JP3841297B2 - エンジンの自動停止始動制御装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの自動停止始動制御装置に係り、特に、イグニションキーによらないエンジンの始動において自動変速機の摩擦係合要素の係合度合いの進行によるエンジン回転速度の低下を防止し得て、エンジンの自動始動時における滑らかなエンジントルクの上昇を実現し得るエンジンの自動停止始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両においては、燃費の向上を目的として、エンジンを自動的に停止・始動する自動停止始動制御装置を設けているものがある。
【０００３】
従来のエンジンの自動停止始動制御装置には、自動変速機の動力伝達経路を切換える摩擦係合要素の作動油圧を発生させる電動油圧ポンプを設け、イグニションキーによらないエンジンの停止中は低油圧を発生するとともにイグニションキーによらないエンジンの始動中は高油圧を発生するように電動油圧ポンプを駆動制御することにより、電動油圧ポンプによる消費電力を抑制しつつ必要な作動油圧を確保するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、従来のエンジンの自動停止始動制御装置には、エンジンと摩擦係合要素の係合または解放により複数の変速段を達成する有段の自動変速機とモータジェネレータとを備え、自動変速機の変速開始から変速終了まで、摩擦係合要素の係合または解放に伴う入力回転数の変化により発生して自動変速機から車輪に伝達されるイナーシャトルクをモータジェネレータに吸収させるトルク制御を行い、変速ショックを低減するものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１０６３８０号公報（第２頁、図３）
【特許文献２】
特開平９−３３１６０３号公報（第６頁、図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の自動停止始動制御装置は、消費電力を抑制してはいるものの、イグニションキーによらないエンジンの停止中に電動油圧ポンプを駆動していることにより常に電力を消費しており、さらなる燃費の向上が望まれている。
【０００６】
この自動停止始動制御装置は、電動油圧ポンプを廃止すれば、電動油圧ポンプの消費電力に相当する燃費を向上させることができるが、イグニションキーによらないエンジンの停止中に自動変速機の作動油圧を確保できないため、イグニションキーによらないエンジンの始動時に、エンジンの駆動力で駆動される機械式油圧ポンプにより油圧が発生してから自動変速機の摩擦係合要素が係合するまでに、時間的遅れを生じる問題がある。
【０００７】
この自動変速機の摩擦係合要素が係合する前に、アクセルペダルが踏み込まれて車両が駆動された場合には、エンジン回転速度が急激に上昇した後に摩擦係合要素が係合することになり、係合ショックを発生するとともに自動変速機の耐久性に悪影響を及ぼす問題がある。
【０００８】
このような問題に対処する自動停止始動制御装置としては、エンジンを駆動可能な電動発電機を設け、イグニションキーによらないエンジンの始動時に電動発電機のトルクにより先ずエンジンを駆動させ、次に燃料供給によりエンジンが充分なトルクを出力できるようなってから電動発電機のトルクを減少させることにより、自動変速機の摩擦係合要素が係合する前にアクセルペダルが踏み込まれても、エンジン回転速度が急激に上昇することがないことから、係合ショックを抑制することができるとともに自動変速機の耐久性を向上することができる考えられる。
【０００９】
ところが、この自動停止始動制御装置は、自動変速機の摩擦係合要素の係合が進行するにつれて、車両の駆動に電動発電機のトルクが消費されるようになるため、エンジン回転速度が一時的に減少してエンジントルクが減少することになり、その結果、車両の駆動力が一時的に低下してしまう不都合がある。
【００１０】
