JP2004251253A

JP2004251253A - 内燃機関の自動停止始動制御装置

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Publication number: JP2004251253A
Application number: JP2003044979A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Maeda; 智治前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】機関停止前にブースト圧を好適に確保することにより、自動停止中のブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることのできる内燃機関の自動停止始動制御装置を提供する。
【解決手段】吸気通路内の吸気圧をブースト圧ＰＢとして利用するブレーキブースタを備えた車両に搭載される内燃機関は、同機関を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御装置を備える。自動停止始動制御装置は、少なくともブレーキブースタ内のブースト圧ＰＢが予め設定された停止許可圧ＰＳ以下であることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止させる。また、少なくともブレーキブースタ内のブースト圧ＰＢが予め設定された始動要求圧ＰＯ以上であることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に内燃機関を自動始動させる。機関停止条件の一つとして設定される停止許可圧ＰＳは始動要求圧ＰＯから所定値ＫＰ１よりも低い値に設定する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気負圧をブースト圧として利用することによりブレーキ操作力を増大させるブレーキブースタを備えた車両に搭載された内燃機関にあって、同内燃機関の運転を自動停止または自動始動させる内燃機関の自動停止始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃費の改善などのために車両の停止時に自動的に内燃機関を停止し、発進操作時等にスタータやモータジェネレータ等を回転させて内燃機関を始動し車両を発進させる自動停止始動装置を備える車両が知られている。また、こうした自動停止始動装置を備える車両を含め、通常、車両には、運転者のブレーキ操作力を増大させる機能、すなわちブレーキアシスト機能を有したブレーキブースタが搭載されている。
【０００３】
こうしたブレーキブースタは、内燃機関の吸気通路内（より正確にはスロットル弁から燃焼室までの間の吸気通路内）で発生する負圧、すなわち吸気圧をブースト圧として利用することでブレーキアシストを行うようにしている。
【０００４】
このような車両において前述したような内燃機関の自動停止処理が行われると、ブレーキブースタへの負圧供給も停止される。そのため、同機関の自動停止中にあってもブレーキアシストを十分に行うためには、自動停止に先だってブレーキブースタ内のブースト圧を十分確保しておく必要がある。そこで、例えば特許文献１に記載の装置では、内燃機関の自動停止処理を実行する場合、吸気圧とブースト圧との差圧を求め、この差圧が小さければブースト圧として必要な負圧が十分に確保されていると判断して自動停止処理の実行を許可するようにしている。一方、同差圧が大きければブースト圧は不十分であるとして自動停止処理の実行を禁止するようにしている。また、車両停止中、例えば運転者がその姿勢を変えるために、ブレーキペダルを踏み直し、これによりブースト圧が大気圧に近づくと、ブースト圧を確保するために内燃機関を自動始動させるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２７４２７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸気圧は、内燃機関の運転状態、例えば、吸気温、点火時期、バルブタイミング、アイドルスピード制御用バルブの状態、あるいは燃焼形態等により変動を受けやすい。そのため、自動停止処理移行前の吸気圧とブースト圧との比較では、そのブースト圧が必要十分なものか否かを精度良く判断することは困難であり、次のような不具合が生じるおそれがある。
【０００７】
例えば、ブースト圧が十分に確保されていないにもかかわらず自動停止に入ってしまう場合には、わずかなブレーキペダルの踏み直しなどによってブースト圧が早期に大気圧に近づくようになり、自動始動処理が実行されやすくなる。すなわち自動停止中にもかかわらず、わずかにブレーキ操作を行っただけで自動始動処理が実行されてしまうため、運転者に違和感を与えるおそれがある。
【０００８】
この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、機関停止前にブースト圧を好適に確保することにより、自動停止中のブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることのできる内燃機関の自動停止始動制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の動力を利用してブレーキ操作力を増大させるブレーキ補助手段を備えた車両にあって、少なくとも前記ブレーキ補助手段のブレーキ補助力が予め設定された停止許可値にあることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動停止させ、少なくとも前記ブレーキ補助手段のブレーキ補助力が予め設定された始動要求値にあることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動始動させる内燃機関の自動停止始動制御装置であって、前記停止許可値と前記始動要求値とは要求制動力に基づいてその乖離度合いが設定されることをその要旨とする。
【００１０】
