JP4415851B2 - アイドルストップ車両 - Google Patents

Description

本発明は、アイドルストップ車両においてアイドルストップ状態へ移行するときの電装品への供給電圧制御に関するものである。

車両停止時にエンジンを停止させ、発進時にエンジンを再始動させることで燃料消費量を抑制するアイドルストップ車両が特許文献１に記載されている。
特開２００１−１７３４８１公報

上記アイドルストップ車両では電装品に対してエンジン停止前はオルタネータの発電電力が供給され、停止後はバッテリに蓄電されている電力が供給される。

しかし、オルタネータの発電電力とバッテリの放電電力との間には電圧差があり、アイドルストップが実行されエンジンが停止されると電装品などに供給される電力の電圧が急激に変化してライトや照明などにちらつきが発生したりオーディオ機器でポップ音が発生したりする。

本発明は、アイドルストップ車両においてアイドルストップ状態への移行時に電圧差に起因する電装品のちらつきやオーディオ機器のポップ音の発生を抑制することを目的としている。

本発明は、発電機の発電電圧を所定時間かけて低下させ、発電機の発電電圧がバッテリの放電電圧まで低下した状態であって、かつ所定のアイドルストップ許可条件が成立したときエンジンを停止させる。

本発明によれば、アイドルストップ状態へ移行する前に電装品への供給電圧をバッテリの放電電圧まで低下させておくことができるので、アイドルストップが実行されたときに電装品への供給電圧が急激に減少することを防止できる。よって、ライトや照明などのちらつき及びオーディオなどにおけるポップ音の発生を抑制することができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態におけるアイドルストップ車両を示すシステム構成図である。

エンジン１は変速機２を介して駆動軸３へ伝達する駆動力を発生させるとともに、車両５０に搭載される電装品４の所要電力を発電するための駆動力を発生させる。モータジェネレータ５はエンジン１とそれぞれのプーリ６にベルト７を掛け回すことで接続される。モータジェネレータ（ＭＧ）（発電機）５はエンジン１の駆動力によって回転して発電するとともに、エンジン始動時にエンジン１に駆動力を伝達してクランキングを行う。バッテリ８はＭＧ５の発電電力を蓄電するとともに電装品４へ電力を供給する。なお、電装品４は光や音を発するものであり、例えばライト、メータ、イルミネーション、オーディオ及びナビゲーションシステムなどである。

車速センサ９は車両５０の速度を検出してコントローラ１０へ送信する。インヒビタスイッチ１１は運転者によって選択されたシフトポジションによって決定される変速機２のモードを検出してコントローラ１０に送信する。アクセルペダル操作量１２センサは運転者によるアクセルペダルの操作量を検出してコントローラ１０へ送信する。ブレーキ踏力センサ１３は運転者によるブレーキペダルの踏力を検出してコントローラ１０へ送信する。エンジン回転速度センサ１４はエンジン１の回転速度を検出してコントローラ１０へ送信する。コントローラ１０は車速、変速機モード、アクセルペダル操作量、ブレーキ踏力、エンジン回転速度及びバッテリ８の蓄電状態（ＳＯＣ）に基づいてＭＧ５の発電電圧及びエンジン１の運転を制御する。

次にコントローラ１０で行う制御について図２を参照しながら説明する。図２は本実施形態におけるアイドルストップ車両の制御を示したフローチャートである。本制御は、車両５０がアイドルストップ状態へと移行するときにバッテリ８のＳＯＣに基づいてアイドルストップの実行と供給電圧の低下とのタイミングを調整することで、バッテリ８のＳＯＣを高く保持しながらライトや照明などのちらつき及びオーディオ類におけるポップ音の発生を抑制しようとするものである。

ステップＳ１では、車両５０が停止するか否かを判定する。車両５０が停止すると判定されたときはステップＳ２へ進み、停止すると判定されないときは処理を終了する。ステップＳ１では車両５０の停止を予測しており、運転者によるアクセル操作量がゼロ、ブレーキ踏力が所定値以上及び車速が所定速度以下とエンジン回転速度が所定回転速度以下との少なくとも一方を全て満たすとき、車両が停止すると予測される。

