JPWO2013140847A1 - エンジン自動停止車両及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
エンジン自動停止車両は、バリエータと、前後進切換機構と、車両の低速走行時または停止時において停止条件が成立するとエンジンを停止すると共に、後進レンジの切換えを含む再始動条件が成立するとエンジンを再始動するコントローラと、を備える。コントローラは、後進レンジへの切換えにより再始動条件が成立してエンジンを再始動させる場合、他の要件により再始動条件が成立した場合の再始動より、エンジンへの燃料噴射の開始時期を遅らせる。
Description
本発明は、エンジン自動停止車両及びその制御方法に関する。
JP10−77937Aは、エンジン及び自動変速機を搭載するアイドルストップ車両を開示している。この車両は、アイドルストップ中にシフトレバーが後進レンジに切り替えられた時、エンジンを再始動する。
上記従来の技術を、ベルト式無段変速機を搭載した車両に適用した場合、後進レンジの選択に基づくエンジンの再始動時にショックが発生する。
ベルト式無段変速機のベルトは、リング状のベルトを径方向に多数積層した積層リングと、積層リングに係合されると共に同積層リングの周方向に沿って多数配設された板状小片のエレメントと、から構成される。ベルトは、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの各シーブ面とエレメントの両側部とを接触させることにより両プーリ間で回転駆動力を伝達する。
プーリ及びベルトが回転するとベルトの張力の変化によってエレメント間に隙間が生じる。この隙間はベルトの周方向に沿って一様に生じるのではなく、回転方向に応じて局所的に生じる。エレメント間の隙間は車両が停止してベルトの回転が停止した場合、そのまま残存する。その後、車両の再発進時に、ベルトが停止前の回転方向とは逆方向に回転した場合、上記隙間を詰める方向に力が作用する。この再発進時の入力トルクが大きい場合、上記隙間が短時間で詰まるのでエレメント間が衝突してショックが生じる。
例えば、車両が前進走行レンジで走行している状態から停止してエンジンが自動停止した場合であって、運転者の操作によって走行レンジが前進走行レンジ(Dレンジ)から後進走行レンジ(Rレンジ)に切り替えられたことによりエンジンが再始動した場合、車両の停車前後でプーリの回転方向が反対となる。さらに、エンジン再始動時の出力トルクは大きいので、停車前に生じていたエレメント間の隙間が一度に詰まり、エレメント間の衝突によりショックが生じる可能性がある。
この発明の目的は、エンジン自動停止状態から後進走行のためにエンジンが再始動する場合に生じるショックを抑制することである。
本発明のある態様によれば、燃料噴射装置を備えたエンジンと、板状小片のエレメントを金属リングの周方向に沿って積層して形成されたベルトとプーリとから成りエンジンの回転を無段階に変速して駆動輪に伝達するバリエータと、エンジンとバリエータとの間に配設され前後進レンジの切換えに応じてバリエータへの入力回転を逆転する前後進切換機構と、車両の低速走行時または停止時において停止条件が成立するとエンジンを停止すると共に、後進レンジの切換えを含む再始動条件が成立するとエンジンを再始動する車両制御手段と、を備えるエンジン自動停止車両であって、車両制御手段は、後進レンジへの切換えにより再始動条件が成立してエンジンを再始動させる場合、他の要件により再始動条件が成立した場合の再始動より、エンジンへの燃料噴射の開始時期を遅らせるエンジン自動停止車両が提供される。
また、本発明の別の態様によれば、燃料噴射装置を備えたエンジンと、板状小片のエレメントを金属リングの周方向に沿って積層して形成されたベルトとプーリとから成りエンジンの回転を無段階に変速して駆動輪に伝達するバリエータと、エンジンとバリエータとの間に配設され前後進レンジの切換えに応じてバリエータへの入力回転を逆転する前後進切換機構と、を備えるエンジン自動停止車両の制御方法であって、車両の低速走行時または停止時において停止条件が成立するとエンジンを停止すると共に、後進レンジの切換えを含む再始動条件が成立するとエンジンを再始動する車両制御手順を含み、車両制御手順は、後進レンジへの切換えにより再始動条件が成立してエンジンを再始動させる場合、他の要件により再始動条件が成立した場合の再始動より、エンジンへの燃料噴射の開始時期を遅らせるエンジン自動停止車両の制御方法が提供される。
これらの態様によれば、エンジンの自動停止中に後進走行レンジが選択されたことでエンジンの再始動が行われる際に、エンジンの燃料噴射の開始時期を遅らせるので、ベルトが逆回転することによって発生するガタが詰まる際にベルトに入力されるエンジントルクを低く抑えることができる。よって、エンジン再始動時に生じるショックを抑制することができる。
本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転速度を当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値である。
