JP7474657B2 - アイドリングストップ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、アイドリングストップ制御装置に関する。

走行の一時的な停止時にエンジンのアイドリング運転を停止するアイドリングストップ機能がある。アイドリング運転を停止することで車両の燃費を向上できる。

特許文献１には、エンジンの始動時にエンジンの内部損失（フリクション）が増加したか判定する機能について開示されている。

特開２００１－０９８９８６号公報

一般に、アイドリング運転を停止する際には、補機バッテリのＳＯＣ（State of Charge）が閾値以上であるか判定され、閾値以上である場合に、アイドリング運転が停止される。ＳＯＣの閾値には、エンジンの再始動に必要な電力を出力可能な値が設定される。このよなう判定処理により、アイドリング運転を停止した後、電力不足でエンジンが再始動不可になることが防止される。

一方、エンジンの再始動に必要な電力はエンジンの内部損失によって変化する。エンジンの内部損失は、総走行距離、経年及びメンテナンス状況に応じて変化し、例えば新車時に大きく、慣らし運転後に低い。また、内部損失は、エンジンオイルの交換又は劣化等によりエンジンオイルの粘度が変化したときにも変化する。

しかしながら、従来のアイドリングストップ機能では、内部損失が最も大きいときを想定して、補機バッテリのＳＯＣの閾値が決定されていた。したがって、エンジンの内部損失が小さいときには、アイドリング運転を停止するか否かを判定する際の判定マージンが必要以上に大きなものとなった。判定マージンが大きいと、実際にはアイドリング運転の停止が可能なのに、不可能と判定される場合が生じ、アイドリング運転の停止の機会が減少する。

本発明は、アイドリング運転を停止するか否かを判定する際の判定マージンを小さくして、アイドリングストップの機会を増やすことのできるアイドリングストップ制御装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、
エンジンと前記エンジンを再始動する始動モータと前記始動モータに電力を供給する補機バッテリとを有する車両に搭載されるアイドリングストップ制御装置であって、
前記車両の走行停止中に前記エンジンのアイドリング運転を停止する停止処理部と、
前記エンジンの内部損失を計測するエンジン計測部と、
路面の勾配を検出する勾配センサと、
を備え、
前記停止処理部は、前記エンジン計測部により計測された前記内部損失と、前記補機バッテリの充電状態とに基づいて、前記エンジンのアイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う一方、
前記勾配センサの検出に基づき路面の勾配が勾配閾値以上のときの前記内部損失を前記判定処理に影響させないことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のアイドリングストップ制御装置において、
前記エンジン計測部は、前記エンジンの始動時に前記内部損失を計測することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のアイドリングストップ制御装置において、
前記エンジン計測部は、前記エンジンの環境が条件に合致しているか判別し、合致している場合に、前記内部損失を計測する。

本発明によれば、エンジン計測部がエンジンの内部損失を計測し、計測された内部損失と補機バッテリの充電状態とに基づいて停止処理部がエンジンのアイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う。したがって、総走行距離、経年及びメンテナンス状況等に応じてエンジンの内部損失が変化しても、停止処理部は、変化した内部損失に応じた判定処理を行うことができる。したがって、エンジンの再始動が可能か否かを判定する際の判定マージンが小さくなり、アイドリングストップの機会を増やすことができる。

本発明の実施形態１に係るアイドリング制御装置が搭載された車両を示す図である。 システム制御部が実行するアイドリングストップ制御処理を示すフローチャートである エンジンの内部損失の計測処理を説明するタイムチャートである。 システム制御部により実行されるレディオン時処理を示すフローチャートである。 実施形態１における変形例１のレディオン時処理を示すフローチャートである。 実施形態１における変形例２のレディオン時処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るアイドリングストップ制御装置が搭載された車両を示す図である。 実施形態２におけるエンジンの内部損失の計測処理を説明するタイムチャートである。 実施形態２のシステム制御部が実行するＳＯＣ閾値更新処理を示すフローチャート 実施形態２における変形例３のＳＯＣ閾値更新処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るアイドリング制御装置が搭載される車両を示す図である。実施形態１に係る車両１は、駆動輪２と、駆動輪２に動力を出力するエンジン４と、エンジン４を駆動するための補機５と、エンジン４を始動又は再始動させるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）６と、ＩＳＧ６及び補機５に電力を供給する補機バッテリ８と、運転者の運転操作を受ける運転操作部２０と、車両１の走行制御を走行制御部２１と、車両１のシステム制御を行うシステム制御部２２とを備える。システム制御部２２は、アイドリングストップ制御装置として機能する。システム制御部２２には、アイドリングストップ制御を行う停止処理部２２Ａと、エンジン４の内部損失を計測するエンジン計測部２２Ｂとが含まれる。ＩＳＧ６は始動モータとして機能する。始動モータは再始動モータと呼んでもよい。

さらに、車両１は、車速センサ３０、走行路面の勾配を検出する勾配センサ３１と、エンジン４の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン４の冷却液の温度を計測する液温センサ３３と、エンジン４の油温を計測する油温センサ３４と、エンジンオイルのオイルレベルを検出するレベルセンサ３５とを備える。

補機バッテリ８は、例えば１２Ｖ系の電圧を出力する鉛バッテリなどである。補機バッテリ８には、電流、電圧及び温度を監視し、ＳＯＣ（充電状態）を管理する管理部８ａが設けられる。管理部８ａは、補機バッテリ８の温度、電流、電圧及びＳＯＣの情報をシステム制御部２２へ送る。

ＩＳＧ６は、エンジン４の始動又は再始動を行う電動発動機の機能と、車両１の動力の一部を受けて発電を行う発電機の機能とを有する。ＩＳＧ６は補機バッテリ８の電力により駆動される。一方、ＩＳＧ６が発電した電力は補機バッテリ８に蓄積される。

