JP4811474B2 - エンジン自動停止始動システム - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン自動停止始動システムに関するものである。
従来から、アイドル運転時に所定の停止条件が成立するとエンジンを自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジンを再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御を実施する技術が知られている。このアイドルストップ制御によれば、エンジンの燃費低減等の効果が得られるものとなっている。
また、手動変速機(マニュアルトランスミッション)を備える自動車(マニュアル車)において、エンジンの自動停止状態から同エンジンを再始動させる場合に、エンジンの始動が完了する以前にクラッチが接続操作されると、エンジンの始動不良が生じることが懸念される。
上記不都合に対して、特許文献1では、自動変速機を備える車両において自動変速機の変速制御と、所定停止条件が成立した際にエンジンを自動的に停止する自動停止制御と、所定始動条件が成立した際にエンジンを自動的に始動する自動始動制御とを行うエンジン自動停止装置において、エンジン始動後の時間があらかじめ設定される規定時間未満、又は自動始動制御の回数があらかじめ設定される規定回数以上の際に自動停止制御をキャンセルすべく制御することが記載されている。そして、自動変速機を変速制御することにより、始動不完全なうちに人為的にクラッチが接続されることを排除し、エンジン自動停止後の始動及び発進を円滑に行うものとしていた。
特開2000−18060号公報
しかしながら、上記の特許文献1を含め既存の技術は、手動変速機を備える車両システムにおいて、エンジン再始動に際してエンジンの始動完了前にクラッチ接続が行われることに起因するエンジン始動不良の問題に対して抜本的な解決手段となりえるものではなく、改善の余地が残されている。
本発明は、エンジンの自動停止状態からの再始動時における始動性の向上を図ることができるエンジン自動停止始動システムを提供することを主たる目的とするものである。
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
本発明のエンジン自動停止始動システムは、ドライバによる操作に応じてエンジンと変速機との間の動力の遮断及び伝達を行うクラッチ手段を備え、前記エンジンの運転中に所定の停止条件が成立した場合に当該エンジンを自動停止させるとともに、そのエンジン停止後に所定の再始動条件が成立した場合に当該エンジンを再始動させるものである。特に第1の発明では、クラッチ手段は、ドライバにより操作される操作部と、該操作部の操作に連動して動力遮断状態と動力伝達状態との切替を行うクラッチ機構部とを備えており、エンジンの再始動開始から所定時間が経過した時点以降に、クラッチ機構部を動力伝達が行われるクラッチ継合状態に移行させることを特徴としている。なお、「所定時間」は、再始動開始後における所定の回転上昇量が確保される時間であるとよい。
要するに、エンジンの自動停止後における再始動時において、エンジン回転速度が十分に上昇していない状態で動力伝達状態へのクラッチ切替が行われると、変速機がエンジン回転の負荷となって回転上昇の妨げとなり、結果としてエンジン始動性が低下する。この点、上記のとおりエンジンの再始動開始から所定時間が経過した時点以降にクラッチ機構部をクラッチ継合状態に移行させることにより、エンジンの再始動直後にエンジン回転速度が十分に上昇していない状態で回転上昇が妨げられることを抑制できる。その結果、エンジンの自動停止状態からの再始動時における始動性の向上を図ることができる。
第2の発明では、前記操作部の操作に対して前記クラッチ機構部の動力遮断状態から動力伝達状態への切替動作を遅延させるようにしている。本構成によれば、エンジンの再始動開始から所定時間が経過した時点以降にクラッチ機構部をクラッチ継合状態に移行させることができる。したがって、上記のとおりエンジン始動性を向上させることができる。
第3の発明では、エンジンの再始動開始後におけるクラッチ機構部の動力伝達状態への切替に際し、クラッチ機構部において動力伝達が開始されるクラッチ継合状態となる時点でエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度に到達しているように、前記操作部の操作開始後に前記クラッチ機構部の切替動作の遅延制御を実施することとしている。上記構成によれば、クラッチ機構部がクラッチ継合状態になる以前に、エンジン回転速度を始動完了回転速度まで上昇させることができる。したがって、クラッチ切替に伴うエンジン始動性の低下を抑制できる。
なお、始動完了回転速度は、車両の推進力を担うトルクを生じさせるのに足りる回転速度であればよく、例えばエンジンのアイドル回転速度又はその近傍の回転速度であるとよい。また、始動完了回転速度は、始動装置の始動トルクなしで、エンジンの回転トルクのみで車両の推進が可能となるエンジン回転速度である。
第4の発明では、エンジンの再始動開始からの経過時間を算出する。そして、クラッチ継合状態となる以前の所定時点で算出した経過時間に基づいて、操作部の操作開始後におけるクラッチ機構部の切替動作の遅延制御を実施する。すなわち、エンジンの再始動開始後において、その再始動開始からクラッチ継合以前の所定時点までの経過時間が長ければ、エンジン回転速度の上昇に十分な時間が確保されると推測されるのに対し、同経過時間が短ければ、エンジン回転速度の上昇が不十分になると推測される。この点、上記のとおり再始動開始からの経過時間に基づいてクラッチ機構部の遅延制御を実施することにより、都度の必要に応じて適正なクラッチ切替動作の遅延を実施できる。
例えば、前記経過時間が所定よりも短い場合にのみ、切替動作の遅延を行わせるようにしてもよい。これにより、クラッチ切替動作の遅延が不要であるのに実施されることを抑制できる。
なお、「クラッチ継合状態となる以前の所定時点」は、例えば、ドライバによる操作部の操作位置が、クラッチ継合状態に相当する操作位置よりも以前の所定操作位置になる時点である。より具体的には、クラッチペダルの踏込み量を表すクラッチストロークが最大値(完全踏込み位置に相当)から変化してクラッチ継合位置(ミート位置)に達する以前の所定ストロークに達する時点である。
第5の発明では、前記算出した経過時間に基づいて、クラッチ機構部における切替動作の遅延度合いを変更する。例えば、エンジンの再始動開始からの経過時間が短いほど、遅延度合いを大きくするとよい。
