JP4379484B2 - 車両システム - Google Patents

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載されるバッテリの容量に応じたエンジン回転数や変速機減速比の制御を行う車両システムに関する。

従来から、バッテリの充電状態が設定値以下であることが検出されたときに、エンジン回転数を上昇させる方向に変速機の変速比を変更し、エンジン出力を低下させるように制御するパワートレインの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この制御装置を用いることにより、車両の消費電力が多い場合に、変速機の変速比を低速側に強制的に変更し、その分、エンジン回転数を高めて車両用発電機の発電量を増大させ、バッテリの良好な充電状態を維持することができるようになるため、小容量のバッテリを使用することが可能となる。
特開平５−１２４４６０号公報（第４−７頁、図１−１０）

ところで、特許文献１に開示された制御装置では、変速機の変速比を低速側に変更し、エンジン出力を低下させる際に、車両用発電機の発電量が増加するに従い、発電トルクが増加するが、エンジン出力の低下の程度が適切でないと、不用意なエンジンの吹き上がりやエンジン回転数の低下を招き、走行性能の低下と運転者への不安を与えることになる。

また、近年、ハイブリッド車でない一般エンジンを搭載する車両システムにおいても、従来のオートマチックトランスミッションに比べて、同一の出力を得るために減速比を無段階に設定でき、エンジン効率がより高いエンジン回転数の低回転側でのエンジン運転を狙って無段変速機の採用が検討されている。しかし、図６に示すように（平均回転数がＡ点からＢ点に移行する）、エンジン回転数が低下すると、車両用発電機の発電性能が低下し、バッテリへの充電性能が低下するので、走行中にバッテリが上がる心配があり、かつ、車両用発電機のトルクピーク近傍での運転頻度が増加するため、問題がより顕著になる。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、バッテリ上がりを防止することができるとともに、エンジンの不必要な吹き上がりや回転数低下、走行性能の低下を防止することができる車両システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両システムは、車両に搭載されたバッテリと、このバッテリを充電する車両用発電機と、バッテリの充放電電流を検出するとともに車両用発電機の発電量を制御するバッテリ充放電制御装置と、車両に搭載されたエンジンの回転を車軸に伝える無段変速機と、エンジンおよび無段変速機を制御する車両制御装置とを備えており、バッテリ充放電制御装置は、バッテリの充放電電流に基づいてバッテリの容量を監視する容量監視手段と、バッテリの容量が低下したときに車両制御装置にその旨を通知する通知手段と、バッテリの容量低下時に容量回復に必要なバッテリの目標充電電流値を設定して車両用発電機の発電指示を行う発電指示手段とを備えている。無段変速機を用いて最適燃費線上での運転モードを実施すると、エンジン回転数が低下する運転状態が増加するため、車両用発電機の出力低下に伴ってバッテリの充電性能が低下する。しかし、本発明の車両システムでは、バッテリの容量低下を監視し、低容量時には車両制御装置にその旨を通知するため、未然にバッテリ上がりを防止する対策をとることが可能になる。また、バッテリの容量回復に必要な目標充電電流値が設定されて発電制御が行われるため、発電トルクの過剰な増加がなく、エンジン回転の不必要な吹き上がりや低下を招いたり、走行性能の低下や運転者に不安を与えることを防止することができる。

また、上述した車両制御装置は、通知手段から通知を受けたときに、エンジンの回転数を増加させるとともに、無段変速機の減速比を下げることが望ましい。エンジン回転数と無段変速機の減速比とをともに制御することで、車軸の出力および回転数を一定に維持しつつエンジン回転数および発電量を増加させることができ、バッテリの充電性能を向上させることが可能となる。

また、上述した通知手段から車両制御装置に送られる通知にはバッテリの容量低下の程度が含まれており、車両制御装置は、バッテリの容量低下の程度が大きいほど、エンジンの回転数増加の程度および無段変速機の減速比低下の程度を大きく設定することが望ましい。バッテリの容量低下の程度を考慮してエンジン回転数制御と無段変速比の減速比制御を行うことができるため、バッテリ容量をその低下の程度に応じて速やかに回復させることができる。

また、上述した車両制御装置は、車両用発電機の発電トルクを取得し、取得した発電トルクに基づいて、エンジンの回転数の増加量および無段変速機の減速比の低下量を補正することが望ましい。バッテリの容量回復に必要なエンジン回転数に設定し、その条件での発電トルクの増加量を考慮して無段変速機の減速比を設定することができるので、発電量増加に伴うエンジン回転数の低下および車速の変動を低減し、運転性能が低下しないようにすることができる。

