JP5867457B2

JP5867457B2 - 内燃機関制御装置と車両

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Publication number: JP5867457B2
Application number: JP2013133419A
Authority: JP
Inventors: 康平栃木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: EP3014112A1; KR101779280B1; CA2916624C; CN105392984B; US20160153417A1; US10539111B2; WO2014207536A1; CA2916624A1; CN105392984A; KR20160011665A; JP2015007411A

Description

本発明は、内燃機関制御装置と車両に関する。

近年、車両の低燃費化の推進を図るため、内燃機関のアイドリングストップを実行する技術が広く普及している。アイドリングストップは、一旦停止した内燃機関をバッテリーの電力により始動するため、バッテリーの充電状況への配慮が不可欠である。このため、バッテリーの充電率に基づいてアイドリングストップを実行するに当たり、バッテリー温度が低温度である場合には、バッテリーの充填率が高くないとアイドリングストップを禁止する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−５４４７９号公報

バッテリーの充電率は、例えば車両であれば、車両走行状態により大きく左右され、バッテリー温度が低温度（以下、低バッテリー温度と適宜称する）の際に、バッテリーの充填率が低いことが多々有り得る。このため、上記のアイドリングストップの禁止手法では、低バッテリー温度である場合のアイドリングストップの実行頻度が、バッテリー温度が高温度である場合より小さくなり、低燃費化に有益なアイドリングストップを低バッテリー温度の状況下で実行できないことが危惧される。こうしたことから、低バッテリー温度の際のアイドリングストップの実行機会の拡大を通して、燃費向上を図ることが要請されるに到った。この他、内燃機関のアイドリングストップを実行する内燃機関制御装置やこれを搭載した車両等の構成の簡略化や低コスト化を可能とすることも要請されている。

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、内燃機関制御装置が提供される。この内燃機関制御装置は、内燃機関のアイドリングストップを実行する内燃機関制御装置であって、アイドリングストップの実行可否を定めるバッテリーの充電率の閾値を、設定する閾値設定部と、前記バッテリーの充電率が前記閾値設定部の設定した前記閾値未満であると、アイドリングストップの実行を禁止する実行禁止部とを備える。そして、前記閾値設定部は、前記バッテリーの温度が低温度である際の前記閾値を、前記バッテリーの温度が高温度である場合より小さくして設定する。この形態の内燃機関制御装置では、バッテリーの温度が低温度の低バッテリー温度の状況下において、バッテリーの充電率がバッテリーの温度が高温度である場合より小さくても、当該バッテリーの充電率がアイドリングストップの実行可否を定める閾値以上となる機会を増やして、アイドリングストップの実行機会を増やし得る。この結果、この形態の内燃機関制御装置によれば、低バッテリー温度の際の燃費向上を図ることができる。

この形態の内燃機関制御装置では、低バッテリー温度の際のアイドリングストップの実行機会を高めるに当たり、アイドリングストップの実行可否を定める閾値を、低バッテリー温度ではバッテリーの温度が高温度である場合より小さくして設定するに過ぎない。よって、この形態の内燃機関制御装置によれば、構成の簡略化や低コスト化を図ることができる。また、低バッテリー温度では、バッテリーの充電電力の過放電が起きた際のバッテリー劣化が小さい。よって、この形態の内燃機関制御装置によれば、低バッテリー温度の状況下でのアイドリングストップの実行機会が増えても、大きなバッテリー劣化を招き難くできるので、バッテリーの耐久性を不用意に短くしないようにできる。

（２）上記した形態の内燃機関制御装置において、前記実行禁止部は、アイドリングストップを実行する際の前記バッテリーの充電率が前記閾値未満の値から前記閾値以上の値に回復したときにおいて、更に、前記バッテリーの充電率が前記閾値よりも所定の範囲だけ高い値に回復すると、アイドリングストップの実行禁止を解除するようにできる。こうすれば、次の利点がある。

