JP6241424B2

JP6241424B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6241424B2
Application number: JP2015007066A
Authority: JP
Inventors: 幸男豊良
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2035-01-16
Also published as: JP2016133015A; DE102015121146A1; DE102015121146B4; CN105799687B; CN105799687A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、エンジンを自動的に再始動する技術が知られている。エンジンの再始動を行う技術として、特許文献１には、エンジンが停止して再始動の待機状態にあるときに、クラッチペダルの踏み込み操作を条件としてエンジンを再始動させる制御を行う車両用駆動システムの技術が開示されている。特許文献１の車両用駆動システムは、フリーラン（慣性走行）を活用したエコラン車両に適用されることが好ましいとされている。

特開２０１１−２２０２７９号公報

フリーランにおいて、車両は、例えばエンジンが停止し、かつクラッチが開放してエンジンが駆動輪から切り離された状態で走行する。こうしたフリーランを実行する車両において、フリーランを停止する条件を適切に定められることが望ましい。ドライバの運転操作に応じてフリーランを停止する場合に、ドライバがフリーランの停止を望んでいないにもかかわらずフリーランを停止してしまうと、エンジンの不要な再始動が行われること等により、燃費の低下を招く可能性がある。また、ドライバが望んでいないにもかかわらずフリーランを停止してしまうと、車両の挙動がドライバの予期する挙動と異なり、ドライバに違和感を与えてしまう可能性がある。

本発明の目的は、フリーランの停止を適切に行う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、ドライバの変速操作に応じて変速比が変更される変速機と、エンジンと前記変速機との間に設けられたクラッチと、前記クラッチの係合および開放の動作を行うアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記エンジンが停止し、かつ前記クラッチが開放された状態で車両を走行させるフリーランを実行し、前記制御部は、前記フリーラン中に前記ドライバによってなされた変速操作がシフトダウン操作である場合は、前記フリーランを停止して前記エンジンを始動する始動制御を開始し、前記フリーラン中に前記ドライバによってなされた変速操作がシフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作である場合は前記フリーランを継続させることを特徴とする。

上記車両制御装置は、シフトダウン操作がなされた場合にフリーランを停止してエンジンを始動する始動制御を開始することで、速やかに車両を加速または減速させることを可能とし、ドライバビリティを向上させることができる。また、上記車両制御装置は、シフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作に対してはフリーランを継続させる。これにより、不要なエネルギーの消費、あるいは予期しない車両の挙動変化によりドライバに違和感を与えること、の少なくとも一方を抑制することができる。

本発明に係る車両制御装置の制御部は、フリーラン中にドライバによってなされた変速操作がシフトダウン操作である場合は、フリーランを停止してエンジンを始動する始動制御を開始し、フリーラン中にドライバによってなされた変速操作がシフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作である場合はフリーランを継続させる。本発明に係る車両制御装置によれば、フリーランの停止を適切に行うことができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両の概略構成図である。図２は、実施形態の動作を示すフローチャートである。図３は、実施形態の制御に係るタイムチャートである。図４は、実施形態の第１変形例に係る車両の概略構成図である。

以下に、本発明の実施形態に係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、実施形態に係る車両の概略構成図である。

図１に示すように、車両１００は、１モータ型のハイブリッド車両である。車両１００は、車両制御装置１０１と、エンジン１と、モータジェネレータ（ＭＧ）２と、変速機（Ｔ／Ｍ）４と、クラッチペダル４０と、アクセルペダル４１と、シフトレバー４２と、を有する。実施形態に係る車両制御装置１０１は、変速機４と、クラッチ３と、アクチュエータ７と、ＥＣＵ５０とを有する。本実施形態では、クラッチストロークセンサ３２がクラッチペダル４０に対するドライバの操作状態を検出する検出部の機能を有する。また、ＥＣＵ５０は、アクチュエータ７を制御する制御部の機能を有する。

エンジン１は、車両１００の動力源であり、燃料の燃焼エネルギーを出力軸１ａの回転運動に変換する。本実施形態のエンジン１は、内燃機関である。エンジン１の出力軸１ａは、クラッチ３を介して変速機４の入力軸に接続されている。変速機４の出力軸は、デファレンシャルギヤ５を介して左右の駆動輪６に接続されている。

ＭＧ２は、例えば永久磁石型交流同期電動モータであり、電動機としての機能、および発電機としての機能を有する。ＭＧ２は、電動機としてトルクを出力することで、車両１００の動力源としてエンジン１と共にトルクを出力する。また、ＭＧ２は、電動機としてトルクを出力することで、エンジン１を始動する際にエンジン回転速度を上昇させるスタータモータとして機能する。ＭＧ２は、インバータ２０を介して、高電圧バッテリ２１と接続されている。また、ＭＧ２は、インバータ２０および電力変換器２２を介して低電圧バッテリ２３と接続されている。低電圧バッテリ２３には、車両１００に搭載される各種の電気部品や電気装置である負荷２４が接続されている。