また、上述した車両制御装置は、発電指示手段による発電指示にしたがって車両用発電機の発電量が増加した後の発電トルクの予測値を取得し、取得した予測値に基づいて、エンジンの回転数の増加量および無段変速機の減速比の低下量を補正することが望ましい。発電量増加時の発電トルクの増加量を考慮してエンジン回転数制御と減速比制御を行うことにより、エンジン回転数をより安定させるとともに、運転性能のさらなる改善が可能となる。

また、上述した車両用発電機の回転数、励磁電流、出力電圧に基づいて、発電トルクの検出と目標充電電流の設定がバッテリ充放電制御装置によって行われ、バッテリ充放電制御装置は、車両制御装置とは別に設けられ、バッテリの近傍に設置されていることが望ましい。車両用発電機の状態に応じて発電制御を実施することによりバッテリの充電電流を増加させて確実に容量回復を図ることができる。また、バッテリ充放電制御装置を車両制御装置と分離することにより、車両制御装置の処理負担を軽減することができる。

また、上述したバッテリ充放電制御装置は、エンジンの始動時におけるバッテリの放電電流、電圧、あるいは電動パワーステアリング作動時におけるバッテリの放電電流、電圧に基づいてバッテリの内部抵抗を観測することでバッテリの劣化の有無を判定する劣化判定手段をさらに備え、通知手段は、劣化判定手段によってバッテリが劣化している判定がなされたときに、その旨を車両制御装置に通知することが望ましい。バッテリが劣化したときに車両用発電機の発電能力を優先させた発電制御を行うことが可能になり、車両用発電機の発電能力不足による車両の各種電気負荷の作動不良の発生を防止することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。図１に示す車載システムは、エンジンＥＣＵ（電子制御装置）１、エンジン２、車両用発電機（ＡＬＴ）３、バッテリ（ＢＡＴＴ）５、バッテリ充放電制御装置（ＢＣ）６、無段変速機（ＣＶＴ）７、トランスミッション（ＴＭ）ＥＣＵ８、電動パワーステアリング（パワステ）９を含んで構成されている。

エンジンＥＣＵ１は、エンジン２の回転状態を監視しながら回転制御を行う外部制御装置である。車両用発電機３は、ベルトを介してエンジン２によって回転駆動されて発電を行い、バッテリ５に対する充電電力や各種の電気負荷（図示せず）に対する動作電力を供給する。この車両用発電機３には、励磁電流を調整することにより出力電圧を制御する車両用発電制御装置４が内蔵されている。バッテリ充放電制御装置６は、バッテリ５の近傍に配置されており（例えばバッテリ５の筐体の一部に固定されている）、バッテリ５の充放電電流の検出結果に基づくバッテリ５の容量の監視、バッテリ５の容量が低下したときにエンジンＥＣＵに対するその旨の通知、バッテリ５の容量低下時に容量回復に必要なバッテリ５の目標充電電流値の設定とそれを実現するための発電指示などを行う。なお、この発電指示は、発電制御信号を車両用発電機３に内蔵された車両用発電制御装置４に送ることにより行われる。

無断変速機７は、所定範囲で変更可能な減速比でエンジン２の回転を車軸１００に伝える。トランスミッションＥＣＵ８は、無断変速機７の減速比を制御する。電動パワーステアリング９は、電動機によるアシスト付きのステアリング駆動機構である。

図２は、バッテリ充放電制御装置６、車両用発電制御装置４、エンジンＥＣＵ１およびトランスミッションＥＣＵ８の詳細構成を示す図である。なお、図２では、エンジンＥＣＵ１とトランスミッションＥＣＵ８を物理的に１つのＥＣＵ１Ａで実現する場合の構成が示されているが、物理的に分離してそれぞれに対して通信線を接続するようにしてもよい。

図２に示すように、車両用発電制御装置４は、パワートランジスタ１１、環流ダイオード１２、発電機回転数検出部１４、発電電圧検出部１６、励磁電流検出部１８、発電状態信号格納部２０、通信コントローラ２２、ドライバ２４、発電制御信号格納部２６、電圧制御励磁電流制御部２８、ドライバ３０を含んで構成されている。

