JP2010024906A - 内燃機関の自動停止始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載バッテリを電源とするスタータによって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理の実行の有無を的確に判断することが困難なこと。
【解決手段】車両の停止時における内燃機関の停止前に対して、アイドルストップ処理によって内燃機関が停止することで、バッテリの電圧は低下する。そして、その後、内燃機関を自動始動させることで、バッテリ電圧は、電圧Ｖｂｒから更に電圧降下量ΔＶｓｔだけ大きく低下する。この際の最低電圧Ｖｍｉｎが閾値電圧Ｖｔｈ以上となると予測される場合にアイドルストップを許可すべく、自動始動直前の電圧Ｖｂｒ及び電圧降下量ΔＶｓｔを、アイドルストップ処理に先立ち予測する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理、及び該自動停止処理後の自動始動処理を行う内燃機関の自動停止始動装置に関する。

この種の自動停止始動装置としては、車両の停止時に、（ア）バッテリの異常放電がないとの条件と、（イ）始動時からのバッテリ電流の積算値が所定値以上であるとの条件と、（ウ）バッテリの温度が所定値以上であるとの条件と、の３つの条件の論理積条件が成立することに基づき、いわゆるアイドルストップ処理を行うものがある。ここで、上記（ア）の条件は、バッテリに異常がないことを条件にアイドルストップを許可するためのものである。また、上記（イ）の条件は、バッテリの放電能力が十分であることを条件にアイドルストップを許可するためのものである。更に、上記（ウ）の条件は、バッテリの温度が低いほど放電量に対する放電能力の低下速度が大きくなることに鑑み、アイドルストップによる放電能力の急激な低下を回避するためのものである。

なお、上記技術のほか、従来の自動停止始動装置としては、例えば下記特許文献１に記載されているものもある。
特開２００５−３３１５１８号公報

ところで、アイドルストップ処理がなされた後には、ユーザによる車両走行要求が生じる場合に加えて、バッテリ容量が低下していると判断される場合にも、自動始動処理がなされることとなる。このため、上記態様にてアイドルストップ処理を行う場合、アイドルストップ開始後、短期間に、バッテリ容量の低下に基づき自動始動処理がなされるおそれがある。このため、ユーザに違和感を与える等、ドライバビリティの低下を招くおそれがある。また、アイドルストップ後短期間に自動始動がなされることとなる状況下においてもアイドルストップがなされることとなるため、自動始動回数も自ずと増加し、ひいてはバッテリの寿命を短縮することともなりかねない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理をより的確に行うことのできる内燃機関の自動停止始動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理、及び該自動停止処理後の自動始動処理を行う内燃機関の自動停止始動装置において、前記内燃機関の停止期間において、前記バッテリの電圧の検出値を取得する電圧取得手段と、前記車両の停止時、前記自動停止処理を想定した場合の前記自動始動処理直前の前記バッテリの電圧を、前記電圧取得手段によって取得される検出値に基づき予測する予測手段と、前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値に基づき、前記自動停止処理の実行の有無を判断する判断手段とを備えることを特徴とする。

上記発明では、内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧を学習することで、それ以降の自動停止処理に伴う内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧を予測することができる。そして、これに応じて予測される自動始動処理に伴うバッテリ電圧の最低値に基づき、自動停止処理を実行するか否かを判断するために、自動停止処理後にバッテリの充電状態に基づき短期間で自動始動がなされることを好適に回避することができる。このため、自動停止処理に伴う内燃機関の停止期間を適切な時間とすることができ、ひいてはドライバビリティの低下を回避することができる。また、むやみな自動始動がなされることがなくなるため、バッテリの寿命が短縮することを好適に抑制することもできる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記予測手段は、前記停止期間における前記バッテリの電圧の複数個のサンプリング値に基づき、前記バッテリの電圧の時間変化を予測する予測式を算出する手段を備え、該予測式に基づき前記予測を行うことを特徴とする。

上記発明では、複数個のサンプリング値に基づきバッテリの自動始動直前のバッテリ電圧を予測する。このため、サンプリング値のサンプリング期間よりも自動停止による内燃機関の停止期間が長期にわたる場合についての自動始動直前の電圧を予測することができる。また、電圧のサンプリング値には、ノイズが重畳するおそれがあるが、複数のサンプリング値に基づき電圧を予測するため、単一のサンプリング値を用いた場合と比較して、ノイズの影響を好適に抑制することもできる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記予測式の算出に用いる検出値は、前記内燃機関の停止に伴って前記バッテリの電圧降下速度が所定以下となる時点以降におけるものであることを特徴とする。

内燃機関の停止前において、バッテリの電圧は大きく変動する。一方、内燃機関の停止処理によって、バッテリの電圧は急激に低下し、その後、電圧降下速度が徐々に小さくなる。ここで、内燃機関の停止処理直後におけるバッテリの電圧を含めて予測式を算出する場合、予測式の算出精度が低下しやすい。これに対し、電圧降下速度が減少した後には、電圧の時間変化も緩やかであるため、予測式を高精度に算出しやすい。このため、上記発明では、予測式を高精度に算出することができる。

なお、上記電圧降下速度が所定以下となる時点以降である旨の判断は、前記バッテリの電圧の検出値を入力として行ってもよく、また、バッテリの分極相関量を算出する手段を備えて且つ、該算出される分極相関量を入力として行ってもよい。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記判断手段は、前記予測式が算出されていない場合には、前記検出値によらず予め定められた関数を用いて前記予測を行うことで前記判断を行うことを特徴とする。

上記発明では、予め関数を用意しておくことで、予測式が算出されていない場合であっても、判断手段による判断を的確に行うことができる。

請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記判断手段は、前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値が所定以上であることを条件に、前記自動停止処理を実行する旨判断するものであって且つ、前記予測式が算出されていない場合には、前記減算した値が所定以上であるとの条件の成立の有無にかかわらず、前記バッテリの充電状態が所定の状態であることを条件に前記自動停止処理を実行する旨判断することを特徴とする。

上記発明では、予測式が算出されていない場合、充電状態に基づき自動停止処理を実行することで、予測式の算出機会を迅速に確保することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記予測手段は、前記予測に際し、前記検出値の取得時及び現在時のそれぞれにおける前記バッテリの温度を加味することを特徴とする。

自動停止による内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧降下速度は、バッテリの温度が低いほど大きくなる。したがって、予測に用いた電圧の検出時と現在時とでバッテリの温度が相違する場合には、電圧降下の予測精度が低下するおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、バッテリの温度を加味して予測を行うことで、バッテリの温度が変動する場合であれ、電圧降下の予測精度を高く維持することができる。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記予測手段は、前記予測に際し、前記検出値の取得時及び現在時のそれぞれにおける前記バッテリの充電状態を加味することを特徴とする。

自動停止による内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧降下速度は、バッテリの充電状態に余裕がないほど大きくなる。したがって、予測に用いた電圧の検出時と現在時とでバッテリの充電状態が相違する場合には、電圧降下の予測精度が低下するおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、バッテリの充電状態を加味して予測を行うことで、バッテリの充電状態が変動する場合であれ、電圧降下の予測精度を高く維持することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記バッテリの電圧降下量の予測値を、前記バッテリの温度に応じて可変設定することを特徴とする。

