JP5655760B2 - 車両の充電制御装置、及び、車両の制御装置 - Google Patents

車両の充電制御装置、及び、車両の制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関(ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等)によって駆動されて電力を発生する発電機と、当該発電機で発生された電力によって充電される蓄電池と、が搭載された車両の充電制御装置、及び、車両の制御装置に関する。
従来、燃費性能を向上するために、予め設定されたエンジン停止条件が満たされる場合に、エンジンを停止させ(以下、エンジンのこのような「停止」を「自動停止」という。)、エンジンが停止された後、予め設定された再始動条件が満たされる場合に、エンジンの再始動を行う車両が知られている。
このような車両では、自動停止中に駆動する必要のある電気負荷には、蓄電池から電力が供給される。すなわち、自動停止中は、蓄電池は放電することになる。よって、例えば、補充電中に自動停止が実行される場合には、補充電が中断されるだけでなく、補充電中に蓄電池が放電するため、中断された補充電を最初からやり直す必要がある。
この課題を解消するために、エンジン停止条件の成立時に補充電が実行中であって推定SOC(State Of Charge)が第1の閾値より大きい場合に、補充電が完了するまで自動停止の開始を延期するエンジンの自動停止制御装置が開示されている(特許文献1参照)。このエンジンの自動停止制御装置によれば、完了に近い補充電が、中断されることなく完了するまで実行される。言い換えると、推定SOCと真SOCの間の誤差を早期にリセットすることができる。
特開2008−231965号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載のエンジンの自動停止制御装置では、補充電が完了するまで自動停止の開始が延期されるため、低温時には、補充電が完了するまで長時間を要することになる。
すなわち、低温時には、蓄電池内の化学反応速度が低下するため、充電電流が小さくなり、補充電が完了するまで長時間を要すると共に、補充電が完了したか否かの判定が困難な場合がある。また、例えば、充電電流を検出するセンサに、補充電が完了したか否かを判定する電流閾値と同程度の大きさの検出誤差がある場合には、補充電が完了したか否かの判定ができない虞もある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、低温時に補充電を早期に完了させることの可能な車両の充電制御装置、及び、車両の制御装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明に係る車両の充電制御装置は、以下のように構成されている。
すなわち、本発明に係る車両の充電制御装置は、内燃機関によって駆動されて電力を発生する発電機と、当該発電機で発生された電力によって充電される蓄電池と、が搭載された車両の充電制御装置であって、前記発電機から前記蓄電池への充電電流を検出する電流検出手段と、前記蓄電池が満充電状態であるか否かを判定する前記充電電流の閾値である電流閾値を設定する閾値設定手段と、前記電流検出手段によって検出された充電電流が、前記閾値設定手段によって設定された電流閾値以下となった場合に、前記蓄電池が満充電状態であると判定する満充電判定手段と、前記蓄電池の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された前記蓄電池の温度が、予め設定された温度閾値以下であるか否かを判定する低温判定手段と、を備え、前記閾値設定手段が、前記蓄電池が所定の残容量である第1の状態から補充電を開始したときの充電電流の推移である第1の電流値特性、または、前記第1の状態と比較して残容量の多い第2の状態から補充電を開始したときの充電電流の推移である第2の電流値特性、のいずれかに基づいて前記電流閾値を設定する構成とされていて、前記低温判定手段によって前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定された場合には前記第2の電流値特性に基づいて、前記電流閾値を設定することを特徴としている。
かかる構成を備える車両の充電制御装置によれば、前記蓄電池の温度が検出され、検出された前記蓄電池の温度が、予め設定された温度閾値以下であると判定された場合には、前記蓄電池の残容量が多い状態から補充電を開始したときの前記充電電流の推移である第2の電流値特性に基づいて、前記電流閾値が設定されるため、低温時に補充電を早期に完了させることができる。
すなわち、前記蓄電池の残容量が多い状態(例えば、SOCが80%である状態)から補充電を開始したときの前記充電電流の推移である第2の電流値特性に基づいて前記電流閾値を設定すると、前記蓄電池の残容量が少ない状態(例えば、SOCが70%である状態)から補充電を開始したときの前記充電電流の推移である第1の電流値特性に基づいて前記電流閾値を設定する場合と比較して、前記電流閾値として大きな値が設定される(図5参照)。したがって、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定された場合(低温時、すなわち、例えば、前記蓄電池の温度が10℃以下の場合)に、前記電流閾値として大きな値が設定されるため、補充電を早期に完了させることができるのである。
なお、本明細書において、「補充電」とは、蓄電池への充電電流の値から推定されたSOC(以下、「推定SOC」という)の誤差をリセットするために、推定SOCが、予め設定された満充電時のSOCの値(例えば、95%)になるまで、予め設定された一定電圧値で蓄電池を充電することをいう。
また、本発明に係る車両の充電制御装置は、前記内燃機関の始動時からの前記電流検出手段によって検出された充電電流の積算値である電流積算値を求める電流積算手段と、前記電流積算手段によって求められた電流積算値が、予め設定された積算閾値以上であるか否かを判定する積算値判定手段と、前記積算値判定手段によって前記電流積算値が前記積算閾値以上であると判定された場合に、前記満充電判定手段による判定を禁止する禁止手段と、を更に備えることが好ましい。
かかる構成を備える車両の充電制御装置によれば、前記内燃機関の始動時からの前記電流検出手段によって検出された充電電流の積算値である電流積算値が求められ、求められた電流積算値が、予め設定された積算閾値以上であるか否かが判定される。そして、前記電流積算値が前記積算閾値以上であると判定された場合に、前記蓄電池が満充電状態であるか否かの判定が禁止されるため、前記積算閾値を適正な値に設定することによって、前記蓄電池が満充電状態であるか否かに関する誤判定を回避することができる。
すなわち、上述のように、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定された場合(低温時、すなわち、例えば、前記蓄電池の温度が10℃以下の場合)には、前記蓄電池の残容量が多い第2の状態(例えば、SOCが80%である状態)から補充電を開始したときの前記充電電流の推移である第2の電流値特性に基づいて前記電流閾値が設定されるため、前記蓄電池の残容量が少ない第1の状態(例えば、SOCが70%である状態)から補充電を開始した場合には、設定された前記電流閾値を用いて、前記蓄電池が満充電状態であるか否かの判定をすることはできない。よって、前記電流積算値が前記積算閾値以上であると判定された場合に、前記蓄電池が満充電状態であるか否かの判定が禁止されるため、前記積算閾値を適正な値(例えば、SOCが80%である状態から95%になるまでの電流積算値)に設定することによって、前記蓄電池が満充電状態であるか否かに関する誤判定を回避することができるのである。
また、本発明に係る車両の充電制御装置は、前記内燃機関の始動時から予め設定された所定時間後までの前記電流検出手段によって検出された充電電流の変化率である電流変化率を求める変化率算出手段と、前記変化率算出手段によって求められた電流変化率が、予め設定された変化率閾値以上であるか否かを判定する変化率判定手段と、前記変化率判定手段によって前記電流変化率が前記変化率閾値以上であると判定された場合に、前記満充電判定手段による判定を禁止する禁止手段と、を更に備えることが好ましい。
