JP2017177956A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オートホールド解除のタイミングを適切にすることによりドライバーに不快感を与えることなく、ドライバーからの要求に応答することができるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】ドライバーの操作から独立して車両Ｖの制動を維持するＤＳＣ装置４と、所定のエンジン停止条件でエンジン７を停止させると共にドライバーによるアクセルペダル１４の操作があった場合にエンジン７を再始動させるアイドリングストップ装置２と、を備えるエンジンの制御装置であって、ＤＳＣ装置４によって車両Ｖの制動を維持しているときに所定のエンジン停止条件が満たされてアイドリングストップ装置２によってエンジン７を停止させている場合に、ＤＳＣ装置４は、ドライバーによるアクセル操作に応じてエンジン７を再始動させ、ＤＳＣ装置４は、エンジンの回転数が所定回転数以上となった場合に車両Ｖの制動の維持を解除する。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、オートホールド機能を有するエンジンの制御装置に関する。

従来から、例えば油圧式のフットブレーキを備える車両においてドライバーがブレーキを解除した後、所定の時間ブレーキの油圧を保持して車両の制動を維持することにより車両の飛び出しを防止するオートホールド機能を有するエンジンの制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−１０１１２７号公報

特許文献１に記載された制御装置は、例えばドライバーがフットブレーキを作動させて車両が停止し、所定のアイドリングストップ条件を満たした場合には、エンジンを停止させるいわゆるアイドルストップ機能を作動させることとしている。そして、例えばドライバーがアクセルを踏み込んでアイドリングストップ条件が解除された場合には、アイドリングストップ機能を解除してエンジンを再始動させると共に、アイドリングストップからの復帰に適した条件でフットブレーキの油圧を減圧させている。

しかしながら、特許文献１では、アイドリングストップ機能及びオートホールド機能の両方が作動している状態でドライバーがアクセルを踏み込んだ際に、どのようなタイミングでオートホールド機能を解除するかについては何ら考慮がなされていない。そして、オートホールド機能の解除のタイミングが早過ぎると再始動直後のエンジンの出力が低い状態でオートホールド機能が解除されてしまう。そしてこのような場合には、ドライバーがアクセルを踏み込んで所定のトルクを要求しているにも関わらずドライバーの要求に応答することができず、ドライバーに不快感を与えてしまうという問題があった。

そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、オートホールド解除のタイミングを適切にすることによりドライバーに不快感を与えることなく、ドライバーからの要求に応答することができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、ドライバーの操作から独立して車両の制動を維持する制動維持制御装置と、所定のエンジン停止条件でエンジンを停止させると共にドライバーによるアクセル操作があった場合に当該エンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御装置と、を備えるエンジンの制御装置であって、前記制動維持制御装置によって前記車両の制動を維持しているときに前記所定のエンジン停止条件が満たされて前記エンジン自動停止・再始動制御装置によって前記エンジンを停止させている場合に、前記自動停止・再始動制御装置は、前記ドライバーによる前記アクセル操作に応じて前記エンジンを再始動させ、前記制動維持制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以上となった場合に前記車両の制動の維持を解除する。

このように構成された本発明によれば、制動維持制御装置によってエンジンの制動を維持しているときにエンジン停止条件が満たされた場合には、エンジン自動停止・再始動制御装置によってエンジンを停止させる。そしてこの状態でドライバーがアクセル操作を行った場合には、まず、エンジンを再始動させ、その後エンジンの回転数が所定回転数以上となった場合に車両の制動の維持を解除することができる。このように、エンジンの回転数が所定回転数以上となった状態で車両を駆動させることによって、制動解除後に車両をスムーズに加速させることができる。

また本発明において好ましくは、前記制動維持制御装置は、前記エンジンの回転数が完爆回転数以上となった場合に前記車両の制動を解除する。

このように構成された本発明によれば、エンジンの再始動後、エンジンのクランキング運転が終了してエンジンが燃料の燃焼によってのみ駆動することができる完爆状態に達したときに車両の制動を解除することができる。これにより、クランキング運転を行うためのスタータへの負荷を軽減することができる。

