JP3719460B2 - エンジンの自動停止始動装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交差点等でエンジンを自動的に停止し、さらに、自動的に始動することにより、燃料を節約し、排気ガスを低減するエンジンの自動停止始動装置及び方法に関し、特に、自動変速機を備えた車両に用いられるエンジンの自動停止始動装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
市街走行時に、交差点等で車両が停止した場合、所定の停止条件下でエンジンを停止させ、その後、所定の始動条件下でエンジンを始動させることにより、燃料を節約し、排気ガスを低減させる自動停止始動装置が知られている。この種の装置の従来技術として、例えば、特開昭６０−１２５７３８に開示されたものがある。
【０００３】
特開昭６０−１２５７３８に開示された技術では、いわゆるクリープ現象による車両の動き出しをなくすために、エンジンの停止時には自動変速機に高速ギヤを選択させ、エンジン始動後の時間をタイマで計測し、エンジン始動後一定時間が経過したら、自動変速機を低速ギヤに切り換えて発進を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン停止中はエンジンの回転により油圧を発生する自動変速機のオイルポンプも停止し、自動変速機の作動油圧が低下する。従って、変速ギヤを切り換えるためのクラッチもその係合状態が解かれてしまう。
【０００５】
アクセルペダルを踏み込むこと等により、エンジンの始動条件が満たされると、エンジンが始動して回転を始め、オイルポンプが発生する作動油圧も上昇する。そして、十分な作動油圧が得られたところで、クラッチが係合する。従って、エンジンの回転数の立ち上がり方により、作動油圧の上昇のしかたが変化し、エンジンの始動からクラッチが係合するまでの時間も変化し、一定ではない。
【０００６】
しかし、特開昭６０−１２５７３８に開示された自動停止装置では、エンジン始動後、タイマが設定時間の経過を測定すると、自動変速機の作動油圧の状態に関わらず、高速ギヤから低速ギヤに切り換えている。
【０００７】
このため、この自動停止始動装置では、タイマの設定時間が短いと、クラッチ係合時に、既に低速ギヤが選択されている場合がある。この場合、エンジンの出力トルクが増幅されて急激にタイヤに伝わり、滑らかに発進できないと共に運転者等が不快感を感じる虞がある。
また、タイマの設定時間が長すぎると、クラッチ係合後も長時間高速ギヤが選択され、トルクが不足し、車速が上がらないため、運転者はアクセル開度をさらに大きくしようとし、燃費が悪化したり、運転者が不快に感じる可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、エンジンの自動停止始動装置を備えた車両のスムーズな発進を可能とすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンが停止したとき、変速機を所定の変速段に切り換え、エンジン始動後、車速が所定値を超えたときに、低速側の変速段に切り換える変速機制御手段を備える。エンジン始動直後は、オイルポンプによる作動油圧が低いため、クラッチは係合しておらず、車両はほぼ停止状態である。一方、ある程度の車速が得られている状態では、十分な作動油圧が得られており、クラッチは係合済みである。従って、車速を測定することによりクラッチの係合のタイミングを判別し、クラッチの係合を判別した後、変速機を低速側の変速段に切り替えることができる。
【００１２】
この構成によって、エンジンの始動後、高速側の変速段（所定の変速段）が選択された状態で、クラッチが係合するので、エンジンの出力トルクが変速機で増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者等に不快感を与えない。しかも、車速が所定値に達した後、低速側の変速段を選択するので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００１３】
請求項２のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンが停止したとき、変速機を所定の変速段に切り換え、エンジン始動後、エンジンの回転数の低下が基準値を超えたときに、変速機を低速側の変速段に切り換える変速機制御手段を備える。
【００１４】
クラッチの係合時は負荷の増加により、エンジンの回転数が一時的に低下する。従って、エンジンの回転数の減少が基準を超えた（例えば、ピークより一定値以上低下した）か否かを判別することにより、クラッチの係合のタイミングを判別することができる。そして、この判別までは高速側の変速段を選択し、判別後、低速側の変速段を選択することができる。
【００１５】
この構成によっても、エンジンの始動後、高速側の変速段（所定の変速段）が選択された状態で、クラッチが係合するので、エンジンの出力トルクが変速機で増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者等に不快感を与えない。しかも、エンジン回転数の減少を検出した後、低速側の変速段を選択するので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００１６】
請求項３のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンが停止したとき、変速機を所定の変速段に切り換え、エンジン始動後、前記加速度の増加（例えば、前回の加速度の検出値と今回の検出値の差）が所定値を超えた時に、低速側の変速段に切り換える変速機制御手段を備える。
【００１７】
クラッチが係合すると、エンジンの動力が変速機に伝達され、車両に加速度が生じる。従って、所定の加速度を判別することにより、クラッチの係合のタイミングを直接的に判別することができる。
この構成によっても、エンジンの始動後、高速側の変速段（所定の変速段）が選択された状態で、クラッチが係合するので、エンジンの出力トルクが変速機で増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者等に不快感を与えない。しかも、所定の加速度を検出した後、低速側の変速段を選択するので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００１９】
請求項４のエンジンの自動停止始動装置は、請求項１〜３の構成に加えて、クラッチを駆動する油圧回路と、エンジンにより駆動され、油圧回路の油圧を発生するオイルポンプと、を備える。クラッチを油圧回路で駆動する場合、油圧回路自体は形成されていても、エンジンの回転数が上昇し、オイルポンプが動作するまでは、クラッチは係合しない。従って、請求項１〜３の構成の装置は、特に、請求項４の構成を有する装置に好適である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかるエンジン自動停止始動装置を図面を参照して説明する。
図１は、この実施の形態のエンジンの自動停止始動装置の構成を示す。
図示するように、エンジン１には、シリンダ内に燃料を噴射するフューエルインジェクタ７、エンジンを始動するスタータ２、燃料に点火するイグナイタ１５等が設置されている。
また、エンジン１の出力軸（回転軸）には、自動変速機３が接続されている。
【００２５】
自動変速機３は、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂを備える。ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂがオン／オフされることにより、各変速ギヤに応じた油圧回路が形成され、後述するクラッチ、ブレーキ等が駆動され、所定の変速ギヤが選択される。油圧回路の油圧は、エンジン１により駆動されるオイルポンプにより生成される。なお、自動変速機３の構成については後述する。
【００２６】
自動変速機３には、さらに、シフトレバー８が、各レンジ（パーキング、リバース、ニュートラル、ドライブ等）に選択された時に、選択されたレンジを示す選択信号を出力するシフトレンジスイッチ群９、車速を検出する車速センサ１１が設けられている。
