JP5637029B2 - 車両用発電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用発電制御装置に関する。

従来、減速運転時における走行距離を延ばすエンジン制御装置が公知である。例えば、特許文献１には、燃料停止信号と、発電状態とに基づいて、減速運転時において発電負荷の増加に応じてスロットルバルブ５の開度を適宜変化させることにより、スロットルバルブにより生じるエンジンフリクションを小さくするエンジン制御装置が開示されている。特許文献１のエンジン制御装置によれば、発電負荷の増加時にその分だけ減速運転時の走行距離を延ばすことができ、走行時における全体的な燃料消費量を低減させることができるとされている。

特開２０１０−２５５５８０号公報

エンジンに対する燃料の供給が停止された状態で走行するなどの惰性走行における燃費を向上することについて、従来十分な検討がなされていない。例えば、発電が効率良く行われない場合、発電負荷の増加によって惰性走行の走行可能距離が低減してしまう虞がある。

本発明の目的は、惰性走行における燃費を向上することができる車両用発電制御装置を提供することである。

本発明の車両用発電制御装置は、車両の駆動輪と動力を伝達可能であり、かつ伝達される動力によって発電する発電機と、前記発電機と電力を授受可能な蓄電装置と、を備え、前記車両の惰性走行中に前記蓄電装置の蓄電量と前記発電機の発電効率とに基づいて前記発電機の目標発電量を決定し、前記発電機の発電効率は、前記発電機に対しての発電電流指示値に対する前記発電機の出力電流値の比に基づくことを特徴とする。

上記車両用発電制御装置において、前記惰性走行とは、前記車両の動力源としてのエンジンに対する燃料の供給が停止された状態、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する変速機がニュートラルとされた状態、あるいは前記エンジンと前記駆動輪との動力の伝達が遮断された状態の少なくともいずれか一つの状態で前記車両が走行することであることが好ましい。

上記車両用発電制御装置において、前記車両のアクセルの状態と前記車両のブレーキの状態とに基づいて、前記車両の動力源としてのエンジンに対する燃料の供給が停止された状態での前記惰性走行中であると推定することが好ましい。

上記車両用発電制御装置において、前記発電機の発電効率が高い場合の前記目標発電量は、前記発電機の発電効率が低い場合の前記目標発電量よりも大きいことが好ましい。

本発明に係る車両用発電制御装置は、車両の惰性走行中に蓄電装置の蓄電量と発電機の発電効率とに基づいて発電機の目標発電量を決定する。本発明に係る車両用発電制御装置によれば、惰性走行の可能距離を延ばすことができるなど、惰性走行における燃費を向上することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る制御動作を示すフローチャートである。 図２は、コースト減速中判定処理に係るフローチャートである。 図３は、コースト減速中処理に係るフローチャートである。 図４は、車両Ｇ変動軽減処理に係るフローチャートである。 図５は、実施形態に係る車両の概略構成図である。 図６は、実施形態の発電制御に係るハード構成を示す図である。 図７は、オルタネータの出力特性および発電効率を示す図である。 図８は、オルタトルクの出力領域を示す図である。

以下に、本発明の実施形態に係る車両用発電制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図８を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両用発電制御装置に関する。図１は、実施形態に係る制御動作を示すフローチャート、図２は、コースト減速中判定処理に係るフローチャート、図３は、コースト減速中処理に係るフローチャート、図４は、車両Ｇ変動軽減処理に係るフローチャート、図５は、実施形態に係る車両の概略構成図、図６は、実施形態の発電制御に係るハード構成を示す図である。

本実施形態に係る車両用発電制御装置１−１は、車両の減速中に効率良くオルタネータを使って発電をし、惰性走行可能距離が長く、かつ減速中の無駄な燃料噴射が少ない充電（発電）制御システムを実現する。車両用発電制御装置１−１は、減速中に、バッテリのＳＯＣ、オルタネータの発電効率、アクセルペダル操作状態、ブレーキペダル操作状態等を検出して最適な発電を図り、燃費の向上を実現する。

図５に示すように、本実施形態に係る車両１００は、エンジン１、自動変速機２、オルタネータ６、ＥＣＵ３０、バッテリ４０を備えている。本実施形態の車両用発電制御装置１−１は、オルタネータ６、バッテリ４０およびＥＣＵ３０を備える。車両１００の動力源としてのエンジン１は、公知の内燃機関であり、燃料の燃焼エネルギーを回転軸１１の回転運動に変換して出力する。

自動変速機２は、エンジン１の回転軸１１と接続されている。自動変速機２には、デファレンシャルギア３およびドライブシャフト４を介して駆動輪５が接続されている。自動変速機２によって変速されたエンジン１の回転は、デファレンシャルギア３およびドライブシャフト４を介して駆動輪５に伝達される。