同構成によれば、ブレーキ補助力が停止許可値にあるとき内燃機関の自動停止が許可される。またブレーキ補助力が始動要求値にあるとき同機関の自動始動が要求される。ここで、停止許可値と始動要求値とは要求制動力とに基づいてその乖離度合いが設定される。そのため、停止許可値と始動要求値との間に要求制動力に基づく相互関係が設定され、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記ブレーキ補助手段は前記内燃機関の動力を利用して得られるブースト圧を利用するブレーキブースタであって、前記自動停止始動制御装置は、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された停止許可圧にあることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動停止させ、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された始動要求圧にあることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動始動させることをその要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、上記ブースト圧を利用するブレーキブースタを備える車両にあって、上記請求項１に記載の作用効果を得ることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記ブレーキ補助手段は吸気通路内に発生する吸気圧をブースト圧として利用することによりブレーキ操作力を増大させるブレーキブースタであって、前記自動停止始動制御装置は、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された停止許可圧以下であることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動停止させ、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された始動要求圧以上であることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動始動させることをその要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、上記ブースト圧として吸気圧を利用するブレーキブースタを備える車両にあって、上記請求項２に記載の作用効果を得ることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記停止許可圧は要求制動力に基づく一定の固定値だけ前記始動要求圧よりも低い値に設定されることをその要旨とする。
【００１４】
同構成によれば、ブースト圧が停止許可圧に到達し、ブレーキブースタ内に負圧が確保された時点で内燃機関の自動停止が許可される。またブースト圧が始動要求圧に到達した時点で、同機関の自動始動が要求され、ブレーキブースタ内の負圧確保が行われる。ここで、停止許可圧は始動要求圧よりも要求制動力に基づく一定の固定値だけ低い値に設定される。そのため、始動要求圧と停止許可圧との間に相互関係が設定され、要求制動力に基づく一定の固定値分に相当するブースト圧が確実に確保される。なお、自動停止後のブレーキ操作に起因するブースト圧の変化を考慮して上記固定値を好適に設定することにより、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることができる。
【００１５】
他方、上記請求項４に記載の構成では、例えば、要求される制動力が小さい場合に、要求制動力に対してブースト圧が過剰に確保される場合もあり、この場合には、車両停止後にあって自動停止が実行されるまでの時間が長くなる。この点、請求項５に記載の発明によるように、前記停止許可圧は車両停止時の要求制動力に応じて設定される可変値だけ前記始動要求圧よりも低い値に設定される場合には、要求制動力に応じたブースト圧を好適に確保することができ、自動停止と自動始動とを好適に実行することができるようになる。
【００１６】
こうした可変値の設定に際しては、請求項６に記載の発明によるように、前記要求制動力が大きくなるほど前記可変値は大きく設定されるといった態様を採用できる。
【００１７】
同構成によれば、ブースト圧を要求制動力に即して確保しつつ、内燃機関の自動停止及び自動始動を好適に実行することができるようになる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記始動要求値あるいは始動要求圧は、車両停止時の要求制動力に応じて可変設定されることをその要旨とする。
【００１８】
同構成によれば、車両の制動に必要な最低ブレーキ補助力を確保するための始動要求値が、車両停止時の要求制動力に応じて可変設定される。そのため、車両の制動に要するブレーキ補助力を好適に確保することができるようになる。または、車両の制動に必要なブースト圧を確保するための始動要求圧が、車両停止時の要求制動力に応じて可変設定される。そのため、車両の制動に要するブースト圧を好適に確保することができるようになる。
【００１９】
こうした要求制動力の設定に際しては、請求項８に記載の発明によるように、前記要求制動力が大きくなるほど前記始動要求値あるいは始動要求圧は低く設定されるといった態様を採用することができる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項５〜８のいずれかに記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記要求制動力はブレーキ操作子の操作量に応じて変化するブレーキ配管系内の圧力に基づいて推定され、前記可変値はこの推定された要求制動力に応じて設定されることをその要旨とする。
【００２１】
一般に、車両のブレーキ配管系は油圧回路で構成されており、運転者によってブレーキ操作子が大きく操作量されると、すなわち要求制動力が大きくなると、ブレーキ配管系内の圧力が増大する。そこで上記構成では、上記要求制動力はブレーキ操作子の操作量に応じて変化するブレーキ配管系内の圧力に基づいて推定され、この推定された要求制動力に応じて上記可変値を設定するようにしている。従って上記構成によれば、運転者の要求制動力に応じたブースト圧を確実に確保することができるようになる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項５〜９のいずれかに記載の内燃機関の自動停止始動制御装置において、前記要求制動力は車両停止位置の路面の傾斜角に基づいて推定され、前記可変値はこの推定された要求制動力に応じて設定されることをその要旨とする。
