JP2010252414A - エコラン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のアイドリングストップ実施履歴に基づいてバッテリの強制充電の実行とアイドリングストップの実施とを最適に制御することで、車両のバッテリ劣化を効果的に抑制しつつ燃費を向上させることができるエコラン制御装置を提供する。
【解決手段】エコランＥＣＵ１０は、強制充電実行手段、強制充電実行時間検出手段、アイドリングストップ実施履歴検出手段、強制充電実行判断手段によってアイドリングストップ実施履歴に基づいて、車両のアイドリングストップ実施と鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電実行との優先度を判断し、その時点においてより優先度の高い方の処理を実行する制御を行うことができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ劣化を効果的に抑制しつつ、燃費を向上させることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、エコラン制御装置に関する。特に、車両に搭載されるバッテリの劣化を抑制する技術に関する。

車両の燃費改善、および排気ガスの排出量を抑制することを目的として、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジンを停止し、その後、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを再始動させるエコラン制御が広く適用されている。

エコラン制御を実施する車両として、エンジン全般の制御を司るエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）と、エコラン制御を司るエコランＥＣＵとを備えたものが知られている。エコランＥＣＵは、車両が停止し、エコラン制御可能な状態になると、エンジンＥＣＵに対してエコラン要求を出力する。エンジンＥＣＵは、エコラン要求を受け付けると、燃料カットを実施し、エンジンを停止させる。

また、エンジンの始動時には、エコランＥＣＵがドライバの始動操作（シフト操作、ブレーキ操作、クラッチ操作など）を検出し、エンジンの始動要求をエンジンＥＣＵに送信する。エンジンＥＣＵは、エンジンの回転数などの情報から、スタータモータによるエンジン駆動が必要であるか否かを判定する。スタータモータによるエンジン始動が必要であると判定すると、エンジンＥＣＵはエコランＥＣＵに対してスタータ駆動許可信号を出力する。エンジンＥＣＵからスタータ駆動許可信号を入力したエコランＥＣＵは、スタータモータを駆動してエンジンを始動させる。

ところで、車両に搭載されるバッテリは、車両の各電装品へ供給する電力がオルタネータおよび回生モータの発電する電力を超えた場合に、不足分の電力を車両の各電装品へと供給する役割を担っている。しかしながら、エコラン制御を実施する車両のオルタネータおよび回生モータは、車両のエコラン制御中はエンジンが停止するために発電することができずに、電装品やバッテリへ電力を供給することができない。一方、エコラン制御中においてもエンジンＥＣＵ、エアコン等の電装品は電力を消費しており、特にアイドリングストップ中からエンジンを再始動させる際のスタータ駆動は大電力を消費する。このように、各電装品やスタータがエコラン制御中に消費する電力を供給するために、バッテリはアイドリングストップのたびに深い放電（過放電）を繰り返すことになり、その結果、通常の車両よりもバッテリの放電量が増加することになる。

車両用に一般的に用いられる鉛バッテリは、正極に二酸化鉛（ＰｂＯ_２）、負極に海綿状鉛（Ｐｂ）、電解液として希硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を用いた二次電池である。鉛バッテリの放電時および充電時の化学反応は以下のとおりである。

［放電時］
正極：ＰｂＯ_２＋４Ｈ^＋＋ＳＯ_４ ^２− ＋２ｅ⁻ → ＰｂＳＯ_４＋２Ｈ_２Ｏ
負極：Ｐｂ＋ＳＯ_４ ^２− → ＰｂＳＯ_４＋２ｅ⁻
［充電時］
正極：ＰｂＳＯ_４＋２Ｈ_２Ｏ → ＰｂＯ_２＋４Ｈ^＋＋ＳＯ_４ ^２−
負極：ＰｂＳＯ_４＋２ｅ⁻ → Ｐｂ＋ＳＯ_４ ^２−

上記のように、鉛バッテリの放電時には正極および負極に硫酸鉛（ＰｂＳＯ_４）が発生する。これを放置すると、バッテリの正極板および負極板に硫酸鉛の結晶が析出するサルフェーション（白色硫酸鉛化）が発生し、バッテリ極板の表面積が減少し、かつバッテリ内部抵抗が増加することでバッテリの絶対容量が著しく低下する。このように、サルフェーションが発生した鉛バッテリは、極板に析出した硫酸鉛が電気を通さないために充放電のサイクルを実施できず、よってバッテリの性能が劣化してしまう。特に、サルフェーションはバッテリが過放電を繰り返すことで発生し易くなる。

そのため、エコラン制御を実施する車両のバッテリは、通常の車両のバッテリよりも過放電を繰り返すことから、よりサルフェーションが発生し易いといった問題点がある。

このようなエコラン制御を実施する車両のバッテリ性能劣化を抑制するために、定期的にバッテリを高電圧、長時間で強制的に充電させるリフレッシュ充電を実行することで、正極および負極板やバッテリ内部に析出した硫酸鉛の結晶を分解除去する技術が特許文献１に開示されている。

また、アイドリングストップ直前の所定期間だけバッテリの充電強化または放電量低減を強制実行することで、エンジン停止中のバッテリ過放電を抑制しサルフェーションの発生を予防する技術が特許文献２に開示されている。

そして、補機のオン／オフ信号とエンジン停止時間率との対応関係からバッテリの充電状態を予測することで、アイドリングストップ中のバッテリの過放電を抑制するバッテリ制御方法についての技術が特許文献３に開示されている。

更に、バッテリ充電電力の積算値が消費電力の積算値を上回っている場合であっても、エンジン停止時間が所定値以上になるとエンジンを始動させてバッテリ充電を実行することで、バッテリの過放電を抑制してサルフェーションの発生を予防することができるバッテリ制御方法についての技術が特許文献４に開示されている。

また、長期間エンジンを始動させなかった車両を始動させるときにバッテリへの充電を優先させることで、バッテリの過放電を抑制することができる技術が特許文献５に開示されている。

そして、バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が所定の下限値に達したときに、アイドリングストップを解除してバッテリ充電を開始させる制御方法についての技術が特許文献６に開示されている。

特開平５−３１６６６６号公報 特開２００３−２６９２１３号公報 特開２００２−１５５７７５号公報 特開２００２−００４９１０号公報 特開２００６−１７７１７３号公報 特開２００４−１６６３５０号公報

ここで、サルフェーションが発生したバッテリの機能を回復させるためには、バッテリに低電流、高電圧で長時間のリフレッシュ充電を行う必要がある。しかしながら、特許文献１のリフレッシュ充電は、強制充電の実行中にアイドリングストップ条件がそろうと強制充電が中断され、アイドリングストップ終了後に再び最初から強制充電を行わなければならないため、強制充電を効率よく行うことが困難であるといった問題点がある。また、特許文献２の技術の場合、アイドリングストップ直前の所定期間のみバッテリの充電強化または放電量低減を強制実行する制御を行うために、アイドリングストップ中のバッテリ過放電によるバッテリ性能劣化を抑制することが困難である、といった問題点がある。そして、特許文献３のエンジン自動制御装置の場合、バッテリ充電状態の予測精度が高くないために、バッテリ充電率が高い場合に不要なアイドリングストップの禁止を指示することで、車両の燃費が悪化することや、バッテリ充電率が低い場合にアイドリングストップの実施を許可することで、バッテリ上がりなどの路上故障を引き起こすことが懸念される。

