JP5929288B2 - 車両制御装置、車両、車両制御方法、走行環境予測装置、及び走行環境予測方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両の走行環境を推定し、その結果に基づいて車両を制御する装置、車両及びそれらの方法に関する。

自動車には、エンジンとバッテリが搭載されており、エンジンの動力によってバッテリは充電される。従来、バッテリへの充電を行う充電制御として、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技術が知られている。

また、燃料消費量を節約するものとして、アイドリングストップ（アイドル・リダクションともいう）制御が知られている。下記の特許文献１には、燃費向上の要請から、充電制御の機能とアイドリングストップ制御の機能との両方を備える自動車が開示されている。特許文献３には、車両の走行時間比率、平均速度に基づいて走行環境（市街地度、渋滞度、山間路度）を推定する技術が知られている。

特開２００５−６７２９３号公報 特開２０１１−１６３２８１号公報 特開平０７−１０５４７４号公報

しかしながら、従来の技術では、エンジンキーをオフにした場合、車両の走行時間比率や、平均速度のデータが消えてしまうため、エンジン始動直後には、走行環境を推定するための情報がなく、走行環境を精度良く推定することが困難であるという問題があった。

本発明は、車両の走行環境の推定精度を向上して、アイドリングストップ中にエンジンの再起動が起きないようにバッテリの充填量を制御し、車両の燃費を向上させることを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。本発明の一形態によれば、バッテリとエンジンと発電機とを有する車両の車両制御装置が提供される。この形態の車両制御装置は、車両の速度を測定する速度計と、前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出部と、前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を格納する記憶装置と、前記エンジンキーがオンされたときに、前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する走行環境予測部と、前記走行環境指数と前記車両のアイドリングストップ中の消費電力の推定値との関係を用いて、前記車両のアイドリングストップ中の消費電力を推定する消費電力予測部と、前記エンジンのアイドリングストップ制御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）を検出するＳＯＣ検出部と、前記消費電力予測部により予測された消費電力に基づいて、前記アイドリングストップ制御によるエンジン停止から再始動までのストップアンドスタート期間において使用すると予想されるアイドリングストップ用電力量を設定する電力量設定部と、前記車両の走行時に、前記ＳＯＣ検出部によって検出されたＳＯＣと、使用可能なＳＯＣ範囲の下限値との差である残存電力量が、前記アイドリングストップ用電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御するＳＯＣ制御部と、を備える。前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合には、前記走行環境指数を算出するための停車時間率として、あらかじめ定められた停車時間率を用い、前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフ時に、外気温と、前記エンジンの冷却水の水温と、前記エンジンの潤滑油の油温とを測定し、前記エンジンのオン時に、前記外気温と、前記水温と、前記油温とを測定し、あらかじめ定められた前記水温の変化量または前記油温の変化量と、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間との関係を用い、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間を、時計を用いることなく算出する。この形態によれば、高精度に走行環境を予測し、燃費を向上させることが出来る。特に、エンジンキーのオフの期間が長い場合には、日が変わるなど走行環境が変化していると考えられるので、あらかじめ定められた停車時間率を用いることにより、走行環境の誤予測を抑制し、燃費を向上させることが出来る。また、エンジンキーオフ時に動作するタイマが不要なので、そのための電力使用を少なくし、車両の燃費を向上させることが出来る。

［適用例１］
バッテリとエンジンと発電機とを有する車両の車両制御装置であって、車両の速度を測定する速度計と、前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出部と、前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を格納する記憶装置と、前記エンジンキーがオンされたときに、前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する走行環境予測部と、前記総合走行環境指数と前記車両のアイドリングストップ中の消費電力の推定値との関係を用いて、前記車両のアイドリングストップ中の消費電力を推定する消費電力予測部と、前記エンジンのアイドリングストップ制御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）を検出するＳＯＣ検出部と、前記消費電力予測部により予測された消費電力に基づいて、前記アイドリングストップ制御によるエンジン停止から再始動までのストップアンドスタート期間において使用すると予想されるアイドリングストップ用電力量を設定する電力量設定部と、前記車両の走行時に、前記ＳＯＣ検出部によって検出されたＳＯＣと、使用可能なＳＯＣ範囲の下限値との差である残存電力量が、前記アイドリングストップ用電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御するＳＯＣ制御部と、を備える車両制御装置。
この適用例によれば、エンジンキーがオフされたときに、オフにされる直前の停車時間率を記憶装置に格納し、エンジンキーがオンされたときには、格納された停車時間率を用いて走行環境を予測する。エンジンオフ時とエンジンオン時では、走行環境は大きく変わらないと考えられるので、高精度に走行環境を予測し、燃費を向上させることが出来る。

［適用例２］
適用例１に記載の車両制御装置において、前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合には、前記走行環境指数を算出するための停車時間率として、あらかじめ定められた停車時間率を用いる、車両制御装置。
エンジンキーのオフの期間が長い場合には、日が変わるなど走行環境が変化していると考えられるので、あらかじめ定められた停車時間率を用いることにより、走行環境の誤予測を抑制し、燃費を向上させることが出来る。

［適用例３］
適用例２に記載の車両制御装置において、前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフ時に、外気温と、前記エンジンの冷却水の水温と、前記エンジンの潤滑油の油温とを測定し、前記エンジンのオン時に、前記外気温と、前記水温と、前記油温とを測定し、あらかじめ定められた前記水温の変化量または前記油温の変化量と、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間との関係を用い、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間を、時計を用いることなく算出する、車両制御装置。
この適用例によれば、エンジンキーオフ時に動作するタイマが不要なので、そのための電力使用を少なくし、車両の燃費を向上させることが出来る。

［適用例４］
適用例２に記載の車両制御装置において、前記走行環境予測部は、前記エンジンキーがオンのときに、電波時計により取得された時刻と、全地球測位システムのＧＰＳ信号を用いて算出された時刻と、前記車両に接続されたスマートフォンから得られる時刻とのうちの少なくとも一つを一定期間毎に前記記憶装置に格納し、前記エンジンキーがオフになる直前に格納された時刻と、前記エンジンキーがオンになった直後に格納された時刻と、の差から、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間を算出する、車両制御装置。
この適用例によれば、エンジンのオフ期間を正確に求めることが出来る。

［適用例５］
適用例１〜４のいずれか一つの適用例に記載の車両制御装置であって、前記車両の走行状態から停車状態に減速されるときに、回生される回生電力量を予測する回生電力量予測部を備え、前記ＳＯＣ制御部は、走行中の前記残存電力量に前記回生電力量を加えた電力量が、前記アイドリングストップ用電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御する、車両制御装置。
この適用例によれば、回生電力を用いるので、燃費を向上することができる。

［適用例６］
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の発電量によって充電可能なバッテリと、適用例１〜５のいずれか一つの適用例に記載の車両制御装置と、を備える、車両。

［適用例７］
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の発電量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、前記車両の速度を測定する工程と、前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出工程と、前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を記憶装置に格納する工程と、前記エンジンキーがオンされたときに、前記エンジンキーのオフから前記エンジンのオンまでの時間があらかじめ定められた時間未満の場合には前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、前記エンジンキーのオフから前記エンジンのオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合にはあらかじめ定められた停車時間率を用い、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する工程と、前記バッテリの蓄電状態（ＳＯＣ）を検出する工程と、あらかじめ定められた走行環境指数と前記車両のアイドリングストップ中の消費電力の推定値との関係を用い前記車両の走行時に前記車両のアイドリングストップ中に消費される電力量をアイドリングストップ用の電力量として予測する工程と、前記車両の走行時に、前記ＳＯＣ検出部によって検出されたＳＯＣと、前記使用可能なＳＯＣ範囲の下限値との差である残存電力量が、前記アイドリングストップ用の電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御する工程と、を備える車両制御方法。