高電圧バッテリ２１は、充電および放電が可能な２次電池である。高電圧バッテリ２１は、ＭＧ２に対してモータ駆動電力を供給する電源としての機能、およびＭＧ２によって発電された電力を蓄電する機能を有する。高電圧バッテリ２１は、例えば、４８Ｖのリチウムイオン電池である。低電圧バッテリ２３は、充電および放電が可能な２次電池である。低電圧バッテリ２３は、例えば、１２Ｖ鉛電池である。低電圧バッテリ２３は、負荷２４に対して電力を供給する。

インバータ２０は、高電圧バッテリ２１側の直流電力を交流電力に変換してＭＧ２に出力する。また、インバータ２０は、ＭＧ２側の交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ２１側に出力する。電力変換器２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータである。電力変換器２２は、低電圧バッテリ２３側の直流電力を昇圧して高電圧バッテリ２１側に出力すること、および高電圧バッテリ２１側の直流電力を降圧して低電圧バッテリ２３側に出力することができる。

ＭＧ２の回転軸には、プーリ１２が連結されている。補機８は、パワーステアリング用のポンプやエアコン用のコンプレッサ等である。補機８の入力軸にはプーリ１３が連結されている。エンジン１の出力軸１ａには、プーリ１１が連結されている。プーリ１１，１２，１３には、無端の伝動ベルト１４が巻きかけられている。従って、補機８の入力軸と、ＭＧ２の回転軸と、エンジン１の出力軸１ａとは、プーリ１１、１２、１３と伝動ベルト１４とを介して接続されている。

クラッチ３は、エンジン１と変速機４との間に設けられたクラッチ装置である。本実施形態のクラッチ３は、摩擦係合式のクラッチ装置であり、例えば、湿式の多板クラッチである。クラッチ３は、エンジン１の出力軸１ａに接続された係合部材３ａ、および変速機４の入力軸に接続された係合部材３ｂを有する。係合状態のクラッチ３は、エンジン１と変速機４とを接続して、エンジン１と変速機４との間で動力を伝達する。開放状態のクラッチ３は、エンジン１と変速機４とを切り離して、エンジン１と変速機４との間での動力の伝達を遮断する。

アクチュエータ７は、クラッチ３の係合および開放の動作を行う。本実施形態のアクチュエータ７は、油圧制御装置７ａ、リターンスプリング、油圧室等を含む。アクチュエータ７の油圧制御装置７ａは、クラッチペダル４０のマスタシリンダと接続されている。ドライバによってクラッチペダル４０が踏み込まれると、マスタシリンダが油圧を発生させ、この油圧はアクチュエータ７の油圧制御装置７ａに伝達される。油圧制御装置７ａは、電動式の油圧ポンプ７ｂを有している。アクチュエータ７は、マスタシリンダから伝達された油圧、あるいは油圧ポンプ７ｂで発生させた油圧を選択的に油圧室に供給する。リターンスプリングは、クラッチ３の係合部材３ａ、３ｂを係合させる方向の付勢力を発生する。アクチュエータ７の油圧室は、クラッチ３の係合部材３ａ、３ｂに隣接して設けられている。

油圧制御装置７ａから油圧室に供給される作動油の圧力は、係合部材３ａ、３ｂを離間させる方向に押圧する。油圧室に供給される油圧が開放圧以上となると、油圧による力がリターンスプリングの付勢力に抗して係合部材３ａ、３ｂを離間させる。また、クラッチ３は、油圧室に供給される油圧が開放圧未満となると、係合部材３ａ、３ｂが摩擦接触して係合状態となる。クラッチ３は、油圧室に供給される油圧に応じた係合力（トルク容量）で係合する。本実施形態の車両制御装置１０１は、ＥＣＵ５０、アクチュエータ７、およびクラッチ３を含む自動クラッチシステムを有している。アクチュエータ７は、ドライバによるクラッチペダル４０に対する踏み込み操作の有無や操作量にかかわらずクラッチ３を係合および開放させることができる。

変速機４は、ドライバの変速操作に応じて変速比が変更される。本実施形態の変速機４は、有段式の手動変速機である。変速機４の変速機構は、リンク機構やケーブル等を介してシフトレバー４２と機械的に接続されている。ドライバの変速操作によってシフトレバー４２の位置が変更されると、当該変速操作に連動して変速機構が変速機４の変速段を切り替える。変速機４は、前進走行用の複数の変速段、および後進走行用の少なくとも１つの変速段を有している。前進走行用の複数の変速段は、互いに異なる変速比で入力軸から出力軸に回転を伝達する。シフトレバー４２の位置が中立位置であると、変速機４は中立状態となってクラッチ３と駆動輪６とを切り離す。

