JP3760840B2 - 車両のエンジン自動停止・自動再始動装置 - Google Patents

車両のエンジン自動停止・自動再始動装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両停止中など所定の条件が成立したときに、いわゆるアイドルストップと呼ばれるエンジンの自動停止を行い、その後、再始動すべき所定の条件が成立したときにエンジンの自動再始動を行う車両のエンジン自動停止・自動再始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば交差点での車両停止中における排気ガスの排出を回避するために、車両停止時にエンジンを自動停止し、かつその後、車両発進時にエンジンの自動再始動を行うエンジン自動停止・自動再始動装置が従来から知られている。
【０００３】
このいわゆるアイドルストップの技術は、車両の駆動源としてエンジンと電動モータとを併用したハイブリッド型車両においても広く用いられており、このような車両では、車両停止中のアイドルストップに加え、例えば、極低速走行ではエンジンを停止して電動モータのみで走行し、所定車速に達した段階でエンジン自動再始動を行うものなど、種々の形式のものが知られている。
【０００４】
また特開２００１−５５９４１号公報には、自動停止によらないエンジンの停止、つまり運転者の誤操作や極端に急激な制動などによるエンジンストールいわゆるエンストの場合にも、自動再始動が可能な条件であるか否かを判定した上で、自動停止の後と同様に自動再始動を実行するようにした自動停止・自動再始動装置が開示されている。具体的には、自動停止によらずにエンジンが停止してしまった場合に、クラッチペダルの踏み込み、あるいは、ブレーキペダルの踏み込みの解除といった所定の操作に伴って、スタータモータもしくはこれに相当するモータ・ゼネレータを作動させ、エンジン自動再始動を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載のエンジン自動停止・自動再始動装置においては、エンジン回転数がゼロでかつ所定の条件（例えばクラッチペダルの踏み込み）が成立したときに自動再始動を行うようになっており、運転開始初期の運転者による人為的な始動の有無を全く検出していない。従って、例えば、運転者が乗車してイグニッションキースイッチをＯＮとした後、まだ人為的な始動（例えばイグニッションキースイッチをスタート位置まで回すことによるクランキング）を行っていないときに、所定の条件が成立すると、不意にエンジンが自動始動することがあり、運転者に違和感を与える、という問題がある。
【０００６】
また、上記公報の装置では、エンジン回転数がゼロになったことを条件として自動再始動を行うので、運転者が意図しないエンジンストールの際に、かならず一旦エンジンが完全に停止してしまい、その直後にクランキングが開始されて自動再始動が行われることになる。従って、エンジンストールに伴う違和感を完全に拭い去ることはできない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、請求項１に記載のように、車両の運転状態に応じてエンジンの自動停止および自動再始動を行うエンジン自動停止・自動再始動装置において、
車両のメインスイッチがＯＮでかつ所定のエンジン自動停止条件が成立していない状態で、エンジン回転数が停止もしくは停止近傍の極低回転数まで低下したときに、エンジン自動再始動を実行するとともに、
車両のメインスイッチがＯＮとなってから初回の人為的なエンジン始動が完了するまでの間は、このエンジン自動再始動を禁止することを特徴としている。
【０００８】
すなわち、この発明に係る自動停止・自動再始動装置においては、所定の制御によるエンジン自動停止のみならず、何らかの誤操作や極端に急激な制動などによるエンジンストールに対しても、車両のメインスイッチ（例えばイグニッションキースイッチ）がＯＮであれば、自動再始動が実行される。但し、この自動再始動は、初回の人為的なエンジン始動が完了するまでの間は、行われないので、運転者がメインスイッチをＯＮにしながら、まだ運転を開始していない時点で、不意にエンジンが自動始動することはない。
【０００９】
より具体的な請求項２の発明では、エンジンの自立運転が不可能となる所定の回転数でエンジン自動再始動を実行することを特徴としている。
【００１０】
