JP4074629B2 - エンジン停止始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両運転中の停車状態においてエンジンを一時的に停止し、発進時に再びエンジンを始動させるエンジン停止始動制御装置に関する。

従来のエンジン停止始動制御装置では、車両運転中の停車状態において、駐車ブレーキ、駐車ブレーキのリリースボタンなど車両の各要素の状況によりエンジンを自動停止・始動させる。特に、エンジン始動時にクラッチが切れておらず、トランスミッションのギヤ位置がニュートラル位置でないときは、エンジンの自動始動を禁止することにより、車両の暴走を防いでいる。
特公平０３−０１９３６９号公報

しかし、上述の特公平０３−０１９３６９号公報に示す従来のエンジン停止始動制御装置では、自動停止中に車両の電気負荷の変化、バッテリーの残量低下、エンジン水温の低下等の状況になったときに、上記のような自動始動禁止によりエンジンが始動できない場合、バッテリーの劣化やエンジンの過度の冷却がおこり好ましくない。
本発明の目的は、自動停止中における車両状態を良好に保つための自動始動を円滑に行うことができるエンジン停止始動装置を提供することにある。

本発明は、車両の各要素の操作状況を検出し、その情報を基に、車両運転中の停車状態でエンジンを一時的に停止し、発進時にエンジンを始動させるエンジン停止始動制御装置において、車両運転中の停車状態でエンジン停止状態が継続している場合において、バッテリーの残存容量がある所定値以下となったという条件、エアコンのスイッチがＯＮのままであるという条件、エンジンの水温がある所定値以下となったという条件のうち１つでも成立していると判断した場合に、エンジンを始動する必要があると判断する制御手段を備え、制御手段は、エンジンを始動する必要があると判断した場合において、アクセルペダルがＯＮでギヤがニュートラル以外であるという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にブレーキ操作をしていないという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にアクセルペダルが操作したという条件のうち１つでも成立していると判断した場合に、エンジンの始動を禁止し、かつ、アクセルペダルがＯＮでギヤがニュートラル以外であるという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にブレーキ操作をしていないという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にアクセルペダルが操作したという条件のすべてが成立していないと判断した場合に、エンジンを始動することを特徴とする。
また、上記制御手段は、エンジンの始動を禁止した場合に、エンジンを始動する旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促す情報とをドライバーに知らせる。
尚、上記制御手段は、上記各情報を音出力手段を介して音で出力させたり、各情報を表示手段を介して表示で出力させたり、各情報を車室内構成要素を介して振動で出力させたりするものとした。

本発明によれば、エンジン自動停止中に、ドライバーの意志とは関係なく、車両の自動停止の継続が車両に対して悪影響を及ぼすためにエンジン自動始動が必要となった場合に、エンジンを始動するので、車両状態の悪化を未然に防ぐことができるとともに、エンジンを始動する必要があると判断された場合において、何らかの発進操作が行われ、何らかの発進操作が維持されている間、つまり、エンジン始動時に急発進の可能性がある場合は、エンジンの始動を禁止するので、急発進やエンストを防止できる。すなわち、従来技術に比べて、急発進やエンストの防止機能をより向上できるエンジン停止始動装置が得られる。
また、エンジン自動停止中に、ドライバーの意志とは関係なく、車両の自動停止の継続が車両に対して悪影響を及ぼすためにエンジン自動始動が必要となった場合に、エンジンの始動を行う旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とをドライバーに知らせるので、エンジン始動操作をスムースに行うことができて、車両状態の悪化を未然に防ぐことができる。この場合、エンジンの始動を禁止する条件が成立する場合に、エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報をドライバーに知らせるので、エンジン始動時に急発進の可能性がある場合でもその可能性があるままエンジンが始動されることが無くなる。
尚、上記各情報を音出力手段を介して音で出力させたり、各情報を表示手段を介して表示で出力させたり、各情報を車室内構成要素を介して振動で出力させたりするようにしたことにより、ドライバーに情報を知らせることができる。