かかる構成を備える車両の充電制御装置によれば、前記内燃機関の始動時から予め設定された所定時間後までの前記電流検出手段によって検出された充電電流の変化率である電流変化率が求められ、求められた電流変化率が、予め設定された変化率閾値以上であるか否かが判定される。そして、前記電流変化率が前記変化率閾値以上であると判定された場合に、前記蓄電池が満充電状態であるか否かの判定が禁止されるため、前記変化率閾値を適正な値に設定することによって、前記蓄電池が満充電状態であるか否かに関する誤判定を回避することができる。
すなわち、上述のように、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定された場合(低温時、すなわち、例えば、前記蓄電池の温度が10℃以下の場合)には、前記蓄電池の残容量が多い第2の状態(例えば、SOCが80%である状態)から補充電を開始したときの前記充電電流の推移である第2の電流値特性に基づいて前記電流閾値が設定されるため、前記蓄電池の残容量が少ない第1の状態(例えば、SOCが70%である状態)から補充電を開始した場合には、設定された前記電流閾値を用いて、前記蓄電池が満充電状態であるか否かの判定をすることはできない。よって、前記電流変化率が前記変化率閾値以上であると判定された場合に、前記蓄電池が満充電状態であるか否かの判定が禁止されるため、前記変化率閾値を適正な値(例えば、SOCが70%である状態から10秒後までの電流変化率である10アンペア/秒)に設定することによって、前記蓄電池が満充電状態であるか否かに関する誤判定を回避することができるのである。
また、本発明に係る車両の充電制御装置は、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かを判定する充電能力判定手段を更に備え、前記満充電判定手段が、前記充電能力判定手段によって前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有すると判定され、且つ、前記電流検出手段によって検出された充電電流が前記閾値設定手段によって設定された電流閾値以下となった場合に限って、前記蓄電池が満充電状態であると判定することが好ましい。
かかる構成を備える車両の充電制御装置によれば、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かが判定され、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有すると判定され、且つ、検出された充電電流が設定された電流閾値以下となった場合に限って、前記蓄電池が満充電状態であると判定されるため、前記蓄電池が満充電状態であるか否かを正確に判定することができる。
すなわち、例えば、前記内燃機関の回転数が低く、発電される電力が少ない場合には、前記蓄電池が満充電状態に到達していないにも拘わらず、検出された充電電流が設定された電流閾値以下となる場合がある。したがって、このような場合には、前記蓄電池が満充電状態であると判定しないことによって、前記蓄電池が満充電状態であるか否かを正確に判定することができるのである。
また、本発明に係る車両の充電制御装置は、前記充電能力判定手段が、前記内燃機関の回転数、及び、前記発電機の発電量の少なくとも一方に基づいて、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かを判定することが好ましい。
かかる構成を備える車両の充電制御装置によれば、前記内燃機関の回転数、及び、前記発電機の発電量の少なくとも一方に基づいて、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かが判定されるため、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かを正確に判定することができる。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る車両の制御装置は、以下のように構成されている。
すなわち、本発明に係る車両の制御装置は、上記いずれかの車両の充電制御装置を備え、予め設定された停止条件を満たした場合に前記内燃機関を停止する停止手段と、前記停止手段によって前記内燃機関が停止された後に、予め設定された再始動条件を満たした場合に前記内燃機関を再始動する再始動手段と、前記低温判定手段によって前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、前記満充電判定手段によって前記蓄電池が満充電状態であると判定されてはいないときに、前記停止手段によって前記内燃機関が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減するべく前記停止手段の動作を制限する停止制限手段と、を更に備えることを特徴としている。
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、予め設定された停止条件を満たした場合に前記内燃機関が停止され、前記内燃機関が停止された後に、予め設定された再始動条件を満たした場合に前記内燃機関が再始動される。また、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、前記蓄電池が満充電状態であると判定されてはいないときに、前記内燃機関が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減するべく動作が制限されるため、前記蓄電池の残容量が減少し過ぎることを防止することができる。
すなわち、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され場合(低温時、すなわち、例えば、前記蓄電池の温度が10℃以下の場合)であって、補充電中には、推定SOCの誤差をリセットが完了していないため、前記停止条件を満たした場合に前記内燃機関を停止することによって、前記蓄電池の残容量が減少し過ぎる虞がある。したがって、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、前記蓄電池が満充電状態であると判定されてはいないときには(補充電中には)、前記内燃機関が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減するべく動作が制限されるため、前記蓄電池の残容量が減少し過ぎることを防止することができるのである。
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記停止制限手段が、前記低温判定手段によって前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、前記満充電判定手段によって満充電状態であると判定されたときに、前記停止手段の動作の制限を解除することが好ましい。
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、満充電状態であると判定されたときに、前記内燃機関が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減する動作の制限が解除されるため、利便性を向上することができる。
本発明に係る車両の充電制御装置、及び、車両の制御装置によれば、前記蓄電池が満充電状態であるか否かを判定する前記充電電流の閾値である電流閾値が設定される。また、前記発電機から前記蓄電池への充電電流が検出されて、検出された充電電流が、設定された電流閾値以下となった場合に、前記蓄電池が満充電状態であると判定される。更に、前記蓄電池の温度が検出され、検出された前記蓄電池の温度が、予め設定された温度閾値以下であるか否かが判定される。そして、前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定された場合には、前記温度閾値以下ではないと判定された場合と比較して前記蓄電池の残容量が多い第2の状態から補充電を開始したときの第2の電流値特性に基づいて、前記電流閾値が設定されるため、低温時に補充電を早期に完了させることができる。
