JP5181975B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、アイドルストップシステムを備えた車両に搭載されるエンジンの制御装置に関する。

近年、環境問題への配慮、及び燃費向上の観点から、アイドルストップシステムに関する技術の開発が進められている。

アイドルストップシステムを備えた車両は、車速が０ｋｍ／ｈであること、アクセルが全閉であること、及び／又はブレーキスイッチがオンであること等をエンジンの停止条件とし、エンジンの停止条件が成立したとき自動的にエンジンが停止するように制御される。

一方、アイドルストップ中のエンジンの再始動は、例えば特許文献１に開示されているように、運転者の発車意思による復帰条件、すなわち発進操作に伴う復帰条件（例えばブレーキスイッチのオフ等）が成立したとき、或いは、発進操作（運転者の発車意思）とは無関係にエンジンを再始動する必要がある復帰条件（例えばバッテリ電圧の低下又はエアコンの冷房機能低下）が成立したときに行われる。

特開２００１−２２７３７５号公報

ところが、アイドルストップ中において、乗員の誤操作等によって変速機の変速レンジが走行レンジであり且つ車両用ブレーキがオフである状態が生じ得る。この状態において上記の発進操作とは無関係の復帰条件が成立して、これに伴いエンジンが再始動すると、運転者に発車の意思が無いにも拘わらず車両が発進することが考えられ、安全面に関して改良の余地がある。

そこで、本発明は、アイドルストップ中のエンジンを再始動させる際の安全性を向上させることができるエンジンの制御装置を提供することを、基本的な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るエンジンの制御装置は、
車両のエンジンを自動的に停止させているとき、発進操作に伴いエンジンを再始動させるための第１の復帰条件、又は、発進操作とは無関係にエンジンを再始動させるための第２の復帰条件のいずれか一方が成立すると、エンジンを自動的に再始動させるエンジンの制御装置であって、
自動変速機の変速レンジを検出するレンジ検出手段と、
車両用ブレーキの作動状態を検出するブレーキ検出手段と、
エンジンの自動停止中において第２の復帰条件が成立したとき、前記レンジ検出手段と前記ブレーキ検出手段の検出結果に基づいてエンジンを再始動するには安全上好ましくない状況にあるか否かを判定し、前記レンジ検出手段により前記変速レンジが走行レンジであることが検出され且つ前記ブレーキ検出手段により車両用ブレーキが作動していないことが検出されたときに、安全上好ましくない状況にあると判定する状況判定手段と、
前記状況判定手段により安全上好ましくない状況にあると判定されたとき、安全上好ましい状況にするための操作として前記車両用ブレーキを作動させる操作を促す報知を運転者に対して行う報知手段と、
前記状況判定手段により安全上好ましくない状況にあると判定されたとき、前記車両用ブレーキの作動により安全上好ましい状況になるまでエンジンの再始動を禁止する再始動禁止手段と、を備え、且つ、
前記車両は、エンジンが自動的に停止しているときに車両用電気負荷へ電力を供給する第１のバッテリと、自動的に停止しているエンジンを再始動させるためにエンジンのスタータに電力を供給する第２のバッテリとを備え、
前記第１のバッテリは、エンジンの自動停止中において前記第１、第２の復帰条件のいずれもが成立していないときは、単独で車両用電気負荷へ電力を供給すると共に、
前記第２の復帰条件は、前記第１のバッテリの電圧が所定電圧以下になることであり、
第２の復帰条件が成立したとき、前記第２のバッテリから車両用電気負荷への電力供給を可能にすることを特徴とする。

なお、ここでいう「車両用電気負荷」とは、車両に搭載された種々の電力供給先を指し、車両用電気負荷の具体例としては、エンジンの点火プラグ及び燃料噴射弁、各種ランプ、オーディオ機器、並びに空調装置等が挙げられる。

本発明によれば、自動停止中のエンジンを発進操作（運転者の発車の意思）とは無関係に再始動させるための第２の復帰条件が成立したとき、安全上好ましくない状況にある場合は、安全上好ましい状況にするための操作を促す報知が運転者に対して行われ、安全上好ましくない状況になるまでエンジンの再始動が禁止されるため、エンジンを再始動させる際の安全性を向上させることができる。

