JP6655040B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを備える車両用制御装置に関する。

自動車等の車両には、モータジェネレータ、オルタネータ或いはＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等の発電機が搭載されている。このような発電機は、車両の燃費性能を向上させる観点から、コースト走行や車両制動等の減速走行において回生発電状態に制御されることが多い（特許文献１参照）。また、特許文献１に記載された制御装置は、減速走行時に発電機を回生発電させる場合に、スロットルバルブを開くことでエンジンのポンプ損失を低減している。これにより、エンジン負荷を減らして発電負荷を増やすことができ、発電機の発電電力を増やして車両の燃費性能を向上させることができる。

特開２００３−６５１２４号公報

ところで、減速走行時にスロットルバルブが開かれた状態、つまりエンジンの吸入空気量が増加している状態のもとで、エンジンの燃料噴射が再開された場合には、エンジントルクが過大に出力されてしまう虞がある。このように、燃料噴射に伴うエンジントルクの過度な増加は、乗員に違和感を与えてしまう要因であった。一方、燃料噴射に伴うエンジントルクの過度な増加を抑制するため、減速走行時にスロットルバルブを閉じて吸入空気量を減少させることは、エンジン負荷を増やして減速走行時の発電電力を減少させる要因であった。このため、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することが求められている。

本発明の目的は、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することにある。

本発明の車両用制御装置は、エンジンを備える車両用制御装置であって、前記エンジンに連結される発電電動機と、前記エンジンに連結されるロックアップクラッチと、前記エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブと、前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、前記発電電動機の作動状態を制御する発電機制御部と、前記ロックアップクラッチの作動状態を制御するクラッチ制御部と、前記スロットルバルブの作動状態を制御するスロットル制御部と、を有し、前記スロットルバルブは、スロットル開度が所定開度を上回る開き側の位置と、スロットル開度が前記所定開度を下回る閉じ側の位置と、に作動自在であり、前記エンジン制御部が前記エンジンを燃料カット状態に制御し、前記クラッチ制御部が前記ロックアップクラッチを締結状態に制御し、前記スロットル制御部が前記スロットルバルブを開き側の位置に制御し、且つ前記発電機制御部が前記発電電動機を発電状態に制御する減速走行において、車速が所定車速を下回る場合、車両減速度が所定減速度を上回る場合、またはエンジン回転数が所定回転数を下回る場合に、前記クラッチ制御部は前記ロックアップクラッチを締結状態から解放状態に制御し、前記ロックアップクラッチが締結状態から解放状態に制御されると、前記エンジン制御部が前記エンジンを燃料カット状態に維持した状態のもとで、前記発電機制御部は前記発電電動機を発電状態から力行状態に制御し、前記ロックアップクラッチが締結状態から解放状態に制御されると、前記エンジン制御部が前記エンジンを燃料カット状態に維持した状態のもとで、前記スロットル制御部は前記スロットルバルブを開き側から閉じ側の位置に制御し、その後、エンジン回転数が下限値まで低下した場合に、前記エンジン制御部は前記エンジンを燃料カット状態から燃料噴射状態に制御する。

本発明によれば、スロットル制御部は、発電機の回生発電に伴ってスロットルバルブを開き側に制御した状態のもとで、ロックアップクラッチが締結状態から解放状態に制御される場合に、スロットルバルブを開き側から閉じ側に制御する。これにより、乗員に違和感を与えることなく減速走行時の発電電力を確保することができる。

本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両を示す概略図である。 電源回路の一例を示す回路図である。 車両用制御装置の制御系を示す概略図である。 スタータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。 スタータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。 スタータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。 スタータジェネレータを力行状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。 減速走行制御におけるスタータジェネレータ、インジェクタ、スロットルバルブおよび点火装置の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、減速走行制御におけるパワーユニットの作動状況の一例を示す概略図である。 減速走行制御におけるスタータジェネレータ、インジェクタ、スロットルバルブおよび点火装置の作動状況の他の例を示すタイミングチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、減速走行制御におけるパワーユニットの作動状況の他の例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、内燃機関であるエンジン１２を備えたパワーユニット１３が搭載されている。エンジン１２のクランク軸１４には、ベルト機構１５を介してスタータジェネレータ（発電機，発電電動機）１６が機械的に連結されている。また、エンジン１２にはトルクコンバータ１７を介して変速機構１８が連結されており、変速機構１８にはデファレンシャル機構１９等を介して車輪２０が連結されている。