本発明に係る車両の充電制御装置及び車両の制御装置が搭載される車両のパワートレーンの一例を示す構成図である。 図1に示す車両に搭載されるエンジンの一例を示す構成図である。 図1に示す車両に搭載されるオルタネータの一例を示す図である。 図1に示す車両に搭載される車両の充電制御装置及び車両の制御装置の一例を示す機能構成図である。 図4示す閾値設定部による電流閾値の設定方法の一例を示すグラフである。 図4に示す車両の車両の制御装置の動作の一例を示すフローチャート(前半部)である。 図4に示す車両の車両の制御装置の動作の一例を示すフローチャート(後半部)である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る車両の充電制御装置及び車両の制御装置が搭載される車両のパワートレーンの一例を示す構成図である。本実施形態に係る車両は、エンジンで駆動されるオートマチックトランスミッション(自動変速)の車両であって、エンジン1、自動変速機2、シフト装置3、アクセルペダル4、オルタネータ5、バッテリ6、及び、ECU7を備えている。
−エンジン1−
まず、図2を参照して、本実施形態に係るエンジン1について説明する。図2は、図1に示す車両に搭載されるエンジン1の一例を示す構成図である。エンジン1は、例えば、多気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室1aを形成するピストン1b、及び、出力軸であるクランクシャフト15を備えている。ピストン1bは、コネクティングロッド16を介して、クランクシャフト15に連結されている。また、ピストン1bの往復運動は、コネクティングロッド16によって、クランクシャフト15の回転運動へと変換される。なお、エンジン1は、特許請求の範囲の「内燃機関」に相当する。
クランクシャフト15には、シグナルロータ17が配設されている。シグナルロータ17の外周面には、複数の突起17aが等間隔で形成されている。シグナルロータ17の側方近傍には、エンジン回転数センサ124が配置されている。エンジン回転数センサ124は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト15が回転する際に、エンジン回転数センサ124に対向する位置を通過する突起17aの個数分のパルス状信号(出力パルス)を発生する。
エンジン1の燃焼室1aには、点火プラグ103が配設されている。点火プラグ103の点火タイミングは、イグナイタ104によって調整される。イグナイタ104は、ECU7によって制御される。エンジン1のシリンダブロック1cには、エンジン水温(冷却水の水温)を検出する水温センサ121が配設されている。
エンジン1の燃焼室1aには、吸気通路11と排気通路12とが接続されている。吸気通路11と燃焼室1aとの間には、吸気バルブ13が設けられている。吸気バルブ13を開閉駆動することによって、吸気通路11と燃焼室1aとが連通又は遮断される。また、排気通路12と燃焼室1aとの間には、排気バルブ14が設けられている。排気バルブ14を開閉駆動することによって、排気通路12と燃焼室1aとが連通又は遮断される。
エンジン1の吸気通路11には、エアクリーナ107、エアフローメータ122、吸気温センサ123、及び、スロットルバルブ105等が配設されている。ここで、スロットルバルブ105は、エンジン1の吸入空気量を調整する。また、エンジン1の排気通路12には、O2センサ127、三元触媒108等が配設されている。ここで、O2センサ127は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。
エンジン1の吸気通路11に配設されたスロットルバルブ105は、スロットルモータ106によって駆動される。スロットルバルブ105の開度は、スロットル開度センサ125によって検出される。なお、スロットルバルブ105の開度(スロットル開度)は、スロットル開度センサ125によって検出される。
また、吸気通路11には、インジェクタ(燃料噴射弁)102が配設されている。インジェクタ102には、燃料ポンプによって燃料タンクから燃料(ここでは、ガソリン)が供給され、インジェクタ102によって吸気通路11に燃料が噴射される。噴射された燃料は、吸入空気と混合されて混合気となって、エンジン1の燃焼室1aに導入される。燃焼室1aに導入された混合気(燃料+空気)は、点火プラグ103によって点火されて燃焼、爆発する。混合気が燃焼室1a内で燃焼、爆発することによって、ピストン1bが図の上下方向に往復運動して、クランクシャフト15が回転駆動される。
また、図1に示すように、エンジン1にはオルタネータ5が接続され、オルタネータ5にはバッテリ6が接続されている。オルタネータ5は、エンジン1によって回転駆動されて、電力を発生するものである。オルタネータ5によって発生された電力は、バッテリ6等に供給される。なお、後述するように、オルタネータ5は、ECU7からの指示信号に基づいて、その動作が制御される。バッテリ6は、オルタネータ5からの電力が供給されるバッテリであって、例えば、鉛蓄電池である。また、バッテリ6には、バッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ601、及び、バッテリに入力される電流の値を検出する電流センサ602が配設されている。バッテリ温度センサ601、電流センサ602によって検出された検出信号は、ECU7へ入力される。なお、オルタネータ5及びバッテリ6は、それぞれ、特許請求の範囲の「発電機」及び「蓄電池」に相当する。また、バッテリ温度センサ601は、特許請求の範囲の「温度検出手段」の一部に相当し、電流センサ602は、特許請求の範囲の「電流検出手段」の一部に相当する。
更に、図1に示すように、車両の運転席の下側前方にはアクセルペダル4が配設され、アクセルペダル4には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ401が配設されている。
−自動変速機2−
次に、図1を参照して、自動変速機2の構成について説明する。自動変速機2は、エンジン1から入力軸24に入力される回転動力を変速し、出力軸25を介して駆動輪に出力するものであって、トルクコンバータ(流体継手:流体式トルク伝達装置)21、変速機構部22、及び、油圧制御装置23を備えている。
トルクコンバータ21は、エンジン1のクランクシャフト15及び入力軸24に回転連結されるもので、図略のロックアップクラッチを含んで構成され、必要に応じて、クランクシャフト15と入力軸24とを、継合状態、解放状態、及び、継合状態と解放状態との中間の半継合状態(スリップ状態)の間で切り換える。また、エンジン1のクランクシャフト15の駆動力は、トルクコンバータ21を介して、入力軸24へ伝達される。
変速機構部22は、例えば、図略のクラッチ及びブレーキを個別に継合、解放させることによって、前進6段、後進1段の変速が可能に構成されている。また、エンジン1から入力軸24へ伝達された駆動力は、変速機構部22を介して、出力軸25へ伝達される。更に、エンジン1からの駆動力は、出力軸25から、図略の差動歯車装置、及び、図略の車軸を介して、図略の駆動輪へ伝達される。
油圧制御装置23は、変速機構部22における図略のクラッチ及びブレーキを個別に継合、解放させることにより適宜の変速段(前進1〜6速段、後進段)を成立させるものである。
なお、トルクコンバータ21、変速機構部22、及び、油圧制御装置23の基本構成は公知であるので、ここでは詳細な図示及び説明を省略する。また、変速機構部22の入力軸24及び出力軸25の回転数をそれぞれ検出するセンサである入力軸回転数センサ241及び出力軸回転数センサ251が配設されている。
−シフト装置3−
