(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジンの停止判定装置。
【請求項２】
前記エンジン停止判定手段は、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定する請求項１に記載のエンジンの停止判定置。
【請求項３】
エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジンの停止判定装置において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するようにしたエンジンの停止判定装置。
【請求項４】
運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段と、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジン自動停止再始動車両において、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段と、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段とを設けると共に、前記エンジン停止判定手段を、前記回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するように構成したエンジンの再始動装置。
【請求項５】
前記エンジン自動停止再始動車両は、エンジンの始動クランキングまたは発電を行う第１の回転電機と、車両の駆動を行う第２の回転電機と、車両運転状態に応じて前記各回転電機の作動状態を制御する制御回路とを備えたハイブリッド車両として構成されると共に、前記回転方向検出手段は、前記第１の回転電機の回転方向に基づいてエンジンの逆転を検出するように構成される請求項４に記載のエンジンの再始動装置。
【請求項６】
前記回転方向検出手段は、前記第１の回転電機に設けられたレゾルバである請求項５に記載のエンジンの再始動装置。
【請求項７】
運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段を備えたエンジン自動停止再始動車両において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する手段と、前記回転方向と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときに、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段と、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段とを備えたエンジンの再始動装置。
【請求項８】
エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記エンジン停止判定手段は、前記回転速度と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときのエンジン回転速度が基準値よりも低いときにもエンジン停止と判定する請求項７に記載のエンジンの再始動装置。
【請求項９】
前記始動時パラメータ設定指令手段は、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときには、前記エンジン停止判定手段からの停止判定結果にかかわらずエンジン制御系に始動時パラメータ設定指令を出力する請求項７に記載のエンジンの再始動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの停止判定装置および再始動装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
環境および燃費対策として車両停止時にエンジンを自動停止させるようにした車両が知られている（特開平９−２０９７９０号参照）。こうしたエンジン自動停止車両では、ブレーキの解除やアクセルペダルの踏み込み操作によりエンジンを再始動させて発進に備えるようにしている。ところで、エンジン再始動時には吸気量を正確に計量できないことや吸気管壁に付着した壁流燃料の影響を考慮して、エンジン制御系に通常運転時とは異なる始動時に固有のパラメータ、例えば燃料噴射弁の開弁パルス幅や点火時期、吸排気弁タイミング等を設定する必要がある。
【０００３】
しかしながら、従来の停止判定または再始動装置では、例えばクランク角センサのレファレンス信号（基準位置信号）の入力から一定時間内に次のレファレンス信号が入力しなかったときにエンジン停止と判定するようにしていたことから必ずしも的確な停止判定ができず、このため再始動性が悪化するという問題があった。すなわち、クランク角センサでは、エンジン停止直前の揺り戻し（クランク軸の一時的な逆転）のときにレファレンス信号を発生した場合にこれを正転時の信号と区別できないため、エンジンはすでに停止しつつあるにもかかわらず、その時点からさらに一定時間を経過しないとエンジン停止と判定できない。この遅れの間は、エンジン停止に伴う種々の処理、例えば上述した始動時パラメータの設定を事前に行うことができず、したがってこの間にアクセルペダルの踏み込み等による再始動要求があった場合には失火等によりエンジンの再始動性能が損なわれるおそれが生じる。
【０００４】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、エンジンの停止を速やかに判定することができる停止判定装置を提供することを目的としている。また、本発明はエンジン停止を的確に判定して常に良好な再始動性能が得られるエンジン再始動装置を提供することをも目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジンの停止判定装置である。
【０００６】
第２の発明は、前記エンジン停止判定手段を、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するように構成する。
