JP4626073B2 - エンジンの自動停止始動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の停止条件下で車両の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始動させるエンジンの自動停止始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の停止条件下でエンジンを自動停止させ、その後、所定の始動条件下でエンジンを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自動停止始動装置が知られている。このような装置においては、アクセル、ブレーキ、クラッチ、ウインカ等のドライバの操作状態を反映した信号に基づいてエンジンを自動停止及び自動始動させていた。また、バッテリの充電度合い、エンジン冷却水の水温などの車両状態を反映した信号に基づいてエンジンを自動停止及び自動始動させていた。
【０００３】
このような装置の一例として、特開平８−１８９３９５号公報には、クラッチ容量が可変なクラッチを備えた変速機をエンジンに直結させ、エンジン停止条件が成立した場合に前記クラッチを解放することで車軸とエンジン相互の動力伝達を遮断する技術が開示されている。つまり、エンジンブレーキが発生するような状態においてクラッチがつながっている場合、相対的に高トルクの状態だと車両へのショックが大きくなり、不快感が出る。そこで、クラッチを解放することでエンジンの連れ回りを防止して上述の不快感を解消させたのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにクラッチを解放した状態でエンジン停止をした場合には、その後、エンジンの始動条件が成立してエンジンを再始動させた場合、クラッチ結合によるショックを軽減するためにクラッチを滑らかに接続する必要があった。このため、クラッチの係合制御が行われている間はエンジンの動力を車輪に伝えることができず、エンジン停止状態から加速状態に移行する場合に、加速遅れによる不快感を運転者に与える原因となってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題を解決し、停止時のエンジン連れ回りを防止でき、且つ加速遅れも防止できるようなエンジンの自動停止始動を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
前記目的を達成するためになされたえ請求項１、９〜１１記載のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機を備えている。
【０００７】
ここでいう「自動変速機」は、歯車列によって所定の変速段を切替可能な機構のものと、無断変速機（ＣＶＴ）によって無段階に変速比を切替可能な機能の両方を含む概念である。そのため、「エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機」と表現したが、前者の機構の場合であれば、エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される「特定の変速段」を有することとなる。一方、後者の場合であれば、ＣＶＴへの入力軸あるいは出力軸に対して、今回のようなワンウェイクラッチとブレーキの組み合わせで、一方向のみへの動力伝達しかできない状態を作ることはできる。その場合は、ＣＶＴ機構＋今回の動力伝達機構で自動変速機が構成されると考えればよい。
【０００８】
そして本発明装置によれば、所定の停止条件が成立してエンジンを自動的に停止させる場合に自動変速機を特定の状態に切り替える。この特定状態ではエンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるため、所定の始動条件が満たされて車両のエンジンを自動的に始動させる場合、エンジンの回転による動力が即座に車軸側へ伝達でき、加速遅れを防止できる。また、このように加速遅れの防止を実現していながら、車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断されるためエンジンの連れ回りを防止できる。
【０００９】
請求項３の技術思想は、Ｄレンジの１速のみを「特定の状態」として扱うというものである。これは、２レンジの場合にはいわゆるエンジンブレーキを効かせたいという運転者の期待が存在する場合が多いのに対して、Ｄレンジの１速の場合にはそのような期待は存在しないと考えられるからである。したがって、そのようなエンジンブレーキの期待が存在する２レンジが選択されている場合は避け、Ｄレンジが選択されている場合の１速のみを「特定の状態」として採用すればよい。
【００１０】
また、請求項４、１０に示すようなエンジン停止のための所定条件を設定してもよい。これは、エンジン停止に伴う特定の状態への切り替えの過渡期間中にエンジン回転数が車両振動の起こる回転数まで落ち込まないよう、自動変速機の変速比及び車両減速度に応じて算出された回転数を用いて設定されたものである。これは、上述したように「加速遅れが生じない」ようにするためにクラッチを解放せず「特定の状態（例えば特定の変速段）」に切り替えておくという手法を採用したため、その点から新たに生じる可能性のある車両振動を抑制するためである。つまり、変速動作によってエンジンのクランク軸に対するトルク変動が発生するが、エンジン回転数が低い領域ではこのトルク変動によって車両振動を生じさせてしまう。そこで、このようなトルク変動に起因する車両振動が起こらないようなエンジン回転数の状態で「特定の状態」への切替（つまり変速）を行うようにする。
【００１１】
また、請求項５に示すようにエンジン停止中にもクラッチ油圧を確保しておけば、自動変速機の所定の作動を適正に行わせることができる。なお、エンジン停止中でも自動変速機へ油圧を供給可能な油圧供給手段としては電動オイルポンプなどが考えられる。
【００１２】
上述した請求項４、１０の場合には、エンジン停止に伴う変速動作中にエンジン回転数が車両振動の起こる回転数まで落ち込まないよう、自動変速機の変速比及び車両減速度に応じて算出された回転数を用いてエンジン停止のための所定条件を設定したが、車両振動防止の方策としては、請求項６、１１のようにしてもよい。つまり、エンジン回転保持手段によって、エンジン停止に伴う特定の状態への切り替えの過渡期間、エンジンの回転数を車両振動を回避可能な所定回転数以上に保つのである。このように強制的に所定回転数以上に保てば車両振動防止が確実に行える。この場合には、請求項７、１２に示すように特定の状態への切り替えの過渡期間に限り燃料復帰させることで実現してもよいし、請求項８、１３に示すようにエンジンのクランク軸と機械的に接続された電動機を特定の状態への切り替えの過渡期間に限り駆動させることで実現してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の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、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００１４】
図１は、本実施例のエンジンの自動停止始動装置を含むシステムの概要を示すブロック図である。本システムが適用される車両は、エンジンＥ、そのエンジンＥのクランク軸に接続されたクランクプーリＣＰにベルトＢを介して接続されたエンジン始動装置（スタータ）ＳＴ、エンジンＥの出力軸に接続された自動変速機ＡＴ、ブレーキシステム１８などを備えている。
【００１５】
また、本実施例のエンジンの自動停止始動装置システムは、エンジンアイドルストップ制御を実行するための電子制御ユニット（以下、「エコランＥＣＵ」と称す。）１０を中心に構成されている。このエコランＥＣＵ１０は、図示しないが、各種機器を制御するＣＰＵ、予め各種の数値やプログラムが書き込まれたＲＯＭ、演算過程の数値やフラグが所定の領域に書き込まれるＲＡＭ、アナログ入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、各種ディジタル信号が入力され、各種ディジタル信号が出力される入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）、タイマ及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスラインなどから構成されている。後述するフローチャートに示す処理は、上記ＲＯＭに予め書き込まれている制御プログラムに基づいて実行される。
【００１６】
そして、図１に示すように、エコランＥＣＵ１０には、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのブレーキストロークセンサ１１と、車両の加減速状態を検出する車両加減速検出手段１３と、エンジンＥを制御するためのエンジンＥＣＵ１４と、自動変速機ＡＴを制御するＡＴ−ＥＣＵ１５と、エンジン停止中の自動変速機ＡＴの作動に必要な油圧を確保するための電動油圧ポンプＯＰと、エンジン停止中のブレーキ作動に必要な負圧を確保するための電動真空ポンプＶＰとが接続されている。これによってエコランＥＣＵ１０は、車両の加減速状態、運転者の制動操作、エンジンＥの作動状態、自動変速機ＡＴの作動状態によってエンジンＥを自動的に停止、再始動できるように構成されている。
