JP2019044643A

JP2019044643A - 制御装置

Info

Publication number: JP2019044643A
Application number: JP2017166494A
Authority: JP
Inventors: 直樹大治; Naoki Oji
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-03-22

Abstract

【課題】リザーブトルクを極力確保せずに、アイドル運転時または低負荷運転時のエンジン回転数を安定的に制御する。
【解決手段】内燃機関から駆動力の伝達を受けて発電する発電機、電力を蓄電する蓄電装置、及び電力を消費する電気負荷を備えた車両を制御するものであって、内燃機関がアイドル運転または低負荷運転をしている状況下において、蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合、発電機による発電を行い蓄電装置を充電するかまたは発電を行わず、電気負荷が要求する電力が増大したときに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関の気筒における点火タイミングを略一定に保つ一方、蓄電装置の蓄電量が閾値未満である場合、蓄電量が閾値以上である場合と比較して発電機が発電する電力を大きくして蓄電装置を充電しつつ、電気負荷が要求する電力が増大したときに蓄電装置への充電量を減らすか蓄電装置を充電せずに電気負荷に必要な電力を供給し、その間点火タイミングを略一定に保つ制御装置を構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、駆動源として内燃機関が搭載された車両を制御する制御装置に関する。

一般に、車両の走行時には、運転者によるアクセルペダルの踏込量に見合ったスロットルバルブ開度（即ち、吸気量及び燃料噴射量）及び点火タイミングにて内燃機関を運転する。内燃機関の熱機械変換効率を高めるためには、気筒に充填された混合気への点火のタイミングをできる限りＭＢＴ（ＭｉｎｉｍｕｍａｄｖａｎｃｅｆｏｒＢｅｓｔＴｏｒｑｕｅ）に近づけることが望ましい。

運転者がアクセルペダルを踏んでいないアイドル運転時、または運転者がアクセルペダルに足を乗せている程度にアクセルペダルを軽く踏んでいる低負荷運転時には、内燃機関の気筒においてノッキングのような異常燃焼を惹起するリスクが小さい。それ故、異常燃焼の発生防止を目的として混合気への点火タイミングを遅角する必要がなく、点火タイミングをＭＢＴまたはその近傍に制御することが許容される。

車両には、駆動源となる内燃機関とともに、当該内燃機関から回転駆動力の供給を受けて稼働する発電機が搭載されており、車両の電装系の各種電気負荷に必要な電力を供給している。発電機による内燃機関に対する機械的な負荷は、電気負荷が要求する電力の変動に応じて増減する。例えば、車両が停車した状態でハザードランプを点滅させているときには、ハザードランプの点灯中に電力需要が増大し、消灯中に電力需要が減少する。これに合わせて発電を実行しようとすると、発電機の負荷トルクが振動するように反復的に増減することになる。

アイドル運転時または低負荷運転時のエンジン回転数は、エンジンストールを起こさない限度において低速で安定させることが望ましい。そのために、従来より、内燃機関に対する機械的な負荷の増減に呼応して点火タイミングを進角または遅角させ、内燃機関が出力するエンジントルクの大きさを増減させることが行われている（例えば、下記特許文献を参照）。点火タイミングの補正は、スロットルバルブの開度操作による吸気量の補正と比べて遅れが小さく、即応性が高い。

エンジントルクは、点火タイミングをＭＢＴに設定したときに最大化し、点火タイミングをＭＢＴから遅角させるほど低下する。既にＭＢＴのタイミングで点火している場合、点火タイミングの補正を通じてエンジントルクをそれ以上増強することができない。そこで、敢えてＭＢＴよりも遅角したタイミングを基準となる点火タイミングとして定め、この基準タイミングを中心として点火タイミングを操作することが通例となっている。ＭＢＴにおけるエンジントルクと基準タイミングにおけるエンジントルクとの差が、リザーブトルクとなる。

特開２０１３−１１３１３７号公報

しかしながら、予め点火タイミングを遅角化してリザーブトルクを確保しておくことは、燃料の燃焼により本来得られるはずのエンジントルクの一部を反故にすることと同義であり、燃費性能の低下を招く点で決して好ましいとは言えない。