アイドリングストップを実行する際のバッテリーの充電率が閾値未満の値から閾値以上の値に回復した際の回復度合いが閾値よりも所定の範囲に留まるほど少ないに拘わらず、即座にアイドリングストップの実行を許可すると、低バッテリー温度において回復が少ないままのバッテリー充電率にてアイドリングストップが実行されるので、バッテリーの過放電を招きかねない。しかしながら、上記の形態の内燃機関制御装置によれば、バッテリーの充電率の回復度合いが閾値から所定範囲内であればアイドリングストップを禁止したままとするので、バッテリーの充電率が閾値を超えて回復したとはいえ、回復が少ないままのバッテリー充電率でのアイドリングストップに伴うバッテリーの過放電を抑制できる。また、上記の形態の内燃機関制御装置は、バッテリーの充電率が閾値から所定範囲だけ高い値に回復すれば、バッテリー温度の高低に拘わらずアイドリングストップを実行する。このため、上記の形態の内燃機関制御装置によれば、バッテリーの充電率が閾値を超えて回復した際のアイドリングストップの実行機会を低バッテリー温度においても確保でき、充電率回復の際のアイドリングストップにより、低バッテリー温度においても燃費向上に寄与できる。

（３）本発明の他の形態によれば、車両が提供される。この車両は、内燃機関と、該内燃機関の始動に用いるバッテリーと、前記内燃機関のアイドリングストップを実行する上記の各形態の内燃機関制御装置とを備える。この形態の車両によれば、低バッテリー温度の状況下でのアイドリングストップの実行機会を確保して、車両走行の際の燃費向上とバッテリーの劣化抑制とを図った上で、車両構成の簡略化や低コスト化を図ることができる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、内燃機関のアイドリングストップ制御方法や、アイドリングストップ機能を備える車両の制御方法、アイドリングストップ機能を備える車両に接続される検査機器等の外部端末の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としての車両１００の構成を示す説明図である。車両１００が搭載した制御装置５０によって実行されるアイドリングストップ制御の実行判定処理を示すフローチャートである。バッテリー温度Ｔｖとアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１との対応関係およびバッテリー温度Ｔｖとアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２との対応関係を示すグラフである。アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２との充電率差分ΔＳに差を持たせた実施形態でのバッテリー温度Ｔｖと両閾値との対応関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態としての車両１００の構成を示す説明図である。車両１００は、内燃機関のアイドリングストップを実行する内燃機関制御装置を搭載した車両である。車両１００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、スターター３０と、オルタネータ３５と、バッテリー４０と、制御装置５０とを備えている。

エンジン１０は、ガソリンや軽油などの燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関である。エンジン１０の動力は、自動変速機１５に伝達されるとともに、駆動機構３４を介してオルタネータ３５に伝達される。エンジン１０の出力は、運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて、制御装置５０により変更される。

自動変速機１５は、変速比の変更（いわゆるシフトチェンジ）を自動的に実行する。エンジン１０の動力（回転数・トルク）は、自動変速機１５によって変速され、所望の回転数・トルクとして、ディファレンシャルギア２０を介して、左右の駆動輪２５に伝達される。こうして、エンジン１０の動力は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて変更されつつ、自動変速機１５を介して駆動輪２５に伝達されて、車両１００の加速・減速が行なわれることになる。

オルタネータ３５にエンジン１０の動力を伝達する駆動機構３４は、本実施形態では、ベルトドライブの構成を採用している。オルタネータ３５は、エンジン１０の動力の一部を用いて発電を行なう。オルタネータ３５の発電電力は、図示しないインバーターを介してバッテリー４０の充電に用いられる。

バッテリー４０は、直流電源としての鉛蓄電池であり、エンジン本体以外に設けられた種々の補機類７０に電力を供給する。補機類７０は、エンジン本体以外に設けられた周辺機器であって、バッテリー４０の電力を用いて動作する種々の電気負荷機器としてヘッドライト７２や空調装置７４、オーディオ機器７６等を含む。

スターター３０は、バッテリー４０から供給される電力によってエンジン１０を始動させるセルモーターである。停止している自動車の運転を開始する際に、運転者がイグニッションスイッチ８９を操作すると、スターター３０が起動し、エンジン１０が始動する。このスターター３０は、アイドリングストップ状態からエンジン１０を再始動させる場合にも利用される。

