(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、エンジンによって駆動される駆動輪と、
前記エンジンと駆動輪の間に介装された無段変速機と、
車両が停車状態となり所定のアイドルストップ条件が成立すると前記エンジンを自動停止させるアイドルストップ手段と、
を備えたアイドルストップ車両において、
前記無段変速機の変速比を演算する手段と、
演算された変速比が再発進時に車両にかかる抵抗に応じて設定される所定のしきい値よりも小さいときに前記アイドルストップ手段によるエンジンの自動停止を禁止するアイドルストップ禁止手段と、
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】
自車位置における路面勾配を検出する手段と、
前記所定のしきい値を検出された路面勾配に基づき演算する手段と、
を備えた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】
自車位置における発進負荷を推定する手段と、
前記所定のしきい値を推定された発進負荷に基づき演算する手段と、
を備えた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４】
前記駆動輪に駆動力を伝達可能なモータと、
前記アイドルストップ禁止手段がエンジンの自動停止を禁止した場合、再発進時に前記モータで駆動力をアシストする手段と、
を備えた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５】
前記モータによる再発進時のアシストトルクを、前記無段変速機の変速比に応じて演算する手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載のアイドルストップ車両。
【請求項６】
自車位置における路面勾配を検出する手段と、
前記モータによる再発進時のアシストトルクを検出された路面勾配に応じて演算する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４または５に記載のアイドルストップ車両。
【請求項７】
前記無段変速機はスノーモードを備え、
前記アイドルストップ禁止手段は、スノーモードが選択されているときはエンジンの自動停止の禁止を行わない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８】
前記無段変速機と駆動輪の間に駆動力遮断手段を備え、
前記アイドルストップ禁止手段は、演算された変速比が１速相当の変速比よりも小さい間は前記アイドルストップ手段によるエンジンの自動停止を禁止す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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、停車時にエンジンを自動停止し、再発進する際にエンジンを自動再始動する車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−２９１７２５号には、燃費向上や排出ガス抑制を目的として、車両が信号待ちや渋滞で停車状態にあるときにはエンジンを自動的に停止させ、再発進する際にはエンジンを自動的に再始動するアイドルストップ車両が開示されている。同様のエンジン自動停止、自動再始動は、変速機としてベルト式やトロイダル式の無段変速機（以下、ＣＶＴ）を搭載した車両においても可能であり、この場合、さらなる燃費向上や排出ガス抑制が期待できる。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
ところで、エンジンの自動停止を行う際には、変速比を最大（最Ｌｏｗ）にし再発進時の発進性を確保する必要がある。通常、ＣＶＴ搭載車両においては、変速比はスロットル開度と車速に基づき制御され、停車時には変速比は最大になっているので、エンジンの自動停止を行っても再発進時の発進性が害されることはない。
【０００４】
しかしながら、急ブレーキをかけて車両が急停車した場合や、低μ路で車輪がロックあるいはＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）が作動して車輪の回転が少ないまま停車した場合には、変速比が最大まで戻らないまま停車状態となることがある。この場合、ＣＶＴと車軸の間にクラッチ等の遮断手段を持たない限り変速比を変更できず、変速比小の状態からの再発進となり、再発進時の発進性が悪化するのであるが、このような状況でアイドルストップを実行してしまうとエンジンや油圧ポンプの応答遅れ等により発進性をさらに悪化させてしまうことになる。
