上記特許文献1に係る従来例では、車両走行中にエンジンがストールした場合において、減速フューエルカット継続中でかつブレーキオフされるという条件が成立するとエンジンを自動再始動するようになっているが、エンジンストールが頻繁に発生するような状況では、前記自動再始動を繰り返し行うことが考えられる。そのような場合には、スタータモータあるいはエンジン各部に負担がかかる。
このような事情に鑑み、本発明は、エンジンがストールしたことを検知した場合に自動再始動制御を行う車両制御装置において、エンジンストール後の自動再始動制御に起因してエンジン始動機器あるいはエンジン各部に負担がかかることを回避することを目的としている。
ところで、本願発明者らは、エンジンストール後の自動再始動制御について、当該エンジンストール前にエンジン回転速度が一定以上になったという履歴があることを条件に許可することを考えた。その場合、仮にエンジンが不調によりストールしやすい状況において、エンジンストール後にエンジンを自動再始動したときにエンジン回転速度が一定以上になってしまうと、その後、再度、エンジンがストールする毎に、自動再始動を繰り返すことになる。そのような場合には、前記同様にスタータモータあるいはエンジン各部の故障を誘発する可能性が高くなる。
そこで、本願発明者らは、さらに、前記エンジン回転速度が一定以上になったという履歴について、イグニッションスイッチをオフにしたときに消去することを考えた。そのようにすれば、イグニッションスイッチをオンした後の最初のエンジン始動が失敗しても、前記エンジン回転速度が一定以上になったという履歴がないので、自動再始動制御を禁止することになる。そのため、前記したように自動再始動を繰り返すことが避けられる。
しかしながら、その場合にも、イグニッションスイッチをオンした後の最初のエンジン始動が成功し、エンジン回転速度が一定以上になると、その後、再度、エンジンが不調によりストールすると、エンジン回転速度が一定以上になったという履歴があるので、自動再始動制御を許可することになり、それ以降、イグニッションスイッチがオフされるまでの期間(トリップ)においてエンジンがストールする毎に自動再始動制御を繰り返すことになると考えられる。
このようなことから、本願発明者らは、さらに鋭意研究を行うことにより、本発明を想到するに至った。
本発明は、エンジンがストールしたことを検知した場合に自動再始動制御を行う車両制御装置であって、アイドリング運転時において所定の実行条件が成立したときに前記エンジンを自動停止するとともに、この自動停止状態において所定の実行条件が成立したときに前記エンジンを自動再始動するエコラン制御を実行するものであり、前記エコラン制御を実行していない状態において前記エンジンがストールしたことを検知した場合、当該エンジンストール前に前記エンジンが所定回転速度以上で駆動されたという履歴と車両が所定速度以上で走行されたという履歴とが共に保存されていることを条件として前記エンジンの自動再始動制御を実行し、当該自動再始動制御を実行完了した後で前記履歴を消去する、ことを特徴としている。
ところで、前記エンジンストール前に、前記エンジンが所定回転速度以上で駆動されたという履歴と車両が所定速度以上で走行されたという履歴とが共に保存されているということは、エンジンストール前に車両走行していたことになる。したがって、前記2つの履歴が保存されていることを調べるということは、エンジンストール前に車両走行していたか否かを調べることになるのである。
この構成では、エンジンストール後にエンジンを自動再始動するにあたって、前記エンジンストールが車両の走行前に発生したのか、あるいは車両の走行後に発生したのかを履歴の有無によって調べるようにし、車両走行後に発生した場合にはエンジンの自動再始動制御を実行するようにしている。
これにより、エンジンストールが車両走行前に発生した場合には、エンジンの自動再始動制御の実行を禁止することになるので、仮にエンジンが不調によりストールしやすいような場合には、従来例のようにエンジンの自動再始動制御を連続して繰り返し実行するようなことを無くせる。
その結果、エンジンの自動再始動制御に起因して、エンジン始動機器(エンジンのみ使用の車両の場合にはスタータモータ、あるいはハイブリッド車両の場合にはモータジェネレータなど)あるいはエンジン各部に余分な負担がかからなくなるので、それらの故障が誘発されにくくなる。
しかも、前記自動再始動制御の実行後に前記履歴を消去するようにしているので、前記自動再始動制御の実行条件を調べる際に過去に参照した履歴を何度も参照しないようにできる。そのため、仮にエンジンが不調によりストールしやすいような場合であっても、前記自動再始動制御を繰り返し実行することが避けられるようになる。さらに、この構成では、エンジンストールを検知した場合、エコラン制御によるエンジン自動停止により発生したものであるのか、あるいはエコラン制御とは無関係で発生したものであるのかを識別することが可能になる。特に、エコラン制御によるエンジン自動停止によりエンジンストールが発生した場合には、自動再始動制御を実行する必要はなく、むしろ自動再始動制御を実行することは好ましくない。一方、エコラン制御とは無関係でエンジンストールが発生した場合には、自動再始動制御を実行する必要がある。このことから、前記識別を行うと、より実用性に優れたものになる。
