WO2012091079A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

車両の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012091079A1
WO2012091079A1 PCT/JP2011/080357 JP2011080357W WO2012091079A1 WO 2012091079 A1 WO2012091079 A1 WO 2012091079A1 JP 2011080357 W JP2011080357 W JP 2011080357W WO 2012091079 A1 WO2012091079 A1 WO 2012091079A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
motor
control device
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/080357
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義秋 長澤
英一 大津
大西　浩二
町田　憲一
繁彦 小俣
中里　成紀
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority to US13/994,553 priority Critical patent/US20130268181A1/en
Priority to DE112011104635T priority patent/DE112011104635T5/de
Priority to CN201180063429XA priority patent/CN103282647A/zh
Publication of WO2012091079A1 publication Critical patent/WO2012091079A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F02N11/0855—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear during engine shutdown or after engine stop before start command, e.g. pre-engagement of pinion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/101—Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/023—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/024—Engine oil temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2250/00—Problems related to engine starting or engine's starting apparatus
    • F02N2250/04—Reverse rotation of the engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a control device for a vehicle, and more specifically, includes an idle stop system, which automatically stops an internal combustion engine when an idle stop condition of the vehicle is satisfied, and promptly starts the internal combustion engine when starting again.
  • the present invention relates to a control device of a vehicle to be started.
  • the internal combustion engine is stopped by shutting off the fuel supply when the automatic stop condition of the internal combustion engine is satisfied during the operation, and the internal combustion engine is stopped by the driver's operation or the request of the vehicle.
  • a technology for starting and starting the internal combustion engine promptly when engine restart conditions are satisfied has already been put into practical use.
  • the present invention is for avoiding the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to prevent the driver from having a sense of discomfort when restarting the internal combustion engine in a vehicle provided with an idle stop system.
  • the object of the present invention is to prevent the driver from having a sense of discomfort when restarting the internal combustion engine in a vehicle provided with an idle stop system.
  • the control system for a vehicle includes an idle stop system for automatically stopping and starting an internal combustion engine, and the idle stop system independently performs movement of a pinion gear and drive of a motor.
  • the control device includes a starter to be operated and a semiconductor switching element for controlling movement of the pinion gear and drive of the motor, and the control device reversely rotates the internal combustion engine in the process of stopping the rotation of the internal combustion engine And means for inhibiting the driving of the motor by the semiconductor switching element for a predetermined time when the detection or estimation is performed.
  • the present invention prevents burnout of the semiconductor switching element due to overload when the motor drive is performed in response to a restart request in a state where swing back reverse rotation occurs immediately before the internal combustion engine stop due to idle stop. Not only give the driver a sense of discomfort when restarting.
  • the functional block diagram of the idle stop system in the control apparatus of the vehicle of this invention The control system block diagram of the control apparatus of the vehicle of FIG.
  • the control flowchart of the control apparatus of the vehicle of FIG. The operation
  • FIG. 1 is a functional block diagram of an idle stop system of an embodiment of a control device of a vehicle according to the present invention.
  • the present embodiment includes a multi-cylinder internal combustion engine body 1, a crankshaft 1a of the internal combustion engine body 1, an ignition coil 14a, an ignition plug 14b, a fuel injection valve 15, an idle stop system 10, and , ECU (control unit, control device) 11.
  • the idle stop system 10 functions as a part of the ECU (control unit, control device) 11 and includes a pinion gear push-out starter body 3 and a semiconductor switching element 13.
  • a ring gear 2 is mounted on a crankshaft 1 a of the internal combustion engine body 1, and an actuator 5 driven by a semiconductor switching element 13, a motor 7 and a pinion gear 4 are disposed on the starter body 3.
  • the ring gear 2 is provided with a ring gear sensor 37 of the ring gear 2 for converting unevenness of the gear into a pulse signal.
  • the ring gear sensor 37 performs frequency-voltage conversion processing in the ECU 11 to obtain 100 pulses or more per rotation. An accurate internal combustion engine speed is detected.
  • the starter main body 3 includes a pinion gear 4 in contact with the ring gear 2, an actuator 5 for transferring the pinion gear 4, a shift lever 6 for transmitting a driving force of the actuator 5, a starter motor 7 for rotating the pinion gear 4, and a pinion
  • a pinion gear sensor 38 detects and outputs a pulse of the shaft 8.
  • the pinion gear 4 is provided so as to be axially movable with respect to the shaft (pinion shaft) 8 of the starter motor 7.
  • the battery power supply 12 is provided. Is supplied to the actuator 5 and the shift lever 6 transfers the pinion gear 4 to the right in the figure by the action of the electromagnetic force and causes the ring gear 2 to be engaged.
  • the starter motor 7 rotationally drives and meshes the pinion gear 4 when the battery power 12 is supplied to the starter motor 7.
