JP3975767B2

JP3975767B2 - Engine automatic stop / automatic restart device

Info

Publication number: JP3975767B2
Application number: JP2002034844A
Authority: JP
Inventors: 泰一小野山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: JP2003239833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの自動停止・自動再始動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の燃費や排気エミッションの改善を図るために、エンジン自動停止・自動再始動装置を備えた車両が従来より知られている。
【０００３】
ところで、通常のトランスミッションの油圧ポンプは、エンジンにより駆動されており、エンジンを停止すると、エンジンによって駆動されている油圧ポンプも停止するため、トランスミッションの油圧が低下することになる。この結果、エンジンの自動再始動の際に、トランスミッションの油圧上昇遅れが生じ、トランスミッションとエンジン出力軸間に設けられたクラッチの係合遅れによりエンジンの吹き上がり（エンジン回転数のオーバーシュート）が発生する場合があった。
【０００４】
また、エンジンを自動再始動する際には、エンジン自動停止からエンジン自動再始動までの間に、エンジンの吸気通路内の負圧が小さく（大気圧に近く）なっている。この状態でエンジンの燃焼を開始すると、燃焼圧力が大きいためエンジン回転が吹けあがり（エンジン回転数のオーバーシュート）、駆動トルクが急激に上昇し、車両乗員に不快なショックを与えることがある。
【０００５】
そこで、特開平９−７１１３８号公報や特開２０００−２０５００３号公報等には、エンジンと同期回転する電動機を回転数制御することによって、エンジンの自動再始動の際のエンジン回転数のオーバーシュートを抑制するようにした車両の制御装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンと同期回転する電動機を回転数制御する場合には、インバータによって電動機を高精度に制御する必要がある。そのため、インバータが必要となり、装置全体のコストが高くなるという問題がある。
【０００７】
また、電動機を回転数制御するためにインバータが必要となるため、インバータの搭載スペースやインバータを冷却する冷却水の配管の配置、ハーネスの追加等により、既存の車両のコンポーネントレイアウトの大幅な見直しや改造が必要になると共に、荷物搭載量の減少といった問題がある。
【０００８】
さらに、既存の車両のコンポーネントレイアウトの大幅な見直しや改造を行うことによって、燃費や操縦安定性の悪化といった車両性能の低下を引き起こす虞がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に記載の発明は、エンジンと同期回転する直流モータと、トルクコンバータを備えた自動変速機と、上記直流モータに電力を供給するバッテリと、が搭載された車両に適用され、エンジンからの駆動トルクが車両の駆動輪に伝達可能な状態で、車両の運転条件に応じてエンジンの自動停止・自動再始動を行うエンジン自動停止・自動再始動装置において、バッテリから直流モータへの電力供給がオンまたはオフの２段階で切り換えられ、エンジン自動停止・自動再始動装置は、吸気負圧測定手段を有し、エンジンの自動再始動時に、エンジンの燃焼に先立って上記直流モータによってエンジンを回転させると共に、エンジンの燃焼開始後に上記直流モータへの上記バッテリからの電力供給を停止し、かつ上記直流モータに抵抗を接続して上記直流モータで発電を行い、上記直流モータにブレーキトルクを発生させ、エンジン燃焼開始前に上記吸気負圧測定手段によって検知された吸気負圧が所定値以上まで発達している場合には、エンジン燃焼開始後に、上記直流モータと上記エンジンとが同期回転している状態で上記抵抗が上記直流モータに接続されないことを特徴としている。これによって、エンジンの燃焼開始後には、直流モータにブレーキトルクが発生するので、このブレーキトルクによりエンジンのオーバーシュートが抑制される。また、エンジン燃焼前に吸気負圧が発達していれば、エンジン回転数のオーバーシュートは発生することはない。請求項２に記載の発明は、エンジンと同期回転する直流モータと、トルクコンバータを備えた自動変速機と、上記直流モータに電力を供給するバッテリと、が搭載された車両に適用され、エンジンからの駆動トルクが車両の駆動輪に伝達可能な状態で、車両の運転条件に応じてエンジンの自動停止・自動再始動を行うエンジン自動停止・自動再始動装置において、バッテリから直流モータへの電力供給がオンまたはオフの２段階で切り換えられ、エンジン自動停止・自動再始動装置は、エンジンの自動再始動時に、エンジンの燃焼に先立って上記直流モータによってエンジンを回転させると共に、エンジンの燃焼開始後に上記直流モータへの上記バッテリからの電力供給を停止し、かつ上記直流モータに抵抗を接続して上記直流モータで発電を行い、上記直流モータにブレーキトルクを発生させ、エンジン燃焼開始前に、上記直流モータによってエンジンが所定の一定時間以上回転している場合には、エンジン燃焼開始後に、上記直流モータと上記エンジンとが同期回転している状態で上記抵抗が上記直流モータに接続されないことを特徴としている。これによって、エンジンの燃焼開始後には、直流モータにブレーキトルクが発生するので、このブレーキトルクによりエンジンのオーバーシュートが抑制される。また、エンジン燃焼開始前に、エンジンが直流モータによって所定の一定時間以上回転すれば、吸気負圧は発達する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記直流モータの駆動トルクは、クラッチを介してエンジンに伝達されており、上記クラッチは、エンジンの自動再始動時に、上記直流モータの回転と略同時に接続され、エンジン燃焼開始後、エンジンの回転数が所定の目標回転数で安定すると切り離されることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、エンジン自動停止・自動再始動装置は、エンジンの初爆を検知する初爆検知手段を有し、エンジンの初爆が検知されると、上記抵抗は上記直流モータに接続されることを特徴としている。