その場合に、エンジンの自動停止中に車両用電気負荷へ電力を供給する第１のバッテリの電圧が所定電圧以下になったとき、第２の復帰条件が成立して、安全上好ましくない状況にあるか否かが判定され、安全上好ましい状況にあると判定されればエンジンが再始動されるため、安全性を確実に確保しつつ、車両用電気負荷への電力供給を良好に維持できる。

また、前記第１のバッテリの電圧が所定電圧以下になったとき、第２のバッテリから車両用電気負荷へ電力を供給できるため、安全上好ましい状況になるまでエンジンが再始動されなくても、その間の電力の供給不足を回避することができる。

そして、本発明によれば、変速レンジが走行レンジであり且つ車両用ブレーキが作動していないときは、安全上好ましくない状況にあると判定されて、自動停止中のエンジンの再始動が禁止されるため、運転者の意思に反して車両が発進することを防止できる。

また、本発明によれば、第２の復帰条件が成立したときであって、変速レンジが走行レンジであり且つ車両用ブレーキが作動していないときは、車両用ブレーキを作動させる操作を促す報知が運転者に対して行われるため、報知された運転者がブレーキを作動させることで、運転者の意思に反した車両の発進を確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動車のエンジンの制御装置を示す概略図である。本実施形態に係る自動車は、自動車の駆動源であるエンジン２と、エンジン２のスタータ１４と車両用電気負荷とに電力を供給可能なメインバッテリ（第１のバッテリ）４及びサブバッテリ（第２のバッテリ）６と、自動車に搭載された種々の装置の動作を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０とを備えている。

また、本実施形態に係る自動車は、アイドルストップシステムを装備しており、駆動中のエンジン２は所定の停止条件が成立すると自動的に停止するように制御され、自動停止中のエンジン２は所定の復帰条件が成立すると自動的に再始動するように制御される。復帰条件は、発進操作に伴いエンジンを再始動させるための第１の復帰条件と、発進操作とは無関係にエンジンを再始動させるための第２の復帰条件とからなる。エンジン２の自動停止及び再始動に関する具体的な構成は後述する。

メインバッテリ４とサブバッテリ６は、図１に示すようにエンジン２のスタータ１４、車両用電気負荷、及び発電機１２に対して、所定箇所においては第１のリレー８又は／及び第２のリレー１０を介して電気的に接続されている。

例えばイグニッションキーの操作による通常のエンジン２の始動時は、第１のリレー８がオンで且つ第２のリレー１０がオフになるように制御され、メインバッテリ４とサブバッテリ６の両者からエンジン２のスタータ１４に電力が供給され、これによりスタータ１４が駆動されてエンジン２が始動される。エンジン２の駆動中は、第１のリレー８と第２のリレー１０が共にオフになるように制御され、メインバッテリ４のみから車両用電気負荷に電力が供給される。なお、エンジン２の駆動中においては、発電機１２から供給される電力によりメインバッテリ４が充電される。エンジン２の自動停止中においても、エンジン２の駆動中と同様、第１のリレー８と第２のリレー１０が共にオフになるように制御され、メインバッテリ４のみから車両用電気負荷に電力が供給される。自動停止中のエンジン２の再始動時は、第１のリレー８と第２のリレーが共にオフになるように制御され、サブバッテリ６のみからエンジン２のスタータ１４に電力が供給され、これによりスタータ１４が駆動されてエンジン２が再始動される。なお、エンジン２が再始動された後の所定時間、第２のリレー１０がオンにされて、発電機１２から供給される電力によりサブバッテリ６が充電される。

