(57)【要約】【課題】バッテリ上がりを抑制でき、かつエンジン再始動時の応答性を確保できるアイドルストップシステムを提供することを課題とする。【解決手段】アイドルストップシステム１は、エンジンと動力授受するとともに、界磁コイル２００を持つロータ２０と、ステータコイル２１０を持つステータ２１と、を有する電動発電機２と、電動発電機２とバッテリ４との間に配置され、界磁コイル２００に流れる界磁電流を制御するインバータ３と、を備える。インバータ３は、アイドルストップ開始から所定時間経過後に、界磁コイル２００に流れる界磁電流を遮断することを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと動力授受するとともに、界磁コイルを持つロータと、ステータコイルを持つステータと、を有する電動発電機と、
該電動発電機とバッテリとの間に配置され、該界磁コイルに流れる界磁電流を制御するインバータと、
を備えてなるアイドルストップシステムであって、
前記インバータは、アイドルストップ開始から所定時間経過後に、前記界磁コイルに流れる界磁電流を遮断することを特徴とするアイドルストップシステム。
【請求項２】
前記インバータは、前記バッテリの蓄電容量に応じて前記所定時間を調整する請求項１に記載のアイドルストップシステム。
【請求項３】
前記インバータは、前記バッテリの蓄電容量が所定容量未満の場合、前記所定時間を０に設定する請求項２に記載のアイドルストップシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号待ちや渋滞などの際に一時的にエンジンを停止するアイドルストップシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、車両用発電機の制御装置が紹介されている。この制御装置によると、たとえキースイッチが閉じていても、エンジンが停止していれば、バッテリから発電機への界磁電流の供給が遮断される。したがって、同文献に記載の制御装置によると、バッテリ上がりを抑制することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２５２７９９号公報（第２頁−７頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アイドルストップシステムにおいても、バッテリ上がりを抑制する必要がある。しかしながら、同文献記載の制御装置を、そのままアイドルストップシステムに転用することはできない。
【０００５】
図５に、アイドルストップシステムのブロック図を示す。図に示すように、アイドルストップシステム１００は、電動発電機１０１とインバータ１０２とを備えている。電動発電機１０１は、インバータ１０２を介して、バッテリ１０４と接続されている。また、電動発電機１０１は、エンジン（図略）とベルト連結されている。電動発電機１０１は、モータおよび発電機としての機能を併有する。
【０００６】
アイドルストップ終了後において、電動発電機１０１はモータとして機能し、エンジンを再始動させる。したがって、電動発電機１０１は、アイドルストップ終了後に、エンジンを速やかに再始動させ、車両を発進させる必要がある。すなわち、電動発電機１０１には、エンジン再始動時における応答性が要求される。
このため、電動発電機１０１の界磁コイル１０５には、アイドルストップ期間中（エンジン停止中）ずっと、４Ａ〜５Ａ程度の界磁電流が流されている。そして、界磁コイル１０５の磁極には、磁界が発生している。
【０００７】
ここで、同文献記載の制御装置をそのままアイドルストップシステムに転用すると、アイドルストップ期間中ずっと、界磁コイルへの界磁電流の供給が遮断されることになる。したがって、エンジン再始動時の応答性が損なわれてしまう。
【０００８】
一方、図５に示すアイドルストップシステム１００のように、アイドルストップ期間中ずっと、４Ａ〜５Ａ程度の界磁電流を界磁コイル１０５に流していると、バッテリ１０４の蓄電容量（ＳＯＣ）が減少してしまう。このため、電動発電機１０１を発電機として使用する場合における、電動発電機１０１つまりはエンジンの発電負荷が大きくなる。したがって、燃費が低下する。
【０００９】
本発明のアイドルストップシステムは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、バッテリ上がりを抑制でき、かつエンジン再始動時の応答性を確保できるアイドルストップシステムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するため、本発明のアイドルストップシステムは、エンジンと動力授受するとともに、界磁コイルを持つロータと、ステータコイルを持つステータと、を有する電動発電機と、該電動発電機とバッテリとの間に配置され、該界磁コイルに流れる界磁電流を制御するインバータと、を備えてなるアイドルストップシステムであって、前記インバータは、アイドルストップ開始から所定時間経過後に、前記界磁コイルに流れる界磁電流を遮断することを特徴とする。
