(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めたエンジン停止条件においてエンジンを自動停止し、予め定めたエンジン再始動条件においてエンジンを自動再始動するエンジン自動停止自動再始動装置を有する空調装置付き車両の制御装置であって、
車室内温度検出手段を備え、車室内温度が幅を有する乗員に好適な適温領域にさらに上下にやや好適な準適温領域を加えた拡大適温領域にあるか否かを判定し、車室内温度が拡大適温領域以外の領域にある場合にエンジンの自動停止を禁止し、
さらに、外気温度検出手段を備え、外気温度が、予め定めた第１の温度以下の酷寒温度である場合あるいは予め定めた第２の温度以上の酷暑温度である場合には、車室内温度にかかわらず、エンジンの自動停止を禁止し、
さらに日射の有無を検出する日射検出手段を備え、外気温度が第１の温度と第２の温度の間にあり、かつ、車室内温度が拡大適温領域内にある場合には、
外気温度と、車室内温度と、日射の有無に基づき、エンジンの自動停止を禁止するか否かを決定する、
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動停止すると共に、所定の再始動条件が成立したときに自動停止したエンジンを自動再始動するエンジン自動停止自動再始動装置を有する冷暖房装置付き車両の制御装置に関する。
なお、本明細書において、空調装置とは、コンプレッサによる冷媒の圧縮をおこなう冷房装置とエンジン冷却水あるいは、エンジンを駆動して得られる熱を利用した暖房装置の、いずれか一方、または、両方を備える空調装置を意味している。
【０００２】
【従来の技術】
予め定めたエンジン停止条件においてエンジンを自動停止し、予め定めたエンジン再始動条件においてエンジンをバッテリの電力により自動再始動する車両用エンジン自動停止自動再始動装置を備えた車両が公知である。一方、車室内の温度を常に適切な温度を得たいという要求から空調装置を備える車両の割合が非常に高くなってきている。したがって、上記の車両用エンジン自動停止自動再始動装置も、空調装置を備える車両に搭載されることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジン自動停止自動再始動装置はエンジンの停止により燃費の向上と排出ガスの低減をすることを目標としたものであり、できるだけエンジンを停止する割合を多くすることが望ましく、そのためにエンジンの自動停止を禁止、あるいは解除する条件はできる限り少なくしたい。
【０００４】
一方、空調装置について考えると、常に車室内の温度を適切に保つために、空調装置をできるだけ稼働させたいという要望がある。
例えば、冷房について車室内温度が乗員の設定した温度に達していない場合には、エンジンの自動停止をおこなわないようにしたものが公知である（１９９７年１０月発行、プリウス新型車解説書、６−５３頁）。
【０００５】
しかしながら、このような制御をおこなうと設定温度から外れている場合は常にエアコンを駆動するためにエンジンの自動停止が解除されエンジンの自動停止をおこなわない割合が増加しエンジンの停止による燃費の向上と排出ガスの低減の効果が減少してしまう。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、車両用エンジン自動停止再始動装置を有する空調装置付き車両において、エンジンの停止による燃費の向上と排出ガスの低減の効果の減少を抑制しながらできる限り乗員の空調の要求に対応できる装置を提供することを目標とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、予め定めたエンジン停止条件においてエンジンを自動停止し、予め定めたエンジン再始動条件においてエンジンを自動再始動するエンジン自動停止自動再始動装置を有する空調装置付き車両の制御装置であって、
車室内温度検出手段を備え、車室内温度が幅を有する乗員に好適な適温領域にさらに上下にやや好適な準適温領域を加えた拡大適温領域にあるか否かを判定し、車室内温度が拡大適温領域以外の領域にある場合にエンジンの自動停止を禁止し、
さらに、外気温度検出手段を備え、外気温度が、予め定めた第１の温度以下の酷寒温度である場合あるいは予め定めた第２の温度以上の酷暑温度である場合には、車室内温度にかかわらず、エンジンの自動停止を禁止し、
