JP2021046141A - 発電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の停車時及び走行時において発電による騒音を低減させることができる発電制御装置を提供すること。【解決手段】エンジン２と、エンジン２に接続されたＩＳＧ２０と、充電要求に応じてエンジン出力を増加させ、ＩＳＧ２０で発電する第１発電制御を実行するＶＣＭ１３と、を備え、ＶＣＭ１３は、現在の時間帯が夜間であると推定される場合は、現在の時間帯が夜間でないと推定される場合よりも第１発電制御を実行するときのエンジン出力の増加量を小さくし、かつ、車両１の走行状態に応じてエンジン出力の増加量を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、発電制御装置に関する。

特許文献１には、車両の位置及び時間帯に応じてアイドリング発電時のエンジン回転数を制御することで、停車中のアイドリング発電時におけるエンジン音を低減させる制御方法が開示されている。

特開２０１８−１２３８００号公報

ところで、車両の走行中においても、エンジン出力を増加させ、モータによって発電を行なう発電制御を実行する場合がある。

このような場合にも、発電制御を実行する際のエンジン出力増加に伴う騒音を効果的に低減させることが望まれるが、特許文献１には、走行時における制御について言及されておらず、改善が望まれる。

そこで、本発明は、車両の停車時及び走行時において発電による騒音を低減させることができる発電制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、エンジンと、前記エンジンに接続された第１モータと、充電要求に応じてエンジン出力を増加させ、前記第１モータで発電する第１発電制御を実行する制御部と、を備えた発電制御装置であって、前記制御部は、現在の時間帯が夜間であると推定される場合は、現在の時間帯が夜間でないと推定される場合よりも前記第１発電制御を実行するときの前記エンジン出力の増加量を小さくし、かつ、自車両の走行状態に応じて前記エンジン出力の増加量を制御するものである。

このように、本発明によれば、車両の停車時及び走行時において発電による騒音を低減させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る発電制御装置の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る発電制御装置のエンジンの出力増加量の補正値を求めるテーブルの例を示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係る発電制御装置の発電制御処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例の他の態様に係る発電制御装置の発電制御処理の手順を示すフローチャートである。

本発明の一実施の形態に係る発電制御装置は、エンジンと、エンジンに接続された第１モータと、充電要求に応じてエンジン出力を増加させ、第１モータで発電する第１発電制御を実行する制御部と、を備えた発電制御装置であって、制御部は、現在の時間帯が夜間であると推定される場合は、現在の時間帯が夜間でないと推定される場合よりも第１発電制御を実行するときのエンジン出力の増加量を小さくし、かつ、自車両の走行状態に応じてエンジン出力の増加量を制御するよう構成されている。

これにより、本発明の一実施の形態に係る発電制御装置は、車両の停車時及び走行時において発電による騒音を低減させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る発電制御装置について詳細に説明する。
図１において、本発明の一実施例に係る発電制御装置を搭載した車両１は、エンジン２と、トランスミッション３と、第２モータとしてのモータジェネレータ４と、第１の車輪としての前輪５と、第２の車輪としての後輪６と、エンジン２を制御するＥＣＭ（Engine Control Module）１１と、トランスミッション３を制御するＴＣＭ（Transmission Control Module）１２と、制御部としてのＶＣＭ（Vehicle Control Module）１３と、を含んで構成されている。

本実施例の車両１は、エンジン２の動力によって前輪５を駆動し、モータジェネレータ４の動力によって後輪６を駆動し、エンジン２とモータジェネレータ４との駆動力の配分を調整することによって二輪駆動又は四輪駆動を切り換えることができる。なお、本実施例では、エンジン２が前輪５、モータジェネレータ４が後輪６をそれぞれ駆動する構成としたが、これと反対に、エンジン２が後輪６、モータジェネレータ４が前輪５をそれぞれ駆動する構成としてもよい。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行なうように構成されている。

エンジン２には、第１モータとしてのＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０が連結されている。ＩＳＧ２０は、図示しないベルト等の動力伝達部材を介してエンジン２のクランクシャフトに連結されている。ＩＳＧ２０は、第１のインバータ２１を介してバッテリ８及び第２のインバータ４１に接続されている。

ＩＳＧ２０は、バッテリ８から電力が供給されることにより回転することでエンジン２を回転駆動させる電動機の機能と、エンジン２の駆動によってクランクシャフトから入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

