JP4128051B2 - 自動車の走行駆動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の変速段に切り換え自在な走行用の自動変速機が、低速側の変速段では走行装置側のトルクがエンジン側に伝達されるのを阻止するワンウェイクラッチが作用するように構成され、車両の走行駆動状態を制御する制御手段が、変速操作用の制御情報に基づいて前記自動変速機を変速する変速制御、及び、所定のエンジン停止条件が成立すると、前記エンジンを停止させるアイドルストップ制御を実行するよう構成されている自動車の走行駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記構成の自動車の走行駆動制御装置は、前記アイドルストップ制御を実行することによって、所定のエンジン停止条件が成立する状況においてはエンジンを自動的に停止させて燃料の消費量を抑制することができるようにしたものである。又、走行用の自動変速機が低速側の変速段では前記ワンウェイクラッチが作用するように構成されていることにより、例えばアクセル操作を停止して車速を減速させているときに前記変速制御が実行されることにより自動変速機が高速側の変速段から低速側の変速段に切り換えられたときにおいて、車体が慣性力によって前方側へ移動しようとして走行装置が回転しようとするが、そのとき、ワンウェイクラッチによって走行装置がエンジン側の回転速度よりも高速回転することを許容して滑らかに走行することができるようにしたものである。
【０００３】
そして、従来では、前記制御手段は前記自動変速機の変速状態にかかわらず、所定のエンジン停止条件が成立すると直ちにエンジンを停止させる構成となっていた。前記所定のエンジン停止条件としては、少なくともアクセル操作が解除される条件を含むものであり、そして、その他の条件としては、車速が設定速度以下にまで低下しているような条件やエンジン回転速度が所定回転速度以下に低下している条件等を含むものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成においては、前記自動変速機の変速状態にかかわらず、所定のエンジン停止条件が成立すると直ちにエンジンを停止させる構成となっていることから、次のような不利な点があり改善の余地があった。
【０００５】
例えば、車体が高速で走行している状態から走行を停止させるためにアクセル操作を停止してブレーキ操作にて車速を減速させているときに、上記したような所定のエンジン停止条件が成立すると直ちにエンジンを停止させるのであるが、エンジンを停止させる時に前記自動変速機が前記ワンウェイクラッチが作用しない高速側の変速段にあると、エンジンの停止に伴ってショックが発生して操縦者に不快感を与えるおそれがある。つまり、車体が慣性力によって前方側へ移動しようとして走行装置が前進方向に向けて回転しようとするが、エンジンが停止することによって、その走行装置の前進方向に向けての回転が阻止される状態となってショックが発生することになる。
上記したような自動変速機を備えるものでは、エンジンの動力がトルクコンバータを介して自動変速機に伝達される構成が一般的であり、上記したようなエンジン停止時において、このトルクコンバータにおける滑りによってショックを軽減させることが可能であるが、そのことにより充分にショックを軽減させることは難しく、操縦者に不快感を与えるおそれがある。
【０００６】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、アイドルストップ制御を実行するときに、ショックの発生に起因して操縦者に不快感を与えることを回避させることが可能となる自動車の走行駆動制御装置を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の自動車の走行駆動制御装置は、複数の変速段に切り換え自在な走行用の自動変速機が、低速側の変速段では走行装置側のトルクがエンジン側に伝達されるのを阻止するワンウェイクラッチが作用するように構成され、車両の走行駆動状態を制御する制御手段が、変速操作用の制御情報に基づいて前記自動変速機を変速する変速制御、及び、所定のエンジン停止条件が成立すると、前記エンジンを停止させるアイドルストップ制御を実行するよう構成されているものであって、前記制御手段が、前記アイドルストップ制御において、前記所定のエンジン停止条件が成立したときに前記自動変速機が前記ワンウェイクラッチが作用する変速段であれば前記エンジンを停止させ、前記所定のエンジン停止条件が成立したときに前記自動変速機が前記ワンウェイクラッチが作用する変速段でなければ、前記エンジンを停止させないように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、制御手段は、所定のエンジン停止条件が成立すると、エンジンを停止させるアイドルストップ制御を実行することになるが、このアイドルストップ制御を実行する場合において、エンジン停止条件が成立したときにおける自動変速機の変速段の違いに応じてエンジンを停止させるタイミングが変化することになる。
