JP5915360B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを自動的に停止可能な車両の制御装置に関する。

エンジンとモータとを車両駆動源として併用するハイブリッド車両では、信号待ち等の一時的な車両停止時に排気清浄化や燃費向上を図るために、車両運転中であってもエンジンを自動的に停止するアイドルストップが行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１７９７１２号公報

このように車両運転中にエンジンを自動的に停止可能な車両の制御装置では、エンジンを停止するためのエンジン停止要求と、エンジン停止を禁止するためのエンジン停止禁止要求とが、それぞれ独立した要求として個別に設定・出力される。例えば、エンジン停止要求は、運転者のブレーキ操作による急減速時に出力され、エンジン停止禁止要求は、エンジンの稼働中に行われる空燃比センサの故障診断を実施するために出力される。

これらの相反するエンジン停止要求とエンジン停止禁止要求とが同時に出力された場合には、予め設定された優先度に従って、両要求のうちで一方が優先して実行される。ここで、運転者の操作に応じたエンジン停止要求を、運転者の操作によらないエンジン停止禁止要求よりも優先するようにした場合、以下のような問題が生じる。

すなわち、両要求が出力されている状況でエンジン停止要求を優先してエンジン停止を実行した場合、このエンジン停止要求が解除されたときに、優先度が低いためにエンジン停止要求が出力されている間は無効とされていたエンジン停止禁止要求が有効となり、このエンジン停止禁止要求によってエンジン停止が禁止されてエンジンの再始動が行われ、つまり運転者の操作によらない不意のエンジンの再始動が発生し、運転者に違和感を与えるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、エンジンを自動的に停止可能な車両の制御装置において、運転者操作に応じて出力されるエンジン停止要求と、車両運転状態に基づいて出力されるエンジン停止禁止要求と、がそれぞれ独立した要求として個別に設定・出力されるものであり、両要求が同時に出力されている場合には、優先度の高いエンジン停止要求を優先して実行する。そして、優先度の高いエンジン停止要求によってエンジン停止を実行した場合に、他の要求であるエンジン停止禁止要求を解除して、このエンジン停止禁止要求を強制的に取り下げる。

本発明によれば、エンジン停止要求を優先してエンジン停止を実行した場合に、エンジン停止禁止要求を取り下げるようにしたので、優先されていたエンジン停止要求が解除されたときに、エンジン停止禁止要求によって即座にエンジンの再始動が実行されることがなく、つまり運転者の操作によらない不意のエンジンの再始動が発生することを回避することができる。このため、運転者に違和感を与えることがない。また、不意のエンジンの再始動による排気の悪化や燃費の低下を抑制することができる。

本発明の一実施例に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両を示す構成図。 上記ハイブリッド車両の制御装置を示す構成図。 本実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。 本実施例を適用した場合の各種フラグ等の変化を示すタイミングチャート。 本発明の他の実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。

以下、図示実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施例に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両を簡略的に示している。この車両は、いわゆる１モータ２クラッチ式のハイブリッド車両であり、車両駆動源としてエンジン１１とモータ１２とが併用されている。エンジン１１は、火花点火式ガソリンエンジンや圧縮自己着火式ディーゼルエンジン等の燃料を燃焼することにより駆動力を生じるものである。モータ１２はバッテリ（図示省略）からの電力により駆動力を発生するとともに、動力を回生してバッテリへ充電可能な発電機としても機能するモータジェネレータである。エンジン１１とモータ１２との間には第１クラッチ１３が介装され、モータ１２と駆動輪１４との間には、自動変速機１５及び第２クラッチ１６が介装されている。第１クラッチ１３は、エンジン１１とモータ１２との動力伝達の接続と遮断を切り換えるもので、エンジン１１の駆動力を利用する場合に接続され、例えばモータ１２のみによる走行を行う場合に開放される。第２クラッチ１６は、モータ１２と駆動輪１４との動力伝達の接続と遮断を切り換えるもので、車両走行時には接続され、変速レンジがＮレンジやＰレンジにある場合に開放される。この実施例では、自動変速機１５内の摩擦締結要素を利用して第２クラッチ１６が構成されており、構成の簡素化が図られている。但し、第２クラッチ１６を自動変速機１５とは別体として、自動変速機１５の前後に設けるようにしても良い。

