JP2004308511A - アイドルストップ車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両停車時に、変速機2が走行レンジ選択中であってもエンジン停止許可条件が成立するとエンジン1を自動停止し、自動停止後にエンジン始動条件が成立するとエンジン1を自動再始動するアイドルストップシステムを搭載した車両において、回転数検出手段15を設け、自動再始動時には、まずエンジン1を強制的に回転させて、エンジン回転数がアイドル回転数に達した時に、目標エンジン回転数を設定してエンジン再始動し、エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に達した後は、所定時間だけ目標エンジン回転数を維持し、所定時間経過後にアイドル回転数まで徐々に低下させる始動時エンジン回転数制御手段を備えることを特徴とするアイドルストップ車両制御装置。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、AT(オートマチック)車両運転中に所定の条件が成立した場合に、エンジンの自動停止、自動始動を実行して、排気ガスの減少、燃料節約等を実現する装置に関し、特に自動始動時の始動性を向上させるアイドルストップ車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、エンジン始動時には確実に始動させるために、アイドル運転時よりも多量の空気および燃料をエンジンに供給している。このため始動直後にはエンジン回転がオーバーシュートして大きなエンジントルクが発生し、その後徐々にアイドル用の空気量、燃料量へと近づける。
【0003】
冷間始動時等の通常の始動時であれば、変速機のレンジはパーキングレンジ、もしくはニュートラルレンジが選択されているので問題はないが、排気ガス低減、燃料節約等を目的として自動停止、自動始動を繰り返す、いわゆるアイドルストップ車両の場合は走行レンジのまま自動始動するので、前述した始動直後のエンジン回転オーバーシュートが車軸に伝わり、ショックを発生していた。
【0004】
上記ショックの問題解決法として、始動時のエンジントルクを低下させる制御システムが知られている。
【0005】
また、始動初期のトルクコンバータの遊び期間中はエンジントルクが車軸に伝わらないので、通常の始動時制御によって確実に始動し、その後トルクコンバータのタービンライナーが回転を開始した時点から所定時間経過するまでトルクを低下させることによって、始動時のショックを低減する制御システムが特許文献1に開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−164958号公報
【0007】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載の制御システムは、始動時のショックを低減するためには有効であるものの、制御が困難であり、また大幅な効果を狙って点火リタード等の作用を高めると、エンジンが失火する可能性をあり、信頼性が十分ではなかった。
【0008】
そこで本発明は、確実に自動始動をし、かつ始動時のショックを低減する制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のアイドルストップ車両制御装置は、車両停車時に、変速機が走行レンジ選択中であってもエンジン停止許可条件が成立するとエンジンを自動停止し、自動停止後にエンジン始動条件が成立するとエンジンを自動再始動するアイドルストップシステムを搭載した車両において、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、自動再始動時には、まずエンジンを強制的に回転させて、エンジン回転数がアイドル回転数に達した時に、目標エンジン回転数を設定してエンジン再始動し、エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に達した後は、所定時間だけ目標エンジン回転数を維持し、所定時間経過後にアイドル回転数まで徐々に低下させる始動時エンジン回転数制御手段を備える。
【0010】
【作用・効果】
