(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンを始動するとともに前記エンジンの回転を受けて発電を行うモータジェネレータと、
前記エンジンへの吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、
前記吸入空気量調整手段の設定を調整することにより前記エンジンの回転数を所定の目標アイドル回転数に制御するエンジンＩＳＣ手段と、
エンジン始動時にエンジン回転のオーバーシュートを抑制すべく前記モータジェネレータに発電させてエンジン回転数を制御する手段と、
エンジン始動時に前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御を禁止し、着火後のエンジン回転が安定し前記モータジェネレータの発電トルクが減少し始めた後に前記ＩＳＣ手段による回転数制御の禁止を解除する手段と、
を備えたことを特徴とする車両のエンジン制御装置。
【請求項２】
前記モータジェネレータの発電要求に応じて前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御の禁止を解除する時期を変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記モータジェネレータの発電トルクが減少し始めてから、発電要求に応じて設定される所定時間の経過後に前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御の禁止を解除する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記所定時間は発電要求が大きいほど小さく設定される
ことを特徴とする請求項３に記載の車両のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記吸入空気量調整手段はバルブであり、エンジン始動時、このバルブの開度が予めアイドリング持続可能な所定値に調整される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御の禁止が解除されても、前記エンジンＩＳＣ手段の応答遅れを考慮した時間だけ前記モータジェネレータによる回転数制御を継続する
ことを特徴とする請求項２から５に記載の車両のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の運転条件に応じてエンジンの自動停止及び自動再始動を行うエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動力源としてのエンジンと、このエンジンを始動するとともにエンジンの回転を受けて発電を行うモータジェネレータとを備えた車両が知られているが、特開平7-119594号には、このような車両においてエンジン始動直後のエンジン回転数のオーバーシュートをモータジェネレータで発電することで抑えこみ、エンジン回転数を目標回転数に制御するシステムが開示されている。このように始動直後のオーバーシュートを抑えこむことで、燃料消費量、騒音等の低減を図ると共に、オーバーシュート分のエネルギの回生を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
ところで、上記モータジェネレータを利用して回転数制御を行うシステムにあっても、エンジンのアイドル回転時には回転数がエアコン負荷、パワステ負荷、エンジンの暖気状態等の運転条件に応じて目標アイドル回転数に近付くよう、エンジン自身も吸入空気量を調整してアイドル回転数制御（以下、エンジンＩＳＣ）を行う。
【０００４】
そのため、エンジンＩＳＣと上記モータジェネレータによる回転数制御の応答性とが同程度である場合、始動時に２つの回転数制御が互いに干渉し合ってエンジン回転数が安定しないという問題があった。例えば、エンジン回転数が目標回転数よりも低い場合には、エンジンＩＳＣ、モータジェネレータによる回転数制御ともにエンジン回転数を目標回転数に近付けるべく、それぞれエンジン回転数を上昇させる制御を行うので、制御量過多となってエンジン回転数が上昇し過ぎてしまう。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の技術的課題を鑑みてなされたものであり、モータジェネレータによる回転数制御とエンジンＩＳＣとを行う車両において、始動時のエンジン回転数を安定させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンと、前記エンジンを始動するとともに前記エンジンの回転を受けて発電を行うモータジェネレータと、前記エンジンへの吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、前記吸入空気量調整手段の設定を調整することにより前記エンジンの回転数を所定の目標アイドル回転数に制御するエンジンＩＳＣ手段と、エンジン始動時にエンジン回転のオーバーシュートを抑制すべく前記モータジェネレータに発電させてエンジン回転数を制御する手段と、エンジン始動時に前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御を禁止し、着火後のエンジン回転が安定し前記モータジェネレータの発電トルクが減少し始めた後に前記ＩＳＣ手段による回転数制御の禁止を解除する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記モータジェネレータの発電要求に応じて前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御の禁止を解除する時期を変化させることを特徴とするものである。