JP2011230679A - アイドルストップ車の電力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンをアイドルストップ状態としたときに、パワーキャパシタにおける電気エネルギの低下を防止するアイドルストップ車の電力制御装置を提案する。
【解決手段】アイドルストップ制御手段がエンジンをアイドルストップさせるときに、パワーキャパシタと車載バッテリとの間に接続された電力制御手段により、パワーキャパシタと車載バッテリとの間における電気エネルギの移送を停止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、アイドルストップ車の電力制御装置に関するものである。

特許文献１には、アイドルストップ車の電力制御装置は開示されておらず、一般の車両に使用されるリターダ装置が開示されている。このリターダ装置では、エンジン出力軸にモータ／ゼネレータを接続し、このモータ／ゼネレータに、電力を充放電するパワーキャパシタと、電気負荷に電力を供給する車載バッテリを接続し、パワーキャパシタと車載バッテリ間にＤＣ／ＤＣコンバータを接続している。モータ／ゼネレータは、エンジンの制動時にゼネレータとして使用され、エンジンの機械エネルギを電気エネルギに変換し、その電気エネルギによりパワーキャパシタを充電する。また、モータ／ゼネレータはエンジンの始動時にはモータとして運転され、パワーキャパシタに充電された電気エネルギを利用して、エンジンのクランクシャフトを直接駆動する。モータ／ゼネレータは、エンジンの始動時には、エンジンを直接駆動するため高トルクを発生する必要があり、特許文献１におけるパワーキャパシタには、それに対応して２００［Ｖ］以上の高電圧のキャパシタが使用される。

特許文献１のリターダ装置では、エンジンの停止時にＤＣ／ＤＣコンバータを駆動させ、パワーキャパシタから車載バッテリへ電力を移送する。パワーキャパシタは、蓄電状態では自己放電する特性があるため、自己放電による電力エネルギロスを防止するために、エンジンの停止時には、パワーキャパシタに蓄積された電気エネルギをＤＣ／ＤＣコンバータにより、車載バッテリに移送する。エンジンの停止時には、ＤＣ／ＤＣコンバータにより車載バッテリからパワーキャパシタへ電力を戻し、エンジンの始動時には、パワーキャパシタからモータ／ゼネレータに給電する。

特開平８−１９６００６号公報

前述のように従来のリターダ装置では、パワーキャパシタを長時間放置した際に生じる自己放電を抑制するため、エンジンの停止時にパワーキャパシタの電力をＤＣ／ＤＣコンバータを通して車載バッテリに移送し、また、エンジンの始動時には、車載バッテリに移動した電力をパワーキャパシタへ戻すように構成しているため、ＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率を考慮すると、エンジンの停止の前後で電気エネルギが低下するという課題がある。例えばＤＣ／ＤＣコンバータの変換効率を９０［％］とすると、エンジンの始動後におけるトータルの電気エネルギは、エンジンの停止前における電気エネルギに対して、その８１［％］に低下する問題がある。

また仮に、従来のリターダ装置において、エンジンの始動時に、車載バッテリに移送した電力をパワーキャパシタに戻さないように変更しても、エンジンの停止時にパワーキャパシタから電気エネルギを車載バッテリに移送するためにパワーキャパシタの電圧が低下する問題がある。

この発明は、車両の運転状態に応じてエンジンをアイドルストップ状態に制御するアイドルストップ車の電力制御装置において、前記従来技術における課題を改善するものであり、その目的は、アイドルストップ状態の前後における電気エネルギロスを抑制するとともに、アイドルストップ状態におけるパワーキャパシタの電圧の低下を防止して、アイドルストップ状態後のエンジンの再始動性能の低下を抑制することのできるアイドルストップ車の電力制御装置を提案することである。

この発明によるアイドルストップ車の電力制御装置は、車両の運転状態に応じてエンジンをアイドルストップ状態に制御するアイドルストップ車の電力制御装置であって、少なくとも前記アイドルストップ状態の後のエンジンの再始動時にエンジンを駆動し、また、エンジンの自力運転時にエンジンにより駆動され電気エネルギを発生するモータ／ゼネレータと、前記モータ／ゼネレータが発生する電気エネルギにより充電され、前記エンジンの再始動時に前記モータ／ゼネレータへ電気エネルギを供給するパワーキャパシタと、電気負荷に給電する車載バッテリと前記パワーキャパシタとの間に接続され、前記パワーキャパシタに蓄積された電気エネルギにより前記車載バッテリを充電するように制御する電力制御手段と、エンジンを前記アイドルストップ状態に制御するアイドルストップ制御手段とを備え、前記アイドルストップ状態において、前記電力制御手段により、前記パワーキャパシタと前記車載バッテリとの間における電気エネルギの移送を停止することを特徴とする。

この発明によるアイドルストップ車の電力制御装置では、アイドルストップ状態において、電力制御手段により、パワーキャパシタと車載バッテリとの間における電気エネルギの移送を停止するので、パワーキャパシタから車載バッテリへ移送する電気エネルギを抑制し、これによりパワーキャパシタに蓄積された電気エネルギを保持することができるので、モータ／ゼネレータへの電力供給を安定して行うことができ、アイドルストップ状態の後でも、エンジンの再始動性能の低下を防止することができる。

図１は、この発明に係るアイドルストップ車の電力制御装置の実施の形態１の全体的構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１において車両の一時停止に伴うアイドルストップの制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。 図３は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における電力制御動作を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における第１の電力制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。 図５は、無負荷状態でのパワーキャパシタ電圧特性である。 図６は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における第２の電力制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。 図７は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における第３の電力制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。 図８は、実施の形態１における故障報知時の制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。 図９は、この発明に係るアイドルストップ車の電力制御装置の実施の形態２によるアイドルストップ状態の前後における電力制御動作を示すフローチャートである。

以下この発明によるアイドルストップ車の電力制御装置のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、この発明の各実施の形態の説明において、車両とはアイドルストップ車を意味する。

実施の形態１．
図１は、この発明に係るアイドルストップ車の電力制御装置の実施の形態１の全体的構成を示すブロック図である。

（１）実施の形態１の全体的な構成の説明
まず、図１を参照して、実施の形態１の全体的な構成について説明する。
実施の形態１に係るアイドルストップ車の電力制御装置は、エンジン１００と、スタータ１０１と、故障報知手段１０２と、電力システム１１０と、エンジン制御装置１２０とを備えている。アイドルストップ車は、車両の運転状態に応じて自動的にアイドルストップ状態に制御される。具体的には、車両の一時停車の時に、アイドルストップ状態に自動的に制御される。この車両の一時停止は、例えば車両の走行時の一時停止を意味するものであり、例えば車両の信号待ちのための一時停止であるが、これに限るものではなく、道路の渋滞などのための一時停止をも含むものとする。

電力システム１１０は、モータ／ゼネレータ１１１と、電力変換装置１１２と、パワーキャパシタ１１３と、キャパシタセンサ１１４と、電力制御手段１１５と、車載バッテリ１１６と、バッテリセンサ１１７と、電気負荷１１８を含んでいる。エンジン制御装置１２０は、エンジン１００の各種の制御を行うもので、エンジン１００の起動制御、点火制御、燃料供給制御などを行う。このエンジン制御装置１２０は、例えばマイクロコンピュータを利用して構成される。エンジン制御装置１２０は、この発明に関連して、アイドルストップ制御手段１３０と、電力制御指令手段１３３と、故障判定手段１３４を含んでいる。アイドルストップ制御手段１３０は、アイドルストップ判定手段１３１と、電力状態判定手段１３２を含んでいる。

エンジン制御装置１２０は、この発明に関連して、エンジン１００に対するアイドルストップ制御、および電力システム１１０に対する電力制御を行う。エンジン制御装置１２０は、スタータ１０１に対するスタータ信号ＳＴＳと、エンジン１００に対するアイドルストップ信号ＩＤＳと、モータ／ゼネレータ１１１に対するＭＧ信号ＭＧＳと、電力制御手段１１５に対する電力制御指令ＰＣＩと、故障報知手段１０２に対する故障報知信号ＭＩＬＳを出力する。アイドルストップ信号ＩＤＳとＭＧ信号ＭＧＳは、アイドルストップ制御手段１３０から出力され、電力制御指令ＰＣＩは、電力制御指令手段１３３から出力される。故障報知信号ＭＩＬＳは、故障判定手段１３４から出力される。

