JP4376749B2 - 内燃機関の制御装置およびこれを備えた自動車 - Google Patents

Description

本発明は、所定条件下で内燃機関の運転を自動的に停止または始動させるように制御する内燃機関の制御装置およびこれを備えた自動車に関し、詳しくは、内燃機関を覆うフードを開放させてメンテナンス作業を行う際の作業効率の悪化を防止する対策に係わる。

従来より、内燃機関の制御装置として、交差点での信号待ちで自動車が一時的に停車しているときなどの所定の停止条件に基づいて内燃機関の運転を自動停止させる一方、アクセルペダルを踏み込むなどの所定の停止条件に反する所定の始動条件に基づいて内燃機関の運転を自動的に再始動させるように制御することによって、燃料を節約し、排気エミッションを低減させるようにしたものが知られている。

また、その他の内燃機関の制御装置として、車両が停車している状態でフードを開放させたときに内燃機関の運転を自動的に停止または始動させる自動停止始動機能の設定を禁止し、フードを開放してメンテナンス作業を行う際に内燃機関の運転が自動的に停止したり再始動したりすることを防止して、作業効率が高められるようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５８−１１７３３０号公報

ところが、上述の如き、フード開放時に自動停止始動機能の設定を禁止するものでは、フードを開放してメンテナンス作業を行う際、フードの開放を検出するスイッチに作業者の身体の一部や工具などが誤って触れると、フードが閉塞されたものと誤認識して内燃機関の運転が自動的に停止したり、再始動したりするおそれがあり、メンテナンス作業を効率よく行うことができないといった課題がある。

また、作業者が自動停止始動機能を備えた車両で有るとの認識を持たずにフードを開放してメンテナンス作業を行った際にも同様の課題があり、自動停止始動機能を備えた車両のメンテナンス作業を効率よく行う上で、その対策が切望されていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フード開放時に自動停止始動機能の設定を確実に禁止し、自動停止始動機能を備えた車両で有るとの認識の有無にかかわらずフード開放状態でのメンテナンス作業を効率よく行うことができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、所定条件に基づいて内燃機関の運転を自動的に停止または始動させるように制御する内燃機関の制御装置として、車両が停車しているときに内燃機関の運転を自動的に停止または始動させる自動停止始動機能が設定されるようになっており、内燃機関運転中でフードが開放しているときに上記自動停止始動機能の設定を禁止し、その自動停止始動機能の設定禁止状態からフードの閉塞と所定の車両走行条件とが成立したときに上記自動停止始動機能の設定を許可するように制御している。

この特定事項により、車両が停車してフードが開放しているときに自動停止始動機能の設定が禁止された状態からフードの閉塞と所定の車両走行条件とが成立したときに上記自
動停止始動機能の設定が許可されるので、フードを開放してメンテナンス作業を行っているときに自動停止始動機能の設定が一旦禁止されると、フードの開放スイッチに作業者の身体の一部や工具などが誤って触れてフードが閉塞されたものと誤認識しても、これに加えて所定の車両走行条件が満たされない限り、自動停止始動機能の設定が許可されることがない。これにより、フードを開放してメンテナンス作業を行っているときに内燃機関の運転が自動的に停止したり、再始動したりすることが確実に防止され、自動停止始動機能を備えた車両で有るとの認識の有無にかかわらずフード開放状態でのメンテナンス作業を効率よく行うことが可能となる。

特に、所定の車両走行条件を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。

つまり、所定の車両走行条件を、車速≧所定車速の関係を満たす場合であると規定している。

この特定事項により、車両の車速が所定の車速以上となったときに所定の車両走行条件が満たされることになり、所定の車両走行条件の判定が明確なものとなって、自動停止始動機能の設定を許可する基準が高められ、自動停止始動機能を備えた車両で有るとの認識の有無にかかわらずフード開放状態でのメンテナンス作業をより効率よく行うことが可能となる。

