JP2014234748A - エンジン制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施する形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
なお、前記第一勾配値は、平坦路と見做すことのできる勾配値の上限として設定され、例えば2°に設定される。また、前記第二勾配値は例えば4°に設定される。
車両の停止前の走行中にエンジン自動停止を実施する際には、車両の加減速などにより前後加速度が作用したり走行振動が作用するので、路面勾配の精度を確保することが難しい。精度の低い路面勾配を用いてエンジン自動停止を実施した場合、エンジン自動停止の実施にかかる不具合を招くおそれがあるため、この点を考慮することも有効である。
(3)前記路面勾配取得手段は、前記車両の停車中において、前記車両の前後加速度に基づいて推定された路面勾配を取得し、前記車両の走行中において、前記車両の前後加速度と該前後加速度以外の前記車両の走行状態に対応するパラメータとに基づいて推定された路面勾配を取得することが好ましい。
(5)前記アイドルストップ制御手段は、前記診断手段により前記装置が異常と診断された場合、前記エンジンの自動停止を禁止することが好ましい。
(6)前記診断手段は、前記エンジンの自動停止中又は再始動中に作動する前記装置が正常か異常かを前記エンジンの自動停止中又は再始動中に診断することが好ましい。
(7)前記装置は、前記エンジンの自動停止中かつ前記車両の停車中に前記車両の制動力を維持して停車状態を保持する停車保持手段を含むことが好ましい。
また、エンジンの初回の自動停止を経験した後には、路面勾配取得手段により取得された路面勾配が第一勾配値よりも大きい第二勾配値以下であることを走行時アイドルストップ条件に含むため、初回のエンジン自動停止を経験した後には、第一勾配値よりも大きい第二勾配値以下であれば、エンジン自動停止を走行中に実施することができる。つまり、初回のエンジン自動停止を経験した後には、平坦路に加えて第二勾配値以下の傾斜路においても、エンジン自動停止を走行中に実施することができる。したがって、走行中のエンジン自動停止の実施頻度を増やすことにより、燃費を向上させることができる。
これらより、エンジン自動停止中の車両の予期せぬ挙動を回避しやすくするとともに、エンジン自動停止の実施頻度を増やすことにより燃費を向上させることができる。
〔構成〕
図1を参照して、一実施形態にかかるエンジン制御装置の全体構成を説明する。このエンジン制御装置は、所定のアイドルストップ条件が成立した際にエンジン1を自動的に停止させるアイドルストップを実施し、このアイドルストップの実施中に再始動条件が成立した際にエンジン1を自動的に再始動するアイドルスタート(エンジン再始動)を実施するアイドルストップアンドスタート制御(以下、「ISS制御」と略称する)を実施する。
このECU10の出力側には、ECU10によって制御される各種の装置1,3〜5が接続され、これらの装置1,3〜5に電力を供給するバッテリ2が設けられている。一方、ECU10の入力側には、ISS制御及びこれに伴う制御に必要な情報を検出する各種の検出器6〜9が接続されている。さらに、ECU10の入力側には、イグニッションスイッチ(イグニッションSW)20が接続されている。なお、エンジン制御装置には、ECU10に加えて、その出力側の各装置1〜5及び入力側の各検出器6〜9が含まれる。
エンジン1は、ISS制御の対象となる内燃機関である。図示省略するが、このエンジン1には、自身を始動(クランキング)するためのスタータモータが付設されている。バッテリ2からスタータモータに給電することで、エンジン1が始動される。
このバッテリ2は、その容量に限りがあるため、各種の装置1,3〜5などの消費電力が大きくなると電圧降下が発生するおそれがある。例えば、エンジン1が停止しているときにはオルタネータが作動していないため電圧降下が発生しやすい。特に、エンジン1の始動時には、オルタネータが作動していないうえに大量の電力を必要とするため、電圧降下が発生しやすい。
