JP4329268B2 - Engine control device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転中の自動車用内燃機関(エンジン)を、駆動の必要がない時には自動的に停止させることができる一方、駆動の必要が生じた時にはエンジンが完全には停止していなくても自動的に再始動させることができる、自動車用エンジンのための自動停止再始動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンを走行用の動力源とする自動車において、運転者がアクセルペダルを踏んでいないために車速が徐々に低下しつつある減速時に、自動変速伝動装置のトルクコンバータに設けられたロックアップクラッチを係合させることにより、エンジンのクランク軸と自動変速伝動装置の変速機とを直結すると共に、エンジンに対する燃料の供給を停止することによって、エンジンの回転を駆動輪側からの駆動によって維持しながら燃料消費の節約を図るものは、例えば特開昭58−166165号公報に記載されているように従来から公知である。従来のものにおいては、このような燃料カットの状態でエンジンの回転数がアイドル回転数よりも高い所定値まで低下したときに、エンジンストールを防止するために、ロックアップクラッチを解放すると共に燃料の供給を再開させるのが通例である。
【0003】
このような従来技術よりも更に燃料の消費量を低減させるために、特開平8−189395号公報に記載されているエンジンの自動始動停止装置においては、エンジンの燃料カット制御を行うための燃料カット条件が不成立の場合であっても、エンジンの自動停止条件が成立している時には燃料カット制御を実行し、この間はクラッチを接続状態とする。そして、この自動停止条件が成立している間にクラッチ解放条件が成立した場合には、クラッチを解放することによってエンジンを自動的に停止させるという制御を行う。
【0004】
しかし、改良されたこの従来技術において、燃料カットを行うエンジンの回転数範囲を低回転数域まで広げて燃料消費量を低減させる場合には、制動等によってエンジンの回転数が急に低下した後に再加速をしようとして燃料の供給を再開しても、エンジンの回転数が低くなっているために、燃料への点火が困難になってそのままエンジンストールに陥る可能性が高い。このように点火が不可能になった場合は、始動装置によって再始動を行う必要があるが、始動時にのみピニオンが飛び出してエンジンのリングギアに噛み合う従来の始動装置では、低速であってもリングギアがクランク軸と共に回転している間は、ピニオンがリングギアに噛み合うことは困難であるから、一旦エンジンが完全に停止するのを待って再始動操作を行う必要がある。従って、即座に再始動を行って加速に移ることができないため、運転者に不快感を与えて運転フィーリングが悪くなる。
【0005】
また、特開平2−200538号公報に記載された制御装置では、エンジンに始動発電装置を組み込んで、この装置にエンジンを駆動するモータとしての機能と、エンジンの駆動力を受けて発電をする発電機としての機能とを兼備させると共に、運転状態に応じてそれらの機能を切り換え制御している。そして、ロックアップクラッチを解放して駆動輪によるエンジンの回転維持を終わらせる時に、代わりにこの始動発電装置に電力を供給して始動用モーターとして作動させることにより、エンジンの回転数が所定値以下に低下しないように制御するので、この装置の作動による再始動の必要が有るか否かということに関係なく、ロックアップクラッチを解放する時には必ずこの装置に電力を供給することになるから、再始動の必要がない時には電力を浪費するという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、優れた運転フィーリングをもたらすと共に、電力、ひいては燃料の浪費を避けることができるエンジンの自動停止再始動制御装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項1に記載されたエンジンの自動停止再始動制御装置を提供する。
【0008】
本発明の制御装置におけるエンジンの自動停止再始動制御手段は、例えば、アクセル開度が零となることによって自動車の減速状態を検知した時に、エンジンへの燃料の供給を遮断することによってエンジンを自動的に停止させる。もっとも、ロックアップクラッチのような断続伝動手段によってクランク軸と駆動輪とを連動させて、駆動輪側からエンジンを逆駆動することにより、エンジンの回転を維持することもできる。
【0009】
このような状態において、再加速のために運転者(自動操縦装置を含む)によってアクセルペダル(或いはそれに相当するもの)が踏み込まれてアクセル開度が高くなった場合に、エンジン自動停止再始動制御手段は燃料噴射制御手段によって燃料供給を再開させると共に、エンジン回転数の検出手段によって検出された回転数が所定値よりも高い時は始動用モーターのようなトルク付与手段を作動させないで、燃料の供給のみによって再始動を行う。しかし、回転数が所定値よりも低い時には直ちにトルク付与手段を作動させて再始動を行うものの、もしエンジンの再始動が行われない場合には、再度トルク付与手段により、再始動操作を繰り返す。それによって、エンジンの再始動を迅速且つ確実に行うことができると共に、トルク付与手段によって消費されるエネルギーが少なくなるので、燃料の浪費を避けながらも運転フィーリングを高めることができ、前述のような従来技術における諸問題を解消することができる。
【0010】
このように、エンジンの回転数が所定値よりも高いか低いかによってトルク付与手段を作動させるか否かを決定するが、エンジンの回転数が所定値よりも低い場合に先に燃料の供給を再開して、それによって所定の時間内にエンジンの回転数の上昇が検出されない時に、はじめてトルク付与手段を作動させるようにしてもよい。いずれにしても、このような場合に、トルク付与手段を作動させるか否かを判断するための閾値となるエンジン回転数の所定値を設定する時は、少なくとも冷却水温度のようなエンジンの暖機状態を示す指標と、回転数の低下速度のようなエンジンの負荷の大きさを示す指標の一方を考慮することができる。
【0011】
本発明の制御装置においては、トルク付与手段とエンジンのクランク軸との間にワンウエイクラッチを設けることができる。それによって、再始動が終わった後にクランク軸の回転数が始動用モーターのそれを上回った時にはワンウエイクラッチが空回りをするので、始動用モーターがクランク軸の回転を妨げることがなくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施例として、エンジンの自動停止再始動制御装置を備えている自動車の、主として駆動装置とその制御装置のシステム構成を示したものである。図1において、1はエンジン本体、2はエンジン1のクランク軸、3はクランク軸2の一端に取り付けられたクランクプーリ、4はクランク軸2によって駆動されるオルタネータのような発電機、5は発電機4が発生する電力によって充電されるバッテリー、6はエンジン1によって駆動されるエアコン用のコンプレッサ、7はエンジン1の自動始動装置の一部として設けられた始動用モーター(スターター)を示している。
【0013】
図示した実施例の場合は、クランク軸2に直結されて駆動側となるクランクプーリ3と、被駆動側となる発電機4及びエアコン用のコンプレッサ6のプーリの他に、スターター7の駆動軸に取り付けられたプーリ34が、全て1本のベルト8によって連動するようになっており、これら複数個のプーリと、可撓性のある巻き掛け伝動要素である1本のベルト8が、クランク軸2を常時駆動可能な動力伝達機構9を構成している。なお、動力伝達機構9のベルト8は機能的に均等な伝動部品であるチェーン等によって置き換えることができる。このスターター7としては、通常のスターターのように、エンジン1の停止中にソレノイドによってピニオンが飛び出して、エンジン1のクランク軸2に取り付けられたリングギアに噛み合うような形式のものは不適当である。なお、場合によっては発電機4を省略するために、スターター7を発電機としても使用することもできる。
【0014】
また、10は自動車の左右の駆動輪、11はそれらに連結された左右の車軸、12はエンジン1のクランク軸2から駆動輪10までの主たる動力伝達系統に設けられた自動変速伝動装置を示している。自動変速伝動装置12の構造は良く知られているものと同様であって、エンジン1のクランク軸2から動力を受け入れる部分に、ポンプとタービンが対向している流体式のトルクコンバータ13と、それに続いて複数の歯車列や油圧クラッチ等からなる変速機14と、この場合は差動歯車列を含む終段減速機15が設けられている。
【0015】
