JP2013060091A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力回生装置が回収した電力をバッテリに蓄える車両において、余剰電力を有効利用して車両のエネルギー効率を改善する。
【解決手段】バッテリの充電状態が設定値よりも高く（ステップＳ２０１）、かつ、電力回生装置が余剰電力を回収する場合（ステップＳ２０２）に、前記余剰電力を用いて、燃料供給装置が内燃機関に供給する燃料の圧力を上昇させる（ステップＳ２０３）。余剰電力を用いて燃料の圧力を上昇させた直後は、燃料圧力が目標よりも高い状態が発生し、燃料供給装置における消費電力が低下する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力回生装置が回収した電力をバッテリに蓄える車両の制御装置に関する。

従来、ハイブリッド自動車においては、電力回生装置が回収した電力を走行用の高電圧バッテリに蓄える一方、高電圧バッテリの高電圧をＤＣ−ＤＣコンバータによって低電圧に変換して、補機バッテリの充電を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０３６５９４号公報

ところで、回生した電力をバッテリに蓄える車両においては、バッテリの充電状態が設定値を超え、充電が不要な状態（満充電状態）になった場合、消費電力を超える余剰電力を回収してもそれを蓄えておくことができないため、従来では、余剰となる分の回生を停止したり、回収した余剰の電力を放電させるなどしており、エネルギー効率を更に改善できる余地があった。

そこで、本願発明は、余剰電力を有効利用して、車両のエネルギー効率を改善できる車両の制御装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明では、電力回生装置が回収した電力を蓄えるバッテリの充電状態が設定値よりも高く、かつ、前記電力回生装置が余剰電力を回収する場合に、前記余剰電力を用いて、燃料供給装置が内燃機関に供給する燃料の圧力を上昇させるようにした。

上記発明によると、余剰電力を用いて燃料の圧力を上昇させることで、その後の燃料供給装置での消費電力を減らし、車両におけるエネルギー効率を向上させることができる。

本願発明の実施形態におけるハイブリッド車両のシステム図である。 本願発明の実施形態におけるエンジンのシステム図である。 本願発明の実施形態における回生エネルギーを用いる燃料ポンプ制御の第１実施形態を示すフローチャートである。 前記第１実施形態における高燃料圧力モードでの目標燃料圧力の特性を示す線図である。 前記第１実施形態の制御特性を説明するためのタイムチャートである。 本願発明の実施形態における回生エネルギーを用いる燃料ポンプ制御の第２実施形態を示すフローチャートである。 前記第２実施形態の制御特性を説明するためのタイムチャートである。 本願発明の実施形態における回生エネルギーを用いる燃料ポンプ制御の第３実施形態を示すフローチャートである。 前記第３実施形態の制御特性を説明するためのタイムチャートである。

以下に本発明に係る車両の制御装置の実施形態を説明する。
図１は、実施形態におけるハイブリッド車両のシステム構成を示す図である。
図１に示すハイブリッド車両１０１は、車両走行の駆動源として、エンジン（内燃機関）１０２と、電動モータ（交流モータ）１０３とを備えている。

電動モータ１０３はモータＭ／ジェネレータＧであり、電動機として動作する場合には、車両走行の駆動力を出力し、また、エンジン１０２や駆動輪１０５，１０５によって回転駆動されることで発電機として動作し、電力を出力する。
エンジン１０２及び電動モータ１０３の駆動力は、動力分割機構１０４及び図示省略した減速機構を介して駆動輪１０５，１０５に伝達される。

また、動力分割機構１０４は、エンジン１０２の動力を電動モータ１０３に伝達し、更に、制動時に前記減速機構からの運動エネルギーを電動モータ１０３に伝達し、電動モータ１０３を発電機として動作させる。
インバータ１０６は、走行用の高圧バッテリ１０７に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して、電動モータ１０３に供給し、また、回生制動時や発電時には、電動モータ１０３が出力する交流電力を直流電力に変換して、高電圧バッテリ１０７（例えば、２００Ｖバッテリ）を充電する。

更に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０８は、高圧バッテリ１０７の高電圧を低電圧に変換し、低圧系の負荷１０９（例えば、後述する燃料ポンプ１２など）に電力を供給すると共に、補機用の低電圧バッテリ１１０（例えば、１２Ｖバッテリ）を充電する。
ここで、低電圧バッテリ１１０の端子電圧が一定になるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０８に内蔵されるコンバータ制御回路によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０８の出力が制御される。

また、コンピュータを内蔵するハイブリッド・コントロール・モジュール（ＨＶＣＭ）１１１は、アクセル開度やシフトポジションなどの信号を入力し、運転状態に応じたエンジン出力要求値及びモータ出力要求値などを算出する。
ここで、ＨＶＣＭ１１１は、車両の減速時（アクセルＯＦＦ時）は、駆動輪１０５，１０５から伝わる動力により電動モータ１０３を回転させることで、発電機として作動させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、インバータ１０６を介して高電圧バッテリ１０７に回収する、電力回生（回生ブレーキ）を行わせる。
従って、ＨＶＣＭ１１１、電動モータ１０３、インバータ１０６などによって電力回生装置が構成される。

コンピュータを内蔵するエンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ）１１２は、ＨＶＣＭ１１１が出力するエンジン出力要求値に従ってエンジン１０２の出力を制御する。
また、コンピュータを内蔵するブレーキ・コントロール・モジュール（ＢＣＭ）１１３は、電動モータ１０３の回生要求値を算出してＨＶＣＭ１１１に出力し、また、実際の回生エネルギー量に応じて油圧ブレーキ装置１１４の制動力を制御する。