本発明は、リザーブトルクを極力確保せずに、アイドル運転時または低負荷運転時のエンジン回転数を安定的に制御することを所期の目的としている。

本発明では、内燃機関の出力軸から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機、発電機が発電した電力を蓄電する蓄電装置、及び電力を消費する電気負荷を備えた車両を制御するものであって、内燃機関がアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転をしている状況下において、蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合、発電機による発電を行い蓄電装置を充電するかまたは発電機による発電を行わず、電気負荷が要求する電力が増大したときに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関の気筒における点火タイミングを略一定に保つ一方、蓄電装置の蓄電量が閾値未満である場合には、蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合と比較して発電機が発電する電力を大きくして蓄電装置を充電しつつ、電気負荷が要求する電力が増大したときに蓄電装置への充電量を減らすか蓄電装置を充電せずに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関の気筒における点火タイミングを略一定に保つ制御装置を構成した。

このようなものであれば、予め点火タイミングを遅角化してリザーブトルクを確保しておかなくとも、アイドル運転時または低負荷運転時のエンジン回転数を安定させることができる。より具体的に述べると、現在の蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合には、主として蓄電装置から電気負荷に電力を供給することとし、電気負荷による電力需要の増減に合わせて発電機の発電電力を増減させない。

翻って、現在の蓄電装置の蓄電量が閾値未満である場合には、蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合と比較して予め発電機の発電電力を増大させておき、電気負荷による電力需要が小さいうちは蓄電装置を充電し、電気負荷による電力需要が大きくなったならば蓄電装置への充電量を減らすか充電を停止してその分の電力を電気負荷に供給する。このとき、蓄電装置が蓄えていた電力を放電して電気負荷に供給することもあり得る。そしてやはり、電気負荷による電力需要の増減に合わせて発電機の発電電力を増減させることをしない。

何れの場合においても、発電機の負荷トルクが一定化し、これが振動するように増減することがなくなる。従って、負荷トルクの振動に合わせて内燃機関が出力するエンジントルクを増減させずに済み、予めリザーブトルクを確保しておく必要性から解放される。

また、車両が停車したまま内燃機関がアイドル運転している状態が所定時間以上継続したならば、それ以前と比較して前記閾値を引き上げることが好ましい。比較的長い時間停車している場合には、その後運転者が内燃機関を停止させた上で車内に留まる蓋然性が高い。そして、内燃機関及び発電機が停止していても、ルームランプ（車内灯）、オーディオ機器やカーナビゲーションシステム、エアコンディショナの送風用ブロワ等の電気負荷となる機器が使用されることが想定される。そのため、予め蓄電装置を充電して蓄電量を増加させておくのである。

本発明によれば、リザーブトルクを極力確保せずに、アイドル運転時または低負荷運転時のエンジン回転数を安定的に制御することが可能となる。

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。同実施形態における内燃機関と発電機兼電動機との接続の構造を模式的に示す図。同実施形態における車両の電装系の電気回路の基本構成を示す図。同実施形態において制御装置が実行する処理の内容を示すフロー図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子を有するイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

排気ガス再循環（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、排気通路４を流れる排気の一部を吸気通路３に還流させて吸気に混交する、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。

図２に示すように、内燃機関１００には、スタータモータ（セルモータ）１４０、発電機兼電動機であるＩＳＧ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｔａｒｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｏｒ。または、モータジェネレータ）１１０、及びコンプレッサ１３０その他の補機が付随している。

スタータモータ１４０は、主として冷間始動時（運転者がイグニッションスイッチまたはイグニッションキーを操作して内燃機関１００を始動）に内燃機関１００のクランクシャフト１０を回転駆動する、クランキング専用の電動機である。スタータモータ１４０は、その出力軸にピニオンギア１４１を有し、このピニオンギア１４１が内燃機関１００の出力軸であるクランクシャフト１０に固定されたリングギア１０３に噛合することで、クランクシャフト１０に回転駆動力を伝達する。ピニオンギア１４１は、スタータモータ１４０による内燃機関１００のクランキング中以外は、リングギア１０３から離脱している。

