JP6127259B2

JP6127259B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6127259B2
Application number: JP2012259289A
Authority: JP
Inventors: 禎金山
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: JP2014105778A

Description

本発明は、アイドルストップ機能を備えた車両に用いられる車両用制御装置に関する。

従来、下記特許文献１に開示されているような発進時における車両制御方法を達成するような車両用制御装置が提供されている。また、下記特許文献２に開示されているように、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両が提供されている。

特許文献１や特許文献２に開示されている車両は、エンジンの駆動力により作動するオイルポンプを搭載している。また、この車両は、オイルポンプにより発生する油圧の作用により係合可能な摩擦係合要素が変速装置に設けられており、この摩擦係合要素の係合状態に応じて前進及び後進の切り替えが可能とされている。

特開２００７−２７０６２９号公報

上述したような構成の従来技術の車両においては、変速装置に設けられた摩擦係合要素のうち、前進状態とするために係合状態とされる摩擦係合要素に作用させる油圧が、フィードフォワード制御により制御されている。そのため、摩擦係合要素のエンドプレイ、クッショニング荷重、リニアソレノイドの特性等に起因する変速機側の特性のバラツキにより、アイドルストップ機能によりエンジンを再始動する際に発生する衝撃（発進時ショック）の大きさや、エンジンを再始動してから発進時ショックが発生するまでのタイムラグにバラツキが発生する懸念がある。

また、上述したタイムラグが短い場合は、摩擦係合要素の係合が早くなるものの、その分だけ発進時ショックが大きくなってしまうという問題が懸念される。一方、上述したタイムラグが長い場合には、発進時ショックが小さくなるものの、摩擦係合要素の係合が遅くなってしまうという問題が懸念される。

そこで本発明は、各車両に搭載された変速機側の特性のバラツキが存在していたとしても、エンジンの再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ、及び発進時におけるショックが発生するまでのタイムラグのバラツキを最小限に抑制し、車両品質を向上させうる車両用制御装置の提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明は、エンジン側から入力された駆動力を変速させて出力可能な変速装置と、前記エンジンの駆動力により作動するオイルポンプとを搭載しており、前記変速装置が、前記オイルポンプにより発生する油圧の作用により係合可能な摩擦係合要素を備えており、当該摩擦係合要素の係合状態に応じて出力軸が所定方向に回転する前進状態、前進状態とは逆方向に前記出力軸が回転する後進状態の切り替えが可能であり、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、前記摩擦係合要素のうち、前記前進状態とするために係合状態とされる前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を設定する目標油圧設定手段と、前記アイドルストップ機能による前記エンジンの再始動時から、前記前進用係合要素が係合状態になることにより加速度がピーク加速度に到達するまでに要するタイムラグ期間を導出するタイムラグ導出手段とを備えており、前記タイムラグ期間の最適値として最適タイムラグ期間が規定されており、前記目標油圧設定手段は、前記タイムラグ期間が前記最適タイムラグ期間に収束するように、前記前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を学習可能であることを特徴とするものである。

本発明の車両用制御装置においては、アイドルストップ機能によるエンジンの再始動時から、前進用係合要素が係合状態になることにより加速度がピーク加速度に到達するまでに要するタイムラグ期間の最適値が最適タイムラグ期間として規定されいる。また、本発明の車両用制御装置は、目標油圧設定手段が学習することにより、前進用係合要素に作用させる油圧の目標値がタイムラグ期間を最適タイムラグ期間に収束させることができる。従って、本発明の車両用制御装置によれば、各車両に搭載された変速機側の特性のバラツキが存在していたとしても、タイムラグ期間のバラツキ、及びエンジンの再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ最小限に抑制し、車両品質を向上させうる。

本発明によれば、各車両に搭載された変速機側の特性のバラツキが存在していたとしても、エンジンの再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ、及び発進時におけるショックが発生するまでのタイムラグのバラツキを最小限に抑制し、車両品質を向上させうる車両用制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用制御装置を搭載した車両の概略構成を示す図である。ＥＣＵなどの制御系の構成を示すブロック図である。Ｂ１目標油圧の最適化を図るために実施される学習制御に係るフローチャートである。アイドルストップ機能によりエンジンが再始動する場合におけるエンジン回転数、タービン回転数、加速度、及び油圧の関係を示したタイミングチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置（以下の「ＥＣＵ８」に相当）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明においては、車両用制御装置（ＥＣＵ８）の説明に先だって、これを搭載した車両の構成について概略を説明する。

