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JP6043249B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御装置に係り、例えば車両に搭載されたエンジンの負荷とバッテリの充電状態とを調整して車両の燃費性能を制御する車両制御装置に関する。
従来、車両に搭載されたエンジンやその他の電気機器を作動させるためのバッテリは、エンジンによって駆動される発電機で発電された電力を利用して充電されるが、車両の減速中には、車両の慣性走行等によって車輪からエンジンに伝わる逆駆動トルクにより前記発電機を駆動してバッテリを充電している（減速時のエネルギ回生という）。なお、車両の減速中は、燃費を考慮してエンジンへの燃料供給を中断する（燃料供給カット）制御が行われるが、この制御ではエンジンの回転数がアイドリング回転数の近くまで低下するとエンジンへの燃料供給を再開する。
このような制御装置の従来技術として、下記特許文献１には、燃料供給がカットされたエンジンの減速中における発電機の発電電圧の制御をバッテリの残量に基づいて実施し、エンジン減速中にバッテリを充電すると共にエミッションの悪化を抑制する技術が開示されている。
特許文献１に開示されている車両用発電機の発電制御装置は、減速開始時からエンジン回転数が燃料供給復帰回転数に低下するまでエンジンへの燃料供給がカットされているときに、バッテリ残量が少ない場合、スロットル弁を制御してエンジンに流入する空気量を増加させる装置である。
特許文献１に開示されている車両用発電機の発電制御装置によれば、バッテリの残量が少量である場合にのみエンジンに流入する空気量が増加され、エンジンに流入する低温の空気がそのまま触媒に送られる機会が抑制されるため、触媒温度の低下に伴う排気浄化性能の低下によるエミッションの悪化を抑制することができる。
特開２００９−２５７１７０号公報
ところで、エンジンへの燃料供給を中断してエンジンを停止させ、クラッチを開放して車両を惰性走行させた状態から当該車両に駆動力を発生させる際には、アクセルペダルの踏み込み量に応じた所定の開度（全閉付近）にスロットル弁を制御し、エンジンを始動してクラッチを再締結する必要がある。
特許文献１に開示されている車両用発電機の発電制御装置においては、バッテリ残量が少ない場合にスロットル弁を開いてエンジンに流入する空気量を増加させており、例えばスロットル弁を開いたままで車両の惰性走行状態からアクセルペダルを踏み込んで車両を再加速させると、スロットル弁をアクセルペダルの踏み込み量に応じた所定の開度（全閉付近）にまで戻す時間が必要となり、吸気応答に遅れが生じ、エンジンのシリンダ内に流入する空気量が過多となって車両の燃費性能が悪化するといった問題が生じ得る。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車両の惰性走行状態からアクセルペダルを踏み込んで車両を再加速させる場合であっても、車両の燃費性能の悪化を抑制しながら車両に搭載されたバッテリを効率的に充電することにより、車両全体としての燃費性能を効果的に高めることのできる車両制御装置を提供することにある。
上記する課題を解決するために、本発明に係る車両制御装置は、車両に搭載されたエンジンの負荷とバッテリの充電状態とを調整して前記車両の燃費性能を制御する車両制御装置であって、外界情報に基づいて前記車両の減速状態からの再加速を予測する再加速予測部と、前記再加速予測部による予測結果に基づいて、前記エンジンに流入する空気量を調節するスロットルの目標スロットル開度と前記エンジンにより駆動されて前記バッテリへ電力を供給する発電機の目標発電電力とを演算する目標値演算部と、を備えることを特徴とする。
本発明の車両制御装置によれば、外界情報に基づいて車両の減速状態からの再加速を予測し、その予測結果に基づいてスロットルの目標スロットル開度及び発電機の目標発電電力を演算することによって、車両の惰性走行状態からアクセルペダルを踏み込んで車両を再加速させる場合であっても、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じた所定の開度（全閉付近）にスロットルを適正に制御することができると共にバッテリの回生エネルギを効果的に高めることができ、車両の燃費性能の悪化を抑制しながら車両に搭載されたバッテリを効率的に充電することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る車両制御装置の実施形態１が搭載された車両のシステム構成を概略的に示す全体構成図。 図１に示すエンジンの内部構成を概略的に示す内部構成図。 図１に示すコントローラの内部構成を概略的に示す内部構成図。 図３に示す燃料供給量演算部による演算フローを説明するフローチャート。 図３に示す目標スロットル開度演算部による演算フローを説明するフローチャート。 アクセルペダル踏み込み量、燃料供給量、再加速予測結果、スロットル開度の一例を時系列で示すタイムチャート。 図３に示す目標発電電力演算部による演算フローを説明するフローチャート。 図３に示す目標発電電力演算部による目標発電電力の演算方法を模式的に説明する模式図。 本発明に係る車両制御装置の実施形態２の内部構成を概略的に示す内部構成図。 図９に示す目標駆動力演算部による目標駆動力の演算方法を模式的に説明する模式図。 図９に示す目標スロットル開度演算部による目標スロットル開度の演算方法を模式的に説明する模式図。 アクセルペダル踏み込み量、車速、バッテリ残容量、スロットル開度の一例を時系列で示すタイムチャート。 本発明に係る車両制御装置の実施形態３の内部構成を概略的に示す内部構成図。 図１３に示す目標駆動力演算部による演算フローを説明するフローチャート。 アクセルペダル踏み込み量、車速、加速度、スロットル開度の一例を時系列で示すタイムチャート。 本発明に係る車両制御装置の実施形態４の内部構成を概略的に示す内部構成図。 変速機の内部構成を概略的に示す内部構成図。 図１６に示す動力伝達状態演算部による演算フローを説明するフローチャート。 図１６に示す目標スロットル開度演算部による演算フローを説明するフローチャート。 図１６に示す目標発電電力演算部による演算フローを説明するフローチャート。 アクセルペダル踏み込み量、スロットル開度、動力伝達状態、車速、目標停止位置までの距離の一例を時系列で示すタイムチャート。
以下、本発明に係る車両制御装置の実施形態を図面を参照して説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明に係る車両制御装置の実施形態１が搭載された車両のシステム構成を概略的に示したものである。また、図２は、図１に示すエンジンの内部構成を概略的に示したものである。
図１に示すように、車両１００にはエンジン１０１が搭載されており、エンジン１０１によって得られる駆動力は、変速機１０２及びディファレンシャル機構１０３を介して駆動輪１０４へ伝達されるようになっている。なお、エンジン１０１としては、自動車の動力源として一般に使用されるガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどを適用することができる。また、変速機１０２としては、例えば、トルクコンバータと遊星歯車機構を組み合わせた有段変速機や、ベルトあるいはチェーンとプーリを組み合わせた無段変速機などを適用することができる。
エンジン１０１には始動装置としてのスタータモータ１０５が組み付けられると共に、駆動ベルト１０７を介して発電機１０６が連結されている。また、スタータモータ１０５と発電機１０６はそれぞれ、電力供給用のバッテリ１０８と接続されると共に、スタータモータ１０５と発電機１０６とエンジン１０１は、それらの駆動を制御するコントローラ（車両制御装置）１１１と通信可能に接続されている。
