JP2002038984A - アイドルストップ車両 - Google Patents
アイドルストップ車両Info
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
して、この電圧低下によって引き起こされる電気負荷の
種々の不具合を未然に防止できるアイドルストップ車両
を提供する。 【解決手段】 エンジン停止条件の成立時にエンジンを
停止し、エンジン始動条件の成立時にスタータ手段を作
動させてエンジンを始動するアイドルストップ車両にお
いて、エンジン始動条件が成立してスタータ手段4の作
動に伴ってバッテリ電圧が第1の設定値以下に低下した
ときに、制御手段7により電圧補償手段6を作動させて
バッテリ電圧を補償させる。
Description
両の停車時にエンジンを一時的に自動停止させるアイド
ルストップ車両に関するものである。
ているときに、燃料消費量の節減とエミッションの低減
を目的としてエンジンを一時的に自動停止させるように
したアイドルストップ車両が実用化されている。この種
の車両では、車速0km/h、アイドル運転中、クラッチ接
続等のエンジン停止条件が成立して、車両が停車中と推
測されるときにエンジンを自動停止させ、その後にクラ
ッチ遮断等の運転者の発進意志を表すエンジン始動条件
が成立したときに、スタータによりエンジンを自動始動
して発進に備えている。
にエンジンをクランキングする際のスタータはかなりの
消費電力を要するため、特に停車・発進を頻繁に繰り返
す市街地走行等では、エンジンの始動頻度の増加と共に
電源であるバッテリの消耗が甚だしくなる。又、例えば
エンジン停止によりエアコンディショナのコンプレッサ
が駆動されなくなっても、低温のエバポレータを利用し
て暫らくは冷気を供給可能であることから、この種のア
イドルストップ車両では、エンジン自動停止中において
エアコンディショナのファンの作動を継続させており、
このような制御も上記バッテリの消耗を促進させる要因
となっている。
電圧が一時的に低下する現象が発生し、その結果、例え
ばエンジンを制御するECU(電子制御ユニット)がリ
セットされて、その時点までの学習内容等が消失してし
まったり、或いは計器類の照明が一時的に暗くなって車
両の品質感を大きく損なったりするという不具合があっ
た。
リの電圧低下を抑制して、この電圧低下によって引き起
こされる電気負荷の種々の不具合を未然に防止すること
ができるアイドルストップ車両を提供することにある。
め、請求項1の発明は、予め設定されたエンジン停止条
件の成立時にエンジンを停止し、予め設定されたエンジ
ン始動条件の成立時にスタータ手段を作動させてエンジ
ンを始動するアイドルストップ車両において、車両のバ
ッテリと電気負荷との間に設けられて、バッテリ電圧を
補償する電圧補償手段と、エンジン始動条件が成立して
スタータ手段の作動に伴ってバッテリ電圧が第1の設定
値以下に低下したときに、電圧補償手段を作動させる制
御手段とを備えたものである。
地走行等では、エンジンの始動頻度が著しく増加するこ
とから、通常の車両に比較してアイドルストップ車両で
は、スタータの作動に起因する消費電量が大きくなって
バッテリが消耗し易くなる。このようなバッテリの消耗
により、スタータ手段の作動に伴ってバッテリ電圧が第
1の設定値以下に低下したときには、制御手段により電
圧補償手段が作動されてバッテリ電圧の補償が行われ
る。よって、電気負荷は正常な作動を継続し、電圧低下
によって引き起こされる種々の不具合、例えば、ECU
のリセットによる学習内容等の消失、或いは計器類の照
明が一時的に暗くなって車両の品質感を損ねる等の不具
合が防止される。
ジンの始動完了によるオルタネータの作動に伴ってバッ
テリ電圧が第2の設定値以上となったときに、電圧補償
手段の作動を停止させるように構成したものである。従
って、オルタネータの発電によりバッテリ電圧が第2の
設定値以上となると、バッテリ電圧を補償する必要がな
くなったと見なして、電圧補償手段の作動が中止され
る。
ジン停止から所定時間が経過したとき、又はスタータ手
段を作動させても始動完了しないときに、電圧補償手段
