JP2018003701A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン再始動時の応答遅れを抑制可能なエンジン始動制御装置を提供すること。【解決手段】 本発明のエンジン始動制御装置では、エンジンを始動する第１モータと、前記エンジンによって駆動されると共に、第２モータによっても駆動可能な補機と、前記エンジンの自動停止後、前記エンジンを再始動するときは、前記第１モータの作動に加えて、前記第２モータの作動によって前記エンジンをクランキングするコントローラと、を備えた。【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンを自動停止した後、再始動する際に用いられるエンジン始動制御装置に関する。

従来、特許文献１には、車両停止中におけるエンジンのアイドリング（以下、アイドリングストップと記載する。）、もしくは車両走行中におけるエンジンの停止（以下、コーストストップと記載する。）を行い、その後、所定の条件が成立したときは、エンジンを再始動する技術が開示されている。

特開２０１２−５２６４０公報

しかしながら、エンジン再始動時のスタータモータの出力は限られているため、エンジン再始動要求から再始動完了までの応答遅れが運転者に違和感を与えるという問題があった。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、エンジン再始動時の応答遅れを抑制可能なエンジン始動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のエンジン始動制御装置では、エンジンを始動する第１モータと、前記エンジンによって駆動されると共に、第２モータによっても駆動可能な補機と、前記エンジンの自動停止後、前記エンジンを再始動するときは、前記第１モータの作動に加えて、前記第２モータの作動によって前記エンジンをクランキングするコントローラと、を備えた。

よって、エンジン再始動時のクランキング時に、第１モータに加えて第２モータの駆動力を使用することができ、エンジン回転数を素早く上昇させることで応答遅れを抑制できる。

実施例１のエンジン始動制御装置を備えた車両のシステム図である。 実施例１のエンジン始動制御処理を表すフローチャートである。 実施例１のエンジン始動制御処理を表すタイムチャートである。

〔実施例１〕
図１は実施例１のエンジン始動制御装置を備えた車両のシステム図である。実施例１の車両のパワートレーンには、内燃機関であるエンジン１と、トルクコンバータ２と、発進クラッチとして機能する第１クラッチ３（以下、図２，３中ではＣＬ１と記載する。）と、ベルト式無段変速機４と、ディファレンシャルギヤ５を介して接続された駆動輪６と、を有する。

エンジン１は、イグニッションスイッチがオンされたときに、フライホイール外周に形成されたリングギヤを介してエンジンクランキングを行うスタータモータ１１と、エンジン１の出力軸１ａに対してベルトを介して接続され、走行時にオルタネータとして機能すると共に、必要に応じてエンジンクランキングやトルクアシストを行うスタータジェネレータ１２（以下、図２，３内ではＩＳＧと記載する。）と、ベルト式無段変速機４や各種クラッチに油圧を供給するオイルポンプ８と、を有する。

オイルポンプ８のオイルポンプ駆動軸８３は、ポンプモータ１３（以下、図２，３内ではＰＭと記載する。）と接続されている。オイルポンプ駆動軸８３には、ポンプ側スプロケット８２が設けられ、出力軸１ａに設けられたエンジン側スプロケット８０との間にチェーン８１が巻回されている。また、オイルポンプ駆動軸８３には、エンジン１とオイルポンプ８との間の駆動力を断接可能な第２クラッチ７（以下、図２，３内ではＣＬ２と記載する。）を有する。第２クラッチ７が締結されているときは、エンジン１からのトルクをオイルポンプ８に伝達することでオイルポンプ８を駆動し、油圧を発生する。一方、ポンプモータ１３が作動しているときは、ポンプモータ１３のトルクをオイルポンプ８に伝達して油圧を発生すると共に、チェーン８１を介してエンジン１にトルクを付与する。第２クラッチ７が解放されているときは、ポンプモータ１３によりオイルポンプ８を駆動し、油圧を発生する。

コントローラ１０は、バッテリ９の電力を制御すると共に、オイルポンプ８の油圧を制御し、スタータモータ１１の作動状態、スタータジェネレータ１２の作動状態、ポンプモータ１３の作動状態、ベルト式無段変速機４の変速状態、各種クラッチの締結状態を制御する。コントローラ１０内には、図外のアクセルペダル開度センサ、ブレーキスイッチ、車速センサ等の信号が入力され、各種センサ信号に基づいてコーストストップ制御やアイドリングストップ制御を行う。

ここで、コーストストップ制御とは、車両のコースト走行中に所定の条件が成立したときにエンジン１への燃料噴射を停止する制御である。アイドリングストップ制御とは、車両の停止時に所定の条件が成立したときにエンジン１のアイドリングを停止する制御である。これらコーストストップ制御やアイドリングストップ制御の詳細は周知の制御を行えばよいため、説明を省略する。また、コントローラ１０は、コーストストップ制御やアイドリングストップ制御によってエンジン１を停止後、エンジン再始動要求が出力されたときは、エンジン再始動制御を行うエンジン始動制御部を有する。

