JP2011111915A

JP2011111915A - 車両制御システム

Info

Publication number: JP2011111915A
Application number: JP2009266631A
Authority: JP
Inventors: Tatsuyasu Inayoshi; 龍泰稲吉; Kishu Hisada; 基秀久田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】燃焼始動を試みることなくエコランの再始動を禁止することができる車両制御システムを提供すること。
【解決手段】内燃機関１１の停止条件が成立して内燃機関を停止させた後、内燃機関の再始動条件が成立すると内燃機関１１を始動させる車両制御システム１００において、内燃機関１１と連動して回転するリングギア１４の回転速度を検出するセンサ１５と、内燃機関の再始動条件が成立しても、回転速度の下降割合が所定値以上の場合、内燃機関１１の再始動を禁止する再始動禁止手段１８と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの停止・再始動を制御する車両制御システムに関し、特に、エンジンの再始動を制御する車両制御システムに関する。

車両のエンジンをエコラン制御することで燃費を向上させる技術がある。エコラン制御の１つに走行中でもエンジンを停止させる制御がある。例えば、車両が減速状態に入るとエンジンを停止することで、燃料消費がなくなり燃費を向上させることができる。

また、エコラン制御では、エンジンを停止した惰性走行中に運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合、制御部はエンジンの再始動をエンジンＥＣＵに命令することで良好な応答性を確保している。

エンジンを再始動する際、スタータ（例えば、タンデムソレノイドスタータ）は、ピニオンギヤの押し出しによるリングギヤとの係合と、モータの回転とを別々に制御して、エンジンを回転させる。しかしながら、ピニオンギヤの押し出しとモータの回転を個別に制御できる近年のスタータでは、エンジンの状態によってはピニオンギヤとリングギヤの係合が保証できない場合がある。ピニオンギヤとリングギヤの係合がうまくいかないと、エンジンの始動不良が発生するし、ピニオンギヤとリングギヤに負荷がかかるおそれがある。

ここで、ピニオンギヤとリングギヤの係合を改善する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、燃焼始動により回転上昇するリングギヤの回転速度の上昇割合とピニオンギヤの回転速度の上昇割合とが同じになるようにモータを回転させ、燃焼始動に失敗した場合、スタータによりエンジンを始動させるエンジンの始動装置が開示されている。

特開２００９−１６２１９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の始動装置では、燃焼始動に失敗した場合にスタータによりエンジンを始動させるため、燃焼始動を試みること及び失敗したと判定することが必要であり、燃焼始動が失敗した場合には乗員に違和感を感じさせるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑み、燃焼始動を試みることなくエンジンの再始動を禁止することができる車両制御システムを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、内燃機関の停止条件が成立すると内燃機関を停止させ、始動後、内燃機関の再始動条件が成立すると内燃機関を始動させる車両制御システムにおいて、内燃機関と連動して回転するリングギヤの回転速度を検出するセンサと、内燃機関の再始動条件が成立しても、前記回転速度の下降割合が所定値以上の場合、内燃機関の再始動を禁止する再始動禁止手段と、を有することを特徴とする。

燃焼始動を試みることなくエンジンの再始動を禁止することができる車両制御システムを提供することができる。

エコランシステムの概略構成図の一例である。エコランＥＣＵが、エコラン制御中にエンジンの再始動を禁止する手順を示すフローチャート図の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、エコランシステム１００の概略構成図の一例を示す。エコランシステム１００は、エコランＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８により制御される。エコランＥＣＵ１８には、スタータモータ２０を制御するスタータＥＣＵ１９、メータパネルの各種のランプの点灯を制御するメータＥＣＵ１７、及び、エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ１６が接続されている。スタータＥＣＵ１９にはスタータモータ２０が接続され、エンジンＥＣＵ１６にはエンジン１１とクランク角センサ１５が接続されている。スタータモータ２０にはキースイッチ１２が接続されている。

