JP2012067702A - アイドルストップ車両のエンジン制御装置及びエンジン制御方法 - Google Patents

アイドルストップ車両のエンジン制御装置及びエンジン制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】操舵補助の喪失ショックの低減と、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制可能な、アイドルストップ車両のエンジン制御装置及びエンジン制御方法を提供する。
【解決手段】エンジンが休止していないときに、運転者がステアリングホイールへ加える操舵トルクTが、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上である場合、エンジンの作動を継続させ、また、エンジンが休止しているときに、運転者がステアリングホイールへ加える操舵トルクTが、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上である場合、エンジンを再始動させる。
【選択図】図4

Description

本発明は、運転者によるステアリングホイールの操作状態に応じて、エンジンを自動的に休止または再始動させるエンジン制御装置及びエンジン制御方法に関する。
従来から、運転者の操作によるエンジンの停止及び始動を行わずに、エンジンを自動的に休止または再始動させるアイドルストップ機能を有するエンジン制御装置として、例えば、特許文献1に記載されているものがある。
特許文献1に記載されているエンジン制御装置は、運転者による操舵部材(ステアリングホイール)の操作状態(切り返しを行なう状態等)に応じて、作動しているエンジンの休止または作動の継続と、休止しているエンジンの再始動を自動的に行なうものである。
ここで、エンジンの休止、作動の継続、再始動は、それぞれ、予め設定した、操舵力に関わる許可・禁止閾値に基づいて行う。
特開平10‐318012号公報
しかしながら、特許文献1に記載のエンジン制御装置では、エンジンの再始動時における操舵補助の喪失ショック(操舵支援トルクの出力停止による違和感)を低減させるために、操舵力に関わる許可・禁止閾値を低く設定する必要がある。
上記のように許可・禁止閾値を低くした場合、一つの閾値のみを用いて、エンジンの休止、作動の継続、再始動を禁止することとなるため、エンジン再始動を禁止する閾値も下がってしまう。このため、エンジンを休止させて操舵補助を停止した際に、運転者がステアリングホイールに加える操舵トルクが、エンジン再始動を禁止する閾値を超え、運転者が意図していないエンジン再始動が起きてしまうという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、操舵補助の喪失ショックの低減と、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制可能な、アイドルストップ車両のエンジン制御装置及びエンジン制御方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、運転者が操舵部材へ加える操舵トルクが、予め設定した第一エンジン自動停止禁止トルク以上であるとともに、エンジンが休止していない場合に、休止していないエンジンの作動を継続させる。これに加え、運転者が操舵部材へ加える操舵トルクが、第一エンジン自動停止禁止トルクよりも大きい値であり且つ予め設定した第二エンジン自動停止禁止トルク以上であるとともに、エンジンが休止している場合に、休止しているエンジンを再始動させる。
本発明によれば、エンジンが休止しているか否かの状態と、運転者が操舵部材へ加える操舵トルクに応じて、エンジンを休止または再始動させるために用いる閾値の大きさを変えることが可能となる。
これにより、本発明によれば、エンジンの再始動時における操舵補助の喪失ショックを低減させることが可能となるとともに、エンジンの休止時における、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制することが可能となる。
本発明の第一実施形態のエンジン制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。 操舵コントローラの具体的な構成を示す図である。 トルク閾値記憶部が記憶している各閾値の、好適な範囲を示すグラフである。 操舵コントローラが行う処理を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態のエンジン制御装置を備えた車両の動作を示すタイムチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態(以下、本実施形態と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態のエンジン制御装置1を備えた車両Vの概略構成を示す図である。
まず、図1を用いて、車両Vの概略構成を説明する。
図1中に示すように、車両Vは、エンジン2と、エンジンスタータ4と、オルタネータ6と、バッテリ8と、電動モータ10と、減速機12と、ステアリングホイール14を備えている。
エンジン2は、例えば、ガソリンエンジンであり、作動時にオルタネータ6を駆動する。
また、エンジン2の始動及び停止は、後述するエンジンコントローラ16が出力するエンジン制御信号により制御する。
ここで、エンジン2の「始動」とは、駐車場等への駐車等、ある程度の時間に亘って停止しているエンジン2の始動に加え、走行時の信号待ち等、一時的に停止しているエンジン2の始動である「再始動」を含む。
エンジンスタータ4は、バッテリ8から供給される電力により作動して、停止状態のエンジン2を始動させるためのクランキングを行う。
ここで、上記の「停止状態」とは、駐車場等への駐車等、ある程度の時間に亘るエンジン2の停止に加え、走行時の信号待ち等、一時的なエンジン2の停止(アイドルストップ)である「休止」を含む。
オルタネータ6は、電動モータ10へ電力を供給する発電機であり、作動中のエンジン2が発生する駆動力により駆動して、電力を発生させる。
バッテリ8は、エンジンスタータ4及び電動モータ10に接続しており、エンジンスタータ4及び電動モータ10へ、充電されている電力を供給する。ここで、バッテリ8から電動モータ10への電力の供給は、例えば、オルタネータ6の発電量に応じて行う。
電動モータ10は、例えば、公知の電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)を形成するモータである。
電動モータ10は、後述する操舵コントローラ18から入力された制御信号に基づいて駆動し、運転者がステアリングホイール14を操舵するために加える操舵トルクを補助するためのトルクである、「操舵支援トルク」に応じたトルクを発生させる。
ここで、電動モータ10が発生させるトルク、すなわち、操舵支援トルクに応じたトルクは、減速機12に予め設定された減速比(後述)に応じた値である。
本実施形態では、操舵支援トルクを発生させるか否かの判定は、運転者がステアリングホイール14を操舵するために加える操舵トルクに応じて行う。
