(57)【要約】【課題】エンジン始動時のアイドル停止判定をより精度よく行うアイドルストップ車両を提供することを目的とする。【解決手段】エンジン１と、エンジン始動用のモータ３と、モータに電力を供給するバッテリ１１、１４とを備え、車両停止時に、前記バッテリの電圧に応じてエンジンを停止、再始動するアイドルストップ車両において、前記バッテリの電圧は、エンジンアイドルストップの判定時に、通常時より時定数の遅いフィルタにより処理された値を用いる。【選択図】　　図１
2004108230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
エンジン始動用のモータと、
モータに電力を供給するバッテリとを備え、
車両停止時に、前記バッテリの電圧に応じてエンジンを停止、再始動するアイドルストップ車両において、
前記バッテリの電圧は、エンジンアイドルストップの判定時に、通常時より時定数の遅いフィルタにより処理された値を用いることを特徴とするアイドルストップ車両。
【請求項２】
前記通常時より時定数の遅いフィルタとは、エンジン起動時の電圧変動によって電圧がエンジンのアイドル停止を禁止する電圧以下になることを防止するように時定数が設定されたフィルタであることを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ車両。
【請求項３】
フィルタは、時定数の遅いフィルタと時定数の早いフィルタの２種類を設け、アイドルストップ判定時に時定数の遅いフィルタを用いることを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ車両。
【請求項４】
エンジンと、
エンジン始動用のモータと、
モータに電力を供給するバッテリとを備え、
車両停止時に、前記バッテリの電圧に応じてエンジンを再始動するアイドルストップ車両において、
前記バッテリの電圧は、エンジン起動時から所定時間の間は検出せず、エンジン起動直前に検出したフィルタリング電圧を用いてエンジン再始動判定を行うことを特徴とするアイドルストップ車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドル停車時にエンジンの運転を停止する、いわゆるアイドル停止制御を備えた車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアイドル停止制御に関する技術は、エンジン再始動時のバッテリの出力電圧と、バッテリからエンジン始動完了までに取り出し可能な実充電量とを推定し、出力電圧と実充電量のそれぞれが所定値以上のときのみエンジンストップを許可するように制御するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０４００８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、エンジン再始動時用のバッテリとして鉛酸バッテリを用いた場合、鉛酸バッテリは、電圧降下を起こしやすいという課題がある。
【０００５】
このため、バッテリの電圧以外の条件（例えば、エアコン等の補機の負荷の増大による）によってアイドル停止が解除されてエンジンが再始動した時、始動モータリング時の電圧降下が大きく、バッテリの電圧によるアイドル停止解除条件が成立することになる。
【０００６】
ここで、電圧によるアイドル停止判定条件は、短い周期でのアイドルストップとエンジンの再始動との間のハンチングを防止するため、所定幅のヒステリシスを設定している。ヒステリシス幅の下限は、アイドル停止を禁止する電圧であり、これ以下での電圧ではアイドルを停止することはない。この下限電圧は、バッテリの劣化バラツキ、エンジンのフリクションのバラツキ等を考慮し、始動に必要なエネルギーを最低限確保できる電圧である。一方、上限電圧はアイドル停止を許可する電圧で、この電圧以上であれば、バッテリの電圧は十分であり、アイドルを停止できる。
【０００７】
しかし、アイドル停止判定では、電圧が安定した状態で行われるべきであるが、定格４２Ｖ程度のバッテリを電源として始動時のモータリングを実施した場合には、バッテリ内部の反応速度が負荷の変動速度に追従することができず、バッテリの実容量に対して低い見かけの電圧が出力されるという問題がある。
【０００８】