エンジン再始動の開始タイミングとドライバによるクラッチ継合操作の開始タイミングとには時間差が生じることが考えられる。また、ドライバによる都度のクラッチ操作速度等は、ドライバが異なれば相違する他、同一ドライバであっても都度相違することが考えられる。かかる場合、クラッチ機構部における切替動作の遅延に関して、遅延の過不足が生じることがあると考えられる。この点、第5の発明の構成によれば、再始動タイミングに対するクラッチ操作タイミングや都度の操作速度等が変わっても、それらに応じた切替動作の遅延を行わせることができ、一層の始動性向上効果を期待できる。
第6の発明では、エンジンの再始動開始後にエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度に到達するまでの回転上昇所要時間があらかじめ定められている。そして、回転上昇所要時間に対する残り時間に基づいて、操作部の操作開始後におけるクラッチ機構部の切替動作を遅延させるようにしている。
つまり、エンジンの再始動開始後における回転上昇所要時間は、エンジン特性やスタータ性能等によりあらかじめ想定可能である。また、回転上昇所要時間に対する残り時間は、エンジンの再始動開始からの経過時間に依存するものであるから、前記残り時間によっても、好適なる遅延制御が可能である。この場合、回転上昇所要時間に対する残り時間に基づいて遅延度合いを変更してもよく、具体的には、回転上昇所要時間に対する残り時間が長いほど、遅延度合いを大きくするとよい。
第7の発明では、再始動条件として動力遮断状態から動力伝達状態へのドライバによる前記操作部の操作が開始されたことを判定し、その判定結果に基づいてエンジンの再始動を実施する。そして、動力伝達側への前記操作部の操作が開始された後にその操作速度を検出し、該検出した操作速度に基づいて、クラッチ機構部における切替動作の遅延制御を実施する。すなわち、動力伝達側への前記操作部の操作開始に伴いエンジンが再始動される構成において、その再始動開始後に比較的ゆっくりと(時間をかけて)クラッチ継合操作が行われれば、クラッチ継合状態になるまでに十分な回転速度上昇が見込めるのに対し、素早く(短時間で)クラッチ継合操作が行われれば、エンジン回転速度の上昇が不十分になる。この点、上記のとおり再始動開始後における操作部の操作速度に基づいてクラッチ機構部の遅延制御を実施することにより、都度の必要に応じて適正なクラッチ切替動作の遅延を実施できる。
例えば、前記操作速度が所定よりも大きい場合にのみ、切替動作の遅延を行わせるようにしてもよい。これにより、クラッチ切替動作の遅延が不要であるのに実施されることを抑制できる。
第8の発明では、前記検出した操作速度に基づいて、クラッチ機構部における切替動作の遅延度合いを変更する。例えば、操作部の操作速度が大きいほど、遅延度合いを大きくするとよい。
ドライバによる都度のクラッチ操作速度は、ドライバが異なれば相違する他、同一ドライバであっても都度相違することが考えられる。かかる場合、クラッチ機構部における切替動作を遅延しても、遅延が不足したり過剰になったりすることが考えられる。この点、第8の発明の構成によれば、都度のクラッチ操作速度が変わっても、それらに応じた切替動作の遅延を行わせることができ、一層の始動性向上効果を期待できる。
第9の発明では、エンジンの再始動開始後において、クラッチ継合状態となる以前の所定時点で、エンジン回転速度が所定の始動完了回転速度よりも大きいか小さいかを判定する。そして、エンジン回転速度が始動完了回転速度よりも小さい場合にクラッチ機構部における切替動作を遅延させ、同エンジン回転速度が始動完了回転速度よりも大きい場合にクラッチ機構部における切替動作を遅延させないようにしている。つまり、クラッチ機構における切替操作に際し、既にエンジン回転速度が十分に上昇していれば、切替動作の遅延は不要である。この場合、クラッチ機構部の切替動作に対して、不要な遅延制御を抑制できる。
クラッチ機構部として、操作部の動作に連動するマスタシリンダと、該マスタシリンダにクラッチ液通路を介して連通されるレリーズシリンダと、クラッチ液通路を流れるクラッチ液流量を調整する流量調整手段とを有するものが考えられる。この場合、流量調整手段によるクラッチ液流量の調整を行うことで、クラッチ機構部の切替動作の遅延制御を実施するとよい(第10の発明)。
電気的な構成(制御手段等)を用いずに、操作部の操作に対してクラッチ機構部の動力遮断状態から動力伝達状態への切替動作を遅延させるものであってもよい。
第11の発明では、クラッチ機構部は、操作部の動作に連動するマスタシリンダと、該マスタシリンダにクラッチ液通路を介して連通されるレリーズシリンダとを有する。そして、クラッチ液通路には、操作部が動力遮断側に操作される際にマスタシリンダからレリーズシリンダに流れるクラッチ液の流量よりも、操作部が動力伝達側に操作される際にレリーズシリンダからマスタシリンダに流れるクラッチ液の流量を少なくする流量調整機構が設けられている。
上記構成によれば、操作部が動力伝達側に操作される際(例えば、クラッチペダルの踏込みが解除される際)にレリーズシリンダからマスタシリンダに流れるクラッチ液の流量を、操作部が動力遮断側に操作される際(例えば、クラッチペダルが踏み込まれる際)にマスタシリンダからレリーズシリンダに流れるクラッチ液の流量よりも少なくすることができる。これにより、エンジン再始動の開始直後においてドライバが動力伝達側に操作部を素早く操作したとしても、操作部の操作に対してクラッチ機構部の切替動作を意図的に遅延させることができる。したがって、クラッチ切替に伴うエンジン始動性の低下を抑制できる。
このとき、遅延時間の最大値は、例えば100〜200msec程度であるとよい。これにより、ドライバに違和感を覚えさせることなく遅延制御を実施できる。
より具体的には、第12の発明のように、前記流量調整機構は、クラッチ液通路が並列2系統の第1通路と第2通路とを有し、第1通路には、マスタシリンダからレリーズシリンダへのクラッチ液の流通を許容しかつその逆方向のクラッチ液の流通を阻止又は少量制限する逆止手段が設けられ、第2通路は、逆止手段を迂回して設けられその通路面積が第1通路よりも小さいものであるとよい。