また、コンピュータを内蔵するバッテリ監視モジュール（ＢＭＭ）１１５は、高電圧バッテリ１０７の電流値及び電圧値などから、高電圧バッテリ１０７の充電状態（残容量率）を示すＳＯＣ（State Of Charge）を演算して、ＨＶＣＭ１１１に出力する。
ＳＯＣ＝{残容量（Ａｈ）／満充電容量（Ａｈ）}×１００

尚、上記のように、充電状態ＳＯＣは、高電圧バッテリ１０７が満充電（充電完了状態）に近いほど、大きな値に算出される。
そして、ＨＶＣＭ１１１は、ＢＭＭ１１５が出力する充電状態ＳＯＣに基づき、減速時におけるエネルギー回生を制御し、また、高電圧バッテリ１０７を充電させるためにエンジン出力を制御する。

図２は、上記エンジン１０２のシステム図である。
図２において、エンジン１０２は、吸気通路２に燃料噴射弁３を備え、燃料噴射弁３は、エンジン１０２の吸気通路２内に燃料を噴射する。

燃料噴射弁３が噴射した燃料は、空気と共に吸気バルブ４を介して燃焼室５内に吸引され、点火プラグ６による火花点火によって着火燃焼する。燃焼室５内の燃焼ガスは、排気バルブ７を介して排気通路８に排出される。
吸気通路２の燃料噴射弁３を配設した部分よりも上流側に、スロットルモータ９で開閉する電子制御スロットル１０を配し、この電子制御スロットル１０の開度によってエンジン１０２の吸入空気量（出力）を調整する。

また、エンジン１０２は、燃料タンク１１内の燃料を燃料ポンプ１２によって燃料噴射弁３に圧送する燃料供給装置１３を備える。
燃料供給装置１３は、燃料タンク１１、燃料ポンプ１２、プレッシャレギュレータ（圧力調整弁）１４、オリフィス１５、燃料ギャラリー配管１６、燃料供給配管１７、燃料戻し配管１８、ジェットポンプ１９、燃料移送管２０を含む。

燃料ポンプ１２は、モータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク１１内に設けてある。
燃料ポンプ１２の吐出口には燃料供給配管１７の一端が接続され、燃料供給配管１７の他端は燃料ギャラリー配管１６に接続され、更に、燃料ギャラリー配管１６に燃料噴射弁３の燃料供給口を接続してある。

燃料戻し配管１８は、燃料タンク１１内で燃料供給配管１７から分岐延設され、燃料戻し配管１８の他端は燃料タンク１１内に開口される。
燃料戻し配管１８には、上流側から順に、プレッシャレギュレータ１４、オリフィス１５、ジェットポンプ１９を設けてある。

プレッシャレギュレータ１４は、燃料戻し配管１８を開閉する弁体１４ａと、該弁体１４ａを燃料戻し配管１８上流側の弁座に向けて押圧するコイルスプリングなどの弾性部材１４ｂとで構成される。
そして、プレッシャレギュレータ１４は、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力ＦＵＰＲが設定圧（開弁圧）よりも高い場合に開弁し、燃料供給配管１７内の燃料を燃料戻し配管１８を介して燃料タンク１１内にリリーフすることで、燃料圧力ＦＵＰＲを設定圧に向けて低下させ、燃料圧力ＦＵＰＲが設定圧以下にまで低下すると閉弁する。

前述のように、プレッシャレギュレータ１４は、燃料圧力ＦＵＰＲが設定圧よりも高くなると開弁するが、プレッシャレギュレータ１４の下流側に設けたオリフィス１５によって、燃料戻し配管１８を介して燃料タンク１１内に戻される燃料流量が絞られる。このため、燃料ポンプ１２からの燃料の吐出量を、戻し流量以上に増やすことで、設定圧を超える圧力にまで燃料圧力ＦＵＰＲを昇圧できるようになっている。
尚、燃料ポンプ１２の吐出量の制御によって、プレッシャレギュレータ１４の設定圧を超える燃料圧力ＦＵＰＲにまで昇圧できる程度に、燃料戻し配管１８によって燃料タンク１１内に戻される燃料量（リリーフ流量）が絞られるようになっていればよく、例えば、オリフィス１５を設けずに、プレッシャレギュレータ１４が流量（リリーフ流量）を絞る機能を備えることができる。

ジェットポンプ１９は、プレッシャレギュレータ１４、オリフィス１５を介して燃料タンク１１内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管２０を介して燃料を移送させるものである。
燃料タンク１１は、底面の一部が盛り上がって底部空間を２つの領域１１ａ，１１ｂに隔てている所謂鞍型の燃料タンクであり、燃料ポンプ１２の吸い込み口は領域１１ａ内に開口するため、領域１１ｂ内の燃料を領域１１ａ側に移送させないと、領域１１ｂ内の燃料が残存することになってしまう。

