(57)【要約】【課題】リングギヤの劣化度合いを推定し、推定したリングギヤの劣化度合いに基づいて、アイドルストップ制御を禁止することが可能なエンジン制御装置を提供すること。【解決手段】車両を駆動するエンジンのクランクシャフトに連結したリングギヤと噛み合うピニオンギヤを駆動し、前記エンジンのクランキングを行うスタータと、前記スタータを駆動するバッテリと、所定のエンジン停止条件を満足した場合に、前記エンジンを停止させ、所定のエンジン始動条件を満足した場合に、前記スタータにより前記エンジンを始動させるアイドルストップ制御を行う制御部と、前記始動時の前記エンジンの水温、及び前記バッテリの電圧降下量に基づいて、前記リングギヤの劣化度合いを推定する劣化度合い推定部と、を備え、前記制御部は、前記劣化度合い推定部により推定された前記リングギヤの劣化度合いに応じて、前記アイドルストップ制御を禁止することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するエンジンのクランクシャフトに連結したリングギヤと噛み合うピニオンギヤを駆動し、前記エンジンのクランキングを行うスタータと、
前記スタータを駆動するバッテリと、
所定のエンジン停止条件を満足した場合に、前記エンジンを停止させ、所定のエンジン始動条件を満足した場合に、前記スタータにより前記エンジンを始動させるアイドルストップ制御を行う制御部と、
前記始動時の前記エンジンの水温、及び前記バッテリの電圧降下量に基づいて、前記リングギヤの劣化度合いを推定する劣化度合い推定部と、を備え、
前記制御部は、
前記劣化度合い推定部により推定された前記リングギヤの劣化度合いに応じて、前記アイドルストップ制御を禁止することを特徴とする、
エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドルストップ制御を行うエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定のエンジン停止条件を満足した場合、自動的にエンジンを停止させ、所定のエンジン始動条件を満足した場合、自動的にエンジンを始動（再始動）させるアイドルストップ制御を行うエンジン制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４２２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、アイドルストップ制御において、エンジンは停止と始動とを頻繁に繰り返し、エンジンのクランクシャフトに連結されたリングギヤは、エンジンが始動する度にエンジンを始動させるスタータのピニオンギヤと噛み合い、摩耗（劣化）する。そのため、リングギヤに所定以上の劣化が生じて、イグニッションＯＮ操作による通常のエンジン始動ができなくなることがないように、アイドルストップ制御による始動回数が一定回数に達した時点でアイドルストップ制御を禁止する場合がある。これにより、エンジンの停止と始動とを頻繁に繰り返すことによるリングギヤの劣化進行を抑制することができる。
【０００５】
しかしながら、車両の使用環境や使われ方によりリングギヤの劣化進行の速度は変化する。そのため、アイドルストップ制御による始動回数が一定回数以上に達した時点でアイドルストップ制御を禁止すると、リングギヤの劣化進行が比較的遅い車両であっても、一律にアイドルストップ制御が禁止され、車両の燃費性能を悪化させるおそれがある。
【０００６】
そこで、上記課題に鑑み、リングギヤの劣化度合いを推定し、推定したリングギヤの劣化度合いに基づいて、アイドルストップ制御を禁止することが可能なエンジン制御装置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】
上記目的を達成するため、一実施形態において、エンジン制御装置は、
車両を駆動するエンジンのクランクシャフトに連結したリングギヤと噛み合うピニオンギヤを駆動し、前記エンジンのクランキングを行うスタータと、
前記スタータを駆動するバッテリと、
所定のエンジン停止条件を満足した場合に、前記エンジンを停止させ、所定のエンジン始動条件を満足した場合に、前記スタータにより前記エンジンを始動させるアイドルストップ制御を行う制御部と、
前記始動時の前記エンジンの水温、及び前記バッテリの電圧降下量に基づいて、前記リングギヤの劣化度合いを推定する劣化度合い推定部と、を備え、
前記制御部は、
前記劣化度合い推定部により推定された前記リングギヤの劣化度合いに応じて、前記アイドルストップ制御を禁止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本実施の形態によれば、リングギヤの劣化度合いを推定し、推定したリングギヤの劣化度合いに基づいて、アイドルストップ制御を禁止することが可能なエンジン制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エンジン制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）によるリングギヤの劣化度合い推定処理（リングギヤの摩耗量推定処理）の一例を示すフローチャートである。
