JP6172321B2 - 車両用制御装置、及び発電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制御装置、及びその発電制御方法に関する。

従来、車両には、種々の態様の発電機が搭載されている。発電機は、種々の車載電動機器に電力を供給するための車載バッテリを充電するのに用いられる。

例えば、エンジンの出力軸にオルタネータが取り付けられ、車載バッテリを充電する構成が知られている。また、車軸に走行用モータを取り付け、モータの出力のみによる走行駆動や回生制御を可能としたハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両においても、モータによって回生された電力は車載バッテリの充電に用いられる。

これに関連し、バッテリのＳＯＣ（States Of Charge；充電率）が所定の下限であるα％よりも小さい場合には、エンジンのパワーＰｅとして、走行に必要なパワーＰｐにバッテリを充電補正するためのパワーＰｃｈｇとを加えた値とし、ＳＯＣがβ％より大きい場合には、エンジンのパワーＰｅを走行に必要なパワーＰｐよりもバッテリの充電補正のパワーＰｃｈｇだけ低くし、バッテリの充電電力をモータで消費するハイブリッド車の充電制御方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−９５８１９号公報

しかしながら、上記従来の充電制御方法では、バッテリのＳＯＣが目標値よりも小さい場合に、バッテリを充電補正するための発電量が大きくなる結果、発電機に大きな負担がかかり、ひいては車両全体の燃費が悪化する可能性がある。

本発明は、一側面によれば、効率的な発電制御を行うことが可能な車両用制御装置、及びその発電制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両に搭載されたバッテリと、
内燃機関の出力、又は車両減速時の運動エネルギーを用いて発電し、前記バッテリを充電する発電手段と、
前記発電手段の発電電圧の指示値を出力することにより、前記発電手段を制御する制御手段であって、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を抑制させ、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を増加させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の抑制程度を、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の増加程度よりも大きくする、
車両用制御装置である。

この本発明の一態様によれば、バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合の前記発電手段の発電抑制程度を、バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合の前記発電手段の発電促進程度よりも大きくするため、効率的な発電制御を行うことができる。

本発明の一態様において、
前記バッテリの充電率と目標値の差分と、前記抑制程度及び前記増加程度との対応関係を規定するマップを備え、
前記制御手段は、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記マップを用いて、前記発電手段を制御するものとしてもよい。

また、本発明の一態様において、
前記制御手段は、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思が検知されたとき、運転者による減速意思が検知されないときに比して前記発電手段の発電電圧を高く設定するものとしてもよい。

また、本発明の一態様において、
前記制御手段は、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思が検知されたとき、前記発電手段の発電電圧を第１の発電電圧に設定し、車両に搭載されたセンサの出力に基づいて運転者による加速意思が検知されたとき、前記発電手段の発電電圧を前記第１の発電電圧に比して低い第２の発電電圧に設定し、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思も加速意志も検知されないとき、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するものとしてもよい。

また、本発明の一態様において、
前記制御手段は、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思が検知されたとき、前記発電手段の発電電圧を所定の発電電圧に設定し、車両に搭載されたセンサの出力に基づいて運転者による減速意思が検知されないとき、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するものとしてもよい。

また、本発明の一態様において、
前記発電手段は、例えば、前記内燃機関の出力軸に取り付けられたオルタネータである。

本発明の他の態様は、
内燃機関の出力、又は車両減速時の運動エネルギーを用いて発電し、車両に搭載されたバッテリを充電する発電手段を、前記発電手段の発電電圧の指示値を出力することにより制御する制御装置であって、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を抑制させ、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を増加させる制御装置が、
前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の抑制程度を、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の増加程度よりも大きくする、
発電制御方法である。

この本発明の他の態様によれば、バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合の前記発電手段の発電抑制程度を、バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合の前記発電手段の発電促進程度よりも大きくするため、効率的な発電制御を行うことができる。

