車両の制御装置
【課題】電気負荷が作動した際の不必要なアイドルアップを防ぎながら、アイドル回転数の安定性を向上させる。
【解決手段】ユーザのスイッチ操作などにより電気負荷（スイッチ操作有）が作動した際にアイドルアップしたアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を中心とし、車両状態などに応じて第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときには、バッテリの状態に応じてアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を増減する。このような制御により、不必要なアイドル回転数の上昇を抑えることができ、燃費の向上、及び、エミッション等の環境性能の向上を図ることができる。また、第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときのアイドルアップ回転数の増減量βを、ユーザが気づきにくい範囲内の値に設定することで、ユーザが意図しない状況で電気負荷が作動しても、ユーザが違和感を感じないようにする。
【解決手段】ユーザのスイッチ操作などにより電気負荷（スイッチ操作有）が作動した際にアイドルアップしたアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を中心とし、車両状態などに応じて第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときには、バッテリの状態に応じてアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を増減する。このような制御により、不必要なアイドル回転数の上昇を抑えることができ、燃費の向上、及び、エミッション等の環境性能の向上を図ることができる。また、第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときのアイドルアップ回転数の増減量βを、ユーザが気づきにくい範囲内の値に設定することで、ユーザが意図しない状況で電気負荷が作動しても、ユーザが違和感を感じないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンともいう）と、バッテリ及び電気負荷とが搭載された車両の制御装置に関し、さらに詳しくは、電気負荷が作動したときにアイドル回転数を増大するアイドルアップ制御を実行する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンにおいては、吸気通路に設けたスロットルバルブを駆動するアクチュエータ（スロットルモータ）を設け、運転者のアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御可能とした電子スロットルシステムが知られている。
【０００３】
電子スロットルシステムでは、エンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジンの運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットル開度が制御される。
【０００４】
具体的には、スロットル開度センサ等を用いてスロットルバルブの実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルモータをフィードバック制御している。また、電子スロットルシステムにおいて、スロットルバルブはアイドル運転時にも開かれており、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブの開度を調整してアイドル回転数をフィードバック制御している（ＩＳＣ：Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）。
【０００５】
なお、エンジンのアイドル回転数制御として、従来、エンジンの吸気通路に、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路を形成し、そのバイパス通路内の空気流量を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）を設け、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにＩＳＣＶの開度をフィードバック制御するという方法も採られている。
【０００６】
一方、車両に搭載されるエアコンディショナ（以下、「エアコン」という）、ヘッドライト、ラジエータの電動冷却ファンなどの電気負荷は、車載のバッテリからの電源供給によって駆動されるので、それら電気負荷が作動するとバッテリの電気放電量が多くなる。この点を考慮して、電気負荷が増大した際には上記した目標アイドル回転数を所定量だけ増大させるアイドルアップ制御を行っている（例えば、特許文献１及び２参照）。このようなアイドルアップ制御では、例えば最大の電気負荷を考慮し、一定量の余裕を見込んでアイドルアップ量を設定している。
【０００７】
また、電気負荷の状態に応じてアイドルアップ量を可変に設定する制御も提案されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に記載の技術では、電気負荷が小さいほどバッテリの充電の要請が低いので、アイドル回転数を低く設定して燃費の低下と過充電とを防止しており、また、電気負荷が大ききほどバッテリの充電の要請が高いので、アイドル回転数を高く設定して発電量を増大させてることにより過放電を防止している。
【特許文献１】特開２００７−１５４８０４号公報
【特許文献２】特開平９−１８９２５１号公報
【特許文献３】特開平１０−３２７５９９号公報
【特許文献４】特開２００３−２５４１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記したアイドルアップ制御のうち、一定量の余裕を見込んでアイドルアップ量を設定する制御によると、電気負荷が作動した際のバッテリの電気放電量が少ない場合には、必要以上のアイドルアップ量になるため、燃料消費率（燃費）・環境に対して最適な制御とならない場合がある。
【０００９】
一方、電気負荷の状態に応じてアイドルアップ量を可変に設定する制御では、燃費等の改善を図ることができるが、ラジエータの電動冷却ファンやワイパなどの間欠作動する電気負荷が投入された場合、アイドル回転数のハンチングが発生してユーザが違和感を感じることがある。
【００１０】
また、車両に搭載される電気負荷には、ユーザのスイッチ操作などによって投入される電気負荷（例えば、ヘッドライト、エアコンのコンプレッサ駆動用モータ、デフォッガなど）と、ユーザ操作によらずＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が自らの判断で監視制御する電気負荷（例えば、ラジエータの電動冷却ファン、排気ガスセンサに内蔵のヒータ、オートエアコン時の電動送風ファンなど）とがあり、これらの電気負荷のうち、ユーザ操作によらない電気負荷が作動し、その電気負荷の大きさに応じてアイドルアップ量が設定されると、ユーザが違和感を感じることがある。すなわち、ユーザ操作による電気負荷の作動によりアイドル回転数が増加しても、ユーザが自らの意思で電気負荷を作動させたことにより発生する回転数変動であるのでユーザは違和感を感じないが、ラジエータの電動冷却ファンや排気ガスセンサのヒータなどの電気負荷は、車両状態などに応じて、ユーザが意図しない状況で作動するので、それらの電気負荷（車両状態などに応じて作動する電気負荷）の作動によりアイドル回転数が変動した場合はユーザが違和感を感じることがある。
【００１１】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、電気負荷が作動した際の不必要なアイドルアップを防ぎながら、アイドル回転数の安定性を向上させることが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、内燃機関（エンジン）と、バッテリと、電気負荷とが搭載された車両に適用される制御装置であって、前記内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を制御するアイドル回転数制御、及び、前記電気負荷の作動時に前記アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行する制御手段を備えているとともに、前記電気負荷として、外部からの作動要求信号に応じて前記制御手段（例えばＥＣＵ）が作動を制御する第１電気負荷と、前記制御手段が自らの判断で作動を制御する第２電気負荷とが搭載された車両の制御装置を前提としており、このような車両の制御装置において、前記第１電気負荷が作動したときに、アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行し、前記第２電気負荷が作動したときには、前記バッテリの状態に応じて、前記アイドルアップしたアイドル回転数を増減することを特徴としている。
【００１３】
本発明において、前記第２電気負荷が作動したときのアイドル回転数の増減量は、前記第１電気負荷が作動したときのアイドルアップ量よりも小さく設定する。
【００１４】