また、アイドル停止判定条件は、エアコンの作動状態等、他の条件によってアイドル停止が禁止される場合もあるため、他の条件によりバッテリの電圧が変動した状態でアイドル停止判定を実施する場合には、エンジンの再始動時の電圧降下により、アイドル停止禁止電圧を下回る場合がある。このように補機の負荷要求によりエンジンを再始動したにも関わらず、バッテリの電圧に基づくアイドル停止禁止条件が成立し、モータリング後に見かけの電圧が復帰しても、すぐにアイドル停止許可電圧に達するわけではないため、補機の負荷要求がなくなってもアイドル停止を行うことができない場合がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたもので、エンジン始動時のアイドル停止判定をより精度よく行うアイドルストップ車両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】
本発明は、エンジンと、エンジン始動用のモータと、モータに電力を供給するバッテリとを備え、車両停止時に、前記バッテリの電圧に応じてエンジンを停止、再始動するアイドルストップ車両において、前記バッテリの電圧は、エンジンアイドルストップの判定時に、通常時より時定数の遅いフィルタにより処理された値を用いる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンのアイドルストップを判定するバッテリ電圧に、通常時より時定数の遅いフィルタを通した電圧を用いることで、エンジン起動時のバッテリ電圧の変動を抑制し、アイドルストップ判定の判定精度を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概略図である。このように、本ハイブリッド車両では、内燃機関（以下、エンジンという）１の出力側に、発電機を兼ねる電気モータ（以下、モータジェネレータという）２を直結する。そして、モータジェネレータ２に変速機３を接続し、この変速機３の出力側の駆動軸４により、ディファレンシャル５を介して駆動輪側の車軸６を駆動できるようにする。
【００１３】
ここで、モータジェネレータ２は、エンジン１の始動時又は車両の発進時にエンジン１のクランキングを行う始動手段として用いられ、特に、所定のアイドルストップ条件にてエンジン１を自動的に停止させるアイドルストップ後に、車両を再発進するときに、エンジン１を自動的に再始動する際に用いられる。また、減速運転時には、モータジェネレータ２を発電機として機能させ、駆動軸４側からのエネルギーを回生して発電を行い、バッテリへの充電のために使用する。
【００１４】
図２は、本実施形態における電力供給系の構成を示す概略図である。高電圧バッテリ１１は、定格４２［Ｖ］程度の、モータジェネレータ２の電力源となる充放電可能な電池電源であって、例えば、鉛酸バッテリを用いると低コストである。この高電圧バッテリ１１の充電時、すなわち、モータジェネレータ２から発電電力が得られている状態では、モータジェネレータ２により発生する３相交流電力が、インバータ１２により直流電力に変換され、ジャンクションボックス１３を介して高電圧バッテリ１１に供給される。一方、放電時には、高電圧バッテリ１１の放電電力が、ジャンクションボックス１３及びインバータ１２を介して３相交流電力に変換され、モータジェネレータ２に供給される。
【００１５】
低電圧バッテリ１４は、エンジン補機負荷を含む車載電気負荷の電力源として一般的に用いられている定格１４［Ｖ］程度の鉛酸電池で、その電気エネルギーは、モータジェネレータ２からインバータ１２及びジャンクションボックス１３を介した後、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５を介して、蓄えられる。
【００１６】
電子制御ユニット１６は、車両のエンジン回転数Ｎｅ、車速ＶＳＰ及びアイドルスイッチ信号等の各種運転条件が入力される他、モータジェネレータ２により発生しインバータ１２により変換された発電電流ＩＭＧを検出する電流センサ１７からの信号、高電圧バッテリ１１への充電電流（又は放電電流）ＩＨを検出する電流センサ１８からの信号、及び高電圧バッテリ１１の端子電圧ＶＨを検出する電圧センサ１９からの信号が入力され、これらを基に、エンジン１及びモータジェネレータ２の作動を制御する。
【００１７】
次に、電子制御ユニット１６による制御について説明する。図３は、メインルーチンのフローチャートを示す。ステップ１では、一時停車条件が成立したか否かを判定する。例えば、車速が０に近い低速以下でブレーキ操作されたかなどで判定する。
【００１８】
前記一時停車条件が成立したと判定されたときは、ステップ２へ進み、内燃機関のアイドル運転を停止した場合、その後モータジェネレータ２を駆動してエンジン１を再始動するときの、バッテリ（高電圧バッテリ１１、以下同様）の出力電圧ＶＢを推定する。
