JP3707277B2 - Automatic stop / start device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関を所定条件成立時に自動的に停止及び始動する内燃機関の自動停止・始動技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年では、自動車等に搭載される内燃機関の燃料消費量、排気排出量、あるいは騒音の低減を目的として、信号待ち等の車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止し、車両発進時に内燃機関を自動的に始動させる自動停止・始動装置の開発が進められている。
【0003】
このような自動停止・始動装置では自動停止後の再始動時に内燃機関を確実に始動させる必要があるが、内燃機関の始動は、バッテリ等の蓄電装置に蓄積された電力で作動するスタータモータによって行われるため、蓄電装置の蓄電量不足や劣化等によってスタータモータを作動させるのに十分な電力を出力することができなくなった場合は、内燃機関を確実に始動させることが困難になる。
【0004】
このような問題に対し、従来では、特開昭58−25864号公報に記載された「エンジン自動停止始動装置」のように、自動停止条件成立であってもバッテリの出力電圧が所定電圧未満である場合は、内燃機関の自動停止制御を禁止する技術が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような自動停止始動装置では、内燃機関の自動停止制御が禁止され、内燃機関がアイドル運転状態になった場合に、バッテリの出力電圧の低下を補うべく発電装置の発電量が増加するため、発電装置作動に係る内燃機関の負荷が増加し、内燃機関の燃料消費率が悪化し、自動停止・始動装置本来の効果が損なわれるという問題がある。
【0006】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、所定条件成立時に内燃機関を自動停止・再始動を行う装置であって、蓄電装置の機能低下時に自動停止・始動制御を禁止する装置において、自動停止制御禁止時における内燃機関の燃料消費率の悪化を防止する技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明にかかる内燃機関の自動停止・始動装置は、内燃機関の出力を利用して発電を行う発電手段と、前記発電手段によって発電された電力の一部又は全てを蓄積する蓄電手段と所定条件成立時に内燃機関を自動停止及び自動始動する自動停止・始動手段と、前記所定条件成立時であって、前記蓄電手段の蓄電機能が低下しているときは、前記自動停止・始動手段による自動停止・始動制御を禁止する自動停止・始動禁止手段と、前記自動停止・始動禁止手段によって自動停止・始動制御が禁止されているときであって、前記内燃機関がアイドル運転状態にあるときに、前記内燃機関を搭載する車両の電気負荷を賄える範囲内で前記発電手段の出力を減少させる発電量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
このように構成された内燃機関の自動停止・始動装置では、自動停止・始動手段は、自動停止条件成立時であって、蓄電手段の蓄電機能が低下していないときに、内燃機関の運転を自動的に停止する。
【0009】
その後、自動始動条件が成立すると、自動停止・始動手段は、前記蓄電手段に蓄積された電力を利用して内燃機関を自動的に始動する。そして、内燃機関の始動完了後は、内燃機関の自動停止時に蓄電手段から持ち出された電力や、自動始動時に蓄電手段から持ち出された電力を補うべく、発電手段によって発電された電力が蓄電手段に蓄積される。
【0010】
一方、自動停止・始動禁止手段は、自動停止条件成立時に蓄電手段の蓄電機能が低下していることを検出すると、前記自動停止・始動手段による自動停止・始動制御を禁止する。
【0011】
そして、発電量制御手段は、自動停止・始動禁止手段によって自動停止・始動制御が禁止されたときに、内燃機関がアイドル運転状態にあると、該内燃機関を搭載する車両の電気負荷を賄える範囲内で前記発電手段の出力を減少させる。
【0012】
この場合、自動停止・始動制御禁止状態にあって内燃機関がアイドル運転状態にあるときに、発電手段の作動に係る内燃機関の負荷が低減されることになり、内燃機関の燃料消費量が抑制される。
【0013】
この結果、自動停止・始動制御禁止時であって、内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、蓄電手段の蓄電機能低下に起因した内燃機関の燃料消費率悪化が抑制される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の自動停止・始動装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る自動停止・始動装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
図1に示す内燃機関1は、複数の気筒を有する多気筒の水冷式ガソリンエンジンである。この内燃機関1には、クラッチ機構(又はトルクコンバータ)100を介してトランスミッション(T/M)200が連結され、このトランスミッション(T/M)200は、図示しないプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪たる車輪と接続されている。
【0016】
このように構成された動力伝達系では、クラッチ機構100が係合状態にあるときに、内燃機関1の図示しない出力軸(クランクシャフト)の回転力がクラッチ機構100を介してトランスミッション(T/M)200へ伝達され、トランスミッション(T/M)200にて減速又は増速され、次いでトランスミッション(T/M)200からプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して駆動輪へ伝達される。
【0017】
