(57)【要約】【課題】内燃機関の停止及び始動制御システムにおいて、機関停止によりクリープトルクが低く設定されることを防止する技術を提供する。【解決手段】変速時にクラッチ操作が自動的に行われる変速機と、内燃機関の停止及び始動を自動的に行う自動停止・始動手段と、を備えた内燃機関の停止及び始動制御システムであって、変速機のクラッチ操作を行いつつクリープトルクを変更する変速機制御手段を備え、該変速機制御手段は、機関回転数が所定の回転数以下となった場合にクリープトルクを低下させ、このときのクリープトルクの低下量に基づいてクリープトルクの設定条件を変更し、且つ、前記自動停止・始動手段による機関停止時及び始動時には設定条件の変更を行わない。【選択図】図４
2004316747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速時にクラッチ操作が自動的に行われる変速機と、
内燃機関の停止及び始動を自動的に行う自動停止・始動手段と、
を備えた内燃機関の停止及び始動制御システムであって、
前記変速機のクラッチ操作を行いつつクリープトルクを変更する変速機制御手段を備え、該変速機制御手段は、機関回転数が所定の回転数以下となった場合にクリープトルクを低下させ、このときのクリープトルクの低下量に基づいてクリープトルクの設定条件を変更し、且つ、前記自動停止・始動手段による機関停止時及び始動時には設定条件の変更を行わないことを特徴とする内燃機関の停止及び始動制御システム。
【請求項２】
前記変速機制御手段と前記自動停止・始動手段とで情報の交換を行う通信手段を更に備え、前記自動停止・始動手段による機関停止時若しくは始動時には、クリープトルクの設定条件の変更を行わないことが前記変速機制御手段から前記自動停止・始動手段に伝達された後に、内燃機関の停止若しくは始動を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の停止及び始動制御システム。
【請求項３】
前記変速機制御手段によりクラッチが切断された後に、前記自動停止・始動手段は内燃機関の停止若しくは始動を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の停止及び始動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の停止及び始動制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速可能な有段変速機及びモータジェネレータを備えたハイブリッド車において、変速時のクラッチ切断に伴う減速感の発生を回避する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−６９５０９号公報（第３−５頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クラッチ操作を自動的に行う変速機を備えている場合には、クリープトルクを学習制御している。これは、機関回転数を所定の回転数以上に維持して、内燃機関の停止を抑制するもので、機関回転数が所定の回転数以下となった場合に、クリープトルクを減少させて機関回転数を増加させるものである。そして、クリープトルクが所定値以上変更された場合には、クリープトルクの基準値を変更する学習制御が行われ、この変更された基準値に基づいて機関回転数のフィードバック制御が行われる。
【０００５】
一方、燃費を向上させるため、車両停止時に内燃機関を停止させたり、車両が低速走行時に内燃機関を停止させてモータジェネレータにより車輪を駆動させたりすることがある。
【０００６】
しかし、クリープトルクの学習制御が行われていると、機関停止途中であって機関回転数が所定の値よりも低下したときに機関回転数のフィードバック制御が行われ、その結果クリープトルクが低減されて、クリープトルクの基準値も低い値に設定されてしまう。そして、機関始動後には、機関回転数が所定の値以上に維持されるため、クリープトルクによる機関回転数のフィードバック制御等が行われず、機関停止時に設定された低い基準値のクリープトルクが適用されることとなる。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の停止及び始動制御システムにおいて、機関停止によりクリープトルクが低く設定されることを防止する技術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】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の停止及び始動制御システムは、以下の手段を採用した。即ち、
変速時にクラッチ操作が自動的に行われる変速機と、
内燃機関の停止及び始動を自動的に行う自動停止・始動手段と、
を備えた内燃機関の停止及び始動制御システムであって、
前記変速機のクラッチ操作を行いつつクリープトルクを変更する変速機制御手段を備え、該変速機制御手段は、機関回転数が所定の回転数以下となった場合にクリープトルクを低下させ、このときのクリープトルクの低下量に基づいてクリープトルクの設定条件を変更し、且つ、前記自動停止・始動手段による機関停止時及び始動時には設定条件の変更を行わないことを特徴とする。
