JP5494839B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、車両において自動的にエンジンを停止する技術が提案されている。特許文献１には、エンジンと、エンジンから走行輪への駆動力の伝達と切断を選択的に行うクラッチとを備え、アクセル開度が０になるとエンジンを停止すると共にクラッチを開放するハイブリッド車両の技術が開示されている。

特開平８−１２１２０３号公報

ここで、車両の走行中にエンジンを停止し、かつクラッチを開放すると、減速度の低下（減速度の抜け）により運転者が違和感を覚えることがある。クラッチを開放するときの減速度の低下を抑制できることが望まれている。

本発明の目的は、車両の走行中にエンジンを停止し、かつクラッチを開放するときの減速度の低下を抑制することができる車両制御装置を提供することである。

本発明の車両制御装置は、車両の動力源であるエンジンと、前記エンジンと前記車両の駆動輪とを接続する変速機と、前記変速機を介した前記エンジンと前記駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、を備え、走行中に前記エンジンに対する燃料の供給を停止し、かつ係合していた前記クラッチを開放して前記車両を走行させる所定制御を実行可能であり、前記所定制御において前記クラッチを開放するときに前記変速機をダウンシフトさせることを特徴とする。

上記車両制御装置において、前記所定制御は、制動操作に応じて開始されることが好ましい。

上記車両制御装置において、前記所定制御において前記クラッチを開放するときに、前記エンジンの回転が停止するまでに前記ダウンシフトによって前記変速機を最も低速側の変速比まで変速させることが好ましい。

上記車両制御装置において、前記所定制御において前記クラッチを開放する開放指令と同期して前記ダウンシフトを開始することが好ましい。

上記車両制御装置において、前記所定制御において前記クラッチを開放するときの前記ダウンシフトの速度を制御することが好ましい。

上記車両制御装置において、前記所定制御において前記クラッチを開放するときの前記ダウンシフトの速度は、前記クラッチを開放するときの前記車両の減速度の変化を低減する速度であることが好ましい。

上記車両制御装置において、前記所定制御において前記クラッチを開放するときの前記ダウンシフトの速度は、前記クラッチを開放する開放速度に基づくことが好ましい。

上記車両制御装置において、前記所定制御において前記クラッチを開放するときに、前記クラッチが開放するタイミングと前記ダウンシフトが完了するタイミングとを同期させることが好ましい。

本発明にかかる車両制御装置は、変速機を介したエンジンと駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチを備え、走行中にエンジンに対する燃料の供給を停止し、かつ係合していたクラッチを開放して車両を走行させる所定制御を実行可能であり、所定制御においてクラッチを開放するときに変速機をダウンシフトさせる。本発明に係る車両制御装置によれば、車両の走行中にエンジンを停止し、かつクラッチを開放するときの減速度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態の動作を示すフローチャートである。 図２は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。 図３は、実施形態の車両制御装置による制御を説明するタイムチャートである。

以下に、本発明の実施形態にかかる車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

（実施形態）
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、本実施形態の動作を示すフローチャート、図２は、本実施形態に係る車両の概略構成を示す図、図３は、本実施形態の車両制御装置による制御を説明するタイムチャートである。

本実施形態の車両は、減速時にエンジン（図２の符号１参照）を自動で停止し、かつ自動で再始動する減速Ｓ＆Ｓ制御を実行可能である。減速Ｓ＆Ｓ制御では、動力伝達クラッチ（図２の符号４参照）が開放される。本実施形態の車両制御装置（図２の符号１−１参照）は、動力伝達クラッチ４の開放時にダウンシフトを実行し、かつ減速度変化が小さくなるようにダウンシフト速度を制御することで、動力伝達クラッチ４の開放による減速度の抜けを防止する。

さらに、車両制御装置１−１は、動力伝達クラッチ４の開放時のダウンシフトにおいて、エンジン回転が停止する前に最大変速比γmaxまで変速しきるようにダウンシフト速度を定める。これにより、次回の発進に備えて減速Ｓ＆Ｓ制御中に電動のオイルポンプ等を用いて最大変速比γmaxまで戻す必要がなくなる。よって、余計な電力を消費することなく再発進性能を確保することが可能となる。

本実施形態は、以下の車両を前提としている。
（１）車両用の変速機を備える。
（２）所定の条件によりエンジンを停止・再始動可能なエコラン機能を備える。
（３）変速機の入力クラッチの切替えが油圧もしくは電磁力等によりなされ、係合・非係合が操作可能。
（４）ロックアップ機構付き自動変速機を備える。

図２に示すように、車両１００は、エンジン１、動力伝達機構２およびＥＣＵ３０を備える。動力伝達機構２は、トルクコンバータ３、動力伝達クラッチ４、無段変速機５、減速装置６および差動機構７を有する。動力伝達機構２は、エンジン１が出力する動力を変速して駆動輪９に伝達することができる。本実施形態の車両制御装置１−１は、エンジン１、動力伝達クラッチ４、無段変速機５およびＥＣＵ３０を備える。

エンジン１は、車両１００の動力源である。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸１ａを回転させる動力に変換して出力する。出力軸１ａに対して出力された動力は、トルクコンバータ３に入力される。

トルクコンバータ３は、流体クラッチの一種であり、流体伝達機構およびロックアップクラッチを有する。具体的には、トルクコンバータ３は、流体伝達機構として、エンジン１の出力軸１ａに連結されたポンプインペラと、インプットシャフト１０を介して動力伝達クラッチ４と連結されたタービンランナと、作動油とを有する。トルクコンバータ３は、ポンプインペラとタービンランナとの間で作動油を介した動力の伝達を行うことができる。また、トルクコンバータ３は、ポンプインペラからタービンランナに対して伝達する動力を増幅するステータを有する。トルクコンバータ３は、ロックアップクラッチを係合状態とすることで、作動油を介さずにエンジン１から動力伝達クラッチ４に直接動力を伝達することができる。

