JP5857813B2 - アイドリングストップ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アイドリングストップ制御装置に関するものである。
車両のアイドリングストップ制御装置において、車両ドアが開いている場合はアイドリングストップの実行を中止し（エンジン駆動継続）、アイドリングストップを実行中に車両ドアが開いた場合は直ちにアイドリングストップの実行を解除する（エンジン再始動）ことにより、乗降中におけるエンジンの再始動を回避しつつ、エンジン停止にともなうバッテリ消費などの不都合を回避するものが知られている（特許文献１）。
特開２０１１−１０６３５７号公報
しかしながら、上記従来の制御方法では車両ドアが開くとエンジンが駆動状態になるので、折角のアイドリングストップ制御が有効に機能しないという問題がある。また、車両ドアが開いたところで降車するものとみなし、アイドリングストップからの自動復帰（エンジン再始動）が行なわれない様にアイドリングストップ制御を中止する（強制エンジンストール状態に遷移させる）場合もあるが、実際には降車しないにも関わらず自動復帰が行なわれなくなって、いちいちキー操作による始動が必要になって不便である。
本発明が解決しようとする課題は、アイドリングストップ制御をより有効に機能させ得るアイドリングストップ制御装置を提供することである。
本発明は、車両ドアが開状態で運転席シートベルトが装着状態の場合又は車両ドアが閉状態で運転席シートベルトが非装着状態の場合にエンジンの再始動条件を満たしたときはエンジンの再始動を許可する一方で、車両ドアが開状態で運転席シートベルトが非装着状態の場合には、エンジンの再始動条件を満たした場合であってもエンジンの再始動を禁止することによって上記課題を解決する。
車両ドアが開状態で運転席シートベルトが装着状態又は車両ドアが閉状態で運転席シートベルトが非装着状態の場合は、運転者の降車というよりむしろ一時的乃至暫定的な動作と判断することができ、これに対して車両ドアが開状態で運転席シートベルトが非装着状態の場合は運転者の降車状態と判断することができる。このため本発明では、前者の場合はエンジンの再始動を許可し、後者の場合はエンジンの再始動を禁止するので、一時的乃至暫定的に車両ドアの開閉や運転席シートベルトの取り外しを行ってもアイドリングストップ状態は維持される。その結果、アイドリングストップ制御をより有効に機能させることができる。
本発明の一実施の形態を適用したアイドリングストップシステムを示すブロック図である。 図１のアイドリングストップシステムにおいて、アイドリングストップ中に車両ドアが開いたり運転席シートベルトが外れたりした場合の制御手順を示すフローチャートである。 図１のアイドリングストップシステムにおいて、アイドリングストップ中に再始動要求信号が入力された場合の制御手順を示すフローチャートである。 図１のアイドリングストップシステムの制御タイムチャートで（第１のケース：エンジン停止状態でシートベルトを脱着したのちクラッチを踏込むとエンジンが再始動するケース，実線が実施例、点線は比較例）である。 図１のアイドリングストップシステムの制御タイムチャート（第２のケース：エンジン停止状態でシートベルトを脱着したのちクラッチを踏込むまでに所定時間が経過すると、エンジンの再始動が禁止されるケース，実線が実施例、点線は比較例）である。 図１のアイドリングストップシステムの制御タイムチャート（第３のケース：エンジン停止状態でシートベルトを外し且つ車両ドアを開けた場合は、エンジンの再始動が禁止されるケース，実線が実施例、点線は比較例）である。 図１のアイドリングストップシステムの制御タイムチャート（第４のケース：エンジン停止状態でシートベルトを脱着したのちシステムから再始動要求があってもクラッチを踏込まない限りエンジンの再始動が禁止されるケース，実線が実施例、点線は比較例）である。
