(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン停止状態において所定のアイドルストップ解除条件が成立するとエンジンの自動再始動を行うアイドルストップ車両において、
アイドルストップ状態からの発進時、車両が動き出すまでは駆動力を増加させ、車両が動き始めた直後の極低車速域においては、走行抵抗の減少に対応して駆動力を一時的に低減させる駆動力制御手段を備えたことを特徴とするアイドルストップ車両。
【請求項２】
前記駆動力制御手段は、前記駆動力の低減量を車速に応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ車両。
【請求項３】
前記駆動力制御手段は、最初の発進時における前記駆動力の低減量を２回目以降の発進時における低減量よりも大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のアイドルストップ車両。
【請求項４】
前記駆動力制御手段は前回発進時の車両加速度あるいはその変化速度が所定値よりも大きいときは前記駆動力の低減量を大きくすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のアイドルストップ車両。
【請求項５】
前記駆動力制御手段は前回発進時の車両加速度あるいはその変化速度が所定値よりも小さいときは前記駆動力の低減量を小さくすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のアイドルストップ車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、運転条件に応じてエンジンの自動停止及び自動再始動を行うアイドルストップ車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃費性能や排気性能向上を目的として、信号待ちなどでエンジンを一時的に自動停止させるアイドルストップ車両がハイブリッド車両を中心として実用化されている（特開平８−１９３５３１号）。
【０００３】
このような車両では、車速ゼロかつブレーキペダルＯＮ等の所定のアイドルストップ条件が成立するとエンジンを自動停止させる。そして、このエンジン自動停止状態にあるときに、ブレーキペダルの踏み込みが解除される等の所定のアイドルストップ解除条件が成立するとエンジンを自動的に再始動させる。
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、このようなアイドルストップ車両では、発進時の駆動力の立ち上がりが早いと、突然大きな加速度が車体に作用し、運転者に唐突感を与える可能性があった。
【０００５】
これは図９に示すように、駆動力の立ち上がりを早めた場合、車両が動き始めると車両にかかる走行抵抗が急速に減少するにも係らず駆動力は増大し続け、両者の差が急激に広がるからである。図１０に示すように駆動力の立ち上げを遅らせればこのような大きな加速度の発生を防止できるが、駆動力の立ち上がりを遅らせた場合、今度は車両が動き出すまでの時間（図中ｔ）が長くなり、発進応答性が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたもので、アイドルストップ車両において、発進時において大きな加速度が突然作用し運転者に唐突感を与えるのを防止し、かつ高い発進応答性も実現することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、エンジン停止状態において所定のアイドルストップ解除条件が成立するとエンジンの自動再始動を行うアイドルストップ車両において、アイドルストップ状態からの発進時、車両が動き出すまでは駆動力を増加させ、車両が動き始めた直後の極低車速域においては、走行抵抗の減少に対応して駆動力を一時的に低減させる駆動力制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、駆動力制御手段が、上記駆動力の低減量を車速に応じて変化させることを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、駆動力制御手段が最初の発進時における上記駆動力の低減量を２回目以降の発進時における低減量よりも大きくすることを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明は、第１から第３の発明において、駆動力制御手段が前回発進時の車両加速度あるいはその変化速度が所定値よりも大きいときは上記駆動力の低減量を大きくすることを特徴とするものである。
