JP5267022B2 - 車両の制御方法及びその装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンを搭載した車両の制御に関連し、特に、所定の条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、再始動させるようにしたものに係る。
従来より、燃費の低減やCO2の排出抑制等を目的として、例えば車両の一時停止中に所定の条件が成立すればエンジンを自動停止させることは知られている(いわゆるアイドルストップであり、一例として特許文献1、2を参照)。
そのようにエンジンを自動停止した後に再始動させる場合は、乗員のイグニッション操作に対応した通常の始動に比べて、よりスムーズに始動することが求められ、特に、車両の発進のためでなく、例えば車載バッテリの充電や空調装置の使用等々に対応してエンジンを再始動する場合は、できるだけ乗員の注意を喚起しないようにしたいという要求がある。
特開平11−351371号公報 特開2002−256921号公報
ところが、一般的にエンジンを車体に対し弾性支持するマウントには、アイドル回転数よりも低い周波数帯に共振点が存在する。このため、始動時にエンジン回転数が上昇して前記マウントの共振周波数帯に対応する所定の回転数範囲を通過するときには、一時的にエンジンの振幅が大きくなってしまい、乗員が違和感を覚える虞れがあった。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前記エンジンマウントの共振までも考慮して、自動停止後のエンジンの再始動を従来より一層、スムーズに行えるようにすることにある。
前記の目的を達成するために本発明では、再始動時にエンジン回転数が所定回転数範囲を通過するとき、自動変速機の直結クラッチを繋いで回転の慣性及び抵抗を適度に増大させることによりエンジンの回転変動をなまして、マウントと共振しても振幅があまり大きくならないようにしたものである。
具体的に請求項1の発明は、所定の自動停止条件の成立に応じてエンジンを停止させる一方、その後、所定の再始動条件が成立すればエンジンを再始動させる、車両の制御方法が対象である。
そして、エンジンに連結されている自動変速機には、直結クラッチ付きの流体伝動装置と、これに直列に接続されて所定の変速段を構成する摩擦締結要素と、が備えられている場合に、前記再始動条件の成立に応じてエンジンが始動のための回転を開始してから、エンジン回転数が設定回転数に達するまでの間、前記直結クラッチを締結状態に、また、前記摩擦締結要素を解放状態若しくはスリップ状態のいずれかに制御する第1工程と、その後、エンジン回転数が前記設定回転数以上になれば直結クラッチを解放させる第2工程と、を有することを特徴とする。
前記の方法により、自動停止後のエンジンを再始動条件の成立に応じて始動させるときに、まず、エンジンが始動のために回転を始めてから、エンジン回転数が設定回転数に達するまでの間は、自動変速機の直結クラッチを締結させて回転慣性を増大させることにより、加振力となるエンジンの回転変動をなまして、マウントとの共振による振幅の増大を抑えることができる。
そうして直結クラッチを締結するとエンジンの回転抵抗も大きくなり、その回転変動をなます上では好ましいが、それが大きくなりすぎると、エンジンの回転上昇が遅くなってしまう。そこで、いずれかの摩擦締結要素を解放させるか、或いはスリップ状態に制御する。解放状態にすればエンジンの回転上昇が早くなり、迅速な始動には有利になるが、共振倍率の低減という目的との両立を図るためには、摩擦締結要素をスリップ制御して回転抵抗を適度に増大させることが好ましい(請求項2)。
そうして上昇するエンジン回転数が予め設定した回転数以上になって、マウントとの共振の虞れがなくなれば直結クラッチは解放させて、エンジンと自動変速機とがトルクコンバータを介して繋がるようにする。こうすれば、始動の最後にエンジン回転が吹け上がっても乗員は車両の飛び出しを感じることはなく、また、エンジンの始動後に予想される車両の発進に備えることもできる。
ところで、一般的に自動変速機の直結クラッチの制御応答性はあまり高くはないので、再始動条件の成立に応じて締結させようとすると、エンジン回転数の上昇に間に合わず、それが設定回転数になる前に締結動作を完了できない虞れがある。そこで、エンジンの自動停止後は、その後の再始動を予測して直結クラッチは予め締結状態にしておくのがよい(請求項3)。
また、前記設定回転数について具体的には、前記したようにエンジンマウントの共振を避けるために、その共振周波数帯に対応するエンジン回転数範囲の上限に設定すればよく、通常はエンジンのアイドル回転数未満であって、エンジンマウントの共振する回転数よりも高い値に設定される。こうすると、設定回転数は、エンジンの始動のための回転が開始して1つ目と2つ目の気筒の圧縮上死点を越えた後、3つ目の圧縮上死点を迎える前のエンジン回転数となる(請求項)。
