(57)【要約】【課題】エンジンの自動停止の禁止条件が成立したときに蓄電手段が満充電であると判定されれば、エンジンの自動停止の禁止を解除してアイドリングストップ制御によるエンジンの自動停止を優先して、燃費の向上を図る。【解決手段】バッテリセンサ８により検知されたバッテリ２の雰囲気温度が予め定められた所定温度（例えば、１５℃）以下であり、かつ、バッテリ２のＳＯＣが所定量（例えば、−９０００Ａｓまたは９０％）以下であることにより、エンジン３の自動停止の禁止条件が成立したときに、アイドリングストップＥＣＵ１１によりバッテリ２の充電電流値が所定の値（例えば、５Ａ）以下であるかどうかによりバッテリ２が満充電かどうかを判定し、満充電であると判定すればエンジン３の自動停止の禁止を解除し、アイドリングストップ制御におけるエンジン３の自動停止を優先することにより、燃費の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドリングストップ制御手段と、車両に必要な電力を蓄電して供給する蓄電手段と、前記蓄電手段の雰囲気温度を取得する取得手段と、前記蓄電手段の蓄電量が予め定められた所定量以下に低下し、かつ、前記取得手段による前記雰囲気温度が予め定められた所定温度以下に低下したときに、前記アイドリングストップ制御手段による前記エンジンの自動停止の禁止条件が成立したとして前記エンジンの自動停止を禁止する禁止手段とを備える車両制御装置において、
前記蓄電手段が満充電状態であるかどうかを判定する満充電判定手段を備え、
前記満充電判定手段により前記蓄電手段が満充電であると判定されれば、前記禁止手段による前記エンジンの自動停止の禁止を解除する
ことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジンを停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドリングストップ制御機能を備える車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アイドリングストップ車は、ＩＧ（イグニッション）スイッチオンの操作によりエンジンを始動すると、その後は、ＩＧスイッチオフの操作によりエンジンが停止するまで、アイドリングストップ制御を実行し、所定のエンジン自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件の成立によりエンジンを自動的に再始動することを繰り返す。
【０００３】
このようなアイドリングストップ制御機能を搭載した車両では、車載バッテリの放電電力によりスタータを駆動してエンジン再始動を行い、エンジンの駆動力によりオルタネータを駆動して発電し、車載バッテリを充電するようになっているため、車載バッテリは頻繁に充放電を繰り返すことになり、非常に厳しい環境下で使用される。特にバッテリの温度が低温（例えば、１５℃以下）の場合には、バッテリの充電性能が低下する。また、バッテリの放電により、バッテリの蓄電状態の指標である満充電時の容量に対する残量の割合を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が１００％の状態から予め定めた所定量（例えば、９０％）を下回ると、サルフェーションが発生し易くなりバッテリの早期劣化に繋がる恐れがある。このため、バッテリの温度が低温でかつＳＯＣが所定量を下回ったときに、アイドリングストップを禁止してエンジンが自動停止しないようにすることで、バッテリの耐久性能を維持することも考えられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１０４８０号公報（段落００３７〜００４０等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した特許文献１に記載の装置において、バッテリの温度が低温でかつＳＯＣが所定量を下回っているという、エンジンの自動停止の禁止条件が成立していても、実際にはバッテリが満充電に近い状態であり、エンジンの自動停止が行われても問題がない場合がある。これは、例えばバッテリの温度が低温の場合にバッテリの充電性能が低下するため、ＳＯＣが実際よりも低く計算されてしまうことによって起こり得る。このようなときに、エンジンの自動停止が禁止されてしまうと、アイドリングストップによるエンジンの自動停止の機会が減ることになり、燃費の向上を図れないおそれがあり、特に冬季の外気温が低い時期には、バッテリの温度も低温となる。そのため、アイドリングストップが長時間実施されない状態となることがあり、このような状況でも、エンジンの自動停止を優先させることが要望されている。
【０００６】
