JP3555516B2 - Automatic stop / restart system for engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の停止時にエンジンを自動停止させ、発進する際にエンジンを自動再始動させるエンジンの自動停止再始動装置に関する。
【0002】
【従来の技術と解決すべき課題】
自動変速機を搭載した車両のエンジン自動停止再始動装置として、例えば特開平8ー291725号公報のものがあり、この装置では、以下のようにエンジンの自動停止、再始動が行われる。即ち、セレクトレバーの位置を検出するセレクト位置センサ、車速を検出する車速センサ、エンジンの回転数を検出する回転数センサ、およびブレーキペダルが踏み込まれているかどうかを検出するブレーキセンサ等を備え、セレクトレバーがニュートラルレンジにあること、車速がゼロであること、エンジンの回転数がアイドル回転数であること、およびブレーキペダルが踏み込まれていることを検出したときに、エンジンを一時的に停止させる。また、この停止状態で、セレクトレバーがドライブレンジにあること、車速がゼロであること、エンジンの回転数がゼロであること、およびブレーキペダルが踏み込まれていないことを検出したときに、自動変速機を電気的にニュートラルレンジにホールドしてエンジンを再始動させ、エンジンがアイドル回転数になるとそのニュートラルレンジのホールドを解除する。
【0003】
ところで、エンジンの再始動直後は吸気管負圧が発達しておらず、シリンダに吸入される空気の量が多いのでアイドリング状態からアクセルペダルを踏み込んだ場合よりも発生するエンジントルクが大きくなる。そのため、ブレーキの解放に前後してアクセルが踏み込まれるとエンジントルクが大きくなりすぎ、これが駆動系に伝達されるとショックが発生して好ましくない。また、このことはエンジンが停止されないアイドル状態から発進する場合と、エンジン停止状態からエンジンを再始動して発進する場合とで同等の加速力が得られず、乗員に違和感を与えることとなる。
【0004】
このような問題に対して、エンジントルクの発生に同期して、モータジェネレータのトルクを吸収側に制御(発電制御)することで、過剰なトルクを吸収することも考えられるが、バッテリの種類によってはエンジン再始動時に発生する過剰トルク分の電力を吸収しきれず、バッテリの電圧が急激に高くなり、周辺の機器に影響を与えたり、発熱して劣化を促進させたりするおそれを生じる。これを回避するためにエンジン再始動の機会つまりアイドルストップの回数を制限すると燃費改善効果がそれだけ損なわれてしまう。また、点火時期の遅角や空燃比リーン化をすることでトルクを落とすことも考えられるが、その場合には燃焼が不安定になるおそれもある。
【0005】
この発明は、このような問題点に着目してなされたもので、再始動時にアクセルペダルが踏み込まれたときのエンジン出力の増加を一時的に抑制することによりモータジェネレータによる余剰な発電を回避することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項1の発明では、エンジンにモータジェネレータを連結し、前記モータジェネレータと車輪駆動軸との間にトルクコンバータもしくは発進クラッチ付きの自動変速機を介装し、車両停止時にエンジンを自動停止すると共に、発進する際にエンジン回転力もしくはエンジン軸出力を車輪駆動軸に伝える状態でモータジェネレータによってエンジンを再始動可能であり、エンジン軸出力や車両制動時の慣性力を受けてモータジェネレータが回生発電を可能となっている車両用エンジンにおいて、エンジンまたはモータジェネレータの回転数を検出する回転数検出手段と、アクセルペダルの操作量を検出する手段と、エンジンの再始動時にアイドル回転数を目標回転数としてモータジェネレータの回転数制御を行うモータジェネレータ回転数制御手段と、エンジンの再始動時にアクセルをオンした際には、モータジェネレータの回転数制御における目標回転数をアイドル回転数もしくはアイドル回転数近傍にしたまま、モータジェネレータの回生トルクを制限する回生トルクリミッタを設定する回生トルクリミッタ設定手段と、アクセル操作に応じてエンジン出力を制御する出力制御装置の作動を、エンジンの再始動時にはアクセルのオン操作に対して遅れて作動させる遅延手段とを備える。
【0007】
請求項2の発明は、上記請求項1の発明の遅延手段を、アクセル開度が小であるほど遅れ期間を長くする特性に設定したものとする。
【0008】
請求項3の発明は、上記請求項1または請求項2の発明の遅延手段を、回生トルクリミッタ設定手段により設定されたリミッタトルク初期値が大であるほど遅れ期間を長くする特性に設定したものとする。
【0009】
【作用・効果】
上記各発明において、エンジンの再始動時にアクセルペダルが踏み込み操作(アクセルオン)されるのに伴いエンジンが燃焼トルクを発生すると、アイドル回転数を目標回転数とするモータジェネレータの回転数制御によって、モータジェネレータが駆動側から回生側に動作を変化してトルクを吸収すると共に、回生トルクリミッタによってトルクの吸収が制限され、過剰に発生する分のトルクのみが吸収される。そのため、エンジン回転数はスムーズに目標となる回転数に上昇し、エンストも防止される。したがって、アクセルペダルの踏み込み操作によって駆動力をスムーズに立ち上がらせることができ、エンジンが停止されないアイドル状態から発進する場合と、エンジン停止状態からエンジンを始動して発進する場合とで、同等の加速力、加速感を得ることができ、運転性を向上できる。
【0010】
ただし、本発明では、アクセルペダルの踏み込み操作に対して所定の遅れ期間が経過してからエンジン出力が立ち上がるようにしている。すなわち、例えばガソリンエンジンのスロットルバルブやディーゼルエンジンの燃料噴射コントロールレバーなど、エンジンの出力制御装置の作動がアクセルペダルの操作に対して遅れるようにしている。このため、エンジン再始動時の回生トルクリミッタによるトルクの吸収量はそれだけ少量で済み、これにより充電負担が軽減されるためバッテリの劣化を防止してその耐久性をより高めることが可能になる。
【0011】
また、吸収すべきトルクの絶対量が低減するので、回生トルクリミッタの設定値に誤差が生じたとしてもその影響は少なく、したがってより滑らかな駆動力特性および運転性が得られる。
【0012】
さらに、請求項2の発明のようにアクセルペダルの開度が小であるほど、または請求項3の発明のように回生トルクリミッタによって設定されたリミッタトルク初期値が大であるほど、出力制御装置の遅れ期間を大とすることにより、実際のエンジン吸気量変化に応じてより適切なタイミングでエンジン出力を立ち上がらせることができるので、よりいっそう良好な運転性が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明が前提とする、トルクリミッタにより再始動時の回生トルク吸収を行う自動停止再始動装置について説明する。
【0014】
図1に示すように、エンジン1と無段自動変速機3との間に発電機および電動機の両機能を併せ持つモータジェネレータ2が配設される。
【0015】
モータジェネレータ2は、エンジン1のクランクシャフトに直結されている。無段自動変速機3は、トルクコンバータ4と、前後進切替えクラッチ5と、ベルト式の無段変速機6とから構成され、エンジン1の駆動トルクをこれらを介してドライブシャフト7およびタイヤ8に伝える。
【0016】
なお、モータジェネレータ2はエンジン1のクランクシャフトにベルトやチェーンを介して連結しても機能的には同等である。また、無段自動変速機3の代わりに有段自動変速機を用いた構成とすることもできる。また、トルクコンバータ4の代わりにエンジン1の再始動時にエンジン1側のトルクを伝える発進クラッチを備えたものとすることもできる。