図1は、本実施形態に係るエンジン自動停止車両100を示す概略構成図である。この車両100は、駆動源としてエンジン1を備え、エンジン1の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ2、前後進切換機構3、無段変速機4、歯車組5、及びディファレンシャルギヤ装置6を介して車輪に伝達される。
無段変速機4は、プライマリプーリ41と、セカンダリプーリ42と、両プーリ41、42の間に掛け回されるベルト43とを備えるベルト式無段変速機である。プーリ41、42は、それぞれ固定円錐板41a、42aと、この固定円錐板41a、42aに対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板41a、42aとの間にV溝を形成する可動円錐板41b、42bと、この可動円錐板41b、42bの背面に設けられて可動円錐板41b、42bを軸方向に変位させる油圧シリンダ41c、42cとを備える。
ベルト43は、リング状のベルトを径方向に多数積層した積層リング431と、積層リング431に係合されると共に同積層リングの周方向に沿って多数配設された板状小片のエレメント432と、から構成される。油圧シリンダ41c、42cに供給される油圧を調整すると、V溝の幅が変化してベルト43と各プーリ41、42との接触半径が変化し、無段変速機4の変速比が無段階に変化する。
前後進切換機構3は、ダブルピニオン遊星歯車組31を主たる構成要素とする。前後進切換機構3のサンギヤは、トルクコンバータ2を介してエンジン1に連結され、キャリアはプライマリプーリ41に連結される。前後進切換機構3は更に、ダブルピニオン遊星歯車組31のサンギヤ及びキャリア間を直結する前進クラッチ32と、リングギヤを固定する後進ブレーキ33とを備える。
Dレンジ等の前進走行レンジ(以下、「Dレンジ」という)が選択された場合、前進クラッチ32が締結し、エンジン1からトルクコンバータ2を経由した入力回転がプライマリプーリ41に伝達される。Rレンジ等の後進走行レンジ(以下「Rレンジ」という)が選択された場合、後進ブレーキ33が締結し、エンジン1からトルクコンバータ2を経由した入力回転が逆転してプライマリプーリ41へ伝達される。
車両100はさらに、エンジン1の回転が入力されエンジン1の動力の一部を利用して駆動されるメカオイルポンプ10mと、バッテリ12から電力供給を受けて駆動される電動オイルポンプ10eとを備える。電動オイルポンプ10eは、オイルポンプ本体と、これを回転駆動する電気モータ及びモータドライバとで構成され、運転負荷を任意の負荷に、あるいは、多段階に制御することができる。
車両100はさらに、メカオイルポンプ10mあるいは電動オイルポンプ10eからの油圧(以下、「ライン圧PL」という。)を調圧して無段変速機4の各部位に供給する油圧制御回路8と、メカオイルポンプ10mから吐出された作動油圧が電動オイルポンプ10e側へと逆流することを阻止する逆止弁11と、を備える。メカオイルポンプ10mから吐出された作動油圧は逆止弁11を閉塞する方向に付勢し、作動油圧は油圧制御回路8へと供給される。電動オイルポンプ10eから吐出された作動油圧は逆止弁11を介して油圧制御回路8に供給される。
コントローラ7は、エンジン1及び無段変速機4を統合的に制御するコントローラである。コントローラ7には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ51の出力信号、無段変速機4の入力回転速度(=プライマリプーリ41の回転速度、以下、「プライマリ回転速度Npri」という。)を検出するプライマリ回転センサ52の出力信号、車速VSPを検出する車速センサ53の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ54の出力信号、ブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ55の出力信号等が入力される。
油圧制御回路8は、コントローラ7からの信号に応じて、プライマリプーリ圧Ppri、セカンダリプーリ圧Psec、前進クラッチ7b、及び後進ブレーキ7cの締結油圧を制御する。
油圧制御回路8は複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路8は、コントローラ7からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにメカオイルポンプ10m又は電動オイルポンプ10eで発生した油圧から必要な油圧を調整し、これを無段変速機4及び前後進切換機構3の各部位に供給する。これにより、無段変速機4の変速比が変更されるとともに、前後進切換機構3の締結状態が変更されて無段変速機4の入力軸であるプライマリプーリ41の回転方向が変更される。
ここで、メカオイルポンプ10m及び電動オイルポンプ10eの作動について説明する。
メカオイルポンプ10mは、エンジン1の動力の一部を利用して駆動されるので、エンジン1が停止している間は油圧を油圧制御回路8へ供給することができなくなる。そこで、エンジン停止中における油圧を確保するため、エンジン1が停止している間は電動オイルポンプ10eを駆動させる。