次に、図1を参照して、シフト装置3の構成について説明する。本実施形態に係る車両の運転席の近傍にはシフト装置3が配置されている。このシフト装置3にはシフトレバー31が変位操作可能に設けられている。また、このシフト装置3には、パーキング(P)位置、リバース(R)位置、ニュートラル(N)位置、及び、ドライブ(D)位置、を有するシフトゲートが形成されており、ドライバが所望の変速位置へシフトレバー31を変位させることが可能となっている。これらパーキング(P)位置、リバース(R)位置、ニュートラル(N)位置、及び、ドライブ(D)位置の各変速位置は、シフトポジションセンサ301によって検出される。
シフトレバー31が「ドライブ(D)位置」に操作されている状態では、自動変速機2は「自動変速モード(オートマチックモード)」とされ、ECU7のROM等に記憶された変速マップに従って変速段が選定されて自動変速動作が行われる。
−オルタネータ5−
ここで、図3を参照してオルタネータ5の構成について説明する。図3は、図1に示す車両に搭載されるオルタネータ5の一例を示す図である。オルタネータ5は、プーリ、伝動ベルト等を介してエンジン1のクランクシャフト15に連結されている。オルタネータ5は、エンジン1の回転動力によって駆動されて発電を行う。オルタネータ5で発電された電力は、各種電気負荷8及びバッテリ6に供給される。
オルタネータ5は、三相コイルとしてステータ51に巻回されたステータコイル52と、ステータコイル52の内側に位置するロータ53に巻回されたフィールドコイル54とを備えている。オルタネータ5は、フィールドコイル54を通電状態で回転させることにより、ステータコイル52に誘起起電力を発生させ、誘起電流(三相交流電流)を整流器55によって直流電流に変換してバッテリ6に供給する。また、オルタネータ5は、スイッチング回路561等で構成されるレギュレータ56を備えている。
レギュレータ56は、フィールドコイル54を流れる電流(界磁電流)を操作することで、オルタネータ5の発電電圧を制御するものである。詳しくは、ステータコイル52の各出力端は、それぞれ、整流器55の交流入力端に接続されており、そのうち、ステータコイル52の1つの出力端は、レギュレータ56の電圧検出端子Pを介してスイッチング回路561に接続されている。レギュレータ56内には、フィールドコイル54側からバッテリ端子B側へと向かう向きを順方向とするフライホイールダイオード562が接続されている。フライホイールダイオード562のアノード側は、スイッチング素子563を介して接地されている。このように構成されているため、スイッチング回路561によってスイッチング素子563がオンオフ操作されることで、フィールドコイル54に流れる界磁電流を制御することができる。
オルタネータ5及びレギュレータ56のバッテリ端子Bには、バッテリ6が接続されている。バッテリ6には、スイッチング素子81を介して、車載ヘッドランプ、エアコンディショナのブロワ等の電気負荷8が並列に接続されている。なお、図3に示すように、オルタネータ5は、イグニッション端子IG及びローサイド端子Lを備えており、これらの端子間にチャージランプ57が接続され、且つ、イグニッション端子IG及びバッテリ6間には、イグニッションスイッチ58が配設されている。
−ECU7のハード構成−
次に、図4を参照してECU7の構成について説明する。図4は、図1に示す車両に搭載される車両の充電制御装置及び車両の制御装置の一例を示す機能構成図である。ECU(Electronic Control Unit)7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バックアップRAM等を備えている。
ROMは、種々の制御プログラム等を記憶する。CPUは、ROMに記憶された種々の制御プログラムを読み出して各種処理を実行する。RAMは、CPUでの演算結果等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、エンジン1の停止時に保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
また、ECU7には、水温センサ121、エアフローメータ122、吸気温センサ123、エンジン回転数センサ124、スロットル開度センサ125、O2センサ127、車両に作用する加速度を検出する加速度センサ128、車速を検出するセンサである車速センサ129、シフトポジションセンサ301、アクセルペダル4の踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ401、バッテリ温度センサ601、及び、電流センサ602等が通信可能に接続されている。
更に、ECU7には、制御対象として、インジェクタ102、点火プラグ103のイグナイタ104、オルタネータ5等が通信可能に接続されている。そして、ECU7は、上記各種センサの出力に基づいて、インジェクタ102の燃料噴射制御、点火プラグ103の点火時期制御、オルタネータ5の電圧制御等を含むエンジン1の各種制御を実行する。
−ECU7によるオルタネータ5の電圧制御−
ECU7は、車両の走行状態に応じて、オルタネータ5の発電電圧を制御する。ECU7は、オルタネータ5のレギュレータ56の入力端子Cに、発電電圧制御信号を出力する。例えば、発電電圧制御信号は2値信号であり、レギュレータ56は、発電電圧制御信号のデューティ比(周期に対するHi時間の比)に応じて発電電圧を増減する。例えば、レギュレータ56は、発電電圧制御信号のデューティ比が100%の場合、発電電圧が低電圧(例えば、12.8V)となるように、また、発電電圧制御信号のデューティ比が0%の場合、発電電圧が高電圧(例えば、14.5V)となるように、スイッチング素子563をオンオフ制御する。
レギュレータ56は、このオンオフ制御によって、バッテリ端子Bから入力されるバッテリ電圧Vbが発電電圧に収束するようにフィールドコイル54の通電時間を調整する。すなわち、例えば、バッテリ電圧Vbが低下して放電量が過大になる場合には、フィールドコイル54への通電時間の比率(以下、「FデューティDu」ともいう。)を上昇させることによって発電量を増加してバッテリ6の充電を行う。また、例えば、バッテリ電圧Vbが上昇して充電量が過大になる場合には、FデューティDuを低下させることによって発電量を削減して、バッテリ6の放電(又は、充電停止)を行う。なお、オルタネータ5のFデューティDuは、オルタネータ5の出力端子FRからECU7に入力され、ECU7は、FデューティDuによってスイッチング素子563の作動状態を把握する。
−ECU7の機能構成(車両の充電制御装置及び車両の制御装置の構成)−
次に、図4を参照して本発明に係る車両の充電制御装置及び車両の制御装置の構成について説明する。ECU7は、ROMに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、充電能力判定部709、停止制限部710、停止部711、再始動部712、全体制御部713、及び、通常制御部714として機能する。ここで、温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、充電能力判定部709、停止制限部710、停止部711、及び、再始動部712は、本発明に係る「車両の制御装置」の一部に相当する。また、温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、及び、充電能力判定部709は、「車両の充電制御装置」の一部に相当する。
温度検出部701は、バッテリ温度センサ601を介して、バッテリ温度Tbを検出する機能部である。なお、温度検出部701は、特許請求の範囲の「温度検出手段」の一部に相当する。
低温判定部702は、温度検出部701によって検出されたバッテリ温度Tbが、予め設定された温度閾値Tb0(例えば、10℃)以下である(すなわち、低温である)か否かを判定する機能部である。なお、低温判定部702は、特許請求の範囲の「低温判定手段」に相当する。
