JP5790679B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の制御装置に係り、特に、車両の走行中にあってもエンジンの自動停止および自動始動が実行される車両の制御に関する。
車両の停止中において、所定の自動停止条件に基づいてエンジンを自動停止させるとともに、所定の自動始動条件に基づいてエンジンを自動始動させる、所謂アイドルストップ車両が知られている。例えば特許文献１の車両もその一例である。特許文献１では、車速が零であること、バッテリーやエンジン水温が所定状態にあること、ブレーキペダルが踏まれていることなどに基づいてエンジンを自動停止させる。また、自動始動条件の１つとして、空調装置を構成するエバポレータのエバポ温度を含んでおり、エバポ温度が所定温度よりも高くなるとエンジンを自動始動させることが記載されている。
特開２０１１−２１９０２６号公報
ところで、車両の停止中だけでなく、車両の走行中にあってもエンジンの自動停止および自動始動を実行するものが提案されている。また、燃費の向上を目的として、エバポレータの目標温度を一時的に上げるエコノ制御が知られている。このような車両において、エコノ制御が実行されるとエバポ温度が上昇するため、そのときにエンジンが自動停止すると短時間でエンジンを再始動させる所定温度に到達する。従って、エンジンを停止させる時間が短くなり、燃費が低下する可能性があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、走行中にエンジンの自動停止および自動始動が実行可能な車両において、エンジンの停止時間を長くして燃費を向上できる制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)所定のエンジン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自動停止制御と、少なくとも空調装置を構成するエバポレータが所定温度以上になったことを含むエンジン自動始動条件が成立したときにそのエンジンを自動始動させる自動始動制御と、前記エバポレータの温度を調整する温度調整制御とを、備えた車両の制御装置であって、(b)車速が遅いときは、車速が速いときに比べて前記エバポレータの目標温度を低く設定するものであり、(c)過去の自動停止制御の継続時間もしくは自動停止制御の実施頻度を記憶し、その記憶された継続時間が短い場合もしくは実施頻度が少ない場合には、継続時間が長い場合もしくは実施頻度が多い場合に比べて前記エバポレータの目標温度を低くすることを特徴とする。
このようにすれば、車速が遅いときは車速が速いときに比べてエバポレータの目標温度が低く設定されるので、エンジンが自動停止したときのエバポレータの温度が低くなる。従って、エンジンを自動始動させる所定温度との温度差が大きくなるので、エバポレータの温度が所定温度に到達するまでの時間が長くなる。すなわち、エンジンが自動停止してから再び自動始動するまでの時間（アイドルストップ時間）が長くなるため、エンジン停止時間が長くなり燃費が向上する。一方、車速が速いときはエンジンが自動停止したときのエバポレータの温度が高くなるが、車速が高いとエバポレータの温度の上昇が緩くなるので、車速が遅い場合と同様に、エンジンが自動停止してから再び自動始動するまでの時間が長くなる。また、過去の自動停止制御の継続時間が短い場合、もしくは自動停止制御の実施頻度が少ない場合には、エバポレータの目標温度が低くなるので、エンジンが自動停止したときのエバポレータの温度が低くなる。従って、その温度がエンジンを自動始動させる所定温度に到達するまでの時間が長くなり、結果として、エンジンが自動停止してから再び自動始動するまでの時間が長くなって燃費が向上する。
本発明が好適に適用された車両の構成の一部、および制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。 図１の電子制御装置において本発明に係る制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 図１の電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジンが自動停止したときの停止時間を長くして燃費を向上できる制御作動を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施例である電子制御装置の制御作動を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が好適に適用された車両１０の構成の一部、および制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。車両１０は、燃料の燃焼で動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２を駆動力源として備えており、そのエンジン１２の駆動力が図示しない変速機等を介して駆動輪に伝達される。