すなわち、エンジン回転数がゼロになることを待たずに、スタータモータもしくはこれに相当するモータ・ジェネレータなどによるクランキングが開始され、速やかに自動再始動が実行される。そのため、運転者は、僅かな回転数の落ち込みを感じるだけとなる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、エンジン自動停止条件によらないエンジン回転数の低下に対するエンジン自動再始動は、システムの異常検出に基づく強制的なエンジン停止に対しては実行されないことを特徴としている。
【００１２】
例えば、エンジン水温の異常上昇、エンジン油温の異常上昇、何らかのセンサの故障検知、などにより、エンジン制御システムがエンジンを強制的に停止する場合がある。このような場合には、エンジンの停止ないしは回転数低下を検出しても、エンジン自動再始動は行われない。
【００１３】
請求項４の発明は、本発明を具体化したものであり、初回の人為的なエンジン始動の完了を検知したときにＯＦＦからＯＮとなるエンジン初期始動判定フラグを備え、エンジン自動停止条件によらないエンジン回転数の低下が検出されたときに、この初期始動判定フラグがＯＮであることを条件としてエンジン自動再始動を許可し、初期始動判定フラグがＯＦＦである場合にはエンジン自動再始動を禁止することを特徴としている。
【００１４】
そして、請求項５の発明では、上記初期始動判定フラグがＯＦＦである間に、エンジン回転数が所定の完爆判定回転数に達したときに、初回の人為的な始動の完了と判定する。これによれば、例えば、エンジンがすぐに始動せずにスタータモータによるクランキングが複数回繰り返されたような場合でも、初期始動判定フラグの状態は変化せず、実際に自立運転となって完爆判定回転数に達した段階で、確実に初期始動判定フラグがＯＮとなる。
【００１５】
【発明の効果】
この発明に係る車両のエンジン自動停止・自動再始動装置によれば、通常の運転中における意図せぬエンストに対して自動再始動が実行されて、利便性が向上する一方、運転開始時に、運転者が人為的にエンジンを始動しない限りは自動始動されることがないので、不意に自動始動して運転者に違和感を与えることがない。
【００１６】
また、エンジンが完全に停止する前に自動再始動を開始することが可能であり、何らかの原因でエンジンストールが生じても、運転者が実際には僅かな回転数の落ち込みを感じるだけとなって、エンジン停止による運転性の悪化や違和感の発生を回避できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、この発明に係るエンジン自動停止・自動再始動装置を備えた車両用エンジンのシステム構成を示している。例えばガソリン機関からなるエンジン１は、自動変速機２を介して図示せぬ駆動輪を駆動するように構成されており、燃料を噴射供給するインジェクタ３や点火プラグ（図示せず）等を備えている。このエンジン１をリングギア（図示せず）を介してクランキングするように、スタータモータ４が設けられている。
【００１９】
また、この実施例では、車両の運転状態を検出するセンサ類として、上記エンジン１のスロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ５と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６と、運転者によるブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダルスイッチ７と、自動変速機２のシフト位置を検出するシフトスイッチ８、等を備えている。これらの検出信号は、エンジン１の自動停止・自動再始動を含めたエンジン１全体の制御を行うエンジンコントロールモジュール１０に入力されている。また、例えば運転席にイグニッションキースイッチ９を備えているが、このイグニッションキースイッチ９は、ＯＦＦ位置、オーディオや照明等を作動可能とするアクセサリ位置のほか、車両のメインスイッチのオンに相当するイグニッション（ＩＧＮ）位置と、スタータモータ４によるクランキングを行うスタート（ＳＴ）位置と、を備えている。なお、上記エンジンコントロールモジュール１０は、イグニッションキースイッチ９の位置によらず、常時電源ＯＮの状態であるが、キーを鍵穴に差し込み、アクセサリ位置を経てイグニッション位置とした段階で上記エンジンコントロールモジュール１０が制御を開始する。
【００２０】
図２は、上記エンジンコントロールモジュール１０において実行される制御、特に、運転状態に応じて自動停止・自動再始動を行うアイドルストップ制御の処理の流れを示すフローチャートであり、以下、これに沿って、本発明のアイドルストップ制御を説明する。
【００２１】
まず、イグニッションキースイッチ９がイグニッション位置とされ制御が開始すると、最初にシステムがイニシャライズされ（ステップ１）、これによってエンジン初期始動判定フラグは、ＯＦＦとなる。そして、ステップ２へ進み、エンジンが始動したか否か、具体的には、自立運転可能な回転数、例えば５５０ｒｐｍ以上の状態が所定時間、例えば０．５秒以上継続したか、を判定する。
