JP2011153559A - アイドルストップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの再始動性が不安定なアイドルストップが実行されるのを防止するアイドルストップ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アイドルストップ条件が成立したらエンジンを停止するアイドルストップ実行部を備える。さらに前記エンジンが始動するときにコントローラーがリセットしたか否かを判定するコントローラーリセット判定部を備える。そして前記コントローラーがリセットしたと判定された場合は、アイドルストップを禁止するアイドルストップ禁止部を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、アイドルストップ制御装置に関する。

従来、バッテリーが劣化した状態でエンジンを始動すると、バッテリーの電圧が大きく降下して、ＥＣＭ（Engine Control Module）が瞬間停止（ＥＣＭ瞬停）してリセットすることがある。そこで特許文献１のエンジン自動停止始動制御装置は、ＥＣＭがリセットする可能性のある電圧レベル（リセットレベル）を予め設定しておく。そしてバッテリー電圧がリセットレベルを下回ったら、ＥＣＭがリセットする可能性があるとして、それ以降のアイドルストップを禁止する。

特開２００９−１３９５３号公報

しかしながら、バッテリー電圧がリセットレベルを下回らない場合でも、ＥＣＭが瞬停してリセットしてしまう場合がある。またＥＣＭが実際にリセットすると、エンジンの始動時に不具合が起こる虞がある。これではそれ以降にアイドルストップを実行してもエンジンの再始動性が不安定である。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジンの再始動性が不安定なアイドルストップが実行されるのを防止するアイドルストップ制御装置を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明は、アイドルストップ条件が成立したらエンジンを停止するアイドルストップ実行部を備える。さらに前記エンジンが始動するときにコントローラーがリセットしたか否かを判定するコントローラーリセット判定部を備える。そして前記コントローラーがリセットしたと判定された場合は、アイドルストップを禁止するアイドルストップ禁止部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンが始動するときにコントローラーがリセットしたらアイドルストップを禁止するので、それ以降にエンジンの再始動性が不安定なアイドルストップが実行されるのを防止できる。よってエンジンの再始動性に問題がない場合にアイドルストップが実行されるので、良好なアイドルストップ制御を実施できる。

本発明によるアイドルストップ制御装置を使用するシステムの一例を示す図である。 本発明によるアイドルストップ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明によるアイドルストップ制御装置の作動について説明するタイムチャートで、ＥＣＭ瞬停が実際には起こらなかった場合の作動である。 本発明によるアイドルストップ制御装置の作動について説明するタイムチャートで、ＥＣＭ瞬停が実際に起こった場合の作動である。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明によるアイドルストップ制御装置を使用するシステムの一例を示す図である。

アイドルストップ制御装置１を適用できるエンジン４は、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）２と、バッテリー３と、スターター５と、オルタネーター６と、を備える。

ＥＣＭ２は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピューターで構成される。そしてＥＣＭ２は、図示しない各種センサーからの信号を受けて、エンジン４の運転状態を制御する。

バッテリー３は、エンジン４を始動させるときにＥＣＭ２やスターター５に電力を供給する。バッテリー３は、オルタネーター６が発電した電気の一部を充電する。

エンジン４は、直列４気筒エンジンである。エンジン４はどのような気筒列でもよい。エンジン４のクランク軸４１は片端にクランクプーリー４１ａが取り付けられる。クランクプーリー４１ａ及びオルタネーター６にベルト４２が架けられる。これによりクランク軸４１の駆動力がベルト４２を介してオルタネーター６に伝達される。

スターター５は、バッテリー３の電力によってエンジン始動時にクランク軸４１をクランキングする。

オルタネーター６は、エンジン運転中にクランク軸４１の駆動力によって発電する。オルタネーター６は、電装負荷に電力供給する。そしてオルタネーター６の発電余剰分はバッテリー３に充電する。オルタネーター６の発電量が不足するときは、バッテリー３が電力供給を補う。

