JP5378886B2

JP5378886B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP5378886B2
Application number: JP2009137378A
Authority: JP
Inventors: 伸之赤星; 和人相澤; 金雄木暮; 喜士石本; 秀憲太田; 健太角谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-06-08
Also published as: JP2010280354A

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンの運転中に停止条件が成立したときにエンジンを停止し、エンジンの停止中に始動条件が成立したときにエンジンを始動する車両の制御装置に関する。

従来より、車両の停止中にエンジンを一時的に停止することによって、停車中のアイドル運転により燃料が消費されることを抑制するようにした車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された車両の制御装置においては、車速がゼロになって車両が停止し、且つクラッチスイッチがＯＦＦとなったとき（停止条件が成立したとき）にエンジンを停止し、エンジン停止から所定時間（Ｓ₂）が経過したとき（始動条件が成立したとき）に、エンジンを再始動するようにしている。

特開平４−３５８７２９号公報

特許文献１に記載され車両の制御装置においては、エンジンの始動条件である所定時間（エンジン停止から再始動までの経過時間）を、どのように設定するかについての記載はない。

そして、この所定時間を一定とした場合には、走行により車室内の自然換気が行われていた車両が停止してエンジンを停止したときや、エンジンが停止するまでエンジンの駆動力によって除湿機が作動していて、エンジンの停止と共に除湿機の作動も停止したときに、外気や車室内の状況によっては、エンジンが再始動するまでに車室内の湿度の上昇により窓ガラスが曇ってしまう場合がある。そして、このように窓ガラスが曇ってしまうと、次に車両を発進させる際に、運転者は窓ガラスの曇りを取り除かなければならないという不都合がある。

また、その一方で、窓ガラスが曇らないようにエンジンの停止から再始動までの時間を短く設定すると、車両の停止中にエンジンを停止して燃料消費を抑制するという効果が不十分になるという不都合がある。

そこで、本発明は、車両の停止中にエンジンを一時的に停止する制御を行う際に、エンジン停止から再始動までの時間を、より適切に設定することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、エンジンと該エンジンの駆動力により作動して車室内を除湿する除湿機とを備えた車両に対して、所定のエンジン停止条件が成立したときに前記エンジンを停止し、その後、所定のエンジン停止時間が経過した時に、前記エンジンを始動すると共に前記除湿機を起動するエンジン制御手段を備えた車両の制御装置に関する。

そして、前記車両の乗員人数を検知する乗員人数検知手段と、前記車両の車室内の湿度を検出する湿度検出手段と、前記乗員人数検知手段により検知された前記車両の乗員人数が多いほど、前記エンジン停止時間を短い時間に決定し、また、前記エンジンが停止する際の前記湿度検出手段の検出湿度と、前記車両の車室の窓ガラスの曇りが生じる湿度を想定して設定された曇り判定湿度との湿度差を算出して、該湿度差が小さいほど前記エンジン停止時間を短い時間に決定するエンジン停止時間決定手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明において、前記車両の乗員人数が多いほど、各乗員による吐息の総量が多くなるため、前記エンジンが停止している間の前記車両の車室内の湿度の上昇率が高くなって、車室の窓ガラスが曇り易くなる。そこで、前記乗員人数検知手段により前記車両の乗員人数を検知し、前記エンジン停止時間決定手段により、乗員人数が多いほど前記エンジン停止時間を短い時間に決定することによって、車室内の湿度の上昇率に応じた適切な前記エンジン停止時間を決定することができる。そして、これにより、前記エンジンの停止中における前記車両の車室の窓ガラスが曇ることを防止しつつ、前記エンジン停止時間を極力長く設定して、燃料消費の抑制効果を高めることができる。

さらに本発明によれば、前記エンジンが停止する際の前記湿度検出手段の検出湿度と、前記曇り判定湿度との湿度差が小さいほど、前記エンジンを停止したときに前記車両の窓ガラスが曇り難い状況となる。そこで、前記エンジン停止時間決定手段により、この湿度差が小さいほど前記エンジン停止時間を短い時間に設定することで、より適切な前記エンジン停止時間を設定することができる。なお、前記エンジンが停止する際とは、前記エンジンが停止した時点における前記車両の車室内の湿度と同一視できるレベルの湿度が検出できるタイミングを意味しており、前記エンジンが停止する時点の他、前記エンジンが停止する直前や直後が相当する。

