JP6064868B2

JP6064868B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP6064868B2
Application number: JP2013232083A
Authority: JP
Inventors: 聡山中; 隆弘横川; 伊藤　良雄; 良雄伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-11-08
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Description

本発明は、走行中の駆動力を制御する車両の制御装置に関する。

従来、車両においては、走行中の燃料消費量を低減させるための技術として、走行中にエンジンと駆動輪との間の動力伝達を遮断して惰性で進行させる惰行走行が知られている。制御装置は、エンジンと駆動輪との間に配置されている係合状態のクラッチを通常走行中に解放させることで、その間の動力の伝達を遮断し、惰行走行へと移行させる。また、制御装置は、その惰行走行から通常走行へと復帰させる場合、その解放状態のクラッチを係合させる。例えば、下記の特許文献１及び２には、その惰行走行に関わる技術が開示されている。また、下記の特許文献３には、惰行制御中にクラッチにおけるエンジン側の回転数が所定回転数を超えている場合、変速機の変速制御を禁止する、という技術が開示されている。

特開２０１２−１４９７１０号公報特開２０１１−１８３９６３号公報特開２０１２−０１３１８６号公報

ところで、惰行走行から通常走行への復帰は、運転者のアクセル操作を契機にして実施される。このため、復帰が要求されたときには、同時に変速機のダウンシフトも要求されることがある。ここで、クラッチは、係合時のショックの発生を抑えるために、回転数の差が所定の回転数以下になるまで待ってから完全係合させる。例えば、クラッチをエンジンと変速機の間に介在させている場合には、ダウンシフトの実施時機如何で、クラッチにおける変速機側の回転数（ダウンシフトに伴い上昇）とエンジン側の回転数とが近づくまでに時間を要してしまうことがある。また、ダウンシフトの実施時機如何では、アクセル操作に対して駆動力不足になってしまうことがある。よって、ダウンシフトの実施時機が適切でないと、運転者は、アクセル操作に対する加速のもたつきという違和感を覚えてしまう可能性がある。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、クラッチ係合時のショックの発生を抑えつつ加速応答性を確保することのできる車両の制御装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明は、エンジンと、自動変速機と、前記エンジン側に接続された第１係合部と前記自動変速機側に接続された第２係合部とを有する動力断接装置と、を備える車両の制御装置において、前記動力断接装置を通常走行中に解放させることによって、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達を遮断して、前記車両を惰行走行させる惰行制御部と、惰行走行から通常走行への復帰条件が成立した場合、前記エンジンの出力制御を実施し、かつ、前記動力断接装置の完全係合制御を実施する復帰制御部とを備え、前記復帰制御部は、惰行走行から通常走行への復帰条件が成立し、かつ、前記自動変速機のダウンシフト要求がある場合、前記エンジンの前記出力制御に伴う前記第１係合部の回転数の上昇勾配と前記自動変速機のダウンシフトに伴う前記第２係合部の回転数の上昇勾配との差が所定の範囲内に入るよう前記自動変速機のダウンシフト制御を実施し、前記第１係合部の回転数と前記第２係合部の回転数が同期したとき又は同期したと見做せるときに前記動力断接装置を完全係合することを特徴としている。

ここで、前記エンジンの前記出力制御に伴う前記第１係合部の回転数の上昇勾配と前記自動変速機のダウンシフトに伴う前記第２係合部の回転数の上昇勾配とが同期するように、前記自動変速機の前記ダウンシフト制御の開始時機を算出する変速時機算出部を備え、前記復帰制御部は、前記変速時機算出部の算出した開始時機に前記自動変速機の前記ダウンシフト制御を開始することが望ましい。

また、前記復帰制御部は、前記第１係合部の回転数と前記第２係合部の回転数との差が所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に、前記動力断接装置を完全係合することが望ましい。

本発明に係る車両の制御装置は、第１係合部の回転数の上昇勾配に第２係合部の回転数の上昇勾配が同期するよう自動変速機のダウンシフト制御を実施するので、復帰制御を開始してから動力断接装置の完全係合が可能になるまでの待機時間を短縮することができる。そして、この制御装置は、そのそれぞれの回転数が同期したとき又は同期したと見做せるときに動力断接装置を完全係合させる。よって、この制御装置は、動力断接装置における完全係合時のショックの発生を抑えつつ、運転者のアクセル操作に対する車両の加速のもたつきを抑えることができる。

図１は、本発明に係る車両の制御装置と当該車両について示す図である。図２は、惰行走行から通常走行へと復帰させる際のタイムチャートの一例である。図３は、惰行走行から通常走行へと復帰させる際のタイムチャートの他の例である。図４は、惰行走行から通常走行へと復帰させる際のフローチャートである。

以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る車両の制御装置の実施例を図１から図４に基づいて説明する。