減速機12は、電動モータ10とステアリングホイール14とを接続しており、電動モータ10が発生させたトルクを、予め設定した減速比で倍力して操舵支援トルクに変換する。そして、減速機12は、電動モータ10が発生させたトルクを変換した操舵支援トルクを、ステアリングホイール14の回転軸20へ伝達する。
ステアリングホイール14(操舵部材、操舵輪)は、その回転軸20が、図示しないステアリングコラム(回転軸支持部材)により回転自在に支持されており、車両Vの運転者による操舵操作により回転する。
ステアリングホイール14の回転は、回転軸20と、ステアリングギヤ機構22やステアリングリンク機構24を介して、転舵輪26に伝達される。なお、本実施形態では、転舵輪26を、車両前後方向前方に配置された両前輪(左前輪、右前輪)とした場合について説明する。
次に、図1を用いて、エンジン制御装置1の概略構成を説明する。
図1中に示すように、エンジン制御装置1は、操舵トルクセンサ28と、車速センサ30と、モータ状態検出センサ32と、各種状態検出センサ34と、エンジンコントローラ16と、操舵コントローラ18を備えている。
操舵トルクセンサ28は、ステアリングコラムに取り付けられ、公知のトルクセンサを用いて形成されており、運転者がステアリングホイール14へ入力した操舵トルクを検出する。そして、操舵トルクを検出した操舵トルクセンサ28は、この検出した操舵トルクを含む情報信号(操舵トルク情報)を、操舵コントローラ18へ出力する。
車速センサ30は、例えば、公知の車速センサを用いて形成されており、車両Vの車速を検出する。そして、車両Vの車速を検出した車速センサ30は、この検出した車速を含む情報信号を、エンジンコントローラ16及び操舵コントローラ18へ出力する。
モータ状態検出センサ32は、例えば、公知のセンサを用いて形成されており、電動モータ10の状態、具体的には、モータ角速度、モータ角速度の変化量、モータトルク等を検出する。そして、電動モータ10の状態を検出したモータ状態検出センサ32は、この検出した電動モータ10の状態を含む情報信号(モータ情報)を、操舵コントローラ18へ出力する。
状態検出センサ34は、例えば、公知の回転角度センサ等を用いて形成されており、車両Vの各種状態を検出する。そして、車両Vの各種状態を検出した状態検出センサ34は、この検出した各種状態を含む情報信号を、エンジンコントローラ16及び操舵コントローラ18へ出力する。ここで、状態検出センサ34が検出する車両Vの各種状態とは、例えば、運転者によるステアリングホイール14の操舵角速度や、運転者によるステアリングホイール14の操舵角速度の変化量、バッテリ8の充電率等である。
エンジンコントローラ16(エンジンECU)は、車速センサ30及び状態検出センサ34が出力した情報信号と、操舵コントローラ18が出力した指令信号の入力を受ける。ここで、車速センサ30、状態検出センサ34及び操舵コントローラ18とエンジンコントローラ16との間における信号の出入力は、例えば、CAN(Controller Area Network)等の車載ネットワークを経由して行う。
また、エンジンコントローラ16は、車速センサ30及び状態検出センサ34から入力された情報信号と、操舵コントローラ18から入力されたアイドルストップ指令信号に基づいて、エンジン2を始動または停止させるエンジン制御信号を生成する。そして、エンジンコントローラ16は、生成したエンジン制御信号を、エンジン2へ出力する。
具体的に、エンジンコントローラ16は、アイドルストップ指令信号の状態が、後述する禁止状態である場合、エンジン2を始動させるエンジン制御信号を生成する。これに加え、状態検出センサ34から入力された情報信号が、エンジン2を停止不可能な内容の信号であれば、エンジン2を始動させるエンジン制御信号を生成する。
また、エンジンコントローラ16は、アイドルストップ指令信号の状態が、後述する許可状態である場合、状態検出センサ34から入力された情報信号が、エンジン2を停止可能な内容の信号であれば、エンジン2を停止させるエンジン制御信号を生成する。
ここで、状態検出センサ34から入力された情報信号が、エンジン2を停止不可能な内容の信号である場合とは、例えば、バッテリ8の充電率(SOC)が、予め設定した充電率閾値(例えば、70[%])よりも低い場合である。
さらに、エンジンコントローラ16は、エンジン2の動作状態を示す情報信号を操舵コントローラ18へ出力する。ここで、エンジン2の動作状態とは、エンジン2が作動している状態、または、停止(休止)している状態である。
操舵コントローラ18(電動パワーステアリングECU)は、エンジンコントローラ16、操舵トルクセンサ28、車速センサ30、モータ状態検出センサ32及び状態検出センサ34が出力した情報信号の入力を受ける。ここで、エンジンコントローラ16、操舵トルクセンサ28、車速センサ30、モータ状態検出センサ32及び状態検出センサ34と、操舵コントローラ18との間における情報信号の出入力は、例えば、CAN等の車載ネットワークを経由して行う。
また、操舵コントローラ18は、エンジンコントローラ16、操舵トルクセンサ28及びモータ状態検出センサ32から入力された各種の情報信号に基づいて、ステアリングホイール14へ出力する操舵支援トルクを演算する。そして、操舵コントローラ18は、演算した操舵支援トルクを電動モータ10及び減速機12で発生させるための電流値(モータ指示電流)を含む制御信号を、電動モータ10へ出力する。
さらに、操舵コントローラ18は、エンジンコントローラ16、操舵トルクセンサ28及びモータ状態検出センサ32から入力された各種の情報信号に基づいて、アイドルストップ指令信号を生成する。
具体的には、エンジンコントローラ16、操舵トルクセンサ28及びモータ状態検出センサ32から入力された各種の情報信号に基づいて、アイドルストップ指令信号の状態を、禁止状態または許可状態に切り替える。そして、操舵コントローラ18は、禁止状態または許可状態に切り替えたアイドルストップ指令信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。
ここで、禁止状態とは、作動中のエンジン2の休止を禁止する状態である。また、許可状態とは、作動中のエンジン2の休止を許可する状態である。
なお、操舵コントローラ18の具体的な構成と、操舵コントローラ18が行う具体的な処理については、後述する。
(操舵コントローラ18の具体的な構成)
以下、操舵コントローラ18の具体的な構成について説明する。
図2は、操舵コントローラ18の具体的な構成を示す図である。
図2中に示すように、操舵コントローラ18は、操舵トルク検出部36と、トルク閾値記憶部38と、トルク比較部40と、経過時間計測部42と、エンジン休止検出部44と、状態切り替え判定部46を備えている。
操舵トルク検出部36は、操舵トルクセンサ28から入力された情報信号に基づいて、運転者がステアリングホイール14へ加えた操舵トルクを検出する。そして、操舵トルク検出部36は、検出した操舵トルクを含む情報信号を、トルク比較部40へ出力する。
トルク閾値記憶部38は、予め設定したトルクの閾値である、エンジン自動停止許可トルク及びエンジン自動停止禁止トルクを記憶している。トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値(エンジン自動停止許可トルク、エンジン自動停止禁止トルク)は、必要に応じて、トルク比較部40が取得する。