この実施の形態では、自動変速機３は、ギヤ位置を１段から４段までの４段階に切り換えできるものとし、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂのオン／オフとギヤ位置との関係を図４（Ｂ）に示す。
【００２７】
エンジン１のインテークマニホールド部には、アクセルペダル２３と連動して動作するスロットルバルブ５と、スロットルバルブ５の開度を検出するスロットル位置センサ５ａと、スロットルバルブ５が全閉状態にあることを検出するアイドルスイッチ６とが配置されている。
【００２８】
エンジン１を含む車両全体の動作、特に、この実施の形態に特有なエンジン自動停止始動制御は制御ＥＣＵ（電子制御装置）４により実行される。即ち、制御ＥＣＵ４は、車両内に配置された各種センサからの検出信号に基づいて、スロットルバルブ５、フューエルインジェクタ７、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂ等、及び、車両が停止していることを報知するエンジン停止モニタ１９を制御する。また、スタータリレー１２を介してスタータ２の駆動・停止を制御する。各種センサとしては、前述のスロットル位置センサ５ａ，アイドルスイッチ６、シフトレンジスイッチ群９、車速センサ１１等に加えて、ブレーキ１３の状態を検出するブレーキスイッチ１４、サイドブレーキ１７の状態を検出するサイドブレーキスイッチ１８、ドライバにより操作され、エンジン１の自動停止及び始動（再始動）を行うか否かを指示するアイドルストップ許可スイッチ２０、エンジン冷却水の温度を測定する温度センサ２１、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ２２等を含む。
【００２９】
制御ＥＣＵ４は、図２に示すように、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）４１と、メモリ４２と、入出力インタフェース４３等を備える。ＭＰＵ４１は、入出力インタフェース４３を介して前述の各種センサを含むセンサ群４４から各種検出信号を入力して、メモリ４２に格納し、格納した検出信号をメモリ４２に記憶されたプログラムに従って処理し、入出力インタフェース４３を介して各種制御信号を出力する。
【００３０】
次に、自動変速機３の構成の一例を説明する。
図３は自動変速機３の主要部の構成を示す。図示するように、この自動変速機３は、流体継手（以下、トルクコンバータ）３０と、補助変速機３１、オイルポンプ３２から構成される。
【００３１】
トルクコンバータ３０は、エンジン１の出力トルクを変換すると共に補助変速機３１に伝達する。
補助変速機３１は、フロントプラネタリーギヤ３４、リヤプラネタリーギヤ３５、カウンタードライブギヤ３６、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ３７、デファレンシャルドライブピニオン３８等の複数のギヤ、インプットシャフト３９、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２、Ｕ／ＤクラッチＣ３、１ウエイクラッチＦ１〜Ｆ３、ブレーキＢ１〜Ｂ４を備える。補助変速機３１は、クラッチ及びブレーキのによりギヤを組み合わせて、変速段を切り換える。
【００３２】
フォワードクラッチＣ１は、インプットシャフト３９とフロントプラネタリーギヤ３４のリングギヤを接続し、トルクコンバータ３０を介してエンジン１からインプットシャフト３９に伝達された駆動力をフロントプラネタリーギヤ３４のリングギヤに伝達する。ダイレクトクラッチＣ２は、インプットシャフト３９とフロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤを接続する。
クラッチＣ１及び／又はクラッチＣ２の係合により、エンジン１からトルクコンバータ３０を介してインプットシャフト３９に伝達された駆動力が補助変速機３１内に伝達される。
【００３３】
Ｕ／ＤクラッチＣ３は、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ３７のサンギヤとキャリヤを接続する。ブレーキＢ１は、フロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤをロックする。ブレーキＢ２は、フロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤの左回転をロックする。ブレーキＢ３は、リヤプラネタリーギヤ３５のキャリアの回転をロックする。ブレーキＢ４は、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ３７のサンギヤの回転をロックする。１ウエイクラッチＦ１は、ブレーキＢ２の作用時、フロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤの左回転をロックする。１ウエイクラッチＦ２は、リヤプラネタリーギヤ３５のキャリアの左回転をロックする。１ウエイクラッチＦ３は、Ｕ／Ｄプレネタリーギヤ３７のサンギヤの右回転をロックする。
【００３４】
クラッチＣ１〜Ｃ３とＦ１〜Ｆ３、及び、ブレーキＢ１〜Ｂ４の駆動力は、ソレノイド１０ａ，１０ｂを切り換えて油圧回路を切り換えることにより得られる。この油圧回路の油圧はエンジン１により駆動されるオイルポンプ３２により得られる。
【００３５】
補助変速機３１のシフト位置と各クラッチの係合（○）及び非係合（無記号）、ブレーキの作動（○）及び非作動（無記号）の関係及びこれらの関係を得るためのソレノイド１０ａ，１０ｂのオン・オフの条件の主要部分を図４（Ａ）と（Ｂ）に示す。
【００３６】
次に、制御ＥＣＵ４が実行する制御動作を図５、図６のフローチャートを参照して説明する。
図５は、制御ＥＣＵ４が実行する制御処理のメインルーチンを示している。このメインルーチンは、イグニッションキーのオンにより開始され、ステップＳ１のエンジン制御・変速制御動作と、ステップＳ２のエンジン自動停止始動制御を繰り返して行う。
【００３７】
ステップＳ１のエンジン制御・変速制御動作では、エンジン１の制御及び自動変速機３の制御を行う。即ち、センサ群４４から入力される検出信号が示すエンジンの各状態からフューエルインジェクタ７に燃料噴射信号を供給し、イグナイタ１５に点火信号を供給して、エンジン１の回転を制御する。また、車速センサ１１から供給される車速情報やスロットル位置センサ５ａ，アイドルスイッチ６から供給されるスロットル開度情報等に基づいて、自動変速機３のソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂに駆動信号（オン／オフ制御信号）を供給し、通常走行時の変速制御を実施する。
【００３８】
図６は、エンジン自動停止始動制御Ｓ２の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１で、ドライバがアイドリング時のエンジン停止を許可しているか否かを、アイドルストップ許可スイッチ２０のスイッチ状態から判別する。アイドルストップ許可スイッチ２０がオフの場合、即ち、ドライバがアイドリング時のエンジン停止を許可していない場合は、このルーチンから抜けてメインルーチンにリターンし、エンジン１の自動停止始動操作を行わない。
【００３９】
アイドルストップ許可スイッチ２０がオンの場合、即ち、ドライバがアイドル時のエンジン停止を許可している場合は、ステップＳ２２に進み、アイドルスイッチ６によりスロットルバルブ５が全閉か否かを判別する。アイドルスイッチ６がオン、即ち、スロットルバルブ５が全閉であると判断された場合には、ステップＳ２３に進む。
【００４０】
ステップＳ２３では、スタータ２をオフし、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、ブレーキスイッチ１４から供給されるブレーキ信号がオンか否か、温度センサ２１から供給されるエンジン冷却水の温度が所定温度以上あるか否か、ターンシグナルの使用状況等の他のエンジン停止条件を判別し、さらに、全てのエンジン停止条件がある一定時間（例えば２秒）継続したか否かを、ソフトウエアタイマ等を用いて判別する。
