JP4569580B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関を備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、エンジン停止条件が成立したときにエンジンを停止しエンジン始動条件の成立したときにスタータによりエンジンを始動するアイドルストップ制御を行なう車両において、スタータに給電するバッテリに接続可能な電圧補償回路を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、バッテリの電圧低下時に電圧補償回路を接続することにより、エンジンの始動やバッテリに接続された補機の正常な作動を確保することができるとしている。
特開２００２−３８９８４号公報

しかしながら、車両では、エンジンの始動やバッテリに接続された補機の正常な作動を確保することができるものの、専用の回路を別途設ける必要があり、システムが複雑化すると共にコスト面でも不利となる。

本発明の車両およびその制御方法は、専用の装置を備えることなく二次電池などの蓄電装置からの電力を用いてエンジンを始動する際にその蓄電装置からの電力を用いて作動する電気機器の誤作動を抑制することを目的とする。

本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
内燃機関を備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する車両であって、
充放電可能な蓄電手段と、
前記蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、
前記蓄電手段からの電力を用いて作動する電気機器と、
前記所定の始動条件が成立したときには、作動している前記電気機器の誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、該処理が開始された以降に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記モータリング手段と前記内燃機関とを制御する始動時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、所定の始動条件が成立したときには内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している内燃機関を自動停止するものにおいて、所定の始動条件が成立したときには、充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて作動する電気機器の誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、この処理が開始された以降に蓄電手段からの電力を用いて内燃機関がモータリングされて始動されるようモータリング手段と内燃機関とを制御する。したがって、専用の装置を備えることなく、内燃機関をモータリングしている最中に蓄電手段の電圧低下によって電気機器に誤作動が生じるのを抑制することができる。ここで、「電気機器」には、補機や電子制御ユニット（ＥＣＵ）などが含まれる。

こうした本発明の車両において、前記始動時制御手段は、前記誤作動抑制処理を開始するための所要時間として予め設定された所定時間が経過したときに前記内燃機関のモータリングが開始されるよう前記モータリング手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理により確実に内燃機関をモータリングしている最中に電気機器に誤作動が生じるのを抑制することができる。この態様の本発明の車両において、前記電気機器として複数の機器を備え、前記始動時制御手段は、前記複数の機器のうち前記所定の始動条件が成立したときに作動している機器に各々設定された前記誤作動抑制処理を開始するための所要時間のうち最も長い時間に基づいて前記所定時間を設定し、該設定した所定時間が経過したときに前記内燃機関のモータリングが開始されるよう前記モータリング手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関をモータリングする際に作動している複数の電気機器のすべての誤作動を抑制することができる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関と、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて作動する電気機器とを備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する車両の制御方法であって、
前記所定の始動条件が成立したときには、作動している前記電気機器の誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、該処理が開始された以降に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記モータリング手段と前記内燃機関とを制御することを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法によれば、所定の始動条件が成立したときには内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している内燃機関を自動停止するものにおいて、所定の始動条件が成立したときには、充放電可能な蓄電手段からの電力を用いて作動する電気機器の誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、この処理が開始された以降に蓄電手段からの電力を用いて内燃機関がモータリングされて始動されるようモータリング手段と内燃機関とを制御する。したがって、専用の装置を備えることなく、内燃機関をモータリングしている最中に蓄電手段の電圧低下によって電気機器に誤作動が生じるのを抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての車両２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の車両２０は、図示するように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）４０と、エンジン２２から入力された動力を変速してデファレンシャルギヤ３１を介して駆動輪３２ａ，３２ｂに出力するオートマチックトランスミッション２６と、エンジン２２をモータリングするスタータモータ３４と、エンジン２２のクランクシャフト２４に掛けられたベルト２５により回転軸が接続されエンジン２２からの動力により発電するオルタネータ３６と、エアーコンディショナや電動パワーステアリング装置，オーディオ装置などの複数の補機３８と、補機３８を制御する補機用電子制御ユニット（以下、補機用ＥＣＵという）４２と、オルタネータ３６で発電された電力を整流回路３７を介して充電すると共にスタータモータ３４や補機３８に給電可能な二次電池としてのバッテリ３９と、所定の自動始動条件が成立したときにスタータモータ３４によるエンジン２２のモータリングを伴ってエンジン２２を自動始動し所定の自動停止条件が成立したときに運転しているエンジン２２を自動停止するアイドルストップ制御を行なうエコラン用電子制御ユニット（以下、エコランＥＣＵという）４４とを備える。なお、アイドルストップ制御としては、例えば、停車時にアクセルペダル５４が踏み込まれていないアクセルＯＦＦであると共にブレーキペダル５６が踏み込まれたブレーキＯＮの状態でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以下であるなどの所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、ブレーキＯＦＦされたりアクセルＯＮされるなどの所定の自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する。

エンジンＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エンジンＥＣＵ４０の図示しない入力ポートには、シフトレバー５２の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５３からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５４の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５５からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５６の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５７からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ５８からの車速Ｖなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ４０の図示しない出力ポートからは、エンジン２２やオートマチックトランスミッション２６を制御するための各種制御信号が出力されている。また、エンジンＥＣＵ４０は、エコランＥＣＵ４４と通信しており、各種データや制御信号をやり取りしている。

補機用ＥＣＵ４２は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。補機用ＥＣＵ４２の図示しない入力ポートには、補機３８の状態を示す信号やバッテリ３９の端子間電圧を検出する図示しない電圧センサからの電池電圧などが入力されている。また、補機用ＥＣＵ４２の図示しない出力ポートには、補機３８を駆動するための種々の駆動信号などが出力されている。なお、補機用ＥＣＵ４２は、電圧センサからの電池電圧に基づいてバッテリ３９の状態の診断も行なっている。補機用ＥＣＵ４２は、エコランＥＣＵ４４と通信しており、データや制御信号をやり取りしている。

エコランＥＣＵ４４は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エコランＥＣＵ４４の図示しない出力ポートにはスタータモータ３４を駆動する駆動信号などが出力されている。また、エコランＥＣＵ４４は、エンジンＥＣＵ４０や補機用ＥＣＵ４２と通信しており、アイドルストップ制御に関する各種データや制御信号をやり取りしている。

こうして構成された実施例の車両２０の動作、特に、前述した所定の自動始動条件が成立してエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、実施例のエコランＥＣＵ４４により実行される自動始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、前述した所定の自動始動条件が成立して始動条件成立フラグＦに値１がセットされたときに実行される。

自動制御ルーチンが実行されると、エコランＥＣＵ４４のＣＰＵは、まず、自動始動条件が成立したことを示す始動条件成立フラグＦを補機用ＥＣＵ４２などの他のＥＣＵに送信する（ステップＳ１００）。始動条件成立フラグＦを受信した補機用ＥＣＵ４２は、複数の補機３８のうち現在作動している補機の誤動作を抑制するための誤動作抑制処理を実行する。この誤動作抑制処理としては、例えば、エアーコンディショナにおけるエンジンの排熱と外気とを混合して乗員室内に送風する際の混合比を調節するエアミックスダンパーを設定温度に基づいて所定位置に固定する処理やオーディオ装置の音量を通常時よりも小さく制限する処理，電動パワーステアリング装置におけるモータのアシストトルクを通常時よりも小さく制限する処理，補機ＥＣＵ４２やその他のＥＣＵによって実行される各種ダイアグノーシスを一時的に中止するダイアグマスクを行なう処理などを挙げることができる。こうした誤作動抑制処理を実行するのは、後述するスタータモータ３４によりエンジン２２をモータリングする際にバッテリ３９に電圧低下が生じ、場合によってはバッテリ３９からの給電を受ける補機３８や補機ＥＣＵ４２を含むＥＣＵの作動が一時的に停止したり不具合が生じる場合があることに基づく。即ち、バッテリ３９が電圧低下すると、例えば、エアミックスダンパーが予期しない位置で固定されて乗員に不快な温度の風が送られたり、オーディオ装置に音切れが生じたり、電動パワーステアリング装置のステアリングのアシスト力が急激に変化したり、ダイアグノーシスで誤判定したりする場合があるから、こうした不具合が発生するのを抑制するためである。