また、前記第２電気負荷が作動したときに、バッテリの充電状態に関連するパラメータが設定範囲以下である場合は前記アイドルアップ回転数を増量し、前記第２電気負荷が作動したときに、前記バッテリの充電状態に関連するパラメータが前記設定範囲以上である場合はアイドルアップ回転数を減量する。なお、バッテリの充電状態に関連するパラメータが設定範囲内である場合は前記アイドルアップ回転数を維持する。バッテリの状態に関連するパラメータとしては、バッテリ電流、バッテリ電圧、バッテリの充電率（残容量）ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などが挙げられる。
【００１５】
本発明によれば、ユーザのスイッチ操作などにより電気負荷（第１電気負荷）が作動した際にアイドルアップしたアイドル回転数を中心とし、車両状態などに応じて電気負荷（第２電気負荷）が作動したときには、バッテリの状態に応じて前記アイドルアップした回転数を増減するので、不必要なアイドル回転数の上昇を抑えることができ、燃費の向上、及びエミッション等の環境性能の向上を図ることができる。また、第２電気負荷が作動した際のアイドルアップ回転数の増減量を、第１電気負荷が作動した際のアイドルアップ量よりも小さい値で、ユーザが気づきにくい範囲（変動量）内の値に設定することで、ユーザが意図しない状況のときに、第２電気負荷（例えばラジエータの電動冷却ファンなど）が作動しても、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【００１６】
本発明において、前記第２電気負荷のうち、一定時間内にオン／オフとなる間欠作動の電気負荷が作動したときには、前記アイドルアップしたアイドル回転数の増減を行わないようにする。このような構成を採用すると、例えばワイパが間欠作動した際に、その間欠作動に伴って短い時間間隔でエンジン回転数が頻繁に変動する、という回転数変動を回避することができ、エンジン回転数の安定性の向上を図ることができる。その結果として、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気負荷が作動した際の不必要なアイドルアップを防ぎながら、アイドル回転数の安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
本発明の制御装置を適用する車両に搭載されるエンジン１の一例を図１に示す。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００２０】
−エンジン−
この例のエンジン１は、例えば４気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００２１】
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはエンジン回転数センサ２４が配置されている。エンジン回転数センサ２４は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２２】
エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４は、後述するＥＣＵ１００によって制御される。エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ２１が配置されている。
【００２３】
エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気
通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。
【００２４】
吸気通路１１には、エアクリーナ９、熱線式のエアフローメータ２２、吸気温センサ２３（エアフローメータ２２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ５などが配置されている。エンジン１の排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出する排気ガスセンサ（Ａ／Ｆセンサ）２７や三元触媒１０などが配置されている。
【００２５】
スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ２５によって検出される。スロットルバルブ５は、運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、その開度（スロットル開度）はスロットル開度センサ２５によって検出される。また、スロットルモータ６はＥＣＵ１００によって駆動制御される。
【００２６】
具体的には、エンジン回転数センサ２４によって検出されるエンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジン１の運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットルバルブ５のスロットル開度を制御している。より詳細には、スロットル開度センサ２５を用いてスロットルバルブ５の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルバルブ５のスロットルモータ６をフィードバック制御している。
【００２７】
そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）２が配置されている。インジェクタ２には、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。
【００２８】
以上のエンジン１が搭載される車両にはオルタネータ（発電機）７及びバッテリ８が搭載されている。
【００２９】
オルタネータ７は、プーリ及び伝動ベルト等を介してエンジン１のクランクシャフト１５に連結されており、エンジン１の作動に伴って回転して発電を行う。オルタネータ７で発電された電力は車載の各種電気負荷及びバッテリ８に供給される。電気負荷については後述する。
【００３０】
オルタネータ７は、例えば三相コイルとしてステータに巻回されたステータコイルと、ステータコイルの内側に位置するロータに巻回されたフィールドコイルとを備えている。オルタネータ７は、フィールドコイルを通電状態で回転させることにより、ステータコイルに誘起電力を発生させ、誘起電流（三相交流電流）を整流器により直流電流に変換してバッテリ８に充電する。また、オルタネータ７は、スイッチング回路により構成されるＩＣレギュレータを備えている。
【００３１】
ＩＣレギュレータは、例えば、バッテリ電圧信号を入力して、バッテリ電圧Ｖｂが適切な範囲に収束するようにフィールドコイルの通電時間を調整する。具体的には、バッテリ電圧Ｖｂが低下し始めて放電量が過剰側になろうとする場合には、前記フィールドコイルへの通電時間の比率（以下、Ｆ−ＤＵＴＹという）を上昇させることによりバッテリ８の充電を行う。また、バッテリ電圧Ｖｂが上昇し始めて充電量が過剰側になろうとする場合には、Ｆ−ＤＵＴＹを低下させることにより、オルタネータ７のフィールドコイルへの通電割合を減少してバッテリ８の放電を行う。このようなＩＣレギュレータの動作によりバッテリ８の充電状態を適切な範囲に維持するようにしている。オルタネータ７のＦ−ＤＵＴＹはＥＣＵ１００に入力される。
【００３２】
バッテリ８にはバッテリ電流センサ３１が配置されている。バッテリ電流センサ３１はバッテリ８に対して出入りする電流に対応する信号を出力する。バッテリ電流センサ３１によって検出されるバッテリ電流Ｉｂは、バッテリ８が放電状態であるときにはマイナスとなり、バッテリ８が充電状態であるときにはプラスとなる。また、バッテリ８にはバッテリ電圧Ｖｂを検出するバッテリ電圧センサ３２（図２参照）が配置されている。これらバッテリ電流センサ３１及びバッテリ電圧センサ３２の出力信号はＥＣＵ１００に入力される。
【００３３】
ここで、この例の車両に搭載される電気負荷としては、外部からの要求信号（例えば運転者等のユーザのスイッチ操作などによる要求信号）に応じてＥＣＵ１００が作動を制御する電気負荷（以下、「第１電気負荷（スイッチ入力有）」ともいう）、及び、ＥＣＵ１００が自らの判断で監視制御する電気負荷（以下、「第２電気負荷（スイッチ入力無）」ともいう）がある。
【００３４】
第１電気負荷（スイッチ入力有）としては、例えば、図２に示すように、スモールランプ／ヘッドランプ５１、エアコンのコンプレッサ駆動用モータ５２、デフォッガ５３などが挙げられる。なお、コンライトスイッチ４２の操作によりライトコントロールシステムが選択されているときのスモールランプ／ヘッドランプ５１のオン／オフ作動も、この第１電気負荷（スイッチ入力有）に含まれる。
【００３５】
第２電気負荷（スイッチ入力無）としては、例えば、図２に示すように、ラジエータの電動冷却ファン５４、エアコンの電動送風ファン５５、排気ガスセンサ２７に内蔵のヒータ５６、間欠作動時のワイパ５７などが挙げられる。
【００３６】
なお、電気負荷としては、上記に列記したものに限られることなく、車両に一般に搭載される各種電気負荷を対象として、後述するアイドルアップ制御を実施するようにしてもよい。
【００３７】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、入力インターフェース、及び、出力インターフェース（図示せず）などを備えている。
【００３８】
ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参
照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４はバスを介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース及び出力インターフェースに接続されている。
【００３９】