更に、特許文献４〜６の技術の場合、バッテリへの強制充電を優先するために、アイドリングストップを途中で停止したり制御を禁止したりすることから、車両の燃費改善効果が低下する、といった問題点がある。このように、従来の技術では、アイドリングストップ制御を実施する車両のバッテリ性能を効率よく回復させつつ、車両の燃費を向上させるための最適なエコラン制御を行うことが困難である、といった問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両のアイドリングストップ実施履歴に基づいてバッテリの強制充電の実行とアイドリングストップの実施とを最適に制御することで、車両のバッテリ劣化を効果的に抑制しつつ燃費を向上させることができるエコラン制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、所定の充電条件が成立すると車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にてバッテリを強制充電する強制充電実行手段と、前記強制充電の実行が開始されてからの時間を検出する強制充電実行時間検出手段と、前記アイドリングストップ制御の実施履歴を検出するアイドリングストップ実施履歴検出手段と、前記強制充電の実行中に前記エンジンの停止条件が成立したときに、前記強制充電の実行を継続するか否かを判断する強制充電実行判断手段とを備え、前記強制充電実行判断手段は、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて第１しきい値を設定し、前記強制充電実行時間検出手段の検出結果が第１しきい値よりも小さいときはアイドリングストップの実施を優先させ、前記検出結果が第１しきい値以上であるときは前記強制充電の実行を優先させることを特徴とする。

特に、本発明のエコラン制御装置は、前記強制充電実行判断手段が、前記バッテリの内部抵抗値と、前記バッテリの電圧値と、前記バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）との少なくとも１つに基づいて、前記第１しきい値を補正することを特徴とすることができる。

また、本発明のエコラン制御装置は、前記強制充電実行判断手段が、前記車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつ前記バッテリの強制充電が実行されていないときに、前記強制充電を実行するか否かの判断を、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて判断することを特徴とすることができる。

そして、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、所定の充電条件が成立すると車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にてバッテリを強制充電する強制充電実行手段と、前記アイドリングストップ制御の実施履歴を検出するアイドリングストップ実施履歴検出手段と、前記車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつ前記バッテリの強制充電が実行されていないときに、前記強制充電を実行するか否かを判断する強制充電実行判断手段とを備え、前記強制充電実行判断手段は、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果が第２しきい値よりも小さいときはアイドリングストップの実施を優先させ、前記検出結果が第２しきい値以上であるときは前記強制充電の実行を優先させることを特徴とする。

更に、本発明のエコラン制御装置は、前記強制充電実行判断手段が、前記車両の電装品の駆動状況に応じて前記第２しきい値を変更することを特徴とすることができる。

また、本発明のエコラン制御装置は、前記強制充電実行判断手段が、前記バッテリの内部抵抗値が第３しきい値以上である場合と、前記バッテリの電圧値が第４しきい値よりも小さい場合と、前記バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が第５しきい値よりも小さい場合との少なくとも１つを満たすときは、前記強制充電の実行を優先させることを特徴とすることができる。

そして、本発明のエコラン制御装置は、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段が、前記車両のアイドリングストップ率と、アイドリングストップ積算時間と、バッテリ放電量積算値との少なくとも１つを検出することを特徴とすることができる。

更に、本発明のエコラン制御装置は、前記車両の外部から提供される情報を受信し、当該受信結果に基づいて前記車両が実施するアイドリングストップ時間を予想するアイドリングストップ予想時間算出手段を備え、前記強制充電実行判断手段が、前記アイドリングストップ予想時間算出手段の算出結果が第６しきい値以上であるときは、前記アイドリングストップの実施を優先することを特徴とすることができる。

また、本発明のエコラン制御装置は、前記車両の停止時に前記アイドリングストップ制御を実施するか否かを判定するアイドリングストップ制御判定手段と、前記強制充電の実行が成功したか失敗したかを判定する強制充電成否判定手段とを備え、前記アイドリングストップ制御判定手段が、前記強制充電成否判定手段の判定結果が失敗であるときに、前記車両のアイドリングストップの実施を禁止することを特徴とすることができる。

そして、本発明のエコラン制御装置は、前記強制充電実行判断手段が、前記強制充電が実行されて、かつ前記強制充電成否判定手段の判定結果が成功であるときに、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果をキャンセルすることを特徴とすることができる。

本発明のエコラン制御装置によれば、車両のアイドリングストップ実施履歴に基づいて、バッテリの強制充電の実行と、アイドリングストップの実施とを最適に制御することができるため、エコラン制御装置を搭載する車両のバッテリ性能劣化の抑制と、燃費の向上とを両立することができる。

車両制御システムの概略構成を示した説明図である。 エコランＥＣＵのマイコンのハードウェア構成を示した説明図である。 エコランＥＣＵが指示するリフレッシュ充電の概略を示した説明図である。 実施例１のエコランＥＣＵが行う制御のフローを示している。 制御の優先度を判断するしきい値の一例を示している。 鉛バッテリの経時劣化に基づくしきい値の補正の一例を示している。 実施例１のエコランＥＣＵが行う制御のフローを示している。 実施例２のエコランＥＣＵが行う制御のフローを示している。 バッテリ放電量に基づくアイドリングストップ率の補正の一例を示している。 鉛バッテリサイズに基づく放電量の補正の一例を示している。 車両制御システムの概略構成の一部を示した説明図である。 実施例３のエコランＥＣＵが行う制御のフローを示している。 実施例３のエコランＥＣＵが行う制御のフローを示している。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。

なお、本明細書におけるエコの定義として、エコノミーとエコロジーの両方、又はいずれか一方の意味を持つものとする。エコノミーとは、燃料の消費を抑えて燃料を節約（省燃費）することを意味する。また、エコロジーとは、化石燃料の消費を抑えたり、又は化石燃料の燃焼などによって生じる有害物質や二酸化炭素の発生および排出を抑えたりすることを意味する。

本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明のエコラン制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した説明図である。

図１に示す車両制御システム１は、エコランＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０、エンジンＥＣＵ２１、メータＥＣＵ２２、ボディＥＣＵ２３、ブレーキＥＣＵ２４、電動パワーステアリングＥＣＵ２５、エアコンＥＣＵ２６、オーディオＥＣＵ２７、ライトＥＣＵ２８等の複数のＥＣＵが通信バスに接続されている。これら複数のＥＣＵは、オルタネータ１８および鉛バッテリ３０からの電力を受けて稼動し、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信プロトコルに従って通信を行う。また、上記複数のＥＣＵは、キースイッチ１４、ニュートラルスイッチ１５、スタータリレー１６、およびスタータモータ１７とともに配線１３によって鉛バッテリ３０に接続している。また、鉛バッテリ３０は、バッテリの電圧、放電量を検出する電圧計３１および電流計３２を備えている。

エンジンＥＣＵ２１は、エンジンへの燃料噴射量を電子的に制御するＥＦＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）に接続してエンジン出力を制御し、車両の走行スピードを調整する。また、エンジンＥＣＵ２１は、エンジンの回転数がアイドル回転であった場合には、エコランＥＣＵ１０にエンジン停止許可信号を出力する。そして、エンジンＥＣＵ２１は、エコランＥＣＵ１０からの燃料カット要求に応じて、エンジンへの燃料供給をカットする。更に、エコランＥＣＵ１０から燃料カット解除要求が出力されると、この要求に応じてエンジンに燃料を供給する。

メータＥＣＵ２２は、各種センサ（図示しない）からの検出信号を受け取り、各種演算等を実行することで車速表示、エンジン回転数表示、シフト位置表示、燃料残量表示、水温表示等の表示を行うための出力を発生させる。

