(57)【要約】　　　（修正有）【課題】電源用コンデンサーをスイッチを介してインバーターへ接続するときに、電源用コンデンサーから平滑用コンデンサーへ流れる突入電流を抑制する。【解決手段】モータージェネレーター２を備えたエンジン自動停止装置において、エンジン１の始動時に電源用コンデンサー７の電力をインバーター６を介してモータージェネレーター２へ供給して駆動するとともに、エンジン１の始動後にモータージェネレーター２の発生電力をインバーター６を介して電源用コンデンサー７へ供給して充電し、そして、所定のアイドルストップ条件が成立してエンジン１を停止する前に、電源用コンデンサー７の両端電圧Ｖｐｃとインバーター６の平滑用コンデンサー６ｂの両端電圧Ｖｂａｔとの差が所定電圧以下になるまで、モータージェネレーター２の発電電力をインバーター６を介して平滑用コンデンサー６ｂへ供給して充電する。【選択図】　図１
2004108226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジンを停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとモータージェネレーターにより前記エンジンを始動するエンジンのアイドルストップ装置において、
前記エンジンの始動用電力を供給する電源用コンデンサーと、
車載補機を駆動するバッテリーと、
前記電源用コンデンサーをインバーターへ接続するか、または前記バッテリーを前記インバーターへ接続するかを切り換える切換回路と、
前記電源用コンデンサーの両端電圧を検出する第１の電圧検出器と、
前記インバーターのＤＣリンクに接続されている平滑用コンデンサーの両端電圧を検出する第２の電圧検出器と、
前記エンジンの始動時に前記切換回路により前記電源用コンデンサーを前記インバーターへ接続し、前記電源用コンデンサーの電力を前記インバーターを介して前記モータージェネレーターへ供給して駆動するとともに、前記エンジンの始動後に前記モータージェネレーターの発生電力を前記インバーターを介して前記電源用コンデンサーへ供給して充電し、前記電源用コンデンサーの両端電圧が所定電圧以上になると前記切換回路により前記バッテリーを前記インバーターへ接続する制御回路とを備え、
前記所定のアイドルストップ条件が成立して前記エンジンを停止する前に、前記電源用コンデンサーの両端電圧と前記平滑用コンデンサーの両端電圧との差が所定電圧以下になるまで、前記モータージェネレーターの発電電力を前記インバーターを介して前記平滑用コンデンサーへ供給して充電することを特徴とするエンジンのアイドルストップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのアイドルストップ装置において、
前記所定のアイドルストップ条件を、前記バッテリーの電圧が車載補機を駆動可能な最小電圧以上であり、かつ車両が停止中であり、かつアクセルペダルが解放されており、かつブレーキペダルが踏み込まれている状態とすることを特徴とするエンジンのアイドルストップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジンのアイドルストップ装置において、
前記所定のエンジン再始動条件を、ブレーキペダルが解放されている状態、またはアクセルペダルが踏み込まれている状態、または前記バッテリーの電圧が車載補機を駆動可能な最小電圧より低い状態とすることを特徴とするエンジンのアイドルストップ装置。
【請求項４】
所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジンを停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとモータージェネレーターにより前記エンジンを始動するエンジンのアイドルストップ方法において、
エンジンの始動時に切換回路を介してエンジン始動電源用コンデンサーをインバーターへ接続し、前記電源用コンデンサーの電力を前記インバーターを介して前記モータージェネレーターへ供給して駆動するとともに、前記エンジンの始動後に前記モータージェネレーターの発生電力を前記インバーターを介して前記電源用コンデンサーへ供給して充電し、前記電源用コンデンサーの両端電圧が所定電圧以上になると、前記切換回路により前記電源用コンデンサーの代わりに補機駆動用バッテリーを前記インバーターへ接続し、