上記構成によれば、操作部が動力遮断側に操作される際(例えば、クラッチペダルが踏み込まれる際)には主に第1通路を介してクラッチ液が流通し、その後、操作部が動力伝達側に操作される際(例えば、クラッチペダルの踏込みが解除される際)には主に第2通路を介してクラッチ液が流通する。このとき、操作部が動力伝達側に操作される際に主に第2通路を介して流れるクラッチ液の流量を、操作部が動力遮断側に操作される際に主に第1通路を介して流れるクラッチ液の流量よりも少なくすることができ、結果として、操作部の操作に対してクラッチ機構部の切替動作を意図的に遅延させることができる。
さらに、第13の発明では、前記クラッチ手段は、ドライバにより前記操作部の動力遮断側への操作が行われた状態下で同操作部の動力伝達側への戻し操作が行われる場合にドライバの操作挙動に対する前記操作部の動作遅れを生じさせる遅延機構を有する。
上記構成によれば、エンジン再始動開始直後においてドライバが操作部に対する操作挙動を素早く行ったとしても、より具体的にはドライバがクラッチペダルの踏込み解除などを素早く行ったとしても、その操作挙動に対して操作部の動作を意図的に遅延させることができる。したがって、クラッチ切替に伴うエンジン始動性の低下を抑制できる。
一般に、クラッチ手段として、クラッチ操作部材(クラッチペダル等)を操作状態から非操作状態に復帰させるための付勢手段(リターンスプリング等)を備えるものが知られている。かかる構成では、第14の発明のように、前記遅延機構は、クラッチ操作部材に対するドライバの足等の引き離し速度が所定以下であれば、クラッチ操作部材の非操作状態への復帰速度が前記引き離し速度と同等になり、ドライバの足等の引き離し速度が所定よりも大きければ、クラッチ操作部材の非操作状態への復帰速度が前記引き離し速度よりも小さくなるよう付勢手段の付勢力が定められて構成されているとよい。
発明の実施の形態における車両制御システムの概略を示す構成図。 クラッチ装置の構成を示す図。 クラッチ継合制御の処理手順を示すフローチャート。 経過時間TXとクラッチ液流量との関係を示す図。 クラッチ継合処理をより具体的に説明するためのタイムチャート。 第2の実施形態におけるクラッチ継合制御の処理手順を示すフローチャート。 残り時間TYとクラッチ液流量との関係を示す図。 別の実施形態におけるクラッチ装置の構成を示す図。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、例えばエンジンと手動式変速機(マニュアルトランスミッション)とを搭載した車両に具体化しており、その車両制御システムを図1に示す。
図1に示すように、エンジン10の出力軸(クランク軸)11にはクラッチ装置12を介して変速機13が接続されている。エンジン10は例えば多気筒ガソリンエンジンであり、気筒ごとに燃料噴射手段としてのインジェクタ15を備えるとともに点火手段としての点火プラグ(図示略)を備えている。また、エンジン10には、エンジン始動時において当該エンジン10に初期回転(クランキング回転)を付与する始動装置としてのスタータ16が設けられている。なお、エンジン10はガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジンであってもよい。
クラッチ装置12は、乾式単板式摩擦クラッチよりなり、エンジン出力軸11に接続されたフライホイール(エンジン側円板)12aと、トランスミッション入力軸21に接続されたクラッチディスク(変速機側の円板)12bとを備えている。そして、ドライバによるクラッチペダル17の踏込み操作又は踏込みの解除操作により、フライホイール12a及びクラッチディスク12bが接触及び離間のいずれかの状態に切り替えられるようになっている。すなわち、クラッチペダル17の踏込み操作に応じてクラッチ装置12の断続が行われる。詳しくは、ドライバによりクラッチペダル17が踏み込まれると、フライホイール12a及びクラッチディスク12bが相互に離れてエンジン10から変速機13への動力が遮断され、その踏込み操作が解除されると、フライホイール12a及びクラッチディスク12bが相互に接触してエンジン10から変速機13に動力が伝達されるようになっている。なお、クラッチペダル17がクラッチ手段の操作部に相当し、クラッチ装置12(後述のアクチュエータ部を含む)がクラッチ手段のクラッチ機構部に相当する。
また、変速機13は、ドライバによるシフト装置22の手動操作により変速比が切り替えられるマニュアルトランスミッションであり、複数段の前進ギアと後退ギアとニュートラルギアとを備えている。変速機13では、都度のシフト位置に応じた変速比により、トランスミッション入力軸21の回転がトランスミッション出力軸23の回転に変換される。トランスミッション出力軸23には、ディファレンシャルギア25やドライブシャフト26等を介して車輪(駆動輪)27が接続されている。
クラッチ装置12のアクチュエータ部の構成を図2を用いて説明する。図2において、クラッチペダル17はその基端部がボディ41に回転可能に軸支され、リターンスプリング42により常に一方の回動方向に付勢されている。クラッチペダル17の非踏込み状態(通常状態)では、リターンスプリング42の付勢力によって同ペダルの一部が図示しないストッパに当接した状態で保持されている。そして、クラッチペダル17がドライバの足操作により踏み込まれると、同ペダルがリターンスプリング42の付勢力に抗して回動し、その後ドライバの足が引き離されると、リターンスプリング42の付勢力によりクラッチペダル17が元の位置に復帰する。
クラッチペダル17には同ペダルの踏込み操作に応じて変位するプッシュロッド43が組み付けられており、そのプッシュロッド43の先端部にはマスタシリンダ44内を往復動するピストン45が連結されている。マスタシリンダ44内の容積(シリンダ容積)はピストン位置により増減され、その容積増減によりクラッチ液が出入りする。マスタシリンダ44内にはリザーバ46からクラッチ液が適宜供給されるようになっている。
マスタシリンダ44には油圧配管47を介してレリーズシリンダ48が接続されている。油圧配管47によりクラッチ液通路が構成されている。レリーズシリンダ48内にはピストン49が往復動可能に収容されており、そのピストン49には、軸52を中心に回動可能に支持されたレリーズフォーク51の一端が接続されている。
また、フライホイール12aにはクラッチカバー55が一体回転可能に取り付けられており、このクラッチカバー55に、ダイヤフラムスプリング56とプレッシャプレート57とが一体化されて設けられている。フライホイール12aとプレッシャプレート57との間にクラッチディスク12bが配設されている。このクラッチディスク12bは、トランスミッション入力軸21に対して一体回転しかつ軸方向へのスライド可能となる状態で結合されている。トランスミッション入力軸21には、レリーズベアリング58が軸方向にスライド可能に装着されている。レリーズベアリング58には、レリーズフォーク51においてレリーズシリンダ48とは反対側の先端部51aが当接している。