エンジン１２は、図示しない電子スロットル弁や燃料噴射装置などのエンジン１２の出力制御に必要な種々の機器や、エンジン１２を始動させるスタータ１４、およびエンジン１２によって駆動され発電機として機能するオルタネータ１６等を備えている。電子スロットル弁は吸入空気量を制御するもので、燃料噴射装置は燃料の供給量を制御するものであり、基本的には運転者の出力要求量であるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）Ａcc に応じて制御される。また、スタータ１４は、エンジン始動の際に駆動され、エンジン１２のクランクシャフトを回転させてエンジン１２の回転速度Ｎe（エンジン回転速度Ｎe）を上昇させる。このスタータ１４は、バッテリ１８から電力によって駆動される。オルタネータ１６は、エンジン１２によって駆動される発電機であり、発電された電力はバッテリ１８に充電される。
エンジン１２において、車両停止中や車両走行中であってもアクセル開度ＡccがゼロのアクセルＯＦＦ等のエンジン自動停止条件が成立すると、燃料供給を停止（フューエルカットＦ／Ｃ）してエンジン１２を自動停止させる自動停止制御が実行される。また、エンジン１２が自動停止中である場合においてエンジン１２を始動させる自動始動条件が成立すると、スタータ１４によるエンジン始動を行うエンジン自動始動制御が実行される。
エアコンユニット２０は、コンプレッサー２２と、コンデンサー２４と、エキスパンジョンバルブ２６（以下、バルブ２６と記載する）と、エバポレータ２８と、エバポレータ温度センサ３０とを、含んで構成されている。なお、エアコンユニット２０が、本発明の空調装置に対応している。
コンプレッサー２２は、ベルト車３２を介してエンジン１２と作動的に連結されている。従って、エンジン１２が駆動すると、コンプレッサー２２が連動して駆動させられる。コンプレッサー２２が駆動すると、エアコンユニット内に封入されている冷媒ガスが吸入圧縮され、高温・高圧になった冷媒ガスがコンデンサー２４へ吐出される。
コンデンサー２４は、コンプレッサー２２から吐出された冷媒ガスを冷却して液化する。具体的には、コンデンサー２４は、走行中の走行風を利用して冷媒ガスを冷却して液状冷媒に変更する。
バルブ２６は、コンデンサー２４によって液化された液状冷媒を、急激に膨張させて霧状の低温・低圧の霧状冷媒（液状冷媒）に変化させる。従って、エバポレータ２８には、低温・低圧の霧状冷媒が供給される。
エバポレータ２８は、ダクト３４内に設けられ、そのダクト３４を通過する空気の熱を吸収して空気を冷却する。この冷却された空気がダクト３４を通って車両室内に供給されることで車両室内が冷却される。このとき、エバポレータ２８内の霧状冷媒は、熱を吸収することで低温・低圧のガス状冷媒となり、コンプレッサー２２に還流する。このように、エアコンユニット２０において、冷媒を循環させて冷媒の気化・液化を繰り返し行うことで、車室内が冷却されることとなる。
エバポレータ温度センサ３０は、ダクト３４内においてエバポレータ２８よりも下流側に設けられている。エバポレータ温度センサ３０は、エバポレータ２８下流の温度を検出することで、そのエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaを推定的に検出する。
車両８は、エンジン１２やエアコンユニット２０を制御する電子制御装置４０を備えている。電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。また、電子制御装置４０は、エンジン１２の始動停止を制御するアイドリングストップ制御ＥＣＵ４２（以下、エンジンＥＣＵ４２）およびエアコンユニット２０を制御するエアコンＥＣＵ４４を別個に備えている。なお、このエンジンＥＣＵ４２およびエアコンＥＣＵは１つのＥＣＵで構成されても構わない。
電子制御装置４０には、車速センサ４６から車速Ｖを表す信号が供給され、外気温センサ４８から外気温Ｔairを表す信号が供給され、アクセル開度センサ５０からアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号が供給され、ブレーキスイッチ５２からブレーキペダルの踏み込みを表す信号(Ｂon)が供給される。この他、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。
図２は、電子制御装置４０において本発明に係る制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。エンジン始動停止制御部６０は、所定のエンジン自動停止条件が成立したときにエンジン１２を自動停止させる自動停止制御を実行するとともに、エンジン停止中にあっては所定の自動始動条件が成立したときエンジン１２を自動始動させる自動始動制御を実行する。なお、エンジン１２の自動停止制御および自動始動制御は、従来のエンジン停止制御およびエンジン始動制御と変わらないのでその具体的な説明を省略する。
