JP5320944B2

JP5320944B2 - 車両の制御装置及び制御方法

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Publication number: JP5320944B2
Application number: JP2008254113A
Authority: JP
Inventors: 匡宏名越
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP2010084609A

Description

本発明は、車両の停止時にエンジン停止条件が成立すればエンジンを自動的に停止させ、この後エンジン再始動条件が成立すればエンジンを自動的に再始動させる車両の制御装置及び制御方法に関するものである。

一般に、自動車の一時停止時においては、エンジンはアイドリング状態で回転しているが、かかるアイドリングは自動車の燃費性を低下させるとともに、地球温暖化の一因である二酸化炭素の排出量を増加させる。そこで、自動車の一時停止時ないしはアイドリング時においてエンジン停止条件が成立すればエンジンを自動的に停止させ、この後エンジン再始動条件が成立すればエンジンを自動的に再始動させるといった動作（以下「アイドルストップ」という。）を行うようにしたエンジンが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このようにアイドルストップを行うエンジンを再始動させる場合、エンジン回転の立ち上がり時には、エンジントルクないしはエンジン回転数が急上昇し、このように急上昇するエンジントルクの反力によりエンジンにローリング振動が生じ、ドライバが違和感をもつといった問題がある。そこで、例えば特許文献１に開示されたエンジンでは、アイドルストップ状態からの再始動時に、モータジェネレータを回生制御することによりエンジン出力軸の回転を抑制し、エンジン回転数の急上昇を防止するようにしている。
特開平９−７１１３８号公報（段落［００２４］、図１）

しかしながら、特許文献１に開示されたアイドルストップ状態からの再始動時のエンジントルクないしはエンジン回転数の抑制手法は、モータジェネレータを備えていない普通の自動車には用いることができないといった問題がある。また、再始動時のエンジン回転数の急上昇を有効に防止するには大型のモータジェネレータを必要とするといった問題もある。

また、アイドルストップ状態からエンジンを再始動させて車両を発進させる場合、エンジントルクないしはエンジン回転数の適切な上昇率は、路面の状況、例えば路面の勾配により異なる。しかしながら、特許文献１に開示されている従来のアイドルストップ制御では、路面の状況を何ら考慮していないので、エンジンの再始動ないしは車両の発進を円滑に行うことができないことがあるといった問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、アイドルストップエンジンにおけるアイドルストップ状態からのエンジン再始動時に、エンジン回転数ないしはエンジントルクの急上昇を有効に抑制又は防止して、エンジンにローリング振動が生じるのを有効に抑制又は防止することを可能にし、さらには路面の状況、とくに路面の勾配に応じて適切なエンジンの再始動ないしは車両の発進を行うことを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る車両の制御装置は、エンジンと、ロックアップクラッチを有する流体伝動装置と、自動変速機とを搭載している車両の停止時において自動変速機が動力の伝達が可能な状態にあるときに、所定のエンジン停止条件が成立すればエンジンを停止させる一方、所定のエンジン再始動条件が成立すればエンジンを再始動させる。この車両の制御装置は、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数の上昇時（立ち上がり時）におけるエンジン回転数上昇率を変更するエンジン回転数上昇率変更手段と、車両が停止している路面が登坂路であるか否かを判断する登坂判断手段とを備えている。ここで、エンジン回転数上昇率変更手段は、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率が一定値となるよう、制御前段はロックアップクラッチをスリップ締結する一方、制御後段はロックアップクラッチをスリップ締結するとともに点火進角をリタード制御し、さらに、車両が停止している路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べて、上記エンジン回転数上昇率を大きくする。

本発明に係る車両の制御装置は、ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段を備えているのが好ましい。この場合、エンジン回転数上昇率変更手段は、ブレーキ操作（ブレーキペダルの踏み込み）を解除したことによりエンジンを再始動させるときに（のみ）、路面が登坂路であるか否かに応じたエンジン回転数上昇率の変更を行うのが好ましい。

本発明に係る車両の制御装置は、車両が停止している路面の勾配を検出する勾配検出手段を備えているのが好ましい。この場合、エンジン回転数上昇率変更手段は、この路面の勾配が大きくなるほどエンジンの再始動時のエンジン回転数上昇率を大きくするのが好ましい。

本発明に係る車両の制御方法では、エンジンと、ロックアップクラッチを有する流体伝動装置と、自動変速機とを搭載している車両の停止時において自動変速機が動力の伝達が可能な状態にあるときに、所定のエンジン停止条件が成立すればエンジンを停止させる一方、所定のエンジン再始動条件が成立すればエンジンを再始動させるようにしている。そして、この車両の制御方法では、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数の上昇時（立ち上がり時）におけるエンジン回転数上昇率を変更するようにした上で、車両が停止している路面が登坂路であるか否かを判断し、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率が一定値となるよう、制御前段はロックアップクラッチをスリップ締結する一方、制御後段はロックアップクラッチをスリップ締結するとともに点火進角をリタード制御し、さらに、上記路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べて、上記エンジン回転数上昇率を大きくする。

