WO2013088941A1 - 車両のエンジン自動停止制御装置 - Google Patents

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pinion
vehicle
starter motor
stop control
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PCT/JP2012/080448
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怜 佐野
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日産自動車株式会社
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    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851Circuits 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N2200/04Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/048Information about pinion speed, both translational or rotational speed
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an engine automatic stop control device that automatically stops an engine during traveling.
  • Patent Document 1 A technique described in Patent Document 1 is disclosed as an automatic engine stop control device for a vehicle. According to this publication, when the brake pedal operation amount is depressed more than a predetermined amount while the vehicle is stopped, the engine is stopped. Further, when the engine restart command is output even when the engine is not completely stopped, the engine is smoothly restarted by synchronizing the starter motor with the engine speed.
  • the present invention has been made paying attention to the above problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle engine automatic stop control device capable of achieving appropriate engine stop and restart even during traveling.
  • the vehicle automatic engine stop control device of the present invention has a pinion that slides in the direction of the rotation axis, and drives a starter motor that is mechanically coupled to the engine by sliding the pinion when the engine is started.
  • the rotation speed of the pinion before the pinion slides and mechanically couples with the engine is detected.
  • the starter motor is normal.
  • FIG. 1 is a system diagram illustrating a configuration of an automatic engine stop control device for a vehicle according to a first embodiment. It is the schematic showing the structure of the starting device with which the engine automatic stop control apparatus of the vehicle of Example 1 was equipped. It is the schematic showing the operating state of the link mechanism action
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an abnormality diagnosis process according to the first embodiment. 3 is a time chart in the abnormality diagnosis process of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a system diagram illustrating a configuration of an automatic engine stop control device for a vehicle according to a first embodiment.
  • the rotational driving force output from the engine 1 is input to the belt-type continuously variable transmission 3 via the torque converter 2, and is transmitted to the drive wheels 4 after being shifted by a desired gear ratio.
  • the engine 1 that is an internal combustion engine has a starter 100 that starts the engine. Specifically, a starter motor 40 is provided, engine cranking is performed based on an engine start command, fuel is injected, and the starter motor 40 is stopped when the engine 1 can rotate independently.
  • the detailed configuration of the starter 100 will be described later.
  • a torque converter 2 On the output side of the engine 1, there is provided a torque converter 2 having a lock-up clutch that performs torque amplification at a low vehicle speed and prohibits relative rotation at a predetermined vehicle speed (for example, about 14 km / h) or higher.
  • a belt type continuously variable transmission 3 is connected to the output side of the torque converter 2.
  • the belt-type continuously variable transmission 3 includes a starting clutch, a primary pulley and a secondary pulley, and a belt stretched over these pulleys, and achieves a desired gear ratio by changing the pulley groove width by hydraulic control. .
  • the belt-type continuously variable transmission 3 is provided with an oil pump driven by the engine 1, and when the engine is operated, the oil pump is used as a hydraulic source to supply the converter pressure of the torque converter 2 and the lockup clutch pressure. Also, the pulley pressure and clutch engagement pressure of the belt type continuously variable transmission 3 are supplied.
  • the belt-type continuously variable transmission 3 is provided with an electric oil pump 3a.
  • the electric oil pump 3a When oil pressure cannot be supplied by the oil pump due to automatic engine stop, the electric oil pump 3a is activated and the required oil pressure is supplied to each actuator. It is configured to be able to supply. Therefore, even when the engine is stopped, a desired gear ratio can be achieved and the clutch engagement pressure can be maintained.
  • the operating state of the engine 1 is controlled by the engine control unit 10.
  • the engine control unit 10 includes a brake signal from a brake switch 11 that outputs an ON signal by a driver's brake pedal operation, an accelerator signal from an accelerator pedal opening sensor 12 that detects a driver's accelerator pedal operation amount, The brake operation amount signal (master cylinder pressure) from the master cylinder pressure sensor 13 that detects the master cylinder pressure generated based on the brake pedal operation amount, and the wheel speed (from the wheel speed) from the wheel speed sensor 24 provided for each wheel.
  • the outside air temperature signal from the outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature the CVT state signal from the CVT control unit 50 described later, the engine water temperature, the crank angle, the engine Input a signal such as the number of rotations.
  • the engine control unit 10 starts or automatically stops the engine 1 based on the various signals.
  • a brake pedal stroke amount or a brake pedal depression force sensor or a wheel cylinder pressure sensor is used to detect the brake pedal operation amount.
  • the operation intention may be detected and is not particularly limited.
  • a road surface gradient detecting unit 10a that detects a road surface gradient while the vehicle is traveling, a vehicle weight detecting unit 10b that detects the vehicle weight, and a road surface that estimates the road surface ⁇ based on the outside air temperature.
  • ⁇ detector 10c In the road surface gradient detection unit 10a, for example, the road surface gradient is determined based on the difference between the torque transmitted to the driving wheels, the actual vehicle acceleration detected from the wheel speed and the acceleration acting on the vehicle detected by the acceleration sensor. Is estimated.
  • the vehicle weight detection unit 10b detects a suspension stroke or the like, and detects the vehicle weight based on how the vehicle sinks when the vehicle is stopped.
  • the road surface ⁇ detection unit 10c detects the outside air temperature, and determines that the possibility of a frozen road surface is high and the road surface friction coefficient is small when the outside air temperature is 4 ° C. or less, for example.
  • road surface ⁇ information estimated by other controllers is not limited to the outside air temperature.