次に、内燃機関1には、吸気枝管2が接続され、吸気枝管2の各枝管が各気筒の図示しない燃焼室と吸気ポートを介して連通している。吸気枝管2は、サージタンク3に接続され、サージタンク3は、吸気管4を介してエアクリーナボックス5と連通している。
【0018】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス5に取り込まれた新気が吸気管4を経てサージタンク3に供給され、次いでサージタンク3から吸気枝管2の各枝管に分配され、各気筒の燃焼室へ供給される。
【0019】
前記吸気管4の途中には、吸気管4内を流れる新気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ6が取り付けられ、サージタンク3には、サージタンク3内の圧力に対応した電気信号を出力するバキュームセンサ12が取り付けられている。
【0020】
エアフローメータ6下流の吸気管4には、吸気管4内を流れる新気の流量を調節するスロットル弁7が設けられている。このスロットル弁7には、ステッパモータ等からなり、印加電流の大きさに応じてスロットル弁7を開閉駆動するアクチュエータ8と、スロットル弁7の開度に応じた電気信号を出力するスロットルポジションセンサ9とが取り付けられている。
【0021】
続いて、前記スロットル弁7には、車室内に設置されたアクセルペダル10に連動して回動するアクセルレバー(図示せず)が取り付けられ、アクセルレバーには、アクセルレバーの回動量に応じた電気信号(アクセルペダル10の踏み込み量に応じた電気信号)を出力するアクセルポジションセンサ11が取り付けられている。
【0022】
吸気枝管2の各枝管には、その噴孔が吸気ポートに臨むように燃料噴射弁13a、13b、13c、13d(以下、燃料噴射弁13と総称する)が取り付けられている。これらの燃料噴射弁13には、燃料分配管14が接続され、前記燃料分配管14は、図示しない燃料ポンプと接続されている。
【0023】
各燃料噴射弁13には、該燃料噴射弁13を開弁駆動する駆動回路15a、15b、15c、15d(以下、駆動回路15と総称する)が接続されている。
このように構成された燃料噴射系では、燃料ポンプから吐出される燃料が燃料分配管14へ供給され、次いで燃料分配管14から各燃料噴射弁13に分配される。そして、駆動回路15から燃料噴射弁13へ駆動電流が印加されると、燃料噴射弁13が開弁して燃料分配管14から供給された燃料を吸気ポート内に噴射する。
【0024】
一方、内燃機関1には、排気枝管16が接続され、その排気枝管16の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない排気ポートを介して連通している。前記排気枝管16は、排気管17に接続され、前記排気管17は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。
【0025】
前記排気管17の途中には、内燃機関1から排出された排気に含まれるCO、NOX、HC等の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒18が設けられている。この排気浄化触媒18としては、三元触媒、酸化触媒、選択還元型NOX触媒、あるいは吸蔵還元型NOX触媒等を例示することができる。
【0026】
前記排気浄化触媒18より上流の排気管17には、排気管17内を流れる排気の空燃比に対応した電流を出力する空燃比センサ19が取り付けられている。
次に、内燃機関1には、図示しないクランクシャフトが所定角度(例えば、10度)回転する都度、パルス信号を出力するクランクポジション20と、機関冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ21とが取り付けられている。
【0027】
また、内燃機関1又はクラッチ機構100には、クランクシャフトの先端に取り付けられた図示しないフライホイール(又はドライブホイール)の円周上に設けられたリングギヤと噛み合うピニオンギヤを具備したスタータモータ300が取り付けられている。このスタータモータ300は、内燃機関1の始動時に、蓄電手段としてのバッテリ500を駆動源として作動し、その際のスタータモータ300の回転力がピニオンギヤ及びフライホイールを介してクランクシャフトへ伝達され、内燃機関1のクランキングが行われる。
【0028】
さらに、内燃機関1には、クランクシャフトの基端に取り付けられた図示しないクランクプーリとベルトを介して連結された発電機構400が取り付けられている。この発電機構400は、本発明に係る発電手段を実現するものであり、例えば、図2に示すように、オルタネータ401と、レギュレータ402と、コントローラ403とを備えている。
【0029】
オルタネータ401は、ダイオード整流器404と、ステータ405と、クランクシャフトの回転力を受けて回転するロータコイル406とを備え、ロータコイル406に励磁電流が印加されると、ロータコイル406が磁束を発生しつつ回転し、それによりステータ405に三相交流が誘起される。
【0030】
ステータ405で発生した三相交流は、ダイオード整流器404によって直流に変換されてオルタネータ401から出力される。オルタネータ401から出力された直流電圧は、内燃機関1のイグニッションや車両に搭載された灯火装置、エアコンディショナ、オーディオ装置等の車両電気負荷407、あるいはバッテリ500へ印加される。
【0031】
前記レギュレータ402は、バッテリ500とロータコイル406との電気的な導通と遮断とを切り換えるスイッチングトランジスタ402aと、このスイッチングトランジスタ402aをオン・オフ駆動する駆動回路402bとから構成されている。
【0032】
コントローラ403は、前記駆動回路402bと電気配線を介して接続され、前記駆動回路402bへ駆動信号を送信することにより、スイッチングトランジスタ402aのオン/オフを制御する。
【0033】
その際、コントローラ403は、オルタネータ401から出力される電圧:VBをセンシングし、その出力電圧:VBが所望の電圧とすべく、レギュレータ402を制御してロータコイル406の励磁電流を調節する。
【0034】
