JP2017032100A

JP2017032100A - 車両制御装置

Info

Publication number: JP2017032100A
Application number: JP2015154213A
Authority: JP
Inventors: 有永里; Yu Nagasato; 朋亮 ▲柳▼田; Tomoaki Yanagida; 謙大木村; Kenta Kimura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-08-04
Also published as: JP6394531B2

Abstract

【課題】車両におけるフリーランからの復帰時において、無段変速機の変速時間を短縮するとともに機械式オイルポンプから吐出される作動油の供給流量の不足を抑制すること。【解決手段】動力源、無段変速機、クラッチ、および動力源が駆動するＭＯＰを備える車両に対し、惰性走行の継続中に惰性走行終了条件を満たした場合に動力源を再始動させ無段変速機の変速比を目標変速比に変化させてからクラッチを係合させる制御を行う車両制御装置であって、惰性走行からの復帰時の変速比から目標変速比に変化させる必要変速時間を算出し、プリチャージ時間のデータを有する時間算出部と、必要変速時間がプリチャージ時間以下の場合、プリチャージ完了後にクラッチ係合を開始し、必要変速時間がプリチャージ時間より大きい場合、プリチャージ完了後に第１，第２係合要素の回転数差が所定回転数以下になった時点でクラッチのスリップ係合を開始する係合制御部とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両において、エンジンの停止中における油圧供給源として電動オイルポンプを備えた発進ギヤ付きベルト式ＣＶＴ（以下、ＷＣＶＴ）が知られている。また、ＷＣＶＴを備えた車両がエンジンを停止させつつ惰性走行を行う、いわゆるフリーランにおいては、ＷＣＶＴと駆動輪との間に設けられたクラッチが開放される。これにより、車両の燃費を向上させることができる。

特許文献１には、無段変速機と駆動輪との間に介装されたクラッチと、駆動輪に結合された電動機と、無段変速機とクラッチとに油圧を供給するオイルポンプと、を備えた車両において、電動機により駆動輪に回生トルクを付与する減速回生中、クラッチを係合状態から開放状態に切り替える際、クラッチをスリップ状態にして無段変速機の変速比を最低変速比または最高変速比にした後、クラッチを開放する技術が開示されている。

特許文献１に記載された技術によれば、無段変速比の変速比を、最低変速比または最高変速比に変化させてから固定しているので、フリーラン中における無段変速機の変速比を確定させることができる。

特開２０１４−０９７７７３号公報

上述した技術において、車両がフリーランから復帰する際に、無段変速機に対して変速制御を行った後に、開放状態にあるクラッチを係合させる方法が考えられる。この場合、無段変速機において、クラッチを開放した際の変速比から目標の変速比に変化させる時間、すなわち無段変速機の変速時間が必要になる。また、クラッチのクリアランスをクラッチが係合状態になる直前の状態に制御するために、エンジンからの動力によって駆動して作動油を吐出する機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）からの油圧の供給が必要になる。クラッチが係合状態になる直前の状態に制御するとは、クラッチピストンと摩擦板とのクリアランスをクラッチが係合状態にならない程度の所定の幅まで狭くして待機状態にすることである。

しかしながら、フリーランから復帰した直後の車両においては、エンジンが再始動し始めた状態にあるのでＭＯＰの回転数が低く、ＭＯＰからの作動油の吐出流量が小さい。そのため、無段変速機の変速制御およびクラッチが係合状態になる直前の状態に制御するために必要な作動油の流量に対して、ＭＯＰから吐出される作動油の供給流量が不足するという問題がある。

また、フリーランから復帰する際には、無段変速機の変速比を、フリーランから復帰した時点での変速比からクラッチを係合させるために必要な目標の変速比まで、変化させる必要がある。無段変速機の変速速度は、騒音振動（ＮＶ）の観点から、上限が設定されている。そのため、フリーラン復帰時の変速比と目標の変速比との差が大きい場合、フリーラン復帰時から目標の変速比に変化させてクラッチを係合状態にするまでの時間（復帰応答時間）が長くなるという問題がある。この復帰応答時間に対して上限値が設定されている場合、復帰応答時間を上限値以下にする必要があるため、車両をフリーランから復帰させる条件としての車速の下限値が高くなってしまい、燃費が相対的に低下するという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両におけるフリーランからの復帰時において、機械式オイルポンプから吐出される作動油の供給流量の不足を抑制できるとともに、フリーランからの復帰時における復帰応答時間を短縮して、相対的に燃費が低下することを抑制できる車両制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、動力源と、前記動力源から入力された駆動力を変速して出力する無段変速機と、第１係合要素と第２係合要素とが係合または開放されることによって前記動力源と駆動輪との間の前記無段変速機を経由する動力伝達経路を接続または遮断するクラッチと、前記動力源によって駆動される機械式オイルポンプと、を備える車両に対して、前記車両の走行中に、所定の惰性走行の開始の条件を満たした場合に前記動力源を停止かつ前記クラッチを開放させて前記惰性走行を開始させ、前記惰性走行の継続中に前記惰性走行の終了の条件を満たした場合に、前記動力源を再始動させるとともに前記無段変速機の変速比を目標の変速比になるように変化させてから前記クラッチを係合させる制御を行う車両制御装置であって、前記無段変速機において、所定の変速速度で前記惰性走行からの復帰時における変速比から前記目標の変速比に変化させるために必要な必要変速時間を算出するとともに、前記クラッチをプリチャージさせるために必要なプリチャージ時間のデータが格納された時間算出部と、前記時間算出部が算出した前記必要変速時間が前記プリチャージ時間以下である場合、前記クラッチのプリチャージが完了後に前記クラッチの係合を開始し、前記必要変速時間が前記プリチャージ時間より大きい場合、前記クラッチの前記第１係合要素と前記第２係合要素との回転数差を検出して、前記クラッチのプリチャージが完了した後に前記回転数差が所定回転数以下になった時点で前記クラッチをスリップ状態にして係合を開始する係合制御部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る車両制御装置によれば、無段変速機の必要変速時間がクラッチのプリチャージ時間以下の場合に、無段変速機の変速速度を減少させる制御を行えば、フリーランから復帰した直後の車両において、無段変速機の変速に必要な単位時間当たりの変速に必要な機械式オイルポンプから吐出する作動油の流量である変速流量を低減できるため、車両がフリーランから復帰する際に、機械式オイルポンプから吐出される作動油の供給流量の不足を抑制することが可能となる。また、必要変速時間がプリチャージ時間より大きい場合に、クラッチを完全係合させる時点より前の時点でクラッチをスリップ状態にして係合を開始できるので、フリーランからの復帰時において復帰応答時間を短縮することができ、燃費の相対的な低下を抑制することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態において対象とする車両を模式的に示すスケルトン図である。図２は、本発明の実施形態による車両制御装置の一例を示すブロック図である。図３は、本発明の一実施形態によるフリーラン制御を説明するためのフローチャートである。図４は、本発明の一実施形態による変速マップの一例を示す図である。図５は、比較例としてのフリーラン走行から復帰する際の車両状態の変化を示すタイムチャートである。図６は、本発明の一実施形態によるフリーラン走行から復帰する際の車両状態の変化を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