［適用例８］
車両の走行環境予測装置であって、車両の速度を測定する速度計と、前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出部と、前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を格納する記憶装置と、前記エンジンキーがオンされたときに、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間未満の場合には前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合にはあらかじめ定められた停車時間率を用い、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する走行環境予測部と、を備える走行環境予測装置。

［適用例９］
車両の走行環境予測方法であって、車両の速度を測定する工程と、前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する工程と、前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を格納する工程と、前記エンジンキーがオンされたときに、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間未満の場合には前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合にはあらかじめ定められた停車時間率を用い、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する工程と、を備える、走行環境予測方法。

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、車両制御装置、車両、車両制御方法の他、走行環境予測装置、走行環境予測方法等の形態でも実現することができる。

本発明の一実施例としての自動車２００の構成を示す説明図である。 ＥＣＵ５０の構成を機能的に示す説明図である。 走行環境予測部１１２の構成を示す説明図である。 １０分間停車時間率Ｔｓｔｐ１と第１の走行環境指数Ｐ１１との関係を示す説明図である。 平均車速と第２の走行環境指数Ｐ１２の関係を示す説明図である。 ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１と第３の走行環境指数Ｐ１３の関係を示す説明図である。 例外処理のフローチャートの一例である。 横軸に時間、縦軸に停車時間率を取ったグラフである。 目標ＳＯＣ推定ルーチンを示すフローチャートである。 ＳＯＣ配分要求レベル算出用マップＭＰを示す説明図である。 目標ＳＯＣ値算出用テーブルＴＢを示す説明図である。 自動車２００の運転中における車速とバッテリ４０のＳＯＣ（現在ＳＯＣ値Ｃ２）についてのタイムチャートを示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．全体構成：
Ｂ．ＥＣＵの構成：
Ｃ．目標ＳＯＣ推定部の構成：
Ｄ．作用、効果：
Ｅ．変形例：

Ａ．全体構成：
図１は、本発明の一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、エンジンキー５５（「イグニションキー５５」とも呼ぶ。）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、エンジンコントロールコンピュータ（図示せず）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（自動車２００）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、本実施例では、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。発電された電力は、インバータ（図示せず）を介してバッテリ４０の充電に用いられる。本明細書では、オルタネータ３５を用いたエンジン１０の動力による発電を「燃料発電」と呼ぶ。なお、オルタネータ３５は、駆動機構３４、エンジン１０、自動変速機１５、ディファレンシャルギア２０を介して駆動輪２５と接続されている。減速時には、駆動輪２５の回転運動が、ディファレンシャルギア２０、自動変速機１５、エンジン１０、駆動機構３４を介してオルタネータ３５を駆動するため、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生することができる。

バッテリ４０は、電圧１４Ｖの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周辺機器に電力を供給する。本明細書では、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４０の電力を用いて動作する機器を、「補機」と呼ぶ。また、補機の集まりを、「補機類」と呼ぶ。自動車２００は、補機類７０として、ヘッドライト７２、空調装置（Ａ／Ｃ）７４等を備える。

スタータ３０は、バッテリ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である。通常は、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キー５５を操作すると、スタータ３０が起動し、エンジン１０が始動する。このスタータ３０は、以下で説明するように、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。本明細書では、「アイドリングストップ状態」とは、アイドリングストップ制御による停止状態をいう。

ＥＣＵ５０は、コンピュータプログラムを実行するＣＰＵ５１、コンピュータプログラム等を記憶するＲＯＭ５２、データを記憶するＲＡＭ５３、タイマ５４、各種センサやアクチュエータ等に接続される入出力ポート等を備える。ＲＡＭ５３は、エンジン１０がオフの期間でも通電されることが好ましい。なお、エンジン１０がオフの期間にＲＡＭ５３に通電されない場合には、ＲＡＭ５３に代えて、あるいはＲＡＭ５３に加えて、書き換え可能な不揮発メモリを備えることが好ましい。

ＥＣＵ５０に接続されるセンサとしては、駆動輪２５の回転速度を検出する車輪速センサ８２、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込みの有無を検出するブレーキペダルセンサ８４、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ８６、ハンドルの舵角を検知するハンドル舵角センサ８７、バッテリ４０の充放電電流を検出するバッテリ電流センサ８８、およびオルタネータ３５の出力電流を検出するオルタネータ電流センサ８９、エンジン１０の冷却水の水温を測定する水温計８１１、エンジン１０の潤滑油の温度を測定する油温計８１２、外気温計８１３が設けられている。また、ＥＣＵ５０には、時計８３が接続されている。時計８３は、電波時計８３１、ＧＰＳ（Global Positioning System：米国により運用されている全地球測位システム）ユニット８３２、スマートフォン８３３が接続可能であり、これらにより、時計８３は、正確な時刻に補正される。なお、車両２００は、電波時計８３１、ＧＰＳユニット８３２、スマートフォン８３３の全てを備える必要はない。アクチュエータとしては、スタータ３０やオルタネータ３５等がある。ＥＣＵ５０は、バッテリ４０から電力の供給を受けている。

ＥＣＵ５０は、前記各種のセンサやエンジンコントロールコンピュータ（図示せず）からの信号をもとに、スタータ３０やオルタネータ３５を制御することによって、エンジン停止と再始動を制御（アイドリングストップ制御）するとともにバッテリ４０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を制御する。ＳＯＣは、バッテリ４０の満充電時を１００％、バッテリが空の時を０％としたときのバッテリ４０の充電率で示される指標である。バッテリ４０は、満充電状態を維持すると自己放電により劣化し易いので、バッテリ４０は、ＳＯＣが一定の範囲内に収まるように充電制御されることが好ましい。このＥＣＵ５０が「車両制御装置」に相当する。

Ｂ．ＥＣＵの構成：
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値制御部１００と、停止判断部１１１と、を備える。アイドリングストップ制御部９０、ＳＯＣ値制御部１００及び停止判断部１１１は、実際は、ＥＣＵ５０に備えられたＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５２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。

アイドリングストップ制御部９０は、車輪速センサ８２で検出された車輪速Ｖｈとアクセル開度センサ８６で検出されたアクセル開度Ｔｐとを取得し、エンジン１０を停止／始動させる指示Ｓｓをスタータ３０に出力する。詳しくは、アイドリングストップ制御部９０は、車輪速Ｖｈが低下して所定速度（例えば１０ｋｍ／ｈ）未満となったときに、エンジン停止条件が成立したとしてエンジン停止の指示Ｓｓをスタータ３０に出力し、その後、アクセル開度Ｔｐからアクセルペダルが踏み込まれたことが検出されたときに、エンジン再始動条件が成立したとしてエンジン再始動の指示Ｓｓをスタータ３０に出力する。

すなわち、アイドリングストップ制御部９０は、エンジン停止条件が成立したときにエンジン１０を停止させ、前記停止後においてエンジン再始動条件が成立したときにエンジン１０を再始動させる。前記エンジン停止条件およびエンジン再始動条件は、前述したものに限らない。例えば、車輪速Ｖｈが完全に０ｋｍ／ｈとなることをエンジン停止条件とすることもできるし、ブレーキペダルから足が離れたことをエンジン再始動条件とすることもできる。

停止判断部１１１は、自動車２００のエンジン１０が停止しているか（オフ）、起動しているか（オン）、を判断する。停止判断部１１１は、自動車２００のエンジンキー５５がオフの時は、停止信号Ｓｓｔｐを活性化（例えばＳｓｔｐ＝１）し、自動車２００のエンジンキー５５がオンの時は、停止信号Ｓｓｔｐを非活性化（例えばＳｓｔｐ＝０）する。

