JP6209821B2 - Idle stop vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、アイドルストップ車両の制御に関する。 The present invention relates to control of an idle stop vehicle.
停車中のエンジンの燃料消費を抑えて燃費を向上させるために、車両が停車している時にエンジンを自動停止(アイドルストップ)させるアイドルストップ車両が実用化されている。 In order to reduce fuel consumption of the stopped engine and improve fuel efficiency, an idle stop vehicle that automatically stops the engine when the vehicle is stopped (idle stop) has been put into practical use.
アイドルストップ車両においては、特許文献1に開示されるように、バッテリの充電電流等に基づきバッテリの充電状態(SOC)を推定し、推定されたSOCがアイドルストップ許可しきい値よりも高い場合にアイドルストップを許可するようにしている。
In the idle stop vehicle, as disclosed in
これは、SOCが低い状態でアイドルストップを行い、電装品の電力消費、エンジン再始動時の始動用モータの電力消費によってSOCの低い状態のバッテリがさらに放電すると、バッテリの劣化が進むからである。 This is because when the idle stop is performed in a state where the SOC is low and the battery in the low SOC state is further discharged due to the power consumption of the electrical components and the power consumption of the starting motor at the time of restarting the engine, the deterioration of the battery proceeds. .
バッテリ温度が低い場合やバッテリ劣化度合いが大きい場合は、バッテリの充電電流が小さくなるので、電流センサによる充電電流の検出誤差が大きくなり、SOCの推定誤差が大きくなる。 When the battery temperature is low or the degree of battery deterioration is large, the charging current of the battery becomes small, so that the detection error of the charging current by the current sensor becomes large and the estimation error of the SOC becomes large.
したがって、推定されたSOCがアイドルストップ許可しきい値よりも高くても、実SOCがアイドルストップ許可しきい値よりも低い状況が起こりうる。しかしながら、特許文献1の技術では、推定されたSOCがアイドルストップ許可しきい値よりも高ければこのような状況でもアイドルストップが許可され、アイドルストップが実行されるので、上記バッテリの劣化の問題が生じる可能性がある。
Therefore, even if the estimated SOC is higher than the idle stop permission threshold, a situation may occur where the actual SOC is lower than the idle stop permission threshold. However, in the technique of
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、実SOCがアイドルストップ許可しきい値よりも低い状況でアイドルストップが行われてしまうのを防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of such technical problems, and an object thereof is to prevent idle stop from being performed in a situation where the actual SOC is lower than the idle stop permission threshold.
本発明のある態様によれば、エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、前記発電機が発電する電力によって充電されるバッテリとを備え、車両が停車している時に前記エンジンを自動停止させるアイドルストップ車両が提供される。 According to an aspect of the present invention, an engine, a generator driven by the engine, and a battery charged by electric power generated by the generator are automatically stopped when the vehicle is stopped. An idle stop vehicle is provided.
当該車両においては、バッテリの充電状態が推定され、推定されたバッテリの充電状態がアイドルストップ許可しきい値を超えているか判断される。そして、推定されたバッテリの充電状態がアイドルストップ許可しきい値を超えていると判断された場合、推定されたバッテリの充電状態の実充電状態に対する誤差の最大である最大誤差分を前記バッテリに充電し、推定されたバッテリの充電状態の誤差にかかわらずバッテリの実充電状態がアイドルストップ許可しきい値を超える状態としてから前記エンジンの自動停止が許可される。そして、前記エンジンの自動停止が許可された場合、前記エンジンが自動停止される。 In the vehicle, the state of charge of the battery is estimated, and it is determined whether the estimated state of charge of the battery exceeds the idle stop permission threshold value. When the charge state of the estimated battery is determined to exceed the idle stop permission threshold, the maximum error of a maximum error relative to the actual charge state of the charge state of the estimated battery in the battery The automatic stop of the engine is permitted after the battery is charged and the actual charge state of the battery exceeds the idle stop permission threshold regardless of the estimated error of the charge state of the battery . And when the automatic stop of the engine is permitted, the engine is automatically stopped.
