(57)【要約】【課題】車両減速中での自動始動時におけるショックの発生を抑えることのできる車載用内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置２００は、車両１００の減速中にエンジン１０の自動停止及び自動始動を行うとともに、自動始動時における機関回転速度の吹き上がりを抑えるために機関出力の抑制処理を実行する。制御装置２００は、車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車両速度が所定範囲内のときには、機関出力の抑制処理の実行を禁止する。【選択図】図１
2015063962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両減速中に内燃機関の自動停止及び自動始動を行うとともに、前記自動始動時における機関回転速度の吹き上がりを抑えるために機関出力の抑制処理を実行する制御装置において、
車両減速中の前記自動停止実行中に前記自動始動が要求されたときの車両速度が所定範囲内のときには、前記抑制処理による機関出力の抑制度合を前記車両速度が前記所定範囲外のときよりも低減させる処理及び前記抑制処理の実行を禁止する処理のうちのいずれか一方を実行する
ことを特徴とする車載用内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の条件が成立したときに自動停止及び自動始動が行われる内燃機関では、自動始動時に生じる機関回転速度の吹き上がりに起因したショックの発生を抑えるために、機関出力の抑制処理を実行することがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の装置では、車両が停止すると機関を自動停止させるとともに、車両を発進させるときには機関を自動始動させるようにしている。そして、自動始動時において一時的に点火時期を遅角したり、吸入空気量を減量したりすることにより機関出力を抑制し、これにより自動始動時の吹き上がりを抑えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４２５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、車両停止中だけではなく、車両が停止する前、つまり車両減速中から機関の自動停止を実行し、そうした自動停止状態を車両が停止した後も継続する技術なども提案されている。
【０００６】
ここで、車両減速中であって自動停止が実行されているときに、機関の自動始動が要求された場合には（例えば、車両減速中に運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合など）、機関の自動始動が開始されるのであるが、この自動始動時には以下のような不都合の発生が懸念される。
【０００７】
すなわち、自動始動が行われて内燃機関の運転が再開されると、車両の駆動輪には内燃機関からの駆動力が伝達されるようになり、前進方向への車両加速度が増大する。この状態で上述した抑制処理が実行されると、機関出力が抑えられて駆動力が減少するため、前進方向に増大していた車両加速度が低下するようになり、そうした車両加速度の変化が車両搭乗者に対してショックを与えてしまうおそれがある。
【０００８】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両減速中での自動始動時におけるショックの発生を抑えることのできる車載用内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する車載用内燃機関の制御装置は、車両減速中に内燃機関の自動停止及び自動始動を行う。また、この制御装置は、自動始動時における機関回転速度の吹き上がりを抑えるために機関出力の抑制処理を実行する。そして制御装置は、車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車両速度が所定範囲内のときには、上述した抑制処理による機関出力の抑制度合を車両速度が所定範囲外のときよりも低減させる処理、及び抑制処理の実行を禁止する処理のうちのいずれか一方を実行するようにしている。
【００１０】
車両減速中において車両速度が低い領域では、車両速度が高い領域に比べて車両加速度は比較的小さくなっている。そのため、車両速度が低い領域では、上述したような車両加速度の変化が顕著に表れるようになり、車両搭乗者は加速度変化によるショックを感じやすい。そこで、同構成では、自動始動時における機関出力の抑制処理についてその実行態様を、車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車両速度に基づき変更するようにしている。
【００１１】