本発明に係る車両の制御装置又は制御方法によれば、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数の上昇時におけるエンジン回転数上昇率を好ましく変更することができるので、アイドルストップ状態からのエンジン再始動時にエンジン回転の上昇率を低減することができる。したがって、アイドルストップ状態からのエンジン再始動時に、エンジントルクの反力に起因してエンジンにローリング振動が発生するのを有効に抑制又は防止することができる。

また、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率が一定値となるよう、制御前段はロックアップクラッチをスリップ締結する一方、制御後段はロックアップクラッチをスリップ締結するとともに点火進角をリタード制御し、さらに、車両が停止している路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べて、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率を大きくするので、登坂路でも車両の後退などといった不具合を生じるのを有効に防止することができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（本発明を実施するための最良の形態）を具体的に説明する。まず、図１を参照しつつ、本発明に係る自動車の動力伝達機構の概要を説明する。

図１に示すように、自動車Ｗ（車両）は、エンジン１と、ロックアップクラッチ２６を有するトルクコンバータ２０（流体伝動装置）と、多段変速式の自動変速機１０とを搭載している。この自動車Ｗにおいて、エンジン１の出力トルクは、エンジン出力軸２（クランクシャフト）を介してトルクコンバータ２０に入力される。そして、トルクコンバータ２０の出力トルクは、タービンシャフト２７を介して自動変速機１０に入力される。自動変速機１０の出力トルクは、中間伝動機構１４〜１６と差動装置６０のデフケース６４とを介して、左右の車軸６２、６３に伝達される。

この自動車Ｗでは、後で詳しく説明するように、自動車Ｗの停止時において自動変速機１０が動力の伝達が可能な状態にあるときに、エンジン停止条件が成立すればエンジン１を停止させる一方、エンジン再始動条件が成立すればエンジン１を再始動させるといったアイドルストップを行うようになっている。そして、エンジン１を再始動させる際には、エンジン回転の上昇（立ち上がり）時に、ロックアップクラッチ２６をスリップ締結することにより、エンジン回転の上昇率を抑制するようになっている。

自動変速機１０には、それぞれトルクコンバータ２０の出力トルクが入力される第１遊星歯車機構３０及び第２遊星歯車機構４０と、これらの遊星歯車機構３０、４０内での動力の伝達経路を切り換える複数の摩擦要素５１〜５５（クラッチ、ブレーキ等）及びワンウェイクラッチ５６とが設けられている。なお、以下では便宜上、エンジン出力軸２又はタービンシャフト２７の中心軸が伸びる方向に関してエンジン側（図１中では右側）を「右」といい、これと反対側を「左」という。

かくして、自動変速機１０においては、第１遊星歯車機構３０及び第２遊星歯車機構４０内での動力伝達経路を切り換えることにより、Ｄレンジの１〜４速と、Ｓレンジの１〜３速と、Ｌレンジの１〜２速と、Ｒレンジの後退速とを設定することができる。なお、トルクコンバータ２０の左側には、コンバータケース２１を介してエンジン出力軸２によって駆動されるオイルポンプ１２が配設されている。

第１遊星歯車機構３０には、サンギヤ３１と、サンギヤ３１と噛み合う複数のピニオン３２と、ピニオン３２を支持するピニオンキャリヤ３３と、ピニオン３２と噛み合うリングギヤ３４とが設けられている。他方、第２遊星歯車機構４０には、サンギヤ４１と、サンギヤ４１と噛み合う複数のピニオン４２と、ピニオン４２を支持するピニオンキャリヤ４３と、ピニオン４２と噛み合うリングギヤ４４とが設けられている。

トルクコンバータ２０のトルク出力軸であるタービンシャフト２７と、第１遊星歯車機構３０のサンギヤ３１との間（動力の伝達経路に関して）には、フォワードクラッチ５１が介設されている。タービンシャフト２７と、第２遊星歯車機構４０のサンギヤ４１との間には、リバークラッチ５２が介設されている。タービンシャフト２７と、第２遊星歯車機構４０のピニオンキャリヤ４３との間には、３−４クラッチ５３が介設されている。また、第２遊星歯車機構４０のサンギヤ４１を固定することができる２−４ブレーキ５４が設けられている。

第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３４と第２遊星歯車機構４０のピニオンキャリヤ４３とは固定的に連結され、これらと変速機ケース１１との間に、ローリバースブレーキ５５とワンウェイクラッチ５６とが並列に配設されている。また、第１遊星歯車機構３０のピニオンキャリヤ３３と第２遊星歯車機構４０のリングギヤ４４とは固定的に連結され、これらは出力ギヤ１３に連結されている。出力ギヤ１３は、中間伝動機構を構成するアイドルシャフト１６上の第１中間ギヤ１４と噛み合っている。また、アイドルシャフト１６上の第２中間ギヤ１５は、差動装置６０の入力ギヤ６１と噛み合っている。かくして、出力ギヤ１３のトルクが、差動装置６０のデフケース６４を介して、左右の車軸６２、６３に伝達される。

