JPWO2011135679A1

JPWO2011135679A1 - 発電制御装置及び発電制御システム

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Publication number: JPWO2011135679A1
Application number: JP2010540742A
Authority: JP
Inventors: 宏和加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2013-07-18
Also published as: CN102308068A; WO2011135679A1; US20110307145A1; DE112010005526T5

Abstract

車両（２）を走行させる動力源（７）の動力によって発電可能な発電装置（１６）を制御して、動力源（７）が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に車両（２）の加速時の発電を抑制し車両（２）の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、動力源（７）の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に車両（２）の減速時の発電を抑制し車両（２）の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能であることから、適正に発電を行うことができる。

Description

本発明は、発電制御装置及び発電制御システムに関する。

従来の発電制御装置、あるいは、発電制御システムとして、例えば、特許文献１にはエンジンが発生させた動力により発電可能なオルタネータ等の車両の補機を駆動する補機駆動装置が開示されている。この補機駆動装置は、車両の走行中にエンジンの自動停止条件が成立した場合に、エンジンが発生させた動力によりオルタネータを駆動し発電する状態から車両の減速時の慣性力によりオルタネータを駆動し発電する状態へと切り替えるものである。

特開２００２−１７４３０５号公報

ところで、上述のような特許文献１に記載の補機駆動装置は、例えば、補機であるオルタネータ等の発電制御の点でさらなる改善が望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に発電を行うことができる発電制御装置及び発電制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発電制御装置は、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置を制御して、前記動力源が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能であることを特徴とする。

また、上記発電制御装置では、前記車両は、操作に応じて前記惰性走行に移行可能であるものとすることができる。

また、上記発電制御装置では、前記車両の運転状態に応じて前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替えるものとすることができる。

また、上記発電制御装置では、所定の走行区間での前記惰性走行の有無に応じて前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替えるものとすることができる。

また、上記発電制御装置では、前記車両の減速走行区間で前記惰性走行があった場合に前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替えるものとすることができる。

また、上記発電制御装置では、所定の走行区間での少なくとも最初の前記惰性走行の後に前記第１発電制御から前記第２発電制御に切り替えるものとすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る発電制御システムは、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置と、前記発電装置を制御して、前記動力源が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能である発電制御装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係る発電制御装置、発電制御システムは、第１発電制御と第２発電制御とを適宜切り替えることで、適正に発電を行うことができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両の概略構成図である。図２は、実施形態に係るＥＣＵによる減速時充電制御の一例を説明するタイムチャートである。図３は、実施形態に係るＥＣＵによる加速時充電制御の一例を説明するタイムチャートである。図４は、実施形態に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明に係る発電制御装置及び発電制御システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る車両の概略構成図、図２は、実施形態に係るＥＣＵによる減速時充電制御の一例を説明するタイムチャート、図３は、実施形態に係るＥＣＵによる加速時充電制御の一例を説明するタイムチャート、図４は、実施形態に係るＥＣＵによる制御の一例を説明するフローチャートである。

本実施形態の発電制御システムとしての車両制御システム１は、図１に示すように、車両２に搭載され、この車両２を制御するためのシステムである。車両２は、駆動輪３を回転駆動して推進するために、走行用動力源（原動機）として、車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生させる動力源、ここでは、燃料を消費して車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生させる内燃機関としてのエンジン７を備える。なお、この車両２は、走行用動力源として、エンジン７に加えてさらに、発電可能な電動機としてのモータジェネレータなどを備えたいわゆる「ハイブリッド車両」であってもよい。

本実施形態の車両制御システム１は、図１に示すように、駆動装置４と、状態検出装置５と、発電制御装置としてのＥＣＵ６とを備える。この車両制御システム１は、典型的には、車両２の走行中にＥＣＵ６が運転者の操作に応じてエンジン７の作動を停止しこの車両２を惰性走行（コースト）させ、いわゆるフリーラン状態とする制御に移行可能であり、これにより、燃費の向上を図るように構成されたシステムである。

なお、以下で説明する車両制御システム１は、車両２の各部を制御するためのシステムであると共に、発電装置としてのオルタネータ１６を備えこのオルタネータ１６を制御する車両用の発電制御システムでもある。つまり、車両制御システム１は、車両用の発電制御システムとしての機能も有している。すなわち、以下の説明では、車両制御システム１は、発電制御システムとしても兼用されるものとして説明するが、これに限らず、車両制御システムと発電制御システムとが別個に構成されていてもよい。同様に、ＥＣＵ６は、車両２の各部を制御するための車両制御装置であると共に、オルタネータ１６を制御する車両用の発電制御装置でもある。つまり、ＥＣＵ６は、車両用の発電制御装置としての機能も有している。すなわち、以下の説明では、ＥＣＵ６は、発電制御装置としても兼用されるものとして説明するが、これに限らず、車両制御装置と発電制御装置とが別個に構成されていてもよい。

駆動装置４は、内燃機関としてのエンジン７を有し、このエンジン７により駆動輪３を回転駆動するものである。より詳細には、駆動装置４は、エンジン７、クラッチ８、変速機９、回生装置１０などを含んで構成される。駆動装置４は、エンジン７の内燃機関出力軸としてのクランク軸１１と変速機９の変速機入力軸１２とがクラッチ８を介して接続され、変速機９の変速機出力軸１３が差動機構、駆動軸などを介して駆動輪３に接続される。

