JP2010270689A - 内燃機関の自動停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速時シフトダウン操作中に、ドライバの意思に反してアイドルストップ制御によりエンジン１０が自動停止すること。
【解決手段】クラッチペダル２６の踏み込み操作が開始されてから、シフト位置が駆動状態から非駆動状態へと操作されるまでの操作を第１の操作とする。第１の操作が完了してから、シフト位置が非駆動状態から上記駆動状態よりも変速比の大きい駆動状態へと操作されるまでの操作を第２の操作とする。第２の操作が完了してから、クラッチが伝達状態とされるまでの操作を第３の操作とする。エンジン１０の自動停止処理は、クラッチが遮断状態にされたこと及びブレーキ操作がされることを条件に行われる。但し、第１の操作が第１のシフトダウン判定時間Ｔ１内に完了する場合、また第２の操作が第２のシフトダウン判定時間内に完了する場合、更には第３の操作が第３のシフトダウン判定時間Ｔ３内に完了する場合、上記自動停止処理を禁止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の出力軸の回転力をクラッチ及び手動変速装置を介して駆動輪へと伝達させる車両に適用される内燃機関の自動停止制御装置に関する。

従来、例えば下記特許文献１、２に見られるように、内燃機関のアイドル運転中に所定の停止条件が成立すると内燃機関を自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立すると内燃機関を再始動させる、いわゆるアイドルストップ制御が知られている。アイドルストップ制御によれば、内燃機関の燃費低減効果を得ることができる。

ここで、手動変速装置（マニュアルトランスミッション）を備える車両においては、内燃機関のアイドル運転中にドライバによってブレーキペダルの踏み込み操作がなされるとともに、クラッチペダルの踏み込み操作がなされることをアイドルストップ制御の上記停止条件とするものもある。

特開２００１−０４１０７０号公報 特開２００３−０３５１７４号公報

ところで、上記車両においては、ブレーキ操作による車両の減速中に手動変速装置の変速比を低速走行に見合ったものとすべく、手動変速装置のシフトダウン操作（減速時シフトダウン操作）が行われることがある。減速時シフトダウン操作としては通常、まず、ブレーキペダルの踏み込み操作が行われるとともに、クラッチペダルの踏み込み操作が行われる。次に、手動変速装置のシフト位置が駆動状態（例えば３速）から非駆動状態（ニュートラル）へと操作され、その後再び駆動状態（例えば２速）へと操作される。そして、ブレーキペダル及びクラッチペダルの踏み込み操作が解除されるとともに、アクセルペダルの踏み込み操作が行われる。

ただし、上記減速時シフトダウン操作は、アイドルストップ制御の上記停止条件としてのブレーキペダル及びクラッチペダルの踏み込み操作と同様の操作となり得る。この場合、ドライバが減速時シフトダウン操作を行おうとしているにもかかわらず上記停止条件が成立することで、ドライバの意思に反してアイドルストップ制御により内燃機関が自動停止し、ドライブフィーリングを低下させる等、ドライバに違和感を与えるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ドライバの意思に反する内燃機関の自動停止を好適に抑制しつつも、内燃機関の燃費低減効果の低下を抑制することのできる内燃機関の自動停止制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、内燃機関の出力軸の回転力をクラッチ及び手動変速装置を介して駆動輪へと伝達させる車両に適用され、前記クラッチの操作により前記回転力の伝達が遮断されたこと及び前記車両のブレーキ操作がなされたことを条件に、前記内燃機関を自動停止させる内燃機関の自動停止制御装置において、前記手動変速装置の操作状態を入力として、ドライバのシフトダウン操作の意思の有無を予測する予測手段と、前記予測手段により前記意思が無いと予測されるまで前記自動停止を禁止する自動停止禁止手段とを備えることを特徴とする。

内燃機関の自動停止条件を上記クラッチ操作及びブレーキ操作についての条件に基づき定める自動停止制御装置を備えるものにあっては、ブレーキ操作による車両の減速時において手動変速装置のシフトダウン操作（減速時シフトダウン操作）が行われることで、ドライバの意思に反して内燃機関が自動停止し、ドライバに違和感を与えるおそれがある。この点、上記発明では、予測手段を備えることで、減速時シフトダウン操作がなされないことを実際に検出する場合と比較して、速やかに内燃機関の自動停止処理を行うことができる。これにより、ドライバの意思に反する内燃機関の自動停止を好適に抑制しつつも、内燃機関の燃費低減効果の低下を抑制することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態及び前記クラッチの操作状態を入力として、前記回転力の伝達が遮断される側に前記クラッチの操作が開始されたと判断されてから前記手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間に基づき、前記意思の有無を予測することを特徴とする。

本発明者らは、減速時シフトダウン操作を行うための一連のクラッチ及び手動変速装置の操作のうち、内燃機関の出力軸の回転力の伝達が遮断する側にクラッチの操作が開始されてから、手動変速装置が駆動状態（上記回転力を駆動輪へと伝達可能な状態）から非駆動状態（上記回転力を駆動輪へと伝達不可能な状態）へと操作されるまでの時間（第１の時間）に着目した。そして、第１の時間が、ドライバの減速時シフトダウン操作を行う意思を定量化するためのパラメータとなることを見出した。これは、通常、ドライバにこの操作を行う意思がある場合、上記第１の時間がある長さの範囲となる傾向があることに基づくものである。上記発明では、この点に鑑み、上記第１の時間に基づきドライバの減速時シフトダウン操作の意思の有無を予測することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間が、０．２〜０．７秒で設定される第１の閾値以下であると判断された場合、前記意思があると予測することを特徴とする。

上記発明では、減速時シフトダウン操作を行う場合における上記第１の時間の計測結果に基づき設定された上記第１の閾値を用いることで、減速時シフトダウン操作を行うか否かのドライバの意思を適切に把握することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態が１速であると判断された場合、前記意思が無いと予測することを特徴とする。