表１に、各摩擦要素５１〜５５及びワンウェイラッチ５６の作動状態と変速段との関係を示す。

〔表１〕
表１各摩擦要素の作動状態と変速段との関係

(○)はＬレンジのみで作動

以下、図２及び図３を参照しつつ、ロックアップクラッチ２６を有するトルクコンバータ２０の具体的な構造及び機能を説明する。なお、以下では便宜上、図２中の位置関係において、エンジン出力軸２又はタービンシャフト２７の中心軸の伸びる方向に関して、エンジン側（図２中では右側）を「右」といい、これと反対側を「左」という。

図２及び図３に示すように、トルクコンバータ２０は、エンジン出力軸２に連結されたコンバータケース２１に固定されたポンプ２２と、ポンプ２２に対向して配置され該ポンプ２２により作動油を介して駆動されるタービン２３と、タービン２３とポンプ２２との間において変速機ケース１１にワンウェイクラッチ２４を介して支持されトルクを増大させるステータ２５と、コンバータケース２１とタービン２３との間に設けられコンバータケース２１を介してエンジン出力軸２とタービン２３とを直結させるロックアップクラッチ２６とを有している。タービン２３のボス２３ａはタービンシャフト２７にスプライン結合され、これによりタービン２３の出力トルクがタービンシャフト２７を介して両遊星歯車機構３０、４０側に伝達される。

ロックアップクラッチ２６は、コンバータケース２１の平面部２１ａに対向して配置されたクラッチピストン２６ｐを有している。ロックアップクラッチ２６は、ピストン２６ｐの左側に位置する締結室２６ａ内に供給される作動油圧によって平面部２１ａに締結される。このとき、エンジン出力軸２とタービンシャフト２７とが直結する。また、ロックアップクラッチ２６は、ピストン２６ｐの右側に位置する解放室２６ｂ内に供給される作動油圧によって解放される。そして、ロックアップクラッチ２６は、解放室２６ｂ内に供給される作動油圧を調整することによってスリップ状態に制御される。なお、ロックアップクラッチ２６は、解放室２６ｂ内を減圧することにより締結される減圧タイプのものであってもよい。また、締結室２６ａを加圧することにより締結される加圧タイプのものであってもよい。

トルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２６への作動油ないしは作動油圧の給排は、油圧制御回路１００によって制御される。この油圧制御回路１００には、ロックアップクラッチ２６のスリップ状態を制御する制御手段としてデューティソレノイドバルブ１２３とロックアップコントロールバルブ１０６（シフトバルブ）とが配設されている。ロックアップコントロールバルブ１０６には、デューティソレノイドバルブ１２３で調整された制御圧を供給する制御圧ライン７３のほかに、パイロット圧を供給するパイロット圧ライン７４と、一定圧に調整されたコンバータ圧を供給するコンバータ圧ライン７５と、ロックアップクラッチ２６の締結室２６ａに通じる締結圧ライン７６と、ロックアップクラッチ２６の解放室２６ｂに通じる解放圧ライン７７とが接続されている。なお、ロックアップコントロールバルブ１０６へは、メインポンプ２又は電動ポンプ１７１から作動油ないしは作動油圧が供給される。

パイロット圧ライン７４からロックアップコントロールバルブ１０６にパイロット圧が供給されると、図２にその状態が示されているように、ロックアップコントロールバルブ１０６のスプール１０６ａがスプリング１０６ｂの付勢力に抗して左側に位置し、締結圧ライン７６がコンバータ圧ライン７５と連通し、解放圧ライン７７が制御圧ライン７３と連通する。この場合、コンバータ圧は締結用油圧として用いられ、制御圧は解放用油圧として用いられる。

この状態で、デューティソレノイドバルブ１２３に印加するデューティ比（１つのオン−オフ周期におけるオン時間の比率）を大きくしてゆくと、制御圧（解放用油圧）ＰＬＵが小さくなってゆく。その結果、ロックアップクラッチ２６の締結力が次第に大きくなってゆき、最終的にはロックアップクラッチ２６が完全に締結され、トルクコンバータ２０はロックアップ状態となる。一方、デューティ比を小さくしてゆくと、制御圧ＰＬＵが大きくなってゆく。その結果、ロックアップクラッチ２６の締結力が次第に小さくなってゆき、最終的にはロックアップクラッチ２６が完全に解放され、トルクコンバータ２０はコンバータ状態となる。そして、ロックアップ状態とコンバータ状態との間でデューティ比を制御することにより、制御圧ＰＬＵ、ひいてはロックアップクラッチ２６の締結力が調整され、ロックアップクラッチ２６が半締結され、トルクコンバータ２０はスリップ状態となる。

油圧制御回路１００には、作動油ないしは作動油圧の供給源として、エンジン出力軸２により駆動されるオイルポンプ１２と、ポンプモータ１７２により駆動される電動ポンプ１７１とが設けられている。電動ポンプ１７１及びポンプモータ１７２は、変速機ケース１１の外壁に組み付けられている。電動ポンプ１７１は、オイルポンプ１２と同様に、オイルパン１７０内に貯留された作動油を吸い込んで、導入油路１７３及び逆止弁１７４を介して、ロックアップコントロールバルブ１０６等に供給する。

