JP2004278402A - エンジンの自動停止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＣが低下したバッテリに交換された場合でも、エンジン始動不能に陥る事態を未然に回避できるエンジンの自動停止装置を提供する。
【解決手段】バッテリの脱着が検出されたときに（ステップＳ２がＹＥＳ）、充電終了が判定されてバッテリが満充電となるまで（ステップＳ１０がＹＥＳ）、アイドルストップを禁止する（ステップＳ４）。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンを自動的に停止させるエンジンの自動停止装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
エンジンの自動停止装置は種々の分野で実施されており、例えば信号待ちや渋滞等による車両の停車中に、燃費節減とエミッション低減を目的としてエンジンを一時的に自動停止させるアイドルストップ車両に適用されている。この種のアイドルストップ車両では、車速０ｋｍ／ｈ、ブレーキスイッチオン（ブレーキが踏まれている）等のエンジン停止条件が成立して、車両が停車中と推測されるときにエンジンを停止させ、その後にブレーキスイッチオフ（ブレーキが踏まれていない）等の運転者の発進意志を表すエンジン始動条件が成立したときに、スタータによりエンジンを始動して発進に備えている。
【０００３】
停車毎にエンジンを始動するアイドルストップ車両ではバッテリ能力の影響を大きく受け、バッテリ能力が低下しているにも拘わらずエンジンを停止させると、始動不能に陥ってしまうことから、その対策が実施されている（例えば、特許文献１参照）。
当該特許文献１に記載されたアイドルストップ車両では、バッテリの充電レベル（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）をモニタしながらエンジンの停止始動制御を実行しており、ＳＯＣが基準値を下回るとエンジン停止条件が成立してもアイドルストップを禁止することで、始動不能に陥る事態を防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１９２８３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バッテリが劣化等により交換された場合には、その時点のＳＯＣを１００％と仮定してＳＯＣの算出処理を継続している。交換バッテリとして、完全充電された新品のバッテリが適用された場合には実際のＳＯＣが仮定されたＳＯＣと整合するため問題は生じないが、ＳＯＣの低下したバッテリ（例えば、充電不足のバッテリや劣化したバッテリ）が搭載される場合もあり、このときには実際のＳＯＣが仮定されたＳＯＣに満たなくなり、両者の間に不整合が生じる。
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術ではこのような現象を想定していないため、実際のＳＯＣが基準値を下回っても計算上のＳＯＣが基準値以上であるためエンジンを停止させてしまい、始動不能に陥ってしまうという問題があった。
本発明の目的は、ＳＯＣが低下したバッテリに交換された場合でも、エンジン始動不能に陥る事態を未然に回避することができるエンジンの停止始動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、所定条件が成立したときにエンジンを停止させるエンジン停止手段と、車両に搭載されたバッテリの脱着を検出するバッテリ脱着検出手段と、バッテリの充電終了を判定する充電終了判定手段と、バッテリ脱着検出手段によりバッテリの脱着が検出されると、充電終了判定手段によりバッテリの充電終了が判定されるまで、エンジン停止手段によるエンジン停止を禁止するエンジン停止禁止手段とを備えたものである。
【０００８】
従って、バッテリ脱着検出手段によりバッテリの脱着が検出されると、充電終了判定手段によりバッテリの充電終了が判定されるまで、エンジン停止禁止手段がエンジン停止手段によるエンジン停止を禁止する。その結果、再始動できないほどＳＯＣが低下したバッテリに交換された場合でも、充電終了判定によりバッテリが満充電となるまでは、譬えエンジン停止のための所定条件が成立してもエンジンは停止されずに運転を継続し、始動不能に陥る事態が回避される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、エンジン停止禁止手段が、バッテリ脱着検出手段によりバッテリの脱着が検出されると、エンジン停止手段によるエンジン停止を禁止すると共に、バッテリを充電制御する充電制御手段に充電の開始を指令するものである。
