CN106240558A - 车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆的控制系统，包括：发动机；包括空调的多个附件；电池；发电机；和ECU，该ECU被配置为：自动停止发动机，控制发电机对电池充电或放电，禁止发动机自动停止，计算在空调的操作期间作为发动机能够自动停止的时间长度的第一停止时间，计算作为估计的消耗电量的第一电量，计算作为预测车辆在将来要停止的时间长度的第二停止时间，计算作为估计的消耗电量的第二电量，并且基于第一电量和第二电量确定SOC目标值。

Description

车辆控制系统

技术领域

本发明涉及一种诸如汽车这样的车辆的车辆控制系统，并且特别涉及对安装在车辆上的电池的SOC(充电的状态)进行控制的车辆控制系统的技术领域。

背景技术

已经提出了这种类型的系统的一个实例，当用于驱动车辆的电池的充电量等于或小于预设的阈值、并且车辆停止时，该系统在将其输出保持在预设水平的同时通过驱动发动机而驱动用于发电的电机，从而对用于驱动车辆的电池充电。此外，当存在用于操作车辆的空调单元的请求时，该系统在将其输出保持在预设水平的同时通过驱动发动机而操作空调，从而防止行驶范围或距离由于车辆的电池的充电量的减少而减少(参见日本专利申请公开No.2013-255365(JP 2013-255365A))。

同时，为了提高车辆的燃油经济性，经常执行当车辆临时停止时用于停止发动机的怠速停止。例如，当进行怠速停止时，经常将与电池的SOC控制相关的目标值设定为使得SOC将足够大以覆盖(cover)与预侧停止时间相对应的估计的要消耗的电量。

同时，例如，如果空调(当合适时将其称为“A/C”)启动，即使在怠速停止期间，发动机也重启(即，取消怠速停止)，从而驱动压缩机。

因此，如果根据预测的车辆停止时间设定与SOC控制相关的目标值，例如，则电池的充电量可能变得过大，并且可能不能充分地提高燃油经济性。

发明内容

本发明提供了提高燃油经济性的车辆控制系统。

根据本发明的方面的控制系统是车辆的控制系统，所述车辆包括：发动机，包括空调的多个附件，电池，该电池将电力供给到所述多个附件中的每个附件，和发电机，该发电机发电，并且利用至少一些发电的电力对所述电池充电。所述控制系统被配置为：自动停止所述发动机，控制所述发电机对所述电池充电或放电，从而使所述电池的SOC接近SOC目标值，并且当所述电池的SOC等于或小于SOC阈值时，抑制所述发动机自动停止。所述控制系统包括：第一计算部，其被配置为：在所述空调的操作期间，基于外部气温或所述外部气温与所述空调的设定温度之间的温差，来计算作为所述发动机能够自动停止的时间长度的第一停止时间，并且计算作为估计的消耗电量的第一电量，根据所述第一停止时间与所述多个附件中的当前处于运行中的运行的附件组的总负载的乘积来确定所述估计的消耗电量；第二计算部，其被配置为：根据所述车辆的行驶历史计算第二停止时间，作为预测的所述车辆在将来要停止的时间长度，并且计算作为估计的消耗电量的第二电量，根据所述第二停止时间与所述运行的附件组的所述总负载的乘积来确定所述估计的消耗电量；以及设定部，该设定部被配置为：当第一电量小于第二电量时，将SOC目标值设定为第三SOC值，该第三SOC值等于或大于第一SOC值并且小于第二SOC值，该第一比SOC阈值大了与第一电量对应的SOC值，该对第二SOC值比SOC阈值大了与第二电量对应的SOC值。

根据上述方面，所述设定部可以被配置为：当所述第一电量小于所述第二电量时，将所述SOC目标值设定为第三SOC值，所述第三SOC值等于或大于第一SOC值并且小于第二SOC值，所述第一SOC值比所述SOC阈值大与所述第一电量对应的SOC值，所述第二SOC值比所述SOC阈值大与所述第二电量对应的SOC值。

“SOC目标值”可以是与电池的SOC相关的在车辆的恒定速度行驶期间进行的反馈控制的目标值。即，当对电池的SOC进行反馈控制时，可以控制电池的充电/放电，使得电池的SOC变得接近SOC目标值或保持在SOC目标值。

虽然对于电池的SOC的反馈控制可以采用各种已知方法，但是可以使用例如通过控制发电机发电的电力的电压而控制电池的充电/放电的方法用于反馈控制。更具体地，如果由发电机发电的电力的电压增加到比电池的开路电压高，则电池能够充电，并且如果由发电机发电的电力的电压降低到比电池的开路电压低，则电池能够放电。

因此，当比较电池的SOC与SOC目标值时，如果电池的SOC比SOC目标值高，则使由发电机发电的电力的电压比电池的开路电压低，使得电池放电，并且使电池的SOC接近SOC目标值。如果电池的SOC低于SOC目标值，则使由发电机发电的电力的电压比电池的开路电压高，使得电池充电，并且能够使电池的SOC接近SOC目标值。

“控制发电的电力的电压从而使电池充电或放电”的表述可以指例如使由发电机发电的电力的电压高于或低于电池的开路电压，使得电池充电或放电。

“SOC阈值”是基于其判定是否抑制发动机的自动停止的值，并且可以预先将其设定为固定值，或设定为根据一些物理量(多个物理量)或参数(多个参数)而变化的可变值。例如，虽然可以采用各种已知方法作为设定SOC阈值的方法，但是可以设定SOC阈值、使得由于发动机的停止功能导致电池的SOC不落到操作SOC范围(即，在能够满足电池的长产品寿命的需要的同时电池能够使用的SOC范围)的下限值之下。

