(57)【要約】【課題】内燃機関の動力により発電機を発電させて、バッテリを充電することを抑制して、燃費を向上することができる車両の充電方法、充電システム、及び車両を提供する。【解決手段】エンジン２のアイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さく、且つバッテリ１３のＳＯＣが予め定めた最低値Ｐｍｉｎよりも大きい場合には、エンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させずに、アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをオルタネータ１２に発電させて、バッテリ１３を充電することを特徴とするものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続された発電機と、該発電機が発電した電力を充電するバッテリとを備え、車両が減速する場合には、減速時の回生により前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電し、前記バッテリの充電容量が予め定めた充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合には、前記内燃機関の動力により前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の上限値になるまで前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電する車両の充電方法において、
前記内燃機関のアイドリングストップ中に前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の下限値よりも小さく、且つ前記バッテリの充電容量が予め定めた最低充電容量よりも大きい場合には、前記内燃機関の動力により前記発電機を発電させずに、前記アイドリングストップから前記内燃機関が再始動した後に、前記内燃機関の動力により前記アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリを充電することを特徴とする車両の充電方法。
【請求項２】
前記内燃機関の動力により前記アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリに充電した後に、前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲内の場合には、次回の減速時まで前記内燃機関の動力により前記バッテリの放電量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリの充電容量を一定に維持することを特徴とする請求項１に記載の車両の充電方法。
【請求項３】
内燃機関に接続された発電機と、該発電機が発電した電力を充電するバッテリとを備えると共に、車両が減速する場合には、減速時の回生により前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電する回生充電制御と、前記バッテリの充電容量が予め定めた充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合には、前記内燃機関の動力により前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の上限値になるまで前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電する回復充電制御とを有する制御装置を備える充電システムにおいて、
前記制御装置に、前記内燃機関のアイドリングストップ中に前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の下限値よりも小さく、且つ前記バッテリの充電容量が予め定めた最低充電容量よりも大きい場合には、前記内燃機関の動力により前記発電機を発電させずに、前記アイドリングストップから前記内燃機関が再始動した後に、前記内燃機関の動力により前記アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリを充電する消費分充電制御を設けることを特徴とする充電システム。
【請求項４】
前記制御装置に、前記消費分充電制御が行われた後に、前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲内の場合には、次回の減速時まで、前記内燃機関の動力により前記バッテリの放電量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリの充電容量を一定に維持する維持充電制御を設けることを特徴とする請求項３に記載の充電システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の充電システムを備えることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の充電方法、充電システム、及び車両に関し、より詳細には、内燃機関の動力により発電機に発電させる機会を極力抑えることができる車両の充電方法、充電システム、及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
