JP2004201408A

JP2004201408A - 車両の制御装置および制御方法

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Publication number: JP2004201408A
Application number: JP2002366727A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tabata; 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-18
Also published as: JP3948022B2

Abstract

【課題】フューエルカット領域を拡大して燃費を向上させる。
【解決手段】車両の減速中に、エンジン１００の回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットを実行するフューエルカット実行回路と、フューエルカット実行回路によるフューエルカットの開始時に、エンジン１００と駆動輪との間の動力伝達系に発生するトルク変動を抑制するモータジェネレータ５００と、モータジェネレータ５００によるトルク変動の抑制が可能であるときには、予め定められた範囲を規定するエンジン１００の回転数の上限値を変更するＥＣＴ＿ＥＣＵ４００とを含む。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンおよび電動機を搭載した車両の制御装置に関し、特に、フューエルカットの開始またはフューエルカットからの復帰の際に、動力伝達系のトルク変動に起因して発生するショックを防止、または、フューエルカット領域を広げて燃費の向上を実現できる車両の制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両において、フューエルカット中に運転者が加速要求を行なうと、フューエルカットから復帰してエンジントルクが急激に立ち上がる。このとき、エンジンからトルクコンバータ、自動変速機を含む車両の動力伝達系にトルク変動が発生し、車両の運転者に不快なショックが伝わることになる。
【０００３】
特開２００２−１６６７５４公報（特許文献１）は、このようなフューエルカット復帰時に発生するショックを低減する車両の制御装置を開示する。
【０００４】
この特許文献１に開示された制御装置は、エンジンと電動機（以下、「電動機」または「モータジェネレータ」と記載する。）とを備えたハイブリッド車両を制御する装置であって、車両の加減速状態を検出する加減速状態検出回路と、加減速状態検出回路により減速状態が検出されると、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット回路と、加減速状態検出回路により減速状態が検出されると、モータジェネレータによりエネルギを回生する回生制御回路と、燃料カット回路による燃料供給の停止時に、エンジンの吸気系に設けられたスロットルバルブを所定開度以上に維持するスロットル制御回路と、加減速状態検出回路により加速状態が検出されると、燃料カット回路を停止させて燃料供給を開始するとともに、燃料供給の開始に対して遅延させて回生制御回路の回生を停止させる回生停止遅延回路とを含む。
【０００５】
この特許文献１に開示された制御装置によると、車両の減速時には、エンジンへの燃料供給が停止されるとともに、モータジェネレータによる回生が行われ、このときの回生トルクを増加させるためにエンジンのスロットル開度が所定開度以上に維持される。そして、その後に加速が開始されると、燃料供給が開始されるとともにスロットル開度が元に戻される。このとき、吸気管容積に起因して吸入空気の減少が遅延するが、モータジェネレータの回生の停止は、これらの処理に遅延して行われる。よって、燃料供給の開始時にはモータジェネレータの回生によりトルクが吸収され、スロットル開度の変化に対する吸入空気の減少遅れにより過剰トルクが発生しても、この過剰トルクは十分に抑制される。その結果、減速後の加速時に十分なトルク抑制を行って、過剰トルクによる加速ショックの発生を確実に防止することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１６６７５４公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された制御装置では、フューエルカットの開始タイミングやフューエルカットからの復帰タイミングを変更するものではなく、フューエルカットによる燃費の向上を図るものではない。また、さらに、フューエルカットからの復帰後にモータジェネレータをジェネレータとして作動させてエネルギを回生させることによりショックを防止するものでしかなく、他の場合のフューエルカットの開始時およびフューエルカットからの復帰時などにおけるショックの防止には適用できない。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フューエルカットの開始およびフューエルカットからの復帰の際に発生するショックを防止できる、車両の制御装置および制御方法を提供することである。さらにこの発明の別の目的は、フューエルカットの開始およびフューエルカットからの復帰に伴うショックを防止して、フューエルカット領域を広げて燃費の向上を実現できる、車両の制御装置および制御方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、エンジンと電動機とを搭載した車両を制御する。この制御装置は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、フューエルカット実行手段によるフューエルカットの実行前に、電動機により車両の変速機の入力軸トルクを低減するように、電動機を制御するための制御手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、フューエルカット実行手段によりフューエルカットが開始される前に、電動機をジェネレータとして作動させて、動力伝達系を被駆動状態にする。このように電動機により入力軸トルクを低減させておいて、フューエルカットを開始させても、駆動状態から被駆動状態へ急激な変化が発生しないので、フューエルカットが開始されたときのショックの発生を防止できる。その結果、フューエルカットの開始の際に発生するショックを防止することができる車両の制御装置を提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係る制御装置は、第１の発明の構成に加えて、スロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方を検知するための検知手段をさらに含む。制御手段は、検知手段によりスロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方が全閉状態であることが検知されると、電動機により入力軸トルクを低減するように、電動機を制御するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、フューエルカットの開始前であって、スロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方が全閉であるタイミングで、電動機により入力軸トルクを低減させておいて、フューエルカットを開始させることができる。