“空调的操作期间”不限于当构成空调的压缩机处于运行中时，而是可以指使空调在打开状态与关闭状态之间切换的开关接通的情况。可以采用各种已知方法作为检测外部气温和外部气温与空调的设定温度之间的温差的方法；因此，在这里将不描述这些方法的细节。

可以基于表示外部温度或温差与发动机能够自动停止的时间之间的关系的关系表达式、映射等计算第一停止时间。可以鉴于空调的性能、由于外部温度或温差而引起的空调吹出空气温度的变化程度、由于外部气温或温差引起的车内温度的改变而使驾驶员等感觉到的不舒适程度等，而经验地或通过仿真构成上述的关系表达式或映射。

更具体地，第一停止时间可以是当外部气温是人感觉舒适的温度(例如，20℃左右)或该温度附近时的最长时间。例如，随着外部气温变得比人感觉舒适的温度或该温度附近高，可以缩短第一停止时间，从而通过冷却而满足提供的舒适的要求。例如，随着外部气温变得比人感觉舒适的温度低，可以缩短第一停止时间，从而满足防止窗户起雾或防止结露的要求。并且，例如，随着外部气温与空调的设定温度之间的温差变大，可以缩短第一停止时间，从而通过冷却防止窗户起雾或防止结露而满足提供舒适的要求。

第一电量可以指假定在第一停止时间期间由当前操作的附件消耗的电量。

第二电量可以指假定在第二停止时间期间由当前操作的附件消耗的电量。

在空调的操作期间，压缩机需要通过发动机的动力而操作。然而，由于能够通过存储在构成空调的蒸发器中的冷气抑制车内温度的升高，所以压缩机能够临时停止(即，能够怠速停止)。

这里，“当第一电量小于第二电量”的陈述可以指压缩机能够停止的时间长度比根据车辆的行驶历史计算的第二停止时间(即，车辆将在未来停止的时间)短。在这种情况下，在车辆的停止期间，重启发动机从而操作压缩机；因此，如果对于怠速停止确保基于第二停止时间的第二电量，则电池将超过需要地充电。

根据本发明的以上方面，能够确保至少压缩机能够停止时(即，第一停止时间)的估计消耗电量(即，第一电量)，并且还能够防止电池超过需要地充电。结果，能够提高燃油经济性。

在根据以上方面的控制系统中，当所述第一电量小于所述第二电量、并且与所述第二停止时间相对应的所述车辆的期望行驶时间短于时间阈值时，所述设定部可以将所述SOC目标值设定为比所述第二SOC值小并且比所述第三SOC值大的第四SOC值。

可以获取“期望行驶时间”作为用于根据行驶历史计算第二停止时间的预定时间段内的除了第二停止时间之外的时间长度。

例如，第四SOC值可以是通过将余量加到第三SOC值而得到的值，鉴于在比较短的时间段内执行几次怠速停止控制的情况下设定该余量。

在车辆的行驶期间(即，在发动机的操作期间)，发电机使用发动机的动力发电，例如，使得电池充电。

如果行驶时间比较长、并且电池的SOC充分地恢复，则能够进行怠速停止控制的时间等于根据外部气温和温差获取的第一停止时间或根据行驶历史获取的第二停止时间。

然而，在车辆停止比较频繁的情况下，如在城市区域中，例如，执行怠速停止控制的时间与下次执行怠速停止控制的时间之间的时间段(即，行驶时间)比较短，并且电池的SOC可以不能充分地恢复。即，在怠速停止控制下的发动机能够停止的最大时间取决于电池的当前SOC。

并且，在车辆的行驶期间，压缩机使用发动机的动力操作，使得冷气存储在空调的蒸发器中。如果行驶时间比较短，则冷气可能不能充分地存储在蒸发器中。在这种情况下，压缩机能够停止的时间(即，发动机能够停止的时间)不取决于根据外部气温或温差获取的第一停止时间，而是取决于蒸发器的当前蓄冷状况。这是因为：如果取决于蒸发器的蓄冷状况的空调吹出空气温度超过允许温度，则可能危害车内乘客的舒适性。

就此而言，电池的充电量极大地取决于车辆的行驶状况(诸如加速、减速、上坡、下坡等)，而蒸发器的蓄冷状况几乎不取决于车辆的行驶状况。即，电池的SOC恢复性能与蒸发器的蓄冷恢复性能不同。

当蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池的SOC恢复性能时，因为电池而可能发生压缩机能够停止、但是发动机必须重启或不能停止的情况。然后，不能降低与压缩机能够停止的时间相对应的燃料消耗量。

同时，对于与蒸发器的蓄冷状况对应的压缩机能够停止的时间(即，发动机能够停止的时间)，存在对应于蒸发器的蓄冷性能的上限(该上限对应于第一停止时间，例如)。因此，如果行驶时间比较长，则即使在蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池的SOC恢复性能的情况下，与电池的当前SOC对应的发动机能够停止的时间也将比与蒸发器的蓄冷状况对应的压缩机能够停止的时间长。

从而，根据本发明的以上方面，当蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池的SOC恢复性能时，设定部将与根据蒸发器的恢复性能压缩机能够停止的时间、以及根据电池的SOC发动机能够停止的时间一致的时间长度、或比以上时间长度长给定时间的时间长度设定为“时间阈值”。通常，“时间阈值”可能根据车辆的行驶状况、电池的充电状态等而顺次地改变。

根据本发明的以上方面，第一停止时间可以是空调的压缩机能够停止的时间长度。

根据本发明的以上方面，所述运行的附件组包括作为运行的附件的空调；所述第二计算部可以被配置为计算作为估计的消耗电量的第三电量，根据通过将所述空调的负载从所述运行的附件组的所述总负载减去而得到的负载与所述第二停止时间的乘积，来确定所述估计的消耗电量；并且所述设定部可以被配置为：当所述第一电量小于所述第三电量时，将所述SOC目标值设定为第五SOC值，该第五SOC值比所述SOC阈值大了与所述第三电量对应的SOC值，并且当所述第一电量等于或大于所述第三电量时，将所述SOC目标值设定为所述第一SOC值。

