JP2000274333A - 内燃機関のストール防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチを急接続した場合でもストールによ
る機関停止を未然に防止できる内燃機関のストール防止
装置を提供する。 【解決手段】 車両の発進に際してクラッチの接続が開
始され、且つ、機関回転速度Ｎeがストール兆候判定値
Ｎe1未満まで落ち込んだときに（ポイントｂ）、スター
タ手段を作動させて内燃機関の回転を補助する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、
エンジンという）のストール防止装置に関するものであ
る。

【０００２】

【関連する背景技術】周知のように手動式の変速機を備
えた車両では、エンジンと変速機側との間にクラッチが
設けられており、運転者の操作に応じてクラッチの接続
状態が変更されて、エンジンから変速機への動力伝達が
調整される。例えば、駐車中の車両を発進させる場合、
運転者はイグニションスイッチを操作してエンジンを始
動し、始動完了後に変速機を第１速段に切換えた上で、
遮断状態のクラッチを徐々に接続側に操作して次第に動
力を変速機側に伝達し、車両を発進させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円滑な
発進のためにはデリケートなクラッチ操作を要し、接続
が急過ぎる場合には、エンジン負荷の急増によって機関
回転速度が急減する所謂ストールが発生してしまうた
め、その操作にはある程度の習熟を要していた。特に近
年実用化されたアイドルストップ車両では、信号待ち等
でエンジンを自動停止及び自動始動するため、常に始動
直後に車両を発進させる操作状態となる。つまり、上記
した通常のエンジン始動の際には、それ程緊急に発進す
る必要はないが、信号待ち等でエンジンを自動停止した
場合には、後続車を配慮して始動後に直ちに発進する必
要がある。従って、運転者は心理的にクラッチを急操作
してストールを発生させてしまう可能性が高くなり、ひ
いては、アイドルストップ車両としての商品価値を損ね
るという不具合が生じてしまう。

【０００４】本発明の目的は、クラッチを急接続した場
合でもストールによる機関停止を未然に防止することが
できる内燃機関のストール防止装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、クラッチ手段の接続がクラッチ接続判
定手段にて判定されたときに、機関回転速度検出手段の
検出出力に基づいて内燃機関のストール兆候を検知する
と、制御手段によりスタータ手段を作動させるように構
成した。従って、クラッチ手段が接続された状態で機関
回転速度が低下してストールの兆候が現れた場合には、
スタータ手段が作動されて内燃機関の回転が補助され、
機関回転速度の低下が抑制されてストールが防止され
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】［第１実施例］以下、本発明をア
イドルストップ車両に用いるエンジンのストール防止装
置に具体化した第１実施例を説明する。図１の全体構成
図に示すように、エンジン１には各気筒毎に点火プラグ
２及び燃料噴射弁３が取り付けられている。又、エンジ
ン１には手動式の変速機４が連結され、この変速機は図
示しないディファレンシャル装置を介して車両の駆動輪
に接続されている。エンジン１と変速機４との間にはク
ラッチ手段としてのクラッチ５が設けられ、このクラッ
チ５は運転者によるクラッチ操作に応じて、エンジン１
側から変速機４側への動力伝達を制御する。エンジン１
にはスタータ手段としての常時噛合い式のスタータ６が
設けられ、スタータ６のピニオンギア６ａはエンジン１
のフライホイール１ａに対して常に歯合している。フラ
イホイール１ａには図示しないワンウエイクラッチが設
けられ、このワンウエイクラッチは、始動時にスタータ
６の駆動力をエンジン１側に伝達してクランキングを行
い、且つ、始動完了後に空転することでエンジン１にて
スタータ６が逆駆動されるのを防止するようになってい
る。又、以上のようにスタータ６が構成されていること
から、始動完了後の運転中においてもスタータ６により
エンジン１を駆動可能となっている。