【図３】エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）によるアイドルストップ制御処理及び禁止処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】リングギヤの摩耗量に関係するパラメータ（エンジン始動時のエンジンの水温、及びバッテリの電圧降下量）の性質を示す図である。
【図５】リングギヤの摩耗量を推定（決定）するためのマップを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るエンジン制御装置１の構成の一例を示すブロック図である。なお、本図中、太線矢印は、機械的動力系を表し、細線矢印は、電気信号系を表す。
【００１２】
エンジン制御装置１は、エンジン１０、リングギヤ１１、スタータ１２、エンジンＥＣＵ２０、アイドルストップＥＣＵ３０、水温センサ４０、電圧センサ５０等を含む。
【００１３】
エンジン１０は、エンジン制御装置１を搭載する車両の駆動力源である。エンジン１０の駆動力は、図示しない変速機、差動装置（ディファレンシャル）、ドライブシャフト等を介して駆動輪に伝達され、当該車両は走行する。
【００１４】
リングギヤ１１は、エンジン１０のクランクシャフトに連結され、該クランクシャフトと一体に回転する大歯車である。
【００１５】
スタータ１２は、エンジン１０を始動するための始動手段である。具体的には、出力軸にピニオンギヤを設けた始動用モータを含み、該始動用モータがピニオンギヤを介してリングギヤ１１を回転させることで、エンジン１０をクランキングし、エンジン１０を始動させることができる。なお、スタータ１２は、当該車両に搭載されたバッテリ（不図示）から供給された電力により駆動される。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２０は、エンジン１０を制御する電子制御ユニットである。例えば、マイクロコンピュータにより構成されてよく、ＲＯＭに格納された各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより後述する各種制御処理を実行してよい。具体的には、アクセル開度、車速、クランク角、カム角、エンジン回転数等に基づいて、エンジン１０の燃料インジェクタ（燃料噴射時期、量等）、点火プラグ（点火時期等）、吸排気バルブ（開閉時期等）等を制御する。
【００１７】
また、エンジンＥＣＵ２０は、バッテリからスタータ１２への電力供給経路に設けられるリレー（不図示）を制御することによりスタータ１２を駆動し、エンジン１０を始動する。例えば、運転者がイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）をオンにしたら、該オン信号がエンジンＥＣＵ２０に入力され、エンジンＥＣＵ２０はリレーを通電することによりエンジン１０を始動させてよい。また、エンジンＥＣＵ２０は、エンジン１０への燃料供給をカットすることによりエンジン１０を停止させる。例えば、運転者がＩＧスイッチをオフにしたら、該オフ信号がエンジンＥＣＵ２０に入力され、エンジンＥＣＵ２０はエンジン１０の各気筒への燃料供給を所定のタイミングでカットすることによりエンジン１０を停止させてよい。
【００１８】
また、エンジンＥＣＵ２０は、後述するアイドルストップＥＣＵ３０から出力されるエンジン停止要求を受信し、該エンジン停止要求に応じて、燃料供給をカットすることで、エンジン１０を停止させる。また、エンジンＥＣＵ２０は、アイドルストップＥＣＵ３０から出力されるエンジン始動要求を受信し、該エンジン始動要求に応じて、上述したリレーを制御することによりスタータ１２を駆動し、エンジン１０を始動させる。このように、エンジンＥＣＵ２０は、アイドルストップ動作におけるエンジン停止又はエンジン始動の制御を実行してよい。
【００１９】
また、エンジンＥＣＵ２０は、アイドルストップ後のエンジン始動によるリングギヤ１１の劣化度合いを推定し、当該劣化度合いに基づいて、アイドルストップ制御を禁止する。具体的には、エンジン始動時のエンジン１０の水温Ｔと、エンジン始動時のバッテリの電圧降下量ΔＶとに基づいて、エンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定する。また、推定した摩耗量Ｄを積算することによって、リングギヤ１１の劣化度合いとしての摩耗量積算値Ｄｉｎｔを推定する。また、エンジンＥＣＵ２０は、リングギヤ１１の劣化度合いとしての摩耗量積算値Ｄｉｎｔに基づいて、アイドルストップ制御を禁止する。具体的な劣化度合いの推定処理やアイドルストップ制御の禁止処理の詳細については、後述する。なお、エンジンＥＣＵ２０は、後述する水温センサ４０からの水温信号を受信することによりエンジン１０の水温を取得することができる。また、エンジンＥＣＵ２０は、後述する電圧センサ５０から電圧信号を受信することによりバッテリの電圧値を取得することができる。
