JP5395846B2 - アイドリングストップシステムおよびアイドリングストップの方法 - Google Patents
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VSA(登録商標:Vehicle Stability Assist)に代表される車両制御ECUは、アイドリングストップからスタータモータでエンジンを始動時、供給される電源電圧が低下する。なお、VSAとはESC(Electlic Stability Control)の別称であり、車輪のロックを防止しブレーキ力を維持するABS(Antilock Brake System)と、車輪の空転を防止するTCS(Traction Control System)と、スピン検出のヨー制御とを組み合わせた制御である。
例えば、電源電圧の定格が12Vの場合に10V以下に低下したとき、直ちに坂道発進の後ずさりを防止するヒルスタートアシストなどの車両制御機能を停止していた。
これは、10V以下の低電圧時には制御できない機能が発生するため、一律に全ての制御(ABS、VSA、ヒルスタートアシストなど)を機能停止するものである。
他方、アイドリングストップ付き車両では、演算部であるブレーキECUに別電源にて電源を供給した場合には、エンジン始動時にも正常に演算可能である。しかし、別電源を使用するため、コスト上昇の起因となる。
第5の本発明に関わるアイドリングストップの方法は、第1の本発明のアイドリングストップシステムを実現する方法である。
また、作動条件の最低限界電圧を低下させるので供給される電圧が低下した際にも支障なく制御が行える。
また、不完全な状態で制動力保持が実行されることにより、原動機停止状態での車両の移動などが発生することを防止できる。
第6の本発明に関わるアイドリングストップの方法は、第2の本発明のアイドリングストップシステムを実現する方法である。
また、作動条件の最低限界電圧を低下させるので供給される電圧が低下した際にも支障なく制御が行える。
また、雰囲気温度や原動機の油温などの原動機の温度状態に基づき電圧降下を予測して条件を緩和するため、特に低温時など条件を緩和することで制御の不具合を未然に防止できる。
第7の本発明に関わるアイドリングストップの方法は、第3の本発明のアイドリングストップシステムを実現する方法である。
第8の本発明に関わるアイドリングストップの方法は、第4の本発明のアイドリングストップシステムを実現する方法である。
図1は、本発明に係る実施形態の車両1のブレーキの構成を示す概念的斜視図である。
実施形態の四輪等の車両1は、信号待ち時、渋滞時などに停止した際、エンジン4(図2参照)を止めるアイドリングストップ機能を装備する車両である。
車両1の前方には、車両1の駆動輪かつ進行方向を変える操舵輪である右前輪2rおよび左前輪2lを備えており、車両1の後方には、右後輪3rおよび左後輪3lを備えている。
車両1の前方には、エンジン4(図2参照)が配設されており、エンジン4は、図示しない変速機、差動歯車装置などの動力伝達装置を介して、右前輪2rおよび左前輪2lに駆動力を付与する。
車両1内に着座した運転者の足元には、エンジン4の回転速度を高めるアクセルペダルp1が配置されている。アクセルペダルp1近傍には、アクセルペダルp1の踏み込み(操作)量を検出するアクセル開度センサs2が設けられている。
車両1の内部には、運転者がブレーキペダルp2を踏み込む(操作する)ことで、右・左前輪2r、2lおよび右・左後輪3r、3lにブレーキ液圧を用いて制動力(ブレーキ力)を付与する液圧制動装置Yが備わっている。
図2は、車両1のアイドリングストップに係る制御系Sを示すブロック図である。なお、図2では、車両1のアイドリングストップ以外のその他の制御系は省略して示している。