これによって、早期にブレーキトルクをかけることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記抵抗は、エンジン回転数が所定の目標回転数に達すると上記直流モータに接続されることを特徴としている。これにより、誤ってエンジン燃焼開始前にブレーキトルクがかけられることがない。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、エンジン燃焼開始後、所定の目標回転数を超えたエンジン回転数が、ブレーキトルクによって、この目標回転数まで低下すると、上記抵抗と上記直流モータとは切り離されることを特徴としている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、上記直流モータに上記抵抗が接続されてから所定の一定時間が経過すると、上記抵抗と上記直流モータとは切り離されることを特徴としている。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン始動用の電動機に回転数制御を行わない直流モータを用い、この直流モータにブレーキトルクを発生させることによって、エンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができる。すなわち、回転数制御を行わない直流モータを用いることによって、インバータが不要となり、廉価、軽量かつ搭載性の優れたエンジン自動停止・自動再始動装置によってエンジン回転数のオーバーシュートよって運転者が感じるショック感を低減することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、直流モータのブレーキトルク（回生トルク）を、直流モータとエンジンとを断続するクラッチを用いてコントロールすることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、早期にブレーキトルクをエンジンにかけられるため、効果的にエンジンのオーバーシュートを抑制することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、燃焼開始前のエンジンに対して、直流モータに発生したブレーキトルクを誤ってかけることによるエンジンの自動再始動失敗を防止し、確実なエンジンの自動再始動を実現することができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、エンジンにブレーキトルクをかけ続けることによって生じる虞のあるエンストの発生を確実に防止することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、エンジン燃焼開始後、所定の一定時間が経過すれば、エンジン回転数が所定の目標回転数になっていなくても、直流モータと抵抗とを切り離すことにより、長時間直流モータを発電状態にしておくことによる直流モータ、抵抗及び電磁クラッチの過度の温度上昇を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、エンジン１の後端には、自動変速機２が接続されている。この自動変速機２は、エンジン１側のトルクコンバータ３と、トルクコンバータ３を介してエンジン１に接続されたＣＶＴ（連続無段可変変速機）４とからなり、ＣＶＴ４の出力側は、一般の自動車と同様に、図示せぬ終減速装置を介して駆動輪（図示せず）に接続されている。尚、ＣＶＴ４の代わりに有段自動変速機を用いてもよい。
【００２５】
エンジン１の前端には、クランクシャフト５と一体に回転するクランクプーリ６が配設されている。一方、バッテリ７から供給される電力によって駆動する直流モータ８は、電磁クラッチ９を介してモータプーリ１０に接続されている。このモータプーリ１０とクランクプーリ６とには、ベルト１１が巻き掛けられ直流モータ８とクランクシャフト５（エンジン１）とは同期回転するよう構成されている。
【００２６】
そして、直流モータ８及び電磁クラッチ９は、トータルコントロールユニット１２によって制御されている。
【００２７】
トータルコントロールユニット１２は、エンジンコントロールモジュール１３と伴にエンジン１の運転制御を行うものであって、バッテリ７の充電量を検知するバッテリコントローラ１５からの信号が入力されている。さらに、トータルコントロールユニット１２には、ＣＶＴ４の油温を検出する油温センサ１６、ＣＶＴ４の油圧を検出する油圧センサ１７、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１８、アクセルペダルのＯＮ−ＯＦＦを検知するアクセルセンサ２０、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２１、車両速度を検出する車速センサ２２、自動変速機２のセレクト位置を検出するセレクト位置センサ２３、車両のドアやボンネット等の開閉装置の開閉状態を検出する開閉センサ２４、ブレーキペダルの操作をアシストするブレーキ負圧ブースターの負圧を検出するブレーキ負圧ブースターセンサ２５、ブレーキ液圧を測定するブレーキ液圧センサ２６からの信号が入力されている。
【００２８】
尚、開閉センサ２４は、ドアやボンネット等の車両の全ての開閉装置の開閉状態を検知するものである。また、ブレーキ液圧は、ブレーキペダルのＯＮ−ＯＦＦを検知するために測定されているものである。また、バッテリ７は、エンジン１によって駆動される図示せぬオルタネータによって充電されるものである。
【００２９】
図２は、トータルコントロールユニット１２によって制御される直流モータ８及び電磁クラッチ９の結線図を示している。
【００３０】
直流モータ８は、トータルコントロールユニット１２からの指令により作動するモータ主電源リレー２８を介してバッテリ７に接続されている。モータ主電源リレー２８がトータルコントロールユニット１２からの指令によりＯＮ状態となると、直流モータ８にバッテリ７から電力が供給される。モータ主電源リレー２８がトータルコントロールユニット１２からの指令によりＯＦＦ状態となると回路が切り替わり、バッテリ７から直流モータ８への電力の供給が中止されと同時に、直流モータ８に抵抗２９が接続される。
