JP7530278B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を制御する車両制御装置に関する。

内燃機関の回転出力で駆動される車両の惰性走行中に燃料噴射を行うときに、車載バッテリの充電状態が所定値未満である場合には、発電機により車載バッテリの充電を行うことが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３－２４４９９８号公報

ところで、発電機は発電効率が最大となる回転速度（最高効率回転速度）で回転させることが燃費向上の観点から好ましい。しかし、発電機を最高効率回転速度で回転させるために、車両の惰性走行中に内燃機関の回転速度を制御すると、車両の惰性走行時と異なる車速変化が発生して、運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、車両の惰性走行中において、機関回転速度の制御により発電機を最高効率回転速度で回転させつつ、車両の惰性走行時と異なる車速変化を抑制した車両制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る車両制御装置では、内燃機関と、該内燃機関の回転出力で駆動される発電機と、内燃機関の回転出力を駆動輪へ伝達する変速機と、発電機により充電されるバッテリと、を備えた車両の惰性走行中に、バッテリの充電状態が所定値未満となることを含む所定条件を満たした場合には、変速機のフォワードクラッチを該フォワードクラッチの係合要素間に回転速度差が発生する半締結状態にしつつ、発電機の発電効率が最大となるように機関回転速度を制御し、発電機の発電効率が最大となるように機関回転速度を制御している間、車両の車速が、車両が走行している路面の勾配に応じた所定の加速度で変化するように、フォワードクラッチの係合圧を制御し、所定の加速度は、フォワードクラッチの係合要素間に回転速度差が発生しない締結状態で車両が惰性走行するときに想定される加速度であり、路面の勾配ごとに予め決定されている。

本発明の車両制御装置によれば、車両の惰性走行中において、機関回転速度の制御により発電機を最高効率回転速度で回転させつつ、車両の惰性走行時と異なる車速変化を抑制することができる。

車両の駆動システムの一例を示す概略図である。 発電用車両制御に関するメインルーチンの一例を示すフローチャートである。 発電用車両制御許可判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 発電用車両制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 発電機の温度特性を示す説明図である。 発電用車両制御解除ルーチンの一例を示すフローチャートである。 燃料カットがあるときの車両の内部動作の一例を示すタイムチャートである。 燃料カットがないときの車両の内部動作の一例を示すタイムチャートである。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。

図１は、車両制御装置が適用される車両の駆動システムの一例を示している。車両１の駆動源は内燃機関１０である。内燃機関１０は、例えば４サイクル機関であり、吸気ポートを開閉する吸気バルブ１１、排気ポートを開閉する排気バルブ１２、燃料を噴射する燃料噴射装置１３、火花放電を行う点火装置１４及び吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ１５を備える。

スロットルバルブ１５を通過した吸入空気と燃料噴射装置１３から噴射した燃料とが混合した混合気が燃焼室内に形成され、この混合気は吸気バルブ１１及び排気バルブ１２がいずれも閉弁した状態でピストン１６が上昇することで圧縮される。そして、圧縮された混合気が点火装置１４の火花放電により着火し、混合気の燃焼圧力によってピストン１６が降下することで、ピストン１６とコネクティングロッド１７を介して連結されたクランク軸１８に回転運動が生起される。クランク軸１８から取り出した回転運動は、車両１の駆動力として、トルクコンバータ２０及び変速機３０を介して駆動輪４０に伝達される。

変速機３０は、フォワードクラッチ３１及びＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）３２を有する。フォワードクラッチ３１はトルクコンバータ２０に変速機入力軸３３等を介して接続され、ＣＶＴ３２は、フォワードクラッチ３１に中間軸３４や遊星歯車機構（図示省略）を介して接続されるとともに駆動輪４０に変速機出力軸３５等を介して接続される。

フォワードクラッチ３１は、車両１を前進させるときに締結され、変速機入力軸３３に接続された駆動側のドライブプレート３１Ａと、ＣＶＴ３２と中間軸３４等を介して接続された従動側のドリブンプレート３１Ｂと、を有する。ドライブプレート３１Ａ及びドリブンプレート３１Ｂは摩擦係合要素であり、フォワードクラッチ３１を締結するときに、ドライブプレート３１Ａとドリブンプレート３１Ｂとが係合する。ドライブプレート３１Ａとドリブンプレート３１Ｂとの締結及び解放は、ピストン等のクラッチ駆動用アクチュエータ（図示省略）に供給される作動油の油圧制御によって行われる。

ＣＶＴ３２は、一対の可動円錐体が互いに縮径方向で対向配置されてそれぞれ構成されたプライマリプーリ３２Ａ及びセカンダリプーリ３２Ｂと、これらプーリ３２Ａ，３２Ｂ間に巻き掛けたベルト３２Ｃと、を含む無段変速機構である。プライマリプーリ３２Ａの回転はベルト３２Ｃを介してセカンダリプーリ３２Ｂへ伝達され、セカンダリプーリ３２Ｂの回転は変速機出力軸３５等を介して駆動輪４０へ伝達される。プライマリプーリ３２Ａ及びセカンダリプーリ３２Ｂのそれぞれの一対の可動円錐体を、これに供給される作動油の油圧制御によって軸方向に移動させると、プライマリプーリ３２Ａ及びセカンダリプーリ３２Ｂとベルト３２Ｃとが接触する位置の半径が変化する。これにより、プライマリプーリ３２Ａとセカンダリプーリ３２Ｂとのプーリ比（回転比）が変化して、変速比が無段階に調節される。

内燃機関１０には、クランク軸１８に生起される回転運動を駆動力として発電することで車載の電装品（図示省略）に直流電源を供給するとともに車載バッテリ５０を充電する発電機（オルタネータ）６０が設置される。発電機６０は、界磁に電磁石を用いた交流発電機とその交流出力を整流する整流回路とを備えたものであり、界磁電流に応じて発電電圧が変化する。