そのような設定回転数を超えてエンジンが吹け上がろうとするときには、前記したように自動変速機の直結クラッチを解放させて、エンジンと自動変速機とがトルクコンバータを介して繋がるようにするるとともに、摩擦締結要素は解放若しくはスリップ状態にするのが好ましいが、車両が登坂路(所定以上の勾配の坂道)にあればその万一の後退を阻止するために、摩擦締結要素は締結させる方がよい(請求項)。
但し、登坂路であっても車輪の制動液圧が所定値以上であれば、乗員のブレーキ操作か或いはヒルホルダーの作動によって車両の後退が阻止されているから、このときには摩擦締結要素を締結させず、エンジンに無用の負荷をかけない方がよい(請求項)。
より好ましいのは、エンジンの再始動条件の成立に応じて、車両のアクセルペダルが踏み操作されているかどうか判定する第3工程を有し、アクセル踏み操作がされていないと判定したときには、前記第1工程、第2工程によってエンジンを始動する一方(請求項)、アクセル踏み操作がされていると判定すれば、始動開始と同時に直結クラッチを解放させる一方、摩擦締結要素は締結させる第4工程を行うのがよい(請求項)。
すなわち、アクセル踏み操作がされているときには車両の発進要求があるから、直結クラッチは解放させてトルクコンバータによるトルク増幅作用を得るとともに、前進段を構成する摩擦締結要素を締結させることによって、車両の速やかな発進が可能になる。こうしてアクセル踏み操作がされているときには、マウントの共振によって一瞬、エンジンの振幅が大きくなっても、乗員が違和感を覚えることは少ない。
別の観点から、本発明は、所定の自動停止条件の成立に応じてエンジンを停止させる一方、その後、所定の再始動条件が成立すればエンジンを再始動させる、エンジン制御手段を備えた車両の制御装置であって、エンジンに連結されている自動変速機には、直結クラッチ付きの流体伝動装置と、これに直列に接続されて所定の変速段を構成する摩擦締結要素と、が備えられている場合を対象とする。
そして、前記再始動条件の成立に応じて、前記エンジン制御手段によりエンジンの始動のための回転が開始されてからエンジン回転数が設定回転数に達するまでの間、前記直結クラッチを締結状態に、また、前記摩擦締結要素を解放状態若しくはスリップ状態のいずれかに制御する一方、エンジン回転数が前記設定回転数以上になれば直結クラッチを解放させる、変速機制御手段を備え、前記設定回転数は、前記エンジンのアイドル回転数未満であって、エンジンマウントの共振する回転数よりも高い値に設定されていることを特徴とする(請求項)。
斯かる構成の制御装置によれば、上述した請求項1の発明に係る制御方法が容易に実行可能であり、その発明の作用が容易且つ確実に得られる。
以上、説明したように本発明に係る車両の制御方法等によると、所定の条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、その後、再始動させるようにしたものにおいて、その再始動の際に自動変速機の直結クラッチを締結するとともに、摩擦締結要素は解放状態若しくはスリップ状態に制御して、エンジン回転の慣性及び抵抗を適度に増大させることにより、その回転変動がなまされてマウントの共振による振幅の増大が抑制される。よって、自動停止後の再始動であっても乗員が違和感を覚えることがない。
そして、その後、エンジン回転が吹け上がる前に直結クラッチを解放させて、エンジンと自動変速機とがトルクコンバータを介して繋がるようにすることで、エンジン回転の吹け上がりによる車両の飛び出しを阻止することができ、しかも、その後の発進に備えることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
(パワートレインの概略構成)
図1は、まず、本発明の実施形態に係る車両に搭載されるディーゼルエンジンDE(以下、単にエンジンDEという)の概略構成を示す。図の例ではエンジンDEは直列4気筒エンジンであり、シリンダヘッド11及びシリンダブロック12にはエンジンDEの前後方向に4つの気筒14,14,…が並んで形成されている。尚、図には1つの気筒14しか示さないが、4つの気筒を区別する場合にはエンジン前側の1番気筒から順に14A,14B,14C,14Dとする。
各気筒14の内部には、図略のコネクティングロッドによってクランクシャフト15に連結されたピストン16が嵌挿されて、それぞれ、クランクシャフト15の回転に伴い上下動するようになっており、4サイクル4気筒エンジンでは各気筒14A〜14Dがクランク角で180°の位相差をもって吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程からなる燃焼サイクルを行う。例えば1番気筒14A、3番気筒14C、4番気筒14D、2番気筒14Bの順に燃焼サイクルを行う。
