JP4200605B2 - Clutch control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン及び補機の電動駆動を切り替えるクラッチ制御装置に関し、特に補機の駆動状態からエンジンを始動する際の衝撃緩和、及びエンジンの始動性の向上を実現するクラッチ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、市街地走行時に交差点等で車両が停車した場合、所定の停止条件下でエンジンを自動的に停止させ、その後、所定の始動条件下でエンジンを自動的に再始動させることにより、燃料を節約したり、排気エミッションを改善するようにしたシステムが知られている。このようなシステムは、特に路線バス等にその適用が期待されているが、車両停車時にエンジンを停止させるとエアコン用コンプレッサ等の補機も停止してしまうため、信号待ちのたびにエアコンがきかなくなり、乗客が不快感を味わうという問題が懸念された。
【0003】
このような問題に鑑みて、例えば特開平8−79915号公報に記載のシステムでは、エンジン停止後に補機までもが動作しなくなるのを防止するために、エンジン及び補機を回転駆動可能な回転電機と、当該エンジンとを出力軸上でクラッチ連結し、エンジン停止の際にはこのクラッチを非連結状態とする一方で、回転電機の軸出力を引き続き補機の駆動軸に伝達可能とする構成が開示されている。このような構成によれば、信号待ち等でエンジンを停止させたときもコンプレッサの駆動状態を保持することができるため、エアコンの冷房能力を引き続き有効に発揮させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報記載のシステムでは、エンジンの再始動時に上記回転機をスタータとして機能させるために上記クラッチを連結すると、回転中の補機の慣性力によってエンジンのクランク軸に大きな衝撃荷重が発生する。また、逆に、このとき発生する反力がコンプレッサの回転速度を低下させるため、その回転数を再度引き上げるのに大きな負荷トルクが必要となる。そして、この負荷トルクはエンジントルクにより付与されるため、エンジン回転数がスムーズに上昇せず、エンジンの始動が遅くなってしまうといった問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、補機の駆動状態からエンジンを始動する際の衝撃緩和、及びエンジンの始動性の向上を実現するクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本願請求項1に記載のクラッチ制御装置は、エンジンと少なくとも一つの補機とを駆動力伝達手段を介して回転駆動する回転機と、エンジンを上記駆動力伝達手段に接続又は接続解除するために、連結状態又は非連結状態にされる第1のクラッチ手段と、補機を上記駆動力伝達手段に接続又は接続解除するために、連結状態又は非連結状態にされる第2のクラッチ手段と、上記第1のクラッチ手段及び第2のクラッチ手段を、それぞれ連結状態又は非連結状態に切り替えるクラッチ切替制御手段とを備える。
【0007】
そして、エンジンが始動する際に、第2のクラッチ手段が連結状態にあり、補機が上記回転機により駆動されている場合には、上記クラッチ切替制御手段が第2のクラッチ手段を非連結状態に切り替えると共に、第1のクラッチ手段を連結状態に切り替えることによりエンジンが上記回転機により駆動される。
【0008】
このように構成されることにより、エンジン始動の際には、補機と駆動力伝達手段との接続が一時的に解除される。このため、補機の回転慣性力が停止したエンジンのクランク軸に伝わり、衝撃荷重を発生させるという従来の問題を回避することができる。また、この場合、回転機の回転駆動力はエンジンの回転を促進するスタータとしてのみ使用されるため、エンジンの始動性が向上する。
【0009】
一方、このとき、回転機から補機への回転駆動力は一時的に解除されるが、補機はそれまでの自身の回転慣性力によりある程度回転力を保持しつつ空転することができるため、限られた時間内であれば補機の能力を特に低下させることにはならない。
【0010】
そして、エンジンが上記回転機により所定の回転慣性力を得た後、上記クラッチ切替制御手段が、第2のクラッチ手段を連結状態に切り替える。この「所定の回転慣性力を得る」とは、エンジンのクランク軸が停止状態からある程度の回転力を得ることを意味する。例えば、クランク軸が回転し始めてから所定時間経過した後を「所定の回転慣性力を得たとき」としてもよい。
【0011】
上記構成によれば、第2のクラッチ手段を連結状態に切り替える時点では、補機連結時のエンジンの回転慣性力と補機の回転慣性力との間に生じる相対的な負荷がある程度小さくなっているため、補機の連結時に駆動系に生じる衝撃荷重を小さく抑えることができる。
【0012】
また、上記「所定の回転慣性力を得たとき」を、エンジン回転数を基準にして判断する構成をとしてもよい。すなわち、請求項2記載のクラッチ制御手段では、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段が設けられている。そして、上述のように、クラッチ切替制御手段により第2のクラッチ手段が非連結状態に切り替えられ、第1のクラッチ手段の連結によりエンジンが回転駆動されると、当該エンジン回転数検出手段がエンジン回転数を検出する。そして、エンジン回転数が所定値に達したことが検出されると、クラッチ切替制御手段が第2のクラッチ手段を再び連結状態に切り替え、補機の回転駆動を再開するのである。
【0013】
