JP2015194111A - アイドルストップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン再始動時にクラッチ係合のショックを抑制しつつ、エンジン再始動から車両の再発進までの時間を短縮することのできるアイドルストップ制御の提供を目的とした。【解決手段】エンジンの再始動時に、エンジンをモータによりクラッチ圧が得られる回転速度で回転させるとともに、上記エンジンのコイル点火、及び／又は燃料噴射を規制し、クラッチ係合が完了した後に、上記規制を解除する。【選択図】図１

Description

本発明は、アイドルストップ機構が備えられた車両の、エンジン再始動から車両の再発進までの時間を短縮する制御装置に関する。

信号等での停止中に、アイドルリング運転を停止させる所定の条件を満たしたときにエンジンを自動停止させ、運転者が車両を再発進させようとした場合には、エンジンを再始動させる所定の復帰条件を満たしたときにエンジンを再始動させて、燃費の向上を図る、アイドルストップ機構が備えられた車両が提供されている。

上記したようなアイドルストップ機構が備えられた車両において、車両に搭載される自動変速機の制御油圧の発生手段として、エンジンに駆動される機械式油圧ポンプのみを備える場合、エンジンの自動停止中は機械式油圧ポンプの運転も停止される。このため、再発進時にクラッチ制御圧の立ち上がり遅れにより、油圧式発進クラッチの係合が遅れ、クラッチ係合時にショックが生じたり、車両の発進が運転者の意図よりも遅れてしまうという問題があった。

例えば、特許文献１ではアイドルストップ車の発進クラッチ制御技術が開示されている。具体的には、エンジン再始動時にエンジンの正常運転状態への復帰が遅れた場合に、クラッチ伝達トルクが無段変速機のベルト伝達トルクを上回らないように目標クラッチ圧を設定するとともに、実クラッチ圧を所定の時間勾配で上昇させた後に係合圧まで上昇する制御が開示されている。しかしながら、特許文献１の制御構成においては、クラッチ係合時のショックは抑制されるものの、エンジン再始動から実際に車両が発進するまで、時間遅れが生じてしまうという問題が残る。

特開２００１−１９６４９０号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、エンジン再始動時にモータによりエンジンを回転させて機械式油圧ポンプを駆動して、油圧式発進クラッチを係合させることで、クラッチ係合時のショックを抑制しながら、エンジン再始動から実際に車両が発進するまでの時間遅れを短縮し得るアイドルストップ制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、所定のアイドル停止条件を満たしたときにエンジンを自動停止させ、自動停止状態で所定の復帰条件を満たしたときに前記エンジンを再始動させる、アイドルストップ機構が備えられた車両のアイドルストップ制御装置を提供する。
本アイドルストップ制御装置は、前記アイドルストップ機構が備えられた車両に搭載されるエンジン制御装置と、
前記エンジンにより駆動されるオイルポンプを備えた自動変速機の油圧制御装置と、
を備え、
前記エンジンの再始動時に、モータにより、強制的に前記エンジンをクラッチ係合圧が得られる回転速度で回転させるとともに、前記エンジンのコイル点火、及び／又は燃料噴射を規制し、
クラッチ係合が完了した後に、前記規制を解除する。

本発明のアイドルストップ制御装置によれば、アイドル停止状態からエンジンを再始動させる際に、エンジンのコイル点火、及び／又は燃料噴射を規制した状態で、モータによりエンジンを強制回転させる。エンジンがクラッチ係合圧を得られる回転速度で回転させられることにより、自動変速機に備えられたオイルポンプは駆動され、発進クラッチを係合可能な油圧が発生可能となる。

上記のように、クラッチ係合圧をモータの回転により得られるため、クラッチ係合圧を再始動後のエンジン回転から得る場合と比べて、エンジン再始動から実際に車両が発進するまでの時間遅れを短縮し得る。さらに、上記油圧により発進クラッチが係合された後、エンジンを始動することで、クラッチ係合時や再発進時のショックの発生を防止できる。

本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装の構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置と、従来のアイドルストップ制御装置とにおける、各要素の作動状態を示したタイムチャートである。 従来のアイドルストップ制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である。