【０００９】
本発明の最大の特徴は、自動停止・始動手段による機関停止時及び始動時にはクリープトルクの制御条件の変更を停止し、クリープトルクが低下することを抑制することにある。
【００１０】
ここで、クリープトルクとは、車両停止時や低速走行時に内燃機関の出力がクラッチを介して変速機に伝達されるトルクであり、クラッチの押圧力によりその出力を調整することができる。即ち、クラッチの押圧力が大きくなるほど、クリープトルクが大きくなる。
【００１１】
このように構成された内燃機関の停止及び始動制御システムでは、機関回転数が所定の回転数以下となった場合に、クリープトルクを低下させて機関回転数を増加させる。そして、そのときのクリープトルクの低下量に基づいて、クリープトルクの基準値を変更する学習制御が行われる。しかし、内燃機関の停止及び始動を自動的に行う自動停止・始動手段が備えられている場合には、機関停止時若しくは始動時に機関回転数が低下すると、クリープトルクを減少させて該内燃機関の回転数を増加させようとする制御が行われる。この場合、機関回転数が低下するほどクリープトルクが減少され、内燃機関が完全に停止されるとクリープトルクは非常に小さいものとなる。そして、機関始動時には、その低い値のクリープトルクが適用されてしまう。そこで、本発明では、前記自動停止・始動手段による機関停止時及び始動時には、クリープトルクの学習制御を停止する。これにより、クリープトルクが非常に小さい値に設定されることを抑制することが可能となる。
【００１２】
本発明においては、前記変速機制御手段と前記自動停止・始動手段とで情報の交換を行う通信手段を更に備え、前記自動停止・始動手段による機関停止時若しくは始動時には、クリープトルクの設定条件の変更を行わないことが前記変速機制御手段から前記自動停止・始動手段に伝達された後に、内燃機関の停止若しくは始動を行うことができる。
【００１３】
通信手段によりクリープトルクの制御条件の変更の停止が伝達されない限り、内燃機関の停止若しくは始動を行わないようにすることにより、クリープトルクが非常に小さい値に設定されることを抑制することが可能となる。
【００１４】
本発明においては、前記変速機制御手段によりクラッチが切断された後に、前記自動停止・始動手段は内燃機関の停止若しくは始動を行うことができる。
【００１５】
車両停止時若しくは低速走行時に内燃機関が停止されるが、このときにクラッチが切断されていないと、内燃機関の負荷が増大して急激な回転数の減少を伴って内燃機関が停止してしまう。これに対し、クラッチが切断されたことを確認してから内燃機関の停止及び始動を行うと、急激な回転数の減少を伴う内燃機関の停止を抑制することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る内燃機関の停止及び始動制御システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る内燃機関の停止及び始動制御システムの概略構成を示す図である。
【００１８】
本実施の形態による内燃機関の停止及び始動制御システムは、ディーゼルエンジン１、トランスミッション３０、動力分割機構３１、モータジェネレータ３２、バッテリ３３、インバータ３４、車軸３５、減速機３６、車輪３７を備えて構成されている。動力分割機構３１は、エンジン１から発生する動力をモータジェネレータ３２及び車軸３５に分割している。モータジェネレータ３２は、減速機３６を介して車軸３５と比例した回転数にて回転する。該モータジェネレータ３２は、通常運転時には必要に応じてエンジン１の出力を補助し、一方制動時には発電機として働きエネルギを回収する。また、モータジェネレータ３２は、エンジン１からの動力を得て発電しバッテリ３３の充電を行う。
【００１９】
トランスミッション３０とエンジン１との接合部にはクラッチ３０ａが備えられている。変速時には、クラッチ３０ａは後述する変速制御ユニット３により操作される。このように、本実施の形態では、クラッチ３０ａの操作が自動的に行われる変速機を採用した。トランスミッション３０は、複数のギアを有しており、エンジン回転数と車速とに見合ったギアが選択される。
【００２０】
エンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２が併設されている。このＥＣＵ２は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００２１】
ＥＣＵ２には、運転者がアクセルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ４の他、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ２に入力されるようになっている。また、前記ＥＣＵ２は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
【００２２】
一方、トランスミッション３０には、クラッチ３０ａを含むトランスミッション３０を制御するための変速制御ユニット３が併設されている。このトランスミッション３０を制御するための変速制御ユニット３は、ＥＣＵ２にも配線を介して接続され、ＥＣＵ２と変速制御ユニット３とでデータの送受信が行われる。運転者が変速操作を行うと、変速制御ユニット３がクラッチ３０ａを切り、ギアが変更された後、変速制御ユニット３によりクラッチ３０ａが繋がれる。クラッチは、例えば電気モータにより作動し、この電気モータを変速制御ユニット３が制御することによりクラッチ操作が行われる。