【０００５】
また、ＣＶＴと車軸の間に遮断手段を備え、停車中に変速比を変更可能な車両であっても、ＣＶＴの変速応答性が悪く、変速比が最大まで戻る前にエンジンの自動停止が実行されてしまうと同様の問題が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記技術的課題を鑑みてなされたものであり、ＣＶＴ搭載車両において、変速比が最大でない状態でアイドルストップが実行されてしまい、再発進時の発進性がさらに悪化するのを防止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、エンジンと、エンジンによって駆動される駆動輪と、前記エンジンと駆動輪の間に介装された無段変速機と、車両が停車状態となり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アイドルストップ手段とを備えたアイドルストップ車両において、無段変速機の変速比を演算する手段と、演算された変速比が再発進時に車両にかかる抵抗に応じて設定される所定のしきい値よりも小さいときにアイドルストップ手段によるエンジンの自動停止を禁止するアイドルストップ禁止手段と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、自車位置における路面勾配を検出する手段と、前記所定のしきい値を検出された路面勾配に基づき演算する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明において、自車位置における発進負荷を推定する手段と、前記所定のしきい値を推定された発進負荷に基づき演算する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明において、駆動輪に駆動力を伝達可能なモータと、アイドルストップ禁止手段がエンジンの自動停止を禁止した場合、再発進時にモータで駆動力をアシストする手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
第５の発明は、第４の発明において、モータによる再発進時のアシストトルクを、無段変速機の変速比に応じて演算する手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
第６の発明は、第４または第５の発明において、自車位置における路面勾配を検出する手段と、モータによる再発進時のアシストトルクを検出された路面勾配に応じて演算する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
第７の発明は、第１の発明において、無段変速機がスノーモードを備え、アイドルストップ禁止手段が、スノーモードが選択されているときはエンジンの自動停止の禁止を行わないことを特徴とするものである。
【００１４】
第８の発明は、第１の発明において、無段変速機と駆動輪の間に駆動力遮断手段を備え、アイドルストップ禁止手段が、演算された変速比が１速相当の変速比よりも小さい間はエンジンの自動停止を禁止することを特徴とするものである。
【００１５】
【作用及び効果】
第１の発明によると、信号待ちや渋滞で車両が停止状態になり、所定のアイドルストップ条件が成立しても、変速比が再発進時に車両にかかる抵抗に応じて設定される所定のしきい値よりも小さい（Ｈｉｇｈ側にある）とアイドルストップが禁止される。変速比が小さいと再発進時の発進性が悪くなり、アイドルストップを実行すると発進性がさらに悪くなるが、このような状態ではアイドルストップが禁止されるため、再発進時の発進性がさらに悪化するのを防止できる。
【００１６】
また、再発進時の発進性はそのときの路面勾配や発進に要する負荷の影響を大きく受けるが、第２、第３の発明によると、検出された路面勾配や推定された発進負荷に基づきアイドルストップを禁止するか否かを判断するしきい値が演算されるので、アイドルストップを禁止するか否かの判断を適切に行うことが可能となる。
【００１７】
また、第４の発明によると、エンジン自動停止を禁止した場合、すなわち変速比が小さい状態で停車状態になった場合には、再発進時にモータを用いて駆動力のアシストが行われるので、変速比の小さな状態からの発進でもスムーズな発進が可能となる。
【００１８】