そこで、ジェットポンプ１９は、プレッシャレギュレータ１４及びオリフィス１５を介して燃料タンク１１の領域１１ａ内に戻される燃料の流れによって、燃料移送管２０内に負圧を作用させ、燃料移送管２０が開口する領域１１ｂ内の燃料を、燃料移送管２０を介してジェットポンプ１９まで導き、プレッシャレギュレータ１４からの戻し燃料と共に領域１１ａ内に排出させる。
本実施形態では、上記のように、ジェットポンプ１９を備えるが、燃料タンク１１が所謂鞍型でない場合、即ち、燃料タンク１１の底部空間が隔成されずに、燃料ポンプ１２の吸い込み口から燃料タンク１１内の燃料を残量なく吸引できる場合には、ジェットポンプ１９及び燃料移送管２０を省略することができる。
また、燃料戻し配管１８、プレッシャレギュレータ１４、オリフィス１５、ジェットポンプ１９を備えない燃料供給装置であってもよい。

ＥＣＭ１１２は、燃料噴射弁３による燃料噴射、点火プラグ６による点火（点火コイルへの通電）を制御し、また、ＨＶＣＭ１１１が出力するエンジン出力要求値に応じて、電子制御スロットル１０の開度などを制御する。
また、コンピュータを備えるフューエル・コントロール・モジュール（ＦＣＭ）３０は、燃料ポンプ１２の駆動回路（モータ電流をオン，オフするトランジスタ回路）を備え、燃料ポンプ１２への電力供給を制御する。

ＥＣＭ１１２とＦＣＭ３０とは相互に通信可能に構成され、ＥＣＭ１１２は、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を指示する信号などをＦＣＭ３０に向けて送信する。
燃料ポンプ１２の駆動デューティ（％）は、燃料ポンプ１２を回転駆動するモータの電圧を制御する操作量であって、１周期当たりの通電時間割合（オン時間割合）を示し、駆動デューティが増大することで、モータの平均印加電圧が増加し、燃料ポンプ１２の吐出圧（吐出流量）が増大するものとする。

ＥＣＭ１１２は、各種センサが出力する信号を入力する。
前記各種センサとしては、燃料ギャラリー配管１６内の燃料圧力ＦＵＰＲを検出する燃圧センサ３３、図外のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３４、エンジン１０２の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ３５、エンジン１０２の回転速度ＮＥを検出する回転センサ３６、エンジン１０２の冷却水温度ＴＷ（エンジン温度）を検出する水温センサ３７、排気中の酸素濃度に応じてエンジン１０２における空燃比Ａ／Ｆを検出する空燃比センサ３８などを設けてある。

そして、ＥＣＭ１１２は、吸入空気流量ＱＡとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて基本噴射パルス幅ＴＰを演算し、基本噴射パルス幅ＴＰをそのときの燃料圧力ＦＵＰＲに応じて補正する一方、空燃比センサ３８の出力に基づいて実際の空燃比を目標空燃比に近づけるための空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを演算し、燃料圧力ＦＵＰＲに応じて補正した基本噴射パルス幅ＴＰを、更に空燃比フィードバック補正係数LAMBDAなどで補正して、最終的な噴射パルス幅ＴＩを演算する。
そして、各気筒の噴射タイミングになると、燃料噴射弁３に対して噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力し、燃料噴射弁３による燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する。

また、ＥＣＭ１１２は、エンジン１０２の負荷を示す基本噴射パルス幅ＴＰや、エンジン回転速度ＮＥなどに基づいて点火時期（点火進角値）を演算し、当該点火時期において点火プラグ６による火花放電がなされるように、図外の点火コイルへの通電を制御する。
また、ＥＣＭ１１２は、ＨＶＣＭ１１１が出力するエンジン出力要求値などから電子制御スロットル１０の目標開度を演算し、電子制御スロットル１０の実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータ９への通電を制御する。

更に、ＥＣＭ１１２は、燃圧センサ３３が検出した燃料圧力ＦＵＰＲ、及び、エンジン１０２の運転条件（エンジン始動、冷却水温度ＴＷ、加速、エンジン負荷、エンジン回転速度、エンジン停止など）に応じて算出した目標燃圧TGFUPRに基づき、実際の燃料圧力ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRに近づくように、燃料ポンプ１２の駆動デューティＤＵＴＹ（目標印加電圧）を算出し、この駆動デューティＤＵＴＹ（％）を示す信号を、ＦＣＭ３０に送信する。
尚、前記駆動デューティは、目標燃圧TGFUPRと実際の燃料圧力ＦＵＰＲとの偏差に基づき算出されるフィードバック分と、目標燃圧TGFUPRに応じた基本分との総和として算出させることができる。

そして、ＦＣＭ３０は、ＥＣＭ１１２側から受信した駆動デューティＤＵＴＹの指示信号に基づき、燃料ポンプ１２の駆動回路（モータ電流をオン，オフするトランジスタ）をデューティ制御し、燃料ポンプ１２への電力供給を制御する。
また、ＦＣＭ３０には、電源リレー（ポンプリレー）４３を介して低電圧バッテリ１１０が接続されており、ＦＣＭ３０に内蔵される駆動回路は、電源リレー４３を介して接続される低電圧バッテリ１１０を電源として、燃料ポンプ１２への電力供給を行う。電源リレー４３のオン，オフは、ＥＣＭ１１２によって制御される。

このように、燃料ポンプ１２は、低電圧バッテリ１１０から電源供給を受ける低圧系の負荷１０９であり、低圧系の負荷１０９としては、この他、燃料噴射弁３や、前述のコントロール・モジュール１１２，３０，１１１，１１３，１１５などがある。
上記のように、ＥＣＭ１１２及びＦＣＭ３０によって、実際の燃料圧力ＦＵＰＲが目標燃圧TGFUPRに近づくように、低電圧バッテリ１１０を電源とする燃料ポンプ１２を駆動するが、本実施形態では、燃料ポンプ１２の制御として、回生エネルギーを有効利用するため制御が付加されている。

