JP2013185602A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ機構を係合・解放制御することによりエンジン停止位置制御を実行する際に、スムーズでかつ損失の少ない係合・解放制御を行うとともに、違和感のない適切な加速走行を実現することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンと、そのエンジンの動力を駆動輪に伝達するデュアルクラッチ式変速機とを備え、走行中に前記エンジンの燃焼運転を停止した際に、前記エンジンのクランク軸の回転位置を、前記エンジンの始動に適した位置に予め調整するエンジン停止位置制御を実行可能な車両の制御装置において、前記エンジン停止位置制御の実行時に、いずれかの前記クラッチを係合させる側の一方の伝動機構における変速段を、変速比が最も小さい最高速段に設定するとともに、他方の伝動機構における変速段を、変速比が大きい低速段に設定する待機手段（ステップＳ２３）を設けた。
【選択図】図３

Description

この発明は、走行中にエンジンの運転停止および再始動が可能な車両の制御装置に関し、特に、走行中にエンジンの運転を停止した際に、エンジンのクランク軸の回転位置を始動に適した位置に調整するエンジン停止位置制御を実行可能な車両の制御装置に関するものである。

近年、車両の燃費向上を目的として、フューエルカットに関する制御技術やハイブリッド車両の開発が進められている。減速走行または惰性走行時のフューエルカットは、例えば、エンジン回転数がアイドリング回転数以上および所定の車速以上などの所定の条件の下でアクセル開度が全閉の場合に、エンジンに対する燃料の供給を停止する制御である。したがって、エンジン回転数がアイドリング回転数以下に低下した場合、あるいは加速要求があった場合には、エンジンに対する燃料の供給が再開され、車両の走行中にエンジンが再始動される。また、ハイブリッド車両は、通常、エンジンおよびモータの両方の出力またはエンジンの出力で走行するいわゆるＨＶモードと、エンジンを停止してモータの出力のみで走行するいわゆるＥＶモードとを選択的に切り替えて走行することが可能である。したがって、ハイブリッド車両では、ＨＶモードとＥＶモードとの間で走行状態が切り替えられる際には、車両の走行中にエンジンの停止と始動とが繰り返し行われることになる。

車両の走行中にエンジンを始動して燃焼運転を再開させる場合、エンジンは燃料を燃焼させる気筒におけるピストンのストローク位置によって、始動に要する時間や燃料消費量あるいは始動のし易さなどが変化する。したがって、走行中にエンジンを始動する場合、速やかなかつスムーズな始動を可能にする最適なピストンのストローク位置、すなわち最適なクランク軸の回転位置が存在する。そのため、従来、走行中にエンジンが運転を停止した場合に、そのエンジンのクランク軸の回転位置を、予めエンジンの始動に適した位置に調整し設定しておくいわゆるエンジン停止位置制御が行われている。そのようなエンジン停止位置制御に関連する発明の一例が特許文献１および特許文献２に記載されている。

特許文献１に記載されている変速制御装置は、少なくともエンジンの動力を駆動輪へ伝達・遮断するクラッチ機構を制御し、変速機構の変速比を制御する車両の変速制御装置であって、走行中にエンジンが停止した際に、クラッチ機構を制御することにより駆動輪からの動力でエンジンを回転させ、クランク角度を所定角度に調整するように、あるいは、走行中にクラッチ機構を制御することによりエンジンの回転数をエンジンが停止する直前の所定の回転数に調整した後に、所定のタイミングでクラッチ機構を解放するように構成されている。なお、この特許文献１には、エンジンの停止直前にクラッチ機構の係合圧を調整することによりエンジン回転数を調整するとともに、駆動輪からのトルクを増幅してエンジン回転数の制御を容易にするために、クラッチ係合圧の調整時における変速機構の変速比を高変速比に設定することが記載されている。

特許文献２に記載されている車両用駆動制御装置は、多気筒エンジンと、自動変速機と、駆動輪を直接駆動する電動モータと、エンジンと駆動輪との間でトルクの伝達・遮断を行う断続手段とを備えた車両の駆動制御装置であって、車両の走行中にエンジンが停止している場合に、エンジンの停止位置が燃焼始動の実行に適した適正範囲内にないときには、断続手段の締結および解放を少なくとも１回行うことにより、エンジンに駆動輪側からのトルクを伝達させてエンジンの停止位置を制御するように構成されている。

特開２００６−７１０５６号公報 特開２０１１−２０１４１４号公報

上記の特許文献１および特許文献２に記載されている構成のように、エンジンと駆動輪との間に変速機構を備え、更にエンジンと自動変速機との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ機構を設けている車両を制御の対象とした場合には、エンジンが停止した際に、駆動輪側からのトルクをクラッチ機構の係合・解放状態を制御してエンジンに伝達させることにより、エンジンのクランク角度を調整して、エンジン停止位置制御を行うことができる。

そして、例えば特許文献１に記載されているように、エンジン停止位置制御に際してクラッチ機構を係合・解放制御する場合に、変速機構の変速比を、変速比が小さい高速段側に設定することにより、駆動輪側からのトルクの回転速度を減速してエンジンに伝達させることができ、燃焼運転が停止していることから回転速度が０または極低速で回転しているエンジンのクランク軸との差回転を小さくし、損失が少ないクラッチ機構の係合・解放制御を実行することができる。