【００３１】
電磁クラッチ９は、トータルコントロールユニット１２からの指令により作動する電磁クラッチ用リレー３０を介してバッテリ７に接続されている。電磁クラッチ用リレー３０がトータルコントロールユニット１２からの指令によりＯＮ状態となると、電磁クラッチ９にバッテリ７から電力が供給されてクラッチ入り状態（電磁クラッチＯＮ）となり、直流モータ８とエンジン１のクランクシャフト５が同期回転する。電磁クラッチ用リレー３０がトータルコントロールユニット１２からの指令によりＯＦＦ状態となると、バッテリ７から電磁クラッチ９への電力の供給が中止されてクラッチ切り状態（電磁クラッチＯＦＦ）となり、直流モータ８とエンジン１とが切り離される。
【００３２】
トータルコントロールユニット１２は、暖機運転終了後に車両を一時停止する場合に、エンジン自動停止要求（詳しく後述する）があったと判定すると、エンジン１の燃料噴射を停止してエンジン１を停止させる（エンジン自動停止）。また、トータルコントロールユニット１２は、エンジン自動再始動要求（詳しくは後述）があったと判定すると、エンジン自動再始動を行う。
【００３３】
ここで、トータルコントロールユニット１２で実行される制御内容について、図３のフローチャートにしたがって説明する。
【００３４】
まず、ステップ１でエンジン１がアイドルストップ中、すなわち自動停止した状態であるか確認し、エンジン１が自動停止中であればステップ２へと進み、エンジン１が自動停止中でなければステップ１９へと進む。
【００３５】
ステップ２では、直流モータ８の起動要求の有無を判定する。すなわち、自動変速機２のセレクトレバーがＤレンジにあり、ブレーキペダルが運転者によって踏み込まれ、車速が０（ｋｍ／ｈ）、かつドア及びボンネット等の開閉装置が全て閉の状態でのエンジン自動停止中に、アクセルＯＮ、ブレーキＯＦＦ、バッテリ７の充電量が所定値以下（バッテリＳＯＣ低下）、ブレーキ負圧ブースターの負圧が所定値以下、エンジン水温が所定値以下、ＣＶＴ４の油温が所定値以下、ＣＶＴ４の油圧が所定値以下、のいずれかが検知されると、直流モータ８の起動要求有りとトータルコントロールユニット１２が判定する。尚、アクセルＯＮは、アクセルペダルの踏み込み量が所定値以上となった場合に検知する。ブレーキＯＦＦは、ブレーキ液圧が所定のエンジン始動液圧しきい値以下となっている場合に検知する。
【００３６】
そして、ステップ２で直流モータ８の起動要求が有りと判定されるとステップ３に進み、モータ主電源リレー２８がオン状態となり、ステップ４で直流モータ８にモータトルクが発生する。そして、ステップ５でトータルコントロールユニット１２からの指令により、電磁クラッチ９がＯＮ状態となり、直流モータ８によるエンジン１のモータリングを開始する。
【００３７】
ステップ６では、直流モータ８の起動要求がブレーキＯＦＦによってなされたものかを判定する。ブレーキＯＦＦによって直流モータ８の起動要求がなされた場合には、ステップ７に進み、ブレーキＯＦＦ以外の場合にはステップ１２に進む。
【００３８】
ステップ７ではエンジン１の燃焼を開始し、ステップ８に進む。ステップ８では、エンジン１の回転数が所定の目標回転数に到達したかを判定し、所定の目標回転数に到達した場合には、ステップ９に進み、モータ主電源リレー２８をオフ状態にする。すなわち、ステップ９では、直流モータ８とバッテリ７とを切り離し、かつ直流モータ８に抵抗２９を接続して、エンジン１からのトルクにより直流モータ８で発電を行い、直流モータ８にエンジン回転数のオーバーシュートを抑制するブレーキトルクを発生させる。尚、ステップ８におけるエンジン１の目標回転数は、具体的には、エンジン１のアイドル回転数である。
【００３９】
そして、ステップ１０に進み、エンジン回転数が所定の目標回転数まで降下したかを判定する。エンジン回転数が所定の目標回転数まで降下したと判定されるとステップ１１に進み、電磁クラッチ９をＯＦＦ状態にして、直流モータ８とエンジン１とを切り離す。ステップ１１でエンジン１から切り離された直流モータ８は、バッテリ７から切り離され、かつ抵抗２９が接続された状態となっているので、速やかにその回転を停止する。
【００４０】
ステップ６からステップ１２に進んだ場合には、モータリング（ステップ１２）を継続し、このモータリング中に、ブレーキＯＦＦが検知されると（ステップ１３）、ステップ７に進む。また、ステップ１２にてモータリングを開始してからブレーキＯＦＦが検知されずに所定の一定時間（１〜２秒）が経過すると（ステップ１４）、ステップ１５に進みエンジン１の燃焼を開始する。
【００４１】
ステップ１５にてエンジン１の燃焼を開始すると、ステップ１６に進みエンジン回転数が所定の目標回転数に到達したかを判定する。
【００４２】
ステップ１６で、エンジン回転数が所定の目標回転数に到達したと判定されると、ステップ１７にて、電磁クラッチ９をＯＦＦ状態とし、ステップ１８にてモータ主電源リレー２８をＯＦＦする。
【００４３】
ステップ１９では、エンジン１の自動停止要求の有無を判定する。すなわち、自動変速機２のセレクトレバーがＤレンジにあり、ブレーキペダルが運転者によって踏み込まれ、車速が０（ｋｍ／ｈ）、かつドア及びボンネット等の開閉装置が全て閉の状態でエンジン１が燃焼している場合に、アクセルＯＦＦ、ブレーキＯＮ、バッテリ７の充電量（バッテリＳＯＣ）が所定値以上、ブレーキ負圧ブースターの負圧が所定値以上、エンジン水温が所定値以上、ＣＶＴ４の油温が所定値以上、ＣＶＴ４の油圧が所定値以上、であれば、エンジン自動停止要求有りとトータルコントロールユニット１２が判定し、ステップ２０でエンジン１を停止する。
【００４４】
このように、ステップ１からステップ１８までがエンジン自動再始動に関する制御であり、ステップ１９、ステップ２０がエンジン自動停止に関する制御である。
【００４５】
尚、アクセルＯＦＦは、アクセルペダルの踏み込み量が所定値以下となった場合に検知する。ブレーキＯＮは、ブレーキペダルの踏み込み量が所定値以上となった場合、もしくはブレーキ液圧が所定値以上となって場合に検知する。また、直流モータ８の起動要求並びにエンジン自動停止要求に、ブレーキ負圧ブースターの負圧、エンジン水温、ＣＶＴ４の油温及び油圧、及びバッテリ７の充電量（バッテリＳＯＣ）の条件が入っているのは、これらのパラメータの影響により、エンジン自動再始動時の始動時間がばらついてしまうのを防止するためである。また、上述した実施例においては、ブレーキペダルのオン−オフを検知するためにブレーキ液圧を測定しているが、ブレーキ液圧の代わりにブレーキペダルの踏み込み量を測定するようにしてもよい。この場合もブレーキペダル踏み込み量が、所定のエンジン始動踏み込み量しきい値以下になった場合に、ブレーキＯＦＦを検知する。
