JP2001020769A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの自動停止再始動制御を行うにあた
り、再始動の際の振動を低減する。 【解決手段】 シフトレバーがＤポジションであってエ
ンジンがエコラン制御（自動停止再始動制御）により停
止されており、かつアクセルペダルがオンされていない
場合に、エコラン復帰条件（再始動条件）が成立すると
（ステップＳ１１２）、まずＣＶＴの入力側クラッチの
みを係合させ（ステップＳ１１４）、かつＣＶＴの出力
側クラッチを解放した状態で（ステップＳ１２２）、エ
ンジンを再始動する。エンジンの再始動の際には出力側
クラッチが係合していないので再始動の際の振動トルク
がＣＶＴを介して駆動輪に伝達されず、車両の振動を低
減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行中に内燃機関
の停止と再始動とを実行することにより、燃料を節約し
あるいは排気エミッションを低減させるための車両の制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば交差点等で自動車が停車し
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、所定の再始動条件下、例えばアクセルペダルを
踏み込んだときにエンジンを再始動させる自動停止再始
動制御を行う車両の制御装置が提案されている。このよ
うな制御はエコラン制御と称され、燃料の節約及び排気
エミッションの低減を図ることができるものとして期待
されている。

【０００３】他方、変速機の入力側と出力側とに、動力
伝達を断続するクラッチを設け、両クラッチが独立して
操作されるように構成した車両があるが、このような車
両においても、上記のエコラン制御を行うことを考える
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、走行状態にお
いて上述のエコラン制御の実行によりエンジンが停止さ
れた場合、上述した変速機の出力側と入力側の各クラッ
チが接続された状態でエンジンが停止されるので、この
状態からエンジンが再始動されると、始動の際の振動ト
ルクが変速機を介して駆動輪に伝達される結果、振動が
生じる可能性があった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、自動停止再始動制御を行うにあた
り、再始動の際の振動を低減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、内燃機関と、変速機と、内燃機関と
変速機の間に設けられた入力側クラッチと、変速機の出
力側に設けられた出力側クラッチとを備え、内燃機関の
停止後、所定の再始動条件が満たされると、前記入力側
クラッチが係合しており且つ前記出力側クラッチが係合
していない状態で、前記内燃機関を再始動させることを
特徴とする車両の制御装置である。

【０００７】第１の発明では、内燃機関の停止後、所定
の再始動条件が満たされると前記内燃機関を再始動させ
る制御が行われるが、ここで第１の発明では、前記入力
側クラッチが係合しており且つ前記出力側クラッチが係
合していない状態で、前記内燃機関を再始動させる。
尚、ここにいう「係合していない状態」とは、出力側ク
ラッチの駆動側部材と従動側部材とが摺動しつつも動力
伝達を行わない状態を含む。

【０００８】すなわち第１の発明では、内燃機関の再始
動の際には出力側クラッチが係合していないので、内燃
機関の再始動の際の振動トルクが変速機を介して駆動輪
に伝達されることはなく、車両の振動のおそれを低減す
ることができる。

【０００９】第２の発明は、内燃機関と、変速機と、内
燃機関と変速機の間に設けられた入力側クラッチと、変
速機の出力側に設けられた出力側クラッチとを備え、内
燃機関の停止後、所定の再始動条件が満たされると、前
記入力側クラッチが係合しておらず且つ前記出力側クラ
ッチが係合していない状態で、前記内燃機関を再始動さ
せることを特徴とする車両の制御装置である。

