JP2008167559A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に接続された電気負荷による消費電力を、簡易な構成で正確に検出することが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１によって駆動され、発電の有無の切換えを制御可能に構成された発電手段１３と、前記エンジン１の空気吸入量を測定する空気吸入量測定手段１２と、前記発電手段１３から供給される電力を蓄電する蓄電手段１７と、を具備する車両の制御装置であって、前記エンジン１の回転数が略一定である条件において、前記発電手段１３が発電している場合の空気吸入量と、前記発電手段１３が発電していない状態における空気吸入量との差に基づいて、前記発電手段１３に電気的に接続された電気負荷３０による消費電力を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンによって駆動され、発電の有無の切換えを制御可能に構成された発電手段と、該発電手段に電気的に接続された蓄電手段とを有する車両の制御装置に関する。

近年、車両の電子制御化の進歩や車載される電子機器の消費電力の増加に伴い、バッテリに対する電気的負荷が大きくなってきている。このため、特にアイドル運転時におけるバッテリの過放電を防止するために、電気負荷の大きさ（消費電力）を正確に検出する必要がある。

例えば、特開２００４−７２８７４号公報には、予め設定された電気負荷の投入状況をＥＣＵにより把握し、電気負荷の大きさを検出する方法が開示されている。また特許第３０４７５４２号公報には、一定条件化で発電機の発電電圧をバッテリの開放端子電圧に近い値に低下させた場合に、バッテリが放電しバッテリ電圧が開放端子電圧にまで低下する時間に基づいて、電気負荷の大きさを検出する方法が開示されている。
特開２００４−７２８７４号公報 特許３０４７５４２号公報

しかしながら、特開２００４−７２８７４号公報に開示の技術では、予め設定されておらず、使用者によって車両に後付される、オーディオ、ナビゲーションシステムやメディアプレイヤー等によって消費される電力については把握することは不可能である。また、特許第３０４７５４２号公報に開示の技術では、バッテリの放電量は、バッテリの劣化状態や充電状態、環境温度等により検出結果が左右されるものであるため、常に正確に負荷の大きさを把握することは不可能である。

また、車両に接続された電気負荷による消費電力を測定する方法として、バッテリに温度センサ及び電流センサを設ける方法が考えられるが、この場合、車両の構成要素が増え、コストが上昇してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車両に接続された電気負荷による消費電力を、簡易な構成で正確に検出することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、エンジンによって駆動され、発電の有無の切換えを制御可能に構成された発電手段と、前記エンジンの空気吸入量を測定する空気吸入量測定手段と、前記発電手段から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、を具備する車両の制御装置であって、前記エンジンの回転数が略一定である条件において、前記発電手段が発電している場合の空気吸入量と、前記発電手段が発電していない状態における空気吸入量との差に基づいて、前記発電手段に電気的に接続された電気負荷による消費電力を算出することを特徴とする。

また、本発明に係る車両の制御装置は、エンジンによって駆動され、発電の有無の切換えを制御可能に構成された発電手段と、前記エンジンの燃料噴射量を測定する燃料噴射量測定手段と、前記発電手段から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、を具備する車両の制御装置であって、前記エンジンの回転数が略一定である条件において、前記発電手段が発電している場合の燃料噴射量と、前記発電手段が発電していない状態における燃料噴射量との差に基づいて、前記発電手段に電気的に接続された電気負荷による消費電力を算出することを特徴とする。

本発明のこのような構成によれば、蓄電手段の劣化状態や充電状態、環境温度等に影響されることなく、使用者により後付された電気負荷による消費電力を、新たな電流センサ等の構成を付加することなく、簡易な構成で正確に検出することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の車両の制御装置の構成を示す説明図である。図２は本実施形態の発電制御のタイミングチャートである。図３は、電気負荷推定処理の動作を示すタイミングチャートである。図４は、電気負荷推定処理のフローチャートである。

図１の符号１は車両用のガソリンを燃料とした内燃機関であるエンジンで、このエンジン１の吸気ポート１ａに吸気マニホルド２の下流端が分岐接続され、この吸気マニホルド２の上流端が集合されて吸気チャンバ３に連通されている。また、この吸気チャンバ３の上流に吸気管４が連通され、この吸気管４の空気取り入れ口にエアクリーナ５が取付けられている。