【００１９】
ステップ３では、前記推定したエンジン再始動時におけるバッテリの出力電圧ＶＢがモータジェネレータ２の駆動に必要な基準電圧Ｖ０以上となるかを判定する。
【００２０】
ステップ３で、出力電圧ＶＢが基準電圧Ｖ０以上となると判定された場合は、ステップ４へ進み、バッテリの実充電量ＳＯＣＲを推定する。ここで、実充電量ＳＯＣＲとは、バッテリから取り出しうる電力エネルギとして充電されている充電量に相当する。
【００２１】
ステップ５では、前記バッテリの実充電量ＳＯＣＲが、所定値ＳＯＣＲ０以上であるかを判定する。ここで、前記所定値は、エンジン１の始動に必要なモータジェネレータ２の電力を始動完了までの所定時間以上出力したときのエネルギ量に相当した値に設定されている。
【００２２】
そして、バッテリの実充電量ＳＯＣＲが、所定値ＳＯＣＲ０以上であると判定されたときは、ステップ６へ進み、エンジン１の運転停止を許可してアイドル運転を停止する。
【００２３】
一方、ステップ３で、バッテリの出力電圧ＶＢが基準電圧Ｖ０未満と判定されたとき、又は、ステップ５で、バッテリの実充電量ＳＯＣＲが所定値ＳＯＣＲ０未満と判定されたときは、それぞれモータジェネレータ２の駆動が困難である、又は、モータジェネレータ２は駆動されるが内燃機関を良好に始動させることが困難と判断し、ステップ７へ進んでエンジン１の運転停止を禁止し、アイドル運転を行なわせる。
【００２４】
図４は、エンジン起動時にバッテリ電圧をフィルタリングするための制御ブロック図であり、バッテリ電圧をフィルターとして、例えば一次遅れ系の伝達関数を通してフィルタリングした値としてアイドル停止判定に用いる。このときフィルタリングの時定数を遅い時定数（言い換えると大きい時定数）とすることにより、エンジン起動時の見かけ上のバッテリ電圧変動の影響を排除することができる。したがって、この安定した電圧を用いてアイドル停止判定を行うことで、アイドル停止判定を精度よく行うことができる。この時の時定数は、エンジン起動にの電圧変動によってもアイドル停止判定でアイドル停止の禁止判定が出ないように電圧変動をフィルタリングできる時定数である。
【００２５】
ただし、フィルタリングの時定数の遅い電圧を常時モータ電力配分に用いると、低温時の着火遅れやスロットル作動遅れ（エンジントルクの出力が遅れてしまう）等の場合にバッテリの過度の負担をかけることが懸念されるため電力配分に用いる電圧は、アイドル停止判定に用いる電圧と異なり、フィルタの時定数の早い電圧を用いる。
【００２６】
図５は、フィルタリングの時定数による電圧変動の違いを説明するための図である。左縦軸にバッテリ電圧（Ｖ）、右縦軸にエンジン回転速度（ｒｐｍ）、横軸に時間（秒）を示す。図中、細実線が生波形を示し、細破線が通常の時定数によるフィルタリングの結果を示す。通常の時定数を用いたフィルタリングでの電圧変動では、エンジン起動時の電圧変動により、一時的にアイドル停止を禁止する基準電圧（アイドル停止禁止電圧）より低い見かけ上の電圧を示す（つまり、この見かけ上の電圧に基づきアイドル停止を禁止する判定が行われる）ことがわかる。なお、図中上側に示す波形がエンジンの回転速度の波形である。また図中、アイドル停止許可電圧は、この電圧を越えていれば、車両停止時にアイドル停止を実施してよい電圧を示す。このアイドル停止許可電圧は、エンジン補機分の電圧が加味された電圧であり、対して前述のアイドル停止禁止電圧は、エンジン補機分の電圧は加算されておらず、エンジンの起動のみに必要な電圧である。
【００２７】
一方、太実線で示した遅い時定数のフィルタリングでの電圧では、エンジン起動時の電圧変動が抑制され、電圧が急激に低下することがなく、結果として電圧がアイドル停止判定の基準電圧を下回ることがない。
【００２８】
したがって、本実施形態では、時定数の異なる２つのフィルタを備え、エンジン起動時のアイドル判定には時定数の遅いフィルタを用い、モータの電力供給には時定数の早いフィルタを用いるため、エンジン起動時のバッテリ電圧の変動による急激な電圧の低下を抑制し、エンジン起動時にアイドル停止禁止の判定がなされることを防止できる。また時定数の早いフィルタを備えたため、フィルタリングの遅い電圧によるバッテリへの過負荷を防止することができる。
【００２９】
図６に第２の実施形態の制御ブロック図を示す。この実施形態は、フィルタをエンジンの運転状態に応じて切り換えるようにしたものである。具体的には、前述のようにエンジン起動時に用いる時定数の遅いフィルタと、エンジン起動後に用いる時定数の早いフィルタとを設け、これらフィルタをエンジンの起動状態に応じて切り換える。すなわち、エンジン起動時には、バッテリ電圧変動を抑制するために時定数の遅いフィルタを選択して電圧の急激な低下を防止し、エンジンの回転速度が安定した後にフィルタを時定数の速いフィルタに切り換えてモータ電力として用い、バッテリに過度の負担をかけることを防止する。
