JP6143346B2 - アイドルストップ車の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、所定のエンジン停止条件が成立することにより、エンジンを自動停止し、エンジンの自動停止状態で所定の再始動条件が成立することにより、エンジンを再始動するアイドルストップ車の制御装置に関する。

従来、いわゆるアイドルストップ車は、ＩＧ（イグニッション）オンの操作によりエンジンを始動すると、その後は、ＩＧオフの操作によりエンジンが停止するまで、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、所定のエンジン再始動条件の成立によりエンジンを自動的に再始動することを繰り返す（アイドルストップ制御）。このようなアイドルストップ車は、燃費の向上を目的として、例えば、車両停車中にエンジンを自動停止させるものであるが、近年では、車両停車中のみならず、停車前の車両の減速段階からエンジンを自動停止させて、さらなる燃費向上が図られている。

このように車両の減速段階でアイドルストップ制御を実行するシステムでは、アイドルストップ制御が実行される車速領域と、車輪のロックによる車両の滑走を防止するための自動ブレーキ制御（所謂、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋｅｄ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）制御）が実行される車速領域とが重なる場合がある。このような場合、例えば、アイドルストップ制御によりエンジンが自動停止された状態でＡＢＳ制御が実行され、そのＡＧＢ制御実行中に、エンジン再始動条件が成立してエンジンが再始動されると、この再始動に伴って一時的にバッテリ電圧が低下し、ＡＢＳ制御が正常に実行されなくなるという問題があった。

そこで、従来では、ＡＢＳ制御の実行中およびＡＢＳ制御が実行され得る状況下で、エンジンを自動停止するアイドルストップ制御の実行を禁止するアイドルストップ車の制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２２６３１５号公報（段落００４３〜００５３、図３等参照）

しかしながら、上記したアイドルストップ車の制御装置では、ＡＢＳ制御の制御性は確保することができるものの、アイドルストップ制御の実行機会が制限されるため、車両の減速段階でエンジンを自動停止させてさらなる燃費向上を図るというアイドルストップ制御の意義が薄らぐという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＡＢＳ制御の制御性を確保しつつ、アイドルストップ制御の実行により、燃費の向上を図ることができるアイドルストップ車の制御装置を提供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、車輪のロックによる車両の滑走を防止するための自動ブレーキ制御を行うブレーキ制御手段と、前記車両が予め定められた所定車速以下になることを含む所定のエンジン停止条件の成立により、前記車両が停車する前にエンジンを自動停止するアイドルストップ制御手段と、前記ブレーキ制御手段にバックアップ電圧を供給する供給手段とを備え、前記供給手段は、前記車両が、前記所定車速よりも予め大きい値に設定された設定車速にまで減速したときに、前記ブレーキ制御手段への前記バックアップ電圧の供給を開始することを特徴としている（請求項１）。

請求項１にかかる発明によれば、アイドルストップ制御手段は、車速が予め定められた所定車速以下になることを含む所定のエンジン停止条件の成立により、車両が停車する前にエンジンを自動停止するが、供給手段は、アイドルストップ制御手段によるエンジン自動停止前である設定車速にまで車両が減速したときに、ブレーキ制御手段へのバックアップ電圧の供給を開始する。このように構成すると、アイドルストップ制御手段による制御の実行前から、ブレーキ制御手段の制御に必要な電圧はバックアップ電圧により確保されているため、例えば、ブレーキ制御手段の制御が実行された状態で、エンジンの再始動に伴うバッテリ電圧の一時的な低下が発生しても、ブレーキ制御手段による制御を正常に実行することができる。

また、ブレーキ制御手段の制御に必要な電圧を確保することで、従来のアイドルストップ車の制御装置のように、ブレーキ制御手段による制御の実行中および制御が実行され得る状況下で、アイドルストップ制御手段による制御を禁止する必要がない。そのため、アイドルストップ制御手段は、ブレーキ制御手段の制御の実行の有無に制約されずに、車両が所定車速にまで減速したときにエンジンの自動停止制御を実行することができ、これにより、車両の燃費の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態にかかるアイドルストップ車の制御装置のブロック図である。 比較例にかかるアイドルストップ車の制御装置の動作説明図である。 図１のアイドルストップ車の制御装置の動作説明図である。 図１のアイドルストップ車の制御装置の動作説明用のフローチャートである。

