JP4396713B2 - 車載された内燃機関の自動停止始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載された内燃機関の自動停止始動制御装置に関し、詳しくは、アイドル停車している最中に所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止すると共に自動停止された内燃機関を所定の始動条件が成立したときに自動始動する車載された内燃機関の自動停止始動制御装置に関する。

従来、この種の車載された内燃機関の自動停止始動制御装置としては、内燃機関の制御量としての点火時期操作量やハイオク／レギュラー判定結果を学習すると共にアイドルストップ条件が成立したときには内燃機関を自動停止するものが提案されている（例えば、特開２００１−２７１４６号公報など）。この装置では、内燃機関が運転されている間は常に内燃機関の制御量について学習し、その結果である学習値についてはイグニッションキーをオンして始動するときにだけ初期化し、アイドルストップ後の再始動時には初期化しないことにより、アイドルストップ後の再始動時にノッキングが生じるなどの運転性の悪化を防止している。

しかしながら、上述した技術には、内燃機関の制御量の学習についてはその完了の概念がないため、学習完了を判定して内燃機関を制御する場合には、適用できない。この場合、学習を完了するまではアイドルストップを行なわないようにすることも考えられるが、学習の完了にある程度の時間を要する場合には、アイドルストップが行なわれず、運転者に違和感を与える場合がある。

本発明の車載された内燃機関の自動停止始動制御装置は、アイドル停車時における自動停止や自動始動の制御と内燃機関の制御量の学習との両立を図ることを目的の一つとする。また、本発明の車載された内燃機関の自動停止始動制御装置は、内燃機関の制御量の学習の完了にある程度時間を要する場合でもアイドル停車時の内燃機関の自動停止や自動始動の制御について運転者に違和感を与えないようにすることを目的の一つとする。

本発明の車載された内燃機関の自動停止始動制御装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車載された内燃機関の自動停止始動制御装置は、
アイドル停車している最中に所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止する自動停止手段と該自動停止された内燃機関を所定の始動条件が成立したときに自動始動する自動始動手段とを備える車載された内燃機関の自動停止始動制御装置であって、
前記自動停止手段は、前記内燃機関の制御量の学習を実行するための学習実行条件が成立しているときには、該学習実行条件に基づく学習の完了と前記所定の停止条件が成立してからの継続時間とに基づいて前記内燃機関を自動停止する手段である
ことを要旨とする。

この本発明の自動停止始動制御装置では、アイドル停車している最中に所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止する際には、内燃機関の制御量の学習を実行するための学習実行条件が成立しているときには、この学習実行条件に基づく学習の完了と所定の停止条件が成立してからの継続時間とに基づいて内燃機関を自動停止し、所定の始動条件が成立したときにこの自動停止された内燃機関を自動始動する。したがって、アイドル停車時における内燃機関の自動停止や自動始動の制御と内燃機関の制御量の学習との両立を図ることができる。

こうした本発明の自動停止始動制御装置において、前記自動停止手段は、前記学習実行条件に基づく学習が完了しているときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間に拘わらず、前記内燃機関の自動停止を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、学習が完了していないときには所定の停止条件が成立して学習が完了したときに直ちに内燃機関を自動停止し、学習が完了しているときには所定の停止条件が成立したときに直ちに内燃機関を自動停止することができる。即ち、不要な燃料消費を抑制することができる。

また、本発明の自動停止始動制御装置において、前記自動停止手段は、前記学習実行条件に基づく学習が完了していないときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間が所定時間経過したときに前記内燃機関の自動停止を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定の停止条件が成立してからの継続時間が所定時間経過したときには学習が完了していなくても内燃機関は自動停止されるから、アイドル停車時における内燃機関の自動停止や自動始動の制御について運転者に違和感を与えることを防止することができる。

さらに、本発明の自動停止始動制御装置において、前記自動停止手段は、前記内燃機関の制御量の学習を実行するための学習実行条件が成立していないときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間に拘わらず、前記内燃機関を自動停止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を自動停止する頻度を高くすることができるから、燃費を向上させることができる。

あるいは、本発明の自動停止始動制御装置において、前記学習対象としての前記内燃機関の制御量は複数の制御量であり、前記学習の完了は、前記学習対象としての複数の制御量に対するすべての学習の完了であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の各制御量の学習をより適切に行なうことができると共にアイドル停車時における内燃機関の自動停止や自動始動の制御と内燃機関の各制御量の学習との両立を図ることができる。この態様の本発明の自動停止始動制御装置において、前記複数の制御量は、空燃比またはアイドル回転維持流量の少なくとも一方を含むものとすることもできる。

