JP5707919B2

JP5707919B2 - 内燃機関搭載車両

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Publication number: JP5707919B2
Application number: JP2010279677A
Authority: JP
Inventors: 匡史岩本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: JP2012126264A

Description

本発明は、内燃機関を搭載する車両の減速時における、発電機の発電量及びスロットルバルブ開度の制御装置に関する。

内燃機関により駆動される発電機を備える車両では、発電機で発電する際に、基本的には内燃機関の駆動力の一部が使われる。しかし、車両減速時に発電機を回生制御して、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収すれば、通常走行時に発電のために消費される内燃機関の駆動力を低減し、結果的に燃費性能を向上させることができる。

また、燃費性能向上のための制御としては、アクセルオフでの減速時に所定条件が成立する領域内で行われる、いわゆる燃料カット制御が知られている。

燃料カット制御は、アクセルペダルから足を離しての減速中に、車速等が所定の条件を満たした場合に、燃料噴射を停止し（燃料カットという）、所定の条件を満たさなくなったり、アクセルペダルが踏み込まれたりしたら燃料噴射を再開する（燃料カットリカバーという）制御である。

燃料カットリカバーは、例えば、燃料噴射を再開すればアイドル回転速度を維持できるタイミングで行えばよい。しかし、実際には、燃料カットリカバーを決定してから、燃料が筒内で燃焼するまでに遅れ時間が生じるので、遅れ時間中に低下するエンジン回転速度を考慮して、燃料噴射を再開すれば内燃機関が運転再開できるような燃料カットリカバーのタイミングを決定する必要がある。このため、減速加速度が大きいほど、より高いエンジン回転速度で燃料カットリカバーを行うことになる。

すなわち、車両の減速加速度を低下させれば、より低車速まで燃料カットを継続できるようになり、燃費性能をより向上させることができる。

また、オルタネータによるエネルギ回生は燃料カット制御中に行うので、車両の減速加速度を低下させることは、オルタネータの回生電力量の増加にも効果的である。

ところで、車両の減速加速度を低減させる方策として、スロットルバルブを開いてポンピングロスを低減させることが考えられる。

しかし、燃料カットリカバー時にスロットルバルブが開いていると、吸気量が多くなる分だけエンジン回転速度が吹け上がり、車両が押し出されるような感覚を運転者に与えるおそれがある。

そこで、このような車両押し出し感の発生を防止すべく、特許文献１では、燃料カットリカバー時に、燃料カットリカバー後の加速開始から所定時間経過後まで発電機の回生制御を継続させている。

これによれば、スロットルバルブが開いていることによる内燃機関の過剰なトルクは発電機の回生により吸収されるので、車両押し出し感の発生を防止することができる。

特開２００２−１６６７５４号公報

しかしながら、発電機で回生可能な電力量は、バッテリの蓄電量（バッテリＳＯＣ）が高くなるほど少なくなる。このため、燃料カットリカバー時のバッテリＳＯＣによっては、車両の押し出し感を吸収するだけの回生発電を行えないおそれがある。

そこで、本発明では、燃料カットリカバー時の車両押し出し感を、発電機の回生発電により確実に吸収し得る制御装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関搭載車両は、車両の減速状態を検出する手段と、車両減速中に燃料カット及び燃料カットリカバーを行う燃料カット手段と、燃料カットリカバー時にスロットル開度をゼロより大きく設定するスロットル制御手段と、を備える。また、燃料カット実行中に発電機により回生発電を行い、燃料カットリカバー時に、スロットル開度に応じて発生する機関トルクによる車両押し出し感を相殺するように発電機の発電量を増加させる発電制御手段と、を備える。さらに、発電機により発電する電気エネルギを充電するバッテリと、バッテリが受入可能な電気エネルギである受入可能電気エネルギを検知する受入可能電気エネルギ検知手段と、を備える。そして、発電制御手段が、受入可能電気エネルギが前記燃料カットリカバー時に発電によって吸収する機関トルクに対応する大きさまで低下したら、前記発電機の回生を禁止して、燃料カットリカバー時の受入可能電気エネルギが車両押し出し感を相殺するために発電機で発生させる電気エネルギである燃料カットリカバー時発電電気エネルギ以上となるように、燃料カット実行中の発電機の発電量を制限する。