【０００７】スタータ６のモータ１１は常開のリレー接
点１２ａを介してバッテリ１３に接続され、そのリレー
接点１２ａと対応するリレーコイル１２ｂは、イグニシ
ョンスイッチ１４のＳＴ接点１４ａを介してバッテリ１
３に接続されている。従って、イグニションスイッチ１
４がＳＴ接点１４ａの位置まで操作されると、リレーコ
イル１２ｂの励磁によりリレー接点１２ａが閉じられて
モータ１１が通電し、スタータ６によりエンジン１のク
ランキングされる。又、スタータ６のリレーコイル１２
ｂは、スタータ制御用コントローラ１５のリレー接点１
５ａ及びイグニションスイッチ１４のＯＮ接点１４ｂを
介してバッテリ１３に接続されており、このリレー接点
１５ａと対応するリレーコイル１５ｂはバッテリ１３に
接続されている。従って、イグニションスイッチ１４が
ＯＮ接点１４ｂの位置であっても、リレーコイル１５ｂ
の励磁によりリレー接点１５ａが閉じられると、モータ
１１が通電してクランキングが行われる。

【０００８】車室内には、図示しない入出力装置、制御
プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置
（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ２１（エンジ
ン制御ユニット）が設置されている。ＥＣＵ２１の入力
側には、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転
速度センサ２２、車速Ｖを検出する車速センサ２３、ク
ラッチ５の操作状態を検出するクラッチセンサ２４、変
速機４のシフト位置を検出するシフトポジションセンサ
２５、及びその他の各種スイッチやセンサ類が接続され
ている。

【０００９】又、ＥＣＵ２１の出力側には前記した点火
プラグ２及び燃料噴射弁３が接続されると共に、スター
タ制御用コントローラ１５のリレーコイル１５ｂが接続
されている。ＥＣＵ２１は上記した各検出情報に基づき
燃料噴射制御や点火時期制御を始めとするエンジン１を
運転するための各種制御を実行すると共に、信号待ち等
の停車時にエンジン１の自動停止始動処理を実行する。
更に、ＥＣＵ２１はエンジン始動時に、スタータ６を利
用してエンジンストールの防止を図る。

【００１０】次に、以上のように構成されたエンジン１
のストール防止装置によって行われるストール防止処理
を説明する。ここで、説明の前提としてエンジン１は始
動操作されて運転中であり、ＥＣＵ２１は図示しないエ
ンジン制御ルーチンで燃料噴射制御及び点火時期制御を
実行しているものとする。ＥＣＵ２１は図２に示すスタ
ータ制御ルーチンを所定の制御インターバルで実行す
る。まず、ＥＣＵ２１はステップＳ２で予め設定された
エンジン停止条件が成立したか否かを判定する。エンジ
ン停止条件は以下のように設定されており、その全てが
満たされたときに停止条件が成立したと見なす。

【００１１】１）車速センサ２３にて検出された車速Ｖ
がゼロであること ２）クラッチセンサ２４にてクラッチ接続状態が検出さ
れたこと ３）シフトポジションセンサ２５にて検出されたシフト
位置がＮ（ニュートラル）位置であること エンジン停止条件が成立しないときにはステップＳ２で
ＮＯ（否定）の判定を下し、ステップＳ４でエンジンス
トールの兆候を判定する。この判定条件は以下のように
設定されており、その全てが満たされたときにストール
の兆候があると判定する。

【００１２】４）シフトポジションセンサ２５にて検出
されたシフト位置がＮ位置以外であること ５）クラッチセンサ２４にてクラッチ接続状態又は半ク
ラッチ状態が検出されたこと ６）エンジン回転速度Ｎeがストール兆候判定値Ｎe1未
満であること ここで、ストール兆候判定値Ｎe1は、運転中のエンジン
１が負荷増加によりアイドル運転を維持できずに停止に
至る直前の回転速度、例えば４００rpmに設定されてい
る。又、４），５）の条件は、６）のエンジン回転速度
Ｎeの低下が、クラッチ接続によるエンジン負荷の増大
に起因することを限定づけるためのものであり、他の要
因、例えばエンジン１のハンチング等で６）の条件が満
たされても、ストール兆候判定は下されない。そして、
ＥＣＵ２１はストール兆候判定条件が成立しないときに
はステップＳ４でＮＯの判定を下した後、このルーチン
を終了する。従って、以上の場合にはエンジン１の運転
が継続されて、車両の走行が行われる。