また、このように構成された本発明によれば、エンジンが完爆状態に達したときに車両の制動を解除することで制動維持制御装置による車両の制動の解除が遅くなるのを防止することができる。自動停止・再始動制御装置によってエンジンが再始動されるとエンジンの回転数が徐々に高くなる。そしてエンジンの回転数が高い状態で制動維持制御装置を作動させていると、エンジンから車両のドライブシャフトに加わるトルクが増加しドライブシャフトの捩れが蓄積する。そしてドライブシャフトに捻れが蓄積されている状態で制動維持制御装置による車両の制動を解除すると、車両の飛び出し感が強くなってしまう。したがって、本発明のようにエンジンが完爆状態に達したときに車両の制動を解除することでドライブシャフトの捩れによる車両の飛び出し感を抑制することができる。

また、本発明において好ましくは、前記制動維持制御装置は、前記エンジンの制動を維持しているときに前記所定のエンジン停止条件が満たされ、かつ前記エンジン自動停止・再始動制御装置によって前記エンジンを停止させている場合にのみ、前記ドライバーの操作から独立して前記エンジンの回転数が所定回転数以上となるまで前記車両の制動を維持する。

このように構成された本発明によれば、制動維持制御装置によってエンジンの制動が維持されている場合であってもエンジン停止条件が満たされない場合には、ドライバーの操作に応じて車両の制動の維持を解除することができる。これにより、制動維持制御装置が作動しているがアイドリングストップが行われない場合には、ドライバーの操作に応じて車両を駆動させることができる。

以上のように本発明によれば、オートホールド解除のタイミングを適切にすることによりドライバーに不快感を与えることなく、ドライバーからの要求に応答することができる。

本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用された車両の概略構成図である。 本発明の実施形態によるブレーキ装置の概略構成図である。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置のシステム構成図である。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の動作を示すフロー図である。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の動作を示すフロー図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置について説明する。図１は、エンジンの制御装置が適用された車両の概略構成図である。車両Ｖは、ディーゼル燃料又はガソリン燃料によって駆動するエンジン７と、車両Ｖを停止させるための停止維持装置１を備えている。そして停止維持装置１は、本発明のエンジン自動停止・再始動装置としてのアイドリングストップ制御装置２と、ドライバーの操作によって車両Ｖを停止させるフットブレーキ装置３と、本発明の制動維持制御装置としてのＤＳＣ（Dynamic Stability Control）装置４と、パーキングブレーキ及び非常用のブレーキコントローラとしてのＥＰＢ（Electric Parking Brake）装置５と、ＥＣＵ（Electric Control Unit）６とを備えている。

エンジン７は、ドライバーのアクセルペダル１４操作に応じたＥＣＵ６による制御のもと、所定のタイミングで所定のトルクをトルクコンバーター（図示せず）に出力する。そしてトルクコンバーターに出力されたトルクは、駆動力として自動変速機８に入力され、シフト装置９のシフトレバー９ａの位置に応じて４つのホイール１１のうちの駆動輪に伝達される。

フットブレーキ装置３は、ドライバーの足下に配置されたブレーキペダル１０と、ブレーキペダル１０の制動を増加させるブースター１３と、ブレーキペダル１０の踏み込みに応じてブレーキ液圧を上昇させるマスターシリンダ１２とを備えている。そしてフットブレーキ装置３０は、ブレーキペダルの踏み込み量に応じてマスターシリンダ１２によってブレーキ液圧を上昇させる。ブレーキ液圧の上昇は、各ホイール１１に対応して設けられた液圧ブレーキ機構２０に伝達され、これにより各ホイール１１に対してブレーキ力を作用させる。

ＤＳＣ装置４は、ドライバーによる操作とは独立してホイール１１を制動可能に構成されている。より具体的には、ＤＳＣ装置４は、ドライバーによる操作とは独立して、ＤＳＣ制御及びＡＢＳ（Antilock Brake System）制御を行い車両Ｖの走行姿勢を制御するように構成されている。またＤＳＣ装置４はＤＳＣ制御及びＡＢＳ制御に加えて、所定のオートホールド条件が成立した場合には、ドライバーによる操作から独立して、オートホールド条件が解除されるまで車両の制動を維持、即ち車両の停止状態を維持するように構成されている。