エンジンＥＣＵ１６は、各気筒の燃料噴射量、空燃比、燃料噴射タイミング、点火プラグの点火タイミング等を制御している。エンジンＥＣＵ１６はクランク角センサ１５によりクランク角だけでなくエンジン１１の回転速度も算出しているが、クランク角センサ１５によりリングギヤ１４の回転速度〔ｒｐｍ〕を検出する。リングギヤ１４はクランクシャフトと連動して回転するので、クランク角からリングギヤ１４の回転速度を算出できる。リングギヤ１４の回転速度を検出する専用のセンサを配置してもよい。エンジンＥＣＵ１６は、リングギヤ１４の回転速度をエコランＥＣＵ１８に送信する。

スタータＥＣＵ１９は、スタータキーと同様の手順でエンジン１１を始動させるエンジン始動用のＥＣＵである。まず、スタータキーによるエンジン始動について説明する。運転者がキースイッチ１２を捻るか又はスタートボタンを押下すると、不図示のマグネットスイッチが作動し、スタータモータ２０のピニオンギヤ１３を押し出してエンジン１１のリングギヤ１４に係合させる。また、キースイッチ１２の操作と同時にマグネットスイッを介してバッテリからスタータモータ２０に電気が流れ、スタータモータ２０はエンジン１１のクランクシャフトに連結されたリングギヤ１４（フライホイールリングギア）を回転させる。エンジンＥＣＵ１６はクランク角センサ１５によりエンジン回転数を監視し、所定値を超えるとインジェクタ及び点火プラグの制御を開始する。以降、エンジン１１は自律的に回転する。

本実施形態のエコランシステム１００は、スタータキーによるエンジン始動に加え、スタータＥＣＵ１９によるエンジン始動も可能になっている。スタータＥＣＵ１９は、ピニオンギヤ１３の押し出しとスタータモータ２０の回転を分離して制御することができる。したがって、スタータＥＣＵ１９は、エンジン１１の状態とは関係なく、いつでもピニオンギヤ１３を押し出して係合動作に入ることができる。しかし、このことは、スタータＥＣＵ１９は、エンジン１１が必ずしも係合が保証できない状態でも系合動作に入ることができてしまうことを意味する。

エコランＥＣＵ１８は、車両をエコラン制御する。エコラン制御には種々のものがあるが、例えば、エンジン１１の自動停止、自動再開がよく知られている。エコランＥＣＵ１８は、エンジン停止条件（例えば、車速がゼロ又は所定値以下、マスタシリンダ圧が所定値以上等）が成立する場合、エンジンＥＣＵ１６にエンジン停止を要求する。エンジンＥＣＵ１６は、燃料噴射、点火プラグの点火等を停止して、エンジン１１を停止させる。なお、エコランＥＣＵ１８は、エンジン１１が自動停止されたこと（運転者による操作でなくエコラン制御により停止されたこと）をフラグの状態により記憶する。

また、エコランＥＣＵ１８は、自動停止した後、エンジン１１の再始動条件（ブレーキペダルが開放されたこと、シフトポジションがDレンジに入れられたこと、アクセルペダルが踏み込まれたこと等）のいずれかが成立した場合、エンジンＥＣＵ１６にエンジン１１の再始動を要求する。エンジンＥＣＵ１６はスタータＥＣＵ１９にエンジンの始動を要求するので、スタータＥＣＵ１９はピニオンギヤ１３の押し出しとスタータモータ２０の回転をそれぞれ制御してエンジン１１を始動させる。

エコランＥＣＵ１８は、エコラン制御中であること、エンジン１１を自動停止させたこと、及び、自動再開させたことをメータＥＣＵ１７に通知する。メータＥＣＵ１７は、エコラン制御中であることをメータパネルのランプの点灯やアイコンにより表示し、エコラン制御中にエンジン１１が自動停止した場合にはランプの点灯やアイコンにより表示し、エンジンが再始動された場合にはランプの点灯やアイコンの表示を終了する。

本実施形態のエコランＥＣＵ１８は、エンジン１１の再始動条件が成立しても、エンジン１１の状態が、ピニオンギヤ１３とリングギヤ１４の係合が保証されない場合、エンジンＥＣＵ１６がエンジン１１を再始動することを禁止する。例えば、車両が停止する過程や減速過程の惰性走行中にエコランＥＣＵ１８はエンジン１１を停止させることがあるが、惰性走行中に運転者がアクセルペダルを踏み込むような場合、エコランＥＣＵ１８はエンジン１１を再始動させようとする。このような惰性走行中のエンジン再始動の際に、ピニオンギヤ１３とリングギヤ１４の係合が保証されない状況が生じうる。