実施の形態１．
以下、本発明のエンジン停止始動制御装置の実施の形態１を図１，図２及び図３に基づいて説明する。図１は、インバータを用いたモータゼネレータを具備する本実施の形態１によるエンジン停止始動制御装置の構成を示す説明図である。
図１において、エンジン１とモータゼネレータ２が連結して設けられており、モータゼネレータ２には、クラッチ３，変速機４，作動歯車装置５及び車輪６が適宜回転軸を介して順次連結して設けられている。モータゼネレータ２には電力変換装置として設けられたインバータ７を介して、蓄電手段であるバッテリー８が接続されている。
エンジン１はエンジン出力を発生し、このエンジン出力によりモータゼネレータ２を発電機として駆動し、またエンジン出力を車輪６に伝達して車両を走行させる。
モータゼネレータ２は発電機又はモータとして機能する回転機であって、そのロータはエンジン１のクランクシャフトと直結されている。モータゼネレータ２は、発電機としての機能時、上記のようにエンジン出力により駆動されて発電を行い、また回生制動時に制動エネルギーを回生し、発電された電力はバッテリー８に蓄電される。また、モータとしての機能時、バッテリー８からの電力供給により回転し、この回転力により車輪６を駆動して車両を走行させる。さらにモータゼネレータ２は、エンジン１の始動時にモータとして機能することにより、エンジン１のクランキングを行う。
インバータ７は電力変換器であり、スイッチング素子がスイッチングすることによりモータゼネレータ２で発電された交流電流を直流電流に変換し、バッテリー８からの直流電流をモータ駆動用の交流電流に変換する構成である。
バッテリー８には電圧センサが取り付けられており、電圧センサにて検出された電圧値は後述する制御手段としてのコントローラ９に出力される。
また、変速機４にはギア位置検出器４ａが取り付けられており、ギア位置検出器４ａにて検出された信号は後述するコントローラ９に出力される。

コントローラ９には、図１に示すように、車速，ブレーキの作動状態，アクセルの作動状態，ギアの設定状態，クラッチの接続状態，及びバッテリー８の電圧値が入力される。そしてコントローラ９は、エンジン１，インバータ７，クラッチ３及び変速機４に対して制御信号を出力する。
尚、コントローラ９は、自動車の各構成の制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）に用いられているものと同様のマイクロコンピュータを用いて構成する事ができる。
コントローラ９は、入力情報を基にエンジンの自動始動、自動停止の判断を行い、条件が成立した場合は、エンジン１を自動始動、自動停止するための信号を制御対象の各構成に対して出力するように構成されている。

エンジン停止（自動停止）については、例えば、特公平０３−０１９３６９号公報に示されたように、駐車ブレーキが操作されたことを検出してエンジン１を自動停止する。尚、例えば、マニュアルトランスミッション車ではギヤがニュートラルに入っている状態で、クラッチを接続状態にした場合や、オートマチック車ではギヤがニュートラルに入った場合等を自動停止条件とし、コントローラ９でこのような条件が成立したか否かを判断し、成立した場合にエンジン１を自動停止するようにしてもよい。

次に、エンジン自動停止中にドライバーがエンジン始動動作を行った場合のコントローラ９による始動制御を図２のフローチャートを用いて説明する。これは、例えば図２の手順を示したソフトウエアをコントローラ９で実行させることにより実現できる。
まず、エンジン自動停止中において、＜判断Ａ＞でドライバーが発進操作を行ったかどうかを判断する。つまり、ドライバーが車両を動かす意志をもって各要素を操作したかどうかを判断する。
＜判断Ａ＞では、例えば、次のような内容の条件が成立しているか否かを判断する。
（１）「アクセルペダルを操作したか？」
（２）「ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作をしたか？」
（３）「クラッチペダルを踏み込んだか？（この条件はマニュアルトランスミッション車の場合に判断する。オートマチック車の場合、この条件の判断は不要である）」
＜判断Ａ＞において、（１）〜（３）等の条件のうち１つでも成立したと判断した場合、＜判断Ｂ＞に進み、＜判断Ｂ＞では、エンジン始動を行った場合に、車両の急発進、エンスト等の起こる可能性，すなわち、暴走の可能性があるか否かを判断する。
＜判断Ｂ＞では、例えば、次のような内容の条件が成立しているか否かを判断する。
（１）「アクセルペダルＯＮでギアがニュートラル以外か？」
（２）「ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にブレーキ操作をしていないか？」
（３）「ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にアクセルペダルを操作したか？」
＜判断Ｂ＞において、（１）〜（３）等の条件が成立していないと判断した場合は、暴走の可能性がなく安全にエンジンを始動することができる状況であるので、＜処理Ｃ＞においてエンジンの始動処理を行う。
しかしながら、＜判断Ｂ＞において、（１）〜（３）等の条件のうち１つでも成立したと判断した場合は、暴走の可能性があるので、エンジンを始動しない。この場合、＜処理Ｄ＞に進んで、ドライバーに始動しない旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを知らせる。
尚、本実施の形態１においては、上記情報を、音声出力装置であるスピーカを用いて音声でドライバーに知らせる例を示す。
＜処理Ｄ＞では、例えば次のような処理を行う。
（１）エンジン始動不可の原因が、ギアがニュートラル以外になっているためであれば、例えば以下のような情報を音声によりドライバーに知らせる。
「エンジンを始動できません。ギアをニュートラルにしてください。」
（２）エンジン始動不可の原因が、ブレーキを動作させていないためであれば、例えば以下のような情報を音声によりドライバーに知らせる。
「エンジンを始動できません。ブレーキを操作して（踏んで）ください。」
（３）エンジン始動不可の原因が、アクセルを操作している(踏み込んでいる)ためであれば、例えば以下のような情報を音声によりドライバーに知らせる。
「エンジンを始動できません。アクセルを離してください。」
即ち、始動時に暴走の可能性があり、エンジンを始動しない場合、エンジン停止中に、エンジンを始動しない旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを音声によりドライバーに知らせる。