前記ピストン16の上面には燃焼室17を区画するキャビティ16aが形成され、その燃焼室17に先端を臨ませてグロープラグ18がシリンダヘッド11に配設されている。また、シリンダヘッド11には各気筒14毎に燃料噴射弁19が設けられている。この燃料噴射弁19は、燃料を高圧状態で蓄えているコモンレール20に対し気筒14毎の分岐管21を介して接続されており、コモンレール20から供給される高圧の燃料を各気筒14内に直接、噴射するようになっている。
この実施形態においては、燃料圧力を検出するための燃圧センサSW1がコモンレール20に設けられており、燃料噴射弁19の燃料噴射量は通電時間で制御される。燃料噴射弁19に燃料を供給するコモンレール20は、高圧燃料供給管22を介して燃料供給ポンプ23に接続されている。
また、シリンダヘッド11には、燃焼室17に向かって開口する吸気ポート24及び排気ポート25が各気筒14毎に設けられていて、これらのポート24,25の燃焼室17への開口部には吸気弁26及び排気弁27がそれぞれ配設されている。これら吸排気弁26,27を駆動する動弁系には、それぞれ、カムシャフトのクランクシャフト15に対する回転位相を所定の角度範囲内で変更可能な公知の位相可変機構26A,27Aが備えられている。
前記吸気ポート24及び排気ポート25には、吸気通路28及び排気通路30がそれぞれ接続されている。吸気通路28の下流側の部分は各気筒14毎に分岐した分岐吸気通路28aであり、この各分岐吸気通路28aの上流端がそれぞれサージタンク28bに連通している。サージタンク28bよりも上流側は共通吸気通路28cとされ、そこには吸気の流れを絞る電磁式のスロットル弁29が設けられている。また、図では模式化しているが、共通吸気通路28cには、吸気流量を検出するエアフローセンサSW2と、吸気圧力を検出する吸気圧センサSW3と、吸気温度を検出する吸気温度センサSW4とが設けられている。
一方、排気通路30もその上流側の部分は各気筒14毎に分岐した分岐排気通路とされ、図示は省略するが、それら分岐排気通路の集合する排気マニホルドよりも下流側には、排気ガスを浄化するための触媒やパティキュレートフィルタ(DPF)等が配設されている。
また、エンジンDEには、タイミングベルト等によりクランクシャフト15に連結されたオルタネータ32が付設されている。このオルタネータ32は、図略のフィールドコイルの電流を制御して出力電圧を調節することにより発電量を調整するレギュレータ回路33を内蔵しており、車両の電気負荷や車載バッテリの残容量等に応じて適切な発電作動を行うようになっている。
また、エンジンDEには、それを始動するためのスタータモータ34が設けられている。このスタータモータ34は、モータ本体34aとピニオンギア34bとを有している。ピニオンギア34bは、モータ本体34aの出力軸上にて相対回転不能な状態で往復移動する。また、クランクシャフト15には、図略のフライホイールに固定されたリングギア35が同心状に設けられており、このスタータモータ34を用いてエンジンDEを再始動する場合には、このピニオンギア34bが所定の噛合位置に移動してリングギア35に噛合することにより、クランクシャフト15が回転駆動されるようになっている。
さらに、エンジンDEには、クランクシャフト15の回転角を検出する2つのクランク角センサSW5,SW6が設けられ、一方のクランク角センサSW5から出力される検出信号(パルス信号)に基づいてエンジン回転数が検出されるとともに、この両クランク角センサSW5,SW6から出力される位相のずれた検出信号に基づいてクランク角位置が検出されるようになっている。また、図示のようにエンジンDEの冷却水温度を検出する水温センサSW7と、車両のアクセルペダル36の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサSW8と、車両のブレーキペダル37の操作を検出するブレーキペダルセンサSW9とが設けられている。
加えて、図示のエンジンDEには、排気還流装置40が設けられている。この排気還流装置40は、排気マニホルドの集合部近傍に分岐接続されて、排気ガスの一部を排気通路30から吸気通路28に環流させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)通路41と、このEGR通路41の途中に設けられて前記還流される排気ガスの流れを絞るEGR弁42とを備えている。
−自動変速機−