上記構成において、クラッチペダル17が踏込み操作されていない状態では、ダイヤフラムスプリング56によりプレッシャプレート57がクラッチディスク12bに押し付けられている。これにより、フライホイール12a及びクラッチディスク12bの間で摩擦力が生じ、エンジン10から変速機13への動力伝達がなされる。
一方、クラッチペダル17がドライバによって踏込み操作されると、ピストン45の移動によりマスタシリンダ44内のシリンダ容積が減少して、油圧配管47を介してクラッチ液がマスタシリンダ44からレリーズシリンダ48に移動する。これにより、レリーズシリンダ48のピストン49が移動するとともにレリーズフォーク51が回動動作し、その先端部51aによりレリーズベアリング58がフライホイール12a側に押し出される。すると、ダイヤフラムスプリング56によるクラッチディスク12b側へのプレッシャプレート57の押し付けが弱まり、フライホイール12a及びクラッチディスク12bの間での摩擦結合が解除される。これにより、エンジン10から変速機13への動力伝達が遮断される。
その後、クラッチペダル17の踏込みが解除されると、油圧配管47を介してクラッチ液がレリーズシリンダ48からマスタシリンダ44に移動する。したがって、ダイヤフラムスプリング56によりプレッシャプレート57がクラッチディスク12bに押し付けられる状態(クラッチ継合状態)に復帰する。これにより、クラッチ装置12が動力遮断状態から動力伝達状態に切り替えられる。
また、本実施形態のクラッチ装置12では、マスタシリンダ44とレリーズシリンダ48とを連通する油圧配管47に、同油圧配管47の通路断面積を可変とする流量調整手段としての流量調整バルブ60が設けられている。流量調整バルブ60は、例えば電磁駆動部により作動する通路絞り部を有し、その通路絞り部により通路断面積が増減されることで、油圧配管47を流れるクラッチ液流量(単位時間あたりの流量)が調整されるようになっている。流量調整バルブ60が最大開度となる状態では、マスタシリンダ44からレリーズシリンダ48へのクラッチ液流量が制限されることはなく、この最大開度状態に対して通路断面積が縮小されることで、クラッチ液流量が制限されるようになっている。
図1の説明に戻り、ECU30は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置(制御手段)であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、インジェクタ15による燃料噴射量制御、点火制御など各種エンジン制御や、スタータ16の駆動制御を実施する。センサ類について詳しくは、ECU30には、アクセル操作部材としてのアクセルペダル(図示略)の踏込み操作量を検出するアクセルセンサ31、クラッチペダル17の踏込み操作量(クラッチストローク)を検出するクラッチセンサ32、ブレーキペダル(図示しない)の踏込み操作量を検出するブレーキセンサ33、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ34等が接続されており、これら各センサの検出信号がECU30に逐次入力されるようになっている。その他、本システムには負荷センサ(エアフロメータ、吸気圧センサ)や車速センサ等も設けられているが、図示は省略している。
上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、概略として、エンジン10のアイドル運転時に所定の停止条件が成立すると当該エンジン10を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン10を再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量が0になったこと(アイドル状態になったこと)、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。
また、エンジン再始動条件としては、ブレーキペダルの踏込みが解除されてブレーキセンサ33の出力がオフになったこと、クラッチペダル17の踏込み解除操作(クラッチリリース操作)が開始されたこと等の少なくともいずれかが含まれる。後者について補足すると、エンジン自動停止状態において、ドライバがクラッチペダル17を完全に踏み込んだ状態からその踏込みを解除し始めると、エンジン再始動条件が成立する。
ところで、エンジン自動停止後における再始動時において、エンジン回転速度が十分に上昇していない状態で動力伝達状態へのクラッチ切替が行われると、変速機13がエンジン回転の負荷となって始動時回転上昇の妨げとなり、結果としてエンジン始動性が低下するという問題が生じる。本実施形態の車両制御システムは、こうした問題に対処するものである。すなわち本実施形態では、エンジン10の再始動開始後におけるクラッチ装置12の動力伝達状態への切替に際し、クラッチ装置12において動力伝達が開始されるクラッチ継合状態となる時点でエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度に到達しているように、クラッチペダル17の踏込み解除操作の開始後にクラッチ装置12の切替動作の遅延制御を実施することとしている。具体的には、エンジン10の再始動開始からの経過時間を算出し、クラッチ装置12がクラッチ継合状態となる以前の所定時点で、前記経過時間に基づいて、クラッチ装置12における切替動作の遅延制御を実施する。なお、「始動完了回転速度」は、車両の推進力を担うトルクを生じさせるのに足りる回転速度であればよく、例えばエンジンのアイドル回転速度であるとよい。
図3は、クラッチ継合制御についての処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、ECU30により所定周期で繰り返し実行される。
図3において、ステップS11では、エンジン10の自動停止後であるか否かを判定し、同ステップS11がYESであることを条件に後続のステップS12に進む。