しかしながら、上記のようにエンジン停止位置制御の際に変速機構の変速比を高速段側に設定した場合、その後エンジンを再始動する際の加速要求が大きい場合には、加速走行のために変速機構の変速比を高速段側から低速段側へ切り替える必要が生じ、その切り替えに要する時間が長くなってしまう。その結果、運転者に違和感を与えてしまうおそれがあった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エンジンと変速機構との間に設けられたクラッチ機構の係合・解放状態を制御することによりエンジン停止位置制御を実行する際に、スムーズでかつ損失の少ないクラッチ機構の係合・解放制御を行うとともに、運転者に違和感を与えることなく、加速要求に対応した適切な加速走行を実現することができる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンと、そのエンジンの動力を駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、走行中に前記エンジンの燃焼運転を停止した際に、前記エンジンのクランク軸の回転位置を、前記エンジンの始動に適した位置に予め調整するエンジン停止位置制御を実行可能な車両の制御装置において、前記自動変速機は、第１クラッチを介して前記クランク軸と選択的に動力伝達可能に連結される第１入力軸と、第２クラッチを介して前記クランク軸と選択的に動力伝達可能に連結される第２入力軸と、前記駆動輪と動力伝達可能に連結された出力軸と、前記第１入力軸と前記出力軸との間で選択的に動力伝達可能に連結されてそれぞれ変速比が異なる複数の変速段を設定する第１伝動機構と、前記第２入力軸と前記出力軸との間で選択的に動力伝達可能に連結されてそれぞれ変速比が異なる複数の変速段を設定する第２伝動機構とを備えたデュアルクラッチ式変速機により構成されており、 前記第１クラッチまたは前記第２クラッチを係合させることにより、前記自動変速機側から前記クランク軸へトルクを伝達して前記エンジン停止位置制御を実行する停止位置制御手段と、前記エンジン停止位置制御の実行時に、いずれかの前記クラッチを係合させる側の一方の伝動機構における変速段を、変速比が最も小さい最高速段に設定するとともに、他方の伝動機構における変速段を、低速段に設定する待機手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記車両が、駆動力源として、前記第１入力軸、前記第２入力軸、または前記出力軸のいずれかに直接動力を伝達することが可能なモータを更に備えているハイブリッド車両を含むことを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、走行中にエンジンの運転が停止されると、デュアルクラッチ式変速機のいずれか一方のクラッチを係合し、駆動輪側からのトルクをエンジンのクランク軸に伝達することにより、クランク軸が回転させられて、その回転位置における停止位置がエンジンの始動に適した位置に設定される。すなわち、エンジン停止位置制御が実行される。したがって、クラッチの係合・解放状態を制御することにより、容易にエンジン停止位置制御を実行することができる。

そして、上記のようにしてエンジン停止位置制御が実行される際には、エンジン停止位置制御のために制御されるクラッチが連結されている側の伝動機構が最高速段に設定される。その結果、駆動輪側からクランク軸に伝達されるトルクは伝動機構で減速されることになり、クラッチのクランク軸側の係合部材と変速機側の係合部材との間における回転数差が小さくなる。そのため、クラッチを係合制御する際の損失を低減することができるとともに、エンジン停止位置制御を速やかにかつスムーズに実行することができる。

さらに、この発明における自動変速機がいわゆるデュアルクラッチ式変速機であることから、エンジン停止位置制御が実行される際には、上記のように一方の入力軸に連結されている伝動機構が最高速段に設定されることに加えて、クラッチの係合制御に関与しない他方の入力軸に連結されている伝動機構が、変速比が大きい低速段に設定される。すなわち、エンジン停止位置制御が実行される際には、他方の伝動機構が加速走行のための低速段、例えば第１速、第２速、または第３速、もしくは変速比が１よりも大きい変速段に設定されて待機させられる。そのため、エンジン停止制御が実行された後に加速要求がある場合であっても、運転者に違和感を与えることなく、加速要求に対応した適切な加速走行を実現することができる。

また、請求項２の発明のように、駆動力源としてエンジンに加えてモータを備えているハイブリッド車両を制御の対象とした場合には、上記のエンジン停止位置制御を実行する際に、モータが出力するトルクによってエンジンのクランク軸を回転させることができる。また、エンジン停止位置制御を実行するためのクラッチの係合時に、制動側のトルクが増大することにより生じる減速感を、モータの出力トルクにより補償することができる。そのため、エンジン停止位置制御を容易にかつスムーズに実行することができる。

この発明で制御の対象とするデュアルクラッチ式変速機を搭載した車両の駆動系統および制御系統の一例を示す模式図である。 この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートである。

次に、この発明を図を参照して具体的に説明する。この発明で制御の対象とする車両のドライブトレーンおよび制御系統を図１に示してある。すなわち、この図１に示す車両Ｖｅは、エンジン１と、そのエンジン１の出力側に連結されてエンジン１が出力する動力を駆動輪２へ伝達する自動変速機３とを備えた車両であって、さらに、この図１に示す例は、駆動輪２に対して動力伝達可能に連結されたモータ４を備えたハイブリッド車両となっている。

エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。この図１では、スロットル開度を電気的に制御することが可能な電子制御式のスロットルバルブや、燃料噴射量を電気的に制御することが可能な電子制御式の燃料噴射装置を備えていて、所定の負荷に対して回転数を電気的に制御することにより燃費が最も良好な最適運転点に設定できるガソリンエンジンが搭載された例を示している。

自動変速機３は、エンジン１の出力トルクを伝達・遮断する入力クラッチとして、第１クラッチ５および第２クラッチ６を備えたいわゆるデュアルクラッチ式の変速機であって、この図１に示す例では、５速の前進変速段と１速の後進変速段とを設定することが可能な構成となっている。第１クラッチ５および第２クラッチ６は、いずれも、例えば摩擦クラッチによって構成され、全てのトルクを伝達する完全係合状態と、トルクを伝達しない解放状態と、これらの中間の状態であり係合の度合いに応じた大きさのトルクを伝達する半係合状態とに制御できるように構成されている。