ボディＥＣＵ２３は、ドアロック機構やパワーウィンドウ機構等の車両に搭載された機構を制御する。

ブレーキＥＣＵ２４は、ディスクブレーキやドラムブレーキ等のブレーキを作動させて、車両の減速や停止などを電子的に制御する。

電動パワーステアリングＥＣＵ２５は、回転角センサから送られる操作レバーの回転角の量に応じて操舵装置の駆動モータを駆動制御する。

エアコンＥＣＵ２６は、ドライバの要求や車両の走行状態等に基づいてコンプレッサを駆動して車内の空調制御を実施する。

オーディオＥＣＵ２７は、搭乗者の要求や車両の騒音等に基づき、搭乗者が音声を聴き易いようにオーディオ機器の制御を実施する。

ライトＥＣＵ２８は、ドライバの要求や車両の走行状態等に基づいてライトの点灯および消灯や照射強度、角度の制御を実施する。

エコランＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ２１や図示しない他の各種センサ等からエンジン停止条件及びエンジン始動条件を判断するための情報を受け取り、エンジンの運転時にエンジン停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、エンジンの停止時にエンジン始動条件が満たされるとスタータモータ１７を起動させてエンジンを始動させるエコラン制御を実行する。また、エコランＥＣＵ１０は、各種センサからの信号を入力する入力端子を備え、この入力端子からブレーキが作動状態であることを示すブレーキ信号、変速機のシフトポジションを示すシフト信号、車速を示す車速信号、アクセルの開度を示すアクセル開度信号、エンジンの回転数を示すエンジン回転数信号、エンジンの冷却水の温度を示すエンジン水温信号、外気温センサによって測定された外気温等を入力する。

エコランＥＣＵ１０は、エンジンの再始動が必要であると判定すると、エンジンＥＣＵ２１にスタータモータ１７によるエンジンの駆動を要求する。エンジンＥＣＵ２１は、エンジンの回転数に応じて、エコランＥＣＵ１０からのスタータ駆動要求を許可するか否かを判定する。エコランＥＣＵ１０は、エンジンＥＣＵ２１からスタータ駆動を許可する許可信号を受信すると、トランジスタ１２をオンさせる。キースイッチ（以下、キーＳＷと略記する）１４、ニュートラルスイッチ（以下、ニュートラルＳＷと略記する）１５、スタータリレー１６が接続された配線１３には、トランジスタ１２を介してバッテリからの電源ライン１１が接続されている。エコランＥＣＵ１０のマイコン７０によってトランジスタ１２がオンされると、スタータリレー１６のコイルが通電し、スタータリレー１６がオンする。スタータリレー１６がオンするとスタータモータ１７にバッテリからの電力が供給され、スタータモータ１７の作動によりエンジンが始動する。

更に、エコランＥＣＵ１０は、電圧計３１、電流計３２等の各検出手段の検出結果に基づき、鉛バッテリ３０が過放電によって劣化しないようなバッテリ制御、およびエコラン制御中の過放電によるバッテリ性能劣化を回復させるための強制充電（リフレッシュ充電）の制御を実行する。また、エコランＥＣＵ１０は、車両が実施するアイドリングストップの実施履歴を検出し、車両のアイドリングストップ率、アイドリングストップ積算時間、バッテリ放電量積算値などからバッテリ性能の劣化具合を認識することで、エコラン制御とリフレッシュ充電制御とをバランスよく実施することができる。なお、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行させる強制充電実行手段、リフレッシュ充電が開始されてからの時間を検出する強制充電実行時間検出手段、車両のアイドリングストップの実施履歴を検出するアイドリングストップ実施履歴検出手段、およびリフレッシュ充電の実行・停止を判断する強制充電実行判断手段に相当する。

図２に、エコランＥＣＵ１０のマイコン７０のハードウェア構成を示す。マイコン７０は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）７４、入出力部７５等を有している。ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に格納したプログラムを読み込んで、このプログラムに従った演算を行う。すなわち、ＲＯＭ７２に格納されたプログラムをＣＰＵ７１が読み込むことで、鉛バッテリ３０が過放電によって劣化しないようなバッテリ制御、およびエコラン制御を実施する。また、ＲＡＭ７３には、演算結果のデータが書き込まれ、ＮＶＲＡＭ７４は、ＲＡＭ７３に書き込まれていたデータで、車両のアイドリングストップ率、アイドリングストップ積算時間、鉛バッテリ３０の放電量積算値など、イグニッションＯＦＦ時に保存の必要なデータが書き込まれる。

図１に示すオルタネータ１８は、ベルト等によりエンジンの回転と同期することで、機械的運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。オルタネータ１８は三相交流発電機と整流器からなり、三相交流発電機で発電された交流電力が整流器によって直流電力へと変換され、車両の各電装品および鉛バッテリ３０へと供給される。

鉛バッテリ３０は、正極に二酸化鉛（ＰｂＯ_２）、負極に海綿状鉛（Ｐｂ）、電解液として希硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を用いた二次電池であり、それらの化学反応によって充放電サイクルを実施する。鉛バッテリ３０は、オルタネータ１８の発電量が各電装品の電力使用量を超える場合に、超えた分の電力を充電してバッテリ内部に蓄電する。そして、鉛バッテリ３０は、エンジンのアイドリングストップ中か、または車両の各電装品の電力使用量がオルタネータ１８の発電量を超える場合に、各電装品を適切に稼動させるためにバッテリ内部に蓄電した電力を放電する。また、鉛バッテリ３０は、エコランＥＣＵ１０の指示に基づき、バッテリＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が低下した場合に補充電を実行することでバッテリ充電率を回復させることができる。更に、鉛バッテリ３０は、エコランＥＣＵ１０の指示に基づき、バッテリ性能の劣化を抑制するためにリフレッシュ充電を実行することでバッテリ性能を回復させることができる。鉛バッテリ３０としては、例えば１２［Ｖ］システムを適用することができるが、４２［Ｖ］システム等の高電圧仕様を適用することもできる。

ここで、エコランＥＣＵ１０の指示に基づき鉛バッテリ３０が実行するリフレッシュ充電について図面を参照しつつ説明する。図３は、エコランＥＣＵ１０が指示するリフレッシュ充電の概略を示した説明図である。エコランＥＣＵ１０からリフレッシュ充電の実行が指示されると、オルタネータ１８は、車両の通常の走行中に実行するバッテリ充電圧（１２［Ｖ］）よりも高い電圧、例えば１３．８［Ｖ］にて鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電を開始する（図３（Ａ））。リフレッシュ充電の開始から終了までの間、電圧計３１は、鉛バッテリ３０の実電圧を検出し（図３（Ｂ））、電流計３２は、鉛バッテリ３０の実電流を検出する（図３（Ｃ））。そしてこれら電圧計３１および電流計３２の検出結果から、エコランＥＣＵ１０は鉛バッテリ３０の充電率（ＳＯＣ）を算出する。リフレッシュ充電が開始されてから、電流計３２の検出結果が±５［Ａ］以内になった時点で、そこから更に電圧１３．８［Ｖ］、電流±５［Ａ］以内で３０分間、鉛バッテリ３０の充電を継続し、これをもってリフレッシュ充電の１サイクルとする。エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０の性能が充分に回復したと考えられるバッテリ充電率（例えばＳＯＣ＝９４％）に到達するまで上記の処理を実行する。

