JP4665940B2 - Control device for vehicle engine - Google Patents
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Description
本発明は、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させる車両用エンジンの制御装置に関し、特に、電動駆動装置を用いた車両用エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle engine control device that automatically stops an engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and then automatically restarts the engine when a predetermined restart condition is satisfied. The present invention relates to a vehicle engine control device using an electric drive device.
例えば、特許文献1、2に開示されているように、この種の車両用エンジンの制御装置において、所定のエンジン停止条件が成立したときにエンジンを自動停止し、該エンジンの自動停止後に所定の再始動条件が成立したときに、少なくともエンジン停止時に膨張行程にあった停止時膨張行程気筒で混合気を燃焼させてエンジンを再始動するものが知られている。ここで、自動停止/再始動制御を採用しているエンジンの制御システムにおいては、エンジンの自動再始動時に、エンジンをアシストする電動駆動装置としてのスタータを比較的頻繁に用いる必要がある。このため、特許文献1、2の構成では、メインバッテリとサブバッテリとを備えた2バッテリシステムを採用し、操縦者の操作(主としてイグニションスイッチの操作)に基づく通常始動と、制御に基づく自動再始動とで、始動時に電力を供給するバッテリを切り換えることにより、給電能力の向上を図っている。
上述した先行技術では、電動駆動装置に給電するバッテリの劣化状況を判定し、劣化が認められる場合には、他のバッテリから電源を供給しているに過ぎなかった。 In the above-described prior art, the deterioration state of the battery that supplies power to the electric drive device is determined, and when deterioration is recognized, power is only supplied from another battery.
しかしながら、各バッテリのうち、メインバッテリは、車両に搭載される電気負荷の給電にも用いられているのが通常であるため、所定の運転状態で給電回路が切り換わると、車両の後退を防止する自動ロック式ブレーキ機構(いわゆるヒルホルダ)への電力低下が懸念されるという不具合があった。 However, among the batteries, the main battery is usually also used for power supply of an electric load mounted on the vehicle. Therefore, when the power supply circuit is switched in a predetermined operation state, the vehicle is prevented from moving backward. There is a problem that there is a concern about power reduction to the automatic locking brake mechanism (so-called hill holder).
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、不随意な車両の移動を防止しつつ自動停止したエンジンの始動性を向上することのできる車両用エンジンの制御装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicular engine control device capable of improving the startability of an automatically stopped engine while preventing involuntary movement of the vehicle. Yes.
上記課題を解決するために本発明は、停止時の不随意な移動を規制する自動ロック式ブレーキ機構を備えた車両に設けられ、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させるとともに、所定の再始動条件が成立した際に自動停止後のエンジンを自動的に再始動する車両用エンジンの制御装置において、前記エンジンの運転状態を判定する運転状態判定部と、停止中のエンジンを始動アシスト可能な電動駆動装置と、前記運転状態判定部の判定に基づく所定のアシスト条件が、前記再始動条件の成立時に成立した場合に前記電動駆動装置を駆動する電動駆動装置制御部と、少なくとも前記自動ロック式ブレーキ機構を含む当該車両の電気負荷に給電する第1のバッテリと、前記電動駆動装置に給電する第2のバッテリと、少なくとも前記第2のバッテリの劣化状態を検出するバッテリ劣化検出手段と、前記第1、第2のバッテリと前記電動駆動装置との回路接続を切り換えることにより、前記第2のバッテリのみから前記電動駆動装置に給電する通常給電モードと、前記第2のバッテリとともに前記第1のバッテリからも前記電動駆動装置に給電する補充給電モードとに給電モードを切り換える切換手段と、前記車両の後退に関する情報を検出して前記運転状態判定部に出力する後退情報検出手段とを備え、前記運転状態判定部は、前記後退情報検出手段の出力に基づいて前記自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下許否を判定する機能を有し、前記切換手段は、前記アシスト条件の成立時において、前記バッテリ劣化検出手段が前記第2のバッテリの劣化を検出した場合には、前記運転状態判定部が前記自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下を許容しているときに限り前記給電モードを補充給電モードに切り換えるものであることを特徴とする車両用エンジンの制御装置である。この態様では、アシスト条件が成立して、エンジンの再始動時に電動駆動装置が駆動される際、バッテリ劣化が検出された場合には、車両の後退に関する情報に基づいて自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下が許容される運転状態に限り、給電モードが補充給電モードに切り換えられる。このため、給電モードを補充給電モードに切り換えることにより、自動ロック式ブレーキ機構への供給電力が低下しても、車両が不随意に後退することはない。 In order to solve the above problems, the present invention is provided in a vehicle equipped with an automatic locking brake mechanism that restricts involuntary movement at the time of stop, and automatically stops the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied. In a vehicle engine control device that automatically restarts an engine after automatic stop when a predetermined restart condition is satisfied, an operating state determination unit that determines the operating state of the engine, and a stopped engine An electric drive device capable of assisting start-up, an electric drive device control unit that drives the electric drive device when a predetermined assist condition based on the determination of the operation state determination unit is satisfied when the restart condition is satisfied, and at least A first battery that supplies power to the electric load of the vehicle including the automatic locking brake mechanism, a second battery that supplies power to the electric drive device, and at least In addition, by switching the circuit connection between the battery deterioration detection means for detecting the deterioration state of the second battery and the first and second batteries and the electric drive device, the electric drive is performed only from the second battery. Switching means for switching the power supply mode between a normal power supply mode for supplying power to the apparatus and a supplementary power supply mode for supplying power to the electric drive device from the first battery together with the second battery, and detecting information related to the reverse of the vehicle And a reverse information detection means for outputting to the driving state determination unit, and the driving state determination unit determines whether or not the power supplied to the automatic lock brake mechanism is allowed to decrease based on the output of the reverse information detection means. And the switching means detects the deterioration of the second battery when the assist condition is satisfied. In this case, the vehicle is characterized in that the power supply mode is switched to the supplementary power supply mode only when the driving state determination unit allows a decrease in power supplied to the automatic lock brake mechanism. An engine control device. In this aspect, when the assist condition is satisfied and the battery drive is detected when the electric drive device is driven when the engine is restarted, the automatic lock brake mechanism is applied to the vehicle based on the information related to the reverse of the vehicle. The power supply mode is switched to the supplementary power supply mode only in the operating state in which the reduction of the supplied power is allowed. For this reason, by switching the power supply mode to the supplementary power supply mode, the vehicle does not move involuntarily even if the power supplied to the automatic lock brake mechanism decreases.
