JP7275896B2 - 車両のエンジン制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両のエンジン制御装置に関する。
特許文献1には、少なくとも車両停止時であること、エンジンの再始動からの経過時間が所定経過時間以上であること、とを含む所定の自動停止条件が成立した時エンジンを自動停止し、エンジンの自動停止中に所定の再始動条件が成立した時エンジンを再始動するものにおいて、車両停止時における変速レンジが非走行レンジである時は、走行レンジである時に対して自動停止条件における所定経過時間を短く設定するものが記載されている。
特開2004-197638号公報
しかしながら、運転者が非走行レンジに変速操作したときに自動停止条件が成立している状態では、運転者が非走行レンジに変速操作したときにエンジンが自動停止されてしまう。すると、運転者は、自身の操作に起因してエンジンが停止状態となった、例えば、エンジンストールの発生や、エンジン故障の発生と誤認するおそれがある。
そこで、本発明は、エンジンの自動停止を自身の操作に起因した故障による停止であると運転者が誤認することを抑えることができる車両のエンジン制御装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため本発明は、エンジンと、自動変速機と、を備え、予め設定された一時停止条件が成立した場合に前記エンジンを一時停止し、予め設定された再始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動する車両のエンジン制御装置であって、運転者の操作により選択されたシフト位置を検出するシフト位置検出部と、前記エンジンの運転中であって、前記シフト位置が後進走行レンジから駐車レンジへ切り替えられた場合、前記エンジンの一時停止を禁止し、前記エンジンの一時停止条件が成立している場合には、前記シフト位置が後進走行レンジから駐車レンジへ切り替えられてから所定時間の経過後に前記エンジンの一時停止を行なう制御部と、を備えるものである。
このように、本発明によれば、エンジンの自動停止を自身の操作に起因した故障による停止であると運転者が誤認することを抑えることができる。
図1は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図2は、本発明の一実施例に係るエンジン制御装置によるエンジン運転中のシフト操作によるエンジンの運転状態の変化を示すタイムチャートである。 図3は、本発明の一実施例に係るエンジン制御装置によるエンジン一時停止中のシフト操作によるエンジンの運転状態の変化を示すタイムチャートである。 図4は、本発明の一実施例に係るエンジン制御装置のエンジン一時停止制御処理の手順を示すフローチャートである。
本発明の一実施の形態に係る車両のエンジン制御装置は、エンジンと、自動変速機と、を備え、予め設定された一時停止条件が成立した場合にエンジンを一時停止し、予め設定された再始動条件が成立した場合にエンジンを再始動する車両のエンジン制御装置であって、運転者の操作により選択されたシフト位置を検出するシフト位置検出部と、エンジンの運転中であって、シフト位置が走行レンジから非走行レンジへ切り替えられた場合、エンジンの一時停止を禁止する制御部と、を備えるよう構成されている。
これにより、本発明の一実施の形態に係る車両のエンジン制御装置は、エンジンの自動停止を自身の操作に起因した故障による停止であると運転者が誤認することを抑えることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係るエンジン制御装置を搭載したハイブリッド車両について詳細に説明する。
図1において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両1は、内燃機関としてのエンジン2と、自動変速機としてのトランスミッション3と、モータとしてのモータジェネレータ4と、駆動輪5と、ハイブリッド車両1を総合的に制御する制御部としてのHCU(Hybrid Control Unit)10と、エンジン2を制御するECM(Engine Control Module)11と、トランスミッション3を制御するTCM(Transmission Control Module)12と、ISGCM(Integrated Starter Generator Control Module)13と、INVCM(Invertor Control Module)14と、BMS(Battery Management System)16とを含んで構成される。
エンジン2には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン2は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行なうように構成されている。
エンジン2には、ISG(Integrated Starter Generator)20と、スタータ21とが連結されている。ISG20は、ベルト22などを介してエンジン2のクランクシャフト18に連結されている。ISG20は、電力が供給されることにより回転することでエンジン2を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフト18から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。