ＥＰＢ装置５は、所定の条件が成立したときに車両Ｖの停止状態を維持するオートパーキング制御を実行するように形成されている。

次に、図２を参照してブレーキ装置３についてより詳細な説明を行う。図２は、ブレーキ装置の概略構成図である。

図２に示すように、ホイール１１には、液圧ブレーキ機構２０が対応して設けられている。そして液圧ブレーキ機構２０は、ホイール１１に一体に取付けられたロータディスク２１と、ロータディスク２１に制動力を付与するキャリパ２２とを備えている。ロータディスク２１は、ホイール１１に一体に取付けられ、ホイール１１と一体に回転するように構成されている。また、キャリパ２２は、ロータディスク２１の車幅方向内側に配設されたキャリパ本体２３と、ロータディスク２１を挟むようにロータディスク２１の両側に配置されたアウタパッド２４及びインナパッド２５とを備えている。また、インナパッド２５の車幅方向内側には、ロータディスク２１の軸心方向に移動可能なピストン２６が配設されており、このピストン２６は、キャリパ本体２３に形成されたシリンダ孔２３ａに摺動可能に嵌挿されている。シリンダ孔２３ａにはブレーキ液で満たされた管路２７が接続されている。そしてドライバーがブレーキペダル１０を踏み込むと、その踏み込み量に応じて管路２７内のブレーキ液圧が上昇する。そしてブレーキ液圧が上昇するとピストン２６が軸心方向外側に向けて前進し、これにより、インナパッド２５がロータディスク２１の車幅方向内側の面に押しつけられる。また、インナパッド２５がロータディスク２１に押しつけられた反力によりキャリパ２３が車幅方向内側に移動し、これによりアウタパッド２４がロータディスク２１の車幅方向外側の面に押しつけられる。そしてアウタパッド２４及びインナパッド２５をロータディスク２１に押しつけることにより、ロータディスク２１と一体のホイール１１の回転を低下させ、車両Ｖを減速、停止させる。

また、図２に示すように、フットブレーキ装置３のマスターシリンダ１２と、ピストン２６との間の管路２７上には、ＤＳＣ装置４が接続されている。

ＤＳＣ装置４は、管路２７から分岐する第１分岐路２７ａに接続された液圧ポンプ３１を備えている。液圧ポンプ３１は、電動モータを駆動源とした電動式ポンプによって構成されている。そして液圧ポンプ３１は、エンジン運転中はオルタネータ（図示せず）から電力が供給され、エンジン停止中はバッテリ（図示せず）から電力が供給されて駆動する。そして液圧ポンプ３１が駆動すると、液圧ポンプ３１と管路２７との間に設けられた加圧用バルブ３２を介して管路２７内のブレーキ液圧を高めることができる。これにより、ドライバーによるブレーキペダル１０の操作とは独立してブレーキ装置３を作動させるように構成されている。また、ＤＳＣ装置４は、管路２７から分岐する第２分岐路２７ｂに接続されたリターン用バルブ３３を備えており、ＤＳＣ装置４によって管路２７内のブレーキ液圧を上昇させた後、ブレーキ液圧を低下させる場合にはリターン用バルブ３３を開弁させる。

さらに図２に示すように、液圧ブレーキ機構２０には、ＥＰＢ装置５の電動ブレーキ機構４０が接続されている。電動ブレーキ機構４０は、インナパッド２５に作用するピストン４１と、ピストン４１に連結された円環状部材４２と、電動モータ４３とを備えている。ピストン４１の車幅方向内側部分には雄ネジ部４１ａが形成されており、一方で円環状部４２の内周には雄ネジ部４１ａと噛み合う雌ネジ部４２ａが形成されている。また、円環状部４２の外周には、電動モータ４２の出力ピニオン４４と噛み合うギヤ４２ｂが形成されている。そして、電動モータ４３を駆動すると出力ピニオン４４が回転し、これにより円環状部４２が回転する。そして円環状部４２が回転することによりピストン４１がインナパッド２５を車幅方向外側に向けて移動させ、これによりインナパッド２５がロータディスク２１の車幅方向内側の面に押しつけられる。また、インナパッド２５がロータディスク２１の車幅方向内側の面に押しつけられることにより、上述したようにアウタパッド２４もロータディスク２１に押しつけられ、これにより車両を減速、停止させる。