【００２３】
一般に、車両停止位置の路面の傾斜角が大きくなるほど（路面勾配が大きくなるほど）、車両を停止状態に維持するための要求制動力も大きくなる。そこで上記構成では、上記要求制動力は車両停止位置の路面の傾斜角に基づいて推定され、この推定された要求制動力に応じて上記可変値を設定するようにしている。従って上記構成によれば、車両の停止位置における傾斜角に応じたブースト圧を確実に確保することができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる内燃機関の自動停止始動制御装置を具体化した一実施形態について図１〜図５に基づき、詳細に説明する。
【００２５】
図１は、この自動停止始動制御装置が適用されるエンジン２とともに、その周辺構成を示す概略構成図である。
エンジン２の出力は、エンジン２のクランク軸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（以下、「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ａ側に出力され、最終的に車輪６０に伝達される。さらに、このようなエンジン２から車輪６０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に接続されたプーリ１０を介してベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された回転力により、別のプーリ１６、１８が回転される。なお、プーリ１０には電磁クラッチ１０ａが備えられており、必要に応じてオン（接続）オフ（遮断）されて、プーリ１０とクランク軸２ａとの間で出力の伝達・非伝達を切り替え可能としている。
【００２６】
上記プーリ１６、１８の内、プーリ１６には補機類２２の回転軸が連結されており、ベルト１４から伝達される回転力により駆動可能とされている。なお、本実施形態では、補機類２２として、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプが設けられている。
【００２７】
またベルト１４により回転されるプーリ１８には、モータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６が接続されている。このＭ／Ｇ２６は必要に応じて発電機として機能することで（「発電モード」または「回生モード」）、プーリ１８から伝達されるエンジン２の回転力を電気エネルギーに変換する。さらにＭ／Ｇ２６は必要に応じてモータとして機能することで（「駆動モード」）、プーリ１８を介してベルト１４を回転させてエンジン２及び補機類２２の一方あるいは両方を回転させる。
【００２８】
ここで、Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。Ｍ／Ｇ２６が「発電モード」または「回生モード」にされる場合には、インバータ２８はスイッチングにより、Ｍ／Ｇ２６から高圧電源用バッテリ３０（ここでは３６Ｖ）に対して、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源用バッテリ３４（ここでは１２Ｖ）に対して電気エネルギーの充電を行う。さらにインバータ２８は、高圧電源用バッテリ３０や低圧電源用バッテリ３４が点火系、メータ類あるいは各ＥＣＵ（電子制御ユニット）、その他に対する電源となるように切り替える。
【００２９】
Ｍ／Ｇ２６が「駆動モード」にされる場合には、インバータ２８は電力源である高圧電源用バッテリ３０からＭ／Ｇ２６へ電力を供給して、Ｍ／Ｇ２６を駆動させる。そして、プーリ１８及びベルト１４を介し、エンジン停止時においては補機類２２を回転させ、自動始動時、あるいは車両発進時においてはクランク軸２ａを回転させる。なお、インバータ２８は高圧電源用バッテリ３０からの電気エネルギーの供給を調整することで、Ｍ／Ｇ２６の回転数を調整できる。
【００３０】
また冷間時のエンジン始動のために、スタータ３６が設けられている。スタータ３６は低圧電源用バッテリ３４から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン２を始動させる。
【００３１】
Ａ／Ｔ６には、低圧電源用バッテリ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。
【００３２】
上述した電磁クラッチ１０ａのオンオフの切り替え、Ｍ／Ｇ２６、インバータ２８のモード制御、スタータ３６の制御、自動停止自動始動の要求、及び高圧電源用バッテリ３０と低圧電源用バッテリ３４とに対する蓄電量制御等はエコランＥＣＵ４０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の駆動オンのオフ、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４４によるスロットルバルブ４６の開度制御等のエンジン制御は、エンジンＥＣＵ４８により実行される。また、この他、ＶＳＣ（ビークルスタビリティコントロール）−ＥＣＵ５０が設けられていることにより、個々の車輪６０に設けられたブレーキ６２の自動制御も実行されている。ちなみにこのＶＳＣとは、車両の挙動を検出し、例えば横滑り等が検出されたときには、個々の車輪６０に設けられたブレーキ６２の制動力を個別に制御してブレーキバランスを調整し、車両の挙動を安定させる働きをする機構である。
【００３３】
また、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に内蔵されている回転数センサからＭ／Ｇ２６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の有無、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ＴＨＷ、アイドルスイッチからアクセルペダルの踏み込み状態、アクセル開度センサからアクセル開度ＡＣＣＰ、舵角センサからステアリングの操舵角θ、車速センサから車速ＳＰＤ、スロットル開度センサ４６ａからスロットル開度ＴＡを検出している。さらに、シフト位置センサからのシフト位置ＳＨＦＴ、エンジン回転速度センサからエンジン回転速度ＮＥ、吸気圧センサから吸気通路内の吸気圧ＰＩＭ、大気圧センサ４９から大気圧ＰＡ、エアコンスイッチからオンオフ操作の有無等をエンジン制御等のために検出している。