エンジン７は、燃料を消費して車両２の駆動輪３に作用させる動力を発生させる動力源であり、駆動輪３と連結され駆動輪３に作用させるエンジントルク（機関トルク）を発生させることができる。エンジン７は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどがその一例である。エンジン７は、燃料の燃焼に伴ってクランク軸１１に機械的な動力（エンジントルク）を発生させ、この機械的動力をクランク軸１１から駆動輪３に向けて出力可能である。

ここで、この車両２は、スタータ（モータ）１４、空気調和機（不図示）の圧縮機（いわゆるエアコンコンプレッサ）１５、オルタネータ１６など間接的に車両２の走行を補助するための種々の補機を含んで構成される。スタータ１４は、エンジン７に設けられ、バッテリ１７からの給電によって駆動する。スタータ１４は、その出力が動力伝達部を介してクランク軸１１に伝達され、これにより、エンジン７のクランク軸１１を回転始動（クランキング）する。圧縮機１５、オルタネータ１６は、エンジン７に設けられ、各駆動軸１５ａ、１６ａが動力伝達部（プーリやベルト等）１８を介してクランク軸１１に連結され、これにより、このクランク軸１１の回転に連動して駆動する。例えば、オルタネータ１６は、車両を走行させる動力源であるエンジン７の動力によって発電可能な発電装置であり、エンジン７の駆動中（クランク軸１１の回転中）に発電し、発電した電力をバッテリ１７に蓄えることができる。なお、この車両２は、バッテリ１７とは別の蓄電部（バッテリブーストコンバータ）１９が設けられており、発電された電力をこの蓄電部１９に蓄えることもできる。

クラッチ８は、車両２の走行中に駆動輪３とクランク軸１１との連結を切り離すことができる機構であり、動力の伝達経路においてエンジン７と駆動輪３との間に設けられる。クラッチ８は、種々の公知のクラッチを用いることができ、クランク軸１１と変速機入力軸１２とを動力伝達可能に係合可能かつ動力伝達不能に遮断可能に接続する。クラッチ８は、エンジン７側の回転部材であるクランク軸１１と駆動輪３側の回転部材である変速機入力軸１２とを係合状態とすることでクランク軸１１と変速機入力軸１２との間で動力を伝達可能であり、クランク軸１１からの機械的動力を駆動輪３に向けて伝達することができる。また、クラッチ８は、クランク軸１１と変速機入力軸１２とを解放状態とすることでクランク軸１１と変速機入力軸１２との間で動力の伝達を遮断可能であり、クランク軸１１から駆動輪３への機械的動力を遮断することができる。このクラッチ８は、運転者によるクラッチペダル２０の操作（クラッチ操作）に応じて、係合状態と解放状態とをこれらの中間の半係合状態を介して適宜切り替えることができる。

変速機９は、動力の伝達経路におけるクラッチ８と駆動輪３との間に設けられ、エンジン７の回転出力を変速して出力可能である。変速機９は、例えば、手動変速機（ＭＴ）、有段自動変速機（ＡＴ）、無段自動変速機（ＣＶＴ）、マルチモードマニュアルトランスミッション（ＭＭＴ）、シーケンシャルマニュアルトランスミッション（ＳＭＴ）、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）など種々の公知の構成のものを用いることができる。変速機９は、変速機入力軸１２に入力される回転動力を所定の変速比で変速して変速機出力軸１３に伝達することができ、この変速機出力軸１３から駆動輪３に向けて出力することができる。

以下の説明では、特に断りのない限り、この変速機９は、手動変速機であるものとして説明する。手動変速機としての変速機９は、複数のギア段（変速段）を有しており、運転者によるシフトレバー２１の操作（シフト操作）に応じて、複数のギア段のうちの任意の１つが選択される。変速機９は、選択されたギア段を介して動力の伝達を行うことで、この選択されたギア段に割り当てられた変速比に応じて変速機入力軸１２に入力される回転動力を変速して変速機出力軸１３から出力する。また、この変速機９は、いわゆるＮ（ニュートラル）ポジションを含んで構成される。変速機９は、運転者によるシフト操作によりＮポジションが選択されると、変速機入力軸１２と変速機出力軸１３との間でギア段の係合がない状態となり、変速機入力軸１２と変速機出力軸１３との連結が解除された状態となる。したがって、この変速機９は、Ｎポジションが選択されると、クラッチ８が係合状態であっても、クランク軸１１から駆動輪３への機械的動力の伝達が遮断された状態となり、エンジン７からの動力の伝達を行わない状態となる。