エンジン１には、オルタネータ６および補機７が設けられている。オルタネータ６は、エンジン１から伝達されるトルク（動力）により駆動されて発電する。補機７は、間接的に車両１００の走行を補助するための装置であり、エンジン２から機械的動力を受けて作動して、この機械的動力を所定の仕事に変換して出力する被駆動機械である。補機７は、例えば、車両１００に搭載された空調機（エアコン）のコンプレッサーである。

エンジン１の回転軸１１に設けられたクランクシャフトプーリー１２と、オルタネータ６の回転軸６ａに設けられたオルタネータプーリー８と、補機７の回転軸７ａに設けられた補機プーリー９とには、無端のＶベルト１３が巻き掛けられている。エンジン１の運転時に回転軸１１が回転すると、その回転が、クランクシャフトプーリー１２およびＶベルト１３を介してオルタネータプーリー８および補機プーリー９にそれぞれ伝達される。これにより、オルタネータ６においては、オルタネータ６の回転軸６ａが回転し、発電がなされる。また、補機７においては、補機７の回転軸７ａが回転駆動される。エンジン１に対する燃料の供給が停止されるフューエルカット制御の実行中は、エンジン１は被駆動状態となり、オルタネータ６および補機７は、駆動輪５からエンジン１を介して伝達されるトルクによって駆動される。つまり、オルタネータ６は、駆動輪５と動力を伝達可能であり、エンジン１から直接、あるいは駆動輪５からエンジン１を介して伝達される動力によって発電する発電機として機能する。

オルタネータ６は、例えば、図示しない整流器が設けられた三相交流発電機であり、交流電流で発電された電力を直流電流に変換して出力するものである。オルタネータ６は、エンジン１の頻度の高いエンジン回転数で、バッテリ４０および電気負荷１０に電力を供給するために最適な電圧の電力を発電できるように構成されている。オルタネータ６は、その発電負荷（駆動負荷）に応じたトルクであるオルタ負荷トルクをエンジン１の回転軸１１に作用させるものでもある。

オルタネータ６は、回転軸（回転子）６ａと図示しない固定子を有している。オルタネータ６は、エンジン１の回転軸１１に作用する制駆動力がクランクシャフトプーリー１２からＶベルト１３、オルタネータプーリー８を介して回転軸６ａに伝達され、回転軸６ａが固定子に対して回転することで発電する。

より具体的には、オルタネータ６は、図示しない固定子に設けられ三相の捲線を有するステータコイルと、回転軸６ａに設けられステータコイルの内側に位置するフィールドコイルとからなる三相交流発電機をなす。オルタネータ６は、フィールドコイルを通電状態で回転軸６ａと共に回転させることにより、ステータコイルに誘起電力を発生させ、誘起電流（三相交流電流）を整流器により直流電流に変換して出力する。

図６に示すように、オルタネータ６は、電圧レギュレータ６ｂを備えており、ＥＣＵ３０から入力される制御信号に従い、電圧レギュレータ６ｂによってフィールドコイルに流れるフィールド電流を制御する。これにより、ステータコイルに発生する誘起電力が調整され発電量が制御される。つまり、オルタネータ６は、発電量を調節可能なものであって、オルタネータ６の発電負荷（駆動負荷）は、フィールド電流の調節により、可変に制御可能となっている。

ＥＣＵ３０は、バッテリ状態に基づいてオルタネータ６の発電制御を行うことができる。オルタネータ６と、バッテリ４０と、電気負荷１０とは電圧線１５を介して相互に電気的に接続されている。バッテリ４０は、二次電池であり、オルタネータ６および電気負荷１０と電力を授受することができる。バッテリ４０は、オルタネータ６が発電した電力を蓄電できるとともに、蓄電した電力を電気負荷１０に供給することができる。

電気負荷１０は、例えば、ライト、ブロアモータ、ワイパーなどである。電気負荷１０は、バッテリ４０あるいはオルタネータ６の少なくともいずれか一方からの電力を消費して動作する。電圧線１５には、バッテリ状態検出センサ１６が設けられている。バッテリ状態検出センサ１６は、電圧線１５を介してバッテリ４０に充電される電流値および電圧線１５を介してバッテリ４０が放電する電流値や、バッテリ４０の電圧値、バッテリ４０の温度を検出することができる。バッテリ状態検出センサ１６によって検出された充放電の電流値、電圧値および温度を示す信号は、ＥＣＵ３０に出力される。ＥＣＵ３０は、バッテリ状態検出センサ１６から取得した信号に基づいて、バッテリ状態を算出する。例えば、ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の充放電電流の積算値を算出し、バッテリ４０のバッテリ状態としての蓄電量ＳＯＣを算出することができる。

