(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸に連結される電動機を有し、内燃機関への燃料供給をカットした状態であって内燃機関の回転力が駆動輪まで伝達可能な状態から、内燃機関への燃料供給を開始するとともに電動機の駆動により内燃機関をモータリングして行う内燃機関の始動を制御する内燃機関の始動制御装置において、
アクセルペダルの踏み込みを検知する踏み込み検知手段と、
前記電動機の駆動によるモータリング中に、アクセルペダルが踏み込まれない状態で、内燃機関の回転数がアイドリング回転数に達した場合に燃料供給を開始し、アクセルペダルが踏み込まれた場合にその時点で燃料供給を開始する燃料供給制御手段と、
前記電動機の駆動によるモータリング中にアクセルペダルの踏み込みに応じたスロットル開度までスロットル開度を徐々に増加させるスロットル開度制御手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記スロットル開度制御手段は、アクセルペダル踏み込みのタイミングに基づいて、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを変更することを特徴とする内燃機関の始動導制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、
前記スロットル開度制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを変更することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の駆動軸に連結される電動機を有し、内燃機関の回転力が駆動輪まで伝達可能な状態で電動機の駆動により内燃機関をモータリングして行う内燃機関の始動を制御する内燃機関の始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両停止時（アイドル時）において、エンジンを自動停止するエコランシステム（エコノミーランシステム）が知られている。このエコランシステムを利用することによって、車両停止中の不要な燃料使用を低減でき、また排ガスも削減できる。
【０００３】
このようなエコランシステムにおいては、停車中において所定の条件を満たしている場合にエンジンを停止し、発進に際してエンジンを再始動する。このために、エンジンの出力軸に接続可能なモータジェネレータを有し、エンジン走行時はこのモータジェネレータで発電を行い、エンジン始動の際にはこのモータジェネレータの駆動力によってエンジンを始動するとともに車両の走行を開始する。通常の場合、停車中でエンジンを停止している場合には、ブレーキのオフをトリガーとして、モータジェネレータでエンジンを回転させるとともに、モータジェネレータの回転力で走行を開始する。
【０００４】
そして、アクセルが踏み込まれると、フューエルカットを解除して、エンジンでの走行に移行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＡＴ（オートマチック・トランスミッション）車では、左足でブレーキを踏み、右足でアクセルを踏むドライバがいる。このようなドライバの場合、ブレーキがオフされた時には、すでにアクセルが踏み込まれていることがある。その場合、モータジェネレータでエンジンを回転させると同時にフューエルカットが解除されるため、エンジン回転が急上昇し発進が必要以上に急なものになってしまうという問題がある。
【０００６】
また、ブレーキからアクセルへの踏み替えを瞬時に行った場合においても、同様に発進が急になる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、急な発進を効果的に防止することができる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】
本発明は、内燃機関の駆動軸に連結される電動機を有し、内燃機関への燃料供給をカットした状態であって内燃機関の回転力が駆動輪まで伝達可能な状態から、内燃機関への燃料供給を開始するとともに電動機の駆動により内燃機関をモータリングして行う内燃機関の始動を制御する内燃機関の始動制御装置において、アクセルペダルの踏み込みを検知する踏み込み検知手段と、前記電動機の駆動によるモータリング中に、アクセルペダルが踏み込まれない状態で、内燃機関の回転数がアイドリング回転数に達した場合に燃料供給を開始し、アクセルペダルが踏み込まれた場合にその時点で燃料供給を開始する燃料供給制御手段と、前記電動機の駆動によるモータリング中にアクセルペダルの踏み込みに応じたスロットル開度までスロットル開度を徐々に増加させるスロットル開度制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
