JP6237708B2 - 車両制御装置 - Google Patents
車両制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6237708B2 JP6237708B2 JP2015118192A JP2015118192A JP6237708B2 JP 6237708 B2 JP6237708 B2 JP 6237708B2 JP 2015118192 A JP2015118192 A JP 2015118192A JP 2015118192 A JP2015118192 A JP 2015118192A JP 6237708 B2 JP6237708 B2 JP 6237708B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soc
- battery
- time
- engine
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 52
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 25
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 51
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 50
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 24
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 23
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/04—Arrangement of batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
- B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W50/0097—Predicting future conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
- F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
- F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
- F02N11/0833—Vehicle conditions
- F02N11/084—State of vehicle accessories, e.g. air condition or power steering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/24—Energy storage means
- B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
- B60W2510/244—Charge state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/30—Auxiliary equipments
- B60W2510/305—Power absorbed by auxiliaries
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
- F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
- F02N2200/061—Battery state of charge [SOC]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
- F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
- F02N2200/0806—Air condition state
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、例えば自動車等の車両の車両制御装置に関し、特に、車両に搭載されるバッテリのSOC(State of Charge)の制御を行う車両制御装置の技術分野に関する。
この種の装置として、例えば、車両駆動用バッテリの充電量が予め設定された閾値以下であり且つ車両が停車している場合に、予め設定された出力を維持してエンジンを駆動させることによって発電用モータを駆動して車両駆動用バッテリの充電を行う装置が提案されている。該装置は、更に、車両の空調装置に対して動作要求がある場合に、予め設定された出力を維持してエンジンを駆動させて空調装置を動作させることによって、車両用バッテリの充電量が減少することによる航続距離の減少を防止する(特許文献1参照)。
ところで、車両の燃費性能の向上を図るため、一時停車の際にエンジンを停止させるアイドリングストップが実施されることが多い。アイドリングストップが実施される場合、バッテリのSOC制御に係る目標値は、例えば予測停止時間に応じた推定消費電気量を賄えるように設定されることが多い。
一方で、エアーコンディショナ(以降、適宜“エアコン”又は“A/C”と称する)が作動すると、例えばコンプレッサを駆動するために、アイドリングストップ中であってもエンジンが再始動される(即ち、アイドリングストップが解除される)。
このため、例えば予測停車時間に応じてSOC制御に係る目標値が設定されると、バッテリの充電量が過大となり、燃費性能の向上が十分には得られない可能性があるという技術的問題点がある。尚、上記特許文献1に記載の技術では、該問題点を解決することはできない。
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、燃費性能の向上を図ることができる車両制御装置を提供することを課題とする。
本発明の車両制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと、エアーコンディショナを含む複数の補機と、前記複数の補機各々に電力を供給可能なバッテリと、発電した電力の少なくとも一部により前記バッテリを充電可能な発電機と、を備えると共に、前記エンジンの自動停止機能を有する車両において、前記バッテリのSOCがSOC目標値に近づくように、前記発電機の発電電圧を制御して前記バッテリを充電し又は放電させ、且つ、前記バッテリのSOCがSOC閾値以下であることを条件に前記エンジンの自動停止を禁止する車両制御装置であって、前記車両の外気温から、又は前記外気温と前記エアーコンディショナの設定温度との温度差から、前記エアーコンディショナの作動時に、前記エンジンを自動停止させることが可能な時間である第1停止時間を算出すると共に、前記算出された第1停止時間と前記複数の補機のうち現在作動している補機の合計負荷との積としての推定消費電気量である第1電気量を算出する第1算出手段と、前記車両の走行履歴から、前記車両の将来における停車時間である第2停止時間を算出すると共に、前記算出された第2停止時間と前記現在作動している補機の合計負荷との積としての推定消費電気量である第2電気量を算出する第2算出手段と、前記算出された第1電気量が前記算出された第2電気量よりも小さい場合に、前記SOC目標値を、前記SOC閾値より前記算出された第1電気量に相当するSOC値だけ大きい第1SOC値以上、且つ、前記SOC閾値より前記算出された第2電気量に相当するSOC値だけ大きい第2SOC値より小さい、第3SOC値とする設定手段と、を備える。
本発明の車両制御装置によれば、当該車両制御装置は、エンジンの自動停止機能(即ち、アイドリングストップ機能)を有する車両において、バッテリのSOCがSOC目標値に近づくように、発電機の発電電圧を制御してバッテリを充電し又は放電させる。当該車両制御装置は、更に、バッテリのSOCがSOC閾値以下であることを条件にエンジンの自動停止を禁止する。
「SOC目標値」は、典型的には、車両の定速走行時に実施されるバッテリのSOCに係るフィードバック制御の目標値を意味する。即ち、バッテリのSOCに係るフィードバック制御が実施される場合には、バッテリのSOCが、SOC目標値に近づくように、又はSOC目標値を維持するように、バッテリの充放電が制御される。
ここで、バッテリのSOCに係るフィードバック制御には、公知の各種態様を適用可能であるが、バッテリの充放電の制御方法として、例えば発電機の発電電圧を制御することにより、バッテリの充放電を制御する方法が挙げられる。より具体的には、発電機の発電電圧を、バッテリの開回路電圧よりも高くすれば、該バッテリを充電することができ、発電機の発電電圧を、バッテリの開回路電圧よりも低くすれば、該バッテリを放電させることができる。
従って、バッテリのSOCとSOC目標値とを比較し、バッテリのSOCがSOC目標値よりも高い場合には、発電機の発電電圧をバッテリの開回路電圧よりも低くすることによりバッテリを放電させてバッテリのSOCをSOC目標値に近づけ、バッテリのSOCがSOC目標値よりも低い場合には、発電機の発電電圧をバッテリの開回路電圧よりも高くすることによりバッテリを充電してバッテリのSOCをSOC目標値に近づけることができる。