ステップS12では、クラッチペダル17が完全に踏み込まれた状態から解除操作されてクラッチストロークSTがしきい値TH1以下になったか否か、又はブレーキペダルの踏込みが解除されてブレーキセンサ33の検出信号がオフ(ブレーキOFF)になったか否かを判定する。クラッチストロークSTは、クラッチセンサ32の検出信号に基づき算出される。ステップS12がエンジンの再始動条件に相当する。このとき、クラッチストロークSTは踏込み量が大きいほど大きい値となるものであり、しきい値TH1は、クラッチペダル17の完全踏込み位置(クラッチストローク=100%の位置)付近に定められている。例えば、TH1=クラッチストローク98%である。つまり、ドライバが、クラッチペダル17の完全踏込み状態からその踏込みを緩め始めると(すなわち、クラッチ踏込み解除操作が開始されると)、それに伴いST≦TH1となる。ステップS12がYESであればステップS13に進み、ステップS12がNOであれば、そのまま本処理を一旦終了する。
ステップS13では、エンジン10の再始動処理を実行する。具体的には、燃料噴射指令を出力するとともに、スタータ駆動指令を出力する。これにより、スタータ16によるクランキングが開始されるとともに各気筒に対してインジェクタ15による燃料噴射が開始される。その後、ステップS14では、エンジン再始動が開始されてからの経過時間TXの計測を実施する。つまり、エンジン再始動が開始された時点で、経過時間TXの計測が開始される。
その後、ステップS15では、クラッチストロークSTがしきい値TH2以下であるか否かを判定する。このとき、しきい値TH2は、上述したしきい値TH1よりも小さい値であって(TH2<TH1)、さらに、エンジン10から変速機13に動力が伝達され始めるクラッチ継合点(クラッチミートポイントとも称される)よりも大きい値に定められている。本実施形態では、TH2=クラッチストローク75%である。そして、ST≦TH2であれば、後続のステップS16に進み、ST>TH2であればそのまま本処理を終了する。
ステップS16では、経過時間TXの計測を終了する。続くステップS17では、その時の経過時間TXが所定のしきい値K1以下であるか否かを判定する。ここで、ステップS17における経過時間TXは、エンジン再始動が開始されてからクラッチストローク=75%(しきい値TH2)になるまでの所要時間である。このとき、TX>K1であれば、エンジン再始動から経過時間が十分に長く、クラッチ継合状態に至る時点でエンジン回転速度が十分に上昇していると推測できる。これに対し、TX≦K1であれば、エンジン再始動からの経過時間が短く、クラッチ継合状態に至る時点でエンジン回転速度が十分に上昇していない可能性があると推測できる。
また特に、クラッチペダル17の踏込み解除操作に伴いエンジン再始動が開始された場合、経過時間TXは、クラッチストロークSTが98%(しきい値TH1)から75%(しきい値TH2)に変化するのに要した所要時間である。かかる場合には、TX>K1であれば、クラッチストロークSTの減少変化が遅い、すなわちクラッチリリースの操作速度が比較的小さいため、クラッチ継合状態に至る時点でエンジン回転速度が十分に上昇していると推測できる。これに対し、TX≦K1であれば、クラッチストロークSTの減少変化が早い、すなわちクラッチリリースの操作速度が比較的大きいため、クラッチ継合状態に至る時点でエンジン回転速度が十分に上昇していないと推測できる。
そして、TX>K1である場合(ステップS17がNOの場合)にはそのまま本処理を終了する。このとき、流量調整バルブ60は最大開度のままとなり、クラッチ継合動作(動力遮断状態から動力伝達状態への切替動作)を遅延させるための遅延制御は実施されない。
また、TX≦K1である場合(ステップS17がYESの場合)には、ステップS18以降においてクラッチ継合動作を遅延させるための遅延制御を実施する。すなわち、ステップS18では、経過時間TXに基づいて、油圧配管47に流通させるクラッチ液流量を算出する。このとき、例えば図4(a)の関係を用いてクラッチ液流量が算出される。図4(a)では、経過時間TXが大きいほど、クラッチ液流量が大きい値として算出されるようになっており、TX>K1であればクラッチ液流量が最大値MAX(すなわち、流量調整バルブ60が最大開度)となっている。言い換えると、図4(a)では、TX≦K1において、経過時間TXが小さいほど、クラッチ液流量の制限量が大きくなるような関係が定められている。この場合、クラッチ液流量の制限量が大きいほど、クラッチ継合のための切替動作での遅延度合いが大きくなる。したがって、経過時間TXが比較的短い場合であっても(クラッチリリースの操作速度が比較的大きい場合であっても)、クラッチ継合状態となるまでの時間を確保でき、結果として、クラッチ継合状態となる時点までにエンジン回転速度を所定の始動完了回転速度(例えばアイドル回転速度)に到達させることが可能となる。
なお、図4(b)の関係を用いてクラッチ液流量を算出する構成であってもよい。図4(b)では、TX≦K1の場合においてクラッチ液流量が一定値で設定されるようになっている。すなわち、クラッチ液流量の制限量が一定に定められている。この場合、経過時間TXに応じて、クラッチ液流量一定の遅延制御が実施されるか、又は遅延制御が実施されないかが切り替えられるものとなっている。
その後、ステップS19では、ステップS18で算出したクラッチ液流量に基づいて流量調整バルブ60を駆動させる。このとき、流量調整バルブ60により油圧配管47の通路断面積が変更されることで、クラッチ液流量が適宜調整される。
その後、ステップS20では、クラッチストロークSTがしきい値TH3以下であるか否かを判定する。このとき、しきい値TH3は、エンジン10から変速機13に動力が伝達され始めるクラッチ継合点よりも小さい値に定められている。本実施形態では、TH3=クラッチストローク40%である。そして、ST>TH3であればそのまま本処理を終了する。また、ST≦TH3であれば、後続のステップS21に進んで流量調整バルブ60による流量制限を解除した後、本処理を終了する。
図5は、クラッチ継合処理をより具体的に説明するためのタイムチャートである。図5において、(a)(b)は、エンジン再始動の開始以降におけるクラッチストローク変化速度が異なる場合について示し、そのうち(a)はクラッチストローク変化速度が比較的小さい場合を、(b)は同変化速度が比較的大きい場合を示している。また、(c)はエンジン回転速度の変化を示している。なおここでは、クラッチストロークが100%から減少し始めるタイミング(図のt0)をエンジン再始動の開始タイミングとしており、タイミングt0でスタータ16によるクランキングやインジェクタ15による燃料噴射が開始されるとともに、t0以降、経過時間TXの計測が開始されるとしている。