自動変速伝動装置12には、高速の定常走行状態等においてトルクコンバータ13の流体による動力損失が少なくなるように、トルクコンバータ13を短絡して直接に機械的に伝動をするロックアップクラッチ16がトルクコンバータ13と並列に設けられているが、図1に例示したシステムにおいては、自動車の減速状態においてエンジン1のクランク軸2と駆動輪10の車軸11との間の伝動状態を任意に直結することができる自動制御可能な直結伝動手段として、本発明の目的に利用される。また、変速機14は伝動装置制御手段18により任意にニュートラル状態に制御することが可能であり、エンジン1のクランク軸2と駆動輪の車軸11との間の動力伝達を遮断することができる。
【0016】
なお、本発明における自動変速伝動装置12としては、図1に例示したように流体式のトルクコンバータ13を備えているものに限らず、一般的に、電子的な制御手段によって少なくとも動力伝達が遮断されたニュートラル状態(少なくとも車軸11からクランク軸2に向かってトルクが伝達されることを遮断している状態)と直結状態にすることができるような構成の自動変速伝動装置であればよい。従って、例えばトルクコンバータを備えていないで、常時直結式の変速機を備えているような自動変速伝動装置12においては、電子的な制御手段によって制御可能な電磁クラッチ等の制御クラッチが、変速機14に相当するものの後又は前に直列に連結され、このクラッチによりクランク軸2と駆動輪10の車軸11との間の伝動状態を直結、遮断状態に制御する。
【0017】
図1に示す17は、本発明のエンジン1のための自動停止再始動制御装置のシステム全体の中枢となる電子式制御装置(ECU)であって、エンジンの自動停止再始動制御手段と呼ぶべきものである。この制御装置17も通常のECUと同様に、少なくとも1個のマイクロプロセッサと、それに接続されたROM及びRAM等のメモリ類と、クロック装置と、更に入出力ポート等からなっている。そして、本発明特有の機能を生じさせるための指令は、センサやスイッチ等の検出手段から制御装置17へ入力される信号と、ROMに設定されたマップ等に基づいて行われる演算によって形成される。そのために制御装置17には自動車やエンジン1の各部に設けられた幾つかの検出手段からエンジン1及び自動車の作動状態を示す信号が入力され、演算結果の指令(制御信号)が関連する多数の機器の個々の駆動装置である制御手段に向かって出力される。
また、43は電動負圧ポンプであって、ブレーキシステム45に連絡しており、制御装置17の指令の下にバッテリー5により、エンジン1の停止中に所定の負圧を確保するために駆動される。42は電動油圧ポンプであって、エンジン1の停止中に油圧制御機構44のための所定の作動油圧を確保するために駆動される。なお、エンジン1が回転しているときは、ブレーキシステム45の負圧はエンジンの吸気負圧によって確保する。また、油圧制御機構44の作動油圧は、エンジン1のクランク軸2に取りつけられた油圧ポンプ(図示せず)によりまかなわれる。
【0018】
図1に例示したシステムにおいては、制御装置17の指令を受けて目的の装置を駆動する制御手段の1つとして、18は自動変速伝動装置12のための制御手段を示している。制御手段18は油圧制御機構44に指令を出すことにより自動変速伝動手段12を制御する。これは通常のものと同様に伝動装置12の内部の油圧クラッチ等を操作して変速機14の歯車列の切り換えを行うほか、いつでも制御装置17からの指令を受け入れて、直結伝動手段であるロックアップクラッチ16の断続制御を行うことができるもので、断続伝動手段の制御手段を内蔵している。この制御手段は、前述の直列接続の制御クラッチが用いられる場合にはそれを断続させるための手段となる。19は通常のエンジンECUとその指令によって作動する駆動装置のようなエンジン本体1の制御手段(E/G−ECU)を示しており、エンジン1内へ噴射する燃料を制御する燃料噴射制御手段を含んでいる。20は始動用モーター(スターター)7の制御手段であって、その作動によってスターター7にバッテリー5の電力が供給された時は、エンジン1が完全には停止していなくても、スターター7はエンジン1のクランク軸2を駆動して再始動操作を行うことができる。なお、スターター制御手段20は始動用モーター(スターター)7と共に自動始動装置を構成する。
【0019】
また、図1には、制御装置17が制御を行うために必要なエンジン1及び自動車の作動状態を示す信号を検出して制御装置17へ入力するための検出手段が幾つか例示されている。まず23は自動車の加速度及び減速度を検出するための加減速度検出手段であるが、専用のセンサ等を設ける必要はなく、車軸11等の回転数(回転速度)を計測する通常の車速センサの信号を制御装置17内で演算処理することによって自動車の加速度或いは減速度を求めることができるので、車速センサと制御装置17の一部が加減速度検出手段23となる。
【0020】
24は自動車の運転者が操作する図示しないブレーキペダルの踏み込み量(ブレーキストローク或いはブレーキ踏み込み角度、場合によってはブレーキの踏み込み力の大きさ)を検出するブレーキ踏み込み量検出手段であるが、これは例えばブレーキペダルの回動軸に取り付けられたポテンショメーター(可変抵抗器)のようなものでよい。25は運転者によるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)の検出手段を示している。実施例においてはアクセルペダルの踏み込み量を正確に検出する必要はなく、踏み込み量が所定値を越えたかどうかを検出することができれば十分であるから、検出手段25はアクセルペダルに連動するスイッチ、即ちアクセルスイッチとすることができる。なお、図1に示す41はバッテリー5の残存電力量を検出するバッテリー残量検出手段、46はエンジンの暖機状態を検知するための冷却水温センサやエンジンオイルの温度センサのような暖機状態検出手段である。
【0021】
更に、通常の自動車に搭載されている検出手段であって本発明の目的にも利用可能なものとして、30は駐車ブレーキの作動状態を検出する検出手段を示す。これは駐車ブレーキが係合状態にある時にONになるようなスイッチであればよいので、通常の自動車に設けられたこの種のスイッチをそのままセンサとして制御装置17に接続すればよい。同じく31はエンジン1の回転数を検出する検出手段31であって、例えば、エンジン1がガソリンエンジンのような火花点火機関であれば、単位時間内に発生する点火信号のパルスの数を制御装置17においてカウントすればエンジン1の回転数が求められるから、これに関連する機器がエンジン回転数の検出手段31となる。
【0022】
なお、図1には図示していないが、以上の検出手段によって間接的に検出することができる事象であっても、それを直接的に検出するための検出手段として、例えば、ロックアップクラッチ16の断続状態を直接に検出するセンサ等も必要に応じて設けることができる。また、本発明の制御装置においては、エンジン1への燃料供給を断続制御する制御手段とか、点火装置をON−OFF制御する制御手段なども必要になる。しかし、これらの制御手段によって行われる燃料供給のカット、燃料供給の復帰等の制御は、電子式制御装置17が通常のエンジン制御手段19を制御することによって行われるので、これらの制御手段は通常のエンジン制御手段19の一部に含まれている。
【0023】
図2に、実施例のスターター7に関連して設けられたワンウエイクラッチ32の構造を示す。このワンウエイクラッチ32は、始動用モーター7の出力回転軸33と、図1にも示されているプーリ34との間に設けられて、モーター7によってベルト8を介してクランク軸2をそれが回転中でも回転駆動することができるが、反対にクランク軸2側からモーター7を駆動することを阻止する。従って、図2のようなワンウエイクラッチ32を備えた始動用モーター7を用いるときは、前述のようにモーター7を発電機として利用することはできない。
【0024】
図2において35は遊星歯車式の減速装置、36はワンウエイクラッチ32の内輪、37は同じく外輪、38は内輪36と外輪37の間において起伏回転可能に支持された多数のカムを示している。内輪36は回転軸33の上に回転可能に支持されると共に、減速装置35によって回転軸33よりも減速されて回転駆動される。外輪37はワンウエイクラッチ32のハウジング39によって軸支された回転軸40の内端に取り付けられている。また、回転軸40の外端にはプーリ34が取り付けられている。
【0025】
電子式制御装置17の指令によって作動するスターター制御手段20によってモーター7が電力の供給を受けて回転する時に、外輪37に対して内輪36が駆動側となることによってワンウエイクラッチ32のカム38が起立し、内輪36と外輪37の間に楔状に挟まってそれらを連動させる。それによって減速装置35によって減速された内輪36の回転が外輪37へ伝達され、更に回転軸40とプーリ34、ベルト8とクランクプーリ3を介してクランク軸2へ伝えられてエンジン1を始動する。それによってエンジン1が始動されてクランク軸2の回転数が高くなると外輪37が内輪36を駆動するようになるので、カム38は倒れるように回転して外輪37及び内輪36の間のカムを介したかみ合いが解除されそれらの間の伝動状態は遮断される。