スタータモータ１０５は、バッテリ１０８から供給される電力によって回転駆動され、スタータモータ１０５の回転駆動に連動してエンジン１０１が回転駆動する。なお、エンジン１０１の始動装置としては、スタータモータ１０５に限定されず、スタータモータの機能と発電機の機能を備えたモータであってもよい。
また、エンジン１０１のクランク軸１０１ａは、駆動ベルト１０７を介して発電機１０６のクランク軸１０６ａと接続されており、発電機１０６は、エンジン１０１のクランク軸１０１ａの回転に従動して回転駆動して電力を発生するようになっている。また、発電機１０６は、界磁電流を制御することによって発電電圧を調整する調整機構や発電出力を停止する停止機構を備えている。発電機１０６で発電された電力は、バッテリ１０８や車載電装機器１０９、外界情報取得装置１１２、コントローラ１１１等へ供給されるようになっている。
バッテリ１０８には、当該バッテリ１０８の状態を検出するバッテリ状態検出装置１１０が取り付けられている。このバッテリ状態検出装置１１０は、例えば、バッテリ１０８の電圧を検出する電圧センサ、バッテリ１０８からの充電電流または放電電流を検出する電流センサ、バッテリ１０８の温度を検出する温度センサなどから構成され、それらの各種センサから得られる情報に基づいてバッテリ１０８の充電状態（例えば電池残容量など）を演算し、その演算結果をコントローラ１１１へ送信する。例えば、バッテリ１０８の残容量SOC（State of Charge）は、バッテリ１０８への充放電電流やバッテリ１０８の電圧等に基づいて演算される。なお、バッテリ１０８としては、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、キャパシタなどが挙げられ、それらの電池のうち特性の異なる電池を並列に接続して当該バッテリを構成してもよい。
車載電装機器１０９は、発電機１０６やバッテリ１０８から供給される電力によって駆動する装置であり、例えば、エンジン１０１を動作させるための各種アクチュエータ（例えば、燃料供給装置や点火装置）、ヘッドライトやブレーキランプ、方向指示器などの灯火装置、ブロアファンやヒータなどの空調機器などから構成され、それら各種装置はコントローラ１１１と通信可能に接続されている。
また、外界情報取得装置１１２は、車両１００の周囲の外界情報を取得する装置であり、例えば、ナビゲーションシステムやカメラ、レーダ、車々間通信または路車間通信モジュールなどから構成され、この外界情報取得装置１１２によって取得された外界情報は定期的にコントローラ１１１へ送信される。
また、車両１００には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダル踏み込み量検出装置１１３、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダル踏み込み量検出装置１１４、車両１００の速度を検出する車速検出装置１１５などが搭載されており、アクセルペダル踏み込み量検出装置１１３、ブレーキペダル踏み込み量検出装置１１４、車両の速度を検出する車速検出手段１１５などによって検出された情報はコントローラ１１１へ定期的に送信される。
上記したエンジン１０１の動作状態を図２を参照して概説すると、まず、コントローラ１１１により電制スロットル２０１の開度（スロットル開度）が調整され、吸気管２０３に負圧が発生して吸気管２０３の内部に空気が取り込まれる。吸気管２０３の入口から取り込まれた空気はエアクリーナ２０２を通過し、吸気管２０３の途中に設けられたエアフローセンサ２０４で空気量（吸入空気量）が計測された後、電制スロットル２０１の入口へ導入される。なお、エアフローセンサ２０４による計測値（吸入空気量）はコントローラ１１１へ送信され、コントローラ１１１は、エアフローセンサ２０４から送信された吸入空気量に基づいて、排ガスの空燃比が理論空燃比となるような燃料噴射装置２０５の燃料噴射パルス幅を演算する。
電制スロットル２０１を通過した吸入空気は、コレクタ２０６を通過した後にインテークマニホールド２１６内に導入され、前記燃料噴射パルス幅に関する制御信号に従って燃料噴射装置２０５から噴射されたガソリン噴霧と混合されて混合気を形成し、その混合気は、吸気バルブ２０７の開閉に同期して燃焼室２０８へ導入される。吸気バルブ２０７を閉じた状態でピストン２０９の上昇過程で燃焼室２０８内で圧縮された混合気は、圧縮上死点直前付近でコントローラ１１１から送信された点火時期に従って点火された点火プラグ２１０により着火され、燃焼室２０８内で急速に膨張してピストン２０９を押し下げてエンジントルクを発生させる。このような過程を繰り返すことで、エンジン１０１の回転が維持される。なお、その際のエンジン１０１の回転速度（回転数）は、クランク角センサ２１１により検出されてコントローラ１１１へ送信される。
燃焼室２０８内で混合気が燃焼されて生成された排ガスは、ピストン２０９が上昇して排気バルブ２１２が開いた瞬間から燃焼室２０８から排気されて排気マニホールド２１３へ排出される。排気マニホールド２１３の下流には、排ガスを浄化するための三元触媒２１４が設けられ、排ガスが三元触媒２１４を通過する際にＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘといった排気成分が、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2へ変換される。なお、三元触媒２１４の入口には空燃比センサ２１５が設置され、この空燃比センサ２１５で計測された空燃比に関する情報はコントローラ１１１へ送信される。コントローラ１１１は、空燃比センサ２１５から送信された情報に基づいて排ガスの空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバック制御を実施する。
図３は、図１に示すコントローラの内部構成を概略的に示したものである。図示するように、コントローラ１１１は、主に、減速判定部３０１と再加速予測部３０２と燃料供給量演算部３０３と目標値演算部３１０を備え、目標値演算部３１０は、目標スロットル開度演算部３０４と目標発電電力演算部３０５を有している。
減速判定部３０１は、アクセルペダル踏み込み量検出装置１１３によって検出されたブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、車両１００が減速状態であるか否かを判定する。具体的には、減速判定部３０１は、アクセルペダルの踏み込み量がゼロであることを検知したときに「車両１００が減速状態である」と判定し、アクセルペダルの踏み込み量がゼロでないことを検知したときに「車両１００が減速状態でない」と判定する。
再加速予測部３０２は、減速判定部３０１から送信される判定結果に基づいて車両１００が減速状態であるか否かを判断し、車両１００が減速状態である（アクセルペダルの踏み込み量がゼロ）と判断したときに、外界情報取得装置１１２によって取得された車両１００の外界情報に基づいて車両１００が減速状態から再加速する可能性があるか否かを予測する。
具体的には、再加速予測部３０２は、例えば、自車両と前方車両との車間距離が所定値以上であって自車両と前方車両との相対速度が負のときに当該車両１００が再加速する可能性があると判断する。なお、相対速度とは、自車両の速度から前方車両の速度を引いた値であり、正のときは自車両の速度が前方車両の速度よりも速く自車両が前方車両に近づき、負のときは自車両の速度が前方車両の速度よりも遅く自車両が前方車両から離れることを意味する。また、再加速予測部３０２は、例えば、自車両と前方車両との車間距離が所定値以上であって前方車両の加速度が所定値以上になったときに当該車両１００が再加速する可能性があると判断する。さらに、再加速予測部３０２は、例えば、運転者によるウィンカー操作やハンドル操作等があったときに、自車両が前方車両を追い越す可能性があると判断して当該車両１００が再加速する可能性があると判断する。すなわち、再加速予測部３０２は、ウィンカースイッチがオン状態のときやハンドルの操舵角が所定値以上になったときに、当該車両１００が再加速する可能性があると判断する。また、再加速予測部３０２は、例えば、自車両の前方に車両が検知されないときに、当該車両１００が再加速する可能性があると判断する。
