[0001] 本发明总体上涉及在配备有内燃机和蓄电池的车辆中使用的控制设备。

[0002] 日本专利第6060535公开了一种配备有旋转电机的车辆，该旋转电机用于辅助产生扭矩以使车辆在扭矩辅助模式下移动，并且还使内燃机在怠速停止模式下停止。当蓄电池的充电状态(SOC)高于第一阈值时，允许进入怠速停止模式，而当蓄电池的充电状态高于比第一阈值更大的第二阈值时，允许进入扭矩辅助模式。这实现了在内燃机中更有效地节省燃料的怠速停止模式，其优先于扭矩辅助模式的执行，从而提高燃料经济性。

[0003] 已知的是，在燃料经济性方面，将电力从蓄电池输送到电负载与输送到旋转电机，以执行扭矩辅助模式来说更有效。然而，在上述公布中教导的系统没有考虑确保输送到电负载的电力，并且可能优先于将电力输送到电负载来执行扭矩辅助模式，这失去了为电负载供电的机会。这在提高燃油经济性方面并非是有效的。

[0015] 将参考附图，对实施例进行讨论。该实施例中的控制设备由与车载电源系统一起使用的发动机电子控制单元(ECU)实现，该车载电源系统用于将电力输送到安装在由内燃机驱动的车辆中的各种装置。在整个附图中，使用相同或类似的附图标记以指代相同或相似的部件，并且省略其重复说明。

[0016] 如图1所示，车载电源系统被设计成配备有铅酸蓄电池11和锂离子电池12的双电源系统，该双电源系统向电负载13、15输送电力。该车载电源系统还用于从每个蓄电池11、12输送电力，或者使用旋转电机14为每个蓄电池11、12充电。铅酸蓄电池11和锂离子电池12彼此并联连接到旋转电机14。铅酸蓄电池11和锂离子电池12还彼此并联连接到电负载15。

[0017] 铅酸蓄电池11是典型的通用蓄电池，而锂离子电池12由高能量密度蓄电池制成，其在充电或放电运转下的电力损耗低于铅酸蓄电池11，即，电力密度高于铅酸蓄电池11。建议锂离子电池12在充电或放电运转下的能量效率高于铅酸蓄电池11。锂离子电池12被设计成包括多个电池单体的电池组。电池11、12的额定电压(例如12V)彼此相同。

[0018] 尽管未使用附图进行详细说明，但锂离子电池12与基板组装在一起以作为电池单元U，并配置在外壳中。电池单元U由图1中的虚线表示。电池单元U具有外部端子P0、P1、P2。铅酸蓄电池11和电负载13连接到外部端子P0.旋转电机14连接到外部端子P1。电负载15连接到外部端子P2。

[0019] 旋转电机14被设计成ISG(起动器一体型发电机)，该ISG是诸如三相电动机或电力转换器之类的发电机，其能够选择性地在电动机模式下运转并且配备有逆变器。旋转电机14与发动机10以及车辆的车轴机械联接。旋转电机14能够选择性地以燃料驱动发电机模式和再生发电模式(例如，再生制动模式)，在上述燃料驱动发电机模式下，通过从发动机10的输出轴传递来的驱动能量产生电力，在上述再生发电模式下，通过车辆的车轴的旋转能量(即，动能)产生电力。因而，旋转电机14用于将产生的电力输送到电池11、12和电负载15。

[0020] 旋转电机14还以电动机模式工作，以将扭矩施加到发动机10的输出轴。旋转电机14供给有来自锂离子电池12的电力，以执行电动机模式。例如，当发动机10静止并且需要起动发动机10时，旋转电机14工作以向发动机10的输出轴提供扭矩来使发动机10起动。换言之，旋转电机14用作发动机起动器。旋转电机14还以扭矩辅助模式工作，以将扭矩施加到车辆的车轴或发动机10的输出轴，来辅助驱动车辆。

[0021] 电负载15具有需要恒定电压的电气装置，该电气装置需要以恒定电平向其供给电压或是允许所供给的电压仅在给定范围内变化。因此，电负载15是需要电气保护，并且不允许电力供给故障。

[0022] 作为需要恒定电压的电气装置的示例，电负载15通过导航设备、音频设备、仪表或具有发动机ECU 50的ECU来实施。通过减小供给至这种电负载的电力的电压变化来避免这种电负载的不希望的重置，从而确保电负载运转的稳定性。电负载15还可具有诸如电动转向装置或制动装置之类的车辆驱动致动器。

[0023] 电负载13是除了需要恒定电压的电气装置之外的典型电气装置。例如，电负载13通过座椅加热器、用作后窗除霜器的加热器、前照灯、前挡风玻璃雨刮器或空调的电风扇来实施。

[0024] 以下将对电池单元U进行讨论。在电池单元U中配置有：电路L1，其将外部端子P0与外部端子P1之间连接；以及电路L2，其将电路L1上的连接点N1与锂离子电池12连接在一起。在电路L1配置有开关SW1。在电路L2上配置有开关SW2。由旋转电机14产生的电力经由电路L1或电路L2输送到铅酸蓄电池11或锂离子电池12。

[0025] 具体而言，开关SW1布置在从铅酸蓄电池11和锂离子电池12延伸的电路上，并且位于比连接点N1更靠近铅酸蓄电池11(即，外部端子P0)的位置处。开关SW2也配置在从铅酸蓄电池11和锂离子电池12延伸的电路上，并且位于比接合点N1更靠近锂离子电池12的位置处。