【００１７】
エンジンＥＣＵ１４には、エンジン回転数（Ｎｅ）を検出するエンジン回転数センサ、エンジンの各気筒に接続されて空気を取り込むために設けられた吸気管の圧力を検出する吸気管圧力センサなど（いずれも図示せず）が接続されている。そして、エンジンＥＣＵ１０は、これら各センサ等からの情報をもとに、所定の制御プログラムに従った演算処理を行い、図示しない駆動回路を介して、図示しないスタータに対するスタータ駆動信号、図示しないイグナイタに対する点火カット及び点火信号、図示しない燃料噴射弁に対する燃料カット及び燃料噴射信号を出力する。
【００１８】
なお、上述のように、エンジン始動装置（スタータ）ＳＴはエンジンＥのクランク軸とベルトＢを介して接続されているため、エンジン停止処理が行われてからエンジンＥが停止するための間の、エンジンＥのクランク軸の回転がまだ完全に停止していない状態でもエンジンＥをクランキングすることが可能である。そのため、クランク軸の停止を待たずに常にエンジンＥを始動することが可能である。
【００１９】
また、ＡＴ−ＥＣＵ１５には、シフトポジションセンサ１６やアクセル操作がなされているか否かを検出するためのアクセルスイッチ１７などが接続されている。本システムにおいては、運転者が手動操作するシフトレバーが設けられており、周知のようにＰ（パーキング）、Ｒ（リバ−ス）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、２（セカンド）、Ｌ（ロウ）の各レンジ（シフトポジション）を切り替えることができるようにされている。したがって、シフトポジションセンサ１６はどのレンジが選択されているかを検出する。
【００２０】
このＡＴ−ＥＣＵ１５の制御対象である自動変速機ＡＴは、変速機ＴＭ、エンジンＥの出力トルクを変換すると共に変速機ＴＭに伝達するトルクコンバータＴＣ、ロックアップクラッチＬＣ及び終減速機ＤＦなどを備える。
ここで、変速機ＴＭについて図２を参照して説明する。
【００２１】
図２に示す変速機ＴＭは、３段の遊星ギヤ列、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３、２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２、一対のカウンターギヤから構成されている。３段の遊星ギヤ列はそれぞれ、フロントプラネタリーギヤ、リヤプラネタリーギヤ、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤと称する。また、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３はそれぞれ、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２、Ｕ／ＤクラッチＣ３と称し、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３はそれぞれ、２ｎｄブレーキＢ１、１ｓｔブレーキＢ２、Ｕ／ＤブレーキＢ３と称し、２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２はそれぞれ、第１ワンウェイクラッチＦ１、第２ワンウェイクラッチＦ２と称す。
【００２２】
フォワードクラッチＣ１は、フロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１とインプットシャフトとを接続し、トルクコンバータＴＣを介してエンジンＥからインプットシャフトに伝達された駆動力をフロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１に接続する。ダイレクトクラッチＣ２は、リヤプラネタリーギヤのサンギヤＳ２とインターミディエイトシャフトとを接続し、フォワードクラッチＣ１又はダイレクトクラッチＣ２の何れか一方あるいは両方が係合することによって、エンジンＥからトルクコンバータＴＣを介してインプットシャフトに伝達された駆動力が変速機ＴＭ内に伝達される。そしてＵ／ＤクラッチＣ３は、Ｕ／ＤプラネタリのキャリアとサンギヤＣ３を接続する。
【００２３】
また、２ｎｄブレーキＢ１は、リヤプラネタリーギヤのサンギヤＳ２をロックする。１ｓｔブレーキＢ２は、フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１とリヤプラネタリーギヤのキャリアをロックする。そしてＵ／ＤブレーキＢ３は、Ｕ／ＤプラネタリギヤのサンギヤＳ３をロックする。
【００２４】
また、第１ワンウェイクラッチＦ１は、フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１及びリヤプラネタリーギヤのキャリアの左回転をロックする。第２ワンウェイクラッチＦ２は、Ｕ／ＤプラネタリーギヤのサンギヤＳ３の右回転をロックする。
【００２５】
これら５つのクラッチＣ１〜Ｃ３，Ｆ１，Ｆ及び３つのブレーキＢ１〜Ｂ３の駆動力は、ＡＴ−ＥＣＵ１５から制御される図示しない油圧回路によって供給される。この油圧回路の油圧は、エンジンＥによって駆動される図示しないオイルポンプまたは電動油圧ポンプＯＰによって得られる。そして本実施例では、これらクラッチＣ１〜Ｃ３，Ｆ１，Ｆ及びブレーキＢ１〜Ｂ３を断続してギヤを組み替えることによって４速の変速を実現する。なお、図３には、各レンジ位置と変速段における定常状態のクラッチＣ１〜Ｃ３，Ｆ１，Ｆ２及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態を示す。図３中においては係合状態を○で示した。
【００２６】
ここで、Ｄレンジあるいは２（セカンド）レンジの１速においては、フォワードクラッチＣ１、Ｕ／ＤブレーキＢ３及び２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２が係合状態であり、他は非係合状態となっている。フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１は、１ｓｔブレーキＢ２とは非係合であるが、第１ワンウェイクラッチＦ１と係合しているため、左回転がロックされ、右回転だけが許容されることとなる。
【００２７】
エンジンＥから車軸を駆動する状態（駆動状態）におけるフロントプラネタリーギヤにおいては、サンギヤＳ１が右回転するためピニオンＰ１は左回転し、リングギヤＲ１も左回転させようとする。しかし、このリングギヤＲ１は左回転がロックされているため反力を発生させ、ピニオンＰ１は自らは左回転しながらサンギヤＳ１の回りを右方向に周回する。これによってカウンタードライブギヤが右回転し、カウンタードリブンギヤを左回転させる。Ｕ／ＤブレーキＢ３が係合しているのでＵ／ＤプラネタリーギヤのサンギヤＳ３は左右いずれにも回転がロックされる。そのため、カウンタードリブンギヤの回転がＵ／Ｄプラネタリーギヤを介して車軸側へ伝達される。
【００２８】
一方、車軸からエンジンＥが駆動されるような状態（以下、逆駆動状態と称する。）にあるときの動力伝達を考えてみると、次のようになる。上述のようにＵ／ＤプラネタリーギヤのサンギヤＳ３は左右いずれにも回転がロックされているため、この逆駆動状態においても、カウンタードリブンギヤは左回転し、カウンタードライブギヤは右回転する。このカウンタードライブギヤの右回転は、フロントプラネタリーギヤのピニオンＰ１をサンギヤＳ１回りに右方向に周回させようとする。しかし、上述したようにフロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１は、左回転はロックされるが右回転は許容されているので、ピニオンＰ１の周回に伴って右方向に回転する。つまり、リングギヤＲ１は空転状態となり、フロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１に動力伝達がされないため、車軸からエンジン方向への動力伝達が遮断される。つまり、エンジンブレーキが解除された状態となる。
【００２９】
一方、Ｌレンジの１速の場合には、図３に示すように、上述したＤレンジあるいは２レンジの１速の場合に加えて１ｓｔブレーキＢ２が係合される。この場合は、フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１は右回転までもがロックされるため反力を発生させる。したがって、フロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１に動力伝達がされ、車軸側から入力された動力がトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥへ供給される。つまり、エンジンブレーキを得ることができる状態となる。
