JP2000291478A - 車両のエンジン自動停止時の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外気温センサの省略、それによる部品点数の
削減、及び、部品コスト削減の実現。 【解決手段】 エンジンの冷却水温を検出する手段と、
エンジンの吸気温を検出する手段と、前記エンジンの冷
却水温と該エンジンの吸気温との温度差を検出する手段
と、を備え、該温度差が所定値以下のときに、前記吸気
温に基づいて外気温を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、外気温を検出する
センサを持たない車両における外気温推定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、信号待ちのときや渋滞時などの車
両の停止時に、所定の停止条件が成立したときにエンジ
ンを自動停止させ、所定の再始動条件成立したときにエ
ンジンを再始動させる技術が提案され、すでに実用化さ
れている。このようなエンジンが自動停止する技術で
は、特に外気温が極めて低い場所や、冬季などの季節時
の極低温時にエンジンを自動停止してしまうと、エンジ
ンのみの余熱では暖房が効きにくくなり、車内の快適性
が損なわれてるといった問題があった。

【０００３】又、暖房装置の送風ファンを作動させたま
までエンジンが長時間停止すると、車載のバッテリが過
放電していわゆるバッテリ上がりの状態となり、再始動
が困難になるという問題もあった。

【０００４】そのため、このことを考慮して、特開昭５
８−１４０４４２号公報では、外気温が所定温度未満の
ときには、エンジンの自動停止制御を行わないようにす
る技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、外気温
を検出するためには、一般には専用の外気温センサが必
須のものとなり、部品点数の増加、及びそれに伴うコス
トアップが生じてしまう。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、外気温センサを専用に設置することな
く、通常、車両に常設されている外気温センサ以外のセ
ンサを有効に利用することにより外気温を推定すること
で、特別に外気温センサを設置することを省き、部品の
削減及び、それによるコスト削減が実現できる車両の外
気温推定装置を提供することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、外気温を検出するセンサを持たない車両における外
気温推定装置において、エンジンの冷却水温を検出する
手段と、エンジンの吸気温を検出する手段と、前記エン
ジンの冷却水温と該エンジンの吸気温との温度差を検出
する手段と、を備え、該温度差が所定値以下のときに、
前記吸気温に基づいて外気温を推定することにより、上
記課題を解決したものである。

【０００８】一般に、エンジンは停止させて十分に時間
が経過するとエンジン自体は当然に冷える（外気温と同
様の温度となる）。このときのエンジン水温Ｗと吸気温
Ｋは、通常、外気温とほぼ同じ値を示す。この状態から
エンジンをスタートさせる（コールドスタート）のは、
少なくとも１日１回は発生すると予測でき、このときの
エンジンの冷却水温とエンジンの吸気温との温度差を検
出し、該温度差が所定値以下のとき、つまり、前述した
コールドスタート直後と判断できるときに、吸気温に基
づいて外気温を推定するようにするものである。

【０００９】なお、エンジンの冷却水温を検出するに
は、市販されている車両にすでに常設となっているエン
ジン冷却水温センサを使用すればよく、また、エンジン
の吸気温を検出するには、前記同様に常設となっている
エンジンの吸気温センサを使用すればよい。

【００１０】このようにすることで、一般に車両に常設
されている吸気温センサ、及びエンジンの冷却水温セン
サを有効に利用することにより外気温を推定することが
できるので、特別に外気温センサを専用に設ける必要が
なくなる。そのため、部品の削減、及び、それによる部
品コスト削減が実現できる。又、１日の最初のエンジン
スタート時に必ず（条件が成立して）チェックできると
いう点で有益である。

【００１１】請求項２に記載の発明は、外気温を検出す
るセンサを持たない車両における外気温推定装置におい
て、エンジンの吸気温を検出する手段と、車速を検出す
る手段と、を備え、前記車両が所定の車速以上で、且
つ、所定時間以上走行したときにおけるエンジンの吸気
温に基づいて外気温を推定することにより、同様に上記
課題を解決したものである。

