JP7021570B2 - 車両の電力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの自動停止およびエンジンの再始動が可能な車両に設けられる電力制御装置に関する。

従来、燃費性能を高めること等を目的として、車両において、減速時にエンジンにより発電機を駆動させて発電させることや、エンジンのアイドル運転時にエンジンを自動停止させるいわゆるアイドルストップを実施し且つアクセルペダルの踏込等に応じてエンジンを再始動することが行われている。

例えば、特許文献１には、エンジンに連結されて電動機および発電機として機能するモータジェネレータと、モータジェネレータに電力を供給するとともにモータジェネレータで発電された電力を蓄電するキャパシタとを備えた車両が開示されている。この車両では、減速時に、エンジンによってモータジェネレータを駆動して発電させ、生成された電力をキャパシタに蓄電させる。そして、アイドルストップ後のエンジンの再始動時に、キャパシタの電力によってモータジェネレータを駆動してエンジンを強制的に回転させる。

特許文献１の車両では、キャパシタに加えて、鉛蓄電池が設けられている。そして、キャパシタに蓄えられた電力あるいはモータジェネレータで生成された電力の一部を、ＤＣ－ＤＣコンバータによって降圧して鉛蓄電池および各種電気負荷に付与するように構成されている。

特開２０１６－１１８１２６号公報

特許文献１の構成では、キャパシタと電気負荷との間に介在するコンバータが、電圧を昇圧する機能を有さず降圧する機能のみを有するように構成されている。そのため、コストを低く抑えることができる。しかしながら、この構成では、ＤＣ－ＤＣコンバータを介してキャパシタから電力が供給される電気負荷が適切に作動しないおそれがある。

具体的には、エンジンの再始動時にモータジェネレータの駆動に伴ってキャパシタの電圧が大幅に低下したときに、コンバータの入力電圧がコンバータの出力電圧を下回るおそれがある。このようにコンバータの入力電圧がコンバータの出力電圧を下回ると、コンバータは入力電圧を降圧できず、コンバータを介したキャパシタから各種電気負荷への電力供給が停止してしまう。この結果、これら電気負荷の電力源がキャパシタよりも電圧の低い鉛蓄電池に切り替わって電気負荷に加えられる電圧が急低下し、電気負荷が適切に作動しないおそれがある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、適切なエンジンの再始動と適切な電気負荷への電力供給とを両立できる電力制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、エンジンの自動停止およびエンジンの再始動が可能な車両に設けられる電力制御装置であって、エンジンにより駆動されて発電する発電装置と、車両の減速時に前記発電装置で発電された電力を蓄電可能な蓄電池と、前記蓄電池の電力を用いてエンジンに駆動力を付与可能な駆動力付与装置と、車両に設けられる電気負荷と前記蓄電池との間に介在して、前記蓄電池の電圧を降圧して前記電気負荷に電力を供給する降圧装置と、エンジンを再始動させる要求があるときにエンジンを再始動させるための駆動力が前記駆動力付与装置からエンジンに付与されるように当該駆動力付与装置を制御するとともに、エンジンの稼働中に前記蓄電池の充電と放電とを交互に行う強制充放電制御を実施する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記蓄電池の内部抵抗が大きいときには前記強制充放電制御を実施する一方で、前記蓄電池の内部抵抗が低いときは前記強制充放電制御の実施を制限する、ことを特徴とする車両の電力制御装置を提供する（請求項１）。

この構成によれば、車両の減速時のエネルギーを電力として蓄電池に蓄電させることでエネルギー効率を高くすることができる。また、エンジンの再始動時において蓄電池に蓄えられたこの電力によって駆動力付与装置を駆動してエンジンに駆動力を付与することができ、エンジンを適切に再始動させることができる。

しかも、この構成では、蓄電池の充電と放電とを交互に行う強制充放電制御の実施によって蓄電池を昇温して蓄電池の内部抵抗を低い状態にすることができる。そのため、エンジンの再始動時に蓄電池から駆動力付与装置に高い電力を供給しつつ、これに伴う蓄電池の電圧の低下量を少なく抑えることができる。従って、エンジンの再始動時に、蓄電池の電圧であって降圧装置の入力電圧が降圧装置の出力電圧よりも低くなることを防止して、降圧装置を介した蓄電池から電気負荷への電力供給を維持することができ、電気負荷を安定して適切に作動させることができる。一方で、この構成では、蓄電池の内部抵抗が低いときは強制充放電制御の実施を制限している。そのため、蓄電池の内部抵抗が低く降圧装置を介した蓄電池から電気負荷への電力供給を維持されると考えられるときに過度に蓄電池が充放電されるのを防止できる。

前記構成において、前記制御装置は、前記蓄電池の内部抵抗が所定の判定抵抗値以上のときに前記強制充放電制御を実施し、前記蓄電池の内部抵抗が前記判定抵抗値未満のときは前記強制充放電制御を禁止するのが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、電気負荷を安定して適切に作動させつつ過度に蓄電池が充放電されるのを確実に防止できる。

前記構成において、前記制御装置は、前記蓄電池の劣化状態と前記蓄電池の温度とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗を推定する、のが好ましい（請求項３）。

この構成によれば、蓄電池の内部抵抗をより精度よく推定できる。従って、強制充放電制御の実行を最小限にすることができる。

前記構成において、前記制御装置は、前記強制充放電制御の実施時において、前記蓄電池の内部抵抗が高いときの方が低いときよりも、前記蓄電池の充電量および放電量を小さくする、のが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、電気負荷を安定して適切に作動させつつ蓄電池の充放電量が過度に大きくなるのを防止できる。

前記構成において、前記制御装置は、前記強制充放電制御の実施時において、前記蓄電池から放出された電力によって前記駆動力付与装置を駆動させて前記エンジンに当該駆動力付与装置の駆動力を付与する、のが好ましい（請求項５）。

この構成によれば、蓄電池の内部抵抗を低減して電気負荷を安定して適切に作動させつつ、蓄電池から放出された電力を有効に利用して車両全体のエネルギー効率を高くすることができる。

前記構成において、前記車両は、車室の車幅方向の両側部に沿って車両前後方向にそれぞれ延びる一対のサイドシルと、車室の床面の下方に設けられて車両前後方向に延びるフロアトンネルとを備え、前記蓄電池は、１列に配置された複数の電池を含み、車室の床面よりも下方且つ前記フロアトンネルと一方の前記サイドシルとの間に前記各電池が車両前後方向に並ぶ姿勢で配置されている、のが好ましい（請求項６）。

この構成によれば、フロアトンネルとサイドシルとの間の空間を利用して複数の電池を含む比較的大きな蓄電池を車両に搭載することができる。ただし、前記のように複数の電池を１列に配置した場合、つまり、複数の電池を直列に配置した場合には、蓄電池の内部抵抗が大きくなって、エンジンの再始動時に駆動力付与装置を駆動したときの蓄電池の電圧降下が大きくなりやすい。これに対して、本発明では、前記のように、エンジンの再始動時に蓄電池が電圧降下しても降圧装置の出力電圧を蓄電池の電圧よりも低い電圧に維持することができる。従って、前記のように蓄電池をレイアウトしながら、電気負荷の作動を安定して適切な状態にすることができる。

前記構成において、前記降圧装置から出力された電力を蓄電可能で、最大出力電圧が前記蓄電池よりも低い２次蓄電池をさらに備え、前記電気負荷は、前記降圧装置に加えて前記２次蓄電池からの電力も受け取ることが可能なようにこれらに接続されている、のが好ましい（請求項７）。