本発明によれば、受入可能電気エネルギが燃料カットリカバー時に発電によって吸収する機関トルクに対応する大きさまで低下したら、発電機の回生を禁止して、燃料カット実行中の発電機の発電量を制限する。これにより、確実に、燃料カットリカバー時に車両押し出し感を相殺できるだけの発電を行うことができる。

本発明の第１実施形態を適用するシステムの構成図である。エンジンコントローラが実行する、回生制御の許否を決定するルーチンを示すフローチャートである。エンジンコントローラが実行する、スロットルバルブ及びオルタネータの制御ルーチンを示すフローチャートである。バッテリ受入可能電流とバッテリＳＯＣの関係を示す図である。オルタネータＭＡＸ発電電流とオルタネータ回転速度の関係を示す図である。発電電流と発電可能トルクとの関係との関係を示す図である。減速Ｇ要求可能発電電流値を実発電トルクに変換するためのマップである。余裕発電トルクを余裕発電分スロットル開度に変換するためのマップである。減速加速度オーバー量から減速加速度調整開度を算出するためのマップである。スロットル開度と燃料カット終了車速との関係を示す図である。スロットル開度と回転吹け上がり防止オルタネータ発電量の関係を示す図である。第１実施形態に係る制御を実行した結果の一例を示すタイムチャートである。第１実施形態に係る制御を実行した結果の他の例を示すタイムチャートである。第２実施形態に係る制御を実行した結果の一例を示すタイムチャートである。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態を適用するシステムの構成図である。

内燃機関１の吸気通路３には、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ５が設けられている。吸気通路３は分岐して内燃機関１の各気筒へとつながっており、分岐した部分には通路内へ燃料を噴射する燃料噴射弁４が取り付けられている。

内燃機関１には、内燃機関１で発生したトルクを駆動輪へ伝達する変速機２が接続されている。

また、内燃機関１の、変速機２とは反対側のクランクシャフト端部にはプーリ１１が取り付けられており、プーリ１１と発電機としてのオルタネータ６の回転軸に取り付けられたプーリ１３とにはベルト１２が掛け回されている。これにより、内燃機関１のクランクシャフトが回転するとオルタネータ６も回転する。つまり、オルタネータ６は、内燃機関１のトルクの一部を用いて発電を行うことができる。

また、車両減速時には、駆動輪側からの入力によるクランクシャフトの回転を利用して発電を行う、いわゆる回生制御により、車両の走行エネルギを電力として回収することもできる。

オルタネータ６で発生した電力は、燃料噴射弁４やスロットルバルブ５の他、点火装置、ヘッドライト、エアコン等を含む車両抵抗９で消費されたり、バッテリ７に充電される。

バッテリ７の充電状態は受入可能電気エネルギ検知手段としてのバッテリセンサ８により監視され、バッテリセンサ８の検出信号はエンジンコントローラ（ＥＣＭ）１０に読み込まれる。ＥＣＭ１０には、この他に減速状態検出手段としての車速センサ２０の検出信号も読み込まれる。

スロットルバルブ５及び燃料噴射弁４の作動や、オルタネータ６への発電指令等は、いずれもＥＣＭ１０により運転状態に応じて制御される（スロットル制御手段、発電制御手段）。ＥＣＭ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＥＣＭ1０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