本実施例では、ISG20は、ISGCM13の制御により、電動機として機能することで、エンジン2をアイドリングストップ機能による停止状態から再始動させるようになっている。ISG20は、電動機として機能することで、ハイブリッド車両1の走行をアシストすることもできる。
スタータ21は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ21は、モータを回転させることにより、クランクシャフト18を回転させて、エンジン2に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン2は、スタータ21によって始動され、アイドリングストップ機能による停止状態からISG20によって再始動される。
トランスミッション3は、エンジン2から出力された回転を変速し、ドライブシャフト23を介して駆動輪5を駆動するようになっている。トランスミッション3は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構25と、ノーマルクローズタイプの乾式クラッチによって構成される動力伝達機構としてのクラッチ26と、ディファレンシャル機構27と、図示しないアクチュエータとを備えている。
トランスミッション3は、いわゆるAMT(Automated Manual Transmission)として構成されており、TCM12により制御されたアクチュエータにより変速機構25における変速段の切換えとクラッチ26の接続及び解放が行なわれるようになっている。ディファレンシャル機構27は、変速機構25によって出力された動力をドライブシャフト23に伝達するようになっている。
モータジェネレータ4は、ディファレンシャル機構27に対して、チェーン28を介して連結されている。モータジェネレータ4は、電動機として機能する。
このように、ハイブリッド車両1は、エンジン2とモータジェネレータ4の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成しており、エンジン2及びモータジェネレータ4の少なくとも一方が出力する動力により走行するようになっている。
モータジェネレータ4は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両1の走行によって発電を行なうようになっている。なお、モータジェネレータ4は、エンジン2から駆動輪5までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構27に連結される必要はない。
ハイブリッド車両1は、第1蓄電装置30と、蓄電部としての第2蓄電装置33を含む高電圧パワーパック34と、高電圧ケーブル35と、低電圧ケーブル36とを備えている。
第1蓄電装置30、第2蓄電装置33は、充電可能な二次電池から構成されている。第1蓄電装置30は鉛電池からなる。
第1蓄電装置30は、約12Vの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。第1蓄電装置30の残容量や温度、充放電電流などの状態は、HCU10によって管理される。
第2蓄電装置33は、第1蓄電装置30より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定された高電圧バッテリであり、例えば、100Vの出力電圧を発生させる。第2蓄電装置33は、例えば、リチウムイオン電池からなる。第2蓄電装置33の蓄電量や温度、充放電電流などの状態は、BMS16によって管理される。
ハイブリッド車両1には、電気負荷としての一般負荷37が設けられている。一般負荷37は、スタータ21及びISG20以外の電気負荷である。
一般負荷37は、安定した電力供給が要求されず、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷37には、例えば、図示しないワイパー、及び、エンジン2に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。
第1蓄電装置30は、低電圧ケーブル36を介して、スタータ21と、ISG20と、電気負荷としての一般負荷37とに電力を供給可能に接続されている。
このように、第1蓄電装置30は、エンジン2を始動する始動装置としてのスタータ21及びISG20に少なくとも電力を供給するようになっている。
高電圧パワーパック34は、第2蓄電装置33に加えて、インバータ45と、INVCM14と、BMS16とを有している。高電圧パワーパック34は、高電圧ケーブル35を介して、モータジェネレータ4に電力を供給可能に接続されている。
インバータ45は、INVCM14の制御により、高電圧ケーブル35にかかる交流電力と、第2蓄電装置33にかかる直流電力とを相互に変換するようになっている。例えば、INVCM14は、モータジェネレータ4を力行させるときには、第2蓄電装置33が放電した直流電力をインバータ45により交流電力に変換させてモータジェネレータ4に供給する。