【００１３】
第３の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、フューエルカット実行手段によるフューエルカットの開始前に入力軸トルクの低減を開始し、その後低減量を増大させ、フューエルカットの開始時に入力軸トルクの低減量がピークになり、その後低減量を減少させるように、電動機を制御するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、最もトルク変動が大きく、大きなショックが発生するフューエルカットの開始時に、電動機による負のトルクがピークになるように、電動機が制御される。その後、徐々に負のトルクが小さくなるように制御されるので、制御終了後の状態変化をスムーズに処理できる。
【００１５】
第４の発明に係る制御装置は、エンジンと電動機とを搭載した車両を制御する。この制御装置は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、フューエルカット実行手段によるフューエルカットからの復帰前に、電動機により車両の変速機の入力軸トルクを増加するように、電動機を制御するための制御手段とを含む。
【００１６】
第４の発明によると、フューエルカット実行手段によりフューエルカットが復帰される前に、電動機をモータとして作動させて、動力伝達系にトルクを付与しておく。このように電動機で動力伝達系にトルクを付与しておいて、フューエルカットから復帰させても、被駆動状態から駆動状態への急激な変化が発生しないので、フューエルカットから復帰したときのショックの発生を低減できる。その結果、フューエルカットからの復帰の際に発生するショックを防止することができる車両の制御装置を提供することができる。
【００１７】
第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、フューエルカット実行手段によるフューエルカットからの復帰前に入力軸トルクの増加を開始し、その後増加量を増大させ、フューエルカットからの復帰時に入力軸トルクの増加量がピークになり、その後増加量を減少させるように、電動機を制御するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、最もトルク変動が大きく、大きなショックが発生するフューエルカットからの復帰時に、電動機による正のトルクがピークになるように、電動機が制御される。その後、徐々に正のトルクが小さくなるように制御されるので、制御終了後の状態変化をスムーズに処理できる。
【００１９】
第６の発明に係る車両の制御装置は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、フューエルカット実行手段によるフューエルカットの開始時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制するための抑制手段と、抑制手段によるトルク変動の抑制が可能であるときには、予め定められた範囲を広げるように変更するための変更手段とを含む。
【００２０】
第６の発明によると、抑制手段は、フューエルカットの開始時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する。このようなフューエルカットの開始時のトルク変動により発生するショックを抑制できると、変更手段がフューエルカット領域を広げるように、フューエルカット範囲を規定するエンジン回転数の範囲を変更することができる。すなわち、フューエルカットを開始できるエンジン回転数を下げて、フューエルカットから一旦復帰してエンジン回転数が上昇している状態でアクセルが戻されたときに、フューエルカットされる際のエンジン回転数が下げられるため（すなたちフューエルカットされる領域を広げられるため）、エンジン回転数が低い状態であっても再度フューエルカットされるようになる。このようにすると車両の運転状態によっては、頻繁にフューエルカットからの復帰とフューエルカットの開始とが繰返されるが、抑制手段によりフューエルカットの開始時のショックは抑制されている。その結果、フューエルカット領域を広げて燃費の向上を実現できる、車両の制御装置を提供することができる。
【００２１】
第７の発明に係る車両の制御装置は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、フューエルカット実行手段によるフューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制するための抑制手段と、抑制手段によるトルク変動の抑制が可能であるときには、予め定められた範囲を広げるように変更するための変更手段とを含む。
【００２２】
第７の発明によると、抑制手段は、フューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する。このようなフューエルカットからの復帰時のトルク変動により発生するショックを抑制できると、変更手段がフューエルカット領域を広げるように、フューエルカット範囲を規定するエンジン回転数の範囲を変更することができる。すなわち、フューエルカットを開始できるエンジン回転数を下げて、フューエルカットから一旦復帰してエンジン回転数が上昇している状態でアクセルが戻されたときに、フューエルカットされる際のエンジン回転数が下げられるため（すなたちフューエルカットされる領域を広げられるため）、エンジン回転数が低い状態であっても再度フューエルカットされるようになる。このようにすると車両の運転状態によっては、頻繁にフューエルカットからの復帰とフューエルカットの開始とが繰返されるが、抑制手段によりフューエルカットからの復帰時のショックは抑制されている。その結果、フューエルカット領域を広げて燃費の向上を実現できる、車両の制御装置を提供することができる。
【００２３】
第８の発明に係る制御装置においては、第６または７の発明の構成に加えて、抑制手段は、動力伝達系に設けられた電動機をモータとして作動させるための手段を含む。
【００２４】
