JP2018150018A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】惰性走行と回生走行を適正に切り替えることができる車両制御装置を提供する。【解決手段】エンジンＥＣＵ３１は、所定の惰性走行実施条件の成立に応じて、クラッチ装置１７を遮断状態にして車両１０の惰性走行を実施し、惰性走行中における所定の回生実施条件の成立に応じて、エンジン回転速度の調整とクラッチ装置１７の接続とを行って惰性走行からＩＳＧ１３を利用した回生走行への移行を実施する走行制御部と、惰性走行中に回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合において、エンジン回転速度の調整により消費される消費エネルギErecを推定するとともに、回生走行により回収される回生エネルギEregenを推定する推定部と、を備え、前記走行制御部は、消費エネルギErecと回生エネルギEregenとの比較に基づいて、惰性走行から回生走行への移行を実施する。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両制御装置に関するものである。

近年、燃費改善等を目的として、車両走行中のアクセルオフ時に、エンジンと変速機との間に設けたクラッチ装置を遮断状態にして車両を惰性走行状態にする技術が実用化されている（例えば、特許文献１）。この惰性走行は、車両の運動エネルギをそのまま走行に利用する技術であり、車両の走行距離を伸ばすことで燃費の向上を図ることができる。

一方、車両の減速時における運動エネルギを回生エネルギとして回収し、車両のエネルギ効率を向上させる、いわゆる回生走行が知られている。例えば、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生発電では、エンジン出力軸等の回転によってモータを発電機として機能させ、発電により生じた電気エネルギをバッテリに蓄える。

特開２０１６−２２７７２号公報

ここで、更なる燃費向上の観点からすると、惰性走行及び回生走行の相互の切り替えを可能としつつ、各走行を適切に使い分けて走行できることが望ましいと考えられる。ところで、惰性走行から回生走行へ移行する際には、遮断状態となっているクラッチを接続させる必要がある。この場合、クラッチ接続時の振動や騒音等を軽減するため、エンジン回転速度を上昇させた状態でクラッチを接続することが望ましく、これにはエネルギの消費を伴う。そのため、回生走行の実施形態によっては、回生走行により回収されるエネルギよりも、エンジン回転速度の上昇に消費されるエネルギの方が大きくなる場合があると考えられる。かかる場合、燃費向上の観点から好ましくない。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、惰性走行と回生走行を適正に切り替えることができる車両制御装置を提供することにある。

第１の手段では、
走行駆動源としてのエンジン（１１）と、該エンジンの出力軸（１２）に繋がる動力伝達経路に設けられるクラッチ装置（１７）と、前記出力軸を介して車両の運動エネルギを回収する回生装置（１３）と、を備える車両（１０）に適用され、
所定の惰性走行実施条件の成立に応じて、前記クラッチ装置を遮断状態にして前記車両の惰性走行を実施し、惰性走行中における所定の回生実施条件の成立に応じて、エンジン回転速度の調整と前記クラッチ装置の接続とを行って前記惰性走行から前記回生装置を利用した回生走行への移行を実施する走行制御部と、
前記惰性走行中に前記回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合において、前記エンジン回転速度の調整により消費される消費エネルギを推定するとともに、前記回生走行により回収される回生エネルギを推定する推定部と、
を備え、
前記走行制御部は、前記消費エネルギと前記回生エネルギとの比較に基づいて、前記惰性走行から前記回生走行への移行を実施することを特徴とする。

惰性走行から回生走行へ移行する際にはエンジン回転速度の調整とクラッチ装置の接続とを行う必要があり、このエンジン回転速度の調整にはエネルギの消費を伴う。そのため、エネルギ効率の観点から、消費エネルギを加味して回生走行へ移行することが望ましい。

この点、上記構成では、惰性走行中に所定の回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合において、エンジン回転速度の調整により消費される消費エネルギを推定するとともに、回生走行により回収される回生エネルギを推定する。そして、消費エネルギと回生エネルギとの比較に基づいて、惰性走行から回生走行への移行を実施するようにした。この場合、消費エネルギを加味した上で回生走行へ移行することで、例えばエネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を抑制することができる。また、惰性走行から回生走行への切り替わり頻度を抑制でき、ドライバビリティの向上につながる。これにより、惰性走行と回生走行を適正に切り替えることができる。

なお、回生実施条件としてのブレーキ操作は、ドライバによるブレーキペダル操作でも、車両運転制御ユニット（例えば、自動運転制御ユニット）による減速判断でもよい。また、惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合には、回転機の駆動によりエンジン回転速度が調整されることが考えられ、その回転機の駆動に要する電気エネルギが消費エネルギとして推定されるとよい。

第２の手段では、前記推定部により推定された前記回生エネルギが、前記消費エネルギよりも大きいことを判定する判定部を備え、前記走行制御部は、前記回生エネルギが前記消費エネルギよりも大きいと判定された場合に前記惰性走行から前記回生走行への移行を実施し、前記回生エネルギが前記消費エネルギよりも小さいと判定された場合に前記惰性走行を維持する。

回生エネルギが消費エネルギよりも大きいと判定された場合に惰性走行から回生走行への移行を実施するため、回生走行により消費エネルギ以上のエネルギを回収することができる。また、回生エネルギが消費エネルギよりも小さいと判定された場合に惰性走行を維持するようにしたため、惰性走行による燃費効果が得られるとともに、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を抑制することができる。

第３の手段では、前記推定部は、前記惰性走行中に前記回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合に前記車両の車速に基づいて前記消費エネルギを推定する。

消費エネルギは、目標となるエンジン回転速度までエンジンの出力軸を回転させるために必要なエネルギであり、車速に相関すると考えられる。つまり、車速が大きい場合は目標となるエンジン回転速度が大きくなり、その分消費エネルギも大きくなる。この点を考慮し、車速に基づいて消費エネルギを推定する構成としたため、消費エネルギを精度良く推定することができる。これにより、惰性走行から回生走行への移行を適正に判断することができる。

第４の手段では、前記推定部は、前記惰性走行中に前記回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合にそのブレーキ操作量に基づいて前記回生エネルギを推定する。

回生エネルギは、ブレーキ操作量に相関すると考えられる。例えば、ブレーキ操作量が大きい場合はドライバの減速要求が大きく、回生エネルギも大きくなる。この点を考慮し、ブレーキ操作量に基づいて回生エネルギを推定する構成としたため、回生エネルギを精度良く推定することができる。これにより、惰性走行から回生走行への移行を適正に判断することができる。

第５の手段では、前記惰性走行中に前記ブレーキ操作が実施された場合において、前記回生走行の継続時間を設定する設定部を備え、前記推定部は、前記ブレーキ操作量と前記継続時間とに基づいて、前記回生エネルギを推定する。

回生エネルギは、回生走行の継続時間に相関すると考えられる。例えば、回生走行の継続時間が長いほど、回生エネルギは大きくなる。この点を考慮し、惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合において回生走行の継続時間を設定し、設定された継続時間とブレーキ操作量とに基づいて回生エネルギを推定するようにしたため、回生エネルギを精度良く推定することができる。

第６の手段では、前記回生走行が実施された場合にその継続時間を記憶する記憶部を備え、前記設定部は、前記記憶部により記憶された前記継続時間の履歴に基づいて、前記継続時間を設定する。

回生走行が実施された場合にその継続時間を記憶し、その記憶された継続時間の履歴に基づいて継続時間を設定するようにしたため、車両ごとの回生走行の傾向に応じて継続時間を設定することができる。これにより、継続時間を好適に設定することができる。

第７の手段では、前記記憶部は、複数定められた前記車両の走行条件ごとに、前記継続時間を記憶し、前記設定部は、前記惰性走行中に前記ブレーキ操作が実施された場合において、前記車両の走行条件に応じて前記履歴を取得するとともに、当該履歴に基づいて前記継続時間を設定する。

回生走行の回生時間は、都度の運転条件に影響すると考えられる。例えば、車速が大きいほど回生時間は長くなると考えられる。この点を考慮し、惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合において、車両の走行条件に応じて継続時間の履歴を取得するともに、当該履歴に基づいて継続時間を設定するようにした。この場合、都度の走行条件に応じて継続時間の履歴を取得することで、回生時間に影響する条件を加味して継続時間を設定することができる。その結果、都度の運転条件に応じて継続時間を精度良く設定することができる。

第８の手段では、前記回生装置は、前記車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する回生発電を実施する回転電機（１３）であり、前記回転電機により発電された電力を蓄える蓄電池の状態に基づいて、前記推定部により推定された前記回生エネルギを補正する補正部を備える。

回転電機による回生発電によって発電された電力を蓄電池に蓄える構成では、例えば蓄電池が満充電に近い場合は、惰性走行から回生走行へ移行したとしてもエネルギの回収が制限されると考えられる。この点を考慮し、蓄電池の状態に基づいて回生エネルギを補正するようにした。この場合、エネルギ収支に加え、エネルギを蓄える側の状態を加味することで、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を好適に抑制することができる。

第９の手段では、前記回生装置は、前記車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する回生発電を実施する回転電機（１３）であり、前記回転電機の状態に基づいて、前記推定部により推定された前記回生エネルギを補正する補正部を備える。