好ましい態様において、前記アシスト条件の成立時において、前記バッテリ劣化検出手段が前記第2のバッテリの劣化を検出した場合であって、前記運転状態判定部が前記自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下を禁止しているときに乗員に警報を発する警報手段を備えている。この態様では、エンジンの再始動時にバッテリの劣化によって電動駆動装置が充分に機能できない運転状況下において、乗員に警報を発することにより、自動ロック式ブレーキ機構への給電を停止できるような車両の操作を促して、車両の不随意な後退を防止しつつ、エンジンの始動性を向上させることができる。 In a preferred aspect, when the assist condition is satisfied, the battery deterioration detection unit detects the deterioration of the second battery, and the driving state determination unit is configured to supply power to the automatic lock brake mechanism. There is an alarm means for issuing an alarm to the occupant when the lowering is prohibited. In this mode, when the engine is restarted, the vehicle operation is such that the power supply to the automatic lock brake mechanism can be stopped by issuing an alarm to the occupant in an operating situation in which the electric drive device cannot sufficiently function due to deterioration of the battery. The startability of the engine can be improved while preventing the vehicle from involuntarily moving backward.
好ましい態様において、前記後退情報検出手段は、前記車両のブレーキ装置の作動油圧を検出するブレーキ油圧センサと路面の勾配を検出する傾斜角度センサの何れかによって構成されるものである。この態様では、通常の車両に既設されているセンサを用いて後退情報を検出し、廉価な構成で給電モードの切換制御に供することができる。 In a preferred aspect, the reverse information detecting means is constituted by either a brake hydraulic pressure sensor for detecting an operating hydraulic pressure of a brake device of the vehicle or an inclination angle sensor for detecting a road surface gradient. In this aspect, the backward information can be detected using a sensor that is already installed in a normal vehicle, and can be used for power supply mode switching control with an inexpensive configuration.
好ましい態様において、前記切換手段は、エンジンのイグニションキースイッチの接続時にも給電モードを補充給電モードに切り換えるものである。この態様では、操縦者の操作に基づいてエンジンを始動する際にも、始動性を向上することができる。 In a preferred aspect, the switching means switches the power supply mode to the supplementary power supply mode even when the ignition key switch of the engine is connected. In this aspect, the startability can be improved even when the engine is started based on the operation of the operator.
以上説明したように本発明は、アシスト条件の成立時において第2のバッテリの劣化を検出した場合に、自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下を許容可能な運転状態に限って給電モードを切り換え、電動駆動装置によるエンジンの始動性を確保しているので、不随意な車両の移動を防止しつつ自動停止したエンジンの始動性を向上することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, when the deterioration of the second battery is detected when the assist condition is satisfied, the power supply mode is limited to the operation state in which the decrease in the power supplied to the automatic lock brake mechanism can be allowed. Since the startability of the engine by the switching and the electric drive device is ensured, there is a remarkable effect that the startability of the automatically stopped engine can be improved while preventing involuntary movement of the vehicle.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1および図2は本発明に係る車両用エンジン1の概略構成を示す。
1 and 2 show a schematic configuration of a
各図に示すエンジン1は、4サイクル火花点火式ガソリンエンジンであって、4つの気筒12A〜12D(図2参照)が設けられている。また、各気筒12A〜12Dの内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト3に連結されたピストン13が嵌挿されることにより、当該ピストン13の上方に燃焼室14が形成されている。各気筒12A〜12Dに設けられたピストン13は、所定の位相差をもってクランクシャフト3の回転に伴い上下運動を行うように構成されている。
The
一般的に、多気筒4サイクルエンジンにおいては、各気筒が所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなる燃焼サイクルを行うようになっている。本実施形態の4気筒エンジンの場合、気筒列方向一端側から1番気筒12A、2番気筒12B、3番気筒12C、4番気筒12Dと呼ぶと、1番気筒(#1)、3番気筒(#3)、4番気筒(#4)、2番気筒(#2)の順にクランク角で180度ずつの位相差をもって燃焼が行われるようになっている。さらに本実施形態では、エンジンの自動停止中に圧縮行程にあった気筒を停止時圧縮行程気筒、膨脹行程にあった気筒を停止時膨脹行程気筒と称する(同様に吸気行程にあった気筒を停止時吸気行程気筒、排気行程にあった気筒を停止時排気行程気筒と称する)。