トルク比較部40は、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクと、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値(エンジン自動停止許可トルク、エンジン自動停止禁止トルク)とを比較する。そして、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクが、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値以下となっている場合、その状態を示す情報信号を、経過時間計測部42へ出力する。
経過時間計測部42は、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクが、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値(エンジン自動停止許可トルク、エンジン自動停止禁止トルク)以下となっている時間(秒数)を計測する。
エンジン休止検出部44は、エンジンコントローラ16が出力した情報信号に基づいて、エンジン2が休止しているか否かを検出する。そして、エンジン2が休止しているか否かを示す情報信号を、状態切り替え判定部46へ出力する。
具体的には、エンジンコントローラ16が出力した情報信号が、エンジン2が停止している状態を示している場合に、エンジン2が休止していることを検出する。
状態切り替え判定部46は、アイドルストップ制御信号を、上述した許可状態または禁止状態に切り替える。そして、許可状態または禁止状態に切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。
ここで、アイドルストップ制御信号の切り替えは、経過時間計測部42が計測した時間と、エンジン休止検出部44から入力された情報信号と、予め設定した所定の経過時間に基づいて行う。
なお、状態切り替え判定部46が行う具体的な処理は、後述する。
(トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値)
以下、図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値(エンジン自動停止許可トルク、エンジン自動停止禁止トルク)について説明する。
なお、図3は、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値の、好適な範囲を示すグラフである。また、図3中に示す破線は、小型車種のアシスト特性(操舵支援特性)を示す曲線である。同様に、図3中に示す一点鎖線は、大型車種のアシスト特性を示す曲線である。
まず、エンジン自動停止許可トルクTaについて説明する。
本実施形態では、エンジン自動停止許可トルクTaを、図3中に示す、操舵トルク(横軸)と操舵支援トルク/軸力(縦軸)との関係から、以下の式(1)が成立する値とする。
操舵トルク≒1.25±0.25[Nm] … (1)
なお、図3中には、エンジン自動停止許可トルクTaの範囲を、「エンジン自動停止許可トルクバンド」と記載して示している。
ここで、上記の式(1)が成立するエンジン自動停止許可トルクTaとは、ステアリングホイール14に、操舵支援トルクが殆ど加わっておらず、操舵補助が殆どされていない、すなわち、電動モータ10が電力を必要としていない程度の値である。
また、エンジン自動停止許可トルクTaを、上記の式(1)が成立する範囲とする理由は、後述する第一エンジン自動停止禁止トルクTc1に対して、ある程度のヒステリシス幅を持つ値とするためである。これは、アイドルストップ制御信号を許可状態または禁止状態に切り替える際の、ハンチング発生を防止するためである。
さらに、エンジン自動停止許可トルクTaは、上記の式(1)が成立する範囲において、エンジン2が休止する頻度を向上させるために、なるべく高い値とすることが好適である。
したがって、本実施形態では、エンジン自動停止許可トルクTaを、予め、1.5[Nm]程度に設定する。
次に、エンジン自動停止禁止トルクについて説明する。
エンジン自動停止禁止トルクは、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1と、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を有する。
第一エンジン自動停止禁止トルクTc1は、エンジン2を休止させていない状態で、トルク比較部40が、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクとの比較に用いる閾値である。
本実施形態では、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を、図3中に示す、操舵トルク(横軸)と操舵支援トルク/軸力(縦軸)との関係から、以下の式(2)が成立する値とする。なお、図3中では、以下の式(2)が成立する値を示す範囲を、二本の点線で上下から囲んだ領域により示している。
操舵支援トルク/軸力≒0.25±0.05[Nm] … (2)
なお、図3中には、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1の範囲を、「第一エンジン自動停止禁止トルクバンド」と記載して示している。
ここで、上記の「軸力」とは、ステアリングホイール14の据え切り時において、ステアリングコラムに回転自在に支持されている回転軸20の軸周りに発生するトルクの換算値である。なお、ステアリングホイール14の据え切りとは、車両Vの停車時に、ステアリングホイール14を大きく操舵して、転舵輪26を転舵する操舵操作である。
また、上記の式(2)が成立する第一エンジン自動停止禁止トルクTc1とは、電動モータ10による操舵支援トルクが小さい状態における、操舵トルクの値である。
また、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を、上記の式(2)が成立する範囲とする理由は、電動モータ10による操舵支援トルク出力を停止した時点において、運転者が感じる操舵補助の喪失ショックを低減させるためである。これは、操舵補助の喪失ショックが発生する状態では、エンジン2を休止させないようにするためである。
ここで、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1は、車両Vの車重や、転舵輪26へ加わる荷重によって異なる値とする。これは、一般的に、転舵輪26へ加わる荷重が増加するほど、操舵補助に必要な操舵支援トルクが大きくなるためである。すなわち、運転者がステアリングホイール14に加える操舵トルクが等しくても、車重が重い車両では、操舵補助に必要な操舵支援トルクが大きくなり、車重が軽い車両では、操舵補助に必要な操舵支援トルクが小さくなる。
したがって、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を設定する際には、車両のVの車重や、転舵輪26へ加わる荷重に応じた値に設定する。