上記発明では、バッテリの電圧降下量がバッテリの温度に依存することに鑑み、バッテリの温度を加味して電圧降下量の予測値を設定する。これにより、予測値を高精度に設定することができる。

請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記バッテリの電圧降下量の予測値を、前記バッテリの充電状態に応じて可変設定することを特徴とする。

上記発明では、バッテリの電圧降下量がバッテリの充電状態に依存することに鑑み、バッテリの充電状態を加味して電圧降下量の予測値を設定する。これにより、予測値を高精度に設定することができる。

請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記内燃機関の始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となった後の所定期間における前記バッテリの電圧の検出値及び前記バッテリの放電電流の検出値に基づき、前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量に関する情報を取得する放電電流取得手段を更に備え、前記判断手段は、前記放電電流取得手段によって取得される情報に基づき、前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を算出することを特徴とする。

内燃機関の始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となった後の所定期間における前記バッテリの電圧の検出値及び前記バッテリの放電電流の検出値は、バッテリの放電電流の挙動や、バッテリの電気的な状態に依存する。このため、たとえバッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量を直接的には検出できない場合であっても、上記検出値には、放電電流量がいかなる値となるかを推定可能な情報が含まれている。上記発明では、この点に鑑み、上記検出値に基づき、バッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量量に関する情報を取得することができる。

なお、上記情報は、「バッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量量」又は、「前記始動のための前記バッテリの最大放電電流量、すなわち前記始動前の放電電流量に対する前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量の差」とすることが望ましい。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の内燃機関の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動のための前記バッテリの最大放電電流量として前記始動前の放電電流量に対する前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量の差を推定することを特徴とする。

始動に伴うバッテリの電圧降下量は、始動前の放電電流量に対する始動によってバッテリの電圧が最低値となる際の放電電流量の差に、バッテリの内部抵抗を乗算することで算出可能である。このため、上記発明では、自動始動処理に伴うバッテリの電圧降下量を好適に予測することができる。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗を推定しつつ該推定される内部抵抗に応じて前記最大放電電流量を推定することを特徴とする。

バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間におけるバッテリの内部抵抗は、バッテリの始動前の電圧と最低電圧との差と最大放電電流量との関係を定めるものである。このため、上記内部抵抗を推定することで最大放電電流量を好適に推定することができる。

なお、前記放電電流取得手段は、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動前の値と前記始動による最低値との差に基づき、前記バッテリの電圧の最大低下量を算出する手段と、前記始動時における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき、前記バッテリの内部抵抗を推定する手段と、前記推定される内部抵抗と前記最大低下量とに基づき、前記最大放電電流量を算出する手段とを備えることを特徴としてもよい。

上記発明では、始動前のバッテリの放電電流量に対する始動によってバッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量の差を最大放電電流量とするために、電圧の最大低下量は、最大放電電流量を推定する上で用いて好適なパラメータである。また、バッテリの内部抵抗は、バッテリの放電電流の挙動を規定するものであるため、これも最大放電電流量を推定する上で好適なパラメータである。特に、内部抵抗と電圧とが定まれば、バッテリの放電電流量は定まることとなるため、上記最大低下量と内部抵抗とに基づき最大放電電流量を推定することができる。

また、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき、前記バッテリの内部抵抗を推定する手段と、該推定される内部抵抗と前記検出値とに基づき前記バッテリの開放端電圧についての前記始動手段の起動前と起動後との値の差を推定する手段と、前記推定される差と前記推定される内部抵抗とに基づき、前記バッテリの電圧が最低電圧へと低下する際における前記バッテリの内部抵抗を推定する手段とを備えることを特徴としてもよい。

バッテリの電圧が最低電圧へと低下する際における電流及び電圧の挙動から定まるバッテリの内部抵抗と、最低電圧まで低下した後の電流及び電圧の挙動から定まる内部抵抗とは相違し得る。ただし、これらの相違は、バッテリの開放端電圧についての始動手段の起動前後の値の差と相関を有することが発明者らによって見出されている。上記発明では、この点に着目することで、バッテリの電圧が最低電圧へと低下する際における前記バッテリの内部抵抗を高精度に推定することができる。そして、バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間におけるバッテリの内部抵抗は、バッテリの始動前の電圧と最低電圧との差と最大放電電流量との関係を定めるものである。このため、上記内部抵抗を推定することで最大放電電流量を好適に推定することができる。

請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後の所定期間における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき前記バッテリの内部抵抗を推定する手段を備え、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動前の値と前記始動による最低値との差に基づく前記バッテリの電圧の最大低下量と、前記推定される内部抵抗とに基づき、前記最大放電電流量を推定するものであり、前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗に近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする。

上記所定期間における検出値に基づき推定される内部抵抗は、始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗に近似するために、この内部抵抗と、バッテリの電圧の最大低下量とに基づき、最大放電電流量を推定することが可能となる。

請求項１４記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後の所定期間における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき前記バッテリの内部抵抗を推定する手段を備え、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動による最低電圧と該最低電圧となった後の所定電圧との差と、前記推定される内部抵抗とに基づき、前記最大放電電流量を推定するものであり、前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動に伴って前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下する時点と前記所定電圧まで上昇する時点とを結ぶ直線の傾きに近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする。

上記所定期間における検出値に基づき推定される内部抵抗は、バッテリの電圧が最低電圧となる時点と所定電圧まで上昇する時点とを結ぶ直線の傾きを近似するために、この内部抵抗と、最低電圧と所定電圧との差とから、バッテリの電圧が最低電圧から所定電圧まで上昇する際における放電電流量の変化量を算出することができる。このため、上記所定電圧を放電電流の検出が可能な値とすることで、最大放電電流量を推定することが可能となる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる車載バッテリの状態推定装置をガソリン機関を動力発生装置とする車両のバッテリの状態推定装置に適用した第１の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。

内燃機関１０は、ポート噴射式のガソリン機関である。また、内燃機関１０は、車両の動力発生装置であり、その出力軸（クランク軸１２）が駆動輪に機械的に接続されている。一方、発電装置２０は、発電機としてのオルタネータ２２と、オルタネータ２２の出力を制御する制御回路としてのレギュレータ２４とを備えて構成されている。ここで、オルタネータ２２のロータは、内燃機関１０のクランク軸１２と機械的に連結されており、クランク軸１２の回転力によって回転する。

発電装置２０のバッテリ端子ＴＢには、鉛蓄電池としてのバッテリ３０が接続されている。そして、バッテリ３０には、これと並列に、スイッチ４２を介して電気負荷４４が接続されている。更に、バッテリ３０には、電気負荷として、内燃機関１０のクランク軸１２に初期回転を付与するスタータ４０が接続されている。一方、バッテリ端子ＴＢ及びバッテリ３０間の給電ラインと、発電装置２０のイグニッション端子ＴＩＧとは、イグニッションスイッチ４６を介して接続されている。