以下では、この回生エネルギーを有効利用するための燃料ポンプ１２の制御（駆動制御手段）を、図３のフローチャートに従って説明する。
図３のフローチャートに示すルーチンは、ＨＶＣＭ１１１から充電状態ＳＯＣ及び回生ブレーキによるエネルギー回収量の情報を得たＥＣＭ１１２が実施するルーチンを示す。但し、ＨＶＣＭ１１１が、図３のフローチャートに示すルーチンを実施し、ＥＣＭ１１２に対して、指示を出力することができる。

まず、ステップＳ２０１では、高電圧バッテリ１０７の充電状態を示すＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高いか否か（高電圧バッテリ１０７が満充電状態であるか否か）を判断する。
前記設定値ＳＬＳＯＣは、高電圧バッテリ１０７への充電が略完了していて、更なる電力の回収が行えない状態であるか否かを判別するための閾値であり、そのときの充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高い場合には、高電圧バッテリ１０７への充電が略完了していて、更なる電力の回収が行えない状態であることを示す。換言すれば、設定値ＳＬＳＯＣは、充電不要と判断する充電状態ＳＯＣの下限値である。

充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも低い場合は、高電圧バッテリ１０７の充電が完了しておらず、高電圧バッテリ１０７への充電が必要であり、減速時に電動モータ１０３を発電機として動作させて回収した電気エネルギー（回生電力）からそのときの消費エネルギーを除く余剰エネルギー（余剰電力）を、高電圧バッテリ１０７に蓄えることができる。
一方、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高い場合は、高電圧バッテリ１０７への充電が不要であって（換言すれば、満充電容量に近い残容量であって）、余剰となる電気エネルギーを回収しても高電圧バッテリ１０７へ蓄えることができない。

ステップＳ２０１で、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも低いと判断した場合には、回収したエネルギーのうちの余剰分を、高電圧バッテリ１０７に蓄えることができ、余剰電力を燃料供給装置（燃料ポンプ１２）で消費させる必要はない。
そこで、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも低い場合には、ステップＳ２０４へ進み、エンジン１０２の運転条件に応じて低目標燃圧TGFUPRLを設定し、係る低目標燃圧TGFUPRLに実際の燃料圧力ＦＵＰＲが近づくように、燃料ポンプ１２の駆動デューティＤＵＴＹ（目標印加電圧）を算出させる、燃圧制御（低燃料圧力モード）を実施する。このとき、エネルギー回生で回収した電力及び／又はエンジン１０２の出力を増大させて発電させた電力で、高電圧バッテリ１０７を充電する。

一方、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高く、エネルギー回生で余剰電力が発生するとしても、係る余剰電力を高電圧バッテリ１０７に回収させることができない場合には、ステップＳ２０２へ進む。
ステップＳ２０２では、エネルギー回生によって消費電力を超える電力を回収でき、余剰電力が発生する条件であるか否かを判断する。換言すれば、ステップＳ２０２では、運動エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー回生において、回生エネルギー量を抑制しない場合、そのときの（低燃料圧力モードでの）消費電力よりも回収可能な電力が多いか否かを判断する。

尚、余剰電力が発生する条件とは、実際に余剰電力が発生していて、この余剰電力を放電させている場合と、余剰電力が発生するほどにエネルギー回生を行える条件であるものの、余剰電力が発生しないようにエネルギー回生量を抑制している場合とを含む。
余剰電力が発生しない場合、即ち、そのときに回収可能な電力が消費電力以下であるか、又は、余剰電力が発生するがその量が仕事を行わせるのに不十分である場合には、ステップＳ２０４へ進んで、低燃料圧力モードの燃圧制御を実施する。

燃料圧力の制御モードとしては、上記の低燃料圧力モードと、当該低燃料圧力モードよりも燃料圧力を高くする高燃料圧力モードとが設定されており、ステップＳ２０４に進んだ場合には、低燃料圧力モードを選択することで、燃料ポンプ１２における消費電力を比較的低く抑制しておいて、回生電力を、そのときの消費電力に充当させる。
これに対し、余剰電力が発生する場合、即ち、そのときに回収可能な電力が消費電力よりも多い場合には、回生可能な電力の全てをそのときの消費電力に充当させても、回生電力が余り、また、高電圧バッテリ１０７が満充電状態であって余った回生電力（余剰電力）を高電圧バッテリ１０７に蓄えることができず、回生電力量をより少なく抑制するか、余剰電力を放電する必要が生じてしまう。

そこで、ステップＳ２０２において、そのときに回収可能な電力が消費電力よりも多く、余剰電力が発生すると判断した場合には、運動エネルギーの電気エネルギーへの変換を促進させつつ、回収した電力を有効利用すべく、ステップＳ２０３へ進んで、高燃料圧力モードに切り換える。
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０４の低燃料圧力モードでの低目標燃圧TGFUPRLよりも高い目標燃圧TGFUPRHを設定し、係る高目標燃圧TGFUPRHに実際の燃料圧力ＦＵＰＲが近づくように、燃料ポンプ１２の駆動デューティＤＵＴＹ（目標印加電圧）を算出させる、燃圧制御を実施する。