【００２０】
アイドルストップＥＣＵ３０は、当該車両のアイドルストップ制御を行う電子制御ユニットである。例えば、マイクロコンピュータにより構成されてよく、ＲＯＭに格納された各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより後述する各種制御処理を実行してよい。具体的には、所定のエンジン停止条件を満足するか否かを判定し、該エンジン停止条件を満足する場合、エンジンＥＣＵ２０に対してエンジン停止要求を出力する。例えば、アイドルストップＥＣＵ３０は、マスタシリンダ圧（以下、ＭＣ圧と呼ぶ）が所定踏み込み圧以上になっており（所定以上のブレーキの踏み込みがあり）、かつ、当該車両の車速が所定の速度以下に下がっていることを検出すると、エンジン停止条件を満足するか否かを判定してよい。
【００２１】
また、アイドルストップＥＣＵ３０は、所定のエンジン始動条件を満足するか否かを判定し、該エンジン始動条件を満足する場合、エンジンＥＣＵ２０に対してエンジン始動要求を出力する。例えば、アイドルストップＥＣＵ３０は、ＭＣ圧が所定開放圧以下になっている（ブレーキの踏み込みが解除された）ことを検出すると、エンジン始動条件を満足するか否かを判定してよい。
【００２２】
上述したエンジン停止条件及びエンジン始動条件は、例えば、エンジン１０の回転数、冷却水温、バッテリの電流、電圧、温度、車両の車速、ＭＣ圧、ドアカーテシスイッチ等に関する条件を含んでよい。例えば、エンジン停止条件は、バッテリの電流、電圧等から算出される推定ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ；充電率）が所定割合以上であるという条件を含んでよい。また、エンジン始動条件は、ドアカーテシスイッチがオンである（ドアが閉まっている）という条件を含んでよい。
【００２３】
なお、エンジンＥＣＵ２０、及びアイドルストップＥＣＵ３０の機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。また、エンジンＥＣＵ２０、及びアイドルストップＥＣＵ３０の機能の一部又は全部は、他のＥＣＵにより実現されてもよい。また、エンジンＥＣＵ２０、及びアイドルストップＥＣＵ３０は、他のＥＣＵの機能の一部又は全部を実現するものであってもよい。例えば、アイドルストップＥＣＵ３０の機能の一部又は全部は、エンジンＥＣＵ２０により実現されてもよいし、エンジンＥＣＵ２０の機能の一部又は全部は、アイドルストップＥＣＵ３０により実現されてよい。
【００２４】
水温センサ４０は、エンジン１０の水温を検出する水温検出手段である。水温センサ４０は、エンジンＥＣＵ２０と通信可能に構成され、検出したエンジン１０の水温に対応する水温信号をエンジンＥＣＵ２０に出力する。
【００２５】
電圧センサ５０は、上述したスタータ１２に電力を供給するバッテリ（不図示）の端子電圧を検出する電圧検出手段である。電圧センサ５０は、エンジンＥＣＵ２０と通信可能に構成され、バッテリの電圧に対応する電圧信号をエンジンＥＣＵ２０に出力する。
【００２６】
次に、本実施形態に係るエンジン制御装置１（エンジンＥＣＵ２０）による特徴的な処理動作について説明をする。具体的には、エンジンＥＣＵ２０によるリングギヤ１１の劣化度合い推定処理と、アイドルストップ制御及び禁止処理とについて説明する。
【００２７】
図２は、エンジン制御装置１（エンジンＥＣＵ２０）によるリングギヤ１１の劣化度合い（摩耗量積算値Ｄｉｎｔ）推定処理の一例を示すフローチャートである。また、図３は、エンジン制御装置１（エンジンＥＣＵ２０）によるアイドルストップ制御処理及び禁止処理の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示す処理は、アイドルストップ制御によりエンジン１０が停止される毎に実行されてよい。また、図３に示す処理は、アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン停止要求を受信する毎に実行されてよい。
【００２８】
図２を参照するに、ステップＳ１０１では、電圧センサ５０から取得したバッテリの電圧値をエンジン１０の始動前のバッテリ電圧値（始動前バッテリ電圧値Ｖ１）として内部メモリ等に記憶する。
【００２９】