以上により、本実施形態では、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を、車両Vの据え切り時にステアリングコラムにおいて回転軸20の軸周りに発生するトルクに、転舵輪26へ加わる荷重に応じて予め設定した倍率を乗算して設定した値とする。
第二エンジン自動停止禁止トルクTc2は、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1よりも大きい値であり、エンジン2を休止させている状態で、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクとの比較に用いる閾値である。
本実施形態では、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、図3中に示す、操舵トルク(横軸)と操舵支援トルク/軸力(縦軸)との関係から、以下の式(3)が成立する値とする。
操舵トルク≒2.50±0.75[Nm] … (3)
なお、図3中には、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2の範囲を、「第二エンジン自動停止禁止トルクバンド」と記載して示している。
ここで、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、上記の式(3)が成立する範囲とする理由を、以下に記載する。
発明者等が、実際の車両を用いて評価試験を行った結果、運転者に操舵操作の意図が無い状態で、ステアリングホイール14に加わる操舵トルクの値が、2.50[Nm]前後であることが確認された。
なお、運転者に操舵の意図が無い状態とは、例えば、ステアリングホイール14に手を添えながら助手席の鞄を取る状態、ステアリングホイール14に寄り掛かる状態、チルト・テレスコピック機構を操作する状態等である。
したがって、本実施形態では、運転者に操舵の意図が無い状態において、エンジン2が再始動しないように、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、上記の式(3)が成立する範囲とする。
すなわち、本実施形態では、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、ステアリングホイール14の操舵操作をする意図が無い状態の運転者がステアリングホイール14へ加えると推定される操舵トルクに対して、予め設定した倍率を乗算して設定した値とする。
また、本実施形態では、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1と、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2との関係を、以下の式(4)が成立する関係とする。
Tc1+TassistTc1<Tc2 … (4)
ここで、上記の「TassistTc1」は、運転者が、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1と同じ大きさの操舵トルクをステアリングホイール14へ加えている状態で発生する、操舵支援トルクである。
以上により、本実施形態では、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、上述した操舵支援トルクである「TassistTc1」に、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を加算した値よりも大きい値とする。
(操舵コントローラ18が行う具体的な処理)
以下、図1から図3を参照しつつ、図4を用いて、操舵コントローラ18が行う処理について、詳細に説明する。
図4は、操舵コントローラ18が行う処理を示すフローチャートである。
図4中に示すように、操舵コントローラ18が行う処理を開始(START)すると、まず、ステップS10において、操舵トルク検出部36が、操舵トルクTを検出する。ステップS10において、操舵トルク検出部36が操舵トルクTを検出すると、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS12へ移行する。
ステップS12では、トルク比較部40が、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクTと、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値のうち、エンジン自動停止許可トルクTaとを比較する。そして、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下である場合、経過時間計測部42が、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間を計測する。
さらに、ステップS12では、状態切り替え判定部46が、経過時間計測部42が計測した時間、すなわち、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が、予め設定した所定の経過時間ta秒以上であるか否かを判定する。そして、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が経過時間ta秒以上である場合(図中に示す「Yes」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS14へ移行する。
一方、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が経過時間ta秒未満である場合(図中に示す「No」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS10へ復帰する。
ステップS14では、ステップS12における判定結果に基づき、状態切り替え判定部46が、アイドルストップ制御信号を許可状態に切り替える。そして、状態を切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。ステップS14において、許可状態のアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力すると、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS16へ移行する。
ステップS16では、ステップS10と同様、操舵トルク検出部36が、操舵トルクTを検出する。ステップS16において、操舵トルク検出部36が操舵トルクTを検出すると、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS18へ移行する。
ステップS18では、エンジン休止検出部44が、状態切り替え判定部46が切り替えたアイドルストップ制御信号の状態と、エンジンコントローラ16が出力した情報信号を読み込む。ステップS18において、エンジン休止検出部44が情報信号を読み込むと、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS20へ移行する。