閾値設定部703は、バッテリ6が満充電状態であるか否かを判定する充電電流Ibの閾値である電流閾値Ib0を設定する機能部である。なお、閾値設定部703は、特許請求の範囲の「閾値設定手段」に相当する。具体的には、閾値設定部703は、低温判定部702によってバッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下である(すなわち、低温である)と判定された場合に、低温判定部702によってバッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下ではない(すなわち、低温ではない)と判定された場合と比較して、バッテリ6の残容量(SOC)が多い状態(特許請求の範囲に記載の第2の状態)から補充電を開始したときの充電電流Ibの推移である電流値特性(特許請求の範囲に記載の第2の電流値特性)に基づいて、電流閾値Ib0を設定する。
ここで、閾値設定部703による電流閾値Ib0の設定方法について、図5を参照して説明する。図5は、図4示す閾値設定部703による電流閾値Ib0の設定方法の一例を示すグラフである。図5(a)は、低温ではない場合であり、図5(b)は、低温である場合である。図5(a)、(b)の上側のグラフは、それぞれ、横軸がイグニッションスイッチ58(図3参照)をON(以下、「IG−ON」ともいう)後の経過時間であり、縦軸は充電電流Ibであって、充電電流Ibの推移を示すグラフG11、G21、G22である。なお、グラフG11、G21、G22は、特許請求の範囲に記載の「第1および第2の電流値特性」に相当する。また、図5(a)、(b)の下側のグラフは、それぞれ、横軸がIG−ON後の経過時間であり、縦軸はSOC(%)であって、SOCの推移を示すグラフG12、G23、G24である。
図5(a)にグラフG11、G12で示すように、バッテリ6が低温ではない場合(例えば、バッテリ温度Tbが20℃である場合)には、バッテリ6が充電され易いため、IG−ON時のSOCの値が比較的低いSOC値PC11(例えば、70%)であっても、時点T11(例えば、IG−ON後30分の時点)において、充電電流Ibが電流閾値Ib1(例えば、3.0アンペア)に到達して、SOCが満充電を示すSOC値PC12(例えば、95%)となり、満充電状態となる。すなわち、IG−ONから期間PA1(ここでは、30分間)経過すれば、満充電状態となる。
これに対して、図5(b)に破線(グラフG22、G24)で示すように、バッテリ6が低温である場合(例えば、バッテリ温度Tbが0℃である場合)には、バッテリ6が充電され難いため、IG−ON時のSOCの値が比較的低いSOC値PC21(例えば、70%)であるときには、時点T23(例えば、IG−ON後2時間の時点)において、充電電流Ibが電流閾値Ib22(例えば、2.0アンペア)に到達して、SOCが満充電を示すSOC値PC24(例えば、95%)となり、満充電状態となる。すなわち、IG−ONから期間PA22(ここでは、2時間)経過すれば、やっと満充電状態となる。
また、図5(b)に実線(グラフG21、G23)で示すように、バッテリ6が低温である場合(例えば、バッテリ温度Tbが0℃である場合)であっても、IG−ON時のSOCの値が比較的高いSOC値PC22(例えば、80%)であるときには、時点T21(例えば、IG−ONから30分後の時点)において、充電電流Ibが電流閾値Ib21(例えば、2.5アンペア)に到達して、SOCが満充電を示すSOC値PC24(例えば、95%)となり、満充電状態となる。すなわち、IG−ONから期間PA21(ここでは、30分間)経過すれば、満充電状態となる。
上述のように、バッテリ6が低温である場合であっても、IG−ON時のSOCの値が比較的高いSOC値PC22(例えば、80%)から補充電を開始したときの充電電流Ibの推移である電流値特性(グラフG21)に基づいて、電流閾値Ib21を設定することによって、低温時に補充電を早期に(ここでは、期間PA21、すなわち30分間で)完了させることができる。
すなわち、バッテリ6の残容量が多い状態(例えば、SOCが80%である状態)から補充電を開始したときの充電電流Ibの推移である電流値特性(図5(b)では、グラフG21)に基づいて電流閾値Ib0(図5(b)では、電流閾値Ib21:例えば、2.5アンペア)を設定すると、バッテリ6の残容量が少ない状態(特許請求の範囲に記載の第1の状態であり、例えば、SOCが70%である状態)から補充電を開始したときの充電電流Ibの推移である電流値特性(特許請求の範囲に記載の第1の電流値特性であり、図5(b)では、グラフG22)に基づいて電流閾値Ib0(図5(b)では、電流閾値Ib22:例えば、2.0アンペア)を設定する場合と比較して、電流閾値Ib0として大きな値が設定される。したがって、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定された場合(低温時、すなわち、例えば、バッテリ温度Tbの温度が10℃以下の場合)に、電流閾値Ib0として大きな値が設定されるため、補充電を早期に(ここでは、期間PA21、すなわち30分間で)完了させることができるのである。
なお、図5(b)に破線(グラフG22、G24)で示すように、バッテリ6が低温である場合(例えば、バッテリ温度Tbが0℃である場合)に、IG−ON時のSOCの値が比較的低いSOC値PC21(例えば、70%)であるときにおいて、電流閾値Ib21(例えば、2.5アンペア)が設定された場合には、時点T22(例えば、1.5時間)において、充電電流Ibが電流閾値Ib21に到達する。しかし、この場合には、時点T22におけるSOCはSOC値PC23(例えば、93%)であって、満充電を示すSOC値PC24(例えば、95%)には到達していないため、満充電状態と判定されると誤判定となる。この誤判定を回避するものが、後述する禁止部708である。
再び、図4に戻って、ECU7の機能構成について説明する。電流検出部704は、電流センサ602を介して、オルタネータ5からバッテリ6への充電電流Ibを検出する機能部である。なお、電流検出部704は、特許請求の範囲に記載の「電流検出手段」の一部に相当する。
満充電判定部705は、充電能力判定部709によってオルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有すると判定され、且つ、電流検出部704によって検出された充電電流Ibが閾値設定部703によって設定された電流閾値Ib0以下となった場合に限って、バッテリ6が満充電状態であると判定する機能部である。なお、満充電判定部705は、特許請求の範囲に記載の「満充電判定手段」に相当する。また、満充電判定部705は、禁止部708によって判定が禁止された場合には、禁止部708の指示に従って、バッテリ6が満充電状態であるか否かの判定を行わない。
上述のように、充電能力判定部709によってオルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有すると判定され、且つ、電流検出部704によって検出された充電電流Ibが閾値設定部703によって設定された電流閾値Ib0以下となった場合に限って、バッテリ6が満充電状態であると判定されるため、バッテリ6が満充電状態であるか否かを正確に判定することができる。
すなわち、例えば、エンジン1の回転数Neが低く、発電される電力が少ない場合には、バッテリ6が満充電状態に到達していないにも拘わらず、検出された充電電流Ibが設定された電流閾値Ib0以下となる場合がある。したがって、このような場合には、バッテリ6が満充電状態であると判定しないことによって、バッテリ6が満充電状態であるか否かを正確に判定することができるのである。
電流積算部706は、エンジン1の始動時(すなわち、IG−ON時)からの電流検出部704によって検出された充電電流Ibの積算値である電流積算値Sbを求める機能部である。なお、電流積算部706は、特許請求の範囲に記載の「電流積算手段」に相当する。具体的には、電流積算部706は、例えば、電流検出部704によって充電電流Ibが時間ΔT毎に検出される場合には、検出された充電電流Ibに時間ΔTを乗じた積を積算して、電流積算値Sbを求めるものである。すなわち、電流積算部706は、次の(1)式に基づいて、電流積算値Sbを求める。
Sb←Sb+Ib×ΔT (1)
