JP2018066313A - Control device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のエンジンを所定の停止条件の成立に応じて自動で停止させ、その後、所定の再始動条件の成立に応じて自動で始動させるようにした制御装置に関し、特に、互いに消費電力の異なる複数の始動手段を備えたものに係る。 The present invention relates to a control device that automatically stops a vehicle engine in response to establishment of a predetermined stop condition, and then starts automatically in response to establishment of a predetermined restart condition. And a plurality of starting means different from each other.
従来より、自動車などの車両において燃費の低減を図るべく、走行が停止したとき、または停止前であっても所定の停止条件が成立したときに、エンジンを自動で停止させるようにしたものがある(いわゆるアイドリングストップ)。例えば、運転者がアクセルペダルを離してブレーキペダルを踏み込み、車両の走行速度が所定車速以下になるとエンジンは停止され、その後、ブレーキペダルを離すなど所定の再始動条件が成立すれば、エンジンが再始動される。 Conventionally, in order to reduce fuel consumption in a vehicle such as an automobile, there is an engine that automatically stops the engine when traveling stops or when a predetermined stop condition is satisfied even before the stop. (So-called idling stop). For example, when the driver releases the accelerator pedal and depresses the brake pedal, the engine stops when the vehicle traveling speed falls below a predetermined vehicle speed, and then the engine restarts if a predetermined restart condition is met, such as releasing the brake pedal. It is started.
一例として特許文献1に記載のアイドルストップ制御装置は、一般的なスタータモータ(第1の始動手段)と、ベルト伝動機構を介してクランキングするモータジェネレータ(第2の始動手段)とを備えている。そして、フリクションの大きなエンジンの冷間始動時には、大トルクのスタータモータによってエンジンを始動する一方、アイドリングストップの際の再始動には、静粛性の高いモータジェネレータを使用するようにしている。
As an example, the idle stop control device described in
ところで、前記のようにエンジンを始動するときには、スタータモータやモータジェネレータに車載バッテリから大きな電流が流れることから、一時的にバッテリ電圧が急低下してしまい、例えば空調装置やライトなど各種電気負荷の動作を保証できなくなることがある。一般的にスタータモータの動作時にはモータジェネレータよりも大電流が流れて、電圧降下が大きくなるので、バッテリ電圧はより低くなる。 By the way, when the engine is started as described above, since a large current flows from the vehicle-mounted battery to the starter motor or the motor generator, the battery voltage temporarily drops suddenly. For example, various electric loads such as an air conditioner and a light are used. Operation may not be guaranteed. In general, when the starter motor operates, a larger current flows than the motor generator, and the voltage drop increases, so the battery voltage becomes lower.
この点について前記の従来例(特許文献1)では、予めスタータモータおよびモータジェネレータの動作時における車載バッテリの最低電圧を調べて、その電圧差を記憶しておき、エンジンの冷間始動時に検出した車載バッテリの最低電圧に前記の電圧差を加算して、モータジェネレータによるエンジン始動時のバッテリ最低電圧を推定する。そして、この推定値が所定の閾値未満であれば、再始動の際に前記の不具合が生じないよう、エンジンの自動停止を禁止するようにしている。 In this regard, in the above-described conventional example (Patent Document 1), the minimum voltage of the on-vehicle battery during the operation of the starter motor and the motor generator is checked in advance, and the voltage difference is stored and detected when the engine is cold started. The above-mentioned voltage difference is added to the minimum voltage of the in-vehicle battery, and the minimum battery voltage when the engine is started by the motor generator is estimated. And if this estimated value is less than a predetermined threshold value, the automatic stop of the engine is prohibited so that the above-mentioned problem does not occur at the time of restart.
ところが、前記のようにスタータモータやモータジェネレータに大電流が流れるときのそれぞれの車載バッテリの電圧降下は、その残容量や経年劣化の度合いなどによって変化する。このため、前記従来例のように予め記憶した電圧差を用いて、スタータモータによる始動時の最低電圧からモータジェネレータによる始動時の最低電圧を推定しようとすると、推定の精度が不足してしまい、エンジンの自動停止の可否を適切に判定できない。 However, as described above, the voltage drop of each vehicle-mounted battery when a large current flows through the starter motor or the motor generator varies depending on the remaining capacity, the degree of deterioration over time, and the like. For this reason, when trying to estimate the minimum voltage at the start by the motor generator from the minimum voltage at the start by the starter motor using the voltage difference stored in advance as in the conventional example, the estimation accuracy is insufficient, It is not possible to properly determine whether the engine can be automatically stopped.
これに対し、車載バッテリの充放電状態を電流センサなどによって常時、モニターしてその残容量を算出し、これに基づいて前記の電圧差を補正することも考えられるが、この場合には、車載バッテリの残容量の算出値に電流値などの積算に伴う誤差が積み重なることによって、やはり精度が低下するおそれがある。 On the other hand, it is conceivable to constantly monitor the charge / discharge state of the in-vehicle battery with a current sensor or the like to calculate the remaining capacity and correct the voltage difference based on this, but in this case, in-vehicle Accumulation of errors such as current values in the calculated value of the remaining battery capacity may also reduce accuracy.
このような実状を考慮して本発明の目的は、前記従来例のモータジェネレータのようにアイドリングストップの再始動の際に用いる第2の始動手段の動作に伴い、車載バッテリの電圧がどの程度、低下するか正確に推定して、エンジンの自動停止の可否をより適切に判定できるようにすることにある。 In consideration of such a situation, the object of the present invention is to determine how much the voltage of the in-vehicle battery is with the operation of the second starting means used when restarting the idling stop as in the conventional motor generator. It is to accurately estimate whether or not the engine is to be lowered so that it is possible to more appropriately determine whether the engine can be automatically stopped.