エンジン１２に連結されるトルクコンバータ１７には、ロックアップクラッチ２１が組み込まれている。つまり、エンジン１２には、ロックアップクラッチ２１が連結されている。このロックアップクラッチ２１を締結状態に制御することにより、エンジン１２と変速機構１８とはロックアップクラッチ２１を介して連結される。一方、ロックアップクラッチ２１を解放状態に制御することにより、エンジン１２と変速機構１８とはトルクコンバータ１７を介して連結される。トルクコンバータ１７には、複数の電磁バルブや油路からなるバルブユニット２２が接続されている。このバルブユニット２２を用いてアプライ室２３とリリース室２４との油圧を制御することにより、ロックアップクラッチ２１は締結状態と解放状態とに制御される。このように、ロックアップクラッチ２１を制御するバルブユニット２２は、マイコン等からなるミッションコントローラ２５によって制御される。

エンジン１２の吸気マニホールド３０には、吸入空気量を制御するスロットルバルブ３１が設けられている。スロットルバルブ３１を開くことにより、エンジン１２の吸入空気量を増加させることができ、スロットルバルブ３１を閉じることにより、エンジン１２の吸入空気量を減少させることができる。また、エンジン１２には、吸気ポートやシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ３２が設けられている。インジェクタ３２から燃料を噴射することにより、エンジン１２は燃料噴射状態に制御される一方、インジェクタ３２からの燃料噴射を停止することにより、エンジン１２は燃料カット状態に制御される。さらに、エンジン１２には、イグナイタや点火コイルからなる点火装置３３が設けられている。点火装置３３によって点火時期を制御することにより、エンジン１２の出力トルクや燃焼温度等を制御することができる。なお、スロットルバルブ３１、インジェクタ３２および点火装置３３は、後述するメインコントローラ６０によって制御される。

エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ１６は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。スタータジェネレータ１６は、クランク軸１４に駆動される発電機として機能するだけでなく、クランク軸１４を回転させる電動機として機能する。例えば、アイドリングストップ制御においてエンジン１２を再始動させる場合や、発進時や加速時においてエンジン１２をアシスト駆動する場合等に、スタータジェネレータ１６は力行状態に制御される。

スタータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ３４と、フィールドコイルを備えたロータ３５と、を有している。また、スタータジェネレータ１６には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイコン等からなるＩＳＧコントローラ３６が設けられている。ＩＳＧコントローラ３６によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧、発電トルク、力行トルク等が制御される。

［電源回路］
車両用制御装置１０が備える電源回路４０について説明する。図２は電源回路４０の一例を示す回路図である。図２に示すように、電源回路４０は、スタータジェネレータ１６に電気的に接続される鉛バッテリ４１と、これと並列にスタータジェネレータ１６に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ４２と、を備えている。なお、リチウムイオンバッテリ４２を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ４２の端子電圧は、鉛バッテリ４１の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ４２を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ４２の内部抵抗は、鉛バッテリ４１の内部抵抗よりも小さく設計されている。このように、スタータジェネレータ１６には、互いに内部抵抗の異なる鉛バッテリ４１とリチウムイオンバッテリ４２とが並列接続されている。

鉛バッテリ４１の正極端子４１ａには正極ライン４３が接続され、リチウムイオンバッテリ４２の正極端子４２ａには正極ライン４４が接続され、スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａには正極ライン４５が接続される。これらの正極ライン４３〜４５は、接続点４６を介して互いに接続されている。また、鉛バッテリ４１の負極端子４１ｂには負極ライン４７が接続され、リチウムイオンバッテリ４２の負極端子４２ｂには負極ライン４８が接続され、スタータジェネレータ１６の負極端子１６ｂには負極ライン４９が接続される。これらの負極ライン４７〜４９は、基準電位点５０を介して互いに接続されている。