運転操作部２０は、アクセル操作部、制動操作部及び操舵操作部を含む。運転者がアクセル操作部を操作すると、運転操作部２０からアクセル操作部の操作量を示す操作信号が走行制御部２１へ出力される。走行制御部２１は、アクセル操作部の操作信号に応じて補機５を駆動し、エンジン４の出力トルクを制御する。このような制御により、運転操作に応じた車両１の走行が実現される。

運転操作部２０は、さらに、イグニションキーシリンダ又は起動ボタンなどの起動操作部を含む。運転者が起動操作部を操作することで、運転操作部２０からシステム制御部２２に操作信号が送られ、システム制御部２２が、車両１のシステムを起動又は休止させる。システムの起動とは、走行制御部２１が起動し、走行の運転操作に伴って車両１が走行可能な状態を意味し、システムの休止とは、走行制御部２１が休止し、運転操作を行っても車両１が走行しない状態を意味する。システムの起動時には、システム制御部２２がＩＳＧ６を駆動することでエンジン４を始動させる。なお、エンジン４の始動は別のタイミングに行われもよい。

システム制御部２２は、ソークタイマ２２ａを有する。ソークタイマ２２ａは、システムが休止されてから次のシステムの起動までの時間を計測する。

＜アイドリングストップ制御＞
図２は、システム制御部が実行するアイドリングストップ制御処理を示すフローチャートである。システム制御部２２は、走行中に車速がゼロになると図２のアイドリングストップ制御処理を開始する。アイドリングストップ制御処理が開始されると、まず、停止処理部２２Ａが、運転操作上のアイドリングストップの条件を満たしているか判定する（ステップＪ１）。運転操作上の条件は、制動操作部が所定量以上操作され、その操作が所定時間（数秒）以上継続されているかなどの条件である。さらに、停止処理部２２Ａは、車両１の状態が条件を満たしているか判別する（ステップＪ２）。車両１の状態の条件とは、路面勾配が所定値以下などの条件である。さらに、停止処理部２２Ａは、補機バッテリ８のＳＯＣがＳＯＣ閾値以上であるか判定する（ステップＪ３）。そして、ステップＪ１～Ｊ３の判定結果がともにＹＥＳの場合に、アイドリング運転を停止する（ステップＪ４）。一方、ステップＪ１～Ｊ３の判定結果のいずれかがＮＯで、車両１が走行を再開したら（ステップＪ７のＹＥＳ）、そのまま、アイドリングストップ制御処理を終了する。ステップＪ４でアイドリング運転が停止したら、その後、システム制御部２２は、制動操作部の操作が解除されるなどアイドリングストップ解除の条件が生じたか否かの判別処理（ステップＪ５）を繰り返し、解除の条件があればエンジン４を再始動させ（ステップＪ６）、アイドリングストップ制御処理を終了する。

ステップＪ３の判定処理で使用されるＳＯＣ閾値は、エンジン４の再始動に必要な補機バッテリ８のＳＯＣに、余裕分を加算した値に設定される。このようなＳＯＣ閾値を用いた判定処理により、アイドリング運転を停止した後に、補機バッテリ８のＳＯＣ不足でエンジン４が再始動不可となることが防止される。

アイドリングストップ制御においては、アイドリング運転が停止した後、次にエンジン４が再始動されるタイミングは不明である。したがって、再始動までにエンジン４が十分に冷えてしまった場合を想定して、上記判定処理のＳＯＣ閾値が設定される。

また、エンジン４の再始動に必要な補機バッテリ８のＳＯＣは、エンジン４の内部損失によって変化する。エンジン４の内部損失は、総走行距離、経年及びメンテナンス状況に応じて変化し、例えば新車時に大きく、慣らし運転後に小さくなる。また、内部損失は、エンジンオイルの交換又は劣化によりエンジンオイルの粘度が変化しても変化する。したがって、上記のＳＯＣ閾値として、現時点の内部損失を反映した値に設定されることで、上記ステップＪ３の判定処理が適正なものとなる。

なお、エンジン４の内部損失は、冷間時と温間時など、短いサイクルでも変化するが、上記現時点の内部損失とは、短いサイクルの変化を除外した、長い期間にわたって変化する内部損失の基底値（例えば温度パラメータを固定としたときの内部損失）を意味する。先にも述べたが、アイドリングストップ制御では、次のエンジン４の再始動タイミングが不明であるため、エンジン４が十分に冷えたときでも再始動可能なようにＳＯＣ閾値を設定する必要がある。このようなＳＯＣ閾値には、内部損失の短いサイクルでの変化が影響を及ぼさないからである。

＜エンジンの内部損失の計測＞
図３は、エンジンの内部損失の計測処理を説明するタイムチャートである。図３に示すように、タイミングｔ０に始動要求があると、まず、補機バッテリ８の電力によりＩＳＧ６からエンジン４に回転動力が出力され、エンジン４の回転速度が上昇する（期間Ｔ１）。そして、エンジン４の回転速度が上がって補機５による燃料噴射と点火動作とが開始され、続いて、燃料の爆発のみでエンジン４が回転する完爆状態となる（タイミングｔ１）。エンジン４が完爆したことは、エンジン４の回転速度が完爆時の閾値以上に上昇したこと、あるいは、点火タイミングとクランクタイミングとの位相差等から識別できる。

エンジン計測部２２Ｂは、エンジン４が完爆する前の期間Ｔ１に、ＩＳＧ６の出力エネルギーとエンジン４の回転速度の上昇率とに基づいて、エンジン４の内部損失を計算する。ＩＳＧ６の出力エネルギーは、例えば補機バッテリ８の出力電力（ＩＳＧ６の消費電力）から求めることができる。エンジン４の内部損失が大きいとＩＳＧ６の出力エネルギーに対してエンジン４の回転速度の上昇率は高くならず、逆にエンジンの内部損失が小さいとＩＳＧ６の出力エネルギーに対してエンジン４の回転速度の上昇率は高くなる。つまり、エンジン４の回転速度の上昇率をＩＳＧ６の出力エネルギーで規格化した値は、エンジン４の内部損失に相関し、上記の値から内部損失を求めることができる。エンジン計測部２２Ｂは、上記規格化した値と、内部損失との関係を表わす関数又はデータテーブルを予め保持し、これらを用いて内部損失を計算する。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求めることができる。