ステップＳ２では、バッテリ８のＳＯＣが所定値より大きいか否かを判定する。バッテリ８のＳＯＣが所定値より大きければステップＳ３へ進み、所定値以下であればステップＳ６へ進む。所定値はバッテリ８がほぼ満充電となるような値である。

ステップＳ３では、ＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧になるまで所定の変化率で低下させる。電装品４への供給電圧は、エンジン１の運転中すなわちＭＧ５が作動中はＭＧ５の発電電圧（例えば１４Ｖ程度）となっているが、エンジン１が停止するとＭＧ５も停止するのでバッテリ８の内部起電力による放電電圧（例えば１２．５Ｖ程度）となる。

そこでエンジン１の停止前後の電圧差を解消させるためにＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧まで低下させる。このときの所定の変化率は、ライトや照明などのちらつきやオーディオ機器などにおけるポップ音を生じない程度、あるいは搭乗者が認識できない程度に抑制できる低い変化率であり、本実施形態では１．５Ｖ／ｓｅｃ以下の値に設定される。

ステップＳ４では、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。アイドルストップ許可条件が成立していればステップＳ５へ進み、成立していなければ処理を終了する。アイドルストップ許可条件とは、運転者によって選択された変速機２のモードがＤレンジの状態であってかつ車速がゼロの状態である。

ステップＳ５では、アイドルストップを実行する。アイドルストップはコントローラ１０によって燃料噴射を停止させてエンジン１を停止させる。

一方、ステップＳ２においてバッテリ８のＳＯＣが所定値より大きいと判定されなかったときは、ステップＳ６へ進み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。アイドルストップ許可条件が成立していればステップＳ７へ進み、成立していなければ処理を終了する。

ステップＳ７では、ＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧まで所定の変化率で降下させる。所定の変化率はステップＳ３で用いた変化率と同一である。

ステップＳ８では、ＭＧ５の発電電圧がバッテリ８の放電電圧以下であるか否かを判定する。ＭＧ５の発電電圧がバッテリ８の放電電圧以下であればステップＳ５へ進んでアイドルストップを実行し、バッテリ８の放電電圧より大きければ処理を終了する。

次に図３を参照しながら本実施形態の作用について説明する。図３は本実施形態におけるアイドルストップ車両の制御を示したタイムチャートである。図３（ａ）は本発明を適用しない場合を、図３（ｂ）は本実施形態においてバッテリ８のＳＯＣが所定値より高いときを、図３（ｃ）は本実施形態においてバッテリ８のＳＯＣが所定値以下のときをそれぞれ示している。

初めに比較のために図３（ａ）を参照しながら本発明を適用しない場合について説明する。エンジン１は運転中であるのでＭＧ５は作動しており、電装品４への供給電圧はＭＧ５の発電電圧となっている。時刻ｔ２においてアイドルストップ許可条件が成立するとアイドルストップが実行され、エンジン１の停止に伴ってＭＧ５も停止する。これにより電装品４への供給電圧はバッテリ８の放電電圧まで急激に低下するので、ライトや照明などにおけるちらつき及びオーディオ機器におけるポップ音を生じる。

次に図３（ｂ）を参照しながら本発明を適用した場合であってバッテリ８のＳＯＣが所定値より高いときについて説明する。時刻ｔ１において車両５０が停止すると予測されると、その後アイドルストップ許可条件が成立する場合に備えてＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧まで低下させる。このとき、急激に電圧を低下させるとライトや照明などにおけるちらつき及びオーディオ機器におけるポップ音を生じるおそれがあるので、所定の変化率で緩やかに電圧を低下させる。

その後、時刻ｔ２においてアイドルストップ許可条件が成立するとアイドルストップを実行する。アイドルストップの実行によってエンジン１が停止しても電装品４への供給電圧はバッテリ８の放電電圧のままで変化しないので、ライトや照明などにおけるちらつき及びオーディオ機器におけるポップ音の発生を抑制することができる。

続いて図３（ｃ）を参照しながら本発明を適用した場合であってバッテリ８のＳＯＣが所定値以下であるときについて説明する。時刻ｔ１において車両５０が停止すると予測された後、ＭＧ５の電圧は低下させないので電装品４への供給電圧はＭＧ５の発電電圧となっている。ここでＭＧ５の電圧を低下させないのは、バッテリ８のＳＯＣが所定値以下であるのでエンジン１が停止するまでにできるだけＳＯＣを上昇させておくためである。