次に、燃料カット制御手段としてのＥＣＭ１０が燃料カットを伴う減速時に実行する、スロットルバルブ５の開度及びオルタネータ６の発電量の制御について説明する。

ＥＣＭ１０は、燃料カット制御を実行する時間の長期化、及びオルタネータ６の回生電力量の増加を目的として、燃料カット制御中の減速加速度を低下させるようにスロットルバルブ５を制御する。また、燃料カットリカバー時にスロットルバルブ５が開いていることによる車両押し出し感の発生を防止するように、オルタネータ６の発電量を制御する。具体的な制御内容は、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、ＥＣＭ１０が実行する、オルタネータ６の回生制御を許可するか否かを決定するルーチンを示すフローチャートである。図３は、ＥＣＭ１０が実行する、スロットルバルブ５及びオルタネータ６の制御ルーチンを示すフローチャートである。両ルーチンは並行して実行される。また、いずれのルーチンも、例えば１０ミリ秒程度の間隔で繰り返し実行される。

まず、図２のオルタネータ６の回生制御の許可／禁止判定のフローチャートについて説明する。

ステップＳ１１０で、ＥＣＭ１０は燃料カット中であるか否かを、別途実行する燃料カット制御の許可／禁止ルーチンの結果に基づいて判定し、燃料カット中の場合にはステップＳ１２０の処理を実行し、燃料カット中でない場合はルーチンを終了する。燃料カット制御実行の許可／禁止ルーチンは、公知の燃料カット制御の場合と同様で、例えば、車速及びバッテリＳＯＣが所定値以上、かつ、減速加速度が所定値以下の場合には燃料カットを許可し、これらの条件が満たされていなければ燃料カットを禁止する。

ステップＳ１２０で、ＥＣＭ１０はバッテリ受入可能電流と車両消費電流の和を算出する。車両消費電流は、車両抵抗９等で消費される電流である。バッテリ受入可能電流は、図４に示すようにＳＯＣに応じて変化する。そこで、使用するバッテリ７の特性を予め試験して図４に示すようなマップを作成し、これをＥＣＭ１０に持たせる。そして、バッテリセンサ８の検出値から求まる現在のＳＯＣを用いてマップ検索することで、バッテリ受入可能電流を算出する。

ステップＳ１３０で、ＥＣＭ１０はオルタネータ６の最大発電電流（オルタネータＭＡＸ発電電流）を算出する。オルタネータＭＡＸ発電電流は、図５に示すようにオルタネータ６の回転速度に応じて変化する。そこで、使用するオルタネータ６の特性を予め試験して図５に示すようなマップを作成し、これをＥＣＭ１０に持たせる。そして、エンジン回転速度から求まるオルタネータ回転速度を用いてマップ検索することにより、オルタネータＭＡＸ発電電流を算出する。

ステップＳ１４０で、ＥＣＭ１０はバッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が、オルタネータＭＡＸ発電電流と後述する最大必要吸収トルク相当電流のいずれか低い方以上か否かを判定する。

最大必要吸収トルク相当電流とは、燃料カットを実行する運転領域を最大限まで拡大したときにオルタネータ６で吸収しなくてはならないトルクである最大必要吸収トルクを吸収する際に、オルタネータ６で発生する電流である。

ここで、最大必要吸収トルクについてより詳細な説明をする。

燃料カットを終了する条件、つまり燃料カットリカバーを実行する条件の一つに、車速が所定値を下回ること、がある。燃料カットリカバーは、内燃機関１がアイドル回転を維持できる下限の車速のときまでに行う必要がある。ただし、燃料カットリカバーを決定してから内燃機関１が燃焼開始するまでには遅れ時間があり、遅れ時間中も車速は低下してエンジン回転速度も低下するので、アイドル回転を維持できる下限の車速になってから燃料カットリカバーの実行を決定したのでは、内燃機関１は再始動できない。そこで、上記所定値は、アイドル回転を維持できる下限の車速よりも、遅れ時間中の車速低下分だけ高く設定する必要がある。