《従来のアイドルストップ制御装置概略》
本発明のアイドルストップ制御装置１００を説明する前提として、従来のアイドルストップ制御装置の概略を、本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置１００の構成を示す概略図である図１と、本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置と、従来のアイドルストップ制御装置とにおける、各要素の作動状態を示したタイムチャートである図３と、概略従来のアイドルストップ制御装置の制御フローの概略を示す図４と、を参照しつつ説明する。

尚、図１〜図４において、下２桁が同一な番号は、同種の部材や段階を示している。また図１に符号２５〜２７で示す部材は、従来のアイドルストップ制御装置には備えられない。また、図３において、実線は本発明の一実施形態の各要素の作動状態等、破線は従来の各要素の作動状態等のうち、本発明の一実施形態の各要素の作動状態等と異なる部分をそれぞれ示す。

アイドル停止の実施条件は、図１において電子制御装置３０に入力される車両速度信号３５がゼロ、かつアクセルＯＮ／ＯＦＦ信号３２がＯＦＦ、かつブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号３１がＯＮ，であることである。図３において、時間ｔ１までは、上記した３つの条件が成立して、図１の上記電子制御装置３０が備えるエンジン制御装置４０により、エンジン２０は停止させられ、自動変速機１０が備えるオイルポンプ１４も停止している。

エンジン再始動の条件は、アイドル停止中に図１のブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号３１がＯＦＦとなることである。図３の時間ｔ１において、上記ブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号３１がＯＮからＯＦＦへ切替わると、図１のエンジン制御装置４０は、図４のＳＴＥＰ（以下、単に「Ｓ」と称す）１１３からＳ１１４へ進み、その他のエンジン再始動条件、一例としてバッテリや電子制御部品に異常がないか等が確認される。

上記確認の結果、再始動条件が満足されていれば、Ｓ１１９に進み、図１に示す上記エンジン制御装置４０からエンジン２０の再始動が指示される。図３において、エンジン回転速度は時間ｔ１からｔ３にかけて波打つが、これは、まずスタータ（図示せず）によりエンジン２０のクランクシャフト（図示せず）を回転させ（クランキング）、次に燃料噴射とコイル点火とを開始するために生じるものである。また、車両加速度の波打ちも、上記により車両（図示せず）に前後Ｇが加わるためである。

図４のＳ１２０において、上記エンジン制御装置４０により、上記エンジン２０が正常運転を開始したかが確認される。正常な運転とは、エンジンがスタータの補助を受けずに運転可能となることであり、以下、「完爆」とも称する。上記確認の結果、完爆と判断されれば、Ｓ１１７へ進み、図１の電子制御装置３０が備える自動変速機制御装置５０から、自動変速機１０が備える発進クラッチ１３を係合させる制御信号が、自動変速機１０が備える油圧制御装置１１へ伝達される。

上記で、発進クラッチ１３を係合させる制御信号を受けた油圧制御装置１１は、上記発進クラッチ１３の係合制御を開始する。しかし、上記エンジン２０は図３に破線で示すように、時間ｔ１からｔ３にかけては、上述したクランキング中であり、回転速度が低く、かつ不安定なため、発進クラッチ１３を係合させるクラッチ圧の立ち上がりが、破線で示すように遅れてしまう。

したがって、時間ｔ４で、油圧センサ（図示せず）で検出され、図１の油圧センサ信号３４から算出される実クラッチ圧が、上記発進クラッチ１３の係合が可能なクラッチ係合圧Ｐｃに到達するまで、上記発進クラッチ１３の係合は完了されない。

図１に示すスロットル開度信号３３は、上記エンジン２０への空気の流入量を調整し、エンジンの出力を調節する弁（図示せず）の開度を示す信号である。図４のＳ１１８で、上記電子制御装置３０により、上記発進クラッチ１３の係合が完了したかが確認され、係合完了が確認されればＳ１２１で、図３に示すように時間ｔ４からスロットル開度を上昇させる。

図３において、仮に、時間ｔ４で上記発進クラッチ１３の係合が完了する前に、スロットル開度を目標スロットル開度Ｓｔまで上昇させると、エンジン出力に対して上記発進クラッチ１３の伝達可能トルクが不足し、上記発進クラッチ１３が滑ってショックが発生したり、発進クラッチ１３が傷損したりしてしまう。