以下では具体的なアイドルストップ制御ロジックについてフローチャートに沿って説明する。

図２は、本発明によるアイドルストップ制御装置の動作を説明するフローチャートである。なおアイドルストップ制御装置１は、この処理を微少時間（たとえば１０ｍｓｅｃ）サイクルで繰り返し実行する。ＥＣＭ２が停止した場合は、この処理は初期状態に戻される。

ステップＳ１において、ＥＣＭ２がＯＦＦからＯＮに切り換わったか否かを判定する。ＥＣＭ２がＯＦＦからＯＮに切り換わった、すなわち起動状態になった場合は、ステップＳ２に処理を移行する。ＥＣＭ２がＯＦＦからＯＮに切り換わっていない、すなわちＥＣＭ２が連続してＯＮ状態である場合は、ＥＣＭ２はステップＳ３に処理を移行する。ここでＥＣＭ２のＯＮ状態とは、ＥＣＭ２のハードウェアが起動するだけでなく、例えば演算といった内部プログラムも実行可能な状態をいう。

ステップＳ２において、ＥＣＭ２は、バッテリー３の電圧がＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも小さいか否かを判定する。バッテリー電圧がＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも小さい場合は、ＥＣＭ２はステップＳ４に処理を移行する。バッテリー電圧がＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡ以上である場合は、ＥＣＭ２はステップＳ６に処理を移行する。

ここでＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡとは、バッテリー電圧の低下によってＥＣＭ瞬停が起こった後のＥＣＭ起動か否かを判定するバッテリー電圧値である。エンジン４が始動した場合にバッテリー電圧の低下によるＥＣＭ瞬停が起こってＥＣＭ２が再起動したときは、スターター５は駆動中である。さらにバッテリー電圧がリセットレベルよりも下がってＥＣＭ瞬停が起こる。このためＥＣＭ２が再起動したときのバッテリー電圧は、通常の電圧値Ｖまでは回復せずＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも小さくなる。ＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡは、実験により事前に求められる。

ステップＳ３において、ＥＣＭ２は、バッテリー３の電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢよりも小さいか否かを判定する。バッテリー電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢよりも小さい場合は、ＥＣＭ２はステップＳ５に処理を移行する。バッテリー電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢ以上である場合は、ＥＣＭ２はステップＳ６に処理を移行する。

ここでバッテリー出力低下判定値ＶＢとは、バッテリー３の負荷や劣化を考慮してもＥＣＭ瞬停が起こる心配のないバッテリー電圧の下限値である。バッテリー電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢよりも小さい場合は、ＥＣＭ瞬停が起こる可能性がある。

ステップＳ４において、ＥＣＭ２は、ＥＣＭ２が瞬停から再起動したと判定してアイドルストップ禁止フラグを１にセットする。

ステップＳ５において、ＥＣＭ２は、ＥＣＭ２が瞬停する可能性があると判定してアイドルストップ禁止フラグを１にセットする。

ステップＳ６において、ＥＣＭ２は、スターター５の始動が要求されるか否かを判定する。スターター５の始動は、イグニッションキーがＯＮの状態で一定時間が経過したとき、アイドルストップ中にドライバーがブレーキペダルを離したとき、などに要求される。スターター５の始動が要求される場合は、ＥＣＭ２はステップＳ７に処理を移行する。スターター５の始動が要求されない場合は、ＥＣＭ２はステップＳ８に処理を移行する。

ステップＳ７において、ＥＣＭ２は、スターター５を始動する。スターター５にバッテリー３から電力が供給されて、スターター５が駆動する。

ステップＳ８において、ＥＣＭ２は、スターター５の停止が要求されるか否かを判定する。スターター５の停止は、エンジン４のクランキングが完了したときに要求される。スターター５の停止が要求される場合は、ＥＣＭ２はステップＳ９に処理を移行する。スターター５の停止が要求されない場合は、ＥＣＭ２はステップＳ１０に処理を移行する。