なお、ここでいう「エンジン1が停止している間」は、車両100が駐車状態(キーオフ)である場合は含まず、車両100が運転状態(エンジン始動後、キーオンされている状態)であって(車速=0を含む)エンジン1が停止している状態を意味する。また、「エンジン1が停止」はエンジン1の回転が必ずしも完全に停止していることを要件とせず、メカオイルポンプ10mだけでは必要油圧を確保できなくなるような極低回転速度も含む。
すなわち、電動オイルポンプ10eが作動する場合は、エンジン1がアイドルストップ制御又はコーストストップ制御によって停止している場合、すなわち、エンジン1がアイドルストップ状態又はコーストストップ状態にある場合である。
以下、アイドルストップ制御及びコーストストップ制御について説明する。
アイドルストップ制御は、停車中にエンジン1を自動的に停止(アイドルストップ)させて燃料消費量を抑制する制御である。
アイドルストップを実行するにあたり、コントローラ7は、例えば、以下に示す条件a1〜a7を判定する。
a1:車両100が停車中(VSP=0)
a2:ブレーキペダルが踏み込まれている(ブレーキ液圧が所定値以上)
a3:アクセルペダルから足が離されている(アクセル開度APO=0)
a4:エンジン1の水温が所定範囲Xe内
a5:無段変速機4の油温が所定範囲Xt内
a6:車体の傾斜(≒路面勾配)が所定値以下
a7:走行レンジがRレンジでない
a1:車両100が停車中(VSP=0)
a2:ブレーキペダルが踏み込まれている(ブレーキ液圧が所定値以上)
a3:アクセルペダルから足が離されている(アクセル開度APO=0)
a4:エンジン1の水温が所定範囲Xe内
a5:無段変速機4の油温が所定範囲Xt内
a6:車体の傾斜(≒路面勾配)が所定値以下
a7:走行レンジがRレンジでない
そして、コントローラ7は、これらの条件a1〜a7が全て成立した場合にアイドルストップ条件成立と判定してアイドルストップを許可し、燃料噴射をカットしてエンジン1を停止させる。
エンジン1の水温の所定範囲Xeは、下限値がエンジン1の暖機が完了していると判断される温度に設定され、上限値がエンジン1のアフターアイドルが必要な高温域の下限に設定される。
また、アイドルストップ中は電動オイルポンプ10eで発生させた油圧で無段変速機4の油圧シリンダ41c、42cや前後進切換機構3の摩擦締結要素32、33を、締結又はピストンをストロークさせておくことで、エンジン1の再始動時における動力伝達可能となるまでに要する時間を短縮する。したがって、無段変速機4の油温の所定範囲Xtは、作動油の粘度を考慮して電動オイルポンプ10eが正常に回転できる温度範囲に設定される。
また、コントローラ7は、アイドルストップ中も上記条件a1〜a7がそれぞれ継続して成立しているかを判定し、一つでも成立しなくなるとアイドルストップ条件非成立と判定し、アイドルストップを終了、すなわち、エンジン1を再始動する。
一方、コーストストップ制御は、車両100がコースト状態であって、例えば、ロックアップクラッチが解放されている場合にエンジン1を停止させる制御である。
コースト状態では、燃料消費量を抑制する目的で燃料噴射がカットされるが、エンジン1は駆動輪によって連れ回されて回転しているので、メカオイルポンプ10mは駆動され必要油圧を確保することができる。しかし、車速がある程度低下するとトルクコンバータ2のロックアップクラッチが解放され、これによりエンジン1の回転速度が低下するので通常はエンジンストールを回避するために燃料噴射が再開される。一方、本来燃料噴射を再開していた領域において燃料噴射をカットしてエンジン1を停止させる制御がコーストストップ制御である。
コーストストップ制御中は燃料噴射がカットされ、かつロックアップクラッチが解放されているので、エンジン1の回転速度は極低回転速度であり、これにより、メカオイルポンプ10mの回転はほぼ停止している。そこで、必要油圧を確保するため、コーストストップ制御時に電動オイルポンプ10eが駆動される。
コーストストップ状態を判定するために、コントローラ7は、例えば、以下に示す条件b1〜b4を判定する。
b1:車両100が走行中(VSP≠0)
b2:車速が所定車速VSP1以下である(VSP≦VSP1)
b3:アクセルペダルから足が離されている(アクセル開度APO=0)
b4:ブレーキペダルが踏み込まれている(ブレーキ液圧が所定値以上)
b1:車両100が走行中(VSP≠0)
b2:車速が所定車速VSP1以下である(VSP≦VSP1)
b3:アクセルペダルから足が離されている(アクセル開度APO=0)
b4:ブレーキペダルが踏み込まれている(ブレーキ液圧が所定値以上)
なお、所定車速VSP1は、コースト状態においてロックアップクラッチを解除させる車速以下であってゼロより大きい値に設定される。
そして、コントローラ7は、これらの条件b1〜b4が全て成立した場合にコーストストップ条件成立と判定してコーストストップを許可し、燃料噴射をカットしてエンジン1を停止させる。
また、コントローラ7は、コーストストップ中も上記条件b1〜b4がそれぞれ継続して成立しているかを判定し、一つでも成立しなくなるとコーストストップ条件非成立と判定し、コーストストップを終了、すなわち、エンジン1を再始動する。なお、コーストストップを終了する条件は上記条件b1〜b4に限られない。