実施例１の車両では、イグニッションスイッチのオンに伴うエンジン始動時は、スタータモータ１１を駆動してエンジンクランキングを行う。これは、極低温時のようにエンジンフリクションが高い場合であっても、ギヤの噛合いによるトルク伝達により確実にエンジンクランキングを行うためである。一方、コーストストップ制御やアイドリングストップ制御によるエンジン停止後のエンジン再始動時は、スタータモータ１１は使用せず、スタータジェネレータ１２及びポンプモータ１３を使用する。コーストストップ制御やアイドリングストップ制御によるエンジン停止条件が成立している場合は、エンジン１の暖機が終了し、エンジンフリクションが十分に低下しているため、ベルトを介したトルク伝達でもエンジンクランキングが達成できるからである。尚、スタータジェネレータ１２とエンジン１とをベルトを介して接続することで、高い静粛性を維持した状態でトルクの授受が可能となる。

図２は実施例１のエンジン始動制御処理を表すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン始動制御部からのエンジン再始動要求に基づいて実行する。
ステップＳ１では、エンジン再始動要求の有無を判断し、エンジン再始動要求が有るときはステップＳ２に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。
ステップＳ２では、スタータジェネレータ１２を駆動してエンジンクランキングを行う。
ステップＳ３では、第２クラッチ７を締結する。
ステップＳ４では、ポンプモータ１３を駆動してエンジンクランキングを行う。
ステップＳ５では、エンジン回転数Ｎｅが点火タイミングを表す所定エンジン回転数Ｎｅ１以上か否かを判断し、Ｎｅ１以上のときはステップＳ６に進み、それ以外の場合はステップＳ２からＳ４を繰り返してエンジンクランキングを継続する。

ステップＳ６では、エンジン点火を行う。エンジン点火とは、燃料噴射と共にプラグに点火することを意味する。
ステップＳ７では、第２クラッチ７をＯＦＦとする。このとき、ポンプモータ１３の駆動を継続することでオイルポンプ８からの油圧供給は継続する。尚、エンジンクランキングは、スタータジェネレータ１２のみで継続する。
ステップＳ８では、第１クラッチ３をＯＮとする。具体的には、締結圧を徐々に供給し、スムーズな加速に移行させる。

ステップＳ９では、エンジン１が完爆したか否かを判断し、完爆したときはステップＳ１０に進み、完爆していない場合はステップＳ６に戻って完爆までスタータジェネレータ１２によるエンジンクランキングを継続する。完爆とは、エンジンクランキングを終了したとしても、エンジン１が自立回転可能な状態を表し、エンジン回転数ＮｅがＮｅ１よりも高い所定回転数以上、もしくはその状態が所定時間以上継続していることを判断基準としてもよく、特に限定しない。
ステップＳ１０では、第２クラッチ７をＯＮとする。すなわち、エンジン１が完爆しているため、第２クラッチ７の締結によりエンジン１のトルクによってオイルポンプ８を駆動させる。
ステップＳ１１では、ポンプモータ１３の作動を停止すると共に、スタータジェネレータ１２によるエンジンクランキングを終了する。スタータジェネレータ１２は、エンジンクランキングを終了後、スタータジェネレータ制御に基づいてオルタネータとして機能させる、もしくはトルクアシストとして機能させる。

図３は実施例１のエンジン始動制御処理を表すタイムチャートである。尚、最初は、車両停止状態で、かつ、アイドリングストップ状態であり、第２クラッチ７は締結している。図３中の実線が実施例１のエンジン始動制御を行ったときのエンジン回転数変化及び車両前後加速度変化を表し、点線が比較例としてスタータジェネレータ１２のみを用いてエンジン始動制御を行ったときのエンジン回転数変化及び車両前後加速度変化を表す。

時刻ｔ１において、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、時刻ｔ２において、アイドリングストップによるエンジン停止状態から、エンジン再始動要求が行われる。よって、スタータジェネレータ１２及びポンプモータ１３がＯＮされ、エンジンクランキングが開始される。このとき、実施例１のエンジン始動制御では、スタータジェネレータ１２のトルクに加えて、ポンプモータ１３のトルクを使用することができ、比較例に比べてエンジン回転数を素早く立ち上げることができる。

時刻ｔ３において、エンジン回転数Ｎｅが所定エンジン回転数Ｎｅ１に到達すると、エンジン点火が行われる。このとき、第２クラッチ７が解放されるため、エンジン点火に伴い、エンジンが自立回転しようとするときにオイルポンプ８がエンジン負荷となることがない。すなわち、ポンプモータ１３は、主に車両停止時にオイルポンプ８から最低限の油圧を吐出するための電動機であり、回転数上昇時にオイルポンプ８を駆動しつつエンジン１にもトルクを付与できるほどの容量が得られない場合があるからである。尚、スタータジェネレータ１２によるエンジンクランキングは継続して行われる。これに対し、比較例では、オイルポンプを切り離すことができないため、エンジンクランキング時に、オイルポンプも一緒に駆動する必要があることから、エンジン回転数の上昇速度が十分に得られない。

