JP3783647B2 - Control device and control method for idle stop vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの自動停止及び自動再始動を行うアイドルストップ車の制御装置及び制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば交差点での車両の一時的な停車中における排気ガスの排出を回避するために、車両停車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アイドルストップ車が従来から知られている。このようなアイドルストップ車の一例が特開2001−234837号公報に開示されている。この公報では、補機駆動用モータが動力伝達ベルトによってエンジンに接続されており、エンジンの自動再始動時には補機駆動用モータによりエンジンのクランク軸を回転駆動するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載されているように、エンジンの自動再始動時に、動力伝達ベルトを介してエンジンに接続するモータによりエンジンのクランク軸を回転駆動するものでは、エンジンを自動再始動する度に動力伝達ベルトへ高い張力が繰り返し作用するため、動力伝達ベルトの耐久性が低下し、その寿命が短くなることが懸念される。
【0004】
動力伝達ベルトへ作用する張力を低く抑制し、この動力伝達ベルトの寿命・耐久性を向上するために、仮にエンジンの自動再始動時には常にモータの最大出力トルク特性の上限値を低く抑制すると、エンジンの自動再始動が完了するまでにかかる時間が長くなり、例えばエンジンの自動再始動後に速やかに車両を発進させたいような場合にも、車両を即座に発進することができない、という新たな問題を生じるおそれがある。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、動力伝達ベルトのような動力伝達部材の寿命・耐久性を有効に向上し得る新規なアイドルストップ車の制御装置及び制御方法を提供することを主たる目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの自動停止及び自動再始動を行うアイドルストップ車の制御装置であって、少なくともエンジンを自動再始動するときにエンジンのクランク軸を回転駆動するモータと、エンジンのクランク軸とモータのモータ軸とを接続する動力伝達部材と、を有している。そして、上記自動再始動時におけるモータの最大出力トルク特性を変更する最大出力トルク変更手段を有することを特徴としている。
【0007】
そして、車両を速やかに発進させる即発進要求の有無を判定する即発進要求判定手段を有し、上記最大出力トルク変更手段は、即発進要求が無い場合、即発進要求が有る場合に比して、上記モータの最大出力トルク特性の上限値を低く抑制する。上記の即発進要求判定手段は、例えば、交差点での右折待ち、坂道での停車中、あるいは渋滞中等の場合に、即発進要求が有ると判定する。上記動力伝達部材は、典型的には、エンジンのクランク軸に設けられるクランクプーリと、上記モータのモータ軸に設けられるモータプーリと、に巻き掛けられるVリブドベルトのような動力伝達ベルトである。
【0008】
本発明に係るアイドルストップ車の制御方法は、エンジンが自動停止中であるかを判定し、上記自動停止中である場合に、エンジンの自動再始動要求の有無を判定し、上記自動再始動要求が有る場合に、車両を速やかに発進させる即発進要求の有無を判定し、上記即発進要求が無い場合に、上記即発進要求が有る場合に比して、動力伝達部材を介してエンジンのクランク軸に接続するモータの最大出力トルク特性の上限値を低く抑制し、上記モータを駆動してエンジンの自動再始動を行う。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、自動再始動時におけるモータの最大出力トルク特性を適宜に変更することにより、動力伝達部材へ作用する張力を必要に応じて軽減することができるため、動力伝達部材の寿命・耐久性を有効に向上することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例に係るアイドルストップ車の制御装置を示す概略構成図である。このアイドルストップ車は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのようなエンジン10と、周知のトルクコンバータ11を含む変速機12と、動力伝達部材としての動力伝達ベルト14を用いてエンジン10のクランク軸10aに連係されたモータ13と、を有している。変速機12は、エンジン10の回転駆動力を減速するとともに、その減速比を無段階に変速して駆動輪側へ伝達する無段式のものである。なお、このような無段式の変速機12に代えて、複数の遊星歯車機構を備えた多段式の自動変速機や、手動変速機を用いても良い。