In general, in a multi-cylinder four-cycle engine, each cylinder performs a combustion cycle including intake, compression, expansion, and exhaust strokes with a predetermined phase difference. In the case of the four-cylinder engine of the present embodiment, the
シリンダヘッド10には、各気筒12A〜12Dの燃焼室14の頂部に配置され、プラグ先端が燃焼室14内に臨むように点火プラグ15が設けられている。また、シリンダヘッド10には、燃焼室14の側方から内部に燃料を直接噴射する燃料噴射弁16が設けられている。この燃料噴射弁16は、図外のニードル弁およびソレノイドを内蔵し、エンジン制御ユニット100の燃焼制御部102(図4参照)から入力されたパルス信号のパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を上記点火プラグ15の電極付近に向けて噴射するように構成されている。
The
また、各気筒12A〜12Dの上部には、燃焼室14に向かって開口する吸気ポート17および排気ポート18が設けられている。そして、これらのポート17、18と燃焼室14との連結部分には、吸気バルブ19および排気バルブ20がそれぞれ装備されている。この吸気ポート17および排気ポート18には、吸気通路21および排気通路22が接続されている。吸気ポート17に近い吸気通路21の下流側は、図2に示すように、各気筒12A〜12Dに対応して独立した分岐吸気通路21aに分岐しており、この各分岐吸気通路21aの上流端がそれぞれサージタンク21bに連通している。このサージタンク21bよりも上流側には共通吸気通路21cが設けられている。この共通吸気通路21cには、スロットルボディ24が設けられている。スロットルボディ24には、各気筒12A〜12Dに流入する空気量を調整可能なスロットル弁24aと、このスロットル弁24aを駆動するアクチュエータ24bと、アイドリング回転速度制御装置(ISC:Idling Speed Control device)24cとが設けられている。図示の実施形態において、ISC24cは、エンジン制御ユニット100の燃焼制御部102(図4参照)によって開弁量を変更可能な電磁駆動式のものである。スロットル弁24aの上流側および下流側には、それぞれ吸気流量を検出するエアフローセンサ25と、吸気圧力を検出する吸気圧センサ26とが設置されている。
In addition, an
また、上記エンジン1には、図1に示すように、タイミングベルト等によりクランクシャフト3に連結されたオルタネータ28が付設されている。このオルタネータ28は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路28aを内蔵し、このレギュレータ回路28aに入力されるエンジン制御ユニット100(図4参照)からの制御信号に基づき、車両電気負荷82(図3参照)および車載されたバッテリ80(図3参照)の電圧等に対応した発電量の制御が実行されるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
またエンジン1には、電動駆動装置としてのスタータ36が設けられている。このスタータ36は、モータ36a(電気モータ)とピニオンギア36dとを有し、エンジン1を駆動するものである。ピニオンギア36dの回転軸は、モータ36aの出力軸と同軸で、その回転軸に沿って往復移動する。またクランクシャフト3には、図略のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギア35が、回転中心に対して同心に設けられている。そして、このスタータ36を用いてエンジン1を始動する場合には、ピニオンギア36dが所定の噛合位置に移動して、リングギア35に噛合することにより、クランクシャフト3が回転駆動されるようになっている。
Further, the
スタータ36によってエンジンを始動させる形態には2通りある。第1の形態は運転者がイグニションキースイッチ38(図3参照)を回してスタータ36を駆動させ、それによってエンジン1を始動させるものであり、キー始動と呼ばれるものである。第2の形態は、エンジンの自動停止後の再始動時に、エンジン制御ユニット100のスタータ制御部103(図4参照)が自動的にスタータ36を駆動させ、それによってエンジン1を始動させるものであり、自動再始動と呼ばれるものである。
There are two modes for starting the engine by the
またエンジン1には、クランクシャフト3の回転角を検出する2つのクランク角度センサ30、31が設けられている。一方のクランク角度センサ30から出力される検出信号(パルス信号)に基づいてエンジン回転速度Neが検出されるとともに、この両クランク角度センサ30、31から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランクシャフト3の回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン1には、吸気側カムシャフトの回転位置を検出するカム角度センサ32と、冷却水温度を検出する水温センサ33と、運転者のアクセル操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサ34とが設けられている。
The
本実施形態に係る車両には、後退情報検出手段としての傾斜角度センサ41が設けられている。傾斜角度センサ41は、路面の勾配に関連する信号を車両の後退に関する情報として出力し、エンジン制御ユニット100に入力するものである。これによりエンジン制御ユニット100は、路面の勾配を認識し、ヒルホルダ110への供給電力の低下許否を判定することができるようになっている。
The vehicle according to the present embodiment is provided with an
図3は本実施形態に係る車両に搭載された電力供給システムの概略構成図である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a power supply system mounted on the vehicle according to the present embodiment.
図3を参照して、同電力供給システムは、第1のバッテリ80aと第2のバッテリ80b(総称するときはバッテリ80という)とを備えている。
Referring to FIG. 3, the power supply system includes a
第1のバッテリ80aは車両電気負荷82に常時接続され、これらに電力供給が可能である。車両電気負荷82は第1負荷群82a、第2負荷群82a、第3負荷群82cに大別される。
The
第1負荷群82aは、一般的な車両電気負荷のうち、スタータ36のクランキング時に電源電圧が一次的に低下することが望ましくない電気負荷である。具体的には、エアバッグコントロールユニット、EHPAS(電子油圧式パワーステアリング)コントロールユニット、ナビゲーションシステム、オーディオ、各種メータ類等が挙げられる。
The
第2負荷群82aは、一般的な車両電気負荷のうち、スタータ36のクランキング時に電源電圧が一次的に低下してもあまり問題にならない電気負荷である。具体的には各種ライト、デフォッガ等が挙げられる。
The
第3負荷群82cは、車両用エンジンの制御装置を搭載する当該車両特有の車両電気負荷である。具体的には坂道停車中に車両のずり下がりを防止する自動ロック式ブレーキ機構としてのヒルホルダ110、電動パワーステアリングのモータ等が挙げられる。ヒルホルダ110は、エンジン自動停止中にパワーブレーキが作動しないことをカバーするものであり、電動パワーステアリングは、エンジン自動停止中にEHPAS(電子油圧式パワーステアリング)が作動しないことをカバーするものである。ヒルホルダ110を制御するために、車両のブレーキブースタに導入されるブレーキブースタ負圧を検出するブレーキブースタ負圧センサ39や、ブレーキペダルの作動油の圧力を検出するブレーキ油圧センサ40が車両に設けられている。なお、ヒルホルダ110のさらに詳細な構成については、本件出願人らが先に提案している特願2003−25669(特開2004−231155号公報)に詳細に開示しているものと同様であるので、残余の説明についてはこれを省略する。