ＥＣＵ１００の入力インターフェースには、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、エンジン回転数センサ２４、スロットル開度センサ２５、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２６、排気ガスセンサ２７、バッテリ電流センサ３１、バッテリ電圧センサ３２、コンライトセンサ（日照センサ）３３、スモールランプ／ヘッドランプ５１のオン／オフを操作するためのヘッドライトスイッチ４１、コンライトシステムを起動するためのコンライトスイッチ４２、オートエアコンスイッチ４３、及び、デフォッガスイッチ４４などが接続されている。
【００４０】
また、ＥＣＵ１００の出力インターフェースには、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、スロットルバルブ５のスロットルモータ６、オルタネータ７、スモールランプ／ヘッドランプ５１、エアコンのコンプレッサ駆動用モータ５２、デフォッガ５３、ラジエータの電動冷却ファン５４、エアコンの電動送風ファン５５、排気ガスセンサ２７に内蔵のヒータ５６、及び、ワイパ５７などが接続されている。
【００４１】
そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、インジェクタ２の駆動制御（燃料噴射制御）、点火プラグ３の点火時期制御、スロットルバルブ５のスロットルモータ６の駆動制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は、下記の「アイドル回転数制御」、及び、「アイドルアップ制御」を実行する。
【００４２】
以上のＥＣＵ１００により実行されるプログラムによって本発明の車両の制御装置が実現される。
【００４３】
−アイドル回転数制御−
アイドル回転数制御は、エンジン１のアイドル運転時に実行される制御であり、アイドル運転時の実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。
【００４４】
具体的には、エンジン１の運転状態（例えば水温センサ２１の出力信号から得られる現在のエンジン水温など）に基づいてマップ等を参照して目標アイドル回転数を算出するとともに、エンジン回転数センサ２４の出力信号から実際のアイドル回転数（エンジン回転数）を読み込み、その実際のアイドル回転数がアイドル目標回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を制御してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。なお、後述するアイドルアップを行っていないときには、ベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１を目標アイドル回転数としてアイドル回転数制御を実行する。
【００４５】
−アイドルアップ制御−
次に、アイドルアップ制御について図３のフローチャートを参照して説明する。図３の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期毎に繰り返して実行される。
【００４６】
まず、ステップＳＴ１０１において、スイッチ操作によってスモールランプ／ヘッドランプ５１、コンプレッサ駆動用モータ５２、デフォッガ５３などの第１電気負荷（スイッチ入力有）の作動信号が入力されたか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０２に進む。ステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定である場合はリターンする。
【００４７】
ステップＳＴ１０２では、ベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１にアイドルアップ補正量αを加え（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｌｅ１＋α）、その補正後のアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を目標アイドル回転数としてアイドル回転数制御を行う。ここで、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２（Ｉｄｌｅ２＝Ｉｄｌｅ１＋α）は、従来制御のアイドルアップ量つまり最大の電気負荷を考慮して一定量の余裕を見込んだアイドルアップ量と比較して低い値であり、第１電気負荷（スイッチ入力有）の作動時のバッテリ８の電気放電量を考慮して実験・計算等によって適合した値を設定する。
【００４８】
次に、ステップＳＴ１０３において、例えば、ラジエータの電動冷却ファン５４（比較的長い時間連続作動する場合）、排気ガスセンサ２７のヒータ５６、オートエアコン風量変更時の電動送風ファン５５など、車両状態や車内環境などに応じて作動する第２電気負荷（操作スイッチ無）が作動したか否かを判定する。具体的には、バッテリ電流センサ３１の出力信号から得られるバッテリ電流値Ｉｂの変化量に基づいて、第２電気負荷（操作スイッチ無）が作動した否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０４に進む。ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定である場合はリターンする。なお、第２電気負荷（操作スイッチ無）が作動したか否かの判定にオルタネータ７の発電量を用いてもよい。
【００４９】
ステップＳＴ１０４では、バッテリ８が放電気味または過充電気味ではない状態（バッテリ８の充電量が適正範囲内）であるか否かを判定する。具体的には、バッテリ電流センサ３１の出力信号から得られるバッテリ電流値Ｉｂが条件［−Ａ≦Ｉｂ≦Ｂ］を満たしているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合は、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２をアイドル目標回転数とするアイドル回転数制御を継続する。ステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定である場合（バッテリ８の状態が放電気味または過充電気味である場合）はステップＳＴ１０５に進む。
【００５０】
なお、このステップＳＴ１０４においてバッテリ８が放電気味であるか否かを判定する判定値［−Ａ（アンペア）］は、例えば、バッテリ容量［アンペアアワー（Ａｈ）］及びバッテリ切れになるまでの許容時間（ｈ）を考慮して適合した値を設定する。また、バッテリ８が過充電気味であるか否かを判定する判定値［Ｂ（アンペア）］についても、同様に、バッテリ容量及び過充電になるまでの許容時間（ｈ）を考慮して適合した値を設定する。
【００５１】
ステップＳＴ１０５では、バッテリ８が放電気味（バッテリ電流値Ｉｂ＜−Ａ）であるのか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０６に進む。
【００５２】
ステップＳＴ１０６では、第２電気負荷（スイッチ入力無）の作動状態（オン状態）が一定時間Ｔａ（図５参照）以上継続しているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合は、ステップＳＴ１０７においてアイドル回転数Ｉｄｌｅをアップする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２＋β）。ステップＳＴ１０６の判定結果が否定判定である場合はリターンする。
【００５３】
一方、ステップＳＴ１０５の判定結果が否定判定である場合（バッテリ８が過充電気味の状態（Ｂ＜Ｉｂ）である場合）はステップＳＴ１０８に進む。
【００５４】
ステップＳＴ１０８では第２電気負荷（スイッチ入力無）の作動状態（オン状態）が一定時間Ｔａ以上継続しているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合は、ステップＳＴ１０９においてアイドル回転数Ｉｄｌｅをダウンする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２−β）。ステップＳＴ１０８の判定結果が否定判定である場合はリターンする。
【００５５】
ここで、第２電気負荷（スイッチ入力無）が作動した際のアイドルアップ回転数の増減量β（アップ量β及びダウン量β）は、第１電気負荷（スイッチ入力有）が作動した際のアイドルアップ量αよりも小さい値であり、その増減量βの増減によってエンジン回転数が変動してもユーザが気づきにくい値を適合して設定する。
【００５６】
次に、以上のアイドルアップ制御の具体的な例について図４のタイミングチャートを参照して説明する。
【００５７】
まず、電気負荷が作動していない状態では、エンジン回転数はベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１に制御される。この状態で、第１電気負荷（スイッチ操作有）が作動した場合、具体的には、例えば、ユーザによるヘッドライトスイッチ４１の操作によってスモールランプ／ヘッドランプ５１が作動すると、エンジン１のアイドル回転数Ｉｄｌｅは、ベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１に対してアイドルアップ量αだけ大きいアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２（Ｉｄｌｅ２＝Ｉｄｌｅ１＋α）を目標アイドル回転数として制御される。
【００５８】