回転電機によって回生発電を実施する構成では、例えば回転電機の内部の温度が高い場合は、惰性走行から回生走行へ移行したとしてもエネルギの回収が制限されると考えられる。この点を考慮し、回転電機の状態に基づいて回生エネルギを補正するようにした。この場合、エネルギ収支に加え、エネルギを回収する側の状態を加味することで、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を好適に抑制することができる。

第１０の手段では、前記車両において、回転機（１３）により前記出力軸に回転力を付与することが可能であり、前記走行制御部は、前記惰性走行から前記回生走行へ移行する際において、エンジン回転速度が所定未満であれば、前記回転機を作動させて前記エンジン回転速度を上昇させ、前記エンジン回転速度が所定以上であれば、前記エンジンの燃焼により前記エンジン回転速度を上昇させる。

エンジン回転速度を上昇させる際、低回転速度域ではエンジンの燃焼効率が悪いため、回転機による駆動の方がエンジンの燃焼よりも効率が良いと考えられる。一方、高回転速度域ではエンジンの燃焼効率は良好である。この点を考慮し、惰性走行から回生走行へ移行する際において、エンジン回転速度が所定未満であれば回転機を作動させ、エンジン回転速度が所定以上であればエンジンの燃焼によりエンジン回転速度を上昇させるようにしたため、回生走行へ移行する際の消費エネルギをできるだけ小さくすることができ、エネルギ効率を向上させることができる。

第１１の手段では、前記回生装置は、回転機（１３）であり、前記出力軸と前記回転機の回転軸（１４）との変速比を可変とする車両に適用され、前記惰性走行において、前記変速比を、前記エンジン回転速度の低下を抑制する側に変化させる変速制御部を備える。

上記構成では、惰性走行において、エンジン出力軸と回転機の回転軸との変速比を、エンジン回転速度の低下を抑制する側に変化させるようにした。この場合、変速比を変化させることで、惰性走行時におけるエンジンのイナーシャが大きくなり、エンジン出力軸が回転する期間を延長させることができる。これにより、惰性走行の開始後においてエンジン回転速度の低下が生じにくくなり、例えば惰性走行から即座に通常走行へ移行する場合に、エンジン出力軸の回転が確保され、移行に伴う消費エネルギを低減させることができる。

第１２の手段では、前記変速比は、前記出力軸の回転速度に対する前記回転機の回転軸の回転速度の比であり、前記変速制御部は、前記所定の惰性走行実施条件が成立する際にそれ以前よりも前記変速比を大きくし、前記惰性走行が解除される際に前記変速比を小さくする。

エンジンの燃焼によって走行する場合、回転機は連れ回りされ、その回転に伴い摺動ロスが生じる。この点を考慮し、惰性走行が解除される際に、変速比を小さくするようにした。この場合、惰性走行解除後においてエンジン回転速度に対する回転機の回転速度は、惰性走行時に比べて小さくなる。これにより、惰性走行解除後の非惰性走行状態において回転機の回転に伴う摺動ロスを低減させることができ、ひいてはエンジンの燃焼による走行を好適に行うことができる。

第１３の手段では、前記変速比は、前記出力軸の回転速度に対する前記回転機の回転軸の回転速度の比であり、前記変速制御部は、前記所定の惰性走行実施条件が成立する際にそれ以前よりも前記変速比を大きくし、前記エンジン回転速度の調整に伴い前記エンジン回転速度が所定回転速度以上となった際に前記変速比を小さくする。

回転機の駆動によってエンジン回転速度を上昇させる際、エンジン回転速度が所定回転速度以上の回転速度域となると、大きなトルクは必要とならないと考えられる。この点を考慮し、上記構成では、エンジン回転速度の調整に伴いエンジン回転速度が所定回転速度以上となった場合に、変速比を小さくするようにしたため、惰性走行の解除よりも前に回転機の摺動ロスを低減させることができ、ひいては非惰性走行への移行に伴う消費エネルギを低減させることができる。

第１４の手段では、前記回生装置は、前記車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する回生発電を実施する回転電機（１３）であり、前記回転電機による前記回生発電が所定の出力以下で実施される車両に適用され、前記惰性走行中に前記ブレーキ操作が実施された場合において、前記回生走行の継続時間と前記回生走行を要求する要求出力とを設定する設定部と、前記継続時間が所定時間以下で、かつ、前記要求出力が所定以上の場合に、前記所定の出力よりも大きい出力での前記回生発電を許可する許可部と、を備える。

回転電機による回生発電は、発電動作に伴う熱等を考慮して所定の出力以下で実施される（出力制限される）ようになっている。そのため、例えばブレーキ操作量が大きく回生走行の要求出力が大きい場合であっても、出力制限により回生エネルギが十分回収できない場合がある。

この点上記構成では、惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合において、回生走行の継続時間が所定時間以下で、かつ、要求出力が所定以上の場合に、所定の出力よりも大きい出力での回生発電を許可するようにした。例えば、回生走行の継続時間が極短時間で、かつ、要求出力が大きい場合は、所定の出力よりも大きい出力での回生発電が可能となる。つまりこの場合、回生発電の時間が極短時間であれば、出力制限以上で回生発電を実施したとしても、回転電機の温度上昇を抑えることができる。これにより、回転電機の過度の温度上昇を抑制しつつ、要求出力に応じた回生エネルギを効率良く回収することができる。

車両制御システムの概略を示す構成図。 各走行状態の概略を示す説明図。 惰性走行状態から回生走行状態へ移行する際のタイミングチャート。 走行制御処理を示すフローチャート。 ＳＯＣと係数αとの関係を示す相関図。 第２実施形態における走行制御処理を示すフローチャート。 第３実施形態における回生エネルギの推定処理を示すフローチャート。 車速と路面勾配と回生継続時間との関係を示す相関図。 第４実施形態における車両制御システムの概略を示す構成図。 第４実施形態における変速制御の処理手順を示すフローチャート。 第４実施形態における惰性走行時のタイミングチャート。 第５実施形態における回生発電の処理手順を示すフローチャート。 ブレーキ操作量と路面勾配と回生要求出力との関係を示す相関図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、走行駆動源としてのエンジンを備える車両において、クラッチを動力伝達状態にして走行する通常走行と、クラッチを動力遮断状態にして走行する惰性走行（コースティング走行）と、クラッチを動力伝達状態にして車両の運動エネルギの回生を行う回生走行とを選択的に実施するものとしている。

図１に示す車両１０において、エンジン１１は、ガソリンや軽油等の燃料の燃焼により駆動される多気筒内燃機関であり、周知のとおり燃料噴射弁や点火装置等を適宜備えている。エンジン１１には、発電機及び電動機としてのＩＳＧ１３が一体に設けられており、ＩＳＧ１３の回転軸１４はエンジン出力軸１２に対してベルト等により駆動連結されている。この場合、エンジン出力軸１２の回転によってＩＳＧ１３の回転軸１４が回転する一方、ＩＳＧ１３の回転軸１４の回転によってエンジン出力軸１２が回転する。つまり、ＩＳＧ１３は、エンジン出力軸１２の回転により発電（回生発電）を行う発電機能と、エンジン出力軸１２に回転力を付与する動力出力機能とを備えるものとなっている。エンジン始動時には、ＩＳＧ１３の回転によりエンジン１１に初期回転（クランキング回転）が付与される。

ＩＳＧ１３には蓄電池としての車載のバッテリ１５が電気接続されている。この場合、バッテリ１５から電力が供給されることでＩＳＧ１３が駆動されるとともに、ＩＳＧ１３の発電電力によりバッテリ１５が充電される。バッテリ１５の電力は車載の各種電気負荷の駆動に用いられる。

また、車両１０には、エンジン出力軸１２の回転により駆動される被駆動装置として、ＩＳＧ１３以外に、ウォータポンプや燃料ポンプといった補機１６が搭載されている。なおその他に、被駆動装置としてエアコンコンプレッサが含まれていてもよい。被駆動装置には、ベルト等によりエンジン１１に駆動連結されたもの以外に、エンジン出力軸１２に直結されたものや、エンジン出力軸１２との結合状態がクラッチ手段により断続されるものが含まれる。

エンジン出力軸１２には、動力伝達機能を有するクラッチ装置１７を介して変速機１８が接続されている。クラッチ装置１７は例えば摩擦式クラッチであり、エンジン出力軸１２に接続されたエンジン１１側の円板（フライホイール等）と、トランスミッション入力軸２１に接続された変速機１８側の円板（クラッチディスク等）とを有する一組のクラッチ機構を備えている。クラッチ装置１７において両円板が相互に接触することで、エンジン１１と変速機１８との間で動力が伝達される動力伝達状態（クラッチ接続状態）となり、両円板が相互に離間することで、エンジン１１と変速機１８との間の動力伝達が遮断される動力遮断状態（クラッチ遮断状態）となる。本実施形態のクラッチ装置１７は、クラッチ接続状態／クラッチ遮断状態の切り替えをモータ等のアクチュエータによって行う自動クラッチとして構成されている。なお、変速機１８の内部にクラッチ装置１７が設けられる構成であってもよい。