最初に、この制御装置の適用対象となる車両の一例について説明する。

ここで例示する車両は、図１に示すように、動力源としてのエンジン１０と、このエンジン１０の動力を駆動輪Ｗ側へと伝える自動変速機２０と、を備える。また、この車両は、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間に動力断接装置を備え、この動力断接装置を制御することによって、その間の動力伝達を走行中に遮断することができるものである。

更に、この車両は、制御装置として、車両の走行に関わる制御を行う電子制御装置（以下、「走行制御ＥＣＵ」という。）１と、エンジン１０の制御を行う電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）２と、自動変速機２０の制御を行う電子制御装置（以下、「変速機ＥＣＵ」という。）３と、を備える。走行制御ＥＣＵ１は、エンジンＥＣＵ２や変速機ＥＣＵ３との間でセンサの検出情報や演算処理結果等の授受を行う。また、走行制御ＥＣＵ１は、エンジンＥＣＵ２や変速機ＥＣＵ３に指令を送り、その指令に応じたエンジン１０の制御をエンジンＥＣＵ２に実施させ、また、その指令に応じた自動変速機２０の制御を変速機ＥＣＵ３に実施させる。

エンジン１０は、内燃機関等の機関であり、供給された燃料によって動力をエンジン回転軸１１に発生させる。

動力断接装置は、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間（つまりエンジン１０から出力された動力の伝達経路上）に配置し、その間の動力伝達を可能にする一方で、その間の動力伝達を遮断することもできる。この例示の車両においては、この動力断接装置を自動変速機２０に設ける。

この車両に搭載される自動変速機２０としては、例えば、一般的な有段自動変速機や無段自動変速機だけでなく、デュアルクラッチ式変速機（ＤＣＴ：デュアルクラッチトランスミッション）、自動変速可能な有段手動変速機（ＭＭＴ：マルチモードマニュアルトランスミッション）なども適用対象に含まれる。本実施例では、無段自動変速機を例に挙げて説明する。

本実施例の自動変速機２０は、上記の動力断接装置として作用するクラッチ３０と、自動変速部としての変速機本体４０と、エンジン１０の動力を変速機本体４０に伝えるトルクコンバータ５０と、を備える。

この自動変速機２０においては、変速機入力軸２１がエンジン回転軸１１に連結され、変速機出力軸２２が駆動輪Ｗ側に連結される。その変速機入力軸２１は、トルクコンバータ５０のポンプインペラ５１と一体になって回転できるように接続されている。一方、このトルクコンバータ５０のタービンランナ５２には、中間軸２３が一体となって回転できるように接続されている。その中間軸２３は、更に、クラッチ３０の第１係合部３１と一体になって回転できるように接続されている。クラッチ３０の第２係合部３２は、変速機本体４０の入力軸４１と一体になって回転できるように接続されている。その変速機本体４０は、変速機出力軸２２にも接続されている。つまり、この車両においては、エンジン１０側からの動力伝達経路を順に見ていくと、エンジン１０、トルクコンバータ５０、クラッチ３０、変速機本体４０、駆動輪Ｗの順に配置されていることになる。尚、トルクコンバータ５０は、ロックアップクラッチ（図示略）も備えている。

ここで例示する変速機本体４０は、例えばベルト式無段変速機を備えており、プライマリ側が入力軸４１に接続され、かつ、セカンダリ側が変速機出力軸２２に接続されている。変速機ＥＣＵ３の変速制御部は、そのベルト式無段変速機を制御することによって、変速比を無段階に切り替える。

クラッチ３０は、動力伝達経路上でエンジン１０側と変速機本体４０側とに各々接続された第１係合部３１と第２係合部３２とを有し、その第１係合部３１と第２係合部３２の内の少なくとも一方に摩擦材を設けた摩擦クラッチである。このクラッチ３０は、その第１係合部３１と第２係合部３２の内の少なくとも一方に作動油を供給することで、この第１係合部３１と第２係合部３２とが接触し、係合状態となる。その係合状態（後述する半係合状態や完全係合状態）においては、エンジン１０と変速機本体４０との間での動力伝達（つまりエンジン１０と駆動輪Ｗとの間での動力伝達）が可能になる。一方、このクラッチ３０は、その供給された作動油を排出することで、第１係合部３１と第２係合部３２とが離れ、解放状態となる。その解放状態においては、エンジン１０と変速機本体４０との間（エンジン１０と駆動輪Ｗとの間）の動力伝達が遮断される。

このクラッチ３０は、その第１係合部３１と第２係合部３２との間の係合動作又は解放動作をアクチュエータ３３に実施させる。そのアクチュエータ３３は、変速機ＥＣＵ３のクラッチ制御部の指令によって動作する例えば電磁弁（図示略）を備えており、その電磁弁の開閉動作によってクラッチ３０への作動油の供給油圧を調整する。

