JP5709516B2

JP5709516B2 - アイドルストップ車の制御装置

Info

Publication number: JP5709516B2
Application number: JP2010291814A
Authority: JP
Inventors: 坂上　航介; 航介坂上
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2012140864A

Description

この発明は、アイドルストップ車の制御装置に関し、詳しくは、エンジン始動操作によるエンジンの初期始動時のブレーキ機構のブレーキ力助勢用の負圧の確保と車載のバッテリの初期充電の制御に関する。

従来、アイドルストップ車は、ドライバ（ユーザ）のエンジン始動操作（ＩＧ−ＯＮ操作）によってエンジンが初期始動されると、アイドルストップ制御機能が動作し、所定のエンジン停止条件の成立によりエンジンを自動停止してアイドルストップを実施し、アイドルストップ中の所定のエンジン始動条件の成立により車載のバッテリの出力でエンジンを再始動することをくり返す。

しかしながら、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時には、放電によってバッテリの電圧が低下し、その程度によってはエンジンの再始動が困難になる可能性がある。そこで、エンジンにより駆動されるオルタネ−タの発電出力による前記バッテリの充電をアイドルストップ制御機能の制御より優先し、この充電でバッテリが回復したと判定されてからアイドルストップ制御機能によるアイドルストップ制御を許可することが提案されている（例えば、特許文献１（段落［０００５］−［０００７］、［００５７］−［００６１］、図１、図２等）参照）。

特開２００６−１７７１７３号公報

この種のアイドルストップ車において、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時には、それ以前の駐車時間の長短等にかかわらず、車載の前記バッテリを初期充電してからアイドルストップ制御機能の制御（アイドルストップ制御）を開始することが信頼性等の面からは望まれるが、初期充電によってバッテリが満充電状態に充電されるのを待ってアイドルストップ制御機能の制御を開始すると、アイドルストップ制御の開始が遅くなって燃費が低下する。

一方、アイドルストップ中のブレーキ力を確保するため、この種のアイドルストップ車は負圧確保機能を備え、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時、エンジンの駆動により発生してブレ−キ機構に蓄圧されるブレーキ力助勢用の負圧（エンジンのインレットマニホールド（インテークマニホールドとも称される）内の負圧やバキュームポンプ等により発生した負圧）が不足していれば、負圧確保機能の制御により、エンジンで駆動されるオルタネ−タの発電を抑制して前記負圧を早期に確保する必要がある。

そして、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時にバッテリの充電と負圧確保とを行なうとすれば、両者が競合する事態を招く。

図４は前記の競合の状態を示し、ＩＧ−ＯＮ操作でエンジンが時刻ｔｓに初期始動され、それと同時に、Ｔａ時間のバッテリの充電と、Ｔｂ時間（Ｔｂ＞Ｔａ）の負圧確保とが開始されると、両者がＴａ時間の部分で重なって競合する。

このとき、負圧確保中にオルタネータにバッテリの充電等の仕事をさせると、エンジンの負荷が高まってエンスト（エンジン停止）する場合がある。そこで、負圧確保中はオルタネータの発電を抑制してオルタネータに仕事をさせないようにする必要がある。

そして、負圧確保中（時間Ｔｂ）にオルタネータの発電を抑制してその電圧を低くすると、時間Ｔａのバッテリの初期充電が行えなくなる。

すなわち、従来のこの種のアイドルストップ車の制御装置は、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時、負圧確保を行なうと、オルタネータの発電が抑制されて車載のバッテリの初期充電が行えなくなる。

