JP2016043825A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中に内燃機関のクランクシャフトまたは車軸に回転駆動力を与えることができる電動機を備えた車両において、モータアシストの禁止を招来する安全機構の作動後、車両の走行の安全性が確保され次第、可及的速やかにモータアシストを解禁できるようにする。【解決手段】車両に実装された所定の安全機構が作動した後、内燃機関のアイドルストップを実施しかつ車速が０となるという条件が充足されるまでは電動機によるクランクシャフトまたは車軸への回転駆動力の付与を禁止するとともに、同条件の成立に伴い電動機によるクランクシャフトまたは車軸への回転駆動力の付与を解禁する車両の制御装置を構成した。【選択図】図６

Description

本発明は、走行中に内燃機関のクランクシャフトまたは車軸に回転駆動力を与えることができる電動機を備えた車両の制御装置に関する。

車軸（及び、駆動輪）や補機を駆動する駆動源である内燃機関のクランクシャフトに回転駆動力を付与し、内燃機関をアシストすることのできる電動機を実装した車両が公知である。この電動機は、発電機としての機能を兼ね備えており、車両の減速時に回生制動を行い、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる（例えば、下記特許文献を参照）。この種の車両は、マイクロハイブリッド車と呼称されることがある。

特開２０１４−１０１８４７号公報

近時の車両には、低速域衝突回避支援ブレーキ機能（衝突被害軽減ブレーキ、プリクラッシュセーフティシステム）や後発進抑制制御機能、ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、横滑り防止装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等といった各種の安全機構が実装されている。

上に挙げたような安全機構が作動した直後は、車両の走行の安全性が確保されているかどうか判然としないことから、電動機による内燃機関のアシストを禁止する。このモータアシストの禁止は、安全機構の作動から一定の時間が経過するまで続行し、または、運転者がイグニッションスイッチ（イグニッションキー）を操作して内燃機関を停止させるまで続行することが通例となっていた。

しかし、長期間に亘るモータアシストの禁止は、車両が本来有している走行性能の発現の抑止と同義である上、燃費を悪化させることにもつながるため好ましくない。

本発明は、安全機構の作動後、車両の走行の安全性が確保され次第、可及的速やかにモータアシストを解禁できるようにすることを所期の目的としている。

本発明では、走行中に内燃機関のクランクシャフトまたは車軸に回転駆動力を与えることができる電動機を備える車両を制御するものであって、車両に実装された所定の安全機構が作動した後、内燃機関のアイドルストップを実施しかつ車速が０となるという条件が充足されるまでは電動機によるクランクシャフトまたは車軸への回転駆動力の付与を禁止し、前記条件の成立に伴い電動機によるクランクシャフトまたは車軸への回転駆動力の付与を解禁する車両の制御装置を構成した。

本発明によれば、車両の安全機構の作動後、走行の安全性が確保され次第、可及的速やかにモータアシストを解禁できるようになる。

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。 同実施形態における内燃機関とＩＳＧとの接続の態様を模式的に示す図。 車両に実装された各種の電気負荷を制御するための電気回路を示す図。 同実施形態におけるＩＳＧの電気回路を示す図。 同実施形態における車両の駆動系の構成を示す図。 同実施形態における制御装置が実施する制御の内容を示すタイミング図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示す車両用内燃機関１００は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。

本実施形態の車両には、ブレーキブースタ５が付帯している。ブレーキブースタ５は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側の部位、より具体的にはサージタンク３３から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ５は、負圧を蓄える定圧室と、大気圧が加わる変圧室とを有し、定圧室が負圧管路５１を介してサージタンク３３に接続している。負圧管路５１は、スロットルバルブ３２の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路５１上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ５２を設けてある。

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ５により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ６において液圧力に変換される。マスタシリンダ６が出力する作動液圧は、液圧回路（図示せず）を介してブレーキキャリパやホイールシリンダといったブレーキ装置（図示せず）に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。

図２に示すように、本実施形態における内燃機関１００には、スタータモータ（セルモータ）１４０、ＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ。または、モータジェネレータ）１１０及びコンプレッサ１３０その他の補機が付随している。