[0026] 在电池单元U中还配置有电路L4，该电路L4将电路L1上的接点N2(即，布置在外部端子P0与开关SW1之间的接点)与外部端子P2之间连接。电路L4是供电力从铅酸蓄电池11输送到电负载15的路径。电路L4具有配置在接点N2和接点N4之间的开关SW4。

[0027] 在电池单元U中还配置有电路L3，该电路L3将电路L2上的连接点N3(即，布置在开关SW2与锂离子电池12之间的接点)与电路L4上的接点N4(即，布置在开关SW4与外部端子P2之间的接点)之间连接。电路L3限定出供电力从锂离子电池12输送到电负载15的路径。电路L3具有配置在接点N3与接点N4之间的开关SW3。具体地，开关SW4布置在从铅酸蓄电池11向锂离子电池12延伸的电路上，并且位于比连接点N4更靠近铅酸蓄电池11的位置处。开关SW3也布置在从铅酸蓄电池11向锂离子电池12延伸的电路上，并且位于比接合点N4更靠近锂离子电池12的位置处。

[0028] 电池单元U配备有BMU(电池管理单元)18，该BMU 18用于对开关SW1～SW4的运转进行控制。BMU 18由具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的微型计算机来实施。BMU 18对开关SW1～SW4的接通/断开运转进行控制。

[0029] BMU 18对锂离子电池12的状况进行监视，并以电信号的形式输出关于这些状况的信息。例如，锂离子电池12的状况包括：锂离子电池12的温度和劣化状态；来自锂离子电池12的输出电压；以及锂离子电池12的SOC。

[0030] 具体而言，BMU 18测量出或计算出锂离子电池12的SOC(即，锂离子电池12中剩余的电能)，并以电信号的形式输出关于SOC的信息。可根据例如当电流未流入锂离子电池12或未从锂离子电池12流出时锂离子电池12处的OCV(开路电压)，以已知的方式来实现SOC的计算。可通过对在充电或放电运转下流入锂离子电池12或是从锂离子电池12流出的电流量循环求和来更新SOC。在下面的讨论中，将锂离子电池12的SOC在下面仅称为SOC。

[0031] BMU 18还对锂离子电池12的劣化状态进行监视，并以电信号的形式输出与之相关的信息。可通过使用锂离子电池12处的端子间电压与锂离子电池12中的充电或放电电流的组合，计算出锂离子电池12的内阻，并根据内阻计算出劣化状态，从而以已知的方式实现对锂离子电池12的劣化的监视。

[0032] BMU 18从对锂离子电池12的温度进行测量的温度传感器(未示出)获取锂离子电池12的温度，并以电信号的形式输出与之相关的信息。BMU 18还从对锂离子电池12处的输出电压进行测量的电压传感器(未示出)获取锂离子电池12的输出电压，并以电信号的形式输出与之相关的信息。

[0033] 发动机ECU 50(亦将仅称为ECU 50)通过具有CPU、ROM、RAM和闪存的已知微型计算机来实施。ECU 50获得各种类型的信息。ECU 50获取关于驾驶员操作的信息，例如，来自指示油门位置的油门位置传感器的输出和来自指示制动踏板位置的制动位置传感器的输出。ECU 50还从BMU 18获取关于锂离子电池12的状态的信息。ECU 50还从车速传感器获取关于车辆状况的信息，例如车辆速度。ECU 50还从电负载15获取关于电负载15的运转状态的信息。

[0034] ECU 50对获取的信息进行分析，以执行各种控制任务。例如，ECU 50使用关于车速或驾驶员操作的信息，对旋转电机14的电动机运转或发电运转进行控制。例如，ECU 50以扭矩辅助模式工作，以便在车辆行驶时将由旋转电机14产生的扭矩传递到车辆的车轴，即，车辆的驱动轮。如本文所提及的，扭矩辅助模式用于对旋转电机14的运转进行控制，以将扭矩传递到车辆的车轴或发动机10的输出轴，以辅助移动车辆。在车辆速度低时，ECU 50可停止发动机10并且仅使用来自旋转电机14的扭矩输出来移动车辆。当满足给定的扭矩辅助条件时进入扭矩辅助模式，这意味着需要进入扭矩辅助模式。例如，扭矩辅助状况包括制动器未被致动并且油门被致动的程度高于给定水平的状况。

[0035] ECU 50还根据锂离子电池12的SOC对锂离子电池12的充电运转或放电运转进行控制。具体而言，ECU 50对电池单元U的BMU 18进行指示，以使锂离子电池12的SOC处于由充电/放电曲线的平坦部分(亦称为平台区域)限定的、电荷变化很小的给定可用范围内。BMU 18根据来自ECU 50的指令对开关SW1～SW4的运转进行控制，以对锂离子电池12的充电运转或放电运转进行控制。

[0036] ECU 50还对包括发动机10的起动运转和停止运转在内的发动机10的运转进行控制。例如，ECU 50执行发动机10的怠速停止模式。怠速停止模式用于在满足给定的自动停止条件时使发动机10停止运转(即，发动机10中的燃料燃烧)，然后在满足给定的重启条件时重启发动机10。自动停止条件包括车速处于自动停止范围(例如，10km/h以下)并且已停止油门运转或已执行制动运转的情况。重启条件包括已开始油门运转或已停止制动运转的情况。ECU 50还对发动机10在起动之后是否已经点火、即发动机10的重启运转是否已经完成。替代地，可分别使用独立的ECU来执行发动机控制运转和怠速停止运转。