好ましくは、前記車両制御装置において、前記自動再始動制御の実行条件は、前記エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転センサと前記車速を検出するための車速センサとが共に正常であることという項目をさらに含む、ものとすることができる。
この構成では、前記エンジンが所定回転速度以上で駆動されたという履歴を作成するために必要なエンジン回転センサと、前記車両が所定速度以上で走行されたという履歴を作成するために必要な車速センサとが共に故障しているか否かを調べるようにしているから、前記自動再始動制御の実行条件判定の信頼性が向上することになる。
好ましくは、前記車両制御装置は、イグニッションスイッチがオフされたときに、前記両方の履歴を消去する、構成とすることができる。
この構成では、イグニッションスイッチがオンされてから最初にエンジンを始動した場合において、仮にエンジンが前記所定回転速度以上で駆動されずにエンジンストールしたとすると、当該エンジンストール前に前記エンジンが所定回転速度以上で駆動されたという履歴が存在しないので、エンジンの自動再始動制御を実行しなくなる。
そのため、エンジンが不調でストールしやすい状況であったとしても、前記自動再始動制御を繰り返し実行せずに済むので、エンジン始動機器あるいはエンジン各部に負担がかからなくなる。
その一方で、イグニッションスイッチがオンされてから最初にエンジンを始動した場合において、仮にエンジンが前記所定回転速度以上で駆動されかつ車両が所定速度以上で走行されたとすると、当該エンジンストール前に前記エンジンが所定回転速度以上で駆動されたという履歴と、車両が所定速度以上で走行されたという履歴とが共に存在するようになるので、エンジンの自動再始動制御を実行するようになる。そのため、運転者を不安にさせずに済むようになる。
但し、前記したように一度でも前記自動再始動制御を実行すると、その後はエンジンストールしても前記自動再始動制御を実行しなくなるので、エンジン始動機器あるいはエンジン各部に負担がかからなくなる。
本発明に係る車両制御装置は、エンジンストール後の自動再始動制御に起因して、エンジン始動機器あるいはエンジン各部に負担がかかることを回避できるようになる。
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1および図2に、本発明の一実施形態を示している。図中、1はエンジン(内燃機関)、2はエンジン1の始動機器としてのスタータモータ、3はエンジン制御装置、4はスタータ制御装置である。
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を
出力する公知の駆動力発生装置であって、図示していないが、インジェクタ(燃料噴射弁)から噴射される燃料とインテークマニホールドから吸入される空気との混合気を燃焼室内で燃焼することにより、ピストンをシリンダボア内で往復運動させて、この往復運動をコネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換させて、エンジン1の出力とする。
このエンジン1には、図示していないが、トルクコンバータを介して自動変速機が連結され、この自動変速機を介して車輪に回転動力が伝達されるようになる。
スタータモータ2は、エンジン1のクランクシャフト(図示省略)に取り付けられるフライホイール(図示省略)に回転駆動力を入力することによりエンジン1を始動するために用いられるものであって、例えばスタートスイッチ8がオン操作されたときあるいはエンジン1の自動再始動制御の実行条件が成立したときに駆動される。
エンジン制御装置3およびスタータ制御装置4は、図示していないが、共に一般的に公知のECU(Electronic Control Unit)とされており、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップRAMなどを備えている。
ROMは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、エンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
エンジン制御装置3は、車両の走行状況に応じてエンジン1へ供給する混合気や燃焼タイミングを制御することによりエンジン1を駆動する。
このエンジン制御装置3には、共にエンジン回転センサ5および車速センサ6が少なくとも接続されており、エンジン回転センサ5からの出力信号に基づいてエンジン回転速度を認識し、車速センサ6からの出力信号に基づいて車両走行速度を認識する。