本発明の車両の制御装置が搭載された車両の構成図。窓ガラスの曇りを防止して、エンジンを一時的に停止する処理のフローチャート。乗員人数及び湿度差と、エンジン停止時間との対応関係が設定されたマップの説明図。

本発明の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は、本発明の車両の制御装置が搭載された車両の構成図である。本実施形態の車両は、エンジン２及びモータ・ジェネレータＧを駆動源とするハイブリッド車であり、排気ガスの排出量を低減すると共に燃料消費を抑制するために、車両が信号待ちで停止したときや渋滞中に停止したとき等に、停止条件の成立によりエンジン２を停止し、始動条件の成立によりエンジン２を再始動するエンジン停止・再始動機能(自動アイドルストップ機能）を備えている。

また、本実施形態の車両は、車室内の暖房及び冷房を行う空調装置１を備えており、空調装置１は、冷凍サイクル装置Ａ（本発明の除湿機の機能を含む）による冷房機能及び除湿機能と、エンジン２の冷却液の循環通路Ｂに設けたヒータコアＨによる暖房機能とを有している。

そして、マイクロコンピュータ等により構成される電子ユニットである制御装置４（本発明の車両の制御装置に相当する）により、エンジン２、モータ・ジェネレータＧ、空調装置１の作動が制御される。制御装置４は、所定のプログラムを実行することにより、車両状況検出手段４１、曇り判定湿度推定手段４２、エンジン停止時間決定手段４３、エンジン制御手段４４、空調制御手段４５、及び乗員人数検知手段４６として機能する。

制御装置４には、車室内の湿度を検出する湿度センサ３０（本発明の湿度検出手段に相当する）、車室内の温度を検出する車室内センサ３１、車外の気温を検出する外気温センサ３２、日射量を検出する日射センサ３３、車速を検出する車速センサ３４、及び後述する蒸発器１２の下流側の付近の温度を検出する蒸発器温度センサ１２２による検出信号が入力される。また、制御装置４には、車室内への空調方向を設定する風向スイッチ３５と、空調条件（温度、風量等）を設定する空調スイッチ３６の操作信号が入力される。

車室内の各座席にはシートベルトが備えられており、各シートベルトの装着の有無を検出するシートベルト装着センサが設けられている。本実施の形態のハイブリット車両の乗車定員は４人であるので、４つの座席（運手席、助手席、後部右座席、後部左座席）でのシートベルトの装着の有無を検出するために、各座席用の４個のシートベルト装着センサ３７ａ（運転席用），３７ｂ（助手席用），３７ｃ（右座席用），３７d（左座席用）が設けられている。そして、各シートベルト装着センサ３７ａ〜３７ｄによるシートベルトの装着有無検出信号が、制御装置４に入力される。

また、制御装置４から出力される制御信号によって、エンジン２、モータ・ジェネレータＧ，空調装置１等の作動が制御される。

空調装置１は、冷凍サイクル装置Ａの構成として、エンジン２により駆動される圧縮機６、凝縮器９、受液器１０、膨張弁１１、及び蒸発器１２を備えている。また、空調装置１は、暖房用の構成として、エンジン２の冷却液循環路Ｂを構成する、ヒータコアＨ、エンジン２により駆動されるウォータポンプＰ、サーモスタットＴh、及びラジエータＲを備えている。

エンジン２とモータ・ジェネレータＧは回転軸２１により直結され、この構成により、エンジン２とモータ・ジェネレータＧによる駆動力の発生と、減速時におけるモータ・ジェネレータＧによる回生電力の発生を可能としている。エンジン２及びモータ・ジェネレータＧの回転は、変速機Ｔrを介して車輪Ｗに伝達される。

また、モータ・ジェネレータＧは、エンジン２を始動させるためのスタータモータの機能を有し、さらに、モータ・ジェネレータＧの回生電力により、蓄電装置１７のバッテリ１８が充電される。

次に、冷凍サイクル装置Ａは、圧縮機６と、凝縮器９と、受液器１０と、膨張弁１１と、蒸発器１２を、圧縮機６を上流側とし、蒸発器１２を下流側として、これらを順次冷媒循環路３に接続して構成されている。冷凍サイクルは、冷媒（フロンや二酸化炭素等からなる）を蒸発、圧縮、凝縮、膨張させるものである。