【００４６】
図４は、上述したエンジン自動再始動時におけるタイミングチャートを示している。エンジン自動停止（アイドルストップ）後のエンジン自動再始動時、直流モータ８がトータルコントロールユニット１２により起動信号を受け、ｔ１のタイミング（ブレーキ液圧が所定のエンジン始動液圧しきい値になったタイミング）でモータ主電源リレー２８及び電磁クラッチ９をＯＮする。従って、直流モータ８が回転を始めトルクを発生させると同時に、電磁クラッチ９が作動し、モータトルクをモータプーリ１０、ベルト１１、クランクプーリ６を介してエンジン１に伝達し、エンジン１を起動（モータリング）する。
【００４７】
エンジン１の回転数が上昇し、所定の着火回転数に到達するとエンジン１の燃焼を開始する（ｔ２）。
【００４８】
エンジン燃焼開始後、最初にエンジンの回転数が所定の目標回転数に達すると（ｔ３）、モータ主電源リレー２８をＯＦＦする。このとき、直流モータ８は、バッテリ７から切り離され、抵抗２９に接続される。そのため、直流モータ８は、エンジン１から受けたトルクによって発電を始め、その発電電力は抵抗２９によって熱エネルギーに変換され、放出される。つまり、直流モータ８が発電動作を行うことによって、直流モータ８にブレーキトルクが発生し、エンジン回転数のオーバーシュートを抑制する。ここで、直流モータ８によるブレーキトルクをエンジン１に作用させないと、図中の破線に示すように、エンジン１の回転数は、目標回転数に対してオーバーシュートしてしまう。
【００４９】
直流モータ８に発生したブレーキトルクによってエンジン回転数が所定の目標回転数まで低下すると（ｔ４）、電磁クラッチ用リレー３０をＯＦＦし、直流モータ８をエンジン１から切り離し、直流モータ８のブレーキトルクによるエンジン回転抑制を解除し、エンジン１が自立してアイドリングを開始する。換言すれば、エンジン回転数が所定の目標回転数で安定すると（ｔ４）、電磁クラッチ用リレー３０をＯＦＦする
以上説明してきたように、本願発明は、インバータやモータコントローラ等が不要な直流モータ８をエンジンの始動用モータとして用い、エンジン燃焼開始時のエンジン回転数のオーバーシュートを抑制することができる。つまり、エンジン回転数のオーバーシュートよって運転者が感じるショック感を、廉価、軽量かつ搭載性の優れたエンジン自動停止・自動再始動装置によって低減することができる。
【００５０】
本実施例においては、モータ主電源リレー２８のＯＦＦタイミングを、エンジン１の回転数が所定の目標回転数に達したときにしているが（上述した図３のフローチャートにおけるステップ８）、エンジン１の初爆を検知する初爆検知手段を設けて、この初爆検知手段によりエンジン１の初爆を検知したときに、モータ主電源リレー２８をＯＦＦするようにすれば、早期にブレーキトルクをエンジン１にかけることができるため、エンジン回転数のオーバーシュートを一層効果的に抑制することができる。
【００５１】
また、本実施例においては、上述した図３のフローチャートにおけるステップ１０でエンジン１の回転数が所定の目標回転数まで降下したと判定されると電磁クラッチ９をＯＦＦにしているが、エンジン１の回転数が所定の目標回転数まで降下していなくても、ステップ５で電磁クラッチ９をＯＮしてから所定の一定時間経過していれば電磁クラッチ９をＯＦＦするようにしてもよい。この場合、長時間直流モータ８を発電状態におくことによる直流モータ８、抵抗２９及び電磁クラッチ９の過度温度上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの自動停止・自動再始動装置のシステム構成を示す説明図。
【図２】本発明に係るエンジンの自動停止・自動再始動装置の要部を示す結線図。
【図３】本発明に係るエンジンの自動停止・自動再始動装置の制御内容を示すフローチャート。
【図４】本発明に係るエンジンの自動停止・自動再始動装置におけるエンジンの自動再始動時のタイミングチャート。
【符号の説明】
７…バッテリ
８…直流モータ
９…電磁クラッチ
１２…トータルコントロールユニット
２８…モータ主電源リレー
２９…抵抗
３０…電磁クラッチ用リレー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine automatic stop / automatic restart device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle equipped with an engine automatic stop / automatic restart device is known for improving the fuel consumption and exhaust emission of the vehicle.
[0003]
By the way, the hydraulic pump of a normal transmission is driven by the engine, and when the engine is stopped, the hydraulic pump driven by the engine is also stopped, so that the hydraulic pressure of the transmission is lowered. As a result, when the engine is automatically restarted, there is a delay in the hydraulic pressure increase of the transmission, and an engine blow-up (engine speed overshoot) occurs due to a delay in engagement of the clutch provided between the transmission and the engine output shaft. There was a case.