ＳＯＣ値制御部１００は、目標ＳＯＣ値推定部１１０と、バッテリＳＯＣ値算出部１２０と、フィードバック制御部１３０とを備える。目標ＳＯＣ値推定部１１０は、車両の走行時（例えば、車輪速Ｖｈ＞０ｋｍ／ｈの時）に、アイドリングストップ制御によるエンジン停止から再始動までの期間（以下、「ストップアンドスタート期間」と呼ぶ）において使用すると予想されるＳＯＣを、目標ＳＯＣ（以下、「目標ＳＯＣ値」とも呼ぶ）Ｃ１として推定するもので、詳しい構成についてはＣ節で説明する。なお、この目標ＳＯＣ値推定部１１０が［課題を解決するための手段］の欄に記載した「電力量設定部」に相当する。「ＳＯＣ」は、バッテリに残存している電気量を、バッテリを満充電したときに蓄えられる電気量で除した値として定義される。

バッテリＳＯＣ値算出部１２０は、バッテリ電流センサ８８によって検出されたバッテリ４０の充放電電流（「バッテリ電流」と呼ぶ）Ａｂに基づいて、バッテリ４０の現在のＳＯＣ（以下、「現在ＳＯＣ値」と呼ぶ）Ｃ２を算出する。詳しくは、バッテリ４０の充電電流をプラス値とし、バッテリ４０の放電電流をマイナス値として充放電電流Ａｂを積算することで、現在ＳＯＣ値Ｃ２を算出する。バッテリ電流センサ８８およびバッテリＳＯＣ値算出部１２０の構成が、［課題を解決するための手段］の欄に記載した「ＳＯＣ検出部」に相当する。なお、ＳＯＣ検出部は、バッテリ電流センサ８８によって検出されたバッテリ電流に基づいて算出するものに限る必要はなく、バッテリ電解液比重センサ、セル電圧センサ、バッテリ端子電圧センサ等に基づいて求める構成としてもよい。さらに、ＳＯＣ検出部は、バッテリに残存している電気量を検出する構成に限る必要もなく、例えば充電可能量等の他のパラメータで蓄電状態を検出するものとすることもできる。

フィードバック制御部１３０は、車両の走行時に、目標ＳＯＣ値Ｃ１から現在ＳＯＣ値Ｃ２を差し引いた差分値を求め、その差分値を値０にフィードバック制御で一致させる電圧指示値Ｓｖを求める。その電圧指示値Ｓｖはオルタネータ３５の発電量を指示するもので、オルタネータ３５に送られる。この結果、燃料発電によって現在ＳＯＣ値Ｃ２が目標ＳＯＣ値Ｃ１に制御される。フィードバック制御部１３０の構成が、［課題を解決するための手段］の欄に記載した「ＳＯＣ制御部」に相当する。

ＳＯＣ値制御部１００には、図示はしないが、上記以外に、「バッテリ制御」と呼ばれる機能と、「充電制御」と呼ばれる機能が設けられている。バッテリ制御について説明する。バッテリ、特に本実施例の鉛バッテリは、長寿命化の要請から、使用可能なＳＯＣ範囲（運用するＳＯＣ範囲）が予め定められている。このため、このＳＯＣ範囲の下限値（例えば６０％）をバッテリ４０のＳＯＣが下回るときにエンジン１０の動力を増大してＳＯＣを前記ＳＯＣ範囲内とし、ＳＯＣ範囲の上限値（例えば９０％）をＳＯＣが上回るときにＳＯＣを消費して前記ＳＯＣ範囲内とする「バッテリ制御」が行われる。アイドリングストップ制御によるエンジンの停止時においてもＳＯＣが下限値を下回ると、エンジンが始動して燃料発電によってＳＯＣを前記ＳＯＣ範囲内とする。

「充電制御」は、通常走行中に燃料発電による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制御処理である。充電制御については周知の構成であることから、詳しく説明しないが、概ね次の処理を行う。充電制御においては、通常走行時におけるフィードバック制御部１３０によるフィードバック制御を、目標ＳＯＣ値Ｃ１が現在ＳＯＣ値Ｃ２を上回るときに実行し、通常走行時に目標ＳＯＣ値Ｃ１が現在ＳＯＣ値Ｃ２以下であるときには、所定の発電カット電圧をオルタネータ３５への電圧指示値Ｓｖとする。この構成により、通常走行時における充電を抑制し燃料消費量を節約することができる。なお、「通常走行」とは、車速が０ｋｍ／ｈである「停車」、および前記回生発電が行われる「減速走行」のいずれにも該当しない自動車２００の状態である。

Ｃ．目標ＳＯＣ推定部の構成：
目標ＳＯＣ値推定部１１０は、走行環境予測部１１２と、自車両状態予測部１１４と、ＳＯＣ配分要求レベル算出部１１６と、目標ＳＯＣ値算出部１１８とを備える。

走行環境予測部１１２は走行環境を予測する。ここでいう「走行環境」とは、今後（現在以後）どれくらいアイドリングストップ状態となるかを示すパラメータであり、今後の所定期間におけるストップアンドスタート期間の割合に関わるパラメータとも言える。すなわち、「走行環境」は、アイドリングストップ制御による停車を引き起こす車両の走行環境である。走行環境予測部１１２は、詳しくは、車輪速センサ８２によって検出された車輪速Ｖｈに基づいて、走行環境を指数で示す走行環境指数を算出する。具体的には、現在から遡る所定期間（例えば１０分間）における停車時間の比率Ｔｓｔｐ１を車輪速Ｖｈに基づいて算出し、その比率から第１の走行環境指数Ｐ１１を算出する。すなわち、所定期間において車輪速Ｖｈが値０となる停車時間の合計を求め、その合計を所定期間の全時間で割り算することで比率Ｔｓｔｐ１を算出し、その比率Ｔｓｔｐ１から第１の走行環境指数Ｐ１１を算出する。ただし、エンジンキー５５がオフにされ、エンジン１０が停止した場合には、あらかじめ定められた条件に従って、停車時間率Ｔｓｔｐ１を補正する例外処理を行う。例外処理の具体的な内容については、後述する。

図３は、走行環境予測部１１２の構成を示す説明図である。走行環境予測部１１２は、停車時間率算出処理部１１２０と、平均車速算出処理部１１２１と、追加走行環境情報処理部１１２２と、例外処理部１１２３と、停車時間率−走行環境指数変換部１１２７と、平均車速−走行環境指数変換部１１２８と、追加走行環境情報−走行環境指数変換部１１２９と、調停処理部１１３０と、を備える。例外処理部１１２３は、エンジンキー５５がオフにされ、自動車２００のエンジン１０がオフにされたときに例外処理を実行する。例外処理については後述する。

停車時間率算出処理部１１２０は、所定期間のうちの車輪速Ｖｈが値０である停車時間の合計の割合（停車時間率Ｔｓｔｐ１）を以下のように算出する。
Ｔｓｔｐ１＝（Σ［車輪速Ｖｈが値０である停車時間］）／［所定期間］ …（１）
ここで［所定期間］は、あらかじめ定められた期間であり、例えば１０分が用いられる。

平均車速算出処理部１１２１は、所定期間に車両が移動した距離Ｌと、所定期間の平均速度Ｖａｖｅ１とを、以下のように算出する。
Ｌ＝∫（Ｖｈ）ｄｔ …（２）
Ｖａｖｅ１＝Ｌ／［所定期間］ …（３）
ここで、Ｖｈは車輪速（ｍ／ｓ）であり、∫は積分演算子であり、式（２）は、速度を所定期間、積分する。

追加走行環境情報処理部１１２２は、停車時間率、平均速度以外の走行データを算出する。その他のデータの一例を挙げれば、ハンドルの舵角Ａｓｔｒである。追加走行環境情報処理部１１２２は、ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１を、以下の式を用いて算出することが出来る。
Ａｓｔｒ１＝（∫（｜Ａｓｔｒ｜）ｄｔ）／［所定期間］ …（４）
すなわち、追加走行環境情報処理部１１２２は、所定期間内のハンドルの舵角の変化量の絶対値の積分をとり、所定期間で割ることにより、ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１（ハンドルの平均的な操作量）を算出することができる。

