JP7513047B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
本開示は、車両の制御装置に関するものである。
特許文献1に記載の車両の制御装置は、アイドリング・ストップ制御を実行する。アイドリング・ストップ制御とは、所定の停止条件が成立した場合、フューエルカットを行うことによりエンジンを停止させる制御である。所定の停止条件は、例えば、車両の速度が0になったこと、シフト位置がニュートラル位置若しくはパーキング位置になったこと、ブレーキが踏まれたこと、及び/又はパーキングブレーキがかけられたことである。例えば、信号待ちで車両を停止させている間、エンジンを停止させるといった状況が考えられる。
上記制御装置は、エンジンを停止させる際、いずれかの気筒のピストンが圧縮行程の途中の所定の位置で停止するように制御する。当該気筒は、燃料と空気との混合気で満たされている。上記制御装置は、エンジンを再始動させる際、当該ピストンをモータジェネレータによって上死点近傍の位置まで駆動する。次いで、上記制御装置は、点火プラグにより混合気を燃焼させる。
上記制御装置は、エンジンを再始動させる際にモータジェネレータに要求されるトルクが小さくなるように、ピストンの停止位置を制御している。具体的には、上記制御装置は、圧縮行程にあるピストンを上死点位置よりもクランク角度で60~90度分手前の位置で停止させる。
エンジンのアイドル運転時のエンジン回転速度は、エンジンが自律運転を行えるエンジン回転速度の下限値以上である。ここで、エンジンの始動が開始された後であってエンジンが自律運転を行える状態に到る前に、エンジンの運転が停止される状況が考えられる。例えば、エンジンの始動直後にイグニッションスイッチがオフにされることによって、エンジンが停止される状況が考えられる。このような状況下では、ピストンを所望の位置に停止するように制御することが困難となり得る。この理由について次に説明する。
エンジンの運転が停止されると、気筒内に充填された空気の圧縮反力の影響によりエンジン回転速度が低下してクランク軸が停止する。エンジン回転速度の低下中において、ピストンの停止位置を制御する停止位置制御が実行される。停止位置制御は、モータジェネレータによりクランク軸の回転エネルギを電力に変換して回生制動することによってピストンの停止位置を調整する制御である。
エンジンが自律運転に到る前の始動が開始された直後の状態では、吸気通路を通じて気筒内に流れ込む空気の流れが不安定であるため、気筒内に充填される空気の量のバラツキが大きい。そのため、始動が完了して自律運転に到る前にエンジンの始動が停止された場合には、気筒内に充填された空気の圧縮反力が不均一でモータジェネレータによる停止位置制御が困難となる。
これに対し、エンジンが自律運転可能な程度にエンジン回転速度が大きい状況では、気筒内に充填される空気の量のバラツキが小さくなっている。このため、気筒中の空気に起因した反発力の大きさの程度が推定可能である。当該空気の反発力の大きさを考慮してどのようにピストンの停止位置を制御すべきであるのかが、推定可能である。つまり、このような状況では、制御装置は、クランク角度センサの検出値を用いてモータジェネレータの負トルクの大きさを制御することによってピストンの停止位置を容易に制御できる。
このように、エンジンの始動直後でエンジン回転速度が十分に高くなっていない状況においてエンジンが停止された場合、ピストンを所望の位置で停止させることは難しい可能性がある。また、エンジン回転速度が十分に高くなっていない状況においてエンジンが停止された場合、エンジン回転速度が0になるまでにおける制御の機会が確保しにくい。すなわち、ピストンの停止位置の制御のためにモータジェネレータの負トルクの大きさを調整できる機会が少ない。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
本開示の一態様によれば、気筒を有するエンジンと、前記エンジンに連結されたモータジェネレータと、を備える車両の制御装置であって、処理回路を備え、前記処理回路は、エンジン回転速度が、前記エンジンが自律運転可能な回転速度である自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチがオフされた場合、前記エンジン回転速度が前記自律回転速度以上になるまで、前記エンジン回転速度を上昇させる上昇処理と、前記上昇処理の完了後、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランク軸の回転エネルギを電力に変換して回生制動することにより、前記気筒におけるピストンを所定の位置に停止させる停止位置制御と、を実行するように構成されている、車両の制御装置が提供される。
本開示の一態様によれば、気筒を有するエンジンと、前記エンジンに連結されたモータジェネレータと、を備える車両の制御装置であって、処理回路を備え、前記処理回路は、エンジン回転速度が、前記エンジンが自律運転可能な回転速度である自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチがオフされた場合、前記エンジン回転速度が前記自律回転速度以上になるまで、前記エンジン回転速度を上昇させる上昇処理と、前記上昇処理の完了後、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランク軸の回転エネルギを電力に変換して回生制動することにより、前記気筒におけるピストンを所定の位置に停止させる停止位置制御と、を実行するように構成されている、車両の制御装置が提供される。
エンジン回転速度が自律回転速度以上まで上昇していれば、吸気通路を通じて気筒内に流れ込む空気の流れが安定するため気筒内に充填される空気の量のバラツキは小さくなる。そのため、上記の制御装置によれば、停止位置制御を開始するときの気筒内に充填された空気の圧縮反力が均一になる。したがって、上記の制御装置は、始動が完了する前にイグニッションスイッチがオフされた場合であっても停止位置制御により所望の位置にピストンを停止させることができる。
