JP5842934B2 - 車両制御装置、車両、および車両制御方法 - Google Patents
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Description
エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリとを有する車両に搭載される車両制御装置であって、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御部と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出部と、
前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限部と
を備え、
前記実行制限部は、
前記アイドリングストップ制御部によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定し、
前記アイドリングストップ制御部は、
所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、前記エンジンの停止中に所定の再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させ、
前記実行制限部は、
前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量が第1の所定値を超えたときに、前記エンジンを再始動させることにより前記禁止を行うアイドリングストップ再始動要求部と、
前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が第2の所定値を超えたときに、前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を許可するアイドリングストップ許可部と
を備える、車両制御装置。その他、本発明は、以下の適用例として実現することも可能である。
エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリとを有する車両に搭載される車両制御装置であって、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御部と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出部と、
前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限部と
を備え、
前記実行制限部は、
前記アイドリングストップ制御部によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定する、車両制御装置。
適用例1に記載の車両制御装置であって、
アイドリングストップ制御部は、
所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、前記エンジンの停止中に所定の再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させ、
前記実行制限部は、
前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量が第1の所定値を超えたときに、前記エンジンを再始動させることにより前記禁止を行うアイドリングストップ再始動要求部と、
前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が第2の所定値を超えたときに、前記アイドリングストップ制御による前記エンジンの停止を許可するアイドリングストップ許可部と
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、第1の所定値と第2の所定値の大きさでもって、SOCの減少量とSOCの増加量とを調整することができることから、バッテリを充電傾向に遷移させることを容易に実現することができる。
適用例2に記載の車両制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御に対して要求されるエンジン停止から再始動までの第1の時間を算出する第1時間算出部と、
前記バッテリのSOCを用いて動作する補機類によって消費される補機類消費電流を算出する補機類消費電流算出部と、
前記第1の時間と前記補機類消費電流とに基づいて前記第1の所定値を算出する第1所定値算出部と、
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、第1所定値は、アイドリングストップ制御に対して要求されるエンジン停止から再始動までの第1の時間と補機類消費電流とに応じて変化させることができる。したがって、適正なタイミングでエンジンを再始動させることができる。
適用例3に記載の車両制御装置であって、
前記バッテリの充電要求度を検出するバッテリ充電要求度算出部と、
前記第1所定値算出部によって算出された前記第1の所定値を、前記充電要求度に基づいて補正する第1所定値補正部と
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、バッテリの充電要求度に応じて再始動させるタイミングを調整することができる。
適用例2ないし適用例4のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御において許容される、前記エンジンの再始動後の前記停止条件によるエンジンの停止を禁止する第2の時間を算出する第2時間算出部と、
単位時間当たりの前記バッテリの充電電流を推定する充電電流推定部と、
前記第2の時間と前記充電電流とに基づいて前記第2の所定値を算出する第2所定値算出部と、
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、第2所定値は、アイドリングストップ制御において許容される、前記エンジンの再始動後の前記停止条件によるエンジンの停止を禁止する第2の時間と、バッテリの充電電流の推定値に応じて変化させることができる。したがって、適正なタイミングでアイドリングストップ制御によるエンジン停止を許可することができる。
適用例5に記載の車両制御装置であって、