一方、エンジン１の排気ポート１ｂに排気マニホルド６の上流端が分岐接続され、この排気マニホルド６の下流が集合されて排気管（図示せず）に連通されている。

また、吸気管４の中途にスロットルボディ８が介装されている。このスロットルボディ８に、流量制御弁としてのスロットル弁９が介装され、このスロットル弁９に電動モータなどからなるスロットルモータ１０が連設されている。スロットル弁９は、吸入空気量調節機構としての電子制御スロットル（ＥＴＣ）を構成する部品であり、スロットル弁９の開度はスロットルモータ１０の駆動により設定される。なお、スロットル弁９は、図示しないスロットルペダルの動きに連動してワイヤ等の機械力により駆動されるものであってもよい。

また、吸気マニホルド２の下流端に、噴孔を吸気弁（図示せず）側に指向するインジェクタ１１が臨まされ、吸気管４のエアクリーナ５に、吸入空気量Ｑを検出する吸入空気量センサ１２が臨まされている。

一方、符号１３は低電圧オルタネータなどの発電手段であるオルタネータで、図示しないエンジン１のクランク軸に軸着されたクランクプーリ１４にベルト１５を介して連設されており、エンジン１の回転速度に比例した回転速度で駆動される。

オルタネータ１３の出力端子には、蓄電手段であるバッテリ１７のプラス（＋）極端子、後述する電気負荷１６及び後付電気負荷３０等の電気的負荷に電気的に接続されており、電気的負荷で消費されなかった余剰電流がバッテリ１７に充電される。電気的負荷による電力消費に対してオルタネータ１３による発電量が不足しているときは、バッテリ１７から電力が車両に供給される。

オルタネータ１３の発電電力は、インジェクタ１１、点火コイル、各種センサ等の車両において恒常的に駆動される電気的負荷に供給される。
また、オルタネータ１３の発電電力は、状況に応じて駆動される所定の予め設定された負荷であるヘッドランプ、スモールランプ、リヤデフォッガ、ワイパモータ、ラジエータファン、ブロアファン等の電気負荷１６に供給される。なお、電気負荷１６は一台の車両に複数設けられているものであるが、本実施形態においては、便宜的にこれらの集合として１つの電気負荷１６として述べるものとする。

詳しくは後述するが、電気負荷１６は、図示しない操作スイッチからの指示又は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）２１からの指示により動作するものであり、電気負荷１６の動作状態は、ＥＣＵ２１によって認識可能に構成されている。すなわち、本実施形態においては、ＥＣＵ２１は、電気負荷１６による消費電力を認識可能である。

また、オルタネータ１３の発電電力は、車両に、例えば使用者によって後付される負荷である、後付電気負荷３０にも供給される。後付電気負荷３０は、例えば、テレビ、オーディオ、ナビゲーションシステム、携帯電話機等からなり、その動作状況がＥＣＵ２１からは認識不可能な電気的負荷を指すものである。すなわち、ＥＣＵ２１は、後付電気負荷３０による消費電力を認識不可能である。なお、後付電気負荷３０は一台の車両に複数設けられている場合もあるが、本実施形態においては、便宜的にこれらの集合として１つの後付電気負荷３０として述べるものとする。

ＥＣＵ２１は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ（いずれも図示せず）などを備えたコンピュータ（マイクロコンピュータ）を主体に構成されている。
ＥＣＵ２１の入力側には、吸入空気量センサ１２の他に、クランク軸（図示せず）などの回転からエンジン回転速度を検出する回転速度センサ、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ等からなるセンサが電気的に接続されている。

さらに、このＥＣＵ２１の入力側には、バッテリ１７のプラス（＋）極端子が接続されており、ＥＣＵ２１によってバッテリ１７の端子電圧Ｖｂがモニタされる。また、オルタネータ１３に設けられている整流器（図示せず）を介して出力される内部発電電圧信号に基づいて、ＥＣＵ２１により発電電圧Ｖｓがモニタされる。さらに、このＥＣＵ２１の入力側に各電気負荷１６が電気的に接続されており、この各電気負荷１６に設けられているスイッチの動作状態（ＯＮ／ＯＦＦ）がＥＣＵ２１によってモニタされる。

ＥＣＵ２１の出力側には、電子制御スロットル（ＥＴＣ）を構成するスロットルモータ１０、インジェクタ１１等の各制御アクチュエータが電気的に接続されていると共に、オルタネータ１３の制御端子が電気的に接続されている。