【0017】
電力コントロールユニット12により、モータジェネレータ2が駆動、被駆動されると共に、その電力はバッテリ13から供給またはバッテリ13に充電される。
【0018】
9はエンジン1ならびにモータジェネレータ2の回転数、およびエンジン1のクランク角を検出する回転数センサ、11は車両のブレーキペダル16(図2参照)の踏み込み量を検出するブレーキセンサ、15はアクセルペダル17(図2参照)の操作量を検出するアクセルセンサを示す。
【0019】
始動制御コントロールユニット10は、これらのセンサ信号ならびに後述するエンジンコントロールユニット20(図2参照)からの信号に基づき、電力コントロールユニット12にモータジェネレータ2の目標トルク、目標回転数を出力して、電力コントロールユニット12を介して、モータジェネレータ2の制御を行う。
【0020】
なお、始動制御コントロールユニット10は、エンジンコントロールユニット20内に設けられるが、車両のパワートレイン全体の制御を統括する統合コントローラ(図示しない)内に設けた構成とすることもできる。
【0021】
図2は、エンジンの制御システムを示しており、11はブレーキセンサ、15はアクセルセンサ、9は回転数センサ、21はエンジンの冷却水温を検出する水温センサ、22は自動変速機3のセレクトレバーの位置を検出するセレクト位置センサ、23は車速を検出する車速センサを示す。
【0022】
エンジンコントロールユニット20は、これらのセンサ信号に基づいて、エンジン1の自動停止(アイドルストップ)および始動(再始動)を制御する。また、エアフローメータ24で計測されるエンジン1の吸入空気量と回転数センサ9で計測されるエンジン回転数およびエンジン回転の位相(クランク角)とに基づいて、吸入空気量に見合った燃料量とエンジン負荷およびエンジン回転数に見合った点火時期とを演算し、演算した燃料量を供給すべく各気筒の吸気ポートに設けた燃料インジェクタ25を駆動すると共に、演算した点火時期に合わせて各気筒の点火プラグ26の点火を制御する。
【0023】
また、吸気系には開度を電子制御可能な電制スロットルバルブ27が備えられ、図示しない統合コントローラから入力される目標エンジントルクに応じてエンジン1の吸入空気量を制御する。
【0024】
なお、エンジン1はガソリンエンジンを示すが、ディーゼルエンジンを用いた構成とすることも可能であり、その場合は燃料噴射ポンプのコントロールレバー開度に応じて燃料噴射量を制御することによりトルクが制御される。
【0025】
次に、エンジンの自動停止および再始動制御の内容を、図3、図4のフローチャートに基づいて説明する。
【0026】
図3に示すように、ステップ1〜5では、暖機運転が終了していること、ブレーキペダル16が踏み込まれている(オン)こと、車速がほぼ0km/hであること、アクセルペダル17が踏み込まれていない(オフ)こと、エンジン1の回転数がアイドル回転数(例えば、800rpm)以下であることを判断する。
【0027】
ステップ6では、これらの条件が全て成立したのが初めて(フラグFCOND=0)かどうかを判別し、初めてであれば、ステップ7にてディレイ時間およびフラグFCOND=1を設定する。
【0028】
ステップ8では、セレクトレバーの位置を見る。リバースレンジにないときは、ステップ9以降に進む。
【0029】
リバースレンジのときは、エンジン1の自動停止を行わず、エンジン1が停止中にある場合、ステップ29〜32よりステップ22以降に進んで、エンジン1を再始動(後述する)する。
【0030】
リバースレンジにないとき、つまりドライブレンジもしくはニュートラルレンジもしくはパーキングレンジのときは、ステップ9にてリバースレンジにないことを示すフラグFRFST=0をセットし、ステップ10にてエンジン1が停止中かどうかを見る。
【0031】
エンジン1が停止中でなければ、ステップ11からステップ7で設定したディレイ時間が経過したときに、ステップ12〜17のエンジン停止モードに入る。
【0032】
ステップ12〜14では、モータジェネレータ2のモータトルク=0とし、エンジン1の燃料噴射を停止する。ステップ15〜17では、エンジン停止シーケンスが初めて(フラグFISTPFST=0)かどうかを判別し、初めてであれば、アイドルストップ(I/S)許可時間およびフラグFISTPFST=1の設定後、エンジン1の停止を示すフラグFENGSTRT=0をセットする。
【0033】
このように、車両を一時停止する場合、エンジン1を一時的に自動停止する。なお、このエンジン1の自動停止はドライブレンジにあるときにのみ行うようにしても良い。
【0034】
一方、ステップ1〜4の条件が外れた場合、すなわちエンジンが自動停止中にある場合、ブレーキペダル16が解放される(オフ)と、あるいはアクセルペダル17が踏み込まれる(オン)と、ステップ18にてフラグFCONDをクリア(=0)し、ステップ19よりステップ22以降のエンジン再始動モードに入る。
【0035】
ステップ22〜24では、始動制御コントロールユニット10に目標起動トルクを与え、モータジェネレータ2の駆動を開始すると共に、初めに、吸気管負圧(Boost)の発達時間に相当するディレイ時間およびエンジン1の始動を示すフラグFENGSTRT=1を設定する。
【0036】
Boostの発達時間に相当するディレイ時間は、エンジン1の起動(大気圧状態)からアクセルをオフのままBoostがマイナス500mmHg相当になるまでの時間で、例えば1.5秒程度に設定している。
【0037】
ステップ25では、アクセルペダル17が踏み込まれているかどうかを判定する。アクセルペダル17が踏み込まれていない始動時は、ステップ26〜28にて始動制御コントロールユニット10にアイドル回転数を目標回転数に設定してモータジェネレータ2の回転数制御に移行すると共に、ステップ24で設定したBoostの発達時間に相当するディレイ時間が経過した後、燃料噴射を開始する。エンジン1が完爆すれば、モータジェネレータ2のトルク=0のトルク制御に入り、再始動制御を終了する。
【0038】
アクセルペダル17が踏み込まれているときは、ステップ33〜35にて始動制御コントロールユニット10にアイドル回転数を目標回転数に設定してモータジェネレータ2の回転数制御に移行(ステップ26にて回転数制御に入った後、アクセルペダル17が踏み込まれた場合は継続)すると共に、燃料噴射を開始する。エンジン1が完爆すれば、後述の回生トルクリミッタの解除と共に、ステップ36にてモータジェネレータ2のトルク=0のトルク制御に入り、再始動制御を終了する。
【0039】
そして、このエンジン1の再始動時に再始動制御に並行して、モータジェネレータ2の回生トルクを制限する回生トルクリミッタ制御(回生トルクリミッタの設定)を行う。
【0040】
図4に示すように、ステップ101では、フラグFCYLBRNを見て、次に点火タイミングがくる気筒が燃焼するかどうかを判定する。これは、後述するフラグがセットされないうちは、フラグFCYLBRN=0によりステップ109に進む。
【0041】
ステップ109では、エンジン1のクランク角を基に、現在のクランク角位置がどの気筒の圧縮行程にあるかを示すフラグCYLCSと、該気筒に燃料が噴射されたかどうかを示すフラグFHINJEX(CYLCS)とにより、次に点火タイミングがくる気筒に燃料が噴射された(フラグFHINJEX(CYLCS)=1)かどうかを判定する。
【0042】
燃料が噴射されていないときは、ステップ110にて所定のディレイ時間TFCBNDECを設定すると共に、フローの実行周期(10ms)毎に、ステップ111にて回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値の演算(更新)を繰り返す。