The
第1のバッテリ80aは、パワーリレー85を介してスタータ36に接続されている。従って、パワーリレー85がオフのときにはスタータ36への電力供給がなされず、パワーリレー85がオンのときにはスタータ36への電力供給が可能となる。さらに第1のバッテリ80aはオルタネータ28に常時接続され、オルタネータ28で発電された電気が第1のバッテリ80aに充電される。第1のバッテリ80aの電圧は、第1の電圧センサSW1によって検出され、エンジン制御ユニット100に入力されるようになっている。
The
第2のバッテリ80bは、第1のバッテリ80aよりも少容量で、スタータ36駆動専用のバッテリである。第2のバッテリ80bはスタータ36に常時接続され、電力供給が可能となっている。また第2のバッテリ80bは、チャージリレー87を介してオルタネータ28と接続されている。これにより、チャージリレー87がオンのとき、オルタネータ28で発電された電気が第2のバッテリ80bに充電される。第2のバッテリ80bの電圧は、第2の電圧センサSW2によって検出され、エンジン制御ユニット100に入力されるようになっている。
The second battery 80b has a smaller capacity than the
キー始動時およびエンジン自動停止状態からクランキングによる再始動を行うとき、第2のバッテリ80bからスタータ36のモータ36aに電力が供給され、スタータ36が駆動する。
At the time of key start and when restarting by cranking from the engine automatic stop state, power is supplied from the second battery 80b to the
クランキング時、スタータ36での消費電力は比較的大きいので、第2のバッテリ80bの電源電圧が一時的に大きく低下する(図5参照)。しかし車両電気負荷82は、第1のバッテリ80aからの電力供給を受けているので、第2のバッテリ80bの電圧低下の影響を受けない。これは特に電源電圧の低下が望ましくない第1負荷群82aに対して効果的である。
At the time of cranking, since the power consumption in the
また、本実施形態に係る車両にはワーニング報知部90が設けられている。これは、オイル切れ等、各種のワーニング(警告)を運転者に報知するものであり、一般的にはインスツルメントパネル内に列設されたワーニングランプ等である。
Moreover, the warning alerting | reporting
さらに、インストゥルメントパネル内には、ブザー92(図4参照)が設けられており、エンジン制御ユニット100の制御によって乗員に警報を発することができるように構成されている。
Further, a buzzer 92 (see FIG. 4) is provided in the instrument panel so that an alarm can be issued to the occupant under the control of the
なお、図3に示すように、本実施形態に係るエンジン1は、自動変速機2とともにパワーユニットを構成している。
As shown in FIG. 3, the
図4は、本発明に係る車両のエンジン制御ユニット100を中心とする制御ブロック図である。図4では、特に本実施形態の説明に必要な部分のみを抽出して示している。
FIG. 4 is a control block diagram centering on the vehicle
エンジン制御ユニット100には、上述した各種のセンサやスイッチ類、すなわちエアフローセンサ25、吸気圧センサ26、クランク角度センサ30、31、カム角度センサ32、水温センサ33、アクセル開度センサ34、イグニションキースイッチ38、ブースタ負圧センサ39、ブレーキ油圧センサ40、並びに傾斜角度センサ41等の入力要素からの信号が入力される。
The
またエンジン制御ユニット100は、その制御対象である燃料噴射弁16、スロットル弁24a、点火装置27、オルタネータ28、スタータ36、ヒルホルダ110を含む車両電気負荷82、パワーリレー85およびチャージリレー87等の出力要素に対して制御信号を出力する。
Further, the
エンジン制御ユニット100は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェースおよびこれらを接続するバスを有するマイクロプロセッサで構成されている。そしてエンジン制御ユニット100は、運転状態判定部101、燃焼制御部102、スタータ制御部103、オルタネータ制御部104、給電状態判定部105,電気負荷制御部106、リレー制御部107、ワーニング処理部108、並びにブザー制御部109を論理的に構成している。
The
運転状態判定部101は、エアフローセンサ25、吸気圧センサ26、クランク角度センサ30、31、カム角度センサ32、水温センサ33、およびアクセル開度センサ34からのセンサ信号に基づきピストン13の位置や、筒内温度、或いはエンジン1が正転しているか否か等、種々の運転状態を判定するものである。この運転状態判定部101は、エンジン1が自動停止時しているときにおけるピストン13の停止位置を判定するものでもある。さらに運転状態判定部101に判定される運転状態としては、予めメモリに記憶されたデータに基づいて推定される各気筒の筒内温度や、アシスト条件の成否も含まれる。アシスト条件とは、例えば、ピストン13の停止位置が予めメモリに記憶された所定の停止位置から外れている場合等に、スタータ36による始動アシストを要するとされる条件をいう。
The operating
燃焼制御部102は、エアフローセンサ25、吸気圧センサ26、クランク角度センサ30、31、カム角度センサ32、水温センサ33およびアクセル開度センサ34からのセンサ信号に基づき、エンジン1の適正なスロットル開度(吸気量)、燃料噴射量とその噴射タイミング、および適正点火時期を設定し、その制御信号を燃料噴射弁16、スロットル弁24a(のアクチュエータ24b)、点火装置27に出力する。この燃焼制御部102の機能により、エンジン制御ユニット100は、全体として、所定の自動停止条件が成立したときにエンジン1を自動停止させ、停止後、所定の再始動条件が成立したときに、エンジン1を自動的に再始動させるように構成されている。本実施形態に係る再始動制御は、再始動条件が成立したときに、エンジン1の自動停止時に膨張行程にあった停止時膨張行程気筒12B内での燃焼により自動的にエンジンを再始動させる燃焼再始動制御と、スタータ36を併用するスタータ併用再始動制御と、スタータ36のみにより強制的にエンジンを再始動させるスタータ始動制御とのいずれかの制御方法が選択され実行される。
The
スタータ制御部103は、キー始動時およびエンジン自動停止制御における再始動においてスタータ36の駆動が必要とされたときにスタータ36に駆動信号を送りスタータ36を駆動させる。
The
オルタネータ制御部104は、オルタネータ28の適切な発電量を設定し、その駆動信号を上記レギュレータ回路に出力する。通常は、出力電圧(レギュレート電圧)の目標値(例えば13V)が設定され、エンジン回転速度等が変動してもその目標値を維持するように発電量をフィードバック制御する。またオルタネータ制御部104は、上記発電量制御において、オルタネータ28の発電量自体を調節することによってエンジン1の負荷を変化させ、ピストン13が再始動に適した適正範囲に停止するような制御を行っている。発電量制御が行われている間、出力電圧は電気負荷82の消費電力に応じて変動する。
The
