JP2007015420A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン停止中に制御装置に対してバッテリ電源を供給することによるバッテリ消耗を回避する。
【解決手段】 バッテリ電圧が設定値以下になると低消費電力状態に移行する。前記低消費電力状態とは、制御装置の消費電力を強制的に低下させる状態であり、ＣＰＵのクロック周波数を低下させたり、一部機能を停止させたりすることの他、電源供給を自己遮断して装置全体の動作を停止させることを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジン停止中にバッテリを電源として作動する車両の制御装置に関する。

特許文献１には、制御装置に対するバッテリからの電力供給を常時行わせる一方、通常動作が必要でないときに制御装置が省電力処理を実行することで、消費電力の節約を図ることが記載されている。
特開平１１−２６３１７９号公報

しかし、たとえ省電力処理を実行しても一定の電力は消費し、また、動作要求があれば制御装置が通常に動作するため、バッテリが弱っている場合や長期にエンジン停止状態に放置される場合には、エンジン停止中に制御装置が消費する電力によって、エンジン始動に支障をきたすほどにバッテリ電圧が低下してしまう可能性があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン停止中に制御装置に対してバッテリ電源を供給することによるバッテリ消耗を確実に回避でき、これによりエンジンの再始動性を維持できる車両の制御装置を提供することを目的とする。

そのため請求項１記載の発明に係る車両の制御装置は、エンジン停止中にバッテリを電源として作動し、バッテリの電圧が設定値以下になったときに、消費電力を強制的に低下させる。
かかる構成によると、バッテリ電圧の低下に基づいて消費電力を強制的に低下させるので、バッテリ電圧の低下を抑制でき、エンジンの再始動性を維持し、機器の動作電圧を確保することができる。

請求項２記載の発明では、バッテリの電圧が第１設定値以下であるときに消費電力を強制的に低下させ、バッテリの電圧が前記第１設定値よりも大きい第２設定値以上であるときに通常の消費電力状態になる構成とした。
かかる構成によると、バッテリ電圧が第１設定値以下になったことに基づいて消費電力を強制的に低下させることで、バッテリ電圧の低下を抑制でき、また、バッテリ充電の開始によってバッテリ電圧が回復傾向になったとしても、第１設定値よりも高い第２設定値になるまで低消費電力状態を維持させて、バッテリ電圧の早期回復を図る。

請求項３記載の発明では、消費電力を強制的に低下させた状態を、装置全体の動作停止状態とする構成とした。
かかる構成によると、バッテリ電圧が設定値以下に低下したときに、電力を消費する制御装置全体を動作停止状態とすることで、バッテリ電圧の低下（バッテリ消耗）をより確実に抑止できる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
実施形態における車両用エンジンのシステム構成を図１に示す。
図１において、エンジン１はガソリン内燃機関であり、スロットルバルブ２及び吸気バルブ３を介して燃焼室４内に空気が吸引される一方、燃料噴射弁５から燃料が噴射されることで、燃焼室４内に混合気が形成される。

前記燃焼室４内の混合気は、点火プラグ６による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は排気バルブ７を介して燃焼室４内から排出される。
前記燃料噴射弁５には、エンジン１と共に車両に搭載される燃料タンク１０内の燃料（ガソリン）が供給される。
前記燃料タンク１０内には、燃料ポンプ１１が設置されており、該燃料ポンプ１１によって吸引された燃料が、図示省略した燃料供給管を介して前記燃料噴射弁５に供給される。

また、前記燃料タンク１０には、タンク内の圧力が異常な高圧になったときに圧力を抜くための機械式バルブ２５や、燃料の満タン時に閉となってタンク内を閉塞する機械式バルブ２６などが設けられている。
前記燃料噴射弁５による燃料噴射及び点火プラグ６による点火は、エンジン・コントロール・モジュール（以下、ＥＣＭという）１２によって制御される。

前記ＥＣＭ１２は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサからの検出信号を入力し、前記検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射時期・燃料噴射量を決定し、噴射制御信号を前記燃料噴射弁５に出力し、また、点火時期を決定し、点火制御信号をイグニッションコイルの通電を制御するパワートランジスタに出力する。
前記各種センサとしては、スロットルバルブ２の上流側でエンジン１の吸入空気量を検出するエアフローメータ（ＡＦＭ）３１、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ３２などが設けられている。