【0043】
燃料が噴射されると、ステップ102にて次に点火タイミングがくる気筒が燃焼すると推定するフラグFCYLBRNをセット(=1)する。以降は、ステップ101からも同じルーチンを進む。
【0044】
ステップ103では、ステップ110で設定したディレイ時間TFCBNDECが0になったかどうかを見、0でない場合は、フローの実行周期(10ms)毎に、ステップ112にて回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値の演算(更新)を繰り返し、ステップ113にてディレイ時間TFCBNDECを減算する。
【0045】
回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値は、エンジンの停止時間(燃料カット開始からの時間)TISTPONと、エンジンの起動後経過時間TISTPOFとの関数で与え、これらを基に、図5のような特性に設定したマップを検索して求める。図6はマップの例を示す。
【0046】
エンジンの起動直後は、Boostが発達しておらず、余剰空気を吸い込む分、発生するエンジントルクが大きくなり、時間が経過するのにしたがい、Boostが発達して、余剰空気がなくなる。また、エンジンの停止後、起動するまでの時間が長いと、停止前のBoostはなくなり大気圧になるが、短いほど、Boostは残る。したがって、エンジンの停止時間TISTPONが長く、エンジンの起動後経過時間TISTPOFが短かいときほど、回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値は、大きな余剰空気に相当する分のトルクを吸収するように大きな値に設定し、エンジンの停止時間TISTPONが短く、エンジンの起動後経過時間TISTPOFが長くなるほど、回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値を小さくするように設定している。
【0047】
図7にエンジンの起動とほぼ同時にアクセルを踏み込んだとき(エンジンの起動後経過時間TISTPOFがほぼ0秒)と、エンジンの起動後、例えば0.8秒経過してからアクセルを踏み込んだときの、アクセル踏み込み時点からの余剰空気と、吸収すべきトルク要求値の特性を示す。エンジンの起動とほぼ同時にアクセルを踏み込んだときは、余剰空気が大きい分、吸収すべきトルクは大きく、時間の経過と共に余剰空気が減少して、例えば0.7秒後(エンジン負荷による)はトルクの吸収は不要となる。また、エンジンの起動後、例えば0.8秒経過してからアクセルを踏み込んだときは、余剰空気はほとんどなく、吸収すべきトルクは極めて小さくなる。ただし、図7は起動時の吸気管圧力を大気圧としている。
【0048】
なお、回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値は、エンジンの起動後経過時間TISTPOFのみの関数として与えても良い。
【0049】
ステップ103にて、ステップ110で設定したディレイ時間TFCBNDECが0になったことが判定されると、ステップ104以降に入る。
【0050】
ディレイ時間TFCBNDECは、次に圧縮行程がくる気筒の、その圧縮行程から点火タイミングまでの時間に設定している。したがって、エンジンが燃焼トルクを発生したときにステップ104以降に入る。このディレイ時間TFCBNDECは、燃焼のピークに合うように、点火タイミングより所定時間長くしても良い。
【0051】
ステップ104では、モータジェネレータ2のトルク(回生トルク)が所定値以下(0もしくは0近傍)の状態を所定時間継続したかどうかを判定する。
【0052】
モータジェネレータ2の回生トルクが所定値以下になっていないとき(吸収すべきトルクが大きいとき)は、ステップ106にて回生トルクリミッタTRQLMTST(初期値)の減算を行う。これは、フローの実行周期(10ms)毎に、前回値から所定値DTTRQLMTを、目標値TGTRQLMT(0もしくは0近傍)を下回らない範囲において、減算する。
【0053】
モータジェネレータ2の回生トルクが所定値以下(0もしくは0近傍)の状態を所定時間継続すると、エンジンの完爆と判定して、ステップ107にてフラグfKANBAKU=1をセットすると共に、ステップ108にて回生トルクリミッタTRQLMTSTの加算(解除)を行う。これは、フローの実行周期(10ms)毎に、前回値に所定値DLTLMTPを、最大値TGTRQMAXを上回らない範囲において、加算する。
【0054】
即ち、図8のように、エンジンの起動と同時に回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値の演算を始め、エンジンが燃焼トルクを発生するタイミングを起点に、その回生トルクリミッタTRQLMTSTを所定の傾き(所定値DLTLMTP/10ms)で0もしくは0近傍に減算していく。完爆後は、回生トルクリミッタTRQLMTSTを解除するように加算する。
【0055】
ステップ111,112での回生トルクリミッタTRQLMTSTの初期値の演算値およびステップ106,108での回生トルクリミッタTRQLMTSTの減算値、加算値は、その演算毎に、アクセルペダル17が踏み込まれているときにのみ、始動制御コントロールユニット10に送信する。
【0056】
なお、これらの演算は簡単のため正の値で行っているが、回生トルクはマイナスの値であるため、回生トルクリミッタTRQLMTSTはマイナス値に変換して送信する。
【0057】
このように構成したため、エンジン1が自動停止している状態からブレーキペダル16を解放した場合(アクセルペダル17は踏み込んでいない場合)、モータジェネレータ2が駆動され、エンジン1が再始動される。
【0058】
アイドル回転数を目標回転数としてモータジェネレータ2の回転数制御が行われ、Boostの発達時間に相当するディレイ時間の経過後(アイドル回転数に到達)に燃料噴射が開始されると共に、エンジントルクが発生すると、回転数制御によるモータジェネレータ2のトルクの減少、回生が行われる。
【0059】
このため、図9のようにエンジン回転数はスムーズに立ち上げられ、アイドル回転数に維持される。
【0060】
モータジェネレータ2のトルクが所定値以下の状態が所定時間続くと、完爆と判定され、再始動が終了されるが、くすぶり、失火等でエンジントルクが出ない場合は、回転数制御によりモータジェネレータ2が駆動される。したがって、エンジントルクの発生が遅れても、エンストに陥ることはなく、クリープトルクは確実に維持される。
【0061】
一方、エンジン1が自動停止している状態からブレーキペダル16を解放して、アクセルペダル17を踏み込んだ場合、モータジェネレータ2が駆動され、アイドル回転数を目標回転数としてモータジェネレータ2の回転数制御が行われ、アクセルペダル17の踏み込みと同時に燃料噴射が開始されると共に、モータジェネレータ2の回生トルクリミッタが設定される。
【0062】
この回生トルクリミッタは、エンジンの停止時間とエンジンの起動後経過時間とを基に、停止時間が長く、起動後経過時間が短かいときほど、過剰に発生するエンジントルクを吸収するように、初期値が演算設定される。停止時間が長く、起動後経過時間が短かいつまりブレーキペダル16を解放してすぐにアクセルペダル17を踏み込んだときほど、Boostが発達しておらず、余剰空気が大きく、過剰にエンジントルクが発生するのであるが、その過剰なエンジントルクを吸収するように、初期値が演算設定される。
【0063】