本発明は、エンジンの自動停止の禁止条件が成立したときに蓄電手段の満充電判定を行い、満充電と判定されれば、エンジンの自動停止の禁止を解除してアイドリングストップ制御によるエンジンの自動停止を優先し、燃費の向上を図れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明の車両制御装置は、所定の自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジンを再始動するアイドリングストップ制御手段と、車両に必要な電力を蓄電して供給する蓄電手段と、前記蓄電手段の雰囲気温度を取得する取得手段と、前記蓄電手段の蓄電量が予め定められた所定量以下に低下し、かつ、前記取得手段による前記雰囲気温度が予め定められた所定温度以下に低下したときに、前記アイドリングストップ制御手段による前記エンジンの自動停止の禁止条件が成立したとして前記エンジンの自動停止を禁止する禁止手段とを備える車両制御装置において、前記蓄電手段が満充電状態であるかどうかを判定する満充電判定手段を備え、前記満充電判定手段により前記蓄電手段が満充電であると判定されれば、前記禁止手段によるエンジンの自動停止の禁止を解除することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、エンジンの自動停止の禁止条件が成立したときに、蓄電手段の満充電判定を行うことにより、エンジンの自動停止の禁止条件が成立している場合でも、蓄電手段の充電状態がほぼ満充電等の良好な状態であれば、アイドリングストップ制御によるエンジンの自動停止の禁止が解除されるため、例えば冬季に外気温が低い場合であっても蓄電手段が満充電状態であれば、アイドリングストップによるエンジンの自動停止の禁止を解除してアイドリングストップ制御におけるエンジンの自動停止を行い、燃費の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の車両制御装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１のバッテリのＳＯＣの時間経過による変化を示すグラフである。
【図３】図１のバッテリの満充電判定に使用するバッテリ温度と再計算後のＳＯＣとの対応を示す表（マップ）である。
【図４】図１のバッテリの充電電流値とバッテリの雰囲気温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して以下に詳述する。
【００１１】
図１はアイドリングストップ車１に備えられた車両制御装置のブロック構成を示し、アイドリングストップ車１は、軽量化、小型化等を図るため、本発明の蓄電手段である１２Ｖの比較的小容量の１個のバッテリ２を備える。このバッテリ２の負極端子はアイドリングストップ車１の車体に接続されている。
【００１２】
図１において、アイドリングストップ車１の駆動源であるエンジン３は、トランスミッション側のＣＶＴ４を有し、エンジン３とＣＶＴ４との間にトルクコンバータ５（ロックアップクラッチの機構を含む）が介在する。
【００１３】
エンジン３はスタータ６により始動され、スタータ６はリレー７を介してバッテリ２から給電される。また、バッテリ２の正極端子とリレー７との間にバッテリ２に接近して設けられ、本発明の取得手段であるバッテリセンサ８により、バッテリ２の温度（雰囲気温度）、電流の検知信号がエンジンＥＣＵ１２に出力される。また、オルタネータ９はエンジン３の回転力がベルト１０を介して伝達されるモータ機能付き発電機であり、車両の走行中等にオルタネータ９の発電出力でバッテリ２の充電が行われる。なお、バッテリ２の温度は外気温であってもよいし、外気温から推定されてもよい。すなわち、上記した取得手段は、バッテリ２に近接して設けられたものに限られない。
【００１４】
さらに、図１に示すように、アイドリングストップ車１には、アイドリングストップ制御を司るアイドリングストップ制御手段に相当するアイドリングストップＥＣＵ１１が設けられるとともに、エンジン制御を司るエンジンＥＣＵ１２、自動ブレーキ制御による横滑りやスピンを防止するブレーキＡＢＳ（ａｎｔｉｌｏｃｋｅｄ  ｂｒａｋｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）制御を司るブレーキＥＣＵ１３、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御を司るＣＶＴＥＣＵ１４が設けられ、これら各ＥＣＵ１１〜１４は、それぞれマイクロコンピュータ等により形成され、ＣＡＮ等の通信バス１５を介して情報のやり取りを行う。
【００１５】
また、図１に示すように、車速を検出してブレーキＥＣＵ１３に自車速情報を与える車速センサ１６が設けられ、ブレーキＥＣＵ１３にブレーキ機構のマスタシリンダ圧（ブレーキ液圧）の検出情報を与える液圧センサ１７が設けられ、ダッシュボードにはコンビネーションメータにより形成される表示部１８が設けられ、通信バス１５を介して受信した各種の表示データが表示部１８に表示されるようになっている。
【００１６】