遅れ時間中の車速の低下量は、減速加速度を低下させれば小さくなるので、減速加速度を低下させることによって、より低車速まで燃料カットを継続できるようになる。減速加速度は、スロットルバルブ５を開くことにより低下させることができる。スロットルバルブ５が開くことでポンピングロスが低下し、いわゆるエンジンブレーキによる制動力が弱まるからである。

一方、燃料カット実行可能な領域を拡大できる限界は減速加速度以外の要因、例えば車速等により決まる。そして、この限界に基づいて、この限界まで燃料カットを行うためには減速度をどれだけ低下させなければならないか、つまりスロットルバルブ５をどれだけ開かなければならないかが決まる。スロットルバルブ５の開き量が決まると、燃料カットリカバー時のエンジン回転の吹け上がり量が決まる。吹け上がり量が決まると、燃料カットリカバー時の車両押し出し感の発生を防止するためにオルタネータ６で吸収しなくてはならないトルクが決まる。この、オルタネータ６が吸収しなくてはならないトルクが最大必要吸収トルクであり、最大必要吸収トルクを吸収するためにオルタネータ６で発生する電流が、最大必要吸収トルク相当電流である。

ステップＳ１４０の説明に戻る。

燃料カットリカバー時に最大必要吸収トルク相当電流をオルタネータ６が発生するためには、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収トルク相当電流以上でなければならない。ただし、オルタネータＭＡＸ発電電流が最大必要吸収トルク相当電流以下の場合は、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和はオルタネータＭＡＸ発電電流以上であればよい。

一方、バッテリ受入可能電流は、ＳＯＣが高いほど減少する。つまり、オルタネータ６の回生を行うとＳＯＣが上昇し、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が低下する。そして、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が燃料カットリカバー時に必要な受入電流より小さくなると、燃料カットリカバー時の車両押し出し感を相殺しきれなくなる。

そこで、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が、燃料カットリカバー時に必要な受入電流以上の場合には、ステップＳ１５０でオルタネータ６の回生を許可し、そうでない場合は、それ以上のバッテリ受入可能電流の低下を防止するため、ステップＳ１６０でオルタネータ６の回生を禁止する。

なお、回生制御開始後のオルタネータ発電電流は、オルタネータＭＡＸ発電電流またはバッテリ受入可能電流と車両消費電流の和のうち低い方以上の間は、当該低い方の電流値に一致させる。

上記のようにオルタネータ６の回生制御の許可／禁止を決定することにより、例えばスロットルバルブ５を開くことによって燃料カット可能な領域を拡大して燃費性能の向上を図る場合に、バッテリ７の受入可能な電流に余裕があればオルタネータ６を回生制御が行われるので、さらなる燃費性能の向上が望める。

次に、図３に示すスロットルバルブ５及びオルタネータ６の制御ルーチンについて説明する。

ステップＳ２１０からステップＳ２３０は、図２のステップＳ１１０からステップＳ１３０と同様なので説明を省略する。

ステップＳ２４０で、ＥＣＭ１０は、現在のオルタネータ６の発電可能トルクを算出する。発電可能トルクは、オルタネータ６の発電電流に応じて変化する。そして、オルタネータ６は、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和を超える電流を発生することはできない。したがって、発電可能トルクは、オルタネータＭＡＸ発電電流発生時又はバッテリ受入可能電流＋車両消費電流発生時のいずれか小さい方に制限される。そこで、図６に示すような発電電流と発電可能トルクとの関係を予めマップ化し、これをＥＣＭ１０に持たせて、オルタネータＭＡＸ発電電流又はバッテリ受入可能電流＋車両消費電流のいずれか小さい方を用いてマップ検索することで、発電可能トルクを算出する。

ステップＳ２５０で、ＥＣＭ１０は減速加速度要求可能発電トルクを算出する。減速加速度要求可能発電トルクとは、減速加速度要求可能発電電流発生時のトルクであり、減速加速度要求可能発電電流とは、スロットルバルブ５が全閉であると仮定した場合に、予め設定した目標減速加速度となるように発電する際に発生する電流であり、車速が高いほど大きくなる。