【0026】
図1に示す実施例のエンジンの自動停止再始動制御装置は以上のような構成を有するので、以下、この装置の作動を、電子式制御装置17によって所定の短時間毎に繰り返して実行される図3のフローチャートに示すような制御プログラムと、図4に示すような線図を参照しながら詳細に説明する。なお、図5及び図6には運転状態におけるタイムチャートが示されているが、これらについては後で説明を加える。
【0027】
実施例の制御装置を搭載している自動車が走行中に、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)が0になり、車速が低下する減速状態に入って、加減速度検出手段23の検出信号が負の所定値以下となった時、その信号によって電子式制御装置17がステップ301において自動車の減速状態を検知する。更に、ステップ302において、アクセルペダルの踏み込み量の検出手段であるアクセルスイッチ25がOFF状態であることを検知し、アクセルペダルの踏み込みが行われていないことを確認した時は、ステップ303に進んで制御装置17がエンジン制御手段19を制御して、エンジン本体1に対して燃料カットと燃料復帰禁止を指令する。
【0028】
それと同時に制御装置17は伝動装置制御手段18を制御して、自動変速伝動装置12のロックアップクラッチ16(或いは、前述のようにそれに相当する制御クラッチ等)をON(接続状態)として、燃料の供給をカットされてトルクを発生しなくなったエンジン1のクランク軸2が、駆動輪10及び車軸11によって逆に駆動されて回転を続けるようにする。なお、ステップ301において減速状態が検知されない場合とか、ステップ302においてアクセルペダルの踏み込みが検知された時にはステップ301の前に戻って判定を繰り返す。
【0029】
ステップ303の処理を行った後にステップ304において再びアクセルスイッチ25がOFFである(加速操作がなされていない)ことを確認してからステップ305へ進み、エンジン回転数の検出手段31により検出されるクランク軸2の回転数が所定の回転数Nlimit の値以上であるか否かが判定される。
【0030】
ここでNlimit というのは次のような意味をもつ所定値である。一般に往復動式のエンジンにおいては回転数が低下して停止する時までに共振域(図5参照)と呼ばれる回転数領域を通過するので、その際にエンジンと自動車の車体との共振によって振幅の大きい、乗員にとって不快な振動が発生する。Nlimit はこの共振域の最大回転数と、エンジンを停止させる制御が行われた後に実際にエンジンの回転数が降下し始めるまでの時間遅れの間に見込まれるエンジン回転数の降下量とを加えた回転数のことである。回転数が低下してNlimit に達した時に、以下の共振域を迅速に通過させることによって、共振域において発生する振動を軽減することができる。
【0031】
ステップ305においてYES(クランク軸2の回転数がNlimit まで降下していない)と判定された場合は、ステップ304の前に戻って判定を繰り返す。燃料カットの状態で減速が進むと共にクランク軸2の回転数も低下して、ステップ305においてNO(回転数がNlimit に達して共振域に近づいた)と判定された時は、ステップ306に進んでブレーキ踏み込み量検出手段24によって検出されるブレーキ踏み込み量が所定値以上か否かが判定される。もし運転者が自動車を停車させるためにブレーキを所定値以上の大きさで踏み込んでいる時は、エンジン1の停止を許すためにステップ307へ進んで、伝動装置制御手段18を介してロックアップクラッチ16を解放してクランク軸2と車軸11との間の連動を遮断すると共に、変速機14をニュートラル状態に制御する。
【0032】
エンジン1の回転停止を可能とした後のステップ308において、電子式制御装置17はエンジンの始動条件が成立しているか否かを判定する。エンジンの始動条件としてはアクセルスイッチ25がONになった時、バッテリー残量が所定値以下になった時等、色々なものをOR条件として使用することができるが、この実施例では運転者によるブレーキの踏み込み量が所定値以下になった時を始動条件として取り上げている。従って、ステップ308においてはブレーキの踏み込み量が所定値以下であるか否かを判定する。判定がNO(ブレーキの踏み込み量が所定値以上)であれば、ロックアップクラッチ16を解放してエンジン1の回転停止が可能になった後も運転者は停車の意思を変えていないことになるから、再びステップ308へ戻って判定を繰り返す。その間にエンジン1は完全に停止する。
【0033】
継続的な停車(駐車)は、例えば駐車ブレーキの作動状態検出手段30がON信号を発生することによって確認することができるので、その段階で制御装置17が制御を終了するように設定してもよいが、停車に至る途中の段階や、一時的に停車した後に運転者が再加速を指令する場合もあるので、その時はエンジン1の再始動操作が必要になる。
【0034】
ステップ304においてアクセルスイッチ25がON、即ち運転者がアクセルペダルを踏んで再加速を指令した場合は明確であるが、ステップ306の判定において、ブレーキの踏み込み量が所定値(この場合はエンジン再始動閾値S2 )以下(NO)となった場合は、運転者の意思が自動車の停車から走行の継続或いは再加速に転じたものと考えられる。ロックアップクラッチ16を解放してエンジン回転停止操作を行った後のステップ308における判定がYES(例えば、ブレーキ踏み込み量が所定値S2 以下)となった場合も、当初は自動車を停車させようとしていた運転者の意思が変化して、前述のように再加速することになったものと考えられる。そこで実施例の制御装置17の制御においては、再加速が行われるこれらいずれの場合でも、再びエンジン1に燃料を供給すると共に再始動を行って回転数を上昇させる必要があるので、その制御を行うためにステップ309へ進む。
【0035】
再始動及び再加速の準備に入るステップ309においては、ステップ307を経ないでステップ304から直接にステップ309へ到達する場合もあるから、制御装置17は、伝動装置制御手段18を介してロックアップクラッチ16をOFFとして、クランク軸2が自由に回転できるようにする。それと同時に伝動装置制御手段18による自動変速伝動装置12の変速機14の制御も通常の制御モードに復帰させる。
【0036】
次のステップ310においてはエンジン回転数の所定値Ncrank を設定する。Ncrank というのは、再加速を予測して燃料の供給を再開する時にスターター7を作動させるか否かを決定するための閾値となるものである。Ncrank は、エンジン1の冷却水やエンジンオイルの温度から検知されるエンジン1の暖機状態とか、補機の作動状況や発電機4の負荷状況から検知されるエンジン1への負荷状態によって決まる値である。従って、エンジン回転数の低下速度や、冷却水温センサ46によって検知される冷却水の温度等をパラメータとして図4の線図に示すように予めマップ化されて、制御装置17内のROMに内蔵されている。従って、図4の場合はその時のエンジン回転数の低下速度と冷却水温を与えるとNcrank の値が決まる。
【0037】
図3のステップ311においては、その時のエンジン回転数が、選択されたNcrank の値よりも大きいか否かが判定される。大きくない(NO)時はステップ312においてスターター7を作動させるが、大きい(YES)時はスターター7を作動させない。それによってスターター7を作動させる回数を低減させることができる。その後は、いずれの場合もステップ313へ進んで燃料の供給を再開する。そしてステップ314においては、エンジンの始動が終わったか否かを判定するために、所定の時間内に回転数が所定値に達したか否かが判定される。達しておれば(YES)ステップ315へ進み、スタータ7が駆動されている場合には、それを停止させてから最初のステップ301へ戻るが、達していない(NO)時はステップ312へ戻って、スターター7の駆動による再始動操作を繰り返すことになる。
【0038】
このような作動が図5或いは図6のタイムチャート(横軸は経過時間)に経時的に示されている。図5における実線は、運転者による再加速要求が遅くて、その間にエンジン1の回転が完全に停止してしまった場合を示している。エンジン1が自動停止する少し前に回転数がNlimit を通過する時に、共振を避けるために変速機14をニュートラル状態とし、ロックアップクラッチ16はOFFとされている。ブレーキの踏み込み量が所定値以下になると、駐車ブレーキの作動状態検出手段30が信号を検出していない限り、電子式制御装置17は運転者が再加速要求をするものと予測して、燃料の供給を再開すると共にスターター7を駆動する。この場合は、エンジン1が完全に停止していて、回転数がNcrank 以下の0であるから、必ずスターター7によって再始動が行われてエンジンの回転数がNlimit 以上に高められる。予測通りにアクセル開度が大きくなって再加速要求が確実になると、エンジン1は既に始動しているから、間髪をいれずに燃料が増量されてエンジンの回転数が迅速に上昇する。
