JP2008190496A - 自動車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に始動不良が生じたときでも車両をより安全な場所に移動できるようにする。
【解決手段】エンジンの出力軸と車軸側とを接続とその解除が可能なクラッチを備える自動車において、自動始動条件が成立したとき、クラッチがオフした状態でエンジンがモータリングされて始動されるようエンジンとスタータモータとを制御し（Ｓ１００，Ｓ１１０）、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅ以上の状態が所定時間Ｔ１継続したか否かによりエンジンの完爆を判定し（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）、完爆が判定されないまま所定時間Ｔ２が経過したときにはエンジンのモータリングを停止すると共にエンジンが停止した後にクラッチをオンする始動不良時制御を実行する（Ｓ１６０〜Ｓ２００）、始動不良時制御を実行後に運転者がイグニッションスイッチをオンすることでスタータモータからの動力で車両を移動させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車およびその制御方法に関する。

従来、この種の自動車としては、エンジンと、変更可能な変速段でエンジンからの動力を変速して車軸側に出力する変速機とを備えるものにおいて、変速機における複数の変速段の一部に異常が生じたときにその異常時に選択可能な変速段を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、変速機の異常時に選択できる変速段の範囲内で変速することにより、変速機の異常に拘わらず走行することができるものとしている。
特開２００４−１０８５４０号公報

このように、車両に何らかの異常が生じた場合であっても少なくとも車両をより安全な場所に移動できるようにすることは変速機の異常時だけでなくエンジンの異常時であっても同様に重要な問題として考えることができる。したがって、既存のマニュアルトランスミッションにクラッチペダルを踏まなくてもクラッチを自動的にオンオフして変速が可能な自動クラッチシステムと変速段を自動的に切り替える自動変速機構を付加した変速機を備え、所定の自動始動条件が成立したときにエンジンを自動始動し所定の自動停止条件が成立したときに運転しているエンジンを自動停止するアイドルストップ制御を行なうタイプの自動車であっても、自動始動の際にエンジンの異常により始動不良が生じた場合に車両をより安全な場所に移動できるようにすることが望ましい。

本発明の自動車およびその制御方法は、内燃機関に始動不良が生じたときでもより確実に車両を安全な場所に移動できるようにすることを目的とする。

本発明の自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
内燃機関を備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車であって、
前記内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および該接続の解除が可能な接続解除手段と、
操作者の操作に基づいて前記内燃機関をモータリング可能で、前記所定の始動条件の成立によっても前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側との接続が解除された状態で前記モータリング手段による前記内燃機関のモータリングを伴って該内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該モータリング手段と前記接続解除手段とを制御する始動制御を実行する始動制御手段と、
前記始動制御の実行に拘わらず前記内燃機関の始動が判定されないときには、該内燃機関のモータリングが停止されるよう前記モータリング手段を制御すると共に該内燃機関が停止した後に該内燃機関の出力軸と前記車軸側とが接続されるよう前記接続解除手段を制御する始動不良時制御を実行する始動不良時制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の自動車では、内燃機関と、内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および接続の解除が可能な接続解除手段と、操作者の操作に基づいて内燃機関をモータリング可能で所定の始動条件の成立によっても内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え所定の始動条件が成立したときには内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している内燃機関を自動停止する自動車において、所定の始動条件が成立したとき内燃機関の出力軸と車軸側との接続が解除された状態でモータリング手段による内燃機関のモータリングを伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する始動制御を実行し、この始動制御の実行に拘わらず内燃機関の始動が判定されないときには内燃機関のモータリングが停止されるようモータリング手段を制御すると共に内燃機関が停止した後に内燃機関の出力軸と車軸側とが接続されるよう接続解除手段を制御する始動不良時制御を実行する。モータリング手段は操作者の操作によっても内燃機関をモータリングすることができるから、内燃機関に始動不良が生じたときでも始動不良時制御が実行された後に操作者の操作によってモータリング手段で内燃機関をモータリングするものとすれば、その動力により車両を移動させることができる。この結果、内燃機関に始動不良が生じたときでも車両をより安全な場所に移動させることが可能となる。