動力伝達クラッチ４は、トルクコンバータ３と無段変速機５との動力の伝達を接続あるいは遮断する入力クラッチである。動力伝達クラッチ４は、入力側の係合部材がインプットシャフト１０と接続され、出力側の係合部材が後述する無段変速機５のプライマリシャフト５１ｄと接続されている。動力伝達クラッチ４は、摩擦係合式のクラッチ装置であり、係合状態あるいは開放状態に切替え可能である。動力伝達クラッチ４は、例えば、油圧もしくは電磁力その他の力によって係合／非係合（開放）が操作可能なものである。なお、動力伝達クラッチ４は、エンジン１の運転あるいは停止にかかわらず作動することができる。例えば、動力伝達クラッチ４は、油圧アクチュエータにより作動する場合、電動式のオイルポンプによって油圧を供給されるものとすることができる。

動力伝達クラッチ４が係合している係合状態では、エンジン１の出力がトルクコンバータ３、動力伝達クラッチ４、無段変速機５を介して駆動輪９に伝達される。つまり、エンジン１と駆動輪９との動力の伝達が接続される。一方、動力伝達クラッチ４が開放している開放状態では、エンジン１と駆動輪９との動力の伝達が遮断され、エンジン１と駆動輪９とは動力の伝達を行うことができない。つまり、動力伝達クラッチ４は、無段変速機５を介したエンジン１と駆動輪９との動力の伝達を接続あるいは遮断することができるクラッチである。

動力伝達クラッチ４は、係合状態あるいは開放状態に切替え可能であるだけでなく、係合状態における係合度合いを任意に制御することが可能である。つまり、動力伝達クラッチ４は、完全係合状態あるいは半係合状態あるいは開放状態とすることができる。完全係合状態とは、動力伝達クラッチ４の入力側の係合部材と出力側の係合部材とが係合し、かつ両者が一体回転する係合状態である。また、半係合状態とは、動力伝達クラッチ４において、入力側の係合部材と出力側の係合部材とが係合し、かつ入力側の係合部材と出力側の係合部材とが相対回転する状態である。動力伝達クラッチ４は、アクチュエータによる係合圧（クラッチ圧）を制御することによって、任意のスリップ率やスリップ量の係合状態に制御することができる。

無段変速機５は、エンジン１と車両１００の駆動輪９とを接続する変速機である。本実施形態の無段変速機５は、ベルト式の無段変速機である。無段変速機５は、動力伝達クラッチ４を介して入力される回転の回転速度（回転数）を所望の回転速度（回転数）に変更して出力する。無段変速機５は、プライマリプーリ５１、セカンダリプーリ５２、ベルト５３、および油圧制御装置５４を有する。

プライマリプーリ５１は、プライマリ固定シーブ５１ａ、プライマリ可動シーブ５１ｂ、プライマリ油圧室５１ｃおよびプライマリシャフト５１ｄを有する。プライマリシャフト５１ｄは、インプットシャフト１０と同軸上に配置されている。プライマリシャフト５１ｄは、動力伝達クラッチ４を介してインプットシャフト１０と接続されている。プライマリ固定シーブ５１ａは、プライマリシャフト５１ｄに対して軸方向に相対移動不能かつ相対回転不能に連結されている。プライマリ固定シーブ５１ａは、例えば、プライマリシャフト５１ｄと一体に形成されている。プライマリ可動シーブ５１ｂは、プライマリシャフト５１ｄに対して軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に取付けられている。

プライマリ固定シーブ５１ａとプライマリ可動シーブ５１ｂとの間には、略Ｖ字形状のプライマリ溝が形成される。プライマリ可動シーブ５１ｂがプライマリシャフト５１ｄ上を軸方向に摺動することにより、プライマリ固定シーブ５１ａとプライマリ可動シーブ５１ｂとの軸方向の距離が変化する。

セカンダリプーリ５２の構成は、プライマリプーリ５１の構成と同様とすることができる。セカンダリプーリ５２は、セカンダリ固定シーブ５２ａ、セカンダリ可動シーブ５２ｂ、セカンダリ油圧室５２ｃおよびセカンダリシャフト５２ｄを有する。セカンダリシャフト５２ｄは、プライマリシャフト５１ｄと平行に配置されている。セカンダリ固定シーブ５２ａは、セカンダリシャフト５２ｄに対して軸方向に相対移動不能かつ相対回転不能に連結されている。セカンダリ可動シーブ５２ｂは、セカンダリシャフト５２ｄに対して軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に取付けられている。

セカンダリ固定シーブ５２ａとセカンダリ可動シーブ５２ｂとの間には、略Ｖ字形状のセカンダリ溝が形成される。セカンダリ可動シーブ５２ｂがセカンダリシャフト５２ｄ上を軸方向に摺動することにより、セカンダリ固定シーブ５２ａとセカンダリ可動シーブ５２ｂとの軸方向の距離が変化する。

プライマリ溝とセカンダリ溝との間には、ベルト５３が巻き掛けられている。ベルト５３は、例えば、金属製の無端ベルトである。ベルト５３は、プライマリプーリ５１とセカンダリプーリ５２との回転の伝達を行う。入力軸であるプライマリシャフト５１ｄの回転速度を出力軸であるセカンダリシャフト５２ｄの回転速度で除算した値を無段変速機５の変速比γとする。つまり、変速比γは、プライマリシャフト５１ｄとセカンダリシャフト５２ｄとの回転速度比に相当する。