本発明の自動停止始動制御装置において、前記自動停止手段は、前記学習実行条件に基づく学習の完了履歴がないときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間に拘わらず、前記内燃機関の自動停止を禁止する手段であるものとすることもできる。こうすれば、最初の学習については優先して行なうことができるから、次の始動に学習結果を役立たせることができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンにより駆動するエンジン２２と、エンジン２２をコントロールするエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２からクランクシャフト２６に出力された動力を変速してデファレンシャルギヤ３２を介して駆動輪３４ａ，３４ｂに伝達するオートマチックトランスミッション２８と、このオートマチックトランスミッション２８の変速を制御するオートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴＥＣＵという）３０と、エンジン２２のクランクシャフト２６と動力のやり取りを行なうモータジェネレータ３６と、このモータジェネレータ３６とインバータ３８を介して電力のやり取りを行なうバッテリ４０と、エンジン２２の始動や停止，モータジェネレータ３６の駆動などを制御するハイブリッド用電子制御ユニット５０とを備える。

モータジェネレータ３６は、電動機として駆動すると共に発電機としても駆動する例えば同期電動発電機として構成されており、その回転軸に取り付けられたモータ用プーリ４６は、エンジン２２のクランクシャフト２６にクラッチ４２を介して接続されたエンジン側プーリ４４にベルト４８により接続されている。このため、モータジェネレータ３６は、エンジン２２からクランクシャフト２６に出力された動力を用いて発電してバッテリ４０を充電したり、バッテリ４０からの電力を用いて動力をクランクシャフト２６に出力できる。

ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサにより構成されており、図示しないがＣＰＵの他に処理プログラムやデータなどを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭや入出力ポート、通信ポートを備えている。ハイブリッド用電子制御ユニット５０には、モータジェネレータ３６に取り付けられた図示しない回転数センサや温度センサからのモータ回転数やモータ温度、インバータ３８内の取り付けられた図示しない電流センサからのモータジェネレータ３６への相電流、バッテリ４０に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度、バッテリ４０の出力端子近傍に取り付けられた図示しない電圧センサや電流センサからの端子間電圧や充放電電流、シフトレバー５２の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５３からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５４の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ５５からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５６の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５７からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ５８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット５０からは、エンジン２２のクランクシャフト２６をクランキングするスタータモータ２３への駆動信号やモータジェネレータ３６を駆動制御するためのインバータ３８へのスイッチング制御信号、クラッチ４２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、通信ポートを介してエンジンＥＣＵ２４やＡＴＥＣＵ３０と接続されており、必要に応じてエンジンＥＣＵ２４からエンジン２２の状態に関するデータやＡＴＥＣＵ３０からオートマチックトランスミッション２８の状態に関するデータなどを受信すると共にエンジンＥＣＵ２４やＡＴＥＣＵ３０に制御信号を送信する。ここで、エンジン２２の状態に関するデータには、冷却水の水温やエンジン回転数などの他、エンジンＥＣＵ２４により実行されるアイドル回転時の制御値の学習の完了や学習履歴の有無に関するデータも含まれる。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、基本的には、アイドル停車時にアクセルペダル５４が踏み込まれていないアクセルＯＦＦであると共にブレーキペダルが踏み込まれているブレーキＯＮの状態でエンジン回転数Ｎｅが所定回転数以下であるなどの所定の停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、ブレーキＯＦＦとされると共にアクセルＯＮされるなどの所定の始動条件が成立したときにモータジェネレータ３６によりエンジン２２が自動始動されるアイドルストップ制御が行なわれる。以下、こうしたアイドルストップ制御におけるエンジン２２の自動停止の際の動作について説明する。

図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行される自動停止処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット５０は、まず、処理に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。入力するデータとしては、自動停止条件を判定するためデータとしてのアクセル開度ＡｃｃやブレーキペダルポジションＢＰ，シフトポジションＳＰ，車速Ｖ，エンジン回転数Ｎｅの他、エンジンＥＣＵ２４から送信されるアイドル回転時のエンジン２２を制御するための制御量の学習を実行するための学習実行条件の成立の可否や学習完了の有無，学習完了履歴の有無などが含まれる。エンジンＥＣＵ２４から送信される学習実行条件の成立の可否や学習完了の有無，学習完了履歴の有無などの判定やこの判定のために用いるデータについては、本発明の中核をなさないから、その説明は省略する。なお、実施例にでは、アイドル回転時のエンジン２２の制御量の学習としては、空燃比（Ａ／Ｆ）に対するフィードバック制御における収束性についての学習（以下、空燃比学習という）とアイドル回転維持流量ＩＳＣのフィードバック制御における収束性についての学習（以下、ＩＳＣ学習という）とを用いた。