【００１１】
つまり、本発明は、界磁電流をアイドルストップ開始（エンジン停止）から所定時間経過後に遮断するものである。上述したように、アイドルストップ期間中ずっと、界磁電流を流し続けるとＳＯＣが減少する。このため、バッテリ上がりを起こすおそれがある。また、電動発電機を発電機として使用する場合におけるエンジンの発電負荷が大きくなる。一方、アイドルストップ期間中ずっと、界磁電流を遮断し続けるとエンジン再始動時の応答性が損なわれてしまう。
【００１２】
これは、界磁コイルが持つインダクタンス成分により、通電開始してから充分な電流が流れるまで、一般に１００〜２００ｍＳ程の時間がかかる。言い換えれば、電動発電機が充分な始動トルクを発生するまでには１００〜２００ｍＳ程の遅れが発生することに起因する。
【００１３】
これに対し、本発明のアイドルストップシステムは、界磁電流をアイドルストップ開始から所定時間経過後に遮断するものである。アイドルストップ開始から界磁電流遮断までの所定時間は、バッテリ上がりを抑制でき、かつエンジン再始動時の応答性を確保できる適切な値に設定されている。
【００１４】
本発明のアイドルストップシステムによると、バッテリ上がりを抑制することができる。また、アイドルストップ期間中におけるバッテリ流出電流を軽減することができる。このため、電動発電機を発電機モードで使用する際のエンジンの発電負荷を小さくすることができる。したがって、燃費を向上させることができる。また、本発明のアイドルストップシステムによると、エンジン再始動時の応答性を確保することができる。
【００１５】
（２）好ましくは、前記インバータは、前記バッテリの蓄電容量に応じて前記所定時間を調整する構成とする方がよい。つまり、本構成は、アイドルストップ開始から界磁電流遮断までの所定時間を調整するものである。この調整は、ＳＯＣに応じて行われる。
【００１６】
調整の一例として、ＳＯＣが大きい場合は、バッテリ上がりのおそれが小さい。このため、界磁電流は、比較的長い時間界磁コイルに流し続けてもよい。したがって、ＳＯＣが大きい場合は、所定時間を長く設定する。この場合、界磁電流を流した時間が長いため、エンジン再始動時の応答性は良好である。
【００１７】
一方、ＳＯＣが小さい場合は、バッテリ上がりのおそれが大きい。このため、界磁電流は比較的短い時間だけ界磁コイルに流す方がよい。したがって、ＳＯＣが小さい場合は、所定時間は短く設定する。この場合、界磁電流を流した時間が短いため、エンジン再始動時の応答性は、ＳＯＣが大きい場合よりも若干悪くなる。
【００１８】
本構成によると、より確実にバッテリ上がりを抑制することができる。また、バッテリ上がりを起こさないＳＯＣ範囲で、エンジン再始動時の応答性を確保することができる。
【００１９】
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記インバータは、前記バッテリの蓄電容量が所定容量未満の場合、前記所定時間を０に設定する構成とする方がよい。
【００２０】
つまり、本構成は、ＳＯＣが所定容量未満の場合、アイドルストップ開始とほぼ同時に、界磁電流を遮断するものである。そして、アイドルストップ期間中ずっと、界磁電流を遮断し続けるものである。本構成によると、さらに確実にバッテリ上がりを抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のアイドルストップシステムの実施の形態について説明する。
【００２２】
（１）第一実施形態
まず、本実施形態のアイドルストップシステムの構成について説明する。図１に、本実施形態のアイドルストップシステムのブロック図を示す。図に示すように、アイドルストップシステム１は、ＭＧ（モータジェネレータ）２とインバータ３とを備えている。
【００２３】
ＭＧ２は、本発明の電動発電機に含まれる。ＭＧ２は、モータとしての機能と、発電機としての機能と、を併有している。ＭＧ２は、ロータ２０とステータ２１とを備えている。ロータ２０は、界磁コイル２００を備えている。ロータ２０のロータシャフト（図略）は、エンジンのクランクシャフト（図略）とベルト連結されている。ステータ２１は、三相のステータコイル２１０を備えている。
【００２４】