次に、図３を参照してエンジンの制御装置のシステムについて詳述する。図３は、エンジンの制御装置のシステム構成図である。

図３に示すように、ＥＣＵ６は、エンジン７を制御するためのＥｎｇ制御部６ａと、ＤＳＣ装置４を制御するためのＤＳＣ制御部６ｂと、ＥＰＢ装置５を制御するためのＥＰＢ制御部６ｃと、を備えている。そしてＥＣＵ６は、各種センサからの入力に応じてエンジン７、ＤＳＣ装置４、及びＥＰＢ装置５を制御するように構成されている。より具体的には、ＥＣＵ６には、ドライバーによるアクセルペダル１４の踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ５２と、車両Ｖのヨーレイトを検出するヨーレートセンサ５３と、ドライバーによるステアリングホイール（図示せず）の操舵角を検出する舵角センサ５４と、車両Ｖの車幅方向の加速度を検出する横加速度センサ５５と、ホイール１１の回転速度を検出する車輪速センサ５６と、エンジンの回転速度（回転数）を検出するエンジン回転速度センサ５７と、車両Ｖが停車している路面の傾斜角度を検出する勾配センサ５８と、管路２７内のブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ３４と、シフトレバー９ａに応じたシフトレンジを検出するシフトポジションセンサ６１と、からの出力信号を受け取るように構成されている。また、ＥＣＵ６には、ドライバーによってブレーキペダル１０が操作された場合に作動するブレーキランプスイッチ５１からの信号、ドライバーによってオートパーキングスイッチ５９が押された場合にパーキングスイッチ５９からの信号、ドライバーによってオートホールドスイッチ６０が押された場合にオートホールドスイッチ６０からの信号、及びドライバーによってイグニションスイッチ６２が操作された場合にイグニッションスイッチからの信号が入力される。

Ｅｎｇ制御部６ａは、アクセルセンサ５２及びエンジン回転速度センサ５７を含む各種センサからの検出値に基づいてエンジン７を駆動させる。また、Ｅｎｇ制御部６ａは、所定のアイドリングストップ条件が成立した場合に駆動中のエンジン７を自動停止させる。また、Ｅｎｇ制御部６ａはエンジン７がアイドリングストップ状態にある場合において、ドライバーが所定の動作、即ちアクセルペダル１４を踏み込んだときにエンジン７を再始動させる。エンジン７の再始動時には、まずセルモータ（図示せず）を駆動させることによってエンジン７をクランキングにより駆動させこれと共にエンジン７の燃焼室内に少量の燃料を噴射する。そしてエンジン７がクランキングによらず燃料の燃焼のみによって駆動可能な完爆状態（エンジン回転数が４００〜６００ＲＰＭ）に達した後、Ｅｎｇ制御部６ａは、セルモータを停止させ燃料の燃焼のみによってエンジン７を駆動させる。そしてエンジン７の出力は自動変速機８等の伝達機構に入力され、シフトポジションセンサ６１によって検出されたシフトレバー９ａの位置に応じたトルクがホイール１１に付与される。

ＤＳＣ制御部６ｂは、ヨーレートセンサ５３、舵角センサ５４、横加速度センサ５５、車輪速センサ５６、勾配センサ５８、及びブレーキ液圧センサ３４を含む各種センサからの検出値に基づいてドライバーによる操作とは独立して車両Ｖの走行姿勢を維持する。また、オートホールドスイッチ６０がＯＮ状態の場合にＤＳＣ制御部６ｂは、ドライバーがブレーキペダル１０を踏み込むことによって車両Ｖが停止しドライバーがブレーキペダル１０を解放した後も、加圧ユニット３０を駆動させることで管路２７内のブレーキ液圧を保持する制御を行う。これにより、ドライバーがブレーキペダル１０を離した後も車両Ｖの制動を維持するように構成されている。