こうした本発明の自動車において、前記始動不良時制御手段は、前記始動制御の実行を所定時間に亘って継続したにも拘わらず前記内燃機関の始動が判定されないときに前記始動不良時制御を実行する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動不良をより正確に判定することができる。

また、本発明の自動車において、変速段の変更を伴って前記内燃機関から前記接続解除手段を介して入力された動力を変速して前記車軸側に出力する変速手段を備え、前記始動不良時制御手段は、前記内燃機関のモータリングが停止されるよう前記モータリング手段を制御すると共に該内燃機関が停止した後に減速比が最も大きくなる変速段に変更された状態で該内燃機関の出力軸と前記車軸側とが接続されるよう前記接続解除手段と前記変速手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の始動不良時にモータリング手段により車両をより容易に移動させることができる。

本発明の自動車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および該接続の解除が可能な接続解除手段と、操作者の操作に基づいて前記内燃機関をモータリング可能で所定の始動条件の成立によっても前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え、前記所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車の制御方法であって、
（ａ）前記所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側との接続が解除された状態で前記モータリング手段による前記内燃機関のモータリングを伴って該内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該モータリング手段と前記接続解除手段とを制御する始動制御を実行し、
（ｂ）前記始動制御の実行に拘わらず前記内燃機関の始動が判定されないときには、該内燃機関のモータリングが停止されるよう前記モータリング手段を制御すると共に該内燃機関が停止した後に該内燃機関の出力軸と前記車軸側とが接続されるよう前記接続解除手段を制御する始動不良時制御を実行する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車の制御方法によれば、内燃機関と、内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および接続の解除が可能な接続解除手段と、操作者の操作に基づいて内燃機関をモータリング可能で所定の始動条件の成立によっても内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え所定の始動条件が成立したときには内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している内燃機関を自動停止する自動車において、所定の始動条件が成立したとき内燃機関の出力軸と車軸側との接続が解除された状態でモータリング手段による内燃機関のモータリングを伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関とモータリング手段とを制御する始動制御を実行し、この始動制御の実行に拘わらず内燃機関の始動が判定されないときには内燃機関のモータリングが停止されるようモータリング手段を制御すると共に内燃機関が停止した後に内燃機関の出力軸と車軸側とが接続されるよう接続解除手段を制御する始動不良時制御を実行する。モータリング手段は操作者の操作によっても内燃機関をモータリングすることができるから、内燃機関に始動不良が生じたときでも始動不良時制御が実行された後に操作者の操作によってモータリング手段で内燃機関をモータリングするものとすれば、その動力により車両を移動させることができる。この結果、内燃機関に始動不良が生じたときでも車両をより安全な場所に移動させることが可能となる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）４０と、エンジン２２からクラッチ２６を介して入力された動力を変速して駆動輪３１ａ，３１ｂにデファレンシャルギヤ３２を介して接続された駆動軸３３に出力するオートメーテッドマニュアルトランスミッション（以下、ＡＭＴという）２８と、クラッチ２６やＡＭＴ２８を制御するＡＭＴ用電子制御ユニット（以下、ＡＭＴＥＣＵという）４２と、エンジン２２のクランクシャフト２４に掛けられたベルト２５により回転軸が接続されエンジン２２からの動力により発電するオルタネータ３４と、エンジン２２をモータリングするスタータモータ３６と、オルタネータ３４で発電された電力を整流回路３５を介して充電すると共にスタータモータ３６や補機３７に電力を供給可能なバッテリ３８と、エンジン２２のアイドルストップ制御を行なうエコラン用電子制御ユニット（以下、エコランＥＣＵという）４４とを備える。なお、ＡＭＴ２８は、クラッチペダルを踏まなくても変速段の変更が可能な自動クラッチシステムとシフトを自動切り替えするオートシフト機構とを備える。また、アイドルストップ制御としては、例えば、停車時にアクセルペダル５４が踏み込まれていないアクセルＯＦＦであると共にブレーキペダル５６が踏み込まれたブレーキＯＮの状態でエンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以下であるなどの所定の自動停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、ブレーキＯＦＦされたりアクセルＯＮされるなどの所定の自動始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動する。

エンジンＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エンジンＥＣＵ４０の図示しない入力ポートには、イグニッションスイッチ５１からのイグニッション信号やシフトレバー５２の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５３からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５４の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５５からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５６の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５７からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ５８からの車速Ｖ，クランクシャフト２４の回転数を検出する回転数センサ５９からのエンジン回転数Ｎｅなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ４０の図示しない出力ポートからは、エンジン２２を運転するための各種制御信号が出力されている。また、エンジンＥＣＵ４０は、ＡＭＴＥＣＵ４２やエコランＥＣＵ４４と通信しており、各種データや制御信号をやり取りしている。

ＡＭＴＥＣＵ４２は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。ＡＭＴＥＣＵ４２の図示しない出力ポートには、クラッチ２６やＡＭＴ２８を駆動するための各種駆動信号などが出力されている。また、ＡＭＴＥＣＵ４２は、エンジンＥＣＵ４０と通信しており、各種データや制御信号をやり取りしている。

エコランＥＣＵ４４は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エコランＥＣＵ４４の図示しない出力ポートにはスタータモータ３６を駆動する駆動信号などが出力されている。また、エコランＥＣＵ４４は、エンジンＥＣＵ４０と通信しており、各種データや制御信号をやり取りしている。

なお、エンジンＥＣＵ４０は、運転者によりイグニッションスイッチ５１がオンされたときには、エコランＥＣＵ４４にスタータモータ３６を駆動指示を送信すると共に燃料噴射制御や点火制御を開始し、スタータモータ３６の駆動指示を受信したエコランＥＣＵ４４は、エンジン２２をモータリングするようスタータモータ３６を駆動制御する始動制御を行なっている。

こうして構成された実施例の自動車２０の動作、特に、所定の自動始動条件が成立してエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図２は、実施例のエンジンＥＣＵ４０により実行される自動始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定の自動制御条件が成立したときに実行される。

自動始動制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ４０のＣＰＵは、まず、エンジン２２がモータリングされるようスタータモータ３６の駆動開始をエコランＥＣＵ４４に指示し（ステップＳ１００）、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始する（ステップＳ１１０）。なお、エンジン２２をモータリングする際にクラッチ２６がオンされているときにはクラッチ２６がオフされるよう駆動指示をＡＭＴＥＣＵ４２に送信する。

続いて、回転数センサ５９からのエンジン回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ１２０）、入力されたエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅ以上か否か、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅ以上のときにはその状態が所定時間Ｔ１（例えば０．５秒や１秒など）継続しているか否かを判定する処理を行なう（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。この処理は、エンジン２２が完爆しているか否かを判定するためのものである。エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅ以上でその状態が所定時間Ｔ１継続していると判定されたときには、エンジン２２は完爆していると判定し、スタータモータ３６の駆動停止をエコランＥＣＵ４４に指示して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。その後、アクセルペダル５４の踏み込みに応じてエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２からの動力を車軸側に出力するためにクラッチ２６をオンとするようＡＭＴＥＣＵ４２に制御信号を出力する。

一方、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅ未満であると判定されたりエンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｆｉｒｅ以上であってもその状態が未だ所定時間Ｔ１継続していないと判定されたときには、エンジン２２は未だ完爆していないと判定し、スタータモータ３６の駆動開始から所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する処理を行なう（ステップＳ１６０）。この処理は、エンジン２２の始動不良を判定するためのものであり、所定時間Ｔ２としては例えば３秒などのように予め定められている。スタータモータ３６の駆動開始から所定時間Ｔ２が経過していないと判定されたときにはステップＳ１２０に戻ってエンジン２２が完爆したと判定されるかエンジン２２が完爆したと判定されないまま所定時間Ｔ２が経過するまでステップＳ１２０〜Ｓ１６０の処理を繰り返す。

