(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータ付き自動変速機を備える車両において、所定のアイドル運転条件にてエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御するエンジンのアイドル回転数制御装置であって、
車両に取付けられて路面の傾斜角に対応した信号を出力する傾斜角センサを設ける一方、
アイドル回転数制御時の車両の停止状態・非停止状態を判別する車両停止状態判別手段と、
車両の非停止状態において目標アイドル回転数を所定の高回転数に初期設定する目標アイドル回転数初期設定手段と、
車両の停止状態において前記傾斜角センサからの信号に基づいて路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
車両の停止状態において前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角に基づいて目標アイドル回転数を設定し、傾斜角が小さいときに目標アイドル回転数を前記初期設定値より低くする目標アイドル回転数可変設定手段と、
を設けたことを特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項２】
前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角を補正する傾斜角補正手段を有し、
この傾斜角補正手段は、ＧＰＳ信号及びジャイロ信号により自車位置及び自車向きを定量化する手段と、路面の傾斜角をデータとして有する地図ソフトを参照して自車位置及び自車向きでの傾斜角を算出する手段と、前記傾斜角センサ検出手段により検出した傾斜角と前記傾斜角算出手段により算出した傾斜角との平均誤差を算出する手段と、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角を平均誤差により補正する手段とを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項３】
前記傾斜角センサに代えて、路面の傾斜角の大小に対応したＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する傾斜角スイッチを用いることを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項４】
前記停止状態判別手段は、車軸の所定回転毎に信号を出力する車速センサを用い、一定時間内に車速センサからの信号入力がないときに、車両の停止状態と判別するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ付き自動変速機（ＣＶＴを含む）を備える車両において、所定のアイドル運転条件にてエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御するエンジンのアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンのアイドル回転数制御装置においては、所定のアイドル運転条件にて、エンジン回転数が所定の目標アイドル回転数になるように、スロットル弁又はこれをバイパスするバイパス通路に設けたアイドル制御弁の開度をフィードバック制御している。
【０００３】
ところで、近年、燃費向上のため、目標アイドル回転数を下げる傾向にあり、このため、トルクコンバータ付き自動変速機を備える車両において、クリープ力が小さくなり、登坂路におけるＤレンジ状態でブレーキ無しでは車両停止を維持できなくなり、車両が後退してしまうという問題点があった。
そこで、特開平６−１０７２３号公報では、車両の坂道での発進性を向上させるため、変速機が前進ギヤ位置にシフトされているときに、車両が後退しているか否かを検出し、車両の後退が検出されたときには、そのときの後退加速度に応じた値だけ、スロットル弁を強制的に開かせるようにしている。
【０００４】
また、特開平６−２６４７８３号公報では、急な登り坂を発進しようとしたときでも、その発進直前において、アクセルペダルを踏まなくとも車が後退することがないように、停車直前に道路勾配を推定し、その勾配にあった適度な駆動トルクとすべく、アイドル制御弁を制御して、エンジントルクを最適値まで増すようにしている。
【０００５】
更に、特開平９−２０１６１号公報には、車両が置かれている路面の傾斜角を検出する傾斜角センサを用いて、車両の発進時に路面の傾斜角を検出し、傾斜角が大きいときは補助空気量を多くし、また傾斜角が小さければ補助空気量を少なくするように制御することが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平６−１０７２３号公報に記載の装置では、車両が後退しているか否かを検出し、車両の後退が検出されたときに、スロットル弁を強制的に開かせるため、制御の遅れにより車両が後退することは避けられない。
また、前記特開平６−２６４７８３号公報に記載の装置では、路面の傾斜角に応じてエンジントルクを制御するものの、傾斜角センサを用いずに傾斜角を推定するため、推定精度によっては良好な制御が行えない。
【０００７】
