(57)【要約】【課題】コスト増大を招くことなく商品性を高めリングギヤの摩耗に伴う不具合を防止することができるエンジン始動制御装置、エンジン始動制御方法、プログラム及び媒体を提供すること。【解決手段】本発明のエンジン始動制御装置１は、エンジン側のリングギヤの回転数Ｎｅｎｇａｇｅを算出する回転数算出手段２ｂと、回転数Ｎｅｎｇａｇｅからリングギヤの磨耗量Ｗｇｅａｒを算出して前回制御周期までの磨耗量合計値と磨耗量Ｗｇｅａｒから磨耗量積算量ΣＷｇｅａｒを算出する磨耗量算出手段２ｃと、磨耗量積算量ΣＷｇｅａｒが所定量ＷＮより大きい場合に、再始動要求に基づくエンジンの再始動を禁止する禁止手段２ｄを含むことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン側のリングギヤの回転数を算出する回転数算出手段と、当該回転数から前記リングギヤの磨耗量を算出して前回制御周期までの磨耗量合計値と当該磨耗量から磨耗量積算量を算出する磨耗量算出手段と、当該磨耗量積算量が所定量より大きい場合に、再始動要求に基づくエンジンの再始動を禁止する禁止手段を含むことを特徴とするエンジン始動制御装置。
【請求項２】
アイドリングストップの開始から再始動要求までの経過時間を算出する経過時間算出手段を含み、前記回転数算出手段は、当該経過時間に基づいて前記回転数を算出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項３】
前記経過時間が前記エンジンの特性に基づいて定まる所定時間より短い場合に、前記禁止手段は前記再始動を禁止することを特徴とする請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項４】
前記禁止手段は、前記経過時間が前記所定時間より短い条件が成立した制御周期においては前記再始動を許可し、次回制御周期において前記再始動を禁止することを特徴とする請求項３に記載のエンジン始動制御装置。
【請求項５】
アイドリングストップの開始から再始動要求までの経過時間を算出する経過時間算出ステップと、当該経過時間に基づいてエンジン側のリングギヤの回転数を算出する回転数算出ステップと、当該回転数から前記リングギヤの磨耗量を算出して前回制御周期までの磨耗量合計値と当該磨耗量から磨耗量積算量を算出する磨耗量算出ステップと、当該磨耗量積算量が所定量より大きい場合に、前記再始動要求に基づく再始動を禁止する禁止ステップを含むことを特徴とするエンジン始動制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジン始動制御方法を実行するプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを格納した媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドリングストップに関連してエンジンの始動を制御するエンジン始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では車両の燃費低減と、排気ガスの低減を主たる目的として、車両の停車時にはエンジンを自動的に停止しその後の発進において再始動するアイドリングストップが行われることがある。
【０００３】
近年では商品性向上のため停止から再始動までの時間を短縮する要請があり、このような場合にはリングギヤが完全に停止する前にピニオンを噛み合わせる必要が生じる。この場合において、例えば下記の特許文献１に示されるようにスタータにより回転駆動されるピニオンを、エンジンのクランク軸に連結されたリングギヤに同期させて噛み込ませることによって、リングギヤが完全に停止する前にピニオンを噛み合わせてもリングギヤの摩耗を低減することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１に記載の技術においては、リングギヤの回転速度の判定や、ピニオンの回転速度の判定、リングギヤとピニオンの同期を実現するにあたって、スタータに追加するハードが増加してコストも増大するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、コスト増大を招くことなく商品性を高めリングギヤの摩耗に伴う不具合を防止することができるエンジン始動制御装置、エンジン始動制御方法、プログラム及び媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明に係るエンジン始動制御装置は、エンジン側のリングギヤの回転数を算出する回転数算出手段と、当該回転数から前記リングギヤの磨耗量を算出して前回制御周期までの磨耗量合計値と当該磨耗量から磨耗量積算量を算出する磨耗量算出手段と、当該磨耗量積算量が所定量より大きい場合に、再始動要求に基づくエンジンの再始動を禁止する禁止手段を含むことを特徴とする。なお前記磨耗量合計値は前回制御周期までの前記磨耗量の合計である。