（１．車両）
まず、本発明の実施形態による車両制御装置の制御対象となる車両について説明する。図１は、本実施形態において対象とする車両の一例を示すスケルトン図である。

図１に示すように、車両Ｖｅは、動力源としてエンジン１を備える。エンジン１はエンジン回転数Ｎｅに応じて所定の動力を出力する。エンジン１から出力された動力は、流体伝動装置としてのトルクコンバータ２、入力軸３、前後進切替機構４、ベルト式の無段変速機５（以下、ＣＶＴ）またはギヤ列６、出力軸７、カウンタギヤ機構８、デファレンシャルギヤ９、および駆動軸１０を介して、駆動輪１１に伝達される。ＣＶＴ５の下流側には、エンジン１を駆動輪１１から切り離すためのクラッチとして第２クラッチＣ２が設けられている。第２クラッチＣ２を開放させることによって、ＣＶＴ５と出力軸７との間がトルク伝達不能に遮断され、エンジン１に加えてＣＶＴ５が駆動輪１１から切り離される。

具体的にトルクコンバータ２は、エンジン１に連結されたポンプインペラ２ａ、ポンプインペラ２ａに対向して配置されたタービンランナ２ｂ、およびポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとの間に配置されたステータ２ｃを備える。トルクコンバータ２の内部は作動流体としてのオイルで満たされている。ポンプインペラ２ａはエンジン１のクランクシャフト１ａと一体回転する。タービンランナ２ｂには、入力軸３が一体回転するように連結されている。トルクコンバータ２はロックアップクラッチを備え、その係合状態ではポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとが一体回転し、その開放状態ではエンジン１から出力された動力が作動流体を介してタービンランナ２ｂに伝達される。なお、ステータ２ｃは、一方向クラッチを介してケースなどの固定部に保持されている。

また、ポンプインペラ２ａには、ベルト機構などの伝動機構を介して、機械式オイルポンプとしてのメカオイルポンプ（ＭＯＰ）４１が連結されている。ＭＯＰ４１は、ポンプインペラ２ａを介してクランクシャフト１ａに連結され、エンジン１によって駆動される。なお、ＭＯＰ４１とポンプインペラ２ａとが一体回転するように構成されてもよい。

入力軸３は、前後進切替機構４に連結されている。前後進切替機構４は、エンジン１が出力する動力であるエンジントルクを駆動輪１１へ伝達する際、駆動輪１１に作用するトルクの方向を前進方向と後進方向とに切り替える。前後進切替機構４は、差動機構からなり、図１に示す例ではダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。

前後進切替機構４は、サンギヤ４Ｓと、リングギヤ４Ｒ、第１ピニオンギヤ４Ｐ₁、第２ピニオンギヤ４Ｐ₂、およびキャリヤ４Ｃを備える。リングギヤ４Ｒは、サンギヤ４Ｓに対して同心円上に配置されている。第１ピニオンギヤ４Ｐ₁はサンギヤ４Ｓに噛み合っている。第２ピニオンギヤ４Ｐ₂は、第１ピニオンギヤ４Ｐ_１およびリングギヤ４Ｒに噛み合っている。キャリヤ４Ｃは、それぞれの第１ピニオンギヤ４Ｐ₁および第２ピニオンギヤ４Ｐ₂を自転可能かつ公転可能に保持している。サンギヤ４Ｓには、ギヤ列６の駆動ギヤ６１が一体回転するように連結されている。キャリヤ４Ｃには、入力軸３が一体回転するように連結されている。

また、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとを選択的に一体回転させる第１クラッチＣ１が設けられている。第１クラッチＣ１を係合させることによって、前後進切替機構４全体が一体回転する。さらに、リングギヤ４Ｒを選択的に回転不能に固定するブレーキＢ１が設けられている。第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１は、油圧式である。

例えば、第１クラッチＣ１を係合させ、かつブレーキＢ１を開放させると、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが一体回転する。すなわち、入力軸３と駆動ギヤ６１とが一体回転する。また、第１クラッチＣ１を開放させ、かつブレーキＢ１を係合させると、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが逆方向に回転する。すなわち、入力軸３と駆動ギヤ６１とは逆方向に回転する。

車両Ｖｅにおいては、エンジン１から入力された駆動力を変速して出力する無段変速機であるＣＶＴ５と有段変速部であるギヤ列６とが並列に設けられている。入力軸３と出力軸７との間の動力伝達経路として、ＣＶＴ５を経由する動力伝達経路（以下、第１経路）とギヤ列６を経由する動力伝達経路（以下、第２経路）とが、並列に形成されている。