さて、図5(a)では、タイミングt0以降、ドライバによりクラッチペダル17の踏込み操作が解除されてクラッチストロークが徐々に減少する。そして、クラッチストローク=75%となるタイミングt1までの期間で経過時間TX1が計測される。このとき、図5(a)ではクラッチストローク変化速度が比較的小さい場合を想定しているため、経過時間TX1が比較的長い。それゆえ、t1以降においてクラッチ液流量の制限は行われず、クラッチストローク変化速度はそのまま維持される。つまり、クラッチストローク変化速度は、ドライバにより操作速度に相応するものとなっている。
その後、タイミングt2で、クラッチストロークがミート位置(クラッチ継合点、本実施形態では50%)に達すると、クラッチ継合操作が行われる。このとき、タイミングt2では、エンジン回転速度が既にアイドル回転速度Nidに達しているため、エンジン始動性に支障が及ぶことはない。
一方、図5(b)では、図5(a)と同様にタイミングt0以降、クラッチストロークが徐々に減少し、クラッチストローク=75%となるタイミングt11までの期間で経過時間TX2が計測される。このとき、図5(b)ではクラッチストローク変化速度が比較的大きい場合を想定しているため、経過時間TX2が比較的短い(TX2<TX1)。それゆえ、t11以降においてクラッチ液流量の制限が行われ、クラッチストローク変化速度が小さくなる。このとき、t0〜t11でのクラッチストローク変化速度はドライバの操作に依存するものであるのに対し、t11以降のクラッチストローク変化速度はドライバの操作に対して遅延されるものとなる。
かかる場合、仮にt0〜t11のクラッチストローク変化速度のままクラッチストロークが減少変化すると、クラッチストロークは図示の一点鎖線のごとく推移し、タイミングt12でクラッチストロークがミート位置に達してクラッチ継合操作が行われる。このとき、タイミングt12では、エンジン回転速度がアイドル回転速度Nidに達していないため、それ以降のエンジン始動性に支障が及ぶことが考えられる。
これに対し、上記のごとくt11以降のクラッチストローク変化速度を小さくすることで、クラッチストロークがミート位置に達するタイミングが遅延され、図5(a)の場合と同様に、タイミングt2で、クラッチストロークがミート位置に到達する。これにより、エンジン回転速度がアイドル回転速度Nidに達している状態でクラッチ継合操作が行われることになり、エンジン始動性に支障が及ぶことが抑制される。
ここで、図5の事例では、タイミングt2でエンジン回転速度がアイドル回転速度Nidに達するようになっており、例えばこのタイミングt2が、エンジン再始動開始から所定の回転上昇量を確保するための所定時間が経過した時点に相当する。図5(a)(b)ではいずれも、タイミングt2以降にクラッチ装置12をクラッチ継合状態に移行させるものとなっている。言い換えると、タイミングt2以前はクラッチ装置12がクラッチ継合状態に移行されないようになっている。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
エンジン10の再始動開始からの経過時間TXを算出し、その経過時間TXに基づいて、クラッチペダル17の踏込み解除操作開始後(クラッチリリース開始後)におけるクラッチ装置12の継合動作(切替動作)を遅延させるようにした。特に、その遅延制御により、クラッチ継合状態となる時点までにエンジン回転速度を所定の始動完了回転速度に到達させるようにした。これにより、エンジン再始動時において、エンジン回転速度が十分に上昇していない状態で変速機13側への動力伝達が開始されて回転上昇が妨げられるといった不都合を抑制できる。その結果、エンジン再始動時における始動性の向上を図ることができる。
経過時間TXに基づいて、クラッチ装置12における継合動作の遅延度合いを変更する構成とした。これにより、再始動タイミングに対するクラッチ操作タイミングが変わったり都度のクラッチ操作速度等が変わったりしても、それらに応じたクラッチ継合動作の遅延を行わせることができ、一層の始動性向上効果を期待できる。
経過時間TXがしきい値K1以下である場合にのみクラッチ継合動作の遅延を行わせる構成としたため、エンジン始動に支障が及ぶ可能性が低くクラッチ継合動作の遅延が不要であるのに実施されるといった不都合を抑制できる。
エンジン10の再始動条件として、クラッチペダル17の踏込み解除操作を含む構成としたため、車両が実際に発進し始める直前までエンジン再始動を遅らせることができ、燃費向上を図る上でメリットがあると考えられる。
また、クラッチペダル17の踏込み解除操作により再始動条件が成立してエンジン再始動が開始される場合には、クラッチストロークが所定量だけ減少する期間(98%→75%に変化する期間)で経過時間TXが計測される。この場合、経過時間TXは、実質的にはクラッチリリース開始後のクラッチペダル17の操作速度に相当し、その操作速度に応じてクラッチ装置12の継合動作を遅延させることができる。したがって、やはり適正なる遅延制御を実施でき、始動性向上効果を期待できる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を、上述した第1の実施形態との相違点を中心に説明する。上記第1の実施形態では、エンジン再始動開始からの経過時間に基づいてクラッチ継合動作を遅延させる構成としたが、本実施形態ではこれを変更する。すなわち、エンジン再始動開始後にエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度(例えばアイドル回転速度)に到達するまでの回転上昇所要時間をあらかじめ定めておき、その回転上昇所要時間に対する残り時間に基づいて、クラッチ継合動作を遅延させるようにしている。
図6は、クラッチ継合制御についての処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、ECU30により所定周期で繰り返し実行される。
図6において、ステップS31〜S36は上述した図2のステップS11〜S16と同様の処理であり、これらの各処理に基づいてエンジン10の再始動処理が開始されるとともに、エンジン再始動が開始されてからクラッチストローク=75%(しきい値TH2)になるまでの経過時間TXの計測が実施される。