【０００７】
第３の発明は、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジンの停止判定装置において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段と、この回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するように構成したエンジンの停止判定装置である。
【０００８】
第４の発明は、運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段と、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段とを備えたエンジン自動停止再始動車両において、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段と、エンジンクランク軸の回転方向を検出する回転方向検出手段とを設けると共に、前記エンジン停止判定手段を、前記回転方向検出手段からの信号に基づき、エンジンの逆転を検出したときはレファレンス信号の再入力にかかわらず経過時間の計時を続行するように構成したエンジンの再始動装置である。
【０００９】
第５の発明は、前記第４の発明のエンジン自動停止再始動車両を、エンジンの始動クランキングまたは発電を行う第１の回転電機と、車両の駆動を行う第２の回転電機と、車両運転状態に応じて前記各回転電機の作動状態を制御する制御回路とを備えたハイブリッド車両として構成すると共に、されると共に、前記回転方向検出手段を、前記第１の回転電機の回転方向に基づいてエンジンの逆転を検出するように構成する。
【００１０】
第６の発明は、前記第５の発明の回転方向検出手段を、前記第１の回転電機に設けられたレゾルバで構成する。
【００１１】
第７の発明は、運転状態に応じてエンジンの停止または再始動を指令する停止・再始動制御手段を備えたエンジン自動停止再始動車両において、エンジンクランク軸の回転方向を検出する手段と、前記回転方向と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときに、エンジンの逆転を検出したときにエンジン停止と判定するエンジン停止判定手段と、前記エンジン停止判定時に、エンジン制御系に始動時パラメータを設定させるべく指令する始動時パラメータ設定指令手段とを備えたエンジンの再始動装置である。
【００１２】
第８の発明は、エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、前記エンジン停止判定手段は、前記回転速度と停止・再始動制御手段からの指令に基づき、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときのエンジン回転速度が基準値よりも低いときにもエンジン停止と判定するように構成する。
【００１３】
第９の発明は、前記第７の発明の始動時パラメータ設定指令手段を、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときには、前記エンジン停止判定手段からの停止判定結果にかかわらずエンジン制御系に始動時パラメータ設定指令を出力するように構成する。
【００１４】
【作用・効果】
第１の発明において、エンジン停止時に揺り戻しによるクランク軸の逆転が起きると、エンジン停止判定手段によりエンジン停止の判定が行われる。したがってクランク角センサのレファレンス信号のみによる場合のような判定までの遅延時間を生じることがなく、実際のエンジン停止に応じて速やかに停止判定を行うことができる。この第１の発明は他の停止判定手段と組み合わせて適用することができ、例えば第２の発明として示したように、エンジンクランク角センサからのレファレンス信号の入力に基づいて経過時間の計時を開始し、以後レファレンス信号が再入力することなく所定時間が経過したときにエンジン停止と判定する機能を併有したものとすることができる。この場合にはもしエンジン停止時に揺り戻しが起こらなければ経過時間によって停止判定が行われることになる。揺り戻しがなければレファレンス信号による誤判定は起きないので、判定までの時間が無用に長くなるようなことはない。
【００１５】
第３の発明では、レファレンス信号の入力により計時を開始したのちに、揺り戻しによるクランク軸の逆転に伴いレファレンス信号が再度入力するようなことがあっても、この逆転時のレファレンス信号の入力にかかわらず停止判定のための計時は続行されるので、揺り戻し時のレファレンス信号入力によって停止判定までの時間が延びてしまうようなことが無く、所期の経過時間に基づき的確に停止判定を行うことができる。
【００１６】
第４の発明では、停止時のエンジンの揺り戻しの有無に関わらず、所期の経過時間設定に基づいてエンジン停止が判定されると共に、このエンジン停止判定時には燃料噴射量や点火時期等を制御するエンジン制御系へと始動時パラメータの設定指令がなされる。したがって、エンジン自動停止再始動車両において、エンジン停止後の再始動要求に対して制御パラメータを的確に設定して、再始動時に常に良好なエンジン始動性を発揮させることができる。
【００１７】
前記のエンジン自動停止再始動車両としては、第５の発明として示したようなハイブリッド車両を適用することができ、この場合にはエンジンと連動する第１の回転電機の回転方向からエンジン停止時の揺り戻しによる逆転を検出することができる。この場合の回転方向の検出は、第１の回転電機の構造によってはその端子電流を検出することで可能であるが、その他には例えば第６の発明として示したように、第１の回転電機に設けられたレゾルバを介して行うこともできる。
【００１８】