なお、詳しくは図示していないが、油圧制御回路１００は、第１オン・オフソレノイドバルブ（第１ＳＶ）１１１、第２オン・オフソレノイドバルブ（第２ＳＶ）１１２、第１〜第３デューティソレノイドバルブ（第１〜第３ＤＳＶ）１２１〜１２３、リニアソレノイドバルブ（ＬＳＶ）１３１等を有し、これらのバルブの作動状態を切り換えることにより、自動変速機１０の変速段（レンジ）を切り換える（図４参照）。

表２に、第１、第２ＳＶ１１１、１１２及び第１〜第３ＤＳＶ１２１〜１２３の各変速段ごとの作動状態の組合せ(ソレノイドパターン)を示す。なお、表２において「○」は、第１、第２ＳＶ１１１、１１２及び第１〜第３ＤＳＶ１２１〜１２３が上流側（オイルポンプ１２側ないしは電動ポンプ１７１側）の油路と下流側（摩擦要素５１〜５５側）の油路とを連通させていることを示し、「×」は、上流側の油路を遮断して下流側の油路をドレンさせていることを示す。

〔表２〕
表２ソレノイドバルブの作動状態と変速段との関係

以下、自動車Ｗの制御システムを説明する。自動車Ｗには、ロックアップクラッチ２６の制御と自動変速機１０の変速制御とを併せて行うとともに、アイドルストップ制御を行うコントロールユニット２００が設けられている。このコントロールユニット２００は、コンピュータ又はマイクロコンピュータを備えた自動車Ｗないしはそのパワープラントの総合的な制御装置であって、プログラムに従って演算等の処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を有しプログラム及びデータを格納するメモリと、エンジン制御ユニット１００への電気信号の入出力経路となる入出力バス（Ｉ／Ｏバス）とを備えている。

図４に示すように、コントロールユニット２００には、車速センサ２０１によって検出される車速と、スロットル開度センサ２０２によって検出されるスロットル開度と、シフト位置センサ２０３によって検出されるシフト位置（レンジ）と、エンジン回転センサ２０４によって検出されるエンジン回転数（回転速度）と、タービン回転センサ２０５によって検出されるトルクコンバータ２０ないしはタービンシャフト２７の回転数（回転速度）と、油温センサ２０６によって検出される作動油の温度と、アクセルペダルを踏み込んでいないときにオンとなるアイドルスイッチ２０７の出力信号と、ブレーキペダルの踏み込みでオンとなるブレーキスイッチ２０８の出力信号と、水温センサ２０９によって検出されるエンジン１の冷却水の温度と、ブレーキペダル（図示せず）とマスタシリンダ（図示せず）との間に介設されたブレーキブースタ（図示せず）に導入されるブレーキブースタ負圧を検出するブースタ負圧センサ２１０の出力信号と、ブレーキペダルの操作量（非踏み込み位置からの踏み込み量）を検出するブレーキストロークセンサ２１１の出力信号と、勾配センサ２１２によって検出される自動車Ｗが走行又は停止している路面の勾配とが、それぞれ制御情報として入力される。

かくして、コントロールユニット２００は、各センサないしはスイッチ２０１〜２１２から入力された信号が示す自動車の運転状態と、予め設定されたロックアップマップとに基づいて、トルクコンバータ２０をコンバータ状態、ロックアップ状態又はスリップ状態のどの状態にすべきかを判定し、その判定した状態が得られるよう、ロックアップクラッチ制御用のデューティソレノイドバルブ１２３に制御信号を出力する。

ロックアップマップは、車速、エンジン１のスロットル開度等の、自動車Ｗの運転状態に応じて設定されている。なお、かかるロックアップマップでは、例えば、高負荷・低車速領域は、コンバータ状態を実現すべきコンバータ領域とされ、トルクの増大が図られるようになっている。低負荷・高車速領域は、ロックアップ状態を実現すべきロックアップ領域とされ、燃費の向上が図られるようになっている。低負荷・低車速領域は、スリップ状態を実現すべきスリップ領域とされ、燃費性の向上とショックの吸収との両立が図られるになっている。

また、コントロールユニット２００は、各センサないしはスイッチ２０１〜２１２から入力された信号が示す自動車の運転状態と、予め設定された変速マップとに基づいて、油圧制御回路１００の第１、第２ＳＶ１１１、１１２と、第１〜第３ＤＳＶ１２１〜１２３と、ＬＳＶ１３１とを駆動して自動変速機１０の変速制御を行うとともに、その際の電動ポンプ１７１ないしはポンプモータ１７２の駆動制御を行う。なお、かかる変速制御は当業者にはよく知られており、またかかる変速制御は本願発明の要旨とするところでもないので、その詳しい説明は省略する。

以下、コントロールユニット２００によって実行される本発明に係るアイドルストップ制御の制御手順を説明する。コントロールユニット２００は、入力された各種制御情報に基づいて、エンジン１の燃料噴射弁３、点火プラグ４、スタータモータ５等を制御することにより、アイドルストップ制御を行う。まず、本発明に係るアイドルストップ制御の概要を説明する。