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るアイドリングストップ制御装置を適用したアイドリングストップシステム１を示すブロック図であり、本発明に係るアイドリングストップ制御装置は内燃機関２１（以下、エンジン２１とも言う）を搭載する、ハイブリッド車両を含む車両に適用することができる。以下においては、マニュアルトランスミッションＭＴを搭載した車両について説明するが、オートマティックトランスミッションを搭載した車両にも適用することができる。
エンジン２１は、エンジンコントロールユニット１１（以下、ＥＣＵＡ１１と略すこともある）により制御され、運転者がイグニッションキースイッチ１７をＯＮすると、ＥＣＵＡ１１を介してスタータモータ２２が駆動し、これによりエンジン２１がクランキングを経て始動する。スタータモータ２２やその他車載電装機器はバッテリ２３からの電力で作動する。バッテリ２３に流れる電流は電流センサ２４（電圧センサでもよい）により検出され、これに基づいてエンジンコントロールユニット２５（以下、ＥＣＵＥ２５と略すこともある）にてバッテリ２３の電力残量が演算される。このＥＣＵＥ２５は、後述する通常のアイドリングストップ状態においてバッテリ２３の残量が所定値以下になると、アイドリングストップ中であってもエンジン２１を再始動させるための要求指令を出力する。なお、エンジンコントロールユニット２８（以下、ＥＣＵＢ２８と略すこともある）は、空気調和装置の冷房サイクルに含まれるコンプレッサ２９を制御するものであり、コンプレッサ２９のクラッチを入切するが、空気調和装置のエバポレータの温度が所定値より上昇するとコンプレッサ２９を駆動して空調温度を低下する必要がある。このため、このような状態になるとＥＣＵＡ１１に対してエンジン２１の再始動の要求指令を出力する。
本例のアイドリングストップ制御装置は、ＥＣＵＡ１１と、運転席シートベルトスイッチ１２と、車両ドアスイッチ１３と、第１クラッチスイッチ１４と、第２クラッチスイッチ１５と、ニュートラルスイッチ１６と、告知ランプ１８と、を備える。
運転席シートベルトスイッチ１２は、運転席に設けられたシートベルトの着脱を検知し、当該シートベルトが装着状態にあるか、非装着状態にあるかの検出信号を、エンジンコントロールユニット２６（以下、ＥＣＵＣ２６と略すこともある）に出力する。ＥＣＵＣ２６は、この検出信号を、ＣＡＮ通信網２８を介してＥＣＵＡ１１に出力する。シートベルトの着脱状態は、たとえばシートベルトのファスナー部に設けられたセンサにて検出することができる。
車両ドアスイッチ１３は、限定はされないが、本例では運転席側の車両ドアの開閉状態を検知し、当該車両ドアが開状態にあるか、閉状態にあるかの検出信号をエンジンコントロールユニット２７（以下、ＥＣＵＤ２７と略すこともある）に出力する。必要に応じて運転席側の車両ドア以外の車両ドアに適用してもよい。ＥＣＵＤ２７は、車両ドアの検出信号を、ＣＡＮ通信網２８を介してＥＣＵＡ１１に出力する。車両ドアの開閉状態は、たとえば車体のドア開口部に設けられたセンサにて検出することができる。
第１クラッチスイッチ１４は、クラッチペダルの踏込み状態を検知し、当該クラッチペダルが浅く踏まれている状態か、踏まれていない状態かの検出信号をＥＣＵＡ１１に出力する。これに対して、第２クラッチスイッチ１５は、同じくクラッチペダルの踏込み状態を検知するが、当該クラッチペダルが深く踏まれているか、そうでないかの検出信号をＥＣＵＡ１１に出力する。これら第１クラッチスイッチ１４と第２クラッチスイッチ１５は、ともにクラッチペダル機構に設けられたセンサにて構成することができ、第１クラッチスイッチをＨｉｇｈ側クラッチスイッチ、第２クラッチスイッチ１５をＬｏｗ側クラッチスイッチともいう。第１クラッチスイッチ１４は、クラッチペダルが高い位置（クラッチペダルの踏込みが浅い位置であってクラッチが完全に切れない位置）で検知するのに対し、第２クラッチスイッチ１５はクラッチペダルが低い位置（クラッチペダルの踏込みが深い位置であってクラッチが完全に切れる位置）で検知するからである。
