JP2005120878A

JP2005120878A - アイドルストップ車両

Info

Publication number: JP2005120878A
Application number: JP2003355407A
Authority: JP
Inventors: Kazuteru Kurose; 一輝黒瀬; Kuniaki Kaihara; 邦明貝原; Atsushi Hikuma; 淳日隈
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】アイドルストップシステムの本来の目的である信号待ちなどの時点にてエンジンの自動停止を良好に行うことができるアイドルストップ車両を提供する。
【解決手段】所定のエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止させ、所定のエンジン再始動条件の成立時にエンジンを再始動させるアイドルストップ制御手段は、シフト位置が非走行位置でのアイドルストップ制限期間を有し、エンジンの停止中にシフト位置が走行位置から非走行位置に変更された場合(S204)には、アイドルストップ制限期間の経過後にエンジンを再始動(S206,207)させてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、アイドルストップ車両に係り、詳しくは、所定のエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止させる一方、所定のエンジン再始動条件の成立時にエンジンを再始動させるアイドルストップ車両に関する。

一般に、信号待ちや停留所に止まるときにはエンジンを自動的に停止させ、その後、発進するときにはエンジンを自動的に始動させるアイドルストップシステムが構築されている。
このシステムによれば、エンジンは必要な場合にだけ動かされることから、燃料の節約の他、ＣＯ₂の削減をも図ることができる。

そして、上記システムを搭載したアイドルストップ車両では、シフト位置が走行位置（オートマチック車ではＤレンジ）にあって、ブレーキオン状態にて車速０というエンジン停止条件が成立した場合に、エンジンを自動的に停止させるものが知られている。換言すれば、シフト位置が非走行位置（Ｎレンジ）の場合にはアイドルストップを行わない。
しかし、シフト位置がＤレンジのままでは、例えばエンジンの再始動時にクリープが発生する懸念などがあることから、これを避けるべく、停車中にはシフト位置をＤレンジからＮレンジに変更するドライバーが存在する。この場合には、上記エンジン停止条件から外れるので、エンジンが再始動することになる。つまり、エンジン停止条件のシフト位置をＤレンジに限定すると、アイドルストップシステムの恩恵を受けることができない場合があるという問題が生ずる。

そこで、この状況を打開させるアイドルストップ車両の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
当該車両では、Ｎレンジの場合にも、エンジンを自動的に停止させている。これにより、アイドルストップシステムの恩恵を受けることができないドライバーの存在を減らすことが可能になる。
特開２０００−８７７７５号公報（段落番号００６１、００６２、図１等）

ところで、シフト位置をＮレンジにする場合には、信号待ちや停留所に止まる時の他、駐車時などの時点も該当するものである。
よって、このような信号待ちや停留所に止まる時以外の時点でもＮレンジであることを条件にアイドルストップを許容すれば、エンジンを再始動させるためのモータの電力源であるバッテリーは、アイドルストップが禁止されまで放電する可能性が極めて高くなってしまう。

すなわち、前記従来の技術の如くＮレンジにあることを条件にアイドルストップを一律に許容すれば、バッテリーは、放電され易くなることからアイドルストップが禁止され易くなってしまうことになり、アイドルストップシステムの本来の目的である信号待ちなどの時点にてアイドルストップが行えなくなる可能性が高くなるとの問題がある。
また、Ｎレンジであることを条件にアイドルストップを許容する場合には、自動変速機に油圧を供給すべく電気的に駆動される電動ポンプの存在にも留意しなければならない。