[0037] 通常，锂离子电池12中的电力向电负载15的输送比起向旋转电机14的输送，在扭矩辅助模式下运转更有效。换言之，扭矩辅助模式中的能量损耗大于向电负载15输送电力时的能量损耗。这导致如下风险：当通过执行扭矩辅助模式降低锂离子电池12的SOC，由此致使可以将电力输送到电负载15的时间减少时，这将致使车辆的燃料效率降低。为了缓解这个问题，如下面所描述的，ECU 50被设计成优先于扭矩辅助模式的执行，实现向电负载15输送电力。

[0038] 如图1所示，ECU 50配备有下限计算器51、消耗电力计算器52、SOC确定器53、停止控制器54、起动控制器55、发电控制器56和扭矩辅助控制器57。这些功能是通过执行存储在ECU 50的ROM中的控制程序来实现的，但也可替代地通过诸如电子电路之类的硬件来实现，或是至少部分地通过软件、例如通过计算机来实现。

[0039] 下限计算器51用于根据锂离子电池12的状态来计算出或确定SOC下限，该SOC下限是重启发动机10所需的锂离子电池12的SOC的最小值。换言之，SOC下限是确定为向旋转电机14输送电力来向发动机10提供扭矩以使发动机10重启所需的锂离子电池12的SOC的值。

[0040] 具体而言，用于根据指示锂离子电池12的劣化状态和温度的参数来确定SOC下限的映射数据被预先准备并被存储在ECU 50中。在映射数据中，基于旋转电机14重启发动机10所需的电力量，来确定SOC下限。换言之，SOC下限可以被视为使用锂离子电池12的状态和旋转电机14重启发动机10所需的电力量来确定。下限计算器51根据通过使用映射数据进行查找，并由BMU 18推导出的锂离子电池12的劣化状态和温度，来计算出SOC下限。

[0041] 在本实施例中，不选择锂离子电池12的可用充电状态范围的下限作为SOC下限。这是因为来自锂离子电池12的输出电力取决于与锂离子电池12的输出能力相关的条件，例如锂离子电池12的劣化状态或温度)，使得SOC下限可根据锂离子电池12的状态选择成比锂离子电池12的可用范围的下限更高。

[0042] 因此，下限计算器51判断SOC下限，而不管由诸如锂离子电池12的劣化状态或温度的锂离子电池12的输出能力的变化引起的来自锂离子电池12的输出功率的变化。简言之，下限计算器51鉴于锂离子电池12的状态来确定SOC下限，因为即使当锂离子电池12的SOC保持不变时，来自锂离子电池12的输出电力也可能发生变化。

[0043] 例如，当锂离子电池12老化时，与锂离子电池12老化之前相比，下限计算器51将SOC下限确定为更高的值。当锂离子电池12的温度比给定的温度范围更高或更低时，与当锂离子电池12的温度在给定温度范围内时相比，下限计算器51将SOC下限确定为更高的值。

[0044] 当锂离子电池12的SOC高于SOC下限时，允许进入怠速停止模式。因此，SOC下限被用作怠速停止启用下限，在高于该怠速停止启用下限的时候，允许进入怠速停止模式以停止发动机10。

[0045] 当发动机10在怠速停止模式下停止时，消耗电力计算器52估算出或计算出预期由电负载15消耗的电量(其将也被称为第一消耗电力)。消耗电量(即，第一消耗电力)是当在怠速停止模式下，发动机10开始停止之后经过给定的时段之前的电负载15所消耗的电量。优选将给定的时段选择为发动机10很大可能在怠速停止模式下停止的恒定时段(例如，1至
2分钟)，但可替代地使用车辆的行驶历程或关于车辆环境的信息来确定上述给定的时段，这将在后面详细描述。

[0046] 使用映射数据并基于电负载15的运转状态，计算出第一消耗电力。如本文所提及的，电负载15的运转状态包括电负载15所需的电量和电负载15的接通或断开状态。从电负载15输出运转状态。当所需电量相对较高的电负载15处于接通状态、处于接通状态的电负载15所需的电力量高、或是多个电负载15同时处于接通状态的时候，使用映射数据确定为第一消耗电力大。替代地，当所需电量相对较高的电负载15处于断开状态、处于接通状态的电负载15所需的电量低、或是多个电负载15同时处于断开状态的时候，使用映射数据确定为第一消耗电力小。

[0047] 消耗电力计算器52计算出在发动机10的运转期间由电负载15消耗的电量(其也将被称为第二消耗电力)。具体而言，第二消耗电力是在发动机10运转而非停止的给定时段内由电负载15消耗的电量。给定的时段优选地选择为恒定的时段(例如，10到15分钟)，该恒定的时段很大可能是再生发电模式的终止与再生发电模式的后续起动之间的时间间隔，换言之，车辆减速的终止与车辆减速的后续起动之间的时间间隔，即，电池11、12保持未被充电的时段。替代地，可以使用车辆的行驶历程或关于车辆周围环境的信息来确定给定的时段，这将在后面详细描述。以与计算第一消耗电力的相同方式，基于电负载15的运转状态，并通过使用映射数据，来计算出第二消耗电力。

[0048] SOC确定器53用于基于由下限计算器51计算出的SOC下限，根据由消耗电力计算器52计算出的第一消耗电力来确定锂离子电池12的目标SOC。具体而言，SOC确定器53根据需要存储在锂离子电池12中以补偿由消耗电力计算器52计算出的第一消耗电力，将电量加到SOC下限，并将该总和确定为目标SOC。