手動変速装置の操作状態が１速である場合、ドライバにより減速時シフトダウン操作は行われない。上記発明では、この点に鑑み、上記操作状態が１速であると判断された場合、ドライバに停車意思があるものと捉え、速やかに内燃機関の自動停止処理を行う。これにより、内燃機関の燃費低減効果の低下をより好適に抑制することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態を入力として、前記手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されたと判断されてから、同手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間に基づき、前記意思の有無を予測することを特徴とする。

本発明者らは、減速時シフトダウン操作を行うための一連のクラッチ及び手動変速装置の操作のうち、手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されてから、同手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されるまでの時間（第２の時間）に着目した。そして、第２の時間が、ドライバの減速時シフトダウン操作を行う意思を定量化するためのパラメータとなることを見出した。これは、通常、ドライバにこの操作を行う意思がある場合、上記第２の時間がある長さの範囲となる傾向があることに基づくものである。上記発明では、この点に鑑み、上記第２の時間に基づきドライバの減速時シフトダウン操作の意思の有無を予測することができる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置が非駆動状態とされる状況下、前記内燃機関の出力軸から前記手動変速装置へと前記回転力が伝達される側に前記クラッチが操作されたと判断された場合、前記意思が無いと予測することを特徴とする。

減速時シフトダウン操作を行うための一連のクラッチ及び手動変速装置の操作のうち、手動変速装置を非駆動状態から駆動状態へと操作するためには、ドライバのクラッチ操作により内燃機関の出力軸と手動変速装置との間の回転力の伝達が遮断されていることが要求される。ここで、上記発明では、手動変速装置が非駆動状態とされる状況下、上記回転力が伝達される側にクラッチが操作されたと判断された場合、ドライバの減速時シフトダウン操作の意思が無いものと捉え、内燃機関を極力速やかに自動停止させる。これにより、燃費低減効果の低下を抑制することができる。

請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間が、０．２〜０．７秒で設定される第２の閾値以下であると判断された場合、前記意思があると予測することを特徴とする。

上記発明では、減速時シフトダウン操作を行う場合における上記第２の時間の計測結果に基づき設定された上記第２の閾値を用いることで、減速時シフトダウン操作を行うか否かのドライバの意思を適切に把握することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態及び前記クラッチの操作状態を入力として、前記手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されたと判断されてから、前記内燃機関の出力軸から前記手動変速装置へと前記回転力が伝達される側に前記クラッチが操作されたと判断されるまでの時間に基づき、前記意思の有無を予測することを特徴とする。

本発明者らは、減速時シフトダウン操作を行うための一連のクラッチ及び手動変速装置の操作のうち、手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されてから、内燃機関の出力軸から手動変速装置へと上記回転力が伝達されるまでの時間（第３の時間）に着目した。そして、第３の時間が、ドライバの減速時シフトダウン操作を行う意思を定量化するためのパラメータとなることを見出した。これは、通常、ドライバにこの操作を行う意思がある場合、上記第３の時間がある長さの範囲となる傾向があることに基づくものである。上記発明では、この点に鑑み、上記第３の時間に基づきドライバの減速時シフトダウン操作の意思の有無を予測することができる。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記予測手段は、前記内燃機関の出力軸から前記手動変速装置へと前記回転力が伝達される側に前記クラッチが操作されたと判断されるまでの時間が、０．４〜０．９秒で設定される第３の閾値以下であると判断された場合、前記意思があると予測することを特徴とする。

上記発明では、減速時シフトダウン操作を行う場合における上記第３の時間の計測結果に基づき設定された上記第３の閾値を用いることで、減速時シフトダウン操作を行うか否かのドライバの意思を適切に把握することができる。

請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記自動停止のための条件には、前記車両の走行速度が０よりも高い所定速度を下回ることが含まれることを特徴とする。

上記発明では、車両の走行速度が０よりも高い所定速度を下回ることを条件に内燃機関を自動停止させることで、内燃機関の燃費低減効果の更なる向上を図っている。ただし、減速時シフトダウン操作は、例えばブレーキ操作による車両の減速中に手動変速装置の変速比を低速走行に見合ったものとすべく車両が停車する以前に行われ、この操作によって上記自動停止条件が成立しやすく、ドライバの意思に反する内燃機関の自動停止が生じやすい。このため、上記発明は、上記予測手段及び上記自動停止禁止手段を備えるメリットが大きい。

一実施形態にかかるシステムの全体構成を示す図。 従来技術にかかるアイドルストップ制御処理の計測結果を示すタイムチャート。 一実施形態にかかるシフトダウン判定時間を示すタイムチャート。 一実施形態にかかるシフトダウン操作時間の計測結果を示す図。 一実施形態にかかるアイドルストップ制御処理の手順を示すフローチャート。 一実施形態にかかるアイドルストップ制御処理の計測結果を示すタイムチャート。 一実施形態にかかる燃費低減効果への影響の確認結果を示すタイムチャート。

以下、本発明にかかる内燃機関の自動停止制御装置をガソリンエンジン及び手動変速装置を搭載した車両（自動車）に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるエンジン１０は、火花点火式内燃機関である。本実施形態では、エンジン１０として、多気筒ガソリンエンジンを想定している。エンジン１０の各気筒には、エンジン１０の燃焼室に燃料を噴射供給するための燃料噴射弁１２と、噴射供給された燃料と吸気との混合気を燃焼させるための放電火花を発生させる点火プラグ１４とが備えられている。燃料の燃焼によって発生するエネルギは、エンジン１０の出力軸（クランク軸１６）の回転力として取り出される。