ステップＳ２０３へ進んだ場合には、燃料ポンプ１２における消費電力が増大し、全体の消費電力が増大するから、余剰電力が発生しない範囲でエネルギー回生を行う場合には、結果的に、回生するエネルギー量（回生電力量）を増やすことになり、また、余剰電力を放電させる場合には、放電させる電力が減ることになる。
このステップＳ２０３での処理（高燃料圧力モード）は、運転状態に応じて目標燃圧TGFUPRを記憶したマップとして、ステップＳ２０４で参照する低燃料圧力モード用のマップと、余剰電力を用いるためにステップＳ２０３で参照する高燃料圧力モード用のマップとを備えるようにし、同じ運転状態に対応する目標燃圧TGFUPRとして、高燃料圧力モード用のマップでの値が低燃料圧力モード用のマップでの値よりも高い値になるように設定することで実現できる。

また、ステップＳ２０４の低燃料圧力モードで決定される低目標燃圧TGFUPRLを増大補正して、ステップＳ２０３で用いる高燃料圧力モード用の高目標燃圧TGFUPRHとすることができる。
更に、ステップＳ２０４で決定される低目標燃圧TGFUPRLがエンジン運転条件に応じて変更されるのに対し、ステップＳ２０３で決定される高目標燃圧TGFUPRHをエンジン運転条件とは無関係な一定値とすることができる。

また、ステップＳ２０３では、図４に示すように、余剰電力が多いほど、高目標燃圧TGFUPRHをより高い圧力に設定することができる。
即ち、余剰電力を使い切っても、高目標燃圧TGFUPRHに到達させることができない場合には、低電圧バッテリ１１０に蓄えられている電力を使うことになって、高電圧バッテリ１０７に蓄えられている電力を用いて低電圧バッテリ１１０を充電することになる一方、余剰電力よりも高目標燃圧TGFUPRHに到達させるのに必要な電力が少ない場合には、回生できるエネルギーの一部を無駄に捨てることになってしてしまう。

そこで、余剰電力が多いほど、高目標燃圧TGFUPRHをより高い値に設定すれば、余剰電力よりも多い電力が昇圧のために必要となることを抑制でき、かつ、回生可能な電力の多くを有効利用できる。
目標燃圧TGFUPRをより高い値に変更すると、係る目標燃圧TGFUPRの増大変化に実際の燃料圧力ＦＵＰＲを追従させるべく、燃料ポンプ１２の駆動デューティが増大され、燃料ポンプ１２の印加電圧がより高い値に変更され、実際の燃料圧力ＦＵＰＲは変更後の高目標燃圧TGFUPRHに向けて上昇変化することになる。

即ち、低燃料圧力モードから高燃料圧力モードに移行させることで、燃料ポンプ１２の消費電力が増え、低燃料圧力モードで余剰となる回生電力を、高燃料圧力モードに移行させることで消費することが可能となる。
高燃料圧力モードに移行させたことによる消費電力の増大分は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０８が供給することになるが、このときにエネルギー回生が実施されるから、結果的に、回収した電気エネルギーを、昇圧のために燃料ポンプ１２に供給することになる。

即ち、高燃料圧力モードに移行させないとすると、高電圧バッテリ１０７に蓄えることができない余剰電力が発生するため、回生電力量をより少なく抑制して余剰電力量を減らすか、又は、余剰電力を放電する必要が生じるが、高燃料圧力モードに移行させれば、昇圧のために燃料ポンプ１２における消費電力が増えるから、結果的に、回生電力量を減らすことなくエネルギー回生を実施させ、かつ、余剰電力を減らすことができる。
ここで、昇圧のために燃料ポンプ１２において増える消費電力分は、低燃料圧力モードでは、回収可能であるのに回収されない電力又は放電されることになっていた電力を充当することになり、燃費性能を低下させることにはならない。

しかし、低燃料圧力モードでも余剰電力が発生しない条件になって、高目標燃圧TGFUPRH（高燃料圧力モード）から低目標燃圧TGFUPRL（低燃料圧力モード）に切り替えて目標燃圧TGFUPRを低下させたときに、それまで高目標燃圧TGFUPRHに実際の燃料圧力ＦＵＰＲを追従させていたため、実際の燃料圧力ＦＵＰＲは低目標燃圧TGFUPRLよりも高い。そして、この低目標燃圧TGFUPRLよりも高い燃料圧力ＦＵＰＲを低下させるためには、フィードバック制御の結果として、燃料ポンプ１２の印加電圧（駆動デューティ）を、低目標燃圧TGFUPRLに維持させていた場合よりも低下させる（印加電圧＝０Ｖを含む）ことになって、燃料ポンプ１２の電力消費が減ることになる。

即ち、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高く、余剰電力を高電圧バッテリ１０７に蓄えることができない場合に、例えば、油圧ブレーキの制動力分配を増やして回生エネルギー量（回生電力量）を減らし、余剰電力を減らすようにすると、本来回収できる電気エネルギー（電力）を無駄に捨てることになってしまう。
そこで、燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させるようにすることで、燃料ポンプ１２の消費電力を増やし、回収可能な電気エネルギーを有効利用すると共に、回収した電気エネルギーを圧力に変換して蓄えることで、圧力が低目標燃圧TGFUPRL付近にまで低下する間、燃料ポンプ１２の消費電力が低減し、車両のエネルギー効率を向上させる。