その後、時刻ｔ２においてアイドルストップ許可条件が成立してもアイドルストップは実行せず、ＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧まで低下させる。このとき、急激に電圧が降下するとライトや照明などにおけるちらつき及びオーディオ機器におけるポップ音を生じるおそれがあるので、所定の変化率で緩やかに電圧を低下させる。時刻ｔ３においてＭＧ５の発電電圧がバッテリ８の放電電圧まで低下すると、アイドルストップを実行してエンジン１を停止させる。これにより、電装品４への供給電圧はバッテリ８の放電電圧のままで変化しないので、ライトや照明などにおけるちらつき及びオーディオ機器におけるポップ音の発生を抑制することができる。

以上のように本実施形態では、電装品４への供給電圧をＭＧ５の発電電圧からバッテリ８の放電電圧まで所定時間かけて低下させてからアイドルストップを実施してエンジン１が停止するように制御する。これにより、アイドルストップ状態への移行時に電装品４への供給電圧がＭＧ５の発電電圧からバッテリ８の放電電圧まで急激に減少することを防止できるので、ライトや照明などのちらつき及びオーディオなどにおけるポップ音の発生を抑制することができる。また、供給電圧の変動によるラインノイズの発生を抑制することができるので、オーディオの再生音質の悪化を抑制し、さらに電装品４への電源ラインの寿命を向上させることができる。

また、電装品４への供給電圧をＭＧ５の発電電圧からバッテリ８の放電電圧まで所定の変化率で低下させてからアイドルストップを実施するので、アイドルストップ状態への移行時に電装品４への供給電圧がＭＧ５の発電電圧からバッテリ８の放電電圧まで急激に減少することをより確実に防止できる。

さらに、所定の変化率が１．５Ｖ／ｓｅｃ以下の値に設定されることで、ライトや照明などのちらつきやオーディオ機器などにおけるポップ音を搭乗者が認識できない程度に抑制できるので、さらに確実にライトや照明などのちらつきやオーディオ機器などにおけるポップ音の発生を抑制することができる。

さらにまた、車両５０が停止すると予測されたときであってバッテリ８のＳＯＣが所定値より高いときは、即座にＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧まで低下させるので、その後アイドルストップ許可条件が成立してエンジン１が停止したときに迅速にアイドルストップを実行することができる。よって、燃費を向上させながらライトや照明などのちらつき及びオーディオなどにおけるポップ音の発生を抑制することができる。

さらにまた、バッテリ８のＳＯＣが所定値以下であるときは、所定のアイドルストップ許可条件が成立してからＭＧ５の発電電圧を低下させ、ＭＧ５の発電電圧がバッテリ８の放電電圧まで低下してからアイドルストップを実行してエンジン１を停止するので、電装品４への供給電圧が急激に低下することを防止できる。よって、アイドルストップ状態へ移行する前に極力バッテリ８のＳＯＣを向上させながら、ライトや照明などのちらつき及びオーディオなどにおけるポップ音の発生を抑制することができる。

さらにまた、運転者によるアクセル操作量がゼロ及びブレーキ踏力が所定値以上であり、かつ車速が所定速度以下またはエンジン回転速度が所定回転速度以下のときに、車両５０が停止すると予測されるので、バッテリ８のＳＯＣが高いときにはより早く車両５０の停止を予測することができ、アイドルストップを実行する前にＭＧ５の発電電圧をバッテリ８の放電電圧まで低下させておくことができる。よって、より確実にライトや照明などのちらつき及びオーディオなどにおけるポップ音の発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが本発明の適用範囲は説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

例えば、本実施形態では図１に示すようなアイドルストップ車両を用いて説明したが、これに限定されることなく図４、図５に示すようなアイドルストップ車両であってもよい。これらの構成においても上記した制御と同一の制御が可能である。

図４に示すアイドルストップ車両は、本実施形態のバッテリ８よりも放電電圧の高いバッテリ２０を備えており、バッテリ２０の供給電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ２１によって低下させてから電装品４に供給する構成となっている。