【００１２】なお、エンジンの吸気温に基づいて外気温
を推定する際に、「車両が所定の車速以上で、且つ、所
定時間以上走行したとき」に行うようにしたのは、後述
する実施形態のところで詳述するが、発明者が車両を一
定車速以上で、且つ所定時間以上走行させると、エンジ
ンの吸気温が外気温と一定の差を持った値に収束してい
く（安定していく）特性があることを実験により見いだ
したからである。

【００１３】このようにすることで、請求項１と同様、
外気温センサを設けずに済み、部品の削減、及び、それ
による部品コスト削減が実現できる。又、運転中に環境
が変化しても追随してチェックできる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、さらに、前記車両が所定の車速以上で、且つ、所定
時間以上走行したときにおける平均車速を検出する手段
と、前記エンジンの吸気温と該平均車速とに基づいて外
気温を推定することにより、同様に上記課題を解決した
ものである。

【００１５】この発明は、請求項２の発明をより実用的
なレベルでより具体化したものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を詳細に説明する。

【００１７】本実施形態では、所定の停止条件が成立し
たときにエンジンを自動停止させるとともに、所定の再
始動条件が成立したときに該自動停止したエンジンを再
始動させるシステムを備えた車両を一例として説明す
る。なお、本発明は、特にこのエンジンを自動停止・再
始動を行う車両に限定されるものではない。

【００１８】また、本実施形態では自動変速機搭載車に
ついて説明するが、前記同様、特にこれに限定されるも
のではなくマニュアルトランスミッション（ＭＴ）搭載
車や無段変速機（ＣＶＴ）搭載車でも本発明は適用でき
る。

【００１９】まず、本実施形態が適用される駆動システ
ム構成、及びエンジン制御、エンジン自動停止制御を行
う際の信号の入出力関係を図２を用いて説明する。

【００２０】図２において、１は車両に搭載されるエン
ジン、２は自動変速機である。このエンジン１には該エ
ンジン１を再始動させるためのモータ及び発電機として
機能するモータジェネレータ３が、該エンジン１のクラ
ンク軸１ａに、クラッチ２６、チェーン２７及び減速機
構Ｒを介して連結されている。なお、エンジンスタータ
をモータジェネレータ３と別に設け、エンジン始動時
に、スタータとモータジェネレータ３を併用したり、極
低温時にはスタータを専用に使用してもよい。

【００２１】減速機構Ｒは、遊星歯車式で、サンギア３
３、キャリア３４、リングギア３５を含み、ブレーキ３
１、ワンウェイクラッチ３２を介してモータジェネレー
タ３及びクラッチ２８の間に組込まれている。

【００２２】自動変速機用２のオイルポンプ１９は、エ
ンジン１のクランク軸１ａにクラッチ２６、２８を介し
て直結されている。自動変速機２内には前進走行時に係
合される公知の前進クラッチＣ１が設けられている。

【００２３】符号４はモータジェネレータ３に電気的に
接続されるインバータである。このインバータ４は、ス
イッチングにより電力源であるバッテリ５からモータジ
ェネレータ３への電気エネルギの供給を可変にしてモー
タジェネレータ３の回転速度を可変にする。また、モー
タジェネレータ３からバッテリ５への電気エネルギの充
電を行うように切り換える。

【００２４】符号７はクラッチ２６、２８の断続の制
御、及びインバータ４及びバッテリ５のスイッチング制
御等を行うためのコントローラ（以後、説明するエコラ
ンＥＣＵ）である。