鉛バッテリ４１の正極ライン４３には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチＳＷ１が設けられている。スイッチＳＷ１を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ４１とは互いに接続される。一方、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ４１とは互いに切り離される。また、リチウムイオンバッテリ４２の正極ライン４４には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ２を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ４２は互いに接続される。一方、スイッチＳＷ２を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ４２とは互いに切り離される。

これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。

図１に示すように、電源回路４０には、バッテリモジュール５１が設けられている。このバッテリモジュール５１には、リチウムイオンバッテリ４２が組み込まれるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が組み込まれている。また、バッテリモジュール５１には、マイコン等からなるバッテリコントローラ５２が設けられている。バッテリコントローラ５２は、リチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣ、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等を監視する機能や、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する機能を有している。

また、鉛バッテリ４１の正極ライン４３には、複数の電気機器５３が接続されている。また、鉛バッテリ４１の負極ライン４７には、バッテリセンサ５４が設けられている。このバッテリセンサ５４は、鉛バッテリ４１の充電電流、放電電流、端子電圧、充電状態ＳＯＣ等を検出する機能を有している。なお、正極ライン４３には、電気機器５３等を保護するヒューズ５５が設けられている。

［車両用制御装置の制御系］
車両用制御装置１０の制御系について説明する。図３は車両用制御装置１０の制御系を示す概略図である。図１および図３に示すように、車両用制御装置１０は、スタータジェネレータ１６、スロットルバルブ３１、インジェクタ３２および点火装置３３等を制御するため、マイコン等からなるメインコントローラ６０を有している。メインコントローラ６０には、インジェクタ３２や点火装置３３等を制御するエンジン制御部６１、スロットルバルブ３１を制御するスロットル制御部６２、スタータジェネレータ１６を制御する発電機制御部６３、およびロックアップクラッチ２１を制御するクラッチ制御部６４等の機能部が設けられている。

メインコントローラ６０や前述した各コントローラ２５，３６，５２は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク６５を介して互いに通信自在に接続されている。メインコントローラ６０は、各種コントローラやセンサからの情報に基づいて、スタータジェネレータ１６、スロットルバルブ３１、インジェクタ３２および点火装置３３等を制御する。なお、メインコントローラ６０は、ＩＳＧコントローラ３６に制御信号を出力することで、スタータジェネレータ１６の発電電圧や発電トルク等を制御する。また、メインコントローラ６０は、ミッションコントローラ２５に制御信号を出力することで、ロックアップクラッチ２１を締結状態や解放状態に制御する。

図３に示すように、メインコントローラ６０に接続されるセンサとして、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ７０、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ７１、スロットルバルブ３１の開度を検出するスロットル開度センサ７２、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ７３、および車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ７４等がある。また、メインコントローラ６０には、ＩＳＧコントローラ３６からスタータジェネレータ１６の発電電圧や発電トルク等の情報が入力され、ミッションコントローラ２５からロックアップクラッチ２１の作動状態等の情報が入力され、バッテリコントローラ５２からリチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣ等の情報が入力される。なお、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。

［電力供給状況］
スタータジェネレータ１６の発電制御や力行制御に伴う電力供給状況について説明する。図４はスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図５はスタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図６はスタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。図７はスタータジェネレータ１６を力行状態に制御したときの電力供給状況の一例を示す図である。

図４に示すように、リチウムイオンバッテリ４２の蓄電量が低下している場合には、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ４２を充電して充電状態ＳＯＣを高めるため、スタータジェネレータ１６が燃焼発電状態に制御される。スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧がリチウムイオンバッテリ４２の端子電圧よりも引き上げられる。これにより、図４に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ４２、電気機器５３および鉛バッテリ４１等に対して発電電力が供給される。なお、スタータジェネレータ１６の燃焼発電状態とは、エンジン１２によってスタータジェネレータ１６が発電駆動される状態である。

図５に示すように、リチウムイオンバッテリ４２の蓄電量が十分に確保されている場合には、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。つまり、リチウムイオンバッテリ４２の充電状態ＳＯＣが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ４２の放電を促してエンジン負荷を低減するため、スタータジェネレータ１６は発電休止状態に制御される。スタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧がリチウムイオンバッテリ４２の端子電圧よりも引き下げられる。これにより、図５に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ４２から電気機器５３等に対して電力が供給されるため、スタータジェネレータ１６の発電を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を低減することができる。