図２は、このハイブリッド車両の制御装置を簡略的に示している。この制御装置は、各種の制御処理を記憶及び実行可能な複数のコントロールユニット２１〜２３がＣＡＮ通信等の双方向通信システムにより接続されている。エンジンコントロールユニット２２は、エンジン１１の燃料噴射時期制御や点火時期制御等のエンジン制御を実行する。変速機コントロールユニット２３は、自動変速機１５の変速制御や、この自動変速機１５に内蔵されている第２クラッチ１６の接続・開放の切換制御等を実行する。ハイブリッドコントロールユニット２１は、車両運転状態に基づいて、第１クラッチ１３及びモータ１２の他、上記のコントロールユニット２２，２３へ制御信号を出力して、車両の動作を統括的に制御する。なお、この実施例では第１クラッチ１３やモータ１２をハイブリッドコントロールユニット２１により直接的に制御するように構成しているが、エンジン１１や自動変速機１５と同様に専用のコントローラを設けるように構成しても良い。

図３は、本実施例の要部をなす制御の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図２の制御装置によって所定期間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１７はハイブリッドコントロールユニット２１により実行される処理を示しており、ステップＳ１８〜Ｓ２６はエンジンコントロールユニット２２により実行される処理を示している。

ステップＳ１１では、急減速と判定されたか、つまり急減速判定用のフラグが、急減速であることを表す「１」であるかを判定する。この急減速判定用のフラグは、変速機コントロールユニット２３により設定され、例えば、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれており、かつ、このブレーキ操作に伴う減速度（車速の低下量またはその変化量）が所定値以上である場合に「１」に設定される。

急減速と判定された場合、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進み、所定のエンジン停止許可条件が成立するか否かを判定する。具体的には、車速、機関温度やバッテリ充電量等がエンジンの停止可能な所定条件にあるか否かを判定する。エンジン停止許可条件が成立すると判定された場合には、ステップＳ１３へ進み、エンジン停止許可条件判定用のフラグを、エンジン停止許可条件が成立することを表す「１」に設定する。

続くステップＳ１４では、運転者操作に応じたエンジン停止要求のフラグを、このエンジン停止要求が有ることを表す「１」に設定し、これをハイブリッドコントロールユニット２１からエンジンコントロールユニット２２へ出力する。このエンジン停止要求は、より具体的には、第１クラッチ１１の開放を伴う急減速時に、エンジンを停止してアイドルストップさせるためのアイドルストップ要求である。なお、この実施例では、簡易的にエンジン停止許可条件が成立する場合にエンジン停止要求（エンジン停止要求用のフラグ＝１）を出力するように構成しているが、エンジン停止許可条件の成立を含めた複数の条件が成立する場合にエンジン停止要求を出力するように構成しても良い。

上記のステップＳ１１において、急減速判定用のフラグが「１」ではない、つまり急減速ではない場合には、ステップＳ１５へ進み、エンジン１１の始動許可条件が成立しているかを判定する。つまり、車速、機関温度やバッテリ充電量等がエンジン１１の始動が可能な所定条件にあるか否かを判定する。例えば、車速がほぼ０の停車状態であり、かつブレーキスイッチがＯＮ、つまりブレーキペダルが踏み込まれているときには、車両の不意の発進・移動を招くことなく安定してエンジンを始動可能であるとして、始動許可条件が成立していると判定される。

始動許可条件が成立していれば、ステップＳ１５からステップＳ１６へ進み、エンジン停止要求の判定フラグを、このエンジン停止要求が無いことを表す「０」に設定する。つまり、始動許可条件の成立を条件として、エンジン停止要求を解除している。

