JP2010275890A - エンジンのアイドル運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オートマチックトランスミッションに既存の油圧センサを用いてアイドルストップ制御の許可および禁止を的確に判定する。
【解決手段】 オートマチックトランスミッションのオイルの粘性が適切（温度が適温）であるときにアイドル運転制御手段Ｍ５はアイドルストップ制御を許可し、オイルの粘性が高い（温度が低温）あるいは粘性が低い（温度が高温）であるときにアイドル運転制御手段Ｍ５はアイドルストップ制御を禁止する。オイルの粘性（温度）は、エンジンがアイドルストップ状態にあるときに、計時手段Ｍ１がオートマチックトランスミッションの油圧が第１閾値から第２閾値に低下するまでの経過時間ΔＴを計時し、計時時間判定手段Ｍ２における経過時間ΔＴが第１所定時間ΔＴＨ以上第２所定時間ΔＴＬ未満の範囲にあるか否かを判定する。経過時間ΔＴが前記範囲にあるとき、アイドル運転制御手段Ｍ５はオイルの粘性が適切（温度が適温）であると判定してアイドルストップ制御を許可する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の摩擦係合要素を油圧により係合および係合解除することで所望の変速段を確立するオートマチックトランスミッションに接続されたエンジンを所定の条件に基づいてアイドルストップ制御するアイドル運転制御手段を備えたエンジンのアイドル運転制御装置に関する。

アイドルストップ制御が可能なエンジンにおいて、オートマチックトランスミッションのオイルの温度が所定値を超えているときにアイドルストップ制御を禁止するものが、下記特許文献１により公知である。

またアイドルストップ制御が可能なエンジンにおいて、オートマチックトランスミッションのオイルの温度が所定値に満たないときにアイドルストップ制御を禁止するものが、下記特許文献２により公知である。

またアイドルストップ制御が可能なエンジンにおいて、オートマチックトランスミッションのオイルの温度が上限値および下限値の間にないときにアイドルストップ制御を禁止するものが、下記特許文献３により公知である。

特開２０００−１７５３０４号公報 特開２００２−４７９６１号公報 特開２０００−１０４５８７号公報

ところで上記従来のものは、アイドルストップ制御を許可するか禁止するかの判断を行うためのオイルの温度を温度センサを用いて測定している。これは、オイルの潤滑性能にとって重要な要素である粘性が温度と相関関係にあることを利用したものである。しかし、温度センサの電気的特性に誤差がある場合や、異なる温度特性のオイルに交換された場合や、オイルが劣化して特性が変化した場合に、オイルの温度が的確にオイルの状態を示しているとは限らなかった。また、その温度センサの分だけ部品点数が増加してコストアップの要因となる問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、オートマチックトランスミッションに既存の油圧センサを用いてアイドルストップ制御の許可および禁止を的確に判定することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数の摩擦係合要素を油圧により係合および係合解除することで所望の変速段を確立するオートマチックトランスミッションに接続されたエンジンを所定の条件に基づいてアイドルストップ制御するアイドル運転制御手段を備えたエンジンのアイドル運転制御装置において、前記オートマチックトランスミッションの油圧を検出する油圧検出手段と、前記エンジンがアイドルストップ状態にあるときに前記油圧検出手段で検出した油圧が第１閾値から第２閾値に低下するまでの経過時間を計時する計時手段と、前記計時手段で計時した経過時間が第１所定時間以上第２所定時間未満の範囲にあるか否かを判定する計時時間判定手段とを備え、前記アイドル運転制御手段は、前記経過時間が第１所定時間以上第２所定時間未満の範囲にあると判定した場合にはアイドルストップ制御を許可し、前記経過時間が第１所定時間以上第２所定時間未満の範囲にないと判定した場合にはアイドルストップ制御を禁止して前記エンジンを始動することを特徴とするエンジンのアイドル運転制御装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、車速が所定車速以上で車両の走行距離が所定距離以上であることを判定する第１走行条件判定手段を備え、前記アイドル運転制御手段は、前記経過時間が第２所定時間以上であると判定した場合にはアイドルストップ制御を禁止して前記エンジンを始動し、その後に前記第１走行条件判定手段で車速が所定車速以上で車両の走行距離が所定距離以上であることを判定した場合にはアイドルストップ制御を許可することを特徴とするアイドル運転制御装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、車速が所定車速未満および／またはアイドル運転状態が第３所定時間以上であることを判定する第２走行条件判定手段を備え、前記アイドル運転制御手段は、前記経過時間が第１所定時間未満であると判定した場合にはアイドルストップ制御を禁止して前記エンジンを始動し、その後に前記第２走行条件判定手段で車速が所定車速未満であることおよび／またはアイドル運転状態が第３所定時間以上であることを判定した場合にはアイドルストップ制御を許可することを特徴とするエンジンのアイドル運転制御装置が提案される。