  • the CVT control unit 50 transmits / receives an engine operating state signal and a CVT state signal to / from the engine control unit 10, and controls the gear ratio of the belt type continuously variable transmission 3 based on these signals. Specifically, when the travel range is selected, the start clutch is engaged, and the gear ratio is determined from the gear ratio map based on the accelerator pedal opening and the vehicle speed, and each pulley hydraulic pressure is controlled. Further, when the vehicle speed is lower than the predetermined vehicle speed, the lockup clutch is released, and when the vehicle speed is higher than the predetermined vehicle speed, the lockup clutch is engaged, and the engine 1 and the belt type continuously variable transmission 3 are brought into a direct connection state. Furthermore, when the engine is automatically stopped while the travel range is selected, the electric oil pump 3a is operated to ensure the necessary hydraulic pressure.
  • the automatic engine stop control device for a vehicle performs so-called idling stop control for stopping engine idling when a predetermined condition is satisfied when the vehicle is stopped.
  • idling stop control since a well-known structure should just be implemented suitably, detailed description is abbreviate
  • coast stop control for stopping the engine 1 is performed.
  • coast stop control is performed so that the engine is stopped (fuel injection is not performed) without restarting fuel injection, and normal idling is performed after the vehicle stops. It was decided to move on to stop control.
  • the driver's brake pedal operation amount is within a predetermined range (that is, between an upper limit value and a lower limit value).
  • the reason for setting the brake pedal operation amount as one of the conditions is that the start or end of the coast stop control should be performed based on the driver's braking intention. That is, when the brake pedal is strongly depressed, it is when the vehicle is decelerating rapidly, and it is considered that the time from the predetermined vehicle speed to the vehicle stop is short. At this time, it is necessary to shift the speed ratio of the belt type continuously variable transmission 3 to the lowest side when the vehicle is stopped.
  • ABS control or the like is performed to avoid wheel lock during sudden deceleration.
  • various gains are set in consideration of torque input from the engine side, and if the engine is stopped carelessly, There is also concern about the impact on these controls. Therefore, the coast stop permission upper limit value in consideration of these is set.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a starting device provided in the engine automatic stop control device for a vehicle according to the first embodiment.
  • the starter 100 includes a starter motor 40, a pinion mechanism 43, a switching element 14, a link mechanism operation actuator 15, and a start control controller 30.
  • the starter motor 40 includes a stator 41 around which a coil is wound, and a rotor 42 that is a rotating shaft.
  • a spline 42a is formed at the tip of the rotor 42, and a pinion mechanism 43 is slidably mounted on the spline 42a while being locked in the rotational direction.
  • the pinion mechanism 43 has a base portion 43a that is not provided with irregularities in the rotational direction on the radially outer side, and a tooth surface (that is, irregularities with respect to the rotational direction) that is integrally attached to the base portion 43a and formed radially outward. And a pinion 43b.
  • An engagement groove 43c that engages with the tip 16c of the link mechanism 16 so as to be relatively rotatable is formed on the outer periphery of the base portion 43a.
  • the pinion 43b is configured to engage with the ring gear 1a connected to the crankshaft 1b of the engine 1 when the pinion mechanism 43 slides in the axial direction of the rotor 42, and to be in an unengaged state at other times. Has been.
  • a pinion rotation speed sensor 22 is provided on the radially outer side of the pinion mechanism 43 to detect unevenness of the tooth surface of the pinion 43b and convert the change in the unevenness into rotation speed information and output it. Since the pinion rotational speed sensor 22 is a sensor that detects unevenness in the radial direction, the rotational speed information can be detected when the base portion 43a is in a position facing the pinion rotational speed sensor 22 in the radial direction. It is configured not to be able to.
  • the link mechanism actuating actuator 15 includes a coil 15a that generates an electromagnetic attractive force when energized, and an elastic member 15b that urges the stroke member 15c to the right in FIG.
  • the tip of the stroke member 15c is rotatably connected to the link lever end 16a of the link mechanism 16.
  • the link mechanism 16 has a fulcrum 16b that is the center of rotation, and a tip 16c that engages with the outer periphery of the base 43a is formed on the opposite side of the link lever end 16a and the fulcrum 16b.
  • the stroke member 15c When the coil 15a is not energized, the stroke member 15c is urged to the right in FIG. 2, so that the link lever end 16a of the link mechanism 16 is positioned on the right side with the fulcrum 16b as a center, thereby the tip 16c. Is located on the left with the fulcrum 16b as the center. Therefore, the pinion mechanism 43 is in a state of approaching the starter motor 40.
  • the stroke member 15c is pulled to the left in FIG. 2 by the electromagnetic attractive force, so that the link lever end 16a of the link mechanism 16 is located on the left side with the fulcrum 16b as the center.
  • the tip 16c is located on the right side with the fulcrum 16b as the center. Therefore, the pinion mechanism 43 is separated from the starter motor 40 and engaged with the ring gear 1a.
  • the start controller 30 receives the engine speed signal from the engine speed sensor 21 and the pinion speed signal from the pinion speed sensor 22 and outputs control signals to the switching element 14 and the link mechanism actuation actuator 15. .
  • the start controller 30 includes a starter motor control unit 31 that controls driving of the starter motor 40, an abnormality diagnosis unit 32 that determines whether the starter motor 40 and the link mechanism operating actuator 15 (or the pinion mechanism 43) are normal, and Have The starter motor control unit 31 applies PWM to the switching element 14 so that the engine speed and the starter motor speed are synchronized when the engine speed is before the stop (so that the ring gear 1a and the pinion 43b are synchronized). A control signal or the like is output to drive and control the starter motor 40.