「発電電圧を制御してバッテリを充電し又は放電させる」とは、上述の如く、発電機の発電電圧を、例えばバッテリの開回路電圧よりも高く又は低くすることにより、バッテリを充電し又は放電させることを意味する。
「SOC閾値」とは、エンジンの自動停止を禁止するか否かを決定する値であり、予め固定値として、或いは、何らかの物理量又はパラメータに応じた可変値として設定されている。このようなSOC閾値の設定方法には、公知の各種態様を適用可能であるが、例えば、バッテリのSOCが、例えばエンジンの自動停止機能に起因して、運用上のSOC範囲(即ち、バッテリの、例えば長寿命化の要請を満たす使用可能なSOC範囲)の下限値を下回らないような値として設定すればよい。
当該車両制御装置は、第1算出手段、第2算出手段及び設定手段を備える。
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる第1算出手段は、車両の外気温から、又は車両の外気温と該車両のエアコンの設定温度との温度差から、エアコンの作動時に、エンジンを自動停止させることが可能な時間である第1停止時間を算出する。
「エアコンの作動時」とは、エアコンを構成するコンプレッサが動作している時に限らず、エアコンのオン・オフを切り替えるスイッチが、オンである状態を意味する。尚、外気温、及び外気温とエアコンの設定温度との温度差の検出方法については、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
第1停止時間は、例えば外気温又は温度差とエンジンを自動停止させることが可能な時間との関係を示す関係式やマップ等に基づいて算出される。このような関係式やマップは、実験的に又はシミュレーションによって、例えばエアコンの性能、外気温又は温度差によるエアコン吹出し空気温度の変化の程度、外気温又は温度差による車室内温度の変化によって運転者等が感じる不快の程度等を考慮して、構築すればよい。
具体的には例えば、第1停止時間は、外気温が、人が快適と感じる温度(例えば摂氏20度前後)である場合に最も長くなる。外気温が、人が快適と感じる温度よりも高くなるほど、例えば冷房快適性の要請から、第1停止時間は短くなる。或いは、外気温が、人が快適と感じる温度よりも低くなるほど、例えば窓の曇り防止や結露防止の要請から、第1停止時間は短くなる。また、第1停止時間は、外気温とエアコンの設定温度との温度差が大きくなるほど、例えば冷房快適性、窓の曇り防止や結露防止の要請から、短くなる。
第1算出手段は、更に、算出された第1停止時間と、複数の補機のうち現在作動している補機の合計負荷(例えば、補機電流値)との積としての推定消費電気量である第1電気量を算出する。つまり、第1電気量は、第1停止時間に、現在作動している補機により消費されると推定される電気量を意味する。
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる第2算出手段は、車両の走行履歴から、該車両の将来における停車時間である第2停止時間を算出する。尚、車両の走行履歴から第2停止時間を算出する方法については、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
第2算出手段は、更に、算出された第2停止時間と現在作動している補機の合計負荷との積としての推定消費電気量である第2電気量を算出する。つまり、第2電気量は、第2停止時間に、現在作動している補機により消費されると推定される電気量を意味する。
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる設定手段は、第1電気量が第2電気量よりも小さい場合に、SOC目標値を、SOC閾値より第1電気量に相当するSOC値だけ大きい第1SOC値以上、且つ、SOC閾値より第2電気量に相当するSOC値だけ大きい第2SOC値より小さい、第3SOC値とする(即ち、“第1SOC値≦第3SOC値<第2SOC値”)。
本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、エアコンの作動時には、エンジンの動力によりコンプレッサを作動させる必要がある。ただし、エアコンを構成するエバポレータに蓄えられた冷気により車内温度の上昇を抑制することができるため、一時的であればコンプレッサを停止することが可能(即ち、アイドリングストップが可能)である。
ここで、「第1電気量が第2電気量よりも小さい場合」とは、車両の走行履歴から算出された第2停止時間(即ち、将来のおける停車時間)よりも、コンプレッサを停止可能な時間が短いことを意味する。この場合、停車中にコンプレッサを作動させるためにエンジンが再始動されるので、第2停止時間に基づく第2電気量が、アイドリングストップのために確保されると、必要以上にバッテリが充電されることとなる。
そこで本発明では、設定手段により、SOC目標値が、第1SOC値以上、且つ第2SOC値未満である第3SOC値に設定される。このように構成すれば、少なくともコンプレッサを停止可能な時間(即ち、第1停止時間)の推定消費電気量(即ち、第1電気量)を確保できると共に、バッテリが必要以上に充電されることを防止することができる。この結果、燃費性能の向上を図ることができる。
本発明の車両制御装置の一態様では、前記設定手段は、前記算出された第1電気量が前記算出された第2電気量よりも小さく、且つ、前記算出された第2停止時間に対応した前記車両の予想走行時間が、時間閾値より短い場合に、前記目標値を、前記第2SOC値より小さく、且つ前記第3SOC値より大きい第4SOC値とする。
この態様によれば、設定手段は、第1電気量が第2電気量よりも小さく、且つ、車両の予想走行時間が時間閾値より短い場合、SOC制御に係る目標値を、第2SOC値より小さく且つ第3SOC値より大きい第4SOC値にする(即ち、“第3SOC値<第4SOC値<第2SOC値”)。
「予想走行時間」は、例えば走行履歴から第2停止時間を算出するための所定期間のうち、第2停止時間以外の時間として求めればよい。
車両の走行中(即ち、エンジン運転中)は、例えばエンジンの動力を用いて発電機が発電しバッテリが充電される。
走行時間が比較的長く、バッテリのSOCが十分に回復していれば、アイドリングストップ制御を実行可能な時間は、上述の如く、外気温又は温度差から求められる第1停止時間や走行履歴から求められる第2停止時間となる。
しかしながら、例えば市街地等、車両が比較的頻繁に停止する状況では、アイドリングストップ制御が実行されてから、次にアイドリングストップ制御が実行されるまでの期間(即ち、走行時間)が比較的短くなり、バッテリのSOCが十分には回復されないおそれがある。つまり、アイドリングストップ制御によりエンジンを停止可能な最大時間は、バッテリの現在のSOCに依存することとなる。
また、車両の走行中は、エンジンの動力によりコンプレッサが作動することにより、エアコンのエバポレータに畜冷される。走行時間が比較的短いと、エバポレータへの畜冷が十分ではない可能性がある。この場合、コンプレッサを停止可能な時間(即ち、エンジンを停止可能な時間)は、外気温又は温度差から求められる第1停止時間ではなく、エバポレータの現在の畜冷状況に依存する。これは、エバポレータの畜冷状況に依存するエアコン吹出し空気温度が、許容温度を超えると、車室内の快適性を損なう可能性があるからである。
ここで、バッテリの充電量は車両の走行状況(例えば、加速、減速、登坂路、降坂路等)に大きく依存するのに対して、エバポレータの畜冷状況は車両の走行状況にほとんど依存しない。つまり、バッテリのSOCの回復性能と、エバポレータの畜冷状況の回復性能とは異なる。
エバポレータの畜冷状況の回復性能がバッテリのSOCの回復性能を上回っている場合、コンプレッサを停止させることはできるが、バッテリに起因してエンジンを再始動しなければならない又はエンジンを停止できない状況が生じる可能性がある。すると、コンプレッサを停止可能な時間分の消費燃料量を削減できない可能性がある。
ところで、エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間(即ち、エンジン停止可能時間)には、エバポレータの畜冷性能に応じた上限がある(この上限が、例えば第1停止時間に相当する)。このため、走行時間が比較的長ければ、エバポレータの畜冷状況の回復性能がバッテリのSOCの回復性能を上回っている場合であっても、バッテリの現在のSOCに応じたエンジンの停止可能時間が、エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間よりも長くなる。
そこで本発明では、先ず、設定手段により、エバポレータの畜冷状況の回復性能がバッテリのSOCの回復性能よりも上回っている場合に、エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間と、バッテリのSOCに応じたエンジンの停止可能時間とが一致する時間、又は該時間よりも所定時間だけ長い時間が、「時間閾値」として定められる。尚、「時間閾値」は、典型的には、車両の走行状況、バッテリの充電状況等に応じて逐次変更される。
