(57)【要約】【課題】車両停止前に内燃機関のアイドリングを停止する制御を行うとともに変速機を走行可能な状態に構成したままでアイドリング停止から内燃機関を再始動する制御を行うものにおいて、運転者による加速要求に対する応答遅れを抑えるとともに、車両が停止した後に内燃機関を再始動する際にトルクが急上昇することによる始動ショックを緩和する。【解決手段】車両停止前に内燃機関のアイドリングを停止する制御を行うとともに変速機を走行可能な状態に構成したままでアイドリング停止から内燃機関を再始動する制御を行うものにおいて、車両が停止するまでの間に内燃機関を再始動する場合の機関回転数上昇率ｒ２を高く制御し、車両が停止した後に内燃機関を再始動する場合には前記機関回転数上昇率ｒ２より低い機関回転数上昇率ｒ１により内燃機関を始動することを特徴とする車両の動力制御方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両停止前に内燃機関のアイドリングを停止する制御を行うとともに変速機を走行可能な状態に構成したままでアイドリング停止から内燃機関を再始動する制御を行うものにおいて、
車両が停止するまでの間に内燃機関を再始動する場合の機関回転数上昇率を高く制御し、車両が停止した後に内燃機関を再始動する場合には前記機関回転数上昇率より低い機関回転数上昇率により内燃機関を始動することを特徴とする車両の動力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両停止前に内燃機関のアイドリングを停止する制御を行う車両における再始動時の車両の動力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関を搭載した車両において、燃費を向上させる方法として、スロットルバルブが所定時間だけ継続して全閉である場合等、車両の走行中にエンジンの自動停止条件が成立した場合に内燃機関のアイドリングを停止する制御を行うことが考えられている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
また、内燃機関と電動機とを搭載したいわゆるハイブリッド車両の再始動時において、アクセルペダルが大きく踏み込まれた場合に、加速要求に応えて短時間で始動を完了させるべく、アクセルペダルの操作量に基づいて起動速度を決定することも考えられている（例えば特許文献２を参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１８９３９５号
【特許文献２】
特開２０００−２０４９９９号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハイブリッド車両において、電動機によりエンジンを始動するものに前記特許文献１のような構成を適用する場合に、車両が停止する以前にアクセルペダルが踏み込まれること等により自動停止条件が成立しなくなると、エンジンの再始動が行われる。その際、電動機の回転数の上昇率が低いと、エンジンの始動が遅れ、運転者による始動要求に対する応答遅れが発生する。
【０００６】
そこで、前記特許文献２のように、速度制御手段の操作量に基づいて起動速度を決定すると、速度制御手段の操作量が大きい場合には起動速度、すなわち回転数の上昇率が高くなるので、上述した応答遅れの問題を解消することができる。ところが、回転数の上昇率を高くすると、走行途中における停車時からの動力機構の再始動の際に変速機を走行可能な状態に構成したままトルクを急上昇させることにより始動ショックが発生してしまい、運転者に違和感を与える不具合が起こり得る。
【０００７】
本発明は以上に述べた課題を解決し、運転者による加速要求に対する応答遅れを抑えつつ停車時からの動力機構の再始動の際にトルクが急上昇することによる始動ショックを緩和する内燃機関の制御方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明に係る車両の動力制御方法は、車両停止前に内燃機関のアイドリングを停止する制御を行うとともに変速機を走行可能な状態に構成したままでアイドリング停止から内燃機関を再始動する制御を行うものにおいて、車両が停止するまでの間に内燃機関を再始動する場合の機関回転数上昇率を高く制御し、車両が停止した後に内燃機関を再始動する場合には前記機関回転数上昇率より低い機関回転数上昇率により内燃機関を始動することを特徴とする。
【０００９】
このような制御方法を採用すれば、車両が停止するまでの間に内燃機関を再始動する場合の機関回転数上昇率を高く設定して運転者による始動要求に対する応答遅れを抑えるとともに、車両が停止した後に内燃機関を再始動する場合には前記機関回転数上昇率より低い機関回転数上昇率により内燃機関を始動することにより、上述したような始動ショックを緩和することができるようになる。
