JP2009005503A

JP2009005503A - 車両の制御装置

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Publication number: JP2009005503A
Application number: JP2007164096A
Authority: JP
Inventors: Takanori Moriya; 孝紀守屋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: EP2006519A3; EP2006519A2; EP2006519B1; JP4412359B2

Abstract

【課題】ステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの発生を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、バッテリ電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ステップモータが駆動中であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、駆動時間を積算するステップ（Ｓ１０４）と、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、リセット処理を実行するステップ（Ｓ１０８）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータと始動装置が搭載される車両の制御に関し、特に、エンジン始動時の電源電圧の低下により発生する、実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置とのズレを防止する技術に関する。

従来より、車両に搭載される空調装置においては、空調装置の内部を流通する空気の流路に設けられたダンパの切換にモータ（以下、ステップモータやステッピングモータと記載する）が用いられる。ステップモータは、オープンループで制御される。そのため、キースイッチ（イグニッションキー）がオンされると、ストッパーに突き当てるなどして、モータの回転位置を原点位置に戻して、初期位置にリセットする。これにより、ステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置とのズレを修正する技術が公知である。

モータの回転位置のズレを抑制する技術としては、たとえば、特開２００６−２２６１４６号公報（特許文献１）は、エンジン停止時や登板路のエンストで車両が後退する時に発生する電機子の逆転現象を抑制できる機能を持ったスタータを開示する。このスタータは、通電を受けて電機子に回転力を発生する始動用モータと、電機子の回転が伝達される出力軸と、この出力軸上に配置され、エンジン側のギヤ（リングギヤと呼ぶ）と常時噛み合っているピニオンギヤとを備え、電機子に発生する回転力を前記ピニオンギヤから前記リングギヤに伝達してエンジンを駆動するスタータであって、エンジン駆動時には、電機子の回転を許容し、エンジン駆動時と逆方向の回転力が電機子に伝達された時には、電機子の回転を規制する逆転防止用クラッチを備えていることを特徴とする。

上述した公報に開示されたスタータによると、エンジン駆動時には、電機子の回転が許容されるため、電機子に発生した回転力をピニオンギヤからリングギヤに伝達してエンジンを駆動することができる。一方、エンジン停止時にクランク軸が揺動する場合、あるいは登板路でエンストして車両が後退した場合等において、エンジン駆動時と逆方向の回転力が電機子に伝達されると、逆転防止用クラッチによって電機子の回転が規制されるので、電機子がエンジン駆動時と逆方向に回転することを防止できる。

また、地球温暖化の防止や省資源化の観点から、交差点等において赤信号で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると（たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みをやめたりするなどの操作を行なうと）、エンジンが再始動するアイドリングストップシステム（エコノミーランニングシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。）が実用化されている。

このようなアイドリングストップシステムが搭載された車両においては、予め定められた停止条件を満足すると、エンジンを停止させる制御が行なわれる。
特開２００６−２２６１４６号公報

アイドリングストップシステムが搭載された車両においては、エンジンの始動と停止が頻繁に繰り返されることとなる。次回のエンジン始動予測が困難である等の理由により、ステップモータの回転位置が初期位置にリセットされないと、エンジンの始動と停止とが繰り返される毎に、実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレが拡大するという問題がある。

上述した公報に開示されたスタータにおいては、クラッチにより逆方向の回転を機械的に規制しているに過ぎない。そのため、正方向および逆方向のいずれの方向にも回転するステップモータに適用することはできない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの始動と停止の繰り返しに起因するステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの発生を抑制する車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、モータと、車両の走行開始後に始動および停止を繰り返す内燃機関を、蓄電機構から供給される電力を用いて始動する始動装置とが搭載された車両の制御装置である。この制御装置は、車両の状態が、蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になり得る状態であるか否かを判定するための判定手段と、状態が判定されている間のモータの駆動履歴を取得するための取得手段と、取得された駆動履歴に基づいて回転位置が初期位置になるようにモータを制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、取得手段は、蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になり得る状態であると判定されている間のモータの駆動履歴（たとえば、駆動時間あるいは駆動回数）を取得する。制御手段は、取得された駆動履歴に基づいて回転位置が初期位置になるようにモータを制御する。蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になり得る状態においてステップモータの駆動時間が長くなるほどあるいは駆動回数が多くなるほどステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレは拡大する傾向にある。そのため、駆動履歴に基づいて（たとえば、駆動時間が長くなるほどあるいは駆動回数が多くなるほど）回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、拡大したズレを解消することができる。したがって、エンジンの始動と停止の繰り返しに起因するステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの発生を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、蓄電機構の電圧を検出するための手段をさらに含む。判定手段は、検出された電圧が予め定められた電圧以下であるか否かを判定するための手段を含む。