変速機１８は、例えば無段変速機（ＣＶＴ）、又は複数の変速段を有する多段変速機である。変速機１８は、トランスミッション入力軸２１から入力されるエンジン１１の動力を、車速Ｖやエンジン回転速度に応じた変速比により変速してトランスミッション出力軸２２に出力する。

トランスミッション出力軸２２には、ディファレンシャルギア２５及びドライブシャフト２６（車両駆動軸）を介して車輪２７が接続されている。また、車輪２７には、図示しない油圧回路等により駆動されることで各車輪２７に対してブレーキ力を付与するブレーキ装置２８が設けられている。ブレーキ装置２８は、ブレーキペダルの踏力を作動油に伝達する図示しないマスタシリンダの圧力に応じて、各車輪２７に対するブレーキ力を調整する。

また、本システムでは、車載の制御手段として、エンジン１１の運転状態を制御するエンジンＥＣＵ３１と、クラッチ装置１７及び変速機１８を制御するトランスミッションＥＣＵ３２とを備えている。これら各ＥＣＵ３１，３２は、いずれもマイクロコンピュータ等を備えてなる周知の電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、エンジン１１や変速機１８等の制御を適宜実施する。各ＥＣＵ３１，３２は相互に通信可能に接続されており、制御信号やデータ信号等を互いに共有できるものとなっている。なお本実施形態では、２つのＥＣＵ３１，３２を備える構成とし、そのうちエンジンＥＣＵ３１により「車両制御装置」を構成するが、これに限らず、２つ以上のＥＣＵにより車両制御装置を構成する等であってもよい。

センサ類としては、アクセル操作部材としてのアクセルペダルの踏込み操作量（アクセル操作量）を検出するアクセルセンサ４１、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダルの踏込み操作量（ブレーキ操作量）を検出するブレーキセンサ４２、車速Ｖを検出する車速センサ４３、車両１０の走行路面の傾斜角を検出する傾斜角センサ４４、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ４５、バッテリ１５の状態を検出するバッテリセンサ４６等が設けられており、これら各センサの検出信号がエンジンＥＣＵ３１に逐次入力される。その他、本システムには、エンジン負荷を検出する負荷センサ（エアフロメータ、吸気圧センサ）、冷却水温センサ、外気温センサ、大気圧センサ等が設けられているが、図示は省略している。

エンジンＥＣＵ３１は、各種センサの検出結果等に基づいて、燃料噴射弁による燃料噴射量制御及び点火装置による点火制御などの各種エンジン制御や、ＩＳＧ１３によるエンジン始動、エンジントルクアシスト及び発電の制御、ブレーキ装置２８によるブレーキ制御を実施する。また、トランスミッションＥＣＵ３２は、各種センサの検出結果等に基づいて、クラッチ装置１７の断続制御や変速機１８の変速制御を実施する。

本実施形態の車両１０は、エンジン１１の運転により車両１０を走行させている状況下でクラッチ装置１７を遮断状態にして惰性走行を行う機能を有している。また、クラッチ装置１７を接続状態にして運動エネルギを回収する回生走行を行う機能を有している。これにより燃費改善効果を図るようにしている。

図２は、車両１０の各走行状態の概略を示す説明図である。各走行状態としては、
（１）通常走行状態
（２）惰性走行状態
（３）回生走行状態
が定められており、車両１０は所定の条件の成立に伴い、各走行状態へ移行する。（１）通常走行状態は、エンジン１１を運転状態、クラッチ装置１７を接続状態（詳しくは、ドライバによるシフト操作位置に応じた状態）にして車両１０を走行させる状態である。（２）惰性走行状態は、エンジン１１を停止状態、クラッチ装置１７を遮断状態にして車両１０を惰性走行させる状態である。（３）回生走行状態は、エンジン１１を運転状態（ただし、燃料噴射なし）、クラッチ装置１７を接続状態にして、ＩＳＧ１３により回生発電を実施して車両１０を走行させる状態である。

ここで、（１）通常走行状態から（２）惰性走行状態への移行、及び（２）惰性走行状態から（１）通常走行状態への移行は、それぞれ周知の条件の成立に応じて実施される。例えば、車両１０が（１）通常走行状態である場合に、エンジンＥＣＵ３１は、アクセル条件及びブレーキ条件を含む所定のコースト実施条件の成立に応じて、車両１０を（２）惰性走行状態へ移行させる。なお、所定のコースト実施条件には、エンジン回転速度が所定値以上（例えばアイドル回転速度以上）で安定していること、車速Ｖが所定範囲（例えば２０〜１２０ｋｍ／ｈ）内であること、路面勾配（傾斜）が所定範囲内であること等が含まれているとよい。一方、車両１０が（２）惰性走行状態である場合に、エンジンＥＣＵ３１は、アクセル条件及びブレーキ条件を含む所定のコースト解除条件の成立に応じて、車両１０を（１）通常走行状態へ移行させる。このとき、所定のコースト実施条件が非成立になることに伴い惰性走行状態が解除されるとよい。

また、（１）通常走行状態から（３）回生走行状態への移行、及び（３）回生走行状態から（１）通常走行状態への移行は、それぞれ周知の条件の成立に応じて実施される。例えば、車両１０が（１）通常走行状態である場合に、エンジンＥＣＵ３１は、ブレーキ条件やバッテリ１５の蓄電状態を含む所定の回生実施条件の成立に応じて、車両１０を（３）回生走行状態へ移行させる。このとき、ＩＳＧ１３によって回生発電が行われ、運動エネルギが電気エネルギとしてバッテリ１５に蓄えられる。一方、車両１０が（３）回生走行状態である場合に、エンジンＥＣＵ３１は、アクセル条件を含む所定の回生解除条件の成立に応じて、（１）通常走行状態へ移行させる。

ここで、本実施形態では、（２）惰性走行状態から（３）回生走行状態への移行、及び（３）回生走行状態から（２）惰性走行状態への移行が実施できるようにしている。

（２）惰性走行状態から（３）回生走行状態への移行について詳しく説明する。惰性走行から回生走行へ移行する際には、遮断状態となっているクラッチ装置１７を接続させる必要がある。この場合、クラッチ接続時の振動や騒音等を軽減するため、エンジン出力軸１２の回転速度をトランスミッション入力軸２１の回転速度（つまり車速Ｖに対応する回転速度）に応じて調整し、その状態でクラッチ装置１７を接続することが望ましい。本実施形態では、ＩＳＧ１３の駆動によりエンジン１１を始動させ、エンジン回転速度を上昇させる構成としており、このＩＳＧ１３の駆動にはエネルギの消費を伴う。そのため、回生走行の実施形態によっては、回生走行により回収されるエネルギ（回生エネルギ）よりも、エンジン回転速度の上昇に消費されるエネルギ（消費エネルギ）の方が大きくなる場合があると考えられる。かかる場合、燃費向上の観点から好ましくない。

消費エネルギと回生エネルギの関係について図３を用いて説明する。なお、図３では、周知のコースト解除条件に基づいて、惰性走行中に所定のブレーキ操作が実施された場合（例えばブレーキ操作量が所定の閾値Ｔｈよりも大きくなった場合）に、惰性走行から回生走行へ移行することとしている。つまりこの場合、惰性走行中における所定の回生実施条件にブレーキ操作が含まれる。なお、ここでのブレーキ操作は、ドライバによるブレーキ操作でもよく、車両運転制御ユニットによる減速制御（自動ブレーキ等）でもよい。

図３において、タイミングｔ１１以前は惰性走行が実施されている状態であり、かかる状態ではクラッチがオフ（遮断）され、エンジン１１が停止されている。そして、タイミングｔ１１にてブレーキ操作が実施されると、回生走行へ移行するための制御が実施される。つまり、ＩＳＧ１３の駆動によりエンジン１１が始動され、エンジン出力軸１２に回転力が付与される。これにより、エンジン回転速度が上昇していく。そして、車速Ｖに対応するエンジン回転速度に達すると（タイミングｔ１２）、惰性走行から回生走行に切り替えられる。このとき、クラッチがオン（接続）され、ＩＳＧ１３による回生発電が実施される。その後、回生走行中においてブレーキ操作が解除されると（タイミングｔ１３）、クラッチがオフされ、回生走行から惰性走行に切り替えられる。そして、この惰性走行への移行に伴いエンジン１１が停止されることで、エンジン回転速度はゼロへ収束していく。

そして、タイミングｔ１４において、再びブレーキ操作量が大きくなると、ＩＳＧ１３の駆動によりエンジン１１が始動される。そして、エンジン回転速度が上昇し、タイミングｔ１５にて、惰性走行から回生走行へ切り替えられる。その後、回生走行中においてブレーキ操作が解除されるとともに、アクセル操作が実施されると（タイミングｔ１６）、回生走行から通常走行に切り替えられる。

図３において、車両１０は、タイミングｔ１２以前、及びタイミングｔ１３〜ｔ１４では惰性走行状態であり、タイミングｔ１２〜ｔ１３、及びタイミングｔ１５〜ｔ１６では回生走行状態であり、タイミングｔ１６以後では通常走行状態である。