プライマリ油圧室５１ｃは、プライマリ可動シーブ５１ｂに対してプライマリ固定シーブ５１ａ側と反対側に形成されている。プライマリ油圧室５１ｃは、プライマリ油圧室５１ｃに供給される油圧により、プライマリ可動シーブ５１ｂに対してプライマリ固定シーブ５１ａ側への押圧力を作用させる。この押圧力により、プライマリ可動シーブ５１ｂは、プライマリシャフト５１ｄに沿ってプライマリ固定シーブ５１ａ側へ押される。つまり、プライマリ油圧室５１ｃは、プライマリ溝に巻き掛けられたベルト５３に対してプライマリ可動シーブ５１ｂを介してベルト挟圧力を作用させることができる。

プライマリ油圧室５１ｃの油圧によりプライマリ可動シーブ５１ｂが移動され、プライマリ可動シーブ５１ｂとプライマリ固定シーブ５１ａとの距離が変化すると、セカンダリプーリ５２のセカンダリ固定シーブ５２ａとセカンダリ可動シーブ５２ｂとの距離もベルト５３の張力を一定に保つように変化する。これにより、プライマリプーリ５１に対するベルト５３の接触半径と、セカンダリプーリ５２に対するベルト５３の接触半径とが変化する。このように、無段変速機５は、プライマリ油圧室５１ｃに対して供給する油圧によって変速比を無段階に変化させることができる。

セカンダリ油圧室５２ｃは、セカンダリ可動シーブ５２ｂに対してセカンダリ固定シーブ５２ａ側と反対側に形成されている。セカンダリ油圧室５２ｃは、セカンダリ油圧室５２ｃに供給される油圧により、セカンダリ可動シーブ５２ｂに対してセカンダリ固定シーブ５２ａ側への押圧力を作用させる。この押圧力により、セカンダリ可動シーブ５２ｂは、セカンダリシャフト５２ｄに沿ってセカンダリ固定シーブ５２ａ側へ押される。つまり、セカンダリ油圧室５２ｃは、セカンダリ溝に巻き掛けられたベルト５３に対してセカンダリ可動シーブ５２ｂを介してベルト挟圧力を作用させることができる。

油圧制御装置５４は、プライマリ油圧室５１ｃおよびセカンダリ油圧室５２ｃに対する作動油の供給を制御する。油圧制御装置５４は、プライマリ油圧室５１ｃに供給する作動油の油圧、供給流量、プライマリ油圧室５１ｃからの作動油の排出流量を制御することができる。すなわち、油圧制御装置５４は、プライマリ油圧室５１ｃに対する油圧の供給を調節することにより、無段変速機５の変速比γおよび変速の速度を制御することができる。ここで、変速の速度とは、プライマリ固定シーブ５１ａに対するプライマリ可動シーブ５１ｂの軸方向の移動速度であり、無段変速機５の変速比γの変化速度である。油圧制御装置５４は、無段変速機５の変速比γを高速側の変速比に変速させるときの変速の速度であるアップシフト速度、および無段変速機５の変速比γを低速側の変速比に変速させるときの変速の速度であるダウンシフト速度をそれぞれ制御することができる。

油圧制御装置５４は、セカンダリ油圧室５２ｃに供給する作動油の油圧、供給流量、セカンダリ油圧室５２ｃからの作動油の排出流量を制御することができる。これにより、油圧制御装置５４は、ベルト挟圧力を制御することができる。

油圧制御装置５４には、エンジン１の動力によって駆動されるオイルポンプから油圧が供給される。本明細書では、エンジン１の動力によって駆動されるオイルポンプを「エンジンオイルポンプ」と記載する。油圧制御装置５４は、エンジンオイルポンプから供給される油圧を調圧してプライマリ油圧室５１ｃおよびセカンダリ油圧室５２ｃにそれぞれ供給する。

減速装置６は、セカンダリシャフト５２ｄと差動機構７とを接続するものである。減速装置６は、例えば、複数のギアを組み合わせてなるものであり、セカンダリシャフト５２ｄの回転を減速して差動機構７に伝達する。

差動機構７は、減速装置６と駆動軸８とを接続している。減速装置６を介して入力されて差動機構７から出力される動力は、駆動軸８を介して駆動輪９に伝達される。差動機構７は、車両１００の旋回時における左右の駆動輪９，９の回転速度の差を吸収する。

エンジン１が出力する動力は、トルクコンバータ３、動力伝達クラッチ４、無段変速機５、減速装置６、差動機構７および駆動軸８を介して駆動輪９に伝達され、駆動輪９を回転させて車両１００を走行させる。

ＥＣＵ３０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、エンジン１および動力伝達機構２と接続されており、エンジン１および動力伝達機構２を制御する。具体的には、ＥＣＵ３０は、エンジン１のスロットル開度の制御、燃料の噴射量や噴射タイミングを含む燃料制御、点火制御、スタータによる始動制御等を行うことができる。

また、ＥＣＵ３０は、動力伝達機構２に対する制御として、トルクコンバータ３のロックアップクラッチの開放あるいは係合を切替えるロックアップ制御、動力伝達クラッチ４の開放あるいは係合の切替え、および係合度合いの制御を含む動力伝達クラッチ４の制御、油圧制御装置５４による無段変速機５の変速比や変速速度、ベルト挟圧力の制御等を行うことができる。

ＥＣＵ３０には、車両各部の状態を検出するセンサからの信号が入力される。例えば、ＥＣＵ３０には、スロットルバルブの開度を検出するセンサ、エンジン回転数を検出するセンサ、アクセル開度を検出するセンサ等が接続されており、各センサの検出結果を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０には、シフトレバーにおいて現在選択されている変速段を検出するシフトポジションセンサが接続されており、シフトポジションセンサの検出結果を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。