スタータ１０１は、エンジン制御装置１２０からスタータ信号ＳＴＳを受け、エンジン１００の初期始動を行う。このスタータ信号ＳＴＳによるエンジン１００の始動を初期始動という。この初期始動は、例えば車両を出発点からスタートするときに実行される。スタータ１０１は、車載バッテリ１１６から給電を受け、運転者によるエンジン始動操作、例えばキースイッチによる始動操作に基づいて、エンジン１００を初期始動する。スタータ１０１は、常時はエンジン１００と切離されているが、キースイッチによる始動操作が行なわれ、エンジン制御装置１２０がスタータ信号ＳＴＳを発生したときには、エンジン１００に結合し、エンジン１００を初期始動する。

エンジン１００は、アイドルストップ制御手段１３０からアイドルストップ信号ＩＤＳを受ける。このアイドルストップ信号ＩＤＳは、ＯＮレベルとＯＦＦレベルとの間で変化する。アイドルストップ信号ＩＤＳがＯＮレベルとなるときに、エンジン１００は、アイドルストップ状態に制御され、アイドルストップ信号ＩＤＳがＯＦＦレベルとなるときに、アイドルストップ状態が解消される。エンジン１００は、車両が一時停止したときに、アイドルストップ状態に制御され、このアイドルストップ状態が解消されると、エンジン１００は、モータ／ゼネレータ１１１により再始動される。この再始動は、アイドルストップ状態の解消後におけるエンジン１００の始動を意味する。

モータ／ゼネレータ１１１は、交流回転機により構成される。このモータ／ゼネレータ１１１は、エンジン１００に直結され、常時エンジン１００に連結される。モータ／ゼネレータ１１１は、アイドルストップ制御手段１３０からＭＧ信号ＭＧＳを受け、このＭＧ信号ＭＧＳにより制御される。このＭＧ信号ＭＧＳは、力行レベルと発電レベルとスタンバイレベルの３つのレベルの間で変化する。ＭＧ信号ＭＧＳが力行レベルとなるときには、モータ／ゼネレータ１１１は、モータとして運転され、エンジン１００に駆動力を与える。ＭＧ信号ＭＧＳが発電レベルとなるときには、エンジン１００は自力運転され、モータ／ゼネレータ１１１は、エンジン１００によって駆動され、ゼネレータとして運転され、電気エネルギを発生する。前記エンジン１００の自力運転とは、エンジン１００がモータ／ゼネレータ１１１から駆動力を受けずに、エンジン１００が単独で回転する状態を意味する。モータ／ゼネレータ１１１が交流回転機であるので、モータ／ゼネレータ１１１が発生する電気エネルギは、交流電力である。ＭＧ信号ＭＧＳがスタンバイレベルとなるときには、モータ／ゼネレータ１１１はスタンバイ状態とされ、モータとしても、またゼネレータとしても機能せず、エンジン１００が停止すれば停止している。

電力変換装置１１２は、モータ／ゼネレータ１１１とパワーキャパシタ１１３との間に接続され、これらの間で双方向に電力変換を行う。この電力変換装置１１２は、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転されるときには、モータ／ゼネレータ１１１からの交流電力を直流電力に変換し、この直流電力によりパワーキャパシタ１１３を充電する。モータ／ゼネレータ１１１がモータとして運転されるときには、電力変換装置１１２は、パワーキャパシタ１１３に蓄積された直流電力を交流電力に変換してモータ／ゼネレータ１１１に給電する。モータ／ゼネレータ１１１がスタンバイ状態にあるときには、電力変換装置１１２も電力変換動作を停止する。

パワーキャパシタ１１３には、例えば定格電圧が２４［Ｖ］のパワーキャパシタが使用される。モータ／ゼネレータ１１１は、このパワーキャパシタ１１３とともに動作し、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転されるときには、パワーキャパシタ１１３を、その定格電圧２４［Ｖ］を超える電圧値まで充電する能力を持つ。また、モータ／ゼネレータ１１１は、それがモータとして運転されるときには、パワーキャパシタ１１３から給電を受け、エンジン１００を再始動する能力を持つ。パワーキャパシタ１１３には、キャパシタセンサ１１４が接続される。このキャパシタセンサ１１４は、パワーキャパシタ１１３の端子電圧を検出し、パワーキャパシタ１１３の端子電圧を表わすキャパシタ電圧ＣＡＶを出力する。

車載バッテリ１１６には、例えば１２［Ｖ］系のバッテリが使用される。この車載バッテリ１１６は、スタータ１０１に給電するとともに、車載の電気負荷１１８に給電する。この電気負荷１１８には、各種ランプ、空気調和機、パワーウインドウなどの各種駆動モータなどが含まれる。車載バッテリ１１６には、バッテリセンサ１１７が接続される。このバッテリセンサ１１７は、車載バッテリ１１６のバッテリ充電電気量を検出し、このバッテリ充電電気量ＳＯＣを出力する。このバッテリ充電電気量ＳＯＣは、一般にはステイトオブチャージ（State Of Charge）と呼ばれ、車載バッテリ１１６の充電率をパーセントで表わした値である。

電力制御手段１１５は、パワーキャパシタ１１３と車載バッテリ１１６との間に接続される。この電力制御手段１１５は、基本機能と補助機能を有する。前記基本機能は、電力変換装置１１２およびパワーキャパシタ１１３から、車載バッテリ１１６への電気エネルギの移送をオンオフ制御する機能である。前記補助機能は、電力制御手段１１５が電力変換装置１１２およびパワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６へ電気エネルギを移送するときに、電力変換装置１１２から出力される直流電力およびパワーキャパシタ１１３の電圧を降圧し、車載バッテリ１１６を充電する機能である。実施の形態１では、パワーキャパシタ１１３の定格電圧が２４［Ｖ］であるのに対し、車載バッテリ１１６は１２［Ｖ］であり、それらの電圧値が相違しているので、前記補助機能が付加されている。電力制御手段１１５は、具体的には、その動作時に、電力変換装置１１２から出力される直流電圧およびパワーキャパシタ１１３の電圧を降圧して、１３．５［Ｖ］の略一定の直流電圧を出力し、車載バッテリ１１６を充電する。

電力制御手段１１５は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータを用いて構成され、エンジン制御装置１２０の電力制御指令手段１３３から電力制御指令ＰＣＩを受ける。この電力制御指令ＰＣＩは、駆動レベルと停止レベルの間で変化する。電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、電力制御指令ＰＣＩが駆動レベルとなるときに駆動され、電力変換装置１１２から出力される直流電圧およびパワーキャパシタ１１３の直流電圧を降圧して車載バッテリ１１６を充電する。また、電力制御指令ＰＣＩが停止レベルとなるときには、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は動作を停止し、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６への電気エネルギの移送を停止する。なお、実施の形態１における電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、単方向の電力制御手段として構成され、具体的には、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６へ向かう単方向における電気エネルギの移送を制御するように構成されるが、これに限るものではない。電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を双方向の電力制御手段として、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６へ向かう方向に加え、車載バッテリ１１６からパワーキャパシタ１１３への方向においても、電力制御を行うことも可能である。電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を双方向の電力制御手段とする場合には、車載バッテリ１１６からパワーキャパシタ１１３に向かう方向では、車載バッテリ１１６の電圧、例えば１２［Ｖ］程度の電圧を２４［Ｖ］程度の直流電圧まで昇圧して、パワーキャパシタ１１３に供給するように構成される。

