JP4254852B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。
従来、この種の車両としては、エンジンを停止するときにエンジンのクランクシャフトにトルクを出力可能なモータを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、エンジンの自動停止条件が成立したときに、次の始動性を良好にするよう、検出された第１シリンダのピストン位置が圧縮行程の所定位置となるまでモータを駆動した後に、エンジンを停止している。
特開２００５−４８６２６号公報
上述の車両では、エンジンを停止する際に、シフト位置がＤポジションなどの走行用の位置にあるときだけでなくＰポジションなどの走行用でない位置にあるときでも次の始動性を良好にするようエンジンの停止位置制御を行なうが、駐車中に停止位置制御を行なっても次にエンジンを自動始動するときに迅速な始動は要求されないから、スタータジェネレータからのトルクは無駄に出力されたものとなってしまう。
本発明の車両およびその制御方法は、内燃機関の運転を停止するときに車両の状態に応じたより適切な制御を行なうことを目的とする。
本発明の車両およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の車両は、
走行用の動力を出力する内燃機関を搭載する車両であって、
前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能なトルク出力手段と、
車両が走行可能な状態にあるのを検出する走行可能状態検出手段と、
所定の停止条件が成立したときに前記走行可能状態検出手段により走行可能な状態にあるのが検出されたときには前記内燃機関を次に始動するときの該内燃機関の始動性が良好となるクランク角位置で該内燃機関を停止する制御を含む始動性良好停止制御を伴って前記内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御し、前記所定の停止条件が成立したときに前記走行可能状態検出手段により走行可能な状態にあるのが検出されないときには前記始動性良好停止制御を伴うことなく前記内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する停止時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の車両では、所定の停止条件が成立したときに車両が走行可能な状態にあるときには走行用の動力を出力する内燃機関を次に始動するときの内燃機関の始動性が良好となるクランク角位置で内燃機関を停止する制御を含む始動性良好停止制御を伴って内燃機関の運転が停止されるよう内燃機関と内燃機関の出力軸にトルクを出力可能なトルク出力手段とを制御し、所定の停止条件が成立したときに車両が走行可能な状態にないときには始動性良好停止制御を伴うことなく内燃機関の運転が停止されるよう内燃機関とトルク出力手段とを制御する。したがって、車両の状態に応じて始動性良好停止制御を伴って又は伴うことなく内燃機関の運転を停止するから、内燃機関の運転を停止するときに車両の状態に応じたより適切な制御を行なうことができる。
こうした本発明の車両において、前記走行可能状態検出手段は、シフト位置が走行用位置のときに車両が走行可能な状態にあることを検出する手段であるものとすることもできるし、駐車ブレーキが作用しているときには車両が走行可能な状態にないことを検出する手段であるものとすることもできる。
さらに、本発明の車両において、前記停止時制御手段は、前記始動性良好停止制御として、前記内燃機関を停止するときの最後の圧縮行程を終える気筒の上死点を含む所定範囲となるクランク角位置で該内燃機関が停止されるよう前記内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関を次に始動するときの始動性が良好となるよう次の始動の最初の圧縮行程となる気筒に前記内燃機関の運転停止前に燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の次の始動をより良好に行なうことができる。
本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力する内燃機関を搭載し、前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能なトルク出力手段を備える車両の制御方法であって、
所定の停止条件が成立したときに車両が走行可能な状態にあるときには前記内燃機関を次に始動するときの該内燃機関の始動性が良好となるクランク角位置で該内燃機関を停止する制御を含む始動性良好停止制御を伴って前記内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御し、前記所定の停止条件が成立したときに車両が走行可能な状態にないときには前記始動性良好停止制御を伴うことなく前記内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する、
ことを特徴とする。
この本発明の車両の制御方法では、所定の停止条件が成立したときに車両が走行可能な状態にあるときには走行用の動力を出力する内燃機関を次に始動するときの内燃機関の始動性が良好となるクランク角位置で内燃機関を停止する制御を含む始動性良好停止制御を伴って内燃機関の運転が停止されるよう内燃機関と内燃機関の出力軸にトルクを出力可能なトルク出力手段とを制御し、所定の停止条件が成立したときに車両が走行可能な状態にないときには始動性良好停止制御を伴うことなく内燃機関の運転が停止されるよう内燃機関とトルク出力手段とを制御する。したがって、車両の状態に応じて始動性良好停止制御を伴って又は伴うことなく内燃機関の運転を停止するから、内燃機関の運転を停止するときに車両の状態に応じたより適切な制御を行なうことができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施例としての自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４とデファレンシャルギヤ３４を介して駆動輪３６ａ，３６ｂとに接続された有段変速機または無段変速機としてのオートマチックトランスミッション３２と、クランクシャフト２４にベルト２５を介して接続されてエンジン２２をモータリング可能なモータ２６と、車両全体をコントロールする電子制御ユニット４０とを備える。