そこで、図７に示すような、電流値をトルクに変換するためのマップをＥＣＭ１０に持たせておき、減速加速度要求可能発電電流を用いてマップ検索することにより、減速加速度要求可能発電トルクを算出する。

ステップＳ２６０で、ＥＣＭ１０は発電可能トルクから減速加速度要求可能発電トルクを減算し、これを余裕発電トルクとする。つまり、余裕発電トルクとは、現在オルタネータ６が増やすことができる発電トルクである。

ステップＳ２７０で、ＥＣＭ１０は、余裕発電トルクを発生させることによる減速度の増大を相殺するためのスロットル開度である余裕発電分スロットル開度を算出する。ここでは、図８に示すようなトルクをスロットル開度に変換するためのマップをＥＣＭ１０に持たせておき、余裕発電トルクを用いてマップ検索することにより、余裕発電分スロットル開度を算出する。

ステップＳ２８０で、ＥＣＭ１０は、図２の判定ルーチンの結果に基づいて、オルタネータ６の回生制御が実行中か否かを判定し、回生制御実行中であればステップＳ２９０の処理を実行し、回生制御実行中でなければステップＳ３００の処理を実行する。

ステップＳ２９０で、ＥＣＭ１０はスロットル開度をステップＳ２７０で算出した開度、つまり余裕発電分スロットル開度に設定する。

ステップＳ３００で、ＥＣＭ１０は現在の減速加速度が目標減速加速度からオーバーしている量（減速加速度オーバー量）を算出し、減速加速度オーバー量に基づいて、現在の減速加速度を目標減速加速度に一致させるためのスロットル開度（減速加速度調整開度）を算出する。減速加速度オーバー量が大きくなるほど減速加速度調整開度も大きくなる特性があるので、図９に示すようなマップをＥＣＭ１０に持たせておき、減速加速度オーバー量を用いてマップ検索することで減速加速度調整開度を算出する。

ステップＳ３１０で、ＥＣＭ１０はスロットル開度をステップＳ３００で算出した減速加速度調整開度に設定する。ただし、ステップＳ２７０で算出した余裕発電分スロットル開度を上限とする。

ステップＳ３２０で、ＥＣＭ１０は燃料カット終了車速を算出する。燃料カット終了車速は、スロットル開度が大きいほど低くなる。これは、スロットル開度が大きいほど減速加速度が小さくなるからである。そこで、スロットル開度と燃料カット終了車速との関係を図１０に示すようにマップ化してＥＣＭ１０に持たせておき、ステップＳ２９０またはステップＳ３１０で設定したスロットル開度を用いてマップ検索することで、燃料カット終了車速を算出する。

ステップＳ３３０で、ＥＣＭ１０は現在の車速が燃料カット終了車速以下か否かを判定する。燃料カット終了車速以下の場合はステップＳ３４０の処理を実行し、燃料カット終了車速より高い場合はルーチンを終了する。

ステップＳ３４０で、ＥＣＭ１０は燃料カットリカバーを実行する。

ステップＳ３５０で、ＥＣＭ１０は、スロットルバルブ５が開いていることによって増大する内燃機関１の始動時のトルクを相殺し得るオルタネータ発電量である、回転吹け上がり防止オルタネータ発電量を算出する。回転吹け上がり防止オルタネータ発電量は、図１１に示すようにスロットル開度が大きくなるほど大きくなる。スロットル開度が大きくなるほど始動時のトルクが大きくなるからである。そこで、回転吹け上がり防止オルタネータ発電量とスロットル開度との関係を図１１に示すようにマップ化してＥＣＭ１０に持たせておき、ステップＳ２９０またはステップＳ３１０で設定したスロットル開度を用いてマップ検索することで、回転吹け上がり防止オルタネータ発電量を算出する。