次に、第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動した場合、具体的には、例えば、ラジエータの電動冷却ファン５４が作動すると、そのときのバッテリ８の状態に応じてアイドルアップ量の維持または増減を行う。
【００５９】
例えば、電動冷却ファン５４が作動したときに、バッテリ８が放電気味でなく、かつ、過充電気味でない場合（バッテリ電流Ｉｂが［−Ａ≦Ｉｂ≦Ｂ］の設定範囲にある場合）は、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を維持する。これに対し、図４に示すように、電動冷却ファン５４が作動したときのバッテリ８が放電気味である場合（Ｉｂ＜−Ａ）は、アイドルアップしたアイドル回転数Ｉｄｌｅ２を更にアップする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２＋β）。また、図４に示すように、第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときのバッテリ８が過充電気味である場合（Ｂ＜Ｉｂ）は、アイドルアップした回転数Ｉｄｌｅ２をダウンする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２−β）。
【００６０】
以上のように、この例のアイドルアップ制御によれば、ユーザのスイッチ操作などによって電気負荷（スイッチ操作有）が作動した際にアイドルアップしたアイドル回転数Ｉｄｌｅ２を中心とし、車両状態などに応じて第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときには、バッテリ８の状態に応じてアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を増減するので、不必要なアイドル回転数の上昇を抑えることができ、燃費の向上、及び、エミッション等の環境性能の向上を図ることができる。しかも、ラジエータの電動冷却ファン５４などの第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動した際のアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減量βを、ユーザが気づきにくい範囲（回転数変動量）内の値に設定しているので、ユーザが意図しない状況のときに第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動しても、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【００６１】
しかも、この例のアイドルアップ制御では、例えばワイパ５７やラジエータの電動冷却ファン５４など、ＥＣＵ１００自体の監視制御によって、短時間内に間欠作動する第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときには、上記したアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減は行わない。
【００６２】
具体的には、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０６及びステップＳＴ１０８の各処理により、時間的なヒステリシス（電気負荷の作動が一定時間Ｔａ以上継続）を持たせて、短時間内に間欠作動する第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動した場合は、図５の２点鎖線で示すようなアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減は行わずに、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を維持している。これによって、例えば、ワイパ５７やラジエータの電動冷却ファン５４が短時間の間に間欠作動した際に、その間欠作動に伴って短い時間間隔でエンジン回転数が頻繁に変動する、という回転数変動を回避することができ、エンジン回転数の安定性の向上を図ることができる。その結果として、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【００６３】
ここで、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減の実施／未実施の判定に用いる一定時間Ｔａ（時間的なヒステリシス）については、ワイパ５７などの短時間の間に間欠動作する第２電機負荷（スイッチ操作無）のオン／オフのインターバルを考慮し、そのインターバルよりも長い時間を適合して設定する。
【００６４】
−他の実施形態−
以上の例では、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減を、バッテリ８の状態を示すパラメータの１つであるバッテリ電流値Ｉｂを用いて判定しているが、本発明はこれに限られることなく、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ及びバッテリ温度Ｔｂに基づいて算出されるバッテリ８の充電率（残容量）ＳＯＣ［％］を用いて、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減（増減無の場合も含む）を判定するようにしてもよい。また、バッテリ電圧センサ３２の出力信号から得られるバッテリ電圧Ｖｂを用いてアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減（増減無の場合も含む）を判定するようにしてもよい。
【００６５】
以上の例では、スロットルモータにて駆動される電子制御式のスロットルバルブの開度を調整することによりアイドル回転数制御を行うエンジンを搭載した車両の制御に本発明を適用しているが、これに限られることなく、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路及びバイパス通路内の空気流量を調整するＩＳＣＶを備え、そのＩＳＣＶの開度を、アイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにフィードバック制御するエンジンを搭載した車両の制御にも本発明は適用可能である。
【００６６】
以上の例では、ポート噴射型ガソリンエンジンを搭載した車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、筒内直噴型ガソリンエンジンを搭載した車両の制御にも適用可能である。また、本発明は、ガソリンエンジンを搭載した車両の制御に限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の制御にも適用可能である。
【００６７】
さらに、本発明は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両、４輪駆動車などの各種車両の制御にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、エンジン、バッテリ及び電気負荷が搭載された車両の制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、電気負荷が作動したときにアイドル回転数を増大するアイドルアップ制御を実行する車両の制御装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の制御装置を適用する車両に搭載されるエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】アイドルアップ制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】アイドルアップ制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】アイドルアップ制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１ エンジン
５ スロットルバルブ
７ オルタネータ
８ バッテリ
２４ エンジン回転数センサ
２５ スロットル開度センサ
２７ 排気ガスセンサ
３１ バッテリ電流センサ
３２ バッテリ電圧センサ
３３ コンライトセンサ（日照センサ）
４１ ヘッドライトスイッチ
４２ コンライトスイッチ
４３ オートエアコンスイッチ
４４ デフォッガスイッチ
５１ スモールランプ／ヘッドランプ
５２ コンプレッサ駆動用モータ
５３ デフォッガ
５４ 電動冷却ファン（ラジエータ）
５５ 電動送風ファン（エアコン）
５６ ヒータ（排気ガスセンサに内蔵）
５７ ワイパ
１００ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンともいう）と、バッテリ及び電気負荷とが搭載された車両の制御装置に関し、さらに詳しくは、電気負荷が作動したときにアイドル回転数を増大するアイドルアップ制御を実行する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンにおいては、吸気通路に設けたスロットルバルブを駆動するアクチュエータ（スロットルモータ）を設け、運転者のアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御可能とした電子スロットルシステムが知られている。
【０００３】
電子スロットルシステムでは、エンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジンの運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットル開度が制御される。
