JP4489101B2 - 電力供給制御装置及び電力供給制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、イグニションがオンでありエンジンを停止させる所定条件が成立したときに、前記エンジンの自動停止制御を行う車両の電装品への電力供給を制御する電力供給制御装置及び電力供給制御方法に関し、特に、前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときは第１のバッテリ、前記イグニションがオンであり前記自動停止制御により前記エンジンが停止しているときは第２のバッテリから前記電装品に電力供給させる電力供給バッテリ判断部を有する電力供給制御装置及び電力供給制御方法に関する。

近年、車両用エンジンにおいて、燃費向上や排ガスの減少を目的としたエンジンの自動停止制御（いわゆるアイドリングストップ制御）が知られている。かかる自動停止制御を行う車両においては、イグニションがオンされてエンジンを始動した後に、ブレーキが制動されるなど車両の停車状態が検出されるとドライバの操作に関係なく自動的にエンジンを停止させ、ブレーキ解除などの走行状態が検出されると自動的にエンジンを再始動させる。かかる自動停止制御が行われる車両においては、エンジン始動のためにエンジンスタータが駆動される機会が増える分、かかる制御を行わない車両よりもエンジンスタータによる車載バッテリの電力消費が増大する。

また、近年の車両に対する快適性や利便性の要請から車載される電装品は増加傾向にあり、電装品による消費電力も増大している。車両の走行中、つまりエンジン作動中にはオルタネータの発電伝電力により電装品の消費電力は賄われるが、イグニション・オフによりエンジンが停止した後や、自動停止制御によるエンジン自動停止中においては、電装品へはバッテリからのみ電力が供給される。よって、自動停止制御が行われる車両においては、かかる制御が行われない車両よりもエンジン停止時間が増大するので、バッテリの消費電力も増大する。

こうしたことから、自動停止制御が行われる車両においては、バッテリが劣化してエンジンスタータに電力を供給できなくなる、いわゆるバッテリが上がった状態を招きやすい。このため、通常の鉛バッテリ（一次バッテリ）に加え、リチウムイオンバッテリなどの二次バッテリを搭載し、エンジンの作動・停止に応じて電力を供給するバッテリを使い分け、エンジン始動時に確実にエンジンスタータに電力を供給する方法が提案されている。特許文献１には、かかる方法を実行する制御装置の例が記載されている。

このような複数バッテリの切替えの一例を図１に示す。図１（Ａ）は、イグニションのオン・オフ、図１（Ｂ）は車両の走行状態と停車状態、図１（Ｃ）はエンジンの作動状態と停止状態、図１（Ｄ）は電力供給を行うバッテリを示し、図１全体では横軸に経過時間を示す。図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、イグニションがオンされると、エンジンスタータが一次バッテリから電力供給を受けてエンジンを始動し、車両は走行状態に移行する。そして、エンジン作動中は、電装品に一次バッテリが電力を供給する。

そして、イグニションがオン状態のまま車両が停車状態となると、エンジンは自動停止し、電装品への電力供給は二次バッテリからの電力供給に切替えられる。そして、再び車両が走行状態に移行するとき、エンジンスタータは二次バッテリから電力供給を受けてエンジンを自動始動させる。そして、車両が走行状態に移行すると、エンジン作動中には再び一次バッテリから電力供給される。

そして、イグニション・オフによりエンジンが停止された後のエンジン停止中は、二次バッテリから電装品に待機電力が供給される。
特開２００３−２５４２０８号公報

上記の方法においては、自動停止制御によるエンジンの自動始動時には二次バッテリがエンジンスタータに電力供給するので、確実にエンジンを自動始動させるために、有る程度以上の二次バッテリの残量が必要とされる。ここで、図１（Ｅ）に二次バッテリの残量を示すと、二次バッテリの残量は、エンジン停止中及びエンジン自動始動時の電力消費に伴い減少し、エンジン作動中はオルタネータの発電電力により充電されて増加する。そして、車両の停車状態が検出され、エンジンの自動停止を行う時点Ｓ１、Ｓ２では、二次バッテリの残量が規定の残量Ｔｖ以上であれば、オルタネータの停止を伴うエンジン自動停止を行い、残量Ｔｖ未満であればエンジン自動停止を行わないようにして、エンジン自動始動に必要な二次バッテリの残量が維持される。

しかしながら、上述したように電装品増加に伴い消費電力も増大する傾向にあるので、エンジン停止中に消費された二次バッテリの電力が、エンジン作動中の発電電力によって規定の残量まで回復するのに時間がかかる。すると、時点Ｓ２において車両が停車状態になっても、二次バッテリの残量が不足している時間Δｔにおいてはオルタネータの停止、つまりエンジン自動停止ができない。すなわち、二次バッテリの残量が制約となり、自動停止制御が目的とする排ガスの減少や燃費向上という効果が削減されるという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、高い確度で自動停止が行われるように、イグニション・オフによる停車中におけるバッテリからの電力供給を制御する電力供給制御装置、及び電力供給制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、イグニションがオンであり所定条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させる自動停止制御を行う車両に搭載され、当該車両の電装品への電力供給を制御する電力供給制御装置において、前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときは第１のバッテリ、前記イグニションがオンであり前記自動停止制御により前記エンジンが停止しているときは第２のバッテリから前記電装品に電力供給させる電力供給バッテリ判断部を有し、前記電力供給バッテリ判断部は、前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときに、前記所定条件が成立したときにおける前記自動停止制御を禁止する自動停止禁止条件が成立する場合には、前記第２のバッテリから前記電装品に電力供給させることを特徴とする。