回生装置１０は、車両２の走行中に運動エネルギを回生するものである。回生装置１０は、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能を備えた装置である。回生装置１０は、エンジン７が停止している際に発電有無を制御できるものであり、ここでは変速機９の変速機出力軸１３から駆動輪３までの動力伝達経路上に配設される。回生装置１０は、例えば、変速機出力軸１３あるいはこれに一体回転可能に連結されたプロペラ軸などの回転軸が機械的動力を受けて回転することで回生による発電が可能であり、この発電によって生じた電力は、バッテリ１７や蓄電部１９などの蓄電装置に蓄えられる。このとき、回生装置１０は、変速機出力軸１３あるいはこれに一体回転可能に連結された回転軸に生じる回転抵抗により、この回転を制動（回生制動）することができ、結果的に車両２に制動力を付与することができる。回生装置１０は、例えば、オルタネータ等のジェネレータ、ジェネレータとして動作可能なモータなどにより構成されるが、さらに、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能も兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータによって構成されてもよい。なお、この車両２は、回生装置１０とは別個に油圧式のブレーキ装置（不図示）なども備えている。

上記のように構成される駆動装置４は、エンジン７が発生させた動力をクラッチ８、変速機９などを介して駆動輪３に伝達することができる。この結果、車両２は、駆動輪３の路面との接地面に駆動力［Ｎ］が生じ、これにより走行することができる。また、駆動装置４は、回生装置１０による回生制動時には、回生により変速機出力軸１３あるいはこれに一体回転可能に連結された回転軸に負のトルクである回生トルクを発生させることができる。この結果、車両２は、駆動輪３の路面との接地面に制動力［Ｎ］が生じ、これにより制動することができる。

状態検出装置５は、車両２の運転状態を検出するものであり、各種センサなどを含んで構成される。状態検出装置５は、ＥＣＵ６と電気的に接続されており、相互に検出信号や駆動信号、制御指令等の情報の授受を行うことができる。状態検出装置５は、例えば、運転者によるアクセルペダル２２ａの操作量を検出するアクセルセンサ２２、運転者によるブレーキペダル２３ａの操作量を検出するブレーキセンサ２３、車両２の走行速度である車速を検出する車速センサ２４などを含む。ここでアクセルペダル２２ａの操作量は、例えば、アクセル開度であり、典型的には、運転者が車両２に要求する加速要求操作の操作量に応じた値に相当する。ブレーキペダル２３ａの操作量は、例えば、ブレーキペダル２３ａのペダル踏力であり、典型的には、運転者が車両２に要求する制動要求操作の操作量に応じた値に相当する。また、アクセル操作とは、車両２に対する加速要求操作であり、典型的には、運転者がアクセルペダル２２ａを踏み込む操作である。ブレーキ操作とは、車両２に対する制動要求操作であり、典型的には、運転者がブレーキペダル２３ａを踏み込む操作である。そして、アクセル操作、ブレーキ操作がオフである状態とは、それぞれ、アクセル開度、ペダル踏力が所定値以下、典型的には０以下である状態である。

ＥＣＵ６は、駆動装置４やオルタネータ１６などの車両２の各部の駆動を制御するものである。ＥＣＵ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ６は、例えば、エンジン７などの駆動装置４の各部に設けられた種々のセンサが電気的に接続される。そして、ＥＣＵ６は、エンジン７の燃料噴射装置、点火装置やスロットル弁装置、回生装置１０、バッテリ１７、インバータ（不図示）、スタータ１４やオルタネータ１６などの種々の補機、蓄電部１９などが電気的に接続され、また、例えば、変速機９がＡＴ、ＣＶＴ、ＭＭＴ、ＳＭＴ、ＤＣＴなどである場合にはクラッチ８、変速機９などに油圧制御装置（不図示）を介して接続される。ＥＣＵ６は、種々のセンサから検出した検出結果に対応した電気信号が入力され、入力された検出結果に応じてこれら各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。

このＥＣＵ６は、車両２の走行中において、エンジン７を始動し、又は作動を停止して、エンジン７の作動状態と非作動状態とを切り替えることが可能となっている。ここで、エンジン７を作動させた状態とは、燃焼室で燃料を燃焼して生じる熱エネルギをトルクなどの機械的エネルギの形で出力する状態である。一方、エンジン７の非作動状態、すなわち、エンジン７の作動を停止させた状態とは、燃焼室で燃料を燃焼させずトルクなどの機械的エネルギを出力しない状態である。

そして、ＥＣＵ６は、上述したように、車両２の走行中に運転者の所定の操作に応じて駆動装置４のエンジン７での燃料の消費を停止し非作動状態としこの車両２を惰性走行させ、いわゆるフリーラン状態とする制御に移行可能である。すなわち、車両２は、運転者の意思によって操作に応じて惰性走行すなわちフリーランに移行可能である。本実施形態のＥＣＵ６は、車両２のフリーラン状態においては、エンジン７の燃焼室への燃料の供給を停止し（フューエルカット）、エンジン７による動力の発生を停止させる動力源停止制御を実行する。これにより、ＥＣＵ６は、駆動装置４のエンジン７などに機械的動力を出力させることなく、車両２の慣性力により惰性で走行する惰性走行を行うことができ、燃費を向上させることができる。つまり、車両２のフリーラン状態とは、駆動輪３において、エンジン７が発生させるエンジントルク（モータジェネレータを備える場合にはモータトルク）による駆動トルク（駆動力）、及び、エンジン７が発生させるエンジンブレーキトルクやブレーキ装置が発生させるブレーキトルクによる制動トルク（制動力）が作用せず、車両２の慣性力により走行する状態であり、運転者による所定のフリーラン（惰性走行）操作に応じて実行される。