【００３０】
なお、走行レンジ（Ｄ，２，Ｌ）におけるその他の変速段においては、常時エンジンブレーキを得ることができるようになっている。
次に、本実施例のエコランＥＣＵ１０にて実施されるエンジンの自動停止及び自動始動にかかる処理を、図４，５のフローチャート等に基づいて説明する。
【００３１】
図４のステップ（以下、ステップをＳと略記する。）１０にて、車両加減速検出手段１３によって車両の減速状態が検出され（Ｓ１０：ＹＥＳ）、且つアクセルスイッチ１７がアクセル操作がされていないことが検出されると（Ｓ２０：ＯＦＦ）、ＡＴ−ＥＣＵ１５を介してトルクコンバータＴＣのロックアップクラッチＬＣを結合し、エンジンＥＣＵ１４を介して燃料供給を停止する（Ｓ３０）。これによって、車軸からエンジンＥへの連れ回りで変速機ＴＭに接続されたエンジンＥの回転を維持する。
【００３２】
その後、エンジン回転数が所定の下限回転数Ｎlimit に低下する（Ｓ５０：ＹＥＳ）までの間、アクセル操作が行われたか否かを判断し（Ｓ４０）、行われた場合は（Ｓ４０：ＯＮ）、ＡＴ−ＥＣＵ１５を介してトルクコンバータＴＣのロックアップクラッチＬＣを解除する（Ｓ１１０）。次に、エンジンＥがクランキングを伴わずに燃料復帰で再始動できる所定回転数以上であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。クランキングが必要な場合は（Ｓ１２０：ＮＯ）、エンジン始動装置ＳＴを始動してクランキングを行った（Ｓ１３０）後、燃料供給を再開する（Ｓ１４０）。クランキングが不要な場合は（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、即座にＳ１４０へ移行して、燃料供給を再開する。
【００３３】
上述した下限回転数Ｎlimit は、図６に示すように、自動変速機ＡＴの変速段及び車両減速度をパラメータとし、自動変速機ＡＴの油圧遅れなどによる変速遅れ時間を加味して、自動変速機ＡＴが変速動作中にエンジンＥのトルク変動に起因する車両の振動が起こらない最低回転数（例えば５００ｒｐｍといった値）を下回らないように設定される。つまり、車両減速度が大きい場合には、自動変速機ＡＴの変速動作中におけるエンジン回転数の降下が早いため、この下限回転数Ｎlimit は高く設定され、逆に車両減速度が小さい場合には、エンジン回転数の降下が遅いため、下限回転数Ｎlimit は低く設定される。
【００３４】
このような方法を採ることで、車軸からエンジンＥへの連れ回りによるエンジンＥの回転作動時間をできるだけ長く維持しつつ、エンジン回転数の車両振動領域を素早く通過できる。そのため、エンジン低回転状態でのクランク軸トルク変動に起因する車両振動を素早く抑制できる。
【００３５】
一方、アクセル操作がないまま（Ｓ４０：ＯＦＦ）、エンジン回転数が下限回転数Ｎlimit 未満になった場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、続くＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の各条件を満たした場合に、Ｓ９０でのエンジン回転停止処理へ移行する。まずＳ６０での条件は、シフトポジションセンサ１６によって現在Ｄレンジが選択されていることである。Ｓ９０でのエンジン回転停止処理においてはエンジンブレーキが効かない状態となるが、２レンジあるいはＬレンジが選択されている場合には運転者がエンジンブレーキを必要としているを判断できるため、Ｄレンジが選択されていることを条件としたのである。またＳ７０での条件は、ブレーキストロークセンサ１１によって検出されたブレーキ踏み込み量が、運転者が車両の停止を意図しているであろうを判断される所定値以上であることである。そしてＳ８０での条件は、エンジン回転停止禁止フラグＦNeStopが０であることである。このエンジン回転停止禁止フラグＦNeStopは、バッテリ充電量がエンジン始動装置ＳＴの始動に不十分である場合、方向指示器が点灯中である場合（これはカーブにさしかかっていると推定される場合）などの条件で１となり、その場合にはエンジン回転の停止は禁止する。
【００３６】
これらＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の条件の内、一つでも満たさない場合には、Ｓ１１０へ進み、上述したのと同様の方法でエンジンＥを再始動する。
一方、Ｓ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の条件を全て満たした場合に移行するＳ９０でのエンジン回転停止処理においては、図５に示すように、まずロックアップクラッチＬＣを解除する（Ｓ９１）。その後、電動オイルポンプＯＰと電動真空ポンプＶＰを起動して、エンジン停止中の時度変速機ＡＴの必要油圧と、ブレーキシステム１８の必要負圧を確保する（Ｓ９２）。そして、ＡＴ−ＥＣＵ１５を介して自動変速機の変速段を強制的に１速にシフトダウンさせる（Ｓ９３）。上述したように、Ｄレンジの１速においては逆駆動状態での車軸からエンジンＥへの動力伝達が遮断されるため、エンジンＥの回転を速やかに停止させることができ、エンジン低回転状態でのクランク軸トルク変動に起因する車両振動を素早く抑制する。
【００３７】
図４に戻り、Ｓ９０でのエンジン回転停止処理を行った後は、Ｓ１００にてブレーキストロークが所定値以下か否かを判断し、所定値よりも大きなブレーキストロークが確保されている間は（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ８０へ戻る。この所定値とは、運転者がブレーキを解放するであろうと判断される値、例えばクリープ現象による動力を制動し得る程度のブレーキストロークである。
【００３８】
そして、ブレーキストロークが所定値以下となった場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、運転者が続いて加速を要求するものと判断し、Ｓ１１０へ移行して、上述したのと同様の方法でエンジンＥを再始動する。Ｓ１４０での燃料供給再開後は、Ｓ１５０へ移行して、電動オイルポンプＯＰと電動真空ポンプＶＰを停止させ、変速制御を元に戻す。この「変速制御を元に戻す」とは、図５のＳ９３において自動変速機ＡＴの変速段を強制的に１速にシフトダウンさせていたので、そのような状態を解いて、通常の変速制御をするよう、ＡＴ−ＥＣＵ１５に指示するのである。このエンジン始動によるエンジン側と車軸側の回転数差は、トルクコンバータＴＣが吸収するため、エンジン始動による加速ショックは軽減される。
【００３９】
また、ブレーキペダルをゆるめたことを検出して（Ｓ１００：ＹＥＳ）エンジン再始動を行うことにより、運転者のブレーキペダルからアクセルペダルへの足の踏み替え時間中にエンジンを始動することも可能となる。したがって、エンジンの再始動による加速遅れに起因する運転者への不快感を最小限にすることができる。
【００４０】
さらに、このとき車両は低速であり、また図５のＳ９３にて説明したように自動変速機ＡＴを１速にしてあるためエンジンＥの動力を車軸に伝達できる状態になっている。そのため、一旦クラッチを切っている場合であれば必要なクラッチの係合動作が不要となり、加速遅れを防止できる。
【００４１】
図７は、本実施例システムにおけるエンジンの自動停止始動動作のタイムチャートであり、アクセル開度、ブレーキ踏み込み角度、車速、エンジン回転数、燃料供給状態、ロックアップクラッチ係合状態、スタータスイッチ及び自動変速ＡＴの変速段の時間的変化を示している。なお、図７中の破線は、エンジン回転停止途中に再加速された場合の挙動を示している。
【００４２】
このように、本実施例システムによれば、所定の停止条件が成立してエンジンＥを自動的に停止させる場合に自動変速機ＡＴを特定の状態、すなわち「Ｄレンジの１速」に切り替える。この特定状態ではエンジンＥから車軸方向への動力伝達は可能であるため、所定の始動条件が満たされてエンジンＥを自動的に始動させる場合、エンジンＥの回転による動力が即座に車軸側へ伝達でき、加速遅れを防止できながら、車軸からエンジンＥ方向への動力伝達は遮断されるためエンジンＥの連れ回りを防止できる。
【００４３】
また、本実施例システムの場合には、Ｄレンジの１速のみを「特定の状態」として扱っている。これは、上述したように２レンジの場合にはエンジンブレーキを効かせたいという運転者の期待が存在すると想定されるため、そのような期待は存在しないと考えられるＤレンジの１速を採用した。
【００４４】
［別実施例］
上記実施例では図４のエンジン回転停止処理として、図５に示す内容の処理を実行するものとしたが、これに代えて、図８に示す内容の処理を実行しても良い。図８に示すＳ２９１〜Ｓ２９３は、図５のＳ９１〜Ｓ９３と同様の処理であり、ロックアップクラッチＬＣの解除（Ｓ２９１）、電動オイルポンプＯＰと電動真空ポンプＶＰの起動（Ｓ２９２）、自動変速機ＡＴの変速段の強制的な１速シフトダウン（Ｓ２９３）である。そして、本別実施例の場合には、そのシフトダウン指令後の所定時間内は（Ｓ２９４：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１４を介して、アイドル状態を維持可能な量の燃料供給を行う（Ｓ２９５）。もちろん、図８の処理後は、図４のＳ１００へ移行するため、所定時間内にブレーキストロークが所定値以下となった場合（図４のＳ１００：ＹＥＳ）には、再始動のための処理へ移行するが、そうでない場合は、所定時間中、上述の燃料供給（Ｓ２９５）を実施する。