この点、前記特開平９−２０１６１号公報に記載の装置では、傾斜センサにより実際の傾斜角を検出して、傾斜角が大きいときにアイドル回転数を上昇させているが、前記特開平６−１０７２３号公報や前記特開平６−２６４７８３号公報に記載の装置と同様、発進直前にのみ行い、停車中に行わないため、ブレーキ無しで車両停止を維持することは困難である。
【０００８】
更に、停車中に実施するようにしたとしても、傾斜角センサは構造上車両前後Ｇをひろって出力するため、車両が完全に停止してからでないと正確な傾斜角の検出が困難であり、通常の目標アイドル回転数が低回転数であると、登坂路での車両停止後、即ブレーキを離した場合に、傾斜角の検出後のエンジン回転上昇が間に合わず、車両が後退してしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、登坂路においてもブレーキ無しで車両停止を維持でき、また車両停止後、即ブレーキを離した場合も車両の後退を招くことのないエンジンのアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、トルクコンバータ付き自動変速機を備える車両において、所定のアイドル運転条件にてエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御するエンジンのアイドル回転数制御装置であって、図１に示すように、車両に取付けられて路面の傾斜角に対応した信号を出力する傾斜角センサを設ける一方、アイドル回転数制御時の車両の停止状態・非停止状態を判別する車両停止状態判別手段と、車両の非停止状態において目標アイドル回転数を所定の高回転数に初期設定する目標アイドル回転数初期設定手段と、車両の停止状態において前記傾斜角センサからの信号に基づいて路面の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、車両の停止状態において前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角に基づいて目標アイドル回転数を設定し、傾斜角が小さいときに目標アイドル回転数を前記初期設定値より低くする目標アイドル回転数可変設定手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角を補正する傾斜角補正手段を有し、この傾斜角補正手段は、ＧＰＳ（衛星航法システム；Global Positioning System ）信号及びジャイロ（Gyrocompass ）信号により自車位置及び自車向きを定量化する手段と、路面の傾斜角をデータとして有する地図ソフト（地図データ）を参照して自車位置及び自車向きでの傾斜角を算出する手段と、前記傾斜角センサ検出手段により検出した傾斜角と前記傾斜角算出手段により算出した傾斜角との平均誤差を算出する手段と、前記傾斜角検出手段により検出した傾斜角を平均誤差により補正する手段とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、前記傾斜角センサに代えて、路面の傾斜角の大小に対応したＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する傾斜角スイッチを用いることを特徴とする。
請求項４に係る発明では、前記停止状態判別手段は、車軸の所定回転毎に信号を出力する車速センサを用い、一定時間内に車速センサからの信号入力がないときに、車両の停止状態と判別するものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、アイドル回転数制御時の車両の非停止状態においては、先ず優先して、エンストを未然に防止し、かつ、Ｄレンジ状態でブレーキ無しで登坂路において車両を維持できるクリープ力を発生させるために、目標アイドル回転数を積極的に高回転側に初期設定し、一方その後、車両が停止状態であると判別されると、傾斜角センサからの信号に基づいて路面の傾斜角を検出し、傾斜角が小さい場合に目標アイドル回転数を低くする。すなわち、低回転化できると判断したときのみ、低回転に移行して、燃費の低減を図る。従って、登坂路での車両停止後、即ブレーキを離した場合でも、傾斜角検出の遅れや制御の遅れにかかわらず、目標アイドル回転数を高回転にできるので、十分なクリープ力を確保でき、車両が後退することはない。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、地図ソフトと、ＧＰＳ信号及びジャイロ信号とを用いて、車両の置かれている路面の傾斜角を認知し、傾斜角センサの出力値の補正を統計的に行うことで、センサばらつき、取付ばらつき、更には乗車人数や貨物搭載等による車両姿勢変化などにより傾斜角センサの零点がずれた場合に、学習補正により対処できる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、傾斜角センサに代えて、傾斜角スイッチを用いることで、簡単な制御でコストアップを最小限に抑えることができる。
請求項４に係る発明によれば、一定時間内に車速センサからの信号入力がないときに、車両の停止状態と判別することで、停止状態を正確に判別できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
図２は本発明の一実施形態を示すシステム図である。