インバータ３は、回転速度検出回路３０とタイマー回路３１と論理回路３２と発電用ＩＣ３３とドライバ回路３４と界磁出力用ＦＥＴ（フィールドエフェクトトランジスタ）３５とを備えている。回転速度検出回路３０は、前記ＭＧ２に搭載されたホールセンサ５に接続されている。また、回転速度検出回路３０は、タイマー回路３１にも接続されている。タイマー回路３１は、回転速度検出回路３０の他、論理回路３２に接続されている。論理回路３２は、タイマー回路３１の他、上位ＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）６、発電用ＩＣ３３、ドライバ回路３４に、それぞれ接続されている。発電用ＩＣ３３は、論理回路３２の他、バッテリ４および界磁出力用ＦＥＴ３５に、それぞれ接続されている。ドライバ回路３４は、論理回路３２の他、界磁出力用ＦＥＴ３５に接続されている。界磁出力用ＦＥＴ３５は、発電用ＩＣ３３およびドライバ回路３４の他、前記界磁コイル２００に接続されている。また、パワーＭＯＳ（メタルオキサイドセミコンダクタ、図略）は、バッテリ４とステータコイル２１０との間で、双方向直交出力変換を行っている。
【００２５】
次に、本実施形態のアイドルストップシステムの制御について説明する。図２に、本実施形態のアイドルストップシステムのフローチャートを示す。上位ＥＣＵ６が、車両が完全に停止したと判断すると（Ｓ１）、エンジンが停止されアイドルストップ開始となる（Ｓ２）。エンジン停止は、ホールセンサ５を介して、ＭＧ２の回転速度を回転速度検出回路３０が検出することにより判断される。アイドルストップ期間において、インバータ３は、上位ＥＣＵ６から発信される始動開始信号を常にチェックしている（Ｓ３）。始動開始信号が発信されないまま、タイマー回路３１においてエンジン停止から６０秒がカウントされると（Ｓ７）、論理回路３２において、タイマー回路３１からの信号と、上位ＥＣＵ６からの制御信号と、発電用ＩＣ３３からの初期励磁信号と、が処理される。なお、６０秒は、本発明の「所定時間」に相当する。そして、処理信号が論理回路３２からドライバ回路３４に伝達される。ドライバ回路３４は、この処理信号を受け、界磁出力用ＦＥＴ３５を停止させる。すなわち、全励磁モードから初期励磁モードに切り替えられる（Ｓ８）。このため、界磁コイル２００に流れる界磁電流は遮断される。初期励磁モードの状態で、上位ＥＣＵ６からインバータ３に、例えば運転者がブレーキペダルをリリースするなどの始動開始信号が発信されると（Ｓ３）、初期励磁モードから全励磁モードに再び切り替えられる。また、ステータコイル２１０にステータ電流が流れ始める（Ｓ４）。ステータ電流が流れ始めると、ロータ２０が回転し始める。ここで、前述したようにロータシャフトとエンジンのクランクシャフトとは、ベルト連結されている。したがって、ロータ２０の回転開始を受けて、エンジンが再始動を開始する。上位ＥＣＵ６が、エンジンが自力回転できると判断すると、つまりエンジン再始動が完了したと判断すると（Ｓ５）、ＭＧ２は、モータモードから発電機モードに切り替えられる。そして、ＭＧ２はバッテリ４の蓄電に用いられる（Ｓ６）。
【００２６】
次に、本実施形態のアイドルストップシステム１の効果について説明する。本実施形態のアイドルストップシステム１によると、アイドルストップ開始から６０秒後に界磁電流が遮断される。このため、アイドルストップ期間中バッテリ４からインバータ３に流出する電流を、４〜５Ａ（全励磁モード）から、０．５Ａ（初期励磁モード）に減少させることができる。したがって、バッテリ４上がりを抑制することができる。また、ＭＧ２がモータモードから発電機モードに切り替えられた後の、ＭＧ２つまりはエンジンの発電負荷を小さくすることができる。このため、燃費を向上させることができる。
【００２７】
また、本実施形態のアイドルストップシステム１によると、アイドルストップ開始から６０秒間は、界磁コイル２００に界磁電流が流される。このため、エンジン再始動時の応答性を確保することができる。
【００２８】
（２）第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態において６０秒に固定していた所定時間を、本実施形態ではＳＯＣに応じて調整している点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００２９】