INVCM14は、モータジェネレータ4を回生させるときには、モータジェネレータ4が発電した交流電力をインバータ45により直流電力に変換させて第2蓄電装置33に充電する。
HCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14及びBMS16は、それぞれCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
これらのコンピュータユニットのROMには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14及びBMS16としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。
すなわち、CPUがRAMを作業領域としてROMに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14及びBMS16としてそれぞれ機能する。
ハイブリッド車両1には、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内LAN(Local Area Network)を形成するためのCAN通信線48、49が設けられている。
HCU10は、INVCM14及びBMS16にCAN通信線48によって接続されている。HCU10、INVCM14及びBMS16は、CAN通信線48を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行なう。
HCU10は、ECM11、TCM12及びISGCM13にCAN通信線49によって接続されている。HCU10、ECM11、TCM12及びISGCM13は、CAN通信線49を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行なう。
HCU10の入力ポートには、車速センサ51、アクセル開度センサ52、シフト位置検出部としてのシフトポジションセンサ53等の各種センサ類が接続されている。
車速センサ51は、ドライブシャフト23の回転速度などからハイブリッド車両1の速度を検出する。アクセル開度センサ52は、図示しないアクセルペダルの操作量をアクセル開度として検出する。
シフトポジションセンサ53は、運転者による不図示のシフトレバーの操作により選択されたシフト位置を検出する。シフト位置は、例えば、前進走行レンジ(Dレンジ)、後進走行レンジ(Rレンジ)、停車レンジ(Nレンジ)、駐車レンジ(Pレンジ)のいずれかが選択される。ここで、Dレンジ、Rレンジを走行レンジとし、Nレンジ、Pレンジを非走行レンジとする。
HCU10は、運転者により選択されたシフト位置に応じて、TCM12によりトランスミッション3の変速機構25の変速段を制御させる。
本実施例において、ECM11は、アイドリングストップ制御を実行するようになっている。このアイドリングストップ制御において、ECM11は、所定の一時停止条件の成立時にエンジン2を停止させ、所定の再始動条件の成立時にISGCM13を介してISG20を駆動してエンジン2を再始動させるようになっている。このため、エンジン2の不要なアイドリングが行なわれなくなり、ハイブリッド車両1の燃費を向上させることができる。
エンジン2の一時停止条件としては、例えば、少なくとも、アクセル踏込量が所定量以下であること、エンジン2を再始動させるための第1蓄電装置30の電力が所定量以上であること、シフト位置としてDレンジまたは非走行レンジが選択されていること、が成立していることである。
本実施例において、HCU10は、エンジン2の運転中に、シフト位置が走行レンジから非走行レンジへ切り替えられた場合、エンジン2の一時停止を禁止する。
これにより、運転者の変速操作に伴うエンジン2の一時停止の実施を禁止して、自身の操作に起因した故障(エンジンストールやエンジン2の故障)が発生したと運転者が誤認することを抑えることができる。
なお、シフト位置が非走行レンジから走行レンジへ切り替えられた場合、非走行レンジから走行レンジへの変更に伴って車両が走行状態へ移行するため、走行レンジへの変更に伴ってエンジン2が一時停止しても運転者はエンジン故障が発生したと誤認するおそれはないと考える。
HCU10は、エンジン2の運転中に、シフト位置が走行レンジから非走行レンジへ切り替えられてから、所定時間経過後にエンジン2の一時停止を許可するようにしてもよい。
これにより、エンジン2の一時停止処理を非走行レンジへの切り替えから所定時間の経過後としたため、運転者の操作にあわせてエンジン2の一時停止処理が行なわれることを防止でき、運転者が自身の操作に起因したエンジン2の停止が発生したと誤認することを抑えることができる。また、非走行レンジへ変速されたことで、エンジン2の一時停止が行なわれるため、車両の走行が必要とされない場合での不要なエンジン運転を停止して、エンジン2の燃費向上を図ることができる。
HCU10は、シフト位置が走行レンジにある場合は、エンジン2の一時停止条件が成立した場合にエンジン2の一時停止を行なわせる。