根据本发明的以上方面，即使当车辆比较频繁地停止时，由于电池的不充分SOC，所以不太可能抑制怠速停止控制。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的标号表示相同的元件，并且其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的车辆的构造的示意图；

图2是功能性地示出根据本发明的第一实施例的ECU的构造的一部分的视图；

图3A是示出根据本发明的第一实施例的近过去停止时间率的计算概念的概念图；

图3B是示出根据本发明的第一实施例的近过去停止时间率的计算概念的概念图；

图4是表示根据本发明的第一实施例的停止时间率与停止时间系数之间的关系的映射的一个实例；

图5是示出根据本发明的第一实施例的电池的SOC控制的概念的视图；

图6是表示外部气温与发动机可停止时间之间的关系的映射的一个实例；

图7是表示外部气温和设定温度之间的差与发动机可停止时间之间的关系的映射的一个实例；

图8A是示出电源必要条件的电量与A/C必要条件的电量之间的比较的一个实例的视图；

图8B是示出电源必要条件的电量与A/C必要条件的电量之间的比较的一个实例的视图；

图8C是示出电源必要条件的电量与A/C必要条件的电量之间的比较的一个实例的视图；

图9是图示出根据本发明的第一实施例的电池的控制例程的流程图；

图10A是示出在车辆行驶期间的恢复性能的概念的概念图；

图10B是示出在车辆行驶期间的恢复性能的概念的概念图；

图11A是示出电源必要条件的电量与A/C必要条件的电量之间的比较的另一个实例的视图；

图11B是示出电源必要条件的电量与A/C必要条件的电量之间的比较的另一个实例的视图；

图11C是示出电源必要条件的电量与A/C必要条件的电量之间的比较的另一个实例的视图；以及

图12是图示出根据本发明的第二实施例的电池的控制例程的流程图。

具体实施方式

将参考附图描述根据本发明的一些实施例的车辆控制系统。

将参考图1至图9描述根据本发明的第一实施例的车辆控制系统。

将参考图1描述根据该实施例的车辆的构造。图1示意性地示出根据第一实施例的车辆的构造。

在图1中，车辆100包括：发动机10、自动变速器15、差速齿轮单元20、驱动轮25、启动器30、交流发电机35、电池40、和ECU(电子控制单元)50。特别地，车辆100具有用于发动机10的怠速停止功能。

发动机10是通过燃烧诸如汽油这样的燃料来产生动力的内燃机。发动机10的动力传递到自动变速器15，并且例如还经由诸如带传动这样的驱动机构34传递到交流发电机35。与由驾驶员操作的加速踏板(未示出)的踏下量对应地通过发动机控制电脑(未示出)改变发动机10的输出。

自动变速器15自动进行速度比的改变(所谓的换挡)。发动机10的动力(旋转速度和转矩)通过自动变速器15而改变，并且该发动机10的动力作为期望的旋转速度和转矩经由差速齿轮单元20传递到左右驱动轮25。从而，在与加速踏板的踏下量对应地改变的同时，发动机10的动力经由自动变速器15传递到驱动轮25。结果，车辆100加速和减速。

交流发电机35使用发动机10的一些动力发电。例如，由交流发电机35产生的电力用于经由逆变器(未示出)对电池40充电。

例如，电池40是用作具有12V(伏特)电压的直流电源的铅蓄电池等，并且将电力供给到设置的除了发动机10的主体之外的周边设备。下面，将设置的除了发动机10的主体之外、并且使用存储在电池40中的电力而操作的周边设备称为“附件”。将附件的集合称为“附件组”。

作为附件类70，车辆100包括头灯72、空调74、音频设备76、导航设备78等。空调74具有：压缩机，其压缩冷冻剂(空调气)；冷却器，其冷却压缩的冷冻剂；收纳器，其临时存储液化的冷冻剂；以及膨胀阀，其将冷冻剂注入到具有蓄冷材料的蓄冷蒸发器内。发动机10的一些动力经由驱动机构34传递到压缩机。

启动器30是利用从电池40供给的电力启动发动机10的单元电机(cell-motor)。正常地，如果驾驶员操作点火开关90以开始操作已经停止的车辆100，则启动器30启动，并且发动机10启动。在怠速停止控制下，启动器30还用于从发动机10停止的状态重启发动机10。

ECU 50构造为计算机，其包括执行计算机程序的CPU(中央处理单元)、存储计算机程序等的ROM(只读存储器)、临时存储数据的RAM(随机存取存储器)、连接到各种传感器、制动器等的输入和输出端口等。在操作中，电力从电池40供给到ECU 50。

例如，连接到ECU 50的传感器包括：速度传感器81，其检测车辆速度的车辆；车轮速度传感器82，其检测驱动轮25的旋转速度；制动踏板传感器84，其检测制动踏板(未示出)的踏下；加速踏板位置传感器86，其检测作为制动踏板位置或行程的制动踏板(未示出)的踏下量；电池电流传感器88，其检测电池40的充电/放电电流(电池电流)；以及交流发电机电流传感器89，其检测交流发电机35的输出电流(交流发电机电流)。例如，连接到ECU 50的制动器包括启动器30和交流发电机35。

基于来自各种传感器和发动机控制电脑(未示出)的各个信号，ECU 50控制启动器30和交流发电机35，从而控制发动机的停止和重启(即，进行怠速停止控制)，并且还控制电池40的充电的状态(SOC)。将SOC定义为通过将电池40中留存的电量除以当完全充满时存储在电池中的电量而得到的值。