【0039】
図5のタイムチャートにおいて破線で示したものは、エンジンが完全に停止する前に運転者のブレーキ踏み込み量が減少して再加速が予測された場合である。図示の場合はエンジンの回転数が0になる寸前まで低下していて、Ncrank の値以下になっているので、クランク軸2は未だ回転してはいるがスターター7による再始動が行われる。
【0040】
これらの場合と異なって、図6のタイムチャートにおいては、ブレーキの踏み込み量が0であって変わらないが、アクセルスイッチ25によって検出されるアクセル開度が大きくなることによって、電子式制御装置17が運転者の再加速要求を明確に確認して再始動制御を開始する場合を示している。図6において実線で示したものは、その時のエンジン1の回転数がNcrank よりも高いためにスターター7を使用しないで、単に燃料の供給を再開することだけで再始動を行う場合である。この場合は、エンジンの回転数がNlimit よりも高くてロックアップクラッチ16が未だONとなっているから、燃料の供給を再開する時に、同時にロックアップクラッチ16をOFFとしている。スターター7を使用しないので無用の電力を消費しないため、燃料の浪費を避けることができる。
【0041】
図6において破線で示したものは、運転者の再加速要求を示すアクセル開度が大きくなる時期が遅かったために、電子式制御装置17によって再始動制御が開始されても実際に燃料の供給が再開されると共に、ロックアップクラッチ16がOFFとされるまでの時間遅れの間に、エンジンの回転数が低下してNcrank 以下になってしまう場合である。このような場合も、スターター7を駆動して確実に再始動を行うべきである。
【0042】
このようにして迅速にエンジン1の再始動が終わり、回転数が上昇していつでも急速な再加速の要求に応じることができるようになる。また、実施例のスターター7には図2に例示したような構造のワンウエイクラッチ32が設けられているので、クランク軸2が回転していても再始動操作が可能である。また、エンジンの回転数の高さによって、再始動を行う際にスターター7を使用するかどうかという差はあるが、いずれかの道を辿って再始動が行われて、クランク軸2の回転数が一定の値以上に上昇すると、ワンウエイクラッチ32が空回り状態になるので、スターター7が高回転でクランク軸に連れ回されて破損する恐れはない。また、本実施例において、エンジン1の自動停止中は、制御手段17により電動負圧ポンプ43と電動油圧ポンプ42が駆動されるのでブレーキシステム45に所定の負圧を確保すると共に、油圧制御機構44に所定の油圧を確保することができ、それぞれの作動を適切に行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の自動停止再始動制御装置を示すシステム構成図である。
【図2】本発明装置に使用することができるワンウエイクラッチ等の構造を例示する断面図である。
【図3】実施例の制御装置の制御プログラムを例示するフローチャートである。
【図4】始動用モーターを使用するか否かを決定するための所定値を設定する際に使用されるマップの内容を例示する線図である。
【図5】実施例装置の1つの運転状態を例示するタイムチャートである。
【図6】実施例装置の他の運転状態を例示するタイムチャートである。
【符号の説明】
1…エンジン本体
2…クランク軸
4…発電機
5…バッテリー
6…エアコン用のコンプレッサ
7…始動用モーター(スターター、トルク付与手段)
8…ベルト
9…クランク軸を常時駆動可能な動力伝達機構
10…駆動輪
11…車軸
12…自動変速伝動装置
13…トルクコンバータ
14…変速機
16…ロックアップクラッチ
17…電子式制御装置(エンジン自動停止再始動制御手段)
18…伝動装置制御手段
19…エンジン制御手段(燃料噴射制御手段を含む)
20…スターター制御手段
23…加減速度検出手段
24…ブレーキ踏み込み量検出手段
25…アクセルペダル踏み込み量の検出手段(アクセルスイッチ)
30…駐車ブレーキの作動状態検出手段
31…エンジン回転数の検出手段
32…ワンウエイクラッチ
35…遊星歯車式の減速装置
41…バッテリ残量検出手段
42…電動油圧ポンプ
43…電動負圧ポンプ
44…油圧制御機構
45…ブレーキシステム
46…暖機状態検出手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can automatically stop an automobile internal combustion engine (engine) during operation when there is no need for driving, while the engine does not stop completely when there is a need for driving. The present invention relates to an automatic stop / restart control device for an automobile engine that can be automatically restarted.
[0002]
[Prior art]
In an automobile that uses an engine as a driving power source, the lockup clutch provided in the torque converter of the automatic transmission is engaged during deceleration when the vehicle speed is gradually decreasing because the driver does not step on the accelerator pedal. By combining, the crankshaft of the engine and the transmission of the automatic transmission device are directly connected, and by stopping the supply of fuel to the engine, fuel consumption is maintained while maintaining engine rotation by driving from the drive wheel side. A device for saving the above has been conventionally known as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-166165. In the conventional system, when the engine speed is reduced to a predetermined value higher than the idle speed in such a fuel cut state, the lock-up clutch is released and the fuel is released to prevent engine stall. It is customary to resume the supply.
[0003]
In order to further reduce the fuel consumption as compared with the prior art, the automatic engine start / stop device described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-189395 discloses a fuel cut for performing fuel cut control of the engine. Even if the condition is not satisfied, the fuel cut control is executed when the automatic engine stop condition is satisfied, and the clutch is in the engaged state during this period. If the clutch release condition is satisfied while the automatic stop condition is satisfied, the engine is controlled to be automatically stopped by releasing the clutch.