積算値判定部707は、電流積算部706によって求められた電流積算値Sbが、予め設定された積算閾値Sb0以上であるか否かを判定する機能部である。なお、積算値判定部707は、特許請求の範囲に記載の「積算値判定手段」に相当する。また、積算閾値Sb0は、例えば、図5(b)の破線(グラフG22)で示すように、IG−ON時のSOCの値が比較的高いSOC値PC21(例えば、80%)であるときに、充電電流Ibが電流閾値Ib21(例えば、2.5アンペア)に到達した時点での電流積算値Sb(例えば、25000アンペア・秒)を積算閾値Sb0として設定すればよい。
禁止部708は、積算値判定部707によって電流積算値Sbが積算閾値Sb0以上であると判定された場合に、満充電判定部705による判定を禁止する機能部である。なお、禁止部708は、特許請求の範囲に記載の「禁止手段」に相当する。
上述のように、電流積算値Sbが積算閾値Sb0以上であると判定された場合に、バッテリ6が満充電状態であるか否かの判定が禁止されるため、積算閾値Sb0を適正な値(例えば、25000アンペア・秒)に設定することによって、バッテリ6が満充電状態であるか否かに関する誤判定を回避することができる。
すなわち、例えば、図5(b)の実線(グラフG21)で示すように、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定された場合(低温時、すなわち、例えば、バッテリ温度Tbが10℃以下の場合)には、バッテリ6の残容量が多い状態(例えば、SOCが80%である状態)から補充電を開始したときの充電電流Ibの推移である電流値特性(図5(b)のグラフG21)に基づいて電流閾値Ib0(図5(b)では、電流閾値Ib21)が設定される。よって、図5(b)の破線(グラフG22)で示すように、バッテリ6の残容量が少ない状態(例えば、SOCが70%である状態)から補充電を開始した場合には、設定された電流閾値Ib21を用いて、バッテリ6が満充電状態であるか否かの判定をすることはできない。したがって、電流積算値Sbが積算閾値Sb0以上であると判定された場合に、バッテリ6が満充電状態であるか否かの判定が禁止されるため、積算閾値Sb0を適正な値(例えば、SOCが70%である状態から93%になるまでの電流積算値である25000アンペア・秒)に設定することによって、バッテリ6が満充電状態であるか否かに関する誤判定を回避することができるのである。
本実施形態では、禁止部708が電流積算値Sbに基づいて満充電判定部705による判定を禁止する場合について説明するが、禁止部708がその他の方法でバッテリ6の残容量が少ない状態(例えば、SOCが70%以下である状態)から補充電を開始したと判定して、満充電判定部705による判定を禁止する形態でもよい。
例えば、禁止部708がエンジン1の始動時(すなわち、IG−ON時)から所定時間後(例えば、10秒後)の充電電流Ibの変化率に基づいて満充電判定部705による判定を禁止する形態でもよい。この方法は、エンジン1の始動時(すなわち、IG−ON時)のバッテリ6の残容量が小さい程、充電電流Ibの変化率が大きいことに基づくものである。この場合には、禁止部708が早期に満充電判定部705による判定を禁止することができるため、ECU7の負荷を軽減することができる。
充電能力判定部709は、オルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有するか否かを判定する機能部である。なお、充電能力判定部709は、特許請求の範囲に記載の「充電能力判定手段」に相当する。具体的には、充電能力判定部709は、例えば、エンジン1の回転数Neが予め設定された回転数閾値Ne0(例えば、400rpm)以上であって、且つ、オルタネータ5のFデューティDuが予め設定された閾値Du0(例えば、95%)以下である場合に、オルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有すると判定する。
上述のように、エンジン回転数Neが予め設定された回転数閾値Ne0(例えば、400rpm)以上であって、且つ、オルタネータ5のFデューティDuが、閾値Du0以下である場合に、オルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有すると判定されるため、オルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有するか否かを正確に判定することができる。
本実施形態では、充電能力判定部709が、エンジン1の回転数Ne及びオルタネータ5のFデューティDuに基づいてオルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有するか否かを判定する場合について説明するが、充電能力判定部709が、エンジン1の回転数Ne又はオルタネータ5のFデューティDu(又は、オルタネータ5の発電量)に基づいてオルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有するか否かを判定する形態でもよい。この場合には、処理が簡略化される。
停止部711は、予め設定された「停止条件」を満たした場合にエンジン1を停止する機能部である。なお、停止部711は、特許請求の範囲に記載の「停止手段」に相当する。具体的には、「停止条件」は、例えば、イグニッションがONの状態で、車速センサ129の検出信号によって車速が「0」であることが検出され、且つ、ブレーキペダルセンサからのブレーキペダル踏み込み信号によってブレーキペダルの踏み込み操作がなされていることが検出されたとの条件である。
停止制限部710は、低温判定部702によってバッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、満充電判定部705によってバッテリ6が満充電状態であると判定されてはいないとき(すなわち、補充電を実行中であるとき)に、停止部711によってエンジン1が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減するべく停止部711の動作を制限する機能部である。なお、停止制限部710は、特許請求の範囲に記載の「停止制限手段」に相当する。
具体的には、例えば、停止制限部710は、低温判定部702によってバッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、満充電判定部705によってバッテリ6が満充電状態であると判定されてはいないときに、停止部711によるエンジン1の停止動作を禁止する。
また、停止制限部710は、低温判定部702によってバッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、満充電判定部705によってバッテリ6が満充電状態であると判定されたとき(すなわち、補充電が終了したとき)に、停止部711の動作の制限を解除する。すなわち、停止制限部710によって、停止部711の動作の制限が解除されると、停止部711は、予め設定された「停止条件」を満たした場合にエンジン1を停止する。
上述のように、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、バッテリ6が満充電状態であると判定されてはいないときに、停止部711によるエンジン1の停止動作が禁止されるため、バッテリ6の残容量が減少し過ぎることを防止することができる。
すなわち、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され場合(低温時、すなわち、例えば、バッテリ温度Tbが10℃以下の場合)であって、補充電中には、推定SOCの誤差をリセットが完了していないため、「停止条件」を満たした場合にエンジン1を停止することによって、バッテリ6の残容量が減少し過ぎる虞がある。したがって、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、バッテリ6が満充電状態であると判定されてはいないときには(補充電中には)、停止部711によるエンジン1の停止動作が禁止されるため、バッテリ6の残容量が減少し過ぎることを防止することができるのである。