[0004]
Further, when the engine is automatically restarted, the negative pressure in the intake passage of the engine is small (close to atmospheric pressure) between the engine automatic stop and the engine automatic restart. When combustion of the engine is started in this state, the engine pressure blows up because the combustion pressure is high (engine speed overshoot), the drive torque increases rapidly, and an unpleasant shock may be given to the vehicle occupant.
[0005]
Therefore, in JP-A-9-71138, JP-A-2000-205003, etc., by controlling the rotational speed of an electric motor that rotates synchronously with the engine, an overshoot of the engine speed at the time of automatic engine restart is disclosed. A control device for a vehicle that is suppressed is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the rotational speed of a motor that rotates synchronously with the engine is controlled, it is necessary to control the motor with high accuracy by an inverter. For this reason, an inverter is required, and the cost of the entire apparatus is increased.
[0007]
In addition, since an inverter is required to control the rotational speed of the motor, the component layout of the existing vehicle can be significantly reviewed by installing the inverter, installing the cooling water piping that cools the inverter, adding a harness, etc. Along with the need for remodeling, there are problems such as a reduction in the amount of luggage.
[0008]
Furthermore, if the component layout of the existing vehicle is significantly revised or modified, the vehicle performance may be deteriorated such as deterioration in fuel consumption or steering stability.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the invention described in claim 1 is applied to a vehicle equipped with a DC motor that rotates synchronously with the engine, an automatic transmission that includes a torque converter, and a battery that supplies power to the DC motor. In the engine automatic stop / automatic restart device that automatically stops and restarts the engine according to the driving conditions of the vehicle in a state where the driving torque from the engine can be transmitted to the driving wheel of the vehicle, The power supply is switched in two stages, on or off, and the engine automatic stop / automatic restart device has intake negative pressure measuring means, and when the engine is automatically restarted, the engine is driven by the DC motor prior to engine combustion. And the power supply from the battery to the DC motor is stopped after the start of combustion of the engine, and the DC motor is Connect the performs electric in the DC motor to generate a braking torque in the DC motor, if the intake negative pressure detected by the intake negative pressure measuring device before the start engine combustion is developed to more than a predetermined value Is characterized in that the resistor is not connected to the DC motor while the DC motor and the engine are rotating synchronously after the start of engine combustion . As a result, a brake torque is generated in the direct current motor after the start of combustion of the engine, so that overshoot of the engine is suppressed by this brake torque. Further, if the intake negative pressure is developed before engine combustion, the engine speed overshoot will not occur. The invention according to claim 2 is applied to a vehicle equipped with a DC motor that rotates synchronously with the engine, an automatic transmission including a torque converter, and a battery that supplies electric power to the DC motor. Power supply from the battery to the DC motor in the engine automatic stop / automatic restart device that automatically stops and restarts the engine according to the vehicle operating conditions in a state where the drive torque of the engine can be transmitted to the drive wheels of the vehicle The engine automatic stop / automatic restarting device rotates the engine by the DC motor prior to engine combustion at the time of automatic engine restart, and after engine combustion starts, Stop power supply from the battery to the DC motor and connect a resistor to the DC motor to generate power with the DC motor. If the engine is rotated by the DC motor for a predetermined period of time before the start of engine combustion, the DC motor and the engine are It is characterized in that the resistor is not connected to the DC motor in a synchronously rotating state. As a result, a brake torque is generated in the direct current motor after the start of combustion of the engine, so that overshoot of the engine is suppressed by this brake torque. Further, if the engine is rotated by the DC motor for a predetermined time or more before the start of engine combustion, the intake negative pressure develops.
[0010]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2 , wherein the driving torque of the DC motor is transmitted to the engine via a clutch, and the clutch is The DC motor is connected substantially simultaneously with the rotation of the DC motor, and is disconnected when the engine speed is stabilized at a predetermined target speed after the start of engine combustion.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the engine automatic stop / automatic restart device has an initial explosion detection means for detecting an initial explosion of the engine. When the first explosion is detected, the resistor is connected to the DC motor. As a result, the brake torque can be applied early.
[0012]
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the resistor is connected to the DC motor when the engine speed reaches a predetermined target speed. Yes. As a result, the brake torque is not erroneously applied before the start of engine combustion.
[0013]
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein after the start of engine combustion, the engine speed exceeding a predetermined target speed is reduced to the target speed by the brake torque. When lowered, the resistor and the DC motor are separated from each other.
[0014]
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein a predetermined fixed time elapses after the resistance is connected to the DC motor, the resistance and the DC motor are It is characterized by being separated.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, an overshoot of the engine speed can be suppressed by using a direct current motor that does not perform the rotational speed control for the motor for starting the engine and generating a brake torque in the direct current motor. In other words, the use of a DC motor that does not control the rotational speed eliminates the need for an inverter, and the shock that the driver feels due to overshooting of the engine rotational speed by an inexpensive, lightweight, and easy-to-install engine automatic stop / automatic restart device. The feeling can be reduced.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to control the brake torque (regenerative torque) of the DC motor using the clutch that connects and disconnects the DC motor and the engine.
[0019]
According to the invention of claim 3, since the brake torque can be applied to the engine at an early stage, the overshoot of the engine can be effectively suppressed.
[0020]
According to the invention of claim 4, the automatic restart of the engine due to erroneously applying the brake torque generated in the DC motor to the engine before the start of combustion is prevented, and the automatic restart of the engine is realized reliably. can do.