本発明の一実施形態にかかるアイドルストップ車１の制御装置２について図１を参照して説明する。なお、図１（ａ）はアイドルストップ車１の制御装置２のブロック図である。

（構成）
図１に示すように、アイドルストップ車１（以下、車両１と呼ぶ場合もある）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３を有し、このバッテリ３の負極端子はアイドルストップ車１の車体に接続されている。

そして、車両１の駆動源であるエンジン４は、トランスミッション側のＣＶＴ５を有し、このＣＶＴ５とエンジン４との間にトルクコンバータ（ロックアップクラッチ機構を含む）６が介在している。

エンジン３はスタータ７により始動され、このスタータ７にはリレー８を介して鉛バッテリ３から給電されてエンジン４を始動する駆動力を発生する。また、鉛バッテリ３の正極端子とリレー８との間に鉛バッテリ３に近接して設けられたバッテリセンサ９により、鉛バッテリ３の温度、電流が検出され、エンジン４の回転力がベルト１０を介してオルタネータ１１に伝達され、車両の走行中等にオルタネータ１１の発電出力により鉛バッテリ３の充電が行われる。

さらに、図１に示すように、車両１には、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が設けられるとともに、エンジン制御のＥＣＵが形成するエンジン制御部１３、ＡＢＳ制御のＥＣＵが形成するＡＢＳ制御部１４、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御のＥＣＵが形成するＣＶＴ制御部１５、ＡＢＳ制御部１４へ供給するバックアップ電圧制御のＥＣＵが形成する電圧制御部１６（本発明の供給手段に相当）が設けられ、これらの各制御部１２〜１６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１７を介して情報のやり取りを行う。

ＡＢＳ制御部１４には、車両１の４輪それぞれの車輪速度を検出する４つの車輪速センサ１７と、ブレーキ機構のマスタシリンダ圧等を検出する液圧センサ１８とが設けられ、車輪のロックによる車両１の滑走を防止するための自動ブレーキ制御を実行する。このブレーキ制御を簡単に説明すると、ＡＢＳ制御部１４は、各車輪速センサ１７により検出された各車輪の車輪速度などから、各車輪のスリップ率を算出し、このスリップ率が所定範囲内に維持されるように、マスタシリンダ圧、ひいては、各車輪毎のブレーキ液圧の加圧・保持・減圧を瞬時に切替え制御し、各車輪のロックによる車両１の滑走を防止する。このようなＡＢＳ制御部１４によるブレーキ制御機能が本発明における「ブレーキ制御手段」に相当する。なお、ＡＢＳ制御部１４は、車輪速センサ１７が検出した各車輪の車輪速度から、車両の車速を算出し、この車速情報をアイドルストップ制御部１２や電圧制御部１６に送っている。

アイドルストップ制御部１２は、車両１が予め定められた所定車速以下になることを含む所定のエンジン停止条件の成立により、車両１が停車する前にエンジン４を自動停止するとともに、所定のエンジン再始動条件の成立により自動的にエンジン４を再始動する。具体的には、アイドルストップ制御部１２により、車両１の車速が所定速度（この実施形態では車速＝１１ｋｍ／ｈ）以下であること、マスタシリンダ圧が所定の踏込圧値以上であってストップランプが点灯していることを含む所定のエンジン停止条件が成立したことが確認されると、エンジン制御部１３にエンジン停止指令が出力され、エンジン４が自動停止される。続いて、自動停止状態においてドライバがブレーキペダルから足を離すなどの所定のエンジン再始動条件が成立したことがアイドルストップ制御部１２により確認されると、エンジン制御部１３にエンジン再始動指令が出力され、停止しているエンジン４が自動的に始動される。このようなアイドルストップ制御部１２によるアイドルストップ制御機能が本発明における「アイドルストップ制御手段」に相当する。

