JP2004044552A - エンジン回転数制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジン停止時に、エンジン回転数の時間変化率を一定に近づけ、振動の発生を防ぐ。
【解決手段】エンジン１０の動力でも、モータ１８の動力でも駆動可能なエアコンのコンプレッサ２０が、電磁クラッチ１６を介してベルト１２に取り付けられている。また、エンジン１０の回転角度を、クランク角センサ２８によって検出している。エンジン１０を停止する際、回転数の時間減少率が基準値より小さくなる回転角度の期間中は、コンプレッサ２０で減速に作用するトルクを与え、回転数の時間減少率が基準値より大きくなる期間にはモータ１８で加速に作用するトルクを供給することにより、回転数の振動を防ぐ。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジン１０の動力でも、モータ１８の動力でも駆動可能なエアコンのコンプレッサ２０が、電磁クラッチ１６を介してベルト１２に取り付けられている。また、エンジン１０の回転角度を、クランク角センサ２８によって検出している。エンジン１０を停止する際、回転数の時間減少率が基準値より小さくなる回転角度の期間中は、コンプレッサ２０で減速に作用するトルクを与え、回転数の時間減少率が基準値より大きくなる期間にはモータ１８で加速に作用するトルクを供給することにより、回転数の振動を防ぐ。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン回転数制御装置、特に、エンジン停止の際にエンジン回転数（回転角速度）を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境問題に配慮して、エンジンとモータを併用するハイブリッドカーや、アイドリングストップ機能を備えた自動車が盛んに開発されている。これらの自動車においては、走行中または赤信号等での停車時にエンジンを停止させる機能（以下ではこの機能をエコランと呼ぶ）を備えたエコラン電子制御装置が設けられ、エンジンを制御している。
【０００３】
エコラン機能を備えた自動車では、エアコンディショナ（エアコン）にも工夫がなされている。通常、エアコン用コンプレッサ（空調用圧縮機）は、エンジンとの間にあるクラッチが連結されてエンジン駆動されるため、エンジン停止時にはエアコンを作動できない問題が生じるからである。そこで、エコラン機能を備えた自動車においては、コンプレッサとクラッチの間にモータを設け、コンプレッサをエンジンとモータの両駆動源で駆動可能とする設計がなされている。クラッチの制御や、駆動源の切替制御等は、エアコン電子制御装置（空調電子制御装置）によって行われる。
【０００４】
エコラン機能を備えた自動車において他に解決すべき課題のひとつとして、エンジン停止時の静寂性の確保の問題がある。エンジンのトルク出力は一般に、エンジンサイクルの位相、すなわちエンジンの回転角度に依存して変動する。特にエンジンを停止する際にはトルク変動が回転速度に鋭敏に反映され、自動車に大きな振動を与えることになる。そのため、乗車中にエンジン停止を頻繁に行うエコラン機能を備えた自動車にあっては、乗車の快適性を損ねてしまうことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンジン構成をあまり変更することなく、エンジンを滑らかに停止させることが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のエンジン回転数制御装置は、自動車に搭載されたエンジンを自動車の走行中または短期停車時に停止させるエコラン電子制御装置と、エンジンまたはモータを駆動源とし、エンジントルクはモータを介して伝達される空調用圧縮機と、エンジンとモータとの間でトルクの伝達及び遮断を行うクラッチと、クラッチ制御及び、空調用圧縮機の駆動源の切替制御を行う空調電子制御装置とを備えたエンジン回転数制御装置であって、エンジン回転角度を検出するクランク角センサを有し、エコラン電子制御装置は、エンジンを停止する際に、エンジン回転角度に応じてエンジン回転数が振動する現象を抑制するために、空調電子制御装置に指令を出し、モータトルクをエンジンに伝えて回転数を上げさせ、あるいはエンジントルクを空調用圧縮機に伝えて回転数を下げさせ、エンジン回転数を制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。図中、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【０００８】