ここで図1に戻り、内燃機関1には、機関制御用の電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)22が併設されている。このECU22には、前記した、エアフローメータ6、スロットルポジションセンサ9、アクセルポジションセンサ11、バキュームセンサ12、空燃比センサ19、クランクポジションセンサ20、水温センサ21、発電機構400に加え、車室内に設置されたシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ23、ブレーキペダルの操作/非操作を検出するブレーキスイッチ24、車両の走行速度を検出する車速センサ25、バッテリ500の放電電流量及び充電電流量の積算値からバッテリ500の充電状態(State Of Charge)を算出するSOCコントローラ28等の各種センサが電気配線を介して接続され、各種センサの出力信号がECU22に入力されるようになっている。さらに、ECU22には、スタータスイッチ26のオン/オフ信号と、イグニッションスイッチ27のオン/オフ信号とが入力されるようになっている。
【0035】
一方、ECU22には、アクチュエータ8、駆動回路15、スタータモータ300、発電機構400等が電気配線を介して接続され、ECU22は、前記した各種センサの出力信号をパラメータとして、アクチュエータ8、駆動回路15、スタータモータ300、あるいは発電機構400等へ制御信号を送信することが可能となっている。
【0036】
ここで、ECU22は、図3に示すように、双方向性バス37により相互に接続された、CPU29とROM30とRAM31とバックアップRAM32とを備えている。前記双方向性バス37には、A/Dコンバータ36を介して第1入力インタフェース回路33が接続されるとともに、第2入力インタフェース回路34と出力インタフェース回路35とが接続されている。
【0037】
第1入力インタフェース回路33は、エアフローメータ6、スロットルポジションセンサ9、アクセルポジションセンサ11、バキュームセンサ12、水温センサ21、空燃比センサ19、SOCコントローラ28、及び発電機構400と電気配線を介して接続され、各センサの出力信号や発電機構400の出力電圧:VB等を入力し、それらの信号をA/Dコンバータ36に入力させる。
【0038】
A/Dコンバータ36は、第1入力インタフェース回路33から入力した各種の信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に双方向性バス37を介してCPU29やRAM31へ送信する。
【0039】
第2入力インタフェース回路34は、クランクポジションセンサ20、シフトポジションセンサ23、ブレーキスイッチ24、車速センサ25、スタータスイッチ26、及びイグニッションスイッチ27と電気配線を介して接続され、各センサの出力信号を入力し、それらの出力信号を双方向性バス37を介してCPU29やRAM31へ送信する。
【0040】
出力インタフェース回路35は、アクチュエータ8、駆動回路15、スタータモータ300、及び発電機構400のコントローラ403と電気配線を介して接続され、CPU29から出力される各種の制御信号を前記したアクチュエータ8、駆動回路15、スタータモータ300、あるいは発電機構400のコントローラ403へ送信する。
【0041】
ROM30は、各燃料噴射弁13から噴射すべき燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、各燃料噴射弁13から燃料を噴射する時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、各気筒の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁7の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等の各種アプリケーションプログラムと、各種の制御マップを格納する。
【0042】
ROM30に記憶される制御マップとしては、例えば、内燃機関1の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関1の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関1の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、アクセルペダル10の踏み込み量(アクセル開度)とスロットル弁7の目標開度(目標スロットル開度)との関係を示すスロットル開度制御マップ等である。
【0043】
RAM31は、各センサからの出力信号やCPU29の演算結果等を格納する。上記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ20の出力信号に基づいて算出される機関回転数である。各センサからの出力信号やCPU29の演算結果等は、クランクポジションセンサ20がパルス信号を出力する度に最新のデータに更新される。
【0044】
バックアップRAM32は、機関停止後もデータを保持する不揮発性のメモリである。
CPU29は、ROM30に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各種センサの出力信号をパラメータとして燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御等を実行するとともに、本発明の要旨となる自動停止・始動制御を実行する。
【0045】
自動停止・始動制御では、CPU29は、図4に示すような自動停止・始動制御ルーチンを実行する。この自動停止・始動制御ルーチンは、イグニッションスイッチ23がオン状態にあるときに、所定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ20がパルス信号を出力する度)に繰り返し実行されるルーチンである。
【0046】