コントロールユニット２００は、自動車Ｗの停止時において自動変速機１０が動力の伝達が可能な状態にあるときに、エンジン停止条件が成立すればエンジン１を停止させる一方、エンジン再始動条件が成立すればエンジン１を再始動させる。エンジン１を再始動させる際には、エンジン回転数の上昇時（立ち上がり時）にロックアップクラッチ２６をスリップ締結又はスリップ制御することによりエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率を制御する。

また、コントロールユニット２００は、自動車Ｗが停止している路面が登坂路であるか否かに応じて、あるいは路面の勾配に応じて、エンジン１の再始動時におけるエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率を制御する。具体的には、路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べてエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率を大きくし、あるいは路面の勾配が大きくなるほどエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率を大きくする。なお、路面が登坂路であるか否か、あるいは路面の勾配に応じたエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率の制御は、ブレーキスイッチ２０８がオフとなったことによりエンジン１を再始動させるときにのみ行う。

以下、図５及び図６に示すフローチャートを参照しつつ、コントロールユニット２００によって実行される本発明に係るアイドルストップ制御の制御手順を説明する。
図５に示すように、このアイドルストップ制御では、まずステップＳ１で前記の各種制御信号を制御情報として読み込む。続いて、ステップＳ２で、エンジン１がすでにアイドルストップ中であるか否かを判定する。

ステップＳ２で、エンジン１がアイドルストップ中でないと判定した場合は（ＮＯ）、ステップＳ３でエンジン停止条件が成立しているか否かを判定する。このアイドルストップ制御では、下記の個別条件がすべて充足されたときにエンジン停止条件が成立したものと判定するようにしている。なお、このエンジン停止条件は単なる例示であり、本発明に係るアイドルストップ制御におけるエンジン停止条件がこれに限定されるものでないことはもちろんである。例えば、下記の個別条件のいずれかを削除してもよく、またその他の個別条件を付加的に追加してもよい。

＜エンジン停止条件＞
（１）自動変速機１０がＤレンジである。
（２）アクセル開度又はスロットル開度が０である。
（３）ブレーキスイッチ２０８がオンである。
（４）車速が０である。
（５）バッテリ充電量（ＳＯＣ）が設定値を超えている。
（６）エアコンのコンプレッサがオフである。

ステップＳ３で、エンジン停止条件が成立していないと判定した場合（ＮＯ）、すなわち上記個別条件のうちの１つでも充足されていない場合は、アイドルストップを実行することができないので、以下の全ステップをスキップして、ステップＳ１に復帰する（リターン）。他方、ステップＳ３でエンジン停止条件が成立していると判定した場合（ＹＥＳ）、すなわち上記個別条件がすべて充足されている場合は、ステップＳ４でアイドルストップを実行する。すなわち、燃料噴射弁３からの燃料噴射を停止させるとともに、点火プラグ４による火花放電を停止させ、エンジン１を停止させる。

前記のステップＳ２でエンジン１がアイドルストップ中であると判定した場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ５でエンジン再始動条件が成立しているか否かを判定する。このアイドルストップ制御では、下記の個別条件のうちの少なくとも１つが充足されたときにエンジン再始動条件が成立したものと判定するようにしている。なお、このエンジン再始動条件は単なる例示であり、本発明に係るアイドルストップ制御におけるエンジン再始動条件がこれに限定されるものでないことはもちろんである。例えば、下記の個別条件のいずれかを削除しても、またその他の個別条件を選択的に追加してもよい

＜エンジン再始動条件＞
（１）アクセル開度又はスロットル開度が０でない。
（２）ブレーキスイッチ２０８がオフである。
（３）バッテリ充電量（ＳＯＣ）が設定値以下である。
（４）エアコンのコンプレッサがオンである。

ステップＳ５でエンジン再始動条件が成立していると判定した場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ６で、燃料噴射弁３からの燃料噴射を再開させるとともに、点火プラグ４による火花放電を再開させてエンジン１を再始動させ、かつステップＳ７で、アイドルストップ制御のためのロックアップクラッチ２６のスリップ制御（以下、単に「スリップ制御」という。）を行う。ここで、ステップＳ６とステップＳ７は並行して実行する。この後、ステップＳ１に復帰する（リターン）。なお、ステップＳ５でエンジン再始動条件が成立していないと判定した場合は（ＮＯ）、エンジン１を再始動させる必要はないので、ステップＳ１に復帰する（リターン）。

ステップＳ７で実行される、アイドルストップ制御のためのスリップ制御は、図６に示す制御手順で行われる。
図６に示すように、このスリップ制御では、まずステップＳ１１で、各種センサないしはスイッチ２０１〜２１２からの入力信号により、自動車Ｗの各種状態量を検出する。続いて、ステップＳ１２で実スリップ量ＳＬＵを算出する。なお、実スリップ量ＳＬＵは、ロックアップクラッチ２６の入力回転数（すなわちエンジン回転数Ｎｅ）から、ロックアップクラッチ２６の出力回転数（すなわちタービンシャフト２７の回転数Ｎｔ）を減じた値である。