なお、第１クラッチスイッチ１４は、アイドリングストップ状態からエンジン２１を再始動する際にクラッチペダルの踏込み操作を再始動条件にしたために設けられたスイッチであり、ニュートラルポジションからクラッチペダルを踏込んでシフトレバーを第１速等に入れる操作をトリガにしてエンジン２１を再始動するためである。したがって、再始動の際は第１クラッチスイッチ１４の検出信号とシフトレバーのニュートラル位置信号とを組み合わせた条件にて判断する。このとき第２クラッチスイッチ１５を用いることもできるが、第１クラッチスイッチ１４を用いて浅い位置で検知した方がエンジン２１の再始動までの時間が短時間になるというメリットがある。
これに対して、第２クラッチスイッチ１５も、アイドリングストップ状態からエンジン２１を再始動する際にクラッチペダルの踏込み操作を再始動条件にしたために設けられたスイッチであるが、第２クラッチスイッチ１５の場合は、アイドリングストップ状態の際にシフトレバーをニュートラルに入れずに、他の段に入れてクラッチペダルを踏んだ状態で待機する場合を想定したものである。
告知ランプ１８は、アイドリングストップ状態においてクラッチペダルの踏込み操作によりエンジン２１の再始動が許可される第１の表示と、アイドリングストップ状態においてクラッチペダルの踏込み操作によってはエンジン２１の再始動が許可されず、イグニッションキースイッチ１７による再始動を必要とする第２の表示とを行う。告知ランプ１８は、たとえばＬＥＤランプなどで構成することができ、第１の表示は緑色に点灯し第２の表示は赤色に点灯して、それぞれ運転者にその旨を喚起する。
次に本例のアイドリングストップ制御について説明する。
図２は、アイドリングストップ条件が成立してエンジン２１がアイドリングストップ状態になった場合において、当該アイドリングストップ中に、車両ドアが開閉したり運転席シートベルトが脱着されたりした場合の制御内容を示す。なお、アイドリングストップ条件とは、運転中のエンジンを一時的に停止させるための条件であり、たとえばエンジン回転速度が所定値以下で、シフトポジションがニュートラル又はクラッチペダルが踏込まれている場合（又はこれに加えてフットブレーキが踏み込まれている場合）に、アイドリングストップ条件が満たされる。
まずステップＳ２１では、エンジン２１がアイドリングストップ中か否かを判断し、アイドリングストップ中である場合はステップＳ２２へ進み、そうでない場合は当該処理を終了する。ステップＳ２２では、車両ドアの開閉状態を車両ドアスイッチ１３により検出し、車両ドアが閉状態の場合はステップＳ２３へ進み、開状態の場合はステップＳ２５へ進む。
ステップＳ２３では、運転席シートベルトの装着状態を運転席シートベルトスイッチ１２により検出し、運転席シートベルトが装着状態の場合はステップＳ２４へ進み、非装着状態の場合はステップＳ２５へ進む。
ここで、ステップＳ２２にて車両ドアが閉状態であり、ステップＳ２３にて運転席シートベルトが装着状態である場合には、ステップＳ２４にて、通常のアイドリングストップ制御を継続する。図４は、本例のアイドリングストップシステム１の制御タイムチャートであり、この状態は同図の時間ｔ０〜ｔ２に相当する。すなわち、時間ｔ１の直前にクラッチペダルが踏込まれ、シフトポジションがニュートラルに切り換わり、時間ｔ１にてエンジン回転速度が所定値以下になったのでアイドリングストップ条件が成立し、当該時間ｔ１にて通常のアイドリングストップ制御に移行し、時間ｔ２においてエンジン２１が停止する。また、アイドルストップ条件が成立した時間ｔ１において告知ランプ１８が緑色に点灯し、クラッチペダルの踏込み操作によりエンジン２１の再始動が可能である旨を喚起する。車両ドアが閉状態で運転席シートベルトが装着状態の場合は、この状態を維持する。