また、ＥＣＵ３０には、アクセル開度（アクセルペダル開度）を検出するアクセル開度センサ２１、スロットルバルブの開度およびアイドルＯＮ／ＯＦＦを検出するスロットル開度センサ２２、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦを検出するブレーキスイッチ２３が接続されている。さらに、ＥＣＵ３０には、車両１００の走行状態等を検出する各種センサ２４が接続されている。例えば、車両１００の車速を検出する車速センサ、ブレーキペダルに対する操作量（踏力やペダルストローク）を検出するブレーキ操作量センサ、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ等がＥＣＵ３０に接続されている。ＥＣＵ３０は、それらのセンサ２１，２２，２３，２４から取得する情報に基づいて、車両１００の走行状態を判定することができる。

ＥＣＵ３０は、バッテリ状態および走行状態に基づいて、オルタネータ６の発電制御を行う。例えば、ＥＣＵ３０は、バッテリ４０のＳＯＣ値、車両１００の走行状態、電気負荷１０の状態等に基づいて、オルタネータ６の発電量、ここでは、オルタネータ６の出力電圧を決定する。オルタネータ６は、決定された出力電圧を実現するように、電圧レギュレータ６ｂによってフィールドコイルに流れるフィールド電流を制御する。

オルタネータ６は、発電負荷に応じたトルクを駆動輪５に作用させることができる。例えば、エンジン１の制駆動力が一定の状態で、オルタネータ６の負荷を減少させると、自動変速機２、デファレンシャルギア３、およびドライブシャフト４を介して駆動輪５に作用する制駆動力が増加する。つまり、オルタネータ６は、オルタ制駆動力、ここではオルタ駆動力（車両１００に対して前方に向けて作用するプラスの駆動力）を発生させることとなる。一方、エンジン１の制駆動力が一定で、オルタネータ６の負荷を増加させると、自動変速機２、デファレンシャルギア３、およびドライブシャフト４を介して駆動輪５に作用する制駆動力が減少する。つまり、オルタネータ６は、オルタ制駆動力、ここではオルタ制動力（車両１００に対して後方に向けて作用するマイナスの駆動力）を発生させることとなる。つまり、駆動輪５には、エンジン１の制駆動力からオルタネータ６が発生させるオルタ制駆動力を引いた制駆動力が作用することとなる。

ＥＣＵ３０は、エンジン１の運転制御、自動変速機２の変速制御を行うことができる。ＥＣＵ３０は、車両１００の走行中、例えば車両１００の減速時に、エンジン１に対する燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行する。ＥＣＵ３０は、車両１００の減速時に、予め定められたフューエルカット実行条件が成立すると、フューエルカット制御を開始する。フューエルカット実行条件は、例えば、スロットル開度ＴＡ、車速等に関して設定されているものであり、一例として、スロットル開度センサ２２においてアイドルスイッチがＯＮとなり、かつ、車速がフューエルカット開始可能車速以上である条件を満たす場合にフューエルカット制御の実行が許可されるように設定されている。ＥＣＵ３０は、フューエルカット制御の実行中に、車速が予め定められたフューエルカット終了車速以下となった場合や、スロットル開度ＴＡが所定の開度以上となった場合にはフューエルカット制御を終了させる。

ここで、減速中において、エンジン１の回転軸１１には、エンジン１がもともと有しているフリクション負荷、各オイルポンプ負荷、エアコン負荷、オルタ負荷、ポンピングロス負荷などがかかっている。それらの負荷が全て減速中にエンジンブレーキ量として存在する。これらの負荷が大きく、運転者の要求する減速度レベルがこれらの負荷により作られるエンジンブレーキ量よりも小さいとき、運転者はアクセルペダル操作を行う。このときに、燃料噴射を行わせて減速度が調節される場合があった。減速中にもかかわらず、わざわざ燃料噴射をさせて減速度を作ることは燃費の無駄につながる。単に回転軸１１の負荷を軽くすれば、燃料噴射を行わなくても運転者の要求減速度を実現することが可能である。

また、オルタネータ６は、負荷等の条件に応じて発電効率が変化する。このため、減速中に一律のオルタ負荷をかけるなど、オルタネータ６の発電効率を考慮せずにオルタ負荷をかけているだけであると、運動エネルギーの損失につながり、惰性走行の可能距離を減らすことになる。その結果、十分な燃費向上を実現できない可能性がある。