上記バッテリ３０の電気負荷の１つとしての電子制御装置（ＥＣＵ５０）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、常時記憶保持装置５１等の記憶装置を備えている。ここで、常時記憶保持装置５１とは、エンジン制御システムの起動スイッチ（制御装置（ＥＣＵ５０）の主電源：ｅｘ．イグニッションスイッチ４６）の状態にかかわらず、常時記憶を保持する記憶装置のことである。具体的には、例えば上記起動スイッチの状態にかかわらず常時給電状態が維持されるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらず常時記憶を保持するＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリなどである。

ＥＣＵ５０は、内燃機関１０や、発電装置２０を制御対象とする。特に、ＥＣＵ５０では、バッテリ３０から放電される電流やバッテリ３０へと充電される電流を検出する電流センサ５２の検出値や、バッテリ３０の温度を検出する温度センサ５４の検出値、更にはバッテリ３０の電圧を検出する電圧センサ５６の検出値に基づき、発電装置２０のバッテリ端子ＴＢに印加される電圧（発電装置２０の出力電圧）を制御する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、発電装置２０の指令端子ＴＲに、出力電圧の指令値（指令電圧）を出力する。これにより、レギュレータ２４では、出力電圧を指令電圧に制御する。また、ＥＣＵ５０は、発電装置２０のモニタ端子ＴＦを介して、発電装置２０の発電能力を示す発電状態信号を取り込む。ここで、発電能力とは、レギュレータ２４内のスイッチング素子のオン・オフの時比率（詳しくは、オン・オフ周期に対するオン時間の比：Ｄｕｔｙ）によって定量化される。

上記出力電圧の制御は、バッテリ３０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を許容範囲内としつつも、発電装置２０による発電による内燃機関１０の燃料消費量の増量量を極力低減するように行われる。ここで、ＳＯＣは、バッテリ３０の放電能力を定量化した物理量である。詳しくは、バッテリ３０の満充電に対する現在の充電量の割合を定量化したものである。ＳＯＣは、通常「５時間率容量」や、「１０時間率容量」等によって定量化される。バッテリ３０は、その端子が開放されているときの電圧である開放端電圧が、ＳＯＣに依存することが知られている。詳しくは、ＳＯＣが大きいほど、開放端電圧が高くなる。具体的には例えば、ＳＯＣが「１００％」のときの開放端電圧は、「１２．８Ｖ」であり、「０％」のときの開放端電圧は、「１１．８Ｖ」である。

更に、ＥＣＵ５０は、車両の停止時において、内燃機関１０のアイドル回転速度制御を停止し内燃機関１０を自動的に停止させるいわゆるアイドルストップ制御（自動停止処理）や、アイドルストップ制御から内燃機関１０を自動的に始動させる自動始動処理を行う。ここで、自動始動処理は、スタータ４０を起動させることで内燃機関１０のクランク軸１２に初期回転を付与した後、燃焼制御を行うことで実行される。ただし、スタータ４０の起動に際しては、スタータ４０が回転を開始するまでの極短時間の間にバッテリ３０からスタータ４０に多量の放電電流が流れることが知られている。そしてこの際には、バッテリ３０の電圧が大きく落ち込む。一方、バッテリ３０を給電手段とするＥＣＵ５０には、その動作の信頼性を維持することのできる給電電圧の最小値が規定されている。このため、内燃機関１０の自動始動処理に際してバッテリ３０の電圧が過度に低下する場合には、ＥＣＵ５０の動作の信頼性が低下するおそれがある。このため、アイドルストップ制御は、自動始動処理によるバッテリ３０の電圧の低下がＥＣＵ４０の動作保証電圧の最低値を下回らないとの条件の下で行うことが望ましい。

そこで本実施形態では、アイドルストップ処理を行うに先立ち、アイドルストップ後の自動始動処理に伴うバッテリ３０の最低電圧値を予測し、これが上記動作保証電圧の最低値を下回らないと判断されることを条件に、アイドルストップを許可する。以下、これについて詳述する。

図２に、アイドルストップ処理後のバッテリ３０の電圧の推移を示す。図示されるように、バッテリ３０の電圧は、内燃機関１０の停止処理によって低下し、自動始動処理によって更に大きく低下する。このため、自動停止後、自動始動処理直前のバッテリの電圧Ｖｂｒと、自動始動に伴うバッテリ３０の電圧降下量ΔＶｓｔとを予測することで、自動始動に伴うバッテリ３０の最低電圧Ｖｍｉｎを予測することができる。そしてこれが上記動作補償電圧の最低値に基づき設定される閾値電圧Ｖｔｈを上回るなら、アイドルストップを許可することができる。以下では、「ａ．電圧降下量ΔＶｓｔの予測に関する処理」、「ｂ．自動始動直前のバッテリ３０の電圧の予測処理」、「ｃ．アイドルストップの実行の有無の決定処理」の順に説明する。
＜ａ．電圧降下量ΔＶｓｔの予測に関する処理＞
上記電圧降下量ΔＶｓｔは、自動始動に伴うバッテリ３０の最大放電電流量と、そのときのバッテリ３０の内部抵抗Ｒｉｎとの２つを予測することで予測が可能である。ここで、本実施形態では、最大放電電流量を、イグニッションスイッチ４６がオンとされることで内燃機関１０が始動される際のバッテリ３０の最大放電電流量に基づき予測することとする。

図３（ａ）に、スタータ４０の起動に伴うバッテリ３０の電流の挙動を示す。スタータ４０とバッテリ３０とが電気的に接続されると、バッテリ３０の放電電流量は急激に上昇し、時刻ｔ１に最大値Ｉｍａｘに達する。この最大値Ｉｍａｘは、スタータ４０の抵抗、バッテリ３０の内部抵抗、スタータ４０及びバッテリ３０間の配線抵抗等によって定まる。そして、スタータ４０が回転を開始すると、スタータ４０を流れる電流が減少する。換言すれば、バッテリ３０の放電電流が減少する。ここで、電流センサ５２は、スタータ４０の起動時におけるバッテリ３０の放電電流の最大値Ｉｍａｘを検出可能範囲とするものではない。そこで、本実施形態では、イグニッションスイッチ４６の操作による内燃機関１０の始動時において、バッテリ３０の最大放電電流量を推定する。

図３（ｂ）に、スタータ４０の起動に際してのバッテリ３０の電流及び電圧の変化を示す。図示されるように、スタータ４０の起動に伴いバッテリ３０の放電電流が増大して最大値Ｉｍａｘに達する際には、バッテリ３０の電圧が最低電圧Ｖｂｔｍに低下する。この際、バッテリ３０の分極の影響が非常に小さいため、バッテリ３０の電流変化に対する電圧変化によって推定されるバッテリ３０の内部抵抗は、真の値に非常に近いものとなっている。ただし、この期間は非常に短いために、この間の電流及び電圧のサンプリングによって内部抵抗を算出することは困難である。