クランク軸１６には、スタータ１８が接続されている。スタータ１８は、図示しないイグニッションスイッチのオンにより始動し、エンジン１０を始動させるべくクランク軸１６に初期回転を付与する（クランキングを行う）。

クランク軸１６の回転力は、クラッチ装置２０を介して手動変速装置（ＭＴ２２）へと伝達される。クラッチ装置２０は、クランク軸１６に接続された円板２０ａ（フライホイール等）と、ＭＴ２２の入力軸２４に接続された円板２０ｂ（クラッチディスク等）とを備えて構成されている。これら円板２０ａ，２０ｂ同士は、ドライバによるクラッチペダル２６の踏み込み操作に応じて接触及び離間のいずれかの状態に切り替えられる。本実施形態では、クラッチペダル２６が完全に踏み込まれた状態でのペダルの踏み込み量（クラッチストローク）を１００％とし、クラッチペダル２６の踏み込み操作が解除された状態でのクラッチストロークを０％とする。クラッチストロークが所定量（例えば５０％、ミートポイント）よりも大きくなると、これら円板２０ａ，２０ｂが互いに離れることで、クランク軸１６からＭＴ２２へのクランク軸１６の回転力の伝達が遮断される（クラッチ遮断状態）。一方、クラッチストロークが上記所定量以下となると、これら円板２０ａ，２０ｂが互いに接触することで、クランク軸１６からＭＴ２２へと上記回転力が伝達される（クラッチ伝達状態）。

ＭＴ２２は、シフト装置２８のシフト位置がドライバにより手動操作されることで、変速比が操作される有段手動変速装置であり、複数段の前進ギア（１〜５速）や、ニュートラルギア（Ｎ）等を備えて構成されている。ＭＴ２２では、入力軸２４の回転速度が変速比に従った回転速度に変換される。また、ＭＴ２２は、シフト位置が１〜５速（駆動状態）に操作されることで、ＭＴ２２の図示しない出力軸やデファレンシャルギア、ドライブシャフト３０等を介してクランク軸１６の回転力を駆動輪３２へと伝達可能な状態とする。一方、シフト位置がニュートラル（非駆動状態）に操作されることで、上記回転力を駆動輪へと伝達不可能な状態とする。なお、駆動輪３２近傍には、ブレーキペダル３４の踏み込み量に応じて駆動輪３２に対して制動力を付与する図示しないブレーキアクチュエータが設けられている。

ブレーキペダル３４には、このペダルの踏み込みに応じて、オン状態（ブレーキ操作されている）又はオフ状態（ブレーキ操作されていない）に切り替わるブレーキセンサ３６が設けられている。そして、クラッチペダル２６には、クラッチストロークを検出するクラッチセンサ３８が設けられている。また、アクセルペダル４０には、このペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ４２が設けられている。これらの各種センサや、クランク軸１６の回転角度を検出すべくクランク軸１６近傍に設けられるクランク角度センサ４４、車両の走行速度を検出すべくＭＴ２２の出力軸近傍に設けられる車速センサ４６、更にはシフト装置２８のシフト位置を検出するシフト位置センサ４８等の出力信号は、電子制御装置（以下、ＥＣＵ５０）に入力される。

ＥＣＵ５０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ５０は、上記各センサからの入力信号に基づき、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁１２による燃料噴射制御や、点火プラグ１４による点火制御、スタータ１８による駆動制御等を行う。

特にＥＣＵ５０は、エンジン１０のアイドルストップ制御を行う。アイドルストップ制御は、エンジン１０の運転中に所定の停止条件が成立することを入力としてエンジン１０を自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立することを入力としてエンジン１０を再始動させるものである。これにより、エンジン１０の燃費低減効果を得ることが可能となる。ここで、上記停止条件や再始動条件は、ドライバの停車意思や車両を発進させる意思を把握可能なように、ブレーキペダル３４やクラッチペダル２６等の操作状態に基づき設定される。本実施形態では、エンジン１０の停止条件を、触媒が暖機されているとの条件に加えて、以下の（ア）〜（ウ）の論理積条件とする。

（ア）ブレーキ操作がなされているとの条件：ドライバに停車意思がある場合、ブレーキペダルの踏み込み操作がなされる。このため、条件（ア）を、エンジン１０の停止条件として用いることができる。ここで、ブレーキ操作がなされているか否かは、ブレーキセンサ３６の出力値に基づき判断すればよい。

（イ）クラッチが遮断状態にされたとの条件：通常、停車に際しては、クラッチが遮断状態とされる。このため、条件（イ）を、ドライバの停車意思の有無を把握するための条件として用いることができ、エンジン１０の停止条件とすることができる。ここで、クラッチが遮断状態にされたか否かは、クラッチセンサ３８の出力値に基づき判断すればよい。なお、本実施形態では、クラッチストロークが８０％以上であると判断された場合、クラッチが遮断状態にされたと判断する。この設定は、後述する再始動のための条件（オ）におけるクラッチストロークよりも小さくするとの制約の下で、クラッチが確実に遮断された状態を上記停止条件とすべく、上記停止条件のクラッチストロークをミートポイントよりも極力大きくした結果である。

（ウ）車両の走行速度が０よりも高い所定速度を下回るとの条件：この条件は、アイドルストップ制御による燃費低減効果の更なる向上を図るために設定される条件である。つまり、上記所定速度を０よりも高い速度（２０ｋｍ／ｈ）とすることで停車する以前にもエンジン１０を自動停止させ、上記所定速度を０（又は略０）とする場合と比較して、エンジン１０の自動停止を行う運転領域を拡大させることが可能となる。これにより、燃費低減効果を向上させることが可能となる。なお、車両の走行速度が所定速度を下回るか否かは、車速センサ４６の出力値に基づき判断すればよい。また、上記所定速度は、エンジン１０を自動停止させる際に、図示しない制動倍力装置の負圧室内のブレーキ負圧が確保でき、ブレーキ操作による制動トルクを十分に確保できること等を条件に設定すればよい。