なお、ここでいう、「所定値」とは、回転機による駆動によりエンジン回転数がある程度上昇し、空転する補機の回転数よりは小さいが、その差がある程度小さくなった時点での回転数を意味する。換言すれば、「所定値」は、補機を再び連結状態にしても、エンジンの負荷トルクによる反力により、補機の回転数がそれほど低下しない程度の回転数を意味する。
【0014】
上記構成によれば、第2のクラッチ手段を連結状態に切り替える時点では、エンジン回転数がある程度上昇しており、エンジンの回転慣性力と補機の回転慣性力との間に生じる相対的な負荷が十分に小さくなっているため、補機の連結時に駆動系に生じる衝撃荷重を小さく抑えることができる。また、このとき、補機の回転慣性力が前記駆動力伝達手段を介してやや回転数の低いエンジンに伝わるため、エンジンの回転が促進され、エンジン回転数を所望の回転数にまでスムーズに上昇させることができるという付加的な効果も得られる。
【0015】
また、請求項3に記載のように、上記クラッチ制御装置は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを停止させ、所定の始動条件が成立したときにエンジンを再始動させるエンジンの自動停止始動装置を搭載した車両に有効に適用される。このような車両は、エンジンの自動停止・始動が頻繁に行われるため、始動時の衝撃荷重の低減と始動性の向上を狙った上記構成による効果が顕著に発揮されるためである。
【0016】
具体的には、当該クラッチ制御装置には、上記所定のエンジン始動条件が成立したか否かを判断するエンジン始動条件判断手段と、このエンジン始動条件判断手段によりエンジン始動条件が成立したと判断された場合に、上記回転機が少なくとも一つの補機を駆動しているか否かを判断する駆動状態判断手段とが備えられている。
【0017】
そして、上記クラッチ切替制御手段が、エンジン始動判断手段及び駆動状態判断手段の判断結果に基づいて、上記第1のクラッチ手段及び第2のクラッチ手段のそれぞれの切替を実行する手段として構成されている。
この場合、エンジン始動判断手段によりエンジン始動条件が成立したと判断され、かつ、駆動状態判断手段により上記回転機が補機を駆動中であると判断されると、上述したクラッチ切替制御手段による制御処理が実行される。
【0018】
また、上記駆動力伝達手段の具体例としては、例えば請求項4に記載のように、上記回転機の回転軸、エンジンのクランク軸、及び補機の回転軸にそれぞれ接続されたプーリと、これらプーリ間に介装されるベルトからなるものを採用することができるが、この他にも、歯車装置からなるもの等を採用することもできる。
【0019】
また、上記補機としては、エンジンや回転機(モータ)により駆動されるもの、例えばオルタネータ、P/S(パワーステアリングシステム)ポンプ等種々のものが該当するが、請求項5記載のように、上記補機を車両エアコン用のコンプレッサとして構成すれば、エンジン停止時にエアコンの冷房能力を低下させることなく、安定したエンジンの始動を実現することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、本発明にかかるクラッチ制御装置をAT車両に適用したものである。図1には、そのシステム構成が示されている。
【0021】
このシステムには、エンジン1、車載エアコン用のコンプレッサ43、エンジン1のスタータとして機能すると共に、コンプレッサ43を回転駆動する回転機41等が設けられている。
エンジン1には、インジェクタ3、イグナイタ7等が設けられ、エンジン1の出力軸には、自動変速機9が接続されている。エンジン1の各気筒には、インテークマニホルド11およびエキゾーストマニホルド13が接続され、インテークマニホルド11にはアクセルペダル14と連動するスロットルバルブ15が設けられている。この他にも、車両内には駐車ブレーキ17が設けられている。
【0022】
エンジン1のクランク軸、回転機41の出力軸、及びコンプレッサ43の駆動軸は、図2に示すように、各々の軸端に設けられたクランクプーリ1a、回転機プーリ41a、コンプレッサプーリ43aがベルト48で結合されることにより、各々の間でトルクの授受が可能となっている。また、このトルクの伝達に際し、これら各プーリとベルト48との間に所定の摩擦抵抗を付与するためのアイドルプーリ47が介装されている。
【0023】
また、回転機41の出力軸には回転機クラッチ40が設けられ、コンプレッサ43の駆動軸にはコンプレッサクラッチ42が、クランク軸にはクランククラッチ44がそれぞれ設けられている。回転機クラッチ40、コンプレッサクラッチ42、及びクランククラッチ44は、結合・開放ができれば何でもかまわないが、例えば小型で軽量な電磁クラッチを適用することができる。なお、電磁クラッチはよく知られているため、ここではその構造及び作動の説明は省略する。回転機クラッチ40、コンプレッサクラッチ42及びクランククラッチ44を係合状態にすることで、回転機41からの駆動力が、エンジン1及びコンプレッサ43に伝達される。また、回転機41にはその電動量を制御するインバータ45が接続され、インバータ45は、電力を充電・給電するバッテリ46に接続されている。
【0024】
スロットルバルブ15には、その開度を検出するスロットル位置センサ15aと、全閉状態を検出するアイドルスイッチ15bとが設けられ、エンジン1の出力軸端部付近には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ24が設けられている。さらに、自動変速機9には、出力軸の回転速度に基づき車速を検出する車速センサ23が設けられている。
【0025】