このように、電動機による内燃機関のモータリング中は、アクセルの踏み込みに応じたスロットル開度に至るまでスロットル開度を徐変する。これによって、電動機によるモータリングの開始時に予めアクセルが踏み込まれていたり、すぐに踏み込まれた場合において、スロットルが急激に開くことによる急な発進を防止することができる。
【００１０】
また、前記スロットル開度制御手段は、アクセルペダル踏み込みのタイミングに基づいて、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを変更することが好適である。これによって、アクセルペダルの踏み込みのタイミングが早く、モータリングによる内燃機関の回転が未だ上昇していない状態においては、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを小さく設定することで、スロットルが急激に開くことによる急な発進をより効果的に防止することができる。
【００１１】
また、前記スロットル開度制御手段は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを変更することが好適である。これによって、ドライバがアクセルを大きく踏み込んだ場合にはそれだけ早く、スロットル開度が変化することになり、ドライバにとって違和感が少なくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明のエンジン自動停止装置を含む車両用エンジンシステムの構成を示す図である。
【００１４】
エンジン２は、ガソリンエンジンであり、各シリンダに燃料を直接噴射する。特に、その燃料噴射のタイミングによって、成層燃焼と、均質燃焼を切り替えることができる。すなわち、点火タイミングに近いタイミングで燃料を噴射することで、シリンダ内上方に燃料濃度の高い層を形成することができ、成層燃焼が行われ、燃料噴射のタイミングを早くすることで、シリンダ内に全体に燃料を混合することができ均質燃焼が行われる。なお、均質燃焼とするためには、シリンダヘッド内の吸気ポートなどシリンダの手前で燃料を供給するようにしてもよい。
【００１５】
エンジン２の出力は、クランク軸２ａからトルクコンバータ４、オートマチックトランスミッション（自動変速機）６、出力軸６ｂを介し、車輪に伝達される。また、クランク軸２ａの他端には、電磁クラッチ１０を介しプーリ１２が接続されており、このプーリ１２にかけられたベルト１４によってプーリ１６、１８、２０が回転される。そして、プーリ１６により、パワーステアリングポンプ２２が駆動され、プーリ１８によってエアコン用コンプレッサ２４が駆動され、プーリ２０によってモータジェネレータ２６が駆動される。なお、電磁クラッチ１０をオンオフすることで、プーリ１２とクランク軸２ａとの接続が制御される。
【００１６】
モータジェネレータ２６には、インバータ２８を介し、高圧電源（例えば、３６Ｖ）用のバッテリ３０が接続されている。モータジェネレータ２６は、インバータ２８のスイッチング制御によって、モータまたは発電機のいずれとしても機能する。
【００１７】
モータとして機能する場合（駆動モード）には、高圧バッテリ３０からの電力がインバータ２８により所定の交流電流に変換されてモータジェネレータ２６に供給され、これによってモータジェネレータ２６が駆動される。そして、このモータジェネレータ２６の駆動力がプーリ２０、１２を介し、エンジン２のクランク軸２ａに伝達され、エンジン２がモータジェネレータ２６によって回転される。
【００１８】
一方、発電機として機能する場合（発電モード）には、エンジン２の回転がプーリ１２、２０を介し、モータジェネレータ２６に伝達される。そして、モータジェネレータ２６の回転がインバータ２８を介し、直流電力に変換されてバッテリ３０に供給され、バッテリ３０が充電される。
【００１９】
なお、モータジェネレータ２６が駆動モードの場合には、インバータ２８のスイッチングによってその出力トルクが制御され、モータジェネレータ２６が発電モードの場合には、インバータ２８のスイッチングによってその発電量が制御される。
【００２０】
バッテリ３０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介し、低圧電源（例えば１２Ｖ）用のバッテリ３４が接続されており、バッテリ３０の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ３２により所定の低電圧に変換されバッテリ３４が充電される。このバッテリ３４の出力は、車載されている各種機器の電源として利用される。なお、オートマチックトランスミッション６を制御するための電動油圧ポンプなどは、通常バッテリ３０から高圧電圧によって、駆動される。なお、エンジンの冷間始動のために、スタータ３６が設けられている。