上記側面の好ましい実施態様によれば、前記自動停止禁止条件は、当該エンジンが所定の暖機状態でない場合、または、前記電装品その他の車載機器の状態に異常が検知された場合に成立することを特徴とする。

上記側面のさらに好ましい実施態様によれば、前記イグニションのオフによるエンジン停止から再始動までのエンジン停止時間を自車位置情報に基づいて予測し、前記エンジン停止時間が規定時間未満のときは前記エンジンの停止を許可し、前記エンジン停止時間が前記規定時間以上のときは前記エンジンの停止を許可しないエンジン停止判断部を更に有することを特徴とする。

上記側面によれば、イグニションがオフされてエンジンが停止しているときに、所定条件が成立したときにおける自動停止制御を禁止する自動停止禁止条件が成立する場合、例えばエンジンの暖機が不足している場合には、再びイグニションがオンされてエンジンが始動した後エンジンの暖機状態が一定以上となるまではエンジン自動停止を行わない。その場合、エンジンが再始動されて走行が再開されても、自動停止禁止条件が解除されるまではエンジン自動停止制御は行われない。よって、エンジン停止中に第２のバッテリの電力を消費しても、エンジン再始動後に自動停止禁止条件が解除されるときまでには第２のバッテリに必要な電力を充電することができる。よって、エンジン停止中に第２のバッテリに電力供給させ、第１のバッテリの消耗を抑えることができる。そして、走行再開後において、自動停止禁止条件が解除された後の停車時には、確実にエンジン自動停止制御を行うことができる。

上記のさらに好ましい実施態様によれば、ナビゲーション装置から車両の位置情報を取得し、短時間の停車時間が予測される場所に停車した場合には、イグニション・オフによるエンジン停止中の消費電力も少ないと推定されるので、バッテリ残量の制約を受けることなくエンジン停止を許可する。よって、エンジン自動停止をより確実に実行することが可能となり、燃費の低下や排ガスの増加を防ぐことができる。一方、停車時間が長時間のときは、エンジン停止を禁止してバッテリを充電することにより、バッテリ上がりを防止しつつ、走行再開後に確実に自動停止制御できるように第２のバッテリの残量を確保できる。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
（１）電力供給制御装置の構成
図２は、本実施形態における電力供給制御装置の構成を説明する図である。電力供給制御装置２は、所定条件に応じてエンジンを自動的に停止・始動させる自動停止制御を行う車両に搭載される。自動停止制御は、エンジン制御ＥＣＵ１０が車両の停車状態を検出して所定条件が成立するとエンジンスタータ３０にエンジンを停止させ、車両の走行状態を検出して前記条件が解除されるとエンジンを始動させることにより行われる。

この車両に搭載されるブレーキ制御ＥＣＵ１１、ボディ制御ＥＣＵ１４、セキュリティ管理ＥＣＵ１５、ダイアグＥＣＵ３１などの各種ＥＣＵと、オーディオ装置１２、エアコン１３などの各種電装品には、エンジンの作動・停止状態等の条件に応じてオルタネータ８、並びに一次バッテリ４もしくは二次バッテリ６のいずれかから電力が供給される。また、一次バッテリ４は、１２Ｖ程度の電圧を有し、充電率１００〜７５％程度で充放電を行う鉛バッテリにより構成され、二次バッテリ６は、１４．４Ｖ程度の電圧を有し、充電率１００〜３０％程度で充放電可能な、鉛バッテリより高い充放電効率のリチウムイオンバッテリにより構成される。そして、このような一次バッテリ４と二次バッテリ６による電装品への電力供給の切替えは、電力供給制御装置２により行われる。

なお、以下では、例としてエンジン制御ＥＣＵ１０、ブレーキ制御ＥＣＵ１１、ボディ制御ＥＣＵ１４、セキュリティ管理ＥＣＵ１５、ダイアグＥＣＵ３１、エンジンスタータ３０、オーディオ装置１２、エアコン１３を総称して電装品と称するが、電装品は上記に限られず車両に搭載される各種の電気負荷を含む。

電力供給制御装置２の一次バッテリ状態検出部２４は、一次バッテリ４の電圧、電流、液温度等のバッテリ状態をバッテリ状態センサ４１から取得する。一次バッテリ残量検出部２３は、一次バッテリ状態検出部２４が取得したデータに基づいて一次バッテリの残量を求める。また、二次バッテリ残量検出部２５は、二次バッテリ６の電圧をバッテリ状態センサ６１から取得して二次バッテリ６の残量を求める。そして、電力供給バッテリ判断部２１は、一次バッテリ４及び二次バッテリ６の残量や、後述する各種情報に基づいて電装品への電力供給を行うバッテリを選択し、バッテリ切替リレー５を制御する。さらに、電力供給バッテリ判断部２１は、選択したバッテリや、そのバッテリの状態などを、ナビゲーション装置１６を介して表示部１７に表示し、ユーザへ通知する。

入力検出部２６は、イグニション３５からのオンまたはオフの入力、ナビゲーション装置１６を介して操作入力部１８からのユーザによるバッテリの選択、エンジン強制停止の指示などの入力を受ける。また、情報取得部２７は、ナビゲーション装置１６から自車位置情報、エンジン制御ＥＣＵ１０から水温センサ１９が検知するエンジン冷却水温、あるいはイグニションのオン・オフ信号などを取得する。そして、エンジン停止許可判断部２２は、一次バッテリ４、二次バッテリ６の残量、自車位置情報、エンジン冷却水温などに基づいてエンジン停止の許可、不許可を判断し、判断結果をエンジン制御ＥＣＵ１０に入力する。