【００４５】
この燃料供給の意図は次の通りである。エコランＥＣＵ１０からＡＴ−ＥＣＵ１５を介してシフトダウン指令を出した場合、自動変速機ＡＴに変速指令が送られて変速を開始し、変速が終了するまでには所定時間必要である（例えば０．８秒といった時間）。したがって、その期間中は燃料を噴射してエンジン回転数を車両振動領域以上に維持する。そして、変速終了後は、車軸からエンジンＥへの連れ回りがなくなった状態で燃料供給を停止し、エンジン回転数の車両共振領域の通過を素早く行うのである。
【００４６】
この結果、自動変速機ＡＴの変速過渡における「車軸からエンジンＥへの連れ回り状態でのエンジン回転数の車両振動領域への落ち込み」を抑制することができるため、車両振動による運転者の不快感を抑制できる。
図９は、図８の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートであり、エンジン回転数、燃料供給状態及び変速指令値を示している。３速から１速へシフトダウンを指示した時点からアイドル維持可能な量の燃料供給が変速終了までなされているため、エンジン回転数が、その変速終了までは車両振動域以上となっていることが分かる。
【００４７】
一方、このようにエンジン回転数を車両振動域以上に保つための手法としては、上述の燃料噴射以外にも、クランクプーリＣＰにベルトＢを介して接続されたエンジン始動装置（スタータ）ＳＴを駆動することによって行ってもよい。この場合のエンジン回転停止処理を図１０に示す。図１０に示すＳ３９１〜Ｓ３９４は図８に示すＳ２９１〜Ｓ２９４と同様であり、図８ではＳ２９５にて燃料供給を行っていた代わりに、図１０のＳ３９５ではエンジン始動装置（スタータ）ＳＴを駆動させる。
【００４８】
図１１は、図１０の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートであり、エンジン回転数、エンジンスイッチの状態（ＯＮあるいはＯＦＦ）及び変速指令値を示している。変速開始から終了まではスタータＳＴがＯＮされているため、エンジン回転数が、その変速終了までは車両振動域以上となっている。
【００４９】
［その他］
（１）上記実施例では一般的な自動変速機ＡＴの一例を挙げて説明したが、この他の構成を持つ自動変速機であっても、ワンウェイクラッチなどを用いることによって、エンジンＥから車軸側への動力伝達は可能でありながら、逆方向の車軸からエンジンＥ側への動力伝達は遮断する変速段を持つものは種々実現可能であるため、それらであっても同様に適用可能である。
【００５０】
（２）また、上記実施例では歯車列を用いて所定の「変速段」を切替可能な構成を前提としたが、このような有段変速機ではなく無断変速機（ＣＶＴ）によって無段階に変速比を切替可能な構成であっても実現可能である。この場合は、例えばＣＶＴへの入力軸あるいは出力軸に対して上記実施例のようなワンウェイクラッチとブレーキの組み合わせを適用し、一方向のみへの動力伝達しかできない状態を作ることができる。そしてこのような自動変速機の構成を前提としても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例の変速機の構成を示す説明図である。
【図３】自動変速機の変速段とクラッチ及びブレーキとの関係を示す説明図である。
【図４】実施例のエコランＥＣＵが実行するエンジンの自動停止及び自動始動にかかる処理を示すフローチャートである。
【図５】図４中にて実行されるエンジン回転停止処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施例の下限回転数Ｎlimit の説明図である。
【図７】実施例システムにおけるエンジンの自動停止始動動作のタイムチャートである。
【図８】別実施例のエンジン回転停止処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図８の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】さらなる別実施例のエンジン回転停止処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図１０の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…エコランＥＣＵ、１１…ブレーキストロークセンサ、１３…車両加減度検出手段、１４…エンジンＥＣＵ、１５…ＡＴ−ＥＣＵ、１６…シフトポジションセンサ、１７…アクセルスイッチ、１８…ブレーキシステム、Ｅ…エンジン、ＣＰ…クランクプーリ、Ｂ…ベルト ＳＴ…エンジン始動装置、ＡＴ…自動変速機、ＴＭ…変速機、ＴＣ…トルクコンバータ、ＬＣ…ロックアップクラッチ、ＤＦ…終減速機、Ｃ１…フォワードクラッチ、Ｃ２…ダイレクトクラッチ、Ｃ３…Ｕ／Ｄクラッチ、Ｂ１…２ｎｄブレーキ、Ｂ２…１ｓｔブレーキ、Ｂ３…Ｕ／Ｄブレーキ、Ｆ１…第１ワンウェイクラッチ、Ｆ２…第２ワンウェイクラッチ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…ピニオンギヤ、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…サンギヤ、ＯＰ…電動油圧ポンプ、ＶＰ…電動真空ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の停止条件下で車両の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始動させるエンジンの自動停止始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の停止条件下でエンジンを自動停止させ、その後、所定の始動条件下でエンジンを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自動停止始動装置が知られている。このような装置においては、アクセル、ブレーキ、クラッチ、ウインカ等のドライバの操作状態を反映した信号に基づいてエンジンを自動停止及び自動始動させていた。また、バッテリの充電度合い、エンジン冷却水の水温などの車両状態を反映した信号に基づいてエンジンを自動停止及び自動始動させていた。
【０００３】
このような装置の一例として、特開平８−１８９３９５号公報には、クラッチ容量が可変なクラッチを備えた変速機をエンジンに直結させ、エンジン停止条件が成立した場合に前記クラッチを解放することで車軸とエンジン相互の動力伝達を遮断する技術が開示されている。つまり、エンジンブレーキが発生するような状態においてクラッチがつながっている場合、相対的に高トルクの状態だと車両へのショックが大きくなり、不快感が出る。そこで、クラッチを解放することでエンジンの連れ回りを防止して上述の不快感を解消させたのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにクラッチを解放した状態でエンジン停止をした場合には、その後、エンジンの始動条件が成立してエンジンを再始動させた場合、クラッチ結合によるショックを軽減するためにクラッチを滑らかに接続する必要があった。このため、クラッチの係合制御が行われている間はエンジンの動力を車輪に伝えることができず、エンジン停止状態から加速状態に移行する場合に、加速遅れによる不快感を運転者に与える原因となってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題を解決し、停止時のエンジン連れ回りを防止でき、且つ加速遅れも防止できるようなエンジンの自動停止始動を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
前記目的を達成するためになされたえ請求項１、９〜１１記載のエンジンの自動停止始動装置は、エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機を備えている。
【０００７】
ここでいう「自動変速機」は、歯車列によって所定の変速段を切替可能な機構のものと、無断変速機（ＣＶＴ）によって無段階に変速比を切替可能な機能の両方を含む概念である。そのため、「エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機」と表現したが、前者の機構の場合であれば、エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される「特定の変速段」を有することとなる。一方、後者の場合であれば、ＣＶＴへの入力軸あるいは出力軸に対して、今回のようなワンウェイクラッチとブレーキの組み合わせで、一方向のみへの動力伝達しかできない状態を作ることはできる。その場合は、ＣＶＴ機構＋今回の動力伝達機構で自動変速機が構成されると考えればよい。