【００１０】第２の発明は、内燃機関の再始動の際に出
力側クラッチが係合していない点で第１の発明と共通す
るが、特に第２の発明では、出力側クラッチのみならず
入力側クラッチも係合していない状態で再始動が行われ
る。尚、ここにいう「係合していない状態」とは、入力
側クラッチの駆動側部材と従動側部材とが摺動しつつも
動力伝達を行わない状態を含む。したがって第２の発明
では、内燃機関の再始動の際には駆動輪のみならず変速
機も内燃機関から切り離されているから、内燃機関の再
始動を軽負荷で行うことができ、再始動を迅速かつ軽快
に行うことができると共に、再始動に伴う振動のおそれ
を更に低減することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。図１は、本発明の一実施例である車両
の制御装置２０の概略を示す構成図である。図示するよ
うに、車両の制御装置２０は、内燃機関であるエンジン
２２と、エンジン２２からの動力を断続する入力側クラ
ッチ３０と、入力側クラッチ３０からの出力回転の向き
を切り換える前後進切換機構３２と、出力回転を変速し
て出力軸２９に伝達するベルト駆動式無段変速機（Cont
inuously Variable Transmission；以下、ＣＶＴとい
う）３３と、エンジン２２を再始動可能な発電機として
も動作するモータ４０と、インバータ６０を介したモー
タ４０への電力の供給およびモータ４０により発電され
た電力による充電が可能なバッテリ６２と、装置全体を
コントロールする電子制御ユニット７０とを備える。エ
ンジン２２からの動力は、ＣＶＴ３３により変速されて
出力軸２９に出力され、出力側クラッチ２７および歯車
を介して接続されたディファレンシャルギヤ３４を通
じ、駆動輪３６，３８に出力される。

【００１２】エンジン２２はガソリンを燃料とする内燃
機関であり、エンジン２２の運転制御は、エンジン用電
子制御ユニット（以下、ＥＧＥＣＵという）２３による
図示しないスロットルバルブの開度の制御や図示しない
燃料噴射弁の開弁時間の制御などによって行なわれてい
る。

【００１３】ＣＶＴ３３は、エンジン２２のクランク軸
２４に、電磁クラッチである入力側クラッチ３０、なら
びに前後進切換機構３２を介して接続されている。また
ＣＶＴ３３の出力軸２９には、機械式摩擦クラッチであ
る出力側クラッチ２７が接続されている。

【００１４】ＣＶＴ３３の入力軸２５及び出力軸２９に
は、有効径が可変な可変プーリ１０及び１１が設けられ
ており、これら可変プーリ１０及び１１の間には伝動ベ
ルト１２が巻き掛けられている。可変プーリ１０及び１
１は、入力軸２５及び出力軸２９にそれぞれ固定された
固定回転体１３及び１４と、入力軸２５及び出力軸２９
に軸方向には移動可能でかつ回転方向には相対回転不能
に設けられた可動回転体１５及び１６とを備えている。
可動回転体１５及び１６は、これらにそれぞれ取り付け
られた油圧アクチュエータ１７，１８の作動により軸方
向に移動するように構成されており、これにより固定回
転体１３及び１４と可動回転体１５及び１６との間に形
成されたＶ溝幅が変動し、伝動ベルト１２の掛り径が変
更される。

【００１５】ＣＶＴ３３の入力軸２５及び出力軸２９に
は、これらの回転速度を検出するための回転センサ６
６，６８がそれぞれ設けられている。これら回転センサ
６６，６８は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下ＣＶＴ
ＥＣＵという）３１に電気的に接続されており、ＣＶＴ
ＥＣＵ３１は、回転センサ６６，６８の検出信号に基づ
いてＣＶＴ３３の変速比を制御する。また、ＣＶＴ３３
の変速比は、走行状態や車室内に設けられたシフトレバ
ー８４の操作状態に応じて変更されるように構成されて
いる。

【００１６】ＣＶＴ３３の変速操作に用いられるオイル
ポンプ１９は、エンジン２２のクランクシャフト２４に
直結されており、このオイルポンプ１９の出力側は、図
示しない油圧制御回路を介してＣＶＴ３３の油圧アクチ
ュエータ１７，１８、および出力側クラッチ２７等に接
続されている。