内燃機関１０は内燃機関コントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１００により制御され、発電機６０は発電機コントロールユニット（以下、「ＡＣＵ」という）２００により制御され、変速機３０は変速機コントロールユニット（以下、「ＴＣＵ」という）３００により制御される。ＥＣＵ１００、ＡＣＵ２００及びＴＣＵ３００は、それぞれマイクロコンピュータを内蔵し、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信ネットワーク４００を介して相互通信が行われる。

ＥＣＵ１００は、図示省略のアクセルセンサ、アクセルスイッチ７１、クランク軸センサ７２及びスロットル開度センサ７３の各出力信号を入力する。アクセルセンサは、アクセルペダル８１の踏込量に応じて変化する信号を出力する。アクセルスイッチ７１はアクセルペダル８１の踏み込み有無に応じて変化する信号を出力する。クランク軸センサ７２は、クランク軸１８から取り出される回転運動の速度（以下、「機関回転速度」という）に応じて変化する信号を出力する。スロットル開度センサ７３は、スロットルバルブ１５の開度に応じて変化する信号を出力する。ＥＣＵ１００は、上記の各センサ及びスイッチの出力信号に基づいて、アクセルペダル８１の踏込量、機関回転速度及びスロットルバルブ１５の開度の各計測値、並びに、アクセルペダル８１の踏み込みの有無を示す情報を取得する。そして、ＥＣＵ１００は、上記の各計測値及び情報に基づいて、燃料噴射装置１３、点火装置１４及びスロットルバルブ１５を制御する。

ＥＣＵ１００は、アクセルペダル８１の踏込量の計測値に基づいてスロットルバルブ１５の目標開度を設定し、スロットルバルブ１５の開度の計測値が目標開度となるようにスロットルバルブ１５の駆動モータを制御する。ＥＣＵ１００は、吸入空気量と理論空燃比とに基づいて燃料噴射量を算出するとともに、機関回転速度の計測値Ｎに応じた適切な点火タイミングを決定する。吸入空気量は、様々な方法で取得可能であるが、例えば、吸気量センサで実測するか、あるいは、スロットルバルブ１５の開度の計測値、及び、機関回転速度の計測値Ｎから推定して取得できる。そして、ＥＣＵ１００は、算出した燃料噴射量を反映した噴射パルス信号を燃料噴射装置１３へ出力し、決定した点火タイミングを反映した点火信号を点火装置１４へ出力する。

また、ＥＣＵ１００は、アクセルスイッチ７１の出力信号に基づいて、アクセルペダル８１が踏み込まれた状態（以下、「アクセルオン」という）から踏み込まれていない状態（以下、「アクセルオフ」という）となって車両１が惰性走行中であるか否かを監視する。ＥＣＵ１００は、車両１が惰性走行中であると判定したときに、機関回転速度が所定値以上となる等の開始条件を満たしている場合には、燃料カット許可フラグをオン状態に設定して、燃費向上のために燃料噴射装置１３の燃料噴射を停止させる燃料カット制御を行う。そして、機関回転速度が所定値未満となる等の解除条件を満たした場合には、燃料カット制御を終了して燃料噴射を再開する。

ＡＣＵ２００は、機関回転速度が車両１の運転状態に応じて変化しても、発電機６０の発電電圧が車載の電装品の電源電圧として適した所定電圧となるように、発電機６０の界磁電流を制御する。なお、ＥＣＵ１００が燃料カット制御を行う場合、ＡＣＵ２００は、ＥＣＵ１００からの指令信号に応じて、界磁電流を大きくして発電機６０の発電電圧を通常よりも上昇させて、燃費向上を図るようにしてもよい。

また、ＡＣＵ２００は、発電機６０による車載バッテリ５０の充電要否の確認等のために、車載バッテリ５０の充電状態（ＳＯＣ）を推定する。例えば、ＡＣＵ２００は、車載バッテリ５０の充放電電流に応じて変化する信号を出力する電流センサ７４の出力信号を入力し、この出力信号に基づいて充放電電流の計測値を求めて積算し、このように積算した値に基づいて車載バッテリ５０のＳＯＣを推定する。さらに、ＡＣＵ２００は、車載バッテリ５０内の温度（バッテリ温度）に応じて変化する信号を出力するバッテリ温度センサ７５の出力信号を入力し、この出力信号に基づいてバッテリ温度の計測値Ｔを取得する。

ＴＣＵ３００は、運転者の操作入力信号やＥＣＵ１００から受信した車両１の運転状態に応じて、図示省略のクラッチ駆動用アクチュエータを介してフォワードクラッチ３１の締結及び解放を制御するとともに、ＣＶＴ３２の変速比を制御する。また、ＴＣＵ３００は、変速機３０内の油温の診断等のために、変速機３０内の油温に応じて変化する信号を出力する油温センサ７６の出力信号を入力し、変速機３０内の油温の計測値を取得する。

ところで、車両１の惰性走行中に燃料噴射を再開したときに、機関回転速度をアイドル回転速度Ｎｉに近づけるアイドル制御を行う場合には、機関回転速度が発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させるのに必要な速度（以下、「目標機関回転速度」という）Ｎｔよりも低くなることが想定される。ここで最高効率回転速度Ｎmaxとは、発電機６０が所定の発電電圧を発生するように発電したときに発電機６０の発電効率が最も高くなるときの速度である。上記のような想定に対し、燃費向上の観点から発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させるべく、機関回転速度を目標機関回転速度Ｎｔまで上昇させて維持する制御を行うことが考えられる。しかし、車両１の惰性走行中に機関回転速度を上昇させて維持する制御を行うと、車両の惰性走行時とは異なる車速変化が発生して、運転者に違和感を与えるおそれがある。そこで、ＥＣＵ１００は、所定条件下でＡＣＵ２００及びＴＣＵ３００と協働し、車両１の惰性走行中において燃料噴射の再開後かつアイドル制御の開始前に、フォワードクラッチ３１を半締結状態にしながら発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させる発電用車両制御を行う。ここで、フォワードクラッチ３１の半締結状態とは、ドライブプレート３１Ａとドリブンプレート３１Ｂとが連続的または断続的に係合（接触）しつつ互いに異なる速度で回転している状態である。なお、ＥＣＵ１００、ＡＣＵ２００及びＴＣＵ３００により発電用車両制御及びその関連処理（以下、「発電用車両制御に関する処理」という）を行う車両制御装置が構成される。