  • the starter motor 40 is driven and controlled so that a predetermined number of rotations is set in advance.
  • the link mechanism 16 is operated to an engine start position described later when the engine is started, and the link mechanism 16 is operated to an abnormality diagnosis position described later when an abnormality is diagnosed. This operation is achieved by adjusting the electromagnetic attractive force of the coil 15a by PWM control or the like.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the operating state of the link mechanism operating actuator of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows a positional relationship when the link mechanism operating actuator 15 is not operated (hereinafter referred to as an initial position).
  • the pinion 43b of the pinion mechanism 43 is disposed at a position facing the pinion rotation speed sensor 22 in the radial direction, and when the starter motor 40 rotates, the rotation speed is detected by the pinion rotation speed sensor 22.
  • the starter motor 40 is operating normally, and the starter motor 40 is accurately controlled to a desired rotational speed by feedback control or the like. It is also possible.
  • FIG. 3B shows a positional relationship (hereinafter referred to as an abnormality diagnosis position) when the link mechanism operating actuator 15 is slightly operated.
  • the abnormality diagnosis position is that the base portion 43a of the pinion mechanism 43 is disposed at a position facing the pinion rotational speed sensor 22 in the radial direction, and the pinion 43b is disposed at a position not engaged with the ring gear 1a. . Therefore, even if the starter motor 40 rotates, the pinion rotation speed sensor 22 cannot detect the unevenness, and therefore cannot detect the rotation speed. Further, since the pinion 43b does not engage with the ring gear 1a, the rotational state of the engine 1 is not affected.
  • the abnormality diagnosis position is a position for detecting a change from a state in which the pinion rotation speed is detected at the initial position to a state in which the pinion rotation speed is not detected by the operation of the link mechanism operation actuator 15.
  • FIG. 3 (c) shows a positional relationship when the link mechanism operating actuator 15 is completely operated (hereinafter referred to as an engine start position).
  • the link mechanism actuating actuator 15 When the link mechanism actuating actuator 15 is completely actuated, the pinion 43b is engaged with the ring gear 1a, and the engine cranking can be performed by driving the starter motor 40.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the abnormality diagnosis process according to the first embodiment.
  • This abnormality diagnosis is a process that is executed at the timing when the coast stop control is permitted and before the engine speed decreases to a speed at which the engine speed can stand on its own (hereinafter referred to as idle speed). . This is because if an abnormality is found in the starter 100, the engine can be restarted without using the starter motor 40 by stopping the engine stop by the coast stop control and restarting the fuel injection. is there.
  • step S101 it is determined whether or not coast stop control has been started. If it is determined that the coast stop control has started, the process proceeds to step S102, and otherwise, the control flow ends.
  • step S102 driving of the starter motor 40 is started and the rotational speed is increased to a predetermined rotational speed.
  • step S103 the pinion rotational speed sensor 22 detects the pinion rotational speed. When the predetermined rotational speed is detected, it is determined that the starter motor 40 is operating normally, and the process proceeds to step S104, where the pinion rotational speed is detected. If not, it is determined that an abnormality has occurred in the starter motor 40 and the process proceeds to step S106.
  • step S104 the link mechanism operating actuator 15 is operated to the abnormality diagnosis position.
  • step S105 the pinion rotational speed sensor 22 detects the pinion rotational speed, and when the rotational speed is not detected, it is determined that the link mechanism operating actuator 15 is operating normally, and this control flow ends. On the other hand, when the pinion rotation speed is detected, it is determined that an abnormality has occurred in the link mechanism operating actuator 15, and the process proceeds to step S106.
  • step S106 coast stop control is interrupted, fuel injection is resumed, and the engine is started.
  • FIG. 5 is a time chart in the abnormality diagnosis process of the first embodiment.
  • coast stop control is started at time t1
  • the starter motor 40 is driven.
  • the detection value of the pinion rotation speed sensor 22 gradually increases as the rotation speed of the starter motor 40 increases. If the rotational speed does not increase at this time, it can be diagnosed that the starter motor 40 is abnormal.
  • the link mechanism operating actuator 15 is determined to be normal, and energization of the starter motor 40 and the link mechanism operating actuator 15 is terminated. Then, the pinion mechanism 43 returns to the initial position by the elastic member 15b, whereby the pinion rotation speed sensor 22 starts detecting the rotation speed again.
  • the rotational speed detected at this time is an inertial rotational component of the starter motor 40 and gradually decreases.
  • a starter motor 40 that can pull up the engine 1 to a predetermined rotational speed includes a pinion 43b that slides in the direction of the rotation axis, and mechanically couples with the engine 1 by sliding the pinion 43b when the engine is started;
  • an engine control unit 10 coast stop control means
  • an engine speed sensor 21 engine speed detection
  • a pinion rotation speed sensor 22 (pinion rotation speed detection means) that detects the rotation speed of the pinion 43b before the pinion 43b slides and mechanically couples with the engine 1, and a starter motor 40;
  • Starter motor control unit 31 (starter for sliding the pinion 43b)
  • an abnormality diagnosis unit 32 (abnormality diagnosis means) for determining that the starter motor 40 is normal when the pinion rotation speed sensor 22 detects the pinion rotation speed while driving the starter motor 40.
  • the abnormality of the starter motor 40 can be detected with high accuracy.
  • a vehicle that performs coast stop control there is a scene where an engine restart request is made during vehicle travel.