ステップＳ１０２では、アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン始動要求を受信したか否かを判定する。エンジン始動要求を受信していない場合、ステップＳ１０１に戻る。即ち、エンジンＥＣＵ２０は、アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン始動要求を受信するまで、電圧センサ５０から取得したバッテリの電圧値を始動前バッテリ電圧値Ｖ１として内部メモリ等に繰り返し記憶（更新）する。そして、アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン始動要求を受信する直前に記憶した値が最終的な始動前バッテリ電圧値Ｖ１として記憶されてよい。アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン始動要求を受信した場合、ステップＳ１０３に進む。
【００３０】
ステップＳ１０３では、電圧センサ５０を介して取得したエンジン１０の始動後のバッテリ電圧値（始動後バッテリ電圧値Ｖ２）を内部メモリ等に記憶する。エンジンＥＣＵ２０は、例えば、エンジン１０の始動後、１秒以内のバッテリの電圧値を始動後バッテリ電圧値Ｖ２として内部メモリ等に記憶してよい。
【００３１】
ステップＳ１０４では、内部メモリ等に記憶した始動前バッテリ電圧値Ｖ１、始動後バッテリ電圧値Ｖ２に基づいて、エンジン１０の始動時における電圧降下量ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を算出し、内部メモリ等に記憶する（ステップＳ１０４）。
【００３２】
ステップＳ１０５では、水温センサ４０を介して取得したエンジン１０の始動時における水温Ｔを内部メモリ等に記憶する。
【００３３】
なお、ステップＳ１０３及びＳ１０４の処理と、ステップＳ１０５の処理は、並行して実行されてもよいし、順番を入れ替えて実行されてもよい。
【００３４】
ステップＳ１０６では、内部メモリ等に記憶した始動時のバッテリの電圧降下量ΔＶと始動時のエンジン１０の水温Ｔとに基づいて、今回のエンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定（算出）する。
【００３５】
ここで、具体的なエンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄの推定手法について、図４、５を用いて説明をする。
【００３６】
図４は、リングギヤ１１の摩耗量Ｄに関係するパラメータ（エンジン始動時のエンジン１０の水温Ｔ、及びバッテリの電圧降下量ΔＶ）の性質を示す図である。具体的に、図４（ａ）は、エンジン１０の水温Ｔとエンジン１０のフリクションの関係を示す概略図であり、図４（ｂ）は、エンジン１０の始動時におけるバッテリの電圧降下量ΔＶとスタータ１２の出力トルクの関係を示す概略図である。
【００３７】
図４（ａ）を参照するに、エンジン１０のフリクションは、エンジン１０の水温Ｔが高くなるにつれて、小さくなる。即ち、エンジン１０の水温Ｔが低くなるにつれて、エンジン１０のフリクションが高くなる。また、エンジン１０のフリクションが大きくなると、エンジン始動時にスタータ１２はより大きなトルクでエンジン１０を駆動する必要があり、リングギヤ１１の摩耗量Ｄも大きくなる。従って、エンジン始動時のリングギヤ１１の摩耗量Ｄは、エンジン１０の水温Ｔが低くなるにつれて大きくなる。
【００３８】
また、図４（ｂ）を参照するに、スタータ１２の出力トルクは、エンジン始動時におけるバッテリの電圧降下量ΔＶが大きくなるにつれて、大きくなる。また、スタータ１２の出力トルクが大きくなると、エンジン１０にトルクを伝達するためのリングギヤ１１の摩耗量Ｄも大きくなる。したがって、エンジン始動時のリングギヤ１１の摩耗量Ｄは、エンジン始動時におけるバッテリの電圧降下量ΔＶが大きくなるにつれて大きくなる。
【００３９】
本実施形態では、これらの性質を利用して、エンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定（算出）する。
【００４０】
図５は、エンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定（決定）するためのマップを説明する図である。具体的には、エンジン始動時におけるエンジン１０の水温Ｔ（縦軸）とバッテリの電圧降下量ΔＶ（横軸）から交差するマスに規定される値を摩耗量Ｄとして推定する。なお、エンジン１０の水温Ｔ及び電圧降下量ΔＶから決定される摩耗量Ｄを推定するための具体的な各マスの値は、例えば、エンジン１０の実機を使った実験やコンピュータ解析等に基づいて、予め設定されてよい。
【００４１】
図５を参照するに、図４で説明したとおり、エンジン始動時のエンジン１０の水温Ｔが比較的低く、かつ、バッテリの電圧降下量ΔＶが比較的大きい場合、エンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄは比較的大きくなるように各マスの値は設定されるとよい（図中、「摩耗量大」のエリア）。
【００４２】