つまり、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動変速機がワンウェイクラッチが作用する変速段に切り換えられている状態であればすぐにエンジンを停止させることになる。このとき、自動変速機は走行装置側のトルクがエンジン側に伝達されるのを阻止するワンウェイクラッチが作用する状態になっているから、エンジンを停止させても、走行装置が停止されたエンジンによって車体走行方向での回転が阻止されることがないので、エンジンの停止に伴うショックが発生することはない。
【０００９】
又、制御手段は、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動変速機がワンウェイクラッチが作用する変速段でなければエンジンを停止させないようになっている。この場合には、エンジンを停止させないでエンジンが継続して作動することになり、その後、自動変速機がワンウェイクラッチが作用する変速段に切り換えられるとエンジンを停止させることになる。
【００１０】
従って、アイドルストップ制御を実行する場合に所定のエンジン停止条件が成立したときに、自動変速機がワンウェイクラッチが作用していない変速段に切り換えられていても、エンジンの停止に伴ってショックが発生することを防止することができ、ショックの発生に起因して操縦者に不快感を与えることを回避させることが可能となる自動車の走行駆動制御装置を提供できるに至った。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る自動車の走行駆動制御装置を自動車の一例としてハイブリッド車両に適用した場合について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両は、走行駆動用のエンジン１と走行駆動用の電動モータ２とが一体回転するように直結されている。つまり、走行駆動用のエンジン１の出力軸１ａに直結される状態で走行駆動用の電動モータ２を備えて、これらの動力により走行装置としての左右の車輪３を駆動して走行するように駆動手段としての駆動ユニットＫＵが構成されている。前記電動モータ２は、エンジン１の出力軸１ａにロータ２ａが同一軸芯で一体回動するように連結され、そのロータ２ａの外周部を囲うステータ２ｂが位置固定状態で図示しない車体支持部に支持される構成となっている。
【００１２】
そして、この電動モータ２は、エンジン１の作動が停止している状態においてその出力軸１ａに対して駆動力を与えてエンジン１を始動させるように構成され、且つ、エンジン１が始動した後は、出力軸１ａに対してエンジン回転方向と同方向の駆動力を与えてトルクアシストを行う力行状態と、前記出力軸１ａから駆動力が与えられて発電する回生作動を行う回生状態とに切り換え可能に構成されている。つまり、エンジン１が作動しているときに電動モータ２がエンジン１にて回転駆動される出力軸１ａに対してその回転方向と同一方向にトルクを出力させる力行作動を実行することで、所望の走行駆動力を出力しながらエンジン１が燃料消費を低減できるように、エンジン１の出力に対する動力の補助つまりトルクアシストを行うことができる構成となっている。又、バッテリーの充電状態が低い場合には、電動モータ２が回生状態となって、出力軸１ａから駆動力が与えられて発電して得られた回生電力をバッテリー４に充電することができる構成となっている。
【００１３】
前記駆動ユニットＫＵの動力は、トルクコンバータ５を介して自動変速機６に伝えられ、この自動変速機６により変速された後に差動機構７を介して左右の車輪３に伝えられる構成となっている。
前記自動変速機６は、周知構成の自動変速機であり、図２に示すように、複数の油圧式の変速用クラッチ１８が備えられ、それらの複数の油圧式の変速用クラッチ１８を選択的に入り切りすることで伝動比が切り換えられて、例えば前進４段、後進１段の夫々の変速段に切り換えることができるように構成されており、後述の如くアクセル操作量の情報及び車速の情報等に基づいて自動的に変速操作される構成となっている。
そして、この自動変速機６は、低速側の変速段、つまり、前進第１速の変速段では車輪３側のトルクがエンジン１側に伝達されるのを阻止するワンウェイクラッチ１９が作用するように構成されている。つまり、車輪側のトルクがエンジン側に伝達されるのを阻止するワンウェイクラッチ１９が備えられて、前進第１速の変速段ではこのワンウェイクラッチ１９が作用する状態となり、それ以外の変速段では作用しない状態となるように伝動状態が切り換えられる構成となっている。
【００１４】
次に、このハイブリッド車両における走行駆動用の制御構成について説明する。