  • the traveling cannot be continued, and the driver may have a strong sense of incongruity. That is, the required accuracy for the abnormality diagnosis of the starter motor 40 is extremely higher than the idling stop control when the vehicle is stopped. Therefore, by providing the pinion rotation speed sensor 22 that detects the pinion rotation speed before the pinion 43b slides, the accuracy for abnormality diagnosis can be increased, and stable coast stop control can be achieved.
  • the abnormality diagnosis unit 32 determines that the pinion 43b has been slid when the rotation speed is not detected by the pinion rotation speed sensor 22.
  • the pinion mechanism 43 is slid so that the base portion 43a is located at a position facing the pinion rotation speed sensor 22 in the radial direction. In this case, since the unevenness cannot be detected, the rotation speed cannot be detected. . Since this state means that the pinion mechanism 43 has been slid by the link mechanism operating actuator 15, an abnormality of the link mechanism operating actuator 15 can be diagnosed with high accuracy.
  • the abnormality diagnosis unit 32 is executed when the engine 1 is at or above the self-rotating rotation. That is, when there is an abnormality in the starter motor 40 or the link mechanism operating actuator 15, it is necessary to interrupt the coast stop control and immediately secure the engine operating state. At this time, if the engine 1 performs an abnormality diagnosis beyond the self-rotation, even if there is an abnormality in the starter motor 40 or the like, the fuel injection or the like is only resumed without using another power source such as the starter motor. In this way, the engine operating state can be secured.
  • the abnormality diagnosis unit 32 is executed at a position before the pinion 43b is mechanically coupled to the engine 1. That is, at the timing when the coast stop control is permitted and the engine speed gradually decreases, the abnormality diagnosis of the starter 100 can be performed in a state where the engine speed and the starter motor speed need not be synchronized, A quicker abnormality diagnosis can be achieved.
  • the present invention has been described based on the first embodiment.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other configurations are also included in the present invention.
  • the first embodiment an example in which a belt-type continuously variable transmission is employed has been described.
  • a configuration in which another stepped automatic transmission, a manual transmission, or the like is provided may be used.
  • the example provided with the torque converter was shown, even if it is a vehicle which is not provided with the torque converter, it is applicable.
  • the abnormality diagnosis is performed every time coast stop control is permitted. However, once the ignition is turned on, the abnormality diagnosis is performed only once. Alternatively, it may be performed at an appropriate timing in a normal running state where coast stop control is not permitted.