【００３４】
ＶＳＣ−ＥＣＵ５０は、ブレーキペダル５２の操作データ、車両の挙動を知るために加速度センサから出力される加速度の検出値、及び圧力センサ６３から出力されるマスタシリンダ５６ｉ内のマスタ圧ＭＰ等を制動制御等のために検出している。ブレーキペダル５２にはブレーキスイッチ５２ａが設けられてブレーキペダル５２の踏み込み状態ＢＳＷを表す信号をＶＳＣ−ＥＣＵ５０に出力する。すなわちブレーキスイッチ５２ａは、ブレーキペダル５２が踏み込まれていない場合にはオフ（ＯＦＦ）信号を、ブレーキペダル５２が踏み込まれている場合にはオン（ＯＮ）信号を出力する。
【００３５】
また、本実施形態における車両には、ブレーキペダル５２の踏み込み力を増加させるブレーキアシストを行う倍力装置、すなわちブレーキ補助手段としてブレーキブースタ５６が設けられている。ブレーキブースタ５６は、ダイヤフラム５６ａにより区画形成された第１圧力室５６ｂと第２圧力室５６ｃとを有している。この内、第１圧力室５６ｂにはブレーキブースタ圧力センサ５６ｄが設けられ、第１圧力室５６ｂ内のブースト圧ＰＢを検出してブースト圧ＰＢに対応する信号を出力する。この第１圧力室５６ｂへは、チェック弁５６ｅを介してスロットルバルブ４６より下流側の吸気管２ｂから吸気負圧が供給されている。このチェック弁５６ｅは第１圧力室５６ｂから吸気管２ｂへの空気の流れを許し、逆の流れは禁止するものである。
【００３６】
さて、上記ブレーキブースタ５６は次のように機能する。すなわちブレーキペダル５２が踏み込まれていないときには、ブレーキブースタ５６内に設けられた負圧制御バルブ５６ｆは第１圧力室５６ｂ内の負圧を第２圧力室５６ｃへ導入している。このため第１圧力室５６ｂと第２圧力室５６ｃとは同じ負圧状態となるので、スプリング５６ｇによりダイヤフラム５６ａはブレーキペダル５２側に押し戻されている。このためダイヤフラム５６ａと連動するプッシュロッド５６ｈはマスタシリンダ５６ｉ内に設けられたピストンを押すことはない。
【００３７】
一方、ブレーキペダル５２が踏み込まれると、ブレーキペダル５２に設けられた入力側ロッド５６ｊに連動して負圧制御バルブ５６ｆが第１圧力室５６ｂと第２圧力室５６ｃとの間を遮断するとともに、大気を第２圧力室５６ｃに導入する。このことにより吸気負圧状態の第１圧力室５６ｂと大気圧となった第２圧力室５６ｃとの間に差圧が生じる。このためブレーキペダル５２に対する踏み込み力に加えてこの差圧分のブースト圧も加算される。すなわち、上記踏み込み力が倍増され、ダイヤフラム５６ａはスプリング５６ｇの付勢力に抗してプッシュロッド５６ｈをマスタシリンダ５６ｉ側に押し込む。このことにより、マスタシリンダ５６ｉ内のピストンが押され、油圧配管６１内のブレーキオイルを介してブレーキ６２内のピストンが移動し、車輪６０の制動が行われる。
【００３８】
そして、ブレーキペダル５２の踏み込みが緩められると、ブレーキペダル５２に設けられた入力側ロッド５６ｊに連動して負圧制御バルブ５６ｆが第２圧力室５６ｃと外気側との連通を遮断し、第１圧力室５６ｂと第２圧力室５６ｃとの間を連通状態にする。このことにより第２圧力室５６ｃ内に第１圧力室５６ｂから吸気負圧が導入される。このため第１圧力室５６ｂと第２圧力室５６ｃとは同圧となる。従って、ダイヤフラム５６ａはスプリング５６ｇの付勢力によりブレーキペダル５２側に移動して、元の非制動状態に戻る。
【００３９】
なお、上述したエコランＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵ４８、及びＶＳＣ−ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。これらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、相互にデータ通信が可能とされているエコランＥＣＵ４０、エンジンＥＣＵ４８、及びＶＳＣ−ＥＣＵ５０間で必要に応じて交換される。このことにより各ＥＣＵは相互に連動して制御を実行することが可能になっている。
【００４０】
次に、エコランＥＣＵ４０にて実行される、車両停止時のエンジン自動停止始動処理について説明する。この自動停止始動処理は、運転者がエコランスイッチをオンした場合に実行される。
【００４１】
さて、図２は自動停止始動処理にかかる手順を示している。
本処理が開始されると、まず、ブレーキブースタ圧力センサ５６ｄにて検出されたブースト圧ＰＢやその他の自動停止判定に必要な運転情報が読み込まれ、ブースト圧ＰＢ以外について自動停止条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１００）。このブースト圧ＰＢ以外の自動停止条件とは、例えば、
・ダイアグノーシスの内容に異常なし、
・高圧電源用バッテリ３０、低圧電源用バッテリ３４の充電状態は問題なし、
・エンジンＥＣＵ４８側の許可有り、
・エンジンフード閉、
・車両ドア閉、
・エアコンが高負荷でない、
・冷却水温が所定値以上、
・ターンシグナルランプオフ、
・車両停止状態（車速「０」）、
といった、エンジン２の自動停止を実行してもよいか否かを判定するための各種条件が設定されている。これらの条件が１つでも満足されなかった場合には（Ｓ１００でＮＯ）、このまま一旦本処理が終了される。
【００４２】
一方、ブースト圧ＰＢ以外の自動停止条件が全て満足された場合には（Ｓ１００でＹＥＳ）、ブースト圧ＰＢが停止許可値、すなわち停止許可圧ＰＳ以下か否かが判定される（Ｓ１１０）。この停止許可圧ＰＳは、始動要求値、すなわち始動要求圧ＰＯと所定値ＫＰ１とに基づき、次式（１）より設定される値である。
【００４３】
停止許可圧ＰＳ＝始動要求圧ＰＯ−所定値ＫＰ１ … （１）
なお、本実施形態では、ブースト圧ＰＢ、停止許可圧ＰＳ、始動要求圧ＰＯ、所定値ＫＰ１、及び後述するマスタ圧ＭＰの圧力値を絶対圧で扱う。他方、ブースト圧ＰＢの低下とは、ブースト圧ＰＢが大気圧側に近づく、すなわち絶対圧が大きくなることをいう。またブースト圧ＰＢの増大とは、ブースト圧ＰＢが真空側に近づく、すなわち絶対圧が小さくなることをいう。
【００４４】