  • the internal combustion engine body 1 is cranked through the ring gear 2.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram of the ECU 11 and shows various input signals such as sensors input to the ECU 11 and various output signals output from the ECU 11 to a control device or the like.
  • the input circuit 24 of the ECU 11 includes an accelerator opening sensor 30 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal of the vehicle, a throttle opening sensor 31 for detecting the opening amount of the throttle valve, and suction drawn into the cylinder of the internal combustion engine body 1
  • Air flow sensor 32 for measuring the air quantity
  • vehicle speed sensor 33 for detecting the traveling speed of the vehicle
  • brake switch 34 for detecting the operation of the foot brake
  • ignition of the internal combustion engine body 1 cam angle signal used for calculation of injection timing and cylinder determination
  • the cam angle sensor 35 and crank angle sensor 36 that detect the crank angle signal
  • the ring gear sensor 37 that detects the unevenness of the ring gear 2 of the internal combustion engine body 1 and outputs a pulse signal
  • a pinion gear sensor 38 to be detected is input.
  • an ignition coil 14a for supplying a high voltage to the spark plug 14b and an air flow sensor for igniting the mixture in the cylinder at the timing calculated from the signals of the cam angle sensor 35 and the crank angle sensor 36.
  • the semiconductor switching element 13 is connected.
  • FIG. 3 is a control flowchart of the present embodiment. More specifically, the internal combustion engine main body 1 is engaged while the pinion gear 4 is engaged with the ring gear 2 by synchronizing the rotation speed of the internal combustion engine and the rotation speed of the pinion gear 4 at idle stop. It is a flowchart of rotation number synchronous type pre-mesh which stops.
  • step 104 pinion prerotation operation, ie, energization to starter motor 7
  • the pinion gear rotational speed calculated from the pinion gear sensor 38 is increased to a predetermined value, and the operation of stopping the energization is performed.
  • the pinion gear rotational speed gradually decreases with time due to the inertia by the above-mentioned pinion pre-rotation operation.
  • the internal combustion engine rotational speed decreases while pulsating repeatedly from intake to compression to exhaust, the internal combustion engine rotational speed calculated from the ring gear sensor 37 and the pinion gear rotational speed gradually reduced by the pinion pre-rotation operation
  • the timing to synchronize is predicted, and in step 105, when the pre-mesh condition is satisfied, the process proceeds to step 106 to execute pinion gear transfer, that is, start energization of the starter actuator and bite the pinion gear to the ring gear via the shift lever. In the so-called pre-mesh state.
  • step 107 If it is determined in step 107 that there is no change of mind request from the driver, the process proceeds to step 108, the internal combustion engine is completely stopped in the premesh state, and the process proceeds to step 109 to receive a restart request. It will be in a standby state.
  • step 109 when a restart request is received by the driver's operation or the like, the process proceeds to step 112, the starter motor 7 is energized, fuel injection is restarted, and the internal combustion engine is restarted.
  • step 110 it is determined whether the engine speed is equal to or less than a predetermined value B. If the engine speed is not equal to or less than the predetermined value B, the process proceeds to step 112. If the engine speed is equal to or less than the predetermined value B, the process proceeds to step 111 to inhibit driving of the starter 3 for a predetermined time. Go to 112.
  • step 113 it is determined whether or not the engine speed is equal to or higher than a predetermined value C. If it is equal to or higher than the predetermined value C, the process proceeds to step 114 to turn off the driving of the starter 3.
  • the basic operation of a system that performs idle stop with pre-mesh by revolution speed synchronization is a pattern in which the internal combustion engine mentioned above restarts after it is completely stopped, but depending on the timing of the driver's restart request, fuel may A pattern that restarts immediately after cutting, a pattern that restarts immediately after pre-meshing, a pattern that performs pre-meshing, a pattern that restarts during reverse rotation that is swinging back just before the internal combustion engine is stopped, etc. There is a condition that restarts with the engine not completely stopped. Such a pattern is referred to as a change of mind in the present application.
  • the present embodiment is made to suppress the sense of incongruity given to the driver at the time of restart in the change of mind as much as possible, and to prevent the overcurrent from flowing to the semiconductor switching element and causing burnout. It is possible to realize without increasing the cost such as addition of mechanical contact and use of a large capacity semiconductor switching element.
  • FIG. 4 shows an internal combustion engine rotational speed behavior (control state) when the internal combustion engine is stopped in an internal combustion engine performing rotational speed synchronous pre-mesh operation in which the pinion gear 4 and the ring gear 2 mesh based on the actual machine. It is an example shown with progress of time.
  • FIG. 4 shows the idle stop control request flag (fuel cut) state, (b) shows the restart control request flag state, (c) shows the actuator operation state, and (d) shows the starter motor operation.
