JP2004239095A - Control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制御装置に係り、特にエンジン始動時における吹き上がりを防止するための制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば交差点等で自動車が停車した場合など所定の停止条件下でエンジンを自動停止させる一方、例えばアクセルペダルを踏み込んだときなど所定の再始動条件下でエンジンを再始動させることで、燃料を節約し、排気エミッションを低減させることができる自動停止始動装置が提案されている。
【0003】
ここで、通常のトランスミッションの油圧ポンプはエンジンにより駆動されており、 エンジンが停止すると、エンジンによって駆動されている油圧ポンプも停止するため、トランスミッションの油圧が低下することになる。この結果、再発進時におけるエンジンの再始動の際、油圧ポンプも作動するが、トランスミッションの油圧上昇遅れが生じ、トランスミッションとエンジンの出力軸間に設けられたクラッチの係合遅れによりエンジンの吹き上がり(空吹かし)が発生する問題があった。
【0004】
かかる問題に対して、例えばモータジェネレータ(発電・電動手段)を発電機として機能させることでエンジンの駆動トルクを消費し、吹き上がりを防止する技術が提案されている(特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】
特開平09−71138号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1等の従来技術では、吹き上がりを防止するために、モータジェネレータのステータ巻線に流す電流を調整して磁束を変化させることで、発電量、結果としてトルク消費(エンジンの駆動トルクのうちモータジェネレータにより消費されるトルク)を制御するという、励磁制御に基づく枠組みを採用している。
【0007】
しかし、一般に励磁制御は応答特性が高くないため、上記枠組みのもとでは、精度良く適切に吹き上がりを防止することは必ずしも容易でなかった。
【0008】
そこで、本発明は、エンジンを始動する際に、精度よくかつ適切に吹き上がりを防止し、燃費をより向上することができる技術を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両の制御装置は、内燃機関の回転に基づいて発電を行う発電手段と、発電手段から供給される電力に基づいて充電される2次電池手段とを備えた車両を対象とし、内燃機関の回転数の上昇を抑制すべく、2次電池手段への充電量を制御する制御手段を備えることを特徴とする。この場合、前記制御手段は、ECU(エレクトロニクス・コントロール・ユニット)とDC/DCコンバータとから構成されることが望ましい。かかる構成によれば、適切なタイミングで充電量、ひいてはトルク消費を制御することができ、結果として、精度良くエンジン回転数の上昇を抑制して吹き上がりを防止することができる。
【0010】
好適には、前記制御手段は、アクセル開度に基づいて前記2次電池手段への充電量を決定することを特徴とする。かかる構成によれば、アクセルの踏み込み量に反映される運転者の意図に応じて抑制度合いを変えることができ、柔軟に吹き上がり防止機能を実現することができる。
【0011】
好適には、前記制御手段は、内燃機関の回転数が所定の範囲にあることを条件として、前記2次電池手段への充電量を制御することを特徴とする。かかる構成によれば、内燃機関の回転数が前記所定の範囲外にある場合、通常のエンジン制御に基づいて、パワー不足に陥ることなく、運転者にとって違和感なくスムーズに発進・進行することが可能となる。
【0012】
この場合、前記制御手段は、アクセル開度に基づいて前記所定の範囲を変更することが望ましい。かかる構成によれば、アクセルの踏み込み量に反映される運転者の意図に応じて抑制度合いを変えることができ、柔軟に吹き上がり防止機能を実現することができる。
【0013】
好適には、前記制御手段は、充電量の制御を実施する時間について定めた上限時間内で、前記2次電池手段への充電量を制御することを特徴とする。かかる構成によれば、エンジン回転数の上昇を必要以上に抑制して発進が遅れてしまうといった事態を防止することができる。
【0014】
好適には、前記2次電池手段は、発電手段からの電力に基づいて充電される第1の2次電池と、第1の2次電池からの電力に基づいて充電される第2の2次電池とを少なくとも備え、前記制御手段は、第1の2次電池から第2の2次電池へ充電される充電量を制御することを特徴とする。
【0015】
本発明の車両の制御方法は、内燃機関の回転に基づいて発電を行う発電工程と、発電工程において生成される電力に基づいて2次電池を充電する充電工程と、内燃機関の回転数の上昇を抑制すべく、2次電池への充電量を制御する制御工程と、を備えることを特徴とする。
【0016】
本発明の車両の制御方法は、コンピュータにより実施することができるが、そのためのコンピュータプログラムは、CD−ROM、磁気ディスク、半導体メモリ及び通信ネットワークなどの各種の媒体を通じてコンピュータにインストールまたはロードすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 図1は、上述した発明が適用された車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としてガソリン式エンジン(以下、「エンジン」と称す)2が用いられている。