オルタネータ（発電機）の発電負荷を低減して、省燃費運転を行うために、減速時には、減速時の回生によりオルタネータを発電させて、バッテリを充電する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の装置は、オルタネータを回生制御することにより、バッテリの充放電を行うことになるが、回生量よりも消費量の方が大きくなるとバッテリの充電容量が低下する。そこで、バッテリの充電容量が予め定めた充電容量範囲の下限値を下回った場合には、エンジン（内燃機関）の動力によりオルタネータを発電させて、バッテリの充電容量が充電容量範囲の上限値になるまでバッテリを充電している。
【０００４】
しかし、エンジンの動力によりオルタネータを発電させることを多用すると、バッテリの充放電損失が増大し、オルタネータ負荷（燃料を使っての発電）が増えて、燃費が悪化する。
【０００５】
特に、アイドリングストップを行った場合には、アイドリングストップ中の電力消費によりバッテリの放電が大きく、バッテリの充電容量が充電容量範囲の下限値を下回る。このとき、エンジンが再始動した後に、エンジンの動力によりオルタネータを発電させて、バッテリの充電容量が充電容量範囲の上限値になるまでバッテリを充電する。
【０００６】
このアイドリングストップ後のバッテリの充電は、次回の回生制御を考慮すると、必要以上の充電となっており、燃費を悪化させる原因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１３５５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、内燃機関の動力により発電機を発電させて、バッテリを充電することを抑制して、燃費を向上することができる車両の充電方法、充電システム、及び車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明の車両の充電方法は、内燃機関に接続された発電機と、該発電機が発電した電力を充電するバッテリとを備え、車両が減速する場合には、減速時の回生により前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電し、前記バッテリの充電容量が予め定めた充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合には、前記内燃機関の動力により前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の上限値になるまで前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電する車両の充電方法において、前記内燃機関のアイドリングストップ中に前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の下限値よりも小さく、且つ前記バッテリの充電容量が予め定めた最低充電容量よりも大きい場合には、前記内燃機関
の動力により前記発電機を発電させずに、前記アイドリングストップから前記内燃機関が再始動した後に、前記内燃機関の動力により前記アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリを充電することを特徴とするものである。
【００１０】
なお、ここでいうバッテリの充電容量とは、ＳＯＣ（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ）ともいい、バッテリの満充電を１００％、完全放電を０％として、残容量を％で表すこともできるものである。また、アイドリングストップ中に消費された電力消費量は、電流センサで検知したバッテリの放電量の積算値から求めることができる。
【００１１】
この方法によれば、アイドリングストップ中は、バッテリの充電容量が充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合を除いて、内燃機関により発電機を発電させない。そして、アイドリングストップ中に発電機を発電させないことでバッテリが放電し、アイドリングストップ中にバッテリの充電容量が充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合には、アイドリングストップから内燃機関が再始動した後に、内燃機関の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを発電機に発電させて、バッテリを充電する。
【００１２】
これにより、燃料を消費して内燃機関の動力により発電機を充電することを抑制すると共に、アイドリングストップから内燃機関が再始動した後に、バッテリの充電容量が充電容量範囲の上限までバッテリを充電することを抑制するので、必要以上に燃料を使ってバッテリを充電することを抑制することができる。この結果、必要以上に燃料を消費して発電機に発電させないので、バッテリの充放電損失を低減して、燃費を向上することができる。
【００１３】
また、上記の車両の充電方法において、前記内燃機関の動力により前記アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリに充電した後に、前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲内の場合には、次回の減速時まで、前記内燃機関の動力により前記バッテリの放電量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリの充電容量を一定に維持すると、次回の減速時に増加する電力量を考慮して、内燃機関により発電機を発電させるので、必要以上に発電させずに、発電のために消費される燃料を抑制して、燃費を向上することができる。