図２に示すように、ＥＣＵ２０には、自動車に搭載された種々の装置が電気的に接続されている。

具体的に、ＥＣＵ２０に接続された装置のうち、ＥＣＵ２０へ向けて検出信号を出力する装置として、エンジン２の回転速度（単位時間当たりの回転数）Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ４１、自動車の走行速度Ｓを検出する車速センサ４２、アクセル開度θを検出するアクセル開度センサ４３、車両用ブレーキのオン又はオフを検出するブレーキスイッチ４４、メインバッテリ４から供給される電力の電圧Ｖ１を検出する電圧センサ４５、メインバッテリ４から供給される電力の電流Ｉ１を検出する電流センサ４６、サブバッテリ６から供給される電力の電圧Ｖ２を検出する電圧センサ４７、サブバッテリ６から供給される電力の電流Ｉ２を検出する電流センサ４８、及び自動変速機４９が自動車に搭載されている。なお、電圧センサ４５と電流センサ４６はメインバッテリ４に内蔵され、電圧センサ４７と電流センサ４８はサブバッテリ６に内蔵されている。

一方、ＥＣＵ２０に接続された装置のうち、ＥＣＵ２０から送られる信号により制御される装置として、運転者に対して種々の報知を行う報知手段３６、エンジン２の点火プラグ３２、エンジン２への燃料供給を調整する燃料噴射弁３４、及びエンジン２のスタータ１４が含まれる。なお、報知手段３６は、音声及び／又は表示により報知を行うように構成されている。

ＥＣＵ２０は、エンジン２の自動停止中において発進操作とは無関係の第２の復帰条件が成立したとき、エンジン２を再始動するには安全上好ましくない状況にあるか否かを判定する状況判定部２１と、状況判定部２１により安全上好ましくない状況にあると判定されたとき、安全上好ましい状況になるまでエンジン２の再始動を禁止する再始動禁止部２２と、自動変速機４９から送られる信号に基づき自動変速機４９の変速レンジを検出する変速レンジ検出部２３と、エンジン２における燃料の燃焼を制御する燃焼制御部２４と、エンジン２のスタータ１４の駆動を制御するスタータ制御部２６とを備えている。本実施形態において、安全上好ましくない状況とは、エンジン２が再始動したときに運転者の意思に反して自動車が発進し得る状況を指す。自動車が発進し得る状況とは、例えば、自動変速機４９の変速レンジが走行レンジであり、且つ、車両用ブレーキがオフである状況を指す。

以下、アイドルストップシステムを用いた制御の具体例を説明する。

［エンジンの自動停止制御］
図３を参照しながら、駆動中のエンジン２を自動的に停止させる制御の各処理の流れについて説明する。

図３に示すように、先ずステップＳ１〜ステップＳ３において、自動車の走行速度Ｓが車速センサ４２により検出され、アクセル開度θがアクセル開度センサ４３により検出され、車両用ブレーキのオン又はオフがブレーキスイッチ４４により検出される。

続くステップＳ４〜ステップＳ６では、エンジン２を自動的に停止させるための停止条件が成立しているか否かを確認するための処理が行われる。

具体的に、ステップＳ４では、ステップＳ１の検出に基づき、自動車の走行速度Ｓが０ｍ／ｓであるか否かが判断される。ステップＳ４において走行速度Ｓが０ｍ／ｓであると判断されると、ステップＳ５に進む。一方、ステップＳ４において走行速度Ｓが０ｍ／ｓでないと判断され、停止条件が成立していないことが確認されると、エンジン２の燃料供給と点火がオンに維持された状態で（ステップＳ８）、図示しないメインルーチンに戻る。

ステップＳ５では、ステップＳ２の検出に基づき、アクセル開度θが０％であるか否か、すなわち、アクセルが全閉であるか否かが判断される。ステップＳ５においてアクセルが全閉であると判断されると、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ５においてアクセルが全閉でないと判断され、停止条件が成立していないことが確認されると、エンジン２の燃料供給と点火がオンに維持された状態で（ステップＳ８）、図示しないメインルーチンに戻る。

ステップＳ６では、ステップＳ３の検出に基づき、車両用ブレーキがオンであるか否かが判断される。ステップＳ６においてブレーキがオンであると判断され、停止条件が成立したことが確認されると、ステップＳ７に進む。一方、ステップＳ６においてブレーキがオフであると判断され、停止条件が成立していないことが確認されると、エンジン２の燃料供給と点火がオンに維持された状態で（ステップＳ８）、図示しないメインルーチンに戻る。

