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【発明の名称】 電力制御装置
【発明者】 【氏名】杉浦 雅宣
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内

【氏名】辻井 啓
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内

【氏名】呉竹 健
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内

【氏名】花田 秀人
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内

【氏名】河合 高志
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式会社内
【要約】 【課題】駆動力源が停止する毎に、駆動力源の停止タイミングと、補機装置の機能変化タイミングとの時間的な関係が不規則となること、を抑制できる電力制御装置を提供する。

【解決手段】駆動力源の動力により駆動される発電機と、発電機から出力される電力を蓄電する蓄電装置と、蓄電装置から出力される電力により機能する機能装置とを有する電力制御装置において、駆動力源の出力が変化するタイミングと、駆動力源の出力の変化にともない、蓄電装置から機能装置に供給される電力が変化して、その機能装置の機能が変化するタイミングとの時間的な対応関係が、蓄電装置の電力量に応じて変化することを抑制する対応関係制御手段（ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３）を備えていることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 発電機から出力される電力を、蓄電装置を経由させて機能装置に供給する電力制御装置において、前記発電機を駆動する動力装置の出力が変化して、前記蓄電装置から前記機能装置に供給される電力が変化する場合に、前記動力装置の出力が変化するタイミングと、前記機能装置の機能が変化するタイミングとの時間的な対応関係が、前記蓄電装置の電力量に応じて変化することを抑制する対応関係制御手段を備えていることを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】 車両の駆動力源の動力により駆動される第１の発電機と、この第１の発電機から出力される電力を蓄電する第１の蓄電装置と、前記駆動力源と車輪との間に形成されている動力伝達経路の動力により駆動される第２の発電機と、この第２の発電機から出力される電力を蓄電する第２の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置から供給される電力により機能する機能装置とを有し、前記第２の蓄電装置から前記第１の蓄電装置に電力を供給する電力制御装置において、前記駆動力源の出力を判断する出力判断手段と、前記第２の蓄電装置から前記第１の蓄電装置に供給される電力を、前記出力判断手段の判断結果に基づいて制御する電力制御手段とを備えていることを特徴とする電力制御装置。
【請求項３】 前記第１の蓄電装置がバッテリであり、前記第２の蓄電装置がキャパシタであることを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】 前記第２の発電機は、車両の運動エネルギを電力に変換し、かつ、その電力を前記第２の蓄電装置に充電する機能と、前記第２の蓄電装置の電力により電動機として駆動され、そのトルクを前記車輪に伝達する機能とを備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の電力制御装置。
【請求項５】 前記機能装置は照明装置を含むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の電力制御装置。
【請求項６】 前記出力制御手段により、前記駆動力源が停止されることが判断された場合に、前記電力制御手段は、前記第２の蓄電装置の電力に関わりなく、前記第２の蓄電装置から前記第１の蓄電装置に供給する電力の制御を同じにする機能を、更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発電機により発生される電力を機能装置に供給する電力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンから車輪に至る動力伝達経路にモータ・ジェネレータを設けるとともに、そのモータ・ジェネレータに蓄電装置を接続した車両が知られている。この車両においては、蓄電装置の電力をモータ・ジェネレータに供給して、モータ・ジェネレータを電動機として駆動させ、そのトルクを車輪に伝達することができる。これに対して、車両の惰力走行時には車輪の運動エネルギをモータ・ジェネレータに伝達してモータ・ジェネレータを発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置に充電することができる。一方、車両には、補機装置、例えば、照明装置、ワイパー、エアコンなどが設けられており、この補機装置に供給する電力は蓄電装置に充電されている。ところで、モータ・ジェネレータとの間で電力の授受を行なう蓄電装置と、補機装置に電力を供給する蓄電装置とでは、設定電圧が異なる。
