JP4064016B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧を利用して内燃機関を始動させるタイプの内燃機関の始動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車用の内燃機関の始動装置では、始動時に、運転者のイグニッション・キーの始動操作に伴い、バッテリの電力がスタータの電動モータに供給され、電動モータがクランクシャフトを強制的に回転させるとともに、混合気がシリンダ内に供給される。以上により、シリンダ内の混合気を着火させ、内燃機関を始動させるようにしている。また、始動後は、運転者がイグニッション・キーを放すことにより、電動モータが停止する。
【0003】
さらに、近年、自動車用の内燃機関の始動制御装置として、信号待ちや踏切待ちのときなどにアイドル運転を自動的に停止し、発進時に自動的に再始動するものが知られている。このような始動制御装置では、アイドル運転を自動的に停止した後の再始動は、運転者の発進操作に伴い、上記始動装置を作動させることによって行われる。この運転者の発進操作には、クラッチ、シフト操作、ブレーキ開放あるいはアクセル操作などがあり、これらの発進操作が行われると、バッテリの電力がスタータの電動モータに供給され、電動モータがクランクシャフトを強制的に回転させるとともに、混合気がシリンダ内に供給される。以上により、シリンダ内の混合気を着火させ、内燃機関を始動させるように制御している。また、上記のように信号待ちのときなどにアイドル運転を自動的に停止させることで、良好な燃費が確保される。
【0004】
しかし、上記の始動制御装置では、スタータの電動モータは、バッテリを電源としており、そのトルクが小さいので、減速ギア機構と組み合わされているものが一般的である。このため、始動時および再始動時には、クランクシャフトをアイドル回転数よりもかなり低い回転数でしか回転させることができず、これにより、内燃機関が実際に始動するまでに時間がかかる。また、クランキング時には、内燃機関のシリンダ内における空気の圧縮および膨張により、トルク変動が生じ、これがクランクシャフトの回転を変動させる。この場合、電動モータによるクランクシャフトの駆動回転数が、内燃機関のフリクションにバランスすることにより低い回転数で安定してしまうので、その回転変動量が非常に大きくなることで、減速ギア機構から騒音が発生してしまう。以上のように、発進操作の時点から内燃機関が実際に始動し、車両が発進するまでに時間がかかることや、始動時に発生する内燃機関の振動および駆動系の騒音が運転者に嫌われることにより、その商品性が低いという問題がある。
【0005】
以上のような内燃機関の始動制御装置の欠点を解消した例として、圧縮空気を利用して内燃機関を始動させるものが知られており、例えば特開昭60−85249号公報に記載されている。この始動制御装置は、クランクシャフトの回転力により駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサから供給された圧縮空気を蓄えるリザーブタンクと、を備えている。この始動制御装置では、イグニッション・キーによる始動操作に伴い、リザーブタンクの圧縮空気を動力源としてクランクシャフトを回転駆動することにより、内燃機関が始動される。また、再始動時にも、イグニッション・キーの始動操作に伴い、始動時と同様の制御が行われる。このように圧縮空気を用いることで、スタータの電動モータよりも大きなトルクを確保でき、内燃機関の始動時間が短縮される。また、機関回転数をアイドル回転数まで短時間で上昇させるが可能であり、これにより、始動時の振動や騒音が抑制される。
【0006】
また、他の内燃機関の始動制御装置として、大型電動モータと大容量のバッテリとを備え、大型電動モータおよび内燃機関の駆動力により走行する車両、いわゆるハイブリッドカーに適用されたものが知られている。このような始動制御装置には、大型電動モータにより内燃機関を始動させるとともに、イグニッション・キーによる始動操作を行うことなく、内燃機関を自動的に再始動させるものがある。このようにスタータの電動モータと比べてかなり大きなトルクを備えた大型電動モータを用いることで、上記の始動制御装置と同様に、内燃機関の始動時間が短縮されるとともに、始動時の振動が抑制される。また、再始動時には、イグニッション・キーによる始動操作を行うことなく、内燃機関を自動的に始動させることで、高い商品性が確保される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の圧縮空気を用いた始動制御装置によれば、内燃機関の回転力をコンプレッサの動力源として用いているので、内燃機関の停止時には、コンプレッサを駆動することができない。このため、内燃機関の停止直前において、誤操作等によりリザーブタンク内の圧縮空気が消費され、これに蓄圧されていなかった場合には、内燃機関を始動させることができない。また、空気の高圧化には限界があるため、始動に必要な圧縮空気を確保するには、リザーブタンクを大型化する必要があり、重量増加を招くとともにその収納スペースの確保が難しくなる。さらに、温度が低下すると、これに伴う飽和蒸気圧の低下によりリザーブタンク内や配管内に結露が生じ、極低温時には、これが氷結することにより、装置が破損したり、作動不良を起こしたりことがある。また、始動制御装置の作動時に、これから排気される圧縮空気中の残存エネルギが大きいので、排気音がかなり大きくなり、騒音が生じることがある。さらに、再始動時には、イグニッション・キーによる始動操作を行う必要がある。
【0008】
一方、上記従来のハイブリッドカーに適用した始動制御装置によれば、大型電動モータと大容量のバッテリを必要とし、両者ともに非常に高価でかつ重いことから、重量および製造コストの大幅な増大を招いてしまう。
【0009】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、良好な始動性および燃費を確保でき、重量および製造コストの増大を抑制でき、装置を小型化でき、自動的に再始動させることができる内燃機関の始動制御装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項1の内燃機関3の始動制御装置1は、電動機9と、電動機9により駆動されるオイルポンプ4と、オイルポンプ4から吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータ5と、アキュムレータ5に油路8を介して接続され、アキュムレータ5に蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関3を始動させる油圧アクチュエータ(例えば実施形態における(以下、この項において同じ)油圧モータ6)と、油路8に設けられ、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を制御する油圧供給制御弁(電磁弁7)と、油圧供給制御弁(電磁弁7)を駆動することにより、内燃機関3を始動させるように制御する制御手段(ECU2、ステップ61)と、内燃機関3の機関回転数NEを検出する機関回転数検出手段(ECU2,クランク角センサ28)と、内燃機関3の始動前の停止時間txが所定時間tbより長いか否かを判別する停止時間判別手段(ECU2、図10(b)のステップ60A)と、を備え、制御手段(ECU2)は、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を開始した後、検出された機関回転数NEが所定回転数NEAを超えたときに、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を停止させるように制御し(図10(b)のステップ61〜63)、所定回転数NEAは、停止時間判別手段(ECU2、ステップ60A)により停止時間txが所定時間tbより長いと判別されたときに、第1の所定回転数(所定回転数NE1)に設定され(ステップ60C)、停止時間txが所定時間tb以下と判別されたときに、第1の所定回転数(所定回転数NE1)より低い第2の所定回転数(所定回転数NE2)に設定される(ステップ60B)ことを特徴とする。
【0011】
この内燃機関の始動制御装置によれば、電動機の作動によってオイルポンプが駆動され、オイルポンプから吐き出された油圧がアキュムレータに蓄圧される。また、内燃機関を始動させるときには、制御手段が油圧供給制御弁を駆動することにより、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからの油圧が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されることによって、内燃機関が始動される。以上のように、内燃機関を始動させるのに、電動機により発生させた油圧を利用しているので、内燃機関の運転停止中でも、次回の始動に備えて、電動機を作動させることによりアキュムレータに蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく、良好な始動性を確保することができる。