の作動を禁止するように構成したものである。従って、
エンジン停止から所定時間が経過したり、エンジン始動
に失敗したりして、バッテリが甚だしく消耗した状況で
は、電圧補償手段の作動が禁止されてエンジン始動が優
先され、バッテリからの電流がエンジン始動に有効に使
用されることで、始動成功の確率が高められる。
のアイドルストップ車両に具体化した一実施形態を説明
する。図1は本実施形態のアイドルストップ車両の電気
的構成を示すブロック図であり、車両に搭載されたバッ
テリ1には、車両の各種電気負荷2、例えば、図示しな
いエンジンの点火系(点火コイル等)や燃料噴射系(イ
ンジェクタ等)、エンジンを制御するECU、車両の灯
火類、エアコンディショナ等が接続されている。又、バ
ッテリ1にはオルタネータ3が接続され、このオルタネ
ータ3はエンジンの駆動により発電した電流を電気負荷
2に供給すると共に、余剰電流をバッテリ1に充電す
る。バッテリ1にはスタータ手段としてのスタータ4が
接続され、このスタータ4は、運転者によるイグニショ
ンキーのスタート操作に伴ってバッテリ1からの電流に
より作動してエンジンをクランキングする。
ラ5が接続され、このE/G停止始動コントローラ5
は、エンジンの点火系及び燃料噴射系の作動を中断可能
であると共に、スタータ4を作動し得るように構成され
て、後述のように車両の停車時にエンジンを一時的に自
動停止させるアイドルストップ処理を実行するようにな
っている。
圧補償手段としての電圧補償回路6が介装され、この電
圧補償回路6には制御手段としての電圧補償コントロー
ラ7が接続されている。電圧補償コントローラ7には、
前記E/G停止始動コントローラ5からのエンジン停止
信号、オルタネータ3からの作動信号、及びバッテリ1
から電圧補償回路6への入力電圧(即ち、バッテリ電
圧)が入力されるようになっている。
気回路図であり、前記バッテリ1はダイオード11を介
して電気負荷2に接続され、ダイオード11及び電気負
荷2の間は、放電用スイッチ12、ダイオード13、コ
ンデンサ14を介して接地されている。ダイオード13
及びコンデンサ14の間は、抵抗15、ダイオード1
6、充電用スイッチ17を介してバッテリ1及びダイオ
ード11の間に接続され、これらの放電用スイッチ12
及び充電用スイッチ17が電圧補償コントローラ6にて
切換えられるようになっている。
ッチ17が閉じられると、バッテリ1からの電流は充電
用スイッチ17、ダイオード16、抵抗15を経てコン
デンサ14に供給されて、コンデンサ14が充電され
る。又、放電用スイッチ12が閉じられて充電用スイッ
チ17が開かれると、コンデンサ14から放電された電
流がダイオード13、放電用スイッチ12を経て電気負
荷2に供給される。
トップ車両のアイドルストップ処理、及びそれに付随す
る電圧補償処理を説明する。上記のようにアイドルスト
ップ処理はE/G停止始動コントローラ5により実行さ
れる。E/G停止始動コントローラ5は、エンジンの運
転中に予め設定されたエンジン停止条件が成立したか否
かを常時判定する。本実施形態では、以下の3つの要件
が全て満たされたときにエンジン停止条件が成立したと
見なす。
サにて検出された車速、エンジン回転速度センサにて検
出されたエンジン回転速度、クラッチストロークセンサ
にて検出されたクラッチ断接状態に基づいて上記各要件
を判定する。全ての要件が満たされてエンジン停止条件
が成立したときには、車両が停車中でありエンジン停止
可能と見なし、エンジンの点火系と燃料噴射系の作動を
中断してエンジンを停止させると共に、エンジン停止信
号を電圧補償コントローラ6に出力する。
コントローラ5は予め設定されたエンジン始動条件が成
立したか否かを判定する。本実施形態では、上記のよう
にエンジン停止条件が成立した状態から、3)の要件の
みが満たされなくなったときに、エンジン始動条件が成
立したと判定する。従って、運転者によりクラッチが遮
断操作されて、車両を発進させる意志があると見なした
ときに、E/G停止始動コントローラ5はエンジンの点
火系と燃料噴射系の作動を再開すると共に、スタータ4