即ち、アクセルペダル17の踏み込みにより燃料噴射が開始され、エンジンが燃焼トルクを発生すると、アイドル回転数を目標回転数とするモータジェネレータ2の回転数制御によって、図10のようにモータジェネレータ2が駆動側から回生側に動作を変化してトルクを吸収すると共に、その回生トルクリミッタによって設定値(初期値)にトルクの吸収が制限される。
【0064】
この場合、エンジンが燃焼トルクを発生する前は、モータジェネレータ2はトルクが回生トルクリミッタに張り付くことなく力行駆動されるが、エンジンが燃焼トルクを発生すると、モータジェネレータ2はトルクが回生トルクリミッタに張り付き(モータジェネレータ2の回生トルクが回生トルクリミッタに一致する)回生動作される。
【0065】
そして、この初期値の設定後、回生トルクリミッタは所定の傾きで0もしくは0近傍に減算、即ち、図10のようにモータジェネレータ2によるトルクの吸収を減少させるように制御される。
【0066】
回生トルクリミッタがない場合は、モータジェネレータ2がアイドル回転数維持分の燃焼トルク以外の全てのトルクを吸収するように動作してしまうが、その回生トルクリミッタの初期設定および減算設定によって過剰分のトルクのみが吸収される。
【0067】
モータジェネレータ2のトルクは回生トルクリミッタに張り付いたままとなり、したがってアイドル回転数を目標回転数とするモータジェネレータ2の回転数制御のまま、エンジン回転数はアイドル回転数から目標となる回転数にスムーズに上昇される。もちろん、そのモータジェネレータ2の回転数制御によって、くすぶり、失火等でエンジントルクの発生が遅れても、エンストに陥ることは防止される。
【0068】
そして、モータジェネレータ2のトルクが所定値以下(0もしくは0近傍)の状態が所定時間続くと、完爆と判定され、再始動が終了される。ただし、図10では表していないが、完爆後、回生トルクリミッタは解除されると共に、モータジェネレータ2の回転数制御からトルク制御に移行される。
【0069】
このように、Boostの発達状態を基に、過剰なエンジントルクを吸収するべく回生トルクリミッタを設定するので、ブレーキペダル16を解放して、アクセルペダル17を踏み込んだ場合に、オーバーシュートトルクを的確に吸収でき、車両発進時の駆動力をスムーズに立ち上がらせることができる。
【0070】
したがって、エンジンが停止されないアイドル状態から発進する場合と、エンジン停止状態からエンジンを始動して発進する場合とで、同等の加速力、加速感を得ることができ、運転性を向上できる。
【0071】
なお、回生トルクリミッタの初期値は、エンジンの停止時間とエンジンの起動後経過時間とを基に設定しているが、エンジンの起動後経過時間のみの関数として与えれば、制御を簡略化できる。また、吸気管負圧を検出する吸気圧センサを設け、その検出値を基に回生トルクリミッタの初期値の設定を行えば、設定を一層的確に行える。
【0072】
また、回生トルクリミッタは、初期値の設定後、所定の傾き(所定値DTTRQLMT/10ms)で0もしくは0近傍に変化させているが、吸気管負圧に応じて可変つまり吸気管負圧が大きいときは傾きを小さくし、小さくなるにしたがい傾きを大きくするように変化させても良い。このようにすれば、エンジンの燃焼トルクの発生後、過剰分のトルクを一層的確に吸収できる。
【0073】
また、モータジェネレータ2のトルクが所定値以下(0もしくは0近傍)の状態が所定時間、つまり回生トルクリミッタが0もしくは0近傍となった状態が所定時間続くと、エンジンの完爆と判定しているが、モータジェネレータ2の回生トルクが回生トルクリミッタに張り付いた状態(エンジンが燃焼トルクを発生している状態)が所定時間継続した時点、もしくは、燃焼トルクを発生するエンジンの燃焼サイクルが所定サイクル数に達した時点で、完爆と判定しても良い。
【0074】
また、この例では、回生トルクリミッタの設定を小さめにして、アイドルストップ後の加速力を従来より大きめにすることも可能であり、このようにすることで、発進性能の向上を図ることができる。
【0075】
ところで、上述のようにして、再始動時にブレーキペダル16が解放され、アクセルペダル17が踏み込まれた場合に、オーバーシュートトルクを的確に吸収し、車両発進時の駆動力をスムーズに立ち上がらせるためには、オーバーシュートトルク分の回収電力を十分に吸収できるだけのバッテリ能力が無ければならない。鉛酸バッテリなど、バッテリの種類によっては大きなオーバーシュートトルクの吸収に適さず、発熱を起こして劣化が進んでしまう場合がある。このような場合には何らかの方法により吸収すべきオーバーシュートトルクの発生を抑えてやる必要がある。
【0076】
これに対して、図7について説明したように、エンジンの起動後、ある程度の時間遅れてアクセルペダルが踏み込まれたときは、余剰空気はほとんどなく、吸収すべきトルクは極めて小さくなる。本発明はこのような点に着目して、アクセルペダルの踏み込み操作に対して、実際のスロットル開度が遅れて変化するように構成している。以下、このような制御を行うための制御内容につき、図11に示した流れ図に沿って説明する。
【0077】
この制御は、基本的にはアクセルペダル17の操作量(アクセル開度とも言う。)に応じてスロットルバルブ27(図2参照)の開度を制御するものであり、図3に示したエンジン自動停止・再始動の制御と並行して周期的に実行される。この制御の当初にはまずエンジンの完爆判定を行う(ステップ301)。完爆判定が成立つまり完爆していればそれ以後はスロットル開度の遅延制御は行わず、遅延開始フラグDLYSETを0にクリヤし、アクセルセンサ15から読み込んだアクセル開度に応じて設定した目標スロットル開度TVOと一致するようにエンジンのスロットル開度を遅滞なく制御する(ステップ302〜304)。
【0078】
ステップ301において完爆判定が成立していない再始動条件のときには、次にアイドルスイッチ(図示せず)の状態を検知する。アイドルスイッチは、アクセルペダル17が踏み込まれていないときにオン、踏み込まれたときにオフとなるアイドル検出用のスイッチである。これがオンのときはアイドル状態でありスロットル開度を遅延制御する必要がないので上述したステップ303以下の処理により通常のスロットル開度制御を行う。
【0079】
これに対して、アイドルスイッチがオフつまりアクセルペダル17が踏み込まれているときには、アクセルセンサ15からの開度読み込み結果とこれに基づく目標スロットル開度TVOの設定を行い、ついで遅延開始フラグDLYSETの状態を判定する(ステップ306〜308)。この流れの当初にはDLYSET=0となっているので、次のステップ309の処理によりスロットル開度制御のディレイ時間Tを設定すると共にDLYSETを1にセットする。一度DLYSET=1にセットされると次回の処理からはディレイ時間Tの設定は迂回する。つまり、この場合アクセルペダル17が踏み込まれた当初にのみその量を検出し、ディレイ時間Tの設定を行う。
【0080】
ディレイ時間Tは、例えば図12に示したようにアクセル開度が小であるほど、または上述したリミッタトルクの初期値が大であるほど長くなるようにマップ検索等により設定し、これにより実際の吸入空気量変化によりよく対応した適切なディレイ時間を設定するようにしている。そして、以後のステップ310〜312の処理により、前述のようにして設定したディレイ時間だけ遅れてスロットル開度が変化するように目標スロットル開度TVOの指令を遅らせる。
【0081】
なお、この場合上述したようにアクセルペダル17が踏み込まれた当初のアクセル開度によってディレイ時間Tを設定しているが、アクセル開度の時々刻々の変化量に応じてディレイ時間Tを可変設定するように構成してもよい。
【0082】