従って、バッテリの脱着が検出されると、充電開始指令に基づいて充電制御手段により直ちにバッテリの充電が開始されるため、充電終了判定が速やかに下されてエンジン停止の禁止期間が短縮化される。その結果、自動停止装置が本来想定している制御に逸早く復帰可能となる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、エンジン停止禁止手段が、エンジン停止手段によるエンジン停止の禁止を運転者に報知する報知手段を備えるものである。
従って、エンジン停止の禁止中であることを運転者が容易に把握でき、所定条件の成立によりエンジン停止されるはずにも拘わらずエンジンの運転が継続されて運転者が不信感を抱く虞がなくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をアイドルストップ車両に適用されるエンジンの停止始動装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１の全体構成図に示すように、エンジン１は吸気管噴射型の直列４気筒ガソリン機関として構成されている。エンジン１の吸気通路２には各気筒毎に燃料噴射弁３が備えられ、各燃料噴射弁３は図示しない燃料ポンプから燃料を供給される。吸気通路内２内には図示しないエアククリーナから吸気が導入され、導入された吸気はスロットル弁４により流量調整された後に、燃料噴射弁３から噴射された燃料と混合され、混合気として吸気弁の開弁に伴って燃焼室５内に導入される。その後、所定のタイミングで点火プラグ６により混合気が点火され、燃焼後の排ガスが燃焼室５から排気通路７内に排出されて、図示しない触媒や消音器を経て外部に排出される。
【００１２】
エンジン１の一側にはスタータジェネレータ１１が配設され、このスタータジェネレータ１１のプーリ１２は、ウォータポンププーリ１３及びアイドラプーリ１４と共にエンジン１のクランクプーリ１５に対してベルト１６により連結されている。スタータジェネレータ１１は発電用のオルタネータとして機能すると共に、エンジン始動用のスタータモータとしても機能する。
【００１３】
即ち、スタータジェネレータ１１は車両に搭載されたバッテリ１７に接続される一方、図示しない車両の灯火類や空調装置等の電気負荷にも接続され、エンジン運転中においては、クランクプーリ１５によりベルト１６を介してウォータポンププーリ１３と共に回転駆動されて、バッテリ１７への充電や電気負荷による電力消費を賄う電力を発電する一方、エンジン始動時には、逆にベルト１６を介してクランクプーリ１５を駆動してエンジン１をクランキングする。尚、このスタータジェネレータ１１は、後述するアイドルストップ制御でのエンジン始動時に用いられるばかりでなく、運転者のキー操作に基づく通常の始動時のクランキングにも使用することができる。
【００１４】
図示はしないが、このように構成されたエンジン１は自動変速機と連結されて車両に搭載されており、運転者はＤレンジ等の走行レンジに変速操作して車両を走行させるようになっている。
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ２１（エンジン制御ユニット）が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、車速Ｖを検出する車速センサ２２、運転者によるブレーキの操作状態を検出するブレーキスイッチ２３、アクセル操作量Ａｃｃを検出するアクセルセンサ２４、自動変速機のシフト位置を検出するシフト位置センサ２５、バッテリ１７の放電電流及び充電電流Ｉｂａｔを検出する電流センサ２６、バッテリ電圧Ｂｂａｔを検出する電圧センサ２７、及びその他の各種スイッチやセンサ類が接続されている。又、ＥＣＵ２１の出力側には上記燃料噴射弁３、点火プラグ６、スタータジェネレータ１１、運転席に設けられてアイドルストップ制御が禁止中であることを表示する表示ランプ２８（報知手段）、及びその他のデバイス類が接続されている。
【００１５】
ＥＣＵ２１は上記した各検出情報に基づき燃料噴射制御や点火時期制御を始めとするエンジン１を運転するための各種制御を実行する。
又、ＥＣＵ２１は電流センサ２６により検出された放電電流及び充電電流Ｉｂａｔの積算値からバッテリ１７のＳＯＣを逐次算出し、算出したＳＯＣやエンジン１の運転状態等に基づいてスタータジェネレータ１１の発電量を制御すると共に、定期的にバッテリ１７を満充電にするためのメンテナンスチャージを実行する（充電制御手段）。更に、充電によりバッテリ１７が満充電になると充電終了判定を行い（充電終了判定手段）、この時点のＳＯＣを１００％として設定して以降のＳＯＣの算出処理を継続する。尚、充電終了判定はどのような手法で実施してもよく、例えば、充電過程でバッテリ電圧Ｂｂａｔが上昇すると共に、充電電流Ｉｂａｔが０に漸近する特性を利用して、バッテリ電圧Ｂｂａｔが所定値を越え、且つ充電電流Ｉｂａｔが所定値を下回ったときに充電終了判定を行ってもよい。
【００１６】