この構成によれば、蓄電池の電圧が降圧装置の出力電圧よりも低くなっても２次蓄電池によって電気負荷に電力を供給することができ、電気負荷の作動を維持することができる。また、発電機で発電され且つ蓄電池に蓄えきれなかった電力を２次蓄電池に蓄電することができ、エネルギー効率を高めることができる。

前記構成において、前記駆動力付与装置は、少なくともエンジンの再始動時は、前記蓄電池と前記２次蓄電池とのうち前記蓄電池の電力のみによって駆動される、のが好ましい（請求項８）。

このようにすれば、２次蓄電池の電力消費機会を少なく抑えて２次蓄電池の劣化を抑制できる。

以上説明したように、本発明の電力制御装置によれば、適切なエンジンの再始動と適切な電気負荷への電力供給とを両立することができる。

本発明の一実施形態にかかる電力制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。 車両の一部を概略的に示した平面図である。 ＤＣ－ＤＣコンバータの構成を説明するための概略図である。 エンジンの制御系統を示すブロック図である。 比較例に係る車両走行時の各パラメータの時間変化を示した図である。 強制充放電制御を含むＬｉバッテリの電力制御を示したフローチャートである。 Ｌｉバッテリの温度と内部抵抗と劣化の進み具合との関係を示した図である。 強制充放電制御を説明するための図である。 低負荷領域を示した図である。 エンジンの自動停止制御を示したフローチャートである。 Ｌｉバッテリの内部抵抗と目標出力電圧との関係を示した図である。 目標低下電圧と電圧低下速度との関係を示した図である。 車両走行時の各パラメータの時間変化を示した図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

（車両の全体構成）
図１は、エンジンの停止制御装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。

車両１は、例えば４輪自動車である。エンジン２は、車両１のエンジンルームに設けられる。エンジン２の駆動力は、クランクシャフト２ａからトランスミッション、終減速機、駆動軸等を介して車輪１ａに伝達されて、車両１を走行させる。

車両１には、図１に示されるように、車両の駆動源としてのエンジン２、スタータ３、モータジェネレータ４、Ｌｉバッテリ（リチウムバッテリ）９、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０、鉛バッテリ１２、および各種電気機器が搭載されている。モータジェネレータ４は、後述するように、電動機として機能してエンジン２を始動させる機能と発電機としての機能を有するいわゆるＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ－Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）であり、以下では、これをＩＳＧ４という。

Ｌｉバッテリ９は請求項にいう「蓄電池」に相当し、鉛バッテリ１２は請求項にいう「２次蓄電池」に相当し、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０は請求項にいう「降圧装置」に相当する。また、ＩＳＧ４は請求項にいう「発電装置」および「駆動力付与装置」に相当する。つまり、本実施形態では、発電装置と駆動力付与装置とが一体とされて一つの装置で構成されている。

図１の例では、エンジン２は、一列に並ぶ４つの気筒２ｃを備えた直列４気筒エンジンである。また、エンジン２は、レシプロエンジンであって、気筒２ｃ内を往復動するピストンを備える。本実施形態では、エンジン２は、ガソリンを含む燃料により駆動されるエンジンである。エンジン２は、各気筒２ｃ内に燃料を噴射するインジェクタ３０（図４参照）と、各気筒２ｃ内の混合気（空気と燃料の混合気）に点火する点火プラグ３１（図４参照）とを備えている。インジェクタ３０と点火プラグ３１とは、１つの気筒２ｃにつき１つずつ設けられている。

（高電圧回路）
Ｌｉバッテリ９は、高電圧ラインＬ１を介して、ＩＳＧ４、シートヒータ５およびＰＴＣヒータ６に電気的に接続されており、これらは高電圧回路１４を構成する。

ＩＳＧ４は、発電機および電動機として動作可能な装置である。ＩＳＧ４は、ベルト４ａを介してエンジン２のクランクシャフト２ａに連結されている。

ＩＳＧ４は、発電機として動作する際には、エンジン２のクランクシャフト２ａと連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行う。ＩＳＧ４は、磁界を発生するフィールドコイルへの供給電流の増減に応じて、最大数十Ｖまでの範囲で発電電圧を調節することが可能になっている。ＩＳＧ４には、発電された交流電力を直流電力に変換する整流器（図示省略）が内蔵されている。ＩＳＧ４で発電された電力は、この整流器で直流に変換された後に、高電圧ラインＬ１に出力され、高電圧ラインＬ１を介してＬｉバッテリ９に蓄電される。

本実施形態では、ＩＳＧ４は、車両の減速時に発電機として動作するように制御されて、エンジン２の回転エネルギーを電気に変換する。つまり、本実施形態では、ＩＳＧ４は、いわゆる減速回生発電を行うように構成されている。

ＩＳＧ４は、電動機として動作する際は、Ｌｉバッテリ９からの電力供給を受けて駆動され、ベルト４ａを介してエンジン２のクランクシャフト２ａに駆動力を伝達して、エンジン２に駆動力を付与する。

このように、本実施形態では、ＩＳＧ４は、エンジン２により駆動されて発電する発電装置と、Ｌｉバッテリの電力を用いてエンジン２に駆動力を付与可能な駆動力付与装置として機能する。また、Ｌｉバッテリが、車両の減速時にＩＳＧ４で発電された電力を蓄電可能な蓄電池として機能する。

ＩＳＧ４は、冷間始動時を除くエンジンの始動時に、電動機として動作してエンジン２を始動させる（エンジン２を強制的に回転させる）。本実施形態では、車両１は、いわゆるアイドルストップを実施可能に構成されており、アイドルストップ後のエンジン２の再始動時も、ＩＳＧ４によってエンジン２が再始動される。具体的には、車両１に設けられたイグニッションスイッチを乗員が操作することによって、エンジン２は始動／停止される。また、エンジン２は、車速が所定値以下でエンジンがアイドル状態にある等の条件が成立すると自動的に停止され、その後、アクセルペダルが踏み込まれる等の条件が成立すると自動的に再始動される。

また、ＩＳＧ４は、エンジン負荷の低いとき等に電動機として動作するように制御されて、エンジン２に駆動力を付与する。つまり、本実施形態では、ＩＳＧ４は、いわゆるトルクアシストを行うようにも構成されている。

Ｌｉバッテリ９は、正極にリチウムを含み、正極と負極との間でのリチウムイオンの移動により充放電するバッテリである。Ｌｉバッテリ９は、鉛バッテリ１２よりも速い速度で充放電ができるとともに、鉛バッテリ１２よりも充放電による劣化が進行しにくい。本実施形態では、ＩＳＧ４で生成された電力がＬｉバッテリ９に蓄電されるように構成されていることで、エンジン２の減速エネルギーを効率よく電力として車両１に貯蔵することができる。そして、このようにＩＳＧ４で生成された電力をより多く蓄電できるように、Ｌｉバッテリ９の公称電圧は、鉛バッテリ１２の交渉電圧よりも高い電圧とされている。本実施形態では、Ｌｉバッテリ９の公称電圧は、ＤＣ２４Ｖとされている。ここで、充放電速度が高く電力を多く貯蔵可能な装置としては、キャパシタがあるが、Ｌｉバッテリ９は、同じサイズのキャパシタに比べて容量を大きくすることができる。従って、本実施形態では、電力を貯蔵するための装置の小型化も実現されている。

ここで、Ｌｉバッテリ９は、充電および放電されることによって、その温度が上昇するようになっている。

図２は、Ｌｉバッテリ９の配置を説明するための図であって車両１の一部を概略的に示した平面図である。図２の例では、車両１の前部にエンジンルーム１が形成されており、その後方に車室８０が形成されている。