【0018】
エンジン2の出力は、エンジン2のクランク軸(駆動軸に相当する)2aからトルクコンバータ4及びオートマチックトランスミッション(自動変速機:以下「A/T」と呼ぶ。)6を介して、出力軸6a側に出力され、最終的に車輪に伝達される。更に、このようなエンジン2から車輪への駆動力伝達系とは別に、エンジン2の出力は、クランク軸2aに接続されているプーリ10を介して、ベルト14に伝達される。そして、このベルト14により伝達された出力により、別のプーリ16が回転される。
【0019】
オルタネータ(以下、「ALT」と呼ぶ。)26は、プーリ16によりベルト14に連動している。このALT26は、プーリ16を介して伝達されるエンジン2からの回転力を電気エネルギーに変換し、例えば車両走行時に補機類22に電力を供給する。補機類22としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等が該当する。なお、 図1では1つの補機類22として示しているが、実際にはエアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等の1つまたは複数が存在する。
【0020】
またALT26は、レクチファイア27、レギュレータ28を介してバッテリー30に対して、更にDC/DCコンバータ32を介してバッテリー34に対して、電気エネルギーの充電を行う。バッテリー30は例えば12Vの鉛電池であり、バッテリー34は例えば12Vのリチウム電池とすることができる。
【0021】
バッテリー30に充電された電気エネルギーは、例えば初回始動時(イグニッションキーによるエンジン始動)にスタータ36に供給され、リングギアを回転させてエンジン2を始動させるために使用される。一方、バッテリー34に充電された電気エネルギーは、例えばエンジン自動停止状態から再始動する際にスタータ36に供給され、同様にリングギアを回転させてエンジン2を始動させるために使用される。このように各バッテリーを使い分ける場合、バッテリー34(リチウム電池)よりもバッテリー30(鉛電池)の方が優先して充電されるように制御することが望ましい。
【0022】
A/T6には、バッテリー30又は34から電力を供給される電動油圧ポンプ38が設けられており、A/T6内部の油圧制御部に対して作動油を供給している。この作動油は油圧制御部内のコントロールバルブにより、A/T6内部のクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切り替えている。
【0023】
ALT26、スタータ36の制御、その他図示していないがバッテリー30、34に対する蓄電量制御はエコランECU(エレクトロニクス・コントロール・ユニット)40及びエンジンECU48によって実行される。またウォータポンプを除く補機類22の駆動オンオフ、電動油圧ポンプ38の駆動制御、A/T6の変速制御、燃料噴射弁(吸気ポート噴射型あるいは筒内噴射型)42による燃料噴射制御、電動モーター44によるスロットルバルブ46の開度制御、その他のエンジン制御は、エンジンECU48により実行される。また、この他、ブレーキECU50が設けられていることにより、各車輪のブレーキの自動制御も実行されている。
【0024】
エコランECU40は、ALT26に内蔵されている回転数センサからALT26の回転軸の回転数、エコランスイッチから運転者によるエコランシステムの起動有無、その他のデータを検出している。また、エンジンECU48は、水温センサからエンジン冷却水温、アイドルスイッチからアクセルペダルの踏み込み有無状態、アクセル開度センサからアクセル開度、舵角センサからステアリングの操舵角、車速センサから車速、スロットル開度センサからスロットル開度、シフト位置センサからのシフト位置、エンジン回転数センサからエンジン回転数、エアコンスイッチからオンオフ操作有無、その他のデータをエンジン制御等のために検出している。またブレーキECU50についても、制動制御等のためにブレーキスイッチからブレーキペダルの踏み込み有無状態、その他のデータを検出している。
【0025】
エコランECU40等の各電子制御装置は、CPU(プロセッサ)、ROM、RAM(エンジン2の停止時に保存すべきデータを記憶するバックアップRAMを含んでいてもよい)、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えて構成される。CPUは、内部バスを介してROM等にアクセス可能であり、ROMに格納されている所定のデータや制御アルゴリズム等に基づいて各種の制御処理を実行し、演算結果や、入力インターフェースを介して各センサから入力されたデータ等をRAMに格納する処理を実行する。また、これらの演算結果やデータ等は、ECU40、48、50等の間で相互にデータ通信が可能となっており、必要に応じてデータを交換して相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【0026】
エコランECU40は、従来と同様に、車両が例えば信号待ち等によって一時的に停車している場合など所定条件下にあるときに、エンジンECU48へ燃料供給のカットを指示することによりエンジン2を自動的に停止させ、再び車両が発進する場合など所定条件下にあるときに、バッテリー30又は34からスタータ36に電力を供給するとともにエンジンECU48に燃料供給の再開を指示してエンジン2を再始動させる、自動停止始動制御を実行するように構成されている。