第８の発明によると、フューエルカットの開始時に前もってモータで変速機の入力軸トルクを増加させておくことにより、フューエルカットが開始されても動力伝達系にトルク変動が発生しない。また、フューエルカットからの復帰時に前もってモータで変速機の入力軸トルクを増加させておくことにより、フューエルカットから復帰しても動力伝達系にトルク変動が発生しない。
【００２５】
第９の発明に係る制御装置においては、第６または７の発明の構成に加えて、抑制手段は、動力伝達系に設けられた電動機をジェネレータとして作動させるための手段を含む。
【００２６】
第９の発明によると、フューエルカットの開始時に前もってジェネレータで変速機の入力軸トルクを低減させておくことにより、フューエルカットが開始されても動力伝達系にトルク変動が発生しない。また、フューエルカットからの復帰時に前もってジェネレータで変速機の入力軸トルクを低減させておくことによりフューエルカットから復帰しても動力伝達系にトルク変動が発生しない。
【００２７】
第１０の発明に係る制御方法は、エンジンと電動機とを搭載した車両を制御する。この制御方法は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、フューエルカットステップによるフューエルカットの実行前に、電動機により車両の変速機の入力軸トルクを低減するように、電動機を制御する制御ステップとを含む。
【００２８】
第１０の発明によると、フューエルカット実行ステップによりフューエルカットが開始される前に、電動機をジェネレータとして作動させて、動力伝達系を被駆動状態にする。このように電動機により入力軸トルクを低減させておいて、フューエルカットを開始させても、駆動状態から被駆動状態へ急激な変化が発生しないので、フューエルカットが開始されたときのショックの発生を防止できる。その結果、フューエルカットの開始の際に発生するショックを防止することができる車両の制御方法を提供することができる。
【００２９】
第１１の発明に係る制御方法は、第１０の発明の構成に加えて、スロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方を検知する検知ステップをさらに含む。制御ステップは、検知ステップによりスロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方が全閉状態であることが検知されると、電動機により入力軸トルクを低減するように、電動機を制御するステップを含む。
【００３０】
第１１の発明によると、フューエルカットの開始前であって、スロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方が全閉であるタイミングで、電動機により入力軸トルクを低減させておいて、フューエルカットを開始させることができる。
【００３１】
第１２の発明に係る制御方法においては、第１０または１１の発明の構成に加えて、制御ステップは、フューエルカット実行ステップによるフューエルカットの開始前に入力軸トルクの低減を開始し、その後低減量を増大させ、フューエルカットの開始時に入力軸トルクの低減量がピークになり、その後低減量を減少させるように、電動機を制御するステップを含む。
【００３２】
第１２の発明によると、最もトルク変動が大きく、大きなショックが発生するフューエルカットの開始時に、電動機による負のトルクがピークになるように、電動機が制御される。その後、徐々に負のトルクが小さくなるように制御されるので、制御終了後の状態変化をスムーズに処理できる。
【００３３】
第１３の発明に係る制御方法は、エンジンと電動機とを搭載した車両の制御する。この制御方法は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、フューエルカット実行ステップによるフューエルカットからの復帰前に、電動機により車両の変速機の入力軸トルクを増加するように、電動機を制御する制御ステップとを含む。
【００３４】
第１３の発明によると、フューエルカット実行ステップによりフューエルカットが復帰される前に、電動機をモータとして作動させて、動力伝達系にトルクを付与しておく。このように電動機で動力伝達系にトルクを付与しておいて、フューエルカットから復帰させても、被駆動状態から駆動状態への急激な変化が発生しないので、フューエルカットから復帰したときのショックの発生を防止できる。その結果、フューエルカットからの復帰の際に発生するショックを防止することができる車両の制御方法を提供することができる。
【００３５】
第１４の発明に係る制御方法においては、第１３の発明の構成に加えて、制御ステップは、フューエルカット実行ステップによるフューエルカットからの復帰前に入力軸トルクの増加を開始し、その後増加量を増大させ、フューエルカットからの復帰時に入力軸トルクの増加量がピークになり、その後増加量を減少させるように、電動機を制御するステップを含む。
【００３６】
第１４の発明によると、最もトルク変動が大きく、大きなショックが発生するフューエルカットからの復帰時に、電動機による正のトルクがピークになるように、電動機が制御される。その後、徐々に正のトルクが小さくなるように制御されるので、制御終了後の状態変化をスムーズに処理できる。
【００３７】
第１５の発明に係る車両の制御方法は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、フューエルカット実行ステップによるフューエルカットの開始時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する抑制ステップと、抑制ステップによるトルク変動の抑制が可能であるときには、予め定められた範囲を広げるように変更する変更ステップとを含む。
【００３８】
第１５の発明によると、抑制ステップは、フューエルカットの開始時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する。このようなフューエルカットの開始時のトルク変動により発生するショックを抑制できると、変更ステップがフューエルカット領域を広げるように、フューエルカット範囲を規定するエンジン回転数の範囲を変更することができる。すなわち、フューエルカットを開始できるエンジン回転数を下げて、フューエルカットから一旦復帰してエンジン回転数が上昇している状態でアクセルが戻されたときに、フューエルカットされる際のエンジン回転数が下げられるため（すなたちフューエルカットされる領域を広げられるため）、エンジン回転数が低い状態であっても再度フューエルカットされるようになる。このようにすると車両の運転状態によっては、頻繁にフューエルカットからの復帰とフューエルカットの開始とが繰返されるが、抑制ステップによりフューエルカットの開始時のショックは抑制されている。その結果、フューエルカット領域を広げて燃費の向上を実現できる、車両の制御方法を提供することができる。
【００３９】