このクラッチ３０は、電磁弁を開弁させ、供給油圧を増圧させることで係合状態となる。ここで、クラッチ制御部は、電磁弁の開弁量を調整することで、クラッチ３０への供給油圧（増圧量）を調整し、半係合状態と完全係合状態とを分けて作り出すことができる。半係合状態とは、第１係合部３１と第２係合部３２との間の滑りを許容する係合状態のことである。一方、完全係合状態とは、第１係合部３１と第２係合部３２との間の滑りを許容せず、第１係合部３１と第２係合部３２の内の少なくとも一方にトルクが入力されたとしても、互いを一体になって回転させる係合状態のことである。クラッチ制御部は、供給油圧を所定範囲内の圧力まで増圧させることでクラッチ３０を半係合させ、その所定範囲内の最高圧よりも供給油圧を更に増圧させることでクラッチ３０を完全係合させる。また、このクラッチ３０は、電磁弁を閉弁させ、供給油圧を減圧させることで解放状態となる。

次に、制御装置の演算処理について説明する。

本実施例の車両は、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断して惰性で走行（惰行走行）することができる。このため、走行制御ＥＣＵ１は、惰行走行に関わる制御（以下、「惰行制御」という。）を実行させる惰行制御部を有している。惰行制御部は、通常走行中にクラッチ３０を解放させることによって、走行中にエンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断する。その通常走行とは、エンジン１０の動力を駆動輪Ｗに伝えて走行している状態のことをいう。走行制御ＥＣＵ１は、通常走行モードと惰行走行モードとを切り替える走行モード切替部を有する。

ここで、この例示の車両は、惰行走行として、ニュートラル惰行走行（以下、「Ｎ惰行走行」という。）と減速ストップ＆スタート走行（以下、「減速Ｓ＆Ｓ走行」という。）とフリーラン走行の内の少なくとも１つを実施することができる。このため、走行制御ＥＣＵ１には、車両に設けられている惰行走行モードに応じて、Ｎ惰行制御部と減速Ｓ＆Ｓ制御部とフリーラン制御部の内の少なくとも１つが惰行制御部として設けられている。ここでは、Ｎ惰行走行と減速Ｓ＆Ｓ走行とフリーラン走行の全てが実施可能である。

Ｎ惰行走行とは、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断し、エンジン１０を作動させたままで惰行する走行のことである。このＮ惰行走行は、運転者がブレーキ操作を行っている状態（アクセルオフ＆ブレーキオン）で実行される。

減速Ｓ＆Ｓ走行とフリーラン走行は、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断し、更にエンジン１０を停止させて惰行する走行のことである。減速Ｓ＆Ｓ走行は、運転者がブレーキ操作を行っている状態で（アクセルオフ＆ブレーキオン）、かつ、自車両が所定車速以下の低速で減速走行しているときに実行される。一方、フリーラン走行は、運転者がアクセル操作もブレーキ操作も行っていない状態（アクセルオフ＆ブレーキオフ）で実行される。

尚、走行制御ＥＣＵ１には、アクセル操作量センサ６１とブレーキ操作量センサ６２が接続されている。アクセル操作量センサ６１は、運転者によるアクセル開度等を検出するものである。よって、走行制御ＥＣＵ１では、運転者のアクセルオフ状態（アクセルオフ操作）やアクセルオン状態（アクセルオン操作）を把握することができる。また、ブレーキ操作量センサ６２は、運転者によるブレーキ踏み込み量等を検出するものである。よって、走行制御ＥＣＵ１では、運転者のブレーキオフ状態（ブレーキオフ操作）やブレーキオン状態（ブレーキオン操作）を把握することができる。そのブレーキオフ状態（ブレーキオフ操作）やブレーキオン状態（ブレーキオン操作）の把握には、運転者のブレーキ操作に連動するストップランプスイッチ（図示略）の検出信号を利用してもよい。

ここで、走行モード切替部は、通常走行中に運転者のアクセルオフ状態（アクセルオフ操作）とブレーキオン状態（ブレーキオン操作）を検出した場合、惰行走行モードとしてＮ惰行モード又は減速Ｓ＆Ｓモードを選択することができる。その選択の際、走行モード切替部は、例えば、自車両の走行路の勾配や車速に応じて、Ｎ惰行モードと減速Ｓ＆Ｓモードの内の何れか一方を選択する。自車両の走行路の勾配は、勾配センサ６３によって検出する。その勾配センサ６３としては、前後方向の車両加速度を検出する前後加速度センサを利用すればよい。また、自車両の車速は、車速センサ６４によって検出する。その勾配センサ６３と車速センサ６４は、走行制御ＥＣＵ１に接続されている。