一方、エンジン１０の再始動条件を、以下の（エ）及び（オ）の論理積条件とする。

（エ）シフト位置が駆動状態（１〜５速）であるとの条件：車両を発進させるためには、シフト位置が駆動状態となっていることが要求される。このため、条件（エ）を、ドライバの車両を発進させる意思の有無を把握するための条件として用いることができ、エンジン１０の再始動条件とすることができる。ここで、シフト位置が駆動状態であるか否かは、シフト位置センサ４８の出力値に基づき判断すればよい。

（オ）クラッチが遮断状態にされて且つクラッチストロークが所定量（１００％）を下回るとの条件：車両を発進させるに先立ち通常、シフト位置が駆動状態へと操作された後、クラッチを伝達状態とすべくクラッチストロークが小さくなる方向にクラッチペダル２６が操作される。ここで、所定量の設定は、スタータ１８が始動してからクラッチが伝達状態となるまでの時間を長くし、スタータ１８の回転力をクランキングのために適切に用いることで、エンジン１０の始動性の低下を回避するための設定である。すなわち、この目的のためには、所定量を極力「１００％」に近づけることが有効であるため、本実施形態では、所定量を「１００％」に設定した。

ところで、ＭＴ２２を備える車両においては、ブレーキ操作による車両の減速中に、ＭＴ２２の変速比を低速走行に見合ったものとすべくシフトダウン操作（減速時シフトダウン操作）が行われることがある。減速時シフトダウン操作としては通常、まず、ブレーキペダル３４の踏み込み操作が行われるとともに、クラッチペダル２６の踏み込み操作が行われる。次に、シフト装置２８のシフト位置が駆動状態（例えば３速）からニュートラルへと操作され、その後上記駆動状態より変速比の大きい駆動状態（例えば２速）へと操作される。そして、ブレーキペダル３４及びクラッチペダル２６の踏み込みが解除されるとともに、アクセルペダル４０の踏み込み操作が行われる。

ただし、減速時シフトダウン操作は、アイドルストップ制御の上記停止条件としてのブレーキペダル３４及びクラッチペダル２６の踏み込み操作と同様の操作となり得る。ここで、図２に、減速時シフトダウン操作の一例を示す。詳しくは、図２（ａ）に、車両の走行速度の推移を示し、図２（ｂ）に、シフト位置の推移を示し、図２（ｃ）に、クラッチストロークの推移を示し、図２（ｄ）に、ブレーキフラグの推移を示し、図２（ｅ）に、エンジン回転速度の推移を示す。なお、ブレーキフラグは、「１」によってブレーキがオン状態であることを示し、「０」によってブレーキがオフ状態であることを示す。また、エンジン回転速度は、クランク角度センサ４４の出力値に基づき算出される。

図に示す例では、ブレーキペダル３４の踏み込み操作により車両の走行速度が上記所定速度（２０ｋｍ／ｈ）を下回るため、上記条件（ア）及び（ウ）が成立している。時刻ｔ１において、クラッチペダル２６の踏み込み操作が開始され、時刻ｔ２において、クラッチストロークが８０％となることで上記条件（イ）が成立する。この時、エンジン１０の停止条件が成立することで、ドライバが減速時シフトダウン操作を行おうとしているにもかかわらず、ドライバの意思に反してエンジン１０が自動停止する。ちなみに、その後、シフト位置が３速からニュートラル、ニュートラルから２速へと操作されることで上記条件（エ）が成立する。そして、時刻ｔ３において、クラッチストロークが１００％を下回ることで上記条件（オ）が成立する。この時、エンジン１０の再始動条件が成立し、エンジン１０が再始動する。

このように、ドライバの意思に反してアイドルストップ制御によりエンジン１０が自動停止したり再始動したりすることで、ドライブフィーリングを低下させる等、ドライバに違和感を与えるおそれがある。

このため、減速時シフトダウン操作に要求される時間に応じた遅延時間を設定し、上記（ア）及び（イ）の条件が成立してから遅延時間が経過するまでの間は、エンジン１０の自動停止を禁止することも考えられる。しかしながら、遅延時間を上記設定とすると、減速時シフトダウン操作を行うか否かのドライバの意思を把握するための時間が長期化することとなる。このため、例えばドライバに停車意思がある場合であっても、エンジン１０の自動停止が開始される時点が遅延し、アイドルストップ制御によるエンジン１０の燃費低減効果が低下するおそれがある。

こうした問題を解消すべく、本発明者らは、減速時シフトダウン操作を詳細に分析した。そして、減速時シフトダウン操作を行うための一連のクラッチペダル２６及びシフト位置の操作を、図３に示すように第１の操作、第２の操作及び第３の操作に分解し、それぞれの操作に要する時間が、ドライバの減速時シフトダウン操作を行う意思を定量化するためのパラメータとなることを見出した。詳しくは、第１の操作は、クラッチストロークが０％から上昇する（クラッチペダル２６の踏み込み操作が開始される）時点（時刻ｔ１）から、シフト位置が駆動状態（３速）からニュートラルへと操作される時点（時刻ｔ２）までの操作である。また、第２の操作は、シフト位置が駆動状態（３速）からニュートラルへと操作される時点（時刻ｔ２）から、シフト位置がニュートラルから上記駆動状態（３速）よりも変速比の大きい駆動状態（２速）へと操作される時点（時刻ｔ３）までの操作である。更に、第３の操作は、シフト位置がニュートラルから上記変速比の大きい駆動状態（２速）へと操作される時点（時刻ｔ３）から、クラッチストロークがミートポイントに到達する（クラッチ伝達状態となる）時点（時刻ｔ４）までの操作である。通常、ドライバに減速時シフトダウン操作を行う意思がある場合、これら第１〜第３の操作に要する時間は、ある長さの範囲で行われる傾向がある。このため、これら操作に要する時間は、ドライバの減速時シフトダウン操作を行う意思を定量化するためのパラメータとなる。