第１６の発明に係る車両の制御方法は、車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、フューエルカット実行ステップによるフューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する抑制ステップと、抑制ステップによるトルク変動の抑制が可能であるときには、予め定められた範囲を広げるように変更する変更ステップとを含む。
【００４０】
第１６の発明によると、抑制ステップは、フューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する。このようなフューエルカットからの復帰時のトルク変動により発生するショックを抑制できると、変更ステップがフューエルカット領域を広げるように、フューエルカット範囲を規定するエンジン回転数の範囲を変更することができる。すなわち、フューエルカットを開始できるエンジン回転数を下げて、フューエルカットから一旦復帰してエンジン回転数が上昇している状態でアクセルが戻されたときに、フューエルカットされる際のエンジン回転数が下げられるため（すなたちフューエルカットされる領域を広げられるため）、エンジン回転数が低い状態であっても再度フューエルカットされるようになる。このようにすると車両の運転状態によっては、頻繁にフューエルカットからの復帰とフューエルカットの開始とが繰返されるが、抑制ステップによりフューエルカットからの復帰時のショックは抑制されている。その結果、フューエルカット領域を広げて燃費の向上を実現できる、車両の制御方法を提供することができる。
【００４１】
第１７の発明に係る車両の制御方法においては、第１５または１６の発明の構成に加えて、抑制ステップは、動力伝達系に設けられた電動機をモータとして作動させるステップを含む。
【００４２】
第１７の発明によると、フューエルカットの開始時に前もってモータで変速機の入力軸トルクを増加させておくことにより、フューエルカットが開始されても動力伝達系にトルク変動が発生しない。また、フューエルカットからの復帰時に前もってモータで変速機の入力軸トルクを増加させておくことにより、フューエルカットから復帰しても動力伝達系のトルク変動が低減される。
【００４３】
第１８の発明に係る車両の制御方法においては、第１５または１６の発明の構成に加えて、抑制ステップは、動力伝達系に設けられた電動機をジェネレータとして作動させるステップを含む。
【００４４】
第１８の発明によると、フューエルカットの開始時に前もってジェネレータで変速機の入力軸トルクを低減させておくことにより、フューエルカットが開始されても動力伝達系にトルク変動が発生しない。また、フューエルカットからの復帰時に前もってジェネレータで変速機の入力軸トルクを低減させておくことによりフューエルカットから復帰しても動力伝達系のトルク変動が低減される。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００４６】
以下、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両のパワートレインについて説明する。以下の説明においては、トルクを伝達する機構をトルク増幅機能を有するトルクコンバータとして、変速機を自動変速機として説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。たとえば、変速機は無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）であってもよいし、手動変速機であってもよい。また、本実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵ（Electronic Controlled Automatic Transmission＿Electronic Control Unit）が制御する車両には、エンジンとモータジェネレータとが搭載される。ＥＣＴ＿ＥＣＵは、エンジンのフューエルカットを実行するとともに、そのフューエルカットの開始およびフューエルカットからの復帰に関して、自動変速機の入力軸トルクを変動させるように、モータジェネレータを制御する。
【００４７】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレインについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＴ＿ＥＣＵ４００により実現される。
【００４８】
図１に示すように、この車両は、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、モータジェネレータ５００と、モータジェネレータ５００を制御するインバータ６００と、エンジン１００の駆動力により回転されるオイルポンプ７００とから構成される。オイルポンプ７００に加えて、電動式のオイルポンプを設けてもよい。
【００４９】
エンジン１００の出力軸は、模式的に表現されたエンジンイナーシャ１１０を介してトルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸１５０により連結されている。したがって、エンジン１００の出力軸回転数Ｎ（Ｅ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数Ｎ（Ｐ）とは同じである。また、エンジン１００の出力トルクをＴ（Ｅ）と、トルクコンバータ２００への入力トルクをＴ（Ｐ）として表わす。
【００５０】
モータジェネレータ５００は、エンジン１００とトルクコンバータ２００とを接続する回転軸１５０にトルクを伝達するように構成される。このモータジェネレータ５００は、車両の発進時や加速時に所望の加速度を得るためにモータとして作動してエンジン１００をアシストする。また、回生制動時にはジェネレータとして作動して運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する。モータジェネレータ５００は、フューエルカットの開始時やフューエルカットからの復帰時に自動変速機の入力軸トルクを増加させるためにモータとして作動する。また、モータジェネレータ５００は、フューエルカットの開始時やフューエルカットからの復帰時に自動変速機の入力軸トルクを低減させるためにジェネレータとして作動する。これらの詳細については、後述する。
【００５１】
トルクコンバータ２００は、ロックアップクラッチ２１０を含み、ポンプ羽根車２２０とタービン羽根車２３０とから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸２５０により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数をＮ（Ｔ）と、トルクコンバータ２００の出力トルクをＴ（Ｔ）として表わす。
【００５２】