また、ＥＰＢ制御部６ｃは、ブレーキランプスイッチ５１及びパーキングスイッチ５９からの信号に応じて、パーキングスイッチ５９がＯＮ状態であり、かつドライバーが所定の操作、例えばブレーキペダル１０を所定量以上踏み込んだ場合に電動ブレーキ機構４０を駆動させることでホイール１１をロックする。

次に、エンジンの制御装置の動作について詳述する。図４は、エンジンの制御装置の動作を示すフロー図である。

図４に示すように、一連の処理が開始するとステップＳ１においてＥＣＵ６は、車輪速センサ５５の検出結果に基づいて車両Ｖが停止状態にあるか否かを判断する。次いで、ステップＳ２においてＥＣＵ６は、オートホールド条件が成立したか否かを判断する。オートホールド条件とは、基本的にはオートホールドスイッチ６０がＯＮ状態であり、かつ車両Ｖが停止している（車輪速センサ５６による検出値が０である）ことをいう。なお、オートホールド条件としては、上述したオートホールドスイッチ６０の状態及び車輪速センサ５６の検出値の他に、アクセルペダル１４の開度が所定値以下であること、ヨーレートセンサ５３による検出値が所定値以下であること等を含めてもよい。

ステップＳ２においてオートホールド条件が成立していないと判断された場合には、ステップＳ３においてアクセルペダル１４が操作されたか否かを判断し、オートホール条件が成立するか（ステップＳ２）、アクセルペダル１４が踏まれるまで（ステップＳ３）ステップＳ２及びＳ３の処理を繰り返す。そして、ステップＳ３においてアクセルペダル１４が踏まれた場合には、ステップＳ４においてアクセルペダル１４の踏み込み量に応じたドライバー要求トルクに基づいて車両を発進させる。

また、ステップＳ２においてオートホールド条件が成立したと判断された場合には、ＥＣＵ６は、オートホールド制御を行う。オートホールド制御とは、ＤＳＣ制御部６ｂによって加圧ユニット３０を作動させて管路２７内のブレーキ液圧を高め、ドライバーによるブレーキペダル１０の操作から独立して車両Ｖを停止状態で維持することをいう。

そして、ステップＳ６においてＥＣＵ６は、アイドリングストップ条件が成立したか否かを判断する。アイドリングストップ条件としては、基本的には車輪速センサ５６による検出値が０であり、エンジン７の水温が所定値以上であり、シフトレバー９ａがＤレンジにあり、勾配センサ５８による検出値から車両Ｖが急勾配に停止していないと判断され、車載バッテリの容量が十分である等がある。また、アイドリングストップ条件としては上記条件の他に、舵角センサ５４の検出値や外気温度等の種々の条件を含めてもよい。

そして、ステップＳ６においてアイドリングストップ条件が成立していないと判断された場合、ＥＣＵ６はステップＳ７においてアクセルペダル１４が踏み込まれたか否かを判断する。そしてＥＣＵ６は、アイドリングストップ条件が成立するか（ステップＳ６）、アクセルペダル１４が踏み込まれるまで（ステップＳ７）、ステップＳ６及びステップＳ７の処理を繰り返す。そして、ステップＳ７においてアクセルペダル１４が踏まれた場合には、ＥＣＵ６はオートホールド制御の解除条件が成立したとして、ステップＳ４においてアクセルペダル１４の踏み込み量に応じたドライバー要求トルクに基づいて車両を発進させる。

また、ステップＳ６においてアイドリングストップ条件が成立したと判断された場合、ステップＳ８においてＥＣＵ６は、エンジン７を自動停止させる。次いで、ステップＳ９においてＥＣＵ６は、ドライバーによってアクセルペダル１４が踏まれたか否かを判断し、アクセルペダル１４が踏まれたと判断した場合には、ステップＳ１０においてエンジン７を再始動させ、アイドリングストップ制御を解除する。