本発明によれば、アイドルストップ車両のエンジン再始動時に、エンジン回転数が予め設定した目標エンジン回転数に達してから所定時間は最大エンジン回転数を維持し、所定時間経過後に徐々にアイドル回転数まで回転数を下げるので、エンジン再始動時にエンジン回転数のオーバーシュートに起因して発生する車両にかかる前後Gの急激な変化を軽減し、前後Gの急激な変化によって発生するGショックを軽減できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
図1は本実施形態のシステム構成を表す。1はエンジン、2はトルクコンバータ3介してエンジン1のトルクを伝達する自動変速機(無段変速機を含む)である。エンジン1の近傍には発電機能を有するモーター9が配置される。モーター9の回転軸21に設けられたモータープーリー18とクランクシャフト20の一端に設けられたクランクプーリー17とにベルト19が掛けられ、回転軸21もしくはクランクシャフト20が回転した時に互いに連動して回転する。
【0013】
また、モーター9は、インバータ16を介してモーターコントローラ13と接続されている。モーターコントローラ13はコントロールユニット7からの信号に応じてインバータ16を制御し、エンジン1始動時にはバッテリー14の電力によってモーター9を駆動してエンジン1のクランクシャフトを回転させ、エンジン1始動後はクランクシャフトの回転に伴って回転するモーター9を発電機として機能させ、電力を回生してバッテリー14に蓄える。
【0014】
エンジン1にはエンジン水温センサー6が備えられ、自動変速機2にはAT油温センサー4、AT油圧センサー5が備えられ、これらセンサーの検出値はコントロールユニット(ECM)7に読込まれる。
【0015】
ECM7には、上記の他にブレーキストロークセンサー10とブレーキブースター負圧センサー11からの検出信号、バッテリーコントローラ8からのバッテリー14の電気容量(バッテリーSOC)検出信号が入力される。
【0016】
ECM7はこれらの検出値に基づいてエンジン1の始動・停止およびモーターコントローラ13の制御を実行する。
【0017】
上記の各検出信号に基づいて、ECM7はアイドルストップ状態から再始動する際に、車両の前後Gの変化によるショックを軽減させる制御を実行する。図2は、ECM7が実行する制御のフローチャートである。
【0018】
ステップS100でアイドルストップ中であるか否かの判定を行う。アイドルストップ中の場合はステップS101に進み、起動要求の有無を判定する。アイドルストップ中でない場合は処理を終了する。
【0019】
ステップS101で起動要求有と判定した場合はステップS102に進み、モーター9を起動してクランクシャフト20を回転させる。
【0020】
起動要求の判定は、自動変速機2が走行レンジに入った状態で車速がゼロ、ブレーキON、車両のドアおよびボンネットが閉の状態で、アイドルストップ中にアクセルON、ブレーキOFF、バッテリーSOC低下、ブレーキブースター負圧不足、エンジン水温低下、自動変速機油温低下、自動変速機油圧低下のいずれかを検知した場合に起動要求ありと判定する。
【0021】
ステップS101で起動要求がない場合は処理を終了する。
【0022】
ステップS102でモーター9を起動したら、ステップS103に進み、エンジン回転数が所定の回転数N0に達したか否かの判定を行う。所定の回転数N0は、その車両においてアイドル回転として適した値を予め設定しておく。
【0023】
次にステップS104に進み、目標エンジン回転数NtをNPに設定する。目標回転数NPは、その車両においてアイドルストップから再始動するときに達すると推定されるエンジン回転数の最大値として予め決定したものである。
【0024】
ステップ105でエンジン1を始動し、ステップS106に進み、所定時間経過したか否かの判定を行い、所定時間経過後にステップS107で目標エンジン回転数NtをN0まで緩やかに変化させる。最大回転数NPに達した直後にアイドル回転数N0まで回転数を低下させると、車両にかかる前後Gが急激に変化することによって発生する車両戻しGショックが大きくなる。
【0025】
本実施形態ではステップS106で目標エンジン回転数Ntを最大回転数NPとしたまま所定時間が経過するまで待ち、その後アイドル回転数N0まで緩やかに回転数を低下させるので、車両にかかる前後Gの急激な変化を抑え、車両戻しGショックを防止することができる。
【0026】