また、外界情報取得装置１１２を構成する各デバイスは故障検知機能を有しており、その故障検知機能によって検知される各デバイスの故障に関する情報がコントローラ１１１へ送信されるようになっている。再加速予測部３０２は、外界情報取得装置１１２から送信される各デバイスの故障に関する情報に基づき、外界情報取得装置１１２の各デバイスのいずれかもしくは複数が故障していると判断したときに、当該車両１００が再加速する可能性があると判断する。これにより、車両１００の運転性の悪化やエンジン１０１の停止、エンジン１０１の再始動の繰り返し等による燃費性能の悪化を抑制することができる。
燃料供給量演算部３０３は、減速判定部３０１から送信される判定結果及びクランク角センサ２１１によって検出されたエンジン１０１の回転数に基づいて燃料供給量を演算し、その演算結果（燃料供給量）に基づく制御信号をエンジン１０１へ送信する。
具体的には、燃料供給量演算部３０３は、図４に示すように、減速判定部３０１から送信される判定結果に基づいて車両１００が減速状態であるか否かを判断し（Ｓ４０１）、車両１００が減速状態であると判断したときに、クランク角センサ２１１によって検出されたエンジン１０１の回転数が所定値NE_th以上であるか否かを判断する（Ｓ４０２）。次いで、エンジン１０１の回転数が所定値NE_th以上であると判断したときには、エンジン１０１への燃料供給を停止してエンジン１０１を空転状態にする（Ｓ４０３）。一方で、車両１００が減速状態でないと判断したときやエンジン１０１の回転数が所定値NE_thよりも低いと判断したときは、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じた通常の燃料噴射制御を実施する（Ｓ４０４）。なお、所定値NE_thは、例えば、燃料供給停止状態から燃料供給を再開して点火プラグ２１０により該燃料を着火したときに、エンジン１０１の回転を維持し得る回転数に設定される。
目標値演算部３１０の目標スロットル開度演算部３０４は、減速判定部３０１から送信される判定結果、燃料供給量演算部３０３から送信される演算結果（燃料供給量）、及び再加速予測部３０２から送信される予測結果に基づいて、エンジン１０１に流入する空気量（吸入空気量）を調整する電制スロットル２０１の開度を演算し、その演算結果（目標スロットル開度）に基づく制御信号をエンジン１０１の電制スロットル２０１へ送信する。
具体的には、目標スロットル開度演算部３０４は、図５に示すように、減速判定部３０１から送信される判定結果に基づいて車両１００が減速状態であるか否かを判断し（Ｓ５０１）、車両１００が減速状態であると判断したときに、燃料供給量演算部３０３から送信される燃料供給量がゼロであるか否かを判断する（Ｓ５０２）。なお、車両１００が減速状態であると判断されたときにはアクセルペダルの踏み込み量がゼロとなっており、電制スロットル２０１の開度を全閉付近になるまで小さく設定し、燃料供給量がゼロになるまでその開度を維持する（図６の時刻T11〜T12）。
次いで、目標スロットル開度演算部３０４は、燃料供給量がゼロであると判断したときに、再加速予測部３０２から送信される予測結果に基づいて車両１００が減速状態から再加速する可能性があるか否かを判断し（Ｓ５０３）、車両１００が再加速する可能性がないと判断したときには、電制スロットル２０１を全閉付近から例えば全開状態になるまで徐々に開いていく（Ｓ５０４）（図６の時刻T12〜T13）。
一方、車両１００が減速状態でないと判断したときや車両１００が再加速する可能性があると判断したときは、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じた通常のスロットル制御を実施する（Ｓ５０５）。例えば、車両１００が減速状態であると判断し（アクセルペダルの踏み込み量がゼロ）、車両１００が再加速する可能性があると判断した場合には、電制スロットル２０１を全閉付近に維持する。また、例えば、車両１００が再加速する可能性がないと判断して電制スロットル２０１を全開状態になるまで開弁した後に車両１００が再加速する可能性があると判断した場合であり、アクセルペダルの踏み込み量がゼロである場合には、電制スロットル２０１を全閉付近になるまで徐々に閉じていく（図６の時刻T13〜T14）。
このように、車両１００が再加速する可能性がないと判断したときに電制スロットル２０１の開度（目標スロットル開度）を大きく設定することによって、エンジン１０１のポンピングロスを低減してエンジンフリクションを低減しながら、車両１００の再加速に起因する車両１００の燃費性能の悪化を抑制することができる。また、電制スロットル２０１の開度を徐々に開くことによって、エンジンフリクションの急激な低下に伴うトルクショックを防止することもできる。
なお、電制スロットル２０１の開度が小さい領域では、電制スロットル２０１の開度に対するエンジン１０１のポンピングロスの変動量が大きくなり、エンジンフリクションの低下に伴うトルクショックが大きくなる可能性がある。そのため、目標スロットル開度演算部３０４は、エンジン１０１への燃料供給を停止したときに、電制スロットル２０１の開度が小さい領域における開度の単位時間当たりの増加量もしくは減少量（電制スロットル２０１の開閉速度）が電制スロットル２０１の開度が大きい領域における電制スロットル２０１の開閉速度よりも小さくなるように電制スロットル２０１を開閉駆動することが好ましい。
また、目標値演算部３１０の目標発電電力演算部３０５は、減速判定部３０１から送信される判定結果、バッテリ状態検出装置１１０から送信されるバッテリ１０８の残容量SOC、燃料供給量演算部３０３から送信される演算結果（燃料供給量）、及び再加速予測部３０２から送信される予測結果に基づいて、バッテリ１０８の充電状態を調整する発電機１０６の発電電力を演算し、その演算結果（目標発電電力）に基づく制御信号を発電機１０６へ送信する。
具体的には、目標発電電力演算部３０５は、図７に示すように、減速判定部３０１から送信される判定結果に基づいて車両１００が減速状態であるか否かを判断し（Ｓ７０１）、車両１００が減速状態であると判断したときに、バッテリ１０８の残容量SOCが所定値SOC_th以上であるか否かを判断する（Ｓ７０２）。なお、所定値SOC_thは、例えば、バッテリ１０８が過放電状態とならない値やバッテリ１０８の劣化が進行しない値などに設定される。
次いで、目標発電電力演算部３０５は、バッテリ１０８の残容量SOCが所定値SOC_th以上であると判断したときに、バッテリ１０８の残容量SOCが十分であると判断し、発電機１０６を制御して発電させないようにする。すなわち、発電機１０６の発電電力（目標発電電力）をゼロに設定する（Ｓ７０３）。これにより、エンジン１０１への負荷を低減して燃料消費を抑制することができる。
次に、目標発電電力演算部３０５は、燃料供給量演算部３０３から送信される燃料供給量がゼロであるか否かを判断し（Ｓ７０４）、燃料供給量がゼロであると判断したときには、再加速予測部３０２から送信される予測結果に基づいて車両１００が減速状態から再加速する可能性があるか否かを判断する（Ｓ７０５）。そして、車両１００が再加速する可能性がないと判断したときには、発電機１０６の発電電力が最大となるように目標発電電力を設定する（Ｓ７０６）。
