JP3331773B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの制御装置
に係り、特に走行抵抗の影響を受けずに燃料消費量を低
減させる運転を実現するとともに、燃料消費量を十分に
低減し得るエンジンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両においては、エンジンの特性がその
ままの状態では不向きなので、エンジンと車輪間の動力
伝達系に変速機を介設している。

【０００３】この車両のエンジンにおいては、燃料消費
量を低減させる運転のために、いわゆるエコラン運転を
させるために、走行中に、所定の運転判定条件が成立し
た場合に、エンジンを自動的に停止始動制御するエンジ
ン停止始動装置が備えられているものがある。

【０００４】このエンジン停止始動装置は、例えば、ク
ラッチが備えられた変速機に連結したエンジンに設けら
れているものがある。このようなエンジン停止始動装置
においては、エコラン運転を行うための状態判定方法と
して、第１に、スロットル全閉時でクラッチを接続する
とともに燃料の供給を停止する方法、第２に、スロット
ル全閉時でクラッチを解放するとともに低い車速で車両
の停止に備える方法、第３に、減速走行時で車速に対す
るスロットル開度と車両の減速度から運転者の減速走行
意思を判定してエコラン運転をする方法、第４に、定速
走行時で車速に対するスロットル開度と車両の減速度が
運転者の定速走行意思を判定してエコラン運転をする方
法がある。

【０００５】また、このようなエンジン自動停止始動装
置としては、例えば、特開平４−２４６２５２号公報、
特開平４−３５８７２９号公報、特開平５−１５９２号
公報に開示されている。特開平４−２４６２５２号公報
に記載のものは、エンジンの停止中にアクセルペダルが
踏み込まれた際に、所定の始動条件の成立によりスター
タを動作させてエンジンを自動的に再始動制御するもの
である。特開平４−３５８７２９号公報に記載のもの
は、エンジンの停止中にエンジンの停止時から所定時間
経過した条件と変速機がニュートラル状態である条件と
車両が停止状態である条件とを満足した場合には、エン
ジンを自動的に再始動制御するものである。特開平５−
１５９２号公報に記載のものは、エンジンの運転中に車
両が停車状態であることとクラッチペダルが所定未満の
踏込み操作状態であることと電気機器が非通電状態であ
ることとの停止条件が成立する場合にはエンジンを停止
すべく制御し、この停止条件の成立によるエンジンの停
止後にクラッチペダルが所定以上の踏込み状態であるこ
との始動条件が成立する場合にはエンジンを始動すべく
制御し、この始動条件の成立によるエンジンの始動後に
車両が設定車速以上を所定時間以上継続していないこと
の禁止条件が成立する場合には停止条件の成立によるエ
ンジンの停止を禁止するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、燃料
消費量を低減させる運転、いわゆるエコラン運転におい
て、上述の第３、第４の方法である減速走行時や定速走
行時には、走行抵抗をロード／ロード特性に合わせて車
速に対するスロットル開度のトリガ値を設定するため
に、走行抵抗の変化に対して適応させることが不可能で
あった。

【０００７】この走行抵抗は、路面の勾配、摩擦係数の
変化、風の強さ、車両の特性変化等の影響を受けるもの
である。このため、上述の減速走行時や定速走行時に、
ロード／ロード特性通りでない場合が多い。

【０００８】また、スロットル開度の条件が成立して
も、車両の減速度条件が成立しなければ、エコラン運転
を実施しないために、車速の検出には高い性能の車速セ
ンサが必要であった。