ステップＳ３６０で、ＥＣＭ１０は、ステップＳ３５０で算出した回転吹け上がり防止オルタネータ発電量を発電するようにオルタネータ６を制御する。

図１２は、図２及び図３の制御を実行した結果の一例を示すタイムチャートである。なお、オルタネータＭＡＸ発電電流が最大必要吸収トルク相当電流より大きいオルタネータ６を使用する場合について示している。

ｔ０で、アクセルペダルが離されてスロットル開度がゼロになり、燃料カットを伴う減速を開始する。減速開始時は車速がまだ高いため、減速加速度要求可能発電電流は大きくなる。ここでは、減速加速度要求可能発電電流が最大必要吸収トルクを超えて、オルタネータ６の回生制御が許可されるものとする。また、減速加速度要求可能発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流を超えているので、オルタネータ発電電流はオルタネータＭＡＸ発電電流に固定する。なお、減速開始時には、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和は減速加速度要求可能発電電流よりも大きくなっている。

ｔ０からｔ１までは、減速加速度要求可能発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流より大きいので、オルタネータ発電電流はオルタネータＭＡＸ発電電流に固定したままにする。この間、オルタネータ６の回生制御を実行することによりバッテリ受入可能電流が低下するので、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和も低下する。

ｔ１からｔ２の間は、減速加速度要求可能発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流以下になるので、余裕発電トルク分だけスロットルバルブ５を開くことができるようになる。そこで、オルタネータ発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流に一致するように徐々にスロットルバルブ５を開いていき、回生量を増やす。

ｔ２からｔ３の間は、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和がオルタネータＭＡＸ発電電流以下になるので、オルタネータ発電電流がバッテリ受入可能電流と車両消費電流の和に一致するように徐々にスロットルバルブ５を開く。

なお、図１２では、ｔ１からｔ２まではオルタネータＭＡＸ発電電流と減速加速度要求可能発電電流との差で余裕発電トルクが決まっており、オルタネータ発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流に固定され、減速加速度要求可能発電電流が徐々に低下している。これに対して、ｔ２からｔ３までは、バッテリ受入可能電流と車両消費電流との和と、減速加速度要求可能発電電流との差で余裕発電トルクが決まっており、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和、及び減速加速度要求可能発電電流が共に徐々に低下している。したがって、ｔ２からｔ３までの方が、ｔ１からｔ２までよりもスロットル開度の増加率が小さくなっている。

ｔ３で、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収トルク相当電流まで低下したら、オルタネータ回生を禁止することによって、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収トルク相当電流以下にならないようにする。回生の禁止に伴ってスロットルバルブ５を閉じ、その後は、スロットル開度を減速加速度調整開度に設定する。

ｔ４で、減速加速度要求可能発電電流がゼロになったら、減速加速度を目標減速加速度に維持するためにスロットル開度を徐々に開いていく。ただし、余裕発電分スロットル開度を上限とする。すなわち、ＥＣＭ１０は、燃料カット実行中に車両減速時の減速加速度を低減するためにスロットルバルブ５の開度を増大させ、その開度を、車両押し出し感がオルタネータ６の発電量の増加で相殺可能な機関トルクに対応する大きさに制限する。

ｔ５で車速が燃料カット終了車速に達したら、燃料カットリカバーを実行する。このとき、スロットル開度に基づいて算出した回転吹け上がり防止オルタネータ発電量となるように一次的に発電を行い、スロットルバルブ５を閉じる。なお、燃料カット終了車速は、スロットル開度を余裕発電分スロットル開度として図１０から算出した車速である。これにより、減速加速度を過大にすることなく、燃料カットをより長い時間実行することができる。

次に、上述した実施形態の作用効果について説明する。

上記のように、減速中に余裕発電分だけ発電を行い、スロットルバルブ５を開くことで余裕発電分の発電による減速加速度の増大を相殺しているので、オルタネータ６の回生電力量を増加させつつ、燃料カットを実施できる領域を拡大することができる。ここでの比較対象は、図１２の燃料カット及びスロットル開度のチャートに破線で示したように、減速中にスロットルバルブ５を閉じたままにした場合である。この場合の燃料カット終了車速は、図１２の車速のチャートに示したように、本実施形態の燃料カット終了車速より高くなる。

バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収トルク相当電流まで低下したｔ３以降は回生を禁止して、燃料カットリカバー時にバッテリ７が最大必要吸収トルクを受け入れ可能な状態にしている。これにより、燃料カットリカバー時にスロットルバルブ５が開いていることによるトルク増加分を吸収することができる。これにより、燃料カットを実施できる領域をさらに拡大することができる。また、減速中のスロットル開度の上限を余裕発電分スロットル開度に制限するので、燃料カットリカバー時の車両押し出し感を確実に防止できる。

図１３は、図２及び図３の制御を実行した結果の他の例を示すタイムチャートである。なお、オルタネータＭＡＸ発電電流が最大必要吸収トルク相当電流より小さいオルタネータ６を使用する場合について示している。

ｔ０で、アクセルペダルが離されてスロットル開度がゼロになり、燃料カットを伴う減速を開始する。減速開始時は車速がまだ高いため、減速加速度要求可能発電電流は大きくなる。ここでは、減速加速度要求可能発電電流がオルタネータＭＡＸ発電トルクを超えて、オルタネータ６の回生制御が許可されるものとする。

また、減速加速度要求可能発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流を超えているので、オルタネータ発電電流はオルタネータＭＡＸ発電電流に固定する。

ｔ０からｔ１の間は、減速加速度要求可能発電電流がオルタネータＭＡＸ発電電流より大きいので、オルタネータ発電電流はオルタネータＭＡＸ発電電流に固定したままにする。この間、オルタネータ６の回生制御を実行することによりバッテリ受入可能電流が低下するので、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和も低下する。

ｔ２でバッテリ受入可能発電電流と車両消費電流の和がオルタネータＭＡＸ発電電流と一致したら、オルタネータ回生を禁止し、バッテリ受入可能発電電流と車両消費電流の和がオルタネータＭＡＸ発電電流を下回らないように、スロットルバルブ５を閉じる。

ｔ３で減速加速度要求可能発電電流がゼロになったら、減速加速度を目標減速加速度に維持するためにスロットル開度を徐々に開いていく。ただし、余裕発電分スロットル開度を上限とする。

ｔ５で車速が燃料カット終了車速に達したら、燃料カットリカバーを実行する。このとき、スロットル開度に基づいて算出した回転吹け上がり防止オルタネータ発電量となるように一次的に発電を行い、スロットルバルブ５を閉じる。

上記のように制御することにより、オルタネータＭＡＸ発電電流が最大必要吸収トルク相当電流より低い場合でも、図１２の場合と同様の効果が得られる。ただし、オルタネータ６が発電できる電流が最大必要吸収トルク相当電流より低いため、燃料カットリカバーのタイミングは図１２の場合より早まる。

第２実施形態について説明する。

第２実施形態を適用するシステムと、オルタネータ６及びスロットルバルブ５の制御は、基本的には第１実施形態と同様であるが、一部が異なる。ここでは相違点についてのみ説明する。

第１に、第２実施形態を適用する車両は、コースト走行時の減速加速度が第１実施形態を適用した車両に比べて小さい。

第２に、第１実施形態では、図２のステップＳ１４０で、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が、最大必要吸収トルク相当電流またはオルタネータ発電電流のいずれか低い方以下の場合にオルタネータ回生を許可している。これに対して第２実施形態では、最大必要吸収トルク相当電流またはオルタネータ発電電流のいずれか低い方より低くなった場合にオルタネータ回生を許可する。