上記態様によれば、アイドルストップ許可しきい値を超えていると判断されたバッテリの充電状態が誤差を含んでいても、最大誤差分を充電したことによってアイドルストップ許可時には実充電状態がアイドルストップ許可しきい値を超える。したがって、実充電状態がアイドルストップ許可しきい値よりも低い状況でアイドルストップが行われることがなく、上記バッテリの劣化の問題が起こるのを防止することができる。 According to the above aspect, even if the state of charge of the battery determined to exceed the idle stop permission threshold includes an error, the actual charge state is set to the idle stop when the idle stop is permitted by charging the maximum error amount. The permission threshold is exceeded. Therefore, idle stop is not performed in a situation where the actual charge state is lower than the idle stop permission threshold value, and the problem of battery deterioration can be prevented.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において「SOC」は、バッテリの充電状態(=バッテリ容量に対する残容量の比率、単位は%)を意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, “SOC” means the state of charge of the battery (= the ratio of the remaining capacity to the battery capacity, the unit is%).
図1は、アイドルストップ車両1の概略構成を示している。車両1は、動力源としてのエンジン2と、エンジン2の回転速度を変速して図示しない駆動輪へと伝達する変速機3と、エンジン2を始動するための始動用モータ4と、エンジン2によって駆動されるオルタネータ5と、照明装置、オーディオ、空調装置等の電装品6と、バッテリ7とを備える。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the
始動用モータ4及び電装品6にはバッテリ7又はオルタネータ5から電力が供給される。オルタネータ5によって発電された電力はバッテリ7に充電される。
Electric power is supplied from the
エンジン2にはエンジンコントローラ10が接続されている。エンジンコントローラ10は、CPU、RAM、入出力インターフェース等で構成される。エンジンコントローラ10には、車速を検出する車速センサ11、ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレーキスイッチ12、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ13、バッテリ充電電流を検出するバッテリ電流センサ14、バッテリ雰囲気温度を検出するバッテリ雰囲気温度センサ15、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧センサ16等からの信号が入力される。エンジンコントローラ10は、入力されたこれら信号に基づき、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を決定し、電子制御スロットル、燃料噴射弁、点火装置等を制御する。
An
また、エンジンコントローラ10は、車両が停車しており、所定のアイドルストップ条件が成立した場合には、エンジン2への燃料供給を停止し、エンジン2を自動停止(アイドルストップ)させる。これにより、停車中のエンジン2の燃料消費を抑え、エンジン2の燃費を向上させる。
Further, the
図2は、エンジンコントローラ10が実行するアイドルストップ制御の内容を示したフローチャートである。エンジンコントローラ10は図2に示される処理を、エンジン2の運転中、所定間隔(例えば、10msec)で繰り返し実行する。
FIG. 2 is a flowchart showing the contents of the idle stop control executed by the
これについて説明すると、S1〜S4では、エンジンコントローラ10は、アイドルストップ条件が成立しているか判断する。アイドルストップ条件は、以下の(a)〜(d)の条件:
(a)車両1が停車中である(車速=0)
(b)ブレーキペダルが踏み込まれている(ブレーキスイッチ12=ON)
(c)アクセルペダルが踏み込まれていない(アクセル開度=0)
(d)SOC条件が成立している(SOCの誤差を考慮してもSOCがアイドルストップ許可しきい値以上)
が全て成立した場合に成立したと判断される。
This will be described. In S1 to S4, the
(A) The
(B) The brake pedal is depressed (
(C) The accelerator pedal is not depressed (accelerator opening = 0)
(D) The SOC condition is satisfied (the SOC is equal to or higher than the idle stop permission threshold even if the SOC error is taken into consideration)
If all of the above are satisfied, it is determined that they are satisfied.
SOC条件が成立しているかの判断は、図3に示すフローチャートに従って行われ、これについては後述する。 Whether the SOC condition is satisfied is determined according to the flowchart shown in FIG. 3, which will be described later.