なお、エンジン計測部２２Ｂは、エンジン４が完爆する前の期間Ｔ１における他のパラメータを用いて、エンジン４の内部損失を計算してもよい。上記のパラメータには、始動開始から完爆までの時間、始動開始から完爆までのＩＳＧ６の仕事量（図３の面積Ｓ）、始動時におけるエンジン４の回転速度の変化率（傾きの平均値等）などが含まれる。これらのパラメータは、エンジン４の内部損失に相関するため、エンジン計測部２２Ｂは、上記の各パラメータとエンジン４の内部損失との関係を示す関数、あるいは、データテーブルを予め保持し、これらを用いてエンジン４の内部損失を計算することができる。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求めることができる。

エンジン計測部２２Ｂは、さらに、エンジン４の環境を揃えて、上記の内部損失の計測処理を実行する。環境に起因して変化する要素を除外して内部損失を計測するためである。実施形態１においてエンジン計測部２２Ｂが計測処理を実行する環境条件は、エンジン４の環境が揃いやすいコールドスタート時の条件が適用される。すなわち、システム起動後の最初のエンジン４の始動時であり、システム起動時のソークタイマ２２ａの値（前回休止時から起動時までの時間）が閾値以上であり、かつ、エンジン４の冷却液温度が閾値以下となる条件である。ここで、ソークタイマ２２ａの閾値は、エンジン４の駆動による熱が十分に外部に放出される時間長に設定される。冷却液温度の閾値は、動作時のエンジン４の熱が十分に外部に放出されたときの温度に設定される。

さらに、エンジン計測部２２Ｂは、計測時の環境を揃えるため、次の例外状況において計測を行わない。あるいは、エンジン計測部２２Ｂが計測を行っても、停止処理部２２Ａが、その計測値を、ＳＯＣ閾値を決定する際に使用しない。上記の例外状況には、路面勾配が勾配閾値以上であるとき、クランクケース内のオイルレベルが閾値よりも少ないとき、エンジン４の冷却液温度、油温、外気温及び補機バッテリ８の温度に閾値以上の差があるとき、が含まれる。

路面勾配が勾配閾値以上のときには、エンジン４のコンロッドに当たるオイルの状態が通常の状態から変化し、計測されたエンジン４の内部損失に誤差が含まれてしまう。クランクケース内のオイルレベルが少ないときには、コンロッドに当たるオイル量が減り、内部損失が低く計測されてしまう。低い計測値は、エンジン４の再始動が可能と判定されても、再始動できない状況を発生させる恐れがある。上記複数の温度に閾値以上の差がある状況は、コールドスタート時という条件に整合しない。これらの理由から、エンジン計測部２２Ｂは、上記の状況を例外状況として扱う。

＜レディオン時処理＞
続いて、エンジン計測部２２Ｂによるエンジン４の内部損失の計測と、停止処理部２２ＡによるＳＯＣ初期値の更新とが実行されるレディオン時処理について説明する。図４は、システム制御部により実行されるレディオン時処理を示すフローチャートである。

レディオン時処理は、システムの起動操作がなされた場合に開始される。レディオン時処理が開始されると、まず、システム制御部２２は、他の制御部を起動させるなどのシステム起動処理を行い（ステップＳ１）、次に、エンジン計測部２２Ｂはコールドスタート時の条件を満たすか判定する（ステップＳ２）。そして、条件を満たさなければ、そのまま、システム制御部２２が、エンジン４を始動し（ステップＳ３）、レディオン時処理を終了する。一方、ステップＳ２で条件を満たすと判定されれば、エンジン計測部２２Ｂは処理をステップＳ４へ分岐する。ステップＳ２のコールドスタート時の条件は、ソークタイマ２２ａの値と、冷却液温度とから上述したように判定される。なお、ステップＳ２の判定処理には、上述した例外状況か否かの判定が加えられ、例外状況である場合には、ステップＳ３へ処理が分岐してもよい。

ステップＳ４へ処理が進むと、まず、エンジン計測部２２Ｂは、ＩＳＧ６の出力とエンジン４の回転速度のデータ取得を開始する（ステップＳ４）。そして、システム制御部２２は、エンジン４を始動する（ステップＳ５）。ここで、エンジン４が完爆状態まで移行し、エンジン４が始動する。次に、エンジン計測部２２Ｂは、ステップＳ４からエンジン４が完爆するまでの各タイミングに取得されたＩＳＧ６の出力とエンジン回転速度とのデータに基づいて、予め保持されたデータテーブル又は関数を用いて、エンジン４の内部損失を計算する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６では、前述した他のパラメータが使用されて内部損失が計算されてもよい。

次に、停止処理部２２Ａは、計算された内部損失に基づき、アイドリング運転を停止するか否かを判定する際に使用するＳＯＣ閾値を計算し、ＳＯＣ閾値を更新する（ステップＳ７）。ＳＯＣ閾値は、アイドリング運転の停止後、エンジン４が十分に冷えた場合でも、エンジン４の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣに所定の余裕分を加算した値である。ステップＳ６で計算された内部損失は、エンジン４の冷間時の内部損失であり、上記の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣと相関する。停止処理部２２Ａは、冷間時の内部損失とそれに最適化されたＳＯＣ閾値との関係を示す関数又はデータテーブルを予め保持し、これらを用いて、上記計算された内部損失に対応したＳＯＣ閾値を求める。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求めることができる。ステップＳ７でＳＯＣ閾値が更新されたら、レディオン時処理が終了する。