このような構成を有するアイドルストップ車１のアイドルストップ動作を簡単に説明すると、ドライバがＩＧ（イグニッション）キー（図示せず）をオン操作してからエンジンスタートを指令することにより、ＩＧオンの信号が例えば通信バス１７からアイドルストップ制御部１２に入力され、この入力に基づいてアイドルストップ制御部１２は、リレー８を瞬時に通電してオンし、鉛バッテリ３の電源をスタータ７に給電してスタータ７を始動し、停止していたエンジン４を始動する（初回始動）。エンジン４が始動してオルタネータ１１の発電電力で鉛バッテリ３が一旦満充電状態に充電されると、その後は、ＩＧキーのオフ操作でエンジン４が停止するまで、アイドルストップ制御部１２が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１２には、通信バス１７を介してエンジン制御部１３の情報（エンジンの回転数や冷却水温等のエンジンの情報）および、鉛バッテリ３の電流、温度等の情報、ブレーキ制御部１４を介した車両１の車速情報、液圧センサ１８によるマスタシリンダ圧等の情報、ＣＶＴ制御部１５のロックアップクラッチのＯＮ／ＯＦＦ情報等が入力される。

そして、これらの情報に基づき、アイドルストップ制御中のアイドルストップ制御部１２は、交通信号の赤信号等に従ってドライバがブレーキペダルを踏み込み、マスタシリンダ圧が所定の踏込圧以上になってストップランプが点灯していること、車両１が所定速度以下であること等の所定のエンジン停止条件の成立を確認することにより、車両１が停車していなくても所定車速以下に減速すれば、エンジン制御部１３にエンジン停止指令を出力し、エンジン制御部１３が燃料スロットルを絞ったりしてエンジン４を自動停止する。

次に、交通信号が青信号に変わるなど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、アイドルストップ制御部１２が、アイドルストップ制御の所定のエンジン再始動条件の成立を確認し、アイドルストップ制御部１２はリレー８を瞬時に通電してオンし、鉛バッテリ３の電源をスタータ７に給電してスタータ７を始動し、停止しているエンジン４を自動的に再始動する。以降、減速中の所定のエンジン停止条件の成立に基づくエンジン４の自動停止と、所定のエンジン再始動条件の成立に基づくエンジン４の自動的な再始動とが交互に行われる。

電圧制御部１６には、鉛バッテリ３から供給される電圧をＡＢＳ制御部１４の制御に必要な電圧（例えば、１２〜１５Ｖ）に維持するための昇圧回路が設けられ、所定の電圧供給開始条件の成立により、ＡＢＳ制御部１４に対してバックアップ電圧を供給する。具体的には、電圧制御部１６は、ＡＢＳ制御部１４により算出された車両１の車速に関する情報を通信バス１７を介して取得し、車両１が、前記所定車速よりも予め大きい値に設定された設定車速（この実施形態では、１２ｋｍ／ｈ）にまで減速したときに、ＡＢＳ制御部１４へのバックアップ電圧の供給を開始する。このように、アイドルストップ制御部１２によるアイドルストップ制御が実行される前記所定車速よりも前のタイミングである設定車速にまで車両１が減速したときに、電圧制御部１６がＡＢＳ制御部１４にバックアップ電圧を供給することで、アイドルストップ制御中のＡＢＳ制御部１４に対する制御に必要な電圧が確保される。このような電圧制御部１６による電圧供給制御機能が本発明の「供給手段」に相当する。なお、上記した電圧供給開始条件における設定車速は一例であり、前記所定車速以上であれば、適宜、変更可能である。

次に、電圧制御部１６によるＡＢＳ制御部１４へのバックアップ電圧の供給開始タイミングについて、図２および図３を参照して、比較例と対比しながら説明する。なお、図２は比較例にかかるアイドルストップ車の制御装置のバックアップ電圧の供給開始タイミングを説明するための図、図３は本実施形態にかかるアイドルストップ車１の制御装置２のバックアップ電圧の供給開始タイミングを説明するための図である。また、図２（ａ）および図３（ａ）それぞれは車両１の車速と時間との関係、図２（ｂ）および図３（ｂ）それぞれはアイドルストップ制御部１２によるエンジン自動停止制御の開始タイミング、図２（ｃ）および図３（ｃ）それぞれはロックアップ（Ｌ／Ｕ）のＯＮ／ＯＦＦの切替わりタイミング、図２（ｄ）および図３（ｄ）それぞれは、バックアップ電圧の供給開始タイミングを示す。