一方、放電電流がピーク（最大値Ｉｍａｘ）に達した後、放電電流の減少に伴ってバッテリ３０の電圧も上昇する。ここで、バッテリ３０の放電電流が最大値Ｉｍａｘとなった後、放電電流が減少していく期間は比較的長いため、この間において放電電流量がある程度低下した後には、電流センサ５２によって電流を多数サンプリングすることができる。このため、この期間においては、バッテリ３０の内部抵抗を比較的容易に算出することができる。一方、バッテリ３０の放電電流が最大値Ｉｍａｘとなるまでの期間におけるバッテリ３０の内部抵抗Ｒｉｎと、最大値Ｉｍａｘとなった後の内部抵抗とは一般に相違すると考えられる。したがって、放電電流が最大値Ｉｍａｘとなった後の電流の検出値に基づき算出されるバッテリ３０の内部抵抗を用いたのでは、バッテリ３０の最低電圧Ｖｂｔｍに基づく最大値Ｉｍａｘの推定は困難である。

そこで、本実施形態では、最大値Ｉｍａｘとなった後の内部抵抗Ｒｃと最大値Ｉｍａｘとなる前の内部抵抗Ｒｉｎとの差が、スタータ４０起動前後の開放端電圧の差ΔＶｏと相関を有するという性質に着目する。図４に、この性質を裏付ける計測データを示す。図４において、縦軸は、放電電流急増時の内部抵抗Ｒｉｎ（最大値Ｉｍａｘとなる前の内部抵抗）に対するクランキング時の内部抵抗Ｒｃ（最大値Ｉｍａｘとなった後の内部抵抗）の差を示し、横軸は、スタータ起動前後の開放端電圧の差ΔＶｏを示す。図示されるように、差ΔＶｏが大きいほど、これに比例して、内部抵抗Ｒｉｎに対する内部抵抗Ｒｃの差が小さくなっている。このため、差ΔＶｏと内部抵抗Ｒｃとから、放電電流急増時の内部抵抗Ｒｉｎを推定することができる。

すなわち、まず、図５に実線にて示すバッテリ３０の電圧の軌跡に基づき、スタータ４０の起動前のバッテリ３０の電圧Ｖｔとスタータ４０の起動に伴うバッテリ３０の最低電圧Ｖｂｔｍとを検出することで、スタータ４０の起動によるバッテリ３０の電圧降下量ΔＶを算出する。一方、放電電流が最大値となった後の電流及び電圧の挙動から、図中１点鎖線にて示す内部抵抗Ｒｃを算出することができる。そして、これとスタータ４０の起動前後の開放端電圧の差ΔＶｏとを用いることで、図中２点鎖線にて示す放電電流の急増時の内部抵抗Ｒｉｎを推定することができる。そして、内部抵抗Ｒｉｎと上記降下量ΔＶとから、スタータ４０の起動によるバッテリ３０の最大放電電流量ΔＩｍａｘを推定算出することができる。

図６に、本実施形態にかかる最大放電電流量ΔＩｍａｘの推定処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、イグニッションスイッチ４６がオン操作されることをトリガとして実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、電圧センサ５６や電流センサ５２の検出値であるバッテリ３０の電圧Ｖｔや電流Ｉｔを取得する。なお、続くステップＳ１２においてスタータ４０が起動されたと判断されるまでステップＳ１０に留まるため、電圧Ｖｔや電流Ｉｔを、この期間における複数個の検出値の平均値としてもよい。続くステップＳ１２においてスタータ４０が起動されたと判断される場合には、ステップＳ１４において、スタータ４０起動後のバッテリ３０の電流及び電圧を複数回検出する。続くステップＳ１６においては、ステップＳ１０において取得された電圧ＶｔからステップＳ１４において検出されるバッテリ３０の最低電圧Ｖｂｔｍを減算することで、バッテリ３０の上記電圧降下量ΔＶを算出する。

続くステップＳ１８においては、クランキング時のバッテリ３０の内部抵抗Ｒｃを算出する。ここでは、ステップＳ１４において同時に検出される電圧及び電流ついての複数の組が用いられる。これら複数の組は、バッテリ３０の放電電流が電流センサ５２の検出可能範囲の下限値以上まで上昇した期間における検出値の組とする。これは、例えばバッテリ３０の電流が一旦減少した後、検出可能範囲の下限値を超えて上昇することを検知することで行うことができる。これら複数の組を用いて、周知の回帰分析等によって内部抵抗Ｒｃを推定することができる。すなわち、電流を説明変数、電圧を目的変数とする１次式モデルを最小２乗法によって算出し、この１次式モデルの係数を内部抵抗Ｒｃとする。なお、上記複数の組を、該当する検出値の組の全てとする代わりに、これらのうちから選択された所定数の組としてもよい。

続くステップＳ２０においては、バッテリ３０の開放端電圧のスタータ４０の起動前後における差ΔＶｏを算出する。ここで、スタータ４０の起動後の開放端電圧Ｖｏａｆは、上記回帰分析にて算出される１次モデルの切片とすることができる。一方、スタータ４０の起動前の開放端電圧Ｖｏｂｅは、スタータ４０の起動前及び放電電流の急増時の内部抵抗が変化しないと想定して且つこれを内部抵抗Ｒｃで近似し、上記電流Ｉｔ及び電圧Ｖｔを用いることで、簡易的に式「Ｖｏｂｅ＝Ｖｔ−Ｒｃ・Ｉｔ」にて推定することができる。このため、開放端電圧の差ΔＶｏは、「Ｖｏｂｅ−Ｖｏａｆ」と算出することができる。

続くステップＳ２２においては、放電電流急増時の内部抵抗Ｒｉｎを推定する。ここでは、先の図３に示した相関関係に基づき、上記ステップＳ２０において算出された差ΔＶｏにて、上記ステップＳ１８にて算出された内部抵抗Ｒｃを補正することで、内部抵抗Ｒｉｎを推定する。続くステップＳ２４では、上記ステップＳ１６にて算出される電圧降下量ΔＶを、上記ステップＳ２２にて推定される内部抵抗Ｒｉｎにて除算することで、スタータ４０の起動によるバッテリ３０の最大放電電流量ΔＩｍａｘを算出する。そして、ステップＳ２６において、最大放電電流量ΔＩｍａｘ及び内部抵抗Ｒｉｎを常時記憶保持装置５１に記憶するとともに、内部抵抗Ｒｃや電流及び電圧の検出値を消去する。なお、ステップＳ２６の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
＜ｂ．自動始動直前のバッテリ３０の電圧の予測処理＞
図７に、アイドルストップ前後のバッテリ３０の電圧の推移を例示する。図示されるように、アイドルストップ前には、発電装置２０の出力電圧の制御のためにバッテリ３０の電圧が安定せず、変動している。これに対し、アイドルストップ処理がなされた後には、上記出力電圧の制御が停止される過程でバッテリ３０の電圧が急激に低下するものの、その後は、バッテリ３０の電圧が上下に変動することもなく緩やかに漸減することとなる。

ここで、アイドルストップによる内燃機関１０の停止期間が所定時間Ｔであるとして、そのときの電圧Ｖｂｒを、自動始動直前の電圧と定義する。ここで、所定時間Ｔは、アイドルストップを実行する場合に内燃機関１０の停止時間として所望される時間に基づき設定される。上記電圧Ｖｂｒは、アイドルストップ処理に伴う内燃機関１０の停止期間が所定時間Ｔとなるときの値として学習することも可能である。しかし、この場合には、アイドルストップ処理後所定時間Ｔの経過前に内燃機関１０の自動始動処理がなされるときには、上記学習を行うことができない。このため、上記態様にて電圧Ｖｂｒを学習するまでには時間を要するおそれがある。