上記各部を有する電力供給制御装置２は、一例としてマイクロコンピュータで構成され、上記各部は内蔵メモリに格納されたプログラムモジュールに従って動作するＣＰＵにより実現される。

（２）車両の走行状態における各部の動作
車両の走行状態における上記各部の動作を説明する。まず、エンジンが初期始動されるときは、入力検出部２７がイグニション・オンの入力を受けて、その入力に対応する信号を電力供給バッテリ判断部２１に送る。すると、電力供給バッテリ判断部２１は、イグニション・オンに応答して、バッテリ切替リレー５を一次バッテリ４側に切替えて、一次バッテリ４に電装品への電力供給を行わせる。そして、一次バッテリ４から電力供給を受けたエンジンスタータ３０によりエンジンが始動され、車両が走行を開始する。一方、イグニション・オンの信号により、イグニションリレー９が接続され、続いてアクセサリリレー７も接続される。そして、車両が走行状態のとき、つまりエンジン作動中は継続して一次バッテリ４から電装品へ電力が供給される。

なお、エンジン作動中はオルタネータ８がエンジン回転数に応じて発電を行い、オルタネータ８からも電装品に電力を供給する。よって、上記の一次バッテリ４からの電力供給は、オルタネータ８の発電電力の不足を補完して行われる。反対に、発電電力が電装品の消費電力を上回る場合には、余剰電力により一次バッテリ４と二次バッテリ６とが充電される。

また、エンジン作動中は、一次バッテリ状態検出部２４は、図３（Ａ）に示すように、一次バッテリ４の電流Ｉ１が一定以上低下したときを起点として、所定時間、例えば１ｍｓごとの時点ｔ１、ｔ２、…、ｔｎでの一次バッテリ４の電圧Ｖ１、電流Ｉ１、液温度Ｔ１をバッテリ状態センサ４１から取得する。そして、一次バッテリ残量検出部２３は、所定時間ｔ１、ｔ２、…、ｔｎごとの電圧Ｖ１（１）、Ｖ１（２）、…、Ｖ１（ｎ）と、電流Ｉ１（１）、Ｉ１（２）、…、Ｉ１（ｎ）に基づいて、一次バッテリ４の内部抵抗Ｒを、次式により算出する。

R=(V1(2)-V1(1))/(I1(2)-I1(1)) + (V1(3)-V1(2))/(I1(3)-I1(2)) + …
(V1(n)-V1(n-1))/(I1(n)-I1(n-1)) /n
次に、一次バッテリ残量検出部２３は、算出した一次バッテリ４の内部抵抗Ｒから、次式により開放電圧、つまり電流が０Ａのときの電圧Ｖｏｐを算出する。

Vop=V1(n)-(I1(n) * R)
そして、一次バッテリ残量検出部２３は、電力供給制御装置２内の不揮発性メモリから、一次バッテリ４が車両に搭載するときに書き込まれる一次バッテリ４の容量と、その容量に対応する充電率マップを取得する。ここで、図３（Ｂ）に示すように、充電率マップはバッテリ容量ごとに開放電圧と充電率を対応づけたデータであり、複数のバッテリ容量ごとの充電マップが予めメモリに書き込まれる。

あるいは、一次バッテリ４の容量がメモリに書き込まれていない場合には、次のようにして一次バッテリ４の容量を求めてもよい。すなわち、一次バッテリ残量検出部２３は、まず図３（Ｃ）に示すように、一次バッテリ４の電圧Ｖ１が１Ｖ上昇する間に充電できる電流Ｉ１の積算値である電流値Ｉｓｕｍ＿１を求め、次に図３（Ｄ）に示すような、一次バッテリ４の液温度Ｔ１に対応する電流値の補正係数αを電流値Ｉｓｕｍ＿１に乗算し、その乗算結果に基づいて一次バッテリ４の容量を求めてもよい。

そして、一次バッテリ残量検出部２３は、図３（Ｂ）の充電率マップから、算出したバッテリ開放電圧Ｖｏｐに対応する充電率Ｃ１、つまり一次バッテリ４の残量を検出する。そして、図３（Ｅ）に示すような一次バッテリ４の液温度Ｔ１に対応する残量の補正係数βを求め、検出した残量に補正係数βを乗算し、最終的に一次バッテリ４の温度特性を反映した残量を求める。

また、エンジン作動中は、二次バッテリ残量検出部２５は、二次バッテリ６の電圧Ｖ２をバッテリ状態センサ６１から取得し、二次バッテリ６の容量に対応する充電率マップ（図３（Ｆ））から、電圧Ｖ２に対応する二次バッテリ６の残量Ｃ２を検出する。

また、エンジン作動中は、情報取得部２７がエンジン始動直後のエンジン冷却水温をエンジン制御ＥＣＵ１０から取得し、その履歴を電力供給制御装置２内部の不揮発性メモリに記憶する。このエンジン冷却水温は、後述する手順においてエンジン停止判断部２２によるエンジン停止の許可判断に用いられる。

（３）車両の停車状態における各部の動作
次に、車両の停車状態における上記各部の動作を説明する。ブレーキ制御ＥＣＵ１１がブレーキの駆動を検知すると、検知結果をエンジン制御ＥＣＵ１０に入力する。すると、エンジン制御ＥＣＵ１０は、エンジン回転数とブレーキ駆動から車両の停車状態を検出しエンジン自動停止制御の条件が成立すると判断する。そして、エンジン制御ＥＣＵ１０は、その検出結果を情報取得部２７に入力する。そして、情報取得部２７は入力されたデータをエンジン停止判断部２２と、電力供給バッテリ判断部２１に入力する。