図１は、本発明の概要を示すブロック図であり、走行中また短期の停止時にエンジンを停止させる（以下エコランと呼ぶ）機能を備えた自動車にエンジン１０が搭載された状態を示している。エンジン１０で生成された回転運動は、図示していない駆動系に伝達されると同時に、ベルト１２にも伝えられる。ベルト１２には、複数の補助的な装置がとりつけられており、そのひとつが回転の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するオルタネータ（交流発電機）１４である。また、エンジントルク遮断用の電磁クラッチ１６を介してモータ１８及びエアコンディショナ（エアコン）用コンプレッサ（空調用圧縮機）２０が回転軸を共有するように接続されている。したがって、電磁クラッチ１６を連結した場合には、エンジントルクはモータ１８を介してコンプレッサ２０に伝達可能であり、また逆に、モータ１８が生成したトルクをエンジン１０に伝えることもできる。エアコンを利用する場合、エンジン１０の起動中には、電磁クラッチ１６を連結してエンジン１０が生成するトルクをコンプレッサ２０に与え、エンジン１０の停止中には、電磁クラッチ１６を解放してモータ１８が生成するトルクをコンプレッサ２０に与える。このような電磁クラッチ１６の制御やコンプレッサ２０の駆動源の制御はエアコン電子制御装置（Ａ／Ｃ ＥＣＵ）２２によってなされており、エアコン電子制御装置２２はエコラン電子制御装置（エコランＥＣＵ）２４からエコランと関連した制御を受けている。そして、エコラン電子制御装置２４は、エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）２６内のクランク角センサ２８からエンジン回転角度を与えるクランク角信号を受け取っている。
【０００９】
このような構成の下で、エコラン機能が作動し、エンジン１０が停止する際の状況を説明する。エンジン１０の出力トルクは、エンジンサイクルの位相、すなわちエンジン回転角度によって異なる。このため、エンジン回転数は時間とともに変動するが、適度な回転数を有している時には、慣性の効果が大きく、変動の影響は小さい。この状況は、図２に示したエンジン回転数の時間変化の模式図により確認することができる。横軸は時間であり、縦軸はエンジン回転数である。図の左側の直線は、例えばエンジン１０のアイドリング状態の回転数では、回転数の時間変動が無視できることを示している。
【００１０】
ここで燃料カットにより、エコラン機能が働き、エンジン回転数が減少していく過程を考える。本発明を用いない場合、エンジン回転数は、図の細実線のように変動する。すなわち、ピストンがシリンダ内のガスを圧縮する過程においては、ピストンは大きな負荷を受け減速されるため、回転数が急速に減少する。一方、ガスが膨張する過程においては、ピストンはむしろ若干の加速を受けるため、回転数が微増する。こうした変動は、ピストンの数や、相互の位相関係によって異なるが、定性的には、図２の右側のような変動パターンを示す。結果として、エンジンを搭載した自動車の振動が引き起こされる。
【００１１】
本発明は、この振動を回避し、回転数を図２の太実線のように導くことを目的としている。そのために、モータ１８及びコンプレッサ２０を以下のようにトルクの制御に用いる。まず、クランク角センサ２８によってエンジン１０の回転角度を検出し、検出したクランク角信号をエコラン電子制御装置２４に伝達する。エコラン電子制御装置２４は、あらかじめエンジン１０の回転角度とトルクの関係を把握しており、減速に作用するトルクが適当な閾値よりも大きい（回転数の時間減少率が大きい）回転角度の場合には、加速指令を出し、減速に作用するトルクが適当な閾値よりも小さい（回転数の時間減少率が小さい）回転角度の場合には、減速指令を出す。この閾値は、加速と減速を実施する容易さを考慮して適当に決めることができ、両者を別の値とすることも可能であるが、今の場合には図２の太実線のように回転数を制御を行うため、両閾値ともにトルクの平均値を採用している。
【００１２】
エコラン電子制御装置２４が加速指令を出すと、エアコン電子制御装置２２は、電磁クラッチ１６を連結し、エンジン１０を加速させるトルクを与えるようモータ１８を制御する。制御は、モータ１８の出力をエンジン１０の回転角度に応じて緻密に変化させ、エンジンに作用する減速のトルクを前述の閾値に近づけるように行うことが望ましい。これにより、回転数を図２の目標の直線上に乗せることが可能となる。一方、エコラン電子制御装置２４が減速指令を出すと、エアコン電子制御装置２２は、電磁クラッチ１６を連結し、エンジン１０にコンプレッサ２０を駆動させ、エンジン１０に減速に作用するトルクを与える。トルク量を緻密に制御するために、回転の位相に応じて、適宜モータ１８を駆動させてもよい。
【００１３】
この加速指令と減速指令の結果、エンジン１０を減衰させるトルクは一定値に近づくため、エンジン１０の回転数の時間変化率も一定値に近づき、回転数は図２の太実線で示した時間変化を示す。すなわち、「アシスト」と記した期間においては、本発明を用いない場合よりも回転数が増加し、「ブレーキ」と記した期間においては、本発明を用いない場合よりも回転数が減少する。これにより、エンジン１０を搭載した自動車に余分な振動を与えることなく、快適なエンジン停止が可能となる。
【００１４】