つまり、エンジンの作動時にはエンジンにより駆動されるメカポンプを自動変速機の油圧源とするのに対し、アイドルストップ車両では、エンジンの停止時にはバッテリーからの電力の供給により駆動される電動ポンプを自動変速機の油圧源とし、フォワードクラッチ係合させて発進準備をしておく必要がある。しかし、前記油圧は、Ｎレンジではそもそも抜かれるものであり、このレンジ位置ではクラッチを掴んでおくことができず、この場合に電動ポンプを駆動させたとしても、上記バッテリーからの持ち出し量が無駄に大きくなり、やはりシステムの本来の目的達成に影響を及ぼすからである。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、アイドルストップシステムの本来の目的である信号待ちなどの時点にてエンジンの自動停止を良好に行うことができるアイドルストップ車両を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、請求項１記載のアイドルストップ車両は、予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止させ、予め設定されたエンジン再始動条件の成立時にエンジンを再始動させるアイドルストップ制御手段と、エンジンを再始動させるためのモータの電力源であるバッテリーとを備え、アイドルストップ制御手段は、シフト位置が非走行位置でのアイドルストップ制限期間を有し、エンジンの停止中にシフト位置が走行位置から非走行位置に変更された場合には、アイドルストップ制限期間の経過後にエンジンを再始動させることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明では、アイドルストップ制御手段は、エンジンの停止中にシフト位置が走行位置にある場合には、ブレーキオンが解除されたときにエンジンを再始動させることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、エンジンに連結される自動変速機と、自動変速機に油圧を供給するためにバッテリーからの電力の供給により駆動される電動ポンプとを更に備え、アイドルストップ制御手段は、エンジンの停止中にシフト位置が走行位置から非走行位置に変更された場合には、電動ポンプの駆動を禁止させ、エンジンの停止中にシフト位置が走行位置にある場合には、エンジンが再始動するまで電動ポンプを駆動させることを特徴としている。

したがって、請求項１記載の本発明のアイドルストップ車両によれば、アイドルストップ制御手段は、シフト位置が走行位置でアイドルストップを行い、この状態で非走行位置に変更されてもアイドルストップを継続するが、非走行位置でのアイドルストップには時間制限を設けておき、この時間内でアイドルストップを許可している。よって、駐車時のように非走行位置にてエンジン停止を維持する条件が継続される場合であっても、制限期間が経過すればエンジンは再始動されることになる。このため、アイドルストップが継続されてバッテリーが放電を続けてバッテリー能力の低下を招き、以後のアイドルストップが禁止される可能性を確実に回避し、次回のアイドルストップのためにバッテリー容量を残すことができる。換言すれば、アイドルストップシステムの本来の目的である信号待ちや停留所に止まる時点にてエンジンの自動停止を良好に行うことができる。

また、請求項２記載の発明によれば、アイドルストップ制御手段が、エンジンの停止中に走行位置にある場合には、ブレーキオンが解除されたときにエンジンを再始動させることから、アイドルストップによる燃料の節約とＣＯ₂の削減とを確実に達成することができる。しかも、シフト位置が非走行位置に変更された場合と走行位置にある場合とでエンジン再始動条件を分けていることから、前記従来の技術の如く非走行位置にあることを条件にアイドルストップを一律に許容する場合に比して、効率の良いアイドルストップを実現することができる。

更に、請求項３記載の発明によれば、アイドルストップ制御手段が、エンジンの停止中に非走行位置に変更された場合には電動ポンプの駆動を禁止しているので、バッテリーからの無駄なエネルギーの持ち出し量を一層抑制させ、次回のアイドルストップのためにより十分なバッテリー容量を残すことができる。また、アイドルストップ制御手段が、エンジンの停止中に走行位置にある場合にはエンジンが再始動するまで電動ポンプを駆動させていることから、クラッチ係合のための油圧を維持することができる。なお、上記のように、バッテリーからの持ち出し量を極力小さくできる場合には、上記アイドルストップ制限期間の設定を長めにすることも可能になり、より一層効果的なアイドルストップの達成に寄与できる。

