JP2019183753A - 車載制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリングストップ制御の可否判定をするためのバッテリの端子電圧の低下量を第２制御装置がより確実に入手することができるようにした車載制御システムを提供する。【解決手段】第１制御装置５０のリセット電圧は、第２制御装置６０のリセット電圧よりも低い。ＩＧ信号がオン状態に切り替わってスタータモータ４０が駆動されると、ＣＰＵ５２は、バッテリ４２の端子電圧Ｖｂを監視する。そして、ＣＰＵ５２は、端子電圧Ｖｂの最低値が閾値未満となる場合、バッテリ４２が劣化している旨の信号を第２制御装置６０に送信する。第２制御装置６０においてＣＰＵ６２は、バッテリが劣化している旨の信号を受信すると、アイドリングストップ制御を禁止する。【選択図】図１

Description

本発明は、アイドリングストップ制御を実行する車載制御システムに関する。

たとえば下記特許文献１には、アイドリングストップ制御を実行するための制御装置が記載されている。この制御装置は、内燃機関の始動時のバッテリの端子電圧に基づき、アイドリングストップ制御の可否判定をする。

特開２０１５−１１７６３３号公報

ところで、内燃機関の始動時におけるバッテリの端子電圧が、アイドリングストップ制御の可否判定をする上記制御装置のリセット電圧を下回る場合、この制御装置は、バッテリの端子電圧に基づくアイドリングストップ制御の可否判定をすることができない。

上記課題を解決すべく、車載制御システムは、クランク軸に初期回転を付与するスタータモータが接続される内燃機関に適用され、第１制御装置と、該第１制御装置と通信可能であって該第１制御装置よりもリセット電圧が高い第２制御装置と、を備え、前記第１制御装置は、前記スタータモータに接続されるバッテリの端子電圧の検出値に関する前記スタータモータの起動に伴う低下量を監視し、前記検出値が閾値以下であるか否かを判定する判定処理と、前記閾値以下である場合、その旨を前記第２制御装置に送信する送信処理と、を実行し、前記第２制御装置は、前記閾値以下である旨を受信した場合、アイドリングストップ制御を禁止する禁止処理を実行する。

上記構成では、第１制御装置がバッテリの端子電圧の検出値の低下量を監視し、第２制装置が監視結果に基づきアイドリングストップ制御を禁止する。ここで、第１制御装置は第２制御装置よりもリセット電圧が低いため、第２制御装置と比較して端子電圧の低下をより確実に監視することができる。このため、第２制御装置が低下量を監視する場合と比較すると、アイドリングストップ制御の可否判定をするための低下量を第２制御装置がより確実に入手することができる。

一実施形態にかかる車載制御システムおよび内燃機関を示す図。 同実施形態にかかる第１制御装置の処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる第２制御装置の処理の手順を示す流れ図。 同実施形態の作用を示すタイムチャート。

以下、車載制御システムにかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す内燃機関１０は、車両に搭載される。内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられており、スロットルバルブ１４の下流には、燃料噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気と燃料噴射弁１６から噴射された燃料とは、吸気バルブ１８の開弁に伴って、シリンダ２０およびピストン２２によって区画される燃焼室２４に吸入される。燃焼室２４において、燃料と空気との混合気は、点火装置２６の火花放電によって燃焼に供され、燃焼によって生じたエネルギは、ピストン２２を介してクランク軸２８の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ３０の開弁に伴って排気として排気通路３２に排出される。

クランク軸２８には、クランク軸２８に初期回転を付与するスタータモータ４０が連結されている。スタータモータ４０は、バッテリ４２の電力によって駆動される。
第１制御装置５０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分の量を制御すべく、スロットルバルブ１４や燃料噴射弁１６、点火装置２６等の内燃機関１０の操作部を操作する。第１制御装置５０は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４、およびＲＡＭ５６を備えており、ＲＯＭ５４に記憶されているプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより上記制御量の制御を実行する。第１制御装置５０は、さらに、バッテリ４２に並列接続されたシャント抵抗５７と、バッテリ４２の端子電圧Ｖｂとしてのシャント抵抗５７の電圧降下量を検出する電圧検出回路５８と、を備えている。