次に、エンジン自動停止中に、ドライバーの意志とは関係なく、エンジン自動始動が必要となった場合のコントローラ９による始動制御を図３のフローチャートを用いて説明する。これは、例えば図３の手順を示したソフトウエアをコントローラ９で実行させることにより実現できる。
エンジン自動停止中において、＜判断Ａ’＞でエンジン自動始動が必要かどうか、即ち、車両の自動停止の継続が車両に対して悪影響を及ぼさないかどうかを車両状態により判断する。
＜判断Ａ’＞では、例えば次のような内容の条件が成立しているか否かを判断する。
（１）「バッテリーの残存容量がある所定値以下となったか？」
（２）「エアコンのスイッチＯＮのままか？」
（３）「エンジンの水温がある所定値以下となったか？」
＜判断Ａ’＞において、（１）〜（３）等の条件のうち１つでも成立していると判断した場合は、＜判断Ｂ’＞に進み、＜判断Ｂ’＞では、エンジン始動を行った場合に、暴走の可能性があるか否かの判断を行う。尚、＜判断Ｂ’＞の内容については＜判断Ｂ＞と同じであるので、ここでは説明を省略する。
＜判断Ｂ’＞において、暴走の可能性がないと判断した場合は、エンジンを始動する事ができる状況であるので、＜処理Ｃ’＞においてエンジンの始動処理を行う。
しかしながら＜判断Ｂ’＞において、暴走の可能性がありエンジンを始動できないと判断した場合は、＜処理Ｄ’＞において、車両の自動停止の継続が車両に対して悪影響を及ぼすために始動を行う必要がある旨の情報と、エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを音声でドライバーに知らせる。
＜処理Ｄ’＞では、例えば次のような処理を行う。
（１）エンジン始動不可の原因がギアがニュートラル以外になっているためであれば、例えば以下のような情報を音声によりドライバーに知らせる。
「エンジンを始動します。ギアをニュートラルにしてください」
（２）エンジン始動不可の原因がブレーキ非動作中であるためであれば、例えば以下のような情報を音声によりドライバーに知らせる。
「エンジンを始動します。ブレーキを操作して(踏んで)ください」
（３）エンジン始動不可の原因がアクセルを操作して（踏んでいる）ためであれば、例えば以下のような情報を音声によりドライバーに知らせる。
「エンジンを始動します。アクセルを離してください」
即ち、車両の自動停止の継続が車両に対して悪影響を及ぼすために始動を行う必要がある場合に、エンジン停止中に、エンジンを始動する旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを音声によりドライバーに知らせる。

実施の形態１によれば、＜判断Ｂ（Ｂ’）＞で「暴走の可能性がある」場合はエンジンを始動せず、必ず＜処理Ｄ（Ｄ’）＞を経るため、特公平０３−０１９３６９号公報の技術に比べて、急発進やエンストの防止機能をより向上できるエンジン停止始動装置が得られる。
また、実施の形態１によれば、エンジン自動停止中に、ドライバーが発進操作をしても暴走の可能性があるために自動始動しない場合に、エンジン始動不可の旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを音声によりドライバーに伝えるので（必ず＜処理Ｄ＞を経るので）、ドライバーが発進操作をしたのにエンジンが自動始動しない場合でもドライバーは困惑することなく、エンジン始動操作をスムースに行うことができ、車両を迅速に移動することができないというような事態を防止できるので、このような場合に、交通上の障害を引き起こすようなことがなくなる。
また、エンジン自動停止中に、ドライバーの意志とは関係なく、車両の自動停止の継続が車両に対して悪影響を及ぼすためにエンジン自動始動が必要となった場合に、エンジンの始動を行う旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを音声にてドライバーに知らせるので、車両状態の悪化を未然に防ぐことができる。また、この場合も、必ず＜処理Ｄ’＞を経るので、エンジン始動操作をスムースに行うことができる。