さらに、日射の有無を検出する日射検出手段を備え、外気温度が第１の温度と第２の温度の間にあり、かつ、車室内温度が拡大適温領域内にある場合には、外気温度と、車室内温度と、日射の有無に基づき、エンジンの自動停止を禁止するか否かを決定する、制御装置が提供される。
【０００８】
この様に構成された制御装置によれば、車室内温度が幅を有する乗員に好適な適温領域にさらに上下にやや好適な準適温領域を加えた拡大適温領域以外の領域にある場合にエンジンの自動停止が禁止されるが、外気温度が、酷寒温度あるいは酷暑温度である場合には、車室内温度にかかわらず、エンジンの自動停止が禁止され、エンジンの自動停止にもとづく冷房、または、暖房の中止による車室内温度の急激な変化が防止され、一方、外気温度が酷寒温度あるいは酷暑温度でなく、かつ、車室内温度が拡大適温領域内にある場合には、外気温度と、車室内温度と、日射の有無に基づき、エンジンの自動停止を禁止するか否かが決定される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図２は本発明の各実施形態に共通の駆動システムを示している。図２において、１は車両に搭載されるエンジン、２は自動変速機である。このエンジン１には該エンジン１を再始動させるためのモータ及び発電機として機能するモータ・ジェネレータ３が、そのクランク軸１ａに、電磁クラッチ２６、プーリ２２、ベルト８、プーリ２３及び減速機構Ｒを介して連結されている。
【００１１】
減速機構Ｒは、遊星歯車式で、サンギア３３、キャリア３４、リングギア３５を含み、ブレーキ３１、ワンウェイクラッチ３２を介してモータ・ジェネレータ３及びプーリ２３の間に組込まれている。
なお、ワンウェイクラッチ３２はクラッチに置き換えることができる。
【００１２】
自動変速機２用のオイルポンプ１９は、従来通りエンジン１のクランク軸１ａに直結された、例えば、図示しないトルクコンバータにより駆動される。
図の符号１１はパワーステアリング用のポンプ、１６はエアコン用のコンプレッサーである、エンジンのクランク軸１ａ及びモータ・ジェネレータ３とはプーリ９，１４とベルト８によって連結されている。
【００１３】
図２には図示していないが、補機類としては前記のほかに、エンジンオイルポンプ、エンジンウォータポンプ等も連結されている。符号４ａはモータ・ジェネレータ３に電気的に接続されるインバータである。このインバータ４ａはスイッチングにより電力源であるバッテリ５ａからモータ・ジェネレータ３への電気エネルギの供給を可変にしてモータ・ジェネレータ３の回転速度を可変にする。また、モータ・ジェネレータ３からバッテリ５ａへの電気エネルギの充電を行うように切り換える。
【００１４】
このバッテリ５ａはモータ・ジェネレータ３の駆動専用のバッテリであって定格電圧４８Ｖあるいは３６Ｖのものである。一方バッテリ５ｂは通常の補機用の定格電圧１２Ｖのものであってバッテリ５ｂはＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂを介してバッテリ５ａに接続されている。
【００１５】
符号７は電磁クラッチ２６の断続の制御、及びインバータ４ａのスイッチング制御等を行うためのコントローラである。このコントローラへは入力信号として、エアコンスィッチ４２からのオン・オフ信号、自動停止走行モード（エコラン）スィッチ４０のオン・オフ信号、ＮＥ（エンジン回転速度）センサ４９からのエンジン回転速度信号、シフトレバー４４のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４５からの検出信号、水温を検出するためのエンジン冷却水温センサ４７からの信号、車速センサ５０からの車速信号、フットブレーキセンサ５１からのフットブレーキ信号、ハンドブレーキセンサ５２からのハンドブレーキ信号、アクセル開度センサ５４、車室内の適切な場所に配設され車室内温度を検出する車室内温度センサ５５、例えばバンパの裏側に配設され外気温度を検出する外気温度センサ５６、例えばダッシュボード上に配設され日射の有無を検出する日射センサ５７からの信号等が入力される。
【００１６】
なお、エンジンの自動停止自動再始動、すなわちエコランを実施している場合に、そのことをドライバに知らせるためのインジケータ４６、逆に実施していない場合にそのことをドライバに知らせるインジケータ４８が備えられている。
【００１７】
エンジン１が自動停止した状態では、コントローラ７は電磁クラッチ２６に切断の制御信号を出力しており、プーリ２２とエンジン１とは動力非伝達状態にある。