ここで、タイミングｔ１２〜ｔ１３の回生走行へ移行する際に消費されるエネルギをＡ１、タイミングｔ１２〜ｔ１３の回生走行で回収されるエネルギをＢ１とし、タイミングｔ１５〜ｔ１６の回生走行へ移行する際に消費されるエネルギをＡ２、タイミングｔ１５〜ｔ１６の回生走行で回収されるエネルギをＢ２とする。この場合、タイミングｔ１５〜ｔ１６の回生走行では、消費エネルギＡ２よりも回生エネルギＢ２が大きくなっており、回生走行による燃費効果が得られる。一方、タイミングｔ１２〜ｔ１３の回生走行では、回生エネルギＢ１よりも消費エネルギＡ１が大きくなっており、消費エネルギを回生エネルギで回収できていない。つまり、タイミングｔ１２〜ｔ１３の回生走行では、惰性走行から回生走行へ移行することでエネルギをロスすることになり、エネルギ効率の観点から不利となると考えられる。

そこで、本実施形態では、惰性走行中に所定の回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合において、エンジン回転速度の調整（上昇）により消費される消費エネルギを推定するとともに、回生走行により回収される回生エネルギを推定する。そして、消費エネルギと回生エネルギとの比較に基づいて、惰性走行から回生走行への移行を実施するようにした。具体的には、回生エネルギが消費エネルギよりも大きいと判定された場合に惰性走行を解除して回生走行へ移行させ、回生エネルギが消費エネルギよりも小さいと判定された場合に惰性走行を維持する。つまり、惰性走行から回生走行への移行を可能としつつ、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を抑制している。

本実施形態の態様について、図３を用いて説明する。惰性走行中においてブレーキ操作が行われるタイミングｔ１１にて、エンジンＥＣＵ３１により消費エネルギＡ１及び回生エネルギＢ１がそれぞれ推定される。そして、回生エネルギＢ１よりも消費エネルギＡ１が大きいと判定されると、惰性走行から回生走行へ移行せずに惰性走行が維持される。つまりこの場合、タイミングｔ１２〜ｔ１３ではクラッチはオフ（遮断）のまま維持され、消費エネルギＡ１及び回生エネルギＢ１は発生しない。一方、タイミングｔ１４では、回生エネルギＢ２の方が消費エネルギＡ２よりも大きいと判定され、タイミングｔ１５にて惰性走行から回生走行へ切り替えられる。このように本実施形態では、図３において、エネルギ効率の観点から不利なタイミングｔ１２〜ｔ１３の回生走行は実施されないのに対して、有利なタイミングｔ１５〜ｔ１６の回生走行は実施される。

エンジンＥＣＵ３１は、惰性走行中においてブレーキ操作が実施された場合に、消費エネルギErec及び回生エネルギEregenをそれぞれ推定する。

本実施形態において、消費エネルギErecは、ＩＳＧ１３によりエンジン出力軸１２を回転させるために必要なエネルギをいう。具体的には、消費エネルギErecは、車速Ｖから算出される要求回転エネルギとフリクションロス等を含むロスエネルギとの和に基づいて推定される。より詳しくは、下記式（１）に基づいて推定される。

上記式（１）における各記号の定義について簡単に説明する。ｊはエンジン１１のイナーシャ（慣性モーメント）を表し、ωｔはエンジン１１の目標回転速度を表し、ω０は現時点のエンジン回転速度を表し、Plossは損失出力を表し、Tstは復帰目標時間を表し、EffmotはＩＳＧ１３の力行駆動における出力効率を表し、Effbatt_outはバッテリ１５の出力効率を表す。なお、損失出力は、エンジンフリクション等であり、公知の方法により算出することができる。

ここで、ωtは車速Ｖに基づいて算出される。この場合、車速Ｖが大きくなるほど、ωｔが大きい値として算出される。一方、惰性走行中にエンジン１１は停止されることから、ω０は多くの場合でゼロとなると考えられる。また、その他のパラメータは、都度の惰性走行において、数値が大きく変動しないと考えられる。そうすると、消費エネルギErecは、車速Ｖに大きく依存すると考えられる。

また、エンジンＥＣＵ３１は、回生エネルギEregenを推定する。本実施形態において、回生エネルギEregenは、回生走行により回収され得るエネルギをいう。具体的には、回生エネルギEregenは、ブレーキ操作量に基づいて算出される回生出力Pregenと、回生走行が継続すると予測される回生継続時間Tgenとを用いて推定される。より詳しくは、下記式（２）に基づいて推定される。

上記式（２）における各記号の定義について簡単に説明する。EffgenはＩＳＧ１３の発電における出力効率を表し、Effbatt_inはバッテリ１５の入力効率を表す。ここで、回生継続時間Tgenは、適合等により予め定められた所定値であって、例えば１０秒である。

そして、エンジンＥＣＵ３１は、それぞれ推定された消費エネルギErec及び回生エネルギEregenを比較することで、惰性走行から回生走行への移行を制御する。

次に、本発明における車両制御装置の走行制御処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。本処理はエンジンＥＣＵ３１により所定周期で繰り返し実施される。

図４において、ステップＳ１１では、今現在、車両１０がクラッチオフの惰性走行状態であるか否かを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１２に進み、ＮＯであればステップＳ２１に進む。ステップＳ１２では、ブレーキオンの状態になっているか否かを判定する。ブレーキオンの状態であることは、例えばブレーキセンサ４２により検出したブレーキ操作量が０よりも大きいこと等に基づいて判定される。ステップＳ１２がＹＥＳであればステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、消費エネルギErecを推定する。消費エネルギErecは、例えば上述した式（１）に基づいて推定される。ステップＳ１４では、回生エネルギEregenを推定する。回生エネルギEregenは、例えば上述した式（２）に基づいて推定される。ステップＳ１５では、推定された回生エネルギEregenが、消費エネルギErecよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１５がＹＥＳの場合、つまり回生エネルギEregenが消費エネルギErecよりも大きい場合は、惰性走行を解除して回生走行への移行を実施する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５がＮＯの場合、つまり消費エネルギErecが回生エネルギEregenよりも大きい場合は、惰性走行を維持する（ステップＳ１７）。

一方、ステップＳ１２がＮＯの場合は、ステップＳ１８に進み、アクセルオンの状態になっているか否かを判定する。アクセルオンの状態であることは、例えばアクセルセンサ４１により検出したアクセル操作量が０よりも大きいこと等に基づいて判定される。ステップＳ１８がＹＥＳであれば、惰性走行を解除して通常走行への移行を実施する（ステップＳ１９）。ステップＳ１８がＮＯであれば、そのまま本処理を終了する。つまり、車両１０は、惰性走行状態を維持する。

また、ステップＳ２１では、今現在、車両１０が回生走行状態であるか否かを判定し、ＹＥＳであればステップＳ２２に進み、ＮＯであればそのまま本処理を終了する。ステップＳ２２では、アクセルオンの状態になっているか否かを判定する。ステップＳ２２がＹＥＳの場合、つまり回生走行中にアクセルがオンされた状態となった場合は、回生走行を解除して通常走行への移行を実施する（ステップＳ２３）。

一方、ステップＳ２２がＮＯの場合はステップＳ２４に進み、ブレーキオフの状態になっているか否かを判定する。ブレーキオフの状態であることは、例えばブレーキセンサ４２により検出したブレーキ操作量が０であること等に基づいて判定される。なお、ステップＳ２４において、ブレーキオフの状態以外に、例えば、バッテリ１５のＳＯＣが所定値以上（例えば満充電に近い値以上）となっていることや、車速Ｖが所定値以下（例えば３０ｋｍ／ｈ以下）となっていること等を判定してもよい。ステップＳ２４がＹＥＳであれば、回生走行から惰性走行への移行を実施する（ステップＳ２５）。ステップＳ２４がＮＯであれば、そのまま本処理を終了する。つまり、車両１０は、回生走行状態を維持する。

なお、ステップＳ１３，Ｓ１４が「推定部」に相当し、ステップＳ１５が「判定部」に相当し、ステップＳ１６，Ｓ１７が「走行制御部」に相当する。

上記のように惰性走行から回生走行へ移行する際には、エンジン回転速度の上昇（調整）に伴い消費エネルギErecが必要となる。一方、回生走行から惰性走行へ移行する際には、消費エネルギErecは必要とならない。つまり、惰性走行と回生走行において相互間の移行の条件は異なっている。なお、惰性走行から通常走行へ移行する際にも、消費エネルギErecが必要となる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

上記構成では、惰性走行中に回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合において、エンジン回転速度の調整により消費される消費エネルギErecを推定するとともに、回生走行により回収される回生エネルギEregenを推定する。そして、消費エネルギErecと回生エネルギEregenとの比較に基づいて、惰性走行から回生走行への移行を実施するようにした。具体的には、回生エネルギEregenが消費エネルギErecよりも大きいと判定された場合に惰性走行から回生走行への移行を実施するため、回生走行により消費エネルギErec以上のエネルギを回収することができる。また、回生エネルギEregenが消費エネルギErecよりも小さいと判定された場合に惰性走行を維持するようにしたため、惰性走行による燃費効果が得られるとともに、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を抑制することができる。さらに、惰性走行から回生走行への切り替わり頻度を抑制でき、ドライバビリティの向上につながる。これにより、惰性走行と回生走行を適正に切り替えることができる。