より具体的には、車両速度が所定範囲内であり、抑制処理の実行に起因したショックの発生を車両搭乗者が感じやすい場合には、抑制処理の実行が禁止される。または、車両速度が所定範囲内であり、抑制処理の実行に起因したショックの発生を車両搭乗者が感じやすい場合には、抑制処理による機関出力の抑制度合は、車両速度が所定範囲外のときよりも低減される。このように抑制処理の実行を禁止する処理、または抑制処理による機関出力の抑制度合を低減させる処理のいずれかが行われることにより、車両減速中での自動始動時におけるショックの発生を抑えることができるようになる。なお、同構成の上記所定範囲としては、０ｋｍ／ｈ近傍の低速域を設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態の車載用内燃機関の制御装置及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】吹き上がり抑制制御による出力抑制が実行されるときの車両の加速度、吹き上がり抑制条件の成立及び非成立、機関回転速度の推移を示すタイミングチャート。
【図３】同実施形態において吹き上がり抑制制御の実行可否を判定する手順を示すフローチャート。
【図４】吹き上がり抑制制御による出力抑制が実行されないときの車両の加速度、吹き上がり抑制条件の成立及び非成立、機関回転速度の推移を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態の変形例において、吹き上がり抑制制御の実行態様を変更する手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、車載用内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジン１０、トルクコンバータ２０、自動変速機３０の構造は周知の構造であるため、その詳細な説明は割愛する。
【００１４】
図１に示すように、車両１００には、内燃機関であるエンジン１０が搭載されている。このエンジン１０には、燃料を噴射する燃料噴射弁や、混合気への火花点火を行う点火プラグや、吸入空気量を調整するスロットルバルブなどを設けられている。
【００１５】
エンジン１０には、機関始動時にクランクシャフトを回転させる始動用のスタータモータ１１が設けられている。
エンジン１０のクランクシャフトは、流体継手であるトルクコンバータ２０の入力軸に接続されており、トルクコンバータ２０の出力軸は、自動変速機３０の入力軸に接続されている。
【００１６】
自動変速機３０の出力軸は、デファレンシャルギヤ５０に接続されている。デファレンシャルギヤ５０の出力軸は、車両の駆動輪６０に接続されている。
車両１００やエンジン１０の状態は、各種のセンサ等によって検出される。例えば、クランク角センサ３００によって機関回転速度ＮＥが検出され、吸入空気量センサ３１０によって吸入空気量ＧＡが検出され、スロットル開度センサ３２０によってスロットルバルブの開度であるスロットル開度ＴＡが検出される。また、車速センサ３４０によって車両１００の車速（車両速度）ＳＰが検出され、アクセルセンサ３５０によってアクセルペダル８０の操作量であるアクセル操作量ＡＣＣＰが検出され、ブレーキスイッチ３６０によってブレーキペダル９０の操作状態が検出される。また、加速度センサ３７０によって車両１００の前後方向における加速度Ｇが検出され、イグニッションスイッチ４００によって運転者の機関始動要求や機関停止要求等が把握される。
【００１７】
なお、本実施形態では、車両前進方向への加速度Ｇを正の値で表し、車両後退方向への加速度Ｇを負の値で表す。従って、前進中の車両１００の速度が増大していく過程では、加速度Ｇは正の値であって絶対値は大きくなっていく。一方、前進中の車両１００の速度が減少していく過程では、加速度Ｇは正の値であって絶対値は小さくなっていく。
【００１８】
上述した各センサやスイッチ等からの各種信号は、制御装置２００に入力される。制御装置２００は、そうした各種信号に基づき、エンジン１０の燃料噴射制御、点火時期制御、吸入空気量制御等といった各種の機関運転に関する制御や、自動変速機３０の制御等を行う。
【００１９】
また、制御装置２００は、所定の条件が成立したときにエンジン１０の自動停止及び自動始動に関する制御を行う。自動停止の条件としては、アクセル操作量ＡＣＣＰが「０」であって且つ車速ＳＰが基準速度ＳＰｋ（ＳＰｋ＞０）以下であること、つまりアクセルペダル８０が踏み込まれていない状態で車両が減速中であること、あるいはアクセルペダル８０が踏み込まれていない状態で車両が停止していること等が設定されている。また、自動始動の条件としては、自動停止中にアクセルペダル８０が踏み込まれること等が設定されている。
【００２０】
また、制御装置２００は、エンジン１０の自動始動時に生じる機関回転速度の吹き上がりに起因したショックの発生を抑えるために、エンジン１０の出力トルクを抑制する吹き上がり抑制制御を実行する。
【００２１】
この吹き上がり抑制制御では、機関始動時の機関回転速度が予め定められた上限回転速度を超えて吹き上がる可能性があるかどうかについて、機関回転速度ＮＥ及びその変化速度等に基づき予測する予測処理が行われる。そして、吹き上がる可能性があると予測されたときには、エンジン１０の出力トルクを抑制する出力抑制処理が実行される。出力抑制処理としては、エンジン１０の点火時期を遅角補正する処理が行われる。また、点火時期の遅角補正の他に、吸入空気量の減量や、燃料噴射量の減量を通じて出力トルクを抑制することも可能である。