前述したように、メインコントローラ６０は、充電状態ＳＯＣに基づきスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態や発電休止状態に制御するが、減速走行時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、減速走行時には、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され、スタータジェネレータ１６の発電電圧がバッテリ４１，４２や電気機器５３等の耐電圧を超えない範囲で引き上げられる。これにより、スタータジェネレータ１６の発電電力を増やすことができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両１１のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。

このように、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御するか否かについては、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状況等に基づき決定される。つまり、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込みが解除されるコースト走行時や、ブレーキペダルが踏み込まれる車両制動時には、エンジン１２の燃料カットが実施されて車両１１が減速する状況であり、車両１１から多くの運動エネルギーが放出される状況であるため、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される。一方、アクセルペダルが踏み込まれる加速走行や定常走行においては、エンジン１２の燃料噴射が実施される状況であることから、スタータジェネレータ１６は燃焼発電状態や発電休止状態に制御される。

スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、バッテリ４１，４２や電気機器５３等の耐電圧を超えない範囲で引き上げられる。これにより、図６に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ４２や鉛バッテリ４１に対して大きな電流が供給され、リチウムイオンバッテリ４２や鉛バッテリ４１を急速に充電することができる。なお、リチウムイオンバッテリ４２の内部抵抗は、鉛バッテリ４１の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の多くはリチウムイオンバッテリ４２に供給される。

図４〜図６に示すように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は導通状態に保持される。つまり、車両用制御装置１０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御を行うことなく、スタータジェネレータ１６の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ４２の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ４２の充放電を制御することができ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐久性を向上させることができる。

また、図７に示すように、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御する際には、スイッチＳＷ１が導通状態から遮断状態に切り替えられる。つまり、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２を始動回転させる場合や、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２をアシスト駆動する場合には、スイッチＳＷ１が導通状態から遮断状態に切り替えられる。これにより、リチウムイオンバッテリ４２からスタータジェネレータ１６に対して大電流が供給される場合であっても、電気機器５３等に対する瞬間的な電圧低下を防止することができ、電気機器５３等を正常に機能させることができる。

［減速走行制御］
続いて、メインコントローラ６０による減速走行制御について説明する。図８は減速走行制御におけるスタータジェネレータ１６、インジェクタ３２、スロットルバルブ３１および点火装置３３の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。図８に示される減速走行は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込みが解除されるコースト走行である。また、図９（ａ）〜（ｃ）は、減速走行制御におけるパワーユニット１３の作動状況の一例を示す概略図である。図９（ａ）には図８に示した時刻ｔ１の状況が示され、図９（ｂ）には図８に示した時刻ｔ２の状況が示され、図９（ｃ）には図８に示した時刻ｔ３の状況が示されている。

なお、図８に示した「Ｌ／Ｕ」はロックアップクラッチ２１であり、「ＩＳＧ」はスタータジェネレータ１６である。また、「Ｔｈ」はスロットルバルブ３１の開度（以下、スロットル開度と記載する。）であり、「Ｐｉ」は吸気マニホールド３０内の吸気管圧力である。さらに、図８および図９に示す「Ｎｅ」はロックアップクラッチ２１の入力側（エンジン側）の回転速度であるエンジン回転数であり、「Ｎｔ」はロックアップクラッチ２１の出力側（車輪側）の回転速度であるタービン回転数である。また、以下の説明において、スロットルバルブ３１の開き側とは、スロットル開度が所定値Ｘ１を上回る側を意味しており、スロットルバルブ３１の閉じ側とは、スロットル開度が所定値Ｘ１を下回る側を意味している。

図８に時刻ｔ１で示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト走行時には、エンジン１２が燃料カット状態に制御され（符号ａ１）、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され（符号ｂ１）、ロックアップクラッチ２１が締結状態に制御される（符号ｃ１）。つまり、図９（ａ）に示すように、コースト走行時にはロックアップクラッチ２１が締結されるため、矢印α１で示すように、車輪２０からスタータジェネレータ１６に向けて効率良く回転力を伝達することができる。これにより、スタータジェネレータ１６の回生トルクつまり発電トルクを高めることができ、コースト走行時の発電電力を増加させることができる。