ステップS20では、エンジン休止検出部44が、ステップS18で読み込んだ情報に基づいて、エンジン2が休止している(アイドルストップ中)か否かを判定する。そして、エンジン2が休止していると判定した場合(図中に示す「Yes」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS22へ移行する。
一方、エンジン休止検出部44が、エンジン2が休止していないと判定した場合(図中に示す「No」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS24へ移行する。
ステップS22では、トルク比較部40が、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクTと、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値のうち、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2とを比較する。そして、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上である場合、経過時間計測部42が、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間を計測する。
さらに、ステップS22では、状態切り替え判定部46が、経過時間計測部42が計測した時間、すなわち、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間が、予め設定した所定の経過時間tc2秒以上であるか否かを判定する。そして、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間が経過時間tc2秒以上である場合(図中に示す「Yes」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS26へ移行する。
一方、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間が経過時間tc2秒未満である場合(図中に示す「No」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS16へ復帰する。
ステップS24では、トルク比較部40が、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクTと、トルク閾値記憶部38が記憶している各閾値のうち、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1とを比較する。そして、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上である場合、経過時間計測部42が、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間を計測する。
さらに、ステップS24では、状態切り替え判定部46が、経過時間計測部42が計測した時間、すなわち、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間が、予め設定した所定の経過時間tc1秒以上であるか否かを判定する。そして、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間が経過時間tc1秒以上である場合(図中に示す「Yes」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS28へ移行する。
一方、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間が経過時間tc1秒未満である場合(図中に示す「No」)、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS16へ復帰する。
ステップS26では、ステップS22における判定結果に基づき、状態切り替え判定部46が、アイドルストップ制御信号を禁止状態に切り替える。そして、状態を切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。ステップS26において、禁止状態のアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力すると、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS10へ復帰する。
ステップS28では、ステップS24における判定結果に基づき、状態切り替え判定部46が、アイドルストップ制御信号を禁止状態に切り替える。そして、状態を切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。ステップS28において、禁止状態のアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力すると、操舵コントローラ18が行う処理は、ステップS10へ復帰する。
上述したように、操舵コントローラ18は、エンジンコントローラ16から入力される、エンジン2の動作状態を示す情報信号を読み取ることによって、エンジン2の状態を検出する。
そして、作動中のエンジン2を休止(自動停止、アイドルストップ)させる際には、電動モータ10による、操舵支援トルクに応じたトルクの出力を停止して、操舵補助を速やかに停止させる処理を行なう。
さらに、エンジン2を休止させている間は、操舵補助の停止を継続させ、休止させているエンジン2を再始動させる際には、エンジン2が始動した後、速やかに操舵支援トルクを発生させて、操舵補助を開始する処理を行なう。
これは、以下に記載する理由による。
一般的に、電動モータ10は消費電力が大きいため、オルタネータ6が発電していない状態では、操舵支援トルクに応じたトルクを継続的に出力することが困難である。また、電動モータ10と同様、エンジンスタータ4も、一般的に、消費電力が大きい。
このため、エンジンスタータ4を作動させて、停止状態のエンジン2を始動させるためのクランキングを行う際に、電動モータ10が作動して操舵支援トルクが発生している状態では、電動モータ10及びエンジンスタータ4により、大きな電力が消費される。
したがって、電動モータ10の作動中に、エンジンスタータ4を作動させると、以下の(A)〜(D)に記載する問題が発生する。
(A)エンジンスタータ4に、停止状態のエンジン2を始動させるためのクランキングを行うために十分な電力が供給されず、エンジン2を始動できない、または、クランキング時間が長くかかる。
(B)電動モータ10及びエンジンスタータ4へ電力を供給するバッテリ8への過負荷により、バッテリ8の寿命が縮む。
(C)電動モータ10及びエンジンスタータ4によって大きな電力が消費されるため、電源電圧の瞬時電圧低下(瞬低)が大きくなり、エアコンやウインカー(方向指示器)等、複数のユニットが、瞬低による低電圧によって失陥または出力を制限される。
(D)電源電圧の瞬低に伴って電動モータ10へ供給される電力が低下して、操舵支援トルクが低下し、ステアリングホイール14に、運転者の操舵操作に対する反力(キックバック)が発生する。