【0012】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ全体のサイズを小さくできることで、装置をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧アクチュエータは、スタータで通常、使用される電動モータと比べて大きな駆動力を発生するので、内燃機関のクランキング時の回転数を従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数よりも高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時の内燃機関の振動や駆動系の騒音を抑制できる。また、作動媒体として油を用いており、油は空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいので、装置から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置の破損などを防止することができる。また、オイルポンプを回転駆動可能なトルクを有する電動機と、これを駆動可能なバッテリとを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【0013】
さらに、制御手段により、機関回転数が所定回転数を超えたときに、油圧アクチュエータへの油圧の供給が停止されるので、この所定回転数を目標回転数として適切に設定することにより、内燃機関を確実に始動させることができる。また、油圧アクチュエータを用いているので、機関回転数が所定回転数を超え、油圧の供給が停止された時点以降においても、油圧アクチュエータが電磁弁の作動遅れなどにより内燃機関を駆動し続けることで、機関回転数がさらに上昇する。したがって、この機関回転数の上昇分を見込んで、所定回転数を上記目標回転数よりも少し低く設定することも可能であり、これにより、内燃機関の始動性を確保しながら、油圧の供給時間を短縮でき、アキュムレータに蓄圧された油圧の低下を抑制することができる。その結果、電動機の作動時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。また、一般的に、内燃機関の停止時間が短いときには、機関温度の低下の度合いが小さいことで、フリクションも小さい状態にあり、さらに、油温の低下の度合いも小さいことで、油圧アクチュエータの応答性も高い状態になっている。したがって、この始動制御装置のように、停止時間が所定時間以下の場合に、油圧アクチュエータへの油圧の供給を停止するときの機関回転数を、第1回転数より低い第2の所定回転数に設定することにより、始動前の停止時間に応じて良好な始動性を確保することができる。これにより、油圧アクチュエータへの油圧の供給時間を短縮でき、アキュムレータの油圧を効率よく利用することができる。
【0014】
また、請求項2の内燃機関3の始動制御装置1は、電動機9と、電動機9により駆動されるオイルポンプ4と、オイルポンプ4から吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータ5と、アキュムレータ5に油路8を介して接続され、アキュムレータ5に蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関3を始動させる油圧アクチュエータ(油圧モータ6)と、油路8に設けられ、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を制御する油圧供給制御弁(電磁弁7)と、油圧供給制御弁(電磁弁7)を駆動することにより、内燃機関3を始動させるように制御する制御手段(ECU2、ステップ9、ステップ61)と、内燃機関3の停止後に、運転者がスタータスイッチ(キースイッチ21)を操作したか否かを判別する手動操作判別手段(ECU2、ステップ1)と、内燃機関3の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段(ECU2、ステップ52〜53,55〜57)と、内燃機関の機関回転数NEを検出する機関回転数検出手段(ECU2、クランク角センサ28)と、を備え、制御手段(ECU2)は、手動操作判別手段(ECU2、ステップ1)によりスタータスイッチ(キースイッチ21)が操作されたと判別されたときに、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を開始した後、検出された機関回転数NEが第3の所定回転数(所定回転数NE1)を超えた時点で、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を停止させるように制御し(図5(a)のステップ9〜11)、発進意志判別手段(ECU2、ステップ52〜53,55〜57)により運転者に発進の意志があると判別されたときに、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を開始した後、検出された機関回転数NEが第3の所定回転数(所定回転数NE1)よりも低い第4の所定回転数(所定回転数NE2)を超えた時点で、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を停止させるように制御する(図10(a)のステップ61〜63)ことを特徴とする。
【0015】
この内燃機関の始動制御装置によれば、電動機の作動によってオイルポンプが駆動され、オイルポンプから吐き出された油圧がアキュムレータに蓄圧される。また、内燃機関を始動させるときには、制御手段が油圧供給制御弁を駆動することにより、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからの油圧が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されることによって、内燃機関が始動される。以上のように、内燃機関を始動させるのに、電動機により発生させた油圧を利用しているので、内燃機関の運転停止中でも、次回の始動に備えて、電動機を作動させることによりアキュムレータに蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく、良好な始動性を確保することができる。
【0016】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ全体のサイズを小さくできることで、装置をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧アクチュエータは、スタータで通常、使用される電動モータと比べて大きな駆動力を発生するので、内燃機関のクランキング時の回転数を従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数よりも高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時の内燃機関の振動や駆動系の騒音を抑制できる。また、作動媒体として油を用いており、油は空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいので、装置から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置の破損などを防止することができる。また、オイルポンプを回転駆動可能なトルクを有する電動機と、これを駆動可能なバッテリとを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【0017】
さらに、内燃機関を、その停止後に、運転者のスタータスイッチ操作により通常と同様に手動始動できるだけでなく、運転状態に応じて運転者の発進の意志により、自動的に再始動できる。このように停止後に自動的に再始動される内燃機関では、再始動時の方が手動始動時よりも始動前の停止時間が短く、機関温度が高いため、機関自身がより始動しやすい状態にあるのが通常である。したがって、この始動制御装置のように、再始動時の目標回転数である所定回転数を、手動始動時よりも低く設定することによって、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができる。また、再始動時に所定回転数を低く設定することより、油圧アクチュエータへの油圧の供給時間をより短縮することができ、電動機の消費電力を低減することができる。