また、「摩耗量大」のエリアに対して、エンジン始動時におけるエンジン１０の水温Ｔが高くなる程、または、バッテリの電圧降下量ΔＶが小さくなる程、リングギヤ１１の摩耗量Ｄが小さくなるように各マスの値が設定されるとよい（図中、「摩耗量中」のエリア）。
【００４３】
また、エンジン始動時のエンジン１０の水温Ｔが比較的大きく、かつ、バッテリの電圧降下量ΔＶが比較的小さい場合、エンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄが更に小さくなるように各マスの値は設定されるとよい（図中、「摩耗量小」のエリア）。
【００４４】
このように、予めエンジン始動時におけるエンジン１０の水温Ｔとバッテリの電圧降下量ΔＶからリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定するマップを設定し、該マップをエンジンＥＣＵ２０の内部メモリ等に格納しておくとよい。
【００４５】
図２に戻り、ステップＳ１０７では、不揮発性メモリ（不図示）に記憶されたリングギヤ１１の劣化度合いとしての摩耗量積算値Ｄｉｎｔを更新し、今回の処理を終了する。具体的には、不揮発性メモリに記憶された前回までのエンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄの積算値である摩耗量積算値Ｄｉｎｔに、今回のエンジン始動時におけるリングギヤ１１の摩耗量Ｄを加えたものを新たな摩耗量積算値Ｄｉｎｔとする更新を行う。なお、不揮発性メモリは、上述した内部メモリと同じメモリであってもよいし、異なるメモリであってもよい。また、エンジンＥＣＵ２０の内部のメモリであってもよいし、外部に設けられたメモリであってもよい。
【００４６】
このように、エンジン始動時におけるエンジン１０の水温Ｔ、及びバッテリの電圧降下量ΔＶに基づいて、リングギヤ１１の劣化度合い（摩耗量積算値Ｄｉｎｔ）を推定することができる。具体的には、予め実験やシミュレーション解析等によりリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定するマップを設定しておくことにより、高精度にリングギヤ１１の摩耗量Ｄを推定し、リングギヤ１１の劣化度合い（摩耗量積算値Ｄｉｎｔ）を推定することができる。
【００４７】
続いて、図３を参照するに、ステップＳ２０１では、摩耗量積算値Ｄｉｎｔが閾値Ｄｔｈより大きいか否かを判定する。摩耗量積算値Ｄｉｎｔが閾値Ｄｔｈ以下である場合は、ステップＳ２０２に進み、アイドルストップ制御を実行する。
【００４８】
ステップＳ２０２では、アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン停止要求に応じて、エンジン１０を停止（アイドルストップ）させる。
【００４９】
ステップＳ２０３では、アイドルストップＥＣＵ３０からのエンジン始動要求を受信するまで待機し、エンジン始動要求を受信した場合、ステップＳ２０４に進む。
【００５０】
ステップＳ２０４では、エンジン始動要求に応じて、エンジン１０を始動（アイドルストップ再始動）させ、今回の処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ２０１にて、摩耗量積算値Ｄｉｎｔが閾値Ｄｔｈより大きい場合、アイドルストップ動作によるリングギヤ１１の劣化が所定以上進行していると判断し、エンジンを停止させず（即ち、アイドルストップを禁止し）、今回の処理を終了する。
【００５２】
このように、リングギヤ１１の劣化度合いとしての摩耗量積算値Ｄｉｎｔが閾値Ｄｔｈを超えると、継続してアイドルストップ制御は禁止される。よって、リングギヤ１１が更に劣化して、通常のイグニッションオン操作によるエンジン１０の始動ができなくなることを防止することができる。
【００５３】
また、上述したように、エンジン始動時におけるエンジン１０の水温Ｔ、及びバッテリの電圧降下量ΔＶに基づいて、リングギヤ１１の劣化度合い（摩耗量積算値Ｄｉｎｔ）を推定しているため、具体的な劣化の進行に応じたアイドルストップ制御の禁止を行うことができる。
【００５４】
なお、リングギヤ１１の部品交換を行った場合、不揮発性メモリ内のＤｉｎｔを初期化（クリア）することにより、再度、アイドルストップ制御が行えるようにしてよい。
【００５５】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  エンジン制御装置
１０  エンジン
１１  リングギヤ
１２  スタータ
２０  エンジンＥＣＵ（制御部、劣化度合い推定部）
３０  アイドルストップＥＣＵ
４０  水温センサ
５０  電圧センサ
【図１】
2015145661.tif 000003
【図２】
2015145661.tif 000004
【図３】
2015145661.tif 000005
【図４】
2015145661.tif 000006
【図５】
2015145661.tif 000007