次に、車両の予想走行時間が時間閾値より短い場合、設定手段により、SOC目標値が、第2SOC値より小さく且つ第3SOC値より大きい第4SOC値にされる。尚、第4SOC値は、例えば、第3SOC値に、比較的短期間にアイドリングストップ制御が数回実行されることを考慮したマージンを加算した値とすればよい。
このように構成すれば、比較的頻繁に車両が停止する場合であっても、バッテリのSOC不足に起因してアイドリングストップ制御が禁止される可能性を低減することができる。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
本発明の車両制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
本発明の車両制御装置に係る第1実施形態について、図1乃至図9を参照して説明する。
本発明の車両制御装置に係る第1実施形態について、図1乃至図9を参照して説明する。
(車両の構成)
本実施形態に係る車両の構成について、図1を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る車両の構成を示す概略構成図である。
本実施形態に係る車両の構成について、図1を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る車両の構成を示す概略構成図である。
図1において、車両100は、エンジン10、自動変速機15、ディファレンシャルギア20、駆動輪25、スタータ30、オルタネータ35、バッテリ40及びECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)50を備えて構成されている。ここで特に、車両100は、エンジン10のアイドリングストップ機能を有する車両である。
エンジン10は、例えばガソリン等の燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関である。エンジン10の動力は、自動変速機15に伝達されると共に、例えばベルトドライブ等である駆動機構34を介してオルタネータ35に伝達される。エンジン10の出力は、運転者により操作されるアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量に応じて、エンジンコントロールコンピュータ(図示せず)により変更される。
自動変速機15は、変速比の変更(所謂シフトチェンジ)を自動的に実行する。エンジン10の動力(回転数・トルク)は、自動変速機15によって変速され、所望の回転数・トルクとして、ディファレンシャルギア20を介して、左右の駆動輪25に伝達される。こうして、エンジン10の動力は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて変更されつつ、自動変速機15を介して駆動輪25に伝達される。この結果、車両100の加速・減速が行われることとなる。
オルタネータ35は、エンジン10の動力の一部を用いて発電を行う。オルタネータ35により発電された電力は、インバータ(図示せず)を介してバッテリ40の充電等に用いられる。
バッテリ40は、例えば電圧12V(ボルト)の直流電源としての鉛蓄電池等であり、エンジン10の本体以外に設けられた周辺機器に電力を供給する。以降、エンジン10の本体以外に設けられた周辺機器であって、バッテリ40の蓄電電力を用いて動作する機器を「補機」と称する。補機の集まりを「補機類」と称する。
車両100は、補機類70として、ヘッドライト72、エアコン74、オーディオ機器76、ナビゲート機器78等を備える。エアコン74は、冷媒(即ち、エアコンガス)を圧縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、液化された冷媒を一時的に蓄えるレシーバと、畜冷材を有する畜冷エバポレータ内に冷媒を噴射するエキスパンションバルブと、を有している。コンプレッサには、駆動機構34を介してエンジン10の動力の一部が伝達される。
スタータ30は、バッテリ40から供給される電力によってエンジン10を始動させるセルモータである。通常は、停止している車両100の運転を開始する際に、運転者がイグニッションスイッチ90を操作すると、スタータ30が起動し、エンジン10が始動する。スタータ30は、アイドリングストップ制御によりエンジン10が停止した状態からエンジン10を再始動させる場合にも利用される。
ECU50は、コンピュータプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、コンピュータプログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)、各種センサやアクチュエータ等に接続される入出力ポート等を備えるコンピュータとして構成されている。ECU50は、バッテリ40から電力の供給を受けている。
ECU50に接続されるセンサとしては、車速を検出する車速センサ81、駆動輪25の回転速度を検出する車輪速センサ82、ブレーキペダル(図示せず)の踏み込みの有無を検出するブレーキペダルセンサ84、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度センサ86、バッテリ40の充放電電流(バッテリ電流)を検出するバッテリ電流センサ88、及びオルタネータ35の出力電流(オルタネータ電流)を検出するオルタネータ電流センサ89等がある。ECU50に接続されるアクチュエータとしては、スタータ30やオルタネータ35等がある。
ECU50は、各種センサ、エンジンコントロールコンピュータ(図示せず)からの各信号をもとに、スタータ30やオルタネータ35を制御することによって、エンジン停止と再始動を制御(即ち、アイドリングストップ制御)すると共に、バッテリ40の蓄電状態(State of Charge:SOC)を制御する。SOCは、バッテリ40に残存している電気量を、バッテリを満充電したときに蓄えられる電気量で除した値として定義される。
アイドリングストップ制御は、車輪速センサ82により検出された車輪速が低下して所定速度(例えば10km/h)未満となったときに、ECU50は、エンジン停止条件が成立したとして燃料カットの指示を燃料供給系に出力し、その後、アクセル開度センサ86によりアクセルペダルが踏み込まれたことが検出されたときに、エンジン再始動条件が成立したとしてエンジン再始動の指示をスタータ30に出力する。
(ECUの構成)
次に、ECU50の構成について、図2を参照して説明する。図2は、第1実施形態に係るECUの構成の一部を機能的に示す図である。尚、図2は、ECU50の機能のうちバッテリ40のSOCの制御を実施する機能を示している。
次に、ECU50の構成について、図2を参照して説明する。図2は、第1実施形態に係るECUの構成の一部を機能的に示す図である。尚、図2は、ECU50の機能のうちバッテリ40のSOCの制御を実施する機能を示している。
図2において、ECU50は、ドライブモード算出部110、停車時間率算出部120、停車時間導出部124、補機電流量算出部130、SOC閾値設定部140及びオルタネータ発電指示電圧算出部150を備えている。尚、各部110〜150は、ECU50に備えられたCPUが、ROMに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される機能である。
ドライブモード算出部110は、エンジンコントロールコンピュータから送られるアクセル開度等のエンジン情報及び燃料噴射の停止を示すフューエルカット情報と、自動変速機15のシフトレンジを示すトランスミッション(T/M)情報と、車速センサ81によって検出された車速と、車輪速センサ82によって検出された車輪速と、に基づいてドライブモードを算出する。
ここで、「ドライブモード」は、車両100の走行状態を示すものであり、例えば、定速走行モード、加速走行モード、減速走行モード等がある。ドライブモード算出部110は、車両100の現在の走行状態が、例えば上記3種類のいずれに該当するかを算出し、その算出結果をドライブモードとしてオルタネータ発電指示電圧算出部150に送信する。
停車時間率算出部120は、車両の走行履歴の要素である車速センサ81によって検出された車速、及び車輪速センサ82によって検出された車輪速に基づいて、所定期間における停車時間の比率を算出するものである。本実施形態では、停車時間率算出部120は、所定期間の長さが互いに異なる2つのユニット、近過去停車時間率算出部121と、遠過去停車時間率算出部122とを有している。
近過去停車時間率算出部121は、例えば過去のX分間という比較的短期間における車両100の停車時間の比率(以降、適宜“近過去停車時間率”と称する)を算出する。遠過去停車時間率算出部122は、例えば過去のY分間(Y>X)という比較的長期間における車両100の停車時間の比率(以降、適宜“遠過去停車時間率”と称する)を算出する。尚、本実施形態では、X=10、Y=15として以降の説明を行う。
停車時間率の算出方法について、図3を参照して説明を加える。図3は、第1実施形態に係る近過去停車時間率の算出概念を示す概念図である。