次に図2を参照して、この実施形態に係る車両に搭載される自動変速機ATの全体構成を示す。この自動変速機ATは、主たる構成要素として、ロックアップ機構付きのトルクコンバータ50と、その出力を変速して車輪側に伝達する変速歯車機構60とを備えている。この変速歯車機構60は、図の例では第1、第2の2組の遊星歯車機構61,62を有し、その回転要素の回転を選択的に規制する摩擦締結要素として3組の湿式多板クラッチ63〜65と、2組の湿式多板ブレーキ66,67と、1組のワンウエイクラッチ68とを備えている。
前記トルクコンバータ50は、エンジンDEのクランクシャフト15に連結されたケース51内に固設されたポンプ52と、該ポンプ52に対向して配置され、該ポンプ52により作動油(ATF)を介して駆動されるタービン53と、該ポンプ52とタービン53との間に介設され、かつ変速機ケーシング70にワンウェイクラッチ54を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ55と、前記ケース51とタービン53との間に設けられ、該ケース51を介してエンジン出力軸1とタービン53とを直結するロックアップクラッチ56(直結クラッチ)とで構成されている。そして、前記タービン53の回転は、変速歯車機構60の入力軸69と一体のタービンシャフトに出力される。
前記トルクコンバ−タ50の反エンジン側、すなわちトルクコンバ−タ50及び変速歯車機構60の中間には、それらを変速機ケーシング70内で区画するように区画壁70aが設けられ、この区画壁70aに機械式のオイルポンプ57が配設されている。このオイルポンプ57はトルクコンバ−タ50のケース51に連結され、これを介してエンジンDEのクランクシャフト15により駆動される。また、図示は省略するが、前記機械式のオイルポンプ57とは別に、変速機ケーシング70の外壁に電動オイルポンプが組み付けられている。
前記変速歯車機構60の第1、第2遊星歯車機構61,62は、それぞれ、サンギヤ61a,62aと、これらのサンギヤ61a,62aに噛み合った複数のピニオン61b,62bと、これらのピニオン61b,62bを支持するピニオンキャリヤ61c,62cと、ピニオン61b,62bに噛み合ったインターナルギヤ61d,62dとを有する所謂シングルプラネタリギヤセットからなる。
そして、前記入力軸69と第1遊星歯車機構61のサンギヤ61aとの間にフォワードクラッチ63が、同じく入力軸69と第2遊星歯車機構62のサンギヤ62aとの間にリバースクラッチ64が、また、入力軸69と第2遊星歯車機構62のピニオンキャリア62cとの間に3−4クラッチ65がそれぞれ介設されているとともに、第2遊星歯車機構62のサンギヤ62aと変速機ケーシング70との間には該サンギヤ62aを固定する2−4ブレーキ66が配置されている。
また、前記第1遊星歯車機構61のインターナルギヤ61dと第2遊星歯車機構62のピニオンキャリヤ62cとが連結されて、これらと変速機ケーシング70との間にローリバースブレーキ67とワンウェイクラッチ68とが並列に配置されているとともに、第1遊星歯車機構61のピニオンキャリヤ61cと第2遊星歯車機構62のインターナルギヤ62dとが連結されていて、これらにカウンタードライブギヤ71が接続されている。
前記カウンタードライブギヤ71は、入力軸69と平行に配置されたカウンター軸72のドリブンギヤ73と噛み合うものであり、このカウンタードライブギヤ71の回転がカウンタードリブンギヤ73によりカウンター軸72に伝達され、このカウンター軸72上の出力ギヤ74とディファレンシャル75のリングギヤ76との噛み合いによって減速された後に、該ディファレンシャル75を介して左右の車軸77,77に伝達される。
そうして、前記変速歯車機構60においてクラッチやブレーキ63〜67を選択的に作動させて、動力の伝達系路を切り替えることにより、Dレンジ(前進用走行レンジ)における1〜4速と、Rレンジにおける後退速とが得られるようになっている。すなわち、図1に模式化して示すのみであるが、変速機ケーシング70には一体的に、前記クラッチやブレーキ63〜67への作動油圧の給排を行う油圧制御系78が配設されている。
具体的に各クラッチやブレーキ63〜67及びワンウェイクラッチ68の作動状態とギヤ段との関係をまとめると、図3に示すようになる。図において(○)はクラッチ等が係合される場合を示している。尚、Dレンジ1速の破線の(○)は、ローリバースブレーキ67がマニュアルモード或いはホールドモードでのみ係合されることを示している。
上述したエンジンDE及び自動変速機ATは、図1にのみ模式化して示すパワートレインコントロールモジュール100(以下、PCM)によって運転制御される。このPCM100は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成され、主に前記センサSW1〜SW9からの信号に基づいて種々の演算を行うことによりエンジンDEの運転状態を判定し、これに応じて燃料噴射弁19や動弁系の位相可変機構26A,27A、スロットル弁29、EGR弁42のアクチュエータ等へ制御信号を出力する。