[0049] 目标SOC可以被确定为锂离子电池12所需的用以补偿第一消耗电力的电量、SOC下限以及给定余量的总和。具体而言，SOC确定器53将锂离子电池12所需的用以补偿第一消耗电力的电量与SOC下限之和乘以给定值(例如1.2)并将其确定为目标SOC。因此，目标SOC被视为使用SOC下限和电负载15所消耗的电量来确定。替代地，目标SOC可被确定为锂离子电池12所需的用以补偿第一消耗电力的电量和SOC下限与例如需要存储在锂离子电池12中用以继续怠速停止模式以使发动机10保持停止几分钟的给定电量的总和。

[0050] 只要目标SOC高于SOC下限，就可以改变目标SOC。例如，目标SOC可以作为固定值被存储在存储器中，而不是由SOC确定器53计算出。可将固定值确定为大于作为SOC下限被选择的最大SOC。

[0051] SOC确定器53还确定作为锂离子电池12的最小SOC的扭矩辅助启用SOC(其也被称为辅助启用值)，在高于该扭矩辅助启用SOC的时候，允许进入扭矩辅助模式。具体地，SOC确定器53将扭矩辅助启用SOC计算成大于目标SOC。更具体而言，SOC确定器53将目标SOC乘以预选值，以将其设定为扭矩辅助启用SOC。

[0052] SOC确定器53在确定扭矩辅助启用SOC时，考虑由消耗电力计算器52计算出的第二消耗电力。具体而言，SOC确定器53使用被加到目标SOC的或是目标SOC所乘的第二消耗电力来确定值。例如，当第二消耗电力较大时，SOC确定器53对扭矩辅助启用SOC进行校正或确定，以使其高于第二消耗电力较小时的扭矩辅助启用SOC。

[0053] 当锂离子电池12的SOC的测量值高于或等于SOC下限并且满足自动停止条件时，停止控制器54用于使发动机10在怠速停止模式下停止。如上所述，是否满足自动停止条件的判断是使用关于车辆速度和驾驶员操作的信息来实现的。

[0054] 当在怠速停止模式下满足重启条件时，起动控制器55用于控制旋转电机14的运转以使发动机10重启。如上所述，是否满足重启条件的判断是使用驾驶员的操作来实现的。起动控制器55还用于使旋转电机14在电动机模式下致动，从而在怠速停止模式下尚未满足重启条件、但是锂离子电池12的SOC已下降到SOC下限时，使发动机10重启。这消除了因锂离子电池12中的电量不足而导致重启发动机10失败或是电负载15的运转不稳定的风险。

[0055] 发电控制器56用于对旋转电机14的发电进行控制，以将SOC增大到高于或等于目标SOC。当可以使用车辆的动能实现再生发电时(例如，在车辆减速期间)，发电控制器56利用车辆的动能(即，车轴)使旋转电机14的旋转轴旋转，以使旋转电机14在再生发电模式下发电。

[0056] 当锂离子电池12的SOC低于目标SOC并且不可能利用车辆的动能实现再生发电时，例如，当车辆停止时，发电控制器56利用发动机10的输出轴产生的扭矩驱动发动机10并使用旋转电机14的旋转轴旋转，以使旋转电机14在发电模式(即，燃料驱动发电机模式)下发电。

[0057] 当锂离子电池12的SOC高于扭矩辅助启用SOC时，扭矩辅助控制器57允许旋转电机14在扭矩辅助模式下运转。当满足扭矩辅助条件，并且锂离子电池12的SOC高于扭矩辅助启用SOC时，扭矩辅助控制器57使旋转电机14在电动机模式下致动，以辅助移动车辆。如上面所描述的，是否满足扭矩辅助条件的判断是使用关于车辆速度和驾驶员操作的信息来实现的。

[0058] 以下将对根据图2中的逻辑步骤或程序的序列，由ECU 50执行的怠速停止运转和扭矩辅助运转的车辆控制任务进行描述。车辆控制任务由ECU 50循环执行。

[0059] 在进入图2中的程序之后，例程前进到步骤S101，在该步骤S101中，ECU 50(即，下限计算器51)根据通过使用映射数据的查找并由BMU 18推导出的锂离子电池12的劣化状态和温度来估算SOC下限。例程前进到步骤S102，在该步骤S102中，ECU 50(即，消耗电力计算器52)使用电负载15的运转状态计算出车辆在怠速停止模式下停止时预期由电负载15消耗的电量、即第一消耗电力。ECU 50(即，消耗电力计算器52)还对二消耗电力进行计算，该第二消耗电力使用电负载15的运转状态计算出发动机10正在运行时预期由电负载15消耗的电量。

[0060] 例程前进到步骤S103，在该步骤S103中，ECU 50(即，SOC确定器53)基于在步骤S101中确定的SOC下限，并考虑了在步骤S102中计算出的第一消耗电力，来确定目标SOC。ECU 50还基于目标SOC，并考虑了在步骤S102中计算出的第二消耗电力，来计算出扭矩辅助启用SOC。

[0061] 例程前进到步骤S104，在该步骤S104中，ECU 50(即，扭矩辅助控制器57)对锂离子电池12的SOC是否高于扭矩辅助启用SOC进行判断。如果获得意味着SOC高于扭矩辅助启用SOC的“是”的答案，则例程前进到步骤S105，在该步骤S105中，ECU 50(即，扭矩辅助控制器57)获取关于车速和驾驶员操作的信息，并使用这样的信息对是否满足扭矩辅助条件进行判断。如果获得意味着满足扭矩辅助条件的“是”的答案，则例程前进到步骤S106，在该步骤S106中，ECU 50(即，扭矩辅助控制器57)判断为已经请求进入扭矩辅助模式，然后对旋转电机14的运转进行控制，以辅助在扭矩辅助模式下驱动车辆。然后例程终止。