車両1は、エンジン4を始動したり、液圧ユニットY3の後記のレギュレータバルブv1などのアクチュエータや、エンジン制御ECU(4E)、ブレーキ制御ECU(6)などに電源電圧を供給するバッテリ5を備えている。
具体的には、CPU作動用の電源として、ブレーキ制御ECU(6)に、DC/DCコンバータなどの補助電源7を介して所定電圧が印加される。なお、補助電源7は、エンジン制御ECU(4E)からの補助電源供給指令により作動される。
また、アクチュエータ作動用として、バッテリ5からはブレーキ制御ECU(6)に、液圧制動装置Yの後記のアクチュエータ(ポンプp、レギュレータバルブv1など)に印加されるアクチュエータ電源電圧Avが供給される。
そのため、前記したバッテリ5や、エンジン4のクランクシャフトに接続されるロータを有する発電機4hが備わり、発電機4hで発電した電力がバッテリ5に蓄電される。
図3(a)は、坂道slを登る車両1が途中で停止し、ヒルスタートアシスト制御が行われ発進する動作を示す側面図であり、図3(b)は、ヒルスタートアシスト制御の過程におけるキャリパ液圧、アクセル開度等の状態を示す図である。
ここで、第1系統と第2系統とは同様な構成であるから第1系統についての説明を行い、第2系統の説明は省略する。つまり、図4〜図6では、第2系統の図示を省略して示している。
同様に、右後輪3rのブレーキ3r1には、ホイールシリンダY6が配設されており、ブレーキペダルp2の操作量が、ホイールシリンダY6のブレーキ液圧として変換され、右後輪3rが制動される構成である。
レギュレータバルブv1と、左前輪2lのブレーキ2l1に配設されるホイールシリンダY5との間には、ノーマルオープンタイプの第1インバルブv2が設けられている。第1インバルブv2は、閉指令がブレーキ制御ECU(6)から出力された場合に限り閉弁する。
また、左前輪2lのホイールシリンダY5へのブレーキ液圧を保持したり、開放するためのノーマルクローズドタイプの第1アウトバルブv3が設けられている。第1アウトバルブv3は、通常、閉弁されており、左前輪2lがロックした場合などにブレーキ制御ECU(6)から開指令が出力されたときに限り開弁する。
そして、第2インバルブv5に並列に、右後輪3rのブレーキ3r1のホイールシリンダY6へのブレーキ液の流入を阻止する第2チェックバルブv7が設けられている。
左前輪2lの第1アウトバルブv3および右後輪3rの第2アウトバルブv6の下流には、リザーバr1が設けられており、第1・第2アウトバルブv3、v6が開弁された際、液圧を逃す機能を果たす。
ポンプpは、リザーバr1に貯留されるブレーキ液を吸入し、オリフィスo1側に吐出し、リザーバr1によるブレーキ液圧の吸収によって減圧されたブレーキ液圧を回復する。オリフィスo1はブレーキ液圧の脈動を減衰させる。
第4チェックバルブv9は、レギュレータバルブv1に並列に配設されており、マスターシリンダY1からホイールシリンダY5、Y6へのブレーキ液の流入を許容する一方、ホイールシリンダY5、Y6からマスターシリンダY1へのブレーキ液の逆流を阻止する。第4チェックバルブv9により、ヒルスタートアシスト制御でレギュレータバルブv1が閉弁された際、ホイールシリンダY5、Y6のブレーキ液圧が開放されることが阻止される。
車両1の通常走行時には、運転者はブレーキペダルp2を踏まないので、図4に示すように、液圧制動装置Yの液圧配管Y0、Y2内のブレーキ液のブレーキ液圧は低く、ホイールシリンダY4、Y5、Y6、Y7からそれぞれブレーキ2r1、2l1、3r1、3l1に制動力は印加されない。
同時に、右前輪2r、左後輪3lも、左前輪2l、右後輪3rと同様な動作で制動される。
そして、マスタ圧センサs4で検出される図3(b)に示すキャリパ液圧e2が液圧e1にまで低下すると、ブレーキ制御ECU(6)からレギュレータバルブv1に閉信号(駆動電流)を送り閉弁し、図6の太線に示すように、ホイールシリンダY5、Y6に印加される液圧を液圧e1に保持する。この際、キャリパ液圧(ブレーキ液圧)が液圧e1に不足する場合には必要に応じてポンプpを稼働し、キャリパ液圧を液圧e1に維持する。