パワートランジスタ１１は、車両用発電機３内の励磁巻線３Ａに直列に接続されており、オンされたときに励磁巻線３Ａに励磁電流が供給される。環流ダイオード１２は、励磁巻線３Ａに並列に接続されており、パワートランジスタ１１がオフされたときに励磁巻線３Ａに流れる励磁電流を環流させる。

発電機回転数検出部１４は、車両用発電機３の回転数を検出する。例えば、車両用発電機３の固定子巻線を構成する相巻線に現れる相電圧の周波数を監視することにより、車両用発電機３の回転数検出が行われる。発電電圧検出部１６は、車両用発電機３の出力端子電圧を発電電圧として検出する。励磁電流検出部１８は、励磁巻線３Ａに流れる励磁電流を検出する。例えば、パワートランジスタ１１のオンオフ状態を監視しており、このオンオフ状態と発電電圧とに基づいて励磁電流が演算される。なお、励磁電流は、パワートランジスタ１１とソース側あるいはドレイン側に抵抗を挿入しておいて、パワートランジスタ１１がオンされたときのこの抵抗の両端電圧に基づいて検出するようにしてもよい。

発電状態信号格納部２０は、発電機回転数検出部１４、発電電圧検出部１６、励磁電流検出部１８のそれぞれによって検出された回転数、発電電圧、励磁電流のそれぞれの検出値が含まれる発電状態信号を格納する。通信コントローラ２２は、この発電状態信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ２４から通信線を介してバッテリ充放電電流制御装置６に向けて送信される。

上述したドライバ２４は、反対にバッテリ充放電電流制御装置６から通信線を介して送られてくるデジタル変調信号を受信するレシーバの機能も備えている。また、上述した通信コントローラ２２は、ドライバ２４で受信したデジタル変調信号に対して復調処理を行う機能も備えている。復調処理によって得られた発電制御信号は、発電制御信号格納部２６に格納される。電圧制御励磁電流制御部２８は、発電電圧が所定の調整電圧値になるように、あるいは、励磁電流が所定の調整電流値になるように制御する動作を行っており、この制御に必要な駆動信号をドライバ３０に送る。ドライバ３０は、電圧制御励磁電流制御部２８から送られてくる駆動信号に応じてパワートランジスタ１１を駆動する。

また、図２に示すように、バッテリ充放電電流制御装置６は、シャント抵抗５０、増幅器５２、６０、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５４、６２、抵抗５６、５８、マイコン（マイクロコンピュータ）６４、ドライバ７０、通信コントローラ７２、発電状態信号格納部７４、エンジン（Ｅ／Ｇ）回転数増加要求格納部７５、バッテリ容量格納部７６、発電制御信号格納部７７、発電機トルク格納部７８、充電電流目標値格納部７９を含んで構成されている。

シャント抵抗５０は、バッテリ５の充放電電流検出用の抵抗であり、一方端がバッテリ５の負極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器５２は、例えば差増増幅器であって、シャント抵抗５０の両端電圧を増幅する。この増幅された電圧は、アナログ−デジタル変換器５４によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。

抵抗５６、５８は、バッテリ５の端子電圧（バッテリ電圧）検出用の分圧回路を構成しており、この分圧回路の一方端がバッテリ５の正極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器６０は、例えば演算増幅器であって、抵抗５６、５８からなる分圧回路の出力側に接続されたバッファとして機能する。増幅器６０の出力電圧（図２に示す構成では抵抗５６、５８の接続点に現れる分圧電圧に等しい）は、アナログ−デジタル変換器６２によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。

マイコン６４は、バッテリ５の充放電電流に基づいてバッテリ５の容量を監視する動作（容量監視手段としての動作）と、バッテリ５の容量が低下したときにエンジンＥＣＵ１やトランスミッションＥＣＵ８にエンジン回転数増加要求を送ってその旨を通知する動作（通知手段としての動作）と、バッテリ５の容量低下時に容量回復に必要なバッテリ５の目標充電電流値を設定して車両用発電機３の発電指示を車両用発電制御装置４に対して行う動作（発電指示手段としての動作）と、始動機（Ｓ）２Ａを用いたエンジン２の始動時におけるバッテリ５の放電電流、電圧、あるいは電動パワーステアリング９作動時におけるバッテリ５の放電電流、電圧に基づいてバッテリ５の内部抵抗を観測することでバッテリ５の劣化の有無を判定する動作（劣化判定手段としての動作）などを行う。これらの各動作は、メモリ（図示せず）に格納された所定の動作プログラムをマイコン６４によって実行することで実現されるが、専用のロジック回路によって実現するようにしてもよい。