給電状態判定部105は、各電圧センサSW1、SW2の検出値に基づき、各バッテリ80a、80bからの電圧を判定するものである。詳しくは後述するように、この給電状態判定部105は、各バッテリ80a、80bの劣化判定も実行する。
The power supply
電気負荷制御部106は、運転者や搭乗者のスイッチ操作に基づき、或いは自動的に、車両電気負荷82を作動させたりその作動状態を変化させたりする。スタータ駆動時にスタータ36への電力供給をより多く確保するために、必要に応じて車両電気負荷82への電力供給を遮断するように構成されている。本実施形態においては、クランク角度センサ30、31、ブースタ負圧センサ39、ブレーキ油圧センサ40、並びに傾斜角度センサ41の出力に基づいて、ヒルホルダ110の作動をも制御するように構成されている。他方、運転状態判定部101は、ヒルホルダ110の作動状況に基づき、傾斜角度センサ41から入力された路面の勾配に関連する信号を車両の後退に関する情報として処理することにより、ヒルホルダ110への供給電力の低下許否を判定するように構成されている。
The electric
リレー制御部107は、図3に示すパワーリレー85およびチャージリレー87を必要に応じてオン/オフ制御することにより、スタータ36への給電やバッテリ80の充電制御を司るものである。本実施形態においては、このリレー制御部107がパワーリレー85の接続遮断状態を切り換えることにより、第2のバッテリ80bのみからスタータ36に給電する通常給電モードと、第2のバッテリ80bとともに第1のバッテリ80aからもスタータ36に給電する補充給電モードとに切り換える切換手段を構成している。リレー制御部107は、燃焼再始動制御(または自動再始動制御)が実行される際、パワーリレー85を遮断することにより、給電モードを通常給電モードに維持する。
The
ワーニング処理部108は、運転状態判定部101が判定した運転状態が所定の場合にワーニング報知部90を作動させるものである。
The
ブザー制御部109は、運転状態判定部101が判定した運転状態が、アシスト条件の成立時において、第2のバッテリ80bの劣化を検出した場合であって、運転状態判定部101がヒルホルダ110への供給電力の低下を禁止しているときに、ブザー92を作動させるものである。
The
次に、給電状態判定部105による本実施形態に係るバッテリ80の劣化判定について説明する。
Next, deterioration determination of the
図5は、バッテリの劣化判定を説明するためのタイミングチャートである。なお、図5では、バッテリの一例として、第2のバッテリ80bのタイミングチャートを示しているが、第1のバッテリについても、同様の手法で劣化判定を行うことができるので、ここでは、第2のバッテリ80bを例に挙げて説明する。 FIG. 5 is a timing chart for explaining battery deterioration determination. Note that FIG. 5 shows a timing chart of the second battery 80b as an example of the battery. However, since the deterioration determination can be performed for the first battery by the same method, the second battery 80b is used here. The battery 80b will be described as an example.
図5を参照して、スタータ36のように、大電力を必要とする電気負荷に電力供給を開始すると、第2のバッテリ80bは、規定電圧から急激に電圧降下を来たし、一定の過渡的な期間を経過した後、再び規定電圧に戻る挙動を示す。第2のバッテリ80bが劣化していない正常時においては、過渡的に低下した電圧が所定の高さを維持して規定電圧に戻るのに対し、劣化を来している劣化時においては、過渡的に低下した電圧が、正常時よりも下回って低下することが分かっている。
Referring to FIG. 5, when power supply is started to an electric load that requires a large amount of power, such as
そこで、本実施形態では、予め実験等でバッテリの劣化を検出する劣化判定電圧Vstを設定し、この劣化判定電圧Vstと検出された電圧(sub_vb)との比較でバッテリ80の劣化状態を判定するようにしている。劣化判定電圧Vstは、現在検出されている電圧(sub_vb)が取り得る所定の電圧(例えば6Vから8V)に設定される。電圧センサSW1、SW2に検出された電圧(sub_vb)が劣化判定電圧Vst未満であれば、バッテリ80は劣化していると判定される。
Therefore, in this embodiment, a deterioration determination voltage Vst for detecting battery deterioration is set in advance through experiments or the like, and the deterioration state of the
次にエンジン制御ユニット100によって行われる自動停止制御について説明する。
Next, automatic stop control performed by the
図6および図7は、エンジン制御ユニット100による制御、特に自動停止制御を中心とするフローチャートである。図6はエンジン1が停止するまでの制御、図7はその後の再始動の制御を示す。
6 and 7 are flowcharts centering on control by the
図6を参照して、エンジン制御ユニット100は、予め設定されたエンジン1の自動停止条件が成立するのを待機する(ステップS10)。具体的には、ブレーキの作動状態が所定時間継続し、車速が所定値以下であるといった場合には、エンジン1の自動停止条件が成立したと判定される。ステップS10において、自動停止条件が成立したと判定した場合、エンジン制御ユニット100は、オルタネータ制御を含むエンジン回転速度調整制御を開始する(ステップS12)。
Referring to FIG. 6,
具体的には、エンジン回転速度Neを停止前回転速度N1(例えば760rpm)に調節する(ステップS13)。そして、エンジン回転速度NeがこのN1になった後(ステップS13でYES)、燃料噴射弁16からの燃料供給を停止する(ステップS14)。
Specifically, the engine rotation speed Ne is adjusted to the rotation speed N1 before stop (for example, 760 rpm) (step S13). Then, after the engine rotation speed Ne becomes N1 (YES in step S13), the fuel supply from the
続いてエンジン制御ユニット100は、スロットル弁24aを開弁し(ステップS15)、エンジン回転速度Neが所定の回転速度N2(例えば約500rpm)よりも低くなるのを待機する(ステップS16)。ステップS16においてYESの場合、エンジン制御ユニット100は、スロットル弁24aを閉弁する(ステップS17)。その後もエンジン制御ユニット100はオルタネータ制御を継続してピストン13の停止位置調整を実行し続け、クランク角度センサ30、31の検出値に基づいてエンジン1が完全に停止するのを待機する(ステップS18)。エンジン1が完全に停止するまで、エンジン制御ユニット100は、ピストン13の停止位置調整を制御し続けるとともに、エンジン1が完全に停止した場合には、オルタネータ制御を終了し(ステップS19)、クランク角度センサ30、31の検出によって運転状態判定部101が判定したピストン13の停止位置を記憶する(ステップS20)。
Subsequently, the