【００１４】
なお、次回の減速時までバッテリの放電量分のみを内燃機関の動力により発電させて、バッテリに充電する方法は、電流センサなどによりバッテリの放電量を検知して、バッテリの充電量と放電量の差がゼロになるように、あるいは予め定めた範囲内に収まるように発電機の出力を可変させる方法を用いる。また、バッテリの充電容量を一定に維持するとは、充電容量が一定の数値に維持されることや、一定の数値を含む範囲内に収まることも含む。
【００１５】
そして、上記の課題を解決するための本発明の充電システムは、内燃機関に接続された発電機と、該発電機が発電した電力を充電するバッテリとを備えると共に、車両が減速する場合には、減速時の回生により前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電する回生充電制御と、前記バッテリの充電容量が予め定めた充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合には、前記内燃機関の動力により前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の上限値になるまで前記発電機を発電させて、前記バッテリを充電する回復充電制御とを有する制御装置を備える充電システムにおいて、前記制御装置に、前記内燃機関のアイドリングストップ中に前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲の下限値よりも小さく、且つ前記バッテリの充電容量が予め定めた最低充電容量よりも大きい場合には、前記内燃機関の動力により前記発電機を発電させずに、前記アイドリングストップから前記内燃機関が再始動した後に、前記内燃機関の動力により前記アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリを充電する消費分充電制御を設けて構成される。
【００１６】
この構成によれば、内燃機関のアイドリングストップ中にバッテリの充電容量が充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合に、アイドリングストップから内燃機関が再始動した後に、アイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを発電機に発電させて、バッテリに充電するので、燃料を消費させて発電機に発電させることを抑制して、燃費を向上することができる。
【００１７】
また、上記の充電システムにおいて、前記制御装置に、前記消費分充電制御が行われた後に、前記バッテリの充電容量が前記充電容量範囲内の場合には、次回の減速時まで、前記内燃機関の動力により前記バッテリの放電量分のみを前記発電機に発電させて、前記バッテリの充電容量を一定に維持する維持充電制御を設けて構成すると、次回の減速時に増加する電力量を考慮して、燃料を使用して発電機に発電させることを抑制することができる。
【００１８】
そして、上記の課題を解決するための本発明の車両は、上記に記載の充電システムを備えて構成される。この構成によれば、燃料を消費して、内燃機関の動力により発電機を発電させて、バッテリを充電することを抑制して、燃費を向上することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両の充電方法、充電システム、及び車両によれば、アイドリングストップ中は、バッテリの充電容量が充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合を除いて、発電機を発電させないことでバッテリが放電し、アイドリングストップ中にバッテリの充電容量が充電容量範囲の下限値よりも小さくなった場合には、アイドリングストップから内燃機関が再始動した後に、内燃機関の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量分のみを発電機に発電させて、バッテリを充電する。
【００２０】
これにより、燃料を消費して内燃機関の動力により発電機を充電することを抑制すると共に、アイドリングストップから内燃機関が再始動した後に、バッテリの充電容量が充電容量範囲の上限までバッテリを充電することを抑制するので、必要以上に燃料を使ってバッテリを充電することを抑制することができる。よって、バッテリの充放電損失を低減して、燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施の形態の充電システムを備える車両の構成の一部を示す図である。
【図２】図１に示す車両の運転状況と充電システムのバッテリの充電容量の関係を示す図である。
【図３】図２の一部の区間の電力消費量を示した図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の充電方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施の形態の充電方法、充電システム、及び車両について説明する。
【００２３】
図１に示すように、実施の形態の車両１は、駆動力をエンジン（内燃機関）２のクランク軸３からクラッチ（動力断接装置）４を介してインプットシャフト５に伝達する。そして、インプットシャフト５からトランスミッション６で変速してアウトプットシャフト７
に伝達して、図示しない駆動輪を駆動している。
【００２４】