なお、ＥＣＵ６は、上記のように車両２に回生装置１０が搭載されている場合、車両２のフリーラン状態においては、基本的には、この回生装置１０による回生を禁止、あるいは、必要最小限の発電に抑制し、回生装置１０が発生させる回生トルクを必要最小限にとどめるようにしている。これにより、ＥＣＵ６は、車両２の走行中にフリーランを用いることによる燃費向上の効果が目減りしてしまうことを抑制することができる。

ここで、例えば、本実施形態のように変速機９がＭＴである場合には、運転者の所定のフリーラン操作は、車両２の走行中に運転者がアクセル操作をオフし、クラッチ操作によりクラッチ８を解放状態とし、シフト操作によりＮポジションを選択した後、クラッチ８を再び係合状態とする一連の操作などである。ＥＣＵ６は、車両２の走行中に運転者が上記所定のフリーラン操作を行った際に、駆動装置４での燃料の消費を停止しこの車両２を惰性走行させフリーラン状態とする制御に移行する。なお、変速機９がＡＴ、ＣＶＴ、ＭＭＴ、ＳＭＴ、ＤＣＴなどである場合には、運転者の所定のフリーラン操作は、例えば、車両２の走行中に運転者がアクセル操作及びブレーキ操作をオフとする一連の操作などである（例えば、これにシフト操作によりＮレンジを選択する操作を加えてもよい。）。また、運転者の所定のフリーラン操作は、上記のものには限られず、例えば、フリーラン操作専用のスイッチやレバーの操作であってもよい。

また、ＥＣＵ６は、車両２のフリーラン中に運転者の所定の操作に応じて駆動装置４のエンジン７での燃料の消費を開始（再開）し作動状態とし、この車両２を通常の走行状態とする制御に移行可能である。車両２の通常の走行状態とは、駆動輪３において、エンジン７が発生させるエンジントルク（モータジェネレータを備える場合にはモータトルク）による駆動トルク（駆動力）、又は、エンジン７が発生させるエンジンブレーキトルクや回生装置１０が発生させる回生トルク、ブレーキ装置が発生させるブレーキトルクによる制動トルク（制動力）が作用する走行する状態であり、運転者による所定のフリーラン解除操作に応じて実行される。ここで、運転者の所定のフリーラン解除操作は、例えば、車両２のフリーラン中における所定のギア段への変速操作やアクセル操作又はブレーキ操作のオンなどの操作である。

そして、このＥＣＵ６は、上述したようにオルタネータ１６を制御するための車両用の発電制御装置としても機能する。ＥＣＵ６は、オルタネータ１６を制御する発電制御、さらに言えば、オルタネータ１６の発電量を制御する発電制御を実行することができる。オルタネータ１６は、上述したようにエンジン７から機械的動力が動力伝達部１８などを介して伝達されて作動し、エンジン７のクランク軸１１が回転し動力を出力している際に発電有無を制御できるものである。オルタネータ１６は、例えば、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、回転子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などにより構成される。オルタネータ１６は、フィールドコイルを通電状態で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。また、オルタネータ１６は、電圧レギュレータを備えており、ＥＣＵ６から入力される制御信号に従い、電圧レギュレータ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し、ステータコイルに発生する誘起電力が調節され発電量が調節される。

ところで、本実施形態の車両制御システム１は、例えば、ＥＣＵ６がオルタネータ１６の発電制御を車両２の走行状態に応じて適宜切り替えることで、全体として走行状態に応じて適正に発電を行うことができるようにしている。本実施形態のＥＣＵ６は、エンジン７が作動した作動状態で加減速走行する通常走行がなされる場合と、エンジン７の作動が停止した非作動状態で走行する惰性走行、すなわち、フリーランを含む加減速走行がなされる場合とでオルタネータ１６の発電制御の制御態様を切り替えることで、適正に発電を行うことができるようにしている。

具体的には、本実施形態のＥＣＵ６は、オルタネータ１６を制御して、第１発電制御としての減速時充電制御と、第２発電制御としての加速時充電制御とを切り替え可能である。

ここで、通常走行とは、より具体的には、エンジン７が作動した作動状態でこのエンジン７が発生させる動力を走行用動力として用いた走行である。一方、フリーラン（惰性走行）とは、上述したように、エンジン７の作動が停止した非作動状態でエンジン７での燃料の消費を停止した状態での走行であり、典型的には、クラッチ８、あるいは、変速機９にてクランク軸１１と駆動輪３との連結が切り離された状態となりクランク軸１１の回転が停止した状態での走行である。車両２は、典型的には、フリーランの際には例えば路面や大気などからうける走行抵抗によって減速する。