【００１３】一方、例えば信号待ち等で車両が停車し、
運転者にてシフト位置がＮ位置に戻されてクラッチ５の
踏込み操作が中止されると、エンジン停止条件１）〜
３）が成立することから、ＥＣＵ２１は前記ステップＳ
２でＹＥＳの判定を下し、ステップＳ６でエンジン制御
ルーチンの燃料噴射制御及び点火時期制御を中止して、
エンジン１を停止する。次いで、ステップＳ８で予め設
定されたエンジン始動条件が成立したか否かを判定す
る。エンジン始動条件は以下のように設定されており、
その全てが満たされたときに始動条件が成立したと見な
す。

【００１４】７）クラッチセンサ２４にてクラッチ遮断
状態が検出されたこと ８）シフトポジションセンサ２５にて検出されたシフト
位置がＮ位置であること エンジン始動条件が成立しないときにはステップＳ８で
ＮＯの判定を下してステップＳ６に戻り、この処理を繰
り返す。従って、始動条件が成立しない限りエンジン１
は停止状態に保持される。

【００１５】そして、上記した操作状態から運転者にて
クラッチ５が踏込み操作されると、エンジン始動条件が
成立することから、ＥＣＵ２１は前記ステップＳ１０に
移行してスタータ制御用コントローラ１５のリレーコイ
ル１５ｂを励磁する。その結果、リレー接点１５ａが閉
じられるため、スタータ６のモータ１１が通電してクラ
ンキングが行われる。又、前記ステップＳ６の処理が中
止されるため、エンジン制御ルーチンでの燃料噴射制御
及び点火時期制御が再開されて、エンジン始動が行われ
る。

【００１６】次いで、ステップＳ１２でエンジン回転速
度センサ２２にて検出されたエンジン回転速度Ｎeが完
爆判定値Ｎe2以上か否かを判定し、ＮＯのときには未だ
始動完了していないと見なしてステップＳ１０に戻って
処理を繰り返す。周知のように完爆判定値Ｎe2は、始動
によりエンジン１の爆発が開始されて、クランキングを
中止しても自力でアイドル運転を継続可能と予測される
回転速度に設定されている。従って、この完爆判定値Ｎ
e2は前記ストール兆候判定値Ｎe1以上の値、例えば５０
０rpmが設定されている。そして、エンジン回転速度Ｎe
が次第に上昇し、その値が完爆判定値Ｎe2以上となる
と、ＥＣＵ２１は始動完了としてステップＳ１２でＹＥ
Ｓの判定を下し、ステップＳ１３でリレーコイル１５ｂ
の励磁を中止してスタータ６を停止させ、このルーチン
を終了する。従って、その後に運転者がシフト位置を第
１速段に切換えた上で、クラッチ５を接続操作すれば車
両を発進可能となる。

【００１７】一方、この発進時において、クラッチ５の
接続が急過ぎる場合には、エンジン１に作用する負荷が
急増してエンジンストールが発生する。このときにエン
ジン回転速度Ｎeがストール兆候判定値Ｎe1未満まで落
ち込むと、上記したストール兆候判定条件４）〜６）を
全て満たすため、ＥＣＵ２１はストール発生と見なして
前記ステップＳ１０に移行する。従って、ステップＳ１
０でのリレーコイル１５ｂの励磁によりスタータ６のモ
ータ１１が通電される。前記のようにスタータ６は常時
噛合い式のため、運転中のエンジン１に対しても駆動可
能であり、その駆動力によってエンジン回転速度Ｎeは
次第に上昇する。そして、ＥＣＵ２１はエンジン回転速
度Ｎeが完爆判定値Ｎe2以上となってステップＳ１２の
判定がＹＥＳになると、ステップＳ１３でスタータ６を
停止させてルーチンを終了する。

【００１８】そして、本実施例では、ステップＳ４のス
トール兆候判定条件４），５）を判定するときのＥＣＵ
２１、及びクラッチセンサ２４がクラッチ接続判定手段
として機能し、ステップＳ４のストール兆候判定条件
６）を判定するときのＥＣＵ２１、及びステップＳ１
０、ステップＳ１２の処理を実行するときのＥＣＵ２１
が制御手段として機能する。