尚、時間ｔ４でクラッチ圧がクラッチ係合圧Ｐｃに到達した後、さらにクラッチ圧を所定値まで上昇させているが、これは外乱、例えば駆動輪（図１に１６として示す）が悪路で空転した後、路面（図示せず）に急激にグリップした場合等に、発進クラッチ１３が滑って傷損すること等を防止するための、余剰分を加えるものである。

時間ｔ４からｔ５にかけて、スロットル開度を目標スロットル開度Ｓｔまで上昇させると、エンジン回転速度も上昇し、車両（図示せず）の発進に必要な出力が発生して、時間ｔ５で車両の発進に必要な車両加速度Ａｓが生じる。これにより、図１の駆動輪１６にエンジン出力が伝達され、車両が発進する。図４のＳ１２２で、スロットル開度が目標スロットル開度Ｓｔに到達しているかが、図１の電子制御装置３０により確認され、到達していればエンジン再始動制御は終了する。

しかし、従来のアイドルストップ制御装置では図３の時間ｔ５で、スロットル開度が目標スロットル開度Ｓｔに到達した後、エンジン回転速度はエンジン２０を構成する回転部品の慣性により、目標スロットル開度Ｓｔを超えてしまう。これは一般に「エンジン回転のオーバーシュート」と称される現象であり、この現象により時間ｔ６にかけて図示するように車両加速度が必要以上に増大して、運転者（図示せず）の背中を押すようなショックを生じさせてしまう。

《本発明のアイドルストップ制御装置概略》
本発明のアイドルストップ制御装置１００の概略を、本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置１００の構成を示す概略図である図１と、本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置１００の制御フローの概略を示す図２と、本発明の一実施形態に係るアイドルストップ制御装置と、従来のアイドルストップ制御装置とにおける、各要素の作動状態を示したタイムチャートである図３とを参照しつつ説明する。

アイドル停止の実施条件は、従来のアイドルストップ制御装置と同様、図１において車両速度信号３５がゼロ、かつアクセルＯＮ／ＯＦＦ信号３２がＯＦＦ、かつブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号３１がＯＮ，であることの３つである。図３において、時間ｔ１までは、上記した３つの条件が成立して、図１の電子制御装置３０が備えるエンジン制御装置４０により、エンジン２０は停止させられ、自動変速機１０が備えるオイルポンプ１４も停止している。

エンジン再始動の条件は、従来のアイドルストップ制御装置と同様、アイドル停止中に図１のブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号３１がＯＦＦとなることである。図３の時間ｔ１において、ブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号３１がＯＮからＯＦＦへ切替わると、図１のエンジン制御装置４０は、図２のＳＴＥＰ（以下、単に「Ｓ」と称す）１３からＳ１４へ進み、その他のエンジン再始動条件、一例としてバッテリや電子制御部品に異常がないか等が確認される。

上記確認の結果、再始動条件が満足されていれば、Ｓ１５に進み、図１に示すモータ２５の駆動が電子制御装置３０から指示される。これを受けて上記モータ２５は、例えばモータ出力軸ギヤ２６、エンジン入力側ギヤ２７を介して強制的にエンジン２０を回転させる。この時、上記エンジン２０のコイル点火、及び／又は燃料噴射は規制され、エンジンは再始動しない状態に保たれる。

尚、上記モータ２５は、エンジンを強制的に回転させ得る定格トルクを有していれば良く、例えばＩＳＧハイブリッッドシステム（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ−ｓｙｓｔｅｍ）に備えられる、エンジンスタータ兼用のジェネレータや、通常のハイブリッッドシステムに備えられる、走行用モータ兼用のジェネレーのように、１台のモータを複数の機能で兼用していることが望ましい。

図２のＳ１６で、エンジン回転速度が所定値、即ち発進クラッチ１３の係合圧Ｐｃが得られる回転速度より大となっているかが、図１の油圧センサ信号３４やエンジン回転速度信号３６等をもとに判定される。図３で、クラッチ圧は時間ｔ２において発進クラッチ１３の係合圧Ｐｃが得られており、図２のＳ１７へ進む。

図２のＳ１７では、図１の自動変速機制御装置５０から、自動変速機１０が備える発進クラッチ１３を係合させる制御信号が、自動変速機１０が備える油圧制御装置１１へ伝達される。上記油圧制御装置１１は、上記発進クラッチ１３の係合制御を開始する。図３に示すように、時間ｔ２において発進クラッチ１３の係合圧Ｐｃが得られており、上記発進クラッチ１３の係合制御を速やかに開始することが可能となる。