図13にこのような遅延制御時のトルク吸収量の変化を示す。図10との比較から明らかなように、エンジン再始動時にアクセルペダルが踏み込まれたときのトルク吸収量を遅延制御を行わないときよりも十分に抑制することができる。これによりトルク吸収のためのバッテリの負担を相応に軽減できるため、その発熱等に原因する劣化を回避して耐久性を改善できるとともに、アイドルストップ条件では確実にエンジンを自動停止させて燃費向上効果を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成図。
【図2】エンジンの制御系統の実施形態の構成図。
【図3】上記実施形態の基本的な制御内容を示す流れ図。
【図4】上記実施形態の基本的な制御内容を示す流れ図。
【図5】回生トルクリミッタの初期値の特性図。
【図6】回生トルクリミッタのマップ図。
【図7】アクセル踏み込み時点からの余剰空気と吸収すべきトルク要求値の特性図。
【図8】回生トルクリミッタのタイミングチャート。
【図9】エンジン再始動時(アクセルオフ)のタイミングチャート。
【図10】エンジン再始動時(アクセルオン・遅延制御なし)のタイミングチャート。
【図11】上記実施形態の遅延制御の制御内容を示す流れ図。
【図12】遅延時間(ディレイ時間)のマップ図。
【図13】エンジン再始動時(アクセルオン・遅延制御あり)のタイミングチャート。
【符号の説明】
1 エンジン
2 モータジェネレータ
3 無段自動変速機
4 トルクコンバータ
7 ドライブシャフト
8 タイヤ
9 回転数センサ(回転数検出手段)
10 始動制御コントロールユニット(遅延手段の機能を含む)
11 ブレーキセンサ
12 電力コントロールユニット
13 バッテリ
15 アクセルセンサ(アクセル操作量を検出する手段)
20 エンジンコントロールユニット
21 水温センサ
22 セレクト位置センサ
23 車速センサ
24 エアフローメータ
25 燃料インジェクタ
26 点火プラグ
27 電制スロットルバルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic engine stop / restart device that automatically stops an engine when a vehicle stops and automatically restarts the engine when the vehicle starts.
[0002]
[Conventional technology and problems to be solved]
As an automatic engine stop / restart device for a vehicle equipped with an automatic transmission, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-291725. In this device, the engine is automatically stopped and restarted as follows. That is, a select position sensor that detects the position of the select lever, a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, a rotational speed sensor that detects the rotational speed of the engine, a brake sensor that detects whether the brake pedal is depressed, and the like are provided. The engine is temporarily stopped when it is detected that the lever is in the neutral range, the vehicle speed is zero, the engine speed is the idle speed, and the brake pedal is depressed. Also, in this stop state, when it is detected that the select lever is in the drive range, the vehicle speed is zero, the engine speed is zero, and the brake pedal is not depressed, the automatic shift is performed. The engine is electrically held in the neutral range and the engine is restarted. When the engine reaches the idling speed, the neutral range is released.
[0003]
By the way, immediately after the restart of the engine, the intake pipe negative pressure has not developed and the amount of air taken into the cylinder is large. Therefore, the generated engine torque becomes larger than when the accelerator pedal is depressed from the idling state. Therefore, if the accelerator is depressed before or after the release of the brake, the engine torque becomes too large, and if this is transmitted to the drive system, a shock is generated, which is not preferable. In addition, the same acceleration force cannot be obtained when the engine is started from an idle state where the engine is not stopped, and when the engine is restarted from the stopped state of the engine, giving the occupant a sense of discomfort.
[0004]
