JP2003184716A - アイドルストップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両が停車したことを含む所定の条件が成立し
たときに、運転操作によらずに自動的にエンジン回転を
停止させるアイドルストップ装置において、エンジン回
転が自動停止した状態からこれを自動的に再始動させる
ときに、始動電動機の負荷電流により、バッテリの端子
電圧が降下する状態が制御動作に与える影響を合理的に
排除する。 【解決手段】エンジン再始動時に、始動電動機の動作タ
イミングと変速装置の設定動作のタイミングとが重なる
ときには、始動電動機の動作をごく短い時間だけ遅らせ
る遅延手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車のエンジン制
御に利用する。本発明は、運転中の車両が停車したこと
を含む一定の条件下で、エンジンを自動的に停止させる
ためのアイドルストップ制御に関する。本発明は、アイ
ドルストップ制御によりエンジンが回転を停止した状態
にあるとき、始動のための一定の条件が成立すると自動
的に再始動させるときの制御論理の改良に関する。とく
に、アイドルストップ装置が半自動変速装置を装備した
車両に設けられたとき、その動作を適正化するための改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンからの排気ガスを減少させると
ともに、騒音を低減するなど環境保全のために、自動車
が停車してエンジンがアイドリング状態になったとき
に、自動的にエンジンの回転を停止させるアイドルスト
ップ装置が多数の車両に装備されるようになった。とく
に、バスやトラックなどの大型車両については、アイド
ルストップ装置を装備することを求める社会的な要望が
大きい。

【０００３】アイドルストップ装置には、走行状態にあ
る車両が停車しあるいは変速装置がニュートラルになる
と、クラッチが切られる、エンジン回転速度がアイドリ
ング速度になるなどを電気的に検出し、これらを条件と
して運転操作がなくとも自動的にエンジンの回転を停止
させる制御手段が設けてある。そして、この制御手段に
より自動的にエンジンの回転を停止した状態にあると
き、クラッチ・ペダルが踏まれるなどの条件にしたがっ
て、運転者がエンジンの始動スイッチの操作を行わなく
とも、自動的にエンジンを再始動するように制御される
ものが知られている。このようなエンジンを自動的に停
止する、あるいは再始動するように制御する装置は、停
留所ごとに停止および走行をひんぱんに繰り返すことに
なる市内バスなどに広く利用されるようになった。

【０００４】このようなアイドルストップ装置について
は、たとえば本願出願人による特許出願に係る特開平１
１−１４１３６７号公報にくわしい説明がある。

【０００５】いっぽう半自動変速装置が多くの大型車両
に搭載されるようになった。ここでいう半自動変速装置
とは、車両を発進させるときにはクラッチ・ペダルを利
用するが、発進させた後のギヤの選択変更はそのつどク
ラッチ・ペダルを踏むことなく、自動的な変速制御の手
順により実行される装置である。すなわち半自動変速装
置を装備した車両では、車両を発進させるときには運転
者はクラッチ・ペダルを踏み、シフトレバーをＤレンジ
（ドライブ位置）に入れる。ついでアクセル・ペダルを
踏み込みながら、クラッチ・ペダルのストロークを緩や
かに戻してゆくように操作を行う。このときシフトレバ
ーがＤレンジにあると、半自動変速装置は車速が零であ
るときには、自動的に変速比の大きい発進ギヤを選択し
設定する。車両が発進すると、運転者が操作するアクセ
ル・ペダルの操作量および車速の情報を取り込み、運転
者がそのつどクラッチ・ペダルおよびシフトレバーを操
作しなくとも、半自動変速装置が車速およびアクセル・
ペダルの操作量に応じて、クラッチを切断し、適正な変
速比のギヤを選択設定し、ついでクラッチを接続する動
作を自動的に実行する。半自動変速装置を装備した車両
では、シフトレバーがＤレンジ（ドライブ位置）にあり
走行している状態から、ブレーキを踏み停車するとき
に、エンジン回転速度が所定値以下になると、エンジン
が停止しないように自動的にクラッチを切断する制御が
行われる。

【０００６】この装置は、発進のためのクラッチ操作も
すべて自動的に行われる全自動形の変速装置にくらべる
と、発進時に使用される燃料消費量が小さくなる利点が
ある。半自動変速装置を装備した車両では、運転者は走
行中のギヤシフトに気をつかわなくてよいから、運転者
の疲労が小さくなる利点がある。多くの大型車両は職業
的な運転者により運転されるものであり、発進時に運転
者の意思にしたがってこまかい速度制御ができる半自動
変速装置は好評であり、トラックやバスなどの大型車両
に急速に普及するようになった。