Ｎ惰行モードが選択された場合、Ｎ惰行制御部は、エンジンＥＣＵ２と変速機ＥＣＵ３に指令を送り、エンジン１０を例えばアイドル状態に制御させると共に、クラッチ制御部にクラッチ３０を解放させる。これにより、車両は、エンジン１０を作動させたままでエンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断し、Ｎ惰行走行を始める。一方、減速Ｓ＆Ｓモードが選択された場合、減速Ｓ＆Ｓ制御部は、エンジンＥＣＵ２と変速機ＥＣＵ３に指令を送り、エンジン１０の停止とクラッチ３０の解放を指示する。これにより、車両は、所定の車速域でブレーキオン操作が実施されている状態において、エンジン１０を停止し、かつ、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断して、減速Ｓ＆Ｓ走行を始める。

また、走行モード切替部は、通常走行中に運転者のアクセルオフ状態（アクセルオフ操作）とブレーキオフ状態を検出した場合、惰行走行モードとしてフリーランモードを選択することができる。フリーランモードが選択された場合、フリーラン制御部は、エンジンＥＣＵ２と変速機ＥＣＵ３に減速Ｓ＆Ｓモードと同様の指令を送り、エンジン１０の停止とクラッチ３０の解放を指示する。これにより、車両は、アクセル操作もブレーキ操作も実施されていないので、エンジン１０を停止し、かつ、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を遮断して、フリーラン走行を始める。

走行モード切替部は、その何れかの惰行走行中に通常走行への復帰条件が成立した場合、通常走行モードを選択する。復帰条件が成立した場合とは、例えば運転者のアクセルオン状態（アクセルオン操作）を検出した場合などである。通常走行モードが選択された場合、走行制御ＥＣＵ１の復帰制御部は、エンジンＥＣＵ２と変速機ＥＣＵ３に実施中の惰行走行モードに応じた指令を送り、惰行走行から通常走行に復帰させる。その復帰制御においては、何れの惰行走行モードからの復帰であっても、解放状態のクラッチ３０を係合させ、エンジン１０と駆動輪Ｗとの間の動力伝達を可能にする。

ここで、惰行走行中は、タービンランナ５２の回転数（以下、「タービン回転数」という。）Ｎｔと変速機本体４０の入力軸４１の回転数（以下、「入力回転数」という。）Ｎｉｎとの間、つまりクラッチ３０における第１係合部３１の回転数と第２係合部３２の回転数との間に差が生じている。例えば、高車速での惰行走行中には、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の方がタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）よりも高回転になっている（図２）。一方、低車速での惰行走行中には、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の方が入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）よりも高回転になっていることもある（図３）。このため、クラッチ３０においては、第１係合部３１と第２係合部３２の回転数の差（以下、「クラッチ回転数差」という。）ΔＮｃｌが大きいときに供給油圧を完全係合になるまで増圧させると、急激な係合動作となり、ショックが発生してしまう。尚、図２及び図３は、Ｎ惰行走行からの復帰を表したタイムチャートである。また、以下においては、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の方がタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）よりも高回転になっている状態のことを「第１クラッチ状態」ともいい、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の方が入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）よりも高回転になっている状態のことを「第２クラッチ状態」ともいう。

そのタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）は、エンジン１０のクランク角センサ６５の検出信号を利用して、エンジン回転数Ｎｅとトルクコンバータ５０の速度比から推定することができる。このタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）を検出するためには、タービンランナ５２又は第１係合部３１の回転角を検出する回転センサ（図示略）を設けてもよい。また、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）は、変速機出力軸２２の回転角を検出する回転センサ６６の検出信号を利用し、その回転数と変速機本体４０の変速比から推定することができる。この入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）を検出するためには、入力軸４１又は第２係合部３２の回転角を検出する回転センサ（図示略）を設けてもよい。

復帰制御部は、クラッチ係合時のショックの発生を抑えるために、エンジンＥＣＵ２や変速機ＥＣＵ３に指令を送り、エンジン１０の出力制御（減速Ｓ＆Ｓ走行とフリーラン走行の場合にはエンジン１０の始動制御も含む）や自動変速機２０の変速制御によってクラッチ回転数差ΔＮｃｌを小さくさせる。例えば、第１クラッチ状態での惰行走行中に通常走行への復帰条件が成立した場合には、復帰制御におけるエンジン１０の出力制御によってエンジン回転数Ｎｅを上昇させることで、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）を上昇させながら入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）に近づけさせる。また、第２クラッチ状態での惰行走行中に通常走行への復帰条件が成立した場合には、自動変速機２０のダウンシフト制御によって入力回転数Ｎｉｎを上昇させることで、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）をタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）に近づけさせる。そして、復帰制御部は、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）と入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）とが同期したときに又は同期したと見做せるときに、クラッチ３０を完全係合させる。

ここで、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）と入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）との差（クラッチ回転数差ΔＮｃｌ）が所定回転数Ｎｃｌ０以下となり、その状態が所定時間継続している状態のときに、タービン回転数Ｎｔと入力回転数Ｎｉｎとが同期したと見做せる。尚、前記所定回転数Ｎｃｌ０は、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが正の値の場合に正になり、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが負の値の場合に負になる。