【００１０】
なお、「変速機を走行可能な状態に構成する」とは、変速機を、いわゆるニュートラル状態以外の状態にすること全般を含む概念である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態に係る車両は、図１に示すハイブリッド車両用動力機構（以下、動力機構と略称する）ＰＰを用いている。この動力機構ＰＰは、内燃機関である４気筒のガソリンエンジン（以下、エンジンと略称する）１と、エンジン１の回転を変速する変速機２と、電気回転機である三相交流の電動機３とを具備してなる。この実施形態では、エンジン１と変速機２との間に電動機３が配設される構成を採用し、燃費を向上させるべく、車両が停車している間にエンジン１をアイドリングすることなく停止するようにしている。電動機３はこのようにして停止するエンジン１を始動する際のスタータとして機能するとともに、車両が減速状態にある場合には、車輪からの駆動力により回生作動して発電機としても機能するものである。これらエンジン１、変速機２、及び電動機３と、車両を走行させる駆動装置（図示略）とは機械的に接続されている。そして、前記エンジン１、変速機２、及び電動機３は、前記図１に示す電子制御装置４により制御される。
【００１３】
電子制御装置４は、中央演算装置４１と、記憶装置４２と、入力インターフェース４３と、出力インターフェース４４とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。電子制御装置４の入力インターフェース４３には、エンジン１を制御するのに必要なデータを検知するための、例えばサージタンク内の圧力（吸気管圧力）に応じた吸気圧信号、エンジン回転数ＮＥに応じた回転数信号、クランク角度に応じたカムポジション信号、速度制御手段であるアクセルペダル６の踏み込み量を示す要求加速度信号ｄ、エンジン１の冷却水温に応じた水温信号、エンジン１内部のＯ２  センサから出力される空燃比に応じた空燃比信号、バッテリの残容量を検知するための電流及び電圧信号、電動機３に供給される電流及び電圧を検知するスタータ電流及び電圧信号、電動機３を発電機として機能させた際の発電電力を検知する電力信号、速度検知器５から出力される車両の速度に応じた速度検知信号ｖ、スロットルバルブが全閉状態であるか否かを検知するアイドリング検知信号ｘ等が入力される。一方、出力インターフェース４４からは、エンジン１の各燃料噴射弁に対して燃料噴射信号が、また各気筒のスパークプラグに対して点火信号が、さらに電動機３には始動時の回転数上昇率を示す回転数上昇率信号ｒ等が、それぞれ個別に所定のタイミングで出力されるようになっている。
【００１４】
電子制御装置４には、車両停止前、すなわち前記速度検知信号ｖが示す車両の走行速度が０になる以前にエンジン１の運転を停止する制御を行うプログラムが内蔵してある。
【００１５】
この制御プログラムの概略手順をフローチャートである図２を参照して説明する。
【００１６】
まず、ステップＳＴ１１において、エンジン１に備えられた図示しないスロットルバルブが全閉である状態が所定時間継続しているか否かを判定する。スロットルバルブが全閉である状態の検知は、アイドリング検知信号ｘにより行う。ステップＳＴ１１においてスロットルバルブが全閉である状態が所定時間継続していると判定した場合には、ステップＳＴ１２に進む。一方、そうでない場合にはこの制御プログラムを終了する。
【００１７】
次に、ステップＳＴ１２において、ブレーキペダルが踏まれているか否かを判定する。ステップＳＴ１２においてブレーキペダルが踏まれていると判定した場合には、ステップＳＴ１３に進む。一方、そうでない場合にはこの制御プログラムを終了する。
【００１８】
ステップＳＴ１３においては、変速機２を走行可能な状態に構成したまま燃料の供給を中止してエンジン１のアイドリングを停止する制御を行う。具体的には、エンジン１内の図示しない燃料噴射弁に対して燃料噴射信号たる駆動パルスを出力する制御を中止する制御を行う。
【００１９】
このように制御を行うと、スロットルバルブが全閉である状態が所定時間継続しているとともに、ブレーキペダルが踏まれている際には、燃料の噴射を中止しているので、燃費の向上を図ることができる．
また、前記電子制御装置４には、再加速時や発進時等、エンジン１の再始動時に変速機２を走行可能な状態に構成し、アクセルペダル６の操作量すなわち踏み込み量に基づいてエンジン１の再始動時の機関回転数、すなわち電動機３の回転数の上昇率を決定するプログラムも内蔵してある。
【００２０】