この実施形態では、エンジン回転センサ5が、エンジン1のクランクシャフト(図示省略)の回転角(クランク角CA)を検出するためのクランク角センサとされ、また、車速センサ6が、4つの車輪(図示省略)の個々の回転速度を検出する車輪速度センサとされる。
スタータ制御装置4は、スタータモータ2等を制御するものであり、イグニッションスイッチ7およびスタートスイッチ8が少なくとも接続されている。このスタータ制御装置4は、イグニッションスイッチ7がオン操作されたときに図示していない電源をオンしてエンジン1を始動可能なスタンバイ状態とし、また、スタートスイッチ8がオン操作されたときあるいはエンジン1の自動再始動制御の実行条件が成立したときにスタータモータ2等を制御する。
イグニッションスイッチ7は、オン操作されたときに図示していない電源をオンしてエンジン1を始動可能なスタンバイ状態とするための信号をスタータ制御装置4に入力し、オフ操作されたときに前記電源をオフするための信号をスタータ制御装置4に入力する。スタートスイッチ8は、オン操作されたときにエンジン始動要求信号をスタータ制御装置4に入力し、オフ操作されたときにエンジン停止要求信号をスタータ制御装置4に入力する。
そして、エンジン制御装置3およびスタータ制御装置4は、互いに協調して、下記するエコラン制御、下記するエコラン制御以外でのエンジンストール後の自動再始動制御、ならびにその他の車両に関する制御を実行する。そのために、エンジン制御装置3およびスタータ制御装置4は、必要な情報を互いに送受信可能に接続されている。
このようなことから、エンジン制御装置3およびスタータ制御装置4を含んだ構成が、本発明に係る車両制御装置に相当している。但し、図示していないが、エンジン制御装置3およびスタータ制御装置4の各機能を単一の統括制御装置に装備させるような場合には、この統括制御装置が本発明の車両制御装置に相当するものになる。
なお、前記エコラン制御とは、アイドリング運転時において所定の実行条件が成立したときにエンジン1を自動停止するとともに、この自動停止状態において所定の実行条件が成立したときにエンジン1を自動再始動するようなエコノミー運転のことである。
前記エコラン制御における前記自動停止の実行条件としては、例えば車速が所定値(例えば3km/h)以下であること、図示していないブレーキペダルが踏み込み操作されていること、図示していないアクセルペダルが踏み込み操作されていないことなどの項目が挙げられる。
前記エコラン制御における前記自動再始動の実行条件としては、例えばエコラン制御による自動停止が実行されている状態であること、図示していないブレーキペダルの踏み込み操作が解除されたこと、図示していないアクセルペダルが踏み込み操作されたことなどの項目が挙げられる。
また、前記エコラン制御以外でのエンジンストール後の自動再始動制御では、要するに、エンジン1がストールしたことを検知した場合、前記エンジンストール前に、エンジン1が所定回転速度以上で駆動されたという履歴(第1履歴と言う)と車両が所定速度以上で走行されたという履歴(第2履歴と言う)とが共に保存されていることという実行条件が成立しているか否かを判定する処理と、前記実行条件が成立していると判定したときにスタータモータ2(エンジン始動機器)を作動させる処理と、スタータモータ2の作動完了後に前記第1、第2履歴を消去する処理とを行うようにしている。
具体的に、図2のフローチャートを参照して詳細に説明する。この図2に示すフローチャートは、スタータ制御装置4により実行するものであって、イグニッションスイッチ7がオンされた後、所定周期(数msec)毎にエントリーされる。
まず、ステップ1(図中のS1)では、エコラン制御を実行していない状態においてエンジン1がストールしたか否かを判定する。ここでは、例えばエンジン制御装置3がエンジン回転センサ5からの出力に基づいてエンジン回転速度がゼロ(エンジン回転数が0rpm)になったか否かを判定し、その判定結果がエンジン制御装置3からスタータ制御装置4に入力されるようになっている。
ここで、前記ステップ1で肯定判定した場合、つまりエンジンストールが発生した場合には、続くステップ2(図中のS2)に進む。一方、前記ステップ1で否定判定した場合、つまりエンジンストールが発生していない場合には、下記ステップ6(図中のS6)に移行する。
前記ステップ2では、スタータモータ2を作動した後でエンジン回転速度が所定の閾値以上になったという履歴(第1履歴とする)が存在するか否かを判定する。前記閾値については、実験やシミュレーションによって適宜設定される。前記第1履歴は、エンジン制御装置3の図示していない内部メモリ(例えばバックアップRAM)に保存されるようになっている。そのため、前記第1履歴の有無は、スタータ制御装置4がエンジン制御装置3の前記内部メモリにアクセスすることにより調べるようになっている。