図１及び図２に示すように、車両全体の動作を統括して管理する車両制御部８、この車両制御部８からの制御情報に基づいて電動モータ２の動作を制御するモータ制御部９、車両制御部８からの制御情報に基づいてエンジン１の出力、具体的には、電子スロットル弁１０のスロットル開度及びインジェクタ１１による燃料噴射量を自動調節するエンジン制御部１２、車両制御部８からの制御情報に基づいて自動変速機６の変速段を切り換え制御する変速制御部２０の夫々が備えられ、アクセル操作具１３の操作量を検出するポテンショメータ式のアクセル操作量検出センサＳ１、ブレーキ操作具１４が踏み込み操作されているか否かを検出するスイッチ式のブレーキ操作センサＳ２、電動モータ２の回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転速度センサＳ３、及び、車輪３の車軸の回転速度に基づいて車速を検出する車速センサＳ４、シフトポジションレバー１７の位置を検出するシフトポジションセンサＳ５等による各種の検出情報が車両制御部８に入力される構成となっている。
【００１５】
前記モータ制御部９は、図３に示すように、バッテリー４から供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給する駆動用電力を制御したり、回生作動により電動モータにて発生してバッテリー４に供給される回生電力を制御するインバータ２８と、車両制御部８からの制御情報に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）されたパルス駆動信号をインバータ２８における各スイッチングトランジスタの各ベース端子に供給するＰＷＭ制御回路２９等を備えて構成され、電動モータ２に通流する電流の大きさや交流電流の周波数を変更させることにより駆動トルクや回転速度を調整したり、前記バッテリー４に充電される回生電力を調整することができる構成となっている。
【００１６】
前記ブレーキ操作具１４により機械式制動手段ＫＳを作動させて機械的な制動力を発生させるための構成について説明を加えると、運転者の足踏み操作にてブレーキ操作具１４が操作されると、その足踏み操作力に対応させて制動用の油圧操作力を発生させる周知構成のマスターシリンダ１５が備えられ、このマスターシリンダ１５から作動油供給路１５ａを通して出力される油圧操作力にて前記車輪３の近傍に設けられた摩擦式の制動装置１６を作動させて車体を制動させる構成となっている。このような機械式制動手段ＫＳは、ブレーキ操作具１４に対する運転者の操作力が大きくなるほど、その油圧操作力、すなわち、機械的な制動力が大となるように変更調節自在に構成されている。
【００１７】
前記シフトポジションレバー１７の位置としては、「Ｐ」（駐車位置）、「Ｒ」（後進走行位置）、「Ｎ」（中立位置）、「Ｄ」（前進走行位置）があり、運転者により運転状況に応じて適宜切り換え操作されることになる。
【００１８】
前記車両制御部８は、シフトポジションセンサＳ５の検出情報、アクセル操作量検出センサＳ１の検出情報、車速センサＳ４の検出情報、及び、バッテリー４の充電量情報等の変速操作用の制御情報に基づいてモータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するとともに、変速制御部２０に対して自動変速機６に対する制御情報を指令するように構成されている。
従って、車両制御部８、モータ制御部９、エンジン制御部１２、変速制御部２０の夫々により、車両の走行駆動状態を制御する制御手段Ｈが構成され、この制御手段Ｈが、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン１を停止させるアイドルストップ制御を実行するよう構成され、そのアイドルストップ制御において、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動変速機６がワンウェイクラッチ１９が作用する変速段であればエンジン１を停止させ、所定のエンジン停止条件が成立したときに自動変速機６がワンウェイクラッチ１９が作用する変速段でなければエンジン１を停止させないように構成されている。
【００１９】
以下、各部の具体的な動作について説明する。
先ず、車両制御部８によるエンジン１及び電動モータ２の制御について説明する。例えば、シフトポジションレバー１７が、「Ｐ」（駐車位置）や「Ｎ」（中立位置）にあるときは、基本的にはエンジン１を停止し電動モータ２によるトルクアシストは行わない。しかし、バッテリー４の充電状態が設定量以下にまで低下してバッテリー４を充電する必要があるような場合には、車両制御部８は、エンジン１を作動させてエンジン１の動力を電動モータ２の回生作動により発電した電力をバッテリー４に充電するように、エンジン１及び電動モータ２の作動を制御すべく、モータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。
【００２０】