[0021]
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent the occurrence of engine stall that may be caused by continuing to apply brake torque to the engine.
[0022]
According to the sixth aspect of the present invention, when a predetermined fixed time has elapsed after the start of engine combustion, the DC motor and the resistor are separated even if the engine speed does not reach the predetermined target speed. In addition, excessive temperature rise of the DC motor, the resistance, and the electromagnetic clutch due to keeping the DC motor in a power generation state for a long time can be prevented.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
As shown in FIG. 1, an automatic transmission 2 is connected to the rear end of the engine 1. The automatic transmission 2 includes a torque converter 3 on the engine 1 side and a CVT (continuous continuously variable transmission) 4 connected to the engine 1 via the torque converter 3, and the output side of the CVT 4 Like the automobile, it is connected to drive wheels (not shown) via a final reduction gear (not shown). A stepped automatic transmission may be used instead of CVT4.
[0025]
A crank pulley 6 that rotates integrally with the crankshaft 5 is disposed at the front end of the engine 1. On the other hand, a DC motor 8 driven by electric power supplied from the battery 7 is connected to a motor pulley 10 via an electromagnetic clutch 9. A belt 11 is wound around the motor pulley 10 and the crank pulley 6 so that the DC motor 8 and the crankshaft 5 (engine 1) rotate synchronously.
[0026]
The DC motor 8 and the electromagnetic clutch 9 are controlled by a total control unit 12.
[0027]
The total control unit 12 controls the operation of the engine 1 together with the engine control module 13 and receives a signal from the battery controller 15 that detects the amount of charge of the battery 7. Further, the total control unit 12 includes an oil temperature sensor 16 that detects the oil temperature of the CVT 4, a hydraulic sensor 17 that detects the oil pressure of the CVT 4, a water temperature sensor 18 that detects the cooling water temperature of the engine 1, and the accelerator pedal ON / OFF. An accelerator sensor 20 for detecting, an engine speed sensor 21 for detecting the engine speed, a vehicle speed sensor 22 for detecting the vehicle speed, a select position sensor 23 for detecting a select position of the automatic transmission 2, and opening / closing of a vehicle door or bonnet, etc. Signals from an open / close sensor 24 that detects the open / close state of the device, a brake negative pressure booster sensor 25 that detects the negative pressure of the brake negative pressure booster that assists the operation of the brake pedal, and a brake hydraulic pressure sensor 26 that measures the brake hydraulic pressure. Have been entered.
[0028]
The open / close sensor 24 detects open / close states of all open / close devices of the vehicle such as doors and bonnets. The brake fluid pressure is measured in order to detect ON / OFF of the brake pedal. The battery 7 is charged by an alternator (not shown) driven by the engine 1.
[0029]
FIG. 2 shows a connection diagram of the DC motor 8 and the electromagnetic clutch 9 controlled by the total control unit 12.
[0030]
The DC motor 8 is connected to the battery 7 via a motor main power relay 28 that operates according to a command from the total control unit 12. When the motor main power relay 28 is turned on by a command from the total control unit 12, power is supplied from the battery 7 to the DC motor 8. When the motor main power relay 28 is turned off by a command from the total control unit 12, the circuit is switched, and the supply of power from the battery 7 to the DC motor 8 is stopped, and at the same time, the resistor 29 is connected to the DC motor 8.
[0031]
The electromagnetic clutch 9 is connected to the battery 7 via an electromagnetic clutch relay 30 that operates in response to a command from the total control unit 12. When the electromagnetic clutch relay 30 is turned on in response to a command from the total control unit 12, electric power is supplied from the battery 7 to the electromagnetic clutch 9 and the clutch is engaged (electromagnetic clutch ON), and the DC motor 8 and the crankshaft of the engine 1 are turned on. 5 rotates synchronously. When the electromagnetic clutch relay 30 is turned off by a command from the total control unit 12, the supply of power from the battery 7 to the electromagnetic clutch 9 is stopped and the clutch is disengaged (electromagnetic clutch OFF). And are separated.
[0032]
When the total control unit 12 determines that there is an engine automatic stop request (described later in detail) when the vehicle is temporarily stopped after the warm-up operation, the total control unit 12 stops the fuel injection of the engine 1 and stops the engine 1 (engine Automatic stop). If the total control unit 12 determines that there is an engine automatic restart request (details will be described later), it performs engine automatic restart.
[0033]
Here, the control contents executed by the total control unit 12 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0034]
First, in step 1, it is confirmed whether the engine 1 is in an idle stop, that is, in an automatic stop state. If the engine 1 is in an automatic stop, the process proceeds to step 2. If the engine 1 is not in an automatic stop, the process proceeds to step 19. Proceed with
[0035]
In step 2, it is determined whether or not there is a request for starting the DC motor 8. That is, the engine automatic operation is performed when the select lever of the automatic transmission 2 is in the D range, the brake pedal is depressed by the driver, the vehicle speed is 0 (km / h), and the doors and the bonnet are all closed. While the vehicle is stopped, the accelerator is on, the brake is turned off, the amount of charge of the battery 7 is below a predetermined value (battery SOC drop), the negative pressure of the brake negative pressure booster is below a predetermined value, the engine water temperature is below a predetermined value, and the oil temperature of the CVT4 is predetermined When one of the following values is detected and the hydraulic pressure of the CVT 4 is less than or equal to a predetermined value, the total control unit 12 determines that there is a request to start the DC motor 8. The accelerator ON is detected when the amount of depression of the accelerator pedal exceeds a predetermined value. Brake OFF is detected when the brake fluid pressure is below a predetermined engine start fluid pressure threshold.