【００４１】
全てのエンジン停止条件が一定時間継続したと判別された場合、ステップＳ２５に進み、エンジン１を停止する。即ち、ステップＳ２５では、燃料カット信号をフューエルインジェクタ７に供給して燃料の供給を停止し、イグナイタ１５に点火カット信号を供給してイグナイタ１５の点火を停止し、アイドル回転数を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）を全閉にする信号等を送り、エンジン１を停止する。さらに、ドライバにエンジン１が停止したことを通知するため、エンジン停止モニタ１９を点灯する。
【００４２】
エンジン１を停止した後、ステップＳ２６で、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂをオフに設定する。ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂのオン／オフとギヤ位置は図４（Ｂ）に示す関係にあり、最高速ギヤの４速が選択され、図４（Ａ）に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ３、Ｂ２、Ｆ１がオン（クラッチの場合「係合」、ブレーキの場合「作動」を意味する）する油圧回路が形成される。ただし、エンジン１が停止中であるため、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂが切り換えられて、油圧回路自体は形成されていても、オイルポンプ３２による油圧が発生しておらず、クラッチ等は実際には係合していない。
エンジン１の停止中に、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂを共にオフすることにより、停止中のソレノイドで消費する電力も節約できる。
【００４３】
一方、ステップＳ２４で、少なくとも一部のエンジン停止条件が一定時間継続していないと判別された場合、そのままリターンする。
【００４４】
次に、アクセル２３が踏み込まれて、アイドルスイッチ６がオフされた場合（ステップＳ２２）、フローは、ステップＳ２７に進む。なお、誤動作防止のため、スロットルバルブ５がある開度以上になったことを追加条件としてもよい。ステップＳ２７では、回転数センサ２２の出力から、エンジン回転数がある回転数（例えば、４００ｒｐｍ）以下であるか否か、サイドブレーキスイッチ１８の出力等からサイドブレーキは解除されているか否か等のエンジンの始動条件を判別する。
【００４５】
フローがステップＳ２７に進む場合、即ち、アイドルスイッチ６がオンの場合は、エンジン１が停止している場合と、高速で回転している場合の２つの状態がある。
エンジンが停止しており且つ始動条件が満たされている場合は、そのままエンジン１を再始動すればよい。そこで、フローはステップＳ２８に進み、スタータリレー１２を介してスタータ２を駆動し、フューエルインジェクタ７に燃料噴射信号、イグナイタ１５に点火信号、スロットルバルブ５にＩＳＣＶ信号を図５のステップＳ１のエンジン制御と同様に供給し、エンジン１を始動する。また、エンジン停止モニタ１９の表示を消す。
【００４６】
エンジンが停止しており且つ始動条件が満たされていない場合、又は、エンジン１が高速で回転している場合は、ステップＳ２７でＮＯと判別され、フローはステップＳ２９に進む。
【００４７】
エンジン１が完爆すると、エンジン１の回転数がある回転数以上になり、ステップＳ２７で、エンジン始動条件が満足されていないと判別され、フローはステップＳ２９に進む。
【００４８】
ステップＳ２９では、スタータ２をオフし、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、自動変速機３のクラッチ群Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４（より正確には、選択されたシフト位置に対応して、図４（Ａ）に示すように、インプットシャフト３９から伝達される駆動力を、タイヤに伝達するために必要とされるクラッチ）の係合状態を判別するため、車速センサ１１の出力から車速を検出する。車速がある速度以下（基準値ＳＰＤ以下）、即ち、停止に近い状態が継続している場合は、オイルポンプ３２の動作が不十分であり、十分な作動油圧が得られず、クラッチ群Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４は係合が解かれた状態である。従って、ステップＳ２６でソレノイド１０ａ，１０ｂが共にオフに設定され、４速が選択されているが、実質的にはニュートラル状態である。
【００４９】
エンジン１の回転数の上昇と共に車速と作動油圧が上昇し、クラッチ群Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４のうち、オンに設定されているもの（Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１）が駆動されて係合する。従って、車速がある速度以上（基準値ＳＰＤ以上）になった場合は、クラッチが係合している。そこで、ステップＳ３０で、車速が基準値ＳＰＤ以上になったと判別された場合には、ステップＳ３１でソレノイドバルブ１０ａをオン、１０ｂをオフして、油圧回路を切り換え、クラッチＣ１、ブレーキＢ４、１ウエイクラッチＦ２、Ｆ３をオンさせ、自動変速機３を最低速ギヤ１速に切り換え、十分な駆動力を確保する。
【００５０】
ステップＳ３０でさらに高い車速が検出された場合（ＳＰＤ１以上）、通常と同様な変速パターンでの走行を可能にするため、ソレノイドバルブ１０ａ、１０ｂの設定は行わず、図５のステップＳ１の変速制御に従ったギヤ位置で走行する。
【００５１】
通常の走行状態では、フローは、ステップＳ１→Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２７→Ｓ２９→Ｓ３０→リターン、というルーチンを繰り返す。
【００５２】
上述の制御ＥＣＵ４の制御によれば、エンジン１の始動後、エンジン１の回転数が上昇し、作動油圧が確保されて、自動変速機３のクラッチ（全てのクラッチの意味ではなく、変速段に応じてエンジン１の駆動出力をタイヤに伝えるために必要なクラッチの意味である）が係合した時点では、自動変速機３は高速ギヤを選択している。従って、エンジン１の出力トルクが増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者に不快感を与えない。しかも、車両の速度が一定値を超えて、自動変速機３のクラッチが係合すると、低速側にギヤを切り換えるので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００５３】
なお、図６のステップＳ３１では、自動変速機３のクラッチの係合後、自動変速機３のギヤ位置を４速から１速に切り換えているが、１速ではなく２速にシフトダウンしたり、一度３速や２速にシフトダウンしてから１速に切り換えたりすれば、さらにシフトダウン時のショックの低減も可能になる。また、ステップＳ２６で自動変速機３のギヤ位置を３速等に設定し、ステップＳ３１で、３速から１速に切り換えたりしてもよい。
【００５４】
上記実施の形態では、自動変速機３のクラッチの係合状態を車速に基づいて判別しているが、係合状態の判別は任意の手法を採用することができる。
例えば、クラッチの係合時には、一時的にエンジン１の回転数が落ち込む（例えば、後述する図８の破線で示すエンジンの回転数の変化に現れている）。従って、自動変速機３のクラッチの係合状態をエンジン１の回転数に基づいて判別することも可能である。
【００５５】
例えば、図６のステップＳ３０において、エンジン１の回転数Ｎｅを回転数センサ２２の出力信号により、一定時間ΔＴ毎に取り込み、前回取り込んだ回転数Ｎｅ(i-1)と今回取り込んだ回転数Ｎｅ(i)の差がある基準値ｘ以上であるか否かを判別し、差が基準値ｘ以上の場合、即ち、数式１が成立する場合に、ステップＳ３１を実行するようにしてもよい。
【００５６】
【数１】
Ｎｅ（ｉ−１）−Ｎｅ（ｉ）＞ｘ ｒｐｍ
【００５７】