【００２２】
なお、吹き上がり抑制制御として、機関始動時の機関回転速度が予め定められた上限回転速度を超えたかどうかを判定する処理を行う。そして、機関回転速度が上限回転速度を超えたときには、上記の出力抑制処理を行うようにしてもよい。
【００２３】
ところで、車両減速中であって自動停止が実行されているときに、エンジン１０の自動始動が要求された場合には、エンジン１０の始動が開始されるのであるが、こうした車両減速中での自動始動が低車速領域で要求された場合に、上述した吹き上がり抑制制御による出力抑制が実行されると、次のような不都合が発生するおそれがある。
【００２４】
図２に示すように、時刻ｔ１において、車両減速中での自動始動要求に伴い、エンジン１０の始動が開始されて混合気の燃焼が始まると、機関回転速度ＮＥは増大していく。そして機関回転速度ＮＥの増大に伴い、駆動輪６０への駆動力が増大していくと、車両は減速状態（加速度Ｇ＜０）からパーシャル状態、そして前進方向への加速状態（加速度Ｇ＞０）へと変化していく。
【００２５】
このように自動始動が行われてエンジン１０の運転が再開されると、駆動輪６０にはエンジン１０からの駆動力が伝達されるようになり、例えばトルクコンバータ２０によるクリープ力などによって、前進方向への加速度Ｇが増大する。
【００２６】
そして、機関回転速度ＮＥが所定の上限回転速度ＮＥｓ１近傍にまで近づき、さらに上限回転速度ＮＥｓ１を超えて吹き上がりが発生しそうな状態になると、吹き上がり抑制条件が成立して、出力抑制処理が実行されることにより（時刻ｔ２）、若干の応答遅れをもって実際の出力トルクが抑制される（時刻ｔ３）。この出力トルクの抑制によって、機関回転速度ＮＥの増大が抑えられて、吹き上がりが抑制される。そしてその後、機関回転速度ＮＥが所定のアイドル回転速度ＮＥｉｄに維持されるように、点火時期などのアイドルフィードバック制御が行われる。
【００２７】
ここで、吹き上がり抑制制御によって出力トルクが抑制されると、駆動力が減少するため、そうした出力トルクの抑制後には、前進方向に増大していた加速度Ｇが大きく低下してしまい（図２に示す加速度低下量ΔＧ）、そうした加速度Ｇの変化が車両搭乗者に対して少なからずショックを与える。
【００２８】
特に、車両減速中において車速ＳＰが低い領域では、車速ＳＰが高い領域に比べて加速度Ｇ自体が比較的小さくなっている。そのため、車速ＳＰが低い領域では、上述したような加速度Ｇの変化が顕著に表れるようになり、車両搭乗者は加速度Ｇの変化によるショックを感じやすい。そこで、本実施形態では、車両減速中での自動始動時における吹き上がり抑制制御について、その実行可否を車速ＳＰに基づいて判定するようにしている。
【００２９】
図３に、吹き上がり抑制制御の実行可否を判定する処理についてその手順を示す。なお、本処理は、制御装置２００によって所定周期毎に実行される。
本処理を開始すると、制御装置２００は、現在、減速時における自動停止の実行中であるか否かを判定する（Ｓ１００）。そして、減速時における自動停止の実行中ではないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、制御装置２００は、本処理を一旦終了する。
【００３０】
一方、減速時における自動停止の実行中であるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御装置２００は、自動始動要求があるか否かを判定する（Ｓ１１０）。そして、上述したような自動始動の条件が成立しておらず、自動始動要求がないときには（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御装置２００は、本処理を一旦終了する。
【００３１】
一方、上述したような自動始動の条件が成立しており、自動始動要求があるときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御装置２００は、その自動始動要求が、低車前の始動要求であるか否か、つまり減速中での始動要求であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。このステップＳ１２０では、車速ＳＰが「０」よりも速いときに肯定判定される。なお、ステップＳ１２０での判定処理は、他のパラメータを使って行ってもよい。例えば、自動変速機３０の出力軸の回転速度が「０」よりも高いときに、肯定判定してもよい。
【００３２】
低車前の始動要求である、つまり減速中での始動要求であるときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、制御装置２００は、現在の車速ＳＰ、つまり車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車速ＳＰが所定範囲内の速度であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。このステップＳ１３０では、次式（１）が満たされる場合に肯定判定される。
【００３３】
０＜車速ＳＰ＜判定値α  …（１）