さて、上記始動要求圧ＰＯは、車両の静止状態を維持するためのブースト圧ＰＢを確保するための最低限の圧力であり、ブースト圧ＰＢがこの始動要求圧ＰＯよりも大気圧側に近づくと、上記第１圧力室５６ｂ内にブースト圧ＰＢを補充するためにエンジン２の自動始動が行われる。なお、始動要求圧ＰＯは、車両を静止状態に維持するための要求制動力が大きくなるほど低くなるように可変設定され、これにより車両停止時における要求制動力に応じた上記ブースト圧ＰＢが確保されるようにしている。本実施形態では、この要求制動力を次のようにして推定している。
【００４５】
まず、運転者が大きな制動力を要求しているときには、そうでないときに比して、ブレーキペダル５２が大きく踏み込まれる。このようにブレーキペダル５２が大きく踏み込まれると、マスタシリンダ５６ｉ内のマスタ圧ＭＰが増大される。すなわち、ブレーキペダル５２の操作量に応じて変化するマスタ圧ＭＰに基づいて上記要求制動力は推定することができる。
【００４６】
また、車両の停止位置における路面の傾斜角α（路面の勾配）が大きくなるほど、車両を停止させておくための制動力がより多く必要になる。換言すれば、車両停止位置の路面の傾斜角αに基づいて上記要求制動力は推定することができる。
【００４７】
そして、このように推定される要求制動力が増大するほど、ブレーキアシストに必要となるブースト圧ＰＢも増大し、上述したように始動要求圧ＰＯはより小さく設定する必要がある。そこで、図３に示すように、マスタ圧ＭＰが増大するほど、あるいは傾斜角αが大きくなるほど、推定される要求制動力に応じた始動要求圧ＰＯは小さくなるように設定される。そして、マスタ圧ＭＰから求められる始動要求圧ＰＯと傾斜角αから求められる始動要求圧ＰＯとのうち、より小さい方の値が最終的な始動要求圧ＰＯとして設定される。なお、上述したように、本実施形態における車両には加速度センサが設けられている。この加速度センサは車両の姿勢を検出することができるため、本実施形態では、この加速度センサの出力値を用いて車両の停止位置における路面の傾斜角αを検出するようにしている。ちなみに、傾斜角αの検出に関しては、上記加速度センサのみならず、傾斜角αを検出することのできるセンサであればどのようなもので行ってもよい。
【００４８】
また所定値ＫＰ１は、以下の点を考慮した固定値として設定されている。
・自動停止中に運転者がブレーキペダル５２の踏み込みを緩めると、上記第２圧力室５６ｃ内に第１圧力室５６ｂ内の負圧が導入され、ブースト圧ＰＢは低下する。そして場合によっては、ブースト圧ＰＢが始動要求圧ＰＯ以上になることも想定される。そこで、自動停止中のブースト圧ＰＢの低下を見込んで、自動停止前に予め余分にブースト圧ＰＢを確保しておく。
・上記要求制動力が増大し、始動要求圧ＰＯが変更された場合でも、確保されているブースト圧ＰＢが変更された始動要求圧ＰＯ以下となるように、換言すれば、始動要求圧ＰＯが変更された場合でもブースト圧ＰＢが不足しないように、自動停止前に十分なブースト圧ＰＢを確保しておく。
【００４９】
すなわち、所定値ＫＰ１は、自動停止中のブースト圧ＰＢの変化と始動要求圧ＰＯの変化とを考慮し、自動停止前にブースト圧ＰＢを十分に確保できる固定値が設定されている。これにより、自動停止中のブースト圧ＰＢ自体の低下によるブースト圧ＰＢの不足、または自動停止中の始動要求圧ＰＯの低下によるブースト圧ＰＢの不足が抑えられる。
【００５０】
ちなみに本実施形態では、上記所定値ＫＰ１として５〜１５ＭＰａの間の値（５≦ＫＰ１≦１５ＭＰａ）が設定されている。これは、所定値ＫＰ１が小さすぎると、ブースト圧ＰＢの確保量が少なくなり、自動停止中におけるわずかなブレーキ操作でもブースト圧ＰＢが早期に始動要求圧ＰＯに達し、自動始動がなされてしまうおそれがあるためである。このような自動停止中のわずかなブレーキ操作により自動始動が行われてしまうと、運転者に違和感を与えるおそれがある。また、所定値ＫＰ１が大きすぎると、ブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳに到達しにくくなり、自動停止が行われにくくなるおそれがある。なお、上述したような不具合を好適に抑制することができる値であれば、所定値ＫＰ１の値はどのような値でもよく、何ら上記範囲内の固定値に限定されるものではない。
【００５１】
そして、ブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳよりも高い場合には（Ｓ１１０でＮＯ）、自動停止中のブースト圧ＰＢの不足分を見込んだだけの負圧がまだ十分に確保されていないとして、引き続きエンジン２の運転が行われ、ブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳ以上になるまで、第１圧力室５６ｂへの負圧供給が継続される。すなわち自動停止が保留される。
【００５２】
一方、ブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳ以上であれば（Ｓ１１０でＹＥＳ）、自動停止中のブースト圧ＰＢの不足分を見込んだだけの負圧が十分に確保されたとして、エンジン２の自動停止が実行される（Ｓ１２０）。すなわち、エコランＥＣＵ４０からはエンジンＥＣＵ４８へ自動停止要求が出力されることにより、エンジンＥＣＵ４８では燃料噴射弁４２からの燃料噴射を停止することにより、エンジン２の燃焼を停止する。このことによりエンジン２の回転は停止することになる。
【００５３】
その後、ブースト圧ＰＢはモニタされ、同ブースト圧ＰＢが不足するとエンジン２の自動始動が行われる。すなわち、ブースト圧ＰＢが上記始動要求圧ＰＯ以上であるか否かが判定される（Ｓ１３０）。そして、ブースト圧ＰＢが始動要求圧ＰＯよりも低い場合には（Ｓ１３０でＮＯ）、ブレーキアシストに必要なブースト圧ＰＢが十分に確保されているとして、引き続きブースト圧ＰＢのモニタが継続される。
【００５４】
一方、ブースト圧ＰＢが始動要求圧ＰＯよりも高い場合には（Ｓ１３０でＹＥＳ）、ブレーキアシストに必要なブースト圧ＰＢが不足しているとして、エンジン２の自動始動が実行される（Ｓ１４０）。すなわち、エコランＥＣＵ４０からはエンジンＥＣＵ４８へ自動始動要求が出力されることにより、エンジンＥＣＵ４８では燃料噴射弁４２からの燃料噴射等が実行され、エンジン２の燃焼が開始される。このことによりエンジン２は回転を始め、吸気管２ｂ内には負圧が発生し、第１圧力室５６ｂへの負圧供給が行われる。