【００１７】モータ４０は同期電動発電機であり、後述
するエコラン制御の実行中にエンジン２２を再始動する
際にはスタータモータ（図示せず）の代わりに用いら
れ、またエンジン２２の制動の際には電力を回生するも
のである。モータ４０の出力軸である回転軸４２には、
減速機４４が取り付けられており、この減速機４４には
プーリ５８が取り付けられている。減速機４４は、図示
するように、回転軸４２に取り付けられたサンギヤ４６
と、リングギヤ４８と、サンギヤ４６の周囲を自転しな
がら公転する複数のピニオンギヤ５０と、複数のピニオ
ンギヤ５０を連結するキャリア５２とからなる遊星歯車
機構を主部品として構成されている。リングギヤ４８
は、ブレーキ５４によりケースに固定されるようになっ
ていると共にワンウェイクラッチ５６により回転軸４２
に接続されている。したがって、ブレーキ５４を係合状
態とすれば、回転軸４２の回転は、遊星歯車機構のギヤ
比をもって減速してプーリ５８に伝達され、ブレーキ５
４を非係合状態とすれば、ワンウェイクラッチ５６が係
合して減速されずに伝達されるようになっている。他
方、エンジン２２のクランクシャフト２４にはクラッチ
２６を介してプーリ２８が取り付けられ、このプーリ２
８と上記プーリ５８との間にはベルト５９が巻き掛けら
れており、モータ４０によりエンジン２２を再始動でき
ると共に、逆にエンジン２２の動力によりモータ４０を
発電機として動作させることができるようになってい
る。

【００１８】モータ４０の運転は、インバータ６０を介
してモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵと
いう）４１により制御されている。モータＥＣＵ４１に
よるモータ４０の運転制御は、バッテリ６２に接続され
たインバータ６０が備えるスイッチング素子としての６
個のトランジスタのオン時間の割合を順次制御してモー
タ４０の三相コイルの各コイルに流れる電流を制御する
ことによって行なわれる。また、モータ４０を発電機と
して動作させる制御もモータＥＣＵ４１によりなされ
る。バッテリ６２は、充放電可能な二次電池として構成
されており、その蓄電状態や充放電はバッテリ用電子制
御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）６３により
制御されている。

【００１９】電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中
心としたワンチップマイクロプロセッサとして構成され
ており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ７４と、一時
的にデータを記憶するＲＡＭ７６と、ＥＧＥＣＵ２３や
ＣＶＴＥＣＵ３１，モータＥＣＵ４１，バッテリＥＣＵ
６３と通信を行なう図示しない通信ポートと、入出力ポ
ート（図示せず）とを備える。この電子制御ユニット７
０には、駆動輪３６，３８に取り付けられた駆動輪速セ
ンサ３７，３９からの駆動輪速ＶＲ，ＶＬ、アクセルペ
ダルポジションセンサ８１により検出されるアクセルペ
ダル８０の踏み込み量であるアクセルペダルポジション
ＡＰ、シフトポジションセンサ８５により検出されるシ
フトレバー８４の操作位置すなわちＰ（停車）・Ｄ（走
行）・Ｒ（後退）・Ｎ（中立）・４・３・２・Ｌ（ロ
ー）の各ポジションを示す信号であるシフトポジション
ＳＰ、ブレーキペダルセンサ８３により検出されるフッ
トブレーキペダル８２の踏み込み量であるブレーキペダ
ルポジションＢＰ、サイドブレーキ位置センサ８７によ
り検出されるサイドブレーキレバー８６のオンオフとし
てのブレーキスイッチＢＳに加え、エコラン制御を行な
わないときにオン操作され許容モードから禁止モードへ
の切換えに用いられるエコランカットスイッチ８８から
のエコランカット信号ＥＣＳＷなどが、入力ポートを介
して入力されている。また、電子制御ユニット７０から
はクラッチ２６への駆動信号や減速機４４への駆動信
号、運転席前面のパネルに取り付けられエコラン制御を
行なっているときに点灯するエコランインジケータ８９
への駆動信号に加え、入力側クラッチ３０や出力側クラ
ッチ２７への駆動信号などが、出力ポートを介して出力
されている。