この例示では、所定回転数Ｎｃｌ０以下になって所定時間経過したときのクラッチ回転数差ΔＮｃｌがクラッチ３０の完全係合制御を開始可能な回転数（以下、「完全係合可能な回転数」という。）となる。その完全係合可能な回転数とは、ショックを所定の大きさ以下に抑えたクラッチ３０の完全係合動作が可能なクラッチ回転数差ΔＮｃｌのことである。その所定の大きさとは、発生したクラッチ３０のショックが駆動輪Ｗや車体に伝わったとしても、そのショックを乗員が感じ取ることのできない大きさのことである。

所定時間は、例えば、復帰制御時の変速機本体４０の変速比に応じて変更する。具体的には、復帰制御時の変速機本体４０の変速比が大きいほど（つまりローギヤであるほど）、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）がタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）に対して高回転になる。このため、所定時間は、復帰制御時の変速機本体４０の変速比が大きいほど（つまりローギヤであるほど）長く設定する。これにより、この制御装置は、クラッチ３０の完全係合制御が可能か否かの判定精度を高め、完全係合させた際のクラッチ３０のショックの発生を抑えることができる。復帰制御部は、例えば、予め用意してあるマップに現状の変速比を照らし合わせ、この変速比に応じた所定時間を読み込んで設定する。

所定回転数Ｎｃｌ０は、完全係合可能な回転数と所定時間とから逆算して決める。例えば、復帰制御部には、惰行走行中に通常走行への復帰条件が成立した場合、自車両の車速、自車両の車両加速度、変速機本体４０の変速比、エンジン回転数Ｎｅの変化、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）等に基づいて、今後のクラッチ回転数差ΔＮｃｌを推定させる。復帰制御部は、その推定したクラッチ回転数差ΔＮｃｌが完全係合可能な回転数となる時点を求め、この時点から起算して所定時間だけ手前の時点におけるクラッチ回転数差ΔＮｃｌを所定回転数Ｎｃｌ０として決める。

ところで、走行制御ＥＣＵ１は、運転者がアクセル操作で大きな駆動力の発生を望んだときに、これを達成させるため、自動変速機２０に対してダウンシフトを要求することがある。このため、運転者のアクセル操作量如何では、惰行走行から通常走行への復帰条件の成立と共に、自動変速機２０のダウンシフトが要求されることもある。

第１クラッチ状態の惰行走行からの復帰要求と共に、自動変速機２０のダウンシフトが要求された場合について説明する。この場合の制御形態の１つとしては、そのダウンシフトをクラッチ３０の完全係合時よりも前の早い段階から実施するものが考えられる。この制御形態においては、上昇中のタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）を入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）に近づけていくことによってクラッチ３０の完全係合制御を行うが、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）がダウンシフトに伴い上昇してしまっているので、ダウンシフト要求が無いときと比べて、クラッチ３０が同期するまでに又は同期したと見做せる状態になるまでに時間を要してしまう。このため、この制御形態は、エンジン１０の動力が駆動輪Ｗへと伝わるまでに時間が掛かるので、アクセル操作に対する車両の加速のもたつきに運転者が違和感を覚える可能性がある。その運転者の違和感を解消させるためには、自動変速機２０のダウンシフトよりも先にクラッチ３０を完全係合させておく制御形態が考えられる。しかしながら、この制御形態では、ダウンシフト前の変速比が小さいとき（ハイギヤのとき）にエンジン１０の動力が駆動輪Ｗに伝達し始めるので、ダウンシフトが終わるまでアクセル操作に応じた駆動力を発生させることができず、結局の所、ハイギヤ時の駆動力不足に伴う車両の加速のもたつきに運転者が違和感を覚えてしまう可能性がある。更に、これら制御形態においては、上昇中の第１係合部３１の回転数と下降中の第２係合部３２の回転数とが同期したとき又は同期したと見做せるときにクラッチ３０を完全係合させることになる。つまり、これら制御形態では、第１係合部３１と第２係合部３２のそれぞれの回転数の変化の勾配が大きく異なる状態でクラッチ３０を完全係合させることになる。このため、これら制御形態においては、クラッチ３０を完全係合させる際のショックの発生を抑えることが難しい。