ＥＣＵ５０は、電子制御ユニット等の制御装置であり、アクチュエータ７を制御する制御部としての機能を有する。ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度センサ３１、クラッチストロークセンサ３２、アクセル開度センサ３３、およびシフトポジションセンサ３４と接続されており、各センサ３１，３２，３３，３４から送られる信号を取得する。

エンジン回転速度センサ３１は、エンジン１の出力軸１ａの回転位置および回転速度［ｒｐｍ］を検出し、検出結果を示す信号を出力する。クラッチストロークセンサ３２は、クラッチペダル４０に対するドライバの操作状態を検出する。クラッチストロークセンサ３２が検出する操作状態は、クラッチペダル４０に対する踏み込み量、すなわちクラッチペダル４０のペダルストロークである。以下の説明では、クラッチペダル４０のペダルストロークを単に「クラッチストローク」と称する。クラッチストロークセンサ３２は、検出したクラッチストロークの値を示す信号を出力する。アクセル開度センサ３３は、アクセルペダル４１のアクセル開度を検出し、検出したアクセル開度を示す信号を出力する。シフトポジションセンサ３４は、シフトレバー４２のシフト位置を検出し、検出したシフト位置を示す信号を出力する。

ＥＣＵ５０は、エンジン１、インバータ２０、およびアクチュエータ７を制御する。ＥＣＵ５０は、エンジン１の吸気制御、燃料噴射制御、点火制御等の各種制御を実行する。ＥＣＵ５０は、インバータ２０に対してＭＧ２のトルク指令値を出力する。インバータ２０は、トルク指令値に基づいて、高電圧バッテリ２１側からＭＧ２に出力する電流値、およびＭＧ２から高電圧バッテリ２１側に出力する電流値を制御する。

（フリーランの開始）
ＥＣＵ５０は、車両１００の走行中にアクセルペダル４１およびクラッチペダル４０の何れに対する踏み込み操作もなされていない場合、フリーランを実行する。フリーランは、エンジン１が停止し、かつクラッチ３が開放された状態で車両１００を走行させる走行状態である。フリーランは、前進走行用の変速段で走行しているときに開始される。ＥＣＵ５０は、フリーランを開始する場合、アクチュエータ７に対してクラッチ３を開放する開放指令を出力する。アクチュエータ７は、開放指令に応じて油圧ポンプ７ｂによる油圧をクラッチ３に供給してクラッチ３を開放状態とする。これにより、クラッチペダル４０が踏み込まれていない状態で自動的にクラッチ３が開放され、エンジン１と変速機４とが切り離される。ＥＣＵ５０は、クラッチ３が開放されると、エンジン１に対して燃料噴射の停止を指令する。エンジン１において燃料噴射が停止されると、エンジン１は回転を停止する。

クラッチ３が開放状態となり、かつエンジン１が停止すると、フリーランが開始する。フリーランでは、エンジン１が駆動輪６から切り離されており、エンジンブレーキが駆動輪６に作用しない。従って、走行抵抗が減少し、車両１００の燃費が向上する。また、エンジン１の燃料噴射が行われないため、燃料消費量が減少し、車両１００の燃費が向上する。

（フリーランからの復帰）
本実施形態の車両制御装置１０１は、フリーラン中に停止条件が成立すると、フリーランを停止する。本実施形態のフリーランの停止条件は、アクセルＯＮを含む。ＥＣＵ５０は、フリーラン中にアクセルＯＮを検出すると、フリーランを停止してエンジン１を再始動する。また、本実施形態のＥＣＵ５０は、フリーラン中にシフトレバー４２に対する変速操作に基づいてフリーランを停止する。従来、フリーラン中にクラッチペダルが踏み込まれたことを停止条件としてフリーランを停止してエンジンを再始動する技術がある。しかしながら、ドライバがニュートラルへのシフト操作を行う場合など、ドライバがクラッチペダルを踏み込んだとしてもフリーランを継続させることを意図している場合がある。本実施形態の車両制御装置１０１は、クラッチペダル４０が踏み込まれただけではフリーランを停止せず、少なくともドライバのシフト操作が検出されるまでフリーランを継続させることで、エンジン１の不要な始動を行わないようにし、車両１００の燃費を向上させることができる。