始動条件成立フラグＦを送信すると、ディレイ時間Ｔｄを設定し（ステップＳ１１０）、設定したディレイ時間Ｔｄが経過するまで待って（ステップＳ１２０）、エンジン２２がモータリングされるようスタータモータ３４を駆動制御すると共に（ステップＳ１３０）、燃料噴射制御や点火制御の指示をエンジンＥＣＵ４０に送信して本ルーチンを終了する（ステップＳ１４０）。ここで、ディレイ時間Ｔｄの設定は、実施例では、自動始動条件が成立したときに作動している複数の補機３８や補機ＥＣＵ４２を含む各ＥＣＵの各々に設定されている誤動作抑制処理が開始されるまでに要する時間（ＥＣＵ間の通信遅れや処理に要する時間などにより定まる所要時間）のうち最も長い時間Ｔ１に所定のマージンを加えたものを設定することにより行なうものとした。したがって、ディレイ時間Ｔｄを待つ処理は、自動始動条件が成立したときに作動しているすべての補機３８やＥＣＵについての誤動作抑制処理が開始されるまで待つ処理となる。

図３に、始動条件成立フラグＦの状態と誤作動抑制処理の状態とスタータモータ３４の駆動状態とエンジン回転数の時間変化の様子を示す。図示するように、自動始動条件の成立に伴って始動条件成立フラグＦに値１がセットされると（時刻ｔ１）、始動条件成立フラグＦの値を補機ＥＣＵ４２などに送信して補機ＥＣＵ４２などに誤作動抑制処理を開始させ、この処理が開始されるまでに要する所要時間Ｔ１（時刻ｔ２）よりも若干長い時間として設定されたディレイ時間Ｔｄが経過すると（時刻ｔ３）、スタータモータ３４を駆動してエンジン２２のモータリングを開始する。このように、スタータモータ３４によるエンジン２２のモータリングに先だって誤作動抑制処理を開始しておくことにより、エンジン２２をモータリングする際に補機３８などに予期しない誤作動が生じるのを抑制しているのである。

以上説明した実施例の車両２０によれば、自動始動条件が成立したときには、作動している補機３８や補機ＥＣＵ４２などの機器の誤作動を抑制するための誤作動抑制処理を開始し、この処理が開始されるまでに要する時間としてディレイ時間Ｔｄを設定し、設定したディレイ時間Ｔｄが経過するのを待ってバッテリ３９からの電力を用いてスタータモータ３４によりエンジン２２がモータリングされて始動されるようスタータモータ３４とエンジン２２とを制御するから、スタータモータ３４によりエンジン２２がモータリングしている最中にバッテリ３９に電圧低下が生じるものとしても、補機３８などに誤作動が生じるのを抑制することができる。

実施例の車両２０では、自動始動条件が成立したときに作動している補機３８やＥＣＵの各々に設定されている誤動作抑制処理を開始するのに必要な所要時間のうち最も長い時間に基づいてディレイ時間Ｔｄを設定するものとしたが、所定値をディレイ時間Ｔｄとして設定するものとしてもよい。この場合、自動始動条件が成立したときに作動しうる複数の補機や各ＥＣＵにおける誤作動抑制処理を開始するのに必要な所要時間のうち最も長い時間を予め求めてこれを所定値として定めるものとすればよい。