In response to such a problem, excess torque may be absorbed by controlling the torque of the motor generator to the absorption side (power generation control) in synchronization with the generation of engine torque, but depending on the type of battery, Cannot fully absorb the excess torque generated when the engine is restarted, and the voltage of the battery rapidly increases, which may affect peripheral devices or generate heat to accelerate deterioration. If the opportunity for restarting the engine, that is, the number of times of idle stop is limited to avoid this, the fuel efficiency improvement effect will be impaired accordingly. In addition, it is conceivable to reduce the torque by retarding the ignition timing or making the air-fuel ratio lean, but in that case, the combustion may become unstable.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and avoids excessive power generation by a motor generator by temporarily suppressing an increase in engine output when an accelerator pedal is depressed during restart. It is aimed at.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, according to the invention of
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the delay means according to the first aspect of the present invention is set so that the delay period becomes longer as the accelerator opening is smaller.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the delay unit according to the first or second aspect is set to have a characteristic that the longer the limiter torque initial value set by the regenerative torque limiter setting unit is, the longer the delay period is. And
[0009]
[Action / Effect]
In each of the above inventions, when the engine generates combustion torque as the accelerator pedal is depressed (accelerator-on) at the time of restarting the engine, the motor speed is controlled by the motor generator with the idle speed as the target speed. The generator changes its operation from the drive side to the regenerative side to absorb the torque, and the regenerative torque limiter limits the absorption of the torque, so that only the excessively generated torque is absorbed. Therefore, the engine speed smoothly increases to the target speed and engine stall is prevented. Therefore, the driving force can be smoothly raised by depressing the accelerator pedal, and the same acceleration force is obtained when the engine is started from an idle state where the engine is not stopped and when the engine is started and started when the engine is stopped. , A feeling of acceleration can be obtained, and drivability can be improved.
[0010]
However, in the present invention, the engine output rises after a predetermined delay period has elapsed with respect to the depression operation of the accelerator pedal. That is, the operation of an engine output control device such as a throttle valve of a gasoline engine or a fuel injection control lever of a diesel engine is delayed with respect to the operation of an accelerator pedal. For this reason, the amount of torque absorption by the regenerative torque limiter at the time of engine restart can be reduced accordingly, and the charging load is reduced, so that deterioration of the battery can be prevented and its durability can be further improved.
[0011]
Further, since the absolute amount of the torque to be absorbed is reduced, even if an error occurs in the set value of the regenerative torque limiter, the influence is small, so that smoother driving force characteristics and drivability can be obtained.
[0012]
Further, as the opening degree of the accelerator pedal is smaller as in the invention of
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an automatic stop / restart device for absorbing regenerative torque at the time of restart by a torque limiter, which is a premise of the present invention, will be described.