【０００９】この結果、従来のエコラン運転の方法にあ
っては、減速走行時や定速走行時に、エコラン運転で、
走行抵抗の影響を受けてしまい、また、その運転時間が
減少して燃料消費量を十分に低減することができなくな
り、運転性能が低下し、しかも、高価なセンサを必要と
してコストが嵩むという不都合があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、車両に搭載したエンジン
に接続・解放可能な発進クラッチが備えられた変速機を
連結して設け、前記エンジンを停止始動するエンジン停
止始動装置を設け、エンジン発生トルクが零の状態を判
定条件とし、この判定条件が成立した場合に前記エンジ
ンを停止するとともに前記発進クラッチを解放してエコ
ラン運転を行い、このエコラン運転中にエンジン回転速
度状態を推測して、この推測したエンジン回転速度とエ
コラン脱出用変速部入力回転速度とを比較した結果、エ
ンジン発生トルクが零の状態から外れるような前記判定
条件が不成立の場合には前記エンジンを自動始動すると
ともに前記発進クラッチを接続する制御手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の構成によれば、制御手段は、エンジ
ン発生トルクが零の状態を判定条件とし、この判定条件
が成立した場合にエンジンを停止するとともに発進クラ
ッチを解放してエコラン運転を行い、このエコラン運転
中にエンジン回転速度状態を推測して、この推測したエ
ンジン回転速度とエコラン脱出用変速部入力回転速度と
を比較した結果、エンジン発生トルクが零の状態から外
れるような判定条件が不成立の場合にはエンジンを自動
始動するとともに発進クラッチを接続する。これによ
り、走行抵抗の影響を受けずに燃料消費量を低減させる
ための運転を実現し、また、その運転時間を増加して燃
料消費量を十分に低減し、更に、運転性能を向上するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜８は、この発明の実施例
を示すものである。図８において、２は車両（図示せ
ず）に搭載されたエンジン、４はエンジン２の制御装
置、６は吸気マニホルド、８は吸気通路、１０は燃料噴
射弁、１２はスロットル弁、１４はエアクリーナ、１６
はスタータである。エンジン２には、変速部１８を有す
る変速機（連続可変変速機：ＣＶＴ）（いわゆる無段変
速機）２０が連設される。この変速機２０は、駆動プー
リ２２と、被動プーリ２４と、この駆動プーリ２２と被
動プーリ２４とに巻掛けられたベルト２６とを有してい
る。

【００１３】駆動プーリ２２は、駆動軸２８と、この駆
動軸２８に一体的に設けられた駆動側固定プーリ部片３
０と、該駆動軸２８に軸方向移動可能で且つ回転不可能
に設けられた駆動側可動プーリ部片３２とを有してい
る。

【００１４】被動プーリ２４は、前記駆動軸２８と略平
行に配設された被動軸３４と、この被動軸３４に一体的
に設けられた被動側固定プーリ部片３６と、該被動軸３
４に軸方向移動可能で且つ回転不可能に設けられた被動
側可動プーリ部片３８とを有している。

【００１５】エンジン２のクランク軸４０と変速機２０
の駆動軸２８間には、接続・解放可能な発進クラッチ４
２が設けられている。また、エンジン２には、図６に示
す如く、エンジン停止始動装置４４が設けられる。この
エンジン停止始動装置４４は、所定の停止条件及び始動
条件が成立すると、制御手段４６によってエンジン２を
自動的に停止始動するものである。

【００１６】即ち、エンジン停止始動装置４４にあって
は、制御手段４６がエンジン停止始動部４８とエンジン
用制御部５０とからなり、そして、エンジン停止始動部
４８がエンジン停止要求信号をエンジン用制御部５０に
出力すると、このエンジン用制御部５０が燃料噴射弁１
０の作動を停止してエンジン２への燃料供給を停止し且
つ点火制御信号を点火プラグ５２に出力する一方、エン
ジン停止始動部４８が始動信号をスタータ１６に出力す
ると、スタータ１６が作動してエンジン２が始動するも
のである。