第２の発明によると、蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下であるとステップモータの駆動時間が長くなるほどあるいは駆動回数が多くなるほどステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレは拡大する。そのため、駆動履歴に基づいて回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、拡大したズレを解消することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、予め定められた始動条件に基づいて内燃機関に対する始動が要求されてから始動装置により内燃機関が始動するまでの状態であるか否かを判定するための手段を含む。

第３の発明によると、予め定められた始動条件が成立すると、内燃機関に対して始動が要求される。内燃機関の始動が要求されると、始動装置は蓄電機構から供給される電力を用いて内燃機関を始動させる。このとき、蓄電機構の電圧が下降する。すなわち、内燃機関の始動が要求されてから内燃機関が始動するまでの状態を判定することにより、蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になり得る状態を判定することができる。予め定められた電圧以下になり得る状態においてはステップモータの駆動時間が長くなるほどあるいは駆動回数が多くなるほどステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置のズレは拡大する。そのため、駆動履歴に基づいて回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、拡大したズレを解消することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、取得手段は、モータの駆動時間を積算するための手段を含む。制御手段は、積算された駆動時間が予め定められた時間以上になるとモータを制御するための手段を含む。

第４の発明によると、制御手段は、積算されたモータの駆動時間が予め定められた時間以上になると回転位置が初期位置になるようにモータを制御する。これにより、積算時間の増加に応じて拡大するステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレを解消することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、取得手段は、モータの駆動回数を積算するための手段を含む。制御手段は、積算された駆動回数が予め定められた回数以上になるとモータを制御するための手段を含む。

第５の発明によると、制御手段は、積算されたモータの駆動回数が予め定められた回数以上になると、回転位置が初期位置になるようにモータを制御する。これにより、駆動回数が多くなるほど拡大するステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレを解消することができる。

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、モータの駆動期間と蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になる期間とが重複しないように、モータを制御するための手段を含む。

第６の発明によると、モータの駆動期間と蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になる期間とが重複しないように、回転位置が初期位置になるようにモータが制御される。これにより、モータの回転位置を確実に初期位置に戻すことができる。

第７の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、モータの駆動期間と内燃機関の始動が要求される時点から内燃機関が始動するまでの期間とが重複しないように、モータを制御するための手段を含む。

第７の発明によると、モータの駆動期間と内燃機関の始動が要求される時点から内燃機関が始動するまでの期間とが重複しないように、回転位置が初期位置になるようにモータが制御される。これにより、モータの回転位置を確実に初期位置に戻すことができる。

第８の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜７のいずれかの発明の構成に加えて、モータは、車両に設けられた構成部品内部を流通する媒体の流路の切り換えに用いられる。

第８の発明によると、駆動履歴に応じて回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、駆動時間または駆動回数の増加に応じたモータの実回転位置とモータの作動量に基づいて検出される回転位置とのズレの拡大を抑制することができる。そのため、車両に設けられた構成部品（たとえば、空調装置）における媒体の流路の切換を適切に行なうことができる。

第９の発明に係る車両の制御装置においては、第８の発明の構成に加えて、モータは、車両に搭載された空調装置の内部に流通する空気の流路の切り換えに用いられる。

第９の発明によると、駆動履歴に応じて回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、駆動時間または駆動回数の増加に応じたモータの実回転位置とモータの作動量に基づいて検出される回転位置とのズレの拡大を抑制することができる。そのため、空調装置における媒体の流路の切換を適切に行なうことができる。

第１０の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、モータは、内燃機関の内部および車両に搭載された変速機の内部のうちの少なくともいずれか一方を流通する冷却媒体の流路の切り換えに用いられる。

第１０の発明によると、モータは、内燃機関の内部および車両に搭載された変速機の内部のうちの少なくともいずれか一方を流通する冷却媒体の流路の切換に用いられる。そのため、駆動履歴に応じて回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、駆動時間または駆動回数の増加に応じたモータの実回転位置とモータの作動量に基づいて検出される回転位置とのズレの拡大を抑制することができる。これにより、冷却媒体の流路の切換を適切に行なうことができる。