制御装置４の空調制御手段４５は、空調スイッチ３６により設定された温度と、外気温度、湿度、日射量等に基いて目標蒸発器温度を算出し、該目標蒸発器温度と蒸発器温度センサ１２２の検出温度との差を減少させるように、圧縮機６を制御する。圧縮機６はエンジン２の駆動力により作動し、エンジン２の回転軸８１の先端に設けられたプーリ８２と、圧縮機６の駆動軸８４に設けられたプーリ８５と、プーリ８２，８５を連動させるベルト８３とにより、エンジン２の駆動力が圧縮機６に伝達される。

また、圧縮機６の駆動軸８４に電磁クラッチ８６が設けられ、空調制御手段４５は、電磁クラッチ８６により、エンジン２の駆動力の圧縮機６への伝達と遮断を切換える。

凝縮器９は、圧縮機６により圧縮されて高温・高圧になった冷媒を熱交換により冷却し、液化する。受液器１０は、凝縮器９により液化された冷媒を一時的に蓄えるボンベであり、図示しないドライヤを介して膨張弁１１に接続されている。そして、該ドライヤにより水分が除去された冷媒が膨張弁１１に供給される。

膨張弁１１は、蒸発器１２の入口側に取り付けられ、高温高圧の液化された冷媒が通過する際に、冷媒を液体から霧状の気体に変化させて噴射する。膨張弁１１には絞り弁（図示しない）が内設され、空調制御手段４５は、該絞り弁の開度を制御して蒸発器１２に噴射する冷媒の流量（冷媒能力）を調節している。

蒸発器１２は、冷媒の気化により車室内の空気の熱を奪って冷却する熱交換器であり、空調ケース１４に収容されている。蒸発器１２の上流側にはブロワファン１２１が設けられ、ブロワファン１２１の回転数が空調制御手段４５により制御される。ブロワファン１２１の回転により、蒸発器１２で除湿・冷却された空気や、ヒータコアＨで加熱された空気が車室内に吹出されると共に、車室内の空気又は外気が空調ケース１４に吸入される。車室内への空気の送出は、デフドア１４３、ベントドア１４４、フロアドア１４５を介して行なわれる。

次に、暖房側の構成について説明する。エンジン２の冷却液は、エンジン２の駆動力で作動する機械式のウォーターポンプＰにより、サーモスタットＴhからラジエータＲに供給されると共に、エンジン２のウォータジャケット内を循環する。また、エンジン２の冷却液は、車室内を暖房するための熱源として利用されるために分流され、ウォータポンプＰからヒータコアＨを経てウォータポンプＰに戻る循環通路Ｂを流通する。

エンジン２の回転軸８１に設けられたプーリ９０と、ウォータポンプＰの駆動軸９４に設けられたプーリ９２と、プーリ９０，９２を連動させるベルト９１とにより、エンジンの駆動力がウォータポンプＰに伝達される。

ヒータコアＨは、ラジエータＲにおいてエンジン２により加温された冷却液の熱で、周囲の空気を加熱する熱交換を行なうものである。ヒータコアＨの上流側には、蒸発器１２を通過した空気をヒータコアＨ側に導いたり、迂回させたりするためのエアミックスドア１４２が設置されている。

エアミックスドア１４２は、例えば、ヒータコアＨの空気の入口を開閉する回動式の板ドアからなり、回転中心側に設置されたエアミックスサーボモータ（図示しない）によって開閉される。エアミックスドア１４２は、閉塞ポジションａにあるときに空調ケース１４内の空気がヒータコアＨに流れることを阻止し、中間ポジションｂにあるときに空調ケース１４内の空気の半分がヒータコアＨに流れるようにし、解放ポジションｃにあるときに空調ケース１４内の空気が全部ヒータコアＨに流れるようにする。空調制御手段４５は、エアミックスサーボモータ（図示しない）を作動させて、エアミックスドア１４２の位置を変更することにより、車室内への空気の吹出し温度を制御する。

空調ケース１４は、上流側に内気導入口と外気導入口との切替えを行なうインテークドア１４１が設置され、下流側に蒸発器１２により除湿・冷却された空気、又はヒータコアＨにより加温された空気をデフロスタに吐出させるためのデフドア１４３、ベンチレータに吐出させるためのベントドア１４４、及び足元に吐出させるためのフロアドア１４５が、それぞれ設置されている。インテークドア１４１、デフドア１４３、ベントドア１４４、フロアドア１４５は、サーボモータにより電動的に回動させてもよく、手動により回動させるようにしてもよい。