尚、実施の形態の油圧スイッチＳａは本発明の油圧検出手段に対応する。

請求項１の構成によれば、油圧検出手段でオートマチックトランスミッションの油圧を検出し、エンジンがアイドルストップ状態にあるときに計時手段で油圧が第１閾値から第２閾値に低下するまでの経過時間を計時し、計時時間判定手段で経過時間が第１所定時間以上第２所定時間未満の範囲にあるか否かを判定する。アイドル運転制御手段は、経過時間が第１所定時間以上第２所定時間未満の範囲にあると判定した場合、つまりオイルの粘性が適切（温度が適温）である場合にはアイドルストップ制御を許可し、そうでない場合にはアイドルストップ制御を禁止してエンジンを始動するので、オイルの粘性が高く（温度が低温）であってドライバビリティが悪化する場合や、オイルの粘性が低く（温度が高温）でオイルの劣化や潤滑性能の低下が発生する場合にはアイドル運転を許可してオイルの温度を適温に近づけることができる。しかもオイルの温度を温度センサを用いずに、オートマチックトランスミッションに既存の油圧検出手段を用いて測定することができるため、オートマチックトランスミッションの油圧を直接判断することにより正確に粘性を判断することができ、また温度センサの分だけ部品点数を削減してコストダウンに寄与することができる。

また請求項２の構成によれば、アイドル運転制御手段は、経過時間が第２所定時間以上であると判定した場合（オイルの温度が低温の場合）にはアイドルストップ制御を禁止してエンジンを始動するので、エンジンの運転によりオイルを攪拌することで適切な粘性（適温）にすることができる。エンジンの始動後に第１走行条件判定手段で車速が所定車速以上で車両の走行距離が所定距離以上であることを判定すると、オイルが攪拌されて適切な粘性（加熱されて適温）になったと判断してアイドルストップ制御を許可するので、不必要なアイドルストップ制御の禁止を最小限に抑えることができる。

また請求項３の構成によれば、アイドル運転制御手段は、経過時間が第１所定時間未満であると判定した場合（オイルの粘性が低く温度が高温の場合）にはアイドルストップ制御を禁止してエンジンを始動するので、エンジンの運転によりオイルを適温まで冷却する（粘性を上げる）ことができる。エンジンの始動後に第２走行条件判定手段で車速が所定車速未満であることおよび／またはアイドル運転状態が第３所定時間以上であることを判定すると、オイルの粘性が上がった（冷却されて適温になった）と判断してアイドルストップ制御を許可するので、不必要なアイドルストップ制御の禁止を最小限に抑えることができる。

アイドル運転制御装置の全体構成を示すブロック図。 アイドル運転制御装置の制御系のブロック図。 作用を説明するフローチャート。 作用を説明するタイムチャート。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、アイドルストップ制御が可能なエンジンＥにトルクコンバータＴＣを介してオートマチックトランスミッションＴＭが接続される。オートマチックトランスミッションＴＭおよびトルクコンバータＴＣに制御用および潤滑用の油圧を供給する油圧制御手段１１には、エンジンＥにより駆動されるオイルポンプ１２と、エンジンＥの停止時にも作動可能な電動オイルポンプ１３とが接続される。

エンジンＥのアイドルストップ制御を司る電子制御ユニットＵには、油圧スイッチＳａで検出したトランスミッションＴＭの油圧と、車速センサＳｂで検出した車速と、エンジンＥの運転状態（運転中あるいはアイドルストップ制御中）とが入力され、電子制御ユニットＵはこれらの信号に基づいてエンジンＥの燃料噴射制御装置１４、スタータモータ１５および電動オイルポンプ１３の作動を制御することで、エンジンＥをアイドルストップ制御あるいは再始動する。

図２に示すように、電子制御ユニットＵは、計時手段Ｍ１と、計時時間判定手段Ｍ２と、第１走行条件判定手段Ｍ３と、第２走行条件判定手段Ｍ４と、アイドルストップ制御手段Ｍ５とを備える。計時手段Ｍ１には油圧スイッチＳａが接続され、第１走行条件判定手段Ｍ３および第２走行条件判定手段Ｍ４には車速サンサＳｂが接続され、アイドルストップ制御手段Ｍ５には燃料噴射制御装置１４およびスタータモータ１５が接続される。

