(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の停止条件が成立するとエンジン（Ｅ）を停止し、その後にエンジン（Ｅ）の始動条件が成立するとエンジン（Ｅ）を再始動する車両のエンジン自動停止始動装置において、
エンジン（Ｅ）の運転状態に応じてバッテリ（６）に充電される充電電力（ＷＡＣＧ）とバッテリ（６）から持ち出される消費電力（ＶＥＬ）との差分（ＤＢＡＴ）を算出する電力差分算出手段（Ｍ１）と；
電力差分算出手段（Ｍ１）が算出した差分（ＤＢＡＴ）の積算値（ＢＡＴＳＵＭ）を算出する充電電力積算値算出手段（Ｍ２）と；
エンジン（Ｅ）の停止を目標時間（ＴＩＳＴＰ）継続した場合に、その目標時間（ＴＩＳＴＰ）の間にバッテリ（６）から持ち出される消費電力（ＶＥＬ，ＷＢＲＫ）の積算値（ＷＣＯＮ）を推定する消費電力積算値推定手段（Ｍ３）と；
充電電力積算値算出手段（Ｍ２）で算出した積算値（ＢＡＴＳＵＭ）と消費電力積算値推定手段（Ｍ３）で推定した積算値（ＷＣＯＮ）とを比較する比較手段（Ｍ４）と；
比較手段（Ｍ４）の比較結果に基づいてエンジン（Ｅ）の停止の可否を判定する判定手段（Ｍ５）と；
を備えたことを特徴とする車両のエンジン自動停止始動装置。
【請求項２】
比較手段（Ｍ４）による比較の結果、充電電力積算値算出手段（Ｍ２）で算出した積算値（ＢＡＴＳＵＭ）が消費電力積算値推定手段（Ｍ３）で推定した積算値（ＷＣＯＮ）以上であっても、エンジン（Ｅ）の停止時間が前記目標時間（ＴＩＳＴＰ）以上になるとエンジン（Ｅ）を始動することを特徴とする、請求項１に記載の車両のエンジン自動停止始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドル運転時にエンジン停止条件が成立するとエンジンを停止させて燃料消費量を節減し、その後にエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動する車両のエンジン自動停止始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両のエンジン自動停止始動装置は、特開平１０−３２５３４６号公報により公知である。このものは、バッテリの充電量、即ちバッテリの温度、電圧、電流に基づいて算出したバッテリの残容量が、エンジンを再始動するのに必要な電力量とエンジンの停止中に補機を駆動するのに必要な電力量との和を越えた場合に、エンジンの停止を許可するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでバッテリの残容量は雰囲気温度や劣化状態に応じて大きく変化するため、その残容量を少ない誤差で正確に検出することは極めて困難である。上記従来のものは、正確に検出することが困難なバッテリの残容量に基づいてエンジン停止の可否を判定するようになっているため、誤判定が起こり易いという問題があった。また誤判定を回避するためにエンジン停止を許可する条件を厳しく設定すると、バッテリがエンジン停止に耐えるだけの余力を持つ場合にもエンジン停止が禁止されてしまい、充分な燃料消費量を節減効果が得られないという問題が発生する。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両のエンジン自動停止始動装置において、バッテリの状態に応じてエンジン停止の可否を的確に判定できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンの停止条件が成立するとエンジンを停止し、その後にエンジンの始動条件が成立するとエンジンを再始動する車両のエンジン自動停止始動装置において、エンジンの運転状態に応じてバッテリに充電される充電電力とバッテリから持ち出される消費電力との差分を算出する電力差分算出手段と；電力差分算出手段が算出した差分の積算値を算出する充電電力積算値算出手段と；エンジンの停止を目標時間継続した場合に、その目標時間の間にバッテリから持ち出される消費電力の積算値を推定する消費電力積算値推定手段と；充電電力積算値算出手段で算出した積算値と消費電力積算値推定手段で推定した積算値とを比較する比較手段と；比較手段の比較結果に基づいてエンジンの停止の可否を判定する判定手段と；を備えたことを特徴とする車両のエンジン自動停止始動装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、バッテリに充電される充電電力とバッテリから持ち出される消費電力との差分を積算してバッテリに充電された電力の積算値を算出する一方、エンジンの停止を目標時間継続した場合にバッテリから持ち出されるであろう電力の積算値を推定し、バッテリに充電された電力の積算値がエンジンの停止中にバッテリから持ち出される電力の積算値以上である場合にエンジンの停止を許可するので、エンジンを停止した後にバッテリの容量が不足してエンジンの再始動ができなくなるのを確実に防止することができる。