第１１の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜１０のいずれかの発明の構成に加えて、車両には、予め定められた停止条件の成立時に内燃機関を停止し、かつ、予め定められた始動条件の成立時に始動装置により内燃機関を始動させるアイドリングストップシステムが搭載される。

第１１の発明によると、アイドリングストップシステムが搭載された車両に本発明が適用されることにより、内燃機関の始動と停止の繰り返しに起因するステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの拡大を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るアイドリングストップシステムの制御ブロックについて説明する。なお、車両に搭載される変速機は、手動変速機であっても、自動変速機であってもよい。

このアイドリングストップシステムにおける制御対象であるハードウェア系として、内燃機関であるエンジン１００と、エンジン１００を始動するためにエンジン１００をクランキングするスタータ２００と、エンジン１００のクランクシャフトプーリとベルトで接続されたオルタネータ２４４と、補機負荷２４０と、スタータ２００や補機負荷２４０に電力を供給するバッテリ（二次電池）２５０とを含む。なお、スタータ２００ではなくモータジェネレータであってもよい。また、バッテリはエンジン１００停止時の電力供給のためのバッテリをさらに搭載していてもよい。スタータ２００またはモータジェネレータがエンジン１００の「始動装置」に対応する。補機負荷２４０は、ステップモータ２４２と、ライト、オーディオ、エアコンディショナのコンプレッサ等（図示せず）の車両の構成部品とを含む。エンジン１００は、アイドリングストップシステムにより、車両の走行開始後に予め定められた始動条件あるいは停止条件が成立する毎に始動および停止が繰り返される。

ステップモータ２４２は、車両に設けられた構成部品内部を流通する媒体の流路の切換に用いられるモータである。なお、モータは、駆動時に電力が用いられるモータであれば、特にステップモータに限定されるものではない。

本実施の形態において、ステップモータ２４２は、空調装置の内部を流通する空気の流路に設けられたダンパの切換に用いられるが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、ステップモータ２４２は、エンジン１００の内部および車両に搭載された変速機の内部のうちの少なくともいずれか一方を流通する冷却媒体の流路に設けられたダンパの切換に用いられるようにしてもよい。

このようなハードウェア系を制御する制御系として、アイドリングストップシステムは、ＡＢＳ（Antilock Braking System）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００と、エコランＥＣＵ２０００と、ＥＣＵ３０００とを含む。

ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０００には、Ｇセンサ１１００からの信号（車両の傾きや加速度を表わす物理量の信号）、ブレーキマスタ圧センサ１２００からの信号（車両の制動装置の効き具合を表わす物理量の信号）、車速センサ１３００からの信号（車両の速度を表わす物理量の信号）がそれぞれ入力される。

エコランＥＣＵ２０００には、ブレーキランプ信号と連動したブレーキが作動状態であることを示すブレーキ信号、変速機のシフトポジションを示すシフト信号、クラッチの作動状態を示すクラッチ信号がそれぞれ入力される。

ＥＣＵ３０００には、アクセルペダルが踏まれていることを検出するアクセルスイッチ３１００からの信号、ステアリングが操作されていることを検出するＥＭＰＳ（（Electronic Motor Power Steering）センサ３２００からの信号、エンジン１００の回転数（ＮＥ）を検出するＮＥセンサ３３００からの信号およびバッテリ２５０の電圧を検出する電圧計３５００からの信号がそれぞれ入力される。

また、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０００からエコランＥＣＵ２０００にセンサ信号が送信され、エコランＥＣＵ２０００からＥＣＵ３０００にエンジン１００の始動指令信号および停止指令信号が送信され、ＥＣＵ３０００からエコランＥＣＵ２０００にセンサ信号が送信される。ＥＣＵ３０００は、エコランＥＣＵ２０００から受信したエンジン１００の始動指令信号に基づいてスタータ２００に始動信号を送信して、スタータ２００がエンジン１００をクランキングしてエンジン１００が再始動する。

エコランＥＣＵ２０００のメモリには、エンジン１００の予め定められた始動条件および予め定められた停止条件が記憶される。予め定められた始動条件および予め定められた条件は、車両の走行状態についての条件を含む条件であって、たとえば、車両の速度、変速機のシフトポジションの状態およびブレーキの状態等についての条件である。なお、予め定められた始動条件は、予め定められた停止条件が成立しないという条件としてもよい。

エコランＥＣＵ２０００は、予め定められた始動条件が成立すると、ＥＣＵ３０００にエンジン１００の始動指令信号を送信する。エコランＥＣＵ２０００は、予め定められた停止条件が成立すると、ＥＣＵ３０００にエンジン１００の停止指令信号を送信する。

