JP2011194995A - ハイブリッド車のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＶ走行モードで車両が停止し、シフト操作装置が中立位置Ｎを経由した時はすぐにエンジンの自動始動をしないように制御すると共に、後進位置を経由した時はエンジンをすぐに停止させないように制御することにより、運転者が車両電気回路のメインスイッチのＯＦＦ操作の忘れ防止を図ると共に、不所望なエンジンの自動始動及び自動停止を防止して燃料及び、バッテリ電力の消費を抑制することを目的とする。
【解決手段】中立位置Ｎを経由して前進位置Ｄまたは、後進位置Ｒへの切換を行うよう構成されたシフト操作装置３２と、メインスイッチ８と、該メインスイッチ８がＯＮ状態で、且つエンジン２が停止状態時に、シフト操作装置３２が前進位置Ｄまたは、後進位置Ｒから中立位置Ｎへ切換えられ、中立位置Ｎに第一所定時間以上維持された場合はエンジン２を自動始動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車のエンジン始動及び停止の制御に関するものである。

ハイブリッド車両のシフト操作装置は図２に示すように、図２のシフト操作位置が上側から駐車位置Ｐ、後進位置Ｒ、中立位置Ｎ、前進位置Ｄ、２ｎｄ前進位置及び低速位置Ｌのパターンとなっている。これは運転者の運転操作性を考慮して大部分の車両でこのようなパターンが採用されている。そして、車両の駆動を走行用モータにて行うハイブリッド車においては、車両停止時のシフト操作装置が駐車位置Ｐまたは、中立位置Ｎのときにエンジンも停止させると、車両が静かな状態なので運転者が車両から離れる際に、車両電気回路のメインスイッチのＯＦＦ操作を忘れてしまう可能性がある。
その対応策として、車両停止時のシフト操作装置が駐車位置Ｐまたは、中立位置Ｎのときはエンジンを自動始動させることによって、メインスイッチのＯＦＦ操作を促す制御を採用している車両がある。

ところが、ハイブリッド車の車庫入れ等でシフト操作装置を前進位置Ｄから後進位置Ｒにシフト操作するときに中立位置を経由する度に不所望であるエンジンの始動が発生する。（図２のパターン参照）
これにより、不要な燃料が消費されると共に、不用なバッテリ電力の消費が発生する不具合が生じている。
更に、シフト操作装置を中立位置Ｎから駐車位置Ｐにシフト操作するときに、後進位置Ｒを通過する度にエンジンが停車し、駐車位置Ｐに到達すると、再度エンジン始動が開始され、不用なバッテリ電力の消費が発生する不具合を有している。

また、特開２００９−２９２２８７号公報（特許文献１）にはモータのみで走行するＥＶ走行モードを有するハイブリッド車が開示されているが、ＥＶ走行モードで車両が停止し、シフト操作装置のシフト位置を中立位置Ｎまたは、駐車位置Ｐに操作した時にエンジンを自動始動する技術開示が無く、運転者が車両電気回路のメインスイッチのＯＦＦ操作を忘れてしまう可能性がある。
対策として、警告音を吹鳴させるようにすることも考えられるが、運転者が何の警報なのか判断し難い場合があり、的確に警報しようとすると音声案内や文字表示が必要となりコスト高を招く不具合が生じる。

特開２００９−２９２２８７号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ＥＶ走行モードで車両が停止し、シフト操作装置が中立位置Ｎを経由した時はすぐに自動始動をしないように制御すると共に、後進位置を経由した時はエンジンをすぐに停止させないように制御することにより、運転者が車両電気回路のメインスイッチのＯＦＦ操作の忘れ防止を図ると共に、不所望なエンジンの自動始動及び自動停止をしないようにして燃料消費及び、バッテリ電力の消費を抑制することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、エンジンと走行用モータとを有し、モータ単独走行が可能なハイブリッド車のエンジン制御装置において、車両の走行状態を少なくとも前進位置と中立位置と後進位置とに切換可能で前記中立位置を経由して前記前進位置または、前記後進位置への切換を行うよう構成されたシフト操作装置と、前記車両の電気回路をＯＮ−ＯＦＦするメインスイッチと、該メインスイッチがＯＮ状態で、且つ前記エンジンが停止状態時に、前記シフト操作装置が前記前進位置または、前記後進位置から前記中立位置へ切換えられたことが検出され、前記中立位置が第一所定時間以上維持された場合は前記エンジンを自動始動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