そこで本実施形態では、アイドルストップによる内燃機関１０の停止期間における電圧の挙動に基づき、所定時間Ｔ経過時の電圧Ｖｂｒを予測する処理を行う。特に、本実施形態では、図８に示すように、電圧変化速度ΔＶｓの絶対値が閾値ΔＶｔｈ以下となった後の電圧のサンプリング値に基づき、上記予測を行う。これは、バッテリ３０の電圧の変化速度が所定以下となった後の方が、電圧Ｖｂｒを簡易且つ精度良く予測できると考えられることによる。

図９に、本実施形態にかかる電圧Ｖｂｒの予測に用いる予測式の作成処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、アイドルストップ処理によって内燃機関１０が停止状態にあるか否かを判断する。そして、停止状態にあると判断される場合、ステップＳ１２において、電圧Ｖｂｒの予測のための電圧のサンプリング許可条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、先の図８に示すように、電圧変化速度ΔＶｓの絶対値が閾値ΔＶｔｈ以下となったか否かを判断する。そして、許可条件が成立すると判断される場合、ステップＳ１４において、所定時間毎に電圧をサンプリングする。

続くステップＳ１６においては、自動始動条件が成立するか否かを判断する。この条件は、ユーザによる車両の走行意思表示がなされるとの条件と、内燃機関１０の停止期間におけるバッテリ３０の電圧の実測値から、上記最大放電電流量ΔＩｍａｘ及び内部抵抗Ｒｉｎの乗算値を減算した値が、上記閾値電圧Ｖｔｈよりも高い所定値以下となるとの条件との論理和条件である。そして、自動始動条件が成立すると判断される場合、ステップＳ１８において、上記ステップＳ１４によってサンプリングされた電圧のサンプリング数が所定数Ｎよりも多いか否かを判断する。この処理は、自動停止処理から所定時間Ｔ経過時の電圧Ｖｂｒを精度良く予測できる予測式を算出可能であるか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１８において肯定判断される場合には、ステップＳ２０において、予測式を算出する。ここでは、例えば、電圧のサンプリング値に基づき、回帰分析を用いて予測式を算出すればよい。ここで、予測式としては、時間ｔの１次式「ａｔ＋ｂ」や、指数関数「ａ・ｅｘｐ（−ｂｔ）＋ｃ」等を仮定すればよい。

なお、上記ステップＳ２０の処理が完了する場合や、ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ１８において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
＜ｃ．アイドルストップの実行の有無の決定処理＞
図１０に、アイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、アイドルストップ処理の基本条件が成立するか否かを判断する。ここで、基本条件とは、車両が停車状態にあることとの条件や、ユーザによる走行の意思表示がないこと（アクセルペダルが開放されていること等）との条件等がある。そして、基本条件が成立すると判断される場合には、ステップＳ３２において、予測式を作成済みであるか否かを判断する。これは、先の図９のステップＳ２０の処理によって作成された予測式に基づく電圧Ｖｂｒの予測が可能か否かを判断するためのものである。そして、予測式を作成済みであると判断される場合、ステップＳ３４において、作成済みの予測式を読み出す。

これに対し、ステップＳ３２において予測式が未だ作成されていないと判断される場合には、ステップＳ３６において、基準曲線を読み出す。ここで、基準曲線とは、上記予測式に代わって電圧Ｖｂｒを予測するためのものであり、時間ｔを独立変数として且つ電圧値を従属変数とする関数である。これは、製品出荷前に、予め適合してＥＣＵ５０に記憶されているものである。

上記ステップＳ３４、Ｓ３６の処理が完了する場合、ステップＳ３８において、自動始動直前の電圧Ｖｂｒを予測する。これは、予測式又は基準曲線における時間ｔとして所定時間Ｔを代入することで算出することができる。

続くステップＳ４０では、バッテリ３０の内部抵抗Ｒｉｎと最大放電電流量ΔＩｍａｘとを読み出す。そして、ステップＳ４２においては、最大放電電流量ΔＩｍａｘ及び内部抵抗Ｒｉｎの乗算値として、自動始動による電圧降下量ΔＶｓｔを算出する。続くステップＳ４４では、自動始動処理に伴うバッテリ３０の最低電圧Ｖｍｉｎを予測する。これは、上記ステップＳ３８にて予測された電圧Ｖｂｒから、上記ステップＳ４２において算出された電圧降下量ΔＶｓｔを減算することで算出することができる。続くステップＳ４６では、予測される最低電圧Ｖｍｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも大きいとの条件と、ＳＯＣが所定量αよりも大きいとの条件の論理積条件が成立しているか否かを判断する。この処理は、アイドルストップ処理を実行するか否かを判断するためのものである。そして、論理積条件が成立すると判断される場合、ステップＳ４８において、アイドルストップを許可する。

なお、ステップＳ４８の処理が完了する場合や、上記ステップＳ３０、Ｓ４６において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）アイドルストップ処理を許可するための基本条件の成立時（ステップＳ３０）、アイドルストップ処理を想定した場合の自動始動処理直前のバッテリ３０の電圧Ｖｂｒを、それ以前におけるアイドルストップ処理による内燃機関１０の停止時におけるバッテリ３０の電圧の検出値に基づき予測し、これから自動始動処理に伴うバッテリ３０の電圧降下量ΔＶｓｔを減算した値に基づき、アイドルストップの実行の有無を判断した。これにより、アイドルストップ処理に伴う内燃機関１０の停止期間を適切な時間とすることができ、ひいてはドライバビリティの低下を回避することができる。また、むやみな自動始動がなされることがなくなるため、バッテリ３０の寿命が短縮することを好適に抑制することもできる。

（２）自動停止による内燃機関１０の停止期間におけるバッテリ３０の電圧の複数個のサンプリング値に基づき、バッテリ３０の電圧の時間変化を予測する予測式を算出した。これにより、サンプリング値のサンプリング期間よりも自動停止による内燃機関１０の停止期間が長期にわたる場合についての自動始動直前の電圧を予測することができる。

（３）予測式の算出に用いる検出値を、自動停止処理に伴ってバッテリ３０の電圧降下速度が所定以下となる時点以降におけるものとした。これにより、予測式を高精度に算出することができる。

（４）予測式が算出されていない場合には、検出値によらず予め定められた関数を用いて電圧Ｖｂｒの予測を行った。これにより、予測式が算出されていない場合であっても、自動始動に際してのバッテリ３０の最低電圧Ｖｍｉｎを予測することができる。

（５）自動始動処理に伴うバッテリ３０の電圧降下量ΔＶｓｔを算出すべく、スタータ４０の起動に伴ってバッテリ３０が最低電圧Ｖｂｔｍとなった後の所定期間に渡る電圧及び電流の検出値に基づき、最大放電電流量ΔＩｍａｘを算出した。これにより、バッテリ３０の電圧が最低電圧Ｖｂｔｍとなる際の電流を検出することができない場合であれ、最大放電電流量ΔＩｍａｘを推定算出することができる。