そして、この車両１は、充電システム１０を備え、その充電システム１０が、動力伝達機構１１、オルタネータ（発電機）１２、バッテリ１３、及び制御装置１５を備えて構成される。
【００２５】
この充電システム１０は、エンジン２の駆動力をクランク軸３から動力伝達機構１１を介してオルタネータ１２に伝達して、オルタネータ１２を発電させる。その発電された電力を、バッテリ１３に充電し、その電力によりエアコンプレッサ１４Ａ、油圧ポンプ１４Ｂ、及び冷却水ポンプ１４Ｃなどの各補機を駆動している。
【００２６】
動力伝達機構１１は、クランク軸３に直結された第一プーリー１１ａと、オルタネータ１２の駆動軸に直結された第二プーリー１１ｂと、第一プーリー１１ａと第二プーリー１１ｂに掛け回された無端状のベルト１１ｃとを備える。
【００２７】
オルタネータ１２は、動力伝達機構１１を介してエンジン２のクランク軸３に接続され、エンジン２の動力、又は車両１の減速時の回生により電力を発電するものであり、制御装置１５により発電量を制御されている。このオルタネータ１２の発電量の制御は、オルタネータ１２の出力や電圧を増減することにより制御することができる。
【００２８】
バッテリ１３は、オルタネータ１２で発電された電力を充電し、充電された電力を放電して、エアコンプレッサ１４Ａ、油圧ポンプ１４Ｂ、及び冷却水ポンプ１４Ｃなどの各補機を駆動している。このバッテリ１３は、図２に示すように、ＳＯＣ（充電容量）の目安として、下限値Ｐｌｏｗと上限値Ｐｕｐとを有するＳＯＣ（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｃｈａｒｇｅ；充電容量）範囲Ｒと、最低値（最低充電容量）Ｐｍｉｎが定められている。
【００２９】
このＳＯＣ範囲Ｒは、バッテリ１３の種類により様々な範囲に設定することができ、このＳＯＣ範囲Ｒ内にバッテリ１３のＳＯＣを収めるようにすると、バッテリ１３の劣化を抑制することができる。
【００３０】
また、最低値Ｐｍｉｎは、バッテリ１３のＳＯＣの最低値であり、この最低値Ｐｍｉｎ以下になった場合は、車両１の運転状況に関わらずにエンジン２の動力によりバッテリ１３の放電量よりも充電量が大きくなるようにオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電する。
【００３１】
制御装置１５は、図示しないアクセルペダル、ブレーキペダル、及びシフトレバーなどの操作装置の操作状況やクランク角センサなどの検知結果からエンジン２の回転数や負荷等の運転状態をモニターしながら、エンジン２の燃料噴射量やタイミング、クラッチ４の断接、及びトランスミッション６の変速などを制御している。また、エンジン２の運転状態やバッテリ１３のＳＯＣの状態をモニターしながら、オルタネータ１２の発電量を制御している。加えて、エアコンプレッサ１４Ａ、油圧ポンプ１４Ｂ、及び冷却水ポンプ１４Ｃなどの各補機の動作も制御している。
【００３２】
そして、この制御装置１５は、図１に示すように、バッテリ１３の放電量を検知可能な電流センサ１６に接続され、通常充電制御Ｃ１、回生充電制御Ｃ２、回復充電制御Ｃ３、消費分充電制御Ｃ４、及び維持充電制御Ｃ５を備えて構成される。
【００３３】
通常充電制御Ｃ１は、エンジン２の駆動中で、車両１が減速する場合を除いて行われる制御であり、エンジン２の動力によりバッテリ１３の放電量が充電量よりも大きくなるようにオルタネータ１２を発電させる制御である。
【００３４】
回生充電制御Ｃ２は、車両１が減速する場合に、減速時の回生によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電する制御である。この回生充電制御Ｃ２は、クラッチ４を接状態にした状態で行われる。
【００３５】
この回生充電制御Ｃ２を行うことで、回生によりバッテリ１３を充電することができるので、通常充電制御Ｃ１によるオルタネータ１２の発電量を小さく、あるいはゼロにしても、バッテリ１３のＳＯＣを維持することができ、その分、オルタネータ１２を発電させるための燃料の消費量を低減することができるので、燃費を向上することができる。
【００３６】
回復充電制御Ｃ３は、車両１の走行中で、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなった場合に、エンジン２の動力によりバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐになるまでバッテリ１３の放電量よりも充電量が大きくなるようにオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電する制御である。また、車両１の停止中で、且つエンジン２のアイドリングストップ中では、バッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎよりも小さくなった場合に、エンジン２のアイドリングストップを中止して、エンジン２を始動して、エンジン２の動力によりバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐになるまでバッテリ１３の放電量よりも充電量が大きくなるようにオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電する制御である。この回復充電制御Ｃ３は、クラッチ４の断接状態は問わない。
【００３７】
この回復充電制御Ｃ３では、オルタネータ１２の発電量を増加して、バッテリ１３の放電量よりもバッテリ１３の充電量が大きくなるようにする。