図１に示す車両は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両であって、エンジン１、トルクコンバータ２、無段変速装置Ｘ、減速歯車装置５、差動歯車装置６、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）８、油圧制御回路２０などを搭載している。

エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１１は、トルクコンバータ２に連結されており、エンジン１の出力が、トルクコンバータ２から前後進切替装置３、無段変速機４および減速歯車装置５を介して差動歯車装置６に伝達され、左右の駆動輪（図示せず。）へ分配される。

≪エンジン≫
エンジン１は、たとえば、多気筒ガソリンエンジンであり、エンジン１に吸入される吸入空気量は、電子制御式のスロットルバルブ１２により調整される。スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ１０２によって検出される。また、エンジン１の冷却水温は、水温センサ１０３によって検出される。

スロットルバルブ１２のスロットル開度は、ＥＣＵ８によって駆動制御される。具体的には、エンジン回転数センサ１０１によって検出されるエンジン回転数Ｎｅ、および運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル操作量）Ａｃｃなどのエンジン１の運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるように、スロットルバルブ１２のスロットル開度を制御している。

≪トルクコンバータ≫
トルクコンバータ２は、入力軸側のポンプインペラ２１と、出力軸側のタービンランナ２２と、トルク増幅機能を発現するステータ２３と、ワンウェイクラッチ２４とを備え、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間で流体を介して動力伝達を行なう。

トルクコンバータ２には、その入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ２５が設けられている。ロックアップクラッチ２５は、係合側油室２６内の油圧と解放側油室２７内の油圧との差圧（ロックアップ差圧）ΔＰ（ΔＰ＝係合側油室２６内の油圧−解放側油室２７内の油圧）によってフロントカバー２ａに摩擦係合される油圧式摩擦クラッチであって、上記差圧ΔＰを制御することにより係合状態または解放状態とされる。すなわち、ロックアップ差圧ΔＰを正値にすることによりロックアップクラッチ２５が係合し、ロックアップ差圧ΔＰをゼロ以下にすることでロックアップクラッチ２５は解放される。

また、トルクコンバータ２にはポンプインペラ２１に連結して駆動される機械式のオイルポンプ７が設けられている。

≪無段変速装置Ｘ≫
無段変速装置Ｘは、前後進切替装置３及び無段変速機４を備えている。前後進切替装置３は、遊星歯車機構３０と、逆転ブレーキＢ１（摩擦係合要素，前進用係合要素）と、直結クラッチＣ１（摩擦係合要素，後進用係合要素）とで構成されている。逆転ブレーキＢ１と直結クラッチＣ１は、それぞれ湿式多板式のブレーキ及びクラッチであり、オイルポンプ７の作動により発生する油圧の作用により係合可能とされている。遊星歯車機構３０のサンギア３１が入力部材であるタービンシャフト２８に連結され、リングギヤ３２が入力軸４０に連結されている。遊星歯車機構３０はシングルピニオン方式のものである。逆転ブレーキＢ１は、ピニオンギヤ３３を支えるキャリア３４とトランスミッションケースとの間に設けられている。また、直結クラッチＣ１は、キャリア３４とサンギア３１との間に設けられている。

直結クラッチＣ１を解放して逆転ブレーキＢ１を締結すると、タービンシャフト２８の回転が逆転され、かつ減速されて入力軸４０へ伝えられ、出力軸４４を経てドライブシャフトがエンジン回転方向と同方向に回転する。従って、直結クラッチＣ１を解放して逆転ブレーキＢ１を締結することにより、前進走行状態とすることができる。これとは逆に、逆転ブレーキＢ１を解放して直結クラッチＣ１を締結すると、キャリア３４とサンギア３１とが一体に回転する。そのため、タービンシャフト２８と入力軸４０とが直結された状態になり、出力軸４４を経てドライブシャフトがエンジン回転方向と逆方向に回転する。従って、逆転ブレーキＢ１を解放して直結クラッチＣ１を締結することにより後進走行状態となる。直結クラッチＣ１及び逆転ブレーキＢ１の双方が解放されると、前後進切替装置３は、動力を遮断してニュートラル状態を形成する。

無段変速機４は、入力側のプライマリプーリ４１、出力側のセカンダリプーリ４２、およびこれらプライマリプーリ４１とセカンダリプーリ４２との間に巻き掛けられた金属製のベルト４３などを備えている。