ＩＳＧ１１０は、クランクシャフト１０ひいては車両の車軸（そして、駆動輪）を駆動する電動機としての機能と、クランクシャフト１０から駆動力の伝達を受けて発電する発電機としての機能とを兼ね備える。ＩＳＧ１１０は、巻掛伝動機構１１２、１１３、１０１を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。

ＩＳＧ１１０は、例えばインナーロータ方式の交流同期機であり、永久磁石及びロータコイル（励磁（界磁）巻線）を両備したロータ（回転子）と、ロータの外周面に対向する三相交流のステータコイル（固定子巻線）を備えたステータ（固定子）とを要素としてなる。ロータは、ロータ軸１１１の外周に固着している。ロータ軸１１１及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１１２、１０１が固着しており、これらプーリ１１２、１０１に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１１３により、クランクシャフト１０とロータ軸１１１との間で相互に（双方向に）回転駆動力を伝達する。

ＩＳＧ１１０は、主としてアイドルストップした内燃機関１００の再始動時や、車軸に供給する走行駆動力を増強するモータアシスト時に、車載の蓄電装置５から電力の供給を受けてクランクシャフト１０を回転駆動する。他方、クランクシャフト１０により回転駆動されて発電する場合には、その発電した電力を同蓄電装置５に充電する。車両が減速する際には、ＩＳＧ１１０による回生制動を行い、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。

蓄電装置５は、バッテリ及び／またはキャパシタを含む。なお、車両に種類の異なる複数の蓄電装置５を搭載し、それらを併用することもあり得る。例えば、主蓄電装置５として車両用の鉛バッテリを採用し、副蓄電装置５として回生電力の回収に適したニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、キャパシタ等を採用して、両蓄電装置５を並列接続したシステムを構成することがある。

車室内を空調するエアコンディショナの冷媒圧縮用のコンプレッサ１３０もまた、ＩＳＧ１１０と同様、巻掛伝動機構１０２、１３４、１３３を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。コンプレッサ１３０の入力軸１３２及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１３３、１０２が固着しており、これらプーリ１３３、１０２に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１３４によって、クランクシャフト１０から入力軸１３２に回転駆動力を伝達する。ベルト１３４は、コンプレッサ１３０以外の補機である潤滑油ポンプ（図示せず）や冷却水ポンプ（図示せず）等にも駆動力を伝達することがある。なお、コンプレッサ１３０の本体と入力軸１３２との間には、断接切換可能なマグネットクラッチ１３１を設けており、コンプレッサ１３０を駆動しないときには当該クラッチ１３１を切断する。

内燃機関１００と車軸とを繋ぐトランスミッション１２０は、クランクシャフト１０の他端側に設置する。

車両には、各種の電気負荷が実装されている。電気負荷の具体例としては、照明灯６１であるヘッドランプ、テールランプ、フォグランプ、ルームランプ、ターンシグナルランプ（ハザードランプとしても機能する）や、エアコンディショナの送風用ブロワ、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、電動パワーステアリング装置、等が挙げられる。

電気負荷は、蓄電装置５及び／または発電機１１０から電力供給を受けて作動する。図３に示すように、照明灯６１や、送風用ブロワやラジエータファン等を回転駆動する電動機６３等への通電及びその遮断は、リレースイッチ６４のＯＮ／ＯＦＦ、または半導体スイッチング素子６５の点弧／消弧によって行う。

デフォッガとしてリアガラスに敷設された電熱線ヒータ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステムその他の電気負荷についても、上記と同様である。

また、エアコンディショナを作動させるときには、冷媒圧縮用コンプレッサ１３０と内燃機関１００のクランクシャフト１０との間に介在するマグネットクラッチ１３１に通電して、当該クラッチ１３１を締結する。エアコンディショナを作動させないときには、マグネットクラッチ１３１に通電せず、同クラッチ１３１を切断する。マグネットクラッチ１３１への通電及びその遮断は、リレースイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦによって行う。