スタータモータ１４０は、主として冷間始動時（運転者がイグニッションスイッチを操作して内燃機関１００を始動）に内燃機関１００のクランクシャフト１０を回転駆動する、クランキング専用の電動機である。スタータモータ１４０は、その出力軸にピニオンギア１４１を有し、このピニオンギア１４１が内燃機関１００の出力軸であるクランクシャフト１０に固定されたリングギア１０３に噛合することで、クランクシャフト１０に回転駆動力を伝達する。ピニオンギア１４１は、スタータモータ１４０による内燃機関１００のクランキング中以外は、リングギア１０３から離脱している。

ＩＳＧ１１０は、クランクシャフト１０ひいては車両の車軸（そして、駆動輪）１５３を駆動する電動機としての機能と、クランクシャフト１０から駆動力の伝達を受けて発電する発電機としての機能とを兼ね備える。ＩＳＧ１１０は、巻掛伝動機構１１２、１１３、１０１を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。

ＩＳＧ１１０は、例えばインナーロータ方式の交流同期機であり、永久磁石及びロータコイル（励磁（界磁）巻線）１１６を両備したロータ（回転子）と、ロータの外周面に対向する三相交流のステータコイル（固定子巻線）１１５を備えたステータ（固定子）とを要素としてなる。ロータは、ロータ軸１１１の外周に固着している。ロータ軸１１１及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１１２、１０１が固着しており、これらプーリ１１２、１０１に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１１３により、クランクシャフト１０とロータ軸１１１との間で相互に（双方向に）回転駆動力を伝達する。

ＩＳＧ１１０は、主としてアイドルストップした内燃機関１００の再始動時や、車軸１５３に供給する走行駆動力を増強する（特に、加速中や登坂中の）モータアシスト時に、車載の蓄電装置６１から電力の供給を受けてクランクシャフト１０を回転駆動する。蓄電装置６１は、バッテリ及び／またはキャパシタを含む。翻って、クランクシャフト１０により回転駆動されて発電する場合には、その発電した電力を同蓄電装置６１に充電する。車両が減速する際には、ＩＳＧ１１０による回生制動を行い、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。

エアコンディショナの冷媒圧縮用のコンプレッサ１３０もまた、ＩＳＧ１１０と同様、巻掛伝動機構１０２、１３４、１３３を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。コンプレッサ１３０の入力軸１３２及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１３３、１０２が固着しており、これらプーリ１３３、１０２に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１３４によって、クランクシャフト１０から入力軸１３２に回転駆動力を伝達する。ベルト１３４は、コンプレッサ１３０以外の補機である潤滑油ポンプ（図示せず）や冷却水ポンプ（図示せず）等にも駆動力を伝達することがある。なお、コンプレッサ１３０の本体と入力軸１３２との間には、断接切換可能なマグネットクラッチ１３１を設けており、エアコンディショナを稼働しないときには当該クラッチ１３１を切断する。

内燃機関１００と車軸１５３とを繋ぐトランスミッション１２０は、クランクシャフト１０の他端側に設置する。

車両には、各種の電気負荷が実装されている。電気負荷の具体例としては、エアコンディショナの送風用ブロワ、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯（ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ（ブレーキランプ）、フォグランプ、ウィンカ（ターンシグナルランプ）等）、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、電動パワーステアリング装置、等が挙げられる。

図３に、電気負荷を制御するための電気回路を示している。既に述べた通り、内燃機関のクランクシャフト１０と冷媒圧縮用コンプレッサ１３０との間には、マグネットクラッチ１３１が介在している。エアコンディショナを稼働するときには、マグネットクラッチ１３１に通電して当該クラッチ１３１を締結する。エアコンディショナを稼働しないときには、マグネットクラッチ１３１に通電せず、当該クラッチ１３１を切断する。マグネットクラッチ１３１への通電及びその遮断は、リレースイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦによって行う。

送風用ブロワを回転駆動するモータ６３や、デフォッガとしてリアガラスに敷設された電熱線ヒータ６５は、蓄電装置６１（または、ＩＳＧ１１０）から電力供給を受けて作動する。モータ６３やヒータ６５への通電及びその遮断は、リレースイッチ６４のＯＮ／ＯＦＦ、または半導体スイッチング素子（パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ等に代表されるパワーデバイス（電力用半導体素子））６６の点弧／消弧によって行う。