例外処理部１１２３は、停車時間率例外処理部１１２４と、平均車速例外処理部１１２５と、追加走行環境情報例外処理部１１２６と、を備える、停車時間率例外処理部１１２４は、エンジンキー５５がオフにされ、エンジン１０が停止された場合における停車時間率を算出する。例外処理については後述する。

まず、例外処理が行われない場合について説明する。例外処理が行われない場合には、停車時間率算出処理部１１２０で算出された停車時間率Ｔｓｔｐ１は、停車時間率例外処理部１１２４において何の補正も受けずに、停車時間率−走行環境指数変換部１１２７に入力される。停車時間率−走行環境指数変換部１１２７は、停車時間率Ｔｓｔｐ１から第１の走行環境指数Ｐ１１を算出する。停車時間率Ｔｓｔｐ１が高いということは、前記車両の停車頻度と停車期間の長さが高いということであり、今後の車両の停車頻度と長さも高いと予測することができる。このため、本実施例では、下記に従って第１の走行環境指数Ｐ１１を決定する。

図４は、１０分間停車時間率Ｔｓｔｐ１と第１の走行環境指数Ｐ１１との関係を示す説明図である。ここでは、両者の関係は、以下の通りである。
（１）Ｔｓｔｐ１＜３８％のとき、Ｐ１１＝１
（２）３８％≦Ｔｓｔｐ１＜４２％のとき、Ｐ１１＝２
（３）４２％≦Ｔｓｔｐ１＜４６％のとき、Ｐ１１＝３
（４）Ｔｓｔｐ１≧４６％のとき、Ｐ１１＝４

図４の３８％、４２％、４６％という閾値は一例であり、これらに限らず、別の数値とすることができる。また、求める第１の走行環境指数Ｐ１１の値は１〜４までの４つに限らず、３つ、５つ、６つ等の他の数とすることもできる。また、図４に示す例では、第１の走行環境指数Ｐ１１の値が整数となるようにしているが、第１の走行環境指数Ｐ１１の値は、整数でなくても良い。例えば、図４の破線で示すように、停車時間率Ｔｓｔｐ１と第１の走行環境指数Ｐ１１との関係を例えば一次関数で定義してもよい。一次関数が図４の破線で示す場合、停車時間率Ｔｓｔｐ１が４１％であれば、第１の走行環境指数Ｐ１１は２．２５となる。なお、停車時間率Ｔｓｔｐ１が低い場合は郊外であり、停車時間率Ｔｓｔｐ１が高い場合は市街地であると言えることから、第１の走行環境指数Ｐ１１の値が高いほど、市街化度が高いといえる。

停車時間率−走行環境指数変換部１１２７は、第１の走行環境指数Ｐ１１を停車時間率Ｔｓｔｐ１に基づいて求めていたが、走行環境指数は停車時間率Ｔｓｔｐ１に基づいて算出されるものに限られない。例えば、走行環境予測部１１２は、平均車速Ｖａｖｅ１に基づいて、第２の走行環境指数Ｐ１２を算出しても良い。ここで、Ｖａｖｅ１は上述した式（２）（３）により算出される。

図５は、平均車速と第２の走行環境指数Ｐ１２の関係を示す説明図である。平均車速−走行環境指数変換部１１２８は、平均車速Ｖａｖｅ１を用いて第２の走行環境指数Ｐ１２を算出する。例えば、車速の平均値が低いほど市街化度が高くなることから、平均車速−走行環境指数変換部１１２８は、車速の平均値が低いほど第２の走行環境指数Ｐ１２を高い値とする。

また、走行環境指数を算出する際に、走行環境予測部１１２は、ハンドルの舵角の平均Ａｓｔｒ１を用いてもよい。例えば、追加走行環境情報処理部１１２２は、ハンドル舵角の変化量の絶対値の平均Ａｓｔｒ１を上述した式（４）に基づいて算出する。追加走行環境情報−走行環境指数変換部１１２９は、ハンドル平均舵角Ａｓｔｒ１から第３の走行環境指数Ｐ１３を算出する。

図６は、ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１と第３の走行環境指数Ｐ１３の関係を示す説明図である。ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１が大きいほど、走行中にハンドルが大きく切られ、あるいは多数回切られることになる。したがって、ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１が大きいほど市街化度が高くなると考えられることから、ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１が大きいほどほど第３の走行環境指数Ｐ１３を高い値とする。

上記説明では、停車時間率Ｔｓｔｐ１、自動車２００の平均速度Ｖａｖｅ１、ハンドルの平均舵角Ａｓｔｒ１を用いて、第１〜第３の走行環境指数Ｐ１１〜Ｐ１３をそれぞれ算出したが、走行環境指数はこれ以外のパラメータを用いて算出することも可能である、例えば、車輪速センサ８２によって検出された車輪速Ｖｈの変化率（すなわち加速度）、ＭＴ（Manual Transmission）車の場合手動変速機のシフトポジション、またはＡＴ（Automatic Transmission）車の場合の自動変速機のギヤ比等に基づいて走行環境指数を求める構成としてもよい。例えば、車輪速Ｖｈの変化率が高いほど市街化度が高くなることから、車輪速Ｖｈの変化率が高いほど第４の走行環境指数Ｐ１４を高い値とすればよい。手動変速機のシフトポジションが頻繁に行われるほど市街化度が高くなることから、手動変速機のシフトポジションが頻繁に行われるほど第５の走行環境指数Ｐ１５を高い値とすればよい。自動変速機のギヤ比等が頻繁に切り換わるほど市街化度が高くなることから、自動変速機のギヤ比等が頻繁に切り換わるほど第６の走行環境指数Ｐ１６を高い値とすればよい。なお、上述のように、本実施例では、第ｎの走行環境指数をＰ１ｎ（ｎは整数）で示している。

調停処理部１１３０は、第１〜第３の走行環境指数Ｐ１１〜Ｐ１３を用いて、総合走行環境指数Ｐ１を算出する。具体的には以下の式を用いて総合走行環境指数Ｐ１を算出する。
Ｐ１＝（Σ（ｃｉ×Ｐ１ｉ））／（Σ（ｃｉ）） …（５）
ここでｃｉは加重平均を行うための重み付け係数である。ｉは添え字であり、第１〜第３の走行環境指数Ｐ１１〜Ｐ１３を用いる場合には、ｉ＝３となる。

このように、前記車輪速Ｖｈと車輪速Ｖｈに替わる各パラメータは、それらの中から選択した１つに基づいて総合走行環境指数Ｐ１を求める構成に限る必要もなく、２つ以上のパラメータに基づいて総合走行環境指数Ｐ１を求める構成としてもよい。２つ以上のパラメータを採用する場合、上述したように、各走行環境指数Ｐ１ｉに個別の重み付け指数を掛けて総合走行環境指数Ｐ１を求める構成とすることが好ましい。また、１つの走行環境指数に基づいて総合走行環境指数Ｐ１を算出する場合には、その走行環境指数に関する重み付け係数を１とし、他の走行環境指数に関する重み付け係数をゼロとすればよい。なお、前述した車輪速Ｖｈと車輪速Ｖｈに替わる各パラメータを採用することで、自動車２００という自律系のみで走行環境を予測することができる。これに対して、自律系の外側から取得する情報に基づいて、総合走行環境指数Ｐ１を求める構成としてもよい。自律系の外側から取得する情報としては、ナビゲーションシステムの道路地図情報等がある。ナビゲーションシステムの道路地図情報に基づいて今後の走行地位置が市街地か郊外かを見極めて、総合走行環境指数Ｐ１を求めることができる。また、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and communication System：ＶＩＣＳは登録商標）のような、渋滞や交通規制などの道路交通情報をリアルタイムに受信し、カーナビゲーションなどの車載機に文字・図形で表示する画期的な情報通信システムを備えている車両にあっては、情報通信システムで受信した渋滞や交通規制などの道路交通情報のデータに基づいて総合走行環境指数Ｐ１を決定してもよい。