Abstract

本発明の車両のエンジン自動停止制御装置では、回転軸方向にスライドするピニオン(43b)を有し、エンジン始動時にピニオン(43b)がスライドすることでエンジン(1)と機械的に結合するスタータモータ(40)を駆動中に、ピニオン(43b)がスライドしてエンジン(1)と機械的に結合する前のピニオン(43b)の回転数を検出し、ピニオン回転数が検出されたときは、スタータモータ(40)が正常であると判断することとした。

Description

車両のエンジン自動停止制御装置
 本発明は、走行中にエンジンを自動停止するエンジン自動停止制御装置に関する。
 車両のエンジン自動停止制御装置として、特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報には、車両停止中にブレーキペダル操作量が所定以上踏み込まれたときは、エンジンを停止する。また、エンジンが完全停止していない状態でもエンジン再始動指令が出力されたときは、スタータモータをエンジン回転数と回転同期させて、スムーズなエンジン再始動を行っている。
 しかしながら、上記従来技術では、スタータモータを調速通電により制御しているものの、回転数を具体的に検出していないため、精度の確保が困難であった。上記従来技術では、車両停止中であるため、さほど精度にこだわらなくてもよいが、例えば走行中にエンジンを停止し、車両停止前にエンジン再始動を行う所謂コーストストップ制御の場合では、車両が走行中ということもあり、エンジン再始動のタイミングの精度については非常に高い精度が要求される。
 本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行中においても適切なエンジン停止及び再始動を達成可能な車両のエンジン自動停止制御装置を提供することを目的とする。
特許第4211208号公報
 上記目的を達成するため、本発明の車両のエンジン自動停止制御装置では、回転軸方向にスライドするピニオンを有し、エンジン始動時にピニオンがスライドすることでエンジンと機械的に結合するスタータモータを駆動中に、ピニオンがスライドしてエンジンと機械的に結合する前のピニオンの回転数を検出し、ピニオン回転数が検出されたときは、スタータモータが正常であると判断することとした。
 よって、スタータモータの異常を精度良く検出することができ、適切なエンジン停止及び再始動を達成することができる。
実施例1の車両のエンジン自動停止制御装置の構成を表すシステム図である。 実施例1の車両のエンジン自動停止制御装置に装備された始動装置の構成を表す概略図である。 実施例1のリンク機構作動アクチュエータの作動状態を表す概略図である。 実施例1の異常診断処理を表すフローチャートである。 実施例1の異常診断処理におけるタイムチャートである。
 図1は実施例1の車両のエンジン自動停止制御装置の構成を表すシステム図である。エンジン1から出力された回転駆動力は、トルクコンバータ2を介してベルト式無段変速機3に入力され、所望の変速比によって変速された後、駆動輪4に伝達される。
 内燃機関であるエンジン1には、エンジン始動を行う始動装置100を有する。具体的にはスタータモータ40が備えられ、エンジン始動指令に基づいてエンジンクランキングを行うと共に、燃料を噴射し、エンジン1が自立回転可能となると、スタータモータ40を停止する。尚、始動装置100の詳細な構成については後述する。
 エンジン1の出力側には、低車速時においてトルク増幅を行うと共に、所定車速(例えば14km/h程度)以上では、相対回転を禁止するロックアップクラッチを有するトルクコンバータ2が設けられている。トルクコンバータ2の出力側にはベルト式無段変速機3が接続されている。
 ベルト式無段変速機3は、発進クラッチと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリと、これらプーリに掛け渡されたベルトから構成され、プーリ溝幅を油圧制御によって変更することで所望の変速比を達成する。また、ベルト式無段変速機3内には、エンジン1によって駆動されるオイルポンプが設けられ、エンジン作動時には、このオイルポンプを油圧源としてトルクコンバータ2のコンバータ圧やロックアップクラッチ圧を供給し、また、ベルト式無段変速機3のプーリ圧やクラッチ締結圧を供給する。
 更に、ベルト式無段変速機3には電動オイルポンプ3aが設けられており、エンジン自動停止によってオイルポンプによる油圧供給ができない場合には、電動オイルポンプ3aが作動し、必要な油圧を各アクチュエータに供給可能に構成されている。よって、エンジン停止時であっても、所望の変速比を達成し、また、クラッチ締結圧を維持することができる。
 エンジン1は、エンジンコントロールユニット10によって作動状態が制御される。エンジンコントロールユニット10には、運転者のブレーキペダル操作によりオン信号を出力するブレーキスイッチ11からのブレーキ信号と、運転者のアクセルペダル操作量を検出するアクセルペダル開度センサ12からのアクセル信号と、ブレーキペダル操作量に基づいて生じるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ13からのブレーキ操作量信号(マスタシリンダ圧)と、各輪に備えられた車輪速センサ24からの車輪速(車輪速から車速を検出する場合には車速信号と同義)と、外気温を検出する外気温センサからの外気温信号と、後述するCVTコントロールユニット50からのCVT状態信号と、エンジン水温や、クランク角、エンジン回転数等の信号とを入力する。エンジンコントロールユニット10は、上記各種信号に基づいてエンジン1の始動もしくは自動停止を実施する。尚、マスタシリンダ圧センサ13に代えてブレーキペダルストローク量やブレーキペダル踏力を検出するセンサ、もしくはホイルシリンダ圧を検出するセンサ等を用い、これによりブレーキペダル操作量を検出することで運転者の制動操作意図を検出してもよく、特に限定しない。
 また、エンジンコントロールユニット10内には、車両が走行中の路面勾配を検知する路面勾配検出部10aと、車両重量を検出する車両重量検出部10bと、外気温に基づいて路面μを推定する路面μ検出部10cとを有する。路面勾配検出部10aでは、例えば駆動輪に伝達されるトルクと、車輪速等から検出される実際の車両加速度と、加速度センサにより検出される車両に作用している加速度との差等から路面勾配を推定する。また、車両重量検出部10bは、サスペンションストローク等を検出し、車両停止時において車両の沈み込み具合から車両重量を検出する。また、路面μ検出部10cは、外気温を検出し、外気温が例えば4℃以下のときは、凍結路面の可能性が高く、路面摩擦係数が小さくなると判断する。尚、例えばABSコントローラ等が路面摩擦係数の推定演算処理を行っている場合には、外気温に限らずこれら他のコントローラにおいて推定した路面μ情報を利用してもよい。