図３に、本実施形態のアイドルストップシステムのフローチャートを示す。なお、図２と対応する部位については同じ符号で示す。本実施形態においては、車両停止後（Ｓ１）に、ＳＯＣがチェックされる（Ｓ９）。チェックの結果、ＳＯＣが５０％以上の場合だけ、エンジンが停止されアイドルストップ開始となる（Ｓ２）。アイドルストップ期間において、インバータは、上位ＥＣＵから発信される始動開始信号を常にチェックしている（Ｓ３）。始動開始信号が発信されないと、ＳＯＣが検出され（Ｓ１０）、その結果ＳＯＣ＜６０％（つまり５０％≦ＳＯＣ＜６０％）だと（Ｓ１１）、図４に示すマップから所定時間は０秒に設定される（Ｓ１２）。また、ＳＯＣ検出の結果６０％≦ＳＯＣ≦８０％だと（Ｓ１１）、図４に示すマップから所定時間は６０秒に設定される（Ｓ１３）。また、ＳＯＣ検出の結果８０％＜ＳＯＣだと（Ｓ１１）、図４に示すマップから所定時間は１０分に設定される（Ｓ１４）。このように設定された所定時間が、タイマー回路においてカウントされると（Ｓ１５）、全励磁モードから初期励磁モードに切り替えられる（Ｓ８）。このため、界磁コイル２００に流れる界磁電流は遮断される。初期励磁モードの状態で、上位ＥＣＵからインバータに、始動開始信号が発信されると（Ｓ３）、初期励磁モードから全励磁モードに再び切り替えられる。また、ステータ電流が流れ始める（Ｓ４）。上位ＥＣＵが、エンジン再始動が完了したと判断すると（Ｓ５）、ＭＧは、モータモードから発電機モードに切り替えられる（Ｓ６）。
【００３０】
本実施形態のアイドルストップシステムによると、マップ（図４参照）に基づいて、アイドルストップ開始から初期励磁モード切り替えまでの所定時間が制御されている。このため、より確実にバッテリ上がりを抑制することができる。また、バッテリ上がりを起こさないＳＯＣ範囲で、エンジン再始動時の応答性を確保することができる。
【００３１】
また、本実施形態のアイドルストップシステムによると、前出の図３に示すように、ＳＯＣが５０％以上６０％未満の場合（Ｓ１１）、所定時間は０秒に設定されている（Ｓ１２）。このため、エンジン停止（Ｓ２）つまりアイドルストップ開始とほぼ同時に、界磁電流が遮断される（Ｓ８）。そして、始動開始信号があるまで（Ｓ３）、界磁電流は遮断され続ける。したがって、本実施形態のアイドルストップシステムによると、さらに確実にバッテリ上がりを抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態のアイドルストップシステムによると、前出の図３に示すように、ＳＯＣが５０％未満の場合（Ｓ９）、エンジン停止（Ｓ２）は行われない。すなわち、車両が停止してもアイドルストップは行われない。この点においても、バッテリ上がりを抑制することができる。
【００３３】
（３）その他
以上、本発明のアイドルストップシステムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は、上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態においては、所定時間経過後に全励磁モードから初期励磁モードに切り替えた（図２、図３のＳ８参照）。そして、初期励磁モードにおいても、バッテリ４からインバータ３に０．５Ａの電流が流出していた（図１参照）。
【００３５】
しかしながら、全励磁モードから全停止モードに切り替えてもよい。全停止モードにおいては、バッテリ４からインバータ３に電流が全く流出しない。このため、さらにバッテリ上がりを抑制することができる。また、エンジンの発電負荷を、さらに小さくすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によると、バッテリ上がりを抑制でき、かつエンジン再始動時の応答性を確保できるアイドルストップシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態のアイドルストップシステムのブロック図である。
【図２】第一実施形態のアイドルストップシステムのフローチャートである。
【図３】第二実施形態のアイドルストップシステムのフローチャートである。
【図４】第二実施形態のアイドルストップシステムのマップである。
【図５】従来のアイドルストップシステムのブロック図である。
【符号の説明】
１：アイドルストップシステム、２：ＭＧ（電動発電機）、２０：ロータ、２００：界磁コイル、２１：ステータ、２１０：ステータコイル、３：インバータ、３０：回転速度検出回路、３１：タイマー回路、３２：論理回路、３３：発電用ＩＣ、３４：ドライバ回路、３５：界磁出力用ＦＥＴ、４：バッテリ、５：ホールセンサ、６：上位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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【図５】
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