そこで本実施形態では、まず上記第１〜第３の操作に対応する第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３を設定する。これらシフトダウン判定時間は、ドライバが各シフト操作に要する時間に基づき算出される。そして、上記触媒が暖機されているとの条件に加えて上記（ア）〜（ウ）の論理積条件が成立する場合であっても、各操作が開始された時点から上記シフトダウン判定時間T１〜Ｔ３に基づきドライバの減速時シフトダウン操作の意図が無いと予測されるまでは、エンジン１０の自動停止を禁止する処理（自動停止禁止処理）を行う。これにより、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止を好適に抑制しつつも、エンジン１０の燃費低減効果の低下の抑制を図る。

まず、第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３の算出手法について説明する。各シフトダウン判定時間は、ドライバが第１〜第３の操作に要する時間（第１〜第３の操作時間）を予め計測し、この計測データを統計的に処理した結果に基づき算出する。図４は、車両の走行速度を２０ｋｍ／ｈから１０ｋｍ／ｈへと減速させる間にシフト位置を３速からニュートラル、ニュートラルから２速へと操作する場合における４人のドライバの各操作時間の頻度分布である。詳しくは、図４（ａ）に、第１の操作時間の頻度分布を示し、図４（ｂ）に、第２の操作時間の頻度分布を示し、図４（ｃ）に、第３の操作時間の頻度分布を示し、図４（ｄ）に、第１〜第３の操作時間の合計時間の頻度分布を示す。

本実施形態では、第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３を、各操作時間の平均値と、各操作時間のばらつき指標としての標準偏差σとに基づき算出する。具体的には、上記シフトダウン判定時間を、上記平均値と、上記標準偏差を３倍した値３σとの加算値（計測データの分布が正規分布すると仮定した場合における９９．７％信頼区間の上限値）として算出する。これにより、減速時シフトダウン操作を行うか否かのドライバの意思を適切に把握することが可能となる。なお、本実施形態では、上記計測結果に基づき、第１のシフトダウン判定時間Ｔ１を０．４７５秒、第２のシフトダウン判定時間Ｔ２を０．４６２秒、更には第３のシフトダウン判定時間Ｔ３を０．６７９秒とする。

次に、図５に、本実施形態にかかるエンジン１０の自動停止禁止処理を有するアイドルストップ制御処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ５０によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、自動停止フラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。この処理は、エンジン１０が自動停止中であるか否かを判断するためのものである。ここで、自動停止フラグＦは、「０」によってエンジン１０が自動停止していないことを示し、「１」によって自動停止していることを示す。

ステップＳ１０において自動停止フラグＦが「１」に設定されていると判断された場合には、ステップＳ１２に進み、エンジン１０の再始動条件が成立しているか否かを判断する。ここで、上記再始動条件は、上述したように、上記（エ）及び（オ）の論理積条件とする。

ステップＳ１２においてエンジン１０の再始動条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ１４に進み、エンジン１０の自動始動処理を行う。ここで、自動始動処理は、スタータ１８を始動させることでクランキングを行うとともに、燃料噴射弁１２及び点火プラグ１４を操作することで、自動停止しているエンジン１０を再始動させる処理である。そして、エンジン１０が始動したことを確認の後、自動停止フラグＦを「０」に設定する。

一方、上記ステップＳ１０において自動停止フラグＦが「１」に設定されていないと判断された場合には、ステップＳ１６に進み、エンジン１０の停止条件が成立しているか否かを判断する。ここで、上記停止条件は、上述したように、触媒が暖機されているとの条件に加えて上記（ア）〜（ウ）の論理積条件とする。

ステップＳ１６においてエンジン１０の停止条件が成立していると判断された場合には、ステップＳ１８に進み、シフト位置が「１速」であるか否かを確認する。この処理は、ドライバに停車意思があるか否かを判断するためのものである。つまり、シフト位置が「１速」である場合、減速時シフトダウン操作は行われない。このため、シフト位置が「１速」である場合、ドライバに停車意思があるものと捉える。

ステップＳ１８においてシフト位置が「１速」であると判断された場合には、ステップＳ１９に進み、エンジン１０の自動停止処理を行う。ここで、自動停止処理は、燃料噴射弁１２からの燃料噴射を停止することで、エンジン１０を停止させる処理である。そして、エンジン１０が停止したことを確認の後、自動停止フラグＦを「１」に設定する。

一方、上記ステップＳ１８においてシフト位置が「１速」でないと判断された場合には、ステップＳ２０に進み、シフト位置が駆動状態（例えば３速）から非駆動状態（ニュートラル）へと操作されたか否かを判断する。この処理は、第１の操作が完了したか否かを判断するためのものである。

ステップＳ２０において第１の操作が完了していないと判断された場合には、ステップＳ２２に進み、第１の操作が開始された時点から現在の時点までの時間ＴＡが、第１のシフトダウン判定時間Ｔ１を超えたか否かを判断する。この処理は、ドライバの減速時シフトダウン操作の意思の有無を予測するためのものである。ステップＳ２２において上記時間ＴＡが第１のシフトダウン判定時間Ｔ１を超えないと判断された場合には、上記ステップＳ２０に戻る。一方、上記ステップＳ２２において肯定判断された場合には、ドライバに減速時シフトダウン操作の意思が無いと予測し、上記ステップＳ１９に進み、エンジン１０の自動停止処理を行う。