第１クラッチ５の一方の係合部材５ａにエンジン１のクランク軸（出力軸）１ａが連結され、他方の係合部材５ｂに自動変速機３の第１入力軸７が連結されている。同様に、第２クラッチ６の一方の係合部材６ａにエンジン１のクランク軸１ａが連結され、他方の係合部材６ｂに自動変速機３の第２入力軸８が連結されている。なお、この図１に示す例では、便宜上、第１クラッチ５および第１入力軸７と第２クラッチ６および第２入力軸８とが、互いに並列に配置された状態を示している。実際には、いずれか一方のクラッチおよび入力軸を中空軸とし、他方のクラッチおよび入力軸と互いに相対回転可能な２重構造にすることにより、各クラッチ５，６および各入力軸７，８を、それぞれ同一軸線上に縦列に配置する構成が広く採用されている。

自動変速機３の出力軸１１と第１入力軸７との間に、第１伝動機構９が設けられている。同様に、出力軸１１と第２入力軸８との間に、第２伝動機構１０が設けられている。第１伝動機構９は、第１入力軸７と出力軸１１との間で選択的に動力伝達可能に連結されて変速比が異なる複数の変速段を設定する構成のものであり、この図１に示す例では、５速の前進変速段のうち第１速、第３速、第５速の前進の奇数段と後進段とを選択的に設定できるように構成されている。

具体的には、第１伝動機構９は、第１速を設定するための第１速ギヤ対１２、第３速を設定するための第３速ギヤ対１３、第５速を設定するための第５速ギヤ対１４、および後進段を設定するための後進段ギヤ対１５と、これらいずれかのギヤ対を介して選択的に第１入力軸７に連結される第１カウンタ軸１６と、第１入力軸７と第１カウンタ軸１６との間で、第１速ギヤ対１２を選択的に動力伝達可能な状態に設定する第１速係合機構１７と、第３速ギヤ対１３を選択的に動力伝達可能な状態に設定する第３速係合機構１８と、第５速ギヤ対１４を選択的に動力伝達可能な状態に設定する第５速係合機構１９と、後進段ギヤ対１５を選択的に動力伝達可能な状態に設定する後進段係合機構２０とから構成されている。

第１速ギヤ対１２は、第１入力軸７に一体に固定されている駆動ギヤ１２ａと、第１カウンタ軸１６に対して選択的に相対回転または一体回転可能に装着されている従動ギヤ１２ｂとから構成されている。この第１速ギヤ対１２は、第１伝動機構９で設定する複数の変速段のうち最も変速比が大きい第１速を設定するものであり、駆動ギヤ１２ａの歯数よりも従動ギヤ１２ｂの歯数が多くなるように構成されている。したがって駆動ギヤ１２ａから従動ギヤ１２ｂに対してトルクを伝達する場合、すなわち第１入力軸７から第１カウンタ軸１６側へトルクを伝達する場合には、減速機構として機能するようになっている。

第３速ギヤ対１３は、第１入力軸７に一体に固定されている駆動ギヤ１３ａと、第１カウンタ軸１６に対して選択的に相対回転または一体回転可能に装着されている従動ギヤ１３ｂとから構成されている。この第３速ギヤ対１３は、第１速よりも変速比が小さく、かつ第５速よりも変速比が大きい第３速を設定するものであり、駆動ギヤ１３ａの歯数よりも従動ギヤ１３ｂの歯数が多くなるように構成されている。したがって駆動ギヤ１３ａから従動ギヤ１３ｂに対してトルクを伝達する場合、すなわち第１入力軸７から第１カウンタ軸１６側へトルクを伝達する場合には、第１速よりも減速比が小さい減速機構として機能するようになっている。

第５速ギヤ対１４は、第１入力軸７に一体に固定されている駆動ギヤ１４ａと、第１カウンタ軸１６に対して選択的に相対回転または一体回転可能に装着されている従動ギヤ１４ｂとから構成されている。この第５速ギヤ対１４は、第１伝動機構９で設定する複数の変速段のうち最も変速比が小さい第５速を設定するものであり、駆動ギヤ１４ａの歯数よりも従動ギヤ１４ｂの歯数が少なくなくなるように構成されている。したがって駆動ギヤ１４ａから従動ギヤ１４ｂに対してトルクを伝達する場合には、増速機構として機能するようになっている。言い換えると、従動ギヤ１４ｂから駆動ギヤ１４ａに対してトルクを伝達する場合、すなわち第１カウンタ軸１６から第１入力軸７側へトルクを伝達する場合には、減速機構として機能するようなっている。

後進段ギヤ対１５は、第１入力軸７に一体に固定されている駆動ギヤ１５ａと、その駆動ギヤ１５ａにアイドルギヤ１５ｃを介して噛み合わされ、かつ第１カウンタ軸１６に対して選択的に相対回転または一体回転可能に装着されている従動ギヤ１５ｂとから構成されている。この後進段ギヤ対１５は、その名のとおり車両Ｖｅを後進させるためのものであり、発進段である第１速ギヤ対１２で設定される変速比と同等またはそれよりも大きな変速比が設定されるように構成されている。したがって駆動ギヤ１５ａから従動ギヤ１５ｂに対してトルクを伝達する場合、すなわち第１入力軸７から第１カウンタ軸１６側へトルクを伝達する場合には、減速機構として機能するようになっている。

第１速係合機構１７は、第１カウンタ軸１６上で第１速の従動ギヤ１２ｂに隣接して配置され、第１カウンタ軸１６に相対回転可能に装着された従動ギヤ１２ｂを第１カウンタ軸１６に対して選択的に一体に固定するように構成されている。例えば、第１カウンタ軸１６の回転と従動ギヤ１２ｂの回転とを同期させ、それら第１カウンタ軸１６と従動ギヤ１２ｂとをスプライン結合させるシンクロメッシュ機構によって構成されている。

第３速係合機構１８は、第１カウンタ軸１６上で第３速の従動ギヤ１３ｂに隣接して配置され、第１カウンタ軸１６に相対回転可能に装着された従動ギヤ１３ｂを第１カウンタ軸１６に対して選択的に一体に固定するように構成されている。同様に、例えば、第１カウンタ軸１６の回転と従動ギヤ１３ｂの回転とを同期させ、それら第１カウンタ軸１６と従動ギヤ１３ｂとをスプライン結合させるシンクロメッシュ機構によって構成されている。