上記車両の制御装置において、前記上昇処理は、前記エンジン回転速度が前記自律回転速度以上になるまで、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランキングを行うとともに前記気筒における燃焼を実行することを含んでいてもよい。
上昇処理において、気筒における燃焼が実行されない比較例が考えられる。上記構成では、上昇処理において気筒における燃焼が実行される。このため、上記構成によれば、比較例よりも早期に上昇処理を完了することができる。したがって、ユーザは、イグニッションスイッチがオフされたにかかわらず上昇し続けるエンジン回転速度に違和感を覚えにくい。
上記車両の制御装置において、前記処理回路は、前記イグニッションスイッチがオンされた時点から前記車両が停止していることを含むファースト・アイドリング・ストップ条件が成立している場合に、ファースト・アイドリング・ストップ処理を実行するように構成され、前記ファースト・アイドリング・ストップ処理とは、前記イグニッションスイッチがオンされた時点から前記エンジン回転速度を0に維持する処理であり、前記処理回路は、前記ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しなくなった場合に、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランキングを行うことによって、前記エンジン回転速度を0から上昇させるエンジン始動処理を開始するように構成され、前記処理回路は、前記エンジン回転速度が前記自律回転速度まで上昇する前に、前記イグニッションスイッチがオフされた場合、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランキングを行うことによって前記エンジン回転速度を上昇させる前記上昇処理と、前記上昇処理の完了後に前記気筒における前記ピストンを前記所定の位置に停止させる前記停止位置制御と、を実行するように構成されていてもよい。
ファースト・アイドリング・ストップ処理の終了直後にエンジン始動処理が開始された場合において、エンジン回転速度が自律回転速度まで上昇する前にユーザがイグニッションスイッチをオフする場合がある。上記構成によれば、係る状況下において、停止位置制御により所望の位置にピストンを停止させることができる。
上記車両の制御装置において、前記処理回路は、前記停止位置制御において前記ピストンを前記所定の位置に停止させることに失敗した場合には、前記ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止するように構成されていてもよい。
上記構成では、ファースト・アイドリング・ストップ処理を実行するためには、前回のトリップにおいて停止位置制御に成功したことが必要である。トリップとは、イグニッションスイッチがオンされた時点から、イグニッションスイッチがオフされて車両の作動が停止した時点までの期間を意味する。
ファースト・アイドリング・ストップ処理と停止位置制御との関係について次に説明する。ファースト・アイドリング・ストップ処理終了後に開始されるエンジン始動処理は、モータジェネレータによりエンジンのクランキングを行うことによって行われる。エンジン始動処理の開始時点においてピストンが下死点に位置している場合には、モータジェネレータが圧縮行程を初めから終わりまでピストンを動かす必要がある。圧縮行程では、吸気バルブ及び排気バルブが閉じているので、圧縮空気の反発力に起因してモータジェネレータにかかる負荷が大きい。モータジェネレータに過大なる負荷がかかることを回避すべく、処理回路は、停止位置制御においてピストンを所定の位置に停止させることに失敗した場合には、ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止する。
停止位置制御においてピストンを所定の位置に停止させることに失敗した場合には、ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止する構成では、上昇処理の完了後に停止位置制御を実行することが特に有効である。すなわち、停止位置制御が成功しやすくすることによって、ファースト・アイドリング・ストップ処理が実行されやすくなる。この結果、燃費の向上が期待できる。
以下、一実施形態に係る車両の制御装置について、図面を参照して説明する。
<ハイブリッド車両100の構成について>
図1は、一実施形態に係る制御装置34の制御対象であるハイブリッド車両(以下、車両)100を示している。制御装置34は車両100に搭載されている。車両100は、内燃機関(以下、エンジン)10とモータジェネレータ12とを備える。空調コンプレッサ(以下、ACコンプレッサ)14が車両100に搭載されている。エンジン10はクランクプーリ10aを有する。モータジェネレータ12はモータジェネレータプーリ12aを有する。ACコンプレッサ14はACコンプレッサプーリ14aを有する。クランクプーリ10aと、モータジェネレータプーリ12aと、ACコンプレッサプーリ14aとが、ベルト16を介して互いに接続されている。
<ハイブリッド車両100の構成について>
図1は、一実施形態に係る制御装置34の制御対象であるハイブリッド車両(以下、車両)100を示している。制御装置34は車両100に搭載されている。車両100は、内燃機関(以下、エンジン)10とモータジェネレータ12とを備える。空調コンプレッサ(以下、ACコンプレッサ)14が車両100に搭載されている。エンジン10はクランクプーリ10aを有する。モータジェネレータ12はモータジェネレータプーリ12aを有する。ACコンプレッサ14はACコンプレッサプーリ14aを有する。クランクプーリ10aと、モータジェネレータプーリ12aと、ACコンプレッサプーリ14aとが、ベルト16を介して互いに接続されている。
このように、車両100ではエンジン10とモータジェネレータ12とがベルト16を介して互いに連結されている。制御装置34は、こうした車両100を制御する。