次に、図２，図３に示したフローチャートに従って、エンジン制御手段４４によるエンジン２の停止・再始動処理の実行手順について説明する。

エンジン制御手段４４は、図２に示したフローチャートを繰り返し実行して、エンジン２の停止・再始動処理を実行する。エンジン制御手段４４は、ＳＴＥＰ１で、エンジン停止条件が成立しているか否かを判断する。

ここで、エンジン停止条件として、「湿度センサ３０により検出された車室内の湿度Ｈsが、曇り判定湿度推定手段４２により推定された曇り判定湿度Ｈdよりも低いこと」が設定されている。

曇り判定湿度推定手段４２は、車内温センサ３１により検出した車室内の温度、外気温センサ３２により検出した外気温、日射センサ３３により検出した日射量、車速センサ３４により検出した車両が停止する直前の車速、風向スイッチ３５により設定されたブロワファン１２１による車室内への送風方向、空調スイッチ３６により設定された空調条件等に基いて、車両が置かれた状況を検出する。

なお、車両が置かれた状況の検出は、必ずしもこれら全ての要素に基いて行なう必要はなく、例えば外気温のみに基いて行なうようにしてもよい。また、車両の窓の開閉度合い等、さらに他の要素と組み合わせて、車両が置かれた状況を検出するようにしてもよい。

そして、曇り判定湿度推定手段４２は、検出した車両が置かれた状況を、予め設定された車両が置かれた状況と曇り判定湿度Ｈdとの相関関係を示すマップに適用して、曇り判定湿度Ｈdを推定する。なお、このマップは実験やコンピュータシミュレーション等により決定され、該マップのデータは予めメモリ（図示しない）に記憶されている。また、マップではなく、車両が置かれた状況と曇り判定湿度Ｈdとの相関式により、曇り判定湿度Ｈdを推定するようにしてもよい。

ＳＴＥＰ１でエンジン停止条件が成立したとき（車室内の検出湿度Ｈs＜曇り判定湿度Ｈd）はＳＴＥＰ２に進む。ＳＴＥＰ２はエンジン停止時間決定時間４３による処理であり、エンジン停止時間決定時間４３は、続くＳＴＥＰ３でエンジン２が停止される直前の湿度センサ３０の検出湿度Ｈsと曇り判定湿度Ｈdとの湿度差ΔＨ（＝検出湿度Ｈs−曇り判定湿度Ｈd）を算出する。

なお、湿度差ΔＨの算出に用いられる湿度Ｈsの検出タイミングを、エンジン２が停止される直前ではなく、エンジン２が停止する時、或いはエンジン２が停止された直後としてもよい。

次のＳＴＥＰ３で、エンジン制御手段４４はエンジン２を停止する。続くＳＴＥＰ４は、乗員人数検知手段４６による処理であり、乗員人数検知手段４６は、シートベルト装着センサ３７ｂ，３７ｃ，３７ｄから出力される装着有信号の個数により、乗員人数を検知する。

例えば、助手席用のシートベルト装着センサ３７ｂから装着有信号が出力され、右後部座席用のシートベルト装着センサ３７ｃ及び左後部座席用のシートベルト装着センサ３７ｄからは装着無信号が出力されているときは、乗員人数検知手段４６は、乗員人数は２人（運転席に座っている運転者及び助手席に座っている乗員。運転席については、エンジンン２の停止・再始動処理が実行されるときは、運転者が運転席に座っていると考えられるため、シートベルト装着の有無を判断しない。）てあると検知する。

続くＳＴＥＰ５はエンジン停止時間決定手段４３による処理であり、エンジン停止時間決定手段４３は、ＳＴＥＰ２で算出された湿度差ΔＨと、ＳＴＥＰ４で検知された乗員人数とを用いて、エンジン停止時間Ｔsを決定する。

具体的には、エンジン停止時間決定手段４３は、図３に示した、湿度差ΔＨとエンジン停止時間Ｔsとの対応マップを用いて、エンジン停止時間Ｔsを決定する。図３に示した対応マップは、縦軸をエンジン停止時間（Ｔs）、横軸を湿度差（ΔＨ）として、乗員人数１人用のＮ1、乗員人数２人用のＮ2、乗員人数３人用のＮ3、及び乗員人数４人用のＮ4という４種類の対応関係を設定したものである。

図３の対応マップにおいては、湿度差ΔＨがΔＨ₁未満であるときは、エンジン停止時間Ｔsが初期設定時間Ｔs₀に設定されている。また、湿度差ΔＨがΔＨ₁以上になると、湿度差ΔＨが大きくなるに従って、エンジン停止時間Ｔsがより長い時間に設定されている。