このような構成とすることにより、下り坂等で、始動直後のニュートラル状態で車速が上昇した場合でも、ほぼ正確にクラッチ係合のタイミングを判別し、変速段を切り換えることができる。
【００５８】
また、自動変速機３のクラッチが係合した時には、車両にエンジン１の駆動力が伝わるため、車両の加速度が急激に上昇する。そこで、車両に、加速度Ｇを検出する加速度センサを配置し、図６のステップＳ３０において、加速度センサの出力信号を、一定時間ΔＴ毎に取り込み、今回取り込んだ加速度Ｇ(i)と前回取り込んだ加速度Ｇ(i-1)の差がある基準値ｙ以上であるか否かを判別し、差が基準値ｙ以上の場合、即ち、数式２が成立する場合に、ステップＳ３１を実行するようにしてもよい。
【００５９】
【数２】
Ｇ（ｉ）−Ｇ（ｉ−１）＞ｙ ｍ／ｓ2
【００６０】
この構成によれば、自動変速機３のクラッチの係合による加速度の変化を直接且つ一早く判別し、発進してから早期に低速ギヤに切り換えることができる。このため、高速ギヤ選択時の発進のもたつきが短時間で済む。
【００６１】
なお、自動変速機３のクラッチの係合状態を判別する場合に、ノイズ等を影響を低減するため、例えば、各センサの出力を積分して積分後の信号を判別に使用したり、ステップＳ３０で複数回「車速が基準値ＳＰＤを超えている」と判別された後でのみ、ステップＳ３１を実行する等してもよい。
【００６２】
自動変速機３のクラッチが係合すると、エンジン１から供給される動力が自動変速機３を介してタイヤに伝達され、車両に加速度が加わる。この加速度の変化を緩和するために、クラッチの係合判別時、即ち、ステップＳ３１で、変速段のシフトダウンにあわせ、エンジン１の出力トルクを一時的に抑制してもよい。このような構成とすることにより、車両を発進から通常運行までスムーズに駆動することができる。
【００６３】
エンジン１の出力トルクを低減するためには、例えば、イグナイタ１５を制御することにより、エンジン１の点火遅角を調整すること或いは点火をカットすること、フューエルインジェクタ７を制御することにより、燃料を減量或いはカットすること等を一定時間実行すればよい。
【００６４】
また、自動変速機３のギヤ位置の調整とエンジン１の出力トルクの調整を共に行うのではなく、エンジン１の出力トルクの調整のみを行うようにしてもよい。例えば、ステップＳ２６とステップＳ３１の変速制御を削除し、ステップＳ３１でエンジンの点火遅角、点火カット、燃料減量又は燃料カットを一定時間実行することで、作動油圧が上昇してクラッチが係合した時に、自動変速機３で増幅されてタイヤに伝達される駆動力を低減し、滑らかな発進を可能としてもよい。この場合、ステップＳ２６で１速を設定してもよい。
【００６５】
この発明の効果を確認するため、従来のエンジンの自動停止始動装置による発進時の特性と上記実施の形態の自動停止始動装置による発進時の特性を測定及び比較した。
図７は、従来のエンジンの自動停止始動装置による発進時の特性を、図８は、上記実施の形態の自動停止始動装置による発進時の特性を示す。
【００６６】
図７に示す従来例では、タイマの設定時間（エンジン始動からクラッチの切り換え間での時間Ｔ）が短いため、クラッチが係合する前（即ち、エンジン回転数の一時的な落ち込みが発生する前、車速が一定値に達する前）に、ギヤが４速から１速に切り替わっている。このため、クラッチの係合時（即ち、エンジン回転数の一時的な落ち込みが発生した時、車速が上昇を始めた時）に、エンジンの駆動力が増幅されてタイヤに伝わるので、加速度の大きな上昇及びその後の低下が発生している（二点鎖線の丸で囲まれた部分）。このため、運転者に不快感を与える虞がある。
【００６７】
これに対し、図８に示す実施の形態では、クラッチが係合した後（即ち、エンジン回転数の一時的な落ち込みが発生した後、車速が一定値ＳＰＤに達した後）に、ギヤが４速から１速に切り替わっている。このため、クラッチ係合時の加速度の上昇及びその後の低下はわずかである（二点鎖線の丸で囲まれた部分）。また、その後、ギヤが１速に切り替わるため、スムーズで安定した加速が可能になっている。
【００６８】
この実験からも、この発明のエンジンの自動停止始動装置及び方法が従来技術に対し有効であることが確認できる。
【００６９】
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、図３に示した自動変速機３の構成は一例にすぎず任意の構成を使用可能である。また、クラッチの係合を判別する手法は上述の例に限定されない。例えば、作動油圧が一定値に達した時点をクラッチの係合時と判断してもよい。また、センサを用いて、主要クラッチの係合状態を直接判別しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるエンジンの自動停止始動装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す制御ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】自動変速機の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は、自動変速機のギヤ位置とクラッチ及びブレーキの関係を示す図である。
（Ｂ）は、油圧回路を切り換えるためのソレノイドバルブと変速ギヤの位置関係を示す図である。
【図５】制御ＥＣＵが実行する制御のメインルーチンのフローチャートである。
【図６】図５のメインルーチンにおける自動停止始動制御を示すフローチャートである。
【図７】従来技術による発進時の特性を示す図である。
【図８】この発明の一実施の形態による発進時の特性を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ スタータ
３ 自動変速機
４ 制御ＥＣＵ
５ スロットルバルブ
５ａ スロットル位置センサ
６ アイドルスイッチ
７ フューエルインジェクタ
８ シフトレバー
９ シフトレバスイッチ群
１０ａ，１０ｂ ソレノイドバルブ
１１ 車速センサ
１２ スタータリレー
１３ ブレーキ
１４ ブレーキスイッチ
１５ イグナイタ
１７ サイドブレーキ
１８ サイドブレーキスイッチ
１９ エンジン停止モニタ
２０ アイドルストップ許可スイッチ
２１ 温度センサ
２２ 回転数センサ
２３ アクセル
３０ トルクコンバータ
３１ 補助変速機
３２ オイルポンプ
３３ インタミディエイトシャフト
３４ フロントプラネタリーギヤ
３５ リヤプラネタリーギヤ
３６ カウンタードライブギヤ
３７ Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ
３８ デファレンシャルドライブピニオン
３９ インプットシャフト
Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４ クラッチ
Ｂ１〜Ｂ４ ブレーキ
４１ ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）
４２ メモリ
４３ 入出力インタフェース
４４ センサ群
【発明の属する技術分野】
この発明は、交差点等でエンジンを自動的に停止し、さらに、自動的に始動することにより、燃料を節約し、排気ガスを低減するエンジンの自動停止始動装置及び方法に関し、特に、自動変速機を備えた車両に用いられるエンジンの自動停止始動装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
市街走行時に、交差点等で車両が停止した場合、所定の停止条件下でエンジンを停止させ、その後、所定の始動条件下でエンジンを始動させることにより、燃料を節約し、排気ガスを低減させる自動停止始動装置が知られている。この種の装置の従来技術として、例えば、特開昭６０−１２５７３８に開示されたものがある。
【０００３】
特開昭６０−１２５７３８に開示された技術では、いわゆるクリープ現象による車両の動き出しをなくすために、エンジンの停止時には自動変速機に高速ギヤを選択させ、エンジン始動後の時間をタイマで計測し、エンジン始動後一定時間が経過したら、自動変速機を低速ギヤに切り換えて発進を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エンジン停止中はエンジンの回転により油圧を発生する自動変速機のオイルポンプも停止し、自動変速機の作動油圧が低下する。従って、変速ギヤを切り換えるためのクラッチもその係合状態が解かれてしまう。