  • the state (e) shows the starter motor drive inhibition flag state, (f) the rotational speed state of the internal combustion engine (ring gear), and (g) shows the rotational state of the pinion gear.
  • FIG. 5 is a rotational speed behavior diagram of the internal combustion engine at idle stop of the idle stop system, showing (f) and (g) of FIG. 4 in detail.
  • the internal combustion engine rotational speed behavior is recorded a plurality of times, and from the recorded chart, “internal combustion engine rotational acceleration” immediately before stopping, minimum internal combustion engine speed which is the lowest internal combustion engine rotational speed capable of detecting normal rotation state The “rotational speed” and the “inversion time” until convergence of the inversion is obtained from the rotational speed.
  • the "minimum forward rotation detection rotational speed” and the “reverse rotation time” learn the reverse rotation time and the variation in machine difference or aging deterioration May be absorbed.
  • the behavior of the internal combustion engine speed at idle stop varies depending on the warm-up state of the internal combustion engine or transmission, the gear position, the load of internal combustion engine auxiliary equipment, and the load of gear position of the transmission.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

アイドルストップシステムを備えた車両において、内燃機関の再始動の際に運転者へ違和感を与えないようにした車両の制御装置を提供する。 内燃機関の自動停止と自動始動を行うアイドルストップシステムを備えた車両の制御装置であって、該アイドルストップシステムが、ピニオンギヤの移動とモータの駆動とをそれぞれ単独で動作させるスタータと、前記ピニオンギヤの移動と前記モータの駆動とを制御する半導体スイッチング素子と、を有し、前記制御装置が、前記内燃機関の回転が停止に向かう過程で該内燃機関が逆回転していることを検知もしくは逆転していると推定する手段を有し、前記検知もしくは推定した時、所定時間、前記半導体スイッチング素子による前記モータの駆動を禁止する手段を、備えている。

Description

車両の制御装置
　本発明は、車両の制御装置に係り、具体的には、アイドルストップシステムを備え、車両のアイドルストップ条件が成立した時に内燃機関を自動停止し、再発進する時に速やかに内燃機関を始動させて発進する車両の制御装置に関する。
　アイドルストップシステムを備えた車両においては、その運転中に、内燃機関の自動停止条件が成立した時に、燃料供給を遮断することにより内燃機関を停止し、運転者の操作又は車両の要求により、内燃機関の再始動条件が成立した時に、速やかに内燃機関を始動し発進する技術が、既に、実用化されている。
　このアイドルストップシステムを備えた車両においては、アイドルストップ後の再始動の際に、スタータモータに流れる初期の突入電流によるバッテリの電圧降下によって、最小動作電圧が高いナビゲーションシステムや電装品がリセットし、再起動する恐れがある。
　これを防ぐために、DC-DCコンバータを追加してバッテリ電圧を昇圧する方法や、半導体スイッチング素子とDuty制御を用いてスタータモータに初期突入時に流れる通電電流を制御し、電圧降下を抑制する技術が提案されている（特許文献1参照）。
　一方、近年のアイドリングストップシステムでは、アイドルストップ条件が成立して燃料カットにより内燃機関が停止過程にある途中でも、加速要求を受けた場合には、即時に、内燃機関を再始動して車両を発進する、所謂チェンジ・オブ・マインドを備えた車両が実用化されている。
　しかし、前述の如き、内燃機関の停止過程においては、ピストンが圧縮行程を乗り越えることが出来ずに逆回転する場面もあり、この逆回転中に半導体スイッチング素子でスタータモータを駆動すると、ロック状態となって過大な負荷が半導体スイッチング素子に懸かり、ひいては半導体スイッチング素子に過電流が長時間流れることになって、該半導体スイッチング素子が焼損することがある。
　これを防止するためには、電流容量が大きい半導体素子を用いるか、機械式接点を併用するか、又は、内燃機関が逆回転している状態ではスタータモータの駆動を禁止する等の対策が必要となっている。
特開2010-106825号公報
　車両用の内燃機関は、運転中に燃料の供給を停止すると、回転数が低下し、停止直前においては、圧縮行程をピストンが乗り越えられずに押し戻される現象（逆回転）が発生する場合がある。