【００２３】
このように構成されたハイブリッドシステムでは、通常走行時にはエンジン１の出力若しくはモータジェネレータ３２の出力により車輪３７が駆動される。一方、減速時には、車輪３７の回転力によりモータジェネレータ３２を発電機として作動させることで減速させつつ、運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリ３３に回収させることができる。このように、車両減速時に運動エネルギを電気エネルギに変換するため、車両を減速することができる。
【００２４】
また、変速制御ユニット３は、クリープトルクを調整する。クリープトルクが、要求される値よりも大きい場合には、エンジン負荷が大きいためにエンジン回転数が減少し、エンジンが停止してしまう虞がある。一方、クリープトルクが、要求される値よりも小さい場合には、エンジン負荷が小さいためにエンジン回転数が増加し、エンジンが毀損する虞がある。
【００２５】
ここで、クリープトルクは、クラッチ３０ａの押圧力によりその大きさを調整することができる。この押圧力は、クラッチ３０ａの位置により調整される。即ち、クリープトルクが目標よりも大きい場合には、クラッチ３０ａを切断する方向に移動させ、クラッチ３０ａの押圧力が低下される。一方、クリープトルクが目標よりも小さい場合には、クラッチ３０ａを繋ぐ方向に移動させ、クラッチ３０ａの押圧力が増加される。
【００２６】
尚、本実施の形態においては、車速及びアクセル開度により決定づけられる車両の状態に基づいて、エンジン１により車輪３７を駆動する領域、及びモータジェネレータ３２により車輪３７を駆動する領域が定められている。
【００２７】
ここで、図２は、エンジン及びモータジェネレータの使用領域と車速及びアクセル開度との関係を示した図である。このように、エンジンが低回転で且つアクセル開度が小さい場合には、モータジェネレータ３２により車輪３７が駆動される。そして、このときにはエンジン１が停止される。
【００２８】
ところで、前記したように、クリープトルクを適正な値とすることは重要であり、そのため、クリープトルクは学習制御されている。この学習制御は、エンジン回転数がエンジンの回転を維持するために必要となる回転数以下となった場合に行われ、この場合、クリープトルクが減少される。これにより、エンジン負荷が減少してエンジン回転数を増加させることができ、エンジンの停止を抑制することが可能となる。また、このときのクリープトルクの値に基づいて、クリープトルクの設定条件が変更される。即ち、クリープトルクの基準値を低下させて再設定し、次回からは、この再設定された基準値に基づいてクリープトルクが出力される。
【００２９】
次に、図３は、従来のクリープトルクの学習制御時の諸状態を示した図である。
【００３０】
「クリープトルク補正値」は、後述する「目標クリープトルク」の基準値を定める値であり、この「クリープトルク補正値」が大きいほど「目標クリープトルク」の基準値が大きい値に設定される。そして、「クリープトルク補正値」は、エンジン１が停止しないために必要となるクリープトルクに基づいて変更される。ここで、エンジンの運転を維持するためにクリープトルクが所定値以上変更された場合には、「クリープトルク補正値」を低下させて、「目標クリープトルク」の基準値を低い値に設定する。このように、クリープトルクに基づいて、「クリープトルク補正値」を変更する学習制御が行われる。そして、エンジン始動時には、前回エンジン運転時の「クリープトルク補正値」が適用される。
【００３１】
「目標クリープトルク」は、クリープトルクの目標値である。前記「クリープトルク補正値」に基づいて「目標クリープトルク」の基準値が定められる。エンジンの運転を維持するために必要となるエンジン回転数（例えば、アイドル回転数）以下となった場合には、クリープトルクを低下させるために、「目標クリープトルク」を低下させて、エンジン回転数のフィードバック制御が行われる。
【００３２】
「エンジン回転数」は、エンジン１の出力軸の回転数である。
【００３３】
「トランスミッション入力側回転数」は、トランスミッション３０の入力軸の回転数である。ここで、エンジン１とトランスミッション３０との間にはクラッチ３０ａが介在し、このクラッチ３０ａにより回転数が調整されるため、トランスミッション入力側回転数とエンジン回転数は、必ずしも等しいとは限らない。
【００３４】
「前後Ｇ」は、車両の前後方向の加速度を示している。
【００３５】
「ブレーキ信号」は、運転者がブレーキを踏んでいるときに出力される信号であり、上に凸の状態でブレーキが踏まれている。
【００３６】
ここで、従来のクリープトルクの学習制御では、車輪３７の駆動源がエンジン１からモータジェネレータ３２に変更された場合を考慮していなかった。従って、エンジン回転数を所定値以上に維持するために、エンジン回転数のフィードバック制御を行っている場合には、エンジン停止の途中であってもクリープトルクを低下させてしまう。
【００３７】