【0011】
モータ13は、交流モータジェネレータであって、電力を蓄電するバッテリ16に接続された周知のインバータ15によって、力行運転(駆動)及び回生運転(発電)の双方を行うことができる。すなわち、後述するエンジンの自動再始動時などではモータ13を力行運転してエンジン10のクランク軸10aを回転駆動し、減速時等では必要に応じてモータ13の回生運転を行い電力を回生する。なお、初回のエンジン起動時(典型的にはイグニッションキーの操作によるエンジン始動時)には、上記のモータ13によりエンジン10をクランキングしても良く、あるいはこのモータ13とは別個の周知のスタータ・モータを用い、このスタータ・モータのピニオンをエンジン10のリングギヤに噛合することによりクランキングを行うようにしても良い。いずれの場合でも、後述するエンジンの自動停止状態からの自動再始動時には、動力伝達ベルト14を介して接続するモータ13によりエンジン10のクランク軸10aを回転駆動する。
【0012】
動力伝達ベルト14は、例えばゴム材料や樹脂材料を用いて成形される周知のVリブドベルトであり、エンジン10のクランク軸10aの先端に設けられたクランクプーリ10bと、モータ13のモータ軸13aの先端に設けられたモータプーリ16bと、に巻き掛けられ、少なくともエンジン10とモータ13との間で動力を伝達する。なお、図示していないが、エアコンプレッサやウォータポンプのような補機にも上記の動力伝達ベルト14を巻き掛けるようにしてもよく、あるいは補機に巻き掛けられる別の補機ベルトを、エンジン又はモータに巻き掛けるようにしても良い。
【0013】
車両運転状態を設定・検出する各種センサ類として、ブレーキペダルの踏込み量を検出するブレーキストロークセンサ21、車両の勾配、すなわち地面の傾斜を検出するスロープセンサ22、車両の左折及び右折を設定・表示するためのウインカー(方向指示器)23、後続車(あるいは前の車両)との車間距離を検出するスペースセンサ24、エンジン10の冷却水温を検出する水温センサ25、エンジン10や無段変速機12の油温を検出する油温センサ26、などを備えている。これらセンサ類の設定・検出信号は、車両全体の動作を制御する車両制御ユニット30へ入力される。車両制御ユニット30は、エンジン10の燃料噴射時期や点火時期等を制御するエンジン制御ユニット31、バッテリ16の蓄電量・電圧・電流等を監視するバッテリコントローラ32、インバータ15へ制御信号を出力してモータ13の動作を制御するモータコントローラ33、などに相互に接続されて信号の入出力を行う。これらの制御ユニット及びコントローラは、それぞれI/Oインターフェイス,CPU,ROM,RAM等を備えたマイクロコンピュータシステムであって、ROM上に格納されたプログラムを実行することにより後述するような所定の機能を実現する。
【0014】
図2は、本実施例に係るエンジン10の自動再始動制御の流れを示すフローチャートであり、例えば車両制御ユニット30やエンジン制御ユニット31により所定時間毎(例えば10ms毎)に繰り返し実行される。S(ステップ)1では、エンジン10が自動停止中であるか否か、具体的には自動停止中のフラグがセットされているかを判定する。この自動停止処理は図示せぬ他のルーチンにより実行され、例えば車速がゼロ、バッテリ16の蓄電量(SOC)が所定値以上、ブレーキペダルが踏み込まれている等の条件が全て成立するときにエンジンを自動停止し、そのフラグをセットする。
【0015】
S1において自動停止中であると判定されると、S2へ進み、エンジンの自動再始動要求の有無、具体的には自動再始動要求のフラグがセットされているかを判定する。典型的にはブレーキストロークセンサ21に基づいてブレーキペダルの踏み込みが解除されたことを条件として、自動再始動要求のフラグがセットされる。
【0016】
S2でエンジン自動再始動要求が有ると判定されると、S3へ進み、即発進要求の有無、具体的には即発進要求のフラグがセットされているかを判定する(即発進要求判定手段)。図3は、S3の即発進要求のフラグをセットするサブルーチンの一例を示している。S11では、ウインカー23の設定状態等に基づいて、左側通行の交差点での右折待ちであるかを判定する。なお、右側通行の場合には、左折待ちであるかを判定する。S12では、スロープセンサ22の検出信号等に基づいて、急な登り坂道での停車中のように、車両を後退させることなく速やかに前進させるべき状況にあるかを判定する。S13では、スペースセンサ24の検出信号等に基づいて、渋滞などで後車(又は前車)との車間距離が短く、前車に速やかに追従して発進すべき状況であるかを判定する。これらS11,S12,S13のいずれかが肯定されれば、車両を短時間で速やかに発進させる要求があるものとして、S14へ進み、即発進要求のフラグをセットする。S11,S12,S13の判定が全て否定されると、S15へ進み、車両即発進要求はなく、車両を比較的緩やかに発進させても良いものとして、即発進要求のフラグをリセット(解除)する。なお、この実施例では3つの要件S11〜13に基づいて車両即発進要求の有無を判定しているが、これに限らず、他の要件を含む1個以上の要件に基づいて即発進要求の有無を判定するようにしても良い。
