JP2006161565A - 車両のエンジン自動停止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の急激な減速によるエンジンストールを確実に防止し、かつ不要な燃焼を抑えることによって、燃費やエミッションの性能向上と快適な乗り心地の両立を図ることのできるエンジン自動停止装置を提供する。
【解決手段】
エンジンの動力が変速機を介して車輪に伝達される車両に搭載され、車速が基準車速以下になることを一つの条件としてエンジンを自動停止する車両のエンジン自動停止装置において、基準車速を、車両の減速度の増大に応じて高まるように変更する。車両が急激に減速されると基準車速が高まり、エンジンが早いタイミングで自動停止されるようになる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、車速やブレーキペダル操作等の車両の運転状況に応じてエンジンを自動的に停止させる車両のエンジン自動停止装置に関するものである。

近年、燃料消費の低減と排気エミッションの改善等を目的として、車両が所定の運転条件下にあるときにエンジンを自動的に停止するエンジン自動停止装置が開発されている。このエンジン自動停止装置は、例えば、ブレーキペダルが踏み込まれ、かつ、車速が基準車速以下になったことを条件にエンジンを自動停止するようになっている。

また、エンジンの動力が変速機を介して車輪に伝達される車両においては、車両の走行中に急激な制動が行われると、車輪側からエンジンに大きな制動トルクが入力され、エンジン作動が不安定になり易い。このため、車両が急激な減速状態にあるときには、エンジンに対する燃料カットを中止し、燃料供給を再開することによってエンジンストールを防止する等の対策が考えられている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−４１０８３号公報

しかし、このような対策を施した場合においても、ブレーキの強い踏み込みが行われたとき等には燃料供給の復帰が間に合わず、エンジンストールを招く状況が考えられる。そして、このような状況での突然のエンジンストールはショックを伴い、乗員に不快感や違和感を与えることが懸念される。

また、上記の対策の場合、車両が急減速して停止する状況下で燃料供給を再開するため、燃費やエミッション性能の向上の観点からは好ましくない。

そこでこの発明は、車両の急激な減速によるエンジンストールを確実に防止し、かつ不要な燃焼を抑えることによって、燃費やエミッションの性能向上と快適な乗り心地の両立を図ることのできるエンジン自動停止装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジン（例えば、後述の実施形態におけるエンジン１）の動力が変速機（例えば、後述の実施形態における自動変速機５）を介して車輪（例えば、後述の実施形態における車輪７）に伝達される車両に搭載され、車速が基準車速以下になることを一つの条件としてエンジンを自動停止する車両のエンジン自動停止装置（例えば、後述の実施形態における燃焼操作ユニット１０、コントローラ１１）において、前記基準車速を、車両の減速度に応じて変更するようにした。
このようにした場合、車両の減速度の増大に応じて基準車速を高めることが可能になる。このため、車両の急減速時等にはエンジン回転が不安定になる前にエンジンを自動停止させることが可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両の現在の減速度を求めて、前記基準車速をここで求めた現在の減速度に対応した値に設定すると共に、現在の車速と減速度を基にして所定時間経過後の推定到達車速を演算し、その推定到達車速が、設定した基準車速以下になるときにエンジンを自動停止するようにした。
この場合、推定到達車速が車両の減速度に応じた基準車速以下になるときにエンジンが自動停止される。基準車速は車両の減速度の増大に応じて高まるように設定することで、エンジン作動が不安定になる前にエンジンが自動停止される。また、現在の車速と基準車速を比較するのではなく、車両の減速度から所定時間経過後の車速を推定して、その推定到達車速と基準車速を比較するため、車両の急減速時において、エンジン自動停止条件の成立から自動停止の実行までのタイムラグに起因するエンジン停止タイミングの遅れを無くすことができる。

