JP3823672B2 - エンジンの停止判定装置および再始動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの停止判定装置および再始動装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術と解決すべき課題】
環境および燃費対策として車両停止時にエンジンを自動停止させるようにした車両が知られている(特開平9−209790号参照)。こうしたエンジン自動停止車両では、ブレーキの解除やアクセルペダルの踏み込み操作によりエンジンを再始動させて発進に備えるようにしている。ところで、エンジン再始動時には吸気量を正確に計量できないことや吸気管壁に付着した壁流燃料の影響を考慮して、エンジン制御系に通常運転時とは異なる始動時に固有のパラメータ、例えば燃料噴射弁の開弁パルス幅や点火時期、吸排気弁タイミング等を設定する必要がある。
【0003】
しかしながら、従来の停止判定または再始動装置では、例えばクランク角センサのレファレンス信号(基準位置信号)の入力から一定時間内に次のレファレンス信号が入力しなかったときにエンジン停止と判定するようにしていたことから必ずしも的確な停止判定ができず、このため再始動性が悪化するという問題があった。すなわち、クランク角センサでは、エンジン停止直前の揺り戻し(クランク軸の一時的な逆転)のときにレファレンス信号を発生した場合にこれを正転時の信号と区別できないため、エンジンはすでに停止しつつあるにもかかわらず、その時点からさらに一定時間を経過しないとエンジン停止と判定できない。この遅れの間は、エンジン停止に伴う種々の処理、例えば上述した始動時パラメータの設定を事前に行うことができず、したがってこの間にアクセルペダルの踏み込み等による再始動要求があった場合には失火等によりエンジンの再始動性能が損なわれるおそれが生じる。
【0004】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、エンジンの停止を速やかに判定することができる停止判定装置を提供することを目的としている。また、本発明はエンジン停止を的確に判定して常に良好な再始動性能が得られるエンジン再始動装置を提供することをも目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジンの停止判定装置である。
【0006】
第2の発明は、前記エンジン停止判定手段を、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するように構成する。
【0007】
第3の発明は、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジンの停止判定装置において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するように構成したエンジンの停止判定装置である。
【0008】
第4の発明は、運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段と、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジン自動停止再始動車両において、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段と、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段とを設けると共に、前記エンジン停止判定手段を、前記回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するように構成したエンジンの再始動装置である。
【0009】
第5の発明は、前記第4の発明のエンジン自動停止再始動車両を、エンジンの始動クランキングまたは発電を行う第1の回転電機と、車両の駆動を行う第2の回転電機と、車両運転状態に応じて前記各回転電機の作動状態を制御する制御回路とを備えたハイブリッド車両として構成すると共に、されると共に、前記回転方向検出手段を、前記第1の回転電機の回転方向に基づいてエンジンの逆転を検出するように構成する。
【0010】
第6の発明は、前記第5の発明の回転方向検出手段を、前記第1の回転電機に設けられたレゾルバで構成する。
【0011】
第7の発明は、運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段を備えたエンジン自動停止再始動車両において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する手段と、前記回転方向と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときに、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段と、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段とを備えたエンジンの再始動装置である。
【0012】
第8の発明は、エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記エンジン停止判定手段は、前記回転速度と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときのエンジン回転速度が基準値よりも低いときにもエンジン停止と判定するように構成する。
【0013】
第9の発明は、前記第7の発明の始動時パラメータ設定指令手段を、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときには、前記エンジン停止判定手段からの停止判定結果にかかわらずエンジン制御系に始動時パラメータ設定指令を出力するように構成する。