を作動させる。これによりエンジンがクランキングされ
て始動されて、その後の発進に備える。
れるが、例えば停車・発進を頻繁に繰り返す市街地走行
等では、エンジンの始動頻度(換言すれば、スタータ4
の作動頻度)が著しく増加することになる。従って、通
常の車両に比較すると、このアイドルストップ車両では
スタータ4の作動に起因する消費電力が非常に大きく、
格段にバッテリ1が消耗し易くなる。始動時にはオルタ
ネータ3の発電がなされず、バッテリ1から供給される
電流のみでスタータ4が作動されることから、クランキ
ングの瞬間にバッテリ電圧が一時的に低下する現象が生
じる。このような電圧低下に対処すべく、電圧補償コン
トローラ7にて電圧補償処理が実行される。
償コントローラ7は電圧補償回路6の放電用スイッチ1
2及び充電用スイッチ17を共に開いており、コンデン
サ14の充放電が防止されている。そして、上記のよう
にエンジン停止に伴ってE/G停止始動コントローラ5
からエンジン停止信号が入力されると、電圧補償コント
ローラ7は充電用スイッチ17を閉じる。従って、バッ
テリ1からの電流が電圧補償回路6の充電用スイッチ1
7、ダイオード16、抵抗15を経てコンデンサ14に
供給されて、コンデンサ14の充電が開始される。
リ1から電圧補償回路6への入力電圧を監視する。上記
のようにエンジン始動条件の成立に伴ってスタータ4が
作動されるが、バッテリ1の消耗が小(バッテリ充電量
が大)のときには、クランキングの瞬間にも入力電圧は
それほど低下せずに予め設定された第1の設定値以上に
保持され、バッテリ1の消耗が大(バッテリ充電量が
小)のときには、入力電圧は大きく低下して第1の設定
値を下回る。
正常に作動可能な最低作動電圧に余裕分を見込んだ値が
設定されている。最低作動電圧として、例えばECUに
ついては6ボルト程度以上が要求され、灯火類やエアコ
ンディショナについては10ボルト程度以上が要求され
ることから、この場合には10ボルトに余裕分を加算し
た値が第1の設定値として設定される。そして、スター
タ4の作動時において入力電圧が第1の設定値以上に保
持されるときには、電圧補償コントローラ7は何ら処理
を行わないが、この場合でも電気負荷2は正常に作動を
継続することになる。
動時に入力電圧が第1の設定値を下回ったときには、電
圧補償コントローラ7は充電用スイッチ17を開くと同
時に、放電用スイッチ12を閉じる。コンデンサ14は
放電を開始し、その電流がダイオード13及び放電用ス
イッチ12を経て電気負荷2に供給される。その結果、
電気負荷2に印加される電圧がバッテリ1のみの場合に
比較して昇圧される。このときの昇圧後の印加電圧は、
電気負荷2を正常に作動させるために最低作動電圧以上
である必要がある一方、オルタネータ3の調整電圧を越
えても無用な電力消費を招くだけのため、調整電圧未満
であることが望ましい。
荷2への印加電圧が以上の範囲内(最低作動電圧から調
整電圧までの範囲内)となるように、コンデンサの仕
様、例えば静電容量等が設定されている。そして、以上
の印加電圧の昇圧によって電気負荷2は正常な作動を継
続し、電圧低下によって引き起こされる電気負荷の種々
の不具合、例えば、ECUのリセットによる学習内容等
の消失、或いは計器類の照明が一時的に暗くなって車両
の品質感を損ねる等の不具合を未然に防止することがで
きる。
してオルタネータ3による発電が開始されると、オルタ
ネータ3からの作動信号が電圧補償コントローラ7に入
力される。電圧補償コントローラ7は作動信号が入力さ
れた後、バッテリ1から電圧補償回路6への入力電圧が
第2の設定値以上になると、放電用スイッチ12を開い
て初期の状態に復帰する。この第2の設定値としては、
例えばオルタネータ3の調整電圧より若干低い値が設定
されている。つまり、入力電圧が第2の設定値以上とな
って上記昇圧を要しなくなった適切なタイミングで、コ
ンデンサ14の放電が中断される。よって、コンデンサ
14に残存した電力分だけ次回の充電に要する電力が低
減されて、無駄な電力消費を抑制することができるとい
う利点がある。
トローラ7はオルタネータ3からの作動信号を常時監視