さらに、車両100は、トランスミッション18と、スタータ20と、DC-DCコンバータ22と、補機24と、高圧バッテリ26と、低圧バッテリ28と、を備えている。高圧バッテリ26は、例えば、Liイオンバッテリである。低圧バッテリ28は、例えば、鉛バッテリである。トランスミッション18はエンジン10に接続されている。スタータ20はトランスミッション18に接続されている。スタータ20はトランスミッション18を駆動可能である。スタータ20でトランスミッション18を駆動することによってエンジン10を始動することができる。高圧バッテリ26は、モータジェネレータ12と、DC-DCコンバータ22とに接続されている。モータジェネレータ12は、高圧バッテリ26から電力の供給を受けることによって、エンジン10を始動することができる。低圧バッテリ28は、スタータ20と、DC-DCコンバータ22と、補機24とに接続されている。
さらに、車両100は、トランスミッション18と、スタータ20と、DC-DCコンバータ22と、補機24と、高圧バッテリ26と、低圧バッテリ28と、を備えている。高圧バッテリ26は、例えば、Liイオンバッテリである。低圧バッテリ28は、例えば、鉛バッテリである。トランスミッション18はエンジン10に接続されている。スタータ20はトランスミッション18に接続されている。スタータ20はトランスミッション18を駆動可能である。スタータ20でトランスミッション18を駆動することによってエンジン10を始動することができる。高圧バッテリ26は、モータジェネレータ12と、DC-DCコンバータ22とに接続されている。モータジェネレータ12は、高圧バッテリ26から電力の供給を受けることによって、エンジン10を始動することができる。低圧バッテリ28は、スタータ20と、DC-DCコンバータ22と、補機24とに接続されている。
図1に示すように、エンジン10は、4つの気筒#1、#2、#3、#4を備えている。図2は、図1に示す4つの気筒#1~#4のうちの1つを示す模式図である。
吸気通路54が、気筒#1~#4に接続している。吸気通路54は、エンジン10の外部から気筒#1~#4の各々に吸気を導入する。排気通路60が、気筒#1~#4に接続している。排気通路60は、気筒#1~#4の各々からエンジン10の外部へと排気を排出する。
吸気通路54が、気筒#1~#4に接続している。吸気通路54は、エンジン10の外部から気筒#1~#4の各々に吸気を導入する。排気通路60が、気筒#1~#4に接続している。排気通路60は、気筒#1~#4の各々からエンジン10の外部へと排気を排出する。
スロットルバルブ56が、吸気通路54の途中に位置している。スロットルバルブ56は、吸気通路54を流通する吸気の量を調整する。ポート噴射弁58が、吸気通路54のうち、気筒の近傍に位置している。ポート噴射弁58は、吸気通路54に燃料を噴射することにより、吸気通路54を介して気筒に燃料を供給する。
ピストン48が、気筒の内部に位置している。ピストン48は、コネクティングロッド50を介してクランク軸52に連結している。
各気筒#1~#4について、吸気バルブ40が開弁しているとき、吸入された空気が燃焼室38に流入する。燃焼室38には、筒内噴射弁44によって燃料が噴射される。燃焼室38において、空気と燃料との混合気は、点火装置46による火花放電によって燃焼する。ピストン48は、気筒において燃料と吸気との混合気が燃焼することにより、気筒の内部で往復運動する。燃焼によって生じたエネルギは、エンジン10のクランク軸52の回転エネルギとして取り出される。エンジン10のクランク軸52は、トランスミッション18に接続されている。燃焼に供された混合気は、排気バルブ42が開弁しているとき、燃焼室38から排出される。
各気筒#1~#4について、吸気バルブ40が開弁しているとき、吸入された空気が燃焼室38に流入する。燃焼室38には、筒内噴射弁44によって燃料が噴射される。燃焼室38において、空気と燃料との混合気は、点火装置46による火花放電によって燃焼する。ピストン48は、気筒において燃料と吸気との混合気が燃焼することにより、気筒の内部で往復運動する。燃焼によって生じたエネルギは、エンジン10のクランク軸52の回転エネルギとして取り出される。エンジン10のクランク軸52は、トランスミッション18に接続されている。燃焼に供された混合気は、排気バルブ42が開弁しているとき、燃焼室38から排出される。
制御装置34は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェース等を有する所謂マイクロコンピュータを含む。制御装置34は、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。制御装置34は、エンジン10及びモータジェネレータ12等を制御可能である。
クランク角度センサ30がエンジン10に設けられている。制御装置34は、クランク角度センサ30を通じてクランク角度を取得できる。制御装置34は、取得したクランク角度を時間微分することによって、エンジン10の回転速度であるエンジン回転速度を取得できる。モータジェネレータ回転速度センサ32がモータジェネレータ12に設けられている。制御装置34は、モータジェネレータ回転速度センサ32を通じてモータジェネレータ12の回転速度を取得できる。
イグニッションスイッチ35が車両100に設けられている。制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンであるかオフであるかを示す信号を、イグニッションスイッチ35から取得できる。
車両100の速度を検出する車速センサ36が車両100に設けられている。制御装置34は、車両100の速度を示す信号を車速センサ36から取得できる。
<モータジェネレータ12がエンジン10を始動するときに、モータジェネレータ12にかかる負荷>
エンジン回転速度が0である状態から、モータジェネレータ12がエンジン10を始動する状況を想定する。
<モータジェネレータ12がエンジン10を始動するときに、モータジェネレータ12にかかる負荷>
エンジン回転速度が0である状態から、モータジェネレータ12がエンジン10を始動する状況を想定する。
図3に示すように、気筒#1は、クランク角度が0~180度のとき膨張行程にある。気筒#1は、クランク角度が180~360度のとき、排気行程にある。気筒#1は、クランク角度が360~540度のとき、吸入行程にある。気筒#1は、クランク角度が540~720度のとき圧縮行程にある。