前記所定のアイドルストップ条件が成立して前記エンジンを停止する前に、前記電源用コンデンサーの両端電圧と前記インバーターの平滑用コンデンサーの両端電圧との差が所定電圧以下になるまで、前記モータージェネレーターの発電電力を前記インバーターを介して前記平滑用コンデンサーへ供給して充電することを特徴とするエンジンのアイドルストップ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号待ちなどの停車時にエンジンを停止するアイドルストップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの出力軸にモータージェネレーターを連結し、バッテリーと電源用コンデンサーからインバーターを介してモータージェネレーターへ電力を供給して駆動力を発生するとともに、モータージェネレーターからインバーターを介してバッテリーと電源用コンデンサーへ電力を回生して充電を行うハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この装置では、バッテリーと電源用コンデンサーにそれぞれスイッチ（逆並列サイリスター）を直列に接続し、それらの直列接続回路を並列に接続してインバーターへ接続している。そして、充放電特性のすぐれた電源用コンデンサーに対して優先的に充放電を行うために、まず電源用コンデンサーをスイッチを介してインバーターへ接続し、電源用コンデンサーの充放電を行い、電源用コンデンサーの充放電後にスイッチを切り換えてバッテリーをインバーターへ接続し、バッテリーの充放電を行うようにしている。
【０００４】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平０４−２７１２０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したハイブリッド車両では、スイッチによりバッテリーと電源用コンデンサーとを切り換えてインバーターへ接続しているので、バッテリーがインバーターへ接続されている状態から、バッテリーを切り離して電源用コンデンサーをインバーターへ接続すると、電源用コンデンサーからインバーターのＤＣリンクに接続されている平滑用コンデンサーへ過大な突入電流が流れることがある。
【０００６】
本発明の目的は、電源用コンデンサーをスイッチを介してインバーターへ接続するときに、電源用コンデンサーから平滑用コンデンサーへ流れる突入電流を抑制することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジンを停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとモータージェネレーターによりエンジンを始動するエンジンのアイドルストップにおいて、
エンジンの始動時に切換回路を介してエンジン始動電源用コンデンサーをインバーターへ接続し、電源用コンデンサーの電力をインバーターを介してモータージェネレーターへ供給して駆動するとともに、エンジンの始動後にモータージェネレーターの発生電力をインバーターを介して電源用コンデンサーへ供給して充電し、電源用コンデンサーの両端電圧が所定電圧以上になると、切換回路により電源用コンデンサーの代わりに補機駆動用バッテリーをインバーターへ接続し、
所定のアイドルストップ条件が成立してエンジンを停止する前に、電源用コンデンサーの両端電圧とインバーターの平滑用コンデンサーの両端電圧との差が所定電圧以下になるまで、モータージェネレーターの発電電力をインバーターを介して平滑用コンデンサーへ供給して充電する。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、電源用コンデンサーから平滑用コンデンサーへ流れる突入電流を抑制することができ、突入電流に起因する平滑用コンデンサーの寿命劣化や故障を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は一実施の形態の構成を示す。エンジン１の出力軸にはモータージェネレーター２が連結される。エンジン１の制駆動力は、トランスミッション３と減速機４を介して車輪５ａ、５ｂへ伝達される。モータージェネレーター２は、モーター（電動機）として機能してエンジン１の始動を行うとともに、ジェネレーター（発電機）として機能してインバーター６を介して後述する電源用コンデンサー７とバッテリー１０を充電する。モータージェネレーター２には、誘導機や同期機などの交流電動発電機を用いることがでいる。