車両１は、車室の床面を構成するフロアパネル８１と、車両の車幅方向の両側部に形成された開口部（ドア部分）の下部に設けられて車両前後方向に延びる一対のサイドシル８２とを備える。車両１は、フロアパネル８１の下方に設けられて、エンジン２の排気ガスを車両１の外部に排出するためのダクトが収容されるフロアトンネル８３を備える。フロアトンネル８３は、車室の車幅方向の略中央を通ってエンジンルーム１から後方に延びている。Ｌｉバッテリ９は、フロアパネル８１の下方であってフロアトンネル８３と一方のサイドシル８２（図２の例では、右側のサイドシル８２）との間に、配置されている。図２の例では、Ｌｉバッテリ９は、フロアパネル８１の前部の下方であって運転席あるいは助手席の下方に配置されている。

このように配置されることで、スタータ３とＬｉバッテリ９との距離、ひいては、これらをつなぐ電線が短く抑えられている。

ここで、フロアトンネル８３とサイドシル８２との車幅方向の離間距離は短い。これに対して、本実施形態では、Ｌｉバッテリ９を構成する複数のＬｉ蓄電池のセルが、一列に並ぶように配設されて直列接続されて、Ｌｉバッテリ９が平面視で所定の方向に長く延びる形状とされている。そして、Ｌｉバッテリ９が、その長手方向つまりセルの配列方向が車両前後方向に沿うように配置されている。これにより、Ｌｉバッテリ９を、前記のようにスタータ３との距離が短く抑えられる位置に配置することが可能とされている。

シートヒータ５（高電圧電気機器の一例、車室ヒータの一例）は、車両１の座席を加熱するためのヒータである。ＰＴＣヒータ６（高電圧電気機器の一例、車室ヒータの一例）は、車両１の室内を暖房するためのヒータである。触媒ヒータ７は、排ガスを浄化する触媒を加熱するためのヒータである。シートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、及び触媒ヒータ７は、ＤＣ数十Ｖでも安定して動作するため、高電圧ラインＬ１の側に配置されている。

（低電圧回路）
鉛バッテリ１２は、低電圧ラインＬ２を介して、スタータ３及び低電圧電気機器１３に電気的に接続されており、これらは低電圧回路１５を構成する。この低電圧電気機器１３は、請求項にいう「電気負荷」に相当する。

鉛バッテリ１２は、本実施形態では、直列接続された６セルの鉛蓄電池を含む。この構成により、鉛バッテリ１２の公称電圧は、ＤＣ１２Ｖになっている。

スタータ３は、エンジン２を始動するための装置である。スタータ３は、ギヤ駆動式の装置であり、エンジン２のリングギヤ２ｂに連結されたピニオンギヤ３ａを有する。スタータ３の駆動力は、ピニオンギヤ３ａ及びリングギヤ２ｂを介して、エンジン２のクランクシャフト２ａに伝達される。スタータ３は、冷間始動時（冷間時に乗員のイグニッションスイッチの操作に伴ってエンジン２を始動させる時）にのみ駆動されてエンジン２を始動させる。

低電圧電気機器１３は、鉛バッテリ１２の公称電圧と同じ電圧（本実施形態では、ＤＣ１２Ｖ）以下の電圧で動作する電気機器である。低電圧電気機器１３は、例えば、電動式パワーステアリング機構（ＥＡＰＳ）、エアコン、オーディオ機器、各種の照明装置を含む。

（ＤＣ－ＤＣコンバータ）
ＤＣ－ＤＣコンバータ１０は、高電圧回路１４と低電圧回路１５との間に設けられており、これら回路１４、１５どうしをつないでいる。

ＤＣ－ＤＣコンバータ１０は、高電圧ラインＬ１から低電圧ラインＬ２に（つまり図１中、左側から右側に）供給される電力の電圧を降圧するための装置である。Ｌｉバッテリ９からの出力電力およびＩＳＧ４によって発電された電力は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０によって電圧が降圧されて低電圧電気機器１３に供給されると共に、余剰電力は鉛バッテリ１２に供給されて、鉛バッテリ１２が充電される。

ＤＣ－ＤＣコンバータ１０は、これ以外の機能、例えば上記とは反対方向（つまり図１中、右側から左側へ）の電力の供給を許容したり、電圧を昇圧したりする機能は有しておらず、電圧の降圧のみを行う。このように構成されることで、本実施形態では、高電圧ラインＬ１と低電圧ラインＬ２とをつなぎつつ、これをつなぐためのコンバータの構造を簡素化してコストを格段に低く抑えることができる。

図３は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の構成を説明するための概略図である。ＤＣ－ＤＣコンバータ１０は、ＦＥＴからなるスイッチング素子１０ａ、１０ｂ（Ｈｉ－ＦＥＴ１０ａとＬｏｗ－ＦＥＴ１０ｂ）を内蔵しており、これらスイッチング素子１０ａ、１０ｂのオンオフスイッチングによって入力電圧を変化させて出力する。このＤＣ－ＤＣコンバータ１０では、スイッチング素子１０ａ、１０ｂのオンオフ時間を変更することで、出力電圧を変更することが可能となっている。スイッチング素子１０ａ、１０ｂのオンオフ時間の変更は、後述するＥＣＵ１００により行われるようになっており、ＥＣＵ１００は、後述するように出力電圧の目標値を設定するとともに、この目標値が実現されるスイッチング素子１０ａ、１０ｂのオンオフ時間を算出し、このオンオフ時間が実現されるようにＤＣ－ＤＣコンバータ１０に指令信号を出力する。

ここで、高電圧ラインＬ１側から低電圧ラインＬ２側へつまり鉛バッテリ１２および低電圧電気機器１３に電力が安定して供給されるように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧は、基本的に、鉛バッテリ１２の公称電圧および低電圧電気機器１３の作動電圧よりも十分に高い基本出力電圧とされる。つまり、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧の目標値である目標出力電圧が基本出力電圧とされ、これが実現されるように、ＥＣＵ１００によりＤＣ－ＤＣコンバータ１０（ＤＣ－ＤＣコンバータ１０に内蔵されたＦＥＴ１０ａ、１０ｂ）が制御される。本実施形態では、鉛バッテリ１２の公称電圧が１２Ｖであるのに対して、基本出力電圧は１４．４Ｖに設定されている。なお、この基本出力電圧は、Ｌｉバッテリ９の液温等に応じて変更されてもよい。

（２）制御系統
図３は、図１に示される車両１の制御系統の電気的構成を概略的に示すブロック図である。図３に示されるＥＣＵ１００は、エンジンを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。

ＥＣＵ１００には各種センサによる検出情報や各種スイッチの操作信号が入力される。

具体的に、車両１には、クランク角センサＳＮ２０、水温センサＳＮ２１、外気温センサＳＮ２２、アクセルセンサＳＮ２３、ブレーキセンサＳＮ２４、車速センサＳＮ２５、Ｌｉバッテリ電圧センサＳＮ２６、Ｌｉバッテリ電流センサＳＮ２７、イグニッションスイッチＳＷ２８、ＰＴＣヒータスイッチＳＷ２９、シートヒータスイッチＳＷ３０等が設けられている。