即ち、エンジン停止途中のエンジン回転数低下時に、エンジン回転数を増加させようとして「目標クリープトルク」が減少される。本来ならば、「目標クリープトルク」の減少により、エンジン負荷が減少するため、エンジン回転数を上昇させることができるが、エンジン停止途中では燃料の供給が停止されているため、エンジン回転数は上昇することなく停止してしまう。その結果、「目標クリープトルク」は、非常に低い状態となる。また、「目標クリープトルク」が非常に低くなったことにより、「クリープトルク補正値」が低い値に設定される。
【００３８】
次に、エンジン１が始動されると、エンジン回転数が上昇するが、「クリープトルク補正値」が低い値に設定されているので、「目標クリープトルク」は、前回エンジン運転時よりも低い値に再設定される。これにより、トランスミッション３０に伝達されるトルクが減少し、「トランスミッション入力側回転数」が小さい値となってしまう。そして、エンジン回転数はエンジンの運転を維持するために必要となる回転数まで上昇するため、機関回転数のフィードバック制御が行われず、「目標クリープトルク」は低い状態で維持される。これにより、クリープトルクが小さくなり、また、「トランスミッション入力側回転数」が小さい値となってしまい、車輪３７を駆動させるためのトルクが不足することとなる。
【００３９】
その点、本実施の形態では、車輪３７の駆動源の切り替え時には、クリープトルクの学習制御を禁止する。これにより、「クリープトルク補正値」及び「目標クリープトルク」が低下することを防止でき、クリープトルクが非常に低い状態となることを抑制することができる。
【００４０】
次に、本実施の形態によるクリープトルク学習制御のフローについて説明する。
【００４１】
図４は、本実施の形態によるエンジン停止時のクリープトルク学習制御のフローを示したフローチャート図である。
【００４２】
ステップＳ１０１では、エンジン停止条件が成立しているか否か判定する。
【００４３】
図２に示すモータジェネレータ運転領域に車速及びアクセル開度が共にあれば、エンジン停止条件が成立しているものと判定する。図２に示す関係は、予め実験等により求めてマップ化しておく。エンジンの運転が停止された場合には、モータジェネレータ３２により車輪３７が駆動される。
【００４４】
ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００４５】
ステップＳ１０２では、エンジン停止許可フラグが「ＯＮ」となっているか否か判定する。
【００４６】
ここで、図２により、モータジェネレータ運転領域であると判定されたとしても、他の条件によりエンジンを停止できない場合がある。エンジン停止許可フラグとは、エンジン１を停止して良いか否か判定するためのフラグであり、このエンジン停止許可フラグがＯＮとなっている場合に限りエンジンを停止させることができる。
【００４７】
例えば、エンジン始動時に必要となる電力が確保されている場合、バッテリ３３の充電量が予め定めた量以上の場合、変速制御ユニット３による変速が行われていない場合、等の全てを満たした場合にエンジン停止許可フラグがＯＮとなる。
【００４８】
このエンジン停止許可フラグがＯＮとなっていない場合には、エンジン１は停止されない。
【００４９】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０３では、モータ駆動実施フラグが送信される。
【００５１】
ここで、モータ駆動実施フラグとは、エンジン停止の条件が全て成立し、モータジェネレータ３２による車輪３７の駆動が可能となった場合にＯＮとなるフラグである。
【００５２】
そして、このモータ駆動実施フラグは、変速制御ユニット３からＥＣＵ２に送信される。この時点では、まだエンジン１は停止されない。
【００５３】
ステップＳ１０４では、クリープトルクの学習制御が停止される。その後にエンジン１が停止され、モータジェネレータ３２により車輪３７が駆動される。
【００５４】
ステップＳ１０５では、エンジン１が停止されないため、クリープトルクの学習制御が継続して行われる。
【００５５】
このようにして、エンジン１の停止時には、クリープトルクの学習制御が停止される。
【００５６】
次に、本実施の形態によるエンジン始動時のクリープトルク学習制御のフローについて説明する。
【００５７】
図５は、本実施の形態によるエンジン始動時のクリープトルク学習制御のフローを示したフローチャート図である。
【００５８】
ステップＳ２０１では、エンジン始動条件が成立しているか否か判定する。
【００５９】
図２に示すマップに、車速及びアクセル開度を代入して、エンジン運転領域となっているか否かにより判定する。
【００６０】
ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００６１】
ステップＳ２０２では、エンジン停止許可フラグがＯＮとなっているか否か判定する。ＯＮとなっていない場合には、エンジン１が始動される。ここでは、前記ステップＳ１０２と同様の判定を行う。
【００６２】
ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進む。
【００６３】
ステップＳ２０３では、クリープトルクの学習制御が停止される。
【００６４】