エンジン２２が完爆したと判定されないままステップＳ１６０で所定時間Ｔ２が経過したと判定されたときには、エンジン２２に始動不良が生じていると判定し、スタータモータ３６の駆動停止をエコランＥＣＵ４４に指示すると共に（ステップＳ１７０）、エンジン回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ１８０）、エンジン回転数Ｎｅが値０になるまで即ちエンジン２２が停止するまで待って（ステップＳ１９０）、１速でクラッチ２６がオンされるよう制御信号をＡＭＴＥＣＵ４２に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。制御信号を受信したＡＭＴＥＣＵ４２は、変速段が１速のときにはその状態が維持され１速でないときには１速に変更されるようＡＭＴ２８を駆動制御すると共に変速段が１速の状態でクラッチ２６がオンされるようクラッチ２６を駆動制御する。前述したように、運転者のイグニッションスイッチ５１のオン操作によりスタータモータ３６でエンジン２２をモータリングすることができるから、エンジン２２に始動不良が生じていても、運転者がイグニッションスイッチ５１を操作することにより、短時間ではあるがエンジン２２をモータリングして車両を移動させることができる。したがって、例えば信号待ちの状態でエンジン２２が自動停止されその後にエンジン２２に始動不良が生じた場合などであってもイグニッションスイッチ５１を操作して車両を安全な場所に移動させることができる。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、エンジン２２とクラッチ２６とＡＭＴ２８とを備えるものにおいて、所定の自動始動条件が成立したときクラッチ２６がオフしている状態でエンジン２２をモータリングして始動する始動制御を実行し、エンジン２２の完爆が判定されないまま所定時間Ｔ２が経過したときにはエンジン２２のモータリングを停止すると共にエンジン２２が停止した後にクラッチ２６をオンする始動不良時制御を実行するから、始動不良時制御が実行された後に運転者によりイグニッションスイッチ５１を操作するものとすれば、スタータモータ３６からの動力により車両を安全な場所に移動させることができる。

実施例の自動車２０では、エンジン２２の始動不良が生じたときにはＡＭＴ２８が１速の状態でクラッチ２６がオンされるようＡＭＴ２８とクラッチ２６とを制御するものとしたが、必ずしもＡＭＴ２８が１速の状態でクラッチ２６をオンする必要はなく２速や３速の状態でクラッチ２６をオンするものとしても差し支えない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、クラッチ２６が「接続解除手段」に相当し、スタータモータ３６が「モータリング手段」に相当し、所定の自動始動条件が成立したときクラッチ２６がオフしている状態でエンジン２２がモータリングされるようスタータモータ３６を駆動制御すると共に燃料噴射制御や点火制御によりエンジン２２が始動されるようエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ４０やエコランＥＣＵ４４，ＡＭＴＥＣＵ４２が「始動制御手段」に相当し、エンジン２２の完爆が判定されないまま所定時間Ｔ２が経過したときに、エンジン２２のモータリングを停止すると共にエンジン２２が停止した後にクラッチ２６をオンするエンジンＥＣＵ４０やエコランＥＣＵ４４，ＡＭＴＥＣＵ４２が「始動不良時制御手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力するエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「接続解除手段」としては、クラッチ２６に限定されるものではなく、内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および接続の解除が可能なものであれば如何なるものであっても構わない。「モータリング手段」としては、スタータモータ３６に限定されるものではなく、操作者の操作に基づいて内燃機関をモータリング可能で所定の始動条件の成立によっても内燃機関をモータリング可能なものであれば如何なるものであっても構わない。「始動制御手段」としては、エンジンＥＣＵ４０とエコランＥＣＵ４４とＡＭＴＥＣＵ４２との組み合わせによるものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットで構成するものであっても構わない。「始動不良時制御手段」としては、エンジンＥＣＵ４０とエコランＥＣＵ４４とＡＭＴＥＣＵ４２との組み合わせによるものに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットで構成するものであっても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のエンジンＥＣＵ４０により実行される自動始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ 自動車、２２ エンジン、２４ クランクシャフト、２５ ベルト、２６ クラッチ、２８ オートメーテッドマニュアルトランスミッション、３１ａ，３１ｂ 駆動輪、３２ デファレンシャルギヤ、３３ 駆動軸、３４ オルタネータ、３５ 整流回路、３６ スタータモータ、３７ 補機、３８ バッテリ、４０ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、４２ ＡＭＴ用電子制御ユニット（ＡＭＴＥＣＵ）、４４ エコラン用電子制御ユニット（エコランＥＣＵ）、５１ イグニッションスイッチ、５２ シフトレバー、５３ シフトポジションセンサ、５４ アクセルペダル、５５ アクセルペダルポジションセンサ、５６ ブレーキペダル、５７ ブレーキペダルポジションセンサ、５８ 車速センサ、５９ 回転数センサ。