自動停止・始動制御ルーチンにおいて、CPU29は、S401で内燃機関1の自動停止条件が成立しているか否かを判別する。自動停止条件としては、例えば、車速センサ25の出力信号値(車速)が“0”である、シフトポジションセンサ23の出力信号値が“ニュートラル位置”を示す信号である、クランクポジションセンサ20の出力信号値に基づいて算出された機関回転数が所定回転数以下である、アクセルポジションセンサ11の出力信号値が“アクセル全閉”を示す信号である等を例示することができる。
【0047】
前記S401において自動停止条件が不成立であると判定した場合は、CPU29は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
一方、前記S401において自動停止条件が成立していると判定した場合は、CPU29は、S402へ進み、SOCコントローラ28の出力信号値が所定の基準値以上であるか否かを判別する。
【0048】
前記S402においてSOCコントローラ28の出力信号値が所定の基準値以上であると判定した場合は、CPU29は、S407へ進み、内燃機関1の自動停止制御を実行し、本ルーチンの実行を一旦終了する。自動停止制御では、CPU29は、例えば、駆動回路15から燃料噴射弁13への駆動電力の供給を停止する、いわゆるフューエルカット制御、あるいはスロットル弁7を全閉状態とすべくアクチュエータ8を制御して、内燃機関1の運転を停止させる。
【0049】
また、前記S402においてSOCコントローラ28の出力信号値が所定の基準値未満であると判定した場合は、CPU29は、S404へ進み、内燃機関1がアイドル運転状態にあるか否かを判別する。具体的には、CPU29は、アクセルポジションセンサ11の出力信号値が“アクセルペダル全閉状態”を示しており、且つ機関回転数が所定回転数以下であるか否かを判別する。
【0050】
前記S404において内燃機関1がアイドル運転状態にあると判定した場合は、CPU29は、S405において発電電圧抑制制御を実行し、本ルーチンの実行を一旦終了する。前記発電電圧抑制制御では、CPU29は、例えば、発電機構400のコントローラ403を介してレギュレータ402を制御することにより、オルタネータ401のロータコイル406に印加される励磁電流を所定電流値とし、ステータ405に誘起される三相交流電圧(すなわち、オルタネータ401の発電電圧)を所定電圧まで低下させる。
【0051】
前記したようにロータコイル406に印加される所定電流値は、オルタネータ401の発電電圧が車両電気負荷407の作動を賄える最低限の電圧となるように設定された値であり、予め実験的に求められた固定値でもよく、バッテリ500の充電状態や車両電気負荷407の大きさに応じて変更される可変値であってもよい。
【0052】
一方、前記S404において内燃機関1がアイドル運転状態にないと判定した場合は、CPU29は、S406において内燃機関1の自動停止制御実行時に消費されたバッテリ500の電力を補うべく機関運転状態に応じた発電制御を実行し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0053】
前記発電制御では、CPU29は、例えば、図5に示すように、機関回転数が低く、アクセル開度が小さい場合は、オルタネータ401の発電電圧を低くして、バッテリ500への充電電圧を最低限に抑え、車両電気負荷407の作動を賄える最低限の電圧が確保されるようにする。そして、機関回転数が高い、あるいはアクセル開度が大きい場合は、オルタネータ401の作動に起因した燃料消費率及び内燃機関1から排出される排気量への影響が小さくなるため、CPU29は、オルタネータ401の発電電圧を大きくし、バッテリ500への十分な充電電圧を確保しつつ、車両電気負荷407の作動を賄える電圧も確保されるようにする。
【0054】
尚、前記発電制御では、CPU29は、図6に示すように、機関回転数が低い運転領域では、アクセル開度が大きくなるほどオルタネータ401の発電電圧が低くなるよう制御を行うようにしてもよい。このような発電制御によれば、加速時のように低負荷運転領域から高負荷運転領域へ移行する場合、すなわち機関回転数が低い状態でアクセル開度が大きくなった場合に、機関回転数が低いうちは発電電圧が抑制されるため、オルタネータ401の作動に費やされる機関出力が小さくなるため、ドライバビリィティを向上させることが可能となる。
【0055】
このようにCPU29が自動停止・始動制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る自動停止・始動手段、自動停止・始動禁止手段、及び発電量制御手段が実現される。
【0056】
従って、上記した実施の形態によれば、自動停止・始動装置を備えた内燃機関1において、自動停止制御が禁止されて内燃機関1がアイドル運転状態になったときは、オルタネータ401の作動量が最低限に抑制され、オルタネータ401作動に係る機関負荷の増加が防止されるため、内燃機関1の燃料消費率の悪化及び排気の排出量増加が防止され、自動停止・始動装置による燃料消費率の向上及び排気の排出量低減の効果を常に最大限に保つことが可能となる。
【0058】
また、本実施の形態では、本発明に係る蓄電手段として、単一のバッテリを例に挙げて説明したが、図7、図8に示すように、出力電圧が互いに異なるメインバッテリ501とサブバッテリ502とを電力変換装置503を介して組み合わせた構成のものでもよい。その際、メインバッテリ501およびまたはサブバッテリ502は、鉛蓄電池のように化学変化を伴うバッテリ、あるいは電気2重相コンデンサ等を単一あるいは複数接続して構成されるようにしてもよい。
【0059】
このような構成を採用した場合は、発電電圧抑制制御において、CPU29は、電力変換装置503の作動を停止してメインバッテリ501およびまたはサブバッテリ502への充電が行われないようにしてもよい。
【0060】
【発明の効果】
本発明に係る自動停止・始動装置では、内燃機関の自動停止・始動制御が禁止されたときに、内燃機関がアイドル運転状態にあると、内燃機関を搭載する車両の電気負荷を賄える範囲内で発電手段の出力が減少されるため、発電手段の作動に係る内燃機関の負荷が低減され、内燃機関の燃料消費率の悪化及び排気の排出量増加が抑制される。
【0061】