アイドルストップ制御及びコーストストップ制御は以上のように行われ、いずれか一方が実行されている場合にエンジン1は停止中であると判断して電動オイルポンプ10eを駆動させる。なお、上記条件から明らかなように、コーストストップ状態のまま車両100が停止すると、そのままアイドルストップ状態へと移行するが、この場合エンジン1は停止したまま、すなわち電動オイルポンプ10eは駆動状態のまま、コーストストップ制御からアイドルストップ制御へと移行する。
以下、上述のアイドルストップ条件a1〜a7のうち、条件a7(走行レンジがRレンジでない)が非成立となってエンジン1が再始動する場合について説明する。
車両100がDレンジで走行している状態から停車して、アイドルストップ制御によってエンジン1が自動停止中に、運転者がセレクトレバーを操作してRレンジが選択された場合、アイドルストップ条件が非成立となってエンジン1が再始動される。エンジン1の再始動によってエンジン1の出力トルクが無段変速機4に伝達されるとショックが発生する。
図2A、図2Bは、無段変速機4のベルト43の回転方向が変化する場合におけるショックの発生について説明した図である。プーリ41、42の回転に伴ってベルト43が回転するとベルト43の張力の変化によってエレメント432間に隙間が生じる。図2Aに示すように、ベルト43の周方向に沿って特に、セカンダリプーリ42からプライマリプーリ41へと至る区間のセカンダリプーリ42側において、エレメント432間の隙間が顕著になる。この時、プライマリプーリ41からセカンダリプーリ42へと至る区間ではベルト43にたわみが生じる。
エレメント432間の隙間及びたわみは車両100が停止してベルト43の回転が停止した場合、そのまま残存し、車両100の再発進時に停止前の回転方向とは逆方向に回転した場合、上記隙間を詰める方向に力が作用する。図2Bに示すように、エンジントルクが入力されてプライマリプーリ41に逆回転方向にトルクが作用すると、図2Aの状態で生じたたわみが解消される分だけプライマリプーリ41が回転する。プライマリプーリ41の回転によって、エレメント432間の隙間が勢いよく詰められ、エレメント432同士が衝突してショックが生じる。再発進時の入力トルクが大きいほど、隙間が短時間で詰まるのでショックがさらに大きくなる。
車両100がDレンジで走行している状態から停止してエンジン1が自動停止した後、再度Dレンジのままで再発進する場合は、ベルト43の回転方向が同一方向であるのでショックは生じない。しかし、車両100の停止前後で進行方向が逆になる場合、つまり(Dレンジで停車)→(アイドルストップ)→(Rレンジ選択)となった場合、ショックが発生する。なお、Rレンジが選択されている場合はアイドルストップ条件が成立しないので、(Rレンジで停車)→(アイドリング)→(Dレンジ選択)の場合はショックは問題とならない。
図3は、(Dレンジで停車)→(アイドルストップ)→(Rレンジ選択)の場合について説明したタイムチャートである。図3は、図中上から順に、走行レンジ、アイドルストップ判定、エンジン回転速度、後進ブレーキ圧、及びプライマリプーリ回転速度、を示している。
車両100がDレンジで走行している状態から停車してアイドルストップ制御によってエンジン1の自動停止中、時刻t1において、Rレンジが選択されると、アイドルストップ条件が非成立となる。これにより、後進ブレーキ33へ油圧を供給して後進ブレーキ圧を増大させる。
さらに時刻t2において、アイドルストップ判定がアイドルストップ以外と判定して、エンジン1のクランキング及び燃料噴射を開始する。これにより、エンジン1が始動してエンジン回転速度が急激に上昇する。
後進ブレーキ圧が上昇して後進ブレーキ33がトルク伝達可能な状態でエンジン1が始動するので、エンジン1の回転が前後進切換機構3において逆転してプライマリプーリ41に伝達される。プライマリプーリ41はエレメント432間の隙間が詰まる分だけ回転し、プライマリプーリ41の回転に伴ってベルト43も回転し、時刻t3において、停車前に生じていたエレメント432間の隙間が急激に詰まってショックが生じる。
以上のように、エンジン1が少なくとも燃焼を開始した状態でエレメント432間の隙間が詰まり、この時生じるショックはエンジントルクに比例するので、大きなショックにより運転者に不快感を与える可能性がある。
そこで、本実施形態では前述のショックを抑制するため、以下のように制御している。図4はコントローラ7が実行する制御の内容を示したフローチャートである。
ステップS1においてコントローラ7は、アイドルストップ中であるか否かを判定する。アイドルストップ中であると判定されると処理がステップS2へ進み、アイドルストップ中でないと判定されると処理が終了する。
ステップS2においてコントローラ7は、Rレンジが選択されたか否かを判定する。Rレンジが選択されたと判定されると処理がステップS3へ進み、Rレンジ以外であると判定されると処理が終了する。
ステップS3においてコントローラ7は、後進ブレーキ圧を増大させるように油圧制御回路8へ指示する。油圧制御回路8は後進ブレーキ33に対して作動油圧を供給し、後進ブレーキ圧を増大させる。