【００２０】こうして構成された車両の制御装置２０で
は、電子制御ユニット７０により車両の状態に応じてエ
ンジン２２を自動停止したり自動再始動する自動停止再
始動制御（以下「エコラン制御」という。）が行なわれ
ている。エンジン２２の自動停止の条件は、シフトレバ
ー８４がＮポジションまたはＰポジションのときには、
「車両が停止状態」かつ「アクセルオフ」（アクセルペ
ダル８０が踏み込まれていない状態）であり、シフトレ
バー８４がＤポジションのときには、「車両が停止状
態」かつ「アクセルオフ」（アクセルペダル８０が踏み
込まれていない状態）かつ「ブレーキオン」（ブレーキ
ペダル８２が踏み込まれている状態）である。なお、自
動停止の条件としては、これらのほかに「ＣＶＴ油温が
所定範囲内」であることや「エンジン水温が所定値以
上」であることを加えることも好適である。車両の停止
状態は、駆動輪速センサ３７，３９により検出される駆
動輪速ＶＲ，ＶＬから演算される車速Ｖにより判定さ
れ、アクセルペダル８０やブレーキペダル８２の踏み込
み状態は、アクセルペダルポジションセンサ８１により
検出されるアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペ
ダルセンサ８３により検出されるブレーキペダルポジシ
ョンＢＰに基づいて判定される。一方、エンジン２２の
自動再始動の条件は、こうした自動停止の条件が成立し
なくなった状態である。

【００２１】エンジン２２の自動停止処理は燃料噴射の
停止及び点火プラグへの給電の停止によって行われ、エ
ンジン２２の再始動はこれらの再開とモータ４０の駆動
とによって行われる。こうしたエコラン制御は、例えば
市街地走行しているときの交差点での信号待ち状態や踏
切での列車の通過待ち状態のときに作動し、燃費の向上
とエミッションの削減を図っている。また、このエコラ
ン制御の実行中には、エンジン２２がエコラン制御の実
行によって自動停止されると、エコラン制御が実行中で
あることを示すエコラン制御実行フラグがセットされ、
このエコラン制御実行フラグは以下のエコラン規制処理
制御において後述のとおり参照される。

【００２２】以上のとおり構成された車両の制御装置２
０において行われる制御の例について説明する。

【００２３】図２は、実施例の電子制御ユニット７０に
より実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャー
トである。このルーチンは、図示しないイグニッション
キーがオンとされたときから所定時間毎に繰り返し実行
される。

【００２４】この制御ルーチンが実行されると、電子制
御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、各種信号の入力
処理を実行する（ステップＳ１００）。入力信号には、
通信ポートを介して入力されるＥＧＥＣＵ２３、ＣＶＴ
ＥＣＵ３１、モータＥＣＵ４１などの作動状態信号と、
出入力ポートを介して入力される駆動輪速センサ３７，
３９により検出される駆動輪速ＶＲ，ＶＬ、アクセルペ
ダルポジションセンサ８１からのアクセルペダルポジシ
ョンＡＰ、ブレーキペダル８２からのブレーキペダルポ
ジションＢＰ、シフトポジションセンサ８５からのシフ
トポジションＳＰ、サイドブレーキ位置センサ８７から
のブレーキスイッチＢＳなどの検出信号がある。

【００２５】こうして入力信号処理を実行すると、次
に、上述したエコラン制御実行フラグのセットの有無に
基づき、エンジン２２がエコラン制御の実行によって自
動停止状態にあるか否かの判断を行う（ステップＳ１０
２）。エコラン制御が実行されていない通常の走行時に
はここで否定判定され、本ルーチンを終了する。エコラ
ン制御の実行によって自動停止されている場合には肯定
判定され、次にシフトレバー８４がＤポジションか否か
が、シフトポジションセンサ８５の検出値に基づいて判
定される（ステップＳ１０４）。Ｄポジション以外の場
合には、通常のエコラン制御を行うべく、エコラン復帰
条件すなわち再始動条件が成立しているかが判定され
（ステップＳ１０６）、成立している場合にはエンジン
２２に対し所定の始動処理を行い（ステップＳ１０
８）、成立していない場合にはエンジン２２の停止状態
を継続して（ステップＳ１１０）、本ルーチンを終了す
る。