アイドルストップ判定手段１３１には、車両の速度を表わす車速信号ＶＨＳと、エンジン１００の回転速度を表わすエンジン回転数信号ＥＲＳと、車両に対するブレーキ状態を表わすブレーキ信号ＢＲＳと、アイドルストップ解除指令ＩＤＳＣとが入力される。車速信号ＶＨＳとエンジン回転数信号ＥＲＳとブレーキ信号ＢＲＳは、エンジン制御装置１２０の外部から供給される。アイドルストップ解除指令ＩＤＳＣは、電力状態判定手段１３２から供給される。アイドルストップ判定手段１３１は、車速信号ＶＨＳと、エンジン回転数信号ＥＲＳと、ブレーキ信号ＢＲＳとに基づいて、アイドルストップフラグＩＤＳＦを出力する。アイドルストップ制御手段１３０は、アイドルストップフラグＩＤＳＦに基づいてアイドルストップ信号ＩＤＳを出力する。アイドルストップ信号ＩＤＳは、アイドルストップフラグＩＤＳＦを単に増幅したものであり、それらの変化は同じとなる。アイドルストップフラグＩＤＳＦは、電力状態判定手段１３２に供給される。

電力状態判定手段１３２には、アイドルストップフラグＩＤＳＦと、キャパシタ電圧ＣＡＶと、バッテリ充電電気量ＳＯＣとが供給される。アイドルストップフラグＩＤＳＦはアイドルストップ判定手段１３１から、キャパシタ電圧ＣＡＶはキャパシタセンサ１１４から、バッテリ充電電気量ＳＯＣはバッテリセンサ１１７から、それぞれ供給される。電力状態判定手段１３２は、アイドルストップフラグＩＤＳＦと、キャパシタ電圧ＣＡＶと、バッテリ充電電気量ＳＯＣとに基づいて、電力制御指令フラグＰＣＩＦとアイドルストップ解除指令ＩＤＳＣを出力する。電力制御指令フラグＰＣＩＦは、電力制御指令手段１３３に供給され、アイドルストップ解除指令ＩＤＳＣはアイドルストップ判定手段１３１に供給される。電力制御指令手段１３３は、電力制御指令フラグＰＣＩＦに基づいて、電力制御指令ＰＣＩを出力する。電力制御指令ＰＣＩは、電力制御指令フラグＰＣＩＦを単に増幅したものであり、それらの変化は同じとなる。

故障報知手段１０２は、エンジン制御装置１２０の故障判定手段１３４に接続され、各種の故障を運転者に報知する。故障判定手段１３４は、エンジン制御装置１２０に関連して各種故障を判定する。故障判定手段１３４は、この発明に関連して、エンジン１００が再始動しない場合に故障報知信号ＭＩＬＳを発生し、これを故障報知手段１０２に供給する。故障報知手段１０２は、各種の故障表示ランプを含む。故障報知手段１０２は、故障報知信号ＭＩＬＳを受け、表示ランプを点灯して、エンジン１００の再始動が行なわれない故障を運転者に報知する。
なお、エンジン制御装置１２０には、車両のアクセルペダルの踏み込み状態に対応するアクセル信号ＡＣＳも供給される。

（２）実施の形態１のアイドルストップの制御動作の説明
図２は、実施の形態１において車両の一時停止に伴うアイドルストップの制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。実施の形態１における車両の一時停止に伴うアイドルストップの制御動作について、図２を用いて説明する。図２（ａ）はアイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦを、図２（ｂ）はアクセル信号ＡＣＳを、図２（ｃ）はブレーキ信号ＢＲＳを、図２（ｄ）はＭＧ信号ＭＧＳを、図２（ｅ）はエンジン回転数信号ＥＲＳを、図２（ｆ）は車速信号ＶＨＳをそれぞれ示す。

アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦは、図２（ａ）に示す通り、ＯＮレベルとＯＦＦレベルとの間で変化し、アイドルストップ制御手段１３０からエンジン１００にアイドルストップを指令する場合には、ＯＮレベルとなり、アイドルストップを解消する場合はＯＦＦレベルとなる。アクセル信号ＡＣＳは、図２（ｂ）に示す通り、ＯＮレベルとＯＦＦレベルとの間で変化し、車両のアクセルペダルが踏み込まれた状態ではＯＮレベルとなり、それが踏み込まれていない状態ではＯＦＦレベルとなる。ブレーキ信号ＢＲＳは、図２（ｃ）に示す通り、ＯＮレベルとＯＦＦレベルとの間で変化し、車両のブレーキペダルが踏み込まれた状態ではＯＮレベルとなり、それが踏み込まれていない状態では、ＯＦＦレベルとなる。

ＭＧ信号は、図２（ｄ）に示す通り、力行、発電およびスタンバイの３つのレベルの間で変化する。ＭＧ信号ＭＧＳが力行レベルになると、モータ／ゼネレータ１１１がモータとして運転され、エンジン１００に駆動力を与え、エンジン１００を再始動する。ＭＧ信号ＭＧＳが発電レベルになると、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転され、エンジン１００から駆動される。ＭＧ信号ＭＧＳがスタンバイレベルになると、モータ／ゼネレータ１１１がスタンバイ状態とされる。エンジン回転数信号ＥＲＳは、図２（ｅ）に単位［ｒｐｍ］で示され、アイドリング回転数α１［ｒｐｍ］と、エンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］とともに示される。車速信号ＶＨＳは、図２（ｆ）に単位［ｋｍ／ｈ］で示される。

図２の横軸は、（ａ）〜（ｆ）に共通な時間軸ｔである。この横軸に沿って、時刻ｔ１〜ｔ８がプロットされる。時刻ｔ１以前には、車両の通常走行が示される。この通常走行では、エンジン１００により車両が駆動される。時刻ｔ１とｔ２の間の期間では、エンジン１００が燃料カット状態で運転され、時刻ｔ２とｔ３との間の期間では、エンジン１００がアイドリング運転され、時刻ｔ３とｔ５との間の期間では、エンジン１００がアイドリングストップ状態とされ、時刻ｔ５とｔ６の間では、エンジン１００が再始動され、時刻ｔ６とｔ７の間では、エンジン１００が再びアイドリング運転され、時刻ｔ７とｔ８の間の期間では、再び通常走行となる。

時刻ｔ１において、アクセルペダルを戻すことにより、アクセル信号ＡＣＳがＯＮレベルからＯＦＦレベルになり、また、ブレーキペダルが踏み込まれたことにより、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＦＦレベルからＯＮレベルになり、時刻ｔ１とｔ２の間の期間では、アクセル信号ＡＣＳがＯＦＦレベルに、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＮレベルになるため、エンジン回転数信号ＥＲＳおよび車速信号ＶＨＳが低下する。この減速により、時刻ｔ１とｔ２の間の期間では、エンジン１００は燃料カット状態で運転され、エンジン回転数信号ＥＲＳはアイドル回転数α１［ｒｐｍ］まで低下する。時刻ｔ２とｔ３の間の期間では、エンジン１００に対する燃料カットを解除し、エンジン１００は、アイドル回転数α１［ｒｐｍ］を保持して運転され、アイドリング状態になる。なお、時刻ｔ２とｔ３の間の期間では、エンジン回転数ＥＲＳはアイドル回転数α１［ｒｐｍ］を保持しているので、ＭＧ信号ＭＧＳは発電レベルとなり、モータ／ゼネレータ１１１は発電状態を維持し、電力変換装置１１２を通じてパワーキャパシタ１１３を充電する。

時刻ｔ３では、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＮレベルを維持し、エンジン回転数信号ＥＲＳがアイドル回転数α１を維持しているのに加え、車速信号ＶＨＳが所定時間０［ｋｍ／ｈ］を維持するので、アイドルストップ制御手段１３０が、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦをＯＮレベルとし、エンジン１００がアイドルストップ状態とされる。時刻ｔ３からｔ５の間の期間では、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＮレベルを維持し、かつ車速信号ＶＨＳが０［ｋｍ／ｈ］を継続するので、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦはＯＮレベルに維持され、エンジン１００はアイドルストップ状態を継続する。なおアイドルストップ状態では、ＭＧ信号ＭＧＳはスタンバイレベルとなり、モータ／ゼネレータ１１１はスタンバイ状態とされ、エンジン回転数信号ＥＲＳは０［ｒｐｍ］となる。