しかも、摩擦係合要素の係合中はトルクコンバータのタービンランナの回転速度低下によるイナーシャトルクが自動変速機の出力軸に加算され、駆動力が大きくなった後、摩擦係合要素の係合終了に伴いイナーシャトルクが無くなるので、駆動力の低下がなおさら強調されてしまい、車両の駆動力のつながりを充分に滑らかにすることができない不都合がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジンとこのエンジンを駆動可能な電動発電機と自動変速機とを備え、イグニションキーを操作することなく前記エンジンを停止・始動させることが可能なエンジンの自動停止始動制御装置において、イグニションキーを操作することなく前記エンジンを始動させる場合に、前記電動発電機により前記エンジンの駆動を開始させた後に、前記自動変速機の摩擦係合要素の係合度合いに応じて、前記電動発電機の発生するトルクを増量補正するように制御する制御手段を設け、この制御手段は、前記自動変速機の摩擦係合要素の係合度合いを前記エンジンのエンジン回転速度と前記自動変速機のトルクコンバータのタービン回転速度との差により判定し、かつこの自動変速機の摩擦係合要素の係合と判定した後に前記エンジンに燃料を供給開始して始動する一方、前記電動発電機の発生するトルクを前記エンジンのスロットル弁のスロットル開度に応じて増量補正する際に、前記スロットル弁のスロットル開度が少なくともアイドル開度であるかアイドル開度以外であるかを判定し、かつアイドル開度とアイドル開度以外とに応じて前記電動発電機の発生するトルクを増量補正するように制御することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明のエンジンの自動停止始動制御装置は、イグニションキーによらないエンジンの始動において、摩擦係合要素の係合が進行して車両の駆動にも電動発電機の発生するトルクが消費されるようになっても、エンジン回転速度が低下することが無いため、滑らかなエンジントルクの上昇を実現でき、車両の駆動力のつながりを滑らかにすることができる。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図６において、２は車両、４はエンジン、６は電動発電機、８は自動変速機である。車両２には、エンジン４とこのエンジン４を駆動可能な電動発電機６と自動変速機８とを搭載している。この車両２は、エンジン４および／または電動発電機６の発生する駆動力を、自動変速機８から差動機１０を介して車軸１２により車輪１４に伝達し、走行する。
【００１４】
前記エンジン４は、燃料噴射弁１６を有している。エンジン４に接続される前記電動発電機６には、インバータ１８を介してバッテリ２０を接続している。電動発電機６は、少なくとも車両２の走行中においてエンジン２をアシスト可能なモータ機能と発電機能とを備え、バッテリ２０の電力により駆動されてトルクを発生し、エンジン４を駆動するとともに、車輪１４側からの駆動力により駆動されて発電し、インバータ１８を介してバッテリ２０に充電する。
【００１５】
電動発電機６に接続される前記自動変速機８は、トルクコンバータ２２と変速部２４とからなる。トルクコンバータ２２は、図示しないポンプインペラとタービンランナとステータとを有し、入力側のポンプインペラから出力側のタービンランナにステータによりトルクを増大して伝達する。変速部２４は、図示しない遊星歯車等からなり、動力伝達経路を切換えるクラッチやブレーキ等からなる油圧式の摩擦係合要素２６を有している。摩擦係合要素２６は、エンジン４の駆動力で駆動される機械式油圧ポンプ（図示せず）の発生する作動油圧により係合・解放される。なお、この自動変速機８は、作動油圧を発生するための電動油圧ポンプを備えていない。
【００１６】
前記燃料噴射弁１６とインバータ１８とは、自動停止始動制御装置２８を構成する制御手段３０に接続して設けている。制御手段３０には、車速を検出する車速センサ３２と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ３４と、トルクコンバータ２２のタービンランナのタービン回転速度を検出するタービン回転センサ３６と、エンジン２のスロットル弁（図示せず）のスロットル開度を検出するスロットルセンサ３８と、車両２のブレーキペダル（図示せず）の踏み込み状態を検出するブレーキスイッチ４０と、自動変速機８のシフトレバー装置（図示せず）のシフトレバー位置を検出するシフト位置スイッチ４２とを接続して設けている。
【００１７】