そして、アイドリングストップ車１の概略の制御および動作を説明すると、ドライバがイグニッション（ＩＧ）スイッチ（図示せず）をオン操作してエンジンスタートを指令することにより、ＩＧスイッチの信号が例えば通信バス１５からアイドリングストップＥＣＵ１１およびエンジンＥＣＵ１２に入力され、この入力に基づいてエンジンＥＣＵ１２はリレー７を瞬時通電してオンし、バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止していたエンジン３を始動する（初回始動）。エンジン３が始動してオルタネータ９の発電電力でバッテリ２が一旦満充電状態に充電されると、その後は、ＩＧスイッチのオフ操作でエンジン３が停止するまで、アイドリングストップＥＣＵ１１がアイドリングストップ制御を実行する。
【００１７】
アイドリングストップＥＣＵ１１には、通信バス１５を介してエンジンＥＣＵ１２の情報（エンジンの回転数や冷却水温等のエンジンの情報）およびバッテリ２の電流、温度等の情報、ブレーキＥＣＵ１３の検出車速、マスタシリンダ圧等の情報、ＣＶＴＥＣＵ１４のロックアップクラッチ情報、図示省略したストップランプスイッチ、カーテシスイッチ等の車内各所のスイッチの情報等が入力される。
【００１８】
そして、これらの情報に基づき、アイドリングストップ制御中のアイドリングストップＥＣＵ１１は、交通信号の赤信号等にしたがってドライバがブレーキペダルを踏込み、マスタシリンダ圧が所定の踏込圧以上になっていることを検出すると、アイドリングストップ制御の所定の停止条件（例えば、ストップランプが点灯していて所定車速以下である等の条件）の成立を確認することにより、走行が完全に停止しなくても所定車速以下に低下すれば、エンジンＥＣＵ１２にエンジン停止を指令し、エンジンＥＣＵ１２が燃料スロットルを絞ったりしてエンジン３を自動停止する。
【００１９】
次に、交通信号が青信号に変わる等してドライバがブレーキペダルから足を離し、マスタシリンダ圧が所定の開放圧に低下したことを検出すると、アイドリングストップ車１がアイドリングストップ制御の所定の再始動条件（例えば、ストップランプが消灯していてドアが閉じている等の条件）の成立を確認することにより、アイドリングストップＥＣＵ１１からの再始動指令に基づきエンジンＥＣＵ１２がリレー７を瞬時通電してオンし、バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止しているエンジン３を自動的に再始動する。
【００２０】
以降、減速中の所定の停止条件の成立に基づくエンジン３の自動停止と、所定の再始動条件の成立に基づくエンジン３の自動的な再始動とが交互に行なわれる。
【００２１】
ところで、バッテリ２の蓄電状態（蓄電量）を表す指標であるＳＯＣの値が下がると、エンジン３の自動停止を行った後にエンジン３の再始動が困難になる場合がある。このため、バッテリ２の充電量と放電量との差によりバッテリ２のＳＯＣを算出して、バッテリ２のＳＯＣがある一定の値まで低下すると、バッテリ２の充電が開始される。図２はバッテリ２のＳＯＣの時間経過による変化を表すグラフであり、例えば、バッテリ２のＳＯＣが−１００００Ａｓ（常温でのＳＯＣ下限値）まで低下したときに（図２中の（ａ））、バッテリ２の充電が開始されることが示されている。さらに、バッテリ２の雰囲気温度が低い場合には充電性能が低下するため、ＳＯＣが下限値より大きい場合であっても、バッテリ２への充電を優先するためにエンジン３の自動停止を行う必要がない場合がある。
【００２２】
そこで、アイドリングストップ車１は、一定の条件が成立するとエンジン３の自動停止を禁止し、所定条件下ではこの禁止を解除する機能を有する。アイドリングストップＥＣＵ１１は、バッテリ２のＳＯＣが規定量（例えば、１００％または０Ａｓ）の状態から予め定められた所定量（例えば９０％または−９０００Ａｓ）以下に低下したかどうかを判断する。また、バッテリセンサ８により検知されたバッテリ２の雰囲気温度がエンジンＥＣＵ１２により取り込まれ、そのときの雰囲気温度が予め定められた所定温度（例えば、１５℃）以下であるかどうかを判断する。
【００２３】
そして、バッテリセンサ８により検知されたバッテリ２の雰囲気温度が所定温度以下であり、かつ、バッテリ２のＳＯＣが所定量以下であるときに、エンジン３の自動停止条件が成立していてもこれを禁止する制御を行う。このような、アイドリングストップＥＣＵ１１のエンジン３の自動停止の禁止制御機能が本発明の禁止手段に相当する。なお、バッテリ２の雰囲気温度が所定温度以下であり、かつ、バッテリ２のＳＯＣが所定量以下であることが、本発明のエンジン３の自動停止の禁止条件に相当する。
【００２４】
一方、エンジン３の自動停止の禁止条件が成立したときに、バッテリセンサ８により検知されたバッテリ２の充電電流値がエンジンＥＣＵ１２により取り込まれ、アイドリングストップＥＣＵ１１により、バッテリ２の充電電流値が予め定められた所定値（例えば、５Ａ）以下であるかどうかにより、バッテリ２が満充電に近い（ＳＯＣが所定量を上回っている）状態であるかどうかの判定がなされた結果、充電電流値が予め定められた所定値以下で満充電に近い状態であると判定されたときには、アイドリングストップＥＣＵ１１のエンジン３の自動停止の禁止が解除される。本実施形態では、満充電状態と判定された場合に、図３に示すバッテリ２の温度とＳＯＣとの関係を示すマップ（例えば、アイドリングストップＥＣＵ１１の内蔵メモリ等に予め記憶）から、そのときのバッテリ２の雰囲気温度に対応するバッテリ２のＳＯＣの値が読み出されて置き換えられる。