在怠速停止控制下，当由车轮速度传感器82检测到的车轮速度减小至低于预定速度(例如，10km/h)时，ECU 50判定满足发动机停止条件，并且将燃料切断命令输出到燃料供给系统。然后，当由加速踏板位置传感器86检测到加速踏板的踏下时，ECU 50判定满足发动机重启条件，并且将发动机重启命令输出到启动器30。

接着，将参考图2描述ECU 50的构造。图2功能性地示出根据第一实施例的ECU的构造的一部分。图2示出用于实施电池40的SOC的控制的ECU 50的一些功能。

在图2中，ECU 50包括驾驶模式计算单元110、停止时间率计算单元120、停止时间导出单元124、附件电流量计算单元130、SOC阈值设定单元140、和交流发电机发电命令电压计算单元150。上述各个单元110-150是当包括在ECU 50中的CPU执行存储在ROM中的计算机程序时实现的功能。

基于从发动机控制电脑发送的诸如加速踏板行程这样的发动机信息和表示燃料注入的停止的燃料切断信息、表示自动变速器15的档位范围的变速器(T/M)信息、由车辆速度传感器81检测的车辆速度以及由车轮速度传感器82检测的车轮速度，驾驶模式计算单元110计算驾驶模式。

这里，“驾驶模式”表示车辆100的行驶状态，并且可以从例如恒定速度行驶模式、加速行驶模式和减速行驶模式之中选择。驾驶模式计算单元110判定车辆100的当前行驶状态对应以上三种类型的行驶模式中的哪一种，并且将如此判定的行驶模式传递到交流发电机发电命令电压计算单元150。

基于作为车辆的行驶历史的元素的由车辆速度传感器81检测的车辆速度和由车轮速度传感器82检测的车轮速度，停止时间率计算单元120计算预定时期段内的停止时间的比率。在该实施例中，停止时间率计算单元120包含具有不同长度的预定时间段的两个单元，即，近过去停止时间率计算单元121和远过去停止时间率计算单元122。

例如，近过去停止时间率计算单元121计算像过去的X分钟这样的比较短时间段内的车辆100的停止时间的比率(当合适时称为“近过去停止时间率”)。远过去停止时间率计算单元122计算像过去的Y分钟(Y>X)这样的比较长时间段内的车辆100的停止时间的比率(当合适时称为“远过去停止时间率”)。在该实施例中，在假设X＝10并且Y＝15的情况下提供了下面的说明。

将参考图3A和图3B提供关于停止时间率的计算方法的附加说明。图3A和图3B是表示根据第一实施例的近过去停止时间率的计算的概念的概念图。

在发动机10响应于驾驶员对点火开关90的操作而启动之后，利用车辆100的车辆速度超过预定速度(例如，15km/h)的时间点作为起点，近过去停止时间率计算单元121启动用于获取停止时间的停止时间获取例程。

更具体地，近过去停止时间率计算单元121具有存储堆栈ST1，如图3A和图3B所示。存储堆栈ST1由十个堆栈单元M(1)-M(10)构成。每当60秒过去时，近过去停止时间率计算单元121获取60秒中的停止时间，并且将获取的结果顺次存储在堆栈单元M(1)-M(10)中。顺次存储停止时间的堆栈单元从M(1)朝着M(10)移动。

通过基于由车轮速度传感器82检测的车轮速度判定车辆是否停止、并且测量在60秒的时间段内的车辆停止的时间长度，获取停止时间。即，在60秒的周期中，近过去停止时间率计算单元121顺次获取60秒的时间段内的停止时间，并且以从堆栈单元M(1)到M(10)的顺序将获取的停止时间顺次存储在堆栈单元M(1)-M(10)中的一个堆栈单元中。

更具体地，如图3A所示，当60秒过去时，近过去停止时间率计算单元121将20秒作为停止时间存储在堆栈单元M(1)中，当120秒过去时，将0秒作为停止时间存储在堆栈单元M(2)中，并且当180秒过去时，将60秒作为停止时间存储在堆栈单元M(3)中。

当停止时间向后存储至最后的堆栈单元M(10)时，即，当总共10分钟(600秒)过去时，如图3B所示，在接下来的周期中得到的停止时间pt将存储在第一堆栈单元M(1)中。此时，保持目前为止存储在堆栈单元M(2)-M(10)中的值。然后，在停止时间pt的下一周期中得到的停止时间(未示出)将存储在第二堆栈单元M(2)中。以这种方式，当停止时间存储在所有的堆栈单元M(1)–M(10)中时，近过去停止时间率计算单元121返回存储堆栈ST1的第一堆栈单元M(1)，并且顺次更新停止时间。

除了以上停止时间获取例程之外，近过去停止时间率计算单元121还执行停止时间率计算例程。在停止时间率计算例程中，近过去停止时间率计算单元121获取存储在存储堆栈ST1的各个堆栈单元M(1)-M(10)中的停止时间的总和值，并且通过将获取的总和值除以填满所有的堆栈单元M(1)-M(10)所需的时间长度(600秒)而得到近过去停止时间率R1。每当堆栈单元M更新时，即，每60秒重新计算近过去停止时间率R1。

以与上述近过去停止时间率计算单元121相同的方式，远过去停止时间率计算单元122也执行停止时间获取例程和停止时间率计算例程，从而计算远过去停止时间率R2。然而，需要注意的是：远过去停止时间率计算单元122每90秒顺次更新存储堆栈ST2的各个堆栈单元N(1)-N(10)(未示出)。即，远过去停止时间率计算单元122将90秒的时间段内的车辆100的停止时间存储在各个堆栈单元N(1)-N(10)中。