減速時充電制御は、通常走行がなされる場合、典型的には、この通常走行が多用される場合に実行される発電制御である。減速時充電制御は、車両２の加速時の発電を抑制し車両２の減速時の発電を主として発電しバッテリ１７や蓄電部１９を充電する制御である。ＥＣＵ６は、通常走行が多用される場合に、発電制御として、この減速時充電制御を実行する。ＥＣＵ６は、オルタネータ１６を制御して、車両２の加速時の発電量を相対的に小さくし減速時の発電量を相対的に大きくすることで減速時充電制御を実行する。典型的には、ＥＣＵ６は、減速時充電制御においては車両２の加速時のオルタネータ１６による発電量をゼロにする。なお、ＥＣＵ６は、減速時充電制御においては、車両２の減速時に回生装置１０により発電するようにしてもよい。

加速時充電制御は、フリーランを含む加減速走行がなされる場合、典型的には、このフリーランが多用される場合に実行される発電制御である。加速時充電制御は、車両２の減速時の発電を抑制し車両２の加速時の発電を主として発電しバッテリ１７や蓄電部１９を充電する制御である。ＥＣＵ６は、フリーランが多用される場合に、発電制御として、この加速時充電制御を実行する。ＥＣＵ６は、オルタネータ１６を制御して、車両２の減速時の発電量を相対的に小さくし加速時の発電量を相対的に大きくすることで加速時充電制御を実行する。典型的には、ＥＣＵ６は、加速時充電制御においては車両２の減速時のオルタネータ１６による発電量をゼロにする。

上記のように構成される車両制御システム１は、通常走行が多用される場合にＥＣＵ６が減速時充電制御を実行することから、車両２の加速時にオルタネータ１６による発電が抑制される一方、運転者のブレーキ操作などに伴った減速時にオルタネータ１６による発電量が増加される。この結果、車両制御システム１は、エンジン７が作動している状態では、車両２の加速時に効率的な加速性能を確保しつつ、車両２の減速時にオルタネータ１６にて運動エネルギを電力として回収しバッテリ１７や蓄電部１９を充電することができるので、バッテリ１７や蓄電部１９を適正な蓄電状態で維持すると共に、燃費を向上することができる。

一方、この車両制御システム１は、フリーランが多用される場合、車両２の減速時、言い換えればフリーラン時には基本的にはエンジン７の作動が停止していることからオルタネータ１６によって発電することができない。また、この車両制御システム１は、フリーランを用いることによる燃費向上の効果が目減りすることを抑制するために、車両２の減速時に回生装置１０による回生を禁止、あるいは、必要最小限の発電に抑制することが好ましい。

このとき、この車両制御システム１は、フリーランが多用される場合にＥＣＵ６が発電制御の制御態様を切り替えて加速時充電制御を実行することから、車両２の減速時、言い換えればフリーラン時にオルタネータ１６による発電が抑制される一方、車両２の加速時にオルタネータ１６による発電量が増加される。この結果、車両制御システム１は、車両２の減速時にフリーランを用いることによる燃費向上の効果が目減りすることを抑制した上で、エンジン７が作動している車両２の加速時にオルタネータ１６によって当該エンジン７の動力を利用して発電することができる。このため、この車両制御システム１は、フリーランが多用される場合であって、車両２の減速時に回生装置１０による回生を禁止、あるいは、必要最小限の発電に抑制した場合や回生装置１０自体を備えない場合であっても、車両２の加速時にオルタネータ１６にて発電しバッテリ１７や蓄電部１９を充電することができるので、バッテリ１７や蓄電部１９を適正な蓄電状態で維持することができる。

例えば、この車両制御システム１は、仮に、通常走行が多用される場合及びフリーランが多用される場合を通じて減速時充電制御又は加速時充電制御の一方を継続して実行するものと仮定した場合、結果的に燃費が悪化するおそれがある。

しかしながら、この車両制御システム１は、減速時充電制御と加速時充電制御とを通常走行が多用される場合とフリーランが多用される場合とで切り替えることで、オルタネータ１６において、ブレーキ操作を行う通常走行が多用される場合には主として減速時に発電し、フリーランが多用される場合には主として加速時に発電することができる。これにより、車両制御システム１は、燃費向上効果とオルタネータ１６による発電期間との関係を車両２の走行状態に応じて最適化することができる。

ここで、ＥＣＵ６は、運転者の意思によってフリーランを行うことができる車両２において、車両２の運転状態に応じて減速時充電制御と加速時充電制御とを切り替える。ここでは、ＥＣＵ６は、例えば、車両２の運転状態に応じて惰性走行すなわちフリーランを含む加減速走行がなされることを検知し、フリーランがなされる場合とブレーキ操作を伴った通常走行がなされる場合とを切り分けるようにしている。ここでは車両２の運転状態には、例えば、車両２に対する運転者の操作状態やこの車両２の走行状態などが含まれる。ＥＣＵ６は、例えば、運転者による操作状態や車両２の走行状態などに応じてフリーランがなされること、典型的には現在の走行状態がフリーランを多用する走行状態であることなどを判定する。

ＥＣＵ６は、例えば、所定の走行区間でのフリーラン（惰性走行）の有無に応じて減速時充電制御と加速時充電制御とを切り替える。ここでは、ＥＣＵ６は、例えば、所定の走行区間でのフリーランの有無に応じてフリーランがなされること、典型的には現在の走行状態がフリーランを多用する走行状態であることを検知する。具体例として、ＥＣＵ６は、例えば、所定の走行区間として車両２の減速走行区間で運転者によるブレーキ操作のオンがあった場合に通常走行がなされること、典型的には現在の走行状態が通常走行を多用する走行状態であることを検知する。逆に、ＥＣＵ６は、例えば、所定の走行区間として車両２の減速走行区間で運転者によるブレーキ操作がオフとされ（あるいはオフで維持され）、実際にフリーランがあった場合にその後もフリーランがなされる可能性が高いこと、典型的には現在の走行状態がフリーランを多用する走行状態であることを検知する。