前記の目的を達成するために本発明では、第2の始動手段によるエンジン始動時のピーク電流の値を実際に学習した上で、この学習値に基づいてエンジン始動時の車載バッテリの最低電圧を推定するようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, after actually learning the value of the peak current at the time of engine start by the second starting means, the minimum voltage of the vehicle-mounted battery at the time of engine start is determined based on this learned value. Estimated.
すなわち、本発明は、車両のエンジンを所定の停止条件の成立に応じて自動で停止させる一方、所定の再始動条件の成立に応じて自動で始動させるようにしたエンジンの制御装置を対象として、前記エンジンには、車載バッテリからの電力供給によって動作する第1および第2の始動手段が設けられ、その第1の始動手段の方が第2の始動手段よりも大電流が流れるものとする。 That is, the present invention is directed to an engine control device that automatically stops a vehicle engine according to establishment of a predetermined stop condition, while automatically starting according to establishment of a predetermined restart condition. It is assumed that the engine is provided with first and second starting means that operate by supplying electric power from a vehicle-mounted battery, and the first starting means flows a larger current than the second starting means.
このものにおいて、前記第1および第2のそれぞれの始動手段による始動時に、前記車載バッテリから流れる電流を計測するセンサと、このセンサからの信号に基づいて、前記第1および第2のそれぞれの始動手段によるエンジン始動時のピーク電流の値を学習する学習手段と、そのピーク電流の学習値に基づいて前記エンジンの自動停止を許可するか否か判定する判定手段とを備える。そして、この判定手段を、前記第2の始動手段による始動時のピーク電流の学習値に基づいて、当該第2の始動手段による始動時の前記車載バッテリの最低電圧を推定し、これに基づいてエンジンの自動停止の可否を判定する構成とした。 In this device, at the time of starting by the first and second starting means, a sensor for measuring the current flowing from the in-vehicle battery, and the first and second starting based on the signal from the sensor. Learning means for learning a peak current value at the time of engine start by the means, and determination means for determining whether or not the automatic stop of the engine is permitted based on the learned value of the peak current. And based on the learning value of the peak current at the time of starting by the second starting means, the determination means estimates the minimum voltage of the vehicle battery at the time of starting by the second starting means, and based on this It is configured to determine whether or not the engine can be automatically stopped.
前記の発明特定事項によると、車両のエンジンが第1および第2のそれぞれの始動手段によって始動されるときに、車載バッテリから流れる電流がセンサによって計測されて、このセンサからの信号に基づいて学習手段により、前記第1および第2のそれぞれの始動手段によるエンジン始動時のピーク電流の値が学習される。そして、このピーク電流の学習値に基づいて判定手段により、エンジンの自動停止を許可するか否かが判定される。 According to the above-mentioned invention specific matter, when the engine of the vehicle is started by the first and second starting means, the current flowing from the in-vehicle battery is measured by the sensor, and learning is performed based on the signal from the sensor. The means learns the value of the peak current when the engine is started by the first and second starting means. Then, based on the learned value of the peak current, it is determined by the determining means whether or not automatic engine stop is permitted.
すなわち、実際に第2の始動手段によってエンジンが始動されたときのピーク電流の学習値に基づいて、この第2の始動手段による始動時の車載バッテリの電圧降下を算出できるので、これを現在のバッテリ電圧(電圧センサによって検出すればよい)から減算して、車載バッテリの最低電圧を従来よりも高い精度で推定できる。そして、この最低電圧が車両の各種電気負荷の動作を保証するための閾値以上であれば、第2の始動手段による再始動が可能であるから、アイドリングストップの自動停止を許可することができる。 That is, based on the learned value of the peak current when the engine is actually started by the second starting means, the voltage drop of the in-vehicle battery at the time of starting by the second starting means can be calculated. By subtracting from the battery voltage (which may be detected by a voltage sensor), the minimum voltage of the in-vehicle battery can be estimated with higher accuracy than before. If the minimum voltage is equal to or higher than a threshold value for guaranteeing the operation of various electric loads of the vehicle, restart by the second starting means is possible, and therefore automatic stop of the idling stop can be permitted.
一方、前記のように算出(推定)した車載バッテリの最低電圧が前記の閾値未満であれば、第2の始動手段による再始動に伴い電気負荷の動作に支障をきたすおそれがあるので、エンジンの自動停止は許可しない(禁止する)。このため、車両の走行中に運転者がアクセルペダルを戻し、車速が低下して(或いは車両が停車して)、エンジンの停止条件が成立したとしても、エンジンの運転は継続されるようになる。 On the other hand, if the minimum voltage of the in-vehicle battery calculated (estimated) as described above is less than the threshold value, the operation of the electric load may be hindered due to the restart by the second starting means. Automatic stop is not permitted (prohibited). For this reason, even if the driver returns the accelerator pedal while the vehicle is running, the vehicle speed decreases (or the vehicle stops), and the engine stop condition is satisfied, the engine operation continues. .