上記のステップＳ１２において、エンジン停止許可条件が成立していない場合には、ステップＳ１７へ進み、エンジン停止許可判定用のフラグを、エンジン停止許可条件が成立していないことを表す「０」に設定するとともに、ステップＳ１６へ進み、エンジン停止要求の判定用のフラグを、このエンジン停止要求が無いことを表す「０」に設定する。

上記のステップＳ１４もしくはステップＳ１６において設定されたエンジン停止要求の判定フラグの結果はＣＡＮ通信を通してハイブリッドコントロールユニット２１からエンジンコントロールユニット２２へ出力される。

ステップＳ１８において、エンジンコントロールユニット２２は、ハイブリッドコントロールユニット２１から出力されたエンジン停止要求の判定フラグに基づいて、エンジン停止要求（アイドルストップ要求）が有るか否か、つまり、判定フラグが「１」であるか否かを判定する。エンジン停止要求が有れば、ステップＳ１９へ進み、エンジンの自動停止、つまりはアイドルストップを実施し、フラグＦを、エンジン停止状態であることを表す「１」に設定する。

ステップＳ２０では、車両運転状態に基づいて設定されるエンジン停止禁止要求としてのアイドルストップ禁止要求のフラグを、このアイドルストップ禁止要求が無いことを示す「０」に設定して、アイドルストップ禁止要求を取り下げている。このアイドルストップ禁止要求は、例えばエンジンの排気系に設けられた空燃比センサの故障診断のように、エンジンが実動中であることを条件に実施される処理のためのものである。

ここで、運転者のブレーキ操作に応じたエンジン停止要求と、車両運転状態に基づいて実施される故障診断等の運転者の操作によらないアイドルストップ禁止要求とは、互いに独立した別の要求であり、それぞれ個別に演算・設定されるものである。従って、これらの相反する要求であるエンジン停止要求とアイドルストップ禁止要求とが同時に出力されることがあり、この場合、予め設定した優先順位に従って、一方を優先的に実施することとなる。この実施例においては、運転者に違和感を与えることのないように、また、排気浄化や燃費向上等を図るために、運転者操作に応じたエンジン停止要求をアイドルストップ禁止要求に比して優先的に実行するように設定されている。

そして本実施例では、このようにエンジン停止要求を優先してエンジン停止を実行した場合に、ステップＳ２０において、他の要求であるアイドルストップ禁止要求を強制的に解除して、このアイドルストップ禁止要求を取り下げるように構成している。

上記のステップＳ１８において、エンジン停止要求が無ければ、ステップＳ２１へ進み、フラグＦが、エンジン停止状態であることを示す「１」であるか否かを判定する。フラグＦが「１」、つまりエンジン停止状態であれば、ステップＳ２２へ進み、診断要求のためのアイドルストップ禁止要求のフラグを、アイドルストップ禁止要求が無いことを表す「０」に設定する。

続くステップＳ２３では、運転者がアクセルペダルを踏込み操作することによるエンジンの再始動要求が有るか否かを判定する。運転者のアクセル操作に応じたエンジンの再始動要求が有る場合には、ステップＳ２６へ進み、エンジンの再始動（クランキング）を実施するとともに、フラグＦを、エンジン停止状態でないことを示す「０」に設定する。一方、運転者のアクセル操作に応じたエンジンの再始動要求が無い場合には、エンジンの再始動を行うことなく本ルーチンを終了する。

上記のステップＳ２１において、フラグＦが、エンジン停止状態であることを示す「１」でない場合、つまりエンジンが稼働中である場合には、ステップＳ２４へ進み、故障診断のためのアイドルストップ禁止要求が有るか否かを判定する。アイドルストップ禁止要求が有れば、ステップＳ２５へ進み、故障診断用のアイドルストップ禁止要求のフラグを、アイドルストップ禁止要求が有ることを示す「１」に設定し、上記ステップＳ２６へ進み、エンジンの再始動を実行する。