ＩＳＧ１１０を発電機として動作させる場合、ステータコイルに三相交流の誘起電流が発生する。この誘起電流を、ダイオードを用いた整流器によって直流電流とした上で、蓄電装置５や電気負荷に供給する。ＩＳＧ１１０に付帯するコントローラ１１４は、本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）０から発される、ＩＳＧ１１０の出力電圧の目標値を指令する制御信号ｍを受け付ける。そして、その指令された目標電圧に蓄電装置５の端子電圧（換言すれば、電装系に供給する電源電圧）を追従せしめるべく、半導体スイッチング素子をスイッチ動作させてロータコイルに印加する励磁電流の大きさを調節するＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を実施する。ＩＳＧ１１０の出力電圧即ちステータコイルに誘起される発電電圧は、ロータコイルを流れる励磁電流が大きいほど大きくなる。

発電機として作動するＩＳＧ１１０は、内燃機関１００から見れば機械的な負荷となる。ＩＳＧ１１０の出力電圧が蓄電装置５の端子電圧を超越するとき、蓄電装置５が充電され、かつＩＳＧ１１０から電気負荷に電力が供給される。つまり、ＩＳＧ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。蓄電装置５への充電量及び電気負荷への給電量は、ＩＳＧ１１０の出力電圧と蓄電装置５の端子電圧との電位差に依存する。

逆に、ＩＳＧ１１０の出力電圧が蓄電装置５の端子電圧に満たないかこれに近いときには、蓄電装置５が充電されず、またＩＳＧ１１０から電気負荷に電力が供給されない（蓄電装置５から電気負荷に電力供給されることはある）。つまり、ＩＳＧ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。要するに、ＥＣＵ０からＩＳＧ１１０に高い発電電圧を指令すると、内燃機関１００に対するＩＳＧ１１０の負荷トルクが増し、低い発電電圧を指令すると、内燃機関１００に対するＩＳＧ１１０の負荷トルクが減る。

他方、ＩＳＧ１１０をクランクシャフト１０を駆動する電動機として動作させる場合には、ロータコイルに所要の励磁電流を通電しつつ、ステータコイルに半導体スイッチング素子を用いたインバータを介して三相交流電流を印加して、ロータの周囲に回転磁界を発生させる。インバータの各相のハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチはそれぞれ、ＩＳＧ１１１０に付帯するコントローラ１１４によって点弧／消弧される。このときのコントローラ１１４は、ＥＣＵ０から発される、電動機として働くＩＳＧ１１０の出力のレベルを指令する制御信号ｍを受け付ける。そして、その指令された出力レベルにＩＳＧ１１０の出力を追従せしめるべく、ロータコイルに印加する励磁電流の大きさ、及び／または、ステータコイルに印加する三相電流の大きさを調節するＰＷＭ制御を実施する。

内燃機関１００のクランクシャフト１０に回転駆動力を付与するＩＳＧ１１０の出力は、ロータコイルを流れる励磁電流が大きいほど大きくなり、またステータコイルを流れる三相電流が大きいほど大きくなる。

本実施形態の制御装置たるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関１００に対して要求されるエンジン負荷率）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、車載の蓄電装置５の端子電圧及び／または端子電流を検出するセンサから出力される電圧／電流信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサが圧縮する冷媒の圧力を検出するセンサから出力される冷媒圧信号ｈ等が入力される。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、イグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、発電機であるＩＳＧ１１０の発電電圧または電動機であるＩＳＧ１１０の出力を制御するコントローラ１１４に対して電圧／出力指令信号ｍ、マグネットクラッチ１３１に通電する電気回路上のスイッチ６２に対してクラッチ締結信号ｏ、照明灯６１や電動機６３その他の電気負荷に通電する電気回路上のスイッチ６４、６５に対してスイッチＯＮ信号ｐ、ｑ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納しているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数や吸気圧等を知得するとともに、気筒１に充填される吸気量に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）、発電機であるＩＳＧの１１０の出力電圧、電気負荷のＯＮ／ＯＦＦ、等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｏ、ｐ、ｑを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態のＥＣＵ０は、運転者がアクセルペダルを踏んでいないアイドル運転時、または運転者がアクセルペダルに足を乗せている程度にアクセルペダルを軽く踏んでいる低負荷運転時において、混合気への点火タイミングをＭＢＴまたはその近傍に維持しながら、エンジン回転数をできるだけ低速で安定させるべく、蓄電装置５が現在蓄えている蓄電量に応じた制御を実施する。