時刻ｔ５では、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＦＦレベルになることにより、アイドルストップ制御手段１３０がアイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦをＯＦＦレベルにし、エンジン１００のアイドルストップ状態が解消される。また、時刻ｔ５では、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＦＦレベルとなることにより、アイドルストップ制御手段１３０が、ＭＧ信号ＭＧＳを力行レベルとして、モータ／ゼネレータ１１１を力行状態に制御する。このモータ／ゼネレータ１１１が力行状態となることにより、モータ／ゼネレータ１１１はパワーキャパシタ１１３から電力変換装置１１２を介して給電を受けて、モータとして運転され、エンジン１００を再始動する。時刻ｔ５からｔ６の間の期間では、モータ／ゼネレータ１１１が力行状態を継続するので、エンジン１００は、エンジン回転数信号ＥＲＳがエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］に達するまでクランキングされる。

時刻ｔ６からｔ７の間の期間では、エンジン回転数信号ＲＥＳがアイドル回転数α１［ｒｐｍ］に収束し、エンジン１００はアイドリング状態になる。時刻ｔ７からｔ８の間の期間では、運転者がアクセルペダルを踏むことにより、アクセル信号ＡＣＳがＯＮレベルになり、車両が通常走行し始める。なお、アクセルペダルの踏み込み量に応じてエンジン回転数信号ＥＲＳが上昇し、車速信号ＶＨＳも上昇する。

（３）実施の形態１の電気エネルギを制御するフローチャートの説明
図３は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における電力制御動作を示すフローチャートである。実施の形態１のアイドルストップ状態における電力制御動作について図３を用いて説明する。なお、図３の示すフローチャートは、マイクロ秒単位の極く短い周期で繰返し実行される。
アイドルストップ制御手段１３０には、車速信号ＶＨＳと、エンジン回転数信号ＥＲＳと、ブレーキ信号ＢＲＳと、キャパシタ電圧ＣＡＶと、バッテリ充電電気量ＳＯＣが入力され、図３のステップＳ３０１〜Ｓ３１０が実行される。

まず、ステップＳ３０１では、アイドルストップ判定手段１３１が、車速信号ＶＨＳと、ブレーキ信号ＢＲＳと、エンジン回転数信号ＥＲＳとに基づいて、車両の運転状態を判断し、アイドルストップの指令の可否を判定する。アイドルストップ判定手段１３１では、次の３つの条件（ａ）（ｂ）（ｃ）のいずれかが成立すれば、アイドルストップ条件に不一致と判定する。
（ａ）車速信号ＶＨＳが、車両の停止判定速度、すなわち０［ｋｍ／ｈ］を超えている場合。
（ｂ）エンジン回転数信号ＥＲＳがアイドル回転数α１［ｒｐｍ］を超えている場合。
（ｃ）ブレーキ信号ＢＲＳがＯＦＦレベルである場合。
ステップＳ３０１の判定結果がＹｅｓである場合、すなわちアイドルストップ判定手段１３１が、アイドルストップ条件に不一致であると判定した場合には、ＥＮＤに進み、アイドルストップ時の電力制御ルーチンを終了する。

ステップＳ３０１の判定結果がＮｏである場合、すなわちアイドルストップ判定手段１３１が、前記条件（ａ）（ｂ）（ｃ）のすべてが成立しないと判定した場合、言い換えれば、車速信号ＶＨＳが０［ｋｍ／ｈ］であり、エンジン回転数信号ＥＲＳがアイドル回転数α１［ｒｐｍ］以下であり、しかもブレーキ信号ＢＲＳがＯＮレベルである場合には、車両が停止していると判断し、ステップＳ３０２に移行する。ステップＳ３０２では、アイドルストップを実行する。このステップＳ３０２では、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦがＯＮレベルとされ、エンジン１００がアイドルストップ状態とされる。

ステップＳ３０２の次のステップＳ３０３では、アイドルストップ判定手段１３１がステップＳ３０２においてアイドルストップフラグＩＤＳＦをＯＮレベルとしたことにより、電力状態判定手段１３２が電力制御指令フラグＰＣＩＦを停止レベルとする。この電力制御指令フラグＰＣＩＦが停止レベルとなることにより、電力制御指令手段１３３が、電力制御指令ＰＣＩを停止レベルとする。この電力制御指令ＰＣＩが停止レベルとなることにより、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、動作を停止し、その結果、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６への電気エネルギの移送が停止される。

次のステップＳ３０４では、電力状態判定手段１３２が、バッテリ充電電気量ＳＯＣが所定値β［％］以上であるかどうかを判定する。バッテリ充電電気量ＳＯＣが所定値β以上であり、ステップＳ３０４の判定結果がＹｅｓになれば、ＥＮＤに進み、アイドルストップ時の電力制御ルーチンを終了する。また、ステップＳ３０４の判定結果がＮｏになれば、ステップＳ３０５に移行する。

電力変換手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、アイドルストップ制御手段１３０がエンジン１００をアイドルストップさせるときに、ステップＳ３０３により動作が停止されるが、ステップＳ３０３は、ステップＳ３０４に続くので、さらに、ステップＳ３０４において、バッテリ充電電気量ＳＯＣが所定値β［％］以上であるときに動作が停止される結果となる。

なお、バッテリ充電電気量ＳＯＣに対する所定値β［％］には、ヒステリシス特性があり、上側の所定値β１［％］または下側の所定値β２［％］のいずれかとされる。上側の所定値β１［％］は、車両の一時停止を想定した短時間のアイドルストップ状態において、車載バッテリ１１６が電気負荷１１８への電力供給を可能とする値とする。下側の所定値β２［％］は、バッテリ充電電気量ＳＯＣが、このβ２［％］以下に低下すると、車載バッテリ１１６に、バッテリ上がりが発生する恐れがある値とする。所定値β［％］の設定については、車載バッテリ１１６から電気負荷１１８へ電力供給を供給する時には、所定値β［％］としてβ２［％］を設定し、また、バッテリ充電電気量ＳＯＣがβ２［％］以下になり、車載バッテリ１１６を充電する必要があるときには、所定値β［％］としてβ１［％］を設定する。

ステップＳ３０５では、電力状態判定手段１３２が、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］以上かどうかを判定する。この所定値γ［Ｖ］は、モータ／ゼネレータ１１１が、エンジン１００の再始動性能を確保するために必要とする電圧値γ０［Ｖ］に３〜４［Ｖ］の余裕電圧をプラスした余裕電圧値とする。エンジン１００の再始動性能を確保するために必要な電圧値γ０［Ｖ］は、例えば実施の形態１では、１２〜１４［Ｖ］であり、所定値γ［Ｖ］は、これに３〜４[Ｖ]の余裕電圧値をプラスした電圧値に設定される。ステップＳ３０５の判定結果がＹｅｓになれば、ステップＳ３０６に進み、またステップＳ３０５の判定結果がＮｏになれば、ステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０６は、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］以上であるときに実行される。このステップＳ３０６では、電力状態判定手段１３２が、電力制御指令フラグＰＣＩＦを駆動レベルとする。電力制御指令フラグＰＣＩＦが駆動レベルになることにより、電力制御指令手段１３３が電力制御指令ＰＣＩを駆動レベルにする。電力制御指令ＰＣＩが駆動レベルになることにより、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段１１５が駆動され、パワーキャパシタ１１３から電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ制御手段１１５を通じて車載バッテリ１１６の充電が行なわれる。

ステップＳ３０７は、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］未満であるときに実行される。このステップＳ３０７では、電力状態判定手段１３２がアイドルストップ解除指令ＩＤＳＣを出力する。このアイドルストップ解除指令ＩＤＳＣが出力されたことにより、アイドルストップ制御手段１３０は、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦをＯＦＦレベルとし、またＭＧ信号ＭＧＳを力行レベルとする。その結果、エンジン１００のアイドルストップ状態は解消され、またモータ／ゼネレータ１１１は、モータとして運転され、エンジン１００を再始動する。