【００２２】
ここで、一般に、運転者の動作としては、運転開始時に、イグニッションキースイッチ９をイグニッション位置まで回した後、さらにスタート位置まで回して、スタータモータ４でのクランキングによる人為的な始動を行い、その後、自立運転に達したことを音などから運転者が認識すると、イグニッションキースイッチ９をイグニッション位置まで戻して、クランキングを終了することになる。
【００２３】
従って、運転者がクランキングを終了した時点では、一般に、ステップ２の判定が既にＹＥＳとなり、ステップ３へ進んで、エンジン初期始動判定フラグがＯＮとなる。これによって、初期の人為的な始動が完了したことが示される。なお、本実施例では、イグニッションキースイッチ９がスタート位置となったことではエンジン初期始動判定フラグは変化せず、従って、複数回クランキングが繰り返されたような場合でも、始動が完了するまでは、エンジン初期始動判定フラグはＯＦＦのままである。
【００２４】
このようにして初期始動が完了した後、ステップ４へ進んで、エンジンアイドル状態もしくは車両通常運転状態に移行する。そして、ステップ５で、イグニッションキースイッチ９がＯＦＦとなっていないか判定する。仮に、イグニッションキースイッチ９がＯＦＦとなっていれば、一連の制御を終了する。なお、これに伴ってエンジン１は停止する。またステップ６では、アイドルストップ指令の有無を判定する。このアイドルストップ指令の出力は、図示せぬ他のルーチンによって処理されており、例えば、車速が０でブレーキペダルが踏み込まれているような場合には、交差点等での停車とみなし、アイドルストップ指令が出される。このアイドルストップ指令がある場合には、後述するステップ１３へ進む。さらに、ステップ７では、運転者の意図しないエンジンストールが発生したか否かを判定する。具体的には、エンジン回転数が自立運転不可能な例えば３００ｒｐｍ以下に低下したか否かを判定する。このエンジンストールが検出された場合は、後述するステップ８へ進む。
【００２５】
ステップ５〜７がいずれもＮＯである場合は、ステップ４を繰り返し、エンジンアイドル状態もしくは車両通常運転状態が継続する。
【００２６】
ステップ６でアイドルストップ指令が検出されたときには、ステップ１３で、エンジン１を自動停止し、アイドルストップ状態となる。そして、ステップ１４で、エンジン再始動要求があるか否か、繰り返し判定する。このエンジン再始動要求の出力は、図示せぬ他のルーチンによって処理されており、例えば、ブレーキペダルの解放、アクセルペダルの踏み込み、などのいくつかの条件に基づいて、自動再始動すべきかを決定する。このエンジン再始動要求が出されたときには、ステップ１４からステップ９へ進み、エンジン１の自動再始動を行う。具体的には、図示せぬスタータスイッチをＯＮとしてスタータモータ４を動作させ、エンジン１をクランキングする。そして、ステップ１０で、エンジン１が始動したか判定する。この始動判定は、例えばステップ２と同様に、自立運転可能な５５０ｒｐｍ以上の状態が０．５秒以上継続したことを条件として行うことができる。ここで、始動と判定するまでは、ステップ９へ戻り、クランキングが継続される。また、始動後は、ステップ４へ戻り、エンジンアイドル状態もしくは車両通常運転状態となる。このようにして、典型的には、車両が交差点等で停車すると、エンジン１が自動停止し、かつ発進時に、エンジン１が自動再始動されることになる。
【００２７】
一方、ステップ７で、アイドルストップ指令と無関係に運転者の意図しないエンジンストールが検出された場合には、ステップ８で、システムがフェイルモードにあるか否か、つまり、フェイルモードによる強制的なエンジン１の停止であるのか否かを判定する。エンジンコントロールモジュール１０は、システム全体の異常の有無を常時監視しており、例えば、水温の異常上昇、油温の異常上昇、何らかのセンサの故障、等が検出された場合には、制御モードが所定のフェイルモードに移行し、その異常の内容によってはエンジン１を強制的に停止させることがある。このような場合には、自動再始動することは好ましくないので、自動再始動せずにステップ１１へ進み、フェイルモードが解除されるのを待つ。なお、この状態では、イグニッションキースイッチ９による人為的な再始動も不能とすることが望ましい。フェイルモードが水温や油温の上昇に起因するような場合には、時間経過とともにフェイルモードが解除されて通常モードに復帰することがあるので、フェイルモードが解除されたら、ステップ１２から制御の開始点に戻る。従って、エンジン初期始動判定フラグはＯＦＦとなり、前述したように、イグニッションキースイッチ９による人為的な始動が完了するまで、自動再始動が禁止される。