また、ＥＣＵ３０には、プライマリシャフト５１ｄの回転数であるインプット回転数Ｎｉｎを検出する入力軸回転数センサ、およびセカンダリシャフト５２ｄの回転数であるアウトプット回転数Ｎｏｕｔを検出する出力軸回転数センサが接続されており、検出されたインプット回転数Ｎｉｎおよびアウトプット回転数Ｎｏｕｔを示す信号がＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０には、ブレーキペダルに対する踏込み操作がなされているか否かを検出するブレーキスイッチが接続されており、ブレーキスイッチの検出結果を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。ブレーキスイッチは、例えば、ブレーキペダルに対する踏込み量が一定以上である場合にブレーキＯＮを示す信号を出力する。なお、ＥＣＵ３０は、ブレーキペダルのペダルストロークを検出するブレーキ操作量センサとも接続されており、ブレーキ操作量センサの検出結果に基づいてブレーキＯＮの状態であるか否かを取得することが可能である。

ＥＣＵ３０は、ロックアップ制御を実行することができる。ＥＣＵ３０は、例えば、スロットル開度と車速とに基づいてトルクコンバータ３のロックアップクラッチを制御する。ＥＣＵ３０は、スロットル開度および車速を変数としてロックアップクラッチを係合する領域を定めたマップを予め記憶しており、このマップに基づいてロックアップクラッチを係合あるいは開放させる。

また、ＥＣＵ３０は、エコラン制御を実行することができる。エコラン制御は、エンジン１を自動的に停止および再始動するものである。エコラン制御は、例えば、車両１００の走行時に実行される。ＥＣＵ３０は、走行中にエンジン１を停止する条件が成立すると、エンジン１を自動的に停止させる。また、ＥＣＵ３０は、走行中のエンジン停止時にエンジン１を再始動する条件が成立すると、エンジン１を再始動する。このように、ＥＣＵ３０は、走行中にエンジン１を自動で停止し、かつ自動で再始動するＳ＆Ｓ（オートマチックストップアンドスタート）制御を実行することができる。

ＥＣＵ３０は、Ｓ＆Ｓ制御において、動力伝達クラッチ４を開放状態として車両１００を走行させる。ＥＣＵ３０は、Ｓ＆Ｓ制御を実行する場合、例えば動力伝達クラッチ４が係合した状態でエンジン１に対する燃料の供給を停止する。これにより、エンジン１は、駆動輪９から動力伝達装置２を介して伝達される動力によって連れ回される状態となる。ＥＣＵ３０は、エンジン１に対する燃料の供給を停止した状態で動力伝達クラッチ４を開放する。動力伝達クラッチ４が開放されることで、エンジン１と駆動輪９との動力の伝達が遮断され、駆動輪９に対してエンジンブレーキが作用しない状態となる。つまり、Ｓ＆Ｓ制御によれば、エンジン１に対する燃料の供給を停止することによる燃費向上効果に加えて、走行抵抗を低減させることによる燃費向上効果を実現することが可能となる。

本実施形態のＳ＆Ｓ制御は、走行中にエンジン１に対する燃料の供給を停止し、かつ係合していた動力伝達クラッチ４を開放して車両１００を走行させる所定制御である。なお、Ｓ＆Ｓ制御において、エンジン１に対する燃料の供給を停止するタイミングと、動力伝達クラッチ４を開放するタイミングとの関係は、上記には限定されない。すなわち、エンジン１に対する燃料の供給を停止するタイミングと動力伝達クラッチ４を開放するタイミングとを一致させてもよく、あるいは動力伝達クラッチ４を開放してからエンジン１に対する燃料の供給を停止するようにしてもよい。

ＥＣＵ３０は、車両１００の減速時にエンジン１を自動で停止し、かつ自動で再始動する減速Ｓ＆Ｓ制御を実行することができる。減速Ｓ＆Ｓ制御は、例えば、運転者によってブレーキ操作がなされている場合、すなわちブレーキＯＮ時に実行される。本明細書では、ブレーキＯＮ時に実行するＳ＆Ｓ制御を減速Ｓ＆Ｓ制御と記載し、ブレーキＯＦＦ時に実行するＳ＆Ｓ制御を「フリーランＳ＆Ｓ制御」と記載することとする。

ここで、減速Ｓ＆Ｓ制御やフリーランＳ＆Ｓ制御を含むＳ＆Ｓ制御において、動力伝達クラッチ４を開放する際に、減速度の抜けが生じることがある。動力伝達クラッチ４が開放されることでエンジンブレーキが作用しなくなり、駆動輪９に作用する負荷が減少することで、減速度が急に低減し、運転者が違和感を覚えることがある。例えば、減速Ｓ＆Ｓ制御では、制動操作をしている運転者の意図する減速度に対して実際の減速度にずれが生じて運転者に違和感を与える可能性がある。

これに対して、エンジン１を停止し、かつ動力伝達クラッチ４を開放することなく車両１００を走行させるようにすれば減速度の変動による違和感を抑制可能であるものの、走行抵抗の増加により速度が低下しやすくなり、再加速等のための燃料消費が増えてしまう。このように、燃費向上の観点からは動力伝達クラッチ４を開放して減速度を下げることが有利であるが、ドライバビリティの観点からは動力伝達クラッチ４を開放するときの減速度の低減を抑制できることが望まれる。また、減速度の変化を抑えるために入力クラッチとしての動力伝達クラッチ４をスリップ開放すると、動力伝達クラッチ４の温度上昇により動力伝達クラッチ４の負荷が大きくなってしまう。