本発明は、一側面によれば、効率的な発電制御を行うことが可能な車両用制御装置、及びその発電制御方法を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る車両用制御装置１のシステム構成例である。 第１実施例に係る発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの一例である。 上記説明したフローチャートの処理が実行される結果として、本実施例の車両用制御装置１が搭載された車両に現れる状態の変化を示す図である。 図３と同じような運転操作が行われた場合、比較例の車両に現れる状態の変化を示す図である。 発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの他の例である。 第２実施例に係る発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの一例である。 発電電圧算出部３４がオルタネータ２０の発電電圧を算出する際に使用するマップの一例である。 第３実施例に係る発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの一例である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

＜第１実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第１実施例に係る車両用制御装置、及びその発電制御方法について説明する。

［構成］
図１は、本発明の第１実施例に係る車両用制御装置１のシステム構成例である。車両用制御装置１は、主要な構成として、バッテリ１０と、オルタネータ２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０とを備える。

バッテリ１０は、車両に搭載された充放電可能な二次電池であり、例えば鉛蓄電池である。なお、バッテリ１０は、鉛蓄電池に限らず、他の種類の二次電池であってもよい。

バッテリ１０に接続された正極線と負極線のうち一方には、電流センサ１２が取り付けられる。電流センサ１２は、バッテリ１０の充放電電流を検出してＥＣＵ３０に出力する。また、バッテリ１０には、電流センサ１２の他、図示しない温度センサや電圧センサが接続され、これらのセンサは、検出値をＥＣＵ３０に出力する。

バッテリ１０は、車載機器１４に電力供給する。車載機器１４は、例えば、空調装置やカーオーディオ、ナビゲーション装置等である。また、バッテリ１０は、オルタネータ２０が発電した電力によって充電される。

オルタネータ２０は、ステータとロータとの間の電磁誘導により交流電流を発生させる交流発電機、交流電流を直流電流に変換する変換器等を有する。オルタネータ２０には、オルタネータ２０のロータの電磁石（フィールドコイル）に供給する電流（励磁電流）を調節し、交流発電機の発電電圧を制御するＩＣレギュレータ２２が取り付けられている。また、オルタネータ２０のロータは、エンジン２４のクランクシャフトにベルトやプーリーを介して接続される。ＩＣレギュレータ２２に対する制御信号は、ＥＣＵ３０から入力される。

ＩＣレギュレータ２２は、交流発電機の発電電圧を、ＥＣＵ３０から入力される制御信号が示す電圧値と比較するコンパレータ、及びコンパレータの出力に基づいてオン／オフするトランジスタ等を有する。交流発電機の発電電圧が、制御信号が示す電圧値を下回っている場合、トランジスタがオン信号を出力し、フィールドコイルに励磁電流が流れて起電力を生じ、交流発電機の発電電圧が上昇する。一方、交流発電機の発電電圧が、制御信号が示す電圧値を上回っていると、トランジスタがオフ信号を出力し、フィールドコイルに励磁電流が流れなくなり、交流発電機の発電電圧が低下する。係る構造によって、ＩＣレギュレータ２２は、オルタネータの発電電圧を、所望の電圧に制御することができる。

ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータであり、その他、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk‐Recordable）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc‐Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の記憶装置やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。

ＥＣＵ３０には、スロットル開度センサ４０、クランク角センサ４２、ブレーキ踏量センサ（マスター圧センサ）４４、シフトポジションセンサ４６等のセンサ群が接続されている。これらのセンサ群は、検出値をＥＣＵ３０に出力する。

また、ＥＣＵ３０は、各種記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能する機能ブロックとして、ＳＯＣ（States Of Charge；充電率）算出部３２と、発電電圧算出部３４と、を備える。

ＳＯＣ算出部３２は、電流センサ１２から入力された電流値を積算することによって、バッテリ１０のＳＯＣを算出する。ＳＯＣ算出部３２は、例えばバッテリ１０のＳＯＣを所定時間毎（クロック毎等）に算出し、発電電圧算出部３４に提供する。なお、バッテリ１０のＳＯＣは、温度センサや電圧センサの検出値によって補正されてよい。