　再始動要求を受けて、前記逆回転中にスタータモータを駆動し、内燃機関をクランキングしようとする時、スタータモータの駆動力が足りない場合には、ロック状態になって過大な負荷が懸かり、ひいては、半導体スイッチング素子に許容値以上の電流が流れることとなって、焼損することがある。
　前記の逆回転中のクランキングを避けるためには、逆回転が完全に終息するのを待ってから、スタータモータを駆動する必要があるが、そうすると運転者の発進要求から内燃機関の再始動までに、最大で数100msのタイムラグを生じて、運転者に違和感を与えてしまうことがある。
　本発明は、前記課題を回避するためのものであって、その目的とするところは、アイドルストップシステムを備えた車両において、内燃機関の再始動の際に運転者へ違和感を与えないようにした車両の制御装置を提供することにあり、特に、アイドルストップシステムの半導体スイッチング素子において機械式接点を追加することなく、また半導体スイッチング素子の大容量化によるコストアップを抑えて、半導体スイッチング素子の破損を防止して、運転者に違和感を感じさせないアイドルストップシステムを備えた車両の制御装置を提供することにある。
　前記目的を達成するべく、本発明の車両の制御装置は、内燃機関の自動停止と自動始動を行うアイドルストップシステムを備え、該アイドルストップシステムが、ピニオンギヤの移動とモータの駆動とをそれぞれ単独で動作させるスタータと、前記ピニオンギヤの移動と前記モータの駆動とを制御する半導体スイッチング素子と、を有し、前記制御装置が、前記内燃機関の回転が停止に向かう過程で該内燃機関が逆回転していることを検知もしくは逆転していると推定する手段を有し、前記検知もしくは推定した時、所定時間、前記半導体スイッチング素子による前記モータの駆動を禁止する手段を、備えていることを特徴としている。
　本発明は、アイドルストップによる内燃機関停止の直前に発生する揺り戻し逆回転が発生した状態において、再始動要求を受けてモータ駆動を行った場合に、過負荷による半導体スイッチング素子の焼損を防止することができるとともに、再始動の際に運転者へ違和感を与えることがない。
本発明の車両の制御装置におけるアイドルストップシステムの機能構成図。 図１の車両の制御装置の制御システム構成図。 図１の車両の制御装置の制御フローチャート。 図１のアイドルストップシステムの回転同期式プリメッシュの動作チャート。 図１のアイドルストップシステムのアイドルストップ時の内燃機関の回転数挙動図。
　以下、本発明の車両の制御装置の実施形態を添付の図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の車両の制御装置の実施形態のアイドルストップシステムの機能構成図である。
　図１の機能構成図において、本実施形態は、多気筒の内燃機関本体１、該内燃機関本体１のクランク軸１ａ、点火コイル１４ａ、点火プラグ１４ｂ、燃料噴射弁１５、アイドルストップシステム１０、及び、ＥＣＵ（コントロールユニット、制御装置）１１、を備えている。前記アイドルストップシステム１０は、前記ＥＣＵ（コントロールユニット、制御装置）１１の一部を機能構成していると共に、ピニオンギヤ押し出し式のスタータ本体３と半導体スイッチング素子１３とを備えている。
　前記内燃機関本体１のクランク軸１ａ上には、リングギヤ２が取り付けられ、前記スタータ本体３には、半導体スイッチング素子１３により駆動されるアクチュエータ５とモータ７と、ピニオンギヤ４とが配置されている。
　リングギヤ２には、ギヤの凸凹をパルス信号に変換するリングギヤ２のリングギヤセンサ３７が設けられ、該リングギヤセンサ３７は、ＥＣＵ１１内で周波数-電圧変換処理することにより、1回転当たり100パルス以上の高精度な内燃機関回転数を検出する。
　スタータ本体３は、前記リングギヤ２に当接するピニオンギヤ４と、そのピニオンギヤ４を移送するアクチュエータ５と、該アクチュエータ５の駆動力を伝達するシフトレバー６と、ピニオンギヤ４を回転させるスタータモータ７と、ピニオン軸８のパルスを検知して出力するピニオンギヤセンサ３８とで、構成される。
　ピニオンギヤ４は、スタータモータ７の軸（ピニオン軸）８に軸方向に移動可能な状態に設けられており、ＥＣＵ１１のピニオン移送指令が半導体スイッチング素子１３aのゲート端子に入力されると、バッテリ電源１２がアクチュエータ５へ供給され、電磁力の働きによりシフトレバー６がピニオンギヤ４を図の右方向へ移送し、リングギヤ２へ噛み込ませる。
　一方、スタータモータ７は、ＥＣＵ１１からのモータ駆動指令が半導体スイッチング素子１３bのゲート端子に入力されると、スタータモータ７へバッテリ電源１２が供給されるとピニオンギヤ４を回転駆動し、噛み込んでいるリングギヤ２を介して内燃機関本体１をクランキングする。
　図２は、ＥＣＵ１１のシステム構成図であり、該ＥＣＵ１１に入力するセンサ等の各種の入力信号、及び、該ＥＣＵ１１から制御機器等に出力する各種の出力信号を示している。
　ＥＣＵ１１の入力回路２４には、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセル開度センサ３０、スロットルバルブの開き量を検知するスロットル開度センサ３１、内燃機関本体１のシリンダ内へ吸入される吸入空気量を計測するエアフロセンサ３２、車両の走行速度を検出する車速センサ３３、フットブレーキの操作を検知するブレーキスイッチ３４、内燃機関本体１の点火、噴射タイミングの算出や気筒判定に用いるカム角信号とクランク角信号を検出するカム角センサ３５とクランク角センサ３６、内燃機関本体１のリングギヤ２の凹凸を検出してパルス信号を出力するリングギヤセンサ３７、スタータ本体３のピニオンギヤ軸８のパルス信号を検出するピニオンギヤセンサ３８が入力される。
　一方、出力回路２６には、カム角センサ３５、クランク角センサ３６の信号から算出したタイミングでシリンダ内の混合気に点火するために、点火プラグ１４ｂへ高電圧を供給する点火コイル１４ａ、エアフロセンサ３２で計量された吸入空気量を元に算出した燃料量を噴射する燃料噴射弁１５、スタータ３への駆動要求を受けた時にPWM駆動信号を出力し、アクチュエータ５、モータ７をそれぞれ駆動するための半導体スイッチング素子１３が接続されている。
　図３は、本実施形態の制御フローチャートであり、詳しくは、アイドルストップ時に内燃機関の回転数とピニオンギヤ４の回転数とを同期して、ピニオンギヤ４をリングギヤ２へ噛み込ませながら内燃機関本体１を停止する回転数同期式プリメッシュのフローチャートである。