ここで、発電機１０６はその回転数に応じて発電可能な電力が変化するため、目標発電電力演算部３０５は、発電機１０６の回転数に応じて当該発電機１０６が発電可能な最大発電電力を予め演算する。また、バッテリ１０８が発電機１０６から受け入れ可能な電力（バッテリ充電可能電力）は、バッテリ１０８の残容量SOCが大きくなるに従って小さくなり、バッテリ１０８の残容量SOCが所定値以下になると一定となるため、目標発電電力演算部３０５は、バッテリ１０８の残容量SOCに応じたバッテリ充電可能電力を予め演算する。そして、目標発電電力演算部３０５は、予め演算した最大発電電力とバッテリ充電可能電力のうち値が小さい方を目標発電電力として設定する（図８参照）。なお、バッテリ充電可能電力はバッテリ１０８の性能によって規定される。
一方、目標発電電力演算部３０５は、車両１００が減速状態でないと判断したときやバッテリ１０８の残容量SOCが所定値SOC_thよりも低いと判断したとき、車両１００が再加速する可能性があると判断したときは、例えばアクセルペダルの踏み込み量やバッテリ１０８の残容量SOCに応じた通常の発電電力制御を実施する（Ｓ７０７）。例えば、車両１００の加速中においては、エンジン１０１の負荷が大きくならないように発電機１０６の目標発電電力をゼロに設定し、バッテリ１０８の残容量SOCが所定値SOC_thよりも低くなったときにはバッテリ１０８が過放電状態とならないように、あるいは、バッテリ１０８の劣化が進行しないように、バッテリ１０８に対する発電機１０６の目標発電電力を上昇させて該バッテリ１０８を充電する。さらに、バッテリ１０８の残容量SOCが別途の所定値SOC_th2よりも大きくなったときには、発電機１０６の目標発電電力をゼロに設定してもよい。
このように、車両１００が再加速する可能性がないと判断したときに発電機１０６の発電電力が最大となるように目標発電電力を設定することによって、車両１００の再加速に起因する車両１００の燃費性能の悪化を抑制しながら、エンジン１０１への燃料供給量がゼロの状態で運動エネルギを電気エネルギとして最大限に回収することができ、車両１００の燃費を一層高めることができる。
本実施形態１のコントローラ１１１では、外界情報取得装置１１２によって取得される車両１００の周囲の外界情報を利用して当該車両１００の減速状態からの再加速を予測した上で電制スロットル２０１を開くことによって、エンジン１０１のポンピングロスを低減してエンジンフリクションを低減し、車両１００の運動エネルギの損失が低減しながら、車両１００の再加速に起因する燃費性能の悪化を抑制することができる。また、車両１００の運動エネルギの損失が低減された状態で、発電機１０６の発電電力を大きく設定することによって、バッテリ１０８で回生し得る回生エネルギを効果的に高めることができ、車両１００全体としての燃費性能を格段に高めることができる。
［実施形態２］
図９は、本発明に係る車両制御装置の実施形態２の内部構成を概略的に示したものである。実施形態２の車両制御装置は、上記する実施形態１の車両制御装置に対して、主に目標値演算部の構成が相違しており、その他の構成は実施形態１の車両制御装置と同様である。したがって、実施形態１の車両制御装置と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図示するように、コントローラ１１１Ａは、主に、減速判定部３０１Ａと再加速予測部３０２Ａと燃料供給量演算部３０３Ａと目標駆動力演算部８０１Ａと目標エンジントルク演算部８０２Ａと目標値演算部３１０Ａを備え、目標値演算部３１０Ａは、目標スロットル開度演算部３０４Ａと目標発電電力演算部３０５Ａを有している。
目標駆動力演算部８０１Ａは、アクセルペダル踏み込み量検出装置１１３によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量及び車速検出装置１１５によって検出された車両１００の車速に基づいて目標駆動力を演算する。
具体的には、目標駆動力演算部８０１Ａは、図１０に示すように、予め記憶されたアクセルペダルの踏み込み量と車両１００の車速と目標駆動力の関係を規定するマップＭ１０に基づいて目標駆動力を演算する。なお、このマップＭ１０は、アクセルペダルの踏み込み量がゼロのときであって車両１００の車速が所定値Vth未満のときに正の目標駆動力を出力し、車両１００の車速が所定値Vth以上のときに負の目標駆動力を出力するように設定する。ここで、所定値Vthはクリープトルクを発生させる車速に設定する。これにより、アクセルペダルの踏み込み量がゼロであって車両１００の車速が所定値Vth未満のときに目標駆動力をクリープトルク相当とし、車両１００の車速が所定値Vth以上のときに目標駆動力をエンジンブレーキ相当とすることができる。
目標エンジントルク演算部８０２Ａは、以下の式（１）により、目標駆動力演算部８０１Ａから送信される目標駆動力TG_F、予め記憶された変速機１０２のギア比Gt、ディファレンシャル機構１０３のギア比Gf、及び駆動輪１０４の外径Trに基づいて目標エンジントルクTG_Tを演算する。
Figure 0006043249
目標値演算部３１０Ａの目標発電電力演算部３０５Ａは、上記した実施形態１と同様に、減速判定部３０１Ａから送信される判定結果、バッテリ状態検出装置１１０から送信されるバッテリ１０８の残容量SOC、燃料供給量演算部３０３Ａから送信される演算結果（燃料供給量）、及び再加速予測部３０２Ａから送信される予測結果に基づいて、バッテリ１０８の充電状態を調整する発電機１０６の発電電力を演算し、その演算結果（目標発電電力）に基づく制御信号を発電機１０６へ送信する。
目標値演算部３１０Ａの目標スロットル開度演算部３０４Ａは、目標エンジントルク演算部８０２Ａから送信される目標エンジントルク、目標発電電力演算部３０５Ａから送信される目標発電電力、クランク角センサ２１１によって検出されるエンジン１０１の回転数に基づいて、エンジン１０１に流入する空気量（吸入空気量）を調整する電制スロットル２０１の開度を演算し、その演算結果（目標スロットル開度）に基づく制御信号をエンジン１０１の電制スロットル２０１へ送信する。
具体的には、目標スロットル開度演算部３０４Ａは、図１１に示すように、目標発電電力演算部３０５Ａによって演算された目標発電電力を予め検出された発電機１０６の回転数で除して発電機１０６の発電負荷トルクを演算する。なお、発電機１０６の回転数は、発電機１０６に取り付けられた回転数センサから得られる情報に基づいて検出してもよいし、例えばオルタネータのように駆動ベルト１０７が固定プーリである場合には、エンジン１０１の回転数を取得し、そのエンジン１０１の回転数に固定プーリの比を乗じた値に基づいて推定してもよい。
また、目標スロットル開度演算部３０４Ａは、目標エンジントルク演算部８０２Ａによって演算された目標エンジントルクから発電負荷トルクを差し引いて目標フリクショントルクを演算する。すなわち、目標スロットル開度演算部３０４Ａは、目標エンジントルクを実現するために発電負荷トルクで賄えない分を目標フリクショントルクとして演算して出力する。そして、目標スロットル開度演算部３０４Ａは、予め記憶されたエンジン１０１の回転数と目標フリクショントルクと目標スロットル開度の関係を規定するマップＭ１１に基づいて目標スロットル開度を演算する。
このように、本実施形態２のコントローラ１１１Ａでは、目標発電電力演算部３０５Ａによりバッテリ１０８の充電状態（残容量SOC）に基づいて目標発電電力を演算すると共に、目標スロットル開度演算部３０４Ａによりその目標発電電力に基づいて目標スロットル開度を演算することによって、図１２に示すように、バッテリ１０８を効率的に充電しながら（時刻T21〜T23）、バッテリ１０８の充電状態に応じて電制スロットル２０１の開度を調整して（時刻T23〜T24）所望の目標駆動力を実現することができる。よって、バッテリ１０８の回生エネルギを確保しながら、バッテリ１０８の残容量SOCに起因する車両１００の減速度ばらつきを抑制して車両１００の運転性能を高めることができる。