【0014】
【作用・効果】
第1の発明において、エンジン停止時に揺り戻しによるクランク軸の逆転が起きると、エンジン停止判定手段によりエンジン停止の判定が行われる。したがってクランク角センサのレファレンス信号のみによる場合のような判定までの遅延時間を生じることがなく、実際のエンジン停止に応じて速やかに停止判定を行うことができる。この第1の発明は他の停止判定手段と組み合わせて適用することができ、例えば第2の発明として示したように、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定する機能を併有したものとすることができる。この場合にはもしエンジン停止時に揺り戻しが起こらなければ経過時間によって停止判定が行われることになる。揺り戻しがなければレファレンス信号による誤判定は起きないので、判定までの時間が無用に長くなるようなことはない。
【0015】
第3の発明では、レファレンス信号の入力により計時を開始したのちに、揺り戻しによるクランク軸の逆転に伴いレファレンス信号が再度入力するようなことがあっても、この逆転時のレファレンス信号の入力にかかわらず停止判定のための計時は続行されるので、揺り戻し時のレファレンス信号入力によって停止判定までの時間が延びてしまうようなことが無く、所期の経過時間に基づき的確に停止判定を行うことができる。
【0016】
第4の発明では、停止時のエンジンの揺り戻しの有無に関わらず、所期の経過時間設定に基づいてエンジン停止が判定されると共に、このエンジン停止判定時には燃料噴射量や点火時期等を制御するエンジン制御系へと始動時パラメータの設定指令がなされる。したがって、エンジン自動停止再始動車両において、エンジン停止後の再始動要求に対して制御パラメータを的確に設定して、再始動時に常に良好なエンジン始動性を発揮させることができる。
【0017】
前記のエンジン自動停止再始動車両としては、第5の発明として示したようなハイブリッド車両を適用することができ、この場合にはエンジンと連動する第1の回転電機の回転方向からエンジン停止時の揺り戻しによる逆転を検出することができる。この場合の回転方向の検出は、第1の回転電機の構造によってはその端子電流を検出することで可能であるが、その他には例えば第6の発明として示したように、第1の回転電機に設けられたレゾルバを介して行うこともできる。
【0018】
第7の発明によれば、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときにエンジンの逆転を検出したときにはエンジン停止と判定されると共に、この判定結果に基づき、エンジン制御系に始動時パラメータの設定指令がなされる。エンジンの停止指令後にエンジンの逆転を検出したときには、エンジン停止と判定して再始動のための始動時パラメータを設定してさしつかえなく、これにより再始動時のパラメータ設定をより速やかに処理して、より確実な再始動性能を確保することができる。また、このように停止後の再始動指令を条件として始動時パラメータを設定するように構成したことから、エンジン運転中に制御のオーバシュート等に原因して一時的に回転速度が基準値よりも低下したような場合に、誤って始動時パラメータを設定してしまうようなことがない。
【0019】
第8の発明によれば、前記エンジン停止判定手段は、エンジン回転速度が基準値よりも低いときにも、エンジン停止と判定するように構成することもできる。
【0020】
前記第7の発明においても、第9の発明として示したように、クランク角センサのレファレンス信号を基準とした経過時間設定によりエンジン停止と判定する機能を併有させて停止判定の確実性を高めることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をハイブリッド車両に適用した実施形態につき図面に基づいて説明する。図1において、このハイブリッド車両のパワートレインは、モータ1、エンジン2、電磁クラッチ3、モータ4、無段変速機5、減速装置6、差動装置7および駆動輪8から構成される。モータ1の出力軸、エンジン2の出力軸およびクラッチ3の入力軸は互いに連結されている。前記モータ1とモータ4がそれぞれ上記発明の第1の回転電機、第2の回転電機に相当する。
【0022】
モータ1とエンジン2は所定の回転比を有する減速装置(図示せず)を介して相互駆動可能に連結されており、またクラッチ3の出力軸、モータ4の出力軸および無段変速機5の入力軸は互いに連結されている。
【0023】
クラッチ3締結時はエンジン2とモータ4が車両の推進源となり、クラッチ3開放時はモータ4のみが車両の推進源となる。エンジン2またはモータ4の駆動力は、無段変速機5、減速装置6および差動装置7を介して駆動輪8へ伝達される。無段変速機5には油圧装置9から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。
【0024】
モータ1は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ4は主として車両の力行と減速時の回生運転に用いられる。また、モータ10は油圧装置9のオイルポンプ駆動用である。ただしクラッチ3締結時には、モータ1を車両の力行と制動に用いることもでき、モータ4をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【0025】
モータ1,4,10はそれぞれ、インバータ11,12,13により駆動される。インバータ11〜13は共通のDCリンク14を介して強電バッテリ15に接続されており、強電バッテリ15の直流電力を交流電力に変換してモータ1,4,10へ供給するとともに、モータ1,4の交流発電電力を直流電力に変換して強電バッテリ15を充電する。なお、インバータ11〜13は互いにDCリンク14を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力を強電バッテリ15を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することもできる。