【０００５】
アクセルペダルを踏み込むこと等により、エンジンの始動条件が満たされると、エンジンが始動して回転を始め、オイルポンプが発生する作動油圧も上昇する。そして、十分な作動油圧が得られたところで、クラッチが係合する。従って、エンジンの回転数の立ち上がり方により、作動油圧の上昇のしかたが変化し、エンジンの始動からクラッチが係合するまでの時間も変化し、一定ではない。
【０００６】
しかし、特開昭６０−１２５７３８に開示された自動停止装置では、エンジン始動後、タイマが設定時間の経過を測定すると、自動変速機の作動油圧の状態に関わらず、高速ギヤから低速ギヤに切り換えている。
【０００７】
このため、この自動停止始動装置では、タイマの設定時間が短いと、クラッチ係合時に、既に低速ギヤが選択されている場合がある。この場合、エンジンの出力トルクが増幅されて急激にタイヤに伝わり、滑らかに発進できないと共に運転者等が不快感を感じる虞がある。
また、タイマの設定時間が長すぎると、クラッチ係合後も長時間高速ギヤが選択され、トルクが不足し、車速が上がらないため、運転者はアクセル開度をさらに大きくしようとし、燃費が悪化したり、運転者が不快に感じる可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、エンジンの自動停止始動装置を備えた車両のスムーズな発進を可能とすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンが停止したとき、変速機を所定の変速段に切り換え、エンジン始動後、車速が所定値を超えたときに、低速側の変速段に切り換える変速機制御手段を備える。エンジン始動直後は、オイルポンプによる作動油圧が低いため、クラッチは係合しておらず、車両はほぼ停止状態である。一方、ある程度の車速が得られている状態では、十分な作動油圧が得られており、クラッチは係合済みである。従って、車速を測定することによりクラッチの係合のタイミングを判別し、クラッチの係合を判別した後、変速機を低速側の変速段に切り替えることができる。
【００１２】
この構成によって、エンジンの始動後、高速側の変速段（所定の変速段）が選択された状態で、クラッチが係合するので、エンジンの出力トルクが変速機で増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者等に不快感を与えない。しかも、車速が所定値に達した後、低速側の変速段を選択するので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００１３】
請求項２のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンが停止したとき、変速機を所定の変速段に切り換え、エンジン始動後、エンジンの回転数の低下が基準値を超えたときに、変速機を低速側の変速段に切り換える変速機制御手段を備える。
【００１４】
クラッチの係合時は負荷の増加により、エンジンの回転数が一時的に低下する。従って、エンジンの回転数の減少が基準を超えた（例えば、ピークより一定値以上低下した）か否かを判別することにより、クラッチの係合のタイミングを判別することができる。そして、この判別までは高速側の変速段を選択し、判別後、低速側の変速段を選択することができる。
【００１５】
この構成によっても、エンジンの始動後、高速側の変速段（所定の変速段）が選択された状態で、クラッチが係合するので、エンジンの出力トルクが変速機で増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者等に不快感を与えない。しかも、エンジン回転数の減少を検出した後、低速側の変速段を選択するので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００１６】
請求項３のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンが停止したとき、変速機を所定の変速段に切り換え、エンジン始動後、前記加速度の増加（例えば、前回の加速度の検出値と今回の検出値の差）が所定値を超えた時に、低速側の変速段に切り換える変速機制御手段を備える。
【００１７】
クラッチが係合すると、エンジンの動力が変速機に伝達され、車両に加速度が生じる。従って、所定の加速度を判別することにより、クラッチの係合のタイミングを直接的に判別することができる。
この構成によっても、エンジンの始動後、高速側の変速段（所定の変速段）が選択された状態で、クラッチが係合するので、エンジンの出力トルクが変速機で増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者等に不快感を与えない。しかも、所定の加速度を検出した後、低速側の変速段を選択するので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００１９】
請求項４のエンジンの自動停止始動装置は、請求項１〜３の構成に加えて、クラッチを駆動する油圧回路と、エンジンにより駆動され、油圧回路の油圧を発生するオイルポンプと、を備える。クラッチを油圧回路で駆動する場合、油圧回路自体は形成されていても、エンジンの回転数が上昇し、オイルポンプが動作するまでは、クラッチは係合しない。従って、請求項１〜３の構成の装置は、特に、請求項４の構成を有する装置に好適である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態にかかるエンジン自動停止始動装置を図面を参照して説明する。
図１は、この実施の形態のエンジンの自動停止始動装置の構成を示す。
図示するように、エンジン１には、シリンダ内に燃料を噴射するフューエルインジェクタ７、エンジンを始動するスタータ２、燃料に点火するイグナイタ１５等が設置されている。
また、エンジン１の出力軸（回転軸）には、自動変速機３が接続されている。
【００２５】
自動変速機３は、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂを備える。ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂがオン／オフされることにより、各変速ギヤに応じた油圧回路が形成され、後述するクラッチ、ブレーキ等が駆動され、所定の変速ギヤが選択される。油圧回路の油圧は、エンジン１により駆動されるオイルポンプにより生成される。なお、自動変速機３の構成については後述する。
【００２６】
自動変速機３には、さらに、シフトレバー８が、各レンジ（パーキング、リバース、ニュートラル、ドライブ等）に選択された時に、選択されたレンジを示す選択信号を出力するシフトレンジスイッチ群９、車速を検出する車速センサ１１が設けられている。
この実施の形態では、自動変速機３は、ギヤ位置を１段から４段までの４段階に切り換えできるものとし、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂのオン／オフとギヤ位置との関係を図４（Ｂ）に示す。
【００２７】
エンジン１のインテークマニホールド部には、アクセルペダル２３と連動して動作するスロットルバルブ５と、スロットルバルブ５の開度を検出するスロットル位置センサ５ａと、スロットルバルブ５が全閉状態にあることを検出するアイドルスイッチ６とが配置されている。
【００２８】
エンジン１を含む車両全体の動作、特に、この実施の形態に特有なエンジン自動停止始動制御は制御ＥＣＵ（電子制御装置）４により実行される。即ち、制御ＥＣＵ４は、車両内に配置された各種センサからの検出信号に基づいて、スロットルバルブ５、フューエルインジェクタ７、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂ等、及び、車両が停止していることを報知するエンジン停止モニタ１９を制御する。また、スタータリレー１２を介してスタータ２の駆動・停止を制御する。各種センサとしては、前述のスロットル位置センサ５ａ，アイドルスイッチ６、シフトレンジスイッチ群９、車速センサ１１等に加えて、ブレーキ１３の状態を検出するブレーキスイッチ１４、サイドブレーキ１７の状態を検出するサイドブレーキスイッチ１８、ドライバにより操作され、エンジン１の自動停止及び始動（再始動）を行うか否かを指示するアイドルストップ許可スイッチ２０、エンジン冷却水の温度を測定する温度センサ２１、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ２２等を含む。