远过去停止时间率计算单元122获取存储堆栈ST2的各个堆栈单元N(1)-N(10)中的停止时间的总和值，并且通过将获取的总和值除以填满所有的堆栈单元N(1)-N(10)所需的时间长度(900秒)而获取远过去停止时间率R2。每当堆栈单元M更新时，即，每90秒重新计算远过去停止时间率R2。

当驾驶员将点火开关90操作到断开位置时，连续地执行上述停止时间率的计算，直到发动机10停止。

返回参考图2，基于由停止时间率计算单元120导出的近过去停止时间率R1和远过去停止时间率R2，停止时间导出单元124导出在当车辆下次停止时估计的停止时间(当合适时，称为“估计停止时间”)。

更具体地，通过参考预先准备的映射(参见图4)，停止时间导出单元124获取分别与近过去停止时间率R1和远过去停止时间率R2相对应的近过去停止时间系数Tr1和远过去停止时间系数Tr2。然后，停止时间导出单元124采用近过去停止时间系数Tr1和远过去停止时间系数Tr2中的较大值作为估计停止时间。

基于由交流发电机电流传感器89检测的交流发电机电流和由电池电流传感器88检测的电池40的电池电流，附件电流量计算单元130计算由附件类70消耗的附件电流量。

SOC阈值设定单元140基于估计停止时间和附件电流量来设定与电池40的SOC控制相关的SOC阈值DP和SOC目标值TS(参见图5)。

“SOC阈值DP”是这样的值：基于该SOC阈值DP判定交流发电机35的发电操作状态是否进入用于恢复电池40的SOC的快速充电操作状态。更具体地，当电池40的SOC低于SOC阈值DP时，预设当车辆下次停止时，用于怠速停止的电量不足。从而，在这种情况下，交流发电机35的发电操作状态进入快速充电操作状态，并且进行快速充电电池控制。

在快速充电操作状态中，当电池40的SOC处于应该对电池40快速充电的水平，并且车辆100的驾驶模式处于恒定速度行驶模式或加速行驶模式时，从交流发电机发电命令电压计算单元150产生表示用于快速充电的电压值的发电命令电压，使得控制交流发电机35产生用于快速充电的恒定电压电力。

当SOC目标值TS改变时，SOC阈值DP也根据SOC目标值TS的改变而改变，使得SOC阈值DP与SOC目标值TS之间的差保持在预定值。

基于由SOC阈值设定单元140设定的SOC阈值DP和SOC目标值TS、由驾驶模式计算单元110计算的驾驶模式和由电池电流传感器88检测的电池电流，交流发电机发电命令电压计算单元150计算代表要发电的量的电压值(发电命令值)，作为给予交流发电机35的命令。

更具体地，在车辆100以恒定速度行驶模式行驶时，为了使电池40的SOC接近SOC目标值TS或将SOC保持在SOC目标值TS，在用于控制由交流发电机35发电的电压的反馈控制下，基于例如由电池电流传感器88检测的电池电流的积算值(integrated value)(即，电池40的充电/放电电流积算值)和对应于SOC目标值TS的充电/放电电流积算值的目标值，交流发电机发电命令电压计算单元150计算发电命令电压。即，反馈控制发电命令电压，使得充电/放电电流积算值变得等于充电/放电电流积算值的目标值。结果，使电池40的SOC接近或保持在SOC目标值TS。上述反馈控制仅仅是一个实例，并且本发明不限于该实例。

在图5中，“怠速停止抑制阈值SS”是这样的值：基于该怠速停止抑制阈值SS判定是否停止怠速停止控制、并且发动机是否重启。

接着，将描述电池40的SOC控制。特别地，将描述当空调74操作时进行的SOC控制。“空调74在运行中”的表述是指设置在车辆中的“A/C开关”(未示出)处于接通状态(即，不限于当空调74的压缩机在运行中时的时间)。

如上所述，发动机10的一些动力经由驱动机构34传递到空调74的压缩机。即，需要操作发动机10从而启动压缩机。

然而，由于能够通过存储在蓄冷蒸发器中的冷气抑制车内温度的升高，所以即使当A/C开关接通时，也能够临时停止压缩机(即，能够停止发动机10)。即，即使当A/C开关接通时，也能够进行怠速停止控制。

就此而言，当A/C开关接通时，压缩机能够停止多长时间，即，发动机能够停止多长时间取决于例如外部气温，或外部气温与空调74的设定温度之间的差。更具体地，在人感觉舒适的温度(例如，大约20℃)，发动机10能够停止最大时间(即，压缩机能够停止最大时间)，如图6所示。随着外部气温变得低于人感觉舒适的温度，发动机10能够停止的时间长度缩短。相似地，随着外部气温变得高于人感觉舒适的温度，发动机10能够停止的时间长度缩短。并且，如图7所示，随着外部气温与设定温度之间的差变大，发动机10能够停止的时间长度缩短。

当外部气温低于人感觉舒适的温度时，外部空气通过蓄冷蒸发器冷却，使得外部空气中的水分减少。然后，将已经通过蓄冷蒸发器的外部空气直接或经由加热器芯导入到车辆100的内部。

在图6中，当外部气温等于或高于T4时，发动机10能够停止的时间缩短，或者发动机10不能停止，从而优先通过冷却车辆100的内部而提供舒适。例如，当外部气温处于T2与T3之间时，发动机10能够停止的时间缩短，从而防止窗户由于水分而起雾。例如，当外部气温处于T1与T2之间时，发动机10能够停止的时间进一步缩短，从而防止由于水分而结露。当外部气温等于或低于T1时，发动机10能够停止的时间进一步缩短，从而优先通过加热车辆100的内部而提供舒适。

在图7中，当温差处于ΔT1与ΔT2之间时，发动机10能够停止的时间缩短，从而防止由于水分而使窗户起雾或有味，即，优先除湿。当温差等于或大于ΔT2时，发动机10能够停止的时间进一步缩短、或发动机10不能停止，从而优先使车辆100的内部舒适。