【0026】
16は本発明の制御系の各手段の機能を備えたコントローラであり、マイクロコンピュータとその周辺装置や各種アクチュエータなどを備え、クラッチ3の伝達トルク、モータ1,4,10の回転数や出力トルク、無段変速機5の変速比、エンジン2の燃料噴射量・噴射時期、点火時期、可変エンジンマウント(後述)の減衰特性などを制御する。このコントローラ16には低圧の補助バッテリ33から電源が供給される。
【0027】
コントローラ16には、図2に示すように、キースイッチ20、セレクトレバースイッチ21、アクセルペダルセンサ22、ブレーキスイッチ23、車速センサ24、バッテリ温度センサ25、バッテリSOC検出装置26、クランク角センサ27、スロットル開度センサ28、レゾルバ29が接続される。
【0028】
アクセルペダルセンサ22はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ23はブレーキペダルの踏み込み状態を検出する。車速センサ24は車両の走行速度を検出し、バッテリ温度センサ25は強電バッテリ15の温度を検出する。バッテリSOC検出装置26は強電バッテリ15の実容量の代表値であるSOC(State Of Charge)を検出する。クランク角センサ27はエンジン2の回転速度を検出し、スロットル開度センサ28はエンジン2のスロットルバルブ開度を検出する。レゾルバ29はモータ1の回転角度や磁極位置等を検出する機能を有する回転センサの一種であり、その巻線出力からエンジン2の回転方向を知ることができる。
【0029】
コントローラ16にはさらに、エンジン2の燃料噴射装置30、点火装置31などが接続される。コントローラ16は、燃料噴射装置30を制御してエンジン2への燃料の供給と停止および燃料噴射量・噴射時期を調節するとともに、点火装置31を駆動してエンジン2の点火時期制御を行う。また、このコントローラ16は、車両運転状態に応じて予め定められた条件下でエンジン2の停止と再始動を制御する機能を有し、この場合前記燃料噴射装置30による燃料供給を終了させることによりエンジン2を停止させ、停止状態となったエンジン2を再始動させるときにはモータ1により始動クランキングを行うと共に燃料噴射装置30に燃料供給を再開させる。前記再始動時には予め設定された始動時に固有の燃料噴射量、点火時期等のパラメータを適用する。
【0030】
以上は本発明が適用可能なハイブリッド車両の基本的な構成例を示したものであり、本発明では例えばこのような車両において、エンジンの停止判定と、上述した再始動時のパラメータ設定とを的確に行うことを目的としている。以下にこのためのコントローラ16の制御内容の実施形態につき図面を参照しながら説明する。
【0031】
図3は、エンジン停止指令からその後の再始動に備えた始動時パラメータの設定に至るまでの制御の概要を示した流れ図であり、この制御はハイブリッド車両の総合的な制御の一環として周期的に繰り返し実行される。また、図4は前記制御の様子を示すタイムチャートである。
【0032】
この制御はコントローラ16内にてエンジン停止指令をトリガとして開始され、まず上述したスイッチまたはセンサ類からの信号に基づいて各種エンジンン運転パラメータを読み込む(ステップ301)。次いで、前記ステップで読み込んだレゾルバ29の回転速度をプーリ比で除してエンジン回転速度への換算値NEMBを算出する(ステップ302)。前記のプーリ比とはエンジン2とモータ1との間の回転伝達のためのプーリによる減速装置の回転比であり、ここでは通常のエンジン回転制御との整合を図るために前記換算処理を行っているが、本制御に限ればレゾルバ29の回転速度をそのまま用いてこれを実行することも可能である。
【0033】
次に、クランク角センサ27からのレファレンス信号(以下、REF信号という。)の有無を判断し、REF信号入力が有った場合には、次に前記回転速度NEMBを判定し、このときNEMB≧0であればエンジン正転中かつ停止には至っていない状態であるとして、エンジン停止判定のためのダウンカウントタイマを初期化すると共にエンジン停止の有無を表すフラグfENSTを0とする(ステップ309,310,311)。前記フラグfENSTは0のときエンジン未停止、1のとき停止を表す。一方、前記ステップ303においてREF信号入力が無いときには前記タイマの減算処理を行なう(ステップ303,304)。前記処理により、エンジン停止指令後の最初のREF信号の入力によりエンジン停止判定のためのタイマの減算処理が開始される。その後再度REF信号が入力すればタイマが初期化されるのでそれまでの減算結果は無効となり、新たに減算処理が開始されることになる。
【0034】
ただし、前記ステップ309の判断において回転速度NEMBが0未満である場合には、これはエンジン停止後の揺り戻しが起きており、エンジン停止への移行中であることを示しているので、このときはステップ304の処理に移行してタイマの減算を継続する。前記ステップ304のタイマ処理の結果、経過時間が予め定めた基準値、例えば1.5secを超えた場合には、フラグfENSTを参照し、fENST=0であればこれを1にセットしてからその後のエンジン再始動に備えた始動時パラメータの設定処理を行う(ステップ306,307,308)。前記fENSTの参照時にこれが1であった場合には前記処理によりすでに始動時パラメータの設定は行なっているので、始動時パラメータ設定の処理を迂回する。図4において、前記の処理に基づき、例えばa点でREF信号入力があり、その後1.5sec経過しても次のREF信号が入力しない場合にはb点にてエンジン停止と判定され、始動時パラメータの設定が行われることになる。