DC/DCコンバータ3は、切替スイッチ(図示略)などにより、バッテリ2からの入力電圧を昇圧して出力する作動モードと、バッテリ2からの入力電圧を昇圧せずに(その電圧のまま)出力する非作動モードとが切り替え可能に構成されている。
その他の装置5(破線で示す)は、例えばカーナビゲーション装置やECU10以外のECUといった印加電圧の降下で不具合を起こし得る装置である。なお、その他の装置5は設けられていなくてもよい。
ブレーキスイッチ(ブレーキSW)6は、運転者の制動操作を検出するものである。このブレーキスイッチ6により検出された制動操作の情報は、ECU10に伝達される。なお、運転者の制動操作を検出するものであれば、ブレーキスイッチ6に限らず、ブレーキ液圧センサといった他の検出器を用いてもよい。この場合、ブレーキ液圧センサにより検出されたブレーキ液圧の情報がECU10に伝達される。
車速センサ7は、車両の速度(車速)を検出するものである。この車速センサ7により検出された車速Vの情報は、ECU10に伝達される。
その他の検出器9(破線で示す)は、ECU10がISS制御を実施するにあたって、ブレーキスイッチ6,車速センサ7及びGセンサ8により検出された各情報の他に必要な情報(例えば運転者によるアクセル操作の情報或いはステアリング操作の情報やバッテリ2の充電状態の情報)があれば、その他の必要な情報を検出するものである。もちろん、その他の情報が必要なければ、その他の検出器9を設けなくてよい。
ECU10は、各機能要素として、車両の位置する路面の勾配(以下、「路面勾配」と略称する)θを取得する路面勾配取得部(路面勾配取得手段)11と、車両に搭載される各種装置、特にアイドルストップ制御の実施中に作動する各要素が正常か異常かを診断する診断部(診断手段)12と、アイドルストップ条件判定部14と、アイドルストップ制御部(アイドルストップ制御手段)15と、アイドルスタート制御部(アイドルスタート制御手段)16とを有する。
なお、「車速センサ7により検出された車速Vが停車を示す」とは、車速センサ7により検出された車速Vが0km/hやその極近傍の停車判定車速以下であることを意味する。
路面勾配取得部11は、路面勾配θを取得するものであるが、ここでは、演算推定された路面勾配θを取得するものを説明する。この路面勾配取得部11は、その機能要素として、停車中路面勾配推定部11aと走行中路面勾配推定部11bとを有し、停車中路面勾配推定部11aにより推定された路面勾配θS又は走行中路面勾配推定部11bによって推定された路面勾配θCを取得する。この路面勾配取得部11は、車速センサ7により検出された車速Vが停車を示していれば停車中路面勾配推定部11aによって路面勾配θSを推定し、車速センサ7により検出された車速Vが停車を示していなければ走行中路面勾配推定部11bによって路面勾配θCを推定する。
停車中路面勾配推定部11aは、Gセンサ8により検出された車両の前後加速度αSと重力加速度gとを用いて、下記の式(1)により停車中における路面勾配θSを推定する。
sinθS=αS/g ・・・式(1)
αV=dV/dt ・・・式(2)
そして、Gセンサ8により検出された前後加速度αSと式(2)で算出された車両加速度αVとの差分を重力加速度gで除算する下記の式(3)により路面勾配θCを求める。
sinθC=(αS−αV)/g ・・・式(3)
診断部12は、アイドルスタートの実施中にDC/DCコンバータ3を診断するが、これは、DC/DCコンバータ3がバッテリ2の電圧を大きく昇圧させるように作動するときに診断することで、診断精度を高めることができるからである。
この診断部12は、例えばDC/DCコンバータ3の出力電圧と所定の判定電圧とを比較することで、DC/DCコンバータ3を診断することができる。この場合、所定の判定電圧よりも出力電圧の方が高ければDC/DCコンバータ3は正常と判定され、出力電圧が所定の判定電圧以下であればDC/DCコンバータ3は異常と判定される。ここでいう所定の判定電圧とは、例えば停車保持装置4やその他の装置5などの印加電圧が降下することで不具合を起こし得る電装機器が正常に作動する最低電圧にマージンを加えたものとして予め実験的又は経験的に設定されたものである。
