特許 5951342 車両用制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5951342

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】車両用制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/02 20060101AFI20160630BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20160630BHJP

   F02N 15/00 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/02 321B

   F02D29/02 321A

   F02D45/00 312B

   F02N15/00 E

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-100313(P2012-100313)

(22)【出願日】2012年4月25日

(65)【公開番号】特開2013-227916(P2013-227916A)

(43)【公開日】2013年11月7日

【審査請求日】2015年3月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129643

【弁理士】

【氏名又は名称】皆川 祐一

(72)【発明者】

【氏名】坂上 航介

【審査官】 有賀 信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１４８３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７０５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００２２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４２８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６９３０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２９／００─２９／０６

Ｆ０２Ｄ ４３／００─４５／００

Ｆ０２Ｎ １／００─９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンおよび前記エンジンを始動させるためのスタータを備える車両に用いられる制御装置であって、
運転者により前記車両のイグニッションキースイッチをスタート位置に配置する始動操作が行われている間、前記スタータを駆動するスタータ駆動手段と、
エンジンストールが発生した場合に、前記スタータを駆動して、前記エンジンを自動的に始動させる自動始動手段と、
運転者が前記車両に乗っていることを検出する乗車検出手段と、
運転者による前記始動操作で前記エンジンが始動することなく、運転者により前記イグニッションキースイッチが前記スタート位置から前記スタート位置と異なる位置に操作されたことに基づく所定のタイミングで、前記乗車検出手段によって運転者の乗車が検出されていない場合に、前記自動始動手段による前記エンジンの始動を禁止する自動始動禁止手段とを含む、車両用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンを駆動源とする車両に用いられる制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エンジンを駆動源とする一部の車両には、燃費の向上および停車中における排気ガスの排出の抑制のために、交差点などでの停車時にエンジンを自動的に停止させるアイドルストップ機能が搭載されている。

【0003】

アイドルストップ機能により、エンジンが自動的に停止された場合、その後、ブレーキペダルから足が放されるなど、車両の発進に先立つ操作が行われたことに応答して、エンジンが自動的に再始動（自動再始動）される。

【0004】

また、アイドルストップ機能によるエンジンの停止に限らず、たとえば、運転者（ユーザ）のクラッチ操作のミスなどによるエンジンの停止、いわゆるエンジンストールが発生した場合に、エンジンを自動再始動させるという提案もなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−５５９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

エンジンストールは、運転者が所望しないエンジンの停止であるので、エンジンストールが発生した場合は常に、エンジンを自動再始動させることが考えられる。

【0007】

しかしながら、その場合、運転者の意に反して、エンジンが自動再始動されることがある。たとえば、運転者が車両に乗り込んで最初にエンジンを始動させるときに、エンジンを始動させるための通常の操作（たとえば、キーをスタート位置まで回すことによるクランキング）を行い、エンジンがスムーズに始動しないなどの理由で、その始動操作を途中で取り止めた場合、エンジンストールが発生する。この場合に、エンジンが自動再始動されると、その自動再始動は、始動操作を取り止めた運転者の意に反し、運転者に違和感を与えるおそれがある。

【0008】

本発明の目的は、運転者によるエンジンの始動操作が取り止められた場合に、エンジンが自動的に始動されることを防止できる、車両用制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、エンジンおよび前記エンジンを始動させるためのスタータを備える車両に用いられる。前記車両用制御装置は、運転者により前記車両のイグニッションキースイッチをスタート位置に配置する始動操作が行われている間、前記スタータを駆動するスタータ駆動手段と、エンジンストールが発生した場合に、前記スタータを駆動して、前記エンジンを自動的に始動させる自動始動手段と、運転者が前記車両に乗っていることを検出する乗車検出手段と、運転者による前記始動操作で前記エンジンが始動することなく、運転者により前記イグニッションキースイッチが前記スタート位置から前記スタート位置と異なる位置に操作されたことに基づく所定のタイミングで、前記乗車検出手段によって運転者の乗車が検出されていない場合に、前記自動始動手段による前記エンジンの始動を禁止する自動始動禁止手段とを含む。

【0010】

運転者により車両のイグニッションキースイッチをスタート位置に配置する始動操作が行われている間、スタータが駆動される。エンジンが完全に始動する前に、その始動操作が取り止められることにより、イグニッションキースイッチがスタート位置からスタート位置と異なる位置に操作された場合、エンジンストールが発生する。この場合、始動操作の取り止めに基づく所定のタイミングにおいて、運転者が乗車しているか否かが検出される。