【０００３】このように、複数の蓄電装置および補機装置を有する車両の一例が、特開２０００−１５６９１９号公報に記載されている。この公報においては、各蓄電装置同士の間にＤＣＤＣコンバータを設けて、蓄電装置同士の間で電力の授受をおこなう場合に、ＤＣＤＣコンバータにより電圧を変換している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報には記載されていないが、エンジンの動力により駆動されるオルタネータを設けるとともに、オルタネータにより発生した電力を、補機装置用の蓄電装置に充電することが知られている。このオルタネータはエンジンの動力により駆動されるため、エンジンが停止したときに、補機装置が動作していると、補機装置用の蓄電装置（第１の蓄電装置）の電力が低下する。そこで、第１の蓄電装置の電力が低下することを防止するために、モータ・ジェネレータに接続されている蓄電装置（第２の蓄電装置）の電力を、第１の蓄電装置に供給することも考えられる。すると、第２の蓄電装置の電力が低下して、この第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給される電力が低下し、補機装置の機能も低下する。
【０００５】しかしながら、エンジンが停止されるタイミング毎に、第２の蓄電装置の電力が同じであるとは限らないので、エンジンの停止タイミングと、補機装置の機能が低下するタイミングとの時間的な対応関係が不規則となる。その結果、ドライバーが違和感を持つ可能性があった。
【０００６】この発明は上記課題を解決するためのもので、駆動力源が停止する毎に、駆動力源の停止タイミングと、補機装置の機能変化タイミングとの時間的な関係が不規則となることを抑制できる電力制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、発電機から出力される電力を、蓄電装置を経由させて機能装置に供給する電力制御装置において、前記発電機を駆動する動力装置の出力が変化して、前記蓄電装置から前記機能装置に供給される電力が変化する場合に、前記動力装置の出力が変化するタイミングと、前記機能装置の機能が変化するタイミングとの時間的な対応関係が、前記蓄電装置の電力量に応じて変化することを抑制する対応関係制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】請求項１の発明によれば、駆動力源の出力変化が複数回発生する場合に、駆動力源の出力変化が発生する毎に、駆動力源の出力変化タイミングと、機能装置の機能変化タイミングとの時間的な対応関係が不規則となることを抑制できる。言い換えれば、駆動力源の出力変化が発生する毎に、駆動力源の出力変化タイミングと、機能装置の機能変化タイミングとの時間的な差の変化幅が、所定範囲内に納められる。
【０００９】請求項２の発明は、車両の駆動力源の動力により駆動される第１の発電機と、この第１の発電機から出力される電力を蓄電する第１の蓄電装置と、前記駆動力源と車輪との間に形成されている動力伝達経路の動力により駆動される第２の発電機と、この第２の発電機から出力される電力を蓄電する第２の蓄電装置と、前記第１の蓄電装置から供給される電力により機能する機能装置とを有し、前記第２の蓄電装置から前記第１の蓄電装置に電力を供給する電力制御装置において、前記駆動力源の出力を判断する出力判断手段と、前記第２の蓄電装置から前記第１の蓄電装置に供給される電力を、前記出力判断手段の判断結果に基づいて制御する電力制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】請求項２の発明によれば、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給される電力は、駆動力源の出力の判断結果に基づいて制御される。このため、例えば、駆動力源の運転と停止とが、交互に繰り返されるされる場合は、第２の蓄電装置の電力に関わりなく、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給される電力が制御される。したがって、駆動力源の運転と停止との繰り返し毎に、駆動力源の停止タイミングと、機能装置の機能変化タイミングとの時間的な対応関係は、第２の蓄電装置の電力に関わりなく、規則的に制御される。
【００１１】請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記第１の蓄電装置がバッテリであり、前記第２の蓄電装置がキャパシタであることを特徴とするものである。
【００１２】請求項３の発明によれば、第１の蓄電装置がバッテリであり、第２の蓄電装置がキャパシタであるとともに、請求項２の発明と同様の作用が生じる。