【０００８】
ここで、アイドリングストップの開始から再始動要求までの経過時間を算出する経過時間算出手段を含み、前記回転数算出手段は、当該経過時間に基づいて前記回転数を算出することとしてもよい。また、前記経過時間が前記エンジンの特性に基づいて定まる所定時間より短い場合に、前記禁止手段は前記再始動を禁止することとし、前記禁止手段は、前記経過時間が前記所定時間より短い条件が成立した制御周期においては前記再始動を許可し、次回制御周期において前記再始動を禁止することとしてもよい。
【０００９】
上記の問題を解決するため、本発明に係るエンジン始動制御方法は、アイドリングストップの開始から再始動要求までの経過時間を算出する経過時間算出ステップと、当該経過時間に基づいてエンジン側のリングギヤの回転数を算出する回転数算出ステップと、当該回転数から前記リングギヤの磨耗量を算出して前回制御周期までの磨耗量合計値と当該磨耗量から磨耗量積算量を算出する磨耗量算出ステップと、当該磨耗量積算量が所定量より大きい場合に、前記再始動要求に基づく再始動を禁止する禁止ステップを含むことを特徴とする。本発明のプログラムは、前記エンジン始動制御方法を実行するプログラムであり、本発明の媒体は前記プログラムを格納した媒体である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スタータ側及びエンジン側の双方においてセンサ等のハードの追加を招くことなくリングギヤの摩耗を適切に推定して、再始動の適宜の禁止を実行することができる。本発明は特に摩耗増大の原因となる経過時間が所定時間以下の所謂ＣＯＭ（Change Of Mind）アイドリングストップの禁止を適切に行って、経過時間を短縮することによる商品性の向上と摩耗による不具合の防止の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施例のエンジン始動制御装置１の一実施形態を示す模式図である。
【図２】実施例のエンジン始動制御装置１において経過時間Ｔｉｄｌｅから対応するリングギヤの回転数Ｎｅｎｇａｇｅを算出するにあたって用いられる第一マップを示す模式図である。
【図３】実施例のエンジン始動制御装置１において経過時間Ｔｉｄｌｅにおけるリングギヤの回転数Ｎｅｎｇａｇｅからギヤ磨耗量Ｗｇｅａｒを算出するのに用いられる第二マップを示す模式図である。
【図４】実施例のエンジン始動制御装置１の制御内容のステップの詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお周知の構成と制御内容については本発明の実施形態に関連する部分を主として説明する。
【実施例】
【００１３】
図１に示すように、本実施例のエンジン始動制御装置１を構成するＳ＆Ｓコントローラ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭと、それらを相互に接続するデータバスと、入出力インターフェースとにより構成されるコンピュータである。Ｓ＆Ｓコントローラ２は以下に述べる所定の制御を行って、経過時間算出手段２ａ、回転数算出手段２ｂ、磨耗量算出手段２ｃ、禁止手段２ｄ、制御手段２ｅを構成する。
【００１４】
Ｓ＆Ｓコントローラ２は、エンジンＥＣＵ３（Electronic Control Unit）に例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により接続されている。なおＳ＆Ｓとはストップアンドスタートの略称である。
【００１５】
本実施例のエンジン始動制御装置１の制御対象となるスタータ４は、例えば永久磁石式の直流モータを使用する形式であり、電機子５と接点６とプランジャ７とコイル８とレバー９と軸１０とワンウェイクラッチ１１とピニオン１２とを含む。ピニオン１２は図示しないエンジンのリングギヤ１３を噛み合い対象としている。なお、コイル８はＢ点を挟んで左側がプルインコイル８ａを構成し、右側がホールディングコイル８ｂを構成する。
【００１６】