このようなレディオン時処理により、環境が条件に合致している場合にエンジン４のコールドスタート時の内部損失が計測され、計測された内部損失を反映したＳＯＣ閾値に更新される。そして、図２に示したアイドリングストップ制御処理において、上記更新されたＳＯＣ閾値が用いられて、アイドリング運転を停止するか否かの判定処理が実行されることになる。

以上のように、実施形態１の車両１及びシステム制御部（アイドリングストップ制御装置）２２によれば、エンジン計測部２２Ｂがエンジン４の内部損失を計測する。そして、停止処理部２２Ａが、計測されたエンジン４の内部損失に基づきＳＯＣ閾値を決定し、補機バッテリ８のＳＯＣとＳＯＣ閾値との比較に基づいてアイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う。言い換えれば、停止処理部２２Ａは、計測されたエンジン４の内部損失と補機バッテリ８のＳＯＣとに基づいて、アイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う。このように、内部損失の計測値が上記の判定処理に反映されることで、内部損失が最も大きい場合を想定して上記の判定処理が行われる場合と比較して、判定処理の判定マージンを小さくできる。したがって、補機バッテリ８のＳＯＣが、エンジン４を再始動するのに余地の少ないＳＯＣの近くまで低下しているときでも、アイドリング運転を停止と判定される場合が増加し、アイドリング運転が停止される機会を増やすことができる。

さらに、実施形態１の車両１及びシステム制御部２２によれば、エンジン計測部２２Ｂは、エンジン４の始動時に内部損失を計測する。すなわち、始動時のエンジン４の動きを利用して内部損失が計測されるので、計測のためにエンジン４を駆動する必要がなく、計測により消費される電力を削減できる。したがって、車両１の燃費の向上に寄与できる。

さらに、実施形態１の車両１及びシステム制御部２２によれば、エンジン計測部２２Ｂは、エンジン４の環境が条件（例えばコールドスタート時という条件）に合致しているか判別し、合致している場合に、エンジン４の内部損失を計測する。内部損失の変化には、冷間時と温間時などの環境に依存した変化が含まれる。一方、ＳＯＣ閾値は、アイドリング運転の停止後、エンジン４が十分に冷えた場合でも、エンジン４の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣに所定の余裕分を加算した値であり、エンジン４の内部損失のうち環境に依存して短いサイクルで変化する要素には関係しない。したがって、環境を揃えてエンジン４の内部損失が計測されることで、環境に依存して短いサイクルで変化する要素を排除して、エンジン４の内部損失を計測することができる。そして、このように計測された内部損失により、停止処理部２２Ａは、容易に適正なＳＯＣ閾値を設定することができる。

なお、内部損失を計測する際のエンジン４の環境条件は、コールドスタート時という条件に限られず、例えば冷却液が中程度の温度又は高い温度など、或る固定された温度のときという条件に変更されてもよく、この場合でも、環境を揃えたことによる上記と同様の効果が奏される。また、上記の環境条件には、車両１が位置する路面の勾配が所定角度未満のとき、又は、クランクケース内のオイルレベルが規定値未満のときなど、温度以外の環境の条件が含まれていてもよい。

さらに、実施形態１の車両１及びシステム制御部２２によれば、勾配センサ３１を備え、エンジン計測部２２Ｂは、路面勾配が勾配閾値以上のときにエンジン４の内部損失を計測しない。あるいは、計測しても、停止処理部２２Ａが、その計測値を除外して、ＳＯＣ閾値を設定する。言い換えれば、路面勾配が閾値以上のときのエンジン４の内部損失が、アイドリング運転を停止するか否かの判定処理に影響しない。一般に、車両１が位置する路面が所定以上の勾配を有すると、クランクケース内のエンジンオイルの油面位置が変わり、エンジン４の内部損失に影響を及ぼす。さらに、所定以上の路面勾配があるときには、アイドリング運転を停止する制御が行われない。したがって、上記の構成により、停止処理部２２Ａは、適正な内部損失に基づき適正なＳＯＣ閾値を求めることができる。

（変形例１）
図５は、実施形態１における変形例１のレディオン時処理を示すフローチャートである。変形例１は、過去複数回計測されたエンジン４の内部損失を用いて、ＳＯＣ閾値の更新値が計算され、さらに、ＳＯＣ閾値の更新がドライビングサイクルごとにリセットされる点が変更されている。ドライビングサイクルとは、車両１のシステムが起動してから休止するまでを１サイクルとする周期を示す。図５のレディオン時処理のステップにおいて、図４のステップと同様のステップは同一符号を付して詳細な説明を省略する。

変形例１のレディオン時処理では、ステップＳ６でエンジン計測部２２Ｂがエンジン４の内部損失を計測したら、停止処理部２２Ａは、例外条件であるか判別する（ステップＳ１１）。例外条件とは、前述したように、道路勾配が閾値以上、オイルレベルが閾値以下の場合などである。そして、ステップＳ１１で、例外条件であると判別された場合、あるいは、ステップＳ２でコールドスタート時でないと判別され、ステップＳ３でエンジン４が始動されたら、停止処理部２２Ａは、ＳＯＣ閾値を初期値（納車時に設定されている大きな判定マージンが含まれる値）に戻す（ステップＳ１２）。そして、レディオン時処理を終了する。

一方、ステップＳ１１で例外条件でないと判別されたら、エンジン計測部２２Ｂは、計測された内部損失をシステム起動の通し番号と紐付けて記憶部に記憶する（ステップＳ１３）。ここでの記憶は、システムが休止されても保存されるように実行される。