ドライバ７０、通信コントローラ７２は、通信線を介して車両用発電制御装置４やＥＣＵ１Ａとの間で信号の送受信を行うためのものであり、車両用発電制御装置４内に備わったドライバ２４および通信コントローラ２２と基本的に同じ動作を行う。車両用発電制御装置４から通信線を介して送られてきたデジタル変調信号（発電状態送信信号）をドライバ７０によって受信すると、通信コントローラ７２によって復調処理が行われ、得られた発電状態信号が発電状態信号格納部７４に格納される。また、マイコン６４から出力されるエンジン回転数増加要求がエンジン回転数増加要求格納部７５に、バッテリ容量がバッテリ容量格納部７６に、発電制御信号が発電制御信号格納部７７に、発電機トルクが発電機トルク格納部７８、充電電流目標値が充電電流目標値格納部７９にそれぞれ格納されると、通信コントローラ７２は、これらの格納された信号等をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ７０から通信線を介して車両用発電制御装置４あるいはＥＣＵ１Ａに向けて送信される。

また、図２に示すように、ＥＣＵ１Ａは、ドライバ９０、通信コントローラ９２、エンジン回転数制御部９４、ミッション減速比制御部９６を含んで構成されている。ドライバ９０、通信コントローラ９２は、通信線を介してバッテリ充放電制御装置６との間で信号の送受信を行うためのものであり、車両用発電制御装置４内に備わったドライバ２４および通信コントローラ２２や、バッテリ充放電制御装置６に備わったドライバ７０および通信コントローラ７２と基本的に同じ動作を行う。バッテリ充放電制御装置６から通信線を介して送られてきたデジタル変調信号（エンジン回転数増加要求）をドライバ９０によって受信すると、通信コントローラ９２によって復調処理が行われる。

エンジン回転数制御部９４は、アクセルの角度等に基づいてエンジンの回転数を制御するとともに、バッテリ充放電制御装置６からエンジン回転数増加要求を受信するとエンジン回転数を増加させる。ミッション減速比制御部９６は、エンジンの負荷状態に基づいて無断変速機７の減速比を制御するとともに、バッテリ充放電制御装置６からエンジン回転数増加要求を受信するとこの減速比を低下させる。

上述したエンジンＥＣＵ１、トランスミッションＥＣＵ８が車両制御装置に、マイコン６４が容量監視手段、通知手段、発電指示手段、劣化判定手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図３は、バッテリ充放電制御装置６の動作手順を示す流れ図である。この動作手順は、車両用発電機３の回転子の時定数のほぼ１／１０以下の時間間隔で繰り返される。

バッテリ充電制御装置６内のマイコン６４は、バッテリ５の状態を検出する（ステップ１００）。例えば、バッテリ５の状態として、バッテリ充放電電流値、バッテリ電圧（端子電圧）、バッテリ温度の検出が行われる。具体的には、アナログ−デジタル変換器５４の出力に基づいてバッテリ充放電電流値が検出される。アナログ−デジタル変換器６２の出力に基づいてバッテリ電圧が検出される。バッテリ５の筐体近傍に取り付けられた温度センサ（図示せず）の出力に基づいてバッテリ５の温度が検出される。

次に、マイコン６４は、検出したバッテリ５の充放電電流を積算することによりバッテリ５の容量を検出する（ステップ１０２）。また、この動作と並行してあるいは前後して、マイコン６４は、バッテリ５の劣化状態を検出する（ステップ１０３）。このバッテリ５の劣化状態の検出では、例えば、始動機（Ｓ）２Ａを用いたエンジン２の始動時におけるバッテリ５の放電電流とバッテリ電圧との関係、あるいは電動パワーステアリング９作動時におけるバッテリ５の放電電流とバッテリ電圧との関係から、バッテリ５の内部抵抗が算出される。なお、エンジン始動後あるいは電動パワーステアリング９がほとんど動作していないときにはステップ１０３の動作は省略される。