【００１３】請求項４の発明は、請求項２または３の構成に加えて、前記第２の発電機は、車両の運動エネルギを電力に変換し、かつ、その電力を前記第２の蓄電装置に充電する機能と、前記第２の蓄電装置の電力により電動機として駆動され、そのトルクを前記車輪に伝達する機能とを備えていることを特徴とするものである。
【００１４】請求項４の発明によれば、請求項２または３の発明と同様の作用が生じる他に、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給する電力が抑制されれば、第２の蓄電装置から第２の発電機に供給される電力の低下が抑制される。したがって、車両の駆動力不足を抑制できる。
【００１５】請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかの構成に加えて、前記機能装置は照明装置を含むことを特徴とするものである。
【００１６】請求項５の発明によれば、請求項２ないし４のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、駆動力源の出力変化タイミングと、照明装置の機能の低下タイミングとの時間的な対応関係が、規則的に制御される。
【００１７】請求項６の発明は、請求項２の構成に加えて、前記出力制御手段により、前記駆動力源が停止されることが判断された場合に、前記電力制御手段は、前記第２の蓄電装置の電力に関わりなく、前記第２の蓄電装置から前記第１の蓄電装置に供給する電力の制御を同じにする機能を、更に備えていることを特徴とするものである。
【００１８】請求項６の発明によれば、請求項２の発明と同様の作用が生じる他に、駆動力源が停止される場合には、第２の蓄電装置の電力に関わりなく、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給する電力の制御が同じにされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】（第１の実施例）つぎに、この発明の第１の実施例を説明する。図２は、この発明を適用した車両１のパワートレーン、電気系統、制御系統の構成を示す概念図である。まず、車両１のパワートレーンの構成を説明する。車両１は、駆動力源としてエンジン２およびモータ・ジェネレータ３を有している。エンジン２としては、内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。エンジン２の出力側にはトランスミッション４が設けられており、トランスミッション４の回転部材５と車輪６とが動力伝達可能に連結されている。また、前記モータ・ジェネレータ３と回転部材５とが動力伝達可能に連結されている。モータ・ジェネレータ３は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有している。
【００２０】つぎに、車両１の電気系統について説明する。エンジン２のクランクシャフト（図示せず）には、伝動装置７を介してオルタネータ８が接続されている。このオルタネータ８にはバッテリ（例えば鉛バッテリ）９が接続されているとともに、バッテリ９の電力を補機装置１０に供給する回路が形成されている。補機装置１０としては、照明装置、ワイパ、空調装置などが挙げられる、バッテリ９は電気エネルギを化学エネルギに変換して貯蔵するシステムである。また、バッテリ９以外の蓄電装置としてキャパシタ（コンデンサ）１１が設けられており、モータ・ジェネレータ３により発電された電力を、キャパシタ１１に充電することができる。
【００２１】キャパシタ１１は、導電部材（金属板、活性炭など）同士の間に絶縁物を介在させて構成されており、各導電部材に電荷が蓄えられる。ここで、バッテリ９の電圧は１２Ｖであり、キャパシタの電圧は３６Ｖである。このように、バッテリ９とキャパシタ１１とを比較すると、電力の貯蔵原理および受け入れ電力などの特性が異なる。さらに、キャパシタ１１とバッテリ９との間には回路が形成されており、その回路にはＤＣ／ＤＣコンバータ１２が配置されている。したがって、キャパシタ１とバッテリ９との間で、電圧を変換して電力の授受をおこなうことができる。
【００２２】さらに、車両１の全体を制御する制御系統について説明する。電子制御装置（ＥＣＵ）１３が設けられており、電子制御装置１３により、加速要求および制動要求、車速、トランスミッション４のシフトポジション、イグニッションキーの操作状態、エコラン用メインスイッチの操作状態、バッテリ９の電圧・充放電電流、キャパシタ１１の電圧などが判断される。また、電子制御装置１３により、エンジン２の出力、モータ・ジェネレータ３の出力、オルタネータ８の発電量、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力、エンジン２をクランキングするスタータモータ１４などが制御される。