【０００７】上記説明のアイドルストップ装置が、この
ような半自動変速装置を装備した車両にも利用されるこ
とになった。アイドルストップ装置の制御によりエンジ
ンの回転を停止した状態では、運転者がクラッチ・ペダ
ルを深く踏み込むことにより、始動スイッチを操作しな
くとも、自動的に始動電動機が回転してエンジンを始動
させるように制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、このよ
うな半自動変速装置を装備した車両について、アイドル
ストップ制御を行う装置に関するさまざまな試験を行っ
たところ、つぎのような不具合に遭遇した。すなわち、
アイドルストップ制御にしたがってエンジンの回転が停
止している状態で、１．シフトレバーがＮレンジ（ニュ
ートラル位置）以外の位置（たとえばＤレンジ）にあ
り、運転者がクラッチ・ペダルを踏み込むことによりア
イドルストップ状態から自動的なエンジン再始動を実行
させるとき、あるいは、２．シフトレバーがＮレンジに
あり、クラッチ・ペダルを踏み込むと同時にシフトレバ
ーを操作して、これをＤレンジに切り替えるときに、ア
イドルストップ装置の制御によるエンジンの再始動が円
滑に実行されない場合があった。この原因を詳しく検討
したところ、つぎのような現象が生じていることがわか
った。

【０００９】運転者がクラッチ・ペダルを踏み込むと、
アイドルストップ装置の制御によりスタータ・リレーが
起動し、始動電動機が車両のバッテリに接続される。そ
して同時に半自動変速装置が動作を開始して、ニュート
ラル状態にある変速装置を発進ギヤ（ローギヤ）に投入
させる動作を実行する。このとき車両のバッテリは、ま
だ回転をはじめていない始動電動機に供給される大きい
負荷電流により、その端子電圧が低下している状態にな
っていることがあり、このときに、変速装置を発進ギヤ
に投入制御を実行するためのエアバルブ開閉動作が円滑
に実行されない場合があることがわかった。

【００１０】そしてこの原因が明らかになれば当然のこ
とであるが、車両のバッテリの充電量が十分に大きいと
きにはこのような不具合は発生することがない。バッテ
リの充電量が小さくなっているときに、このような不具
合が発生しやすい。従来から多くのアイドルストップ装
置は、バッテリの充電量が不十分であるときには、アイ
ドルストップ制御の動作そのものを禁止するように設計
されている。しかし、上記説明の不具合についても配慮
してバッテリの充電量が不十分であるか否かを判定する
と、バッテリの充電量の判定基準を変更しなければなら
ない。つまり、アイドルストップ制御動作を禁止するバ
ッテリ充電量の判定基準を充電量のかなり高い値に設定
しなければならない。これはバッテリの交換周期を短く
する、あるいは車両に搭載するバッテリの容量を増大さ
せる原因にもなり、ユーザの経済的な負担を大きくする
ことになるから望ましいことではない。

【００１１】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、アイドルストップ装置がエンジンを再始動させ
るときの動作を円滑に行うことができるアイドルストッ
プ装置を提供することを目的とする。本発明は、運転者
がクラッチ・ペダルの踏み込みを行う前に、あるいはク
ラッチ・ペダルを踏み込むと同時に、シフトレバーをＮ
レンジ以外の位置に操作しても、再始動の動作を円滑に
実行することができるアイドルストップ装置を提供する
ことを目的とする。本発明は、車両に搭載するバッテリ
に余分な性能を要求することなく、上記不具合に対する
きわめて経済的な解決手段を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンを始
動させるタイミングと変速装置にギヤを設定するタイミ
ングとが重なるときに、わずかな時間ｔだけ始動電動機
への電流供給を遅らせて、変速装置にギヤを設定する動
作を先に実行することを最大の特徴とする。

【００１３】変速装置に所望のギヤを設定する動作で
は、電気信号によりエアバルブの制御を行い、そのエア
バルブを通過した空気圧により、エアシリンダ内のピス
トンが作動しギヤの機械的な投入設定を実行する。この
エアバルブの電気信号による動作時間はきわめて短い。
このエアバルブの制御時間は十分の一秒のオーダであ
る。電気信号によりエアバルブの制御が完了したあと、
それにつづくエアシリンダの機械的な動作にはあるてい
どの時間がかかるが、この間にバッテリの端子電圧が低
下してもこの機械的な動作には影響がない。