【0035】
一方、前記ステップ304にてエンジン未停止、すなわちREF信号入力からタイマによる設定時間が経過していないと判断した場合には、次に前回の制御ループにてエンジン停止指令が発せられており、かつ今回の制御ループではエンジン再始動指令が発せられており、かつ回転速度NEMBが基準値NTPNG#未満であることを条件として始動時パラメータの設定を行う(ステップ305)。これにより、低回転で吸気量計量が正確に行えない条件下での始動に必要な燃料噴射量等のパラメータ設定を実施してその後の再始動に備えることが可能となる。図4において、a点での最後のREF信号入力から通常は前述したように経過時間によってエンジン停止が判定されるが、前記の条件を満たした場合にはそれ以前の例えばc点にて再始動のための始動時パラメータの設定がなされ、このためより速やかな再始動が可能となる。これに対して、前記ステップ305の判断にて前記何れかの条件が満たされていない場合には、これは通常のエンジン制御が可能であると判断される場合であるので、始動時パラメータ設定を行わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用可能なハイブリッド車両の機械的構成例の概略構成図。
【図2】上記ハイブリッド車両の制御系の概略構成図。
【図3】本発明による制御の一実施形態を示す流れ図。
【図4】上記制御の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
1 モータ(回転電機)
2 エンジン
3 パウダークラッチ
4 モータ(回転電機)
5 無段変速機
9 油圧装置
10 油圧発生用モータ
15 バッテリ
16 コントローラ
19 DC/DCコンバータ
20 キースイッチ
21 セレクトレバースイッチ
22 アクセルペダルセンサ
23 ブレーキスイッチ
24 車速センサ
25 バッテリ温度センサ
26 バッテリSOC検出装置
27 クランク角センサ
28 スロットル開度センサ
29 レゾルバ
Claims (9)
- エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジンの停止判定装置。
- 前記エンジン停止判定手段は、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定する請求項1に記載のエンジンの停止判定置。
- エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジンの停止判定装置において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するようにしたエンジンの停止判定装置。
- 運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段と、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジン自動停止再始動車両において、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段と、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段とを設けると共に、前記エンジン停止判定手段を、前記回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するように構成したエンジンの再始動装置。
- 前記エンジン自動停止再始動車両は、エンジンの始動クランキングまたは発電を行う第1の回転電機と、車両の駆動を行う第2の回転電機と、車両運転状態に応じて前記各回転電機の作動状態を制御する制御回路とを備えたハイブリッド車両として構成されると共に、前記回転方向検出手段は、前記第1の回転電機の回転方向に基づいてエンジンの逆転を検出するように構成される請求項4に記載のエンジンの再始動装置。
- 前記回転方向検出手段は、前記第1の回転電機に設けられたレゾルバである請求項5に記載のエンジンの再始動装置。
- 運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段を備えたエンジン自動停止再始動車両において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する手段と、前記回転方向と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときに、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段と、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段とを備えたエンジンの再始動装置。
- エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記エンジン停止判定手段は、前記回転速度と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときのエンジン回転速度が基準値よりも低いときにもエンジン停止と判定する請求項7に記載のエンジンの再始動装置。
- 前記始動時パラメータ設定指令手段は、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときには、前記エンジン停止判定手段からの停止判定結果にかかわらずエンジン制御系に始動時パラメータ設定指令を出力する請求項7に記載のエンジンの再始動装置。
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