ＩＳＧ２０は、エンジン２の駆動によって発電した電力をバッテリ８又は第２のインバータ４１に供給、若しくはバッテリ８及び第２のインバータ４１の双方に供給することが可能となっている。ＩＳＧ２０は、モータジェネレータ４よりも最大出力が小さい構成となっている。

トランスミッション３は、クラッチを内蔵し、エンジン２から出力された回転を複数の変速段のいずれかに応じた変速比で変速して出力する自動変速機によって構成されている。本実施例の自動変速機としては、変速段の切替操作とクラッチ操作とを自動で行う、ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）を用いることができる。トランスミッション３は、ドライブシャフト３１を介して左右の前輪５を駆動する。

トランスミッション３で成立可能な変速段としては、例えば１速段から４速段までの走行用の変速段と、後進段とがある。走行用の変速段の段数は、車両１の諸元により異なり、上述の１速段から４速段に限られるものではない。

モータジェネレータ４は、ドライブシャフト６１を介して左右の後輪６に連結されている。モータジェネレータ４は、第２のインバータ４１に接続されている。第２のインバータ４１には、バッテリ８が接続されている。バッテリ８は、第２のインバータ４１を介してモータジェネレータ４に電力を供給する。

モータジェネレータ４は、バッテリ８から供給される電力によって駆動する電動機としての機能と、後輪６から入力される逆駆動力によって発電を行なう発電機としての機能とを有する。

バッテリ８は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池によって構成されている。バッテリ８は、ＩＳＧ２０やモータジェネレータ４の発電によって充電されるほか、外部電源９０によって充電器９を介して充電されるようになっている。なお、車両１は、外部電源９０による充電を行わない構成としてもよい。この場合、車両１は、充電器９を有さない。

バッテリ８には、バッテリセンサ８１が設けられている。バッテリセンサ８１は、バッテリ８の充放電電流や電圧を検出してＶＣＭ１３に出力する。ＶＣＭ１３は、バッテリセンサ８１から入力された検出結果に基づき、バッテリ８の充電状態、すなわちＳＯＣ（State Of Charge）を算出する。なお、車両１に、バッテリ８を管理するＢＭＳ（Battery Management System）が設けられる場合には、ＢＭＳにおいてＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣをＢＭＳからＶＣＭ１３に送信する構成であってもよい。

ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＶＣＭ１３は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＶＣＭ１３としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＶＣＭ１３としてそれぞれ機能する。

本実施例において、ＥＣＭ１１は、ＶＣＭ１３に接続されており、ＶＣＭ１３からの指令に応じてエンジン２を制御する。ＥＣＭ１１には、クランク角センサ２３が接続されている。ＥＣＭ１１は、クランク角センサ２３からの検出情報に基づきエンジン回転数を算出する。

ＴＣＭ１２は、ＶＣＭ１３に接続されており、ＶＣＭ１３からの指令に応じてトランスミッション３を制御する。ＴＣＭ１２には、車速センサ１０１が接続されている。ＴＣＭ１２は、車速センサ１０１から入力された車速を示す情報をＶＣＭ１３に送信する。車速センサ１０１は、例えば、トランスミッション３の出力軸の回転数を検出している。

ＶＣＭ１３は、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及び第２のインバータ４１に接続されている。ＶＣＭ１３には、ノーマルモードスイッチ１０３、ＥＶモードスイッチ１０４、４ＷＤモードスイッチ１０５、充電要求検出部としてのチャージモードスイッチ１１１の各種スイッチ類が接続されている。

ノーマルモードスイッチ１０３は、車両１の走行モードとして、エンジン２の駆動による二輪駆動状態を維持しつつ、必要に応じて四輪駆動状態に切り替えるノーマルモードを選択するためのスイッチである。

ＥＶモードスイッチ１０４は、車両１の走行モードとして、モータジェネレータ４による二輪駆動状態を維持しつつ、必要に応じて四輪駆動状態に切り替えるＥＶモードを選択するためのスイッチである。

４ＷＤモードスイッチ１０５は、車両１の走行モードとして、エンジン２及びモータジェネレータ４の双方を常時駆動して四輪駆動状態を維持する４ＷＤモードを選択するためのスイッチである。