前記バッテリの充電要求度を検出するバッテリ充電要求度算出部と、
前記第2所定値算出部によって算出された前記第2の所定値を、前記充電要求度に基づいて補正する第1所定値補正部と
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、エンジン停止を許可するタイミングを、バッテリの充電要求度に応じて調整することができる。
適用例1ないし適用例6のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記第1の所定値に応じた下降と前記第2の所定値に応じた上昇とを繰り返すSOC推移目標変化に対する実際のSOC変化の差分を余剰充電量として算出する余剰充電量算出部と、
前記第2の所定値から前記余剰充電量を差し引いて前記第2の所定値を補正する余剰分補正部と
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、余剰充電量に応じて第2の所定値を短縮することができることから、運転者のアイドリングストップ要求に対して対応し易い。
エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリとを有する車両に搭載される車両制御装置であって、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御部と、
前記バッテリを満充電にする要求があったときに、前記バッテリの蓄電状態(SOC)が全体として増加傾向に遷移するように、前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止の許可と禁止のタイミングを決定する実行制限部と
を備える、車両制御装置。
この構成によれば、アイドリングストップ制御によるエンジン停止をコントロールしながらバッテリを満充電にさせることが可能であることから、バッテリを満充電にする要求と、アイドリングストップの実施要求との両立を図ることができる。
車両であって、
エンジンと、
前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリと、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御部と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出部と、
前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限部と
を備え、
前記実行制限部は、
前記アイドリングストップ制御部によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定する、車両。
エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリとを有する車両を制御する車両制御方法であって、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御工程と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出工程と、
前記アイドリングストップ制御工程による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限工程と
を備え、
前記実行制限工程は、
前記アイドリングストップ制御工程によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定する、車両制御方法。
A.第1実施例:
A1.全体構成:
A2.ECUの構成:
A3.制御処理の構成:
A4.作用、効果:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.第4実施例:
E.変形例:
A1.全体構成:
図1は、本発明の第1実施例としての自動車200の構成を示す説明図である。自動車200は、アイドリングストップ機能を搭載した車両である。自動車200は、エンジン10と、自動変速機15と、ディファレンシャルギア20と、駆動輪25と、スタータ30と、オルタネータ35と、バッテリ40と、電子制御ユニット(ECU:Electrical Control Unit)50とを備えている。
図2は、ECU50の構成を機能的に示す説明図である。図示するように、ECU50は、アイドリングストップ制御部90と、SOC制御部100と、アイドリングストップ制御によるエンジン停止を制限する実行制限部300とを備える。各部90、100、300は、実際は、ECU50に備えられたCPUが、ROMに記憶されたコンピュータプログラムを実行することで実現する機能を示す。
図3は、ECU50によって実行されるアイドリングストップ実行制限処理を示すフローチャートである。このアイドリングストップ実行制限処理は、バッテリ充電要求RbtをSOC制御部100から受けているときに所定周期(例えば1000ms毎)で繰り返し実行される。図示するように、処理が開始されると、ECU50のCPUは、まず、充電電流積算値Zcがアイドリングストップ許可判定値Z2以上であるか否かを判定する(ステップS110)。充電電流積算値Zcは、バッテリ40の充電電流の積算値であり、図4の充電電流積算値算出処理によって求められる。
図6は、本実施例におけるSOCについてのタイムチャートを示す説明図である。このタイムチャートは、バッテリ充電要求Rbtがあるときのバッテリ40のSOCの変化を示すもので、縦軸にSOCを示し、横軸に時間を示した。バッテリ充電要求Rbtがあった状態で、自動車200が走行した状態から停止すると(時刻t1)、エンジン停止条件を満たしてエンジン10は停止する(アイドリングストップ状態となる)。図中では、このアイドリングストップ状態に移行する時点を「IS開始」と記した。この時刻t1のSOCの値を基点a1とすると、基点a1からの時間経過に伴うSOCの変化量(アイドリングストップ状態時であることからSOCの減少量)が放電電流積算値Zdとして求められる。そして、放電電流積算値Zdが再始動判定値Z1以上となったときに(時刻t2)、エンジン10は再始動し運転状態に切り替わる。
第1実施例では、再始動判定値Z1および許可判定値Z2は固定値としていたが、第2実施例では、自車両状態と走行環境に応じて変化するようにした。以下、この第2実施例について説明する。