また、ＥＣＵ３０００は、空調装置（図示せず）の操作状態あるいは駆動状態に応じてステップモータ２４２を駆動させる。なお、本実施の形態に係る車両の制御装置は、ＥＣＵ３０００により実現される。本実施の形態においては、ＥＣＵ３０００は、エンジン１００の始動制御およびステップモータ４０２の駆動制御を実施するとして説明するが、異なるＥＣＵを用いてそれぞれのＥＣＵにおいてエンジン１００の始動制御およびステップモータ４０２の駆動制御を実施するようにしてもよい。

、ＥＣＵ３０００は、ステップモータ４０２をオープンループで制御する。ＥＣＵ３０００は、ＩＧスイッチがオンされると、ステップモータ４０２の回転軸に設けられる部材を原点位置に設けられるストッパーに突き当てるなどして、モータの回転位置が初期位置になるようにステップモータ４０２を制御する。

また、ＥＣＵ３０００は、ステップモータ４０２に対する制御履歴（たとえば、駆動制御時の指示値の積算値あるいは通電時間等）に基づいて回転量を検出して、ステップモータ４０２の回転位置を検出する。

さらに、ＥＣＵ３０００は、ステップモータ４０２が駆動状態であるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、ステップモータ４０２が駆動するととともにオンされ、停止とともにオフされるフラグに基づいて駆動状態であるか否かを判定するようにしてもよいし、ステップモータ４０２の回転量の変化に基づいて判定するようにしてもよい。

以上のような構成を有する車両において、本発明は、車両の状態が、蓄電機構であるバッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧以下になり得る状態であるか否かが判定され、ＥＣＵ３０００が、予め定められた電圧以下になり得る状態を判定している間のステップモータ４０２の駆動履歴を取得して、取得された駆動履歴に基づいて回転位置が初期位置になるようにステップモータ４０２を制御する点に特徴を有する。

具体的には、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００は、電圧計３５００により検出されるバッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧以下であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０００は、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧以下であると判定されている間のステップモータ４０２の駆動時間を積算する。ＥＣＵ３０００は、積算された駆動時間が予め定められた時間以上になると、回転位置が初期位置になるようにステップモータ４０２を制御する。

図２に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ３０００は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する。）３００と、演算処理部４００と、記憶部５００と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する。）６００とを含む。

入力Ｉ／Ｆ３００は、エコランＥＣＵ２０００からのエンジン始動指令信号およびエンジン停止指令信号と、ＮＥセンサ３３００からのエンジン回転数信号と、電圧計３５００からの電圧検出信号と、空調装置の操作信号とを受信する。

演算処理部４００は、バッテリ電圧判定部４５２と、ステップモータ駆動判定部４５４と、積算部４５６と、積算時間判定部４５８と、リセット処理部４６０とを含む。

バッテリ電圧判定部４５２は、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であるか否かを判定する。バッテリ電圧判定部４５２は、電圧計３５００からの電圧検出信号に基づいてバッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であるか否かを判定する。なお、「予め定められた電圧Ｖｂ」は、ステップモータ４０２の実回転位置とステップモータ４０２の回転量に基づく回転位置との間にズレが生じない電圧であれば特に限定されるものではなく、たとえば、実験的に適合される値である。

なお、バッテリ電圧判定部４５２は、たとえば、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であると、バッテリ電圧判定フラグをオンするようしてもよい。

ステップモータ駆動判定部４５４は、ステップモータ４０２が駆動中であるか否かを判定する。ステップモータ駆動判定部４５４は、ステップモータ４０２が駆動中であるか否かを、ステップモータ４０２の駆動とともにオンされるフラグに基づいて判定してもよいし、あるいは、ステップモータ４０２の回転量の変化に基づいてステップモータ４０２が駆動中であるか否かを判定してもよい。なお、ステップモータ駆動判定部４５４は、ステップモータ４０２が駆動中であると、駆動判定フラグをオンするようにしてもよい。

積算部４５６は、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であって、かつ、ステップモータ４０２が駆動中であるという積算条件が成立すると、積算条件が成立している間のステップモータ４０２の駆動時間を積算する。積算部４５６は、積算条件が成立すると記憶部５００に記憶された前回の計算にて積算された駆動時間を読み出して、ステップモータ４０２の駆動時間を積算する。積算部４５６は、積算条件が成立しないと、すなわち、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂよりも大きいか、あるいは、ステップモータ４０２が駆動中でないと積算を停止する。なお、積算部４５６は、積算を停止したときに積算された駆動時間を記憶部５００に格納する。積算部４５６は、たとえば、バッテリ電圧判定フラグがオンであって、かつ、駆動判定フラグがオンであると、ステップモータ４０２の駆動時間を積算するようにしてもよい。