近過去停車時間率算出部121は、運転者によるイグニッションスイッチ90の操作を受けてエンジン10が始動された後、車両100の車速が所定速度(例えば15km/h)を上回った時点を起点として停車時間を取得する停車時間取得ルーチンを開始する。
具体的には、近過去停車時間率算出部121は、図3に示すように、記憶スタックST1を有している。該記憶スタックST1は、10個のスタック要素M(1)〜M(10)により構成されている。近過去停車時間率算出部121は、60秒毎に、その60秒間における停車時間を求め、その求めた結果をスタック要素M(1)〜M(10)に順次格納する。格納されるスタック要素は、M(1)からM(10)に向かって順次移動する。
停車時間は、車輪速センサ82によって検出された車輪速に基づいて車両が停止しているか否かが判定され、停止している時間が、60秒間にわたって計測することによって求められる。即ち、近過去停車時間率算出部121は、60秒の期間における停車時間を、60秒の周期で順次求め、求められた停車時間をスタック要素M(1)からM(10)に1つずつ順に格納する。
より具体的には、図3(a)に示すように、近過去停車時間率算出部121は、60秒経過時に20秒という停車時間をスタック要素M(1)に格納し、120秒経過時に0秒という停車時間をスタック要素M(2)に格納し、180秒経過時に60秒という停車時間をスタック要素M(3)に格納する。
図3(b)に示すように、最後のスタック要素M(10)まで停車時間が格納された場合、即ち合計で10分(600秒)間を経過した場合には、次の周期で求められた停車時間ptは、最初のスタック要素M(1)に格納される。このとき、スタック要素M(2)〜M(10)はそれまでに格納された値が保持される。停車時間ptの次の周期で求められた停車時間(図示せず)は、2番目のスタック要素M(2)に格納される。このように、全てのスタック要素M(1)〜M(10)に停車時間が格納された場合、近過去停車時間率算出部121は、記憶スタックST1の先頭のスタック要素M(1)に戻って、停車時間を順に更新する。
近過去停車時間率算出部121は、上述した停車時間取得ルーチンに加えて、停車時間率算出ルーチンを実行する。停車時間率算出ルーチンでは、近過去停車時間率算出部121は、記憶スタックST1の各スタック要素M(1)〜M(10)に格納されている停車時間の合計値を求め、該求められた合計値を、全てのスタック要素M(1)〜M(10)を埋めるに要する時間(600秒)で割ることにより近過去停車時間率R1を求める。近過去停車時間率R1は、スタック要素Mが更新される度に、即ち60秒毎に、再計算される。
遠過去停車時間率算出部122も、上述した近過去停車時間率算出部121と同様に、停車時間取得ルーチン及び停車時間率算出ルーチンを実行して、遠過去停車時間率R2を算出する。ただし、遠過去停車時間率算出部122は、記憶スタックST2の各スタック要素N(1)〜N(10)(図示せず)を、90秒毎に順次更新する。即ち、遠過去停車時間率算出部122は、90秒の期間における車両100の停車時間を、各スタック要素N(1)〜N(10)に格納する。
遠過去停車時間率算出部122は、記憶スタックST2の各スタック要素N(1)〜N(10)に格納されている停車時間の合計値を求め、該求められた合計値を、全てのスタック要素N(1)〜N(10)を埋めるに要する時間(900秒)で割ることにより遠過去停車時間率R2を求める。遠過去停車時間率R2は、スタック要素Nが更新される度に、即ち90秒毎に、再計算される。
上述した停車時間率の算出は、運転者によるイグニッションスイッチ90のオフ操作を受けてエンジン10が停止されるまで継続して実行される。
再び図2に戻り、停車時間導出部124は、停車時間率算出部120によって算出された近過去停車時間率R1及び遠過去停車時間率R2に基づいて、次回停車時に推定される停車時間(以降、適宜“推定停車時間”と称する)を導出する。
具体的には、停車時間導出部124は、予め用意されたマップ(図4参照)を参照することにより、近過去停車時間率R1及び遠過去停車時間率R2に夫々対応する近過去停車時間係数Tr1及び遠過去停車時間係数Tr2を求める。そして、停車時間導出部124は、近過去停車時間係数Tr1及び遠過去停車時間係数Tr2のうち、値の大きい方を推定停車時間として採用する。
補機電流算出部130は、オルタネータ電流センサ89によって検出されたオルタネータ電流と、バッテリ電流センサ88によって検出されたバッテリ40のバッテリ電流とに基づいて、補機類70で費やす補機電流量を算出する。
SOC閾値設定部140は、推定停車時間及び補機電流量に基づいて、バッテリ40のSOC制御に係るSOC閾値DP及びSOC目標値TS(図5参照)を設定する。
「SOC閾値DP」は、オルタネータ35の発電動作状態を、バッテリ40のSOCを回復させる急速充電動作状態とするか否かを決定する値である。具体的には例えば、バッテリ40のSOCがSOC閾値DPよりも低い場合には、次回停車時においてアイドリングストップのための電気量の不足が予測される。そこで、この場合には、オルタネータ35の発電動作状態を急速充電動作状態として、急速充電バッテリ制御を行う。
急速充電動作状態とは、バッテリ40のSOCが急速充電されるべき状態、且つ、車両100のドライブモードが定速走行モード及び加速走行モードの場合に、急速充電用の電圧値を示す発電指示電圧がオルタネータ発電指示電圧算出部150から出力されることにより、オルタネータ35が、急速充電用の定電圧発電を行うように制御されることを意味する。
尚、SOC目標値TSが変更された場合、予め定められた値(即ち、SOC閾値DPとSOC目標値TSとの差分)を保ちつつ、SOC目標値TSの変化に伴いSOC閾値DPも変化する。
オルタネータ発電指示電圧算出部150は、SOC目標値設定部140によって設定されたSOC閾値DP及びSOC目標値TSと、ドライブモード算出部110によって算出されたドライブモードと、バッテリ電流センサ88によって検出されたバッテリ電流とに基づいて、オルタネータ35に対して発電量を指示するための電圧値(発電指示電圧)を算出する。
具体的には、車両100の定速走行モードにおいて、バッテリ40のSOCがSOC目標値TSに近づくように又は維持するように、オルタネータ35の発電電圧が制御されるフィードバック制御では、例えばバッテリ電流センサ88により検出されたバッテリ電流の積算値(即ち、バッテリ40の充放電電流積算値)と、SOC目標値TSに対応する充放電電流積算値の目標値との差に応じて、オルタネータ発電指示電圧算出部150は、発電指示電圧を算出する。つまり、充放電電流積算値が、充放電電流積算値の目標値となるように発電指示電圧がフィードバック制御される。この結果、バッテリ40のSOCは、SOC目標値TSに近づく又は維持する。当該フィードバック制御は一例であり、これに限定されるものではない。
尚、図5における「アイドリングストップ禁止閾値SS」は、アイドリングストップ制御を停止してエンジンを再始動するか否かを決定する値である。
(バッテリのSOC制御)
次に、バッテリ40のSOC制御について説明する。ここでは特に、エアコン74が作動しているときのSOC制御について説明する。エアコン74が作動しているとは、車両100に設けられた「A/Cスイッチ」(図示せず)がオンである状態を意味する(つまり、該エアコン74のコンプレッサが動作しているときに限られない)。
次に、バッテリ40のSOC制御について説明する。ここでは特に、エアコン74が作動しているときのSOC制御について説明する。エアコン74が作動しているとは、車両100に設けられた「A/Cスイッチ」(図示せず)がオンである状態を意味する(つまり、該エアコン74のコンプレッサが動作しているときに限られない)。
エアコン74のコンプレッサには、上述の如く、駆動機構34を介してエンジン10の動力の一部が伝達される。つまり、コンプレッサを作動させるためにはエンジン10を運転する必要がある。
ただし、A/Cスイッチがオンである場合であっても、例えば畜冷エバポレータに蓄えられた冷気により車内温度の上昇を抑制することができるので、一時的であればコンプレッサを停止可能(即ち、エンジン10を停止可能)であることが、本願発明者の研究により判明している。つまり、A/Cスイッチがオンである場合であっても、アイドリングストップ制御を実行可能である。
ここで、A/Cスイッチがオンである場合に、どの程度の時間コンプレッサを停止可能であるかは、例えば外気温、或いは、外気温とエアコン74の設定温度との差、に依存する。具体的には例えば、図6に示すように、人が快適と感じる温度(例えば摂氏20度前後)では、エンジン10を停止可能な時間(即ち、コンプレッサを停止可能な時間)が最大となる。人が快適と感じる温度より外気温が低くなるほど、エンジン10を停止可能な時間は短くなる。同様に、人が快適と感じる温度より外気温が高くなるほど、エンジン10を停止可能な時間は短くなる。或いは、図7に示すように、外気温と設定温度との差が大きくなるほど、エンジン10を停止可能な時間は短くなる。
尚、外気温が、人が快適と感じる温度より低い場合、外気が畜冷エバポレータにより一旦冷やされることにより、外気中の水分が低減される。そして、畜冷エバポレータを通過した外気が、そのまま又はヒータコアを介して、車両100の車内に導かれる。