【００１７】詳述すれば、エンジン停止始動装置４４に
おいては、図７に示す如く、エンジン２が通常の運転時
に、エンジン停止要求信号を出力させず、また、燃料噴
射弁１０や点火プラグ５２を通常に作動させてエンジン
２を通常に制御し、スタータ１６を停止している。ま
た、エンジン２が停止中には、エンジン停止要求信号を
出力させ、また、燃料噴射弁１０や点火プラグ５２の作
動を停止し、スタータ１６を停止している。更に、エン
ジン２の始動時には、燃料消費量を低減させる運転から
脱出する時であり、エンジン停止要求信号を出力させ
ず、また、燃料噴射弁１０や点火プラグ５２を通常に作
動させてエンジン２を通常に制御し、スタータ１６を作
動している。

【００１８】前記制御手段４６には、図８に示す如く、
出力側に、燃料噴射弁１０の作動を停止するためのエン
ジン停止装置５４と、スタータ１６を作動するためのエ
ンジン始動装置５６と、発進クラッチ４２を接続・解放
動作させるための発進クラッチ装置５８と、変速部１８
の変速比を調整するための変速比調整装置６０とが連絡
している。

【００１９】また、制御手段４６には、図８に示す如
く、入力側に、スロットル弁１２のスロットル開度
（θ）を検出するスロットル開度センサ６２と、クラン
ク軸４０の回転をエンジン回転速度（Ｎｅ）として検出
するエンジン回転速度センサ６４と、変速機２０の駆動
軸２８の回転を変速部入力回転速度（Ｎｉ）として検出
する変速部入力回転速度センサ６６と、変速機２０の被
動軸３４の回転を車速（Ｎｖ）として検出する車速セン
サ６８と、その他のセンサ７０とが連絡している。

【００２０】前記制御手段４６は、各種信号を入力し、
エンジン要求負荷量に応じて、例えば、スロットル開度
や吸気管負圧量等に応じてエンジン発生トルクが零とな
った状態を判断し、このエンジン要求負荷量によってエ
ンジン発生トルクが零であると判断した場合にはエンジ
ン２を停止するとともに発進クラッチ４２を解放してエ
コラン運転を行うものである。具体的には、エコラン運
転の判定条件は、エンジン発生トルクが零の状態になっ
たときである（図４、５参照）。このエンジン発生トル
クが零の状態になってエコラン運転の判定条件が成立し
た場合に、エンジン２を停止するとともに発進クラッチ
４２を解放してエコラン運転を行い（図１のステップ１
１２、図２参照 ）、このときに、このエコラン運転に
適した変速機２０の変速制御を行う（図１のステップ１
１４を参照 ）。そして、このエコラン運転中に、変速
部入力回転速度（Ｎｉ）を用いて発進クラッチ４２を接
続した場合におけるエンジン回転速度（Ｎｅ）状態を推
測して、この推測したエンジン回転速度（Ｎｅ）とエコ
ラン脱出用変速部入力回転速度とを比較した結果、エン
ジン発生トルクが零の状態から外れるような、エコラン
運転の判定条件が不成立の場合には、エンジン２を自動
始動するとともに発進クラッチ４２を接続し（図１のス
テップ１１８を参照 ）、通常の変速機２０の変速制御
を行う（図１のステップ１２０を参照 ）。

【００２１】このため、制御手段４６のプログラムに
は、エンジン発生トルク特性のマップ（図４参照）や、
燃料消費量を低減させる運転、いわゆるエコラン運転を
判定するエコラン用回転速度トリガのマップ（図５参
照）が組込まれている。

【００２２】次に、この実施例の作用を、図１のフロー
チャート及び図２のタイムチャートに基づいて説明す
る。

【００２３】制御手段４６において、プログラムがスタ
ートすると（ステップ１０２）、先ず、エコラン運転の
判定条件が成立か不成立かを判断する（ステップ１０
４）。

【００２４】このステップ１０４におけるエコラン運転
の判定条件は、図３のフローチャートに基づいて行われ
る。

【００２５】即ち、図３に示す如く、エコラン運転の判
定条件のプログラムがスタートすると（ステップ２０
２）、エコラン入場用回転速度トリガ（ＮｉＴＲθ１、
ＮｉＴＲθ２、ＮｉＴＲθ３、ＮｉＴＲθ４）を設定
し、先ず、図５に示すエコラン用回転速度トリガのマッ
プにより（ステップ２０４）、エコラン運転中か否かの
判断を行う（ステップ２０６）。