【００３８】
消費分充電制御Ｃ４は、エンジン２のアイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さく、且つバッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎよりも大きい場合に、エンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させずに、アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをオルタネータ１２に発電させて、バッテリ１３に充電する制御である。
【００３９】
この消費分充電制御Ｃ４を、図２を参照しながら説明する。時間ｔ３から時間ｔ４の間のエンジン２のアイドリングストップ中には、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくならないため、上記の消費分充電制御Ｃ３を行わない。
【００４０】
時間ｔ６からのエンジン２のアイドリングストップ中では、時間ｔ７でバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなる。そして、時間ｔ８でアイドリングストップからエンジン２が再始動して、時間ｔ６から時間ｔ８の間のアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをエンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電する。
【００４１】
この消費分充電制御Ｃ４を行っているときのオルタネータ１２の発電量は、回復充電制御Ｃ３と同様に、バッテリ１３の放電量よりもバッテリ１３の充電量が大きくなるようにする。
【００４２】
例えば、車両１の停止中で、エンジン２のアイドリングストップ中は、オルタネータ１２を発電できないため、バッテリ１３のＳＯＣは時間の経過と共に低下していく。このとき、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなった場合に、回復充電制御Ｃ３を行うと、バッテリ１３のＳＯＣは回復するが、余分な燃料を使用することになる。
【００４３】
なお、ここでいう余分な燃料とは、アイドリングストップ中にエンジン２を駆動するために必要な燃料と、バッテリ１３のＳＯＣをＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐまで回復させるために必要な燃料の両方を合わせたもののことをいう。
【００４４】
そこで、アイドリングストップ中は、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなっても、バッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎよりも小さくならない限りは、回復充電制御Ｃ３を行わず、つまりオルタネータ１２に発電させない。そして、エンジン２の再始動後にアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをオルタネータ１２に発電させる消費分充電制御Ｃ４を行うことで、アイドリングストップ中にエンジン２を駆動させずに、且つエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力により電力消費量ΔＰ分のみをオルタネータ１２に発電させることで、燃料の消費量を低減する。
【００４５】
維持充電制御Ｃ５は、消費分充電制御Ｃ４が行われた後に、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒ内の場合には、次回の減速時まで、バッテリ１３の放電量分のみをエンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電する制御である。
【００４６】
詳しくは、消費分充電制御Ｃ４が行われた後に、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒ内の場合には、次回の減速時まで、エンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電するときに、バッテリ１３の放電量を電流センサ１６で検知して、その放電量に合わせてオルタネータ１２の発電量を増減する制御である。
【００４７】
図２の時間ｔ９から時間ｔ１０の間に行われる維持充電制御Ｃ４の一例を、図３を参照しながら説明する。この一例は、バッテリ１３の充放電量を、予め定めた放電量を示す電流値、例えば、−０．５Ａと、充電量を示す電流値、例えば、＋０．５Ａの範囲に収めるように、オルタネータ１２の発電量を制御する。
【００４８】
消費分充電制御Ｃ４によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分を回復した後に、まずは、そのままの状態でオルタネータ１２を発電させる。次に、時間t１３で、バッテリ１３の充放電量が＋０．５Ａになると、オルタネータ１２の発電量を低下させる。次に、時間ｔ１４まで、バッテリ１３の放電量が充電量よりも大きくなり、バッテリ１３の充放電量が低下する。そこで、時間ｔ１４で、バッテリ１３の充放電量が−０．５Ａになると、オルタネータ１２の発電量を増加させる。次に、時間ｔ１５まで、バッテリ１３の充電量が放電量よりも大きくなり、バッテリ１３の充放電量が増加する。そこで、時間ｔ１６で、バッテリ１３の充放電量が＋０．５Ａになると、オルタネータ１２の発電量を低下させる。