【０００８】
そして本発明装置によれば、所定の停止条件が成立してエンジンを自動的に停止させる場合に自動変速機を特定の状態に切り替える。この特定状態ではエンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるため、所定の始動条件が満たされて車両のエンジンを自動的に始動させる場合、エンジンの回転による動力が即座に車軸側へ伝達でき、加速遅れを防止できる。また、このように加速遅れの防止を実現していながら、車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断されるためエンジンの連れ回りを防止できる。
【０００９】
請求項３の技術思想は、Ｄレンジの１速のみを「特定の状態」として扱うというものである。これは、２レンジの場合にはいわゆるエンジンブレーキを効かせたいという運転者の期待が存在する場合が多いのに対して、Ｄレンジの１速の場合にはそのような期待は存在しないと考えられるからである。したがって、そのようなエンジンブレーキの期待が存在する２レンジが選択されている場合は避け、Ｄレンジが選択されている場合の１速のみを「特定の状態」として採用すればよい。
【００１０】
また、請求項４、１０に示すようなエンジン停止のための所定条件を設定してもよい。これは、エンジン停止に伴う特定の状態への切り替えの過渡期間中にエンジン回転数が車両振動の起こる回転数まで落ち込まないよう、自動変速機の変速比及び車両減速度に応じて算出された回転数を用いて設定されたものである。これは、上述したように「加速遅れが生じない」ようにするためにクラッチを解放せず「特定の状態（例えば特定の変速段）」に切り替えておくという手法を採用したため、その点から新たに生じる可能性のある車両振動を抑制するためである。つまり、変速動作によってエンジンのクランク軸に対するトルク変動が発生するが、エンジン回転数が低い領域ではこのトルク変動によって車両振動を生じさせてしまう。そこで、このようなトルク変動に起因する車両振動が起こらないようなエンジン回転数の状態で「特定の状態」への切替（つまり変速）を行うようにする。
【００１１】
また、請求項５に示すようにエンジン停止中にもクラッチ油圧を確保しておけば、自動変速機の所定の作動を適正に行わせることができる。なお、エンジン停止中でも自動変速機へ油圧を供給可能な油圧供給手段としては電動オイルポンプなどが考えられる。
【００１２】
上述した請求項４、１０の場合には、エンジン停止に伴う変速動作中にエンジン回転数が車両振動の起こる回転数まで落ち込まないよう、自動変速機の変速比及び車両減速度に応じて算出された回転数を用いてエンジン停止のための所定条件を設定したが、車両振動防止の方策としては、請求項６、１１のようにしてもよい。つまり、エンジン回転保持手段によって、エンジン停止に伴う特定の状態への切り替えの過渡期間、エンジンの回転数を車両振動を回避可能な所定回転数以上に保つのである。このように強制的に所定回転数以上に保てば車両振動防止が確実に行える。この場合には、請求項７、１２に示すように特定の状態への切り替えの過渡期間に限り燃料復帰させることで実現してもよいし、請求項８、１３に示すようにエンジンのクランク軸と機械的に接続された電動機を特定の状態への切り替えの過渡期間に限り駆動させることで実現してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の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、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００１４】
図１は、本実施例のエンジンの自動停止始動装置を含むシステムの概要を示すブロック図である。本システムが適用される車両は、エンジンＥ、そのエンジンＥのクランク軸に接続されたクランクプーリＣＰにベルトＢを介して接続されたエンジン始動装置（スタータ）ＳＴ、エンジンＥの出力軸に接続された自動変速機ＡＴ、ブレーキシステム１８などを備えている。
【００１５】
また、本実施例のエンジンの自動停止始動装置システムは、エンジンアイドルストップ制御を実行するための電子制御ユニット（以下、「エコランＥＣＵ」と称す。）１０を中心に構成されている。このエコランＥＣＵ１０は、図示しないが、各種機器を制御するＣＰＵ、予め各種の数値やプログラムが書き込まれたＲＯＭ、演算過程の数値やフラグが所定の領域に書き込まれるＲＡＭ、アナログ入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、各種ディジタル信号が入力され、各種ディジタル信号が出力される入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）、タイマ及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスラインなどから構成されている。後述するフローチャートに示す処理は、上記ＲＯＭに予め書き込まれている制御プログラムに基づいて実行される。
【００１６】
そして、図１に示すように、エコランＥＣＵ１０には、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのブレーキストロークセンサ１１と、車両の加減速状態を検出する車両加減速検出手段１３と、エンジンＥを制御するためのエンジンＥＣＵ１４と、自動変速機ＡＴを制御するＡＴ−ＥＣＵ１５と、エンジン停止中の自動変速機ＡＴの作動に必要な油圧を確保するための電動油圧ポンプＯＰと、エンジン停止中のブレーキ作動に必要な負圧を確保するための電動真空ポンプＶＰとが接続されている。これによってエコランＥＣＵ１０は、車両の加減速状態、運転者の制動操作、エンジンＥの作動状態、自動変速機ＡＴの作動状態によってエンジンＥを自動的に停止、再始動できるように構成されている。
【００１７】
エンジンＥＣＵ１４には、エンジン回転数（Ｎｅ）を検出するエンジン回転数センサ、エンジンの各気筒に接続されて空気を取り込むために設けられた吸気管の圧力を検出する吸気管圧力センサなど（いずれも図示せず）が接続されている。そして、エンジンＥＣＵ１０は、これら各センサ等からの情報をもとに、所定の制御プログラムに従った演算処理を行い、図示しない駆動回路を介して、図示しないスタータに対するスタータ駆動信号、図示しないイグナイタに対する点火カット及び点火信号、図示しない燃料噴射弁に対する燃料カット及び燃料噴射信号を出力する。
【００１８】
なお、上述のように、エンジン始動装置（スタータ）ＳＴはエンジンＥのクランク軸とベルトＢを介して接続されているため、エンジン停止処理が行われてからエンジンＥが停止するための間の、エンジンＥのクランク軸の回転がまだ完全に停止していない状態でもエンジンＥをクランキングすることが可能である。そのため、クランク軸の停止を待たずに常にエンジンＥを始動することが可能である。
【００１９】
また、ＡＴ−ＥＣＵ１５には、シフトポジションセンサ１６やアクセル操作がなされているか否かを検出するためのアクセルスイッチ１７などが接続されている。本システムにおいては、運転者が手動操作するシフトレバーが設けられており、周知のようにＰ（パーキング）、Ｒ（リバ−ス）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、２（セカンド）、Ｌ（ロウ）の各レンジ（シフトポジション）を切り替えることができるようにされている。したがって、シフトポジションセンサ１６はどのレンジが選択されているかを検出する。
【００２０】
このＡＴ−ＥＣＵ１５の制御対象である自動変速機ＡＴは、変速機ＴＭ、エンジンＥの出力トルクを変換すると共に変速機ＴＭに伝達するトルクコンバータＴＣ、ロックアップクラッチＬＣ及び終減速機ＤＦなどを備える。
ここで、変速機ＴＭについて図２を参照して説明する。
【００２１】
図２に示す変速機ＴＭは、３段の遊星ギヤ列、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３、２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２、一対のカウンターギヤから構成されている。３段の遊星ギヤ列はそれぞれ、フロントプラネタリーギヤ、リヤプラネタリーギヤ、Ｕ／Ｄプラネタリーギヤと称する。また、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３はそれぞれ、フォワードクラッチＣ１、ダイレクトクラッチＣ２、Ｕ／ＤクラッチＣ３と称し、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３はそれぞれ、２ｎｄブレーキＢ１、１ｓｔブレーキＢ２、Ｕ／ＤブレーキＢ３と称し、２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２はそれぞれ、第１ワンウェイクラッチＦ１、第２ワンウェイクラッチＦ２と称す。