次に、マイコン６４は、バッテリ５が劣化したか否かを判定する（ステップ１０４）。例えば、算出されたバッテリ５の内部抵抗が基準値以下のときにバッテリ５が劣化していないと判断され、反対にこの内部抵抗が基準値よりも高くなったときにバッテリ５が劣化していると判断される。バッテリ５が劣化していない場合にはステップ１０４の判定において否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリ容量が満充電状態のときの８５％を超えているか否かを判定する（ステップ１０５）。

バッテリ容量が満充電状態のときの８５％を超えている場合にはステップ１０５の判定において肯定判断が行われる。次に、マイコン６４は、容量維持制御を行うためにバッテリ容量が満充電状態のときの９５％を超えているか否かを判定する（ステップ１０６）。超えている場合には否定判断が行われ、マイコン６４は、車両用発電機３の発電量を抑制する制御指示を行う（ステップ１０７）。一方、超えていない場合にはステップ１０６の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、車両用発電機３の発電量を増加させる制御指示を行う（ステップ１０８）。これらの発電指示は、車両用発電制御装置４に向けて送信される発電制御信号に含まれる発電電圧の調整電圧値あるいは励磁電流の調整電流値が発電量抑制あるいは発電量増加に必要な値となるように設定することにより行われる。具体的には、車両用発電制御装置４から送られてくる発電状態信号に含まれる発電電圧あるいは励磁電流を増減させる値を内容とする発電制御信号が生成されて車両用発電制御装置４に送られる。これにより、車両用発電制御装置４によって車両用発電機３の発電量抑制あるいは発電量増加が実施される。その後、ステップ１０１に戻ってバッテリ状態の検出動作以降が繰り返される。

また、バッテリ容量が満充電状態の８５％以下の場合にはステップ１０５の判定において否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、容量低下時の対策として、バッテリ充電電流目標値を設定するとともに（ステップ１０９）、このバッテリ充電電流目標値を実現するために必要なバッテリ充電電流を含む発電制御信号を車両用発電制御装置４に送ることにより車両用発電機３の発電量を増加する指示を行う（ステップ１１０）。また、マイコン６４は、エンジン回転数増加要求をＥＣＵ１に送る（ステップ１１１）。その後、ステップ１０１に戻ってバッテリ状態の検出動作以降が繰り返される。

また、バッテリ５が劣化している場合にはステップ１０４の判定において肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリ劣化時の対策として、バッテリ劣化時用の制御指示を行って車両用発電機３の発電量を増加させるとともに（ステップ１１２）、エンジン回転数増加要求をＥＣＵ１に送る（ステップ１１３）。なお、ステップ１１２、１１３の各動作はステップ１１０、１１１の各動作と基本的に同じであるがその設定内容が異なっている。例えば、劣化したバッテリ５は蓄積可能な容量が正常時よりも低下するため、算出されたバッテリ容量にかかわらず常に所定のバッテリ電圧を維持できるような発電制御信号が作成され、車両用発電制御装置４に送られる。その後、ステップ１０１に戻ってバッテリ状態の検出動作以降が繰り返される。

図４は、ＥＣＵ１Ａの動作手順を示す流れ図である。ＥＣＵ１Ａとバッテリ充放電制御装置６との間で通信が行われると（ステップ２０１）、エンジン回転数制御部９４およびミッション減速比制御部９６のそれぞれは、バッテリ充放電制御装置６から送られてくる各種の情報の中にエンジン回転数増加要求があるか否かを判定する（ステップ２０２）。エンジン回転数増加要求が含まれていない場合にはこの判定において否定判断が行われ、バッテリ充放電制御装置６による各種の検出動作、判定動作とは関係しない通常制御、すなわちエンジン回転数制御部９４によるエンジン回転数制御（ステップ２０３）とトランスミッションＥＣＵ８による無段変速機７の減速比制御（ステップ２０４）が行われる。

また、バッテリ充放電制御装置６から送られてくる各種の情報の中にエンジン回転数増加要求が含まれる場合にはステップ２０２の判定において肯定判断が行われ、容量低下時あるいはバッテリ劣化時に対応する制御、すなわちこれらの状況に対応したエンジン回転数制御部９４によるエンジン回転数増加制御（ステップ２０５）とトランスミッションＥＣＵ８による無段変速機７の減速比低下制御（ステップ２０６）が行われる。具体的には、バッテリ容量低下時あるいはバッテリ劣化時にはその低下の程度あるいは劣化の程度に応じて増加するエンジン回転数とこれに連動して低下させる無断変速機７の減速比が決定される。