制御装置５０は、ＣＰＵ５１とＲＯＭ５２とＲＡＭ５３と記憶機器５７と入出力ポートとを備えたコンピューターとして構成されている。入出力ポートには、車輪速センサー８２、ブレーキペダルセンサー８４、アクセル開度センサー８６、バッテリーセンサー８８等の各種センサーの他、スターター３０、オルタネータ３５、イグニッションスイッチ８９が接続される。車輪速センサー８２は、駆動輪２５の回転速度を検出して、検出速度を制御装置５０に出力する。ブレーキペダルセンサー８４は、図示しないブレーキペダルの踏み込み状況を検出して、踏込の有無並びに踏込速度や踏込量等を制御装置５０に出力する。アクセル開度センサー８６は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出して、検出アクセル開度を制御装置５０に出力する。バッテリーセンサー８８は、バッテリー４０の電圧、電流、温度、内部抵抗、容量、充電受入性、ＳＯＣ（充電率）等のバッテリー特性を検出するセンサー群として構成され、バッテリー４０の電圧や電流、温度等を検出して、その検出結果を制御装置５０に出力する。

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されたコンピュータープログラムをＲＡＭ５３にロードして実行することで、バッテリー特性測定部５４、アイドリングストップ制御部５６として機能する。バッテリー特性測定部５４は、バッテリーセンサー８８からのセンサー出力を用いてバッテリー４０の特性を演算もしくは測定する。具体的には、バッテリー特性測定部５４は、バッテリー４０の特性としてのバッテリー電圧、電流、温度、内部抵抗、容量、充電受入性、バッテリー充電率（以下、単にＳＯＣと称する）を、バッテリーセンサー８８のセンサー出力から演算もしくは測定する。この場合、バッテリー温度については、検出したバッテリー電圧・電流等から推定演算するようにしてもよい他、バッテリー４０の液温を検出する液温センサーにて、バッテリー温度を直接検出するようにしてもよい。また、内部抵抗、容量、充電受入性、ＳＯＣについても、それぞれ、検出したバッテリー電圧と電流と温度等を用いて推定算出してもよい。

アイドリングストップ制御部５６は、車両１００がアイドリング状態のときにエンジン１０を停止させるアイドリングストップ制御を、バッテリー４０のＳＯＣに基づいて実行したり、制御の実行を禁止したりする。なお、アイドリングストップ制御自体はその制御内容は周知であるためその説明を省略し、アイドリングストップ制御の実行許可或いはその禁止については、後述する。

記憶機器５７は、不揮発性の記憶媒体もしくは記憶装置であり、バッテリー温度とアイドリングストップ制御の実行可否を定める閾値との対応関係を予め記憶して保持する。このバッテリー温度と閾値との対応関係については、後述する。

次に、本実施形態の車両１００でなされるアイドリングストップ制御の実行状況について説明する。図２は車両１００が搭載した制御装置５０によって実行されるアイドリングストップ制御の実行判定処理を示すフローチャートである。アイドリングストップ制御の実行判定処理は、イグニッションスイッチ８９がオンされた以降において、図示しないアイドリングストップ制御ルーチンにてアイドリングストップ制御の実行条件が成立したと判断された都度に、当該アイドリングストップ制御の実行に先立って実行される。

このアイドリングストップ制御の実行判定処理では、制御装置５０は、まず、バッテリー特性測定部５４により、バッテリーセンサー８８の検出値を用いたバッテリー４０の特性測定を行う（ステップＳ１０）。このステップＳ１０で、バッテリー特性測定部５４は、バッテリー４０の特性として、バッテリー４０についての現状のバッテリー温度Ｔｖｎとバッテリー充電率ＳＯＣｎとを測定する。

続いて、制御装置５０は、ステップＳ１０で得た現状のバッテリー温度Ｔｖｎに対応するアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１（Ｔｖｎ）とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２（Ｔｖｎ）とを、アイドリングストップ制御部５６により算出する（ステップＳ１２）。この両閾値の算出は、次のようになされる。図３はバッテリー温度Ｔｖとアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１との対応関係およびバッテリー温度Ｔｖとアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２との対応関係を示すグラフである。この図３は、縦軸をバッテリー充電率ＳＯＣとし、横軸をバッテリー温度Ｔｖとして、上記の両閾値をバッテリー温度Ｔｖに対してプロットしたものであり、車両１００の製造段階において予め求められて記憶機器５７に記憶されている。

アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１は、エンジン１０の停止と再始動を行うアイドリングストップ制御の実行を許可する性質の閾値であり、バッテリー充電率ＳＯＣが当該閾値以上である時に、アイドリングストップ制御の実行を許可する。そして、このアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１は、車両１００の使用が想定される環境にマッチングしたバッテリー温度Ｔｖの低温領域から高温領域までの想定バッテリー温度範囲に亘って、バッテリー温度Ｔｖごとに定められ、低温領域では、高温領域より閾値の値が小さくなるよう、図示するように段階的に定められている。本実施形態では、このアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１の高温領域における値を、既存の手法にてアイドリングストップ制御を実行する際の閾値と同程度とした。

アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２は、エンジン１０の停止と再始動を行うアイドリングストップ制御の実行を禁止する性質の閾値であり、バッテリー充電率ＳＯＣが当該閾値未満であると、アイドリングストップ制御の実行を禁止する。そして、このアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２は、上記した想定バッテリー温度範囲に亘って、バッテリー温度Ｔｖごとに定められ、低温領域では、高温領域より閾値の値が小さくなるよう、図示するように段階的に定められている。本実施形態では、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２との充電率差分ΔＳを、想定バッテリー温度範囲に亘ってほぼ一律としている。そして、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１の高温領域における値を、既存の手法にてアイドリングストップ制御を実行する際の閾値と同程度としたことから、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２の高温領域における値は、既存の手法にてアイドリングストップ制御を実行する際の閾値に比べて上記の充電率差分ΔＳだけ小さくなる。この場合、充電率差分ΔＳについては、これを、車両１００の実車を用いた各種実験やコンピューター解析手法等にて定めた。また、低温領域におけるアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を高温領域より小さくするに当たっては、低温領域におけるアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２の値を、バッテリー４０の充放電特性等を考慮しつつ、車両１００の実車を用いた各種実験やコンピューター解析手法等にて定めた。上記したアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２は、アイドリングストップ制御の実行可否を定める閾値であり、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１についても同様である。

ステップＳ１２での閾値算出では、アイドリングストップ制御部５６は、記憶機器５７が記憶済みの図３のグラフを参照し、ステップＳ１０にて得たバッテリー４０についての現状のバッテリー温度Ｔｖｎに対応するアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１（Ｔｖｎ）とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２（Ｔｖｎ）とを求める。この両閾値は、図３において、バッテリー温度Ｔｖｎにおける黒塗りの丸印として示されている。なお、図中の黒塗り三角印は、バッテリー温度Ｔｖが図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理にて得た現状のバッテリー温度Ｔｖｎである時に、ステップＳ１０で得た現状のバッテリー充電率ＳＯＣｎを示している。バッテリー温度Ｔｖが図示するバッテリー温度Ｔｖｎ１〜Ｔｖｎ３である時も同様である。

上記した両閾値の算出に続き、制御装置５０は、アイドリングストップ制御部５６により、現状のバッテリー充電率ＳＯＣｎとアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１（Ｔｖｎ）とを対比し、バッテリー充電率ＳＯＣｎがアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１（Ｔｖｎ）より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで肯定判定すると（ＳＯＣｎ＞ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））、アイドリングストップ制御部５６は、アイドリングストップ制御の実行を許可する（ステップＳ１６）。よって、アイドリングストップ制御部５６は、このステップＳ１６での実行許可を受けて、エンジン１０についての周知のアイドリングストップ制御を図示しないアイドリングストップ制御ルーチンにて実行する。そして、アイドリングストップ制御部５６は、ステップＳ１６に続き、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄをリセットして（ステップＳ１８）、本ルーチンを一旦終了する。このアイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄは、エンジン１０のアイドリングストップ制御の実行を禁止する旨を示し、その初期値はゼロとされている。そして、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄの値がゼロであれば、エンジン１０のアイドリングストップ制御の実行が許可され、実際にアイドリングストップ制御がなされることを意味する。