[0004]
However, in this improved prior art, when the fuel consumption is reduced by extending the engine speed range for fuel cut to a low speed range, after the engine speed suddenly drops due to braking, etc. Even if the supply of fuel is resumed in an attempt to re-accelerate, the engine speed is low, so it is highly likely that the fuel will not be easily ignited and an engine stall will occur. When ignition becomes impossible in this way, it is necessary to restart the engine by the starter. However, in the conventional starter that engages with the ring gear of the engine only when starting, the pinion pops out even at low speed. While the gear rotates with the crankshaft, it is difficult for the pinion to mesh with the ring gear. Therefore, it is necessary to wait for the engine to completely stop and perform a restart operation. Therefore, since the vehicle cannot be restarted immediately and accelerated, the driver feels uncomfortable and the driving feeling deteriorates.
[0005]
Further, in the control device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-200538, a starter generator is incorporated in the engine, and a function as a motor for driving the engine in the engine and power generation that receives the driving force of the engine to generate electric power. In addition to having functions as a machine, these functions are switched and controlled according to the operating state. When releasing the lock-up clutch and ending maintenance of the engine by the drive wheels, the engine speed is reduced to a predetermined value or less by supplying power to the starter generator instead and operating it as a starter motor. Therefore, when the lockup clutch is released, the power is always supplied to the device regardless of whether or not the device needs to be restarted. There is a problem of wasting power when there is no need for starting.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention addresses the aforementioned problems in the prior art. Yu And avoid wasting power and thus fuel Providing an automatic stop / restart control device for an engine It is an object.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides an engine automatic stop / restart control device according to claim 1 as means for solving the above-mentioned problems.
[0008]
The engine automatic stop / restart control means in the control device of the present invention automatically shuts off the fuel supply to the engine when the deceleration of the vehicle is detected when the accelerator opening becomes zero. Stop. However, the rotation of the engine can be maintained by reversely driving the engine from the drive wheel side by interlocking the crankshaft and the drive wheel by intermittent transmission means such as a lock-up clutch.
[0009]
In such a state, when the accelerator pedal (or the equivalent) is depressed by the driver (including the autopilot) for re-acceleration and the accelerator opening is increased, the engine automatic stop / restart control is performed. The means restarts the fuel supply by the fuel injection control means, and when the rotational speed detected by the engine rotational speed detection means is higher than a predetermined value, the torque applying means such as the starting motor is not operated, Restart by supplying only. However, when the rotational speed is lower than the predetermined value, the torque applying means is immediately operated to restart. However, if the engine is not restarted, the restarting operation is repeated again by the torque applying means. . As a result, the engine can be restarted quickly and reliably, and the energy consumed by the torque applying means is reduced, so that the driving feeling can be improved while avoiding waste of fuel. Various problems in the conventional technology can be solved.
[0010]
Thus, it is determined whether or not the torque applying means is operated depending on whether the engine speed is higher or lower than the predetermined value. However, when the engine speed is lower than the predetermined value, the fuel supply is performed first. The torque applying means may be operated only when the engine speed is restarted and no increase in the engine speed is detected within a predetermined time. In any case, in such a case, when setting a predetermined value of the engine speed that is a threshold value for determining whether or not to actuate the torque applying means, at least the engine warm temperature such as the cooling water temperature is set. One of an index indicating the machine state and an index indicating the magnitude of the engine load such as the speed of decrease in the rotational speed can be considered.
[0011]
In the control device of the present invention, a one-way clutch can be provided between the torque applying means and the crankshaft of the engine. As a result, when the rotation speed of the crankshaft exceeds that of the starter motor after the restart is completed, the one-way clutch runs idle, so that the starter motor does not hinder the rotation of the crankshaft.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows, as an embodiment of the present invention, a system configuration of mainly a drive unit and a control unit thereof for an automobile equipped with an automatic engine stop / restart control unit. In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a crankshaft of the engine 1, 3 is a crank pulley attached to one end of the crankshaft 2, 4 is a generator such as an alternator driven by the crankshaft 2, and 5 is power generation. A battery charged by the electric power generated by the machine 4, a compressor for an air conditioner driven by the engine 1, and a starter motor (starter) 7 provided as a part of the automatic starter of the engine 1. .
[0013]
In the case of the illustrated embodiment, in addition to the crank pulley 3 that is directly connected to the crankshaft 2 on the drive side, the generator 4 on the driven side, and the pulley of the compressor 6 for the air conditioner, the drive shaft of the starter 7 The attached pulleys 34 are all interlocked by a single belt 8, and the plurality of pulleys and a single belt 8, which is a flexible winding transmission element, are connected to the crankshaft 2. The power transmission mechanism 9 that can always be driven is configured. The belt 8 of the power transmission mechanism 9 can be replaced with a chain or the like that is a functionally equivalent transmission component. As the starter 7, a type in which a pinion pops out by a solenoid while the engine 1 is stopped and engages with a ring gear attached to the crankshaft 2 of the engine 1 is not suitable as the starter 7. . In some cases, since the generator 4 is omitted, the starter 7 can also be used as a generator.
[0014]
Reference numeral 10 denotes left and right drive wheels of the automobile, 11 denotes left and right axles connected to them, and 12 denotes an automatic transmission device provided in a main power transmission system from the crankshaft 2 to the drive wheels 10 of the engine 1. ing. The structure of the automatic transmission 12 is well known, and a hydraulic torque converter 13 in which a pump and a turbine are opposed to a portion for receiving power from the crankshaft 2 of the engine 1, and Subsequently, a transmission 14 including a plurality of gear trains, hydraulic clutches, and the like, and in this case, a final reduction gear 15 including a differential gear train is provided.
[0015]
The automatic transmission device 12 includes a lock-up clutch 16 that is mechanically transmitted directly by short-circuiting the torque converter 13 so that power loss due to the fluid of the torque converter 13 is reduced in a high-speed steady running state or the like. Although provided in parallel with the converter 13, in the system illustrated in FIG. 1, the transmission state between the crankshaft 2 of the engine 1 and the axle 11 of the drive wheel 10 is arbitrarily directly connected in the deceleration state of the automobile. As a direct-coupled transmission means that can be controlled automatically, it is used for the purpose of the present invention. Further, the transmission 14 can be arbitrarily controlled to a neutral state by the transmission device control means 18, and power transmission between the crankshaft 2 of the engine 1 and the axle 11 of the drive wheel can be cut off.
[0016]
The automatic transmission 12 according to the present invention is not limited to the one provided with the fluid torque converter 13 as illustrated in FIG. 1, but generally, at least the power transmission is interrupted by the electronic control means. Any automatic transmission device can be used as long as it is in a neutral state (a state where at least transmission of torque from the axle 11 toward the crankshaft 2 is blocked) and a directly connected state. Accordingly, for example, in the automatic transmission 12 that does not include a torque converter but always includes a direct-coupled transmission, a control clutch such as an electromagnetic clutch that can be controlled by electronic control means is provided in the transmission. 14 is connected in series after or before the one corresponding to No. 14, and this clutch controls the transmission state between the crankshaft 2 and the axle 11 of the drive wheel 10 to be directly connected or disconnected.