【００４９】
このように、維持充電制御Ｃ５によりバッテリ１３の放電量に合わせて、オルタネータ１２の発電量を制御する。そして、図２に示すように、時間ｔ１０から車両１が減速し、回生充電制御Ｃ２を行うことにより、バッテリ１３のＳＯＣは増加する。
【００５０】
そして、本発明に係る実施の形態の車両１の充電方法は、エンジン２のアイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さく、且つバッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎよりも大きい場合には、エンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させずに、アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをオルタネータ１２に発電させて、バッテリ１３に充電することを特徴とする方法である。
【００５１】
また、エンジン２の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分
のみをオルタネータ１２に発電させて、バッテリ１３に充電した後に、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒ内の場合には、次回の減速時までエンジン２の動力によりバッテリ１３の放電量分のみをオルタネータ１２に発電させて、バッテリ１３を充電することを特徴とする方法である。
【００５２】
この充電方法について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。まず、エンジン２のアイドリングストップが開始されると、バッテリ１３のＳＯＣを開始量Ｐ１として記憶するステップＳ１０を行う。次に、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さいか否かを判定するステップＳ２０を行う。このステップＳ２０では、アイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣが下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなるか否かを判定しており、アイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣが下限値Ｐｌｏｗ以上の場合は、この充電方法は終了する。
【００５３】
ステップＳ２０で、バッテリ１３のＳＯＣが下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなったと判定すると、次に、バッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎ以下か否かを判定するステップＳ３０を行う。このステップＳ３０もステップＳ２０と同様に、アイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎ以下か否かを判定しており、アイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎ以下となった場合は、次に、エンジン２を駆動して、エンジン２の動力によりオルタネータ１２を、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐになるまで発電させるステップＳ４０を行う。
【００５４】
ステップＳ３０で、バッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎよりも大きいと判定された状態で、アイドリングストップが終了するステップＳ５０を行う。次に、アイドリングストップ時のバッテリ１３のＳＯＣを終了量Ｐ２として記憶するステップＳ６０を行う。次に、開始量Ｐ１と終了量Ｐ２の差からアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰを算出するステップＳ７０を行う。
【００５５】
次に、アイドリングストップからエンジン２を再始動するステップＳ８０を行う。次に、オルタネータ１２の発電量を増加させて、エンジン２の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰのみをオルタネータ１２に発電させるステップＳ９０を行う。
【００５６】
次に、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒ内か否かを判定するステップＳ１００を行う。ステップＳ１００で、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒ外の場合は、この充電方法は完了する。
【００５７】
ステップＳ１００で、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒ内の場合は、次に、電流センサ１６で、バッテリ１３の放電量を検知するステップＳ１１０を行う。次に、エンジン２の動力によりバッテリ１３の放電量分のみをオルタネータ１２に発電させるステップＳ１２０を行う。
【００５８】
次に、車両１の減速を検知するステップＳ１３０を行う。次に、減速時の回生によりオルタネータ１２を発電させるステップＳ１４０を行って、この充電方法は完了する。
【００５９】