【００１１】
第５の発明は、第１から第４の発明において、駆動力制御手段が前回発進時の車両加速度あるいはその変化速度が所定値よりも小さいときは上記駆動力の低減量を小さくすることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用及び効果】
本発明に係るアイドルストップ車両では、アイドルストップ状態にあるときに所定のアイドルストップ解除条件が成立すると、車両を前進させるべく従来同様に駆動力が増大されるが、車両が動き始めた直後の極低車速域では駆動力が一時的に減らされる。
【００１３】
車体に作用する走行抵抗は車両が動き始めると急激に減少するので、このように車両が動き始めた後に駆動力を一時的に減少させることによって駆動力と走行抵抗の差を徐々に増加させることができ、車体の加速度を徐々に増加させることができる。従って、駆動力の立ち上げを早く設定したとしても従来のように突然大きな加速度が生じることがなくなり、発進応答性を高めつつスムーズな発進を実現できる。
【００１４】
また、走行抵抗は車速に応じて変化するので、第２の発明を適用し、駆動力を車速に応じて減少させるようにすれば走行抵抗を直接演算しなくても走行抵抗に応じた駆動力を設定することができる。
【００１５】
また、第３の発明を適用し、最初の発進時における前記駆動力の低減量を大き目に設定しておけば、最初の発進時においても唐突感を確実に防止することができる。
【００１６】
さらに第４、５の発明を適用すれば、二回目以降の発進では前回発進時の車両加速度に基づき駆動力の減少量が調節されるので、唐突感を確実に抑えつつ発進応答性をさらに高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明を適用したアイドルストップ車両の概略構成を示す。図１において、１はエンジン、２は無段変速機であり、これらの間にはモータジェネレータ３が介装される。エンジン１またはモータジェネレータ３の出力は変速機２から駆動軸４を介して図示しない駆動輪に伝達される。
【００１９】
エンジン１は、運転者のアクセル操作から独立して制御可能な電子制御式スロットルバルブ（図示せず）を備えたエンジンである。変速機２はトロイダル式無段変速機であり、パワーローラ、入出力ディスク等で構成される無段変速機構、トルクコンバータ８、前後進切換機構９等で構成される。なお、変速機２として可変プーリ、Ｖベルト等で構成されるベルト式無段変速機や従来の有段自動変速機を用いることも可能である。
【００２０】
また、モータジェネレータ３は永久磁石式交流同期モータ等の交流機で、エンジン１のクランクシャフトに直結若しくはベルトやチェーンを介して連結され、エンジン１と同期して回転するよう構成される。モータジェネレータ３は、電動機あるいは発電機として機能し、インバータ５によりその機能の切換えと回転速度、発電量等が制御される。
【００２１】
モータジェネレータ３が電動機として機能するときは、強電バッテリ６（リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ等）からの電流がインバータ５を介して供給される。また、発電機として機能するときは、電力コントロールユニット５を介して発電した電流により強電バッテリ６の充電が行われる。
【００２２】