エンジン１には、図示しないエアクリーナからの空気がスロットル弁２の制御を受けて、吸気マニホールド３より吸入される。ここで、スロットル弁２は電動モータＭにより駆動される電制スロットル弁である。また、吸気マニホールド３の各ブランチ部内、又は各燃焼室内に直接臨ませて、燃料噴射弁４が設けられている。
【００１７】
エンジン制御用のコントロールユニット１０には、クランク角センサ１１、エアフローメータ１２、アクセルセンサ１３、水温センサ１４、車速センサ１５等の他、傾斜角センサ１６から信号が入力されている。
傾斜角センサ１６は、車両に取付けられて路面の傾斜角に対応した信号を出力するものであり、例えば、ピボット・サスペンションの振子にマグネットと磁気抵抗素子を組合わせて、傾斜角に応じた略リニアな出力電圧が得られる。
【００１８】
コントロールユニット１０による電制スロットル弁２の制御は、アクセルセンサ１３により検出されるアクセル開度に基づいてスロットル弁２の開度を制御する一方、所定のアイドル運転条件（アイドル回転数フィードバック制御条件）では、クランク角センサ１１により検出されるエンジン回転数を所定の目標アイドル回転数と比較し、エンジン回転数が所定の目標アイドル回転数となるように、スロットル弁２の開度をフィードバック制御する。
【００１９】
また、燃料噴射弁４の噴射量制御は、エアフローメータ１２により検出される吸入空気流量とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射量を設定して制御する。
図３は他の実施形態を示すシステム図である。
ここでは、スロットル弁２はアクセルペダルに機械式に連動するようになっており、スロットル弁２をバイパスするバイパス通路５が設けられ、このバイパス通路５に例えばデューティ制御式のアイドル制御弁６が設けられている。また、アクセルセンサ１３の代わりにスロットルセンサ１３’が設けられている。
【００２０】
この場合、所定のアイドル運転条件（アイドル回転数フィードバック制御条件）では、エンジン回転数を所定の目標アイドル回転数と比較し、エンジン回転数が所定の目標アイドル回転数となるように、アイドル制御弁６の開度をフィードバック制御する。
次に、トルクコンバータ付き自動変速機を備える車両において、所定のアイドル運転条件にてエンジン回転数を目標アイドル回転数に制御する場合の、目標アイドル回転数の設定について、説明する。
【００２１】
図４は目標アイドル回転数設定ルーチンの第１実施例のフローチャートである。
ステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、アイドル回転数フィードバック制御中か否かを判定し、アイドル回転数フィードバック制御中の場合のみステップ２へ進み、アイドル回転数フィードバック制御中でない場合は本ルーチンを終了する。尚、アイドル回転数フィードバック制御条件は、アクセルセンサ１３又はスロットルセンサ１３’に付設のアイドルスイッチ（全閉検出スイッチ）がＯＮで、車速センサ１５により検出される車速が所定値（例えば８Km/h）以下である。
【００２２】
ステップ２では、車両停止状態か否かを判定する。具体的には、車軸の所定回転毎に信号を出力する車速センサ１５を用い、一定時間内に車速センサ１５からの信号入力がないときに、車両の停止状態と判別する。この部分が車両停止状態判別手段に相当する。
車両の非停止状態のときは、ステップ３へ進み、目標アイドル回転数を登坂路でも車両停止を維持できる高回転数Ｂ（ＲＯＭ定数；例えば 600〜650rpm）に初期設定して、本ルーチンを終了する。この部分が目標アイドル回転数初期設定手段に相当する。
【００２３】
車両の停止状態のときは、ステップ４へ進み、傾斜角センサ１６の出力信号をサンプリングする。そして、ステップ５で、センサ信号−傾斜角変換テーブルを用いて、センサ信号を傾斜角αに変換する。この部分が傾斜角検出手段に相当する。
そして、ステップ７で、図５に示すようなテーブルを参照し、傾斜角αより、目標アイドル回転数を設定して、本ルーチンを終了する。ここで、傾斜角αが小さいときに目標アイドル回転数を前記初期設定値Ｂより低くする（例えば500rpm程度まで）。この部分が目標アイドル回転数可変設定手段に相当する。
【００２４】
このように、車両の非停車状態においては、目標アイドル回転数を登坂路でも車両停止を維持できる高回転数とする。車両が完全に停止したと判別されると、これにより傾斜角センサ１６の利用が可能となるので、傾斜角センサ１６からの信号に基づいて路面の傾斜角αを検出し、これに基づいて目標アイドル回転数を設定し、傾斜角が小さいときに目標アイドル回転数を低くする。従って、低回転化できると判断したときのみ、低回転に移行して、燃費の低減を図るのであり、登坂路での車両停止後、即ブレーキを離した場合でも、傾斜角検出の遅れや制御の遅れにかかわらず、目標アイドル回転数を高回転にできるので、車両が後退することはない。
【００２５】
図６は目標アイドル回転数設定ルーチンの第２実施例のフローチャートである。
この実施例では、ステップ５とステップ７との間に、ステップ６が追加され、傾斜角センサ１６からの信号に基づいて検出した傾斜角αを補正する。センサばらつき、取付ばらつき、更には乗車人数や貨物搭載等による車両姿勢変化などにより、傾斜角センサ１６の零点がずれたことがあるからである。
【００２６】
この補正は、具体的には、図７のサブルーチンによって行う。