[0017]
Reference numeral 17 shown in FIG. 1 denotes an electronic control unit (ECU) which is the center of the entire system of the automatic stop / restart control device for the engine 1 of the present invention, and should be called an engine automatic stop / restart control means. Is. The control device 17 also includes at least one microprocessor, memories such as ROM and RAM, a clock device, an input / output port, and the like, as in a normal ECU. A command for causing a function specific to the present invention is formed by a calculation performed based on a signal input to the control device 17 from a detection unit such as a sensor or a switch, a map set in the ROM, and the like. . For this purpose, the control device 17 receives signals indicating the operating states of the engine 1 and the vehicle from several detection means provided in each part of the vehicle and the engine 1, and a large number of calculation result commands (control signals) are related. It is output toward the control means which is an individual driving device of the device.
An electric negative pressure pump 43 communicates with the brake system 45 and is driven by the battery 5 to ensure a predetermined negative pressure while the engine 1 is stopped under the command of the control device 17. The An electric hydraulic pump 42 is driven to ensure a predetermined hydraulic pressure for the hydraulic control mechanism 44 while the engine 1 is stopped. When the engine 1 is rotating, the negative pressure of the brake system 45 is secured by the intake negative pressure of the engine. The hydraulic pressure of the hydraulic control mechanism 44 is supplied by a hydraulic pump (not shown) attached to the crankshaft 2 of the engine 1.
[0018]
In the system illustrated in FIG. 1, reference numeral 18 denotes control means for the automatic transmission 12 as one of control means for driving a target device in response to a command from the control device 17. The control means 18 controls the automatic transmission mechanism 12 by issuing a command to the hydraulic control mechanism 44. In the same way as a normal one, the gear train of the transmission 14 is switched by operating a hydraulic clutch or the like inside the transmission device 12, and a command from the control device 17 is accepted at any time to lock the direct transmission mechanism. The up-clutch 16 can be intermittently controlled, and has a built-in control means for the intermittent transmission means. This control means is a means for intermittently connecting the above-described series-connected control clutch. Reference numeral 19 denotes a normal engine ECU and control means (E / G-ECU) of the engine main body 1 such as a drive device that operates according to its command. The fuel injection control means for controlling the fuel injected into the engine 1 Contains. Reference numeral 20 denotes a control means for a starter motor (starter) 7. When the power of the battery 5 is supplied to the starter 7 by its operation, the starter 7 is an engine even if the engine 1 is not completely stopped. One crankshaft 2 can be driven to perform a restart operation. The starter control means 20 constitutes an automatic starter together with a starter motor (starter) 7.
[0019]
FIG. 1 also illustrates several detection means for detecting and inputting to the control device 17 signals indicating the operating states of the engine 1 and the automobile necessary for the control device 17 to perform control. First, reference numeral 23 denotes acceleration / deceleration detecting means for detecting the acceleration and deceleration of the automobile, but it is not necessary to provide a dedicated sensor or the like, and a normal vehicle speed sensor for measuring the rotation speed (rotational speed) of the axle 11 or the like. Since the acceleration or deceleration of the automobile can be obtained by calculating the signal in the control device 17, a part of the vehicle speed sensor and the control device 17 serves as the acceleration / deceleration detecting means 23.
[0020]
Reference numeral 24 denotes brake depression amount detection means for detecting the depression amount of a brake pedal (not shown) operated by the driver of the automobile (brake stroke or brake depression angle, and in some cases, the magnitude of the depression force of the brake). It may be something like a potentiometer (variable resistor) attached to the rotating shaft of the brake pedal. Reference numeral 25 denotes a means for detecting the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) by the driver. In the embodiment, it is not necessary to accurately detect the depression amount of the accelerator pedal, and it is sufficient if it is possible to detect whether or not the depression amount exceeds a predetermined value. Therefore, the detection means 25 is a switch linked to the accelerator pedal, that is, It can be an accelerator switch. In FIG. 1, reference numeral 41 denotes a remaining battery level detecting means for detecting the remaining electric energy of the battery 5, and reference numeral 46 denotes a warm-up state such as a cooling water temperature sensor or an engine oil temperature sensor for detecting the warm-up state of the engine. It is a detection means.
[0021]
Further, as a detecting means mounted on a normal automobile and usable for the purpose of the present invention, reference numeral 30 denotes a detecting means for detecting the operating state of the parking brake. Since this may be a switch that is turned on when the parking brake is in the engaged state, this type of switch provided in a normal automobile may be directly connected to the control device 17 as a sensor. Similarly, 31 is a detecting means 31 for detecting the number of revolutions of the engine 1. For example, if the engine 1 is a spark ignition engine such as a gasoline engine, the number of pulses of the ignition signal generated within a unit time is controlled by the control device. If the count is performed at 17, the rotational speed of the engine 1 is obtained, and the device related to this is the engine rotational speed detection means 31.
[0022]
Although not shown in FIG. 1, even if an event that can be indirectly detected by the above detection means is used as a detection means for directly detecting the event, for example, a lock-up clutch 16 is used. A sensor or the like for directly detecting the intermittent state can be provided as necessary. In the control device of the present invention, control means for intermittently controlling the fuel supply to the engine 1, control means for ON / OFF control of the ignition device, and the like are also required. However, control such as fuel supply cut and fuel supply return performed by these control means is performed by the electronic control unit 17 controlling the normal engine control means 19, so these control means are usually Is included in a part of the engine control means 19.
[0023]
FIG. 2 shows a structure of a one-way clutch 32 provided in association with the starter 7 of the embodiment. The one-way clutch 32 is provided between the output rotating shaft 33 of the starting motor 7 and the pulley 34 also shown in FIG. 1, and the motor 7 rotates the crankshaft 2 via the belt 8. In particular, the motor 7 can be driven to rotate, but the motor 7 is prevented from being driven from the crankshaft 2 side. Therefore, when the starting motor 7 having the one-way clutch 32 as shown in FIG. 2 is used, the motor 7 cannot be used as a generator as described above.
[0024]
In FIG. 2, 35 is a planetary gear type speed reducer, 36 is an inner ring of the one-way clutch 32, 37 is an outer ring, and 38 is a number of cams supported between the inner ring 36 and the outer ring 37 so as to be able to rotate up and down. The inner ring 36 is rotatably supported on the rotating shaft 33 and is driven to rotate by being decelerated from the rotating shaft 33 by the speed reducer 35. The outer ring 37 is attached to the inner end of the rotating shaft 40 supported by the housing 39 of the one-way clutch 32. A pulley 34 is attached to the outer end of the rotating shaft 40.
[0025]
The cam 38 of the one-way clutch 32 stands up when the inner ring 36 is driven with respect to the outer ring 37 when the motor 7 is supplied with electric power and rotates by the starter control means 20 that operates according to a command of the electronic control unit 17. Then, they are sandwiched between the inner ring 36 and the outer ring 37 in a wedge shape to interlock them. Thereby, the rotation of the inner ring 36 decelerated by the reduction gear 35 is transmitted to the outer ring 37 and further transmitted to the crankshaft 2 via the rotating shaft 40 and the pulley 34, the belt 8 and the crank pulley 3, and the engine 1 is started. As a result, when the engine 1 is started and the rotational speed of the crankshaft 2 increases, the outer ring 37 drives the inner ring 36, so that the cam 38 rotates so as to fall and the cam between the outer ring 37 and the inner ring 36 is interposed. The engagement is released and the transmission state between them is cut off.
[0026]
Since the engine automatic stop / restart control apparatus according to the embodiment shown in FIG. 1 has the above-described configuration, the operation of this apparatus is repeatedly executed by the electronic control unit 17 every predetermined short time. This will be described in detail with reference to a control program as shown in the flowchart of FIG. 3 and a diagram as shown in FIG. In addition, although the time chart in the driving | running state is shown by FIG.5 and FIG.6, description is added later about these.