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明において、前記モータジェネレータの発電トルクが減少し始めてから、発電要求に応じて設定される所定時間の経過後に前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御の禁止を解除することを特徴とするものである。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、前記所定時間が発電要求が大きいほど小さく設定されることを特徴とするものである。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明において、前記吸入空気量調整手段がバルブであり、エンジン始動時、このバルブの開度が予めアイドリング持続可能な所定値に調整されることを特徴とするものである。
【００１１】
第６の発明は、第２から第５の発明において、前記エンジンＩＳＣ手段による回転数制御の禁止が解除されても、前記エンジンＩＳＣ手段の応答遅れを考慮した時間だけ前記モータジェネレータによる回転数制御を継続することを特徴とするものである。
【００１２】
【作用及び効果】
第１の発明によると、エンジン始動時にはモータジェネレータによる回転数制御が行われるが、このときエンジンＩＳＣは禁止されているので、モータジェネレータによる回転数制御とエンジンＩＳＣとが干渉することがなく、始動時のエンジン回転数が安定する。
【００１３】
また、第２から第４の発明によると、エンジンの吹き上がりエネルギーを有効に発電に利用することができ、車両全体のエネルギー効率をさらに向上させることができる。また、発電要求がある場合には、モータジェネレータの発電トルクが発電要求量よりも下がらないようにでき、エンジンＩＳＣ開始後直ちに発電要求を満たすことが可能となる。
【００１４】
また、第５の発明によると、吸入空気量を調整するバルブの開度を予めアイドリング持続可能な値としておくことで、バルブ開度が小さすぎて発進時にエンストしたり、逆に大きすぎて余計な燃料消費量が増大するのを抑えることができ、エンジン回転数を安定させることができる。
【００１５】
また、第６の発明によると、エンジンＩＳＣによる回転数制御が開始されてもエンジンＩＳＣがまだ十分に機能していない状態では、モータジェネレータによる回転数制御が継続されるので、エンジンＩＳＣ移行時に回転数変動が生じるのを防止できる。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１は、本発明が適用される車両のパワートレインの概略構成を示す。この車両は、駆動力源としてのエンジン１と、このエンジン１を始動するとともにエンジン１の回転を受けて発電を行うモータジェネレータ２とを備え、それらの出力がトルクコンバータ３、前後進切換機構４及びベルト式無段変速機５を介して駆動輪６に伝達される構成となっている。
【００１８】
エンジン１の吸気通路７には、運転者のアクセル操作と独立して開閉制御可能な電子制御式スロットルバルブ（以下、電制スロットル）８が介装されており、また、この電制スロットル８を迂回するバイパス通路９には、アイドル時のエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御するためのＩＳＣバルブ１０が介装されている。
【００１９】
エンジン１とトルクコンバータ３の間に介装されたモータジェネレータ２は、減速時や低負荷時に回生運転して余分なエネルギーを回生する一方、発進時や高負荷時に力行運転していわゆるトルクアシストを行う。
【００２０】
インバータ１１は、モータジェネレータ２が力行運転している時は、バッテリ１２からの直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ２に供給し、モータジェネレータ２が回生運転している時は、モータジェネレータ２からの交流電流を直流電流に変換しバッテリ１２を充電する。
【００２１】
マイクロプロセッサ等で構成されるコントローラ１３には、エンジン回転数を検出するクランク角センサ１４、冷却水温を検出する水温センサ１５、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６、エアコンの作動状態を検出するエアコンスイッチ１７、バッテリ残容量を検出するセンサ１８等からの各種信号が入力される。
【００２２】
コントローラ１３は入力された各種信号に基づき車両の運転条件を判断し、エンジン１の回転数、モータジェネレータ２の出力等を統括制御するが、エンジン１がアイドル状態にあると判断した場合には、冷却水温、始動後経過時間、電気負荷、エアコン作動状態、バッテリ充電状態等に応じて目標アイドル回転数を設定し、エンジン回転数が目標アイドル回転数となるようにＩＳＣバルブ１０の開度を調整して吸入空気量を制御する（以下、このアイドル回転数制御をエンジンＩＳＣとする）。