【0018】
また、請求項3の内燃機関3の始動制御装置1は、電動機9と、電動機9により駆動されるオイルポンプ4と、オイルポンプ4から吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータ5と、アキュムレータ5に油路8を介して接続され、アキュムレータ5に蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関3を始動させる油圧アクチュエータ(油圧モータ6)と、油路8に設けられ、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を制御する油圧供給制御弁(電磁弁7)と、油圧供給制御弁(電磁弁7)を駆動することにより、内燃機関3を始動させるように制御する制御手段(ECU2、ステップ9、ステップ61)と、内燃機関3の停止後に、運転者がスタータスイッチ(キースイッチ21)を操作したか否かを判別する手動操作判別手段(ECU2、ステップ1)と、内燃機関3の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段(ECU2、ステップ52〜53,55〜57)と、を備え、制御手段(ECU2)は、手動操作判別手段(ECU2、ステップ1)によりスタータスイッチ(キースイッチ21)が操作されたと判別されたときに、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を開始した後、第2の所定時間(駆動時間tc)が経過した時点で、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を停止させるように制御し(図4のステップ9〜11)、発進意志判別手段(ECU2、ステップ52〜53,55〜57)により運転者に発進の意志があると判別されたときに、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を開始した後、第2の所定時間(駆動時間tc)よりも短い第3の所定時間(駆動時間td)が経過した時点で、油圧アクチュエータ(油圧モータ6)への油圧の供給を停止させるように制御する(図9のステップ61〜63)ことを特徴とする。
【0019】
この内燃機関の始動制御装置によれば、電動機の作動によってオイルポンプが駆動され、オイルポンプから吐き出された油圧がアキュムレータに蓄圧される。また、内燃機関を始動させるときには、制御手段が油圧供給制御弁を駆動することにより、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからの油圧が供給される。これにより、油圧アクチュエータが駆動されることによって、内燃機関が始動される。以上のように、内燃機関を始動させるのに、電動機により発生させた油圧を利用しているので、内燃機関の運転停止中でも、次回の始動に備えて、電動機を作動させることによりアキュムレータに蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく、良好な始動性を確保することができる。
【0020】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ全体のサイズを小さくできることで、装置をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧アクチュエータは、スタータで通常、使用される電動モータと比べて大きな駆動力を発生するので、内燃機関のクランキング時の回転数を従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数よりも高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時の内燃機関の振動や駆動系の騒音を抑制できる。また、作動媒体として油を用いており、油は空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいので、装置から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置の破損などを防止することができる。また、オイルポンプを回転駆動可能なトルクを有する電動機と、これを駆動可能なバッテリとを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【0021】
さらに、前述したように、停止後に自動的に再始動される内燃機関では再始動時の方が手動始動時よりも、機関自身が始動しやすく、始動までに要する時間が短いのが通常である。したがって、この始動制御装置のように、再始動時の油圧アクチュエータの駆動時間を、手動始動時よりも短く設定することによって、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができるとともに、油圧の供給時間を短縮することで、電動機の消費電力を低減することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動制御装置について説明する。図1は、本実施形態の始動制御装置を自動車用の内燃機関に適用した例の概略構成を示している。同図に示すように、この始動制御装置1は、ECU2(制御手段、機関回転数検出手段、停止時間判別手段、手動操作判別手段、発進意志判別手段)を備えており、このECU2は、運転者の始動操作および内燃機関3(以下「エンジン3」という)の運転状態に応じて、後述するようにエンジン3の始動、停止および再始動を制御する。
【0028】
エンジン3は、図示しない自動変速機構を備えた4サイクル4気筒エンジンである。自動変速機構は、オーバードライブギア付きの4速電子制御式自動変速機構で構成されており、L,2,D,N,R,Pの6つのシフトポジション(シフトレンジ)を備えている。Lポジションでは1速〜2速ギアが、2ポジションでは1速〜3速ギアが、Dポジションでは1速〜4速ギア(オーバードライブギア)がそれぞれ運転状態に応じて自動的に選択され、Rポジションではリバースギアが選択される。
【0029】
また、始動制御装置1は、オイルポンプ4、アキュムレータ5、油圧モータ6(油圧アクチュエータ)および電磁弁7(油圧供給制御弁)を備えている。これらのオイルポンプ4、アキュムレータ5、油圧モータ6および電磁弁7は、図示しない金属管などからなる油路8により接続され、油圧回路40を構成している。
【0030】
オイルポンプ4には、電動機9(以下「電動モータ9」という)が連結されており、オイルポンプ4は、この電動モータ9により駆動される。この電動モータ9は、リレー10を介してバッテリ11に接続されている。リレー10は、ECU2に接続されており、ECU2からの駆動信号に応じて、バッテリ11と電動モータ9の間を電気的に接続し、または切り離す。このリレーの動作に伴い、バッテリ11の電力が電動モータ9に供給および供給停止されることにより、オイルポンプ4が駆動および停止される。
【0031】
また、オイルポンプ4は、その吸込側の油路8がリザーブタンク12に接続されており、作動時に、リザーブタンク12内のオイル13を吸い込むようになっている。さらに、吐出側の油路8は、その途中にチェックバルブ14が設けられており、その下流側で2経路に分岐している。一方の経路はアキュムレータ5に接続されており、他方の経路は、油圧モータ6に接続されるとともに、その途中に電磁弁7が設けられている。アキュムレータ5は、オイルポンプ4から吐出された油圧を蓄圧するものであり、後述するエンジン3の始動動作を2回連続して実行できるような油圧を蓄圧可能な容量を備えている。このアキュムレータ5に蓄圧された油圧は、チェックバルブ14により、電磁弁7が開放されない限り、低下することなく一定に保持される。
【0032】
さらに、アキュムレータ5とチェックバルブ14の間の油路8には、圧力スイッチ15が配置されており、この圧力スイッチ15は、ECU2に電気的に接続されている。この圧力スイッチ15は、アキュムレータ5に蓄圧された油圧に応じてON/OFF動作するものであり、その油圧が所定圧(例えば300気圧)以上のときにOFF信号を、所定圧未満のときにON信号をECU2に出力する。
【0033】
一方、電磁弁7は、ノンリーク型のカットオフバルブであり、ECU2に電気的に接続されている。電磁弁7は、常閉型のものであり、ECU2によって駆動されたときに、油圧モータ6の入口側の油路8を開放し、アキュムレータ5からの油圧を油圧モータ6に供給する。