【００２５】このコントローラ７は、エンジン及び自動
変速機等をコントロールするエンジンＥＣＵ（電子制御
装置）８０とリンクしている。

【００２６】エンジンＥＣＵ８０及びエコランＥＣＵ７
には各種センサ群９０からの入力信号が入出力される。

【００２７】各種センサ群は、例えば、エンジン回転速
度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ９１、エンジ
ン冷却水温Ｗを検出するエンジン冷却水温センサ９２、
トルクコンバータのタービン回転速度センサ９３、アク
セル開度を検出するアクセル開度センサ９４、エンジン
の吸気温を検出するエンジン吸気温検出センサ９５、シ
フトポジションを検出するシフトポジションセンサ９
６、イグニッションスイッチＩＧの状態を検出するセン
サ９７、車速を検出する車速センサ９８、自動停止走行
モード（エコランモード）のスイッチセンサ９９等であ
る。

【００２８】これらのセンサの信号はエコランＥＣＵ
７、又は、エンジンＥＣＵ８０に入力される。なお、前
述したようにエコランＥＣＵ７とエンジンＥＣＵ８０は
相互間でこれらのセンサ入力信号を通信できるようにな
っている。

【００２９】また、後述するが、エコランＥＣＵには、
エンジン冷却水温センサ９２、エンジン吸気温センサ９
５、車速センサ９９等に基づいて外気温を推定する機能
及びその推定した外気温をメモリに更新する機能（外気
温メモリ）がある。

【００３０】なお、本実施形態では外気温を検出する外
気温センサは装備されていない。

【００３１】又、本実施形態では、このような構成によ
って所定のエンジン停止条件が成立したときに自動停止
制御を行い、また、所定の再始動条件が成立したときに
はエンジンの再始動をする制御が行われる。

【００３２】エンジン１の停止条件は例えば「車速が
零」、「アクセルオフ」、「ブレーキオン」、「シフト
ポジションが被駆動ポジションである」、「外気温が所
定値以上」などがあげられる。また、再始動条件は例え
ばこれらのエンジン停止条件のうちいずれかの条件が未
成立になったときがあげられる。なお、上記条件は一例
であるので、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３３】このようにエンジンの停止条件の１つとし
て「外気温が所定値以上」を導入したのは、特に低温時
にはバッテリの充電受け入れ性能の低下、バッテリの効
率的な放電特性の悪化、エンジンフリクションの増加な
どにより、エンジン始動性が低下すると考えられるため
である。つまり外気温が所定値より低いときにエンジン
の自動停止制御を中止することでバッテリ上りを防止
し、さらにまた、深放電による寿命低下を防止するため
である。

【００３４】この外気温に関する停止条件を満足してい
るか否かを判断するために、本発明に係る外気温の推定
が適用される。

【００３５】先ず、本発明に係る外気温の推定の第１の
実施形態について説明する。

【００３６】エンジンを停止してから十分に時間が経過
した場合には、エンジン自体は当然に冷える（外気温と
同様の温度となる）。この状態からエンジンをスタート
する行為（コールドスタート）は、一般的には少なくと
も１日１回は発生することと予測できる。そのコールド
スタート時に限ってはエンジン水温Ｗと吸気温Ｋがほぼ
同じ値になり、それは、外気温に一致しているといえ
る。

【００３７】そのため、本実施形態では、エンジンの冷
却水温Ｗとエンジンの吸気温Ｋとの温度差を検出し、該
温度差が所定値以下のときに、吸気温Ｋに基づいて外気
温Ｇを推定する（吸気温＝外気温とみなす）ようにす
る。又、このときの外気温は、ほぼ吸気温、エンジン水
温と一致するので、予め設定されていた外気温の推定値
をここでリセット（基準点出し）することにも使用でき
る。そして、外気温のメモリ値を更新するようにする。

【００３８】このようにすることで、一般に車両に常設
されている吸気温センサ１２５、エンジンの冷却水温セ
ンサ１２３を有効に利用することにより外気温を推定す
ることができる。そのため、部品の削減、及び、それに
よる部品コスト削減が実現できる。