また、スムーズな発進をするために要求されるアシストトルクは上り勾配がきついほど、発進負荷が大きいほど大きくなるが、第５、第６の発明によると、検出された路面勾配や発進負荷に基づきアシストトルクが演算されるので、常に所望の発進性を確保することができる。
【００１９】
また、第７の発明によると、運転者により変速比が小さい状態での発進を意図するスノーモードが選択されているときはアイドルストップ禁止にはされないので、運転者の意思を優先することができる。
【００２０】
また、第８の発明によると、変速比が有段変速機の１速に相当する変速比よりも大きくなってからアイドルストップが実行される。これにより、変速が間に合わず変速比が小さい状態でアイドルストップが実行されてしまい、再発進時の発進性が悪化するのを防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係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。エンジン１の出力はトルクコンバータ３、前後進切換機構４、ベルト式無段変速機構（ＣＶＴ）５及び駆動軸６を介して駆動輪７に伝達される構成となっており、エンジン１とトルクコンバータ３の間には、クランク軸に直結されてエンジン１と同期回転するモータジェネレータ２が介装されている。
【００２３】
エンジン１には図示しないインジェクタ、点火プラグが各気筒毎に設けられており、吸入空気量に見合った燃料噴射、エンジン負荷及びエンジン回転数に見合った火花点火が行われる。エンジン１は各気筒の吸気ポートにインジェクタを設けて燃料を噴射するいわゆるマルチポイントインジェクション方式のエンジンであるが、各気筒内に燃料を直接噴射する直噴方式のエンジンであってもよい。
【００２４】
モータジェネレータ２は電動機としても発電機としても機能することが可能な交流機である。モータジェネレータ２は、インバータ９を介してバッテリ８から電力供給を受けて力行運転することができ、また、エンジン１の出力を受けて回生運転し、インバータ９を介してバッテリ８を充電することができる。
【００２５】
前後進切換機構４は、フォーワードクラッチとリバースクラッチとから構成され、フォワードクラッチを締結しリバースクラッチを解放しているときには車両を前進させる方向に駆動力を伝達でき、逆に、フォワードクラッチを解放しリバースクラッチを締結しているときには車両を後進させる方向に駆動力を伝達できる。また、フォワードクラッチ、リバースクラッチを共に解放すると駆動輪への駆動力の伝達を遮断することができる。
【００２６】
ＣＶＴ５は、通常走行モードに加えいわゆるスノーモードを備えたＣＶＴである。雪道等の低μ路走行時に運転者がこのスノーモードを選択すると、通常走行モードよりも小さい変速比、例えば発進時に有段変速機の２速に相当する変速比となるようＣＶＴ５の変速パターンが変更される。
【００２７】
エンジン１及びモータジェネレータ２の回転数はクランク角センサ１０から出力されるＲＥＦ信号周期に基づき検出され、エンジン１の吸入空気量、冷却水温は図示しないエアフローメータ、水温センサにより検出される。また、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作、アクセルペダルの操作量はそれぞれブレーキセンサ１１、アクセルセンサ１２により検出される。
【００２８】
この他、車両には、自車位置における路面の勾配を検出する路面勾配センサ１３、悪路あるいは舗装路といった路面情報や道路形状を格納したナビゲーションシステム１４が設けられ、これらの出力から車両外部の情報を検出することができる。なお、路面勾配はナビゲーションシステム１４に格納されている情報から演算するようにしてもよい。
【００２９】
コントローラ１５はこれら検出された運転状態、外部情報に基づき、エンジン１、モータジェネレータ２、ＣＶＴ５等を統括制御し、発進時や高負荷時にはモータジェネレータ２を力行運転させて駆動力をアシストする。また、減速時や降坂路走行時にはモータジェネレータ２を回生運転させて制動力をアシストし、回生した電力によりバッテリ８を充電する。
【００３０】
さらにコントローラ１５は、図２に示すフローを処理し、エンジンの自動停止制御を行う。すなわち、車両が後述するアイドルストップ禁止モードにはなく、信号待ちや渋滞時で停車中に所定のエンジン自動停止条件が成立すると（Ｓ１１、Ｓ１２）、エンジン１への燃料噴射を停止し、エンジン１を自動停止させる（Ｓ１３）。一方、停車時のＣＶＴ５の変速比が小さく、アイドルストップ禁止モードにあるときはエンジンの自動停止は行わず（Ｓ１１）、再発進時の発進性が悪化するのを防止する。ここで、所定のエンジンの自動停止条件が成立するとは、例えば、