本実施形態では、停止制限部710が、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、バッテリ6が満充電状態であると判定されてはいないときに、停止部711によるエンジン1の停止動作を禁止する場合について説明したが、停止制限部710が、エンジン1が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減するべく停止部711の動作を制限する形態であればよい。エンジン1が停止される頻度及び期間が低減されればされる程、バッテリ6の残容量が減少し過ぎることをより確実に防止することができる。
例えば、IG−ON時の推定SOCの値に応じて、停止制限部710が、「停止条件」を変更する形態でもよい。すなわち、IG−ON時の推定SOCの値が低い程、「停止条件」を、エンジン1が停止し難い条件に変更するのである。このようにすれば、燃費の向上を図りつつ、バッテリ6の残容量が減少し過ぎることを防止することができる。
また、上述のように、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であると判定され、且つ、満充電状態であると判定されたときに、エンジン1が停止動作を禁止するとの動作の制限が解除されるため、利便性を向上することができる。
再始動部712は、停止部711によってエンジン1が停止された後に、予め設定された「再始動条件」を満たした場合にエンジンを再始動する機能部である。なお、再始動部712は、特許請求の範囲に記載の「再始動手段」に相当する。また、「再始動条件」は、具体的には、例えば、シフトポジションセンサ301によって、シフト位置が、ニュートラル(N)位置からドライブ(D)位置に変更されたとの条件である。
全体制御部713は、車両の制御装置(ECU7)の動作の全体を制御するものであって、特に、本実施形態では、満充電であるか否かの判定を行うか否かを切り換える判定フラグの設定を行う。ここでは、判定フラグが「ON」の場合には、満充電であるか否かの判定を行わず、判定フラグが「OFF」の場合には、満充電であるか否かの判定を行う。この判定フラグの切り換えは、低温時に満充電であるか否かの判定が繰返されることを回避するために行うものである。
通常制御部714は、低温判定部702によってバッテリ温度Tbが温度閾値Tb0(例えば、10℃)以下ではない(低温ではない)と判定された場合に、車両の走行状態に応じてオルタネータ5の動作を制御する(以下、この制御を「通常制御」ともいう)ものである。具体的には、通常制御部714は、例えば、車両が加速中には、オルタネータ5の発電電圧を低電圧に設定する。また、通常制御部714は、例えば、車両が減速中には回生制御(オルタネータ5の発電電圧を高電圧に設定する)を行う。また、通常制御部714は、例えば、車両が定常走行中には、SOCの値に応じてフィードバック制御を行う。すなわち、通常制御部714は、SOCの値が大きい程、オルタネータ5の発電電圧を低電圧に設定する。
−車両の制御装置(ECU7)の動作−
次に、図6、図7を参照して、本発明に係る車両の制御装置(ECU7)の動作を説明する。図6、図7は、それぞれ、図4に示す車両の制御装置の動作の一例を示すフローチャート(前半部)及びフローチャート(後半部)である。なお、判定フラグの初期値は、「OFF」に設定されているものとする。また、閾値設定部703によって、電流閾値Ib0が予め設定されているものとする。更に、便宜上、図6、図7に示すフローチャートには記載されていないが、イグニッションが「OFF」となった時点で、全体制御部713によって、図6、図7に示すフローチャートの処理は終了される。
図6に示すように、まず、IG−ONになったか否かの判定が行われる(ステップS101)。ステップS101でNOの場合には、処理が待機状態とされる。ステップS101でYESの場合には、処理がステップS103へ進められる。そして、温度検出部701によって、バッテリ温度Tbが検出される(ステップS103)。次いで、低温判定部702によって、バッテリ温度Tbが温度閾値Tb0以下であるか否かの判定が行われる(ステップS105)。ステップS105でNOの場合には、処理がステップS107へ進められる。ステップS105でYESの場合には、処理がステップS111へ進められる。
ステップS105でNOの場合(低温ではない場合)には、全体制御部713によって、判定フラグが「OFF」に設定される(ステップS107)。そして、通常制御部714によって、「通常制御」が実行される(ステップS109)。次いで、処理がステップS103に戻され、ステップS103以降の処理が繰り返し実行される。
ステップS105でYESの場合(低温である場合)には、全体制御部713によって補充電が実施される(ステップS111)。そして、停止制限部710によって、停止部711によるエンジン1の停止が制限される(ここでは、禁止される)(ステップS113)。次いで、判定フラグが「OFF」であるか否かの判定が行われる(ステップS115)。判定フラグが「OFF」であると判定された場合には、処理がステップS117へ進められる。判定フラグが「ON」であると判定された場合には、処理がステップS103へ戻され、ステップS103以降の処理が繰り返し実行される。
判定フラグが「OFF」であると判定された場合には、電流検出部704によって、充電電流Ibが検出される(ステップS117)。そして、電流積算部706によって、電流積算値Sbが算出される(ステップS119)。次いで、図8に示すように、積算値判定部707によって、図7に示すステップS119で算出された電流積算値Sが、積算閾値Sb0以上であるか否かの判定が行われる(ステップS121)。ステップS121でYESの場合には、処理がステップS123へ進められ、全体制御部713によって、判定フラグが「ON」に設定される(ステップS123)。そして、処理が図6に示す処理がステップS103へ戻され、ステップS103以降の処理が繰り返し実行される。
ステップS121でNOの場合には、処理がステップS125へ進められる。そして、充電能力判定部709によって、エンジン回転数Neが取得される(ステップS125)。次いで、充電能力判定部709によって、オルタネータ5のFデューティDuが取得される(ステップS127)。次いで、充電能力判定部709によって、ステップS125で取得されたエンジン回転数Neが回転数閾値Ne0以上であるか否かの判定が行われる(ステップS129)。ステップS129でNOの場合には、処理が図6に示すステップS115に戻され、ステップS115以降の処理が繰り返し実行される。ステップS129でYESの場合には、処理がステップS131に進められる。
そして、充電能力判定部709によって、ステップS127で取得されたFデューティDuが閾値Du0以下であるか否かの判定が行われる(ステップS131)。ステップS131でNOの場合には、処理が図6に示すステップS115に戻され、ステップS115以降の処理が繰り返し実行される。ステップS131でYESの場合には、処理がステップS133へ進められる。次いで、満充電判定部705によって、図6に示すステップS117で検出された充電電流Ibが電流閾値Ib0以下であるか否かの判定が行われる(ステップS133)。ステップS133でNOの場合には、満充電判定部705によって、満充電には到達していないと判定されて、処理が図6に示すステップS115に戻され、ステップS115以降の処理が繰り返し実行される。ステップS133でYESの場合には、満充電判定部705によって満充電に到達したと判定されて、処理がステップS135へ進められる。
そして、全体制御部713によって推定SOCが、電流閾値Ib0に対応するSOCの値(図5(b)の場合には、SOC値PC24、ここでは95%)に設定される(ステップS135)。次いで、停止制限部710によって、停止部711によるエンジン1の停止の制限が解除される(ここでは、停止部711によるエンジン1の停止が許可される)(ステップS137)。そして、処理が、図6のステップS107に戻され、ステップS107以降の処理が繰り返し実行される。