したがって、本実施形態では、上記の(A)〜(D)を抑制するために、操舵コントローラ18は、上記の処理(操舵補助を速やかに停止させる処理、操舵補助を開始する処理)を行う。
また、以上により、操舵コントローラ18は、ステップS12、ステップS22及びステップS24において、操舵トルクの状態から、操舵補助が必要であるか否かを判断する。そして、操舵コントローラ18は、操舵補助が必要であるか否かの判断結果に基づき、アイドルストップ制御信号を、許可状態または禁止状態に切り替える処理を行う。
これは、車両Vの状態(車速やバッテリ8の充電量等)から、作動中のエンジン2を休止させることが可能な状態であっても、運転者が操舵補助を必要とする場合には、操舵補助が停止すると、ステアリングホイール14の操舵操作が困難となるためである。
(動作)
次に、図1から図4を参照しつつ、図5を用いて、本実施形態のエンジン制御装置1が行なう動作の一例について説明する。
図5は、本実施形態のエンジン制御装置1を備えた車両Vの動作を示すタイムチャートである。
図5のタイムチャートは、車両Vが走行している状態、すなわち、エンジン2が回転している(作動中)状態からスタートする。
ここで、エンジン2の作動中は、トルク比較部40は、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクTとの比較に用いる閾値を、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1としている。
したがって、車両Vの走行中において、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクTが低下して、エンジン自動停止許可トルクTa以下となると、経過時間計測部42が、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間を計測する。なお、図5中では、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となった時点を、符号「P1」により示している。
そして、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が、ta秒以上となった時点で、状態切り替え判定部46が、許可状態に切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。なお、図5中では、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が、ta秒以上となった時点を、符号「P2」により示している。
このとき、操舵トルクT以外の状態が、エンジン2を休止(停止)させることができない状態である場合、状態切り替え判定部46は、アイドルストップ制御信号の出力を行わない。なお、操舵トルクT以外の状態とは、運転者によるステアリングホイール14の操舵角速度や操舵角速度の変化量、バッテリ8の充電率等である。
エンジン2の作動を継続している状態で、操舵トルクTが増加して、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となると、経過時間計測部42が、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間を計測する。なお、図5中では、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となった時点を、符号「P3」により示している。
そして、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間が、tc1秒以上となった時点で、状態切り替え判定部46が、禁止状態に切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。なお、図5中では、操舵トルクTが第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっている時間が、tc1秒以上となった時点を、符号「P4」により示している。
ここで、時点P4では、図5中に示すように、操舵トルクT以外の状態が、エンジン2を休止させることができない状態であり、状態切り替え判定部46が、アイドルストップ制御信号を出力しておらず、エンジン2の作動が継続している。このため、時点P4において、状態切り替え判定部46が、禁止状態に切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力した後も、エンジン2の作動は継続中である。
そして、時点P4の後も、上記のようにエンジン2の作動を継続している状態で、操舵トルクTが低下して、エンジン自動停止許可トルクTa以下となると、経過時間計測部42が、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間を計測する。なお、図5中では、時点P4の後に、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となった時点を、符号「P5」により示している。
そして、時点P4の後に、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が、ta秒以上となった時点で、状態切り替え判定部46が、許可状態に切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。なお、図5中では、時点P4の後に、操舵トルクTがエンジン自動停止許可トルクTa以下となっている時間が、ta秒以上となった時点を、符号「P6」により示している。
このとき、操舵トルクT以外の状態が、エンジン2を休止させることが可能な状態である場合は、操舵トルクT以外の状態がエンジン2を休止させることができない状態である場合と異なり、状態切り替え判定部46は、アイドルストップ制御信号の出力を行う。
したがって、許可状態に切り替えられたアイドルストップ制御信号の入力を受けたエンジンコントローラ16は、エンジン2を停止させるエンジン制御信号を生成し、この生成したエンジン制御信号を、エンジン2へ出力する。
エンジン2を停止させるエンジン制御信号の入力を受けたエンジン2は、時点P6において、運転者の操作によらずに休止(自動停止、アイドリングストップ)する。
このとき、操舵トルクTの低下に伴い、操舵支援トルクも低下している状態で、エンジン2が休止するため、エンジン2の休止により操舵支援トルクの出力が停止しても、運転者が感じる違和感は小さなものとなる。
これにより、本実施形態のエンジン制御装置1を用いたエンジン制御方法であれば、従来と比較して、エンジン2の停止時において、運転者が受ける操舵補助の喪失ショックを低減することが可能である。
ここで、エンジン2を休止させると、トルク比較部40は、操舵トルク検出部36が検出した操舵トルクTとの比較に用いる閾値を、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1から、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2に切り替える。