また、第２クラッチ状態の惰行走行から復帰させる場合には、運転者のアクセル操作に伴うダウンシフト要求の有無に拘わらず、前述したように、クラッチ３０の係合時のショックの発生を抑えるために、ダウンシフト要求が為されることもある。そこで、第２クラッチ状態の惰行走行からの復帰要求と共に、自動変速機２０のダウンシフトが要求された場合について説明する。この場合の制御形態の１つとしては、そのダウンシフトをクラッチ３０の完全係合時よりも前の早い段階から実施するものが考えられる。この制御形態においては、ダウンシフトに伴い上昇している入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）を上昇中のタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）に近づけていくことによってクラッチ３０の完全係合制御を行うので、その完全係合時機を早めることができ、早期にエンジン１０の動力を駆動輪Ｗに伝えることができる。しかしながら、その際には、エンジン１０の動力が小さい状態でクラッチ３０を完全係合させるので、駆動力不足による車両の加速のもたつきに運転者が違和感を覚えてしまう可能性がある。その運転者の違和感を解消させるためには、ダウンシフト時機を遅らせる制御形態が考えられる。しかしながら、ダウンシフト時機を遅延させすぎたときには、入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）がタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）に近づくまでの時間が延びるので、クラッチ３０が同期するまでに又は同期したと見做せる状態になるまでに時間を要してしまう。このため、この制御形態では、エンジン１０の動力が駆動輪Ｗへと伝わるまでに時間が掛かり、車両の加速のもたつきに運転者が違和感を覚える可能性がある。更に、これら制御形態においては、第１係合部３１と第２係合部３２のそれぞれの回転数の変化の勾配が大きく異なる状態でクラッチ３０を完全係合させることがあるので、クラッチ３０を完全係合させる際のショックの発生を抑えることが難しい。

そこで、復帰制御部は、惰行走行中に通常走行への復帰条件が成立し、かつ、自動変速機２０のダウンシフト要求が為された場合、その通常走行への復帰制御を開始させ、この復帰制御に伴うタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配にダウンシフトに伴う入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配が同期するよう自動変速機２０のダウンシフト制御を実施させる。そして、復帰制御部は、そのタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）と入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）とが同期したときに又は同期したと見做せるときに、クラッチ３０を完全係合させる。

具体的に、走行制御ＥＣＵ１には、ダウンシフト制御の開始時機を算出する変速時機算出部が設けられている。この変速時機算出部は、復帰制御に伴うタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配にダウンシフトに伴う入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配を同期させるためのダウンシフト制御の開始時機を算出する。

先ず、変速時機算出部には、復帰制御に伴うタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配を推定させる。その上昇勾配は、復帰制御中のエンジン回転数Ｎｅに応じて変化するものである。よって、変速時機算出部には、復帰制御中におけるエンジン１０の出力制御の制御内容に基づいてエンジン回転数Ｎｅの変化を推定させ、このエンジン回転数Ｎｅの変化に基づいてタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配を推定させる。

次に、変速時機算出部には、例えば、現在（例えば復帰制御開始時）の自車両の車速を基点とした車速の変化勾配（又は現在の駆動輪の車輪速度を基点とした車輪速度の変化勾配）と現在の自動変速機２０の変速比とダウンシフト後の自動変速機２０の変速比とに基づいて、ダウンシフトに伴う入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配を推定させる。その車速（又は車輪速度）の変化勾配は、走行路の勾配と今までの惰行走行中における車速（又は車輪速度）の変化勾配とに基づいて推定することができる。例えば、変速時機算出部は、現在から所定時間経過後までの間のダウンシフトに伴う入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配を所定間隔毎に推定する。その所定間隔とは、例えば走行制御ＥＣＵ１の演算周期などである。つまり、変速時機算出部は、現在から順次ダウンシフト制御の開始時機をずらし、それぞれの開始時機に応じたダウンシフトに伴う入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配を推定する。

変速時機算出部には、その推定した各上昇勾配の中からタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配と同期するものを選択させ、その選択された上昇勾配に該当するダウンシフト制御の開始時機を読み込ませる。変速時機算出部は、このようにして、復帰制御におけるエンジン１０の出力制御に伴うタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配と、現在（例えば復帰制御開始時）の自車両の車速を基点とした車速の変化勾配（又は現在の駆動輪の車輪速度を基点とした車輪速度の変化勾配）と、現在の自動変速機２０の変速比と、ダウンシフト後の自動変速機２０の変速比と、に基づいて、ダウンシフト制御の開始時機を算出する。ここで、その選択の際には、それぞれの上昇勾配の内の一部分でも同期していれば、それぞれの上昇勾配が同期していると判定する。また、この場合の同期とは、それぞれの上昇勾配の少なくとも一部分が完全に一致するものだけでなく、それぞれの上昇勾配の差分が所定の範囲内に入っているものも含む。それぞれの上昇勾配の差分が所定の範囲内に入っている状態とは、例えば、この状態でクラッチ３０を完全係合させることによって発生したショックが駆動輪Ｗや車体に伝わったとしても、そのショックを乗員が感じ取ることができない状態のことである。よって、変速時機算出部は、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下まで小さくなり、その所定回転数Ｎｃｌ０以下の状態が所定時間継続しているときに、それぞれの上昇勾配の差分が所定の範囲内に入っていると判定することができる。