そして、フードが開放しているときに内燃機関を自動的に始動させて運転させるとともに、変速機のシフトポジションが非駆動ポジションにあるときに自動停止始動機能の設定を禁止して内燃機関の運転を継続させるように制御している場合には、フードを開放してメンテナンス作業を行っているときに内燃機関の運転が自動的に停止することが確実に防止され、自動停止始動機能を備えた車両で有るとの認識の有無にかかわらずフード開放状態でのメンテナンス作業を安心して効率よく行うことが可能となる。しかも、内燃機関の運転停止により生ずる不具合、例えば内燃機関の運転により生ずる負圧を利用して制動力を増加させるブレーキ倍力装置のブレーキブースト圧の低下による制動力不足や、バッテリーの蓄電量低下などの不具合を解消することも可能となる。

また、上述したような内燃機関の制御装置を自動車に備えた場合には、自動車が停車してフードが開放しているときに自動停止始動機能の設定が禁止された状態からフードの閉塞と所定の車両走行条件とが成立したときに上記自動停止始動機能の設定が許可されるので、フードを開放して自動車のメンテナンス作業を行っているときに内燃機関の運転が自動的に停止したり、再始動したりすることが確実に防止され、自動停止始動機能を備えた自動車で有るとの認識の有無にかかわらずフード開放状態での自動車のメンテナンス作業を効率よく行うことが可能となる。

以上、要するに、フードを開放させて自動停止始動機能の設定を禁止した状態からフードの閉塞と所定の車両走行条件とが成立したときに上記自動停止始動機能の設定を許可することで、フードを開放してメンテナンス作業を行っているときに自動停止始動機能の設定を一旦禁止すれば、フードの開放を検出するスイッチに作業者の身体の一部や工具などが誤って触れてフードの閉塞と誤認識しても、これに加えて所定の車両走行条件を満たさない限り、自動停止始動機能の設定を許可することがなく、フードを開放してメンテナンス作業を行っている際の自動停止始動機能の設定による内燃機関の自動停止や再始動を確実に防止し、自動停止始動機能を備えた車両で有るとの認識の有無にかかわらずフード開放状態でのメンテナンス作業を効率よく行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態に係わる制御装置を備えた内燃機関を示し、この内燃機関としては、ガソリン式エンジン（以下、エンジンと称する）が適用されている。

この図１において、エンジン１の出力は、クランク軸１ａからトルクコンバータ２および変速機としてのオートマチックトランスミッション（以下、Ａ／Ｔと称する）３を介して出力軸３ａ側に出力され、最終的に車輪（図示せず）に伝達される。また、エンジン１の出力は、このようなエンジン１から車輪への駆動力伝達系とは別に、クランク軸１ａに回転一体に連結された第１プーリ１１を介してベルト１２に伝達される。このベルト１２は、第２および第３プーリ１３，１４にも掛け渡されており、ベルト１２に伝達された出力により第２および第３プーリ１３，１４が回転するようになっている。

上記第２プーリ１３には、補機類１５の回転軸１５ａが回転一体に連結され、ベルト１２から伝達される回転力により補機類１５が駆動するようになっている。この場合、補機類１５としては、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプなどが該当する。なお、図１では１つの補機類１５として示しているが、実際には、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプなどのうちの１つまたは複数が存在し、それぞれがプーリを備えることによってベルト１２に連動して駆動するようになっている。本実施形態では、補機類１５として、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプが設けられているものとする。

また、上記第３プーリ１４には、オルタネータ１６の回転軸１６ａが回転一体に連結され、ベルト１２から伝達される回転力によりオルタネータ１６が駆動するようになっている。このオルタネータ１６は、第３プーリ１４を介して伝達されるエンジン１からの回転力を電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーをバッテリー１７に対し蓄電するようになされている。