【００１０】
モータージェネレーター２は３相インバーター６により駆動される。なお、３相インバーターについては周知であり、その主回路と制御回路についての説明を省略する。インバーター６のＤＣリンク６ａには、平滑用コンデンサー６ｂと電圧センサー６ｃが接続されている。平滑用コンデンサー６ｂは、ＤＣリンク６ａに供給される直流電源を平滑するとともに、ＤＣリンク６ａから出力される直流電圧を平滑する。電圧センサー６ｃはＤＣリンク６ａの電圧Ｖｄｃを検出する。
【００１１】
電源用コンデンサー７はリレー接点８ａを介してインバーター６のＤＣリンク６ａへ接続され、インバーター６へ直流電源を供給する。電源用コンデンサー７には、例えば電気二重層キャパシター（パワーキャパシター）を用いることができる。この電源用コンデンサー７には電圧センサー９が並列に接続され、電源用コンデンサー７の両端電圧Ｖｐｃを検出する。
【００１２】
バッテリー１０は空調装置やオーディオ装置などの車載補機１３へ接続され、車載補機１３を駆動する。バッテリー１０はまた、リレー接点１１ａを介してインバーター６のＤＣリンク６ａへ接続され、モータージェネレーター２の発生電圧により充電される。このバッテリー１０には電圧センサー１２が並列に接続され、バッテリー１０の両端電圧Ｖｂａｔを検出する。なお、補機１３にはバッテリー１０から電力が供給されるとともに、インバーター６からもリレー接点１１ａを介して電力が供給される。
【００１３】
コントローラー１５はマイクロコンピューター１５ａ、ＲＯＭ１５ｂ、ＲＡＭ１５ｃ、Ａ／Ｄコンバーター１５ｄなどを備え、エンジン１とインバーター６を制御する。コントローラー１５には、上述した電圧センサー６ｃ、９、１２の他に、イグニッションスイッチ１６、アクセルセンサー１７、ブレーキスイッチ１８、車速センサー１９、リレーコイル８、１１などが接続される。
【００１４】
イグニッションスイッチ１６は、イグニッションキーがＯＮまたはＳＴＡＲＴ位置に設定されると閉路する。アクセルセンサー１７はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ１８はブレーキペダルの踏み込み状態を検出する。また、車速センサー１９は車両の走行速度Ｖを検出する。リレーコイル８はリレー接点８ａを開閉し、リレーコイル１１はリレー接点１１ａを開閉する。
【００１５】
図２〜図３は、一実施の形態のアイドルストップ制御を示すフローチャートである。コントローラー１５は、イグニッションスイッチ１６がオンするとこのアイドルストップ制御プログラムを実行する。ステップ１において、リレーコイル８を励磁してリレー接点８ａを閉路するとともに、リレーコイル１１を釈放してリレー接点１１ａを開路し、インバーター６のＤＣリンク６ａに電源用コンデンサー７を接続する。
【００１６】
ステップ２で、電源用コンデンサー７の直流電力をインバーター６により交流電力へ変換してモータージェネレーター２へ供給し、モータージェネレーター２によりエンジン１を駆動して始動する。エンジン１が始動したら、ステップ３でモータージェネレーター２により発電を行い、エンジン始動のために放電した電源用コンデンサー７の充電を行う。ステップ４において、電圧センサー９により検出した電源用コンデンサー７の両端電圧Ｖｐｃが所定値Ｖ１以上になったかどうかを確認し、所定値Ｖ１未満のときはステップ３へ戻り、モータージェネレーター２の発電電力により電源用コンデンサー７の充電を続ける。
【００１７】
電源用コンデンサー７の両端電圧Ｖｐｃが所定値Ｖ１以上になったら、ステップ５で、リレーコイル８を釈放してリレー接点８ａを開路するとともに、リレーコイル１１を励磁してリレー接点１１ａを閉路し、電源用コンデンサー７をインバーター６から切り離して代わりにバッテリー１０をインバーター６に接続する。これにより、以後はバッテリー１０がインバーター６を介してモータージェネレーター２と接続され、モータージェネレーター２との間でバッテリー１０の充放電が行われる。
【００１８】
ステップ６において、エンジン１のアイドルストップ条件が成立しているかどうかを確認する。ここで、アイドルストップ条件とは、▲１▼バッテリー電圧Ｖｂａｔが所定電圧Ｖ３以上で、かつ▲２▼車速Ｖが０ｋｍ／ｈで、かつ▲３▼アクセルペダルの踏み込み量が０で、かつ▲４▼ブレーキペダルが踏み込まれている状態である。
【００１９】