[0036]
When it is determined in step 2 that there is a request for starting the DC motor 8, the process proceeds to step 3, the motor main power relay 28 is turned on, and motor torque is generated in the DC motor 8 in step 4. Then, in step 5, the electromagnetic clutch 9 is turned on by a command from the total control unit 12, and motoring of the engine 1 by the DC motor 8 is started.
[0037]
In step 6, it is determined whether the activation request for the DC motor 8 is made when the brake is turned off. If the activation request of the DC motor 8 is made due to the brake OFF, the process proceeds to step 7; otherwise, the process proceeds to step 12.
[0038]
In step 7, combustion of the engine 1 is started and the process proceeds to step 8. In step 8, it is determined whether the rotational speed of the engine 1 has reached a predetermined target rotational speed. If the predetermined rotational speed has been reached, the routine proceeds to step 9, where the motor main power relay 28 is turned off. . That is, in step 9, the DC motor 8 and the battery 7 are disconnected, and the resistor 29 is connected to the DC motor 8, and the DC motor 8 generates power with the torque from the engine 1. Generate brake torque to suppress overshoot. Note that the target engine speed of the engine 1 in step 8 is specifically the idling engine speed of the engine 1.
[0039]
Then, the process proceeds to step 10, and it is determined whether or not the engine speed has decreased to a predetermined target speed. When it is determined that the engine speed has decreased to a predetermined target speed, the routine proceeds to step 11 where the electromagnetic clutch 9 is turned off and the DC motor 8 and the engine 1 are disconnected. Since the DC motor 8 disconnected from the engine 1 in step 11 is disconnected from the battery 7 and connected to the resistor 29, its rotation is quickly stopped.
[0040]
When the routine proceeds from step 6 to step 12, the motoring (step 12) is continued. If a brake OFF is detected during the motoring (step 13), the routine proceeds to step 7. Further, when a predetermined fixed time (1 to 2 seconds) elapses after the motoring is started in step 12 without detecting brake OFF (step 14), the process proceeds to step 15 and combustion of the engine 1 is started.
[0041]
When combustion of the engine 1 is started in step 15, the process proceeds to step 16 to determine whether the engine speed has reached a predetermined target speed.
[0042]
If it is determined in step 16 that the engine speed has reached a predetermined target speed, the electromagnetic clutch 9 is turned off in step 17 and the motor main power supply relay 28 is turned off in step 18.
[0043]
In step 19, it is determined whether or not there is an automatic stop request for the engine 1. That is, the engine 1 is in a state where the select lever of the automatic transmission 2 is in the D range, the brake pedal is depressed by the driver, the vehicle speed is 0 (km / h), and all the opening and closing devices such as the door and the bonnet are closed. When burning, accelerator OFF, brake ON, battery 7 charge amount (battery SOC) is a predetermined value or higher, brake negative pressure booster negative pressure is a predetermined value or higher, engine water temperature is a predetermined value or higher, CVT4 oil temperature Is equal to or greater than a predetermined value and the hydraulic pressure of the CVT 4 is equal to or greater than a predetermined value, the total control unit 12 determines that there is an engine automatic stop request, and the engine 1 is stopped in step 20.
[0044]
As described above, Steps 1 to 18 are controls related to the engine automatic restart, and Steps 19 and 20 are controls related to the engine automatic stop.
[0045]
The accelerator OFF is detected when the amount of depression of the accelerator pedal becomes a predetermined value or less. The brake ON is detected when the amount of depression of the brake pedal becomes a predetermined value or more, or when the brake fluid pressure becomes a predetermined value or more. In addition, the start request of the DC motor 8 and the automatic engine stop request include the conditions of the negative pressure of the brake negative pressure booster, the engine water temperature, the oil temperature and hydraulic pressure of the CVT 4, and the charge amount of the battery 7 (battery SOC). The reason for this is to prevent the start time from being varied at the time of automatic engine restart due to the influence of these parameters. In the embodiment described above, the brake fluid pressure is measured in order to detect on / off of the brake pedal. However, the amount of depression of the brake pedal may be measured instead of the brake fluid pressure. Also in this case, when the amount of depression of the brake pedal becomes equal to or less than a predetermined engine start depression amount threshold, the brake OFF is detected.
[0046]
FIG. 4 shows a timing chart at the time of automatic engine restart described above. At the time of automatic engine restart after automatic engine stop (idle stop), the DC motor 8 receives a start signal from the total control unit 12 and timing t1 (timing when the brake fluid pressure reaches a predetermined engine start fluid pressure threshold) in turning ON the main motor power relay 28 and the electromagnetic clutch 9. Accordingly, the DC motor 8 starts rotating and generates torque, and at the same time, the electromagnetic clutch 9 is operated, and the motor torque is transmitted to the engine 1 via the motor pulley 10, the belt 11 and the crank pulley 6 to start the engine 1 (motor Ring).
[0047]
When the rotational speed of the engine 1 increases and reaches a predetermined ignition rotational speed, combustion of the engine 1 is started (t2).
[0048]
When the engine speed first reaches a predetermined target speed after the start of engine combustion (t3), the motor main power supply relay 28 is turned off. At this time, the DC motor 8 is disconnected from the battery 7 and connected to the resistor 29. Therefore, the DC motor 8 starts to generate electric power with the torque received from the engine 1, and the generated electric power is converted into thermal energy by the resistor 29 and released. That is, when the DC motor 8 performs a power generation operation, a brake torque is generated in the DC motor 8 and an overshoot of the engine speed is suppressed. Here, if the brake torque from the DC motor 8 is not applied to the engine 1, the rotational speed of the engine 1 overshoots the target rotational speed as shown by the broken line in the figure.