ＣＶＴ５は、入力軸３と入力軸回転数Ｎinで一体回転するプライマリプーリ５１、セカンダリシャフト５４と一体回転するセカンダリプーリ５２、一対のプーリ５１，５２に形成されたＶ溝に巻き掛けられたベルト５３を備える。入力軸３はプライマリシャフトとなる。

プライマリプーリ５１は、入力軸３と一体化された固定シーブ５１ａ、入力軸３上で軸線方向に移動可能な可動シーブ５１ｂ、および可動シーブ５１ｂに推力を付与するプライマリ油圧シリンダ５１ｃを備える。固定シーブ５１ａのシーブ面と可動シーブ５１ｂのシーブ面とが対向して、プライマリプーリ５１のＶ溝を形成する。プライマリ油圧シリンダ５１ｃは、可動シーブ５１ｂの背面側に配置されている。プライマリ油圧シリンダ５１ｃ内の油圧（以下、プライマリ圧）Ｐ_inによって、可動シーブ５１ｂを固定シーブ５１ａ側へ移動させる推力が発生する。

セカンダリプーリ５２は、セカンダリシャフト５４と一体化された固定シーブ５２ａ、セカンダリシャフト５４上で軸線方向に移動可能な可動シーブ５２ｂ、および可動シーブ５２ｂに推力を付与するセカンダリ油圧シリンダ５２ｃを備える。固定シーブ５２ａのシーブ面と可動シーブ５２ｂのシーブ面とが対向して、セカンダリプーリ５２のＶ溝を形成する。セカンダリ油圧シリンダ５２ｃは、可動シーブ５２ｂの背面側に配置されている。セカンダリ油圧シリンダ５２ｃ内の油圧（以下、セカンダリ圧）Ｐ_outによって、可動シーブ５２ｂを固定シーブ５２ａ側へ移動させる推力が発生する。

ＣＶＴ５の変速比γは、各プーリ５１，５２のＶ溝幅を変化させてベルト５３の巻き掛け径を変化させることによって、連続的に変化する。ＣＶＴ５の変速比γの取り得る最大値をγmax、最小値をγminとすると、変速比γは最大変速比γmax（ギヤが最もＬｏｗ）と最小変速比γmin（ギヤが最もＨｉｇｈ）との範囲内で連続的に変化する。

第２クラッチＣ２は、セカンダリシャフト５４と出力軸７との間に設けられており、出力軸７からＣＶＴ５を選択的に切り離す。例えば、第２クラッチＣ２を係合させると、ＣＶＴ５と出力軸７との間が動力伝達可能に接続され、セカンダリシャフト５４と出力軸７とが一体回転する。すなわち、第２クラッチＣ２の上流側のセカンダリプーリ５２の回転数Ｎout1と第２クラッチＣ２の下流側の出力軸７の出力軸回転数Ｎout2とが一致（Ｎout1＝Ｎout2）する。一方、第２クラッチＣ２を開放させると、セカンダリシャフト５４と出力軸７との間が動力伝達不能に遮断され、エンジン１およびＣＶＴ５が駆動輪１１から切り離される。

第２クラッチＣ２は油圧式である。油圧アクチュエータによって第２クラッチＣ２の係合要素同士が摩擦係合するように構成されている。そのため、第２クラッチＣ２の係合要素同士を半係合状態として摩擦係合させると、第２クラッチＣ２をスリップ状態にできる。この場合、ＣＶＴ５と出力軸７との間を伝達するトルクが比較的小さくなる。

出力軸７には、出力ギヤ７ａと従動ギヤ６３とが一体回転するように取り付けられている。出力ギヤ７ａは、減速機構であるカウンタギヤ機構８のカウンタドリブンギヤ８ａと噛み合っている。カウンタギヤ機構８のカウンタドライブギヤ８ｂは、デファレンシャルギヤ９のリングギヤ９ａと噛み合っている。デファレンシャルギヤ９には、左右の駆動軸１０，１０を介して左右の駆動輪１１，１１が連結されている。

ギヤ列６は、前後進切替機構４のサンギヤ４Ｓと一体回転する駆動ギヤ６１と、カウンタギヤ機構６２と、出力軸７と一体回転する従動ギヤ６３とを含む。ギヤ列６は減速機構であって、ギヤ列６の変速比（ギヤ比）は、ＣＶＴ５の最大変速比γmaxよりも大きい所定値に設定されている。ギヤ列６の変速比は固定変速比である。車両Ｖｅは、発進時にエンジン１からギヤ列６を介して駆動輪１１に動力を伝達可能である。ギヤ列６は発進ギヤとして機能する。

駆動ギヤ６１は、カウンタギヤ機構６２のカウンタドリブンギヤ６２ａと噛み合っている。カウンタギヤ機構６２は、カウンタドリブンギヤ６２ａと、カウンタシャフト６２ｂと、従動ギヤ６３に噛み合っているカウンタドライブギヤ６２ｃとを含む。カウンタシャフト６２ｂには、カウンタドリブンギヤ６２ａが一体回転するように取り付けられている。カウンタシャフト６２ｂは入力軸３および出力軸７と平行に配置されている。カウンタドライブギヤ６２ｃは、カウンタシャフト６２ｂに対して相対回転可能に構成されている。

カウンタシャフト６２ｂとカウンタドライブギヤ６２ｃとの間には、カウンタシャフト６２ｂとカウンタドライブギヤ６２ｃとを選択的に一体回転させる噛合式の係合装置（以下、ドグクラッチ）Ｓ１が設けられている。ドグクラッチＳ１は、噛合式の一対の係合要素６４ａ，６４ｂと、ドグクラッチＳ１の軸線方向に移動可能なスリーブ６４ｃとを備える。ドグクラッチＳ１は、油圧式であり、油圧アクチュエータによってスリーブ６４ｃが軸線方向に移動する。ドグクラッチＳ１を係合させることによって、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６３との間（第２経路）が動力伝達可能に接続される。係合要素６４ｂとスリーブ６４ｃとの噛み合いが解除されることによって、ドグクラッチＳ１は開放状態となる。ドグクラッチＳ１を開放状態にすることによって、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６３との間（第２経路）は動力伝達不能に遮断される。