以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るアイドルストップ車両が適用されるエンジンシステム構成図が示されており、以下図１に基づき本発明に係るアイドルストップ車両の構成を説明する。
当該アイドルストップ車両１には、動力を発生させるエンジン２が搭載され、エンジン２には、アイドルストップ時にエンジン２の再始動を行うモータジェネレータ４が配設されている。モータジェネレータ４には、これをモータ作動させるインバータ５が電気的に接続されている。このインバータ５は、エンジン２の駆動により発電した電流のうち、余剰電流をバッテリー９に充電させる機能をも備えている。

一方、エンジン２には、アイドルストップ時以外の通常時にエンジン２の始動を行うスタータ６が配設されている。このスタータ６は、運転者によるイグニションキーのスタート操作に伴ってバッテリー９からの電流により作動し、エンジン２をクランキングさせる機能を備えている。
また、エンジン２には、エンジン２で発生した動力を調節して車輪側に出力する自動変速機３が連結されている。この自動変速機３には、エンジン２の駆動力により駆動される図示しない機械式の油圧ポンプが設けられている他、アイドルストップ時の如くのエンジン停止時には、バッテリー９の電力の供給により駆動され、作動油圧を発生させて自動変速機３に供給する電動ポンプ８が配設されている。なお、エンジン作動時には、このエンジン２により駆動されるメカポンプ（図示省略）によって自動変速機３の作動油圧を発生させる。

上記インバータ５やスタータ６は、バッテリー９に電気的に接続されており、バッテリー９は、アイドルストップ時にはモータジェネレータ４の電力源として、通常時にはスタータ６の電力源として用いられる。また、上述のように、バッテリー９は電動ポンプ８の電力源としても用いられる。
なお、バッテリー９には、上記各構成の他、車両１の各種電気負荷、例えばエアコンディショナ７、エンジン２の点火コイル、インジェクタや灯火類（いずれも図示省略）、及びエンジン２を制御する電子コントロールユニット（ＥＣＵ）２０等が接続されている。

当該ＥＣＵ２０には、入出力装置、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、ＣＰＵ等が備えられており、ＥＣＵ２０の入力側には、運転者によるブレーキ装置１０のブレーキペダル１１の踏み込み量を検出するペダルスイッチ１２、車両１のシフト位置を検出するシフト位置センサ１３、車両１の車速を検出する車速センサ１４やバッテリー９の電流積算値を検出する電流センサ１５等の各種センサ類が接続される。そして、これらセンサ類からの検出情報がＥＣＵ２０に入力され、エンジン２の自動停止・再始動制御や電動ポンプ８の駆動制御を含めたエンジン１の総合的な制御が行われる。これに対し、ＥＣＵ２０の出力側には、上述のインバータ５やスタータ６の他、電動ポンプ８等の各種出力デバイス類が接続されている。

そして、本実施形態のＥＣＵ２０には、停止再始動制御部（アイドルストップ制御手段）２１と、ポンプ制御部（アイドルストップ制御手段）２２と、充電判定部２３とが備えられている。
停止再始動制御部２１では、シフト位置が走行位置（オートマチック車ではＤレンジ）であって、ブレーキオン、かつ、車速０であるとの予め設定されたエンジン停止条件（自動停止基本条件）が成立した場合にはエンジン２を停止させる一方、上記自動停止基本条件から外れたとの予め設定されたエンジン再始動条件が成立した場合にはエンジン２を再始動させる。これにより、エンジン２は、信号待ちや停留所に止まるときには自動的に停止され、その後に発進するときには自動的に再始動されることとなり、エンジン２は必要な場合にのみ動かされることから、燃料の節約やＣＯ₂の削減が図られる。なお、アイドルストップを行っている間は、運転者に知らせるためのランプが点灯される。

しかも、当該停止再始動制御部２１では、アイドルストップシステムの本来の目的である信号待ちや停留所に止まるときの時点にてエンジン２の自動停止を良好に行うべく、シフト位置が非走行位置（Ｎレンジ）でのアイドルストップ制限期間Ｋ１を有している。すなわち、エンジン２の自動停止中において、運転者によってシフト位置がＤレンジからＮレンジに変更された場合にもエンジン停止条件が成立しているとされ、この場合にはアイドルストップを継続しつつも、アイドルストップ制限期間Ｋ１の経過後にアイドルストップをキャンセルしてエンジン２を再始動させている。