　内燃機関１がアイドル運転中にある時、ステップ１０１で、車速センサ３３やブレーキスイッチ３４などの各入力条件がアイドルストップ条件を満たすと、ステップ１０２で、燃料噴射弁１５の駆動を停止して、内燃機関の燃料供給の遮断（燃料カット）を行う。
　前記燃料カット動作により、内燃機関の回転数は徐々に低下して、ステップ１０３で、判定条件の所定値A以下となった時には、ステップ１０４に進み、ピニオン予回転動作、即ちスタータモータ７へ通電し、ピニオンギヤセンサ３８から算出されるピニオンギヤ回転数を所定値まで上昇させて、通電を停止する動作を行う。
　この場合、前記のピニオン予回転動作により、ピニオンギヤ回転数は、惰性によって時間とともに徐々に低下する。一方、内燃機関回転数は、吸入→圧縮→排気を繰り返して脈動しながら低下するので、リングギヤセンサ３７から算出される内燃機関回転数とピニオン予回転動作によって徐々に低下しているピニオンギヤ回転数が同期するタイミングを予測し、ステップ１０５で、プリメッシュ条件が成立した時、ステップ１０６に進み、ピニオンギヤ移送を実行、即ちスタータアクチュエータへの通電を開始し、シフトレバーを介して、ピニオンギヤをリングギヤへ噛み込ませる、所謂プリメッシュ状態とする。
　ステップ１０７で、運転者からのチェンジオブマインド要求が無いと判定された場合は、ステップ１０８に進み、前記プリメッシュ状態のまま、内燃機関は完全停止し、ステップ１０９に進み、再始動要求を受けるまで、待機状態となる。
　前記ステップ１０９の待機状態において、運転者の操作などにより、再始動要求を受けた時には、ステップ１１２に進み、スタータモータ７へ通電し、燃料噴射を再開して内燃機関を再始動する。
　また、ステップ１０７において、運転者からのチェンジオブマインド要求が有りと判定された場合は、ステップ１１０に進み、エンジン回転数が所定値Ｂ以下か否かを判定する。エンジン回転数が所定値Ｂ以下でない場合には、ステップ１１２に進み、内燃機関回転数が所定値Ｂ以下の場合には、ステップ１１１に進み、所定時間、スタータ３の駆動を禁止した後、ステップ１１２に進む。
　その後、ステップ１１３に進み、エンジン回転数が所定値Ｃ以上か否かを判定して、所定値Ｃ以上の場合は、ステップ１１４に進み、スタータ３の駆動をＯＦＦとする。
　以上のように、ピニオンギヤ４とリングギヤ２との回転数同期式のプリメッシュ動作を行うことにより、ピニオンギヤ４がリングギヤ２へ噛み込むまでの時間を短縮することが出来るので、ギヤ噛み込み時の騒音が発生する時間を低減することが出来る。
　また、次回再始動時には、ピニオンギヤ４をリングギヤ２へ噛み込ませるまでの時間を省略することが出来るので、再始動要求を受けてから内燃機関が完爆に至るまでの始動時間を短縮することが可能である。
　回転数同期式によるプリメッシュでアイドルストップを行うシステムの基本的な動作は、前述した内燃機関が完全に停止した後に再始動するパターンであるが、運転者の再始動要求のタイミングによっては、燃料カット直後に再始動を行うパターン、プリメッシュした直後に再始動を行うパターン、プリメッシュして内燃機関が停止する直前に揺り戻している逆転している最中に再始動を行うパターン等、内燃機関が完全に停止していない状態で再始動を行う状態が存在する。
　このようなパターンを、本願では、チェンジオブマインドと呼ぶことにする。
　チェンジオブマインドのパターンの内、内燃機関が順方向に回転しているパターンから再始動を行う場合には、問題ないが、内燃機関が停止する直前に揺り戻っている（逆転している）状態で再始動を行う場合には、スタータモータを駆動する半導体スイッチング素子に過大な負荷がかかり、半導体スイッチング素子の許容を越える過電流が流れて、焼損することがある。
　前記の過電流による焼損をコストアップせずに防止する方法としては、逆転中であることを検出している最中には、再始動を禁止する方法が考えられるが、リングギヤパルス信号で逆転状態が完全に終了したことを判別するには、数100msの時間が必要であり、チェンジオブマインド指令から再始動までの時間が遅れ、運転者に違和感を与えることとなる。
　本実施形態は、前記チェンジオブマインドにおける再始動の際に運転者へ与える違和感を可能な限り抑えるとともに、半導体スイッチング素子へ過電流が流れて焼損することを防止するためになされたものであり、機械式接点の追加や大容量の半導体スイッチング素子を用いる等のコストアップをすることなく実現することを可能としている。
　図４は、ピニオンギヤ４とリングギヤ２とが噛み合う回転数同期式のプリメッシュ動作を行う内燃機関において、該内燃機関を停止させた時の内燃機関回転数挙動（制御状態）を、実機に基づいて経時経過と共に示した例である。
　図４において、（ａ）は、アイドルストップ制御の要求フラグ（燃料カット）状態、（ｂ）は、再始動制御の要求フラグ状態、（ｃ）は、アクチュエータ作動状態、（ｄ）はスタータモータ作動状態、（ｅ）はスタータモータ駆動の禁止フラグ状態、（ｆ）内燃機関（リングギヤ）の回転数状態、及び、（ｇ）は、ピニオンギヤの回転状態を、各々示している。
　図５は、アイドルストップシステムのアイドルストップ時の内燃機関の回転数挙動図で、図４の（ｆ）、（ｇ）を詳細に示したものである。
　前記例は、内燃機関回転数挙動を複数回記録し、記録したチャートから、停止直前の「内燃機関回転加速度」、正転状態を検知可能な最も低い内燃機関回転数である「最小正転検知回転数」、及び、その回転数から逆転が収束するまでの「逆転時間」を求めている。
　前記より、内燃機関回転が停止に向かう過程で、内燃機関回転数が「最小正転検知回転数」となった場合、内燃機関が逆回転すると推定して、その後、「逆転時間」を経過するまでは、半導体スイッチング素子１３によるモータ駆動を禁止することとしたものである。
　ただし、内燃機関回転数が降下する際の加速度から、逆転が発生しない加速度以下の場合は、前記「逆転時間」内であっても、モータの駆動を許可する。
　このようにすることにより、不必要にモータ駆動を禁止することを回避できるため、再始動の際、運転者に出来る限り違和感を与えないようにすることが可能となる。
　前記「最小正転検知回転数」と「逆転時間」は、内燃機関の逆転を高精度で検知可能なリングギヤセンサ３７を用いたシステムにおいては、逆転時間を学習して機差や経時劣化のばらつきを吸収する構成としてもよい。