診断部12は、アイドルストップの実施によりエンジン1が停止されてからアイドルスタートの実施が完了するまでに停車保持装置4を診断する。すなわち、停車保持装置4がアイドルストップの実施によるエンジン1の停止中に車両の停止状態を保持するためのものであるため、診断部12は、車両を停止保持すべき期間に停車保持装置4を診断する。具体的には、診断部12は、停車保持装置4における制動装置4a及び電動ポンプ4bの作動状態が正常か異常かを判定する。
なお、DC/DCコンバータ3の診断で上述のように、制動装置4aや電動ポンプ4bに印加される電圧と所定の判定電圧とを比較しても、停車保持装置4を診断することができる。
「診断条件」とは、「診断部12により各種装置の異常が診断されていないこと」である。この診断条件は、診断部12により各種装置の正常が診断されていればもちろん成立するが、これに加えて、各種装置が診断部12により未だ診断されていないときにも成立する。言い換えれば、診断条件は、各種装置が正常か異常か不明なときにも成立する。
「車速条件」とは、「車速センサ7により検出された車速Vが所定の設定車速V1を下回ったこと」である。ここでいう所定の設定車速V1は、運転者が停車させようとしていると見做すことのできる停車直前の上限車速として予め実験的又は経験的に設定されており、例えば10km/h〜15km/hの車速を用いることができる。
停車中の路面勾配条件は、初回のアイドルストップを経験するまで、即ち、初回のアイドルストップを未経験である場合と、初回のアイドルストップを経験した後の場合とでは異なる。
このように、初回のアイドルストップを経験するまでは、停車中路面勾配推定部11aにより推定された路面勾配θSが第一停車中路面判定勾配θPS1を含んでこれよりも緩やかであることが、停車時アイドルストップ条件に含まれる。
このように、初回のアイドルストップを経験した後には、停車中路面勾配推定部11aにより推定された路面勾配θSが第二停車中路面判定勾配θPS2を含んでこれよりも緩やかであることが、停車時アイドルストップ条件に含まれる。
初回のアイドルストップを経験するまでの走行中の路面勾配条件は、走行中路面勾配推定部11bにより推定された路面勾配θCが第一走行中路面判定勾配(第一勾配値)θPC1を含んでこれよりも緩やかであることである。この第一走行中路面判定勾配θPC1は、第一停車中路面判定勾配θPS1よりも小さく設定されている。
このように、初回のアイドルストップを経験した後には、走行中路面勾配推定部11bにより推定された路面勾配θCが第二走行中路面判定勾配θPC2を含んでこれよりも緩やかであることが、走行時アイドルストップ条件に含まれる。
その理由は、走行中の路面勾配θCの推定には、車速の増減度合や制動操作の有無といった車両の走行状態の変化が外乱成分として作用し得るのに対し、停車中の路面勾配θSの推定にかかる外乱成分が作用し難いからである。例えば、車両の走行中には車両の姿勢等が変化し易いが、停車中には車両の姿勢等は基本的に変化しないため、停車中の方が走行中よりも路面勾配θの推定精度を確保しやすいからである。
「その他の条件」は、「アイドルストップを実施するのに支障がない諸々の前提条件が何れも成立するとともに運転者による車両停止意志が検出された」ことである。
その他の条件にかかる「諸々の前提条件」には、エンジン1が暖気運転を完了していること、エンジン1で駆動される機器が非作動或いは作動要求がないこと(例えば、エンジン1で駆動されるコンプレッサを用いるエアコンが非作動であることや、エンジン1で駆動されるオルタネータによる発電電力を使用する車両の機器類が非作動であること、エンジン2の吸気負圧を利用するブレーキのマスタバック負圧が所定値以上であること等)、排気浄化用の触媒が活性化していること、エンジン1の作動にかかるセンサ類が正常であること等などが含まれる。
なお、上記したアイドルストップ条件に、例えば運転者によりステアリング操作がされていないことやバッテリ2の充電状態がスタータモータ(図示略)でエンジン1を始動させるのに十分であることなどの条件を加重してもよい。この場合、アイドルストップ制御部15は、その他の検出器9による検出情報に基づき加重された条件の成否を判定して各アイドルストップ実施条件の成否を判定する。