Ac=Aa−Ab …(1)
FZ1=Ac×TS1 …(2)
(i)バッテリ電流の積算によってSOCを推定するロジックにおけるSOC確定:
バッテリ電流センサ88には誤差があるため、長時間電流積算によってSOCを推定しようとすると誤差が累積し、実SOCと推定SOCに大きな乖離が生じる。この乖離を除去するために、バッテリを満充電状態まで充電させるべくバッテリ充電要求Rbtを発生させる必要がある。
成層化した状態で充放電を繰り返すと、充放電特性、寿命性能の低下に繋がる。成層化を除去するためには、過充電し、ガッシングにより、成層化を除去することが有益である。このため、成層化を検出した場合にバッテリ充電要求Rbtを発生させる必要がある。
アイドリングストップ制御においては、エンジン10の始動が保証される必要がある。バッテリ40が劣化した状態では、エンジン10の始動性が低下するため、バッテリを満充電させ、バッテリ性能を回復させることが有益である。このため、バッテリが劣化した状態をバッテリ電圧等から検出した場合に、バッテリ充電要求Rbtを発生させる必要がある。
FZ2=XAb × TS2 …(3)
第3実施例としての自動車は、第2実施例としての自動車と比べて、同一のハードウェア構成と、同一のソフトウェア構成を備える。その上で、第3実施例としての自動車は、次のソフトウェア構成を更に備える。なお、第3実施例において、第1実施例と同一の構成要素については、第1実施例と同一の符号を付し、以下の説明を行う。
第4実施例としての自動車は、第1実施例としての自動車と比べて、同一のハードウェア構成と、同一のソフトウェア構成を備える。その上で、第4実施例としての自動車は、次のソフトウェア構成を更に備える。なお、第4実施例において、第1実施例と同一の構成要素については、第1実施例と同一の符号を付し、以下の説明を行う。
ここで、放電電流積算値Zdは、図5の放電電流積算値算出処理で求められた値であり、ステップS320でクリアされる前の値である。再始動判定値Z1は第1実施例で説明したように固定値である。式(4)によれば、再始動判定値Z1から放電電流積算値Zdを引くことで得られた差を、前回のこの余剰充電量算出処理を実行したときに得られた余剰充電量(以下、「余剰充電量前回値」と呼ぶ)に加えることで、今回の余剰充電量を得ている。ステップS720の実行後、「リターン」に抜けて、この余剰充電量算出処理を一旦終了する。
ここで、充電電流積算値Zcは、図4の充電電流積算値算出処理で求められた値であり、ステップS220でクリアされる前の値である。許可判定値Z2は第1実施例で説明したように固定値である。式(5)によれば、充電電流積算値Zcから許可判定値Z2を引くことで得られた差を余剰充電量前回値に加えることで、今回の余剰充電量を得ている。ステップS740の実行後、「リターン」に抜けて、この余剰充電量算出処理を一旦終了する。また、ステップS730で、アイドリングストップ状態への切替時でないと判定されたときにも、「リターン」に抜けて、この余剰充電量算出処理を一旦終了する。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記各実施例では、実行制限部300は、バッテリ充電要求Rbtがあったときに動作する構成としたが、これに換えて、常時動作する構成とすることもできる。この構成によれば、いつも、バッテリを全体として充電傾向にすることが可能となる。
上記第2実施例では、実行制限部再始動判定値Z1および許可判定値Z2の両方が自車両状態と走行環境に応じて変化するようにしたが、これに換えて、再始動判定値Z1および許可判定値Z2のいずれか一方が自車両状態と走行環境に応じて変化するようにし、他方は固定値である構成としてもよい。
上記実施例では、バッテリは鉛蓄電池としたが、本発明ではこれに限られない。例えば、リチウムイオン蓄電池、ロッキングチェア型蓄電体等の他の種類のバッテリに替えることもできる。また、上記実施例では、車両は自動車であったが、これに換えて、電車等の自動車以外の車両としてもよい。
上記実施例においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェア(例えば集積回路)で実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。
なお、前述した実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。例えば、通常走行中はバッテリへの充電を抑えることで燃料消費量を節約し、減速走行中に回生発電によりバッテリへの充電を行なう充電制御についても省略することができる。
15…自動変速機
20…ディファレンシャルギア
25…駆動輪
30…スタータ
34…駆動機構
35…オルタネータ
40…バッテリ
50…ECU
70…補機類
72…ヘッドライト
74…空調装置(A/C)
82…車輪速センサ
84…ブレーキペダルセンサ
86…アクセル開度センサ
88…バッテリ電流センサ
89…オルタネータ電流センサ
90…アイドリングストップ制御部
100…SOC制御部
110…目標SOC推定部
120…バッテリSOC算出部
130…SOC差分算出部
140…電圧指示値算出部
200…自動車
300…実行制限部
310…SOC増加量判定部
320…アイドリングストップ許可部
330…SOC減少量判定部
340…アイドリングストップ再始動要求部
Aa…オルタネータ電流
Ab…バッテリ電流
Ac…補機消費電流
XAb…バッテリ充電電流推定値
Rbt…バッテリ充電要求
Z1…再始動判定値
Z2…アイドリングストップ許可判定値
Claims (8)
- エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリとを有する車両に搭載される車両制御装置であって、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御部と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出部と、
前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限部と
を備え、
前記実行制限部は、