また、第５速係合機構１９は、第１カウンタ軸１６上で第５速の従動ギヤ１４ｂに隣接して配置され、第１カウンタ軸１６に相対回転可能に装着された従動ギヤ１４ｂを第１カウンタ軸１６に対して選択的に一体に固定するように構成されている。同様に、例えば、第１カウンタ軸１６の回転と従動ギヤ１４ｂの回転とを同期させ、それら第１カウンタ軸１６と従動ギヤ１４ｂとをスプライン結合させるシンクロメッシュ機構によって構成されている。

そして、後進段係合機構２０は、第１カウンタ軸１６上で後進段の従動ギヤ１５ｂに隣接して配置され、第１カウンタ軸１６に相対回転可能に装着された従動ギヤ１５ｂを第１カウンタ軸１６に対して選択的に一体に固定するように構成されている。同様に、例えば、第１カウンタ軸１６の回転と従動ギヤ１５ｂの回転とを同期させ、それら第１カウンタ軸１６と従動ギヤ１５ｂとをスプライン結合させるシンクロメッシュ機構によって構成されている。

一方、第２伝動機構１０は、第２入力軸８と出力軸１１との間で選択的に動力伝達可能に連結されて変速比が異なる複数の変速段を設定する構成のものであり、この図１に示す例では、５速の前進変速段のうち前進の偶数段である第２速と第４速とを選択的に設定できるように構成されている。

具体的には、第２伝動機構１０は、第２速を設定するための第２速ギヤ対２１、および第４速を設定するための第４速ギヤ対２２と、これら第２速ギヤ対２１または第４速ギヤ対２２を介して選択的に第２入力軸８に連結される第２カウンタ軸２３と、第２入力軸８と第２カウンタ軸２３との間で、第２速ギヤ対２１を選択的に動力伝達可能な状態に設定する第２速係合機構２４と、第４速ギヤ対２２を選択的に動力伝達可能な状態に設定する第４速係合機構２５とから構成されている。

第２速ギヤ対２１は、第２入力軸８に一体に固定されている駆動ギヤ２１ａと、第２カウンタ軸２３に対して選択的に相対回転または一体回転可能に装着されている従動ギヤ２１ｂとから構成されている。この第２速ギヤ対２１は、第２伝動機構１０で設定する複数の変速段のうち最も変速比が大きい第２速を設定するものであり、駆動ギヤ２１ａの歯数よりも従動ギヤ２１ｂの歯数が多くなるように構成されている。したがって駆動ギヤ２１ａから従動ギヤ２１ｂに対してトルクを伝達する場合、すなわち第２入力軸８から第２カウンタ軸２３側へトルクを伝達する場合には、減速機構として機能するようになっている。

第４速ギヤ対２２は、第２入力軸８に一体に固定されている駆動ギヤ２２ａと、第２カウンタ軸２３に対して選択的に相対回転または一体回転可能に装着されている従動ギヤ２２ｂとから構成されている。この第４速ギヤ対２２は、上述の第１伝動機構９で設定される第３速よりも変速比が小さく、かつ第５速よりも変速比が大きい第４速を設定するものであり、駆動ギヤ２２ａの歯数と従動ギヤ２２ｂの歯数とがほぼ同じになるように、または駆動ギヤ２２ａの歯数が従動ギヤ２２ｂの歯数よりも若干少なくなるように構成されている。したがって駆動ギヤ２２ａから従動ギヤ２２ｂに対してトルクを伝達する場合、すなわち第２入力軸８から第２カウンタ軸２３側へトルクを伝達する場合には、減速比がほぼ１の伝動機構として、または増速機構として機能するようになっている。

第２速係合機構２４は、第２カウンタ軸２３上で第２速の従動ギヤ２１ｂに隣接して配置され、第２カウンタ軸２３に相対回転可能に装着された従動ギヤ２１ｂを第２カウンタ軸２３に対して選択的に一体に固定するように構成されている。例えば、上記の第１伝動機構における各係合機構１７，１８，１９，２０などと同様に、第２カウンタ軸２３の回転と従動ギヤ２１ｂの回転とを同期させ、それら第２カウンタ軸２３と従動ギヤ２１ｂとをスプライン結合させるシンクロメッシュ機構によって構成されている。

第４速係合機構２５は、第２カウンタ軸２３上で第４速の従動ギヤ２２ｂに隣接して配置され、第２カウンタ軸２３に相対回転可能に装着された従動ギヤ２２ｂを第２カウンタ軸２３に対して選択的に一体に固定するように構成されている。同様に、例えば、第２カウンタ軸２３の回転と従動ギヤ２２ｂの回転とを同期させ、それら第２カウンタ軸２３と従動ギヤ２２ｂとをスプライン結合させるシンクロメッシュ機構によって構成されている。

そして、第１カウンタ軸１６および第２カウンタ軸２３は、それぞれ、カウンタギヤ対２６を介して、出力軸１１に常時動力伝達可能に連結されている。すなわち、第１カウンタ軸１６に一体に固定されたカウンタギヤ２６ａと、出力軸１１に一体に固定されたカウンタギヤ２６ｃとが噛み合わされているとともに、第２カウンタ軸２３に一体に固定されたカウンタギヤ２６ｂと、出力軸１１のカウンタギヤ２６ｃとが噛み合わされている。そしてその出力軸１１が、デファレンシャルギヤ２７および駆動軸２８を介して、駆動輪２に常時動力伝達可能に連結されている。