ステップＳ２５では、車両ドアが開状態の場合か、又は運転席シートベルトが非装着状態の場合の少なくともいずれか一方の場合に仮アイドリングストップ状態に遷移する。そして、ステップＳ２６にて、車両ドアが開状態で且つ運転席シートベルトが非装着であるか否かを判断し、車両ドアが開状態で且つ運転席シートベルトが非装着である場合はステップＳ２９へ進み、強制エンジンストール状態に遷移する。車両ドアが開状態で且つ運転席シートベルトが非装着でない場合、すなわち一方しか成立していない場合はステップＳ２７へ進み、タイマーをカウントアップして所定時間の経過を判断する。所定時間が経過していない場合はステップＳ２８に進み、仮アイドリングストップ状態を継続し、次のルーチンに移行する。
ステップＳ２５にて仮アイドリングストップ状態に遷移した場合に、車両ドアが開状態の場合か、又は運転席シートベルトが非装着状態の場合のいずれか一方の場合というのは、たとえば有料道路の料金所にて通行料を支払うために一時的に運転席シートベルトを外した場合や、後部座席の荷物を取るために一時的に運転席シートベルトを外した場合や、何らかの理由で一時的乃至暫定的に車両ドアを開いた場合などが該当すると考えられるので、本例では、即座にアイドリングストップ制御を解除してエンジン２１を再始動するのではなく、所定時間だけその後の様子を見ることとしている。
この状態は図４の制御タイムチャートの時間ｔ３〜ｔ５に相当する。すなわち、アイドリングストップ中である時間ｔ３において運転席シートベルトが外されたのでアイドリングストップ状態（同図のＩ／Ｓ状態）が仮アイドリングストップ状態に遷移したが、所定時間が経過する前に時間ｔ４において運転席シートベルトが再び装着され、時間ｔ５においてクラッチペダルを踏込むことでエンジン２１が再始動する。これにより、従来このような場合は強制エンジンストール状態に遷移し、イグニッションキースイッチ１７をＯＮしない限りエンジン２１は再起動しなかったが、本例では車両の発進操作の一つであるクラッチペダルの踏込み操作によってエンジン２１を再始動させることができ、イグニッションキースイッチ１７のＯＮ操作の手間が省ける。
これに対して、ステップＳ２７において所定時間が経過しても車両ドアの開状態又は運転席シートベルトの非装着状態が解除されない場合には、料金の支払といった一時的乃至暫定的な動作とはもはや判断できないので、ステップＳ２９へ進んで強制エンジンストール状態に遷移する。この強制エンジンストール状態とは、クラッチペダルの踏み込みなどのアイドリングストップの解除操作によってはエンジン２１の再始動ができない状態であって、イグニッションキースイッチ１７をＯＮすることではじめてエンジン２１が再起動する状態をいう。
図５は、本例のアイドリングストップシステム１の他の制御タイムチャートであり、この状態は同図の時間ｔ３〜ｔ５に相当する。すなわち、アイドリングストップ中の時間ｔ３において運転席シートベルトが外されたのでアイドリングストップ状態（同図のＩ／Ｓ状態）が仮アイドリングストップ状態に遷移したが、時間ｔ５において運転席シートベルトが再び装着される前に、時間ｔ４において所定時間が経過したので、当該時間ｔ４においてアイドリングストップ状態をそれまでの仮アイドリングストップ状態から強制エンジンストール状態に設定する。
また、ステップＳ２６において車両ドアが開状態且つ運転席シートベルトが非装着である場合は、一時的な動作ではなく車両からの降車動作である可能性が高いので、ステップＳ２９へ進んで、それまでの仮アイドリングストップ状態から強制エンジンストール状態へ遷移する。これにより、エンジン２１の再始動条件が成立してもイグニッションキースイッチ１７をＯＮしない限り、エンジン２１は再始動しないことになる。
図６は、本例のアイドリングストップシステム１の他の制御タイムチャートであり、この状態は同図の時間ｔ３〜ｔ６に相当する。すなわち、アイドリングストップ中である時間ｔ３において運転席シートベルトが外されたので、アイドリングストップ状態（同図のＩ／Ｓ状態）が仮アイドリングストップ状態に遷移したが、時間ｔ４において車両ドアも開いたので、当該時間ｔ４にて仮アイドリングストップ状態から強制エンジンストール状態に遷移する。そして、時間ｔ５において再始動操作であるクラッチペダルを踏込んでも、強制エンジンストール状態では再始動が禁止され、時間ｔ６においてイグニッションキースイッチをＯＮしてはじめてエンジン２１が再始動する。