本実施形態の車両用発電制御装置１−１は、車両１００の惰性走行中にバッテリ４０の蓄電量ＳＯＣとオルタネータ６の発電効率とに基づいてオルタネータ６の目標発電量（発電電圧、発電電流、発電電力）を決定する。これにより、惰性走行可能距離を増やすこと、効率の良くない発電によって減速度が出すぎることを抑制すること、無駄な燃料噴射を減らすことなどにより、車両１００の燃費を向上させることができる。本実施形態では、以下の減速中の基本的な考え方に基づいて発電制御が行われる。

［減速中の基本的な考え方］
減速中に運転者がアクセルペダルを操作するときは、車両１００の減速度が運転者が狙う減速度よりも強すぎるためと考えられる。このようなときは、燃料噴射を防ぐためにもオルタネータ６の負荷を軽くして減速度を弱くすることが望ましい。一方、減速中にブレーキ操作があった場合、運転者には減速度を上げたい意思がある。この場合、摩擦ブレーキでなく回生によって電力として回収するためにオルタネータ６の負荷は大きくする方がよい。

また、運転者がアクセルペダルおよびブレーキペダルを操作せずにコースト走行（惰性走行）により減速を行っているときは、運転者がより強い減速度を求めているのか、あるいは単にペダル操作に疲れたのかは不明である。このため、コースト減速領域では回生量も極力回収でき、かつ惰性による走行可能距離も大きくなるように、蓄電量ＳＯＣとオルタネータ６の発電効率とに基づいて充電制御を実施して、燃費の良い走行状態となるようにする。

図１から図４を参照して、本実施形態の動作について説明する。図１に示す制御フローは、車両１００の走行中に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、コースト減速中判定処理がなされる。コースト減速中判定処理とは、運転者によりコースト減速走行（フューエルカット状態での惰性走行）がなされているか否かを判定する処理である。ＥＣＵ３０は、図２に示すコースト減速中判定処理に係るフローチャートに基づいてステップＳ１の判定処理を行う。

図２のステップＳ１０１では、ＥＣＵ３０により、減速中であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、検出されている車速の変化や車両１００の前後Ｇの検出結果に基づいてステップＳ１０１の判定を行うことができる。ステップＳ１０１の判定の結果、車両１００が減速中であると判定された場合（ステップＳ１０１−Ｙ）にはステップＳ１０２に進み、そうでない場合（ステップＳ１０１−Ｎ）にはステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ３０により、アクセル操作なしであるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ２１の検出結果に基づいてステップＳ１０２の判定を行うことができる。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセル開度センサ２１の検出結果がアクセルペダルが踏み込まれていないことを示す場合にステップＳ１０２で肯定判定を行う。ステップＳ１０２の判定の結果、アクセル操作なしと判定された場合（ステップＳ１０２−Ｙ）にはステップＳ１０３に進み、そうでない場合（ステップＳ１０２−Ｎ）にはステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ３０により、ブレーキ操作なしであるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、ブレーキスイッチ２３の検出結果に基づいてステップＳ１０３の判定を行うことができる。ＥＣＵ３０は、例えば、ブレーキスイッチ２３の検出結果が、ブレーキペダルが踏み込まれていないことを示す場合にステップＳ１０３で肯定判定を行う。ステップＳ１０３の判定の結果、ブレーキ操作なしであると判定された場合（ステップＳ１０３−Ｙ）には本制御フローは終了し、そうでない場合（ステップＳ１０３−Ｎ）にはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ３０により、目標オルタ指示が低電圧とされる。ＥＣＵ３０は、オルタネータ６の電圧レギュレータ６ｂに対する目標指示電圧（目標オルタ指示）を低電圧に設定する。ＥＣＵ３０は、電源電圧条件を保てる範囲で目標指示電圧を最低にしてオルタネータ６が発生する負荷トルクを最小にする。この目標指示電圧が図１のステップＳ６において電圧レギュレータ６ｂに対して出力されると、電圧レギュレータ６ｂによって目標指示電圧を実現するようにフィールド電流が調節される。

このように、減速中でない場合（Ｓ１０１−Ｎ）やアクセル操作中（Ｓ１０２−Ｎ）に目標オルタ指示が低電圧とされることで、減速度が強くなりすぎることを抑制することができる。これにより、運転者のアクセル操作による燃料消費の増加を抑制することができる。例えば、減速中に運転者が減速度が強すぎると感じてアクセルオンすることによる燃料消費を抑制することができる。ステップＳ１０４が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ３０により、目標オルタ指示が高電圧とされる。減速中（Ｓ１０１−Ｙ）であって、アクセル操作がなく（Ｓ１０２−Ｙ）、かつブレーキ操作がなされている（Ｓ１０３−Ｎ）状態には、エンジンブレーキ力による減速度よりも減速度を上げたいという運転者の意思が表れている。この場合、ＥＣＵ３０は、電源電圧条件を保てる範囲でオルタネータ６の負荷トルクが大きくなるように目標指示電圧を最大にする。これにより、回生による電力回収を大きくして燃費を向上させることができる。ステップＳ１０５が実行されると、本制御フローは終了する。