従って、本発明によれば、自動停止・始動装置を備えた内燃機関において、自動停止制御が禁止された場合であっても、自動停止・始動装置本来の効果である燃料消費率の向上及び排気の排出量低減とを常に最大限まで引き出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る自動停止・始動装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図2】 発電機構の内部構成を示す図
【図3】 ECUの内部構成を示す図
【図4】 実施の形態における自動停止・始動制御ルーチンを示すフローチャート図
【図5】 オルタネータの発電制御を説明する図(1)
【図6】 オルタネータの発電制御を説明する図(2)
【図7】 バッテリの他の実施態様を示す図(1)
【図8】 バッテリの他の実施態様を示す図(2)
【符号の説明】
1・・・・内燃機関
7・・・・スロットル弁
10・・・アクセルペダル
11・・・アクセルポジションセンサ
20・・・クランクポジションセンサ
21・・・水温センサ
22・・・ECU
29・・・CPU
30・・・ROM
300・・スタータモータ
400・・発電機構
401・・オルタネータ
402・・レギュレータ
403・・コントローラ
407・・車両電気負荷
500・・バッテリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic stop / start technology for an internal combustion engine that automatically stops and starts an internal combustion engine mounted on an automobile or the like when a predetermined condition is satisfied.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for the purpose of reducing fuel consumption, exhaust emission, or noise of internal combustion engines mounted on automobiles, etc., the operation of the internal combustion engine is automatically stopped when the vehicle stops, such as waiting for a signal, and the internal combustion engine is started when the vehicle starts. Development of an automatic stop / start device that automatically starts the engine is in progress.
[0003]
In such an automatic stop / start device, the internal combustion engine needs to be reliably started at the restart after the automatic stop, but the internal combustion engine is started by a starter motor that operates with electric power stored in a power storage device such as a battery. For this reason, when it becomes impossible to output sufficient electric power to operate the starter motor due to insufficient storage capacity or deterioration of the power storage device, it is difficult to reliably start the internal combustion engine.
[0004]
Conventionally, with respect to such a problem, the output voltage of the battery is less than a predetermined voltage even when the automatic stop condition is satisfied, as in the “engine automatic stop / start device” described in JP-A-58-25864. In some cases, a technique for prohibiting automatic stop control of an internal combustion engine has been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the automatic stop / start device as described above, when the internal combustion engine is prohibited from being automatically stopped and the internal combustion engine is in an idle operation state, the power generation amount of the power generator increases to compensate for the decrease in the output voltage of the battery. Therefore, there is a problem that the load of the internal combustion engine related to the operation of the power generation device increases, the fuel consumption rate of the internal combustion engine deteriorates, and the original effect of the automatic stop / start device is impaired.