【００２９】
制御ＥＣＵ４は、図２に示すように、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）４１と、メモリ４２と、入出力インタフェース４３等を備える。ＭＰＵ４１は、入出力インタフェース４３を介して前述の各種センサを含むセンサ群４４から各種検出信号を入力して、メモリ４２に格納し、格納した検出信号をメモリ４２に記憶されたプログラムに従って処理し、入出力インタフェース４３を介して各種制御信号を出力する。
【００３０】
次に、自動変速機３の構成の一例を説明する。
図３は自動変速機３の主要部の構成を示す。図示するように、この自動変速機３は、流体継手（以下、トルクコンバータ）３０と、補助変速機３１、オイルポンプ３２から構成される。
【００３１】
トルクコンバータ３０は、エンジン１の出力トルクを変換すると共に補助変速機３１に伝達する。
補助変速機３１は、フロントプラネタリーギヤ３４、リヤプラネタリーギヤ３５、カウンタードライブギヤ３６、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ３７、デファレンシャルドライブピニオン３８等の複数のギヤ、インプットシャフト３９、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２、Ｕ／ＤクラッチＣ３、１ウエイクラッチＦ１〜Ｆ３、ブレーキＢ１〜Ｂ４を備える。補助変速機３１は、クラッチ及びブレーキのによりギヤを組み合わせて、変速段を切り換える。
【００３２】
フォワードクラッチＣ１は、インプットシャフト３９とフロントプラネタリーギヤ３４のリングギヤを接続し、トルクコンバータ３０を介してエンジン１からインプットシャフト３９に伝達された駆動力をフロントプラネタリーギヤ３４のリングギヤに伝達する。ダイレクトクラッチＣ２は、インプットシャフト３９とフロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤを接続する。
クラッチＣ１及び／又はクラッチＣ２の係合により、エンジン１からトルクコンバータ３０を介してインプットシャフト３９に伝達された駆動力が補助変速機３１内に伝達される。
【００３３】
Ｕ／ＤクラッチＣ３は、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ３７のサンギヤとキャリヤを接続する。ブレーキＢ１は、フロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤをロックする。ブレーキＢ２は、フロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤの左回転をロックする。ブレーキＢ３は、リヤプラネタリーギヤ３５のキャリアの回転をロックする。ブレーキＢ４は、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ３７のサンギヤの回転をロックする。１ウエイクラッチＦ１は、ブレーキＢ２の作用時、フロント及びリヤプラネタリーギヤ３４、３５のサンギヤの左回転をロックする。１ウエイクラッチＦ２は、リヤプラネタリーギヤ３５のキャリアの左回転をロックする。１ウエイクラッチＦ３は、Ｕ／Ｄプレネタリーギヤ３７のサンギヤの右回転をロックする。
【００３４】
クラッチＣ１〜Ｃ３とＦ１〜Ｆ３、及び、ブレーキＢ１〜Ｂ４の駆動力は、ソレノイド１０ａ，１０ｂを切り換えて油圧回路を切り換えることにより得られる。この油圧回路の油圧はエンジン１により駆動されるオイルポンプ３２により得られる。
【００３５】
補助変速機３１のシフト位置と各クラッチの係合（○）及び非係合（無記号）、ブレーキの作動（○）及び非作動（無記号）の関係及びこれらの関係を得るためのソレノイド１０ａ，１０ｂのオン・オフの条件の主要部分を図４（Ａ）と（Ｂ）に示す。
【００３６】
次に、制御ＥＣＵ４が実行する制御動作を図５、図６のフローチャートを参照して説明する。
図５は、制御ＥＣＵ４が実行する制御処理のメインルーチンを示している。このメインルーチンは、イグニッションキーのオンにより開始され、ステップＳ１のエンジン制御・変速制御動作と、ステップＳ２のエンジン自動停止始動制御を繰り返して行う。
【００３７】
ステップＳ１のエンジン制御・変速制御動作では、エンジン１の制御及び自動変速機３の制御を行う。即ち、センサ群４４から入力される検出信号が示すエンジンの各状態からフューエルインジェクタ７に燃料噴射信号を供給し、イグナイタ１５に点火信号を供給して、エンジン１の回転を制御する。また、車速センサ１１から供給される車速情報やスロットル位置センサ５ａ，アイドルスイッチ６から供給されるスロットル開度情報等に基づいて、自動変速機３のソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂに駆動信号（オン／オフ制御信号）を供給し、通常走行時の変速制御を実施する。
【００３８】
図６は、エンジン自動停止始動制御Ｓ２の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１で、ドライバがアイドリング時のエンジン停止を許可しているか否かを、アイドルストップ許可スイッチ２０のスイッチ状態から判別する。アイドルストップ許可スイッチ２０がオフの場合、即ち、ドライバがアイドリング時のエンジン停止を許可していない場合は、このルーチンから抜けてメインルーチンにリターンし、エンジン１の自動停止始動操作を行わない。
【００３９】
アイドルストップ許可スイッチ２０がオンの場合、即ち、ドライバがアイドル時のエンジン停止を許可している場合は、ステップＳ２２に進み、アイドルスイッチ６によりスロットルバルブ５が全閉か否かを判別する。アイドルスイッチ６がオン、即ち、スロットルバルブ５が全閉であると判断された場合には、ステップＳ２３に進む。
【００４０】
ステップＳ２３では、スタータ２をオフし、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、ブレーキスイッチ１４から供給されるブレーキ信号がオンか否か、温度センサ２１から供給されるエンジン冷却水の温度が所定温度以上あるか否か、ターンシグナルの使用状況等の他のエンジン停止条件を判別し、さらに、全てのエンジン停止条件がある一定時間（例えば２秒）継続したか否かを、ソフトウエアタイマ等を用いて判別する。
【００４１】
全てのエンジン停止条件が一定時間継続したと判別された場合、ステップＳ２５に進み、エンジン１を停止する。即ち、ステップＳ２５では、燃料カット信号をフューエルインジェクタ７に供給して燃料の供給を停止し、イグナイタ１５に点火カット信号を供給してイグナイタ１５の点火を停止し、アイドル回転数を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）を全閉にする信号等を送り、エンジン１を停止する。さらに、ドライバにエンジン１が停止したことを通知するため、エンジン停止モニタ１９を点灯する。
【００４２】
エンジン１を停止した後、ステップＳ２６で、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂをオフに設定する。ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂのオン／オフとギヤ位置は図４（Ｂ）に示す関係にあり、最高速ギヤの４速が選択され、図４（Ａ）に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ３、Ｂ２、Ｆ１がオン（クラッチの場合「係合」、ブレーキの場合「作動」を意味する）する油圧回路が形成される。ただし、エンジン１が停止中であるため、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂが切り換えられて、油圧回路自体は形成されていても、オイルポンプ３２による油圧が発生しておらず、クラッチ等は実際には係合していない。