ＥＣＵ１００は、内蔵するマイクロコンピュータにおいて、プロセッサが不揮発性メモリに格納されたプログラムを揮発性メモリに読み出して実行するソフトウェア処理により発電用車両制御に関する処理を行う。ただし、発電用車両制御に関する処理の一部又は全部がハードウェアの構成により実現されることを除外するものではない。

ＥＣＵ１００は、発電用車両制御に関する処理を行うために、アクセルスイッチ７１、クランク軸センサ７２、スロットル開度センサ７３に加えて、車速センサ７７及びブレーキスイッチ７８の各出力信号を入力する。車速センサ７７は車速に応じて変化する信号を出力し、ブレーキスイッチ７８はブレーキペダル８２の踏み込み有無に応じて変化する信号を出力する。ＥＣＵ１００は、車速センサ７７の出力信号に基づいて車速の計測値Ｖを取得し、ブレーキスイッチ７８の出力信号に基づいてブレーキペダル８２の踏み込み有無を示す情報を取得する。そして、ＥＣＵ１００は、機関回転速度、スロットルバルブ１５の開度及び車速の各計測値、並びに、アクセルペダル８１及びブレーキペダル８２の踏み込みの有無を示す各情報に基づいて、発電用車両制御に関する処理を行う。

また、ＴＣＵ３００は、ＥＣＵ１００からの指令信号の受信により、フォワードクラッチ３１を半締結状態にする制御（以下、「半締結制御」という）を行う。ＴＣＵ３００は、半締結制御を行うために、第１回転速度センサ７９Ａ及び第２回転速度センサ７９Ｂの２つのセンサの出力信号を入力する。第１回転速度センサ７９Ａは、ドライブプレート３１Ａの回転速度（以下、「第１回転速度」という）に応じて変化する信号を出力する。第２回転速度センサ７９Ｂは、ドリブンプレート３１Ｂの回転速度（以下、「第２回転速度」という）に応じて変化する信号を出力する。ＴＣＵ３００は、第１回転速度センサ７９Ａの出力信号に基づいて第１回転速度の計測値Ｎ１を取得し、第２回転速度センサ７９Ｂの出力信号に基づいて第２回転速度の計測値Ｎ２を取得する。そして、ＴＣＵ３００は、第１回転速度の計測値Ｎ１及び第２回転速度の計測値Ｎ２に基づいて半締結制御を行う。

図２は、ＥＣＵ１００に電源供給が開始されたことを契機として、ＥＣＵ１００において繰り返し実行される発電用車両制御に関する処理のメインルーチン例を示す。なお、発電用車両制御に関する処理は、ＥＣＵ１００における他の制御処理と並行して実行されるものとして説明するが、他の制御処理の一部として実行されることを除外するものではない。また、発電用車両制御に関する処理を開始する際には、後述する発電用車両制御許可フラグ及び発電用車両制御実行フラグは初期化されてオフ状態になっているものとする。

ステップ１０１（以下、ステップを「Ｓ」と略記する。）では、ＥＣＵ１００は発電用車両制御を許可するか否かの判定を行う。ＥＣＵ１００は、Ｓ１０１において、発電用車両制御を許可すると判定した場合には発電用車両制御許可フラグをオン状態に設定し、発電用車両制御を禁止すると判定した場合には発電用車両制御許可フラグをオフ状態に設定する。発電用車両制御を許可するか否かの判定の詳細については後述する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御の許可がある場合には（ＹＥＳ）、処理をＳ１０３へ進める一方、発電用車両制御の許可がない場合には（ＮＯ）、処理をＳ１０４へ進める。ＥＣＵ１００は、発電用車両制御の許可があるか否かを発電用車両制御許可フラグに基づいて判定することができる。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ１００は発電用車両制御を行う。ＥＣＵ１００は、Ｓ１０３において発電用車両制御を実行したことを示す発電用車両制御実行フラグをオン状態に設定して、処理をＳ１０１へ戻し、発電用車両制御の許可があるか否かを確認する。要するに、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御の許可がある限り発電用車両制御を継続して行う。発電用車両制御の詳細については後述する。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御中である場合には（ＹＥＳ）、処理をＳ１０５へ進める一方、発電用車両制御中でない場合には（ＮＯ）、Ｓ１０５を省略して発電用車両制御に関する処理を一旦終了し、再度Ｓ１０１から実行を開始する。ＥＣＵ１００は、発電用車両制御中であるか否かを発電用車両制御実行フラグの状態に基づいて判定することができる。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ１００はＳ１０３で実行した発電用車両制御の解除を行う。発電用車両制御の解除の詳細については後述する。

