(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、モータ、トルクコンバータ付変速機が連結され、所定のアイドルストップ条件にてエンジンを自動的に停止させるアイドルストップ手段と、前記アイドルストップ手段によるエンジンの停止後、所定のアイドルストップ解除条件にてモータによってエンジンを回転駆動した後燃料噴射を行って再始動させる再始動手段と、を備える車両のアイドルストップ・再始動制御装置において、
前記再始動手段によりモータによってエンジンを回転駆動してからの経過時間を計測する起動後時間計測手段と、
前記計測された起動後時間に対する再始動前のエンジン回転速度の上昇度が所定のしきい値未満であったときに、それ以降の前記アイドルストップ手段によるエンジンの停止を禁止するアイドルストップ禁止手段と、
上り坂を検出する坂道検出手段と、
上り坂のときは、前記アイドルストップ禁止手段による判断をパスするとともに、前記所定のアイドルストップ解除条件にてモータによってエンジンを回転駆動すると略同時に燃料噴射を行って再始動させる坂道再始動制御手段と、
を設けたことを特徴とする車両のアイドルストップ・再始動制御装置。
【請求項２】
前記再始動手段によるエンジン再始動条件は、エンジン回転速度が下限値以上でエンジンの吸気圧がアイドル時相当の負圧に達することであることを特徴とする請求項１記載の車両のアイドルストップ・再始動制御装置。
【請求項３】
前記アイドルストップ禁止手段は、判定用のしきい値を、エンジン水温によって設定する手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のアイドルストップ・再始動制御装置。
【請求項４】
前記アイドルストップ禁止手段は、判定用のしきい値を、トルコン油温によって設定する手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のアイドルストップ・再始動制御装置。
【請求項５】
前記坂道検出手段は、前記所定のアイドルストップ解除条件にて車両を再発進させたときの車速に基づいて上り坂を検出することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両のアイドルストップ・再始動制御装置。
【請求項６】
前記坂道検出手段は、車両位置に対する重力加速度の方向に基づいて上り坂を検出するセンサであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両のアイドルストップ・再始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のアイドルストップ条件にてエンジンを自動的に停止させ、再発進操作などのアイドルストップ解除条件により、自動的にエンジンを再始動する車両のアイドルストップ・再始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃費の向上のため、車両を一時的に停車するときにエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）させ、再発進操作するとモータによりエンジンを回転駆動し自動的に再始動させて車両を再発進するものがある（特開平９−７２２６６号公報参照）。
【０００３】
トルクコンバータ付変速機を備えた車両の場合、発進時に発生するクリープトルクはエンジン回転速度に影響されるが、アイドルストップ後の再発進のときは、クリープトルクの発生にモータ起動時間の遅れがある。
【０００４】
この遅れ時間は、通常は運転性能上影響のない時間であるが、バッテリ能力の低下、モータ状態、エンジン及び駆動系のフリクションの増大などの状態変化（劣化）時には、クリープトルクの立ちあがりに遅れを生じ、運転（再発進）性能に影響を及ぼす。
【０００５】
したがって、上記にような状態の劣化を検出し、劣化を生じた場合には、以後のアイドルストップを禁止し、アイドル運転しつつ再発進させることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、上り坂では、前記状態の劣化がなくても駆動輪からの抵抗の増大により再発進に遅れを生じることがあり、それを状態の劣化と誤って検出して、以後のアイドルストップの禁止を行なう可能性があり、また、平坦路と同様の再発進時の制御では、駆動輪からの抵抗の増大に見合った発進トルクが得られず、再発進に遅れを生じてしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、前記状態の劣化を正しく検出してアイドルストップ後に始動困難となる事態を確実に回避するとともに、上り坂でも速やかに再発進できるようにした車両のアイドルストップ・再始動制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、