その結果、バッテリの容量を必要最小限に抑えることができ、かつ可能な限りエンジンを停止させて燃料を節減することができる。特にエンジン停止の可否を判定する基準となる電力の積算値、つまりバッテリに実際に充電された電力の積算値を、充電電力と消費電力との差分に基づいて算出するので、温度変化や劣化状態のような各種の条件により変動するバッテリの残容量に基づいてエンジン停止の可否を判定するものに比べて、その判定精度を大幅に高めることができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、比較手段による比較の結果、充電電力積算値算出手段で算出した積算値が消費電力積算値推定手段で推定した積算値以上であっても、エンジンの停止時間が前記目標時間以上になるとエンジンを始動することを特徴とする車両のエンジン自動停止始動装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、エンジンの停止時間が目標時間以上になるとエンジンを始動するので、エンジンの停止中にバッテリが放電して始動不能になる事態や、バッテリが経年変化で劣化して始動不能になる事態を回避することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は車両の全体構成図、図２はモード切り替えルーチンのフローチャート、図３はエンジン停止可否判定ルーチンのフローチャート、図４はエンジン回転数からジェネレータの発電量を検索するテーブルを示す図、図５は電子制御ユニットのエンジン停止可否判定回路のブロック図である。
【００１１】
図１に示すように、車両はエンジンＥを備えており、エンジンＥの駆動力はオートマチックトランスミッションＴを介して駆動輪たる前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達される。エンジンＥを始動するスタータモータ４は、マイクロコンピュータよりなる電子制御ユニット１に接続されたパワードライブユニット２により駆動される。４２ボルトの高圧バッテリ３はパワードライブユニット２を介してスタータモータ４に接続される。エンジンＥのクランクシャフトに直結されたスタータモータ４は発電機としても機能するもので、エンジンＥでスタータモータ４を駆動することにより、あるいは車両の減速時に前輪Ｗｆ，Ｗｆ側からエンジンＥに逆伝達される駆動力でスタータモータ４を回生制動することにより、スタータモータ４が発電した電力で高圧バッテリ３が充電される。
【００１２】
エアコン、ライト、カーステレオ等の各種補機類５および燃料噴射制御装置８に給電するための１２ボルトの低圧バッテリ６は、エンジンＥにより駆動されるジェネレータ７により充電される。
【００１３】
電子制御ユニット１は、低圧バッテリ６の状態に応じて燃料噴射制御装置８による燃料カットを行ってエンジンＥのアイドル停止を制御するとともに、スタータモータ４によるエンジンＥの再始動を制御する。そのために、電子制御ユニット１には、従動輪たる後輪Ｗｒ，Ｗｒの回転数に基づいて車速を検出する車速センサＳａからの信号と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳｂからの信号と、ブレーキペダル９の操作を検出するブレーキスイッチＳｃからの信号と、スロットルバルブ１０の開度を検出するスロットル開度センサＳｄからの信号と、各補機類５の電力消費量（つまり低圧バッテリ６から補機類５への電力持ち出し量）を検出する消費電力センサＳｅからの信号とが入力される。
【００１４】
ところで、一般の車両は減速時に燃料カットを行い、エンジン回転数がアイドル回転数まで低下すると、エンジンＥが停止しないように燃料カットを中止してアイドル運転を維持し得る量の燃料の供給を再開するようになっている。しかしながら本実施例では、所定の運転条件が成立したときに燃料カットに続く燃料供給の復帰を行わずにエンジンＥを停止させ、前記所定の運転条件が成立しなくなったときに燃料供給の復帰を行ってエンジンＥを再始動することにより、アイドル運転時にエンジンＥを極力停止させて更なる燃料消費量の節減を図るようになっている。
【００１５】
そこで、本実施例の車両の運転状態は、ランモード、アイドルモード、ストップモード、ゴーモードおよびスタートモードの５種類のモードに切り替えられる。
【００１６】
ランモードは、エンジンＥによる通常の走行を行うモードであり、その間にエンジンＥにより、あるいは回生制動によりスタータモータ４に発電を行わせて高圧バッテリ３を充電する。アイドルモードは、エンジンＥのアイドル運転を行うモードであり、その間にエンジンＥによりスタータモータ４に発電を行わせて高圧バッテリ３を充電する。ストップモードは、アイドル運転を行わずにずにエンジンＥを停止させるモードであり、車両の減速中に回生制動によりスタータモータ４に発電を行わせて高圧バッテリ３を充電する。ゴーモードは、アイドル停止中のエンジンＥを再始動するモードである。スタートモードは、ゴーモードからランモードに移行するモードである。