［実施形態３］
図１３は、本発明に係る車両制御装置の実施形態３の内部構成を概略的に示したものである。実施形態３の車両制御装置は、上記する実施形態２の車両制御装置に対して、主に目標駆動力演算部の構成が相違しており、その他の構成は実施形態２の車両制御装置と同様である。したがって、実施形態２の車両制御装置と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図示するように、コントローラ１１１Ｂは、主に、減速判定部３０１Ｂと再加速予測部３０２Ｂと燃料供給量演算部３０３Ｂと目標停止位置演算部１３０１Ｂと目標駆動力演算部８０１Ｂと目標エンジントルク演算部８０２Ｂと目標値演算部３１０Ｂを備え、目標値演算部３１０Ｂは、目標スロットル開度演算部３０４Ｂと目標発電電力演算部３０５Ｂを有している。
目標停止位置演算部１３０１Ｂは、外界情報取得装置１１２により取得された車両１００の外界情報に基づいて、車両１００が停止すべき目標停止位置を演算する。具体的には、目標停止位置演算部１３０１Ｂは、自車両の位置から最も近い信号機が停止信号であるか否か、自車両の前方の車両が停止中であるか否か、自車両の前方に停止線があるか否か等に基づいて、車両１００が停止すべきか否かを判断し、自車両の位置から最も近い信号機が停止信号であることや、自車両の前方の車両が停止中であること、自車両の前方に停止線があることを検知したときに、車両１００が停止すべきと判断して目標停止位置を演算する。なお、目標停止位置は、例えば、外界情報取得装置１１２により取得された外界情報の自車両の前方の信号機、前方車両の後方位置、自車両の前方の停止線等から所定値だけ手前の位置に設定する。ここで、車両１００に衝突防止ブレーキ機構が搭載されている場合には、目標停止位置は、衝突防止ブレーキ作動時の停止位置等に設定してもよい。
目標駆動力演算部８０１Ｂは、減速判定部３０１Ｂから送信される判定結果、燃料供給量演算部３０３Ｂから送信される演算結果（燃料供給量）、再加速予測部３０２Ｂから送信される予測結果、目標停止位置演算部１３０１Ｂから送信される演算結果（目標停止位置）、及び車速検出装置１１５から送信される車両１００の車速に基づいて目標駆動力を演算し、その演算結果（目標駆動力）を目標エンジントルク演算部８０２Ｂへ送信する。
具体的には、目標駆動力演算部８０１Ｂは、図１４に示すように、減速判定部３０１Ｂから送信される判定結果に基づいて車両１００が減速状態であるか否かを判断し（Ｓ１４０１）、車両１００が減速状態であると判断したときに、燃料供給量演算部３０３Ｂから送信される燃料供給量がゼロであるか否かを判断する（Ｓ１４０２）。電制スロットル２０１の開度が小さく（例えば全閉付近に）設定され、エンジン１０１への燃料供給量がゼロであると判断したときには、再加速予測部３０２Ｂから送信される予測結果に基づいて車両１００が減速状態から再加速する可能性があるか否かを判断し（Ｓ１４０３）、車両１００が再加速する可能性がないと判断したときには、目標停止位置演算部１３０１Ｂから送信される目標停止位置に基づいて目標停止位置があるか否かを判断する（Ｓ１４０４）。次に、目標停止位置があると判断したときには、前記目標停止位置と自車両との距離Xstopを演算すると共に、以下の式（２）により、車両１００の車速Vと距離Xstopとに基づいて目標減速度（車両後方への加速度を正とする）TG_αを演算する（Ｓ１４０５）。
Figure 0006043249
そして、目標駆動力演算部８０１Ｂは、以下の式（３）により、Ｓ１４０５で演算された目標減速度TG_αに基づいて目標駆動力（車両前方への力を正とする）TG_FAを演算する（Ｓ１４０６）。なお、以下の式（３）において、Mは車両の重量、Cdは空気抵抗係数、Sは前面投影面積、Vは車速、gは重力加速度、θは路面勾配、uは転がり抵抗係数を表している。また、以下の式（３）において、括弧内は車両の走行抵抗と称することができる。
Figure 0006043249
なお、目標停止位置と自車両との距離Xstopが大きくなるに従って目標減速度TG_αは小さくする必要があるものの、目標減速度TG_αが小さくなり過ぎると、車両１００が減速中にも関わらず、目標駆動力TG_FAが正となって車両１００に駆動力が発生してしまう。そこで、車両１００の減速中に駆動力を発生させない範囲内で電制スロットル２０１の目標スロットル開度を調整するために、目標駆動力TG_FAを算出するための目標減速度TG_αは、以下の式（４）に示す関係を満たすように設定されることが好ましい。
Figure 0006043249
一方、車両１００が減速状態でないと判断したときや車両１００が再加速する可能性があると判断したとき、目標停止位置がないと判断したときには、例えばアクセルペダルの踏み込み量や車両１００の車速に応じた通常の駆動力制御を実施する（Ｓ１４０７）。すなわち、目標駆動力演算部８０１Ｂは、例えば図１０に基づき説明した演算方法に基づいて目標駆動力を算出する。
このように、本実施形態３のコントローラ１１１Ｂでは、目標停止位置演算部１３０１Ｂにより車両１００の外界情報に基づいて目標停止位置を演算すると共に、目標駆動力演算部８０１Ｂによりその目標停止位置に基づいて目標駆動力を演算した上で、目標発電電力演算部３０５Ｂにより目標発電電力を演算し、目標スロットル開度演算部３０４Ｂによりその目標発電電力に基づいて目標スロットル開度を演算する。これにより、図１５に示すように、車両１００が停止すべき目標停止位置に応じた減速度で減速され、その減速度に応じて電制スロットル２０１の開度が調整されることで（特に時刻T32〜T33）、運動エネルギの損失を抑制することができる。よって、車両１００を効率的に減速させて目標停止位置に停止させることができると共に、バッテリ１０８の回生エネルギを増加させて車両１００の燃費性能を高めることができる。
［実施形態４］
ところで、車両１００に、コーストストップ機構が搭載されている場合、エンジンブレーキによる減速とコーストストップによる減速を切り替えて利用することで、減速中のエンジン１０１の再始動を抑制し、車両１００の燃費性能を高めることができる。なお、コーストストップ機構とは、車両１００の減速時にエンジン１０１への燃料供給を中断してエンジン１０１を停止させ、クラッチ等を開放して車両１００を惰性走行させる機構である。一方、コーストストップによる減速を行うと、エンジン１０１が停止して発電機１０６も停止するため、車両１００の運動エネルギを電気エネルギとして回生できなくなり、車両１００の燃費性能が低下する可能性もある。
そこで、本実施形態４の車両制御装置では、車両１００の外界情報に基づいて、車両１００の走行状態に応じた適宜の時期にエンジンブレーキによる減速とコーストストップによる減速を切り替えることで、バッテリ１０８の回生エネルギを確保して車両１００の燃費性能を向上させる。
図１６は、本発明に係る車両制御装置の実施形態４の内部構成を概略的に示したものである。実施形態４の車両制御装置は、上記する実施形態３の車両制御装置に対して、主に動力伝達状態演算部を追加した点及び目標値演算部の構成が相違しており、その他の構成は実施形態３の車両制御装置と同様である。したがって、実施形態３の車両制御装置と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図示するように、コントローラ１１１Ｃは、主に、減速判定部３０１Ｃと再加速予測部３０２Ｃと燃料供給量演算部３０３Ｃと目標停止位置演算部１３０１Ｃと目標駆動力演算部８０１Ｃと目標エンジントルク演算部８０２Ｃと動力伝達状態演算部１７０１Ｃと目標値演算部３１０Ｃを備え、目標値演算部３１０Ｃは、目標スロットル開度演算部３０４Ｃと目標発電電力演算部３０５Ｃを有している。