エンジンＥがアイドルストップ制御されると、それまで第１閾値ＰＨ以上の油圧を発生していたオイルポンプ１２が停止し、オートマチックトランスミッションＴＭの油圧はオイルのリークにより第１閾値ＰＨから時間の経過と共に徐々に低下するが、計時手段Ｍ１で前記油圧が第１閾値ＰＨから第２閾値ＰＬに低下するまでの経過時間ΔＴ、つまりＯＮ状態にあった油圧スイッチＳａがＯＦＦするまでの経過時間ΔＴを計時する。この経過時間ΔＴはオイルの温度を示すパラメータとなるもので、オイルの温度が高く粘性が低いほど前記経過時間ΔＴは短くなり、オイルの温度が低く粘性が高いほど前記経過時間ΔＴは長くなる。

計時時間判定手段Ｍ２は、前記経過時間ΔＴを予め設定した第１所定時間ΔＴＨおよび第２所定時間ΔＴＬと比較することでオイルの粘性（温度）がアイドルストップ制御を可能にする粘性（温度）であるか否かを判定する。尚、油圧が第２閾値ＰＬ以下に低下すると、次の発進に備えて電動オイルポンプ１３が作動してオートマチックトランスミッションＴＭのインギヤに必要な油圧を発生する。

アイドルストップ制御手段Ｍ５は、オイルの粘性（温度）がアイドルストップ制御を可能にする粘性（温度）であればエンジンＥのアイドルストップ制御を許可し、オイルの粘性が高すぎて（温度が低すぎて）ドライバビリティを悪化させる虞がある場合と、オイルの粘性が低すぎて（温度が高すぎて）オイルの劣化や被潤滑部品の異常摩耗が発生する虞がある場合とにエンジンＥのアイドルストップ制御を禁止する。

オイルの粘性が高すぎて（温度が低すぎて）アイドルストップ制御が禁止されているとき、第１走行条件判定手段Ｍ３が所定の走行条件を判定した場合、即ち車速センサＳｂで検出した車速が所定車速以上であり、かつアイドルストップ制御が禁止されてからの車速を時間積分して算出して車両の走行距離が所定距離以上の場合に、オイルの粘性が下がった（温度が充分に上昇した）と判断してアイドルストップ制御を許可する。

オイルの粘性が低すぎて（温度が高すぎて）アイドルストップ制御が禁止されているとき、第２走行条件判定手段Ｍ４が所定の走行条件を判定した場合、即ち車速センサＳｂで検出した車速が所定車速未満であり、かつエンジンＥのアイドル運転時間が第３所定時間以上の場合に、オイルの粘性が上がった（温度が充分に低下した）と判断してアイドルストップ制御を許可する。

上記作用を、図３のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。

先ずステップＳ１でエンジンＥのアイドルストップ制御が禁止中でないとき、即ちアイドルストップ制御が許可されているとき、ステップＳ２で車両状態がアイドルストップ制御を許可できる状態か否かを判定する。具体的には、シフトレンジが「Ｄ」レンジあるいは「Ｎ」レンジにあり、車速センサＳｂで検出した車速が停止判定車速以下であり、かつブレーキペダルが踏まれている場合には車両状態がアイドルストップ制御を許可できる状態であると判定する。この場合、ステップＳ３でアイドルストップ制御の要求があれば、ステップＳ４で油圧スイッチＳａによる油圧の測定を開始する。このときオイルポンプ１２は作動中であるために油圧は第２閾値ＰＬ以上であり、油圧スイッチＳａはＯＮ状態になる。そしてステップＳ５でアイドルストップ制御を許可する。

続くステップＳ６でエンジンＥがアイドルストップ中であるとき、オイルポンプ１２は停止するため、オイルのリークによりオートマチックトランスミッションＴＭの油圧が次第に減少する。ステップＳ７で油圧が第２閾値ＰＬ未満になって油圧スイッチＳａがＯＦＦするまでの経過時間（アイドルストップ制御の開始から油圧スイッチＳａのＯＦＦまでの時間）ΔＴを計時手段Ｍ１により計測する。この経過時間ΔＴは、オイルの粘性が低い（温度が高い）場合には短くなり、オイルの粘性が高い（温度が低い）場合には長くなる。