【００２３】
また、コントローラ１３は所定のアイドルストップ許可条件（ブレーキペダルがＯＮかつ車速がゼロ等）が成立するとエンジン１への燃料噴射、火花点火を停止して、エンジン１を自動的に停止させる。そして、その後、所定のアイドルストップ解除条件（ブレーキペダルがＯＦＦ、変速機油圧の低下等）が成立するとエンジン１を自動的に再起動させる。
【００２４】
エンジン１を再始動する際には、まず動力伝達可能な状態（例えば、Ｄレンジ）でモータジェネレータ２をスタータモータとして利用してエンジン１をクランキングし、燃料噴射と火花点火を開始する。そして、エンジン１が着火したら、モータジェネレータ２の発電量を調整し、エンジン回転数がオーバーシュートしないようにエンジン１の回転数を目標とするアイドル回転数に制御する（以下、この回転数制御をモータジェネレータによる回転数制御とする）。動力伝達可能状態で始動するようにしているのはエンジン始動後にクラッチが締結されることによるショック等を無くすためである。
【００２５】
したがって、この車両においては、エンジンＩＳＣ、モータジェネレータ２による回転数制御と、２つの回転数制御が行われることになるが、これら２つの回転数制御の応答性が同程度である場合、２つの回転数制御が互いに干渉し合って回転数が安定しなくなるという問題が生じる。
【００２６】
そこで、本発明では、エンジン再始動時には次に述べるような制御を行うことで上記干渉を防止する。
【００２７】
図２は、コントローラ１３が行うアクセルペダルＯＦＦ時のエンジン再始動制御の内容を示したフローチャートであり、所定のエンジン再始動条件、例えば、ブレーキペダルの踏み込みが解除された、エンジン停止時間が所定時間を超えた、あるいは変速機油圧が所定圧より低下した等の条件が成立したときに実行される。
【００２８】
まず、ステップＳ１では、後述するモータジェネレータ２による回転数制御との干渉を防止すべく、エンジン１が行うＩＳＣバルブ１０によるアイドル回転数制御を禁止する（ＩＳＣ許可フラグＦISC＝０）。
【００２９】
次に、ステップＳ２では、ＩＳＣバルブ１０の開度をアイドリング持続可能な開度に調整する。ＩＳＣバルブ１０の開度が小さすぎると再始動時にエンストを起こす可能性が高くなり、逆に、大きすぎるとその分多くの燃料が噴射されるので燃料消費量が多くなるが、ＩＳＣバルブ１０の開度を予めアイドリング持続可能な開度に調整しておくことで、このような問題が生じるのが防止される。バイパス通路９、ＩＳＣバルブ１０を設けずに電制スロットル８のみでアイドル回転数を制御する場合には、電制スロットル８の開度をアイドリング持続可能な開度に調節すればよい。
【００３０】
ステップＳ３、Ｓ４では、動力伝達可能な状態（例えば、Ｄレンジ）でモータジェネレータ２をスタータモータとして利用してエンジン１をクランキングし、エンジン１への燃料噴射と火花点火を開始する。
【００３１】
エンジン１が着火し、回転数が上昇し始めるとモータジェネレータ２による回転数制御を開始する（ステップＳ５）。具体的には、エンジン回転数が目標アイドル回転数となるようにモータジェネレータ２の発電量を調整し、エンジン回転数のオーバーシュートを防止する。このとき、エンジンＩＳＣは禁止されているので、モータジェネレータ２による回転数制御とエンジンＩＳＣとが干渉し、エンジン回転数が安定しなくなることはない。
【００３２】
その後エンジン１の燃焼が安定してくると、モータジェネレータ２でエンジン回転数を抑えこむ必要がなくなり、モータジェネレータ２の発電トルクは減少し始める。ステップＳ６ではこの発電トルクが減少するタイミングを検出し、発電トルクが減少したと判断したときはステップＳ７へ進む。
【００３３】
ステップＳ７、Ｓ８ではディレイＤ１のカウントを開始し、ディレイＤ１が所定時間Ｃ１を超えたらステップＳ９へ進む。所定時間Ｃ１はバッテリ充電量、電気負荷等に応じて決定されるモータジェネレータ２の要求発電量に応じて設定される。例えば、所定時間Ｃ１は図３に示すようなテーブルを参照して設定され、モータジェネレータ２に要求される発電量が大きくなるほど小さな値が設定される。
【００３４】
ステップＳ９ではエンジンＩＳＣ禁止を解除し（ＩＳＣ許可フラグＦISC＝１）、エンジンＩＳＣを開始する。具体的には、目標アイドル回転数に応じてＩＳＣバルブ１０の目標開度が演算され、目標開度となるようにＩＳＣバルブ１０が開閉制御される。
【００３５】
ステップＳ１０、Ｓ１１ではディレイＤ２のカウントを開始し、ディレイＤ２が所定時間Ｃ２を超えたらステップＳ１３へ進んでモータジェネレータ２による回転数制御を終了する。所定時間Ｃ２はエンジンＩＳＣの応答遅れを考慮して設定される。ここでは所定時間Ｃ２はエンジンＩＳＣ禁止が解除されてからＩＳＣバルブ１０が目標開度になるまでに要する時間に設定されるが、ＩＳＣバルブ１０が目標開度となってから吸入空気量がその目標開度に対応する値となるまでの時間に設定してもよい。
【００３６】
このようにエンジンＩＳＣの開始から所定時間Ｃ２待ってからモータジェネレータ２による回転数制御を終了するようにすることで、ＩＳＣバルブ１０が目標開度となってエンジンＩＳＣが十分に機能するまでの間はモータジェネレータ２による回転数が継続されることになる。
