(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともブレーキ操作の有無を含む所定条件でエンジンを自動停止・再始動するエンジン自動停止始動装置において、特定のブレーキ装置に係るブレーキ操作の有無を検出する２つ以上のセンサと、各センサからの複数のブレーキ操作有無信号により、ブレーキ操作の有無を判断する判定手段と、を備え、
前記２つ以上のセンサは、ブレーキが液圧式の場合、少なくともブレーキ操作の有無を感知するブレーキスイッチを含み、さらに、ブレーキのマスタシリンダ内における液圧変化を感知するマスタシリンダ圧センサと、ブレーキペダルのストロークの変化を感知するペダルストロークセンサとの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【請求項２】
少なくともブレーキ操作の有無を含む所定条件でエンジンを自動停止・再
始動するエンジン自動停止始動装置において、特定のブレーキ装置に係るブレーキ操作の有無を検出する２つ以上のセンサと、各センサからの複数のブレーキ操作有無信号により、ブレーキ操作の有無を判断する判定手段と、を備え、
前記２つ以上のセンサは、ブレーキが空圧式の場合、少なくともブレーキ操作の有無を感知するブレーキスイッチを含み、さらに、空圧ブレーキのエアタンク内における空圧変化を感知する空圧センサと、ブレーキペダルのストロークの変化を感知するペダルストロークセンサとの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とするエンジン自動停止始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの自動停止と自動始動とを実行することにより、燃費を節約し、あるいは排気エミッションを低減させるエンジン自動停止始動装置を備えた変速機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、走行時に、たとえば交差点等で自動車が停止した場合、所定の停止条件下でエンジンを自動停止させ、その後、所定の始動条件下、たとえばアクセルペダルを踏み込んだときに、エンジンを始動させることにより、燃料を節約したり、排気エミッションを低減させるエンジン自動停止始動装置が、例えば特開昭６０−１２５７３８号などで知られている。
【０００３】
一方、近年の自動車ではオートマチックトランスミッション（以下Ａ／Ｔと記す）を備えるものが多くなっており、前記エンジン自動停止始動装置も自動変速機を備えた自動車に設けることが予想される。
【０００４】
エンジンが自動停止始動装置がエンジンを停止する場合の条件は、例えば第一に、シフトレバーがドライブレンジ（以下、Ｄと記す）又は、ニュートラルレンジ（以下、Ｎと記す）に位置されていること、第二に、車両速度が０（ゼロ）であること、第三に、ブレーキを踏み込んだときにブレーキスイッチが検出する、ブレーキペダル信号（ＳＴＰ信号）がＯＮの状態であること等である。
以上の条件がすべて成立したとき、エンジン自動停止始動装置によりエンジンが自動停止する。
【０００５】
また、前記エンジン自動停止始動装置がエンジンを再始動する所定条件は、例えば第一に、シフトレバーがＤ又は、Ｎ以外に位置されていること、第二に、車両速度が一定の速さ以上（車両速度が０（ゼロ）ではない）であること、第三に、前記ブレーキペダル信号がＯＦＦの状態であること等である。
以上の条件のいずれかが成立することによって、エンジン自動停止始動装置が作動し、エンジンが再始動する。
【０００６】
このように、走行車両が前記所定の条件を満たすと、エンジン自動停止始動装置が作動し、イグニッションスイッチがＯＮの状態でも、一時的にエンジンを停止させたり、エンジンが停止した状態から再始動させたりする。このことより、燃料の消費低減、排気エミッションの低減をはかることが可能となった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のエンジン自動停止始動装置では、ブレーキペダルを踏んで停止しているという情報をブレーキスイッチだけに頼っているため、何らかの理由により、ブレーキスイッチに障害が生じた場合、前記自動停止の所定条件を満たしていても、ブレーキペダル信号がＯＦＦの状態のままとなり、エンジンが自動的に停止しないことが予想される。