ステップ１１では、ＧＰＳ（衛星航法システム；Global Positioning System ）信号及びジャイロ（Gyrocompass ）信号を用い、これらにより自車位置及び自車向きを定量化する。
ステップ１２では、路面の傾斜角をデータとして有する地図ソフト（３Ｄ）を参照して、自車位置及び自車向きでの傾斜角βを算出する。
【００２７】
ステップ１３では、傾斜角センサ１６からの信号に基づいて検出した傾斜角αと、地図ソフト等を用いて算出した傾斜角βとの誤差γ＝α−βを算出する。そして、ステップ１４で、過去Ｎ回における誤差γの平均値（平均誤差）γave を算出する。
ステップ１５では、傾斜角センサ１６からの信号に基づいて検出した傾斜角αを、平均誤差γave により、次式のごとく補正して、補正後の傾斜角α’を求める。
【００２８】
α’＝α−γave
このようにして、補正後の傾斜角α’が求められると、図６のステップ７で、図５のテーブルを参照し、傾斜角α’より、目標アイドル回転数を設定して、本ルーチンを終了する。
このように、地図ソフトと、ＧＰＳ信号及びジャイロ信号とを用いて、車両の置かれている路面の傾斜角を認知し、傾斜角センサ１６の出力値の補正を統計的に行うことで、傾斜センサ１６の零点ずれを学習補正できる。
【００２９】
図８は目標アイドル回転数設定ルーチンの第２実施例のフローチャートである。
この実施例では、傾斜角センサ１６に代えて、路面の傾斜角の大小に対応したＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する傾斜角スイッチを用いる。この場合の傾斜角スイッチのＯＮ／ＯＦＦ特性は、図９に示すようであり、傾斜角が所定値以下でＯＮ，所定値以上でＯＦＦとなるが、ヒステリヒスを設けてある。
【００３０】
ステップ２１では、前述のステップ１と同様に、アイドル回転数フィードバック制御中か否かを判定し、アイドル回転数フィードバック制御中の場合のみステップ２２へ進み、アイドル回転数フィードバック制御中でない場合は本ルーチンを終了する。
ステップ２２では、前述のステップ２と同様に、車両停止状態か否かを判定する。この部分が車両停止状態判別手段に相当する。
【００３１】
車両の非停止状態のときは、ステップ２３へ進み、目標アイドル回転数を登坂路でも車両停止を維持できる高回転数Ｂ（ＲＯＭ定数；例えば 600〜650rpm）に初期設定して、本ルーチンを終了する。この部分が目標アイドル回転数初期設定手段に相当する。
車両の停止状態のときは、ステップ２４へ進み、傾斜角スイッチのＯＮ／ＯＦＦを判定する。この部分が傾斜角検出手段に相当する。
【００３２】
傾斜角スイッチがＯＮ（傾斜角小）の場合は、ステップ２５へ進み、目標アイドル回転数を予め定めた低回転数Ａ（ＲＯＭ定数；例えば500rpm）に設定して、本ルーチンを終了する。
傾斜角スイッチがＯＦＦ（傾斜角大）の場合は、ステップ２３へ進み、目標アイドル回転数を前記高回転数Ｂに設定して、本ルーチンを終了する。これらの部分が目標アイドル回転数可変設定手段に相当する。
【００３３】
このように、傾斜角センサ１６に代えて傾斜角スイッチを用いることで、簡単な制御でコストアップを最小限に抑えることができる。また、本実施例のように傾斜角大のときにＯＦＦとなる特性のスイッチとすることで、断線等を生じて、傾斜角の検出が困難になっても、傾斜角センサ＝ＯＦＦとして、目標アイドル回転数を高回転数に設定できるので、十分なクリープ力を確保でき、登坂路での車両の後退を防止できる。
【００３４】
また、目標アイドル回転数初期設定値については、クリープ走行時のＤレンジのみに限らず、Ｄ→Ｎレンジ操作後のＮレンジも含めたＤ、Ｎレンジそれぞれの条件毎に設定してもよい。
尚、以上の説明では省略したが、水温センサにより検出されるエンジン冷却水温が所定値以下の冷機時は、エンジンの安定性向上や燃費悪化防止のため、通常制御により、水温に応じて目標アイドル回転数を設定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】  本発明の一実施形態を示すシステム図
【図３】  本発明の他の実施形態を示すシステム図
【図４】  目標アイドル回転数設定ルーチンの第１実施例のフローチャート
【図５】  傾斜角−目標アイドル回転数テーブルを示す図
【図６】  目標アイドル回転数設定ルーチンの第２実施例のフローチャート
【図７】  傾斜角補正サブルーチンのフローチャート
【図８】  目標アイドル回転数設定ルーチンの第３実施例のフローチャート
【図９】  傾斜角スイッチのＯＮ／ＯＦＦ特性図
【符号の説明】
１  エンジン
２  スロットル弁
６  アイドル制御弁
１０  コントロールユニット
１１  クランク角センサ
１５  車速センサ
１６  傾斜角センサ
【図１】
0003785800.tif 000002
【図２】
0003785800.tif 000003
【図３】
0003785800.tif 000004
【図４】
0003785800.tif 000005
【図５】
0003785800.tif 000006
【図６】
0003785800.tif 000007
【図７】
0003785800.tif 000008
【図８】
0003785800.tif 000009
【図９】
0003785800.tif 000010