駐車ブレーキ17には、作動時に駐車ブレーキ信号を出力する駐車ブレーキスイッチ25が設けられ、運転席の正面に配置される表示パネル19には、駐車ブレーキ17の作動状態などの各種警告をドライバーに伝達するための表示ランプ27が設けられている。尚、エンジン1の始動時に、インバータ45に電動信号を出力するイグニッションスイッチ20が、運転席の前の所定の場所に設けられている。
【0026】
また、インジェクタ3は燃料リレー31を介して、イグナイタ7は点火リレー35を介して、回転機41はインバータ45を介して、それぞれ電子制御装置37に接続されている。
この電子制御装置37には、各種の信号を入力するために、イグナイタ7の点火1次コイル7a、スロットル位置センサ15a、アイドルスイッチ15b、イグニッションスイッチ20、車速センサ23、エンジン回転数センサ24、駐車ブレーキスイッチ25、ドアスイッチ39a、デフォッガスイッチ39b、クラッチスイッチ39c、エアコンスイッチ39d、ブレーキストロークセンサ39e、バッテリ電圧センサ39f、水温センサ39g及び車室温センサ39hが接続され、更に、各種の信号を出力するために、表示ランプ27、燃料リレー31、インバータ45、点火リレー35、回転機クラッチ40、コンプレッサクラッチ42及びクランククラッチ44が接続されている。
【0027】
このうち、ドアスイッチ39aはドアが閉じられた場合にオンになり、デフォッガスイッチ39bは除霜を行うデフォッガが作動している場合にオンになり、クラッチスイッチ39cはクラッチが結合された場合にオンになる。
図3に電子制御装置37の構成例を詳細に示す。
【0028】
図示のように、電子制御装置37は、各種機器を制御するCPU37a、あらかじめ各種の数値やプログラムが書き込まれたROM37b、演算過程の数値やフラグが所定の領域に書き込まれるRAM37c、アナログ入力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ(ADC)37d、各種デジタル信号が入力されると共に各種デジタル信号が出力される入出力インターフェース(I/O)37e、及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスライン37fから構成されている。尚、後述するフローチャートに示すプログラムはROM37bに予め書き込まれている。
【0029】
上記I/O37eには、アイドルスイッチ15bからのアイドル信号、点火1次コイル7aからのエンジン回転数信号、イグニッションスイッチ20からのスタート信号、駐車ブレーキスイッチ25からのパーキングブレーキ信号、車速センサ23からの車速信号、エンジン回転数センサ24からのエンジン回転数信号、ドアスイッチ39aからのドア信号、デフォッガスイッチ39bからのデフォッガ信号、クラッチスイッチ39cからのクラッチ信号、エアコンスイッチ39dからのエアコン信号、及びイグニッションスイッチ20からのイグニッション信号が入力され、ADC37dには、バッテリ電圧センサ39fからのバッテリ電圧信号、水温センサ39gからの水温信号、スロットル位置センサ15aからのスロットル位置信号、ブレーキストロークセンサ39eからのブレーキストローク信号、及び車室温センサ39hからの車室温信号が入力される。
【0030】
そして、CPU37aは、これらの各種信号に基づいて各種演算を実行し、I/O37eから、点火カット及び点火信号、燃料カット及び燃料噴射信号、回転機出力トルク信号、表示パネル19の駆動信号、回転機クラッチ信号、コンプレッサクラッチ信号及びクランククラッチ信号を出力する。
【0031】
次に、本実施例のシステムで実行される制御処理について、図4〜図7のフローチャートに基づいて説明する。
まず、図4に基づいて、本実施例のエンジンの自動停止・始動処理について説明する。
【0032】
この処理は、イグニッションスイッチ20がオン(S110:YES)であればプログラムを開始し、以下の処理が実行される。
プログラムが開始されると、まず、エンジン1が停止中であるか否かが判断される(S120)。そして、エンジン1が停止していると判断されると(S120:YES)、エンジン始動(アイドルスタート)プログラムが実行される(S130)。一方、S120において、エンジン1が停止中でない(駆動中である)と判断された場合には(S120:NO)、エンジン停止(アイドルストップ)プログラムが実行される(S140)。
【0033】
図5は、エンジンの自動始動(アイドルスタート)制御に関するフローを示している。
この処理は、特にエンジン始動時において補機が駆動中である場合に、エンジン始動の際の衝撃緩和、及びエンジンの始動性の向上を実現するものである。なお、ここでいう補機は上述のコンプレッサ43が該当する。
【0034】
まず、所定のエンジン始動条件が満足されているか否かが判定される(S210)。この判定は、例えば、▲1▼車速センサ23により検出された車速がゼロであり、▲2▼ブレーキストロークセンサ39eによりブレーキストロークが15〜20%以下であることを条件に、エンジン始動条件が満たされたとすることができる。
【0035】
そして、このエンジン始動条件が満足されていると判断された場合には(S210:YES)、コンプレッサ43を駆動する回転機41が駆動中であるか否かが判断され(S220)、回転機41が駆動中であると判断された場合には(S220:YES)、後述するコンプレッサ電動/エンジン始動切替処理が実行される(S230)。
【0036】
一方、S220において回転機41が停止中であると判断された場合には(S220:NO)、回転機41をエンジンのスタータとして機能させるために、クランククラッチ44及び回転機クラッチ40が連結される(S240、S250)。このとき、ECU37からエンジン1にクランキング信号が出力され、回転機41が電動動作させられると共に燃料噴射及び点火が開始され、エンジンが始動し始める(S260、S270)。また、このとき、エアコンスイッチがオンされたか否かが判断され(S270)、エアコンスイッチがオンされたと判断された場合には、コンプレッサクラッチ42がオンにされ、回転機41及びエンジン1の駆動力によりコンプレッサ43が駆動される(S280)。