ＥＣＵ２１は、車両に設けられた各種センサ及びスイッチ類の出力信号に基づいて運転状態を検出し、運転状態に基づいて燃料噴射制御を代表とするエンジン制御系全体を制御する。また、ＥＣＵ２１は、以下に説明する発電制御を実施するものである。

また、ＥＣＵ２１は、オルタネータ１３による発電の有無の制御、またオルタネータ１３の発電時における発電電圧Ｖｓの制御を実施する。オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓは、エンジン１の運転状態、バッテリ１７の端子電圧、及び電気負荷１６の動作状態等に基づいてＥＣＵ２１により設定されて公知の技術により制御が行われるものである。オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓは、第１の調整電圧ＶＬ（例えば、１２．８［Ｖ］）から第２の調整電圧ＶＨ（例えば、１４．５［Ｖ］）の間で設定される。

すなわち、本実施形態では、オルタネータ１３は、発電を行わない無発電状態と発電を行う発電状態とのいずれかに設定されるものであり、さらに発電状態時における発電電圧Ｖｓは、第１の調整電圧ＶＬと、第２の調整電圧ＶＨとのいずれかに設定されるものである。本実施形態においては、第１の調整電圧ＶＬは１２．８［Ｖ］であり、第２の調整電圧ＶＨは１４．５［Ｖ］である。また、本実施形態における第１の調整電圧ＶＬ（１２．８［Ｖ］）は、バッテリ１７の開放端子電圧である。なお、これらの電圧値は、車両を構成する電装部品によって値が異なるものであることは言うまでもない。

ＥＣＵ２１は、オルタネータ１３の発電時には、電気負荷１６及び後付電気負荷３０による電力消費の増減に応じて、エンジン１を制御する。例えば、電気負荷１６及び後付電気負荷３０による消費電力が大きくなった場合には、オルタネータ１３によるエンジン１への負荷の増加に応じて、ＥＣＵ２１はスロットルモータ１０へ駆動信号を出力し、スロットル弁９の開度を調整して、エンジン１の回転数が目標回転数に一致するように空気吸入量を増加させる。

上述の構成を有する、車両の制御装置におけるＥＣＵ２１による、発電制御を図２を参照して以下に説明する。上述したＥＣＵ２１は、イグニッションスイッチのＯＮ、ＯＦＦ、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂ、各種センサ・スイッチ類からの入力信号等に基づく車両の運転状態と電気負荷１６の動作状態とを監視してオルタネータ１の発電状態を最適化するものである。

車両の運転状態が、走行運転状態からアイドル運転状態に変化した場合の発電制御を、図２に示す。図２は、横軸を時間として本実施形態の発電制御を示した図であり、期間Ｔｄにおいては車両は走行運転状態であり、期間Ｔｉにおいては、車両はアイドル運転状態である。

まず、車両が走行運転状態である期間Ｔｄにおいては、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓは、第２の調整電圧ＶＨ（１４．５［Ｖ］）に設定され、走行運転状態における消費電力の増加への対応と、バッテリ１７への充電が行われる。

車両が走行運転状態から停止し、アイドル運転状態となる期間Ｔｉにおいては、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが第１の調整電圧ＶＨ（１２．８［Ｖ］）に設定される。オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを第１の調整電圧ＶＨに変更した直後には、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂは、第１の調整電圧ＶＨ（１２．８［Ｖ］）よりも高いため、オルタネータ１３による発電は停止され、バッテリ１７のみから電力が供給される。（期間Ｔｉ１）。この、オルタネータ１３の無発電期間である期間Ｔｉ１においては、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂは、１４．５［Ｖ］付近から下降し始める。この期間Ｔｉ１においては、オルタネータ１３によるエンジン１への負荷が発生しないため、オルタネータ１３の発電時に比してエンジン１への空気吸入量が減少するため、燃料消費及びエミッションの排出量を減少させることができる。

そして、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、開放端子電圧である１２．８［Ｖ］にまで降下しことを検出した時点において、オルタネータ１３による発電が第１の調整電圧ＶＨで開始される（期間Ｔｉ２）。この期間Ｔｉ２においては、オルタネータ１３によるエンジン１への負荷が期間Ｔｉ１に比して増加するため、空気吸入量は増加する。しかしながら、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを第２の調整電圧ＶＨに設定したままアイドル運転状態で発電する場合よりは、エンジン１への負荷が小さく空気吸入量が少なくなるため、アイドル運転状態における燃料消費及びエミッションの排出量を減少させることができる。