また、図８に時刻ｔ１で示すように、回生発電が行われるコースト走行時には、スロットルバルブ３１が開き側で制御される（符号ｄ１）。このように、スロットルバルブ３１を開き側に制御することにより、図９（ａ）に白抜きの矢印で示すように、エンジン１２の吸入空気量を増加させることができ、エンジン１２のポンプ損失を減少させることができる。これにより、車両減速時のエンジンブレーキを減らすことができるため、車両減速度を過度に増加させずに発電トルクを増やすことができ、発電電力を増やして多くの運動エネルギーを回収することができる。なお、スロットルバルブ３１を開き側で制御する際には、吸気マニホールド３０内の負圧が減少することから、図示しないバキュームブースタ等の負圧が不足しないようにスロットル開度が調整される。

図８に時刻ｔ２で示すように、ロックアップクラッチ２１が締結状態から解放状態に切り替えられると（符号ｃ２）、スロットルバルブ３１が開き側から閉じ側に向けて制御される（符号ｄ２）。このように、ロックアップクラッチ２１の解放に伴ってスロットル開度Ｔｈを減少させることにより、吸気マニホールド３０内の吸気管圧力Ｐｉを低下させることができ（符号ｅ１）、エンジン１２の吸入空気量を減少させることができる。また、ロックアップクラッチ２１が解放されることから、エンジン回転数Ｎｅがタービン回転数Ｎｔから離れて低下する（符号ｆ１）。さらに、ロックアップクラッチ２１が解放された場合には、車輪２０からエンジン１２に伝達される回転力が大幅に低下することから、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される（符号ｂ２）。なお、減速走行時にロックアップクラッチ２１が解放される条件としては、車速が所定値を下回ること、車両減速度が所定値を上回ること、エンジン回転数が所定値を下回ること等があるが、これらの条件に限られることはない。

図８に時刻ｔ３で示すように、エンジン回転数Ｎｅが所定の下限値Ｘ２に到達すると（符号ｆ２）、エンジンストールを防止する観点からエンジン１２に対する燃料噴射が再開される（符号ａ２）。つまり、エンジン回転数Ｎｅが低下して下限値Ｘ２に到達した場合に、エンジン１２は燃料カット状態から燃料噴射状態に切り替えられる。このように、エンジン１２に対する燃料噴射が再開されると、車両１１を加速させる方向にエンジントルクが出力されることから、車両減速度が大きく減少して乗員に違和感を与えてしまう虞がある。しかしながら、前述したように、車両用制御装置１０は、ロックアップクラッチ２１が解放される際にスロットルバルブ３１を閉じ側に制御するため、燃料噴射の再開前にエンジン１２の吸入空気量を減少させることができる。これにより、エンジン１２の燃料噴射が再開された場合であっても、エンジントルクを小さく抑えることができ、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。

つまり、図８に比較例として破線Ｔｈｘで示すように、エンジン１２の燃料噴射が再開される時刻ｔ３において、スロットルバルブ３１を閉じ始めた場合には、破線Ｐｉｘで示すように、吸気管圧力の低下が遅れてしまうことから、エンジントルクの出力を抑制することが困難になる。これに対し、ロックアップクラッチ２１が解放される際にスロットルバルブ３１を閉じ始めた場合には、エンジン１２の燃料噴射が再開される時刻ｔ３において、矢印Ｐ１で示すように、吸気管圧力Ｐｉを下げておくことができるため、エンジントルクを小さく抑えることができ、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。

しかも、エンジン１２の燃料噴射が再開される際には、符号ｇ１で示すように、エンジン１２の点火時期を遅らせる点火リタード制御（点火遅角制御）が実行される。これにより、更にエンジントルクを抑制することができるため、車両減速度の過度な変動を抑制することができる。

これまで説明したように、減速走行時には、エンジン１２が燃料カット状態に制御され、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され、ロックアップクラッチ２１が締結状態に制御され、スロットルバルブ３１は開き側に制御される（図９（ａ）参照）。続いて、図９（ｂ）に示すように、ロックアップクラッチ２１が解放状態に制御されると、エンジン１２の燃料カット状態を維持したまま、スロットルバルブ３１が閉じ側に制御され、スタータジェネレータ１６が発電休止状態に制御される。そして、図９（ｃ）に示すように、エンジン回転数が所定の下限値に到達すると、燃料噴射が再開されてエンジン１２が燃料噴射状態に制御される。