[0062] 替代地，如果在步骤S104中获得“否”的答案，则例程前进到步骤S107，在该步骤S107中，ECU 50对锂离子电池12的SOC是否高于SOC下限进行判断。如果获得“否”的答案，则例程终止。替代地，如果在步骤S107中获得意味着锂离子电池12的SOC高于SOC下限的“是”的答案，则例程前进到步骤S108，在该步骤S108中，ECU 50使用获得的关于车速和驾驶员操作的信息，来对是否满足自动停止条件进行判断。如果获得“否”的答案，则例程终止。

[0063] 替代地，如果在步骤S108中获得意味着满足自动停止条件的“是”的答案，则例程前进到步骤S109，在该步骤S109中，ECU 50(即，停止控制器54)使发动机10在怠速停止模式下停止。随后，例程前进到步骤S110，在该步骤S110中，ECU 50对是否满足重启条件进行判断。如果获得“是”的答案，则例程前进到步骤S111，在该步骤S111中，ECU 50(即，起动控制器55)对旋转电机14的运转进行控制，以使发动机10重启。然后例程终止，以终止怠速停止模式。

[0064] 替代地，如果在步骤S110中获得意味着不满足重启条件的“否”的答案，则例程前进到步骤S112，在该步骤S112中，ECU 50获得锂离子电池12的SOC并对所获得的SOC是否高于SOC下限进行判断。如果获得“是”的答案，则例程返回步骤S110。换言之，在步骤S112中获得“是”的答案后经过给定时段之后，ECU 50再次执行步骤S110。这使得怠速停止模式继续使发动机10停止，直到满足重启条件或是SOC达到SOC下限。

[0065] 替代地，如果在步骤S112中获得意味着所获得的SOC低于SOC下限的“否”的答案，则例程前进到步骤S111，在该步骤S111中，ECU 50对旋转电机14的运转进行控制，以使发动机10重启。具体地，ECU 50不管重启条件如何，都使发动机10重启，并且终止怠速停止模式。

[0066] 下面将对根据图3中的程序由旋转电机14执行的发电运转进行描述。由ECU 50(即，发电控制器56)循环执行图3中的程序。

[0067] 在进入图3中的程序之后，例程前进到步骤S201，在该步骤S201中，ECU 50获得锂离子电池12的SOC，并对获得的SOC是否低于锂离子电池12的可用SOC范围的上限进行判断。如果在步骤S201中获得“否”的答案，则例程终止发电运转。

[0068] 替代地，如果在步骤S201中获得“是”的答案，则例程前进到步骤S202，在该步骤S202中，ECU 50对是否允许使用车辆的动能实现再生发电进行判断。当使用关于车速和驾驶员操作的信息判断为没有致动车辆的油门、判断为使制动器致动抑或是判断为车辆减速时，ECU 50决定能够使用车辆的动能来实现再生发电。如果在步骤S202中获得意味着可以使用车辆的动能来实现再生发电的“是”的答案，则例程前进到步骤S203，在该步骤S203中，ECU 50对旋转电机14的运转进行控制，以使用车辆的动能来执行再生发电，从而对锂离子电池12充电。然后，例程终止。

[0069] 替代地，如果在步骤S202中获得“否”的答案，则例程前进到步骤S204，在该步骤S204中，ECU 50对获得的SOC是否低于目标SOC进行判断。如果在步骤S204中获得“否”的答案，则例程终止发电运转。替代地，如果在步骤S204中获得“是”的答案，则例程前进到步骤S205，在该步骤S205中，对在怠速停止模式下发动机10是否停止进行判断。如果获得“是”的答案，则ECU 50终止发电运转。

[0070] 替代地，如果在步骤S205中答案为“否”，则程序进入步骤S206，在该步骤S206中，ECU 50对发动机10的运转进行控制，并使用由发动机10的输出轴产生的扭矩使旋转电机14旋转，以使旋转电机14在发电模式(即，燃料驱动发电机模式)下发电。当车辆加速时，ECU 50使发动机10运转，以输出足以使车辆继续加速且足以使旋转电机14发电的扭矩的程度。
替代地，当车辆以发动机10怠速的方式停止时，ECU 50接着使发动机10运转以产生仅旋转电机14发电所需的扭矩的程度。

[0071] 将参考图4，对发动机10在怠速停止模式下停止时锂离子电池12的SOC的变化进行描述。在图4中，点划线表示现有技术系统中SOC的变化，而实线表示本实施例中SOC的变化。为了简化说明，在下面的讨论中，假设本实施例中的锂离子电池12的目标SOC与现有技术系统中的目标SOC相同，并且假设本实施例中的图4中的SOC的初始值与现有技术系统中的初始值相同并且高于扭矩辅助启用SOC。

[0072] 首先，将参考图4对车速进行描述。车辆在时间T1与时间T4之间以恒定速度行驶。车辆在时间T4与时间T5之间减速，然后在时间T5停止。

[0073] 下面将对现有技术系统中的SOC的变化进行描述。当车辆在时间T1与时间T3之间以恒定速度行进时，由点划线表示的SOC高于或等于目标SOC，使得旋转电机14在扭矩辅助模式下运转。这导致SOC下降，直到达到目标SOC。由于SOC在时间T1与时间T3之间高于目标SOC，因此，锂离子电池在现有技术系统中向电负载输送电力。