その後、ステップS37では、その時のエンジン回転速度NEが所定の回転速度しきい値Nthよりも小さいか否かを判定する。回転速度しきい値Nthは、エンジン10の始動が完了したと判定できる始動完了回転速度にて定められており、例えばアイドル回転速度である。なお、始動完了回転速度は、アイドル回転速度よりも低めに又は高めに定められていてもよいが、アイドル回転速度近傍であることが望ましい。この場合、エンジン回転速度NEが既に十分に上昇していれば、すなわちNE≧Nthであれば、クラッチ継合動作の遅延は不要であり、そのまま本処理を終了する。これに対し、NE<Nthであれば後続のステップS38に進む。
ステップS38では、その時の経過時間TXが所定のしきい値K2以下であるか否かを判定する。ここで、しきい値K2は、エンジン再始動開始後にエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度(例えばアイドル回転速度)に到達するまでの回転上昇所要時間に相当する。この回転上昇所要時間はエンジン特性やスタータ性能等によりあらかじめ想定可能であり、本実施形態では500msecとしている(すなわち、K2=500msecである)。このとき、TX>K2であれば、エンジン再始動から経過時間が十分に長く、これ以降、どのタイミングでクラッチ継合状態に至ってもエンジン回転速度が十分に上昇していると推測できる。これに対し、TX≦K2であれば、エンジン再始動からの時間経過が短く、クラッチ継合状態に至る時点でエンジン回転速度が十分に上昇していない可能性があると推測できる。
そして、TX>K2である場合(ステップS38がNOの場合)にはそのまま本処理を終了する。このとき、流量調整バルブ60は最大開度のままとなり、クラッチ継合動作を遅延させるための遅延制御は実施されない。
また、TX≦K2である場合(ステップS38がYESの場合)には、ステップS39以降においてクラッチ継合動作を遅延させるための遅延制御を実施する。すなわち、ステップS39では、回転上昇所要時間(K2=500msec)に対する残り時間TYを算出するとともに、その残り時間TYに基づいて、油圧配管47に流通させるクラッチ液流量を算出する。このとき、例えば図7の関係を用いてクラッチ液流量が算出される。図7では、残り時間TYが小さいほど、クラッチ液流量が大きい値として算出されるようになっている。TY=0ではクラッチ液流量=最大流量MAXである。言い換えると、図7では、残り時間TYが大きいほど、クラッチ液流量の制限量が大きくなる(すなわち遅延度合いが大きくなる)ような関係が定められている。
以降、ステップS40〜S42は上述した図2のステップS19〜S21と同様の処理であり、これらの各処理に基づいて、流量調整バルブ60が駆動されてクラッチ液流量が適宜調整されるとともに、クラッチストロークSTがしきい値TH3以下になるまで流量調整バルブ60による流量制限が実施される。
以上詳述した第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、エンジン再始動時における始動性の向上を図ることができる。
また、エンジン再始動開始後において、回転上昇所要時間(K2=500msec)に対する残り時間TYに基づいて、クラッチペダル17の踏込み解除操作開始後のクラッチ継合動作を遅延させる構成としたため、やはり好適なる遅延制御を実現できる。
残り時間TYに基づいてクラッチ継合動作の遅延度合いを変更する構成とした。これにより、再始動タイミングに対するクラッチ操作タイミングが変わったり都度のクラッチ操作速度等が変わったりしても、それらに応じたクラッチ継合動作の遅延を行わせることができ、一層の始動性向上効果を期待できる。
エンジン回転速度NEが所定の回転速度しきい値Nthよりも小さい場合にクラッチ継合動作を遅延させ、同エンジン回転速度NEが回転速度しきい値Nthよりも大きい場合にクラッチ継合動作を遅延させないように構成したため、クラッチ継合動作に対して不要な遅延制御を抑制できる。
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
・上記第1の実施形態では、エンジン10の再始動開始からの経過時間TXを算出し、その経過時間TXに基づいてクラッチ継合動作を遅延させる構成としたが、これを変更し、クラッチリリース開始後のクラッチペダル17の操作速度を算出し、その操作速度に基づいてクラッチ継合動作を遅延させる構成としてもよい。この場合、クラッチペダル17の操作速度に基づいて、クラッチ継合動作の遅延度合いを変更してもよい。例えば、クラッチペダル17の操作速度が大きいほど、遅延度合いを大きくするとよい。
・図1に示す流量調整バルブ60の構成は、クラッチ液流量を調整可能であれば任意でよく、上述したように電磁駆動部により作動する通路絞り部を有する構成以外に、油圧や空気圧により作動する構成、ばね力により作動する構成等が適用できる。
・電気的な構成(ECU及びその制御対象である電気的アクチュエータ)を用いずに、クラッチペダル17の踏込み解除操作に対してクラッチ継合動作を遅延させるものであってもよい。その構成を図8を用いて説明する。なお、図8は既述の図2の構成の一部を変更したものであり、同様の構成については同一の符号を付して説明を簡略する。
図8のクラッチ装置12において、マスタシリンダ44はクラッチペダル17の動作に連動するものであり、レリーズシリンダ48はマスタシリンダ44に油圧配管47を介して連通されている。そして、油圧配管47には、クラッチペダル17が踏み込まれる際にマスタシリンダ44からレリーズシリンダ48に流れるクラッチ液流量よりも、クラッチペダル17の踏込みが解除される際にレリーズシリンダ48からマスタシリンダ44に流れるクラッチ液流量を少なくする流量調整機構65が設けられている。
流量調整機構65において、油圧配管47には2つに分岐した並列配管部が設けられており、その並列配管部の一方が「第1通路」を構成するための第1配管部66、他方が「第2通路」を構成するための第2配管部67となっている。つまり、配管部66,67により並列2系統のクラッチ液通路が構成されている。第1配管部66には、マスタシリンダ44からレリーズシリンダ48へのクラッチ液の流通を許容しかつその逆方向のクラッチ液の流通を阻止又は少量制限する逆止手段としての逆止弁68が設けられている。第2配管部67は、逆止弁68を迂回して設けられており、その通路断面積が第1配管部66よりも小さいものとなっている。