オーディオ機器やカーナビゲーションシステム、照明灯、ラジエータファンを回転駆動するモータその他の電気負荷についても、上記と同様である。

図４に、発電機として働くＩＳＧ１１０の等価回路を示す。ＩＳＧ１１０を発電機として動作させる場合、三相コイルであるステータコイル１１５には三相交流の誘起電流が発生する。この誘起電流は、ダイオードを用いた整流器１１３によって直流電流とした上で蓄電装置６１や電気負荷に供給する。

ＩＳＧ１１０に付帯するコントローラ１１４は、本実施形態の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０から発される、ＩＳＧ１１０の出力電圧の目標値を指令する制御信号ｎを受け付ける。そして、その指令された目標電圧に蓄電装置６１の端子電圧（換言すれば、電装系に供給する電源電圧）を追従せしめるべく、半導体スイッチング素子１１９をスイッチ動作させてロータコイル１１６に印加する励磁電流の大きさを調節するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を実施する。ＩＳＧ１１０の出力電圧即ちステータコイル１１５に誘起される発電電圧は、ロータコイル１１６を流れる励磁電流が大きいほど大きくなる。

発電機として作動するＩＳＧ１１０は、内燃機関１００から見れば機械的な負荷となる。ＩＳＧ１１０の出力電圧が蓄電装置６１の端子電圧を超越するとき、蓄電装置６１が充電され、かつＩＳＧ１１０から電気負荷に電力が供給される。つまり、ＩＳＧ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。蓄電装置６１への充電量及び電気負荷への給電量は、ＩＳＧ１１０の出力電圧と蓄電装置６１の端子電圧との電位差に依存する。

逆に、ＩＳＧ１１０の出力電圧が蓄電装置６１の端子電圧に満たないかこれに近いときには、蓄電装置６１が充電されず、またＩＳＧ１１０から電気負荷に電力が供給されない（蓄電装置６１から電気負荷に電力供給されることはある）。つまり、ＩＳＧ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。

要するに、ＥＣＵ０からＩＳＧ１１０に高い発電電圧を指令すると、エンジン回転に対するＩＳＧ１１０の機械負荷が増し、低い発電電圧を指令すると、エンジン回転に対するＩＳＧ１１０の機械負荷が減る。

因みに、コントローラ１１４は、電気負荷の増大等に伴いＩＳＧ１１０による発電量を増加させる際、励磁電流をステップ的に急増させるのではなく、励磁電流を徐々に増大させる徐励機能を有する。この徐励機能により、内燃機関１００に対する機械的な負荷の一時的な集中を避け、アイドル運転ないし低負荷運転領域におけるエンジン回転の低落を防いでいる。

また、コントローラ１１４は、ＥＣＵ０から発される、励磁電流の上限値を指令する制御信号ｎを受け付けるとともに、ロータコイル１１６を流れる励磁電流の大きさをセンサ１１７を介して検出し、励磁電流を指令された上限値以下に規制する。励磁電流に上限を設けるのは、内燃機関１００に対する機械的な負荷が過大となってエンジン回転が不安定化することを予防する意図である。故に、例えば、冷媒圧縮用コンプレッサ１３０の作動時と非作動時とでは、前者の方が励磁電流の上限値が低くなる。

励磁電流の上限値へのクリップは、ＩＳＧ１１０の発電電圧の目標電圧値への追従に優先する。つまり、コントローラ１１４は、蓄電装置６１の端子電圧が未だＥＣＵ０から指令された目標電圧未満であるとしても、ロータコイル１１６を流れる励磁電流が既にＥＣＵ０から指令された上限に達している場合には、それ以上励磁電流を増大させない。

他方、ＩＳＧ１１０をクランクシャフト１０を駆動する電動機として動作させる場合には、ロータコイル１１６に所要の励磁電流を通電しつつ、ステータコイル１１５に半導体スイッチング素子を用いたインバータ１１８を介して三相交流電流を印加して、ロータの周囲に回転磁界を発生させる。インバータ１１８の各相のハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチはそれぞれ、コントローラ１１４によって点弧／消弧される。

図５に、車両が備える駆動系のトランスミッション１２０の例を示す。このトランスミッション１２０は、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９を備えてなる。特に、本実施形態では、自動変速機８、９の構成要素として、遊星歯車機構を利用した前後進切換装置８、及び無段変速機の一種であるベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）９を採用している。