上記ステップＳ２０において第１の操作が完了したと判断された場合には、ステップＳ２４に進み、クラッチが伝達状態であるか否かを判断する。この処理は、ドライバのシフトダウン操作の意思の有無を予測するためのものである。つまり、第２の操作を行うためには、ドライバのクラッチペダル２６の踏み込み操作によりクラッチが遮断状態となっていることが要求される。このため、シフト位置がニュートラルとされる状況下、クラッチが伝達状態となる場合は、ドライバのシフトダウン操作の意思が無いものと捉える。

ステップＳ２４においてクラッチが伝達状態であると判断された場合には、ドライバに減速時シフトダウン操作の意思が無いと予測し、上記ステップＳ１９に進み、エンジン１０の自動停止処理を行う。一方、上記ステップＳ２４においてクラッチが伝達状態でないと判断された場合には、ステップＳ２６に進み、シフト位置がニュートラルから上記ステップＳ２０での駆動状態よりも変速比の大きい駆動状態（例えば２速）へと操作されたか否かを判断する。この処理は、第２の操作が完了したか否かを判断するためのものである。

ステップＳ２６において第２の操作が完了していないと判断された場合には、ステップＳ２８に進み、第２の操作が開始されたと判断された（上記ステップＳ２０で肯定判断された）時点から現在の時点までの時間ＴＢが、第２のシフトダウン判定時間Ｔ２を超えたか否かを判断する。この処理は、ドライバの減速時シフトダウン操作の意思の有無を予測するためのものである。ステップＳ２８において上記時間ＴＢが第２のシフトダウン判定時間Ｔ２を超えないと判断された場合には、上記ステップＳ２６に戻る。一方、上記ステップＳ２８において肯定判断された場合には、ドライバに減速時シフトダウン操作の意思が無いと予測し、上記ステップＳ１９に進み、エンジン１０の自動停止処理を行う。

上記ステップＳ２６において第２の操作が完了したと判断された場合には、ステップＳ３０に進み、クラッチが伝達状態であるか否かを判断する。この処理は、第３の操作が完了したか否かを判断するためのものである。

ステップＳ３０において第３の操作が完了していないと判断された場合には、ステップＳ３２に進み、第３の操作が開始されたと判断された（上記ステップＳ２６で肯定判断された）時点から現在の時点までの時間ＴＣが、第３のシフトダウン判定時間Ｔ３を超えたか否かを判断する。この処理は、ドライバにシフトダウン操作の意思があるか否かを予測するためのものである。ステップＳ３２において上記時間ＴＣが第３のシフトダウン判定時間Ｔ３を超えないと判断された場合には、上記ステップＳ３０に戻る。一方、上記ステップＳ３２において肯定判断された場合には、ドライバに減速時シフトダウン操作の意思が無いと予測し、上記ステップＳ１９に進み、エンジン１０の自動停止処理を行う。

なお、上記ステップＳ３０で肯定判断された場合や、上記ステップＳ１２、Ｓ１６で否定判断された場合、更にはステップＳ１４、Ｓ１９の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図６に、本実施形態におけるアイドルストップ制御処理による計測結果の一例を示す。ここで、図６（ａ）〜図６（ｅ）は、先に示した図２（ａ）〜図２（ｅ）に対応している。

図示されるように、時刻ｔ１において、第１の操作が開始される。その後、第１の操作中である時刻ｔ２において、上記（イ）の条件が成立するが、第１の操作が開始される時刻ｔ１から第１のシフトダウン判定時間Ｔ１（０．４７５ｓｅｃ）が経過していないため、エンジン１０の自動停止処理が禁止される。その後、第１の操作に要する時間ＴＡ（時刻ｔ１〜時刻ｔ３、０．４秒）が第１のシフトダウン判定時間Ｔ１を超えないで第２の操作に移行するため、エンジン１０の自動停止処理が引き続き禁止状態とされる。そして、第２の操作に要する時間ＴＢ（時刻ｔ３〜時刻ｔ４、０．３ｓｅｃ）が第２のシフトダウン判定時間Ｔ２（０．４６２ｓｅｃ）を超えないまま第３の操作状態に移行し、更には第３の操作の要する時間ＴＣ（時刻ｔ４〜時刻ｔ５、０．４ｓｅｃ）が第３のシフトダウン判定時間Ｔ３（０．６７９ｓｅｃ）を超えないため、エンジン１０の自動停止処理が禁止される。

ここで、エンジン１０の自動停止禁止処理によりドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止を抑制することはできるものの、エンジン１０の自動停止時間が短くなることで、エンジン１０の燃費低減効果への影響が懸念される。このため、本発明者らは、上記自動停止禁止処理が燃費低減効果に及ぼす影響をＥＵモード（燃料消費率やエミッションなどを計測するための欧州の試験条件）にて調べた。図７に、ＥＵモードにて上記燃費低減効果に及ぼす影響を調べた結果を示す。まず、図７（ａ）に、ＥＵモードでの車両の走行速度の推移を示す。ＥＵモードでは、図７（ａ）に示される車両の走行速度パターンでの燃料消費率等を計測する。この際、車両の走行速度に応じたシフト位置が選択される。なお、時刻ｔ０において、上述したエンジン１０の停止条件の１つである触媒が暖機されているとの条件が成立する。

次に、図７（ｂ）〜図７（ｄ）に、図７（ａ）のうち燃費低減効果への影響が懸念される時間帯、すなわちブレーキ操作がなされることで車両が減速し、エンジン１０の停止条件が成立する時間帯における車両の走行速度、シフト位置及びクラッチペダル２６の操作状態の推移を示す。詳しくは、図７（ｂ）に図７（ａ）のα部分、図７（ｃ）に図７（ａ）のβ部分、図７（ｄ）に図７（ａ）のγ部分についての推移を示す。なお、図中、クラッチペダル２６の操作状態は、「０」によってクラッチペダル２６の踏み込み操作が行われていないことを示し、「１」によって上記踏み込み操作が行われていることを示す。また、クラッチペダル２６の踏み込み操作が開始されてからクラッチストロークが８０％となるまでの時間をクラッチＯＮ時間とし、上記踏み込み操作が開始されてからクラッチＯＮ時間が経過する時点でエンジン１０の停止条件としての上記（イ）の条件が成立する。