[0074] 当车辆在时间T3与时间T4之间以恒定速度行驶时，SOC达到目标SOC，从而终止扭矩辅助模式。SOC保持在目标SOC，使得现有技术系统中的旋转电机在燃料驱动发电机模式下运转，以将电力输送到电负载。

[0075] 当车辆在时间T4与时间T5之间减速时，旋转电机在再生发电模式下运转，使得SOC上升至高于目标SOC。当车辆在时间T5停止时，满足自动停止条件，从而进入怠速停止模式以停止现有技术系统中的发动机。

[0076] 接下来，下面将参考图4，对本实施例中的控制设备中的SOC的变化进行描述。当车辆在时间T1与时间T2之间以恒定速度行驶时，如实线所示，SOC高于扭矩辅助启用SOC，使得旋转电机14在电动机模式(即扭矩辅助模式)下运转，以辅助驱动车辆。这导致SOC减小，直到达到扭矩辅助启用SOC。由于SOC在时间T1与时间T2之间高于目标SOC，因此，锂离子电池12用于将电力输送到电负载15。当SOC在时间T2处达到扭矩辅助启用SOC时，扭矩辅助模式终止。

[0077] 当车辆在时间T2与时间T4之间以恒定速度行驶时，SOC低于扭矩辅助启用SOC且高于目标SOC，锂离子电池12用于将电力输送到电负载15，使得SOC减小。与现有技术系统不同的是，扭矩辅助模式被禁止进入，使得锂离子电池12具有足以向电负载15供应电力的SOC。这导致锂离子电池12的SOC逐渐降低。

[0078] 当车辆在时间T4与时间T5之间减速时，旋转电机14在再生发电模式下被致动，使得SOC上升到高于目标SOC。当车辆在时间T5停止时，满足自动停止条件，从而进入怠速停止模式。

[0079] 从以上讨论中显而易见的是，本实施例中的扭矩辅助启用SOC被选择成补偿第二消耗电力，该第二消耗电力是发动机10运转时预期由电负载15消耗的电量。这导致继续执行扭矩辅助模式的时段减少，但是使得锂离子电池12能够将电力输送到电负载15的时段增加。这使执行燃料驱动发电机模式以向电负载15供给电力的需求最小化。

[0080] 本实施例中的控制设备提供以下有益优点。

[0081] 目标SOC设定为高于SOC下限。扭矩辅助启用SOC设定为高于目标SOC。这使得即使当锂离子电池12中的电能被扭矩辅助模式消耗，直到锂离子电池12的SOC达到扭矩辅助启用SOC时，扭矩辅助启用SOC也还是高于目标SOC，由此使锂离子电池12能够继续向电负载15输送电力，直到SOC从扭矩辅助启用SOC降低到目标SOC。换言之，本实施例中的控制设备保持需要被输送到电负载15的、存储在锂离子电池12中的电能，并且当锂离子电池12存储足以附加地实现扭矩辅助模式的电力量时，允许执行扭矩辅助模式，直到这种过量的电力被完全消耗。

[0082] 锂离子电池12中的电力输送到电负载15比起输送到旋转电机14，在扭矩辅助模式下运转更有效。因此，可增加向电负载15输送电力的机会，以便通过优先于扭矩辅助模式的执行来实现向电负载15输送电力，从而提高电力效率。这改善了发动机10中的燃料经济性。

[0083] 如上面所描述的，目标SOC设定为高于SOC下限，由此当在发动机10停止期间，锂离子电池12中的电力被电负载15消耗时，能够启用怠速停止模式，以继续停止发动机10。即使当使发动机10重启之后没有足够的时间来给锂离子电池12充电时，设定为高于SOC下限的目标SOC也还是能够在锂离子电池12中存储电量，该电量足以确保存在机会而在怠速停止模式下将发动机10停止。这使得在怠速停止模式下将发动机10停止的机会增加，由此提高了燃料经济性。

[0084] 扭矩辅助启用SOC的值太小会导致锂离子电池12中的SOC值不足以补偿在发动机10运转期间的电负载15的第二消耗电力，这可能导致向电负载15输送电力的失败。相反，即使在锂离子电池12中存储足够量的电力以补偿第二消耗电力，但是扭矩辅助启用SOC的值太高会导致执行扭矩辅助模式的机会减少。为了消除这种缺点，本实施例中的控制设备考虑了第二消耗电力，来确定扭矩辅助启用SOC，该第二消耗电力是在发动机10的运转期间预期由电负载15消耗的电量。这使得锂离子电池12能够保持适于补偿第二消耗电力的SOC，由此使得执行扭矩辅助模式并将电力输送到电负载15的机会增加。这使得锂离子电池12中的电力效率提高。

[0085] 如上面所描述的，SOC下限被设定为锂离子电池12的重启发动机10所需最小SOC，并且该最小SOC取决于锂离子电池12的状态和旋转电机14重启发动机10所需的电量来确定。只要锂离子电池12的SOC高于SOC下限，而不论锂离子电池12的状态如何变化，均能确保旋转电机14用作起动器以重启发动机10所需的电量，由此使由锂离子电池12的状态变化引起的重启发动机10的故障最小化。这使得允许执行怠速停止模式以停止发动机10的时段增加，由此提高燃料效率。