本発明は、エンジン始動操作（ＩＧ−ＯＮ操作）によるアイドルストップ車のエンジン初期始動時、ブレーキ力助勢用の負圧の確保と燃費の向上を図った車載のバッテリの初期充電とが行えるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のアイドルストップ車の制御装置は、所定のエンジン停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定のエンジン始動条件の成立により車載のバッテリの出力でエンジンを再始動するアイドルストップ制御機能と、エンジンの駆動により発生してブレーキ機構に蓄圧されるブレーキ力助勢用の負圧が不足していれば、エンジンにより駆動されるオルタネ−タの発電を抑制して前記負圧を確保する負圧確保機能とを備え、前記バッテリを前記オルタネ−タの発電出力により充電するアイドルストップ車の制御装置であって、前記エンジン始動操作の初期始動時、前記ブレーキ力助勢用の負圧が不足していれば、前記バッテリの充電より優先して前記負圧確保機能による前記負圧の確保に制御する負圧確保優先手段と、前記負圧確保優先手段の制御によるエンジンの初期始動時の前記負圧の確保が終了した後、前記オルタネ−タの前記抑制が解除された発電出力による前記バッテリの所定時間の初期充電に制御する初期充電制御手段とを備え、前記負圧確保優先手段によるエンジンの初期始動時の負圧確保の時間と前記初期充電制御手段による初期充電の時間とが重ならず競合しないように制御することを特徴としている（請求項１）。

請求項１に記載の発明によれば、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時、ブレーキ力助勢用の負圧が不足していれば、負圧確保優先手段によりオルタネ−タの発電を抑制して負圧の確保が優先的に行われる。

そして、負圧が確保された後、初期充電制御手段によりオルタネ−タの抑制を解除した発電出力で前記バッテリが所定時間だけ初期充電される。

したがって、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジンの初期始動時、負圧確保優先手段によるエンジンの初期始動時の負圧確保の時間と初期充電制御手段による初期充電の時間とが重ならず競合しないように制御されるため、エンジン停止（エンスト）を確実に防止でき、優先的に負圧を確保することができるとともに車載のバッテリを初期充電することができる。しかも、この初期充電が所定時間だけ行われるので、アイドルストップ制御が開始されやすくなり燃費の向上が図られる。また、バッテリを初期充電する所定時間の経過後は、ブレーキ助勢用の負圧が不足していれば、適宜、オルタネータの発電出力を抑制した負圧確保を優先して、エンジンの負圧確保およびバッテリの充電が行なえる。

本発明のアイドルストップ車の車両制御装置の一実施形態のブロック図である。図１のエンジン初期始動時の動作説明用のフローチャートである。図１のエンジン初期始動時の動作説明用のタイミングチャートである。従来例におけるエンジン初期始動時の動作説明用のタイミングチャートである。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して詳述する。

図１はアイドルストップ車１の制御装置のブロック構成を示し、アイドルストップ車１は、軽量化、小型化等を図るため、電源として１２Ｖの比較的小容量の１個の鉛バッテリ２を備える。鉛バッテリ２が本発明の車載のバッテリであり、負極端子はアイドルストップ車１の筐体に接続されている。

図１において、３はアイドルストップ車１のエンジン、４はエンジン３のトランスミッション側のＣＶＴでありエンジン３との間にトルクコンバータ（ロックアップクラッチの機構を含む）５が介在する。

６はエンジン３を始動するスタータであり、リレー７を介して鉛バッテリ２から給電される。８は鉛バッテリ２の正極端子とリレー７との間に鉛バッテリ２に接近して設けられたバッテリセンサであり、鉛バッテリ２の温度、電流を検出する。９はエンジン３の回転力がベルト１０を介して伝達されるオルタネータであり、走行中等に発電出力で鉛バッテリ２を充電する。

１１はアイドルストップ制御のＥＣＵが形成するアイドルストップ制御部、１２はエンジン制御のＥＣＵが形成するエンジン制御部、１３はＡＢＳ（ａｎｔｉｌｏｃｋｅｄｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）制御のＥＣＵが形成するＡＢＳ制御部、１４はＣＶＴ制御のＥＣＵが形成するＣＶＴ制御部であり、各制御部１１〜１４はそれぞれマイクロコンピュータ等により形成され、ＣＡＮ等の通信バス１５を介して情報をやり取りする。