【００１７】
次に、５種類のモードの選択を図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】
先ずステップＳ１で車速センサＳａで検出した車速ＶＰをアイドルモード判定用車速閾値ＶＩＤＬＥと比較し、ＶＰ≦ＶＩＤＬＥが成立しない高速走行時、あるいはステップＳ２でスロットル開度センサＳｄで検出したスロットル開度ＴＨＡをアイドルモード判定用スロットル開度閾値ＴＨＳＩＤＬＥと比較し、ＴＨＡ≦ＴＨＳＩＤＬＥが成立しない高スロットル開度時には、ステップＳ１５でランモードを選択する。
【００１９】
ステップＳ１でＶＰ≦ＶＩＤＬＥが成立する低速走行時であり、かつステップＳ２でＴＨＡ≦ＴＨＳＩＤＬＥが成立する低スロットル開度時には、ステップＳ３で高圧系システム起動判定フラグＦ ＭＯＴＳＴＢを参照する。高圧系システム起動判定フラグＦ ＭＯＴＳＴＢは４２ボルトの高圧バッテリ３で駆動されるスタータモータ４が起動中であるか待機中であるかを示すもので、Ｆ ＭＯＴＳＴＢ＝０でスタータモータ４が待機中であれば、ステップＳ１４でアイドル停止を行うことなくアイドルモードを選択する。
【００２０】
ステップＳ３でＦ ＭＯＴＳＴＢ＝１が成立してスタータモータ４が起動中であれば、ステップＳ４でランモード通過判定フラグＦ ＳＴＯＰＥＮＡを参照し、Ｆ ＳＴＯＰＥＮＡ＝０で未だ１度もランモードを通過していない場合には、前述と同様にステップＳ１４でアイドル停止を行うことなくアイドルモードを選択する。尚、ランモード通過判定フラグＦ ＳＴＯＰＥＮＡは、スタートモードにて「０」にリセットされ、その後のランモードにて「１」にセットされる。つまり、エンジンＥの始動後にランモード通過判定フラグＦ ＳＴＯＰＥＮＡを一旦「０」にリセットしておき、実際にランモードで車両が走行したことを判別して「１」にセットするようになっている。
【００２１】
ステップＳ４でＦ ＳＴＯＰＥＮＡ＝１が成立して少なくとも１度はランモードを通過している場合には、ステップＳ５でアイドルモード所定時間経過判定用タイマＴＭＩＤＬＥを参照し、ＴＭＩＤＬＥ≠０でアイドルモードが成立してから所定時間が経過していなければ、ステップＳ１４でアイドルモードを更に継続する。尚、アイドルモード所定時間経過判定用タイマＴＭＩＤＬＥは、アイドルモードにて初期値ＩＤＬＥにセットされる。
【００２２】
ステップＳ５でアイドルモード所定時間経過判定用タイマＴＭＩＤＬＥ＝０でアイドルモードが成立してから所定時間が経過している場合、ステップＳ６で前回ゴーモードでなく、ステップＳ７でブレーキスイッチＳｃがオンしていてドライバーが車両を走行させる意思がなく、かつステップＳ８でオートマチックトランスミッション準備完了フラグＦ ＡＴＯＫ＝１でオートマチックトランスミッションＴの変速が可能になっていれば、ステップＳ９でストップモードを選択してエンジンＥを停止する。
【００２３】
ステップＳ７でブレーキスイッチＳｃがオンしておらず、かつステップＳ１０で前回ストップモードでない場合には、ステップＳ１４でアイドルモードが更に継続される。ステップＳ１０で前回ストップモードである場合、あるいはステップＳ６で前回ゴーモードである場合には、ステップＳ１１に移行してゴーモード所定時間経過判定用タイマーＴＭＧＯを参照する。その結果、ＴＭＧＯ≠０でゴーモードが成立してから所定時間が経過していなければ、ステップＳ１３でゴーモードを選択あるいは継続してスタータモータ４によりエンジンＥを始動する。そしてステップＳ１１でＴＭＧＯ＝０であってゴーモードが成立してから所定時間が経過していれば、ステップＳ１２でゴーモードからスタートモードに移行する。
【００２４】
さて、図２のフローチャートのステップＳ９でストップモードが選択されたとき、低圧バッテリ６の状態に応じてエンジンＥを停止させても良いか否かが判定される。なぜならば、低圧バッテリ６の状態がエンジンＥの再始動に耐えることができない場合にエンジンＥを停止させてしまうと、エンジンＥの再始動が困難になる可能性があるからである。
【００２５】
そこで本実施例では、電子制御ユニット１にエンジン停止可否判定回路を設けてエンジンＥの停止可否の判定を行っている。
【００２６】
図５に示すように、電子制御ユニット１に設けられたエンジン停止可否判定回路は、電力差分算出手段Ｍ１と、充電電力積算値算出手段Ｍ２と、消費電力積算値推定手段Ｍ３と、比較手段Ｍ４と、判定手段Ｍ５とを備える。以下、このエンジン停止可否判定回路の作用を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