かかる発明において、シフト操作装置の中立位置に所定時間以上維持されるとエンジンを自動始動させる制御としたので、運転者が車両のメインスイッチをＯＦＦする操作を忘れてもエンジン始動により、メインスイッチＯＦＦ操作忘れを気付かせることができる。中立位置でのエンジン始動までの時間の条件を第一所定時間としたので、前進位置と中立位置との間で切換えるたびに不所望のエンジンが自動始動するのを防止できる。
また、不所望のエンジン自動始動による無駄なバッテリ電力の消費を防止できる。

また、本願発明において好ましくは、前記シフト操作装置は駐車位置をさらに有し、前記制御手段は前記メインスイッチがＯＮ状態で、且つ前記エンジンが停止状態時、前記後進位置から前記駐車位置に切換えられたことが検出され前記駐車位置が第二所定時間以上維持された場合は前記エンジンを自動始動させるようにするとよい。

このような構成にすることにより、シフト操作装置が駐車位置に所定時間以上維持されるとエンジンを自動始動させる制御としたので、運転者が車両のメインスイッチをＯＦＦする操作を忘れてもエンジン始動により、メインスイッチのＯＦＦ操作の忘れを気付かせることができる。
また、第二所定時間エンジンが自動始動するのを防止することにより、駐車後、シフト操作装置を駐車位置に操作して、メインスイッチを直にＯＦＦ操作にする場合は不所望のエンジン自動始動による無駄なバッテリ電力の消費を防止できる。

また、本願発明において好ましくは、前記シフト操作装置は前記後進位置を経由して前記中立位置と前記駐車位置との間の切換えを行うように構成され、前記制御手段はエンジンが始動した状態で前記中立位置または、前記駐車位置から前記後進位置に切換えられたことが検出され、前記後進位置が第三所定時間以上維持されると前記エンジンを自動停止させるとよい。

このような構成にすることにより、既に説明したように、シフト操作装置が駐車位置に所定時間以上維持されるとエンジンを自動始動させる制御としたので、運転者が車両のメインスイッチをＯＦＦする操作を忘れてもエンジン始動により、メインスイッチＯＦＦ操作忘れを気付かせることができる。
さらに、シフト操作装置が後進位置に第三所定時間以上維持されるとエンジンが自動停止されるので、深夜、住宅街等で静かに後退走行（車庫入れ等）できると共に、駐車位置と中立位置との間で切換えるたびに不所望のエンジンの自動停止―自動始動が行われることなく無駄なバッテリ電力の消費を防止できる。

また、本願発明において好ましくは、前記制御装置は前記エンジンが自動始動した状態で前記中立位置から前記前進位置に切換えられた場合も前記エンジンを自動停止させ、前記シフト操作装置が前進位置に操作されてから前記エンジンを自動停止させる第四所定時間を前記第三所定時間より短くするとよい。

このような構成にすることにより、後進に比べ車両周囲の安全確認が容易な前進走行へのシフト操作装置の操作時は後進位置への切換えよりも迅速にエンジンを停止させることにより、運転者の感覚にあったエンジン停止タイミングを実現できる。

また、本願発明において好ましくは、前記制御装置は前記第一所定時間を前記第三所定時間より長く設定するとよい。

このような構成にすることにより、中立位置でエンジンを自動始動させるまでの時間を後進位置でエンジンを自動停止させるまでの時間より長く設定しているので、燃料消費をできるだけ節約しながらメインスイッチのＯＦＦ操作を促すことができる。
更に、第１所定時間内にメインスイッチをＯＦＦ操作した場合には、エンジン自動始動に要するバッテリ電力の消費も防止できる。

本発明によれば、ＥＶ走行モードで車両が停止し、シフト操作装置が中立位置Ｎを経由した時はすぐに自動始動をしないように制御すると共に、後進位置を経由した時はエンジンをすぐに停止させないように制御することにより、運転者が車両電気回路のメインスイッチのＯＦＦ操作を忘れ防止を図ると共に、不所望なエンジンの自動始動及び自動停止をしないようにして燃料消費及び、バッテリ電力の消費を抑制することができる。