【００５５】
次に、自動停止前と自動停止中におけるブースト圧ＰＢの変化態様、及び上記自動停止始動処理による機関状態の変化態様について、本実施形態にかかる自動停止始動制御装置と従来の制御装置との違いを中心に、図４、図５を併せ参照して説明する。
【００５６】
図４は、自動停止中にあってブレーキペダル５２の踏み込みが緩められ、ブースト圧ＰＢが低下する場合の上記変化態様を示している。まず先に、本実施形態にかかる自動停止始動制御装置による上記変化態様等について説明する。
【００５７】
まず、時刻ｔ２ａ前において、エンジン２が運転されているときには、ブレーキブースタ５６の第１圧力室５６ｂへの負圧供給がなされるため、ブースト圧ＰＢは低下していく。そして、時刻ｔ２ａにてブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳ以下になるとともに、上述したような他の停止許可条件が満たされている場合には、自動停止が実行され、エンジン回転速度ＮＥは「０」になる。その後、時刻ｔ３ａにてブレーキペダル５２の踏み込みがわずかでも緩められると、第２圧力室５６ｃ内の空気が第１圧力室５６ｂ内に導入されることによりブースト圧ＰＢは低下する、すなわち大気圧に近づく。しかし、車両を停止状態に維持するための最低限のブースト圧ＰＢに対して、自動停止中のブースト圧ＰＢの変化を考慮した所定値ＫＰ１分だけ余分にブースト圧ＰＢが確保された状態でエンジン２は停止されている。そのため、ブレーキペダル５２の踏み込みがわずかに緩められた程度では、ブースト圧ＰＢは始動要求圧ＰＯ以上にはならず、エンジン２の自動停止が継続される。
【００５８】
一方、従来の制御装置では、内燃機関の運転状態、例えば、吸気温、点火時期、バルブタイミング、アイドルスピード制御用バルブの状態、あるいは燃焼形態等により変動を受けやすい吸気圧とブースト圧ＰＢとの差に基づいて自動停止の可否を判断するようにしている。そのため場合によっては、吸気圧が大気圧に近い状態にあるときにブースト圧ＰＢとの比較が行われることもある。このときには、図４に一点鎖線で示すように、本実施形態における停止許可圧ＰＳにブースト圧ＰＢが到達する前に、自動停止が実行されることも起こりうる（時刻ｔ１ａ）。この場合には本実施形態によるブースト圧ＰＢの確保に比較して、ブースト圧ＰＢの確保量が少なくなり、始動要求圧ＰＯに対する余力分も小さくなる。従って、時刻ｔ３ａにてブレーキペダル５２の踏み込みがわずかでも緩められると、ブースト圧ＰＢは始動要求圧ＰＯ以上にはなり、直ちにエンジン２は自動始動されてしまう。
【００５９】
このように、自動停止中にあってブレーキペダル５２の踏み込みがわずかでも緩められる場合に、従来の制御装置では自動始動が実行されてしまうのに対し、本実施形態にかかる自動停止始動制御装置では、自動始動は実行されない。すなわち本実施形態によれば、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることができる。そのため、例えば、自動停止中にもかかわらず、わずかにブレーキ操作を行っただけで自動始動が実行されてしまうといった、運転者に違和感を与える要因を減少させることができる。
【００６０】
他方、図５は、自動停止中にあってブレーキペダル５２の踏み込みが行われ、始動要求圧ＰＯが小さくなる場合の上記変化態様を示している。まず先に、本実施形態にかかる自動停止始動制御装置による上記変化態様等について説明する。
【００６１】
まず、時刻ｔ２ｂ前において、エンジン２が運転されているときには、ブレーキブースタ５６の第１圧力室５６ｂへの負圧供給がなされるため、ブースト圧ＰＢは低下していく。そして、時刻ｔ２ｂにてブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳ以下になるとともに、上述したような他の停止許可条件が満たされている場合には、自動停止が実行され、エンジン回転速度ＮＥは「０」になる。その後、時刻ｔ３ｂにてブレーキペダル５２が踏み込まれると、マスタ圧ＭＰの増大に伴って始動要求圧ＰＯが小さく設定される。このとき、本実施形態では、車両を停止状態に維持するための最低限のブースト圧ＰＢに対して、自動停止中の始動要求圧ＰＯの変化を考慮した所定値ＫＰ１分だけ余分にブースト圧ＰＢが確保された状態でエンジン２は停止されている。そのため、ブレーキペダル５２の踏み込みによって始動要求圧ＰＯが低下しても、ブースト圧ＰＢは始動要求圧ＰＯ以上にはならない。このため、エンジン２の自動停止が継続される。
【００６２】
一方、上述したように従来の制御装置では、吸気圧が大気圧に近い状態にあるときにブースト圧ＰＢとの比較が行われることもある。このときには、図５に一点鎖線で示すように、本実施形態における停止許可圧ＰＳにブースト圧ＰＢが到達する前に、自動停止が実行されることも起こりうる（時刻ｔ１ｂ）。この場合には本実施形態によるブースト圧ＰＢの確保に比較して、ブースト圧ＰＢの確保量が少なくなり、始動要求圧ＰＯに対する余力分も小さくなる。従って、時刻ｔ３ｂにてブレーキペダル５２が踏み込まれ、始動要求圧ＰＯが小さく設定されると、確保されているブースト圧ＰＢでは始動要求圧ＰＯ以上になってしまい、直ちにエンジン２は自動始動されてしまう（時刻ｔ３ｂ）。
【００６３】
このように、自動停止中にあってブレーキペダル５２が踏み込まれると、従来の制御装置では自動始動が実行されてしまうのに対し、本実施形態にかかる自動停止始動制御装置では、自動始動は実行されない。すなわち本実施形態によれば、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることができる。そのため、例えば、自動停止中にもかかわらず、ブレーキ操作を行っただけで自動始動が実行されてしまうといった、運転者に違和感を与える要因を減少させることができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態にかかる内燃機関の自動停止始動制御装置によれば、次のような効果が得られるようになる。