【００２６】このステップ２０６がＮＯの場合で、エコ
ラン運転中でない場合には、変速部入力回転速度（Ｎ
ｉ）と第１のエコラン入場用変速部入力回転速度トリガ
（ＮｉＴＲθ１）とを比較する（ステップ２０８）。

【００２７】このステップ２０８でＮｉ≧ＮｉＴＲθ１
の場合には、変速部入力回転速度（Ｎｉ）と第２のエコ
ラン入場用変速部入力回転速度トリガ（ＮｉＴＲθ２）
とを比較する（ステップ２１０）。

【００２８】このステップ２１０でＮｉ≧ＮｉＴＲθ２
の場合には、エコラン運転の判定条件が不成立とする
（ステップ２１２）。また、前記ステップ２０８でＮｉ
＜ＮｉＴＲθ１の場合は、直ちにエコラン運転の判定条
件が不成立とする（ステップ２１２）。

【００２９】一方、前記ステップ２０６がＹＥＳの場合
で、エコラン運転中の場合には、変速部入力回転速度
（Ｎｉ）と第１のエコラン脱出用変速部入力回転速度
（ＮｉＴＲθ３）とを比較する（ステップ２１４）。

【００３０】このステップ２１４でＮｉ≧ＮｉＴＲθ３
の場合には、変速部入力回転速度（Ｎｉ）と第２のエコ
ラン脱出用変速部入力回転速度（ＮｉＴＲθ４）とを比
較する（ステップ２１６）。

【００３１】前記ステップ２１４でＮｉ＜ＮｉＴＲθ３
の場合及び前記ステップ２１６でＮｉ≧ＮｉＴＲθ４の
場合には、前記ステップ２１２に移行してエコラン運転
の判定条件が不成立とする。

【００３２】前記ステップ２１６でＮｉ＜ＮｉＴＲθ４
の場合には、エコラン運転の判定条件が成立したとする
（ステップ２１８）。また、前記ステップ２１０でＮｉ
＜ＮｉＴＲθ２の場合には、ステップ２１８に移行して
エコラン運転の判定条件が成立したとする。

【００３３】そして、ステップ２１２、２１８の処理後
は、このエコラン運転の判定条件のプログラムをエンド
（ステップ２２０）とする。

【００３４】図１のステップ１０４でエコラン運転の判
定条件が成立したと判断すると、所定時間（ｔ₁ ）経過
したか否かを判断する（ステップ１０６）。このステッ
プ１０６における所定時間（ｔ₁ ）は、エコラン運転判
定条件成立後の経過時間トリガである。

【００３５】このステップ１０６でＮＯの場合には、エ
ンジン２を停止し（ステップ１０８）、つまり、燃料噴
射弁１０の作動を停止し、そして、変速機２０を通常に
制御する（ステップ１１０）。

【００３６】前記ステップ１０６でＹＥＳの場合には、
図２に示す如く、エンジン発生トルクが略零（０ｋｇ
ｍ）と判断するので、エンジン２を停止し（ステップ１
１２）、そして、発進クラッチ４２を解放し且つこの発
進クラッチ４２の解放状態に適した変速機２０の変速制
御を行う（ステップ１１４）。

【００３７】一方、前記ステップ１０４においてエコラ
ン運転の判定条件が不成立と判断すると、エンジン２が
始動済みか否かを判断する（ステップ１１６）。

【００３８】このステップ１１６でＮＯの場合には、エ
ンジン２を始動し（ステップ１１８）、つまり、スター
タ１６を作動し、そして、変速機２０を通常に制御する
（ステップ１２０）。