これらのパワートレインを制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ４００には、ポンプ回転数Ｎ（Ｐ）、タービン回転数Ｎ（Ｔ）、アクセル開度、車速、車両加速度、スロットル開度、ＡＴ信号、エンジン冷却水温信号およびシフトポジション信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチ２１０に対してロックアップクラッチ係合圧信号が出力される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、自動変速機３００に対してＡＴ制御信号が出力される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、インバータ６００に対して、モータジェネレータ５００をモータとして作動させてエンジン１００のアシストを実現する際のアシスト量などを表わす制御信号や、モータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させてエンジン１００の回転エネルギの回収を実現したり車両の走行エネルギの回収を実現したりする際の回生発電量などを表わす制御信号が出力される。
【００５３】
図１において、エンジン１００またはエンジン１００およびモータジェネレータ５００の動力は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２００を備えた自動変速機３００を介して連結される駆動輪に伝達される。トルクコンバータ２００は、エンジン１００のクランク軸（トルクコンバータ２００の入力軸）１５０に固定されたポンプ羽根車２２０と、自動変速機３００の入力軸（トルクコンバータ２００の出力軸）２５０に連結されたタービン羽根車２３０と、それらポンプ羽根車２２０および入力軸２５０を直結するロックアップクラッチ２１０と、ステータ２２２とを備えている。
【００５４】
図２に自動変速機３００のスケルトン図を、図３に自動変速機３００の作動表を示す。図２に示すスケルトン図および図３に示す作動表によると、摩擦要素であるクラッチ要素（図中のＣ（０）〜Ｃ（２））や、ブレーキ要素（Ｂ（０）〜Ｂ（４））、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ（０）〜Ｆ（２））が、どのギヤ段の場合に係合および解放されるかを示している。車両の発進時に使用される１速時には、クラッチ要素（Ｃ（０）、Ｃ（１））、ブレーキ要素（Ｂ（４））、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ（０）、Ｆ（２））が係合する。
【００５５】
図４を参照して、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００のメモリに記憶されるフューエルカット領域を示すマップについて説明する。このマップは、エンジン冷却水温に対するエンジン１００の回転数の関数によりフューエルカット領域を規定する。このマップには、フューエルカットの開始回転数と復帰回転数とが記憶される。図４に示すように、このフューエルカットの開始回転数と復帰回転数とにより規定される範囲（開始回転数以上の領域を含む。）にエンジン回転数がある場合に、他の条件を満足するとフューエルカットが実行される。たとえば、エンジン１００がアイドル状態のときであって、車両の減速時においてフューエルカットが実行されている場合に、現在のエンジン１００の回転数が図４に示すフューエルカットの復帰回転数よりも大きいか否かを判定し、フューエルカットの復帰回転数よりも大きいときには、継続して減速時のフューエルカットを実行し、フューエルカットの復帰回転数以下のときには、減速時のフューエルカットの実行状態から燃料噴射実行状態へと復帰（フューエルカットからの復帰）する。
【００５６】
また、フューエルカットの実行中にアクセルが踏まれて、フューエルカットの実行状態から燃料噴射実行状態へと復帰した後、エンジン１００の回転数が上昇したところで、エンジンがアイドル状態になって、車両が減速状態になった場合に、現在のエンジン１００の回転数が図４に示すフューエルカットの開始回転数よりも大きいか否かを判定し、フューエルカットの開始回転数よりも大きいときには、減速時のフューエルカットを再開し、フューエルカットの開始回転数以下のときには、燃料噴射実行状態を継続する。このため、フューエルカットの開始回転数を下げて設定すると、フューエルカットを開始および再開しやすくなる。
【００５７】
このように、フューエルカットの開始回転数を下げることは、フューエルカットが実行される場合が多くなるので、本発明においては、このようにして、フューエルカットの開始回転数を下げる場合を、フューエルカットをより多く実行するために、エンジン回転数に基づいて規定されるフューエルカットの範囲を広げるという。なお、フューエルカットの開始回転数は、エンジン１００の回転数がその開始回転数以上であれば、エンジン回転数以外の他の条件を満足すると、フューエルカットを開始できることを意味する。
【００５８】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、このようなマップをメモリに記憶するとともに、フューエルカットの開始回転数を下げるように演算することができる。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、フューエルカットの開始回転数が通常であるマップと、フューエルカットの開始回転数が下げられたマップとを記憶しておいてもよい。いずれの場合であっても、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、後述するように、フューエルカットの開始およびフューエルカットからの復帰に伴う動力伝達系のトルク変動が抑制される場合には、フューエルカットの開始回転数が下げられたマップを使用して、フューエルカットをより多く実行して、車両の燃費を向上させる。
【００５９】
図５を参照して、本実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００６０】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、車両が減速中であるか否かを判断する。この判断は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に入力される車速の時間微分値に基づいて行なわれる。
【００６１】
車両が減速中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６２】