次いで、ステップＳ１１においてＥＣＵ６は、エンジン７が完爆状態に達したか否かを判断し、ステップＳ１２においてオートホールド制御を解除する処理を行う。

次に、オートホールド解除について詳述する。

図５は、エンジンの制御装置の動作を示すタイミングチャートであり、図６は、エンジンの制御装置の動作、具体的にはステップＳ１２におけるオートホールド解除の処理を示すフロー図である。

図５は、基本的にはオートホールド解除処理時のタイミングチャートを示すものであるが、説明の便宜上、ステップＳ９においてアクセルペダル１４が踏み込まれたと判断され、ステップＳ１０においてエンジンを再始動する処理も含んでいる。

まず、図５を参照してステップＳ９及びステップＳ１０の処理について説明する。ステップＳ９においてアクセルペダル１４が踏まれたと判断された場合、時刻ｔ１においてアクセル開度が上昇し始める。これと共にエンジン７が駆動してエンジン回転数が徐々に増加し実トルクが増加する。この状態では、ブレーキ液圧が保持されているため車両Ｖは停止したままである。そして時刻ｔ２においてエンジンの回転数が完爆回転数Ｃに達した場合、ＥＣＵ６は、ステップＳ１２におけるオートホールド解除処理を開始する。

図６に示すように一連の処理が開始すると、ステップＳ２１においてＥＣＵ６は、オートホールドのステータスをＯＦＦに遷移させる（時刻ｔ２）。そしてステップＳ２２においてＥＣＵ６は、液圧ポンプ３１を制御して管路２７内のブレーキ液圧を徐々に低下させる（時刻ｔ２）。

次いで、ステップＳ２３においてＥＣＵ６は、ブレーキ液圧センサ３４の検出値を参照し、ブレーキ圧の解放が終了したか否かを判断する。ブレーキ圧の解放が終了したか否かは、管路２７内のブレーキ圧が予め決定された閾値Ｔｂを下回ったか否かに基づいて判断する。そして時刻ｔ３において実トルクがブレーキ圧の閾値Ｔｂを上回ると車両Ｖが加速し始める。そして、ステップＳ２４においてＥＣＵ６は、オートホールドをStand By状態とし、一連の処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、オートホールド条件が成立している状態でアイドリングストップ条件が成立し、エンジン７が自動停止し、その後、ドライバーがアクセルペダル１４を操作してオートホール制御及びアイドリングストップ制御から復帰する場合には、エンジンの回転数が完爆回転数Ｃ以上となった場合に車両Ｖの制動の維持を解除する。そして、エンジンの回転数が完爆回転数Ｃ以上となった状態で車両Ｖを駆動させることによって、制動解除後に車両をスムーズに加速させることができる。

１ 停止装置
２ アイドリングストップ装置
３ フットブレーキ装置
４ ＤＳＣ装置
６ ＥＣＵ
７ エンジン
１４ アクセルペダル

Claims (3)

1. ドライバーの操作とは独立して車両の制動を維持する制動維持制御装置と、
   所定のエンジン停止条件でエンジンを停止させると共にドライバーによるアクセル操作があった場合に当該エンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御装置と、を備えるエンジンの制御装置であって、
   前記制動維持制御装置によって前記車両の制動を維持しているときに前記所定のエンジン停止条件が満たされて前記エンジン自動停止・再始動制御装置によって前記エンジンを停止させている場合に、前記自動停止・再始動制御装置は、前記ドライバーによる前記アクセル操作に応じて前記エンジンを再始動させ、前記制動維持制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以上となった場合に前記車両の制動の維持を解除する、エンジンの制御装置。
2. 前記制動維持制御装置は、前記エンジンの回転数が完爆回転数以上となった場合に前記車両の制動を解除する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記制動維持制御装置は、前記エンジンの制動を維持しているときに前記所定のエンジン停止条件が満たされ、かつ前記エンジン自動停止・再始動制御装置によって前記エンジンを停止させている場合にのみ、前記ドライバーの操作から独立して前記エンジンの回転数が所定回転数以上となるまで前記車両の制動を維持する、請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。

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