【００３９】この方法は、発進時に少なくとも１日１回
は外気温Ｇを測定できるという点でも有益である。

【００４０】次に第２の実施形態について説明する。

【００４１】第２の実施形態においても、第１の実施形
態と同様に、車両には外気温センサが搭載されていな
い。第２の実施形態ではすでに市販されている車両には
常設されている車速センサ９９と、第１の実施形態にお
いても利用したエンジン吸気温センサ１２５と、から出
力されるそれぞれの検出値を基にして外気温を推定す
る。この方法は、主に走行中において環境が異なってき
たときの外気温検出（の更新）に有益なものである。

【００４２】ここで外気温の推定を、図３〜図７の実験
データの結果に基づいて詳細に説明する。

【００４３】図３〜図７はそれぞれ横軸に時刻ｔ、縦軸
に車速ｖ、及び温度Ｔemをとり、吸気温Ｋ、エンジン冷
却水温Ｗ、車速Ｖ、外気温Ｇをそれぞれ示している。

【００４４】本実施形態では外気温を推定することがメ
インであるため、その推定が方法の妥当性を説明するた
めに、あえて図３〜図７では外気温の値も載せてある。

【００４５】先ず、図３〜図５を説明する。

【００４６】図３〜図５はそれぞれの図同士では車速が
異なるが、各図中では車速一定（定速）走行を行ってい
る。固定速度をそれぞれここではＶ１、Ｖ２、Ｖ３とす
る（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３）。なお、平均車速は、それぞれ
車速が固定速度となっているため、それぞれＶ１、Ｖ
２、Ｖ３となる。図３〜図５でグラフが上下にゆれてい
るのはリアルタイムの生の検出値をとっているためであ
る。

【００４７】図３〜図５に示されているグラフ線は、Ｖ
ａ、Ｖｂ、Ｖｃは車速、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃはエンジン冷
却水温、Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃは吸気温、Ｇａ、Ｇｂ、Ｇｃ
は外気温を示している。

【００４８】なお、図３〜図５は、車速が時刻ｔ１より
若干前に発生しており、エンジン冷却水温Ｗのグラフか
ら明らかなようにエンジン自体はすでに十分な暖機が完
了している状態のデータである。

【００４９】吸気温Ｋａ、Ｋｂは、図３，図４に示され
ているデータでは車速が発生する時刻ｔ１付近で一時的
に上昇している現象があるが、これはまだ車速が十分に
発生していないため、エアの単位時間当りの吸入量が少
ないため、吸気温が（エンジンの熱によって）上昇し易
い環境にあるためである。

【００５０】前述したように、図３〜図５では車両は定
速走行をしているため、エンジン冷却水温Ｗａ、Ｗｂ、
Ｗｃが急激に上昇したり、低下したりするということは
なく、やがてほぼ一定の値で落ち着く傾向を見せる。

【００５１】吸気温Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃの推移は、車両の
平均車速Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が異なる場合でも、ある車速
以上の一定車速で連続走行すると、どの吸気温も外気温
に近づき、最終的に外気温と一定の差をもった値のTem
θ１、Temθ２、Temθ３（吸気温の収束温度）となって
落ち着いている。このときの吸気温Ｋと外気温Ｇとの間
における一定差をそれぞれＨ１、Ｈ２、Ｈ３とする。

【００５２】この吸気温Ｋと外気温Ｇとの差Ｈ１、Ｈ
２、Ｈ３は、図３〜図５からも明らかなようにその一定
車速Ｖ及び外気温Ｇに依存していることがわかる。即
ち、このことは換言すると、外気温ごとに、車速Ｖと、
外気温Ｇ及び吸気温Ｋの差Ｈを、例えば図８（後述）に
示されるようにマップ化しておけば、吸気温Ｋと車速Ｖ
とから外気温Ｇが求められることを意味する。

【００５３】次に、図６、図７に車速が一定ではなく、
ある範囲内で変化する場合における外気温Ｇ、車速ｖ、
吸気温Ｋ、エンジン冷却水温Ｗの関係について説明す
る。

【００５４】図６は車速をｖ８〜ｖ１０の範囲で、ま
た、図７は車速をｖ８〜ｖ１０の範囲で（意図的に）変
化させており、その平均車速がそれぞれＶ４、Ｖ５のと
きの図である。