これにより、エンジン2の一時停止を走行レンジの選択中に行なわせることで、非走行レンジへの変速操作に伴ってエンジン2が一時停止状態になることを抑えることができ、運転者が自身の操作に起因したエンジン2の停止が発生したと誤認することを抑えることができる。また、走行レンジの選択中でのエンジン2の一時停止が可能となった場合には、エンジン2を一時停止するので、燃費の悪化を抑えることができる。
HCU10は、シフト位置が走行レンジにありエンジン2が一時停止状態にある場合に、シフト位置が走行レンジから非走行レンジに切り替えられたとき、エンジン2の一時停止状態を維持する。
これにより、走行レンジにおいてエンジン2の一時停止状態となった場合は、非走行レンジでもエンジン2の一時停止状態を維持することとしたため、非走行レンジへの変速操作に伴ってエンジン2が一時停止状態になることを防止することができ、運転者が自身の操作に起因したエンジン2の停止が発生したと誤認することを抑えることができる。
HCU10は、運転者によるシフト位置の非走行レンジへの切替開始から切替完了までの間は、エンジン2の一時停止を禁止する。
これにより、運転者による非走行レンジへの変速操作の開始から完了まではエンジン2の一時停止を禁止するので、運転者が自身の操作に起因したエンジン2の停止が発生したと誤認することを抑えることができる。
ここで、シフト位置の非走行レンジへの切替開始から切替完了までとは、運転者の操作によりシフト位置が走行レンジから抜けたときを切替開始とし、シフト位置が非走行レンジに入ったときを切替完了とする。例えば、シフトポジションセンサ53が、シフト位置が走行レンジにあることを検出しなくなったときを切替開始とし、シフト位置が非走行レンジにあることを検出したときを切替完了とする。
HCU10は、エンジン2の一時停止条件が成立しており、エンジン2が運転状態である場合に、非走行レンジが選択されてからエンジン2の一時停止を行なうとき、エンジン2の一時停止処理の実施に先立ってクラッチ26を解放状態(動力伝達不可状態)とする。
エンジン2を一時停止させることに伴って、エンジン回転数がゼロとなるまでのエンジントルクが駆動輪5に伝達されることを防止するため、クラッチ26を解放状態としておくことが必要である。そのため、エンジン2の一時停止処理に先立ってクラッチ26を解放状態としておくことで、エンジン2の一時停止処理が実行されるときには、早期にエンジン2の一時停止を行なうことができ、燃費の向上を図ることができる。
以上のように構成された本実施例に係る車両のエンジン制御装置による動作の概要を図2及び図3を参照して説明する。
図2に示すように、エンジン2の運転中に、シフト位置がDレンジからNレンジに切り替えられた場合、切替と同時にエンジン2の一時停止条件が成立したとしても、切替開始から切替完了後所定時間が経過するまではエンジン2の一時停止が禁止されるため、エンジン2の一時停止は行なわれない。
所定時間が経過する前にシフト位置がNレンジからRレンジに切り替えられると、エンジン2の運転は継続される。
その後、シフト位置がRレンジからPレンジに切り替えられると、切替と同時にエンジン2の一時停止条件が成立したとしても、切替開始から切替完了後所定時間が経過するまではエンジン2の一時停止が禁止され、所定時間が経過するとエンジン2が停止される。
このように、運転者の変速操作に伴うエンジン2の一時停止の実施を禁止しているため、自身の操作に起因した故障が発生したと運転者が誤認することを抑えることができる。
図3に示すように、シフト位置がDレンジの状態でエンジン2の一時停止条件が成立してエンジン2が停止状態になった場合、シフト位置がDレンジからNレンジに切り替えられてもエンジン2の停止状態は維持される。
その後、シフト位置がNレンジからRレンジに切り替えられてもエンジン2の停止状態は維持される。
その後、シフト位置がRレンジからNレンジに切り替えられてもエンジン2の停止状態は維持される。
その後、シフト位置がNレンジからDレンジに切り替えられてもエンジン2の停止状態は維持される。
このように、走行レンジにおいてエンジン2の一時停止状態となった場合は、非走行レンジでもエンジン2の一時停止状態を維持することとしたため、非走行レンジへの変速操作に伴ってエンジン2が一時停止状態になることを防止することができ、運転者が自身の操作に起因したエンジン2の停止が発生したと誤認することを抑えることができる。
以上のように構成された本実施例に係る車両のエンジン制御装置によるエンジン一時停止制御処理について、図4を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジン一時停止制御処理は、HCU10が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。
ステップS1において、HCU10は、エンジン2の一時停止条件が成立しているか否かを判定する。エンジン2の一時停止条件が成立していないと判定した場合、HCU10は、処理を終了する。
エンジン2の一時停止条件が成立してきると判定した場合、ステップS2において、HCU10は、シフト位置は走行レンジであるか否かを判定する。
シフト位置は走行レンジであると判定した場合、ステップS3において、HCU10は、クラッチ26を解放状態とする。
ステップS4において、HCU10は、変速機構25の変速段をニュートラルとする。