車両における周知の電源回路として、バッテリ１４、イグニッションスイッチ１５と、リレーコイル１６、リレースイッチ１７が図１に示すように接続される。バッテリ１４の正極側と負極側との間に、イグニッションスイッチ１５とリレーコイル１６が直列に接続され、バッテリ１６の正極側とから接地側に向かう回路上にリレースイッチ１７が配置され、リレースイッチ１７の接地側に、接点６の正極側と、Ｓ＆Ｓコントローラ２の電源端子及びエンジンＥＣＵ３の電源端子（エンジンＥＣＵ３への電源供給線は図示を省略）が並列に接続される。
【００１７】
上述した本実施例のスタータ４においては、イグニッションスイッチ１５がオンとされ再始動要求がＳ＆Ｓコントローラ２にＰ１端子に入力されると、Ｓ＆Ｓコントローラ２及びエンジンＥＣＵ３にリレーコイル１６の励磁にともないリレースイッチ１７がオンとされて電源が供給される。
【００１８】
このようにイグニッションスイッチ１５がオンとされた条件で、Ｓ＆Ｓコントローラ２の制御手段２ｅはＰ２端子からコイル８のＢ点を加圧し、加圧初期においては、プルインコイル８ａとホールディングコイル８ｂの双方が加圧され励磁されて、プランジャ７にはＡ方向への吸引力が作用して、この吸引力が逆Ａ方向に付勢する図示しないスプリングの付勢力に打ち勝つことによりプランジャ７はＡ方向に移動される。
【００１９】
プランジャ７のＡ方向への移動に伴って、レバー９のプランジャ７との連結点もＡ方向に移動され、ワンウェイクラッチ１１とピニオン１２は逆Ａ方向に移動されて、図示しないエンジンの含むリングギヤ１３に噛み合わされる。このピニオン１２とリングギヤ１３との噛み合いにより電機子５を含むスタータ４のモータの駆動力はワンウェイクラッチ１１を介してエンジン側に伝達可能とされる。
【００２０】
またプランジャ７のＡ方向への移動に伴って、接点６は閉じられて電機子５がリレースイッチ１７から直接的に加圧される。一端、接点６が閉とされると、コイル８のホールディングコイル８ｂのみが励磁されてプランジャ７はＡ方向に移動した状態つまり接点６が閉とされる状態が保持される。
【００２１】
接点６が閉とされると電機子５を構成する巻線に直流電圧が印加されて磁極が発生し、電機子５側の磁極が図示しないステータ側の永久磁石の磁極と吸引反発し、電機子５を含むロータが回転されモータが駆動される。ピニオン１２とリングギヤ１３が噛み合わされてスタータ４の駆動力がエンジン側に伝達可能とされた条件でスタータ４のモータが駆動されると、エンジンがクランキングされてエンジンが再始動される。
【００２２】
なお、エンジンの再始動が完了した後、制御手段２ｅからＢ点への加圧が停止されると、ホールディングコイル８ｂの励磁も停止されて、プランジャ７はＡ方向に移動された状態から逆Ａ方向に移動されて接点６は開とされ、電機子５への電圧の印加も停止されてモータは停止される。同時に、レバー９のプランジャ７との連結点は逆Ａ方向に移動されて、ピニオン１２とリングギヤ１３の噛み合いは解除され、スタータ４からエンジンへの駆動力は伝達不可とされる。
【００２３】
本実施例のＳ＆Ｓコントローラ２の制御手段２ｅは、車両が道路走行中に例えば信号が赤であって信号待ちをする、先行車両が停止している等の理由により停車した場合に、例えば停車後一定時間が経過した条件で、エンジンを停止するアイドリングストップ指令をエンジンＥＣＵ３に出力する。エンジンＥＣＵ３はこのアイドリングストップ指令を受信して図示しないエンジンの回転を停止する。本実施例ではこのエンジンを停止した時間つまりアイドリングストップを開始した時間ｔ０を、Ｓ＆Ｓコントローラ２の経過時間算出手段２ａが記憶する。
【００２４】
このエンジンの停止がされた後、例えば信号が青になって信号待ちが解消される、又は先行車両が直ぐに前進し始める等の理由で、運転者がイグニッションスイッチ１５をオンとすると、再始動要求がＳ＆Ｓコントローラ２にＰ１端子から入力されることとなる。
【００２５】
経過時間算出手段２ａは再始動要求が入力された場合には、入力された時間ｔ１を記憶するととともに、時間ｔ１と時間ｔ０の差をとってアイドリングストップの経過時間Ｔｉｄｌｅを算出する。
【００２６】
Ｓ＆Ｓコントローラ２の回転数算出手段２ｂは、経過時間Ｔｉｄｌｅに基づいてエンジン側のリングギヤ１３の回転数Ｎｅｎｇａｇｅを算出する。具体的にはＳ＆Ｓコントローラ２は図２に示す、実験又はシミュレーションにより予め求められる横軸が経過時間Ｔｉｄｌｅで縦軸が回転数Ｎｅｎｇａｇｅであるマップを記憶しており、経過時間Ｔｉｄｌｅと図２のマップから回転数Ｎｅｎｇａｇｅを算出している。
【００２７】