ここで、前記ステップ2で肯定判定した場合、つまり前記第1履歴が存在する場合には続くステップ3(図中のS3)に進む。一方、前記ステップ2で否定判定した場合、つまり前記第1履歴が存在していない場合には、下記ステップ6に移行する。
前記ステップ3では、スタータモータ2を作動した後で車速が所定の閾値以上になったという履歴(第2履歴とする)が存在するか否かを判定する。前記閾値については、実験やシミュレーションによって適宜設定される。前記第2履歴は、エンジン制御装置3の前記内部メモリに保存されるようになっている。そのため、前記第2履歴の有無は、スタータ制御装置4がエンジン制御装置3の前記内部メモリにアクセスすることにより調べるようになっている。
ここで、前記ステップ3で肯定判定した場合、つまり前記第2履歴が存在する場合には続くステップ4(図中のS4)に進む。一方、前記ステップ3で否定判定した場合、つまり前記第2履歴が存在していない場合には、下記ステップ6に移行する。
前記ステップ4では、その他の自動再始動制御の実行条件が成立したか否かを判定する。前記その他の自動再始動制御の実行条件とは、前記第1履歴を作成するために必要なエンジン回転センサ5と、前記第2履歴を作成するために必要な車速センサ6との両方が故障していないこととしている。
このことから、前記ステップ4では、エンジン回転センサ5および車速センサ6が共に故障しているか否かを判定するようにしている。この判定についても、スタータ制御装置4がエンジン制御装置3の前記内部メモリにアクセスすることにより、前記故障の履歴の有無を調べるようになっている。また、このステップ4の判定処理を行うことにより、前記ステップ1〜3で行う判定処理の信頼性が向上することになる。
ここで、前記ステップ4で肯定判定した場合、つまり前記その他の自動再始動制御の実行条件が成立した場合には続くステップ5(図中のS5)に進んで、自動再始動制御を実行するためにスタータモータ2を作動させる。このとき、燃料噴射制御ならびに点火制御を行うことにより、エンジン1を再始動させる。その後、下記ステップ6に移行する。一方、前記ステップ4で否定判定した場合、つまり前記その他の自動再始動制御の実行条件が成立していない場合には、下記ステップ6に移行する。
前記ステップ6では、イグニッションスイッチ7がオフされたか否かを判定する。ここで、前記ステップ6で肯定判定した場合、つまり前記イグニッションスイッチ7がオフされた場合には続くステップ7(図中のS7)において前記第1履歴を消去するとともに、ステップ8(図中のS8)において前記第2履歴を消去し、その後、このフローチャートを終了する。一方、前記ステップ6で否定判定した場合、つまり前記イグニッションスイッチ7がオフされていない場合には、ステップ9(図中のS9)に進む。
このステップ9では、前記ステップ5により作動させたスタータモータ2が作動完了したか否かを判定する。この判定は、例えば前記ステップ5によりスタータモータ2を作動開始させてから作動停止した状態になったか否かを判定するようにしている。
ここで、前記ステップ9で肯定判定した場合、つまりスタータモータ2が作動完了した場合(自動再始動制御を実行した場合)には前記ステップ7に移行する。一方、前記ステップ9で否定判定した場合、つまりスタータモータ2が作動完了していない場合(自動再始動制御を実行完了していない場合)には、このフローチャートを終了する。
以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、エコラン制御以外でエンジン1がストールした後の自動再始動制御の実行条件を最適化して、エンジン1が不調になってストールが頻繁に発生するような状況において、前記自動再始動制御を繰り返し行わないようにしている。
これにより、エンジン1の自動再始動制御に起因して、スタータモータ2(エンジン始動機器)あるいはエンジン1の各部に余分な負担がかからなくなるので、それらの故障が誘発されにくくなる。
特に、この実施形態では、イグニッションスイッチ7がオフされたときにも、前記第1、第2履歴を消去するようにリセットしているので、イグニッションスイッチ7がオンされてから最初にエンジン1を始動した場合において、前記自動再始動制御の実行条件を調べる際に過去に参照した第1履歴(エンジンストール前にエンジン1が所定回転速度以上で駆動されたこと)および第2履歴(エンジンストール前に車両が所定速度以上で走行されたこと)を何度も参照しないようにできる。
そのため、例えば、イグニッションスイッチ7がオンされてから最初にエンジン1を始動した場合において、仮にエンジン1が前記所定回転速度以上で駆動されずにエンジンストールしたとすると、前記第1履歴がエンジン制御装置3の前記内部メモリに保存されないので、エンジン1の自動再始動制御を実行しなくなる。
そのため、エンジン1が不調でストールしやすい状況であったとしても、前記自動再始動制御を繰り返し実行せずに済むので、スタータモータ2あるいはエンジン1の各部に負担がかからなくなる。