図３は、発電用車両制御に関する処理（図２参照）のＳ１０１で呼び出される発電用車両制御許可判定ルーチンの一例を示す。

Ｓ２０１では、ＥＣＵ１００は、車載バッテリ５０のＳＯＣが下限値未満であるか否かを判定する。この下限値は、車両１の始動や走行に必要な最小の充電状態に基づいて設定された値である。ＥＣＵ１００は、通信ネットワーク４００を介して、ＡＣＵ２００から車載バッテリ５０のＳＯＣを取得することができる。そして、ＥＣＵ１００は、車載バッテリ５０のＳＯＣが下限値未満であると判定した場合には（ＹＥＳ）、急速なバッテリ充電を行うために発電用車両制御の必要性があると判断して、処理をＳ２０２へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、車載バッテリ５０のＳＯＣが所定値以上であると判定した場合には（ＮＯ）、急速なバッテリ充電は不要であるので、発電用車両制御の必要性もないと判断して、処理をＳ２０８へ進める。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御で用いる回転速度センサ７９Ａ，７９Ｂが正常であるか否かを判定する。第１回転速度センサ７９Ａが正常であるか否かは、第１回転速度の計測値Ｎ１と機械回転速度の計測値Ｎとの比較に基づいて判定可能である。第２回転速度センサ７９Ｂが正常であるか否かは、第２回転速度の計測値Ｎ２と車速の計測値Ｖとの比較に基づいて判定可能である。そして、ＥＣＵ１００は、回転速度センサ７９Ａ，７９Ｂが正常であると判定した場合には（ＹＥＳ）、発電用車両制御が可能であると判断して、処理をＳ２０３へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、回転速度センサ７９Ａ，７９Ｂが異常であると判定した場合には（ＮＯ）、発電用車両制御が不可能であると判断して、処理をＳ２０８へ進める。

Ｓ２０３では、ＥＣＵ１００は、アクセルスイッチ７１の出力信号に基づいてアクセルオフであるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ１００は、アクセルオフであると判定した場合には（ＹＥＳ）、車両１が惰性走行を行っている可能性があると判断して、処理をＳ２０４へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、アクセルオンであると判定した場合（ＮＯ）、車両１は惰性走行を行っていないと判断して、処理をＳ２０８へ進める。

Ｓ２０４において、ＥＣＵ１００は、上記の燃料カット許可フラグがオフ状態である場合には（ＹＥＳ）、燃料噴射が可能であるので、発電用車両制御として機関回転速度を制御することができると判断して、処理をＳ２０５へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、上記の燃料カット許可フラグがオン状態である場合には（ＮＯ）、燃料噴射が禁止されているので、発電用車両制御としての機関回転速度の制御が不可能であると判断して、処理をＳ２０８へ進める。

Ｓ２０５では、ＥＣＵ１００は、車速センサ７７の出力信号に基づいて、車両１が走行中であるか否かを判定する。車両１が走行中であるか否かの判定は、車速センサ７７の出力信号に基づいて得られた車速の計測値Ｖが時速０ｋｍまたはその近傍値よりも高いか否かを判定することで可能である。そして、ＥＣＵ１００は、車両１が走行中であると判定した場合には（ＹＥＳ）、車両１が惰性走行を行っているので、車両１の運動エネルギーを発電機６０による発電に利用できると判断して、処理をＳ２０６へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、車両１が走行中ではない、すなわち停車中であると判定した場合には（ＮＯ）、発電機６０による発電に利用する車両１の運動エネルギーが発生していないと判断して、処理をＳ２０８へ進める。

Ｓ２０６では、ＥＣＵ１００は、油温センサ７６の出力信号に基づいて、変速機３０内の油温の計測値が閾値未満であるか否かを判定する。この閾値は、ドライブプレート３１Ａとドリブンプレート３１Ｂとが相互に滑りを起こしてフォワードクラッチ３１の半締結状態が不可能となる油温の下限温度である。そして、ＥＣＵ１００は、変速機３０内の油温の計測値が閾値未満であると判定した場合には（ＹＥＳ）、フォワードクラッチ３１の半締結状態が可能であると判断して、処理をＳ２０７へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、変速機３０内の油温の計測値が閾値以上であると判定した場合には（ＮＯ）、フォワードクラッチ３１の半締結状態が不可能であると判断して、処理をＳ２０８へ進める。

Ｓ２０７では、ＥＣＵ１００は発電用車両制御を許可する一方、Ｓ２０８では、ＥＣＵ１００は発電用車両制御を禁止する。そして、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０７またはＳ２０８を実行した後、発電用車両制御許可判定ルーチンを抜けて、メインルーチンである発電用車両制御に関する処理（図２参照）のＳ１０２へ処理を進める。

図４は、メインルーチンである発電用車両制御に関する処理（図２参照）のＳ１０３で呼び出される発電用車両制御ルーチンの一例を示す。

Ｓ３０１では、ＥＣＵ１００は、ＴＣＵ３００へ半締結制御を行うように指令信号を送信する。指令信号を受けたＴＣＵ３００は、フォワードクラッチ（図中では「Ｆクラッチ」という。以下同様。）３１のクラッチ駆動用アクチュエータ（図示省略）に供給される作動油の油圧制御により半締結制御を行う。半締結制御の具体的な内容については後述する。

Ｓ３０２では、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が半締結状態であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、ＴＣＵ３００が第１回転速度及び第２回転速度の２つの計測値Ｎ１，Ｎ２に基づいて半締結状態であるか否かの判定を行った結果を受けてＳ３０２を実行するか、あるいは、ＴＣＵ３００から受信した第１回転速度及び第２回転速度の２つの計測値Ｎ１，Ｎ２に基づいてＳ３０２を実行してもよい。