 CVTコントロールユニット50は、エンジンコントロールユニット10との間でエンジン作動状態とCVT状態の信号を送受信し、これら信号に基づいてベルト式無段変速機3の変速比等を制御する。具体的には、走行レンジが選択されているときは、発進クラッチの締結を行うと共に、アクセルペダル開度と車速とに基づいて変速比マップから変速比を決定し、各プーリ油圧を制御する。また、車速が所定車速未満のときは、ロックアップクラッチを解放し、所定車速以上のときはロックアップクラッチを締結し、エンジン1とベルト式無段変速機3とを直結状態とする。更に、走行レンジ選択中におけるエンジン自動停止時には、電動オイルポンプ3aを作動させ、必要な油圧を確保する。
 (エンジン自動停止制御処理)
 次に、エンジン自動停止制御処理について説明する。実施例1の車両のエンジン自動停止制御装置は、車両停止時に、所定の条件が成立したときは、エンジンアイドリングを停止する所謂アイドリングストップ制御を行う。尚、アイドリングストップ制御については周知の構成を適宜実施すればよいため、詳細な説明は省略する。加えて、車両走行中であっても、減速中であり、このまま車両停止してアイドリングストップ制御に移行する可能性が高いと判断したときは、エンジン1を停止するコーストストップ制御を行う。
 通常のコーストストップ制御を行わないアイドリングストップ車両にあっては、運転者がアクセルペダルを操作することなく惰性走行している所謂コースト走行状態(ブレーキペダル操作をしている状態を含む)のときには、燃料噴射を停止し、駆動輪4から伝達されるコーストトルクによってロックアップクラッチを介してエンジン回転数を維持している。しかし、所定車速まで減速すると、ロックアップクラッチは解放されるため、燃料噴射しなければエンジン1は停止してしまう。そこで、ロックアップクラッチが解放されるタイミングで燃料噴射を再開し、エンジン自立回転を維持している。その後、車両が完全停止し、ブレーキペダルが十分に踏み込まれているといった各種条件が成立しているか否かを判定した後、エンジンアイドリングを停止する。
 ここで、燃料噴射を停止していた走行状態から、一旦燃料噴射を再開し、再度エンジン停止を行う過程において、燃料噴射再開時の燃料を更に抑制することができれば、燃費を改善することが可能となる。そこで、所定の条件が成立したコースト走行時には、燃料噴射の再開を行うことなく、エンジンを停止したまま(燃料噴射等を行わない)とするコーストストップ制御を実施し、車両停止後は通常のアイドリングストップ制御にそのまま移行することとした。
 コーストストップ制御を行う際の1つの条件として、運転者のブレーキペダル操作量が所定範囲内(すなわち上限値と下限値の間)であることとした。ブレーキペダル操作量を条件の一つとしたのは、コーストストップ制御の開始もしくは終了は、運転者の制動意図に基づいて行うべきものだからである。すなわち、ブレーキペダルを強く踏んでいるときは、急減速しているときであり、所定車速から車両停止に至るまでの時間が短いと考えられる。このとき、車両停止時においてベルト式無段変速機3の変速比を最Low側まで変速する必要がある。しかし、そのためにはベルト式無段変速機3の変速原理による制限があり、駆動輪4が回転している必要がある。よって、駆動輪4が回転している間に素早く変速するには、オイルポンプの吐出量を確保する必要があり、エンジン停止は好ましくない。また、急減速時には車輪ロックを回避するためのABS制御等が実施されることも考えられる。このとき、ABS制御ロジックでは、車輪に作用するブレーキ液圧を増減するにあたり、エンジン側からのトルク入力も加味した上で種々のゲイン等が設定されており、不用意にエンジン停止を行うと、これら制御への影響も懸念される。よって、これらを考慮したコーストストップ許可上限値が設定される。
 一方、ブレーキペダルを緩やかに踏み込んでいる緩減速時には、そのまま車両停止する場合と、再度ブレーキペダルを解放し、再発進する場合とが考えられる。例えば、渋滞を走行しているときに、ブレーキペダルを緩やかに操作して走行状態を継続することなどが考えられる。この場合、不用意にエンジン停止をすると、エンジン停止と再始動とが繰り返され、運転者に違和感を与えるおそれがある。また、エンジン停止後、ブレーキペダルが緩やかに踏まれた状態でエンジン再始動すると、エンジントルクが駆動輪に出力されることで飛び出し感を与えるおそれもある。よって、これらを考慮したコーストストップ許可下限値が設定される。
 〔始動装置の構成〕
 次に、始動装置100の具体的な構成について説明する。図2は実施例1の車両のエンジン自動停止制御装置に装備された始動装置の構成を表す概略図である。始動装置100は、スタータモータ40と、ピニオン機構43と、スイッチング素子14と、リンク機構作動アクチュエータ15と、始動制御コントローラ30とを有する。スタータモータ40は、コイルが巻回されたステータ41と、回転軸であるロータ42とを有する。ロータ42の先端にはスプライン42aが形成され、スプライン42a上にはピニオン機構43が回転方向に係止した状態でスライド可能に取り付けられている。ピニオン機構43は、径方向外側の回転方向に対して凹凸を備えていない基盤部43aと、基盤部43aに一体に取り付けられ径方向外側に歯面(すなわち回転方向に対して凹凸)が形成されたピニオン43bとを有する。基盤部43aの外周にはリンク機構16の先端16cと相対回転可能に係合する係合溝43cが形成されている。ピニオン43bは、ピニオン機構43がロータ42の軸方向にスライドしたときに、エンジン1のクランクシャフト1bに連結されたリングギヤ1aと係合し、それ以外の時は非係合状態となるように構成されている。また、ピニオン機構43の径方向外側にはピニオン43bの歯面の凹凸を検出し、この凹凸の変化を回転数情報に変換して出力するピニオン回転数センサ22が設けられている。このピニオン回転数センサ22は、径方向の凹凸を検出するセンサであるため、基盤部43aがピニオン回転数センサ22と径方向において対向する位置にある場合には、回転数情報を検出することができないように構成されている。