また、前記燃料タンク１０にて発生した燃料蒸気を処理するための蒸発燃料処理装置１５が設けられている。
前記蒸発燃料処理装置１５は、燃料タンク１０にて発生した燃料蒸気を、燃料蒸気導入路１６を介してキャニスタ１７内の吸着材（活性炭）に一旦吸着させて捕集し、前記キャニスタ１７から脱離させた燃料蒸気を、パージ通路１８を介してエンジン１のスロットルバルブ２下流側の吸気通路に供給するものである。

前記キャニスタ１７には、新気導入口１７ａが形成されており、パージ通路１８を介してエンジン１の吸入負圧がキャニスタ１７に作用すると、前記新気導入口１７ａから導入される新気によってキャニスタ１７に吸着されていた燃料蒸気が脱離され、この脱離した燃料蒸気は前記パージ通路１８を介してエンジン１に供給されて燃焼する。
前記パージ通路１８には、常閉型電磁弁であるパージ制御弁１９が介装されており、該パージ制御弁１９の開度によってパージ流量が制御される。

また、前記新気導入口１７ａには、常閉型電磁弁である大気開放弁２０が介装されており、パージを行う場合には、大気開放弁２０を開制御し、パージ制御弁１９の開度を調整することによってパージが行われる。
前記パージ制御弁１９及び前記大気開放弁２０の閉状態では、燃料タンク１０，燃料蒸気導入路１６，キャニスタ１７，パージ制御弁１９上流のパージ通路１８を含むエリアが閉塞されることになり、該閉塞エリアにおける圧力（タンク内圧力）を検出するための圧力センサ２１が設けられている。

前記燃料ポンプ１１，パージ制御弁１９，大気開放弁２０は、燃料系コントロールモジュール（以下、ＦＣＭという）２２によって制御される。
前記ＦＣＭ２２（制御装置）は、マイクロコンピュータを含んで構成されると共に、前記ＥＣＭ１２と相互通信可能に構成され、前記圧力センサ２１の検出信号を入力すると共に、燃料レベルゲージ２３の検出信号や、燃料タンク１０の給油口の給油キャップ２７（又はフューエルフィラーリッド２８）の開閉状態を検出する開閉スイッチ２４の信号などを入力する。

そして、前記ＦＣＭ２２は、エンジン運転中に、前記ＥＣＭ１２からのパージ要求信号を受けて前記パージ制御弁１９及び大気開放弁２０を制御してパージ処理を行ない、また、燃料ポンプ１１の駆動制御を行い、更に、前記燃料レベルゲージ２３の検出信号に基づいて燃料残量を検出する処理を行う。
また、前記ＦＣＭ２２は、エンジン停止中において、圧力センサ２１の検出結果から前記閉塞エリア（圧力検出エリア）におけるリークの診断を行い、また、給油時に前記大気開放弁２０を開駆動する制御を行う。

前記リーク診断は、前記パージ制御弁１９及び前記大気開放弁２０によって閉塞されるエリア内の圧力が、エンジン停止後に上昇するときの上昇特性に基づいて行われる。
但し、リーク診断方法を上記のものに限定するものではなく、例えばエアポンプを用いて診断エリアを加圧し、そのときの圧力検出値からリークの有無を診断する構成であっても良い。

尚、前記リーク診断を含むエンジン停止中における各種制御のために、前記ＦＣＭ２２には、イグニッションスイッチのＯＦＦ後も、バッテリ３０から電源が供給され続けるようになっている。
ここで、前記ＦＣＭ２２は、上記のように発電機が動作しないエンジン停止中にもバッテリ電源に基づいて動作して電力を消費するため、バッテリ３０の電圧低下を防止すべく、図２に示すようにして消費電力をコントロールする機能を備えている。

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、バッテリ３０の電圧ＶＢが設定値以下に低下しているか否かを判別する。
バッテリ３０の電圧ＶＢが設定値を越えている場合（即ち、エンジン停止中であっても充分なバッテリ電圧が確保されているか、エンジン運転中であって逐次バッテリへの充電が行われている場合）には、ステップＳ２へ進み、通常状態で動作すべく設定する。