【0027】
ここで、自動停止始動制御には、D又はN・Pポジションの時にエンジンの自動停止始動制御を行うDエコランと、N・Pポジションの時のみエンジンの自動停止始動制御を行い、他のポジションではエンジンの自動停止始動制御を行わないNエコランとの2タイプが知られているが、本発明はいずれのタイプに対しても適用可能である。
【0028】
自動停止条件としては、例えば、1)ブレーキペダルが踏み込まれた際、その踏力によってブレーキマスター圧が予め設定された所定閾値を超え、その状態で予め設定された所定時間が経過したこと、2)シフトポジションを駆動ポジションから非駆動ポジションに変更する操作、またはパーキングブレーキを作動状態にする操作がなされ、その状態で予め設定された所定時間が経過したこと等、設計に応じて種々の条件を考えることができる。
【0029】
また自動始動条件としては、例えば、1)シフトポジションが非駆動ポジションにあり、かつ、キー操作による始動要求があること、2)シフトポジションが駆動ポジションにあり(Dエコラン実行中)、かつ、ブレーキ始動要求フラグがON状態となっていること、3)シフトポジションが駆動ポジションにあり(Dエコラン実行中)、かつ、アイドルスイッチフラグがOFF状態を示したまま200ms経過していること等、設計に応じて種々の条件を考えることができる。
【0030】
なお、ブレーキ始動要求フラグは、ブレーキスイッチがブレーキペダル踏下無を示している、又はブレーキマスター圧が所定閾値(例えば、0.4MPa)より小さい、又はブレーキマスター圧の減少変化幅が所定閾値(例えば、0.06MPa)以上である、のいずれかが成立する場合にON状態を示し、そうでない場合にOFF状態を示すフラグである。また、アイドルスイッチフラグは、アイドルスイッチがアクセルペダル全閉を示す場合(エンジン2に出力要求をだしていない場合)にON状態を示し、そうでない場合にOFF状態を示すフラグである。
【0031】
このように、エンジン2、各ECU等の構成・動作は、原則として従来の構成・動作と同様である。ただし、本実施形態のエコランECU40は、エンジン2が始動開始した後、バッテリー34への充電量を制御することで、ALT26によるトルク消費量を制御し、それにより内燃機関の回転数の上昇を抑制して吹き上がりを防止する機能を備えている点で、従来の構成と異なっている。
【0032】
以下、かかる吹き上がり防止機能について説明する。
【0033】
最初に、バッテリー34への充電量を制御することによりALT26によるトルク消費量を制御できる原理を説明する。エンジン2の回転に基づいてALT26によって所定の起電力が生じ、該起電力に基づいてDC/DCコンバータ32を介してバッテリー34への充電がなされる。この場合、DC/DCコンバータ32の出力電圧を調整することでバッテリー34への充電量を制御することができる。バッテリー34への充電量が増減した場合、すなわちバッテリー34の充電のために使用される電気エネルギーが増減した場合、かかる電気エネルギーの増減はALT26の発電量の増減により補われることになるが、レギュレータ28が出力電圧を一定に保とうとすることから、結局、ALT26が出力する電流が増減することになる。ALT26が出力する電流は内部においてALT26の回転を止めようとする方向に磁界を生じさせるため、電流が増加するほどALT26は回転しにくくなり、結果としてエンジン2の駆動トルクがより消費されることになる。
【0034】
次に、図2に示すフローチャートに基づいて、吹き上がり防止機能を実現するためにエコランECU40にて実行される処理について説明する。
【0035】
エコランECU40は、エンジン始動の際に、ROM内に記録された制御アルゴリズムに基づき、CPUの制御下で以下の吹き上がり防止処理を実行する。なお、各ステップ(符号が付与されていない部分的な工程を含む)は処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。
【0036】
まず、エコランECU40は、エンジン2が始動開始しているかどうかを判断する(S100)。そして、開始していると判断した場合、S101に進む。
【0037】
次に、エコランECU40は、エンジン2の初爆が行われたかどうかを判断する(S101)。そして、初爆が行われたと判断した場合、S102に進む。
【0038】
次に、エコランECU40は、エンジン2の回転数が所定値以上となっているかどうかを判断する(S102)。そして、所定値以上となっていると判断した場合、S103に進む。
【0039】
次に、エコランECU40は、充電量制御処理の実施時間を格納するカウンターを初期化するとともに、かかる実施時間の上限値を設定する(S103)。
【0040】
実施時間の上限値は、必要以上に長時間に渡ってエンジン回転数の上昇が抑制されスムーズな発進が阻害されてしまうことを防止するために設定するものである。具体的な値は設計に応じて定めることができるが、例えば数百msec程度とすることが考えられる。
【0041】
次に、エコランECU40は、充電量制御処理を開始する(S104〜S112)
まず、ROMに格納されるアクセル開度と充電量の対応関係を参照し、該時点におけるアクセル開度に基づいて、バッテリー34への充電量(バッテリー34へ供給する電気エネルギー)を決定する(S104)。
【0042】