なお、エコランＥＣＵ１０は、リフレッシュ充電の開始から終了までの間は車両のアイドリングストップを禁止する。エンジンがストップすることでオルタネータ１８の発電が停止すると、鉛バッテリ３０が放電モードに移行してしまうため、電圧１３．８［Ｖ］、電流±５［Ａ］以内による充電を３０分間維持することができないからである。

つづいて、鉛バッテリ３０が実行する補充電について説明する。補充電とは、車両の運転中に所定時間が経過した際に、または鉛バッテリ３０が放電することで充電率が所定の値を下回った際に、バッテリ充電率を回復させるために強制的にバッテリ充電を実行させる制御である。リフレッシュ充電と同様に高電圧（例えば１３．８［Ｖ］）で充電するが、リフレッシュ充電が長時間（たとえば３０分以上）かけて高いバッテリ充電率（例えばＳＯＣ＝９４％以上）まで充電するのに対し、補充電は短時間（例えば５分間）でリフレッシュ充電より低い充電率（例えばＳＯＣ＝９２％以上）まで充電する点でリフレッシュ充電と相違している。鉛バッテリ３０の放電量が大きい場合は、すぐに充電率が低下するために補充電が頻繁に行われることから、補充電の実行回数から鉛バッテリ３０の劣化具合を認識することができる。

電圧計３１および電流計３２は、鉛バッテリ３０の電圧、および放電量を検出し、それら検出結果をエコランＥＣＵ１０へと送信する。そして、エコランＥＣＵ１０は、送信された検出結果からバッテリ電圧値を認識し、更にバッテリ放電量積算値、バッテリＳＯＣおよび内部抵抗値を算出することで、車両のエコラン制御中における鉛バッテリ３０の性能劣化具合を認識することができる。

つづいて、エコランＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図４はエコランＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、強制充電実行手段により鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行し、鉛バッテリ３０の性能を回復させる。また、車両制御システム１は、強制充電実行時間検出手段によりリフレッシュ充電が開始されてからの時間を検出する。そして、車両制御システム１は、アイドリングストップ実施履歴検出手段により車両が実施したアイドリングストップの実施履歴を検出する。更に、車両制御システム１は、強制充電実行判断手段によりアイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて、アイドリングストップ実施と鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電実行との優先度を判断する制御を実行する。

更に、本実施例の車両制御システム１は、リフレッシュ充電の実行が成功したか失敗したかを判定する強制充電成否判定手段により、実行されたリフレッシュ充電が成功と判定されたときに、アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果をキャンセルする制御を実行する。

エコランＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エコランＥＣＵ１０はステップＳ１で、鉛バッテリ３０の状態を検出する。ここで、エコランＥＣＵ１０は、電圧計３１から検出したバッテリ電圧値、電流計３２から検出したバッテリ放電量積算値、電圧計３１および電流計３２の検出結果から算出したバッテリＳＯＣおよび内部抵抗値などを鉛バッテリ３０の状態として検出することができる。エコランＥＣＵ１０はステップＳ１の処理を終えると、つづいてステップＳ２へ進む。

ステップＳ２で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ１で検出したバッテリ状態に基づいて、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電条件が成立したか否かを判断する。ここで、リフレッシュ充電条件が成立した場合とは、鉛バッテリ３０の劣化が懸念されるバッテリ状態であることをいい、例えばバッテリＳＯＣ７５％未満の状態をいう。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電条件が成立した場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ３へ進む。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電条件が成立していない場合（ステップＳ２／ＮＯ）は、エコランＥＣＵ１０はリフレッシュ充電条件が成立するまでステップＳ２の処理を繰り返す。

ステップＳ３で、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０に対してリフレッシュ充電の実行を指示し、そして鉛バッテリ３０は、エコランＥＣＵ１０の指示に基づきリフレッシュ充電を実行する。なお、エコランＥＣＵ１０が鉛バッテリ３０に対して指示するリフレッシュ充電の制御は上述したために、その詳細な説明は省略する。エコランＥＣＵ１０はステップＳ３の処理を終えると、つづいてステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップ実施履歴を検出する。ここで、エコランＥＣＵ１０は、車両のイグニッションスイッチがＯＮされている時間のうちアイドリングストップが実施された時間の比率を求めたアイドリングストップ率と、車両のアイドリングストップが実施された時間を積算したアイドリングストップ積算時間と、鉛バッテリ３０が放電した電流を積算したバッテリ放電量積算値との少なくとも１つをアイドリングストップ実施履歴として検出することができる。エコランＥＣＵ１０はステップＳ４の処理を終えると、つづいてステップＳ５へ進む。

ステップＳ５で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ４の検出結果に基づいてリフレッシュ充電の実行時間の第１しきい値を設定する。ここで、第１しきい値は、リフレッシュ充電の実行開始からの経過時間であって、リフレッシュ充電の実行中にアイドリングストップ条件が成立した場合に、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを判断するためのしきい値であり、例えば０から３０分の間で設定することができる。図５は、制御の優先度を判断するしきい値の一例を示している。アイドリングストップ率が０の場合、エコランＥＣＵ１０は車両のアイドリングストップ実施を優先させるために、リフレッシュ充電の実行時間が３０分以上であるときにリフレッシュ充電の実行を継続させる。また、リフレッシュ充電の実行時間が３０分未満のときはリフレッシュ充電を中断してアイドリングストップを実施する制御を行う。逆に、アイドリングストップ率が１００％の場合は、エコランＥＣＵ１０は鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電実行を優先させるために、リフレッシュ充電が開始された直後であってもアイドリングストップを実施せずにリフレッシュ充電の実行を継続させる制御を行う。このように、車両のアイドリングストップ実施履歴に基づいてリフレッシュ充電実行時間の第１しきい値を設定することで、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを適確に判断することができる。エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると次のステップＳ６へ進む。

ステップＳ６で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ１の検出結果に基づいてステップＳ５で求めた第１しきい値を補正する。鉛バッテリ３０は、例えば長期間使用したり、多数のリフレッシュ充電が実行されたりすることで、バッテリ性能が徐々に経時劣化する。そのため、第１しきい値をより低い値に補正して、バッテリ経時劣化が進行した鉛バッテリ３０に対してリフレッシュ充電を実行する頻度を高くすることができる。このように、ステップＳ５の処理を行うことにより、バッテリの経時劣化を考慮してリフレッシュ充電とアイドリングストップとの優先度を決定できる第１しきい値を設定することができる。この場合、例えば電圧計３１および電流計３２より検出されるバッテリ電圧、放電量から算出されたバッテリ内部抵抗、およびバッテリＳＯＣによって鉛バッテリ３０の経時劣化を確認し、その劣化具合によって第１しきい値に補正係数を乗ずることができる（図６参照）。エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると次のステップＳ７へ進む。

ステップＳ７で、エコランＥＣＵ１０は、リフレッシュ充電の実行中に車両のアイドリングストップ条件が成立したか否かを判断する。車両のアイドリングストップ条件が成立していない場合（ステップＳ７／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。車両のアイドリングストップ条件が成立した場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ８へ進む。

ステップＳ８で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ３で開始した鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行時間が補正後の第１しきい値未満であるか否かを判断する。リフレッシュ充電の実行時間が補正後の第１しきい値未満でない場合（ステップＳ８／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０はリフレッシュ充電実行の優先度が高いと判断し、リフレッシュ充電を継続させて、必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して制御の処理を終了する。リフレッシュ充電の実行時間が補正後の第１しきい値未満である場合（ステップＳ８／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０はアイドリングストップ実施の優先度が高いと判断し、次のステップＳ９へ進む。