なお、ステップＳＳ１０〜ステップＳ８０までが、消費分充電制御Ｃ４に相当し、ステップＳ９０〜ステップＳ１１０までが維持充電制御Ｃ５に相当する。
【００６０】
次に、本発明に係る実施の形態の車両１の時間経過とバッテリ１３のＳＯＣとの関係について図２を参照しながら説明する。
【００６１】
図２の時間ｔ１から時間ｔ２までの区間は、車両１が走行中で、且つバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも大きい区間である。よって、この区間では、通常充電制御Ｃ１が行われ、バッテリ１３の放電量が充電量よりも大きいため、バッテリ１３のＳＯＣは減少する。
【００６２】
時間ｔ２から時間ｔ３までの区間は、車両１が減速する区間である。よって、この区間では、回生充電制御Ｃ２が行われ、車両１の減速時の回生によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電するので、バッテリ１３の充電量が放電量よりも大きくなり、バッテリ１３のＳＯＣは増加する。
【００６３】
時間ｔ３から時間ｔ４までの区間は、車両１が停止し、エンジン２がアイドリングストップする区間である。この区間では、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくならないため、何も制御が行われないため、バッテリ１３の放電により、バッテリ１３のＳＯＣは減少する。
【００６４】
時間ｔ４から時間ｔ５までの区間は、時間ｔ１から時間ｔ２までの区間と同様に、通常充電制御Ｃ１が行われ、バッテリ１３のＳＯＣは減少する。
【００６５】
時間ｔ５から時間ｔ６までの区間は、時間ｔ２から時間ｔ３までの区間と同様に、回生充電制御Ｃ２が行われ、バッテリ１３のＳＯＣは増加する。
【００６６】
時間ｔ６から時間ｔ７を経由して時間ｔ８までの区間は、車両１が停止し、エンジン２がアイドリングストップする区間であり、且つ、時間ｔ７で、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなる区間である。この区間では、バッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなるが、バッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎよりも大きいため、回復充電制御Ｃ３は行われずに、消費分充電制御Ｃ４が行われ、オルタネータ１２を発電させないため、バッテリ１３のＳＯＣは減少する。
【００６７】
時間ｔ８から時間ｔ９までの区間は、アイドリングストップからエンジン２が再始動して、車両１が走行する区間である。この区間では、時間ｔ６から時間ｔ８までの区間で、バッテリ１３のＳＯＣが下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなったため、消費分充電制御Ｃ４が行われ、時間ｔ６から時間ｔ８までの区間で消費された電力消費量ΔＰ分のみをエンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電するので、バッテリ１３のＳＯＣは時間ｔ６のときと同じ値まで増加する。
【００６８】
時間ｔ９から時間ｔ１０までの区間は、車両１の走行中の区間である。この区間では、時間ｔ６から時間ｔ９までの区間で、消費分充電制御Ｃ４が行われた後の区間であり、維持充電制御Ｃ５が行われて、バッテリ１３の放電量分のみをエンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充放電するので、バッテリ１３の充電量と放電量が同じになり、バッテリ１３のＳＯＣを略一定に保持する。
【００６９】
時間ｔ１０から時間ｔ１１までの区間は、車両１が減速する区間である。この区間では、回生充電制御Ｃ２が行われ、車両１の減速時の回生によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電するので、バッテリ１３の充電量が放電量よりも大きくなり、バッテリ１３のＳＯＣは増加する。これにより、バッテリ１３のＳＯＣは、ＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐよりも大きくなる。
【００７０】
時間ｔ１１から時間ｔ１２までの区間は、時間ｔ３から時間ｔ４までの区間と同様に、何も制御が行われないため、バッテリ１３のＳＯＣは減少する。
【００７１】
上記の実施の形態の充電方法、充電システム１０、及びそれを備える車両１によれば、エンジン２のアイドリングストップ中は、バッテリ１３のＳＯＣが最低値Ｐｍｉｎ以下となった場合を除いて、エンジン２によりオルタネータ１２を発電させない。そして、アイドリングストップ中にオルタネータ１２を発電させないことでバッテリ１３が放電し、アイドリングストップ中にバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの下限値Ｐｌｏｗよりも小さくなった場合には、アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力によりアイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをオルタネータ１２に発電させて、バッテリ１３を充電する。
【００７２】