なお、アイドルストップ条件▲１▼は、エンジン１のアイドルストップ時にバッテリー１０で補機１３を駆動できるかどうかを確認するための条件である。エンジン１のアイドルストップ時は補機１３の駆動電源がバッテリー１０のみとなるため、バッテリー電圧Ｖｂａｔが低いと補機１３を駆動できなくなる。所定電圧Ｖ３は補機１３を駆動可能な最小電圧であって、エンジン１のアイドルストップを行うためにはバッテリー電圧Ｖｂａｔが所定電圧Ｖ３以上でなければならない。
【００２０】
また、アイドルストップ条件▲２▼は車速センサー１９により検出した車速Ｖに基づいて判定し、アイドルストップ条件▲３▼はアクセルセンサー１７により検出したアクセルペダルの踏み込み量に基づいて判定する。さらに、アイドルストップ条件▲４▼はブレーキスイッチ１８により検出したブレーキペダルの踏み込み状態に基づいて判定する。
【００２１】
▲１▼バッテリー１０により補機１３を駆動可能、▲２▼車両が停車中、▲３▼アクセルペダル解放、▲４▼ブレーキペダル踏み込み状態という、上述した４つの条件がすべて満たされた場合はエンジン１のアイドルストップ条件が成立しているとし、ステップ１１へ進む。アイドルストップ条件が成立していないときはステップ７へ進み、イグニッションスイッチ１６がオフしているか否かを確認する。イグニッションスイッチ１６がオフしている場合はアイドルストップ制御を終了し、そうでなければステップ６へ戻ってアイドルストップ条件の成立を再確認する。
【００２２】
アイドルストップ条件が成立しているときは、ステップ１１で、電源用コンデンサー７の両端電圧Ｖｐｃと平滑用コンデンサー６ｂの両端電圧Ｖｄｃとの差（Ｖｄｃ−Ｖｐｃ）が所定電圧Ｖ２以下か否かを確認する。
【００２３】
アイドルストップ後のエンジン再始動時には、電源用コンデンサー７をインバーター６のＤＣリンク６ａへ接続し、電源用コンデンサー７の電力によりエンジン１を始動する。このとき、平滑用コンデンサー６ｂに電源用コンデンサー７が並列に接続されるので、両コンデンサー７、６ｂの両端電圧ＶｐｃとＶｄｃの差が大きいと電源用コンデンサー７から平滑用コンデンサー６ｂへ突入電流が流れる。
【００２４】
一般に、コンデンサーへ大きな突入電流が流れると、コンデンサーが劣化して寿命が短くなったり、故障が発生する。そこで、平滑用コンデンサー６ｂへの突入電流を抑制するために、電源用コンデンサー７と平滑用コンデンサー６ｂの両端電圧ＶｐｃとＶｄｃの差が所定電圧Ｖ２より大きい場合は、電圧差（Ｖｐｃ−Ｖｄｃ）が所定電圧Ｖ２以下になるまで、モータージェネレーター２の発生電圧をインバーター６を介して平滑用コンデンサー６ｂへ印加し、平滑用コンデンサー６ｂを充電する。
【００２５】
電源用コンデンサー７と平滑用コンデンサー６ｂの電圧差（Ｖｐｃ−Ｖｄｃ）が所定電圧Ｖ２より大きい場合はステップ１２へ進み、エンジン１により駆動されているモータージェネレーター２の発生電圧をインバーターを介して平滑用コンデンサー６ｂへ印加し、平滑用コンデンサー６ｂを充電する。そして、ふたたびステップ１１へ戻り、電圧差（Ｖｐｃ−Ｖｄｃ）を所定電圧Ｖ２と比較する。
【００２６】
電源用コンデンサー７と平滑用コンデンサー６ｂの電圧差（Ｖｐｃ−Ｖｄｃ）が所定電圧Ｖ２以下の場合はステップ１３へ進み、上述したアイドルストップ条件が継続して成立しているか否かを確認する。アイドルストップ条件が継続して成立していない場合はステップ１４へ進み、イグニッションスイッチ１６がオフしているか否かを確認する。イグニッションスイッチ１６がオフしているときはアイドルストップ制御を終了し、そうでなければステップ６へ戻ってふたたびアイドルストップ条件の成立を確認する。
【００２７】
アイドルストップ条件が成立しているときはステップ１５へ進み、エンジン１を停止してアイドルストップを行う。続くステップ１６では、リレーコイル１１を釈放してリレー接点１１ａを開路するとともに、リレーコイル８を励磁してリレー接点８ａを閉路し、バッテリー１０をインバーター６から切り離して代わりに電源用コンデンサー７をインバーター６へ接続する。
【００２８】
ステップ１７において、エンジン再始動条件が成立しているかどうかを確認する。ここで、エンジン再始動条件とは、▲５▼ブレーキペダルの解放、▲６▼アクセルペダルの踏み込み量が所定値θ以上、▲７▼バッテリー１０の電圧Ｖｂａｔが所定電圧Ｖ３未満のいずれかが満たされた場合である。
【００２９】