ステップＳ９において、ＥＣＭ２は、スターター５を停止する。ＥＣＭ２はスターター５への電力供給を停止する。

ステップＳ１０において、ＥＣＭ２は、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定する。アイドルストップ条件は、エンジン４の回転速度がアイドリング回転速度のまま一定時間経過したとき、エンジン４の冷却水温度やバッテリー３の状態が所定状態であるとき、ドライバーがアクセルペダルをＯＦＦしているとき、などに成立する。アイドルストップ条件が成立する場合は、ＥＣＭ２はステップＳ１１に処理を移行する。アイドルストップ条件が成立しない場合は、ＥＣＭ２は処理を抜ける。

ステップＳ１１において、ＥＣＭ２は、アイドルストップ禁止中であるか否かを判定する。アイドルストップ禁止フラグが１であればアイドルストップ禁止中である。アイドルストップ禁止中である場合は、ＥＣＭ２は処理を抜ける。アイドルストップ禁止中でない場合は、ＥＣＭ２はステップＳ１２に処理を移行する。

ステップＳ１２において、ＥＣＭ２は、エンジン４のアイドルストップを実行する。

次に本発明によるアイドルストップ制御装置の実際の作動について説明する。図３は、エンジンが始動するときにバッテリー電圧の瞬時低下が起こっても実際にＥＣＭ瞬停が起こらなかった場合のタイムチャートである。図４は、実際にＥＣＭ瞬停が起こった場合のタイムチャートである。なおフローチャートとの対応を分かりやすくするために、冒頭にＳを付したステップ番号を併記する。

まず図３を参照して実際にはＥＣＭ瞬停が起こらなかった場合について説明する。

時刻ｔ１でドライバーがイグニッションキーをＯＦＦからＯＮにすると（図３（Ａ）)、ＥＣＭ２もＯＦＦからＯＮとなって起動する（Ｓ１でＹｅｓ，図３（Ｄ））。このときのバッテリー電圧ＶはＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも高く（Ｓ２でＮｏ，図３（Ｃ））、スターター５の始動も停止も要求されておらず、またアイドルストップ条件も成立していないので、ステップＳ６→Ｓ８→Ｓ１０が処理される。

次のサイクルではＥＣＭ２はＯＮ状態を継続しているが（図３（Ｄ））、スターター５の始動も停止も要求されておらず、アイドルストップ条件も成立していない。そこでステップＳ１→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ１０が繰り返し処理される。そして時刻ｔ２でスターター５の始動が要求されるとスターター５が始動する（Ｓ６でＹｅｓ→Ｓ７，図３（Ｂ））。

スターター５にはバッテリー３から電力が供給されるので、バッテリー電圧が一気に低下する。このときのバッテリー電圧はバッテリー出力低下判定値ＶＢよりも小さくなる（図３（Ｃ））。そこで次サイクルでは、ステップＳ１→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ１０が処理される。このときＥＣＭ２は、アイドルストップ禁止フラグを０から１にセットして、以後のアイドルストップを禁止する（Ｓ５，図３（Ｅ））。アイドルストップ禁止フラグが０から１にセットされると、その情報はＥＣＭ２が停止するまで維持される。

この場合は、時刻ｔ２でバッテリー電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢよりも小さくなっても実際にＥＣＭ瞬停が起こらない。そしてバッテリー電圧はスターター５が駆動し始めると徐々に回復する（図３（Ｃ））。そしてバッテリー電圧の回復にしたがって、サイクルはＳ１→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ１０からＳ１→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ１０と処理される。

時刻ｔ４でスターター５の停止が要求されるとスターター５が停止する（Ｓ８でＹｅｓ→Ｓ９，図３（Ｂ））。このときバッテリー電圧は電圧Ｖに戻る（図３（Ｃ）)。

時刻ｔ４から時刻ｔ５の間にアイドルストップ条件が成立しても、アイドルストップを禁止しているので、エンジン４がアイドルストップを実行することがない。すなわちエンジン４が再始動することはない。このときサイクルはステップＳ１→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ８→Ｓ１０→Ｓ１１と処理される。