[0014]
As shown in FIG. 1, a
[0015]
[0016]
The
[0017]
The electric
[0018]
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
FIG. 2 shows an engine control system, in which 11 is a brake sensor, 15 is an accelerator sensor, 9 is a rotational speed sensor, 21 is a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature of the engine, and 22 is a select lever of the
[0022]
The
[0023]
The intake system is provided with an electronically controlled
[0024]
Although the
[0025]
Next, the contents of the automatic stop and restart control of the engine will be described based on the flowcharts of FIGS.
[0026]
As shown in FIG. 3, in
[0027]
In
[0028]
In
[0029]
In the reverse range, the
[0030]
When the vehicle is not in the reverse range, that is, when the vehicle is in the drive range, the neutral range, or the parking range, a flag FRFST = 0 indicating that the vehicle is not in the reverse range is set in
[0031]
If the
[0032]
In
[0033]
As described above, when the vehicle is temporarily stopped, the
[0034]
On the other hand, if the conditions of
[0035]
In
[0036]
The delay time corresponding to the Boost development time is a time from the start of the engine 1 (atmospheric pressure state) until the boost becomes equivalent to minus 500 mmHg with the accelerator turned off, and is set to, for example, about 1.5 seconds.
[0037]
In
[0038]
When the
[0039]
When the
[0040]
As shown in FIG. 4, in
[0041]
In
[0042]
When the fuel is not injected, a predetermined delay time TFCBNDEC is set in
[0043]
When the fuel is injected, a flag FCYLBRN is set (= 1) at
[0044]
In
[0045]
The initial value of the regenerative torque limiter TRQLMTST is given by a function of the engine stop time (time from the start of fuel cut) TISTPON and the elapsed time after the engine is started TISTPOF, and based on these, the characteristics are set as shown in FIG. Search and ask for the map. FIG. 6 shows an example of the map.
[0046]
Immediately after the start of the engine, the boost is not developed, and the engine torque generated increases as much as the excess air is sucked in. As time elapses, the boost develops and the excess air disappears. In addition, if the time until the engine is started after the engine is stopped is long, the boost before the stop is eliminated and the pressure becomes the atmospheric pressure, but the shorter the time, the more the boost remains. Therefore, the initial value of the regenerative torque limiter TRQLMTST is set to a larger value so as to absorb a torque corresponding to a larger excess air as the engine stop time TISTPON is longer and the elapsed time TISTPOF after the engine is started is shorter. The initial value of the regenerative torque limiter TRQLMTST is set to be smaller as the engine stop time TISTPON is shorter and the elapsed time TISTPOF after the start of the engine is longer.
[0047]
FIG. 7 shows the case where the accelerator is depressed almost simultaneously with the start of the engine (the elapsed time TISTPOF after the start of the engine is almost 0 seconds), and the case where the accelerator is depressed after elapse of, for example, 0.8 seconds after the start of the engine. The characteristics of the excess air from the accelerator depression and the required torque value to be absorbed are shown. When the accelerator is depressed almost simultaneously with the start of the engine, the excess air is large, and the torque to be absorbed is large, and the excess air decreases with time. For example, after 0.7 seconds (depending on the engine load), the torque is reduced. No absorption is required. Further, when the accelerator is depressed, for example, 0.8 seconds after the start of the engine, there is almost no surplus air, and the torque to be absorbed becomes extremely small. However, in FIG. 7, the intake pipe pressure at the time of startup is the atmospheric pressure.
[0048]
Note that the initial value of the regenerative torque limiter TRQLMTST may be given as a function of only the elapsed time TISTPOF after the start of the engine.
[0049]
If it is determined in
[0050]
The delay time TFCBNDEC is set to the time from the compression stroke to the ignition timing of the cylinder where the compression stroke comes next. Therefore, when the engine generates the combustion torque, the process is started after
[0051]
In
[0052]
When the regenerative torque of the
[0053]
If the regenerative torque of the
[0054]
That is, as shown in FIG. 8, the operation of the initial value of the regenerative torque limiter TRQLMTST is started simultaneously with the start of the engine, and the regenerative torque limiter TRQLMTST is set to a predetermined slope (predetermined value DLTLMTP) starting from the timing at which the engine generates combustion torque. / 10 ms), and subtracts to or near zero. After the complete explosion, the regenerative torque limiter TRQLMTST is added so as to be released.
[0055]
The calculated value of the initial value of the regenerative torque limiter TRQLMTST in
[0056]
Although these calculations are performed with positive values for simplicity, the regenerative torque is a negative value, so the regenerative torque limiter TRQLMTST converts the value to a negative value and transmits the converted value.
[0057]
With this configuration, when the
[0058]
The rotation speed control of the
[0059]
Therefore, as shown in FIG. 9, the engine speed is started up smoothly and is maintained at the idle speed.
[0060]
If the state where the torque of the
[0061]
On the other hand, when the
[0062]
The regenerative torque limiter is based on the engine stop time and the elapsed time after the engine is started, so that as the stop time is longer and the elapsed time after the start is shorter, the engine torque generated excessively is absorbed. The value is calculated and set. As the stop time is longer and the elapsed time after startup is shorter, that is, when the
[0063]
That is, when the fuel injection is started by depressing the
[0064]
In this case, before the engine generates the combustion torque, the
[0065]
Then, after setting the initial value, the regenerative torque limiter is controlled so as to subtract 0 or near 0 with a predetermined gradient, that is, to reduce the absorption of torque by the
[0066]
If there is no regenerative torque limiter, the
[0067]
The torque of the
[0068]
If the state where the torque of
[0069]
As described above, the regenerative torque limiter is set to absorb the excessive engine torque based on the state of Boost development. Therefore, when the
[0070]
Therefore, the same acceleration force and the same feeling of acceleration can be obtained in the case where the engine starts from the idle state where the engine is not stopped, and the case where the engine is started and started in the state where the engine is stopped, and the drivability can be improved.