図２はエンジン１の制御装置のシステム構成図であって、上記バッテリー１７に対する蓄電量制御を行うＥＣＵ５（制御装置）について説明する。

図２に示すように、ＥＣＵ５には、Ａ／Ｔ３のシフトポジションが非駆動ポジションであるパーキングポジションＰに位置していることを検出するパーキングポジションスイッチ５１と、Ａ／Ｔ３のシフトポジションが非駆動ポジションであるニュートラルポジションＮに位置していることを検出するニュートラルポジションスイッチ５２と、フードとしてのエンジンフードの開放を検出するエンジンフードスイッチ５３と、自動車の車速を検出する車速センサ５４と、エアコンがＯＮ操作されたことを検出するエアコンスイッチ５５と、車室外の外気温度を検出する外気温度センサ５６と、車室内の内気温度を検出する内気温度センサ５７と、エンジン１の運転により生ずる負圧を利用して制動力を増加させるブレーキ倍力装置のブレーキブースト圧を検出するブレーキブースト圧センサ５８と、バッテリー１７の蓄電量を検出するバッテリー蓄電量センサ５９ａと、バッテリー１７の温度を検出するバッテリー温度センサ５９ｂと、エンジン１を始動するスタータ１８に対しバッテリー１７から電気エネルギーの供給をＯＮ／ＯＦＦ切り替えするスタータリレー１９とがそれぞれ接続されている。ブレーキブースト圧センサ５８は、ブレーキ倍力装置のブレーキブースト圧が予め設定した所定閾値から外れたことを検出するものであり、ブレーキの踏み込みにより所定閾値を検出値（ブレーキブースト圧）が上回って所定時間経過したときにＥＣＵ５はエンジン１を停止させるように制御する一方、所定閾値を検出値（ブレーキブースト圧）が下回ったときにＥＣＵ５はエンジン１を再始動させるように制御している。また、スタータリレー１９は、ＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能なスタータリレースイッチ１９ａと、このスタータリレースイッチ１９ａをＯＮ切り替えするように励磁されるソレノイド１９ｂとを備えている。

上記ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ（エンジン１の停止時に保存すべきデータを記憶するバックアップＲＡＭを含んでいてもよい）、入力インターフェース、出力インターフェースなどを含んで構成されている。ＣＰＵは、内部バスを介してＲＯＭなどにアクセス可能であり、ＲＯＭに格納されている所定のデータや制御アルゴリズムなどに基づいて各種の制御処理を実行し、演算結果や、入力インターフェースを介して各センサから入力されたデータなどをＲＡＭに格納する処理を実行する。

そして、上記ＥＣＵ５は、パーキングポジションスイッチ５１、ニュートラルポジションスイッチ５２、エンジンフードスイッチ５３、車速センサ５４、エアコンスイッチ５５、外気温度センサ５６、内気温度センサ５７、ブレーキブースト圧センサ５８、バッテリー蓄電量センサ５９ａ、およびバッテリー温度センサ５９ｂからの信号を受け、これらの所定条件に基づいて、スタータリレー１９のソレノイド１９ｂを励磁してスタータリレースイッチ１９ａをＯＮ状態に切り替えることによってエンジン１の運転を自動的に始動させる一方、上記所定の条件に反する条件に基づいて、エンジン１への燃料供給のカットを指示することによってエンジン１の運転を自動的に停止させるように制御している。つまり、上述のＥＣＵ５は、自動車が停車しているときなどの所定条件に基づいてエンジン１の運転を自動的に停止または始動させる自動停止始動機能を設定するように制御される。また、この自動停止始動機能は、上記所定条件に基づいて設定が禁止または許可されるように制御される。

ここで、ＥＣＵ５によって自動停止始動機能の設定を禁止または許可する処理を実行する際の制御方法の手順を図３のフローチャートに基づいて説明する。この場合、自動車はエンジンルーム内でのメンテナンス作業に備えて一時的な停車状態にあり、エンジン１が運転されていない状態であるものとする。なお、自動停止始動機能には、Ａ／Ｔ３のシフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰもしくはドライブポジションＤに位置しているときにエンジンの自動停止始動機能による制御を行うＤエコランと、Ａ／Ｔ３のシフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰに位置しているときにのみエンジンの自動停止始動機能による制御を行い、その他のポジションではエンジンの自動停止始動機能による制御を行わないＮエコランとの２タイプが知られているが、本実施形態ではＮエコランを対象として説明する。