こうして、図4に示すように、ホイールシリンダY4〜Y7に印加されるキャリパ液圧を低下させ、右・左前輪2r、2lおよび右・左後輪3r、3lの制動を解除し、ヒルスタートアシスト制御を停止する。
例えば、後記の電圧条件V0が10V未満では、ヒルスタートアシスト制御の機能が停止するように、制御の制限(電圧条件)を課している。
車両1のアイドリングストップに係る制御は、エンジン制御ECU(4E)がメインに、ブレーキ制御ECU(6)とCANを介して通信し、行われる。
図7は、車両1のヒルスタートアシスト制御を有するアイドリングストップ制御の緒元を示すタイムチャートである。図7の横軸は時間を示し、縦軸はアクチュエータ電源電圧Av、エンジン回転速度n、エンジン始動予告信号を示す。
図8は、車両1のヒルスタートアシスト制御を有するアイドリングストップ制御のフローを示す図である。
図8のS101の判定は、図7の時刻t0〜t1のアイドリングストップ中、継続して行われる。
アクチュエータ電源電圧Av(バッテリ5の電圧)が図7のI/S禁止上限ライン以下かつI/S禁止下限ライン以上の電圧である場合(S101でYes)、アイドリングストップが開始され、エンジン制御ECU(4E)がエンジン4を停止する(S102)。
そして、エンジン制御ECU(4E)はI/S(アイドリングストップ)の終了条件が有るか否か監視する(S103)。
一方、I/S(アイドリングストップ)の終了条件がある場合(図7の時刻t1)(S103でYes)、エンジン制御ECU(4E)は、エンジン自動復帰の予告を、ブレーキ制御ECU(6)に送信されるエンジン始動予告信号をOFFからON(再始動予告信号)に変更してブレーキ制御ECU(6)に送信することで、ブレーキ制御ECU(6)に通知する(図7の時刻t1)(S104)。
ところが、電圧条件V1に変更されると、アクチュエータ電源電圧Avが電圧条件V1を下回らない限り、ヒルスタートアシスト制御に用いるレギュレータバルブv1やポンプpなどのアクチュエータへの電源供給が停止されない。従って、電圧条件V0を電圧条件V1に変更することで、アクチュエータ電源電圧Avが電圧条件V0を下回っても電圧条件V1を下回らない限り、ヒルスタートアシスト制御に用いるレギュレータバルブv1やポンプpなどのアクチュエータへの電源供給が停止されない。従って、電圧条件V0を電圧条件V1に変更することで、アクチュエータ電源電圧Avが電圧条件V0を下回っても電圧条件V1を下回らない限り、図示しないインパネにアラームが発せられたり、レギュレータバルブv1やポンプpなどのアクチュエータへの電源供給が停止されることがない。
本構成により、低電圧下でもヒルスタートアシスト制御が実施されることとなる。
また、同様にこのときブレーキ制御ECU(6)が実施する他ECUとのCAN通信途絶診断において、異常判定条件を緩和(即ち、途絶許容時間を延長あるいは診断を停止)するように構成する。
なお、本実施形態と異なり、INバルブの第1・第2インバルブv2、v5およびOUTバルブの第1・第2アウトバルブv3、v6の通電が必要な場合には、INバルブの第1・第2インバルブv2、v5およびOUTバルブの第1・第2アウトバルブv3、v6を含めての制御とする。
なお、本実施形態において、最初にバッテリ電圧を判定するよう構成したが、エンジン自動復帰の予告通知を受けた時点にて再度バッテリ電圧の判定をするよう構成してもよい。
エンジン4の回転速度が、エンジン4が自ら始動できる所定値に達すると(図7の時刻t3)、バッテリ5からの始動装置への通電が停止され、マグネットスイッチへの通電が停止され、スタータモータの軸に取着されたピニオンギアがエンジン4のフライホイールから離隔するとともに、スタータモータへの通電が停止される。