ところで、車両１が燃料噴射を停止した状態で惰性走行しているときに、フォワードクラッチ３１の締結状態では、少なくとも第１回転速度及び第２回転速度は互いに略一致している。しかし、フォワードクラッチ３１が締結状態から半締結状態に移行すると、第１回転速度及び第２回転速度の間に速度差が発生し、さらに解放状態に移行すると半締結状態のときよりも速度差が大きくなる。したがって、フォワードクラッチ３１が半締結状態であるか否かは、第１回転速度及び第２回転速度の２つの計測値Ｎ１，Ｎ２の差分に基づいて判断できる。なお、ＥＣＵ１００またはＴＣＵ３００は、フォワードクラッチ３１の動作時間やクランク軸１８の回転慣性を考慮して、Ｓ２１から所定時間が経過してからＳ３０２を実行してもよい。また、ＥＣＵ１００またはＴＣＵ３００は、機関回転速度を一時的に上昇させてもよい。これは、フォワードクラッチ３１が解放状態であれば機関回転速度が上昇しても第２回転速度は上昇しないため、フォワードクラッチ３１が半締結状態または解放状態のいずれの状態であるのかを明確に判断できるからである。

Ｓ３０２において、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が半締結状態であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をＳ３０３へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が半締結状態にないと判定した場合には（ＮＯ）、発電用車両制御の実施が不可能であると判断して、発電用車両制御に関する処理（図２参照）に戻り、これを終了する。

Ｓ３０３では、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度の計測値Ｔが所定の閾値Ｔth未満であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、ＡＣＵ２００がバッテリ温度センサ７５の出力信号に基づいて取得したバッテリ温度の計測値Ｔを、通信ネットワーク４００を介した通信情報として受信することで取得する。そして、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度の計測値Ｔが閾値Ｔth未満であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をＳ３０４へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度の計測値Ｔが閾値Ｔth以上であると判定した場合には（ＮＯ）、処理をＳ３０５へ進める。

Ｓ３０４では、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度の計測値Ｔが閾値Ｔth未満であるときの目標機関回転速度Ｎｔを速度Ｎ_Ａに設定する。一方、Ｓ３０５では、ＥＣＵ１００は、バッテリ温度の計測値Ｔが閾値Ｔth以上であるときの目標機関回転速度Ｎｔを速度Ｎ_Ａよりも高い速度Ｎ_Ｂに設定する。

ここで図５を参照して、バッテリ温度に応じて目標機関回転速度Ｎｔを変化させている理由を説明する。図５は、冷機時及び暖機時における発電機６０の回転速度と発電量との関係を示している。図５において、冷機時の発電機６０及び暖機時の発電機６０で同一の発電量Ｑ［Ａ］を発電するために必要な回転速度を比較すると、暖機時の発電機６０の回転速度Ｎ_Ｈは、冷機時の発電機６０の回転速度Ｎ_Ｌよりも高くなる。したがって、発電機６０の周囲温度が高くなるに従って発電機６０の最高効率回転速度Ｎmaxも高くなる。発電機６０の周囲温度はバッテリ温度で間接的に把握可能であり、また、上記のように発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させるときに必要な機関回転速度が目標機関回転速度Ｎｔである。このため、バッテリ温度に応じて目標機関回転速度Ｎｔを変化させている。

なお、発電機６０の周囲温度としてバッテリ温度を用いているが、当然のことながら、発電機６０自体の温度や発電機６０の周囲温度を間接的に示す温度パラメータを用いてもよい。

Ｓ３０６では、ＥＣＵ１００は、クランク軸センサ７２の出力信号に基づいて取得した機関回転速度の計測値Ｎが、Ｓ３０４又はＳ３０５で設定した目標機関回転速度Ｎｔとなるように、フィードバック制御を行う。

例えば、ＥＣＵ１００は、Ｓ３０６において、目標機関回転速度Ｎｔと機関回転速度の計測値Ｎとの偏差に基づいてスロットルバルブ１５の駆動モータ（図示省略）の操作量を算出し、この操作量を反映した制御信号を駆動モータへ出力する。スロットルバルブ１５の駆動モータの操作量の算出には、ＰＩ制御やＰＩＤ制御等のフィードバック制御を用いることができる。

Ｓ３０６において、機関回転速度の計測値Ｎが目標機関回転速度Ｎｔよりも高い場合には、上記偏差が負の値となることで、ＰＩ制御やＰＩＤ制御により算出される上記駆動モータの操作量は比較的小さい値となる。このため、スロットルバルブ１５は全閉状態か比較的小さい開度となるので、機関回転速度は低下するか、あるいは、その上昇が抑えられる。一方、機関回転速度の計測値Ｎが目標機関回転速度Ｎｔ未満に低下すると、上記偏差が正の値となることで、上記操作量が比較的大きい値となってスロットルバルブ１５の開度が増大し、これにより機関回転速度の計測値Ｎが目標機関回転速度Ｎｔに向けて上昇する。

ＥＣＵ１００は、Ｓ３０６を実行した後、発電用車両制御ルーチンを抜けて、発電用車両制御に関する処理（図２参照）のＳ１０１へ処理を進める。

ここで、ＴＣＵ３００がＥＣＵ１００からのＳ３０１による指令信号に応じて実行する半締結制御の態様について説明する。半締結制御は、Ｓ３０６において車両１の惰性走行中に機関回転速度の制御を行っても、車両１の惰性走行時と異なる車速変化の発生が抑制されるように行われ、いくつかの態様が考えられる。

半締結制御の第１の態様としては、ＴＣＵ３００は、ドライブプレート３１Ａとドリブンプレート３１Ｂとの係合圧が所定圧力となるようにクラッチ駆動用アクチュエータの油圧制御を行う。所定圧力は、例えば、クラッチ駆動用アクチュエータにより発生可能な最小の係合圧である。具体的には、ＴＣＵ３００は、第１回転速度及び第２回転速度の２つの計測値Ｎ１，Ｎ２の差分が上記の所定圧力に応じた所定値となるようにクラッチ駆動用アクチュエータの油圧制御を行う。