[0071]
Although the initial value of the regenerative torque limiter is set based on the engine stop time and the elapsed time after the start of the engine, the control can be simplified by giving it as a function of only the elapsed time after the start of the engine. If an intake pressure sensor for detecting the intake pipe negative pressure is provided, and the initial value of the regenerative torque limiter is set based on the detected value, the setting can be performed more accurately.
[0072]
Further, the regenerative torque limiter is changed to 0 or near 0 at a predetermined inclination (predetermined value DTTRQLMT / 10 ms) after setting the initial value, but is variable according to the intake pipe negative pressure, that is, the intake pipe negative pressure is large. At this time, the inclination may be reduced so that the inclination increases as the inclination decreases. In this way, the excess torque can be more accurately absorbed after the engine combustion torque is generated.
[0073]
If the state in which the torque of the
[0074]
Further, in this example, it is also possible to make the setting of the regenerative torque limiter smaller and to make the acceleration force after the idle stop larger than in the past, and thereby to improve the starting performance. .
[0075]
By the way, as described above, when the
[0076]
On the other hand, as described with reference to FIG. 7, when the accelerator pedal is depressed with a certain time delay after the start of the engine, there is almost no excess air, and the torque to be absorbed becomes extremely small. Focusing on such points, the present invention is configured so that the actual throttle opening changes with a delay with respect to the depression operation of the accelerator pedal. Hereinafter, control contents for performing such control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0077]
This control basically controls the opening of the throttle valve 27 (see FIG. 2) in accordance with the operation amount of the accelerator pedal 17 (also referred to as the accelerator opening). It is periodically executed in parallel with the stop / restart control. At the beginning of this control, a complete explosion of the engine is determined (step 301). If the complete explosion determination is satisfied, that is, if the complete explosion has occurred, the throttle opening delay control is not performed thereafter, the delay start flag DLYSET is cleared to 0, and the target set according to the accelerator opening read from the
[0078]
When the restart condition is not satisfied in
[0079]
On the other hand, when the idle switch is off, that is, when the
[0080]
The delay time T is set by a map search or the like so as to be longer as the accelerator opening is smaller as shown in FIG. 12 or as the initial value of the limiter torque is larger as shown in FIG. An appropriate delay time is set so as to better respond to changes in the intake air amount. Then, in the
[0081]
In this case, as described above, the delay time T is set according to the initial accelerator opening when the
[0082]
FIG. 13 shows a change in the amount of torque absorption during such delay control. As is clear from the comparison with FIG. 10, the amount of torque absorption when the accelerator pedal is depressed when the engine is restarted can be more sufficiently suppressed than when the delay control is not performed. As a result, the load on the battery for absorbing the torque can be reduced accordingly, so that deterioration due to heat generation and the like can be avoided and durability can be improved. In addition, under idle stop conditions, the engine can be reliably stopped automatically to improve fuel efficiency. Can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of an engine control system.
FIG. 3 is a flowchart showing basic control contents of the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing basic control contents of the embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram of an initial value of a regenerative torque limiter.
FIG. 6 is a map diagram of a regenerative torque limiter.
FIG. 7 is a characteristic diagram of surplus air and a required torque value to be absorbed after the accelerator is depressed.
FIG. 8 is a timing chart of a regenerative torque limiter.
FIG. 9 is a timing chart when the engine is restarted (accelerator off).
FIG. 10 is a timing chart when the engine is restarted (accelerator on / no delay control).
FIG. 11 is a flowchart showing control contents of delay control of the embodiment.
FIG. 12 is a map diagram of a delay time (delay time).
FIG. 13 is a timing chart when the engine is restarted (accelerator on / with delay control).
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Motor generator
3 continuously variable automatic transmission
4 Torque converter
7 Drive shaft
8 tires
9. Rotation speed sensor (rotation speed detection means)
10 Start control unit (including the function of delay means)
11 Brake sensor
12 Power control unit
13 Battery
15 Accelerator sensor (means for detecting accelerator operation amount)
20 Engine control unit
21 Water temperature sensor
22 Select position sensor
23 Vehicle speed sensor
24 Air flow meter
25 Fuel injector
26 Spark plug
27 Electric throttle valve
Claims (3)
エンジンまたはモータジェネレータの回転数を検出する回転数検出手段と、
アクセルペダルの操作量を検出する手段と、
エンジンの再始動時にアイドル回転数を目標回転数としてモータジェネレータの回転数制御を行うモータジェネレータ回転数制御手段と、
エンジンの再始動時にアクセルをオンした際には、モータジェネレータの回転数制御における目標回転数をアイドル回転数もしくはアイドル回転数近傍にしたまま、モータジェネレータの回生トルクを制限する回生トルクリミッタを設定する回生トルクリミッタ設定手段と、
アクセルペダル操作量に応じてエンジン出力を制御する出力制御装置の作動を、エンジンの再始動時にはアクセルのオン操作に対して遅れて作動させる遅延手段と
を備えることを特徴とするエンジンの自動停止再始動装置。A motor generator is connected to the engine, and an automatic transmission with a torque converter or a starting clutch is interposed between the motor generator and the wheel drive shaft. The engine is automatically stopped when the vehicle stops and the engine is rotated when starting. For vehicles where the engine can be restarted by the motor generator while transmitting the power or the engine shaft output to the wheel drive shaft, and the motor generator can generate regenerative power by receiving the engine shaft output and the inertia force during vehicle braking. In the engine,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine or the motor generator,
Means for detecting the operation amount of the accelerator pedal,
Motor generator rotation speed control means for controlling the rotation speed of the motor generator with the idle rotation speed as the target rotation speed when the engine is restarted,
When the accelerator is turned on when the engine is restarted, a regenerative torque limiter that limits the regenerative torque of the motor generator is set while the target rotational speed in the rotational speed control of the motor generator is kept at or near the idle rotational speed. Regenerative torque limiter setting means,
Delay means for operating the output control device for controlling the engine output in accordance with the accelerator pedal operation amount with a delay with respect to the accelerator operation when the engine is restarted. Starting device.
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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