なお、本実施の形態においては、積算部４５６は、後述するリセット処理が実施されると積算された駆動時間を初期値にリセットするものとして説明する。このような動作は、ＩＧスイッチのオフ後にステップモータ４０２の回転位置が初期位置にリセットされず、記憶部５００に記憶される場合に適用される。

また、積算部４５６は、リセット処理時に加えて、ＩＧスイッチがオフあるいはオフ後再オンされる際に積算された駆動時間を初期値にリセットするようにしてもよい。このような動作は、ＩＧスイッチオフ後にステップモータ４０２が初期位置にリセットされるような場合に適用すればよい。

積算時間判定部４５８は、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上であるか否かを判定する。なお、積算時間判定部４５８は、たとえば、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上であると、積算時間判定フラグをオンするようにしてもよい。

リセット処理部４６０は、積算時間判定部４５８にて積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上であるとことが判定されると回転位置が初期位置になるようにステップモータ４０２を制御する。なお、リセット処理部４６０は、たとえば、積算時間判定フラグがオンであると回転位置が初期位置になるようにステップモータを制御するようにしてもよい。

ステップモータ４０２の初期位置には、ステップモータ４０２の回転軸に設けられる部材に対応するストッパーが設けられ、ステップモータ４０２の回転方向のうちのいずれか一方の回転を規制する。

リセット処理部４６０は、リセット処理を開始するとステップモータ４０２の回転位置を初期位置側に回転するようにステップモータ駆動制御信号を出力Ｉ／Ｆ６００を経由してステップモータ４０２に送信する。リセット処理部４６０は、ステップモータ４０２の回転位置が初期位置に移動したことが判断できる十分な時間が経過するまでステップモータ４０２が駆動するようにステップモータ駆動制御信号をステップモータ４０２に送信する。なお、ステップモータ４０２の回転位置が初期位置に移動したことが判断できる十分な時間は、実験等により適合すればよい。リセット処理部４６０は、ステップモータ４０２の回転位置が初期位置に移動したことが判断できる十分な時間が経過するとステップモータ４０２に対してステップモータ駆動停止信号を送信してリセット処理を終了する。

なお、リセット処理部４６０は、好ましくは、ステップモータ４０２の駆動期間とバッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧以下になる期間とが重複しないように、回転位置が初期位置になるようにモータを制御することが望ましい。あるいは、リセット処理部４６０は、好ましくは、ステップモータ４０２の駆動期間とエンジン１００の始動が要求される時点からエンジン１００が始動するまでの期間とが重複しないように、回転位置が初期位置になるようにモータを制御することが望ましい。このようにすると、モータの回転位置を確実に初期位置に戻すことができる。

さらに、リセット処理部４６０は、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上になった後に、予め定められた処理開始条件が成立した後に実行するようにしてもよい。予め定められた処理開始条件は、たとえば、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂよりも大きいという条件であってもよいし、始動判定フラグがオフであるという条件であってもよいし、バッテリ２５０について条件および／または始動判定フラグについての条件が成立してから予め定められた時間が経過した後であるという条件であってもよく、特に限定されるものではない。

また、本実施の形態において、バッテリ電圧判定部４５２と、ステップモータ駆動判定部４５４と、積算部４５６と、積算時間判定部４５８と、リセット処理部４６０とは、いずれも演算処理部４００であるＣＰＵが記憶部５００に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

記憶部５００には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部４００からデータが読み出されたり、格納されたりする。

以下、図３を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ１００にて、ＥＣＵ３０００は、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であるか否かを判定する。バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３０００は、ステップモータ４０２が駆動中であるか否かを判定する。ステップモータ４０２が駆動中であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３０００は、ステップモータ４０２の駆動時間を積算する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３０００は、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上であるか否かを判定する。積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ３０００は、ステップモータ４０２に対してリセット処理を実施する。ＥＣＵ３０００は、リセット処理の終了とともに積算された駆動時間を初期値Ｔｃ（０）に更新する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００の動作について図４を参照にしつつ説明する。