また、その反対に、ブレーキペダルを踏んでいないのに、前記自動停止の所定条件を満たしてしまい、ブレーキペダル信号がＯＮの状態となりエンジンが自動的に停止してしまうケースが予想される。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題を回避し、より正確にエンジンの自動停止と自動始動を行うことが可能となるエンジン自動停止始動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、少なくともブレーキ操作の有無を含む所定条件でエンジンを自動停止・再始動させるエンジン自動停止始動装置において、特定のブレーキ装置に係るブレーキ操作の有無を検出する２つ以上のセンサと、各センサからの複数のブレーキ操作有無信号により、ブレーキ操作の有無を判断する判定手段とを備えることを特徴とした。前記２つ以上のセンサとしては、少なくともブレーキ操作の有無を感知するブレーキスイッチを含む。このブレーキスイッチ以外のセンサとして本発明では、さらに、ブレーキを踏み込んだ際のストロークの変化を感知するペダルストロークセンサと、液圧式及び空圧式ブレーキのブレーキ装置内における圧の変化を感知するブレーキ圧センサ（油圧式ブレーキの場合：ブレーキ油圧センサ、空圧式ブレーキの場合：ブレーキ空圧センサ）の少なくともいずれか一方を含む。すなわち、ブレーキスイッチとブレーキ圧センサの組み合わせと、ブレーキスイッチとペダルストロークセンサの組み合わせと、ブレーキスイッチとブレーキ圧センサとペダルストロークセンサとの組み合わせを例示できる。
【００１０】
そのため、これまでブレーキスイッチからの信号のみで、ブレーキ操作の有無を判定してきたが、他のセンサから検出される信号と合わせることによってブレーキ操作の有無を判断することが出来る。
【００１１】
これによって、ブレーキスイッチに障害が生じてしまった場合においても、その他のセンサがブレーキ操作の有無を感知し、正確にエンジンの自動停止・自動再始動を行うことを可能とする。
【発明の実施の形態】
本発明にかかるエンジン自動停止始動装置は、液圧式及び空圧式のブレーキに用いることが可能である。
以下、本発明の好適実施形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
＜実施例１＞
本実施形態は、エンジン自動停止始動装置を液圧式ブレーキを備えた自動変速機搭載の自動車に実装したものについてである。
〔システム構成概要〕
図１は、本発明にかかる装置の全体像を示す構成図である。図１に示したように、内燃機関１（以下、エンジンと記す）には、自動変速機２（以下、オートマチックトランスミッション：Ａ／Ｔと記す）が連結されていると共に、モータ及び発電機として機能するモータ・ジェネレータ３（以下、Ｍ／Ｇと記す）が連結されている。このＭ／Ｇ３はエンジンのクランク軸にプーリ４、ベルト５、プーリ６を介して連結されている。プーリ６とクランク軸の間には、動力の伝達・非伝達の切換が可能な電磁クラッチ７が設けられている。
【００１３】
さらに、エンジンの動力で駆動される補機類として、例えばパワーステアリング用のポンプ８、エアコン用のコンプレッサ９が設けられており、それぞれエンジン１のクランク軸及びＭ／Ｇ３とはプーリ１０、１１とベルト５によって連結されている。なお、図示していないが、補機類としては前記の他にエンジン用のオイルポンプ、エンジンの冷却用のウォーターポンプ等も連結されている。前記Ｍ／Ｇ３には、インバータ１２が電気的に接続されている。このインバータ１２は電力源であるバッテリー１３からＭ／Ｇ３の回転数を可変にする。また、Ｍ／Ｇ３からバッテリーへの電気エネルギーの充電を行うように切り替える。
【００１４】
さらに、エンジンの制御の他、前記電磁クラッチの断続の制御、及びインバータのスイッチング制御を行うため、コンピュータよりなるコントローラ（電子制御装置：ＥＣＵ）が設けられ、このコントローラ１４へは、入力信号としてＭ／Ｇの回転数、エアコン作動のスイッチ信号が入力される。
【００１５】
コントローラは、周知の中央処理装置ＣＰＵの他に、制御プログラムを記憶したＲＯＭ、演算結果等を書き込むＲＡＭ、データのバックアップを行うバックアップＲＡＭ等、入力サポート等からなる論理演算回路である。これらはバスで接続されている。