第３に、第１実施形態では、図３のステップＳ２９０で、スロットル開度をステップＳ２７０で算出したスロットル開度に設定している。これに対して第２実施形態では、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収発電電流まで低下した場合は、それ以上低下しないようにオルタネータ発電電流を低下させる。そして、オルタネータ発電電流の低下による減速加速度の変化を相殺するように、スロットル開度を小さくする。

図１４は、本実施形態を実施した場合のタイムチャートである。ｔ０からｔ３までは図１２と同様なので説明を省略する。

ｔ３でバッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収発電電流まで低下しても、オルタネータ回生は継続する。ただし、バッテリ受入可能電流と車両消費電流の和が最大必要吸収発電電流を下回らにようにオルタネータ発電電流を低下させ、オルタネータ発電電流の低下によって減速加速度が変動しないようにスロットル開度を小さくする。

ｔ５で燃料カット終了車速に達したら、スロットルバルブ５が開いていることにより増大するトルクを相殺するように、オルタネータ発電電流を一時的に増加させ、スロットルバルブ５を閉じる。

コースト走行時の減速加速度、つまり車両のもともとの減速加速度が小さくなるほど、減速加速度要求可能発電電流が高くなるので、余裕発電トルクは小さくなる。このため、第１実施形態と同様にｔ３でオルタネータ回生を禁止すると、オルタネータ回生発電量は第１実施形態に比べて少なくなる。

しかし、上記のようにｔ３以降もオルタネータ発電電流及びスロットル開度を低下させながらオルタネータ回生を継続することで、第１実施形態と同様に、燃料カットリカバー時のオルタネータ６の回生発電量を確保することができる。

また、バッテリ受入可能電流と車両消費電流が最大必要吸収トルク相当電流より低くならないようにスロットルバルブ５及びオルタネータ６を制御することにより、燃料カットリカバー時の車両押し出し感の発生を確実に防止することができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

１内燃機関
２変速機
３吸気通路
４燃料噴射弁
５スロットルバルブ
６オルタネータ
７バッテリ
８バッテリセンサ
９車両抵抗
１０エンジンコントローラ（ＥＣＭ）
２０車速センサ

Claims

車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、
車両減速中に所定の条件が成立したら内燃機関への燃料供給を停止する燃料カットを実行し、前記所定の条件が成立しなくなったら燃料供給を再開する燃料カットリカバーを実行する燃料カット手段と、
前記燃料カットリカバー時にスロットル開度をゼロより大きく設定するスロットル制御手段と、
前記燃料カット実行中に発電機により回生発電を行い、前記燃料カットリカバー時に、前記スロットル開度に応じて発生する機関トルクによる車両押し出し感を相殺するように前記発電機の発電量を増加させる発電制御手段と、
前記発電機により発電する電気エネルギを充電するバッテリと、
前記バッテリが受入可能な電気エネルギである受入可能電気エネルギを検知する受入可能電気エネルギ検知手段と、
を備える内燃機関搭載車両において、
前記発電制御手段は、前記受入可能電気エネルギが前記燃料カットリカバー時に発電によって吸収する機関トルクに対応する大きさまで低下したら、前記発電機の回生を禁止して、燃料カットリカバー時の前記受入可能電気エネルギが前記車両押し出し感を相殺するために前記発電機で発生させる電気エネルギである燃料カットリカバー時発電電気エネルギ以上となるように、前記燃料カット実行中の前記発電機の発電量を制限することを特徴とする内燃機関搭載車両。
前記スロットル制御手段は、前記燃料カット実行中に車両減速時の減速加速度を低減するためにスロットル開度を増大させ、そのスロットル開度を、前記車両押し出し感が前記発電機の発電量の増加で相殺可能な機関トルクに対応する大きさに制限する請求項１に記載の内燃機関搭載車両。
前記燃料カットリカバー時の車速は、スロットル開度が、前記車両押し出し感が前記発電機で相殺可能な大きさであるときの前記内燃機関の吸気量に対応する大きさになったときの車速である請求項１または請求項２に記載の内燃機関搭載車両。