次に、ステップＳ１３で、ブレーキスイッチ２０８がオフであるか否かを判定する。ここで、ブレーキスイッチ２０８がオフであると判定した場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１４で、路面の勾配に応じて目標スリップ量ＳＬＵｏを設定する。この場合、エンジン１は、ドライバがブレーキペダルから足を離したことに起因して再始動されている。したがって、基本的には自動車Ｗはブレーキがかかっていない状態にあるので、路面が登坂路である場合、エンジン１の出力トルクが小さければ、自動車Ｗが後退するおそれがある。そこで、このような後退を防止するために、路面の勾配が大きいほどエンジン１の再始動時にけるエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率の目標値（図８参照）が大きくなるように目標スリップ量ＳＬＵｏを設定する。

他方、ステップＳ１３で、ブレーキスイッチ２０８がオンであると判定した場合は（ＮＯ）、ステップＳ１５で、路面の勾配に関係なく目標スリップ量ＳＬＵｏを設定する。この場合、自動車Ｗはブレーキがかかっている状態にあるので、路面が登坂路であっても自動車Ｗが後退するおそれはない。そこで、路面の勾配を考慮することなく、平地用の通常のエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率となるように目標スリップ量ＳＬＵｏを設定する。

ステップＳ１４又はステップＳ１５で目標スリップ量ＳＬＵｏを設定した後、ステップＳ１６で、実スリップ量ＳＬＵが目標スリップ量ＳＬＵｏより大きいか否かを判定する。ステップＳ１６で実スリップ量ＳＬＵが目標スリップ量ＳＬＵｏより大きいと判定した場合（ＹＥＳ）、すなわちエンジン１の再始動時のエンジントルク上昇率又はエンジン回転数が目標値（図８参照）より高い場合は、ステップＳ１７で、ロックアップクラッチ２６が締結される方向に制御圧（解放用油圧）ＰＬＵを変更（減少）する。すなわち、ロックアップクラッチ２６からエンジン出力軸２に作用する抵抗（回転抑制力）を大きくして、エンジン１の再始動時におけるエンジントルク上昇率又はエンジン回転数が目標値に近づくようにする。

他方、ステップＳ１６で実スリップ量ＳＬＵが目標スリップ量ＳＬＵｏ以下であると判定した場合（ＮＯ）、すなわちエンジン１の再始動時のエンジントルク上昇率又はエンジン回転数が目標値より低い場合は、ステップＳ１８で、ロックアップクラッチ２６が解放される方向に制御圧（解放用油圧）ＰＬＵを変更（増大）する。すなわち、ロックアップクラッチ２６からエンジン出力軸２に作用する抵抗（回転抑制力）を小さくして、エンジン１の再始動時におけるエンジントルク上昇率又はエンジン回転数が目標値に近づくようにする。

このように、図６に示すアイドルストップ制御のためのスリップ制御は、基本的には、時系列的に実スリップ量ＳＬＵを目標スリップ量ＳＬＵｏに追従させるフィードバック制御である。しかしながら、このスリップ制御を、実験データに基づいて予め設定された時系列的な設定値でもってフィードフォワード制御により行ってもよい。また、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを組み合わせた組み合わせ制御によりスリップ制御を行ってもよい。なお、前回又は過去のエンジン１の再始動におけるエンジン回転の上昇時の履歴に基づいてロックアップクラッチ２６の締結力を補正制御ないしは学習制御し、ロックアップクラッチ２６ないしは油圧制御回路１００の個々のばらつきや経年変化に対応するようにしてもよい。

ところで、このアイドルストップ制御において、エンジン１を再始動させる際には、エンジン出力軸２の回転数がある程度上昇するまでは、エンジン駆動軸２によって駆動されるオイルポンプ１２は、ロックアップクラッチ２６に十分な作動油圧を供給することができない。そこで、このアイドルストップ制御では、ステップＳ７でスリップ制御を行うときには、ポンプモータ１７２によって駆動される電動ポンプ１７２によりロックアップクラッチ２６に作動油圧を供給するようにしている。

しかしながら、スリップ制御においてロックアップクラッチ２６に作動油ないしは作動油圧を供給する手段は電動ポンプ１７２に限定されるわけではなく、補助的に作動油ないしは作動油圧を供給できればどのようなものでもよい。例えば、作動油ないしは作動油圧を蓄えるアキュームレータを油圧制御回路１００に設け、このアキュームレータからロックアップクラッチ２６に作動油ないしは作動油圧を供給するようにしてもよい。なお、アキュームレータは、エンジン１の稼働時にオイルポンプ１２が吐出する作動油ないしは作動油圧を蓄えておき、エンジン１の停止時には、蓄えている作動油ないしは作動油圧をロックアップクラッチ２６等に供給することができる。とくに、自動車Ｗに電動ポンプ１７１が設けられていない場合は、このようなアキュームレータを設けることにより、本発明に係るアイドルストップ制御を支障なく行うことができる。

前記のステップＳ６におけるエンジン１の再始動は、スタータモータ５に通電してエンジン１をクランキングすることにより行うことができる（以下、このエンジン１の再始動を「スタータ再始動」という。）。また、エンジン１の再始動は、スタータモータ５を使用することなく、停止状態で膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し、この燃料を着火・燃焼させることにより行うことができる（以下、このエンジン１の再始動を「自己再始動」という。）。