【００１４】これに対して、変速装置のギヤ設定より先
に始動電動機の回転起動を行うように構成すると、始動
電動機に電流が供給され、電動機が回転を始めてその負
荷電流が小さくなるまでには１秒以上の時間を要する。
したがって、先に始動電動機に電流を供給して、つぎに
エアバルブの制御を行うことにするより、先にエアバル
ブの制御を開始させ、始動電動機への電流供給を遅らせ
ることが合理的である。

【００１５】さらに運転者は、エンジンが回転すると、
その音響を聞いて車両を発進させることができる状態に
なったものと認識する。したがって運転感覚としては、
エンジンが始動してから後に変速装置のギヤ設定の制御
を実行するより、先に変速装置の制御を行い、その後に
エンジンを始動させることが合理的である。

【００１６】すなわち本発明は、設定された停止の条件
が成立するときにエンジン停止のための運転操作がなく
ともエンジンの回転を自動的に停止させる制御手段と、
この制御手段により回転を停止させた状態にあるエンジ
ンを設定された再始動の条件が成立するときにエンジン
始動のための運転操作がなくともエンジンを自動的に始
動させる制御手段とを備えたアイドルストップ装置にお
いて、エンジンを自動的に始動させるタイミングと変速
装置のギヤ投入動作のタイミングとが重なる場合には、
始動電動機に電流を供給するタイミングを時間ｔだけ遅
らせる遅延手段を備えたことを特徴とする。

【００１７】変速制御装置として半自動変速装置が装備
され、前記エンジンを自動的に始動させるタイミングと
変速装置のギヤ投入動作のタイミングとが重なる場合と
は、エンジン停止状態で変速装置本体がニュートラルの
状態にあり、シフトレバーがＮレンジ以外の位置にある
状態でクラッチ・ペダルが踏み込まれた場合を含む構成
とすることができる。前記タイミングを遅らせる時間ｔ
は０．１秒ないし１．０秒とすることが適当である。こ
の時間ｔについての数値はあくまでも例示であり、エン
ジンおよび変速装置の特性その他を配慮して、車両の設
計に対応して最適な値を個々に定めるべき値である。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施例装置の図面を利用して本発
明実施例装置についてさらに詳しく説明する。図１は本
発明実施例装置について制御系とハードウェアとの関係
を表示する構成図である。図２は本発明実施例装置の特
徴ある制御についての制御フローチャートである。

【００１９】図１を参照して、はじめに半自動変速装置
とアイドルストップ制御装置との関連について説明す
る。エンジン１の回転出力は、クラッチ２を介して、変
速装置３を経由し、プロペラ軸４に伝達される。本発明
の装置は、このクラッチ２および変速装置３を制御する
ために半自動変速装置が利用されている。運転者による
運転操作は、アクセル・ペダル５、ブレーキ・ペダル
６、クラッチ・ペダル７、パーキング・ブレーキ・レバ
ー８、およびシフトレバー９から入力される。操舵系の
操作については、本発明と直接関係がないので図面上の
記載および説明を省略する。

【００２０】半自動変速装置は、プログラム制御回路で
ある半自動変速装置ＥＣＵ１０により制御される。プロ
グラム制御回路は、半導体チップおよびその周辺ハード
ウェアと、その半導体チップにインストールされたソフ
トウェアとにより構成される。半自動変速装置ＥＣＵ１
０は、本発明の特徴であるアイドルストップＥＣＵ１１
と、エンジン１の燃料噴射ポンプ１４を制御するエンジ
ンＥＣＵ１２と通信ライン１３により連結され、相互に
情報を交換することができるように構成される。アイド
ルストップＥＣＵ１１およびエンジンＥＣＵ１２もプロ
グラム制御回路である。

【００２１】半自動変速装置ＥＣＵ１０には、アクセル
・ペダル５の操作情報、クラッチ・ペダル７の操作情
報、シフトレバー９の位置情報、車速センサ１５からの
車速情報が入力する。そして半自動変速装置ＥＣＵ１０
の制御出力は、クラッチアクチュエータ１７に供給する
空気圧を制御するエアバルブ１８、変速装置アクチュエ
ータ１９を制御するエアバルブ２０、および変速装置３
がニュートラル状態にあることを示すニュートラルリレ
ー１６に供給される。アイドルストップＥＣＵ１１に
は、クラッチ・ペダル７の操作情報、パーキング・ブレ
ーキ・レバー８の操作情報、シフトレバー９の操作情
報、ニュートラルリレー１６の状態情報、および車速セ
ンサ１５からの車速情報が入力し、その制御出力は、通
信ライン１３を介して半自動変速装置ＥＣＵ１０および
エンジンＥＣＵ１２に供給されるとともに、エンジン１
のスタータリレー２１に供給される。エンジンＥＣＵ１
２は、エンジン１の状態を制御する制御装置であり、ア
クセル・ペダル５の操作情報、およびエンジン回転セン
サ２２の回転情報を入力とし、燃料噴射ポンプ１４に制
御出力を供給する。