アクセル開度と充電量の対応関係は、図3(a)に示すように、定性的にはアクセル開度が大きいほど充電量が小さくなるような関係を有している。アクセル開度が大きい場合、すなわちアクセルの踏み込み量が大きい場合、運転者が早い発進を意図していると考えることができるため、エンジン回転数がアイドリング回転数に到達するまでに必要以上に長い時間を要してしまうことは好ましくない。そのため本実施形態では上記のような対応関係を採用し、アクセル開度が大きいほど充電量を小さくして回転数の抑制度合いを押さえることで、アイドリング回転数までの到達時間の短縮化を図っている。
【0043】
なお、アクセル開度に対応する充電量は、アクセル開度に応じて発生するエンジン2の駆動トルクと、バッテリー34への充電により消費されるトルクと、該トルク消費に基づくエンジン回転数の上昇率(上昇速度)の抑制度合い等を予め試験等に基づいて計測し、該計測値に基づいてエンジン回転数がアイドリング回転数(目標回転数)に対してオーバーシュートすることなく漸近するように、定めることができる。
【0044】
次に、エコランECU40は、バッテリー30の充電状態を判断する(S105)。
【0045】
そして、フル充電状態でないと判断した場合は、前記決定した充電量から、バッテリー30を充電するために必要な電気エネルギーを差し引く補正を行う(S106)。一方、フル充電状態であると判断した場合は、補正を行わずにS107に進む。
【0046】
次に、エコランECU40は、ROMに格納されるアクセル開度と制御終了回転数の対応関係を参照し、該時点におけるアクセル開度に基づいて、充電量制御処理を終了するエンジン回転数を決定する(S107)。
【0047】
アクセル開度と制御終了回転数の対応関係は、図3(b)に示すように、定性的にはアクセル開度が大きいほど制御終了回転数が低くなるような関係を有している。アクセル開度と充電量の対応関係の場合と同様に、本実施形態では上記のような対応関係を採用し、アクセル開度が大きいほど早い段階で充電量制御に基づくALT26のトルク消費を終了させ、アイドリング回転数までの到達時間の短縮化を図っている。
【0048】
なお、前記対応関係によれば、アクセル開度が小さい場合、制御終了回転数は高くなるが、その場合の上限は目標回転数であるアイドリング回転数となる。従って、アイドリング回転数に到達する前に充電量制御に基づくALT26のトルク消費は終了し(すなわちALT26のトルク消費は通常状態に戻り)、その後は原則としてアクセルの踏み込み量に基づいてエンジンの回転数が制御されることになる。このように構成したのは、最終的にエンジン回転数をアイドリング回転数に追従制御させるためには、ALT26によるトルク消費に基づいて制御する構成ではパワー不足であること、充電量制御に基づく回転数抑制のない通常のエンジン制御に戻すことで、運転者にとって違和感のない、アクセルの踏み込みに応じたスムーズな発進・進行できることなどを考慮したためである。
【0049】
次に、エコランECU40は、バッテリー34への充電量が前記決定した充電量となるように、DC/DCコンバータ32を制御する(S108)。なお、初爆後S108が最初に実行されるまでの間は、バッテリー34への充電量が所定のデフォルト値(原則として、S104において決定する充電量よりも低い値を採る)となるように、DC/DCコンバータ32は設定されているものとする。
【0050】
これにより、ALT26により生起された起電力に基づき、レクチファイア27、レギュレータ28、DC/DCコンバータ32を介して、前記決定した充電量に対応する電流がバッテリー34に対して供給され、充電がなされる。このとき、バッテリー30がフル充電状態でない場合は、バッテリー30の充電も行われる。
【0051】
次に、エコランECU40は、エンジン回転数と、前記決定した制御終了回転数とを比較する(S109)。
【0052】
そして、エンジン回転数が制御終了回転数以上となっている場合は、バッテリー34への充電量が前記所定のデフォルト値となるように、DC/DCコンバータ32を制御し(S110)、処理を終了する。
【0053】
一方、エンジン回転数が制御終了回転数以上となっていない場合は、エコランECU40は、前記カウンターの値と、実施時間の上限値とを比較する(S111)。
【0054】
そして、カウンター値が上限値以上となっている場合は、バッテリー34への充電量が前記所定のデフォルト値となるように、DC/DCコンバータ32を制御し(S112)、処理を終了する。一方、カウンター値が上限値以上となっていない場合は、S104に戻る。
【0055】
図4は、充電量制御を行う場合(ケース1)と、行わない場合(ケース2)について、エンジン回転数の上昇度合いの一例を概念的に示す図である。図からわかるように、ケース2ではエンジン回転数がアイドリング回転数をオーバーシュートして吹き上がりが生じているのに対し、ケース1では、期間100において充電量制御が実行された結果、エンジン回転数がアイドリング回転数(目標回転数)に対してオーバーシュートすることなく漸近するように変化していることがわかる。なお、ケース1に示す例は、エンジン回転数が制御終了回転数に到達したことにより充電量制御を終了している。
【0056】
このように本実施形態では、ALT26を励磁制御によって直接制御する代わりに、DC/DCコンバータ32を介してバッテリー34への充電量を制御することで、ALT26のトルク消費を制御し、エンジン回転数の上昇を抑制する構成を採用している。2次電池の充電量の制御特性は一般に励磁制御に比較して良好な応答特性を有するため、上記構成によれば、適切なタイミングで充電量、ひいてはトルク消費を制御することができ、結果として、精度良くエンジン2の回転数の上昇を抑制して吹き上がりを防止することができる。