図７（ｂ）では、ブレーキ操作により車両が減速しているため、エンジン１０の停止条件としての上記（ア）及び（ウ）の条件が既に成立している。そして、シフト位置が「１速」であるため、時刻ｔ１において上記（イ）の条件が成立することでエンジン１０が自動停止される。このため、α部分では、上記自動停止禁止処理によるエンジン１０の自動停止時間への影響が無い。

また、図７（ｃ）では、ブレーキ操作により車両が減速しているため、エンジン１０の停止条件としての上記（ア）及び（ウ）の条件が既に成立している。そして、時刻ｔ３において上記（イ）の条件が成立することでエンジン１０の停止条件が成立するが、時刻ｔ２から第１のシフトダウン判定時間Ｔ１が経過する時刻ｔ４までエンジン１０の自動停止が禁止される。このため、β部分では、上記自動停止禁止処理によってエンジン１０の自動停止時間が、時刻ｔ２から時刻ｔ３までのクラッチＯＮ時間（計測データの平均値として０．２７５ｓｅｃ）と第１のシフトダウン判定時間Ｔ１（０．４７５ｓｅｃ）との時間差（０．２ｓeｃ）だけ短くなった。

更に、図７（ｃ）では、ブレーキ操作により車両が減速し、車両の走行速度が５０ｋｍ／ｈとなる時点でクラッチが遮断状態とされるため、エンジン１０の停止条件としての上記（ア）及び（イ）の条件が既に成立している。そして、時刻ｔ５において、第１の操作がなされた時点から第１のシフトダウン判定時間Ｔ１が既に経過している。このため、時刻ｔ５において上記（ウ）の条件が成立することでエンジン１０が自動停止される。したがって、γ部分では、上記自動停止禁止処理によるエンジン１０の自動停止時間への影響が無い。

これらの計測結果から、エンジン１０の自動停止禁止処理を行わない場合におけるＥＵモードでのエンジン１０の自動停止時間が２９０ｓｅｃであるのに対し、上記自動停止禁止処理を行う場合における自動停止時間が２８８．４ｓｅｃであった。これは、ＥＵモード全体では、β部分に相当する時間帯が８つあり、エンジン１０の自動停止時間が１．６ｓeｃ短くなるためである。そして、上記自動停止時間が１．６ｓｅｃ短くなることによる燃費低減効果の低下は０．０３％であった。このように、上記自動停止禁止処理が燃費低減効果に及ぼす影響は非常に小さい。なお、第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３を設定することで、一連の減速時シフトダウン操作に要する時間（第１の操作が開始されてから第３の操作が完了するまでに要する時間）に応じた遅延時間を設定する場合と比較して、エンジン１０の自動停止時間が７．２ｓｅｃ長くなった。

このように、本実施形態では、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止を好適に抑制しつつも、エンジン１０の燃費低減効果の低下を好適に抑制することができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）第１の操作が第１のシフトダウン判定時間Ｔ１内に完了する場合、また第２の操作が第２のシフトダウン判定時間内に完了する場合、更には第３の操作が第３のシフトダウン判定時間Ｔ３内に完了する場合、エンジン１０の自動停止処理を禁止した。これにより、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止を好適に抑制しつつも、エンジン１０の燃費低減効果の低下を好適に抑制することができる。更に、ドライバの減速時シフトダウン操作の意思をクラッチペダル２６及びシフト位置の操作状態に基づき把握するため、例えば車両の周囲の情報を取得する手段の取得値（ナビゲーションシステムにより取得される道路交通情報や、車間距離を検出するセンサの検出値）に基づき上記意思を把握する場合と比較して、エンジン１０の自動停止禁止処理を簡素な構成で行うこともできる。

（２）シフト位置が１速であると判断された場合、エンジン１０の停止条件の成立によってエンジン１０を速やかに自動停止させた。これにより、エンジン１０の燃費低減効果の低下をより好適に抑制することができる。

（３）第２の操作中にクラッチが伝達状態になると判断された場合、エンジン１０を速やかに自動停止させた。これにより、燃費低減効果の低下を極力抑制することができる。

（４）車両の走行速度が０よりも高い所定速度（２０ｋｍ／ｈ）を下回るとの条件をエンジン１０の停止条件とした。この場合、減速時シフトダウン操作によってエンジン１０の停止条件が成立しやすく、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止が生じやすい。このため車両の走行速度についての上記条件をエンジン１０の停止条件とする本実施形態は、エンジン１０の自動停止禁止処理の利用価値が高い。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０の停止条件としてブレーキ操作がなされているか否かを、ブレーキセンサ３６の出力値に基づき判断したがこれに限らない。例えば、ブレーキペダル３４にこのペダルの踏み込み力又は踏み込み量を検出するセンサを備え、このセンサの出力値に基づき判断してもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０の停止条件としてクラッチが遮断状態にされたか否かを、クラッチセンサ３８の出力値に基づき判断したがこれに限らない。例えば、クラッチペダル２６にこのペダルの踏み込み力を検出するセンサを備え、このセンサの出力値に基づき判断してもよい。