次に、図２のＳ１８で、上記電子制御装置３０により上記発進クラッチ１３の係合が完了したかが確認され、係合完了が確認されればＳ１９でコイル点火、及び／又は燃料噴射の規制を解除する。次にＳ２０で、上記エンジン制御装置４０により、上記エンジン２０が正常運転を開始したかが確認される。上記確認の結果、完爆と判断されれば、Ｓ２１へ進む。

図２のＳ２１では、図３に示すように時間ｔ３からスロットル開度を上昇させる。上述したように、従来のアイドルストップ制御装置では、上記発進クラッチ１３の係合が時間ｔ４で完了した後、スロットル開度を所定値まで上昇させる必要があった。しかし本発明のアイドルストップ制御装置では、上記発進クラッチ１３の係合は予め時間ｔ３で完了している。このため、エンジン２０が完爆した後、速やかにスロットル開度を所定値まで上昇させることが可能となる。

図２のＳ２２でスロットル開度が目標スロットル開度Ｓｔに到達しているかが、図１の電子制御装置３０により確認され、到達していればエンジン再始動制御は終了する。

図３において、従来のアイドルストップ制御装置では、上述したように、エンジン回転速度は破線で示すように時間ｔ１からｔ３にかけてクランキングのため波打ち、車両（図示せず）に破線で示すような前後Ｇを生じさせる。

しかし、本発明のアイドルストップ制御装置１００では、エンジン２０をモータ２５により所定の回転速度で回転させた後、コイル点火、及び／又は燃料噴射を開始するため、エンジン回転速度の波打ちが生じることはなく、車両に前後Ｇを生じさせることを防止し、スムーズな再発進を可能にする。

また、エンジン回転速度をモータ２５により所定の回転速度まで上昇させた後、上記所定の回転速度の維持に必要な燃料噴射、及びコイル点火を電子制御装置３０により開始するため、従来のアイドルストップ制御装置で発生する「エンジン回転のオーバーシュート」も防止でき、ショックのない再発進を達成し得る。

上述したように、本発明のアイドルストップ制御装置１００では、発進クラッチ１３の係合時のショックの発生を防止できる。さらに、上記発進クラッチ１３の係合圧Ｐｃをモータ２５の回転により得られるため、クラッチ圧を再始動後のエンジン回転から得る場合と比べて、図３に例示するように、エンジン再始動から実際に車両が発進するまでの時間遅れを概ね７００ｍｓから４００ｍｓまで短縮し得る。このことは発進時のもたつき感を軽減させる点で非常に有効である。

以上、本発明のアイドルストップ制御装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

１０ 自動変速機
１１ 油圧制御装置
１３ 発進クラッチ
１４ オイルポンプ
１６ 駆動輪
２０ エンジン
２６ モータ出力軸ギヤ
２７ エンジン入力側ギヤ
３０ 電子制御装置
３１ ブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号
３２ アクセルＯＮ／ＯＦＦ信号
３３ スロットル開度信号
３４ 油圧センサ信号
３５ 車両速度信号
３６ エンジン回転速度信号
４０ エンジン制御装置
５０ 自動変速機制御装置
１００ アイドルストップ制御装置
Ｐｃ クラッチ係合圧
Ａｓ 車両の発進に必要な車両加速度
Ｓｔ 目標スロットル開度

Claims (1)

1. 所定のアイドル停止条件を満たしたときにエンジンを自動停止させ、自動停止状態で所定の復帰条件を満たしたときに前記エンジンを再始動させる、アイドルストップ機構が備えられた車両に搭載されるエンジン制御装置と、
   前記エンジンにより駆動されるオイルポンプを備えた自動変速機の油圧制御装置と、を備えたアイドルストップ制御装置において、
   前記エンジンの再始動時に、モータにより、強制的に前記エンジンをクラッチ係合圧が得られる回転速度で回転させるとともに、前記エンジンのコイル点火、及び／又は燃料噴射を規制し、
   クラッチ係合が完了した後に、前記規制を解除する、
   ことを特徴とするアイドルストップ制御装置。