プライマリプーリ４１は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸４０に固定された固定シーブ４１１と、入力軸４０に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４１２とで主に構成されている。セカンダリプーリ４２も、プライマリプーリ４１と同様に、有効径が可変な可変プーリであって、出力軸４４に固定された固定シーブ４２１と、出力軸４４に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ４２２とで主に構成されている。

プライマリプーリ４１の可動シーブ４１２側には、固定シーブ４１１と可動シーブ４１２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４１３が配設されている。この油圧アクチュエータ４１３の作動油室４１３ａへ供給される油圧を制御することにより、上記Ｖ溝幅が変更される。また、セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２２側にも同様に、固定シーブ４２１と可動シーブ４２２との間のＶ溝幅を変更するための油圧アクチュエータ４２３が配置されており、この油圧アクチュエータ４２３の作動油室４２３ａへ供給される油圧を制御することにより、上記Ｖ溝幅が変更される。作動油室４２３ａにはベルト４３に初期推力を与えるためのスプリング４２４が配設されている。

≪油圧制御回路≫
油圧制御回路２０は、上記無段変速装置Ｘおよびロックアップクラッチ２５へ供給するオイルを制御するための回路である。油圧制御回路２０により油圧を制御することにより、前後進切替装置３における前進状態及び後進状態の切り替え、無段変速機４における変速比の調整、及びロックアップクラッチ２５の係合・解放制御等を実施することができる。

≪ＥＣＵ≫
ＥＣＵ８は、図２に示すように、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８３、ＲＡＭ８５およびバックアップＲＡＭ８７などからなるマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン１を制御するエンジンＥＣＵと、油圧制御回路２０を介して無段変速機４、ロックアップクラッチ２５を制御するＣＶＴ−ＥＣＵとから構成されている。

これらＣＰＵ８１、ＲＯＭ８３、ＲＡＭ８５およびバックアップＲＡＭ８７は、バス８９を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース９１および出力インターフェース９３に接続されている。

入力インターフェース９１には、エンジン回転数センサ１０１、スロットル開度センサ１０２、水温センサ１０３、タービン回転数センサ１０４、プライマリプーリ回転数センサ１０５、セカンダリプーリ回転数センサ１０６、アクセル開度センサ１０７、ＣＶＴ油温センサ１０８、セカンダリプーリ４２の作動油室の油圧センサ１０９、シフトレバーのレバーポジション（操作位置）を検出するレバーポジションセンサ１１０、ブレーキペダルセンサ１１２、車両の減速度を検出するための前後Ｇセンサ１１３などが接続されており、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ８に供給されるようになっている。

出力インターフェース９３には、スロットルモータ１３、燃料噴射装置１４、点火装置１５および油圧制御回路２０などが接続されている。ＥＣＵ８は、上記各センサの出力信号などに基づいて、エンジン１の出力制御、無段変速機４の変速比制御およびベルト挟圧制御、ロックアップクラッチ２５の係合・解放制御、ならびに前後進切替装置３の直結クラッチＣ１および逆転ブレーキＢ１の係合・解放制御などを実行する。

ＥＣＵ８は、車両停止など所定のアイドルストップ条件が成立したときにエンジン１を自動停止させ、所定のアイドルストップ復帰条件が成立したときにエンジン１を再始動させるアイドルストップ機能を発揮させるための制御を実施することができる。アイドルストップ条件としては、例えば車両停止、ブレーキオン状態（ブレーキペダルの踏み込み）などがある。但し、エンジン水温が低いときや、電気負荷が大きいとき、アクセルペダルが踏まれているときには、アイドルストップを許可しない。一方、アイドルストップ機能により自動停止した車両Ａを再始動させるための条件としては、例えばブレーキオフ状態、アクセルペダル踏み込み、車速信号の入力などの条件がある。

ＥＣＵ８は、上述したアイドルストップ条件が満足した場合にアイドルストップ機能を開始するための開始指令を出力し、エンジン１を停止させる制御を実施する。一方、アイドルストップ機能によりエンジン１が停止している期間内に、上述したアイドルストップ復帰条件を満足した状態になると復帰指令を出力する。これにより、エンジン１の動作を復帰（再始動）される。また、前進用係合要素である逆転ブレーキＢ１を締結させるために油圧の目標値（以下、「Ｂ１目標油圧」とも称す）が設定され、油圧制御がなされる。