また、減速中（Ｓ１０１−Ｙ）であって、かつアクセル操作もブレーキ操作もなされていない（Ｓ１０２−Ｙ，Ｓ１０３−Ｙ）と判定された場合、運転者がコースト減速走行をしている（フューエルカット状態での惰性走行中である）と推定できる。本実施形態の車両用発電制御装置１−１は、アクセル操作もブレーキ操作もなされずに減速走行するコースト減速走行中に、バッテリ４０の蓄電量とオルタネータ６の発電効率とに基づいてオルタネータ６の目標発電量を決定する。これにより、バッテリ４０の蓄電量の過不足を抑制することと、オルタネータ６の負荷を軽減して惰性走行時の走行距離を伸ばすこととを両立することができる。図２のコースト減速中判定処理が終了すると、図１のステップＳ１にリターンする。ステップＳ１が実行されると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、エンジン回転数ＮＥが読み取られる。ＥＣＵ３０は、エンジン回転数センサの検出結果を読み取る。ステップＳ２が実行されると、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、ＳＯＣが読み取られる。ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の蓄電量（充電状態）ＳＯＣを随時算出して記憶部に記憶している。ＥＣＵ３０は、記憶部に記憶されている蓄電量ＳＯＣを読み出す。ステップＳ３が実行されると、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、コースト減速中処理がなされる。ＥＣＵ３０は、図３に示すフローチャートに基づいてコースト減速中処理を実行する。

まず、ステップＳ４０１では、ＥＣＵ３０により、ＳＯＣ低下判定がなされる。ＥＣＵ３０は、バッテリ４０の蓄電量ＳＯＣが第一閾値Ｓ１よりも大きいか否かを判定する。第一閾値Ｓ１は、蓄電量ＳＯＣが極端に低いか否かを判定する閾値であり、例えば、一定値とされる。蓄電量ＳＯＣが第一閾値Ｓ１以下であるときは、バッテリ４０を充電する必要度が高い。ＥＣＵ３０は、ステップＳ４０１の判定の結果、バッテリ４０の蓄電量ＳＯＣが第一閾値Ｓ１よりも大きいと判定した場合（ステップＳ４０１−Ｙ）にはステップＳ４０２に進み、そうでない場合（ステップＳ４０１−Ｎ）にはステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０２では、ＥＣＵ３０により、領域判定が開始される。ＥＣＵ３０は、蓄電量ＳＯＣとオルタネータ６の発電効率とに基づいて、目標オルタ指示を以下に説明する複数の領域のいずれの領域の値とするかを決定する。なお、オルタネータ６の発電効率とは、下記式（１）に示すように、オルタネータ６に対しての発電電流指示値に対するオルタネータ６の出力電流値の比である。すなわち、発電電流指示値に対するオルタネータ６の実際の出力電流値の割合が高いことは、発電効率が高い（良い）ことを示す。
発電効率 ＝ 出力電流値／発電電流指示値…（１）

オルタネータ６の発電効率は、例えば、オルタネータ６の温度等によって変化する。オルタネータ６の温度は、例えば環境温度や自己発熱の影響を受け、これにより、同じ動作点に対して発電効率が変動することがある。本実施形態では、電流値に基づいて発電効率を算出することにより、温度等による影響を抑制し、実際の発電効率の高低に基づいて目標オルタ指示を決定することができる。

図７は、オルタネータ６の出力特性および効率を示す図、図８は、オルタトルクの出力領域を示す図である。図７において、横軸はエンジン回転数ＮＥ、縦軸はオルタネータ６の発電電流を示す。オルタネータ６の発電電流は、オルタネータ６が発生する負荷トルクに対応する。符号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、等効率線を示す。等効率線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、オルタネータ６の効率が等しくなる動作点の集合である。また、符号Ｌｍは、各等効率線の発電量が最大になる部分を繋ぐ曲線（以下、「最大発電量線」と記載する。）を示す。

また、符号Ｌ１は、等効率線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４における相対的に発電量が大きい動作点同士を結ぶ大領域目標線であり、符号Ｌ３は、等効率線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４における相対的に発電量が小さい動作点同士を結ぶ小領域目標線である。符号Ｌ２は、大領域目標線Ｌ１と小領域目標線Ｌ３との中間の発電量の動作点同士を結ぶ中領域目標線を示す。同じ効率において、大領域目標線Ｌ１の発電量は、最大発電量線Ｌｍの発電量よりも小さい。なお、大領域目標線Ｌ１、中領域目標線Ｌ２および小領域目標線Ｌ３は、同じエンジン回転数ＮＥに対して効率が大きく変化しない電流値の範囲で定めるようにしてもよい。