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and is an apparatus that automatically stops and restarts an internal combustion engine when a predetermined condition is satisfied, and performs automatic stop and start control when the function of the power storage device is reduced. An object of the present invention is to provide a technology for preventing deterioration of the fuel consumption rate of an internal combustion engine when automatic stop control is prohibited in a prohibited device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, an internal combustion engine automatic stop / start apparatus according to the present invention includes a power generation unit that generates power using the output of the internal combustion engine, and a power storage unit that stores part or all of the power generated by the power generation unit. Automatic stop / start means for automatically stopping and starting the internal combustion engine when a predetermined condition is satisfied; and when the predetermined condition is satisfied and the power storage function of the power storage means is reduced, the automatic stop / start means Automatic stop / start prohibiting means for prohibiting automatic stop / start control and when automatic stop / start control is prohibited by the automatic stop / start prohibiting means when the internal combustion engine is in an idling state , characterized by comprising a power generation amount control means lack causes decrease the output of the generator means to the extent that can cover the electric load of a vehicle equipped with the internal combustion engine.
[0008]
In the automatic stop / start device for an internal combustion engine configured as described above, the automatic stop / start means operates the internal combustion engine when the automatic stop condition is satisfied and the power storage function of the power storage means has not deteriorated. Stop automatically.
[0009]
Thereafter, when the automatic start condition is satisfied, the automatic stop / start means automatically starts the internal combustion engine using the electric power stored in the power storage means. Then, after the start of the internal combustion engine is completed, the power generated by the power generation means is supplied to the power storage means in order to supplement the power taken out from the power storage means when the internal combustion engine is automatically stopped or the power taken out from the power storage means during the automatic start. Accumulated.