チャージモードスイッチ１１１は、バッテリ８の充電を積極的に行なうチャージモードを選択するためのスイッチである。

また、ＶＣＭ１３には、アクセルセンサ１０６、左右の前輪５の車輪速センサ１０７、左右の後輪６の車輪速センサ１０８等の各種センサ類が接続されている。

アクセルセンサ１０６は、運転者による図示しない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。車輪速センサ１０７及び車輪速センサ１０８は、左右の前輪５及び左右の後輪６それぞれの回転速度を検出する。

本実施例において、ＶＣＭ１３は、チャージモードスイッチ１１１によりチャージモードが選択され、ユーザからの充電要求がある場合、エンジン２の出力を増加させ、かつエンジン２の出力増加分に対応する発電量でＩＳＧ２０による発電を行なう第１発電制御を実行する。

ＶＣＭ１３は、現在の時間帯が夜間であると推定される場合は、現在の時間帯が夜間でないと推定される場合よりも、第１発電制御を実行する時のエンジン２の出力の増加量を小さくし、かつ、車両１の走行状態に応じてエンジン２の出力の増加量を制御する。

ＶＣＭ１３は、車両１の走行状態が停車中状態である場合は、車両１の走行状態が走行中状態である場合に比べ、第１発電制御を実行する時のエンジン２の出力の増加量を小さくする、または、第１発電制御の実行を禁止する。

ＶＣＭ１３は、現在の時間帯が夜間であると推定され、かつ、車両１がモータジェネレータ４の駆動力で走行しているＥＶ走行状態の場合は、車両１がエンジン２の駆動力により走行しているエンジン走行状態の場合に比べ、エンジン２の出力の増加量を小さくする、または、第１発電制御の実行を禁止する。

ＶＣＭ１３は、例えば、チャージモードスイッチ１１１によりチャージモードが選択され、第１発電制御を実行するとき、エンジン２の出力増加量の基本値を算出し、現在の時間帯や車両１の走行状態に応じて基本値に対する補正値を算出し、基本値を補正値で補正してエンジン２の出力増加量を決める。

ＶＣＭ１３は、例えば、図２のような走行状態と時間帯により値が決まるテーブルに基づいて、エンジン２の出力増加量の補正値を算出し、エンジン２の出力増加量の基本値に加算する。なお、時間帯は、予め設定された夜間と昼間の時間帯によって決める。また、季節によって夜間と昼間の時間帯を変更したり、日照センサの検出値により夜間になったか否かを判定したりするようにしてもよい。

図２においては、「エンジン走行中の昼間」のエンジン２の出力増加量の基本値を基準（±ゼロ）として、それ以外の状況での補正量を設定している。なお、「エンジン走行中の昼間」の補正量を１とし、それ以外の状況に１未満の値を設定し、エンジン２の出力増加量の基本値に乗算する補正係数としてもよい。このときの係数の大小関係は、図２の数値の大小関係と同様にする。

以上のように構成された本実施例に係る発電制御装置による発電制御処理について、図３を参照して説明する。なお、以下に説明する発電制御処理は、ＶＣＭ１３が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。また、図３に示すフローチャートは、現在の時間帯が夜間であると推定され、車両１の走行状態が停車中状態である、または車両１がＥＶ走行状態であるときは、第１発電制御を禁止する場合を示している。

ステップＳ１において、ＶＣＭ１３は、チャージモードスイッチ１１１によりチャージモードが選択されているか否かを判定する。チャージモードが選択されていないと判定した場合、ＶＣＭ１３は、処理を終了する。

チャージモードが選択されていると判定した場合、ステップＳ２において、ＶＣＭ１３は、バッテリ８のバッテリ残量を取得する。

ステップＳ３において、ＶＣＭ１３は、バッテリ残量などに基づいて、第１発電制御におけるエンジン２の出力増加量の基本値を算出する。

ステップＳ４において、ＶＣＭ１３は、例えば、図２のテーブルなどに基づいて、エンジン２の出力増加量の補正値を算出する。

ステップＳ５において、ＶＣＭ１３は、現在は夜間時間帯であるか否かを判定する。現在は夜間時間帯であると判定した場合、ステップＳ６において、ＶＣＭ１３は、車両１は停車中であるか、またはＥＶモードが選択されているか否かを判定する。