具体的に言えば、アイドルストップ条件判定部14は、「車速条件」,「路面勾配条件」及び「その他の条件」の何れもが成立していれば、アイドルストップ条件の成立を判定し、「車速条件」,「路面勾配条件」及び「その他の条件」の何れかでも不成立であれば、アイドルストップ条件の不成立を判定する。
さらに、アイドルストップ制御部15は、診断部12によりDC/DCコンバータ3や停車保持装置4をはじめとした各種装置が異常と診断された場合、アイドルストップの実施を禁止する。つまり、ECU10により「診断条件」の不成立が判定されると、アイドルストップ制御部15は、アイドルストップの実施を禁止する。
アイドルスタート制御部16は、再始動条件の成立を判定するとアイドルスタートを実施するものである。
このアイドルスタート制御部16は、ブレーキスイッチ6からの検出信号に基づいて運転者による車両の制動操作の有無を判定すると共に、上記の諸々の前提条件の成立,不成立を判定して、再始動条件の成否を判定する。
さらに、アイドルスタート制御部16は、アイドルストップ中に診断部12によりDC/DCコンバータ3や停車保持装置4をはじめとした各種装置が異常と診断された場合、再始動条件が成立していなくても、アイドルスタートを実施する。
次に、図2に示すフローチャートを参照して、ECU10で実施される制御手順を説明する。この図2中に示すフラグFは、0であれば診断部12により装置の異常が診断されてたことを示し、1であれば診断部12により装置の異常が診断されていないことを示す。このフラグFは、診断条件の成否にも対応しており、1であれば診断条件の成立を示し、0であれば診断条件の不成立を示す。このフローは、手動によりエンジン1が始動(イグニッションオン)されると開始され、所定の制御処理周期で繰り返し実施される。また、フローチャート中の各ステップは、ECU10のハードウェアに割り当てられた各機能がソフトウェア(コンピュータプログラム)によって動作することで実施される。
ステップS20では、診断部12により各種装置が正常か異常かを診断する。そして、ステップS22へ移行する。
ステップS22では、ステップS20の診断によって各種装置が異常診断されたか否かを判定する。異常診断されていればステップS23へ移行し、正常診断されていれば、ステップS30へ移行する。
ステップS31では、車速Vが所定の設定車速V1未満か否かを判定している。すなわち、このステップS31では、車速Vが所定の設定車速V1を下回ったか否かを判定している。車速Vが所定の設定車速V1未満であればステップS32へ移行し、そうでなければリターンする。
ステップS33では、初回のアイドルストップ(初回IS)を経験していない(未経験)か否かを判定する。初回のアイドルストップを経験していなければステップS34へ移行し、経験していればステップS35へ移行する。
同様に、ステップS35では、停車中路面勾配推定部11aにより推定された路面勾配θSが第二停車中路面判定勾配θPS2以下か否かを判定する。路面勾配θSが第二停車中路面判定勾配θPS2以下であればステップS40へ移行し、そうでなければリターンする。
同様に、ステップS38では、走行中路面勾配推定部11bにより推定された路面勾配θCが第二走行中路面判定勾配θPC2以下か否かを判定する。路面勾配θCが第二走行中路面判定勾配θPC2以下であればステップS40へ移行し、そうでなければリターンする。
ステップS50では、ステップS20と同様に、診断部12により各種装置が正常か異常かを診断し、ステップS52では、ステップS22と同様に、ステップS50の診断によって各種装置が異常診断されたか否かを判定する。ただし、アイドルストップに特有の診断も可能となる。異常診断されていればステップS82へ移行し、正常診断されていればステップS60へ移行する。
ステップS70では、アイドルスタートを指令する。これにより、アイドルスタートが実施される。そして、ステップS80へ移行する。
また、ステップS23では、フラグFを0にセットする。そしてステップS100へ移行する。
ステップS100では、アイドルストップの実施を禁止する。例えば、アイドルストップが実施されていれば、アイドルスタートを実施する。そしてリターンする。