消費エネルギErecは、目標となるエンジン回転速度までエンジン出力軸１２を回転させるために必要なエネルギであり、車速Ｖに相関すると考えられる。つまり、車速Ｖが大きい場合は目標となるエンジン回転速度が大きくなり、その分消費エネルギErecも大きくなる。この点を考慮し、車速Ｖに基づいて消費エネルギErecを推定する構成としたため、消費エネルギErecを精度良く推定することができる。これにより、惰性走行から回生走行への移行を適正に判断することができる。

回生エネルギEregenは、ブレーキ操作量に相関すると考えられる。例えば、ブレーキ操作量が大きい場合はドライバの減速要求が大きく、回生エネルギEregenも大きくなる。この点を考慮し、ブレーキ操作量に基づいて回生エネルギEregenを推定する構成としたため、回生エネルギEregenを精度良く推定することができる。これにより、惰性走行から回生走行への移行を適正に判断することができる。

（第１実施形態の変形例）
・上記実施形態では、惰性走行中においてエンジン１１を停止する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、惰性走行中においてエンジン１１を停止せずにエンジン回転速度をアイドル回転速度（例えば７００ｒｐｍ）に維持する構成としてもよい。かかる構成では、ＩＳＧ１３の駆動によってエンジン回転速度を上昇させる幅が、エンジン１１を停止する構成に比べて、小さくなる。そのため、惰性走行から回生走行へ移行する際の消費エネルギErecが低減される。また、エンジン回転速度がアイドル回転速度で維持されるため、エンジン１１を停止させる場合と比較して、惰性走行の解除時における応答性が改善される。

・惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合において、ＩＳＧ１３の駆動以外の手段によりエンジン回転速度が調整される構成であってもよい。例えば、エンジン１１の運転（燃焼）によりエンジン回転速度が調整される構成とする。この場合、エンジン１１の運転に要するエネルギが消費エネルギErecとして推定されるとよい。

また、ＩＳＧ１３の駆動とエンジン１１の燃焼とを組み合わせてエンジン回転速度を上昇させる構成であってもよい。ここで、エンジン回転速度を上昇させる際において低回転速度域では、エンジン１１の燃焼効率が悪いため、ＩＳＧ１３による駆動の方がエンジン１１の燃焼よりも効率が良いと考えられる。一方、高回転速度域では、エンジン１１の燃焼効率は良好である。この点を考慮し、エンジン回転速度に応じて、ＩＳＧ１３の駆動とエンジン１１の燃焼とを選択するとよい。例えば、エンジン回転速度が所定値Ｋ未満である低回転速度域では、ＩＳＧ１３の駆動によりエンジン回転速度を上昇させ、エンジン回転速度が所定値Ｋ以上である高回転速度域では、エンジン１１の燃焼によりエンジン回転速度を上昇させるとよい。所定値Ｋは、例えばアイドル回転速度である。この場合、例えば、消費エネルギErecが、ＩＳＧ１３の駆動により消費されるエネルギとして推定される構成とすると、惰性走行から回生走行へ移行する際の消費エネルギErecが低減される。

なお、ＩＳＧ１３の駆動とエンジン１１の燃焼との組み合わせに代えて、スタータ（図示しない）とエンジン１１の燃焼との組み合わせによって、エンジン回転速度を上昇させてもよい。

・上記実施形態では、回生装置としてＩＳＧ１３を用いたが、回生装置はこれに限らない。例えば、発電の機能のみを有するオルタネータを回生装置として用いてもよく、また、フライホイールを回生装置として用いてもよい。後者の場合、車両１０の運動エネルギはフライホイールに回転エネルギとして蓄えられる。なおこのとき、エンジン１１を始動させるための装置として、スタータを用いてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態では、回生エネルギEregenが推定された場合において、バッテリ１５の蓄電状態を示すパラメータとしてＳＯＣを取得し、そのＳＯＣに基づいて推定された回生エネルギEregenの補正を実施する。

例えば、惰性走行から回生走行への移行が可能な場合であっても、バッテリ１５のＳＯＣによっては回生エネルギEregenの回収が制限されることが考えられる。例えば、バッテリ１５のＳＯＣが満充電に近い状況下では、バッテリ１５に充電可能な電力は小さくなっており、仮に回生発電が実施されたとしても、回収される回生エネルギEregenが制限されるおそれがある。

そこで、エンジンＥＣＵ３１は、回生エネルギEregenが推定された場合において、バッテリ１５のＳＯＣを取得し、そのＳＯＣに基づいて推定された回生エネルギEregenを補正する。そして、補正後の回生エネルギEregenを用いて、消費エネルギErecとの比較を行う。補正に関して言えば、例えば、バッテリ１５のＳＯＣが満充電に近い場合は、バッテリ１５に充電可能な電気エネルギは小さくなるため、推定された回生エネルギEregenを小さくする側に補正する。なお、補正の方法は特に限定されないが、例えば、推定された回生エネルギEregenに対して、係数αを乗算する方法が挙げられる。この場合、バッテリ１５の使用範囲内のＳＯＣと係数α（０以上１以下の値）は、例えば図５に示すような相関関係を有する。図５では、ＳＯＣが所定値Ｐ以下の場合は、係数αが１となっている。かかる場合は、補正の前後において回生エネルギEregenは変化しない。一方、ＳＯＣが所定値Ｐ以上の場合は、ＳＯＣが大きくなるほど係数αは小さくなる。

図６は、第２実施形態における走行制御処理の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は上述の図４に置き換えてエンジンＥＣＵ３１により所定周期で繰り返し実施される。なお図６では、図４と同様の処理について同一のステップ番号を付して説明を簡略にする。図４の処理からの変更点は、ステップＳ３１，Ｓ３２の追加と、ステップＳ１５の処理内容の変更である。

図６において、車両１０が惰性走行状態であり、かつブレーキオンの状態になっている場合（ステップＳ１１，Ｓ１２が共にＹＥＳの場合）に、消費エネルギErecが推定され（ステップＳ１３）、回生エネルギEregenが推定される（ステップＳ１４）。続くステップＳ３１において、エンジンＥＣＵ３１はバッテリ１５のＳＯＣを取得する。ステップＳ３２では、取得されたＳＯＣに基づいて回生エネルギEregenを補正する。具体的には、上述したＳＯＣと係数αとの相関関係に基づいて回生エネルギEregenを補正する。

そしてステップＳ１５では、補正された回生エネルギEregenが、消費エネルギErecよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１５がＹＥＳであれば、ステップＳ１６へ進み、回生走行への移行を実施する。ステップＳ１５がＮＯであれば、ステップＳ１７へ進み、惰性走行を維持する。なお、ステップＳ３２が「補正部」に相当する。

上記の構成では、バッテリ１５のＳＯＣに基づいて回生エネルギEregenを補正するようにしたため、消費エネルギErecと回生エネルギEregenとのエネルギ収支に加え、回生エネルギEregenを蓄える側の状態を加味することができ、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を好適に抑制することができる。

（第２実施形態の変形例）
・上記第２実施形態では、バッテリ１５のＳＯＣに基づいて、回生エネルギEregenを補正する構成としたが、バッテリ１５の状態を示す他のパラメータに基づいて、回生エネルギEregenを補正してもよい。例えば、バッテリ１５の温度に基づいて、回生エネルギEregenを補正してもよい。

また、ＩＳＧ１３の状態を示すパラメータに基づいて、回生エネルギEregenを補正してもよい。つまりこの場合は、エネルギを回収する側の状態を考慮して回生エネルギEregenを補正する。例えば、ＩＳＧ１３の温度に基づいて回生エネルギEregenを補正する構成では、図６におけるステップＳ３１でＩＳＧ１３の温度（例えば、インバータ部のスイッチング素子の温度や、モータ部のステータの温度）を取得し、続くステップＳ３２でその温度に基づいて回生エネルギEregenを補正する。惰性走行から回生走行への移行が可能な場合であっても、ＩＳＧ１３の温度が所定以上である場合は、回生発電が制限されると考えられる。この点を考慮し、ＩＳＧ１３の温度に基づいて回生エネルギEregenを補正することで、エネルギ収支に加え、エネルギを回収する側の状態を加味することができ、エネルギ効率の観点から不利な回生走行への移行を好適に抑制することができる。

・上記第２実施形態では、回生エネルギEregenの補正の方法として、係数αを乗算する方法を用いたが、これに限られない。例えば、バッテリ１５のＳＯＣとバッテリ容量に基づいてバッテリ受入可能エネルギを算出し、算出したバッテリ受入可能エネルギと推定された回生エネルギEregenとのうち小さい値を、補正後の回生エネルギEregenとして用いてもよい。