続いて、停止処理部２２Ａは、現在に近い過去複数回分の計測された内部損失を記憶部から読み出し、その中から、最も大きい内部損失を抽出する（ステップＳ１４）。そして、抽出された内部損失に基づきＳＯＣ閾値を計算し、この値でＳＯＣ閾値を更新する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、使用される内部損失が異なるだけで、ＳＯＣ閾値の計算方法は、上述したステップＳ７の方法と同様である。

以上のように、変形例１の車両１及びシステム制御部２２によれば、過去複数回計測されたエンジン４の内部損失のうち、最も大きな内部損失に基づきＳＯＣ閾値が計算される。したがって、内部損失の計測誤差が稀に大きくなる場合でも、計測誤差によりＳＯＣ閾値が小さく設定されて、アイドリング運転の停止後にエンジン４の再始動が不可となる不都合を抑制できる。

さらに、変形例１の車両１及びシステム制御部２２によれば、ＳＯＣ閾値がドライビングサイクルごとにリセットされる。したがって、仮に、内部損失の計測誤差により大きいＳＯＣ閾値など、不適正なＳＯＣ閾値が設定されることで、アイドリング運転が停止されにくくなった場合でも、その後、車両１のシステムを再起動することで、不適正なＳＯＣ閾値を初期値に戻すことができる。したがって、誤りがあっても、アイドリング運転が停止されにくい状況が長く続いてしまうことを抑制できる。

（変形例２）
図６は、実施形態１における変形例２のレディオン時処理を示すフローチャートである。変形例２は、ＳＯＣ閾値を更新するのに、冷間時に計測されたエンジン４の内部損失と、温間時に計測されたエンジン４の内部損失とから、補間処理によって得られた或る温度のときの内部損失を用いてＳＯＣ閾値を求める点が変更されている。図４のステップと同様のステップは同一符号を付して詳細な説明を省略する。

変形例２のレディオン時処理では、ステップＳ１の起動時処理を行ったら、エンジン計測部２２Ｂは、コールドスタート時の条件を満たすか、又は、ホットスタート時の条件を満たすか判別する（ステップＳ２１）。ホットスタート時は、エンジン４の冷却液の温度がホットスタート時を示す高い値であることで判別される。そして、システム制御部２２は、ステップＳ２１の判別結果がＮＯであれば、処理をステップＳ３へ移行し、ＹＥＳであれば、処理をステップＳ４へ進める。

ステップＳ６でエンジン計測部２２Ｂがエンジン４の内部損失を計測したら、エンジン計測部２２Ｂは、温間時の計測か冷間時の計測かが識別可能なように、例えば冷却液温度と紐づけを行って、計測された内部損失を記憶部に記憶する（ステップＳ２２）。そして、停止処理部２２Ａは、次に示すようにＳＯＣ閾値の更新処理を行う（ステップＳ２３～Ｓ２６）。

まず、停止処理部２２Ａは、記憶部に最近格納された内部損失の中から、低い冷却液温度に紐づけられた内部損失と、高い冷却液温度に紐づけられた内部損失とを読み出す（ステップＳ２３）。次に、停止処理部２２Ａは、走行時の季節又は外気温からエンジン４が最も冷えたときの温度を推定する（ステップＳ２４）。さらに、停止処理部２２Ａは、ステップＳ２４の推定温度になったときのエンジン４の内部損失を、ステップＳ２３で読み出した温間時の内部損失と冷間時の内部損失とから補間処理を行って推定する（ステップＳ２５）。補間処理とは、温度と内部損失との関係を、既知である２つの温度と当該温度時の内部損失とから推定し、推定された関係から既知でない温度時の内部損失を求める処理である。例えば、温度と内部損失との関係がほぼ一次関数となる場合に、既知となる２つの温度の内部損失から関数を求めて、他の温度の内部損失を推定できる。

そして、停止処理部２２Ａは、ステップＳ２５で推定された内部損失に基づいて、当該内部損失を有するエンジン４に対応したＳＯＣ閾値を計算し、ＳＯＣ閾値を更新する（ステップＳ２６）。変形例２のＳＯＣ閾値は、アイドリング運転の停止後、エンジン４がステップＳ２４の推定温度まで冷えた場合でも、エンジン４の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣに所定の余裕分を加算した値である。ステップＳ２５で推定された内部損失は、上記の推定温度のときの内部損失であり、当該内部損失を有するエンジン４の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣと相関する。停止処理部２２Ａは、上記の内部損失と当該内部損失に対応するＳＯＣ閾値との関係を示す関数又はデータテーブルを予め保持し、これらを用いて、上記推定された内部損失に対応したＳＯＣ閾値を求める。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求めることができる。ＳＯＣ閾値が更新されたら、レディオン時処理が終了する。

なお、変形例２においては、温間時のエンジン４の内部損失を得るために、システムの起動に伴いエンジン４がホットスタートされるときに内部損失を計測する例を示した。しかし、温間時のエンジン４の内部損失は、後述する実施形態２の内部損失の計測方法を用いて取得してもよい。システム起動時にエンジン４がホットスタートされる場合とは、走行直後に車両１のシステムを休止させ、そのすぐ後にシステムを起動した場合など、稀にしか生じないのに対して、実施形態２の計測方法では、高い頻度で温間時の内部損失を計測することができる。

以上のように、変形例２の車両１及びシステム制御部２２によれば、停止処理部２２Ａが、冷間時のエンジン４の内部損失と、温間時のエンジン４の内部損失とから、アイドリング運転の停止時にエンジン４が最も冷えた場合の内部損失を補間処理により求める。そして、停止処理部２２Ａは、この内部損失に基づきＳＯＣ閾値を設定する。したがって、このＳＯＣ閾値を用いた判定処理により、より小さな判定マージンで、アイドリング運転を停止するか否かの判定を行うことができる。したがって、補機バッテリ８のＳＯＣが、エンジン４の再始動を行うのに余地の少ないＳＯＣの近くまで低下しているときでも、アイドリング運転を停止と判定される場合が増え、アイドリング運転の停止の機会をより増やすことができる。