【００１６】
さらに、コントローラには、各種センサ（クランク角センサ、冷却水温ンサ、吸気圧センサ、アクセルセンサ（スロットル開度センサ）、空燃比センサ、燃圧センサに加え、ブレーキ油圧センサ（マスタシリンダ圧センサ）１５ａ、ペダルストロークセンサ１６）等が接続され、各々からの検出信号が入力されるようになっている。
【００１７】
また、コントローラには、各種スイッチ（レンジスイッチ２０、ブレーキスイッチ１８）が接続されている。
【００１８】
〔自動変速機〕
図２に示したように、前記自動変速機２はエンジン１の動力を介して駆動輪に伝達するため、エンジン１の動力を駆動輪に直結されたポンプインペラ２０の回転によって流体の運動エネルギに変換し、この流体の流れによる運動エネルギをステータ２１を介してタービンランナ２２に伝え、出力軸を回転させて動力を伝えるトルクコンバータ２３と、このトルクコンバータ２３により伝達された駆動力を車両に必要な駆動力に変換する変速機とを備えている。
なお、トルクコンバータ２３は、ロックアップクラッチ２４を備え、車速が一定以上になると、エンジン１の出力軸とトルクコンバータ２３の出力軸とを直結するようになっている。
【００１９】
次いで、前記タービンランナ２２に接続された出力軸には、変速機の入力軸（インプットシャフト）２５が連結されている。この変速機２は、歯車列を備え、通常、遊星歯車機構、クラッチ、ブレーキ等を組み合わせ、複数の変速段と、前進・後進の選択を行っている。以下、その詳細を図２に従い説明する。
図２は、上記の自動変速機２の歯車列の一例を示す図であり、ここに示す構成では、前進４段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。そして、前記トルクコンバータ２３のタービンハブ２６に連結した変速機の入力軸２５は、前進クラッチＣ１を介して第１の遊星歯車機構２７のサンギヤ２９に連結されている。
【００２０】
この第１の遊星歯車機構２７は、リングギヤ２８と、このリングギヤ２８の中心に配置されたサンギヤ２９と、このサンギヤ２９と前記リングギヤ２８との間に配置され、キャリア３０によって保持されたピニオンギヤとを有し、ピニオンギヤがサンギヤ２９とリングギヤ２８とに噛合しつつサンギヤの周囲を相対回転する構成である。
【００２１】
一方、前記変速機２の入力軸２５は、Ｃ２クラッチを介して第２の遊星歯車装置３１のキャリヤ３２に連結され、且つ、Ｃ３クラッチを介して第２の遊星歯車装置３１のサンギヤ３３に連結されている。そして、第２の遊星歯車装置３１のリングギヤ３４と第１の遊星歯車装置２７のキャリヤ３０とが連結されている。
【００２２】
また、第２の遊星歯車装置３１のサンギヤ３３の回転を止めるバンドブレーキＢ１がサンギヤ３３とケーシング３５との間に設けられている。さらに、サンギヤ３３とケーシング３５との間に、一方向クラッチを介して、選択的にサンギヤの回転を止めるバンドブレーキＢ２とが並列に設けられている。
【００２３】
そして、入力軸２５を介して入力されたエンジン出力は、最終的には第１の遊星歯車装置２７のキャリヤ３０に連結された出力軸３６から出力され、駆動車輪に伝達される。
【００２４】
上記の自動変速機では、各クラッチやブレーキを図３の作動表に示すように係合・解放する事により前進４段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図３において○印は係合状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、空欄は解放状態をそれぞれ示す。
【００２５】
前記したトルクコンバータ２３の制御や、クラッチやブレーキの係合・解除は油圧（流体圧）で作動するアクチュエータにより行われ、アクチュエータを駆動するための油圧回路を備えた油圧制御装置が設けられている。
【００２６】
〔エンジンの自動停止始動装置〕
エンジン１の自動停止装置は、前記ＲＯＭに記憶された制御プログラムにしたがってコントローラ１４上に実現される。この装置は、図４に示したように、エンジン１の自動停止の実行条件を判定する自動停止判定手段１０１と、自動停止判定手段１０１により自動停止条件が揃ったと判定されたときエンジンへの燃料供給をカットする燃料カット指令手段１０２と、エンジン１の再始動の実行条件を判定する自動復帰判定手段１０３と、自動復帰判定手段１０３によりエンジンを再始動すべきであると判定したとき、Ｍ／Ｇ３を駆動すると共に燃料供給を再開してエンジンを再始動する復帰指令手段１０４とを備えている。