図８において、横軸は蓄電量ＳＯＣ、縦軸はオルタネータ６の発電効率を示す。ここで、図８の発電効率は、例えば、温度に応じたオルタネータ６の発電効率の増減を示すものである。例えば、図７上の所定の動作点でオルタネータ６が発電する場合に、温度に応じて実際の発電効率が増減する。本実施形態では、蓄電量ＳＯＣと上記式（１）の発電効率との組合せに対して、図８に示すＶ１からＶ５の５つの領域分けがなされている。各領域に応じて、オルタネータ６に対する目標オルタ指示が決定される。例えば、蓄電量ＳＯＣが高く、かつ発電効率が良い（高い）領域Ｖ４では、中領域目標線Ｌ２に基づいて目標オルタ指示が決定される。図８を参照して説明するように、オルタネータ６の発電効率、すなわち上記式（１）の発電効率が高い場合の目標発電量は、発電効率が低い場合の目標発電量よりも大きくされる。

ＥＣＵ３０は、ステップＳ４０２において、蓄電量ＳＯＣが第二閾値Ｓ２よりも大きいか否かを判定する。第二閾値Ｓ２は、第一閾値Ｓ１よりも大きな値であり、例えば一定値である。すなわち、ステップＳ４０２では、蓄電量ＳＯＣが極端に低下していない（Ｓ４０１−Ｙ）条件の下で、蓄電量ＳＯＣが相対的に高いか否かが判定される。ステップＳ４０２の判定の結果、蓄電量ＳＯＣが第二閾値Ｓ２よりも大きいと判定された場合（ステップＳ４０２−Ｙ）にはステップＳ４０３に進み、そうでない場合（ステップＳ４０２−Ｎ）にはステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０３では、ＥＣＵ３０により、オルタネータ６の発電効率が閾値Ｅ１よりも大であるか否かが判定される。閾値Ｅ１は、発電効率が良いか否かを判定する閾値であり、例えば一定値とされる。ステップＳ４０３の判定の結果、オルタネータ６の発電効率が閾値Ｅ１よりも大であると判定された場合（ステップＳ４０３−Ｙ）にはステップＳ４０４に進み、そうでない場合（ステップＳ４０３−Ｎ）にはステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０４では、ＥＣＵ３０により、図８の領域Ｖ４に応じた目標オルタ指示の決定がなされる。領域Ｖ４は、蓄電量ＳＯＣが高く、かつ発電効率が良い領域である。この領域Ｖ４では、蓄電量ＳＯＣが高いことから回生量はそれほど必要でない。このため、領域Ｖ４では、惰性走行可能距離を伸ばすことができるように、中領域目標線Ｌ２に基づいて目標オルタ指示が決定される。

ここで、中領域目標線Ｌ２に基づく目標オルタ指示の決定とは、例えば、中領域目標線Ｌ２上の動作点に対応する電流値をオルタネータ６の発電電流の目標値とすること、中領域目標線Ｌ２の近傍の動作点に対応する電流値を発電電流の目標値とすることが含まれる。大領域目標線Ｌ１に基づく目標オルタ指示の決定、小領域目標線Ｌ３に基づく目標オルタ指示についても同様である。なお、ここで選択される電流値は、大領域目標線Ｌ１に対応する電流値よりも小さく、小領域目標線Ｌ３に対応する電流値よりも大きな値である。