更に、ＥＣＵ２１は信号待ちや渋滞等による車両の停車中には、エンジン１を一時的に自動停止させるアイドルストップ制御を実行すると共に、車載バッテリ１７の交換時には、アイドルストップ（つまり、エンジン停止）を一時的に禁止する。そこで、以下、このＥＣＵ２１が実行するアイドルストップ制御に関する処理を詳述する。
【００１７】
アイドルストップ制御の実行及び中止は図示しないモード選択スイッチにより運転者が任意に選択でき、モード選択スイッチによりアイドルストップ制御の実行が選択され、且つ、車両のイグニションキーがオンされているときに、ＥＣＵ２１によりアイドルストップ制御が所定のエンジン停止条件及びエンジン始動条件に基づいて実行される。
【００１８】
エンジン停止条件としては、車速センサ２２にて検出された車速Ｖが０ｋｍ／ｈであること、ブレーキスイッチ２３にてブレーキの踏込み操作が検出されていること、及びシフト位置センサ２５にて検出されたシフト位置がＮ（ニュートラル）又はＤ（ドライブ）等の走行レンジであることが設定され、これらの条件が満たされたときに、ＥＣＵ２１はエンジン停止条件が成立したと判断し、燃料噴射制御と点火時期制御を中止してエンジン１を停止させる（エンジン停止手段）。
【００１９】
又、エンジン始動条件としては、ブレーキスイッチ２３にてブレーキの踏込み操作が検出されていないこと、及びシフト位置センサ２５にて検出されたシフト位置がＤ等の走行レンジであることが設定され、これらの条件が満たされたときに、ＥＣＵ２１はエンジン始動条件が成立したと判断し、燃料噴射制御と点火時期制御を再開すると共に、スタータジェネレータ１１によりエンジン１をクランキングして始動させる。
【００２０】
一方、ＥＣＵ２１はアイドルストップ制御の実行中において、図２に示すアイドルストップ禁止ルーチンを所定の制御インターバルで実行しており、まず、ステップＳ２でバッテリ１７が脱着されたか否かを判定する（バッテリ脱着検出手段）。バッテリ脱着時にはＥＣＵ２１への給電が一時中断されてメモリが消失するため、ＥＣＵ２１は自己のメモリの保持状態に基づいて当該判定を行う。
【００２１】
即ち、メモリ保持時にはバッテリ１７が脱着されなかったとしてステップＳ２でＮＯ（否定）の判定を下し、一旦ルーチンを終了する。又、メモリ消失時にはバッテリ１７が脱着された、つまり車両に搭載されたバッテリ１７が取外されて別のバッテリ１７に交換された可能性があると見なし、ステップＳ２でＹＥＳ（肯定）の判定を下してステップＳ４に移行する。
【００２２】
尚、バッテリ１７の脱着はスイッチで検出してもよく、例えばバッテリ１７の脱着時にオンオフ操作されるようにバッテリトレイにスイッチを内蔵させ、予備電源と予備の記憶装置を用いてスイッチのオンオフ状態の履歴を保持しておき、その履歴に基づいてバッテリ１７の脱着を判定してもよい。
一方、ステップＳ４ではアイドルストップを禁止し（エンジン停止禁止手段）、続くステップＳ６で表示ランプ２８を点灯させた後、ステップＳ８に移行する。ステップＳ４での禁止指令を受けて、上記したアイドルストップ制御ではエンジン停止条件が成立したとしてもエンジン停止を実行せず、結果としてエンジン１の運転を継続して信号待ち等が行われる。
【００２３】
その後、ＥＣＵ２１はステップＳ８で充電終了判定要求をセットし、続くステップＳ１０で充電終了判定が下されたか否かを判定する。スタータジェネレータ１１の発電制御で充電終了判定が下されるまでは、ＥＣＵ２１はステップＳ１０でＮＯの判定を下して一旦ルーチンを終了する。
ステップＳ８での要求を受けて、スタータジェネレータ１１の発電制御においてバッテリ１７の満充電により充電終了判定が下されると、ＥＣＵ２１はステップＳ１２に移行してアイドルストップを許可する。更に、続くステップＳ１４で表示ランプ２８を消灯させた後、ステップＳ１６で充電終了判定要求をリセットしてルーチンを終了する。従って、ステップＳ１２での許可指令を受けて、以降は通常通りアイドルストップ制御が行われる。
【００２４】
以上のように本実施形態のアイドルストップ車両におけるエンジン１の停止始動装置では、バッテリ１７が脱着されたときに充電終了判定が下されるまでアイドルストップを禁止するため、再始動できないほどＳＯＣが低下したバッテリ１７に交換された場合でも、充電終了判定によりバッテリ１７が満充電となるまでは、譬えエンジン停止条件が成立してもエンジン１は停止されずに運転を継続し、もって、不用意なエンジン停止により始動不能に陥る事態を未然に回避することができる。
【００２５】
しかも、アイドルストップの禁止に合わせて表示ランプ２８を点灯させるため、禁止中であることを運転者が容易に把握でき、エンジン停止されるはずの信号待ち等でエンジン１の運転が継続されて運転者が不信感を抱くのを防止し、停止始動装置としてのドライバビリティを向上できるという利点もある。