（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係るアイドリングストップ制御装置が搭載された車両を示す図である。実施形態２において、実施形態１と同様の構成要素は同一符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態２に係る車両１Ｒは、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）である。車両１Ｒは、駆動輪２と、駆動輪２に動力を出力するエンジン４と、エンジン４を駆動するための補機５と、エンジン４を始動又は再始動させるＩＳＧ６と、ＩＳＧ６及び補機５に電力を供給する補機バッテリ８と、駆動輪２に動力を出力する走行モータ１１と、走行モータ１１を駆動するインバータ１２と、インバータ１２に走行用の電力を供給する走行用バッテリ１３と、ＥＶ（Electric Vehicle）走行時にエンジン４をドライブシャフトから切り離し可能な入力クラッチ９とを備える。ＥＶ走行とは、エンジン４の動力を使わずに、走行モータ１１の動力のみで走行することを言う。エンジン走行とはエンジン４の動力で走行することを言う。

車両１Ｒは、さらに、運転者の運転操作を受ける運転操作部２０と、車両１の走行制御を走行制御部２１と、車両１のシステム制御を行うシステム制御部２２Ｒと、車両１の走行路面の勾配を検出する勾配センサ３１と、エンジン４の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン４の冷却液の温度を計測する液温センサ３３と、エンジン４の油温を計測する油温センサ３４と、エンジンオイルのオイルレベルを検出するレベルセンサ３５とを備える。

システム制御部２２Ｒには、アイドリングストップ制御を行う停止処理部２２Ｃと、エンジン４の内部損失を計測するエンジン計測部２２Ｄと、エンジン４に始動エネルギーよりも小さい運動エネルギーを与えてエンジン４に始動未満の運動を発生させる駆動処理部２２Ｅと、エンジン４の非駆動時にエンジン４の回転抵抗を低減させる切替処理部２２Ｆとが含まれる。システム制御部２２Ｒはアイドリングストップ制御装置として機能する。

システム制御部２２Ｒ及び停止処理部２２Ｃは、実施形態１で説明した図２のアイドリングストップ制御処理を同様に実行する。

入力クラッチ９は、接続状態と切断状態とに切替え可能であり、システム制御部２２Ｒにより切替制御される。入力クラッチ９は、半クラッチ状態で接続する制御も可能にされる。

＜内部損失の計測方法＞
図８は、実施形態２におけるエンジンの内部損失の計測処理を説明するタイムチャートである。

実施形態２においてエンジン計測部２２Ｄは、駆動処理部２２Ｅと切替処理部２２Ｆと連携してエンジン４の内部損失を計測する。すなわち、図８に示すように、まず、エンジン４の停止時（ＥＶ走行中を含む）に、切替処理部２２Ｆが補機５に対してエンジン４の回転抵抗を低減させる切替を行い、続いて、駆動処理部２２Ｅがエンジン４に始動未満の運動を発生させる（期間Ｔ１１）。

期間Ｔ１１において、駆動処理部２２Ｅがエンジン４に始動未満の運動を発生させる方法には、ＩＳＧ６に始動未満の駆動力を出力させる方法が適用される。あるは、ＥＶ走行時あるいは惰性走行時に入力クラッチ９を半クラッチ状態に接続する方法が適用されてもよい。

期間Ｔ１１において、切替処理部２２Ｆがエンジン４の回転抵抗を低減させる方法には、スロットルを全開に切り替える方法、又は、排気パイプ中のバルブを全開に切り替える方法が適用される。その他、エンジンオイルを他の箇所に移すことでクランクケースのオイルレベルを下げる方法、エンジン４に特別に追加された回転抵抗を下げる機構を切り替える方法など、様々な方法が適用されてもよい。

エンジン計測部２２Ｄは、期間Ｔ１１においてエンジン４の回転速度をデータとして取り込む。期間Ｔ１１の回転速度のデータには、エンジン４の内部損失に依存して値が変わる幾つかのパラメータが含まれる。例えば、期間Ｔ１１内の最大回転速度、回転速度が上昇するときあるいは下降するときの変化率（傾きの平均値等）、回転速度が所定値まで上昇するまでの時間、回転速度が所定値からゼロに落ちるまでの時間などの各パラメータは、エンジン４の内部損失と相関関係を有する。エンジン計測部２２Ｄは、上記のパラメータとエンジン４の内部損失との関係を示す関数、あるいは、データテーブルを予め保持し、これらを用いて上記のパラメータからエンジン４の内部損失を計算する。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求めることができる。

エンジン４の内部損失を計測するための期間Ｔ１１の制御の後、補機５に対するエンジン４の回転抵抗を低減させる切替が戻され（タイミングｔ１１）、エンジン４が停止される（タイミングｔ１２）。

エンジン計測部２２Ｄは、エンジン４の環境を揃えて内部損失を計測する。環境に起因して変化する要素を除外して内部損失を計測するためである。実施形態２においてエンジン計測部２２Ｄが計測処理を実行する環境条件は、温間時の条件が適用される。すなわち、エンジン４の冷却液温度が温間時に相当する所定範囲にあるという条件である。温間時には、エンジン４の回転抵抗が低くなるので、上記の環境条件により、内部損失の計測するときの省力化を図ることができる。

＜ＳＯＣ閾値更新処理＞
図９は、実施形態２のシステム制御部が実行するＳＯＣ閾値更新処理を示すフローチャートである。ＳＯＣ閾値更新処理は、例えば、システム起動中の任意のタイミングで開始される。ＳＯＣ閾値更新処理が開始されると、まず、エンジン計測部２２Ｄは、エンジン４が停止しているか否かの判別処理（ステップＳ４１）、冷却液温度が温間時を示す所定範囲にあるか否かの判別処理（ステップＳ４２）、補機バッテリ８のＳＯＣが中程度を示す閾値以上であるか否かの判別処理（ステップＳ４３）を行う。そして、ステップＳ４１～Ｓ４３のいずれかがＮＯであれば、システム制御部２２Ｒは、ＳＯＣ閾値の更新を行わずに、そのままＳＯＣ閾値更新処理を終了する。