以下、図７（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、自己再始動の実行手順を説明する。すなわち、第１〜第４気筒７Ａ〜７Ｄを有するエンジン１を自己再始動させる場合、例えば図７（ａ）に示すように、ピストンが圧縮行程の途中で停止している第１気筒７Ａで最初の燃焼を行わせてピストンを押し下げることにより、エンジン出力軸２を少しだけ逆転させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、膨張行程にある第２気筒７Ｂのピストンを上昇させて、第２気筒７Ｂ内の混合気を圧縮する。そして、このように圧縮されて温度及び圧力が上昇した第２気筒７Ｂ内の混合気に点火して燃焼させることにより、エンジン出力軸２に正転方向のトルクを与えて、エンジン１を再始動させる。

前記のとおり、アイドルストップ制御では、スタータ再始動及び自己再始動のいずれをも用いることができるが、スタータ再始動の場合は、エンジン１の回転がスタータモータ５の駆動力に引きずられる傾向がある。したがって、エンジン１の再始動に並行してロックアップクラッチ２６のスリップ制御を行う場合は、自己再始動を用いる方が、スリップ制御が容易であるので、やや好ましい。なお、自動車Ｗないしはエンジン１の運転状態に応じて、スタータ再始動と自己再始動とを使い分けてもよい。

このアイドルストップ制御において、スリップ制御によるエンジン回転の上昇率の抑制にあわせて点火進角をリタードさせ、ロックアップクラッチ２６の負荷を軽減するようにしてもよい。ただし、スリップ制御の前段ではエンジン回転が安定していないので、このような点火進角のリタードはスリップ制御の後段（例えば、スリップ制御期間の後側の１／３ないし１／２の期間）で行うのが好ましい。とくに、アイドルストップ制御に自己再始動を用いる場合、アイドルストップ制御の前段で点火進角のリタードを行うと、エンジン１が再始動中にストール（エンスト）するおそれがある。

図８に、図５及び図６に示すアイドルストップ制御でアイドルストップ中にブレーキペダルが非踏み込み状態（オフ）となり、ブレーキスイッチ２０８がオフとなってエンジン１が再始動される場合における、エンジントルク又はエンジン回転数（グラフＧ１〜Ｇ３）と、目標低減トルク（グラフＧ４）と、ブレーキペダルのオン・オフ状態（グラフＧ５）と、ブレーキ油圧（グラフＧ６）と、スリップ制御のオン・オフ（グラフＧ７）とについて、これらの時間に対する変化特性の一例を示す。図８に示す例では、時刻ｔ１でブレーキスイッチ２０８がオフとなってエンジン再始動条件が成立している。そして、スリップ制御は、時刻ｔ１で開始され、時刻ｔ２で終了している。なお、エンジン１は、時刻ｔ２以降はアイドル運転を行っている。

図８において、グラフＧ１は、単純にエンジン１を再始動させた場合に発生すると予測されるエンジントルク（又はエンジン回転数）、すなわちスリップ制御を行わない場合のエンジントルク（以下「予測トルク」という。）の経時変化を示している。グラフＧ２は、スリップ制御におけるエンジントルク（又はエンジン回転数）の好ましい上昇特性、すなわち目標トルクを示している。また、グラフＧ３は、上記目標トルクに追従するようフィードバック制御でスリップ制御を行ったときの実際のエンジントルクの経時変化を示している。

目標トルク又は目標回転数（グラフＧ２）の時間に対する勾配α、すなわちエンジン１の再始動時におけるエンジントルク上昇率又はエンジン回転数上昇率は、前記のとおり自動車Ｗが停止している路面の勾配に応じて好ましく設定される。

グラフＧ４は、予測トルクと目標トルクの差、すなわちスリップ制御によりエンジン出力軸２から除去ないしは低減すべきエンジントルク（目標低減トルク）を示している。スリップ制御をフィードフォワード制御で行う場合は、実験データ等に基づいて、グラフＧ４に相当するエンジントルクを除去ないしは低減することができるように、ロックアップクラッチ２６に供給される作動油圧を制御すればよい。

かくして、本発明に係るアイドルストップ制御によれば、エンジン１を再始動させる際のエンジン回転数の上昇時におけるエンジン回転数上昇率を好ましく変更することができるので、エンジン再始動時にエンジン回転数の上昇率を低減することができる。したがって、アイドルストップ状態からのエンジン１の再始動時に、エンジントルクの反力に起因してエンジン１にローリング振動が発生するのを有効に抑制又は防止することができる。また、自動車Ｗが停止している路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べて、エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率を大きくするので、登坂路でも自動車Ｗの後退などといった不具合を生じるのを有効に防止することができる。

前記のとおり、この実施の形態では、自動車Ｗはトルクコンバータ２０と多段式の自動変速機１０とを備えている。しかしながら、本発明はこの種の自動車Ｗに限定されるものではない。本発明は、トルクコンバータ２０に代えて、ロックアップクラッチを有するその他の流体電動装置、例えばフルードカップリング（流体継ぎ手）等を備えた自動車にも適用することができる。また、多段式の自動変速機１０に代えて、例えばベルト式又はトロイダル式の無段変速機（ＣＶＴ）を備えた自動車にも適用することができる。