半締結制御の第２の態様としては、車両１が惰性走行により減速中である場合には、ＴＣＵ３００は、車速の計測値Ｖが所定の減速度ａに従って減少するようにクラッチ駆動用アクチュエータの油圧制御を行う。所定の減速度ａは、車両１が惰性走行により減速するときに発生する減速度であり、実験やシミュレーション等によって予め決定されて、ＥＣＵ１００のＲＯＭ（Read Only Memory）等に格納されている。例えば、ＴＣＵ３００は、第２回転速度の計測値Ｎ２が、所定の減速度ａから求められる現在の理想車速をＣＶＴ３２の設定変速比等で換算した理想の第２回転速度となるように、クラッチ駆動用アクチュエータの油圧制御を行う。なお、ＥＣＵ１００は、車両１が走行している路面の勾配を計測または推定する勾配取得手段（例えば加速度センサ）から路面の勾配を取得して、所定の減速度ａを路面の勾配に応じて変化させてもよい。

半締結制御の第３の態様としては、車両１が惰性走行により減速中である場合には、ＴＣＵ３００は、車載バッテリ５０のＳＯＣが上昇するに従ってドライブプレート３１Ａとドリブンプレート３１Ｂとの係合圧が減少するようにクラッチ駆動用アクチュエータの油圧制御を行う。ＴＣＵ３００は、ＡＣＵ２００から通信ネットワーク４００を介して車載バッテリ５０のＳＯＣの値を取得する。

なお、半締結制御の第１～第３の態様は組み合わせて用いてもよい。例えば、車両１が減速中である場合には、原則として第２又は第３の態様に従って半締結制御を行い、機関回転速度の計測値Ｎが上昇中であるときに、第１の態様に従って最小の係合圧で半締結制御を行ってもよい。また、Ｓ３０２においてフォワードクラッチ３１が半締結状態であるか否かを判定する前後において、半締結制御の態様が異なるようにしてもよい。

図６は、発電用車両制御に関する処理（図２参照）のＳ１０５で呼び出される発電用車両制御解除ルーチンの一例を示す。

Ｓ４０１では、ＥＣＵ１００は、ブレーキスイッチ７８の出力信号に基づいて、ブレーキペダル８２が踏み込まれた状態（以下、「ブレーキオン」という）であるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ１００は、ブレーキオンと判定した場合には（ＹＥＳ）、加速操作の可能性がないと判断して、処理をＳ４０３へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、ブレーキオンではない、すなわち、ブレーキペダル８２が踏み込まれていない状態（以下、「ブレーキオフ」という）であると判定した場合には（ＮＯ）、処理をＳ４０２へ進める。

Ｓ４０２では、ＥＣＵ１００は、アクセルスイッチ７１の出力信号に基づいて、アクセルオフであるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ１００は、アクセルオフであると判定した場合には（ＹＥＳ）、加速操作は行われていないが加速操作の可能性があると判断して、処理をＳ４０４へ進める。一方、ＥＣＵ１００は、アクセルオンであると判定した場合には（ＮＯ）、加速操作が行われたと判断して、処理をＳ４０５へ進める。

ＥＣＵ１００は、加速操作の可能性がない場合にはＳ４０３を実行し、加速操作は行われていないが加速操作の可能性がある場合にはＳ４０４を実行し、加速操作がされた場合にはＳ４０５を実行し、加速操作の可能性に応じてフォワードクラッチ３１の締結速度を設定する。Ｓ４０３で設定する締結速度をＵ_Ａとし、Ｓ４０４で設定する締結速度をＵ_Ｂとし、Ｓ４０５で設定する締結速度をＵ_Ｃとすると、締結速度Ｕ_Ａ，Ｕ_Ｂ，Ｕ_Ｃの大小関係は、加速操作の可能性が高くなるに従ってフォワードクラッチ３１を迅速に締結すべく、Ｕ_Ａ＜Ｕ_Ｂ＜Ｕ_Ｃとなる。

Ｓ４０６では、ＥＣＵ１００は、機関回転速度の計測値Ｎをアイドル回転速度Ｎｉに近づけるアイドル制御を行う。

Ｓ４０７では、ＥＣＵ１００は、クランク軸センサ７２の出力信号に基づいて、機関回転速度の計測値Ｎがアイドル回転速度Ｎｉに収束しているか否かを判定する。そして、ＥＣＵ１００は、機関回転速度の計測値Ｎがアイドル回転速度Ｎｉに収束していると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をＳ４０８へ進める一方、機関回転速度の計測値Ｎがアイドル回転速度Ｎｉからまだ乖離していると判定した場合には（ＮＯ）、処理をＳ４０１へ戻す。

Ｓ４０８では、ＥＣＵ１００は、ＴＣＵ３００へフォワードクラッチ３１を締結状態にする制御（締結制御）を行うように指令信号を送信する。指令信号を受けたＴＣＵ３００は、クラッチ駆動用アクチュエータに供給される作動油の油圧制御により締結制御を行う。

Ｓ４０９では、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が締結状態であるか否かを判定する。締結状態であるか否かは、第１回転速度及び第２回転速度の２つの計測値Ｎ１，Ｎ２が互いに略一致しているか否かにより判定できる。そして、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が締結状態であると判定した場合には（ＹＥＳ）、発電用車両制御解除ルーチンを抜けて、発電用車両制御に関する処理（図２参照）を終了する。一方、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が締結状態でないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をＳ４０８へ戻して、ＴＣＵ３００に再び締結制御を行うように指令信号を送信する。

なお、ＥＣＵ１００は、機関回転速度の計測値Ｎがアイドル回転速度Ｎｉに収束すること、及び、第１回転速度及び第２回転速度の２つの計測値Ｎ１，Ｎ２が互いに略一致すること、の少なくとも一方を満たしたときに、締結制御（Ｓ４０８）を行ってもよい。このような制御は、特に、ＥＣＵ１００がＳ４０２でアクセルオンと判定した場合に、Ｓ４０６，Ｓ４０７の実行で加速操作に対する応答の遅れを抑制できる場合がある点で有効である。