は本発明の実施形態にかかるハイブリッド車の概略構成図を示す。 は本発明の実施形態にかかる説明図であり、（イ）はシフト操作装置のシフトパターンで、（ロ）はエンジン状態の説明図を示す。 は本発明の実施形態のエンジン制御フロー図を示す。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の実施形態における概略構成図を示す。ハイブリッド車１は前輪駆動車の形態をしており、前輪１１の車幅方向中間部にハイブリッド車１のハンドル操作に対応して、左右のタイヤ回転数の違いを調整するデファレンシャル機構１３が配置されている。
車輪１１の前方にはエンジン２が配設され、ハイブリッド車１の走行状態により、制御装置７からの信号に基づいて、稼働（運転）制御または、運転停止等が行われる。エンジン２とデファレンシャル機構１３との間にはＣＶＴ（無段変速機）３が介装され、ＣＶＴ３のエンジン側にはトルクコンバータ３１が介装されている。ＣＶＴ３は運転席に設けられたシフト操作装置３２により、ハイブリッド車１の走行状態をコントロールする。
シフト操作装置３２は図２に示すように、運転手が着座した状態で、シフト操作パターンがハイブリッド車１前側から駐車位置Ｐ、後進位置Ｒ、中立位置Ｎ、前進位置Ｄ、２ｎｄ位置及びローギア位置Ｌの順に配設されている。
制御装置７、バッテリ４、制御装置７とバッテリ４との間に介装され電気的ＯＮ−ＯＦＦを行うメインスイッチ８が運転席のハンドル近傍に配置されている。

更に、デファレンシャル機構１３の車両前後方向後側には第１モータ＆ジェネレータ５が装着されている。第１モータ＆ジェネレータ５は制御装置７からの信号に基づいて、前輪１１を駆動（モータ作用）する場合と、下り坂及び減速時のエネルギーを電力に変える発電作用（ジェネレータ作用）の機能を備えている。

エンジン２の側部前側には第２モータ＆ジェネレータ６が装着され、エンジン２の駆動軸に連結されたプーリ２１に巻回したベルト２２を介してエンジン２の動力で駆動されている。第２モータ＆ジェネレータ６はエンジン２の始動時には始動用のモータ（スタータモータ作用）として作用し、エンジン稼働中は発電作用（ジェネレータ作用）を行うように構成されている。

制御装置７はエンジン２の始動、停止、及び負荷制御と、第１モータ＆ジェネレータ５の始動、停止、及び発電制御と、第２モータ＆ジェネレータ６が発電した電力をバッテリ４に充電する制御装置、バッテリ４の充電状態により、エンジン２の始動、停止を指示するエンジンコントロール等を備えている。
制御装置７とバッテリ４との間には、メインスイッチ８が介装されておりメインスイッチ８はハイブリッド車１の電気的な制御装置７を作動させるための電力の供給または、遮断を行う。バッテリ４への充電もメインスイッチ８を介して行われる。

発明の実施形態におけるハイブリッド車１は低速域（例えば４０ｋｍ／ｈ）以下の場合はＥＶ走行モードである第１モータ＆ジェネレータ５の駆動力のみで走行する。
高速及び登坂等の負荷が大きい時には、エンジン２の駆動力と第１モータ＆ジェネレータ５の駆動力を併用して走行するようになっている。
そして、図２に示すように、ハイブリッド車１が低速域での走行の場合、シフト操作装置３２のシフト位置が駐車位置Ｐ及び、中立位置Ｎの場合には一定時間後にエンジン２を自動始動し、後進位置Ｒ及び、前進位置Ｄの場合には一定時間後にエンジン２を自動停止させるようになっている。