図５は、エンジン回転数とエンジン出力トルクの組み合わせと車軸出力との関係を示す図である。通常時（バッテリ充放電制御装置６からＥＣＵ１Ａに向けてエンジン回転数増加要求が送信されないとき）には、必要な車軸出力が算出されると、この車軸出力に対応する特性曲線と最適燃費線とが交差する位置に対応するエンジン回転数となるように無断変速機７の減速比が設定される。一方、バッテリ充放電制御装置６からＥＣＵ１Ａに向けてエンジン回転数増加要求が送信されると、バッテリ容量の回復に必要な目標充電電流値（バッテリ充電電流目標値）が得られるように車軸出力一定の条件の下、エンジン回転数を増加させる制御がＥＣＵ１Ａによって行われる。例えば、エンジン回転数を所定量増加させることにより、図６に示すように車両用発電機３の発電量が増加する。この発電量の増加の程度が小さい場合にはバッテリ充電電流目標値を満たすことはできないため、所定周期で実施されるエンジン回転数を増加させる制御が繰り返されることになり、バッテリ充電電流目標値を満たすとエンジン回転数の増加制御が終了する。

このように、本実施形態の車両システムでは、バッテリ５の容量低下を監視し、低容量時にはＥＣＵ１Ａにその旨を通知するため、未然にバッテリ上がりを防止する対策をとることが可能になる。また、バッテリ５の容量回復に必要な目標充電電流値（バッテリ充電電流目標値）が設定されて発電制御が行われるため、発電トルクの過剰な増加がなく、エンジン回転の不必要な吹き上がりや低下を招いたり、走行性能の低下や運転者に不安を与えることを防止することができる。

また、エンジン回転数と無段変速機の減速比とをともに制御することで、車軸１００の出力および回転数を一定に維持しつつエンジン回転数および発電量を増加させることができ、バッテリ５の充電性能を向上させることが可能となる。

また、バッテリ５の容量低下の程度を考慮してエンジン回転数制御と無段変速比の減速比制御を行うことができるため、バッテリ容量の低下の程度に応じて速やかに回復させることができる。

また、バッテリ５が劣化したときに車両用発電機３の発電能力を優先させた発電制御を行うことが可能になり、車両用発電機３の発電能力不足による車両の各種電気負荷の作動不良の発生を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、ＥＣＵ１Ａは、エンジン回転数増加要求を受信したときにバッテリ容量を考慮してエンジン回転増加制御と無断変速機７の減速比低下制御を行ったが、エンジン回転数増加要求とともにさらに車両用発電機３の発電トルクを取得し、この取得した発電トルクに基づいて、エンジン２の回転数の増加量および無断変速機７の減速比の低下量を補正するようにしてもよい。

図７は、エンジン回転数と車両用発電機３の発電トルクとの関係を示す図である。図７には、実線で示される発電トルクの特性曲線が発電電圧を変化させることにより点線で示された特性曲線に変化し、励磁電流を変化させることにより一点鎖線で示された特性曲線に変化する様子が示されている。このように、発電トルクはその時点でのエンジン回転数（エンジン回転数と１対１に対応する発電機回転数でもよい）と発電電圧と励磁電流によって決まるため、これらの関係を示すマップあるいはテーブルを備えることにより、マイコン６４は、容易に発電トルクを算出することができる。なお、この発電トルクの算出は、ＥＣＵ１Ａにおいて行うようにしてもよい。これにより、バッテリ５の容量回復に必要なエンジン回転数に設定し、その条件での発電トルクの増加量を考慮して（図５に示される車軸出力が一定となるようにエンジン回転数を増加させるのではなく、それまでの車軸トルクに発電トルクを加算した値を新たな車軸トルクとする補正を行えばよい）無断変速機７の減速比を設定することができ、発電量増加に伴うエンジン回転数の低下および車速の変動を低減し、運転性能が低下しないようにすることができる。

また、エンジン回転数を増加させた後の実際の発電トルクの増加量を検出するのではなく、バッテリ充電電流目標値が設定された時点で車両用発電機３の変更後の発電電圧および励磁電流を算出し、これらの値を用いて発電トルクを予測するようにしてもよい。このようにしてマイコン６４によって算出された予測値（この算出はＥＣＵ１Ａによって行うようにしてもよい）を考慮してエンジン回転数の増加制御および無断変速機７の減速比低下制御に対する補正を実施するようにしてもよい。これにより、エンジン回転数をより安定させるとともに、運転性能のさらなる改善が可能となる。