一方、ステップＳ２４において、故障診断のためのアイドルストップ禁止要求が無ければ、上記のステップＳ２２へ進み、故障診断用のアイドルストップ禁止要求のフラグを、アイドルストップ禁止要求が無いことを示す「０」に設定する。そして、上記のステップＳ２３において、運転者のアクセル操作に応じたエンジンの再始動要求の有無を判定し、エンジンの再始動要求が有る場合にはステップＳ２６においてエンジンの再始動を行う。

図４は、このような本実施例の制御を適用した場合のタイミングチャートを示している。運転者がブレーキペダルを踏み込むことにより車速が低下すると、時刻ｔ１において、急減速と判定されて急減速判定用のフラグが「１」に設定され、これを受けて、エンジン停止許可条件が成立しているかが判定される（矢印Ｙ１参照）。エンジン停止許可条件が成立している場合には、矢印Ｙ２に示すように、エンジン停止要求（フラグ＝１）がハイブリッドコントロールユニット２１からエンジンコントロールユニット２２へ出力されて（時刻ｔ２）、エンジン１１の自動停止が実行されて、エンジン回転速度が０へ向けて急速に低下する。

その後、時刻ｔ３の時点で急減速判定が解除され、時刻ｔ４の時点において、車速が低下してほぼ０、つまり車両停車状態となり、かつ、ブレーキスイッチがＯＮ、つまりブレーキが踏み込まれていることから、上記の始動許可条件が成立していると判定されて、始動許可判定用のフラグが「１」とされる。このように始動許可条件が成立していることを条件として、エンジン停止許可判定用のフラグが「０」とされて、エンジン停止許可が解除され、これを受けて、エンジン停止要求判定用のフラグが「０」とされて、エンジン停止要求が解除される（矢印Ｙ３参照）。

上記のエンジン停止要求が出力される時刻ｔ２の時点では、車両運転状態に応じて設定される故障診断のためのアイドルストップ禁止要求のフラグが「１」とされており、つまりアイドルストップ禁止要求も出力されている。つまり、相反するエンジン停止要求（アイドルストップ要求）とアイドルストップ禁止要求の双方が独立して出力されている。上述したように、双方の要求が同時に存在する場合、運転者操作に応じたエンジン停止要求が、運転者操作によらない故障診断用のアイドルストップ禁止要求よりも優先されるために、エンジン停止要求を受けると、アイドルストップ禁止要求の有無にかかわらず、エンジンの自動停止（アイドルストップ）が実行される。

ここで、一般的には図中の破線Ｌ１の特性で示す比較例のように、エンジン停止要求に応じてエンジン停止（アイドルストップ）が実施されても、アイドルストップ禁止要求の設定はそのまま保持され、つまりアイドルストップ禁止要求が出力され続ける。このような比較例では、エンジン停止要求が解除された時刻ｔ４において、解除されずに残されているアイドルストップ禁止要求によりエンジンの再始動が行われ、運転者の操作によらない不意のエンジンの再始動が発生して、運転者に違和感を与えるおそれがある。

これに対して本実施例では、エンジン停止要求に応じてエンジン停止を優先的に実行した時点ｔ２で、他の独立した要求であるアイドルストップ禁止要求のフラグを、アイドルストップ禁止要求が無いことを表す「０」に設定しており、つまりアイドルストップ禁止要求を取り下げている。従って、優先度の高いエンジン停止要求が解除された際にも（時刻ｔ４）、アイドルストップ禁止要求が既に取り下げられているために、不意にエンジンの再始動が行われることがなく、つまり運転者の要求によらない不意のエンジン再始動が行われることを回避して、運転者に違和感を与えることを回避することができる。そして、運転者のアクセル操作によるエンジン始動要求が生じた際に（時刻ｔ５）、このエンジン始動要求に応じてエンジンの自動的な再始動が実施されることとなる。

また、本実施例においては、アイドルストップ禁止要求を取り下げる対象となるエンジン停止要求を、運転者のブレーキ操作を伴う急減速時におけるアイドルストップ要求に特定しているために、以下のような作用効果が得られる。