車両の減速度に応じた基準車速は、請求項３に記載のように変速機の変速段毎に設定することが望ましい。
車両の減速時には、車輪側に作用する制動トルクが同じであっても変速機の変速段によってエンジンに作用する負荷が異なるが、このような構成にすることにより、変速段毎に最も有利な車速でエンジンを自動停止させることが可能になる。

車両の減速度に応じた基準車速の変更は、請求項４に記載のようにエンジンと変速機の間に介装されたロックアップクラッチ（例えば、後述の実施形態におけるロックアップクラッチ８）が締結状態にあることを一つの許可条件として実行するようにしても良い。
この場合、ロックアップクラッチが非締結の状況では減速度に応じた基準車速の変更が行われなくなる。

請求項１〜４に記載の発明は、車両の減速度の増大に応じて基準車速を高めることで、急減速時等にエンジン回転が不安定になる前にエンジンを自動停止させることが可能であるため、減速状況でのエンジンでの不要な燃焼を増やすことなく、エンジンストールを確実に防止することができる。したがって、この発明によれば、燃費やエミッションの性能向上と快適な乗り心地を両立させることができる。

また，請求項２に記載の発明は、推定到達車速と基準車速を比較してエンジンの自動停止の実行を判断するため、急減速時におけるエンジン停止タイミングの遅れを無くし、エンジンストールをより確実に防止することができる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、変速段毎に最も有利な車速でエンジンを自動停止させることができるため、燃費やエミッションの性能向上と快適な乗り心地の両立をより高いレベルで達成することができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、ロックアップクラッチが締結状態にあることを一つの許可条件として基準車速の変更を実行するため、ロックアップクラッチが非締結でエンジンストールの生じにくい状況下での不要な基準車速の変更を無くすことができる。

次に、この発明の一実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、この実施形態の車両の動力伝達系を示す全体構成図である。
この実施形態は、駆動源としてエンジン１とモータ２を併せ持つハイブリッド車両に、この発明にかかるエンジン自動停止装置を適用したものである。このハイブリッド車両は、発電機を兼ねるモータ２がエンジン１に直結されて、エンジン１の駆動補助と制動時にエネルギー回生を行う所謂パラレル式のものが採用されている。

エンジン１とモータ２の動力が取り出される駆動軸３は、トルクコンバータ４を介して多段式の自動変速機５に連結され、自動変速機５の出力軸６は図示しないディファレンシャル機構を介して左右の駆動車輪７に連結されている。なお、図１では一方の車輪７のみを模式的に示している。また、トルクコンバータ４は、作動油を媒体とするトルク伝達と、摩擦係合による機械連結式のトルク伝達とを切り換えるためのロックアップクラッチ８を備えている。このロックアップクラッチ８の締結と解除は自動変速機５の変速操作と同様に油圧制御回路９から供給される制御油圧によって行われる。

エンジン１は、レシプロタイプの多気筒エンジンであり、各気筒での燃料噴射と点火は、点火プラグと燃料噴射弁が一体に組み込まれた燃焼操作ユニット１０によって行われる。この燃焼操作ユニット１０は、車両の運転状況に応じて電子制御式のコントローラ１１（ＥＣＵ）によって制御される。燃焼操作ユニット１０は、コントローラ１１による制御によって通常の運転状況下でエンジン１の燃焼を最適に調整するが、車両状態と運転操作が所定の自動停止条件を満たしたときにエンジン１を自動停止させ、その後に自動再始動条件を満たしたときにエンジン１を自動的に再始動させる。この実施形態では、燃焼操作ユニット１０とコントローラ１１がこの発明にかかるエンジン自動停止装置を主として構成している。

また、エンジン１の吸入空気量を調整するスロットル（図示せず）は電子制御スロットルによって構成され、アクセルペダルの踏み込み量に応じたバルブ開度がコントローラ１１によって制御されるようになっている。