本発明は、当然ながら、エアコンの始動中にも実現可能である。すなわち、エアコンの冷却機能はコンプレッサ２０の動作に鋭敏に反応することはないので、エンジンを停止する際にはコンプレッサ２０を冷却機能よりも本発明の機能に優先的に利用すれば良い。また、本発明の手段を、エンジン１０の起動時に用いることも可能である。この場合には、エンジン１０に対し加速に作用するトルクを一定値に近づけるように、加速指令と減速指令を出せばよい。さらに、本発明は、エコラン機能をもたない自動車等に拡張して適用した場合にも有効に機能することは言うまでもない。エコラン機能がない自動車等においても、エンジンの停止はいつか必ず行われるからである。
【００１５】
【発明の効果】
本出願の発明によれば、従来から標準的に設置されているエアコンのコンプレッサを用いて、エンジン停止時の振動を減少させることができる。特にエンジン停止を繰り返すエコラン機能を備えた自動車において、乗車の快適性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】エンジンを停止する際のエンジン回転数の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ エンジン、１２ ベルト、１６ 電磁クラッチ、１８ モータ、２０ コンプレッサ、２２ エアコン電子制御装置、２４ エコラン電子制御装置、２８ クランク角センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン回転数制御装置、特に、エンジン停止の際にエンジン回転数（回転角速度）を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境問題に配慮して、エンジンとモータを併用するハイブリッドカーや、アイドリングストップ機能を備えた自動車が盛んに開発されている。これらの自動車においては、走行中または赤信号等での停車時にエンジンを停止させる機能（以下ではこの機能をエコランと呼ぶ）を備えたエコラン電子制御装置が設けられ、エンジンを制御している。
【０００３】
エコラン機能を備えた自動車では、エアコンディショナ（エアコン）にも工夫がなされている。通常、エアコン用コンプレッサ（空調用圧縮機）は、エンジンとの間にあるクラッチが連結されてエンジン駆動されるため、エンジン停止時にはエアコンを作動できない問題が生じるからである。そこで、エコラン機能を備えた自動車においては、コンプレッサとクラッチの間にモータを設け、コンプレッサをエンジンとモータの両駆動源で駆動可能とする設計がなされている。クラッチの制御や、駆動源の切替制御等は、エアコン電子制御装置（空調電子制御装置）によって行われる。
【０００４】
エコラン機能を備えた自動車において他に解決すべき課題のひとつとして、エンジン停止時の静寂性の確保の問題がある。エンジンのトルク出力は一般に、エンジンサイクルの位相、すなわちエンジンの回転角度に依存して変動する。特にエンジンを停止する際にはトルク変動が回転速度に鋭敏に反映され、自動車に大きな振動を与えることになる。そのため、乗車中にエンジン停止を頻繁に行うエコラン機能を備えた自動車にあっては、乗車の快適性を損ねてしまうことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンジン構成をあまり変更することなく、エンジンを滑らかに停止させることが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のエンジン回転数制御装置は、自動車に搭載されたエンジンを自動車の走行中または短期停車時に停止させるエコラン電子制御装置と、エンジンまたはモータを駆動源とし、エンジントルクはモータを介して伝達される空調用圧縮機と、エンジンとモータとの間でトルクの伝達及び遮断を行うクラッチと、クラッチ制御及び、空調用圧縮機の駆動源の切替制御を行う空調電子制御装置とを備えたエンジン回転数制御装置であって、エンジン回転角度を検出するクランク角センサを有し、エコラン電子制御装置は、エンジンを停止する際に、エンジン回転角度に応じてエンジン回転数が振動する現象を抑制するために、空調電子制御装置に指令を出し、モータトルクをエンジンに伝えて回転数を上げさせ、あるいはエンジントルクを空調用圧縮機に伝えて回転数を下げさせ、エンジン回転数を制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。図中、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【０００８】