【００２５】
すなわち、図３は、バッテリ２の雰囲気温度が１５℃以下である場合における各温度と再計算後のＳＯＣの値との関係を予め実験的に求めてマップ化したものであり、例えば図２中の（ｂ）で示すタイミングでエンジン３の自動停止の禁止条件が成立したと判定されたときに、アイドリングストップＥＣＵ１１により、そのときのバッテリ２の雰囲気温度が１０℃であるが充電電流値が所定（５Ａ）以下で満充電であると判定されると、図３のマップから雰囲気温度１０℃に対応するＳＯＣ９６％または−４０００Ａｓが読み出されて（再計算されて）、図２中の（ｃ）に示すように再計算開始前の−９０００Ａｓよりも高い値に引き上げられて置き換えられ、エンジン３の自動停止の禁止条件が不成立となる。このような、アイドリングストップＥＣＵ１１によるバッテリ２の満充電の判定機能が本発明の満充電判定手段に相当する。
【００２６】
このように、エンジン３の自動停止の禁止条件が成立しても、上記したようにアイドリングストップＥＣＵ１１によりバッテリ２が満充電であると判定されたときには、ＳＯＣが再計算によって高い値に置き換えられる。このため、エンジン３の自動停止の禁止条件が成立している場合でも、満充電判定の結果ＳＯＣが所定値を上回ることになり、アイドリングストップ制御におけるエンジン３の自動停止の禁止が解除されてエンジン３の自動停止が実行されることになる。
【００２７】
このとき、図３に示すように、バッテリ２の雰囲気温度が低いほど、再計算後のＳＯＣの値も低く算出されるようになっているが、これはバッテリ２の雰囲気温度が低いほど充電時間が長くなるため、再計算後のＳＯＣが雰囲気温度に応じて低くなるようにしているためである。
【００２８】
ところで、アイドリングストップＥＣＵ１１による満充電判定は、上記したようにバッテリ２の充電電流値が所定値以下かどうかを判定することにより行っているが、これについて詳述すると、バッテリ２の充電中、バッテリ２の充電電流値は通常１０〜１５Ａ程度であるが、バッテリ２が満充電に近くなると充電電流値は低下して５Ａ程度にまで低下する。したがって、上記したエンジン３の自動停止の禁止条件が成立したと判定されたときに、バッテリ２の充電電流値が５Ａ以下であれば、バッテリ２が満充電状態にあると判定することができ、ＳＯＣの再計算を実施するようにしているのである。ここで、図４に示すように、バッテリ２の充電電流値は、バッテリ２の雰囲気温度が下がるほど低下する傾向がある。なお、満充電かどうかを判定する充電電流値のしきい値（例えば５Ａ）は一定値ではなく、バッテリ２の雰囲気温度に応じて可変するようにしてもよい。
【００２９】
したがって、上記した実施形態によれば、バッテリセンサ８により検知されたバッテリ２の雰囲気温度が所定温度以下であり、かつ、バッテリ２のＳＯＣが所定量以下であるという、エンジン３の自動停止の禁止条件が成立したときであっても、バッテリ２の満充電判定の結果、バッテリ２が満充電と判定されたときにはエンジン３の自動停止の禁止を解除するため、例えば、冬季の気温が低い時期にバッテリ２の雰囲気温度が低いときでも、バッテリ２が満充電状態にあると判定されれば、アイドリングストップ制御におけるエンジン３の自動停止の禁止が解除されてエンジン３の自動停止が実行可能になり、燃費の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。
【００３１】
例えば、上記した実施形態では、エンジン３の自動停止の禁止条件が成立したときに、バッテリ２の充電電流値が所定値（例えば、５Ａ）以下であるかどうかにより満充電判定を行うようにしたが、充電が進むにつれてバッテリ２の充電電流値の変化が鈍くなり飽和状態となることから、バッテリ２の充電電流値が所定範囲内で一定時間経過したかどうかにより満充電の判定を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、上記した実施形態のようなバッテリ２の充電電流値に基づく満充電判定に代えて、バッテリ２のＳＯＣの変化量を測定し、単位時間当たりのＳＯＣ上昇率が所定の値以下となったかどうかにより満充電判定を行うようにしてもよい。これは、充電が進むにつれてバッテリ２のＳＯＣの上昇率が小さくなっていくという現象を利用したものである。
【００３３】
そして、本発明は、アイドリングストップ制御機能を備える車両の車両制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１    …アイドリングストップ車
２    …バッテリ（蓄電手段）
３    …エンジン
８    …バッテリセンサ（取得手段）
１１  …アイドリングストップＥＣＵ（アイドリングストップ制御手段、禁止手段、満充電判定手段）
１２  …エンジンＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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