ハイブリッド車両におけるエンジン１１とモータ１２との間に介装される第１クラッチ１３は、主に通常走行時のエンジン回転数に対して振動を有効に吸収し得る周波数特性を有するものが用いられている。このため、急減速時のような低回転域でのエンジン回転変動を十分に吸収することができず、第１クラッチ１３を繋いだままで急減速が行われると、振動が軸から駆動輪１４へ伝わり、運転者にショックや不快感を与えるおそれがある。そこで、急減速時には第１クラッチ１３を開放させてエンジン停止、つまりアイドルストップを行う必要がある。このため、上述したように、急減速時におけるエンジン停止要求であるアイドルストップ要求を、アイドルストップ禁止要求よりも優先的に行うようにしている。

但し、急減速の判定は上述したように車両の減速度に応じて行われ、つまり減速度が所定値以上である場合に急減速と判定されるが、急減速時には車速の急激な低下に伴い減速度も比較的短時間で低下する。従って、急減速時におけるアイドルストップ要求は比較的短時間で解除される要求である。このために、アイドルストップ要求とアイドルストップ禁止要求とが同時に出力されている状態で、アイドルストップ要求によりアイドルストップを優先的に実施する際に、上記の比較例のようにアイドルストップ禁止要求を取り下げなかった場合、アイドルストップ要求を解除する際にアイドルストップ禁止要求が解除されずに残されている可能性が高く、このアイドルストップ禁止要求により不意のエンジンの再始動を生じる頻度が高くなる。本実施例によれば、このような頻度の高いエンジンの不意の再始動を回避することが可能となる。

図５は、この発明の他の実施例を示している。この実施例では、図３のステップＳ２１〜Ｓ２３の処理、つまり運転者のアクセル操作に応じたエンジンの再始動に関する処理が省略されている。この場合にも、エンジン停止要求に応じて優先的にエンジン停止を実施した場合には、他の要求であるアイドルストップ禁止要求が取り下げられるために、エンジン停止要求の解除の際にアイドルストップ禁止要求によって不意にエンジンの再始動が実施されることはない。なお、この実施例の場合には、アイドルストップからのエンジンの再始動は、図示せぬ他のルーチンにより実行されるエンジン再始動要求に応じて実施されることとなる。

なお、上記の実施例ではハイブリッド車両に本発明を適用しているが、エンジンの自動停止・再始動が可能な車両であればエンジンのみを駆動源とする車両であっても良い。また、上記実施例ではアイドルストップの制御に本発明を適用しているが、アイドルストップ以外の、例えば車両走行中のエンジンの自動停止の制御に本発明を適用することもできる。

１１…エンジン
１２…モータ
１３…第１クラッチ
２１…ハイブリッドコントロールユニット
２２…エンジンコントロールユニット

Claims (4)

1. 車両運転中にエンジンを自動的に停止可能な車両の制御装置において、
   運転者のブレーキ操作に応じてエンジンを自動停止するために出力されるエンジン停止要求と、車両運転状態に基づいて出力されるエンジン停止禁止要求と、がそれぞれ独立した要求であり、
   両要求が同時に出力されている場合には、上記エンジン停止要求を優先して実行し、
   かつ、上記エンジン停止要求によりエンジン停止を実行した場合に、上記エンジン停止禁止要求を取り下げることを特徴とする車両の制御装置。
2. 上記エンジン停止要求が、車両停車中にエンジンを一時的に停止するためのアイドルストップ要求であり、
   上記エンジン停止禁止要求が、上記エンジンの稼働中に行われる故障診断を実施するためのアイドルストップ禁止要求であることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 上記車両が、車両駆動源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド車両であり、
   上記エンジン停止要求が、上記エンジンと上記モータとの間に介装されるクラッチを開放してエンジンを停止する車両の急減速判定時に出力されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 上記エンジン停止要求に応じてエンジン停止を実行した場合、このエンジン停止要求とは異なる要求であるエンジン再始動要求が出力された場合に、エンジンの再始動が実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。

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