図４に、ＥＣＵ０がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、アクセル開度が０または０に近い所定値以下であるアイドル運転時または低負荷運転時において（ステップＳ１）、現在の蓄電装置５の蓄電量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。蓄電装置５の蓄電量は、当該蓄電装置５の端子電圧に基づいて推測する（端子電圧が高いほど蓄電量が多く、端子電圧が低いほど蓄電量が少ない）か、当該蓄電装置５に対して流出入する電流の量（端子電流）を時間積分することで算出する。

現在の蓄電装置５の蓄電量が閾値以上である（ステップＳ４の判定が真）ならば、発電機であるＩＳＧ１１０の出力電圧を蓄電装置５の端子電圧よりも高めてＩＳＧ１１０による発電及び蓄電装置５への充電を実行するか、または、ＩＳＧ１１０の出力電圧を蓄電装置５の端子電圧以下としてＩＳＧ１１０による発電及び蓄電装置５への充電を実行しない（ステップＳ５）。

その上で、ＩＳＧ１１０及び／または蓄電装置５から電気負荷へ必要な電力を供給する（ステップＳ６）。このとき、電気負荷による電力需要が増減したとしても、それに合わせてＩＳＧ１１０の発電する電力を増減させることはない、即ちＩＳＧ１１０の出力電圧を略一定に保つ。電力需要の増大には、蓄電装置５が蓄えていた電力の放電量を増加させることで対処する。電力需要の減少には、蓄電装置５の放電量を減少させることで対処する。

なおかつ、気筒１に充填された混合気への火花点火のタイミングを、ＭＢＴまたはその近傍に保つ（ステップＳ９）。但し、内燃機関の冷却水温または外気温が所定値以下である低温時には、この限りでない。

翻って、現在の蓄電装置５の蓄電量が閾値未満である（ステップＳ４の判定が偽）ならば、上記のステップＳ５と比較して、発電機であるＩＳＧ１１０の出力電圧をより高めて（当然、この出力電圧は、蓄電装置５の端子電圧よりも高い）ＩＳＧ１１０による発電及び蓄電装置５への充電を実行する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、ＩＳＧ１１０による内燃機関１００に対する負荷トルクが増大する分、内燃機関１００の出力するエンジントルクを増強することが望ましい。そのためには、ステップＳ５よりもスロットルバルブ３２の開度を拡大して、気筒１に充填される吸気量及び燃料噴射量を増量する。

その上で、ＩＳＧ１１０及び／または蓄電装置５から電気負荷へ必要な電力を供給する（ステップＳ８）。このとき、電気負荷による電力需要が増減したとしても、それに合わせてＩＳＧ１１０の発電する電力を増減させることはない、即ちＩＳＧ１１０の出力電圧を略一定に保つ。電力需要の増大には、ＩＳＧ１１０から蓄電装置５に充電する電力を減らしてその分を電気負荷に供給するか、蓄電装置５が蓄えていた電力を放電し（蓄電装置５を充電状態から放電状態に切り替える）またはその放電量を増加させることで対処する。電力需要の減少には、ＩＳＧ１１０から電気負荷に供給する電力を減らしてその分を蓄電装置５に充電するか、蓄電装置５の放電量を減少させまたは蓄電装置５の放電を停止する（蓄電装置５を放電状態から充電状態に切り替える）ことで対処する。