エンジン始動停止制御部６０は、エンジン１２の自動停止を、例えばアクセル開度Ａcc、ブレーキペダルの踏み込みを判断するブレーキスイッチ５２のオン信号などに基づいて判定する。エンジン始動停止制御部６０は、例えばアクセルペダルの踏み込みが解除（アクセル開度Ａccが零）され、ブレーキスイッチ５２がオンであるとき、エンジン１２の自動停止条件が成立したものと判断して、エンジン１２を自動停止する自動停止制御を実行する。なお、前記エンジン１２の自動停止条件は、本発明にかかる所定の自動停止条件の一態様であり、適宜変更されても構わない。
また、エンジン始動停止制御部６０は、エンジン１２の停止中において、所定の自動始動条件が成立するとエンジン１２を自動始動する自動始動制御を実行する。例えば、ブレーキペダルの踏み込みが解除されるとともに、アクセルペダルの踏み込みが検出されると、エンジン始動停止制御部６０は、エンジン１２の自動始動条件が成立したものと判断し、エンジン１２の自動始動制御を実行する。
また、エンジン始動停止制御部６０は、エアコンユニット２０を構成するエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1以上となったことを検出すると、エンジン１２の自動始動条件が成立したものと判断してエンジン１２の自動始動制御を実行する。エンジン１２が自動停止するとエアコンユニット２０のコンプレッサー２２が作動しなくなるので、エアコンユニット２０が作動しなくなる。従って、エバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが上昇し、冷房性能および除湿性能が低下する。そこで、エバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1を超えると、エアコンユニット２０の始動を目的として、エンジン始動停止制御部６０によるエンジン自動始動制御が実行される。なお、所定温度Ｔev1は予め実験的に求められ、例えば冷房性能が維持される範囲の閾値に設定されている。
エバポレータ温度制御部６２は、エアコンユニット２０作動中において、エバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaを制御（調整）する。具体的には、エバポレータ温度制御部６２は、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrを設定し、エバポ温度Ｔevaがその目標温度Ｔevrとなるようにエアコンユニット２０を制御する。前記目標温度Ｔevrは、運転者の要求温度などに応じて適宜設定される。また、本実施例の車両８にあっては、燃費を節約するエコノ制御を選択可能に構成されている。例えば外気温Ｔairが予め設定されている温度範囲内にあるときにこのエコノ制御が選択されると、エバポレータ温度制御部６２は、エコノ制御が選択されない場合に比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrを高くする。なお、前記予め設定されている温度範囲は予め実験的に求められ、外気温Ｔairが高温である状態や低温である状態を除いた、エアコンユニット２０にかかる負荷が低くなる温度範囲に設定される。なお、エバポレータ温度制御部６２が、本発明のエバポレータの温度を調整する温度調整制御に対応する。
ここで、エコノ制御が選択された状態でエンジン１２の自動停止制御が実行されると、エコノ制御が選択されない場合と比べてエバポ温度Ｔevaが高いので、車両室内の快適性が低下する。さらに、エコノ制御が選択されているとエンジン１２を自動停止させたときのエバポ温度Ｔevaが高いので、エバポ温度Ｔevaが上昇してエンジン１２の自動始動を判断する所定温度Ｔev1に到達する時間もエコノ制御が選択されない場合に比べて短くなり、結果としてエンジン停止の継続時間（アイドルストップ時間）が短くなる。
そこで、エバポレータ温度制御部６２は、さらに車両８の車速Ｖに応じてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrを変更する。具体的には、車速Ｖが遅いときは、車速Ｖが速いときに比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrを低く設定する。このように制御されると、車速Ｖが遅い場合には、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrが低くなる。従って、エンジン１２が自動停止したときにエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが低くなるので、エバポ温度Ｔevaがエンジン１２を自動始動させる所定温度Ｔev1に到達するまでにかかる時間が長くなる。すなわち、エンジン１２が自動停止してから再び自動始動するまでの時間（アイドルストップ時間）が長くなる。