（６）最大放電電流量ΔＩｍａｘを、始動前の放電電流量に対する始動によってバッテリ３０の電圧の検出値が最低値となる際のバッテリ３０の放電電流量の差とした。これにより、自動始動処理に伴うバッテリ３０の電圧降下量ΔＶｓｔを好適に予測することができる。

（７）始動によってバッテリ３０の電圧が最低電圧に低下するまでの期間におけるバッテリ３０の内部抵抗Ｒｉｎを推定し、推定される内部抵抗Ｒｉｎに応じて最大放電電流量ΔＩｍａｘを推定した。これにより、最大放電電流量ΔＩｍａｘを好適に推定することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１１に、本実施形態にかかるアイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１１において、先の図１０に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

図示されるように、本実施形態では、ステップＳ３４、Ｓ３６の処理が完了する場合、ステップＳ３８の処理に移行するに先立ち、ステップＳ５０において、予測式又は基準曲線を温度補正する。この処理は、バッテリ３０の電圧降下速度がバッテリ３０の温度に依存することに鑑みたものである。詳しくは、バッテリ３０の温度が低いほど、バッテリ３０の電圧降下速度が増加する。このため、例えば、予測式の算出に際して用いた電圧のサンプリング期間におけるバッテリ３０の温度よりも現在の温度の方が低い場合には、予測式による電圧降下速度が増大するような補正を行い、また、上記サンプリング期間におけるバッテリ３０の温度よりも現在の温度の方が高い場合には、予測式による電圧降下速度が低下するような補正を行う。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（８）予測式の算出に用いる電圧のサンプリング期間と現在時とのそれぞれにおけるバッテリ３０の温度の差に基づき、予測式を補正した。これにより、バッテリの温度が変動する場合であれ、電圧Ｖｂｒの予測精度を高く維持することができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上記第１の実施形態では、イグニッションスイッチ４６がオン操作されるのに伴い算出された最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎを直接用いて電圧降下量ΔＶｓｔを算出した。ここで、ＳＯＣの変化が高容量の場合には、内部抵抗Ｒｉｎは、容量変化による変化が小さい。また、最大放電電流量ΔＩｍａｘは、内部抵抗Ｒｉｎに依存する。このため、バッテリ３０の長寿命化の観点から先の図１０のステップＳ４６に示した所定量αを大きく設定する場合には、最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎに対してなんら補正を加えずとも、電圧降下量ΔＶｓｔを高精度に予測することができる。しかし、アイドルストップの頻度を向上させるべく、ＳＯＣの閾値を低下させる場合には、容量変化に対する内部抵抗Ｒｉｎの変化も大きくなり、ひいては最大放電電流量ΔＩｍａｘの変化も大きくなると考えられる。そこで本実施形態では、最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎを、ＳＯＣに基づき補正する。

図１２に、本実施形態にかかるアイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１２において、先の図１０に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

図示されるように、本実施形態では、ステップＳ３４、Ｓ３６の処理が完了する場合、ステップＳ３８の処理に移行するに先立ち、ステップＳ５２において、予測式又は基準曲線を、ＳＯＣ及び温度に基づき補正する。ここで、予測式又は基準曲線をＳＯＣに基づき補正するのは、ＳＯＣが小さいほど、バッテリ３０の電圧降下速度が大きくなることに鑑みたものである。このため、例えば、予測式の算出に際して用いた電圧のサンプリング期間におけるＳＯＣよりも現在のＳＯＣの方が小さい場合には、予測式による電圧降下速度が増大するような補正を行い、また、上記サンプリング期間におけるＳＯＣよりも現在のＳＯＣの方が大きい場合には、予測式による電圧降下速度が低下するような補正を行う。

また、ステップＳ４０の処理が完了すると、ステップＳ４２の処理に先立ち、最大放電電流量ΔＩｍａｘ及び内部抵抗Ｒｉｎを、ＳＯＣ及び温度に基づき補正する。ここでは、最大放電電流量ΔＩｍａｘの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるＳＯＣよりも現在のＳＯＣの方が大きい場合には、最大放電電流量ΔＩｍａｘを増加補正し、現在のＳＯＣの方が小さい場合には、最大放電電流量ΔＩｍａｘを減少補正する。また、内部抵抗Ｒｉｎの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるＳＯＣよりも現在のＳＯＣの方が大きい場合には、内部抵抗Ｒｉｎを減少補正し、現在のＳＯＣの方が小さい場合には、内部抵抗Ｒｉｎを増加補正する。更に、内部抵抗Ｒｉｎの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるバッテリ３０の温度よりも現在の温度の方が高い場合には、内部抵抗Ｒｉｎを増大補正し、現在の温度の方が低い場合には、内部抵抗Ｒｉｎを減少補正する。また、最大放電電流量ΔＩｍａｘの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるバッテリ３０の温度よりも現在の温度の方が高い場合には、最大放電電流量ΔＩｍａｘを減少補正し、現在の温度の方が低い場合には、最大放電電流量ΔＩｍａｘを増加補正する。これは、温度が高いほど、バッテリ３０やスタータ４０の内部抵抗や、これらの間の電気経路(ハーネス)の内部抵抗が増加することに鑑みたものである。

そして、ステップＳ４６ａでは、最低電圧Ｖｍｉｎが閾値電圧Ｖｔｈよりも大きいとの条件と、ＳＯＣが所定量βよりも大きいとの条件の論理積条件が成立しているか否かを判断する。ここで、所定量βは、先の第１の実施形態における所定量αよりも小さい値に設定される。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記各効果や第２の実施形態の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（９）予測式の算出に用いる電圧のサンプリング期間と現在時とのそれぞれにおけるＳＯＣの差に基づき、予測式を補正した。これにより、ＳＯＣが変動する場合であれ、電圧Ｖｂｒの予測精度を高く維持することができる。

(１０)最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎの算出に用いた電圧や電流の検出期間と現在時とにおけるバッテリ３０の温度の差に基づき、最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎを補正した。これにより、電圧降下量ΔＶｓｔを高精度に予測することができる。

(１１)最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎの算出に用いた電圧や電流の検出期間と現在時とにおけるＳＯＣの差に基づき、最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎを補正した。これにより、電圧降下量ΔＶｓｔを高精度に予測することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図１３に、本実施形態にかかるアイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１３において、先の図１０に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。

図示されるように、本実施形態では、ステップＳ３２において予測式が未だ算出されていないと判断される場合、ステップＳ５６においてＳＯＣが所定量αよりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、アイドルストップを許可する。ここで、予測式が未だ算出されていない状況は、製品出荷直後であると考えられるため、バッテリ３０も新しく、アイドルストップを実行しても問題ないと考えられる。そしてこの場合には、アイドルストップを実行することで、予測式を作成する機会を確保した方がよいと考えられる。このため、本実施形態では、予測式が未だ算出されていない状況下、ＳＯＣが所定量αよりも大きい場合には、アイドルストップを許可する。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）、（５）〜（７）の各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（１２）予測式が未だ算出されていない状況下、ＳＯＣが所定量αよりも大きい場合には、アイドルストップ処理を実行した。これにより、予測式の算出機会を迅速に確保することができる。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、図１４に示すように、分極相関量Ｐの変化速度（分極変化速度ΔＰ）の絶対値が閾値ΔＰｔｈ以下となることで、予測式の算出のための電圧のサンプリングを許可する。ここで、分極変化速度ΔＰは、電圧の変化速度と相関を有するパラメータである。