一方、エンジン１が停止中に補機を作動させる場合は、補機の負荷等が考慮されたトルクでモータ・ジェネレータ３が回転するように、コントローラ７はインバータ４に対して相応のスイッチング信号を出力する。
なお、このときブレーキ３１をオン（リングギヤ固定）にし、電磁クラッチ２６をオフとしておく。このような状態とすることにより、モータ・ジェネレータ３とプーリ２３とはモータ・ジェネレータ３から見て回転を減速し動力を伝達する状態となり、補機類１１，１６等を駆動するのに必要な動力を容易に確保することができる。
【００１８】
また、エンジンが運転されている際に、モータ・ジェネレータ３を発電機として使用したり、補機類１１，１６等を駆動したりするには、ブレーキ３１をオフにし、電磁クラッチ２６はオン状態としておく。このようにすることにより、エンジン側から動力が伝達されモータ・ジェネレータ３で動力を吸収することによりモータ・ジェネレータ３とプーリ２３とがワンウェイクラッチ３２により直結状態となり、エンジンの回転速度が高くなってもモータ・ジェネレータ３や補機類１，１６等が高速で運転されるのを防止することができる。なお、ワンウェイクラッチ３２をクラッチに置き換えても実質的に上記と同様な作用が得られる。
【００１９】
次に、エコランモードでエンジン１を再始動する時は、コントローラ７はクラッチ２６をＯＮにする信号を出すとともに、減速機Ｒのブレーキ３１にＯＮ信号を出力しリングギヤ３５を回転不能にしておく。この状態でモータ・ジェネレータ３を回転させるとサンギヤ３３の回転はピニオンギヤ３６に伝達され、リングギヤ３５がロックされているのでピニオンギヤ３６は自転しながらサンギヤ３３の周りを公転する。よってピニオンギヤ３６を保持するキャリア３４もサンギヤ３３の周りを公転し、キャリア３４と同軸のプーリ２３も回転する。このときのプーリ２３の回転速度はサンギヤ３３、リングギヤ３５の歯数によって決まる減速比でモータ・ジェネレータ３の軸の回転速度が減速されたものとなる。よってモータ・ジェネレータ３からエンジン１の始動に十分なトルクが伝達され、エンジンが再始動される。これはモータ・ジェネレータ３を小型にできるという効果につながる。なお、プーリ２３が回転するので同時に補機も駆動される。
なお、エアコン用のコンプレッサ１６とそのプーリ１４の間には図示しない電磁クラッチがあって、コンプレッサ１６を作動させる時にはＯＮとし、他はＯＦＦとし駆動トルクを減少させる。
【００２０】
エンジン１の自動停止後の自動再始動は、前記ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従ってコントローラ７上に実現される。
コントローラ７は、例えば、車速がゼロ、ブレーキペダルが踏まれていて、アクセルペダルが踏まれていなくて、エンジン水温やＡ／Ｔの作動油温が所定範囲内で、バッテリーのＳＯＣ（充電状態）が所定範囲内であり、かつシフトレバーのポジションがＤまたはＮにあることなど、あるいは、ただ単にシフトレバーがＰポジションにあることなどを条件にエンジンを自動停止すべきと判定する。そして、エンジンを自動停止すべきであると判定されると、エンジン１への燃料供給をカットする指令を発する。
一方、例えば、アクセルペダルが踏まれるか、ブレーキがｏｆｆとなったときにエンジンを自動再始動すべきであると判定する。そして、エンジンを自動再始動すべきであると判定されると、エンジン１への燃料供給を再開してエンジンを再始動する指令を発する。
【００２１】
次に、ヒルホールド制御について説明する。車両が停止していてもエンジン１を運転していれば、トルクコンバータの作用によりシフトレバーがＤ等走行ポジションにある限り、前進クラッチ等が係合して、車両を前進させようとするクリープ力が働く。従って、傾斜の緩い登坂路などでは、このクリープ力で車両が後退するのを防止できる。
しかし、自動停止自動再始動装置では、ブレーキを踏み車両が停止するとエンジン１を停止してしまうので、クリープ力は働かない。従って、停止した位置が登坂路であった場合、ブレーキを緩めた瞬間に車両が後退してしまうこととなる。
【００２２】