図２は、エコランＥＣＵ１８が、エコラン制御中にエンジン１１の再始動を禁止する手順を示すフローチャート図の一例である。図２の手順は、エコラン制御中にエンジン再始動条件が成立するとスタートする。

エコランＥＣＵ１８は、リングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上か否かを判定する（Ｓ１０）。リングギヤ降下回転速度とは、回転速度が低下する過程のリングギヤ１４の回転速度である。また、下降割合とは単位時間のリングギヤ降下回転速度の変化率である。リングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上である場合のように、リングギヤ降下回転速度の変化割合が速いと、ピニオンギヤ１３とリングギヤ１４が係合できない可能性が高くなる。

エコランＥＣＵ１８は、エンジン１１の自動停止後、例えば、定期的にリングギヤ１４の回転速度をエンジンＥＣＵ１６から取得する。そして、エンジン再始動条件が成立すると、エコランＥＣＵ１８はリングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上か否かを判定する。所定値は、例えば、スタータモータ２０の回転数の上限の下降速度程度である。

リングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上の場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、エコランＥＣＵ１８はエンジン１１の再始動を禁止する（Ｓ２０）。エンジン１１の再始動を禁止するとは、少なくとも、エコランＥＣＵ１８がエンジンＥＣＵ１６にエンジン１１の再始動を要求しないことをいう。

エコランＥＣＵ１８は、さらに、エコラン制御により自動停止したことを示すフラグの状態を、エコラン制御により自動停止していない状態にしてもよい。この場合、フラグ状態がエコラン制御により自動停止していない状態になるので、以降、エンジン１１の再始動条件が成立しても、エンジン１１が再始動することを防止できる。一方、エコランＥＣＵ１８がエンジンＥＣＵ１６にエンジン１１の再始動を要求しないだけの場合、リングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上でなくなると、エコランＥＣＵ１８がエコラン制御によりエンジンを再始動することができる。

ついで、エコランＥＣＵ１８は、メータＥＣＵ１７にエコラン再始動禁止モードを表示するよう要求する（Ｓ３０）。メータＥＣＵ１７は、エコラン再始動禁止モードの表示要求を取得すると、エコラン再始動禁止モードであることを示すランプを点灯させたり、及び、メータパネルにアイコンを表示したりする。また、メータＥＣＵ１７は、「現在、エコラン再始動禁止モードです。キースイッチによりエンジン始動して下さい。」等のメッセージを表示してもよい。

運転者はメータパネルの表示を目視して、キースイッチ１２によりエンジン始動できることを把握する。運転者は、エコラン再始動禁止モードの間もキースイッチ１２によりエンジン１１を再始動させることができる（Ｓ４０）。

一方、リングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上でない場合（Ｓ１０のＮｏ）、エコランＥＣＵ１８はエンジンＥＣＵ１６にエンジン１１の再始動を要求する（Ｓ５０）。すなわち、リングギヤ降下回転速度の下降割合が所定値以上でない場合、ピニオンギヤ１３とリングギヤ１４が係合できるので、再始動条件の成立によりエコランＥＣＵ１８はエンジン１１を再始動させることができる。

本実施形態のエコランシステム１００によれば、エンジン１１の状態が、必ずしもピニオンギヤ１３とリングギヤ１４の係合が保証できない状態の場合、エンジン１１の再始動を禁止するので、係合不良を防止できる。また、ピニオンギヤ１３とリングギヤ１４に係合不良による負荷がかからないようにすることができる。

１１エンジン
１３ピニオンギヤ
１４リングギヤ
１５クランク角センサ
１７メータＥＣＵ
１８エコランＥＣＵ
１９スタータＥＣＵ
２０スタータモータ
１００エコランシステム

Claims

内燃機関の停止条件が成立して内燃機関を停止させた後、内燃機関の再始動条件が成立すると内燃機関を始動させる車両制御システムにおいて、
内燃機関と連動して回転するリングギヤの回転速度を検出するセンサと、
内燃機関の再始動条件が成立しても、前記回転速度の下降割合が所定値以上の場合、内燃機関の再始動を禁止する再始動禁止手段と、
を有することを特徴とする車両制御システム。