クランク角センサＳＮ２０は、クランクシャフト２ａの回転速度ひいてはエンジン回転数を検出する。水温センサＳＮ２１は、エンジン２を冷却するためのエンジン冷却水の温度を検出する。外気温センサＳＮ２２は、外気温つまり車両１の周囲の気温を検出する。アクセルセンサＳＮ２３は、車両１に設けられたアクセルペダルの踏込量を検出する。ブレーキセンサＳＮ２４は、フットブレーキペダルの踏込量を検出する。車速センサＳＮ２５は、車速を検出する。Ｌｉバッテリ電圧センサＳＮ２６、Ｌｉバッテリ電流センサＳＮ２７は、それぞれ、Ｌｉバッテリ９の出力・入力電圧および出力・入力電流を検出する。イグニッションＳＷ（イグニッションスイッチ）２０は、前記のように、乗員がエンジン２の始動／停止を行うためのスイッチである。ＰＴＣヒータＳＷ２８は、乗員がＰＴＣヒータ６の駆動／停止を行うためのスイッチである。シートヒータＳＷ２９は、乗員がシートヒータ５の駆動／停止を行うためのスイッチである。

ＥＣＵ１００は、各センサ、各スイッチの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ車両１に設けられた各装置を制御する。ＥＣＵ１００は、インジェクタ３０、点火プラグ３１、スタータ３、ＩＳＧ４、シートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０、低電圧電気機器１３等と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。このＥＣＵ１００は、請求項にいう「制御装置」に相当する。

例えば、水温センサＳＮ２１で検出されたエンジン冷却水の温度が所定温度未満のときにイグニッションＳＷ２０が操作されると、ＥＣＵ１００は、冷間始動時であると判定して、スタータ３を駆動させる。ＥＣＵ１００は、ＰＴＣヒータＳＷ２８、シートヒータＳＷ２９等のスイッチの操作に応じて、シートヒータ５、ＰＴＣヒータ６、低電圧電気機器１３等を駆動させる。

また、ＥＣＵ１００は、アクセルセンサＳＮ２３により検出されたアクセルペダルの踏込量が所定値以下であれば、インジェクタ３０および点火プラグ３１の駆動を停止する減速フューエルカットを実施するとともに、ＩＳＧ４を発電機として駆動させる。ＥＣＵ１００は、アクセルペダルの踏込量やクランク角センサＳＮ２０により検出されたエンジン回転数等に基づいてエンジン負荷を算出し、エンジン負荷が所定値未満のときは、ＩＳＧ４を電動機として駆動させてＩＳＧ４からエンジン２にトルクを付与する。

また、ＥＣＵ１００は、エンジン冷却水の温度が所定の温度以上である、アアクセルペダルがオフ状態（アクセル開度がゼロ）である、フットブレーキペダルの踏込量が０より大きい（フットブレーキペダルが踏み込まれている）、エンジン回転数が所定の回転数以下である、という条件を含むアイドルストップ許可条件が成立するとエンジン２を自動停止（アイドルストップ）させる。さらに、その後、ブレーキペダルが踏み込まれておらずアクセルペダルが踏み込まれている等の条件の成立が成立すると、ＩＳＧ４を電動機として駆動させてエンジン２を再始動させる。

ここで、前記のように、高電圧回路１４と低電圧回路１５とをつなぐコンバータとして、降圧機能を有するＤＣ－ＤＣコンバータ１０を用いれば、コストを極めて小さく抑えることができる。しかしながら、この構成では、エンジン２の再始動時に低電圧回路１５に接続された低電圧電気機器１３に付与される電圧が急低下するおそれがある。

図５を用いて具体的に説明する。図５は、後述する出力電圧低下制御を実施しなかったときの車両の各パラメータの時間変化を模式的に示した図である。図５には、上から順に、車速、エンジン回転数、Ｌｉバッテリ９の電圧、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧、低電圧電気機器に入力される電圧を示している。

時刻ｔ１１にて車両が減速を開始すると、ＩＳＧ４が発電機として駆動されて発電を行うことでＬｉバッテリ９の電圧は上昇する。しかし、時刻ｔ１２にてエンジン回転数がアイドル回転数に低下したこと等に伴ってエンジン２が自動停止されると、Ｌｉバッテリ９の電圧は徐々に低下していく。その後、時刻ｔ１３にて、エンジンを再始動させる要求があると、ＩＳＧ４が電動機として駆動されてエンジン２を強制的に回転させる。このとき、Ｌｉバッテリ９からはＩＳＧ４に向けて非常に大きな電力が放出され、Ｌｉバッテリ９の電圧は急降下してしまう。この電圧低下量が大きいと、Ｌｉバッテリ９の電圧が、破線で示したＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧よりも低下してしまう。そして、Ｌｉバッテリ９の電圧がＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧よりも低下すると、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０は、降圧機能しか有していないことから、Ｌｉバッテリ９から低電圧回路１５側へ電力が供給されなくなり、低電圧電気機器１３に入力される電圧が急低下する。

本実施形態では、低電圧回路１５に鉛バッテリ１２が設けられていることから、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０から電力が出力されなくても、鉛バッテリ１２によって低電圧回路１５に設けられた各低電圧電気機器１３への電力供給を持続することはできる。しかし、前記のように、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧は、基本的に、鉛バッテリ１２の公称電圧よりも十分に高い値とされている。そのため、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０から電力が出力されなくなって各低電圧電気機器１３への電力供給源が鉛バッテリ１２に切り替わると、これら低電圧電気機器１３に供給される電圧が急低下して、低電圧電気機器１３の作動状態が変化してしまう。例えば、低電圧電気機器１３としてライトが作動しているときに、このライトがちらつく場合がある。また、低電圧電気機器１３としてオーディオが作動しているときに、オーディオの音量が変化する場合がある。これらは、乗員に違和感を生じさせる。

そこで、本実施形態では、このような低電圧電気機器１３に供給される電圧が急低下するのを防止するために、Ｌｉバッテリ９を強制的に充放電させて昇温する強制充放電制御を実施する。また、本実施形態では、エンジンの自動停止時にＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を低下させる出力電圧低下制御を実施する。

（電力制御）
図６のフローチャート等を用いて、強制充放電制御を含むＬｉバッテリ９の電力制御について説明する。

ステップＳ１にて、ＥＣＵ１００は、各センサの検出値を含む車両の各種情報を読み込む。ステップＳ１の後はステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、ＥＣＵ１００は、エンジン２が稼働中であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数が０より大きいか否かを判定する。

ステップＳ２の判定がＮＯであってエンジン２が停止中（エンジン回転数が０）のときは、ＥＣＵ１００はそのまま処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであってエンジン２が稼働中のときは、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、ＥＣＵ１００は、車両が減速中であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、車速が低下していると車両が減速中であると判定する。なお、これに代えて、フューエルカットがなされている、あるいは、車速が低下し且つフューエルカットがなされていると、車両が減速中であると判定してもよい。

ステップＳ３の判定がＹＥＳであって車両が減速中のときは、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、ＥＣＵ１００は、ＩＳＧ４を発電機として駆動させて処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。前記のように、ＩＳＧ４で生成された電力はＬｉバッテリ９に充電される。また、余剰分は鉛バッテリ１２に充電される。

一方、ステップＳ３の判定がＮＯであって車両が減速中でないときは、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗を推定する。ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の温度とＬｉバッテリ９の劣化の進み具合とに基づいてＬｉバッテリ９の内部抵抗を推定する。

具体的には、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９が充放電に伴って発熱した量をＬｉバッテリ電圧センサＳＮ２６およびＬｉバッテリ電流センサＳＮ２７により検出されたＬｉバッテリ９の入出力電圧および入出力電流に基づいて随時推定するとともに、推定した発熱量に基づいてこの発熱に伴うＬｉバッテリ９の温度上昇量を随時推定している。さらに、ＥＣＵ１００は、この温度上昇量と外気温とに基づいて、Ｌｉバッテリ９の温度を随時推定している。