図３は本発明の実施形態に係るエンジンの制御フロー図である。電気回路のメインスイッチ８はＯＮ状態で、且つエンジンは停止状態で、ハイブリッド車１は低速域走行の場合において説明する。
シフト操作装置３２を前進位置Ｄから後進位置Ｒに中立位置Ｎを経由して操作される。ステップＳ１においてシフト操作装置３２のシフト位置は中立位置Ｎにあるかを判断する。Ｙと判断されるとステップＳ２において滞留時間（第一カウンタ）の加算を開始する。ステップＳ３において第１所定時間経過したかを判断して、第１所定時間経過するとＹと判断され、エンジン２は始動される。
この制御により、シフト位置を中立位置Ｎに滞留させると判断するもので、運転者に電気回路のメインスイッチ８はＯＮ状態にあることを認識させることができる。
ステップＳ３において第１所定時間以内にシフト位置を変更すると、シフト位置を中立位置Ｎに滞留させないと判断してエンジン２は自動始動されない。
これによって、不所望のエンジンの自動始動がなくなるため、燃料消費量の節約及び、エンジン始動による、第２モータ＆ジェネレータによる電力消費の抑制が可能となる。
尚、この第１所定時間はシフト位置を中立位置Ｎに維持するのか、又は後退位置Ｒにシフトするための経由的な中立位置Ｎなのかを判断するものであるから、本実施形態では１．５秒から２．５秒位が運転感覚として最適であった。

また、ステップＳ１において、中立位置Ｎではないと判断した場合、ステップＳ５に進み、ステップＳ５においてステップＳ２の滞留時間の第１加算をリセットする。ステップＳ６においてシフト位置が駐車位置Ｐに在るか否かを判断する。シフト位置が駐車位置Ｐに在るとＹと判断されステップＳ７に進み第２カウンタを加算する。ステップＳ８に進んで駐車位置Ｐが第２所定時間を経過したか否かを判断する。経過した場合はＹとしてステップＳ９でエンジン２を自動始動する。
この制御により、シフト位置を駐車位置Ｐに滞留させると判断するもので、運転者に電気回路のメインスイッチ８はＯＮ状態にあることを認識させることができる。
ステップＳ８において第２所定時間以内にシフト位置を変更すると、シフト位置を駐車位置Ｐに滞留させないと判断してエンジン２は自動始動されない。
更に、不所望のエンジンの自動始動がなくなるため、燃料消費量の節約及び、エンジン始動による、第２モータ＆ジェネレータによる電力消費の抑制が可能となる。
尚、この第２所定時間はシフト位置を駐車位置Ｐに維持するかを判断するものであるから、本実施形態では第１所定時間と同じ１．５〜２．５秒位が運転感覚として最適であった。

ステップＳ６において、駐車位置Ｐに維持しないと判断した場合、ステップＳ１０に進み、ステップＳ１０においてステップＳ７の滞留時間の第２カウンタ加算をリセットして、ステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１においてシフト操作装置３２のシフト位置は後進位置Ｒに在るか否かを判断する。後進位置Ｒに在ると判断した場合には、ステップＳ１２に進み第３カウンタを加算する。ステップＳ１３に進み、後進位置Ｒが第３所定時間を経過したか否かを判断する。経過した場合はＹとしてステップＳ１４に進みエンジン２を自動停止する。
シフト操作装置３２のシフト位置が後進位置Ｒに第３所定時間以上滞留していると、エンジン２を自動停止させるので、前進位置Ｄ及び、後進位置Ｒを繰返す車庫入れ等の場合には静かに行える。
尚、燃料消費の抑制及び静かな後進を行うために第３所定時間は１秒位が運転感覚として最適であった。
また、ステップＳ１３において、第３所定時間以内にシフト位置を変更すると、シフト位置を後進位置Ｒに滞留させないと判断してエンジン２は自動停止されない。
この制御により、駐車位置Ｐと中立位置Ｎとの間で切換える場合、エンジン２の運転→停止→始動の動作を防止でき、不所望な停止バッテリ電力の消費を防止できる。

ステップＳ１１において、後進位置Ｒではないと判断した場合、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５においてステップＳ１２の滞留時間の第３カウンタ加算をリセットして、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６においてシフト操作装置３２のシフト位置は前進位置Ｄに在るか否かを判断する。前進位置Ｄに在ると判断した場合には、ステップＳ１７に進み第４カウンタを加算する。ステップＳ１８に進み、前進位置Ｄが第４所定時間を経過したか否かを判断する。経過した場合はＹとしてステップＳ１９に進みエンジン２を自動停止する。