ステップS4においてコントローラ7は、後進ブレーキ圧がリターン棚圧以上であるか否かを判定する。後進ブレーキ圧がリターン棚圧以上であると判定されると処理がステップS5へ進み、リターン棚圧未満であると判定されると処理がステップS3へ戻る。つまり、ステップS3、S4においてコントローラ7は、後進ブレーキ圧がリターン棚圧以上となるまで後進ブレーキ圧を増大させる。リターン棚圧は、後進ブレーキ33の伝達可能トルク(締結容量)がゼロであるが、係合直前状態となる油圧値であり、後進ブレーキ33の仕様に応じて予め設定されている。
ステップS5においてコントローラ7は、エンジン1のクランキングを開始する。エンジン1のクランキング中も後進ブレーキ圧は増大していき、エンジン1の回転速度がプライマリプーリ41へ徐々に伝達される。
ステップS6においてコントローラ7は、タイマをカウントアップする。タイマは、エンジン1のクランキングを開始してからの経過時間を計測するためにカウントされる。
ステップS7においてコントローラ7は、アクセルペダルの踏み込みがあるか否かを判定する。アクセルペダルの踏み込みがある(APO≠0)と判定されると処理がステップS8へ進み、アクセルペダルの踏み込みがない(APO=0)と判定されると処理がステップS11へ進む。本ステップではコントローラ7は、運転者の加速意図があるか否かを判定している。コントローラ7は、後述するステップS11〜S14ではエンジン1の燃料噴射の開始時期を遅らせるように制御しているが、運転者の加速意図がある場合には加速を優先させるため処理を以下のステップS8へと進める。
ステップS8においてコントローラ7は、後進ブレーキを解放するように油圧制御回路8へ指示する。油圧制御回路8は後進ブレーキ33への油圧の供給を停止し、作動油圧がゼロとなるように油圧を解放する。
ステップS9においてコントローラ7は、エンジン1の燃料噴射を開始する。エンジン1はクランキング中であるので、燃料噴射によりエンジン1が燃焼を開始して始動する。
ステップS10においてコントローラ7は、後進ブレーキ33をスリップ締結させるように油圧制御回路8に指示する。スリップ締結とは、後進ブレーキ圧を徐々に増大させていき、後進ブレーキ33の入力側と出力側との回転速度差を徐々に低下させていくことを意味する。スリップ締結によって後進ブレーキ33の締結容量はゼロから完全締結となるまで徐々に上昇していく。これにより、エンジン始動時に出力されるトルクが直接プライマリプーリ41に伝達されることが防止され、エンジン始動後のスリップ締結中にエレメント432間の隙間が詰まることになると共に動力伝達がなされるので車両の加速性も確保できる。
一方、ステップS7においてアクセル踏み込みがないと判定された場合、ステップS11においてコントローラ7は、プライマリプーリ41の回転量がガタ詰め回転量以上であるか否かを判定する。ガタ詰め回転量以上であると判定されると処理がステップS12へ進み、ガタ詰め回転量未満であると判定されると処理がS14へ進む。ガタ詰め回転量は、エンジン1のクランキング時のトルクによってエレメント432間の隙間が詰まったと判断できる程度の微小な回転量であり、予め設定される。
ステップS12においてコントローラ7は、タイマ値を学習する。タイマ値は、ステップS6において処理の度にカウントアップされた値の累積値である。よって、タイマ値は、エンジン1のクランキングが開始されてからプライマリプーリ41の回転量がガタ詰め回転量以上となるまでの経過時間を示す。タイマ値を学習するとは、後述するステップS14において用いるガタ詰め時間を本ステップ実行時のタイマ値に置換することを意味する。
ステップS13においてコントローラ7は、エンジン1の燃料噴射を開始する。エンジン1はクランキング中であるので、燃料噴射によりエンジン1が燃焼を開始して始動する。この場合、ステップS11の判定によってエレメント432間の隙間は詰まったと判断されているので、エンジン1を始動させてもショックは生じない。
一方、ステップS11においてプライマリプーリ41の回転量がガタ詰め回転量未満であると判定された場合、ステップS14においてコントローラ7は、タイマ値がガタ詰め時間以上であるか否かを判定する。タイマ値がガタ詰め時間以上であると判定されると処理がステップS13へ進み、ガタ詰め時間未満であると判定されると処理がステップS6へ戻る。
ガタ詰め時間は、仮にエレメント432間の隙間が詰まったと判断できる程度のプライマリプーリ41の回転量が検出されなかった場合でも、既に隙間は詰まったと十分に判断できる程度の時間であり、ステップS12において学習された値である。本ステップでは、エレメント432間の隙間は詰まったと判断されているので、後のステップS13において燃料噴射を開始してエンジン1を始動させてもショックは生じない。
なお、ガタ詰め時間は、油温に応じて変化させてもよい。この場合、例えばガタ詰め時間は、油温が高いほど短くなるように設定される。油温が高いほど作動油の粘度が低くなり後進ブレーキ33への供給がより迅速に行われるからである。また、学習された値を油温に応じて油温が高いほど短くなるように補正してもよい。
以上の処理をまとめると、コントローラ7は、アイドルストップ制御中にRレンジが選択されたことによりエンジン1を再始動させる場合、エレメント432の隙間が詰まったと判定できてから燃料噴射を開始する。エレメント432の隙間が詰まったと判定する前に動力要求があった場合には、コントローラ7は後進ブレーキ33を一旦解放してから燃料噴射を開始し、その後、後進ブレーキ33をスリップ締結させる。