一方、ステップＳ１４にて否定判定すると、制御装置５０は、アイドリングストップ制御部５６により、現状のバッテリー充電率ＳＯＣｎとアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２とを対比し、バッテリー充電率ＳＯＣｎがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より小さいか否かを判定する（ステップＳ２０）。ここで肯定判定すると（ＳＯＣｎ＜ＳＯＣ２（Ｔｖｎ））、アイドリングストップ制御部５６は、アイドリングストップ制御の実行を禁止する（ステップＳ２２）。よって、アイドリングストップ制御部５６は、このステップＳ２２での実行禁止を受けて、エンジン１０についての周知のアイドリングストップ制御を、図示しないアイドリングストップ制御ルーチンにて実行する状況下であっても、当該制御の実行を禁止する。そして、アイドリングストップ制御部５６は、ステップＳ２２に続き、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄに値１をセットして（ステップＳ２４）、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ２４にて、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄがセットされると、エンジン１０のアイドリングストップ制御の実行は禁止され、アイドリングストップ制御がなされないことを意味する。

また、ステップＳ２０にて否定判定すると、制御装置５０は、アイドリングストップ制御部５６により、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄに対応したアイドリングストップ制御の実行許可或いは実行禁止を維持して（ステップＳ２６）、本ルーチンを一旦終了する。以下、このステップＳ２６によるアイドリングストップ制御の実行許可或いは実行禁止の維持について、説明する。説明に当たっては、図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理が連続して繰り返され、それぞれの処理の際のバッテリー温度Ｔｖが図３に示すようにバッテリー温度Ｔｖｎからバッテリー温度Ｔｖｎ１に推移し、その際のバッテリー充電率ＳＯＣについては、図中の黒塗り三角印に示すように充電率差分ΔＳに属するバッテリー充電率ＳＯＣａに推移したと仮定する。また、バッテリー温度Ｔｖｎに対応するバッテリー充電率ＳＯＣについては、バッテリー温度Ｔｖｎに対応するアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１（Ｔｖｎ）を上回るバッテリー充電率ＳＯＣＨである場合と、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２（Ｔｖｎ）を下回るバッテリー充電率ＳＯＣＬである場合とに分けて説明することとする。

今、ステップＳ１０にて、バッテリー温度Ｔｖｎとバッテリー充電率ＳＯＣＨが得られたとすると、図２のステップＳ１４では肯定判定されて（ＳＯＣＨ＞ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））、ステップＳ１６〜Ｓ１８の処理がなされる。よって、この場合は、既述したように、図示しないアイドリングストップ制御ルーチンにてアイドリングストップ制御が実行され、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄは値ゼロにリセットされる。この状況から、次回の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０にて、その際のバッテリー温度Ｔｖがバッテリー温度Ｔｖｎ１であり、これに対応するバッテリー充電率ＳＯＣがバッテリー充電率ＳＯＣａであれば、図２のステップＳ１４では否定判定され（ＳＯＣａ＜ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））、続くステップＳ２０でも否定判定される（ＳＯＣａ＞ＳＯＣ２（Ｔｖｎ））。よって、この場合は、ステップＳ２６にて、前回の処理にてリセットされたアイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄ（＝値ゼロ）に対応して、アイドリングストップ制御の実行許可が維持される。その一方、次回の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０（図３：バッテリー温度Ｔｖｎ１）にて、バッテリー充電率ＳＯＣａがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を下回れば、図２のステップＳ１４では否定判定され（ＳＯＣａ＜ＳＯＣ２（Ｔｖｎ）＜ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））、続くステップＳ２０では肯定判定されるので（ＳＯＣａ＜ＳＯＣ２（Ｔｖｎ））、アイドリングストップ制御の実行が禁止される（ステップＳ２２〜Ｓ２４）。つまり、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１より大きなバッテリー充電率ＳＯＣが充電率差分ΔＳを超えた上でアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を下回ることで、アイドリングストップ制御は、実行許可から実行禁止に推移する。