ステップS5において、HCU10は、エンジン2の一時停止処理を実施して、処理を終了する。
ステップS2においてシフト位置は走行レンジでないと判定した場合、ステップS6において、HCU10は、エンジン2の一時停止処理を禁止する。
ステップS7において、HCU10は、シフト位置が非走行レンジであることが検出されたか否かを判定する。シフト位置が非走行レンジであることが検出されていないと判定した場合、HCU10は、ステップS7の処理を繰り返す。
シフト位置が非走行レンジであることが検出されたと判定した場合、ステップS8において、HCU10は、シフト位置が非走行レンジであることが検出されてから所定時間が経過したか否かを判定する。シフト位置が非走行レンジであることが検出されてから所定時間が経過していないと判定した場合、HCU10は、ステップS8の処理を繰り返す。
シフト位置が非走行レンジであることが検出されてから所定時間が経過したと判定した場合、ステップS9において、HCU10は、クラッチ26を解放状態とする。
ステップS5において、HCU10は、エンジン2の一時停止処理を実施して、処理を終了する。
このように、走行レンジから非走行レンジに切り替えられた場合、非走行レンジへの変速中(非走行レンジへの切替開始から切替完了(シフト位置が非走行レンジであると検出される)まで)及び変速終了後の所定時間経過まではエンジン2の一時停止を禁止する。
これにより、運転者の操作に起因したエンジン停止が発生したと運転者が誤認することを抑えることができる。また、所定時間が経過すればエンジン2を一時停止させるため、燃費の悪化を抑えることができる。
また、走行レンジが選択されているときにエンジン2の一時停止条件が成立すると、クラッチ26を解放状態とし、変速機構25の変速段をニュートラルとする。しかし、非走行レンジが選択されている場合は、エンジン2の一時停止条件が成立しても、即座にクラッチ26を解放状態としない(変速完了から所定時間経過後にクラッチ26を解放状態とする)。
なお、ステップS9において、クラッチ26を解放状態としたが、非走行レンジとしてNレンジが選択されている場合は変速機構25の変速段をニュートラルとし、非走行レンジとしてPレンジが選択されている場合は変速機構25の変速段をパーキングとしてもよい。
なお、本実施例においては、ハイブリッド車両の場合を示したが、エンジンと、自動変速機と、運転者の操作により選択されたシフト位置を検出するシフト位置検出部と、を備え、アイドリングストップを実施する車両であれば、同様に実施することができる。
本実施例では、各種センサ情報に基づきHCU10、ECM11、TCM12、ISGCM13、INVCM14及びBMS16が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車両1が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
1 ハイブリッド車両
2 エンジン
3 トランスミッション(自動変速機)
10 HCU(制御部)
26 クラッチ(動力伝達機構)
53 シフトポジションセンサ(シフト位置検出部)

Claims (5)

  1. エンジンと、自動変速機と、を備え、予め設定された一時停止条件が成立した場合に前記エンジンを一時停止し、予め設定された再始動条件が成立した場合に前記エンジンを再始動する車両のエンジン制御装置であって、
    運転者の操作により選択されたシフト位置を検出するシフト位置検出部と、
    前記エンジンの運転中であって、前記シフト位置が後進走行レンジから駐車レンジへ切り替えられた場合、前記エンジンの一時停止を禁止し、前記エンジンの一時停止条件が成立している場合には、前記シフト位置が後進走行レンジから駐車レンジへ切り替えられてから所定時間の経過後に前記エンジンの一時停止を行なう制御部と、を備える車両のエンジン制御装置。
  2. 前記制御部は、前記シフト位置が走行レンジにあるとき、前記エンジンの一時停止条件が成立した場合、前記エンジンの一時停止を行なう請求項1に記載の車両のエンジン制御装置。
  3. 前記制御部は、前記シフト位置が走行レンジにあるとき、前記エンジンが一時停止状態にある場合、前記シフト位置が走行レンジから非走行レンジへ切り替えられても、前記エンジンの一時停止状態を維持する請求項1または請求項に記載の車両のエンジン制御装置。
  4. 前記制御部は、運転者による前記シフト位置の走行レンジから非走行レンジへの切替開始から切替完了までの間は、前記エンジンの一時停止を禁止する請求項1から請求項のいずれか1項に記載の車両のエンジン制御装置。
  5. 前記エンジンと前記自動変速機との間に動力伝達機構を備え、
    前記制御部は、前記エンジンの一時停止条件が成立しており、前記エンジンが運転状態である場合であって、前記シフト位置として非走行レンジが選択されて前記エンジンの一時停止を行う場合、前記エンジンの一時停止処理の実施に先立って前記動力伝達機構を動力伝達不可状態とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の車両のエンジン制御装置。
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