【００３０】
図７は、第２の実施形態の制御内容によるバッテリ電圧のフィルタリングの結果を示すものである。エンジン起動時には時定数の遅いフィルタを用いているため、通常の時定数のフィルタと明らかに異なる（電圧値が大きい）バッテリ電圧を示しているが、エンジン回転速度が安定すると、フィルタが時定数の大きいフィルタに切り変わるため電圧は、通常の時定数のフィルタによる電圧とほぼ同一の値となる。
【００３１】
したがって、本実施形態では、エンジン起動時のみ時定数の遅いフィルタを用い、その後は時定数の速いフィルタに切り換えるよう制御するため、エンジン起動時には、バッテリ電圧変動を抑制するために時定数の遅いフィルタを選択して電圧の急激な低下を防止し、エンジンの回転速度が安定した後にフィルタを時定数の速いフィルタに切り換えてモータ電力として用い、バッテリに過度の負担をかけることを防止する。
【００３２】
図８と図９に示す第３の実施形態は、電圧変動の大きいエンジン起動時には所定時間の間、バッテリ電圧のフィルタリングを行わないようにしたものである。本実施形態の制御内容を図８のフローチャートを用いて説明する。なお、この制御は電子制御ユニット１６により実施されるものである。
【００３３】
まず、ステップ１で、エンジンが始動中か否かを判定し、始動中の場合には、制御を終え、停止中の場合にはステップ２に進む。ステップ２では、バッテリ電圧のフィルタリングを停止する直前のフィルタリング電圧を検出し、検出した電圧が第１しきい値（アイドル停止禁止電圧）以下であるかどうかを判定する。第１しきり値以下であればステップ３に、第１しきい値より大きければステップ４に進む。
【００３４】
ステップ３では、アイドル停止禁止状態と判定して制御を終える。ステップ４では、フィルタリング後の電圧が第２しきい値（アイドル停止許可電圧）以上である否かを判定する。第２しきい値以上であればステップ５に進み、アイドル停止許可状態であると判定し、第２しきい値より小さければ、アイドル停止許可状態にはないとして制御を終了する。
【００３５】
また、上記制御内容において、バッテリ電圧が、バッテリ電圧のフィルタリングの停止開始から所定時間経過後に通常のフィルタリングを行うように復帰するステップを追加してもよい。
【００３６】
図９は、本実施形態を用いたバッテリ電圧特性を説明する図であり、図中のハッチング部分がアイドル停止判定を実施しない領域を示す。このときにフィルタは、通常の時定数を備えたフィルタを用いればよい。
【００３７】
本実施形態では、エンジン起動時の所定期間において、アイドル停止判定を不実施とするため、エンジン起動時のバッテリ電圧の変動により、アイドル停止の禁止判定がなされることが防止でき、通常の時定数を備えたフィルタのみを設ければよく、新たに時定数の異なるフィルタを備える必要がない。
【００３８】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の動力供給系の構成図である。
【図２】同じくハイブリッド車両の電力供給系の構成図である。
【図３】同じく制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の制御内容を説明する制御ブロック図である。
【図５】本発明を適用したバッテリ電圧特性図である。
【図６】第２の実施形態の制御内容を説明する制御ブロック図である。
【図７】第２の実施形態を適用したバッテリ電圧特性図である。
【図８】第３の実施形態の制御内容を説明するフローチャートである。
【図９】第３の実施形態を適用したバッテリ電圧特性図である。
【符号の説明】
１　内燃機関（エンジン）
２　電気モータ（モータジェネレータ）
１１　高電圧バッテリ
１４　低電圧バッテリ
１６　電子制御ユニット
【図１】
2004108230.tif 000003
【図２】
2004108230.tif 000004
【図３】
2004108230.tif 000005
【図４】
2004108230.tif 000006
【図５】
2004108230.tif 000007
【図６】
2004108230.tif 000008
【図７】
2004108230.tif 000009
【図８】
2004108230.tif 000010
【図９】
2004108230.tif 000011