図6において、外気温T4以上では、車両100の車内の冷房による快適性を優先するために、エンジン10を停止可能な時間は短くなる、又はエンジン10を停止できない。外気温T2〜T3では、例えば湿気による窓の曇りを防止するために、エンジン10を停止可能な時間は短くなる。外気温T1〜T2では、例えば湿気による結露を防止するために、エンジン10を停止可能な時間は更に短くなる。外気温T1以下では、車両100の車内の暖房による快適性を優先するために、エンジン10を停止可能な時間は更に短くなる。
図7において、温度差ΔT1〜ΔT2では、例えば湿気による窓の曇りや臭いを防止するために、つまり、除湿を優先するために、エンジン10を停止可能な時間は短くなる。温度差ΔT2以上では、車両100の車内の快適性を優先するために、エンジン10を停止可能な時間は更に短くなる又はエンジン10を停止できない。
尚、図6における外気温T1〜T4、図7におけるΔT1及びΔT2、並びにエンジン停止可能時間を、どの程度にするのかは、本発明が適用される車両の仕様(特に、畜冷エバポレータの性能)に応じて適宜設定されてよい。
ところで、アイドリングストップ制御では、エンジン10の停止中に消費される電気量が、上述の推定停車時間に基づいて推定されることが多い。しかしながら、A/Cスイッチがオンである場合、上述したように、エンジン10を停止可能な時間は限られる。このため、アイドリングストップ制御を実行するために、推定停車時間に基づいて推定された電気量を確保しようとすると、バッテリ40のSOCが過大となり、例えば燃費の悪化を招く可能性がある。
本実施形態では、アイドリングストップ制御について、エアコン74の動作に起因する条件を「A/C要件」と称する。また、アイドリングストップ制御について、バッテリ40の電力収支のみに着目した条件を「電源要件」と称する。
A/C要件としては、(i)図6に示すマップと外気温とから決定される、或いは、図7に示すマップと、外気温とエアコン74の設定温度との温度差とから決定される、エンジン停止可能時間と、(ii)該エンジン停止可能時間に基づいて推定される、エンジン10の停止中に消費される電気量と、がある。ここで、図6に示すマップ及び図7に示すマップのいずれを用いてエンジン停止可能時間を求めるかは、本発明を実施する者の自由である。尚、外気温の検出方法、及び外気温とエアコン74の設定温度との温度差の検出方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
電源要件は、エアコン74が作動しているか否かにかかわらず、常に生じるが、A/C要件は、エアコン74が作動している場合(即ち、A/Cスイッチがオンである場合)のみ生じる。
本実施形態では、電源要件に係る電気量とA/C要件に係る電気量とが比較され、その比較結果に応じて、バッテリ40のSOC制御に係るSOC目標値TS(図5参照)が決定される。
A/C要件に係る電気量は、外気温又は温度差から決定されたエンジン停止可能時間と、現在の補機負荷(即ち、現在作動している補機の合計負荷)との積として表される。このA/C要件に係る電気量を「電気量Q1」又は「A/C要件(Q1)」と称する。
電源要件に係る電気量は、推定停車時間と場合の現在の補機負荷との積として表される。A/Cスイッチがオンである場合の電源要件に係る電気量を「電気量Q2」又は「電源要件(Q2)」と称する。A/Cスイッチがオフである場合の電源要件に係る電気量を「電気量Q3」又は「電源要件(Q3)」と称する。
尚、上記電気量Q1、Q2及びQ3を求める場合、例えば補機電流算出部130(図2参照)により算出された補機電流量を、「現在の補機負荷」として用いればよい。
次に、SOC目標値TSの決定方法について、図8を参照して具体的に説明する。図8において「0」は、図5における「アイドリングストップ禁止閾値SS」に対応している。図8(a)は、“電気量Q1<電気量Q3<電気量Q2”の場合を示している。図8(b)は、“電気量Q3<電気量Q1<電気量Q2”の場合を示している。図8(c)は、“電気量Q3<電気量Q2<電気量Q1”の場合を示している。
図8(a)に示す場合、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間が、推定停車時間よりも短いので、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間は、温度差から決定されたエンジン停止可能時間となる。このため、単純には、電気量Q1だけ確保されれば、アイドリングストップ制御によるエンジン10の停止中に、バッテリ40のSOCがアイドリングストップ禁止閾値SS(即ち、図8(a)における“0”)を下回ることを回避することができる。
しかしながら、例えば停車中に運転者がA/Cスイッチをオンからオフに切り替えると、コンプレッサを作動させる必要がなくなるので、エンジン10を停止できる時間が延びることとなる。この場合に、電気量Q1しか確保していないと、アイドリングストップ制御によるエンジン10の停止中に、バッテリ40のSOCがアイドリングストップ禁止閾値SSを下回ってしまう可能性がある。
そこで、図8(a)に示す場合には、推定停車時間と、A/Cスイッチがオフとなった場合の負荷(即ち、現在の補機負荷からエアコン74の負荷を引いた値)との積である電気量Q3が確保されるように、SOC目標値TSが決定される(この場合、SOC目標値TSは、“アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q3に相当するSOC値”となる)。このように構成すれば、バッテリ40のSOCが過大になることを防止しつつ、A/Cスイッチがオフされた場合であってもアイドリングストップ制御を適切に実行することができる。
図8(b)に示す場合、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間が、推定停車時間よりも短いので、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間は、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間となる。
図8(b)に示す場合、電気量Q1が電気量Q3よりも大きいので、仮に停車中にA/Cスイッチがオフされたとしても、電気量Q1だけ確保しておけば、アイドリングストップ制御によるエンジン10の停止中に、バッテリ40のSOCがアイドリングストップ禁止閾値SSを下回ることを回避することができる。従って、図8(b)に示す場合には、電気量Q1が確保されるように、SOC目標値TSが決定される(この場合、SOC目標値TSは、“アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q1に相当するSOC値”となる)。
図8(c)に示す場合、推定停車時間が、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間よりも短いので、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間は、推定停車時間となる。
図8(c)に示す場合、電気量Q2だけ確保しておけば、アイドリングストップ制御によるエンジン10の停止中に、バッテリ40のSOCがアイドリングストップ禁止閾値SSを下回ることを回避することができる。従って、図8(c)に示す場合には、電気量Q2が確保されるように、SOC目標値TSが決定される(この場合、SOC目標値TSは、“アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q2に相当するSOC値”となる)。
次に、ECU50が実行するバッテリ40の制御ルーチンについて、図9のフローチャートを参照して説明する。
図9において、ECU50は、A/Cスイッチがオンである場合、電源要件(Q2)がA/C要件(Q1)よりも小さいか否かを判定する(ステップS101)。電源要件(Q2)がA/C要件(Q1)より小さいと判定された場合(ステップS101:Yes)(即ち、図8(c)の場合)、ECU50は、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間を、推定停車時間とすると共に、SOC目標値TSを電源要件(Q2)から決定する(ステップS102)。
ステップS101の処理において、電源要件(Q2)がA/C要件(Q1)より大きいと判定された場合(ステップS101:No)、ECU50は、電源要件(Q3)がA/C要件(Q1)よりも小さいか否かを判定する(ステップS103)。
電源要件(Q3)がA/C要件(Q1)より小さいと判定された場合(ステップS103:Yes)(即ち、図8(b)の場合)、ECU50は、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間を、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間とすると共に、SOC目標値TSをA/C要件(Q1)から決定する(ステップS104)。