ステップＳ９で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ３で鉛バッテリ３０に対して指示したリフレッシュ充電の実行をキャンセルし、リフレッシュ充電を中断させる。エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ９の処理を終えると次のステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップの実施を許可し、アイドリングストップを実施させる。ステップＳ１０の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

次に、リフレッシュ充電の実行が成功したときにアイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果をキャンセルするフローを説明する。図７はエコランＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。エコランＥＣＵ１０の制御は、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が実行されると開始する。

まず、エコランＥＣＵ１０はステップＳ１１で、ステップＳ３で実行された鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が成功したか否かを判断する。ここで、リフレッシュ充電が成功しなかった場合とは、リフレッシュ充電の実行を開始してから所定時間（１時間）内にバッテリ電流値が±５［Ａ］の状態にならないことを言う。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が成功した場合（ステップＳ１１／ＹＥＳ）、エコランＥＣＵ１０はステップＳ１３へ進む。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が成功しなかった場合（ステップＳ１１／ＮＯ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２で、エコランＥＣＵ１０は、ふたたび鉛バッテリ３０に対してリフレッシュ充電の実行を指示する。ステップＳ１２の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０はステップＳ１１に戻り、リフレッシュ充電の実行が成功するまで上記の処理を繰り返す。

ステップＳ１３で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ４で検出したアイドリングストップ実施履歴を初期化する。この処理を実行することにより、鉛バッテリ３０がリフレッシュ充電を実行した直後から新たにアイドリングストップ実施履歴を検出することができ、バッテリ性能の回復後からの鉛バッテリ３０の劣化具合をより正確に認識することができる。ステップＳ１３の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例１の車両制御システム１は、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行中に、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電実行時間および車両のアイドリングストップ実施履歴に基づいて、リフレッシュ充電の実行とアイドリングストップの実施との優先度を判断し、その時点においてより優先度の高い方の処理を実行することができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ劣化を効果的に抑制しつつ燃費を向上させることができる。

また、本実施例１の車両制御システム１は、鉛バッテリ３０の状態に基づいて、リフレッシュ充電とアイドリングストップとの優先度を決定する第１しきい値を補正することができる。よって、バッテリの経時劣化を考慮してリフレッシュ充電の優先度を決定できるために、バッテリ経時劣化が進行した鉛バッテリ３０に対してリフレッシュ充電を実行する頻度を高くすることができる。

そして、本実施例１の車両制御システム１は、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行が成功したときに、これまでに検出したアイドリングストップ実施履歴の検出結果を初期化することができる。よって、鉛バッテリ３０がリフレッシュ充電を実行した直後から新たにアイドリングストップ実施履歴を検出することができ、バッテリ性能の回復後からの鉛バッテリ３０の劣化具合をより正確に認識することができる。

更に、本実施例１のエコランＥＣＵ１０は、アイドリングストップ実施履歴検出手段により、車両のアイドリングストップ率と、アイドリングストップ積算時間と、バッテリ放電量積算値との少なくとも１つを検出することができる。これにより、車両のアイドリングストップ実施履歴、および鉛バッテリ３０の劣化具合を認識することができ、その時点におけるアイドリングストップ実施とリフレッシュ充電実行との優先度を判断し、より優先度の高い方の処理を指示することができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例の車両制御システム２は、実施例１の車両制御システム１とほぼ同様の構成となっているが、車両制御システム２は、車両のアイドリングストップ実施中にバッテリのリフレッシュ充電条件が成立したときに、アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいてアイドリングストップ実施とリフレッシュ充電実行との優先度を判断する制御を実行する点で車両制御システム１と相違している。

本実施例の車両制御システム２は、実施例１と同様に車両内部にエコランＥＣＵ１０を備えている。このエコランＥＣＵ１０が、車両のアイドリングストップ実施中に鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電条件が成立したときに、アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいてアイドリングストップ実施とリフレッシュ充電実行との優先度を判断する。車両制御システム２は、強制充電実行手段により鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行し、鉛バッテリ３０の性能を回復させる。また、車両制御システム２は、アイドリングストップ実施履歴検出手段により車両が実施したアイドリングストップの実施履歴を検出する。そして、車両制御システム２は、強制充電実行判断手段によりアイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて、アイドリングストップ実施と鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電実行との優先度を判断する制御を実行する。

つづいて、エコランＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム２の動作を説明する。図８は、エコランＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、実施例１と同様の処理については、その詳細な説明は省略する。実施例１と同様に、エコランＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。

まず、エコランＥＣＵ１０はステップＳ１４で、鉛バッテリ３０の状態を検出する。ここで、エコランＥＣＵ１０は、電圧計３１から検出したバッテリ電圧値、電流計３２から検出したバッテリ放電量積算値、電圧計３１および電流計３２の検出結果から算出したバッテリＳＯＣおよび内部抵抗値などを鉛バッテリ３０の状態として検出することができる。エコランＥＣＵ１０はステップＳ１４の処理を終えると、つづいてステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップ条件が成立したか否かを判断する。ここで、アイドリングストップ条件が成立した場合とは、運転者がブレーキを踏み車両が停止状態となること等をいう。車両のアイドリングストップ条件が成立した場合（ステップＳ１５／ＹＥＳ）、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ１６へ進む。車両のアイドリングストップ条件が成立していない場合（ステップＳ１５／ＮＯ）は、エコランＥＣＵ１０はアイドリングストップ条件が成立するまでステップＳ１５の処理を繰り返す。

ステップＳ１６で、エコランＥＣＵ１０は、車両のエンジンを自動停止させてアイドリングストップを実施する。エコランＥＣＵ１０はステップＳ１６の処理を終えると、つづいてステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップ実施履歴を検出する。ここで、エコランＥＣＵ１０は、車両のイグニッションスイッチがＯＮされている時間のうちアイドリングストップが実施された時間の比率を求めたアイドリングストップ率をアイドリングストップ実施履歴として検出する。また、実施例１と同様に、車両のアイドリングストップが実施された時間を積算したアイドリングストップ積算時間と、鉛バッテリ３０が放電した電流を積算したバッテリ放電量積算値との少なくとも１つを検出し、アイドリングストップ実施履歴とすることもできる。

ここで、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップ実施中に検出されたバッテリ放電量積算値をアイドリングストップ率に変換し、ステップＳ１７で検出されたアイドリングストップ率に加算してゆくことで、車両のアイドリングストップ率を求めることもできる（図９参照）。また、エコランＥＣＵ１０は、検出されたバッテリ放電量積算値に鉛バッテリ３０のサイズに応じて所定の補正係数を乗することで、バッテリ放電量積算値を補正することもできる（図１０参照）。エコランＥＣＵ１０はステップＳ１７の処理を終えると、つづいてステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ１４の検出結果に基づいてアイドリングストップ率の第２しきい値を補正する。このように、ステップＳ１８の処理を行うことにより、バッテリの経時劣化を考慮してリフレッシュ充電とアイドリングストップとの優先度を決定できる第２しきい値を設定することができる。ここで、第２しきい値は、車両のアイドリングストップの実施中に鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行条件が成立した場合に、鉛バッテリ３０の状態およびアイドリングストップ実施履歴から、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを判断するためのしきい値である。例えば、検出されたアイドリングストップ実施履歴がアイドリングストップ率の場合は２５［％］から２７［％］の間で設定することができ、アイドリングストップ積算時間の場合は３［時間］から６［時間］の間で設定することができ、バッテリ放電量積算値の場合は２７０００［Ａ・ｓｅｃ］から５４０００［Ａ・ｓｅｃ］の間で設定することができる。

