JP4274658B2 - エンジンのアイドル制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のアイドル運転時に、運転条件に応じてエンジンを停止させるエンジンのアイドル制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、車両においては、環境問題及び燃費向上や静粛性向上の面から、アイドル運転時に、運転条件に応じてエンジンを停止させるアイドル停止制御についての様々な技術が提案され、また実用化されている。
【0003】
このようなアイドル停止制御を行うには、アイドル停止を実行しても良いか否か的確に判定する必要がある。例えば、発電機兼用のモータ或いは発電機及び走行用モータとエンジンとを備えたハイブリッド車のアイドル停止制御の条件としては、エンジンのアイドル駆動による発電が不要な時、或いは、エアコンのコンプレッサ等の駆動の為のエンジン動力、または、エンジン回転制御及び発電に用いられるモータによるアイドル動力が不要な時、或いは、トランスミッション制御の為の油圧源となるオイルポンプ駆動の為のエンジンまたはモータのアイドル駆動が不要な時、等が在り、これらの条件を判定して制御を行っている。
【0004】
また、特開平10−288063号公報では、車両走行後にアイドル停止を行う場合、良好な排気浄化性能を得るために、触媒温度が所定温度以下では触媒温度が活性状態に達していないとして、アイドル停止を禁止するハイブリッド車が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記先行技術をはじめ、従来のアイドル停止制御を有する車両では、エンジンの冷却水温が高温となりオーバーヒート傾向となって車両を停車させた際に、エンジンがアイドル停止してしまい、エンジン冷却水を循環するウォーターポンプが停止して冷却水の循環が遮断され、エンジン等に冷却不足による不具合が発生してしまう可能性がある。このため、このようなエンジンのオーバーヒート傾向の際に、エンジンを適切に冷却できるように制御する必要がある。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジンがオーバーヒート傾向となった際に、エンジンを適切に冷却することが可能なエンジンのアイドル制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項1記載の本発明によるエンジンのアイドル制御装置は、車両の運転状態に応じてアイドル時のエンジン運転を停止するアイドル停止手段を備え、発電機兼用のモータ或いは発電機及び走行用モータと共に搭載するエンジンのアイドル制御装置において、上記アイドル停止手段は、上記エンジンの冷却水温が予め設定した値を超えており、バッテリ残量が所定値以下である場合は、アイドル停止を禁止して、エンジン駆動による冷却水の循環とし、上記エンジンの冷却水温が予め設定した値を超えており、バッテリ残量が所定値より大きいときは、アイドル停止を許可して、モータ駆動による冷却水の循環とすることを特徴とする。
【0012】
すなわち、上記請求項1記載のエンジンのアイドル制御装置は、エンジンとモータとを有するハイブリッド車で、モータ駆動力によるエンジン冷却水の循環とエンジン駆動力によるエンジン冷却水の循環とが切換自在の車両では、エンジンの冷却水温が予め設定しておいた値を超えている場合は、モータに電力を供給するバッテリ残量に応じてモータ駆動力による冷却水の循環とエンジン駆動力による冷却水の循環とを切り換えて行い、効率の良い冷却を継続する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1及び図2は本発明の実施の第1形態に係わり、図1はハイブリッド車の駆動制御系の構成説明図、図2はアイドル停止制御ルーチンのフローチャートである。尚、本実施の第1形態は、車両としてハイブリッド車に本発明を適用したものである。
【0014】
すなわち、図1に示すように、本実施の形態におけるハイブリッド車は、エンジンと2つのモータA,Bとを併用するパラレルハイブリッド式の車両であり、エンジン1と、エンジン1の出力軸1aに直結されてエンジン1の起動及び発電・動力アシストを担うモータA(モータ兼用発電機)2と、モータA2から延出するエンジン1の出力軸1aに連結されるシングルピニオン式プラネタリギヤユニット3と、このシングルピニオン式プラネタリギヤユニット3の機能を制御し、発進・後進時の駆動力源になると共に減速エネルギーの回収を担うモータB(走行用モータ)4と、変速及びトルク増幅を行なって走行時の動力変換機能を担う無段変速装置5とを基本構成とする駆動系を備えている。
【0015】
上記モータA2は、エンジン1の出力軸1aに直結されているため、エンジン1を停止していても、モータA2の回転でエンジン1の出力軸1aを回転して、エンジン1の図示しない冷却水循環用のウォーターポンプを駆動させることができるようになっている。
【0016】
上記プラネタリギヤユニット3は、サンギヤ3a、このサンギヤ3aに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリア3b、ピニオンと噛合するリングギヤ3cを有しており、サンギヤ3aとリングギヤ3cとを締結・解放するためのロックアップクラッチ6が設けられている。