【０００４】
具体的には、スロットル開度センサ等を用いてスロットルバルブの実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルモータをフィードバック制御している。また、電子スロットルシステムにおいて、スロットルバルブはアイドル運転時にも開かれており、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブの開度を調整してアイドル回転数をフィードバック制御している（ＩＳＣ：Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）。
【０００５】
なお、エンジンのアイドル回転数制御として、従来、エンジンの吸気通路に、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路を形成し、そのバイパス通路内の空気流量を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）を設け、実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにＩＳＣＶの開度をフィードバック制御するという方法も採られている。
【０００６】
一方、車両に搭載されるエアコンディショナ（以下、「エアコン」という）、ヘッドライト、ラジエータの電動冷却ファンなどの電気負荷は、車載のバッテリからの電源供給によって駆動されるので、それら電気負荷が作動するとバッテリの電気放電量が多くなる。この点を考慮して、電気負荷が増大した際には上記した目標アイドル回転数を所定量だけ増大させるアイドルアップ制御を行っている（例えば、特許文献１及び２参照）。このようなアイドルアップ制御では、例えば最大の電気負荷を考慮し、一定量の余裕を見込んでアイドルアップ量を設定している。
【０００７】
また、電気負荷の状態に応じてアイドルアップ量を可変に設定する制御も提案されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に記載の技術では、電気負荷が小さいほどバッテリの充電の要請が低いので、アイドル回転数を低く設定して燃費の低下と過充電とを防止しており、また、電気負荷が大ききほどバッテリの充電の要請が高いので、アイドル回転数を高く設定して発電量を増大させてることにより過放電を防止している。
【特許文献１】特開２００７−１５４８０４号公報
【特許文献２】特開平９−１８９２５１号公報
【特許文献３】特開平１０−３２７５９９号公報
【特許文献４】特開２００３−２５４１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記したアイドルアップ制御のうち、一定量の余裕を見込んでアイドルアップ量を設定する制御によると、電気負荷が作動した際のバッテリの電気放電量が少ない場合には、必要以上のアイドルアップ量になるため、燃料消費率（燃費）・環境に対して最適な制御とならない場合がある。
【０００９】
一方、電気負荷の状態に応じてアイドルアップ量を可変に設定する制御では、燃費等の改善を図ることができるが、ラジエータの電動冷却ファンやワイパなどの間欠作動する電気負荷が投入された場合、アイドル回転数のハンチングが発生してユーザが違和感を感じることがある。
【００１０】
また、車両に搭載される電気負荷には、ユーザのスイッチ操作などによって投入される電気負荷（例えば、ヘッドライト、エアコンのコンプレッサ駆動用モータ、デフォッガなど）と、ユーザ操作によらずＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が自らの判断で監視制御する電気負荷（例えば、ラジエータの電動冷却ファン、排気ガスセンサに内蔵のヒータ、オートエアコン時の電動送風ファンなど）とがあり、これらの電気負荷のうち、ユーザ操作によらない電気負荷が作動し、その電気負荷の大きさに応じてアイドルアップ量が設定されると、ユーザが違和感を感じることがある。すなわち、ユーザ操作による電気負荷の作動によりアイドル回転数が増加しても、ユーザが自らの意思で電気負荷を作動させたことにより発生する回転数変動であるのでユーザは違和感を感じないが、ラジエータの電動冷却ファンや排気ガスセンサのヒータなどの電気負荷は、車両状態などに応じて、ユーザが意図しない状況で作動するので、それらの電気負荷（車両状態などに応じて作動する電気負荷）の作動によりアイドル回転数が変動した場合はユーザが違和感を感じることがある。
【００１１】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、電気負荷が作動した際の不必要なアイドルアップを防ぎながら、アイドル回転数の安定性を向上させることが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、内燃機関（エンジン）と、バッテリと、電気負荷とが搭載された車両に適用される制御装置であって、前記内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を制御するアイドル回転数制御、及び、前記電気負荷の作動時に前記アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行する制御手段を備えているとともに、前記電気負荷として、外部からの作動要求信号に応じて前記制御手段（例えばＥＣＵ）が作動を制御する第１電気負荷と、前記制御手段が自らの判断で作動を制御する第２電気負荷とが搭載された車両の制御装置を前提としており、このような車両の制御装置において、前記第１電気負荷が作動したときに、アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行し、前記第２電気負荷が作動したときには、前記バッテリの状態に応じて、前記アイドルアップしたアイドル回転数を増減することを特徴としている。
【００１３】
本発明において、前記第２電気負荷が作動したときのアイドル回転数の増減量は、前記第１電気負荷が作動したときのアイドルアップ量よりも小さく設定する。
【００１４】
また、前記第２電気負荷が作動したときに、バッテリの充電状態に関連するパラメータが設定範囲以下である場合は前記アイドルアップ回転数を増量し、前記第２電気負荷が作動したときに、前記バッテリの充電状態に関連するパラメータが前記設定範囲以上である場合はアイドルアップ回転数を減量する。なお、バッテリの充電状態に関連するパラメータが設定範囲内である場合は前記アイドルアップ回転数を維持する。バッテリの状態に関連するパラメータとしては、バッテリ電流、バッテリ電圧、バッテリの充電率（残容量）ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などが挙げられる。
【００１５】
本発明によれば、ユーザのスイッチ操作などにより電気負荷（第１電気負荷）が作動した際にアイドルアップしたアイドル回転数を中心とし、車両状態などに応じて電気負荷（第２電気負荷）が作動したときには、バッテリの状態に応じて前記アイドルアップした回転数を増減するので、不必要なアイドル回転数の上昇を抑えることができ、燃費の向上、及びエミッション等の環境性能の向上を図ることができる。また、第２電気負荷が作動した際のアイドルアップ回転数の増減量を、第１電気負荷が作動した際のアイドルアップ量よりも小さい値で、ユーザが気づきにくい範囲（変動量）内の値に設定することで、ユーザが意図しない状況のときに、第２電気負荷（例えばラジエータの電動冷却ファンなど）が作動しても、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【００１６】
本発明において、前記第２電気負荷のうち、一定時間内にオン／オフとなる間欠作動の電気負荷が作動したときには、前記アイドルアップしたアイドル回転数の増減を行わないようにする。このような構成を採用すると、例えばワイパが間欠作動した際に、その間欠作動に伴って短い時間間隔でエンジン回転数が頻繁に変動する、という回転数変動を回避することができ、エンジン回転数の安定性の向上を図ることができる。その結果として、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気負荷が作動した際の不必要なアイドルアップを防ぎながら、アイドル回転数の安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
本発明の制御装置を適用する車両に搭載されるエンジン１の一例を図１に示す。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００２０】
−エンジン−
この例のエンジン１は、例えば４気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００２１】
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはエンジン回転数センサ２４が配置されている。エンジン回転数センサ２４は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００２２】
エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４は、後述するＥＣＵ１００によって制御される。エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ２１が配置されている。
【００２３】
エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気