ここで、Ｂ１目標油圧が適切である場合には、図４に示すように加速度が推移する。図４に示す加速度のグラフにおいて実線で示すように、ＥＣＵ８において復帰指令が出力されてから加速度がピークの加速度（以下「ピーク加速度Ｇ」とも称す）に達するまでの期間（以下、「タイムラグ期間λ」とも称す）が所定の期間Ｔ（以下、「最適タイムラグ期間Ｔ」とも称す）である場合には、再始動時における逆転ブレーキＢ１の係合に伴うショックが小さい。

しかしながら、図４に示す加速度のグラフにおいて破線で示すように、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔよりも短い場合（λ＜Ｔ）には、逆転ブレーキＢ１の係合に伴うショックが大きい。これとは逆に、図４に示す加速度のグラフにおいて二点鎖線で示すように、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔよりも長い場合（λ＞Ｔ）には、逆転ブレーキＢ１の係合に伴うショックが小さいものの、逆転ブレーキＢ１の係合までに相当の期間を要するという問題がある。このようなタイムラグ期間λの長短は、摩擦係合要素のエンドプレイ、クッショニング荷重、リニアソレノイドの特性等に起因する自動変速機Ｘ側の特性のバラツキに起因するものと想定される。

そこで、本実施形態のＥＣＵ８は、上述したタイムラグ期間λを最適タイムラグ期間Ｔに収束させるべく、アイドルストップ機能による動作を実施しつつ行われる学習制御により逆転ブレーキＢ１を締結させるために油圧の目標値（Ｂ１目標油圧）の最適化を図ることとしている。以下、ＥＣＵ８によるＢ１目標油圧の学習制御について、図３に示すフローチャート及び図４に示すタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する。

図３に示すように、ＥＣＵ８は、先ずステップ１においてアイドルストップ条件を満足しているか否かを確認する。ここで、アイドルストップ条件を満足していることが確認されると、制御フローがステップ２に進められ、アイドルストップ機能を開始させるための開始指令を出力する。これにより、ステップ３においてエンジン１が停止状態とされる。

ステップ３においてエンジン１が停止状態とされると、制御フローがステップ４に進められ、アイドルストップ復帰条件を満足しているか否かについて確認される。ここで、アイドルストップ復帰条件を満足していることが確認されると制御フローがステップ５に進められ、復帰指令が出力される。これにより、ステップ６においてエンジン１が再始動される。また、ステップ６においては、ＥＣＵ８に設けられた目標油圧設定手段８８ａによりＢ１目標圧が設定され、このＢ１目標圧に則って逆転ブレーキＢ１の油圧についての制御（Ｂ１油圧制御）がなされる。また、ＥＣＵ８に設けられた加速度監視手段８８ｂにより、前後Ｇセンサ１１３からのの出力信号に基づいて加速度の監視が開始される。

上述したようにしてエンジン１の再始動、及びＢ１油圧制御の制御が開始されると、制御フローがステップ７に進められる。ステップ７においては、予め規定されている最適タイムラグ期間Ｔから復帰指令が出力されてから加速度がピーク加速度Ｇに達するまでに要したタイムラグ期間λがＥＣＵ８に設けられたタイムラグ導出手段８８ｃによって導出される。その後、ステップ８においてタイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔと合致しているか否かが確認される。ここで、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔに合致している場合には、学習制御をしなくても再始動時における逆転ブレーキＢ１の係合に伴うショックが小さく、Ｂ１目標圧の調整を行う必要がない。そこで、この場合には、制御フローがステップ９に進められ、学習制御が完了する。

一方、ステップ７においてタイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔに収束していないと判定された場合には、制御フローがステップ１０に進められる。ステップ１０では、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔよりも短い（λ＜Ｔ）か否かが確認される。ここで、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔよりも短い場合には、図４において破線で示すように加速度がピーク加速度Ｇに達するのが早く、逆転ブレーキＢ１の係合に伴うショックが大きい状態にある。そこでこの場合には、制御フローがステップ１１に進められ、Ｂ１目標圧を一定割合だけ下げる学習制御がなされる。図４に示す油圧のグラフを例に挙げて説明すると、当初一点鎖線で示すように推移するように設定されていたＢ１目標圧が、破線で示すように推移するように調整される。また、本実施形態では、ステップ１１において、Ｂ１目標圧が５〜１０％の範囲内で所定割合だけ下げられる。