また、その次の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０（図３：バッテリー温度Ｔｖｎ２）にて、バッテリー充電率ＳＯＣが充電率差分ΔＳに属したままであれば、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄ（＝値ゼロ）に対応したアイドリングストップ制御の実行許可が維持される。これに対し、上記したその次の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０（図３：バッテリー温度Ｔｖｎ２）にて、バッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を下回れば、ステップＳ１４の否定判定およびステップＳ２０の肯定判定を受けて、アイドリングストップ制御の実行が禁止される（ステップＳ２２〜Ｓ２４）。

この他、ステップＳ１０にて、バッテリー温度Ｔｖｎとバッテリー充電率ＳＯＣＬであれば、図２のステップＳ１４の否定判定（ＳＯＣＬ＜ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））およびステップＳ２０の肯定判定（ＳＯＣＨ＜ＳＯＣ２（Ｔｖｎ））を受けて、アイドリングストップ制御の実行が禁止される（ステップＳ２２〜Ｓ２４）。よって、この場合は、既述したように、図示しないアイドリングストップ制御ルーチンによるアイドリングストップ制御はその実行が禁止され、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄは値１にセットされる。この状況から、次回の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０にて、その際のバッテリー温度Ｔｖがバッテリー温度Ｔｖｎ１であり、これに対応するバッテリー充電率ＳＯＣがバッテリー充電率ＳＯＣａであれば、図２のステップＳ１４では否定判定され（ＳＯＣａ＜ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））、続くステップＳ２０でも否定判定される（ＳＯＣａ＞ＳＯＣ２（Ｔｖｎ））。よって、この場合は、ステップＳ２６にて、前回の処理にてセットされたアイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄ（＝値１）に対応して、アイドリングストップ制御の実行禁止が維持される。その一方、次回の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０（図３：バッテリー温度Ｔｖｎ１）にて、バッテリー充電率ＳＯＣａがアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１を上回れば、図２のステップＳ１４では肯定判定されるので（ＳＯＣａ＞ＳＯＣ１（Ｔｖｎ））、アイドリングストップ制御の実行が許可される（ステップＳ１６〜Ｓ１８）。つまり、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より小さなバッテリー充電率ＳＯＣが充電率差分ΔＳを超えた上でアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１を上回ることで、アイドリングストップ制御は、実行禁止が解除されて実行許可に推移する。

また、その次の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０（図３：バッテリー温度Ｔｖｎ２）にて、バッテリー充電率ＳＯＣが充電率差分ΔＳに属したままであれば、アイドリングストップ実行禁止フラグＦｉｄ（＝値１）に対応したアイドリングストップ制御の実行禁止が維持される。これに対し、上記のその次の図２のアイドリングストップ制御の実行判定処理のステップＳ１０（図３：バッテリー温度Ｔｖｎ２）にて、バッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１を上回れば、ステップＳ１４の肯定判定を受けて、アイドリングストップ制御の実行が許可される（ステップＳ１６〜Ｓ１８）。なお、図３では、バッテリー温度Ｔｖが低い温度領域において、バッテリー温度Ｔｖおよびバッテリー温度Ｔｖｎ１を示したが、バッテリー温度Ｔｖが高温度領域にある場合も同様である。

以上説明した構成を備える本実施形態の車両１００は、エンジン１０の始動に用いるバッテリー４０のバッテリー充電率ＳＯＣを、アイドリングストップ制御の実行を禁止するアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２としてバッテリー温度Ｔｖごとに制御装置５０の記憶機器５７に記憶する。そして、本実施形態の車両１００は、アイドリングストップを実行する際のバッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を下回っていると（ステップＳ２０：肯定判定）、制御装置５０のアイドリングストップ制御部５６にて、アイドリングストップ制御の実行を禁止する。このようにしてアイドリングストップ制御の実行を禁止するアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２については、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖでのアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を、高温度領域のバッテリー温度Ｔｖより小さくした。このため、本実施形態の車両１００は、その有する制御装置５０により、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下において、バッテリー４０のバッテリー充電率ＳＯＣが高温領域のバッテリー充電率ＳＯＣより小さくても、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの際のバッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２に一致もしくはこれを超える機会を増やす。この結果、本実施形態の車両１００は、その有する制御装置５０により、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下におけるアイドリングストップ制御の実行機会を増やし得るので、低バッテリー温度の際の燃費を向上できる。