自動停止始動制御装置２８の制御手段３０は、車速センサ３２〜シフト位置スイッチ４２から各種信号を入力し、エンジン４の運転中に車両２が停車中である等の自動停止条件が成立する場合に燃料噴射弁１６による燃料供給を停止してエンジン４を停止させ、このエンジン４の停止中に発進操作等による自動始動条件が成立する場合に電動発電機６によりエンジン４を駆動しつつ燃料噴射弁１６により燃料供給を開始してエンジン４を始動させるものであり、イグニションキー（図示せず）を操作することなくエンジン４を停止・始動させることが可能である。
【００１８】
なお、自動停止条件は、例えば、シフトレバー位置がドライブレンジ、ブレーキペダルが踏み込まれ、車両２が停車し、スロットル弁がアイドル開度である等を設定している。また、自動始動条件は、例えば、エンジン４が自動停止中で、スロットル弁がアイドル開度以上に開かれ、ブレーキペダルが放された等を設定している。
【００１９】
前記制御手段３０は、図７に示す如く、エンジン回転速度とタービン回転速度とからトルクコンバータ２２の入出力回転速度差を算出するとともにこの差から摩擦係合要素２６の係合度合いを判定する回転差算出及び係合判定部４４と、エンジン回転速度から電動発電機６の基本モータトルクを算出する基本モータトルク算出部４６と、エンジン回転速度とタービン回転速度との差を算出する回転差算出部４８と、前記回転差算出及び係合判定部４４の出力を受けて燃料噴射弁１６による燃料供給の許可を判定してインジェクタ駆動時間計算処理部（図示せず）へ出力する燃料供給許可判定部５０と、前記回転差算出部４８の出力とスロットル開度とから電動発電機６のモータトルク増量補正値を算出するモータトルク増量補正値算出部５２と、前記基本モータトルク算出部４６の出力と前記燃料供給許可判定５０の出力と前記モータトルク増量補正値算出部５２の出力とから電動発電機６のモータトルクを算出してトルク指令値をインバータ１８に出力するモータトルク算出部５４と、を備えている。
【００２０】
これにより、自動停止始動制御装置２８の制御手段３０は、イグニションキーを操作することなくエンジン４を始動させる場合に、電動発電機６によりエンジン回転速度が目標回転速度に近づくようにエンジン４の駆動を開始させた後に、自動変速機８の摩擦係合要素２６の係合度合いに応じて、電動発電機６の発生するトルクを増量補正するように制御するものである。
【００２１】
この制御手段３０は、電動発電機６の発生するトルクをエンジン４のスロットル弁のスロットル開度に応じて増量補正するように制御し、自動変速機８の摩擦係合要素２６の係合度合いをエンジン４のエンジン回転速度と自動変速機８のトルクコンバータ２２のタービン回転速度との差により判定し、また、エンジン４のスロットル弁のスロットル開度が少なくともアイドル開度であるかアイドル開度以外の非アイドル開度であるかを判定し、アイドル開度とアイドル開度以外の非アイドル開度とに応じて電動発電機６の発生するトルクを増量補正するように制御するものである。
【００２２】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２３】
自動停止始動制御装置２８の制御手段３０は、車速センサ３２〜シフト位置スイッチ４２から信号を入力し、エンジン４の運転中に自動停止条件が成立する場合にエンジン４を停止させ、このエンジン４の停止中に自動始動条件が成立する場合にエンジン４を始動させるものであり、イグニションキー（図示せず）を操作することなくエンジン４を停止・始動させることが可能である。
【００２４】
この自動停止始動制御装置２８の制御手段３０は、イグニションキーを操作することなく停止したエンジン４を始動させる場合に、図１に示す如く、制御がスタートすると（１００）、車速センサ３２〜シフト位置スイッチ４２から各種信号を取り込み（１０２）、エンジン回転速度とタービン回転速度との差が係合判定閾値を越えているか否かを判断する（１０４）。
【００２５】
この判断（１０４）がＮＯの場合は、燃料噴射弁１６によるエンジン４への燃料供給を禁止し（１０６）、図２に示す基本モータトルク算出用テーブルをエンジン回転速度により参照して基本モータトルクを算出し（１０８）、エンジン４のスロットル弁がアイドル開度であるか否かを判断する（１１０）。
【００２６】