コントローラ１１の入力部には主要な検出手段として以下のようなものが接続されている。
（ａ） ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキスイッチ１２
（ｂ） アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ１３
（ｃ） エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ１４
（ｄ） 自動変速機５の入力軸１５の回転数を検出する入力軸回転センサ１６
（ｅ） 車速を検出するための車速センサ１７
（ｆ） 自動変速機５のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ１８
（ｇ） バッテリ１９の残容量を検出する残容量センサ（図示せず）
（ｈ） 自動変速機５内の作動油の温度を検出する油温センサ２０

モータ２は、ＰＤＵ（パワードライブユニット）２１を介してバッテリ１９に接続され、コントローラ１１によるＰＤＵ２１の制御によってバッテリ１９の電力によって駆動軸３を回転させる。また、車両の制動時にはモータ２は発電機として機能し、コントローラ１１によるＰＤＵ２１の制御によって回生エネルギーをバッテリ１９に充電する。

このハイブリッド車両は、油圧制御回路９に対する油圧供給源として、機械式オイルポンプ２２と電動オイルポンプ２３を備えている。機械式オイルポンプ２２はエンジン１の回転軸に連係され、エンジン１またはモータ２の駆動力によって作動する。また、電動オイルポンプ２３は、ポンプドライバ２４を介して１２Ｖの補助バッテリ２５に接続された電動モータ２６によって駆動される。この電動オイルポンプ２３は、機械式オイルポンプ２２がエンジン１またはモータ２の動力によって通常に作動しているときには基本的に停止しており、駆動軸３の回転数の低下によって機械式オイルポンプ２２による充分な吐出量が得られなくなったときに、コントローラ１１による制御によって駆動される。

また、油圧制御回路９は、シフトレバー（図示せず）に連動して前進、中立、後退の基本となる油路を選択切り替えするマニュアルバルブ（図示せず）と、作動油の圧力や細部の油路の切り替えを制御する他の複数のバルブ（図示せず）を備えており、車両の運転状況に応じてこれらのバルブがコントローラ１１によって制御され、それによって自動変速機５内のクラッチやブレーキの操作圧を調整する。これにより、自動変速機５では変速段の変更や動力の断切が行われる。また、油圧制御回路９は、前述のように車両の運転状況に応じたコントローラ１１によるバルブ制御により、トルクコンバータ４のロックアップクラッチ８に適宜制御油圧を供給する。

このハイブリッド車両における基本的なエンジン自動停止制御（以下、「基本自動停止制御」と呼ぶ。）は、次の（１）〜（４）の条件をすべて満たしたときにコントローラ１１によって実行される。
（１） ブレーキスイッチ１２がＯＮ
（２） アクセルペダルセンサ１３による検出踏み込み量が０
（３） 車速が制御許可車速を一度超える
（４） 現在の車速が基準車速以下

また、エンジン自動停止制御が行われた後のエンジン再始動制御は、次の（５），（６）の条件を同時に満たしたときにコントローラ１１によって実行される。
（５） ブレーキスイッチ１２がＯＦＦ
（６） アクセルペダルセンサ１３による検出踏み込み量が所定値以上
なお、ここで述べた基本自動停止制御やエンジン再始動制御の条件は一例であり、さらに別の条件を付加することも可能である。

ところで、この実施形態のエンジン自動停止装置は、前述の基本自動停止制御をベースに、エンジン自動停止を許可する基準車速を車両の減速度に応じて変更するようになっている。即ち、コントローラ１１内の記憶部には、自動変速機５の変速段毎に図３に示すような減速度と車速の関係を規定したテーブルが記憶されており、エンジン自動停止を開始するときに単位時間当たりの車速の変化から減速度を演算し、このとき、前記テーブルを参照して車両の現在の減速度に対応する車速を求め、基準車速をここで求めた車速に変更する。なお、前記テーブルにおける減速度と車速の関係は、基本的に減速度の上昇（加速度の減少）に応じて車速が略比例的に上昇するように規定されている。ただし、ある減速度Ａ以下の減速度範囲（ある加速度Ａ以上の速度範囲）では、基準車速は比較的低い一定車速（例えば、１４km/h）に固定される。