コントローラ７は、マイクロプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等で構成され、エンジン１の回転速度を検出するセンサ１０、ブレーキペダルの操作状態を検出するスイッチ１１、アクセルペダルの操作量を検出するセンサ１２、車速を検出するセンサ１３、変速機２のライン圧を検出するセンサ１４、バッテリ６の電圧を検出するセンサ１５等からの信号が入力される。コントローラ７は、これらの信号に基づいて燃料噴射量・噴射時期制御、点火時期制御等の通常のエンジン制御の他、所定のアイドルストップ条件、アイドルストップ解除条件が成立したか否かを判断し、エンジン１の自動停止あるいは自動再始動を行う。
【００２３】
特に、コントローラ７は、アイドルストップ解除時に車両を遅れなく発進させると共に大きな加速度が車体に突然作用するのを防止するために、車両が動き始めるまでは従来同様に駆動力を早く立ち上げるが、車両が動き始めると極低車速域において駆動力を一時的に減少させる。
【００２４】
駆動力の立ち上げをこのような特性とするのは、車体に作用する走行抵抗は車両が動き出す直前までは大きな値を保っているが、車両が動き出すと急激に減少し始めるためであり、駆動力を走行抵抗に対応させて減少させることで駆動力と走行抵抗の差を徐々に増加させ、スムーズな発進が行われるようにしている。
【００２５】
このアイドルストップ解除時の制御を図２を参照しながら説明する。
【００２６】
図２はアイドルストップ解除時の制御内容を示したフローであり、コントローラ７において実行される。
【００２７】
これによると、まずステップＳ１ではブレーキペダルの操作状態、バッテリ電圧、エンジン自動停止を開始してからの経過時間、変速機ライン圧等の運転条件が読み込まれる。そして、ステップＳ２ではこの読み込まれた運転条件に基づきアイドルストップ解除条件が成立したか否かを判断する。アイドルストップ解除条件としては例えば以下のようなものが設定される。
【００２８】
・ブレーキペダルの踏み込みが解除されたか
・バッテリ電圧が所定値以下まで低下したか
・エンジン自動停止してからの経過時間が所定時間を超えたか
・変速機ライン圧が所定値以下まで低下したか
・ウインカー（方向指示器）が作動中か
これらの条件のうちいずれか一つ又は二以上が成立したときにアイドルストップ解除条件が成立したと判断される。アイドルストップ解除条件が成立すると、モータジェネレータ３を定格トルクで駆動してエンジン１のクランキングを開始し（ステップＳ３）、エンジン１の回転速度が所定回転速度まで上昇した時点でエンジン１の点火を開始する（ステップＳ４）。
【００２９】
そしてステップＳ５でアクセル操作量ＡＰＯが読み込まれ、ステップＳ６ではアクセルペダルが踏み込まれているか否かの判断が行われる。アクセルペダルが操作されていないと判断したとき（ＡＰＯ＝０）はステップＳ７以降に進みエンジン１の回転速度が目標とするアイドル回転速度（例えば、６００ｒｐｍ）となるようにエンジン１及びモータジェネレータ３のトルクが制御される（クリープ制御）。
【００３０】
これに対し、アクセルペダルが操作されていると判断したとき（ＡＰＯ＞０）はステップＳ１１以降に進み、アクセル操作量に応じて設定される目標駆動力が実現されるようにエンジン１及びモータジェネレータ３のトルクが制御される（アクセル操作対応駆動力制御）。
【００３１】
［クリープ制御］
クリープ制御では、まず、ステップＳ７でエンジン回転速度低減係数Ｋ１が演算される。この回転速度低減係数Ｋ１は車速ＶＳＰに基づき図３に示すテーブルを参照して演算される係数Ｋ１１と、前回発進時の車両加速度Ｇｐ（又は加速度の変化量ΔＧｐ）に基づき図４に示すテーブルを参照して演算される係数Ｋ１２とを乗じて演算される。すなわち係数Ｋ１は、
Ｋ１＝Ｋ１１×Ｋ１２                            ・・・・・（１）
となる。ここでＫ１１演算テーブルは車両が動き始めた直後に駆動力低減量が多くなるように極低車速域（例えば車速が５ｋｍ／ｈ以下）で１より大きな値をとるように設定される。また、Ｋ１２演算テーブルは、前回発進時の加速度Ｇｐ（又は加速度変化速度ΔＧｐ）が所定値Ｇ０（又はΔＧ０）より大きいときは駆動力の低減量を大きくして発進時の唐突感を抑えるべく１以上の値をとり、所定値Ｇ０（又はΔＧ０）よりも小さいときは駆動力の低減量を小さくして発進応答性を高めるべく１以下の値をとるように設定される。所定値Ｇ０（又はΔＧ０）は理想的な発進加速度であり、車両に応じて決定される。