【００２１】
エンジン２への吸気経路である吸気管２ｂには、吸気量を調整するスロットルバルブ２ｃが設けられている。このスロットルバルブは、スロットルバルブモータ２ｄにより開度調整がなされる。この開度制御は、例えばアクセル開度センサ３９ａによって検出されたアクセルペダル３９の踏み込み量に応じて行われる。さらに、アクセルペダル３９にはアクセルペダル３９が踏み込まれていない状態を検出するアイドルスイッチ３９ｂも設けられている。スロットルバルブ２ｃの開度はスロットル開度センサ４０で検出される。
【００２２】
上述したアクセル開度センサ３９ａ、アイドルスイッチ３９ｂ、スロットル開度センサ４０、ブレーキスイッチの他、車速センサ、オートマチックトランスミッション６の出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサ、オートマチックトランスミッション６のシフト位置を検出するシフト位置センサ、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、運転者のエコランシステムの実行を指示するエコランスイッチ、エアコンについてのエアコンスイッチ、エンジン冷却水温を検出する水温センサ、バッテリ３０、３４の電圧、その他の検出値は、電子制御装置（ＥＣＵ）４６に入力される。ＥＣＵ４６は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書かれたプログラムに応じて各種のデータ処理を行う。そして、この処理結果に基づいて、スロットルバルブモータ２ｄの駆動、電磁クラッチ１０のオンオフ、インバータ２８のスイッチング、スタータ３６、パワーステアリングポンプ２２、エアコン用コンプレッサ２４、燃料噴射弁５０による燃料噴射、その他のアクチュエータなどを制御する。
【００２３】
このようなシステムにおけるエンジン再始動時の動作について、図２に基づいて説明する。
【００２４】
まず、再始動要求があったかを判定する（Ｓ１）。この判定は、変数ecmdo≠４かつ変数ecomode=４であることによって判定する。ここで、変数ecomodeは、現在の状況におけるエコランの状態を示す変数であり、現在のセンサ出力などから決定されている。ecomode=4は、エンジンを始動する状態を示している。一方、このフローチャートの処理においてecmdo=ecomodeという処理（後述するＳ１８）があり、ecmdoは、前回のエコランの状態を示している。そこで、ecmdo≠４かつecomode=４であることは、今回初めてecomodeが４に変わったことを示しており、エンジン再始動の要求があったことが検出できる。
【００２５】
このＳ１の判定でＹＥＳであれば後述の制御において使用する再始動経過時間を示すカウンタである変数ctaupgを０にクリアする（Ｓ２）。すなわち、この時点がカウント開始の時点になる。
【００２６】
Ｓ１でＮＯの場合およびＳ２の処理が終わった場合には、スロットル上限ガード処理が実行されているか否かを示すフラグxtaupgがオフか否かを判定する（Ｓ３）。このフラグxtaupgがオフであればスロットル上限ガードの初期値t_taupgをスロットルの目標開度t_tatgtとする（Ｓ４）。Ｓ４は、上限ガード処理を実行していないときの処理であり、このときのスロットルの目標開度t_tatgtは、スロットルの全閉位置として学習した値である。
【００２７】
Ｓ３においてＮＯの場合及びＳ１４の処理を終了した場合には、スロットルの目標開度（t_tatgt）と現在のスロットル上限ガード値（taupg）の差（tasub）を算出する（Ｓ５）。ここで、目標開度t_tatgtは、アクセルの踏み込み量によって決定されるスロットル開度である。
【００２８】
次に、開度の徐変量を算出するための反映量taupgreを、目標開度t_tatgtと、再始動後経過時間ctaupgとのマップ（表）から求める（Ｓ６）。このマップは、表１に示すように、目標開度が大きい（アクセル踏み込み量が大きい）ほど、再始動からの経過時間が長いほど、反映量が大きくなるように設定されている。すなわち、時間の経過に従って、反映量が大きくなり、踏み込み量が大きいほど反映量が大きくるのが早くなるように設定されている。この特性は、マップの内容によって任意設定することが可能である。
【００２９】
【表１】
0004075311.tif 000002
【００３０】
このようにして得られた反映量をＳ５で求めた差に乗算して（tasub×taupgre）開度徐変加算量（taupgadd）を算出する（Ｓ７）。そして、スロットル上限ガード実行中（xtaupg＝ＯＮ）か否かをチェックする（Ｓ８）。