車両１は停車中である、またはＥＶモードが選択されていると判定した場合、ステップＳ７において、ＶＣＭ１３は、第１発電制御を禁止して、処理を終了する。

車両１は停車中ではなく、かつＥＶモードが選択されていないと判定した場合、ステップＳ８において、ＶＣＭ１３は、エンジン２の出力増加量の基本値を図２のテーブルに基づいて夜間における補正値で補正した出力増加量により第１発電制御を実行して、処理を終了する。

ステップＳ５において現在は夜間時間帯でないと判定した場合、ステップＳ９において、ＶＣＭ１３は、エンジン２の出力増加量の基本値を図２のテーブルに基づいて昼間における補正値で補正した出力増加量により第１発電制御を実行して、処理を終了する。

なお、現在の時間帯が夜間であると推定され、車両１の走行状態が停車中状態である、または車両１がＥＶ走行状態であるときに、第１発電制御を実行する場合は、ステップＳ４の後に、エンジン２の出力増加量の基本値を補正値で補正した出力増加量により第１発電制御を実行するようにすればよい。

このように、本実施例では、ＶＣＭ１３は、現在の時間帯が夜間であると推定される場合は、現在の時間帯が夜間でないと推定される場合よりも、第１発電制御を実行する時のエンジン２の出力の増加量を小さくし、かつ、車両１の走行状態に応じてエンジン２の出力の増加量を制御する。

これにより、夜間である場合は夜間でない場合よりもエンジン２の出力増加量を小さくし、さらに車両１の走行状態によって出力増加量を調整するため、車両１の停車時及び走行時において適切な騒音低減効果を得ることができる。

また、ＶＣＭ１３は、車両１の走行状態が停車中状態である場合は、車両１の走行状態が走行中状態である場合に比べ、第１発電制御を実行する時のエンジン２の出力の増加量を小さくする、または、第１発電制御の実行を禁止する。

これにより、停車中の場合は走行中よりもエンジン２の出力増加量を小さく、または禁止するため、同一の場所に留まって発電制御を開始する停車中の場合の騒音増加量を抑えつつ、元から走行音がありかつ移動しながら発電する走行中の場合は停車中よりも大きな発電量を確保することができる。これにより、効果的に騒音を低減しつつ十分な発電量を確保することができる。

また、ＶＣＭ１３は、現在の時間帯が夜間であると推定され、かつ、車両１がモータジェネレータ４の駆動力で走行しているＥＶ走行状態の場合は、車両１がエンジン２の駆動力により走行しているエンジン走行状態の場合に比べ、エンジン２の出力の増加量を小さくする、または、第１発電制御の実行を禁止する。

これにより、ＥＶ走行中はエンジン走行中よりもエンジン２の出力増加量を小さく、または禁止するため、ＥＶ走行時であっても騒音の増加量を抑制することができ、効果的に騒音を低減させることができる。

本実施例の他の態様としては、ＶＣＭ１３は、車両１がエンジン２の駆動力により走行中状態にあるときに、エンジン２の出力の増加量を第１発電制御実行時よりも大きくし、モータジェネレータ４による回生発電を行なう第２発電制御を実行する。第２発電制御におけるエンジン２の出力増加量は、第１発電制御のエンジン２の出力増加量の基本値に予め設定された増加量を加算して求めてもよいし、バッテリ８のバッテリ残量に基づいて増加量を算出して第１発電制御のエンジン２の出力増加量の基本値に加算するなどしてもよい。

ＶＣＭ１３は、車両１がエンジン２の駆動力により走行中状態にある場合において、現在の時間帯が夜間であると推定されると、第２発電制御の実行を禁止し、現在の時間帯が夜間でないと推定されると、第２発電制御を実行する。

以上のように構成された本実施例の他の態様に係る発電制御装置による発電制御処理について、図４を参照して説明する。なお、以下に説明する発電制御処理は、ＶＣＭ１３が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。また、図４に示すフローチャートは、現在の時間帯が夜間であると推定され、車両１の走行状態が停車中状態である、または車両１がＥＶ走行状態であるときは、第１発電制御を禁止する場合を示している。

上述の実施例同様、ステップＳ１からステップＳ５において、ＶＣＭ１３は、チャージモードスイッチ１１１によりチャージモードが選択されている場合、バッテリ８のバッテリ残量を取得し、第１発電制御におけるエンジン２の出力増加量の基本値を算出し、エンジン２の出力増加量の補正値を算出し、現在は夜間時間帯であるか否かを判定する。