【0017】
また、上記無段変速装置5は、入力軸5aに軸支されるプライマリプーリ5bと出力軸5cに軸支されるセカンダリプーリ5dとの間に駆動ベルト5eを巻装して構成されており、以下、無段変速装置5をCVT5として説明する。
【0018】
すなわち、本実施の形態におけるハイブリッド車の駆動系では、サンギヤ3aとリングギヤ3cとの間にロックアップクラッチ6を介装したプラネタリギヤユニット3がエンジン1の出力軸1aとCVT5の入力軸5aとの間に配置されており、プラネタリギヤユニット3のサンギヤ3aがエンジン1の出力軸1aにモータA2を介して結合されると共に、キャリア3bがCVT5の入力軸5aに結合され、リングギヤ3cにモータB4が連結されている。そして、CVT5の出力軸5cに減速歯車列7を介してデファレンシャル機構8が連設され、このデファレンシャル機構8に駆動軸9を介して前輪或いは後輪の駆動輪10が連設されている。
【0019】
この場合、上述のようにエンジン1及びモータA2をプラネタリギヤユニット3のサンギヤ3aへ結合すると共にリングギヤ3cにモータB4を結合してキャリア3bから出力を得るようにし、さらに、キャリア3bからの出力をCVT5によって変速及びトルク増幅して駆動輪10に伝達するようにしているため、2つのモータA2,B4は発電と駆動力供給との両方に使用することができ、比較的小出力のモータを使用することができる。
【0020】
また、走行条件に応じてロックアップクラッチ6によりプラネタリギヤユニット3のサンギヤ3aとリングギヤ3cとを締結することで、間に2つのモータA2,B4が配置された、エンジン1からCVT5に至るエンジン直結の駆動軸を形成することができ、効率よくCVT5に駆動力を伝達し、或いは駆動輪10側からの制動力を利用することができる。
【0021】
次に、以上の駆動系を制御しハイブリッド車の走行制御を担う制御系(ハイブリッド制御システム)について説明する。符号15は、マイクロコンピュータとマイクロコンピュータによって制御される機能回路とから構成されて、エンジン1、2つのモータA2,B4、CVT5を集中制御する制御装置である。
【0022】
上記制御装置15には、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み操作、ステアリングの操舵角等を検出してドライバの運転状況を検出し、また、灯火類やエアコン等の補機類の作動状況等を検出すると共に、車速、登坂や降坂、路面状況等の現在の車両走行状態を検出するために、スイッチ・センサ群が接続されている。そして、制御装置15には、さらに、エンジン1、2つのモータA2,B4、CVT5の作動状態や2つのモータA2,B4のためのメインバッテリ及び通常の補器類のための12Vバッテリ(共に図示せず)の状態を監視し、検出・監視される各種情報に基づいて、後述するエンジン1の制御、図示しないインバータを介してのモータA2,B4の駆動及び上記各バッテリの充電制御、CVT5の変速比や供給油圧の制御等を行う。また、制御装置15には、車速、エンジン回転数、バッテリ充電状態等の車両の運転状態を表示する各種メータ類や、異常発生時にドライバに警告するためのウォーニングランプ等からなる表示器類が接続されている。
【0023】
また、上記制御装置15では、予め定めておいた各条件を判断し、ISC(アイドル回転数制御)弁、或いはスロットル弁開度等を制御してエンジン1をアイドル制御(通常のアイドル制御)し、或いは、後述するアイドル停止制御のプログラムに移行して、車両の運転状態により、通常のアイドル運転、アイドル時のエンジン運転を燃料カットにより停止するアイドル停止、エンジン1は停止してモータA2を回転させるモータA2によるアイドル運転の何れかを選択して行う。すなわち、上記制御装置15は、アイドル停止手段としての機能を有している。
【0024】
具体的には、上記制御装置15は、12Vバッテリ電圧検出器21により検出した12Vバッテリの端子電圧から得られる12Vバッテリ充電量、アクセルペダルセンサ(APS)22により検出したアクセルペダルの踏み込み量から得られるアクセル開度θ、ブレーキスイッチ23によるブレーキのON(ブレーキペダル踏み込み)/OFF(ブレーキペダル解放)、SOC検出器24により得られるメインバッテリの出力電圧、出力電流、及びバッテリ温度に基づくメインバッテリ残存容量(SOC)、車速センサ25で検出する車速V、エアコンスイッチ26からのエアコンのON(運転)/OFF(停止)等の条件を判定する。
【0025】
この判定は、例えば、12Vバッテリ充電量が十分、アクセル開度θが0、ブレーキがON、メインバッテリのSOCが50%以上、車速Vが0、エアコンがOFFの全ての条件が成立する場合にアイドル停止制御に移行し、上記条件の何れか1つでも成立しない場合には通常のアイドル制御を実行する。
【0026】
そして、各条件が成立し、上記アイドル停止制御への移行が可能と判断した場合には、図2のフローチャートに示す如く実行される。まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、冷却水温が予め実験などによりオーバーヒート傾向になると判断して設定された値(例えば、100℃)より低いか否か判定し、冷却水温が100℃より低い場合はS102に進んで、通常のアイドル停止、すなわち、アイドル時のエンジン運転を燃料カットにより停止する。