そして、アイドル運転状態である期間Ｔｉが、所定の時間ＴＬだけ経過した時点において、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓは、第２の調整電圧ＶＨ（１４．５［Ｖ］）に設定される（期間Ｔｉ３）。すなわち、時間ＴＬは、無発電期間である期間Ｔｉ１と、第１の調整電圧が設定される期間Ｔｉ２との合計時間である。このように、無発電期間である期間Ｔｉ１と、第１の調整電圧が設定される期間Ｔｉ２との合計時間を、所定の時間ＴＬに限定し、その後のアイドル運転状態である期間Ｔｉ３では、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを第２の調整電圧ＶＨに設定するのは、ＥＣＵ２１により認識不可能な後付電気負荷３０の作動による電力消費によってバッテリ１７が過放電状態となってしまうことを防止するためである。

本実施形態においては、無発電期間である期間Ｔｉ１と、第１の調整電圧が設定される期間Ｔｉ２との合計時間である時間ＴＬは、ＥＣＵ２１により実行される以下に説明する電気負荷推定処理の結果に基づいて設定されるものである。図３は、電気負荷推定処理の動作を示すタイミングチャートである。図４は、電気負荷推定処理のフローチャートである。

本実施形態の電気負荷推定処理は、ＥＣＵ２１により認識不可能な後付電気負荷３０による消費電力を推定するために実施されるものであり、本実施形態では、１度のエンジン１の始動から停止までの期間、すなわち１度の車両の運転期間において、所定のタイミングで１回のみ実施されるものである。また、電気負荷推定処理により求められた後付電気負荷３０の消費電力は、エンジン１が停止されるまで記憶される。

まず、ステップＳ０１において、車両がアイドル運転状態であり、かつＥＣＵ２１により認識可能な所定の電気負荷１６の動作が全て停止されているか否かを判定する。アイドル運転の判定は、車速センサで検出した車速、及びアクセル開度センサで検出したアクセルペダルの踏込み量などに基づいてアイドル運転条件を判定する。車両がアイドル状態であり、かつ電気負荷１６が作動していなければステップＳ０２へ移行し、アイドル運転状態ではない、もしくは電気負荷１６が作動状態である場合にはルーチンを抜ける。

次に、ステップＳ０２において、冷却水の水温センサから得られる水温から、エンジン１の暖機が終了しているか否かを判断する。冷却水の水温が所定の値以上であれば、ステップＳ０３へ移行し、冷却水の水温が所定の値以下であれば、ルーチンを抜ける。ここでエンジン１の暖機が終了しているか否かを判定するのは、エンジン１の暖機終了前ではエンジン１のアイドル回転数が変化することに起因して、以下の処理の結果に誤差が生じてしまうことを防止するためである。

次に、ステップＳ０３において、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、第２の調整電圧ＶＨ（１４．５［Ｖ］）に設定し発電を行う。そして、ステップＳ０４において、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが、第２の調整電圧ＶＨ（１４．５［Ｖ］）に設定された状態における、エンジン１の空気吸入量Ａ１を記憶する。

次に、ステップＳ０５において、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、第１の調整電圧ＶＬ（１２．８［Ｖ］）に設定する。この状態においては、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂは、第１の調整電圧ＶＨ（１２．８［Ｖ］）よりも高いため、オルタネータ１３による発電は停止され、バッテリ１７のみから電力が供給され、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂは、１４．５［Ｖ］付近から下降し始める（期間Ｔｉ１）。

そして、ステップＳ０６において、車両がステップＳ０１の時点から継続してアイドル運転状態であり、かつ電気負荷１６の動作が全て停止されている状態であるか否かを判定する。すなわち、オルタネータ１３による負荷を除き、ＥＣＵ２１により認識可能なエンジン１への負荷に変動がないかを判定する。

次に、ステップＳ０７において、ステップＳ０５でオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、第１の調整電圧ＶＬ（１２．８［Ｖ］）に変更した後に、所定の時間である時間Ｔ１だけ待機し、ステップＳ０８へ移行する。ここで、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを変更後に時間Ｔ１だけ待機するのは、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓの変更に応じた空気吸入量の変化が終了するのを待つためである。