先ず、図３のフローチャートのステップＳＴ１において、自動停止始動機能が設定されてエンジン１が自動停止中であるか否かを判定し、エンジン１が自動停止中であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ２で、エンジンフードスイッチ５３によりエンジンフードの開放が検出されているか否か、つまりエンジンフードが開放しているか否かを判定する。

このステップＳＴ２の判定が、エンジンフードが閉塞しているＮＯの場合には、上記ステップＳＴ１における判定でエンジン１が自動停止中となるまで待機する。一方、上記ステップＳＴ２の判定が、エンジンフードが開放しているＹＥＳの場合には、ステップＳＴ３において、パーキングポジションスイッチ５１またはニュートラルポジションスイッチ５２によりＡ／Ｔ３のシフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰ（非駆動ポジション）に位置しているか否かを判定する。

上記ステップＳＴ３の判定が、シフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰ以外のポジション（例えばドライブポジションＤ）に位置しているＮＯの場合には、上記ステップＳＴ３の判定が、シフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰに位置するまで待機する。一方、上記ステップＳＴ３の判定が、シフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰに位置しているＹＥＳの場合には、ステップＳＴ４において、スタータリレー１９のソレノイド１９ｂを励磁してスタータリレースイッチ１９ａをＯＮ状態に切り替えることによって、エンジン１の運転を自動的に始動させる。

その後、ステップＳＴ５において、運転状態にあるエンジン１が自動的に停止しないように自動停止始動機能の設定を禁止（解除）、つまり自動停止を禁止する。

それから、ステップＳＴ６において、エンジンフードスイッチ５３によりエンジンフードの開放が未検出であるか否か、つまりエンジンフードが閉塞しているか否かを判定する。このステップＳＴ６の判定が、エンジンフードが開放しているＮＯの場合には、エンジンフードが閉塞されるまで待機する。一方、上記ステップＳＴ６の判定が、エンジンフードが閉塞しているＹＥＳの場合には、ステップＳＴ７において、所定の車両走行条件を満たしているか否かを判定する。具体的には、車速センサ５４により検出した自動車の車速が所定車速Ｖ（例えば、３〜５ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定し、自動車の車速が所定車速Ｖ（３〜５ｋｍ／ｈ）以下であるＮＯの場合には、自動停止始動機能の設定を禁止（自動停止を禁止）したままで、上記ステップＳＴ６に戻る。

一方、上記ステップＳＴ７の判定が、自動車の車速が所定車速Ｖ（３〜５ｋｍ／ｈ）以上であるＹＥＳの場合には、ステップＳＴ８で、自動停止始動機能の設定を許可つまり自動停止を復帰させて、所定条件に基づいて自動停止始動機能によるエンジン１を自動的に停止または始動させる制御を行えるようにする。

このように、自動車が停車してエンジンフードが開放しているときに自動停止始動機能の設定が禁止された状態からエンジンフードの閉塞と所定の車両走行条件（自動車の車速≧所定車速Ｖ）とが成立したときに上記自動停止始動機能の設定が許可されるので、エンジンフードを開放してメンテナンス作業を行っているときに自動停止始動機能の設定が一旦禁止されると、エンジンフードの開放スイッチに作業者の身体の一部や工具などが誤って触れてエンジンフードが閉塞されたものと誤認識しても、これに加えて所定の車両走行条件が満たされない限り、自動停止始動機能の設定が許可されることがない。これにより、エンジンフードを開放してメンテナンス作業を行っているときにエンジン１の運転が自動的に停止したり、再始動したりすることが確実に防止され、自動停止始動機能を備えた自動車で有るとの認識の有無にかかわらずエンジンフード開放状態でのメンテナンス作業を効率よく行うことができる。

また、車速センサ５４により検出した自動車の車速が所定車速Ｖ（３〜５ｋｍ／ｈ）以上となったときに所定の自動車走行条件（自動車の車速≧所定車速Ｖ）が満たされて自動停止始動機能の設定が許可され、所定条件に基づいて自動停止始動機能によるエンジン１の運転を自動的に停止または始動させる制御が行えるので、所定の車両走行条件の判定が明確なものとなって、自動停止始動機能の設定を許可する基準が高められ、自動停止始動機能を備えた自動車で有るとの認識の有無にかかわらずエンジンフード開放状態でのメンテナンス作業を効率よく行う上で非常に有利なものとなる。