判定値αには、車両１００の加速度Ｇ自体が比較的小さくなっており、上述したような加速度Ｇの変化が顕著に表れることにより、車両搭乗者が加速度Ｇの変化によるショックを感じやすい低車速領域での最大速度近傍の値が設定されている（一例として３ｋｍ／ｈ程度）。
【００３４】
そして、車速ＳＰが式（１）を満たしているときには（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、制御装置２００は、上述した吹き上がり抑制制御の実行を禁止して（Ｓ１４０）、本処理を一旦終了する。このようにして吹き上がり抑制制御の実行が禁止されることにより、上述した予測処理や出力抑制処理の実行が禁止される。
【００３５】
なお、吹き上がり抑制制御の実行が禁止されると、機関回転速度は吹き上がるようになる。そのため、始動後に大きく増大した機関回転速度をアイドル回転速度ＮＥｉｄに向けて急速に低下させてしまうと、回転速度の急減によるショックが発生するおそれがある。そのため、ステップＳ１４０の処理が実行されるときには、アイドルフィードバック制御の実行に際して、設定可能な点火時期の範囲を比較的狭くするとともに、点火時期の更新量に対するガード値を比較的小さくして、点火時期の急変を抑えることにより、機関回転速度の急速な低下を抑えるようにしている。
【００３６】
他方、上記ステップＳ１２０にて、車速ＳＰが「０」であり、低車前の始動要求ではない、つまり停車中の始動要求であると判定されるときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、制御装置２００は、停車時用の吹き上がり抑制制御の実行を許可して（Ｓ１６０）、本処理を一旦終了する。
【００３７】
この停車時用の吹き上がり抑制制御では、上述した上限回転速度ＮＥｓ１としてアイドル回転速度ＮＥｉｄが設定される。つまり、停車時用の吹き上がり抑制制御では、アイドル回転速度ＮＥｉｄを超えた吹き上がりの許容量が「０」にされる。そして、こうした厳密な吹き上がりの抑制を行うために、ステップＳ１６０の処理が実行されるときには、アイドルフィードバック制御の実行に際して、設定可能な点火時期の範囲が比較的広くされるとともに、点火時期の更新量に対するガード値も比較的大きくされる。これにより点火時期は比較的に大きく変化することが可能になるため、吹き上がろうとする機関回転速度に対して十分な量の点火時期遅角補正を行うことができる。
【００３８】
また、上記ステップＳ１３０にて、車速ＳＰが式（１）の範囲外の速度であると判定されるとき、つまり車速ＳＰが判定値α以上であるときには（Ｓ１３０：ＮＯ）、制御装置２００は、停車前用の吹き上がり抑制制御の実行を許可して（Ｓ１５０）、本処理を一旦終了する。
【００３９】
この停車前用の吹き上がり抑制制御では、上述した上限回転速度ＮＥｓ１として、アイドル回転速度ＮＥｉｄよりもやや高い回転速度（一例として＋１５０ｒｐｍ程度）が設定される。つまり、停車前用の吹き上がり抑制制御では、アイドル回転速度ＮＥｉｄを超えた機関回転速度の吹き上がりがある程度許容される。そして、ステップＳ１５０の処理が実行されるときには、吹き上がりを許容範囲に収めつつ、アイドル回転速度ＮＥｉｄに向けての機関回転速度の急変を抑えるために、アイドルフィードバック制御の実行に際して設定可能な点火時期の範囲は、次のように設定される。すなわち、ステップＳ１６０の処理実行時に設定される範囲よりも狭く、かつステップＳ１４０の処理実行時に設定される範囲よりも広くされる。また、点火時期の更新量に対するガード値は、ステップＳ１６０の処理実行時に設定される値よりも小さく、かつステップＳ１４０の処理実行時に設定される値よりも大きくされる。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
図４には、上記ステップＳ１３０において「０＜車速ＳＰ＜判定値α」の条件が満たされることにより、ステップＳ１４０において吹き上がり抑制制御の実行が禁止されたときの態様を示す。
【００４１】
この図４に示すように、時刻ｔ１において、車両減速中での自動始動要求に伴い、エンジン１０の始動が開始されて混合気の燃焼が始まると、機関回転速度ＮＥは増大していく。そして機関回転速度ＮＥの増大に伴い、駆動輪６０への駆動力が増大していくと、車両は減速状態（加速度Ｇ＜０）からパーシャル状態、そして前進方向への加速状態（加速度Ｇ＞０）へと変化していく。
【００４２】
そして、機関回転速度ＮＥが所定の上限回転速度ＮＥｓ１近傍にまで近づき、さらに上限回転速度ＮＥｓ１を超えて吹き上がりが発生しそうな状態になると、吹き上がり抑制条件が成立するようになる（時刻ｔ２）。しかしながら、ステップＳ１３０において「０＜車速ＳＰ＜判定値α」の条件が満たされており、ステップＳ１４０において吹き上がり抑制制御の実行が禁止されているため、そうした吹き上がりの予測処理や、出力抑制処理の実行は禁止される。
【００４３】
従って、先の図２に示した状態とは異なり、車両１００の前進方向に増大していた加速度Ｇが、出力抑制処理の実行によって大きく低下することはないため、図４に示す加速度低下量ΔＧは、先の図２に示した加速度低下量ΔＧよりも小さくなる。従って、加速度Ｇの変化が車両搭乗者に対してショックを与えるという上記不都合の発生が抑えられる。  