【0034】
また、油圧モータ6は、アキュムレータ5からの油圧の供給によって回転駆動される例えばアキシャル型ピストンモータで構成され、その回転軸が減速ギア機構16に連結されている。減速ギア機構16は、ワンウェイクラッチ17を介してタイミングプーリ18の回転軸18aに連結され、このタイミングプーリ18は、歯付きタイミングベルト19を介してエンジン3のタイミングプーリ3aに連結されている。さらに、このタイミングプーリ3aは、クランクシャフト3bの先端部に取り付けられている。以上の構成により、エンジン3の始動時には、油圧モータ6が駆動されることにより、油圧モータ6のトルクがクランクシャフト3bに伝達され、クランクシャフト3bが所定の減速比(例えば5:1)で駆動される。また、これとは逆に、エンジン3の運転時には、ワンウェイクラッチ17の作用により、クランクシャフト3bのトルクは、油圧モータ6に伝達されない。
【0035】
また、ECU2には、チャージランプ20が接続されており、このチャージランプ20は、図示しない計器板に配置されている。チャージランプ20は、後述するように、アキュムレータ5の蓄圧が不十分であることで、エンジン3の始動動作を実行不能であるときに、それを運転者に報知するために点灯される。
【0036】
さらに、図2に示すように、ECU2には、以下に述べる3個のスイッチ21〜23および7個のセンサ24〜30が接続されている。キースイッチ21(スタータスイッチ)は、図示しないステアリングコラムに取り付けられており、キー穴に差し込まれたイグニッション・キー(ともに図示せず)がOFF位置、ACCESSORY位置、ON位置およびSTART位置にあることを検出し、それらの検出信号をECU2に送る。
【0037】
また、ブレーキスイッチ22は、図示しないブレーキペダル機構に設けられ、ブレーキペダルが所定量以上、踏み込まれたときにON信号をECU2に出力し、それ以外はOFF信号を出力する。
【0038】
さらに、エアコンスイッチ23は、図示しないエアコンデイショナーに取り付けられ、エアコンデイショナーが作動中のときにON信号をECU2に出力し、それ以外はOFF信号を出力する。
【0039】
一方、シフトポジションセンサ24は、自動変速機構に設けられ、図示しないシフトレバーが前述した6つのシフトポジションのうちのいずれにあるかを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
【0040】
また、アクセルセンサ25は、図示しないアクセルペダル機構に設けられており、アクセルペダルが踏み込まれたときに、その踏み込み量(アクセル開度)を検出し、検出信号をECU2に出力する。ECU2は、このアクセルセンサ25の検出信号に応じて、吸気管のスロットルバルブ(ともに図示せず)の開度を制御する。
【0041】
さらに、車速センサ26は、図示しない車両の車軸に取り付けられ、車軸に取り付けられたマグネットロータおよびMREピックアップによって構成され(いずれも図示せず)、車両の走行速度である車速VPを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
【0042】
一方、水温センサ27(機関温度検出手段)、クランク角センサ28(機関回転数検出手段)および失火センサ29は、エンジン3に設けられている。水温センサ27は、エンジン3の本体に取り付けられ、これを循環する冷却水の温度であるエンジン水温TW(機関温度)を検出して、その検出信号をECU2に送る。また、クランク角センサ28は、図示しないマグネットロータおよびMREピックアップで構成されており、クランクシャフト3bの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号を出力する。CRK信号は、所定のクランク角ごとに1パルスが出力され、ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の機関回転数NE(以下「エンジン回転数NE」という)を求める。
【0043】
さらに、失火センサ29は、燃焼室内の失火を検出するものであり、燃焼室内に突出するように配置された2つの電極(いずれも図示せず)で構成されている。ECU2は、これら2つの電極間を流れるイオン電流に基づく検出信号から、失火の有無を判別する。
【0044】
また、バッテリ11には、バッテリセンサ30が取り付けられており、バッテリセンサ30は、バッテリ11の放電および充電電流値を検出するものであり、ECU2は、バッテリセンサ30の検出信号からバッテリ11の放電積算量および充電積算量を算出し、これらからバッテリ11の残容量を求める。
【0045】
一方、ECU2は、CPU、RAM、ROMおよび入出力インターフェースなどからなるマイクロコンピュータ(いずれも図示せず)で構成されている。前述したスイッチ15,21〜23およびセンサ24〜30の検出信号はそれぞれ、ECU2に入力され、入力インターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。CPUは、これらの検出信号を所定のタイミングでサンプリングし、RAM内にすでに記憶されている検出信号の値を更新するとともに、これらの値に応じ、ROMに記憶された制御プログラムおよびRAMに記憶された後述する各フラグ値および演算値などに基づいて各種の演算処理を実行する。具体的には、ECU2は、後述するように、手動始動制御処理、アイドル運転停止制御処理、再始動制御処理および手動停止制御処理を実行するとともに、前述した油圧回路40の蓄圧動作を次のように制御する。
【0046】
この油圧回路40による蓄圧動作について簡単に説明すると、まず、アキュムレータ5に蓄圧された油圧が所定圧未満のときには、圧力スイッチ15の出力がONになり、電磁弁7がOFF状態に保持されるとともに、バッテリ11の電力が電動モータ9に供給される。これにより、電動モータ9が作動し、オイルポンプ4が駆動されることで、オイルポンプ4は、リザーブタンク12内のオイル13を吸い込み、アキュムレータ5側および電磁弁7側に吐出する。このとき、電磁弁7が油路8を閉鎖しており、オイルポンプ4によってオイル13が閉鎖された油路8内に連続して送り込まれることで、油圧が上昇し、これがアキュムレータ5に蓄圧される。
【0047】
そして、油圧が所定圧以上に上昇すると、圧力スイッチ15の出力がONからOFFに変化し、電動モータ9への電力供給が停止され、オイルポンプ4が停止する。このとき、チェックバルブ14により、アキュムレータ5の油圧が低下しないように保持される。
【0048】
次いで、アキュムレータ5に所定圧以上の油圧を蓄圧した状態で、後述する始動制御処理および再始動制御処理が実行されると、電磁弁7が油路8を開放し、アキュムレータ5の油圧が油圧モータ6に供給される。これにより、アキュムレータ5の油圧が低下することで、圧力スイッチ15の出力がOFFからONに変化し、上述したようなアキュムレータ5への蓄圧動作が再度、実行される。以上のように、油圧回路40では、圧力スイッチ15の出力がONになると、エンジン3の運転・停止状態とは無関係に、アキュムレータ5への蓄圧動作が実行されることで、その油圧が所定圧以上になるように制御される。
【0049】
以下、ECU2が実行する手動始動制御処理について、図3〜図4のフローチャートを参照しながら説明する。この手動始動制御処理は、運転者によりイグニッション・キーがキー穴に差し込まれ、ON位置まで回されたときに実行されるものである。イグニッション・キーがON位置まで回された直後の状態から時間を追って説明すると、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、キースイッチ21の出力によりイグニッション・キーがSTART位置に位置しているか否かを判別する。この判別結果がNOのとき、すなわちイグニッション・キーがSTART位置に位置していないときには、ステップ1に戻り、ステップ1の判別を繰り返し実行する。
【0050】
また、ステップ1の判別結果がYESのとき、すなわちイグニッション・キーがSTART位置に位置しているときには、ステップ2に進み、シフトポジションがPまたはNにあり、かつエンジン回転数NEが「0」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのとき、すなわちシフトポジションがPおよびN以外にあるか、またはエンジン回転数NEが「0」でないときには、ステップ1に戻り、ステップ1を再実行する。ステップ2の判別結果がYESのとき、すなわちシフトポジションがPまたはNにあり、かつエンジン回転数NEが「0」であるときには、ステップ3に進み、圧力スイッチ15がOFFであるか否かを判別する。