【００２７】
そして、自動停止判定手段１０１や自動復帰判定手段１０３のによるエンジンの自動停止・自動復帰判定は、車速センサからの信号、シフトレバーのポジションを示す信号、アクセルセンサからの信号、ブレーキ操作有無信号等により実行される。
【００２８】
前記、ブレーキ操作有無信号は、ブレーキスイッチ１８からの情報（信号）だけではなく、ブレーキ装置を構成してるマスタシリンダ内の、油圧変化を検出するブレーキ油圧センサ（マスタシリンダ圧センサ）１５からの信号と、ブレーキを踏み込んだ際のストロークの変化を感知するペダルストロークセンサ１６からの信号の少なくともいずれかの信号を合わせてエンジンの自動停止・自動復帰の判断材料となる。
【００２９】
エンジンの自動停止判定条件を図５に示す。第１にシフトレバーのポジションがＤ又は、Ｎレンジになっていること。第２にアクセルペダルが踏まれておらず、車速が０km／ｈであること。第３に、ブレーキ操作有無信号がＯＮの状態になっていることである。その他の条件としては、エンジン水温や、Ａ／Ｔの作動油温が所定の範囲内であること、バッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｎｇｅ）が所定範囲内であることなどが挙げられる。
【００３０】
一方、エンジンの自動復帰判定条件はアクセルペダルが踏み込まれるか、ブレーキがＯＦＦの状態になっていることである。
【００３１】
このようにＤ又は、Ｎポジションの時、エンジンの自動停止始動制御を行うことをＤエコランといい、Ｎポジションの時のみエンジンの自動停止始動制御を行い、他のポジションではエンジンの自動停止始動制御を行わない制御をＮエコランという。ＤエコランとするかＮエコランとするかを選択して制御するようにすることもできる。
【００３２】
以上説明したように、事例では、ブレーキ操作の有無を、ブレーキスイッチだけに頼ることなく、その他の情報と合わせて判断することで、ブレーキ操作の有無判断を正確に行うことができ、そのことより、正確にエンジンの自動停止・再始動を行うことが可能となる。
【００３３】
さらに、複数の情報（信号）よりブレーキ操作の有無を判断するため、その判断力はより正確になり、ブレーキ操作有無信号に障害が起こってしまっても、他のセンサからの情報（信号）でブレーキ操作の有無の判断を、バックアップ出来るシステムとなっている。
【００３４】
なお、エンジンの自動停止始動装置は、自動停止判定手段１０１により自動停止条件が揃ったと判定されたとき、運転席に設けた制御実施インジゲータ、例えばランプを点灯し、運転者にエンジンの自動停止中であることを示す自動停止表示手段１０５を備えている。
【００３５】
また、エンジン自動停止始動装置は、変速機が高速段にあるときなど、自動停止制御を禁止する自動停止禁止手段１０７を備えている。例えば、変速機の各種バルブが作動しなくなって変速機がフェールした状態で高速段にあるときである。
【００３６】
さらに、２ｎｄ発信を行うスノーモード時も自動停止禁止手段は自動停止制
御を禁止する。スノーモードに変更するとき、Ｎポジションで行う場合がある。Ｎポジションでスノーモードに変更する場合は、自動停止状態を即座に中止する。逆に、自動停止制御を止めないとスノーモードを受けないことも実施例として考えられる。その理由は、本例における自動停止始動制御は、１ｓｔ発進を行う場合のみに作動するから、これと矛盾する２ｎｄ発進を行うスノーモードとは相入れないからである。なお、スノーモード時は、自動停止判定手段で「自動停止すべきでないとき」と判定し、エンジン自動停止始動装置が作動しないようにしてもよい。
【００３７】
〔ヒルホールド制御手段〕
車両が停止していてもエンジンが動いていれば、シフトレバーがＤポジションにある限り、車両を前進させようとするクリープ力が働く。従って、傾斜の緩い坂道などでは、このクリープ力で車両が後退するのを防止できる。
【００３８】
しかし、本発明では、車両が停止するとエンジンを停止してしまうので、クリープ力は働かない。従って、停止した位置が坂道であった場合、ブレーキを踏み続けていなければ車両が後退してしまうこととなる。