【0011】

運転者が乗車していれば、その後にエンジンストールが発生した場合に、エンジンが自動的に始動されることが許可される。これにより、運転者によるクラッチ操作のミスなどによるエンジンストールが発生した場合に、運転者が始動操作を行わなくても、エンジンが自動的に始動されるので、運転者による始動操作の手間を省くことができる。

【0012】

一方、運転者が乗車していない場合には、運転者に車両を発進させる意志がなく、運転者によって始動操作が意図的に取り止められたと判断されて、そのエンジンストール後のエンジンの自動的な始動が禁止される。そのため、始動操作を取り止めた運転者の意に反して、エンジンが自動的に始動されることを防止できる。その結果、運転者の意に反したエンジンの始動による違和感を運転者に与えることを防止できる。また、エンジンの無駄な始動が防止されるので、燃費を向上させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、運転者によるエンジンの始動操作が取り止められた場合に、エンジンが自動的に始動されることを防止できる。その結果、運転者の意に反したエンジンの始動による違和感を運転者に与えることを防止できる。また、エンジンの無駄な始動が防止されるので、燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置が適用された車両の要部の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、自動再始動制御について説明するためのタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0016】

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置が適用された車両の要部の構成を示すブロック図である。

【0017】

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。車両１は、アイドルストップ機能を有している。アイドルストップ機能は、エンジン２の駆動中の所定の停止条件の成立に応答して、エンジン２が停止（アイドルストップ）され、その後の所定の再始動条件の成立に応答して、アイドルストップ状態が解除されて、エンジン２が再始動される機能である。

【0018】

エンジン２の出力は、トルクコンバータ３および無段変速機（ＣＶＴ：Continuously
Variable Transmission）４を介して、車両１の駆動輪に伝達される。

【0019】

エンジン２に付随して、スタータ（始動用モータ）５が設けられている。停止状態のエンジン２は、スタータ５によるクランキング後に始動する。
エンジン２に関連して、オルタネータ６が設けられている。

【0020】

オルタネータ６の回転軸（ロータ）には、エンジン２の出力軸の回転が伝達される。オルタネータ６の回転軸が回転すると、その回転が電力に変換されて、オルタネータ６から電力が出力される。

【0021】

車両１には、ＡＢＳ（Antilock Brake System）制御のためのＡＢＳアクチュエータ７が設けられている。ＡＢＳアクチュエータ７には、各車輪のブレーキに設けられたホイールシリンダの液圧を制御するためのバルブやブレーキフルードをマスタシリンダに戻すためのポンプなどが内蔵されている。マスタシリンダからＡＢＳアクチュエータ７に伝達された液圧は、各ホイールシリンダに分配されて伝達される。そして、ホイールシリンダの液圧により、車輪に制動力が付与される。
車両１にはさらに、バッテリ１１が備えられている。

【0022】

バッテリ１１は、オルタネータ６から出力される電力によって充電される。バッテリ１１には、スタータ５などが電気的に接続されている。スタータ５には、バッテリ１１から駆動電力が供給される。バッテリ１１からスタータ５への給電経路上には、リレー１２が介装されている。

【0023】

また、車両１には、ＣＰＵおよびメモリを含む構成の複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）が備えられている。ＥＣＵには、エンジンＥＣＵ２１、ＣＶＴＥＣＵ２２、ＡＢＳＥＣＵ２３およびアイドルストップＥＣＵ２４が含まれる。エンジンＥＣＵ２１、ＣＶＴＥＣＵ２２、ＡＢＳＥＣＵ２３およびアイドルストップＥＣＵ２４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルにより、相互に通信可能である。

【0024】

エンジンＥＣＵ２１には、エンジン２が制御対象として接続されている。また、エンジンＥＣＵ２１には、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ２５と、運転席の前方に配置されたイグニッションキースイッチ２６とが接続されている。イグニッションキースイッチ２６は、運転者（運転者）の操作により、オフ位置、オーディオなどを動作可能とするアクセサリ位置、車両１の各部への電力の供給が可能であるイグニッション位置およびスタータ５によるクランキングが行われるスタート位置に回動変位される。