【００３７】
なお、ステップＳ２でＩＳＣバルブ開度は予めアイドリング持続可能な値に設定されているので、発電要求が少ない場合はエンジンＩＳＣ制御が開始されてもＩＳＣバルブ開度をほとんど調整する必要がなく、所定時間Ｃ２はほぼゼロに設定される。
【００３８】
次に、以上のような制御を行うことによる作用を図４、図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００３９】
図４は、発電要求がある場合の再始動時の様子を示す。
【００４０】
この図によると、エンジン再始動時には、まずモータジェネレータ２でエンジン１をクランキングし燃料噴射と火花点火を開始する。エンジンが着火するとモータジェネレータ２による回転数制御に移行し、モータジェネレータ２の発電量を調整することでエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御するが、このときエンジンＩＳＣは禁止されているので、モータジェネレータ２による回転数制御とエンジンＩＳＣとが干渉し合うことはない。
【００４１】
その後、エンジン１の回転が安定してくると、モータジェネレータ２の発電トルクが減少し始め（時刻ｔ1）、発電トルクが減少し始めてから所定時間Ｃ１経過後の時刻ｔ2にエンジンＩＳＣが許可される。
【００４２】
所定時間Ｃ１は図３に示したように発電要求量に応じて設定され、発電要求が大きいと小さな値が設定される。これにより、モータジェネレータ２は、発電トルクがゼロになる前に発電要求量を発電する状態に移行することができ、効率を向上させることができる。
【００４３】
エンジンＩＳＣが許可されるとＩＳＣバルブ開度はアイドル回転数及び発電要求に応じた目標開度に近付いていくが、ＩＳＣバルブ開度が目標開度となるまでには時間を要する。そこで、ここではエンジンＩＳＣ禁止が解除されてから所定時間Ｃ２経過後の時刻ｔ3にモータジェネレータ２による回転数制御を終了させる。
【００４４】
エンジンＩＳＣ許可後の所定時間Ｃ２はモータジェネレータ２による回転数制御が継続されることになるが、これによりエンジンＩＳＣがまだ十分に機能していない状態でモータジェネレータ２による回転数制御が中止され、回転数変動が生じるのが防止される。
【００４５】
図５は、発電要求がない場合の再始動時の様子を示す。
【００４６】
上述の通り、ＩＳＣバルブの開度は予めアイドリング持続可能な開度に調整されているので、モータジェネレータ２の発電要求がないとＩＳＣバルブ開度を調整する必要が殆どなく、所定時間Ｃ２はほぼゼロに設定される。
【００４７】
したがって、図５に示すように、発電要求がない場合は、発電トルクがほぼゼロとなる時刻ｔ2’にエンジンＩＳＣが許可されると、直ちにモータジェネレータ２による回転数制御が終了することになる（時刻ｔ3’）。
【００４８】
以上説明してきたように、この発明によれば、エンジン回転のオーバーシュートをモータジェネレータの発電トルクにより抑制するシステムにおいて、発進時のエンジンＩＳＣを禁止するようにしたので、エンジンＩＳＣとモータジェネレータによる回転数制御が互いに影響を及ぼして不安定になるのが回避され、エンジン回転数を目標回転数に安定して収束させることができる。
【００４９】
この結果、トルクショックを生じること無くスムーズにモータジェネレータによる駆動からエンジンによる駆動へと移行でき、回転数変動が抑えられる。特に、動力伝達可能な状態でエンジンの再始動を行う車両に適用した場合にはスムーズな発進が可能となる。
【００５０】
また、発電要求がある場合には、エンジンのＩＳＣに移り変わる時期が早められるので、モータジェネレータの発電トルクが発電要求量を下回ることが無く、エンジンＩＳＣに移行後、直ちに必要な発電量を確保することができる。
【００５１】
なお、本発明の適用範囲は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、エンジンＩＳＣとモータジェネレータによる回転数制御の２つの回転数制御を行うシステムに対して広く適用することができる。上記実施形態は例示的なものであり、特許請求の範囲に記載した発明の範囲に属することとな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】本発明が適用される車両のパワートレインの概略構成図である。
【図２】エンジン再始動制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】ディレイ時間Ｃ１を設定するためのマップである。
【図４】発電要求があるときの再始動時の様子を示すタイミングチャートである。
【図５】発電要求がないときの再始動時の様子を示す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
５  無段変速機
６  駆動輪
８  電制スロットルバルブ
１０  ＩＳＣバルブ
１１  インバータ
１２  バッテリ
１３  コントローラ
【図１】
0003882385.tif 000002
【図２】
0003882385.tif 000003
【図３】
0003882385.tif 000004
【図４】
0003882385.tif 000005
【図５】
0003882385.tif 000006