データを入力すると、自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐの値を調べ（ステップＳ１１０）、自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐが値１のときには、アイドル停車時のエンジン２２の自動停止が実行されていると判断して本ルーチンを終了する。ここで、自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐは、アイドル停車時にエンジン２２が自動停止されているか否かを判定するためのフラグであり、このルーチンでエンジン２２を自動停止する際に値１がセットされ、自動停止後に所定の始動条件が成立して図示しない始動処理ルーチンによりエンジン２２が自動始動されるときに値０がセットされる。

自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐが値０のときには、アイドル回転時のエンジン２２を制御する制御量の学習を実行するか否かを決定する学習実行条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ１３０）、学習条件が成立していないときには、エンジン２２の自動停止を実行すると共に（ステップＳ１７０）、自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐに値１をセットして（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。

一方、学習実行条件が成立しているときには、制御量の学習が完了しているか否かを判定し（ステップＳ１４０）、制御量の学習がすべて完了（実施例では空燃比学習とＩＳＣ学習とが共に完了）しているときにはエンジン２２の自動停止を実行すると共に（ステップＳ１７０）、自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐに値１をセットして（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。

制御量の学習が未完了のときには、エンジンＥＣＵ２４に制御量の学習について過去の履歴が記憶されているか否かを調査し（ステップＳ１５０）、学習履歴が記憶されていないときには、自動停止せずに本ルーチンを終了する。ここで、エンジンＥＣＵ２４に記憶される制御量の学習履歴は、エンジン２２がアイドル回転数で運転されたときの制御量の初期値として用いられ、バッテリ４０が交換されたときなどにクリアされる。したがって、学習履歴が記憶されていないときに自動停止せずに本ルーチンを終了する処理は、バッテリ４０を交換したときなど学習履歴がクリアされてから初めての学習のときに、制御量の学習が完了するまでエンジン２２の自動停止を禁止する処理としての意味を持つ。

エンジンＥＣＵ２４に制御量の学習履歴が記憶されているときには自動停止条件が成立した状態で所定時間経過したか否かを判定し（ステップＳ１６０）、所定時間経過しているときには、制御量の学習が未完了でも、エンジン２２の自動停止を実行すると共に（ステップＳ１７０）、自動停止実行中判定フラグＦｓｔｏｐに値１をセットして（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。自動停止条件が成立した状態で所定時間経過していないときには、制御量の学習を継続するために、エンジン２２の自動停止は行なわず、本ルーチンを終了する。

図３に、アイドル停車時のアイドル停車時間と学習実行条件の成立の有無と空燃比学習の程度とＩＳＣ学習の程度とエンジン２２の自動停止の状態の時間変化の一例を示す。時間Ｔ１〜Ｔ２のアイドル停車時では、学習実行条件が成立していないので、空燃比学習やＩＳＣ学習は実行されず、直ちにエンジン２２の自動停止が実行される。時間Ｔ３〜Ｔ５のアイドル停車時では、学習実行条件が成立しているため、アイドル停車時間が１０秒経過する時間Ｔ４まで空燃比学習とＩＳＣ学習とが実行される。実施例では、空燃比学習はフィードバック制御におけるスキップ毎のフィードバック中心からのズレが連続して２回に亘って２％未満となったときに完了するものとし、ＩＳＣ学習はエンジン回転数Ｎｅが目標回転数に対して２０ｒｐｍの範囲内でフィードバック量が０．５ｌ／ｓの範囲内で５秒経過したときに完了するものとした。なお、空燃比学習やＩＳＣ学習の完了の判定手法は上述したものに限られず、種々の手法を用いるものとしてもよいのは勿論である。時間Ｔ３〜Ｔ５のアイドル停車時では、アイドル停車時間が１０秒経過する時間Ｔ４では空燃比学習は完了しているもののＩＳＣ学習は完了していない。しかし、アイドル停車時間が１０秒経過したので、ＩＳＣ学習を中断してエンジン２２の自動停止が実行される。これにより、アイドルストップ制御が実行されず、エンジン２２の自動停止が行なわれないことに対する違和感を運転者に与えるのを防止することができる。時間Ｔ６〜Ｔ８のアイドル停車時では、中断していたＩＳＣ学習が再開され、ＩＳＣ学習が完了した時間Ｔ７にエンジン２２の自動停止が実行される。

