JP2014211121A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、バッテリの劣化を確実の防止できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明は、内燃機関により駆動される発電機と、発電機により発電された電気を蓄積するバッテリと、バッテリの放電量を検出する放電量検出部と、放電量が第１設定値以下であるとき、内燃機関を自動停止させる自動停止制御部とを備えた内燃機関の制御装置において、放電量に基づき、バッテリの連続放電量を検出する連続放電量検出部と、連続放電量が第１設定値より低い値の第２設定値以上であるとき、自動停止を禁止する自動停止禁止部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は内燃機関の制御装置に係り、特に、内燃機関の自動停止などにより、バッテリの残量が不足する場合に、当該バッテリの残量を回復させる内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関においては、内燃機関の動力を用いて発電機を駆動させ、この発電機で発電された電気をバッテリに蓄積させる発電装置が一般的に知られている。また、内燃機関には、燃費の向上を図るため、車両が停止中などの自動停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止させ、内燃機関の自動停止中に自動始動条件が成立したときに内燃機関を自動始動する制御装置が知られている。
従来、内燃機関の制御装置においては、バッテリの残量が低い状態で、自動停止条件が成立して内燃機関の自動停止により発電が停まると、バッテリからは放電しか行われなくなるため、バッテリ残量が不足する。このように、バッテリの残量が不足した状態が継続すると、バッテリの寿命が低下する（劣化する）恐れがある。
下記特許文献１においては、この問題を解決するため、電気負荷による消費電流を検出する消費電流検出手段を設け、この消費電流積算手段による消費電流積算値が設定値を超えたとき、内燃機関の自動停止を禁止する内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置によれば、バッテリから消費される消費電流が大きい場合は内燃機関の自動停止が禁止され、内燃機関により発電機が駆動されるため、バッテリ残量の過剰な不足が防止できる。

特開２００１−１７３４８０

しかしながら、バッテリは、短時間に連続的に放電がされた場合、早い段階で劣化が促進される性質がある。従って、上記特許文献１のように自動停止を禁止するだけでは、バッテリの劣化を防止できない恐れがあった。

そこで、この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、バッテリの劣化を確実に防止できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、内燃機関により駆動される発電機と、前記発電機により発電された電気を蓄積するバッテリと、前記バッテリの放電量を検出する放電量検出部と、前記放電量が第１設定値以下であるとき、前記内燃機関を自動停止させる自動停止制御部とを備えた内燃機関の制御装置において、前記放電量に基づき、前記バッテリの連続放電量を検出する連続放電量検出部と、前記連続放電量が前記第１設定値より低い値の第２設定値以上であるとき、前記自動停止を禁止する自動停止禁止部とを備えることを特徴とする。

この発明は、バッテリの連続放電量を検出することができ、検出した連続放電量が、内燃機関を自動停止させる放電量の第１設定値より低い値の第２設定値以上であるとき、内燃機関の自動停止を禁止するため、連続放電に伴うバッテリの劣化を確実に防止できる。
また、この発明は、連続放電量が、放電量の第１設定値より低い値の第２設定値以上であるとき、内燃機関の自動停止を禁止するため、バッテリが連続放電した場合において、従来技術と比較して早い段階で自動停止を禁止することとなる。従って、連続放電によって早い段階で劣化が開始されたとしても、劣化を確実に防止できる。

図１は内燃機関の制御装置のシステム図である。（実施例） 図２は自動停止禁止のタイムチャートである。（実施例） 図３は連続放電量のタイムチャートである。（実施例） 図４は内燃機関の制御装置のフローチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１において、車両に搭載される内燃機関１の制御装置２は、内燃機関１により駆動される発電機３と、発電機３により発電された電気を蓄積して電気負荷に供給するバッテリ４と、バッテリ４の電流を検出する電流センサ５と備えている。電流センサ５は、制御手段６の入力側に接続している。制御手段６の入力側には、イグニッションスイッチ７、スタータ駆動スイッチ８、車両情報入力手段９を接続している。また、制御手段６の出力側には、点火装置１０、燃料噴射装置１１、スタータモータ１２を接続している。
前記制御手段６は、放電量検出部１３と自動停止制御部１４とを備えている。放電量検出部１３は、前記電流センサ５の出力値に基づき放電量Ｑ１を検出する。自動停止制御部１４は、放電量検出部１３から入力する放電量Ｑ１、イグニッションスイッチ７から入力するオン、オフ信号、スタータ駆動スイッチ８から入力するスタータ駆動信号、車両情報入力手段９から入力する車速情報、スロットル開度情報、アクセルペダル踏込み情報、ブレーキペダル踏込み情報などに基づいて、内燃機関１を自動停止し、自動停止した内燃機１を自動始動する。
前記自動停止制御部１４は、放電量Ｑ１が第１設定値Ｓ１以下（図２参照）であるなどの、自動停止条件を満たしたとき、点火装置１０、燃料噴射装置１１の作動を停止して内燃機関１を自動停止させる。また、自動停止制御部１４は、内燃機関１の自動停止中にアクセルペダルが踏み込まれるなどの、自動始動条件が成立したとき、点火装置１０、燃料噴射装置１１、スタータモータ１２を作動して内燃機関１を自動始動させる。