第７の発明によれば、エンジン停止指令後であってかつ再始動指令があったときにエンジンの逆転を検出したときにはエンジン停止と判定されると共に、この判定結果に基づき、エンジン制御系に始動時パラメータの設定指令がなされる。エンジンの停止指令後にエンジンの逆転を検出したときには、エンジン停止と判定して再始動のための始動時パラメータを設定してさしつかえなく、これにより再始動時のパラメータ設定をより速やかに処理して、より確実な再始動性能を確保することができる。また、このように停止後の再始動指令を条件として始動時パラメータを設定するように構成したことから、エンジン運転中に制御のオーバシュート等に原因して一時的に回転速度が基準値よりも低下したような場合に、誤って始動時パラメータを設定してしまうようなことがない。
【００１９】
第８の発明によれば、前記エンジン停止判定手段は、エンジン回転速度が基準値よりも低いときにも、エンジン停止と判定するように構成することもできる。
【００２０】
前記第７の発明においても、第９の発明として示したように、クランク角センサのレファレンス信号を基準とした経過時間設定によりエンジン停止と判定する機能を併有させて停止判定の確実性を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をハイブリッド車両に適用した実施形態につき図面に基づいて説明する。図１において、このハイブリッド車両のパワートレインは、モータ１、エンジン２、電磁クラッチ３、モータ４、無段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されている。前記モータ１とモータ４がそれぞれ上記発明の第１の回転電機、第２の回転電機に相当する。
【００２２】
モータ１とエンジン２は所定の回転比を有する減速装置（図示せず）を介して相互駆動可能に連結されており、またクラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２３】
クラッチ３締結時はエンジン２とモータ４が車両の推進源となり、クラッチ３開放時はモータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータ４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。
【００２４】
モータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ４は主として車両の力行と減速時の回生運転に用いられる。また、モータ１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。ただしクラッチ３締結時には、モータ１を車両の力行と制動に用いることもでき、モータ４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００２５】
モータ１，４，１０はそれぞれ、インバータ１１，１２，１３により駆動される。インバータ１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介して強電バッテリ１５に接続されており、強電バッテリ１５の直流電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給するとともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電力に変換して強電バッテリ１５を充電する。なお、インバータ１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力を強電バッテリ１５を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することもできる。
【００２６】
１６は本発明の制御系の各手段の機能を備えたコントローラであり、マイクロコンピュータとその周辺装置や各種アクチュエータなどを備え、クラッチ３の伝達トルク、モータ１，４，１０の回転数や出力トルク、無段変速機５の変速比、エンジン２の燃料噴射量・噴射時期、点火時期、可変エンジンマウント（後述）の減衰特性などを制御する。このコントローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給される。
【００２７】
コントローラ１６には、図２に示すように、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、アクセルペダルセンサ２２、ブレーキスイッチ２３、車速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯＣ検出装置２６、クランク角センサ２７、スロットル開度センサ２８、レゾルバ２９が接続される。
【００２８】
アクセルペダルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ２３はブレーキペダルの踏み込み状態を検出する。車速センサ２４は車両の走行速度を検出し、バッテリ温度センサ２５は強電バッテリ１５の温度を検出する。バッテリＳＯＣ検出装置２６は強電バッテリ１５の実容量の代表値であるＳＯＣ（State Of Charge）を検出する。クランク角センサ２７はエンジン２の回転速度を検出し、スロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバルブ開度を検出する。レゾルバ２９はモータ１の回転角度や磁極位置等を検出する機能を有する回転センサの一種であり、その巻線出力からエンジン２の回転方向を知ることができる。
【００２９】
コントローラ１６にはさらに、エンジン２の燃料噴射装置３０、点火装置３１などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および燃料噴射量・噴射時期を調節するとともに、点火装置３１を駆動してエンジン２の点火時期制御を行う。また、このコントローラ１６は、車両運転状態に応じて予め定められた条件下でエンジン２の停止と再始動を制御する機能を有し、この場合前記燃料噴射装置３０による燃料供給を終了させることによりエンジン２を停止させ、停止状態となったエンジン２を再始動させるときにはモータ１により始動クランキングを行うと共に燃料噴射装置３０に燃料供給を再開させる。前記再始動時には予め設定された始動時に固有の燃料噴射量、点火時期等のパラメータを適用する。