[0027]
While the vehicle equipped with the control device of the embodiment is running, the accelerator pedal depression amount (accelerator opening) by the driver becomes 0, the vehicle enters a deceleration state where the vehicle speed decreases, and the acceleration / deceleration detecting means 23 When the detection signal becomes equal to or less than a predetermined negative value, the electronic control unit 17 detects the deceleration state of the vehicle in step 301 based on the signal. Further, in step 302, when it is detected that the accelerator switch 25, which is a means for detecting the depression amount of the accelerator pedal, is OFF and it is confirmed that the accelerator pedal is not depressed, the routine proceeds to step 303. The control device 17 controls the engine control means 19 to instruct the engine body 1 to cut fuel and prohibit fuel return.
[0028]
At the same time, the control device 17 controls the transmission control means 18 to turn on the lockup clutch 16 (or the control clutch corresponding thereto as described above, etc.) of the automatic transmission 12 so that the fuel is supplied. The crankshaft 2 of the engine 1 whose supply is cut and no longer generates torque is driven reversely by the drive wheels 10 and the axle 11 to continue to rotate. When the deceleration state is not detected at step 301 or when the accelerator pedal is depressed at step 302, the process returns to step 301 and repeats the determination.
[0029]
After performing step 303, it is confirmed again in step 304 that the accelerator switch 25 is OFF (acceleration operation has not been performed), and then the routine proceeds to step 305, where the crank detected by the engine speed detection means 31 is detected. It is determined whether or not the rotational speed of the shaft 2 is equal to or greater than a predetermined rotational speed Nlimit.
[0030]
Here, Nlimit is a predetermined value having the following meaning. In general, a reciprocating engine passes through a rotational speed region called a resonance region (see FIG. 5) by the time when the rotational speed decreases and stops. Large vibrations that are uncomfortable for passengers occur. Nlimit is the maximum number of revolutions in this resonance range and the amount of decrease in engine speed expected during the time delay until the engine speed actually begins to drop after control to stop the engine is added. It is the number of revolutions. When the rotational speed decreases and reaches Nlimit, the vibration generated in the resonance region can be reduced by rapidly passing the following resonance region.
[0031]
If it is determined YES in step 305 (the rotation speed of the crankshaft 2 has not dropped to Nlimit), the process returns to step 304 and repeats the determination. Deceleration progresses in the fuel cut state and the rotational speed of the crankshaft 2 also decreases, and if it is determined NO in step 305 (the rotational speed has reached Nlimit and approached the resonance range), the process proceeds to step 306. It is determined whether or not the brake depression amount detected by the brake depression amount detection means 24 is equal to or greater than a predetermined value. If the driver depresses the brake with a magnitude greater than a predetermined value in order to stop the vehicle, the routine proceeds to step 307 to allow the engine 1 to stop, and the lockup clutch is connected via the transmission control means 18. 16 is released to cut off the linkage between the crankshaft 2 and the axle 11, and the transmission 14 is controlled to the neutral state.
[0032]
In step 308 after enabling the engine 1 to stop rotating, the electronic control unit 17 determines whether or not the engine start condition is satisfied. Various engine starting conditions can be used as the OR condition, such as when the accelerator switch 25 is turned on or when the remaining battery level is below a predetermined value. The starting condition is taken when the amount of brake depression falls below a predetermined value. Accordingly, in step 308, it is determined whether or not the brake depression amount is equal to or less than a predetermined value. If the determination is NO (the brake depression amount is equal to or greater than a predetermined value), the driver has not changed his / her intention to stop even after the lock-up clutch 16 is released and the rotation of the engine 1 can be stopped. Then, the process returns to step 308 again to repeat the determination. Meanwhile, the engine 1 is completely stopped.
[0033]
The continuous stop (parking) can be confirmed, for example, by generating an ON signal by the parking brake operating state detection means 30, so that even if the control device 17 is set to end the control at that stage. Although it may be good, the driver | operator may instruct | indicate re-acceleration in the stage in the middle before stopping, or after stopping temporarily, The restart operation of the engine 1 is needed at that time.
[0034]
In step 304, it is clear that the accelerator switch 25 is ON, that is, when the driver commands the re-acceleration by depressing the accelerator pedal. However, in step 306, the brake depression amount is a predetermined value (in this case, the engine is restarted). If the threshold value S2) is equal to or lower than (NO), it is considered that the driver's intention has shifted from the stop of the automobile to the continuation of driving or reacceleration. Even if the determination in step 308 after releasing the lockup clutch 16 and performing the engine rotation stoppage is YES (for example, the brake depression amount is equal to or less than the predetermined value S2), the vehicle was originally intended to stop. It is probable that the driver's intention changed and the vehicle was accelerated again as described above. Therefore, in the control of the control device 17 of the embodiment, in any of these cases where reacceleration is performed, it is necessary to supply the fuel to the engine 1 again and restart it to increase the rotational speed. Proceed to step 309 to do so.
[0035]
In step 309 which is in preparation for restart and re-acceleration, the control device 17 locks up via the transmission device control means 18 because step 309 may be reached directly from step 304 without going through step 307. The clutch 16 is turned off so that the crankshaft 2 can freely rotate. At the same time, the control of the transmission 14 of the automatic transmission 12 by the transmission control means 18 is also returned to the normal control mode.
[0036]
In the next step 310, a predetermined value Ncrank of the engine speed is set. Ncrank is a threshold value for determining whether or not to operate the starter 7 when re-acceleration is predicted and fuel supply is resumed. Ncrank is a value determined by the warm-up state of the engine 1 detected from the temperature of the coolant or engine oil of the engine 1 or the load state on the engine 1 detected from the operating state of the auxiliary machine or the load state of the generator 4. It is. Accordingly, as shown in the diagram of FIG. 4, parameters such as the engine speed reduction speed and the temperature of the cooling water detected by the cooling water temperature sensor 46 are mapped in advance as shown in the diagram of FIG. ing. Therefore, in the case of FIG. 4, the value of Ncrank is determined by giving the rate of decrease in engine speed and the cooling water temperature at that time.
[0037]
In step 311 of FIG. 3, it is determined whether or not the engine speed at that time is larger than the selected value of Ncrank. When it is not large (NO), the starter 7 is operated in step 312, but when it is large (YES), the starter 7 is not operated. Thereby, the frequency | count of operating the starter 7 can be reduced. Thereafter, in either case, the process proceeds to step 313 to restart the fuel supply. In step 314, in order to determine whether or not the engine has been started, it is determined whether or not the rotational speed has reached a predetermined value within a predetermined time. If it has reached (YES), the process proceeds to step 315. If the starter 7 is being driven, it is stopped and then the process returns to the first step 301. If not (NO), the process returns to step 312. The restart operation by driving the starter 7 is repeated.
[0038]
Such an operation is shown over time in the time chart of FIG. 5 or FIG. 6 (the horizontal axis is the elapsed time). The solid line in FIG. 5 shows a case where the re-acceleration request by the driver is slow and the rotation of the engine 1 is completely stopped during that time. When the rotational speed passes Nlimit shortly before the engine 1 automatically stops, the transmission 14 is set to the neutral state in order to avoid resonance, and the lockup clutch 16 is turned off. When the brake depression amount is less than or equal to the predetermined value, the electronic control unit 17 predicts that the driver will request re-acceleration unless the parking brake operation state detection means 30 detects a signal, The supply is resumed and the starter 7 is driven. In this case, since the engine 1 is completely stopped and the rotational speed is 0 which is equal to or less than Ncrank, restarting is always performed by the starter 7 and the rotational speed of the engine is increased to Nlimit or higher. If the accelerator opening becomes large as expected and the re-acceleration request is ensured, the engine 1 has already been started, so the amount of fuel is increased and the engine speed rapidly rises without any delay.