前記アイドリングストップ制御部によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定し、
前記アイドリングストップ制御部は、
所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、前記エンジンの停止中に所定の再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させ、
前記実行制限部は、
前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量が第1の所定値を超えたときに、前記エンジンを再始動させることにより前記禁止を行うアイドリングストップ再始動要求部と、
前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が第2の所定値を超えたときに、前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を許可するアイドリングストップ許可部と
を備える、車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御部に対して要求されるエンジン停止から再始動までの第1の時間を算出する第1時間算出部と、
前記バッテリのSOCを用いて動作する補機類によって消費される補機類消費電流を算出する補機類消費電流算出部と、
前記第1の時間と前記補機類消費電流とに基づいて前記第1の所定値を算出する第1所定値算出部と、
を備える、車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置であって、
前記バッテリの充電要求度を検出するバッテリ充電要求度算出部と、
前記第1所定値算出部によって算出された前記第1の所定値を、前記充電要求度に基づいて補正する第1所定値補正部と
を備える、車両制御装置。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御部において許容される、前記エンジンの再始動後の前記停止条件によるエンジンの停止を禁止する第2の時間を算出する第2時間算出部と、
単位時間当たりの前記バッテリの充電電流を推定する充電電流推定部と、
前記第2の時間と前記充電電流とに基づいて前記第2の所定値を算出する第2所定値算出部と、
を備える、車両制御装置。 - 請求項4に記載の車両制御装置であって、
前記バッテリの充電要求度を検出するバッテリ充電要求度算出部と、
前記第2所定値算出部によって算出された前記第2の所定値を、前記充電要求度に基づいて補正する第2所定値補正部と
を備える、車両制御装置。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記第1の所定値に応じた下降と前記第2の所定値に応じた上昇とを繰り返すSOC推移目標変化に対する実際のSOC変化の差分を余剰充電量として算出する余剰充電量算出部と、
前記第2の所定値から前記余剰充電量を差し引いて前記第2の所定値を補正する余剰分補正部と
を備える、車両制御装置。 - 車両であって、
エンジンと、
前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリと、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御部と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出部と、
前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限部と
を備え、
前記実行制限部は、
前記アイドリングストップ制御部によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定し、
前記アイドリングストップ制御部は、
所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、前記エンジンの停止中に所定の再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させ、
前記実行制限部は、
前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量が第1の所定値を超えたときに、前記エンジンを再始動させることにより前記禁止を行うアイドリングストップ再始動要求部と、
前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が第2の所定値を超えたときに、前記アイドリングストップ制御部による前記エンジンの停止を許可するアイドリングストップ許可部と
を備える、車両。 - エンジンと、前記エンジンの動力によって駆動される発電機によって充電可能なバッテリとを有する車両を制御する車両制御方法であって、
前記エンジンの停止を行うアイドリングストップ制御工程と、
前記バッテリの蓄電状態(SOC)の変化量を検出するSOC変化量検出工程と、
前記アイドリングストップ制御工程による前記エンジンの停止を、前記SOCの変化量に応じて許可および禁止する実行制限工程と
を備え、
前記実行制限工程は、
前記アイドリングストップ制御工程によって前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が、前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量よりも大きくなるように、前記許可と禁止のタイミングを決定し、
前記アイドリングストップ制御工程は、
所定の停止条件が成立したときに前記エンジンを停止させ、前記エンジンの停止中に所定の再始動条件が成立したときに前記エンジンを再始動させ、
前記実行制限工程は、
前記エンジンの停止がなされているときの前記SOCの減少量が第1の所定値を超えたときに、前記エンジンを再始動させることにより前記禁止を行うアイドリングストップ再始動要求工程と、
前記エンジンの停止がなされていないときの前記SOCの増加量が第2の所定値を超えたときに、前記アイドリングストップ制御工程による前記エンジンの停止を許可するアイドリングストップ許可工程と
を備える、車両制御方法。
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