続くステップＳ８で計時時間判定手段Ｍ２における経過時間ΔＴが第１所定時間ΔＴＨ未満でなく、かつステップＳ９で経過時間ΔＴが第２所定時間ΔＴＬ以上でないと判定したとき、つまりΔＴＨ≦ΔＴ＜ΔＴＬであってオイルの温度が適正であるとき、ステップＳ１０でアイドルストップ制御手段Ｍ５がアイドルストップ制御を許可する。

また前記ステップＳ８で計時時間判定手段Ｍ２における経過時間ΔＴが第１所定時間ΔＴＨ未満でなく、かつ前記ステップＳ９で経過時間ΔＴが第２所定時間ΔＴＬ以上であると判定したとき、つまりΔＴ≧ΔＴＬであってオイルの粘性が高い（温度が低温）状態であるとき、ステップＳ１１でアイドルストップ制御手段Ｍ５がアイドルストップ制御を禁止してエンジンＥを始動する。これにより、エンジンＥの熱をオートマチックトランスミッションＴＭに伝達するとともに、オートマチックトランスミッションＴＭの内部でオイルを攪拌し、アイドルストップ制御の継続によりオートマチックトランスミッションＴＭのオイルの粘性が高い（温度が低い）状態のままになるのを防止することができる。

また前記ステップＳ８で計時時間判定手段Ｍ２における経過時間ΔＴが第１所定時間ΔＴＨ未満であると判定したとき、つまりΔＴ＜ΔＴＨであってオイルの粘性が低い（温度が高温）状態であるとき、ステップＳ１２でアイドルストップ制御手段Ｍ５がアイドルストップ制御を禁止してエンジンＥを始動する。これにより、オイルクーラーを作動させてアイドルストップ制御の継続によりオートマチックトランスミッションＴＭのオイルの粘性が低い（温度が高い）状態のままになるのを防止することができる。

前記ステップＳ１でエンジンＥのアイドルストップ制御が禁止中であるとき、ステップＳ１３でオイルの粘性が高い（温度が低温）状態であり、かつステップＳ１４で第１走行条件判定手段Ｍ３が車速センサＳｂで検出した車速が所定車速以上であり、かつアイドルストップ制御の禁止からの走行距離（車速を時間積分して算出）が所定距離以上である場合に、オイルの粘性が低下した（温度が充分に高くなった）と判断し、ステップＳ１７でアイドルストップ制御手段Ｍ５がアイドルストップ制御を許可する。

前記ステップＳ１３でオイルの粘性が高い（温度が低温）状態でなく、かつステップＳ１５でオイルの粘性が低い（温度が高温）状態であるとき、ステップＳ１６で第２走行条件判定手段Ｍ４が車速センサＳｂで検出した車速が所定車速未満であり、かつアイドル運転状態が第３所定時間以上経過した場合に、オイルの粘性が上昇した（温度が充分に低くなった）と判断し、ステップＳ１７でアイドルストップ制御手段Ｍ５がアイドルストップ制御を許可する。

次に、上記作用の一例を図４のタイムチャートに基づいて説明する。

時刻ｔ１に運転者がブレーキペダルを踏むと時刻ｔ２にアイドルストップ制御が開始されてエンジンＥが停止し、これと同時に時刻ｔ１にてＯＮ状態になった油圧スイッチＳａが、時間の経過と共に油圧が減少して時刻ｔ４に第２閾値ＰＬ未満になるとＯＦＦする。このときのブレーキペダルの踏込みから油圧スイッチＳａのＯＦＦまでの経過時間ΔＴが第１所定時間ΔＴＨ以上で第２所定時間ΔＴＬ未満であればアイドルストップ制御が許可されるが、経過時間ΔＴが第１所定時間ΔＴＨ未満であればオイルの粘性が低すぎる（温度が高すぎる）ためにアイドルストップ制御が禁止され、経過時間ΔＴが第２所定時間ΔＴＬ以上であればオイルの粘性が高すぎる（温度が低すぎる）ためにアイドルストップ制御が禁止される。

以上のように、本実施の形態によれば、オートマチックトランスミッションＴＭのオイルの粘性（温度）を油圧スイッチＳａを用いて測定するので、油温センサを必要とせずにオイルの粘性（温度）に基づくアイドルストップ制御の許可および禁止を的確に判定することができる。これにより、オイルの粘性が高い（温度が低い）ときにアイドルストップ制御を許可してドライバビリティを悪化させたり、オイルの粘性が低い（温度が高い）ときにアイドルストップ制御を許可してオイルの劣化や被潤滑部の異常摩耗を招いたりするのを防止することができる。