ステップＳ３０７の次のステップＳ３０８では、アイドルストップ制御手段１３０が、エンジン１００の再始動が完了したかどうかを判定する。この判定には、エンジン回転数信号ＥＲＳが使用され、エンジン回転数信号ＥＲＳが、エンジン１００のエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］以上に達したかどうかが判定される。ステップＳ３０８の判定結果がＹｅｓになれば、エンジン１００の再始動が完了したとして、ステップＳ３０９に進み、またステップＳ３０８の判定結果がＮｏになれば、エンジン１００の再始動が完了していないとして、ステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３０９では、エンジン制御装置１２０は、モータ／ゼネレータ１１１の目標発電電圧を通常発電時の目標電圧より高くし、例えば目標発電電圧を２８．０［Ｖ］程度として、モータ／ゼネレータ１１１は、この高くされた目標発電電圧で発電を実行する。
ステップＳ３１０では、アイドルストップ状態を解消したが、エンジン１００が再始動していないとして、故障判定手段１３４が故障報知信号ＭＩＬＳをＯＮレベルとし、この故障報知信号ＭＩＬＳにより故障報知手段１０２を点灯し、運転者に故障を報知する。

（４）実施の形態１による第１の電力制御動作の説明
図４は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における第１の電力制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。この第１の電力制御動作では、車両の一時停止の後で、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＦＦレベルとされることに伴い、アイドルストップ状態が解消され、エンジン１００がモータ／ゼネレータ１１１により再始動される。
図４（ａ）はアイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦを、図４（ｂ）はアクセル信号ＡＣＳを、図４（ｃ）はブレーキ信号ＢＲＳを、図４（ｄ）はＭＧ信号ＭＧＳを、図４（ｅ）はエンジン回転数信号ＥＲＳを、図４（ｆ）は車速信号ＶＨＳを、図４（ｇ）はキャパシタ電圧ＣＡＶを、図４（ｈ）は電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦをそれぞれ示す。

図４は、図２の時刻ｔ２とｔ７の間の期間における車両の各要素の挙動を、キャパシタ電圧ＣＡＶ、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦの挙動を含めて、より詳細に示すものである。図４の横軸は、（ａ）〜（ｈ）に共通な時間軸ｔであり、図２の時刻ｔ２とｔ７の間の期間を図２よりも拡大して示している。また、時刻ｔ６とｔ７の間のアイドリング期間には、新たに時刻ｔ６１がプロットされる。

図４（ａ）〜（ｆ）に示すアイドルストップ信号ＩＤＳ、アイドルストップフラグＩＤＳＦ、アクセル信号ＡＣＳ、ブレーキ信号ＢＲＳ、ＭＧ信号ＭＧＳ、エンジン回転数信号ＥＲＳ、および車速信号ＶＨＳの変化は、それぞれ図２と同様であるが、時刻ｔ２とｔ７の間の期間で拡大して示されている。図４（ｇ）のキャパシタ電圧ＣＡＶと、図４（ｈ）の電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦは、新たに追加して示される。なお、実施の形態１における車両の各種要素の挙動は、図４において、すべて実線で示される。図４（ｄ）に点線で示すＭＧ信号ＭＧＳと、（ｅ）に点線で示すエンジン回転数信号ＥＲＳと、図４（ｇ）に点線で示すキャパシタ電圧ＣＡＶと、図４（ｈ）に点線で示す電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦのそれぞれの挙動は、実施の形態１と比較される比較例における挙動である。

図４（ｇ）に示すキャパシタ電圧ＣＡＶは、時刻ｔ５までは、所定値γ［Ｖ］以上の一定値であり、時刻ｔ５において、モータ／ゼネレータ１１１がモータとして運転され、エンジン１００の再始動が開始されるのに伴い、低下している。このキャパシタ電圧ＣＡＶは、エンジン１００の再始動において、パワーキャパシタ１１３からモータとして運転されるモータ／ゼネレータ１１１に給電が行なわれる結果低下する。しかし、時刻ｔ６においてエンジン１００の再始動が完了すると、ＭＧ信号ＭＧＳが発電レベルになるので、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転される。その結果発生された電気エネルギが電力変換装置１１２を介してパワーキャパシタ１１３を充電するので、キャパシタ電圧ＣＡＶは時刻ｔ６から上昇する。

図４（ｈ）に示す電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦは、時刻ｔ３までは、駆動レベルを維持し、この期間では、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が駆動状態を維持し、電力変換装置１１２およびパワーキャパシタ１１３から、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を通じて、車載バッテリ１１６に充電が行なわれる。時刻ｔ３におけるアイドルストップ状態の開始に伴い、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦは、停止レベルとされ、時刻ｔ３とｔ５の間の期間では、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が停止状態とされ、パワーキャパシタ１１３と車載バッテリ１１６の間における電気エネルギの移送がオフされる。

時刻ｔ５において、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＦＦになると、ステップＳ３０１の判定結果がＹｅｓとなり、アイドルストップ制御手段１３０では、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦが駆動レベルになり、同時にＭＧ信号ＭＧＳが力行レベルとされる。その結果、モータ／ゼネレータ１１１がモータとして運転され、エンジン１００の再始動が開始される。時刻ｔ５でエンジン１００の再始動が開始された以降は、時刻ｔ７まで、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦは駆動レベルとされ、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は動作状態となる。時刻ｔ５からｔ６の間に期間では、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６への電気エネルギの移送が行なわれ、時刻ｔ６からｔ７の間の期間では、ゼネレータとして運転されるモータ／ゼネレータ１１１から電力変換装置１１２を通じてパワーキャパシタ１１３が充電されるとともに、車載バッテリ１１６が充電される。

時刻ｔ３からｔ５の間のアイドルストップ期間では、図３のステップＳ３０１の判定結果がＮｏとなり、ステップＳ３０２において、アイドルストップ制御手段１３０が、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦをＯＮレベルとして、アイドルストップが実行され、エンジン回転数信号ＥＲＳが０［ｒｐｍ］になる。実施の形態１では、この期間において、アイドルストップ制御手段１３０が、ステップＳ３０３において、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦを停止レベルとし、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が電気エネルギの移送を停止するので、キャパシタ電圧ＣＡＶは一定値を維持する。この時刻ｔ３とｔ５との間のアイドルストップ期間では、車載バッテリ１１６が電気負荷１１８に給電を行う。

これに対して、図４（ｈ）に点線で示すように、時刻ｔ３とｔ５の間の期間において、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦが駆動レベルに保持される比較例では、時刻ｔ３とｔ５の間のアイドルストップ期間において、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作するので、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６へ電気エネルギの移送が行なわれる。このため、この比較例では、時刻ｔ３とｔ５の間のアイドルストップ期間において、図４（ｇ）に点線で示すように、キャパシタ電圧ＣＡＶが低下する。この時刻ｔ３とｔ５の間のアイドルストップ期間でキャパシタ電圧ＣＡＶが低下することにより、時刻ｔ５で、モータ／ゼネレータ１１１がエンジン１００の再始動を開始しても、始動トルクが低くなり、このため、図４（ｅ）に点線で示すように、エンジン回転数信号ＥＲＳの上昇速度が低下し、また、このエンジン回転数信号ＥＲＳがエンジン始動完了回転数α２に到達する時刻がｔ６１まで遅れる。この比較例では、図４（ｄ）に点線で示すように、エンジン１００の再始動は時点ｔ６１まで続き、キャパシタ電圧ＣＡＶも時点ｔ６１まで低下する結果となる。

このように、実施の形態１による第１の電力制御動作では、アイドルストップ期間に、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を停止するため、キャパシタ電圧ＣＡＶを維持することができるので、エンジン１００の再始動において、モータ／ゼネレータ１１１へ安定して電力を供給することができる。

図５は、実施の形態１において、時刻ｔ３とｔ５の間のアイドルストップ期間におけるキャパシタ電圧ＣＡＶの挙動を実験により、確認した結果を示している。図５では、時刻ｔ３とｔ５のアイドルストップ期間を、車両の信号待ちの時間に対応して、１分としている。実施の形態１では、アイドルストップ期間では、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作を停止し、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６への電気エネルギの移送が停止されており、加えて、図５に示すように、パワーキャパシタ１１３に自己放電による電圧低下も起こらず、キャパシタ電圧ＣＡＶは、一定値を維持することが確認された。