【００２２】
フォワードクラッチＣ１は、フロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１とインプットシャフトとを接続し、トルクコンバータＴＣを介してエンジンＥからインプットシャフトに伝達された駆動力をフロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１に接続する。ダイレクトクラッチＣ２は、リヤプラネタリーギヤのサンギヤＳ２とインターミディエイトシャフトとを接続し、フォワードクラッチＣ１又はダイレクトクラッチＣ２の何れか一方あるいは両方が係合することによって、エンジンＥからトルクコンバータＴＣを介してインプットシャフトに伝達された駆動力が変速機ＴＭ内に伝達される。そしてＵ／ＤクラッチＣ３は、Ｕ／ＤプラネタリのキャリアとサンギヤＣ３を接続する。
【００２３】
また、２ｎｄブレーキＢ１は、リヤプラネタリーギヤのサンギヤＳ２をロックする。１ｓｔブレーキＢ２は、フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１とリヤプラネタリーギヤのキャリアをロックする。そしてＵ／ＤブレーキＢ３は、Ｕ／ＤプラネタリギヤのサンギヤＳ３をロックする。
【００２４】
また、第１ワンウェイクラッチＦ１は、フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１及びリヤプラネタリーギヤのキャリアの左回転をロックする。第２ワンウェイクラッチＦ２は、Ｕ／ＤプラネタリーギヤのサンギヤＳ３の右回転をロックする。
【００２５】
これら５つのクラッチＣ１〜Ｃ３，Ｆ１，Ｆ及び３つのブレーキＢ１〜Ｂ３の駆動力は、ＡＴ−ＥＣＵ１５から制御される図示しない油圧回路によって供給される。この油圧回路の油圧は、エンジンＥによって駆動される図示しないオイルポンプまたは電動油圧ポンプＯＰによって得られる。そして本実施例では、これらクラッチＣ１〜Ｃ３，Ｆ１，Ｆ及びブレーキＢ１〜Ｂ３を断続してギヤを組み替えることによって４速の変速を実現する。なお、図３には、各レンジ位置と変速段における定常状態のクラッチＣ１〜Ｃ３，Ｆ１，Ｆ２及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態を示す。図３中においては係合状態を○で示した。
【００２６】
ここで、Ｄレンジあるいは２（セカンド）レンジの１速においては、フォワードクラッチＣ１、Ｕ／ＤブレーキＢ３及び２つのワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２が係合状態であり、他は非係合状態となっている。フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１は、１ｓｔブレーキＢ２とは非係合であるが、第１ワンウェイクラッチＦ１と係合しているため、左回転がロックされ、右回転だけが許容されることとなる。
【００２７】
エンジンＥから車軸を駆動する状態（駆動状態）におけるフロントプラネタリーギヤにおいては、サンギヤＳ１が右回転するためピニオンＰ１は左回転し、リングギヤＲ１も左回転させようとする。しかし、このリングギヤＲ１は左回転がロックされているため反力を発生させ、ピニオンＰ１は自らは左回転しながらサンギヤＳ１の回りを右方向に周回する。これによってカウンタードライブギヤが右回転し、カウンタードリブンギヤを左回転させる。Ｕ／ＤブレーキＢ３が係合しているのでＵ／ＤプラネタリーギヤのサンギヤＳ３は左右いずれにも回転がロックされる。そのため、カウンタードリブンギヤの回転がＵ／Ｄプラネタリーギヤを介して車軸側へ伝達される。
【００２８】
一方、車軸からエンジンＥが駆動されるような状態（以下、逆駆動状態と称する。）にあるときの動力伝達を考えてみると、次のようになる。上述のようにＵ／ＤプラネタリーギヤのサンギヤＳ３は左右いずれにも回転がロックされているため、この逆駆動状態においても、カウンタードリブンギヤは左回転し、カウンタードライブギヤは右回転する。このカウンタードライブギヤの右回転は、フロントプラネタリーギヤのピニオンＰ１をサンギヤＳ１回りに右方向に周回させようとする。しかし、上述したようにフロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１は、左回転はロックされるが右回転は許容されているので、ピニオンＰ１の周回に伴って右方向に回転する。つまり、リングギヤＲ１は空転状態となり、フロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１に動力伝達がされないため、車軸からエンジン方向への動力伝達が遮断される。つまり、エンジンブレーキが解除された状態となる。
【００２９】
一方、Ｌレンジの１速の場合には、図３に示すように、上述したＤレンジあるいは２レンジの１速の場合に加えて１ｓｔブレーキＢ２が係合される。この場合は、フロントプラネタリーギヤのリングギヤＲ１は右回転までもがロックされるため反力を発生させる。したがって、フロントプラネタリーギヤのサンギヤＳ１に動力伝達がされ、車軸側から入力された動力がトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥへ供給される。つまり、エンジンブレーキを得ることができる状態となる。
【００３０】
なお、走行レンジ（Ｄ，２，Ｌ）におけるその他の変速段においては、常時エンジンブレーキを得ることができるようになっている。
次に、本実施例のエコランＥＣＵ１０にて実施されるエンジンの自動停止及び自動始動にかかる処理を、図４，５のフローチャート等に基づいて説明する。
【００３１】
図４のステップ（以下、ステップをＳと略記する。）１０にて、車両加減速検出手段１３によって車両の減速状態が検出され（Ｓ１０：ＹＥＳ）、且つアクセルスイッチ１７がアクセル操作がされていないことが検出されると（Ｓ２０：ＯＦＦ）、ＡＴ−ＥＣＵ１５を介してトルクコンバータＴＣのロックアップクラッチＬＣを結合し、エンジンＥＣＵ１４を介して燃料供給を停止する（Ｓ３０）。これによって、車軸からエンジンＥへの連れ回りで変速機ＴＭに接続されたエンジンＥの回転を維持する。
【００３２】
その後、エンジン回転数が所定の下限回転数Ｎlimit に低下する（Ｓ５０：ＹＥＳ）までの間、アクセル操作が行われたか否かを判断し（Ｓ４０）、行われた場合は（Ｓ４０：ＯＮ）、ＡＴ−ＥＣＵ１５を介してトルクコンバータＴＣのロックアップクラッチＬＣを解除する（Ｓ１１０）。次に、エンジンＥがクランキングを伴わずに燃料復帰で再始動できる所定回転数以上であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。クランキングが必要な場合は（Ｓ１２０：ＮＯ）、エンジン始動装置ＳＴを始動してクランキングを行った（Ｓ１３０）後、燃料供給を再開する（Ｓ１４０）。クランキングが不要な場合は（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、即座にＳ１４０へ移行して、燃料供給を再開する。
【００３３】
上述した下限回転数Ｎlimit は、図６に示すように、自動変速機ＡＴの変速段及び車両減速度をパラメータとし、自動変速機ＡＴの油圧遅れなどによる変速遅れ時間を加味して、自動変速機ＡＴが変速動作中にエンジンＥのトルク変動に起因する車両の振動が起こらない最低回転数（例えば５００ｒｐｍといった値）を下回らないように設定される。つまり、車両減速度が大きい場合には、自動変速機ＡＴの変速動作中におけるエンジン回転数の降下が早いため、この下限回転数Ｎlimit は高く設定され、逆に車両減速度が小さい場合には、エンジン回転数の降下が遅いため、下限回転数Ｎlimit は低く設定される。
【００３４】
このような方法を採ることで、車軸からエンジンＥへの連れ回りによるエンジンＥの回転作動時間をできるだけ長く維持しつつ、エンジン回転数の車両振動領域を素早く通過できる。そのため、エンジン低回転状態でのクランク軸トルク変動に起因する車両振動を素早く抑制できる。
【００３５】
一方、アクセル操作がないまま（Ｓ４０：ＯＦＦ）、エンジン回転数が下限回転数Ｎlimit 未満になった場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、続くＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の各条件を満たした場合に、Ｓ９０でのエンジン回転停止処理へ移行する。まずＳ６０での条件は、シフトポジションセンサ１６によって現在Ｄレンジが選択されていることである。Ｓ９０でのエンジン回転停止処理においてはエンジンブレーキが効かない状態となるが、２レンジあるいはＬレンジが選択されている場合には運転者がエンジンブレーキを必要としているを判断できるため、Ｄレンジが選択されていることを条件としたのである。またＳ７０での条件は、ブレーキストロークセンサ１１によって検出されたブレーキ踏み込み量が、運転者が車両の停止を意図しているであろうを判断される所定値以上であることである。そしてＳ８０での条件は、エンジン回転停止禁止フラグＦNeStopが０であることである。このエンジン回転停止禁止フラグＦNeStopは、バッテリ充電量がエンジン始動装置ＳＴの始動に不十分である場合、方向指示器が点灯中である場合（これはカーブにさしかかっていると推定される場合）などの条件で１となり、その場合にはエンジン回転の停止は禁止する。