本実施形態の車両１００は、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下におけるアイドリングストップ制御の実行機会をアイドリングストップ制御部５６により増やすに当たり、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を、低バッテリー温度ではバッテリーの温度が高温度である場合より小さくして記憶するに過ぎない。よって、本実施形態の車両１００は、その有する制御装置５０により、制御装置としての構成の簡略化や低コスト化は元より、車両としての構成の簡略化や低コスト化を図ることができる。

ところで、低バッテリー温度の際にバッテリー充電率ＳＯＣを高めれば、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下におけるアイドリングストップ制御の実行機会を高めて燃費向上を図り得る。しかしながら、本実施形態の車両１００は、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下におけるアイドリングストップ制御の実行機会をアイドリングストップ制御部５６により増やすに当たり、低バッテリー温度の際のバッテリー充電率ＳＯＣの向上のための機器やその制御が不要となる。よって、本実施形態の車両１００は、その有する制御装置５０により、制御装置としての構成の簡略化や低コスト化は元より、車両としての構成の簡略化や低コスト化をより一層と図ることができる。

車両１００が有するバッテリー４０は、直流電源としての鉛蓄電池としての構成を有する故に、低バッテリー温度では、バッテリーの充電電力の過放電が起きた際のバッテリー劣化が小さい。よって、本実施形態の車両１００は、その有する制御装置５０により、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下におけるアイドリングストップ制御の実行機会が増えても、大きなバッテリー劣化を招き難くできるので、バッテリー４０の耐久性の維持もしくは向上の上から有益となる。

本実施形態の車両１００は、バッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より下回った値からこのアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を超える値に回復したときにおいて、充電率回復時のアイドリングストップ制御の実行可否を回復度合いに応じて次のように規定する。本実施形態の車両１００は、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より小さなバッテリー充電率ＳＯＣが充電率差分ΔＳを超えた上でアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１を上回ること、即ちアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より下回っていたバッテリー充電率ＳＯＣが充電率差分ΔＳを少なくとも超える回復度合いで回復すると、アイドリングストップ制御部５６により、アイドリングストップ制御の実行禁止を解除して、アイドリングストップ制御の実行を許可する。これにより、次の利点がある。

図３に示すように、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より小さなバッテリー充電率ＳＯＣＬが、充電率差分ΔＳに含まれるバッテリー充電率ＳＯＣａまでしか回復しない場合は、その回復度合いは充電率差分ΔＳに満たず、少ないことになる。この場合、回復度合いが少ないにも拘わらず、即座にアイドリングストップ制御の実行を許可すると、低バッテリー温度において回復が少ないままであってアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１に満たない少量のバッテリー充電率ＳＯＣにてアイドリングストップ制御が実行されるので、バッテリー４０の過放電を招きかねない。しかしながら、本実施形態の車両１００は、バッテリー４０のバッテリー充電率ＳＯＣの回復度合いがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２から充電率差分ΔＳの範囲内であれば、アイドリングストップ制御部５６によりアイドリングストップ制御を禁止したままとする。このため、本実施形態の車両１００は、その有するアイドリングストップ制御部５６により、回復が少ないままであってアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１に満たない少量のバッテリー充電率ＳＯＣでのアイドリングストップ制御の実行に伴うバッテリーの過放電を抑制できる。

本実施形態の車両１００は、バッテリー４０のバッテリー充電率ＳＯＣの回復度合いがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２から充電率差分ΔＳを超えて、バッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１を超えれば、バッテリー温度Ｔｖの高低に拘わらずアイドリングストップ制御の実行を許可する。このため、本実施形態の車両１００は、バッテリーの充電率がアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２から充電率差分ΔＳを少なくとも超えて回復すれば、アイドリングストップ制御部５６により、アイドリングストップ制御の実行機会を低バッテリー温度においても確保でき、充電率回復の際のアイドリングストップ制御により、低バッテリー温度における燃費を向上できる。