図3に示すように、気筒#2は、クランク角度が0~180度のとき排気行程にある。気筒#2は、クランク角度が180~360度のとき、吸入行程にある。気筒#2は、クランク角度が360~540度のとき、圧縮行程にある。気筒#2は、クランク角度が540~720度のとき膨張行程にある。
図3に示すように、気筒#3は、クランク角度が0~180度のとき圧縮行程にある。気筒#3は、クランク角度が180~360度のとき、膨張行程にある。気筒#3は、クランク角度が360~540度のとき、排気行程にある。気筒#3は、クランク角度が540~720度のとき吸入行程にある。
図3に示すように、気筒#4は、クランク角度が0~180度のとき吸入行程にある。気筒#4は、クランク角度が180~360度のとき、圧縮行程にある。気筒#4は、クランク角度が360~540度のとき、膨張行程にある。気筒#4は、クランク角度が540~720度のとき排気行程にある。
このように、いずれのクランク角度においても、4つの気筒#1~#4のうち1つが圧縮行程にあるとともに、4つの気筒#1~#4のうちの別の1つが膨張行程にある。圧縮行程或いは膨張行程にある気筒においては、吸気バルブ40及び排気バルブ42が閉弁している。このため、モータジェネレータ12がエンジン10を始動する際、圧縮行程或いは膨張行程にある気筒におけるピストン48は動きにくい。すなわち、モータジェネレータ12に負荷がかかる。例えば、クランク角度0度からモータジェネレータ12がエンジン10を駆動し始めると、気筒#1及び気筒#3に起因してモータジェネレータ12に負荷がかかる。
エンジン回転速度を0から上昇させるエンジン始動処理の開始時点においてピストン48が下死点に位置している場合が考えられる。係る場合には、モータジェネレータ12が圧縮行程を初めから終わりまでピストン48を動かす必要がある。圧縮行程では、吸気バルブ40及び排気バルブ42が閉じているので、圧縮空気の反発力に起因してモータジェネレータ12にかかる負荷が大きい。
<制御装置34が実行する処理>
図4を参照して、図1の制御装置34が実行する処理について説明する。制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンにされていることと、エンジン回転速度が0であることと、の論理積条件が成立することをトリガーに図4に示す処理を開始する。例えば、制御装置34は、車両100の作動が停止している状態でイグニッションスイッチ35がオンされることにより、図4に示す処理を開始する。また、制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンになっている状態でエンジン回転速度が0になることにより、図4に示す処理を開始する。
図4を参照して、図1の制御装置34が実行する処理について説明する。制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンにされていることと、エンジン回転速度が0であることと、の論理積条件が成立することをトリガーに図4に示す処理を開始する。例えば、制御装置34は、車両100の作動が停止している状態でイグニッションスイッチ35がオンされることにより、図4に示す処理を開始する。また、制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンになっている状態でエンジン回転速度が0になることにより、図4に示す処理を開始する。
制御装置34は、ステップS400において、エンジン始動処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。制御装置34は、ステップS400において否定判定する場合(ステップS400:NO)、ステップS400を繰り返す。制御装置34は、ステップS400において肯定判定する場合(ステップS400:YES)、ステップS402に進む。制御装置34は、ステップS402において、エンジン始動処理を開始する。
エンジン始動処理について説明する。エンジン始動処理とは、エンジン回転速度を0からエンジン10が自律運転可能な回転速度である自律回転速度まで上昇させる処理である。まず、制御装置34は、モータジェネレータ12によりエンジン10のクランキングを行う。そして、制御装置34は、クランキングによってクランク軸52を回転させている状況下で燃焼開始条件が成立すると、エンジン10の燃料噴射制御及び点火制御を開始する。燃焼開始条件が成立するとは、エンジン10において安定した燃焼が可能であることを意味する。安定した燃焼は、ピストン48がある程度の速さで下降することによって気筒内にある程度の量の空気が流入することにより可能となる。このため、燃焼開始条件は、例えば、エンジン回転速度が下限値以上である旨の条件である。
車両100の作動が停止している状態でイグニッションスイッチ35がオンされた直後におけるエンジン始動処理の実行条件について説明する。
制御装置34は、車両100の作動が停止している状態でイグニッションスイッチ35がオンされた場合、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しているか否か判定する。本実施形態では、ファースト・アイドリング・ストップ条件とは、次の条件(A)、条件(B)、条件(C)、及び条件(D)の全てが成立することを意味する。(A)イグニッションスイッチ35がオンされた時点から車両100が停止している旨の条件。(B)高圧バッテリ26の充電率が第1充電率閾値以上であり、かつ、低圧バッテリ28の充電率が第2充電率閾値以上である旨の条件。(C)エンジン10の暖気要求がされていない旨の条件。(D)エバポレータの温度が所定温度以下である旨の条件。ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しないとは、条件(A)、条件(B)、条件(C)、及び条件(D)のうちの少なくとも1つが成立しないことを意味する。