車両が赤信号等で一時的に停止した場合を想定する。予め定められた停止条件が成立すると、エンジン１００は停止する。空調装置は操作状態あるいは作動状態に応じて作動が維持されるため、たとえば、外気導入と内気循環との切換に対応するようにステップモータ４０２が駆動して、空調装置内の空気の流路が切り換えられる。

スタータ２００が非駆動状態であって、バッテリ電圧が予め定められた電圧Ｖｂよりも大きいと（Ｓ１００にてＮＯ）、ステップモータ４０２の駆動時間は積算されないため（Ｓ１０６にてＮＯ）、リセット処理は行なわれない。

時間Ｔ（０）にて、運転者がシフトレバーの操作によりシフトポジションをニュートラル（Ｎ）ポジションから前進走行（Ｄ）ポジションに切り換えたり、ブレーキペダルを解除したりすると、予め定められた始動条件が成立するため（あるいは、予め定められた停止条件が成立しないため）、始動判定フラグがオンされるとともに、エンジン１００の始動処理が実施される。このとき、スタータ２００が駆動される。スタータ２００の回転によりエンジン１００の出力軸が回転し、ＮＥセンサ３３００により検出されるエンジン１００の回転数が上昇するため、エンジン１００の状態は回転中の状態となる。

スタータ２００の駆動時においては、通常（スタータ２００の駆動時以外）の放電時の電圧低下よりもさらに電圧が低下する。このとき、バッテリ電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、空調装置の操作状態あるいは作動状態に応じてステップモータ４０２が駆動しているため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、駆動時間が積算される（Ｓ１０４）。駆動時間の積算は、初期値Ｔｃ（０）から開始される。

時間Ｔ（１）にて、エンジン１００が自立回転を開始して、スタータ２００の駆動が停止されて、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂよりも大きくなると（Ｓ１００にてＮＯ）、ステップモータ４０２が駆動中であっても、駆動時間の積算は停止される。

また、時間Ｔ（２）にて、車両が再び一時的に停止するなどして予め定められた停止条件が成立すると、エンジン１００は停止するため、エンジン１００の状態は再び停止中の状態となる。

時間Ｔ（３）にて、空調装置の操作状態あるいは作動状態に応じてステップモータ４０２が停止すると、時間Ｔ（４）〜Ｔ（５）にて、予め定められた始動条件が成立して、エンジン１００が始動しても（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ステップモータ４０２が駆動中ではないため（Ｓ１０２にてＮＯ）、駆動時間の積算は行なわれない。

時間Ｔ（６）にて、再び予め定められた停止条件が成立して、エンジン１００が停止するとともに、空調装置の操作状態あるいは作動状態に応じてステップモータ４０２が駆動する場合を想定する。

時間Ｔ（７）にて、エンジン１００の始動条件が成立すると、始動判定フラグがオンされるとともに、エンジン１００の始動処理が実施される。このとき、スタータ２００が駆動される。そのため、エンジン１００の状態は回転中の状態となる。ここで、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ステップモータ４０２が駆動中であるため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、駆動時間が積算される。駆動時間の積算は、前回の計算までに積算された駆動時間Ｔｃ（１）から開始される。

時間Ｔ（８）にて、積算時間が予め定められた時間Ｔａ以上になると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、リセット処理実行フラグがオンされ（Ｓ１０８）、時間Ｔ（９）にて、エンジン１００が自立回転を開始して、スタータ２００の駆動が停止されるとともに、駆動時間Ｔｃ（２）まで積算された時点で積算が停止される。

リセット処理においては、ステップモータ４０２の回転位置が初期位置になるように回転させられる。そして、時間Ｔ（１０）において、リセット処理が終了すると、リセット処理実行フラグがオフされるとともに、積算された駆動時間は初期値Ｔｃ（０）に更新される。

ステップモータ４０２のリセット処理が実行されることにより、ステップモータ４０２の実回転位置とステップモータ４０２の回転量に基づく回転位置とのズレの拡大が抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、バッテリの電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下になると、駆動時間が長くなるほどステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレは拡大する。そのため、バッテリの電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であるときのステップモータの駆動時間を積算し、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上になると、回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、拡大したズレを解消することができる。したがって、エンジンの始動と停止の繰り返しに起因するステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの発生を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置の構成と比較して、ＥＣＵ３０００で実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態において、ＥＣＵ３０００は、エンジン１００が始動中であって、かつ、ステップモータ４０２が駆動中であると、ステップモータ４０２の駆動時間を積算する点に特徴を有する。本実施の形態において、「エンジン１００の始動中」とは、「エンジン１００の始動が要求される時点からエンジン１００が始動するまでの期間」である。