エンジン、モータ、トルクコンバータ付変速機が連結され、所定のアイドルストップ条件にてエンジンを自動的に停止させるアイドルストップ手段と、前記アイドルストップ手段によるエンジンの停止後、所定のアイドルストップ解除条件にてモータによってエンジンを回転駆動した後燃料噴射を行って再始動させる再始動手段と、を備える車両のアイドルストップ・再始動制御装置において、
前記再始動手段によりモータによってエンジンを回転駆動してからの経過時間を計測する起動後時間計測手段と、
前記計測された起動後時間に対する再始動前のエンジン回転速度の上昇度が所定のしきい値未満であったときに、それ以降の前記アイドルストップ手段によるエンジンの停止を禁止するアイドルストップ禁止手段と、
上り坂を検出する坂道検出手段と、
上り坂のときは、前記アイドルストップ禁止手段による判断をパスするとともに、前記所定のアイドルストップ解除条件にてモータによってエンジンを回転駆動すると略同時に燃料噴射を行って再始動させる坂道再始動制御手段と、
を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、
前記再始動手段によるエンジン再始動条件は、エンジン回転速度が下限値以上でエンジンの吸気圧がアイドル時相当の負圧に達することであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、
前記アイドルストップ禁止手段は、判定用のしきい値を、エンジン水温によって設定する手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、
前記アイドルストップ禁止手段は、判定用のしきい値を、トルコン油温によって設定する手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、
前記坂道検出手段は、前記所定のアイドルストップ解除条件にて車両を再発進させたときの車速に基づいて上り坂を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る発明は、
前記坂道検出手段は、車両位置に対する重力加速度の方向に基づいて上り坂を検出するセンサであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、平坦路では、アイドルストップ解除時にモータによるエンジン回転の時間に対する上昇度に基づいて、上昇度が低いときには状態が劣化していると判断して、それ以降のアイドルストップを禁止することで、エンジンの再始動が長引く場合のリスク、すなわち、始動困難となってしまうのを、確実に防止できる。特に、実際のエンジン回転の上昇度に応じてアイドルストップの許可・禁止を判定することで、バッテリ状態に加え、モータ状態、エンジン及び駆動系のフリクションの影響も考慮して、状態の劣化を的確に判定できる。
【００１５】
また、上り坂のときは、アイドルストップ解除時に駆動輪からの抵抗が増大することによってエンジンの回転上昇度が低くなってしまうため、状態の劣化を判別できない。このため、以後のアイドルストップ禁止の判断をパスする一方、モータによりエンジンを回転駆動すると略同時に、速やかにエンジンを点火、燃料供給により再始動することにより、前記抵抗の増大に対応した大きな始動トルクを発生させることができ、良好な再発進性能を得ることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、エンジン回転速度が下限値以上でエンジンの吸気圧がアイドル時相当の負圧に達することを、エンジン再始動条件とすることで、再始動時のエンジントルクの増大を小さくしてショックを防止でき、燃費も向上する。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、判定用のしきい値を、エンジン水温によって設定することで、エンジン水温によりフリクションが変化することから、条件差による誤判定を防止でき、水温センサは常に装備されているので、センサを追加する必要もない。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、判定用のしきい値を、トルコン油温によって設定することで、トルコン油温はフリクションと極めて密接な関係にあることから、条件差による誤判定をより正確に防止できる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、前記所定のアイドルストップ解除条件にて車両を再発進させたときの車速が負の値つまり後退するときは上り坂と検出することができ、特別なセンサを必要としない。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、センサにより、車両位置に対する重力加速度の方向に基づいて上り坂を検出するため、再発進操作前から正確に上り坂を検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