また、ＥＣＵ１００は、エンジンの再始動に伴ってＩＳＧ４が駆動されたときにＬｉバッテリ９から放出された電流と電圧（Ｌｉバッテリ電圧センサＳＮ２６およびＬｉバッテリ電流センサＳＮ２７により検出された電流と電圧）とに基づいて、Ｌｉバッテリ９の劣化の進み具合を推定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９から放出された電流が少ないほど且つ放出された電圧が低いほどＬｉバッテリ９の劣化が進んでいると推定する。本実施形態では、これら電流が少ないほど且つ電圧が低いほど大きい値となるパラメータであってＬｉバッテリ９の劣化の進み具合を数値化したパラメータ（以下、適宜、劣化パラメータという）が設定されており、ＥＣＵ１００は、前記電流および電圧に基づいて劣化パラメータの値を算出する。ＥＣＵ１００は、エンジンの再始動に伴ってＩＳＧ４が駆動される毎に劣化パラメータの値を算出して更新し、記憶する。

本実施形態では、ＥＣＵ１００には、図７に示すマップが記憶されている。このマップは、横軸をＬｉバッテリ９の温度、縦軸をＬｉバッテリ９の内部抵抗としたマップである。また、このマップに示された複数のラインは、劣化パラメータの値（Ｌｉバッテリ９の劣化の進み具合）が互いに異なるラインである。ＥＣＵ１００は、このマップから、現時点（ステップＳ７実施時点）でのＬｉバッテリ９の温度の推定値と、現時点（ステップＳ７実施時点）で記憶している劣化パラメータの値とに対応するＬｉバッテリ９の内部抵抗を抽出して、これを現時点（ステップＳ７実施時点）でのＬｉバッテリ９の内部抵抗として推定する。図７に示されるように、Ｌｉバッテリ９の温度が低いほど且つ劣化パラメータの値が大きくＬｉバッテリ９の劣化の進み具合が大きいほど、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗は高い値に推定される。

図６に戻り、ステップＳ５の後はステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ＥＣＵ１００は、推定したＬｉバッテリ９の内部抵抗が予め設定されてＥＣＵ１００に記憶されている判定抵抗値以上であるか否かを判定する。

判定抵抗値は、例えば、エンジンの再始動時のＬｉバッテリ９の電圧降下量が所定値以内に抑えられるＬｉバッテリ９の内部抵抗の最大値に設定されている。

ステップＳ６の判定がＹＥＳであってＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときは、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９を強制的に充放電させて昇温する強制充放電制御を実施する。

具体的には、ＥＣＵ１００は、図８に示すように、基準期間ｄｔの間ＩＳＧ４を発電機として駆動させる制御と基準期間ｄｔの間ＩＳＧ４を電動機として駆動させる制御とを交互に行う。つまり、ＥＣＵ１００は、予め設定された基準期間ｄｔの間ＩＳＧ４を発電機として駆動させ、その直後から基準時間ｄｔの間ＩＳＧ４を電動機として駆動させるという制御を連続して繰り返し実施する。ＩＳＧ４が発電機として駆動されるとＬｉバッテリ９は充電される。一方、ＩＳＧ４が電動機として駆動されるとＬｉバッテリ９は放電する。従って、図８に示すように、Ｌｉバッテリ９の電圧は、基準期間ｄｔの間上昇し、基準期間ｄｔの間減少するというのを繰り返し、これによって、Ｌｉバッテリ９の温度は上昇していく。

ここで、ＩＳＧ４を電動機として駆動させると、前記のように、ＩＳＧ４からエンジン２に駆動力が付与される。従って、強制充放電制御時にＬｉバッテリ９から放出されたエネルギーは、エンジン２の駆動をアシストするアシストトルクとして利用される。

この強制充放電制御は、基本的に、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上の間（ステップＳ７の判定がＮＯの間）、継続される。ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満になると（ステップＳ８の判定がＹＥＳとなると）ステップＳ９に進み強制充放電制御を停止する。ステップＳ９の後は処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。なお、図示は省略したが、強制充放電制御の実施中（ステップＳ７の実施中）であっても、エンジン２が停止する（ステップＳ２の判定がＮＯとなる）、あるいは、車両が減速を開始すると（ステップＳ３の判定がＹＥＳとなる）と、強制充放電制御は停止される。

本実施形態では、強制充放電制御がいつ停止されても、強制充電放電制御の実施によってＬｉバッテリ９に充電される電力量と、この強制充放電制御の実施によってＬｉバッテリ９から放電される電力量とがほぼ同じになるように、基準期間ｄｔは比較的短い時間に設定されている。ステップＳ６の後は処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。なお、これに代えて、ステップＳ７の判定がＮＯとなっても、強制充放電制御の実施によってＬｉバッテリ９に充電される電力量とＬｉバッテリ９から放電される電力量とがほぼ同じになるまで、強制充放電制御を継続するようにしてもよい。

一方、ステップＳ６の判定がＮＯであってＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ＥＣＵ１００は、エンジン２が現在（ステップＳ１０の実施時点で）、低負荷領域Ａ１で運転されているか否かを判定する。低負荷領域Ａ１は、エンジン負荷が予め設定された基準負荷Ｔｑ１未満の領域であって、例えば、図９に示すように設定されている。

ステップＳ１０の判定がＮＯであってエンジン２が低負荷領域Ａ１で運転されていない場合は、処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。

一方、ステップＳ１０の判定がＹＥＳであってエンジン２が低負荷領域Ａ１で運転されている場合は、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ＥＣＵ１００は、ＩＳＧ４によりエンジン２をトルクアシストする。具体的には、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の電力を用いてＩＳＧ４を電動機として駆動し、ＩＳＧ４からエンジン２に駆動力を付与する。

このように、本実施形態では、エンジン２が低負荷領域Ａ１で運転されているときは、ＩＳＧ４からエンジン２に駆動力を付与してエンジン２を安定して回転させるようにしている。ステップＳ１１の後は処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。

（自動停止制御）
図１０のフローチャート等を用いて、出力電圧低下制御を含むエンジン２の自動停止時の制御について説明する。以下の説明、および、図１０では、エンジンの自動停止を、アイドルストップと記す。

ステップＳ２１にて、ＥＣＵ１００は、各センサの検出値を含む車両の各種情報を読み込む。ステップＳ２１の後はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、ＥＣＵ１００は、車両１がアイドルストップを実施することが可能な状態にあることを示す条件であるアイドルストップ許可条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、エンジン冷却水の温度が所定の温度以上であり、エンジン回転数が所定の回転数以下であり、アクセルペダルがオフ状態（アクセル開度がゼロ）であり、フットブレーキペダルの踏込量が０より大きい（フットブレーキペダルが踏み込まれている）ときに、アイドルストップ許可条件が成立したと、判定される。

ステップＳ２２の判定がＮＯであってアイドルストップ許可条件が非成立のときは、ＥＣＵ１００はそのまま処理を終了する（ステップＳ２１に戻る）。

一方、ステップＳ２２の判定がＹＥＳであってアイドルストップ許可条件が成立したときは、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、ＥＣＵ１００は、車速が予め設定された第１判定車速以下且つ予め設定された第２判定車速よりも大きく、さらに、Ｌｉバッテリ９のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：残容量）が予め設定された判定ＳＯＣ以上であるという特定条件が成立しているか否かを判定する。第１判定車速は、０ｋｍ／ｈよりも大きい値であって、例えば、１６ｋｍ／ｈ程度に設定されている。第２判定車速は、第１判定車速よりも小さい値であって０ｋｍ／ｈに設定されている。判定ＳＯＣは、０より大きく１００％よりも小さい値に設定されている。