更に、エンジンフードが開放している状態で、Ａ／Ｔ３のシフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰ（非駆動ポジション）にあるときに、エンジン１を自動的に始動させて運転させたのち、自動停止始動機能の設定を禁止してエンジンの運転を継続させるように制御しているので、エンジン１の運転停止により生ずる不具合、例えば、エアコンスイッチ５５によりエアコンがＯＮ操作されているときに外気温度センサ５６により検出された車室外の外気温度や内気温度センサ５７により検出された車室内の内気温度が許容値を超えてエアコンによる空気調和を行う必要が生じる不具合、または、ブレーキブースト圧センサ５８により検出されたブレーキ倍力装置のブレーキブースト圧が所定閾値（例えば、０．４ＭＰａ）を下回ったり、ブレーキ倍力装置のブレーキブースト圧の減少変化幅が所定閾値（例えば、０．０６ＭＰａ）を超えたりする不具合、もしくは、バッテリー蓄電量センサ５９ａにより検出されたバッテリ１７ーの蓄電量が所定閾値（エンジン１の再始動に必要な蓄電量）を下回ったり、バッテリー温度センサ５９ｂにより検出されたバッテリー１７の温度が所定温度を下回ったりする不具合などを円滑に解消することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、エンジンフードが開放している状態で、Ａ／Ｔ３のシフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰ（非駆動ポジション）にあるときに、エンジン１を自動的に始動させて運転させたのちに自動停止始動機能の設定を禁止するようにしたが、エンジンフードが開放している状態で、Ａ／ＴのシフトポジションがニュートラルポジションＮまたはパーキングポジションＰにあれば、エンジンを停止させてから自動停止始動機能の設定を禁止するようにしてもよく、その場合には、エンジンフードを開放してメンテナンス作業を行っているときにエンジンが自動的に再始動することが確実に防止され、自動停止始動機能を備えた自動車で有るとの認識の有無にかかわらずエンジンフード開放状態でのメンテナンス作業を効率よく行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、変速機にＡ／Ｔ（オートマチックトランスミッション）３を適用した場合について述べたが、マニュアルトランスミッションの変速機に適用してもよ
いのはもちろんである。

更に、上記実施形態では、本発明の内燃機関の制御装置をガソリン式エンジン１により車輪を駆動する自動車に適用した場合について述べたが、クランク軸の第１プーリに掛け渡されたベルトに連動して回転するプーリに、必要に応じて発電機またはモータとして機能するモータジェネレータが回転一体に連結され、このモータジェネレータおよびエンジンのいずれか一方または双方の駆動力によって車輪および各種補機類を駆動するようにした、いわゆるハイブリッド車両にエンジンの制御装置が適用されていてもよい。また、ガソリン式エンジンに限定されることなく、ディーゼルエンジンやガスエンジンなどの内燃機関の制御装置としても広く適用できるのはいうまでもない。

本発明の実施形態に係わる制御装置を備えたエンジンの概略構成図である。 ＥＣＵのシステム構成図である。 ＥＣＵによって自動停止始動機能の設定を禁止または許可する処理を実行する手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
３ Ａ／Ｔ（変速機）
５ ＥＣＵ（制御装置）
Ｎ ニュートラルポジション（非駆動ポジション）
Ｐ パーキングポジション（非駆動ポジション）

Claims (2)

1. 所定条件に基づいて内燃機関の運転を自動的に停止または始動させるように制御する内燃機関の制御装置であって、
   車両が停車しているときに内燃機関の運転を自動的に停止または始動させる自動停止始動機能が設定されるようになっており、
   内燃機関運転中でかつ内燃機関を覆うフードが開放しているときに上記自動停止始動機能の設定を禁止し、その自動停止始動機能の設定禁止状態からフードが閉塞していることと車速が所定速度以上であることの両要件が成立したときに上記自動停止始動機能の設定を許可するように制御していることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置を備えたことを特徴とする自動車。

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