・上記第２実施形態では、ＳＯＣに基づいて回生エネルギEregenを補正する構成としたが、例えば、ＳＯＣが所定値以上である場合は惰性走行から回生走行への移行を禁止する構成としてもよい。かかる構成において、所定値は、例えば満充電に近いＳＯＣに設定される。その他に、バッテリ１５の温度等のバッテリ１５の状態を示すパラメータ、又は、ＩＳＧ１３の状態を示すパラメータに基づいて、惰性走行から回生走行への移行を禁止する構成としてもよい。後者の場合、例えば、ＩＳＧ１３の温度（例えば、インバータ部のスイッチング素子の温度や、モータ部のステータの温度）が所定値以上である場合に、回生走行への移行を禁止し、惰性走行を維持するようにしてもよい。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、回生継続時間Tgenとして予め定められた所定値を用いる構成とした。ここで、車両１０やドライバによって車両走行の傾向は異なるため、それに起因して回生走行の継続時間は異なると考えられる。さらに、都度の回生走行によって走行条件は異なるため、それに起因して回生走行の継続時間は異なると考えられる。

そこで、第３実施形態では、惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合において、車両１０の走行条件に応じて過去の継続時間を取得するとともに、当該継続時間に基づいて今回の継続時間（回生継続時間Tgen）を設定する。そして、設定された回生継続時間Tgenを用いて、回生エネルギEregenを推定するようにした。

エンジンＥＣＵ３１は、過去における都度の回生走行において、走行条件ごとに、回生走行の継続時間を履歴としてエンジンＥＣＵ３１内のメモリ等に記憶する。走行条件としては、例えば車速Ｖや、路面勾配等が含まれる。この場合、車速Ｖが大きいほど回生走行の継続時間は長くなると考えられる。また、道路勾配が急なほど回生走行の継続時間が長くなると考えられる。

図７には、図４のステップＳ１４の回生エネルギEregenの推定の処理手順について説明する。本処理は、エンジンＥＣＵ３１により、図４のステップＳ１４が実施される場合のサブルーチン処理として実施される。すなわち、図４において、車両１０が惰性走行状態であり、かつブレーキオンの状態になっている場合（ステップＳ１１，Ｓ１２が共にＹＥＳの場合）に、消費エネルギErecが推定されると（ステップＳ１３）、図７のステップＳ１０１に移行する。

ステップＳ１０１では、車両１０の走行条件を取得する。例えば、車速Ｖは車速センサ４３による検出値に基づいて取得され、路面勾配は傾斜角センサ４４による検出値に基づいて取得される。ステップＳ１０２では、取得された走行条件に応じて過去の回生走行の継続時間を取得する。例えば、現時点の車速Ｖと同程度の車速Ｖで過去に実施された回生走行の継続時間を取得する。なお、路面勾配を加味してもよい。ステップＳ１０３では、取得された継続時間に基づいて、今回の回生継続時間Tgenを設定する。ここでは、例えば、同様の走行条件における過去１０回分の回生走行の継続時間の平均値を回生継続時間Tgenとして設定する。そして、ステップＳ１０４では、設定した回生継続時間Tgenに基づいて回生エネルギEregenを推定し、図４のステップＳ１５に戻る。本実施形態において、ステップＳ１０３が「設定部」に相当し、ステップＳ１０４が「推定部」に相当する。

回生エネルギEregenは、回生走行の継続時間に相関すると考えられる。この点を考慮し、上記構成では、惰性走行中にブレーキ操作が実施された場合において、今回の継続時間として回生継続時間Tgenを設定し、設定された回生継続時間Tgenとブレーキ操作量とに基づいて回生エネルギEregenを推定するようにしたため、回生エネルギEregenを精度良く推定することができる。

また、回生走行が実施された場合にその都度継続時間を記憶し、その記憶された継続時間の履歴に基づいて回生継続時間Tgenを設定するようにしたため、車両１０ごとの回生走行の傾向に応じて回生継続時間Tgenを適切に設定することができる。さらに、車両１０の走行条件に応じて過去の継続時間の履歴を取得するともに、その履歴に基づいて回生継続時間Tgenを設定するようにしたため、回生走行の継続時間に影響する条件を加味して回生継続時間Tgenを設定することができる。その結果、都度の運転条件に応じて回生継続時間Tgenを適切に設定でき、ひいては回生エネルギEregenを精度良く推定することができる。

（第３実施形態の変形例）
・上記第３実施形態では、メモリ等に記憶された過去の回生走行の継続時間に基づいて、回生継続時間Tgenを設定する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、車両１０の走行条件に基づいて、その都度回生継続時間Tgenを設定する構成としてもよい。かかる構成では、例えば図８に示すような相関マップを用いることができる。図８では、車速Ｖが大きいほど回生継続時間Tgenが長くなっており、道路勾配が急なほど回生継続時間Tgenが長くなっている。また、信号機や道路の渋滞状況などの交通情報を活用して、回生継続時間Tgenを設定する構成としてもよい。この場合、例えば、車両１０の進行方向に存在する信号機が赤信号であれば、車両１０は停止する必要があるため、回生継続時間Tgenは短く設定される。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。図９には、第４実施形態における車両制御システムの概略構成を示す。第４実施形態では、エンジン出力軸１２とＩＳＧ１３の回転軸１４との間に変速機５１を備えた車両制御システムを対象としている。変速機５１は、ＩＳＧ１３による回転動力の変速比（回転軸１４の回転速度／エンジン出力軸１２の回転速度）を変化させることができる。ここで、エンジン出力軸１２の回転速度をＮ１、回転軸１４の回転速度をＮ２とすると、変速比は、Ｎ２／Ｎ１である。エンジンＥＣＵ３１は、車両１０の状態に応じて変速機５１の変速比を制御する。なお、この変速機５１が設けられていること以外は、図１の構成図と変わらない。

上記第１実施形態では、図２において、特に（２）惰性走行状態から（３）回生走行状態へ移行する際の制御について示したが、第４実施形態では、特に（２）惰性走行状態での制御について示す。車両１０が惰性走行へ移行すると、エンジン１１が停止されるためエンジン回転速度は時間が経過するにつれて低下する。

第４実施形態では、惰性走行において、変速機５１の変速比を、エンジン回転速度の低下を抑制する側に変化させる。具体的には、車両１０が通常走行状態の場合に、所定のコースト実施条件が成立すると、変速比（回転軸１４の回転速度／エンジン出力軸１２の回転速度）をそれ以前の変速比よりも大きくする。そして、変速比を大きくした状態で車両１０を惰性走行に切り替え、惰性走行を実施する。そして、惰性走行から通常走行へ移行する際に変速比を小さくする。つまり、大きくしていた変速比を元に戻す。

この場合、惰性走行へ移行する前に変速比を大きくすることで、減速時の運動エネルギを回転エネルギとしてＩＳＧ１３で回収し、回収した後に惰性走行へ移行することが可能となる。その結果、惰性走行時におけるエンジン１１のイナーシャが大きくなり、惰性走行中のエンジン回転速度の低下が抑制され、惰性走行においてエンジン出力軸１２が回転する期間を延長させることができる。その結果、例えば、惰性走行が短時間で解除される場合に、エンジン出力軸１２の回転が確保されることで移行に伴う消費エネルギErecの低減を図ることができる。なお、ここでは、通常走行と惰性走行との移行について示したが回生走行と惰性走行との移行についても同様である。

エンジンＥＣＵ３１による変速機５１の変速制御の処理手順を図１０のフローチャートを用いて説明する。本処理は、エンジンＥＣＵ３１により、所定周期で繰り返し実施される。

ステップＳ４１では、現在、車両１０が非惰性走行状態（通常走行状態又は回生走行状態）か否かを判定する。ステップＳ４１がＹＥＳであればステップＳ４２に進み、ステップＳ４１がＮＯであればステップＳ４６に進む。ステップＳ４２では、コースト実施条件が成立したか否かを判定する。例えば、通常走行から惰性走行への移行に関して言えば、アクセルがオフ状態であり、かつブレーキがオフ状態であることを判定する。ステップＳ４２がＹＥＳであれば、ステップＳ４３へ進み、ステップＳ４２がＮＯであれば、そのまま本処理を終了する。

ステップＳ４３では、変速機５１の変速比を大きくする。具体的には、エンジン出力軸１２の回転速度に対して、ＩＳＧ１３の回転軸１４の回転速度が大きくなるように変速比を変更する。ステップＳ４４では、変速機５１の変速比を変更してから所定時間Ｔが経過したか否かを判定する。この所定時間Ｔが経過する間に、ＩＳＧ１３で運動エネルギを回転エネルギとして回収する。そして、所定時間Ｔが経過すると（Ｓ４４：ＹＥＳ）、ステップＳ４５に進み、クラッチをオフ（遮断）して惰性走行へ移行する。

車両１０が惰性走行状態へ移行し、ステップＳ４６が肯定されると、ステップＳ４７に進む。ステップＳ４７では、コースト解除条件が成立したか否かを判定する。例えば、通常走行への移行に関して言えば、アクセルがオン状態になったか否かを判定する。また、回生走行への移行に関して言えば、ブレーキがオン状態になり、かつ回生エネルギEregenが消費エネルギErecよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ４７がＹＥＳであれば、ステップＳ４８に進み、ＩＳＧ１３の駆動を開始させる。