ステップＳ１８の処理を行う場合、例えば電圧計３１および電流計３２より検出されるバッテリ電圧、放電量から算出されたバッテリ内部抵抗、およびバッテリＳＯＣによって鉛バッテリ３０の経時劣化を確認し、その劣化具合によって第２しきい値に補正係数を乗することができる（図５参照）。エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ１８の処理を終えると次のステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１９で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップ実施中に鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行条件が成立したか否かを判断する。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行条件が成立していない場合（ステップＳ１９／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行条件が成立した場合（ステップＳ１９／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ１７で検出した車両のアイドリングストップ率が補正後の第２しきい値以上であるか否かを判断する。アイドリングストップ率が補正後の第２しきい値以上でない場合（ステップＳ２０／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０は車両のアイドリングストップ実施の優先度が高いと判断し、アイドリングストップを継続させて、必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して制御の処理を終了する。アイドリングストップ率が補正後の第２しきい値以上である場合（ステップＳ２０／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電実行の優先度が高いと判断し、次のステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ１６で車両に対して実施したアイドリングストップを中断させる。エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ２１の処理を終えると次のステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２で、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０に対してリフレッシュ充電の実行を指示し、そして鉛バッテリ３０は、エコランＥＣＵ１０の指示に基づきリフレッシュ充電を実行する。なお、エコランＥＣＵ１０が鉛バッテリ３０に対して指示するリフレッシュ充電の制御は上述したために、その詳細な説明は省略する。ステップＳ２２の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例２の車両制御システム２は、車両のアイドリングストップの実施中に、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電実行時間および車両のアイドリングストップ実施履歴に基づいて、リフレッシュ充電の実行とアイドリングストップの実施との優先度を判断することで、その時点においてより優先度の高い方の処理を実行することができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ劣化を効果的に抑制しつつ燃費を向上させることができる。

また、本実施例２の車両制御システム２は、鉛バッテリ３０の状態に基づいて、リフレッシュ充電とアイドリングストップとの優先度を決定する第２しきい値を補正することができる。よって、バッテリの経時劣化を考慮してリフレッシュ充電の優先度を決定できるために、バッテリ経時劣化が進行した鉛バッテリ３０に対してリフレッシュ充電を実行する頻度を高くすることができる。

更に、本実施例２のエコランＥＣＵ１０は、アイドリングストップ実施履歴検出手段により、車両のアイドリングストップ率を検出することができる。これにより、車両のアイドリングストップ率を認識し、その時点におけるアイドリングストップ実施とリフレッシュ充電実行との優先度を判断し、より優先度の高い方の処理を指示することができる。また、実施例１と同様に、エコランＥＣＵ１０は、アイドリングストップ実施履歴検出手段によりアイドリングストップ積算時間と、バッテリ放電量積算値との少なくとも１つを検出することもできる。

なお、本実施例２の車両制御システム２は、実施例１と同様に、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行が成功したときに、これまでに検出したアイドリングストップ実施履歴の検出結果を初期化することもできる。よって、鉛バッテリ３０がリフレッシュ充電を実行した直後から新たにアイドリングストップ実施履歴を検出することができ、バッテリ性能の回復後からの鉛バッテリ３０の劣化具合をより正確に認識することができる。

続いて、本発明の実施例３について説明する。本実施例の車両制御システム３は、実施例１の車両制御システム１とほぼ同様の構成となっているが、車両制御システム３は、車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつ鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電が実行されていないときに、アイドリングストップ実施履歴に基づいて、リフレッシュ充電実行とアイドリングストップ実施との優先度を判断し、その時点でより優先度の高い方の処理を実行させる処理を行う点で車両制御システム１と相違している。

本発明の実施例３について図面を参照しつつ説明する。図１１は、本発明のエコラン制御装置を組み込んだ車両制御システム３の概略構成の一部を示した説明図である。本実施例の車両制御システム３は、実施例１と同様に車両内部にエコランＥＣＵ１０を備えている。このエコランＥＣＵ１０が、車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつバッテリの強制充電が実行されていないときに、アイドリングストップ実施履歴に基づいて、リフレッシュ充電実行とアイドリングストップ実施との優先度を判断し、その時点でより優先度の高い方の処理を実行させる。また、車両制御システム３は、充電制御装置４０を備えている。この充電制御装置４０が、エコランＥＣＵ１０の指示によって鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電の実行を制御する。車両制御システム３は、強制充電実行手段により鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行し、鉛バッテリ３０の性能を回復させる。そして、車両制御システム３は、アイドリングストップ実施履歴検出手段により車両が実施したアイドリングストップの実施履歴を検出する。更に、車両制御システム３は、強制充電実行判断手段によりアイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて、アイドリングストップ実施と鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電実行との優先度を判断する制御を実行する。

また、本実施例の車両制御システム３は、車両内部にトランシーバ４１を備えている。このトランシーバ４１が外部インフラからの情報を受信することで、エコランＥＣＵ１０は車両のエコラン予想時間を求めることができる。

更に、本実施例の車両制御システム３は、車両内部に表示媒体４２を備えている。そして、エコランＥＣＵ１０はアイドリングストップ制御判定手段、強制充電成否判定手段を備えている。これによって、実行されたリフレッシュ充電が強制充電成否判定手段によって失敗であると判定された場合に、アイドリングストップ制御判定手段により車両のアイドリングストップを禁止しつつ、表示媒体４２にバッテリ異常の警告を表示することで運転者に鉛バッテリ３０の異常を報知することができる。

つづいて、エコランＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム３の動作を説明する。図１２は、エコランＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、実施例１と同様の処理については、その詳細な説明は省略する。実施例１と同様に、エコランＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。

まず、エコランＥＣＵ１０はステップＳ２３で、トランシーバ４１が受信した信号や踏切などの外部インフラからの情報を受け取ることで、車両がどのくらい停車するかを算出してエコラン予想時間を求める。エコランＥＣＵ１０はステップＳ２３の処理を終えると、つづいてステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４で、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０の状態および車両のアイドリングストップ実施履歴を検出する。ここで、エコランＥＣＵ１０は、実施例１と同様に、電圧計３１から検出したバッテリ電圧値、電流計３２から検出したバッテリ放電量積算値、電圧計３１および電流計３２の検出結果から算出したバッテリＳＯＣおよび内部抵抗値などを鉛バッテリ３０の状態として検出することができる。また、エコランＥＣＵ１０は、車両のイグニッションスイッチがＯＮされている時間のうちアイドリングストップが実施された時間の比率を求めたアイドリングストップ率をアイドリングストップ実施履歴として検出する。更に、実施例１と同様に、車両のアイドリングストップが実施された時間を積算したアイドリングストップ積算時間と、鉛バッテリ３０が放電した電流を積算したバッテリ放電量積算値との少なくとも１つを検出し、アイドリングストップ実施履歴とすることもできる。