[0010]
On the other hand, the automatic stop / start prohibiting means prohibits the automatic stop / start control by the automatic stop / starting means when detecting that the power storage function of the power storage means is lowered when the automatic stop condition is satisfied.
[0011]
The power generation amount control means can cover the electric load of the vehicle equipped with the internal combustion engine when the automatic stop / start control is prohibited by the automatic stop / start prohibition means and the internal combustion engine is in an idle operation state. lack causes decrease the output of the generator means at the inner.
[0012]
In this case, when the automatic stop / start control is prohibited and the internal combustion engine is in an idle operation state, the load on the internal combustion engine related to the operation of the power generation means is reduced, and the fuel consumption of the internal combustion engine is suppressed. Is done.
[0013]
As a result, when the automatic stop / start control is prohibited and the internal combustion engine is in an idle operation state, the deterioration of the fuel consumption rate of the internal combustion engine due to the deterioration of the power storage function of the power storage means is suppressed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a specific embodiment of an automatic stop / start device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an automatic stop / start device according to the present invention is applied.
An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a multi-cylinder water-cooled gasoline engine having a plurality of cylinders. The internal combustion engine 1 is connected to a transmission (T / M) 200 via a clutch mechanism (or torque converter) 100. The transmission (T / M) 200 is connected to a propeller shaft, a differential gear, etc. (not shown). It is connected to the driving wheel.
[0016]
In the power transmission system configured as described above, when the
[0017]
Next, an intake branch pipe 2 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 2 communicates with a combustion chamber (not shown) of each cylinder via an intake port. The intake branch pipe 2 is connected to a surge tank 3, and the surge tank 3 communicates with an
[0018]
In the intake system configured as described above, fresh air taken into the
[0019]
An air flow meter 6 that outputs an electric signal corresponding to the mass of fresh air flowing in the intake pipe 4 is attached in the middle of the intake pipe 4, and the surge tank 3 has an electric flow corresponding to the pressure in the surge tank 3. A
[0020]
The intake pipe 4 downstream of the air flow meter 6 is provided with a throttle valve 7 that adjusts the flow rate of fresh air flowing through the intake pipe 4. The throttle valve 7 comprises a stepper motor or the like, and includes an actuator 8 that opens and closes the throttle valve 7 according to the magnitude of the applied current, and a throttle position sensor 9 that outputs an electrical signal according to the opening of the throttle valve 7. And are attached.
[0021]
Subsequently, an accelerator lever (not shown) that rotates in conjunction with an accelerator pedal 10 installed in the passenger compartment is attached to the throttle valve 7, and the accelerator lever corresponds to the amount of rotation of the accelerator lever. An
[0022]
[0023]
Connected to each fuel injection valve 13 is a
In the fuel injection system configured as described above, the fuel discharged from the fuel pump is supplied to the
[0024]
On the other hand, an
[0025]
An
[0026]
An air-
Next, each time the crankshaft (not shown) rotates a predetermined angle (for example, 10 degrees), the internal combustion engine 1 has a
[0027]
Further, the internal combustion engine 1 or the
[0028]
Further, the internal combustion engine 1 is provided with a
[0029]
The
[0030]
The three-phase alternating current generated in the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
At that time, the
[0034]
Returning to FIG. 1, the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 22 for engine control. In addition to the air flow meter 6, throttle position sensor 9,
[0035]
On the other hand, the actuator 8, the drive circuit 15, the
[0036]
Here, as shown in FIG. 3, the
[0037]
The first
[0038]
The A /
[0039]
The second
[0040]
The
[0041]
The ROM 30 is a fuel injection amount control routine for determining the fuel injection amount to be injected from each fuel injection valve 13, a fuel injection timing control routine for determining the timing for injecting fuel from each fuel injection valve 13, and each cylinder. Various application programs such as an ignition timing control routine for determining the ignition timing of the engine, a throttle opening degree control routine for determining the opening degree of the throttle valve 7, and various control maps are stored.