【0025】

ＣＶＴＥＣＵ２２には、無段変速機４が制御対象として接続されている。

【0026】

ＡＢＳＥＣＵ２３には、ＡＢＳアクチュエータ７が制御対象として接続されている。また、ＡＢＳＥＣＵ２３には、各車輪の回転速度（車輪速）を検出するための車輪速センサ２７と、マスタシリンダ（図示せず）の液圧を検出するための液圧センサ２８とが接続されている。ＡＢＳＥＣＵ２３は、車輪速センサ２７から入力される検出信号に基づいて、各車輪の車輪速を演算し、たとえば、各車輪速の平均値を車速（車体速）として取得する。また、ＡＢＳＥＣＵ２３は、液圧センサ２８から入力される検出信号に基づいて、マスタシリンダの液圧を取得する。

【0027】

アイドルストップＥＣＵ２４には、リレー１２が制御対象として接続されている。また、アイドルストップＥＣＵ２４には、運転席のドア（図示せず）の開閉を検出するカーテシスイッチ２９が接続されている。アイドルストップＥＣＵ２４により、アイドルストップ機能のための制御（アイドルストップ制御）が実行される。また、エンジンストールが発生した場合に、アイドルストップＥＣＵ２４により、エンジン２を自動的に再始動させるための制御（自動再始動制御）が実行される。アイドルストップ制御および自動再始動制御のために、アイドルストップＥＣＵ２４には、エンジンＥＣＵ２１からエンジン２の回転数およびイグニッションキースイッチ２６の位置が入力され、ＡＢＳＥＣＵ２３から車速およびマスタシリンダの液圧が入力される。

【0028】

アイドルストップ制御では、車両１の走行中に、運転者によってブレーキペダルが踏み込まれて、マスタシリンダの液圧が所定圧以上になると、アイドルストップＥＣＵ２４により、所定の停止条件が成立しているか否かが繰り返し判断される。停止条件は、たとえば、車速が零であり、かつ、ブレーキペダル（図示せず）が一定時間以上踏まれているという条件である。そして、停止条件が成立すれば、アイドルストップＥＣＵ２４からエンジンＥＣＵ２１にエンジン停止指令が出力され、エンジンＥＣＵ２１により、エンジン２が停止される。

【0029】

アイドルストップ制御によるエンジン２の停止中に、たとえば、ブレーキペダルから足が放されると、再始動条件が成立し、アイドルストップＥＣＵ２４により、リレー１２がオンされる。リレー１２がオンされると、スタータ５によるクランキングを経て、エンジン２が始動する。

【0030】

図２は、自動再始動制御について説明するためのタイミングチャートである。

【0031】

エンジン２の始動に際して、まず、運転者により、車両１の運転席のドアが開かれる（時刻Ｔ１）。

【0032】

次に、イグニッションキースイッチ２６がオフ位置（ＯＦＦ）からスタート位置（ＯＮ）まで回される（時刻Ｔ２）。これに応答して、スタータ５が駆動されて、スタータ５によるクランキングが行われる。クランキングは、その始動操作が行われている間、つまりイグニッションキースイッチ２６がスタート位置に配置されている間（時間Ｔ２−Ｔ４）、継続して行われる。クランキングにより、エンジン２の回転数が上昇する。

【0033】

エンジン２の回転数（ＥＮＧＲＥＶ）が所定回転数（たとえば、５００ｒｐｍ）以上に上昇すると、イグニッションキースイッチ２６の操作によらないエンジン２の始動、つまりエンジン２の自動的な始動（自動再始動）が許可されるか否かを表す自動再始動許可フラグ（ＸＮＯＴＫＥＹＲＥＳＴＡ）がオフからオンに切り替えられて、エンジン２の自動的な始動が許可される（時刻Ｔ３）。自動再始動許可フラグは、アイドルストップＥＣＵ２４のメモリに設けられている。自動再始動許可フラグは、イグニッションキースイッチ２６がオフ位置に戻されると、オフにされる（リセットされる）。

【0034】

また、自動再始動許可フラグがオンに切り替えられたことに応答して、エンジン２の制御モード（ＥｃｏＭｏｄｅ）がモード０からモード１に切り替えられる（時刻Ｔ３）。モード０は、エンジン２の始動にイグニッションキースイッチ２６の操作が必要なモードである。モード１は、イグニッションキースイッチ２６の操作がなくても、エンジン２が自動的に始動され得るモードである。