次に、ステップＳ０８において、ステップ０５でオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓを、第１の調整電圧ＶＬ（１２．８［Ｖ］）に変更した後に、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、所定の電圧値である電圧Ｖ１以下にまで下降していないかを判定する。電圧Ｖ１は、第１の調整電圧ＶＬ（１２．８［Ｖ］）よりも高く、第２の調整電圧ＶＨ（１４．５［Ｖ］）よりも低く設定される値である。これは、本電気負荷推定処理において、ステップＳ０５から継続してオルタネータ１３は無発電状態である必要があるため、無発電状態が継続しているか否かを判断するために実施されるものである。本実施形態では、電圧Ｖ１は１３．２［Ｖ］である。ここで、電圧Ｖ１の値が、第１の調整電圧ＶＬ（１２．８［Ｖ］）よりも高く設定されるのは、オルタネータ１３の特性のばらつきや、温度等の条件によって、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが１２．８［Ｖ］に降下する前に、オルタネータ１３が発電を開始してしまう状況を除外するためである。

ステップＳ０８において、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、電圧Ｖ１以下にまで下降していなければステップＳ０９へ移行し、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、電圧Ｖ１以下にまで下降していればステップＳ２０へ移行する。

ステップＳ０９において、無発電状態におけるエンジン１の空気吸入量Ａ２を記憶する。次に、ステップＳ１０において、空気吸入量Ａ１から空気吸入量Ａ２を引いた値である差分空気吸入量Ａ３を算出する。

すなわち、ステップＳ１０においては、エンジン１の運転状態がアイドル運転で変化することがなく、かつＥＣＵ２１により認識可能な電気負荷１６が動作していない条件において、オルタネータ１３を発電状態とした場合の空気吸入量Ａ１と、オルタネータ１３の発電を停止した無発電状態における空気吸入量Ａ２との差である差分空気吸入量Ａ３を算出する。

ここで、空気吸入量Ａ２の計測時の車両では、オルタネータ１３による発電が行われておらず、電力の供給はバッテリ１７のみから行われている。すなわち、空気吸入量Ａ２の計測時には、オルタネータ１３を駆動する負荷はエンジン１に掛けられていない状態であり、空気吸入量Ａ２は、後付電気負荷３０の消費電力には左右されない値となる。

一方、空気吸入量Ａ１の計測時の車両では、空気吸入量Ａ２の計測時の車両の状態とエンジン１の回転数、冷却水温及び後付電気負荷３０の消費電力は略同一の状態である。しかしながら、オルタネータ１３による発電が行われており、空気吸入量Ａ１の計測時には、エンジン１にオルタネータ１３を駆動する負荷が掛けられている。オルタネータ１３を駆動する負荷は、後付電気負荷３０の消費電力の大きさに応じて大きくなるものであるため、回転数をアイドル回転数に保とうと制御されるエンジン１の空気吸入量Ａ１は、後付電気負荷３０の消費電力に応じて大きくなる値となる。

すなわち、上記空気吸入量Ａ１と上記空気吸入量Ａ２との差である差分空気吸入量Ａ３は、後付電気負荷３０が作動しておらず後付電気負荷３０による電力消費がない場合には０であり、後付電気負荷３０による消費電力に比例して大きくなるのである。

次に、ステップＳ１１において、差分空気吸入量Ａ３に所定の係数Ｂを掛けることにより、後付電気負荷３０による消費電力を算出し記憶する。ここで所定の係数Ｂは、予め実施された実験によって得られる差分空気吸入量Ａ３と後付電気負荷３０に相当する消費電力が既知の電気負荷の消費電力との相関関係から求められ、ＥＣＵ２１に記憶された値である。

次に、ステップＳ１２において、後付電気負荷３０による消費電力に基づいて時間ＴＬを設定する。時間ＴＬは、後付電気負荷３０による電力消費がない場合に最大とされ、後付電気負荷３０による消費電力が大きくなるほど短くなるように設定される。そして、後付電気負荷３０による消費電力が、所定の限界値以上である場合には、時間ＴＬは０とされる。設定された時間ＴＬは、エンジン１が停止されるまでＥＣＵ２１に記憶される。

一方、ステップＳ０８において、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、時間Ｔ１以内に電圧Ｖ１以下にまで下降していた場合、次にステップＳ２０において、時間ＴＬを０に設定する。設定された時間ＴＬは、エンジン１が停止されるまでＥＣＵ２１に記憶される。
以上で、本実施形態の電気負荷推定処理が終了する。