エンジン停止判断部２２は、情報取得部２７を介してダイアグＥＣＵ３１から各種センサの不具合や、電装品間の通信不具合といった車両状態の異常の有無を、ナビゲーション装置１６から自車位置情報を取得し、電力供給制御装置２内部の不揮発性メモリからはエンジン始動時のエンジン冷却水温を読出す。そして、エンジン停止判断部２２は、これらの情報に基づいて、エンジンの自動停止制御を禁止する自動停止禁止条件が満たされるか否かを判断し、その判断結果に基づいてエンジン自動停止の許可・不許可を判断する。自動停止禁止条件は、後に詳述するように、停車状態が検出されてエンジン自動停止制御のための条件が成立した場合であっても、自動停止制御を禁止するための条件である。そして、その判断結果がエンジン制御ＥＣＵ１０に入力され、エンジン制御ＥＣＵ１０がエンジン自動停止許可／禁止に応じてエンジン自動停止を実行／中止することにより、自動停止制御が実行される。

一方、電力供給バッテリ判断部２１は、バッテリ切替リレー５を二次バッテリ６側に切替えて、二次バッテリ６から電装品に電力供給を行わせる。このとき、エンジンが停止しているのでオルタネータ８も発電を停止しており、電装品への電力供給は二次バッテリ６からのみ行われる。

（４）車両が再び走行状態に移行するときの各部の動作
次に、自動停止制御による停車状態から車両が再び走行状態に移行するときの上記各部の動作を説明する。ブレーキ制御ＥＣＵ１１がブレーキの解除を検知すると、検知結果をエンジン制御ＥＣＵ１０に入力する。すると、エンジン制御ＥＣＵ１０は、車両が再び走行状態に移行してエンジン自動停止制御のための条件が解除されたことを検出し、エンジンスタータ３０にエンジンを自動始動させる。このとき、エンジンスタータ３０にはエンジン自動停止中に電装品へ電力を供給するバッテリから電力が供給される。そして、エンジン制御ＥＣＵ１０がエンジン回転数から車両の走行状態とエンジンの作動状態とを検出する。そして、電力供給バッテリ判断部２１は、情報取得部２７を介してエンジン作動状態を取得するとバッテリ切替リレー５を切替えて、一次バッテリ４に電装品へ電力を供給させる。

（５）イグニション・オフ時の各部の動作
車両が駐車されるなどしてイグニションがオフされるときの上記各部の動作を説明する。入力検出部２６がイグニション・オフ信号を取得して、この信号をエンジン停止判断部２２に送る。すると、エンジン停止判断部２２は、後述する手順に従いエンジン停止の許可・不許可を判断し、エンジン制御ＥＣＵ１０はエンジン停止許可に応じてエンジンを停止させる。

そして、電力供給バッテリ判断部２１は、後述する手順に従いエンジン停止中に電装品へ電力供給するバッテリを、一次バッテリ４、または二次バッテリ６のいずれかから選択する。そして、電力供給バッテリ判断部２１は、バッテリ切替リレー５を制御して選択したバッテリに電装品への電力供給を行わせる。このとき、エンジンが停止しているのでオルタネータ８も発電を停止しており、電装品への電力供給はバッテリからのみ行われる。

また、電力供給バッテリ判断部２１は、エンジン停止後に選択されたバッテリの残量を監視する監視時間を決定し、その監視時間ごとに後述の手順に従ってバッテリ残量を監視する。ここで、監視時間は、図４に示すように、バッテリの残量の値が大きいほど、長時間となるように設定される。なお、一次バッテリ４の充放電効率は７５％〜１００％程度であるので８０％を下限としており、二次バッテリ６の充放電効率は３０％〜１００％程度であるので３５％を下限値としている。

（６）電源供給制御装置２の動作の詳細説明
従来の動作においては、イグニション・オフによりエンジンが停止すると、二次バッテリ６がエンジン停止中に電装品に電力供給を行っていた。また、そうすることで二次バッテリ６が消費した電力は、エンジン始動後にオルタネータ８の発電電力によって補充されていた。ところが、エンジン停止中の消費電力に比べて、その後のエンジン作動中に充電される電力が小さく、二次バッテリ６の残量が所定値を下回る場合には、車両が停車状態になっても、オルタネータ８の停止を伴うエンジン自動停止ができず、自動停止制御が目的とする排ガスの減少や燃費向上という効果が削減されてしまう。そこで、本実施形態における電力供給制御装置は、次に説明する手順に従って動作することにより、かかる事態を回避し、より確実にエンジンの自動停止制御を行う。

図５〜１１は、本実施形態における電源供給制御装置２の、イグニション・オフされたときの詳細な動作手順を説明するフローチャート図である。まず、図５の手順において、電力供給制御装置２は、車両の走行状態のとき、一次バッテリ４の電圧、電流、液温度などのバッテリ状態を取得し（Ｓ１０）、一次バッテリ４の残量を検出する（Ｓ１２）。また、電力供給制御装置２は、二次バッテリ６の状態（電圧）を取得し（Ｓ１４）、二次バッテリ６の残量を検出する（Ｓ１６）。そして、一次バッテリ４と二次バッテリ６の残量から、エンジン停止後に選択されたバッテリの残量を監視する監視時間を決定する（Ｓ１８）。また、電力供給制御装置２は、エンジン冷却水温、車両異常の有無、自車位置情報等を取得する（Ｓ２０）。