これにより、回復充電制御Ｃ３を行う機会を減らして、余分な燃料を消費してオルタネータ１２を発電させることを抑制すると共に、アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力によりバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐとなるまでオルタネータ１２に発電させることを抑制するので、必要以上に燃料を使ってバッテリ１３を充電することを抑制することができる。
【００７３】
アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、エンジン２の動力によりバッテリ１３のＳＯＣがＳＯＣ範囲Ｒの上限値Ｐｕｐになるまでオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電すると、アイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ以上にバッテリ１３を充電することになり、その分、バッテリ１３の充放電損失が大きくなる。アイドリングストップから内燃機関が再始動した後に、車両１が減速する場合には、減速時の回生によりオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電するので、その回生により発電される電力量を考慮すると、アイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ以上にバッテリ１３を充電することは、無駄に燃料を消費していることになる。
【００７４】
よって、アイドリングストップからエンジン２が再始動した後に、アイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをエンジン２の動力によりオルタネータ１２に発電させることで、必要以上に燃料を使ってエンジン２の動力によりオルタネータ１２を発電させて電力をバッテリ１３に充電することを抑制することができる。これにより、バッテリ１３の充放電損失を低減して、燃費を向上することができる。
【００７５】
また、アイドリングストップ中に消費された電力消費量ΔＰ分のみをエンジン２の動力により発電させた後に、次回の減速時までは、バッテリ１３の放電量分のみをエンジン２の動力によりオルタネータ１２に発電させるので、バッテリ１３のＳＯＣをＳＯＣ範囲Ｒ内に保持して、バッテリ１３の劣化を抑制することができる。また、次回の減速時の回生により発電される分を考慮して、極力燃料を消費してオルタネータ１２を発電させることを抑制するので、燃費を向上することができる。
【００７６】
なお、この実施の形態の車両１の構成は一例であり、本発明の充電システム１０を備えることができればよく、上記の構成に限定されない。
【００７７】
また、上記の実施の形態では、発電機としてオルタネータ１２を用いた構成を例に説明したが、オルタネータ１２の代わりに、走行用モータを用いてもよい。例えば、エンジン２と走行用モータを併用するハイブリッド車両において、走行用モータでバッテリを充電する際に適用することができる。
【００７８】
また、上記の実施の形態では、エンジン２に関して、クランク軸３の一方側にトランスミッション６を、他方側にオルタネータ１２を配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンジン２とクラッチ４との間に動力伝達機構１１を設けて、オルタネータ１２をエンジン２のクランク軸３に接続してもよい。また、クラッチ４とトランスミッション６との間や、トランスミッション６のインプットシャフト５とアウトプットシャフト７との間の図示しないカウンターシャフトに接続してもよい。
【００７９】
また、上記の実施の形態では、維持充電制御Ｃ４をバッテリ１３の充放電量を予め定めた放電量と充電量となるようにバッテリ１３の充電と放電を交互に繰り返して、バッテリ１３のＳＯＣを略一定に維持するように構成したが、バッテリ１３の充放電量をゼロになるようにオルタネータ１２の発電量を制御してもよい。
【００８０】
また、上記の実施の形態では、図２の時間ｔ１から時間ｔ２までの区間では、通常充電制御Ｃ１が行われるが、この通常充電制御Ｃ１は、そのときのバッテリ１３の放電量によって、オルタネータ１２の発電量をゼロとしてもよい。上記の実施の形態は、車両１の減速時には回生充電制御Ｃ２が行われるので、その分の発電量を考慮して、通常充電制御Ｃ１による発電量をより小さくすることで、燃料を消費してオルタネータ１２を発電させて、バッテリ１３を充電することを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の車両の充電方法は、内燃機関の動力により発電機を発電させて、バッテリを充電することを抑制して、燃費を向上することができるので、オルタネータや走行用モータを設けたディーゼルエンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  車両
２  エンジン（内燃機関）
３  クランク軸
４  クラッチ（動力断接装置）
６  トランスミッション（変速装置）
１０  充電システム
１１  動力伝達機構
１２  オルタネータ（発電機）
１３  バッテリ
１５  制御装置
１６  電流センサ
Ｃ１  通常充電制御
Ｃ２  回生充電制御
Ｃ３  回復充電制御
Ｃ４  消費分充電制御
Ｃ５  維持充電制御
Ｐｌｏｗ  下限値
Ｐｍｉｎ  最低値
Ｐｕｐ  上限値
Ｒ  ＳＯＣ範囲
ΔＰ  電力消費量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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