時刻ｔ４において、エンジン１が完爆すると、エンジン１からのトルクが十分に得られることから、第１クラッチ３の締結を開始して駆動輪６にトルク伝達を開始すると共に、第２クラッチ７を締結する。これにより、エンジントルクによってオイルポンプ８を駆動できる。このとき、ポンプモータ１３のトルクは不要となるため、ポンプモータ１３を停止する。

時刻ｔ５において、実施例１のエンジン始動処理では時刻ｔ４の時点で既に車両が発進しているのに対し、比較例では、やっとエンジン１が完爆し、車両が発進を開始する。すなわち、実施例１のエンジン始動制御にあっては、エンジンクランキング開始時点におけるトルクを増大できると共に、クランキング中の補機としてのオイルポンプ負荷を切り離すことができるため、比較例に比べてより素早いエンジン再始動を実現できる。よって、エンジン再始動要求からの応答遅れを抑制できる。

以上説明したように、実施例にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
（１）エンジン１を始動するスタータジェネレータ１２（第１モータ）と、エンジン１によって駆動されると共に、ポンプモータ１３（第２モータ）によっても駆動可能な補機であるオイルポンプ８と、エンジン１の自動停止後、エンジン１を再始動するときは、スタータジェネレータ１２の作動に加えて、ポンプモータ１３の作動によってエンジン１をクランキングするコントローラ１０と、を備えた。
よって、エンジンクランキング時におけるエンジン回転数を素早く上昇させることができ、エンジン始動要求からの応答遅れを抑制できる。

（２）補機であるオイルポンプ８は、ベルト式無段変速機４（変速機）に油圧を供給するオイルポンプである。
よって、コーストストップ制御やアイドリングストップ制御によるエンジン停止時であっても、油圧を供給することができる。
（３）エンジン１とオイルポンプと８の間に、駆動力を断接可能な第２クラッチ７（クラッチ）を有する。
よって、第２クラッチ７を解放することで、エンジン１の負荷を軽減できる。

（４）コントローラ１０は、エンジン１の点火前までは、第２クラッチ７を締結し、スタータジェネレータ１２とポンプモータ１３の作動によってエンジン１をクランキングし、エンジン１の点火後であってエンジン１が完爆するまでは、第２クラッチ７を解放し、スタータジェネレータ１２の作動によってエンジン１をクランキングし、エンジン１の完爆後は、スタータジェネレータ１２の作動を停止し、第２クラッチ７を締結してエンジン１によりオイルポンプ８を駆動する。
よって、クランキング開始時は、２つのモータトルクによってエンジン回転数を素早く上昇させ、エンジン１に点火後、完爆前までは、第２クラッチ７を解放してオイルポンプ８の負荷を排除してエンジン回転数を素早く上昇させるため、エンジン回転数を素早く上昇させることができ、エンジン始動要求からの応答遅れを更に抑制できる。

以上、実施例１に基づいて本発明を説明したが、他の構成であっても本発明に含まれる。例えば、実施例１では、エンジンの補機として変速機用の電動オイルポンプを備えた構成を示したが、オイルポンプに限らず、エアコン用コンプレッサや、エンジン用の電動オイルポンプといった他の補機類でもよい。また、実施例１では、オイルポンプをチェーン駆動する構成を示したが、チェーン駆動に代えてベルト駆動やギヤの噛合いによる駆動としてもよい。また、実施例１では、変速機としてベルト式無段変速機を備えた例を示したが、遊星歯車型変速機や平行２軸型常時噛み合い変速機であってもよく、特に限定しない。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 第１クラッチ
４ ベルト式無段変速機
６ 駆動輪
７ 第２クラッチ
８ オイルポンプ
９ バッテリ
１０ コントローラ
１１ スタータモータ
１２ スタータジェネレータ（第１モータ）
１３ ポンプモータ（第２モータ）

Claims (4)

1. エンジンを始動する第１モータと、
   前記エンジンによって駆動されると共に、第２モータによっても駆動可能な補機と、
   前記エンジンの自動停止後、前記エンジンを再始動するときは、前記第１モータの作動に加えて、前記第２モータの作動によって前記エンジンをクランキングするコントローラと、
   を備えたことを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジン始動制御装置において、
   前記補機は、変速機に油圧を供給するオイルポンプであることを特徴とするエンジン始動制御装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジン始動制御装置において、
   前記エンジンと前記オイルポンプとの間に、駆動力を断接可能なクラッチを有することを特徴とするエンジン始動制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジン始動制御装置において、
   前記コントローラは、前記エンジンの点火前までは、前記クラッチを締結し、前記第１モータと前記第２モータの作動によって前記エンジンをクランキングし、前記エンジンの点火後であって前記エンジンが完爆するまでは、前記クラッチを解放し、前記第１モータの作動によって前記エンジンをクランキングし、前記エンジンの完爆後は、前記第１モータの作動を停止し、前記クラッチを締結して前記エンジンにより前記オイルポンプを駆動することを特徴とするエンジン始動制御装置。

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