停止条件が成立すると、ステップＳ７において、エンジン２への燃料供給が停止されるように燃料噴射弁３４が制御されるとともに、エンジン２の点火が停止されるように点火プラグ３２が制御されて、これによりエンジン２が停止される。

［エンジンの再始動制御］
続いて、図４を参照しながら、自動停止中のエンジン２を再始動させる制御の各処理の流れについて説明する。

図４に示すように、先ず、車両用ブレーキのオン又はオフがブレーキスイッチ４４により検出され（ステップＳ１１）、自動変速機４９の変速レンジが変速レンジ検出部２３により検出され（ステップＳ１２）、車両用電気負荷へ電力供給中であるメインバッテリ４の電圧Ｖ１が検出される（ステップＳ１３）。

続くステップＳ１４では、発進操作（運転者の発車意思）とは無関係にエンジン２を再始動させるための第２の復帰条件が成立したか否かを確認するため、ステップＳ１３の検出に基づき、メインバッテリ４の電圧Ｖ１が所定電圧Ｐ以下に低下したか否かが判断される。ステップＳ１４において、メインバッテリ４の電圧Ｖ１が所定電圧Ｐ以下であると判断され、第２の復帰条件が成立したことが確認されると、ステップＳ１５に進む。一方、ステップＳ１４において、メインバッテリ４の電圧Ｖ１が所定電圧Ｐよりも高いと判断され、第２の復帰条件が成立していないことが確認されると、ステップＳ１９に進む。

第２の復帰条件が成立すると、ステップＳ１５において、第１のリレー８がオンにされ、これにより、メインバッテリ４に加えてサブバッテリ６も車両用電気負荷に接続されて、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１５の処理が行われると、メインバッテリ４とサブバッテリ６の両者から車両用電気負荷に電力が供給されるため、サブバッテリ６からの電力供給によりメインバッテリ４による電力供給量の低下を補うことができる。また、メインバッテリ４の過放電を回避することができる。

ステップＳ１６とステップＳ１７では、エンジン２を再始動するには安全上好ましくない状況にあるか否かが判定される。

具体的に、ステップＳ１６では、ステップＳ１２の検出に基づき、自動変速機４９の変速レンジが走行レンジであるか否かが判断される。ステップＳ１６において、変速レンジが走行レンジ（例えばＤレンジ）であると判断されると、安全上好ましくない状況にあるか否かの判定を引き続き行うため、ステップＳ１７に進む。一方、ステップＳ１６において、変速レンジが非走行レンジ（例えばＮレンジ又はＰレンジ）であると判断され、安全上好ましい状況にあることが確認されるとステップＳ２０に進む。

ステップＳ１７では、ステップＳ１１の検出に基づき、車両用ブレーキがオンであるか否かが判断される。ステップＳ１７において、車両用ブレーキがオフであると判断されると、安全上好ましくない状況にあることが確認され、ステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１７において、車両用ブレーキがオンであると判断され、安全上好ましい状況にあることが確認されるとステップＳ２０に進む。

ステップＳ１８では、報知手段３６により、安全上好ましい状況にするための操作を促す報知が運転者に対してなされる。具体的には、例えば、ブレーキペダルを踏み込む操作を促す報知が、音声及び／又は警告ランプの点灯によりなされる。かかる報知が行われることにより、運転者が速やかに適切な操作を行えば、エンジン２が再始動したときに運転者の意思に反して自動車が発進することを回避できる。

ステップＳ１８の報知が行われると、図示しないメインルーチンに戻り、安全上好ましい状況になるまで、上記判定（ステップＳ１６及びステップＳ１７）が繰り返し行われることでエンジン２の再始動が禁止される。よって、運転者の意思に反した自動車の発進を確実に防止することができる。

一方、第２の復帰条件が成立していない場合、発進操作に伴う第１の復帰条件が成立しているか否かを確認するため、ステップＳ１９において、車両用ブレーキがオンであるか否かが判断される。ステップＳ１９において、車両用ブレーキがオフであると判断され、第１の復帰条件が成立したことが確認されるとステップＳ２０に進む。一方、ステップＳ１９において、車両用ブレーキがオンであると判断され、第１の復帰条件も成立していないと判断されると、エンジン２が再始動されることなく、図示しないメインルーチンに戻る。