【００２２】このように構成された装置での、車両発進
走行動作について説明すると、車両が停止状態にあると
き、運転者はクラッチ・ペダル７を深く踏み込むとクラ
ッチ２が切れ、シフトレバー９をＤレンジ（ドライブ位
置）に投入すると、半自動変速装置ＥＣＵ１０は、エア
バルブ２０を制御して変速装置アクチュエータ１９に空
気圧を送り、変速装置３を発進ギヤに設定する。ついで
アクセル・ペダル５が踏み込まれると、エンジンＥＣＵ
１２は燃料噴射ポンプ１４を制御して、エンジン１の回
転速度を上昇させる。運転者の操作により、クラッチ・
ペダル７のストロークが緩やかに小さくなるに応じて、
クラッチ２が緩やかに接続され車両が発進する。クラッ
チ２が接続状態になると、そのあとはアクセル・ペダル
５の操作情報にしたがって、エアバルブ１８および２０
を制御して、クラッチ２を切断しては変速装置３のギヤ
を切替え設定し、クラッチ２を接続させる動作を繰り返
し自動的に実行する。すなわち、運転者は発進時にはク
ラッチ・ペダル７を操作するが、その後はクラッチ・ペ
ダル７もシフトレバー９も操作する必要がなく、アクセ
ル・ペダル５の操作にしたがって、クラッチ２が切断接
続され変速装置３のギヤは自動的に最適なものが選択設
定されてゆく。

【００２３】つぎにアイドルストップ制御に伴うエンジ
ンの回転停止について説明する。運転者が、ブレーキ・
ペダル６を踏み車速を減速させてゆくと、半自動変速装
置ＥＣＵ１０は、エンジン１の回転が停止する直前にク
ラッチ２を切断状態に制御する。そしてこのとき、車速
が零になり、シフトレバー９がＮレンジ（ニュートラル
位置）に操作されることになると、つぎに列挙する条件 （１）車両が停車している、（２）エンジンの回転速度
がアイドリング速度にある、（３）シフトレバーがＮレ
ンジにある、（４）クラッチ・ペダルが解放されてい
る、（５）パーキングブレーキが制動状態にあるがすべ
て同時に成立したときからｔ₁ 秒後に、アイドルストッ
プＥＣＵ１１は通信ライン１３から、エンジンＥＣＵ１
２にエンジン停止要求信号を送出する。エンジンＥＣＵ
１２は、燃料噴射ポンプ１４の燃料供給を遮断しエンジ
ン１は回転を停止する。ｔ₁ 秒は一例として０．５秒か
ら２秒の間に設定される。

【００２４】さらにアイドルストップ制御によりエンジ
ン回転が停止している状態から、自動的にエンジンを再
始動させる制御について説明する。再始動は原則的に
（６）変速装置がニュートラルの状態にある、（７）ク
ラッチ・ペダルが所定より深く踏まれたなる条件が同時
に成立するときに自動的に実行される。運転操作の感覚
としては、クラッチ・ペダル７を深く踏み込むことによ
りエンジンは再始動することになる。上記条件（６）変
速装置がニュートラルの状態にあるとは、シフトレバー
９がＮレンジにあるということではなく、変速装置３の
ハードウェアがニュートラル位置にあるということであ
る。運転者は、クラッチ・ペダル７を踏み込みながら同
時にシフトレバー９をＤレンジに操作してもよいし、ク
ラッチ・ペダル７を踏み込むよりわずかに先にシフトレ
バー９をＤレンジに操作してもよい。このように運転操
作の手順に余裕をもたせることが快適な運転になる。

【００２５】ここで本発明の特徴とするところは、アイ
ドルストップ制御により停車状態にあるとき、運転者が
クラッチ・ペダル７を踏み込んでエンジンを再始動する
ときの手順に係わる。運転者がクラッチ・ペダル７を踏
み込むとほとんど同時に、あるいはクラッチ・ペダル７
を踏み込むよりわずかに先に、シフトレバー９をＤレン
ジに操作することがあると、変速装置３の発進ギヤ設定
動作のタイミングと、エンジン１のスタータリレーが始
動電動機をバッテリに接続するタイミングとが重なるこ
とになる。そうすると上で説明したように、回転を開始
していない始動電動機に供給する負荷電流によりバッテ
リの端子電圧が降下し、エアバルブ２０の動作が適正に
実行されない場合が生じる。