図１は、本発明の概要を示すブロック図であり、走行中また短期の停止時にエンジンを停止させる（以下エコランと呼ぶ）機能を備えた自動車にエンジン１０が搭載された状態を示している。エンジン１０で生成された回転運動は、図示していない駆動系に伝達されると同時に、ベルト１２にも伝えられる。ベルト１２には、複数の補助的な装置がとりつけられており、そのひとつが回転の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するオルタネータ（交流発電機）１４である。また、エンジントルク遮断用の電磁クラッチ１６を介してモータ１８及びエアコンディショナ（エアコン）用コンプレッサ（空調用圧縮機）２０が回転軸を共有するように接続されている。したがって、電磁クラッチ１６を連結した場合には、エンジントルクはモータ１８を介してコンプレッサ２０に伝達可能であり、また逆に、モータ１８が生成したトルクをエンジン１０に伝えることもできる。エアコンを利用する場合、エンジン１０の起動中には、電磁クラッチ１６を連結してエンジン１０が生成するトルクをコンプレッサ２０に与え、エンジン１０の停止中には、電磁クラッチ１６を解放してモータ１８が生成するトルクをコンプレッサ２０に与える。このような電磁クラッチ１６の制御やコンプレッサ２０の駆動源の制御はエアコン電子制御装置（Ａ／Ｃ ＥＣＵ）２２によってなされており、エアコン電子制御装置２２はエコラン電子制御装置（エコランＥＣＵ）２４からエコランと関連した制御を受けている。そして、エコラン電子制御装置２４は、エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）２６内のクランク角センサ２８からエンジン回転角度を与えるクランク角信号を受け取っている。
【０００９】
このような構成の下で、エコラン機能が作動し、エンジン１０が停止する際の状況を説明する。エンジン１０の出力トルクは、エンジンサイクルの位相、すなわちエンジン回転角度によって異なる。このため、エンジン回転数は時間とともに変動するが、適度な回転数を有している時には、慣性の効果が大きく、変動の影響は小さい。この状況は、図２に示したエンジン回転数の時間変化の模式図により確認することができる。横軸は時間であり、縦軸はエンジン回転数である。図の左側の直線は、例えばエンジン１０のアイドリング状態の回転数では、回転数の時間変動が無視できることを示している。
【００１０】
ここで燃料カットにより、エコラン機能が働き、エンジン回転数が減少していく過程を考える。本発明を用いない場合、エンジン回転数は、図の細実線のように変動する。すなわち、ピストンがシリンダ内のガスを圧縮する過程においては、ピストンは大きな負荷を受け減速されるため、回転数が急速に減少する。一方、ガスが膨張する過程においては、ピストンはむしろ若干の加速を受けるため、回転数が微増する。こうした変動は、ピストンの数や、相互の位相関係によって異なるが、定性的には、図２の右側のような変動パターンを示す。結果として、エンジンを搭載した自動車の振動が引き起こされる。
【００１１】
本発明は、この振動を回避し、回転数を図２の太実線のように導くことを目的としている。そのために、モータ１８及びコンプレッサ２０を以下のようにトルクの制御に用いる。まず、クランク角センサ２８によってエンジン１０の回転角度を検出し、検出したクランク角信号をエコラン電子制御装置２４に伝達する。エコラン電子制御装置２４は、あらかじめエンジン１０の回転角度とトルクの関係を把握しており、減速に作用するトルクが適当な閾値よりも大きい（回転数の時間減少率が大きい）回転角度の場合には、加速指令を出し、減速に作用するトルクが適当な閾値よりも小さい（回転数の時間減少率が小さい）回転角度の場合には、減速指令を出す。この閾値は、加速と減速を実施する容易さを考慮して適当に決めることができ、両者を別の値とすることも可能であるが、今の場合には図２の太実線のように回転数を制御を行うため、両閾値ともにトルクの平均値を採用している。
【００１２】
エコラン電子制御装置２４が加速指令を出すと、エアコン電子制御装置２２は、電磁クラッチ１６を連結し、エンジン１０を加速させるトルクを与えるようモータ１８を制御する。制御は、モータ１８の出力をエンジン１０の回転角度に応じて緻密に変化させ、エンジンに作用する減速のトルクを前述の閾値に近づけるように行うことが望ましい。これにより、回転数を図２の目標の直線上に乗せることが可能となる。一方、エコラン電子制御装置２４が減速指令を出すと、エアコン電子制御装置２２は、電磁クラッチ１６を連結し、エンジン１０にコンプレッサ２０を駆動させ、エンジン１０に減速に作用するトルクを与える。トルク量を緻密に制御するために、回転の位相に応じて、適宜モータ１８を駆動させてもよい。
【００１３】
この加速指令と減速指令の結果、エンジン１０を減衰させるトルクは一定値に近づくため、エンジン１０の回転数の時間変化率も一定値に近づき、回転数は図２の太実線で示した時間変化を示す。すなわち、「アシスト」と記した期間においては、本発明を用いない場合よりも回転数が増加し、「ブレーキ」と記した期間においては、本発明を用いない場合よりも回転数が減少する。これにより、エンジン１０を搭載した自動車に余分な振動を与えることなく、快適なエンジン停止が可能となる。
【００１４】
本発明は、当然ながら、エアコンの始動中にも実現可能である。すなわち、エアコンの冷却機能はコンプレッサ２０の動作に鋭敏に反応することはないので、エンジンを停止する際にはコンプレッサ２０を冷却機能よりも本発明の機能に優先的に利用すれば良い。また、本発明の手段を、エンジン１０の起動時に用いることも可能である。この場合には、エンジン１０に対し加速に作用するトルクを一定値に近づけるように、加速指令と減速指令を出せばよい。さらに、本発明は、エコラン機能をもたない自動車等に拡張して適用した場合にも有効に機能することは言うまでもない。エコラン機能がない自動車等においても、エンジンの停止はいつか必ず行われるからである。