【００１９】以上のスタータ６によるストール防止処理
の実行状況を図３に示すタイムチャートに従って説明す
る。エンジン始動条件の成立によってスタータ６にてク
ランキングが行われると、エンジン回転速度Ｎeは次第
に上昇して完爆判定値Ｎe2に達した時点で（図３のポイ
ントａ）、始動完了としてクランキングが中止され、エ
ンジン１はアイドル運転を継続する。その後、発進すべ
く運転者にてシフト位置が第１速段に切換えられてクラ
ッチ５の接続が開始され、接続操作が正常に行われた場
合には、破線で示すようにエンジン回転速度Ｎeはほと
んど低下せずにストール兆候判定値Ｎe1以上に保たれ
る。このときには上記したストール兆候判定条件４），
５）は満たされるものの、６）の条件が満たされないた
め、スタータ６は駆動されることなく通常通りの発進が
行われる。

【００２０】又、クラッチ５の接続が急過ぎる場合に
は、エンジン負荷の急増によってエンジン回転速度Ｎe
がストール兆候判定値Ｎe1未満まで落ち込み（ポイント
ｂ）、一点鎖線で示すように、アイドル運転を維持でき
ずに停止に至ることが予測される。このとき、上記した
ストール兆候判定条件４）〜６）が全て満たされてスタ
ータ６が駆動されることから、エンジン回転が補助され
てエンジン回転速度Ｎeは完爆判定値Ｎe2まで回復し
（ポイントｃ）、エンジンストールが防止される。クラ
ッチ接続後は運転者のアクセル操作によってエンジン出
力が増加するため、エンジン回転速度の上昇に伴って車
両が発進される。

【００２１】以上のように、車両の発進時にクラッチ接
続によりエンジンストールの兆候が現れたときに、スタ
ータ６を駆動してエンジン１の回転を補助するようにし
たため、クラッチ５を急接続した場合でもストールによ
るエンジン停止を未然に防止することができる。又、こ
のように比較的ラフなクラッチ操作を行っても発進可能
なことから、例えば信号待ち等でエンジン１を自動停止
し、後続車を配慮して始動後に直ちに発進する場合であ
っても、運転者は心理的に余裕を持って発進操作を行う
ことができ、アイドルストップ車両の利点を最大限に発
揮することができる。

【００２２】尚、上記したストール兆候を判定する４）
の条件は省略可能である。この場合にはシフト位置がＮ
位置でクラッチ５を接続しているときにエンジン１にハ
ンチングが生じると、ステップＳ１０でスタータ６が作
動することになるが、ストール兆候判定値Ｎe1を適切に
設定すれば、スタータ６の誤作動を防止して十分な実用
性を確保できる。

【００２３】［第２実施例］以下、本発明をアイドルス
トップ車両に用いるエンジン１のストール防止装置に具
体化した第２実施例を説明する。ここで、本実施例のス
トール防止装置の全体的な構成、及びＥＣＵ２１による
図２のスタータ制御ルーチンの内容等は、第１実施例と
同一であり、相違点はステップＳ４のストール兆候判定
条件の設定にある。従って、相違点を重点的に説明す
る。

【００２４】本実施例ではストール兆候判定条件が以下
のように設定されている。 ９）変速機４の入力軸回転速度Ｎtがクラッチ接続判定
値Ｎt1以上であること １０）エンジン回転速度Ｎeがストール兆候判定値Ｎe1
未満であること 又、上記入力軸回転速度Ｎtを検出するために、変速機
４には変速機入力回転速度センサ３１が設けられてい
る。

【００２５】９）の条件は、第１実施例の５）の条件と
同様の趣旨であり、１０）のエンジン回転速度Ｎeの低
下が、クラッチ接続によるエンジン負荷の増大に起因す
ることを限定づけるためのものである。即ち、クラッチ
接続によるストール発生時には、エンジン１の回転エネ
ルギがクラッチ５を介して車両の推進に消費され、僅か
であっても車両が発進して同時に入力軸回転速度Ｎtが
増加することから、９）の条件が満たされることにな
る。この条件が満たされないときにはクラッチ５は接続
操作されていないと見なして、ストール兆候判定は下さ
れない。尚、クラッチ接続判定値Ｎt1は、前記ストール
兆候判定値Ｎe1に比較してごく小さな値、例えば１００
rpmが設定される。