本実施形態のエンジン制御装置は、上述のように構成されるため、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態のエンジン制御装置によれば、アイドルストップ制御部15によるアイドルストップを経験するまでは、走行中路面勾配推定部11bにより推定された路面勾配θCが、平坦路と見做すことのできる勾配値の上限として設定された所定の第一走行中路面判定勾配θPC1以下であることを走行時アイドルストップ条件に含むため、初回のアイドルストップが車両の走行中に実施される場合には、アイドルストップが第一走行中路面判定勾配PC1以下の路面勾配θCが推定されているときに実施される。これにより、本エンジン制御装置にかかる装置が正常か異常か不明な状態あっても、更に言えば、かかる装置に異常があったとしても、アイドルストップが実施された車両の予期せぬ挙動を回避しやすくすることができる。
これらより、アイドルストップ中の車両の予期せぬ挙動を回避しやすくするとともに、アイドルストップの実施頻度を増やすことにより燃費を向上させることができる。
具体的には、停車中路面勾配推定部11aは、Gセンサ8により検出された前後加速度αSに基づいて停車中の路面勾配θCを推定し、走行中路面勾配推定部11bは、前後加速度αSに加えて、車速センサ7により検出された車速Vやブレーキスイッチ6により検出された制動操作の有無などの車両の走行状態に対応するパラメータに基づいて路面勾配θCを推定するため、勾配推定にかかる外乱を補償して、走行中における路面勾配θCの推定精度を確保することができる。よって、走行中の路面勾配θCをアイドルストップに用いることができ、車両の予期せぬ挙動回避と燃費の向上とを両立させることができる。
診断部12は、アイドルストップの実施によりエンジン1が自動的に停止されるとエンジン制御装置が正常か異常かを診断するため、エンジン1の停止中に作動する各種装置の診断を適切に実施することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の一実施形態では、ECU10は、「診断条件」及び「アイドルストップ条件」の何れもの成立を判定すると、アイドルストップを実施するものを示したが、少なくとも「アイドルストップ条件」の成立が判定されると、アイドルストップが実施されてもよい。この場合、ECU10から診断部12を省略することができ、アイドルストップにかかる制御負荷を軽減することができる。
2 バッテリ
3 DC/DCコンバータ
4 停車保持装置(停車保持手段)
4a 制動装置
4b 電動ポンプ
5 その他の装置
6 ブレーキスイッチ
7 車速センサ
8 Gセンサ
9 その他の検出器
10 ECU
11 路面勾配取得部(路面勾配取得手段)
11a 停車中路面勾配推定部
11b 走行中路面勾配推定部
12 診断部(診断手段)
14 アイドルストップ条件判定部
15 アイドルストップ制御部(アイドルストップ制御手段)
16 アイドルスタート制御部(アイドルスタート制御手段)
20 イグニッションスイッチ
θPC1 第一走行中路面判定勾配(第一勾配値)
θPC2 第二走行中路面判定勾配(第二勾配値)
θPS1 第一停車中路面判定勾配(第三勾配値)
θPS2 第二停車中路面判定勾配(第四勾配値)
(2)前記路面勾配取得手段は、前記車両の停車中において、前記車両の前後加速度に基づいて推定された路面勾配を取得し、前記車両の走行中において、前記車両の前後加速度と該前後加速度以外の前記車両の走行状態に対応するパラメータとに基づいて推定された路面勾配を取得することが好ましい。
(4)前記アイドルストップ制御手段は、前記診断手段により前記装置が異常と診断された場合、前記エンジンの自動停止を禁止することが好ましい。
(5)前記診断手段は、前記エンジンの自動停止中又は再始動中に作動する前記装置が正常か異常かを前記エンジンの自動停止中又は再始動中に診断することが好ましい。
(6)前記装置は、前記エンジンの自動停止中かつ前記車両の停車中に前記車両の制動力を維持して停車状態を保持する停車保持手段を含むことが好ましい。