（１）所定値ＫＰ１は、自動停止中のブースト圧ＰＢの変化と始動要求圧ＰＯの変化とを考慮し、自動停止前に十分なブースト圧ＰＢを確保しておける値が設定されている。すなわち、自動停止中の要求制動力の変化を見込んで所定値ＫＰ１は設定されている。そして車両の静止状態を維持するために必要な最低限のブースト圧ＰＢを確保するための始動要求圧ＰＯから、所定値ＫＰ１を減じた値を停止許可圧ＰＳに設定するようにしている。換言すれば、停止許可圧ＰＳと始動要求圧ＰＯとの乖離度合いを要求制動力に基づいて設定するようにしている。そのため、始動要求圧ＰＯと停止許可圧ＰＳとの間に相互関係が設定され、所定値ＫＰ１分に相当するブースト圧ＰＢが確実に確保される。そのため、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることができるようになる。
【００６５】
（２）始動要求圧ＰＯは、要求制動力が大きくなるほど小さくなるように可変設定している。そのため、要求制動力に応じたブースト圧ＰＢを好適に確保することができるようになる。
【００６６】
（３）ブレーキペダル５２の操作量に応じて変化するマスタ圧ＭＰに基づいて上記要求制動力を推定するようにしている。従って、運転者の要求制動力に応じたブースト圧ＰＢを確実に確保することができるようになる。
【００６７】
（４）また車両停止位置の路面の傾斜角αに基づいて上記要求制動力を推定するようにしている。従って、車両の停止位置における路面の傾斜角αに応じたブースト圧ＰＢを確実に確保することができるようになる。
【００６８】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、始動要求圧ＰＯを可変設定するようにした。これに代えて、始動要求圧ＰＯを固定値としてもよい。この場合の固定値は、自動停止中のブースト圧ＰＢの変化と要求制動力の変化とを考慮し、十分に小さい値を設定するとよい。この場合であっても、所定値ＫＰ１は自動停止後のブースト圧ＰＢの変化と要求制動力の変化とを考慮した値に設定されているため、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因するブースト圧ＰＢの不足を補うための自動始動を減少させることができる。
【００６９】
・所定値ＫＰ１を予め設定された固定値とする場合には、例えば要求される制動力が小さい場合に、要求制動力に対してブースト圧ＰＢが過剰に確保される場合もあり、車両停止後にあって自動停止が実行されるまでの時間が長くなるおそれがある。そこで、上記所定値ＫＰ１を、要求制動力に応じて設定される可変値としてもよい。好適には、図６に示すように、マスタ圧ＭＰが増大するほど、あるいは傾斜角αが増大するほど、所定値ＫＰ１の値が大きく可変設定されるようにする。そして、マスタ圧ＭＰから求められる所定値ＫＰ１と傾斜角αから求められる所定値ＫＰ１とを比較し、より大きい方の所定値ＫＰ１を最終的な所定値ＫＰ１として設定するとよい。この場合には、自動停止中におけるブースト圧ＰＢの不足分を見込んで余分に確保されるブースト圧ＰＢが、要求制動力に応じて好適に確保される。そのため、自動停止と自動始動とを好適に実行することができるようになる。
【００７０】
・上記始動要求圧ＰＯ及び所定値ＫＰ１をともに、上述した変形例での態様のように要求制動力に基づいて可変設定するようにしてもよい。この場合には要求制動力に応じてより好適に自動停止と自動始動とを実行することができるようになる。
【００７１】
・上記実施形態及びその変形例において、所定値ＫＰ１や始動要求圧ＰＯを、マスタ圧ＭＰまたは傾斜角αの少なくとも一方に基づいて設定するようにしてもよい。この場合にも上記実施形態に準ずる効果を得ることができる。
【００７２】
・上記実施形態及びその変形例において、始動要求圧ＰＯと停止許可圧ＰＳとをマップに基づいて設定するようにしてもよい。この場合には、要求制動力に基づいて始動要求圧ＰＯを求めるための始動要求圧ＰＯ用マップと、始動要求圧ＰＯに基づいて停止許可圧ＰＳを求めるための停止許可圧ＰＳ用マップとを用意する。そしてこれらマップの作成に際しては、求められた始動要求圧ＰＯから、同始動要求圧ＰＯに基づいて設定された停止許可圧ＰＳを減じた値が上記所定値ＫＰ１になるように、停止許可圧ＰＳ用マップを設定する。この場合にも上記実施形態に準ずる効果を得ることができる。
【００７３】
・上記実施形態では、車両の静止状態を維持するためのブースト圧ＰＢを確保するための最低限の圧力を始動要求圧ＰＯとして設定し、自動停止前にはこの始動要求圧ＰＯ以上の負圧を確保しておくようにしていた。ここで、上記実施形態の態様でエンジン２の自動停止が行われる場合には、ブースト圧ＰＢが停止許可圧ＰＳに到達するまでは自動停止が実行されない。そのため、例えば、要求制動力がそれほど高くなく、ブースト圧ＰＢもそれほど必要ではない場合にあって、自動停止までの時間が長くなるおそれがある。そこで、上述したような態様で推定される要求制動力がそれほど高くない場合には、始動要求圧ＰＯの値を停止許可圧ＰＳＮとし、停止許可圧ＰＳＮよりも低い値を始動要求圧ＰＯＮとして設定する。そしてこの停止許可圧ＰＳＮと始動要求圧ＰＯＮとの乖離度合いを上記実施形態で説明した技術思想に基づいて設定するようにしてもよい。この場合にも停止許可圧と始動要求圧との間に要求制動力に基づく相互関係が設定され、自動停止中にあって、ブレーキ操作に起因する自動始動を減少させることができるようになる。
【００７４】
・上記実施形態におけるブレーキブースタ５６は、負圧が導入されるタイプのものであった。この他にも、エンジン２の動力（クランクシャフトの回転力等）を利用して正圧を発生されるポンプ等を車両に備え、この正圧が導入されることによりブレーキアシストを行うブレーキブースタもある。このようなブレーキブースタを備える車両であっても、上記実施形態における負圧と正圧とを入れ替え、本発明にかかる技術思想を適用することで、上記実施形態に準ずる作用効果を得ることができる。
【００７５】
・上記実施形態では、ブレーキブースタ５６の負圧をエンジン２の吸気管２ｂから得る機構により説明したが、例えば、エンジン２の運転中に稼働される電動ポンプを用いて十分な負圧を作り、この負圧をブレーキブースタ５６のブースト圧ＰＢに用いるようにした構成でも本発明は同様に適用することができる。
【００７６】
・上記実施形態では、ブレーキブースタ圧力センサ５６ｄにより直接、ブースト圧ＰＢを検出していた。この他にも、ブレーキブースタ圧力センサ５６ｄを設けずに、ブースト圧ＰＢを、大気圧、吸気圧ＰＩＭ、ブレーキペダル５２の踏み込み回数、踏み込みを緩めた回数等に基づき、演算により求めるようにしても良い。
【００７７】