【0057】
特に本実施形態のように、充電量の制御対象であるバッテリー34として、電気エネルギーの受け入れ性のよいリチウム電池を用いることで、より良好な応答特性を得ることができ、好ましい効果を得ることができる。
【0058】
また本実施形態では、実施時間の上限値を定め、かかる上限時間内で充電量制御を適用する構成としているため、エンジン回転数の上昇を必要以上に抑制して発進が遅れてしまうといった事態を防止することができる。
【0059】
更に本実施形態では、内燃機関の回転数が所定の範囲(制御終了回転数を上限とする、アイドリング回転数を超えない範囲)にあることを条件として、充電量制御を適用する構成としているため、エンジン回転数がアイドリング回転数に近い状態では通常のエンジン制御に戻ることができ、パワー不足に陥ることなく、また運転者にとっても違和感なくスムーズに発進・進行することが可能となる。
【0060】
更に本実施形態では、アクセル開度に応じて充電量や制御終了回転数を決定する構成としているため、アクセルの踏み込み量に反映される運転者の意図に応じて抑制度合いを変えることができ、柔軟な吹き上がり防止機能を実現することができる。
【0061】
(その他)
本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々に変形して適用することが可能である。
【0062】
例えば、本発明の2次電池への充電量を制御する構成と、従来の励磁制御に基づき発電手段を直接制御する構成とを組み合せて吹き上がり防止機能を実現する構成としてもよい。
【0063】
また例えば、上記実施形態では、バッテリー30として12V鉛電池、バッテリー34として12Vリチウム電池の計2つのバッテリーを備え、バッテリー34への充電量を制御する構成としているが、制御装置が備えるバッテリーの個数、充電量制御の対象とするバッテリーの個数、バッテリーの種類(電池のタイプ)、バッテリーの容量などは、設計に応じて変更することが可能である。
【0064】
また例えば、上記実施形態ではバッテリー30とバッテリー34の容量は同一であるが、両者の容量は異なっていてもよく、その場合、容量の大きい方のバッテリーを優先して充電する構成とすることが考えられる。
【0065】
また例えば、上記実施形態ではALT26に対してバッテリー30、34は並列的に配置される構成となっているが、かかる構成に代えて、ALT26により生成された電気エネルギーに基づきバッテリー30を充電し、バッテリー30に蓄積された電気エネルギーに基づきバッテリー34を充電する、直列的な配置構成としてもよい。この場合、バッテリー30とバッテリー34の間にDC/DCコンバータを設け、これを調整することでバッテリー34への充電量(バッテリー30からバッテリー34へ移行する電気エネルギーの量)を制御することが考えられる。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンを始動する際に、精度よくかつ適切に吹き上がりを抑制し、燃費をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る、車両用内燃機関及びその制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る、吹き上がり防止処理の流れを示すフローチャートである。
【図3】アクセル開度と充電量又は制御終了回転数の対応関係を説明するための図である。
【図4】エンジン回転数の上昇度合いを概念的に示す図である。
【符号の説明】
2 エンジン
2a クランク軸
4 トルクコンバータ
6 オートマチックトランスミッション
6a 出力軸
10 プーリ
10a 電磁クラッチ
14 ベルト
16 プーリ
22 補機類
26 オルタネータ
27 レクチファイア
28 レギュレータ
30 バッテリー
32 DC/DCコンバータ
34 バッテリー
36 スタータ
38 電動油圧ポンプ
40 エコランECU
42 燃料噴射弁
44 電動モーター
46 スロットルバルブ
48 エンジンECU
50 ブレーキECU[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a vehicle, and more particularly to a control technique for preventing a blow-up when starting an engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, while automatically stopping the engine under predetermined stop conditions, for example, when an automobile stops at an intersection, etc., the engine is restarted under predetermined restart conditions, for example, when an accelerator pedal is depressed. There has been proposed an automatic stop and start device capable of saving fuel consumption and reducing exhaust emissions.