【００５５】図６、図７におけるグラフ線は、前記同
様、横軸を時刻ｔ、縦軸を車速ｖ、及び温度Temとして
おり、Ｖｄ、Ｖｅは車速、Ｗｄ、Ｗｅはエンジン水温、
Ｋｄ、Ｋｅは吸気温、Ｇｄ、Ｇｅは外気温をそれぞれ示
している。

【００５６】図６、図７は共に、車速が一定の範囲内で
変化しているので、それに影響されて吸気温Ｋｄ、Ｋｅ
も脈動しながら変化している。これは車速が変化（加速
度が変化）することによりエアの単位時間当りの吸入量
が変化するためと考えられる。しかしながら、吸気温Ｋ
ｄ、Ｋｅは小さな脈動をしながらも図３〜図５（車両が
一定の速度で走行している場合）と同様に車両が所定の
車速以上で、且つ、所定時間以上走行した場合には吸気
温は外気温Ｇｄ、Ｇｅに近づき、最終的に外気温と一定
の差Ｈ４、Ｈ５をもった値のTemθ４、Temθ５（吸気温
の収束温度）となって落ち着いて行っていることがわか
る。

【００５７】次に第３の実施形態について説明する。

【００５８】図８は横軸に車速、縦軸に温度を表した外
気温を推定するためのグラフ（マップ）である。

【００５９】図８において、点Ａ１、点Ａ２、点Ａ３は
それぞれ図３〜図５にて説明した一定車速で走行したと
きの車速、及び吸気温の収束温度を表した点である。ま
た、点Ｂ１、点Ｂ２はそれぞれ、図６、図７にて説明し
たある範囲で車速が変動したときの平均車速、及び吸気
温の収束温度を表した点である。

【００６０】これらの比較より、図３〜図５にて説明し
た車速Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３で定速走行した結果得られたデ
ータから作成した吸気温ライン上に、車速を一定範囲内
で変化させた場合での平均車速Ｖ５、Ｖ４の計測結果が
丁度乗っていることが確認できる。つまり、このことか
ら、車速が所定値以上であれば、たとえ一定車速で走行
していない場合であっても、その平均車速をとることに
より、図３〜図５の論法をそのまま拡張・適用できるこ
とがわかる。

【００６１】従って、結局、車速Ｖが所定値以上で所定
時間以上走行したときにおける平均車速（Ｖ１〜Ｖ５）
と吸気温Ｋがわかれば、（必ずしも一定車速でなくて
も）該吸気温Ｋに基づいて（図８に示すようなマップよ
り）外気温Ｇを推定できると言える。

【００６２】このようにすることで、車両に常設されて
いる吸気温センサ１２５を有効に利用することにより外
気温を推定することができ、特別に外気温センサを設置
しなくてもよくなり、部品点数の削減、及び、それに伴
う製造コスト削減ができる。

【００６３】なお、このように外気温が推定できること
によって、上記実施形態のように、エンジンの自動停止
制御の条件の１つとして考慮できるほか、例えば外気温
が低いときに室内温との差を見ることによりブロワ暖房
性能が低下していると考えられる場合に、ドライバに寒
さを感させてしまうと思われる状況であると判断するこ
とによって、エアコンのより高性能な自動制御に利用す
ることもできる。

【００６４】次に上記第１〜第３実施形態に基づく制御
フローを説明する。

【００６５】図１において、ステップ２００ではエンジ
ンがスタートしてこのルーチンが回り始める。ステップ
２１０では、エンジン冷却水温Ｗと吸気温Ｋの温度差を
検出し、該温度差が所定値ａ以下か否かを判断する。こ
こで、温度差が所定値ａ以下であると判断された場合に
は、ステップ２２０へ進み吸気温Ｋを外気温Ｇとみなし
て外気温のメモリ値を更新する。ステップ２１０にて、
エンジン水温Ｗと吸気温Ｋとの温度差が所定値ａより大
きいと判断された場合には、ステップ２３０へ進み前回
の外気温メモリ値を流用するようにする。