Ｓ２００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータ制御が可能であるか否かを判断する。この判断は、モータによるトルク制御が可能か否かを判断するものであって、たとえば、バッテリの電力が十分であるか否か、モータが作動しないような故障フラグが立っていないか否かなどに基づいて行なわれる。モータ制御が可能である場合には（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ５００へ移される。
【００６３】
Ｓ３００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、フューエルカットが可能であるか否かを判断する。この判断は、予め定められたフューエルカットの開始に対するエンジン１００の回転数などの条件を満足するか否かに基づいて行なわれる。フューエルカットが可能であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ５００へ移される。
【００６４】
Ｓ４００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、フューエルカット領域として、フューエルカット領域が拡大されたマップ（フューエルカットの開始回転数が下げられたマップ）を設定する。
【００６５】
Ｓ５００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、フューエルカット領域として、通常のフューエルカット領域（フューエルカットの開始回転数が下げられていないマップ）を設定する。
【００６６】
Ｓ６００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、フューエルカットの開始条件が満足されているか否かを判断する。たとえば、実際のエンジン１００の回転数が、フューエルカット開始回転数に達したか否かを判定する。フューエルカット開始条件を満足すると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ８００へ移される。さらに、このＳ６００において、スロットル開度およびアクセル開度の少なくともいずか一方が全閉であるか否かによりＳ７００の処理を実行するか否かを判断するようにしてもよい。
【００６７】
Ｓ７００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、電動機トルクによる駆動−被駆動なまし制御を実行する。具体的には、この駆動−被駆動なまし制御は、フューエルカットの開始に先立って、モータジェネレータ５００をモータとして作動させておいて、自動変速機３００の入力軸トルクを増加させておく。この状態でフューエルカットを開始させても、動力伝達系の駆動状態の急激な変化が発生しないので、動力伝達系のトルク変動を抑制でき、フューエルカットが開始されたときのショックの発生を防止できる。
【００６８】
または、この駆動−被駆動なまし制御は、フューエルカットの開始に先立って、モータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させておいて、動力伝達系を被駆動状態にする。このように電動機により入力軸トルクを低減させておいて、フューエルカットを開始させても、駆動状態から被駆動状態へ急激な変化が発生しないので、フューエルカットが開始されたときのショックの発生を防止できる。
【００６９】
Ｓ８００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、フューエルカットの復帰条件を満足したか否かを判断する。たとえば、エンジン１００の回転数がフューエルカットの復帰回転数に到達したか否かにより行なわれる。フューエルカット復帰条件を満足すると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、処理はＳ９００へ移される。もしそうでないと（Ｓ８００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７０】
Ｓ９００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータトルクによる被駆動−駆動なまし制御を実行する。具体的には、この被駆動−駆動なまし制御は、フューエルカットからの復帰に先立って、モータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させておいて、自動変速機３００の入力軸トルクを低減させておく。この状態でフューエルカットから復帰させても、動力伝達系の駆動状態の急激な変化が発生しないので、動力伝達系のトルク変動を抑制でき、フューエルカットから復帰したときのショックの発生を防止できる。
【００７１】
また、被駆動−駆動なまし制御は、フューエルカットからの復帰に先立って、モータジェネレータ５００をモータとして作動させておいて、動力伝達系にトルクを付与しておく。このように電動機で動力伝達系にトルクを付与しておいて、フューエルカットから復帰させても、被駆動状態から駆動状態への急激な変化が発生しないので、フューエルカットから復帰したときのショックの発生を防止できる。
【００７２】
Ｓ６００における駆動−被駆動なまし制御およびＳ９００における被駆動−駆動なまし制御は、フューエルカットの開始前やフューエルカットからの復帰前から徐々に実行され、フューエルカットの開始タイミングおよびフューエルカットからの復帰タイミングで、最も効果が大きくなるように、モータジェネレータ５００が制御される。
【００７３】
なお、図５に示すフローチャートにおけるリターンの後で、実際のフューエルカットが実行されることになる。
【００７４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ４００の動作について説明する。
【００７５】
図６を参照して、フューエルカット開始時にモータジェネレータ５００をモータとして作動させて、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する動作を説明する。なお、図６に示すように、フューエルカットの開始回転数（１）はフューエルカットの開始回転数（２）に下げられている。このようにフューエルカットの開始回転数が、開始回転数（１）から開始回転数（２）に下げることにより、フューエルカット領域は拡大し、フューエルカットの開始とフューエルカットからの復帰とを繰返すことになる。しかし、後述するように、フューエルカットの開始時およびフューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動が抑制されるため、ショックが低減される。
【００７６】