[0042]
The control map stored in the ROM 30 is, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount, and the fuel injection showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection timing. A timing control map, an ignition timing control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the ignition timing, an amount of depression of the accelerator pedal 10 (accelerator opening) and a target opening of the throttle valve 7 (target throttle opening) It is a throttle opening degree control map etc. which show a relationship.
[0043]
The
[0044]
The backup RAM 32 is a non-volatile memory that retains data even after the engine is stopped.
The
[0045]
In the automatic stop / start control, the
[0046]
In the automatic stop / start control routine, the
[0047]
If it is determined in S401 that the automatic stop condition is not satisfied, the
On the other hand, if it is determined in S401 that the automatic stop condition is satisfied, the
[0048]
If it is determined in S402 that the output signal value of the
[0049]
If it is determined in S402 that the output signal value of the
[0050]
If it is determined in S404 that the internal combustion engine 1 is in the idling operation state, the
[0051]
As described above, the predetermined current value applied to the
[0052]
On the other hand, if it is determined in S404 that the internal combustion engine 1 is not in the idle operation state, the
[0053]
In the power generation control, for example, as shown in FIG. 5, when the engine speed is low and the accelerator opening is small, the
[0054]
In the power generation control, as shown in FIG. 6, the
[0055]
As described above, the
[0056]
Therefore, according to the above-described embodiment, in the internal combustion engine 1 equipped with the automatic stop / start device, when the automatic stop control is prohibited and the internal combustion engine 1 enters the idle operation state, the operation amount of the
[0058]
Further, in the present embodiment, a single battery has been described as an example of the power storage unit according to the present invention. However, as illustrated in FIGS. 7 and 8, the
[0059]
When such a configuration is adopted, in the generated voltage suppression control, the
[0060]
【The invention's effect】
In the automatic stop / start device according to the present invention, when the automatic stop / start control of the internal combustion engine is prohibited, if the internal combustion engine is in an idle operation state, it is within a range that can cover the electric load of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted. since the output of the power generator is reduced little of the load of the internal combustion engine according to the operation of the power generator is reduced, deterioration and increase in emissions of exhaust fuel consumption rate of the internal combustion engine is suppressed.
[0061]
Therefore, according to the present invention, in an internal combustion engine equipped with an automatic stop / start device, even when the automatic stop control is prohibited, the fuel consumption rate is improved and the exhaust gas, which is the original effect of the automatic stop / start device, is exhausted. It is possible to always maximize the reduction of emissions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an automatic stop / start device according to the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a power generation mechanism. FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of an ECU. FIG. 5 is a flowchart showing an automatic stop / start control routine in the embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining power generation control of an alternator (1).
FIG. 6 is a diagram for explaining power generation control of the alternator (2).
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of a battery (1)
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of a battery (2)
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...... Internal combustion engine 7 ... Throttle valve 10 ...
29 ... CPU
30 ... ROM
300.
Claims (1)
前記発電手段によって発電された電力の一部又は全てを蓄積する蓄電手段と、
所定条件成立時に内燃機関を自動停止及び自動始動する自動停止・始動手段と、
前記所定条件成立時であって、前記蓄電手段の蓄電機能が低下しているときは、前記自動停止・始動手段による自動停止・始動制御を禁止する自動停止・始動禁止手段と、
前記自動停止・始動禁止手段によって自動停止・始動制御が禁止されているときであって、前記内燃機関がアイドル運転状態にあるときに、前記内燃機関を搭載する車両の電気負荷を賄える範囲内で前記発電手段の出力を減少させる発電量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の自動停止・始動装置。Power generation means for generating power using the output of the internal combustion engine;
Power storage means for storing part or all of the power generated by the power generation means ;
Automatic stop / start means for automatically stopping and automatically starting the internal combustion engine when a predetermined condition is satisfied;
Automatic stop / start prohibiting means for prohibiting automatic stop / start control by the automatic stop / start means when the predetermined condition is satisfied and the power storage function of the power storage means is reduced;
When automatic stop / start control is prohibited by the automatic stop / start prohibiting means, and when the internal combustion engine is in an idle operation state, within a range that can cover the electric load of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted. a power generation amount control means causing reduced less of the output of the generator means,
An automatic stop / start device for an internal combustion engine.
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