ステップＳ２０４では、エンジン１の始動からの経過時間を示すカウンタがカウントアップされる。
【００６５】
ステップＳ２０５では、エンジン１の始動からの経過時間が、エンジン１の回転数が安定するまでに必要となる時間（例えば、１秒）となったか否か判定する。
【００６６】
ステップＳ２０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０６へ進み、一方、否定判定がなされた場合には、クリープトルクの学習制御を行わないためステップＳ２０３へ進む。
【００６７】
このようにして、エンジン１の始動時には、クリープトルクの学習制御が停止される。
【００６８】
尚、本実施の形態においては、ハイブリッド車についての適用例を説明したが、これに限らず、車両停止中にエンジンを停止させるシステムを備えたものであれば適用することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車輪３７の駆動源を変更するためにエンジン１が停止及び始動される場合には、クリープトルクの学習制御を停止する。これにより、クリープトルクの誤学習を抑制し、エンジン始動後のクリープトルクを適正な値とすることができる。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、車両が低速となった場合にクラッチ３０ａを切断してからエンジン１を停止する点で相違する。尚、本実施の形態においては、適用対象となるエンジンやその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００７０】
ここで、エンジン１の停止時間が長いほど、即ち、モータジェネレータ３２による車輪３７の駆動時間が長いほど燃費を向上させることができる。そのため、車両が停止する前の低速状態になった場合に、エンジン１を停止させると燃費を向上させることができる。
【００７１】
しかし、車両が低速状態になったにも関わらずクラッチが繋がれていると、エンジン負荷が増加してエンジン回転数が急激に減少し、エンジンが予定よりも早く停止してしまう。また、このような状態でエンジンが停止された場合には、クリープトルクの急激な減少により、目標クリープトルクの基準値を低下させる学習制御が働き、次回エンジン始動時に、クリープトルクが小さくなる。
【００７２】
また、車輪３７の駆動源をエンジン１からモータジェネレータ３２に切り替える場合には、エンジン１の出力低下に伴いモータジェネレータの出力を上昇させて、車両の加速度が急激に変化しないようにしている。しかし、前記した急激な回転数の低下が発生すると、モータジェネレータの出力上昇が追いつかず、車両が急激に減速し、運転者に不快感を与えてしまう。
【００７３】
その点、本実施の形態では、クラッチを切断してからエンジン１を停止させる。
【００７４】
即ち、変速制御ユニット３は、クラッチ３０ａを切断した後に、ＥＣＵ２へ前記モータ駆動実施フラグを送信する。これは、第１の実施の形態の図４中ステップＳ１０２で、エンジン停止許可フラグがＯＮとなる判定条件として、クラッチ３０ａが切断されている場合を加えることにより可能となる。
【００７５】
このようにして、車両低速時には、クラッチ３０ａが切断された後にエンジン１の運転を停止させることができる。これにより、予定よりも早いエンジン１の停止を抑制することができ、車両の急激な減速を抑制することができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の停止及び始動制御システムでは、内燃機関を停止及び始動させる場合には、クリープトルクの学習制御を停止することができる。これにより、クリープトルクの誤学習を抑制し、機関始動後のクリープトルクが低く設定されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る内燃機関の停止及び始動制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】エンジン及びモータジェネレータの使用領域とエンジン回転数及びアクセル開度との関係を示した図である。
【図３】従来のクリープトルクの学習制御時の諸状態を示した図である。
【図４】第１の実施の形態によるエンジン停止時のクリープトルク学習制御のフローを示したフローチャート図である。
【図５】第１の実施の形態によるエンジン始動時のクリープトルク学習制御のフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１          エンジン
２          ＥＣＵ
３          変速制御ユニット
４          アクセル開度センサ
３０      トランスミッション
３０ａ  クラッチ
３１      動力分割機構
３２      モータジェネレータ
３３      バッテリ
３４      インバータ
３５      車軸
３６      減速機
３７      車輪
【図１】
2004316747.tif 000003
【図２】
2004316747.tif 000004
【図３】
2004316747.tif 000005
【図４】
2004316747.tif 000006
【図５】
2004316747.tif 000007