ここで、上記コーストストップ機構を実現するために、エンジン１０１とディファレンシャル機構１０３の間に設けられる変速機１０２は、図１７に示すように、トルクコンバータ６０１Ｃと変速比可変部６０２Ｃと動力伝達制御部６０３Ｃを有している。変速機１０２は、ロックアップクラッチ機構を有するトルクコンバータ６０１Ｃによってエンジン１０１側からの出力トルクを受信し、変速比可変部６０２Ｃによってその変速比を変更し、乾式クラッチあるいは湿式クラッチ等からなる動力伝達制御部６０３Ｃによってディファレンシャル機構１０３側へエンジン１０１の動力を伝達するか否かを制御する。なお、変速比可変部６０２Ｃは、複数のギアを有する自動変速機であってもよいし、入力側／出力側のプーリの幅を調整して変速比を連続的に可変する無段変速機であってもよい。
コントローラ１１１Ｃの動力伝達状態演算部１７０１Ｃから動力伝達制御部６０３Ｃへ動力伝達状態に関する制御信号を送信し、その制御信号に基づいて前記動力伝達制御部６０３Ｃがエンジン１０１とディファレンシャル機構１０３（すなわち車両１００の駆動輪１０４）との間で動力を伝達したり遮断することによって、車両１００の減速中にエンジンブレーキによる減速とコーストストップによる減速を切り替えることができる。
上記した動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、図１６に示すように、目標停止位置演算部１３０１Ｃから送信される演算結果（目標停止位置）等に基づいて、動力伝達制御部６０３Ｃにおける動力伝達状態を演算し、その演算結果（動力伝達状態）を目標値演算部３１０Ｃの目標スロットル開度演算部３０４Ｃと目標発電電力演算部３０５Ｃへ送信する。
具体的には、動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、図１８に示すように、目標停止位置演算部１３０１Ｃから送信される目標停止位置に基づいて目標停止位置があるか否かを判断し（Ｓ１８０１）、目標停止位置があると判断したときには、コーストストップを推奨するか否かを判断する（Ｓ１８０２）。ここで、動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、コーストストップによる減速で目標停止位置に到達できずに車両１００を再加速させ、当該車両１００の燃費性能が低下する可能性を回避するために、自車両から目標停止位置までの距離Xstopとコーストストップで到達し得る距離Xcを算出し、距離Xstopが距離Xc以上であるときにコーストストップを推奨すると判断する。なお、減速中にエンジン１０１の回転数が所定値以下になると、エンジン１００を再始動して無駄な燃料消費が発生する可能性があるため、動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、距離Xstopが距離Xcよりも小さいときであっても、エンジン１０１の回転数が前記所定値以下であるときにはコーストストップを推奨すると判断してもよい。
コーストストップで到達可能な距離Xcは、車速検出装置１１５によって検出された車両１００の車速Vとコーストストップを実施したときの減速度（車両後方への加速度を正とする）αcに基づいて、以下の式（５）により算出される。
Figure 0006043249
また、コーストストップを実施したときの減速度αcは、以下の式（６）により算出される。なお、以下の式（６）において、Mは車両の重量、Cdは空気抵抗係数、Sは前面投影面積、Vは車速、gは重力加速度、θは路面勾配、uは転がり抵抗係数を表している。
Figure 0006043249
次いで、動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、コーストストップを推奨すると判断したときに、コーストストップの準備を開始する（Ｓ１８０３）。具体的には、動力伝達制御部６０３Ｃで動力伝達を開放（遮断）する前の事前処理として、電制スロットル２０１を徐々に開いて全開付近にしつつ、発電機１０６の発電電力（目標発電電力）をゼロにして発電機１０６の負荷トルクを小さくする（図２１の時刻T42〜T43）。
次に、動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、コーストストップ許可条件が成立したか否か、すなわち上記した事前処理が完了したか否かを判断し（Ｓ１８０４）、コーストストップ許可条件が成立したと判断したときには、動力伝達制御部６０３Ｃによりエンジン１０１とディファレンシャル機構１０３との間の動力伝達を遮断してコーストストップ処理を実施する（Ｓ１８０５）（図２１の時刻T43）。動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、定期的にエンジン再始動条件が成立したか否かを判断し（Ｓ１８０６）、エンジン再始動条件が成立したと判断するまでは、このコーストストップ処理を維持する。その際、電制スロットル２０１の目標スロットル開度をゼロ付近とし、電制スロットル２０１を全閉付近にまで閉じている。
動力伝達状態演算部１７０１Ｃは、エンジン再始動条件として、バッテリ１０８の残容量SOCが所定値以下になったか否か、車載電装機器１０９の電気負荷が高いか否か、エバポレータ温度が所定値以上になったか否か、ブレーキ負圧が低下したか否か、再加速予測部３０２Ｃによって車両１００が再加速する可能性があると判断されたか否か等を定期的に判断し、それらの少なくとも１つが成立したときにエンジン再始動条件が成立したと判断してエンジン１０１を再始動させる（Ｓ１８０７）。そして、エンジン１０１の再始動が完了した後に、動力伝達制御部６０３Ｃによりエンジン１０１とディファレンシャル機構１０３との間の動力伝達を再開する（Ｓ１８０８）。
目標値演算部３１０Ｃの目標スロットル開度演算部３０４Ｃは、主に、減速判定部３０１Ｃから送信される判定結果、燃料供給量演算部３０３Ｃから送信される演算結果（燃料供給量）、再加速予測部３０２Ｃから送信される予測結果、及び動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される演算結果（動力伝達状態）に基づいて、エンジン１０１に流入する空気量（吸入空気量）を調整する電制スロットル２０１の開度を演算し、その演算結果（目標スロットル開度）に基づく制御信号をエンジン１０１の電制スロットル２０１へ送信する。
具体的には、目標スロットル開度演算部３０４Ｃは、図１９に示すように、図５に基づき説明した実施形態１と同様のステップ（Ｓ１９０１〜Ｓ１９０５）を実施し、電制スロットル２０１を全閉付近から徐々に開いていく（Ｓ１９０４）、あるいは、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じた通常のスロットル制御を実施する（Ｓ１９０５）。
次いで、目標スロットル開度演算部３０４Ｃは、動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される動力伝達状態に基づいてコーストストップの準備が開始したか否かを判断し（Ｓ１９０６）、コーストストップの準備が開始したと判断したとき（図１８のＳ１８０３に対応）には、動力伝達を開放したときのトルクショックを低減するために、電制スロットル２０１を全開にし（Ｓ１９０７）、エンジンフリクションを低減する。目標スロットル開度演算部３０４Ｃは、定期的にコーストストップ処理を実施したか否かを判断し（Ｓ１９０８）、コーストストップ処理を実施したと判断するまでは、電制スロットル２０１を全開に維持する（図２１の時刻T42〜T43）。