図２は本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両のシステム図である。
【００２２】
エンジン１の出力側に、モータ（モータジェネレータ）２を介して、トルクコンバータ付変速機３を連結し、この変速機３の出力軸４によりデフ５を介して車軸６を駆動するようになっている。
【００２３】
モータ２は、高電圧バッテリ７にインバータ８を介して接続されており、始動時（エンジンキースイッチによる始動時及びアイドルストップ後の始動時）に、高電圧バッテリ７から電力の供給を受けて作動し、始動時以外は、発電機として、バッテリ７に充電するようになっている。このように、モータ２を主にアイドルストップ装置の始動用とすることで、ハイブリッド車両でありながら、バッテリ７の小型化等を図ることができる。
【００２４】
コントロールユニット１０は、エンジン１、モータ２及び変速機３の作動を制御するもので、エンジンキースイッチ１１、クランク角信号を出力しこれによりエンジン回転数Ｎｅを検出可能なクランク角センサ１２、アクセルペダルの踏込み量ＡＰＯを検出するアクセルペダルセンサ１３、スロットル弁の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１４、スロットル弁下流の吸気圧を検出する吸気圧センサ１５、エンジン水温Ｔｗを検出する水温センサ１６、アクセルペダルの踏込み無し或いはスロットル弁全閉のときにＯＮとなるアイドルスイッチ１７、ブレーキペダルの踏込みによりＯＮとなるブレーキスイッチ１８、車速ＶＳＰを検出する車速センサ１９、トルコン油温Ｔoil を検出するトルコン油温センサ２０等から信号が入力されている。
【００２５】
図３はエンジン停止状態にてエンジンキースイッチ１１がＯＮのときに実行される再始動用ルーチンのフローチャートである。
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、アイドルストップ中（フラグＦＩＳ＝１）か否かを判定する。具体的には、アイドルスイッチ１７がＯＮで、クランク角センサ１２からの信号に基づいて検出されるエンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数付近で、車速ＶＳＰ＝０のアイドル運転時で、ブレーキスイッチ１８がＯＮのときを、アイドルストップ条件として、該条件が満たされているかで判定する。アイドルストップ中でない場合は、本ルーチンを終了する。
【００２６】
アイドルストップ中の場合は、ステップ２へ進んで、所定のアイドルストップ解除条件が満たされたか、具体的には車両が再発進操作されたか、例えば、アイドルスイッチ１７がＯＦＦ（アクセルペダル踏込み）で、ブレーキスイッチ１８がＯＦＦであるか否かを判定する。再発進操作されていない場合は、本ルーチンを終了する。
【００２７】
再発進操作された場合は、ステップ３へ進んで、モータ２によりエンジン１を回転駆動すると同時に、計時用のタイマ（起動後時間計測手段）をスタートさせる。
次に、ステップ４では、前記車速センサ１９により検出された車速が負つまり後退しているかを判定し、負であるときは上り坂であると判定する。したがって、このステップ４の機能が、坂道検出手段に相当する。
【００２８】
ステップ４で上り坂でないと判定された場合は、ステップ５へ進み、前記モータ２の回転開始後の経過時間Ｔが、劣化判定用の所定時間Ｔ０に達したかを判定する。
【００２９】
ステップ５で前記所定時間Ｔ０に達したと判定されたときは、ステップ６へ進み、モータ２により回転駆動されているエンジン回転速度Ｎｅ（＝モータ回転速度）が、下限値ＮL未満であるか否かを判定する。ここで、前記下限値ＮLを、図４又は図５に示すテーブルを用いて、水温センサ１６又はトルコン油温センサ２０により検出されるエンジン水温Ｔｗ又はトルコン油温Ｔoilに応じて設定する。具体的には、エンジン水温Ｔｗ又はトルコン油温Ｔoilが低い程、フリクションが大きく、回転上昇度が低くなることが予想されるので、下限値ＮLを小さくする。このように下限値ＮLを温度補正して設定することにより、状態の劣化判定精度が向上する。なお、所定の回転速度に達するまでの時間を計測し、該計測時間がしきい値を超えるときに劣化と判定する方式としてもよく、回転上昇度による同等の判定方式である。
【００３０】
そして、ステップ６で、エンジン回転速度Ｎｅが下限値ＮL未満と判定されたときは、エンジン回転の上昇度が低く状態が劣化しており、始動性に問題があると判断して、ステップ７へ進んで、以後のアイドルストップを禁止すべく、アイドルストップ禁止フラグＦＰＨ＝１にセットする。これにより、後述するように、以後のアイドルストップが禁止される。そして、ステップ１０へ進んで、直ちにエンジン１の点火、燃料噴射を行なってエンジン１を再始動する。