以上が、図8に示す車両1のヒルスタートアシスト制御を有するアイドリングストップ制御の流れである。
そこで、ブレーキ制御ECU(6)にエンジン4の環境状態を判定する原動機環境状態判定手段と、アクチュエータ電源電圧Avの電圧条件の緩和度合いを変更する緩和度合い変更手段とを備えることが望ましい。
このように、低温時にスタータモータの負荷量が大きくなり、バッテリ5から供給されるアクチュエータ電源電圧Avの電圧降下量が大きくなることから、予め、車両1の環境に応じて、アクチュエータ電源電圧Avの作動条件の緩和を行うとよい。
なお、緩和度合い変更手段は、原動機環境状態判定手段で予測した電圧降下が小さいと予測した場合には、アクチュエータ電源電圧Avの作動条件の緩和度合いを小さくする方に変更してもよい。例えば、電圧条件V1を電圧条件V0に近くなるように変更する。
図9の時刻t2で、スタータモータでエンジン4が自動復帰されると、バッテリ5の電圧が大きく消費されるため、アクチュエータ電源電圧Avの降下が生じる。
電圧低下量信号Vsは、エンジン回転速度nが上昇するに従い、図2に示す発電機4hにより電力がバッテリ5に蓄電されるので、アクチュエータ電源電圧Avが上昇するため、その大きさが減少する。
レギュレータバルブv1に印加される電圧(アクチュエータ電源電圧Avに対応)の上昇に従い保持可能圧が上昇するが、所定電圧Vgに至るとレギュレータバルブv1は飽和磁束密度に達することから、物理的または機械的に保持可能圧は一定となる。
本システム構成下において、エンジン制御ECU(4E)はエンジン4の自動復帰の予告をエンジン始動予告信号で通知し(図7の時刻t1でエンジン始動予告信号がオン)、ブレーキ制御ECU(6)はエンジン4の自動復帰の情報を受信する。
これにより、アイドリングストップからの自動復帰時にも、演算部のブレーキ制御ECU(6)は正常に演算でき、なおかつヒルスタートアシストも正常に機能できる。
また、前記したように、エンジン4の自動復帰時に電圧低下量を予測し低下量を通知することで、それに応じて、電圧−保持可能液圧マップをもとに、制御量の制限も可能である。
また、前記実施形態では、車両1として四輪を例示して説明したが、貨物自動車などのその他の車両でもよく、本発明を適用可能な車両であれば、例示した四輪以外の車両にも幅広く適用できる。
4 エンジン(原動機)
4E エンジン制御ECU(原動機制御装置、電源状態監視手段)
5 バッテリ(電源)
6 ブレーキ制御ECU(制動制御装置、作動条件緩和手段、原動機環境状態判定手段、緩和度合い変更手段)
p ポンプ(アクチュエータ)
p2 ブレーキペダル
v1 レギュレータバルブ(アクチュエータ)
Claims (8)
- 車両の走行停止状態において原動機を停止および再始動するアイドリングストップシステムであって、
ブレーキペダルの操作によって発生した制動力を少なくとも一時的に保持する制動力保持制御を実行する制動制御装置と、
前記ブレーキペダルの操作中において、所定の再始動条件が成立した際に停止中の前記原動機を再始動する原動機制御装置と、
前記原動機の再始動に先立って、前記制動力保持制御に係るアクチュエータに印加されるべく供給される電圧に関しての当該制動力保持制御を遂行する作動条件の最低限界電圧を一時的に低下させ、前記作動条件を一時的に緩和する作動条件緩和手段と、
前記車両の電源の電圧状態を監視する電源状態監視手段とを備え、
前記電源状態監視手段は、前記電圧状態から前記制動制御装置による制動力保持が不能となる可能性があると判定した際には前記原動機の停止および再始動を禁止する
ことを特徴とするアイドリングストップシステム。 - 車両の走行停止状態において原動機を停止および再始動するアイドリングストップシステムであって、
ブレーキペダルの操作によって発生した制動力を少なくとも一時的に保持する制動力保持制御を実行する制動制御装置と、