図５に示すアイドルストップ車両は、本実施形態のモータジェネレータ５の代わりにオルタネータ３０とスタータモータ３１とを備えた構成となっている。オルタネータ３０はエンジン１とそれぞれのプーリ３２にベルト３３を掛け回して接続され、エンジン１の駆動力によって回転して発電する。スタータモータ３１はエンジン１とギア３４を介して接続され、エンジン始動時にエンジン１に駆動力を伝達してクランキングを行う。バッテリ８はオルタネータ３０の発電電圧を蓄電するとともにスタータモータ３１及び電装品４へ電力を供給する。

さらに、本発明はここで例示していないあらゆる種類のアイドルストップ車両に適用できる。

また、電装品としてライトやオーディオなどを例示したが、これに限定することなくバッテリ８から供給される電力によって光や音を発するものであればよい。

本実施形態におけるアイドルストップ車両を示すシステム構成図である。 本実施形態におけるアイドルストップ車両の制御を示すフローチャートである。 本実施形態におけるアイドルストップ車両の作動を示すタイムチャートである。 本発明が適用可能なアイドルストップ車両の例を示した構成図である。 本発明が適用可能なアイドルストップ車両の別の例を示した構成図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 変速機
３ 駆動軸
４ 電装品
５ モータジェネレータ（ＭＧ）
６ プーリ
７ ベルト
８ バッテリ
９ 車速センサ
１０ コントローラ
１１ インヒビタスイッチ
１２ アクセルペダル操作量センサ
１３ ブレーキ踏力センサ
１４ エンジン回転速度センサ
２０ バッテリ
２１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０ オルタネータ
３１ スタータモータ
３２ プーリ
３３ ベルト
３４ ギア
５０ 車両

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンの駆動力によって回転して発電する発電機と、
   前記発電機によって発電された電力を蓄電するバッテリと、
   前記エンジンの運転中は前記発電機の発電電圧によって作動し、前記エンジンの停止時は前記バッテリの放電電圧によって作動する、光及び音の少なくとも一方を出力する電装品と、
   前記発電機の発電電圧を前記バッテリの放電電圧まで所定時間かけて低下させる電圧制御手段と、
   前記電圧制御手段によって前記発電機の発電電圧が前記バッテリの放電電圧まで低下した状態であって、かつ所定のアイドルストップ許可条件が成立したとき前記エンジンの運転を停止させるアイドルストップ制御手段と、
   を備えることを特徴とするアイドルストップ車両。
2. 前記電圧制御手段は、前記発電機の発電電圧を前記バッテリの放電電圧まで所定変化率で低下させることを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ車両。
3. 前記所定変化率は、１．５Ｖ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項２に記載のアイドルストップ車両。
4. 前記電圧制御手段は、車両が停止すると予測されたときであって前記バッテリの蓄電状態が所定値より高いときは、前記所定のアイドルストップ許可条件が成立する前に前記発電機の発電電圧を低下させることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のアイドルストップ車両。
5. 前記電圧制御手段は、車両が停止すると予測されたときであって前記バッテリの蓄電状態が所定値以下であるときは、前記所定のアイドルストップ許可条件が成立してから前記発電機の発電電圧を低下させることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のアイドルストップ車両。
6. 運転者によるアクセル操作量がゼロ、ブレーキ踏力が所定値以上及び車速が所定速度以下の全てを満たすとき、車両が停止すると予測されることを特徴とする請求項４または５に記載のアイドルストップ車両。
7. 運転者によるアクセル操作量がゼロ、ブレーキ踏力が所定値以上及びエンジン回転速度が所定回転速度以下の全てを満たすとき、車両が停止すると予測されることを特徴とする請求項４または５に記載のアイドルストップ車両。
8. エンジンと、前記エンジンの駆動力によって回転して発電する発電機と、前記発電機によって発電された電力を蓄電するバッテリと、搭乗者へ向けて光及び音の少なくとも一方を出力する電装品とを備えたアイドルストップ車両のエンジン停止方法において、
   前記発電機の発電電圧を前記バッテリの放電電圧まで所定時間かけて低下させ、
   前記発電機の発電電圧が前記バッテリの放電電圧まで低下した状態であって、かつ所定のアイドルストップ許可条件が成立したとき前記エンジンの運転を停止させる、
   ことを特徴とするエンジン停止方法。

Images