【0037】
図6には、上記コンプレッサ電動/エンジン始動切替処理に関するフローが示されている。この処理は、車両のエアコンが動作している状態(コンプレッサ43を電動中)からエンジン1を始動する際の衝撃緩和、及びエンジン1の始動性の向上を実現するクラッチ制御処理である。
【0038】
まず、コンプレッサクラッチ42をオフにする(S310)。これは、コンプレッサクラッチ42をオンとしたままの状態でエンジン1を始動すると、回転中のコンプレッサ43の回転慣性力が、いきなり停止中のエンジン1のクランク軸に伝わり駆動系に衝撃荷重を生じさせてしまうことから、これを抑制するためである。
【0039】
そして、クランククラッチ44をオンとする(S320)。このとき、回転機41は電動動作しているため、その回転駆動力によりクランク軸が回転し始める。同時に、燃料噴射及び点火制御が行われ(S330)、エンジン回転数が徐々に上昇していく。このとき、コンプレッサ43は、コンプレッサクラッチ42がオフにされた後も、所定時間は自身の回転慣性力により回転を続けるため、エアコンの冷房機能が低下することはない。
【0040】
そして、エンジン回転数が第1所定値、すなわち、比較的低回転ではあるがエンジン1自体の回転慣性力がある程度備わったと考えられる回転数(例えば50rpm程度)に達したか否かが判断される(S340)。これは、換言すれば、コンプレッサクラッチ42を再びオンにして駆動系に連結した場合に、エンジン1側からのトルク反力により、コンプレッサ43の回転がそれほど妨げられることがない条件が成立したか否かを判断するものである。そして、エンジン回転数が当該第1所定値に達したと判断されると(S340:YES)、コンプレッサクラッチ42が再びオンにされる。このとき、コンプレッサ43は自身の回転慣性力により依然として高回転で回転しており、また、上述のようにエンジン回転数もある程度上昇している。つまり、エンジン1の回転慣性力とコンプレッサ43の回転慣性力との差が十分に小さくなっている。このため、コンプレッサクラッチ42の連結時にこのような回転慣性力の差から生じる衝撃荷重を小さく抑えることができるのである。逆に、そのコンプレッサ43の回転慣性力がベルト47を介してエンジン1のクランク軸に伝わり、回転機41の回転駆動力とあいまって当該クランク軸の回転を促すため、エンジンの始動性が向上するという付加的な効果も得られる。
【0041】
そして、エンジン回転数が第2所定値、すなわち、内燃機関の燃焼が安定して行われるに十分な回転数(例えば300rpm)に達したか否かが判断される(S360)。エンジン回転数が当該第2所定値に達したと判断されると、エンジンの始動が完了したとみなされ、回転機クラッチ40がオフにされると共に回転機が停止される(S370、S380)。その後はエンジン1によりコンプレッサ43が駆動される。
【0042】
図7はエンジンの自動停止(アイドルストップ)に関するフローを示している。
図4に示したS120において、エンジン1が停止中でない(駆動中である)と判断されると(S120:NO)、図7に示すエンジン停止制御プログラムが実行される(S140)。
【0043】
この処理では、まず、所定のエンジン停止条件が満足されたか否かが判定される(S410)。この判定は、▲1▼ブレーキストロークセンサ39eによりブレーキが所定値以上踏み込まれていることが検知されたこと、及び、▲2▼車速センサ23により検出された車速がゼロであることが検出されたことを条件に、エンジン停止条件が満足されたとすることができる。
【0044】
そして、所定のエンジン停止条件が満たされたと判断されると(S410:YES)、燃料の噴射及び点火が停止されエンジンは自動的に停止する(S420)。このとき、エアコンのスイッチがオンされているか否かが判断され(S430)、エアコンのスイッチがオンされていると判断された場合には(S430:YES)、エンジンに代わり回転機41によりコンプレッサ43の駆動状態を保持するため、クランククラッチ44をオフにする一方で、回転機クラッチ40をオンにして回転機41を駆動する(S440、S450、S460)。一方、エアコンのスイッチがオンされていないと判断された場合には(S430:NO)、通常のエンジン制御に移行される。
【0045】
また、S410において、所定のエンジン停止条件が満たされてないと判断された場合にも(S410:NO)、通常のエンジン制御に移行される。
以上の一連の動作により、エンジン停止時においても、エアコンの冷房能力を維持することが可能になると共に、エアコン作動状態からのエンジンのスムーズな始動を実現することができる。
【0046】
なお、本実施例において、ECU37がエンジン始動条件判断手段、駆動状態判断手段、及びクラッチ切替制御手段に該当し、クランククラッチ44が第1のクラッチ手段に、コンプレッサクラッチ42が第2のクラッチ手段に、クランクプーリ1a、回転機プーリ41a、コンプレッサプーリ43a及びベルト47が駆動力伝達手段に、エンジン回転数センサ24がエンジン回転数検出手段に、それぞれ該当する。
【0047】
そして、ECU30が実行する処理の内、図5のフローチャートに示したS210の処理がエンジン始動条件判断手段としての処理に該当し、S220が駆動状態判断手段としての処理に、S230及びS240〜S290、及びS310〜S370がクラッチ切替制御手段としての処理に該当する。