つまり、第2の始動手段によるエンジン始動時のピーク電流の学習値に基づいて、この始動時の車載バッテリの最低電圧を従来よりも正確に推定でき、これが所定の閾値未満であればエンジンの自動停止を許可しないことによって、再始動の際に車載バッテリの電圧が急低下して、電気負荷の動作を保証できなくなる心配がない。 That is, based on the learned value of the peak current at the time of starting the engine by the second starting means, the minimum voltage of the on-vehicle battery at the time of starting can be estimated more accurately than before, and if this is less than a predetermined threshold, the engine automatic By not permitting the stop, there is no fear that the voltage of the in-vehicle battery will drop suddenly at the time of restart and the operation of the electric load cannot be guaranteed.
なお、例えばエンジンの冷間始動後、最初に停止条件が成立したときなど、第2の始動手段によるエンジン始動時のピーク電流の学習が未だ済んでいないときには、便宜上、第1の始動手段による始動時のピーク電流の学習値を用いて、第2の始動手段による始動時の車載バッテリの電圧降下を算出すればよい。 Note that, for example, when the stop condition is first satisfied after the cold start of the engine, when the peak current at the time of starting the engine by the second start means has not yet been learned, the start by the first start means for convenience. The voltage drop of the in-vehicle battery at the time of starting by the second starting means may be calculated using the learned value of the peak current at that time.
すなわち、前記したように第1の始動手段の方が第2の始動手段よりも大電流が流れるので、電圧降下が大きくなりやすく、その分、車載バッテリの最低電圧が低めに算出されることになる。このため、エンジンの自動停止の可否がより厳しく判定されることになり、再始動の際に車載バッテリの電圧が急低下して、電気負荷の動作を保証できなくなる心配はない。 That is, as described above, since the first starting means has a larger current flow than the second starting means, the voltage drop is likely to increase, and the minimum voltage of the in-vehicle battery is calculated to be lower accordingly. Become. For this reason, it is determined more strictly whether or not the engine can be automatically stopped, and there is no fear that the voltage of the in-vehicle battery is suddenly reduced at the time of restart and the operation of the electric load cannot be guaranteed.
以上、説明したように本発明に係るエンジンの制御装置によると、所定の状況下で車両のエンジンを自動停止させ、その後、自動で再始動させる場合に、その再始動に用いる第2の始動手段へ流れるピーク電流の値を実際に学習し、この学習値に基づいて再始動時の車載バッテリの最低電圧を従来よりも正確に推定することができる。これにより、エンジンの自動停止の可否をより適切に判定することができる。 As described above, according to the engine control apparatus of the present invention, when the vehicle engine is automatically stopped under a predetermined condition and then automatically restarted, the second starting means used for the restart is used. It is possible to actually learn the value of the peak current flowing to the vehicle, and to estimate the minimum voltage of the on-vehicle battery at the time of restart more accurately than in the past based on this learned value. Thereby, it is possible to more appropriately determine whether or not the engine can be automatically stopped.
以下、本発明をFF(フロントエンジン・フロントドライブ)型の車両のエンジン制御装置に適用した場合について説明する。図1にはパワートレインの概略構成を示すように、エンジン1のクランクシャフト11は、クラッチ装置2を介して変速機3に連結されている。この変速機3からの出力はデファレンシャルギヤ4に伝達された後に、左右のドライブシャフトから車両の前輪(駆動輪)5,5へと分配される。
Hereinafter, the case where the present invention is applied to an engine control device of an FF (front engine / front drive) type vehicle will be described. In FIG. 1, the
一例としてエンジン1は多気筒ガソリンエンジンであって、周知の如く燃料噴射量を調整可能なインジェクタ12、点火プラグによる点火時期を調整可能なイグナイタ13、吸気量を調整可能な電動のスロットルバルブ14、などが装備されている。また、クランクシャフト11に取り付けられたフライホイール11aを駆動できるように、スタータモータ15が配設されている。
As an example, the
このスタータモータ15は、車載バッテリ6からの電力供給によって動作し、フライホイール11aの外周のリングギヤにピニオンギヤ15aを噛み合わせて、クランクシャフト11を強制回転(クランキング)させる。このようにギヤの噛み合いによって大きなトルクを伝達できるので、本実施の形態ではスタータモータ15が、フリクションの大きな冷間のエンジン始動を可能とする第1の始動手段になる。
The
さらに、エンジン1には、例えばウォータポンプ、パワステポンプなどの補機類16と、オルタネータとして機能するモータジェネレータ(MG)17とが取り付けられ、ベルト駆動機構18を介してクランクシャフト11により駆動されるようになっている。モータジェネレータ17は、発電機として機能するとともに、後述するように暖機後のエンジン1の再始動時に車載バッテリ6からの電力供給によってモータ動作し、クランキングを行う第2の始動手段としても機能する。