【0017】
再び図2を参照して、即発進要求が無い場合、S3の判定が否定されてS4へ進み、モータ13の最大出力トルク特性の上限値を低く制限する(最大出力トルク変更手段)。逆に言えば、即発進要求が有る場合には、モータ13の最大出力トルクを何ら制限しない。図4は、モータ13の最大出力トルク特性を簡略的に示している。図中の実線(a)は、最大出力トルク特性の上限値を制限していない場合、すなわち即発進要求が有る場合の特性に対応し、破線(b)は、最大出力トルク特性の上限値を制限しない場合に比して所定量ΔTだけ低い所定の上限値T0に抑制している場合、すなわち即発進要求が無い場合の特性に対応している。この上限値T0(又は低減量ΔT)は、動力伝達ベルト14へ作用する張力や、エンジン10の完爆(車両の発進)までにかかる時間などを勘案して予め設定される。
【0018】
S5では、図4の(a)又は(b)に示すような最大出力トルクの範囲内で、モータ13を力行運転することにより、エンジン10のクランク軸10aを回転駆動し、エンジン10の自動再始動を行う。すなわち、モータ13によりエンジン10のクランク軸10aをクランキングし、気筒判別が完了した時点で、燃料噴射及び点火を開始する。
【0019】
図5は、エンジン自動再始動時におけるモータ13のトルク特性、エンジン回転数、及び動力伝達ベルト14の張力を示すタイミングチャートである。この図5において、実線の特性は、モータ13の最大出力トルクを制限しない場合、すなわち車両即発進要求が有る場合の特性を示しており、破線の特性は、モータ13の最大出力トルクの上限値T0を制限した場合、すなわち車両即発進要求が無い場合の特性を示している。
【0020】
同図に示すように、モータ13の最大出力トルク特性を制限しない場合、エンジン回転数が目標回転数(典型的にはアイドル回転数)に達する時点P1までは、インバータ15の出力電流を最大値に保持して、モータ13を最大出力トルクで駆動し続ける。一方、モータ13の最大出力トルク特性の上限値T0を設定している場合には、エンジン回転数が所定値N0(図4)に達するまで、インバータ15の出力電流を最大値よりも低い値に抑制して、モータ13の出力トルクを上限値T0に抑制し、エンジン回転数が所定値N0を越えると、目標回転数に達する時点P1’まで、モータ13を最大出力トルクで駆動する。従って、モータ13の最大出力トルクの上限値T0を制限した場合、制限しない場合に比して、エンジン回転数が目標回転数に達するまでに要する時間がΔαだけ長くなり、エンジン10の再始動にかかる時間が長くなるものの、動力伝達ベルト14に作用する張力の最大値がΔβだけ低く抑制される。このため、動力伝達ベルト14の寿命・耐久性が向上し、長期にわたって所期の性能を維持することができる。
【0021】
なお、図5に示す例のように、エンジン自動再始動後にエンジン回転数を目標回転数に維持する場合には、エンジン回転数が目標回転数を超えた直後(完爆直後)に、エンジン回転数を目標回転数まで低下させるために、モータ13を一時的に回生運転へ切り換えているため、ベルト張力は、周知のオートテンショナー等により常時与えられる初期張力F0よりも一時的に低くなる。
【0022】
以上のように本実施例では、エンジン自動停止状態からの自動再始動時には、即始動要求の有無を判定し、即始動要求がある場合にはモータ13の最大出力トルクを制限することなく速やかに自動再始動を行い、即始動要求が無い場合には、モータ10の最大出力トルクの上限値を低く制限・抑制している。このため、必要に応じてエンジン10を速やかに自動再始動させつつ、動力伝達ベルト14へ作用する張力を軽減して、この動力伝達ベルト14の寿命・耐久性を有効に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るアイドルストップ車の制御装置を示す概略構成図。
【図2】上記実施例のエンジン自動再始動制御の流れを示すフローチャート。
【図3】上記実施例の車両即発進要求の有無を判定するサブルーチン。
【図4】上記実施例のモータの最大出力トルク特性を示す特性図。
【図5】上記実施例のエンジン自動再始動時のモータトルク,エンジン回転数及びベルト張力の変化の様子を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
10…エンジン
13…モータ
14…動力伝達ベルト(動力伝達部材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device and a control method for an idle stop vehicle that automatically stops and restarts an engine.