なお、停止再始動制御部２１は、エンジン２の自動停止中にＮレンジには変更されず、シフト位置がＤレンジにある場合には、ブレーキオンが解除されたときにアイドルストップをキャンセルしてエンジン２を再始動させる。
ポンプ制御部２２では、アイドルストップによる効果の更なる向上を図るべく、上述のエンジン２の自動停止中において、運転者によってシフト位置がＤレンジからＮレンジに変更された場合には、電動ポンプ８の駆動を禁止させるとともに、エンジン２の再始動後にＮレンジからＤレンジへの変更を許可している。なお、エンジン２の自動停止中にＮレンジには変更されず、シフト位置がＤレンジにある場合には、エンジン２が再始動するまで電動ポンプ８を駆動させる。

また、充電判定部２３では、電流センサ１５からの信号に基づいてバッテリー９の電流積算値を監視しており、この電流積算値が所定のアイドルストップ禁止値に達した場合には、バッテリー９の充電が終了するまでアイドルストップを禁止させている。なお、このアイドルストップ禁止値には、各種電気負荷が大きな状態では約３〜４分程度経過すると到達する。

図２を参照すると、停止再始動制御部２１におけるエンジン自動停止・再始動制御のフローチャートが示されており、また、図４を参照すると、ポンプ制御部２２における電動ポンプ駆動制御のフローチャートが示されており、以下、上記のように構成されたアイドルストップ車両１の本発明に係る作用について説明する。
図２のステップＳ２０１では、シフト位置センサ１３のシフト位置、ペダルスイッチ１２のブレーキペダル１１の踏み込み量及び車速センサ１４の車速を読み込み、ステップＳ２０２では、アイドルストップを行うための自動停止基本条件が成立しているか否かを判別する。そして、Ｄレンジであって、ブレーキオン、かつ、車速０である場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０３に進み、エンジン２の自動停止制御を行ってステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、シフト位置がＮレンジにあるか否かを判別し、ＤレンジからＮレンジに変更された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０５に進み、エンジン２の自動停止制御を継続させると同時に、タイマをデクリメントしてステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０６では、デクリメントされたタイマが０になったか否かを判別し、Ｎレンジによるアイドルストップ時間Ｔ_Nがアイドルストップ制限期間Ｋ１を超えた場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０７に進み、アイドルストップをキャンセルしてエンジン２の再始動制御を行う。そして、ステップＳ２０８に進んでタイマをＫ１にイニシャライズし、このルーチンを抜ける。一方、ステップＳ２０６にてＮレンジによるアイドルストップ時間Ｔ_Nがアイドルストップ制限期間Ｋ１を超えていない場合には、ステップＳ２０４に戻る。なお、ステップＳ２０８におけるタイマのイニシャライズは、エンジン２の再始動後に車両１の車速が発生してから行われるものであっても良い。

上記アイドルストップ制限期間Ｋ１とは、Ｎレンジでのアイドルストップを許容させる時間の意であり、本実施形態では約６０秒間とされている。つまり、図３に示すように、信号待ちなどの停車時間についてエアコンディショナ７のオンとオフとを別個に鑑みても、アイドルストップの頻度は、エンジン２の停止時間が０〜６０秒程度までの間にいずれも約８割を超えていることが分かる。換言すれば、信号待ちなどの停車時間は長くても約６０秒程度であると考えておけばほぼ十分であり、この時間をアイドルストップ制限期間Ｋ１に設定することにより、例えＮレンジに変更しても、バッテリー９の電流積算値が上記アイドルストップ禁止値に達する状況を回避できる。