一方、バッテリ３０の電圧ＶＢが設定値以下であると判別されると、ステップＳ３へ進んで、低消費電力状態（消費電力を強制的に低下させる状態）に移行し、電力消費を抑制することで更なるバッテリ電圧の低下を防止する。
前記低消費電力状態とは、ＣＰＵのクロック周波数の低下や一部機能の停止などを行う状態であり、更に、例えばリーク診断中にバッテリ３０の電圧ＶＢが設定値以下であると判別されたときに、リーク診断を強制的に停止させることを含む。

また、低消費電力状態としては、ＦＣＭ２２が電源供給を自己遮断して装置全体の動作を停止することを含む。
例えば、エンジン停止中にリーク診断や大気開放弁２０の開制御などを行わない期間では、ＣＰＵのクロック周波数を低下させるなどの低消費電力状態で待機し、リーク診断や大気開放弁２０の開制御を行うときに通常状態に復帰させる構成とし、バッテリ電圧が設定値以下になったと判断されたときに、低消費電力状態での待機時であった場合には、ＦＣＭ２２が電源供給を自己遮断して全体の動作を停止するよう構成することができる。

上記のように、バッテリ電圧に基づいてＦＣＭ２２が自らの消費電力を制御すれば、バッテリ電圧が低下しているにも関わらず通常に動作して多くの電力を消費し、バッテリ電圧が許容レベルを超えて低下してしまうことを未然に防止できる。
そして、バッテリ電圧の異常低下を回避できることで、各種機器の動作電圧を確保し、また、エンジンの再始動性を維持できる。

ところで、発電機が動作するエンジンの運転中には、バッテリ電圧の低下に対して充電が行われるので、エンジン運転中であれば、ＦＣＭ２２が低消費電力状態に移行する必要がない。
そこで、図３のフローチャートに示す第２実施形態では、エンジン停止中であることを前提条件に、バッテリ電圧に基づく低消費電力状態への移行制御を実行する。

図３のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１では、エンジンが停止中であるか否かを判別し、エンジン運転中である場合には、ステップＳ１２へ進んで、通常状態とする。
一方、ステップＳ１１でエンジンが停止中であると判断されると、ステップＳ１３へ進み、バッテリ電圧が設定値以下であるか否かを判別する。

ここで、バッテリ電圧が設定値を超えていれば、ステップＳ１２へ進んで、通常状態とするが、バッテリ電圧が設定値以下であれば、ステップＳ１４へ進んで、低消費電力状態とする。
前記低消費電力状態への移行は、前記ステップＳ３と同様に行われ、ＣＰＵのクロック周波数の低下や一部機能の停止、リーク診断等の強制的な停止、更に、電源の自己遮断を含む。

上記構成によると、エンジン運転中に無用に低消費電力状態に移行して、制御機能が制限されてしまうことがない。
上記第１，第２実施形態では、エンジンが運転中であるとき、及び、バッテリ電圧が低消費電力状態への移行を判断する設定値を超えたときに、通常状態に復帰させる構成としたが、たとえバッテリへの充電開始によってバッテリ電圧が回復傾向に転じたとしても、直ぐに通常状態に復帰させて電力消費を大きくすると、バッテリ電圧の回復が遅れる。

そこで、図４のフローチャートに示す第３実施形態では、バッテリ電圧に基づく低消費電力状態と通常状態との切り換えにヒステリシスをもたせ、バッテリ電圧の早期回復を図るようにしてある。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２１ではバッテリ電圧と第１設定値とを比較し、バッテリ電圧が第１設定値以下であれば、ステップＳ２２へ進んで低消費電力状態に移行する。

一方、バッテリ電圧が第１設定値を超えている場合には、ステップＳ２３へ進み、前記第１設定値よりも大きい第２設定値とバッテリ電圧とを比較する。
バッテリ電圧が第２設定値よりも低い場合には、前回までの低消費電力状態又は通常状態を維持させるべく、そのまま本ルーチンを終了させる。
また、バッテリ電圧が第２設定値以上である場合には、ステップＳ２４へ進んで、通常状態に設定する。

上記構成によると、バッテリ電圧が第１設定値以下になって低消費電力状態に移行すると、その後は、バッテリ電圧が第２設定値（＞第１設定値）以上になるまで、低消費電力状態に保持される。
従って、充電の開始によってバッテリ電圧が回復傾向に転じても、バッテリ電圧が第２設定値以上になるまで、通常状態への復帰が遅延され、バッテリ電圧の充分な回復を早期に図ることができる。