【００２６】他方、ステップＳ１０４でシフトレバー８
４がＤポジションである場合には、次に、エコラン復帰
条件すなわち再始動条件が成立しているかが判断され
（ステップＳ１１２）、成立していない場合には、エン
ジン２２の停止状態を継続して（ステップＳ１１０）、
本ルーチンを終了する。

【００２７】ステップＳ１１２でエコラン復帰条件が成
立している場合には、入力側クラッチ３０が係合され
（ステップＳ１１４）、次に、アクセルペダル８０がオ
ンされているか否かがアクセルペダルポジションセンサ
８１の検出値に基づいて判定される（ステップＳ１１
６）。アクセルペダル８０がオンされている場合は、出
力側クラッチ２７に対して係合出力が行われ（ステップ
Ｓ１１８）、出力側クラッチ２７が係合している場合に
は係合状態が継続され、また係合していない場合には係
合側に操作される。次にエンジン２２に対し所定の始動
処理を行い（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了す
る。

【００２８】そして、ステップＳ１１６でアクセルペダ
ル８０がオンされていない場合は、出力側クラッチ２７
が解放され（ステップＳ１２２）、その状態から、エン
ジン２２に対し所定の始動処理を行い（ステップＳ１２
０）、本ルーチンを終了する。なお、図３に示すよう
に、ステップＳ１２０によりエンジン２２が再始動さ
れ、エンジン２２の回転数ＮＥが所定のアイドリング回
転数ＮＥＴＧＴに達すると、出力側クラッチ２７に対し
て係合出力が行われる。

【００２９】このように、本実施形態では、シフトレバ
ー８４がＤポジションであってエンジン２２がエコラン
制御により停止されており、かつアクセルペダル８０が
オンされていない場合に、エコラン復帰条件が成立する
と（ステップＳ１１２）、まず入力側クラッチ３０のみ
を係合させ（ステップＳ１１４）、かつ出力側クラッチ
２７を解放した状態で（ステップＳ１２２）、エンジン
２２を再始動する。したがって、本実施形態では、エン
ジン２２の再始動の際には出力側クラッチ２７が係合し
ていないので、再始動の際の振動トルクがＣＶＴ３３を
介して駆動輪３６，３８に伝達されることはなく、車両
の振動のおそれを低減することができる。また、本実施
形態においては、入力側クラッチ３０を解放する場合に
比べ、駆動輪３６，３８側との接続が断たれてＣＶＴ３
３が自由に回転可能となるため、ＣＶＴ３３の変速比が
制御し易いという効果を得ることができる。

【００３０】また他方、ステップＳ１１６においてアク
セルペダル８０がオンされている場合は、出力側クラッ
チ２７が係合した状態でエンジン２２を再始動するが
（ステップＳ１１８，Ｓ１２０）、この場合は運転者が
急発進を行うことを期待している場合であると考えられ
るから、車両に振動が生じても不都合や違和感はない。

【００３１】なお、本実施形態では、ステップＳ１２２
において出力側クラッチ２７を解放する構成としたが、
このような構成に代えて、出力側クラッチ２７の駆動側
部材と従動側部材とが摺動しつつも動力伝達を行わない
状態とする構成としてもよく、この場合にも同様の効果
を得ることができる上、エンジン２２の再始動から出力
側クラッチ２７の係合までの時間を短縮できるので、そ
の後の発進を迅速に行うことができる利点がある。