そして、エンジン停止時間Ｔsは、同じ湿度差ΔＨであるときには、乗員人数が多くなるに従って、より短い時間に設定されている。例えば、図示したように、湿度差ΔＨがΔＨ₂であるときに、乗員人数が１人（Ｎ1）であるときはエンジン停止時間ＴsがＴs₂に決定され、乗員人数が４人（Ｎ4）であるときにはエンジン停止時間ＴsがＴs₂よりも短いＴs₁に決定される。

このように、車両の窓ガラスの曇り易さを決定する要素である乗員人数と湿度差ΔＨに基づいてエンジン停止時間Ｔsを決定することにより、車両の窓ガラスの曇りが生じることを防止つつ、エンジン停止時間Ｔsを極力長い時間に設定して、燃料消費の抑制効果を高めることができる。

なお、図３に示した対応マップは、実験やコンピュータシミュレーションの結果に基づいて作成され、対応マップのデータが予めメモリ（図示しない）に保持されている。また、対応マップではなく、湿度差ΔＨ及び乗員人数と、エンジン停止時間Ｔsとの相関式を用いて、エンジン停止時間Ｔsを決定するようにしてもよい。

このようにして、ＳＴＥＰ５で、エンジン停止時間決定手段４３によりエンジン停止時間Ｔsが決定されると、次のＳＴＥＰ６で、エンジン制御手段４４は、エンジン始動タイマのタイマ時間をエンジン停止時間Ｔsに設定する。

そして、続くＳＴＥＰ７で、エンジン制御手段４４はエンジン始動タイマをスタートさせ、ＳＴＥＰ８でエンジン始動タイマがタイムアップしたときに、ＳＴＥＰ９に進んでエンジン２を始動する。また、次のＳＴＥＰ１１で空調制御手段４５を介して冷凍サイクル装置Ａを起動すると共に、ブロワファン１２１を起動して、ＳＴＥＰ１に戻る。冷凍サイクル装置Ａとブロワファン１２１の起動により、車室内の除湿が開始されるため、車両の窓ガラスが曇ることを防止することができる。

また、本実施の形態では、乗車人数検知手段４６は、シートベルト装着センサ３７ｂ〜３７ｄにより検出される各座席のシートベルトの装着の有無によって、乗員人数を検知したが、車室内に設けた赤外線センサにより乗員を検出して乗員人数を検知する、各座席への乗員の着座を検出する着座センサにより乗員を人数を検知する等、他の方法によって乗員人数を検知するようにしてもよい。

また、上記実施の形態においては、本発明をハイブリッド車に適用した例を示したが、自動的にエンジンを停止し、再始動する自動アイドルストップ機能を備えた車両であれば、エンジンのみを駆動源とする車両に対しても本発明の適用が可能である。

１…空調装置、２…エンジン、４…制御装置（車両の制御装置）、６…圧縮機、９…凝縮器、１２…蒸発器、３０…湿度センサ、３１…車内温センサ、３２…外気温センサ、３３…日射センサ、３４…車速センサ、３５…風向スイッチ、３６…空調スイッチ、３７ａ〜３７ｄ…シートベルト装着センサ、４１…車両状況検出装置、４２…曇り判定湿度推定手段、４３…エンジン停止時間決定手段、４４…エンジン制御手段、４５…空調制御手段、４６…乗員人数検知手段、１２１…ブロワファン、Ａ…冷凍サイクル装置、Ｇ…モータ・ジェネレータ、Ｈ…ヒータコア。

Claims

エンジンと該エンジンの駆動力により作動して車室内を除湿する除湿機とを備えた車両に対して、所定のエンジン停止条件が成立したときに前記エンジンを停止し、その後、所定のエンジン停止時間が経過した時に、前記エンジンを始動すると共に前記除湿機を起動するエンジン制御手段を備えた車両の制御装置であって、
前記車両の乗員人数を検知する乗員人数検知手段と、
前記車両の車室内の湿度を検出する湿度検出手段と、
前記乗員人数検知手段により検知された前記車両の乗員人数が多いほど、前記エンジン停止時間を短い時間に決定し、また、前記エンジンが停止する際の前記湿度検出手段の検出湿度と、前記車両の車室の窓ガラスの曇りが生じる湿度を想定して設定された曇り判定湿度との湿度差を算出して、該湿度差が小さいほど前記エンジン停止時間を短い時間に決定するエンジン停止時間決定手段とを備えたことを特徴とする車両の制御装置。