Furthermore, the
前記のスタータモータ15およびモータジェネレータ17は電力線19によって車載バッテリ6に接続されており、エンジン1の始動時にはクランキングのために必要な大電流が供給される。特にスタータモータ15は、エンジン1のフリクションが大きな冷間始動時に動作するので、暖機後の再始動時に動作するモータジェネレータ17よりも大きな電流が流れる。
The
また、例えば車両のヘッドライトやワイパー装置の他、空調装置やオーディオ装置、ナビゲーション装置などの各種電気負荷20も電力線19に接続されており、発電動作するモータジェネレータ17から電力の供給を受けるとともに、必要に応じて車載バッテリ6からも電力の供給を受けるようになっている。
In addition, for example, various
車載バッテリ6は、一例として電圧が12〜14ボルト程度の鉛畜電池であるが、その他、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などであってもよい。車載バッテリ6には、その状態(電流、電圧、温度、SOC等)を検出するためのバッテリセンサ21が取り付けられており、車載通信ネットワークであるLIN22(Local Interconnect Network)を介してECU100に接続されている。
The in-vehicle battery 6 is a lead battery with a voltage of about 12 to 14 volts as an example, but may be a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. A
バッテリセンサ21は車載バッテリ6の電極付近に配設されて、その電圧の他、電流や温度等を検出するセンサ部と、これらの検出値に基づいてバッテリ残容量(SOC:State of Charge)を算出する演算部(例えば、マイクロコンピュータにより構成される)とを備えている。なお、電流は例えばシャント抵抗によって検出すればよく、温度は例えばサーミスタによって検出すればよい。
The
そして、それら電流、電圧等を含む所定の情報が、ECU100からの要求に応じてバッテリセンサ21から送信され、これらの情報に基づいてECU100により車載バッテリ6の充電制御が行われる。すなわち、エンジン1により駆動されるモータジェネレータ17によって生成された交流電流が整流された後に、レギュレータにより例えば14〜15ボルトの直流電流に制御されて車載バッテリ6に供給される。
Predetermined information including the current, voltage, and the like is transmitted from the
−ECU−
ECU100は、上述したようにエンジン1の運転状態を制御する公知の電子制御ユニット(Electronic Control Unit)であって、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えている。ROMは、エンジン1の制御プログラムなどを記憶しており、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。また、バックアップRAMは、エンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記録する。
-ECU-
The
ECU100には、エンジン1のクランクシャフト11の回転数(エンジン回転数)を検出するためのクランク角センサ101と、エンジン1の冷却水温(エンジン水温)を検出するための水温センサ102とが接続され、その他、図示はしないが、エアフローメータ、吸気温センサ、空燃比センサなど、エンジン1の運転状態を検出する各種センサやスイッチが接続されている。
The
また、ECU100には、車室内に設けられたアクセルペダル7の踏み操作量(アクセル開度)を表す信号が、アクセル開度センサ103から入力されるとともに、ブレーキペダル8の踏み操作(オン/オフ)を表す信号が、ブレーキスイッチ104から入力される。さらに、車両のイグニッションスイッチ(イグニッションSW)105からの信号もECU100に入力される。
In addition, a signal representing the amount of depression (accelerator opening) of the accelerator pedal 7 provided in the passenger compartment is input from the
そして、ECU100は、前記の各種センサ、スイッチ等から入力する信号に基づいて各種制御プログラムを実行することにより、アクセル開度やエンジン1の負荷および回転数、或いは車速等に基づいてエンジン1への要求トルクを算出し、この要求トルクを出力するように、インジェクタ12による燃料噴射量の制御、イグナイタ13による点火時期の制御、スロットルバルブ14による吸気量の制御などを行う。
Then, the
また、ECU100は、以下に説明するように例えば車両の走行が停止したとき、または車両の走行中であっても所定の停止条件が成立したときに、エンジン1を自動で停止させる(いわゆるアイドリングストップ)。そして、その後、再びアクセルペダル7の踏み操作が行われるなど、所定の再始動条件が成立すれば、モータジェネレータ17のモータ動作によってクランキングを行い、エンジン1を再始動させる。
Further, as will be described below, the
−アイドリングストップ制御−
図2にはアイドリングストップ制御ルーチンの全体的な処理の流れを示している。このルーチンは、車両のイグニッションSW105がオンになっている間、ECU100において所定のタイミングで(例えば一定の時間間隔で)繰り返し実行されるもので、まず、スタート後のステップS101において、エンジン1が運転中であるか否か例えば運転フラグの状態から判定する。
-Idling stop control-
FIG. 2 shows the overall processing flow of the idling stop control routine. This routine is repeatedly executed at a predetermined timing (for example, at a constant time interval) in the
そして、エンジン停止中で否定判定すれば(NO)後述のステップS106に進む一方、エンジン運転中で肯定判定すれば(YES)ステップS102に進んで、所定の停止条件が成立したか否か判定する。この結果、否定判定(NO)すれば一旦、ルーチンを終了して(エンド)エンジン1の運転は継続する。一方、停止条件が成立して肯定判定(YES)すれば、ステップS103に進む。
If a negative determination is made while the engine is stopped (NO), the process proceeds to step S106, which will be described later. On the other hand, if an affirmative determination is made while the engine is operating (YES), the process proceeds to step S102 to determine whether or not a predetermined stop condition is satisfied. . As a result, if a negative determination (NO) is made, the routine is once ended (end), and the operation of the