【００３６】
これらＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の条件の内、一つでも満たさない場合には、Ｓ１１０へ進み、上述したのと同様の方法でエンジンＥを再始動する。
一方、Ｓ６０，Ｓ７０，Ｓ８０の条件を全て満たした場合に移行するＳ９０でのエンジン回転停止処理においては、図５に示すように、まずロックアップクラッチＬＣを解除する（Ｓ９１）。その後、電動オイルポンプＯＰと電動真空ポンプＶＰを起動して、エンジン停止中の時度変速機ＡＴの必要油圧と、ブレーキシステム１８の必要負圧を確保する（Ｓ９２）。そして、ＡＴ−ＥＣＵ１５を介して自動変速機の変速段を強制的に１速にシフトダウンさせる（Ｓ９３）。上述したように、Ｄレンジの１速においては逆駆動状態での車軸からエンジンＥへの動力伝達が遮断されるため、エンジンＥの回転を速やかに停止させることができ、エンジン低回転状態でのクランク軸トルク変動に起因する車両振動を素早く抑制する。
【００３７】
図４に戻り、Ｓ９０でのエンジン回転停止処理を行った後は、Ｓ１００にてブレーキストロークが所定値以下か否かを判断し、所定値よりも大きなブレーキストロークが確保されている間は（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ８０へ戻る。この所定値とは、運転者がブレーキを解放するであろうと判断される値、例えばクリープ現象による動力を制動し得る程度のブレーキストロークである。
【００３８】
そして、ブレーキストロークが所定値以下となった場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）には、運転者が続いて加速を要求するものと判断し、Ｓ１１０へ移行して、上述したのと同様の方法でエンジンＥを再始動する。Ｓ１４０での燃料供給再開後は、Ｓ１５０へ移行して、電動オイルポンプＯＰと電動真空ポンプＶＰを停止させ、変速制御を元に戻す。この「変速制御を元に戻す」とは、図５のＳ９３において自動変速機ＡＴの変速段を強制的に１速にシフトダウンさせていたので、そのような状態を解いて、通常の変速制御をするよう、ＡＴ−ＥＣＵ１５に指示するのである。このエンジン始動によるエンジン側と車軸側の回転数差は、トルクコンバータＴＣが吸収するため、エンジン始動による加速ショックは軽減される。
【００３９】
また、ブレーキペダルをゆるめたことを検出して（Ｓ１００：ＹＥＳ）エンジン再始動を行うことにより、運転者のブレーキペダルからアクセルペダルへの足の踏み替え時間中にエンジンを始動することも可能となる。したがって、エンジンの再始動による加速遅れに起因する運転者への不快感を最小限にすることができる。
【００４０】
さらに、このとき車両は低速であり、また図５のＳ９３にて説明したように自動変速機ＡＴを１速にしてあるためエンジンＥの動力を車軸に伝達できる状態になっている。そのため、一旦クラッチを切っている場合であれば必要なクラッチの係合動作が不要となり、加速遅れを防止できる。
【００４１】
図７は、本実施例システムにおけるエンジンの自動停止始動動作のタイムチャートであり、アクセル開度、ブレーキ踏み込み角度、車速、エンジン回転数、燃料供給状態、ロックアップクラッチ係合状態、スタータスイッチ及び自動変速ＡＴの変速段の時間的変化を示している。なお、図７中の破線は、エンジン回転停止途中に再加速された場合の挙動を示している。
【００４２】
このように、本実施例システムによれば、所定の停止条件が成立してエンジンＥを自動的に停止させる場合に自動変速機ＡＴを特定の状態、すなわち「Ｄレンジの１速」に切り替える。この特定状態ではエンジンＥから車軸方向への動力伝達は可能であるため、所定の始動条件が満たされてエンジンＥを自動的に始動させる場合、エンジンＥの回転による動力が即座に車軸側へ伝達でき、加速遅れを防止できながら、車軸からエンジンＥ方向への動力伝達は遮断されるためエンジンＥの連れ回りを防止できる。
【００４３】
また、本実施例システムの場合には、Ｄレンジの１速のみを「特定の状態」として扱っている。これは、上述したように２レンジの場合にはエンジンブレーキを効かせたいという運転者の期待が存在すると想定されるため、そのような期待は存在しないと考えられるＤレンジの１速を採用した。
【００４４】
［別実施例］
上記実施例では図４のエンジン回転停止処理として、図５に示す内容の処理を実行するものとしたが、これに代えて、図８に示す内容の処理を実行しても良い。図８に示すＳ２９１〜Ｓ２９３は、図５のＳ９１〜Ｓ９３と同様の処理であり、ロックアップクラッチＬＣの解除（Ｓ２９１）、電動オイルポンプＯＰと電動真空ポンプＶＰの起動（Ｓ２９２）、自動変速機ＡＴの変速段の強制的な１速シフトダウン（Ｓ２９３）である。そして、本別実施例の場合には、そのシフトダウン指令後の所定時間内は（Ｓ２９４：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１４を介して、アイドル状態を維持可能な量の燃料供給を行う（Ｓ２９５）。もちろん、図８の処理後は、図４のＳ１００へ移行するため、所定時間内にブレーキストロークが所定値以下となった場合（図４のＳ１００：ＹＥＳ）には、再始動のための処理へ移行するが、そうでない場合は、所定時間中、上述の燃料供給（Ｓ２９５）を実施する。
【００４５】
この燃料供給の意図は次の通りである。エコランＥＣＵ１０からＡＴ−ＥＣＵ１５を介してシフトダウン指令を出した場合、自動変速機ＡＴに変速指令が送られて変速を開始し、変速が終了するまでには所定時間必要である（例えば０．８秒といった時間）。したがって、その期間中は燃料を噴射してエンジン回転数を車両振動領域以上に維持する。そして、変速終了後は、車軸からエンジンＥへの連れ回りがなくなった状態で燃料供給を停止し、エンジン回転数の車両共振領域の通過を素早く行うのである。
【００４６】
この結果、自動変速機ＡＴの変速過渡における「車軸からエンジンＥへの連れ回り状態でのエンジン回転数の車両振動領域への落ち込み」を抑制することができるため、車両振動による運転者の不快感を抑制できる。
図９は、図８の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートであり、エンジン回転数、燃料供給状態及び変速指令値を示している。３速から１速へシフトダウンを指示した時点からアイドル維持可能な量の燃料供給が変速終了までなされているため、エンジン回転数が、その変速終了までは車両振動域以上となっていることが分かる。
【００４７】
一方、このようにエンジン回転数を車両振動域以上に保つための手法としては、上述の燃料噴射以外にも、クランクプーリＣＰにベルトＢを介して接続されたエンジン始動装置（スタータ）ＳＴを駆動することによって行ってもよい。この場合のエンジン回転停止処理を図１０に示す。図１０に示すＳ３９１〜Ｓ３９４は図８に示すＳ２９１〜Ｓ２９４と同様であり、図８ではＳ２９５にて燃料供給を行っていた代わりに、図１０のＳ３９５ではエンジン始動装置（スタータ）ＳＴを駆動させる。
【００４８】
図１１は、図１０の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートであり、エンジン回転数、エンジンスイッチの状態（ＯＮあるいはＯＦＦ）及び変速指令値を示している。変速開始から終了まではスタータＳＴがＯＮされているため、エンジン回転数が、その変速終了までは車両振動域以上となっている。
【００４９】
［その他］
（１）上記実施例では一般的な自動変速機ＡＴの一例を挙げて説明したが、この他の構成を持つ自動変速機であっても、ワンウェイクラッチなどを用いることによって、エンジンＥから車軸側への動力伝達は可能でありながら、逆方向の車軸からエンジンＥ側への動力伝達は遮断する変速段を持つものは種々実現可能であるため、それらであっても同様に適用可能である。
【００５０】
（２）また、上記実施例では歯車列を用いて所定の「変速段」を切替可能な構成を前提としたが、このような有段変速機ではなく無断変速機（ＣＶＴ）によって無段階に変速比を切替可能な構成であっても実現可能である。この場合は、例えばＣＶＴへの入力軸あるいは出力軸に対して上記実施例のようなワンウェイクラッチとブレーキの組み合わせを適用し、一方向のみへの動力伝達しかできない状態を作ることができる。そしてこのような自動変速機の構成を前提としても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例の変速機の構成を示す説明図である。
【図３】自動変速機の変速段とクラッチ及びブレーキとの関係を示す説明図である。