次に図7を参照して、エンジンの再始動について説明する。エンジン制御ユニット100は、エンジン1が停止した後、再始動条件が成立するのを待機する(ステップS21)。再始動条件としては、例えば、運転者によるアクセル操作等が例示される。この再始動条件が成立すると、エンジン制御ユニット100は、停止時圧縮行程気筒12Aのピストン13が所定の単独燃焼停止範囲R(例えば圧縮上死点前60°CAから80°CAの範囲)内にあるか否かを判定する(ステップS22)。仮にピストン13が単独燃焼停止範囲R内にあれば、エンジン制御ユニット100は、そのまま燃焼再始動サブルーチンを実行し(ステップS23)、さらに、通常運転サブルーチンを実行する(ステップS24)。他方、ステップS22において、ピストン13が単独燃焼停止範囲R外であると判定した場合、エンジン制御ユニット100は、さらに、ピストン停止位置が所定の燃焼再始動可能範囲A(例えば、圧縮上死点前140°から圧縮上死点前40°の範囲)内であるか否かを判定する(ステップS25)。このステップS25でピストン13が燃焼再始動可能範囲A内であると判定した場合、エンジン制御ユニット100は、アシスト併用再始動サブルーチンを実行する(ステップS26)。他方、ピストン13が燃焼再始動可能範囲A外であると判定した場合、エンジン制御ユニット100は、スタータ36のみによるアシスト再始動サブルーチンを実行する(ステップS27)。
Next, the restart of the engine will be described with reference to FIG. The
本実施形態に係る燃焼再始動制御やスタータ併用再始動制御の詳細については、例えば、本件出願人が先に提案している特開2005−2847号公報や、特開2005−315197号公報に開示されたものをそのまま適用することが可能であるので、その詳細については説明を省略する。 Details of the combustion restart control and the starter combined restart control according to the present embodiment are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-2847 and Japanese Patent Laid-Open No. 2005-315197 previously proposed by the applicant. Since what has been applied can be applied as it is, the description thereof will be omitted.
図8および図9は、本実施形態に係るアシスト再始動制御のサブルーチンを示すフローチャートである。 8 and 9 are flowcharts showing a subroutine of assist restart control according to the present embodiment.
まず、図8を参照して、同アシスト再始動制御において、エンジン制御ユニット100は、まず、第2のバッテリ80bの給電によって(すなわち、通常給電モードによって)スタータ36を駆動する(ステップS271)。次いで、エンジン制御ユニット100は、スタータ36を駆動した後のエンジン1がエンストを起こしたか否かを判定する(ステップS272)。仮にエンストが起きている場合、エンジン制御ユニット100は、第2の電圧センサSW2が検出した第2のバッテリ80bの電圧(sub_vb)が、劣化判定電圧Vst以下であるか否かを判定する(ステップS273)。仮に、第2のバッテリ80bの電圧(sub_vb)が、劣化判定電圧Vstを越えている場合には、エンジン制御ユニット100は、スタータ36の駆動を停止し(ステップS274)、エンスト処理を実行する(ステップS275)。ここで、「エンスト処理」とは、ワーニング報知部90に一定の動作を行わせるワーニング処理である。例えば、ワーニング報知部90がインスツルメントパネル内に列設されたワーニングランプであれば、それらを一斉に点灯させる。第2のバッテリ80bからの供給電圧が充分高いにも拘わらず、エンストが生じている場合には、スタータ36の故障も懸念されるので、その場合には速やかにスタータ36を停止して、無駄な稼動を防止するとともに、エンスト処理を施して、乗員に報知するようにしているのである。
First, referring to FIG. 8, in the assist restart control,
他方、ステップS273において、第2のバッテリ80bの劣化が認められる場合(ステップS273においてYESの場合)、エンジン制御ユニット100は、給電モードを通常給電モードから補充給電モードに切り換えようとするのであるが、それに先だって、ヒルホルダ110への供給電力の低下を許容できるか否かを判定するようにしている。
On the other hand, when deterioration of the second battery 80b is recognized in step S273 (YES in step S273),
具体的には、エンジン制御ユニット100は、まず、自動変速機2のレンジポジションがニュートラルレンジまたはパーキングレンジであるか否かを判定する(ステップS276)。仮にレンジポジションがニュートラルレンジやパーキングレンジである場合、ヒルホルダ110が作動していなくても車両の後退を考慮する必要がない運転状態であると考えられるので、レンジポジションがこれらのレンジである場合には、給電モードを切り換え、レンジポジションがこれらのレンジ以外である場合には、さらに、運転状態を判定するようにしているのである。
Specifically, the
仮にレンジポジションがニュートラルレンジでもパーキングレンジでもない場合、エンジン制御ユニット100は、ブレーキ油圧センサ40の検出したブレーキ油圧Pbkが、所定の圧力P(δ)以上であるか否かを判定する(ステップS278)。ここで、所定の圧力P(δ)は、路面の勾配δに応じた変数であり、勾配δが大きい程、大きな値に設定される。
If the range position is neither the neutral range nor the parking range, the
仮にブレーキ油圧センサ40の検出したブレーキ油圧Pbkが圧力P(δ)未満である場合、エンジン制御ユニット100は、路面の勾配δが所定の角度δs以内であるか否かを判定する(ステップS278)。ここで、所定の角度δsは、例えば、車両が後ろ下がりに3°から5°の範囲に設定される。仮に路面の勾配δが所定の角度δsよりも傾斜している場合には、給電モードを変更することによって、ヒルホルダ110による制動力が低下し、車両が後退するおそれがある。そこで、本実施形態では、ブザー92を作動し、乗員に警報を発することによって、エンストを警告し、ブレーキの踏み込みを促すようにしている(ステップS279)。本実施形態では、このブザー92の作動制御の後、上述したステップS276に戻って、給電モードの切り換え可否を判定するようにしている。
If the brake hydraulic pressure Pbk detected by the brake
ステップS276、ステップS277、またはステップS278で、YESの場合、エンジン制御ユニット100は、(ブザー92が作動している場合には)ブザー92の作動を停止し(ステップS2710)、パワーリレー85を接続することによって給電モードを補充給電モードに切り換える(ステップS2711)。次いで、エンジン制御ユニット100は、エンジン1が完爆するのを待機する(ステップS2712)。具体的には、クランク角度センサ30、31の検出値に基づき、エンジン1の回転速度が500rpm以上になるのを待機し、500rpm以上で完爆と判定する。
If YES in step S276, step S277, or step S278, the
エンジン1の完爆を検出すると、エンジン制御ユニット100は、点火タイミングを圧縮上死点後にリタードさせることによって、吹き上がり制御を実行する(ステップS2713)。これにより、停止時吸気行程気筒12Cで混合気を燃焼する際におけるエンジン回転速度Neの急激な上昇を抑制することができる。