通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。
【００２４】
吸気通路１１には、エアクリーナ９、熱線式のエアフローメータ２２、吸気温センサ２３（エアフローメータ２２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ５などが配置されている。エンジン１の排気通路１２には、排気ガス中の酸素濃度を検出する排気ガスセンサ（Ａ／Ｆセンサ）２７や三元触媒１０などが配置されている。
【００２５】
スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ２５によって検出される。スロットルバルブ５は、運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、その開度（スロットル開度）はスロットル開度センサ２５によって検出される。また、スロットルモータ６はＥＣＵ１００によって駆動制御される。
【００２６】
具体的には、エンジン回転数センサ２４によって検出されるエンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジン１の運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットルバルブ５のスロットル開度を制御している。より詳細には、スロットル開度センサ２５を用いてスロットルバルブ５の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルバルブ５のスロットルモータ６をフィードバック制御している。
【００２７】
そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）２が配置されている。インジェクタ２には、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。
【００２８】
以上のエンジン１が搭載される車両にはオルタネータ（発電機）７及びバッテリ８が搭載されている。
【００２９】
オルタネータ７は、プーリ及び伝動ベルト等を介してエンジン１のクランクシャフト１５に連結されており、エンジン１の作動に伴って回転して発電を行う。オルタネータ７で発電された電力は車載の各種電気負荷及びバッテリ８に供給される。電気負荷については後述する。
【００３０】
オルタネータ７は、例えば三相コイルとしてステータに巻回されたステータコイルと、ステータコイルの内側に位置するロータに巻回されたフィールドコイルとを備えている。オルタネータ７は、フィールドコイルを通電状態で回転させることにより、ステータコイルに誘起電力を発生させ、誘起電流（三相交流電流）を整流器により直流電流に変換してバッテリ８に充電する。また、オルタネータ７は、スイッチング回路により構成されるＩＣレギュレータを備えている。
【００３１】
ＩＣレギュレータは、例えば、バッテリ電圧信号を入力して、バッテリ電圧Ｖｂが適切な範囲に収束するようにフィールドコイルの通電時間を調整する。具体的には、バッテリ電圧Ｖｂが低下し始めて放電量が過剰側になろうとする場合には、前記フィールドコイルへの通電時間の比率（以下、Ｆ−ＤＵＴＹという）を上昇させることによりバッテリ８の充電を行う。また、バッテリ電圧Ｖｂが上昇し始めて充電量が過剰側になろうとする場合には、Ｆ−ＤＵＴＹを低下させることにより、オルタネータ７のフィールドコイルへの通電割合を減少してバッテリ８の放電を行う。このようなＩＣレギュレータの動作によりバッテリ８の充電状態を適切な範囲に維持するようにしている。オルタネータ７のＦ−ＤＵＴＹはＥＣＵ１００に入力される。
【００３２】
バッテリ８にはバッテリ電流センサ３１が配置されている。バッテリ電流センサ３１はバッテリ８に対して出入りする電流に対応する信号を出力する。バッテリ電流センサ３１によって検出されるバッテリ電流Ｉｂは、バッテリ８が放電状態であるときにはマイナスとなり、バッテリ８が充電状態であるときにはプラスとなる。また、バッテリ８にはバッテリ電圧Ｖｂを検出するバッテリ電圧センサ３２（図２参照）が配置されている。これらバッテリ電流センサ３１及びバッテリ電圧センサ３２の出力信号はＥＣＵ１００に入力される。
【００３３】
ここで、この例の車両に搭載される電気負荷としては、外部からの要求信号（例えば運転者等のユーザのスイッチ操作などによる要求信号）に応じてＥＣＵ１００が作動を制御する電気負荷（以下、「第１電気負荷（スイッチ入力有）」ともいう）、及び、ＥＣＵ１００が自らの判断で監視制御する電気負荷（以下、「第２電気負荷（スイッチ入力無）」ともいう）がある。
【００３４】
第１電気負荷（スイッチ入力有）としては、例えば、図２に示すように、スモールランプ／ヘッドランプ５１、エアコンのコンプレッサ駆動用モータ５２、デフォッガ５３などが挙げられる。なお、コンライトスイッチ４２の操作によりライトコントロールシステムが選択されているときのスモールランプ／ヘッドランプ５１のオン／オフ作動も、この第１電気負荷（スイッチ入力有）に含まれる。
【００３５】
第２電気負荷（スイッチ入力無）としては、例えば、図２に示すように、ラジエータの電動冷却ファン５４、エアコンの電動送風ファン５５、排気ガスセンサ２７に内蔵のヒータ５６、間欠作動時のワイパ５７などが挙げられる。
【００３６】
なお、電気負荷としては、上記に列記したものに限られることなく、車両に一般に搭載される各種電気負荷を対象として、後述するアイドルアップ制御を実施するようにしてもよい。
【００３７】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、入力インターフェース、及び、出力インターフェース（図示せず）などを備えている。
【００３８】
ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参
照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４はバスを介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース及び出力インターフェースに接続されている。
【００３９】
ＥＣＵ１００の入力インターフェースには、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、エンジン回転数センサ２４、スロットル開度センサ２５、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２６、排気ガスセンサ２７、バッテリ電流センサ３１、バッテリ電圧センサ３２、コンライトセンサ（日照センサ）３３、スモールランプ／ヘッドランプ５１のオン／オフを操作するためのヘッドライトスイッチ４１、コンライトシステムを起動するためのコンライトスイッチ４２、オートエアコンスイッチ４３、及び、デフォッガスイッチ４４などが接続されている。
【００４０】
また、ＥＣＵ１００の出力インターフェースには、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、スロットルバルブ５のスロットルモータ６、オルタネータ７、スモールランプ／ヘッドランプ５１、エアコンのコンプレッサ駆動用モータ５２、デフォッガ５３、ラジエータの電動冷却ファン５４、エアコンの電動送風ファン５５、排気ガスセンサ２７に内蔵のヒータ５６、及び、ワイパ５７などが接続されている。
【００４１】
そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、インジェクタ２の駆動制御（燃料噴射制御）、点火プラグ３の点火時期制御、スロットルバルブ５のスロットルモータ６の駆動制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は、下記の「アイドル回転数制御」、及び、「アイドルアップ制御」を実行する。
【００４２】
以上のＥＣＵ１００により実行されるプログラムによって本発明の車両の制御装置が実現される。
【００４３】
−アイドル回転数制御−
アイドル回転数制御は、エンジン１のアイドル運転時に実行される制御であり、アイドル運転時の実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。
【００４４】
具体的には、エンジン１の運転状態（例えば水温センサ２１の出力信号から得られる現在のエンジン水温など）に基づいてマップ等を参照して目標アイドル回転数を算出するとともに、エンジン回転数センサ２４の出力信号から実際のアイドル回転数（エンジン回転数）を読み込み、その実際のアイドル回転数がアイドル目標回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を制御してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。なお、後述するアイドルアップを行っていないときには、ベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１を目標アイドル回転数としてアイドル回転数制御を実行する。
【００４５】
−アイドルアップ制御−
次に、アイドルアップ制御について図３のフローチャートを参照して説明する。図３の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期毎に繰り返して実行される。
【００４６】