【００２３】つぎに、エンジン２の始動（運転）・停止制御について説明する。まず、エコラン用メインスイッチがオフされている場合は、イグニッションキーの操作に基づいて、エンジン１が始動・停止される。例えば、イグニッションキーがオン位置を経由してスタート位置に操作された場合は、スタータモータ１４によりエンジン２がクランキングされる。ここで、エンジン２がガソリンエンジンであれば、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期などが制御されて、エンジン２が自律回転する。なお、イグニッションキーをスタート位置に保持する操作力が解除された場合は、イグニッションキーは自動的にオン位置に復帰する。これに対して、エンジン２が運転されている状態から、イグニッションキーがオン位置からアクセサリ位置に切り替えられた場合は、燃料噴射制御および点火制御が停止されてエンジン２が停止する。
【００２４】これに対して、エコラン用メインスイッチがオンされている場合は、イグニッションキーの操作状態以外の条件に基づいて、エンジン２の始動・停止が制御される。エンジン２が運転されている状態で、所定の停止条件が成立した場合は、エンジン２が停止される。所定の停止条件は、例えば、加速要求がなくなったこと、制動要求が発生したこと、所定のシフトポジションにあること、車速が所定値以下であること、などの事項が、全て検知された場合に成立する。また所定の停止条件が成立してエンジン２が停止している状態で、前記事項のうちの少なくとも１つが解消された場合（始動条件成立）は、エンジン２が始動される。このように、エコラン用メインスイッチがオンされて、停止条件および始動条件に基づいてエンジン２の停止・始動をおこなう制御を、便宜上、エコラン制御（またはアイドルストップ制御）と呼ぶ。
【００２５】上記のようにしてエンジン２が駆動された場合は、エンジントルクがトランスミッション４を経由して車輪６に伝達されて、駆動力が発生する。また、キャパシタ１１の電力がモータ・ジェネレータ３に供給されて、モータ・ジェネレータ３が電動機として駆動された場合は、モータ・ジェネレータ３のトルクが車輪６に伝達される。このように、車両１は、エンジン２またはモータ・ジェネレータ３のうちの少なくとも一方を駆動力源とすることができる、いわゆるハイブリッド車である。なお、エンジントルクの一部をモータ・ジェネレータ３に伝達して、そのトルクによりモータ・ジェネレータ３を発電機として機能させることもできる。さらに、エンジントルクの一部をオルタネータ８に伝達して発電させ、その電力をバッテリ９に充電することもできる。
【００２６】さらに、車両１の減速時（惰力走行時）には、車輪６の運動エネルギをモータ・ジェネレータ３に伝達してモータ・ジェネレータ３を発電機として機能させることができる。また、車輪６の運動エネルギをエンジン２を経由してオルタネータ８に伝達し、オルタネータ８で発生した電力をバッテリ９に蓄電することもできる。
【００２７】つぎに、エコラン制御に関連する制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、エンジン２が運転されている状態において、キャパシタ１１の電力（回生エネルギー）が所定量以上であるか否かが判断される（ステップＳ１）。すなわち、キャパシタ１１に、補機装置１０で使用できる程度の電力が貯蔵されているか否かを判断している。このステップＳ１で肯定的に判断された場合は、エコラン用メインスイッチがオンされ、かつ、現在、停止条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２）。
【００２８】このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、回生エネルギー供給制御■を実行し（ステップＳ３）、この制御ルーチンを終了する。回生エネルギー供給制御■では、キャパシタ１１の電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータで降圧してバッテリ９に供給する制御が停止される。このため、バッテリ９の電力が補機装置１０で使用されて、バッテリ９は放電状態になる。
【００２９】前記ステップＳ２で否定的に判断された場合は、現時点でエコラン制御によりエンジン２が停止されているか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、バッテリ９の電圧が安定したか否かが判断される（ステップＳ５）。例えば、バッテリ９の電圧の低下が収まり、かつ、バッテリ電圧が所定値となった場合、または、エコラン制御が開始され、かつ、エンジン２が停止した時点から、所定時間αｓｅｃが経過した場合は、ステップＳ５で肯定的に判断されてステップＳ６に進む。ステップＳ６では回生エネルギー供給制御■をおこない、この制御ルーチンを終了する。
【００３０】回生エネルギー供給制御■において、キャパシタ１１からバッテリ９に供給される電力が、バッテリ９から補機装置１０に供給される電力（バッテリ９からの持ち出し電力分）と同じになるように制御される。例えば、バッテリ９の端子の電流値をセンサで検知することができる場合は、バッテリ９における充放電電流が“零アンペア”となるように制御すればよい。これに対して、このようなセンサがない場合は、キャパシタ１１の電力をバッテリ９に供給し始めた時点の電圧を目標電圧として、バッテリ９の電圧が一定となるように制御すればよい。