そしてイグニション・オフ検出されると（Ｓ２２のＹＥＳ）、手順Ｓ２４に進む。そして、車両状態の異常が検出されていない場合は（Ｓ２４のＮＯ）、更に手順Ｓ２６に進む。

手順Ｓ２４で、車両状態の異常が検出されている場合は（ＹＥＳ）自動停止制御を行うことにより予期せぬ障害が発生する可能性があるので、自動停止禁止条件が成立する。また、手順Ｓ２６で、エンジン冷却水温が規定値、例えば５℃未満の場合は（ＹＥＳ）、寒冷環境での運転であることを意味しており、エンジン始動後に停車状態が検出された時点でエンジンの暖機が十分に行われていない可能性が大きい。かかる場合に自動停止制御を実行しエンジンの自動停止・自動始動を行うと、エンジン内部の損耗を招くおそれがある。よって、この場合も、自動停止禁止条件が成立する。

このように、自動停止禁止条件が成立する場合は、再びイグニションがオンされてエンジンが始動した後、停車状態が検出されてもエンジン自動停止を行わない。よって、その間はバッテリの充電をすることが可能となる。よって、この場合は、エンジン停止中に二次バッテリ６から電力供給させ（Ｓ２７）、エンジン停止を許可する（Ｓ２８）。

一方、冷却水温が規定値以上の場合は（Ｓ２６のＮＯ）、エンジンの暖機は自動停止制御の実行に必要な程度行われているので、自動停止禁止条件は成立しない。そこで、図６の手順Ｓ４２に進み、一次バッテリ４の残量を確認する。そして、一次バッテリ４の残量が規定値、例えば８０％以上あれば（Ｓ４２のＹＥＳ）、一次バッテリ４から電力供給させ（Ｓ４４）、エンジン停止を許可する（Ｓ４９）。この場合、一次バッテリ４は充電率１００〜７５％程度で充放電可能な充放電効率の鉛バッテリであるので、規定値は充放電可能な下限の残量より有る程度大きい８０％に設定される。そうすることにより、エンジン停止中に一次バッテリ４の電力をある程度消費しても、エンジン自動始動時に必要な電力供給を可能にしている。このようにして、一次バッテリ４に電力供給させることで、二次バッテリ６の電力消費を抑えることができる。

反対に、一次バッテリ４の残量が規定値未満の場合には（Ｓ４２のＮＯ）、一次バッテリ４の電力を消費してエンジン始動に支障を来たすことを防ぐために、二次バッテリ６からの電力供給を行う（Ｓ４６）。そして、二次バッテリ６の残量が規定値、例えば５０％以上の場合は（Ｓ４８のＹＥＳ）、エンジン停止を許可する（Ｓ４９）。この場合、二次バッテリ６は、鉛バッテリより高い充放電効率のリチウムイオンバッテリであり、充電率３０％〜１００％程度で充放電可能であるので、規定値は充放電可能な下限値よりある程度大きい値に設定される。そうすることにより、エンジン停止中に二次バッテリ６の電力を有る程度消費しても、次のエンジン動作中にはオルタネータ８の発電電力によってエンジン自動始動時に必要な電力を蓄えられるようにしている。そうすることで、エンジン停止による排ガスの減少や燃費の向上といった効果が得られ、同時に、次の停車時までに確実にエンジン停止に必要な電力を二次バッテリ６に充電することができる。

一方、二次バッテリ６の残量が規定値未満の場合は（Ｓ４８のＮＯ）、図７の手順Ｓ３１に進み、ユーザによるエンジン強制停止要求の入力の有無を確認する。エンジン強制停止要求の入力がない場合は（Ｓ３１のＹＥＳ）、エンジンを停止させず、つまりオルタネータ８を停止させずに二次バッテリ６の充電を開始し（Ｓ３２）、二次バッテリ６の残量が規定値、例えば５０％以上となったら（Ｓ３４のＹＥＳ）、充電を終了して（Ｓ３６）、エンジン停止を許可する（Ｓ３０）。一方、ユーザによるエンジン強制停止要求の入力がされた場合は（Ｓ３１のＮＯ）、二次バッテリ６の残量が規定値、例えば５０％未満であり（Ｓ７０のＹＥＳ）かつ一次バッテリ４の残量が規定値、例えば５０％以下であれば（Ｓ７２のＹＥＳ）、エンジンを停止させずにオルタネータ８による発電電力から電装品へ電力供給を行い、バッテリ上がりの警告を表示部１７にて表示する（Ｓ７４）。なお、この場合の一次バッテリ４の規定値は、電装品への電力供給に必要な規定値である８０％より小さい５０％に設定されており、この規定値を下回ると上記警告の対象となる。

上記図６、７の手順によれば、一次バッテリ４の残量が十分なときには一次バッテリ４から電力供給してエンジンを停止する。一次バッテリ４の残量が不十分のときであって、二次バッテリ６の残量が十分なときは二次バッテリ６から電力供給し、エンジンを停止する。また、一次バッテリ４の残量が不十分で、かつ二次バッテリ６の残量も不十分のときは、二次バッテリ６の残量が規定値以上となるまではエンジンを停止しない。よって、一律に二次バッテリ６を使う従来の手順と比べて、一次バッテリ４を効果的に用いることで、より確度高くエンジンを自動停止することができる。それとともに、二次バッテリ６の電力消費を必要最小限に抑えることができるので、次の停車時にエンジン自動停止・自動始動に必要な二次バッテリ６の残量を確保することができ、確実にエンジンを自動停止できる。