まず、ステップＳＴ１０１において、スイッチ操作によってスモールランプ／ヘッドランプ５１、コンプレッサ駆動用モータ５２、デフォッガ５３などの第１電気負荷（スイッチ入力有）の作動信号が入力されたか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０２に進む。ステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定である場合はリターンする。
【００４７】
ステップＳＴ１０２では、ベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１にアイドルアップ補正量αを加え（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｌｅ１＋α）、その補正後のアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を目標アイドル回転数としてアイドル回転数制御を行う。ここで、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２（Ｉｄｌｅ２＝Ｉｄｌｅ１＋α）は、従来制御のアイドルアップ量つまり最大の電気負荷を考慮して一定量の余裕を見込んだアイドルアップ量と比較して低い値であり、第１電気負荷（スイッチ入力有）の作動時のバッテリ８の電気放電量を考慮して実験・計算等によって適合した値を設定する。
【００４８】
次に、ステップＳＴ１０３において、例えば、ラジエータの電動冷却ファン５４（比較的長い時間連続作動する場合）、排気ガスセンサ２７のヒータ５６、オートエアコン風量変更時の電動送風ファン５５など、車両状態や車内環境などに応じて作動する第２電気負荷（操作スイッチ無）が作動したか否かを判定する。具体的には、バッテリ電流センサ３１の出力信号から得られるバッテリ電流値Ｉｂの変化量に基づいて、第２電気負荷（操作スイッチ無）が作動した否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０４に進む。ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定である場合はリターンする。なお、第２電気負荷（操作スイッチ無）が作動したか否かの判定にオルタネータ７の発電量を用いてもよい。
【００４９】
ステップＳＴ１０４では、バッテリ８が放電気味または過充電気味ではない状態（バッテリ８の充電量が適正範囲内）であるか否かを判定する。具体的には、バッテリ電流センサ３１の出力信号から得られるバッテリ電流値Ｉｂが条件［−Ａ≦Ｉｂ≦Ｂ］を満たしているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合は、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２をアイドル目標回転数とするアイドル回転数制御を継続する。ステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定である場合（バッテリ８の状態が放電気味または過充電気味である場合）はステップＳＴ１０５に進む。
【００５０】
なお、このステップＳＴ１０４においてバッテリ８が放電気味であるか否かを判定する判定値［−Ａ（アンペア）］は、例えば、バッテリ容量［アンペアアワー（Ａｈ）］及びバッテリ切れになるまでの許容時間（ｈ）を考慮して適合した値を設定する。また、バッテリ８が過充電気味であるか否かを判定する判定値［Ｂ（アンペア）］についても、同様に、バッテリ容量及び過充電になるまでの許容時間（ｈ）を考慮して適合した値を設定する。
【００５１】
ステップＳＴ１０５では、バッテリ８が放電気味（バッテリ電流値Ｉｂ＜−Ａ）であるのか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１０６に進む。
【００５２】
ステップＳＴ１０６では、第２電気負荷（スイッチ入力無）の作動状態（オン状態）が一定時間Ｔａ（図５参照）以上継続しているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合は、ステップＳＴ１０７においてアイドル回転数Ｉｄｌｅをアップする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２＋β）。ステップＳＴ１０６の判定結果が否定判定である場合はリターンする。
【００５３】
一方、ステップＳＴ１０５の判定結果が否定判定である場合（バッテリ８が過充電気味の状態（Ｂ＜Ｉｂ）である場合）はステップＳＴ１０８に進む。
【００５４】
ステップＳＴ１０８では第２電気負荷（スイッチ入力無）の作動状態（オン状態）が一定時間Ｔａ以上継続しているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合は、ステップＳＴ１０９においてアイドル回転数Ｉｄｌｅをダウンする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２−β）。ステップＳＴ１０８の判定結果が否定判定である場合はリターンする。
【００５５】
ここで、第２電気負荷（スイッチ入力無）が作動した際のアイドルアップ回転数の増減量β（アップ量β及びダウン量β）は、第１電気負荷（スイッチ入力有）が作動した際のアイドルアップ量αよりも小さい値であり、その増減量βの増減によってエンジン回転数が変動してもユーザが気づきにくい値を適合して設定する。
【００５６】
次に、以上のアイドルアップ制御の具体的な例について図４のタイミングチャートを参照して説明する。
【００５７】
まず、電気負荷が作動していない状態では、エンジン回転数はベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１に制御される。この状態で、第１電気負荷（スイッチ操作有）が作動した場合、具体的には、例えば、ユーザによるヘッドライトスイッチ４１の操作によってスモールランプ／ヘッドランプ５１が作動すると、エンジン１のアイドル回転数Ｉｄｌｅは、ベースアイドル回転数Ｉｄｌｅ１に対してアイドルアップ量αだけ大きいアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２（Ｉｄｌｅ２＝Ｉｄｌｅ１＋α）を目標アイドル回転数として制御される。
【００５８】
次に、第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動した場合、具体的には、例えば、ラジエータの電動冷却ファン５４が作動すると、そのときのバッテリ８の状態に応じてアイドルアップ量の維持または増減を行う。
【００５９】
例えば、電動冷却ファン５４が作動したときに、バッテリ８が放電気味でなく、かつ、過充電気味でない場合（バッテリ電流Ｉｂが［−Ａ≦Ｉｂ≦Ｂ］の設定範囲にある場合）は、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を維持する。これに対し、図４に示すように、電動冷却ファン５４が作動したときのバッテリ８が放電気味である場合（Ｉｂ＜−Ａ）は、アイドルアップしたアイドル回転数Ｉｄｌｅ２を更にアップする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２＋β）。また、図４に示すように、第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときのバッテリ８が過充電気味である場合（Ｂ＜Ｉｂ）は、アイドルアップした回転数Ｉｄｌｅ２をダウンする（Ｉｄｌｅ←Ｉｄｅｌ２−β）。
【００６０】
以上のように、この例のアイドルアップ制御によれば、ユーザのスイッチ操作などによって電気負荷（スイッチ操作有）が作動した際にアイドルアップしたアイドル回転数Ｉｄｌｅ２を中心とし、車両状態などに応じて第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときには、バッテリ８の状態に応じてアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を増減するので、不必要なアイドル回転数の上昇を抑えることができ、燃費の向上、及び、エミッション等の環境性能の向上を図ることができる。しかも、ラジエータの電動冷却ファン５４などの第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動した際のアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減量βを、ユーザが気づきにくい範囲（回転数変動量）内の値に設定しているので、ユーザが意図しない状況のときに第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動しても、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【００６１】
しかも、この例のアイドルアップ制御では、例えばワイパ５７やラジエータの電動冷却ファン５４など、ＥＣＵ１００自体の監視制御によって、短時間内に間欠作動する第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動したときには、上記したアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減は行わない。
【００６２】