ここで、アイドリングストップ実施履歴の検出においてバッテリ放電量積算値が検出された場合、エコランＥＣＵ１０は、検出されたバッテリ放電量積算値をアイドリングストップ率に変換することもできる（図９参照）。また、エコランＥＣＵ１０は、検出されたバッテリ放電量積算値に鉛バッテリ３０のサイズに応じて所定の補正係数を乗することで、バッテリ放電量積算値を補正することもできる（図１０参照）。エコランＥＣＵ１０はステップＳ２４の処理を終えると、次のステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５で、エコランＥＣＵ１０は、車両の各電装品の駆動状況に基づいて、各しきい値を補正する。ここで、各しきい値とは、鉛バッテリ３０の内部抵抗値の第３しきい値と、バッテリ電圧値の第４しきい値と、バッテリＳＯＣの第５しきい値と、車両のエコラン予想時間の第６しきい値と、アイドリングストップ実施履歴の第２しきい値および第７しきい値とを言う。ステップＳ２５の処理を実行することにより、電装品への鉛バッテリ３０の放電量を考慮して、リフレッシュ充電とアイドリングストップとの優先度を判断することができる。

上記の第３しきい値、第４しきい値、第５しきい値は、それぞれ鉛バッテリ３０の劣化が懸念される内部抵抗値、バッテリ電圧値、バッテリＳＯＣを適用することができる。また、車両のエコラン予想時間の第６しきい値は、アイドリングストップ実施中の鉛バッテリ３０の放電量が過放電とならないアイドリングストップ時間に設定することができ、例えば３［ｍｉｎ］に設定することができる。

アイドリングストップ実施履歴の第２しきい値は、実施例２と同様に、鉛バッテリ３０の状態およびアイドリングストップ実施履歴から、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを判断するためのしきい値である。例えば、検出されたアイドリングストップ実施履歴がアイドリングストップ率の場合は２７［％］前後に設定することができ、アイドリングストップ積算時間の場合は６［時間］前後に設定することができ、バッテリ放電量積算値の場合は５４０００［Ａ・ｓｅｃ］前後に設定することができる。また、アイドリングストップ実施履歴の第７しきい値は、第２しきい値と同様に、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを判断するためのしきい値であって第２しきい値より小さい値である。例えば、検出されたアイドリングストップ実施履歴がアイドリングストップ率の場合は２５［％］前後に設定することができ、アイドリングストップ積算時間の場合は３［時間］前後に設定することができ、バッテリ放電量積算値の場合は２７０００［Ａ・ｓｅｃ］前後に設定することができる。車両のアイドリングストップ率、アイドリングストップ積算時間、バッテリ放電量積算値は、それぞれ時間毎に変化するものであるから、上記のようにしきい値を大小２つ設けることによって、これらの変化に影響を受けずにリフレッシュ充電とアイドリングストップとの優先度を判断することができる。エコランＥＣＵ１０はステップＳ２５の処理を終えると、つづいてステップＳ２６へ進む。

ステップＳ２６で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ２４で検出されたバッテリ状態に基づいて、鉛バッテリ３０が劣化傾向にあるか否かを判断する。ここで、鉛バッテリ３０が劣化傾向にある場合とは、鉛バッテリ３０の内部抵抗値が補正後の第３しきい値以上にある場合と、バッテリ電圧値が補正後の第４しきい値未満にある場合と、バッテリＳＯＣが補正後の第５しきい値未満にある場合とをいう。鉛バッテリ３０が劣化傾向にない場合（ステップＳ２６／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０はステップＳ２９へ進む。鉛バッテリ３０が劣化傾向にある場合（ステップＳ２６／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ２７へ進む。

ステップＳ２７で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップの実施を禁止する。続いて、エコランＥＣＵ１０はステップＳ２８で、充電制御装置４０へリフレッシュ充電の実行を指示し、鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行させる。なお、エコランＥＣＵ１０が充電制御装置４０に対して指示するリフレッシュ充電の制御は、実施例１の車両制御システム１と同一であるため、その詳細な説明は省略する。ステップＳ２８の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

ステップＳ２６の判断がＮＯであると、エコランＥＣＵ１０はステップＳ２９へ進む。ステップＳ２９で、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行が失敗したか否かを判断する。ここで、リフレッシュ充電の実行が失敗するとは、リフレッシュ充電の実行を開始してから所定時間（例えば１時間）内にバッテリ電流値が±５［Ａ］の状態にならないことを言う。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行が失敗した場合（ステップＳ２９／ＹＥＳ）、エコランＥＣＵ１０はステップＳ２７に戻り、車両のアイドリングストップの実施を禁止して鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行する。進む。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の実行が失敗していない場合（ステップＳ２９／ＮＯ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ２３で求めたエコラン予想時間が補正後の第６しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第６しきい値については上述したためその詳細な説明は省略する。エコラン予想時間が補正後の第６しきい値以上でない場合（ステップＳ３０／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０はステップＳ３２へ進む。エコラン予想時間が補正後の第６しきい値以上である場合（ステップＳ３０／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ３１へ進む。

ステップＳ３１で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップの実施を優先させる制御を実行し、アイドリングストップ条件が成立した際にエンジンを自動停止させてアイドリングストップを実施する。ステップＳ３１の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

ステップＳ３０の判断がＮＯであると、エコランＥＣＵ１０はステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ２４で検出したアイドリングストップ率が補正後の第７しきい値未満であるか否かを判断する。ここで、第７しきい値とは、鉛バッテリ３０の状態およびアイドリングストップ実施履歴から、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを判断するためのしきい値であり、例えば、アイドリングストップ率の場合は２５［％］前後に設定することができる。アイドリングストップ率が補正後の第７しきい値未満である場合（ステップＳ３２／ＹＥＳ）、エコランＥＣＵ１０はアイドリングストップ実施の優先度が高いと判断し、ステップＳ３１へ戻り上記の処理を実行する。アイドリングストップ率が補正後の第７しきい値未満でない場合（ステップＳ３２／ＮＯ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ３３へ進む。

ステップＳ３３で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ２４で検出したアイドリングストップ率が補正後の第２しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第２しきい値とは、鉛バッテリ３０の状態およびアイドリングストップ実施履歴から、その時点における鉛バッテリ３０の性能回復と車両の燃費向上とのどちらの優先度が高いかを判断するためのしきい値であって第７しきい値よりも大きい値であり、例えば、アイドリングストップ率の場合は２７［％］前後に設定することができる。アイドリングストップ率が補正後の第２しきい値以上でない場合（ステップＳ３３／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０はアイドリングストップ実施とリフレッシュ充電実行との優先度に差がないと判断し、どちらの制御も優先させずに必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。アイドリングストップ率が補正後の第２しきい値以上である場合（ステップＳ３３／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０はリフレッシュ充電実行の優先度が高いと判断し、次のステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４で、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電の実行を優先させる制御を実行し、リフレッシュ充電条件が成立した際に充電制御装置４０へリフレッシュ充電の実行を指示し、鉛バッテリ３０にリフレッシュ充電を実行させる。なお、エコランＥＣＵ１０が鉛バッテリ３０に対して指示するリフレッシュ充電の制御は上述したために、その詳細な説明は省略する。ステップＳ３４の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

次に、リフレッシュ充電の実行が失敗したときにアイドリングストップを禁止して運転者にバッテリ異常を報知するフローを説明する。図１３はエコランＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。エコランＥＣＵ１０の制御は、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が実行されると開始する。