発電電圧算出部３４は、上記センサ群の検出値、及びＳＯＣ算出部３２によって算出されたＳＯＣに基づき、オルタネータ２０の発電電圧を算出し、上記説明した制御信号としてＩＣレギュレータ２２に出力する。

［フローチャート］
以下、本実施例の発電電圧算出部３４がオルタネータ２０の発電電圧を算出する際の動作について説明する。図２は、第１実施例に係る発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの一例である。本フローチャートは、例えば所定周期毎に（例えば５０［ｍｓ］毎に）繰り返し実行される。

まず、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０やブレーキ踏量センサ４４の検出値に基づいて、運転者による減速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ１００）。本判定において、発電電圧算出部３４は、例えば、スロットル開度センサ４０（アクセル開度センサでもよい）の検出値が所定期間において第１の基準値以上低下したとき、或いは、ブレーキ踏量センサ４４の検出値が所定期間において第２の基準値以上上昇したときに、運転者による減速意思が検知されたと判定する。

運転者による減速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第１の発電電圧ＶＨを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ１０２）。第１の発電電圧ＶＨは、例えば１５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最大値とされてよい。このようにオルタネータ２０の発電電圧を算出するのは、車両の減速時にはエンジン２４が出力を行わないのが通常であり、エネルギー消費を伴わずに発電が可能であるため、この期間において最大限にバッテリ１０の充電を行おうとする意図である。

運転者による減速意思が検知されない場合、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０の検出値に基づいて、運転者による加速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ１０４）。本判定において、発電電圧算出部３４は、例えば、スロットル開度センサ４０（アクセル開度センサでもよい）の検出値が所定期間において第３の基準値以上増加したときに、運転者による加速意思が検知されたと判定する。

運転者による加速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第２の発電電圧ＶＬを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ１０６）。第２の発電電圧ＶＬは、例えば１２．５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最小値とされてよい。このようにオルタネータ２０の発電電圧を算出するのは、車両の加速時にオルタネータ２０の発電量を増加させると、エンジン２４の出力するエネルギーを多く消費することになり、車両の加速性が低下するのを懸念するためである。

運転者による減速意思も加速意志も検知されない場合、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ１０８〜Ｓ１１４）。

まず、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０８）。

バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きい場合、発電電圧算出部３４は、後述するフィードバック制御におけるフィードバックゲインを「大」に設定する（Ｓ１１０）。一方、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さい（以下である）場合、発電電圧算出部３４は、後述するフィードバック制御におけるフィードバックゲインを「小」に設定する（Ｓ１１２）。

そして、発電電圧算出部３４は、次式（１）に基づき、オルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ１１４）。式中、ΔＳＯＣは、バッテリ１０のＳＯＣから目標ＳＯＣを差し引いた差分である。また、Ｋｐ、Ｋｉは、それぞれ比例ゲインと積分ゲインである。フィードバックゲインが「大」に設定されている場合のＫｐ、ＫｉをＫｐＨ、ＫｉＨとし、フィードバックゲインが「小」に設定されている場合のＫｐ、ＫｉをＫｐＬ、ＫｉＬとすると、ＫｐＨ＞ＫｐＬ、及びＫｉＨ＞ＫｉＬが成立する。

（発電電圧）＝（前回の発電電圧）−Ｋｐ×ΔＳＯＣ−Ｋｉ×ΣΔＳＯＣ …（１）

但し、式（１）に示す発電電圧は、次式（２）で上限値と下限値が定められる。

ＶＬ＜（発電電圧）＜ＶＨ …（２）

［状態変化］
図３は、上記説明したフローチャートの処理が実行される結果として、本実施例の車両用制御装置１が搭載された車両に現れる状態の変化を示す図である。また、図４は、図３と同じような運転操作が行われた場合、比較例の車両に現れる状態の変化を示す図である。なお。この比較例の車両では、加速意志及び減速意思が検知されたときの発電電圧は本実施例と同様に算出し、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出するときに、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きいか否かに関わらず、同じフィードバックゲインを用いて制御を行っているものとする。