 リンク機構作動アクチュエータ15は、通電により電磁吸引力を発生するコイル15aと、ストローク部材15cを図2中右方に付勢する弾性部材15bとを有する。ストローク部材15cの先端は、リンク機構16のリンクレバー端部16aと回動可能に連結されている。リンク機構16は、回動中心である支点16bを有し、リンクレバー端部16aと支点16bを介して反対側には、基盤部43aの外周と係合する先端16cが形成されている。
 コイル15aへの非通電時には、ストローク部材15cが図2中右方に付勢されていることから、リンク機構16のリンクレバー端部16aは支点16bを中心に右側に位置し、これにより先端16cは支点16bを中心に左側に位置する。よって、ピニオン機構43はスタータモータ40に近づいた状態である。一方、コイル15aへの通電時には、ストローク部材15cが電磁吸引力により図2中左方に引き込まれることから、リンク機構16のリンクレバー端部16aは支点16bを中心に左側に位置し、これにより先端16cは支点16bを中心に右側に位置する。よって、ピニオン機構43はスタータモータ40から離れ、リングギヤ1aと係合する。
 始動制御コントローラ30は、エンジン回転数センサ21からのエンジン回転数信号及びピニオン回転数センサ22からのピニオン回転数信号を入力し、スイッチング素子14及びリンク機構作動アクチュエータ15に対して制御信号を出力する。始動制御コントローラ30には、スタータモータ40の駆動を制御するスタータモータ制御部31と、スタータモータ40及びリンク機構作動アクチュエータ15(もしくはピニオン機構43)が正常か否かを判断する異常診断部32とを有する。スタータモータ制御部31は、エンジン回転数が停止前の場合には、エンジン回転数とスタータモータ回転数とが同期するように(リングギヤ1aとピニオン43bとが同期するように)スイッチング素子14にPWM制御信号等を出力しスタータモータ40を駆動制御する。また、後述するように異常診断時にあっては予め設定された所定回転数となるようにスタータモータ40を駆動制御する。また、リンク機構作動アクチュエータ15に対しては、エンジン始動時にあっては後述するエンジン始動位置までリンク機構16を作動させ、異常診断時にあっては後述する異常診断位置までリンク機構16を作動させる。この作動は、コイル15aをPWM制御等によって電磁吸引力を調整することで達成される。
 図3は実施例1のリンク機構作動アクチュエータの作動状態を表す概略図である。図3(a)はリンク機構作動アクチュエータ15が非作動時における位置関係(以下、初期位置と記載する。)を表す。初期位置において、ピニオン機構43のピニオン43bは、ピニオン回転数センサ22と径方向において対向する位置に配置されており、スタータモータ40が回転すると、その回転数をピニオン回転数センサ22により検出することが可能とされている。よって、初期位置においてピニオン回転数が検出される場合には、スタータモータ40が正常に作動していることが理解でき、また、スタータモータ40をフィードバック制御等により所望の回転数に精度よく制御することも可能である。
 次に、図3(b)はリンク機構作動アクチュエータ15を僅かに作動させたときにおける位置関係(以下、異常診断位置と記載する。)を表す。この異常診断位置とは、ピニオン機構43の基盤部43aがピニオン回転数センサ22と径方向において対向する位置に配置されており、かつ、ピニオン43bはリングギヤ1aと係合しない位置に配置されている。よって、スタータモータ40が回転してもピニオン回転数センサ22は凹凸を検知できないため、回転数を検出することはできない。また、ピニオン43bがリングギヤ1aと係合しないため、エンジン1の回転状態に影響を与えることはない。すなわち、異常診断位置とは、初期位置においてピニオン回転数が検出されている状態から、リンク機構作動アクチュエータ15の作動によりピニオン回転数が検出されない状態に変化することを検知する位置である。これにより、リンク機構作動アクチュエータ15の作動が確保されている、すなわち異常なしと判断することができるものであり、また、エンジン1と係合しない位置であることから、エンジン回転数の状態に関わらずスタータモータ40やリンク機構作動アクチュエータ15の作動状態の診断を行なうことができる。
 図3(c)はリンク機構作動アクチュエータ15を完全に作動させたときにおける位置関係(以下、エンジン始動位置と記載する。)を表す。リンク機構作動アクチュエータ15を完全に作動させると、ピニオン43bがリングギヤ1aと係合し、スタータモータ40の駆動によりエンジンクランキングを行なうことができる。
 (異常診断制御処理)
 次に、始動制御コントローラ30における異常診断処理について説明する。図4は実施例1の異常診断処理を表すフローチャートである。尚、この異常診断は、コーストストップ制御が許可されたタイミングであって、エンジン回転数が自立可能な回転数(以下、アイドル回転数と記載する。)まで低下する前に実行される処理である。これは、仮に始動装置100に異常が見つかった場合には、コーストストップ制御によるエンジン停止を中止し、燃料噴射を再開することでスタータモータ40を使用することなくエンジン再始動を可能とするためである。
 ステップS101では、コーストストップ制御が開始されたか否かを判断し、開始されたと判断したときはステップS102に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
 ステップS102では、スタータモータ40の駆動を開始し、所定回転数まで回転数を上昇させる。
 ステップS103では、ピニオン回転数センサ22によりピニオン回転数を検出し、所定回転数が検出されたときはスタータモータ40は正常に作動していると判断してステップS104に進み、ピニオン回転数が検出できないときはスタータモータ40に異常が生じていると判断してステップS106に進む。
 ステップS104では、リンク機構作動アクチュエータ15を異常診断位置まで作動させる。
 ステップS105では、ピニオン回転数センサ22によりピニオン回転数を検出し、回転数が検出されないときは、リンク機構作動アクチュエータ15が正常に作動していると判断して本制御フローを終了する。一方、ピニオン回転数が検出された場合には、リンク機構作動アクチュエータ15に異常が生じていると判断してステップS106に進む。
 ステップS106では、コーストストップ制御を中断し、燃料噴射を再開してエンジン始動を行う。
 次に作用を説明する。図5は実施例1の異常診断処理におけるタイムチャートである。
 時刻t1において、コーストストップ制御が開始されると、スタータモータ40の駆動が行なわれる。これにより、ピニオン回転数センサ22の検出値はスタータモータ40の回転数上昇に伴って徐々に増大する。尚、この時点で回転数が上昇しない場合はスタータモータ40の異常と診断できる。