本実施形態では、内燃機関１００の出力軸１０から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機１１０、発電機１１０が発電した電力を蓄電する蓄電装置５、及び電力を消費する電気負荷を備えた車両を制御するものであって、内燃機関１００がアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転をしている状況下において、蓄電装置５の蓄電量が閾値以上である場合、発電機１１０による発電を行い蓄電装置５を充電するかまたは発電機１１０による発電を行わず、電気負荷が要求する電力が増大したときに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関１００の気筒１における点火タイミングを略一定に保つ一方、蓄電装置５の蓄電量が閾値未満である場合には、蓄電装置５の蓄電量が閾値以上である場合と比較して発電機１１０が発電する電力を大きくして蓄電装置５を充電しつつ、電気負荷が要求する電力が増大したときに蓄電装置５への充電量を減らすか蓄電装置５を充電せずに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関１００の気筒１における点火タイミングを略一定に保つ制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、リザーブトルクを極力確保することなく、アイドル運転時または低負荷運転時のエンジン回転数を安定して低速に制御することが可能となる。点火タイミングを徒に遅角化せずに済むため、内燃機関１００の熱機械変換効率が向上し、燃費性能の一層の良化に奏功する。

現在の蓄電装置５の蓄電量が閾値以上である場合には、そうでない場合と比較して発電機１１０の発電電力を低減させるので、発電機１１０の負荷トルクが減少する。従って、スロットルバルブ３２の開度を縮小し、気筒１に充填される吸気量及び燃料噴射量を減量する、つまりはエンジントルクを抑制することが容認され、燃料消費量を削減できる。

加えて、車両が停車したまま内燃機関がアイドル運転している状態が所定時間以上継続しているならば、それ以前と比較して前記閾値を引き上げて、蓄電装置５への充電を優先的に実行できるようにしている。このため、内燃機関１００及び発電機１１０が停止している状況下で、ルームランプやオーディオ機器、カーナビゲーションシステム、エアコンディショナの送風用ブロワ等の電気負荷が使用されたとしても、蓄電装置５の蓄電量が欠乏することを有効に回避できる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、マグネットクラッチ１３１を締結してエアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサ１３０を稼働させるにあたり、現在の蓄電装置５の蓄電量が閾値以上である場合には、ＩＳＧ１１０を発電機としてではなく（発電を停止して）電動機として作動させ、当該ＩＳＧ１１０から内燃機関１００のクランクシャフト１０ひいてはコンプレッサ１３０の入力軸１３２に回転駆動力を供給するモータアシストを実行することができる。

これに対し、現在の蓄電装置５の蓄電量が閾値未満である場合には、ＩＳＧ１１０を発電機として作動させて発電及び蓄電装置５への充電を行いつつ、コンプレッサ１３０が要求する回転駆動力が増大したことに呼応して（クラッチ１３１の締結時に、非締結時と比較して）当該ＩＳＧ１１０の発電電力（出力電圧）及び蓄電装置５への充電量を減らすことが考えられる。ＩＳＧ１１０の発電電力が減少することは、ＩＳＧ１１０による内燃機関１００に対する負荷トルクが減少することを意味し、その分だけ内燃機関１００からコンプレッサ１３０に回転駆動力を供給することが可能となる。

その他、各部の具体的構成や具体的な処理の手順は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、駆動源として内燃機関が搭載された車両の制御に適用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
５…蓄電装置
６１、６３…電気負荷（照明灯、電動機）
１０…内燃機関の出力軸（クランクシャフト）
１００…内燃機関
１１０…発電機（ＩＳＧ）

Claims

内燃機関の出力軸から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機、発電機が発電した電力を蓄電する蓄電装置、及び電力を消費する電気負荷を備えた車両を制御するものであって、
内燃機関がアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転をしている状況下において、
蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合、発電機による発電を行い蓄電装置を充電するかまたは発電機による発電を行わず、電気負荷が要求する電力が増大したときに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関の気筒における点火タイミングを略一定に保つ一方、
蓄電装置の蓄電量が閾値未満である場合には、蓄電装置の蓄電量が閾値以上である場合と比較して発電機が発電する電力を大きくして蓄電装置を充電しつつ、電気負荷が要求する電力が増大したときに蓄電装置への充電量を減らすか蓄電装置を充電せずに電気負荷に必要な電力を供給し、その間内燃機関の気筒における点火タイミングを略一定に保つ制御装置。
車両が停車したまま内燃機関がアイドル運転している状態が所定時間以上継続したならば、それ以前と比較して前記閾値を引き上げる請求項１記載の制御装置。