以上、説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２の制御量の学習を完了していなくても所定の停止条件が成立した状態で所定時間経過すれば、エンジン２２の自動停止を実行するから、学習を完了するまでエンジン２２の自動停止を実行しない場合に運転者に与える違和感、即ちアイドルストップ制御が実行されないのではないかと運転者に感じさせる違和感を除去することができると共にエンジン２２の自動停止を実行しないことによる燃費の悪化を抑制することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アイドル停車時に学習実行条件が成立していないときには、直ちにエンジン２２の自動停止を実行するから、燃費の向上を図ることができる。さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジンＥＣＵ２４に学習履歴が記憶されていないときには、学習が完了するまでエンジン２２の自動停止を禁止するから、次回以降のアイドル回転時の運転を安定して行なうことができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、スタータモータ２３の他にモータジェネレータ３６を備え、アイドル停車時のエンジン２２の自動始動はモータジェネレータ３６により行なうものとしたが、モータジェネレータ３６を備えず、アイドル停車時のエンジン２２の自動始動もスタータモータ２３により行なうものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アイドル回転時におけるエンジン２２を制御する制御量の学習として空燃比学習とＩＳＣ学習とを行なうものとしたが、これらに限定されず、例えば、点火時期の学習や吸排気バルブの開閉タイミングの学習などエンジン２２の制御量であれば如何なる学習であってもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２のクランクシャフト２６にベルト４８を介してモータジェネレータ３６が取り付けられた構成としたが、エンジン２２を自動停止すると共に自動始動できる構成であれば如何なる構成としてもよい。例えば、ハイブリッド自動車としては、エンジンからの動力の一部を車軸側に伝達すると共に残余を電気エネルギに変換して二次電池を充電したり車軸側に取り付けられた電動機に供給するタイプのいわゆるパラレルハイブリッド自動車として構成したり、エンジンからの動力のすべてを電気エネルギに変換して二次電池を充電すると共に二次電池からの電力を用いて走行するいわゆるシリーズハイブリッド自動車として構成してもよいし、ハイブリッド自動車以外の自動車の構成としても差し支えない。また、これらの場合、オートマチックトランスミッションは、如何なるタイプの変速機としてもよく、あるいは、オートマチックトランスミッションなどの変速機を備えないものとしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行される自動停止処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アイドル停車時のアイドル停車時間と学習実行条件の成立の有無と空燃比学習の程度とＩＳＣ学習の程度とエンジン２２の自動停止の状態の時間変化の一例を示す説明図である。

符号の説明

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ スタータモータ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ オートマチックトランスミッション、３０ オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（ＡＴＥＣＵ）、３２ デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ 駆動輪、３６ モータジェネレータ、３８ インバータ、４０ バッテリ、４２ クラッチ、４４ エンジン側プーリ、４６ モータ用プーリ、４８ ベルト、５０ ハイブリッド用電子制御ユニット、５２ シフトレバー、５３ シフトポジションセンサ、５４ アクセルペダル、５５ アクセルペダルポジションセンサ、５６ ブレーキペダル、５７ ブレーキペダルポジションセンサ、５８ 車速センサ。

Claims (6)

1. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸にクラッチを介して接続されたモータとを備えるハイブリッド車両であって、
   アイドル停車している最中に所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止する自動停止手段と、
   該自動停止された内燃機関を所定の始動条件が成立したときに自動始動する自動始動手段と、
   を備え、
   前記自動停止手段は、前記内燃機関の制御量の学習を実行するための学習実行条件が成立しているときには、該学習実行条件に基づく学習の完了と前記所定の停止条件が成立してからの継続時間とに基づいて前記内燃機関の自動停止を実行し、前記学習実行条件に基づく学習が完了していないときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間が所定時間経過したときに前記内燃機関の自動停止を実行する手段である
   ハイブリッド車両。
2. 前記自動停止手段は、前記学習実行条件に基づく学習が完了しているときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間に拘わらず、前記内燃機関の自動停止を実行する手段である請求項１記載のハイブリッド車両。
3. 前記自動停止手段は、前記内燃機関の制御量の学習を実行するための学習実行条件が成立していないときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間に拘わらず、前記内燃機関を自動停止する手段である請求項１または２記載のハイブリッド車両。
4. 請求項１ないし３いずれか記載のハイブリッド車両であって、
   前記学習対象としての前記内燃機関の制御量は複数の制御量であり、
   前記学習の完了は、前記学習対象としての複数の制御量に対するすべての学習の完了である
   ハイブリッド車両。
5. 前記複数の制御量は、空燃比またはアイドル回転維持流量の少なくとも一方を含む請求項４記載のハイブリッド車両。
6. 前記自動停止手段は、前記学習実行条件に基づく学習の完了履歴がないときには、前記所定の停止条件が成立してからの継続時間に拘わらず、前記内燃機関の自動停止を禁止する手段である請求項１ないし５いずれか記載のハイブリッド車両。
   

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