（２．車両制御装置）
図２は、この一実施形態による車両制御装置を模式的に示す機能ブロック図である。車両制御装置は、車両Ｖｅを制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００によって構成されている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータを主体にして構成される。ＥＣＵ１００は、入力されたデータおよび予め記憶させられているデータを使用して演算を行い、その演算結果を指令信号として出力する。

ＥＣＵ１００には、各種センサ３１〜３７からの信号が入力される。車速センサ３１は車速Ｖを検出する。入力軸回転数センサ３２は入力軸３の回転数（以下、入力軸回転数）Ｎinを検出する。入力軸３とタービンランナ２ｂとは一体回転するため、入力軸回転数センサ３２は、タービンランナ２ｂの回転数（以下、タービン回転数）Ｎtを検出していることになる。入力軸回転数Ｎinとタービン回転数Ｎtとは一致する。第１出力軸回転数センサ３３は、セカンダリシャフト５４の回転数（以下、第１出力軸回転数）Ｎout1を検出する。第２出力軸回転数センサ３４は、出力軸７の回転数（以下、第２出力軸回転数）Ｎout2を検出する。第２クラッチＣ２前（上流側）が第１出力軸回転数Ｎout1となり、第２クラッチＣ２における第１係合要素を構成する。一方、第２クラッチＣ２後（下流側）が第２出力軸回転数Ｎout2となり、第２クラッチＣ２における第２係合要素を構成する。エンジン回転数センサ３５は、クランクシャフト１ａの回転数（以下、エンジン回転数）Ｎeを検出する。アクセル開度センサ３６は、アクセルペダル（図示せず）の操作量を検出する。ブレーキストロークセンサ３７は、ブレーキペダル（図示せず）の操作量を検出する。

ＥＣＵ１００は、走行制御部１０１、復帰制御部１０２、算出部１０３、変速比設定部１０４、変速制御部１０５、および判定部１０６を備える。

走行制御部１０１は、車両Ｖｅを複数の走行モードのいずれかに設定制御する。走行モードの一例としてはフリーランがある。フリーランとは、エンジン切り離しクラッチである第２クラッチＣ２を開放させるとともにエンジン１を自動停止させて、車両Ｖｅを惰性走行させる走行モードのことである。走行制御部１０１は、所定の実行条件が成立した場合にフリーラン制御を実行し、車両Ｖｅを通常走行からフリーランに移行させる。また、走行制御部１０１は、エンジン１に指令信号を出力して、燃料供給量、吸入空気量、燃料噴射、および点火時期などを制御する。

復帰制御部１０２は、フリーラン中に所定の復帰条件が成立した場合、フリーランから通常走行に復帰させる制御（復帰制御）を実行する。フリーランから通常走行に復帰することにより、エンジン１が出力した動力で走行可能になる。

時間算出部としての算出部１０３は、所定の変速速度によって、ＣＶＴ５の変速比がフリーラン復帰時の変速比から目標変速比γtgtに変化するために必要なシーブ変速時間Ｔ_sfttgt、すなわち必要変速時間Ｔ_sfttgtを算出する。必要変速時間Ｔ_sfttgtの算出に利用される所定の変速速度は、シーブストローク速度に依存する変速比の時間変化率である。算出部１０３は例えば、ＣＶＴ５の回転中において入力軸回転数Ｎinを第１出力軸回転数Ｎout1で除算することによりＣＶＴ５の変速比γ（＝Ｎin／Ｎout1）を算出する。

変速比設定手段としての変速比設定部１０４は、車両Ｖｅに応じて設定される所定の変速マップに従って、ＣＶＴ５の変速比γを設定する。なお、この一実施形態における変速マップの詳細については後述する。

変速制御部１０５は、ＣＶＴ５における変速比を目標変速比γtgtに変化させた後に第２クラッチＣ２を係合させる制御を行う。また、変速制御部１０５は、油圧制御装置２００に油圧指令信号を出力して、ＣＶＴ５の変速動作や、第１クラッチＣ１などの各係合装置の動作を制御する。変速制御部１０５は第２クラッチＣ２に対して、クラッチピストンと摩擦板とのクリアランスをクラッチが係合状態にならない程度の所定の幅まで狭くする、いわゆるクリアランス制御であるプリチャージを行う。プリチャージは、パック詰めとも称される。

判定部１０６は、実行条件や復帰条件が成立するか否かを判定する。判定部１０６による判定に基づいて変速制御部１０５が各係合装置の動作を制御する場合、変速制御部１０５および判定部１０６が係合制御部として機能する。また、判定部１０６の記録部（図示せず）には、車両諸元に基づいて確定される第２クラッチＣ２のプリチャージに要する時間（プリチャージ時間Ｔ_c2）が読み出し可能に格納されている。さらに、判定部１０６は、フリーランを開始させる条件であるフリーラン実行条件が成立するか否かを判定する。

油圧制御装置２００は、ＣＶＴ５の各油圧シリンダ５１ｃ，５２ｃや、それぞれの係合装置、すなわち第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１、およびドグクラッチＳ１のそれぞれの油圧アクチュエータに油圧を供給する。ＥＣＵ１００は、油圧制御装置２００を制御することによって、動力伝達経路を第１経路と第２経路との間で切り替える制御や、ＣＶＴ５の変速制御や、各種の走行モードに切り替える制御などを実行する。