時刻ｔ５でドライバーがイグニッションキーをＯＮからＯＦＦにする（図３（Ａ))。そしてＥＣＭ２が停止する（図３（Ｄ））。ＥＣＭ２が停止するので、アイドルストップ禁止フラグが１から０にセットされて初期状態に戻る（図３（Ｅ））。

次に図４を参照して実際にＥＣＭ瞬停が起こった場合について説明する。なお以下では前述した内容と同様の部分は説明を適宜省略する。ここでは前述と大きく作動が異なる、時刻ｔ２から時刻ｔ３におけるアイドルストップ制御装置１の作動について説明する。

この場合は、時刻ｔ２でバッテリー電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢよりも小さくなって、さらに実際にＥＣＭ瞬停が起こる。ＥＣＭ２が停止するので（図３（Ｄ）)、アイドルストップ禁止フラグは初期状態（０）に戻る（図３（Ｅ））。すなわちＥＣＭ２はリセットする。

時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に、ＥＣＭ２が再起動できる環境が整う。時刻ｔ３においてバッテリー電圧は電圧ＶＢと電圧ＶＡとの間まで回復する（図３（Ｃ））。本来バッテリー電圧はバッテリー出力低下判定値ＶＢ以上となればＥＣＭ起動条件を満たす。しかしバッテリー電圧の他にＥＣＭ２の状態も考慮するので、ＥＣＭ瞬停が起こってからＥＣＭ２が再起動するには、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間を要する。ＥＣＭ２のＥＣＭ起動条件は、内部のプログラム（ＲＯＭ）を起こすまでの時間や、ハードウェアが起動してから演算が開始されるまでの応答遅れ時間などを考慮する。

時刻ｔ３でＥＣＭ２がＯＦＦからＯＮとなって再起動する（Ｓ１でＹｅｓ，図３（Ｄ））。このときのバッテリー電圧はＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも小さくなる（Ｓ２でＹｅｓ,図３（Ｃ）)。よってＥＣＭ２は、実際にＥＣＭ瞬停が起こったと判定してアイドルストップを禁止して、アイドルストップ禁止フラグを０から１にセットする（Ｓ４，図３（Ｅ））。そしてスターター５の始動も停止も要求されておらず、またアイドルストップ条件も成立していないので、ステップＳ６→Ｓ８→Ｓ１０が処理される。

上述したように本実施形態では、ＥＣＭ２がＯＦＦからＯＮになって起動したときのバッテリー電圧に基づいて、ＥＣＭ２はＥＣＭ瞬停からの起動か否かを判定する。バッテリー電圧がＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも小さい場合に、ＥＣＭ２はＥＣＭ瞬停からの起動と判定する。そしてＥＣＭ２は、アイドルストップを禁止する。アイドルストップが禁止されたら、ＥＣＭ２が次に停止するまで、すなわちドライバーがイグニッションキーをＯＮからＯＦＦにするまでアイドルストップは禁止される。

本実施形態によれば、エンジン４が始動するときにＥＣＭ２（コントローラー）がリセットしたか否かを判定するコントローラーリセット判定部（Ｓ１，Ｓ２）が設けられるので、エンジン４が始動するときにＥＣＭ瞬停が起こったか否かがわかる。そしてＥＣＭ２の起動がＥＣＭ瞬停からの再起動であるか否かがわかる。またＥＣＭ２がリセットしたと判定された場合はアイドルストップを禁止するアイドルストップ禁止部（Ｓ４）が設けられるので、ＥＣＭ２の起動がＥＣＭ瞬停からの再起動であった場合は、それ以降のアイドルストップが禁止される。このため、バッテリー電圧がリセットレベルを下回らない場合でも、ＥＣＭ２が瞬停してリセットしてしまう場合、エンジンの再始動性が不安定なアイドルストップが実行されるのを防止できる。また、アイドルストップを禁止した後に実際にＥＣＭ瞬停が起こってアイドルストップ禁止情報が失われても、ＥＣＭ２がＥＣＭ瞬停から再起動するときにアイドルストップを禁止することができる。