以下、図５を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

なお、図５に示したフローチャートの中で、前述の図３に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

ステップ２００にて、ＥＣＵ３０００は、エンジン１００が始動中であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０００は、スタータ２００が駆動中であると、エンジン１００が始動中であると判定するようにしてもよいし、ＮＥセンサ３３００により検出されるエンジン１００の回転数が略ゼロから自立回転数になるまでの変化状態を判定することにより、エンジン１００が始動中であることを判定するようにしてもよく、エンジンの始動判定方法については特に限定されるものではない。エンジン１００が始動中であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００の動作について説明する。

エンジン１００が始動中であると判定されないと（Ｓ２００にてＮＯ）、ステップモータ４０２の駆動時間の積算は行なわれないため（Ｓ１０６にてＮＯ）、リセット処理は行なわれない。

運転者がシフトレバーの操作によりシフトポジションをニュートラル（Ｎ）ポジションから前進走行（Ｄ）ポジションに切り換えたり、ブレーキペダルを解除したりすると、予め定められた始動条件が成立するため（あるいは、予め定められた停止条件が成立しないため）、始動判定フラグがオンされるとともに、エンジン１００の始動処理が実施される。このとき、スタータ２００が駆動されて、エンジン１００が始動中となる（Ｓ１００にてＹＥＳ）。エンジン１００が始動中であると判定されると、空調装置の操作状態あるいは作動状態に応じてステップモータ４０２が駆動しているため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、駆動時間が積算される（Ｓ１０４）。積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上になると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、リセット処理実行フラグがオンされて、リセット処理が開始される（Ｓ１０８）。

リセット処理においては、ステップモータ４０２の回転位置が初期位置になるように回転させられる。リセット処理が終了すると、リセット処理実行フラグがオフされるとともに、積算された駆動時間が初期値Ｔｃ（０）に更新される。

ステップモータ４０２のリセット処理が実行されると、ステップモータ４０２の実回転位置とステップモータ４０２の回転量に基づく回転位置とのズレの拡大が抑制される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、エンジンの始動中などの、バッテリの電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下になり得る状態において、駆動時間が長くなるほどステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレは拡大する。そのため、エンジンが始動中であるときのステップモータの駆動時間を積算し、積算された駆動時間が予め定められた時間Ｔａ以上になると、回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、拡大したズレを解消することができる。したがって、エンジンの始動と停止の繰り返しに起因するステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの発生を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、第３の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置の構成と比較して、ＥＣＵ３０００で実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る車両の制御装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態において、ＥＣＵ３０００は、バッテリ２５０の電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であって、かつ、ステップモータ４０２が駆動中であると、ステップモータ４０２の駆動回数を積算する点に特徴を有する。本実施の形態において、「ステップモータ４０２の駆動回数」とは、「ステップモータ４０２の駆動ステップ数」である。すなわち、ステップモータ４０２の１ステップの駆動毎に駆動回数が１ずつ増加する。なお、駆動回数は、予め定められたステップ数の駆動毎に１ずつ増加するようにしてもよい。

以下、図６を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ３０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

なお、図６に示したフローチャートの中で、前述の図３に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ１０２にてＹＥＳの後の処理のＳ３００にて、ＥＣＵ３０００は、駆動回数を積算する。

Ｓ３０２にて、ＥＣＵ３０００は、積算された駆動回数が予め定められた回数以上になるか否かを判定する。「予め定められた回数」は、実験等により適合すればよく、特に限定されるものではない。積算された駆動回数が予め定められた回数以上になると（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ３０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

スタータ２００が非駆動状態であって、バッテリ電圧が予め定められた電圧Ｖｂよりも大きいと（Ｓ１００にてＮＯ）、ステップモータ４０２の駆動回数の積算は行なわれないため（Ｓ３０２にてＮＯ）、リセット処理は行なわれない。

運転者がシフトレバーの操作によりシフトポジションをニュートラル（Ｎ）ポジションから前進走行（Ｄ）ポジションに切り換えたり、ブレーキペダルを解除したりすると、予め定められた始動条件が成立するため（あるいは、予め定められた停止条件が成立しないため）、始動判定フラグがオンされるとともに、エンジン１００の始動処理が実施される。このとき、スタータ２００が駆動される。スタータ２００の回転によりエンジン１００の出力軸が回転し、ＮＥセンサ３３００により検出されるエンジン１００の回転数が上昇するため、エンジン１００の状態は回転中の状態となる。