エンジン１００に燃料が噴射されている状態でエンジン回転数ＮＥが上昇し開始回転数（２）を上回り、スロットル開度およびアクセル開度の少なくともいずれかが全閉になると、その状態からフューエルカットが実行される状態まで徐々にモータジェネレータ５００から発生するトルク量が増加して、自動変速機３００の入力軸トルクが徐々に増加するように、モータジェネレータ５００はモータとしてＥＣＴ＿ＥＣＵ４００により制御される。モータとして作動したモータジェネレータ５００によるトルクが発生している状態でフューエルカットが実行され、動力伝達系の駆動状態の急激な変化が発生しないので、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制することができる。
【００７７】
図７を参照して、フューエルカット開始時にモータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させて、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する動作について説明する。
【００７８】
エンジン１００に燃料が噴射されている状態でエンジン回転数ＮＥが上昇し開始回転数（２）を上回り、スロットル開度およびアクセル開度の少なくともいずれかが全閉になると、その状態からフューエルカットが実行される状態まで徐々にモータジェネレータ５００から発生する負のトルク量が増加して、自動変速機３００の入力軸トルクが徐々に低減するように、モータジェネレータ５００はジェネレータとしてＥＣＴ＿ＥＣＵ４００により制御される。これにより、動力伝達系は被駆動状態にされる。このようにモータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させることにより自動変速機３００の入力軸トルクを低減させておいて、フューエルカットを開始させても、駆動状態から被駆動状態へ急激な変化が発生しないので、フューエルカットが開始されたときのショックの発生を低減できる。
【００７９】
図８を参照して、フューエルカットからの復帰時にモータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させて、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する動作について説明する。
【００８０】
図８に示すように、フューエルカットが実行されている状態においてフューエルカットからの復帰が実行されることに先立って、モータジェネレータ５００をジェネレータとして作動させる。このとき、たとえば、エンジン１００の回転数とフューエルカットからの復帰回転数との差が予め定められた範囲内になるとフューエルカットからの復帰が近いとして、モータジェネレータ５００がジェネレータとして作動を開始する。その状態からフューエルカットから復帰される状態まで徐々にモータジェネレータ５００による回生発電量（負のトルク）が増加して、自動変速機３００の入力軸トルクが徐々に低減するように、モータジェネレータ５００はジェネレータとしてＥＣＴ＿ＥＣＵ４００により制御される。ジェネレータとして作動したモータジェネレータ５００による負のトルクが発生している状態でフューエルカットからの復帰が実行され、エンジン１００による過剰なトルクが発生しても、動力伝達系の駆動状態の急激な変化が発生しないので、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制することができる。
【００８１】
図９を参照して、フューエルカットからの復帰時にモータジェネレータ５００がモータとして作動させて動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する動作について説明する。
【００８２】
図９に示すように、フューエルカットからの復帰に先立って（たとえば、エンジン１００の回転数とフューエルカットからの復帰回転数との差が予め定められた範囲内に入ると）、モータジェネレータ５００がモータとして作動を開始する。その状態からフューエルカットから復帰される状態まで徐々にモータジェネレータ５００によるトルクが増加して、自動変速機３００の入力軸トルクが徐々に増加するように、モータジェネレータ５００はモータとしてＥＣＴ＿ＥＣＵ４００により制御される。このように、モータジェネレータ５００により動力伝達系にトルクを付与しておいて、フューエルカットから復帰させても、被駆動状態から駆動状態への急激な変化が発生しないので、フューエルカットから復帰したときのショックの発生を低減できる。
【００８３】
以上のようにして、本実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵによると、フューエルカットの開始時にモータジェネレータをモータとして作動させるか、またはジェネレータとして作動させることにより、フューエルカットからの復帰時にモータジェネレータをモータとして作動させるか、またはジェネレータとして作動させることにより、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制させることができる。このように抑制させることができるため、フューエルカットの開始とフューエルカットの復帰とを繰返しても、トルク変動が発生せず運転者にショックを感じさせることが少なくなる。そのため、フューエルカット領域を広げて、より燃料消費量を少なくさせることができる。その結果、車両の燃費が向上する。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載された車両のパワートレインの構成を示す図である。
【図２】図１に示す自動変速機のスケルトン図である。
【図３】図１に示す自動変速機の作動係合状態を表わす図である。
【図４】フューエルカット領域を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵで実行される処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図６】フューエルカットの開始時に、モータによりトルク変動を抑制する場合のタイミングチャートを示す図である。
【図７】フューエルカットの開始時に、ジェネレータによりトルク変動を抑制する場合のタイミングチャートを示す図である。
【図８】フューエルカットからの復帰時に、モータによりトルク変動を抑制する場合のタイミングチャートを示す図である。
【図９】フューエルカットからの復帰時に、ジェネレータによりトルク変動を抑制する場合のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１００エンジン、１１０エンジンイナーシャ、２００トルクコンバータ、２１０ロックアップクラッチ、２２０ポンプ羽根車、２３０タービン羽根車、３００自動変速機、４００ＥＣＴ＿ＥＣＵ、５００モータジェネレータ、６００インバータ、７００オイルポンプ。

Claims