次に、アイドリングストップ中に再始動要求信号が入力された場合の制御手順を説明する。図３は、アイドリングストップ中に再始動要求信号が入力された場合の制御手順を示すフローチャートである。図３のステップＳ３１では、ＥＣＵＡ１１は、たとえばバッテリ２３の容量が低下したのでエンジン２１を再始動するといった再始動要求をＥＣＵＥ２５等から読み込む。ステップＳ３２では、アイドリングストップ状態が、通常のアイドリングストップ状態か否か、すなわち通常のアイドリングストップ状態か、その他の仮アイドリングストップ状態または強制エンジンストール状態かを判断する。通常のアイドリングストップ状態の場合にはステップＳ３３へ進み、一般的な再始動シーケンスを実行する。たとえば、スタータモータ２２を駆動してエンジン２１をクランキングさせて再始動する。
通常のアイドリングストップ状態でない場合はステップＳ３４へ進み、仮アイドリングストップ状態か否か、すなわち仮アイドリングストップ状態かまたは強制エンジンストール状態かを判断する。そして、強制エンジンストール状態の場合は、再始動要求があっても、イグニッションキースイッチ１７による再始動以外、エンジン２１の再始動を禁止する（図６の時間ｔ４〜ｔ６参照）。
これに対して、仮アイドリングストップ状態の場合はステップＳ３５へ進み、第２クラッチスイッチ１５のＯＮ、又はニュートラルスイッチ１６がＯＮで第１クラッチスイッチ１４がＯＮであるか否かを判断し、いずれかを満足する場合はステップＳ３３へ進んで再始動シーケンスを実行する。これに対して、いずれも満足しない場合はステップＳ３６へ進み、ＥＣＵＥ２５からの再始動要求があっても、クラッチペダルの踏込み条件を満足しない限り、エンジン２１の再始動を禁止する。
図７は、本例のアイドリングストップシステム１の他の制御タイムチャートであり、この状態は同図の時間ｔ３〜ｔ５に相当する。すなわち、アイドリングストップ中である時間ｔ３において運転席シートベルトが外されたのでアイドリングストップ状態（同図のＩ／Ｓ状態）が仮アイドリングストップ状態に遷移し、この状態中の時間ｔ４においてバッテリ２３の電力不足などの要因からエンジン２１の再始動要求が入力されても、時間ｔ５においてクラッチペダルを踏込まない限り、エンジン２１を再始動させない。
以上のとおり、本例のアイドリングストップ制御装置は以下の効果を奏する。
（１）本例のアイドリングストップ制御装置によれば、一時的乃至暫定的に車両ドアの開閉や運転席シートベルトの取り外しを行っても、アイドリングストップ状態は維持され、その結果、アイドリングストップ制御をより有効に機能させることができる。また、こうした状態では強制エンジンストールに遷移しないので、イグニッションキースイッチ１７を一々ＯＮする煩わしさが解消される。
（２）一方において、車両ドアが開状態で運転席シートベルトが非装着状態の場合は運転者の降車状態と判断して、強制エンジンストールに遷移するので、運転者が乗車していない状態でのエンジン２１の再始動を回避できる。
（３）本例のアイドリングストップ制御装置によれば、一時的乃至暫定的に車両ドアの開閉や運転席シートベルトの取り外しか否かを判断する際に所定時間が経過したらエンジン２１の再始動を禁止して強制エンジンストールに遷移するので、エンジン２１が停止した状態でのバッテリ２３の放電を抑制することができる。
（４）本例のアイドリングストップ制御装置によれば、クラッチペダルの踏込み操作をエンジン２１の再始動条件としているので、車両発進時の一連の操作でエンジン２１を再始動することができ、無駄な動作が不要となる。