内燃機関１００が出力する回転トルクは、内燃機関１００のクランクシャフトからトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５の回転は、出力ギア１５１に伝達される。出力ギア１５１は、デファレンシャル装置のリングギア１５２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１５３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。

トルクコンバータ７は、ロックアップ機構を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ７の入力側と出力側とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチ７３と、ロックアップクラッチ７３を断接切換駆動するための作動液圧（油圧）を制御するロックアップソレノイドバルブ（図示せず）とを要素とする。ロックアップソレノイドバルブは、制御信号ｔを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。

ＣＶＴ９を搭載した車両においては、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上である場合、ほぼ常時トルクコンバータ７をロックアップする。車速が所定値以下となれば、トルクコンバータ７のロックアップを解除する。ロックアップ時、ロックアップクラッチ７３はトルクコンバータカバー７４に押し付けられ、トルクコンバータカバー７４と一体となって回転する。ロックアップ時、トルクコンバータ７の入力側（のドライブプレート）に入力された機関のトルクは、トルクコンバータカバー７４からロックアップクラッチ７３を経由してトルクコンバータ７の出力側、ひいては前後進切換装置８に直接伝達される。ロックアップ時、トルクコンバータ７の出力側回転数の入力側回転数に対する比である速度比は１となる。

翻って、非ロックアップ時には、ロックアップクラッチ７３がトルクコンバータカバー７４から離反する。非ロックアップ時、トルクコンバータ７の入力側に入力された機関のトルクは、トルクコンバータカバー７４からポンプインペラ７１、タービン７２へと伝わり、前後進切換装置８に伝達される。非ロックアップ時、トルクコンバータ７の速度比は、駆動状態に応じて１よりも小さくなったり大きくなったりする。

前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力側）との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。

走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）は、制御信号ｕを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。

非走行レンジのうちのＮレンジでは、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断する。Ｐレンジでは、車軸１５３が動かないよう機械的にロックする。

ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有しており、液圧サーボ９１３を操作し可動シーブ９１２を変位させることを通じて変速比を無段階に変更できる。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有しており、液圧サーボ９２３を操作し可動シーブ９２２を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与える。

走行レンジを操作するべくフォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５に供給される作動液（作動油）、また変速比を操作するべく液圧サーボ９１３、９２３に供給される作動液を吐出する液圧ポンプ（図示せず）は、内燃機関１００のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する、既知の機械式（非電動式）のものである。この作動液は、トルクコンバータ７に用いられる流体と共通である。

ＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。その入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフト１０の回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ（シフトポジションスイッチ）から出力されるシフトレンジ信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出するセンサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関１００の冷却水温を検出するセンサから出力される冷却水温信号ｆ、ブレーキペダルが踏まれていることまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサ（ブレーキスイッチやマスタシリンダ圧センサ等）から出力されるブレーキ信号ｇ、蓄電装置６１の端子電圧及び端子電流（特に、バッテリ電圧やバッテリ電流）を検出するセンサから出力される電圧・電流信号ｈ、エアコンディショナや各種電気負荷のそれぞれについてこれを作動させるべきか否かに関する作動要求信号ｍ、ＩＳＧ１１０のコントローラ１１４からもたらされるステータス信号ｓ等が入力される。

作動要求信号ｍは、エアコンディショナや各種電気負荷を作動させることを望む運転者または搭乗者が手動操作する、エアコンディショナまたは電気負荷毎の操作スイッチ（または、コントロールパネル）から発される手動制御信号であったり、オートエアコンシステムを司るオートエアコンＥＣＵ等から発される自動制御信号であったりする。

ステータス信号ｓは、ＩＳＧ１１０に関する各種の情報、例えば回転数や温度、ロータコイル１１６を流れる励磁電流の大きさ、現在の動作モード（即ち、発電しているか、内燃機関１００をクランキングしているか、内燃機関１００をモータアシストしているか、発電機としても電動機としても働かない無負荷状態か）等の情報を含む。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ＩＳＧ１１０のコントローラ１１４に対してこれを制御するための制御信号ｎ、マグネットクラッチ１３１に通電する電気回路上のスイッチ６２に対してクラッチ締結信号ｏ、モータ６３やヒータ６５その他の電気負荷に通電する電気回路上のスイッチ６４、６６に対してスイッチＯＮ信号ｐ、ｑ、ロックアップクラッチ７３の断接切換用のロックアップソレノイドバルブに対して開度制御信号ｔ、フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５の断接切換用のソレノイドバルブに対して開度制御信号ｕ、ＣＶＴ９に対して変速比制御信号ｖ等を出力する。