図２は、この実施形態のエンジン自動停止制御を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って具体的制御について説明する。

Ｓ１０１では、ブレーキペダルが踏み込まれ、アクセルペダルが離され、車速が制御許可車速を一度超える前記（１）〜（３）の自動停止条件を満たしているかどうかを判断し、これらのすべての条件を満たすときにはＳ１０２に進み、満たさないときにはエンジン１の自動停止を行わずに処理を抜ける。
Ｓ１０２では、車速センサ１７の検出信号を基に単位時間当たりの車速の変化から現在の車両の減速度を求め、つづくＳ１０３において、自動変速機５の現在の変速段と減速度に対応する基準車速を、記憶部の減速度−車速テーブルを参照して決定する。
この後、Ｓ１０４に進み、Ｓ１０４において、現在の車速がＳ１０３で決定した基準車速以下であるかどうか（条件（４））を判断する。この１０４において、条件を満たさないと判断したときにはエンジン１の自動停止を行わず、条件を満たすと判断したときにはエンジン１の自動停止を実行して制御を終了する。

以上のように、この実施形態のエンジン自動停止装置は、車両減速時のエンジン自動停止条件である基準車速が減速度の増大に応じて高まるため、車両の急減速によってエンジンストールが生じ易い条件になると、エンジン自動停止のタイミングが早められる。したがって、エンジン１が大きな制動トルクを受けて回転が不安定になる前にエンジンを自動停止させ、エンジンストールの発生を確実に防止することができる。そして、エンジン１の自動停止は、エンジンストールの場合と異なり、エンジン停止の前に自動変速機５内のクラッチ解放等の準備操作を事前に行うことができるため、エンジン停止時のショックの発生を未然に防止し、乗員に違和感や不快感を与える不具合を無くすことができる。

このエンジン自動停止装置においては、車両が急減速される状況下で燃料供給の再開によってエンジンストロールを防止するのではなく、早いタイミングでエンジン１を自動停止させることによってエンジンストロールによるショックの発生を防止するものであるため、エンジン１内での不要な燃焼を抑えて燃費性能やエミッション性能の向上を図ることができる。

また、このエンジン自動停止装置は、エンジン自動停止条件である基準車速を無闇に高めるのではなく、基準車速を車両の減速度に応じて高めるようにしているため、減速度の小さい運転条件下では基準車速を低くし、高い回転数からのエンジン停止によるエンジンの揺り返し等を最小限に抑えることができる。

つづいて、この発明の他の実施形態を、図４を参照して説明する。
この実施形態の車両の概略構成は前述した実施形態と同様であり、図面で示せば図１と同じになる。したがって、ここでは車両の構成は図１を参照し、具体的な説明は省略するものとする。

図４は、この実施形態のエンジン自動停止装置の制御を示すフローチャートである。この装置による制御は、トルクコンバータ４内のロックアップクラッチ８が締結されているかどうかを判断し、ロックアップクラッチ８が締結されているときにだけ減速度に応じた基準車速の変更を行うようにしている点（Ｓ２０４）と、現在の車速と基準車速を比較してエンジン自動停止の許可を判断する代わりに、所定時間経過後の推定到達車速と基準車速を比較してエンジン自動停止の許可を判断するようにしている点（Ｓ２０６）が大きく異なっている。
この後者の相違点は、前述した実施形態の自動停止条件の（４）が、以下の（４Ａ）に変更されたことを意味する。
（４Ａ） 所定時間経過後の推定到達車速が基準車速以下