スタータ２００の駆動時においては、通常（スタータ２００の駆動時以外）の放電時の電圧低下よりもさらに電圧が低下する。このとき、バッテリ電圧は予め定められた電圧Ｖｂ以下になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、空調装置の操作状態あるいは作動状態に応じてステップモータ４０２が駆動しているため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、１ステップ毎の駆動に対応して駆動回数が積算される（Ｓ３００）。積算された駆動回数が予め定められた回数以上になると（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、リセット処理実行フラグがオンされて、リセット処理が開始される（Ｓ１０８）。

リセット処理においては、ステップモータ４０２の回転位置が初期位置になるように回転させられる。リセット処理が終了すると、リセット処理実行フラグがオフされるとともに、積算された駆動回数が初期値に更新される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、バッテリの電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下になると、駆動回数が増加するほどステップモータの実回転位置とステップモータの回転量に基づいて検出される回転位置とのズレは拡大する。そのため、バッテリの電圧が予め定められた電圧Ｖｂ以下であるときのステップモータの駆動回数を積算し、積算された駆動回数が予め定められた回数以上になると、回転位置が初期位置になるようにモータを制御することにより、拡大したズレを解消することができる。したがって、エンジンの始動と停止の繰り返しに起因するステップモータの実回転位置とステップモータの作動量に基づいて検出される回転位置との間におけるズレの発生を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施の形態に係る車両の制御装置が搭載されたアイドリングストップ車両の構成を示す図である。第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。第２の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。第３の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００エンジン、２００スタータ、２４０補機負荷、２４２ステップモータ、２４４オルタネータ、２５０バッテリ、３００入力Ｉ／Ｆ、４００演算処理部、４５２バッテリ電圧判定部、４５４ステップモータ駆動判定部、４５６積算部、４５８積算時間判定部、４６０リセット処理部、５００記憶部、６００出力Ｉ／Ｆ、１０００ＡＢＳＥＣＵ、１１００Ｇセンサ、１２００ブレーキマスタ圧センサ、１３００車速センサ、２０００エコランＥＣＵ、３０００ＥＣＵ、３１００アクセルＳＷ、３２００ＥＭＰＳセンサ、３３００ＮＥセンサ、３４００ステップモータＥＣＵ、３５００電圧計。

Claims

モータと、車両の走行開始後に始動および停止を繰り返す内燃機関を、蓄電機構から供給される電力を用いて始動する始動装置とが搭載された車両の制御装置であって、
前記車両の状態が、前記蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になり得る状態であるか否かを判定するための判定手段と、
前記状態が判定されている間の前記モータの駆動履歴を取得するための取得手段と、
前記取得された駆動履歴に基づいて回転位置が初期位置になるように前記モータを制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
前記制御装置は、前記蓄電機構の電圧を検出するための手段をさらに含み、
前記判定手段は、前記検出された電圧が前記予め定められた電圧以下であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記判定手段は、予め定められた始動条件に基づいて前記内燃機関に対する始動が要求されてから前記始動装置により前記内燃機関が始動するまでの状態であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記取得手段は、前記モータの駆動時間を積算するための手段を含み、
前記制御手段は、前記積算された駆動時間が予め定められた時間以上になると前記モータを制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記取得手段は、前記モータの駆動回数を積算するための手段を含み、
前記制御手段は、前記積算された駆動回数が予め定められた回数以上になると前記モータを制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記制御手段は、前記モータの駆動期間と前記蓄電機構の電圧が予め定められた電圧以下になる期間とが重複しないように、前記モータを制御するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記制御手段は、前記モータの駆動期間と前記内燃機関の始動が要求される時点から前記内燃機関が始動するまでの期間とが重複しないように、前記モータを制御するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記モータは、車両に設けられた構成部品内部を流通する媒体の流路の切り換えに用いられる、請求項１〜７のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記モータは、前記車両に搭載された空調装置の内部に流通する空気の流路の切り換えに用いられる、請求項８に記載の車両の制御装置。
前記モータは、前記内燃機関の内部および前記車両に搭載された変速機の内部のうちの少なくともいずれか一方を流通する冷却媒体の流路の切り換えに用いられる、請求項１〜９のいずれかに記載の車両の制御装置。
前記車両には、予め定められた停止条件の成立時に前記内燃機関を停止し、かつ、予め定められた始動条件の成立時に前記始動装置により前記内燃機関を始動させるアイドリングストップシステムが搭載される、請求項１〜１０のいずれかに記載の車両の制御装置。