さらに、この発明で制御の対象とする車両Ｖｅは、駆動力源として、上述のエンジン１に加えて、モータ４が備えられている。この図１に示す例では、モータ４の出力が直接第２入力軸８に伝達されるように、モータ４の回転軸４ａと第２入力軸８とが連結されている。そしてここでは、モータ４は、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能との両方を兼ね備えたモータ・ジェネレータが用いられている。そのようなモータ４としては、例えば永久磁石式同期モータ（ＰＭ）あるいは誘導モータ（ＩＭ）などの交流モータが採用される。

なお、この発明におけるモータ４は、上記のように第２入力軸８に連結される構成の他に、例えば第１入力軸に対して動力伝達可能に連結されていてもよく、あるいは、出力軸１１または駆動輪２に対して直接動力伝達可能に連結されていてもよい。要は、モータ４は、第１クラッチ５および第２クラッチ６よりも駆動輪２側の動力伝達経路内のいずれかの回転部材に動力伝達可能に連結されていればよい。

このように、駆動力源としてエンジン１に加えて、モータ４が設けられることにより、モータ４が出力するトルクによってエンジン１のクランク軸１ａを回転させることができる。すなわち、この図１に示す例では、第２クラッチ６を係合状態または半係合状態に制御しつつ、第２速係合機構２４および第４速係合機構２５をいずれも解放状態にして第２入力軸８と第２カウンタ軸２３との間の動力伝達を遮断した状態で、モータ４でトルクを出力することにより、そのモータ４の出力トルクをエンジン１のクランク軸１ａへ伝達させることができる。そしてその伝達されたトルクによってクランク軸１ａを回転させることができる。この場合、モータ４の出力トルクの大きさおよび出力時間を適宜制御することにより、クランク軸１ａを所望する回転角度で回転させることができる。

また、第２クラッチ６を解放状態に制御しつつ、第２速係合機構２４または第４速係合機構２５のいずれかを係合状態にして第２入力軸８と第２カウンタ軸２３との間を動力伝達可能にした状態で、モータ４でトルクを出力することにより、そのモータ４の出力トルクを駆動輪２へ伝達させることができる。したがって、エンジン１の運転を停止した状態で、モータ４のみの出力により駆動力を発生させる、いわゆるＥＶモードで車両Ｖｅを走行させることができる。また、エンジン１の出力またはエンジン１およびモータ４の両方の出力により駆動力を発生させ、いわゆるＨＶモードで車両Ｖｅを走行させている場合に、モータ４の出力トルクを増大させることにより、要求駆動力に対するトルクの不足分を補うことができる。あるいは、後述するエンジン停止位置制御を実行する際の第１クラッチ５または第２クラッチ６の係合制御時に、モータ４の出力トルクを増大させて、制動側のトルクが増大することにより生じる駆動力の落ち込みを補償することができる。

モータ４は、前述したように、モータと発電機との両方の機能を有する周知の交流モータにより構成されている。したがって、モータ４は、インバータ（図示せず）を介してバッテリ（図示せず）に連結されている。すなわち、インバータによってモータ４とバッテリとの間で授受される電力を制御することにより、モータ４をモータとして機能させる場合の回転数やトルクを制御し、あるいはモータ４を発電機として機能させる場合の発電量を制御するように構成されている。

そして、上記に説明したようなエンジン１の運転状態、各クラッチ５，６の係合・解放状態、各係合機構１７，〜２０，２４，２５の動作状態、およびモータ４の運転状態等を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）２９が設けられている。この電子制御装置２９には、車両Ｖｅの各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ３０、アクセルペダルの踏み込み角または踏み込み量を検出するアクセル開度センサ３１、ブレーキペダルの踏み込み角または踏み込み量を検出するブレーキスイッチ３２、エンジン１のクランク軸１ａの回転速度を検出するエンジン回転速度センサ３３、クランク軸１ａのクランク角度を検出するクランク位置センサ３４、モータ４の回転軸の回転速度を検出するためのレゾルバ（図示せず）などの各種センサ装置類からの検出信号が入力される。これに対して、電子制御装置２９からは、エンジン１の回転を制御する信号、各クラッチ５，６の係合・解放状態を制御する信号、各係合機構１７，〜２０，２４，２５の動作状態を制御する信号、およびモータ４の回転状態を制御する信号などが出力されるように構成されている。

この発明では、上記のように構成された車両Ｖｅを制御の対象とすることにより、車両Ｖｅの走行中にエンジン１が運転を停止した場合に、エンジン１のクランク軸１ａの回転位置を、予めエンジン１の燃焼運転を始動させるのに適した位置に調整して設定しておく、いわゆるエンジン停止位置制御を実行することができる。例えば、エンジン１が運転を停止し、車両Ｖｅが惰力走行している場合、またはモータ４の出力により走行している場合に、第１クラッチ５または第２クラッチ６の一方を係合することにより、駆動輪２側からのトルクをクランク軸１ａに伝達し、クランク軸１ａを回転させることができる。すなわちエンジン停止位置制御を実行することができる。また、前述したように、モータ４の出力トルクをクランク軸１ａに伝達させることにより、クランク軸１ａを回転させて、エンジン停止位置制御を実行することもできる。

そして、この発明では、上記のようにエンジン停止位置制御を実行する場合、各クラッチ５，６のいずれか一方を係合させる際に、クラッチ係合時の摩擦損失を低減するための制御を実行するように構成されている。その制御の一例を、図２のフローチャートに示してある。このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図２において、先ず、車両Ｖｅが走行中であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。これは、例えば車輪速センサ３０の検出値から求まる車速の大きさに基づいて判断することができる。車両Ｖｅが走行中でないことにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、車両Ｖｅが走行中であることにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２へ進み、エンジン停止位置制御の実行要求があるか否かが判断される。前述したように、このエンジン停止位置制御は、車両Ｖｅの走行中にエンジン１に対する燃料の供給が停止され、エンジン１の燃焼運転が停止した際に、次回のエンジン１の始動をスムーズに行うため、エンジン１のクランク軸１ａの回転位置を予め始動に適した位置に調整し設定しておく制御である。具体的には、このエンジン停止位置制御は、エンジン１を始動するのに最適な位置を要求停止位置とすると、その要求停止位置の前後に所定値αの幅を持たせた範囲（すなわち要求停止位置±α）内にクランク軸１ａの停止位置が入るように、クランク軸を予め停止させておく制御である。