【0051】
ステップ3の判別結果がYESのとき、すなわちアキュムレータ5に所定圧以上の油圧が蓄圧されているときには、フラグFL1を「0」にセットし(ステップ4)、ステップ6に進む。今回が本処理の1回目の実行時であれば、アキュムレータ5に所定圧以上の油圧が通常、蓄圧されており、圧力スイッチ15がOFF状態に保持されているので、ステップ3の判別結果は、通常、YESとなってステップ4が実行される。このフラグFL1は、後述する手動停止制御処理において、イグニッション・キーがOFF位置に回されたときに、「0」にセットされるとともに、本処理の後述するステップ12において「1」インクリメントされるものである。
【0052】
一方、ステップ3の判別結果がNOのときには、ステップ5に進み、フラグFL1が「1」または「0」か否かを判別する。この判別結果がYES、すなわち今回が本処理の1回目または2回目の実行時であるときには、ステップ6に進む。
【0053】
ステップ4またはステップ5に続くステップ6では、エンジン水温TWが所定値TW1(例えば−15℃)未満か否かを判別する。ステップ6でエンジン水温TW≧TW1であれば、電磁弁7の駆動時間tc(第1の所定時間、第2の所定時間、単位:sec)として「t1+0.03・FL1」をセットし(ステップ7)、エンジン水温TW<TW1であれば、駆動時間tcとして「t1+0.02+0.03・FL1」をセットする(ステップ8)。この後、図4のステップ9に進み、電磁弁7を駆動(ON)し、油路8を開放させる。これにより、アキュムレータ5の油圧が油圧モータ6に供給されることで、油圧モータ6がクランクシャフト3bを回転させる。これと同時に、混合気が燃焼室内に供給され、かつ図示しない点火プラグから燃焼室内に火花が飛ばされる。これにより、エンジン3を始動させる。
【0054】
一般的に、本実施形態のような油圧回路40では、電磁弁7がOFFされ、油圧モータ6への油圧の供給が停止された時点以降においても、電磁弁7の作動遅れなどにより油圧モータ6がエンジン3を駆動し続けることで、エンジン回転数NEがさらに上昇する。したがって、上記の値t1は、このエンジン回転数NEの上昇分を考慮しながら実験により求めた所定時間であり、上記のように算出した駆動時間tcだけ電磁弁7をONすることにより、エンジン3自身が確実に始動するような値(例えば0.14sec)として設定されている。
【0055】
ステップ9に続き、ステップ10に進み、駆動時間tcが経過したか否かを判別する。ステップ10において、駆動時間tcが経過していないときには、電磁弁7の開放を継続し、駆動時間tcが経過したときには、ステップ11に進み、電磁弁7の駆動を停止(OFF)し、さらに、ステップ12に進み、現在のフラグFL1の値を「1」インクリメントする(FL=FL+1)。今回のステップ12では、FL1の値が「1」にセットされる。
【0056】
この後、ステップ13に進み、電磁弁7をOFFにしてから所定時間taが経過したか否かを判別する。所定時間taが経過していなければステップ13の判別を繰り返し実行し、所定時間taが経過したときには、ステップ14に進み、エンジン回転数NEが「0」でないか否かを判別する。ステップ14において、エンジン回転数NEが「0」でないときには、エンジン3が始動したとして、ステップ15に進み、後述するアイドル運転停止制御処理を実行する。すなわち、ステップ13の所定時間taは、エンジン3の始動後の過渡運転状態が終了した後に、エンジン3が実際に始動したか否かを正しく判断するための待機時間であり、例えば2secに設定される。
【0057】
また、ステップ14において、エンジン回転数NEが「0」のときには、エンジン3が始動していないとして、前述した図3のステップ1に戻り、前記と同様に2回目の処理を実行する。このときには、1回目の処理において、アキュムレータ5の油圧がすでに使用されているので、油圧が通常、所定圧未満に低下しており、圧力スイッチ15がON状態になる。したがって、今回の本処理実行時には、ステップ3の判別結果がNOになるので、ステップ5に進み、フラグFLが「1」または「0」か否かを判別する。
【0058】
このフラグFL1は、前記1回目の本処理のステップ12において「1」にセットされているので、ステップ5の判別結果がYESになる。したがって、前記と同様、ステップ6〜14の処理を実行する。この場合、2回目の本処理の実行時には、フラグFL1=1であることにより、ステップ7またはステップ8において、駆動時間tcの値が1回目よりも長く設定される。このようにする理由は、上述したように、2回目の本処理の実行時には、油圧が低下していることで、エンジン3の始動に要する時間が長くなるからである。
【0059】
以上のように、圧力スイッチ15の出力のON/OFF状態にかかわらず、電磁弁7の開放によるエンジン3の始動動作が2回、実行される。また、前述したように、アキュムレータ5には、2回の始動動作を実行できるような油圧が通常、蓄圧されているので、以上の2回の始動制御処理により、エンジン3が通常、始動されることになる。
【0060】
次いで、ステップ14の判別結果がNOのとき、すなわち2回の始動制御処理を実行したにもかかわらず、エンジン3がまだ始動していないときには、ステップ1に戻り、3回目の本処理を実行する。この3回目の本処理実行時には、本処理の2回目実行時のステップ11においてフラグFLの値が「2」にセットされていることから、ステップ5の判別結果がNOになるので、ステップ16に進み、始動の準備が不十分であるとして、電磁弁7の開放によるエンジン3の始動動作を行うことなく、チャージランプ20を点灯(ON)させ、ステップ1に戻り、前記と同様に4回目以降の処理を実行する。
【0061】
このように4回目以降の処理を実行している間に、アキュムレータ5への蓄圧が終了し、圧力スイッチ15の出力がONからOFFに変化すると、ステップ3の判別結果がYESになり、前述した電磁弁7の開放による始動制御が再度、実行される。以上のように、始動制御装置1の手動始動制御処理が実行される。
【0062】
以上のように、この始動制御装置1では、エンジン3を始動させるのに、電動モータ9により発生させた油圧を利用しているので、エンジン3の運転停止中でも、次回の始動に備えて電動モータ9を作動させることにより、アキュムレータ5に蓄圧させることができる。その結果、従来の圧縮空気を用いた始動制御装置と異なり、運転停止後の次回の始動時において、始動不能を招くことがなく良好な始動性を確保することができる。
【0063】
また、同じ理由により、圧縮空気を利用する従来の場合よりも高い圧力を容易に発生させることができ、アキュムレータ5全体のサイズを小さくできることで、始動制御装置1をコンパクトにすることができる。さらに、一般的に、油圧を動力源とする油圧モータ6などの油圧アクチュエータは、大きな駆動力を発生するので、エンジン3のクランキング時のエンジン回転数NEを従来よりも高い目標回転数、例えばアイドル回転数より高い回転数まで上昇させることができるとともに、その目標回転数に到達するまでの所要時間を短縮できることで、始動時のエンジン3の振動を抑制できる。
【0064】
さらに、作動媒体として、空気と比べて圧力変化に伴う体積変化が小さいオイル13を用いているので、装置1から排出された排出油の中に残存するエネルギが小さくなることにより、排出時の発生音を抑制することができる。さらに、同じ理由により、空気を作動媒体として用いたときのような氷結およびそれに起因する装置1の破損などを防止することができる。また、オイルポンプ4を回転駆動可能なトルクを有する電動モータ9と、これを駆動可能なバッテリ11とを備えていればよく、従来のハイブリッド車に適用した始動制御装置のような大型電動モータおよび大容量バッテリが不要になることにより、装置1をコンパクトかつ軽量にすることができ、製造コストの上昇を抑制することができる。以上により、高い商品性を確保することができる。
【0065】
また、ステップ6において、エンジン水温TWが所定値TW1より低いとき、すなわちエンジン3のフリクションが大きくかつオイル13の粘性抵抗が大きいことで、始動に要する時間が長いときには、TW1以上のときよりも電磁弁7の駆動時間tcが長く設定される(ステップ8)ことにより、エンジン3を確実に始動させることができる。さらに、電磁弁7の駆動時間tcが経過した時点で、電磁弁7がOFFされるので、故障などの理由によりエンジン3が目標回転数まで上昇しない場合でも、アキュムレータ5の油圧を無駄にすることがなく、これを効率よく利用することができる。
【0066】