【００３２】
なお、最初の発進時は車両加速度Ｇｐ（又は加速度変化速度ΔＧｐ）の前回値が存在しないので予め設定してある初期値を用いて係数Ｋ１２を演算することになるが、この初期値としては、最初の発進時においても唐突感を確実に防止するために大き目の値（１以上の値）が設定されている。
【００３３】
ステップＳ８では目標アイドル回転速度ｔＮｉとステップＳ７で演算された回転速度係数Ｋ１に基づき、次式（２）、
ｔＮｅ＝ｔＮｉ／Ｋ１                            ・・・・・（２）
によりエンジンの目標回転速度ｔＮｅが演算される。
【００３４】
ステップＳ８、Ｓ９では、目標エンジン回転速度ｔＮｅを実現するのに必要なモータジェネレータトルク及びエンジントルクが演算され、エンジン１及びモータジェネレータ３が制御される。
【００３５】
［アクセル操作対応駆動力制御］
一方、ステップＳ１１ではアクセル操作量ＡＰＯに応じて目標とする駆動力の基本値（目標駆動力基本値）ｔＦｄ０が演算される。目標駆動力基本値ｔＦｄ０は例えばアクセル操作量ＡＰＯと車速ＶＳＰに基づき図５に示すマップを参照して演算される。
【００３６】
ステップＳ１２では目標駆動力低減係数Ｋ２が演算される。目標駆動力低減係数Ｋ２は、具体的には、車速ＶＳＰに基づき図６に示すテーブルを参照して演算される係数Ｋ２１と、前回発進時の車両加速度Ｇｐ（あるいは車両加速度の変化量ΔＧｐ）に基づき図７に示すテーブルを参照して演算される係数Ｋ２２とを乗じて演算される。すなわち係数Ｋ２は、
Ｋ２＝Ｋ２１×Ｋ２２                            ・・・・・（３）
となる。Ｋ２１演算テーブルは、Ｋ１１演算テーブルと同様に、車両が動き始めた直後に目標駆動力低減係数Ｋ２が大きくなり、駆動力の低減量が多くなるように極低車速域で１より大きな値をとるように設定される。
【００３７】
また、Ｋ２２演算テーブルは、Ｋ１２演算テーブル同様に、前回発進時の加速度Ｇｐ（又は加速度変化速度ΔＧｐ）が所定値Ｇ０（又はΔＧ０）より大きいときは１以上の値をとり、所定値Ｇ０（又はΔＧ０）よりも小さいときは１以下の値をとるように設定される。なお、係数Ｋ２２の演算に用いる車両加速度Ｇｐ（或いは加速度の変化量ΔＧｐ）の初期値としては、最初の発進時の唐突感を防止するために１以上の値が設定される。
【００３８】
ステップＳ１３では目標駆動力基本値ｔＦｄ０と目標駆動力低減係数Ｋ２に基づき、次式（４）、
ｔＦｄ＝ｔＦｄ０／Ｋ２                          ・・・・・（４）
により、目標駆動力ｔＦｄが演算される。
【００３９】
ステップＳ１４、Ｓ１５では、目標駆動力ｔＦｄを実現するのに必要なモータジェネレータトルク及びエンジントルクが演算され、エンジン１及びモータジェネレータ３が制御される。
【００４０】
なお、上記クリープ制御あるいはアクセル操作対応駆動力制御によって車両が動き始めた場合には、図示しないフローによってそのときの車両加速度Ｇｐ（＝ΔＶＳＰ／Δｔ）あるいは車両加速度の変化速度ΔＧｐ（＝ΔＶＳＰ／Δｔ２）が演算され、コントローラ７内のメモリに記録される。メモリに記録された車両加速度Ｇｐあるいは車両加速度の変化速度ΔＧｐは次回発進時に読み出され、係数Ｋ１２あるいは係数Ｋ２２の演算に用いられる。
【００４１】
次に、上記制御を行うことによる作用について説明する。
【００４２】
図８はアイドルストップ解除条件が成立した後の各パラメータの変化の様子を示したものである。図中には比較のため本発明を適用しない場合（駆動力の立ち上げ特性を単に高く設定しただけのもの）を破線で示してある。
【００４３】
これに示すように、時刻ｔ０で運転者がブレーキペダルの踏み込みを解除するなどしてアイドルストップ解除条件が成立すると、モータジェネレータ３によってエンジン１のクランキングが開始され、エンジン１の回転速度が所定回転速度まで上昇するとエンジン１の点火が開始される。このときエンジン１の吸気管内のブーストの発達が十分でないためエンジン１は吹き上がろうとするが、これを防止すべくモータジェネレータ３が発電することによってエンジン１のトルクが吸収される。