上述した車両の制御装置においては、エンジン１の運転状態がアイドル運転で変化することがなく、かつＥＣＵ２１により認識可能な電気負荷１６が動作していない条件において、オルタネータ１３を発電状態とした場合の空気吸入量Ａ１と、オルタネータ１３の発電を停止した無発電状態における空気吸入量Ａ２との差である差分空気吸入量Ａ３から、後付電気負荷３０の消費電力を算出している。

ここで、上述のように、差分空気吸入量Ａ３は後付電気負荷３０による消費電力のみに比例するものであり、バッテリ１７の劣化状態や充電状態、環境温度等に影響されて変化するものではない。したがって、本実施形態によれば、ＥＣＵ２１により検出が不可能な後付電気負荷３０による消費電力を、新たな電流センサ等の構成を付加することなく、簡易な構成で正確に検出することが可能となるのである。

また、本実施形態においては、アイドル運転状態においてオルタネータ１３による発電が停止される無発電期間である期間Ｔｉ１と、第１の調整電圧ＶＬが設定され発電が行われる期間Ｔｉ２との合計時間である時間ＴＬは、電気負荷推定処理により得られた後付電気負荷３０の消費電力に基づいて設定されるものであり、この時間ＴＬは、後付電気負荷３０による電力消費がない場合に最大とされ、後付電気負荷３０による消費電力が大きくなるほど短くなるように設定される。また、後付電気負荷３０による消費電力が所定の限界値以上である場合には、時間ＴＬは０に設定される。

すなわち、本実施形態においては、車両のアイドル運転状態において、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが、第２の調整電圧ＶＨに設定される時間が、後付電気負荷３０の消費電力が大きいほど長くなるように制御され、後付電気負荷３０の消費電力が所定の限界値以上である場合には、常にオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが、第２の調整電圧ＶＨに設定されるのである。

このように、本実施形態では、後付電気負荷３０による消費電力が小さい場合には、アイドリング時におけるオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが第１の調整電圧ＶＬに設定される時間を長く設定することで、燃費の向上及びエミッションの排出量を減少させることができる。また一方で、後付電気負荷３０による消費電力が増加した場合には、アイドリング時におけるオルタネータ１３の発電電圧Ｖｓが第２の調整電圧ＶＨに設定される時間を長く設定することにより、使用者が取付けた電気負荷が増加した場合においても、バッテリ１７が過放電状態となってしまうこと防止することができる。

また、図４のステップＳ０８及びステップＳ２０において説明したように、本実施形態では、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、オルタネータ１３の発電停止後、時間Ｔ１以内に電圧Ｖ１以下にまで下降していた場合、時間ＴＬは０に設定され、オルタネータ１３の発電電圧Ｖｓは、常に第２の調整電圧ＶＨに設定される。これは、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂの降下が早すぎる場合には、バッテリ１７が劣化している、もしくは充電不足であることが想定されるため、これらを補うために行われる処理である。したがって、本実施形態によれば、バッテリ１７が過放電状態となってしまうこと防止することができる。なお、バッテリ１７の端子電圧Ｖｂが、オルタネータ１３の発電停止後、時間Ｔ１以内に電圧Ｖ１以下にまで下降してしまう場合、バッテリ１７が劣化している、もしくは充電不足である旨を使用者に警告する処理が実行されてもよい。

なお、上述した本実施形態における電気負荷推定処理は、ＥＣＵ２１により認識可能な所定の電気負荷１６の動作が全て停止されている状態において行われるものとして説明した（ステップＳ０１）。これは、ＥＣＵ２１により認識可能な所定の電気負荷１６の動作が全て停止されている状態において電気負荷推定処理を行うことで、空気吸入量Ａ１に対する電気負荷１６の電力消費の影響を無視することができ電気負荷推定処理を簡略化することができるからである。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限られるものではなく、ＥＣＵ２１により認識可能な所定の電気負荷１６が動作中であっても、上述の電気負荷推定処理を実行することが可能である。