次に、本実施形態の作用について図5〜図7を参照しながら説明する。図5〜図7は、本実施形態の作用を示すタイムチャートである。図5は図4のステップS11でプライマリ回転量がガタ詰め回転量以上であると判定された場合を示し、図6は図4のステップS14でタイマ値がガタ詰め時間以上であると判定された場合を示し、図7は図4のステップS7でアクセル踏み込みがあると判定された場合を示す。
図5は、図中上から順に、走行レンジ、アイドルストップ判定、エンジン回転速度、後進ブレーキ圧、プライマリ回転速度、及び燃料噴射許可判定、を示している。
車両100がDレンジで走行している状態から停車して、アイドルストップ制御によってエンジン1の自動停止中、時刻t1において、Rレンジが選択されると、アイドルストップ条件が非成立となる。これにより、後進ブレーキ33へ油圧を供給して後進ブレーキ圧を増大させる。
時刻t2において、後進ブレーキ圧がリターン棚圧以上となると、時刻t3において、エンジン1のクランキングを開始する。エンジン1の回転速度は、エンジン1のクランキングに応じて変動しながら上昇する。
時刻t4において、プライマリ回転量がガタ詰め回転量以上であると判定されると、燃料噴射が許可され燃料噴射が開始される。これにより、エンジン1の燃焼が開始して再始動が完了する。
これにより、時刻t3においてエンジン1のクランキングが開始されてから、時刻t4においてプライマリ回転量がガタ詰め回転量以上であると判定されるまで、エンジン1の燃料噴射を遅らせることができる。よって、エレメント432間の隙間が詰まる際のエンジントルクはクランキングトルクのみであるので、エンジン1の燃焼による大きなトルクがプライマリプーリ41に伝達されることによるショックの発生を抑制することができる。
図6は、図中上から順に、走行レンジ、アイドルストップ判定、エンジン回転速度、後進ブレーキ圧、プライマリ回転速度、タイマ、及び燃料噴射許可判定、を示している。
車両100がDレンジで走行している状態から停車して、アイドルストップ制御によってエンジン1の自動停止中、時刻t1において、Rレンジが選択されると、アイドルストップ条件が非成立となる。これにより、後進ブレーキ33へ油圧を供給して後進ブレーキ圧を増大させる。
時刻t2において、後進ブレーキ圧がリターン棚圧以上となると、時刻t3において、エンジン1のクランキングを開始する。エンジン1の回転速度は、エンジン1のクランキングに応じて変動しながら上昇する。
その後、プライマリ回転量がガタ詰め回転量以上であると判定されることなく、時刻t4において、タイマ値がガタ詰め時間以上となると、燃料噴射が許可され燃料噴射が開始される。これにより、エンジン1の燃焼が開始して再始動が完了する。
これにより、時刻t3においてエンジン1のクランキングが開始されてから、時刻t4においてタイマ値がガタ詰め時間以上であると判定されるまで、エンジン1の燃料噴射を遅らせることができる。よって、エレメント432間の隙間が詰まる際のエンジントルクはクランキングトルクのみであるので、エンジン1の燃焼による大きなトルクがプライマリプーリ41に伝達されることによるショックの発生を抑制することができる。また、ガタ詰め時間は処理が繰り返されるごとに学習されるので、燃料噴射を開始する時期が遅くなりすぎて動力要求が満たされるまでに要する時間が長くなることを防止することができる。
図7は、図中上から順に、走行レンジ、アクセル開度、アイドルストップ判定、エンジン回転速度、後進ブレーキ圧、及び燃料噴射許可判定、を示している。
車両100がDレンジで走行している状態から停車して、アイドルストップ制御によってエンジン1の自動停止中、時刻t1において、Rレンジが選択されると、アイドルストップ条件が非成立となる。これにより、後進ブレーキ33へ油圧を供給して後進ブレーキ圧を増大させる。
時刻t2において、後進ブレーキ圧がリターン棚圧以上となると、時刻t3において、アイドルストップ判定がアイドルストップではないと判定して、エンジン1のクランキングを開始する。エンジン1の回転速度は、エンジン1のクランキングに応じて変動しながら上昇する。
時刻t4において、アクセルペダルが踏み込まれ、アクセル踏み込みありと判定されると、後進ブレーキ圧を一旦解放する。それと同時に、燃料噴射が許可され燃料噴射が開始される。さらに、後進ブレーキ33をスリップ締結させるように後進ブレーキ圧を増大させる。
これにより、エンジン1の燃焼が開始して再始動が完了するとともに、エンジン1の回転トルクは後進ブレーキ33においてスリップしながら徐々にプライマリプーリ41へと伝達される。この時、エレメント432間の隙間は後進ブレーキ圧の増大に応じて徐々に詰められるので、ショックを抑制することができる。
これにより、エンジン1のクランキングを開始してから燃料噴射を許可するまでの間に、運転者がアクセルペダルを踏み込んで動力要求が出された場合には、その時点で燃料噴射を開始してショックの抑制より動力要求の実現を優先する。しかし、この場合でもショックの発生を低く抑えるために後進ブレーキ33をスリップ締結させる。