ステップS103の処理において、電源要件(Q3)がA/C要件(Q1)より大きいと判定された場合(ステップS103:No)(即ち、図8(a)の場合)、ECU50は、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間を、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間とすると共に、SOC目標値TSを電源要件(Q3)から決定する(ステップS105)。
ECU50は、上述した制御ルーチンにより決定されたSOC目標値TS等に基づいて、バッテリ40のSOCに応じて、公知の急速充電や通常充電等のバッテリ制御を実行する。通常充電時には特に、ECU50は、SOC目標値TSに基づいたフィードバック発電制御によるバッテリ制御を実行する。
第1実施形態に係る「補機類70」は、本発明に係る「複数の補機」の一例である。第1実施形態に係る「ECU50」は、本発明に係る「第1算出手段」、「第2算出手段」、「設定手段」及び「車両制御装置」の一例である。第1実施形態に係る「アイドリングストップ禁止閾値SS」、「SOC目標値TS」、「エンジン停止可能時間」、「推定停車時間」、「電気量Q1」及び「電気量Q2」は、夫々、本発明に係る「SOC閾値」、「SOC目標値」、「第1停止時間」、「第2停止時間」、「第1電気量」及び「第2電気量」の一例である。
第1実施形態に係る「アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q1に相当するSOC値」及び「アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q2に相当するSOC値」は、夫々、本発明に係る「第1SOC値」及び「第2SOC値」の一例である。第1実施形態に係る「アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q1に相当するSOC値」及び「アイドリングストップ禁止閾値SS+電気量Q3に相当するSOC値」は、本発明に係る「第3SOC値」の一例である。
<第2実施形態>
本発明の車両制御装置に係る第2実施形態について、図10乃至図12を参照して説明する。第2実施形態では、アイドリングストップ時に確保すべき電気量の算出方法が一部異なる以外は、上述した第1実施形態と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図10乃至図12を参照して説明する。
本発明の車両制御装置に係る第2実施形態について、図10乃至図12を参照して説明する。第2実施形態では、アイドリングストップ時に確保すべき電気量の算出方法が一部異なる以外は、上述した第1実施形態と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図10乃至図12を参照して説明する。
車両100の走行中、即ち、エンジン10の運転中は、エンジン10の動力を用いてオルタネータ35が発電することにより、バッテリ40が充電されると共に、エンジン10の動力によりコンプレッサが作動し、エアコン74の畜冷エバポレータに畜冷される。
例えば車両100が市街地を走行している場合、車両100が比較的頻繁に停止する可能性がある。つまり、車両100の走行時間が比較的短くなり、バッテリ40のSOCが十分には回復されない可能性がある。同様に、畜冷エバポレータの畜冷状況も十分ではない可能性がある。
ここで、バッテリ40のSOCが十分には回復されていない場合、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な最大時間は、バッテリ40の現在のSOCによって決まる。同様に、畜冷エバポレータの畜冷状況が十分ではない場合、コンプレッサを停止可能な時間(即ち、エンジン10を停止可能な時間)は、外気温(図6参照)又は温度差(図7参照)ではなく、畜冷エバポレータの現在の畜冷状況によって決まる。
ところで、バッテリ40の充電量(即ち、SOCの回復性能)は車両100の走行状況に大きく依存するのに対して、畜冷エバポレータの畜冷状況は車両100の走行状況にほとんど依存しない。従って、バッテリ40のSOCの回復性能と、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能とは、車両100の走行状況によって互いに異なることが多い。
具体的には例えば、図10(a)に示すように、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能(図中の“A/C要件”参照)が、バッテリ40のSOCの回復性能(図中の“電源要件”参照)を上回っている場合、畜冷エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間(即ち、エンジン10を停止可能な時間)は、バッテリ40の現在のSOCに応じたエンジン10の停止可能時間よりも長くなる。
ただし、畜冷エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間には、畜冷エバポレータの畜冷性能に応じた上限がある(図中の“A/C要件でのS&S最大時間”参照)。このため、走行時間が比較的長ければ、バッテリ40の現在のSOCに応じたエンジン10の停止可能時間が、畜冷エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間を上回る(図中の“走行時間T”以降参照)。
尚、「A/C要件でのS&S最大時間」は、典型的には、現在の外気温、又は現在の外気温と設定温度との温度差、に依存する(具体的には例えば、現在の外気温及び図6に示すマップから、或いは、現在の温度差及び図7に示すマップから、決まる)。
他方で、図10(b)に示すように、バッテリ40のSOCの回復性能が、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能を上回っている場合、バッテリ40の現在のSOCに応じたエンジン10の停止可能時間は、畜冷エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間よりも常に長くなる。
畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能が、バッテリ40のSOCの回復性能を上回っている場合であって、走行時間が図10(a)における走行時間Tよりも短い場合、次のような技術的問題が生じる可能性がある。
即ち、図11上段(“1回目S&S前”のA/C要件及び電源要件a)に示すように、1回目のアイドリングストップ制御が実行される前に、SOC目標値TSがA/C要件(Q1)から決定されたとする(上述した、図9のステップS104の処理に相当)。そして、バッテリ40のSOCが、アイドリングストップ禁止閾値SS(図5参照)よりも電気量Q1に相当するSOC値だけ大きな値(図中の“Q1”参照)であるとする(図中の“電源要件a”参照)。
1回目のアイドリングストップ制御が実行された後、2回目のアイドリングストップ制御が実行される前では、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能が、バッテリ40のSOCの回復性能を上回っているので、コンプレッサの停止可能時間と現在の補機負荷との積(図中の“A/C要件”参照)が、現在のSOCに応じたエンジン10の停止可能時間と現在の補機負荷との積(図中の“電源要件a”参照)よりも大きくなる。
即ち、コンプレッサの停止可能時間が、現在のSOCに応じたエンジン10の停止可能時間よりも長くなる。つまり、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能と、バッテリ40のSOCの回復性能との差に相当する時間だけ、コンプレッサを停止させることができる時間が短くなる。更に、図11下段における電源要件aの場合、バッテリ40のSOCが、アイドリングストップ禁止閾値SSを下回ってしまい、アイドリングストップ制御が禁止されてしまう。
このように、コンプレッサの停止可能時間が、現在のSOCに応じたエンジン10の停止可能時間よりも長い場合、コンプレッサを停止させることが可能であるにもかかわらず、エンジン10が再始動される又はエンジン10の停止が禁止されるので、燃料消費量の抑制効果が低減する可能性がある。
そこで本実施形態では、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能がバッテリ40のSOCの回復性能を上回っている場合であって、走行時間が図10(a)における走行時間Tよりも短い場合、SOC目標値TSが、アイドリングストップ禁止閾値SSよりも電気量Q4に相当するSOC値だけ大きな値(図中の“Q4”参照)にされる(図中の“電源要件b”参照)。
このように構成すれば、図11上段における電気量Q4と電気量Q1との差分だけのマージンが生じるので、畜冷エバポレータの畜冷状況の回復性能がバッテリ40のSOCの回復性能を上回っている場合であっても、畜冷エバポレータの畜冷状況に応じたコンプレッサの停止可能時間だけエンジン10を停止させることができる、或いは、アイドリングストップ制御の禁止発生を抑制することができる。