ところで、本実施形態ではステップＳ８で充電終了判定要求をセットして、スタータジェネレータ１１の発電制御側で充電終了判定が下されるまで待機したが、これに代えて、例えばステップＳ８でメンテナンスチャージの実行を要求するようにしてもよい。この場合には直ちにバッテリ１７の充電が開始されるため、充電終了判定が速やかに下されてアイドルストップの禁止期間を短縮化できる。つまり、停止始動装置が本来想定しているアイドルストップ制御に逸早く復帰できるため、アイドルストップ制御による燃費節減やエミッション低減の効果を最大限に得ることができる。
【００２６】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、アイドルストップ車両に適用される停止始動装置に具体化したが、その用途はこれに限ることはなく、例えばハイブリッド車両用の停止始動装置に具体化してもよい。ハイブリッド車両では走行状態やバッテリのＳＯＣ等に応じてエンジンを停止始動させているが、ＳＯＣが低下したバッテリに交換されると、上記アイドルストップ車両と同様に実際のＳＯＣが基準値を下回ってもエンジン停止してしまい始動不能になるため、充電終了判定までエンジン停止を禁止することで始動不能を未然に回避することができる。
【００２７】
又、アイドルストップ車両用の停止始動装置として具体化した場合でも、エンジン１や変速機の種類は上記実施形態に限ることはなく、例えばエンジン１の気筒配列を変更したり、筒内噴射型エンジンとして構成したり、或いは自動変速機に代えて手動変速機を適用したりしてもよい。更に、スタータジェネレータ１１に代えて通常のスタータモータ及びオルタネータを備えてもよい。
【００２８】
一方、上記実施形態では、エンジン停止条件として、車速０ｋｍ／ｈ、ブレーキスイッチオン、シフト位置がＮ又はＤ等の走行レンジにあることを設定し、エンジン始動条件として、ブレーキスイッチオフ、シフト位置がＤ等の走行レンジにあることを設定したが、停止条件及び始動条件はこれに限定されることはなく、例えばエンジン停止条件として、上記アクセルセンサ２４により検出されたアクセル操作量Ａｃｃが０（アイドル運転中）であることを加えてもよい。
【００２９】
更に、エンジン始動は必ずしも自動的に行う必要はなく、例えばエンジン停止条件に基づいてエンジン１を自動停止させた後は、運転者が自らキー操作によりエンジン１を始動させるようにしてもよい。
又、上記実施形態では、報知手段として表示ランプ２８を備えたが、これに代えてスピーカからの音声ガイダンスによりアイドルストップが禁止中であることを知らせてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの自動停止装置によれば、バッテリの脱着が検出されたときに充電終了が判定されるまでエンジン停止を禁止するため、ＳＯＣが低下したバッテリに交換された場合でも、エンジン始動不能に陥る事態を未然に回避することができる。
【００３１】
請求項２の発明のエンジンの自動停止装置によれば、請求項１に加えて、エンジン停止の禁止期間を短縮化して、自動停止装置が本来想定している制御に逸早く復帰することができる。
請求項３の発明のエンジンの自動停止装置によれば、請求項１又は２に加えて、エンジン停止の禁止を運転者に報知して、停止始動装置としてのドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のアイドルストップ車両に適用されたエンジンの停止始動装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行するアイドルストップ禁止ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２１ ＥＣＵ（エンジン停止手段、バッテリ脱着検出手段、充電終了判定手段、エンジン停止禁止手段、充電制御手段）
２８ 表示ランプ（報知手段）

Claims (3)

1. 所定条件が成立したときにエンジンを停止させるエンジン停止手段と、
   車両に搭載されたバッテリの脱着を検出するバッテリ脱着検出手段と、
   上記バッテリの充電終了を判定する充電終了判定手段と、
   上記バッテリ脱着検出手段によりバッテリの脱着が検出されると、上記充電終了判定手段により該バッテリの充電終了が判定されるまで、上記エンジン停止手段によるエンジン停止を禁止するエンジン停止禁止手段と
   を備えたことを特徴とするエンジンの自動停止装置。
2. 上記エンジン停止禁止手段は、上記バッテリ脱着検出手段によりバッテリの脱着が検出されると、上記エンジン停止手段によるエンジン停止を禁止すると共に、該バッテリを充電制御する充電制御手段に充電の開始を指令することを特徴とする請求項１記載のエンジンの自動停止装置。
3. 上記エンジン停止禁止手段は、上記エンジン停止手段によるエンジン停止の禁止を運転者に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの自動停止装置。

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