ステップS107でエンジン回転数Ntをアイドル回転数N0まで緩かに低下させ、ステップS108で停止要求の有無を判定する。停止要求の判定は、自動変速機2が走行レンジに入った状態で、車速がゼロ、ブレーキON、ドアおよびボンネットが閉、の状態でエンジン運転中に、バッテリーSOC、ブレーキブースター負圧、エンジン水温、自動変速機油温、自動変速機油圧のいずれもが予め設定したしきい値を超えている場合を停止要求ありとする。
【0027】
ステップS108で停止要求ありの場合はステップS109でエンジン1を停止して処理を終了する。停止要求がない場合にはそのままエンジン1の運転を続ける。
【0028】
上記制御によってエンジンを再始動した場合の、再始動直後のエンジン回転数、目標エンジン回転数、車両前後Gの変化を図3のタイムチャートに示す。図中の実線Aは本実施形態の制御による変化を示し、点線Cは従来例の制御による変化を示している(一点鎖線Bは後述する第2実施形態の制御を示す)。
【0029】
モーター9起動後t0でエンジン回転数がN0に達する。この時目標エンジン回転数をN0からNPに切り替える。
【0030】
t2で最大回転数Nmを迎えるが、オーバーシュートによって予め設定した最大値NPよりも高い回転数となっている。その後エンジン回転数は低下して、t3で目標エンジン回転数として設定したNPとなる。本実施形態はこのエンジン回転数を維持しているが、従来例では、そのままアイドル回転数N0まで低下している。
【0031】
車両前後Gはt2付近で最大値となるが、本実施形態も従例も略同等の大きさである。その後、エンジン回転数が最大値から低下するのに伴って車両前後Gも減少し、t4で最小値となる。ここで、最大値から最小値までの振れ幅を比較すると、本実施形態は従来例よりも振れ幅は小さいことがわかる。つまり、従来例に比べて車両前後Gの変化によって生じる車両戻しGショックを軽減できていることがわかる。
【0032】
以上により、本実施形態では、アイドルストップからエンジン再始動する際にエンジン回転数が最大値となった状態を所定時間維持するので、車両にかかる前後Gの変化量を小さくすることができ、前後Gの変化によって生じる車両戻しGショックを軽減することが可能となる。
【0033】
エンジン再始動時のエンジン回転数が到達する最大値を、予め設定した1つの値とするので、制御が簡素化できる。
【0034】
第2実施形態について説明する。本実施形態はシステムの構成、制御ともに第1実施形態と基本的に同様である。ただし、ステップS104の目標エンジン回転数Ntの設定が異なる。本実施形態では、ステップS103でエンジン回転数がN0に達したら、ステップS104で図4に示す目標エンジン回転数を設定する為のサブルーチンを実行する。
【0035】
ステップS201で目標エンジン回転数Ntを変数NrとしてステップS202に進む。変数Nrはクランク角センサー15によって検出される実際のエンジン回転数である。
【0036】
ステップS202では、今回のエンジン始動後の変数Nrの最大値Nrmaxを暫定最大回転数Nmとして読込み、ステップS203に進む。
【0037】
ステップS203では目標エンジン回転数Nrと暫定最大回転数Nmとの比較を行う。目標エンジン回転数Nrが暫定最大回転数Nmよりも大きくなった場合はステップS204に進み、そうでない場合はステップS201に戻り、上記制御を繰り返す。
【0038】
ステップS204では暫定最大回転数Nmを目標エンジン回転数として設定し、ステップS105に進む。
【0039】
これにより、暫定最大回転数Nmはエンジン始動毎に実際のエンジン回転数Nrを用いて更新されるので、再始動の度に変動する最大到達回転数を正確に認識することが可能となる。
【0040】
本実施形態の制御を実行した場合を、図3のタイムチャートに一点鎖線Bで示す。
【0041】
t2までは第1実施形態と同様であるが、t2で最大回転数となった後、第1実施形態(実線A)は最大回転数から若干低下したエンジン回転数を維持しているのに対して、本実施形態(実線B)は最大回転数Nmとほぼ同じエンジン回転数を維持している。
【0042】
これにより、車両前後Gのグラフで明らかなように、本実施形態は第1実施形態よりもさらに車両前後Gの振れ幅が小さくなっている。つまり、本実施形態は始動時の車両戻しGショックを第1実施形態よりもさらに軽減することが可能となることがわかる。
【0043】