図８は、図６に示す手順の変形例を説明する図である。図５の手順Ｓ２６において、エンジン冷却水温が規定値以上のとき（手順Ｓ２６のＮＯ）、つまり自動停止禁止条件が成立しないとき、図８に示す手順が実行される。まず、電力供給制御装置２は、一次バッテリ４と二次バッテリ６の残量を、ナビゲーション装置１６を介して表示部１７にてユーザに表示させる（Ｓ５０）。そして、ユーザがいずれかのバッテリを選択した場合において（Ｓ５２のＹＥＳ）、一次バッテリ４が選択され（Ｓ５４のＹＥＳ）、一次バッテリ４の残量が規定値、例えば８０％以上あれば（Ｓ５６のＹＥＳ）、一次バッテリ４に電力供給させ（Ｓ５８）、エンジン停止を許可する（Ｓ４９）。

一方、一次バッテリ４が選択入力されない場合（Ｓ５４のＮＯ）、または一次バッテリ４の残量が規定値未満の場合（Ｓ５６のＮＯ）であって、二次バッテリ６の残量がゼロでない場合には（Ｓ６０のＹＥＳ）、二次バッテリ６を用いることをユーザに通知し（Ｓ６２）、二次バッテリ６からの電力供給を行い（Ｓ６４）、エンジン停止を許可する（Ｓ４９）。一方、手順Ｓ５２で選択入力がされずに所定時間経過した場合は（Ｓ５３のＹＥＳ）、図６で説明した手順Ｓ４２以降が実行される。

このように、バッテリの残量をユーザに通知するので、ユーザは点検や交換すべきバッテリを知ることができる。また、電力供給するバッテリをユーザに選択させることにより、ユーザの意思に従ってバッテリを使用でき、ユーザの利便性を向上させることができる。ただし、一次バッテリ４の残量が少ない場合は、二次バッテリ６からの電力供給に切替えて一次バッテリ４の電力消費を抑え、一次バッテリ４が上がってエンジン始動に支障を来たすことを防ぐことができる。その場合、ユーザの入力と異なる制御となるので、ユーザに通知することで、ユーザの認識を促すことができる。

図９は、図７で示した手順の変形例を説明する図である。図６の手順Ｓ４８において、二次バッテリ６の残量が５０％以下のとき（手順Ｓ４８のＮＯ）、図９（Ａ）に示す手順が実行される。なお、この場合は、二次バッテリ６からの電力供給が手順Ｓ４６で選択された後の手順である。

電力供給制御装置２は、ナビゲーション装置１６から取得した自車位置情報に基づき、停車時間を予測する（Ｓ７５）。ここで、電力供給制御装置２の内蔵メモリには、地図上の位置情報と、停車時間の予測値が対応付けられたデータが格納されており、このデータに基づいて自車位置から停車時間が予測される。例えば短時間の駐車場やコンビニエンスストアなどは短い停車時間が、長時間の駐車場や、自宅等では長い停車時間が対応づけられ、それぞれの位置に応じて停車時間が予測される。

そして、停車時間が規定時間、例えば１時間未満の場合（Ｓ７６のＮＯ）、エンジン停止を許可する（Ｓ７７）。そして、二次バッテリ６の残量が規定値（３０％）未満であり（Ｓ７０のＹＥＳ）かつ一次バッテリ４の残量が規定値（５０％）未満であれば（Ｓ７２のＹＥＳ）、バッテリ上がりの警告を行う（Ｓ７４）。一方、停車時間が規定時間以上の場合（Ｓ７６のＹＥＳ）、二次バッテリ６の残量が規定（３０％）値未満であるときは（Ｓ７８のＹＥＳ）、一次バッテリ４から電力供給を行う（Ｓ７９）。あるいは、Ｓ７８、Ｓ７９の代わりに、二次バッテリの残量が規定値を上回るまでエンジン停止を禁止して、二次バッテリの充電を行う手順としてもよい。

このように、停車時間が長時間でなければ、二次バッテリ６の消費電力が少ないと予測でき、二次バッテリ６の残量が規定値未満でない限り二次バッテリ６に電力供給させながら、エンジンを停止する。そうすることにより、排ガス減少、燃費向上といったエンジンの自動停止制御が目的とする効果を得ることができる。ただし、二次バッテリ６の残量が規定値未満のときは、一次バッテリ４に電力供給させることで、二次バッテリの劣化を防止できる。

一方、停車時間が長時間のときは、二次バッテリ６の消費電力が多いと予測できる。よって、二次バッテリ６の残量が規定値未満のときはエンジン停止中に一次バッテリ４に電力供給させることで、二次バッテリ６の消耗を防ぐ。

また、手順Ｓ７９の代わりに、図９（Ｂ）に示す手順を実行することもできる。電力供給制御装置２は、二次バッテリ６の残量が規定値未満であるときは（Ｓ７８のＹＥＳ）、二次バッテリの充電を開始し（Ｓ７９１）、二次バッテリ６の残量が規定値以上に回復するまで（Ｓ７９２）エンジン停止を禁止する（Ｓ７９２のＮＯ）。そして、二次バッテリ６の残量が規定値以上に回復すると（Ｓ７９２のＹＥＳ）、二次バッテリ６の充電を終了し（Ｓ７９３）、エンジン停止を許可する（Ｓ７９４）。そうすることにより、一次バッテリ４、二次バッテリ６のバッテリ上がりを防止し、かつ、走行再開後に確実に自動停止制御できるようにする。