つまり、ＥＣＵ６は、所定の走行区間、例えば、車両２の減速走行区間でフリーランがあった場合に減速時充電制御と加速時充電制御とを切り替える。ＥＣＵ６は、例えば、車両２の減速走行区間でフリーランが行われた場合、次の減速走行区間でも再びフリーランが行われる可能性が高いものと予測し、現在の走行状態がフリーランを多用する走行状態であると検知する。ＥＣＵ６は、現在の車両２の運転状態が変わる、あるいは、変わったと判定できるまでは現在の走行状態がフリーランを多用する走行状態であるものとして検知する。現在の車両２の運転状態が変わる、あるいは、変わったか否かの判定は、例えば、いわゆるＩＧ−ＯＦＦがなされたか否か、車両２の加速が終了したか否か、あるいは、車両２の１トリップ（停車状態から走行状態に移行し再び停車状態となるまでの期間あるいは区間）が終了したか否かなどに応じて判定することができる。

この場合、ＥＣＵ６は、例えば、車両２の減速走行区間（所定の走行区間）でフリーランが行われた場合に、発電制御を上記減速時充電制御から上記加速時充電制御に切り替えて加速時充電制御を実行する。そして、ＥＣＵ６は、例えば、車両２が停車した場合（例えば、車速が予め設定される停車判定車速以下で予め設定される所定期間継続した場合）に、発電制御を上記加速時充電制御から上記減速時充電制御に切り替えて再び減速時充電制御を実行する。

次に、図２、図３のタイムチャートを参照して減速時充電制御、加速時充電制御の一例を説明する。図２、図３ともに、横軸を時間軸、縦軸を走行速度（車速）、オルタネータ１６の電圧であるオルタ電圧としている。図２に示すように、ＥＣＵ６は、ある走行区間、例えば、車両２の発進時刻ｔ１１から停車時刻ｔ１５までの１トリップにおいて、減速走行区間で運転者によるブレーキ操作のオンがあった場合、この発進時刻ｔ１１から停車時刻ｔ１５までの１トリップに対応する走行区間にて減速時充電制御を実行する。ＥＣＵ６は、車両２の加速時、すなわち、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間の発電を抑制し（ここでは発電量をゼロとし）、車両２の減速時、すなわち、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの期間の発電を主として発電する。

一方、図３に示すように、ＥＣＵ６は、ある走行区間、例えば、車両２の発進時刻ｔ２１から停車時刻ｔ２５までの１トリップにおいて、減速走行区間で運転者によるブレーキ操作がオフでありフリーランが行われた場合、この発進時刻ｔ２１から停車時刻ｔ２５までの１トリップに対応する走行区間にて加速時充電制御を実行する。ＥＣＵ６は、車両２の次の減速時、すなわち、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの期間の発電を抑制し（ここでは発電量をゼロとし）、車両２の加速時、すなわち、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間の発電を主として発電する。

この結果、車両制御システム１は、運転者の意思により自由にフリーランを行うことができる車両２においても、通常走行がなされる場合に実行する減速時充電制御と、フリーランを含む減速走行がなされる場合に実行する加速時充電制御とをＥＣＵ６によって適正に切り替えることができるので、オルタネータ１６において走行状態に応じて適正に発電を行うことができる。

なおここで、この車両制御システム１では、図３の例示の場合、厳密にいうと、減速走行区間で最初のフリーランが実際に行われるまでは加速時充電制御に切り替わらずに減速時充電制御が継続される。つまり、この車両制御システム１では、減速走行区間で最初のフリーランが行われた時点までは減速時充電制御が継続されている状態であり、例えば、オルタネータ１６、あるいは、回生装置１０により減速時の発電を主とした発電制御が行われる。すなわち、ＥＣＵ６は、この図３の例の場合、所定の走行区間での少なくとも最初の減速時のフリーラン（惰性走行）が行われた後に、発電制御を減速時充電制御から加速時充電制御に切り替える。これにより、このＥＣＵ６は、最初のフリーランの有無によって所定の走行区間でフリーランがなされるか否か、すなわち、フリーランが多用されるか否かを判定することができる。そして、このＥＣＵ６は、減速走行区間で実際にフリーランが実行されたことをトリガーとして、発電制御を減速時充電制御から加速時充電制御に切り替えることができるので、より確実に走行状態に応じた発電を行うことができ、例えば、実際に加速時充電制御に切り替わる前までは減速時に効果的に発電することができる。