又、シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されているとき、アクセル操作具１３が踏み込み操作されて車体を発進させるときは、そのときエンジン１が停止していれば電動モータ２を回転させてエンジン１を始動させ、車体が前進走行すると、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整するとともにバッテリー４の充電状態が充分高ければ電動モータ２が力行作動を実行するようにモータ制御部９およびエンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。又、バッテリー４の充電状態が低下すると力行作動に代えて回生作動を実行することになる。
そして、シフトポジションレバー１７が「Ｒ」（後進走行位置）に操作されているときは、アクセル操作量に応じてエンジン１の出力を調整するが、電動モータ２の力行作動及び回生作動はいずれも行わないようになっている。
【００２１】
前記変速制御について説明を加えると、車両制御部８は、アクセル操作具１３の操作量や車速の情報等に基づいて予め設定されているマップデータに従って、自動変速機６の変速段を順次切り換えるように複数の変速用クラッチ１８を選択的に切り換え制御すべく、変速制御部２０に対して自動変速機６に対する制御情報を指令するよう構成されている。
例えば、シフトポジションレバー１７が「Ｄ」（前進走行位置）に操作されているとき、停止していたり車速が低速であれば自動変速機６の前進走行用の変速段のうち最も低速の変速段である前進第１速に切り換え、アクセル操作具１３が踏み込み操作されると、前記マップデータに従って変速段を前進第２速、前進第３速、及び、前進第４速というように、順次、高速側に切り換えるように制御する。又、車体を高速で走行している状態から減速させているときは、変速段を高速走行用の変速段、例えば前進第４速から、前進第３速、前進第２速、及び、前進第１速というように、順次、低速側に切り換えるように制御する構成となっている。
【００２２】
次に、アイドルストップ制御について説明する。
車体が走行しているときに走行を停止させるためにアクセル操作具１３の踏み込み操作が解除され、その操作量が零になったような場合には、車速は徐々に低下していき、エンジン１の回転速度が低下することになるが、前記車両制御部８は、このようなエンジン１の回転速度が所定の回転速度にまで低下するアイドリング状態においてエンジン１を停止させるための所定のエンジン停止条件が成立すると、エンジン１を停止させるべくエンジン制御部１２に制御情報を指令するアイドルストップ制御を実行するよう構成されている。
前記所定のエンジン停止条件としては、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が零であり、しかも、車速センサＳ４にて検出される車速が設定速度以下にまで低下していることが条件とされる。つまり、アクセル操作が解除されてエンジン１を停止させてもよいと考えられる状況か否かを判断するための条件である。
【００２３】
又、車体が走行しているときにアクセル操作具１３の踏み込み操作が解除されて車速が徐々に低下しているような場合には、上述したように自動変速機６の変速段が順次、低速側に切り換わる変速制御も併行して実行されることになる。
【００２４】
そして、車両制御部８は、前記アイドルストップ制御において、前記所定のエンジン停止条件が成立したときに自動変速機６がワンウェイクラッチ１９が作用する変速段、つまり、前進第１速であればエンジン１を停止させ、前記エンジン停止条件が成立したときに自動変速機６がワンウェイクラッチ１９が作用する変速段でなければ、つまり、前進第１速以外の変速段であれば、エンジン１を停止させないように、エンジン制御部１２に制御情報を指令するよう構成されている。
【００２５】
次に、図４に示すフローチャートに基づいて前記アイドルストップ制御について説明する。
先ず、所定のエンジン停止条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１）。つまり、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が零であり、しかも、車速センサＳ４にて検出される車速が設定速度以下にまで低下していることが判別されたときに、エンジン停止条件が成立しているものと判断するようになっている。
【００２６】
そして、前記エンジン停止条件が成立したときに自動変速機６が前進第１速、すなわち、ワンウェイクラッチ１９が作用する変速段であればエンジン１を停止させるべくエンジン制御部１２に制御情報を指令する（ステップ２，３）。その結果、エンジン制御部１２がインジェクタ１１による燃料噴射量を零にするように自動調節してエンジン１に対する燃料供給を遮断することになる。
【００２７】
又、前記エンジン停止条件が成立したときに自動変速機が前進第１速でなければエンジン１を停止させない（ステップ２）。このとき、エンジン１は運転を継続することになる。そして、このときには、インバータ２８への作動用電力の供給を停止させてインバータ２８の出力を停止させるようにモータ制御部９に制御情報を指令するよう構成されている（ステップ４）。従って、モータ制御部９が、前記ＰＷＭ制御回路２９からインバータ２８の各スイッチングトランジスタのベース端子に対して信号を与えないで各スイッチングトランジスタを遮断状態に維持するのである。このようにして電動モータ２の各接続端子が開放状態に等しい状態となり、電動モータ２は力行作動も回生作動もいずれも行わない状態となり、電動モータ２の作動によるショックの発生を防止できる。