前記内燃機関１の制御装置２は、制御手段６に連続放電量検出部１５と自動停止禁止部１６とを備えている。連続放電量検出部１５は、前記放電量検出部１３の検出した放電量Ｑ１に基づき、バッテリ４の連続放電量Ｑ２を検出する。自動停止禁止部１６は、図２に示すように、連続放電量検出部１５の検出した連続放電量Ｑ２が第２設定値Ｓ２以上であるとき、自動停止制御部１４による内燃機関１の自動停止を禁止する。連続放電量Ｑ２の第２設定値Ｓ２は、放電量Ｑ１の第１設定値Ｓ１より低い値である。
前記自動停止禁止部１６は、図２に示すように、連続放電量検出部１５の検出した連続放電量Ｑ２が第２設定値Ｓ２以上であるとき内燃機関１の自動停止を禁止した場合、放電量検出部１３が第１判定値Ｄ１以上の充電を検出するまで、当該自動停止の禁止を継続する。また、自動停止禁止部１６は、図３に示すように、連続放電量検出部１５が第２判定値Ｄ２以上の充電を検出したとき、連続放電量Ｑ２を初期値（０）に戻す。

次に、内燃機関１の制御装置２の動作を、図４のフローチャートに沿って説明する。
なお、本実施例は、一例として放電量検出部１３の検出した放電量Ｑ１が第１設定値Ｓ１以下であり、自動停止が許可された内燃機関１を駆動している状態において、制御が実行された場合を説明しているが、放電量Ｑ１が第１設定値Ｓ１以上であって、自動停止が禁止された場合であっても実行される。
内燃機関１の制御装置２は、イグニッションスイッチ７からオン信号を受信すると、図４に示すように、制御のプログラムをスタートさせ（１０１）、イグニッションスイッチ７がオンである場合（１０２：ＹＥＳ）、以下のように放電量の計算を行う。
内燃機関１の制御装置２は、放電量検出部１３の検出した放電量Ｑ１が第１設定値Ｓ１以下であり、自動停止が許可された内燃機関１を駆動している状態で、続放電量検出部１５が第２判定値Ｄ２以上の充電を検出したか（連続放電量検出部１５が第２判定値Ｄ２以上の連続放電量Ｑ２の減少を検出したか）を判断する（１０３）。
この判断（１０３）がＹＥＳの場合は、連続放電が中断されたもの判定し、連続放電量Ｑ２を初期値（０）に戻し（１０４）、連続放電量検出部１５の検出した連続放電量Ｑ２が第２設定値Ｓ２以上であるかを判断する（１０５）。また、この判断（１０３）がＮＯの場合は、連続放電量検出部１５の検出した連続放電量Ｑ２が第２設定値Ｓ２以上であるかの判断（１０５）に移行する。
この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、自動停止フラグＰｉｓに１を入力し（１０６）、放電量検出部１３が第１判定値Ｄ１以上の充電を検出したか（放電量検出部１３が第１判定値Ｄ１以上の放電量Ｑ１の減少を検出したか）を判断する（１０７）。
この判断（１０７）がＹＥＳの場合は、自動停止フラグＰｉｓに０を入力して自動停止禁止部１６による内燃機関１の自動停止の禁止を解除し（１０８）、自動停止制御部１４による内燃機関１の自動停止を許可し（１０９）、イグニッションスイッチ７がオフであるかを判断する（１１０）。
この判断（１１０）がＹＥＳの場合は、プログラムをエンドにする（１１１）。この判断（１１０）がＮＯの場合は、前記判断（１０３）に戻る。

一方、前記判断（１０５）がＮＯの場合は、自動停止フラグＰｉｓが１で自動停止禁止部１６により内燃機関１の自動停止を禁止中であるかを判断する（１１２）。
この判断（１１２）がＹＥＳの場合は、前記放電量検出部１３が第１判定値Ｄ１以上の充電を検出したかの判断（１０７）に移行する。この判断（１１２）がＮＯの場合は、前記自動停止制御部１４による内燃機関１の自動停止の許可（１０９）に移行する。
また、前記判断（１０７）がＮＯの場合は、自動停止禁止部１６により内燃機関１の自動停止を禁止し（１１３）、イグニッションスイッチ７がオフであるかの判断（１１０）に移行する。
この判断（１１０）がＹＥＳの場合は、プログラムをエンドにする（１１１）。この判断（１１０）がＮＯの場合は、前記判断（１０３）に戻る。に移行する。