図１０は、エンジン停止中における二次バッテリ６の残量監視手順を説明する図である。まず、電力供給制御装置２は、タイマ回路により図５の手順Ｓ１８で決定した監視時間を計測し、監視時間が経過すると（Ｓ８０のＹＥＳ）、一次バッテリ４の電圧、電流と液温度とを取得し（Ｓ８０）、一次バッテリ４の残量を検出する（Ｓ８２）。また、二次バッテリ６の電圧を取得し（Ｓ８４）、二次バッテリ６の残量を検出する（Ｓ８６）。そして、一次バッテリ４と二次バッテリ６の残量から、次の監視時間を決定する（Ｓ９０）。

そして、一次バッテリ４の残量が規定値以上であれば（Ｓ９２のＹＥＳ）一次バッテリ４からの電力供給に切替え（Ｓ９４）、処理を終了する。一次バッテリ４の残量が規定値未満であれば（Ｓ９２のＮＯ）、二次バッテリ６の残量を確認し、二次バッテリ６の残量が規定値以上であれば（Ｓ９６のＹＥＳ）、二次バッテリ６から電力供給を継続し（Ｓ９８）、処理を終了する。あるいは、二次バッテリ６の残量が規定値未満であれば（Ｓ９６のＮＯ）、一次バッテリ４からの電力供給に切替え、二次バッテリ６の電力の消費を抑えることができる。よって、再びイグニション・オンによりエンジンが始動された後、停車状態が検出されたときにエンジン自動停止を行うことが可能な二次バッテリ６の残量を維持することができる。よって、確実に自動停止制御を実行することができる。

上述において、一次バッテリ４は鉛バッテリ、二次バッテリ６はリチウムイオンバッテリにより構成される例を説明したが、各バッテリの構成は上記に限られず、エンジンの作動中と停止中とで異なるバッテリから電装品へ電力供給を行う車両であれば、上記実施形態は適用できる。また、各バッテリの残量を判断する規定値は、バッテリの充放電効率に応じて任意に設定可能である。

図１１は、上記実施形態における電力供給制御装置２の、イグニション・オフされたときの動作手順例を説明するフローチャート図である。まず、電力供給制御装置２は、車両の走行状態のときに、一次バッテリ４の電圧、電流、液温度などのバッテリ状態を取得し（Ｓ１０２）、一次バッテリ４の残量と内部抵抗を検出する（Ｓ１０４）。また、電力供給制御装置２は、二次バッテリ６の状態（電圧）を取得し（Ｓ１０６）、二次バッテリ６の残量を検出する（Ｓ１０８）。そして、電力供給制御装置２は、一次バッテリ４と二次バッテリ６の残量から、エンジン停止後に選択されたバッテリの残量を監視する監視時間を決定する（Ｓ１１０）。

そして、電力供給制御装置２は、例えば、車両異常の有無から、自動停止禁止条件を取得する（Ｓ１１２）。また、電力供給制御装置２は、内部のメモリに定期的に検出されたエンジン冷却水温の履歴を格納しておき、そこから今回の走行が開始されたときのエンジン冷却水温を取得する（S１１４）。

そしてイグニション・オフ検出されると（Ｓ１１６のＹＥＳ）、電力供給制御装置２は、自動停止禁止条件の成立・不成立を判断し（Ｓ１１７）、成立していれば（Ｓ１１７のＹＥＳ）、エンジン停止中に二次バッテリ６から電力供給させ（Ｓ１１８）、処理を終了する。

一方、自動停止禁止条件が不成立のときは（Ｓ１１７のＮＯ）、電力供給制御装置２は、始動時のエンジン冷却水温が規定値未満であるかを確認する（Ｓ１１９）。規定値未満であれば（Ｓ１１９のＹＥＳ）、自動停止禁止条件が成立するので、エンジン停止中に二次バッテリ６から電力供給させ（Ｓ１２０）、処理を終了する。

一方、冷却水温が規定値以上の場合は（Ｓ１１９のＮＯ）、自動停止禁止条件は成立しないので、電力供給制御装置２は、一次バッテリ４の残量を確認する（Ｓ１２１）。そして、一次バッテリ４の残量が規定値、例えば８０％以上あれば（Ｓ１２１のＹＥＳ）、電力供給制御装置２は、エンジン停止を許可し（Ｓ１２２）、エンジン停止中に一次バッテリ４から電力供給させる（Ｓ１２４）。これにより、二次バッテリ６の残量の減少を防ぐ。

反対に、一次バッテリ４の残量が規定値未満の場合には（Ｓ１２１のＮＯ）、電力供給制御装置２は、二次バッテリ６からの電力供給を行い（Ｓ１２６）、一次バッテリ４の消耗を防ぐ。

そして、二次バッテリ６の残量が規定値、例えば５０％以上の場合は（Ｓ１２８のＹＥＳ）、電力供給制御装置２は、エンジン停止を許可する（Ｓ１３０）。この場合、エンジン停止中に二次バッテリ６の電力を有る程度消費しても、次のエンジン動作中にはオルタネータ８の発電電力によってエンジン自動始動時に必要な電力を蓄えられる。

一方、二次バッテリ６の残量が規定値未満の場合は（Ｓ１２８のＮＯ）、電力供給制御装置２は、ユーザによるエンジン強制停止要求の入力の有無を確認する（Ｓ１３２）。エンジン強制停止要求の入力がない場合は（Ｓ１３２のＹＥＳ）、電力供給制御装置２は、エンジンを停止させず（Ｓ１３４）、つまりオルタネータ８を停止させずに二次バッテリ６の充電を開始し（Ｓ１３６）、二次バッテリ６の電圧が規定値以上となったら（Ｓ１３８のＹＥＳ）、充電を終了して（Ｓ１４０）、エンジン停止を許可する（Ｓ１４２）。