（５）実施の形態１による第２の電力制御動作の説明
さて、図６は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における第２の電力制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。この第２の電力制御動作では、車両の一時停止が継続している期間中において、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］以上である場合に、バッテリ充電電気量ＳＯＣが低下したときに、アイドルストップ状態を解消することなく、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を駆動し、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６を充電する。

実施の形態１における第２の電力制御動作について、図６を参照して説明する。図６では、図４と比較して、図４（ｂ）のアクセル信号ＡＣＳの挙動が削除され、代わって、図６（ｆ）にバッテリ充電電気量ＳＯＣの挙動が追加される。
図６（ａ）は、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦを、図６（ｂ）はブレーキ信号ＢＲＳを、図６（ｃ）はＭＧ信号ＭＧＳを、図６（ｄ）はエンジン回転数信号ＥＲＳを、図６（ｅ）は車速信号ＶＨＳを、図６（ｆ）はバッテリ充電電気量ＳＯＣを、図６（ｇ）はキャパシタ電圧ＣＡＶを、また図６（ｈ）は電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦをそれぞれ示す。図６の横軸は、（ａ）〜（ｈ）に共通な時間軸ｔである。図６の横軸には、時刻ｔ２、ｔ３とともに、時刻ｔ３１、ｔ３２がプロットされる。時刻ｔ２、ｔ３は、図４と同じである。時刻ｔ３１、ｔ３２は、図４の時刻ｔ３、ｔ５の間のアイドルストップ期間の中にプロットされた時刻である。

図６（ｄ）のエンジン回転数信号ＥＲＳは、アイドル回転数α１［ｒｐｍ］とともに示される。図６（ｆ）のバッテリ充電電気量ＳＯＣは、上側の所定値β１［％］と下側の所定値β２［％］とともに示される。バッテリ充電電気量ＳＯＣが上側の所定値β１［％］と下側の所定値β２［％］との間であれば、車両の一時停止に伴うアイドルストップ状態において、車載バッテリ１１６が電気負荷１１８へ給電が可能であり、また、バッテリ充電電気量ＳＯＣが下側の所定値β２［％］以下になれば、車載バッテリ１１６にバッテリ上がりが発生する恐れがある。図６（ｇ）のキャパシタ電圧ＣＡＶは、所定値γ［Ｖ］とともに示される。キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］以上であれば、モータ／ゼネレータ１１１をモータとして運転して、エンジン１００を再始動することが可能である。

ブレーキ信号ＢＲＳは、図６に示す全期間においてＯＮレベルとなっており、とくに、時刻ｔ３以降では、時刻ｔ３１以後も、車速信号ＶＨＳが０［ｋｍ／ｈ］となり、車両の一時停止が継続している期間であることを示している。キャパシタ電圧ＣＡＶは、所定値γ［Ｖ］よりも高い電圧値となっており、図６に示す全期間において、所定値γ［Ｖ］以上の電圧値をとなっている。

図６において、時刻ｔ３までに期間では、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転され、電力変換装置１１２を通じてパワーキャパシタ１１３が充電され、また、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５も動作するので、この電力変換装置１１２を通じて車載バッテリ１１６も充電される。

時刻ｔ３以降では、車速信号ＶＨＳは０［ｋｍ／ｈ］となり、車両が一時停止の状態を継続する。時刻ｔ３以降でも、ブレーキ信号ＢＲＳがＯＮレベルを維持する。この時刻ｔ３以降には、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦはＯＮレベルとなり、エンジン１００はアイドルストップ状態を継続する。時刻ｔ３以降のアイドルストップ期間は、図４と同様に時刻ｔ５になるまで継続する。このアイドルストップ状態では、ＭＧ信号ＭＧＳはスタンバイレベルとされ、モータ／ゼネレータ１１１は、スタンバイ状態を維持する。時刻ｔ３とｔ３１の間の期間には、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦは停止レベルとなるので、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は動作を停止して、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６への電気エネルギの移送も停止されている。しかし、この時刻ｔ３とｔ３１との間の期間では、車載バッテリ１１６から電気負荷１１８への給電は実行されるので、バッテリ充電電気量ＳＯＣは次第に低下する。この状態では、図３のステップＳ３０４におけるバッテリ充電電気量ＳＯＣは下側の所定値β２［％］に設定される。

バッテリ充電電気量ＳＯＣが下側の所定値β２［％］未満の値まで低下した時刻ｔ３１では、図３のステップＳ３０４の判定結果がＮｏとなり、図３のステップＳ３０５が、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］以上であることを判定した後、ステップＳ３０６において、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦが駆動レベルとなり、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が駆動される。このため、パワーキャパシタ１１３から電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を通じて車載バッテリ１１６が充電され、バッテリ充電電気量ＳＯＣは時刻ｔ３１以降に次第に上昇する。この状態では、図３のステップＳ３０４におけるバッテリ充電電気量ＳＯＣの所定値β［％］は、上側の所定値β１［％］に設定される。

バッテリ充電電気量ＳＯＣが上側の所定値β１［％］以上まで上昇した時刻ｔ３２では、図３のステップＳ３０４の判定結果がＹｅｓとなり、ステップＳ３０３において、電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦが停止レベルとなり、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作を停止する。この電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作を停止することにより、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６への充電は停止される。

このように、図６に示す第２の電力制御動作では、車両の一時停止が継続している期間中において、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］よりも高い場合に、アイドルストップ状態を解消することなく、バッテリ充電電気量ＳＯＣが低下したときに、アイドルストップ状態を解消せずに、モータ／ゼネレータ１１１をスタンバイ状態に維持した状態で、パワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６へ電気エネルギを移送するため、燃費が向上し、また、車載バッテリ１１６のバッテリ上がりの防止を図ることができ、電気負荷１１８に安定して電気エネルギを供給することができる。

（６）実施の形態１による第３の電力制御動作の説明
次に、図７は、実施の形態１によるアイドルストップ状態の前後における第３の電力制御動作に関連した車両の各種要素の挙動を示すタイミングチャートである。この第３の電力制御動作では、車両の一時停止が継続している期間中において、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］未満まで低下している場合に、バッテリ充電電気量ＳＯＣの低下に伴って、アイドルストップ状態を解消し、モータ／ゼネレータ１１１によりエンジン１００を再始動した後に、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５を駆動し、モータ／ゼネレータ１１１およびパワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６を充電する。

この第３の電力制御動作について、図７を参照して説明する。この第３の電力制御動作は、車両の一時停止が継続している期間中において、アイドルストップ状態が解消され、このアイドルストップ状態が解消された後に、エンジン１００の再始動の制御と、それに伴う電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５の制御動作が行なわれる点で、図６に示す第２の電力制御動作と異なる。

図７（ａ）は、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦを、図７（ｂ）はブレーキ信号ＢＲＳを、図７（ｃ）はＭＧ信号ＭＧＳを、図７（ｄ）はエンジン回転数信号ＥＲＳを、図７（ｅ）は車速信号ＶＨＳを、図７（ｆ）はバッテリ充電電気量ＳＯＣを、図７（ｇ）はキャパシタ電圧ＣＡＶを、図７（ｈ）は電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦを、また、図７（ｉ）は目標発電電圧指令値ＶＧＴをそれぞれ示す。図７（ａ）〜（ｈ）は、図６（ａ）〜（ｈ）と同じ要素の挙動を示すが、図７（ｉ）には、目標発電電圧指令値ＶＧＴが追加されている。図７の横軸は、（ａ）〜（ｉ）に共通な時間軸ｔであり、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ５、ｔ６、ｔ６２がプロットされている。時刻ｔ２、ｔ３、ｔ５、ｔ６は、図４と同じである。時刻ｔ６２は、図４の時刻ｔ６とｔ７の間にプロットされる。