一方、車速Ｖが速い場合にはエバポレータ２８の目標温度Ｔevrが高くなるので、エンジン１２が自動停止したときのエバポ温度Ｔevaは車速Ｖが低い場合に比べると高くなる。従って、エンジン自動停止直後のエバポ温度Ｔevaと所定温度Ｔev1との温度差は、車速Ｖが遅い場合と比べて小さくなるものの、車速Ｖが速い場合には、エバポ温度Ｔevaの上昇勾配が車速Ｖの遅い場合に比べて低くなるため、エバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1に到達する時間は、車速Ｖが遅い場合と比べても殆ど変わらない。これより、車速Ｖが速い場合も同様に、エンジン１２が自動停止してから再び自動始動するまでの時間（アイドルストップ時間）は、車速Ｖが遅い場合と同様に長くなる。
図２に戻り、エコノ制御判定部６４は、エコノ制御が選択された走行状態か否かを判定する。エコノ制御判定部６４は、例えば運転席に設けられている不図示のエコノ切替ボタンが押された状態か否かに基づいて、エコノ制御が選択された走行状態か否かを判定する。このエコノ制御６４によってエコノ制御が選択された状態であることが判定されると、エバポレータ温度制御部６２は、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrを外気温Ｔairや車速Ｖに応じて変化させる。
図３は、電子制御装置４０の制御作動の要部すなわちエンジン１２が自動停止したときの停止時間を長くして燃費を向上できる制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
先ず、エコノ制御判定部６４に対応するステップＳ１（以下ステップを省略）において、エコノ制御が選択された状態で走行中であるか否かが判定される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。Ｓ１が肯定される場合、エバポレータ温度制御部６２に対応するＳ２において、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrが車速Ｖに応じて変更される。具体的には、車速Ｖが遅いときは、車速Ｖが速いときに比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrが低く設定される。これより、例えば車速Ｖが遅いときは、エバポレータ２８の温度Ｔevaがその目標温度Ｔevrに制御され、エンジン１２が自動停止したときのエバポ温度Ｔevaが、車速Ｖが速いときよりも低くなる。従って、エンジン自動停止からエバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1に到達してエンジン自動始動されるまでのアイドルストップ時間が長くなる。
上述のように、本実施例によれば、車速Ｖが遅いときは車速Ｖが速いときに比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrが低く設定されるので、エンジン１２が自動停止したときのエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが低くなる。従って、エンジン１２を自動始動させる所定温度Ｔev1との温度差が大きくなるので、エバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1に到達するまでの時間が長くなる。すなわち、エンジン１２が自動停止してから再び自動始動するまでの時間（アイドルストップ時間）が長くなるため、エンジン停止時間が長くなり燃費が向上する。一方、車速Ｖが速いときはエンジン１２が自動停止したときのエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが高くなるが、車速Ｖが高いとエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaの上昇が緩くなるので、車速Ｖが遅い場合と同様に、エンジン１２が自動停止してから再び自動始動するまでの時間が長くなる。従って、エンジン停止時間が長くなるため、燃費を向上することができる。
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施例にあっては、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrを、過去の自動停止制御の継続時間（以下、アイドルストップ時間）もしくは自動停止制御の実施頻度に応じて変更する。具体的には、エバポレータ温度制御部６２は、過去の自動停止制御のアイドルストップ時間が短い場合、アイドルストップ時間が長い場合に比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrを低く設定する。