この判断（１１０）がＹＥＳの場合は、図３の実線に示すアイドル用のモータトルク増量補正値算出用テーブルをエンジン回転速度とタービン回転速度との差により参照してアイドル用のモータトルク増量補正値を算出し（１１２）、基本モータトルクとモータトルク増量補正値とからアイドル用のモータトルク指令値を算出し（１１４）、インバータ１８に出力して図４の実線に示す如く発電電動機６を駆動し、リターンする（１１６）。
【００２７】
前記判断（１１０）がＮＯの場合は、図３の破線に示すアイドル用よりも大に設定された非アイドル用のモータトルク増量補正値算出用テーブルをエンジン回転速度とタービン回転速度との差により参照して非アイドル用のモータトルク増量補正値を算出し（１１８）、基本モータトルクとモータトルク増量補正値とから非アイドル用のモータトルク指令値を算出し（１１４）、インバータ１８に出力して図４の破線に示す如く発電電動機６を駆動し、リターンする（１１６）。
【００２８】
前記エンジン回転速度とタービン回転速度との差が係合判定閾値を越えているか否かを判断（１０４）がＹＥＳの場合は、燃料噴射弁１６によるエンジン４への燃料供給を許可し（１２０）、燃料噴射弁１６による燃料供給を開始してからの経過時間が減衰開始判定時間（燃料供給が開始されてエンジン４がトルクを出力できるまでに相当する時間）を経過したか否かを判断する（１２２）。
【００２９】
この判断（１２２）がＮＯの場合は、前記処理（１０８）に進む。この判断（１２２）がＹＥＳの場合は、モータトルクを減衰し（１２４）、リターンする（１１６）。
【００３０】
このように、このエンジン４の自動停止始動制御装置２８は、自動変速機８の作動油圧を発生するための電動油圧ポンプを備えていないものであって、イグニションキーを操作することなくエンジン４を始動させる場合に、電動発電機６によりエンジン回転速度が目標回転速度に近づくようにエンジン４の駆動を開始させた後に、エンジン回転速度とタービン回転速度とからトルクコンバータ２２の入出力回転速度差を算出して自動変速機６の摩擦係合要素２６の係合度合いを判定し、判定された自動変速機６の摩擦係合要素２６の係合度合いに応じて、電動発電機６の発生するトルクを増量補正するように制御する。
【００３１】
これにより、この自動停止始動制御装置２８は、イグニションキーによらないエンジン４の始動において、摩擦係合要素２６の係合が進行して車両２の駆動にも電動発電機６の発生するトルクが消費されるようになっても、従来のようにエンジン回転速度が低下することが無い。このため、この自動停止始動制御装置２８は、滑らかなエンジントルクの上昇を実現でき、車両の駆動力のつながりを滑らかにすることができる。
【００３２】
また、この自動停止始動制御装置２８は、電動発電機６の発生するトルクを摩擦係合要素２６の係合度合いだけでなくスロットル開度に応じて増量補正するように制御しており、この実施例においてはアイドル開度とアイドル開度以外の非アイドル開度とに応じて電動発電機６の発生するトルクを増量補正するように制御していることにより、スロットル開度に応じた精度の高い制御を実施することが可能であり、例えばスッロトル弁が開いている場合は補正値を大きくしてエンジン回転速度を高めにすることができ、エンジン４に燃料が供給されてトルクを発生し始めたときにも、滑らかなエンジントルクの上昇制御を実施することができる。
【００３３】
さらに、この自動停止始動制御装置２８は、自動変速機８の摩擦係合要素２６の係合度合いを、エンジン４のエンジン回転速度と自動変速機８のトルクコンバータ２２のタービン回転速度との差により判定することにより、エンジン４及び自動変速機８に既設のエンジン回転センサ３４及びタービン回転センサ３６を利用して判定することができ、新たに専用の検出手段を設ける必要が無く、部品点数を削減することができる。
【００３４】
さらにまた、この自動停止始動制御装置２８は、イグニションキーによらないエンジン４の始動時に、電動発電機のトルクによりエンジン回転速度が目標回転速度に近づくようにエンジン４を駆動させ、エンジン回転速度とタービン回転速度とからトルクコンバータ２２の入出力回転速度差を算出し、この差から自動変速機８の摩擦係合要素２６が係合したと判断した後にエンジン４に燃料供給を開始し、この燃料供給の開始によりエンジン４が充分なトルクを出力できるまでに相当する減衰開始判定時間が経過した後に電動発電機のトルクを減少させるように制御していることにより、自動変速機８の摩擦係合要素２６が係合する前にアクセルペダルが踏み込まれても、図５に破線で示す従来のようにエンジン回転速度が一時的に減少することが無く、また、イナーシャトルクにより駆動力の低下が強調されることが無く、図５に実線で示すようにエンジン回転速度が滑らかに上昇させることができ、係合ショックを抑制することができるとともに自動変速機の耐久性を向上することができる。