制御信号ｎは、ＩＳＧ１１０の動作モードを指示するとともに、発電機として動作させる場合にＩＳＧ１１０から出力させる発電電圧の目標値や、ロータコイル１１６に通電する励磁電流の上限値等を指令する信号である。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｍ、ｓを入力インタフェースを介して取得し、要求されるスロットルバルブ３２開度、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、トルクコンバータ７のロックアップを行うか否か、自動変速機８、９の変速比、エアコンディショナのコンプレッサのＯＮ／ＯＦＦ、各種電気負荷のＯＮ／ＯＦＦ、ＩＳＧ１１０の発電量または出力等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｓを出力インタフェースを介して印加する。

加えて、ＥＣＵ０は、内燃機関１００の始動時、特に冷間始動において、スタータモータ１４０に制御信号ｒを入力し、ピニオンギア１４１をリングギア１０３に噛合させて内燃機関１００のクランキングを行う。

ＥＣＵ０は、所定のアイドルストップ条件が成立したときに、内燃機関１００のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実行する。ＥＣＵ０は、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧が閾値以上であり（ブレーキペダルが踏まれた）、内燃機関１００の冷却水温が所定以上に高く、蓄電装置６１の端子電圧が所定以上に高く、ＩＳＧ１１０が実質的に発電しておらず、マグネットクラッチ１３１を切断しており冷媒圧縮用コンプレッサ１３０が稼働しておらず、シフトレンジが走行レンジであり、前回のアイドルストップ終了からある車速以上まで加速した経歴があり、かつ現在の車速がある車速以下である（例えば、車速が１３．５ｋｍ／ｈ以上から１３ｋｍ／ｈまで低下した、または９．５ｋｍ／ｈ以上から７ｋｍ／ｈまで低下した）、といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。

アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関１００を再始動する。ＥＣＵ０は、ブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧が０または０に近い閾値未満となった（ブレーキペダルが踏まれなくなった）、逆にブレーキペダルの踏込量またはマスタシリンダ圧がさらに増大した（ブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた）、アクセル開度が増大した（アクセルペダルが踏まれた）、アイドルストップ状態で所定時間（３分）が経過した等のうち何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。原則として、アイドルストップ後の再始動においては、ＩＳＧ１１０を電動機として動作させて内燃機関１００のクランキングを行う。

また、本実施形態の車両には、車両の車輪の制動、駆動または操舵に関わる既知の安全機構が実装されている。以下に、その例を列挙する。

低速域衝突回避支援ブレーキは、車両が所定の低速域（例えば、車速が４ｋｍ／ｈないし３０ｋｍ／ｈの範囲内にある状態）で走行している最中に、車体の正面方向の所定距離内（例えば、２０ｍ以内）に前方を走行する他の車両や建築構造物その他の障害物が存在していることを、車体に実装されたレーダ（レーザレーダ、ミリ波レーダ等。図示せず）及び／またはカメラ（ステレオカメラであることがある。図示せず）等を介して検知した場合に、自動的に車両を制動して当該障害物への衝突を回避し、または衝突による被害を軽減するものである。低速域衝突回避支援ブレーキ機能を具現するＥＣＵ０は、上述の低速域での走行中に車体の正面の所定距離内に障害物を検出したとき、ブレーキ装置に連なる作動液流路上に設けられている電磁ソレノイド等のバルブを開弁操作して、ブレーキ装置に作動液圧を供給、ブレーキ装置を作動させて車両を制動する。

誤発進抑制制御は、車体の正面方向の所定距離内（例えば、４ｍ以内）に障害物が存在していることをレーダ及び／またはカメラ等を介して検知している状況下において、運転者によりアクセルペダルが強く踏み込まれた場合に、これをブレーキペダルとの踏み間違いであると見なし、アクセルペダルが踏み込まれてから所定時間内（例えば、８秒間）は内燃機関１００及び／または電動機として動作するＩＳＧ１１０の出力の増大を抑制するものである。誤発進抑制制御機能を具現するＥＣＵ０は、車体の正面の所定距離内に障害物を検出しているときに、アクセルペダルの踏込量が所定以上となったとしても、所定時間内はスロットルバルブ３２をアクセルペダルの踏込量に応じた開度に開く操作を行わず、また、ＩＳＧ１１０によるモータアシストも行わない。