以下、例外処理について説明する。例外処理は、エンジンキー５５がオフにされたときに行われる処理である。図７は、例外処理のフローチャートの一例である。ステップＳ１１００では、走行環境予測部１１２は、停車時間率Ｔｓｔｐ１を算出する。停車時間率は、上述した式（１）の通り（Σ［車輪速Ｖｈが値０である停車時間］）／［所定期間］で算出することができる。

ステップＳ１１１０では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５がオフにされたか否かを検出する。エンジンキー５５がオフになった場合には、例外処理となる。エンジンキー５５のオフの検出は、停止信号Ｓｓｔｐが活性化しているか否かにより判断できる。ステップＳ１１２０では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５がオフしたときの停車時間率Ｔｓｔｐ１をＲＡＭ５３に格納する。ＲＡＭ５３がエンジンキー５５のオフに伴い通電されなくなる場合には、不揮発メモリがＲＡＭ５３の代わりに用いてもよい。なお、停車時間率Ｔｓｔｐ１が算出される毎にＲＡＭ５３（あるいは不揮発メモリ）に書き込まれるようにし、エンジンキー５５のオフ後には、ＲＡＭ５３（あるいは不揮発メモリ）に書き込まれないように構成されていれば、エンジンキー５５のオフ直前の停車時間率Ｔｓｔｐ１がＲＡＭ５３書き込まれている。

ステップＳ１１３０では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５がオフした後の経過時間を、タイマ５４を用いてカウント開始する。ステップＳ１１４０では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５がオンにされたか否かを検知する。エンジンキー５５がオンした場合には、ステップＳ１１５０にて、走行環境予測部１１２は、タイマ５４によるカウントを停止し、エンジンキー５５がオフであった期間を算出する。

なお、本実施例では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５のオフの期間を算出するのに、タイマ５４を用いたが、時計８３を用い、エンジンキー５５がオフになった時刻とオンになった時刻とを用いて、その差からエンジンキー５５のオフの時間を算出しても良い。また、エンジンキー５５のオフ時のエンジン１０の冷却水の水温、エンジン１０の潤滑油の油温、外気温と、エンジンキー５５のオン時のエンジン１０の冷却水の水温、エンジン１０の潤滑油の油温、外気温と、の差を用いて、エンジンキーのオフの時間を算出しても良い。ただし、エンジン１０の冷却水の水温、エンジン１０の潤滑油の油温は、エンジンキー５５のオフの時間が長いと、外気温と同じ温度になるため、エンジンキー５５の停止時間が比較的短い場合に適用することができる。

ステップＳ１１６０では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５のオフ時間があらかじめ定められた判定時間Ｔｊ未満か、否か（Ｔｊ以上）を判断する。エンジンキー５５のオフ時間が判定時間Ｔｊ以上の場合には、走行環境予測部１１２は、処理をステップＳ１１７０に移行する。ステップＳ１１７０では、あらかじめ定められた停車時間率Ｔｓｔｄを例外処理後の停車時間率Ｔｓｔｐ１として用いる。この場合は、走行環境が変わっていると考えられるので、停車時間率Ｔｓｔｐ１としてあらかじめ定められた停車時間率Ｔｓｔｄを用いることにより、走行環境の誤予測を抑制する。ステップＳ１１８０では、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５がオンされた後一定期間が経過したか否かを判断する。一定期間が経過しない間は、走行環境予測部１１２は、例外処理後の停車時間率Ｔｓｔｐ１としてステップＳ１１７０の停車時間率Ｔｓｔｄを用いる。一定時間経過した後は、走行環境予測部１１２は、処理をステップＳ１１１０に移行し、式（１）の（Σ［車輪速Ｖｈが値０である停車時間］）／［所定期間］で停車時間率Ｔｓｔｐ１を算出する。また、エンジンキー５５のオフ時間が判定時間Ｔｊ未満の場合には、走行環境予測部１１２は、処理をステップＳ１１９０に移行する。ステップＳ１１９０では、走行環境予測部１１２は、ＲＡＭ５３から、エンジンキー５５がオフする直前の停車時間率を読み出し、停車時間率Ｔｓｔｐ１として用いる。なお、エンジンキー５５が停止中は、車輪速Ｖｈが値０であるので、その期間は、車輪速Ｖｈが値０である停車時間、所定期間のいずれにも含めないことが好ましい。

ステップＳ１１６０〜Ｓ１１９０をまとめると、以下のように整理できる。
（１）エンジンキー５５のオフ時間＜判定時間Ｔｊのとき
・エンジンキー５５のオン後、所定時間まで
エンジンキーオフ前の期間Ｑ１、エンジンキーオン後の期間Ｑ２として
Ｑ１＝所定期間―Ｑ２ （Ｑ１≧０、Ｑ２≧０）…（６）
として期間Ｑ２から期間Ｑ１を算出し、以下の式（７）を用いて停車時間率Ｔｓｔｐ１を算出する。
（Σ［期間Ｑ１における車輪速Ｖｈが値０である停車時間］＋Σ［期間Ｑ２における車輪速Ｖｈが値０である停車時間］）／［所定期間］ …（７）
なお、エンジンキー５５のオン直後は。Ｑ２＝０であるので、式（７）の値は、エンジンキー５５がオフしたときの停車時間率に等しい。
・エンジンキー５５のオン後、所定時間経過後
式（６）ではＱ１＜０となるので、Ｑ１＝０、Ｑ２＝所定期間として停車時間率Ｔｓｔｐ１を算出する。
Ｔｓｔｐ１＝（Σ［期間Ｑ２（所定期間）における車輪速Ｖｈが値０である停車時間］）／［所定期間］…（８）
この式（８）は、式（１）と同じ式である。

（２）エンジンキーオフ時間＜判定時間Ｔｊのとき
・エンジンキー５５のオン後、所定時間まで
Ｔｓｔｐ１＝Ｔｓｔｄ …（９）
・エンジンキー５５のオン後、所定時間経過後
Ｔｓｔｐ１＝（Σ［車輪速Ｖｈが値０である停車時間］）／［所定期間］…（１０）
この式（１０）は、式（１）と同じ式である。

図８は、横軸に時間、縦軸に停車時間率を取ったグラフである。グラフ（Ａ）は、本実施例のうち、エンジン１０の停止時間が、判定時間Ｔｊ未満の場合のグラフを示す。この場合、エンジン１０がオンとなったときの停車時間率Ｔｓｔｐ１として、エンジンキー５５がオフになったときにＲＡＭ５３に格納された停車時間率が用いられている。エンジンキー５５のオフ期間が短い場合には、走行環境はあまり変化していないと考えられるので、エンジン１０停止時の走行環境を引き継ぐことが好ましいと考えられる。なお、オン以降は、式（７）または式（８）を用いて、停車時間率Ｔｓｔｐ１を算出する。

グラフ（Ｂ）は、本実施例のうち、エンジンキー５５の停止時間が、判定時間Ｔｊ以上の場合のグラフを示す。この場合、エンジンキー５５がオンになってから一定期間は、停車時間率Ｔｓｔｐ１として、あらかじめ定められた停車時間率Ｔｓｔｄが用いられる。エンジンキー５５のオフ期間が長い場合には、日が変わるなど、走行環境が変わっている可能性が高いため、誤予測を抑制するため、エンジンキー５５のオフ時の走行環境を引き継がないことが好ましいと考えられる。なお、エンジンキー５５のオン後に停車時間率Ｔｓｔｄが用いられる一定期間は、停車時間率を算出するときの所定期間と同じ長さであってもよい。所定期間が経過すると、停車時間率を再算出するのに必要な時間が経過しているため、走行環境予測部１１２は、式（１）の（Σ［車輪速Ｖｈが値０となる停車時間］）／［所定期間］で停車時間率Ｔｓｔｐ１を算出する。