[0003]
Here, the hydraulic pump of a normal transmission is driven by the engine, and when the engine stops, the hydraulic pump driven by the engine also stops, so that the hydraulic pressure of the transmission decreases. As a result, when the engine is restarted at the time of restart, the hydraulic pump also operates, but the hydraulic pressure rise of the transmission is delayed, and the engine is blown up due to the delay of engagement of the clutch provided between the transmission and the output shaft of the engine. There was a problem that (air blow) occurred.
[0004]
To solve this problem, a technique has been proposed in which, for example, a motor generator (power generation / electric means) functions as a generator to consume engine drive torque and prevent blow-up (Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-09-71138
[Problems to be solved by the invention]
In the prior arts such as Patent Document 1, in order to prevent blow-up, a current flowing through a stator winding of a motor generator is adjusted to change a magnetic flux, thereby generating electric power, and consequently, torque consumption (engine torque consumption). Among them, a framework based on excitation control, which controls the torque consumed by the motor generator, is adopted.
[0007]
However, in general, excitation control does not have a high response characteristic, and it has not always been easy to accurately and appropriately prevent blow-up under the above framework.
[0008]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a technique capable of accurately and appropriately preventing a blow-up when starting an engine and further improving fuel efficiency.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A control device for a vehicle according to the present invention is directed to a vehicle including a power generation unit that generates power based on the rotation of an internal combustion engine, and a secondary battery unit that is charged based on electric power supplied from the power generation unit. In order to suppress an increase in the number of revolutions of the engine, a control means for controlling the amount of charge to the secondary battery means is provided. In this case, it is preferable that the control means includes an ECU (Electronic Control Unit) and a DC / DC converter. According to this configuration, it is possible to control the amount of charge, and thus the torque consumption, at an appropriate timing, and as a result, it is possible to accurately suppress an increase in the engine speed and prevent a blow-up.
[0010]
Preferably, the control means determines the amount of charge to the secondary battery means based on an accelerator opening. According to such a configuration, the degree of suppression can be changed according to the driver's intention which is reflected on the amount of depression of the accelerator, and the blow-up prevention function can be flexibly realized.
[0011]
Preferably, the control means controls the amount of charge to the secondary battery means on condition that the rotation speed of the internal combustion engine is within a predetermined range. According to this configuration, when the rotational speed of the internal combustion engine is out of the predetermined range, it is possible to smoothly start and advance without a sense of incongruity for the driver based on the normal engine control without running out of power. It becomes.
[0012]
In this case, it is preferable that the control unit changes the predetermined range based on an accelerator opening. According to such a configuration, the degree of suppression can be changed according to the driver's intention which is reflected on the amount of depression of the accelerator, and the blow-up prevention function can be flexibly realized.
[0013]
Preferably, the control unit controls the amount of charge to the secondary battery unit within an upper limit time set for the time for controlling the amount of charge. According to such a configuration, an increase in the engine speed can be suppressed more than necessary, and a situation in which starting is delayed can be prevented.
[0014]
Preferably, the secondary battery means includes a first secondary battery charged based on electric power from a power generating means, and a second secondary battery charged based on electric power from the first secondary battery. And at least a battery, wherein the control means controls a charge amount charged from the first secondary battery to the second secondary battery.
[0015]
A vehicle control method according to the present invention includes a power generation step of generating power based on the rotation of an internal combustion engine, a charging step of charging a secondary battery based on power generated in the power generation step, and an increase in the rotation speed of the internal combustion engine. And a control step of controlling the amount of charge to the secondary battery in order to suppress power consumption.