一方、ステップＳ４１～Ｓ４３の全てがＹＥＳであれば、内部損失の計測中にエンジン４が再始動しないように、システム制御部２２Ｒは、エンジン４の再始動を禁止する（ステップＳ４４）。続いて、切替処理部２２Ｆはエンジン４の回転抵抗を低減する切替を行い（ステップＳ４５）、駆動処理部２２Ｅはエンジン４に始動エネルギーよりも小さい運動エネルギーを与えてエンジン４に始動未満の運動を発生させる（ステップＳ４６）。そして、エンジン計測部２２Ｄが、上記運動期間のエンジン４の回転速度データを取り込み、例えばこの間の最大回転速度から前述した方法によりエンジン４の内部損失を計測する（ステップＳ４７）。内部損失が計測されたら、システム制御部２２Ｒは、エンジン４の再始動の禁止を解除する（ステップＳ４８）。

ステップＳ４６で内部損失が計測されたら、次に、停止処理部２２Ｃは、計測された内部損失に基づきＳＯＣ閾値を計算し、計算した値でＳＯＣ閾値を更新する（ステップＳ４９）。ステップＳ４７で計測される内部損失は、温間時の内部損失であるが、エンジン４の温度がほぼ一定のときの内部損失である。したがって、この内部損失と、この内部損失を有するエンジン４が冷えた状態で再始動に必要な補機バッテリ８のＳＯＣとは、相関を有する。したがって、停止処理部２２Ｃは、この関係を示す関数又はデータテーブルから、現在の内部損失を有するエンジン４が冷えた状態で再始動に必要な補機バッテリ８のＳＯＣをステップＳ４９において計算する。さらに、停止処理部２２Ｃは、計算されたＳＯＣに余裕分を加算して、ＳＯＣ閾値を計算する。そして、ＳＯＣ閾値が更新されたら、ＳＯＣ閾値更新処理が終了する。

以上のように、実施形態２の車両１Ｒ及びシステム制御部（アイドリングストップ制御装置）２２Ｒによれば、エンジン計測部２２Ｄがエンジン４の内部損失を計測する。そして、停止処理部２２Ｃが、計測されたエンジン４の内部損失に基づきＳＯＣ閾値を決定し、補機バッテリ８のＳＯＣとＳＯＣ閾値との比較に基づいてアイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う。言い換えれば、停止処理部２２Ｃは、計測されたエンジン４の内部損失と補機バッテリ８のＳＯＣとに基づいて、アイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う。このように、内部損失の計測値が上記の判定処理に反映されることで、内部損失が最も大きい場合を想定して上記の判定処理を行う場合と比較して、判定処理の判定マージンを小さくできる。したがって、補機バッテリ８のＳＯＣが、エンジン４を再始動するのに余地の少ないＳＯＣの近くまで低下しているときでも、アイドリング運転を停止と判定される場合が増え、アイドリング運転が停止される機会を増やすことができる。

さらに、実施形態２の車両１Ｒ及びシステム制御部２２Ｒによれば、駆動処理部２２Ｅがエンジン４に始動未満の運動を発生させ、このときの運動からエンジン計測部２２Ｄがエンジン４の内部損失を計測する。したがって、エンジン４の始動時に計測する場合と比較して、エンジン４の内部損失を計測可能な状況を増やすことができ、さらに、温間時における内部損失を計測可能な状況も増やすことができる。さらに、内部損失の計測時には、駆動処理部２２Ｅが始動未満の運動をエンジン４に発生させるので、消費エネルギーを少なくし、内部損失の計測のために車両１の燃費が低減することを抑制できる。

さらに、実施形態２の車両１Ｒ及びシステム制御部２２Ｒによれば、エンジン４の内部損失を計測する際、切替処理部２２Ｆがエンジン４の回転抵抗を低減する切替を行う。したがって、内部損失を計測するための消費エネルギーを少なくし、内部損失の計測のために車両１の燃費が低減することをより抑制できる。

さらに、実施形態２の車両１Ｒ及びシステム制御部２２Ｒによれば、エンジン計測部２２Ｄがエンジン４の内部損失を計測する条件に、補機バッテリ８のＳＯＣが中程度を示す閾値以上であるという条件（ＳＯＣ閾値更新処理のステップＳ４３）が含まれる。この条件により、内部損失の計測のために補機バッテリ８の電力が消費されて、その後のアイドリングストップ制御で、ＳＯＣ不足によりアイドリング運転が停止されないといった事態を抑制することができる。

さらに、実施形態２の車両１Ｒ及びシステム制御部２２Ｒによれば、エンジン計測部２２Ｄは、エンジン４の環境が条件に合致しているか判別し、合致している場合（例えば冷却液温度が温間時を示す所定範囲内である場合：図９のステップＳ４２を参照）に、内部損失を計測する。エンジン４の内部損失には、冷間時と温間時などの環境に依存して変化する要素が含まれる。したがって、環境を揃えて計測することで、エンジン計測部２２Ｄは、環境に依存して変化する要素を排除して、エンジン４の内部損失を計測することができる。このように計測された内部損失により、停止処理部２２Ｃは、適正なＳＯＣ閾値を設定することができる。また、内部損失を計測する環境として、エンジン４の温間時の環境が設定されることで、この環境はエンジン４の回転抵抗が低下している環境であることから、エンジン４に始動未満の運動を及ぼす際の省力化を図ることができる。