しかして、車両が停止した後に、すなわち前記速度検知信号ｖが示す車両の走行速度が０である場合にエンジン１を再始動する場合の電動機３の回転数上昇率ｒ１は、車両が停止するまでの間に、すなわち前記速度検知信号ｖが示す車両の走行速度が０でない場合にエンジン１を再始動する場合のモータの回転数上昇率ｒ２と比較して、要求加速度信号ｄが示すアクセルペダル６の踏み込み量が同一の場合において低くしている。
【００２１】
具体的には、車両が停止した後、すなわち前記速度検知信号ｖが示す車両の走行速度が０である場合における前記アクセルペダル６の踏み込み量をパラメータとして回転数上昇率ｒ１を設定した第１の回転数上昇率テーブルと、車両が停止するまでの間、すなわち前記速度検知信号ｖが示す車両の走行速度が０でない場合における前記アクセルペダル６の踏み込み量をパラメータとして回転数上昇率ｒ２を設定した第２の回転数上昇率テーブルとを前記電子制御装置４に備えている。これら第１及び第２の回転数上昇率テーブルでは、代表的なアクセルペダル６の踏み込み量に対して回転数上昇率ｒ１、ｒ２が設定してあり、それ以外のアクセルペダル６の踏み込み量に対する回転数上昇率ｒ１、ｒ２は、補間計算により算出する。
【００２２】
この制御プログラムの概略手順をフローチャートである図３を参照して説明する。
【００２３】
まず、ステップＳＴ２１において、要求加速度信号ｄが示すアクセルペダル６の踏み込み量を取得する。
【００２４】
次いで、ステップＳＴ２２において、前記アクセルペダル６の踏み込み量が０であるか否かを判定する。ステップＳＴ２２において前記アクセルペダル６の踏み込み量が０であると判定した場合には、この制御プログラムを終了する。一方、そうでない場合にはステップＳＴ２３に進む。
【００２５】
ステップＳＴ２３においては、車両の走行速度が０であるか否かを判定する。ステップＳＴ２３において車両の走行速度が０であると判定した場合には、ステップＳＴ２４に進む。一方、そうでない場合にはステップＳＴ２５に進む。
【００２６】
ステップＳＴ２４においては、ステップＳＴ２１において取得したアクセルペダル６の踏み込み量をパラメータとし、第１の回転数上昇率テーブルを参照して電動機３の回転数上昇率ｒ１を算出する。そして、ステップＳＴ２６に進む。
【００２７】
ステップＳＴ２５においては、ステップＳＴ２１において取得したアクセルペダル６の踏み込み量をパラメータとし、第２の回転数上昇率テーブルを参照して電動機３の回転数上昇率ｒ２を算出する。そして、ステップＳＴ２６に進む。
【００２８】
ステップＳＴ２６においては、算出した回転数上昇率ｒ１、ｒ２に対応する回転数上昇率信号ｒを電動機３に出力し、電動機３の回転数を上昇させる制御を行う。
【００２９】
車両が停止するより以前にエンジン１の再始動を行う場合には、ステップＳＴ２１→ＳＴ２２→ＳＴ２３→ＳＴ２５→ＳＴ２６の順に制御が行われ、第２の回転数上昇率テーブルを参照して電動機３の回転数上昇率ｒ２が算出され、電動機３の回転数は、この回転数上昇率ｒ２で上昇していく。一方、車両が停止した後にエンジン１の再始動を行う場合には、ステップＳＴ２１→ＳＴ２２→ＳＴ２３→ＳＴ２４→ＳＴ２６の順に制御が行われ、第１の回転数上昇率テーブルを参照して電動機３の回転数上昇率ｒ１が算出され、電動機３の回転数は、この回転数上昇率ｒ１で上昇していく。
【００３０】
以下に、このような制御を行った場合の作用を図４及び図５を参照して説明する。なお、図４の（ａ）は、車両が停止するまでの間にエンジン１の再始動を行う場合における電動機３の回転数、電動機３のトルク、及び車軸のトルクの時間変化を共通の時間軸に対して示したものである。同図の（ｂ）は、車両が停止した後にエンジン１の再始動を行う場合における電動機３の回転数、電動機３のトルク、及び車軸のトルクの時間変化を共通の時間軸に対して示したものである。一方、図５は、アクセルペダル６の踏み込み量が同一の所定値である場合の再始動時における電動機３の回転数の時間変化を回転数上昇率がｒ１である場合及び回転数上昇率がｒ２である場合のそれぞれについて共通の時間軸に対して示したものである。
【００３１】
車両が停止するまでの間に、電動機３の回転数上昇率ｒ２でエンジン１の再始動を行う場合、電動機３の回転数、電動機３のトルク、及び車軸のトルクは、図４の（ａ）に示すように変化していく。すなわち、前記図４の（ａ）の時間帯Ｔ１１のように、始動直後にエンジン１をクランキングさせる間は電動機３の回転数は急激に上昇する。このとき、電動機３の出力トルクもまた急激に上昇する。次いで、前記図４の（ａ）の時間帯Ｔ１２のように、エンジン１が完爆して回転し始めると電動機３の回転数はエンジン１の回転数に合わせて上昇するが、電動機３の出力トルクはエンジン１の回転数に見合った値まで低下する。その後、電動機３の出力トルクは、エンジン１の回転数と略同期して変化する。ここで、車両が完全には停止していない状態でエンジン１を再始動しているので、車輪はわずかではあるが回転した状態で電動機３のトルクを受けることになる。従って、車軸が受けるトルクの変動は電動機３の回転率上昇率が高い場合であっても比較的小さく、車軸が受ける車輪からのトルク反力も小さくなり、運転者が受ける始動ショックもまた比較的小さくなる。