またコントローラーリセット判定部は、ＥＣＭ２が起動したときのバッテリー電圧に基づいてＥＣＭ瞬停が起こったか否かを判定する。ＥＣＭ瞬停が起こってＥＣＭ２が再起動した場合は、ＥＣＭ２が起動したときのバッテリー電圧はＥＣＭ起動時瞬停判定値ＶＡよりも小さくなる。またドライバーがイグニッションキーをＯＦＦからＯＮにしたことでＥＣＭ２が起動した場合は、ＥＣＭ２が起動したときのバッテリー電圧はほぼ電圧値Ｖである。このためＥＣＭ２が起動したときのバッテリー電圧に基づいて、ＥＣＭ瞬停が起こったか否かを判定することができる。そしてＥＣＭ２が起動するときのバッテリー電圧を測定するので、ＥＣＭ瞬停が起こったか否かをリアルタイムに判定することができる。これによりＥＣＭ２はアイドルストップを適時禁止することができる。また判定はバッテリー電圧のみで行われるので、別途複雑な構成が不要でコストがかからない。

またＥＣＭ瞬停が起こったか否かを判定するバッテリー電圧は、ＥＣＭ２が起動して最初に測定するバッテリー電圧とする。測定可能な領域においてＥＣＭ瞬停からの時間経過が最も短いタイミングで測定するので、ＥＣＭ瞬停が起こってからＥＣＭ２が起動するまでに回復したバッテリー電圧を正確に測定することができる。よって、ＥＣＭ２の起動がＥＣＭ瞬停によるものか否かを精度高く判定することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

例えば実施形態では、エンジンが始動したときにＥＣＭがリセットしたか否かを判定するには、ＥＣＭが起動したときのバッテリー電圧を用いる。そしてＥＣＭがリセットしたと判定されたらＥＣＭはアイドルストップを禁止する。しかし、これに限らない。不揮発性メモリを用いてバッテリー劣化フラグにバッテリー電圧の状態を記憶しておいて、アイドルストップ禁止フラグを連動させてもよい。ＥＣＭが起動した場合に不揮発性メモリのバッテリー劣化フラグが１（バッテリー電圧がバッテリー出力低下判定値ＶＢより小さい）であるときは、ＥＣＭはアイドルストップを禁止すればよい。

１ アイドルストップ制御装置
２ エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ)
３ バッテリー
４ エンジン
Ｓ１２ アイドルストップ実行部
Ｓ１，２ コントローラーリセット判定部
Ｓ４ アイドルストップ禁止部

Claims (3)

1. アイドルストップ条件が成立したらエンジンを停止するアイドルストップ実行部と、
   前記エンジンが始動するときにコントローラーがリセットしたか否かを判定するコントローラーリセット判定部と、
   前記コントローラーがリセットしたと判定された場合は、アイドルストップを禁止するアイドルストップ禁止部と、
   を備えるアイドルストップ制御装置。
2. 請求項１に記載のアイドルストップ制御装置において、
   前記コントローラーリセット判定部は、前記コントローラーが起動するときに測定されるバッテリー電圧が所定値より小さい場合に、前記コントローラーがリセットしたと判定する、
   ことを特徴とするアイドルストップ制御装置。
3. 請求項２に記載のアイドルストップ制御装置において、
   前記バッテリー電圧は、前記コントローラーが起動して最初に測定されるバッテリー電圧である、
   ことを特徴とするアイドルストップ制御装置。

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