【００３１】一方、前記ステップＳ５で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了し、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、ステップＳ７に進む。このステップＳ７では回生エネルギー供給制御■をおこない、この制御ルーチンを終了する。回生エネルギー供給制御■では、キャパシタ１１の電力をバッテリ９に供給して、バッテリ９が満充電となるように制御される。さらに、前記ステップＳ１で否定的に判断された場合は、ステップＳ３に進む。
【００３２】図１に示す制御例に対応するタイムチャートの一例を図３に示す。時刻ｔ１以前においては、エンジン２が運転状態にあり、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流が所定値に制御され、かつ、バッテリ９が充電状態にあり、かつ、バッテリ９の電圧が所定電圧に制御されている。ついで、時刻ｔ１になると、エコラン制御によりエンジン２が停止され、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流が低下して零に制御される。その結果、バッテリ９は充電状態から放電状態に変化し、バッテリ９の電圧が低下している。
【００３３】そして、時刻ｔ１から所定時間が経過して時刻ｔ２になり、バッテリ９の電圧が安定した時点でＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流が高められて、バッテリ９の電圧が略一定に制御され、かつ、バッテリ９の充放電電流が“零アンペア”に維持されている。ここで、負荷印加電圧が低いため、消費電力が小さく、時刻ｔ２以後に、キャパシタ１１からバッテリ９に供給する電気エネルギーは、時刻ｔ１以前よりも低い。そして、キャパシタ１１の電力が低下する時刻ｔ３以降は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流が低下し、かつ、バッテリ９の電圧も更に低下する。そして、時刻ｔ４で始動条件が成立してエンジン２が始動されると、オルタネータ８による発電、およびバッテリ９に対する充電が開始され、バッテリ９の電圧が上昇する。
【００３４】上記のように、この実施例によれば、運転されているエンジン２を停止する場合は、キャパシタ１１の電力はバッテリ９には供給されず、エンジン２の停止直後に、バッテリ９の電圧が低下する。したがって、エンジン２の運転と停止とが、交互に複数回繰り返される場合に、エンジン２を停止する毎に、エンジン２の停止タイミングと、補機装置１０の機能変化タイミングとの時間的な対応関係が不規則となることを抑制できる。言い換えれば、エンジン２の停止タイミングと、補機装置１０の機能変化タイミングとの時間的な差の変化幅を、所定範囲内に納めることができる。また、補機装置１０が照明装置であれば、エンジン２を停止する毎に、エンジン２の停止タイミングと、夜間に点灯する照明装置の減光タイミングとの対応関係が同じになるため、ドライバーが違和感を持つことを回避できる。
【００３５】また、時刻ｔ３と時刻ｔ４との間でキャパシタ１１からバッテリ９に電力が供給されなくなるため、バッテリ９の電圧が低下するが、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に第１回目の電圧低下が発生しているため、時刻ｔ３以降に発生する第２回目の電圧低下は少なく、補機装置１０の機能変化にドライバーが違和感を持つことはない。
【００３６】さらに、エンジン２を停止する場合は、キャパシタ１１の電力残量に関わりなく、キャパシタ１１からバッテリ９に電力を供給する制御が停止される。このため、その後に、キャパシタ１１からバッテリ９に電力の供給を開始した場合でも、エンジン２を停止してからキャパシタ１１の電力がなくなるまでの時間を可及的に長くすることができる。したがって、エンジン２の停止中に車両１を走行させる要求が発生した場合に、キャパシタ１１の電力をモータ・ジェネレータ３に供給して駆動力を発生させることができる。
【００３７】ここで、比較例の制御を図４のタイムチャートに基づいて説明する。この比較例の制御とは、エンジンを停止した後も、キャパシタからバッテリに電力を供給する制御を意味している。なお、比較例の制御も、図２のシステムでおこなうものと仮定する。図４のタイムチャートにおいては、時刻ｔ１でエンジン２が停止されても、時刻ｔ１以後におけるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流は、時刻ｔ１以前と同じである。つまり、時刻ｔ１以降もバッテリに対する充電が継続され、時刻ｔ１以降のバッテリ電圧も、時刻ｔ１以前と同じとなっている。
【００３８】そして、時刻ｔ２でＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が実線で示すように低下すると、時刻ｔ２からバッテリが充電状態から放電状態に変化し、時刻ｔ２からバッテリの電圧も急激に低下する。その後、時刻ｔ３を経て時刻ｔ４になり、エンジンが始動されて、オルタネータによる発電された電力がバッテリに充電されて、バッテリの電圧が上昇している。この比較例においては、エンジンが停止されるか否かに関わりなく、キャパシタの電力残量に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が成り行きで変化する。