内燃機関１の制御装置２は、図２に示すように、連続放電量検出部１５の検出する連続放電量Ｑ２が第２設定値Ｓ２以上になると（ｔ１）、自動停止禁止部１６により内燃機関１の自動停止を禁止する。自動停止の禁止により運転を継続する内燃機関１は発電機３を駆動し、バッテリ４を充電する。
バッテリ４の充電により、連続放電量検出部１５の検出する連続放電量Ｑ２が第２判定値Ｄ２以上減少（図３）し、連続放電量Ｑ２が第２判定値Ｄ２以上充電されると（ｔ２）、連続放電量Ｑ２を初期値（０）に戻す。
その後、バッテリ４の充電により、放電量検出部１３の検出する放電量Ｑ１が第１判定値Ｄ１以上減少し、放電量Ｑ１が第１判定値Ｄ１以上に充電されると、自動停止の禁止を解除する（ｔ３）。

このように、内燃機関１の制御装置２は、連続放電量検出部１５によりバッテリ４の連続放電量Ｑ２を検出することができ、検出した連続放電量Ｑ２が、内燃機関１を自動停止させる放電量Ｑ１の第１設定値Ｓ１より低い値の第２設定値Ｓ２以上であるとき、内燃機関１の自動停止を禁止するため、内燃機関１が駆動を継続してバッテリ４を充電し、連続放電に伴うバッテリ４の劣化を確実に防止できる。
また、内燃機関１の制御装置２は、連続放電量Ｑ２が、放電量Ｑ１の第１設定値Ｓ１より低い値の第２設定値Ｓ２以上であるとき、内燃機関１の自動停止を禁止するため、バッテリ４が連続放電した場合において、従来技術と比較して早い段階で内燃機関１の自動停止を禁止することとなる。従って、連続放電によって早い段階でバッテリ４の劣化が開始されたとしても、劣化を確実に防止できる。
さらに、自動停止禁止部１６は、内燃機関１の自動停止を禁止した場合、放電量検出部１３が第１判定値Ｄ１以上の充電を検出するまで、当該自動停止の禁止を継続するので、十分な充電が行われるまで自動停止の禁止が継続されるため、その後に自動停止が再開されても、バッテリ４の劣化が始まることが無い。
また、自動停止禁止部１６は、連続放電量検出手段１４が第２判定値Ｄ２以上の充電を検出したとき、連続放電量Ｑ２を初期値（０）に戻すことで、バッテリ４の連続放電が中断されたことを判定でき、自動停止の禁止が頻繁に行われることを防止できる。

なお、上述実施例においては、バッテリ４の連続放電量Ｑ２により自動停止の禁止を判断したが、バッテリ４は温度による影響で電流の受け入れ性に変化があるため、バッテリ温度、外気温、内燃機関の冷却水温、バッテリ内部温度を測定し、各温度に応じて充放電を判定する値（第１設定値Ｓ１、第２設定値Ｓ２、第１判定値Ｄ１、第２判定値Ｄ２）を変化させても良い。
バッテリ４の充放電を判定する値を温度により下げた場合は、こまめに自動停止を禁止することでバッテリ４の劣化を防止できる。温度により判定する値を上げた場合は、自動停止の頻度が上昇することとなり、燃費向上に繋がる。

この発明は、バッテリの劣化を確実に防止できるものであり、駆動源として内燃機関のみを搭載した車両に限らず、駆動源として内燃機関とモータとを搭載した車両の自動停止の禁止にも応用できる。

１ 内燃機関
２ 制御装置
３ 発電機
４ バッテリ
６ 制御手段
７ イグニッションスイッチ
８ スタータ駆動スイッチ
９ 車両情報入力手段
１０ 点火装置
１１ 燃料噴射装置
１２ スタータモータ
１３ 放電量検出部
１４ 自動停止制御部
１５ 連続放電量検出部
１６ 自動停止禁止部

Claims (3)

1. 内燃機関により駆動される発電機と、前記発電機により発電された電気を蓄積するバッテリと、前記バッテリの放電量を検出する放電量検出部と、前記放電量が第１設定値以下であるとき、前記内燃機関を自動停止させる自動停止制御部とを備えた内燃機関の制御装置において、前記放電量に基づき、前記バッテリの連続放電量を検出する連続放電量検出部と、前記連続放電量が前記第１設定値より低い値の第２設定値以上であるとき、前記自動停止を禁止する自動停止禁止部とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記自動停止禁止部は、前記連続放電量が第２設定値以上であるとき前記自動停止を禁止した場合、前記放電量検出部が第１判定値以上の充電を検出するまで、当該自動停止の禁止を継続することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記連続放電量検出部は、第２判定値以上の充電が検出されたとき、前記連続放電量を初期値に戻すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。

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