以下に、惰行走行から通常走行へと復帰させる際の演算処理を図４のフローチャートに基づき説明する。

復帰制御部は、惰行制御中であるのか否かを判定する（ステップＳＴ１）。この例示の車両では、Ｎ惰行制御と減速Ｓ＆Ｓ制御とフリーラン制御の内の何れか１つでも実行中であるのか否かを判定する。復帰制御部は、その何れも実行していない場合、惰行制御中でないと判定し、この演算処理を繰り返す。

復帰制御部は、惰行制御中の場合、惰行走行から通常走行への復帰条件が成立しているのか否かを判定する（ステップＳＴ２）。復帰制御部は、復帰条件が成立していない場合、ステップＳＴ１に戻る。

復帰制御部は、復帰条件が成立している場合、実行中の惰行走行モードに応じた惰行走行から通常走行への復帰制御を開始させる（ステップＳＴ３）。

具体的に、Ｎ惰行走行からの復帰の場合、復帰制御部は、エンジンＥＣＵ２に指令を送り、運転者のアクセル開度に応じたエンジン１０の出力制御を開始させる。減速Ｓ＆Ｓ走行とフリーラン走行からの復帰の場合、復帰制御部は、エンジンＥＣＵ２に指令を送り、停止中のエンジン１０を再起動させる。その復帰制御に際して、復帰制御部は、変速機ＥＣＵ３に指令を送り、係合制御の応答性を高めるべく、解放状態が保たれる範囲内でクラッチ３０への供給油圧を増圧させてもよい。車両においては、この復帰制御の開始に伴い、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）が上昇していく。

更に、復帰制御部は、自動変速機２０のダウンシフト要求が為されているのか否かを判定する（ステップＳＴ４）。復帰制御部は、自動変速機２０のダウンシフト要求が為されていない場合、後述するステップＳＴ８に進む。

自動変速機２０のダウンシフト要求が為されている場合、変速時機算出部は、例えば前述したようにしてダウンシフト制御の開始時機を算出する（ステップＳＴ５）。

復帰制御部は、そのダウンシフト制御の開始時機になったのか否かを判定する（ステップＳＴ６）。復帰制御部は、ダウンシフト制御の開始時機になっていない場合、このステップＳＴ６の判定を繰り返す。

復帰制御部は、ダウンシフト制御の開始時機になった場合、変速機ＥＣＵ３に指令を送り、変速制御部に自動変速機２０における変速機本体４０のダウンシフト制御を開始させる（ステップＳＴ７）。

復帰制御部は、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）と入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）に基づいてクラッチ回転数差ΔＮｃｌを算出し、このクラッチ回転数差ΔＮｃｌが前述した所定回転数Ｎｃｌ０以下になったのか否かを判定する（ステップＳＴ８）。

復帰制御部は、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下になっていない場合、このステップＳＴ８の演算処理を繰り返す。そして、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下になった場合、復帰制御部は、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下になっている状態について前述した所定時間の経過まで継続しているのか否かを判定する（ステップＳＴ９）。その際、復帰制御部は、例えば、カウンタでカウントを開始し、その所定時間が経過するまで演算周期毎のカウントを累積していく。

復帰制御部は、そのようなクラッチ３０の状態が所定時間続かなかった場合（ステップＳＴ９でＮｏ）、ステップＳＴ８に戻り、再びクラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下になったのか否かを判定する。

このようなステップＳＴ９で否定判定される場合とは、例えば、減速Ｓ＆Ｓ走行から復帰させる際に起こり得る。減速Ｓ＆Ｓ走行から通常走行へと復帰させる際には、停止中のエンジン１０を低速走行時に再起動させるので、エンジン再起動時のエンジン回転数Ｎｅの立ち上がりによって、タービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）が入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）を上回る可能性がある。そして、エンジン再起動時にタービン回転数Ｎｔが入力回転数Ｎｉｎを上回るときには、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下になっても、その状態を所定時間継続させることができず、ステップＳＴ９で否定判定される可能性がある。しかしながら、その後のタービン回転数Ｎｔは、エンジン１０の再起動完了と共に低下して、再び入力回転数Ｎｉｎに近づいていく。このため、減速Ｓ＆Ｓ走行から復帰させる際には、再度ステップＳＴ８で肯定判定が為され、再びステップＳＴ９の判定に移る。

復帰制御部は、クラッチ回転数差ΔＮｃｌが所定回転数Ｎｃｌ０以下になっている状態が所定時間続いた場合、クラッチ３０の完全係合制御が可能な状態になっていると判定し、変速機ＥＣＵ３に指令を送って、クラッチ３０を完全係合させる（ステップＳＴ１０）。