尚、ステップＳ２０３では、回生エネルギーを用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させればよいので、ステップＳ２０３において、燃料圧力ＦＵＰＲを上昇変化させることになる値として予め記憶した駆動デューティ（印加電圧）に固定することができる。固定する駆動デューティは、ステップＳ２０４で設定する低燃料圧力モードでの低目標燃圧TGFUPRLに対応する値より高い値であって、１００％を含むことができる。

また、ステップＳ２０３では、目標燃圧TGFUPRを増大変化させる代わりに、燃圧センサ３３が検出した燃料圧力ＦＵＰＲに減少補正を施し、この補正後の燃料圧力ＦＵＰＲに基づき駆動デューティを演算させることができる。係る構成とすれば、実際の燃料圧力ＦＵＰＲよりも低い圧力に基づいて駆動デューティを演算させることで、低燃料圧力モードでの低目標燃圧TGFUPRLに収束させたときに、実際には低目標燃圧TGFUPRLよりも高い燃料圧力に収束することになる。

即ち、ステップＳ２０３の処理は、ステップＳ２０４に進んだときよりも実際の燃料圧力ＦＵＰＲを高くできればよく、公知の手段を適宜用いることができる。
但し、運転条件によっては、燃料圧力を高くすることができない場合、又は、高くすることで運転性を低下させることになる場合などがあり、その場合には、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の条件が成立しても、燃料圧力ＦＵＰＲを高くする処理を禁止することができる。

図５のタイムチャートは、図３のフローチャートに示したルーチンを実行した場合における発電エネルギー、燃料圧力、燃料ポンプ１２の駆動電圧、燃料ポンプ１２の消費電力の変化を示す。
図５のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１で、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高く、回収した電気エネルギーを高電圧バッテリ１０７に回収できない状態で、余剰電力が発生すると判断すると、目標燃圧TGFUPRを増大変化させることで、燃料ポンプ１２に印加する電圧を増加させ、余剰電力を用いて燃料圧力を上昇させる。

時刻ｔ２で、回収できる電力量が減り（回収電力＝０Ｗを含む）、低燃料圧力モードに戻しても余剰となる電力が発生しなくなると、それまでの高目標燃圧TGFUPRH（高燃料圧力モード）を低目標燃圧TGFUPRL（低燃料圧力モード）に戻すが、この時点で、実際の燃料圧力ＦＵＰＲは低目標燃圧TGFUPRLよりも高いため、時刻ｔ２から実際の燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRL付近に収束する時刻ｔ３までの間、実際の燃料圧力ＦＵＰＲと低目標燃圧TGFUPRLとを比較して算出される燃料ポンプ１２の駆動デューティ（印加電圧）は、低目標燃圧TGFUPRLを維持していた場合よりも低下し、燃料ポンプ１２における消費電力が低下する。

ここで、実際の燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させるために燃料ポンプ１２が消費した電力は、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高いために行き場のない余剰な電気エネルギーを利用したものであり、見かけ上は電力消費が増えているが、燃費性能を悪化させるものではなく、低目標燃圧TGFUPRLに戻した後に燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLよりも高いために燃料ポンプ１２の消費電力が低下する分が、燃費性能の改善に寄与することになる。

ところで、高目標燃圧TGFUPRH（高燃料圧力モード）を低目標燃圧TGFUPRL（低燃料圧力モード）に戻したときに、低目標燃圧TGFUPRLに対して実際の燃料圧力ＦＵＰＲが充分に高い場合には、目標燃圧TGFUPRと実際の燃料圧力ＦＵＰＲとに基づく燃料ポンプ１２の駆動制御を強制的に停止させることができ、これによって、フィードバック制御によって駆動デューティを漸減させる場合に比べて、燃料ポンプ１２の消費電力をより一層低減することが可能となる。

図６のフローチャートは、上記のように回生電力のうちの余剰電力を用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させた後に、燃料ポンプ１２の駆動制御を強制的に停止させる処理を行う第２実施形態を示す。
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３では、前述のステップＳ２０１〜ステップＳ２０３と同様な処理を行う。

即ち、ステップＳ３０１では、高電圧バッテリ１０７の充電状態を示すＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高いか否かを判断する。
そして、充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高い場合は、ステップＳ３０２へ進んで、余剰電力が発生する条件であれば、ステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０３では、余剰電力を用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させる処理として、例えば、目標燃圧TGFUPRを、後述するステップＳ３０５で設定する低目標燃圧TGFUPRLよりも高い目標燃圧TGFUPRHを設定する（高燃料圧力モード）。
ステップＳ３０３で、余剰電力を用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させる処理（高燃料圧力モード）を実施すると、ステップＳ３０４へ進み、フラグＦに１をセットする。

ステップＳ３０１で充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも低いと判断した場合、又は、ステップＳ３０２で余剰電力が発生する条件ではないと判断した場合には、ステップＳ３０５へ進む。
ステップＳ３０５では、エンジン運転条件に応じて、高目標燃圧TGFUPRHよりも低い低目標燃圧TGFUPRLを設定する（低燃料圧力モード）。

次のステップＳ３０６では、前記フラグＦの判別を行う。
ここで、フラグＦ＝１である場合は、直前まで余剰電力を用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させる処理を行っていたことを示す。
そして、フラグＦ＝１であれば、ステップＳ３０７へ進む。