【００３１】
Ｓ８の判定においてＹＥＳで、実行中であれば、前回のスロットル上限ガード値（taupg）にＳ７で求めた徐変加算量（taupgadd）を加算して、上限ガード値（t_taupg）を更新する（Ｓ９）。そして、得られた上限ガード値（t_taupg）が目標スロットル開度（t_tatgt）を上回ったかを判定する（Ｓ１０）。
【００３２】
Ｓ１０の判定においてＹＥＳであれば、上限ガードは終了してよいため、上限ガード値t_taupgに目標スロットル開度（t_tatgt）を代入するとともに、上限ガード処理を終了と判定してフラグxtaupgをオフにする（Ｓ１１）。
【００３３】
Ｓ８の判定またはＳ１０の判定でＮＯの場合及びＳ１１の処理を終了した場合には、アイドルストップによるエンジン停止時におけるフューエルカット状態がエンジン始動に移行するために解除されたかをチェックする。すなわち、前回の処理におけるフューエルカット状態を示す変数（xfcstpm）がＯＮであって、今回の処理における変数（xfcstp）がＯＦＦであるかを判定する（Ｓ１２）。この判定により、今回初めてフューエルカットがＯＦＦになったかが判定できる。
【００３４】
このＳ１２の判定でＹＥＳの場合には、今回フューエルカットが解除されたため、スロットル上限ガード処理を開始するために、フラグxtaupg＝ＯＮとする（Ｓ１３）。Ｓ１２でＮＯの場合及びＳ１３の処理を終了した場合には、先に算出してあったテンポラリーの上限ガード値t_taupgを上限ガード値etaupgとして格納する（Ｓ１４）。
【００３５】
Ｓ１４の処理を終了した場合には、スロットル開度の上限ガードを実際に行うか否かを判定する（Ｓ１５）。すなわち、（ｉ）アクセル全閉かつフューエルカット状態であって再始動後の経過時間がＡ秒（例えば２．５秒）未満であること、（ｉｉ）アクセル踏み込み（開）であって、上限ガード処理実行中（目標開度に上限ガード値がまだ追いついておらず、徐変を実行中）であるかを判定する。
【００３６】
このＳ１５の判定でＹＥＳであれば、上限ガードの処理を行うため、次に目標開度t_tatgtと上限ガード値taupgを比較する（Ｓ１６）。このＳ１６判定で、ＹＥＳであれば上限ガード処理を実行するため、目標開度値t_tatgtに上限ガード値taupgを代入する（Ｓ１７）。
【００３７】
そして、Ｓ１５またはＳ１６においてＮＯ及びＳ１７の処理を終了した場合には、フューエルカット状態とエコラン運転状態を記憶する（Ｓ１８）。すなわちxfcstpm←xfcstp，ecmdo←ecomodeとして、この処理におけるフューエルカット状態と、エコラン運転状態を記憶する。この１８において、記憶した状態が次回の処理において、前回の状態として利用される。
【００３８】
このようにして、上限ガード処理が行われている場合には、Ｓ１７においてスロットルの目標開度t_tatgtが決定され、この目標開度t_tatgtによって、実際のスロットル開度が制御される。従って、上限ガード処理が行われてい場合には、スロットル開度が上限ガード値t_taupgによって決定される。そして、この上限ガード値t_taupgは、Ｓ６において決定される反映量taupgreによって時間の経過とともに徐々に変更されるため、スロットル開度を徐変することができる。
【００３９】
なお、スロットル目標開度t_tatgtは、アクセルペダルの踏み込み量とスロットル開度の関係を規定する非線形開度、クルーズコントロール開度、自動変速の際にスロットル開度を制御するＥＣＴからの開き要求、エンジンアイドリング回転を維持するためのＩＳＣ開度などから別の処理によって更新される。そして、この更新された値がt_tatgtとして、テンポラリＲＡＭに書き込まれ、その状態で図２の上限ガード処理を行って最終的なスロットル開度が決定される。
【００４０】
このような処理によって、図３に示すように、上限ガード処理が行われる。すなわち、ブレーキを踏み込んだ車両停止中において、エンジンが停止されているとする。この状態で、ブレーキをはなすと、エコランモードは、停止中のecomode＝３から始動モードであるecomode＝４に変化する。これによって、電磁クラッチ１０がＯＮされるとともに、モータジェネレータ２６がエンジンアイドル回転数（例えば６００ｒｐｍ）を目標回転数として駆動制御される。そこで、図示のように、エンジン回転数ｎｅが、順次上昇する。そして、この例では、エンジン回転数５００ｒｐｍにおいて、エコランモードecomode＝１の通常モードになる。なお、本願明細書において説明している範囲であれば、実際にフューエルカットを中止する時点で、通常運転モードに切り換えても問題はない。
【００４１】