可以根据本发明应用到的车辆的规格(特别地，蓄冷蒸发器的性能)，适当地设定图6中的外部气温T1-T4、图7中的ΔT1和ΔT2和发动机10停止的时间长度。

同时，在怠速停止控制下，经常基于上述估计停止时间来估计在发动机10的停止期间消耗的电量。然而，当A/C开关接通时，发动机10能够停止的时间长度受到限制，如上所述。由于发动机10有时比估计停止时间早启动，所以，例如，如果做出确保基于估计停止时间而估计的电量的尝试从而进行怠速停止控制，则电池40的SOC可能变得过大，并且燃料经济性可能恶化。

在该实施例中，对于怠速停止控制，将由于空调74的操作而引起的条件称为“A/C必要条件”。并且，对于怠速停止控制，将仅集中于电池40的电力的平衡(供给和消耗)的条件称为“电源必要条件”。

A/C必要条件包括(i)根据图6所示的映射和外部气温来判定的发动机可停止时间，或根据图7所示的映射和外部气温与空调74的设定温度之间的温差来判定的发动机可停止时间，以及(ii)基于发动机可停止时间估计的在发动机10的停止期间消耗的电量。这里，可以使用图6所示的映射或图7所示的映射来获取发动机可停止时间。可以采用各种已知方法作为检测外部气温的方法和检测外部气温与空调74的设定温度之间的温差的方法，并且因此，将不详细描述这些方法。

无论空调74是否操作，总是建立电源必要条件，但是仅当空调74操作时(即，当A/C开关接通时)，建立A/C必要条件。

在该实施例中，将与电源必要条件相关的电量和与A/C必要条件相关的电量进行比较，并且根据比较结果判定在电池40的SOC控制中使用的SOC目标值TS(参见图5)。

与A/C必要条件相关的电量表示为根据外部气温或温差而判定的发动机可停止时间与当前附件负载(即，当前运行中的附件类的总负载)的乘积。将与A/C必要条件相关的电量称为“电量Q1”或“A/C必要条件(Q1)”。

将与电源必要条件相关的电量表示为估计停止时间与当前附件负载的乘积。将当A/C开关接通时与电源必要条件相关的电量称为“电量Q2”或“电源必要条件(Q2)”。将当A/C开关断开时与电源必要条件相关的电量称为“电量Q3”或“电源必要条件(Q3)”。

当获取以上电量Q1、Q2和Q3时，例如，可以将由附件电流量计算单元130计算的附件电流量用作“当前附件负载”。

接着，将参考图8A、图8B和图8C详细描述SOC目标值TS的判定方法。在图8A、图8B和图8C中，“0”对应于图5中的“怠速停止抑制阈值SS”。图8A表示“电量Q1<电量Q3<电量Q2”的情况。图8B表示“电量Q3<电量Q1<电量Q2”的情况。图8C表示“电量Q3<电量Q2<电量Q1”的情况。

在图8A所示的情况下，由于根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间比估计停止时间短，所以在怠速停止控制下发动机10能够停止的时间长度是根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间。因此，只要简单地确保电量Q1，则在怠速停止控制下的发动机10的停止期间，就防止了电池40的SOC落到怠速停止抑制阈值SS之下(即，图8A中的“0”)。

然而，例如在车辆的停止期间，如果驾驶员将A/C开关从接通切换到断开，则变得不需要启动压缩机，并且因此，延长了发动机10能够停止的时间。在这种情况下，如果仅确保电量Q1，则在怠速停止控制下的发动机10的停止期间，电池40的SOC可能落到怠速停止抑制阈值SS之下。

从而，在图8A所示的情况下，判定SOC目标值TS为确保电量Q3，作为估计停止时间与当A/C开关断开时的负载(即，通过将空调74的负载从当前附件负载减去而得到的值)的乘积。在这种情况下，SOC目标值TS等于“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q3的SOC值”。利用该布置，在防止电池40的SOC过大的同时，即使当A/C开关断开时，也能够适当地进行怠速停止控制。

在图8B所示的情况下，由于根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间比估计停止时间短，所以在怠速停止控制下发动机10能够停止的时间等于根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间。

在图8B所示的情况下，电量Q1大于电量Q3；因此，即使在车辆的停止期间将A/C开关断开，假设仅确保电量Q1，则在怠速停止控制下的发动机10的停止期间，也防止电池40的SOC落到怠速停止抑制阈值SS之下。因此，在图8B所示的情况下，判定SOC目标值TS为确保电量Q1。在这种情况下，SOC目标值TS等于“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q1的SOC值”。

在图8C所示的情况下，由于估计停止时间比根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间短，所以在怠速停止控制下发动机10能够停止的时间等于估计停止时间。

在图8C所示的情况下，只要确保电量Q2，则在怠速停止控制下的发动机10的停止期间，能够防止电池40的SOC落到怠速停止抑制阈值SS之下。因此，在图8C所示的情况下，判定SOC目标值TS为确保电量Q2。在这种情况下，SOC目标值TS等于“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q2的SOC值”。

接着，将参考图9的流程图描述由ECU 50执行的电池40的控制例程。

在图9中，当A/C开关接通时，ECU 50判定电源必要条件(Q2)是否小于A/C必要条件(Q1)(步骤S101)。如果判定电源必要条件(Q2)小于A/C必要条件(Q1)(步骤S101：是)(即，图8C所示的情况下)，则ECU 50将在怠速停止控制下的发动机10能够停止的时间设定为估计停止时间，并且根据电源必要条件(Q2)判定SOC目标值TS(步骤S102)。