本実施形態の車両制御装置１−１は、Ｓ＆Ｓ制御において動力伝達クラッチ４を開放するときに、無段変速機５をダウンシフトさせる。ダウンシフトを行うと、ダウンシフト時の減速度の引き込み感によって、動力伝達クラッチ４の開放による減速度の抜けを相殺することができる。よって、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、車両１００の走行中にエンジン１を停止し、かつ動力伝達クラッチ４を開放するときの減速度の低下を抑制することができる。なお、本明細書では、Ｓ＆Ｓ制御の動力伝達クラッチ４の開放時に行うダウンシフト制御を「開放時ダウンシフト制御」とも記載する。

図１および図３を参照して、減速Ｓ＆Ｓ制御が行われる場合を例に本実施形態の動作について説明する。図３において、（ａ）は各回転数、（ｂ）は車両１００の車速、（ｃ）は動力伝達クラッチ４のクラッチ圧、（ｄ）は無段変速機５の変速比、（ｅ）は車両１００の加速度、（ｆ）はブレーキストロークをそれぞれ示す。符号Ｎｅ０およびＮｉｎ０は、本実施形態の開放時ダウンシフト制御を行わない場合のエンジン回転数およびインプット回転数をそれぞれ示す。また、符号Ｎｅ１およびＮｉｎ１は、開放時ダウンシフト制御を行う場合のエンジン回転数およびインプット回転数をそれぞれ示す。

符号Ｖ０，γ０，Ｇ０は、それぞれ開放時ダウンシフト制御を行わない場合の車速、変速比および加速度を示す。符号Ｖ１，γ１，Ｇ１は、それぞれ開放時ダウンシフト制御を行う場合の車速、変速比および加速度を示す。図３のタイムチャートでは、減速時に一定のブレーキストロークで制動操作がなされている。また、図３には、トルクコンバータ３のロックアップクラッチが係合されたロックアップＯＮの状態でＳ＆Ｓ制御がなされるときのタイムチャートが示されており、エンジン回転数はタービン回転数と同様である。

図１に示す制御フローは、車両１００の走行時に実行されるものであり、例えば所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、ブレーキＯＮであるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、ブレーキスイッチの検出結果に基づいてステップＳ１の判定を行う。その判定の結果、ブレーキＯＮであると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ１２に進む。

ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、フュエルカット条件が成立しているか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、エンジン１に対する燃料の供給を停止するフュエルカット条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセル開度および車速に基づいてステップＳ２の判定を行うことができる。一例として、ＥＣＵ３０は、アクセルＯＦＦであり、かつ車速が予め定められた所定車速以上である場合にフュエルカット条件が成立していると判定するようにしてもよい。ステップＳ２の判定の結果、フュエルカット条件が成立していると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ１２に進む。

ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、フュエルカットが実行される。ＥＣＵ３０は、エンジン１に対する燃料の供給を停止する指令を出力する。ステップＳ３が実行されると、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、減速Ｓ＆Ｓ制御の開始条件が成立しているか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、予め定められた減速Ｓ＆Ｓ制御の開始条件に基づいてステップＳ４の判定を行う。減速Ｓ＆Ｓ制御の開始条件は、例えば、バッテリの充電状態に関する条件である。例えば、バッテリの充電量が適量である場合、減速Ｓ＆Ｓ制御が許可される。一方、バッテリの充電量が低下している場合にはエンジン１の回転を維持してオルタネータに発電を行わせてバッテリを充電することができるように、減速Ｓ＆Ｓ制御の実行が禁止される。

ステップＳ４の判定の結果、減速Ｓ＆Ｓ制御の開始条件が成立していると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ３に移行してフュエルカットが継続される。図３では、時刻ｔ１以降において減速Ｓ＆Ｓ制御の開始条件が成立していると判定される。

ステップＳ５では、ＥＣＵ３０により、動力伝達クラッチ４が開放される。ＥＣＵ３０は、係合状態であった動力伝達クラッチ４を開放させるように、動力伝達クラッチ４のアクチュエータに対して動力伝達クラッチ４が開放する油圧までクラッチ圧（締結油圧）を低減させることを指示する。なお、動力伝達クラッチ４を開放するときの開放速度、すなわち動力伝達クラッチ４に供給するクラッチ圧の変化速度は、走行状態等に応じて可変とされてもよい。クラッチ圧の変化速度は、例えば、動力伝達クラッチ４に対して供給する作動油の流量や動力伝達クラッチ４から排出する作動油の流量を調節することで制御可能である。ステップＳ５が実行されると、ステップＳ６に進む。図３では、時刻ｔ１において動力伝達クラッチ４に対する開放指令の出力が開始される。

ＥＣＵ３０による動力伝達クラッチ４に対する開放指令によって、時刻ｔ１以降に動力伝達クラッチ４のクラッチ圧が低下し始め、時刻ｔ３においてクラッチ圧が全て開放されて０となる。クラッチ圧が低下するときに、開放時ダウンシフト制御を行わないと、図３に示すようにエンジン回転数Ｎｅ０は急速に低下する。すなわち、駆動輪９に対するエンジン１による負荷、言い換えるとエンジンブレーキ力が急速に低下する。このエンジンブレーキ力の低下に対応して、加速度Ｇ０が急速に上昇する。つまり、減速度が低減する「減速度の抜け」が発生する。

ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、ダウンシフトが実行される。ＥＣＵ３０は、例えば、動力伝達クラッチ４に対する油圧低減指示の開始をトリガーとして、無段変速機５のダウンシフトを開始する。つまり、動力伝達クラッチ４を開放する開放指令と同期してダウンシフトが開始される。これにより、開放指令が出力されてから動力伝達クラッチ４が実際に開放するまでの開放期間と、ダウンシフト期間とを重ねることができる。このときのダウンシフト速度は、動力伝達クラッチ４を開放するときの車両１００の減速度の変化を低減させることが可能な速度とされる。すなわち、ＥＣＵ３０は、無段変速機５のダウンシフトがなされることで、ダウンシフトがなされない場合よりも車両１００の減速度の変化速度や変化度合いが低減するように、ダウンシフト速度を制御する。

ＥＣＵ３０は、例えば、動力伝達クラッチ４の開放速度に基づいてダウンシフト速度を定める。一例として、ＥＣＵ３０は、動力伝達クラッチ４の開放速度が大きい場合、開放速度が小さい場合よりも無段変速機５のダウンシフト速度を大きくする。このようにすれば、動力伝達クラッチ４を開放するときに発生する減速度の抜けの度合いに応じて適切にダウンシフト速度を定めることができる。動力伝達クラッチ４の開放による減速度の抜けの度合いが大きくなる場合に、ダウンシフト速度を大きくするようにすれば、ダウンシフト時の減速度の引き込み感が増し、適切に減速度の抜けを相殺することが可能である。

また、ＥＣＵ３０は、動力伝達クラッチ４が開放するまでの期間に応じてダウンシフト速度を定めるようにしてもよい。動力伝達クラッチ４が開放するまでの期間に応じてダウンシフト速度を定めるようにすることで、動力伝達クラッチ４が開放するまでの期間においてダウンシフト期間と重なる割合を調節することができる。一例として、ＥＣＵ３０は、動力伝達クラッチ４に対する開放指令が出力されてから動力伝達クラッチ４が開放するまでの期間（時刻ｔ１からｔ３）において、ダウンシフトする期間が重なる割合を大きくするようにダウンシフト速度を定める。

ＥＣＵ３０は、例えば、動力伝達クラッチ４が開放する時刻ｔ３までの間にダウンシフトを完了することができるように、ダウンシフト速度を定める。好ましくは、動力伝達クラッチ４が開放するタイミングと、ダウンシフトが完了するタイミングとが同期するようにダウンシフト速度が定められる。動力伝達クラッチ４が開放するタイミングと、ダウンシフトが完了するタイミングとを同期させた場合、動力伝達クラッチ４の開放に伴う減速度の変動が終了するタイミングと、ダウンシフト時の減速度の変動が終了するタイミングとを合わせることができる。なお、動力伝達クラッチ４が開放するタイミングとは、動力伝達クラッチ４が係合状態から開放状態に切り替わるタイミングであり、動力伝達クラッチ４において動力が接続される状態から動力の伝達が遮断される状態に切り替わるタイミングである。

本実施形態では、開放時ダウンシフト制御において、変速比γ１を最大変速比γmaxとする変速制御がなされる。すなわち、ＥＣＵ３０は、動力伝達クラッチ４の開放が完了するまでに最大変速比γmaxへの変速が完了するようにダウンシフト速度を定める。ＥＣＵ３０は、例えば、開放時ダウンシフト制御において最大変速比γmaxまで変速比γ１を変化させることができるダウンシフト速度のマップを記憶しておくようにしてもよい。このマップは、例えば、開放時ダウンシフト制御の開始時の変速比や車速、動力伝達クラッチ４の開放速度などを変数としたマップとすることができる。

また、ＥＣＵ３０は、例えば、動力伝達クラッチ４に対する油圧低減指示を開始するときの車両１００の加速度Ｇ１や油圧低減指示を開始する前の車両１００の加速度Ｇ１の推移に基づいてダウンシフト速度を定めるようにしてもよい。ＥＣＵ３０は、決定したダウンシフト速度によるダウンシフトを油圧制御装置５４に対して指示する。油圧制御装置５４は、指示されたダウンシフト速度で無段変速機５をダウンシフトさせるように、プライマリ油圧室５１ｃやセカンダリ油圧室５２ｃに対する油圧の供給および排出を制御する。ステップＳ６が実行されると、ステップＳ７に進む。

本実施形態では、開放時ダウンシフト制御がなされ、時刻ｔ１から変速比γ１が増加し始めることで、エンジン回転数Ｎｅ１の低下が抑制される。ダウンシフトによって、インプット回転数Ｎｉｎ１は、開放時ダウンシフト制御がなされない場合のインプット回転数Ｎｉｎ０よりも高回転となる。プライマリシャフト５１ｄの回転は、動力伝達クラッチ４およびトルクコンバータ３を介してエンジン１の出力軸１ａに伝達されることから、ダウンシフトによってエンジン回転数Ｎｅ１の低下が抑制される。

このように、開放時ダウンシフト制御がなされる場合のエンジン回転数Ｎｅ１の低下速度は、開放時ダウンシフト制御がなされない場合のエンジン回転数Ｎｅ０の低下速度よりも緩やかなものとなる。ダウンシフトによるエンジン回転数Ｎｅ１の増加（エンジン回転数Ｎｅ１の低下の抑制）は、同時にダウンシフト時の減速度の引き込み感を生じさせる。つまり、開放時ダウンシフト制御がなされる場合の加速度Ｇ１の変化は、開放時ダウンシフト制御がなされない場合の加速度Ｇ０の変化よりも緩やかなものとなる。動力伝達クラッチ４の開放による減速度の低下は、ダウンシフトによる減速度の引き込み感によって相殺され、減速度の低減が抑制される。これにより、減速度の抜けにより運転者に違和感を与えることが抑制される。