【００３０】
以上は本発明が適用可能なハイブリッド車両の基本的な構成例を示したものであり、本発明では例えばこのような車両において、エンジンの停止判定と、上述した再始動時のパラメータ設定とを的確に行うことを目的としている。以下にこのためのコントローラ１６の制御内容の実施形態につき図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図３は、エンジン停止指令からその後の再始動に備えた始動時パラメータの設定に至るまでの制御の概要を示した流れ図であり、この制御はハイブリッド車両の総合的な制御の一環として周期的に繰り返し実行される。また、図４は前記制御の様子を示すタイムチャートである。
【００３２】
この制御はコントローラ１６内にてエンジン停止指令をトリガとして開始され、まず上述したスイッチまたはセンサ類からの信号に基づいて各種エンジンン運転パラメータを読み込む（ステップ３０１）。次いで、前記ステップで読み込んだレゾルバ２９の回転速度をプーリ比で除してエンジン回転速度への換算値NEMBを算出する（ステップ３０２）。前記のプーリ比とはエンジン２とモータ１との間の回転伝達のためのプーリによる減速装置の回転比であり、ここでは通常のエンジン回転制御との整合を図るために前記換算処理を行っているが、本制御に限ればレゾルバ２９の回転速度をそのまま用いてこれを実行することも可能である。
【００３３】
次に、クランク角センサ２７からのレファレンス信号（以下、REF信号という。）の有無を判断し、REF信号入力が有った場合には、次に前記回転速度NEMBを判定し、このときNEMB≧０であればエンジン正転中かつ停止には至っていない状態であるとして、エンジン停止判定のためのダウンカウントタイマを初期化すると共にエンジン停止の有無を表すフラグfENSTを０とする（ステップ３０９，３１０，３１１）。前記フラグfENSTは０のときエンジン未停止、１のとき停止を表す。一方、前記ステップ３０３においてREF信号入力が無いときには前記タイマの減算処理を行なう（ステップ３０３，３０４）。前記処理により、エンジン停止指令後の最初のREF信号の入力によりエンジン停止判定のためのタイマの減算処理が開始される。その後再度REF信号が入力すればタイマが初期化されるのでそれまでの減算結果は無効となり、新たに減算処理が開始されることになる。
【００３４】
ただし、前記ステップ３０９の判断において回転速度NEMBが０未満である場合には、これはエンジン停止後の揺り戻しが起きており、エンジン停止への移行中であることを示しているので、このときはステップ３０４の処理に移行してタイマの減算を継続する。前記ステップ３０４のタイマ処理の結果、経過時間が予め定めた基準値、例えば１．５secを超えた場合には、フラグfENSTを参照し、fENST=0であればこれを１にセットしてからその後のエンジン再始動に備えた始動時パラメータの設定処理を行う（ステップ３０６，３０７，３０８）。前記fENSTの参照時にこれが１であった場合には前記処理によりすでに始動時パラメータの設定は行なっているので、始動時パラメータ設定の処理を迂回する。図４において、前記の処理に基づき、例えばa点でREF信号入力があり、その後１．５sec経過しても次のREF信号が入力しない場合にはｂ点にてエンジン停止と判定され、始動時パラメータの設定が行われることになる。
【００３５】
一方、前記ステップ３０４にてエンジン未停止、すなわちREF信号入力からタイマによる設定時間が経過していないと判断した場合には、次に前回の制御ループにてエンジン停止指令が発せられており、かつ今回の制御ループではエンジン再始動指令が発せられており、かつ回転速度NEMBが基準値NTPNG＃未満であることを条件として始動時パラメータの設定を行う（ステップ３０５）。これにより、低回転で吸気量計量が正確に行えない条件下での始動に必要な燃料噴射量等のパラメータ設定を実施してその後の再始動に備えることが可能となる。図４において、ａ点での最後のREF信号入力から通常は前述したように経過時間によってエンジン停止が判定されるが、前記の条件を満たした場合にはそれ以前の例えばｃ点にて再始動のための始動時パラメータの設定がなされ、このためより速やかな再始動が可能となる。これに対して、前記ステップ３０５の判断にて前記何れかの条件が満たされていない場合には、これは通常のエンジン制御が可能であると判断される場合であるので、始動時パラメータ設定を行わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能なハイブリッド車両の機械的構成例の概略構成図。
【図２】上記ハイブリッド車両の制御系の概略構成図。
【図３】本発明による制御の一実施形態を示す流れ図。
【図４】上記制御の様子を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１      モータ（回転電機）
２      エンジン
３      パウダークラッチ
４      モータ（回転電機）
５      無段変速機
９      油圧装置
１０      油圧発生用モータ
１５      バッテリ
１６      コントローラ
１９      ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０      キースイッチ
２１      セレクトレバースイッチ
２２      アクセルペダルセンサ
２３      ブレーキスイッチ
２４      車速センサ
２５      バッテリ温度センサ
２６      バッテリＳＯＣ検出装置
２７      クランク角センサ
２８      スロットル開度センサ
２９      レゾルバ
【図１】
0003823672.tif 000002
【図２】
0003823672.tif 000003
【図３】
0003823672.tif 000004
【図４】
0003823672.tif 000005