【００３９】前記ステップ１１６でＹＥＳの場合には、
エンジン２を通常に制御し（ステップ１２２）、そし
て、変速機２０も通常に制御する（ステップ１２４）。

【００４０】そして、ステップ１１０、１１４、１２
０、１４０の処理後は、プログラムをエンド（ステップ
１２６）とする。

【００４１】つまり、この実施例にあっては、図４に示
すエンジン発生トルク特性において、ａ点ではエンジン
発生トルクが０ｋｇｍであり、また、発進クラッチ４２
を解放した場合も、発進クラッチ４２の出力部分のトル
クが０ｋｇｍである。よって、エンジン発生トルクが０
ｋｇｍの場合には、発進クラッチ４２を接続・解放して
も、発進クラッチ４２の出力部分のトルクが同値である
から、車両の動力特性は同じである。よって、エンジン
発生トルクが０ｋｇｍを判定してエコラン運転を実現す
ることができる。

【００４２】また、図４のエンジン発生トルク特性を基
に、図５に示す如く、各スロットル開度（θ）毎にエン
ジン発生トルクが０ｋｇｍのエンジン回転速度（Ｎｅ）
の特性を求める。この特性を参考にして、エコラン入場
用変速部入力回転速度トリガ（ＮｉＴＲθ１、ＮｉＴＲ
θ２）と、エコラン脱出用変速部入力回転速度トリガ
（ＮｉＴＲθ３、ＮｉＴＲθ４）とを設定する。このエ
コラン入場用変速部入力回転速度トリガとエコラン脱出
用変速部入力回転速度トリガとには、エコラン運転の入
場から脱出及び脱出から入場のハンチングを防止するた
めに、ヒステリシスが設けられている。

【００４３】更に、エコラン運転の判定条件を、エンジ
ン回転速度（Ｎｅ）ではなく、変速部入力回転速度（Ｎ
ｉ）によって実施する理由としては、エコラン運転時、
発進クラッチ４２が解放されてエンジン２が停止状態に
なる結果、Ｎｅ＝０ｒｐｍとなり、Ｎｅ＜ＮｉＴＲθ３
が成立し、エコラン運転から脱出してしまうことと、ま
た、発進クラッチ４２の接続時には、Ｎｅ＝Ｎｉであ
り、発進クラッチ４２を解放から接続とした場合に、エ
ンジン回転速度（Ｎｅ）が変化して変速部入力回転速度
（Ｎｉ）に一致するので、変速部入力回転速度（Ｎｉ）
を用いれば、発進クラッチ４２の解放時でも、接続した
場合のエンジン回転速度（Ｎｅ）の値を推測することが
できるからである。

【００４４】従って、この実施例によれば、エコラン運
転がエンジン停止方式であり、エコラン運転の判定条件
の成立時に発進クラッチ４２を解放するとともにエンジ
ン２を自動停止し、一方、エコラン運転の判定条件から
脱出する場合にはエンジン２を自動始動することによ
り、走行抵抗の影響を受けずにエコラン運転を実現し、
また、その運転時間を増加して燃料消費量を十分に低減
し、更に、運転性能を向上することができる。

【００４５】また、制御手段４６のプログラムの変更だ
けで対処することができ、ハードウェアの追加を不要と
し、構成が簡単で、廉価とすることができる。

【００４６】更に、高い性能の車速センサを不要とし、
廉価な車速センサ６８を使用可能となり、コストが嵩む
のを防止することができる。

【００４７】更にまた、発進クラッチ４２を備えた全て
の変速機に適用することができ、実用上有利にすること
ができる。

【００４８】なお、この発明は、上述の実施例に限定さ
れず、種々応用改変が可能であることは勿論である。

【００４９】例えば、上述の実施例においては、発進ク
ラッチ４２が変速部１８の前段ある場合について述べた
が、発進クラッチ４２が変速部１８の後段にある場合に
は、発進クラッチ４２の解放時には車速（Ｎｖ：クラッ
チ出力回転速度に相当）と変速比（Ｒｃ）とにより、次
式で求めた変速部入力回転速度（Ｎｉ）を用いるだけ
で、上述の実施例を、そのまま使用することができる。 Ｎｉ＝Ｎｖ＊Ｒｃ＊Ｒｇ（但し、Ｒｇ：ギヤ比）