電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ４６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット４０には、イグニッションスイッチ５０からのイグニッション信号やシフトレバー５１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５６からのブレーキペダルポジションＢＰ，従動輪３８ａ，３８ｂをロックまたはロック解除するパーキングブレーキペダル５７の踏み込みを検出するパーキングブレーキポジションセンサ５８からのオンオフ信号，車速センサ５９からの車速Ｖ，クランクシャフト２４の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角ＣＡなどのエンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号，モータ２６の駆動状態を検出する各種センサからの信号，オートマチックトランスミッション３２の状態を検出する各種センサからの信号などが入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット４０からは、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの制御を行なうための各種制御信号やモータ２６を駆動するための駆動制御信号，オートマチックトランスミッション３２を制御するための各種制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、実施例では、シフトポジションＳＰとしては、前進方向に走行するための走行ポジション（Ｄポジション）や駐車ポジション（Ｐポジション），中立ポジション（Ｎポジション）などが用意されている。
こうして構成された実施例の自動車２０では、エンジン２２をアイドル運転している停車中にアクセルオフやブレーキオンされた条件などの停止条件が成立したときにエンジン２２を自動停止し、その後にブレーキオフやアクセルオンなどの始動条件が成立したときにエンジン２２を自動始動するアイドルストップ制御が行なわれている。
次に、こうして構成された実施例の自動車２０の動作、特にアイドルストップする停止条件が成立してエンジン２２を自動停止する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２により実行される停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、アイドルストップする停止条件が成立したときに実行される。
停止時制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０のＣＰＵ４２は、まず、エンジン２２の燃料噴射を停止し（ステップＳ１００）、シフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰを入力して（ステップＳ１１０）、入力したシフトポジションＳＰを調べる処理を実行する（ステップＳ１２０）。
シフトポジションＳＰがＤポジションなどの走行用のポジションのときには、エンジン２２のクランク角ＣＡとクランク角ＣＡに基づいて計算されたエンジン２２の回転数Ｎｅとを入力すると共に入力した回転数Ｎｅが停止直前の回転数としての閾値Ｎｓｔｏｐ以下に至るのを待ってから（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）、入力したクランク角ＣＡに基づいてエンジン２２を停止するときの最後の圧縮行程を終える気筒がその上死点近傍となるクランク角ＣＡでエンジン２２が停止されるようモータ２６を駆動する停止位置制御を実行すると共に、エンジン２２を次に始動するときの最初の圧縮行程となる気筒に対してエンジン２２の停止前に燃料噴射する停止前燃料噴射制御を実行して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｎｓｔｏｐは、実施例では、クランクシャフト２４があと１回転して停止するようなエンジン２２の回転数として実験などにより予め求めた値（例えば、２００ｒｐｍや３００ｒｐｍなど）を用いるものとした。このように、車両が走行可能な状態にあるときには、停止位置制御や停止前燃料噴射制御を伴ってエンジン２２の運転を停止するから、エンジン２２を次に始動するときの始動性を良好にすることができる。これは、停止位置制御により次の始動のクランクシャフト２４の回転初速を上げることが可能になることと、停止前燃料噴射制御により次の始動の最初の点火タイミングで爆発することにより迅速な始動が可能になることとに基づく。
ステップＳ１２０でシフトポジションＳＰがＰポジションやＮポジションなどの走行用でないポジションのときには、エンジン２２の停止位置制御や停止前燃料噴射制御を実行することなく、本ルーチンを終了する。このように、車両が走行可能な状態にないときにエンジン２２の停止位置制御や停止前燃料噴射制御を実行することなくエンジン２２の運転を停止するのは、例えば駐車場や信号待ちの停車状態でアイドルストップしたエンジン２２を自動始動する際に迅速に始動する必要は基本的にないため、停止位置制御によるモータ２６の駆動や停止前燃料噴射制御による燃料噴射などを行なっても却って無駄になってしまうからである。したがって、車両が走行可能な状態にないときには、必要でない制御を行なわないものとすることができる。この結果、エンジン２２の運転を停止する際に車両の状態に応じたより適切な制御を行なうことができる。
以上説明した実施例の自動車２０によれば、アイドルストップする停止条件が成立してエンジン２２を自動停止する際に、シフトポジションＳＰが走行用のポジションのときにはエンジン２２の始動性を良好にする停止位置制御などの制御を伴って、また、シフトポジションがＳＰが走行用でないポジションのときにはエンジン２２の始動性を良好にする制御を伴うことなくエンジン２２の運転を停止するから、エンジン２２の運転を停止するときに車両の状態に応じたより適切な制御を行なうことができる。また、シフトポジションＳＰが走行用のポジションのときには、エンジン２２の停止位置制御としてエンジン２２を停止するときの最後の圧縮行程を終える気筒の上死点近傍となるクランク角ＣＡでエンジン２２が停止されるようモータ２６を駆動し、さらに、停止前燃料噴射制御としてエンジン２２を次に始動するときの最初の圧縮行程となる気筒に対してエンジン２２の停止前に燃料噴射するから、エンジン２２の次の始動をより良好に行なうことができる。