尚、電気量Q4は、実験的に又はシミュレーションにより、例えば所定期間内に複数回車両が停止した場合に、アイドリングストップ制御を適切に実行可能な電気量を求めることにより設定されてもよいし、電気量Q4を学習する学習機能を車両10に搭載し、該学習の結果に応じて設定されてもよい。
次に、ECU50が実行するバッテリ40の制御ルーチンについて、図12のフローチャートを参照して説明する。
図9のステップS103の処理において、電源要件(Q3)がA/C要件(Q1)より小さいと判定された場合(ステップS103:Yes)、ECU50は、予想走行時間が、所定時間T(図10(a)における“T”に相当)より長いか否かを判定する(ステップS201)。
ここで、「予想走行時間」は、当該処理が実行される直前の停車時間と、停車時間率算出部120(図2参照)により算出された停車時間率(具体的には、近過去停車時間率R1及び遠過去停車時間率R2のうち大きい方の値)とに基づいて算出される。具体的には、予想走行時間=停車時間×(100−停車時間率)/(停車時間率)である。
予想走行時間が所定時間Tより長いと判定された場合(ステップS201:Yes)、ECU50は、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間を、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間とすると共に、SOC目標値TSをA/C要件(Q1)から決定する(ステップS202)。
他方、予想走行時間が所定時間T以下であると判定された場合(ステップS201:No)、ECU50は、アイドリングストップ制御によりエンジン10を停止可能な時間を、図6又は図7に示すマップから決定されたエンジン停止可能時間とすると共に、SOC目標値TSを電源要件(Q4)から決定する(ステップS203)。
第2実施形態に係る「所定時間T」は、本発明に係る「時間閾値」の一例である。第2実施形態に係る「アイドリングストップ禁止閾値SSよりも電気量Q4に相当するSOC値だけ大きな値」は、本発明に係る「第4SOC値」の一例である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
10…エンジン、15…自動変速機、20…ディファレンシャルギア、25…駆動輪、30…スタータ、35…オルタネータ、40…バッテリ、50…ECU、74…エアコン、100…車両
Claims (2)
- エンジンと、エアーコンディショナを含む複数の補機と、前記複数の補機各々に電力を供給可能なバッテリと、発電した電力の少なくとも一部により前記バッテリを充電可能な発電機と、を備えると共に、前記エンジンの自動停止機能を有する車両において、前記バッテリのSOCがSOC目標値に近づくように、前記発電機の発電電圧を制御して前記バッテリを充電し又は放電させ、且つ、前記バッテリのSOCがSOC閾値以下であることを条件に前記エンジンの自動停止を禁止する車両制御装置であって、
前記車両の外気温から、又は前記外気温と前記エアーコンディショナの設定温度との温度差から、前記エアーコンディショナの作動時に、前記エンジンを自動停止させることが可能な時間である第1停止時間を算出すると共に、前記算出された第1停止時間と前記複数の補機のうち現在作動している補機の合計負荷との積としての推定消費電気量である第1電気量を算出する第1算出手段と、
前記車両の走行履歴から、前記車両の将来における停車時間である第2停止時間を算出すると共に、前記算出された第2停止時間と前記現在作動している補機の合計負荷との積としての推定消費電気量である第2電気量を算出する第2算出手段と、
前記算出された第1電気量が前記算出された第2電気量よりも小さい場合に、前記SOC目標値を、前記SOC閾値より前記算出された第1電気量に相当するSOC値だけ大きい第1SOC値以上、且つ、前記SOC閾値より前記算出された第2電気量に相当するSOC値だけ大きい第2SOC値より小さい、第3SOC値とする設定手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。 - 前記設定手段は、前記算出された第1電気量が前記算出された第2電気量よりも小さく、且つ、前記算出された第2停止時間に対応した前記車両の予想走行時間が、時間閾値より短い場合に、前記目標値を、前記第2SOC値より小さく、且つ前記第3SOC値より大きい第4SOC値とすることを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015118192A JP6237708B2 (ja) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 車両制御装置 |
CN201610388385.2A CN106240558B (zh) | 2015-06-11 | 2016-06-02 | 车辆控制*** |
US15/173,940 US10436128B2 (en) | 2015-06-11 | 2016-06-06 | Vehicle control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015118192A JP6237708B2 (ja) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 車両制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017005890A JP2017005890A (ja) | 2017-01-05 |
JP6237708B2 true JP6237708B2 (ja) | 2017-11-29 |
Family
ID=57515759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015118192A Active JP6237708B2 (ja) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 車両制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10436128B2 (ja) |
JP (1) | JP6237708B2 (ja) |
CN (1) | CN106240558B (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106907251B (zh) * | 2017-05-04 | 2020-04-24 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机怠速控制方法和*** |
JP2018189044A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
US10392002B2 (en) * | 2017-09-07 | 2019-08-27 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for controlling engine idle-stop |
JP7004147B2 (ja) * | 2017-11-27 | 2022-01-21 | トヨタ自動車株式会社 | 発電機の制御装置 |
KR102487193B1 (ko) * | 2017-12-14 | 2023-01-10 | 현대자동차 주식회사 | 아이들 스톱 진입 제어 시스템 및 그 방법 |
CN108407570A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-08-17 | 北京长安汽车工程技术研究有限责任公司 | 一种汽车空调***电源管理控制方法及其*** |
JP6973235B2 (ja) * | 2018-03-28 | 2021-11-24 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 車載用の電力制御装置及び車載用の電力制御システム |
JP7010108B2 (ja) * | 2018-03-28 | 2022-01-26 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
JP7172690B2 (ja) * | 2019-02-12 | 2022-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム及び二次電池のsoc推定方法 |
EP3741605B1 (en) * | 2019-05-24 | 2021-11-24 | Thermo King Corporation | Temperature controlled goods vehicles |
CN111231606B (zh) * | 2020-01-20 | 2023-01-10 | 广州华凌制冷设备有限公司 | 车载空调、运行方法、控制装置和计算机可读存储介质 |