ステップＳ２３の判定がＹＥＳであって前記特定条件が成立しているとき、つまり、車速が第２判定車速以上よりも大きく車両は完全には停車していないが車速が第１判定車速以下と低く、かつ、Ｌｉバッテリ９のＳＯＣが判定ＳＯＣ以上であって比較的多く確保されている場合は、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、ＥＣＵ１００は、有車速フラグを１とする。この有車速フラグは、ステップＳ２３の判定がＹＥＳのときに１となり、その他のときに０となるフラグである。なお、図示は省略したが、ステップＳ２２の判定がＮＯのときは有車速フラグは０にリセットされる。ステップＳ２４の後はステップＳ２７に進む。

一方、ステップＳ２３の判定がＮＯであって前記特定条件が非成立のときは、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、ＥＣＵ１００は、車速が第２判定車速以下であって停車中であるか否かを判定する。

ステップＳ２５の判定がＹＥＳであって車速が第２判定車速以下の場合（停車中の場合）は、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、ＥＣＵ１００は、有車速フラグを０にする。ステップＳ２６の次はステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が前記の判定抵抗値以上であるか否かを判定する。なお、このステップＳ２７の判定に用いる閾値は前記の判定抵抗値とは別の値であってもよい。

ステップＳ２７の判定がＮＯであってＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、ＥＣＵ１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧の目標値である目標出力電圧を、基本出力電圧に維持し、ステップＳ３３に進む。以下、適宜、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧の目標値である目標出力電圧を、単に、目標出力電圧という。

ステップＳ３３では、ＥＣＵ１００は、アイドルストップを実施する。具体的には、ＥＣＵ１００は、インジェクタ３０による燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ３１による点火を停止させる。このように、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは、後述する出力電圧低下制御が実施されることなくアイドルストップが実施される。

一方、ステップＳ２７の判定がＹＥＳであってＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときは、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、ＥＣＵ１００は、推定したＬｉバッテリ９の内部抵抗と有車速フラグとに基づいて目標出力電圧を決定する。

図１１は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗と、目標出力電圧との関係を示したグラフである。図１１において、実線は有車速フラグが０のときのライン、破線は有車速フラグが１のときのラインである。前記のように、ステップＳ７の判定がＮＯであってＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは、Ｌｉバッテリの出力電圧は基本出力電圧に維持される。一方、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときは有車速フラグが１のときと０のときとのいずれにおいても、目標出力電圧は基本出力電圧よりも低い電圧とされる。また、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときは、目標出力電圧は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が大きいときの方が小さいときよりも小さい値とされる。図１１の例では、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗に比例してこの内部抵抗が増大するほど目標出力電圧は小さくされる。また、図１１に示すように、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が同じであっても有車速フラグが１のときの方が０のときよりも、目標出力電圧は小さい値とされる。

例えば、図１１の例では、判定抵抗値は１３ｍΩとされる。また、基本出力電圧は１４．４Ｖとされる。そして、有車速フラグが１のときは、Ｌｉバッテリ内部抵抗が１３．５ｍΩまで増加すると目標出力電圧は１３．８Ｖ程度とされる。一方、有車速フラグが０のときは、Ｌｉバッテリ内部抵抗が１３．５ｍΩまで増加すると目標出力電圧は１４．２Ｖ程度とされる。

図１０に戻り、ステップＳ２９の後は、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の現在（ステップＳ３０の実施時点）の出力電圧（現出力電圧）、ステップＳ２９で決定した目標出力電圧との差に基づいて、Ｌｉバッテリの出力電圧の低下速度である電圧低下速度を決定する。本実施形態では、現出力電圧には、ＥＣＵ１００で設定されている出力電圧の指令値が用いられる。

図１２は、実出力電圧から目標出力電圧を引いた値であって出力電圧の低下量の目標値（以下、目標低下電圧という）と、電圧低下速度との関係を示した図である。図１２に示すように、本実施形態では、目標低下電圧が大きいときの方が小さいときよりも電圧低下速度が大きくされる。図１２の例では、目標低下電圧が所定値ｄＶ０以上では電圧低下速度は一定に維持され、目標低下電圧が所定値ｄＶ０未満では目標低下電圧に比例して目標低下電圧が大きくなるほど電圧低下速度は小さくされる。例えば、目標低下電圧は、０．５Ｖ／ｓｅｃ～２Ｖ／ｓｅｓ程度に設定される。

ステップＳ３０の後は、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、ＥＣＵ１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を低下させる。具体的には、前記のように、ＥＣＵ１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０に内蔵されているスイッチング素子１０ａ、１０ｂのオンオフ時間を変更する。このとき、ＥＣＵ１００は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧がステップＳ３０で設定した電圧低下速度で低下していくように、スイッチング素子１０ａ、１０ｂのオンオフ時間を調整する。これにより、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧は、目標出力電圧に向けて漸減される。

ステップＳ３１の後は、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の現出力電圧が目標出力電圧以下になったか否かを判定する。この判定がＮＯであってＤＣ－ＤＣコンバータ１０の現出力電圧がまだ目標出力電圧まで低下していない場合はステップＳ３１に戻る。一方、この判定がＹＥＳとなってＤＣ－ＤＣコンバータ１０の現出力電圧が目標出力電圧まで低下すると、ステップＳ３３に進みアイドルストップを実施する。

このように、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは、アイドルストップ許可条件が成立しても、すぐにはアイドルストップを実施せず、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を基本目標電圧からこれよりも低い電圧に向けて漸減させる出力電圧低下制御を実施する。そして、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧が目標出力電圧まで低下してはじめてアイドルストップを実施する。

（３）作用等
図１３は、車両走行時に、前記の強制充放電制御および出力電圧低下制御を含むエンジンの自動停止制御を実施したときの各パラメータの時間変化を模式的に示した図である。図１３には、上から順に、車速、アイドルストップ許可フラグ、エンジン回転数、Ｌｉバッテリ９の温度、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗、ＩＳＧ４の駆動状態、Ｌｉバッテリ９の電圧、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧、低電圧電気機器１３に入力される電圧を示している。アイドルストップ許可フラグは、アイドルストップ許可条件が成立していると１になり、その他のときは０となるフラグである。

図１３に示すように、時刻ｔ１では、減速中でないこと、および、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値よりも低いことから、強制充放電制御が実施される。つまり、ＩＳＧ４の機能が発電機と電動機とに交互に切り替えられて、Ｌｉバッテリ９が繰り返し充放電される。これに伴い、Ｌｉバッテリ９の電圧も昇降を繰り返す。そして、Ｌｉバッテリ９の温度は速い速度で上昇し、ＬＩバッテリ９の内部抵抗が速い速度で低下する。

時刻ｔ２にて車両が減速を開始すると、強制充放電制御は停止され、ＩＳＧ４が発電機として駆動されて発電を開始する。これに伴って、Ｌｉバッテリ９の電圧は、時刻ｔ２後、徐々に増大する。その後、時刻ｔ３において、アイドルストップ許可条件が成立する（アイドルストップ許可フラグが０から１になる）。なお、強制充放電制御が停止された時刻ｔ２後も、車両の走行等に伴ってＬｉバッテリ９の温度は上昇する。ただし、その上昇速度は、強制充放電制御の実施時よりも遅い。

時刻ｔ３では、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗はまだ判定抵抗値よりも大きい。そのため、時刻ｔ３では、アイドルストップは実施されず、出力電圧低下制御が実施される。これにより、時刻ｔ３後、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧は漸減され、低電圧電気機器１３の入力電圧も漸減していく。そして、時刻ｔ４にて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧がＬｉバッテリ９の内部抵抗に基づいて設定された目標の出力電圧Ｖ１であって基本出力電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ１まで低下すると、アイドルストップが実施されてエンジン２が停止される（エンジン回転数が０となる）。