次に、図2に示すフローチャートを参照して、ECU10で実施される制御手順を説明する。この図2中に示すフラグFは、0であれば診断部12により装置の異常が診断されたことを示し、1であれば診断部12により装置の異常が診断されていないことを示す。このフラグFは、診断条件の成否にも対応しており、1であれば診断条件の成立を示し、0であれば診断条件の不成立を示す。このフローは、手動によりエンジン1が始動(イグニッションオン)されると開始され、所定の制御処理周期で繰り返し実施される。また、フローチャート中の各ステップは、ECU10のハードウェアに割り当てられた各機能がソフトウェア(コンピュータプログラム)によって動作することで実施される。
Claims (7)
- 車両が所定の設定車速以下で走行中であることを含む所定の走行時アイドルストップ条件、及び前記車両が停車中であることを含む所定の停車時アイドルストップ条件の何れかが成立した際に前記車両に搭載されたエンジンを自動的に停止させるアイドルストップ制御手段と、
前記アイドルストップ制御手段による前記エンジンの自動停止中に所定の再始動条件が成立した際に前記エンジンを自動的に再始動させるアイドルスタート制御手段と、
前記車両の位置する路面の勾配を取得する路面勾配取得手段と、
を備えたエンジン制御装置において、
前記アイドルストップ制御手段による前記エンジンの初回の自動停止を経験するまでは、前記走行時アイドルストップ条件に前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配が所定の第一勾配値以下であることを含み、
前記アイドルストップ制御手段による前記エンジンの初回の自動停止を経験した後には、前記走行時アイドルストップ条件に前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配が前記第一勾配値よりも大きい第二勾配値以下であることを含む
ことを特徴とする、エンジン制御装置。 - 前記アイドルストップ制御手段による前記エンジンの初回の自動停止を経験するまでは、前記停車時アイドルストップ条件に前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配が前記第一勾配値よりも大きい第三勾配値以下であることを含み、
前記アイドルストップ制御手段による前記エンジンの初回の自動停止を経験した後には、前記停車時アイドルストップ条件に前記路面勾配取得手段により取得された路面勾配が前記第三勾配値よりも大きい第四勾配値以下であることを含む
ことを特徴とする、請求項1に記載のエンジン制御装置。 - 前記路面勾配取得手段は、前記車両の停車中において、前記車両の前後加速度に基づいて推定された路面勾配を取得し、前記車両の走行中において、前記車両の前後加速度と該前後加速度以外の前記車両の走行状態に対応するパラメータとに基づいて推定された路面勾配を取得する
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のエンジン制御装置。 - 前記車両に搭載される装置が正常か異常かを診断する診断手段を備え、
前記アイドルスタート制御手段は、前記エンジンの自動停止中に前記診断手段により前記装置が異常と診断された場合、前記エンジンを再始動させる
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載のエンジン制御装置。 - 前記アイドルストップ制御手段は、前記診断手段により前記装置が異常と診断された場合、前記エンジンの自動停止を禁止する
ことを特徴とする、請求項4に記載のエンジン制御装置。 - 前記診断手段は、前記エンジンの自動停止中又は再始動中に作動する前記装置が正常か異常かを前記エンジンの自動停止中又は再始動中に診断する
ことを特徴とする、請求項4又は5に記載のエンジン制御装置。 - 前記装置は、前記エンジンの自動停止中かつ前記車両の停車中に前記車両の制動力を維持して停車状態を保持する停車保持手段を含む
ことを特徴とする、請求項4〜6の何れか一項に記載のエンジン制御装置。
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