１６はダッシュボードのコンビネーションメータが形成する表示部であり、通信バス１５から各種の表示データを受信する。

１７はアイドルストップ制御部１１に接続されたアイドルストップ車１のＧセンサ（加速度センサ）、１８はＡＢＳ制御部１３に車速の検出情報を与える車輪速センサ、１９はＡＢＳ制御部１３にブレーキ機構２０のマスタシリンダ圧の検出情報を与える液圧センサである。

ブレーキ機構２０は周知の液圧式のブレーキ機構であり、ブレーキペダル２１の踏力が、ブースタ（真空倍力装置）２２によりエンジン３のインレットマニホールド内のブレーキ力助勢用の負圧を利用して増幅され、マスタシリンダ２３、液圧センサ１９等を介して各ホイルシリンダにブレーキ力として与えられる。

アイドルストップ制御部１１は、例えばドライバがＩＧ−ＯＮ操作でエンジンスタートを指令することにより、設定されたアイドルストップ制御、充電制御のプログラムを実行し、本発明のアイドルストップ制御機能および負圧確保優先手段、初期充電制御手段を形成する。

そして、アイドルストップ車１の概略の制御および動作を説明すると、アイドルストップ車１がエンジン停止かつ走行停止の駐車状態から最初に始動されるときは、ドライバがＩＧ−ＯＮ操作でエンジンスタートを指令することにより、ＩＧ−ＯＮの信号が例えば通信バス１５からアイドルストップ制御部１１に入力され、この入力に基づいてアイドルストップ制御機能が動作し、アイドルストップ制御部１１はリレー７を瞬時通電してオンし、鉛バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止していたエンジン３を始動する（初期始動）。エンジン３が初期始動すると、その後は、ＩＧ−ＯＦＦ（ＩＧキーのオフ）操作でエンジン３が停止するまで、アイドルストップ制御部１１がアイドルストップ制御機能によってアイドルストップ制御を実行する。

アイドルストップ制御部１１には、通信バス１５や専用線等を介して、エンジン制御部１２のエンジン回転数や冷却水温、負圧等のエンジン３の情報、鉛バッテリ２の電圧、電流、温度等の情報および、ＡＢＳ制御部１３が取得した車輪速センサ１８の検出車速、液圧センサ１９のマスタシリンダ圧等の情報および、ＣＶＴ制御部１４のロックアップクラッチ情報、Ｇセンサ１７の検出情報、図示省略したストップランプスイッチ、カーテシスイッチ等の車内各所のスイッチの情報等が入力される。また、スタータ６のＩＧ−ＯＮの信号等もアイドルストップ制御部１１に入力される。

そして、これらの情報に基づき、アイドルストップ制御部１１は、交通信号の赤信号等にしたがってドライバがブレーキペダルを踏込み、マスタシリンダ圧が所定の踏込圧以上になっていることを検出すると、アイドルストップ制御の所定の停止条件（例えばストップランプが点灯していて所定車速以下である等の条件）の成立を確認することにより、走行が完全に停止しなくても所定車速以下に低下すれば、エンジン制御部１２にエンジン停止を指令し、エンジン制御部１２が燃料スロットルを絞ったりしてエンジン３を自動停止する。

つぎに、交通信号が青信号に変わる等してドライバがブレーキペダルから足を離し、マスタシリンダ圧が所定の開放圧に低下したことを検出すると、アイドルストップ車１がアイドルストップ制御の所定の再始動条件（例えばストップランプが消灯していてドアが閉じている等の条件）の成立を確認することにより、アイドルストップ制御部１１はリレー７を瞬時通電してオンし、鉛バッテリ２の電源をスタータ６に給電してスタータ６を始動し、停止しているエンジン３を自動的に再始動する。

以降、アイドルストップ制御中は、アイドルストップ制御機能により、減速中の所定の停止条件の成立に基づくエンジン３の自動停止と、所定の再始動条件の成立に基づくエンジン３の自動的な再始動とが交互に行なわれる。