如果在步骤S101中判定电源必要条件(Q2)大于A/C必要条件(Q1)(步骤S101：否)，则ECU 50判定电源必要条件(Q3)是否小于A/C必要条件(Q1)(步骤S103)。

如果判定电源必要条件(Q3)小于A/C必要条件(Q1)(步骤S103：是)(即，在图8B所示的情况下)，则ECU 50将怠速停止控制下的发动机10能够停止的时间设定为根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间，并且根据A/C必要条件(Q1)判定SOC目标值TS(步骤S104)。

如果在步骤S103中判定电源必要条件(Q3)大于A/C必要条件(Q1)(步骤S103：否)(即，在图8A所示的情况下)，则ECU 50将怠速停止控制下的发动机10能够停止的时间设定为根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间，并且根据电源必要条件(Q3)判定SOC目标值TS(步骤S105)。

基于根据上述控制例程判定的SOC目标值TS等，根据电池40的SOC，ECU 50进行诸如已知的快速充电或常规充电这样的电池控制。在常规充电期间，特别地，ECU 50基于SOC目标值TS通过反馈发电控制进行电池控制。

根据第一实施例的“附件类70”是根据本发明的“多个附件”的一个实施例。根据第一实施例的“ECU 50”是根据本发明的“第一计算装置”、“第二计算装置”、“设定装置”和“车辆控制系统”的一个实例。根据第一实施例的“怠速停止抑制阈值SS”、“SOC目标值TS”、“发动机可停止时间”、“估计停止时间”、“电量Q1”和“电量Q2”分别是根据本发明的“SOC阈值”、“SOC目标值”、“第一停止时间”、“第二停止时间”、“第一电量”和“第二电量”的实例。

根据第一实施例的“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q1的SOC值”和“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q2的SOC值”分别是根据本发明的“第一SOC值”和“第二SOC值”的实例。根据第一实施例的“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q1的SOC值”和“怠速停止抑制阈值SS+对应于电量Q3的SOC值”对应于根据本发明的“第三SOC值”的实例。

将参考图10A至图12描述根据本发明的第二实施例的车辆控制系统。除了在怠速停止时要确保的电量的计算方法的一部分不同之外，第二实施例与上述的第一实施例相同。因此，将省略与第一实施例的描述重复的第二实施例的描述，并且利用相同的参考标号表示附图中的相同部件或元件，同时将参考图10A至图12仅描述基本的不同点。

在车辆100行驶时，即，在发动机10操作时，交流发电机35使用发动机10的动力发电，从而对电池40充电，并且压缩机利用发动机10的动力操作，使得冷气存储在空调74的蓄冷蒸发器中。

当车辆100正在城市区域行驶时，例如，车辆100可能比较频繁地停止。即，车辆100的行驶时间变得比较短，并且电池40的SOC可能不能充分地恢复。相似地，蓄冷蒸发器的蓄冷状况可能不充分。

当电池40的SOC不充分恢复时，根据电池40的当前SOC判定怠速停止控制下的发动机10能够停止的最大时间。相似地，当蓄冷蒸发器的蓄冷状况不充分时，不根据外部气温(参见图6)或温差(参见图7)判定压缩机能够停止的时间(即，发动机10能够停止的时间)，而是根据蓄冷蒸发器的当前蓄冷状况判定。

同时，电池40的充电量(即，SOC恢复性能)很大程度上取决于车辆100的行驶状况，而蓄冷蒸发器的蓄冷状况几乎不取决于车辆100的行驶状况。因此，电池40的SOC恢复性能与蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能经常根据车辆100的行驶状况而互相不同。

更具体地，当蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能(参见图10A的“A/C必要条件”)超过电池40的SOC恢复性能(参见图10A中的“电源必要条件”)时，如图10A所示，例如，与蓄冷蒸发器的蓄冷状况对应的压缩机能够停止的时间(即，发动机10能够停止的时间)比与电池40的当前SOC对应的发动机10能够停止的时间长。

然而，对于与蓄冷蒸发器的蓄冷状况对应的压缩机能够停止的时间，存在与蓄冷蒸发器的蓄冷性能对应的上限(参见图10A中的“A/C必要条件下的怠速停止最大时间”)。因此，如果行驶时间比较长，则与电池40的当前SOC对应的发动机10能够停止的时间超过与蓄冷蒸发器的蓄冷状况对应的压缩机能够停止的时间(参见图10A的曲线图的“行驶时间T”及以后)。

“A/C必要条件下的怠速停止最大时间”通常取决于当前外部气温或当前外部气温与设定温度之间的温差(更具体地，根据当前外部气温和图6所示的映射、或当前温差和图7所示的映射判定，例如)。

另一方面，当电池40的SOC恢复性能超过蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能时，如图10B所示，则与电池40的当前SOC对应的发动机10能够停止的时间总是比与蓄冷蒸发器的蓄冷状况对应的压缩机能够停止的时间长。

当蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池40的SOC恢复性能、并且行驶时间短于图10A中的行驶时间T时，可能产生下面的技术问题。

如图11A(“第一次怠速停止之前”的A/C必要条件和电源必要条件)所示，在执行第一次怠速停止控制之前，假设根据A/C必要条件(Q1)(对应于上述图9的步骤S104)判定SOC目标值TS。然后，假设电池40的SOC是这样的值：其比怠速停止抑制阈值SS(参见图5)大对应于电量Q1的SOC值(参见图11A中的“Q1”)(参见图11A中的“电源必要条件a”)。

如图11B所示，在执行第一次怠速停止控制之后、并且在执行第二次怠速停止控制之前，蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池40的SOC恢复性能。因此，压缩机能够停止的时间与当前附件负载的乘积(参见图11B中的“A/C必要条件”)变得比与当前SOC对应的发动机10能够停止的时间与当前附件负载的乘积(参见图11B中的“电源必要条件a”)大。