まず、エコランＥＣＵ１０はステップＳ３５で、ステップＳ３０またはステップＳ３４で実行された鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が成功したか否かを判断する。ここで、リフレッシュ充電が成功しなかった場合とは、リフレッシュ充電の実行を開始してから所定時間（１時間）内にバッテリ電流値が±５［Ａ］の状態にならないことを言う。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が成功しなかった場合（ステップＳ３５／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０はステップＳ３７へ進む。鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電が成功した場合（ステップＳ３５／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は次のステップＳ３６へ進む。

ステップＳ３６で、エコランＥＣＵ１０は、ステップＳ２４で検出したアイドリングストップ実施履歴を初期化する。この処理を実行することにより、鉛バッテリ３０がリフレッシュ充電を実行した直後から新たにアイドリングストップ実施履歴を検出することができ、バッテリ性能の回復後からの鉛バッテリ３０の劣化具合をより正確に認識することができる。ステップＳ２４の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

ステップＳ３５の判断がＮＯである場合、エコランＥＣＵ１０はステップＳ３７へ進む。ステップＳ３７で、エコランＥＣＵ１０は、鉛バッテリ３０のリフレッシュ充電の失敗数が所定数以上であるか否かを判断する。ここで、所定数は、鉛バッテリ３０に異常が発生し、リフレッシュ充電が実行できない状態と判断できる失敗数を適用することができる。リフレッシュ充電の失敗数が所定数以上でない場合（ステップＳ３７／ＮＯ）、エコランＥＣＵ１０は鉛バッテリ３０に異常が発生していないと判断し、必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して制御の処理を終了する。リフレッシュ充電の失敗数が所定数以上である場合（ステップＳ３７／ＹＥＳ）は、エコランＥＣＵ１０は鉛バッテリ３０に異常が発生していると判断し、次のステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３８で、エコランＥＣＵ１０は、車両のアイドリングストップの実施を禁止する。続いて、エコランＥＣＵ１０はステップＳ３９で、表示媒体４２に警告表示し、運転者等へ鉛バッテリ３０の異常を報知する。なお、表示媒体４２への警告表示は、正常なバッテリと交換されるまで継続させることができる。ステップＳ３９の処理を終えると、エコランＥＣＵ１０は必要な情報をＮＶＲＡＭ７４に保存して、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例３の車両制御システム３は、車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつ鉛バッテリ３０へのリフレッシュ充電が実行されていないときに、アイドリングストップ実施履歴に基づいて、リフレッシュ充電実行とアイドリングストップ実施との優先度を判断し、その時点でより優先度の高い方の処理を実行することができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ劣化を効果的に抑制しつつ燃費を向上させることができる。

また、本実施例３の車両制御システム３は、トランシーバ４１が外部インフラからの情報を受信することで、車両のエコラン予想時間を求めることができる。よって、車両のエコラン予想時間が、鉛バッテリ３０が過放電とならない時間である場合に、アイドリングストップの実施を優先することで車両の燃費を向上させることができる。

更に、本実施例の車両制御システム３は、リフレッシュ充電の失敗が所定数以上となったときに、車両のアイドリングストップを禁止しつつ、表示媒体４２にバッテリ異常の警告を表示することができる。よって、バッテリ異常時におけるアイドリングストップの実施を回避しつつ、運転者等に鉛バッテリ３０の異常を報知しバッテリ交換を促すことができる。

上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 車両制御システム
１０ エコランＥＣＵ（バッテリ制御手段）
１１ 電源ライン
１２ トランジスタ
１３ 配線
１４ キーＳＷ
１５ ニュートラルＳＷ
１６ スタータリレー
１７ スタータモータ
１８ オルタネータ
２１ エンジンＥＣＵ
３０ 鉛バッテリ
３１ 電圧計
３２ 電流計
７１ ＣＰＵ
７２ ＲＯＭ
７３ ＲＡＭ
７４ ＮＶＲＡＭ

Claims (10)

1. 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
   所定の充電条件が成立すると車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にてバッテリを強制充電する強制充電実行手段と、
   前記強制充電の実行が開始されてからの時間を検出する強制充電実行時間検出手段と、
   前記アイドリングストップ制御の実施履歴を検出するアイドリングストップ実施履歴検出手段と、
   前記強制充電の実行中に前記エンジンの停止条件が成立したときに、前記強制充電の実行を継続するか否かを判断する強制充電実行判断手段とを備え、
   前記強制充電実行判断手段は、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて第１しきい値を設定し、前記強制充電実行時間検出手段の検出結果が第１しきい値よりも小さいときはアイドリングストップの実施を優先させ、前記検出結果が第１しきい値以上であるときは前記強制充電の実行を優先させることを特徴とするエコラン制御装置。
2. 前記強制充電実行判断手段は、前記バッテリの内部抵抗値と、前記バッテリの電圧値と、前記バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）との少なくとも１つに基づいて、前記第１しきい値を補正することを特徴とする請求項１記載のエコラン制御装置。
3. 前記強制充電実行判断手段は、前記車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつ前記バッテリの強制充電が実行されていないときに、前記強制充電を実行するか否かの判断を、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果に基づいて判断することを特徴とする請求項１または２記載のエコラン制御装置。
4. 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
   所定の充電条件が成立すると車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にてバッテリを強制充電する強制充電実行手段と、
   前記アイドリングストップ制御の実施履歴を検出するアイドリングストップ実施履歴検出手段と、
   前記車両がアイドリングストップを実施していない場合で、かつ前記バッテリの強制充電が実行されていないときに、前記強制充電を実行するか否かを判断する強制充電実行判断手段とを備え、
   前記強制充電実行判断手段は、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果が第２しきい値よりも小さいときはアイドリングストップの実施を優先させ、前記検出結果が第２しきい値以上であるときは前記強制充電の実行を優先させることを特徴とするエコラン制御装置。
5. 前記強制充電実行判断手段は、前記車両の電装品の駆動状況に応じて前記第２しきい値を変更することを特徴とする請求項４記載のエコラン制御装置。
6. 前記強制充電実行判断手段は、前記バッテリの内部抵抗値が第３しきい値以上である場合と、前記バッテリの電圧値が第４しきい値よりも小さい場合と、前記バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が第５しきい値よりも小さい場合との少なくとも１つを満たすときは、前記強制充電の実行を優先させることを特徴とする請求項４または５記載のエコラン制御装置。
7. 前記アイドリングストップ実施履歴検出手段は、前記車両のアイドリングストップ率と、アイドリングストップ積算時間と、バッテリ放電量積算値との少なくとも１つを検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のエコラン制御装置。
8. 前記車両の外部から提供される情報を受信し、当該受信結果に基づいて前記車両が実施するアイドリングストップ時間を予想するアイドリングストップ予想時間算出手段を備え、
   前記強制充電実行判断手段は、前記アイドリングストップ予想時間算出手段の算出結果が第６しきい値以上であるときは、前記アイドリングストップの実施を優先することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項記載のエコラン制御装置。
9. 前記車両の停止時に前記アイドリングストップ制御を実施するか否かを判定するアイドリングストップ制御判定手段と、
   前記強制充電の実行が成功したか失敗したかを判定する強制充電成否判定手段とを備え、
   前記アイドリングストップ制御判定手段は、前記強制充電成否判定手段の判定結果が失敗であるときに、前記車両のアイドリングストップの実施を禁止することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のエコラン制御装置。
10. 前記強制充電実行判断手段は、前記強制充電が実行されて、かつ前記強制充電成否判定手段の判定結果が成功であるときに、前記アイドリングストップ実施履歴検出手段の検出結果をキャンセルすることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のエコラン制御装置。
    
    

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