Ｓ＆Ｓコントローラ２の磨耗量算出手段２ｃは、回転数算出手段２ｂが算出した回転数Ｎｅｎｇａｇｅと図３に示すマップからリングギヤ１３の今回制御周期の磨耗量Ｗｇｅａｒを算出する。図３に示すマップも実験又はシミュレーションにより取得されるものであって回転数Ｎｅｎｇａｇｅと磨耗量Ｗｇｅａｒの関係を示すものである。
【００２８】
さらに、磨耗量算出手段２ｃは、前回制御周期までに算出された磨耗量の合計である磨耗量合計値と今回制御周期の磨耗量Ｗｇｅａｒとの和から磨耗量積算量ΣＷｇｅａｒを算出する。Ｓ＆Ｓコントローラ２の禁止手段２ｄは、磨耗量積算量ΣＷｇｅａｒが例えばリングギヤ１３の摩耗限度により定まる所定量ＷＮより大きい場合に、再始動要求に基づくエンジンの再始動を禁止するようＰ２端子からのＢ点への加圧を含む上述した制御を行わない。
【００２９】
なお、本実施例では、再始動の禁止にあたり以下の条件も追加している。つまり、禁止手段２ｄは、経過時間Ｔｉｄｌｅがエンジンの特性に基づいて定まる所定時間ＴＮより短い場合に、エンジンの再始動を禁止する。なお所定時間ＴＮはエンジンが停止されてからリングギヤ１３の図２に示すマップ上で回転数がゼロとなりエンジンが停止したとみなせる時間である。
【００３０】
さらに、本実施例では、再始動の禁止を今回制御ではなく次回制御周期にて行うものとしている。つまり禁止手段２ｄは、経過時間Ｔｉｄｌｅが所定時間ＴＮより短い条件が成立した制御周期においては再始動を許可し、次回制御周期において再始動を禁止することとしている。
【００３１】
以下に本実施例を実施するための各ステップについて図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４のステップＳ１に示すように、制御手段２ｅにより例えば信号待ちや前方車両待ちにて停車が一定時間継続してアイドリングストップが開始されると、経過時間算出手段２ａはアイドリングストップの開始の時間ｔ０を記憶する。
【００３２】
ステップＳ２において、経過時間算出手段２ａは、イグニッションスイッチ１５が運転者によりオンとされて再始動要求が入力されたか否かを判定し、肯定と判定されればステップＳ３にすすみ、否定であればステップＳ２の手前に戻る。
【００３３】
ステップＳ３において、経過時間算出手段２ａは、アイドリングストップの経過時間Ｔｉｄｌｅを時間ｔ１から時間ｔ０を減じることにより算出する。ステップＳ４において、回転数算出手段２ｂは、上述した図２に示すマップと経過時間Ｔｉｄｌｅから経過時間におけるリングギヤの回転数Ｎｅｎｇａｇｅを算出する。ステップＳ５において、磨耗量算出手段２ｃは、上述した図３に示すマップと回転数Ｎｅｎｇａｇｅからリングギヤの磨耗量Ｗｇｅａｒを算出する。
【００３４】
ステップＳ６において磨耗量算出手段２ｃは、前回制御周期までの磨耗量合計値と今回制御周期の磨耗量Ｗｇｅａｒからリングギヤの磨耗量積算値ΣＷｇｅａｒを算出する。禁止手段２ｄは、ステップＳ７において、磨耗量積算値ΣＷｇｅａｒが所定量ＷＮより大きいか否かを判定し、肯定と判定される場合には、ステップＳ８にすすみ、否定と判定される場合には、ステップＳ１３にすすむ。
【００３５】
ステップＳ８にすすむと、禁止手段２ｄは、経過時間Ｔｉｄｌｅが所定時間ＴＮよりも大きいか否かを判定し、肯定であればステップＳ１３にすすみ、否定であればステップＳ９にすすむ。ステップＳ１３にすすむと、制御手段２ｅにより再始動要求に基づいてＰ２端子を加圧するとともにエンジンＥＣＵ３に再始動要求指令を出力して、スタータ４は図示しないエンジンを再始動する。
【００３６】
ステップＳ９にすすむと、禁止手段２ｄはＳ＆Ｓコントローラ２内の再始動禁止フラグがオンであるか否かを判定し、肯定であればステップＳ１２にすすんで、再始動を禁止し、否定であれば、ステップＳ１０にすすみ、再始動禁止フラグをオンとし、さらに、ステップＳ１１にすすんで再始動を許可する。なお、ステップＳ１０においては、次回以降、経過時間Ｔｉｄｌｅが所定時間ＴＮより短いＣＯＭアイドリングストップとなる再始動は禁止される旨の表示又は警告を制御手段２ｅが図示しないディスプレイ、スピーカ、インジケータ等の適宜の手段で行うこととしてもよい。
【００３７】
以上述べた図４に示すフローチャートを制御周期毎に繰り返し実行することにより本発明の制御方法が実行される。すなわち、ステップＳ７が肯定となりステップＳ８が最初に否定となる今回制御周期においては、ステップＳ９における判定は否定とされ、ステップＳ１０において再始動禁止フラグがオンとされてステップＳ１１において再始動は許可され、次回制御周期においてステップＳ９の判定は肯定となり、ステップＳ１２において再始動が禁止される。