制御装置34は、車両100の作動が停止している状態でイグニッションスイッチ35がオンされた場合、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しているか否か判定する。本実施形態では、ファースト・アイドリング・ストップ条件とは、次の条件(A)、条件(B)、条件(C)、及び条件(D)の全てが成立することを意味する。(A)イグニッションスイッチ35がオンされた時点から車両100が停止している旨の条件。(B)高圧バッテリ26の充電率が第1充電率閾値以上であり、かつ、低圧バッテリ28の充電率が第2充電率閾値以上である旨の条件。(C)エンジン10の暖気要求がされていない旨の条件。(D)エバポレータの温度が所定温度以下である旨の条件。ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しないとは、条件(A)、条件(B)、条件(C)、及び条件(D)のうちの少なくとも1つが成立しないことを意味する。
制御装置34は、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立していない場合、エンジン始動処理の実行条件が成立していると判定する(ステップS400:YES)。すなわち、制御装置34は、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しなくなった場合に、エンジン始動処理を開始する。後述するように、イグニッションスイッチ35がオンされた時点で、ファースト・アイドリング・ストップ処理が禁止されている場合がある。係る場合、制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンされた直後にエンジン始動処理を開始する。
制御装置34は、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立している場合、エンジン始動処理の実行条件が成立していないと判定する(ステップS400:NO)。制御装置34は、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立している場合に、ファースト・アイドリング・ストップ処理を実行する。ファースト・アイドリング・ストップ処理とは、イグニッションスイッチ35がオンされた時点からエンジン回転速度を0に維持する処理である。
イグニッションスイッチ35がオンになっている状態でエンジン回転速度が0になった場合におけるエンジン始動処理の実行条件について説明する。イグニッションスイッチ35がオンになっており、エンジン10が稼働している状況を想定する。制御装置34は、ブレーキが踏み込まれており、且つ車両100が停止している状態が所定期間継続しているといった所定の停止条件が成立したときに、エンジン10を自動的に停止する。すなわち、イグニッションスイッチ35がオンになっている状態でエンジン回転速度が0になる。制御装置34は、ブレーキの踏み込まれている状態が解除された場合、エンジン始動処理の実行条件が成立したと判定する(ステップS400:YES)。制御装置34は、ブレーキの踏み込まれている状態が継続している場合、エンジン始動処理の実行条件が成立していないと判定する(ステップS400:NO)。
制御装置34は、ステップS402において、エンジン始動処理を開始した後、ステップS404に進む。制御装置34は、ステップS404において、エンジン回転速度が自律回転速度以上であるか否かを判定する。自律回転速度とは、エンジン10が自律運転可能な回転速度である。制御装置34は、ステップS404において否定判定する場合(ステップS404:NO)、ステップS404を繰り返す。制御装置34は、ステップS404において肯定判定する場合(ステップS404:YES)、ステップS406に進む。制御装置34は、ステップS406において、エンジン始動処理を終了する。
ステップS402、ステップS404、及びステップS406によれば、エンジン始動処理の実行中にイグニッションスイッチ35がオフにされたか否かにかかわらず、エンジン始動処理が継続される。すなわち、制御装置34は、エンジン回転速度が自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチ35がオフされた場合、上昇処理を実行する。上昇処理とは、エンジン回転速度が自律回転速度以上になるまで、エンジン回転速度を上昇させる処理である。上昇処理は、エンジン回転速度が自律回転速度以上になるまで、モータジェネレータ12によりエンジン10のクランキングを行うとともに気筒における燃焼を実行することを含む。ここでは、制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオフされた場合であっても、エンジン回転速度が自律回転速度以上になるまでは、クランキングを行うとともに気筒における燃焼を実行し続ける。制御装置34は、これにより、上昇処理を実現している。
制御装置34は、ステップS406において、エンジン始動処理を終了した後、ステップS408に進む。制御装置34は、ステップS408において、イグニッションスイッチ35がオンであるか否かを判定する。制御装置34は、ステップS408において肯定判定する場合(ステップS408:YES)、本フローを終了する。制御装置34は、ステップS408において否定判定する場合(ステップS408:NO)、ステップS410に進む。
制御装置34は、ステップS410において、停止位置制御を実行する。このように停止位置制御は上昇処理の完了後に実行される。停止位置制御とは、モータジェネレータ12によりエンジン10のクランク軸52の回転エネルギを電力に変換して回生制動することにより、気筒におけるピストン48を所定の位置に停止させる制御である。所定の位置とは、ピストン48の上死点の近傍及び下死点の近傍を含まないように設定した所定範囲内の位置である。例えば、制御装置34は、クランク角度が30~150度となるように、ピストン48を停止させる。停止位置制御について説明する。モータジェネレータ12により回生制動を行うことにより、エンジン回転速度が低下する。すなわち、エンジン10のクランク軸52の回転を減少させるトルクである負トルクがエンジン10に加わる。停止位置制御を実行する際のクランク角度の目標値とエンジン回転速度の目標値との関係を示す目標制御データが予め設定されている。制御装置34は、目標制御データに従って負トルクの大きさを調整する。