しかもアイドルストップ制御が禁止された後は、車速、走行距離あるいはアイドル運転の継続時間に基づいてオイルの粘性（温度）が適正になったことを推定してアイドルストップ制御を許可するので、アイドルストップ制御の禁止を最小限に抑えて燃料消費量の節減に寄与することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では第２走行条件判定手段Ｍ４が車速センサＳｂで検出した車速が所定車速未満であり、かつアイドル運転状態が第３所定時間以上経過した場合に、オイルの粘性が高く（温度が充分に低く）なったと判断してアイドルストップ制御を許可しているが、車速が所定車速未満の場合、またはアイドル運転状態が第３所定時間以上経過した場合にアイドルストップ制御を許可してもよい。

また本発明の油圧検出手段は実施の形態の油圧スイッチＳａに限定されず、油圧センサであっても良い。

Ｅ エンジン
Ｍ１ 計時手段
Ｍ２ 計時時間判定手段
Ｍ３ 第１走行条件判定手段
Ｍ４ 第２走行条件判定手段
Ｍ５ アイドル運転制御手段
ＰＨ 第１閾値
ＰＬ 第２閾値
Ｓａ 油圧スイッチ（油圧検出手段）
ＴＭ オートマチックトランスミッション
ΔＴ 経過時間
ΔＴＨ 第１所定時間
ΔＴＬ 第２所定時間

Claims (3)

1. 複数の摩擦係合要素を油圧により係合および係合解除することで所望の変速段を確立するオートマチックトランスミッション（ＴＭ）に接続されたエンジン（Ｅ）を所定の条件に基づいてアイドルストップ制御するアイドル運転制御手段（Ｍ５）を備えたエンジンのアイドル運転制御装置において、
   前記オートマチックトランスミッション（ＴＭ）の油圧を検出する油圧検出手段（Ｓａ）と、
   前記エンジン（Ｅ）がアイドルストップ状態にあるときに前記油圧検出手段（Ｓａ）で検出した油圧が第１閾値（ＰＨ）から第２閾値（ＰＬ）に低下するまでの経過時間（ΔＴ）を計時する計時手段（Ｍ１）と、
   前記計時手段（Ｍ１）で計時した経過時間（ΔＴ）が第１所定時間（ΔＴＨ）以上第２所定時間（ΔＴＬ）未満の範囲にあるか否かを判定する計時時間判定手段（Ｍ２）とを備え、
   前記アイドル運転制御手段（Ｍ５）は、前記経過時間（ΔＴ）が第１所定時間（ΔＴＨ）以上第２所定時間（ΔＴＬ）未満の範囲にあると判定した場合にはアイドルストップ制御を許可し、前記経過時間が第１所定時間（ΔＴＨ）以上第２所定時間（ΔＴＬ）未満の範囲にないと判定した場合にはアイドルストップ制御を禁止して前記エンジン（Ｅ）を始動することを特徴とするエンジンのアイドル運転制御装置。
2. 車速が所定車速以上で車両の走行距離が所定距離以上であることを判定する第１走行条件判定手段（Ｍ３）を備え、
   前記アイドル運転制御手段（Ｍ５）は、前記経過時間（ΔＴ）が第２所定時間（ΔＴＬ）以上であると判定した場合にはアイドルストップ制御を禁止して前記エンジン（Ｅ）を始動し、その後に前記第１走行条件判定手段（Ｍ３）が車速が所定車速以上で車両の走行距離が所定距離以上であることを判定した場合にはアイドルストップ制御を許可することを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのアイドル運転制御装置。
3. 車速が所定車速未満および／またはアイドル運転状態が第３所定時間以上であることを判定する第２走行条件判定手段（Ｍ４）を備え、
   前記アイドル運転制御手段（Ｍ５）は、前記経過時間（ΔＴ）が第１所定時間（ΔＴＨ）未満であると判定した場合にはアイドルストップ制御を禁止して前記エンジン（Ｅ）を始動し、その後に前記第２走行条件判定手段（Ｍ４）が車速が所定車速未満であることおよび／またはアイドル運転状態が第３所定時間以上であることを判定した場合にはアイドルストップ制御を許可することを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのアイドル運転制御装置。

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