　また、アイドルストップ時の内燃機関回転数の挙動は、内燃機関やミッションの暖機状態、ギヤ位置、内燃機関補機の負荷、ミッションのギヤポジションの負荷によって変動するポテンシャルがあるので、内燃機関冷却水温度、内燃機関潤滑油温度、ミッション潤滑油温度などを横軸に予め「逆転時間」をテーブル化しておくことにより、運転条件が変化しても最適な値を用いることが出来るため、モータ駆動禁止時間が不必要に長くなることを防止できる。
１　　　内燃機関本体
２　　　リングギヤ
３　　　スタータ
４　　　ピニオンギヤ
５　　　ピニオン移送アクチュエータ
６　　　シフトレバー
７　　　スタータモータ
８　　　ピニオン軸
１０　　アイドルストップシステム
１１　　コントロールユニット（制御装置）
１２　　バッテリ
１３　　半導体スイッチング素子
１３ａ　半導体スイッチング素子ピニオン移送アクチュエータ駆動用
１３ｂ　半導体スイッチング素子スタータモータ駆動用
１４ａ　点火コイル
１４ｂ　点火プラグ
１５　　燃料噴射弁 
３７　　リングギヤセンサ
３８　　ピニオンギヤセンサ

Claims (6)

  1. 　内燃機関の自動停止と自動始動を行うアイドルストップシステムを備えた車両の制御装置であって、
    　前記アイドルストップシステムは、ピニオンギヤの移動とモータの駆動とをそれぞれ単独で動作させるスタータと、前記ピニオンギヤの移動と前記モータの駆動とを制御する半導体スイッチング素子と、を有し、
    　前記内燃機関の回転が停止に向かう過程で該内燃機関が逆回転していることを検知もしくは逆転していると推定する手段を有し、前記検知もしくは推定をした時、所定時間、前記半導体スイッチング素子による前記モータの駆動を禁止する手段を、備えていることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 　前記逆回転を推定する手段は、前記内燃機関のクランク軸の回転数がある所定値を下回っている場合に、前記内燃機関が逆回転していると推定す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. 　前記逆回転を推定する手段は、前記内燃機関のクランク軸の加速度がある所定値を下回っている場合に、前記内燃機関が逆回転しないで停止すると推定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  4. 　前記モータの駆動を禁止する手段は、前記内燃機関の再始動時に、バッテリ電圧が所定値以下に低下、もしくは、消費電流が所定値以上に上昇した場合に、前記モータの駆動を禁止する時間が短いと判定し、次回の前記モータの駆動禁止時間を延長するように学習することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  5. 　前記モータの駆動禁止時間は、前記内燃機関の冷却水温度、潤滑油温度、ミッションの潤滑油温度をパラメータとした定数テーブルから、最適値を検索するものであることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
  6. 　前記モータの駆動禁止時間は、前記内燃機関の補機負荷、変速機のギヤポジション条件で切り分けた複数の定数テーブルから、当該条件の値を検索するものであることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御装置。
PCT/JP2011/080357 2010-12-28 2011-12-28 車両の制御装置 WO2012091079A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/994,553 US20130268181A1 (en) 2010-12-28 2011-12-28 Vehicle Control Device
DE112011104635T DE112011104635T5 (de) 2010-12-28 2011-12-28 Fahrzeugsteuervorrichtung
CN201180063429XA CN103282647A (zh) 2010-12-28 2011-12-28 车辆的控制装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-293913 2010-12-28
JP2010293913A JP5470241B2 (ja) 2010-12-28 2010-12-28 車両の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012091079A1 true WO2012091079A1 (ja) 2012-07-05

Family

ID=46383167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/080357 WO2012091079A1 (ja) 2010-12-28 2011-12-28 車両の制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130268181A1 (ja)
JP (1) JP5470241B2 (ja)
CN (1) CN103282647A (ja)
DE (1) DE112011104635T5 (ja)
WO (1) WO2012091079A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104018973A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 本田技研工业株式会社 发动机控制装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5495390B2 (ja) * 2011-02-17 2014-05-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 アイドルストップシステムの制御装置および制御方法
JP2014047747A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Suzuki Motor Corp エンジン制御装置
JP6101530B2 (ja) * 2013-03-26 2017-03-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載制御装置およびスタータ