より具体的には、エンジン１のクランク軸１ａの回転速度が０になった場合、または０に近い極低回転速度になった場合に、クランク軸１ａの回転位置における停止位置が予測または推定され、その予測停止位置が、上記の「要求停止位置±α」の範囲外である場合に、エンジン停止位置制御に実行が要求される。したがって、このステップＳ１２では、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の運転を停止した場合に、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内にあると推定された場合は、エンジン停止位置制御を実行する必要がないので、このステップＳ１２で否定的に判断され、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の運転を停止した場合に、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲外にあると推定された場合には、エンジン停止位置制御の実行が必要と判断され、すなわちステップＳ１２で肯定的に判断されて、ステップＳ１３へ進む。このステップＳ１３では、エンジン停止位置制御を実行するために係合制御されるクラッチが配置されている側の伝動機構が、その伝動機構で設定可能な複数の変速段のうち変速比が最も小さい最高速段に設定される。この実施例では、自動変速機３の第１入力軸７と出力軸１１との間において、第１伝動機構９の最高速段を形成する第５速ギヤ対１４が動力伝達可能な状態に設定される。

なお、このエンジン停止位置制御における「要求停止位置」は、例えば実験やコンピュータによるシミュレーションなどの結果を基に、この車両Ｖｅに搭載されるエンジン１の種類や形式に応じて予め設定される。例えば、エンジン１として、気筒内にガソリン燃料を直接噴射する直噴エンジンを用いた場合、この「要求停止位置」は、直噴エンジンを適切に着火始動できるクランク角度の範囲として規定される。これは、直噴エンジンのポンピングエネルギが極小となる領域と重なる範囲であり、例えば、８気筒の直噴エンジンの場合は、圧縮上死点から３０°〜６０°の範囲内の位置として予め定められる。また、６気筒の直噴エンジンの場合は、圧縮上死点から４０°〜８０°の範囲内の位置として、また、４気筒の直噴エンジンの場合は、圧縮上死点から４０°〜１２０°の範囲内の位置として予め定められる。

ステップＳ１３で第１伝動機構９における変速段が、上記のように最高速段に設定されると、第１クラッチ５が係合され、駆動輪２側から伝達されるトルクによってクランク軸１ａが回転させられる（ステップＳ１４）。具体的には、第１クラッチ５が半係合状態に制御されて、クランク軸１ａが徐々に回転させられる。上記のステップＳ１３で第１伝動機構９が最高速段を形成する第５速ギヤ対１４に設定されていることにより、このステップＳ１４で第１クラッチ５を半係合させて、駆動輪２からのトルクをクランク軸１ａへ伝達する場合には、その駆動輪２からのトルクは第１伝動機構５の第５速ギヤ対１４で減速されてクランク軸１ａへ伝達される。そのため、第１クラッチ５を半係合状態に制御する際に、第１クラッチ５のクランク軸１ａ側の係合部材５ａと、自動変速機３側の係合部材５ｂとの間における回転数差を可及的に少なくすることができる。その結果、第１クラッチ５を係合制御する際の摩擦損失を可及的に低減することができ、このエンジン停止位置制御を速やかにかつ効率的に実行することができる。

第１クラッチ５が半係合状態に制御されてクランク軸１ａが回転させられると、そのクランク軸１ａの停止位置が、前述の「要求停止位置±α」の範囲内に入ったか否かが判断される（ステップＳ１５）。クランク軸１ａの停止位置が未だ「要求停止位置±α」の範囲内に入っていないことにより、このステップＳ１５で否定的に判断された場合は、このステップＳ１５の制御が再度実行される。すなわち、このステップＳ１５の制御は、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内に入るまで繰り返し実行される。

そして、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内に入ったことにより、ステップＳ１５で肯定的に判断されると、ステップＳ１６へ進み、第１クラッチ５が解放状態に制御される。すなわち、このエンジン停止位置制御が終了する。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

上記のように、図２のフローチャートに示す制御を実行することにより、第１クラッチ５（または第２クラッチ６）を係合させることによるエンジン停止位置制御の際に、第１クラッチ５における摩擦損失を低減することができる。一方、上記の制御例では、第１クラッチ５の摩擦損失を低減するために、第１伝動機構９における変速段が最高速段の第５速に設定される。そのため、エンジン停止位置制御の後に、エンジン１を再始動する際の加速要求が大きい場合には、その加速走行のために自動変速機３の変速比を、変速比が大きい低速段に設定する必要がある。そこでこの発明では、エンジン停止位置制御の後の加速要求に対しても適切に対応するために、以下の図３のフローチャートで示す制御を実行するように構成されている。

図３において、先ず、車両Ｖｅが走行中であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。車両Ｖｅが走行中でないことにより、このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、車両Ｖｅが走行中であることにより、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２２へ進み、エンジン停止位置制御の実行要求があるか否かが判断される。

これらステップＳ２１およびステップＳ２２の制御内容は、それぞれ、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１１およびステップＳ１２の制御内容と同一である。したがって、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の運転を停止した場合に、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内にあると推定され、エンジン停止位置制御を実行する必要がないと判断されたことにより、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の運転を停止した場合に、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲外にあると推定され、エンジン停止位置制御の実行が必要と判断されたことにより、ステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２３へ進み、加速待機していない側の伝動機構が高速段（ハイギヤ）に設定される。