【００３２】また、本実施形態では、エコラン復帰条件
が成立すると（ステップＳ１１２）、ステップＳ１１４
において入力側クラッチ３０を係合させ、その状態でエ
ンジン２２を再始動する構成としたが、このような構成
に代えて、かかる場合に入力側クラッチ３０が係合して
いない状態とし、かつ、出力側クラッチ２７を解放した
状態で（ステップＳ１２２）、エンジン２２を再始動す
る構成としてもよい。すなわち、例えば図４に示すよう
に、ステップＳ１２０によりエンジン２２が再始動され
る際には、入力側クラッチ３０を解放としておき、エン
ジン２２の回転数ＮＥが所定のアイドリング回転数ＮＥ
ＴＧＴとなる途上の基準回転数ＮＥ２（例えば３５０ｒ
ｐｍ）を上回ったことを条件に、入力側クラッチ３０が
係合を開始するように構成する。なお、この構成では、
入力側クラッチ３０が係合していない場合にはその状態
が維持され、係合している場合には一旦解放側に操作さ
れる構成とすることが好適である。

【００３３】この構成は、エンジン２２の再始動の際に
出力側クラッチ２７が係合していない点においては上述
の実施形態と共通するが、特に出力側クラッチ２７のみ
ならず入力側クラッチ３０も係合していない状態で再始
動が行われる点で上述の実施形態と異なる。しかして、
このような構成によれば、エンジン２２の再始動の際に
は、駆動輪３６，３８のみならずＣＶＴ３３もエンジン
２２から切り離されているから、エンジン２２の再始動
を軽負荷で行うことができ、ＣＶＴ３３の慣性力（イナ
ーシャ）が減ることにより、再始動を迅速かつ軽快に行
うことができると共に、再始動に伴う振動のおそれを更
に低減することができる。

【００３４】さらに、この構成においては、エンジン２
２の再始動の際に、入力側クラッチ３０をいわゆる半係
合状態、すなわち、入力側クラッチ３０の駆動側部材と
従動側部材とが摺動しつつも動力伝達を行わない状態と
してもよく、この場合にも同様の効果を得ることができ
る上、エンジン２２の再始動から入力側クラッチ３０の
係合までの時間を短縮できるので、その後の発進を迅速
に行うことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る車両の制御装置を示
す構成図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る制御の一例を示すフ
ロー図である。

【図３】 本発明の実施形態におけるエンジンの始動と
出力側クラッチの係合の関係を示すタイミングチャート
である。

【図４】 本発明の実施形態の変形例におけるエンジン
の始動と入力側クラッチの係合の関係を示すタイミング
チャートである。

【符号の説明】

２０ 車両の制御装置、２２ エンジン、２３ エンジ
ン用電子制御ユニット、２７ 出力側クラッチ、３０
入力側クラッチ、３１ 自動変速機用電子制御ユニッ
ト、３２ 前後進切換機構、３３ ベルト駆動式無段変
速機、３６，３８駆動輪、４０ モータ、７０ 電子制
御ユニット、８０ アクセルペダル、８１ アクセルペ
ダルポジションセンサ、８２ ブレーキペダル、８３
ブレーキペダルセンサ、８４ シフトレバー、８５ シ
フトポジションセンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関と、変速機と、内燃機関と変速
   機の間に設けられた入力側クラッチと、変速機の出力側
   に設けられた出力側クラッチとを備え、内燃機関の停止
   後、所定の再始動条件が満たされると、前記入力側クラ
   ッチが係合しており且つ前記出力側クラッチが係合して
   いない状態で、前記内燃機関を再始動させることを特徴
   とする車両の制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関と、変速機と、内燃機関と変速
   機の間に設けられた入力側クラッチと、変速機の出力側
   に設けられた出力側クラッチとを備え、内燃機関の停止
   後、所定の再始動条件が満たされると、前記入力側クラ
   ッチが係合しておらず且つ前記出力側クラッチが係合し
   ていない状態で、前記内燃機関を再始動させることを特
   徴とする車両の制御装置。