各目標線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に基づく目標オルタ指示の決定では、上記式（１）の発電効率に応じて電流値が可変とされてもよい。例えば、中領域目標線Ｌ２に基づく目標オルタ指示の決定では、発電効率が良いほど目標オルタ指示が大きな電流値とされてもよい。また、新たに決定される目標オルタ指示に基づくオルタネータ６の発電量の変化が減速度の増加とならないように目標オルタ指示が決定されてもよい。このように減速度の増加を抑制すれば、運転者によって減速度を抑えるためのアクセル操作がなされる頻度やエンジンの始動頻度を抑制することができる。ステップＳ４０４が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ４０５では、ＥＣＵ３０により、図８の領域Ｖ２に応じた目標オルタ指示の決定がなされる。領域Ｖ２では、蓄電量ＳＯＣが高く、かつ発電効率が良くない領域である。領域Ｖ２では、オルタ負荷トルクを下げて惰性走行可能距離を伸ばすように小領域目標線Ｌ３に基づいて目標オルタ指示が決定される。なお、ここで選択される電流値は、中領域目標線Ｌ２に対応する電流値よりも小さな電流値である。ステップＳ４０５が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ４０１で否定判定がなされてステップＳ４０６に進むと、ステップＳ４０６では、ＥＣＵ３０により、図８の領域Ｖ５に応じた目標オルタ指示の決定がなされる。領域Ｖ５は、蓄電量ＳＯＣが極低領域の場合に対応するものである。領域Ｖ５に対しては、図７の最大発電量線Ｌｍに基づいて目標オルタ指示が決定される。ＥＣＵ３０は、最大発電量線Ｌｍ上の動作点および最大発電量線Ｌｍの近傍の領域Ｒｍ内の動作点に基づいて目標オルタ指示（目標オルタトルク）を決定する。例えば、蓄電量ＳＯＣが低いほど領域Ｒｍ内において高い電流値の動作点が選択され、当該動作点の電流値が目標オルタ指示の電流値として選択されるようにしてもよい。ステップＳ４０６が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ４０７では、ＥＣＵ３０により、オルタネータ６の発電効率が閾値Ｅ１よりも大であるか否かが判定される。その判定の結果、発電効率が閾値Ｅ１よりも大であると判定された場合（ステップＳ４０７−Ｙ）にはステップＳ４０８に進み、そうでない場合（ステップＳ４０７−Ｎ）にはステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０８では、ＥＣＵ３０により、図８の領域Ｖ３に応じた目標オルタ指示の決定がなされる。領域Ｖ３は、蓄電量ＳＯＣが低く、かつ発電効率が良いため、最も回生を取りたい領域である。領域Ｖ３では、大領域目標線Ｌ１に基づいて目標オルタ指示が決定される。なお、ここで選択される電流値は、中領域目標線Ｌ２に対応する電流値よりも大きな電流値である。ステップＳ４０８が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ４０９では、ＥＣＵ３０により、図８の領域Ｖ１に応じた目標オルタ指示の決定がなされる。領域Ｖ１は、充電状態ＳＯＣが低く、かつオルタネータ６の発電効率が良くない領域である。領域Ｖ１では、中領域目標線Ｌ２に基づいて目標オルタ指示が決定される。ステップＳ４０９が実行されると、本制御フローは終了する。

図３のコースト減速中処理が終了してステップＳ４に戻ると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＥＣＵ３０により、車両Ｇ変動軽減処理がなされる。ＥＣＵ３０は、図４のフローチャートに基づいて車両Ｇ変動軽減処理を実行する。

まず、ステップＳ５０１では、ＥＣＵ３０により、目標オルタトルク（目標発電電流）が取得される。ＥＣＵ３０は、決定された目標オルタ指示に対応するオルタネータ６の発電負荷トルクである目標オルタトルクを取得する。ステップＳ５０１が実行されると、ステップＳ５０２に進む。

ステップＳ５０２では、ＥＣＵ３０により、トルク勾配制限処理がなされる。発電効率に基づく目標オルタトルクが設定されたことによりオルタネータ６の負荷トルクにトルク段差が発生すると、運転者に違和感を与えてしまう。このため、発電効率に基づく最終的な目標値までオルタ負荷トルクを変化させるときの目標オルタトルクの変動に勾配制限がかけられる。制限以下の大きさの勾配でオルタ負荷トルクを変動させるように、目標オルタトルクの時間的な推移に対してガード処理がなされ、目標オルタトルクが補正される。ステップＳ５０２が実行されると、ステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、ＥＣＵ３０により、指示電圧への変換がなされる。ＥＣＵ３０は、ステップＳ５０２で補正がなされた目標オルタトルクを電圧レギュレータ６ｂに対する指示電圧に変換する。ＥＣＵ３０は、目標オルタトルクに対応する発電電流を実現するために必要なオルタネータ６の出力電圧の指示値を算出する。ステップＳ５０３が実行されると、ステップＳ５０４に進む。

ステップＳ５０４では、ＥＣＵ３０により、電圧勾配制限処理がなされる。電圧レギュレータ６ｂに対する指示電圧の変動勾配が大きくなると、電装機器に影響を与える虞がある。このため、ステップＳ５０３で変換された指示電圧に対して勾配処理がかけられる。ＥＣＵ３０は、制限以下の大きさの勾配で指示電圧を変動させるように、電圧レギュレータ６ｂに対する指示電圧に対してガード処理を行い、指示電圧を補正する。ステップＳ５０４が実行されると、本制御フローは終了する。

車両Ｇ変動軽減処理が終了してステップＳ５に戻ると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、指示電圧が出力される。ＥＣＵ３０は、車両Ｇ変動軽減処理がなされた指示電圧を電圧レギュレータ６ｂに対して出力する。電圧レギュレータ６ｂは、指示電圧に基づいてフィールド電流を調節し、オルタネータ６の出力電圧を指示電圧に制御する。ステップＳ６が実行されると、本制御フローは終了する。