続くステップＳ４９では、通常走行又は回生走行への移行タイミングであるか否かを判定する。具体的には、エンジンＥＣＵ３１は、ＩＳＧ１３の駆動によりエンジン回転速度が車速Ｖに対応する回転速度まで上昇したか否かを判定する。そして、移行タイミングであると判定すると（ステップＳ４９：ＹＥＳ）、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、変速機５１の変速比を小さくする。つまり、変速比をコースト実施条件の成立前の状態に戻す。ステップＳ５１では、惰性走行を解除して、通常走行又は回生走行へ移行する。一方、ステップＳ４６及びステップＳ４７がＮＯであれば、そのまま本処理を終了する。なお、ステップＳ４３、Ｓ５０が「変速制御部」に相当する。

続いて、図１１には、図１０の処理をより具体的に示すタイミングチャートを示す。ここでは、基準制御（変速機５１の変速比を変更しない制御）と、本実施形態における制御（変速機５１の変速比を変更する制御）を示しており、図１１には、基準制御を破線で、本実施形態における制御を実線で示した。なお、図１１では、車両１０が通常走行状態から惰性走行状態へ移行し、その後、惰性走行状態から回生走行状態へ移行する場面を示している。

まず、基準制御について説明する。この制御では、変速機５１の変速比は、走行状態にかかわらずＬＯＷのまま一定となっている。タイミングｔ２１以前は通常走行が実施されている状態を示しており、かかる状態ではクラッチがオン（接続）されている。そして、タイミングｔ２１にてコースト実施条件が成立すると、クラッチがオフ（遮断）され、通常走行から惰性走行に切り替えられる。そして、エンジン１１の停止に伴いエンジン回転速度は低下していき、タイミングｔ２３にてエンジン回転速度がゼロとなる。その後、タイミングｔ２４において回生実施条件が成立するとＩＳＧ１３の駆動が開始され、エンジン回転速度が上昇する。その後、タイミングｔ２５にて惰性走行から回生走行に切り替えられる。なお、この基準制御では、回生走行へ移行する際にエンジン回転速度をΔＮＥ１上昇させる必要がある。

これに対して、本実施形態における制御では、コースト実施条件が成立したタイミングｔ２１において変速機５１の変速比がＬＯＷからＨＩＧＨに変更される。つまりこの場合、変速比は、基準制御における変速比よりも大きくされる。そして、運動エネルギが回収され、所定時間Ｔ経過後のタイミングｔ２２にて、クラッチがオフされ惰性走行に切り替えられる。つまりこの場合、所定時間Ｔは、コースト実施条件の成立から実際に惰性走行が開始されるまでの遅れ時間となる。その後、エンジン回転速度は低下していくが、その低下速度は基準制御に比べて緩やかとなる。そして、タイミングｔ２４において回生実施条件が成立するとＩＳＧ１３の駆動が開始され、タイミングｔ２５において惰性走行から回生走行に切り替えられる。なお、この本実施形態における制御では、回生走行へ移行する際にエンジン回転速度をΔＮＥ２上昇させる必要がある。

ここで、本実施形態における制御は、基準制御に比べて、ＩＳＧ１３の駆動によるエンジン回転速度の上昇幅が小さい（ΔＮＥ２＜ΔＮＥ１）。つまり、惰性走行において変速比を大きくすることで、惰性走行から非惰性走行へ移行する際の消費エネルギErecを低減することができる。

上記構成では、惰性走行において、変速比を、エンジン回転速度の低下を抑制する側に変更した。具体的には、コースト実施条件が成立する際に変速比をＬＯＷからＨＩＧＨに変更し、ＨＩＧＨにした状態で惰性走行を実施するようにした。この場合、変速比をＨＩＧＨにすることで、ＬＯＷで惰性走行を実施する場合に比べてエンジン回転速度の低下を抑制することができる。これにより、エンジン出力軸１２が回転する期間を延長させることができ、ひいては、惰性走行から非惰性走行へ移行する際の消費エネルギErecの低減を図ることができる。

エンジン１１の燃焼によって走行する場合、ＩＳＧ１３は連れ回りされ、その回転に伴い摺動ロスが生じる。この点を考慮し、惰性走行が解除される際に、つまり惰性走行から非惰性走行（通常走行及び回生走行）への移行が実施される際に、変速比をＨＩＧＨからＬＯＷに変更した。この場合、非惰性走行においてエンジン回転速度に対するＩＳＧ１３の回転速度は、惰性走行中に比べて小さくなる。これにより、非惰性走行においてＩＳＧ１３の回転に伴う摺動ロスを低減させることができ、ひいてはエンジン１１の燃焼による走行を好適に行うことができる。また、ＩＳＧ１３の回転軸１４に冷却ファンが駆動連結されている構成では、ＩＳＧ１３の回転速度が小さくなることで、冷却ファンの回転音を低減することができる。

（第４実施形態の変形例）
・上記第４実施形態では、惰性走行を解除する際に変速比を小さくした（コースト実施条件の成立前の状態にした）が、変速比を小さくするタイミングはこれに限定されない。例えば、惰性走行から回生走行への移行時においてＩＳＧ１３の駆動によりエンジン回転速度を上昇させる期間で、エンジン回転速度が所定の閾値ＮＥｔｈに達した場合に、変速比を小さくしてもよい。

この場合、例えば、図１０のステップＳ４９がＮＯの場合に進むステップとして、エンジン回転速度が閾値ＮＥｔｈ以上か否かを判定するステップを設ける。そして、エンジン回転速度が閾値ＮＥｔｈ以上であれば、ステップＳ５０に進み、変速比を小さくする。つまり、惰性走行が解除される前に変速比が小さくされる。一方、エンジン回転速度が閾値ＮＥｔｈ未満であれば、そのまま本処理を終了する。なお、閾値ＮＥｔｈは、エンジン始動時の大きなトルク（乗り越しトルク）が必要となるエンジン回転速度域よりも大きな値に設定される。この構成によれば、エンジン始動時の大きなトルクが必要とならないタイミングで変速比を小さくすることで、惰性走行の解除よりも前にＩＳＧ１３の摺動ロスを低減させることができ、ひいては非惰性走行への移行に伴う消費エネルギErecを低減させることができる。

・上記第４実施形態では、エンジン出力軸１２とＩＳＧ１３の回転軸１４との間に変速機５１を設けたが、ＩＳＧ１３による回転動力の変速比が可変とされる構成であれば、これに限定されない。例えば、ＩＳＧ１３に変速機能を付与して、ＩＳＧ１３によって変速比を変更する構成としてもよい。

・上記第４実施形態において、ＩＳＧ１３に代えて、例えば、発電機能のみを有するオルタネータや発電機能を有さない回転機（フライホイール等）を用いてもよい。かかる構成では、エンジン出力軸１２とオルタネータ等の回転軸との間に変速機が設けられ、惰性走行において、当該変速機の変速比が、エンジン回転速度の低下を抑制する側に変えられる。

（第５実施形態）
回生発電を実施する場合、エンジンＥＣＵ３１はＩＳＧ１３に発電指令を送信する。この際、エンジンＥＣＵ３１は、ブレーキ操作量やバッテリ１５の蓄電状態等に基づいて回生要求出力を設定する。そして、回生要求出力に基づいて、ＩＳＧ１３に回生発電を実施させる。これにより、車両１０の状態に応じた電力が回生発電により得られる。

一方、回生発電の発電動作によってＩＳＧ１３の温度が過度に上昇することを防ぐため、ＩＳＧ１３の回生発電に出力制限が設けられていることがある。そのため、回生要求出力が大きい場合であっても、その出力制限によって回生発電が所定の出力値Ｗｔｈ以下に抑えられることがあり、その場合には回生エネルギEregenの回収が制限される。なお、回生発電の出力制限は、回生走行の継続時間を考慮して設定されており、例えば３０秒程度の回生走行を想定して設定されている。

本実施形態において、エンジンＥＣＵ３１は、回生実施条件が成立した場合に、回生継続時間Tgenと回生要求出力を設定する。そして、回生継続時間Tgenが所定の閾値ＴＡ以下で、かつ、回生要求出力が所定の閾値ＷＡ以上であれば、出力値Ｗｔｈよりも大きい出力での回生発電を許可する。ここで、閾値ＴＡは、極めて短時間の回生走行が判定される判定値であって、例えば３秒に設定される。閾値ＷＡは、回生発電の出力制限に相当する値に設定される。つまりこの場合、極短時間で大出力（回生発電の出力制限以上の出力）の回生発電が実施される。これにより、回生エネルギEregenを効率よく回収することができる。

エンジンＥＣＵ３１による回生発電の処理手順を図１２のフローチャートを用いて説明する。本処理は、エンジンＥＣＵ３１により、所定周期で繰り返し実施される。

ステップＳ６１では、現在、車両１０が非回生走行状態（通常走行状態又は惰性走行状態）か否かを判定する。ステップＳ６１がＹＥＳであればステップＳ６２に進み、ステップＳ６１がＮＯであればそのまま本処理を終了する。ステップＳ６２では、回生実施条件が成立したか否かを判定する。例えば、惰性走行から回生走行への移行に関して言えば、ブレーキがオン状態になり、かつ回生エネルギEregenが消費エネルギErecよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ６２がＹＥＳであればステップＳ６３に進み、ステップＳ６２がＮＯであればそのまま本処理を終了する。