（３．フリーラン制御）
次に、本発明の一実施形態によるフリーラン制御について説明する。図３は、フリーラン制御の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１００は、車両Ｖｅを通常走行状態に制御している状態から図３に示す制御フローを実行する。通常走行状態では、第２クラッチＣ２を係合させてエンジン１の動力で車両Ｖｅを前進走行させている。

ステップＳＴ１において判定部１０６は、車両Ｖｅが通常走行中に、アクセル開度センサ３６からの信号に基づいてアクセルがオフであるか否かを判定する。なお、アクセルがオフである（アクセルＯｆｆ）とは、運転者がアクセルペダルから足を離した場合など、アクセルペダルが戻されたことである。アクセル開度が零（０）の場合にアクセルがオフになる。アクセルがオフである場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２に移行して、判定部１０６は、ブレーキストロークセンサ３７からの信号に基づいてブレーキがオフであるか否かを判定する。なお、ブレーキがオフである（ブレーキＯｆｆ）とは、運転者がブレーキペダルから足を離した場合など、ブレーキペダルが戻されたことである。ブレーキ踏力やブレーキストローク量が零（０）の場合にブレーキがオフになる。

すなわち、ステップＳＴ１，ＳＴ２において判定部１０６は、フリーランを開始させる条件であるフリーラン実行条件が成立するか否かを判定している。ここで、フリーラン実行条件は、車両Ｖｅが通常走行中にアクセルがオフかつブレーキがオフになる場合である。そのため、判定部１０６は、アクセルがオフでないと判定した場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）や、ブレーキがオフでないと判定した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）は、ＥＣＵ１００は、この制御ルーチンを終了する。すなわち、走行制御部１０１が、車両Ｖｅをフリーラン状態に移行させずに、通常走行状態を継続させる。判定部１０６が、アクセルはオフであり（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、かつブレーキもオフである（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）と判定すると、ステップＳＴ３に移行する。これは、車両Ｖｅにおいてフリーラン実行条件が成立したためである。

ステップＳＴ３において走行制御部１０１は、第２クラッチＣ２の開放制御を行って第２クラッチＣ２を開放させた後、ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４において走行制御部１０１は、ＣＶＴ５の変速比γを検出する。ここで、ステップＳＴ３とステップＳＴ４の順序は限定されず、ステップＳＴ３とステップＳＴ４とをほぼ同時に実行しても、ステップＳＴ４の実行後にステップＳＴ３を実行してもよい。ＣＶＴ５の変速比γを検出した後、ステップＳＴ５に移行して、走行制御部１０１は、エンジン１内部への燃料の供給を停止させてエンジン１を自動停止させる。これらのステップＳＴ３〜ＳＴ５の制御は、フリーラン開始制御である。ここで、フリーラン開始制御において、走行制御部１０１は、エンジン１を停止させる前にＣＶＴ５の変速比γを検出している。これは、第２クラッチＣ２を開放させてエンジン１を停止させた後は、ＣＶＴ５の各プーリ５１，５２の回転が停止することから、ＣＶＴ５の変速比γを検出できないためである。その後、ステップＳＴ６に移行する。

ステップＳＴ６において走行制御部１０１は、ＣＶＴ５の変速比γをステップＳＴ４において検出した変速比に維持する。この場合、ＣＶＴ５の変速比γは、フリーラン開始時の変速比γに固定される。車両Ｖｅがフリーラン中、走行制御部１０１は各プーリ５１，５２のＶ溝幅をフリーラン開始時のＶ溝幅に維持させる。これにより、プライマリプーリ５１の推力とセカンダリプーリ５２の推力との比（シーブ推力比）が維持される。走行制御部１０１は、各プーリ５１，５２のＶ溝幅が変化しないように、プライマリ圧Ｐ_inとセカンダリ圧Ｐ_outとの油圧比（油圧バランス）を制御する。これにより、ＣＶＴ５の変速比γがフリーラン開始時の変速比γに維持される。この状態においては、ＣＶＴ５の回転が停止しているので、フリーラン開始前の油圧よりも低い油圧であっても、各プーリ５１，５２のＶ溝幅をフリーラン開始時の状態に維持できる。なお、ステップＳＴ６はステップＳＴ５と同時に実行してもよい。

その後、ステップＳＴ７に移行して、走行制御部１０１が車速Ｖを検出する。その後、ステップＳＴ８に移行する。

ステップＳＴ８において判定部１０６は、フリーランから通常走行に復帰させる条件（フリーラン復帰条件）が成立するか否かを判定する。ＥＣＵ１００にフリーランの復帰指示が入力されるとフリーラン復帰条件が成立する。フリーラン復帰条件として、アクセルがオン（アクセルＯｎ）である場合や、ブレーキがオン（ブレーキＯｎ）である場合が含まれる。ここで、アクセルＯｎとは、運転者がアクセルペダルを踏み込んだことであり、アクセル開度が零より大きい状態である。ブレーキＯｎとは、運転者がブレーキペダルを踏み込んだことであり、ブレーキ踏力やブレーキストローク量が零よりも大きい状態である。

判定部１０６が、フリーラン復帰条件が成立したと判定した場合（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ９に移行する。なお、フリーラン復帰条件として、消費電力や、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）や、トランスミッションの油温などが含まれてもよい。これらはシステム要求のフリーラン復帰指示となる。一方、フリーラン復帰条件が成立しない場合（ステップＳＴ８：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００はステップＳＴ７に復帰して、ステップＳＴ７，ＳＴ８の処理を繰り返す。

ステップＳＴ９に移行すると、算出部１０３は、フリーラン復帰時における目標変速比γtgtを算出する。具体的に算出部１０３は、車速Ｖと入力軸回転数Ｎinとの関係で表される変速マップに基づいて、フリーラン復帰時の目標変速比γtgtを算出する。変速マップの一例を図４に示す。