[0049]
When the engine speed is reduced to a predetermined target speed by the brake torque generated in the DC motor 8 (t4), the electromagnetic clutch relay 30 is turned off, the DC motor 8 is disconnected from the engine 1, and the brake torque of the DC motor 8 is applied. The engine rotation suppression is released, and the engine 1 is self-supporting and starts idling. In other words, when the engine rotational speed is stabilized at the predetermined target rotational speed (t4), as described above, the electromagnetic clutch relay 30 is turned off. Can be used as a motor for starting the engine, and overshoot of the engine speed at the start of engine combustion can be suppressed. That is, the shock feeling felt by the driver due to the overshoot of the engine speed can be reduced by an inexpensive, lightweight, and excellent engine automatic stop / auto restart device.
[0050]
In this embodiment, the OFF timing of the motor main power supply relay 28 is set when the rotational speed of the engine 1 reaches a predetermined target rotational speed (step 8 in the flowchart of FIG. 3 described above). If an initial explosion detection means for detecting the initial explosion is provided, and the initial explosion of the engine 1 is detected by the initial explosion detection means, the motor main power relay 28 is turned off, the brake torque can be quickly applied to the engine 1. Therefore, it is possible to more effectively suppress the engine speed overshoot.
[0051]
In the present embodiment, when it is determined in step 10 in the flowchart of FIG. 3 described above that the rotational speed of the engine 1 has decreased to a predetermined target rotational speed, the electromagnetic clutch 9 is turned off. Even if the rotational speed does not drop to the predetermined target rotational speed, the electromagnetic clutch 9 may be turned OFF if a predetermined fixed time has elapsed since the electromagnetic clutch 9 was turned ON in Step 5. In this case, excessive temperature rise of the DC motor 8, the resistor 29, and the electromagnetic clutch 9 due to the DC motor 8 being in a power generation state for a long time can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system configuration of an engine automatic stop / automatic restart device according to the present invention.
FIG. 2 is a connection diagram showing a main part of an automatic stop / automatic restart device for an engine according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the control contents of an automatic engine stop / automatic restart device according to the present invention.
FIG. 4 is a timing chart at the time of automatic engine restart in the automatic engine stop / restart device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
7 ... Battery 8 ... DC motor 9 ... Electromagnetic clutch 12 ... Total control unit 28 ... Motor main power relay 29 ... Resistance 30 ... Electromagnetic clutch relay

Claims

Applied to a vehicle equipped with a DC motor that rotates synchronously with the engine, an automatic transmission equipped with a torque converter, and a battery that supplies power to the DC motor, and the drive torque from the engine is applied to the drive wheels of the vehicle. In the engine automatic stop / automatic restart device that automatically stops and restarts the engine according to the driving conditions of the vehicle in a state where transmission is possible,
The power supply from the battery to the DC motor is switched on and off in two stages,
The engine automatic stop / automatic restart device has intake negative pressure measuring means, and when the engine is automatically restarted, the engine is rotated by the DC motor prior to combustion of the engine, and the DC motor is started after the engine starts combustion. Stop the power supply from the battery to the DC motor, connect a resistance to the DC motor, generate power with the DC motor, generate brake torque on the DC motor,
When the intake negative pressure detected by the intake negative pressure measuring means has developed to a predetermined value or more before the start of engine combustion, the DC motor and the engine are rotating synchronously after the start of engine combustion In the automatic engine stop / automatic restart device, the resistor is not connected to the DC motor .

Applied to a vehicle equipped with a DC motor that rotates synchronously with the engine, an automatic transmission equipped with a torque converter, and a battery that supplies power to the DC motor, and the drive torque from the engine is applied to the drive wheels of the vehicle. In the engine automatic stop / automatic restart device that automatically stops and restarts the engine according to the driving conditions of the vehicle in a state where transmission is possible,
The power supply from the battery to the DC motor is switched on and off in two stages,
The automatic engine stop / automatic restart device rotates the engine by the DC motor prior to engine combustion at the time of automatic engine restart, and supplies power from the battery to the DC motor after engine combustion starts. Stop, connect a resistance to the DC motor, generate power with the DC motor, generate brake torque on the DC motor,
If the engine is rotated by the DC motor for a predetermined time or more before the start of engine combustion, the resistance is increased in a state where the DC motor and the engine are rotating synchronously after the start of engine combustion. An automatic engine stop / restart device that is not connected to a motor .

The driving torque of the DC motor is transmitted to the engine via a clutch, and the clutch is connected substantially simultaneously with the rotation of the DC motor at the time of automatic restart of the engine. 3. The engine automatic stop / automatic restart device according to claim 1, wherein the engine is disconnected when the engine is stabilized at a predetermined target rotational speed.

The automatic engine stop / automatic restart device has an initial explosion detection means for detecting an initial explosion of the engine, and when the initial explosion of the engine is detected, the resistor is connected to the DC motor. The engine automatic stop / automatic restart device according to any one of claims 1 to 3 .

The engine automatic stop / automatic restart device according to any one of claims 1 to 3, wherein the resistor is connected to the DC motor when the engine speed reaches a predetermined target speed.

After starting the engine combustion, the engine speed has exceeded the predetermined target rotational speed, the braking torque, drops to the target rotational speed, according to claim 1 to 5, characterized in that it is separate from the said resistor and said DC motor The engine automatic stop / automatic restart device according to any one of the above.

The automatic engine stop / automatic engine according to any one of claims 1 to 5 , wherein the resistor and the DC motor are disconnected when a predetermined time elapses after the resistor is connected to the DC motor. Restart device.