【００３９】例えば、破線で示すように、時刻ｔ１でＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が低下した場合は、時刻ｔ１でバッテリが充電状態から放電状態に変化し、かつ、バッテリ電圧が急激に低下する。これに対して、２点鎖線で示すように時刻ｔ３でＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が低下した場合は、時刻ｔ１でバッテリが充電状態から放電状態に変化し、かつ、バッテリ電圧が急激に低下する。このように、エンジンの停止後も、キャパシタからバッテリに電力を供給する場合は、エンジン停止時におけるキャパシタの電力残量に対応して、その後に発生するバッテリ電圧の低下タイミングが成り行きで変化する。このため、比較例の制御をおこなった場合は、エンジンを停止する毎に、エンジンの停止タイミングと、補機装置の機能が低下するタイミングとの時間的な関係が不規則的に変化する。したがって、ドライバーが違和感を持つ。
【００４０】ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３がこの発明の対応関係制御手段に相当し、ステップＳ２がこの発明の出力判断手段に相当し、ステップＳ３がこの発明の電力制御手段に相当する。また、この実施例で述べた事項と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン２がこの発明の駆動力源に相当し、オルタネータ８が、この発明の発電機および第１の発電機に相当し、モータ・ジェネレータ３がこの発明の第２の発電機に相当し、バッテリ９が、この発明の蓄電装置および第１の蓄電装置に相当し、補機装置１０がこの発明の機能装置に相当する。
【００４１】また、エンジン２の回転数およびトルクが、この発明の駆動力源の出力に相当し、駆動力源の出力変化の具体例として、“運転されているエンジンを停止すること”が挙げられている。また、この発明の“車速が所定値以下”の一例として、“車速零”が挙げられ、この発明の“第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給する電力の制御を同じにする機能”の一例として、“ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力電流を零にすること”が挙げられ、この発明の機能装置の機能の一例として、照明装置の光量が挙げられている。
【００４２】（第２の実施例）ところで、エコラン制御の停止条件が成立した時点で、即座にエンジン２を停止すると、オルタネータ８の発電が停止されて、バッテリ９の電圧が急激に低下する可能性がある。この場合、補機装置１０が照明装置であれば、その減光が激しく、ドライバーが違和感を持つ。このような不都合を解消するために、停止条件が成立してから、エンジン２を停止するまでの停止開始時間と、バッテリ９の電圧を制御するために必要な所定時間αｓｅｃとを比較し、停止開始時間の方が所定時間よりも短い場合に、前記ステップＳ６の制御をおこなう時期を、推定により判断するような制御をおこなうことも考えられる。しかしながら、このような制御をおこなった場合は、前記推定に誤差が生じて、前記違和感を充分に解消できない場合がある。このような場合に対処する制御例が、この第２の実施例である。
【００４３】この第２の実施例を、図５のタイムチャートに基づいて説明する。まず、時刻ｔ１以前においては、車速は一定であり、かつ、オルタネータ８の発電量は零であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力も一定であり、バッテリ９の電圧も一定である。すなわち、キャパシタ１１からバッテリ９に供給される電力により、バッテリ９の電圧が一定に制御されている。
【００４４】ついで、時刻ｔ１以降に車速が低下すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が零となり、オルタネータ８による発電が開始される。そして、時刻ｔ２で車速が零になり、かつ、エンジン２が停止すると、オルタネータ８による発電量が零となる一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が高められる。その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が低下される。したがって、時刻ｔ２以降はバッテリ９の電圧も実線で示すように徐々に低下する。そして、時刻ｔ３でＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力が零となっている。