【0027】
また、上記S101で冷却水温が100℃以上と判定した際には、冷却水は高温でエンジン1はオーバーヒートの傾向であるため、S103に進み、冷却水温高温警報を作動して水温警報ランプ31を点灯し、S104へと進む。
【0028】
S104では、メインバッテリのSOCが、残存量として充分と判断される所定値(例えば、80%)より多く残存しているか否か判定し、80%より多く残存している場合はS105に進み、冷却水循環用のウォーターポンプを駆動させてエンジン1の冷却を確保できる回転数にモータA2を回転させるとともに、エンジン運転を燃料カットにより停止し、燃費の向上を図る。また、上記S104で、メインバッテリのSOCが、80%以下の場合はS106に進み、エンジン1を運転して通常のアイドル回転を行う。
【0029】
すなわち、アイドル領域でのエンジン1の運転は、効率が良いものではないため、メインバッテリのSOCが十分にあれば、エンジン1を停止してモータA2を回転させて効率よくエンジン1の冷却水循環用のウォーターポンプを駆動させ、エンジン1を冷却するのである。
【0030】
このように、本実施の第1形態によれば、エンジンとモータとを搭載するハイブリッド車で、エンジン1の冷却水温が予め設定しておいた値を超えている場合は、エンジン運転又はモータ回転によりエンジン1の冷却水循環を継続させ、エンジン1の冷却を継続するようになっているため、エンジン1が高温となりオーバーヒート傾向となった際には、エンジンを適切に冷却することが可能となっている。
【0031】
また、エンジン1が高温となりオーバーヒート傾向となった際の、エンジン1の冷却水の循環は、メインバッテリのSOCが十分にあれば、エンジン1を停止してモータA2を回転させて行われるので、効率よくエンジン1の冷却水循環用のウォーターポンプを駆動させ、エンジン1を冷却することができる。
【0032】
次に、図3は本発明の参考例によるアイドル停止制御ルーチンのフローチャートである。尚、本参考例は、前記実施の第1形態のようなハイブリッド車以外の、エンジンを主要駆動源とする車両を例にしたものである。このため、車両の構成は、モータ及びメインバッテリ関連の各部品のない構成となっており、上記実施の第1形態と共通の部品には同一の符号を記して説明する。
【0033】
そして、アイドル停止制御は、図3のフローチャートに示す如く実行される。まず、S201で、エンジン1の冷却水温が予め設定しておいた値(例えば、100℃)より低いか否か判定し、冷却水温が100℃より低い場合はS202に進んで、通常のアイドル停止、すなわち、アイドル時のエンジン運転を燃料カットにより停止する。
【0034】
また、上記S201で冷却水温が100℃以上と判定した際には、エンジン1の冷却水は高温でエンジン1はオーバーヒートの傾向であるため、S203に進み、冷却水温高温警報を作動して水温警報ランプ31を点灯し、S204へと進んで、エンジン1を運転して通常のアイドル回転を行い、エンジン1の冷却水循環用のウォーターポンプを駆動させ、エンジン1の冷却を確保する。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、車両が、発電機兼用のモータ或いは発電機及び走行用モータとエンジンとを搭載するもので、モータ駆動力によるエンジン冷却水の循環とエンジン駆動力によるエンジン冷却水の循環とが切換自在な車両である場合、アイドル時のエンジン運転を停止する際、エンジンの冷却水温が予め設定しておいた値を超えている場合は、モータのバッテリ残量に応じてモータ駆動力による冷却水の循環とエンジン駆動力による冷却水の循環とを切り換えるようにすれば、エンジン高温下におけるアイドル時の冷却水の循環を、より効率よく行うとともに、アイドル停止領域を拡大することで燃費の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態による、ハイブリッド車の駆動制御系の構成説明図
【図2】同上、アイドル停止制御ルーチンのフローチャート
【図3】 本発明の参考例による、アイドル停止制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
1 エンジン
2 モータA
4 モータB
5 CVT
15 制御装置(アイドル停止手段)
21 12Vバッテリ電圧検出器
22 APS
23 ブレーキスイッチ
24 SOC検出器
25 車速センサ
26 エアコンスイッチ
27 冷却水温センサ
31 水温警報ランプ
Claims (1)
- 車両の運転状態に応じてアイドル時のエンジン運転を停止するアイドル停止手段を備え、発電機兼用のモータ或いは発電機及び走行用モータと共に搭載するエンジンのアイドル制御装置において、
上記アイドル停止手段は、上記エンジンの冷却水温が予め設定した値を超えており、バッテリ残量が所定値以下である場合は、アイドル停止を禁止して、エンジン駆動による冷却水の循環とし、上記エンジンの冷却水温が予め設定した値を超えており、バッテリ残量が所定値より大きいときは、アイドル停止を許可して、モータ駆動による冷却水の循環とすることを特徴とするエンジンのアイドル制御装置。
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