以上のように本実施形態では、アイドルストップ中にRレンジが選択されたことによるエンジン1の再始動が行われる際に、エンジン1の燃料噴射の開始時期を遅らせるので、ベルト43が逆回転することによって発生するエレメント432間の隙間(ガタ)が詰まる状況においてベルト43に入力されるエンジントルクを低く抑えることができる。つまり、この時プライマリプーリ41に入力されるトルクはエンジン1のクランキングトルクのみであるので、エンジン1の燃焼による大きなトルクがプライマリプーリ41に伝達されることによるショックの発生を抑制することができる。
さらに、エンジン1のクランキングを開始してからプライマリプーリ41の回転量がガタ詰め回転量以上であると判定された場合に、エンジン1の燃料噴射が開始されるので、エレメント432間の隙間が詰まる際のエンジントルクを低く抑えることができる。隙間が詰まる際のエンジントルクはクランキングトルクのみとなるので、エンジン1の燃焼による大きなトルクがプライマリプーリ41に伝達されることによるショックの発生を抑制することができる。
さらに、エンジン1のクランキングを開始してからガタ詰め時間が経過した場合に、エンジン1の燃料噴射が開始されるので、エレメント432間の隙間が詰まる際のエンジントルクを低く抑えることができる。隙間が詰まる際のエンジントルクはクランキングトルクのみであるので、エンジン1の燃焼による大きなトルクがプライマリプーリ41に伝達されることによるショックの発生を抑制することができる。
さらに、ガタ詰め時間は処理が繰り返されるごとに学習されるので、エレメント432間の隙間が詰まったことをより精度よく判定することができ、ショックの発生をより確実に抑制することができる。また、燃料噴射を開始する時期が遅くなりすぎて動力要求が満たされるまでに要する時間が長くなることを防止することができる。
さらに、ガタ詰め時間は作動油の温度が高いほど短く設定されるので、作動油の温度による粘性の変化に応じて適切なガタ詰め時間を設定することができ、ショックの発生をより確実に抑制することができる。
さらに、エンジン1のクランキングを開始してから燃料噴射を許可するまでの間に、アクセルペダルの踏み込みがあると判定された場合にはエンジン1の燃料噴射を開始するので、運転者がアクセルペダルを踏み込んで動力要求が出された場合には、その時点で燃料噴射を開始して運転者の動力要求を満たすことができる。よって、エンジン1の出力が遅れることによって運転者に不快感を与えることを防止することができる。
さらに、アクセルペダルの踏み込みがあると判定された場合には、後進ブレーキ33への供給圧を一旦解放してからスリップ締結するので、運転者の動力要求を優先する場合であってもショックの発生を抑えることができる。特に、アクセルペダルの踏み込みがあると判定された場合に、後進ブレーキ33が締結状態から締結容量が略ゼロとなるように油圧を低下させることも可能であるが、一旦、後進ブレーキ33を完全解放としてから締結制御へ移行する方が制御が容易であるため、後進ブレーキ33を締結する際のショックをより確実に低減させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、本実施形態では、図4のステップS7、S11、S14の判定処理をすべて含むとして説明したが、これに限定されることなく、あらゆる組み合わせで制御することが可能である。
さらに、本実施形態では、メカオイルポンプ10m及び電動オイルポンプ10eを両方設ける車両100を例に挙げて説明したが、これに限定されることなく、一方のみを備えている車両にも適用可能である。メカオイルポンプ10mのみを備える車両では、アイドルストップ中に油圧の供給ができないので、この場合はクランキングしながらクランキングトルクによって駆動されるメカオイルポンプ10mの吐出圧によって後進ブレーキ圧を増大させることになる。
さらに、電動オイルポンプ10eを備える車両では、エンジン1がクランキング中でも後進ブレーキ33への油圧を十分に供給可能であるので、この場合にはエンジン1のクランキング中に後進ブレーキ33をスリップ締結させながら燃料噴射を行ってもよい。これにより、エンジン1の燃焼による大きなトルクが出力されても、後進ブレーキ33の締結容量が小さいのでプライマリプーリ41への入力トルクは小さくなる。よって、エレメント432間の隙間を詰める際のショックを小さく抑えることができる上に、燃料噴射をより早期に開始することができるのでエンジン1の再始動に要する時間を短縮することができる。
さらに、本実施形態では、アイドルストップ中にRレンジが選択された場合の制御について説明したが、コーストストップ制御からアイドルストップ制御に移行する直前、例えば停車前の極低回転速度で前進している状態でRレンジが選択された場合であっても、上述の制御が適用可能である。
さらに、本実施形態では、アクセルペダルの踏み込みがあると判定された場合に(S7)、後進ブレーキ33の作動油圧をゼロとしたが(S8)、後進ブレーキ33への油圧の供給を低減して締結容量が略ゼロとなるように(すなわち、リターン棚圧となるように)調整してもよい。リターン棚圧に設定することで、以降の締結における応答性を向上させることができる。