【００２６】そして、図４のタイムチャートに示すよう
に、クラッチ５の接続開始により入力軸回転速度Ｎtが
上昇してクラッチ接続判定値Ｎt1に達し（図４のポイン
トｄ）、エンジン回転速度Ｎeがストール兆候判定値Ｎe
1未満まで落ち込むと（ポイントｅ）、ストール兆候判
定条件９），１０）が満たされることから、ＥＣＵ２１
は図２のステップＳ４からステップＳ１０に移行して、
スタータ６を駆動する。尚、スタータ６の駆動は、第１
実施例と同じくエンジン回転速度Ｎeが完爆判定値Ｎe2
以上となった時点で中止される（ポイントｆ）。そし
て、本実施例では、ステップＳ４のストール兆候判定条
件９）を判定するときのＥＣＵ２１、及び変速機入力回
転速度センサ３１がクラッチ接続判定手段として機能す
る。

【００２７】よって、本実施例によれば第１実施例と同
様に、車両の発進時にクラッチ５を急接続した場合のス
トールによるエンジン停止を未然に防止することができ
る。以上で実施例の説明を終えるが、本発明の態様はこ
の実施例に限定されるものではない。例えば、上記第１
及び第２実施例では、アイドルストップ車両に用いるエ
ンジン１のストール防止装置に具体化したが、通常の車
両に用いるエンジンのストール防止装置に具体化しても
よい。この場合にはエンジン運転中に常に図２のステッ
プＳ４の処理を実行してストール兆候を監視し、ストー
ル兆候判定時にはステップＳ１０及びステップＳ１２の
処理を実行してスタータ６を駆動するように構成すれば
よい。

【００２８】又、上記第１及び第２実施例では、エンジ
ン回転速度Ｎeに基づいてストール兆候の条件４）を判
定したが、例えば、エンジン回転速度Ｎeの低下率に基
づいて判定処理を実行してもよい。更に、上記第２実施
例では、変速機の入力軸回転速度Ｎtを直接検出した
が、例えば車速センサ２３にて検出された車速Ｖを利用
し、その車速Ｖを駆動系の減速比で補正することで、入
力軸回転速度Ｎtを算出してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
ストール防止装置によれば、車両の発進に伴うクラッチ
接続により機関回転速度が低下してストールの兆候が現
れたときに、スタータ手段を作動させて内燃機関の回転
を補助するようにしたため、クラッチを急接続した場合
でもストールによる機関停止を未然に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のエンジンのストール防止装置を示
す全体構成図である。

【図２】ＥＣＵが実行するスタータ制御ルーチンを示す
フローチャートである。

【図３】第１実施例におけるストール防止処理の実行状
況を示すタイムチャートである。

【図４】第２実施例におけるストール防止処理の実行状
況を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ５ クラッチ（クラッチ手段） ６ スタータ（スタータ手段） ２１ ＥＣＵ（クラッチ接続判定手段、制御手段） ２４ クラッチセンサ（クラッチ接続判定手段） ２５ シフトポジションセンサ（クラッチ接続判定
手段） ３１ 変速機入力回転速度センサ（クラッチ接続判
定手段）

フロントページの続き (72)発明者 東 博文 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 安東 弘光 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D041 AA36 AC16 AD02 AD18 AD32 AE00 AE08 AE09 AE45 3G093 AA04 BA05 BA21 BA22 CB05 DA01 DB01 DB05 DB06 DB10 DB12 EA05 EA12 EB00 FA11 FB02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転中の内燃機関を駆動可能に設けられ
   た機関始動用のスタータ手段と、 上記内燃機関の回転速度を検出する機関回転速度検出手
   段と、 上記内燃機関と変速機との間に設けられたクラッチ手段
   の接続状態を判定するクラッチ接続判定手段と、 上記クラッチ接続判定手段にてクラッチ手段の接続が判
   定されるときに、上記機関回転速度検出手段の検出出力
   に基づいて上記内燃機関のストール兆候を検知すると、
   上記スタータ手段を作動させる制御手段とを備えたこと
   を特徴とする内燃機関のストール防止装置。