ステップＳ７では、ＥＣＵ３０により、無段変速機５の変速比が最大変速比γmaxであるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、インプット回転数Ｎｉｎとアウトプット回転数Ｎｏｕｔとに基づいて現在の変速比γを算出することができる。ステップＳ７の判定の結果、現在の無段変速機５の変速比が最大変速比γmaxであると判定された場合（ステップＳ７−Ｙ）にはステップＳ８に進み、そうでない場合（ステップＳ７−Ｎ）にはステップＳ６に移行してダウンシフトを継続する。図３では、クラッチ圧が０となる時刻ｔ３までの期間に変速比γ１が最大変速比γmaxとなり、開放時ダウンシフト制御が終了する。

ステップＳ８では、ＥＣＵ３０により、エンジン回転が停止される。ＥＣＵ３０は、フュエルカットを行ってエンジン１の回転を停止させる。ステップＳ８が実行されると、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、ＥＣＵ３０により、ブレーキＯＦＦとなっているか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、ブレーキスイッチの検出結果に基づいてステップＳ９の判定を行う。その判定の結果、ブレーキＯＦＦであると判定された場合（ステップＳ９−Ｙ）にはステップＳ１０に進み、そうでない場合（ステップＳ９−Ｎ）にはステップＳ８に移行してエンジン１の回転停止状態を維持する。

ステップＳ１０では、ＥＣＵ３０によりエンジン１が始動される。ＥＣＵ３０は、スタータによってエンジン１を回転させてエンジン１を再始動する。ステップＳ１０が実行されてエンジン１が再始動すると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、ＥＣＵ３０により、動力伝達クラッチ４が係合される。動力伝達クラッチ４が係合状態とされることで、減速Ｓ＆Ｓ制御は終了し、エンジン１の動力を駆動輪９に伝達して走行することが可能となる。ステップＳ１１が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１２では、ＥＣＵ３０により、通常制御が実行される。ＥＣＵ３０は、エンジン１を運転状態とし、かつ動力伝達クラッチ４を係合状態として車両１００を走行させる。ステップＳ１２が実行されると、本制御フローは終了する。

本実施形態の車両制御装置１−１によれば、開放時ダウンシフト制御がなされることで、開放時ダウンシフト制御がなされない場合の加速度Ｇ０の変化よりも加速度Ｇ１の変化を緩やかなものとすることができる。つまり、本実施形態の車両制御装置１−１は、車両１００の走行中にエンジン１を停止し、かつ動力伝達クラッチ４を開放するときの減速度の低下、言い換えると動力伝達クラッチ４を開放するときの加速側への加速度の変化を抑制することができる。減速度の低下が抑制されることで、Ｓ＆Ｓ制御の開始時に動力伝達クラッチ４を開放する際に運転者に対して違和感を与えることが抑制される。

また、減速度の低下が抑制されることで、開放時ダウンシフト制御がなされない場合の車速Ｖ０よりも開放時ダウンシフト制御がなされる場合の車速Ｖ１が低速となる。開放時ダウンシフト制御がなされない場合、動力伝達クラッチ４の開放に伴う減速度の抜けにより、時刻ｔ２において車速Ｖ０の傾きが時刻ｔ２以前の傾きに対して変化していた。これに対して、本実施形態では、開放時ダウンシフト制御がなされることにより、動力伝達クラッチ４の開放に起因する車速Ｖ１の傾きの変化が抑制される。時刻ｔ２以前の車速Ｖ１の傾きに沿って、時刻ｔ２以降も車速Ｖ１を低下させることができる。

なお、開放時ダウンシフト制御は、減速Ｓ＆Ｓ制御の実行時に限らず、フリーランＳ＆Ｓ制御を含むＳ＆Ｓ制御の実行時に行うことができるものである。ここで、減速Ｓ＆Ｓ制御は、ブレーキＯＮの状態、すなわち制動操作に応じて開始されるものである。このため、減速Ｓ＆Ｓ制御において開放時ダウンシフト制御を行った場合、制動時の減速度の抜けを抑制することができ、運転者に違和感を与えることを抑制する上で特に効果的である。

また、本実施形態の車両制御装置１−１は、開放時ダウンシフト制御において動力伝達クラッチ４を開放するときに、エンジン１の回転が停止するまでに、変速比γ１を最大変速比γmaxまで変化させる。つまり、車両制御装置１−１は、エンジン回転数Ｎｅ１が０となるまでに無段変速機５の変速比γ１を最も低速側の変速比まで変化させるように、開放時ダウンシフト制御のダウンシフト速度を定める。これにより、以下に説明するように、燃費の低下を招くことなく再発進性能を確保することができる。

Ｓ＆Ｓ制御によってエンジン１の回転を停止させる場合、エンジンオイルポンプも停止するため、エンジンオイルポンプは無段変速機５を変速させる油圧を供給できなくなる。つまり、無段変速機５の変速比γは、エンジン１の回転が停止したときの変速比のままとなる。ここで、停止後の再発進性を向上するためには、次回の発進時までに無段変速機５の変速比γを最大変速比γmaxまで変速しておくことが好ましい。そこで、例えば、電動オイルポンプを設けて電動オイルポンプにより供給する油圧でＳ＆Ｓ制御の実行中に無段変速機５を最大変速比γmaxまで変速させることが考えられる。

しかしながら、電動オイルポンプを駆動して無段変速機５を変速させる場合、電力を消費することで燃費の低下につながる。また、電力を消費せずに変速比γを最大変速比γmaxとしておくことができるように、Ｓ＆Ｓ制御の実行中にダウンシフトすることに代えて、Ｓ＆Ｓ制御の開始前に最大変速比γmaxまでダウンシフトしておくことが考えられる。しかしながら、この場合、減速度が増大することにより、運転者に違和感を与える可能性がある。