まず、アイドルストップ制御部１２によるアイドルストップ制御のエンジン停止条件として、上記したものの他に、ロックアップがＯＦＦ状態であることが挙げられる。これは、トルクコンバータ６のロックアップクラッチがＯＮ状態のまま、エンジン４を自動停止させると、エンジンストップ（所謂、エンスト）が発生するためである。また、この実施形態においてロックアップがＯＦＦ状態になるのは、車両１が１１ｋｍ／ｈにまで減速したときであり、そうすると、燃費向上の観点から、アイドルストップ制御部１２によるエンジン自動停止制御は、ロックアップがＯＦＦ状態になったときに開始されるのが理想的である。そこで、図２に示す比較例のように、例えば、電圧制御部１６が、通信バス１７を介してＣＶＴ制御部１５からのロックアップＯＦＦ情報を取得したのち、ＡＢＳ制御部１４へのバックアップ電圧の供給を開始するとともに、その供給開始制御が完了した旨をアイドルストップ制御部１２に出力し、その出力を受けたアイドルストップ制御部１２がエンジン自動停止制御を開始すると、図２（ｂ）に示すように、ロックアップがＯＦＦ状態になったタイミングとアイドルストップ制御部１２によるエンジン自動停止制御の開始タイミング（例えば、車速＝９ｋｍ／ｈ）との間にタイムラグが発生する。

そこで、この実施形態では、燃費向上の観点から理想的なエンジン自動停止制御の開始タイミングである車速が１１ｋｍ／ｈ（ロックアップがＯＦＦ状態になる車速）以下であることをアイドルストップ制御部１２によるエンジン停止条件の前記所定車速として定めるとともに、電圧制御部１６によるＡＢＳ制御部１６へのバックアップ電圧の供給を開始するタイミングを、車両１が前記所定車速よりも予め大きな値に設定された設定車速（この実施形態では、１２ｋｍ／ｈ）にまで減速したときに設定している。このように構成することで、この実施形態にかかるアイドルストップ車１の制御装置２では、ＡＢＳ制御部１６への安定した電圧供給を行ってＡＢＳ制御部１６による自動ブレーキ制御の制御性を確保しつつ、アイドルストップ制御部１２によるエンジン自動停止制御を早期に開始して、車両１のさらなる燃費向上を図ることができるように構成されている。

この場合、電圧制御部１６は、ＣＶＴ制御部１５からロックアップＯＦＦ情報を取得する前に、ＡＢＳ制御部１４から通信バス１７を介して取得した車速情報により、車両１が１２ｋｍ／ｈにまで減速したときに、ＡＢＳ制御部１４へのバックアップ電圧の供給を開始し（図３（ｄ）参照）、この供給開始制御の完了後にその旨をアイドルストップ制御部１２に出力する。そして、アイドルストップ制御部１２は、供給開始制御が完了した旨の出力を、ロックアップＯＦＦ情報の取得前に取得している場合には、図３（ｂ）に示すように、ＣＶＴ制御部１５から通信バス１７を介してロックアップＯＦＦ情報を取得したタイミングとほぼ同じタイミングで、エンジン自動停止制御を開始する。

次に、この実施形態にかかるアイドルストップ車１の制御装置２によるアイドルストップ処理（エンジン自動停止制御）について、図４を参照して説明する。なお、図４はアイドルストップ処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、電圧制御部１６は、ＡＢＳ制御部１４からの車両１の車速情報に基づき、車両１が設定車速（車速＝１２ｋｍ／ｈ）にまで減速したか否かを判断し、車両１が設定車速にまで減速している場合は昇圧回路を駆動してＡＢＳ制御部１４に対してバックアップ電圧の供給を開始する（ステップＳ２）。ステップＳ１がＮＯである場合は、車両１が設定車速にまで減速するまでステップＳ１を繰り返す。なお、電圧制御部１６は、バックアップ電圧の供給開始制御が完了したあとは、その旨の信号をアイドルストップ制御部１２に出力する。