・エンジン１の暖機が終了している
・ブレーキペダルが踏み込まれている
・車速がほぼゼロである
・アクセルペダルが踏み込まれていない
・エンジン回転数がアイドル回転数である
の条件が全て成立したときを指す。
【００３１】
また、エンジン停止状態では、コントローラ１５は図３に示すフローを処理し、エンジンの自動再始動制御を行う。すなわち、ブレーキペダルの踏み込みが解除された、あるいはエンジン停止時間が所定時間を超えた等の所定のエンジン自動再起動条件が成立すると（Ｓ２１）、エンジン再起動指令を出し、エンジン１を自動再始動させる（Ｓ２２）。
【００３２】
また、コントローラ１５は、図４に示すフローを処理することにより、エンジンの自動停止を禁止するアイドルストップ禁止モードに移行するか否かを判断する。
【００３３】
これによると、まず、ステップＳ３１で車両が停車状態にあるか、ステップＳ３２でスノーモードが選択されていないかを判断し、車両が停車状態かつスノーモードが選択されていないと判断された場合はステップＳ３３へ進む。
【００３４】
ステップＳ３３では、路面勾配センサ１３により路面勾配、ナビゲーションシステムから検出された悪路、舗装路等の路面情報から発進負荷を推定し、ステップＳ３４では入出力軸回転数の比からＣＶＴ５の変速比（＝入力軸回転数／出力軸回転数）を演算する。
【００３５】
ステップＳ３５では、検出した路面勾配、推定した発進負荷に基づき、図５に示すマップを参照してアイドルストップを禁止するか否かを判断するためのＩ／Ｓ禁止しきい値を演算する。このＩ／Ｓ禁止しきい値は、上り勾配がきつくなるほど大きな値が演算され、下り勾配がきつくなるほど小さな値が演算される。また、走行中の路面が悪路である等の発進負荷を増加させる要因がある場合にも大きな値が演算される。
【００３６】
ステップＳ３６では、ステップＳ３４で検出したＣＶＴ５の変速比がステップＳ３５で演算したＩ／Ｓ禁止しきい値よりも小さいか否かが判断される。そして、ＣＶＴ５の変速比がＩ／Ｓ禁止しきい値よりも小さい場合は、ステップＳ３７へ進んでアイドルストップ禁止及びアシスト発進モードへ移行する。
【００３７】
アシスト発進モードでは、再発進時にモータジェネレータ２を力行運転して駆動力アシストを行う。このときのアシスト量は、路面勾配、変速比に基づき図６に示すマップを参照して演算され、アシスト量は上り勾配がきつくなるほど、ＣＶＴ５の変速比が小さいほど大きな値が演算される。
【００３８】
一方、ＣＶＴ５の変速比がしきい値よりも大きい場合は、アイドルストップを実行しても再発進時の発進性に影響は無く、また、再発進時の駆動力アシストも必要ないので、ステップＳ３８へ進んでアイドルストップ許可及びアシスト発進なしモードへ移行する。
【００３９】
したがって、このフローを処理することにより、ＣＶＴ５の変速比が小さく、アイドルストップを実行すると再発進時の発進性の悪化が予測される状況では、車両はアイドルストップ禁止モードに移行し、アイドルストップ条件が成立してもアイドルストップは実行されなくなる。
【００４０】
次に、このような制御を行うことによる作用を図７を参照しながら説明する。
【００４１】
この図に示すように、ＣＶＴ５の変速比が十分に大きく車両がアイドルストップ禁止モードにないときは、車両が停車状態となったときに所定のエンジン自動停止条件が成立するとエンジン１は自動停止され（時刻ｔ１）、エンジン自動停止条件が不成立となるとエンジン１は自動再起動される（時刻ｔ２）。ＣＶＴ５の変速比が十分に大きければ、このようにアイドルストップを実行しても再発進時の発進性を悪化させることはない。
【００４２】
しかしながら、ＣＶＴ５の変速比が所定のＩ／Ｓ禁止しきい値よりも小さく、車両がアイドルストップ禁止モードにあるときは、車両が停車状態となりエンジン自動停止条件が成立してもエンジン１の自動停止は行われない（時刻ｔ３）。変速比が小さい状態で停車すると発進性が悪くなり、ここでアイドルストップを実行するとエンジンや油圧ポンプの応答遅れにより発進性がさらに悪化するが、このような状態ではアイドルストップが禁止される。
【００４３】
さらに、アイドルストップ禁止モードで停車状態となる場合は変速比が小さい状態からの再発進となるが、このような場合にはモータジェネレータ２により路面勾配、路面状態に応じた適切な駆動力アシストが行われる（時刻ｔ４）。これにより、ＣＶＴ５の変速比が小さくても十分な駆動力を確保でき、車両をスムーズに発進させることができる。