上記構成によれば、クラッチペダル17が踏み込まれる場合には主に第1配管部66を介してクラッチ液が流通し、その後、クラッチペダル17の踏込みが解除される場合には主に第2配管部67を介してクラッチ液が流通する。このとき、クラッチペダル17の踏込みが解除される場合におけるクラッチ液流量を減らす(制限する)ことができるため、結果として、クラッチペダル17の操作に対してクラッチ継合動作を意図的に遅延させることができる。これにより、エンジン再始動の開始直後においてドライバがクラッチペダル17の踏込み解除を素早く行ったとしても、その素早いクラッチ操作に起因するエンジン始動性の低下を抑制できる。
このとき、遅延時間の最大値は、例えば100〜200msec程度であるとよい。これにより、ドライバに違和感を覚えさせることなく遅延制御を実施できる。すなわち、クラッチ装置12のミートレスポンスを維持できる。
・電気的な構成(ECU及びその制御対象である電気的アクチュエータ)を用いずにクラッチ継合動作を遅くするものとして、ドライバによりクラッチペダル17の動力遮断側への操作(踏込み操作)が行われた状態下で同クラッチペダル17の動力伝達側への戻し操作(踏込み解除操作)が行われる場合にドライバの操作挙動に対するクラッチペダル17の動作遅れを生じさせる遅延機構を有するものであってもよい。具体的には、クラッチペダル17を踏込み状態から非踏込み状態に自己復帰させるリターンスプリング42のばね力(ばね定数)が、クラッチペダル17に対するドライバの足の引き離し速度が所定以下であれば、クラッチペダル17の非踏込み状態への復帰速度が前記引き離し速度と同等となり、ドライバの足等の引き離し速度が所定よりも大きければ、クラッチペダル17の非踏込み状態への復帰速度が前記引き離し速度よりも小さくなるよう定められているとよい。この場合、ドライバが素早く足の引き離しを行うと、足裏とクラッチペダル17との間に隙間が生じるが、それが許容される構成となっている。
上記構成により、エンジンの再始動開始後には所定時間(例えば、エンジン再始動開始から所定の回転上昇量を確保するための所定時間)が経過した時点以降にクラッチ装置12をクラッチ継合状態(クラッチミート状態)に移行させることが可能となる。言い換えると、エンジンの再始動開始後においては所定時間が経過する以前はクラッチ装置12がクラッチ継合状態(クラッチミート状態)に移行されないこととなる。
クラッチペダル17の復帰速度を遅くするには、リターンスプリングのばね力(ばね定数)を小さくするとよい。リターンスプリングのばね力を小さくすると、ペダル踏込みが軽くなり、同踏込み時の感覚が良好になるとも考えられる。ただし、クラッチペダル17の復帰速度を過剰に遅くすると、ドライバによる踏込み解除操作(足の引き離し動作)にクラッチペダル17が追従してこずドライバが違和感を覚えるおそれがある。そのため、ある程度以上のばね力は必要になると考えられる。具体的には、クラッチペダル17の復帰時間(完踏み込み状態からの復帰時間)が100〜300msec程度であるとよい。
・上記実施形態では、クラッチ手段の操作部(クラッチ操作部材)としてクラッチペダルを想定したが、同操作部材はペダル形状のもの以外に、グリップ形状のもの等であってもよい。
10…エンジン、12…クラッチ装置(クラッチ手段のクラッチ機構部)、13…変速機、17…クラッチペダル(クラッチ手段の操作部)、30…ECU(制御手段、経過時間算出手段、操作速度検出手段、回転速度検出手段、判定手段)、32…クラッチセンサ、42…リターンスプリング(付勢手段)、44…マスタシリンダ、47…油圧配管(クラッチ液通路)、48…レリーズシリンダ、チ(ドライバ動作検出手段)、60…流量調整バルブ(流量調整手段)、65…流量調整機構、66…第1配管部(第1通路)、67…第2配管部(第2通路)、68…逆止弁(逆止手段)。

Claims (4)

  1. ドライバによる操作に応じてエンジンと変速機との間の動力の遮断及び伝達を行うクラッチ手段を備え、前記エンジンの運転中に所定の停止条件が成立した場合に当該エンジンを自動停止させるとともに、そのエンジン停止後に所定の再始動条件が成立した場合に当該エンジンを再始動させるものであり、
    前記クラッチ手段は、ドライバにより操作される操作部と、該操作部の操作に連動して動力遮断状態と動力伝達状態との切替を行うクラッチ機構部とを備えており、
    前記再始動条件として動力遮断状態から動力伝達状態へのドライバによる前記操作部の操作が開始されたことを判定し、その判定結果に基づいて前記エンジンの再始動を実施するエンジン自動停止始動システムにおいて、
    動力伝達側への前記操作部の操作が開始された後にその操作速度を検出する操作速度検出手段と、
    前記エンジンの再始動開始後における前記クラッチ機構部の動力伝達状態への切替に際し、前記クラッチ機構部において動力伝達が行われるクラッチ継合状態となる時点でエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度に到達しているようにすべく、前記操作部の操作開始後において、前記操作速度検出手段により検出した操作速度に基づいて前記クラッチ機構部の切替動作の遅延制御を実施する制御手段と、
    を備えることを特徴とするエンジン自動停止始動システム。
  2. 前記制御手段は、前記操作速度検出手段により検出した操作速度に基づいて、前記クラッチ機構部における前記切替動作の遅延度合いを変更する請求項に記載のエンジン自動停止始動システム。
  3. 前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
    前記エンジンの再始動開始後において、前記クラッチ継合状態となる以前の所定時点で、前記回転速度検出手段により検出したエンジン回転速度が所定の始動完了回転速度よりも大きいか小さいかを判定する判定手段とを備え、
    前記制御手段は、再始動開始後のエンジン回転速度が前記始動完了回転速度よりも小さい場合に、前記クラッチ機構部における前記切替動作を遅延させ、同エンジン回転速度が前記始動完了回転速度よりも大きい場合に、前記クラッチ機構部における前記切替動作を遅延させない請求項1又は2に記載のエンジン自動停止始動システム。
  4. 前記クラッチ機構部は、前記操作部の動作に連動するマスタシリンダと、該マスタシリンダにクラッチ液通路を介して連通されるレリーズシリンダと、前記クラッチ液通路を流れるクラッチ液流量を調整する流量調整手段とを有し、
    前記制御手段は、前記流量調整手段によるクラッチ液流量の調整を行うことで、前記クラッチ機構部の切替動作の遅延制御を実施する請求項1乃至3のいずれか一項に記載のエンジン自動停止始動システム。
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