実施例の自動車２０では、シフトポジションＳＰが走行用でないポジションのときにはエンジン２２の始動性を良好にする制御を実行しないものとしたが、シフトポジションＳＰの条件に加えて又は代えて、パーキングブレーキペダル５７が踏み込まれてオンのときにはエンジン２２の始動性を良好にする制御を実行しないものとしてもよいし、シフトポジションＳＰの条件やパーキングブレーキペダル５７のオンオフに拘わらず、車両のいずれかのドアが開いている状態などのときにはエンジン２２の始動性を良好にする制御を実行しないものとしてもよい。
実施例の自動車２０では、シフトポジションＳＰが走行用のポジションのときには、エンジン２２の始動性を良好にする制御として停止位置制御と停止前燃料噴射制御とを実行するものとしたが、停止前燃料噴射制御を実行することなく、エンジン２２の始動性を良好にする制御として停止位置制御だけを実行するものとしてもよい。
実施例の自動車２０では、モータ２６を駆動することによりエンジン２２の停止位置制御を行なうものとしたが、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御によってエンジン２２の停止位置を制御するものとしてもよい。
実施例では、エンジン２２からの動力をオートマチックトランスミッション３２を介して駆動輪３６ａ，３６ｂに出力して走行する自動車２０に適用して説明したが、図３の変形例のハイブリッド自動車２０Ｂに例示するように、遊星歯車機構６０を介して出力されるエンジン２２およびモータＭＧ１からの動力やモータＭＧ２からの動力を駆動輪３６ａ，３６ｂに出力して走行するハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、駆動輪３６ａ，３６ｂに動力を出力するエンジン２２が「内燃機関」に相当し、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ５２が「走行可能状態検出手段」に相当し、エンジン２２をモータリング可能なモータ２６が「トルク出力手段」に相当し、アイドルストップする停止条件が成立したときにシフトポジションＳＰに応じて停止位置制御などのエンジン２２の始動性を良好にする制御を伴って又は伴うことなくエンジン２２の運転を停止するステップＳ１００〜Ｓ１５０の処理を実行する電子制御ユニット４０が「停止時制御手段」に相当する。なお、実施例の要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、実施例の要素をもって課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明のついての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
本実施例では、自動車２０に適用して説明したが、列車などの自動車以外の車両に適用するものとしてもよいし、自動車や列車を含む車両の制御方法の形態としても構わない。
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の電子制御ユニット４０により実行される停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
符号の説明
２０ 自動車、２０Ｂ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ クランクシャフト、２６ モータ、３２ オートマチックトランスミッション、３４ デファレンシャルギヤ、３６ａ，３６ｂ 駆動輪、３８ａ，３８ｂ 従動輪、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、５０ イグニッションスイッチ、５１ シフトレバー、５２ シフトポジションセンサ、５３ アクセルペダル、５４ アクセルペダルポジションセンサ、５５ ブレーキペダル、５６ ブレーキペダルポジションセンサ、５７ パーキングブレーキペダル、５８ パーキングブレーキポジションセンサ、５９ 車速センサ、６０ 遊星歯車機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (5)

  1. 走行用の動力を出力する内燃機関を搭載する車両であって、
    前記内燃機関の出力軸にトルクを出力可能なトルク出力手段と、
    車両が走行可能な状態にあるのを検出する走行可能状態検出手段と、
    所定の停止条件が成立したときに前記走行可能状態検出手段により走行可能な状態にあるのが検出されたときには前記内燃機関を次に始動するときの該内燃機関の始動性が良好となるクランク角位置で該内燃機関を停止する制御を含む始動性良好停止制御を伴って前記内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御し、前記所定の停止条件が成立したときに前記走行可能状態検出手段により走行可能な状態にあるのが検出されないときには前記始動性良好停止制御を伴うことなく前記内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する停止時制御手段と、
    を備える車両。
  2. 前記走行可能状態検出手段は、シフト位置が走行用位置のときに車両が走行可能な状態にあることを検出する手段である請求項１記載の車両。
  3. 前記走行可能状態検出手段は、駐車ブレーキが作用しているときには車両が走行可能な状態にないことを検出する手段である請求項１または２記載の車両。
  4. 前記停止時制御手段は、前記始動性良好停止制御として、前記内燃機関を停止するときの最後の圧縮行程を終える気筒の上死点を含む所定範囲となるクランク角位置で該内燃機関が停止されるよう前記内燃機関と前記トルク出力手段とを制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の車両。
  5. 前記停止時制御手段は、前記始動性良好停止制御として、前記内燃機関を次に始動するときの始動性が良好となるよう次の始動の最初の圧縮行程となる気筒に前記内燃機関の運転停止前に燃料噴射が行なわれるよう前記内燃機関を制御する手段である請求項１ないし４いずれか記載の車両。
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