【００１５】
【発明の効果】
本出願の発明によれば、従来から標準的に設置されているエアコンのコンプレッサを用いて、エンジン停止時の振動を減少させることができる。特にエンジン停止を繰り返すエコラン機能を備えた自動車において、乗車の快適性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】エンジンを停止する際のエンジン回転数の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１０ エンジン、１２ ベルト、１６ 電磁クラッチ、１８ モータ、２０ コンプレッサ、２２ エアコン電子制御装置、２４ エコラン電子制御装置、２８ クランク角センサ。
Claims (1)
- 自動車に搭載されたエンジンを自動車の走行中または短期停車時に停止させるエコラン電子制御装置と、
エンジンまたはモータを駆動源とし、エンジントルクはモータを介して伝達される空調用圧縮機と、
エンジンとモータとの間でトルクの伝達及び遮断を行うクラッチと、
クラッチ制御及び、空調用圧縮機の駆動源の切替制御を行う空調電子制御装置と、
を備えたエンジン回転数制御装置であって、
エンジン回転角度を検出するクランク角センサを有し、
エコラン電子制御装置は、エンジンを停止する際に、エンジン回転角度に応じてエンジン回転数が振動する現象を抑制するために、空調電子制御装置に指令を出し、モータトルクをエンジンに伝えて回転数を上げさせ、あるいはエンジントルクを空調用圧縮機に伝えて回転数を下げさせ、エンジン回転数を制御することを特徴とするエンジン回転数制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002205963A JP2004044552A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | エンジン回転数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002205963A JP2004044552A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | エンジン回転数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004044552A true JP2004044552A (ja) | 2004-02-12 |
Family
ID=31711122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002205963A Pending JP2004044552A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | エンジン回転数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004044552A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010084610A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mazda Motor Corp | 車両の制御装置及び制御方法 |
| JP2010084609A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mazda Motor Corp | 車両の制御装置及び制御方法 |
| JP2013011212A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
-
2002
- 2002-07-15 JP JP2002205963A patent/JP2004044552A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010084610A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mazda Motor Corp | 車両の制御装置及び制御方法 |
| JP2010084609A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Mazda Motor Corp | 車両の制御装置及び制御方法 |
| JP2013011212A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Daihatsu Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
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