ステップＳ３０７では、そのときの燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬ（ＳＬ＞０）以上に高いか否か（ＦＵＰＲ≧TGFUPRL＋ＳＬ）を判断する。
前記閾値ＳＬは、燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬだけ高い状態から燃料ポンプ１２の駆動制御を再開させ、その後遅れて燃料ポンプ１２の吐出量が変化しても、燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLを下回ることがない範囲の下限値として予め設定されている。
換言すれば、そのときの燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬ以上に高い状態であれば、燃料ポンプ１２の駆動制御を停止状態に保持できると判断できる一方、燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRL＋閾値ＳＬよりも低くなってから、燃料ポンプ１２の駆動制御を再開させた場合には、制御の応答遅れなどによって、燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLを下回る可能性があると判断できるようにしてある。

ステップＳ３０７で、そのときの燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬ以上に高いと判断した場合には、ステップＳ３０８へ進んで、燃料圧力ＦＵＰＲと目標燃圧TGFUPRとの比較に基づく駆動デューティの算出制御を停止し、駆動デューティを制御周期毎に既定のステップ幅だけ減少させることで０％（印加電圧を０Ｖ）にまで強制的に変化させ、燃料ポンプ１２への通電を遮断し、燃料ポンプ１２（燃料供給装置）の駆動を一時的に停止させる。
燃料ポンプ１２を停止させている間は、燃料ポンプ１２の消費電力は略零になる。

尚、駆動デューティの下限値（＞０％）が予め設定されている場合には、係る下限値にまで駆動デューティを低下させた後、下限値を保持させることができ、その場合でも、燃料圧力ＦＵＰＲと目標燃圧TGFUPRとの比較に基づき駆動デューティを算出する場合に比べ、燃料ポンプ１２における消費電力の削減が可能である。

燃料ポンプ１２を停止させている間において、エンジン１に燃料が噴射され、また、プレッシャレギュレータ１４から燃料がリリーフされる結果、燃料圧力ＦＵＰＲは漸減して低目標燃圧TGFUPRLに近づくことになる。
そして、そのときの燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRL＋閾値よりも低くなると、ステップＳ３０９へ進み、フラグＦを零にリセットした後、ステップＳ３１０へ進む。

ステップＳ３０９でフラグＦを零にリセットすると、次回からステップＳ３０６からステップＳ３１０へ進むようになる。
ステップＳ３１０では、ステップＳ３０９で設定した低目標燃圧TGFUPRLに燃料圧力ＦＵＰＲに近づける、フィードバック制御を実施する。

これにより、そのときの燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRL＋閾値よりも低くなると、燃料圧力ＦＵＰＲと目標燃圧TGFUPRとの比較に基づく燃料ポンプ１２の駆動制御が再開されて、駆動デューティが制御周期毎に増大される結果、燃料ポンプ１２は動作を開始する（又は吐出量を増す）ことになり、次にステップＳ３０１及びステップＳ３０２の条件が成立するようになるまで、低目標燃圧TGFUPRLに燃料圧力ＦＵＰＲに近づけるためのフィードバック制御を継続させることになる。

図７のタイムチャートは、図６のフローチャートに示したルーチンを実行した場合における発電エネルギー、燃料圧力、燃料ポンプ１２の駆動電圧、燃料ポンプ１２の消費電力の変化を示す。
図７のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１で、発電エネルギーが消費電力を超えて余剰電力が発生する条件になったものの、そのときの充電状態ＳＯＣが設定値ＳＬＳＯＣよりも高いと、余剰電力を高電圧バッテリ１０７に回収できない。

そこで、時刻ｔ１で燃料圧力を上昇変化させる処理（目標燃圧TGFUPRを増大変化させる処理）を行うことで、燃料ポンプ１２に印加する電圧を増加させ、回生電力のうち余ってしまう電力を低下させる（換言すれば、回生可能な電力のうち、仕事に消費させる電力を増やす）。
時刻ｔ２で、回収できる電力量が減り（回収電力＝０Ｗを含む）、低燃料圧力モードに戻しても余剰となる電力が発生しなくなると、目標燃圧TGFUPRを高目標燃圧TGFUPRHから低目標燃圧TGFUPRLに戻すが、実際の燃料圧力ＦＵＰＲは低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬ以上に高いため、燃料ポンプ１２の駆動制御を停止させることで、駆動デューティを零にまで強制的に漸減させる。

そして、そのときの燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRL＋閾値ＳＬよりも低くなる時刻ｔ３まで、燃料ポンプ１２の駆動停止状態（駆動デューティ＝０％（又は下限値）の状態）に保持させ、時刻ｔ３から実際の燃料圧力ＦＵＰＲを低目標燃圧TGFUPRLに近づけるためのフィードバック制御を再開させることで、駆動デューティが漸増する。
従って、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの燃料ポンプ１２の駆動停止期間内で、燃料ポンプ１２の消費電力が減り、フィードバック制御の結果として駆動デューティを減少させる場合に比べて燃料ポンプ１２における消費電力をより多く減らして、車両の燃費性能をより改善できる。

上記第２実施形態では、燃料ポンプ１２の駆動制御の停止に伴い、駆動デューティは漸減することになるが、ステップ的に駆動デューティを減少させれば、より燃料ポンプ１２の消費電力を減らすことができ、係る構成とした第３実施形態を、図８のフローチャートに従って説明する。
図８のフローチャートに示すルーチンは、図６のフローチャートに示した第２実施形態のルーチンに対して、ステップＳ４０８における処理内容が異なるものの、他の各ステップにおける処理内容は同様であり、処理内容が異なるステップＳ４０８を詳述する。