【００３８】
なお、再始動禁止フラグの解除については図４中においてはステップとして記載していないが、再始動禁止フラグがオンとなる状況では例えばディーラー等に立ち寄っての部品交換修理が必要となるため、部品交換修理完了後にダイアグツール等の適宜の手段でオフとすることとしてもよい。
【００３９】
以上述べた本実施例のエンジン始動制御装置１は以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、本実施例は、リングギヤ１３の摩耗が所定量ＴＮを超えて進展してしまうことを防ぎ、アイドリングストップ後の再始動までの時間短縮を図った場合でも、ピニオン１２との噛み合い不良とエンジン始動不良の発生を防止することができる。
【００４０】
また本実施例は、摩耗進展の防止にあたり、特にピニオン１２を予め回転させることを必要としないため、ピニオン１２を回転させるためのハードの追加を不要なものとすることができる。さらに、本実施例ではリングギヤ１３の回転数を検出してピニオン１２をこの回転数に同期させて回転することも必要がないため、回転数検出のためのハードの追加も不要なものとすることができる。
【００４１】
さらに本実施例は、回転数Ｎｅｎｇａｇｅを経過時間Ｔｉｄｌｅから算出できるため、制御に必要なパラメータの取得をより容易なものとし、制御内容の複雑化も防止できる。また、本実施例では最初に磨耗量積算値ΣＷｇｅａｒが所定量ＴＮを超えた制御周期においてはＣＯＭアイドリングストップと再始動を許可するので、修理のために運転者がディーラー等に立ち寄ることを容易にすることができる。
【００４２】
以上本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。例えば上述した実施例では再始動要求をイグニッションキースイッチ１５のオンによるものとしたが、運転者がブレーキペダルから足を離すか、アクセルペダルを踏み込むことを再始動要求の条件としてもよい。その場合図１に示した回路構成は適宜変更される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、自動車のスタータなどに適用されるエンジン始動制御装置に関するものであり、センサ追加等のコスト増大を招くことなく、アイドリングストップから再始動要求があるまでの経過時間に基づいてスタータのピニオンギアに噛み合うリングギヤの磨耗量を推定することができる。
【００４４】
加えて本発明は、磨耗量が所定量を超える場合には適宜再始動を禁止でき、特に経過時間が所定時間以下であって磨耗量の増大を招く所謂ＣＯＭアイドリングストップを適切に制限でき、再始動不可となる不都合を回避できる。これとともに本発明は、経過時間の短縮も測ることができる。このため本発明は、乗用車、トラック、バス等の種々の自動車に適用可能であるとともに商品性向上と共にコストダウンが必要な場合に特に有益なものである。
【符号の説明】
【００４５】
１          エンジン始動制御装置
２          Ｓ＆Ｓコントローラ
２ａ        経過時間算出手段
２ｂ        回転数算出手段
２ｃ        磨耗量算出手段
２ｄ        禁止手段
２ｅ        制御手段
３          エンジンＥＣＵ
４          スタータ
５          電機子
６          接点
７          プランジャ
８          プランジャコイル
８ａ        プルインコイル
８ｂ        ホールディングコイル
９          レバー
１０          軸
１１          ワンウェイクラッチ
１２          ピニオン
１３          リングギヤ
１４          バッテリ
１５          イグニッションスイッチ
１６          リレーコイル
１７          リレースイッチ
Ｔｉｄｌｅ    経過時間
ＴＮ          所定時間
Ｗｇｅａｒ    磨耗量
ΣＷｇｅａｒ  磨耗量積算量
ＷＮ          所定量
【図１】
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【図２】
2014190204.tif 000004
【図３】
2014190204.tif 000005
【図４】
2014190204.tif 000006