すなわち、図９（ｂ）に示すように、ロックアップクラッチ２１が解放状態に制御される場合に、スロットルバルブ３１を閉じ側に制御するようにしたので、エンジン１２の燃料噴射に備えて吸入空気量を減少させることができる。これにより、燃料噴射再開時のエンジントルクを抑制することができるため、減速走行時の発電電力を確保するためにスロットルバルブ３１を開いていた場合であっても、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。これにより、乗員に違和感を与えることなく、減速走行時の発電電力を確保することができる。

［減速走行制御（他の実施の形態）］
前述の説明では、減速走行制御において、スタータジェネレータ１６を回生発電状態から発電休止状態に制御しているが、これに限られることはない。続いて、メインコントローラ６０による減速走行制御の他の例について説明する。図１０は減速走行制御におけるスタータジェネレータ１６、インジェクタ３２、スロットルバルブ３１および点火装置３３の作動状況の他の例を示すタイミングチャートである。図１０に示される減速走行は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み込みが解除されるコースト走行である。また、図１１（ａ）〜（ｃ）は、減速走行制御におけるパワーユニット１３の作動状況の他の例を示す概略図である。図１１（ａ）には図１０に示した時刻ｔ１の状況が示され、図１１（ｂ）には図１０に示した時刻ｔ２の状況が示され、図１１（ｃ）には図１０に示した時刻ｔ４の状況が示されている。なお、図１０および図１１について、図８および図９に示した制御内容と同様の制御内容については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０に時刻ｔ１で示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト走行時には、エンジン１２が燃料カット状態に制御され（符号ａ１）、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され（符号ｂ１）、ロックアップクラッチ２１が締結状態に制御され（符号ｃ１）スロットルバルブ３１が開き側で制御される（符号ｄ１）。

続いて、図１０に時刻ｔ２で示すように、ロックアップクラッチ２１が締結状態から解放状態に切り替えられると（符号ｃ２）、スタータジェネレータ１６が発電状態から力行状態に制御される（符号ｂ３）。そして、所定時間に渡ってスタータジェネレータ１６が力行状態に制御されると、スタータジェネレータ１６は力行状態から発電休止状態に制御される（符号ｂ４）。このように、ロックアップクラッチ２１の解放に伴ってスタータジェネレータ１６を力行させることにより、スタータジェネレータ１６によってエンジン１２の回転を補助することができ、エンジン回転数Ｎｅの低下速度を抑制することができる（符号ｈ１）。

つまり、前述の時刻ｔ１に示す状況においては、ロックアップクラッチ２１が締結されることから、図１１（ａ）に矢印α１で示すように、車輪２０からエンジン１２に対して回転力が効率良く伝達される。このため、エンジン１２が燃料カット状態に制御されていても、車速に連動してエンジン１２を回転させ続けることが可能である。しかしながら、図１０に時刻ｔ２で示すように、ロックアップクラッチ２１が解放された場合には、車輪２０からエンジン１２に対して伝達される回転力が大幅に低下するため、比較例として破線Ｎｅｘで示すように、エンジン回転数が急速に低下することになる（符号ｊ１）。そこで、メインコントローラ６０は、ロックアップクラッチ２１が解放されると（符号ｃ２）、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御している（符号ｂ３）。これにより、図１１（ｂ）に矢印α２で示すように、スタータジェネレータ１６からエンジン１２に回転力を伝達することができ、図１０に符号ｈ１で示すように、エンジン回転数Ｎｅの低下速度を抑制することができる。

このように、スタータジェネレータ１６を力行させてエンジン回転数Ｎｅの低下速度を抑制することにより、エンジン回転数Ｎｅが下限値Ｘ２に到達するまでの時間を延ばすことができる。つまり、エンジン１２の燃料噴射が再開される前に、吸気マニホールド３０内の吸気管圧力Ｐｉを十分に低下させることができ（符号ｅ２）、エンジン１２の吸入空気量を十分に減らすことができる。これにより、エンジン１２の燃料噴射が再開された場合であっても、エンジントルクを小さく抑えることができるため、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。