【0035】

通常、エンジン２の回転数は、所定回転数を超え、所定のアイドリング回転数（前記所定回転数より高い回転数）まで上昇し、そのアイドリング回転数で保持される。

【0036】

ところが、エンジン２が所定回転数を超えても、何らかの原因（たとえば、プラグの不良など）で、エンジン２の回転数がアイドリング回転数まで上がらない場合がある。その場合などに、運転者による始動操作が一旦取り止められて、運転者によってイグニッションキースイッチ２６がスタート位置（ＯＮ）からイグニッション位置（ＯＦＦ）に戻され（時刻Ｔ４）、その後、運転者による始動操作が再び行われることがある（時刻Ｔ８）。

【0037】

エンジン２の回転数がアイドリング回転数に達する前に、イグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻されると、自動再始動許可フラグがオンからオフに切り替えられ、エンジン２の自動再始動が禁止される（時刻Ｔ４）。

【0038】

また、イグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻された時点でのカーテシスイッチ２９の出力信号が参照されて、運転席のドアの開閉状態が判定される。

【0039】

イグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻された時点で、運転席のドアが開かれていた場合には、運転者の乗車が完了しないまま、スタータ５の駆動時間が比較的短いショートクランキングが行われたのであるから、運転者に車両１を直ちに発進させる意志がないと判断される。そして、ショートクランキング判定フラグ（ＸＳＨＲＴＣＲＡＮＫ）がオフからオンに切り替えられる（時刻Ｔ４）。ショートクランキング判定フラグは、アイドルストップＥＣＵ２４のメモリに設けられている。

【0040】

イグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻されたことにより、通常、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下する（時刻Ｔ５）。

【0041】

エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下してから一定の待機時間（たとえば、０．５秒間）が経過すると、エンジン２の回転数が０ｒｐｍであると確定され、ショートクランキング判定フラグがオンであることを受けて、エンジン２の制御モードがモード１からモード０に切り替えられる（時刻Ｔ６）。制御モードがモード０に切り替えられると、ショートクランキング判定フラグがオンからオフに切り替えられる。

【0042】

エンジン２の制御モードがモード０であり、自動再始動許可フラグがオフであるので、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下してから待機時間が経過しても、エンジン２の自動再始動は行われない。

【0043】

その後、運転者により、運転席のドアが閉められ（時刻Ｔ７）、始動操作が再び行われると（時刻Ｔ８）、スタータ５が駆動されて、スタータ５によるクランキングが行われる。クランキングにより、エンジン２の回転数が再び上昇する。

【0044】

エンジン２の回転数が所定回転数以上に上昇すると、自動再始動許可フラグがオフからオンに切り替えられて、その後におけるエンジン２の自動再始動が許可される（時刻Ｔ９）。また、自動再始動許可フラグがオンに切り替えられたことに応答して、エンジン２の制御モードがモード０からモード１に切り替えられる（時刻Ｔ９）。

【0045】

その後、エンジン２が順調に始動し、そのことを運転者が認識すると、運転者による始動操作が終了される。すなわち、エンジン２が順調に始動すると、運転者により、イグニッションキースイッチ２６がスタート位置（ＯＮ）からイグニッション位置（ＯＦＦ）に戻される（時刻Ｔ１０）。このとき、運転席のドアが閉じられているので、自動再始動許可フラグは、オンに維持される。

【0046】

エンジン２が順調に動作している間は、イグニッションキースイッチ２６の位置およびエンジン２の回転数が常に監視されている。

【0047】

以下、エンジン２が駆動中に不調に陥り、エンジンストールが発生して、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下した場合を想定する（時刻Ｔ１１）。

【0048】

エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下してから待機時間が経過すると、自動再始動許可フラグがオンになっているので、エンジン２の制御モードがモード１からモード２に切り替えられる（時刻Ｔ１２）。そして、制御モードがモード２に切り替えられてから所定時間が経過すると、制御モードがモード２からモード１に再び切り替えられる（時刻Ｔ１３）。モード２は、エンジン２を自動再始動させるために、スタータ５が所定時間にわたって自動的に駆動されるモードである。

【0049】

エンジン２の制御モードがモード２に設定されている間（時間Ｔ１２−Ｔ１３）、スタータ５が駆動される。この間にエンジン２が順調に始動しない場合には、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに再び低下した後（時刻Ｔ１４）、待機時間が経過した時点（時刻Ｔ１５）から所定時間（時間Ｔ１５−Ｔ１６）にわたって、エンジン２の制御モードがモード２に切り替えられ、その間、スタータ５が駆動される。