ＡＢＳは、車輪がロックされて路面との間で滑り摩擦する状態となる、即ちスリップすることを抑止するものである。ＡＢＳ機能を具現するＥＣＵ０は、車輪の回転の減速度が所定値を超えたことを車輪に付随する回転センサ（図示せず）を介して検出した場合に、ＡＢＳアクチュエータ（図示せず）内のポンプを作動させ、ロックされた車輪のブレーキ装置内にある作動液をマスタシリンダ６に向けて汲み戻し、当該ブレーキ装置に供与される作動液圧を低下させて車輪のロックを自動的に解除する。同車輪の回転の減速度が所定値以下に低下したならば、当該ブレーキ装置からマスタシリンダ６への作動液の還流を停止する。そして、これら処理を極短い周期で繰り返すことにより、ポンピングブレーキ操作を実現する。

ＥＳＣは、車両の旋回時における姿勢を安定させる機構の一種であり、急激なステアリング操作が行われて車両の姿勢が乱れたときに、横滑り等の不安定な挙動を極力抑制して、走行安定性の回復を図るものである。ＥＳＣ機能を具現するＥＣＵ０は、オーバーステアやアンダーステア等の車両の不安定な状態をヨーレートセンサ（角速度センサ。図示せず）を介して検知したときに、瞬時に適切な車輪にブレーキ装置による制動をかけるとともに、内燃機関１００及び／または電動機として動作するＩＳＧ１１０の出力の増大を制御して、車両のオーバーステアやアンダーステアを抑制する。

しかして、本実施形態のＥＣＵ０は、図６に示すように、低速域衝突回避支援ブレーキ、誤発進抑制制御、ＡＢＳまたはＥＳＣといった何れかの安全機構が作動したときに、以後のＩＳＧ１１０によるモータアシストを禁止する。その上で、内燃機関のアイドルストップを実施し、かつ車両が停車してその車速が０となるという条件が充足されたときに、禁止していたモータアシストを再び解禁する。図６中、ｔ₀がモータアシストの禁止時点を表し、ｔ₁がモータアシストの解禁時点を表している。

単純に車速が０になったことを以てモータアシストを解禁しないのは、一瞬の車輪のロックによって偶発的、瞬時的に車速が０となっただけの場合に車両の走行の安定性が回復したと誤認してしまうのを防止する意図である。

本実施形態では、走行中に内燃機関１００のクランクシャフト１０または車軸１５３に回転駆動力を与えることができる電動機１１０を備える車両を制御するものであって、車両に実装された所定の安全機構が作動した後、内燃機関１００のアイドルストップを実施しかつ車速が０となるという条件が充足されるまでは電動機１１０によるクランクシャフト１０または車軸１５３への回転駆動力の付与を禁止し、前記条件の成立に伴い電動機１１０によるクランクシャフト１０または車軸１５３への回転駆動力の付与を解禁する車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、回転駆動力をクランクシャフト１０に入力して車軸やコンプレッサ１３０等の補機に供給するモータアシストを実施可能な電動機１１０が付随した内燃機関１００を搭載する車両において、モータアシストの禁止を招来する安全機構の作動後に、車両の走行の安全性が確保され次第、可及的速やかにモータアシストを解禁することができるため、車両本来の走行性能の発現を妨げることがなくなる。並びに、長期間に亘るモータアシストの禁止による燃費の悪化を回避できる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、クランクシャフトを回転駆動できる電動機が付随する内燃機関の始動時の制御に適用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１００…内燃機関
１０…クランクシャフト
１１０…発電機、電動機（ＩＳＧ）
１５３…車軸

Claims (1)

1. 走行中に内燃機関のクランクシャフトまたは車軸に回転駆動力を与えることができる電動機を備える車両を制御するものであって、
   車両に実装された所定の安全機構が作動した後、内燃機関のアイドルストップを実施しかつ車速が０となるという条件が充足されるまでは電動機によるクランクシャフトまたは車軸への回転駆動力の付与を禁止し、前記条件の成立に伴い電動機によるクランクシャフトまたは車軸への回転駆動力の付与を解禁する車両の制御装置。

Images