すなわち、エンジン停止位置制御を実行するために係合制御されるクラッチが配置されている側の一方の伝動機構が、その伝動機構で設定可能な複数の変速段のうち変速比が最も小さい最高速段に設定される。それとともに、エンジン停止位置制御を実行するために係合制御されるクラッチが配置されていない側の他方の伝動機構が、その伝動機構で設定可能な複数の変速段のうち変速比が大きく、加速走行に適した低速段に設定される。具体的には、自動変速機３の第１入力軸７と出力軸１１との間において、第１伝動機構９の最高速段を形成する第５速ギヤ対１４が動力伝達可能な状態に設定されるとともに、自動変速機３の第２入力軸８と出力軸１１との間において、第２伝動機構１０の最低速段を形成する第２速ギヤ対２４が、加速待機側として、動力伝達可能な状態に設定される。

なお、加速待機側で設定される低速段は、上記のような第２速に限らず、変速比が１よりも小さい変速段であってもよい。例えば、エンジン停止位置制御を実行するために第２伝動機構１０側の第２クラッチ６が係合制御される場合には、加速待機側として、第１伝動機構９で第１速または第３速、もしくは変速比が１よりも大きい変速段が設定される。

ステップＳ２３で第１伝動機構９における変速段が、上記のように最高速段に設定されると、第１クラッチ５が係合され、駆動輪２側から伝達されるトルクによってクランク軸１ａが回転させられる（ステップＳ２４）。そして、そのクランク軸１ａの停止位置が、前述の「要求停止位置±α」の範囲内に入ったか否かが判断される（ステップＳ２５）。

上記のステップＳ２４、ステップＳ２５、および後述するステップＳ２６の制御内容は、それぞれ、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１４、ステップＳ１５、およびステップＳ１６の制御内容と同一である。したがって、ステップＳ２５の制御が、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内に入るまで繰り返し実行され、そして、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内に入ったことにより、ステップＳ２５で肯定的に判断されると、ステップＳ２６へ進み、第１クラッチ５が解放状態に制御される。すなわち、このエンジン停止位置制御が終了する。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

上記のように、図３のフローチャートに示す制御を実行することにより、第１クラッチ５を係合させることによるエンジン停止位置制御の際に、第１クラッチ５における摩擦損失を低減することができる。それとともに、エンジン停止位置制御の際に係合制御されない第２クラッチ６側の第２伝動機構１０が、加速待機のために、最低速段である第２速に設定される。したがって、エンジン停止位置制御の後の加速要求が大きい場合には、第２クラッチ６を係合することにより、即座に加速走行に適した低速段、すなわち上記の制御例では第２速が設定される。そのため、エンジン停止制御が実行された後に加速要求がある場合であっても、運転者に違和感を与えることなく、加速要求に対応した適切な加速走行を実現することができる。

この発明の更に他の制御例を、図４のフローチャートに示してある。図４において、先ず、車両Ｖｅが走行中であるか否かが判断される（ステップＳ３１）。車両Ｖｅが走行中でないことにより、このステップＳ３１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、車両Ｖｅが走行中であることにより、ステップＳ３１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３２へ進み、エンジン停止位置制御の実行要求があるか否かが判断される。

これらステップＳ３１およびステップＳ３２の制御内容は、それぞれ、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１１およびステップＳ１２の制御内容と同一である。したがって、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の運転を停止した場合に、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲内にあると推定され、エンジン停止位置制御を実行する必要がないと判断されたことにより、ステップＳ３２で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、車両Ｖｅの走行中にエンジン１の運転を停止した場合に、クランク軸１ａの停止位置が「要求停止位置±α」の範囲外にあると推定され、エンジン停止位置制御の実行が必要と判断されたことにより、ステップＳ３２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３３へ進み、エンジン停止位置制御後の再加速の可能性が小さいか否かが判断される。車両Ｖｅの再加速の可能性については、エンジン停止位置制御の実行が判断された時点、またはエンジン停止位置制御が開始された時点における車両Ｖｅの車速、アクセル開度、およびブレーキスイッチ信号、あるいは走行環境の情報などに基づいて推定される。そしてその再加速の可能性が、閾値として予め設定した所定の基準値よりも小さいか否かが判断される。例えば、ブレーキスイッチ３２がＯＮの場合は、再加速の可能性は低いと判断することができる。反対に、ブレーキスイッチ３２がＯＦＦの場合には、再加速の可能性は高いと判断することができる。

エンジン停止位置制御後の再加速の可能性が小さいことにより、このステップＳ３３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３４へ進み、エンジン停止位置制御を実行するために係合制御されるクラッチが配置されている側の一方の伝動機構が、その伝動機構で設定可能な複数の変速段のうち変速比が最も小さい最高速段（ハイギヤ）に設定される。

ステップＳ３４で第１伝動機構９または第２伝動機構１０における変速段が、上記のように最高速段（すなわち、第５速または第４速）に設定されると、第１クラッチ５または第２クラッチ６が係合され、駆動輪２側から伝達されるトルクによってクランク軸１ａが回転させられる（ステップＳ３５）このステップＳ３５ならびに以降のステップＳ３６およびステップＳ３７の制御内容は、それぞれ、前述の図２のフローチャートにおけるステップＳ１４ならびにステップＳ１５およびステップＳ１６の制御内容と同一である。

一方、エンジン停止位置制御後の再加速の可能性が小さくないことにより、ステップＳ３３で否定的に判断された場合には、次のステップＳ３４を飛ばし、ステップＳ３５へ進む。そして、従前の制御が同様に実行される。この場合に第１伝動機構９または第２伝動機構１０で設定される変速段は、自動変速機３に対する通常の変速制御に基づいて設定されるべき変速段に設定される。例えば、通常の変速制御における変速線図または変速マップに基づいて設定される。そしてその後、ステップＳ３６およびステップＳ３７の制御が同様に実行される。