【００３９】
そこで、図４に示したように、自動停止判定手段１０１により自動停止条件が揃ったと判定されたとき、ブレーキ装置１７に含まれるマスタシリンダ液圧を保持してブレーキ力を保持するヒルホールド制御手段１０６を備えている。このヒルホールド制御手段１０６もまた、プログラムによりコントローラ上に実現される。なお、ヒルホールド制御はアンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）用のアクチュエータの駆動により行うことが好ましい。また、車輪につながる回転軸を機械的にロックするものであってもよい。
【００４０】
＜実施例２＞
本実施形態は、空圧式ブレーキに本発明にかかるエンジン自動停止始動装置についてである。
【００４１】
空圧式ブレーキは、主に空気を圧縮するためのコンプレッサ（図示せず）と、圧縮された空気をためておくエアタンク（図示せず）と、その圧縮された空気をブレーキ系に送り込むためのブレーキバルブ（図示せず）と、圧縮された空気の圧を機械力に変換するためのブレーキ・チャンバ（図示せず）とで構成されている。
【００４２】
そのため、液圧式ブレーキに用いられていたマスタシリンダ内の液圧の変化を感知するブレーキ油圧センサではなく、エアタンク内の空圧の変化を感知する、空圧センサ１５ｂを用いる。
【００４３】
以下、液圧ブレーキの場合と同様の行程をたどり、エンジンの自動停止始動をより正確に行うことが可能となる。
【００４４】
また、本発明を実施するためのセンサの組み合わせに、ブレーキスイッチとストロークセンサの組み合わせと、ブレーキスイッチと空圧センサ１５ｂの組み合わせと、ブレーキスイッチとストロークセンサと空圧センサ１５ｂの組み合わせを例示することが出来る。
【発明の効果】
本発明によれば、ブレーキ操作の有無を検出するセンサに、ブレーキスイッチだけではなく、その他のセンサも用いるため、何らかの理由によってブレーキスイッチに障害が生じた場でも、併設したセンサによってブレーキ操作の有無を検出できる。従って、前記自動停止の所定条件を満たしていてもブレーキペダル信号がＯＦＦの状態のままとなり、エンジンが自動的に停止しない、又はブレーキペダルを踏んでいないのに、前記自動停止の所定条件を満たしてしまい、ブレーキペダル信号がＯＮの状態となりエンジンが自動的に停止してしまうといった不都合を回避することができる。
このように、より正確にエンジンの自動停止始動を行うことができるので、燃料の低減化と排気エミッションの低減をより確実に実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシステムの全体を示す概略図
【図２】変速機の歯車列を示す概略図
【図３】変速機の作動状態を示す図
【図４】コントローラのＣＰＵに実現される自動停止始動装置のブロック図
【図５】エンジンの自動停止を示すブロック図
【符号の説明】
１  内燃機関（エンジン）
２  自動変速機
３  モータ・ジェネレータ
４、６  プーリ
５  ベルト
７  電磁クラッチ
８  ポンプ
９  コンプレッサ
１０、１１  プーリ
１２  インバータ
１３  バッテリー
１４  コントローラ
１５ａ  ブレーキ油圧センサ
１５ｂ  ブレーキ空圧センサ
１６  ペダルストロークセンサ
１７  ブレーキ装置（液圧、又は空圧）
１８  ブレーキスイッチ
１９  ブレーキペダル
２０  レンジスイッチ
２１  ステータ
２２  タービンランナ
２３  トルクコンバータ
２４  ロックアップクラッチ
２５  入力軸
２６  タービンハブ
２７  第１遊星歯車装置
２８、３４  リングギヤ
２９、３３  サンギヤ
３０、３２  キャリア
３１  第２遊星歯車装置
３５  ケーシング
３６  出力軸
１０１  自動停止判定手段
１０２  燃料カット指令手段
１０３  自動復帰判定手段
１０４  復帰指令手段
１０５  自動停止表示手段
【図１】
0003780753.tif 000002
【図２】
0003780753.tif 000003
【図３】
0003780753.tif 000004
【図４】
0003780753.tif 000005
【図５】
0003780753.tif 000006