第１の復帰条件が成立したことが確認された場合、又は、第２の復帰条件が成立し且つ安全上好ましい状況にあることが確認された場合、ステップＳ２０において、エンジン２のスタータ１４が駆動されるとともに、続くステップＳ２１において、エンジン２の燃料供給及び点火が開始されるように燃料噴射弁３４と点火プラグ３２が制御される。これにより、安全が確実に確保された状態でエンジン２が再始動され、処理が終了する。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、エンジンの再始動制御のステップＳ１４（図４参照）において、メインバッテリ４の電圧Ｖ１が所定電圧Ｐ以下であるか否かを判断することで、第２の復帰条件が成立したか否かを確認する構成について説明したが、第２の復帰条件の成立の有無を確認するための構成は、これに限定されるものではない。具体的には、例えば、上述のステップＳ１４において、自動車に搭載された空調装置の冷房機能が低下した否かを判断することで、第２の復帰条件の成立の有無を確認するようにしてもよい。この場合、空調装置の冷房機能が低下したか否かは、例えば、実際の車室内温度が空調装置の設定温度（目標の車室内温度）よりも所定温度以上高いか否かにより判断することが考えられる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置の制御系を示すブロック図である。 エンジンを自動的に停止させる制御の処理の流れを示すフローチャートである。 エンジンを自動的に再始動させる制御の処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２：エンジン、４：メインバッテリ、６：サブバッテリ、１４：スタータ、２０：ＥＣＵ、２１：状況判定部、２２：再始動禁止部、２３：変速レンジ検出部、２４：燃焼制御部、２６：スタータ制御部、３２：点火プラグ、３４：燃料噴射弁、３６：報知手段、４１：エンジン回転速度センサ、４２：車速センサ、４３：アクセル開度センサ、４４：ブレーキスイッチ、４５：メインバッテリの電圧センサ、４６：メインバッテリの電流センサ、４７：サブバッテリの電圧センサ、４８：サブバッテリの電流センサ、４９：自動変速機。

Claims (1)

1. 車両のエンジンを自動的に停止させているとき、発進操作に伴いエンジンを再始動させるための第１の復帰条件、又は、発進操作とは無関係にエンジンを再始動させるための第２の復帰条件のいずれか一方が成立すると、エンジンを自動的に再始動させるエンジンの制御装置であって、
   自動変速機の変速レンジを検出するレンジ検出手段と、
   車両用ブレーキの作動状態を検出するブレーキ検出手段と、
   エンジンの自動停止中において第２の復帰条件が成立したとき、前記レンジ検出手段と前記ブレーキ検出手段の検出結果に基づいてエンジンを再始動するには安全上好ましくない状況にあるか否かを判定し、前記レンジ検出手段により前記変速レンジが走行レンジであることが検出され且つ前記ブレーキ検出手段により車両用ブレーキが作動していないことが検出されたときに、安全上好ましくない状況にあると判定する状況判定手段と、
   前記状況判定手段により安全上好ましくない状況にあると判定されたとき、安全上好ましい状況にするための操作として前記車両用ブレーキを作動させる操作を促す報知を運転者に対して行う報知手段と、
   前記状況判定手段により安全上好ましくない状況にあると判定されたとき、前記車両用ブレーキの作動により安全上好ましい状況になるまでエンジンの再始動を禁止する再始動禁止手段と、を備え、且つ、
   前記車両は、エンジンが自動的に停止しているときに車両用電気負荷へ電力を供給する第１のバッテリと、自動的に停止しているエンジンを再始動させるためにエンジンのスタータに電力を供給する第２のバッテリとを備え、
   前記第１のバッテリは、エンジンの自動停止中において前記第１、第２の復帰条件のいずれもが成立していないときは、単独で車両用電気負荷へ電力を供給すると共に、
   前記第２の復帰条件は、前記第１のバッテリの電圧が所定電圧以下になることであり、
   第２の復帰条件が成立したとき、前記第２のバッテリから車両用電気負荷への電力供給を可能にすることを特徴とするエンジンの制御装置。

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