制御装置34は、ステップS410においてピストン48を停止させた後、本フローを終了する。制御装置34は、停止位置制御においてピストン48を所定の位置に停止させることに失敗した場合には、ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止する。制御装置34は、停止位置制御の失敗後に実行された停止位置制御が成功した場合、ファースト・アイドリング・ストップ処理の禁止を解除する。
<本実施形態の作用>
図5を参照して、ファースト・アイドリング・ストップ処理後にエンジン始動処理を実行している最中にイグニッションスイッチ35がオフされた場合の作用について説明する。
図5を参照して、ファースト・アイドリング・ストップ処理後にエンジン始動処理を実行している最中にイグニッションスイッチ35がオフされた場合の作用について説明する。
図5の(a)に示すように、時刻T1において、イグニッションスイッチ35がオフからオンに切り替わる。図5に示す例では、時刻T1から時刻T2までファースト・アイドリング・ストップ条件が成立している。このため、エンジン回転速度が時刻T1から時刻T2まで0に維持されている。
図5に示す例では、時刻T2において、ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しなくなる。このため、図5の(c)に示すように、時刻T2において、エンジン始動処理フラグがオフからオンに切り替わる。これにより、エンジン始動処理が開始される。図5の(b)に示すように、時刻T2からエンジン回転速度が0から上昇し始める。
図5の(a)及び(b)に示すように、時刻T3において、エンジン回転速度が自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチ35がオフされている。時刻T3においてイグニッションスイッチ35がオフされたのにもかかわらず、時刻T3から時刻T4までエンジン回転速度が上昇する。すなわち、制御装置34は、時刻T3から時刻T4まで上述した上昇処理を実行する。
図5の(b)に示すように、時刻T4において、エンジン回転速度が自律回転速度に到達している。図5の(c)に示すように、エンジン回転速度が自律回転速度に到達することに応じて、エンジン始動処理フラグがオフになる。制御装置34は、時刻T4から時刻T5まで上述した停止位置制御を実行する。
<本実施形態の効果>
(1)エンジン回転速度が自律回転速度以上まで上昇していれば、吸気通路54を通じて気筒内に流れ込む空気の流れが安定するため気筒内に充填される空気の量のバラツキは小さくなる。そのため、上記の制御装置34によれば、停止位置制御を開始するときの気筒内に充填された空気の圧縮反力が均一になる。したがって、上記の制御装置34は、始動が完了する前にイグニッションスイッチ35がオフされた場合であっても停止位置制御により所望の位置にピストン48を停止させることができる。
(1)エンジン回転速度が自律回転速度以上まで上昇していれば、吸気通路54を通じて気筒内に流れ込む空気の流れが安定するため気筒内に充填される空気の量のバラツキは小さくなる。そのため、上記の制御装置34によれば、停止位置制御を開始するときの気筒内に充填された空気の圧縮反力が均一になる。したがって、上記の制御装置34は、始動が完了する前にイグニッションスイッチ35がオフされた場合であっても停止位置制御により所望の位置にピストン48を停止させることができる。
(2)上昇処理において、気筒における燃焼が実行されない比較例が考えられる。上記実施形態の構成では、上昇処理において気筒における燃焼が実行される。このため、上記実施形態の構成によれば、比較例よりも早期に上昇処理を完了することができる。したがって、ユーザは、イグニッションスイッチ35がオフされたにかかわらず上昇し続けるエンジン回転速度に違和感を覚えにくい。
(3)上記構成では、ファースト・アイドリング・ストップ処理を実行するためには、前回のトリップにおいて停止位置制御に成功したことが必要である。トリップとは、イグニッションスイッチ35がオンされた時点から、イグニッションスイッチ35がオフされて車両100の作動が停止した時点までの期間を意味する。
ファースト・アイドリング・ストップ処理と停止位置制御との関係について次に説明する。ファースト・アイドリング・ストップ処理終了後に開始されるエンジン始動処理は、モータジェネレータ12によりエンジン10のクランキングを行うことによって行われる。エンジン始動処理の開始時点においてピストン48が下死点に位置している場合には、モータジェネレータ12が圧縮行程を初めから終わりまでピストン48を動かす必要がある。圧縮行程では、吸気バルブ40及び排気バルブ42が閉じているので、圧縮空気の反発力に起因してモータジェネレータ12にかかる負荷が大きい。モータジェネレータ12に過大なる負荷がかかることを回避すべく、制御装置34は、停止位置制御においてピストン48を所定の位置に停止させることに失敗した場合には、ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止する。
停止位置制御においてピストン48を所定の位置に停止させることに失敗した場合には、ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止する構成では、上昇処理の完了後に停止位置制御を実行することが特に有効である。すなわち、停止位置制御が成功しやすくすることによって、ファースト・アイドリング・ストップ処理が実行されやすくなる。この結果、燃費の向上が期待できる。
<変更例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、エンジン10とモータジェネレータ12とがベルト16を介して互いに連結されている。これに代えて、エンジン10とモータジェネレータ12とが1つ以上のギアを介して連結されていてもよい。或いは、エンジン10とモータジェネレータ12とがクラッチを介して連結可能であってもよい。
・上記実施形態では、気筒の数は4つである。しかしながら、これは例示に過ぎない。気筒の数は1つ以上でもよい。
・上記実施形態では、エンジン10とクランクプーリ10aとを接続又は切断可能なクラッチが設けられていない。しかしながら、エンジン10とクランクプーリ10aとの間にクラッチを設けてもよい。
・上記実施形態では、エンジン10とクランクプーリ10aとを接続又は切断可能なクラッチが設けられていない。しかしながら、エンジン10とクランクプーリ10aとの間にクラッチを設けてもよい。
