU40は、回転数センサ52の検出信号に基づいて、車軸回転数を検出し、目標回転数Netとして設定する。次に、エンジンECU40は、エンジン回転数Neを検出する(ステップS32)。エンジンECU40は、回転数センサ50の検出信号に基づいて、エンジン回転数Neを検出する。なお、ステップS31,S32の順序を入れ替えてもよい。
次に、エンジンECU40は、目標回転数Netとエンジン回転数Neとに基づいて、エンジン12に要求されるエンジントルクTqeを設定する(ステップS33)。エンジンECU40は、エンジン回転数Neが目標回転数Netに等しくなるように、エンジントルクを設定する。
次に、エンジンECU40は、ISGトルクTqiを設定する(ステップS34)。図9は、エンジンECU40のマイコンによるISGトルク設定処理を示している。
エンジンECU40は、先ず、Ne安定フラグの初期値を設定する。具体的には、レジスタに「0」を書き込む(ステップS340)。次に、エンジンECU40は、エンジン回転数Neが、先に算出した目標回転数Netから基準値αを減算した値、すなわち下限閾値未満か否かを判定する(ステップS341)。基準値αは、閾値が0<下限閾値<目標回転数Netを満たすように予め設定されている。目標回転数Netを1000rpmとすると、基準値αは、たとえば200rpm〜500rpmの範囲内で設定されている。
エンジン回転数Neが下限閾値未満、すなわちエンジン12が低回転と判定すると、エンジンECU40は、エンジン回転数Neの立ち上がりを早くするために、ISGトルクTqiとして正トルクを設定する(ステップS342)。エンジンECU40は、エンジン回転数Neを上昇させて目標回転数Netに近づけるように、ISGトルクTqiを設定する。エンジンECU40は、たとえば予めメモリに格納された所定の正トルクを設定する。これにより、ISG14が電動機として機能し、ISG14のトルクにより、エンジン12がアシストされてエンジン回転数Neが上昇する。以上により、ISGトルク設定処理を終了する。
ステップS341でエンジン回転数Neが下限閾値以上と判定した場合、エンジンECU40は、エンジン回転数Neが、目標回転数Netに基準値αを加算した値、すなわち上限閾値より大きいか否かを判定する(ステップS343)。エンジン回転数Neが上限閾値より大きい、すなわちエンジン12が高回転と判定すると、エンジン回転数Neを低下させるべく、ISGトルクTqiとして負トルクを設定する(ステップS344)。エンジンECU40は、エンジン回転数Neが目標回転数Netに近づくように、ISGトルクTqiを設定する。エンジンECU40は、たとえば予めメモリに格納された所定の負トルクを設定する。これにより、ISG14が発電機として機能し、ISG14のトルクによりエンジン12がアシストされて、エンジン回転数Neが低下する。以上により、ISGトルク設定処理を終了する。
ステップS343でエンジン回転数Neが上限閾以下であると判定した場合、エンジンECU40は、エンジン回転数Neが、下限閾値以上、上限閾値以下の範囲内で安定しているか否かを判定する(ステップS345)。エンジンECU40は、たとえば予め設定された所定時間において、エンジン回転数Neが、下限閾値以上、上限閾値以下の範囲内の値をとり続けると、エンジン回転数Neが、下限閾値以上、上限閾値以下の範囲内で安定していると判定する。この場合、エンジンECU40は、Ne安定フラグをセットする。具体的には、レジスタに「1」を書き込む(ステップS346)。そして、ISGトルク設定処理を終了する。
一方、エンジン回転数Neが、下限閾値以上、上限閾値以下の範囲内で安定していないと判定すると、エンジンECU40は、Ne安定フラグをクリアする。具体的には、レジスタに「0」を書き込む(ステップS347)。そして、ISGトルク設定処理を終了する。以上が、ステップS34のISGトルク設定処理である。なお、下限閾値以上、上限閾値以下の範囲が、目標回転数Net(車軸回転数)を基準に設定される係合可能な回転域に相当する。
図8に戻り、ISGトルク設定処理が終了すると、エンジンECU40は、Ne安定フラグがセットされているか、すなわち「1」が書き込まれているかを判定する(ステップS35)。Ne安定フラグがセットされていると判定した場合、エンジンECU40は、エンジン回転数Neが、下限閾値以上、上限閾値以下の範囲内で安定しているものとして、クラッチ装置26の接続処理を実施する(ステップS36)。具体的には、エンジンECU40は、AT−ECU42に対し、クラッチ装置26をクラッチ遮断状態からクラッチ接続状態へ切り替える指示を送信する。これにより、AT−ECU42は、クラッチ装置26を接続状態に切り替える。したがって、エンジン12とドライブシャフト36とが係合する。以上により、一連の係合処理を終了する。
なお、ステップS35で、Ne安定フラグがセットされていないと判定した場合、ステップS31の処理に戻り、ステップS31以降の処理を再び実施する。