[0002]
[Prior art]
For example, in order to avoid exhaust gas emissions when a vehicle is temporarily stopped at an intersection, an idle stop vehicle has been conventionally used that automatically stops the engine when the vehicle stops and then automatically restarts the engine when the vehicle starts. Are known. An example of such an idle stop vehicle is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-234837. In this publication, an accessory driving motor is connected to the engine by a power transmission belt, and the crankshaft of the engine is driven to rotate by the accessory driving motor when the engine is automatically restarted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described in the above publication, when the engine crankshaft is rotationally driven by a motor connected to the engine via a power transmission belt at the time of automatic engine restart, power transmission is performed each time the engine is automatically restarted. Since high tension is repeatedly applied to the belt, there is a concern that the durability of the power transmission belt is lowered and its life is shortened.
[0004]
In order to suppress the tension acting on the power transmission belt low and improve the life and durability of this power transmission belt, if the upper limit value of the maximum output torque characteristic of the motor is always kept low when the engine is automatically restarted, the engine It takes a long time to complete the automatic restart of the vehicle. For example, even if it is desired to start the vehicle immediately after the automatic restart of the engine, there is a new problem that the vehicle cannot be started immediately. There is a fear.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a novel idle stop vehicle control device and control method that can effectively improve the life and durability of a power transmission member such as a power transmission belt. The main purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a control device for an idle stop vehicle that automatically stops and restarts an engine, and at least when the engine is automatically restarted, a motor that rotationally drives the crankshaft of the engine, and the crankshaft and motor of the engine And a power transmission member for connecting the motor shaft. And it has the maximum output torque change means which changes the maximum output torque characteristic of the motor at the time of the said automatic restart, It is characterized by the above-mentioned.
[0007]
And there is an immediate start request determining means for determining the presence or absence of an immediate start request for promptly starting the vehicle, and the maximum output torque changing means is compared with a case where there is no immediate start request and there is an immediate start request. The upper limit value of the maximum output torque characteristic of the motor is suppressed low. The immediate start request determination unit determines that there is an immediate start request when waiting for a right turn at an intersection, stopping on a slope, or in a traffic jam, for example. The power transmission member is typically a power transmission belt such as a V-ribbed belt wound around a crank pulley provided on the crankshaft of the engine and a motor pulley provided on the motor shaft of the motor.
[0008]
The method for controlling an idle stop vehicle according to the present invention determines whether or not the engine is automatically stopped, determines whether or not there is an automatic restart request for the engine when the automatic stop is being performed, and If there is an immediate start request for promptly starting the vehicle, the engine crank is connected via the power transmission member when there is no immediate start request and when there is no immediate start request. The upper limit value of the maximum output torque characteristic of the motor connected to the shaft is suppressed low, and the motor is driven to automatically restart the engine.
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, by appropriately changing the maximum output torque characteristic of the motor at the time of automatic restart, the tension acting on the power transmission member can be reduced as necessary. Durability can be effectively improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a control device for an idle stop vehicle according to an embodiment of the present invention. The idle stop vehicle is linked to a
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
As various sensors for setting / detecting a vehicle driving state, a brake stroke sensor 21 for detecting the depression amount of a brake pedal, a slope sensor 22 for detecting a vehicle gradient, that is, a slope of the ground, and a left / right turn of the vehicle are set / displayed. Turn signal (direction indicator) 23, a space sensor 24 for detecting the distance between the following vehicle (or the preceding vehicle), a
[0014]
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the automatic restart control of the
[0015]
If it is determined in S1 that the automatic stop is being performed, the process proceeds to S2, and it is determined whether or not there is an automatic restart request of the engine, specifically, whether or not an automatic restart request flag is set. Typically, an automatic restart request flag is set on the condition that the depression of the brake pedal is released based on the brake stroke sensor 21.