・本発明は、ブレーキペダル５２に代えてブレーキレバー等の他のブレーキ操作子が設けられた車両にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる内燃機関の自動停止始動制御装置の一実施形態について、その概略構成を示す図。
【図２】同実施形態による自動停止始動処理の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態において、要求制動力と始動要求圧との対応を示すグラフ。
【図４】同実施形態による処理の一例と従来例の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態による処理の一例と従来例の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図６】上記実施形態の変形例において、要求制動力と所定値ＫＰ１との対応を示すグラフ。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、２ｂ…吸気管、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（Ａ／Ｔ）、６ａ…出力軸、１０…プーリ、１０ａ…電磁クラッチ、１４…ベルト、１６、１８…プーリ、２２…補機類、２６…モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）、２８…インバータ、３０…高圧電源用バッテリ、３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…低圧電源用バッテリ、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、４６…スロットルバルブ、４６ａ…スロットル開度センサ、４８…エンジンＥＣＵ、４９… 大気圧センサ、５０…ＶＳＣ−ＥＣＵ、５２…ブレーキペダル、５２ａ…ブレーキスイッチ、５６…ブレーキブースタ、５６ａ…ダイヤフラム、５６ｂ…第１圧力室、５６ｃ…第２圧力室、５６ｄ…ブレーキブースタ圧力センサ、５６ｅ…チェック弁、５６ｆ…負圧制御バルブ、５６ｇ…スプリング、５６ｈ…プッシュロッド、５６ｉ…マスタシリンダ、５６ｊ…入力側ロッド、６０…車輪、６１…油圧配管、６２…ブレーキ、６３…圧力センサ。

Claims

内燃機関の動力を利用してブレーキ操作力を増大させるブレーキ補助手段を備えた車両にあって、
少なくとも前記ブレーキ補助手段のブレーキ補助力が予め設定された停止許可値にあることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動停止させ、少なくとも前記ブレーキ補助手段のブレーキ補助力が予め設定された始動要求値にあることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動始動させる内燃機関の自動停止始動制御装置であって、
前記停止許可値と前記始動要求値とは要求制動力に基づいてその乖離度合いが設定される
ことを特徴とする内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記ブレーキ補助手段は前記内燃機関の動力を利用して得られるブースト圧を利用するブレーキブースタであって、
前記自動停止始動制御装置は、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された停止許可圧にあることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動停止させ、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された始動要求圧にあることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動始動させる
請求項１に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記ブレーキ補助手段は吸気通路内に発生する吸気圧をブースト圧として利用することによりブレーキ操作力を増大させるブレーキブースタであって、
前記自動停止始動制御装置は、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された停止許可圧以下であることをその一つとして含む機関停止条件が成立したときに前記内燃機関を自動停止させ、少なくとも前記ブレーキブースタ内のブースト圧が予め設定された始動要求圧以上であることをその一つとして含む機関始動条件が成立した場合に前記内燃機関を自動始動させる
請求項２に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記停止許可圧は要求制動力に基づく一定の固定値だけ前記始動要求圧よりも低い値に設定される
請求項３に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記停止許可圧は車両停止時の要求制動力に応じて設定される可変値だけ前記始動要求圧よりも低い値に設定される
請求項３に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記要求制動力が大きくなるほど前記可変値は大きく設定される
請求項５に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記始動要求値あるいは始動要求圧は、車両停止時の要求制動力に応じて可変設定される
請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記要求制動力が大きくなるほど前記始動要求値あるいは始動要求圧は低く設定される
請求項７に記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記要求制動力はブレーキ操作子の操作量に応じて変化するブレーキ配管系内の圧力に基づいて推定され、前記可変値はこの推定された要求制動力に応じて設定される
請求項５〜８のいずれかに記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。
前記要求制動力は車両停止位置の路面の傾斜角に基づいて推定され、前記可変値はこの推定された要求制動力に応じて設定される
請求項５〜９のいずれかに記載の内燃機関の自動停止始動制御装置。