なぜならば、上述した空気吸入量Ａ１の取得時に電気負荷１６の電力消費による負荷がエンジン１に掛けられたとしていても、電機負荷１６の電力消費による空気吸入量の増量分は出荷前に予め実施された実験等によって算出可能であるから、オルタネータ１３を発電状態とした場合の空気吸入量Ａ１から電機負荷１６の電力消費による空気吸入量の増量分を差し引いた上で差分空気吸入量A３を求めれば、差分空気吸入量A３は、やはり後付電気負荷３０による消費電力のみに比例して増減するからである。つまり、最終的に後付電気負荷３０による消費電力のみに関連する差分空気吸入量を算出することができれば、電気負荷推定処理は、ＥＣＵ２１により認識可能な所定の電気負荷１６の動作が全て停止されているか否かにかかわらず実行することが可能である。

また、上述した本実施形態においては、アイドル運転状態におけるエンジン１に掛けられている負荷を認識する指標として、空気吸入量が用いられているが、例えば別の指標として、エンジン１の回転数を略一定に保つ制御において用いられる空気吸入量のフィードバック値が用いられる場合であっても、上述の実施形態と同様の効果が得られるものである。

また、上述した本実施形態においては、エンジンとしてガソリンエンジンを搭載した車両を用いて説明しているものであるが、本発明はディーゼルエンジンを搭載した車両にも適用可能である。ディーゼルエンジンを搭載した車両においては、エンジンの回転数の制御は燃料噴射量によって行われるものである。

したがって、本発明をディーゼルエンジンを搭載した車両の制御装置に適用する場合には、燃料噴射量もしくはアイドル回転数制御時のフィードバック値を、アイドル運転状態におけるエンジンに掛けられている負荷を認識する指標として用いることが可能である。

すなわち、エンジンの運転状態がアイドル運転で変化することがなく、かつＥＣＵにより認識可能な電気負荷が動作していない条件において、オルタネータを発電状態とした場合の燃料噴射量と、オルタネータの発電を停止した無発電状態における燃料噴射量との差である差分燃料噴射量を求めることにより、後付電気負荷の消費電力を算出することが可能となるのであり、この場合の効果は上述した実施形態と同様である。

また、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

車両の制御装置の構成を示す説明図である。 発電制御のタイミングチャートである。 電気負荷推定処理の動作を示すタイミングチャートである。 電気負荷推定処理のフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン、 ２ 吸気マニホルド、 ３ 吸気チャンバ、 ４ 吸気管、 ５ エアクリーナ、 ６ 排気マニホルド、 ８ スロットルボディ、 ９ スロットル弁、 １０ スロットルモータ、 １１ インジェクタ、 １２ 吸入空気量センサ、 １３ オルタネータ、 １４ クランクプーリ、 １５ ベルト、 １６ 電気負荷、 １７ バッテリ、 ２１ ＥＣＵ、 ３０ 後付電気負荷

Claims (5)

1. エンジンによって駆動され、発電の有無の切換えを制御可能に構成された発電手段と、
   前記エンジンの空気吸入量を測定する空気吸入量測定手段と、
   前記発電手段から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、を具備する車両の制御装置であって、
   前記エンジンの回転数が略一定である条件において、前記発電手段が発電している場合の空気吸入量と、前記発電手段が発電していない状態における空気吸入量との差に基づいて、前記発電手段に電気的に接続された電気負荷による消費電力を算出することを特徴とする車両の制御装置。
2. エンジンによって駆動され、発電の有無の切換えを制御可能に構成された発電手段と、
   前記エンジンの燃料噴射量を測定する燃料噴射量測定手段と、
   前記発電手段から供給される電力を蓄電する蓄電手段と、を具備する車両の制御装置であって、
   前記エンジンの回転数が略一定である条件において、前記発電手段が発電している場合の燃料噴射量と、前記発電手段が発電していない状態における燃料噴射量との差に基づいて、前記発電手段に電気的に接続された電気負荷による消費電力を算出することを特徴とする車両の制御装置。
3. 前記発電手段は、発電電圧を前記蓄電手段の開放端子電圧である第１の調整電圧と、該第１の調整電圧よりも高い電圧である第２の調整電圧とのいずれか一方に設定可能に構成され、
   前記エンジンのアイドル運転中において、前記発電電圧を前記第１の調整電圧に設定する時間を、前記電気負荷による消費電力の算出結果に基づいて設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記発電手段による発電を停止した後に、所定の時間以内で前記蓄電手段の端子電圧が所定の値にまで降下した場合には、前記発電電圧を常に前記第２の調整電圧に設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記電気負荷による消費電力の算出は、前記エンジンの暖機が終了し、かつ所定の予め設定された負荷が投入されていない状態において行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

Images