また、上述した実施形態の車両システムでは、車両用発電機３の状態（回転数、発電電圧、励磁電流）に応じてバッテリ充放電制御装置６による発電制御を実施することにより、バッテリ５の充電電流を増加させて確実に容量回復を図ることができる。また、バッテリ充放電制御装置６をＥＣＵ１Ａと分離することにより、ＥＣＵ１Ａの処理負担を軽減することができる。

一実施形態の車載システムの全体構成を示す図である。 バッテリ充放電制御装置、車両用発電制御装置、エンジンＥＣＵおよびトランスミッションＥＣＵの詳細構成を示す図である。 バッテリ充放電制御装置の動作手順を示す流れ図である。 ＥＣＵの動作手順を示す流れ図である。 エンジン回転数とエンジン出力トルクの組み合わせと車軸出力との関係を示す図である。 エンジン回転数と車両用発電機の出力電流との関係を示す図である。 エンジン回転数と車両用発電機の発電トルクとの関係を示す図である。

符号の説明

１ エンジンＥＣＵ
２ エンジン
３ 車両用発電機（ＡＬＴ）
４ 車両用発電制御装置
５ バッテリ（ＢＡＴＴ）
６ バッテリ充放電制御装置（ＢＣ）
７ 無段変速機（ＣＶＴ）
８ トランスミッションＥＣＵ
９ 電動パワーステアリング
５０ シャント抵抗
５２、６０ 増幅器
５４、６２ アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
５６、５８ 抵抗
６４ マイコン（マイクロコンピュータ）
７０ ドライバ
７２ 通信コントローラ

Claims (2)

1. 車両に搭載されたバッテリと、このバッテリを充電する車両用発電機と、前記バッテリの充放電電流を検出するとともに前記車両用発電機の発電量を制御するバッテリ充放電制御装置と、前記車両に搭載されたエンジンの回転を車軸に伝える無段変速機と、前記エンジンおよび前記無段変速機を制御する車両制御装置とを備える車両システムにおいて、
   前記バッテリ充放電制御装置は、
   前記バッテリの充放電電流に基づいて前記バッテリの容量を監視する容量監視手段と、
   電動パワーステアリング作動時における前記バッテリの放電電流、電圧に基づいて前記バッテリの内部抵抗を観測することで前記バッテリの劣化の有無を判定する劣化判定手段と、
   前記バッテリの容量が低下したときに前記車両制御装置にその旨を通知するとともに、前記劣化判定手段によって前記バッテリが劣化している判定がなされたときにその旨を前記車両制御装置に通知する通知手段と、
   前記バッテリの容量低下時に容量回復に必要な前記バッテリの目標充電電流値を設定して前記車両用発電機の発電指示を行うとともに、前記バッテリの劣化時に前記バッテリの端子電圧の維持に必要な前記車両用発電機の発電指示を行う発電指示手段と、を備え、
   前記車両制御装置は、前記通知手段から通知を受けたときに、前記エンジンの回転数を増加させるとともに、前記無段変速機の減速比を下げることで、前記車両用発電機の発電量を増加させ、
   前記車両用発電機の回転数、励磁電流、出力電圧に基づいて、前記発電トルクの検出と前記目標充電電流値の設定が前記バッテリ充放電制御装置によって行われ、
   前記バッテリ充放電制御装置は、前記車両制御装置とは別に設けられ、前記バッテリの近傍に設置されており、
   前記バッテリ充放電制御装置は、前記目標充電電流値の設定に伴い、前記発電指示手段による発電指示にしたがって前記車両用発電機の発電量が増加した後の発電トルクの予測値を算出し、
   前記車両制御装置は、前記車両用発電機の予測された発電トルクを取得し、取得した発電トルクに基づいて、前記エンジンの回転数の増加量および前記無段変速機の減速比の低下量を補正することを特徴とする車両システム。
2. 請求項１において、
   前記通知手段から前記車両制御装置に送られる通知には前記バッテリの容量低下の程度が含まれており、
   前記車両制御装置は、前記バッテリの容量低下の程度が大きいほど、前記エンジンの回転数増加の程度および前記無段変速機の減速比低下の程度を大きく設定することを特徴とする車両システム。
   

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