前記ブレーキペダルの操作中において、所定の再始動条件が成立した際に停止中の前記原動機を再始動する原動機制御装置と、
前記原動機の再始動に先立って、前記制動力保持制御に係るアクチュエータに印加されるべく供給される電圧に関しての当該制動力保持制御を遂行する作動条件の最低限界電圧を一時的に低下させ、前記作動条件を一時的に緩和する作動条件緩和手段と、
前記原動機の温度状態を判定する原動機環境状態判定手段と、
前記原動機環境状態判定手段の判定した温度状態に基づき前記最低限界電圧の低下の緩和度合いを変更する緩和度合い変更手段とを
備える
ことを特徴とするアイドリングストップシステム。 - 前記原動機制御装置は、前記原動機の再始動に先立って前記制動制御装置に再始動予告信号を送信するとともに、前記再始動の完了後に前記制動制御装置に始動完了信号を送信し、
前記制動制御装置は、前記再始動予告信号の受信を契機に前記作動条件緩和手段により作動条件の緩和を実行し、
前記始動完了信号を受信した場合には前記作動条件の緩和を終了して通常の前記作動条件に復帰する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアイドリングストップシステム。 - 前記制動制御装置は、前記作動条件の緩和と同時に実行可能な制御モードを制限する
ことを特徴とする請求項3に記載のアイドリングストップシステム。 - 車両の走行停止状態において原動機を停止および再始動するアイドリングストップの方法であって、
前記原動機の再始動に先立って、前記車両の制動を制御する制動制御装置のアクチュエータに印加されるべく供給される電圧に関しての制動力保持制御を遂行する作動条件の最低限界電圧を一時的に低下させ、前記作動条件が一時的に緩和される過程と、
ブレーキペダルの操作によって発生した制動力を少なくとも一時的に保持する制動力保持制御が実行される過程と、
前記車両の電源の電圧状態が監視される過程と、
前記電圧状態から前記制動制御装置による制動力保持が不能となる可能性があると判定された際には前記原動機の停止および再始動が禁止される過程と、
前記ブレーキペダルの操作中において、所定の再始動条件が成立した際に停止中の前記原動機が再始動される過程とを
含んで成るアイドリングストップの方法。 - 車両の走行停止状態において原動機を停止および再始動するアイドリングストップの方法であって、
前記原動機の温度状態が判定される過程と、
前記判定された温度状態に基づき、前記車両の制動を制御する制動制御装置のアクチュエータに印加されるべく供給される電圧に関しての制動力保持制御を遂行する作動条件の最低限界電圧が変更される過程と、
前記原動機の再始動に先立って、前記最低限界電圧を一時的に低下させ、前記作動条件が一時的に緩和される過程と、
ブレーキペダルの操作によって発生した制動力を少なくとも一時的に保持する制動力保持制御が実行される過程と、
前記ブレーキペダルの操作中において、所定の再始動条件が成立した際に停止中の前記原動機が再始動される過程とを
含んで成るアイドリングストップの方法。 - 前記原動機の再始動に先立って前記制動制御装置に再始動予告信号が送信される過程と、
前記制動制御装置は、前記再始動予告信号の受信を契機に前記作動条件の緩和を実行する過程と、
前記再始動の完了後に前記制動制御装置に始動完了信号が送信される過程と、
前記制動制御装置が前記始動完了信号を受信した場合には前記作動条件の緩和を終了して通常の前記作動条件に復帰させる過程とを
含むことを特徴とする請求項5または請求項6に記載のアイドリングストップの方法。 - 前記制動制御装置が前記作動条件の緩和と同時に実行可能な制御モードを制限する過程を含む
ことを特徴とする請求項7に記載のアイドリングストップの方法。
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