[0016]
The vehicle control method of the present invention can be implemented by a computer, and a computer program for that can be installed or loaded on the computer through various media such as a CD-ROM, a magnetic disk, a semiconductor memory, and a communication network. it can.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram of a vehicle internal combustion engine to which the above-described invention is applied and a control device thereof. Here, a gasoline engine (hereinafter, referred to as "engine") 2 is used as an internal combustion engine.
[0018]
The output of the
[0019]
An alternator (hereinafter, referred to as “ALT”) 26 is linked to the
[0020]
Further, the ALT 26 charges the
[0021]
The electric energy charged in the
[0022]
The A / T 6 is provided with an electric
[0023]
The control of the ALT 26 and the
[0024]
The
[0025]
Each electronic control unit such as the
[0026]
The
[0027]
Here, in the automatic stop / start control, the D eco-run for performing the automatic stop / start control of the engine when in the D or NP position, and the automatic stop / start control for the engine only in the NP position, and in other positions, There are two types of N-eco-runs that do not perform automatic stop / start control of the engine.
[0028]
The automatic stop conditions include, for example, 1) when the brake pedal is depressed, the brake master pressure exceeds a predetermined threshold value due to the depression force, and a predetermined time has elapsed in that state; 2) Various conditions are considered according to the design, such as an operation of changing the shift position from the driving position to the non-driving position, or an operation of putting the parking brake into an operating state and a predetermined time set in that state has elapsed. be able to.
[0029]
The automatic start conditions include, for example, 1) that the shift position is in the non-drive position and that there is a start request by key operation; 2) that the shift position is in the drive position (D eco-run is being executed); 3) The shift request position is in the drive position (D eco-run is being executed), and 200 ms has elapsed with the idle switch flag indicating the OFF state. Various conditions can be considered accordingly.
[0030]
The brake start request flag indicates that the brake switch indicates that the brake pedal is not depressed, or that the brake master pressure is smaller than a predetermined threshold value (for example, 0.4 MPa), or that the decreasing change width of the brake master pressure is a predetermined threshold value ( For example, a flag indicating the ON state when either of the conditions is equal to or greater than 0.06 MPa), and indicating the OFF state otherwise. The idle switch flag indicates an ON state when the idle switch indicates that the accelerator pedal is fully closed (when an output request is not issued to the engine 2), and indicates an OFF state otherwise.
[0031]
As described above, the configuration and operation of the
[0032]
Hereinafter, such a blow-up prevention function will be described.
[0033]
First, the principle by which the amount of torque consumed by the ALT 26 can be controlled by controlling the amount of charge to the
[0034]
Next, a process executed by the
[0035]
The
[0036]
First, the
[0037]
Next, the
[0038]
Next, the
[0039]
Next, the
[0040]
The upper limit value of the execution time is set in order to prevent an increase in the engine speed over an unnecessarily long time and to prevent a smooth start from being hindered. The specific value can be determined according to the design, but may be, for example, about several hundred msec.
[0041]
Next, the
First, referring to the correspondence between the accelerator opening and the charge amount stored in the ROM, the amount of charge to the battery 34 (electric energy supplied to the battery 34) is determined based on the accelerator opening at that time (S104). ).
[0042]
As shown in FIG. 3A, the correspondence between the accelerator opening and the charge amount is qualitatively such that the larger the accelerator opening, the smaller the charge amount. When the accelerator opening is large, that is, when the accelerator is depressed by a large amount, it can be considered that the driver intends to start quickly, so that it takes longer than necessary for the engine speed to reach the idling speed. Is not preferable. For this reason, in the present embodiment, the above-described correspondence is adopted, and as the accelerator opening increases, the amount of charge is reduced to suppress the degree of suppression of the number of revolutions, thereby shortening the time required to reach the idling number of revolutions. I have.
[0043]
The amount of charge corresponding to the accelerator opening is a driving torque of the
[0044]
Next, the
[0045]
When it is determined that the
[0046]
Next, the
[0047]
As shown in FIG. 3 (b), the correspondence between the accelerator opening and the control end speed is qualitatively such that the control end speed decreases as the accelerator opening increases. As in the case of the correspondence between the accelerator opening and the charge amount, the present embodiment adopts the above-described correspondence relationship, and terminates the torque consumption of the ALT 26 based on the charge control at an earlier stage as the accelerator opening increases. The time required to reach the idling speed is shortened.