図示するように、定常走行期間（３）において、本実施例の車両用制御装置１が搭載された車両では、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さいにも拘わらず、オルタネータ２０の発電電圧の増加（特許請求の範囲における「発電手段の発電促進」の一例）が比較例の車両よりも抑制される。この結果、本実施例の車両用制御装置１が搭載された車両では、減速期間（４）におけるバッテリ１０のＳＯＣ増加率は、比較例の車両よりも大きくなることが想定される。この結果、エネルギー消費を伴わずに発電が可能な期間において、オルタネータ２０の発電量を相対的に大きくすることが可能となり、エネルギー消費量を低下させることができる。

また、減速期間（４）の後のアイドル期間（５）においては、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きいため、オルタネータ２０の発電電圧が比較例の車両よりも速やかに低下する（特許請求の範囲における「発電手段の発電抑制」の一例）。この結果、発電をするとエネルギー消費を伴う期間において、オルタネータ２０の発電量を相対的に小さくすることが可能となり、比較例の車両に比してエネルギー消費量を低下させることができる。

［まとめ］
以上説明した本実施例の車両用制御装置１によれば、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出するときに、バッテリ１０のＳＯＣが目標値よりも大きい場合のオルタネータ２０の発電電圧の抑制程度を、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さい場合におけるオルタネータ２０の発電電圧の増加程度に比して大きくするため、エネルギー消費を伴わずに発電が可能な期間においてオルタネータ２０の発電量を相対的に大きくすると共に、発電をするとエネルギー消費を伴う期間においてオルタネータ２０の発電量を相対的に小さくすることができる。この結果、効率的な発電制御を行うことができる。

なお、本実施例において、「目標ＳＯＣ」が、一定の範囲を有する「目標ＳＯＣ領域」である場合も考えられる。この場合、図２に示すフローチャートは、以下のように変更され得る。図５は、発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの他の例である。なお、本図における図２と共通する処理に関しては、図２と同様のステップ番号を付し、説明を簡略化する。本フローチャートは、例えば所定周期毎に（例えば５０［ｍｓ］毎に）繰り返し実行される。

まず、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０やブレーキ踏量センサ４４の検出値に基づいて、運転者による減速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ１００）。運転者による減速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第１の発電電圧ＶＨを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ１０２）。第１の発電電圧ＶＨは、例えば１５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最大値とされてよい。

運転者による減速意思が検知されない場合、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０の検出値に基づいて、運転者による加速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ１０４）。運転者による加速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第２の発電電圧ＶＬを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ１０６）。第２の発電電圧ＶＬは、例えば１２．５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最小値とされてよい。

運転者による減速意思も加速意志も検知されない場合、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ１１６〜Ｓ１２４）。

まず、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣ領域の上限ＴＨよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１６）。

バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣの上限ＴＨよりも大きい場合、発電電圧算出部３４は、次式（３）に基づき、オルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ１１８）。式（３）中、ΔＳＯＣ*は、バッテリ１０のＳＯＣから目標ＳＯＣ領域の上限ＴＨを差し引いた差分である。

（発電電圧）＝（前回の発電電圧）−Ｋｐ×ΔＳＯＣ*−Ｋｉ×ΣΔＳＯＣ* …（３）

バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣの上限ＴＨよりも小さい場合、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣ領域の下限ＴＬよりも小さいか否かを判定する（Ｓ１２０）。

バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣ領域の下限ＴＬよりも小さい場合、発電電圧算出部３４は、次式（４）に基づき、オルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ１２２）。式（４）中、ΔＳＯＣ**は、バッテリ１０のＳＯＣから目標ＳＯＣ領域の下限ＴＬを差し引いた差分である。

（発電電圧）＝（前回の発電電圧）−Ｋｐ×ΔＳＯＣ**−Ｋｉ×ΣΔＳＯＣ** …（４）

バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣの上限ＴＨと目標ＳＯＣ領域の下限ＴＬとの間である場合、発電電圧算出部３４は、オルタネータ２０の発電電圧を、前回算出した値と同じ値に維持する（Ｓ１２４）。