また、エンジン始動不可の旨あるいは始動を行う旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを、警告音等で知らせるようにしてもよい。
尚、音声や音で情報を知らせる場合、ラジオやオーディオ等を使用している場合には聞こえない場合があるので、自動的にラジオやオーディオ等の音量を下げるように構成すればよい。具体的には、エンジン停止始動制御装置により、前もってラジオ等の音量を小さくするように制御してから音声や音で知らせた後、ラジオ等の音量を速やかに通常状態に戻すようにすればよい。このようにすれば、エンジン始動不可の旨あるいは始動を行う旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促すための情報とを、より確実にドライバーに音声や音で知らせることができる。

また、音声や音によらず、ギヤ位置確認ランプ、専用ランプ等の点滅表示や専用モニター、ナビゲーションシステムの画面等を利用した文字表示により情報を知らせるようにしてもよい。
また、例えば、車内の壁やガラスやシートなどの車室内構成要素を振動させることにより、情報を知らせるようにしてもよい。
尚、音声や文字表示以外の場合は、「始動するために必要な操作を促すための情報」を明確に知らせることは事実上難しい。しかし、振動で知らせる場合であれば、振動する場所や振動のパターンをその状況に併せて変化させることによって、必要な操作を促すことも可能である。例えば、ハンドルあるいはペダル等を振動させることや、振動の間隔を変化させることにより知らせるようにすればよい。具体的には、＜処理Ｄ＞の（１）の場合はシフトレバーを、（２）の場合はブレーキペダルを、（３）の場合はアクセルを振動させることにより、始動するために必要な操作を促したり、あるいは、ハンドルを振動させる場合は、＜処理Ｄ＞の（１）（２）（３）毎に、振動回数や振動間隔などを変えることにより、始動するために必要な操作を促すようにすればよい。また、表示で知らせる場合は、ランプなどの色や点滅パターンの変更等によって、始動するために必要な操作を促すことも可能である。例えば、オートマチック車のシフトポジションランプなどを用い、ニュートラルギヤヘの操作を促したい場合はニュートラルシフトポジションランプを点灯させることによって知らせるようにすればよい。

また、実施の形態１では、＜判断Ａ＞において、ギヤ位置あるいはクラッチ接続状況あるいはアクセルの変化を条件に停止始動制御を行っているが、これら条件が成立してから一定期間経過した後に停止始動制御を行うように構成してもよい。例えば、ギヤ位置あるいはクラッチ接続状況あるいはアクセルの変化等の条件が成立後にすぐに停止始動制御を行った場合、ドライバーの不意の動作（ドライバーの体が、判断要素に不意にあたったり、ぶつかったりした場合）においてもすぐ動作してしまい、不必要な停止・始動をおこなってしまう可能性がある。よって、条件が成立後に一定時間だけ待って条件が成立したものとすることにより、上述のような不具合を防ぐことができる。尚、一定時間は任意に設定すればよいが、余り長すぎない程度（おおよそ０．３〜０．６秒）に設定するのが好ましい。

また、＜判断Ａ’＞の内容として、電気負荷状況、例えば前照灯の使用状態などの条件を加えてもよい。即ち、前照灯や、車内での電気機器の使用など、高電気負荷状態でのエンジン停止はバッテリー残量低下を招くので、このような場合は、エンジンを自動始動させる処理に進ませることによって、バッテリー残量低下を防ぐことができるようになる。

また、車両走行状況、例えば車両の走行距離や車両発進停止頻度などを判断条件に加えて停止始動制御を行うように構成してもよい。即ち、過度に頻繁なエンジン停止始動を行うと、かえって燃費が悪くなる可能性がある。また、スターターを用いた構成の場合、始動回数が増えるとスターターの寿命が短くなる等の不都合がおこる可能性がある。このため、車両走行状態、例えば車両の走行距離や車両発進停止頻度等をモニターして、不必要、あるいは、望ましくないエンジン停止始動を抑制するようにする。