次に、目標スロットル開度演算部３０４Ｃは、コーストストップ処理を実施したと判断したとき（図１８のＳ１８０５に対応）、エンジン再始動待機処理を実施する（Ｓ１９０９）。具体的には、次回のエンジン１０１の再始動時に無駄な空気流入による燃料消費を抑制するために、電制スロットル２０１を全閉付近に制御する（図２１の時刻T43）。ここで、コーストストップ状態ではエンジン１０１の回転が停止しており、電制スロットル２０１の開度の単位時間当たりの変化量（電制スロットル２０１の開閉速度）を大きくしてもトルクショックが発生しないことから、次回のエンジン１０１の再始動までの準備時間を短縮するために、電制スロットル２０１を全閉付近へ迅速に制御する。
そして、目標スロットル開度演算部３０４Ｃは、動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される動力伝達状態に基づいてエンジン１０１が再始動したか否かを判断し（Ｓ１９１０）、エンジン１０１が再始動したと判断した（図１８のＳ１８０７に対応）ときには、当該演算処理を終了する。
また、目標値演算部３１０Ｃの目標発電電力演算部３０５Ｃは、減速判定部３０１Ｃから送信される判定結果、バッテリ状態検出装置１１０から送信されるバッテリ１０８の残容量SOC、燃料供給量演算部３０３Ｃから送信される演算結果（燃料供給量）、再加速予測部３０２Ｃから送信される予測結果、及び動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される演算結果（動力伝達状態）に基づいて、バッテリ１０８の充電状態を調整する発電機１０６の発電電力を演算し、その演算結果（目標発電電力）に基づく制御信号を発電機１０６へ送信する。
具体的には、目標発電電力演算部３０５Ｃは、図２０に示すように、図７に基づき説明した実施形態１と同様のフロー（Ｓ２００１〜Ｓ２００５、Ｓ２００７）を実施する。また、目標発電電力演算部３０５Ｃは、動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される動力伝達状態に基づいてコーストストップの準備が開始したか否かを判断し（Ｓ２００８）、コーストストップの準備が開始したと判断したとき（図１８のＳ１８０３に対応）には、発電機１０６による発電負荷を小さくしてコースストップ時におけるトルクショックを抑制するために、発電機１０６の発電電力（目標発電電力）を徐々に低下させてゼロにする（Ｓ２００９）。一方、コーストストップの準備が開始していないと判断したときには、図７に基づき説明した実施形態１と同様、発電機１０６の発電電力が最大となるように目標発電電力を設定する（Ｓ２００６）。
このように、本実施形態４のコントローラ１１１Ｃでは、車両１００の外界情報に基づいて演算される目標停止位置に応じてエンジン１０１と駆動輪１０４との間の動力伝達状態を変更し、車両１００の走行状態に応じた適宜の時期にエンジンブレーキによる減速とコーストストップによる減速を切り替えることによって、バッテリ１０８の回生エネルギを確保して車両１００の燃費性能をより一層高めることができる。また、車両１００の減速時におけるエンジン１０１の低回転領域にてコーストストップを実施することによって、燃料再供給に起因する燃費の悪化を抑制することができる。また、コーストストップ処理を実施する以前に電制スロットル２０１の開度を大きくしたり、発電機１０６の発電電力を小さくすることによって、エンジンブレーキによる減速からコーストストップによる減速に切り替える際に発生し得るトルクショックを効果的に低減することができる。
なお、上記する実施形態４では、目標スロットル開度演算部３０４Ｃが、減速判定部３０１Ｃから送信される判定結果、燃料供給量演算部３０３Ｃから送信される燃料供給量、再加速予測部３０２Ｃから送信される予測結果、及び動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される動力伝達状態に基づいて電制スロットル２０１の開度を演算する形態について説明したが、例えば実施形態２、３と同様に、目標エンジントルク演算部８０２Ｃから送信される目標エンジントルク、目標発電電力演算部３０５Ｃから送信される目標発電電力、クランク角センサ２１１によって検出されるエンジン１０１の回転数、及び動力伝達状態演算部１７０１Ｃから送信される動力伝達状態等に基づいて電制スロットル２０１の開度を演算してもよい。
なお、本発明は上記した実施形態１〜４に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態１〜４は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１００ 車両
１０１ エンジン
１０２ 変速機
１０３ ディファレンシャル機構
１０４ 駆動輪
１０５ スタータモータ
１０６ 発電機
１０７ 駆動ベルト
１０８ バッテリ
１０９ 車載電装機器
１１０ バッテリ状態検出装置
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ コントローラ
１１２ 外界情報取得装置
１１３ アクセルペダル踏み込み量検出装置
１１４ ブレーキペダル踏み込み量検出装置
１１５ 車速検出装置
２０１ 電制スロットル（スロットル）
２０２ エアクリーナ
２０３ 吸気管
２０４ エアフローセンサ
２０５ 燃料噴射装置
２０６ コレクタ
２０７ 吸気バルブ
２０８ 燃焼室
２０９ ピストン
２１０ 点火プラグ
２１１ クランク角センサ
２１２ 排気バルブ
２１３ 排気マニホールド
２１４ 三元触媒
２１５ 空燃比センサ
２１６ インテークマニホールド
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ 減速判定部
３０２、３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ 再加速予測部
３０３、３０３Ａ、３０３Ｂ、３０３Ｃ 燃料供給量演算部
３０４、３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃ 目標スロットル開度演算部
３０５、３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃ 目標発電電力演算部
３１０、３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ 目標値演算部
６０１Ｃ トルクコンバータ
６０２Ｃ 変速比可変部
６０３Ｃ 動力伝達制御部
８０１Ａ、８０１Ｂ、８０１Ｃ 目標駆動力演算部
８０２Ａ、８０２Ｂ、８０２Ｃ 目標エンジントルク演算部
１３０１Ｂ、１３０１Ｃ 目標停止位置演算部
１７０１Ｃ 動力伝達状態演算部

Claims (22)

  1. 車両に搭載されたエンジンの負荷とバッテリの充電状態とを調整して前記車両の燃費性能を制御する車両制御装置であって、
    外界情報に基づいて前記車両の減速状態からの再加速を予測する再加速予測部と、
    前記再加速予測部による予測結果に基づいて、前記エンジンに流入する空気量を調節するスロットルの目標スロットル開度と前記エンジンにより駆動されて前記バッテリへ電力を供給する発電機の目標発電電力とを演算する目標値演算部と、
    前記エンジンと前記車両の駆動輪との間で伝達される動力の伝達状態を演算する動力伝達状態演算部と、を備え、
    前記目標値演算部は、前記再加速予測部による予測結果と前記動力伝達状態演算部による演算結果とに基づいて前記目標スロットル開度と前記目標発電電力とを演算することを特徴とする車両制御装置。
  2. 車両に搭載されたエンジンの負荷とバッテリの充電状態とを調整して前記車両の燃費性能を制御する車両制御装置であって、
    外界情報に基づいて前記車両の減速状態からの再加速を予測する再加速予測部と、
    前記再加速予測部による予測結果に基づいて、前記エンジンに流入する空気量を調節するスロットルの目標スロットル開度と前記エンジンにより駆動されて前記バッテリへ電力を供給する発電機の目標発電電力とを演算する目標値演算部と、を備え、