なお、エンジン再始動条件▲５▼はブレーキスイッチ１８のオン、オフ状態に基づいて判定する。また、エンジン再始動条件▲６▼はアクセルセンサー１７により検出したアクセルペダルの踏み込み量に基づいて判定する。所定値θは、乗員の車両を発進させる意志を確認できる程度の踏み込み量であればよい。さらに、エンジン再始動条件▲７▼は電圧センサー１２により検出したバッテリー電圧Ｖｂａｔに基づいて判定する。上述したように、所定電圧Ｖ３は補機１３を駆動可能な最小電圧であ。
【００３０】
▲５▼ブレーキ解放、▲６▼アクセルペダル踏み込み、▲７▼バッテリー電圧Ｖｂａｔの低下のいずれかが満たされた場合はエンジン再始動条件が成立しているとし、ステップ２へ戻る。ステップ２では、上述したように、電源用コンデンサー７の直流電力をインバーター６により交流電力へ変換してモータージェネレーター２へ供給し、モータージェネレーター２によりエンジン１を駆動して始動する。
【００３１】
一方、▲５▼ブレーキ解放、▲６▼アクセルペダル踏み込み、▲７▼バッテリー電圧Ｖｂａｔの低下のいずれも満たされていない場合はエンジン再始動条件が成立していないとし、ステップ１８へ進んでイグニッションスイッチ１６がオフしているか否かを確認する。イグニッションスイッチ１６がオフしているときはアイドルストップ制御を終了し、イグニッションスイッチ１６がオフしていないときはステップ１７へ戻ってエンジン再始動条件の成立を再確認する。
【００３２】
このように、所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジン１を停止し、所定のエンジン再始動条件が成立するとモータージェネレーター２によりエンジン１を始動するエンジンのアイドルストップ装置において、エンジン１の始動時にリレーコイル８、１１とリレー接点８ａ、１１ａによりエンジン始動電源用コンデンサー７をインバーター６へ接続し、電源用コンデンサー７の電力をインバーター６を介してモータージェネレーター２へ供給して駆動するとともに、エンジン１の始動後にモータージェネレーター２の発生電力をインバーター６を介して電源用コンデンサー７へ供給して充電し、電源用コンデンサー７の両端電圧が所定電圧以上になると、リレーコイル８、１１とリレー接点８ａ、１１ａにより電源用コンデンサー７の代わりに補機駆動用バッテリー１０をインバーター６へ接続する。そして、所定のアイドルストップ条件が成立してエンジン１を停止する前に、電源用コンデンサー７の両端電圧Ｖｐｃとインバーター６の平滑用コンデンサー６ｂの両端電圧Ｖｄｃとの差が所定電圧Ｖ２以下になるまで、モータージェネレーター２の発電電力をインバーター６を介して平滑用コンデンサー６ｂへ供給して充電する。これにより、電源用コンデンサー７から平滑用コンデンサー６ｂへ流れる突入電流を抑制することができ、突入電流に起因する平滑用コンデンサー６ｂの寿命劣化や故障を防止することができる。
【００３３】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。リレーコイル８、１１とリレー接点８ａ、１１ａが切換回路を、電圧センサー９が第１の電圧検出器を、電圧センサー６ｃが第２の電圧検出器を、コントローラー１５が制御回路をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００３４】
なお、上述した一実施の形態ではモータージェネレーター２をエンジン１の始動用のみに用いた例を説明したが、エンジン１とモータージェネレーター２の制駆動力により車両を走行させるハイブリッド車両に対しても本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】一実施の形態のアイドルストップ制御を示すフローチャートである。
【図３】図２に続く、アイドルストップ制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　エンジン
２　モータージェネレーター
３　トランスミッション
４　減速機
５ａ、５ｂ　車輪
６　インバーター
６ａ　ＤＣリンク
６ｂ　平滑用コンデンサー
６ｃ、９、１２　電圧センサー
７　電源用コンデンサー
８、１１　リレーコイル
８ａ、１１ａ　リレー接点
１０　バッテリー
１３　補機
１５　コントローラー
１５ａ　マイクロコンピューター
１５ｂ　ＲＯＭ
１５ｃ　ＲＡＭ
１５ｄ　Ａ／Ｄコンバーター
１６　イグニッションスイッチ
１７　アクセルセンサー
１８　ブレーキスイッチ
１９　車速センサー
【図１】
2004108226.tif 000003
【図２】
2004108226.tif 000004
【図３】
2004108226.tif 000005