第２制御装置６０は、内燃機関１０の自動停止処理および再始動処理を含むアイドリングストップ制御に関する処理を実行する。たとえば第２制御装置６０は、自動停止処理として、所定の条件が成立する場合、第１制御装置５０に、燃料噴射弁１６による燃料の噴射等の燃焼制御を停止する指令を出力する処理を実行する。またたとえば、第２制御装置６０は、再始動処理として、スタータモータ４０を駆動してクランク軸２８に初期回転を付与する処理を実行する。なお、内燃機関１０を最初に始動させる際には、ＩＧ信号によってスタータモータ４０が駆動され、第２制御装置６０はスタータモータ４０の駆動に関与しない。第２制御装置６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４、およびＲＡＭ６６を備えており、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することによりアイドリングストップ制御を実行する。

なお、第１制御装置５０のリセット電圧Ｖ１よりも第２制御装置６０のリセット電圧Ｖ２の方が高くなっている。また、第１制御装置５０と第２制御装置６０とは、車両内のネットワーク７０を介して通信可能とされている。

図２に、第１制御装置５０が実行する処理の手順を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

図２に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず、ＩＧ信号がオフ状態からオン状態に切り替わった時であるか否かを判定する（Ｓ１０）。この処理は、スタータモータ４０の起動に伴うバッテリ４２の端子電圧Ｖｂの低下を監視すべき時であるか否かを判定する処理である。ＣＰＵ５２は、切り替わった時であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、電圧検出回路５８の出力に基づき、スタータモータ４０の駆動に伴って低下する端子電圧Ｖｂの最低値が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。ここで、閾値Ｖｔｈは、内燃機関１０の自動停止処理の実行を許可する電圧の最低値である。閾値Ｖｔｈは、第２制御装置６０のリセット電圧Ｖ２よりも高い値に設定されている。具体的には、ＣＰＵ５２は、都度、端子電圧ＶｂをＲＡＭ５６に記憶し、その最低値が閾値Ｖｔｈ以上であるか否かを判定する。

ＣＰＵ５２は、閾値Ｖｔｈ未満であると判定する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、バッテリ４２が劣化している旨を示すバッテリ劣化フラグをオンとする（Ｓ１４）。そしてＣＰＵ５２は、ネットワーク７０を介して第２制御装置６０に、バッテリ劣化フラグがオンである旨の信号を送信する（Ｓ１６）。

なお、ＣＰＵ５２は、Ｓ１６の処理が完了する場合や、Ｓ１２の処理において肯定判定する場合、Ｓ１０の処理において否定判定する場合には、図２に示す一連の処理を一旦終了する。

図３に、第２制御装置６０が実行する処理の手順を示す。図３に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、まず、バッテリ劣化フラグがオンである旨の信号を受信したか否かを判定する（Ｓ２０）。そしてＣＰＵ６２は、受信したと判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、アイドリングストップ制御を禁止する（Ｓ２２）。

なお、ＣＰＵ６２は、Ｓ２２の処理が完了する場合や、Ｓ２０の処理において否定判定する場合には、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。

図４に、ＩＧ信号の状態、スタータモータ４０の状態、端子電圧Ｖｂ、第１制御装置５０および第２制御装置６０の状態、バッテリ劣化フラグの状態、同フラグのネットワークの送信の有無、同フラグの第２制御装置６０での受信の有無、およびアイドリングストップ制御禁止フラグの状態のそれぞれの推移を示す。なお、アイドリングストップ制御禁止フラグは、第２制御装置６０がＳ２２の処理を実行する場合にオンとなるフラグである。

