JP2017150392A - 車両制御装置 - Google Patents

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。

特開２０１１−２１９０８７号公報

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。

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。

第１実施形態に係る車両制御装置が適用された車両の概略を示す図である。 惰性走行制御を説明するためのフローチャートである。 惰性走行中に実施する発電制御を説明するためのフローチャートである。 発電制御マップを示す図である。 エンジン特性を示す図である。 ＩＳＧ回転数と発電効率との関係を示す図である。 第２実施形態に係る車両制御装置が実施する基準値設定制御を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態に係る車両制御装置が実施する係合制御を説明するためのフローチャートである。 ＩＳＧトルク設定処理を示すフローチャートである。 係合制御の効果を示すタイミングチャートである。

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。

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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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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