从而，压缩机能够停止的时间变得比与当前SOC对应的发动机10能够停止的时间长。即，压缩机能够停止的时间缩短了如下时间长度：该时间长度同蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能与电池40的恢复性能之间的差相对应。此外，在图11C中的电源必要条件a的情况下，电池40的SOC变得比怠速停止抑制阈值SS小，并且抑制怠速停止控制。

从而，当压缩机能够停止的时间比与当前SOC对应的发动机10能够停止的时间长时，虽然压缩机能够停止，但是发动机10重启、或者抑制发动机10停止，并且抑制或降低燃料消耗的效果可能降低。

从而，在该实施例中，当蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池40的SOC恢复性能、并且行驶时间短于图10A中的行驶时间T时，将SOC目标值TS设定为这样的值(参见图11A中的“Q4”)：其比怠速停止抑制阈值SS大了与电量Q4对应的SOC值(参见图11A中的“电源必要条件b”)。

利用该布置，与图11A中的电量Q4与电量Q1之间的差相对应的余量(margin)出现。因此，即使当蓄冷蒸发器的蓄冷恢复性能超过电池40的SOC恢复性能时，发动机10也能够停止与蓄冷蒸发器的蓄冷状态对应的压缩机能够停止的时间长度，或者不太可能或不可能抑制怠速停止控制。

例如，当车辆在给定时间段内停止两次以上时，可以通过获取能够利用其适当地进行怠速停止控制的电量，经验地或通过仿真设定电量Q4。车辆100可以安装有学习电量Q4的学习功能，并且可以根据学习结果来设定电量Q4。

接着，将参考图12的流程图描述由ECU 50执行的电池40的控制例程。

当在图9的步骤S103中判定电源必要条件(Q3)小于A/C必要条件(Q1)(步骤S103：是)时，ECU 50判定期望行驶时间是否比预定时间T(对应于图10A中的“T”)长(步骤S201)。

这里，基于刚好在执行该例程之前的停止时间和由停止时间率计算单元120(参见图2)计算的停止时间率(具体地，近过去停止时间率R1和远过去停止时间率R2中的较大值)，来计算“期望行驶时间”。更具体地，期望行驶时间如下表示。

期望行驶时间＝停止时间×(100-停止时间率)/(停止时间率)

如果判定期望行驶时间比预定时间T长(步骤S201：是)，则ECU 50将怠速停止控制下的发动机10能够停止的时间设定为根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间，并且根据A/C必要条件(Q1)判定SOC目标值TS(步骤S202)。

另一方面，如果判定期望行驶时间等于或短于预定时间T(步骤S201：否)，则ECU50将怠速停止控制下的发动机10能够停止的时间设定为根据图6或图7所示的映射判定的发动机可停止时间，并且根据电源必要条件(Q4)判定SOC目标值TS(步骤S203)。

根据第二实施例的“预定时间T”是根据本发明的“时间阈值”的一个实例。根据第二实施例的“比怠速停止抑制阈值SS大与电量Q4对应的SOC值的值”是根据本发明的“第四SOC值”的一个实例。

Claims (5)

1.一种车辆的控制系统，

所述车辆包括：

发动机，

包括空调的多个附件，

电池，该电池将电力供给到所述多个附件中的每个附件，以及

发电机，该发电机产生电力，并且利用至少一些所述电力对所述电池充电，

所述控制系统被配置为：

自动停止所述发动机，

控制所述发电机对所述电池充电或放电，以使所述电池的SOC接近SOC目标值，并且

当所述电池的所述SOC等于或小于SOC阈值时，禁止所述发动机自动停止，

所述控制系统的特征在于包括：

第一计算部，其被配置为：

在所述空调的操作期间，基于外部气温或所述外部气温与所述空调的设定温度之间的温差来计算第一停止时间，作为所述发动机能够自动停止的时间长度，并且

计算作为估计的消耗电量的第一电量，根据所述第一停止时间与所述多个附件中的当前处于运行中的运行的附件组的总负载的乘积来确定所述估计的消耗电量；

第二计算部，其被配置为：

根据所述车辆的行驶历史，计算第二停止时间，作为预测的所述车辆在将来要停止的时间长度，并且

计算作为估计的消耗电量的第二电量，根据所述第二停止时间与所述运行的附件组的所述总负载的乘积来确定所述估计的消耗电量；以及

设定部，该设定部被配置为基于所述第一电量和所述第二电量来设定所述SOC目标值。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述设定部被配置为：当所述第一电量小于所述第二电量时，将所述SOC目标值设定为第三SOC值，所述第三SOC值等于或大于第一SOC值并且小于第二SOC值，所述第一SOC值比所述SOC阈值大与所述第一电量对应的SOC值，所述第二SOC值比所述SOC阈值大与所述第二电量对应的SOC值。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：

所述设定部被配置为：当所述第一电量小于所述第二电量，并且与所述第二停止时间相对应的所述车辆的期望行驶时间短于时间阈值时，将所述SOC目标值设定为第四SOC值，该第四SOC值比所述第二SOC值小并且比所述第三SOC值大。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：

所述第一停止时间是所述空调的压缩机能够停止的时间长度。

5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：

所述运行的附件组包括作为运行的附件的空调；

所述第二计算部被配置为：计算作为估计的消耗电量的第三电量，根据通过将所述空调的负载从所述运行的附件组的所述总负载减去而得到的负载与所述第二停止时间的乘积，来确定所述估计的消耗电量；并且

所述设定部被配置为：

当所述第一电量小于所述第三电量时，将所述SOC目标值设定为第五SOC值，该第五SOC值比所述SOC阈值大与所述第三电量对应的SOC值，并且

当所述第一电量等于或大于所述第三电量时，将所述SOC目标值设定为所述第一SOC值。