アイドルストップ条件が成立した場合(S1〜S4で全てYESの場合)は、処理がS5に進み、アイドルストップが実行される。すなわち、エンジンコントローラ10はエンジン2への燃料供給を停止し、エンジン2を自動停止させる。
When the idle stop condition is satisfied (when all of S1 to S4 are YES), the process proceeds to S5 and the idle stop is executed. That is, the
これに対し、アイドルストップ条件が不成立の場合(S1〜S4のいずれかでNOの場合)は、処理がS6に進み、アイドルストップは実行されない。すなわち、エンジンコントローラ10はエンジン2への燃料供給を継続し、エンジン2をアイドリングさせる。
On the other hand, if the idle stop condition is not satisfied (NO in any of S1 to S4), the process proceeds to S6, and the idle stop is not executed. That is, the
なお、S5においてアイドルストップが実行された場合は、別途定められるアイドルストップ解除条件(ブレーキスイッチ12=OFF、SOC<アイドルストップ解除しきい値等)が成立するまでエンジン2の自動停止が継続され、アイドルストップ解除条件が成立するとエンジン2が自動的に再始動される。
When the idle stop is executed in S5, the automatic stop of the
図3は、エンジンコントローラ10が実行するSOC条件判断処理の内容を示したフローチャートである。エンジンコントローラ10は、図3に示される処理を、エンジン2の運転中、繰り返し実行する。
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the SOC condition determination process executed by the
これについて説明すると、S11では、エンジンコントローラ10は、SOCがアイドルストップ許可しきい値を超えているか判断する。アイドルストップ許可しきい値は、停車中の電装品6の消費電力及びエンジン再始動時の始動用モータ4の消費電力をバッテリ7からの電力供給のみでまかなえる値に設定され、例えば90%である。
This will be described. In S11, the
具体的には、エンジンコントローラ10は、まず、バッテリ温度及びバッテリ電圧に対するSOC=90%の時のバッテリ充電電流の関係を規定した図4に示すテーブルを参照して、現在のバッテリ電圧及びバッテリ温度においてSOCが90%となる時のバッテリ充電電流I90を演算する。バッテリ温度としては、バッテリ雰囲気温度から推定されるバッテリ液温を用いるが、バッテリ雰囲気温度や外気温をバッテリ温度として用いてもよい。そして、エンジンコントローラ10は、バッテリ充電電流I90とバッテリ電流センサ14によって検出されたバッテリ充電電流Iとを比較し、I<I90の場合にSOCがアイドルストップ許可しきい値である90%を超えていると判断する。
Specifically, the
なお、SOCがアイドルストップ許可しきい値を超えているか判断する方法は、この方法に限定されず、バッテリ電圧及びバッテリ充電電流等に基づきSOCを推定し、推定されたSOCとアイドルストップ許可しきい値とを比較するようにしてもよい。 The method for determining whether the SOC exceeds the idle stop permission threshold is not limited to this method. The SOC is estimated based on the battery voltage, the battery charging current, etc., and the estimated SOC and the idle stop permission threshold are determined. You may make it compare with a value.
SOCがアイドルストップ許可しきい値を超えていると判断された場合は、SOC条件を成立させるべく、処理がS12以降に進む。しかしながら、S11でアイドルストップ許可しきい値を超えていると判断されたSOC(以下、「推定SOC」という。)が誤差を含んでいる可能性があり、実SOCが推定SOCよりも低く、アイドルストップ許可しきい値よりも低い可能性がある。 If it is determined that the SOC exceeds the idle stop permission threshold, the process proceeds to S12 and subsequent steps in order to satisfy the SOC condition. However, there is a possibility that the SOC determined to exceed the idle stop permission threshold value in S11 (hereinafter referred to as “estimated SOC”) includes an error, and the actual SOC is lower than the estimated SOC. It may be lower than the stop permission threshold.
そこで、エンジンコントローラ10は、推定SOCに誤差があるか判断し、誤差があると判定した場合は、最大誤差分がバッテリ7に充電されるまではSOC条件が成立したと判断しないようにする。
Therefore, the
具体的には、S12では、エンジンコントローラ10は、バッテリ温度が所定の下限温度よりも低い場合、又は、バッテリ劣化度が所定の劣化度よりも大きい場合に、推定SOCに誤差があると判断する。これは、バッテリ温度の低下又はバッテリの劣化によってバッテリの充電電流が小さくなると、バッテリ充電電流の検出誤差が大きくなり、推定SOCの誤差も大きくなるからである。所定の下限温度、所定の劣化度はそれぞれバッテリ7の充電電流低下による推定SOCの誤差が無視できなくなる値に設定される。
Specifically, in S12, the
バッテリ温度としては、S11と同様にバッテリ雰囲気温度から推定されるバッテリ液温を用いることができ、バッテリ温度としてバッテリ雰囲気温度や外気温を用いてもよい。また、バッテリ劣化度は、直近のエンジン始動時に計測されたバッテリ7の最低電圧に基づき求めることができる。バッテリ劣化度は、一定負荷時のバッテリ電圧(例えば、エンジン始動前の電圧)等に基づき求めるようにしてもよい。
As the battery temperature, the battery liquid temperature estimated from the battery ambient temperature can be used as in S11, and the battery ambient temperature or the outside air temperature may be used as the battery temperature. Further, the battery deterioration degree can be obtained based on the lowest voltage of the
推定SOCに誤差があると判断された場合は処理がS13に進む。そうでない場合は、処理がS15に進んでSOC条件が成立していると判断される。 If it is determined that there is an error in the estimated SOC, the process proceeds to S13. Otherwise, the process proceeds to S15 and it is determined that the SOC condition is satisfied.