【0048】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、図1に示す実施例では、コンプレッサクラッチ42及びクランククラッチ44を、コンプレッサ43の駆動軸上、クランク軸上にそれぞれ配置し、回転機の出力軸、コンプレッサ43の駆動軸、及びクランク軸を、一つのベルト47で連結する構成をとったが、図8に示すように、コンプレッサクラッチ42とクランククラッチ44を、いずれも回転機41の出力軸上に設置しておき、この回転機41の出力軸に2つのプーリを設置して、コンプレッサ43及びクランク軸との間を別々にベルト48,48で連結するようにしてもよい。
【0049】
また、上記実施例では、本発明のクラッチ制御装置により、エンジン1のクランククラッチ44及び補機であるコンプレッサ43のコンプレッサクラッチ42を制御する形態を例に説明したが、本発明のクラッチ制御装置は、コンプレッサ43以外にも、オルタネータ、P/S(パワーステアリングシステム)ポンプ等の他の補機が、各々のクラッチを介して接続される態様に適用することも可能である。この場合には、これらその他の補機は、上記実施例のコンプレッサ43と同様の位置づけで制御される。また、本発明のクラッチ制御装置は、図9に概念的に示されるように、回転機41が上記補機を複数駆動する態様のシステムに適用することも可能である。この場合、エンジン始動時には、少なくとも一つの補機が駆動状態にあるときは、上記コンプレッサ電動/エンジン始動切替処理が実行される。
【0050】
また、上記実施例では、回転機41を電動機として使用する態様を示したが、エンジン1の動力を回転機41に伝達することにより、回転機41を発電機として機能させるように構成してもよい。この場合、上記インバータ45は、発電・電動の切り替えや発電量・電動量を制御するものとして構成され、発電した電力は、インバータ45を介してバッテリ46に充電される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のクラッチ制御装置が適用されるシステムの構成図である。
【図2】 本発明の実施例にかかる動力伝達部分の連結状態を示す構成図である。
【図3】 本発明の実施例にかかる制御装置(ECU)の入出力関係を示す構成図である。
【図4】 制御装置によって実施される制御プログラムを示すフローチャートである。
【図5】 制御装置によって実施される制御プログラムの一部を示すフローチャートである。
【図6】 制御装置によって実施される制御プログラムの一部を示すフローチャートである。
【図7】 制御装置によって実施される制御プログラムの一部を示すフローチャートである。
【図8】 コンプレッサへの動力伝達部分の変形例の構成図である。
【図9】 コンプレッサへの動力伝達部分の変形例の構成図である。
【符号の説明】
1・・・エンジン、 1a・・・クランクプーリ、 3・・・インジェクタ、
7・・・イグナイタ、 9・・・自動変速機、
11・・・インテークマニホルド、 13・・・エキゾーストマニホルド、
14・・・アクセルペダル、 15・・・スロットルバルブ、
20・・・イグニッションスイッチ、 23・・・車速センサ、
24・・・エンジン回転数センサ、 31・・・燃料リレー、
35・・・点火リレー、 37・・・電子制御装置、
40・・・回転機クラッチ、 41・・・回転機、 41a・・・回転機プーリ、42・・・コンプレッサクラッチ、 43・・・コンプレッサ、
43a・・・コンプレッサプーリ、 44・・・クランククラッチ、
47・・・アイドルプーリ、 48・・・ベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clutch control device that switches electric drive between an engine and an auxiliary machine, and more particularly, to a clutch control device that realizes shock reduction when starting the engine from the drive state of the auxiliary machine and improvement of engine startability.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a vehicle stops at an intersection or the like when driving in an urban area, the engine is automatically stopped under a predetermined stop condition, and then the engine is automatically restarted under a predetermined start condition to save fuel. And systems that improve exhaust emissions are known. Such a system is expected to be applied especially to route buses, but if the engine is stopped when the vehicle is stopped, auxiliary equipment such as an air conditioner compressor will also stop. There was concern about the problem of passengers feeling uncomfortable.