なお、図５のフローチャートを用いた場合でも、式（３）、（４）に基づき算出される発電電圧は、式（２）で上限値と下限値が定められる。

＜第２実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第２実施例に係る車両用制御装置、及びその発電制御方法について説明する。

第２実施例に係る車両用制御装置は、発電電圧算出部３４の処理の内容が第１実施例と相違するため、係る相違点についてのみ説明する。

図６は、第２実施例に係る発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの一例である。本フローチャートは、例えば所定周期毎に（例えば５０［ｍｓ］毎に）繰り返し実行される。

まず、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０やブレーキ踏量センサ４４の検出値に基づいて、運転者による減速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ２００）。本判定の内容については第１実施例と同様であってよい。

運転者による減速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第１の発電電圧ＶＨを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ２０２）。第１の発電電圧ＶＨは、例えば１５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最大値とされてよい。

運転者による減速意思が検知されない場合、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ２０４〜Ｓ２１０）。

まず、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０４）。

バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも大きい場合、発電電圧算出部３４は、後述するフィードバック制御におけるフィードバックゲインを「大」に設定する（Ｓ２０６）。一方、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さい場合、発電電圧算出部３４は、後述するフィードバック制御におけるフィードバックゲインを「小」に設定する（Ｓ２０８）。

そして、発電電圧算出部３４は、第１実施例で説明した式（１）に基づき、オルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ２１０）。式（１）に示す発電電圧は、式（２）で上限値と下限値が定められる。

係る処理の結果、エネルギー消費を伴わずに発電が可能な期間において、オルタネータ２０の発電量を相対的に大きくすること、及び、発電をするとエネルギー消費を伴う期間において、オルタネータ２０の発電量を相対的に小さくすることが可能となり、エネルギー消費量を低下させることができる。

［まとめ］
以上説明した本実施例の車両用制御装置２によれば、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出するときに、バッテリ１０のＳＯＣが目標値よりも大きい場合のオルタネータ２０の発電電圧の抑制程度を、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さい場合におけるオルタネータ２０の発電電圧の増加程度に比して大きくするため、エネルギー消費を伴わずに発電が可能な期間においてオルタネータ２０の発電量を相対的に大きくすると共に、発電をするとエネルギー消費を伴う期間においてオルタネータ２０の発電量を相対的に小さくすることができる。この結果、効率的な発電制御を行うことができる。

なお、本実施例においても、第１実施例と同様、「目標ＳＯＣ」を、一定の範囲を有する「目標ＳＯＣ領域」としてもよい（図５参照）。

＜第３実施例＞
以下、図面を参照し、本発明の第３実施例に係る車両用制御装置、及びその発電制御方法について説明する。

第３実施例に係る車両用制御装置は、発電電圧算出部３４の処理の内容が第１実施例と相違するため、係る相違点についてのみ説明する。

第３実施例に係る発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出するときに、フィードバック制御を行うのではなく、以下に示すマップ適合制御を行う。

図７は、発電電圧算出部３４がオルタネータ２０の発電電圧を算出する際に使用するマップの一例である。図中、ΔＳＯＣは、バッテリ１０のＳＯＣから目標ＳＯＣを差し引いた差分であり、ΔＡＬＴＶは、１回の修正でオルタネータ２０の発電電圧に加算される電圧変動値である。発電電圧算出部３４は、例えば定期的に（例えば５０［ｍｓ］毎に）、現在のオルタネータ２０の発電電圧に、図７のマップから導出される値を加算したものを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する。図７に示すように、発電電圧算出部３４が使用するマップは、バッテリ１０のＳＯＣが目標値よりも大きい場合（ΔＳＯＣが正）のオルタネータ２０の発電電圧の抑制程度を、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さい場合におけるオルタネータ２０の発電電圧の増加程度に比して大きくしたものである。