そこで、エンジン自動停止条件が揃いエンジン停止モードに移行すると判定されたとき、ブレーキ装置のマスタシリンダ液圧を保持してブレーキ力を保持することで車輪の回転を抑制するヒルホールド制御をおこなう。このヒルホールド制御もまた、プログラムによりコントローラ７上に実現される。なお、ヒルホールド制御はアンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）用のアクチュエータ（図示せず）の駆動により行うことが好ましい。また、車輪につながる回転軸を機械的にロックするものであってもよい。  ヒルホールド制御は、変速機が走行ポジションにあるときで、かつ、エンジン１の自動停止中に、走行を目的としない特定条件によってエンジン１の再始動をするときには制動力を継続する。
【００２３】
次に、上記のように構成された本実施形態の制御について説明する。すなわち、外気温度ＴＯが酷寒あるいは酷暑でなく、かつ、車室内温度が拡大適温領域内にある場合には、外気温度ＴＯと、車室内温度ＴＩと、日射の有無に基づき、エンジンの自動停止を禁止するか否かを決定する。
【００２４】
図１において、ステップ２０では各種センサからの入力信号が処理される。ステップ３０ではエンジン自動停止の前提条件が成立しているか否かを判定する、具体的には、各センサが正常に作動していること、エンジン水温が所定値以上、ＡＴ油温が所定値以上であること、バッテリ５ａのＳＯＣ（充電状態）が充分であること、その他、各センサが正常な値を示していること等である。ステップ３０で否定判定された場合は何もせずステップ１２０に飛びリターンし、ステップ３０で肯定判定された場合はステップ４０に進む。
【００２５】
ステップ４０では外気温度ＴＯが酷暑、あるいは、酷寒であるか否かの判定をおこない、肯定判定された場合、すなわち、外気温度ＴＯが酷暑、あるいは、酷寒である場合にはステップ１２０に飛びリターンする。
例えば、外気温度ＴＯが０℃以下は酷寒と判断し、３５℃以上ならば酷暑と判断してステップ１２０に飛ぶ。
【００２６】
ステップ４０で否定判定された場合は、すなわち、外気温度ＴＯが酷暑、あるいは、酷寒でない場合にはステップ５０に進み、外気温度ＴＯを、「寒い」、「適温」、「暑い」のいずれかであるかを分類してからステップ６０に進む。
例えば、以下の様に分類する。
０℃＜外気温度ＴＯ≦１３℃の場合：  寒い
１３℃＜外気温度ＴＯ≦２８℃の場合：  適温
２８℃＜外気温度ＴＯ≦３５℃の場合：  暑い
【００２７】
ステップ６０では車室内温度ＴＩが、乗員にとって好適な、幅を有する、適温領域にそれよりもやや暑い領域と、それよりもやや寒い領域とを加えた拡大適温領域であるか否かの判定をおこない、否定判定された場合、すなわち、車室内温度ＴＩが拡大適温領域でない場合にはステップ１２０に飛びリターンする。
例えば、車室内温度ＴＩが５℃以下は、あるいは３０℃以上ならば拡大適温領域にないと判断してステップ１２０に飛ぶ。
【００２８】
ステップ６０で肯定判定された場合は、すなわち、車室内温度ＴＩが拡大適温領域である場合にはステップ７０に進み、車室内温度ＴＩを、「やや寒い」、「適温」、「やや暑い」のいずれかであるかを分類してからステップ８０に進む。
例えば、以下の様に分類する。
５℃＜車室内温度ＴＩ≦１５℃の場合：  やや寒い
１５℃＜車室内温度ＴＩ≦２５℃の場合：  適温
２５℃＜車室内温度ＴＩ≦３０℃の場合：  やや暑い
【００２９】
ステップ８０では日射が有るか否かを判定し、肯定判定された場合、すなわち、日射が有る場合にはステップ９０に進み、否定判定された場合、すなわち、日射が無い場合にはステップ１００に進む。
【００３０】
日射が有りステップ９０に進んだ場合はステップ９０で、ステップ５０の外気温度ＴＯの分類と、ステップ７０の車室内温度ＴＩの分類に基づき、以下のように判断をおこなう。
外気温度ＴＯが「寒い」で、車室内温度ＴＩが、「やや寒い」、「適温」、または「やや暑い」の場合、例えば、０℃＜ＴＯ≦１３℃で、５℃＜ＴＩ≦３０℃の場合、
外気温度ＴＯが「適温」で、車室内温度ＴＩが、「やや寒い」、「適温」、または「やや暑い」の場合、例えば、１３℃＜ＴＯ≦２８℃で、５℃＜ＴＩ≦３０℃の場合、
外気温度ＴＯが「暑い」で、車室内温度ＴＩが、「やや寒い」または「適温」の場合、例えば、２８℃＜ＴＯ≦３５℃で、５℃＜ＴＩ≦２５℃の場合、
は空調装置の停止で車室内温度ＴＩが不適切な方向に移行する可能性は低いのでエンジン自動停止可と考え肯定判定する。
一方、外気温度ＴＯと車室内温度ＴＩが上記以外の組み合わせになる場合は空調装置の停止で車室内温度ＴＩが不適切な方向に移行する可能性が高いのでエンジン自動停止不可とすべきであるので否定判定する。
【００３１】