したがって、エンジン2を休止させた状態(エンジン自動停止状態)において、操舵トルクTが増加して、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっても、経過時間計測部42による時間の計測は行わない。なお、図5中では、エンジン2を休止させた状態において、操舵トルクTが増加して、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となった時点を、符号「P7」により示している。
これにより、運転者が、操舵支援トルクの喪失分をステアリングホイール14に加えた場合であっても、トルク比較部40が操舵トルクTとの比較に用いる閾値が、エンジン2の作動中に用いる閾値よりも大きい値となる。このため、エンジン2を休止させた状態において、操舵トルクTが増加して、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上となっても、エンジン2は始動しないため、運転者が意図していないエンジン2の再始動を抑制することが可能である。
そして、エンジン2を休止させた状態において、操舵トルクTが増加して、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となると、経過時間計測部42が、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間を計測する。なお、図5中では、エンジン2を休止させた状態において、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となった時点を、符号「P8」により示している。
そして、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間が、tc2秒以上となった時点で、状態切り替え判定部46が、禁止状態に切り替えたアイドルストップ制御信号を、エンジンコントローラ16へ出力する。なお、図5中では、操舵トルクTが第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上となっている時間が、tc2秒以上となった時点を、符号「P9」により示している。
禁止状態に切り替えられたアイドルストップ制御信号の入力を受けたエンジンコントローラ16は、エンジン2を始動させるエンジン制御信号を生成し、この生成したエンジン制御信号を、エンジン2へ出力する。
エンジン2を始動させるエンジン制御信号の入力を受けたエンジン2は、時点P9において、エンジンスタータ4を作動させる。これにより、エンジンスタータ4は、バッテリ8から供給される電力により作動して、停止状態のエンジン2を始動させるためのクランキングを開始する。すなわち、時点P9では、運転者の操作によらずに、停止状態のエンジン2を始動させるためのクランキング(エンジンクランキング)を行う。
時点P9においてクランキングを開始した後、例えば、エンジン2の構成やエンジンスタータ4のクランキング能力に関連した、エンジン2が始動するまでに必要な時間が経過すると、この時点において、エンジン2が回転を開始する。なお、図5中では、クランキングを開始した後に、エンジン2が回転を開始した時点を、符号「P10」により示している。
時点P10において、エンジン2が回転を開始した後、車両Vの状態は、エンジン2の回転により走行する状態(エンジン回転状態)となる。
なお、上述したように、本実施形態のエンジン制御装置1の動作で実施するエンジン制御方法は、エンジン2が休止しているか否かと、運転者がステアリングホイール14へ加える操舵トルクTに応じて、エンジン2を休止または再始動させる方法である。
具体的には、エンジン2が休止しておらず、さらに、運転者がステアリングホイール14へ加える操舵トルクTが、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1以上である場合に、エンジン2の作動を継続させる方法である。これに加え、エンジン2が休止しており、さらに、運転者がステアリングホイール14へ加える操舵トルクTが、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2以上である場合に、エンジン2を再始動させる方法である。
ここで、エンジンコントローラ16及び操舵コントローラ18は、エンジン制御手段に対応しており、操舵トルクセンサ28は、操舵トルク検出手段に対応している。
また、車速センサ30は、車速検出手段に対応しており、モータ状態検出センサ32は、モータ状態検出手段に対応している。
また、状態検出センサ34は、各種状態検出手段に対応しており、エンジン休止検出部44は、エンジン休止検出手段に対応している。
(第一実施形態の効果)
(1)エンジン制御手段が、エンジン休止検出手段がエンジンの休止を検出していないときに、操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが、予め設定した第一エンジン自動停止禁止トルク以上である場合、エンジンの作動を継続させる。これに加え、エンジン制御手段が、エンジン休止検出手段がエンジンの休止を検出しているときに、操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが、予め設定した第二エンジン自動停止禁止トルク以上である場合、エンジンを再始動させる。
このため、エンジンが休止しているか否かの状態と、運転者が操舵部材へ加える操舵トルクに応じて、エンジンを休止または再始動させるために用いる閾値の大きさを変えることが可能となる。
その結果、エンジンの再始動時における操舵補助の喪失ショックを低減させることが可能となるとともに、エンジンの休止時における、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制することが可能となる。
(2)第一エンジン自動停止禁止トルクを、据え切り時に回転軸支持部材において回転軸の軸周りに発生するトルクに、アイドルストップ車両が有する転舵輪へ加わる荷重に応じて予め設定した倍率を乗算して設定した値とする。
その結果、転舵輪へ加わる荷重が異なる車種、すなわち、必要な操舵支援トルクの値が異なる車種に対しても、第一エンジン自動停止禁止トルクを、適切な値に設定することが可能となる。
(3)第二エンジン自動停止禁止トルクを、操舵部材の操舵操作をする意図が無い状態の運転者が操舵部材へ加えると推定される操舵トルクに対して、予め設定した倍率を乗算して設定した値とする。
その結果、エンジンの休止時において、操舵部材の操舵操作をする意図が無い状態の運転者が、操舵部材へ操舵トルクを加えた場合であっても、エンジンの休止時における、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制することが可能となる。
(4)第二エンジン自動停止禁止トルクを、運転者が第一エンジン自動停止禁止トルクと同じ大きさの操舵トルクを操舵部材へ加えている状態で発生する操舵支援トルクに第一エンジン自動停止禁止トルクを加算した値よりも大きい値とする。
その結果、第二エンジン自動停止禁止トルクの大きさを、エンジンの休止時における、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制することが可能な大きさに設定することが容易となる。