その一方で、イグニッションスイッチ7がオンされてから最初にエンジン1を始動した場合において、仮にエンジン1が前記所定回転速度以上で駆動されかつ車両が所定速度以上で走行されたとすると、前記第1履歴と前記第2履歴とが共にエンジン制御装置3の前記内部メモリに保存されるようになるので、その後にエンジン1がストールするとエンジン1の自動再始動制御を実行することが可能になる。そのため、運転者を不安にさせずに済むようになる。
但し、前記したように一度でも前記自動再始動制御を実行すると、その後はエンジンストールしても前記自動再始動制御を実行しなくなるので、スタータモータ2あるいはエンジン1の各部に負担がかからなくなる。
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
(1)上記実施形態では、エンジン1にトルクコンバータ(図示省略)を介して自動変速機(図示省略)を連結したパワートレーンを例に挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えばエンジン1に図示していないがクラッチおよび手動変速機を連結したパワートレーンとすることも可能である。
(2)上記実施形態では、図2のステップ1においてエコラン制御を実行していない状態でエンジンストールの発生の有無を判定するようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。例えばエコラン制御を実行しない車両に本発明を適用する場合には、図2のステップ1において前記エコラン制御を実行していない状態という前提を排除することが可能である。
(3)上記実施形態では、図2のステップ4でその他の自動再始動制御の実行条件(前記第1履歴を作成するために必要なエンジン回転センサ5および前記第2履歴を作成するために必要な車速センサ6が共に故障していないこと)の成立の有無を判定するようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、例えば図2のステップ4を無くすことが可能である。
(4)上記実施形態では、本発明の適用対象としてコンベンショナル車両(駆動力源としてエンジンのみを搭載した車両)を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。本発明の適用対象としては、例えばハイブリッド車両(駆動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載した車両)とすることが可能である。
ハイブリッド車両のパワートレーンの一例を図3に示して簡単に説明する。図3には、FF(フロントエンジン、フロントドライブ)方式のハイブリッド車両を示している。図3に示すハイブリッド車両では、図1に示すスタータモータ2を用いていない。
このハイブリッド車両では、エンジン1の運転に伴いクランクシャフト1aを回転駆動し、トランスアクスル50を介して車輪51L,51Rを前進駆動または後進駆動させるようになっている。
トランスアクスル50は、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2、動力分割機構52、リダクション機構53、減速機構54、デファレンシャル55などを備えている。
このトランスアクスル50の各構成要素ならびに動作は、基本的に公知であるので、簡単に説明する。エンジン1の出力は、クランクシャフト1aおよびダンパ57を介してトランスアクスル50のインプットシャフト56に伝達される。モータジェネレータMG1は、主に発電機として機能し、状況によっては電動機としても機能する。モータジェネレータMG2は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。動力分割機構52は、エンジン1の出力を、左右の車輪51L,51Rを駆動する動力と、発電のためにモータジェネレータMG1を駆動する動力とに分割するものであり、例えばプラネタリギヤとされる。リダクション機構53は、モータジェネレータMG2の回転を減速し、駆動トルクの増幅を行うものであり、例えばプラネタリギヤとされる。減速機構54は、動力分割機構52から出力される動力を適宜の減速比で減速して、デファレンシャル55に伝達する。デファレンシャル55は、減速機構54から入力される動力を必要に応じて左右の車輪51L,51Rに伝達する。
このような構成のハイブリッド車両では、エンジン1の始動時に、車載バッテリ(図示省略)から供給される電力によりモータジェネレータMG1を駆動することによって、エンジン1をクランキングする。すなわち、モータジェネレータMG1がエンジン1の始動時にはスタータモータとして利用される。したがって、このモータジェネレータMG1が「エンジン始動機器」に相当する。
そして、このハイブリッド車両においても、エンジンストール後の自動再始動制御については、上記実施形態と基本的に同様とされ、上記実施形態と同様の作用、効果が得られる。