この場合、第４所定時間は第３所定時間より短くしてある。
これは車両１１の後進に比べ前進の方が、車両の周囲、後続車両の安全確認等が容易なので、シフト位置の前進位置Ｄへの切換えを後進位置Ｒへの切換えより迅速にエンジン２を停止させることで、運転者の感覚に沿ったエンジン２の停止タイミングを実現できる。
この場合、第４所定時間を０．５秒くらいとすることが、運転感覚として最適であった。。
ステップＳ１６でシフト操作装置３２のシフト位置が前進位置Ｄでないと判断した場合、ステップＳ２０に進み、ステップＳ２０において、ステップＳ１７の滞留時間の第４カウンタ加算をリセットして、リターンへ戻る。

また、エンジン制御において、ステップＳ３の第１所定時間のエンジン始動停止時間を、ステップＳ１３の第３所定時間のエンジン稼働制限時間（停止する時間）より長く設定してある。
これは、シフト操作装置４の中立位置Ｎにおいて、エンジン２が自動始動するまでの時間を、後進位置Ｒにおけるエンジン２の自動停止までの時間より長く設定することで、燃料消費を可能な限り節約しながら、メインスイッチ８のＯＦＦ操作を促すことができる。

本実施形態においては、シフト操作装置の中立位置に所定時間以上維持されるとエンジンを自動始動させることで、メインスイッチＯＦＦ操作の忘れを気付かせることができる。
更に、中立位置でのエンジン停止時間を第一所定時間としたので、前進位置と中立位置との間で切換えるたびに不所望のエンジンが自動始動するのを防止できると共に、エンジン自動始動による無駄なバッテリ電力の消費を防止できる。
また、後進位置に第三所定時間以上維持されるとエンジンが自動停止されるので、深夜、住宅街等で静かに後退走行（車庫入れ等）できると共に、駐車位置と中立位置との間で切換える場合に不所望のエンジン自動始動による無駄なバッテリ電力の消費を防止できる。
後進に比べ車両周囲の安全確認が容易な前進走行へのシフト操作装置の操作時は後進位置への切換えよりも迅速にエンジンを停止させることにより、運転者の感覚にあったエンジン停止タイミングを実現できる。

モータ単独走行が可能で、シフト操作装置のシフト位置が中立位置又は、駐車位置Ｐの場合にエンジンを自動始動させて、制御用電気回路のメインスイッチのＯＦＦ操作忘れ防止を必要とするハイブリッド車に適用する。

１ ハイブリッド車
２ エンジン
３ ＣＶＴ（無段変速機）
４ バッテリ
５ 第１モータ＆ジェネレータ
６ 第２モータ＆ジェネレータ
７ 制御装置
８ メインスイッチ
３２ シフト操作装置

Claims (5)

1. エンジンと走行用モータとを有し、モータ単独走行が可能なハイブリッド車のエンジン制御装置において、車両の走行状態を少なくとも前進位置と中立位置と後進位置とに切換可能で前記中立位置を経由して前記前進位置または、前記後進位置への切換を行うよう構成されたシフト操作装置と、前記車両の電気回路をＯＮ−ＯＦＦするメインスイッチと、該メインスイッチがＯＮ状態で、且つ前記エンジンが停止状態時に、前記シフト操作装置が前記前進位置または、前記後進位置から前記中立位置へ切換えられたことが検出され、前記中立位置が第一所定時間以上維持された場合は前記エンジンを自動始動させる制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
2. 前記シフト操作装置は駐車位置をさらに有し、前記制御手段は前記メインスイッチがＯＮ状態で、且つ前記エンジンが停止状態時、前記後進位置から前記駐車位置に切換えられたことが検出され前記駐車位置が第二所定時間以上維持された場合は前記エンジンを自動始動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。
3. 前記シフト操作装置は前記後進位置を経由して前記中立位置と前記駐車位置との間の切換えを行うように構成され、前記制御手段はエンジンが始動した状態で前記中立位置または、前記駐車位置から前記後進位置に切換えられたことが検出され、前記後進位置が第三所定時間以上維持されると前記エンジンを自動停止させることを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。
4. 前記制御装置は前記エンジンが自動始動した状態で前記中立位置から前記前進位置に切換えられ場合も前記エンジンを自動停止させ、前記シフト操作装置が前進位置に操作されてから前記エンジンを自動停止させる第四所定時間を前記第三所定時間より短くしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。
5. 前記制御装置は前記第一所定時間を前記第三所定時間より長く設定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイブリッド車のエンジン制御装置。

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