本実施形態のように、開放時ダウンシフト制御を実行し、かつエンジン１の回転が停止するまでに無段変速機５の変速比γを最大変速比γmaxとすることができるダウンシフト速度でダウンシフトすれば、エンジン１の回転が停止する時点で無段変速機５の変速比を最大変速比γmaxとしておくことが可能となる。よって、次回の発進時にはそのまま最大変速比γmaxで走行開始することができ、再発進性が向上する。また、エンジンオイルポンプが供給する油圧によって最大変速比γmaxまでダウンシフトさせることが可能なため、電動オイルポンプを駆動する場合のような燃費の低下を抑制することができる。また、動力伝達クラッチ４を開放するときに無段変速機５をダウンシフトさせることで、Ｓ＆Ｓ制御の開始前に最大変速比γmaxまでダウンシフトさせる場合のように過大な減速度が発生することがなくなる。

つまり、本実施形態によれば、Ｓ＆Ｓ制御で動力伝達クラッチ４を開放するときの減速度の抜け感を抑制できるだけでなく、次回の発進時に備えて無段変速機５の変速比を最大変速比γmaxとしておくことができる。更に、変速比を最大変速比γmaxとするダウンシフトをエンジン１の回転を利用して実行することで、燃費の向上を図ることができる。

なお、フリーランＳ＆Ｓ制御において開放時ダウンシフト制御を行う場合、例えば、図１のステップＳ１においてブレーキＯＮに代えてアクセルＯＦＦを判定するようにし、ステップＳ９ではブレーキＯＦＦに代えてアクセルＯＮを判定するようにすることができる。

本実施形態では、開放時ダウンシフト制御においてダウンシフトさせる変速機が無段変速機５であったが、これには限定されない。動力伝達機構２が備える変速機は、例えば、有段式の自動変速機とすることができる。Ｓ＆Ｓ制御において動力伝達クラッチ４を開放するときに、有段変速機のダウンシフトを実行することで減速度の引き込みを発生させることで、動力伝達クラッチ４の開放に伴う減速度の抜けを相殺することができる。

本実施形態では、動力伝達クラッチ４に対する開放指令をトリガー条件として開放時ダウンシフト制御が実行されたが、開放時ダウンシフト制御の開始タイミングはこれには限定されない。例えば、動力伝達クラッチ４に対する開放指令が出力されるよりも前に開放時ダウンシフト制御が開始されてもよい。例えば、ダウンシフトが完了するタイミングを動力伝達クラッチ４の開放に応じた所望のタイミングとするように、無段変速機５に対するダウンシフト指令を動力伝達クラッチ４に対する開放指令よりも前に出力するようにしてもよい。

また、開放時ダウンシフト制御においてダウンシフトが完了するタイミングは、動力伝達クラッチ４が開放するタイミングと一致させることが好ましいが、動力伝達クラッチ４が開放するタイミングに対して前後していてもよい。つまり、開放時ダウンシフト制御によってダウンシフトしている期間が、動力伝達クラッチ４のクラッチ圧の低下している期間の少なくとも一部と重なっていれば、減速度の抜けを抑制することができる。また、動力伝達クラッチ４のクラッチ圧の低下している期間に対してダウンシフトしている期間が重なる割合が大きいほど減速度の抜けを効果的に抑制することができる。

本実施形態では、変速機を介したエンジン１と駆動輪９との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチが動力伝達クラッチ４である場合を例に説明したが、これには限定されない。変速機を介したエンジン１と駆動輪９との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチは、トルクコンバータ３と無段変速機５との間に限らず、駆動系のいかなる場所に配置されてもよい。

なお、図３は、トルクコンバータ３のロックアップＯＮの状態からＳ＆Ｓ制御が開始されるときのタイムチャートを示すものであるが、これには限定されない。Ｓ＆Ｓ制御は、トルクコンバータ３のロックアップＯＮの状態あるいはロックアップＯＦＦの状態のいずれの状態から行われてもよい。

上記の実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、車両の走行中にエンジンを停止し、かつクラッチを開放するときの減速度の低下を抑制するのに適している。

１−１ 車両制御装置
１ エンジン
２ 動力伝達機構
４ 動力伝達クラッチ
５ 無段変速機
９ 駆動輪
３０ ＥＣＵ
５４ 油圧制御装置
１００ 車両

Claims (8)

1. 車両の動力源であるエンジンと、
   前記エンジンと前記車両の駆動輪とを接続する変速機と、
   前記変速機を介した前記エンジンと前記駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、
   を備え、
   走行中に前記エンジンに対する燃料の供給を停止し、かつ係合していた前記クラッチを開放して前記車両を走行させる所定制御を実行可能であり、前記所定制御において前記クラッチを開放するときに前記変速機をダウンシフトさせる
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記所定制御は、制動操作に応じて開始される
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記所定制御において前記クラッチを開放するときに、前記エンジンの回転が停止するまでに前記ダウンシフトによって前記変速機を最も低速側の変速比まで変速させる
   請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記所定制御において前記クラッチを開放する開放指令と同期して前記ダウンシフトを開始する
   請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記所定制御において前記クラッチを開放するときの前記ダウンシフトの速度を制御する
   請求項１または３に記載の車両制御装置。
6. 前記所定制御において前記クラッチを開放するときの前記ダウンシフトの速度は、前記クラッチを開放するときの前記車両の減速度の変化を低減する速度である
   請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記所定制御において前記クラッチを開放するときの前記ダウンシフトの速度は、前記クラッチを開放する開放速度に基づく
   請求項５に記載の車両制御装置。
8. 前記所定制御において前記クラッチを開放するときに、前記クラッチが開放するタイミングと前記ダウンシフトが完了するタイミングとを同期させる
   請求項１に記載の車両制御装置。

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