具体的には、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１０６及びステップＳＴ１０８の各処理により、時間的なヒステリシス（電気負荷の作動が一定時間Ｔａ以上継続）を持たせて、短時間内に間欠作動する第２電気負荷（スイッチ操作無）が作動した場合は、図５の２点鎖線で示すようなアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減は行わずに、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２を維持している。これによって、例えば、ワイパ５７やラジエータの電動冷却ファン５４が短時間の間に間欠作動した際に、その間欠作動に伴って短い時間間隔でエンジン回転数が頻繁に変動する、という回転数変動を回避することができ、エンジン回転数の安定性の向上を図ることができる。その結果として、ユーザに違和感を与えないようにすることができる。
【００６３】
ここで、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減の実施／未実施の判定に用いる一定時間Ｔａ（時間的なヒステリシス）については、ワイパ５７などの短時間の間に間欠動作する第２電機負荷（スイッチ操作無）のオン／オフのインターバルを考慮し、そのインターバルよりも長い時間を適合して設定する。
【００６４】
−他の実施形態−
以上の例では、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減を、バッテリ８の状態を示すパラメータの１つであるバッテリ電流値Ｉｂを用いて判定しているが、本発明はこれに限られることなく、バッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ及びバッテリ温度Ｔｂに基づいて算出されるバッテリ８の充電率（残容量）ＳＯＣ［％］を用いて、アイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減（増減無の場合も含む）を判定するようにしてもよい。また、バッテリ電圧センサ３２の出力信号から得られるバッテリ電圧Ｖｂを用いてアイドルアップ回転数Ｉｄｌｅ２の増減（増減無の場合も含む）を判定するようにしてもよい。
【００６５】
以上の例では、スロットルモータにて駆動される電子制御式のスロットルバルブの開度を調整することによりアイドル回転数制御を行うエンジンを搭載した車両の制御に本発明を適用しているが、これに限られることなく、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路及びバイパス通路内の空気流量を調整するＩＳＣＶを備え、そのＩＳＣＶの開度を、アイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにフィードバック制御するエンジンを搭載した車両の制御にも本発明は適用可能である。
【００６６】
以上の例では、ポート噴射型ガソリンエンジンを搭載した車両の制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、筒内直噴型ガソリンエンジンを搭載した車両の制御にも適用可能である。また、本発明は、ガソリンエンジンを搭載した車両の制御に限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の制御にも適用可能である。
【００６７】
さらに、本発明は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両、４輪駆動車などの各種車両の制御にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、エンジン、バッテリ及び電気負荷が搭載された車両の制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、電気負荷が作動したときにアイドル回転数を増大するアイドルアップ制御を実行する車両の制御装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の制御装置を適用する車両に搭載されるエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】アイドルアップ制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】アイドルアップ制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】アイドルアップ制御の他の例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１ エンジン
５ スロットルバルブ
７ オルタネータ
８ バッテリ
２４ エンジン回転数センサ
２５ スロットル開度センサ
２７ 排気ガスセンサ
３１ バッテリ電流センサ
３２ バッテリ電圧センサ
３３ コンライトセンサ（日照センサ）
４１ ヘッドライトスイッチ
４２ コンライトスイッチ
４３ オートエアコンスイッチ
４４ デフォッガスイッチ
５１ スモールランプ／ヘッドランプ
５２ コンプレッサ駆動用モータ
５３ デフォッガ
５４ 電動冷却ファン（ラジエータ）
５５ 電動送風ファン（エアコン）
５６ ヒータ（排気ガスセンサに内蔵）
５７ ワイパ
１００ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、バッテリと、電気負荷とが搭載された車両に適用される制御装置であって、前記内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を制御するアイドル回転数制御、及び、前記電気負荷の作動時に前記アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行する制御手段を備えているとともに、前記電気負荷として、外部からの作動要求信号に応じて前記制御手段が作動を制御する第１電気負荷と、前記制御手段が自らの判断で作動を制御する第２電気負荷とが搭載された車両の制御装置において、
前記第１電気負荷が作動したときに、アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行し、前記第２電気負荷が作動したときには、前記バッテリの状態に応じて、前記アイドルアップしたアイドル回転数を増減することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の制御装置において、
前記第２電気負荷が作動したときのアイドル回転数の増減量は、前記第１電気負荷が作動したときのアイドルアップ量よりも小さく設定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両の制御装置において、
前記第２電気負荷が作動したときに、前記バッテリの充電状態に関連するパラメータが設定範囲以下である場合は前記アイドルアップ回転数を増量し、前記第２電気負荷が作動したときに、前記バッテリの充電状態に関連するパラメータが前記設定範囲以上である場合は前記アイドルアップ回転数を減量することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記第２電気負荷のうち、一定時間内にオン／オフとなる間欠作動の電気負荷が作動したときには前記アイドル回転数の増減を行わないことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、バッテリと、電気負荷とが搭載された車両に適用される制御装置であって、前記内燃機関のアイドル運転時に実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するように吸入空気量を制御するアイドル回転数制御、及び、前記電気負荷の作動時に前記アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行する制御手段を備えているとともに、前記電気負荷として、外部からの作動要求信号に応じて前記制御手段が作動を制御する第１電気負荷と、前記制御手段が自らの判断で作動を制御する第２電気負荷とが搭載された車両の制御装置において、
前記第１電気負荷が作動したときに、アイドル回転数を増大させるアイドルアップ制御を実行し、前記第２電気負荷が作動したときには、前記バッテリの状態に応じて、前記アイドルアップしたアイドル回転数を増減することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の制御装置において、
前記第２電気負荷が作動したときのアイドル回転数の増減量は、前記第１電気負荷が作動したときのアイドルアップ量よりも小さく設定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両の制御装置において、
前記第２電気負荷が作動したときに、前記バッテリの充電状態に関連するパラメータが設定範囲以下である場合は前記アイドルアップ回転数を増量し、前記第２電気負荷が作動したときに、前記バッテリの充電状態に関連するパラメータが前記設定範囲以上である場合は前記アイドルアップ回転数を減量することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記第２電気負荷のうち、一定時間内にオン／オフとなる間欠作動の電気負荷が作動したときには前記アイドル回転数の増減を行わないことを特徴とする車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３８８７７（Ｐ２０１０−１３８８７７Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１８３５２（Ｐ２００８−３１８３５２）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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