S13では、エンジンコントローラ10は、推定SOCの最大誤差分(バッテリ充電電流の誤差が最大の場合の推定SOCの実SOCに対する誤差)を図5に示すテーブルを参照して演算する。推定SOCの誤差は、上記の通り、バッテリ温度が低いほど、また、バッテリ劣化度が大きいほど大きくなるので、図5に示すテーブルは、演算される最大誤差分が同傾向となるように設定される。
In S13, the
S14では、エンジンコントローラ10は、バッテリ7が推定SOCの最大誤差分充電されたかバッテリ充電電流の積算値に基づき判断し、バッテリ7が推定SOCの最大誤差分充電されるまでS14の処理を繰り返す。
In S14, the
S14の処理が繰り返されている間は、SOC条件が成立せず、アイドルストップが実行されることがない、すなわち、エンジン2によってオルタネータ5が駆動され、オルタネータ5が発電する電力によってバッテリ7が充電されるので、SOCは増大し続ける。オルタネータ5が発電電圧を制御できる構成である場合は、S14の処理が繰り返されている間オルタネータ5の発電電圧を上げ、バッテリ7の充電が促進されるようにしてもよい。
While the process of S14 is repeated, the SOC condition is not satisfied and the idle stop is not executed, that is, the alternator 5 is driven by the
バッテリ7が推定SOCの最大誤差分充電された後は、処理がS15に進み、エンジンコントローラ10はSOC条件が成立していると判断する。
After the
一方、S11でSOCがアイドルストップ許可しきい値を超えていないと判断された場合は、処理がS16に進み、エンジンコントローラ10はSOC条件が成立していないと判断する。
On the other hand, if it is determined in S11 that the SOC does not exceed the idle stop permission threshold, the process proceeds to S16, and the
したがって、図2、図3に示した処理によれば、SOCがアイドルストップ許可しきい値を超えたと判断されても、バッテリ温度が低い場合やバッテリ劣化度が大きい場合で推定SOCに誤差があり、実SOCがアイドルストップ許可しきい値よりも低い可能性がある場合は、直ちにSOC条件が成立したと判断されない。そして、このような場合は、推定SOCの最大誤差分がバッテリ7に充電された後にSOC条件が成立したと判断される。
Therefore, according to the processing shown in FIGS. 2 and 3, even if it is determined that the SOC has exceeded the idle stop permission threshold value, there is an error in the estimated SOC when the battery temperature is low or the battery deterioration level is large. If there is a possibility that the actual SOC is lower than the idle stop permission threshold, it is not immediately determined that the SOC condition is satisfied. In such a case, it is determined that the SOC condition is established after the
図6は、このときの様子を示したタイムチャートである。 FIG. 6 is a time chart showing the situation at this time.
この例では、時刻t1でエンジン2が始動され、時刻t2でSOCがアイドルストップ許可しきい値を超えたと判断されているが、バッテリ温度が下限温度よりも低く、推定SOCに誤差がある状況なので、時刻t2の時点ではSOC条件は成立しない。SOC条件は、推定SOCの最大誤差分がバッテリ7に充電され、推定SOCの誤差に関係無く実SOCがアイドルストップ許可しきい値を超える時刻t3に成立したと判断される。
In this example, it is determined that the
その後、車両1が停車している等のその他のアイドルストップ許可条件が時刻t4に成立するとエンジン2が自動停止される。時刻t3〜t4の間はエンジン2によってオルタネータ5が駆動され、バッテリ7が充電されるので、時刻t4の時点で実SOCがアイドルストップ許可しきい値を下回ることはない。
Thereafter, the
したがって、アイドルストップは、実SOCがアイドルストップ許可しきい値を超えている状況で実行されるので、実SOCがアイドルストップ許可しきい値よりも低いにもかかわらずアイドルストップが実行されることがなく、バッテリ7の劣化が進むのを防止することができる。
Therefore, the idle stop is executed in a situation where the actual SOC exceeds the idle stop permission threshold value, so that the idle stop may be executed even though the actual SOC is lower than the idle stop permission threshold value. Therefore, it is possible to prevent the
また、推定SOCの最大誤差分の充電は、バッテリ温度又はバッテリ劣化度に基づき、推定SOCに誤差があると判定された場合に実行されるようにした。これにより、不必要な充電が行われたり、それによってアイドルストップの開始が遅れたりするのを防止することができる。 In addition, charging for the maximum error of the estimated SOC is performed when it is determined that there is an error in the estimated SOC based on the battery temperature or the degree of battery deterioration. As a result, it is possible to prevent unnecessary charging from being performed and thereby delaying the start of idle stop.