また、ステップＳ２０２にて自動停止基本条件が成立していない場合には、アイドルストップを行うことなく、タイマをＫ１にイニシャライズしてこのルーチンを抜ける。
更に、ステップＳ２０４にてシフト位置がＮレンジにない場合、つまり、自動停止基本条件が成立してＤレンジのままである場合には、ステップＳ２０９に進んでエンジン２の再始動条件が成立しているか否かを判別する。そして、ブレーキオンが解除された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０７に進み、アイドルストップをキャンセルしてエンジン２の再始動制御を行ってステップＳ２０８に進む。一方、ステップＳ２０９にて、ブレーキオンが解除されていないときには、アイドルストップを継続してこのルーチンを抜ける。

このように、駐車時などで運転者がＤレンジからＮレンジに変更した場合に対してもアイドルストップを行うことが必要である一方、Ｎレンジによるアイドルストップを継続させると、放電電流が多くなって最終的にはアイドルストップの禁止に至り、その後の充電終了判定がなされるまではアイドルストップを行うことができず、システムの本来の目的である信号待ちなどでアイドルストップが困難になることがあった。しかし、停止再始動制御部２１にてＮレンジによるアイドルストップ時間Ｔ_Nに上記の如くの制限を設けることにより、Ｎレンジによるアイドルストップを行うことができるとともに、放電電流を抑えてバッテリー９の劣化を防ぎ、次回のアイドルストップを行うためのバッテリー容量を十分に残すことができる。

また、上記制限期間Ｋ１（約６０秒間）は、アイドルストップが行われる時間の殆どを網羅できる値であり、これにより、信号待ちや停留所に止まるときにＤレンジからＮレンジにする運転者に対してもアイドルストップによる効果を確実に与えることが可能となる。
次に、ポンプ制御部２２における電動ポンプ駆動制御について述べる。

図４のステップＳ４０１では、図２のステップＳ２０２と同様に、エンジン２の自動停止基本条件が成立しているか否かを判別する。そして、Ｄレンジであって、ブレーキオン、かつ、車速０である場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ４０２に進み、電動ポンプ８の駆動フラグをセットしてステップＳ４０３に進む。
ステップＳ４０３では、シフト位置がＮレンジにあるか否かを判別し、ＤレンジからＮレンジに変更された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ４０４に進み、電動ポンプ８の駆動禁止フラグをセットしてステップＳ４０５に進む。そして、電動ポンプ８の駆動禁止制御を行ってステップＳ４０６に進む。換言すれば、電動ポンプ８は、駆動フラグがセットされ、かつ、駆動禁止フラグもセットされた場合には、駆動禁止フラグを駆動フラグよりも優先させて電動ポンプ８を駆動させないのである。

ステップＳ４０６では、エンジン２の再始動条件が成立しているか否かを判別する。当該再始動条件とは、Ｎレンジによるアイドルストップ時間Ｔ_Nがアイドルストップ制限期間Ｋ１を超えた場合や、ブレーキオンが解除された場合などが該当する。そして、この再始動条件が成立している場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ４０７に進み、アイドルストップをキャンセルしてエンジン２の再始動制御を行ってからステップＳ４０８に進む。なお、ステップＳ４０６にてエンジン２の再始動条件が成立していない場合には、ステップＳ４０３に戻る。

そして、ステップＳ４０８では、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ１ｒｐｍを超えているか否かを判別し、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ１ｒｐｍを超え、電動ポンプ８の駆動が不要である場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ４０９に進み、駆動及び駆動禁止のいずれも行わせないようにすべく、上記の駆動フラグ及び駆動禁止フラグをいずれも解除してこのルーチンを抜ける。なお、このＮｅ１ｒｐｍは、完爆を判定するエンジン回転速度であり、エンジン２のアイドル時の回転速度よりも低いものであるが、エンジン回転速度Ｎｅがこの値を超えたときには、自動変速機３の作動油圧はメカポンプによって発生させることから、電動ポンプ８の駆動が不要であるとし、電動ポンプ８に関するフラグを全て解除するのである。