図７（ｄ）のエンジン回転数信号ＥＲＳは、アイドル回転数α１［ｒｐｍ］およびエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］とともに示される。図７（ｆ）のバッテリ充電電気量ＳＯＣは、上側の所定値β１［％］と下側の所定値β２［％］とともに示される。バッテリ充電電気量ＳＯＣが下側の所定値β２［％］以上であれば、車両の一時停止に伴うアイドルストップ状態において、車載バッテリ１１６が電気負荷１１８へ給電が可能であり、また、下側の所定値β２［％］未満の値になれば、車載バッテリ１１６にバッテリ上がりが発生する恐れがある。図７（ｇ）のキャパシタ電圧ＣＡＶは、所定値γ［Ｖ］およびモータ／ゼネレータ１１１の始動性能を確保するのに必要な電圧値γ０［Ｖ］ととともに示される。このキャパシタ電圧ＣＡＶが電圧値γ０［Ｖ］未満の値になれば、モータ／ゼネレータ１１１をモータとして運転して、エンジン１００を再始動できない恐れがある。図７（ｉ）の目標発電電圧指令値ＶＧＴは、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転される場合の目標発電電圧を指令する指令値である。この目標発電電圧指令値ＶＧＴは、所定値δ１［Ｖ］、δ２［Ｖ］とともに示される。所定値δ２［Ｖ］は、エンジン１００がアイドル回転数α１［ｒｐｍ］で回転するアイドルリング状態における目標発電電圧ＶＧＴの指令値であり、一般には２４．０［Ｖ］程度に設定され、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転されるとき、その発電電圧がこの所定値δ２［Ｖ］以上であれば、車載バッテリ１１６を充電し、電気負荷１１８への給電が可能とされる。所定値δ１［Ｖ］は、所定値δ２［Ｖ］よりも高い目標発電電圧指令値であり、例えば２８．０［Ｖ］とされる。

ブレーキ信号ＢＲＳは、図７に示す全期間においてＯＮレベルとなっており、とくに、時刻ｔ３以降では、時刻ｔ５以後も、車速信号ＶＨＳが０［ｋｍ／ｈ］となり、車両の一時停止が継続している期間であることを示している。キャパシタ電圧ＣＡＶは、時刻ｔ５までの期間では、所定値γ［Ｖ］未満であり、具体的には所定値γ［Ｖ］と電圧値γ０［Ｖ］との中間の値となっている。

時刻ｔ３までは、目標発電電圧指令値ＶＧＴは、所定値δ２［Ｖ］とされ、モータ／ゼネレータ１１１がゼネレータとして運転され、電力変換装置１１２を通じてパワーキャパシタ１１３が充電され、また、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５も動作するので、この電力変換装置１１２を通じて車載バッテリ１１６も充電される。

時刻ｔ３からｔ５の間のアイドリングストップ期間では、アイドルストップ条件が成立することで、図３のステップＳ３０１の判定結果がＮｏとなり、ステップＳ３０２によりアイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦがＯＮレベルとなり、エンジン回転数信号ＥＲＳが０［ｒｐｍ］になり、アイドルストップ状態が維持される。このアイドルストップ期間では、電気負荷１１８が電力を消費するので、バッテリ充電電気量ＳＯＣは、次第に低下する。アイドルストップ期間では、ステップＳ３０４におけるバッテリ充電電気量ＳＯＣの所定値β［％］は、下側の所定値β２［％］に設定され、アイドルストップ期間では、図３のステップＳ３０４の判定結果はＹｅｓとなる。時刻ｔ５において、バッテリ充電電気量ＳＯＣが下側の所定値β２［％］未満の値まで低下すると、図３のステップＳ３０４の判定結果がＮｏになり、ステップＳ３０５に進む。このステップＳ３０５では、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］未満であるため、ステップＳ３０５の判定結果もＮｏとなり、ステップＳ３０７に進む。このステップＳ３０７では、アイドルストップ制御手段１３０が、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦをＯＦＦレベルとして、アイドルストップ状態を解消し、また、ＭＧ信号ＭＧＳを力行レベルにして、モータ／ゼネレータ１１１をモータとして駆動し、エンジン１００の再始動が開始される。

図７では、アイドルストップ期間に期間におけるキャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］未満まで低下しているので、パワーキャパシタ１１３の充電を行う必要がある。このため、時刻ｔ５において、アイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦがＯＦＦレベルとなり、ＭＧ信号ＭＧＳが力行レベルとなる。この結果、モータ／ゼネレータ１１１がモータとして運転され、パワーキャパシタ１１３からモータ／ゼネレータ１１１へ給電が開始され、エンジン１００の再始動が行なわれる。キャパシタ電圧ＣＡＶは、モータ／ゼネレータ１１１へ給電するために更に低下し、このキャパシタ電圧ＣＡＶの低下は、時刻ｔ６まで続く。

時刻ｔ６では、エンジン回転数信号ＥＲＳがエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］に達するので、ＭＧ信号ＭＧＳが発電レベルになり、モータ／ゼネレータ１１１はゼネレータとして運転され、発電出力を発生し、またエンジン回転数信号ＥＲＳはアイドル回転数α１［ｒｐｍ］に収束し、その後安定する。時刻ｔ６では、目標発電電圧指令値ＶＧＴを所定値δ１［Ｖ］に設定して、バッテリ充電電気量ＳＯＣ、およびキャパシタ電圧ＣＡＶを上昇させる。目標発電電圧指令値ＶＧＴが所定値δ１［Ｖ］に設定されると、パワーキャパシタ１１３に対する充電が促進される。

時刻ｔ６２では、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［％］以上となるので、図３のステップＳ３０５の判定結果がＹｅｓとなり、ステップＳ３０６により電力制御指令ＰＣＩおよび電力制御指令フラグＰＣＩＦがＯＮレベルとなり、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５が動作を開始し、電力変換装置１１２およびパワーキャパシタ１１３から車載バッテリ１１６が充電される。

このように、第３の電力制御動作では、車両の一時停止が継続している期間中において、キャパシタ電圧ＣＡＶが所定値γ［Ｖ］未満の電圧値まで低下している場合に、バッテリ充電電気量ＳＯＣが低下したときに、アイドルストップ状態を解消し、エンジン１００を再始動して発電を行うが、目標発電電圧指令値ＶＧＴを通常発電時より高く設定することにより、パワーキャパシタ１１３および車載バッテリ１１６の電気エネルギを早期に上昇することができる。

（７）実施の形態１における故障報知動作の説明
図８は、実施の形態１における故障報知時の各種の要素の制御動作を示すタイミングチャートである。図８（ａ）はバッテリ充電電気量ＳＯＣを、図８（ｂ）はキャパシタ電圧ＣＡＶを、図８（ｃ）はアイドルストップ信号ＩＤＳおよびアイドルストップフラグＩＤＳＦを、図８（ｄ）は故障判定手段１３４から出力される故障報知信号ＭＩＬＳを、図８（ｅ）はＭＧ信号ＭＧＳを、図８（ｆ）はエンジン回転数信号ＥＲＳを、また図８（ｇ）は故障カウンタ値ＭＩＬＣをそれぞれ示す。

図８（ａ）のバッテリ充電電気量ＳＯＣは、上側の所定値β１［％］と下側の所定値β２［％］とともに示される。図８（ｂ）のキャパシタ電圧ＣＡＶは、電圧値γ０［Ｖ］とともに示される。キャパシタ電圧ＣＡＶが電圧値γ０［Ｖ］未満であれば、モータ／ゼネレータ１１１によりエンジン１００を再始動できない恐れがある。図８（ｄ）の故障報知信号ＭＩＬＳは、図１のエンジン制御装置１２０の故障判定手段１３４から出力され、ＯＮレベルとＯＦＦレベルとの間で変化する。図８（ｆ）のエンジン回転数信号ＥＲＳはエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］とともに示される。図８（ｇ）の故障カウンタ値ＭＩＬＣは、故障判定手段１３４に含まれる故障カウンタのカウンタ値であり、所定値εとともに示される。

図８の横軸は、（ａ）〜（ｇ）に共通な時間軸ｔであり、この時間軸ｔに沿って時刻ｔ５、ｔ５１がプロットされている。時刻ｔ５は図７の時刻５と同じである。時刻ｔ５から所定時間後に時刻ｔ５１がプロットされる。