一方、上述の始動モードからの経過時間をカウントする変数ctaupgは、一旦０にクリアされた後、時間の経過をカウントして上昇する。
【００４２】
ここで、ブレーキをはなした後、アクセルが踏み込まれなかった場合には、フューエルカットは、エンジン回転数がほぼアイドル回転数に達した時点で、中止される。この例では、２５００ｍｓ経過した時点で、フューエルカットを中止しエンジンを始動する。この時点までは、モータジェネレータの駆動力によって、車両がクリープ走行することになる。そして、すでにアイドル回転数になった後燃料供給が行われエンジンが始動されるため、その始動はスムーズであり、走行中の始動でありエンジン始動のショックはほとんどない。
【００４３】
なお、このアクセルが踏み込まれないクリープ走行の場合には、図２のＳ４またはＳ１７において、目標スロットル開度は、上限ガード値taupgにガードされている。そこで、本例では、この処理によって目標スロットル開度が若干低くなるようになっている。
【００４４】
一方、ブレーキをはなした後、アクセルが踏み込まれた場合、その時点で、Ｓ１２の判定がＹＥＳとなり、フラグxtaupgがＯＮになる。また、この時点でフューエルカットは中止され、エンジンが始動される。
【００４５】
一方、目標スロットル開度は、図２の処理によって徐変される。すなわち、アクセル踏み込みに応じて、本処理に入力されてくる目標スロットル開度はすぐに上昇するが、徐変の反映量taupgreに応じて変化する上限ガード値taupgに置き換えられ、目標スロットル開度は徐変する。従って、スロットル開度の急変に基づき、エンジンの始動とともにエンジン回転数が急上昇するのを防止することができる。
【００４６】
また、ブレーキをはなす前にアクセルが踏み込まれていた場合には、目標スロットル開度は、一旦踏み込み量に応じた値に変化する。なお、アクセルの踏み込みに応じてアイドリングスイッチはオフになる。また、ブレーキが踏み込まれているため、信号wstpがＯＮでありモータジェネレータ２６は、運転を開始していない。
【００４７】
そして、ブレーキがはなされることによって、フューエルカットが中止され、モータジェネレータの駆動が開始される。ここで、アクセルが踏み込まれていても、目標スロットル開度は、上限ガード値でガードされているため、急には上昇することはなく、テーブルに定められた反映量taupgreに応じて変化する上限ガード値に応じて上昇する。
【００４８】
このようにして、本実施形態によれば、アクセルがブレーキ解放前から踏み込まれていても、ブレーキ解放後早期に踏み込まれても、目標スロットル開度が徐変する上限ガード値にガードされて徐々に変化する。従って、エンジン始動時にエンジン回転数が急激に上昇することを効果的に防止することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電動機による内燃機関のモータリング中は、アクセルの踏み込みに応じたスロットル開度に至るまでスロットル開度を徐変する。これによって、電動機によるモータリングの開始時に予めアクセルが踏み込まれていたり、すぐに踏み込まれた場合において、スロットルが急激に開くことによる急な発進を防止することができる。
【００５０】
また、アクセルペダル踏み込みのタイミングに基づいて、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを変更することで、アクセルペダルの踏み込みのタイミングが早く、モータリングによる内燃機関の回転が未だ上昇していない状態においては、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを小さく設定することで、スロットルが急激に開くことによる急な発進をより効果的に防止することができる。
【００５１】
また、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、スロットル開度を徐々に増加させる度合いを変更することで、ドライバがアクセルを大きく踏み込んだ場合にはそれだけ早く、スロットル開度が変化することになり、ドライバにとって違和感が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の装置の構成を示す図である。
【図２】  動作を説明するフローチャートである。
【図３】  動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
２  エンジン、２ｂ  吸気管、２ｃ  スロットルバルブ、４６  ＥＣＵ、５０燃料噴射弁。
【図１】
0004075311.tif 000003
【図２】
0004075311.tif 000004
【図３】
0004075311.tif 000005