一方、ステップ１０でタイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Ｔよりも長い（λ＞Ｔ）場合には、制御フローがステップ１２に進められる。この場合には、図４の加速度のグラフにおいて二点鎖線で示すように、加速度がピーク加速度Ｇに達するのが遅い状態である。この状態においては、逆転ブレーキＢ１の係合に伴うショックは小さいものの、逆転ブレーキＢ１の係合に相当の期間を要する状態にある。そこでこの場合には、制御フローがステップ１２に進められ、Ｂ１目標圧を一定割合だけ上げる学習制御がなされる。図４に示す油圧のグラフを例に挙げて説明すると、当初一点鎖線で示すように推移するように設定されていたＢ１目標圧が、二点鎖線で示すように推移するように調整される。また、本実施形態では、ステップ１２において、Ｂ１目標圧が５〜１０％の範囲内で所定割合だけ上げられる。

本実施形態において説明したＥＣＵ８によれば、上述した制御フローに則ってアイドルストップ動作を繰り返し、ステップ１０〜ステップ１２に示すようにしてＢ１目標圧を上下させるうちに、次第にタイムラグ期間λがゼロになるように収束させることができる。これにより、各車両に搭載された無段変速装置Ｘ側の特性のバラツキが存在していたとしても、タイムラグ期間λのバラツキ、及びエンジン１の再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ最小限に抑制し、車両品質を向上させうる。

なお、上記実施形態においては、タイムラグ期間λが一定期間として規定された最適タイムラグ期間Ｔに収束するように学習制御を実施する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タイムラグ期間λが所定の範囲内に収束するように学習制御を実施することとしても良い。すなわち、最適タイムラグ期間Ｔを−β＜Ｔ＜α（α，βは正の所定値）として規定し、タイムラグ期間λが−β＜Ｔ＜αの範囲内に収束するまでＢ１目標油圧を上下させることとしても良い。

また、本実施形態のＥＣＵ８においては、学習制御の実行時におけるＢ１目標油圧を所定割合だけ上下させることとしているが、Ｂ１目標油圧を上昇させる場合と下降させる場合とで割合を相違させることとしても良い。また、学習制御におけるＢ１目標油圧の変動幅を割合によって規定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、一定値の油圧だけ上下動させることとしても良い。

本実施形態において示したＥＣＵ８による学習制御については、逐次実施することとしても良いが、車両の使用開始初期段階における所定の期間内において実施し、学習によりＢ１目標圧の最適化がなされた後は学習制御を実施しないこととすることが好ましい。また、経年変化が想定される時点等、適宜の時点において学習制御を実施することとし、再度Ｂ１目標圧の最適化を図るようにしても良い。

本発明の車両用制御装置は、アイドルストップ機能を備えており、変速装置に設けられた摩擦係合要素を油圧の作用により係合可能とした構成の車両全般において好適に利用することができる。

１エンジン
７オイルポンプ
８ＥＣＵ（車両用制御装置）
４４出力軸
８８ａ目標油圧設定手段
８８ｃタイムラグ導出手段
Ｂ１逆転ブレーキ（摩擦係合要素前進用係合要素）
Ｃ１直結クラッチ（摩擦係合要素後進用係合要素）
Ｘ無段変速装置
λ タイムラグ期間
Ｔ最適タイムラグ期間
Ｇピーク加速度

Claims

エンジン側から入力された駆動力を変速させて出力可能な変速装置と、前記エンジンの駆動力により作動するオイルポンプとを搭載しており、前記変速装置が、前記オイルポンプにより発生する油圧の作用により係合可能な摩擦係合要素を備えており、当該摩擦係合要素の係合状態に応じて出力軸が所定方向に回転する前進状態、前進状態とは逆方向に前記出力軸が回転する後進状態の切り替えが可能であり、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記摩擦係合要素のうち、前記前進状態とするために係合状態とされる前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を設定する目標油圧設定手段と、
前記アイドルストップ機能による前記エンジンの再始動時から、前記前進用係合要素が係合状態になることにより加速度がピーク加速度に到達するまでに要するタイムラグ期間を導出するタイムラグ導出手段とを備えており、
前記タイムラグ期間の最適値として最適タイムラグ期間が規定されており、
前記目標油圧設定手段は、前記タイムラグ期間が前記最適タイムラグ期間に収束するように、前記前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を学習可能であることを特徴とする車両用制御装置。