故障報知信号ＭＩＬＳは、モータ／ゼネレータ１１１をモータとして運転してエンジン１００を再始動した際に、前記エンジン１００が始動しなかった場合にはＯＮレベルとなり、故障報知手段１０２を点灯し、またエンジン１００が始動した場合にはＯＦＦレベルを維持し、故障報知手段１０２を点灯しない。故障判定手段１３４は、ＭＧ信号ＭＧＳが力行レベルになった時刻ｔ５から、故障カウンタ値ＭＩＬＣが所定値εに達するまでの間の期間に、エンジン回転数信号ＥＲＳがエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］まで達していると、前記エンジン１００が始動していると判断し、故障報知信号ＭＩＬＳをＯＦＦレベルとし、またその期間にエンジン回転数信号ＥＲＳがエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］まで達しないと、エンジン１００が始動していないと判断し、故障報知信号ＭＩＬＳをＯＮレベルにする。なお、所定値εは、故障カウンタ値ＭＩＬＣのカウント開始から１［秒］後に達する値とし、エンジン始動状態の判定後には、そのカウンタ値はクリアされる。

時刻ｔ５では、バッテリ充電電気量ＳＯＣが上側の所定値β１［％］以下であり、キャパシタ電圧ＣＡＶが電圧値γ０［Ｖ］未満であるので、アイドルストップ制御手段１３０によりアイドルストップを解消する。また、アイドルストップの解消により、ＭＧ信号ＭＧＳを力行レベルとして、モータ／ゼネレータ１１１をモータとして運転する。時刻ｔ５とｔ５１の間の期間では、エンジン１００の再始動において、故障カウンタ値ＭＩＬＣが所定値εに達した時刻ｔ５１において、エンジン回転数信号ＥＲＳがエンジン始動完了判定回転数α２［ｒｐｍ］未満であれば、エンジン１００の再始動が失敗したと判断する。時刻ｔ５１で、前記エンジン１００の再始動に失敗したと判断されると、故障判定手段１３４は、故障報知信号ＭＩＬＳをＯＮレベルにし、故障報知手段１０２を点灯する。

このような図８に示す故障報知動作では、エンジン１００の再始動に失敗した時に、故障報知手段１０２を点灯するので、始動トラブルの要因を断定することができ、素早く処置対応することができる。

実施の形態２．
図９は、この発明によるアイドルストップ車の電力制御装置における電力制御動作を示すフローチャートである。実施の形態２では、実施の形態１に比較して、図３に示す電力制御のフローチャートが図９に示すフローチャートに置き換えられる。実施の形態２は、その他は、実施の形態１と同じに構成される。

図９に示すフローチャートでは、図３にフローチャートに比較して、ステップＳ３０３がステップＳ３０４の判定結果がＹｅｓとなった後に実行されるように変更され、またステップＳ３０９がステップＳ３０９ａに置き換えられる。この実施の形態２でも、電力制御手段またはＤＣ／ＤＣコンバータ１１５は、アイドルストップ制御手段１３０がエンジン１００をアイドルストップさせるときに、ステップＳ３０３により動作が停止されるが、ステップＳ３０３は、ステップＳ３０４の判定結果がＹｅｓとなるときに実行されるので、ステップＳ３０４において、バッテリ充電電気量ＳＯＣが所定値β［％］以上であるときに動作が停止される結果となる。

この実施の形態２において、ステップＳ３０３は、ステップＳ３０４の判定結果がＹｅｓとなった後に実行されるが、図４について説明した第１の電力制御動作、図６について説明した第２の電力制御動作、図７について説明した第３の電力制御動作、および図８について説明した故障報知時の制御動作は、実施の形態２においても、実施の形態１と同様に実行される。
ただし、実施の形態２では、ステップＳ３０９がステップＳ３０９ａに置き換えられ、前記第３の電力制御動作において、このステップＳ３０９ａでは、モータ／ゼネレータ１１１をゼネレータとして運転し、エンジン１００の始動完了後のエンジン回転速度を通常の発電レベル時より高い回転速度に設定することにより、モータ／ゼネレータ１１１の回転速度を高くする。例えば、エンジン１００の始動完了後のエンジン回転速度を、アイドル回転数α１に比較して、１００［ｒｐｍ］だけ高くする。

実施の形態２における第３の電力制御動作において、エンジン１００の始動完了後のエンジン回転速度を高くすることにより、モータ／ゼネレータ１１１の回転速度が高くなり、パワーキャパシタ１１３および車載バッテリ１１６の電気エネルギを早期に上昇することができ、実施の形態１において、目標発電電圧値ＶＧＴを高くした場合と同様な効果を得ることができる。

この発明によるアイドルストップ車の電力制御装置は、アイドルストップ制御を採用した各種の車両に適用することができる。

１１１：モータ／ゼネレータ、１１３：パワーキャパシタ、１１４：キャパシタセンサ、
１１５：電力制御手段（ＤＣ／ＤＣコンバータ）、１１６：車載バッテリ、
１１７：バッテリセンサ、１２０：エンジン制御装置、
１３０：アイドルストップ制御手段、１３１：アイドルストップ判定手段、
１３２：電力状態判定手段、１３３：電力制御指令手段、１３４：故障判定手段、
１０２：故障報知手段。

Claims (7)

1. 車の運転状態に応じてエンジンをアイドルストップ状態に制御するアイドルストップ車の電力制御装置であって、
   少なくとも前記アイドルストップ状態の後のエンジンの再始動時にエンジンを駆動し、また、エンジンの自力運転時にエンジンにより駆動され電気エネルギを発生するモータ／ゼネレータと、
   前記モータ／ゼネレータが発生する電気エネルギにより充電され、前記エンジンの再始動時に前記モータ／ゼネレータへ電気エネルギを供給するパワーキャパシタと、
   電気負荷に給電する車載バッテリと前記パワーキャパシタとの間に接続され、前記パワーキャパシタに蓄積された電気エネルギにより前記車載バッテリを充電するように制御する電力制御手段と、
   エンジンを前記アイドルストップ状態に制御するアイドルストップ制御手段とを備え、
   前記アイドルストップ状態において、前記電力制御手段により、前記パワーキャパシタと前記車載バッテリとの間における電気エネルギの移送を停止することを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。
2. 請求項１記載のアイドルストップ車の電力制御装置であって、前記電力制御手段がＤＣ／ＤＣコンバータで構成されたことを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。
3. 請求項１または請求項２記載のアイドルストップ車の電力制御装置であって、前記車載バッテリのバッテリ充電電気量を出力するバッテリセンサを備え、前記アイドルストップ状態において、前記バッテリの充電電気量が所定値以上である場合に、前記電力制御手段が、前記パワーキャパシタから前記車載バッテリへの電気エネルギの移送を停止することを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載のアイドルストップ車の電力制御装置であって、前記パワーキャパシタのキャパシタ電圧を測定するキャパシタセンサを備え、前記パワーキャパシタのキャパシタ電圧が所定値以上であるときに、前記電力制御手段により、前記パワーキャパシタから前記車載バッテリへ電気エネルギを移送することを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。
5. 請求項４記載のアイドルストップ車の電力制御装置において、前記パワーキャパシタのキャパシタ電圧が所定値未満であるときに、前記アイドルストップ制御手段により、前記アイドルストップ状態を解消してエンジンを再始動させ、前記モータ／ゼネレータが発生する電気エネルギにより、前記パワーキャパシタを充電することを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。
6. 請求項５記載のアイドルストップ車の電力制御装置であって、前記アイドルストップ制御手段が前記アイドルストップ状態を解消した場合に、前記モータ／ゼネレータの目標発電電圧を高くする制御と、エンジンの始動後にエンジンの回転数を高くする制御との少なくとも一つを実行することを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。
7. 請求項６記載のアイドルストップ車の電力制御装置であって、故障報知手段を制御する故障判定手段を備え、前記アイドルストップ制御手段が前記アイドルストップ状態を解消した場合に、前記故障判定手段が、エンジン回転数信号に基づいて、エンジンが再始動していないと判定したときに、前記故障判定手段により前記故障報知手段を作動させることを特徴とするアイドルストップ車の電力制御装置。

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