    前記目標値演算部は、前記車両が再加速する可能性がないと予測したときの前記目標発電電力を前記車両が再加速する可能性があると予測したときの前記目標発電電力よりも大きく設定することを特徴とする車両制御装置。
  3. 車両に搭載されたエンジンの負荷とバッテリの充電状態とを調整して前記車両の燃費性能を制御する車両制御装置であって、
    外界情報に基づいて前記車両の減速状態からの再加速を予測する再加速予測部と、
    前記再加速予測部による予測結果に基づいて、前記エンジンに流入する空気量を調節するスロットルの目標スロットル開度と前記エンジンにより駆動されて前記バッテリへ電力を供給する発電機の目標発電電力とを演算する目標値演算部と、
    前記エンジンと前記車両の駆動輪との間で伝達される動力の伝達状態を演算する動力伝達状態演算部と、を備え、
    前記目標値演算部は、前記再加速予測部による予測結果と前記動力伝達状態演算部による演算結果とに基づいて前記目標スロットル開度と前記目標発電電力とを演算するとともに、前記車両が再加速する可能性がないと予測したときの前記目標発電電力を前記車両が再加速する可能性があると予測したときの前記目標発電電力よりも大きく設定することを特徴とする車両制御装置。
  4. 前記目標値演算部は、前記再加速予測部による予測結果に基づいて前記目標発電電力を演算する目標発電電力演算部と、前記再加速予測部による予測結果に基づいて前記目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算部と、を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  5. 前記目標値演算部は、前記再加速予測部による予測結果に基づいて前記目標発電電力を演算する目標発電電力演算部と、前記目標発電電力演算部による演算結果に基づいて前記目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算部と、を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  6. 前記車両制御装置は、前記車両の目標駆動力を演算する目標駆動力演算部と、該目標駆動力演算部による演算結果に基づいて前記エンジンの目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算部と、を更に備え、
    前記目標スロットル開度演算部は、前記目標発電電力演算部による演算結果と前記目標エンジントルク演算部による演算結果とに基づいて前記目標スロットル開度を演算することを特徴とする、請求項５に記載の車両制御装置。
  7. 前記車両制御装置は、外界情報に基づいて前記車両の目標停止位置を演算する目標停止位置演算部を更に備え、
    前記目標駆動力演算部は、前記目標停止位置演算部による演算結果に基づいて前記目標駆動力を演算することを特徴とする、請求項６に記載の車両制御装置。
  8. 前記目標値演算部は、前記再加速予測部による予測結果と前記動力伝達状態演算部による演算結果とに基づいて前記目標発電電力を演算する目標発電電力演算部と、前記再加速予測部による予測結果と前記動力伝達状態演算部による演算結果とに基づいて前記目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算部と、を有することを特徴とする、請求項１又は３に記載の車両制御装置。
  9. 前記目標値演算部は、前記再加速予測部による予測結果と前記動力伝達状態演算部による演算結果とに基づいて前記目標発電電力を演算する目標発電電力演算部と、前記目標発電電力演算部による演算結果と前記動力伝達状態演算部による演算結果とに基づいて前記目標スロットル開度を演算する目標スロットル開度演算部と、を有することを特徴とする、請求項１又は３に記載の車両制御装置。
  10. 前記目標値演算部は、前記車両が再加速する可能性がないと予測したときの前記目標スロットル開度を前記車両が再加速する可能性があると予測したときの前記目標スロットル開度よりも大きく設定することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  11. 前記目標値演算部は、前記車両が再加速する可能性がないと予測したときの前記目標スロットル開度を全開に設定することを特徴とする、請求項１０に記載の車両制御装置。
  12. 前記車両制御装置は、前記エンジンへの燃料供給を停止したときに、前記スロットルの開度が小さい領域における開閉速度が前記スロットルの開度が大きい領域における開閉速度よりも小さくなるように前記目標スロットル開度に基づいて前記スロットルを開閉駆動することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  13. 前記目標駆動力演算部は、アクセルペダルの踏み込み量と車速とに基づいて前記目標駆動力を演算することを特徴とする、請求項６に記載の車両制御装置。
  14. 前記目標駆動力演算部は、車両前方への加速度を発生させないように前記目標駆動力を設定することを特徴とする、請求項６に記載の車両制御装置。
  15. 前記車両制御装置は、外界情報に基づいて前記車両の目標停止位置を演算する目標停止位置演算部を更に備え、
    前記動力伝達状態演算部は、前記車両から前記目標停止位置までの距離が前記エンジンと前記車両の駆動輪との間の動力伝達を遮断した状態で前記車両が到達する距離以上であるとき、あるいは、前記エンジンの回転数が燃料を再供給する回転数以下であるときに、前記エンジンと前記車両の駆動輪との間の動力伝達を遮断することを特徴とする、請求項１又は３に記載の車両制御装置。
  16. 前記動力伝達状態演算部は、前記エンジンと前記車両の駆動輪との間の動力伝達を遮断する以前に前記目標スロットル開度を全開に設定することを特徴とする、請求項１又は３に記載の車両制御装置。
  17. 前記動力伝達状態演算部は、前記エンジンと前記車両の駆動輪との間の動力伝達を遮断した後に前記目標スロットル開度を全閉に設定することを特徴とする、請求項１６に記載の車両制御装置。
  18. 前記動力伝達状態演算部は、前記エンジンと前記車両の駆動輪との間の動力伝達を遮断する以前に前記目標発電電力をゼロに設定することを特徴とする、請求項１又は３に記載の車両制御装置。
  19. 前記再加速予測部は、アクセルペダルの踏み込み量がゼロのときであって前記車両と前方車両との車間距離が所定値以上且つ前記車両が前方車両から離れるとき、あるいは、アクセルペダルの踏み込み量がゼロのときであって前記車両と前方車両との車間距離が所定値以上且つ前方車両の加速度が所定値以上であるとき、前記車両が再加速する可能性があると予測することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  20. 前記再加速予測部は、外界情報を取得するための外界情報取得手段が故障していると判断したとき、前記車両が再加速する可能性があると予測することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
  21. 前記目標停止位置演算部は、前記車両の位置から最も近い信号機が停止信号であること、前記車両の前方の車両が停止中であること、または、前記車両の前方に停止線があることを検知したときに、前記目標停止位置を演算することを特徴とする、請求項７に記載の車両制御装置。
  22. 前記目標停止位置演算部は、前記車両の前方の信号機、前記車両の前方の車両の後方位置、または、前記車両の前方の停止線から所定値だけ手前の位置に前記目標停止位置を設定することを特徴とする、請求項７に記載の車両制御装置。
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