【００３１】
一方、ステップ６で、エンジン回転速度Ｎｅが下限値ＮL以上と判定されたときは、状態が劣化しておらず、始動性に問題がないと判断して、ステップ８へ進んで、前記アイドルストップ禁止フラグＦＰＨ＝０にリセットする。
【００３２】
次いで、ステップ９へ進み、前記吸気圧センサ１５によって検出されるエンジンの吸気圧Ｐｂが所定の負圧（例えば−４００ｍｍＨｇ）に達したかを判定する。そして、前記所定の負圧に達したときに、ステップ１０へ進んで、エンジン１の点火、燃料噴射を行なってエンジン１を再始動する。上記ステップ３からステップ９を経てステップ１０に至るまでの機能が再始動手段に相当する。なお、前記吸気圧Ｐｂの代わりに燃料噴射量Ｔｐが所定値以下（例えばＴｐ≦４ｍｓｅｃ）の場合、あるいはエンジン回転速度Ｎｅが所定値（＞下限値ＮL）以上の場合に再始動するようにしてもよい。また、ステップ３でモータ２によりエンジン１を回転駆動してからの時間を計測し、該経過時間が所定時間（例えば１．２秒）以上となったときに再始動するようにしてもよい。
【００３３】
一方、ステップ４で上り坂と判定されたときは、駆動輪からの逆向きトルクによる回転抵抗の増大によりエンジン回転の上昇度が低下するため、状態の劣化を判別できないので、ステップ５〜ステップ８の劣化判定を行なわず、該劣化判定に基づく以後のアイドルストップ禁止動作も行なわない。そして、ステップ１０へ進んで、直ちにエンジン１を再始動する。このようにエンジントルクを速やかに立ち上げ、かつ、吸気負圧が発達しないうちに始動するので吸入空気量に比例して燃料噴射量が大きく制御され、前記抵抗の増大に対応した大きな始動トルクを発生させることができ、良好な再発進性能を得ることができる。上記ステップ４から直接ステップ１０に至る機能が、坂道再始動制御手段に相当する。
【００３４】
図６はエンジン運転状態にて実行される停止用ルーチンのフローチャートである。ステップ２１では、エンジンキースイッチ１１がＯＦＦになったか否かを判定し、ＯＦＦでなければ、ステップ２２へ進む。
【００３５】
ステップ２２では、アイドルストップが禁止されている（アイドルストップ禁止フラグＦＰＨ＝１）か否かを判定し、禁止されている場合は、本ルーチンを終了する。すなわち、アイドルストップしたとしても、始動に時間がかかると予測されている場合である。
【００３６】アイドルストップが許可されている場合（ＦＰＨ＝０の場合）は、ステップ２３へ進む。ステップ２３では、所定のアイドルストップ条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、アイドルスイッチ１７がＯＮで、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数付近で、車速ＶＳＰ＝０のアイドル運転時で、ブレーキスイッチ１８がＯＮのときに条件が成立していると判定する。
【００３７】
アイドルストップ条件でない場合は、本ルーチンを終了する。
アイドルストップ条件が成立した場合は、ステップ２４へ進んで、アイドルストップのため、エンジンを停止させ、ステップ２５でアイドルストップ中フラグＦＩＳ＝１にセットして、本ルーチンを終了する。
【００３８】
エンジンキースイッチ１１がＯＦＦになった場合は、ステップ２１からステップ２６へ進んで、エンジン１を停止させる。このときは、ステップ２７でアイドルストップ中フラグＦＩＳ＝０にリセットし、またステップ２７でアイドルストップ禁止フラグＦＰＨ＝０にリセットし（アイドルストップが禁止されている場合に、１トリップ終了によって、アイドルストップ禁止を解除するため）、本ルーチンを終了する。
【００３９】
ここで、図６のステップ２３，２４の部分がアイドルストップ手段に相当する。また、図３のステップ５〜７及び図６のステップ２２の部分がアイドルストップ禁止手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両のシステム図
【図３】始動用ルーチンのフローチャート
【図４】下限値設定用テーブルの一例を示す図
【図５】下限値設定用テーブルの別の例を示す図
【図６】停止用ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１  エンジン
２  モータ（モータジェネレータ）
３  変速機
７  高電圧バッテリ
１０  コントロールユニット
１１  エンジンキースイッチ
１２  クランク角センサ
１７  アイドルスイッチ
１８  ブレーキスイッチ
１９  車速センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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