なお、本実施形態の始動制御処理においては、所定値TW1をしきい値として、電磁弁7の駆動時間tcを2つの演算値に切り換えて設定するようにしたが、これに限らず、エンジン水温TWと駆動時間tcの関係を予め設定したテーブルを用いて、検出したエンジン水温TWに応じて駆動時間tcの値を決定するようにしてもよい。
【0067】
また、電磁弁7を開放した後、駆動時間tcが経過した時点で、これを閉じるように制御したが、これに代えて、図5(a)に示すように、エンジン回転数NEが所定回転数NE1(第1の所定回転数、第3の所定回転数)を超えた時点で、電磁弁7を閉鎖するように制御してもよい。具体的には、前述したステップ6〜ステップ11に代えて、図5(a)に示すステップ9,10A,11を実行する。すなわち、ステップ9で電磁弁7をONした後、ステップ10Aで、エンジン回転数NEが所定回転数NE1(例えば700rpm)を超えたか否かを判別し、NE>NE1と判別されたときに電磁弁7を閉鎖する(ステップ11)。
【0068】
一般的に、エンジン3では、そのエンジン水温TWが低いほど潤滑油の粘性抵抗が大きくなり、フリクションが大きくなるとともに、油圧回路40のオイル温度も低いことで、油圧モータ6の応答性が低い状態にある。これに対して、上記のように、実際のエンジン回転数NEが所定回転数NE1を超えるまで電磁弁7を開放させるように制御することにより、フリクションの大きさや油圧モータ6の応答性の低さとは無関係に、エンジン回転数NEを所定回転数NE1まで確実に上昇させることができる。その結果、良好な始動性を確保できる。また、所定回転数NE1を、電磁弁7の停止後におけるエンジン回転数NEの上昇分を見込んで設定することにより、油圧の消費を抑制することができる。
【0069】
さらに、図5(b)に示すように、上記図5(a)の所定回転数NE1をエンジン水温TWに応じて設定するように制御してもよい。具体的には、図5(b)に示すように、図5(a)のステップ9とステップ10Aの間において、ステップ10Bを実行する。このステップ10Bでは、水温センサ27が検出したエンジン水温TWに応じて、図12にその一例を示すTW−NE1テーブルを検索することにより、所定回転数NE1の値を設定する。同図に示すように、このTW−NE1テーブルでは、エンジン水温TWが低いほど、所定回転数NE1の値が大きくなるように設定されている。
【0070】
以上のように制御すれば、エンジン水温TWが低いことによるエンジン3の始動性の低い状態や、エンジン水温TWが高いことによるエンジン3の始動性の高い状態を加味しながら、エンジン3を始動させることができる。すなわち、始動前のエンジン水温TWによって異なるエンジン3の始動性の良否に応じて、エンジン3を適切に始動させることができる。
【0071】
また、図5(c)のステップ10Cに示すように、上記図5(a)のステップ10Aの判別に代えて、エンジン3が実際に始動したか否かを判別してもよい。この判別は、エンジン回転数NEと失火センサ29の出力に応じて行う。このように制御すれば、エンジン3の始動を確実に検出できる。
【0072】
次いで、上述した手動始動制御処理に続いて実行される、図4のステップ15のアイドル運転停止制御処理について、図6および図7を参照しながら説明する。このアイドル運転停止制御処理は、踏切で停車しているときなどに、エンジン3を自動的に停止する処理である。本処理では、まず、ステップ20において、エンジン回転数NEが「0」か否かを判別する。ステップ20の判別結果がYESのとき、すなわちエンジン回転数NEが「0」のときには、何らかの予期しない理由によりエンジンストールしているとして、エンジン3を自動的に再始動させるために、ステップ36に進み、後述する再始動制御処理を実行する。
【0073】
また、ステップ20の判別結果がNOのとき、すなわちエンジン回転数NEが「0」でないときには、ステップ21に進み、車速VPが第1の所定車速VP1(例えば20km/h)を超えているか否かを判別する。ステップ21においてVP>VP1のときには、フラグFL2を「1」にセットし(ステップ22)、ステップ20に戻る。また、VP≦VP1のときには、ステップ23に進み、アクセルセンサ25の出力に基づき、アクセルがOFF(アクセルペダルの踏み込み量が所定量未満)か否かを判別する。
【0074】
ステップ23において、アクセルがONであるときには、フラグFL2を「0」にセットし(ステップ24)、ステップ20に戻る。ステップ23において、アクセルがOFFであるときには、ステップ25に進み、車速VPが第2の所定車速VP2(例えば10km/h)未満か否かを判別する。ステップ25において、VP≧VP2であれば、ステップ26に進み、フラグFL2が「1」か否かを判別する。ステップ26において、フラグFL2が「1」であればフラグFL2を「2」にセットし(ステップ27)、ステップ20に戻り、フラグFL2が「1」でなければ、そのままステップ20に戻る。
【0075】
また、ステップ25でVP<VP2であれば、ステップ28に進み、シフトポジションがDであるか否かを判別する。ステップ28でシフトポジションがDであるときには、ステップ29に進み、ブレーキスイッチ22の出力に基づき、ブレーキがON(ブレーキペダルの踏み込み量が所定量以上)であるか否かを判別する。ステップ29で、ブレーキがONでなければステップ20に戻り、ブレーキがONであれば、ステップ30に進み、フラグFL2が「2」であるか否かを判別する。
【0076】
ステップ30で、フラグFL2が「2」でないときはステップ20に戻り、フラグFL2が「2」であるときには、車速VPがVP1より高い値からVP2未満の値まで低下し、エンジン3のアイドル運転を停止してもよい状態であるとして、図7のステップ31に進み、エンジン水温TWが所定値TW2(例えば60℃)以上であること、バッテリ11の残容量が所定量以上であること、およびエアコンがOFFであることの3つの条件がすべて成立しているか否かを判別する。ステップ31で、これら3つの条件のうちの少なくとも1つが成立していないときにはステップ20に戻り、これら3つの条件がすべて成立しているときには、ステップ32に進み、圧力スイッチ15がOFFであるか否かを判別する。
【0077】
ステップ32において、圧力スイッチ15がONであるときには、アキュムレータ5に蓄圧した油圧が不十分であり、エンジン停止後にすぐには再始動できない可能性があるとして、エンジン3を停止させることなく、チャージランプをONし(ステップ33)、ステップ20に戻る。ステップ32において、圧力スイッチ15がOFFであるときには、十分な油圧がアキュムレータ5に蓄圧されており、エンジン停止後に再始動が可能であるとして、ステップ34に進み、エンジン3を停止する。具体的には、インジェクタによる燃料噴射と点火プラグによる点火動作とを中止するとともに、アイドルコントロールバルブをOFFにする(いずれも図示せず)。
【0078】
ステップ34に続き、ステップ35に進み、エンジン回転数NEが「0」であるか否かを判別する。ステップ35で、エンジン回転数NEが「0」であれば、ステップ36に進み、後述する再始動制御処理を実行する。また、ステップ35で、エンジン回転数NEが「0」でなければ、ステップ20に戻り、本処理を引き続き実行する。
【0079】
また、前述したステップ28において、シフトポジションがDでないときには、ステップ37に進み、シフトポジションがNであるか否かを判別する。ステップ37で、シフトポジションがNでないときにはステップ20に戻り、シフトポジションがNであるときには、ステップ38に進み、過去10秒間の間にシフトポジションがRにあったか否かを判別する。
【0080】
ステップ38において、過去10秒間の間にシフトポジションがRにあった場合には、例えば車庫入れ運転中であるとして、エンジン3の停止を行うことなくステップ20に戻り、シフトポジションがRになかった場合には、フラグFL3を「1」にセットし(ステップ39)、前述したステップ31に進む。なお、このフラグFL3は、後述するステップ36の再始動制御処理において用いられるものである。
【0081】
以上詳述したように、このアイドル運転停止制御処理では、車速VPが第1の所定車速VP1以上の値から第2の所定車速VP2(<VP1)未満の値まで低下し、その間に、シフトポジションがDにあり、アクセルがOFFされ、ブレーキが踏まれた状態が継続している状態でなければ、エンジン3が停止されない。これにより、渋滞中の頻繁なエンジン停止を回避することができる。また、シフトポジションがNにある場合に、過去10秒間の間にシフトポジションがRにあったときには、エンジン3が停止されない。これにより、車庫入れ運転中におけるエンジン停止を回避することができる。
【0082】