図７は、燃料カット制御とその後の発電用車両制御に関する処理による車両１の内部動作の一例を示す。

時刻ｔ１においてアクセルオンからアクセルオフに変化することで車両１が惰性走行を始めると、ＥＣＵ１００は、燃料カット制御の開始条件を満たしている場合には、燃料噴射の停止を示す燃料カット許可フラグをオン状態に設定し、燃料カット制御を開始する。燃料カット制御中でも発電機６０の発電によって車載バッテリ５０のＳＯＣは上昇するが、図７に示すように車載バッテリ５０のＳＯＣは下限値まで到達していない状態となっている。

時刻ｔ２において、ＥＣＵ１００は、燃料カット制御の解除条件を満たしたときに、燃料カット許可フラグをオフ状態に設定し、燃料カット制御が終了する。このとき、図７に示すように、車載バッテリ５０のＳＯＣは下限値未満であり、かつ、車両１は走行中である。したがって、ＥＣＵ１００は、変速機３０内の油温が閾値未満であり、かつ、回転速度センサ７９Ａ，７９Ｂが正常であれば、発電用車両制御の許可を示す発電用車両制御許可フラグをオン状態に設定する。そして、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御として最初にＴＣＵ３００にフォワードクラッチ３１の半締結制御を行わせる。この半締結制御により、第１回転速度（実線）と第２回転速度（破線）との間に速度差が発生する。

時刻ｔ３において、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が半締結状態になっていると判定すると、現在の機関回転速度が、発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させるのに必要な目標機関回転速度Ｎｔとなるように、機関回転速度の制御を開始する。

時刻ｔ４において、車載バッテリ５０のＳＯＣが下限値以上となると、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御許可フラグをオン状態からオフ状態に変更して、発電用車両制御を禁止する。これにより、ＥＣＵ１００は、機関回転速度を目標機関回転速度Ｎｔに一致させる制御を終了して、アイドル制御を開始する。

時刻ｔ３～ｔ４では、機関回転速度は目標機関回転速度Ｎｔまで上昇して維持されるので、車載バッテリ５０のＳＯＣは燃料カット制御中（時刻ｔ１～ｔ２）よりも大きな変化率で上昇する。

また、時刻ｔ３～ｔ４では、機関回転速度が目標機関回転速度Ｎｔまで上昇して維持されることで第１回転速度は上昇するものの、半締結制御が行われているために第２回転速度の上昇は抑制される。仮に時刻ｔ３～ｔ４において半締結制御が行われないとすると、機関回転速度が目標機関回転速度Ｎｔまで上昇して維持されることで、第２回転速度は第１回転速度と同様に上昇する。第２回転速度は車速に反映され、第１回転速度には機関回転速度が反映されるので、半締結制御が行われるときの車速は、半締結制御が行われないときと比較して低くなる。換言すれば、発電用車両制御で半締結制御を行ったときの車速（実線）は、半締結制御を行わないときの車速（一点鎖線）と比較すると、発電用車両制御を行わない場合に車両１が惰性走行を行っているときの車速（破線）により近い値で変化する。

時刻ｔ５において、機関回転速度がアイドル回転速度Ｎｉに収束するとＥＣＵ１００はＴＣＵ３００に締結制御を行わせて、フォワードクラッチ３１を半締結状態から締結状態に変化させる。

ところで、車両１の仕様により、あるいは、燃料カット制御の開始条件を満たしていないことにより、車両１が惰性走行に移行しても燃料カット制御が省略されることが想定される。このように燃料カット制御が省略された場合に発電用車両制御に関する処理を行ったときの車両１の内部動作を、図８を参照して説明する。

図８は、燃料カット制御が省略された場合の発電用車両制御に関する処理による車両１の内部動作の一例を示す。図８から明らかなように、時刻ｔ１においてアクセルオンからアクセルオフに変化することで車両１が惰性走行を始めると、燃料カット制御を省略して、図７の時刻ｔ２における動作へ移行する。すなわち、図８に示すように、車載バッテリ５０のＳＯＣは下限値未満であり、かつ、車両１は走行中であるので、変速機３０の油温が閾値未満であり、かつ、回転速度センサ７９Ａ，７９Ｂが正常であれば、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御の許可を示す発電用車両制御許可フラグをオン状態に設定する。そして、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御として最初にＴＣＵ３００にフォワードクラッチ３１の半締結制御を行わせる。この半締結制御により、第１回転速度（実線）と第２回転速度（破線）との間に速度差が発生する。

時刻ｔ２において、ＥＣＵ１００は、フォワードクラッチ３１が半締結状態になっていると判定すると、現在の機関回転速度が、発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させるのに必要な目標機関回転速度Ｎｔとなるように、機関回転速度の制御を開始する。

時刻ｔ３において、車載バッテリ５０のＳＯＣが下限値以上となると、ＥＣＵ１００は、発電用車両制御許可フラグをオン状態からオフ状態に変更して、発電用車両制御を禁止する。これにより、ＥＣＵ１００は、機関回転速度を目標機関回転速度Ｎｔに一致させる制御を終了して、アイドル制御を開始する。

時刻ｔ２～ｔ３では、機関回転速度は目標機関回転速度Ｎｔまで上昇して維持されるので、車載バッテリ５０のＳＯＣは時刻ｔ２以前よりも大きな変化率で上昇する。

また、時刻ｔ２～ｔ３では、機関回転速度が目標機関回転速度Ｎｔまで上昇して維持されることで第１回転速度は上昇するものの、半締結制御が行われているために第２回転速度の上昇は抑制される。そして、図７と同様に、発電用車両制御で半締結制御を行ったときの車速（実線）は、半締結制御を行わないときの車速（一点鎖線）と比較すると、発電用車両制御を行わない場合に車両１が惰性走行を行っているときの車速（破線）により近い値で変化する。なお、以降の動作は図７と同様であるので説明を割愛する。