ここで、破線Ｎｅｘで示すように、スタータジェネレータ１６によってエンジン回転を補助しなかった場合には、時刻ｔ３において、エンジン回転数が下限値Ｘ２に到達し（符号ｊ２）、エンジン１２の燃料噴射が再開されることになる。一方、実線Ｎｅで示すように、スタータジェネレータ１６によってエンジン回転を補助した場合には、矢印Ｔａで示すように、時刻ｔ３よりも後の時刻ｔ４において、エンジン回転数が下限値Ｘ２に到達し（符号ｈ２）、エンジン１２の燃料噴射が再開されることになる（符号ａ３）。

すなわち、スタータジェネレータ１６によってエンジン回転を補助しなかった場合には、矢印Ｐ２で示すように吸気管圧力Ｐｉが低下することになるが、スタータジェネレータ１６によってエンジン回転を補助した場合には、矢印Ｐ３で示すように、吸気管圧力Ｐｉを更に大きく低下させることが可能である。このように、スタータジェネレータ１６によってエンジン回転を補助し、エンジン１２の燃料噴射が再開されるまでの時間を延ばすことにより、吸気管圧力Ｐｉを十分に下げておくことができるため、エンジントルクを小さく抑えることができ、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。

しかも、エンジン１２の燃料噴射が再開される際には、符号ｇ２で示すように、エンジン１２の点火時期を遅らせる点火リタード制御（点火遅角制御）が実行される。これにより、更にエンジントルクを抑制することができるため、車両減速度の過度な変動を抑制することができる。

これまで説明したように、減速走行時には、エンジン１２が燃料カット状態に制御され、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御され、ロックアップクラッチ２１が締結状態に制御され、スロットルバルブ３１は開き側に制御される（図１１（ａ）参照）。続いて、図１１（ｂ）に示すように、ロックアップクラッチ２１が解放状態に制御されると、エンジン１２の燃料カット状態を維持したまま、スロットルバルブ３１が閉じ側に制御され、スタータジェネレータ１６が力行状態に制御される。そして、図１１（ｃ）に示すように、エンジン回転数が所定の下限値に到達すると、燃料噴射が再開されてエンジン１２が燃料噴射状態に制御される。

図１１（ｂ）に示すように、ロックアップクラッチ２１が解放状態に制御される場合に、スロットルバルブ３１を閉じ側に制御するようにしたので、エンジン１２の燃料噴射に備えて吸入空気量を減少させることができる。さらに、ロックアップクラッチ２１が解放状態に制御される場合に、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御するようにしたので、エンジン１２の燃料噴射が再開されるまでの時間を延ばすことができ、この点からも、エンジン１２の燃料噴射に備えて吸入空気量を減少させることができる。これにより、燃料噴射再開時のエンジントルクを抑制することができるため、減速走行時の発電電力を確保するためにスロットルバルブ３１を開いていた場合であっても、乗員に違和感を与えることなく燃料噴射を再開することができる。これにより、乗員に違和感を与えることなく、減速走行時の発電電力を確保することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両１１の減速走行として惰性走行であるコースト走行を例示しているが、これに限られることはない。例えば、ブレーキペダルを踏み込みながら減速する減速走行において、ロックアップクラッチ２１が締結状態から解放状態に制御される場合に、スロットルバルブ３１を開き側から閉じ側に制御しても良い。また、ブレーキペダルを踏み込みながら減速する減速走行において、ロックアップクラッチ２１が締結状態から解放状態に制御される場合に、スタータジェネレータ１６を発電状態から力行状態に制御しても良い。なお、スロットルバルブ３１の開き側としては、スロットル開度が所定値Ｘ１を上回る側であれば良い。つまり、スロットルバルブ３１の開き側としては、全開状態であっても良く、全開以外の開度であっても良い。また、スロットルバルブ３１の閉じ側としては、スロットル開度が所定値Ｘ１を下回る側であれば良い。つまり、スロットルバルブ３１の閉じ側としては、全閉状態であっても良く、全閉以外の開度であっても良い。