次いで、上述したアイドル運転停止制御処理に続いて実行される、図7のステップ36の再始動制御処理について、図8および図9を参照しながら説明する。この再始動制御処理は、アイドル運転停止制御処理によりエンジン3が停止しているときや、何らかの理由によりエンジンストールが発生したときに、エンジン3を自動的に再始動させる処理である。本処理では、まず、ステップ50において、エンジン回転数NEが「0」か否かを判別する。ステップ50の判別結果がNOのとき、すなわちエンジン回転数NEが「0」でないときには、エンジン3が運転中であり、本処理を実行する必要がないとして、ステップ67に進み、アイドル運転停止制御処理を実行する。
【0083】
また、ステップ50の判別結果がYESのとき、すなわちエンジン回転数NEが「0」のときには、ステップ51に進み、車速VPが前記第2の所定車速VP2未満か否かを判別する。ステップ51において、VP<VP2のときには、ステップ52に進み、前述した図7のステップ31と同じ3つの条件がすべて成立しているか否かを判別する。ステップ52で、これら3つの条件がすべて成立しているときには、ステップ53に進み、シフトポジションがNであるか否かを判別する。
【0084】
ステップ53において、シフトポジションがNであるときには、フラグFL3を「1」にセットし(ステップ54)、ステップ50に戻る。また、シフトポジションがNでないときには、ステップ55に進み、シフトポジションがDであるか否かを判別する。ステップ55でシフトポジションがDであるときには、ステップ56に進み、フラグFL3が「0」であるか否かを判別する。
【0085】
ステップ56で、フラグFL3が「0」であれば、ステップ57に進み、ブレーキがONかつアクセルがOFFであるか否かを判別する。ステップ57で、ブレーキがOFFまたはアクセルがONであるときには、ステップ50に戻り、ブレーキがONかつアクセルがOFFであるときには、図9のステップ58に進む。
【0086】
また、前述したステップ51においてVP≧VP2のとき、ステップ52において3つの条件のうちの少なくとも1つが成立していないとき、ステップ55においてシフトポジションがDでないとき、またはステップ56においてフラグFL3が「0」でないときにも、図9のステップ58に進む。
【0087】
図9に示すように、ステップ58〜ステップ69の処理は、電磁弁7の駆動時間tdの値を設定する処理以外は、前述した手動始動制御処理のステップ3〜ステップ16の処理と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。本処理では、ステップ60において、電磁弁7の駆動時間td(第3の所定時間)が所定値t2に設定される。この所定値t2は、前述した値t1よりも若干、短い時間(例えば0.13sec)としてセットされる。このように駆動時間tdを設定する理由の1つは、再始動時には、手動始動時よりも、始動前の停止時間が短くエンジン水温TWの低下度合が小さいことで、エンジン3が始動しやすく、始動に要する時間が短いのが一般的であるからである。また、他の理由として、再始動時には、運転者によるイグニッション・キー操作が行われず、エンジン3が自動的に始動されるので、その発生音を抑制することが望ましいからである。
【0088】
以上詳述したように、始動制御装置1の再始動制御処理が実行され、エンジン3が自動的に再始動される。このようにアイドル運転停止制御処理と再始動制御処理が自動的に実行されることにより、エンジン3が、運転を自動停止した後、所定の運転状態に応じて自動的に再始動される。すなわち前述したように、車速VP、エンジン水温TW、バッテリ残容量、エアコンの作動状態、シフトポジション、ブレーキの踏み込み状態、およびアクセルの踏み込み状態などに応じて、エンジン3が自動的に再始動される。これにより、信号待ちのときなどにアイドル運転を自動的に停止させた後の始動操作がまったく不要になる。その結果、高い商品性を確保することができる。
【0089】
また、エンジン水温TWの低下度合が小さく、エンジン3が始動しやすい再始動時において、電磁弁7の駆動時間td、すなわち油圧モータ6が駆動される時間が、手動始動時の駆動時間tcよりも短く設定される(td<tc)。これにより、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができるとともに、油圧モータ6への油圧の供給時間を短縮することで、電動モータ9の消費電力を低減することができる。
【0090】
さらに、自動変速機構においては、クラッチの断続時間すなわちクラッチを滑らせる時間を短くすることが燃費上、好ましいが、そのようにすると、急ブレーキ時などにエンジン停止が生じやすい。本実施形態の始動制御装置1では、このような原因でエンジン停止が発生した場合でも、油圧によりエンジン3を短時間で再始動することができる。したがって、良好なドライバビリティを確保しながら、燃費を向上させることができる。
【0091】
なお、本実施形態の再始動制御処理においては、電磁弁7を開放した後、駆動時間tcが経過した時点で、これを閉じるように制御したが、図10(a)に示すように、エンジン回転数NEが手動始動制御処理時の所定回転数NE1より低い所定回転数NE2(第2の所定回転数、第4の所定回転数、例えば600rpm)を超えた時点で、電磁弁7を閉鎖するように制御してもよい。具体的には、前記テップ60〜ステップ63に代えて、図10(a)に示すステップ61,62A,63を実行する。特に、ステップ62Aでは、エンジン回転数NEが所定回転数NE2を超えたか否かを判別し、NE>NE2と判別されたときに電磁弁7を閉鎖する(ステップ63)。
【0092】
このように、エンジン水温TWの低下度合が小さく、エンジン3が始動しやすい再始動時には、その目標回転数である所定回転数NE2が、手動始動時の目標回転数N1よりも低く設定される(NE2<NE1)。これにより、再始動時および手動始動時の双方において、良好な始動性を確保することができるとともに、油圧の供給時間を短縮することで、電動モータ9の消費電力を低減することができる。
【0093】
さらに、図10(b)に示すように、上記図10(a)の所定回転数NE1に代えて、エンジン始動前の停止時間txに応じて設定される所定回転数NEAを用いて制御してもよい。具体的には、図10(b)に示すように、ステップ60A,60B,60C,61,62B,63を実行する。まず、ステップ60Aで、エンジン3の停止時間txが所定時間tbを超えているか否かを判別し、tx≦tbのときには、所定回転数NEAとして前述した所定回転数NE2をセットし(ステップ62B)、tx>tbのときには、所定回転数NEAとして前述した所定回転数NE1をセットする。次いで、電磁弁7をONし(ステップ61)、エンジン回転数NEが所定回転数NEAを超えたときに(ステップ62Bの判別結果がYESのとき)、電磁弁7をOFFする(ステップ63)。なお、ECU2は、イグニッション・キーがOFF位置にあるときでも作動するタイマを備えており、この始動前の停止時間txは、前記アイドル運転停止制御処理によりエンジン3を自動的に停止した時点のタイマ値と、前記再始動制御処理により再始動した時点のタイマ値の差として求められる。
【0094】
以上のような制御によって、エンジン3のクランキング時間が、始動前の停止時間txの長短に応じて設定されることにより、良好な始動性を確保することができる。これにより、油圧モータ6への油圧の供給時間を短縮でき、油圧を効率よく利用できる。
【0095】
なお、前述した図5(b)に示す手動始動制御処理においても、上記再始動制御処理と同様に、始動前の停止時間txに応じて所定回転数NE1を設定してもよい。この場合には、始動前の停止時間txを、イグニッション・キーがOFF位置になった時点のタイマ値と、この後ON位置になった時点のタイマ値との差から求めればよい。
【0096】
次いで、本実施形態の手動停止制御処理について、図11を参照しながら説明する。この手動停止制御処理は、イグニッション・キーがOFF位置に回されたときに実行されるものである。同図に示すように、本処理では、まず、ステップ80において、圧力スイッチ15がOFFか否かを判別する。ステップ80で、圧力スイッチ15がONのときには、ステップ80の判別を繰り返し実行し、圧力スイッチ15がOFFのときには、ステップ81に進み、3つのフラグFL1,2,3の値を「0」にセットして、本処理を終了する。
【0097】
このように、エンジン3が手動停止されたときには、圧力スイッチ15がOFFになった状態、すなわちアキュムレータ5に所定圧以上の油圧を蓄圧させた状態を確認した後、本処理を終了するので、次回の手動始動制御処理の実行時において、エンジン3を直ちに始動させることができる。
【0098】