[0003]
In view of such a problem, for example, in the system described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-79915, the rotation of the engine and the auxiliary machine can be rotated to prevent the auxiliary machine from operating after the engine stops. A configuration in which the electric machine and the engine are clutch-coupled on the output shaft, and the clutch is disconnected when the engine is stopped, while the shaft output of the rotating electric machine can be continuously transmitted to the drive shaft of the auxiliary machine Is disclosed. According to such a configuration, even when the engine is stopped due to a signal waiting or the like, the driving state of the compressor can be maintained, so that the cooling capacity of the air conditioner can be effectively exhibited.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the system described in this publication, when the clutch is connected to cause the rotating machine to function as a starter when the engine is restarted, a large impact load is generated on the crankshaft of the engine due to the inertial force of the rotating auxiliary machine. . Conversely, the reaction force generated at this time reduces the rotational speed of the compressor, so that a large load torque is required to increase the rotational speed again. Since this load torque is applied by the engine torque, there has been a problem that the engine speed does not rise smoothly and the engine start is delayed.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a clutch control device that realizes shock mitigation when starting an engine from the driving state of an auxiliary machine and improvement of engine startability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a clutch control apparatus according to
[0007]
When the engine is started, when the second clutch means is in the connected state and the auxiliary machine is driven by the rotating machine, the clutch switching control means is in the non-connected state. And the engine is driven by the rotating machine by switching the first clutch means to the connected state.
[0008]
With this configuration, when the engine is started, the connection between the auxiliary machine and the driving force transmission means is temporarily released. For this reason, it is possible to avoid the conventional problem that the rotational inertia force of the auxiliary device is transmitted to the crankshaft of the stopped engine and generates an impact load. In this case, since the rotational driving force of the rotating machine is used only as a starter for promoting the rotation of the engine, the engine startability is improved.
[0009]
On the other hand, at this time, the rotational driving force from the rotating machine to the auxiliary machine is temporarily released, but the auxiliary machine can idle while holding a rotational force to some extent by its own rotating inertial force, If it is within a limited time, the capacity of the accessory will not be particularly reduced.
[0010]
Then, after the engine obtains a predetermined rotational inertia force by the rotating machine, the clutch switching control means switches the second clutch means to the connected state. This “obtaining a predetermined rotational inertia force” means that the crankshaft of the engine obtains a certain amount of rotational force from a stopped state. For example, after a predetermined time has elapsed since the crankshaft started to rotate, “when a predetermined rotational inertia force is obtained” may be used.
[0011]
According to the above configuration, at the time when the second clutch means is switched to the connected state, the relative load generated between the rotational inertia force of the engine and the rotational inertia force of the auxiliary device when the auxiliary device is connected is reduced to some extent. Therefore, the impact load generated in the drive system when the auxiliary machine is connected can be kept small.
[0012]
Further, a configuration may be adopted in which “when a predetermined rotational inertia force is obtained” is determined based on the engine speed. In other words, the clutch control means according to claim 2 is provided with engine speed detecting means for detecting the engine speed. Then, as described above, when the second clutch means is switched to the non-connected state by the clutch switching control means and the engine is driven to rotate by the connection of the first clutch means, the engine speed detecting means is set to rotate the engine. Detect numbers. Then, when it is detected that the engine speed has reached a predetermined value, the clutch switching control means switches the second clutch means to the connected state again, and resumes the rotational driving of the auxiliary machine.
[0013]
Here, the “predetermined value” means that the engine speed increases to some extent due to driving by the rotating machine and is smaller than the rotational speed of the idle auxiliary machine, but the speed when the difference becomes small to some extent. Means. In other words, the “predetermined value” means a rotation speed at which the rotation speed of the auxiliary machine does not decrease so much due to a reaction force caused by the engine load torque even when the auxiliary machine is connected again.
[0014]
According to the above configuration, when the second clutch means is switched to the connected state, the engine speed has increased to some extent, and the relative load generated between the rotational inertial force of the engine and the rotational inertial force of the auxiliary machine is increased. Is sufficiently small, the impact load generated in the drive system when the auxiliary machine is connected can be kept small. At this time, since the rotational inertia force of the auxiliary device is transmitted to the engine having a slightly low rotational speed via the driving force transmitting means, the engine rotation is promoted and the engine rotational speed is smoothly increased to the desired rotational speed. An additional effect is also obtained.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, the clutch control device stops the engine when a predetermined stop condition is satisfied and restarts the engine when the predetermined start condition is satisfied. It is effectively applied to vehicles equipped with the device. This is because, in such a vehicle, since the engine is frequently automatically stopped and started, the effects of the above-described configuration aimed at reducing the impact load at the time of starting and improving the startability are remarkably exhibited.
[0016]
Specifically, the clutch control device determines that the engine start condition is satisfied by engine start condition determination means for determining whether or not the predetermined engine start condition is satisfied, and the engine start condition determination means. Drive state determining means for determining whether or not the rotating machine is driving at least one auxiliary machine.
[0017]
The clutch switching control means is configured as means for executing switching between the first clutch means and the second clutch means based on the determination results of the engine start determination means and the drive state determination means. .
In this case, when it is determined by the engine start determining means that the engine start condition is satisfied and the drive state determining means determines that the rotating machine is driving the accessory, the control by the clutch switching control means described above is performed. Processing is executed.
[0018]
Further, specific examples of the driving force transmitting means include, as described in claim 4, for example, pulleys respectively connected to the rotating shaft of the rotating machine, the crankshaft of the engine, and the rotating shaft of the auxiliary machine, A belt composed of a belt interposed between pulleys can be adopted, but a belt gear or the like can also be employed.
[0019]
In addition, as the auxiliary machine, various types such as those driven by an engine or a rotating machine (motor), for example, an alternator, a P / S (power steering system) pump, and the like are described. If the auxiliary machine is configured as a compressor for a vehicle air conditioner, a stable engine start can be realized without reducing the cooling capacity of the air conditioner when the engine is stopped.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the clutch control device according to the present invention is applied to an AT vehicle. FIG. 1 shows the system configuration.