・上記実施形態では、第１の操作の開始時点をクラッチストロークが０％から上昇する時点としたがこれに限らない。例えば、クラッチストロークが０％より大きくて且つクラッチが伝達状態となるクラッチストローク（ミートポイント）よりも小さい所定量を上回る時点を第１の操作の開始時点としてもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０の停止条件としての上記（ウ）の条件で、上記所定速度を、２０ｋｍ／ｈとしたがこれに限らず、０よりも高い任意の速度（２０ｋｍ／ｈを除く）としてもよい。

・第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３の算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、各シフトダウン判定時間を、各操作時間の計測データの平均値（下限時間）から各操作時間の計測データの上限値よりも大きい値（上限時間）までの間の任意の時間として算出してもよい。具体的には、先に示した図４の頻度分布に基づき、第１及び第２のシフトダウン判定時間Ｔ１，Ｔ２を０．２〜０．７秒、第３のシフトダウン判定時間Ｔ３を０．４〜０．９秒とすればよい。ここでは、アイドルストップ制御によるエンジン１０の燃費低減効果や、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止の抑制度合いの要求に応じて各シフトダウン判定時間を算出するのが望ましい。すなわち例えば、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止の抑制を優先させたい場合には、各シフトダウン判定時間を上限時間側とすればよい。また例えば、アイドルストップ制御によるエンジン１０の燃費低減効果を優先させたい場合には、各シフトダウン判定時間を下限時間側とすればよい。なお、第３のシフトダウン判定時間Ｔ３の上限時間を第３の操作時間の上限値（略０．６秒）を大きく超える０．９秒としているのは、第３のシフトダウン判定時間Ｔ３の下限時間から上限時間までの間隔を、第１及び第２のシフトダウン判定時間Ｔ１、Ｔ２の下限時間から上限時間までの間隔と合わせるためである。

・上記実施形態では、エンジン１０の自動停止処理を禁止すべく第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３を設定したがこれに限らない。第１〜第３のシフトダウン判定時間Ｔ１〜Ｔ３のうち任意の１又は２つのシフトダウン判定時間を設定してもよい。例えば、エンジン１０の停止条件を上記（ア）〜（ウ）の条件及びシフト位置がニュートラル（非駆動状態）であるとの条件の論理積条件とする場合、少なくとも第２のシフトダウン判定時間を設定することで、ドライバの意思に反するエンジン１０の自動停止を好適に抑制しつつも、エンジン１０の燃費低減効果の低下を抑制することができる。また例えば、第３のシフトダウン判定時間のみを設定する場合、先に示した図４の頻度分布に基づき、第３のシフトダウン判定時間を第３の操作時間の計測データの平均値側とするのが望ましい。これにより、エンジン１０の燃費低減効果の低下を極力抑制することができる。

・内燃機関としては、ガソリンエンジンのような火花点火式内燃機関に限らない。例えばディーゼルエンジン等の圧縮着火式内燃機関であってもよい。

１０…エンジン、１６…クランク軸、２０…クラッチ装置、２２…手動変速装置、２６…クラッチペダル、３４…ブレーキペダル、３６…ブレーキセンサ、３８…クラッチセンサ、４６…車速センサ、４８…シフト位置センサ、５０…ＥＣＵ（内燃機関の自動停止制御装置の一実施形態）。

Claims (10)

1. 内燃機関の出力軸の回転力をクラッチ及び手動変速装置を介して駆動輪へと伝達させる車両に適用され、前記クラッチの操作により前記回転力の伝達が遮断されたこと及び前記車両のブレーキ操作がなされたことを条件に、前記内燃機関を自動停止させる内燃機関の自動停止制御装置において、
   前記手動変速装置の操作状態を入力として、ドライバのシフトダウン操作の意思の有無を予測する予測手段と、
   前記予測手段により前記意思が無いと予測されるまで前記自動停止を禁止する自動停止禁止手段とを備えることを特徴とする内燃機関の自動停止制御装置。
2. 前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態及び前記クラッチの操作状態を入力として、前記回転力の伝達が遮断される側に前記クラッチの操作が開始されたと判断されてから前記手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間に基づき、前記意思の有無を予測することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の自動停止制御装置。
3. 前記予測手段は、前記手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間が、０．２〜０．７秒で設定される第１の閾値以下であると判断された場合、前記意思があると予測することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の自動停止制御装置。
4. 前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態が１速であると判断された場合、前記意思が無いと予測することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止制御装置。
5. 前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態を入力として、前記手動変速装置が駆動状態から非駆動状態へと操作されたと判断されてから、同手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間に基づき、前記意思の有無を予測することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止制御装置。
6. 前記予測手段は、前記手動変速装置が非駆動状態とされる状況下、前記内燃機関の出力軸から前記手動変速装置へと前記回転力が伝達される側に前記クラッチが操作されたと判断された場合、前記意思が無いと予測することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の自動停止制御装置。
7. 前記予測手段は、前記手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されたと判断されるまでの時間が、０．２〜０．７秒で設定される第２の閾値以下であると判断された場合、前記意思があると予測することを特徴とする請求項５又は６記載の内燃機関の自動停止制御装置。
8. 前記予測手段は、前記手動変速装置の操作状態及び前記クラッチの操作状態を入力として、前記手動変速装置が非駆動状態から駆動状態へと操作されたと判断されてから、前記内燃機関の出力軸から前記手動変速装置へと前記回転力が伝達される側に前記クラッチが操作されたと判断されるまでの時間に基づき、前記意思の有無を予測することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止制御装置。
9. 前記予測手段は、前記内燃機関の出力軸から前記手動変速装置へと前記回転力が伝達される側に前記クラッチが操作されたと判断されるまでの時間が、０．４〜０．９秒で設定される第３の閾値以下であると判断された場合、前記意思があると予測することを特徴とする請求項８記載の内燃機関の自動停止制御装置。
10. 前記自動停止のための条件には、前記車両の走行速度が０よりも高い所定速度を下回ることが含まれることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の自動停止制御装置。