但し、このように求められるオルタネータ２０の発電電圧は、式（２）で上限値と下限値が定められる。

図８は、第３実施例に係る発電電圧算出部３４が実行する処理の流れを示すフローチャートの一例である。本フローチャートは、例えば所定周期毎に（例えば５０［ｍｓ］毎に）繰り返し実行される。

まず、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０やブレーキ踏量センサ４４の検出値に基づいて、運転者による減速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ３００）。本判定の内容については第１実施例と同様であってよい。

運転者による減速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第１の発電電圧ＶＨを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ３０２）。第１の発電電圧ＶＨは、例えば１５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最大値とされてよい。

運転者による減速意思が検知されない場合、発電電圧算出部３４は、例えばスロットル開度センサ４０の検出値に基づいて、運転者による加速意思が検知されたか否かを判定する（Ｓ３０４）。本判定の内容については第１実施例と同様であってよい。

運転者による加速意思が検知された場合、発電電圧算出部３４は、第２の発電電圧ＶＬを、オルタネータ２０の発電電圧として算出する（Ｓ３０６）。第２の発電電圧ＶＬは、例えば１２．５［Ｖ］程度の値であり、発電電圧算出部３４が算出する発電電圧の最小値とされてよい。

運転者による減速意思も加速意志も検知されない場合、発電電圧算出部３４は、バッテリ１０のＳＯＣと目標ＳＯＣを図７に示すマップに適用してオルタネータ２０の発電電圧を算出する（Ｓ３０８）。

［まとめ］
以上説明した本実施例の車両用制御装置３によれば、バッテリ１０のＳＯＣに基づきオルタネータ２０の発電電圧を算出するときに、バッテリ１０のＳＯＣが目標値よりも大きい場合のオルタネータ２０の発電電圧の抑制程度を、バッテリ１０のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも小さい場合におけるオルタネータ２０の発電電圧の増加程度に比して大きくするため、エネルギー消費を伴わずに発電が可能な期間においてオルタネータ２０の発電量を相対的に大きくすると共に、発電をするとエネルギー消費を伴う期間においてオルタネータ２０の発電量を相対的に小さくすることができる。この結果、効率的な発電制御を行うことができる。

なお、本実施例においても、第１実施例と同様、「目標ＳＯＣ」を、一定の範囲を有する「目標ＳＯＣ領域」としてもよい。この場合、図７に示すΔＳＯＣは、バッテリ１０のＳＯＣから目標ＳＯＣ領域の上限ＴＨを差し引いた値、或いはバッテリ１０のＳＯＣから目標ＳＯＣ領域の下限ＴＬを差し引いた値となる。

なお、本発明の車両用制御装置及び発電制御方法が奏する「エネルギー消費を伴わずに発電が可能な期間において発電量を相対的に大きくすると共に、発電をするとエネルギー消費を伴う期間において発電量を相対的に小さくすることができるため、効率的な発電制御を行うことができる」という効果は、ハイブリッド車両や電気自動車の走行駆動用の電力を蓄える大容量のバッテリではなく、上記実施例のように、オルタネータによって充電され、走行駆動用以外の電動装置を駆動するためのバッテリ（いわゆる補機バッテリ）を対象とする場合に、特に顕著なものとなる。補機バッテリの容量は、必要十分な程度に抑えられるのが一般的であり、満充電となりやすいからである。本発明の車両用制御装置及び発電制御方法を適用することによって、ＳＯＣが目標値よりも大きい場合の発電抑制と、ＳＯＣが目標値よりも小さい場合の発電促進を等程度で行うものに比して、満充電となる期間を相対的に短くすることができ、エネルギー消費を抑制することができる。