【００５０】また、連続可変変速機（ＣＶＴ）の発進ク
ラッチ４２としたが、発進クラッチ４２を、電子制御ク
ラッチとすることも可能である。この電子制御クラッチ
としては、例えば、電磁クラッチ、電子制御式油圧クラ
ッチ、電子制御式機械クラッチ、電子制御式空圧クラッ
チ等がある。

【００５１】更に、この発明に係るエンジン制御を、自
動変速機（Ａ／Ｔ）や手動変速機（Ｍ／Ｔ）に適用する
ことが可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、エンジン発生トルクが零の状態を判定条
件とし、この判定条件が成立した場合にエンジンを停止
するとともに発進クラッチを解放してエコラン運転を行
い、このエコラン運転中にエンジン回転速度状態を推測
して、この推測したエンジン回転速度とエコラン脱出用
変速部入力回転速度とを比較した結果、エンジン発生ト
ルクが零の状態から外れるような判定条件が不成立の場
合にはエンジンを自動始動するとともに発進クラッチを
接続する制御手段を設けたことにより、走行抵抗の影響
を受けずに燃料消費量を低減させるための運転を実現
し、また、その運転時間を増加して燃料消費量を十分に
低減し、更に、運転性能を向上し得る。

【００５３】また、この発明にあっては、制御手段のプ
ログラムの変更だけで対処することができ、ハードウェ
アの追加を不要とし、構成が簡単で、廉価とし得る。

【００５４】更に、高い性能のセンサを不要とし、廉価
なセンサを使用可能となり、コストが嵩むのを防止し得
る。

【００５５】更にまた、クラッチを備えた全ての変速機
に適用することができ、実用上有利とし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン制御のフローチャートである。

【図２】エンジン制御のタイムチャートである。

【図３】エコラン運転の判定条件のフローチャートであ
る。

【図４】エンジン発生トルクの特性図である。

【図５】エコラン運転用回転速度トリガを説明する図で
ある。

【図６】停止始動装置のシステム構成図である。

【図７】停止始動の説明をする図である。

【図８】エンジンの制御装置のシステム構成図である。

【符号の説明】

２ エンジン ４ 制御装置 １０ 燃料噴射弁 １２ スロットル弁 １６ スタータ １８ 変速部 ２０ 変速機 ４２ 発進クラッチ ４４ 停止始動装置 ４６ 制御手段 ４８ エンジン停止始動部 ５０ エンジン用制御部 ６２ スロットル開度センサ ６８ 車速センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１Ａ Ｆ１６Ｄ 48/02 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｈ (56)参考文献 特開 昭55−91423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−287828（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−278429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−287827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−68139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−90020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−161228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−140617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−136624（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−249840（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−100941（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06 B60K 41/00 - 41/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載したエンジンに接続・解放可
   能な発進クラッチが備えられた変速機を連結して設け、
   前記エンジンを停止始動するエンジン停止始動装置を設
   け、エンジン発生トルクが零の状態を判定条件とし、こ
   の判定条件が成立した場合に前記エンジンを停止すると
   ともに前記発進クラッチを解放してエコラン運転を行
   い、このエコラン運転中にエンジン回転速度状態を推測
   して、この推測したエンジン回転速度とエコラン脱出用
   変速部入力回転速度とを比較した結果、エンジン発生ト
   ルクが零の状態から外れるような前記判定条件が不成立
   の場合には前記エンジンを自動始動するとともに前記発
   進クラッチを接続する制御手段を設けたことを特徴とす
   るエンジンの制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記エンジン発生トル
   クが零の状態をエンジン要求負荷量に応じて判断する制
   御手段であることを特徴とする請求項１に記載のエンジ
   ンの制御装置。