このようにして、オルタネータ5がバッテリ6を充電する能力を有すると判定され、且つ、充電電流Ibが電流閾値Ib0以下となった場合に限って、バッテリ6が満充電状態であると判定されるため、バッテリ6が満充電状態であるか否かを正確に判定することができる。
−他の実施形態−
本実施形態では、車両の充電制御装置が、ECU7における温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、及び、充電能力判定部709として機能的に構成されている場合について説明したが、温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、及び、充電能力判定部709のうち、少なくとも1つが、電子回路等のハードウェアで構成されている形態でもよい。
本実施形態では、車両の制御装置が、ECU7における温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、充電能力判定部709、停止制限部710、停止部711、及び、再始動部712として機能的に構成されている場合について説明したが、温度検出部701、低温判定部702、閾値設定部703、電流検出部704、満充電判定部705、電流積算部706、積算値判定部707、禁止部708、充電能力判定部709、停止制限部710、停止部711、及び、再始動部712のうち、少なくとも1つが、電子回路等のハードウェアで構成されている形態でもよい。
本実施形態では、本発明に係る車両の充電制御装置及び車両の制御装置が搭載される車両が、自動変速の車両である場合について説明したが、本発明に係る車両の充電制御装置及び車両の制御装置が搭載される車両が、手動変速の車両である形態でもよいし、エンジンとモータとで駆動する、いわゆる「ハイブリッド」の車両である形態でもよい。
本発明は、内燃機関によって駆動されて電力を発生する発電機と、当該発電機で発生された電力によって充電される蓄電池と、が搭載された車両の充電制御装置、及び、車両の制御装置に利用することができる。
1 エンジン
102 インジェクタ
103 点火プラグ
104 イグナイタ
124 エンジン回転数センサ
2 自動変速機(オートマチックトランスミッション)
3 シフト装置
31 シフトレバー
301 シフトポジションセンサ
4 アクセルペダル
5 オルタネータ
56 レギュレータ
561 スイッチング回路
6 バッテリ
601 バッテリ温度センサ(温度検出手段の一部)
602 電流センサ(電流検出手段の一部)
7 ECU(車両の充電制御装置、車両の制御装置)
701 温度検出部(温度検出手段の一部)
702 低温判定部(低温判定手段)
703 閾値設定部(閾値設定手段)
704 電流検出部(電流検出手段の一部)
705 満充電判定部(満充電判定手段)
706 電流積算部(電流積算手段)
707 積算値判定部(積算値判定手段)
708 禁止部(禁止手段)
709 充電能力判定部(充電能力判定手段)
710 停止制限部(停止制限手段)
711 停止部(停止手段)
712 再始動部(再始動手段)
713 全体制御部
714 通常制御部

Claims (7)

  1. 内燃機関によって駆動されて電力を発生する発電機と、当該発電機で発生された電力によって充電される蓄電池と、が搭載された車両の充電制御装置であって、
    前記発電機から前記蓄電池への充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記蓄電池が満充電状態であるか否かを判定する前記充電電流の閾値である電流閾値を設定する閾値設定手段と、
    前記電流検出手段によって検出された充電電流が、前記閾値設定手段によって設定された電流閾値以下となった場合に、前記蓄電池が満充電状態であると判定する満充電判定手段と、
    前記蓄電池の温度を検出する温度検出手段と、
    前記温度検出手段によって検出された前記蓄電池の温度が、予め設定された温度閾値以下であるか否かを判定する低温判定手段と、を備え、
    前記閾値設定手段は、前記蓄電池が所定の残容量である第1の状態から補充電を開始したときの充電電流の推移である第1の電流値特性、または、前記第1の状態と比較して残容量の多い第2の状態から補充電を開始したときの充電電流の推移である第2の電流値特性、のいずれかに基づいて前記電流閾値を設定する構成とされていて、前記低温判定手段によって前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定された場合には前記第2の電流値特性に基づいて、前記電流閾値を設定することを特徴とする車両の充電制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両の充電制御装置において、
    前記内燃機関の始動時からの前記電流検出手段によって検出された充電電流の積算値である電流積算値を求める電流積算手段と、
    前記電流積算手段によって求められた電流積算値が、予め設定された積算閾値以上であるか否かを判定する積算値判定手段と、
    前記積算値判定手段によって前記電流積算値が前記積算閾値以上であると判定された場合に、前記満充電判定手段による判定を禁止する禁止手段と、を更に備えることを特徴とする車両の充電制御装置。
  3. 請求項1に記載の車両の充電制御装置において、
    前記内燃機関の始動時から予め設定された所定時間後までの前記電流検出手段によって検出された充電電流の変化率である電流変化率を求める変化率算出手段と、
    前記変化率算出手段によって求められた電流変化率が、予め設定された変化率閾値以上であるか否かを判定する変化率判定手段と、
    前記変化率判定手段によって前記電流変化率が前記変化率閾値以上であると判定された場合に、前記満充電判定手段による判定を禁止する禁止手段と、を更に備えることを特徴とする車両の充電制御装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の車両の充電制御装置において、
    前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かを判定する充電能力判定手段を更に備え、
    前記満充電判定手段は、前記充電能力判定手段によって前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有すると判定され、且つ、前記電流検出手段によって検出された充電電流が前記閾値設定手段によって設定された電流閾値以下となった場合に限って、前記蓄電池が満充電状態であると判定することを特徴とする車両の充電制御装置。
  5. 請求項4に記載の車両の充電制御装置において、
    前記充電能力判定手段は、前記内燃機関の回転数、及び、前記発電機の発電量の少なくとも一方に基づいて、前記発電機が前記蓄電池を充電する能力を有するか否かを判定することを特徴とする車両の充電制御装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の車両の充電制御装置を備え、
    予め設定された停止条件を満たした場合に前記内燃機関を停止する停止手段と、
    前記停止手段によって前記内燃機関が停止された後に、予め設定された再始動条件を満たした場合に前記内燃機関を再始動する再始動手段と、
    前記低温判定手段によって前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、前記満充電判定手段によって前記蓄電池が満充電状態であると判定されてはいないときに、前記停止手段によって前記内燃機関が停止される頻度及び期間の少なくとも一方を低減するべく前記停止手段の動作を制限する停止制限手段と、を更に備えることを特徴とする車両の制御装置。
  7. 請求項6に記載の車両の制御装置において、
    前記停止制限手段は、前記低温判定手段によって前記蓄電池の温度が前記温度閾値以下であると判定され、且つ、前記満充電判定手段によって満充電状態であると判定されたときに、前記停止手段の動作の制限を解除することを特徴とする車両の制御装置。
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