JP6062324B2 (ja) * 2013-06-14 2017-01-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン始動装置およびエンジン始動制御方法
JP6190896B2 (ja) * 2014-01-07 2017-08-30 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジン始動装置
GB2524762B (en) * 2014-04-01 2020-06-17 Airbus Operations Ltd Drive system for aircraft landing gear
GB2580096B (en) * 2018-12-21 2021-10-27 Jaguar Land Rover Ltd Controller and method for operating starter motor
JP7337619B2 (ja) 2019-09-17 2023-09-04 株式会社東芝 半導体装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008510099A (ja) * 2004-08-17 2008-04-03 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 別個の連結過程及び始動過程を有する内燃機関のための始動装置
JP2008133792A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Mazda Motor Corp エンジン停止制御装置
JP2010084754A (ja) * 2008-09-08 2010-04-15 Denso Corp エンジン始動装置
JP2010270635A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Denso Corp エンジン停止始動制御装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55160137A (en) * 1979-05-29 1980-12-12 Nissan Motor Co Ltd Suction air controller
JP3928839B2 (ja) * 2001-01-25 2007-06-13 本田技研工業株式会社 車両用エンジン始動装置
JP3770235B2 (ja) * 2003-01-28 2006-04-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の停止位置推定装置
JP3941705B2 (ja) * 2003-02-13 2007-07-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の停止始動制御装置
KR100527446B1 (ko) * 2003-10-22 2005-11-09 현대자동차주식회사 엔진 역전 감지를 통한 가솔린 엔진의 역화 방지제어 방법
JP4096863B2 (ja) * 2003-11-07 2008-06-04 トヨタ自動車株式会社 エンジン始動装置及びエンジン始動方法
JP4228882B2 (ja) * 2003-11-11 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置およびこれを備える自動車
JP4539354B2 (ja) * 2005-02-04 2010-09-08 日産自動車株式会社 内燃機関の始動装置
US7562650B2 (en) * 2005-05-13 2009-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Start-up control apparatus for an internal combustion engine
JP4682966B2 (ja) * 2006-11-06 2011-05-11 国産電機株式会社 エンジン始動方法及び装置
JP4466720B2 (ja) * 2007-11-12 2010-05-26 株式会社デンソー エンジン制御装置
US8561588B2 (en) * 2008-03-07 2013-10-22 GM Global Technology Operations LLC Engine stop/start system and method of operating same
US8408177B2 (en) * 2008-03-28 2013-04-02 Mazda Motor Corporation Control method for internal combustion engine system, and internal combustion engine system
JP4636199B2 (ja) 2008-10-04 2011-02-23 株式会社デンソー エンジン自動停止始動制御装置
EP3144520B1 (en) * 2009-01-21 2021-03-31 Denso Corporation System for restarting internal combustion engine when engine restart condition is met
JP4901949B2 (ja) * 2009-03-18 2012-03-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転検出装置
JP5235757B2 (ja) * 2009-04-03 2013-07-10 三菱電機株式会社 アイドリングストップ車両のためのエンジン始動装置
JP5471572B2 (ja) * 2009-04-07 2014-04-16 株式会社デンソー エンジン始動装置
JP5319412B2 (ja) * 2009-06-17 2013-10-16 本田技研工業株式会社 自動二輪車のエンジンの逆転防止装置
JP5361590B2 (ja) * 2009-07-21 2013-12-04 本田技研工業株式会社 エンジン始動制御装置