また、エンジンDEの始動時にPCM100は、燃料噴射弁19やスタータモータ34へ制御信号を出力するとともに、必要に応じてグロープラグ18へも制御信号を出力する。すなわち、エンジンDEの冷間始動時にはグロープラグ18に通電して気筒14内を暖めることにより、気筒14の圧縮と併せて燃料(混合気)の自己着火を補助するようにしている。
さらに、PCM100は、図1に示すように、車両の走行速度(車速)として自動変速機ATの出力回転数を検出する車速センサSW10からの信号と、該自動変速機ATのタービン回転数を検出するタービン回転数センサSW11からの信号と、作動油の温度を検出する油温センサSW12からの信号と、乗員により選択されているレンジを検出するインヒビタスイッチSW13からの信号と、を少なくとも入力し、前記センサSW1〜SW9からの信号と併せて所定の演算を行って、アクセル開度や車速に応じて決定される目標変速段が達成されるように、自動変速機ATの油圧制御系78に制御信号を出力する。
(再始動時の制御手順)
この実施形態では、燃費の低減やCO2の排出抑制等を目的として、所定の自動停止条件が成立したときにエンジンDE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ればエンジンDEを再始動させるようにしている(いわゆるアイドルストップ)。すなわち、PCM100は、エンジンDEの自動停止条件の成立を判定すると、燃料噴射弁19による燃料の噴射を停止させて(燃料カット)、エンジンDEを停止させる。
その後、所定の再始動条件が成立すれば、PCM100は、スタータモータ34によりエンジンDEのクランキングを開始するとともに、各気筒14A〜14Dへの燃料供給を開始して、エンジンDEを再始動させる。このような自動停止後の再始動においては乗員のイグニッション操作に対応した通常の始動に比べて、よりスムーズに始動することが求められ、特に、車両の発進のためでなく、例えば車載バッテリの充電や空調装置の使用等々に対応してエンジンDEを再始動する場合は、できるだけ乗員の注意を喚起しないようにしたいという要求がある。
しかしながら、一般的にエンジンDEを車体に対し弾性支持するマウントには、アイドル回転数よりも低い周波数帯に共振点が存在する。このため、始動時にエンジン回転数が上昇して前記マウントの共振周波数帯に対応する所定の回転数範囲を通過するときには、エンジンDEの回転変動等が加振力となってマウントを共振させることになり、一時的にエンジンDEの振幅が大きくなって、乗員が違和感を覚える虞れがある。
これに対し、この実施形態では本発明の特徴部分として、自動停止後の再始動に際してエンジンDEが回転を開始し、その回転数が上昇して前記マウントの共振する範囲を通過するまでの間、自動変速機ATのロックアップクラッチ56を繋いで回転の慣性や抵抗を適度に増大させることにより、エンジンDEの回転変動をなますようにしたものである。
以下、この実施形態の車両における自動停止後のエンジンDEの再始動制御について、図4〜6を参照して具体的に説明する。図4、5は、制御の具体的な手順の一例を示すフローチャートであり、図6は、エンジン始動時のエンジン回転数Neの変化を示すタイミングチャートである。
−エンジンの制御−
まず、図4に示すエンジンDEの制御フローにおいては、自動停止制御ルーチンに続くステップS1でエンジンDEの自動停止が完了したかどうか判定する。自動停止制御ルーチンについて詳しい説明は省略するが、例えばブレーキペダル37の踏み操作や車速等についての所定の自動停止条件が成立したときに、エンジンDEを自動で停止させるものであり、燃料カットの後にエンジンDEは惰性で数回転した後に、いずれかの気筒14の圧縮反力によって僅かに逆転してから停止する。
そこで、前記ステップS1では、クランク角センサSW5,SW6からの信号等に基づいて、エンジンDEが完全に停止したかどうか判定し、完全に停止するまで待ってからステップS2に進んで、今度は所定の再始動条件が成立するまで待機する。そして、例えば、アクセルペダル36の踏み操作が行われたり、車載バッテリの残容量が少なくなってその充電が必要になったり、或いは空調装置のコンプレッサの作動が必要になったりしたときに、エンジンDEの再始動条件が成立したと判定する。
そうして再始動条件が成立してステップS2でYESと判定すると(図6の時刻t0)ステップS3に進んで、エンジン水温や前記自動停止からの経過時間に基づいて気筒14内の温度状態を推定する。例えば、予めエンジン水温とエンジン停止からの経過時間と気筒内温度との関係を調べてマップ化し、このマップをPCM100のメモリに電子的に格納しておけば、再始動時のエンジンDEの気筒内温度を推定することができる。