なお、フリーランを含む加減速走行がなされること、典型的には現在の走行状態がフリーランを多用する走行状態であることを検知するための手法は、上記のものだけに限らず、ＥＣＵ６は、種々の手法でフリーランを含む加減速走行がなされることを検知すればよい。フリーランの有無を判定するための所定の走行区間は、減速走行区間に限られず、例えば、定常走行区間などであってもよい。また、ＥＣＵ６は、例えば、所定の走行区間として１トリップに相当する走行区間で一度でもフリーランが行われたら、あるいは、予め設定される所定回数以上フリーランが行われたら、次の１トリップをフリーランがなされる（多用される）走行区間であるものとして検知してもよい。すなわち、ＥＣＵ６は、例えば、所定の走行区間として１トリップに相当する走行区間で一度でもフリーランが行われたら、あるいは、予め設定される所定回数以上フリーランが行われたら、次の１トリップで減速時充電制御と加速時充電制御とを切り替えてもよい。また、ＥＣＵ６は、例えば、ＧＰＳ装置やナビゲーション装置などを利用して、過去の走行履歴から、現在、車両２が走行している所定の走行区間が過去にフリーランが多用された走行区間であるか否かなどに基づいて、フリーランがなされることを検知してもよい。すなわち、ＥＣＵ６は、過去の走行履歴に基づいて減速時充電制御と加速時充電制御とを切り替えてもよい。

次に、図４のフローチャートを参照してＥＣＵによる制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ＥＣＵ６は、状態検出装置５から取得した各種情報に基づいて、現在の車両２の走行区間が判定区間（所定の走行区間）であるか否か、例えば、減速走行区間であるか否かを判定する（ＳＴ１）。

ＥＣＵ６は、判定区間（減速走行区間）であると判定した場合（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、状態検出装置５から取得した各種情報に基づいて、フリーランが有ったか否かを判定する（ＳＴ２）。ＥＣＵ６は、例えば、運転者によるフリーラン操作の有無、あるいは、車両２の走行中のエンジン７、クラッチ８、変速機９などの状態等に基づいて、フリーランが行われたか否かの判定を行う。

ＥＣＵ６は、フリーランが有ったと判定した場合（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、発電制御を減速時充電制御から加速時充電制御に切り替えて、加速時充電制御を実施する（ＳＴ３）。このとき、ＥＣＵ６は、もともと加速時充電制御を実施しているのであれば、そのまま加速時充電制御の実施を継続する。

次に、ＥＣＵ６は、加速時充電制御を実施する区間が終了したか否かを判定する（ＳＴ４）。ＥＣＵ６は、例えば、ＩＧ−ＯＦＦがなされたか否か、車両２の加速が終了したか否か、あるいは、車両２が停車したか否か（１トリップが終了したか否か）などに応じて加速時充電制御を実施する区間が終了したか否かを判定する。

ＥＣＵ６は、加速時充電制御を実施する区間が終了していないと判定した場合（ＳＴ４：Ｎｏ）、ＳＴ３に戻って以降の処理を繰り返し実行する。ＥＣＵ６は、加速時充電制御を実施する区間が終了したと判定した場合（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、発電制御を加速時充電制御から減速時充電制御に切り替えて、加速時充電制御を終了し減速時充電制御に復帰して（ＳＴ５）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

ＥＣＵ６は、ＳＴ１にて判定区間（減速走行区間）でないと判定した場合（ＳＴ１：Ｎｏ）、あるいは、ＳＴ２にてフリーランが無かったと判定した場合（ＳＴ２：Ｎｏ）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

以上で説明した実施形態に係るＥＣＵ６によれば、車両２を走行させるエンジン７の動力によって発電可能なオルタネータ１６を制御して、エンジン７が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に車両２の加速時の発電を抑制し車両２の減速時の発電を主として発電する減速時充電制御（第１発電制御）と、エンジン７の作動が停止した状態で走行するフリーラン（惰性走行）を含む加減速走行がなされる場合に車両２の減速時の発電を抑制し車両２の加速時の発電を主として発電する加速時充電制御（第２発電制御）とを切り替え可能である。以上で説明した実施形態に係る車両制御システム１によれば、車両２を走行させるエンジン７の動力によって発電可能なオルタネータ１６と、上記ＥＣＵ６とを備える。したがって、車両制御システム１、ＥＣＵ６は、車両２の運転状態に応じて減速時充電制御と加速時充電制御とを切り替えることで、運転状態に応じて適正に発電を行うことができる。

なお、上述した本発明の実施形態に係る発電制御装置及び発電制御システムは、上述した実施形態に限定されず、請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。

以上の説明では、車両制御システム１は、車両２の走行中にＥＣＵ６が運転者の操作に応じてエンジン７の作動を停止しこの車両２を惰性走行させフリーラン状態とする制御に移行可能であるものとして説明したが、運転者の操作によらずに、ＥＣＵ６の制御によって車両２の運転状態に応じて自動でフリーラン状態とする制御に移行するものであってもよい。

以上の説明では、車両制御システム１は、回生装置１０を備えるものとして説明したがこれに限らず、回生装置１０を備えない構成であってもよい。また、以上の説明では、動力源は、エンジン７であるものとして説明したがこれに限らず、例えば、モータジェネレータなどであってもよい。