・上記実施形態では、高圧バッテリ26と、低圧バッテリ28が車両100に搭載されている。しかしながら、これは例示に過ぎない。モータジェネレータ12に電力を供給可能なバッテリが車両100に搭載されていればよい。
・燃焼サイクルの態様は適宜変更可能である。上記実施形態では、気筒#1、気筒#3、気筒#4、気筒#2の順で混合気が点火される。気筒#1、気筒#2、気筒#4、気筒#3、の順で混合気が点火されてもよい。
・上記実施形態では、ファースト・アイドリング・ストップ条件とは、上述の条件(A)、条件(B)、条件(C)、及び条件(D)の全てが成立することを意味する。条件(B)、条件(C)、及び条件(D)のうちの1つ以上は省略されてもよい。
・上記実施形態では、エンジン始動処理は、モータジェネレータ12によりエンジン10のクランキングを行うことを含む。これに代えて、又はこれに加えて、エンジン始動処理は、スタータ20でトランスミッション18を駆動することによってエンジン10をクランキングすることを含んでいてもよい。
・上記実施形態では、上昇処理は、エンジン回転速度が自律回転速度以上になるまで、モータジェネレータ12によりエンジン10のクランキングを行うとともに気筒における燃焼を実行することを含む。すなわち、エンジン始動処理が終了するまで気筒における燃焼が継続される。これに代えて、エンジン始動処理が終了する前に、気筒における燃焼を停止してもよい。
・上記実施形態では、停止位置制御は、エンジン始動処理の終了後にイグニッションスイッチ35がオフである場合に実行される。停止位置制御は、上述の所定の停止条件が成立した場合に実行されてもよい。
・ステップS408において肯定判定した後に、エンジン回転速度が自律回転速度以上である状態が想定される。係る状態においてイグニッションスイッチ35がオフされた場合にも、停止位置制御が実行されてもよい。
・上記実施形態では、図4のステップS406及びステップS408に示すように、制御装置34は、エンジン始動処理の終了後にイグニッションスイッチ35がオンであるか否かを判定する。しかしながら、これは例示に過ぎない。図6に示すように、制御装置34は、エンジン始動処理の開始直後にイグニッションスイッチ35がオンであるか否かを判定してもよい(ステップS408a)。
制御装置34は、ステップS408aにおいて肯定判定する場合(ステップS408a:YES)、ステップS404aに進む。制御装置34は、ステップS404aにおいて、エンジン回転速度が自律回転速度以上であるか否かを判定する。制御装置34は、ステップS404aにおいて否定判定する場合(ステップS404a:NO)、ステップS408aに戻る。制御装置34は、ステップS404aにおいて肯定判定する場合(ステップS404a:YES)、ステップS406aに進む。制御装置34は、ステップS406aにおいて、エンジン始動処理を終了する。次いで、制御装置34は、本フローを終了する。
制御装置34は、ステップS408aにおいて否定判定する場合(ステップS408a:NO)、ステップS404bに進む。制御装置34は、ステップS404bにおいて、エンジン回転速度が自律回転速度以上であるか否かを判定する。制御装置34は、ステップS404bにおいて否定判定する場合(ステップS404b:NO)、ステップS404bを繰り返す。制御装置34は、ステップS404bにおいて肯定判定する場合(ステップS404b:YES)、ステップS406bに進む。制御装置34は、ステップS406bにおいて、エンジン始動処理を終了する。次いで、制御装置34は、ステップS410aに進む。制御装置34は、ステップS410aにおいて、停止位置制御を実行する。次いで、制御装置34は、本フローを終了する。
図6を参照して、ファースト・アイドリング・ストップ処理後にエンジン始動処理を実行している最中にイグニッションスイッチ35がオフされた場合の作用について説明する。
まず、車両100の作動が停止している状態で、イグニッションスイッチ35がオフからオンに切り替わったとする。ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立している間(ステップS400:NO)は、エンジン回転速度が0に維持されている。
ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しなくなった場合(ステップS400:YES)、エンジン始動処理が開始される(ステップS402)。このため、エンジン回転速度が0から上昇し始める。
エンジン回転速度が自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチ35がオフされた場合であっても(ステップS404a:NO、ステップS408a:NO)、エンジン始動処理が継続される(ステップS404b:NO)。すなわち、制御装置34は、ステップS404bの繰り返し中において、上述した上昇処理を実行する。
エンジン回転速度が自律回転速度に到達した後(ステップS404b:YES)、制御装置34は、ステップS406bにおいて、エンジン始動処理を終了する。次いで、制御装置34は、ステップS410aにおいて、上述した停止位置制御を実行する。
・上記実施形態では、エンジン回転速度を0から上昇させるエンジン始動処理の開始後にエンジン10が自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチ35がオフされた場合に上昇処理が実行される。しかしながら、これは例示に過ぎない。エンジン始動処理は、エンジン回転速度を0よりも大きい値から自律回転速度まで上昇させる処理であってもよい。これについて次に説明する。制御装置34は、イグニッションスイッチ35がオンになっている状態で上記の所定の停止条件が成立したときに、エンジン10を自動的に停止する。しかしながら、係る自動停止が中断される状況が考えられる。すなわち、エンジン10が停止に到る前に、エンジン10の駆動要求が発生する状況が考えられる。換言すると、エンジン回転速度が0に向かって減少している状態から、エンジン回転速度を自律回転速度に向かって上昇させる状況が考えられる。このようなエンジン回転速度が自律回転速度よりも小さい状況においてイグニッションスイッチ35がオフされ得る。係る場合にも、上昇処理が実行されてよい。この上昇処理の完了後に停止位置制御が実行されてよい。