例えば、エンジン１２の自動停止が実行される毎にアイドルストップ時間を計測して記憶し、記憶された過去のアイドルストップ時間（例えば最新のアイドルストップ時間から複数回前までの平均値）が予め設定されている所定時間よりも短いとき、エバポレータ温度制御部６２は目標温度Ｔevrを低く設定する。これより、アイドルストップ時間が短い場合には、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrが低くなり、エバポ温度Ｔevaがその目標温度Ｔevrに制御されるので、次回エンジン１２が自動停止したときのエバポ温度Ｔevaが低くなる。従って、エンジン１２が自動停止してからエバポ温度Ｔevaが上昇して所定温度Ｔev1に到達するまでのアイドルストップ時間が長くなる。なお、所定時間は予め実験的に求められ、燃費効果が得られる最適な値に設定されている。
また、エバポレータ温度制御部６２は、自動停止制御の実施頻度が少ない場合には、実施頻度が多い場合に比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrを低く設定する。例えば、現時点から予め設定されている所定時間前までの自動停止制御の実施回数を逐次計数し、その実施回数が予め設定されている所定回数よりも少ない場合、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrを低く設定する。従って、エンジン１２が自動停止してからエバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1に到達するまでのアイドルストップ時間が長くなる。なお、所定回数は予め実験的に求められ、燃費効果が得られる最適な値に設定されている。
図４は、本発明の他の実施例である電子制御装置４０の制御作動を説明するフローチャートである。先ず、エコノ制御判定部６４に対応するＳ１において、エコノ制御が選択された状態で走行中であるか否かが判定される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。Ｓ１が肯定される場合、エバポレータ温度制御部６２に対応するＳ３において、自動停止制御の継続時間（アイドルストップ時間）が予め設定されている所定時間よりも少ない場合には、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrを低くする。もしくは、自動停止制御の実施頻度が予め設定されている所定回数よりも少ない場合、実施頻度が多い場合に比べてエバポレータ２８の目標温度Ｔevrを低く設定する。このように制御されることで、エンジン１２が自動停止したときのエバポ温度Ｔevaが低くなることから、エバポ温度Ｔevaが所定温度Ｔev1に到達するまでの時間、すなわちアイドルストップ時間が長くなる。
上述のように、本実施例によれば、過去の自動停止制御の継続時間が短い場合、もしくは自動停止制御の実施頻度が少ない場合には、エバポレータ２８の目標温度Ｔevrが低くなるので、エンジン１２が自動停止したときのエバポレータ２８のエバポ温度Ｔevaが低くなる。従って、そのエバポ温度Ｔevaがエンジン１２を自動始動させる所定温度Ｔev1に到達するまでの時間が長くなり、結果として、エンジン１２が自動停止してから再び自動始動するまでの時間が長くなって燃費が向上する。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、例えばアクセルペダルの踏み込みが解除され、ブレーキスイッチ５２がオンであるとき、エンジン１２の自動停止条件が成立したものと判断されるとしたが、これは一例であり、例えばアクセルペダルの踏み込みの解除のみなど、適宜変更される。
また、前述した実施例の車両８の具体的な構成は一例であって、変速機等が備えられるなど適宜変更されるものである。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
１０：車両
１２：エンジン
２０：エアコンユニット（空調装置）
２８：エバポレータ
４０：電子制御装置（制御装置）

Claims (1)

  1. 所定のエンジン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自動停止制御と、少なくとも空調装置を構成するエバポレータが所定温度以上になったことを含むエンジン自動始動条件が成立したときに該エンジンを自動始動させる自動始動制御と、前記エバポレータの温度を調整する温度調整制御とを、備えた車両の制御装置であって、
    車速が遅いときは、車速が速いときに比べて前記エバポレータの目標温度を低く設定するものであり、
    過去の自動停止制御の継続時間もしくは自動停止制御の実施頻度を記憶し、該記憶された継続時間が短い場合もしくは実施頻度が少ない場合には、継続時間が長い場合もしくは実施頻度が多い場合に比べて前記エバポレータの目標温度を低くする
    ことを特徴とする車両の制御装置。
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