 時刻t2において、ピニオン回転数が所定回転数に到達すると、リンク機構作動アクチュエータ15への通電を開始する。そして、時刻t3において、ピニオン機構43が異常診断位置に移動すると、ピニオン回転数センサ22はピニオン43bの凹凸を検知できなくなり、回転数はゼロとなる。尚、この時点で回転数を検出した場合にはリンク機構作動アクチュエータ15の異常と診断できる。
 時刻t4において、回転数ゼロの状態が継続的に検出された場合には、リンク機構作動アクチュエータ15は正常と判断してスタータモータ40及びリンク機構作動アクチュエータ15への通電を終了する。すると、弾性部材15bによりピニオン機構43は初期位置に戻り、これによりピニオン回転数センサ22は再度回転数の検出を開始する。尚、このときに検出される回転数は、スタータモータ40の惰性回転成分であり、徐々に低下していく。
 以上説明したように、実施例1にあっては、下記に示す作用効果を得ることができる。
 (1)エンジン1を所定回転数に引き上げ可能であって、回転軸方向にスライドするピニオン43bを備え、エンジン始動時にピニオン43bがスライドすることでエンジン1と機械的に結合するスタータモータ40と、走行中に運転者がブレーキペダルを所定の閾値以上操作したときは、エンジンを停止するエンジンコントロールユニット10(コーストストップ制御手段)と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ21(エンジン回転数検出手段)と、ピニオン43bがスライドしてエンジン1と機械的に結合する前のピニオン43bの回転数を検出するピニオン回転数センサ22(ピニオン回転数検出手段)と、スタータモータ40を駆動すると共に、ピニオン43bをスライドさせるスタータモータ制御部31(スタータモータ制御手段)と、スタータモータ40を駆動中にピニオン回転数センサ22によりピニオン回転数が検出されたときは、スタータモータ40が正常であると判断する異常診断部32(異常診断手段)と、を備えた。
 よって、スタータモータ40の異常を精度良く検出することができる。特に、コーストストップ制御を行う車両にあっては、車両走行中にエンジン再始動要求がなされる場面がある。このとき、スタータモータ40に異常があると、運転者が走行継続意図を示した場合に走行が継続できず、運転者に強い違和感を与えかねない。すなわち、車両停止時のアイドリングストップ制御に比べてスタータモータ40の異常診断に対する要求精度は極めて高いのである。そこで、ピニオン43bがスライドする前のピニオン回転数を検出するピニオン回転数センサ22を設けることで、異常診断に対する精度を高めることができ、安定したコーストストップ制御を達成することができる。
 (2)異常診断部32は、ピニオン43bをスライド後、ピニオン回転数センサ22により回転数が検出されないときは、ピニオン43bがスライドしたと判断する。
 すなわち、ピニオン機構43はスライドによりピニオン回転数センサ22と径方向において対向する位置には基盤部43aが位置することになり、この場合、凹凸を検知できないことから回転数を検出出来ない状態となる。この状態は、リンク機構作動アクチュエータ15によりピニオン機構43がスライドしたことを意味するため、リンク機構作動アクチュエータ15の異常を精度よく診断することができる。
 (3)異常診断部32は、エンジン1が自立回転以上のときに実行する。すなわち、スタータモータ40もしくはリンク機構作動アクチュエータ15の異常があった場合には、コーストストップ制御を中断し、直ちにエンジン作動状態を確保する必要がある。このとき、エンジン1が自立回転以上で異常診断を行なうことで、仮にスタータモータ40等に異常があったとしても、スタータモータ等の他の動力源を利用することなく燃料噴射等を再開するだけでエンジン作動状態を確保することができる。
 (4)異常診断部32は、ピニオン43bがエンジン1と機械的に結合する前の位置で実行する。すなわち、コーストストップ制御が許可され、エンジン回転数が徐々に落ちていくタイミングにおいて、エンジン回転数とスタータモータ回転数とが同期する必要がない状態で始動装置100の異常診断を行うことができ、より素早い異常診断を達成することができる。
 以上、本願発明を実施例1に基づいて説明してきたが、上記実施例に限らず、他の構成であっても本願発明に含まれる。例えば、実施例1では、ベルト式無段変速機を採用した例を示したが、他の有段式自動変速機や手動変速機等を備えた構成であってもよい。また、トルクコンバータを備えた例を示したが、トルクコンバータを備えていない車両であっても適用できる。
 また、実施例1では異常診断を行なうタイミングとしてコーストストップ制御が許可されたタイミングに毎回実施する例を示したが、一旦イグニッションがONとなった後は、一度だけ異常診断を行なうようにしてもよいし、コーストストップ制御が許可されていない通常走行状態において適切なタイミングで行ってもよい。

Claims (4)

  1.  エンジンを所定回転数に引き上げ可能であって、回転軸方向にスライドするピニオンを備え、エンジン始動時に前記ピニオンがスライドすることでエンジンと機械的に結合するスタータモータと、
     走行中に運転者がブレーキペダルを所定の閾値以上操作したときは、エンジンを停止するコーストストップ制御手段と、
     エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
     前記ピニオンがスライドしてエンジンと機械的に結合する前の前記ピニオンの回転数を検出するピニオン回転数検出手段と、
     前記スタータモータを駆動すると共に、前記ピニオンをスライドさせるスタータモータ制御手段と、
     前記スタータモータを駆動中に前記ピニオン回転数検出手段によりピニオン回転数が検出されたときは、前記スタータモータが正常であると判断する異常診断手段と、を備えた車両のエンジン自動停止制御装置。
  2.  請求項1に記載の車両のエンジン自動停止制御装置において、
     前記異常診断手段は、前記ピニオンをスライド後、前記ピニオン回転数検出手段により回転数が検出されないときは、前記ピニオンがスライドしたと判断する車両のエンジン自動停止制御装置。
  3.  請求項1または2に記載の車両のエンジン自動停止制御装置において、
     前記異常診断手段は、前記エンジンが自立回転以上のときに実行する車両のエンジン自動停止制御装置。
  4.  請求項3に記載の車両のエンジン自動停止制御装置において、
     前記異常診断手段は、前記ピニオンが前記エンジンと機械的に結合する前の位置で実行する車両のエンジン自動停止制御装置。
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