時刻ｔ３より少し前のタイミング以後は、エンジン２がアイドル運転されることおよびエンジン２が停止されることに伴って、ＩＳＧ４からＬｉバッテリ９への電力の供給が停止する。そのため、時刻ｔ３以後はＬｉバッテリ９の電圧は徐々に低下していく。

時刻ｔ４にてアイドルストップ許可条件が非成立となりエンジンを再始動させる条件が成立すると、ＩＳＧ４は電動機として駆動され、Ｌｉバッテリ９の電圧は急低下する。しかし、本実施形態では、強制充放電制御の実施によってＬｉバッテリ９の内部抵抗が低くされている。そのため、Ｌｉバッテリ９の電圧降下量は少なく抑えられる。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧が低い電圧Ｖ１とされていることで、Ｌｉバッテリ９の電圧はＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧よりも高い値に維持される。従って、時刻ｔ４において、低電圧電気機器１３の入力電圧は急低下せず、低電圧電気機器１３には安定して必要な電圧が供給される。

時刻ｔ５にてアイドルストップ許可条件が非成立となりエンジンが再始動されることに伴い、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧は、基本出力電圧Ｖ０に戻される。図１３の例では、このときＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を基本出力電圧Ｖ０に向けて漸増される。

時刻ｔ５においても、まだ、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗は判定抵抗値以上である。そのため、時刻ｔ５にてエンジンが再始動された直後から、再び、強制充放電制御が実施される。これにより、Ｌｉバッテリ９の温度が再び比較的早い速度で上昇し、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗は比較的早い速度で低下する。そして、時刻ｔ６にて、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗は判定抵抗値よりも低くなり、強制充放電制御は停止される。

時刻ｔ７において、車両が減速を開始すると、ＩＳＧ４が発電機として駆動されて発電を開始する。これに伴って、Ｌｉバッテリ９の電圧は、時刻ｔ２後、徐々に増大する。その後、時刻ｔ８において、アイドルストップ許可条件が成立する（アイドルストップ許可フラグが０から１になる）。

前記のように、時刻ｔ６においてＬｉバッテリ９の内部抵抗は判定抵抗値を下回っており、時刻ｔ８では、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗は判定抵抗値よりも低い。そのため、時刻ｔ８では、出力電圧低下制御は実施されず、アイドルストップ許可フラグが１になるとすぐさまアイドルストップが実施されてエンジン２が停止される。

また、このように、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が低くなったことで、時刻ｔ９でエンジンを再始動するべくＩＳＧ４が電動機として駆動されたとき、Ｌｉバッテリ９の電圧降下量は少なく抑えられる。これにより、時刻ｔ９では、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧が基本出力電圧と高くされつつＬｉバッテリ９の電圧がこれよりも高くされて、低電圧電気機器１３に高い電圧が付与される。

このように、本実施形態に係る装置によれば、車両の減速時のエネルギーを電力としてＬｉバッテリ９に蓄電させることで車両全体のエネルギー効率を高くすることができる。また、エンジン２の再始動時にＬｉバッテリ９に蓄えられたこの電力によってＩＳＧ４を駆動してエンジン２に駆動力を付与することができ、エンジン２を適切に再始動させることができる。

しかも、エンジンの稼働中に、強制充放電制御を実施して、Ｌｉバッテリ９の充電と放電とを交互に繰り返して実施する。そのため、Ｌｉバッテリ９を早期に昇温してＬｉバッテリ９の内部抵抗を早期に低下させることができる。

従って、エンジンの再始動時にＩＳＧ４の駆動によってＬｉバッテリ９の電圧が低下しても、その低下量を少なく抑えることができ、Ｌｉバッテリ９の電圧をより高い電圧に維持できる。従って、エンジンの再始動時に、Ｌｉバッテリ９の電圧がＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を下回ってＬｉバッテリ９から低電圧電気機器１３への電力供給が停止するという事態、および、これに伴って低電圧電気機器１３の作動状態が急変するのをより確実に防止できる。

特に、本実施形態では、エンジンの稼働で且つ車両が減速中でないときに強制充放電制御を実施し、車両が減速中のときはＩＳＧ４を発電機として駆動させてＬｉバッテリ９を充電する。そのため、車両の減速時のエネルギーをより確実にＬｉバッテリ９に蓄積させることができる。ただし、Ｌｉバッテリ９の蓄電量が十分に高いときにはＬｉバッテリ９にエネルギーを供給する必要性が小さい。そのため、Ｌｉバッテリ９の蓄電量が所定量以上のとき等には、強制充放電制御を実施してもよい。すなわち、強制充放電制御は、エンジンの稼働中に実施されればよく、車両が減速中のときに実施されてもよい。

また、本実施形態では、この強制充放電制御をＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときにのみ実施し、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは強制充放電制御を禁止している。そのため、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が低いことでエンジンの再始動時にＬｉバッテリ９の電圧がＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を下回らないと考えられるときまでＬｉバッテリ９が充放電されて、Ｌｉバッテリ９の劣化等が進むのを防止できる。

また、本実施形態では、強制充放電制御の実施に伴ってＬｉバッテリ９から放電された電力によってＩＳＧ４を電動機として駆動してエンジン２に駆動力を付与している。

そのため、強制充放電制御の実施によって前記のように低電圧電気機器１３を安定して適切に作動させつつ、Ｌｉバッテリ９から放出された電力を有効に利用して車両全体のエネルギー効率を高くすることができる。

さらに、本実施形態では、エンジンの自動停止時に、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧をエンジンの自動停止前の電圧よりも低い電圧に向けて漸減させる出力電圧低下制御を実施する。そのため、エンジンの再始動時に、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧をより確実にＬｉバッテリ９の電圧よりも低い電圧にすることができる。そのため、エンジンの再始動時に、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０を介したＬｉバッテリ９から低電圧電気機器１３への電力供給を確実に持続でき、低電圧電気機器１３をより確実に適切に作動させることができる。特に、本実施形態では、エンジンの自動停止時に、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を漸減させている。そのため、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を低下させて前記効果を得つつ、この出力電圧の低下によって低電圧電気機器１３に加えられる電圧が急変するのも防止することができ、低電圧電気機器１３を安定して適切に作動させることができる。

また、本実施形態では、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときにのみ前記の出力電圧低下制御を実施し、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときには出力電圧低下制御を実施しない（禁止する）。そのため、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が高いためにＬｉバッテリ９の電圧降下が大きく低電圧電気機器１３の入力電圧が急低下しやすい場合において、より確実にこの低電圧電気機器１３の入力電圧の急低下を防止することができる。そして、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が比較的高く低電圧電気機器１３の入力電圧の急低下が生じにくいときに出力電圧低下制御が禁止されることで、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧ひいては低電圧電気機器１３の入力電圧が過度に低くされるのを防止でき、低電圧電気機器１３に高い電圧が安定して供給される機会を多く確保することができる。

また、本実施形態では、図１１を用いて説明したように、出力電圧低下制御を実施する場合において、有車速フラグが１であって停車していない状態でエンジンの自動停止がなされるときの方が、有車速フラグが０であって停車している状態でエンジンの自動停止がなされるときよりも、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧が低くされる。

そのため、エンジンの再始動時にＬｉバッテリ９の電圧がＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧よりも低くなるのを防止しながら、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧が過度に低くされるのを防止して低電圧電気機器１３に高い電圧が安定して供給される機会を多く確保することができる。