[0048]
According to the above-described correspondence, when the accelerator opening is small, the control end rotation speed increases, but in this case, the upper limit is the idling rotation speed which is the target rotation speed. Therefore, the torque consumption of the ALT 26 based on the charge control ends before the idling rotation speed is reached (that is, the torque consumption of the ALT 26 returns to the normal state), and thereafter, the engine rotation speed is basically determined based on the accelerator depression amount. Will be controlled. The reason for this configuration is that in order to finally control the engine speed to follow the idling speed, there is insufficient power in the configuration based on the torque consumption by the ALT 26, and the speed based on the charge amount control. The reason is that by returning to normal engine control without suppression, it is possible for the driver to start and proceed smoothly according to the depression of the accelerator without feeling uncomfortable.
[0049]
Next, the
[0050]
Thus, based on the electromotive force generated by the ALT 26, a current corresponding to the determined amount of charge is supplied to the
[0051]
Next, the
[0052]
If the engine speed is equal to or higher than the control end speed, the DC /
[0053]
On the other hand, if the engine speed is not equal to or higher than the control end speed, the
[0054]
If the counter value is equal to or more than the upper limit value, the DC /
[0055]
FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating an example of the degree of increase in the engine speed when the charge amount control is performed (case 1) and when the charge amount control is not performed (case 2). As can be seen from the figure, in
[0056]
As described above, in the present embodiment, instead of directly controlling the ALT 26 by the excitation control, the amount of charge to the
[0057]
In particular, as in the present embodiment, by using a lithium battery having good acceptability of electric energy as the
[0058]
Further, in the present embodiment, the upper limit value of the execution time is determined, and the charge amount control is applied within the upper limit time, so that the increase in the engine speed is suppressed more than necessary and the start is delayed. Can be prevented.
[0059]
Furthermore, in the present embodiment, the charge amount control is applied on condition that the rotation speed of the internal combustion engine is within a predetermined range (a range not exceeding the idling rotation speed with the control end rotation speed as an upper limit). When the engine speed is close to the idling speed, it is possible to return to the normal engine control, and it is possible for the driver to start and proceed smoothly without falling short of power and without a sense of incongruity for the driver.
[0060]
Further, in the present embodiment, since the charge amount and the control end rotation speed are determined according to the accelerator opening, the degree of suppression can be changed according to the driver's intention reflected in the accelerator depression amount, A flexible blow-up prevention function can be realized.
[0061]
(Other)
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied in various modifications.
[0062]
For example, a configuration for realizing a blow-up prevention function by combining the configuration for controlling the amount of charge to the secondary battery of the present invention and the configuration for directly controlling the power generation means based on the conventional excitation control may be used.
[0063]
Further, for example, in the above-described embodiment, a total of two batteries, that is, a 12V lead battery as the
[0064]
For example, in the above embodiment, the capacities of the
[0065]
Further, for example, in the above embodiment, the
[0066]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when starting an engine, it can suppress a blow-up accurately and appropriately, and can improve fuel consumption more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an internal combustion engine for a vehicle and a control device thereof according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a flow of a blow-up prevention process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a correspondence relationship between an accelerator opening and a charge amount or a control end rotation speed.
FIG. 4 is a diagram conceptually showing the degree of increase in engine speed.
[Explanation of symbols]
2 Engine 2a Crankshaft 4 Torque converter 6 Automatic transmission
42
50 brake ECU
Claims (9)
前記制御手段は、第1の2次電池から第2の2次電池へ充電される充電量を制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の車両の制御装置。The secondary battery unit includes at least a first secondary battery that is charged based on electric power from a power generation unit and a second secondary battery that is charged based on electric power from the first secondary battery. Prepare,
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control unit controls a charge amount charged from the first secondary battery to the second secondary battery.
発電工程において生成される電力に基づいて2次電池を充電する充電工程と、
内燃機関の回転数の上昇を抑制すべく、2次電池への充電量を制御する制御工程と、を備えることを特徴とする車両の制御方法。A power generation step of generating power based on the rotation of the internal combustion engine,
A charging step of charging the secondary battery based on the electric power generated in the power generation step;
A control step of controlling an amount of charge to a secondary battery in order to suppress an increase in the number of revolutions of the internal combustion engine.
発電工程において生成される電力に基づいて2次電池を充電する充電工程と、
内燃機関の回転数の上昇を抑制すべく、2次電池への充電量を制御する制御工程と、をコンピュータで実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。A power generation step of generating power based on the rotation of the internal combustion engine,
A charging step of charging the secondary battery based on the electric power generated in the power generation step;
A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a control step of controlling a charge amount of a secondary battery to suppress an increase in the rotation speed of an internal combustion engine.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000230442A (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-22 | Toyota Motor Corp | Power transmission system |
JP2000320366A (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-21 | Nissan Motor Co Ltd | Automatic engine stop/restart type vehicle |
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- 2003-02-04 JP JP2003026554A patent/JP2004239095A/en active Pending
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