[0016]
If it is determined in S2 that there is an engine automatic restart request, the process proceeds to S3, and it is determined whether or not there is an immediate start request, specifically, whether an immediate start request flag is set (immediate start request determination means). FIG. 3 shows an example of a subroutine for setting an immediate start request flag in S3. In S11, based on the setting state of the turn signal 23 or the like, it is determined whether or not it is waiting for a right turn at a left-hand traffic intersection. In the case of right-hand traffic, it is determined whether it is waiting for a left turn. In S12, based on the detection signal of the slope sensor 22 or the like, it is determined whether or not the vehicle is in a situation where the vehicle should be advanced quickly without moving backward, such as when stopping on a steep climb. In S13, based on the detection signal of the space sensor 24, etc., it is determined whether there is a situation in which the distance between the vehicle and the rear vehicle (or the front vehicle) is short due to traffic jams and the vehicle should start following the front vehicle quickly. If any of S11, S12, and S13 is affirmed, it is determined that there is a request to start the vehicle quickly in a short time, and the process proceeds to S14, and an immediate start request flag is set. If all the determinations in S11, S12, and S13 are negative, the process proceeds to S15, where there is no immediate vehicle start request, and the vehicle is allowed to start relatively slowly, and the immediate start request flag is reset (released). . In this embodiment, the presence / absence of the vehicle immediate start request is determined based on the three requirements S11 to 13. However, the present invention is not limited to this, and the immediate start request is determined based on one or more requirements including other requirements. The presence or absence may be determined.
[0017]
Referring to FIG. 2 again, when there is no immediate start request, the determination in S3 is denied and the process proceeds to S4, where the upper limit value of the maximum output torque characteristic of the
[0018]
In S5, the
[0019]
FIG. 5 is a timing chart showing the torque characteristics of the
[0020]
As shown in the figure, when the maximum output torque characteristic of the
[0021]
As shown in the example of FIG. 5, when the engine speed is maintained at the target speed after the engine is automatically restarted, the engine speed immediately after the engine speed exceeds the target speed (immediately after the complete explosion). Since the
[0022]
As described above, in this embodiment, at the time of automatic restart from the engine automatic stop state, it is determined whether or not there is an immediate start request, and if there is an immediate start request, the maximum output torque of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an idle stop vehicle control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of engine automatic restart control of the embodiment.
FIG. 3 is a subroutine for determining whether or not there is a vehicle immediate start request according to the embodiment.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a maximum output torque characteristic of the motor of the embodiment.
FIG. 5 is a timing chart showing changes in motor torque, engine speed, and belt tension when the engine is automatically restarted in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記自動再始動時におけるモータの最大出力トルク特性を変更する最大出力トルク変更手段と、
車両を速やかに発進させる即発進要求の有無を判定する即発進要求判定手段と、を有し、
上記最大出力トルク変更手段は、上記即発進要求が無い場合、即発進要求が有る場合に比して、上記モータの最大出力トルク特性の上限値を低く抑制することを特徴とするアイドルストップ車の制御装置。A motor that rotationally drives the crankshaft of the engine at least when the engine is automatically restarted, and a power transmission member that connects the crankshaft of the engine and the motor shaft of the motor. In a control device for an idle stop vehicle that performs automatic restart,
Maximum output torque changing means for changing the maximum output torque characteristic of the motor at the time of the automatic restart ;
An immediate start request determination means for determining whether or not there is an immediate start request for quickly starting the vehicle,
The maximum output torque changing means suppresses the upper limit value of the maximum output torque characteristic of the motor to be lower when there is no immediate start request and when there is an immediate start request . Control device.
上記自動停止中である場合に、エンジンの自動再始動要求の有無を判定するステップと、
上記自動再始動要求が有る場合に、車両を速やかに発進させる即発進要求の有無を判定するステップと、
上記即発進要求が無い場合に、上記即発進要求が有る場合に比して、動力伝達部材を介してエンジンのクランク軸に接続するモータの最大出力トルク特性の上限値を低く抑制するステップと、
上記モータを駆動してエンジンの自動再始動を行うステップと、
を有するアイドルストップ車の制御方法。Determining whether the engine is automatically stopped;
Determining whether there is an automatic engine restart request when the automatic stop is in progress;
Determining whether there is an immediate start request for quickly starting the vehicle when there is an automatic restart request; and
Suppressing the upper limit value of the maximum output torque characteristic of the motor connected to the crankshaft of the engine via the power transmission member when compared to when there is no immediate start request and when there is the immediate start request;
Driving the motor to automatically restart the engine;
A control method for an idle stop vehicle having
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