例えば、第１クラッチ状態の惰行走行から通常走行に復帰させる場合には、自動変速機２０のダウンシフトを伴うのであれば、上記のように推定した開始時機に合わせて自動変速機２０のダウンシフト制御を開始させることで、ダウンシフトに伴い上昇し始めた入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配が復帰制御で上昇中のタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配に近づいていく（図２）。クラッチ３０は、そのそれぞれの上昇勾配の同期が検出されたときに完全係合させられる。つまり、この制御装置は、最適化を図った開始時機にダウンシフト制御を開始することで、上昇中のタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配に入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配を同期させる。換言するならば、この制御装置は、ダウンシフトに伴い上昇している入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）に復帰制御で上昇中のタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）が追いつくのを待つものではない。また、これと同様に、第２クラッチ状態の惰行走行から通常走行に復帰させる場合についても、上記のように推定した開始時機に合わせて自動変速機２０のダウンシフト制御を開始させることで、ダウンシフトに伴い上昇し始めた入力回転数Ｎｉｎ（＝第２係合部３２の回転数）の上昇勾配が復帰制御で上昇中のタービン回転数Ｎｔ（＝第１係合部３１の回転数）の上昇勾配に近づいていく（図３）。よって、その何れの場合であっても、クラッチ３０においては、従来と比べて、完全係合に伴うショックの発生を抑えつつ、復帰制御を開始してからクラッチ３０の完全係合が可能になるまでの待機時間が短縮される。このため、この制御装置は、従来と比べて、エンジン１０の動力が駆動輪Ｗへと伝わるまでの時間を短縮することができるので、運転者のアクセル操作に対する車両の加速のもたつきを抑えることができる。更に、この制御装置は、そのような時間の短縮を図りつつも、クラッチ３０を完全係合させたときにアクセル操作に応じた駆動力を発生させることができるので、これによってもアクセル操作に対する車両の加速のもたつきを抑えることができる。

このように、この制御装置は、惰行走行から通常走行への復帰に際して自動変速機２０のダウンシフト制御も要求された場合、可能な限り早い段階で（つまり第１係合部３１と第２係合部３２の回転数が低いときに）、かつ、第１係合部３１と第２係合部３２のそれぞれの回転数の上昇勾配が同期しているときに、クラッチ３０を完全係合させる。このため、この制御装置は、クラッチ３０を完全係合させる際のショックの発生を抑えつつ、運転者のアクセル操作に対する車両の加速のもたつきを抑えることができるので、惰行走行から通常走行へと復帰させる際に運転者が感じる違和感を低減させることができる。更に、この制御装置は、クラッチ３０を完全係合させる際に、クラッチ３０のスリップ制御時間を短縮することができ、発熱量の低減が可能になるので、クラッチ３０の耐久性の低下を抑えることができる。

１走行制御ＥＣＵ
２エンジンＥＣＵ
３変速機ＥＣＵ
１０エンジン
２０自動変速機
３０クラッチ
３１第１係合部
３２第２係合部
４０変速機本体
５０トルクコンバータ
５２タービンランナ
Ｗ駆動輪

Claims

エンジンと、自動変速機と、前記エンジン側に接続された第１係合部と前記自動変速機側に接続された第２係合部とを有する動力断接装置と、を備える車両の制御装置において、
前記動力断接装置を通常走行中に解放させることによって、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達を遮断して、前記車両を惰行走行させる惰行制御部と、
惰行走行から通常走行への復帰条件が成立した場合、前記エンジンの出力制御を実施し、かつ、前記動力断接装置の完全係合制御を実施する復帰制御部とを備え、
前記復帰制御部は、惰行走行から通常走行への復帰条件が成立し、かつ、前記自動変速機のダウンシフト要求がある場合、前記エンジンの前記出力制御に伴う前記第１係合部の回転数の上昇勾配と前記自動変速機のダウンシフトに伴う前記第２係合部の回転数の上昇勾配との差が所定の範囲内に入るよう前記自動変速機のダウンシフト制御を実施し、前記第１係合部の回転数と前記第２係合部の回転数が同期したとき又は同期したと見做せるときに前記動力断接装置を完全係合することを特徴とした車両の制御装置。
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記エンジンの前記出力制御に伴う前記第１係合部の回転数の上昇勾配と前記自動変速機のダウンシフトに伴う前記第２係合部の回転数の上昇勾配とが同期するように、前記自動変速機の前記ダウンシフト制御の開始時機を算出する変速時機算出部を備え、
前記復帰制御部は、前記変速時機算出部の算出した開始時機に前記自動変速機の前記ダウンシフト制御を開始することを特徴とした車両の制御装置。
請求項１又は２に記載の車両の制御装置において、
前記復帰制御部は、前記第１係合部の回転数と前記第２係合部の回転数との差が所定値以下となる状態が所定時間継続した場合に、前記動力断接装置を完全係合することを特徴とした車両の制御装置。