このように、本実施形態によれば、惰性走行中であってエンジン12をISG14の発電用に駆動させている期間に、解除要求があった場合、エンジン回転数Neが目標回転数Netに近づくように、ISG14によりエンジン12をアシストさせることができる。ISG14は、エンジン12よりも応答性(制御性)に優れる。また、エンジン12とISG14は、駆動機構18により接続されており、接続、切り離しのタイムロスがない。したがって、解除要求があってから、エンジン回転数Neを迅速に係合可能な回転域の値にすることができる。これにより、ドライバが違和感を感じるのを抑制することができる。
図10は、係合制御による効果を示す図である。図10には、ISGによるアシストを実施しない場合の結果も、比較例として破線で図示している。本実施形態では、解除要求があると、エンジン回転数Neと目標回転数Net(車軸回転数)との大小関係から、ISG14のトルクが設定される。図10では、解除要求を取得した時点で、エンジン回転数Neが目標回転数Netよりも高くなっている。このため、本実施形態では、ISGトルクTqiとして負トルクが設定され、実線で示すように、エンジン回転数Neが目標回転数Netに近づく。したがって、解除要求を取得してからエンジン回転数Neが目標回転数Netにほぼ一致するまでにかかる時間t1が、ISGによるアシストを実施しない場合にかかる時間t0よりも短くなる。
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
10…車両、12…エンジン、14…ISG、16…出力軸、18…駆動機構、20…インバータ、22…バッテリ、24…補機類、26…クラッチ装置、28…入力軸、30…変速機、32…出力軸、34…ディファレンシャルギア、36…ドライブシャフト、38…駆動輪、40…エンジンECU、42…AT−ECU、50,52…回転数センサ、54…アクセル開度センサ、56…ブレーキセンサ、58…バッテリセンサ、60,62…温度センサ
Claims (8)
- 走行駆動源としてのエンジン(12)と、前記エンジンと車軸(36)との間に設けられるクラッチ装置(26)と、前記エンジンの動力によって駆動される発電機(14)と、前記発電機で発電された電力によって充電可能なバッテリ(22)と、前記バッテリの電力を用いて動作する補機類(24)と、備える車両に適用され、
前記バッテリのSOCを検出するSOC検出部(S21)と、
前記SOCの基準値を設定する基準値設定部(S22)と、
前記SOCが前記基準値を下回るか否かを判定する判定部(S23)と、
前記車両の惰性走行のための条件が成立すると、前記エンジンを停止させるとともに前記クラッチ装置を遮断状態にして前記車両を惰性走行状態にするとともに、前記車両の惰性走行中に前記SOCが前記基準値を下回る場合、前記クラッチ装置を遮断状態にしたまま前記エンジンを始動させて前記発電機により発電させる制御部(S10,S11,S20,S26)と、
を備える車両制御装置。 - 前記制御部は、前記SOCが前記基準値を下回る場合、前記エンジンの燃料消費量が最小となるように、前記エンジン及び前記発電機を制御する請求項1に記載の車両制御装置。
- 前記制御部は、前記エンジンの燃料消費率及び前記発電機の発電効率に基づいて決定されるエンジン回転数となるように前記エンジンを制御するとともに、前記燃料消費率及び前記発電効率に基づいて決定されるトルクを生じるように前記発電機を制御する請求項2に記載の車両制御装置。
- 前記エンジンの温度と前記発電機の温度を検出する温度検出部(S25)をさらに備え、
前記制御部は、検出される前記エンジンの温度と前記発電機の温度との組み合わせにおいて、前記エンジンの燃料消費量が最小となるように、前記エンジン及び前記発電機を制御する請求項2又は請求項3に記載の車両制御装置。 - 前記基準値設定部は、前記補機類の負荷状態を検出し、前記補機類の負荷の状態が閾値よりも大きい場合に、前記補機類の負荷の状態が閾値以下の場合よりも、前記基準値として大きい値を設定する請求項1〜4いずれか1項に記載の車両制御装置。
- 前記発電機は、前記バッテリの電力を用いて動作し、前記エンジンを始動させる電動機としての機能も有しており、
前記制御部は、発電のために前記エンジンを駆動させている期間において、前記車両の惰性走行状態の解除要求を取得すると、エンジン回転数が、前記車軸の回転数を基準として設定される係合可能な回転域内の回転数となるように、前記発電機を制御する請求項1〜5いずれか1項に記載の車両制御装置。 - 前記制御部は、前記エンジン回転数が前記回転域の最小値より小さい場合、正トルクを生じるように前記発電機を制御する請求項6に記載の車両制御装置。
- 前記制御部は、前記エンジンの回転数が前記回転域の最大値より大きい場合、負トルクを生じるように前記発電機を制御する請求項6に記載の車両制御装置。
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