続いてステップS4において、圧縮行程の途中で停止している気筒14のピストン16が、再始動に好適な適正停止範囲にあるか否かを判定する。適正停止範囲は、基本的には圧縮上死点前120°CAから圧縮上死点前100°CAの範囲とし、気筒内温度が高いほど上死点側に補正する。そして、ピストン16が適正停止範囲内にあれば、ステップS5に進んでスタータモータ34を駆動する。これによりエンジンDEが回転を始め(図6の時刻t1)、圧縮行程にある気筒14内の空気が圧縮されてその温度が上昇する。そうして高温になったタイミングで気筒14内に燃料を噴射すると(ステップS6)、この燃料噴霧が瞬間的に気化して着火、燃焼する。
一方で、ピストン16が適正停止範囲内になければステップS7に進みスタータモータ34を駆動した後に、これにより回転を始めたエンジンDEの吸気行程にある気筒14が圧縮上死点を越えるのを待って(ステップS8でYES)、この気筒14が圧縮行程に移行した後に所定のタイミング(圧縮上死点近傍)で燃料を噴射する(ステップS9)。こうして噴射された燃料噴霧は前記と同様に瞬時に気化して着火、燃焼する。
そうして最初の気筒14の燃焼が行われれば以下、同様に、排気行程で停止していた気筒14、膨張行程で停止していた気筒14、…の順に燃焼が行われて、図6に示すようにエンジンDEの回転が立ち上がり、図4のフローのステップS10においてエンジン回転数が所定の始動完了回転数以上になったYES(完爆)と判定されれば、エンジンDEの通常制御ルーチンに移行して、始動制御を終了する。
前記図4のフローが全体として、所定の自動停止条件の成立に応じてエンジンDEを停止させる一方、その後、所定の再始動条件が成立すればエンジンDEを再始動させる、というエンジンDEのアイドルストップ制御の手順に対応しており、この手順を実行するPCM100によってエンジン制御手段が構成されている。
−変速機の制御−
次に、図5に示す変速機ATの制御フローについて説明すると、まず、ステップT1においては、前記図4のフローのステップS1と同じくエンジンDEの自動停止が完了したかどうか判定し、エンジンDEが完全に停止するまで待ってからステップT2に進んで、自動変速機ATのロックアップクラッチ56を締結させる。続いてステップT3ではフォワードクラッチ63をスリップ制御して(実際にスリップ状態にはならないが、それと同程度の油圧を供給する)、その後のエンジンDEの再始動まで待機する。
そして、図4のフローのステップS2のようにエンジンDEの再始動条件が成立して、図5のフローのステップT4にてYESと判定すると(図6の時刻t0)、ステップT5に進んで、今度はアクセルペダル36の踏み操作等から車両の発進要求の有無を判定し、発進要求があれば(NO)後述のステップT7に進む一方、発進要求がなければ(YES)ステップT6に進んで、上述の如く始動されるエンジンDEの回転数Neが設定回転数Ne1以上になったかどうか判定する。
この設定回転数Ne1は、エンジンDEのアイドル回転数未満であって、図示しないエンジンマウントの共振回転数よりも高い値に、例えば共振の起きる周波数帯に対応するエンジン回転数範囲の上限付近に、設定されている。そして、エンジン回転数Neが設定回転数Ne1未満であれば待機する一方、設定回転数Ne1以上になれば(図6の時刻t2)ステップT7に進んでロックアップクラッチ56を解放させ、続くステップT8でフォワードクラッチ63はスリップ制御のままとして、通常のアイドル時の制御に移行する(エンド)。
すなわち、前記図4のフローを参照して説明したようにエンジンDEが始動され、その回転数Neが零から始動完了回転数まで上昇する過程では、エンジンマウントの共振周波数帯に対応する回転数範囲を通過することになるので、これに対応して自動変速機ATのロックアップクラッチ56を締結させることにより、エンジンDEの回転慣性及び回転抵抗を増大させて、加振力となるエンジンDEの回転変動をなますようにしており、これによりマウントの共振による振幅の増大を抑制できる。
また、そうしてロックアップクラッチ56が締結されていることにより、エンジンDEの回転抵抗が大きくなりすぎては速やかな始動の妨げになるので、この実施形態では、制御性に優れたフォワードクラッチ63のスリップ制御によって、エンジンDEの回転抵抗を適度に増大させるようにしており、これによりスムーズで迅速な始動が可能になる。
そして、エンジン回転数Neが設定回転数Ne1以上になれば(図6の時刻t2)、マウントとの共振による悪影響が生じる虞れはないので、ロックアップクラッチ56は解放させて、エンジンDEからの出力がトルクコンバータ50を介して変速機ATに伝わるようにする。こうすれば、始動完了直前にエンジン回転が吹け上がっても乗員は車両の飛び出しを感じることはない。また、エンジンDEの始動後に予想される発進要求に応じて、車両を速やかに発進させることができる。