【００３２】
一方、車両が停止した後にエンジン１の再始動を行う場合には、電動機３の回転数、電動機３のトルク、及び車軸のトルクは、図４の（ｂ）に示すように変化していく。ここで、電動機３の回転数上昇率をｒ１（＜ｒ２）とした場合を実線、電動機３の回転数上昇率をｒ２とした場合を破線により示している。すなわち、電動機３の回転数上昇率をｒ２とした場合、上述した車両が停止するまでの間にエンジン１の再始動を行う場合と同様に、始動直後にエンジン１をクランキングさせる間は、前記図４の（ｂ）の時間帯Ｔ２１の破線のように、始動直後にエンジン１をクランキングさせる間は電動機３の回転数は急激に上昇する。このとき、電動機３の出力トルクもまた急激に上昇する。次いで、前記図４の（ｂ）の時間帯Ｔ２２の破線のように、電動機３の回転数はエンジン１の回転数に合わせて上昇するが、電動機３の出力トルクはエンジン１の回転数に見合った値まで低下する。その後、電動機３の出力トルクはエンジン１の回転数と略同期して変化する。このとき、車輪の回転が停止した状態で電動機３のトルクを受けることになるので、車軸が受けるトルクの変動は、車両が停止するまでの間すなわち車両が停止するより以前にエンジン１の再始動を行う場合と比較して急激であり、車軸が受ける車輪からのトルク反力及び運転者が受ける始動ショックが大きくなってしまう。ところが、実際には上述したように電動機３の回転数上昇率をｒ１とし、前記図４の（ｂ）の実線及び前記図５に示すように電動機３の回転数を車両が停止するより以前にエンジン１の再始動を行う場合と比較して緩やかにかつ時間をかけて上昇させている。従って、始動直後にエンジン１をクランキングさせる間の電動機３の出力トルクの上昇及びエンジン１が完爆して回転し始めた直後の電動機３の出力トルクの低下はともに緩やかであり、従って、前記図４の（ｂ）の実線に示すように、車軸の出力トルクの低下は発生しない。すなわち、車軸が受ける車輪からのトルク反力及び運転者が受ける始動ショックはほとんどない。
【００３３】
以上のような制御を行うことにより、次のような効果が得られる。
【００３４】
すなわち、車両が停止するより以前に再始動を行う場合の回転数上昇率ｒ２を高めに設定して運転者による加速要求に対する応答遅れを抑えることができるとともに、車両が停止した後に再始動を行う場合においては、要求加速度信号ｄが示すアクセルペダル６の踏み込み量をパラメータとして求められる前記電動機３の回転数上昇率ｒ１を、車両が停止するより以前に再始動を行う場合の同一の前記アクセルペダル６の踏み込み量をパラメータとして求められる前記電動機３の回転数上昇率ｒ２よりも低くして、車両停止後に発進する際の始動ショックを緩和することができる。
【００３５】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００３６】
例えば、上述した実施形態においては、ハイブリッド動力車の始動時における電動機の回転数上昇率の制御に本発明を適用したが、動力機構として通常の内燃機関のみを使用する車両の内燃機関に用いられるスタータの再始動時における回転数上昇率の制御を、上述した実施形態における電動機の回転数上昇率の制御と同様に行うようにしてもよい。
【００３７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の制御方法を採用すると、車両が停止するまでの間に内燃機関を再始動する場合の回転数上昇率を高く設定して運転者による加速要求に対する応答遅れを抑えることができるとともに、車両が停止した後に内燃機関を再始動する場合の機関回転数上昇率を車両が停止するまでの間に内燃機関を再始動する場合の機関回転数上昇率よりも低く設定しているので、車両が停止した後に内燃機関を再始動する際にトルクが急上昇することによる始動ショックを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動力機構及び電子制御装置の概略図。
【図２】同実施形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャート。
【図４】図３における制御の作用を示す図。
【図５】図３における制御の作用を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）
２…変速機
４…電子制御装置
【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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