図４に示すように、車速Ｖと入力軸回転数Ｎinとをパラメータとする変速マップに基づいて、ＣＶＴ５の変速比γが決定される。ＣＶＴ５は変速マップに基づいて変速させられる。ここでは、フリーラン開始時のＣＶＴ５の変速比γが最小変速比γminである場合を例にして説明する。車両Ｖｅがフリーラン中、ＣＶＴ５の変速比γは最小変速比γminに維持される。フリーラン復帰時の車速Ｖ₂はフリーラン開始時の車速Ｖ₁よりも低い。そのため、フリーラン復帰時におけるＣＶＴ５に対する変速制御として、ＣＶＴ５をダウンシフトさせる。ＣＶＴ５に対してダウンシフト制御を実行することによって、ＣＶＴ５の変速比γはフリーラン開始時の最小変速比γminから目標変速比γtgtに向かって変化する。

変速比設定部１０４による目標変速比γtgtの決定方法として、目標入力軸回転数Ｎtgtを決定した後、目標入力軸回転数Ｎtgtと復帰条件成立時の車速Ｖ₂とに基づく変速比を目標変速比γtgtとして決定することができる。目標入力軸回転数Ｎtgtは、エンジンストールの発生や、ＮＶ性能が低下する所定回転数よりも大きい値となる。例えば、目標入力軸回転数Ｎtgtは、コースト線上の入力軸回転数に決定される。コースト線とは、通常走行時にアクセル開度が零（Ａｃｃ＝０％）になった場合の変速線である。フリーラン復帰時の車速Ｖ₂において、最小変速比γminに対応する入力軸回転数は、コースト線上の目標入力軸回転数Ｎtgtよりも低い。これは、フリーラン復帰時の車速Ｖ₂が、最小変速比γminでコースト走行できる下限車速Ｖ₃よりも小さいため（Ｖ₂＜Ｖ₃）である。フリーラン復帰時にダウンシフト制御を実行して、入力軸回転数Ｎinをコースト線上の目標入力軸回転数Ｎtgtまで上昇させる。復帰制御部１０２は、プライマリ油圧シリンダ５１ｃ内のオイルを排出させてプライマリ圧Ｐ_inを低下させることによって、プライマリプーリ５１のＶ溝幅を広くさせる。これにより、ＣＶＴ５の変速比γを目標変速比γtgtに向けて増大させることができる。

続いて、図３に示すステップＳＴ１０に移行すると、算出部１０３は、シーブ変速時間Ｔ_sfttgtを算出する。シーブ変速時間Ｔ_sfttgtは、ＣＶＴ５の変速比γを、フリーラン復帰時における変速比、上述した図４においては例えば最小変速比γminから、目標変速比γtgtに変化させるための必要変速時間Ｔ_sfttgtである。この一実施形態において、フリーラン復帰時の変速比から目標変速比γtgtに変化させる際の、所定速度としてのシーブ変速速度は、ＮＶの観点から決定されたシーブ変速速度の範囲内の上限値とする。なお、シーブ変速速度は必ずしもこの速度に限定されるものではない。続いて、図３に示すステップＳＴ１１に移行すると、復帰制御部１０２はエンジン１を再始動させる。

次に、ステップＳＴ１２に移行して判定部１０６は、算出部１０３が算出したシーブ変速時間Ｔ_sfttgtと、第２クラッチＣ２のプリチャージの開始から完了までの時間（プリチャージ時間）Ｔ_c2とを比較する。判定部１０６は、シーブ変速時間Ｔ_sfttgtがプリチャージ時間Ｔ_c2以下であるか否かを判定する。

判定部１０６がシーブ変速時間Ｔ_sfttgtはプリチャージ時間Ｔ_c2以下であると判定した場合（ステップＳＴ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１３に移行する。ステップＳＴ１３において走行制御部１０１は、第２クラッチＣ２を係合させるタイミングを、第１出力軸回転数Ｎout1と第２出力軸回転数Ｎout2との回転数差ΔＮout（＝Ｎout1−Ｎout2）が０になるタイミングに設定する。

次に、ステップＳＴ１４に移行して、変速制御部１０５はＣＶＴ５に対するシーブ変速制御を開始する。すなわち、変速制御部１０５は、プライマリプーリ５１およびセカンダリプーリ５２の推力を制御してそれぞれのＶ溝幅を変化させ、ＣＶＴ５に対してフリーラン復帰時の変速比から目標変速比γtgtに向けての変速比の変化を開始する。また、変速制御部１０５は、並行して第２クラッチＣ２に対するプリチャージを開始する。これにより、ＭＯＰ４１から第２クラッチＣ２に作動油が供給されてプリチャージが実行される。その後、ステップＳＴ１５に移行する。

ステップＳＴ１５においては、第２クラッチＣ２のプリチャージが完了する。この時点において、第２クラッチＣ２は係合状態の直前の状態になっている。ここで、ステップＳＴ１２において判定部１０６により、シーブ変速時間Ｔ_sfttgtはプリチャージ時間Ｔ_c2以下であると判定されている。そのため、ステップＳＴ１５においてプリチャージが完了した時点では、ＣＶＴ５における変速が完了していることになる。

続いて、ステップＳＴ１６に移行して、変速制御部１０５は第２クラッチＣ２を係合させる制御を行う。ステップＳＴ１６を実行することにより、第２クラッチＣ２が係合し、かつエンジン１が駆動しているため、フリーランが終了する。

他方、ステップＳＴ１２において判定部１０６が、シーブ変速時間Ｔ_sfttgtはプリチャージ時間Ｔ_c2より長いと判定した場合（ステップＳＴ１２：Ｎｏ）、ステップＳＴ１７に移行する。ステップＳＴ１７において走行制御部１０１は、第２クラッチＣ２を係合させるタイミングを、第１出力軸回転数Ｎout1と第２出力軸回転数Ｎout2との回転数差ΔＮoutが所定値Ａになるタイミングに設定する。