また、推定SOCの最大誤差分をバッテリ温度又はバッテリ劣化度に基づき演算するようにしたことにより、最大誤差分を精度よく演算することができる。 Moreover, since the maximum error amount of the estimated SOC is calculated based on the battery temperature or the battery deterioration level, the maximum error amount can be calculated with high accuracy.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment is merely a part of an application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. is not.
例えば、上記実施形態に係る車両は動力源としてエンジン2のみを備えているが、エンジン2に加え、モータを動力源として備えていてもよい。
For example, the vehicle according to the above embodiment includes only the
2 エンジン
5 オルタネータ(発電機)
7 バッテリ
10 エンジンコントローラ(判断手段、アイドルストップ許可手段、アイドルストップ手段)
2 Engine 5 Alternator (generator)
7
Claims (5)
前記バッテリの充電状態を推定する充電状態推定手段と、
推定された前記バッテリの充電状態がアイドルストップ許可しきい値を超えているか判断する判断手段と、
推定された前記バッテリの充電状態が前記アイドルストップ許可しきい値を超えていると判断された場合に、推定された前記バッテリの充電状態の実充電状態に対する誤差の最大である最大誤差分を前記バッテリに充電し、推定された前記バッテリの充電状態の誤差にかかわらず前記バッテリの実充電状態が前記アイドルストップ許可しきい値を超える状態としてから前記エンジンの自動停止を許可するアイドルストップ許可手段と、
前記エンジンの自動停止が許可された場合に、前記エンジンを自動停止させるアイドルストップ手段と、
を備えたことを特徴とするアイドルストップ車両。 An idle stop vehicle comprising: an engine; a generator driven by the engine; and a battery charged by electric power generated by the generator, wherein the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped.
Charging state estimation means for estimating a charging state of the battery;
Determining means for determining whether the estimated state of charge of the battery exceeds an idle stop permission threshold;
If the charged state of the estimated said battery is determined to exceed the idling stop permission threshold, the maximum error of a maximum error relative to the actual charge state of the charge state of the estimated said battery Idle stop permission means for charging the battery and permitting the automatic stop of the engine after the actual charge state of the battery exceeds the idle stop permission threshold regardless of the estimated error of the charge state of the battery ; ,
Idle stop means for automatically stopping the engine when automatic stop of the engine is permitted;
An idle stop vehicle characterized by comprising:
前記アイドルストップ許可手段は、推定された前記バッテリの充電状態に誤差があるか前記バッテリの温度に基づき判断し、誤差があると判断された場合に前記最大誤差分を前記バッテリに充電する、
ことを特徴とするアイドルストップ車両。 The idle stop vehicle according to claim 1,
The idle stop permission means determines whether there is an error in the estimated charging state of the battery based on the temperature of the battery, and when it is determined that there is an error, the battery is charged with the maximum error amount.
An idle stop vehicle characterized by that.
前記アイドルストップ許可手段は、前記バッテリの温度が低いほど前記最大誤差分を大きな値に設定する、
ことを特徴とするアイドルストップ車両。 The idle stop vehicle according to claim 1 or 2,
The idle stop permission means sets the maximum error to a larger value as the temperature of the battery is lower.
An idle stop vehicle characterized by that.
前記アイドルストップ許可手段は、推定された前記バッテリの充電状態に誤差があるか前記バッテリの劣化度に基づき判断し、誤差があると判断された場合に前記最大誤差分を前記バッテリに充電する、
ことを特徴とするアイドルストップ車両。 An idle stop vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The idle stop permission means determines whether there is an error in the estimated charging state of the battery based on the degree of deterioration of the battery, and when it is determined that there is an error, charges the battery with the maximum error.
An idle stop vehicle characterized by that.
前記アイドルストップ許可手段は、前記バッテリの劣化度が大きいほど前記最大誤差分を大きな値に設定する、
ことを特徴とするアイドルストップ車両。 An idle stop vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The idle stop permission means sets the maximum error to a larger value as the degree of deterioration of the battery is larger.
An idle stop vehicle characterized by that.
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