以上により本実施形態では、エンジン再始動毎に目標エンジン回転数として設定する最大到達回転数の設定を実際のクランクシャフト20の回転数を用いて更新するので、目標エンジン回転数と実際の最大到達回転数とのずれを解消でき、これによって車両前後Gの変動を抑制し、エンジン再始動時の車両戻しGショックを軽減することが可能となる。
【0044】
第3実施形態について説明する。
【0045】
本実施形態も第2実施形態と同様に、システムの構成、制御は基本的に第1実施形態と同様で、ステップS104の目標エンジン回転数Ntの設定方法だけが異なる。
【0046】
本実施形態では、目標回転数Ntを図3におけるNbもしくはNitに設定する。Nitはエンジン再始動時のコレクタタンク内負圧から推定する最大到達回転数である。予め実験等により負圧と最大到達回転数との関係をマップとしてもっておき、エンジン再始動時のコレクタタンク内負圧により検索する。
【0047】
コレクタ内圧力が大気圧に近いほど、再始動時にエンジンに吸入される実空気量が多くなり、このため、最大到達回転数も高くなる。したがって、コレクタ内負圧に基づいて目標回転数Nitを設定することにより、実際の最大回転数に近い値にすることができ、その分だけGショックを軽減できる。
【0048】
Nbはアイドルストップ時間から推定する最大到達回転数である。Nitと同様に予めマップ化しておき、エンジン再始動時にアイドルストップ時間から検索する。
【0049】
アイドルストップ時間が長くなるほど、コレクタ内の負圧は大気圧に近づいていく。したがって、前記と同じく、このアイドルストップ時間が長くなるほど最大到達回転数が高くなり、これに応じて目標エンジン回転数Nbを設定することで、前記と同じくGショックを適切に軽減できる。
【0050】
以上により、本実施形態ではエンジン1の再始動時の条件によって目標エンジン回転数Ntを設定するので、目標エンジン回転数Ntと再始動の度に異なる最大到達回転数とのずれを解消することができる。これにより、エンジン1再始動時の車両戻しGショックを軽減することが可能となる。
【0051】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のシステム構成を表す図である。
【図2】第1実施形態の制御のフローチャートである。
【図3】第1実施形態を実施した場合のタイムチャートである。
【図4】第2実施形態で実行する目標エンジン回転数設定用のサブルーチンである。
【符号の説明】
1 エンジン
2 自動変速機(無段変速機含む)
3 トルクコンバータ
4 AT油温センサー
5 AT油圧センサー
6 エンジン水温センサー
7 コントロールユニット(ECM)
8 バッテリーコントローラー
9 モーター
10 ブレーキストロークセンサー
11 ブレーキブースター負圧センサー
13 モーターコントローラー
14 バッテリー
15 クランク角センサー
16 インバータ
17 クランクプーリー
18 モータープーリー
19 ベルト
20 クランクシャフト
21 モーター回転軸
Claims (5)
- 車両停車時に、変速機が走行レンジ選択中であってもエンジン停止許可条件が成立するとエンジンを自動停止し、
自動停止後にエンジン始動条件が成立するとエンジンを自動再始動するアイドルストップシステムを搭載した車両において、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を設け、
自動再始動時にはアイドル回転数よりも高い目標エンジン回転数を設定し、
エンジン回転数が前記目標エンジン回転数に達した後は、所定時間だけ目標エンジン回転数を維持し、所定時間経過後にアイドル回転数まで徐々に低下させる始動時エンジン回転数制御手段を備えることを特徴とするアイドルストップ車両制御装置。 - 前記目標エンジン回転数として、再始動時に上昇すると予測される最高回転速度に相当する固定値を用いる請求項1に記載のアイドルストップ車両制御装置。
- 前記目標エンジン回転数として、自動再始動時に前記エンジン回転数検出手段によって検出される実際のエンジン回転数の最大値を用いる請求項1に記載のアイドルストップ車両制御装置。
- 前記目標エンジン回転数を、自動再始動時のエンジンのコレクタタンク内負圧に基づいて決定する請求項1に記載のアイドルストップ車両制御装置。
- 前記目標エンジン回転数を、自動停止から自動再始動までの停止時間に基づいて決定する請求項1に記載のアイドルストップ車両制御装置。
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