なお、前記停止条件としては、一例としてエンジン1の温間(水温センサ102により検出されるエンジン水温が所定温度以上)であること、アクセルオフ(アクセル開度が所定値以下でほぼ0)であること、ブレーキオン(ブレーキ踏力が所定値以上)であること、車速が所定値以下であること(停止直前と考えられる場合、および実質、停止していると考えられる場合)などを含むように設定すればよい。
The stop condition is, for example, that the
そして、前記のような停止条件が成立し、前記ステップS102で肯定判定して進んだステップS103では、アイドリングストップによるエンジン1の自動停止が許可されているか否か判定する。これは、後述する判定ルーチンによって設定されるエンジン停止許可フラグの状態から判定し、許可されていないと否定判定(NO)すれば一旦、ルーチンを終了する(エンド)一方、許可されていると肯定判定(YES)すればステップS104に進んで、エンジン1の自動停止処理を実行する。
Then, in step S103, where the stop condition as described above is established and the determination is affirmative in step S102, it is determined whether automatic stop of the
この処理では例えば、インジェクタ12による燃料噴射およびイグナイタ13による点火を停止させるとともに、スロットルバルブ14を閉じる。そして、クランクシャフト11の回転速度が徐々に低下してゆき、その回転が停止すれば、エンジン1の運転フラグをオフにし、ステップS105において所定のデータをバックアップRAMに記憶して、自動停止処理を終了する。
In this process, for example, fuel injection by the
こうしてエンジン1が停止した後に、ステップS106ではエンジン1の再始動条件が成立したかどうか判定し、否定判定(NO)であれば一旦、ルーチンを終了する(エンド)。一方、再始動条件が成立して肯定判定すれば(YES)、ステップS107に進んでエンジン1の再始動処理を行う。なお、再始動条件としては例えば、ブレーキペダルの踏力が緩められて所定の閾値よりも小さくなったこと、アクセル踏み操作がなされたこと、或いはステアリングの所定の操作がなされたこと、などを含むように設定すればよい。
After the
エンジン1の再始動処理は、モータジェネレータ17をモータ動作させてクランキングを開始するとともに、インジェクタ12による燃料の噴射を開始させ、さらにイグナイタ13による点火も開始する。これによりエンジン1のいずれかの気筒において燃焼が始まり(初爆)、エンジン回転数が所定値まで上昇すれば始動完了と判定して(ステップS108でYES)、ルーチンを終了する(END)。
In the restart process of the
−アイドリングストップの可否の判定−
次に、前記フローのステップS103におけるエンジン停止許可フラグのオン/オフについて、即ち、エンジン1の自動停止を許可するか否かの判定について説明する。まず、前記のようにアイドリングストップで自動停止したエンジン1を再始動するときには、車載バッテリ6からモータジェネレータ17に大きな電流が流れるため、一時的にバッテリ電圧が急低下してしまい、電気負荷20の動作を保証できなくなるおそれがある。
-Judgment of idling stop-
Next, the on / off of the engine stop permission flag in step S103 of the flow, that is, the determination of whether or not the automatic stop of the
このような不具合を抑制するために本実施の形態では、以下に説明するようにモータジェネレータ17によるエンジン始動時のピーク電流の値を実際に学習し、この学習値に基づいて、車載バッテリ6の電圧降下による最低電圧を推定する。そして、この最低電圧が予め設定した閾値以上であればエンジン1の自動停止を許可する一方、最低電圧が閾値未満であれば自動停止は禁止するようにしている。
In order to suppress such a problem, in the present embodiment, the peak current value at the time of engine start by the
以下、図3のフローチャートを参照してエンジン始動時のピーク電流の学習と、この学習値に基づく判定の手順を具体的に説明する。このルーチンも車両のイグニッションSW105がオンになっている間、所定のタイミングで(例えば一定の時間間隔で)繰り返し実行されるものであり、まず、スタート後のステップS201において、スタータモータ15によるエンジン1の始動(以下、スタータ始動)か否か判定する。
Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 3, the peak current learning at the time of engine start and the determination procedure based on the learned value will be described in detail. This routine is also repeatedly executed at a predetermined timing (for example, at regular time intervals) while the
すなわち、車両の運転者の始動操作に応じてECU100によりスタータモータ15が動作され、クランキングが行われるときには肯定判定されて(YES)ステップS202に進み、このときに車載バッテリ6から流れる電流のピーク値を学習する。具体的には、ECU100からバッテリセンサ21の演算部に、制御指令およびスタータ始動であるとの情報が送られ、電流のピーク値が記憶されて一旦、ルーチンが終了する。なお、この学習値は所定のタイミングでECU100に送信される。
That is, when the
これに対して、既にエンジン1が始動されていれば、前記のステップS201において否定判定し(NO)、ステップS203においてモータジェネレータ17による始動(図2のフローのS107の再始動であり、以下、MG始動ともいう)時のピーク電流の学習が済んでいるか否か判定する。そして、肯定判定すれば(YES)後述のステップS210に進む一方、否定判定すれば(NO)ステップS204に進む。
On the other hand, if the
このステップS204では、前記ステップS202で学習したピーク電流の値、即ちスタータ始動時のピーク電流の学習値を、車載バッテリ6の内部抵抗値に乗算して電圧降下ΔV1を算出する。なお、車載バッテリ6の内部抵抗値は、予め設定してあるマップや数式(バッテリモデル)を用いて、車載バッテリ6の例えば電圧や温度(バッテリセンサ21のセンサ部によって検出される値)に基づいて算出される。 In step S204, the voltage drop ΔV1 is calculated by multiplying the value of the peak current learned in step S202, that is, the learned value of the peak current at the start of the starter, by the internal resistance value of the in-vehicle battery 6. Note that the internal resistance value of the in-vehicle battery 6 is based on, for example, a voltage or temperature (a value detected by the sensor unit of the battery sensor 21) of the in-vehicle battery 6 using a preset map or mathematical expression (battery model). Is calculated.