[0039]
In the time chart of FIG. 5, what is indicated by a broken line is a case in which re-acceleration is predicted due to a decrease in the brake depression amount of the driver before the engine is completely stopped. In the case shown in the figure, the engine speed has decreased to just before it becomes zero and is equal to or less than the value of Ncrank. Therefore, the crankshaft 2 is still rotating but is restarted by the starter 7.
[0040]
Unlike these cases, in the time chart of FIG. 6, the brake depression amount is 0 and does not change. This shows a case where the restart control is started after clearly confirming the driver's reacceleration request. In FIG. 6, the solid line shows a case where the engine 1 at that time is higher than Ncrank, so that the starter 7 is not used and the restart is performed simply by restarting the fuel supply. In this case, since the engine speed is higher than Nlimit and the lockup clutch 16 is still ON, the lockup clutch 16 is simultaneously turned OFF when the fuel supply is resumed. Since the starter 7 is not used, unnecessary power is not consumed, so that waste of fuel can be avoided.
[0041]
In FIG. 6, what is indicated by a broken line is that the fuel supply is actually supplied even when the electronic control unit 17 starts the restart control because the accelerator opening indicating the driver's reacceleration request is delayed. This is a case where the engine speed is reduced to Ncrank or less during a time delay until the lockup clutch 16 is turned off while being restarted. Even in such a case, the starter 7 should be driven to ensure restart.
[0042]
In this way, the restart of the engine 1 is completed quickly, and the number of revolutions can be increased to meet the demand for rapid reacceleration at any time. In addition, since the one-way clutch 32 having the structure illustrated in FIG. 2 is provided in the starter 7 of the embodiment, the restart operation is possible even when the crankshaft 2 is rotating. Further, there is a difference in whether or not the starter 7 is used when restarting depending on the high engine speed. When the value rises above a certain value, the one-way clutch 32 becomes idle, so there is no possibility that the starter 7 is rotated by the crankshaft at a high speed and damaged. Further, in the present embodiment, during the automatic stop of the engine 1, the electric negative pressure pump 43 and the electric hydraulic pump 42 are driven by the control means 17, so that a predetermined negative pressure is ensured in the brake system 45 and the hydraulic control mechanism A predetermined hydraulic pressure can be ensured in 44, and each operation can be performed appropriately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an automatic stop / restart control apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of a one-way clutch or the like that can be used in the device of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a control program of the control device according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating the contents of a map used when setting a predetermined value for determining whether or not to use a starting motor.
FIG. 5 is a time chart illustrating one operating state of the example device.
FIG. 6 is a time chart illustrating another operation state of the embodiment device;
[Explanation of symbols]
1. Engine body
2 ... Crankshaft
4 ... Generator
5 ... Battery
6… Compressor for air conditioner
7 ... Starting motor (starter, torque application means)
8 ... Belt
9 ... Power transmission mechanism that can always drive the crankshaft
10 ... Drive wheel
11 ... Axle
12 ... Automatic transmission
13 ... Torque converter
14 ... Transmission
16 ... Lock-up clutch
17 ... Electronic control device (engine automatic stop / restart control means)
18 ... Transmission device control means
19 ... Engine control means (including fuel injection control means)
20 ... Starter control means
23. Acceleration / deceleration detection means
24. Brake depression amount detection means
25 ... Detection means of accelerator pedal depression amount (accelerator switch)
30 ... Parking brake operating state detecting means
31 ... Engine rotational speed detection means
32 ... One-way clutch
35 ... Planetary gear type speed reducer
41 ... Battery remaining amount detecting means
42 ... Electric hydraulic pump
43 ... Electric negative pressure pump
44. Hydraulic control mechanism
45 ... Brake system
46. Warm-up state detection means

Claims (4)

所定の自動停止条件が成立した時にエンジンを自動的に停止させると共に、所定の再始動条件が成立した時に自動的に再始動させるエンジン自動停止再始動制御手段と、
前記エンジンにトルクを付与するトルク付与手段と、
前記エンジン内へ噴射する燃料を制御する燃料噴射制御手段と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを有し、
前記エンジンによって走行する車両の減速中に自動停止条件が成立し、その後に再始動条件が成立した時に、前記エンジン回転数検出手段によって検出されたエンジンの回転数が所定の回転数よりも小さい場合には、前記トルク付与手段により前記エンジンにトルクを付与すると共に、前記燃料噴射制御手段により前記エンジンに対する燃料噴射を再開して前記エンジンの再始動を行い、所定の時間内に前記エンジンの回転数が所定値に達しておれば、前記トルク付与手段の駆動を停止させると共に、所定の時間内に前記エンジンの回転数が所定値に達していない場合には、前記トルク付与手段による再始動操作を繰り返すとともに、
前記エンジン回転数検出手段によって検出されたエンジンの回転数が所定の回転数よりも大きい場合には、前記燃料噴射制御手段により前記エンジンに対する燃料噴射を再開することだけで前記エンジンの再始動を行うように構成されていることを特徴とするエンジン制御装置。
An engine automatic stop / restart control means for automatically stopping the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically restarting when the predetermined restart condition is satisfied;
Torque applying means for applying torque to the engine;
Fuel injection control means for controlling the fuel injected into the engine;
Engine speed detecting means for detecting the engine speed;
When the engine speed detected by the engine speed detector is smaller than a predetermined speed when an automatic stop condition is satisfied during deceleration of the vehicle traveling by the engine and a restart condition is subsequently satisfied the rotation of the engine while applying a torque to the engine by the torque applying means, to said by the fuel injection control means to resume the fuel injection to the engine have rows restart of the engine, within a predetermined time If the number has reached a predetermined value, the driving of the torque applying means is stopped, and if the engine speed has not reached the predetermined value within a predetermined time, a restart operation by the torque applying means is performed. And repeat
When the engine speed detected by the engine speed detection means is larger than a predetermined speed, the engine is restarted only by restarting fuel injection to the engine by the fuel injection control means. An engine control device configured as described above.
請求項1に記載されたエンジン制御装置において、
検出されたエンジンの回転数が所定の回転数よりも小さい場合には、前記エンジンの回転数が前記所定の回転数となるまで前記トルク付与手段により前記エンジンにトルクを付与するように構成されていることを特徴とするエンジン制御装置。
In the engine control device according to claim 1,
When the detected engine speed is smaller than the predetermined engine speed, the torque applying means applies torque to the engine until the engine engine speed reaches the predetermined engine speed. An engine control device characterized by comprising:
請求項1又は2に記載されたエンジン制御装置において、
前記トルク付与手段がワンウェイクラッチを介して前記エンジンのクランク軸に連結されていることを特徴とするエンジン制御装置。
In the engine control device according to claim 1 or 2,
The engine control apparatus, wherein the torque applying means is connected to a crankshaft of the engine via a one-way clutch.
請求項1乃至3の何れかに記載されたエンジン制御装置において、
前記所定の回転数は、少なくとも前記エンジンの暖機状態と前記エンジンの負荷状態とから設定されていることを特徴とするエンジン制御装置。
The engine control device according to any one of claims 1 to 3,
The predetermined engine speed is set from at least a warm-up state of the engine and a load state of the engine.
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