[0086] 如上面所描述的，SOC确定器53考虑了第一消耗电力，基于SOC下限，来确定锂离子电池12的目标SOC，上述第一消耗电力是在怠速停止模式下发动机10停止期间预期由电负载15消耗的电量。因此，只要当锂离子电池12的SOC高于目标SOC时进入怠速停止模式，其防止发动机10在怠速停止模式下停止期间，锂离子电池12中的电力被电负载15消耗以使SOC降低到低于SOC下限，即，防止SOC降低到低于SOC下限，使得发动机10在怠速停止模式下停止期间，在满足重启条件之前不期望地使发动机10重启。这使得允许执行怠速停止模式以停止发动机10的时段的增加，由此提高燃料效率。

[0087] 根据路况，在发动机10重启之后的短时段内，可以满足自动停止条件。因此，如果将目标SOC选择为与扭矩辅助启用SOC相同，则根据路况，可能导致锂离子电池12的充电时间不足以增加其SOC。这导致很可能错过进入怠速停止模式以停止发动机10的机会。为了缓解上述问题，本实施例中的控制设备被设计成将目标SOC设定为高于扭矩辅助启用SOC，使得即使在没有足够的时段对锂离子电池12充电以恢复SOC时，锂离子电池12中的电量足以确保发动机10在怠速停止模式下停止的机会。这改善了燃料经济性。

[0088] 起动控制器55将锂离子电池12的SOC与SOC下限进行比较，以对在满足重启条件之前是否应该重启发动机10进行判断。换言之，即使尚未满足重启条件，当锂离子电池12的SOC达到SOC下限时，ECU 50也重启发动机10。这消除了发动机10在怠速停止模式下停止期间SOC减少到低于SOC下限而无法重启发动机10的风险。

[0089] 通常，当在车辆加速或以恒定速度行驶时，旋转电机14在燃料驱动发电机模式下被致动，这将导致发动机10中的燃料消耗增加。然而，通过增加发动机10在怠速停止模式下保持停止的时段，即使燃料被消耗以实现动力驱动的发电，电力也还是继续输送到电负载15，以实现燃料消耗的改善。因此，本实施例中的控制设备被设计成：当锂离子电池12的SOC低于目标SOC时，即使车辆没有减速，也还是使旋转电机14在燃料驱动发电机模式下致动，以将SOC增加到大于目标SOC。这导致发动机10在怠速停止模式下保持停止的的时段增加，从而提高燃料经济性。

[0090] 变形

[0091] 可以按下面描述的方式，对上述实施例中的控制设备进行变形。在下面的讨论中，与上述实施例中使用的相同的附图标记表示相同或相似的部分，并且省略其详细说明。

[0092] 消耗电力计算器52可使用车辆的行驶历程来估算第一消耗电力，该第一消耗电力是预期由电负载15消耗的电力量。例如，行驶历程包括进入怠速停止模式以停止发动机10的频率或发动机10在怠速停止模式中保持停止的时长。使用行驶历程能够推导出与第一消耗电力相关联的、进入怠速停止模式的频率或发动机10保持在怠速停止模式的时长的趋势。因此，使用行驶历程可以提高第一消耗电力的计算精度。

[0093] 具体而言，与判断为怠速停止模式的进入频率相对较小时相比，当判断为怠速停止模式的进入频率较大时，消耗电力计算器52可将第一消耗电力计算为更大的值。与判断为发动机10保持在怠速停止模式的时长较短时相比，当判断为发动机10保持在怠速停止模式的时长较长时，消耗电力计算器52可将第一消耗电力计算为更大的值。第一消耗电力的计算精度的提高能够减小目标SOC与SOC下限之间的余量，以减小目标SOC的值，由此使得能够减少旋转电机14在燃料驱动发电机模式下被致动的次数，以增加可以将电力输送到电负载15的时段，这提高了燃料经济性。

[0094] SOC确定器53可被设计成使用车辆的行驶历程来校正目标SOC。例如，与判断为怠速停止模式的进入频率较大时相比，在使用行驶历程判断为进入怠速停止模式的频率较小时，SOC确定器53可将目标SOC计算为更小的值。与判断为发动机10保持在怠速停止模式的时长更长时相比，在判断为发动机10保持在怠速停止模式的时长较短时，SOC确定器53可将目标SOC计算为更小的值。使用行驶历程能够减小目标SOC和SOC下限之间的余量，以减小目标SOC的值，从而能使将电力输送到电负载15的时段增加，这提高了燃料经济性。

[0095] 消耗电力计算器52可替代地被设计成使用关于车辆环境的信息来估算第一消耗电力，该第一消耗电力是预期由电负载15消耗的电量。例如，该环境信息包括车辆的交通拥堵(即，道路是否拥挤)、道路的宽度、道路上的车道数量或车辆经过交通信号灯的次数。可使用车载摄像机或车载通信系统推导出环境信息。当交通堵塞时，与交通通畅时相比，预期进入怠速停止模式以停止发动机10的频率更大。当道路宽度或车道数量较大时，与道路宽度或车道数量较小时相比，预期交通灯表示驾驶员停车的红灯的时段更长，从而导致发动机10在怠速停止模式下保持停止的时段增加。当单位时间内车辆经过交通灯的的次数较大时，与当单位时间内车辆经过交通灯的的次数较小时相比，预期进入怠速停止模式以停止发动机10的频率更大。