When the complete explosion of the
その後、エンジン制御ユニット100は、パワーリレー85を開き(ステップS2714)、給電モードを通常給電モードに切り換える。その後、スタータ36の作動を停止してメインルーチンに復帰する(ステップS2715)。
Thereafter, the
次にステップS272において、エンストが認められなかった場合、エンジン制御ユニット100は、図9に示すように、エンジン1が完爆するのを待機する(ステップS2716)。完爆が認められなかった場合、エンジン制御ユニット100はステップS272以下の処理を繰り返す。他方、エンジン1の完爆を検出すると、エンジン制御ユニット100は、吹き上がり制御を実行する(ステップS2717)。その後、スタータ36の作動を停止してメインルーチンに復帰する(ステップS2718)。
Next, when the engine stall is not recognized in step S272, the
以上説明したように本実施形態では、アシスト条件が成立して、エンジン1の再始動時にスタータ36が駆動される際、第2のバッテリ80bの劣化が検出された場合には、車両の後退に関する情報に基づいてヒルホルダ110への供給電力の低下が許容される運転状態に限り、給電モードが補充給電モードに切り換えられる。このため、給電モードを補充給電モードに切り換えることにより、ヒルホルダ110への供給電力が低下しても、車両が不随意に後退することはない。
As described above, in the present embodiment, when the assist condition is satisfied and the
また本実施形態では、アシスト条件の成立時において、第2の電圧センサSW2が第2のバッテリ80bの劣化を検出した場合であって、運転状態判定部101がヒルホルダ110への供給電力の低下を禁止しているときに乗員に警報を発する警報手段としてのブザー92を備えている。このため本実施形態では、エンジン1の再始動時にバッテリの劣化によってスタータ36が充分に機能できない運転状況下において、乗員に警報を発することにより、ヒルホルダ110への給電を停止できるような車両の操作(具体的にはブレーキペダルの踏み込みやレンジポジションのパーキングレンジへの切り換え等)を促して、車両の不随意な後退を防止しつつ、エンジン1の始動性を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, when the assist condition is satisfied, the second voltage sensor SW2 detects the deterioration of the second battery 80b, and the operation
また本実施形態では、後退情報検出手段は、車両のブレーキ装置の作動油圧を検出するブレーキ油圧センサ40と路面の勾配を検出する傾斜角度センサ41の何れかによって構成されるものである。このため本実施形態では、通常の車両に既設されているセンサ40、41を用いて後退情報を検出し、廉価な構成で給電モードの切換制御に供することができる。
Further, in the present embodiment, the reverse information detection means is constituted by either a brake
なお本実施形態では、切換手段としてのリレー制御部107は、エンジン1のイグニションキースイッチの接続時にも給電モードを補充給電モードに切り換えるものである。このため本実施形態では、操縦者の操作に基づいてエンジン1を始動する際にも、始動性を向上することができる。
In the present embodiment, the
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。 The above-described embodiments are merely preferred specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、ナビゲーションシステムを搭載した車両においては、上述したブザー92に代えて、「ブレーキペダルを踏み込んで下さい」「パーキングレンジにシフトして下さい」といった音声で、乗員に警報を発するようにしてもよい。或いは、警報に代えて、自動変速機2のレンジポジションをパーキングレンジに自動切り換えするようにしてもよい。
For example, in a vehicle equipped with a navigation system, instead of the
また、「車両の後退に関する情報」は、傾斜角度センサの出力に代えて、或いは傾斜角度センサの出力とともに、ヒルホルダ110を構成する制御弁の動作信号、ブレーキ油圧センサ40の出力を用いてもよい。
Further, the “information regarding the reverse of the vehicle” may use an operation signal of a control valve constituting the
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
1 車両用エンジン
2 自動変速機
30、31 クランク角度センサ
32 カム角度センサ
33 水温センサ
34 アクセル開度センサ
36 スタータ
39 ブレーキブースタ負圧センサ
40 ブレーキ油圧センサ
41 傾斜角度センサ
80a 第1のバッテリ
80b 第2のバッテリ
82 車両電気負荷
85 パワーリレー
87 チャージリレー
90 ワーニング報知部
92 ブザー
100 エンジン制御ユニット
101 運転状態判定部
102 燃焼制御部
103 スタータ制御部
104 オルタネータ制御部
105 給電状態判定部
106 電気負荷制御部
107 リレー制御部(切換手段の一例)
108 ワーニング処理部
109 ブザー制御部
110 ヒルホルダ(自動ロック式ブレーキ機構の一例)
SW2 第2の電圧センサ(バッテリ劣化検出手段の一例)
DESCRIPTION OF
108
SW2 Second voltage sensor (an example of battery deterioration detection means)
Claims (4)
前記エンジンの運転状態を判定する運転状態判定部と、
停止中のエンジンを始動アシスト可能な電動駆動装置と、
前記運転状態判定部の判定に基づく所定のアシスト条件が、前記再始動条件の成立時に成立した場合に前記電動駆動装置を駆動する電動駆動装置制御部と、
少なくとも前記自動ロック式ブレーキ機構を含む当該車両の電気負荷に給電する第1のバッテリと、
前記電動駆動装置に給電する第2のバッテリと、
少なくとも前記第2のバッテリの劣化状態を検出するバッテリ劣化検出手段と、
前記第1、第2のバッテリと前記電動駆動装置との回路接続を切り換えることにより、前記第2のバッテリのみから前記電動駆動装置に給電する通常給電モードと、前記第2のバッテリとともに前記第1のバッテリからも前記電動駆動装置に給電する補充給電モードとに給電モードを切り換える切換手段と、
前記車両の後退に関する情報を検出して前記運転状態判定部に出力する後退情報検出手段と
を備え、
前記運転状態判定部は、前記後退情報検出手段の出力に基づいて前記自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下許否を判定する機能を有し、
前記切換手段は、前記アシスト条件の成立時において、前記バッテリ劣化検出手段が前記第2のバッテリの劣化を検出した場合には、前記運転状態判定部が前記自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下を許容しているときに限り前記給電モードを補充給電モードに切り換えるものである