また、エンジン３の初期始動時には、エンジン制御部１２が、設定された負圧確保のプログラムを実行し、本発明の負圧確保機能を形成する。

そして、エンジン３の初期始動時、エンジン制御部１２の負圧確保機能により、エンジン３のインレットマニホールド内のブレーキ力助勢用の負圧が監視され、エンジン３の負圧が不足していれば、優先的に十分なブレーキ力助勢用の負圧を発生させてブレーキ機構２０のブレーキ圧を確保するため、エンジン制御部１２はアイドルストップ制御部１２に負圧確保を指令する。

負圧確保が指令されたアイドルストップ制御部１１は、負圧確保優先手段によりエンジン制御部１２を介してオルタネ−タ９に発電出力を抑制（低減）する出力デューティー制御を指令し、オルタネータ９の発電電圧をバッテリ２の充電には不足する電圧範囲の電圧に低下し、オルタネータ９にバッテリ２の充電等の仕事をさせないようしてエンジン３に十分な負圧を確保させる。

そして、エンジン３に十分な負圧が発生して負圧が確保されると、その負圧の検出に基づいてエンジン制御部１２からアイドルストップ制御部１１に負圧確保の終了が通知される。

負圧確保の終了が通知されたアイドルストップ制御部１１は、初期充電制御手段により、エンジン制御部１２を介してオルタネ−タ９に、発電出力の抑制解除の出力デューティー制御を指令し、オルタネータ９の発電電圧をバッテリ２の充電可能な電圧に引き上げ、バッテリ２の初期充電を開始する。また、初期充電を開始すると、初期充電制御手段はタイマを起動して初期充電時間を計時する。

そして、設定された所定時間の充電が終了すると、初期充電制御手段は、エンジン制御部１２を介してオルタネ−タ９に、再び発電出力を抑制する出力デューティー制御を指令し、バッテリ２の初期充電を終了する。なお、前記所定時間は、実験等によって設定される時間であって、例えばアイドルストップ車１のようなアイドルストップ車の平均的な駐車時間の自然放電で電圧が低下したバッテリ２の電圧を満充電電圧よりは低いがエンジン３の再始動可能な電圧に回復する時間である。

初期充電を終了すると、アイドルストップ制御部１１は、バッテリ２がアイドルストップ制御のエンジン３の再始動可能な電圧以上であることを条件に、アイドルストップ制御機能による前記したアイドルストップ制御を開始できるようになる。なお、初期充電中であっても、バッテリ２がエンジン３の再始動可能な電圧以上になれば、所定のエンジン停止条件の成立により、アイドルストップ制御を開始してもよい。

ところで、バッテリ２の初期充電後、アイドルストップ制御部１１は、ブレーキ力助勢用の負圧不足の有無を監視し、負圧不足になれば、随時、負圧確保を優先して実行する。また、初期充電によってもバッテリ２がアイドルストップ制御のエンジン３の再始動可能な電圧より低ければ、負圧確保を優先する条件下、バッテリ２の充電制御を実行し、バッテリ２を再始動可能な電圧以上（満充電電圧であってもよい）に再度充電する。

一方、エンジン３の初期始動時、エンジン３の負圧が不足していなければ、負圧確保を行なうことなく、バッテリ２の前記所定時間の初期充電が行われる。

図２はエンジン３の初期始動時のアイドルストップ制御部１１、エンジン制御部１２による上記の制御処理手順を示し、ＩＧ−ＯＮ操作が行われてエンジンが初期始動されると（ステップＳ１のＹＥＳ）、エンジン３の負圧が不足しているか否かが判断される（ステップＳ２）。

エンジン３の負圧が設定されたしきい値より小さく不足していると（ステップＳ２のＹＥＳ）、優先的に負圧確保が実行される（ステップＳ３）。負圧が確保されると、バッテリ２の所定時間の初期充電が行なわれ（ステップＳ４）、アイドルストップ制御が開始されやすくなる。