ステップＳ６３では、回生継続時間Tgenを設定する。例えば、図７におけるステップＳ１０３の処理と同様にして、回生継続時間Tgenを設定する。続くステップＳ６４では、回生要求出力を設定する。例えば、図１３に示すマップに、ブレーキ操作量と路面勾配とを適用して回生要求出力を設定する。図１３のマップにおいて、ブレーキ操作量が大きいほど回生要求出力は大きくなっており、路面勾配が急なほど回生要求出力は大きくなっている。なお、路面勾配は、傾斜角センサ４４や、ＧＰＳ情報、ジャイロセンサ（図示しない）等により取得される。なお、ステップＳ６３，Ｓ６４が「設定部」に相当する。

ステップＳ６５では、回生継続時間Tgenが閾値ＴＡ以下で、かつ、回生要求出力が閾値ＷＡ以上であるか否かを判定する。ステップＳ６５がＮＯであればステップＳ６６に進み、出力値Ｗｔｈ以下で回生発電を実施する。つまりこの場合、通常の出力制限の範囲内で回生発電が実施される。一方、ステップＳ６５がＹＥＳであればステップＳ６７に進み、出力値Ｗｔｈよりも大きい出力での回生発電を許可する。具体的には、エンジンＥＣＵ３１は、Ｗｔｈよりも大きい出力での発電を行うべくＩＳＧ１３に発電指令を送信し、回生発電が実施される。なお、ステップＳ６７が「許可部」に相当する。

また、ＩＳＧ１３で回生発電を実施する場合、エンジンＥＣＵ３１からの発電指令に基づいてＩＳＧ１３のモータ部のロータの励磁が開始され、励磁が完了した後に回生発電が実施される。つまり、ロータの励磁完了までに時間がかかり、極短時間で回生発電を実施する場合には、この励磁にかかる時間が発電効率に大きく影響する。

そこで、極短時間で回生発電を効率よく実施させるべく、エンジンＥＣＵ３１は、回生実施条件が成立する前においてＩＳＧ１３に回生発電の準備動作を開始させるとよい。具体的には、ブレーキ操作量が閾値Ｔｈ１以上となった場合に、エンジンＥＣＵ３１は、ＩＳＧ１３にロータの励磁を開始させる。なお、かかる構成では、回生実施条件としてブレーキ操作量が閾値Ｔｈ２以上となることが設定されており、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２の大小関係は、Ｔｈ１＜Ｔｈ２となっている。そのため、非回生走行状態でブレーキ操作が実施され、ブレーキ操作量が閾値Ｔｈ１以上になるとまずロータの励磁が開始され、その後ブレーキ操作量が閾値Ｔｈ２以上になると回生発電が実施される。つまり、かかる構成によれば、エンジンＥＣＵ３１による発電指令の前にロータの励磁が開始されることで、速やかに回生発電が実施され、極短時間の回生発電であっても効率よく回生エネルギEregenを回収することができる。

上記構成では、回生実施条件が成立した際において、回生継続時間Tgenが閾値ＴＡ以下で、かつ、回生要求出力が閾値ＷＡ以上の場合に、出力値Ｗｔｈよりも大きい出力での回生発電を許可するようにした。例えば、回生継続時間Tgenが極短時間で、かつ、回生要求出力が大きい場合は、出力値Ｗｔｈよりも大きい出力での回生発電が可能となる。この場合、回生発電の時間が極短時間であれば、出力制限以上で回生発電を実施したとしても、ＩＳＧ１３の温度上昇を抑えることができる。これにより、ＩＳＧ１３の過度の温度上昇を抑制しつつ、回生要求出力に応じた回生エネルギEregenを効率良く回収することができる。

（変形例）
・上記実施形態では、回生装置として発電機及び電動機を一体としたＩＳＧ１３を設けたが、回生装置としてのオルタネータ（発電機）と、エンジン出力軸１２に回転力を付与する電動機とをそれぞれ設けた構成としてもよい。

１０…車両、１１…エンジン、１２…エンジン出力軸、１３…ＩＳＧ、１７…クラッチ装置、３１…エンジンＥＣＵ。

Claims (14)

1. 走行駆動源としてのエンジン（１１）と、該エンジンの出力軸（１２）に繋がる動力伝達経路に設けられるクラッチ装置（１７）と、前記出力軸を介して車両の運動エネルギを回収する回生装置（１３）と、を備える車両（１０）に適用され、
   所定の惰性走行実施条件の成立に応じて、前記クラッチ装置を遮断状態にして前記車両の惰性走行を実施し、惰性走行中における所定の回生実施条件の成立に応じて、エンジン回転速度の調整と前記クラッチ装置の接続とを行って前記惰性走行から前記回生装置を利用した回生走行への移行を実施する走行制御部と、
   前記惰性走行中に前記回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合において、前記エンジン回転速度の調整により消費される消費エネルギを推定するとともに、前記回生走行により回収される回生エネルギを推定する推定部と、
   を備え、
   前記走行制御部は、前記消費エネルギと前記回生エネルギとの比較に基づいて、前記惰性走行から前記回生走行への移行を実施する車両制御装置。
2. 前記推定部により推定された前記回生エネルギが、前記消費エネルギよりも大きいことを判定する判定部を備え、
   前記走行制御部は、前記回生エネルギが前記消費エネルギよりも大きいと判定された場合に前記惰性走行から前記回生走行への移行を実施し、前記回生エネルギが前記消費エネルギよりも小さいと判定された場合に前記惰性走行を維持する請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記推定部は、前記惰性走行中に前記回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合に前記車両の車速に基づいて前記消費エネルギを推定する請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記推定部は、前記惰性走行中に前記回生実施条件としてのブレーキ操作が実施された場合にそのブレーキ操作量に基づいて前記回生エネルギを推定する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 前記惰性走行中に前記ブレーキ操作が実施された場合において、前記回生走行の継続時間を設定する設定部を備え、
   前記推定部は、前記ブレーキ操作量と前記継続時間とに基づいて、前記回生エネルギを推定する請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記回生走行が実施された場合にその継続時間を記憶する記憶部を備え、
   前記設定部は、前記記憶部により記憶された前記継続時間の履歴に基づいて、前記継続時間を設定する請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記記憶部は、複数定められた前記車両の走行条件ごとに、前記継続時間を記憶し、
   前記設定部は、前記惰性走行中に前記ブレーキ操作が実施された場合において、前記車両の走行条件に応じて前記履歴を取得するとともに、当該履歴に基づいて前記継続時間を設定する請求項６に記載の車両制御装置。
8. 前記回生装置は、前記車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する回生発電を実施する回転電機（１３）であり、
   前記回転電機により発電された電力を蓄える蓄電池の状態に基づいて、前記推定部により推定された前記回生エネルギを補正する補正部を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記回生装置は、前記車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する回生発電を実施する回転電機（１３）であり、
   前記回転電機の状態に基づいて、前記推定部により推定された前記回生エネルギを補正する補正部を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
10. 前記車両において、回転機（１３）により前記出力軸に回転力を付与することが可能であり、
    前記走行制御部は、前記惰性走行から前記回生走行へ移行する際において、エンジン回転速度が所定未満であれば、前記回転機を作動させて前記エンジン回転速度を上昇させ、前記エンジン回転速度が所定以上であれば、前記エンジンの燃焼により前記エンジン回転速度を上昇させる請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両制御装置。
11. 前記回生装置は、回転機（１３）であり、前記出力軸と前記回転機の回転軸（１４）との変速比を可変とする車両に適用され、
    前記惰性走行において、前記変速比を、前記エンジン回転速度の低下を抑制する側に変化させる変速制御部を備える請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車両制御装置。
12. 前記変速比は、前記出力軸の回転速度に対する前記回転機の回転軸の回転速度の比であり、
    前記変速制御部は、前記所定の惰性走行実施条件が成立する際にそれ以前よりも前記変速比を大きくし、前記惰性走行が解除される際に前記変速比を小さくする請求項１１に記載の車両制御装置。
13. 前記変速比は、前記出力軸の回転速度に対する前記回転機の回転軸の回転速度の比であり、
    前記変速制御部は、前記所定の惰性走行実施条件が成立する際にそれ以前よりも前記変速比を大きくし、前記エンジン回転速度の調整に伴い前記エンジン回転速度が所定回転速度以上となった際に前記変速比を小さくする請求項１１に記載の車両制御装置。
14. 前記回生装置は、前記車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する回生発電を実施する回転電機（１３）であり、前記回転電機による前記回生発電が所定の出力以下で実施される車両に適用され、
    前記惰性走行中に前記ブレーキ操作が実施された場合において、前記回生走行の継続時間と前記回生走行を要求する要求出力とを設定する設定部と、
    前記継続時間が所定時間以下で、かつ、前記要求出力が所定以上の場合に、前記所定の出力よりも大きい出力での前記回生発電を許可する許可部と、
    を備える請求項１乃至４及び請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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