[0021]
The system includes an
The
[0022]
As shown in FIG. 2, the crankshaft of the
[0023]
A
[0024]
The
[0025]
The parking brake 17 is provided with a parking brake switch 25 that outputs a parking brake signal when activated, and various warnings such as the operating state of the parking brake 17 are transmitted to the driver on the display panel 19 arranged in front of the driver's seat. A
[0026]
The
In order to input various signals to the
[0027]
Of these, the
FIG. 3 shows a detailed configuration example of the
[0028]
As shown in the figure, an
[0029]
The I /
[0030]
Then, the CPU 37a executes various calculations based on these various signals, and from the I /
[0031]
Next, control processing executed in the system of the present embodiment will be described based on the flowcharts of FIGS.
First, the engine automatic stop / start process of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0032]
In this process, if the ignition switch 20 is on (S110: YES), the program is started and the following process is executed.
When the program is started, it is first determined whether or not the
[0033]
FIG. 5 shows a flow relating to automatic start (idle start) control of the engine.
This process realizes the impact mitigation at the time of starting the engine and the improvement of the startability of the engine, particularly when the auxiliary machine is being driven at the time of starting the engine. In addition, the above-mentioned
[0034]
First, it is determined whether or not a predetermined engine start condition is satisfied (S210). For example, (1) The vehicle speed detected by the
[0035]
When it is determined that the engine start condition is satisfied (S210: YES), it is determined whether or not the rotating
[0036]
On the other hand, when it is determined in S220 that the rotating
[0037]
FIG. 6 shows a flow relating to the compressor electric / engine start switching process. This process is a clutch control process that realizes shock reduction when starting the
[0038]
First, the
[0039]
Then, the
[0040]
Then, it is determined whether or not the engine speed has reached a first predetermined value, that is, a rotational speed (for example, about 50 rpm) that is considered to have a relatively low rotational inertia force of the
[0041]
Then, it is determined whether or not the engine speed has reached a second predetermined value, that is, a speed sufficient for stable combustion of the internal combustion engine (for example, 300 rpm) (S360). If it is determined that the engine speed has reached the second predetermined value, it is considered that the engine has been started, and the
[0042]
FIG. 7 shows a flow relating to the automatic stop (idle stop) of the engine.
If it is determined in S120 shown in FIG. 4 that the
[0043]
In this process, first, it is determined whether or not a predetermined engine stop condition is satisfied (S410). This determination is made by (1) detecting that the brake is depressed by a predetermined value or more by the brake stroke sensor 39e, and (2) detecting that the vehicle speed detected by the
[0044]
When it is determined that a predetermined engine stop condition is satisfied (S410: YES), fuel injection and ignition are stopped and the engine is automatically stopped (S420). At this time, it is determined whether the air conditioner switch is turned on (S430). If it is determined that the air conditioner switch is turned on (S430: YES), the
[0045]
Further, when it is determined in S410 that the predetermined engine stop condition is not satisfied (S410: NO), the routine proceeds to normal engine control.
With the above series of operations, it is possible to maintain the cooling capacity of the air conditioner even when the engine is stopped, and it is possible to realize a smooth start of the engine from the air conditioner operating state.
[0046]
In this embodiment, the
[0047]
Of the processes executed by the ECU 30, the process of S210 shown in the flowchart of FIG. 5 corresponds to the process as the engine start condition determining means, the S220 is the process as the drive state determining means, the S230 and S240 to S290, And S310-S370 corresponds to the process as a clutch switching control means.
[0048]
As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that embodiment of this invention can take various forms, as long as it belongs to the technical scope of this invention, without being limited to the said Example at all. Nor.
For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the
[0049]
Further, in the above-described embodiment, the mode in which the
[0050]
Moreover, in the said Example, although the aspect which uses the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a system to which a clutch control device of the present invention is applied.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a connected state of a power transmission portion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an input / output relationship of a control device (ECU) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a control program executed by the control device.
FIG. 5 is a flowchart showing a part of a control program executed by the control device.
FIG. 6 is a flowchart showing a part of a control program executed by the control device.
FIG. 7 is a flowchart showing a part of a control program executed by the control device.
FIG. 8 is a configuration diagram of a modified example of a power transmission portion to a compressor.