一方、ステップＳ４０１にてエンジン２の自動停止基本条件が成立していない場合には、アイドルストップを行わないので、ステップＳ４１１に進んで電動ポンプ８の駆動禁止フラグをセットしてステップＳ４１２に進み、電動ポンプ８の駆動禁止制御を行ってこのルーチンを抜ける。
また、ステップＳ４０３にてシフト位置がＮレンジにない場合、つまり、自動停止基本条件が成立してＤレンジのままであるには、ステップＳ４１０に進んで電動ポンプ８の駆動制御を行い、ステップＳ４０６に進む。そして、この電動ポンプ８は、アイドルストップをキャンセルしてエンジン２の再始動が行われるまで駆動され、ステップＳ４０８にて電動ポンプ８の駆動が必要されなくなると、電動ポンプ８に関するフラグを全て解除し、このルーチンを抜ける。

このように、ポンプ制御部２２では、駐車時などでアイドルストップが行われ、運転者がＤレンジからＮレンジにした場合には、Ｎレンジではフォワードクラッチを係合させることができない点を鑑み、電動ポンプ８の駆動を止めてしまう。よって、バッテリー９からの持ち出し量を一層抑制させ、次回のアイドルストップのためにより十分なバッテリー容量を残すことができる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、オートマチック車について示されているが、本発明は必ずしもこの構成に限定されるものではなく、例えば、マニュアル車であっても良いものである。また、上記実施例では、モータジェネレータでエンジンを再始動する構成の例を示したが、通常のスタータモータを使用するものであっても良い。

また、上記実施形態では、ブレーキオン及びその解除についてブレーキペダル１１の踏み込み量を検出しているが、この構成の他、サイドブレーキの掛かり量を検出するものであっても良い。

本発明の一実施形態に係るアイドルストップ車両のシステム構成図である。図１のアイドルストップ制御手段におけるエンジン自動停止・再始動制御のフローチャートである。図１のアイドルストップ制御手段におけるアイドルストップ制限期間の設定を説明する図である。図１のアイドルストップ制御手段における電動ポンプ駆動制御のフローチャートである。

符号の説明

１アイドルストップ車両
２エンジン
３自動変速機
４モータジェネレータ（モータ）
８電動ポンプ
９バッテリー
２０電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
２１停止再始動制御部（アイドルストップ制御手段）
２２ポンプ制御部（アイドルストップ制御手段）

Claims

予め設定されたエンジン停止条件の成立時にエンジンを停止させ、予め設定されたエンジン再始動条件の成立時に前記エンジンを再始動させるアイドルストップ制御手段と、前記エンジンを再始動させるためのモータの電力源であるバッテリーとを備え、
該アイドルストップ制御手段は、シフト位置が非走行位置でのアイドルストップ制限期間を有し、前記エンジンの停止中に前記シフト位置が走行位置から前記非走行位置に変更された場合には、前記アイドルストップ制限期間の経過後に前記エンジンを再始動させることを特徴とするアイドルストップ車両。
前記アイドルストップ制御手段は、前記エンジンの停止中に前記シフト位置が走行位置にある場合には、ブレーキオンが解除されたときに前記エンジンを再始動させることを特徴とする請求項１記載のアイドルストップ車両。
前記エンジンに連結される自動変速機と、該自動変速機に油圧を供給するために前記バッテリーからの電力の供給により駆動される電動ポンプとを更に備え、
前記アイドルストップ制御手段は、前記エンジンの停止中に前記シフト位置が前記走行位置から前記非走行位置に変更された場合には、前記電動ポンプの駆動を禁止させ、前記エンジンの停止中に前記シフト位置が前記走行位置にある場合には、前記エンジンが再始動するまで前記電動ポンプを駆動させることを特徴とする請求項１又は２記載のアイドルストップ車両。