【００４５】この第２実施例では、補機装置１０が照明装置であれば、その照明装置が点灯している場合に、停止条件が成立してエンジン２を停止し、かつ、その後にスタータモータ１４によりエンジン２を始動する場合を想定して、スタータモータ１４に供給する電力と、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間にキャパシタ１１からバッテリ９に供給する電力とに相当する分の電力を、キャパシタ１１に残しておく必要がある。なお、照明装置が消灯されている場合は、スタータモータ１４を駆動する分の電力をキャパシタ１１に残し、それ以上の余裕電力がキャパシタ１１にある場合は、その余裕電力を随時バッテリ９に供給する。
【００４６】これに対して、比較例の制御をおこなった場合について説明する。比較例の制御とは、時刻ｔ２以降も、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を零に維持する制御を意味している。この第２の比較例を実行した場合は、バッテリの電圧が破線で示すように急激に低下する。
【００４７】このように、第２の実施例によれば、車両１が停止し、エコラン制御によりエンジン２を停止する場合でも、オルタネータ８の発電停止と同時に、所定時間ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の機能によりバッテリ９の電圧を制御すれば、そのバッテリ９の電圧が急激に低下することを抑制でき、ドライバーが違和感を持つことを、確実に回避できる。
【００４８】（その他の制御例）この制御例は、図２に示す要素のうち、モータ・ジェネレータおよびキャパシタおよびＤＣ／ＤＣコンバータを備えていない車両における制御である。このような車両において、前述した停止条件が成立した時点で即座にエンジンを停止させると、オルタネータの発電がおこなわれなくなり、バッテリの電圧が急激に低下する。その結果、点灯している照明装置が急激に減光し、ドライバーが違和感を持つ可能性がある。この制御例は、このような不都合に対処する制御例であり、停止条件が成立した時点から、所定時間が経過したに後にエンジンを停止する第１の場合と、これ以外の第２の場合とに分けて制御を説明する。
【００４９】（第１の場合）第１の場合に相当する制御例を、図６のフローチャートに基づいて説明する。まず、エンジンが運転され、かつ、照明装置が点灯している場合に、前述の停止条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ３１）。このステップＳ３１で肯定的に判断された場合は、停止条件が成立した時点からの経過時間を計測するカウンターscecoex が、所定時間α未満であるか否かが判断される（ステップＳ３２）。このステップＳ３２で肯定的に判断された場合は、オルタネータの発電によるバッテリの目標電圧を徐々に低下させる制御をおこない（ステップＳ３３）、この制御ルーチンを終了する。
【００５０】このステップＳ３３の制御を具体的に説明する。図７のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１から車速が低下し始め、時刻ｔ４で車速が零となった時点で、停止条件が成立する。このとき、時刻ｔ４から所定時間αが経過し、時刻ｔ５でエンジンを停止する制御であれば、時刻ｔ４から時刻ｔ５に至る間に、ステップＳ３３の制御がおこなわれる。例えば、実線で示すように時刻ｔ４からオルタネータの発電量を徐々に低下させれば、バッテリの電圧を実線で示すように徐々に低下させることができる。ここで、バッテリの目標電圧Ｖｔｇの算出方法としては、例えば、Ｖｔｇ＝Ｖtgold ×β ・・・（式１）
またはＶｔｇ＝Ｖtgold −γ ・・・（式２）
の２方法が挙げられる。
【００５１】上記各式において、Ｖtgold は目標電圧の前回値であり、βは定数（β＜１）であり、γは定数（γ＞零）である。なお、ステップＳ３２で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了する。また、前記ステップＳ３１で否定的に判断された場合は、カウンターscecoex を零にリセットし（ステップＳ３４）、この制御ルーチンを終了する。このように、照明装置の点灯中にエンジンを停止する場合に、図６の制御例を実行すれば、バッテリの電圧が徐々に低下するため、照明装置が徐々に減光し、ドライバーの違和感を解消できる。
【００５２】（第２の場合）つぎに、停止条件が成立すると同時にエンジンを停止する場合、または停止条件が成立してから、エンジンを停止するまでの時間α′が、所定時間α未満となるように制御される場合の制御例を、図７のタイムチャートに基づいて説明する。
【００５３】（制御例１）現在の時刻および車速から、車速が零となる時刻ｔ４を推定し、ある時刻から時刻ｔ４までの時間が、バッテリの電圧制御に必要な所定時間α（α−α′）になった時刻で、バッテリの目標電圧を徐々に低下させる制御をおこなう。例えば、時刻ｔ４よりも所定時間α前の時刻ｔ３になった時点で、破線で示すようにオルタネータの発電量を低下させると、破線で示すようにバッテリ電圧を徐々に低下することができる。
【００５４】（制御例２）この制御例においては、バッテリの目標電圧を徐々に低下させる車速を、予め設定、例えば、車速Ｖ１に設定しておき、時刻ｔ１以後、例えば時刻ｔ２において、実際の車速が車速Ｖ１以下になった場合に、実際の車速の変化割合に応じて、バッテリの目標電圧を２点鎖線で示すように徐々に低下させる制御が実行される。