FIG. 9 is a configuration diagram of a modified example of a power transmission portion to the compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
7 ... igniter, 9 ... automatic transmission,
11 ... Intake manifold, 13 ... Exhaust manifold,
14 ... accelerator pedal, 15 ... throttle valve,
20 ... Ignition switch, 23 ... Vehicle speed sensor,
24 ... engine speed sensor, 31 ... fuel relay,
35 ... Ignition relay, 37 ... Electronic control unit,
40 ... Rotating machine clutch, 41 ... Rotating machine, 41a ... Rotating machine pulley, 42 ... Compressor clutch, 43 ... Compressor,
43a ... compressor pulley, 44 ... crank clutch,
47 ... Idle pulley, 48 ... Belt
Claims (5)
前記エンジンを前記駆動力伝達手段に接続又は接続解除するために、連結状態又は非連結状態にされる第1のクラッチ手段と、
前記補機を前記駆動力伝達手段に接続又は接続解除するために、連結状態又は非連結状態にされる第2のクラッチ手段と、
前記第1のクラッチ手段及び前記第2のクラッチ手段を、それぞれ連結状態又は非連結状態に切り替えるクラッチ切替制御手段と、を備え、
前記エンジンが始動する際に、前記第2のクラッチ手段が連結状態にあり、前記補機が前記回転機により駆動されている場合には、前記クラッチ切替制御手段が前記第2のクラッチ手段を非連結状態に切り替えると共に、前記第1のクラッチ手段を連結状態に切り替えることにより、前記エンジンが前記回転機により駆動され、
該エンジンが前記回転機により所定の回転慣性力を得た後、前記クラッチ切替制御手段が、前記第2のクラッチ手段を連結状態に切り替えるように構成され、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段が設けられ、
前記クラッチ切替制御手段が前記第2のクラッチ手段を非連結状態に切り替えた後、前記エンジン回転数検出手段により検出された前記エンジンの回転数が所定値に達したときに、前記クラッチ切替制御手段が前記第2のクラッチ手段を再び連結状態に切り替えるように構成され、
前記補機の回転慣性力を前記駆動力伝達手段を介して前記エンジンに伝えることにより、該エンジンの回転を促進させるように構成されたことを特徴とするクラッチ制御装置。A rotating machine that rotationally drives the engine and at least one auxiliary machine via driving force transmission means;
First clutch means connected or disconnected to connect or disconnect the engine to the driving force transmission means;
Second clutch means connected or disconnected to connect or disconnect the auxiliary machine from the driving force transmission means;
Clutch switching control means for switching the first clutch means and the second clutch means to a connected state or a non-connected state, respectively.
When the engine is started, when the second clutch means is in a connected state and the auxiliary machine is driven by the rotating machine, the clutch switching control means disables the second clutch means. The engine is driven by the rotating machine by switching to the connected state and switching the first clutch means to the connected state,
The clutch switching control means is configured to switch the second clutch means to a connected state after the engine has obtained a predetermined rotational inertia force by the rotating machine ,
An engine speed detecting means for detecting the engine speed is provided;
The clutch switching control means when the engine speed detected by the engine speed detecting means reaches a predetermined value after the clutch switching control means switches the second clutch means to the non-connected state. Is configured to switch the second clutch means to the connected state again,
A clutch control device configured to promote the rotation of the engine by transmitting the rotational inertia force of the auxiliary machine to the engine via the driving force transmitting means .
所定の停止条件が成立したときにエンジンを停止させ、所定の始動条件が成立したときにエンジンを再始動させるエンジンの自動停止始動装置を搭載した車両に適用され、
前記所定のエンジン始動条件が成立したか否かを判断するエンジン始動条件判断手段と、
該エンジン始動条件判断手段によりエンジン始動条件が成立したと判断された場合に、前記回転機が少なくとも一つの前記補機を駆動しているか否かを判断する駆動状態判断手段と、を備え、
前記クラッチ切替制御手段が、前記エンジン始動判断手段及び前記駆動状態判断手段の判断結果に基づいて、前記第1のクラッチ手段及び第2のクラッチ手段のそれぞれの切替を実行する手段として構成されることを特徴とするクラッチ制御装置。The clutch control device according to claim 1, wherein
Applied to a vehicle equipped with an engine automatic stop start device that stops the engine when a predetermined stop condition is satisfied and restarts the engine when a predetermined start condition is satisfied;
Engine start condition determining means for determining whether or not the predetermined engine start condition is satisfied;
Drive state determining means for determining whether or not the rotating machine is driving at least one of the auxiliary machines when it is determined by the engine start condition determining means that the engine start condition is satisfied;
The clutch switching control unit is configured as a unit that executes switching between the first clutch unit and the second clutch unit based on the determination results of the engine start determination unit and the driving state determination unit. A clutch control device characterized by the above.
前記駆動力伝達手段が、前記回転機の回転軸、前記エンジンのクランク軸、及び前記補機の回転軸にそれぞれ接続されたプーリと、該プーリ間に介装されるベルトからなることを特徴とするクラッチ制御装置。In the clutch control device according to any one of claims 1 to 2 ,
The driving force transmitting means includes a pulley connected to a rotating shaft of the rotating machine, a crankshaft of the engine, and a rotating shaft of the auxiliary machine, and a belt interposed between the pulleys. Clutch control device.
前記補機が、車両エアコン用のコンプレッサであることを特徴とするクラッチ制御装置。In the clutch control device according to any one of claims 1 to 3 ,
A clutch control device, wherein the auxiliary machine is a compressor for a vehicle air conditioner.
前記クラッチ切替制御手段は、前記エンジンが停止状態から作動状態になり、前記エンジンのクランク軸が回転し始めてから所定時間後に、前記第2のクラッチ手段を連結状態に切り替えることを特徴とするクラッチ制御装置。In the clutch control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The clutch control unit is configured to switch the second clutch unit to a connected state after a predetermined time from when the engine is changed from a stopped state to an operating state and the crankshaft of the engine starts to rotate. apparatus.
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