エンジン１の停止中に、ソレノイドバルブ１０ａ，１０ｂを共にオフすることにより、停止中のソレノイドで消費する電力も節約できる。
【００４３】
一方、ステップＳ２４で、少なくとも一部のエンジン停止条件が一定時間継続していないと判別された場合、そのままリターンする。
【００４４】
次に、アクセル２３が踏み込まれて、アイドルスイッチ６がオフされた場合（ステップＳ２２）、フローは、ステップＳ２７に進む。なお、誤動作防止のため、スロットルバルブ５がある開度以上になったことを追加条件としてもよい。ステップＳ２７では、回転数センサ２２の出力から、エンジン回転数がある回転数（例えば、４００ｒｐｍ）以下であるか否か、サイドブレーキスイッチ１８の出力等からサイドブレーキは解除されているか否か等のエンジンの始動条件を判別する。
【００４５】
フローがステップＳ２７に進む場合、即ち、アイドルスイッチ６がオンの場合は、エンジン１が停止している場合と、高速で回転している場合の２つの状態がある。
エンジンが停止しており且つ始動条件が満たされている場合は、そのままエンジン１を再始動すればよい。そこで、フローはステップＳ２８に進み、スタータリレー１２を介してスタータ２を駆動し、フューエルインジェクタ７に燃料噴射信号、イグナイタ１５に点火信号、スロットルバルブ５にＩＳＣＶ信号を図５のステップＳ１のエンジン制御と同様に供給し、エンジン１を始動する。また、エンジン停止モニタ１９の表示を消す。
【００４６】
エンジンが停止しており且つ始動条件が満たされていない場合、又は、エンジン１が高速で回転している場合は、ステップＳ２７でＮＯと判別され、フローはステップＳ２９に進む。
【００４７】
エンジン１が完爆すると、エンジン１の回転数がある回転数以上になり、ステップＳ２７で、エンジン始動条件が満足されていないと判別され、フローはステップＳ２９に進む。
【００４８】
ステップＳ２９では、スタータ２をオフし、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、自動変速機３のクラッチ群Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４（より正確には、選択されたシフト位置に対応して、図４（Ａ）に示すように、インプットシャフト３９から伝達される駆動力を、タイヤに伝達するために必要とされるクラッチ）の係合状態を判別するため、車速センサ１１の出力から車速を検出する。車速がある速度以下（基準値ＳＰＤ以下）、即ち、停止に近い状態が継続している場合は、オイルポンプ３２の動作が不十分であり、十分な作動油圧が得られず、クラッチ群Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４は係合が解かれた状態である。従って、ステップＳ２６でソレノイド１０ａ，１０ｂが共にオフに設定され、４速が選択されているが、実質的にはニュートラル状態である。
【００４９】
エンジン１の回転数の上昇と共に車速と作動油圧が上昇し、クラッチ群Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４のうち、オンに設定されているもの（Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１）が駆動されて係合する。従って、車速がある速度以上（基準値ＳＰＤ以上）になった場合は、クラッチが係合している。そこで、ステップＳ３０で、車速が基準値ＳＰＤ以上になったと判別された場合には、ステップＳ３１でソレノイドバルブ１０ａをオン、１０ｂをオフして、油圧回路を切り換え、クラッチＣ１、ブレーキＢ４、１ウエイクラッチＦ２、Ｆ３をオンさせ、自動変速機３を最低速ギヤ１速に切り換え、十分な駆動力を確保する。
【００５０】
ステップＳ３０でさらに高い車速が検出された場合（ＳＰＤ１以上）、通常と同様な変速パターンでの走行を可能にするため、ソレノイドバルブ１０ａ、１０ｂの設定は行わず、図５のステップＳ１の変速制御に従ったギヤ位置で走行する。
【００５１】
通常の走行状態では、フローは、ステップＳ１→Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２７→Ｓ２９→Ｓ３０→リターン、というルーチンを繰り返す。
【００５２】
上述の制御ＥＣＵ４の制御によれば、エンジン１の始動後、エンジン１の回転数が上昇し、作動油圧が確保されて、自動変速機３のクラッチ（全てのクラッチの意味ではなく、変速段に応じてエンジン１の駆動出力をタイヤに伝えるために必要なクラッチの意味である）が係合した時点では、自動変速機３は高速ギヤを選択している。従って、エンジン１の出力トルクが増幅されて急激にタイヤに伝わる現象を抑制でき、発進が滑らかであると共に運転者に不快感を与えない。しかも、車両の速度が一定値を超えて、自動変速機３のクラッチが係合すると、低速側にギヤを切り換えるので、適切な推進トルクを得て、発進のもたつきを防止できる。
【００５３】
なお、図６のステップＳ３１では、自動変速機３のクラッチの係合後、自動変速機３のギヤ位置を４速から１速に切り換えているが、１速ではなく２速にシフトダウンしたり、一度３速や２速にシフトダウンしてから１速に切り換えたりすれば、さらにシフトダウン時のショックの低減も可能になる。また、ステップＳ２６で自動変速機３のギヤ位置を３速等に設定し、ステップＳ３１で、３速から１速に切り換えたりしてもよい。
【００５４】
上記実施の形態では、自動変速機３のクラッチの係合状態を車速に基づいて判別しているが、係合状態の判別は任意の手法を採用することができる。
例えば、クラッチの係合時には、一時的にエンジン１の回転数が落ち込む（例えば、後述する図８の破線で示すエンジンの回転数の変化に現れている）。従って、自動変速機３のクラッチの係合状態をエンジン１の回転数に基づいて判別することも可能である。
【００５５】
例えば、図６のステップＳ３０において、エンジン１の回転数Ｎｅを回転数センサ２２の出力信号により、一定時間ΔＴ毎に取り込み、前回取り込んだ回転数Ｎｅ(i-1)と今回取り込んだ回転数Ｎｅ(i)の差がある基準値ｘ以上であるか否かを判別し、差が基準値ｘ以上の場合、即ち、数式１が成立する場合に、ステップＳ３１を実行するようにしてもよい。
【００５６】
【数１】
Ｎｅ（ｉ−１）−Ｎｅ（ｉ）＞ｘ ｒｐｍ
【００５７】
このような構成とすることにより、下り坂等で、始動直後のニュートラル状態で車速が上昇した場合でも、ほぼ正確にクラッチ係合のタイミングを判別し、変速段を切り換えることができる。
【００５８】
また、自動変速機３のクラッチが係合した時には、車両にエンジン１の駆動力が伝わるため、車両の加速度が急激に上昇する。そこで、車両に、加速度Ｇを検出する加速度センサを配置し、図６のステップＳ３０において、加速度センサの出力信号を、一定時間ΔＴ毎に取り込み、今回取り込んだ加速度Ｇ(i)と前回取り込んだ加速度Ｇ(i-1)の差がある基準値ｙ以上であるか否かを判別し、差が基準値ｙ以上の場合、即ち、数式２が成立する場合に、ステップＳ３１を実行するようにしてもよい。
【００５９】
【数２】
Ｇ（ｉ）−Ｇ（ｉ−１）＞ｙ ｍ／ｓ2
【００６０】
この構成によれば、自動変速機３のクラッチの係合による加速度の変化を直接且つ一早く判別し、発進してから早期に低速ギヤに切り換えることができる。このため、高速ギヤ選択時の発進のもたつきが短時間で済む。
【００６１】
なお、自動変速機３のクラッチの係合状態を判別する場合に、ノイズ等を影響を低減するため、例えば、各センサの出力を積分して積分後の信号を判別に使用したり、ステップＳ３０で複数回「車速が基準値ＳＰＤを超えている」と判別された後でのみ、ステップＳ３１を実行する等してもよい。
【００６２】
自動変速機３のクラッチが係合すると、エンジン１から供給される動力が自動変速機３を介してタイヤに伝達され、車両に加速度が加わる。この加速度の変化を緩和するために、クラッチの係合判別時、即ち、ステップＳ３１で、変速段のシフトダウンにあわせ、エンジン１の出力トルクを一時的に抑制してもよい。このような構成とすることにより、車両を発進から通常運行までスムーズに駆動することができる。