（５）本例のアイドリングストップ制御装置によれば、仮アイドリングストップ状態中にエンジンの始動要求が入力されても、クラッチペダルの踏込み操作を伴わない場合にはエンジン２１を再始動させないので、運転者が乗車していない状態でのエンジン２１の再始動を回避できる。
（６）本例のアイドリングストップ制御装置によれば、エンジンの再始動が許可される旨と禁止される旨を告知ランプ１８で表示するので、運転者が現在の状態を的確に把握することができる。
上記運転席シートベルトスイッチ１２は本発明に係るシートベルト装着検出手段に相当し、上記車両ドアスイッチ１３は本発明に係るドア開閉検出手段に相当し、上記エンジンコントロールユニット１１は本発明に係る制御手段に相当し、上記告知ランプ１８は本発明に係る表示手段に相当する。
１…アイドリングストップシステム
１１…エンジンコントロールユニット
１２…運転席シートベルトスイッチ
１３…車両ドアスイッチ
１４…第１クラッチスイッチ
１５…第２クラッチスイッチ
１６…ニュートラルスイッチ
１７…イグニッションキースイッチ
１８…告知ランプ
２１…エンジン
２２…スタータモータ
２３…バッテリ
２４…電流センサ
２５，２６，２７…エンジンコントロールユニット

Claims (6)

  1. 運転席シートベルトの装着状態及び非装着状態を検出するシートベルト装着検出手段と、
    車両ドアの開状態及び閉状態を検出するドア開閉検出手段と、
    アイドリングストップ制御によりエンジンが停止状態にある場合に、所定の再始動条件を満たしたときは前記エンジンを再始動する制御手段と、を備えたアイドリングストップ制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記車両ドアが開状態で前記運転席シートベルトが装着状態の場合又は前記車両ドアが閉状態で前記運転席シートベルトが非装着状態の場合に、前記所定の再始動条件を満たしたときは前記エンジンの再始動を許可し、
    前記車両ドアが開状態で前記運転席シートベルトが非装着状態の場合に、前記所定の再始動条件を満たしても前記エンジンの再始動を禁止するアイドリングストップ制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記車両ドアが開状態で前記運転席シートベルトが装着状態の場合又は前記車両ドアが閉状態で前記運転席シートベルトが非装着状態の場合に、当該状態になってから所定時間経過後は前記エンジンの再始動を禁止する請求項１に記載のアイドリングストップ制御装置。
  3. 前記所定の再始動条件は、クラッチペダルの踏込み操作を含む請求項１又は２に記載のアイドリングストップ制御装置。
  4. 前記クラッチペダルの踏込み操作は、前記クラッチペダルが完全に踏込まれた操作、又は変速機がニュートラルポジションで前記クラッチペダルが少しでも踏込まれた操作の少なくともいずれか一方を含む請求項３に記載のアイドリングストップ制御装置。
  5. 前記再始動条件は、車両システムからのエンジン始動要求を含み、
    前記制御手段は、前記車両ドアが開状態で前記運転席シートベルトが装着状態の場合又は前記車両ドアが閉状態で前記運転席シートベルトが非装着状態の場合に、前記車両システムからエンジン始動要求があっても、前記クラッチペダルの踏込み操作を伴わない場合には前記エンジンの再始動を禁止する請求項３又は４に記載のアイドリングストップ制御装置。
  6. 前記車両ドアが開状態で前記運転席シートベルトが装着状態の場合又は前記車両ドアが閉状態で前記運転席シートベルトが非装着状態の場合に、前記エンジンの再始動が許可される旨を示し、
    前記車両ドアが開状態で前記運転席シートベルトが非装着状態の場合に、前記エンジンの再始動が禁止される旨を示す表示手段をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のアイドリングストップ制御装置。
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