そして、ステップS205に進んで、現在の車載バッテリ6の電圧から前記の電圧降下ΔV1を減算して最低電圧Vminを算出(推定)し、これが所定の閾値Vth以上か否か判定する(Vmin≧Vth?)。この閾値Vthは、車両の電気負荷20の動作に悪影響を及ぼさないように予め実験などによって設定したものであり、ECU100のROMに記憶されている。
In step S205, the voltage drop ΔV1 is subtracted from the current voltage of the in-vehicle battery 6 to calculate (estimate) the minimum voltage Vmin, and it is determined whether or not this is equal to or greater than a predetermined threshold value Vth (Vmin ≧ Vth). ?). This threshold value Vth is set in advance by experiments or the like so as not to adversely affect the operation of the
この判定の結果、最低電圧Vminが閾値Vth以上であると肯定判定すれば(YES)ステップS206に進み、アイドリングストップによるエンジン1の自動停止を許可すべくエンジン停止許可フラグをオンにして、後述のステップS208に進む。一方、否定判定であれば(NO)ステップS207に進み、エンジン1の自動停止を禁止すべく、エンジン停止許可フラグをオフにして、ルーチンを終了する。
If the result of this determination is affirmative that the minimum voltage Vmin is greater than or equal to the threshold value Vth (YES), the routine proceeds to step S206, where an engine stop permission flag is turned on to permit automatic stop of the
つまり、例えばエンジン1の冷間始動からあまり時間が経過しておらず、未だMG始動時の学習が済んでいない場合は便宜上、スタータ始動時のピーク電流の学習値をそのまま用いて、MG始動時の車載バッテリ6の電圧降下ΔV2を算出し、これにより最低電圧Vminを推定する。
In other words, for example, if the time has not passed since the cold start of the
そして、前記のステップS206においてエンジン停止許可フラグをオンにした(エンジン1の自動停止を許可した)後のステップS208では、MG始動か否か判定する。すなわち、図2のフローのステップS107のように、エンジン1の再始動時にモータジェネレータ17が動作されるときには肯定判定して(YES)、ステップS209に進み、このときに車載バッテリ6から流れる電流のピーク値を学習する。
Then, in step S208 after the engine stop permission flag is turned on in step S206 (automatic stop of the
具体的には、ECU100からバッテリセンサ21に制御指令およびMG始動であるとの情報が送られ、その演算部において電流のピーク値が記憶されて一旦、ルーチンを終了する(エンド)。そして、この学習値が所定のタイミング(例えばECU100から電流、電圧等を含む所定の情報を送信する要求を受けたタイミング)で、バッテリセンサ21の演算部からECU100に送信される。
More specifically, the
こうして一旦、MG始動時のピーク電流の学習が済めば、次回のサイクルからは前記のステップS203で肯定判定されるようになる(YES)。この場合はステップS210に進んで、前記ステップS209で学習したピーク電流の値、即ちMG始動時のピーク電流の学習値を、車載バッテリ6の内部抵抗値に乗算して電圧降下ΔV2を算出する。この算出の仕方は前記のステップS204と同様である。 Thus, once learning of the peak current at the time of starting the MG is completed, an affirmative determination is made in step S203 from the next cycle (YES). In this case, the process proceeds to step S210, and the voltage drop ΔV2 is calculated by multiplying the value of the peak current learned in step S209, that is, the learned value of the peak current at the time of MG start, by the internal resistance value of the in-vehicle battery 6. This calculation method is the same as in step S204.
続いてステップS211では、前記ステップS205と同様にして現在の車載バッテリ6の電圧から前記の電圧降下ΔV2を減算し、これにより求められる最低電圧Vminが前記閾値Vth以上か否か判定する。そして、Vmin≧Vthで肯定判定すれば(YES)ステップS212に進み、アイドリングストップによるエンジン1の自動停止を許可すべくエンジン停止許可フラグをオンにして、前記のステップS208に進む。
Subsequently, in step S211, the voltage drop ΔV2 is subtracted from the current voltage of the in-vehicle battery 6 in the same manner as in step S205, and it is determined whether or not the minimum voltage Vmin obtained thereby is equal to or greater than the threshold value Vth. If an affirmative determination is made with Vmin ≧ Vth (YES), the process proceeds to step S212, the engine stop permission flag is turned on to permit the automatic stop of the
一方、Vmin<Vthで否定判定すれば(NO)、前記のステップS207に進んで、アイドリングストップによるエンジン1の自動停止を禁止すべく、エンジン停止許可フラグをオフにして、ルーチンを終了する(エンド)。このように本実施の形態では、MG始動時のピーク電流の学習が済んでいれば、この学習値に基づいて車載バッテリ6の最低電圧Vminを推定し、これによりエンジン1の自動停止の可否を判定する。
On the other hand, if a negative determination is made with Vmin <Vth (NO), the process proceeds to step S207, and the engine stop permission flag is turned off to end the routine in order to prohibit the automatic stop of the
本実施の形態では前記図3のフローのステップS202,S209がそれぞれ、ECU100からの制御指令を受けてバッテリセンサ21の演算部において実行される。このことによってバッテリセンサ21の演算部は、そのセンサ部(電流センサ)からの信号に基づいて、スタータ始動時およびMG始動時のピーク電流の値をそれぞれ学習する学習手段を構成する。
In the present embodiment, steps S202 and S209 in the flow of FIG. 3 are executed by the calculation unit of the