図４のフローチャートに従って具体的な制御について説明すると、Ｓ２０１では、前記（１）〜（３）の条件をすべて満たすかどうかを判断し、条件を満たすときにはＳ２０２に進み、満たさないときにはエンジン自動停止を行わずに処理を抜ける。
Ｓ２０２では、車速センサ１７の検出信号を基に単位時間当たりの車速の変化から現在の車両の減速度を求め、Ｓ２０３では、現在の車速と減速度を基にして所定時間経過後の車両の推定到達車速を演算する。
つづくＳ２０４においては、ロックアップクラッチ８が締結されているか否かを判断し、締結されていると判断したときには次のＳ２０５に進み、締結されていないと判断したときにはＳ２０８に進む。なお、ロックアップクラッチ８の締結・非締結の判断は、例えば、エンジン１側のクランク角センサ１４と自動変速機５側の入力軸回転センサ１６の検出信号を基にして判断するようにすれば良い。
Ｓ２０５においては、自動変速機５の現在の変速段と減速度に対応する基準車速を、記憶部の減速度−車速テーブル（図３参照）を参照して決定し、その後にＳ２０６へと進む。また、Ｓ２０８においては、減速度等に関係なく基準車速を低速の固定値（例えば、図３における１４km/h）に設定した後にＳ２０６へと進む。
Ｓ２０６においては、推定到達車速がＳ２０５またはＳ２０８で設定した基準車速以下であるかどうかを判断する。そして、ここで条件を満たさない場合にはエンジン自動停止を行わずに処理を抜け、条件を満たすときにはエンジン自動停止を実行して制御を終了する。

このエンジン自動停止装置の制御では、ロックアップクラッチ８の締結を、基準車速を車両の減速度に応じた車速に変更する許可条件としている（Ｓ２０４）ため、エンジン１と自動変速機５がトルクコンバータ４の流体を介して連結されている状況では、基準車速は減速度に応じた速度に変更されることがない。したがって、トルクコンバータ４内の流体による衝撃吸収作用によってエンジンストールを防止できる状況下での不要な基準車速の引き上げを無くすことができる。

また、このエンジン自動停止装置の制御においては、Ｓ２０６において、所定時間経過後の推定到達車速が基準車速以下であるかどうかを判断し、推定到達車速が基準車速以下と判断したときにエンジン自動停止を実行するようにしているため、車両の急減速時に、エンジン自動停止条件の成立から自動停止の実行までのタイムラグに起因するエンジン停止タイミングの遅れを無くすことができる。したがって、エンジンストールの発生をより確実に防止することができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、この発明にかかるエンジン自動停止装置をエンジンとモータを備えたハイブリッド車両に適用したが、動力源としてエンジンのみを備えた車両に適用することも可能である。

この発明の一実施形態のエンジン自動停止装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成図。 同実施形態のエンジン自動停止時における制御を示すフローチャート。 同実施形態のコントローラに記憶されている減速度−車速テーブル。 この発明の他の実施形態のエンジン自動停止時における制御を示すフローチャート。

符号の説明

１…エンジン ５…自動変速機 ７…車輪 ８ ロックアップクラッチ １０…燃焼操作ユニット（エンジン自動停止装置） １１…コントローラ（エンジン自動停止装置）

Claims (4)

1. エンジンの動力が変速機を介して車輪に伝達される車両に搭載され、
   車速が基準車速以下になることを一つの条件としてエンジンを自動停止する車両のエンジン自動停止装置において、
   前記基準車速を、車両の減速度に応じて変更することを特徴とするエンジン自動停止装置。
2. 車両の現在の減速度を求めて、前記基準車速をここで求めた現在の減速度に対応した値に設定すると共に、
   現在の車速と減速度を基にして所定時間経過後の推定到達車速を演算し、
   その推定到達車速が、設定した基準車速以下になるときにエンジンを自動停止することを特徴とする請求項１に記載のエンジン自動停止装置。
3. 車両の減速度に応じた基準車速は、変速機の変速段毎に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン自動停止装置。
4. 車両の減速度に応じた基準車速の変更は、エンジンと変速機の間に介装されたロックアップクラッチが締結状態にあることを一つの許可条件として実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエンジン自動停止装置。
   
   

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