【００２６】本発明の装置ではこのような状態になった
ときには、アイドルストップＥＣＵ１１の中にソフトウ
ェアとして設定された遅延手段が起動し、時間ｔだけス
タータリレー２１に電流を供給するタイミングを遅らせ
るように制御する。この時間ｔはエアバルブ２０の特性
および変速装置アクチュエータ１９の特性により定めら
れる。発明者がいくつかの種類の装置について試験をお
こなったところ、この時間ｔは、０．１秒から１．０秒
の間に設定すればよいことがわかった。標準的な装置に
ついてさらに例示すると、この時間ｔは０．２秒が最適
であった。この時間はきわめて短い時間であり、この程
度の時間だけ始動電動機の作動が遅れても、運転者の運
転感覚にはまったく影響がないこともわかった。

【００２７】図２に本発明実施例装置の再始動時の制御
について、その要部をフローチャートで示す。すなわ
ち、エンジンは自動停止中であり、変速装置本体はニュ
ートラル位置にあるという再始動の条件が成立したと
き、シフトレバー９がＮレンジにあればよいが、Ｎレン
ジにないときには、クラッチ・ペダル７が踏み込まれる
と、ソフトウェアによる遅延手段を起動させて、所定の
時間ｔ秒が経過してから自動始動ルーチンを実行する。
このｔ秒間に半自動変速装置ＥＣＵ１０によるエアバル
ブ２０の動作は完了しているから、スタータリレー２１
が作動して始動電動機をバッテリに接続しても、半自動
変速装置の制御が混乱することは回避される。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、アイドルストップ装置が
エンジンを再始動させるときの動作を円滑に行うことが
できる。すなわち、運転者が再始動のためクラッチ・ペ
ダルの踏み込みを行う前に、あるいはクラッチ・ペダル
を踏み込むとほとんど同時に、シフトレバーをＮレンジ
以外の位置に操作しても、再始動の動作を円滑に実行す
ることができる。本発明は、運転者の運転感覚を損なう
ことなく、車両に搭載するバッテリに余分な性能を要求
することがない、きわめて合理的かつ経済的な解決手段
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のブロック構成図。

【図２】本発明実施例装置の要部動作を説明するフロー
チャート。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クラッチ ３ 変速装置 ４ プロペラ軸 ５ アクセル・ペダル ６ ブレーキ・ペダル ７ クラッチ・ペダル ８ パーキング・ブレーキ・レバー ９ シフトレバー １０ 半自動変速装置ＥＣＵ １１ アイドルストップＥＣＵ １２ エンジンＥＣＵ １３ 通信ライン １４ 燃料噴射ポンプ １５ 車速センサ １６ ニュートラルリレー １７ クラッチアクチュエータ １８ エアバルブ １９ 変速装置アクチュエータ ２０ エアバルブ ２１ スタータリレー ２２ エンジン回転センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】設定された停止の条件が成立するときにエ
   ンジン停止のための運転操作がなくともエンジンの回転
   を自動的に停止させる手段と、この手段により回転を停
   止させた状態にあるエンジンを設定された再始動の条件
   が成立するときにエンジン始動のための運転操作がなく
   ともエンジンを自動的に始動させる手段とを備えたアイ
   ドルストップ装置において、 エンジンを自動的に始動させるタイミングと変速装置の
   ギヤ投入動作のタイミングとが重なる場合には、始動電
   動機に電流を供給するタイミングを時間ｔだけ遅らせる
   遅延手段を備えたことを特徴とするアイドルストップ装
   置。
2. 【請求項２】変速制御装置として半自動変速装置が装備
   され、前記エンジンを自動的に始動させるタイミングと
   変速装置のギヤ投入動作のタイミングとが重なる場合と
   は、エンジン停止状態で変速装置本体がニュートラルの
   状態にあり、シフトレバーがNレンジ以外の位置にある
   状態でクラッチ・ペダルが踏み込まれた場合を含む請求
   項１記載のアイドルストップ装置。
3. 【請求項３】前記時間ｔは０．１秒ないし１．０秒であ
   る請求項１記載のアイドルストップ装置。