[0096] 如上面所描述的，第一消耗电力取决于进入怠速停止模式的频率或是发动机10在怠速停止模式下保持停止的时长。因此，消耗电力计算器52可被设计成使用获得的环境信息来估算第一消耗电力。具体而言，在使用环境信息判断为交通拥堵时，与判断为交通通畅时相比，消耗电力计算器52可将第一消耗电力计算为更大的值。在判断为道路宽度较大时，与判断为道路宽度较窄时相比，消耗电力计算器52可将第一消耗电力确定为更大的值。在判断为车道数量较大时，与判断为车道数量较小时相比，消耗电力计算器52可将第一消耗电力计算为更大的值。在判断为单位时间内车辆经过交通灯的次数较大时，与在判断为单位时间内车辆经过交通灯的次数较小时相比，消耗电力计算器52可将第一消耗电力计算为更大的值。

[0097] 上述方式可改善第一消耗电力的估算精度，从而能够减小目标SOC与SOC下限之间的余量，以减小目标SOC的值，由此能使将电力输送到电负载15的时段增加，这提高了燃料经济性。

[0098] SOC确定器53可使用环境信息来校正目标SOC。例如，在使用环境信息判断为交通拥堵时，与判断为交通通畅时相比，SOC确定器53可将目标SOC校正为更大的值。当使用环境信息判断为道路宽度较大时，与判断为道路宽度较小时相比，SOC确定器53可将目标SOC校正为更大的值。当使用环境信息判断为车道数量较大时，与判断为车道的数量较小时相比，SOC确定器53可将目标SOC校正为更大的值。当使用环境信息判断为单位时间内车辆经过交通灯的次数较大时，与判断为单位时间内车辆经过交通灯的次数较小时相比，SOC确定器53可将目标SOC校正为更大的值。

[0099] SOC确定器53可被设计成：在使用行驶历程或环境信息判断为车辆的开始和停止之间的时间间隔比给定值更短时，增加目标SOC。具体而言，SOC确定器53使用行驶历程和环境信息，计算已满足重启条件时与已满足自动停止条件时之间的时间间隔。当判断为时间间隔相对较短时，SOC确定器53增加目标SOC。这使得当满足重启条件与满足自动停止条件之间的时间间隔太短而无法额外地对锂离子电池12充电达实现发动机10重启所需的电量时，在锂离子电池12中保持有足以重启发动机10的电量。这使能够将电力输送到电负载15的时段增加，这提高了燃料经济性。

[0100] 上述实施例使用旋转电机14作为发动机起动器，但也可以替代地配备单独的发动机起动器来代替旋转电机14。

[0101] 在上述实施例中，锂离子电池12的劣化状态或温度用作表示锂离子电池12的状态的参数，但是，也可使用输出电压(或输出电流)与锂离子电池12的SOC的组合作为表示与其输出能力相关的锂离子电池12的状态。例如，当锂离子电池12的输出电压相对于该锂离子电池12的SOC较低时，可判断为锂离子电池12劣化而提高SOC下限。

[0102] 在上述实施例中，当SOC低于SOC下限时，铅酸蓄电池11可向旋转电机14输送电力以重启发动机10。

[0103] 在上述实施例中，锂离子电池12的可用SOC范围的下限可被选择作为SOC下限。

[0104] 通常，当旋转电机14在再生发电模式下运转的次数较大时，与旋转电机14在再生发电模式下运转的次数较小时相比，锂离子电池12具有足以输出电力的更高的SOC。SOC的这种余量可用于使旋转电机14在扭矩辅助模式下致动。例如，可以减小扭矩辅助启用SOC。SOC确定器53可以基于再生发电模式的实施状态来确定扭矩辅助启用SOC。具体而言，当确定扭矩辅助启用SOC时，SOC确定器53可使用再生发电模式的实施状态，计算出被加到目标SOC或目标SOC所乘的值。替代地，SOC确定器53可使用再生发电模式的实施状态，对目标SOC与给定值的总和或是目标SOC与给定值的乘积进行校正。

[0105] 再生发电模式的实施状态可包括再生发电模式的实施频率和旋转电机14在再生发电模式下致动的时段中的任何一个。再生发电模式的实施状态可存储在ECU 50的存储器中。当判断为再生发电模式的实施频率较大时，与判断为再生发电模式的实施频率较小时相比，SOC确定器53可以将扭矩辅助启用SOC确定或校正为更小的值。当判断为旋转电机14在再生发电模式下致动的时段较长时，与判断为旋转电机14在再生发电模式下致动的时段较短时相比，SOC确定器53可将扭矩辅助启用SOC确定或校正为更小的值。这使得锂离子电池12能够存储电能，以有利于向电负载15输送电力，并且还增加了执行扭矩辅助模式的机会。

[0106] 当锂离子电池12的SOC具有增加的趋势时，与SOC减小时相比，锂离子电池12有更大可能具有足够的SOC来输出电力，以使旋转电机14在扭矩辅助模式下致动。SOC确定器53可考虑到在满足自动停止条件之前锂离子电池12的SOC的过渡变化，来确定扭矩辅助启用SOC。锂离子电池12的SOC的过渡变化的历程可存储在EUC 50的存储器中。在判断SOC具有增加的趋势时，例如，在满足自动停止条件之前，SOC增加的时段很长或是SOC的增加频率很高，与判断为SOC具有减小趋势时相比，SOC确定器53可将扭矩辅助启用SOC确定或校正为更小的值。

[0107] 虽然已经根据优选实施例公开了本发明从而更好地理解本发明，但应当认为，在不脱离本发明原理的范围内，本发明可以以各种方式实施。因此，本发明应理解为包括在不脱离所附权利要求书所述的本发明原理的情况下能够实施的所示实施例的所有可能实施例和修改。