図１５に、分極相関量Ｐの算出処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ６０において、バッテリ３０の電流Ｉ（ｎ）を取得する。ここで、「ｎ」は、サンプリング番号を示すパラメータである。続くステップＳ６２においては、前回の分極相関量Ｐ（ｎ−１）が、ゼロ以上であるか否かを判断する。この処理は、バッテリ３０に充電の影響の方が強く残っているのか、放電の影響の方が強く残っているのかを判断するためのものである。これは、バッテリ３０に充電の影響の方が強く残っている場合と放電の影響の方が強く残っている場合とで分極状態の解消速度が相違することに鑑みて設けられるものである。

ステップＳ６２において前回の分極相関量Ｐ（ｎ−１）がゼロ以上である場合には、充電の影響の方が強く残っていると判断し、ステップＳ６４において、拡散時定数τを、充電用時定数τｃとする。これに対し、ステップＳ６２において否定判断される場合には、放電の影響の方が強く残っていると判断し、ステップＳ６６において、拡散時定数τを、放電用時定数τｄとする。ここで、放電用時定数τｄは、充電用時定数τｃよりも小さい値に設定されている。これは、充電の履歴の方が解消されやすいことを定量的に表した結果である。

ステップＳ６４、Ｓ６６の処理が完了する場合には、ステップＳ６８に移行する。ステップＳ６８においては、分極相関量Ｐ（ｎ）を算出する。ここでは、前回の分極相関量Ｐ（ｎ−１）に、２つの項を加算することで分極相関量Ｐ（ｎ）を算出する。ここで、第１の項「γ・Ｉ（ｎ）・ｄｔ」は、充放電の履歴を定量化するためのものである。詳しくは、この一連の処理の周期ｄｔと、充電効率γとに基づき、バッテリ３０の電流Ｉ（ｎ）に応じた量「γ・Ｉ（ｎ）」の時間積分値を算出するための項である。ここで、電流Ｉ（ｎ）は、充電時に正、放電時に負となるため、電流Ｉ（ｎ）に応じた量の時間積分値によって、充放電の履歴を定量化することができる。なお、充電効率γは、電流Ｉ（ｎ）の符号に応じて値を相違させてもよいが、本実施形態では、簡易的に電流Ｉ（ｎ）の符号にかかわらず変化しない固定値としている。

もう一つの項「−Ｐ（ｎ−１）・ｄｔ／τ」は、分極状態の減衰効果（バッテリ３０の電極付近の硫酸の拡散現象）を定量化するためのものである。ここでは、前回の分極相関量Ｐ（ｎ−１）と逆符号の量を用いることで、現在の分極状態の減衰を表現している。

なお、ステップＳ６８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、図１６に示すように、最大放電電流量ΔＩｍａｘの推定のための電流のサンプリング期間として、サンプリング期間におけるバッテリ３０の内部抵抗Ｒｃが内部抵抗Ｒｉｎに近似すると想定される期間を用いる。これによれば、「（Ｖｔ−Ｖｂｔｍ）／Ｒｃ」にて最大放電電流量ΔＩｍａｘを推定することができる。これにより、サンプリング期間を適合することで、最大放電電流量ΔＩｍａｘや内部抵抗Ｒｉｎを簡易に算出することができる。

（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、図１７に示されるように、バッテリ３０の放電電流量は、最大値Ｉｍａｘとなった後、減少しやがてゼロとなる。この際、放電電流が最大となる時点（Ｉｍａｘ、Ｖｂｔｍ）と、放電電流がゼロとなる時点（０、Ｖｏ）とを結ぶ直線の傾きＲａがわかるなら、最低電圧Ｖｂｔｍ及び開放端電圧Ｖｏに基づき、最大放電電流量ΔＩｍａｘを推定することが可能となる。ここで、図中２点鎖線で囲った領域における電流の変化に対する電圧の変化を近似する直線の傾き（内部抵抗Ｒｃ）は、傾きＲａに近似する。すなわち、スタータ４０や内燃機関１０、電流センサ５２の仕様によっては、電流センサ５２による検出可能領域内の特定の領域における電流及び電圧のサンプリング値から算出される内部抵抗Ｒｃが傾きＲａに近似し得る。このため、この場合には、上記特定の領域（図中、２点鎖線にて囲った領域）を適合することで、最大放電電流量ΔＩｍａｘを簡易に算出することができる。

なお、この場合には、先の図１０のステップＳ４２における電圧降下量ΔＶｓｔの算出にかかる処理は、内部抵抗Ｒｉｎとして、周知の手法にて推定された値や、製品出荷前に予め設定された値（デフォルト値）を用いて行えばよい。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第１の実施形態に対する第４の実施形態の変更点によって、第２、第３の実施形態を変更してもよい。

・上記第１の実施形態に対する第５の実施形態の変更点によって、第２〜第４の実施形態を変更してもよい。

・上記第３の実施形態において、最大放電電流量ΔＩｍａｘを温度補正する変わりに、内部抵抗Ｒｉｎに応じて補正してもよい。これは、内部抵抗Ｒｉｎが温度と相関を有するパラメータとなることを根拠としている。

・上記第３の実施形態において、最大放電電流量ΔＩｍａｘを、ＳＯＣ及び温度のいずれか一方のみによって補正してもよい。

・上記第３の実施形態において、内部抵抗Ｒｉｎを、ＳＯＣ及び温度のいずれか一方のみによって補正してもよい。

・上記第３の実施形態において、予測式をＳＯＣのみによって補正してもよい。

・上記第１の実施形態に対する第６、第７の実施形態の変更点によって、上記第２〜５の実施形態を変更してもよい。

・アイドルストップを想定した場合の自動始動処理直前のバッテリ３０の電圧を予測する予測手段としては、予測式を用いるものに限らない。例えば、アイドルストップが所定時間Ｔ継続した場合に、そのときのバッテリ３０の電圧を予測値として記憶するようにしてもよい。この場合、予測値を、バッテリ３０の温度及びＳＯＣの少なくとも一方に応じて補正することが望ましい。

・上記各実施形態では、最大放電電流量ΔＩｍａｘをイグニッションスイッチ４６をトリガとして算出したがこれに限らない。例えば、自動始動処理時において算出してもよい。また例えば、最大放電電流量ΔＩｍａｘとしては、始動に伴ってバッテリ３０電圧が最低値となった際の放電電流量と始動処理前の放電電流量との差に限らず、始動に伴ってバッテリ３０電圧が最低値となった際の放電電流量そのものとしてもよい。更に例えば、最大放電電流量ΔＩｍａｘを、製品出荷前に予め定められて記憶された値としてもよい。ただし、この場合、放電電流量ΔＩｍａｘを、バッテリ３０の温度やＳＯＣに基づき補正することが特に望ましい。