具体的には、停車していない状態でエンジンの自動停止がなされるときは、その後、停車していない状態でエンジンが再始動される可能性がある。そして、このように停車していない状態でエンジンが再始動される場合は、エンジンの再始動時にエンジンを車速に対応した高い回転数まで高めねばならず、停車した状態でエンジンの自動停止がなされるときよりもＩＳＧ４の駆動力を高くせねばならない。また、ブレーキ装置に電力を供給せねばならないこと等からも、ＩＳＧ４の駆動力を高くせねばならない。そのため、停車していない状態でエンジンが再始動される場合は、エンジンの再始動時におけるＬｉバッテリ９の電圧降下量が大きくなる。

これに対して、前記のように構成されていることで、本実施形態によれば、停車していない状態でエンジンが自動停止されて停車していない状態でエンジンが再始動されるときにも、Ｌｉバッテリの電圧がＤＣ－ＤＣコンバータの出力電圧よりも低くなるのを確実に防止できる。そして、停車している状態でエンジンが自動停止したときであってエンジンの再始動時におけるＬｉバッテリ９の電圧降下量が少なく抑えられるときに、ＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧が過度に低くされるのを防止することができる。

また、本実施形態によれば、複数のＬｉ蓄電池のセルが一列に並ぶように配設されたＬｉバッテリ９を用い、これをフロアパネル８１の下方であってフロアトンネル８３とサイドシル８２との間の空間に配置している。従って、この空間を利用して、Ｌｉバッテリ９をＩＳＧ４により近い位置に適切に配置することができる。ＩＳＧ４とＬｉバッテリ９との距離、ひいては、これらをつなぐ電線を短く抑えることができる。

ただし、このように複数の電池を１列に配置して複数の電池を直列に接続すると、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が大きくなりやすい。そして、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が大きいと、エンジンの再始動時にＬｉバッテリ９の電圧が大きく低下しやすい。これに対して、本実施形態では、前記のように、エンジンの再始動時にＬｉバッテリ９の電圧が低下してもＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧がＬｉバッテリ９の電圧よりも低い電圧に維持される。そのため、前記のレイアウトを実現しながら、Ｌｉバッテリ９から低電圧電気機器１３への電力供給を維持してこれの作動を安定させることができる。

（４）変形例
前記実施形態では、エンジン２の自動停止時において、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときに強制充放電制御を実施し、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値未満のときは強制充放電制御を実施しない（禁止する）場合について説明したが、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗によらず常に強制充放電制御を実施してもよい。ただし、この場合は、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が低いときの方が高いときよりもＬｉバッテリ９の充放電量（充電量および放電量）を小さくし、これにより、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が低いときの強制充放電制御の実施を制限する。この構成によっても、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が高いときにこれを早期に低下させて、エンジンの再始動時に、Ｌｉバッテリ９の電圧がＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を下回ってＬｉバッテリ９から低電圧電気機器１３への電力供給が停止するという事態、および、これに伴って低電圧電気機器１３の作動状態が急変するのをより確実に防止できるとともに、エンジンの再始動時にＬｉバッテリ９の電圧がＤＣ－ＤＣコンバータ１０の出力電圧を下回らないと考えられるときまでＬｉバッテリ９が充放電されて、Ｌｉバッテリ９の劣化等が進むのを防止できる。

また、前記実施形態のようにＬｉバッテリ９の内部抵抗が判定抵抗値以上のときにのみ強制充放電制御を実施する場合においても、Ｌｉバッテリ９の内部抵抗が低いときの方が高いときよりもＬｉバッテリ９の充放電量を小さくするようにしてもよい。

また、前記実施形態では、強制充放電制御の実施時にＬｉバッテリ９から放出された電力によってＩＳＧ４を電動機として駆動してエンジン２に駆動力を付与する場合について説明したが、Ｌｉバッテリ９から放出された電力の利用方法はこれに限らない。

また、前記実施形態では、ＩＳＧ４により発電された電力を蓄電する蓄電池としてＬｉバッテリ９を用いた場合について説明したが、この蓄電池はＬｉバッテリ９に限らない。

また、前記のように、強制充放電制御は、エンジンの稼働中に実施されればよく、車両が減速中のときに実施されてもよい。

２ エンジン
４ ＩＳＧ（発電装置、駆動力付与装置）
９ Ｌｉバッテリ（蓄電池）
１０ ＤＣ－ＤＣコンバータ（降圧装置）
１２ 鉛バッテリ（２次蓄電池）
１３ 低電圧電気機器（電気負荷）
１４ 高電圧回路
１５ 低電圧回路
１００ ＥＣＵ（制御装置）

Claims (8)

1. エンジンの自動停止およびエンジンの再始動が可能な車両に設けられる電力制御装置であって、
   エンジンにより駆動されて発電する発電装置と、
   車両の減速時に前記発電装置で発電された電力を蓄電可能な蓄電池と、
   前記蓄電池の電力を用いてエンジンに駆動力を付与可能な駆動力付与装置と、
   車両に設けられる電気負荷と前記蓄電池との間に介在して、前記蓄電池の電圧を降圧して前記電気負荷に電力を供給する降圧装置と、
   エンジンを再始動させる要求があるときにエンジンを再始動させるための駆動力が前記駆動力付与装置からエンジンに付与されるように当該駆動力付与装置を制御するとともに、エンジンの稼働中に前記蓄電池の充電と放電とを交互に行う強制充放電制御を実施する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記蓄電池の内部抵抗が大きいときには前記強制充放電制御を実施する一方で、前記蓄電池の内部抵抗が低いときは前記強制充放電制御の実施を制限する、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の電力制御装置において、
   前記制御装置は、前記蓄電池の内部抵抗が所定の判定抵抗値以上のときに前記強制充放電制御を実施し、前記蓄電池の内部抵抗が前記判定抵抗値未満のときは前記強制充放電制御を禁止する、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両の電力制御装置において、
   前前記制御装置は、前記蓄電池の劣化状態と前記蓄電池の温度とに基づいて、前記蓄電池の内部抵抗を推定する、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の車両の電力制御装置において、
   前記制御装置は、前記強制充放電制御の実施時において、前記蓄電池の内部抵抗が高いときの方が低いときよりも、前記蓄電池の充電量および放電量を小さくする、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の車両の電力制御装置において、
   前記制御装置は、前記強制充放電制御の実施時において、前記蓄電池から放出された電力によって前記駆動力付与装置を駆動させて前記エンジンに当該駆動力付与装置の駆動力を付与する、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の車両の電力制御装置において、
   前記車両は、車室の車幅方向の両側部に沿って車両前後方向にそれぞれ延びる一対のサイドシルと、車室の床面の下方に設けられて車両前後方向に延びるフロアトンネルとを備え、
   前記蓄電池は、１列に配置された複数の電池を含み、車室の床面よりも下方且つ前記フロアトンネルと一方の前記サイドシルとの間に前記各電池が車両前後方向に並ぶ姿勢で配置されている、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の車両の電力制御装置において、
   前記降圧装置から出力された電力を蓄電可能で、最大出力電圧が前記蓄電池よりも低い２次蓄電池をさらに備え、
   前記電気負荷は、前記降圧装置に加えて前記２次蓄電池からの電力も受け取ることが可能なようにこれらに接続されている、ことを特徴とする車両の電力制御装置。
8. 請求項７に記載の車両の電力制御装置において、
   前記駆動力付与装置は、少なくともエンジンの再始動時は、前記蓄電池と前記２次蓄電池とのうち前記蓄電池の電力のみによって駆動される、ことを特徴とする車両の電力制御装置。

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