図５のフローチャートは、前記第１設定値に基づく低消費電力状態への移行を、エンジン停止時に行わせる第４実施形態を示す。
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１では、エンジンが停止中であるか否かを判別する。
エンジンが停止中であれば、ステップＳ３２へ進んで、バッテリ電圧と第１設定値とを比較し、バッテリ電圧が第１設定値以下であれば、ステップＳ３３へ進んで低消費電力状態に移行する。

一方、バッテリ電圧が第１設定値を超えている場合には、ステップＳ３４へ進み、前記第１設定値よりも大きい第２設定値とバッテリ電圧とを比較する。
バッテリ電圧が第２設定値よりも低い場合には、前回までの低消費電力状態又は通常状態を維持させるべく、そのまま本ルーチンを終了させる。
また、バッテリ電圧が第２設定値以上である場合には、ステップＳ３５へ進んで、通常状態に設定する。

ステップＳ３１で、エンジンが運転中であると判断されると、ステップＳ３４へ進んで、バッテリ電圧が第２設定値以上であるか否かを判断する。
ここで、前記第２設定値は、エンジン運転状態でバッテリへの充電が正常に行われる場合に、バッテリ電圧が超える値に設定されている。
このため、エンジン運転中にステップＳ３４へ進んだ場合には、通常バッテリ電圧が第２設定値以上であると判断されてステップＳ３５へ進むことになる。

また、エンジン始動直後でバッテリ電圧が第２設定値以上に回復していない場合には、ステップＳ３４からそのまま本ルーチンを終了させることで、それまでの低消費電力状態を保持する。
従って、エンジン停止中に低消費電力状態になっていた場合には、第２設定値以上に回復するまで、前記低消費電力状態に維持される。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項３記載の車両の制御装置において、
エンジン停止中において、制御要求時には通常の消費電力状態に、非制御要求時には消費電力を強制的に低下させた動作状態になり、
前記消費電力を低下させた動作状態でバッテリ電圧が所定値以下になったときに、装置全体の動作停止状態に移行することを特徴とする車両の制御装置。

かかる構成によると、エンジン停止中は、制御要求がない場合には低消費電力で必要最小限の動作を行うことで、制御要求の発生を待ち、制御要求が発生すると通常状態に切り換って必要な制御動作を行うが、低消費電力での動作状態でバッテリ電圧の異常低下が検出されると、全体の動作を停止することでより一層消費電力を低下させ、バッテリ電圧の低下を抑制する。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
エンジン停止中に、燃料タンクにて発生した燃料蒸気を処理する蒸発燃料処理装置の処理経路におけるリークの有無を診断することを特徴とする車両の制御装置。

かかる構成によると、エンジン停止中にリーク診断を行うために、エンジン停止後もバッテリ電源が供給される制御装置において、バッテリ電圧の低下時に低消費電力状態に移行して、バッテリ電圧の低下を抑制する。

実施形態におけるエンジンのシステム図。 実施形態における消費電力切り換え制御の第１実施形態を示すフローチャート。 実施形態における消費電力切り換え制御の第２実施形態を示すフローチャート。 実施形態における消費電力切り換え制御の第３実施形態を示すフローチャート。 実施形態における消費電力切り換え制御の第４実施形態を示すフローチャート。

符号の説明

１…エンジン、１０…燃料タンク、１１…燃料ポンプ、１２…エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）、１５…蒸発燃料処理装置、１６…燃料蒸気導入路、１７…キャニスタ、１７ａ…新気導入口、１８…パージ通路、１９…パージ制御弁、２０…大気開放弁、２４…開閉スイッチ、２２…燃料系コントロールモジュール（ＦＣＭ）、２７…給油キャップ、２８…フューエルフィラーリッド、３０…バッテリ

Claims (3)

1. エンジン停止中にバッテリを電源として作動する車両の制御装置であって、
   前記バッテリの電圧が設定値以下になったときに、消費電力を強制的に低下させることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記バッテリの電圧が第１設定値以下であるときに消費電力を強制的に低下させ、前記バッテリの電圧が前記第１設定値よりも大きい第２設定値以上であるときに通常の消費電力状態になることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記消費電力を強制的に低下させた状態が、装置全体の動作停止状態であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の制御装置。

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