・上記第１〜第６の実施形態では、内部抵抗Ｒｉｎをイグニッションスイッチ４６をトリガとして算出したがこれに限らない。例えば、自動始動処理時において算出してもよい。また例えば、内部抵抗Ｒｉｎを、製品出荷前に予め定められて記憶された値としてもよい。ただし、この場合、内部抵抗Ｒｉｎを、バッテリ３０の温度やＳＯＣに基づき補正することが特に望ましい。

・最大放電電流量ΔＩｍａｘ及び内部抵抗Ｒｉｎの値を記憶する代わりに、自動始動に伴う電圧降下量ΔＶｓｔそのものを記憶対象としてもよい。ここで、電圧降下量ΔＶｓｔは、先の図６のステップＳ１６における電圧降下量ΔＶとしてもよく、また、これを温度やＳＯＣに応じて補正してもよい。

・自動始動処理直前の電圧Ｖｂｒを予測する予測式を算出するために用いる電圧の検出値としては、それ以前における自動停止処理に伴う内燃機関１０の停止期間におけるものに限らない。例えばイグニッションスイッチのオフ操作によって内燃機関１０が停止されることによる停止期間におけるものであってもよい。この場合であっても、ＥＣＵ５０の後処理がなされる期間にあっては、バッテリ３０の消費電流もゼロとならないため、バッテリ３０の電圧は低下すると考えられる。したがって、自動停止処理に伴う内燃機関１０の停止期間における電圧の低下とよく似た現象が生じていることとなるため、この期間における電圧の検出値に基づき予測式を算出することも可能である。

・スタータ起動前の開放端電圧Ｖｏの取得方法としては、上記各実施形態において例示したものに限らない。例えば、内燃機関１０の停止に際してのバッテリ３０の電圧及び電流の検出値に基づく回帰分析によって起動前の開放端電圧を推定してもよい。

・アイドルストップ制御後の内燃機関１０の自動始動処理において、内燃機関１０のクランク軸１２に初期回転を付与する始動手段としては、スタータ４０に限らない。例えば自動始動専用のモータジェネレータをスタータ４０とは別に備えてもよい。この場合、最大放電電流量ΔＩｍａｘの算出は、モータジェネレータによって内燃機関１０を自動で始動させる際のバッテリ３０の電流及び電圧に基づき行うことが望ましい。

・内燃機関としては、ポート噴射式の火花点火式内燃機関に限らず、例えば筒内噴射式の火花点火式内燃機関であってもよい。更に、ディーゼル機関等、圧縮着火式内燃機関であってもよい。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる自動始動に伴うバッテリ最低電圧の予測手法を示す図。 始動時のバッテリ放電電流の推移を示す図。 上記実施形態にかかる最大放電電流時の内部抵抗の推定原理を説明する図。 同実施形態にかかる最大放電電流の推定原理を説明する図。 同実施形態にかかる最大放電電流の推定処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる自動始動直前のバッテリ電圧の推定手法を説明する図。 同実施形態にかかるバッテリ電圧の予測式の算出に用いる電圧のサンプリング開始条件を示す図。 同実施形態にかかる予測式の算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるアイドルストップ処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるアイドルストップ処理の手順を示す流れ図。 第３の実施形態にかかるアイドルストップ処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかるアイドルストップ処理の手順を示す流れ図。 第５の実施形態にかかるバッテリ電圧の予測式の算出に用いる電圧のサンプリング開始条件を示す図。 同実施形態にかかる分極相関量の算出処理の手順を示す流れ図。 第６の実施形態にかかる最大放電電流の推定原理を説明する図。 第７の実施形態にかかる最大放電電流の推定原理を説明する図。

符号の説明

１０…内燃機関、２０…発電装置、３０…バッテリ、４０…スタータ（始動手段の一実施形態）、５０…ＥＣＵ（内燃機関の自動停止始動装置の一実施形態）。

Claims (14)

1. 車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理、及び該自動停止処理後の自動始動処理を行う内燃機関の自動停止始動装置において、
   前記内燃機関の停止期間において、前記バッテリの電圧の検出値を取得する電圧取得手段と、
   前記車両の停止時、前記自動停止処理を想定した場合の前記自動始動処理直前の前記バッテリの電圧を、前記電圧取得手段によって取得される検出値に基づき予測する予測手段と、
   前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値に基づき、前記自動停止処理の実行の有無を判断する判断手段とを備えることを特徴とする内燃機関の自動停止始動装置。
2. 前記予測手段は、前記停止期間における前記バッテリの電圧の複数個のサンプリング値に基づき、前記バッテリの電圧の時間変化を予測する予測式を算出する手段を備え、該予測式に基づき前記予測を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止始動装置。
3. 前記予測式の算出に用いる検出値は、前記内燃機関の停止に伴って前記バッテリの電圧降下速度が所定以下となる時点以降におけるものであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の自動停止始動装置。
4. 前記判断手段は、前記予測式が算出されていない場合には、前記検出値によらず予め定められた関数を用いて前記予測を行うことで前記判断を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の自動停止始動装置。
5. 前記判断手段は、前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値が所定以上であることを条件に、前記自動停止処理を実行する旨判断するものであって且つ、前記予測式が算出されていない場合には、前記減算した値が所定以上であるとの条件の成立の有無にかかわらず、前記バッテリの充電状態が所定の状態であることを条件に前記自動停止処理を実行する旨判断することを特徴とする請求項２又は３記載の内燃機関の自動停止始動装置。
6. 前記予測手段は、前記予測に際し、前記検出値の取得時及び現在時のそれぞれにおける前記バッテリの温度を加味することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動装置。
7. 前記予測手段は、前記予測に際し、前記検出値の取得時及び現在時のそれぞれにおける前記バッテリの充電状態を加味することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動装置。
8. 前記バッテリの電圧降下量の予測値を、前記バッテリの温度に応じて可変設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動装置。
9. 前記バッテリの電圧降下量の予測値を、前記バッテリの充電状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動装置。
10. 前記内燃機関の始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となった後の所定期間における前記バッテリの電圧の検出値及び前記バッテリの放電電流の検出値に基づき、前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量に関する情報を取得する放電電流取得手段を更に備え、
    前記判断手段は、前記放電電流取得手段によって取得される情報に基づき、前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を算出することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止始動装置。
11. 前記放電電流取得手段は、前記始動のための前記バッテリの最大放電電流量として前記始動前の放電電流量に対する前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量の差を推定することを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の自動停止始動装置。
12. 前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗を推定しつつ該推定される内部抵抗に応じて前記最大放電電流量を推定することを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の自動停止始動装置。
13. 前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後の所定期間における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき前記バッテリの内部抵抗を推定する手段を備え、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動前の値と前記始動による最低値との差に基づく前記バッテリの電圧の最大低下量と、前記推定される内部抵抗とに基づき、前記最大放電電流量を推定するものであり、
    前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗に近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の自動停止始動装置。
14. 前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後の所定期間における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき前記バッテリの内部抵抗を推定する手段を備え、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動による最低電圧と該最低電圧となった後の所定電圧との差と、前記推定される内部抵抗とに基づき、前記最大放電電流量を推定するものであり、
    前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動に伴って前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下する時点と前記所定電圧まで上昇する時点とを結ぶ直線の傾きに近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の自動停止始動装置。

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