し、作動信号が所定時間に亘って入力されないときに
は、その時点でコンデンサ14の充電を中断すると共
に、その後にエンジン始動条件が成立してスタータ4の
作動により入力電圧が第1の設定値を下回っても、上記
した電圧補償回路6による昇圧は行わない。又、スター
タ4による始動が所定回数試行されても始動が完了しな
いとき(エンジン始動に失敗したとき)にも、同様に電
圧補償回路6による昇圧は行わない。
持した場合や、始動を多数回試みた場合には、バッテリ
1が甚だしく消耗していることが推測されるため、電気
負荷2の電圧確保より始動完了を優先させるべきとし
て、コンデンサ充電のための電力消費を抑制しているの
である。この処理により、バッテリ1からの電流がスタ
ータ作動と点火系及び燃料噴射系のために有効に使用さ
れるため、始動が成功する確率が高められ、始動不能の
事態を未然に回避することができる。
態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば、
上記実施例では、手動式変速機付きのアイドルストップ
車両に具体化したが、変速機の種類はこれに限らず、自
動変速機付きのアイドルストップ車両に具体化してもよ
い。又、上記実施例では、コンデンサ14からの放電を
利用してバッテリ1からの入力電圧を昇圧するように電
圧補償回路6を構成したが、電圧補償回路6の構成はこ
れに限定されるものではなく、例えば電圧補償回路6を
周知のDC−DCコンバータで構成して、スタータ4が
作動してバッテリ1からの入力電圧が第1の設定値を下
回ったときに、入力電圧をDC−DCコンバータにより
昇圧して最低作動電圧を確保するようにしてもよい。
発電によりバッテリ1からの入力電圧が第2の設定値以
上となったときに、放電用スイッチ12を開いてコンデ
ンサ14の放電を中断したが、必ずしも放電を中断する
必要はなく、例えば放電用スイッチ14を閉じたままと
して、コンデンサを完全に放電させてもよい。一方、上
記実施例では、エンジン停止から所定時間が経過した
り、エンジン始動に失敗したりしたときに、電圧補償回
路6による昇圧を禁止したが、この場合にも電圧補償回
路6を作動させて昇圧を行うようにしてもよい。
イドルストップ車両によれば、クランキング時のバッテ
リの電圧低下を抑制して、この電圧低下によって引き起
こされる電気負荷の種々の不具合を未然に防止すること
ができる。又、請求項2の発明のアイドルストップ車両
によれば、請求項1の発明に加えて、電圧補償手段の作
動を適切なタイミングで中止して、無駄な電力消費を抑
制することができる。
車両によれば、請求項1の発明に加えて、バッテリが甚
だしく消耗した状況では、電圧補償手段の作動を禁止し
てバッテリからの電流をエンジン始動に有効に使用する
ため、始動不能の事態を未然に回避することができる。
を示すブロック図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 予め設定されたエンジン停止条件の成立
時にエンジンを停止し、予め設定されたエンジン始動条
件の成立時にスタータ手段を作動させてエンジンを始動
するアイドルストップ車両において、 上記車両のバッテリと電気負荷との間に設けられて、バ
ッテリ電圧を補償する電圧補償手段と、 上記エンジン始動条件が成立して上記スタータ手段の作
動に伴ってバッテリ電圧が第1の設定値以下に低下した
ときに、上記電圧補償手段を作動させる制御手段とを備
えたことを特徴とするアイドルストップ車両。 - 【請求項2】 上記制御手段は、上記エンジンの始動完
了によるオルタネータの作動に伴ってバッテリ電圧が第
2の設定値以上となったときに、上記電圧補償手段の作
動を停止させることを特徴とする請求項1に記載のアイ
ドルストップ車両。 - 【請求項3】 上記制御手段は、エンジン停止から所定
時間が経過したとき、又はスタータ手段を作動させても
始動完了しないときに、上記電圧補償手段の作動を禁止
することを特徴とする請求項1に記載のアイドルストッ
プ車両。
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