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車速ＳＰが、所定範囲（０＜車速ＳＰ＜判定値α）内であって低車速領域であるときには、出力抑制処理の実行に起因したショックの発生を車両搭乗者が感じやすい。そこで、この場合には、出力抑制処理の実行を禁止するようにしている。従って、車両減速中での自動始動時におけるショックの発生を抑えることができるようになる。
【００４５】
また、車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車速ＳＰが、所定範囲（０＜車速ＳＰ＜判定値α）外であって低車速領域でないときには、出力抑制処理の実行に起因したショックの発生を車両搭乗者は比較的感じにくい。そこでこの場合には、出力抑制処理の実行を許可するようにしている。従って、機関回転速度の吹き上がりによるショックの発生を抑えることができる。
【００４６】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・ステップＳ１４０では、吹き上がり抑制制御の実行を禁止するようにした。この他、吹き上がり抑制制御を構成する予測処理及び出力抑制処理のうちで、出力抑制処理の実行のみを禁止するようにしても上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４７】
・ステップＳ１５０の処理を省略する。そして、ステップＳ１３０において否定判定されるときには、ステップＳ１６０の処理を実行するようにしてもよい。
・ステップＳ１３０で肯定判定されるときには、ステップＳ１４０において、吹き上がり抑制制御の実行を禁止するようにした。この他、ステップＳ１３０で肯定判定されるときには、吹き上がり抑制制御の実行を禁止するのでなく、吹き上がり抑制制御による機関出力の抑制度合を低減させた低速用の吹き上がり抑制制御を実行するようにしてもよい。こうした変形例は、先の図３に示したステップＳ１４０の処理に代えて、図５に示すステップＳ２００の処理を行うことにより実施できる。
【００４８】
図５に示すように、ステップＳ２００では、上述した低速用の吹き上がり抑制制御を実行する。この低速用の吹き上がり抑制制御は、ステップＳ１５０で実行される停車前用の吹き上がり抑制制御と比べて、機関回転速度の吹き上がりをある程度許容する制御である。
【００４９】
すなわち低速用の吹き上がり抑制制御では、上述した上限回転速度ＮＥｓ１として、停車前用の吹き上がり抑制制御を行うときに設定される上限回転速度ＮＥｓ１よりも高い回転速度（一例としてアイドル回転速度ＮＥｉｄ＋２５０ｒｐｍ程度）が設定される。そして、ステップＳ２００の処理が実行されるときには、吹き上がりを許容範囲に収めつつ、アイドル回転速度ＮＥｉｄに向けての機関回転速度の急変を抑えるために、アイドルフィードバック制御の実行に際して設定可能な点火時期の範囲は、次のように設定される。すなわち、ステップＳ１５０の処理実行時に設定される範囲よりも狭く、かつ上述したステップＳ１４０の処理が実行されるときに設定される範囲よりも広くされる。また、点火時期の更新量に対するガード値は、ステップＳ１５０の処理実行時に設定される値よりも小さく、かつ上述したステップＳ１４０の処理が実行されるときに設定される値よりも大きくされる。
【００５０】
こうした変形例であっても、車両減速中の自動停止実行中に自動始動が要求されたときの車速ＳＰが、所定範囲（０＜車速ＳＰ＜判定値α）内であって低車速領域であるときには、車速ＳＰが、所定範囲外のときに比べて、出力抑制処理による機関出力の抑制度合が低減されて吹き上がりの抑制効果が低減される。そのため、上述したような加速度Ｇの変化が抑えられるようになり、車両減速中での自動始動時におけるショックの発生を抑えることができる。
【００５１】
・ステップＳ１３０で肯定判定された場合、車両１００の走行状態等に応じて、上記ステップＳ１４０の処理（吹き上がり抑制制御の実行を禁止する処理）または上記ステップＳ２００の処理（低速用の吹き上がり抑制制御を実行する処理）のいずれかを選択して実行するようにしてもよい。
【００５２】
・車両１００は、自動変速機を備えていたが、手動変速機を備える車両でもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０…エンジン、１１…スタータモータ、２０…トルクコンバータ、３０…自動変速機、５０…デファレンシャルギヤ、６０…駆動輪、８０…アクセルペダル、９０…ブレーキペダル、１００…車両、２００…制御装置、３００…クランク角センサ、３１０…吸入空気量センサ、３２０…スロットル開度センサ、３４０…車速センサ、３５０…アクセルセンサ、３６０…ブレーキスイッチ、３７０…加速度センサ、４００…イグニッションスイッチ。
【図１】
2015063962.tif 000003
【図２】
2015063962.tif 000004
【図３】
2015063962.tif 000005
【図４】
2015063962.tif 000006
【図５】
2015063962.tif 000007