バッテリ２の初期充電後、エンジン３の負圧不足の有無が監視され（ステップＳ５）、負圧不足であれば（ステップＳ６のＹＥＳ）、再度、優先的に負圧確保が実行される（ステップＳ６）。また、初期充電によってもバッテリ２がアイドルストップ制御のエンジン３の再始動可能な電圧より低ければ（ステップＳ７のＹＥＳ）、負圧確保を優先する条件下、バッテリ２が再度充電される（ステップＳ８）。以降、エンジン３の負圧不足の有無の監視（ステップＳ５）、バッテリ２の電圧不足の監視（ステップＳ７）がくり返され、エンジン３の負圧確保を優先して、エンジン３の負圧確保（ステップＳ６）および、バッテリ２の充電（ステップＳ８）が行なわれる。バッテリ２がエンジン３の再始動可能な電圧以上になれば、所定のエンジン停止条件の成立により、アイドルストップ制御が開始される。

なお、ステップＳ２において、エンジン３の負圧が設定されたしきい値以上で不足してなければ（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ３の負圧確保をパスしてステップＳ４に移行し、直ちにバッテリ２の所定時間の初期充電が行なわれ（ステップＳ４）、アイドルストップ制御が開始されやすくなる（ステップＳ５）。

図３は本実施形態における、エンジン３の初期始動時の負圧確保、バッテリ２の初期充電のタイミングを示す。なお、図４との比較を行うため、負圧確保の時間をＴｂ時間、バッテリ２の初期充電時間をＴａ時間とする。この場合、ＩＧ−ＯＮ操作でエンジンが時刻ｔｓに初期始動されると、それと同時に、時間Ｔｂ（Ｔｂ＞Ｔａ）の負圧確保が優先的に開始され、その後、Ｔａ時間のバッテリ２の初期充電が行われ、両者は、重ならず競合することはない。

したがって、本実施形態の場合、ＩＧ−ＯＮ操作によるエンジン３の初期始動時、優先的に負圧を確保することができるとともにバッテリ２を初期充電することができる。しかも、この初期充電が所定時間だけ行われるので、アイドルストップ制御が開始されやすくなり、燃費の向上を図ることができる。また、バッテリ２を初期充電する所定時間の経過後は、ブレーキ助勢用の負圧が不足していれば、適宜、オルタネータ９の発電出力を抑制した負圧確保を優先して、エンジン３の負圧確保およびバッテリ２の充電が行なえる。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、バッテリ２の充放電量をエンジン３が停止する駐車時等にもメモリに記憶保持し、エンジン３の始動時におけるバッテリ２の初期充電の前記所定時間を、記憶している充放電量に応じて設定するようにしてもよい。

また、図１の各部の構成等は、どのようであってもよく、前記実施形態の構成に限るものではない。

そして、本発明は、種々のアイドルストップ車の制御装置に適用することができる。

１アイドルストップ車
２バッテリ
３エンジン
９オルタネータ
１１アイドルストップ制御部
１２エンジン制御部

Claims

所定のエンジン停止条件の成立によりエンジンを自動停止し、所定のエンジン始動条件の成立により車載のバッテリの出力でエンジンを再始動するアイドルストップ制御機能と、
エンジンの駆動により発生してブレーキ機構に蓄圧されるブレーキ力助勢用の負圧が不足していれば、エンジンにより駆動されるオルタネ−タの発電を抑制して前記負圧を確保する負圧確保機能とを備え、
前記バッテリを前記オルタネ−タの発電出力により充電するアイドルストップ車の制御装置であって、
前記エンジン始動操作の初期始動時、前記ブレーキ力助勢用の負圧が不足していれば、前記バッテリの充電より優先して前記負圧確保機能による前記負圧の確保に制御する負圧確保優先手段と、
前記負圧確保優先手段の制御によるエンジンの初期始動時の前記負圧の確保が終了した後、前記オルタネ−タの前記抑制が解除された発電出力による前記バッテリの所定時間の初期充電に制御する初期充電制御手段とを備え、
前記負圧確保優先手段によるエンジンの初期始動時の負圧確保の時間と前記初期充電制御手段による初期充電の時間とが重ならず競合しないように制御することを特徴とするアイドルストップ車の制御装置。