本願は2012年3月22日に日本国特許庁に出願された特願2012−065910に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (9)
- 燃料噴射装置を備えたエンジンと、
板状小片のエレメントを金属リングの周方向に沿って積層して形成されたベルトとプーリとから成り前記エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪に伝達するバリエータと、
前記エンジンと前記バリエータとの間に配設され前後進レンジの切換えに応じて前記バリエータへの入力回転を逆転する前後進切換機構と、
車両の低速走行時または停止時において停止条件が成立すると前記エンジンを停止すると共に、後進レンジの切換えを含む再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動する車両制御手段と、
を備えるエンジン自動停止車両であって、
前記車両制御手段は、前記後進レンジへの切換えにより前記再始動条件が成立して前記エンジンを再始動させる場合、他の要件により前記再始動条件が成立した場合の再始動より、前記エンジンへの燃料噴射の開始時期を遅らせるエンジン自動停止車両。 - 請求項1に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記車両制御手段は、前記エンジンの再始動が開始された後であって、前記バリエータへの入力回転量が前記エンジン停止中にベルトに生じた隙間を詰めるのに要するガタ詰め回転量以上となった時、前記エンジンの燃料噴射を開始するエンジン自動停止車両。 - 請求項1又は請求項2に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記車両制御手段は、前記エンジンの再始動が開始されてから前記エンジン停止中にベルトに生じた隙間を詰めるのに要するガタ詰め時間が経過した時、前記エンジンの燃料噴射を開始するエンジン自動停止車両。 - 請求項1に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記車両制御手段は、前記エンジンの再始動が開始された後であって前記バリエータへの入力回転量が前記エンジン停止中にベルトに生じた隙間を詰めるのに要するガタ詰め回転量以上となった時、及び前記エンジンの再始動が開始されてから、前記エンジン停止中にベルトに生じた隙間を詰めるのに要するガタ詰め時間が経過した時、の少なくとも一方を満たす時、前記エンジンの燃料噴射を開始し、
前記エンジンの再始動が開始されてから前記バリエータへの入力回転量がガタ詰め回転量以上となるまでに要した時間を学習する学習手段をさらに備え、
前記ガタ詰め時間は、前記学習手段によって学習された時間に置換されるエンジン自動停止車両。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記ガタ詰め時間は、作動油の温度が高いほど短く設定されるエンジン自動停止車両。 - 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記車両制御手段は、前記エンジンの再始動が開始された後であって燃料噴射の開始時期より前に運転者の加速意図が検出された時、前記エンジンの燃料噴射を開始するエンジン自動停止車両。 - 請求項6に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記車両制御手段は、前記エンジンの再始動が開始された後であって燃料噴射の開始時期より前に運転者の加速意図が検出された時、前記前後進切換機構に設けられた後進用摩擦要素への作動油圧を一旦低減させてから徐々に増大させてスリップ締結させるエンジン自動停止車両。 - 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載のエンジン自動停止車両であって、
前記エンジンの自動停止中に作動する電動オイルポンプをさらに備え、
前記車両制御手段は、前記エンジンの自動停止中に前記後進走行レンジが選択された時、前記後進用摩擦要素への作動油圧を徐々に増大させてスリップ締結させるエンジン自動停止車両。 - 燃料噴射装置を備えたエンジンと、
板状小片のエレメントを金属リングの周方向に沿って積層して形成されたベルトとプーリとから成り前記エンジンの回転を無段階に変速して駆動輪に伝達するバリエータと、
前記エンジンと前記バリエータとの間に配設され前後進レンジの切換えに応じて前記バリエータへの入力回転を逆転する前後進切換機構と、
を備えるエンジン自動停止車両の制御方法であって、
車両の低速走行時または停止時において停止条件が成立すると前記エンジンを停止すると共に、後進レンジの切換えを含む再始動条件が成立すると前記エンジンを再始動する車両制御手順を含み、
前記車両制御手順は、前記後進レンジへの切換えにより前記再始動条件が成立して前記エンジンを再始動させる場合、他の要件により前記再始動条件が成立した場合の再始動より、前記エンジンへの燃料噴射の開始時期を遅らせるエンジン自動停止車両の制御方法。
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