次に、ステップＳＴ１８に移行して、変速制御部１０５はステップＳＴ１４と同様にしてＣＶＴ５に対するシーブ変速制御を開始する。また、変速制御部１０５は、並行して第２クラッチＣ２に対するプリチャージを開始する。その後、ステップＳＴ１９に移行する。

ステップＳＴ１９において判定部１０６は、第１出力軸回転数Ｎout1と第２出力軸回転数Ｎout2との回転数差ΔＮoutが所定値Ａ以下になるか否かの判定を行う。ここで、ＣＶＴ５の各プーリ５１，５２は回転中であるため、第１出力軸回転数センサ３３により第１出力軸回転数Ｎout1が検出でき、駆動輪１１および出力軸７が回転中であるため、第２出力軸回転数センサ３４により第２出力軸回転数Ｎout2を検出できる。これにより、算出部１０３は、回転数差ΔＮoutを算出できる。判定部１０６が回転数差ΔＮoutは所定値Ａより大きいと判定している間（ステップＳＴ１９：Ｎｏ）、ステップＳＴ１９が繰り返し行われる。判定部１０６が回転数差ΔＮoutは所定値Ａ以下であると判定した場合（ステップＳＴ１９：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２０に移行する。ここで、ステップＳＴ１２において判定部１０６により、シーブ変速時間Ｔ_sfttgtはプリチャージ時間Ｔ_c2より長いと判定されている。そのため、第２クラッチＣ２のプリチャージが完了した時点では、ＣＶＴ５において変速比γが目標変速比γtgtに変化していない可能性が高い。

ステップＳＴ２０において走行制御部１０１は、第２クラッチＣ２をスリップ状態にして係合させる制御を行う。そして、ＣＶＴ５の変速比γが目標変速比γtgtになった時点で、第１出力軸回転数Ｎout1と第2出力軸回転数Ｎout2とが一致して、第２クラッチＣ２の係合が完了する。

ステップＳＴ１６またはステップＳＴ２０を実行すると復帰制御が完了する。すなわち、フリーランから復帰するとは、車両Ｖｅがフリーラン中に、ＥＣＵ１００がエンジン１を再始動させるとともに第２クラッチＣ２を係合させることである。フリーランから通常走行に復帰させることにより、この制御ルーチンが終了する。なお、上述したフリーラン制御において、第２クラッチＣ２を開放させたり係合させたりする代わりに、第１クラッチＣ１を開放させたり係合させたりすることも可能である。

（４．タイムチャート）
図５は、従来技術によるフリーラン制御を実行した場合のタイムチャートである。図５は、フリーラン中の車両Ｖｅにフリーラン復帰指示がされた時点ｔ0から、第２クラッチＣ２が完全係合した時間ｔ42の直後までを示す。図６は、この一実施形態によるフリーラン制御を実行した場合のタイムチャートである。図６は、フリーラン中の車両Ｖｅにフリーラン復帰指示がされた時点ｔ0（図３中、ステップＳＴ９）から、第２クラッチＣ２が完全係合した時間ｔ41（図３中、ステップＳＴ１６，ＳＴ２０）の直後までを示す。

図５に示すように、時間ｔ0において、復帰制御部１０２がブレーキのオンやアクセルのオンなどのフリーラン復帰指示を検出すると、復帰制御部１０２はエンジン始動制御を実行し、エンジン１を再始動させる。エンジン始動制御では、スタータなどによりエンジン１をクランキングさせる。これにより、エンジン回転数Ｎｅが零から増加し始める。

エンジン始動制御が実行されてＣＶＴ５が回転し始めると、時間ｔ1において、プライマリプーリ５１とセカンダリプーリ５２とが同時に回転し始める。そのため、時間ｔ1において、タービン回転数Ｎt（＝入力軸回転数Ｎin）と第１出力軸回転数Ｎout1とが同時に零から上昇し始める。

その後、時間ｔ2において、エンジン１は、スタータなどによって回転させられている状態から、自立状態に移行する。自立状態とは、エンジン１の各気筒での燃焼が行われてエンジン１が自立燃焼を行って自立回転できる状態である。その際のエンジン回転数Ｎｅは自立回転数となる。また、エンジン回転数Ｎeとタービン回転数Ｎt（＝入力軸回転数Ｎin）とは同じ回転数となって増加する。なお、図５および図６においては、時間ｔ2以降のエンジン回転数Ｎｅの線とタービン回転数Ｎt（＝入力軸回転数Ｎin）の線とは同一の線により記載している。

時間ｔ2以降において変速制御部１０５は、第２クラッチＣ２のプリチャージを開始する制御を行う。これにより、完全開放していた第２クラッチＣ２の油圧アクチュエータに油圧が供給され、係合要素同士のクリアランス（ギャップ）が縮められる。このとき、作動油の必要流量も、変速流量に加えて第２クラッチＣ２のプリチャージに必要な流量（プリチャージ用流量）分だけ増加する。第２クラッチＣ２のプリチャージは、時間ｔ31の時点で完了する。

エンジン１が自立状態になると、燃料供給および点火によってエンジントルクを出力し始めるとともに、エンジン回転数Ｎeが上昇し始める。また、時間ｔ2から、復帰制御部１０２はＣＶＴ５のダウンシフト制御を開始する。ダウンシフト制御においては、プライマリ圧Ｐ_inを減少させ、かつセカンダリ圧Ｐ_outを増加させる。これにより、プライマリプーリ５１のＶ溝幅が広がり、かつセカンダリプーリ５２のＶ溝幅が狭まる。

ダウンシフト制御を開始することによって、ＣＶＴ５の変速比γがフリーラン復帰時の変速比から目標変速比γtgtに向けて増加し始める。これに伴って、入力軸３の入力軸回転数Ｎinが上昇し始める。時間ｔ2〜ｔ42の間においてＣＶＴ５の変速比γは連続的に増加する。時間ｔ42においてＣＶＴ５の変速比γが目標変速比γtgtに到達すると、ダウンシフト制御が完了する。