前述の説明では、エンジン１２の燃料噴射を再開する際に、エンジン１２の点火リタード制御を実行しているが、これに限られることはない。例えば、スロットルバルブ３１を閉じ側に制御することや、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御することによって、エンジントルクが十分に抑制される状況であれば、点火リタード制御を実行することなく燃料噴射を再開しても良い。また、図１０に示した例では、スタータジェネレータ１６を所定時間に渡って力行状態に制御しているが、これに限られることはない。例えば、吸気管圧力Ｐｉが所定の目標値に到達するまで、スタータジェネレータ１６を力行状態に制御しても良い。

前述の説明では、発電機としてスタータジェネレータ１６を採用しているが、これに限られることはなく、発電機としてオルタネータを採用しても良く、発電機としてモータジェネレータを採用しても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ６０を、エンジン制御部、スロットル制御部、発電機制御部およびクラッチ制御部として機能させているが、これに限られることはない。例えば、他のコントローラ或いは複数のコントローラを、エンジン制御部、スロットル制御部、発電機制御部、クラッチ制御部として機能させても良い。

前述の説明では、スタータジェネレータ１６に対して２つの蓄電体を接続しているが、これに限られることはなく、スタータジェネレータ１６に対して１つの蓄電体を接続しても良い。また、前述の説明では、リチウムイオンバッテリ４２と鉛バッテリ４１とを採用しているが、これに限られることはなく、他の種類のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、各蓄電体は、異なる種類の蓄電体に限られることはなく、同じ種類の蓄電体であっても良い。また、図１および図２に示した例では、リチウムイオンバッテリ４２の正極ライン４４にスイッチＳＷ２を設けているが、これに限られることはない。例えば、図２に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ４２の負極ライン４７にスイッチＳＷ２を設けても良い。

１０ 車両用制御装置
１２ エンジン
１６ スタータジェネレータ（発電機、発電電動機）
２１ ロックアップクラッチ
３１ スロットルバルブ
６０ メインコントローラ
６１ エンジン制御部
６２ スロットル制御部
６３ 発電機制御部
６４ クラッチ制御部
Ｎｅ エンジン回転数（エンジンの回転速度）
Ｘ２ 下限値

Claims (2)

1. エンジンを備える車両用制御装置であって、
   前記エンジンに連結される発電電動機と、
   前記エンジンに連結されるロックアップクラッチと、
   前記エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブと、
   前記エンジンの作動状態を制御するエンジン制御部と、
   前記発電電動機の作動状態を制御する発電機制御部と、
   前記ロックアップクラッチの作動状態を制御するクラッチ制御部と、
   前記スロットルバルブの作動状態を制御するスロットル制御部と、
   を有し、
   前記スロットルバルブは、スロットル開度が所定開度を上回る開き側の位置と、スロットル開度が前記所定開度を下回る閉じ側の位置と、に作動自在であり、
   前記エンジン制御部が前記エンジンを燃料カット状態に制御し、前記クラッチ制御部が前記ロックアップクラッチを締結状態に制御し、前記スロットル制御部が前記スロットルバルブを開き側の位置に制御し、且つ前記発電機制御部が前記発電電動機を発電状態に制御する減速走行において、
   車速が所定車速を下回る場合、車両減速度が所定減速度を上回る場合、またはエンジン回転数が所定回転数を下回る場合に、前記クラッチ制御部は前記ロックアップクラッチを締結状態から解放状態に制御し、
   前記ロックアップクラッチが締結状態から解放状態に制御されると、前記エンジン制御部が前記エンジンを燃料カット状態に維持した状態のもとで、前記発電機制御部は前記発電電動機を発電状態から力行状態に制御し、
   前記ロックアップクラッチが締結状態から解放状態に制御されると、前記エンジン制御部が前記エンジンを燃料カット状態に維持した状態のもとで、前記スロットル制御部は前記スロットルバルブを開き側から閉じ側の位置に制御し、
   その後、エンジン回転数が下限値まで低下した場合に、前記エンジン制御部は前記エンジンを燃料カット状態から燃料噴射状態に制御する、
   車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   減速走行時にエンジン回転数が前記下限値まで低下した場合に、前記エンジン制御部は、前記エンジンを燃料カット状態から燃料噴射状態に制御し、且つ前記エンジンの点火時期を遅らせる点火遅角制御を実行する、
   車両用制御装置。

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