このような車両制御装置によれば、車両１の惰性走行中において、燃料カット制御の有無にかかわらず所定条件を満たした場合には、フォワードクラッチ３１を半締結状態にしながら発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させる発電用車両制御を行っている。これにより、発電用車両制御で半締結制御を行ったときの車速は、半締結制御を行わないときの車速と比較すると、発電用車両制御を行わない場合に車両１が惰性走行を行っているときの車速により近い値で変化する。したがって、車両１の惰性走行中において、機関回転速度の制御により発電機６０を最高効率回転速度Ｎmaxで回転させつつ、車両の惰性走行時と異なる車速変化を抑制することが可能となる。

なお、図３の発電用車両制御許可判定ルーチンにおいて、機関回転速度の計測値Ｎが目標機関回転速度Ｎｔ未満のときに発電用車両制御の許可が可能と判断し、機関回転速度の計測値Ｎが目標機関回転速度Ｎｔ以上のときに発電用車両制御を禁止する処理を追加してもよい。この処理によって発電用車両制御を禁止した場合、スロットルバルブ１５は全閉状態に保持されるので、機関回転速度が目標機関回転速度Ｎｔまで低下するか、あるいは、機関回転速度の上昇を抑制することが可能となる。目標機関回転速度Ｎｔに応じて発電用車両制御の要否を判定する場合、発電用車両制御許可判定ルーチンには、図４のＳ３０３～Ｓ３０５の処理が組み込まれる。現在の機関回転速度が目標機関回転速度Ｎｔ未満となれば発電用車両制御が開始され得るので、Ｓ３０６により現在の機関回転速度を目標機関回転速度Ｎｔまで上昇させることができる。

図５のＳ３０４，Ｓ３０５において目標機関回転速度Ｎｔをバッテリ温度が比較的高いときと比較的低いときとで２つに分けて設定していたが、これに代えて、バッテリ温度に応じて３つ以上に分けて設定してもよい。

上記の実施形態において、内燃機関１０の制御をＥＣＵ１００が行い、発電機６０の制御をＡＣＵ２００が行うものとして説明しているが、ＡＣＵ２００を省略してＥＣＵ１００で発電機６０の制御を行うようにしてもよい。

発電用車両制御に関する処理はＥＣＵ１００において行われるものとして説明しているが、かかる処理は、ＥＣＵ１００、ＡＣＵ２００、ＴＣＵ３００のいずれにおいて行われてもよい。また、ＥＣＵ１００、ＡＣＵ２００、ＴＣＵ３００とは別の制御装置において、発電用車両制御に関する処理を行ってもよい。

ＥＣＵ１００、ＡＣＵ２００及びＴＣＵ３００の少なくとも２つが一体となった制御装置が発電用車両制御に関する処理を行ってもよい。例えば、ＡＣＵ２００の機能が集約されたＥＣＵ１００が発電用車両制御に関する処理を行うことができる。

車両１の変速機３０としてＣＶＴ３２を用いた無段変速機を例示したが、フォワードクラッチ３１を備えた変速機であれば有段または無段を問わずいかなるものでも車両１の変速機３０として適用可能である。

フォワードクラッチ３１は変速機３０の一部として構成されるものであるが、フォワードクラッチ３１に代えて、フォワードクラッチ３１と同等の動力切断機構を内燃機関１０と駆動輪４０との間に配置してもよい。

内燃機関１０として４サイクル機関を例示したが、２サイクル機関であってもよい。また、ＥＣＵ１００が発電用車両制御に関する処理で必要となる各種センサの出力信号は、ＡＣＵ２００やＴＣＵ３００を介さずに、直接入力してもよい。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、上記で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合せて使用することができる。また、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。

１…車両、１０…内燃機関、３０…変速機、３１…フォワードクラッチ、３１Ａ…ドライブプレート、３１Ｂ…ドリブンプレート、５０…車載バッテリ、６０…発電機、Ｎ…機関回転速度の計測値、Ｎmax…最高効率回転速度、Ｎｔ…目標機関回転速度、Ｎ１…第１回転速度の計測値、Ｎ２…第２回転速度の計測値、Ｔ…バッテリ温度の計測値、ＳＯＣ…車載バッテリの充電状態

Claims (3)

1. 内燃機関と、該内燃機関の回転出力で駆動される発電機と、前記内燃機関の回転出力を駆動輪へ伝達する変速機と、前記発電機により充電されるバッテリと、を備えた車両の惰性走行中に、前記バッテリの充電状態が所定値未満となったことを含む所定条件を満たした場合には、前記変速機のフォワードクラッチを該フォワードクラッチの係合要素間に回転速度差が発生する半締結状態にしつつ、前記発電機の発電効率が最大となるように機関回転速度を制御し、
   前記発電機の発電効率が最大となるように前記機関回転速度を制御している間、前記車両の車速が、前記車両が走行している路面の勾配に応じた所定の加速度で変化するように、前記フォワードクラッチの係合圧を制御し、
   前記所定の加速度は、前記フォワードクラッチの係合要素間に回転速度差が発生しない締結状態で前記車両が惰性走行するときに想定される加速度であり、路面の勾配ごとに予め決定されている、車両制御装置。
2. 機関回転速度の計測値が、前記発電機の発電効率が最大となるときの機関回転速度である目標機関回転速度となるように前記内燃機関を制御し、前記目標機関回転速度を前記発電機の周囲温度に応じて設定する、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記フォワードクラッチを半締結状態にするときに、前記バッテリの充電状態が上昇するに従って前記フォワードクラッチの係合圧を減少させる、請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。