（変形例３）
図１０は、実施形態２における変形例３のＳＯＣ閾値更新処理を示すフローチャートである。変形例３は、冷間時に計測されたエンジン４の内部損失と、温間時に計測されたエンジン４の内部損失とから、補間処理によって得られた或る温度のときの内部損失を用いてＳＯＣ閾値を求める点が変更されている。図９のステップと同様のステップは同一符号を付して詳細な説明を省略する。

変形例３のＳＯＣ閾値更新処理では、ステップＳ４１の判別処理でＹＥＳと判別されたら、エンジン計測部２２Ｄは、冷却液温度が温間時を示す第１範囲内であるか、あるいは、冷間時を示す第２範囲内であるか判別し（ステップＳ５１）、判別結果がＹＥＳの場合に、ステップＳ４３へ処理を移行する。その結果、変形例３では、エンジン４が温間時のときと冷間時のときとで、ステップＳ４４～Ｓ４８の内部損失の計測処理が実行されることになる。内部損失が計測されたら、エンジン計測部２２Ｄは、温間時の計測か冷間時の計測かが識別可能なように、例えば冷却液温度と紐づけを行って、計測された内部損失を記憶部に記憶する（ステップＳ５２）。

内部損失が計測されたら、停止処理部２２Ｃは、ステップＳ５３～Ｓ５６でＳＯＣ閾値の更新処理を行う。まず、停止処理部２２Ｃは、記憶部に最近格納された内部損失の中から、冷間時の冷却液温度に紐づけられた内部損失と、温間時の冷却液温度に紐づけられた内部損失とを読み出す（ステップＳ５３）。そして、停止処理部２２Ｃは、走行時の季節又は外気温からエンジン４が最も冷えたときの温度を推定する（ステップＳ５４）。さらに、停止処理部２２Ｃは、ステップＳ５４の推定温度になったときのエンジン４の内部損失を、ステップＳ５３で読み出した温間時の内部損失と冷間時の内部損失とから補間処理を行って推定する（ステップＳ５５）。そして、ステップＳ５５で推定された内部損失に基づいて、当該内部損失を有するエンジン４に対応したＳＯＣ閾値を計算し、ＳＯＣ閾値を更新する（ステップＳ５６）。変形例３のＳＯＣ閾値は、アイドリング運転の停止後、エンジン４がステップＳ５４の推定温度まで冷えた場合でも、エンジン４の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣに所定の余裕分を加算した値である。ステップＳ５５で推定された内部損失は、上記の推定温度のときの内部損失であり、当該内部損失を有するエンジン４の再始動を可能とする補機バッテリ８のＳＯＣと相関する。停止処理部２２Ｃは、上記の内部損失と当該内部損失に対応するＳＯＣ閾値との関係を示す関数又はデータテーブルを用いて、上記推定された内部損失に対応したＳＯＣ閾値を求める。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求め、停止処理部２２Ｃに予め与えられる。ＳＯＣ閾値が更新されたら、ＳＯＣ閾値更新処理が終了する。

なお、変形例３においては、冷間時のエンジン４の内部損失も、任意のタイミングで実行されるＳＯＣ閾値更新処理で計測する例を示した。しかし、冷間時のエンジン４の内部損失は、実施形態１で示したレディオン時の処理で計測されるようにしてもよい。

以上のように、変形例３の車両１Ｒ及びシステム制御部２２Ｒによれば、停止処理部２２Ｃが、冷間時のエンジン４の内部損失と、温間時のエンジン４の内部損失とから、アイドリング運転の停止時にエンジン４が最も冷えた場合の内部損失を補間処理により求める。そして、停止処理部２２Ｃは、この内部損失に基づきＳＯＣ閾値を設定する。したがって、このＳＯＣ閾値を用いた判定処理により、より小さな判定マージンで、アイドリング運転を停止するか否かの判定を行うことができる。したがって、補機バッテリ８のＳＯＣが、エンジン４を再始動するのに余地の少ないＳＯＣの近くまで低下しているときでも、アイドリング運転を停止と判定される場合が増え、アイドリング運転の停止の機会をより増やすことができる。

以上、各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものなく、実施形態で示した例示は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ 車両
２ 駆動輪
４ エンジン
５ 補機
６ ＩＳＧ
８ 補機バッテリ
８ａ 管理部
９ 入力クラッチ
１１ 走行モータ
１２ インバータ
１３ 走行用バッテリ
２０ 運転操作部
２１ 走行制御部
２２、２２Ｒ システム制御部（アイドリングストップ制御装置）
２２ａ ソークタイマ
２２Ａ 停止処理部
２２Ｂ エンジン計測部
２２Ｃ 停止処理部
２２Ｄ エンジン計測部
２２Ｅ 駆動処理部
２２Ｆ 切替処理部
３０ 車速センサ
３１ 勾配センサ
３２ 回転センサ
３３ 液温センサ
３４ 油温センサ
３５ レベルセンサ

Claims (3)

1. エンジンと前記エンジンを再始動する始動モータと前記始動モータに電力を供給する補機バッテリとを有する車両に搭載されるアイドリングストップ制御装置であって、
   前記車両の走行停止中に前記エンジンのアイドリング運転を停止する停止処理部と、
   前記エンジンの内部損失を計測するエンジン計測部と、
   路面の勾配を検出する勾配センサと、
   を備え、
   前記停止処理部は、前記エンジン計測部により計測された前記内部損失と、前記補機バッテリの充電状態とに基づいて、前記エンジンのアイドリング運転を停止するか否かの判定処理を行う一方、
   前記勾配センサの検出に基づき路面の勾配が勾配閾値以上のときの前記内部損失を前記判定処理に影響させないことを特徴とするアイドリングストップ制御装置。
2. 前記エンジン計測部は、前記エンジンの始動時に前記内部損失を計測することを特徴とする請求項１記載のアイドリングストップ制御装置。
3. 前記エンジン計測部は、前記エンジンの環境が条件に合致しているか判別し、合致している場合に、前記内部損失を計測する請求項２記載のアイドリングストップ制御装置。

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