ことを特徴とする車両用エンジンの制御装置。 When the vehicle is equipped with an automatic locking brake mechanism that restricts involuntary movement at the time of stopping, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and when a predetermined restart condition is satisfied In a vehicular engine control device that automatically restarts an engine after an automatic stop,
An operation state determination unit for determining an operation state of the engine;
An electric drive device capable of assisting in starting the stopped engine;
An electric drive device control unit that drives the electric drive device when a predetermined assist condition based on the determination of the operation state determination unit is satisfied when the restart condition is satisfied;
A first battery for supplying power to an electric load of the vehicle including at least the automatic locking brake mechanism;
A second battery for supplying power to the electric drive device;
Battery deterioration detecting means for detecting at least a deterioration state of the second battery;
By switching the circuit connection between the first and second batteries and the electric drive device, a normal power supply mode for supplying power to the electric drive device from only the second battery, and the first battery together with the second battery. Switching means for switching the power supply mode to the supplementary power supply mode for supplying power to the electric drive device from the battery,
Reverse information detection means for detecting information related to the reverse of the vehicle and outputting the information to the driving state determination unit,
The driving state determination unit has a function of determining whether or not to allow a decrease in power supplied to the automatic lock brake mechanism based on the output of the reverse information detection unit,
When the battery deterioration detection unit detects deterioration of the second battery when the assist condition is satisfied, the switching unit determines whether the driving state determination unit supplies power to the automatic lock brake mechanism. The vehicle engine control apparatus is characterized in that the power supply mode is switched to the supplementary power supply mode only when a decrease is allowed.
前記アシスト条件の成立時において、前記バッテリ劣化検出手段が前記第2のバッテリの劣化を検出した場合であって、前記運転状態判定部が前記自動ロック式ブレーキ機構への供給電力の低下を禁止しているときに乗員に警報を発する警報手段を備えている
ことを特徴とする車両用エンジンの制御装置。 The vehicle engine control device according to claim 1,
When the assist condition is satisfied, the battery deterioration detection unit detects the deterioration of the second battery, and the driving state determination unit prohibits a decrease in power supplied to the automatic lock brake mechanism. A vehicle engine control device comprising warning means for issuing a warning to an occupant when the vehicle is on.
前記後退情報検出手段は、前記車両のブレーキ装置の作動油圧を検出するブレーキ油圧センサと路面の勾配を検出する傾斜角度センサの何れかによって構成されるものである
ことを特徴とする車両用エンジンの制御装置。 The control device for a vehicle engine according to claim 1 or 2,
The reverse information detection means is constituted by either a brake hydraulic pressure sensor that detects an operating hydraulic pressure of a brake device of the vehicle or an inclination angle sensor that detects a gradient of a road surface. Control device.
前記切換手段は、エンジンのイグニションキースイッチの接続時にも給電モードを補充給電モードに切り換えるものである
ことを特徴とする車両用エンジンの制御装置。 The control device for a vehicle engine according to any one of claims 1 to 3,
The control device for a vehicle engine, wherein the switching means switches the power supply mode to the supplementary power supply mode even when the ignition key switch of the engine is connected.
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