また、上記効果は、バッテリが鉛蓄電池である場合に、更に顕著なものとなる。鉛蓄電池の場合、分極の影響が他の種類の蓄電池よりも大きく、充電状態においては見かけ上のＯＣＶ（開放端電圧）が高くなり、放電状態においては見かけ上のＯＣＶが低くなる傾向が大きいからである。このような傾向を有する鉛蓄電池に対して本発明を適用することにより、例えばバッテリが放電状態であり且つ車両が減速に転じたタイミングにおいて、より大きいバッテリへの受け入れ電流を期待することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、第１実施例及び第２実施例において、比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）を設定したＰＩ制御を行うものとしたが、比例項のみ設定したＰ制御を行ってもよい。

また、第１実施例及び第２実施例において、比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）を設定したＰＩ制御を行うものとしたが、更に差分項（Ｄ項）を設定してフィードバック制御を行ってもよい。この場合、差分ゲインについては、バッテリ１０のＳＯＣが目標値よりも大きいか小さいかに関わらず、任意に定めて良い。

また、図２等のフローチャートにおいて、「運転者の減速意思が検知されたとき」を、「車速が基準期間において所定程度以上減少したとき」に置換してもよい。同様に、「運転者の加速意思が検知されたとき」を、「車速が基準期間において所定程度以上増加したとき」に置換してもよい。この場合、ＥＣＵ３０には車速センサの検出値が入力される。

１ 車両用制御装置
１０ バッテリ
１２ 電流センサ
１４ 車載機器
２０ オルタネータ
２２ ＩＣレギュレータ
２４ エンジン
３０ ＥＣＵ
３２ ＳＯＣ算出部
３４ 発電電圧算出部
４０ スロットル開度センサ
４２ クランク角センサ
４４ ブレーキ踏量センサ（マスター圧センサ）
４６ シフトポジションセンサ

Claims (7)

1. 車両に搭載されたバッテリと、
   内燃機関の出力、又は車両減速時の運動エネルギーを用いて発電し、前記バッテリを充電する発電手段と、
   前記発電手段の発電電圧の指示値を出力することにより、前記発電手段を制御する制御手段であって、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段のを制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を抑制させ、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を増加させる制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の抑制程度を、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の増加程度よりも大きくする、
   車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置であって、
   前記バッテリの充電率と目標値の差分と、前記抑制程度及び前記増加程度との対応関係を規定するマップを備え、
   前記制御手段は、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記マップを用いて、前記発電手段を制御する、
   車両用制御装置。
3. 請求項１又は２記載の車両用制御装置であって、
   前記制御手段は、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思が検知されたとき、運転者による減速意思が検知されないときに比して前記発電手段の発電電圧を高く設定する、
   車両用制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１記載の車両用制御装置であって、
   前記制御手段は、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思が検知されたとき、前記発電手段の発電電圧を第１の発電電圧に設定し、車両に搭載されたセンサの出力に基づいて運転者による加速意思が検知されたとき、前記発電手段の発電電圧を前記第１の発電電圧に比して低い第２の発電電圧に設定し、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思も加速意志も検知されないとき、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御する、
   車両用制御装置。
5. 請求項１ないし３のいずれか１記載の車両用制御装置であって、
   前記制御手段は、車両に搭載されたセンサの検出値に基づいて運転者による減速意思が検知されたとき、前記発電手段の発電電圧を所定の発電電圧に設定し、車両に搭載されたセンサの出力に基づいて運転者による減速意思が検知されないとき、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御する、
   車両用制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の車両用制御装置であって、
   前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられたオルタネータである、
   車両用制御装置。
7. 内燃機関の出力、又は車両減速時の運動エネルギーを用いて発電し、車両に搭載されたバッテリを充電する発電手段を、前記発電手段の発電電圧の指示値を出力することにより制御する制御装置であって、前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を抑制させ、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合に、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じて前記発電手段の発電電圧を増加させる制御装置が、
   前記バッテリの充電率に基づき前記発電手段を制御するとき、前記バッテリの充電率が目標値よりも大きい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の抑制程度を、前記バッテリの充電率が目標値よりも小さい場合の、前記バッテリの充電率と目標値の差分に応じた前記発電手段の発電電圧の増加程度よりも大きくする、
   発電制御方法。
   

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