Claims (4)

1. 内燃機関を備え、所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車であって、
   前記内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および該接続の解除が可能な接続解除手段と、
   操作者の操作に基づいて前記内燃機関をモータリング可能で、前記所定の始動条件の成立によっても前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
   前記所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側との接続が解除された状態で前記モータリング手段による前記内燃機関のモータリングを伴って該内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該モータリング手段と前記接続解除手段とを制御する始動制御を実行する始動制御手段と、
   前記始動制御の実行に拘わらず前記内燃機関の始動が判定されないときには、該内燃機関のモータリングが停止されるよう前記モータリング手段を制御すると共に該内燃機関が停止した後に該内燃機関の出力軸と前記車軸側とが接続されるよう前記接続解除手段を制御する始動不良時制御を実行する始動不良時制御手段と
   を備える自動車。
2. 前記始動不良時制御手段は、前記始動制御の実行を所定時間に亘って継続したにも拘わらず前記内燃機関の始動が判定されないときに前記始動不良時制御を実行する手段である請求項１記載の自動車。
3. 請求項１または２記載の自動車であって、
   変速段の変更を伴って前記内燃機関から前記接続解除手段を介して入力された動力を変速して前記車軸側に出力する変速手段を備え、
   前記始動不良時制御手段は、前記内燃機関のモータリングが停止されるよう前記モータリング手段を制御すると共に該内燃機関が停止した後に減速比が最も大きくなる変速段に変更された状態で該内燃機関の出力軸と前記車軸側とが接続されるよう前記接続解除手段と前記変速手段とを制御する手段である
   自動車。
4. 内燃機関と、該内燃機関の出力軸と車軸側とを接続および該接続の解除が可能な接続解除手段と、操作者の操作に基づいて前記内燃機関をモータリング可能で所定の始動条件の成立によっても前記内燃機関をモータリング可能なモータリング手段とを備え、前記所定の始動条件が成立したときには前記内燃機関を自動始動し所定の停止条件が成立したときには運転している該内燃機関を自動停止する自動車の制御方法であって、
   （ａ）前記所定の始動条件が成立したとき、前記内燃機関の出力軸と前記車軸側との接続が解除された状態で前記モータリング手段による前記内燃機関のモータリングを伴って該内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該モータリング手段と前記接続解除手段とを制御する始動制御を実行し、
   （ｂ）前記始動制御の実行に拘わらず前記内燃機関の始動が判定されないときには、該内燃機関のモータリングが停止されるよう前記モータリング手段を制御すると共に該内燃機関が停止した後に該内燃機関の出力軸と前記車軸側とが接続されるよう前記接続解除手段を制御する始動不良時制御を実行する
   自動車の制御方法。

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