時間ｔ42において、ＣＶＴ５の変速比γが目標変速比γtgtになると、第１出力軸回転数Ｎout1が第２出力軸回転数Ｎout2と同期する。そして、時間ｔ42において変速制御部１０５は、第２クラッチＣ２を完全係合させる。このようにして、時間ｔ42において、フリーラン復帰制御が完了する。これにより、フリーランから通常走行への復帰が完了する。

一方、図６に示す一実施形態によるフリーラン制御においては、上述した図５に示す従来技術によるフリーラン制御と異なる制御を行う。すなわち、第２クラッチＣ２のプリチャージの完了後である時間ｔ31の後、第１出力軸回転数Ｎout1と第２出力軸回転数Ｎout2との回転数差ΔＮが所定値Ａ以下になった場合（図３中、ステップＳＴ１９，ＳＴ２０）、第２クラッチＣ２をスリップ状態にして係合制御を開始する。この場合、第１出力軸回転数Ｎout1と第２出力軸回転数Ｎout2とが一致するより前の時点（時間ｔ32）において、第２クラッチＣ２に対する係合制御を開始することになる。そのため、第２クラッチＣ２の係合が完了する時間を、図５に示す従来技術による第２クラッチＣ２の係合が完了する時間ｔ42より前の時点（時間ｔ41）にできる。

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、車両Ｖｅがフリーランから復帰する際に、ＣＶＴ５の必要変速時間Ｔ_sfttgtが第２クラッチＣ２のプリチャージ時間Ｔ_c2より長い場合に、第２クラッチＣ２に対する係合制御を、第１出力軸回転数Ｎout1と第2出力軸回転数Ｎout2とが一致するより前の時点で開始して、第２クラッチＣ２をスリップ状態で係合させていることにより、フリーランの復帰応答時間を従来に比して短縮できる。

従来技術においては、ＮＶの観点からＣＶＴ５の変速速度の上限値が決定されているため、フリーラン復帰時における変速比γと目標変速比γtgtとの差が大きい場合、復帰応答時間が長くなる問題があった。この問題に伴い、復帰応答時間に上限値が設定されていると、フリーラン復帰時における変速比γと目標変速比γtgtとの差をできる限り小さくする必要がある。そこで、フリーラン復帰時における変速比γと目標変速比γtgtとの差を小さくするために、フリーランからの復帰条件となる下限の車速を比較的大きい車速にする必要があった。また、従来技術においてＣＶＴ５の変速速度を増加させることで復帰応答時間を短縮する方法も考えられる。しかしながら、変速速度を増加させるためには、ＮＶの観点からシーブやベルトなどに対して種々の対策を施す必要が生じ、高コスト化するという問題が新たに生じる。これに対し、上述した一実施形態においては、ＣＶＴ５の必要変速時間Ｔ_sfttgtが、第２クラッチＣ２のプリチャージ時間Ｔ_c2より長い場合に、従来に比して復帰応答時間を短縮できるので、車両Ｖｅがフリーランから復帰する復帰条件となる車速の下限値を低下でき、燃費の相対的な低下を抑制できる。

また、車両Ｖｅがフリーランから復帰する際に、第２クラッチＣ２のプリチャージ時間Ｔ_c2がＣＶＴ５の必要変速時間Ｔ_sfttgt以上の場合に、ＣＶＴ５の変速速度を低下させる制御を行うようにすれば、ＣＶＴ５の変速に必要な作動油の流量における単位時間当たりの変速流量を低減できる。これによって、ＭＯＰ４１から吐出する作動油の吐出流量に関して、必要流量に対する不足流量を低減できる。従来技術の場合、作動油の必要流量が大きくなると、電動オイルポンプを駆動させて油路（いずれも図示せず）内にオイルを供給する必要が生じるため、不足流量が大きくなるほど、電動オイルポンプの大容量化、大型化が必要になった。これに対し、上述した一実施形態においては、ＭＯＰ吐出流量の不足流量を低減することができるので、電動オイルポンプの大容量化、大型化を抑制できる。

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

１エンジン
５無段変速機
１００ＥＣＵ
１０１走行制御部
１０２復帰制御部
１０３算出部
１０４変速比設定部
１０５変速制御部
２００油圧制御装置
Ｃ２第２クラッチ

Claims

動力源と、前記動力源から入力された駆動力を変速して出力する無段変速機と、第１係合要素と第２係合要素とが係合または開放されることによって前記動力源と駆動輪との間の前記無段変速機を経由する動力伝達経路を接続または遮断するクラッチと、前記動力源によって駆動される機械式オイルポンプと、を備える車両に対して、前記車両の走行中に、所定の惰性走行の開始の条件を満たした場合に前記動力源を停止かつ前記クラッチを開放させて前記惰性走行を開始させ、前記惰性走行の継続中に前記惰性走行の終了の条件を満たした場合に、前記動力源を再始動させるとともに前記無段変速機の変速比を目標の変速比になるように変化させてから前記クラッチを係合させる制御を行う車両制御装置であって、
前記無段変速機において、所定の変速速度で前記惰性走行からの復帰時における変速比から前記目標の変速比に変化させるために必要な必要変速時間を算出するとともに、前記クラッチをプリチャージさせるために必要なプリチャージ時間のデータが格納された時間算出部と、
前記時間算出部が算出した前記必要変速時間が前記プリチャージ時間以下である場合、前記クラッチのプリチャージが完了後に前記クラッチの係合を開始し、前記必要変速時間が前記プリチャージ時間より大きい場合、前記クラッチの前記第１係合要素と前記第２係合要素との回転数差を検出して、前記クラッチのプリチャージが完了した後に前記回転数差が所定回転数以下になった時点で前記クラッチをスリップ状態にして係合を開始する係合制御部と、を有する
ことを特徴とする車両制御装置。