【0050】

スタータ５が所定時間にわたって駆動され、エンジン２が順調に再始動した後は、イグニッションキースイッチ２６の位置およびエンジン２の回転数が再び監視される。

【0051】

一方、エンジン２の回転数がアイドリング回転数に達する前に、運転者によってイグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻され、その時点で、運転席のドアが閉じられていた場合には、ショートクランキング判定フラグがオフで維持される。これにより、エンジン２の制御モードは、モード１で維持される。そのため、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下してから待機時間が経過すると、スタータ５が自動的に駆動され、スタータ５のクランキングにより、エンジン２が自動再始動される。

【0052】

また、エンジン２の回転数がアイドリング回転数に達する前に、運転者によってイグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻されたにもかかわらず、その後、エンジン２が順調に始動する場合も想定される。この場合に、イグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻された時点で、運転席のドアが開かれていれば、ショートクランキング判定フラグがオフからオンに切り替えられる。そして、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下してから待機時間が経過すると、ショートクランキング判定フラグがオンであることを受けて、エンジン２の制御モードがモード１からモード０に切り替えられる。また、イグニッションキースイッチ２６がイグニッション位置に戻されたことに応答して、自動再始動許可フラグがオンからオフに切り替えられる。エンジン２の始動後も、制御モードがモード０で維持されるとともに、自動再始動許可フラグがオフで維持されていると、エンジン２が駆動中に不調に陥り、エンジン２の回転数が０ｒｐｍに低下した場合でも、エンジン２の自動再始動が行われない。そこで、車速が所定車速以上（たとえば、１０ｋｍ／ｈ以上）に達すると、自動再始動許可フラグがオフからオンに切り替えられるとともに、エンジン２の制御モードがモード０からモード１に切り替えられる。

【0053】

以上のように、運転者による始動操作が行われている間、スタータ５が駆動される。エンジン２が完全に始動する前に、その始動操作が取り止められた場合、エンジンストールが発生する。この場合、始動操作が取り止められた時点で、運転者が乗車しているか否かが判定される。

【0054】

運転者が乗車していれば、その後にエンジンストールが発生した場合に、エンジン２が自動的に始動されることが許可される。これにより、運転者によるクラッチ操作のミスなどによるエンジンストールが発生した場合に、運転者が始動操作を行わなくても、エンジン２が自動的に始動されるので、運転者による始動操作の手間を省くことができる。

【0055】

一方、運転者が乗車していない場合には、運転者に車両１を発進させる意志がなく、運転者によって始動操作が意図的に取り止められたと判断されて、そのエンジンストール後のエンジン２の自動的な始動が禁止される。そのため、始動操作を取り止めた運転者の意に反して、エンジン２が自動的に始動されることを防止できる。その結果、運転者の意に反したエンジン２の始動による違和感を運転者に与えることを防止できる。また、エンジン２の無駄な始動が防止されるので、燃費を向上させることができる。

【0056】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

【0057】

たとえば、始動操作が取り止められた時点で、運転者の乗車が完了しているか否かが判定されるとしたが、カーテシスイッチ２９から出力される信号の状態が時系列でアイドルストップＥＣＵ２４のメモリに記憶されて、始動操作が取り止められたことに応答して、その取り止めの直前または直後の所定のタイミングでの運転者の乗車の完了／未完了が判定されてもよい。

【0058】

また、運転席のドアの開閉状態に基づいて、運転者の乗車が完了しているか否かが判定される構成を取り上げたが、その判定の基準は、運転席のドアの開閉状態に限らない。たとえば、運転席におけるシートベルトの装着の有無を検出するセンサが設けられて、運転席に着座した運転者がシートベルトを装着している場合には、運転者の乗車が完了していると判定されてもよい。また、運転席に運転者が着座したことを検出するセンサ（重量センサ、赤外線センサなど）が設けられて、運転者が運転席に着座している場合には、運転者の乗車が完了していると判定されてもよい。さらには、これらの条件のうちの２つ以上が満たされた場合に、運転者の乗車が完了していると判定されてもよい。たとえば、運転席のドアが閉じられて、運転席運転席に着座した運転者がシートベルトを装着している場合には、運転者の乗車が完了していると判定されてもよい。

【0059】

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ 車両
２ エンジン
５ スタータ
２４ アイドルストップＥＣＵ（車両用制御装置、スタータ駆動手段、自動始動手段、自動始動禁止手段）
２９ カーテシスイッチ（乗車検出手段）

【図1】

【図2】