【００５５】なお、図７のタイムチャートにおいて、時刻ｔ５でエンジンを停止すると同時に、３点鎖線で示すようにオルタネータの発電を停止した場合は、時刻ｔ５からバッテリ電圧が３点鎖線で示すように急激に低下し、ドライバーが違和感を持つ。
【００５６】（制御例３）この制御例は、照明装置が点灯しているか否かにより、エコラン制御の内容を異ならせるものである。すなわち、照明装置が点灯している場合は、停止条件が成立してから所定時間αが経過した時点で、エンジンを停止させる。所定時間が経過するまでの間に、バッテリの電圧を徐々に低下する。これに対して、照明装置が点灯していない場合は、停止条件が成立した時点で、エンジンを停止させる。
【００５７】このように、制御例１ないし制御例３を実行した場合も、照明装置の減光が徐々におこなわれて、ドライバーが違和感を持つことを回避できる。また、これらの各制御例において、バッテリの目標電圧を徐々に低下させている途中で、加速要求などが生じて始動条件が成立してエンジンを始動する場合は、オルタネータの発電量を徐々に増加して、バッテリの目標電圧を徐々に上昇させる。なお、図３、図４、図５、図７の各タイムチャートにおいて、各時刻同士の対応関係はない。
【００５８】また、特許請求の範囲に記載された“対応関係制御手段”を“対応関係制御器”または“対応関係制御用コントローラ”と読み替え、“出力判断手段”を“出力判断器”または“出力判断用コントローラ”と読み替え、“電力制御手段”を“電力制御器”または“電力制御用コントローラ”と読み替えることもできる。この場合、電子制御装置１３が、対応関係制御器、対応関係制御用コントローラ、出力判断器、出力判断用コントローラ、電力制御器、電力制御用コントローラに相当する。さらに、特許請求の範囲に記載された“対応関係制御手段”を“対応関係制御ステップ”と読み替え、“出力判断手段”を“出力判断ステップ”と読み替え、“電力制御手段”を“電力制御ステップ”と読み替え、電力制御装置を電力制御方法と読み替えることもできる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によれば、駆動力源の出力変化が複数回繰り返される場合でも、駆動力源の出力変化が発生する度に、駆動力源の出力変化タイミングと、機能装置の機能変化タイミングとの時間的な対応関係が不規則となることを抑制できる。したがって、例えば、駆動力源の運転と停止とを複数回繰り返す場合に、駆動力源を停止する毎に、駆動力源の停止タイミングと、機能装置の機能変化タイミングとが、常に同じタイミングで発生することになり、ドライバーが違和感を持つことを回避できる。
【００６０】請求項２の発明によれば、駆動力源の出力変化が複数回繰り返される場合でも、例えば、駆動力源を停止する毎に、第２の蓄電装置の電力に関わりなく、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給される電力が制御される。したがって、駆動力源を停止する毎に、駆動力源の停止タイミングと、機能装置の機能変化タイミングとの時間的な対応関係を、第２の蓄電装置の電力に関わりなく、規則的に制御することができ、ドライバーの違和感を解消できる。
【００６１】請求項３の発明によれば、第１の蓄電装置がバッテリであり、第２の蓄電装置がキャパシタであるとともに、請求項２の発明と同様の効果を得られる。
【００６２】請求項４の発明によれば、請求項２または３の発明と同様の効果を得られる他に、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給する電力を抑制すれば、第２の蓄電装置から第２の発電機に供給される電力の低下を抑制できる。したがって、車両の駆動力不足を抑制できる。
【００６３】請求項５の発明によれば、請求項２ないし４のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、駆動力源の出力変化が複数回発生した場合でも、駆動力源の出力変化毎に、駆動力源の出力変化タイミングと、照明装置の機能の低下タイミングとの時間的な対応関係を、規則的に制御できる。
【００６４】請求項６の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、駆動力源が停止する毎に、第２の蓄電装置の電力に関わりなく、第２の蓄電装置から第１の蓄電装置に供給する電力が同じとなる。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【住所又は居所】愛知県豊田市トヨタ町１番地
【出願日】 平成１４年４月２２日（２００２．４．２２）
【代理人】 【識別番号】１０００８３９９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 丈夫
【公開番号】 特開２００３−３１９５０２（Ｐ２００３−３１９５０２Ａ）
【公開日】 平成１５年１１月７日（２００３．１１．７）
【出願番号】 特願２００２−１１９７７６（Ｐ２００２−１１９７７６）