以上の説明では、車両２のフリーラン状態においては、クラッチ８、あるいは、変速機９にてクランク軸１１と駆動輪３との連結が切り離された状態となりクランク軸１１の回転が停止した状態となるものとして説明したが、これに限らない。車両２のフリーラン状態においては、基本的にはエンジン７が非作動状態とされ車両２が惰性走行状態となればよく、例えば、クランク軸１１と駆動輪３との連結が維持されクランク軸１１が駆動輪３につれまわっている状態、すなわち、駆動輪３にエンジンブレーキトルクによる制動トルクが作用する状態であってもよい。

以上のように本発明に係る発電制御装置及び発電制御システムは、種々の車両に搭載される発電制御装置及び発電制御システムに適用して好適である。

１車両制御システム（発電制御システム）
２車両
３駆動輪
６ＥＣＵ（発電制御装置）
７エンジン（動力源）
８クラッチ
９変速機
１６オルタネータ（発電装置）
１７バッテリ
１９蓄電部

上記目的を達成するために、本発明に係る発電制御装置は、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置を制御して、前記動力源の作動が停止し燃料の消費を停止し動力の発生を停止させ前記動力源の出力軸と前記車両の駆動輪との連結が切り離され前記発電装置によって発電することができない状態で惰性で走行する惰性走行が行われた後に、前記動力源が作動し燃料を消費して動力を発生させる状態での当該車両の加速時に発電することを特徴とする。
また、上記発電制御装置では、前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能であり、前記第１発電制御が実行されている状態で前記惰性走行が行われた後に前記第１発電制御から前記第２発電制御に切り替えて、前記車両が停車した場合に前記第２発電制御から前記第１発電制御に切り替えるものとすることができる。
また、上記発電制御装置では、前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能であり、前記第１発電制御が実行されている状態で前記惰性走行が行われた後に前記第１発電制御から前記第２発電制御に切り替えて、前記車両のＩＧ−ＯＦＦがなされた場合に前記第２発電制御から前記第１発電制御に切り替えるものとすることができる。
また、上記発電制御装置では、前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能であり、前記第１発電制御が実行されている状態で前記惰性走行が行われた後に前記第１発電制御から前記第２発電制御に切り替えて、前記車両の加速が終了した場合に前記第２発電制御から前記第１発電制御に切り替えるものとすることができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る発電制御装置は、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置を制御する発電制御装置であって、前記動力源の出力軸と前記車両の駆動輪とが連結された状態で減速走行がなされる場合に前記発電装置により発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止し燃料の消費を停止し動力の発生を停止させ前記動力源の出力軸と前記車両の駆動輪との連結が切り離された状態で惰性で走行する惰性走行が行われた後に、前記動力源が作動し燃料を消費して動力を発生させる状態での当該車両の加速時に前記発電装置により発電する第２発電制御と、を実行可能であることを特徴とする。
また、参考例として発電制御装置は、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置を制御して、前記動力源が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能である場合がある。

また、参考例として発電制御装置では、前記車両の運転状態に応じて前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替えるものとする場合がある。

また、参考例として発電制御装置では、所定の走行区間での前記惰性走行の有無に応じて前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替えるものとする場合がある。

また、参考例として発電制御装置では、前記車両の減速走行区間で前記惰性走行があった場合に前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替えるものとする場合がある。

また、参考例として発電制御装置では、所定の走行区間での少なくとも最初の前記惰性走行の後に前記第１発電制御から前記第２発電制御に切り替えるものとする場合がある。

上記目的を達成するために、本発明に係る発電制御システムは、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置と、前記発電装置を制御して、前記動力源の作動が停止し燃料の消費を停止し動力の発生を停止させ前記動力源の出力軸と前記車両の駆動輪との連結が切り離され前記発電装置によって発電することができない状態で惰性で走行する惰性走行が行われた後に、前記動力源が作動し燃料を消費して動力を発生させる状態での当該車両の加速時に発電する発電制御装置とを備えることを特徴とする。
また、参考例として発電制御システムは、車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置と、前記発電装置を制御して、前記動力源が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能である発電制御装置とを備える場合がある。

Claims

車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置を制御して、前記動力源が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能であることを特徴とする、
発電制御装置。
前記車両は、操作に応じて前記惰性走行に移行可能である、
請求項１に記載の発電制御装置。
前記車両の運転状態に応じて前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替える、
請求項１又は請求項２に記載の発電制御装置。
所定の走行区間での前記惰性走行の有無に応じて前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替える、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電制御装置。
前記車両の減速走行区間で前記惰性走行があった場合に前記第１発電制御と前記第２発電制御とを切り替える、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発電制御装置。
所定の走行区間での少なくとも最初の前記惰性走行の後に前記第１発電制御から前記第２発電制御に切り替える、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発電制御装置。
車両を走行させる動力源の動力によって発電可能な発電装置と、
前記発電装置を制御して、前記動力源が作動した状態で加減速走行する通常走行がなされる場合に前記車両の加速時の発電を抑制し前記車両の減速時の発電を主として発電する第１発電制御と、前記動力源の作動が停止した状態で走行する惰性走行を含む加減速走行がなされる場合に前記車両の減速時の発電を抑制し前記車両の加速時の発電を主として発電する第２発電制御とを切り替え可能である発電制御装置とを備えることを特徴とする、
発電制御システム。