JP4835774B2 (ja) * 2009-09-04 2011-12-14 株式会社デンソー エンジン停止始動制御装置
JP5499694B2 (ja) * 2009-12-25 2014-05-21 日産自動車株式会社 エンジン始動制御装置
JP5165705B2 (ja) * 2010-01-28 2013-03-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
US8141534B2 (en) * 2010-02-03 2012-03-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for assisted direct start control
JP5464095B2 (ja) * 2010-08-02 2014-04-09 株式会社デンソー エンジン停止始動制御装置
JP5442042B2 (ja) * 2012-01-18 2014-03-12 三菱電機株式会社 エンジン始動装置およびエンジン始動方法
JP5255712B1 (ja) * 2012-03-06 2013-08-07 三菱電機株式会社 エンジン自動停止再始動装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008510099A (ja) * 2004-08-17 2008-04-03 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 別個の連結過程及び始動過程を有する内燃機関のための始動装置
JP2008133792A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Mazda Motor Corp エンジン停止制御装置
JP2010084754A (ja) * 2008-09-08 2010-04-15 Denso Corp エンジン始動装置
JP2010270635A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Denso Corp エンジン停止始動制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104018973A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 本田技研工业株式会社 发动机控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112011104635T5 (de) 2013-10-02
US20130268181A1 (en) 2013-10-10
CN103282647A (zh) 2013-09-04
JP2012140895A (ja) 2012-07-26
JP5470241B2 (ja) 2014-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012091079A1 (ja) 車両の制御装置
US8671903B2 (en) System for restarting internal combustion engine when engine restart condition is met
JP4144348B2 (ja) エンジン始動システム
JP2014194184A (ja) アイドルストップ車両の制御装置
CN108930623B (zh) 用于提高停止/起动车辆的发动机起动器耐久性的方法和系统
US20120199090A1 (en) Engine starting device
US20140350827A1 (en) Restarting device of internal combustion engine
JP2010242563A (ja) 内燃機関の自動停止始動制御装置
US10132283B2 (en) Engine starting apparatus
JP2010223007A (ja) 内燃機関の自動停止始動制御装置
JP5413325B2 (ja) エンジン停止始動制御装置
WO2014054471A1 (ja) エンジン始動装置および始動方法
JP2009216065A (ja) エンジンの始動制御装置
US9599088B2 (en) System for cranking internal combustion engine by engagement of pinion with ring gear
RU2684155C2 (ru) Способ и система управления транспортным средством со стартерным мотором
JP6181954B2 (ja) 車両の制御装置
WO2016194605A1 (ja) 車両用エンジン始動装置
JP2010185425A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010053794A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2010112354A (ja) 車載内燃機関の制御装置
JP5822754B2 (ja) アイドルストップに関するエンジンの制御装置
JP2011157948A (ja) 燃料噴射制御装置
JP2009215961A (ja) エンジンの始動制御装置
JP4932022B2 (ja) アイドルストップ車のエンジン始動制御装置
JP2010065640A (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11854238

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13994553

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120111046359

Country of ref document: DE

Ref document number: 112011104635

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11854238

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1