【００２８】
上記したように前記エンジン停止条件が成立したときに自動変速機６が前進第１速でなくエンジン１を停止させていない場合には、エンジン１は運転を継続することになるが、そのような運転を継続している間にも前記変速制御が実行されることによって、自動変速機６は高速側の変速段から前進第１速に切り換わるので、このように自動変速機６が前進第１速に切り換わり、ステップ２にて自動変速機６が前進第１速に切り換わっていることが判断されると、ステップ３に進みエンジン１を停止させることになる。
【００２９】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【００３０】
（１）上記実施形態では、所定のエンジン停止条件として、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が零であり、しかも、車速センサＳ４にて検出される車速が設定速度以下にまで低下していることを条件としたが、このような構成に限らず、少なくともアクセル操作が解除される条件を含むものであればよく、例えば、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が零であり、しかも、エンジンの回転速度が所定回転速度以下にまで低下していることを条件としたり、アクセル操作量検出センサＳ１の検出値が零で、且つ、車速センサＳ４にて検出される車速が設定速度以下にまで低下しており、しかも、エンジンの回転速度が所定回転速度以下にまで低下していることを条件としてもよい。
【００３１】
（２）上記実施形態では、エンジンを停止させる処理として、エンジンに対する燃料供給を遮断する構成を例示したが、エンジンを停止させるための処理としては、このような構成に限らず、次のような各種の構成で実施してもよい。
例えば、前記電動モータの回転数が減少するように電動モータの回転速度制御を行うことでエンジンを停止させるようにしてもよい。このとき、電動モータの回転速度制御の目標速度の変化具合としては、例えば、図５に示すように略Ｓ字状の滑らかな曲線を描くように回転速度を減少させるように制御するようにするとよい。このように制御すると、エンジンの停止に伴うショックをより少ないものにできる。
又、このような構成以外に、前記エンジンとして、イグナイタを備えるエンジンであれば、前記エンジンを停止させる処理としてイグナイタによる点火作動を停止させるようにしてもよい。
【００３２】
（３）上記実施形態では、前記ワンウェイクラッチが作用する低速側の変速段として前進第１速だけが対象となる自動変速機を示したが、このような構成に限らず、低速側の複数の変速段においてワンウェイクラッチが作用する構成の自動変速機であってもよい。例えば、ワンウェイクラッチが作用する低速側の変速段として、前進第１速及び前進第２速の夫々が対象となるような自動変速機を備える自動車にも適用できる。
【００３３】
（４）上記実施形態では、走行駆動用のエンジンと走行駆動用の電動モータとを直結する構成のハイブリッド車両を例示したが、このような構成に代えて、駆動源としてエンジンだけを備える一般的な構成の自動車であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド車両の概略構成を示す図
【図２】制御ブロック図
【図３】電動モータの制御構成を示す図
【図４】制御動作のフローチャート
【図５】別実施形態における電動モータの目標回転速度の変化を示す図
【符号の説明】
１ エンジン
３ 走行装置
６ 自動変速機
１９ ワンウェイクラッチ
Ｈ 制御手段

Claims (1)

1. 複数の変速段に切り換え自在な走行用の自動変速機が、低速側の変速段では走行装置側のトルクがエンジン側に伝達されるのを阻止するワンウェイクラッチが作用するように構成され、
   車両の走行駆動状態を制御する制御手段が、変速操作用の制御情報に基づいて前記自動変速機を変速する変速制御、及び、所定のエンジン停止条件が成立すると、前記エンジンを停止させるアイドルストップ制御を実行するよう構成されている自動車の走行駆動制御装置であって、
   前記制御手段が、前記アイドルストップ制御において、
   前記所定のエンジン停止条件が成立したときに前記自動変速機が前記ワンウェイクラッチが作用する変速段であれば前記エンジンを停止させ、
   前記所定のエンジン停止条件が成立したときに前記自動変速機が前記ワンウェイクラッチが作用する変速段でなければ前記エンジンを停止させないように構成されている自動車の走行駆動制御装置。

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