余剰電力を用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させていた状態から、低目標燃圧TGFUPRLに基づく制御に戻った直後で、実際の燃料圧力ＦＵＰＲが低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬ以上高いと、ステップＳ４０８では、燃料ポンプ１２の駆動デューティを、設定値（例えば、０％又は０％よりも大きな下限値）までステップ的に変化させる。
係る構成では、第２実施形態のように、駆動制御の停止指令に基づき、駆動デューティを０％（設定値）にまで漸減させる場合に比べて、０％に到達する時間が短くなり、その分、燃料ポンプ１２の消費電力をより低減できる。

図９のタイムチャートは、図８のフローチャートに示したルーチンを実行した場合における発電エネルギー、燃料圧力、燃料ポンプ１２の駆動電圧、燃料ポンプ１２の消費電力の変化を示す。
図９において、時刻ｔ２で回収できる電力量が減り（回収電力＝０Ｗを含む）、低燃料圧力モードに戻しても余剰となる電力が発生しなくなると、低目標燃圧TGFUPRL（低燃料圧力モード）に戻すが、実際の燃料圧力ＦＵＰＲは低目標燃圧TGFUPRLよりも閾値ＳＬ以上に高く、燃料ポンプ１２からの燃料の吐出が不要であるため、燃料ポンプ１２の駆動デューティを直前の値からステップ的に設定値（例えば、０％又は０％よりも大きな下限値）まで変化させ、最小消費電力（消費電力＝０Ｗを含む）の状態にまで可及的速やかに到達させる。

そして、燃料圧力ＦＵＰＲが漸減して、低目標燃圧TGFUPRL＋閾値ＳＬよりも低くなると、燃料ポンプ１２の実際の燃料圧力ＦＵＰＲと低目標燃圧TGFUPRLとに基づく駆動制御を再開させることで、制御周期毎に既定のステップ幅で駆動デューティを増大させ、低目標燃圧TGFUPRLに収束させる。
尚、上記実施形態の車両はハイブリッド車両であるが、本願発明の適用はハイブリッド車両に限定されるものではない。例えば、エンジンで駆動されるオルタネータと、該オルタネータの発電電力で充電される低電圧バッテリとを備えたエンジンにおいて、例えば、アクセルオフ時でオルタネータが余剰の運動エネルギーを用いて発電するときに（オルタネータが電力回生装置として機能するときに）、余剰電力が発生し、かつ、低電圧バッテリの充電状態ＳＯＣが高い場合に、余剰電力を用いて燃料圧力ＦＵＰＲを上昇させるようにできる。

また、上記実施形態では、燃料噴射弁より噴射される燃料の微粒化が必要な車両の運転状態に備えて、余剰電力が生じたときに燃料ポンプを駆動して燃料圧力を高めておくことができ、これにより、未燃燃料（ＨＣ）の排出量の低減や充填効率の向上などを図ることができるという有利な効果がある。
燃料の微粒化が必要な車両の運転状態としては、エンジン始動時（エンジン冷機時）やエンジン高負荷時（アクセルオン時）などがあり、エンジン始動時（エンジン冷機時）に燃料を微粒化することで、燃料噴霧の気化を促進させて、未燃燃料（ＨＣ）の排出量の低減を図ることができ、また、エンジン高負荷時（アクセルオン時）に燃料を微粒化することで、燃料の気化による吸気冷却が促進され、充填効率の向上（出力向上）を図ることができる。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記余剰電力が高いほど、燃料の圧力をより高く上昇させる車両の制御装置。
上記発明によると、余剰電力よりも多い電力が昇圧のために必要となることを抑制でき、かつ、回生可能な電力の多くを有効利用できる。

１０１…ハイブリッド車両、１０２…エンジン（内燃機関）、１０３…電動モータ（モータＭ／ジェネレータＧ）、１０６…インバータ、１０７…高電圧バッテリ、１０８…ＤＣ−ＤＣコンバータ、１１０…低電圧バッテリ、１１１…ハイブリッド・コントロール・モジュール（ＨＶＣＭ）、１１２…エンジン・コントロール・モジュール（ＥＣＭ）、１１３…ブレーキ・コントロール・モジュール（ＢＣＭ）、１１４…油圧ブレーキ装置、１１５…バッテリ監視モジュール（ＢＭＭ）、１２…燃料ポンプ、３０…フューエル・コントロール・モジュール（ＦＣＭ）

Claims (3)

1. 電力回生装置と、該電力回生装置が回収した電力を蓄えるバッテリと、内燃機関に対して燃料を圧送する燃料供給装置と、を備えた車両において、
   前記バッテリの充電状態が設定値よりも高く、かつ、前記電力回生装置が余剰電力を回収する場合に、前記余剰電力を用いて、前記燃料供給装置が前記内燃機関に供給する燃料の圧力を上昇させる駆動制御手段を有する車両の制御装置。
2. 前記駆動制御手段が、前記余剰電力を用いて前記燃料の圧力を上昇させた後に、前記燃料供給装置の駆動を一時的に停止させる請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記駆動制御手段が、前記余剰電力を用いて前記燃料の圧力を上昇させた後に、前記燃料供給装置の駆動電力を設定値にまでステップ的に低下させる請求項１又は２記載の車両の制御装置。