なお、前述した実施形態においては、始動制御装置1を自動車用の内燃機関3に適用した例について説明したが、これに限らず、内燃機関付きの2輪車などに適用してもよく、内燃機関を備える車両であればよい。また、内燃機関3を始動させるための油圧アクチュエータとして油圧モータ6を用いたが、油圧アクチュエータはこれに限らず、回転運動型や往復運動型の油圧アクチュエータを用いてもよく、内燃機関を始動可能なものであればよい。
【0099】
さらに、始動制御装置1を4速電子式自動変速機構を備えた内燃機関3に適用したが、手動変速機構を備えた内燃機関に適用してもよい。この場合には、始動制御処理において、図3のステップ2の判別を行わないようにすればよい。また、アイドル運転停止制御処理では、シフトポジションがニュートラルにあること、クラッチペダルが踏み込まれたこと、および車速VPが「0」になったことなどを条件として、エンジン3を停止させるように制御すればよい。さらに、再始動制御処理では、エンジン停止後に、1速ギアか2速ギアが選択されたこと、ギアがニュートラルでかつクラッチペダルが踏まれたこと、および足がブレーキペダルから離れたことなどを条件として、エンジン3を再始動させるように制御すればよい。
【0100】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の始動制御装置によれば、良好な始動性および燃費を確保でき、重量および製造コストの増大を抑制でき、装置を小型化でき、自動的に再始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る内燃機関の始動制御装置の概略構成を示す系統図である。
【図2】図1の始動制御装置のECU、各種スイッチおよび各種センサを示すブロック図である。
【図3】始動制御装置のイグニッション・キーの操作による通常の始動制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図4】図3の残りの部分を示すフローチャートである。
【図5】図3および図4のステップ6〜11の変形例をそれぞれ示す(a)(b)(c)フローチャートである。
【図6】始動制御装置のアイドル運転停止制御処理を示すフローチャートである。
【図7】図6の残りの部分を示すフローチャートである。
【図8】始動制御装置の再始動制御処理を示すフローチャートである。
【図9】図8の残りの部分を示すフローチャートである。
【図10】図9のステップ60〜62の変形例をそれぞれ示す(a)(b)フローチャートである。
【図11】始動制御装置のイグニッション・キーの操作による通常の手動運転停止制御処理を示すフローチャートである。
【図12】TW−NE1テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 始動制御装置
2 ECU(制御手段、機関回転数検出手段、停止時間判別手段、手動
操作判別手段、発進意志判別手段)
3 内燃機関
4 オイルポンプ
5 アキュムレータ
6 油圧モータ(油圧アクチュエータ)
7 電磁弁(油圧供給制御弁)
8 油路
9 電動機
21 キースイッチ(スタータスイッチ)
27 水温センサ(機関温度検出手段)
28 クランク角センサ(機関回転数検出手段)
NE 機関回転数
NE1 所定回転数(第1の所定回転数、第3の所定回転数)
NE2 所定回転数(第2の所定回転数、第4の所定回転数)
NEA 所定回転数
TW エンジン水温(機関温度)
tb 所定時間
tc 駆動時間(第1の所定時間、第2の所定時間)
td 駆動時間(第3の所定時間)
tx 停止時間
Claims (3)
- 電動機と、
当該電動機により駆動されるオイルポンプと、
当該オイルポンプから吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータと、
当該アキュムレータに油路を介して接続され、当該アキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関を始動させる油圧アクチュエータと、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータへの油圧の供給を制御する油圧供給制御弁と、
前記油圧供給制御弁を駆動することにより、前記内燃機関を始動させるように制御する制御手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
前記内燃機関の始動前の停止時間が所定時間より長いか否かを判別する停止時間判別手段と、を備え、
前記制御手段は、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記検出された機関回転数が所定回転数を超えたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御し、
前記所定回転数は、前記停止時間判別手段により前記停止時間が前記所定時間より長いと判別されたときに、第1の所定回転数に設定され、前記停止時間が前記所定時間以下と判別されたときに、前記第1の所定回転数より低い第2の所定回転数に設定されることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 - 電動機と、
当該電動機により駆動されるオイルポンプと、
当該オイルポンプから吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータと、
当該アキュムレータに油路を介して接続され、当該アキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関を始動させる油圧アクチュエータと、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータへの油圧の供給を制御する油圧供給制御弁と、
前記油圧供給制御弁を駆動することにより、前記内燃機関を始動させるように制御する制御手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転者がスタータスイッチを操作したか否かを判別する手動操作判別手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記手動操作判別手段により前記スタータスイッチが操作されたと判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記検出された機関回転数が第3の所定回転数を超えた時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御し、前記発進意志判別手段により運転者に発進の意志があると判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記検出された機関回転数が前記第3の所定回転数よりも低い第4の所定回転数を超えた時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。 - 電動機と、
当該電動機により駆動されるオイルポンプと、
当該オイルポンプから吐き出された油圧を蓄圧するアキュムレータと、
当該アキュムレータに油路を介して接続され、当該アキュムレータに蓄圧された油圧により駆動されることによって、内燃機関を始動させる油圧アクチュエータと、
前記油路に設けられ、前記油圧アクチュエータへの油圧の供給を制御する油圧供給制御弁と、
前記油圧供給制御弁を駆動することにより、前記内燃機関を始動させるように制御する 制御手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転者がスタータスイッチを操作したか否かを判別する手動操作判別手段と、
前記内燃機関の停止後に、運転状態に応じて、運転者に発進を行う意志があるか否かを判別する発進意志判別手段と、を備え、
前記制御手段は、前記手動操作判別手段により前記スタータスイッチが操作されたと判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、第2の所定時間が経過した時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御し、前記発進意志判別手段により運転者に発進の意志があると判別されたときに、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を開始した後、前記第2の所定時間よりも短い第3の所定時間が経過した時点で、前記油圧アクチュエータへの前記油圧の供給を停止させるように制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
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