グラフ（Ｃ）は、比較例の停車時間率を示すグラフである。この場合、エンジンキー５５の停止時間が短く、エンジンキー５５のオフ時の走行環境を引き継ぐことが好ましい場合でも、停車時間率は、リセットされてしまい、エンジンキー５５のオン時の停車時間率が大きく変化している。

上記説明では、例外処理が行われる場合をエンジンキー５５のオフ、オンの場合を例により説明したが、例えば、アイドリングストップによるエンジンのオフ、オンが行われた場合に適用されても良い。

また、上記説明では、停車時間率Ｔｓｔｐ１についての例外処理を説明したが、走行環境予測部１１２は、平均車速Ｖａｖｅ１、平均舵角Ａｓｔｒ１についても例外処理を行うことが可能である。すなわち、走行環境予測部１１２は、エンジンキー５５がオフしたときの、平均車速Ｖａｖｅ１、平均舵角Ａｓｔｒ１をＲＡＭ５３に格納する。そして、エンジンキー５５がオンされたとき、そのエンジンキー５５のオフ期間に応じ、オフ期間が判定時間Ｔｊ未満の時は、走行環境指数Ｐ１２あるいはＰ１３を算出するときに、ＲＡＭに格納された平均車速Ｖａｖｅ１、平均舵角Ａｓｔｒ１を用い、判定時間Ｔｊ以上の時は、あらかじめ定められた平均車速Ｖｓｔｄあるいは平均舵角Ａｓｔｄを用いることができる。

図２に戻り、説明を続ける。自車両状態予測部１１４は、自動車２００の状態（自車両状態）を予測する。ここでいう「自車両状態」とは、自動車２００が今後どの程度ＳＯＣを消費するかを表すパラメータである。詳しくは、自車両状態予測部１１４は、バッテリ電流センサ８８によって検出されたバッテリ電流Ａｂと、オルタネータ電流センサ８９によって検出されたオルタネータ電流Ａａとに基づいて、補機類７０で費やす電力量を算出し、その電力量を自車両状態Ｐ２として出力する。補機類７０で費やす電力量が大きいときにはＳＯＣを消費する速度は早いことから、本実施例では、自車両状態予測部１１４は、補機類７０で費やす電力量を自車両状態Ｐ２として求める。

なお、自車両状態Ｐ２を、補機類７０で費やす電力量に基づいて求めていたが、本発明ではこれに限られない。例えば、空調装置（Ａ／Ｃ）の消費電力と対応関係がある空調情報（例えば、目標温度と車内温度との差）や、エンジン水温と周囲温度との差などのエンジンの暖機状況を示す情報等に基づいて求める構成とすることができる。なお、補機類７０で費やす電力量や空調情報や暖機状況情報等の中から選択した１つのパラメータに基づいて自車両状態Ｐ２を求める構成に限る必要もなく、２つ以上のパラメータに基づいて自車両状態Ｐ２を求める構成としてもよい。２つ以上のパラメータを採用する場合、各パラメータに個別の重み付け指数を掛けて自車両状態Ｐ２を求める構成とすることが好ましい。

さらに、前述した各例は、現在検出されるセンサ信号によって補機類の現在の動作状況を求め、その現在の動作状況を今後の自車両状態と見なすものであったが、これに替えて、上記のように求めた現在の動作状況から動作状況が変化する兆候を捕らえることで、今後の自車両状態を予測する構成としてもよい。

前記構成の走行環境予測部１１２および自車両状態予測部１１４は、自動車２００の運転が開始された以後、常にその予測を行っている。各部１２２〜１２４は、実際は、ＥＣＵ５０に備えられたＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５２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。走行環境予測部１１２によって算出した総合走行環境指数Ｐ１と、自車両状態予測部１１４によって算出した自車両状態Ｐ２とは、ＳＯＣ配分要求レベル算出部１１６に送られる。

ＳＯＣ配分要求レベル算出部１１６は総合走行環境指数Ｐ１および自車両状態Ｐ２に基づいてＳＯＣ配分要求レベルＰ３を算出し、目標ＳＯＣ値算出部１１８はＳＯＣ配分要求レベルＰ３に基づいて目標ＳＯＣ値Ｃ１を算出する。以下、ＳＯＣ配分要求レベル算出部１１６および目標ＳＯＣ値算出部１１８の内容を、以下に詳述する。

図９は、目標ＳＯＣ推定ルーチンを示すフローチャートである。この目標ＳＯＣ推定ルーチンは、車両の走行時に所定時間（例えば、６０ｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。すなわち、目標ＳＯＣ推定ルーチンは、アイドリングストップ制御によるエンジン１０の停止時には実行されない。図示するように、処理が開始されると、ＥＣＵ５０のＣＰＵ５１は、走行環境予測部１１２（図２）によって求められた総合走行環境指数Ｐ１を取得する（ステップＳ１００）。このステップＳ１００の内容については、すでに説明したとおりである。ＣＰＵ５１は、次いで、自車両状態予測部１１４（図２）によって求められた自車両状態Ｐ２を取得する（ステップＳ２００）。

ステップＳ２００の実行後、ＣＰＵ５１は、ＳＯＣ配分要求レベル算出用マップＭＰを用いて、総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐ２に基づいてＳＯＣ配分要求レベルを算出する処理を行う（ステップＳ３００）。バッテリには、先に説明したように、使用可能なＳＯＣ範囲がバッテリの種類毎に定められている。本実施例では、使用可能ＳＯＣ範囲をアイドリングストップ用と充電制御用とに配分することを図っており、「ＳＯＣ配分要求レベル」は前記配分のレベルを指定するパラメータである。

図１０は、ＳＯＣ配分要求レベル算出用マップＭＰを示す説明図である。図示するように、ＳＯＣ配分要求レベル算出用マップＭＰは、横軸に総合走行環境指数Ｐ１をとり、縦軸に自車両状態Ｐ２をとり、横軸の値と縦軸の値とに対応するＳＯＣ配分要求レベルＰ３をマッピングしたマップデータである。総合走行環境指数Ｐ１と、自車両状態Ｐ２と、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３との関係を、予め実験的にあるいはシミュレーションにより求めることで、ＳＯＣ配分要求レベル算出用マップＭＰは作成されており、ＲＯＭ５２に記憶している。ステップＳ３００では、ＲＯＭ５２からＳＯＣ配分要求レベル算出用マップＭＰを呼び出し、そのマップＭＰを参照して、ステップＳ１００で求めた総合走行環境指数Ｐ１とステップＳ２００で求めた自車両状態Ｐ２とに対応するＳＯＣ配分要求レベルＰ３を取得する。図示の例では、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３としてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの値が用意されている。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはこの順で高い値となっている。総合走行環境指数Ｐ１が高いほど、自車両状態Ｐ２が高いほど、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３は高い値となる。

図９に戻って、ステップＳ３００の実行後、ＣＰＵ５１は、目標ＳＯＣ値算出用テーブルＴＢを用いて、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３に基づいて目標ＳＯＣ値Ｃ１を算出する処理を行う（ステップＳ４００）。

図１１は、目標ＳＯＣ値算出用テーブルＴＢを示す説明図である。図示するように、目標ＳＯＣ値算出用テーブルＴＢは、横軸にＳＯＣ配分要求レベルＰ３をとり、縦軸に目標ＳＯＣ値Ｃ１をとり、直線ＬでＳＯＣ配分要求レベルＰ３と目標ＳＯＣ値Ｃ１の関係を示している。このＳＯＣ配分要求レベルＰ３と目標ＳＯＣ値Ｃ１の関係を、予め実験的にあるいはシミュレーションにより求めることで、目標ＳＯＣ値算出用テーブルＴＢは作成されており、ＲＯＭ５２に記憶している。ステップＳ４００は、ＲＯＭ５２から目標ＳＯＣ値算出用テーブルＴＢを呼び出し、そのテーブルＴＢを参照して、ステップＳ３００で算出したＳＯＣ配分要求レベルＰ３に対応する目標ＳＯＣ値Ｃ１を取得する。