本実施形態の車両１００は、アイドリングストップ制御の実行を許可するアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１についても、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖでは高温度領域より小さくした。このため、本実施形態の車両１００は、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下において、バッテリー４０のバッテリー充電率ＳＯＣが高温領域のバッテリー充電率ＳＯＣより小さくても、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの際のバッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１に一致もしくはこれを超える機会を増やす。この結果、本実施形態の車両１００は、その有する制御装置５０により、低温度領域のバッテリー温度Ｔｖの状況下におけるアイドリングストップ制御の実行機会をアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１によっても増やし得るので、低バッテリー温度の際の燃費を向上できる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

上記した実施形態の車両１００では、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２とを設けたが、いずれか一方の閾値としてもよい。この場合には、いずれか一方の閾値を下回れば、アイドリングストップ制御の実行を禁止し、当該閾値を超えれば、アイドリングストップ制御の実行を許可すればよい。

上記した実施形態の車両１００では、車両１００の使用が想定される環境にマッチングした想定バッテリー温度範囲に亘って、図３に示すように段階的にアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１およびアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を定めたが、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１およびアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２を、低温から高温に掛けて一次関数的に増加するように定めたり、二次関数的に漸増するよう定めてもよい。

上記した実施形態の車両１００では、車両１００の使用が想定される環境にマッチングした想定バッテリー温度範囲に亘って、アイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２との充電率差分ΔＳをほぼ一律としてが、これに限らない。図４はアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１とアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２との充電率差分ΔＳに差を持たせた実施形態でのバッテリー温度Ｔｖと両閾値との対応関係を示すグラフである。図示するように、この実施形態では、高温領域における充電率差分ΔＳを小さくした。こうすれば、充電率差分ΔＳの小さい高温領域では、バッテリー充電率ＳＯＣがアイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２より下回った値から小さな充電率差分ΔＳを超えるだけ回復してアイドリングストップ許可閾値ＳＯＣ１を超えれば、アイドリングストップ制御の実行を許可する。よって、アイドリングストップ禁止閾値ＳＯＣ２からの充電率差分ΔＳを小さくした高温領域でのアイドリングストップ制御の実行機会を増やして、燃費を向上できる。

１０…エンジン
１５…自動変速機
２０…ディファレンシャルギア
２５…駆動輪
３０…スターター
３４…駆動機構
３５…オルタネータ
４０…バッテリー
５０…制御装置
５１…ＣＰＵ
５２…ＲＡＭ
５３…ＲＯＭ
５４…バッテリー特性測定部
５６…アイドリングストップ制御部
５７…記憶機器
７０…補機類
７２…ヘッドライト
７４…空調装置
７６…オーディオ機器
８２…車輪速センサー
８４…ブレーキペダルセンサー
８６…アクセル開度センサー
８８…バッテリーセンサー
８９…イグニッションスイッチ
１００…車両
ΔＳ…充電率差分
ＳＯＣｎ…バッテリー充電率
Ｔｖｎ、Ｔｖｎ１〜Ｔｖｎ３…バッテリー温度
ＳＯＣａ…バッテリー充電率
ＳＯＣＨ…バッテリー充電率
ＳＯＣＬ…バッテリー充電率

Claims

内燃機関のアイドリングストップを実行する内燃機関制御装置であって、
アイドリングストップの実行可否を定めるバッテリーの充電率の閾値を、設定する閾値設定部と、
前記バッテリーの充電率が前記閾値設定部の設定した前記閾値未満であると、アイドリングストップの実行を禁止する実行禁止部とを備え、
前記閾値設定部は、
前記バッテリーの温度が低温度である際の前記閾値を、前記バッテリーの温度が高温度である場合より小さくして設定する
内燃機関制御装置。
前記実行禁止部は、アイドリングストップを実行する際の前記バッテリーの充電率が前記閾値未満の値から前記閾値以上の値に回復したときにおいて、更に、前記バッテリーの充電率が前記閾値よりも所定の範囲だけ高い値に回復すると、アイドリングストップの実行禁止を解除する請求項１に記載の内燃機関制御装置。
車両であって、
内燃機関と、
該内燃機関の始動に用いるバッテリーと、
前記内燃機関のアイドリングストップを実行する請求項１または請求項２に記載の内燃機関制御装置とを備える
車両。