(5)本実施形態のエンジン制御方法では、エンジンが休止していないときに、運転者が操舵部材へ加える操舵トルクが、予め設定した第一エンジン自動停止禁止トルク以上である場合、エンジンの作動を継続させる。これに加え、エンジン制御方法では、エンジンが休止しているときに、操舵トルクが、予め設定した第二エンジン自動停止禁止トルク以上である場合、エンジンを再始動させる。
このため、エンジンが休止しているか否かの状態と、運転者が操舵部材へ加える操舵トルクに応じて、エンジンを休止または再始動させるために用いる閾値の大きさを変えることが可能となる。
その結果、エンジンの再始動時における操舵補助の喪失ショックを低減させることが可能となるとともに、エンジンの休止時における、運転者が意図していないエンジン再始動を抑制することが可能となる。
(変形例)
(1)本実施形態のエンジン制御装置1では、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を、据え切り時にステアリングコラムにおいて回転軸20の軸周りに発生するトルクを、転舵輪26へ加わる荷重に応じて予め設定した倍率を乗算して設定した値とした。しかしながら、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1の値は、これに限定するものではない。
(2)本実施形態のエンジン制御装置1では、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、ステアリングホイール14へ加えると推定される操舵トルクに対して、予め設定した倍率を乗算して設定した値とした。ここで、上記の「推定される操舵トルク」とは、ステアリングホイール14の操舵操作をする意図が無い状態の運転者がステアリングホイール14へ加えると推定される操舵トルクである。しかしながら、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2の値は、これに限定するものではない。
(3)本実施形態のエンジン制御装置1では、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2を、操舵支援トルクであるTassistTc1に、第一エンジン自動停止禁止トルクTc1を加算した値よりも大きい値とした。しかしながら、第二エンジン自動停止禁止トルクTc2の値は、これに限定するものではない。
(4)本実施形態のエンジン制御装置1では、操舵支援トルクを発生させるか否かの判定を、運転者がステアリングホイール14を操舵するために加える操舵トルクに応じて行ったが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、モータ指示電流や電動モータ10の相電流に応じて、操舵支援トルクを発生させるか否かの判定を行ってもよい。
1 エンジン制御装置
2 エンジン
4 エンジンスタータ
6 オルタネータ
8 バッテリ
10 電動モータ
12 減速機
14 ステアリングホイール
16 エンジンコントローラ(エンジン制御手段)
18 操舵コントローラ(エンジン制御手段)
20 回転軸(ステアリングホイールの回転軸)
22 ステアリングギヤ機構
24 ステアリングリンク機構
26 転舵輪
28 操舵トルクセンサ(操舵トルク検出手段)
30 車速センサ(車速検出手段)
32 モータ状態検出センサ(モータ状態検出手段)
34 状態検出センサ(各種状態検出手段)
36 操舵トルク検出部
38 トルク閾値記憶部
40 トルク比較部
42 経過時間計測部
44 エンジン休止検出部(エンジン休止検出手段)
46 状態切り替え判定部
V 車両
Ta エンジン自動停止許可トルク
Tc1 第一エンジン自動停止禁止トルク
Tc2 第二エンジン自動停止禁止トルク
T 操舵トルク検出部36が検出した操舵トルク

Claims (5)

  1. 運転者による操舵部材の操舵操作を補助する操舵支援トルクを発生させる電動モータと、当該電動モータへ電力を供給する発電機を駆動するエンジンと、当該エンジンを休止または再始動させるエンジン制御手段と、を備えるアイドルストップ車両のエンジン制御装置であって、
    前記エンジンが休止しているか否かを検出するエンジン休止検出手段と、
    前記運転者が前記操舵部材へ加える操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、を備え、
    前記エンジン制御手段は、前記エンジン休止検出手段が前記エンジンの休止を検出していないときに、前記操舵トルク検出手段が検出した操舵トルクが、予め設定した第一エンジン自動停止禁止トルク以上である場合に前記エンジンの作動を継続させ、また、前記エンジン休止検出手段が前記エンジンの休止を検出しているときに、前記操舵トルク検出手段が検出した操舵トルクが、前記第一エンジン自動停止禁止トルクよりも大きい値であり且つ予め設定した第二エンジン自動停止禁止トルク以上である場合に前記エンジンを再始動させることを特徴とするアイドルストップ車両のエンジン制御装置。
  2. 前記操舵部材の回転軸を、回転軸支持部材で回転自在に支持し、
    前記第一エンジン自動停止禁止トルクを、据え切り時に前記回転軸支持部材において前記回転軸の軸周りに発生するトルクに前記アイドルストップ車両が有する転舵輪へ加わる荷重に応じて予め設定した倍率を乗算して設定した値とすることを特徴とする請求項1に記載したアイドルストップ車両のエンジン制御装置。
  3. 前記第二エンジン自動停止禁止トルクを、前記操舵部材の操舵操作をする意図が無い状態で前記運転者が操舵部材へ加えると推定される操舵トルクに対し予め設定した倍率を乗算して設定した値とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載したアイドルストップ車両のエンジン制御装置。
  4. 前記第二エンジン自動停止禁止トルクを、前記運転者が前記第一エンジン自動停止禁止トルクと同じ大きさの操舵トルクを前記操舵部材へ加えている状態で発生する前記操舵支援トルクに第一エンジン自動停止禁止トルクを加算した値よりも大きい値とすることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載したアイドルストップ車両のエンジン制御装置。
  5. 運転者による操舵部材の操舵操作を補助する操舵支援トルクを発生させる電動モータへ電力を供給する発電機を駆動するエンジンを休止または再始動させる、アイドルストップ車両のエンジン制御方法であって、
    前記エンジンが休止していないときに、前記運転者が前記操舵部材へ加える操舵トルクが、予め設定した第一エンジン自動停止禁止トルク以上である場合、前記エンジンの作動を継続させ、
    前記エンジンが休止しているときに、前記操舵トルクが、前記第一エンジン自動停止禁止トルクよりも大きい値であり且つ予め設定した第二エンジン自動停止禁止トルク以上である場合、前記エンジンを再始動させることを特徴とするアイドルストップ車両のエンジン制御方法。
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