【００６３】
エンジン１の出力トルクを低減するためには、例えば、イグナイタ１５を制御することにより、エンジン１の点火遅角を調整すること或いは点火をカットすること、フューエルインジェクタ７を制御することにより、燃料を減量或いはカットすること等を一定時間実行すればよい。
【００６４】
また、自動変速機３のギヤ位置の調整とエンジン１の出力トルクの調整を共に行うのではなく、エンジン１の出力トルクの調整のみを行うようにしてもよい。例えば、ステップＳ２６とステップＳ３１の変速制御を削除し、ステップＳ３１でエンジンの点火遅角、点火カット、燃料減量又は燃料カットを一定時間実行することで、作動油圧が上昇してクラッチが係合した時に、自動変速機３で増幅されてタイヤに伝達される駆動力を低減し、滑らかな発進を可能としてもよい。この場合、ステップＳ２６で１速を設定してもよい。
【００６５】
この発明の効果を確認するため、従来のエンジンの自動停止始動装置による発進時の特性と上記実施の形態の自動停止始動装置による発進時の特性を測定及び比較した。
図７は、従来のエンジンの自動停止始動装置による発進時の特性を、図８は、上記実施の形態の自動停止始動装置による発進時の特性を示す。
【００６６】
図７に示す従来例では、タイマの設定時間（エンジン始動からクラッチの切り換え間での時間Ｔ）が短いため、クラッチが係合する前（即ち、エンジン回転数の一時的な落ち込みが発生する前、車速が一定値に達する前）に、ギヤが４速から１速に切り替わっている。このため、クラッチの係合時（即ち、エンジン回転数の一時的な落ち込みが発生した時、車速が上昇を始めた時）に、エンジンの駆動力が増幅されてタイヤに伝わるので、加速度の大きな上昇及びその後の低下が発生している（二点鎖線の丸で囲まれた部分）。このため、運転者に不快感を与える虞がある。
【００６７】
これに対し、図８に示す実施の形態では、クラッチが係合した後（即ち、エンジン回転数の一時的な落ち込みが発生した後、車速が一定値ＳＰＤに達した後）に、ギヤが４速から１速に切り替わっている。このため、クラッチ係合時の加速度の上昇及びその後の低下はわずかである（二点鎖線の丸で囲まれた部分）。また、その後、ギヤが１速に切り替わるため、スムーズで安定した加速が可能になっている。
【００６８】
この実験からも、この発明のエンジンの自動停止始動装置及び方法が従来技術に対し有効であることが確認できる。
【００６９】
なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、図３に示した自動変速機３の構成は一例にすぎず任意の構成を使用可能である。また、クラッチの係合を判別する手法は上述の例に限定されない。例えば、作動油圧が一定値に達した時点をクラッチの係合時と判断してもよい。また、センサを用いて、主要クラッチの係合状態を直接判別しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるエンジンの自動停止始動装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す制御ＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】自動変速機の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は、自動変速機のギヤ位置とクラッチ及びブレーキの関係を示す図である。
（Ｂ）は、油圧回路を切り換えるためのソレノイドバルブと変速ギヤの位置関係を示す図である。
【図５】制御ＥＣＵが実行する制御のメインルーチンのフローチャートである。
【図６】図５のメインルーチンにおける自動停止始動制御を示すフローチャートである。
【図７】従来技術による発進時の特性を示す図である。
【図８】この発明の一実施の形態による発進時の特性を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ スタータ
３ 自動変速機
４ 制御ＥＣＵ
５ スロットルバルブ
５ａ スロットル位置センサ
６ アイドルスイッチ
７ フューエルインジェクタ
８ シフトレバー
９ シフトレバスイッチ群
１０ａ，１０ｂ ソレノイドバルブ
１１ 車速センサ
１２ スタータリレー
１３ ブレーキ
１４ ブレーキスイッチ
１５ イグナイタ
１７ サイドブレーキ
１８ サイドブレーキスイッチ
１９ エンジン停止モニタ
２０ アイドルストップ許可スイッチ
２１ 温度センサ
２２ 回転数センサ
２３ アクセル
３０ トルクコンバータ
３１ 補助変速機
３２ オイルポンプ
３３ インタミディエイトシャフト
３４ フロントプラネタリーギヤ
３５ リヤプラネタリーギヤ
３６ カウンタードライブギヤ
３７ Ｕ／Ｄプラネタリーギヤ
３８ デファレンシャルドライブピニオン
３９ インプットシャフト
Ｃ１〜Ｃ３、Ｆ１〜Ｆ４ クラッチ
Ｂ１〜Ｂ４ ブレーキ
４１ ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）
４２ メモリ
４３ 入出力インタフェース
４４ センサ群
Claims (4)
- 変速ギヤと、この変速ギヤの結合状態を変化させることにより変速段を切り換えるクラッチとを備える変速機と、
エンジンが載置された車両の速度を検出する車速検出手段と、
所定の停止条件に従って前記エンジンを停止させる停止手段と、
所定の始動条件に従って前記エンジンを始動させる始動手段と、
前記停止手段が前記エンジンを停止したとき、前記変速機を所定の変速段に切り換え、前記始動手段が前記エンジンを始動した後、前記車速検出手段により検出された車速が所定値を超えたことに応答し、前記変速機を前記所定の変速段より低速側の変速段に切り換える変速機制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 変速ギヤと、この変速ギヤの結合状態を変化させることにより変速段を切り換えるクラッチとを備える変速機と、
エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
所定の停止条件に従って前記エンジンを停止させる停止手段と、
所定の始動条件に従って前記エンジンを始動させる始動手段と、
前記停止手段が前記エンジンを停止したとき、前記変速機を所定の変速段に切り換え、前記始動手段が前記エンジンを始動した後、前記回転数検出手段により検出された前記エンジンの回転数が基準以上低下したことを判別し、この判別に応答して、前記変速機を前記所定の変速段より低速側の変速段に切り換える変速機制御手段と、
を備える、ことを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 変速ギヤと、この変速ギヤの結合状態を変化させることにより変速段を切り換えるクラッチとを備える変速機と、
所定の停止条件に従ってエンジンを停止させる停止手段と、
所定の始動条件に従って前記エンジンを始動させる始動手段と、
エンジンが載置された車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記停止手段が前記エンジンを停止したとき、前記変速機を所定の変速段に切り換え、前記始動手段が前記エンジンを始動した後、前記加速度検出手段により検出された加速度が基準以上増加したことを判別し、この判別に応答して、前記変速機を前記所定の変速段より低速側の変速段に切り換える変速機制御手段と、
を備える、ことを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 前記クラッチを駆動する油圧回路と、前記エンジンにより駆動され、前記油圧回路の油圧を発生するオイルポンプと、を備え、
前記クラッチは、エンジン始動後、前記油圧が所定値に達した後に実質的に係合する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジンの自動停止始動装置。
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