【図４】実施例のエコランＥＣＵが実行するエンジンの自動停止及び自動始動にかかる処理を示すフローチャートである。
【図５】図４中にて実行されるエンジン回転停止処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施例の下限回転数Ｎlimit の説明図である。
【図７】実施例システムにおけるエンジンの自動停止始動動作のタイムチャートである。
【図８】別実施例のエンジン回転停止処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】図８の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】さらなる別実施例のエンジン回転停止処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図１０の処理を実行する場合の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…エコランＥＣＵ、１１…ブレーキストロークセンサ、１３…車両加減度検出手段、１４…エンジンＥＣＵ、１５…ＡＴ−ＥＣＵ、１６…シフトポジションセンサ、１７…アクセルスイッチ、１８…ブレーキシステム、Ｅ…エンジン、ＣＰ…クランクプーリ、Ｂ…ベルト ＳＴ…エンジン始動装置、ＡＴ…自動変速機、ＴＭ…変速機、ＴＣ…トルクコンバータ、ＬＣ…ロックアップクラッチ、ＤＦ…終減速機、Ｃ１…フォワードクラッチ、Ｃ２…ダイレクトクラッチ、Ｃ３…Ｕ／Ｄクラッチ、Ｂ１…２ｎｄブレーキ、Ｂ２…１ｓｔブレーキ、Ｂ３…Ｕ／Ｄブレーキ、Ｆ１…第１ワンウェイクラッチ、Ｆ２…第２ワンウェイクラッチ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…ピニオンギヤ、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…サンギヤ、ＯＰ…電動油圧ポンプ、ＶＰ…電動真空ポンプ
Claims (13)
- エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機を備え、
所定の停止条件が成立した場合には、エンジンを自動的に停止させ、前記エンジンの自動停止後、所定の始動条件が満たされた場合には、車両のエンジンを自動的に始動させるエンジンの自動停止始動装置であって、
前記車両の減速時に前記所定の停止条件が成立した場合、前記自動変速機を前記特定の状態に切り替えること
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１に記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記自動変速機は、変速機と、前記エンジンの出力トルクを前記変速機に伝達するロックアップクラッチとを有し、
前記車両の減速時に前記所定の停止条件が成立した場合、前記ロックアップクラッチを解除し、前記自動変速機を前記特定の状態に切り替えることを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１又は２に記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記自動変速機におけるレンジを設定可能なシフトレバーを有し、
前記シフトレバーが特定のレンジを設定している場合は、前記自動変速機を前記特定の状態に切り替えることを禁止することを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１〜３のいずれか記載のエンジンの自動停止始動装置において、
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を有し、
前記所定の停止条件は、前記エンジンの回転数が所定の下限回転数未満となることを含み、
前記所定の下限回転数は、前記自動変速機の変速段及び車両速度に応じて、前記特定の状態への切り替えの過渡期間に車両の振動が起こらない最低回転数を下回らないように設定されることを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１〜４のいずれか記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記エンジン停止中でも前記自動変速機へ油圧を供給可能な油圧供給手段を備え、
前記エンジン停止中に前記油圧供給手段を作動させることによって、前記自動変速機のクラッチ油圧を確保すること
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１〜５のいずれか記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記エンジン停止に伴う前記特定の状態への切り替えの過渡期間に、前記エンジン回転数を車両振動の回避が可能な所定回転数以上に保つためのエンジン回転保持手段を備えること
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項６記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記エンジン回転保持手段は、前記所定の停止条件が成立して燃料カットされた状態から、前記過渡期間中は燃料復帰させることで、前記エンジン回転数を所定回転数以上に保つこと
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項６記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記エンジン回転保持手段は、前記エンジンのクランク軸と機械的に接続された電動機を前記過渡期間中は駆動させることで、前記エンジン回転数を所定回転数以上に保つこと
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機を備え、
所定の停止条件が成立した場合には、エンジンを自動的に停止させ、前記エンジンの自動停止後、所定の始動条件が満たされた場合には、車両のエンジンを自動的に始動させるエンジンの自動停止始動装置であって、
前記自動変速機は、変速機と、前記エンジンの出力トルクを前記変速機に伝達するロックアップクラッチとを有し、
前記エンジンが停止する前に、前記ロックアップクラッチを解除し、前記自動変速機を前記特定の状態に切り替えることを特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機と、
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と、
を備え、
所定の停止条件が成立した場合には、エンジンを自動的に停止させ、前記エンジンの自動停止後、所定の始動条件が満たされた場合には、車両のエンジンを自動的に始動させるエンジンの自動停止始動装置であって、
前記所定の停止条件は、前記エンジンの回転数が所定の下限回転数未満となることを含み、
前記所定の下限回転数は、前記自動変速機の変速段及び車両速度に応じて、前記特定の状態への切り替えの過渡期間に車両の振動が起こらない最低回転数を下回らないように設定され、
前記エンジンが停止する前に、前記自動変速機を前記特定の状態に切り替えること
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - エンジンから車軸方向への動力伝達は可能であるが車軸からエンジン方向への動力伝達は遮断される特定の状態に切り替え可能な自動変速機を備え、
所定の停止条件が成立した場合には、エンジンを自動的に停止させ、前記エンジンの自動停止後、所定の始動条件が満たされた場合には、車両のエンジンを自動的に始動させるエンジンの自動停止始動装置であって、
前記エンジンが停止する前に、前記自動変速機を前記特定の状態に切り替えるとともに、
前記エンジンが停止する前における前記特定の状態への切り替えの過渡期間に、前記エンジン回転数を車両振動の回避が可能な所定回転数以上に保つためのエンジン回転保持手段を備えること
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１１記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記エンジン回転保持手段は、前記所定の停止条件が成立して燃料カットされた状態から、前記過渡期間中は燃料復帰させることで、前記エンジン回転数を所定回転数以上に保つこと
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。 - 請求項１１記載のエンジンの自動停止始動装置において、
前記エンジン回転保持手段は、前記エンジンのクランク軸と機械的に接続された電動機を前記過渡期間中は駆動させることで、前記エンジン回転数を所定回転数以上に保つこと
を特徴とするエンジンの自動停止始動装置。
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