図示するように、直線Ｌで示される目標ＳＯＣ値Ｃ１は、バッテリ４０の使用可能ＳＯＣ範囲Ｗ内に設定される値であり、その使用可能ＳＯＣ範囲Ｗをカット可能な発電容量とアイドリングストップ用電力量とに配分したときの配分率を示す。換言すれば、バッテリ４０の使用可能ＳＯＣ範囲Ｗに対して、アイドリングストップ用電力量の領域が下側に、カット可能な発電容量の領域が上側にそれぞれ設定されており、両領域の境が目標ＳＯＣ値Ｃ１となっている。また、使用可能ＳＯＣ範囲Ｗの下限値にアイドリングストップ用電力量を加えた水準が目標ＳＯＣ値Ｃ１として設定されているとも言える。ＥＣＵ５０は、カット可能な発電容量だけオルタネータ３５の発電量を抑えても、アイドリングストップ中にバッテリ４０の充電量がＳＯＣ下限値を下回ることはなく、アイドリング開始によるエンジン１０の再始動を抑制し、燃料消費を抑制できる。

カット可能な発電容量は、前述した充電制御により、発電抑制により削減可能な電力量であり、「充電制御用容量」とも呼ぶ。アイドリングストップ用電力量は、今後のストップアンドスタート期間において使用されると予想される容量である。本実施例では、アイドリングストップ用電力量は、予想される最大の大きさに定められている。ＳＯＣ配分要求レベルＰ３が高い値になるほど、アイドリングストップ用電力量は大きくなっている。直線Ｌよりも上側にＳＯＣを制御したとき、そのＳＯＣに対応する使用可能ＳＯＣ範囲内の残存容量がアイドリングストップ用電力量を上回ることからアイドリングストップ制御を完全に実施できるといえるが、その上回る分だけ余剰である。このため、直線Ｌで示される目標ＳＯＣ値Ｃ１は、今後アイドリングストップ制御を完全に実施でき、かつＳＯＣ貯蔵のための発電量を最小にできるＳＯＣを示しているといえる。なお、この余剰を少なくした方が、バッテリ４０の劣化をより抑制し、より寿命を長くすることができる。

目標ＳＯＣ値Ｃ１は、直線Ｌに示すように、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３の上昇に従ってリニアに増大するものであったが、本発明ではこれに限られない。例えば、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３が所定値以下のときにはＳＯＣ配分要求レベルＰ３の上昇に従ってリニアに増大し、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３が所定値を上回るときには一定値を維持するように、目標ＳＯＣ値Ｃ１を定めた構成としてもよい。この構成は、使用可能ＳＯＣ範囲が比較的小さいバッテリの場合に有効である。さらに、目標ＳＯＣ値Ｃ１の変化を直線で示す構成に換えて、曲線で示す構成とすることもできる。

図９に戻って、ステップＳ４００の実行後、ＣＰＵ５１は、ステップＳ４００で算出した目標ＳＯＣ値Ｃ１をフィードバック制御部１３０に出力し（ステップＳ５００）、その後、目標ＳＯＣ推定ルーチンを一旦終了する。フィードバック制御部１３０（図２）では、現在ＳＯＣ値Ｃ２が前記算出された目標ＳＯＣ値Ｃ１に制御される。現在ＳＯＣ値Ｃ２は、バッテリ４０の使用可能ＳＯＣ範囲における残存容量を指し示すが、上記制御の結果、車両走行中に、残存容量はアイドリングストップ用電力量を下回ることを回避することができる。すなわち、図１０において、現在ＳＯＣ値が充電制御用容量の領域に位置するとき、すなわち、前記残存容量がアイドリングストップ用電力量を上回るときには、ＥＣＵ５０は、充電制御を実行して、オルタネータ３５を駆動させず、バッテリ４０への充電を抑制する。この場合、オルタネータ３５を駆動するためのトルクが不要となるため、エンジン１０の燃料消費を抑えることができる。そして、ＳＯＣが低下してアイドリングストップ用電力量を下回ろうとするとき、燃料発電によって、直線Ｌで示される目標ＳＯＣ値Ｃ１にＳＯＣは制御されることで、前記アイドリングストップ用電力量を下回ろうとすることが回避される。

Ｄ．作用、効果：
図１２は、自動車２００の運転中における車速とバッテリ４０のＳＯＣ（現在ＳＯＣ値Ｃ２）についてのタイムチャートを示す説明図である。タイムチャートは、縦軸に車速とＳＯＣをとり、横軸に時間をとったものである。自動車２００の運転が開始され、時刻ｔ０において自動車２００が発進すると、車速は次第に増し、通常走行に至る。その後、時刻ｔ１において、車両が減速状態に移行する。この時刻ｔ０から時刻ｔ１までのｔ０−ｔ１期間においては、実線に示すように、ＳＯＣは徐々に低下する。この実線は従来例についてのもので、本実施例では２点鎖線のように変化する。これについては後述する。

時刻ｔ１の後、時刻ｔ２において車両は停車する。ｔ１−ｔ２の期間では、減速による回生発電がなされ、実線に示すようにＳＯＣは徐々に上昇する。時刻ｔ２（厳密に言えばエンジン停止条件が成立したとき）から車速が立ち上がる時刻ｔ３までの期間がストップアンドスタート期間ＳＳＴであり、エンジン１０は停止されている。ストップアンドスタート期間ＳＳＴでは、補機類による電力消費によってＳＯＣは徐々に下降する。従来例では、実線に示すように、この停止の最中にＳＯＣが下限値ＳＬに達すると（時刻ｔｂ）、バッテリ制御によってエンジン１０は再始動することになる。再始動後、実線に示すように、エンジン１０の動力により発電されＳＯＣは増大する。

本実施例では、通常走行時にＳＯＣが低下して、バッテリ４０の使用可能ＳＯＣ範囲における残存容量がアイドリングストップ用電力量を下回ったときに（時刻ｔａ）、燃料発電によってＳＯＣが増大される。図中２点鎖線に示すようにｔａ−ｔ２期間においてＳＯＣは増大する。この増大は、今後のストップアンドスタート期間に使用すると予想される最大の電池容量を考慮したものであることから、ストップアンドスタート期間ｔ２−ｔ３においてＳＯＣが低下しても、ＳＯＣは下限値ＳＬに至ることがない。なお、「今後のストップアンドスタート期間」とは、図示の一つのストップアンドスタート期間ＳＳＴに限るものではなく、所定の期間において複数のストップアンドスタート期間があれば、それらストップアンドスタート期間の全部である。

したがって、本実施例では、従来例のように、ストップアンドスタート期間ｔ２−ｔ３において、ＳＯＣが下限値に達してエンジン１０が再始動されることがない。ストップアンドスタート期間の途中でＳＯＣ不足からエンジンを再始動する場合は、エンジンの運転時に動力増大してＳＯＣを増加する場合に比べて、３倍から５倍近くの燃料量が必要である。すなわち、エンジンの運転時における単位ＳＯＣ（例えばＳＯＣ１％）当たりの燃費効果は、ストップアンドスタート期間の途中でＳＯＣ不足からエンジンを再始動する場合に比べて、３倍から５倍優れている。したがって、本実施例の自動車２００は、従来例に比べて燃費を向上させることができる。