一方、前記ステップT5にてNO、即ち発進要求があると判定して進んだステップT9では、前記ステップT7と同じくロックアップクラッチ56を解放させる一方、続くステップT10においてフォワードクラッチ63は締結させる(図6には破線で示す)。すなわち、車両の発進要求があるときには、直ちにロックアップクラッチ56を解放させて、トルクコンバータ50によるトルク増幅作用を得るとともに、フォワードクラッチ63は締結させて、速やかな発進を可能とするのである。
尚、アクセル踏み操作に応じて、即ち車両の発進のためにエンジンDEが始動されるときには、マウントの共振によって一瞬、エンジンDEの振幅が大きくなっても、乗員が違和感を覚えることは少ない。
前記図5のフローのステップT2,T3が、再始動条件の成立に応じてエンジンDEの回転が開始してから、エンジン回転数Neが設定回転数Ne1に達するまでの間、自動変速機ATのロックアップクラッチ56を締結状態に、また、フォワードクラッチ63をスリップ状態に制御する第1工程に対応しており、この実施形態では、エンジンDEの自動停止後にロックアップクラッチ56を締結させるようにしている。
また、ステップT7は、エンジン回転数Neが前記設定回転数Ne1以上になればロックアップクラッチ56を解放させる第2工程に対応している。
さらに、ステップT5は、アクセル踏み操作がされているかどうか判定する第3工程に対応し、このステップT5においてNOと判定して進んだステップT9,T10は、ロックアップクラッチ56を解放させる一方、フォワードクラッチ63は締結させる第4工程に対応している。
そして、前記図5のフローを実行するPCM100により、再始動条件の成立に応じてエンジンDEの始動のための回転が開始されてから、エンジン回転数Neが設定回転数Ne1に達するまでの間、自動変速機ATのロックアップクラッチ56を締結状態に、また、フォワードクラッチ63をスリップ状態に制御する一方、エンジン回転数Neが前記設定回転数Ne1以上になればロックアップクラッチ56を解放させる、変速機制御手段が構成されている。
したがって、この実施形態に係る車両の制御方法等によると、エンジンDEを所定の状況で自動停止させ、その後、再始動させる場合に、零から立ち上がったエンジン回転数Neが設定回転数Ne1に達するまでの間、自動変速機ATのロックアップクラッチ56を締結させるとともに、フォワードクラッチ63はスリップ状態に制御することで、エンジンDEの回転慣性及び回転抵抗を適度に増大させることができる。これにより、エンジンDEの回転変動がなまされて、マウントの共振による振幅の増大が抑制され、乗員が違和感を覚えることがない。
しかも、一般的に制御応答性の高くないロックアップクラッチ56を、再始動条件の成立に応じて締結作動させるのではなく、エンジンDEの自動停止後にその後の再始動を予測して予め締結させておくことにより、前記の効果がより確実なものとなる。
また、この実施形態では、乗員のアクセル踏み操作に応じてエンジン再始動条件が成立したときには、ロックアップクラッチ56を解放させてトルクコンバータ50によるトルク増幅作用が得られるようにするとともに、フォワードクラッチ63は締結させることにより、車両を発進要求に応じて速やかに発進させることができる。
尚、前記の実施形態においては、再始動時に車両の発進要求がなければ、エンジン回転数Neが設定回転数Ne1に達するまでロックアップクラッチ56を締結させるようにしているが、図6に示すようにこの設定回転数Ne1は、エンジンDEが回転を開始してから1つ目と2つ目の気筒の圧縮上死点(TDC)を越えた後、3つ目の圧縮上死点(TDC)を迎える前のエンジン回転数となる。よって、設定回転数Ne1を例えば3つ目のTDCを迎える直前のエンジン回転数として設定することもできる。
また、前記の実施形態においてフォワードクラッチ63はは、エンジンDEの自動停止から再始動までスリップ制御することになるが、これに限らず、図6に仮想線で示すようにエンジンDEの自動停止後は一旦、解放させておき、再始動の際にスリップ状態に制御するようにしてもよい。こうすればより迅速にエンジンDEを始動できる。
また、車両が登坂路にあるときにはフォワードクラッチ63を締結させて、車両の万一の後退を阻止するようにしてもよいし、さらに、登坂路であっても車輪のブレーキ液圧が所定値以上であって、乗員のブレーキ操作が行われているか或いはヒルホルダーが作動していると考えられるときには、やはりフォワードクラッチ63をスリップ制御するようにしてもよい。
また、フォワードクラッチ63の代わりに例えば3−4クラッチ65をスリップ制御するようにしてもよいし、2−4ブレーキ66を利用することもできる。勿論、自動変速機ATは前進4段のものに限らず、5〜8段であってもよく、その場合には要するにトルクコンバータ50と直列に設けられ、好ましくは前進側の変速段を構成する摩擦締結要素が利用可能である。