図４に示すように、時刻ｔ１においてＩＧ信号がオン状態に切り替わると、第１制御装置５０および第２制御装置６０がオン状態に切り替わり、時刻ｔ２にスタータモータ４０が駆動される。スタータモータ４０が駆動されると、端子電圧Ｖｂが低下する。そして、端子電圧Ｖｂが第２制御装置６０のリセット電圧Ｖ２よりも低下すると、第２制御装置６０がリセットされ、一旦オフ状態となる。このとき、第１制御装置５０のリセット電圧Ｖ１が第２制御装置６０のリセット電圧Ｖ２よりも低いため、第１制御装置５０はリセットされない。そして第１制御装置５０では、端子電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ未満となったことを検知して、バッテリ劣化フラグをオンとする。

その後、端子電圧Ｖｂが回復すると、時刻ｔ３に、第２制御装置６０が再度オン状態となる。ここで、第２制御装置６０が再度オン状態とされる場合、ＲＡＭ６６が初期化される。一方、第１制御装置５０では、時刻ｔ４に、バッテリ劣化フラグがオンとなった旨の信号を送信する。そして第２制御装置６０がこれを受信することにより、第２制御装置６０では、そのトリップにおいてアイドリングストップ制御を禁止する。なお、トリップとは、ＩＧ信号がオン状態となっている期間のこととする。

このように本実施形態では、第２制御装置６０よりもリセット電圧が低い第１制御装置５０が、スタータモータ４０の駆動に伴う端子電圧Ｖｂの低下を監視することにより、第２制御装置６０が監視する場合と比較して、端子電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ未満となったか否かをより確実に監視することができる。そして第１制御装置５０の監視結果を用いることで、アイドリングストップ制御を実行してもよいか否かを高精度に判定することができる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。判定処理は、Ｓ１２の処理に対応し、送信処理は、Ｓ１６の処理に対応し、禁止処理は、Ｓ２２の処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、第２制御装置６０のリセット電圧Ｖ２を閾値Ｖｔｈよりも低いとしたが、これに限らない。たとえば第２制御装置６０が、自動停止処理のみをし、スタータモータ４０を駆動する処理等の再始動処理については第１制御装置５０が実行するのであれば、リセット電圧Ｖ２を閾値Ｖｔｈ以上としてもよい。

・上記実施形態では、第２制御装置６０がリセットされる場合、第２制御装置６０が再度オン状態となるときにＲＡＭ６６が初期化されるとしたが、これに限らない。リセットによってＲＡＭ６６に記憶された値の信頼性が低下することから、初期化処理を実行しなくても、リセットからの復帰時にＲＡＭ６６に記憶されている値を利用することは望ましくないため、第１制御装置５０が端子電圧Ｖｂを監視することが有効である。

・内燃機関１０としては、火花点火式内燃機関に限らず、たとえばディーゼル機関等の圧縮着火式内燃機関であってもよい。

１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…燃料噴射弁、１８…吸気バルブ、２０…シリンダ、２２…ピストン、２４…燃焼室、２６…点火装置、２８…クランク軸、３０…排気バルブ、３２…排気通路、４０…スタータモータ、４２…バッテリ、５０…第１制御装置、５２…ＣＰＵ、５４…ＲＯＭ、５６…ＲＡＭ、５７…シャント抵抗、５８…電圧検出回路、６０…第２制御装置、６２…ＣＰＵ、６４…ＲＯＭ、６６…ＲＡＭ、７０…ネットワーク。

Claims (1)

1. クランク軸に初期回転を付与するスタータモータが接続される内燃機関に適用され、
   第１制御装置と、該第１制御装置と通信可能であって該第１制御装置よりもリセット電圧が高い第２制御装置と、を備え、
   前記第１制御装置は、
   前記スタータモータに接続されるバッテリの端子電圧の検出値に関する前記スタータモータの起動に伴う低下量を監視し、前記検出値が閾値以下であるか否かを判定する判定処理と、
   前記閾値以下である場合、その旨を前記第２制御装置に送信する送信処理と、を実行し、
   前記第２制御装置は、前記閾値以下である旨を受信した場合、アイドリングストップ制御を禁止する禁止処理を実行する車載制御システム。