Ｅ．変形例：
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。

・変形例１：
上記実施例では、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３を総合走行環境指数Ｐ１および自車両状態Ｐ２に基づいて求めていたが、これに換えて、自動車２００のインストルメントパネル（図示せず）に運転者により操作されるダイヤルを設け、そのダイヤルの操作量に応じてＳＯＣ配分要求レベルＰ３を求める構成としてもよい。運転者は、例えば郊外から市街地に入るような場合に、ダイヤルを「高」側に切り換えてＳＯＣ配分要求レベルＰ３が大きくなるように設定することで、目標ＳＯＣ、すなわち、アイドリングストップ用の配分率を大きくすることができる。この構成によれば、運転者が、これから進む地域を判っていてＳＯＣ配分要求レベルを設定することが可能な場合に、ストップアンドスタート期間において使用する最大ＳＯＣを走行環境から高精度に設定することができる。なお、ダイヤルは「高」と「低」の２段階を指示できるものであってもよいし、３以上の多段で指示できるものであってもよい。また、ダイヤルはスイッチ等の他の入力手段に替えることもできる。さらに、ダイヤルの操作量だけでＳＯＣ配分要求レベルＰ３を求めるのではなく、前記実施例で総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐ２から求めたＳＯＣ配分要求レベルＰ３を、前記ダイヤルの操作量に基づいて補正する構成とすることもできる。

・変形例２：
上記実施例では、総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐ２に基づいてＳＯＣ配分要求レベルＰ３を一旦求め、ＳＯＣ配分要求レベルＰ３に基づいて目標ＳＯＣを算出する構成であったが、これに換えて、総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐ２に基づいて、目標ＳＯＣを直接、算出する構成としてもよい。すなわち、総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐ２に基づいて、バッテリの使用可能ＳＯＣ範囲を充電制御用とアイドリングストップ用とを配分する配分率を直接算出する構成としてもよい。同様に上記変形例１においても、ダイヤルの操作量に基づいて目標ＳＯＣを直接、算出する構成としてもよい。

・変形例３：
上記実施例では、ＳＯＣ配分要求レベルは、総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐの両方に基づいて算出していたが、これに換えて、総合走行環境指数Ｐ１と自車両状態Ｐのいずれか一方に基づいて算出する構成としてもよい。

・変形例４：
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。

・変形例５：
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。

・変形例６：
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。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

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
３４…駆動機構
３５…オルタネータ
４０…バッテリ
５０…ＥＣＵ
５１…ＣＰＵ
５２…ＲＯＭ
５３…ＲＡＭ
５４…タイマ
７０…補機類
７２…ヘッドライト
７４…空調装置
８２…車輪速センサ
８３…時計
８４…ブレーキペダルセンサ
８６…アクセル開度センサ
８７…ハンドル舵角センサ
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値制御部
１１１…停止判断部
１１０…目標ＳＯＣ値推定部
１１２…走行環境予測部
１１４…自車両状態予測部
１１６…ＳＯＣ配分要求レベル算出部
１１８…目標ＳＯＣ値算出部
１２０…バッテリＳＯＣ値算出部
１３０…フィードバック制御部
２００…自動車
８１１…水温計
８１２…油温計
８１３…外気温計
８３１…電波時計
８３２…ＧＰＳユニット
８３３…スマートフォン
１１２０…停車時間率算出処理部
１１２１…平均車速算出処理部
１１２２…追加走行環境情報処理部
１１２３…例外処理部
１１２４…停車時間率例外処理部
１１２５…平均車速例外処理部
１１２６…追加走行環境情報例外処理部
１１２７…停車時間率−走行環境指数変換部
１１２８…平均車速−走行環境指数変換部
１１２９…追加走行環境情報−走行環境指数変換部
１１３０…調停処理部

Claims (6)

1. バッテリとエンジンと発電機とを有する車両の車両制御装置であって、
   車両の速度を測定する速度計と、
   前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出部と、
   前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を格納する記憶装置と、
   前記エンジンキーがオンされたときに、前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する走行環境予測部と、
   前記走行環境指数と前記車両のアイドリングストップ中の消費電力の推定値との関係を用いて、前記車両のアイドリングストップ中の消費電力を推定する消費電力予測部と、
   前記エンジンのアイドリングストップ制御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）を検出するＳＯＣ検出部と、
   前記消費電力予測部により予測された消費電力に基づいて、前記アイドリングストップ制御によるエンジン停止から再始動までのストップアンドスタート期間において使用すると予想されるアイドリングストップ用電力量を設定する電力量設定部と、
   前記車両の走行時に、前記ＳＯＣ検出部によって検出されたＳＯＣと、使用可能なＳＯＣ範囲の下限値との差である残存電力量が、前記アイドリングストップ用電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御するＳＯＣ制御部と、
   を備え、
   前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合には、前記走行環境指数を算出するための停車時間率として、あらかじめ定められた停車時間率を用い、
   前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフ時に、外気温と、前記エンジンの冷却水の水温と、前記エンジンの潤滑油の油温とを測定し、前記エンジンのオン時に、前記外気温と、前記水温と、前記油温とを測定し、あらかじめ定められた前記水温の変化量または前記油温の変化量と、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間との関係を用い、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間を、時計を用いることなく算出する、車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記車両の走行状態から停車状態に減速されるときに、回生される回生電力量を予測する回生電力量予測部を備え、
   前記ＳＯＣ制御部は、走行中の前記残存電力量に前記回生電力量を加えた電力量が、前記アイドリングストップ用電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御する、車両制御装置。
3. 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の発電量によって充電可能なバッテリと、
   請求項１または２に記載の車両制御装置と、
   を備える、車両。
4. 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の発電量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、
   前記車両の速度を測定する工程と、
   前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出工程と、
   前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を記憶装置に格納する工程と、
   前記エンジンキーがオンされたときに、前記エンジンキーのオフから前記エンジンのオンまでの時間があらかじめ定められた時間未満の場合には前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、前記エンジンキーのオフから前記エンジンのオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合にはあらかじめ定められた停車時間率を用い、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する工程と、
   前記バッテリの蓄電状態（ＳＯＣ）を検出する工程と、
   あらかじめ定められた走行環境指数と前記車両のアイドリングストップ中の消費電力の推定値との関係を用い前記車両の走行時に前記車両のアイドリングストップ中に消費される電力量をアイドリングストップ用の電力量として予測する工程と、
   前記車両の走行時に、前記ＳＯＣ検出部によって検出されたＳＯＣと、使用可能なＳＯＣ範囲の下限値との差である残存電力量が、前記アイドリングストップ用の電力量を下回ることを回避するように、前記発電機の電力による前記バッテリの充電を制御する工程と、
   を備える車両制御方法。
5. 車両の走行環境予測装置であって、
   車両の速度を測定する速度計と、
   前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する停車時間率算出部と、
   前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を格納する記憶装置と、
   前記エンジンキーがオンされたときに、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間未満の場合には前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合にはあらかじめ定められた停車時間率を用い、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する走行環境予測部と、
   を備え、
   前記走行環境予測部は、前記エンジンキーのオフ時に、外気温と、前記エンジンの冷却水の水温と、前記エンジンの潤滑油の油温とを測定し、前記エンジンのオン時に、前記外気温と、前記水温と、前記油温とを測定し、あらかじめ定められた前記水温の変化量または前記油温の変化量と、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間との関係を用い、前記エンジンキーのオフからオンまでの時間を、時計を用いることなく算出する、
   走行環境予測装置。
6. 車両の走行環境予測方法であって、
   車両の速度を測定する工程と、
   前記速度の履歴を用いて、前記車両の停車時間率を算出する工程と、
   前記車両のエンジンキーがオフにされた時に、オフ時の停車時間率を記憶装置に格納する工程と、
   前記エンジンキーがオンされたときに、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間未満の場合には前記記憶装置に格納された停車時間率を読み出し、前記エンジンキーのオフから前記エンジンキーのオンまでの時間があらかじめ定められた時間以上の場合にはあらかじめ定められた停車時間率を用い、停車時間率と走行環境指数との間のあらかじめ定められた関係を用いて、前記走行環境指数を算出する工程と、
   を備える、走行環境予測方法。

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