また、前記フローのステップS207,S210〜S212を実行することによって、ECU100は、MG始動時のピーク電流の学習値に基づいて車載バッテリ6の最低電圧Vminを推定し、エンジン1の自動停止の可否を判定する判定手段を構成する。この判定手段は、S204〜S207に表れているように、未だMG始動時の学習が済んでいない場合は、スタータ始動時のピーク電流の学習値を用いて車載バッテリ6の最低電圧Vminを算出する。
Further, by executing steps S207 and S210 to S212 of the flow, the
次に、一例として図4のタイミングチャートを参照して、本実施の形態におけるエンジン1の冷間始動、およびアイドリングストップによる自動停止、再始動などの際に、車載バッテリ6の電圧、電流がどのように変化し、また、ピーク電流の学習値およびバッテリ最低電圧Vminの推定値がどのように変化するのか、互いに関連づけて説明する。
Next, referring to the timing chart of FIG. 4 as an example, the voltage and current of the in-vehicle battery 6 are determined during the cold start of the
まず、車両の運転者が所定の始動操作を行い、これに応じてエンジン1が始動される。このときには、図4の時刻t1に示すようにECU100からスタータ始動指令が出力され、車載バッテリ6からの電力供給を受けてスタータモータ15が動作する(クランキング)。これによりエンジン回転数が上昇して初爆により吹け上がった後に、例えば運転者のアクセル操作に応じて車両が発進し、図4の最上段に示すように車速が上昇する。
First, the driver of the vehicle performs a predetermined starting operation, and the
このようにエンジン1がスタータ始動されるときには、スタータモータ15に大電流が流れることによって、車載バッテリ6の電圧が低下することになるが、このときにバッテリセンサ21においてスタータ始動のピーク電流の値が学習される。例えば図4では、スタータ始動指令の終了(時刻t2)までにピーク電流値が学習され、この学習値が所定のタイミングでバッテリセンサ21からECU100に送信される。
As described above, when the
そして、ECU100において前記のピーク電流の学習値に基づいてスタータ始動時の車載バッテリ6の電圧降下ΔV1が算出され、その最低電圧Vminが推定される(図4の最下段に示す)。その後、車両の走行中はモータジェネレータ17の発電動作によって車載バッテリ6の電圧は高めに維持される。そして、時刻t3において車両が停止し、エンジン1の停止条件が成立すると、アイドリングストップ制御が行われる。
Then, the
このときは、未だMG始動時のピーク電流値の学習が済んでいないので、前記スタータ始動時の車載バッテリ6の最低電圧Vmin(推定値)に基づいて、エンジン1の自動停止の可否が判定される。スタータ始動時にはMG始動時よりも最低電圧Vminが低くなるが、車載バッテリ6の電圧が十分に高ければ、図4に表れているように最低電圧Vminは閾値Vth以上になっていて、MG始動は可能と判定される。
At this time, since the learning of the peak current value at the time of starting the MG has not yet been completed, it is determined whether or not the
これによりエンジン1の自動停止が許可され、アイドリングストップ制御によってエンジン1が停止されると(時刻t4)、これに伴い車載バッテリ6の電圧はやや低下する。図示の例では、その後の時刻t5においてエンジン1の再始動条件が成立し、ECU100からMG始動指令が出力されて、車載バッテリ6からの電力供給を受けたモータジェネレータ17のモータ動作によってクランキングが行われる。
As a result, automatic stop of the
このときに車載バッテリ6からモータジェネレータ17に流れる電流は、前記のスタータ始動時に比べて少なくなり、これによる車載バッテリ6の電圧降下も小さくなる。そして、バッテリセンサ21においてピーク電流の値が学習され(時刻t6)、この学習値がECU100に送信されると、この学習値に基づいてMG始動時の車載バッテリ6の電圧降下ΔV2が算出され、最低電圧Vminが推定される(図4の最下段に示す)。
At this time, the current flowing from the in-vehicle battery 6 to the
よって、その後の時刻t7において車両が停止し、エンジン1の停止条件が成立したときには、前記MG始動時の車載バッテリ6の最低電圧Vmin(MG始動時のピーク電流の学習値に基づく推定値)に基づいて、エンジン1の自動停止の可否が判定される。すなわち、実際にMG始動時に学習した値に基づいて、以降のMG始動時の車載バッテリ6の最低電圧Vminを高い精度で推定し、これによりエンジン1の自動停止の可否を適切に判定できる。
Therefore, when the vehicle stops at the subsequent time t7 and the
図4に示す例では、推定された最低電圧Vminが閾値Vth以上になっており、MG始動が可能と判定されるので、エンジン1の自動停止が許可される。これによりエンジン1が自動停止された後に、時刻t8においてエンジン1の再始動条件が成立し、ECU100からMG始動指令が出力されると、車載バッテリ6からの電力供給を受けたモータジェネレータ17のモータ動作によってクランキングが行われる。
In the example shown in FIG. 4, since the estimated minimum voltage Vmin is equal to or higher than the threshold value Vth and it is determined that the MG start is possible, the automatic stop of the
そして、このときに再びバッテリセンサ21においてピーク電流値の学習が行われ(時刻t9)、この更新された学習値がECU100に送信される。以降、所定のタイミングで前記のように更新されるMG始動時の学習値に基づいて、車載バッテリ6の最低電圧Vminが推定されるようになる。そして、図示はしないが、その後のアイドリングストップの際にも前記のようにエンジン1の自動停止の可否が判定されることになる。
At this time, the
以上、説明したように本実施の形態に係るエンジンの制御装置によると、エンジン1の冷間始動はスタータ始動とし、アイドルストップ制御における再始動はMG始動とした場合に、そのMG始動時のピーク電流値を実際に学習した上で、この学習値に基づいて再始動時の車載バッテリ6の最低電圧Vminを従来よりも正確に推定することができる。これにより、アイドリングストップのエンジン1の自動停止の可否を従来よりも適切に判定できるようになり、再始動の際に車載バッテリ6の電圧が不足して、電気負荷20の動作を保証できなくなる心配がない。
As described above, according to the engine control apparatus of the present embodiment, when the cold start of the
また、本実施の形態では、例えばエンジン1の冷間始動からあまり時間が経過しておらず、未だMG始動時の学習が済んでいない場合は便宜上、スタータ始動時のピーク電流の学習値をそのまま用いて、MG始動時の車載バッテリ6の最低電圧Vminを推定する。こうすると、車載バッテリ6の最低電圧Vminが実際よりも低めに算出され、エンジン1の自動停止の可否はより厳しく判定されることになるので、再始動の際に電気負荷20の動作を保証できなくなる心配はない。
In the present embodiment, for example, if the time has not passed since the cold start of the
さらに、本実施の形態では、ECU100ではなく、バッテリセンサ21に内蔵の演算部でピーク電流値の学習を行うようにしており、このことで、変化の早い電流値のピークを正確に学習することができる。
Further, in the present embodiment, the peak current value is learned not by the
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成も包含する。例えば前記実施の形態では、車載バッテリ6からの電力供給によってそれぞれ動作するスタータモータ15(第1の始動手段)およびモータジェネレータ17(第2の始動手段)が設けられているが、これには限定されず、スタータモータ15またはモータジェネレータ17のいずれか一方のみが設けられていてもよい。
-Other embodiments-
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various other configurations. For example, in the above-described embodiment, the starter motor 15 (first starter) and the motor generator 17 (second starter) that are respectively operated by power supply from the in-vehicle battery 6 are provided. Instead, only one of the
この場合、例えばスタータモータ15のみの場合は、エンジン1の冷間に大電流を流して始動する場合を第1の始動手段とし、温間に小電流を流して始動する場合を第2の始動手段とする。そして、アイドリングストップの再始動時には、最初にスタータモータ15に小電流を流して始動するときの電流値を学習し、これに基づいて、その後の再始動時の車載バッテリ6の最低電圧Vminを推定するようにすればよい。
In this case, for example, in the case of only the
また、前記実施の形態では、エンジン1に第1および第2の2つの始動手段を備える場合について説明したが、これにも限定されず、エンジン1に3つ以上の始動手段を備える場合にも本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the case where the
さらに、前記実施の形態では、一例として車両に搭載された多気筒ガソリンエンジン1の制御装置に、本発明を適用した場合について説明しているが、これにも限定されず、本発明は、例えばディーゼルエンジンやアルコールエンジン、ガスエンジンなどに適用することもできる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the control device of the
本発明は、車両のエンジンのアイドリングストップ制御において、再始動の際に車載バッテリの電圧不足を招く配がないので、自動車、特に乗用車に適用して効果が高い。 The present invention is highly effective when applied to an automobile, particularly a passenger car, because in the idling stop control of the engine of the vehicle, there is no distribution that causes insufficient voltage of the in-vehicle battery at the time of restart.
1 エンジン
6 車載バッテリ
15 スタータモータ(第1の始動手段)
17 モータジェネレータ(MG:第2の始動手段)
21 バッテリセンサ(センサ、学習手段)
100 ECU(判定手段)
1 Engine 6 On-
17 motor generator (MG: second starting means)
21 Battery sensor (sensor, learning means)
100 ECU (determination means)
Claims (1)
前記エンジンには、車載バッテリからの電力供給によって動作する第1および第2の始動手段が設けられ、第1の始動手段の方が第2の始動手段よりも大電流が流れるものとされており、
前記第1および第2のそれぞれの始動手段による始動時に、前記車載バッテリから流れる電流を計測するセンサと、
前記センサからの信号に基づいて、前記第1および第2のそれぞれの始動手段によるエンジン始動時のピーク電流の値を学習する学習手段と、
前記ピーク電流の学習値に基づいて、前記エンジンの自動停止を許可するか否か判定する判定手段と、を備え、
前記判定手段は、前記第2の始動手段による始動時のピーク電流の学習値に基づいて、当該第2の始動手段による始動時の前記車載バッテリの最低電圧を推定し、これに基づいてエンジンの自動停止の可否を判定するように構成されている
ことを特徴とするエンジンの制御装置。 An engine control device configured to automatically stop a vehicle engine in response to establishment of a predetermined stop condition, and to automatically start in response to establishment of a predetermined restart condition,
The engine is provided with first and second starting means that operate by supplying electric power from a vehicle-mounted battery, and the first starting means is configured to flow a larger current than the second starting means. ,
A sensor for measuring a current flowing from the in-vehicle battery at the time of starting by each of the first and second starting means;
Learning means for learning a value of a peak current at the time of engine start by the first and second start means based on a signal from the sensor;
Determination means for determining whether to permit automatic stop of the engine based on the learned value of the peak current,
The determination means estimates a minimum voltage of the in-vehicle battery at the time of starting by the second starting means based on a learned value of a peak current at the time of starting by the second starting means, and based on this, estimates the engine voltage. An engine control device configured to determine whether automatic stop is possible.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016205245A JP2018066313A (en) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | Control device of engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109681334A (en) * | 2018-11-02 | 2019-04-26 | 浙江吉利新能源商用车有限公司 | Control method, device and the vehicle of dual fuel engine start and stop |
-
2016
- 2016-10-19 JP JP2016205245A patent/JP2018066313A/en active Pending
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