上記の判定を判定１といい、図３がこの判定１を説明する図である。ステップ１００で肯定判定された場合はステップ１１０に進み、ステップ１１０でエンジン自動停止処理をおこなってステップ１２０に進んでリターンする。ステップ１００で否定判定された場合はステップ１２０に飛んでリターンする。
【００３２】
日射が無くステップ１００に進んだ場合はステップ１００で、ステップ５０の外気温度ＴＯの分類と、ステップ７０の車室内温度ＴＩの分類に基づき、以下のように判定をおこなう。
外気温度ＴＯが「寒い」で、車室内温度ＴＩが、「適温」または「やや暑い」の場合、例えば、０℃＜ＴＯ≦１３℃で、１５℃＜ＴＩ≦３０℃の場合、
外気温度ＴＯが「適温」で、車室内温度ＴＩが、「やや寒い」、「適温」または「やや暑い」の場合、例えば、１３℃＜ＴＯ≦２８℃で、５℃＜ＴＩ≦３０℃の場合、
外気温度ＴＯが「暑い」で、車室内温度ＴＩが、「やや寒い」、「適温」または「やや暑い」の場合、例えば、２８℃＜ＴＯ≦３５℃で、５℃＜ＴＩ≦３０℃の場合は、空調装置の停止で車室内温度ＴＩが不適切な方向に移行する可能性は低いのでエンジン自動停止可と考え肯定判定する。
一方、外気温度ＴＯと車室内温度ＴＩが上記以外の組み合わせになる場合は空調装置の停止で車室内温度ＴＩが不適切な方向に移行する可能性が高いのでエンジン自動停止不可とすべきであるので否定判定する。
【００３３】
上記の判定を判定２といい、図４がこの判定２を説明する図である。ステップ１００で肯定判定された場合はステップ１１０に進み、ステップ１１０でエンジン自動停止処理をおこなってステップ１２０に進んでリターンする。ステップ１００で否定判定された場合はステップ１２０に飛んでリターンする。
【００３４】
本実施の形態は上記のように作用するので、まず、外気温度ＴＯが酷寒あるいは酷暑の場合にはエンジンの自動停止が禁止され、エンジンの自動停止よって車室内温度ＴＩが外気温度ＴＯにより急変することが防止される。外気温度ＴＯが酷寒あるいは酷暑でない場合で、車室内温度ＴＩが乗員にとって好適な適温領域にそれよりもやや暑い領域と、それよりもやや寒い領域とを加えた拡大適温領域にない場合にはエンジンの自動停止が禁止され、エンジンの自動停止よって車室内温度ＴＩが不適切な方向に変化することが禁止される。外気温度ＴＯが酷寒あるいは酷暑でなく、かつ、車室内温度ＴＩが拡大適温領域にある場合には、外気温度ＴＯと、車室内温度ＴＩと、日射の有無に基づき、エンジンの自動停止を禁止するか否かを決定する。例えば、日射が有る場合には、車室内温度ＴＩが適温の場合のみでなくやや寒い場合にもエンジンの自動停止が禁止されず、また、日射が無い場合には、車室内温度ＴＩが適温の場合のみでなくやや暑い場合にもエンジンの自動停止が禁止されず、エンジンの自動停止の領域が多く燃費、排ガスの低減効果を減少が防止される。
【００３５】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、予め定めたエンジン停止条件においてエンジンを自動停止し、予め定めたエンジン再始動条件においてエンジンをバッテリの電力により自動再始動するエンジン自動停止自動再始動装置を有する空調装置付き車両において、エンジンの停止による燃費の向上と排出ガスの低減の効果の減少を抑制しつつ車室内の温度を適切に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の制御のフローチャート。
【図２】実施の形態のシステム構成図。
【図３】日射が有る場合のエンジン自動停止範囲を示す図である。
【図４】日射が無い場合のエンジン自動停止範囲を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン
２…自動変速機
３…モータ・ジェネレータ
４…インバータ
５…バッテリ
７…コントローラ
１６…エアコンのコンプレッサ
４０…エコランスィッチ
４２…エアコンスィッチ
４４…シフトレバー
４５…シフトポジションセンサ
４６…エンジン自動停止実行インジケータ
４７…エンジン冷却水温センサ
４８…エンジン自動停止不実行インジケータ
４９…エンジン回転速度センサ
５０…車速センサ
５１…フットブレーキセンサ
５２…ハンドブレーキセンサ
５４…アクセル開度センサ
５５…車室内温度センサ
５６…外気温度センサ
５７…日射センサ
Ｒ…減速機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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