本実施形態によれば、バッテリ４０の蓄電量ＳＯＣとオルタネータ６の発電効率とに基づいて惰性走行中のオルタネータ６の目標発電量が決定される。これにより、惰性走行の走行可能距離を延長でき、あるいは減速度を調節するための燃料噴射がなされる機会を減少させることができるなど、車両１００の燃費の向上を実現することができる。

本実施形態では、上記式（１）によって取得できる発電効率に基づいてオルタネータ６の目標発電量が決定されたが、発電効率に影響を与えるパラメータに基づいて目標発電量が決定されるようにしてもよい。例えば、オルタネータ６の温度や、環境温度、オルタネータ６の発電状態に基づいて目標発電量が決定されてもよい。

なお、本実施形態のオルタネータ６は、オルタ指示電圧により発電電圧の変動が可能なものであったが、これには限定されない。オルタネータ６は、例えば、ＬＩＮ通信により電流制限制御が可能なものであってもよい。また、駆動輪５と動力を伝達可能であり、かつ伝達される動力によって発電する発電機は、オルタネータ６に限定されるものではない。その他の公知の発電機であって、かつ発電量を制御可能なものが、オルタネータ６に代えて、あるいはオルタネータ６に加えて蓄電量および発電効率に基づいて制御されてもよい。

本実施形態では、車両１００の変速機が自動変速機２であったが、これに限定されるものではない。車両１００において、自動変速機２に代えて手動変速機が搭載されていてもよい。

［実施形態の変形例］
実施形態の変形例について説明する。上記実施形態の惰性走行は、エンジン１に対する燃料の供給が停止された状態で車両１００が走行するものであったが、これに限定されるものではない。惰性走行は、例えば、自動変速機２がニュートラルとされた状態で車両１００が走行することや、エンジン１と駆動輪５との動力の伝達が遮断された状態で車両１００が走行することであってもよい。一例として、エンジン１と駆動輪５との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチが設けられている場合に、当該クラッチを開放して車両１００が走行することは、惰性走行に含まれる。

なお、惰性走行として変速機がニュートラルとされた状態で走行する車両では、オルタネータ６等の発電機が変速機よりも駆動輪側に配置される。例えば、車両１００において、自動変速機２をニュートラルとした状態で惰性走行を行う場合には、発電機が自動変速機２よりも駆動輪５側のプロペラシャフトやドライブシャフト４に配置される。ドライブシャフト４等に配置される発電機は、オルタネータ６とは別に設けられてもよい。

惰性走行として、エンジン１と駆動輪５との動力の伝達が遮断された状態で走行する車両、例えばクラッチを開放することでエンジン１と駆動輪５との動力の伝達を遮断して惰性走行する車両では、発電機が当該クラッチよりも駆動輪５側のドライブシャフト４等に配置される。

上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１−１ 車両用発電制御装置
１ エンジン
５ 駆動輪
６ オルタネータ
３０ ＥＣＵ
４０ バッテリ
１００ 車両
Ｌｍ 最大発電量線
Ｌ１ 大領域目標線
Ｌ２ 中領域目標線
Ｌ３ 小領域目標線

Claims (4)

1. 車両の駆動輪と動力を伝達可能であり、かつ伝達される動力によって発電する発電機と、
   前記発電機と電力を授受可能な蓄電装置と、
   を備え、前記車両の惰性走行中に前記蓄電装置の蓄電量と前記発電機の発電効率とに基づいて前記発電機の目標発電量を決定し、
   前記発電機の発電効率は、前記発電機に対しての発電電流指示値に対する前記発電機の出力電流値の比に基づく
   ことを特徴とする車両用発電制御装置。
2. 前記惰性走行とは、前記車両の動力源としてのエンジンに対する燃料の供給が停止された状態、前記エンジンと前記駆動輪とを接続する変速機がニュートラルとされた状態、あるいは前記エンジンと前記駆動輪との動力の伝達が遮断された状態の少なくともいずれか一つの状態で前記車両が走行することである
   請求項１に記載の車両用発電制御装置。
3. 前記車両のアクセルの状態と前記車両のブレーキの状態とに基づいて、前記車両の動力源としてのエンジンに対する燃料の供給が停止された状態での前記惰性走行中であると推定する
   請求項１または２に記載の車両用発電制御装置。
4. 前記発電機の発電効率が高い場合の前記目標発電量は、前記発電機の発電効率が低い場合の前記目標発電量よりも大きい
   請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用発電制御装置。

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