先ずステップＳ２１で前回イグニッションスイッチがオフの場合、つまり今回初めてイグニッションスイッチがオンした場合には、ステップＳ２８でバッテリ充電電力積算値ＢＡＴＳＵＭを初期値０にセットし、ステップＳ２９でエンジンＥの停止を禁止する。
【００２８】
前記ステップＳ２１で前回イグニッションスイッチがオンの場合、つまり初めてイグニッションスイッチがオンしてから２回目以降のループでは、ステップＳ２２でエンジン回転数センサＳｂで検出したエンジン回転数Ｎｅを図４のテーブルに適用し、エンジン回転数Ｎｅに応じたジェネレータ７の発電電力ＷＡＣＧを検索する。続くステップＳ２３で、消費電力センサＳｅで検出した補機類５の消費電力ＶＥＬ、即ち補機類５が低圧バッテリ６から持ち出す消費電力ＶＥＬを前記ジェネレータ７の発電電力ＷＡＣＧから減算することにより、電力差分算出手段Ｍ１がジェネレータ７の発電電力ＷＡＣＧおよび補機類５の消費電力ＶＥＬの差分ＤＢＡＴを算出する。この差分ＤＢＡＴは低圧バッテリ６を実際に充電する電力に対応する。続くステップＳ２４でバッテリ充電電力積算値の前回値ＢＡＴＳＵＭ（ｎ−１）に前記差分ＤＢＡＴを加算することにより、充電電力積算値算出手段Ｍ２がバッテリ充電電力積算値の今回値ＢＡＴＳＵＭを算出する。
【００２９】
続くステップＳ２５で、消費電力センサＳｅで検出した補機類５の現時点の消費電力ＶＥＬに既知のブレーキランプの消費電力ＷＢＲＫを加算したものに、予め設定したアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰ（例えば、１２０ｓｅｃ）を乗算することにより、消費電力積算値推定手段Ｍ３がアイドル停止中のバッテリ消費電力推定積算値ＷＣＯＮを推定する。そしてステップＳ２６で比較手段Ｍ４がバッテリ消費電力積算値ＢＡＴＳＵＭとアイドル停止中のバッテリ消費電力推定積算値ＷＣＯＮとを比較する。その結果、ＢＡＴＳＵＭ≧ＷＣＯＮであれば、判定手段Ｍ５がアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰが経過した後でも高圧バッテリ３でスタータモータ４を作動させてエンジンＥを再始動できると判断し、ステップＳ２７でエンジンＥの停止を許可する。一方、前記ステップＳ２６でＢＡＴＳＵＭ＜ＷＣＯＮであれば、判定手段Ｍ５がアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰが経過した後に高圧バッテリ３でスタータモータ４を作動させてエンジンＥを再始動できない可能性があると判断し、ステップＳ２９でエンジンＥの停止を禁止する。
【００３０】
尚、ストップモード中であっても、ステップＳ２６でバッテリ消費電力積算値ＢＡＴＳＵＭがアイドル停止中のバッテリ消費電力推定積算値ＷＣＯＮを下回ってアイドル停止禁止となった場合には、直ちにスタータモータ４を駆動してエンジンＥを始動させる。
【００３１】
以上のように、充電電力積算値算出手段Ｍ２で低圧バッテリ６に充電された電力の積算値を算出する一方、消費電力積算値推定手段Ｍ３で予め設定したアイドル停止時間の間に低圧バッテリ６から持ち出されるであろう電力の積算値を推定し、低圧バッテリ６に充電された電力の積算値がアイドル停止時間の間に低圧バッテリ６から持ち出されると推定される電力の積算値以上である場合にエンジンＥの停止を許可するので、エンジンＥの始動用の低圧バッテリ６の容量を必要最小限に抑え、かつ可能な限りエンジンＥのアイドル停止を実行して燃料を節減しながら、エンジンＥの停止後に低圧バッテリ６の容量不足で燃料噴射制御装置８や点火装置を作動させることとができなくなり、エンジンＥの再始動が困難になる事態を確実に回避することができる。
【００３２】
しかも、温度変化や劣化の程度に応じて変動する低圧バッテリ６の残容量に基づいてエンジンＥの停止の可否を判定することなく、低圧バッテリ６に実際に充電されたバッテリ充電電力積算値ＢＡＴＳＵＭに基づいてエンジンＥの停止の可否を判定するので、判定精度を大幅に高めることができる。
【００３３】
次に、図６に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００３４】
図６を図３（第１実施例）と比較すると明らかなように、第２実施例ではステップＳ２６およびステップＳ２７間に新たにステップＳ３０が追加されており、その他のステップは第１実施例と同じである。
【００３５】
そしてステップＳ２６で比較手段Ｍ４がバッテリ消費電力積算値ＢＡＴＳＵＭとアイドル停止中のバッテリ消費電力推定積算値ＷＣＯＮとを比較し、ＢＡＴＳＵＭ≧ＷＣＯＮが成立しても、次のステップＳ３０で、エンジンＥの停止と同時に加算を開始するタイマーＴのカウント値を前記アイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰ（例えば、１２０ｓｅｃ）と比較し、カウント値がアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰ未満のときはステップＳ２７でエンジンＥの停止を許可し、カウント値がアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰ以上になるとステップＳ２９でエンジンＥの停止を禁止して始動を行う。
