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

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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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