実施例の車両２０では、誤作動抑制処理の開始を指示するために始動条件成立フラグＦを各ＥＣＵに送信してからディレイ時間Ｔｄだけ待ってスタータモータ３４を駆動してエンジン２２をモータリングするものとしたが、始動条件成立フラグＦを受信したＥＣＵが誤作動抑制処理を開始すると共に処理を開始したことを知らせるフラグをエコランＥＣＵ４４に返信するものとして、このフラグの受信をエコランＥＣＵ４４が受けたときにスタータモータ３４を駆動してエンジン２２をモータリングするものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、バッテリ３９が「蓄電手段」に相当し、スタータモータ３４が「モータリング手段」に相当し、複数の補機３８や補機ＥＣＵ４２などが「電気機器」に相当し、自動始動条件が成立したときには作動している補機３８や補機ＥＣＵ４２などの機器の誤作動を抑制するための誤作動抑制処理を開始し、この処理が開始されるまでに要する時間としてディレイ時間Ｔｄを設定し、設定したディレイ時間Ｔｄが経過するのを待ってエンジン２２をモータリングして始動するようスタータモータ３４とエンジン２２とを制御するエンジンＥＣＵ４０や補機ＥＣＵ４２，エコランＥＣＵ４４が「始動時制御手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ３９に限定されるものではなく、キャパシタなど、充放電可能な蓄電装置であれば如何なるものであっても構わない。「モータリング手段」としては、スタータモータ３４に限定されるものではなく、蓄電手段からの電力を用いて内燃機関をモータリング可能なものであれば如何なるものであっても構わない。「電気機器」としては、補機３８や補機ＥＣＵ４２に限定されるものではなく、蓄電手段からの電力を用いて作動しモータリング手段により内燃機関をモータリングする際に誤作動を生じるおそれがあるものであれば如何なるものであっても構わない。「始動時制御手段」としては、自動始動条件が成立したときには作動している補機３８や補機ＥＣＵ４２などの機器の誤作動を抑制するための誤作動抑制処理を開始し、この処理が開始されるまでに要する時間としてディレイ時間Ｔｄを設定し、設定したディレイ時間Ｔｄが経過するのを待ってエンジン２２をモータリングして始動するようスタータモータ３４とエンジン２２とを制御するものに限定されるものではなく、所定の始動条件が成立したときには作動している電気機器の誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、この処理が開始された以降に内燃機関がモータリングされて始動されるようモータリング手段と内燃機関とを制御するものであれば如何なるものであっても構わない。また、「始動時制御手段」としては、エンジンＥＣＵ４０と補機用ＥＣＵ４２とエコランＥＣＵ４４との組み合わせにより構成するものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットなどにより構成するものであっても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての車両２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のエコランＥＣＵ４４により実行される自動始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 始動条件成立フラグＦの状態と誤作動抑制処理の状態とスタータモータ３４の駆動状態とエンジン回転数の時間変化の様子を示す説明図である。

符号の説明

２０ 車両、２２ エンジン、２４ クランクシャフト、２５ ベルト、２６ オートマチックトランスミッション、３１ デファレンシャルギヤ、３２ａ，３２ｂ 駆動輪、３４ スタータモータ、３６ オルタネータ、３７ 整流回路、３８ 補機、３９ バッテリ、４０ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、４４ エコラン用電子制御ユニット（エコランＥＣＵ）、４２ 補機用電子制御ユニット（補機用ＥＣＵ）、５２ シフトレバー、５３ シフトポジションセンサ、５４ アクセルペダル、５５ アクセルペダルポジションセンサ、５６ ブレーキペダル、５７ ブレーキペダルポジションセンサ、５８ 車速センサ。

Claims (4)

1. 内燃機関を備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する車両であって、
   充放電可能な蓄電手段と、
   前記蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、
   前記蓄電手段からの電力を用いて作動する補機と、
   前記所定の始動条件が成立したときには、作動している前記補機の前記蓄電手段の電圧低下に起因する誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、該処理が開始された以降に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記モータリング手段と前記内燃機関とを制御する始動時制御手段と
   を備える車両。
2. 前記始動時制御手段は、前記誤作動抑制処理を開始するための所要時間として予め設定された所定時間が経過したときに前記内燃機関のモータリングが開始されるよう前記モータリング手段を制御する手段である請求項１記載の車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   前記補機として複数の補機を備え、
   前記始動時制御手段は、前記複数の補機のうち前記所定の始動条件が成立したときに作動している補機に各々設定された前記誤作動抑制処理を開始するための所要時間のうち最も長い時間に基づいて前記所定時間を設定し、該設定した所定時間が経過したときに前記内燃機関のモータリングが開始されるよう前記モータリング手段を制御する手段である
   車両。
4. 内燃機関と、充放電可能な蓄電手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて前記内燃機関をモータリングするモータリング手段と、前記蓄電手段からの電力を用いて作動する補機とを備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する車両の制御方法であって、
   前記所定の始動条件が成立したときには、作動している前記補機の前記蓄電手段の電圧低下に起因する誤作動を抑制するための所定の誤作動抑制処理を開始し、該処理が開始された以降に前記内燃機関がモータリングされて始動されるよう前記モータリング手段と前記内燃機関とを制御することを特徴とする
   車両の制御方法。

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