・上記実施形態では、制御装置34は、CPUとROMとRAMとを備えて、ソフトウェア処理を実行する。しかしながら、これは例示に過ぎない。例えば、制御装置34は、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路(例えばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置34は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)制御装置34は、プログラムに従って全ての処理を実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。すなわち、制御装置34は、ソフトウェア実行装置を備える。(b)制御装置34は、プログラムに従って処理の一部を実行する処理装置と、プログラム格納装置とを備える。さらに、制御装置34は、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路を備える。(c)制御装置34は、全ての処理を実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、ソフトウェア実行装置、及び/又は、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、ソフトウェア実行装置及び専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路(processing circuitry)によって実行され得る。処理回路に含まれるソフトウェア実行装置及び専用のハードウェア回路は複数であってもよい。プログラム格納装置すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
10…エンジン
12…モータジェネレータ
34…制御装置
35…イグニッションスイッチ
48…ピストン
52…クランク軸
100…車両
12…モータジェネレータ
34…制御装置
35…イグニッションスイッチ
48…ピストン
52…クランク軸
100…車両
Claims (4)
- 気筒を有するエンジンと、前記エンジンに連結されたモータジェネレータと、を備える車両の制御装置であって、
処理回路を備え、
前記処理回路は、エンジン回転速度が、前記エンジンが自律運転可能な回転速度である自律回転速度まで上昇する前に、イグニッションスイッチがオフされた場合、
前記エンジン回転速度が前記自律回転速度以上になるまで、前記エンジン回転速度を上昇させる上昇処理と、
前記上昇処理の完了後、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランク軸の回転エネルギを電力に変換して回生制動することにより、前記気筒におけるピストンを所定の位置に停止させる停止位置制御と、を実行するように構成されている、
車両の制御装置。 - 前記上昇処理は、前記エンジン回転速度が前記自律回転速度以上になるまで、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランキングを行うとともに前記気筒における燃焼を実行することを含む、
請求項1に記載の車両の制御装置。 - 前記処理回路は、前記イグニッションスイッチがオンされた時点から前記車両が停止していることを含むファースト・アイドリング・ストップ条件が成立している場合に、ファースト・アイドリング・ストップ処理を実行するように構成され、前記ファースト・アイドリング・ストップ処理とは、前記イグニッションスイッチがオンされた時点から前記エンジン回転速度を0に維持する処理であり、
前記処理回路は、前記ファースト・アイドリング・ストップ条件が成立しなくなった場合に、前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランキングを行うことによって、前記エンジン回転速度を0から上昇させるエンジン始動処理を開始するように構成され、
前記処理回路は、前記エンジン回転速度が前記自律回転速度まで上昇する前に、前記イグニッションスイッチがオフされた場合、
前記モータジェネレータにより前記エンジンのクランキングを行うことによって前記エンジン回転速度を上昇させる前記上昇処理と、
前記上昇処理の完了後に前記気筒における前記ピストンを前記所定の位置に停止させる前記停止位置制御と、を実行するように構成されている、
請求項1又は2に記載の車両の制御装置。 - 前記処理回路は、前記停止位置制御において前記ピストンを前記所定の位置に停止させることに失敗した場合には、前記ファースト・アイドリング・ストップ処理を禁止するように構成されている、
請求項3に記載の車両の制御装置。
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US18/184,664 US20230303075A1 (en) | 2022-03-23 | 2023-03-16 | Vehicle controller and method for controlling vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005180288A (ja) | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Toyota Motor Corp | 始動装置を備えた内燃機関 |
JP2019182239A (ja) | 2018-04-11 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | 始動制御装置 |
JP2020192902A (ja) | 2019-05-29 | 2020-12-03 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
Patent Citations (3)
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