【００４４】
続いて、第２の実施形態について説明する。
【００４５】
この実施形態は、図８に示すようにＣＶＴ５と駆動輪７の間に駆動力遮断手段としての前後進切換機構４’を備え、前後進切換機構４’のフォワードクラッチ及びリバースクラッチを解放すれば車両が停車状態にあってもＣＶＴ５の変速比を変更することができる点で第１の実施形態と異なる。なお、第１の実施形態と同じ構成に関しては同一の番号を付してある。
【００４６】
図９はコントローラ１５において行われる処理を示す。このフローは図４に示したフローに代えて実行されるものである。
【００４７】
これによると、まず、ステップＳ４１では車両が停車中にあるか否かを判断し、停車中であると判断した場合は、ステップＳ４２でＣＶＴ変速比５が有段変速機の１速に相当する変速比よりも大きいか否かを判断する。
【００４８】
ＣＶＴ変速比が１速相当の変速比よりも小さいときはステップＳ４３へ進んでアイドルストップ禁止モードに移行し、ＣＶＴ５の変速比が１速相当の変速比よりも大きくなるのを待つ。そして、１速相当の変速比よりも大きくなるとステップＳ４４へ進んでアイドルストップを許可する。
【００４９】
したがって、この実施形態では、図１０に示すように、車両が停車状態となってアイドルストップ条件が成立しても、変速比が小さいとアイドルストップは実行されないが（時刻ｔ５）、その後、ＣＶＴ５の変速比が１速相当まで戻るとアイドルストップが許可される（時刻ｔ６）。
【００５０】
これにより、変速比が小さい状態でのアイドルストップが禁止されるので、変速比が小さい状態からの再発進が行われるのを防止でき、再発進時の発進性が悪化するのを防止できる。
【００５１】
なお、ここでは変速の完了を変速比が１速相当の変速比よりも大きくなったことで判断しているが、１速相当の変速比に代えて、第１の実施形態で用いたＩ／Ｓ禁止しきい値を用いて変速の完了を判断するようにしてもよい。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は例示的なものであり、本発明が適用可能な車両、制御装置の構成がこの実施形態の構成に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に基づいて定められ、特許請求の範囲に記載した発明の範囲に属する変更例は全て本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアイドルストップ車両の概略構成図である。
【図２】エンジン自動停止時の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】エンジン自動再始動時の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】アイドルストップ禁止モードへの移行を判断するフローチャートである。
【図５】Ｉ／Ｓ禁止しきい値を演算するためのマップである。
【図６】モータジェネレータによるアシストトルクを演算するためのマップである。
【図７】本発明の作用を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】第２の実施形態に係るアイドルストップ車両の概略構成図である。
【図９】アイドルストップ禁止モードへの移行を判断するフローチャートである。
【図１０】第２の発明の作用を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１      エンジン
２      モータジェネレータ
４、４’前後進切換機構
５      無段変速機構
７      駆動輪
８      バッテリ
９      インバータ
１１    ブレーキセンサ
１２    アクセルセンサ
１３    路面勾配センサ
１４    ナビゲーションシステム
１５    コントローラ
【図１】
0003588673.tif 000002
【図２】
0003588673.tif 000003
【図３】
0003588673.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003588673.tif 000006
【図６】
0003588673.tif 000007
【図７】
0003588673.tif 000008
【図８】
0003588673.tif 000009
【図９】
0003588673.tif 000010
【図１０】
0003588673.tif 000011