【００２８】
ステップ８でフェイルモードでなければ、例えば急激な制動によるエンジンストールや低温時などのエンジン１の不調によるエンジンストールであるので、ステップ９へ進み、前述したアイドルストップ状態からの復帰の場合と全く同様に、スタータモータ４によるクランキングを行って、エンジン１を自動再始動する。
【００２９】
このように、本実施例では、アイドルストップ制御によるエンジン１の自動停止および自動再始動が行われるとともに、アイドルストップ指令と無関係な運転者の意図しないエンジンストールが発生した場合でも、自動再始動が実行されるので、人為的に再始動する操作が不要となり、操作性ないし利便性に優れたものとなる。しかも、エンジン１が完全に停止する前にスタータモータ４によるクランキングが開始されるので、完全に停止することを回避でき、従って、運転者が僅かな回転数の落ち込みを感じるだけとなって、エンジン停止による運転性の悪化や違和感の発生を回避できる。
【００３０】
また、運転開始時に、運転者が人為的にイグニッションキースイッチ９を操作してエンジン１を始動しない限りは自動始動されることがないので、不意に自動始動して運転者に違和感を与えることがない。
【００３１】
なお、図示した実施例では、制御の開始時にエンジン初期始動判定フラグをＯＦＦに初期化しているが、イグニッションキースイッチ９がＯＦＦとなって制御が終了するときに、エンジン初期始動判定フラグをＯＦＦにするようにしてもよい。
【００３２】
また、上記実施例は、エンジン１のみで駆動する車両に適用した構成となっているが、本発明は、車両の駆動をエンジンと電動モータとで行うハイブリッド型車両にも適用することができる。ハイブリッド型車両は種々の形式のものが知られているが、例えば、初期の始動および再始動の双方をスタータモータで行う構成、初期の始動のみをスタータモータで行い、再始動は、発電機ともなるモータジェネレータによってエンジンをクランキングする構成、さらにはスタータモータを具備せずに初期の始動および再始動の双方をモータジェネレータで行う構成、などのいずれにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るエンジン自動停止・自動再始動装置を備えた車両用エンジンのシステム構成図。
【図２】アイドルストップ制御の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
４…スタータモータ
１０…エンジンコントロールモジュール

Claims (5)

  1. 車両の運転状態に応じてエンジンの自動停止および自動再始動を行うエンジン自動停止・自動再始動装置において、
    車両のメインスイッチがＯＮでかつ所定のエンジン自動停止条件が成立していない状態で、エンジン回転数が停止もしくは停止近傍の極低回転数まで低下したときに、エンジン自動再始動を実行するとともに、
    車両のメインスイッチがＯＮとなってから初回の人為的なエンジン始動が完了するまでの間は、このエンジン自動再始動を禁止することを特徴とする車両のエンジン自動停止・自動再始動装置。
  2. エンジンの自立運転が不可能となる所定の回転数でエンジン自動再始動を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン自動停止・自動再始動装置。
  3. エンジン自動停止条件によらないエンジン回転数の低下に対するエンジン自動再始動は、システムの異常検出に基づく強制的なエンジン停止に対しては実行されないことを特徴とする請求項１または２に記載の車両のエンジン自動停止・自動再始動装置。
  4. 初回の人為的なエンジン始動の完了を検知したときにＯＦＦからＯＮとなるエンジン初期始動判定フラグを備え、エンジン自動停止条件によらないエンジン回転数の低下が検出されたときに、この初期始動判定フラグがＯＮであることを条件としてエンジン自動再始動を許可し、初期始動判定フラグがＯＦＦである場合にはエンジン自動再始動を禁止することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両のエンジン自動停止・自動再始動装置。
  5. 上記初期始動判定フラグがＯＦＦである間に、エンジン回転数が所定の完爆判定回転数に達したときに、初回の人為的な始動の完了と判定することを特徴とする請求項４に記載の車両のエンジン自動停止・自動再始動装置。
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