一方、ユーザによるエンジン強制停止要求の入力がされた場合（Ｓ１３２のＮＯ）、二次バッテリ６の電圧が規定値未満であり（Ｓ１４４のＹＥＳ）かつ一次バッテリ４の残量が手順Ｓ１２１の判断に用いる規定値（８０％）より低く設定された規定値、例えば５０％未満であれば（Ｓ１４６のＹＥＳ）、電力供給制御装置２は、エンジンを停止させずにオルタネータ８による発電電力から電装品へ電力供給を行い、バッテリ上がりの警告を表示部１７にて表示する（Ｓ１４８）。

なお、手順Ｓ１４６は、一次バッテリ４の残量だけでなく、一次バッテリ４の内部抵抗に基づくバッテリの劣化状態を考慮する手順としてもよい。例えば、バッテリ残量が規定値以下、かつ／または、バッテリの劣化度が規定値以上の場合に、手順Ｓ１４８を実行する手順としてもよい。

上記手順によれば、一次バッテリ４の残量が十分なときには一次バッテリ４から電力供給してエンジンを停止する。一次バッテリ４の残量が不十分のときであって、二次バッテリ６の残量が十分なときは二次バッテリ６から電力供給し、エンジンを停止する。また、一次バッテリ４の残量が不十分で、かつ二次バッテリ６の残量も不十分のときは、二次バッテリ６の残量が規定値以上となるまではエンジンを停止しない。よって、一律に二次バッテリ６を使う場合と比べて、一次バッテリ４を効果的に用いることで、より確度高くエンジンを自動停止できるような二次バッテリ６の残量を確保できる。

以上説明したとおり、本発明によれば、イグニション・オフされたときに、バッテリ残量だけでなく、エンジンや車両状態に基づく自動停止禁止条件の成立・不成立に応じて、エンジン停止中の電力供給バッテリを判断する。よって、イグニション・オフによるエンジン停止中の二次バッテリの電力消費を最適化することができ、再びイグニションがオンされてエンジンが始動した後自動停止制御を実行するために必要な第２のバッテリ残量を維持できる。よって、高い確度で自動停止制御によるエンジン自動停止を行うことができる。

複数バッテリの切替えを行う方法における一般的なエンジンの作動・停止と、電力供給バッテリの切替えを説明する図である。 本実施形態における電力供給制御装置の構成を説明する図である。 バッテリ残量の検出方法を説明する図である。 エンジン停止中のバッテリ残量監視時間の算出方法を説明する図である。 本実施形態における、電源供給制御装置２の、車両の走行状態から停車状態へ移行するときの動作手順を説明するフローチャート図である。 自動停止禁止条件が成立しない場合の電源供給制御装置２の動作手順を説明するフローチャート図である。 図６のフローチャート図の続きのフローチャート図である。 図６に示した手順の変形例を説明する図である。 図７で示した手順の変形例を説明する図である。 エンジン停止中における二次バッテリ６の残量監視手順を説明する図である。 上記実施形態における電力供給制御装置２の、イグニション・オフされたときの動作手順例を説明するフローチャート図である

符号の説明

２：電力供給制御装置、２１：電力供給バッテリ判断部、２２：エンジン停止判断部
４：一次バッテリ、６：二次バッテリ

Claims (5)

1. イグニションがオンであり所定条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させる自動停止制御を行う車両に搭載され、当該車両の電装品への電力供給を制御する電力供給制御装置において、
   前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときは第１のバッテリ、前記イグニションがオンであり前記自動停止制御により前記エンジンが停止しているときは第２のバッテリから前記電装品に電力供給させる電力供給バッテリ判断部を有し、
   前記電力供給バッテリ判断部は、前記所定条件が成立したときにおける前記自動停止制御を禁止する条件であって前記車両の状態に異常が検知されたときに成立する自動停止禁止条件が成立する場合には、前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときに前記第２のバッテリから前記電装品に電力供給させることを特徴とする電力供給制御装置。
2. 請求項１において、
   前記電力供給バッテリ判断部は、前記イグニションがオンされて前記エンジンを始動するときは前記第１のバッテリから前記電装品に電力供給させることを特徴とする電力供給制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記イグニションのオフによるエンジン停止から再始動までのエンジン停止時間を自車位置情報に基づいて予測し、前記エンジン停止時間が規定時間未満の場合には前記イグニションがオフされたときに前記エンジンの停止を許可し、前記エンジン停止時間が前記規定時間以上の場合には前記イグニションがオフされたときでも前記エンジンの停止を許可しないエンジン停止判断部を更に有することを特徴とする電力供給制御装置。
4. 請求項１または２において、
   前記電力供給バッテリ判断部は、前記イグニションのオフによるエンジン停止時に、前記第１のバッテリの残量が規定値未満の場合には前記第２のバッテリから前記電装品に電力を供給させることを特徴とする電力供給制御装置。
5. イグニションがオンであり所定条件が成立したときにエンジンの自動停止制御を行う車両の電力供給バッテリ判断部が電装品への電力供給を制御する電力供給制御方法において、
   前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときは第１のバッテリ、前記イグニションがオンであり前記自動停止制御により前記エンジンが停止しているときは第２のバッテリから前記電装品に電力供給させる工程と、
   前記所定条件が成立したときにおける前記自動停止制御を禁止する条件であって前記車両の状態に異常が検知されたときに成立する自動停止禁止条件が成立する場合には、前記イグニションがオフされて前記エンジンが停止しているときに前記第２のバッテリから前記電装品に電力供給させる工程とを有することを特徴とする電力供給制御方法。

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