現在は夜間時間帯であると判定した場合、ステップＳ１１において、ＶＣＭ１３は、第２発電制御を禁止する。

ステップＳ６において、ＶＣＭ１３は、車両１は停車中であるか、またはＥＶモードが選択されているか否かを判定する。

車両１は停車中である、またはＥＶモードが選択されていると判定した場合、ステップＳ７において、ＶＣＭ１３は、第１発電制御を禁止して、処理を終了する。

車両１は停車中ではなく、かつＥＶモードが選択されていないと判定した場合、ステップＳ８において、ＶＣＭ１３は、エンジン２の出力増加量の基本値を補正値で補正した出力増加量により第１発電制御を実行して、処理を終了する。

ステップＳ５において現在は夜間時間帯でないと判定した場合、ステップＳ１２において、ＶＣＭ１３は、エンジン２の出力増加量の基本値を図２のテーブルに基づいて昼間における第１発電制御の補正値で補正した出力増加量により第１発電制御を実行する、またはエンジン２の出力増加量の基本値に第２発電制御の増加量を加算した出力増加量により第２発電制御を実行して、処理を終了する。

なお、現在の時間帯が夜間であると推定され、車両１の走行状態が停車中状態である、または車両１がＥＶ走行状態であるときに、第１発電制御を実行する場合は、ステップＳ１１の後に、エンジン２の出力増加量の基本値を補正値で補正した出力増加量により第１発電制御を実行するようにすればよい。

このように、本実施例の他の態様では、ＶＣＭ１３は、車両１がエンジン２の駆動力により走行中状態にある場合において、現在の時間帯が夜間であると推定されると、第２発電制御の実行を禁止し、現在の時間帯が夜間でないと推定されると、第２発電制御を実行する。

夜間の場合は、第１発電制御のエンジン出力増加量よりも大きくエンジン出力を増加させてモータジェネレータ４で回生発電する第２発電制御を禁止するため、夜間にエンジン出力の増加量が大きくなりすぎることを防止して、効果的に騒音を低減させることができる。

本実施例では、各種センサ情報に基づきＶＣＭ１３が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
４ モータジェネレータ（第２モータ）
５ 前輪
６ 後輪
８ バッテリ
１３ ＶＣＭ（制御部）
２０ ＩＳＧ（第１モータ）
２１ 第１のインバータ
４１ 第２のインバータ
８１ バッテリセンサ
１１１ チャージモードスイッチ

Claims (4)

1. エンジンと、
   前記エンジンに接続された第１モータと、
   充電要求に応じてエンジン出力を増加させ、前記第１モータで発電する第１発電制御を実行する制御部と、を備えた発電制御装置であって、
   前記制御部は、現在の時間帯が夜間であると推定される場合は、現在の時間帯が夜間でないと推定される場合よりも前記第１発電制御を実行するときの前記エンジン出力の増加量を小さくし、かつ、自車両の走行状態に応じて前記エンジン出力の増加量を制御する発電制御装置。
2. 前記制御部は、前記自車両が停車中状態である場合は、前記自車両が走行中状態である場合よりも前記第１発電制御を実行するときの前記エンジン出力の増加量を小さくする、または前記第１発電制御の実行を禁止する請求項１に記載の発電制御装置。
3. 前記エンジンは前輪または後輪のうち一方の駆動源であり、
   前記前輪または前記後輪のうち他方を駆動する第２モータを備え、
   前記制御部は、現在の時間帯が夜間であると推定され、かつ前記自車両が前記第２モータの駆動力で走行している状態の場合は、前記自車両が前記エンジンの駆動力で走行している状態の場合よりも前記第１発電制御を実行するときの前記エンジン出力の増加量を小さくする、または前記第１発電制御の実行を禁止する請求項１または請求項２に記載の発電制御装置。
4. 前記エンジンは前輪または後輪のうち一方の駆動源であり、
   前記前輪または前記後輪のうち他方を駆動する第２モータを備え、
   前記制御部は、前記自車両が走行中状態にあるときに、前記エンジン出力の増加量を前記第１発電制御実行時よりも大きくし、前記第２モータで回生発電する第２発電制御を実行する機能を有し、前記自車両が走行中状態である場合において、現在の時間帯が夜間であると推定されると前記第２発電制御の実行を禁止し、現在の時間帯が夜間でないと推定されると前記第２発電制御を実行する請求項１または請求項２に記載の発電制御装置。

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