エンジンと電動機とを搭載した車両の制御装置であって、前記制御装置は、
前記車両の減速中に、前記エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、
前記フューエルカット実行手段によるフューエルカットの実行前に、前記電動機により前記車両の変速機の入力軸トルクを低減するように、前記電動機を制御するための制御手段とを含む、制御装置。
前記制御装置は、スロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方を検知するための検知手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記検知手段によりスロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方が全閉状態であることが検知されると、前記電動機により前記入力軸トルクを低減するように、前記電動機を制御するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
前記制御手段は、前記フューエルカット実行手段によるフューエルカットの開始前に前記入力軸トルクの低減を開始し、その後低減量を増大させ、フューエルカットの開始時に前記入力軸トルクの低減量がピークになり、その後低減量を減少させるように、前記電動機を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の制御装置。
エンジンと電動機とを搭載した車両の制御装置であって、前記制御装置は、
前記車両の減速中に、前記エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、
前記フューエルカット実行手段によるフューエルカットからの復帰前に、前記電動機により前記車両の変速機の入力軸トルクを増加するように、前記電動機を制御するための制御手段とを含む、制御装置。
前記制御手段は、前記フューエルカット実行手段によるフューエルカットからの復帰前に前記入力軸トルクの増加を開始し、その後増加量を増大させ、フューエルカットからの復帰時に前記入力軸トルクの増加量がピークになり、その後増加量を減少させるように、前記電動機を制御するための手段を含む、請求項４に記載の制御装置。
車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、
前記フューエルカット実行手段によるフューエルカットの開始時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制するための抑制手段と、
前記抑制手段によるトルク変動の抑制が可能であるときには、前記予め定められた範囲を広げるように変更するための変更手段とを含む、車両の制御装置。
車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするためのフューエルカット実行手段と、
前記フューエルカット実行手段によるフューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制するための抑制手段と、
前記抑制手段によるトルク変動の抑制が可能であるときには、前記予め定められた範囲を広げるように変更するための変更手段とを含む、車両の制御装置。
前記抑制手段は、動力伝達系に設けられた電動機をモータとして作動させるための手段を含む、請求項６または７に記載の制御装置。
前記抑制手段は、動力伝達系に設けられた電動機をジェネレータとして作動させるための手段を含む、請求項６または７に記載の制御装置。
エンジンと電動機とを搭載した車両の制御方法であって、前記制御方法は、
前記車両の減速中に、前記エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、
前記フューエルカットステップによるフューエルカットの実行前に、前記電動機により前記車両の変速機の入力軸トルクを低減するように、前記電動機を制御する制御ステップとを含む、制御方法。
前記制御方法は、スロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方を検知する検知ステップをさらに含み、
前記制御ステップは、前記検知ステップによりスロットル開度およびアクセル開度の少なくとも一方が全閉状態であることが検知されると、前記電動機により前記入力軸トルクを低減するように、前記電動機を制御するステップを含む、請求項１０に記載の制御方法。
前記制御ステップは、前記フューエルカット実行ステップによるフューエルカットの開始前に前記入力軸トルクの低減を開始し、その後低減量を増大させ、フューエルカットの開始時に前記入力軸トルクの低減量がピークになり、その後低減量を減少させるように、前記電動機を制御するステップを含む、請求項１０または１１に記載の制御方法。
エンジンと電動機とを搭載した車両の制御方法であって、前記制御方法は、
前記車両の減速中に、前記エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、
前記フューエルカット実行ステップによるフューエルカットからの復帰前に、前記電動機により前記車両の変速機の入力軸トルクを増加するように、前記電動機を制御する制御ステップとを含む、制御方法。
前記制御ステップは、前記フューエルカット実行ステップによるフューエルカットからの復帰前に前記入力軸トルクの増加を開始し、その後増加量を増大させ、フューエルカットからの復帰時に前記入力軸トルクの増加量がピークになり、その後増加量を減少させるように、前記電動機を制御するステップを含む、請求項１３に記載の制御方法。
車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、
前記フューエルカット実行ステップによるフューエルカットの開始時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップによるトルク変動の抑制が可能であるときには、前記予め定められた範囲を広げるように変更する変更ステップとを含む、車両の制御方法。
車両の減速中に、エンジンの回転数が予め定められた範囲であると、フューエルカットするフューエルカット実行ステップと、
前記フューエルカット実行ステップによるフューエルカットからの復帰時に、動力伝達系に発生するトルク変動を抑制する抑制ステップと、
前記抑制ステップによるトルク変動の抑制が可能であるときには、前記予め定められた範囲を広げるように変更する変更ステップとを含む、車両の制御方法。
前記抑制ステップは、動力伝達系に設けられた電動機をモータとして作動させるステップを含む、請求項１５または１６に記載の制御方法。
前記抑制ステップは、動力伝達系に設けられた電動機をジェネレータとして作動させるステップを含む、請求項１５または１６に記載の制御方法。