次に、電圧制御部１６から出力されたバックアップ電圧供給の開始制御が完了した旨の信号を取得したアイドルストップ制御部１２は、ＣＶＴ制御部１５からのロックアップＯＮ／ＯＦＦ情報に基づき、ロックアップがＯＦＦ状態であるか否かを判断する（ステップＳ３）。そして、アイドルストップ制御部１２は、ロックアップがＯＦＦ状態であると判断した場合は、ＡＢＳ制御部１４からの車両１の車速情報に基づき、車両１が所定車速（１１ｋｍ／ｈ）にまで減速しているか否かを判断する（ステップＳ４）。ステップＳ３において、ＮＯである場合（ロックアップがＯＮ状態）、アイドルストップ制御部１２は、ロックアップがＯＦＦ状態になるまで、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理を繰り返す。

次に、ステップＳ４において、アイドルストップ制御部１２が、車両１が所定車速にまで減速していると判断すると、所定のエンジン停止条件が成立したと判断し、エンジン４の自動停止制御を実行して（ステップＳ５）、アイドルストップ処理を終了する。また、ステップＳ４において、ＮＯである場合は、車両１が所定車速にまで減速するまで、ステップＳ１〜ステップ４を繰り返す。

したがって、上記した実施形態によれば、アイドルストップ制御部１２は、車両１の車速が予め定められた所定車速以下になることを含む所定のエンジン停止条件の成立により、車両１が停車する前にエンジンを自動停止するが、電圧制御部１６は、アイドルストップ制御部１２によるエンジン自動停止制御前である設定車速にまで車両１が減速したときに、ＡＢＳ制御部１４へのバックアップ電圧の供給を開始する。このように構成すると、アイドルストップ制御部１２による制御の開始前から、ＡＢＳ制御部１４の制御に必要な電圧はバックアップ電圧により確保されているため、例えば、ＡＢＳ制御部１４の制御が実行された状態で、エンジン４の再始動に伴うバッテリ電圧の低下が発生しても、ＡＢＳ制御部１４によるブレーキ制御を正常に実行することができる。

また、ＡＢＳ制御部１４の制御に必要な電圧を確保することで、従来のアイドルストップ車の制御装置のように、ＡＢＳ制御部１４による制御の実行中および制御が実行され得る状況下で、アイドルストップ制御部１２によるエンジン自動停止制御を禁止する必要がない。そのため、アイドルストップ制御部１２は、ＡＢＳ制御部１４の制御の実行の有無に制約されずに、車両１が所定車速にまで減速したときにエンジン４の自動停止制御を実行することができ、これにより、アイドルストップ車１の燃費の向上を図ることができる。

なお、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うことが可能であり、例えば、上記した実施形態では、アイドルストップ車１の制御装置２において、アイドルストップ制御部１２と電圧制御部１６とを個別に設ける場合について説明したが、例えば、アイドルストップ制御部１２に電圧制御部１６の機能をさらに設ける構成であってもかまわない。

また、上記した実施形態では、ＡＢＳ制御部１４に車輪速センサ１７を設けるように構成したが、これらを個別に設ける構成であってもかまわない。

１… アイドルストップ車（車両）
２… 制御装置
４… エンジン
１２… アイドルストップ制御部（アイドルストップ制御手段）
１４… ＡＢＳ制御部（ブレーキ制御手段）
１６… 電圧制御部（供給手段）

Claims (1)

1. 車輪のロックによる車両の滑走を防止するための自動ブレーキ制御を行うブレーキ制御手段と、
   前記車両が予め定められた所定車速以下になることを含む所定のエンジン停止条件の成立により、前記車両が停車する前にエンジンを自動停止するアイドルストップ制御手段と、
   前記ブレーキ制御手段にバックアップ電圧を供給する供給手段とを備え、
   前記供給手段は、前記車両が、前記所定車速よりも予め大きい値に設定された設定車速にまで減速したときに、前記ブレーキ制御手段への前記バックアップ電圧の供給を開始する
   ことを特徴とするアイドルストップ車の制御装置。

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