CN117705196B (zh) * | 2024-01-31 | 2024-05-03 | 杭州高特电子设备股份有限公司 | 一种储能空调温度故障诊断方法及储能设备 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3260040B2 (ja) * | 1994-07-06 | 2002-02-25 | サンデン株式会社 | 電気自動車用空気調和装置の制御装置 |
JP3754604B2 (ja) * | 2000-06-27 | 2006-03-15 | 本田技研工業株式会社 | 車両のエンジン自動停止始動装置 |
JP4023729B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2007-12-19 | 本田技研工業株式会社 | エンジンの自動停止再始動制御装置 |
US7032393B2 (en) * | 2003-08-28 | 2006-04-25 | General Motors Corporation | Climate cooling control systems and methods for hybrid vehicles |
JP4066995B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2008-03-26 | トヨタ自動車株式会社 | 自動車およびその制御方法 |
US20100145562A1 (en) * | 2004-12-01 | 2010-06-10 | Ise Corporation | Method of Controlling Engine Stop-Start Operation for Heavy-Duty Hybrid-Electric Vehicles |
JP5521998B2 (ja) * | 2010-11-22 | 2014-06-18 | 株式会社デンソー | 車両用制御装置 |
JP5842927B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2016-01-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置、車両、および車両制御方法 |
WO2013072976A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | トヨタ自動車株式会社 | 走行環境予測装置および車両制御装置、並びにそれらの方法 |
CN103987581A (zh) * | 2011-12-12 | 2014-08-13 | 丰田自动车株式会社 | 消耗电力预测装置、车辆控制装置、车辆、消耗电力预测方法以及车辆控制方法 |
CN104040828B (zh) * | 2012-01-11 | 2016-07-27 | 丰田自动车株式会社 | 车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法 |
US20140365099A1 (en) * | 2012-01-24 | 2014-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle control apparatus, vehicle, and vehicle control method |
US10183547B2 (en) * | 2012-05-24 | 2019-01-22 | Honda Motor Co., Ltd | Idle stop and heater control system and method for a vehicle |
JP2013255365A (ja) | 2012-06-07 | 2013-12-19 | Suzuki Motor Corp | 車両の制御装置 |
CN104583037B (zh) * | 2012-08-31 | 2018-05-25 | 丰田自动车株式会社 | 车辆和车辆的控制方法 |
JP2014136535A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | 車両制御装置、車両、および車両制御方法 |
WO2015090346A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Volvo Truck Corporation | Method to control energy flows of a vehicle |
JP2015199470A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-12 | 株式会社デンソー | 車両制御システム |
-
2015
- 2015-06-11 JP JP2015118192A patent/JP6237708B2/ja active Active
-
2016
- 2016-06-02 CN CN201610388385.2A patent/CN106240558B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-06-06 US US15/173,940 patent/US10436128B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106240558B (zh) | 2019-06-18 |
US20160363060A1 (en) | 2016-12-15 |
JP2017005890A (ja) | 2017-01-05 |
CN106240558A (zh) | 2016-12-21 |
US10436128B2 (en) | 2019-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6237708B2 (ja) | 車両制御装置 | |
US10946764B2 (en) | Controller for vehicle | |
US10532727B2 (en) | Method and device for controlling full load mode of hybrid vehicle | |
US7659698B2 (en) | System and method for controlling a state of charge of an energy storage system | |
US7797089B2 (en) | System and method for managing a power source in a vehicle | |
JP5510116B2 (ja) | ハイブリッド車の回生制御装置 | |
JP5842927B2 (ja) | 車両制御装置、車両、および車両制御方法 | |
US7513325B2 (en) | Method for operating a hybrid motor vehicle | |
US20180312158A1 (en) | Controller for vehicle | |
US20150333564A1 (en) | Vehicle control apparatus, vehicle, and vehicle control method | |
US9403439B2 (en) | Power generation control device | |
US20200180531A1 (en) | Vehicle and Method of Controlling the Same | |
JP6693400B2 (ja) | 車両用制御システム | |
JP2019172102A (ja) | 制御装置 | |
JP7135476B2 (ja) | 車両の発電制御装置 | |
CN109476302B (zh) | 车辆控制装置 | |
US9002551B2 (en) | Method and device for operating a hybrid vehicle and computer program product and vehicle | |
JP2016215729A (ja) | 電源制御装置 | |
JP6269540B2 (ja) | 車両制御装置 | |
US20200180468A1 (en) | Vehicle and method for controlling the same | |
JP6607021B2 (ja) | ハイブリッド車両の発電制御装置 | |
JP6409735B2 (ja) | ハイブリッド車の制御装置 | |
JP4329487B2 (ja) | 車両のエンジン補機制御装置 | |
WO2013132531A1 (ja) | エンジン制御装置及びエンジン制御方法 | |
JP7166716B2 (ja) | 車両制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170623 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171016 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6237708 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |