JP3969365B2 - 内燃機関のエコラン制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のエコラン制御方法に関し、詳しくは、所定条件が成立したときに内燃機関の運転を停止する内燃機関のエコラン制御方法や内燃機関の運転状態を学習する内燃機関の制御方法に関する。

従来、この種の内燃機関のエコラン制御方法としては、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止すると共に別の所定の始動条件が成立したときにエンジンを自動的に始動するものが提案されている（例えば、特許文献１）。市街地走行を行なっている車両は、交差点での信号待ちや踏切での列車の通過待ちなど所定時間に亘って停車する頻度が高い。この停車中にエンジンを運転しているとすれば、エネルギを無駄に使用していることになり、燃料の効率的な利用に資することができない。上述の方法は、こうした所定時間に亘って停車しているときにエンジンの運転を停止することによってエネルギの効率的な利用を図ろうとするものである。この方法は、こうしたエンジンの運転の自動的な停止と始動に加えて、エンジンの運転の停止の燃費への寄与をドライバーに表示している。

また、こうしたエンジンの運転を自動的に停止し始動するエコラン制御方法は、通常、エンジンの運転状態、例えば空燃比や点火タイミングがエミッションに与える影響などを学習し、その学習結果を用いてエンジンの運転の制御を行なっている。こうした方法では、この学習により、燃費やエミッションの向上などを図っている。

特開平９−２２２０３５号公報

しかしながら、こうしたエンジンの運転を自動的に停止し始動する方法でエンジンの運転状態を学習しその学習結果を用いてエンジンの運転の制御をおこなっているものでは、大気の状態に基づく始動性の悪化をもエンジン状態の一つとして学習したり、始動性の悪化を機器の劣化によるものと誤判断する場合も生ずる。

本発明は、エンジンの運転状態や始動時の状態の学習を終えるまでエコラン制御を禁止することができる内燃機関のエコラン制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る内燃機関のエコラン制御方法は、所定条件が成立したときに内燃機関の運転を停止する内燃機関のエコラン制御方法であって、前記内燃機関の運転状態の学習の程度が所定程度未満であるときには前記内燃機関の運転の停止を禁止し、前記運転状態の学習の程度は、前記内燃機関の始動回数で表されることを特徴とする。

また、本発明に係る内燃機関のエコラン制御方法は、所定条件が成立したときに内燃機関の運転を停止する内燃機関のエコラン制御方法であって、バッテリのオフの履歴があるか否かをチェックする処理を実行し、バッテリのオフの履歴があると判定されたときであって前記内燃機関の運転状態の学習が終了していないと判定されたときには前記内燃機関の運転の停止を禁止することを特徴とする。

また、前記運転状態の学習は、空燃比の学習であることが好ましい。また、前記運転状態の学習は、アイドルスピードコントロールの学習であることが好ましい。

また、前記運転状態の学習の程度は、内燃機関の運転時間で表されることが好ましい。

エンジンの運転状態や始動時の状態の学習を終えるまでエコラン制御を禁止することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明に係るエコラン制御方法が適用される内燃機関の制御装置２０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、この内燃機関の制御装置２０は、内燃機関であるエンジン２２と、エンジン２２からの動力を変速して駆動軸３２に伝達するオートマチックトランスミッション３０と、エンジン２２を始動可能な発電機としても動作するモータ４０と、インバータ６０を介してモータ４０への電力の供給およびモータ４０により発電された電力による充電が可能なバッテリ６２と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２はガソリンを燃料とする内燃機関であり、その出力軸であるクランクシャフト２４の一端はオートマチックトランスミッション３０の入力軸に接続されており、その他端にはクラッチ２６を介してプーリ２８が取り付けられている。エンジン２２の運転制御は、エンジン用電子制御ユニット（以下、ＥＧＥＣＵという）２３による図示しないスロットルバルブの開度の制御や図示しない燃料噴射弁の開弁時間の制御などによって行なわれている。

オートマチックトランスミッション３０は、循環するオイルの作用によりトルクを増幅して後方に伝達する周知の流体式のトルクコンバータと、複数のクラッチやブレーキの作動の組み合わせにより複数の前進ギヤ段および後進ギヤ段の一つが選択的に噛み合った状態とされる有段式遊星歯車機構からなる変速機とから構成されている。オートマチックトランスミッション３０には、図示しないが、上述の変速機のギヤ段を制御するための油圧制御回路が設けられている。この油圧制御回路には、後述するエンジン２２の自動停止や自動始動を行なうエコラン制御における自動始動の際に、前進ギヤ段を選択するためのクラッチへ油圧を素速く昇圧するための急速昇圧回路が設けられている。この油圧制御回路に設けられた複数のクラッチやブレーキの係合制御は、オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴＥＣＵという）３１による油圧制御回路に取り付けられたソレノイドバルブの開閉制御などにより行なわれる。なお、エンジン２２からの動力は、このオートマチックトランスミッション３０により変速されて駆動軸３２に出力され、最終的には駆動軸３２に取り付けられたディファレンシャルギヤ３４を介して駆動輪３６，３８に出力される。

モータ４０は、前述したように発電可能な同期電動発電機として構成されている。モータ４０の出力軸である回転軸４２には、減速機４４が取り付けられており、この減速機４４にはプーリ５８が取り付けられている。減速機４４は、図示するように、回転軸４２に取り付けられたサンギヤ４６と、リングギヤ４８と、サンギヤ４６の周囲を自転しながら公転する複数のピニオンギヤ５０と、複数のピニオンギヤ５０を連結するキャリア５２とからなる遊星歯車機構を主部品として構成されている。リングギヤ４８は、ブレーキ５４によりケースに固定されるようになっていると共にワンウェイクラッチ５６により回転軸４２に接続されている。したがって、ブレーキ５４を係合状態とすれば、回転軸４２の回転は、遊星歯車機構のギヤ比をもって減速してプーリ５８に伝達され、ブレーキ５４を非係合状態とすれば、ワンウェイクラッチ５６が係合して減速されずに伝達されるようになっている。プーリ５８はベルト５９によりプーリ２８に連結されており、モータ４０によりエンジン２２を始動できると共に、逆にエンジン２２の動力によりモータ４０を発電機として動作させることができるようになっている。

モータ４０の運転は、インバータ６０を介してモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４１により制御されている。モータＥＣＵ４１によるモータ４０の運転制御は、バッテリ６２に接続されたインバータ６０が備えるスイッチング素子としての６個のトランジスタのＯＮ時間の割合を順次制御してモータ４０の三相コイルの各コイルに流れる電流を制御することによって行なわれる。なお、実施例ではモータ４０を同期電動発電機としたから、モータ４０を発電機として動作させることによりバッテリ６２を充電できるようになっている。このモータ４０を発電機として動作させる制御もモータＥＣＵ４１によりなされる。

バッテリ６２は、充放電可能な二次電池として構成されており、その蓄電状態や充放電はバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）６３により制御されている。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心として構成されたワンチップマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、ＥＧＥＣＵ２３やＡＴＥＣＵ３１，モータＥＣＵ４１，バッテリＥＣＵ６３と通信を行なう通信ポート（図示せず）と、入出力ポート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット７０には、駆動輪３６，３８に取り付けられた車輪速センサ３７，３９からの車輪速ＶＲ，ＶＬ，アクセルペダルポジションセンサ８１により検出されるアクセルペダル８０の踏み込み量であるアクセルペダルポジションＡＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８３により検出されるブレーキペダル８２の踏み込み量であるブレーキペダルポジションＢＰ，シフトポジションセンサ８５により検出されるシフトレバー８４のポジションであるシフトポジションＳＰ，ブレーキスイッチ８７により検出されるサイドブレーキレバー８６のオンオフとしてのブレーキスイッチＢＳ，エコラン制御を行なわないときに操作されるエコランカットスイッチ８８からのエコランカット信号ＥＣＳＷ，大気圧センサ９０により検出される大気圧Ｐ，複数の衛星からの電波により車両の現在位置を検出するＧＰＳ受信機９２からの現在位置信号ＰＰなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット７０からはクラッチ２６への駆動信号や減速機４４への駆動信号，運転席前面のパネルに取り付けられエコラン制御を行なっているときに点灯するエコランインジケータ８９への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、電子制御ユニット７０には、標高を情報の一つとして含む地図情報を記録したＣＤ−ＲＯＭを内蔵したＣＤ−ＲＯＭプレーヤ９４も図示しないインタフェースにより接続されている。

こうして構成された内燃機関の制御装置２０において、電子制御ユニット７０により車両の状態に応じてエンジン２２を自動停止したり自動始動するエコラン制御が行なわれている。エンジン２２の自動停止の条件としては、シフトレバー８４がＮポジションまたはＰポジションのときには、車両が停止状態かつアクセルペダル８０が踏み込まれていない状態であり、シフトレバー８４がＤポジションのときには、車両が停止状態かつアクセルペダル８０が踏み込まれていない状態かつブレーキペダル８２が踏み込まれている状態である。車両の停止状態は、車輪速センサ３７，３９により検出される車輪速ＶＲ，ＶＬから演算される車速Ｖにより判定され、アクセルペダル８０やブレーキペダル８２の踏み込み状態は、アクセルペダルポジションセンサ８１により検出されるアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションセンサ８３により検出されるブレーキペダルポジションＢＰに基づいて判定される。一方、エンジン２２の自動始動の条件は、こうした自動停止の条件が成立しなくなった状態である。こうしたエコラン制御は、例えば市街地走行しているときの交差点での信号待ち状態や踏切での列車の通過待ち状態のときに作動し、車両の燃費の向上を図っている。なお、電子制御ユニット７０では、こうしたエコラン制御を行なうと共にエンジン２２の運転状態や自動始動時の状態を学習し、学習結果に基づいてエンジン２２の運転や始動に関する機器の劣化や寿命などを判定している。

次に、こうしたエコラン制御の処理と学習の関係について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行されるエコラン規制処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、図示しないイグニッションキーがオンとされたときから所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

このエコラン規制処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、各種信号の入力処理を実行する（ステップＳ２００）。入力信号には、アクセルペダルポジションセンサ８１からのアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダル８２からのブレーキペダルポジションＢＰ，シフトポジションセンサ８５からのシフトポジションＳＰ，ブレーキスイッチ８７からのブレーキスイッチＢＳ，エコランカットスイッチ８８からのエコランカット信号ＥＣＳＷ，大気圧センサ９０により検出される大気圧Ｐ，ＧＰＳ受信機９２からの現在位置信号ＰＰなどの各信号が用いられる。そして、これらの各信号の他に、ＥＧＥＣＵ２３からの学習の程度に関する信号やバッテリＥＣＵ６３からのバッテリ６２のオフの履歴に関する信号なども含まれる。

なお、ＥＧＥＣＵ２３により行なわれる学習には、空気密度とエンジン２２の運転状態との関係や始動時の状態との関係の学習，エンジン２２の排気管に設けられた図示しない酸素センサからの信号などに基づいてフィードバック制御される空燃比の学習，図示しないアイドルスピードコントロールバルブの開閉により行なわれるアイドルスピードコントロールの学習などが含まれる。また、学習の程度は、例えば、学習内容を記憶する電子制御ユニット７０のＲＡＭ７６の所定領域に蓄積されたデータ量や、エンジン２２の運転時間や始動回数などにより表わすことができる。バッテリ６２のオフの履歴は、バッテリＥＣＵ６３により近い過去においてバッテリ６２の端子間電圧が所定レベル以下になったか否か検出することにより行なわれる。

入力信号処理を行なうと、次にバッテリ６２のオフの履歴があるか否かをチェックする処理を実行する（ステップＳ２０２，Ｓ２０４）。バッテリ６２のオフの履歴がないときには、何もせずにそのまま本ルーチンを終了する。バッテリ６２のオフの履歴があるときには、ＥＧＥＣＵ２３が基本学習を終了しているか否かを判定する（ステップＳ２０６）。基本学習が終了しているか否かの判定は、前述した学習の程度として表わされるＲＡＭ７６の所定領域に蓄積されたデータ量が所定量以上であるか否か、エンジン２２の運転時間が所定時間以上であるか否か、始動回数が所定回数以上であるか否かなどを判定することにより行なわれる。そして、まだ基本学習が終了していないと判定されると、エコラン制御を禁止して（ステップＳ２０８）、本ルーチンを終了する。

一方、既に基本学習が終了していると判定されると、前述したエコラン制御における自動停止の条件が成立しているかを判定し（ステップＳ２１０）、成立しているときには、エコランを実施、即ちエンジン２２を自動停止する処理を実行して（ステップＳ２１２）、本ルーチンを終了し、自動停止条件が成立していないときには、エコランを実行せずにエンジン駆動を継続する処理を実行して（ステップＳ２１４）、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例のエコラン規制処理ルーチンによれば、バッテリ６２をオフした後は、エンジン２２の運転状態や始動時の状態の基本学習を終えるまで、エコラン制御を禁止することができる。エンジン２２の運転状態や始動時の状態の学習には、空気密度とエンジン２２の運転状態との関係や始動時の状態との関係の学習も含まれるから、空気密度が低いときに、エンジン２２が自動停止され、自動始動されることもなく、その結果として、エンジン２２の始動性が悪いことに起因する不都合、例えばエンジン２２を始動するモータ４０などの機器の劣化の促進や劣化の誤判断などを回避することができる。

上記実施例における内燃機関の制御装置２０では、減速機４４を介してモータ４０をエンジン２２側と接続したが、減速機４４を介さずにモータ４０をエンジン２２側に接続するものとしてもよい。

また、実施例における内燃機関の制御装置２０では、モータ４０を同期電動発電機として構成したが、誘導電動発電機など他の電動発電機として構成してもよく、発電機として機能しない電動機として構成しても差し支えない。

さらに、実施例における内燃機関の制御装置２０では、オートマチックトランスミッション３０をトルクコンバータと有段式の遊星歯車機構として構成したが、クランクシャフト２４の回転数を変速して駆動軸３２に伝達できればよいから、変速比が連続的に変更可能であり油圧制御式のクラッチを有する無段変速機（ＣＶＴ）などとして構成してもよい。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明に係るエコラン制御方法が適用される内燃機関の制御装置の構成の概略を示す構成図である。 本発明に係るエコラン制御方法において実行されるエコラン規制処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ 内燃機関の制御装置、２２ エンジン、２３ エンジン用電子制御ユニット、２４ クランクシャフト、２６ クラッチ、２８ プーリ、３０ オートマチックトランスミッション、３１ オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット、３２ 駆動軸、３４ ディファレンシャルギヤ、３６，３８ 駆動輪、３７，３９ 車輪速センサ、４０ モータ、４１ モータ用電子制御ユニット、４２ 回転軸、４４ 減速機、４６ サンギヤ、４８ リングギヤ、５０ ピニオンギヤ、５２ キャリア、５４ ブレーキ、５６ ワンウェイクラッチ、５８ プーリ、６０ インバータ、６２ バッテリ、６３ バッテリ用電子制御ユニット、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ アクセルペダル、８１ アクセルペダルポジションセンサ、８２ ブレーキペダル、８３ ブレーキペダルポジションセンサ、８４ シフトレバー、８５ シフトポジションセンサ、８６ サイドブレーキレバー、８７ ブレーキスイッチ、８８ エコランカットスイッチ、８９ エコランインジケータ、９０ 大気圧センサ、９２ ＧＰＳ受信機、９４ ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ。

Claims (5)

1. 所定条件が成立したときに内燃機関の運転を停止する内燃機関のエコラン制御方法であって、前記内燃機関の運転状態の学習の程度が所定程度未満であるときには前記内燃機関の運転の停止を禁止し、前記運転状態の学習の程度は、前記内燃機関の始動回数で表されることを特徴とする内燃機関のエコラン制御方法。
2. 所定条件が成立したときに内燃機関の運転を停止する内燃機関のエコラン制御方法であって、バッテリのオフの履歴があるか否かをチェックする処理を実行し、バッテリのオフの履歴があると判定されたときであって前記内燃機関の運転状態の学習が終了していないと判定されたときには前記内燃機関の運転の停止を禁止することを特徴とする内燃機関のエコラン制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関のエコラン制御方法において、前記運転状態の学習は、空燃比の学習であることを特徴とする内燃機関のエコラン制御方法。
4. 請求項１又は２に記載の内燃機関のエコラン制御方法において、前記運転状態の学習は、アイドルスピードコントロールの学習であることを特徴とする内燃機関のエコラン制御方法。
5. 請求項２に記載の内燃機関のエコラン制御方法において、前記運転状態の学習の程度は、内燃機関の運転時間で表されることを特徴とする内燃機関のエコラン制御方法。
   

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