また、停止始動制御による停止始動回数や燃費改善効果をドライバに知らせるように構成してもよい。ここで「燃費改善効果」とは、エンジン自動停止始動による燃費あるいは燃料消費量の改善効果で、エンジン自動停止中の時間などにより概略計算できる。このように、エンジン停止始動回数や燃費改善効果をドライバーに知らせることにより、エンジン自動停止始動制御による省エネ効果をドライバーに情報として伝えることができる。

実施の形態２．
本発明のエンジン停止始動装置を、従来からのスタータモータを用いて構成してもよい。図４はスタータモータを用いたエンジン停止始動装置の構成を示す説明図である。同図に示すように、エンジン１０，クラッチ１１，変速機１２，作動歯車装置１３及び車輪１４が順次連結されている。エンジン停止始動装置は、コントローラ１５を有しており、このコントローラ１５が実施の形態１と同様に入力情報に基づきエンジン１０，変速機１２を制御するように設けられている。尚、１２ａはギヤ位置検出器である。
また、エンジン１０に隣接してスタータモータ１６が設けられている。スタータモータ１６は、エンジン１０のクランクシャフトに直接、あるいは歯車機構を介して接続され、エンジン１０のクランキングを行うように構成されている。スタータモータ１６はスタータスイッチ１７を介してバッテリー１８へ接続されている。また、スイッチ１７はコントローラ１５に接続されており、コントローラ１５の信号の入力により閉成され、スタータモータ１６とバッテリー１８を導通するように構成されている。

コントローラ１５には、実施の形態１と同様に、車速，ブレーキの作動状態，アクセルの作動状態，ギアの設定状態，クラッチの接続状態，及びバッテリー１８の電圧値が入力される。そして実施の形態１と同様に前述の判断が成立した場合にエンジン停止するための制御信号を各構成に出力するように構成されている。
また、コントローラ１５は上記の入力信号に基づき、実施の形態１で説明した判断基準により、エンジンの始動を判断し、エンジン１０を始動するための制御信号を各構成に対して出力するように構成されている。

以上、本実施の形態２のエンジン停止始動装置の構成について説明した。本実施の形態２のエンジン停止始動装置の動作及び作用効果は、実施の形態１の動作及び作用効果と同様であるので説明を省略する。

尚、図２の＜判断Ａ＞は省略してもよい。

本発明の実施の形態１のインバータを用いたモータゼネレータによるエンジン停止始動制御装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１のエンジン停止始動制御装置の制御下での自動停止中におけるドライバーの意志による始動制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態１のエンジン停止始動制御装置の制御下での自動停止中における車両条件による始動制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２のスタータモータによるエンジン停止始動制御装置の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ エンジン、９，１５ コントローラ（制御手段）。

Claims (5)

1. 車両の各要素の操作状況を検出し、その情報を基に、車両運転中の停車状態でエンジンを一時的に停止し、発進時にエンジンを始動させるエンジン停止始動制御装置において、車両運転中の停車状態でエンジン停止状態が継続している場合において、バッテリーの残存容量がある所定値以下となったという条件、エアコンのスイッチがＯＮのままであるという条件、エンジンの水温がある所定値以下となったという条件のうち１つでも成立していると判断した場合に、エンジンを始動する必要があると判断する制御手段を備え、制御手段は、エンジンを始動する必要があると判断した場合において、アクセルペダルがＯＮでギヤがニュートラル以外であるという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にブレーキ操作をしていないという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にアクセルペダルが操作したという条件のうち１つでも成立していると判断した場合に、エンジンの始動を禁止し、かつ、アクセルペダルがＯＮでギヤがニュートラル以外であるという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にブレーキ操作をしていないという条件、ニュートラルからそれ以外へのギヤ操作時にアクセルペダルが操作したという条件のすべてが成立していないと判断した場合に、エンジンを始動することを特徴とするエンジン停止始動制御装置。
2. 上記制御手段は、エンジンの始動を禁止した場合に、エンジンを始動する旨の情報と，エンジンを始動するために必要な操作を促す情報とをドライバーに知らせることを特徴とする請求項１に記載のエンジン停止始動制御装置。
3. 上記制御手段は、上記各情報を音出力手段を介して音で出力させることを特徴とする請求項２に記載のエンジン停止始動制御装置。
4. 上記制御手段は、上記各情報を表示手段を介して表示で出力させることを特徴とする請求項２に記載のエンジン停止始動制御装置。
5. 上記制御手段は、上記各情報を車室内構成要素を介して振動で出力させることを特徴とする請求項２に記載のエンジン停止始動制御装置。

Images