さらに、本発明は、ディーゼルエンジンDEのように気筒14の圧縮によって燃料を自己着火させるエンジンに限らず、例えばガソリンエンジンや天然ガスエンジン、水素エンジンその他の代替燃料を用いる種々の内燃機関を搭載した車両に適用可能である。
本発明は、アイドルストップ等におけるエンジンの再始動をスムーズに行うことができるもので、例えば乗用車に好適である。
本発明に係る車両に搭載されたエンジンの概略構成図である。 同自動変速機の構成を示すスケルトン図である。 自動変速機のクラッチ等の係合状態と変速段との関係を示す図である。 再始動時のエンジン制御の手順を示すフローチャート図である。 エンジン再始動時の自動変速機の制御手順を示すフローチャート図である。 エンジン再始動時におけるクラッチの作動状態とエンジン回転数の変化とを対応づけて示すタイミングチャート図である。
符号の説明
DE ディーゼルエンジン(エンジン)
AT 自動変速機
50 トルクコンバータ(流体伝動装置)
56 ロックアップクラッチ(直結クラッチ)
63 フォワードクラッチ(摩擦締結要素)
100 PCM(エンジン制御手段、変速機制御手段)

Claims (9)

  1. 所定の自動停止条件の成立に応じてエンジンを停止させる一方、その後、所定の再始動条件が成立すればエンジンを再始動させる、車両の制御方法であって、
    エンジンに連結されている自動変速機には、直結クラッチ付きの流体伝動装置と、これに直列に接続されて所定の変速段を構成する摩擦締結要素と、が備えられ、
    前記再始動条件の成立に応じてエンジンが始動のための回転を開始してから、エンジン回転数が設定回転数に達するまでの間、前記直結クラッチを締結状態に、また、前記摩擦締結要素を解放状態若しくはスリップ状態のいずれかに制御する第1工程と、
    エンジン回転数が前記設定回転数以上になれば直結クラッチを解放させる第2工程と、を有し、
    前記設定回転数は、前記エンジンのアイドル回転数未満であって、エンジンマウントの共振する回転数よりも高い値に設定されていることを特徴とする、車両の制御方法。
  2. 第1工程では摩擦締結要素をスリップ状態に制御する、請求項1に記載の車両の制御方法。
  3. エンジンの自動停止後に、再始動条件が成立するまでの間、直結クラッチを締結状態に制御する、請求項1又は2のいずれかに記載の車両の制御方法。
  4. 設定回転数は、エンジンの始動のための回転が開始して1つ目と2つ目の気筒の圧縮上死点を越えた後、3つ目の圧縮上死点を迎える前のエンジン回転数に設定されている、請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両の制御方法。
  5. 第2工程においては、登坂路でなければ摩擦締結要素をスリップ状態に制御する一方、登坂路であれば摩擦締結要素を締結させる、請求項1〜のいずれか1つに記載の車両の制御方法。
  6. 第2工程において登坂路であっても車輪の制動液圧が所定値以上であれば、摩擦締結要素をスリップ状態に制御する、請求項に記載の車両の制御方法。
  7. 再始動条件の成立に応じて、アクセル踏み操作がされているかどうか判定する第3工程を有し、
    アクセル踏み操作がされていないと判定すれば第1工程を実行する、請求項1〜のいずれか1つに記載の車両の制御方法。
  8. 第3工程にてアクセル踏み操作がされていると判定すれば、直結クラッチを解放させる一方、摩擦締結要素は締結させる第4工程を有する、請求項に記載の車両の制御方法。
  9. 所定の自動停止条件の成立に応じてエンジンを停止させる一方、その後、所定の再始動条件が成立すればエンジンを再始動させる、エンジン制御手段を備えた車両の制御装置であって、
    エンジンに連結されている自動変速機には、直結クラッチ付きの流体伝動装置と、これに直列に接続されて所定の変速段を構成する摩擦締結要素と、が備えられており、
    前記再始動条件の成立に応じて、前記エンジン制御手段によりエンジンの始動のための回転が開始されてから、エンジン回転数が設定回転数に達するまでの間、前記直結クラッチを締結状態に、また、前記摩擦締結要素を解放状態若しくはスリップ状態のいずれかに制御する一方、エンジン回転数が前記設定回転数以上になれば直結クラッチを解放させる、変速機制御手段を備え
    前記設定回転数は、前記エンジンのアイドル回転数未満であって、エンジンマウントの共振する回転数よりも高い値に設定されていることを特徴とする車両の制御装置。
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