【００３６】
本実施例によれば、エンジンＥが停止した後にアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰが経過すると自動的にエンジンＥが始動されるので、エンジンＥの停止時間がアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰを越えたために低圧バッテリ６の消費電力と充電電力とがアンバランスになった場合だけでなく、低圧バッテリ６が経年変化で劣化したような場合にも、エンジンＥが始動不能になる事態を回避することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、図２のフローチャートのステップＳ８およびステップＳ９間に、図６のステップＳ３０と同じステップを追加することができる。こうすることにより、エンジンＥが停止した後にアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰが経過すると自動的にエンジンＥが始動されるので、エンジンＥの停止中に低圧バッテリ６が放電して始動不能になる事態を回避することができる。
【００３９】
また実施例ではエンジンＥだけを走行用駆動源とする車両を例示したが、本発明はエンジンＥおよび走行用モータを走行用駆動源とするバイブリッド車両に対しても適用することができる。この場合、走行用モータをスタータモータに兼用することができる。
【００４０】
また実施例ではアイドル停止継続時間目標値ＴＩＳＴＰを１２０ｓｅｃに設定したが、その長さは適宜変更可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、バッテリに充電される充電電力とバッテリから持ち出される消費電力との差分を積算してバッテリに充電された電力の積算値を算出する一方、エンジンの停止を目標時間継続した場合にバッテリから持ち出されるであろう電力の積算値を推定し、バッテリに充電された電力の積算値がエンジンの停止中にバッテリから持ち出される電力の積算値以上である場合にエンジンの停止を許可するので、エンジンを停止した後にバッテリの容量が不足してエンジンの再始動ができなくなるのを確実に防止することができる。その結果、バッテリの容量を必要最小限に抑えることができ、かつ可能な限りエンジンを停止させて燃料を節減することができる。特にエンジン停止の可否を判定する基準となる電力の積算値、つまりバッテリに実際に充電された電力の積算値を、充電電力と消費電力との差分に基づいて算出するので、温度変化や劣化状態のような各種の条件により変動するバッテリの残容量に基づいてエンジン停止の可否を判定するものに比べて、その判定精度を大幅に高めることができる。
【００４２】
また請求項２に記載された発明によれば、エンジンの停止時間が目標時間以上になるとエンジンを始動するので、エンジンの停止中にバッテリが放電して始動不能になる事態や、バッテリが経年変化で劣化して始動不能になる事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の全体構成図
【図２】モード切り替えルーチンのフローチャート
【図３】エンジン停止可否判定ルーチンのフローチャート
【図４】エンジン回転数からジェネレータの発電量を検索するテーブルを示す図
【図５】電子制御ユニットのエンジン停止可否判定回路のブロック図
【図６】本発明の第２実施例に係る、前記図３に対応するフローチャート
【符号の説明】
６          低圧バッテリ（バッテリ）
Ｅ          エンジン
Ｍ１        電力差分算出手段
Ｍ２        充電電力積算値算出手段
Ｍ３        消費電力積算値推定手段
Ｍ４        比較手段
Ｍ５        判定手段
ＷＡＣＧ          発電電力（充電電力）
ＶＥＬ            補機類の消費電力（消費電力）
ＤＢＡＴ          差分
ＢＡＴＳＵＭ      バッテリ充電電力積算値（差分の積算値）
ＴＩＳＴＰ        アイドル停止継続時間目標値（目標時間）
ＷＢＲＫ          ブレーキランプの消費電力（消費電力）
ＷＣＯＮ          バッテリ消費電力推定積算値（消費電力の積算値）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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