上記のように、図４のフローチャートに示す制御では、エンジン停止位置制御を実行する際に、再加速の可能性が推定される。そして、再加速の可能性が低いと判断される場合は、エンジン停止位置制御のためのクラッチ係合時の摩擦損失の低下を優先して、クラッチが係合される側の伝動機構が変速比が小さい最高速段に設定される。一方、再加速の可能性が高いと判断される場合には、その再加速の際の加速応答性の確保を優先して、通常の変速制御に基づいて変速段が設定される。そのため、エンジン停止位置制御の際に、クラッチ係合時の摩擦損失の低減と、エンジン停止位置制御の後の加速応答性の確保とを、可及的に両立させることができる。

なお、この図４のフローチャートに示す制御は、自動変速機３として、上述したようなデュアルクラッチ式変速機以外に、遊星歯車式の自動変速機、ベルト式あるいはトロイダル式の無段変速機、あるいは常時噛み合い歯車式の多段変速機をベースにした自動変速機を制御の対象にすることができる。すなわち、この図４のフローチャートに示す制御によれば、上記のようなデュアルクラッチ式変速機以外の自動変速機を制御の対象とした場合でも、可及的に、再加速時の加速応答性を確保しつつ、クラッチの摩擦損失を低減することができる。

以上のように、この発明に係る車両の制御装置によれば、走行中にエンジン１の燃焼運転が停止されると、自動変速機３、すなわちデュアルクラッチ式変速機のいずれか一方のクラッチ５（または６）を係合し、駆動輪２側からのトルクをエンジン１のクランク１ａ軸に伝達することにより、クランク１ａ軸が回転させられて、その停止位置がエンジン１の着火始動に適した位置に設定される。すなわち、エンジン停止位置制御が実行される。したがって、クラッチ５（または６）の係合・解放状態を制御することにより、容易にエンジン停止位置制御を実行することができる。

そして、上記のようにしてエンジン停止位置制御が実行される際には、エンジン停止位置制御のために制御されるクラッチ５（または６）が連結されている側の伝動機構９（または１０）が最高速段（すなわち、第５速または第４速）に設定される。その結果、駆動輪２側からクランク軸１ａに伝達されるトルクは伝動機構９（または１０）で減速されることになり、クラッチ５（または６）のクランク軸１ａ側の係合部材５ａ（または６ａ）と自動変速機３側の係合部材５ｂ（または６ｂ）との間における回転数差が小さくなる。そのため、クラッチ５（または６）を係合制御する際の損失を低減することができるとともに、エンジン停止位置制御を速やかにかつスムーズに実行することができる。

さらに、この発明における自動変速機３がいわゆるデュアルクラッチ式変速機であることから、エンジン停止位置制御が実行される際には、上記のように一方の入力軸７（または８）に連結されている伝動機構９（または１０）が最高速段（すなわち、第５速または第４速）に設定されることに加えて、クラッチ５（または６）の係合制御に関与しない他方の入力軸８（または７）に連結されている伝動機構１０（または９）が、車両Ｖｅを加速走行させるのに適した低速段（すなわち、第２速、もしくは第１速または第３速、もしくは変速比が１よりも小さい変速段）に設定される。すなわち、エンジン停止位置制御が実行される際には、他方の伝動機構１０（または９）が加速走行のための低速段に設定されて待機させられる。そのため、エンジン停止制御が実行された後に加速要求がある場合であっても、加速応答性を良好に確保することができ、運転者に違和感を与えることなく、加速要求に対応した適切な加速走行を実現することができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２５を実行する機能的手段が、この発明における「停止位置制御手段」に相当し、ステップＳ２３を実行する機能的手段が、この発明における「待機手段」に相当する。

１…エンジン、 １ａ…クランク軸、 ２…駆動輪、 ３…自動変速機（デュアルクラッチ式変速機）、 ４…モータ、 ５…第１クラッチ、 ６…第２クラッチ、 ７…第１入力軸、 ８…第２入力軸、 ９…第１伝動機構、 １０…第２伝動機構、 １１…出力軸、 ２９…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ３０…車輪速センサ、 ３１…アクセル開度センサ、 ３２…ブレーキスイッチ、 ３３…エンジン回転速度センサ、 ３４…クランク位置センサ、 Ｖｅ…車両。

Claims (2)

1. エンジンと、そのエンジンの動力を駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、走行中に前記エンジンの燃焼運転を停止した際に、前記エンジンのクランク軸の回転位置を、前記エンジンの始動に適した位置に予め調整するエンジン停止位置制御を実行可能な車両の制御装置において、
   前記自動変速機は、第１クラッチを介して前記クランク軸と選択的に動力伝達可能に連結される第１入力軸と、第２クラッチを介して前記クランク軸と選択的に動力伝達可能に連結される第２入力軸と、前記駆動輪と動力伝達可能に連結された出力軸と、前記第１入力軸と前記出力軸との間で選択的に動力伝達可能に連結されてそれぞれ変速比が異なる複数の変速段を設定する第１伝動機構と、前記第２入力軸と前記出力軸との間で選択的に動力伝達可能に連結されてそれぞれ変速比が異なる複数の変速段を設定する第２伝動機構とを備えたデュアルクラッチ式変速機により構成されており、
   前記第１クラッチまたは前記第２クラッチを係合させることにより、前記自動変速機側から前記クランク軸へトルクを伝達して前記エンジン停止位置制御を実行する停止位置制御手段と、
   前記エンジン停止位置制御の実行時に、いずれかの前記クラッチを係合させる側の一方の伝動機構における変速段を、変速比が最も小さい最高速段に設定するとともに、他方の伝動機構における変速段を、低速段に設定する待機手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
   
2. 前記車両は、駆動力源として、前記第１入力軸、前記第２入力軸、または前記出力軸のいずれかに直接動力を伝達することが可能なモータを更に備えているハイブリッド車両を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。

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