また、前記のとおり、この実施の形態では、ロックアップクラッチ２６をフィードバック制御もしくはフィードフォワード制御又はこれらの組み合わせ制御によるスリップ制御でロックアップクラッチ２６をスリップ締結させ、エンジン再始動時のエンジントルクないしはエンジン回転数の急上昇を抑制又は防止している。しかしながら、ロックアップクラッチ２６をスリップ締結させる手法は、このようなスリップ制御に限定されるわけではない。ロックアップクラッチ２６をスリップ締結させることができれば、どのような手法を用いてもよい。

例えば、非常に短い時間（ないしはほぼ一瞬）、ロックアップクラッチ２６の締結室２６ａに最大の作動油圧を供給してロックアップクラッチ２６をロックアップ状態にし、エンジン再始動時のエンジントルクないしはエンジン回転数の急上昇を抑制又は防止するようにしてもよい。この場合、ロックアップの時間が短いので、ロックアップクラッチ２６はスリップする。なお、この場合、路面の勾配に応じて最大の作動油圧を供給する時間を変更すればよい。

本発明の実施の形態に係る自動車の動力伝達機構の構成を模式的に示すスケルトン図である。図１に示す自動車のトルクコンバータ及びその制御用油圧回路の側面断面図である。図１に示す自動車のトルクコンバータ及び自動変速機のための油圧制御回路を示す図である。コントロールユニットの構成を示すブロック図である。アイドルストップ制御の制御手順を示すフローチャートである。ロックアップクラッチのスリップ制御の制御手順を示すフローチャートである。（ａ）、（ｂ）は、停止状態で膨張行程にある気筒内に燃料を噴射供給して点火・燃焼させることによりエンジンの再始動を行う場合のエンジンの状態を示す図である。本発明に係るアイドルストップ制御におけるエンジン再始動時の自動車の状態の経時変化を示す図である。

符号の説明

Ｗ自動車、１エンジン、２エンジン出力軸、３燃料噴射弁、４点火プラグ、５スタータモータ、７Ａ〜７Ｄ第１〜第４気筒、１０自動変速機、２０トルクコンバータ、２２ポンプ、２３タービン、２５ステータ、２６ロックアップクラッチ、２７タービンシャフト、３０第１遊星歯車機構、４０第２遊星歯車機構、１００油圧制御回路、２００コントロールユニット、２１２勾配センサ。

Claims

エンジンと、ロックアップクラッチを有する流体伝動装置と、自動変速機とを搭載している車両の停止時において上記自動変速機が動力の伝達が可能な状態にあるときに、所定のエンジン停止条件が成立すれば上記エンジンを停止させる一方、所定のエンジン再始動条件が成立すれば上記エンジンを再始動させる車両の制御装置であって、
上記エンジンを再始動させる際のエンジン回転数の上昇時におけるエンジン回転数上昇率を変更するエンジン回転数上昇率変更手段と、
上記車両が停止している路面が登坂路であるか否かを判断する登坂判断手段とを備えていて、
上記エンジン回転数上昇率変更手段は、上記エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率が一定値となるよう、制御前段は上記ロックアップクラッチをスリップ締結する一方、制御後段は上記ロックアップクラッチをスリップ締結するとともに点火進角をリタード制御し、さらに、上記路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べて、上記エンジン回転数上昇率を大きくすることを特徴とする車両の制御装置。
ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段を備えていて、
上記エンジン回転数上昇率変更手段は、ブレーキ操作を解除したことにより上記エンジンを再始動させるときに、上記路面が登坂路であるか否かに応じた上記エンジン回転数上昇率の変更を行うことを特徴とする、請求項１に記載の車両の制御装置。
上記路面の勾配を検出する勾配検出手段を備えていて、
上記エンジン回転数上昇率変更手段は、上記勾配が大きくなるほど上記エンジンの再始動時のエンジン回転数上昇率を大きくすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
エンジンと、ロックアップクラッチを有する流体伝動装置と、自動変速機とを搭載している車両の停止時において上記自動変速機が動力の伝達が可能な状態にあるときに、所定のエンジン停止条件が成立すれば上記エンジンを停止させる一方、所定のエンジン再始動条件が成立すれば上記エンジンを再始動させる車両の制御方法であって、
上記エンジンを再始動させる際のエンジン回転数の上昇時におけるエンジン回転数上昇率を変更するようにした上で、
上記車両が停止している路面が登坂路であるか否かを判断し、
上記エンジンを再始動させる際のエンジン回転数上昇率が一定値となるよう、制御前段は上記ロックアップクラッチをスリップ締結する一方、制御後段は上記ロックアップクラッチをスリップ締結するとともに点火進角をリタード制御し、さらに、上記路面が登坂路であるときには非登坂路であるときに比べて、上記エンジン回転数上昇率を大きくすることを特徴とする車両の制御方法。