【００４４】
時刻ｔ１で駆動力が走行抵抗よりも大きくなると車両が動き始めるが、本発明により、車速に応じて目標エンジン回転速度が減少補正され、エンジントルク及びモータジェネレータトルクが減少補正される。これにより、駆動力と走行抵抗の差は徐々に増大することになり、大きな加速度が車体に突然作用することは防止される。
【００４５】
その後、アクセル操作量ＡＰＯがゼロであることからエンジン１は目標アイドル回転速度となるように制御されるが、この際、モータジェネレータ３はエンジン１のトルク変動を吸収するように発電と駆動を交互に繰り返す。
【００４６】
なお、ここではアクセルペダルが踏み込まれていないときの発進の様子を示したが、アクセルペダルが踏み込まれている場合も極低車速域では目標駆動力が減少補正されるので同様に発進時の唐突感は防止される。
【００４７】
このように本発明に係るアイドルストップ車両においては、車両が動き始めるまでは駆動力を早く立ち上げ、車両が動き始めると一時的に駆動力を減少させることにより、アイドルストップ状態からの発進時において発進遅れを最小限に抑えるとともに、大きな加速度が突然作用し運転者に違和感を与えるのを防止することができる。駆動力を減少させるのは極低車速域においてのみであるので、その後の加速性能等に及ぼす影響は最小限に抑えられる。
【００４８】
また、最初の発進時における上記駆動力の低減量は大きめに設定されるので、最初の発進時においても唐突な発進感は確実に防止される。さらに、タイヤの空気圧、ブレーキμなどにバラツキ（磨耗、劣化、製造誤差等）があっても、二回目以降の発進においては前回発進時の車両加速度に基づき駆動力の減少量が調節、例えば前回発進時の加速度が大き過ぎた場合は低減量が多めに設定されるので、唐突感を防止しつつ発進応答性を高めることができる。
【００４９】
以上本発明の実施の形態について説明したが、ここで示した構成は本発明が適用可能な構成の一例を示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明はここに示した車両に限らず、ハイブリッド車両、発進時の駆動力を電気モータで補助する車両等、アイドルストップを行う車両に対し広く適用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるアイドルストップ車両の概略構成を示したものである。
【図２】アイドルストップ解除条件成立時の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図３】係数Ｋ１１の演算テーブルである。
【図４】係数Ｋ１２の演算テーブルである。
【図５】目標駆動力基本値設定マップである。
【図６】係数Ｋ２１の演算テーブルである。
【図７】係数Ｋ２２の演算テーブルである。
【図８】本発明の作用を説明するためのタイムチャートで、アイドルストップ解除条件成立後における各パラメータの変化の様子を示したものである。
【図９】従来技術を説明するためのタイムチャートで、駆動力の立ち上がりを早めた場合を示す。
【図１０】同じく従来技術を説明するためのタイムチャートで、駆動力の立ち上がりを遅らせた場合を示す。
【符号の説明】
１  エンジン
２  無段変速機
３  モータジェネレータ
５  インバータ
６  強電バッテリ
７  コントローラ
１０  エンジン回転速度センサ
１１  ブレーキスイッチ
１２  アクセル操作量センサ
１３  車速センサ
１４  変速機ライン圧センサ
１５  電圧計
【図１】
0003555555.tif 000002
【図２】
0003555555.tif 000003
【図３】
0003555555.tif 000004
【図４】
0003555555.tif 000005
【図５】
0003555555.tif 000006
【図６】
0003555555.tif 000007
【図７】
0003555555.tif 000008
【図８】
0003555555.tif 000009
【図９】
0003555555.tif 000010
【図１０】
0003555555.tif 000011