【００６６】なお、エンジン冷却水温Ｗと吸気温Ｋとの
温度差の検出は、どちらの温度が高くても温度差が所定
値a以内の差であればよいので、ここでは（エンジン水
温−エンジン吸気温）の絶対値を取るようにしている。

【００６７】ステップ２４０では、車両が所定の車速以
上で、且つ、所定時間以上走行しているか否かを判断す
る。この条件が成立しない場合にはここのステップでル
ープし、成立した場合には、ステップ２５０へ進み、吸
気温、該所定時間における平均車速のマップによって外
気温を推定するようにする。そして、外気温メモリ値を
決定する。

【００６８】ステップ２６０では、イグニッションＩＧ
がオフか否かを判断する。イグニッションＩＧがオフに
なったときには、その時点で決定されている外気温をメ
モリしてこのルーチンを終了する。なお、イグニッショ
ンＩＧがオンのままであるときには、ステップ２４０へ
戻り、外気温を推定するモード内をループする。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、特別に外気温センサを
専用に設けることをなくすことができ、部品の削減が実
現、及び、それによる部品コスト削減が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の外気温を推定する実施形態
の制御内容の一例を示すフローチャート

【図２】本発明が適用された車両のエンジン駆動装置の
システム構成及び、エンジンＥＣＵ、エコランＥＣＵへ
の入出力信号の関係を表した図

【図３】固定車速Ｖ１のときにおける吸気温、エンジン
冷却水温、外気温を横軸に時間、縦軸に車速及び温度に
沿って示した図

【図４】固定車速Ｖ２のときにおける吸気温、エンジン
冷却水温、外気温を横軸に時間、縦軸に車速及び温度に
沿って示した図

【図５】固定車速Ｖ３のときにおける吸気温、エンジン
冷却水温、外気温を横軸に時間、縦軸に車速及び温度に
沿って示した図

【図６】車速がある一定の範囲内で変化した（平均車速
Ｖ４）ときにおける吸気温、エンジン冷却水温、外気温
を横軸に時間、縦軸に車速及び温度に沿って示した図

【図７】車速がある一定の範囲内で変化した（平均車速
Ｖ５）ときにおける吸気温、エンジン冷却水温、外気温
を横軸に時間、縦軸に車速及び温度に沿って示した図

【図８】横軸に車速、縦軸に温度を表した外気温を推定
するためのグラフ（マップ）

【符号の説明】

１…エンジン ２…自動変速機 ３…モータジェネレータ ４…インバータ ５…バッテリ ７…エコランＥＣＵ １９…オイルポンプ ４０…エコランスイッチ ８０…エンジン制御ＥＣＵ ８５…車速 １２３…エンジン冷却水温センサ １２５…エンジン吸気温センサ Ｇ…外気温 Ｗ…エンジン冷却水温 Ｋ…吸気温

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外気温を検出するセンサを持たない車両に
   おける外気温推定装置において、 エンジンの冷却水温を検出する手段と、 エンジンの吸気温を検出する手段と、 前記エンジンの冷却水温と該エンジンの吸気温との温度
   差を検出する手段と、を備え、 該温度差が所定値以下のときに、前記吸気温に基づいて
   外気温を推定することを特徴とする外気温推定装置。
2. 【請求項２】外気温を検出するセンサを持たない車両に
   おける外気温推定装置において、 エンジンの吸気温を検出する手段と、 車速を検出する手段と、を備え、 前記車両が所定の車速以上で、且つ、所定時間以上走行
   したときにおけるエンジンの吸気温に基づいて外気温を
   推定することを特徴とする車両の外気温推定装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 さらに、前記車両が所定の車速以上で、且つ、所定時間
   以上走行したときにおける平均車速を検出する手段と、 前記エンジンの吸気温と該平均車速とに基づいて外気温
   を推定することを特徴とする車両の外気温推定装置。