【００３５】
なお、この実施例においては、電動発電機６の発生するトルクを摩擦係合要素２６の係合度合いに応じて増量補正するように制御したが、摩擦係合要素２６の作動油圧の温度を応じて増量補正するように制御することにより、低温時における滑らかなエンジントルクの上昇を実現でき、車両の駆動力のつながりを滑らかにすることができる。
【００３６】
また、この実施例においては、自動変速機８の摩擦係合要素２６の係合度合いを、エンジン４のエンジン回転速度と自動変速機８のトルクコンバータ２２のタービン回転速度との差により判定したが、電動発電機６によるエンジン４の駆動開始により上昇しているタービン回転速度が、図５に示す如く、摩擦係合要素２６の係合度合いに応じて降下することから、エンジン４始動後の最初のタービン回転速度の降下度合いで摩擦係合要素２６の係合度合いを判定することができるため、タービン回転速度だけで判定することができ、判定を簡単に行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
このように、この発明のエンジンが自動停止始動制御装置は、イグニションキーによらないエンジンの始動において、摩擦係合要素の係合が進行して車両の駆動にも電動発電機のトルクが消費されるようになっても、エンジン回転速度が低下することが無いため、滑らかなエンジントルクの上昇を実現でき、車両の駆動力のつながりを滑らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの自動停止始動制御装置の実施例を示す制御フローチャートである。
【図２】電動発電機の基本モータトルク算出用テーブルを示す図である。
【図３】電動発電機のモータトルク増量補正値算出用テーブルを示す図である。
【図４】電動発電機の増量補正制御のタイムチャートである。
【図５】電動発電機の減衰制御のタイムチャートである。
【図６】自動停止始動制御装置のシステム図である。
【図７】自動停止始動制御装置の制御ブロック図である。
【符号の説明】
２ 車両
４ エンジン
６ 電動発電機
８ 自動変速機
１８ インバータ
２０ トルクコンバータ
２４ 変速部
２６ 摩擦係合要素
２８ 自動停止始動制御装置
３０ 制御手段
３２ 車速センサ
３４ エンジン回転センサ
３６ タービン回転センサ
３８ スロットルセンサ
４０ ブレーキスイッチ
４２ シフト位置スイッチ

Claims (2)

  1. エンジンとこのエンジンを駆動可能な電動発電機と自動変速機とを備え、イグニションキーを操作することなく前記エンジンを停止・始動させることが可能なエンジンの自動停止始動制御装置において、イグニションキーを操作することなく前記エンジンを始動させる場合に、前記電動発電機により前記エンジンの駆動を開始させた後に、前記自動変速機の摩擦係合要素の係合度合いに応じて、前記電動発電機の発生するトルクを増量補正するように制御する制御手段を設け、この制御手段は、前記自動変速機の摩擦係合要素の係合度合いを前記エンジンのエンジン回転速度と前記自動変速機のトルクコンバータのタービン回転速度との差により判定し、かつこの自動変速機の摩擦係合要素の係合と判定した後に前記エンジンに燃料を供給開始して始動する一方、前記電動発電機の発生するトルクを前記エンジンのスロットル弁のスロットル開度に応じて増量補正する際に、前記スロットル弁のスロットル開度が少なくともアイドル開度であるかアイドル開度以外であるかを判定し、かつアイドル開度とアイドル開度以外とに応じて前記電動発電機の発生するトルクを増量補正するように制御することを特徴とするエンジンの自動停止始動制御装置。
  2. 前記電動発電機は、少なくとも前記車両の走行中においてエンジンをアシスト可能なモータ機能と発電機能とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの自動停止始動制御装置。
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