本実施形態のＥＣＵ５０は、フリーラン中にドライバによってシフトダウン操作がなされると、フリーランを停止して回転速度上昇制御を実行する。回転速度上昇制御は、停止していたエンジン１の回転を開始させ、エンジン１の回転速度を上昇させる制御である。本実施形態のＥＣＵ５０は、回転速度上昇制御において、ＭＧ２が発生するトルクによってエンジン１の回転数を上昇させる。回転速度上昇制御は、エンジン１を始動する始動制御の一部である。フリーラン中のシフトダウン操作に応じて実行される始動制御では、回転速度上昇制御によってエンジン１のクランキングがなされる。ＥＣＵ５０は、回転速度上昇制御の実行中に所定の燃料噴射開始条件が成立すると、エンジン１における燃料噴射および点火を開始させてエンジン１の始動を完了させる。本実施形態の燃料噴射開始条件は、アクセルＯＮが検出されることである。本実施形態のＥＣＵ５０は、回転速度上昇制御を実行することにより、以下に説明するように車両１００の応答性を向上させる。

シフトダウン操作は、前進走行用の高速側の変速段から低速側の変速段へのシフト操作である。車両１００の走行中にシフトダウン操作がなされる場面としては、例えば、ドライバが大きな加速度を要求している場面が挙げられる。ドライバが現在の変速段で発生する加速度よりも大きな加速度での加速走行を望んでいる場合、低速側の変速段へのシフトダウン操作がなされる。また、ドライバは、走行中に大きな減速度を望んでいる場合、シフトダウン操作をすることがある。ドライバが現在の変速段で発生する減速度よりも大きな減速度を望んでいる場合、低速側の変速段へのシフトダウン操作がなされる。

ドライバは、走行中の車速の変化に応じてシフトダウン操作を行うことがある。例えば、走行中に車速が低下しているときにドライバがシフトダウン操作を行うことがある。このようなシフトダウン操作は、エンスト防止の意図、言い換えると変速機４の入力軸回転速度をエンジン１のストールが発生する速度よりも高速度に維持するドライバの意図があると考えられる。また、車速が低下している状況でシフトダウン操作がなされ、かつアクセルペダル４１が踏み込まれない場合、ドライバには、より減速したいという意図、もしくは停車したいという意図があると考えられる。

本実施形態の車両制御装置１０１は、フリーラン中にシフトダウン操作が検出された場合に回転速度上昇制御を実行することで、クラッチ３の差回転数を低減させておくことが可能となる。車両制御装置１０１は、回転速度上昇制御によってエンジン１を回転させた状態から、ドライバによってアクセルオンの操作がなされた場合には即座に燃料の噴射および点火を開始してエンジン１にトルクを発生させることができる。これにより、ドライバの加速操作に対する応答性が向上する。また、車両制御装置１０１は、回転速度上昇制御によってエンジン１を回転させた状態から、クラッチペダル４０の戻し操作がなされた場合には即座にクラッチ３を係合させてエンジンブレーキを作用させることができる。これにより、ドライバの減速操作に対する応答性が向上する。

本実施形態のＥＣＵ５０は、フリーラン中にドライバによってなされた変速操作がシフトダウン操作以外である場合はフリーランを継続させる。これにより、不要なエンジン始動を抑制することができる。シフトダウン操作以外の変速操作として典型的な操作は、シフトアップ操作およびニュートラルへのシフト操作である。ただし、シフトダウン操作以外の変速操作には、シフトダウン操作、シフトアップ操作、およびニュートラルへのシフト操作の何れとも異なる操作が含まれてもよい。車両１００の走行中にシフトアップ操作がなされる場面としては、例えば、ドライバがエンジンブレーキの低減やエンジン１の低回転速度での省燃費運転を意図している場面が挙げられる。また、ドライバは、走行中の車速の変化に応じてシフトアップ操作を行うことがある。例えば、車速が増加している状況においてシフトアップ操作がなされる場合、ドライバは現在の変速段で発生する加速度よりも大きな加速度を望んでいないと考えられる。

従って、シフトアップ操作がなされた場合、ドライバは大きな減速度や加速度を望んでいないと考えられる。言い換えると、シフトアップ操作がなされる場合には、ドライバは加速や減速について高い応答性を望んでいないと考えられる。また、ドライバによってニュートラルへのシフト操作がなされる場合には、ドライバはフリーランの継続を望んでいると考えられる。

本実施形態の車両制御装置１０１は、フリーラン中にシフト操作が検出されたとしても、そのシフト操作がシフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作である場合には、フリーランを継続させる。これにより、フリーランの継続時間を伸ばし、車両１００の燃費を向上させることができる。また、エンジン１の不要なモータリングや燃料消費を防ぐことにより、車両１００の燃費を向上させることができる。上記のように、シフトアップ操作がなされた場合、一般的にドライバは大きな加速度を要求する意図がない。このため、ドライバのアクセルオンによる加速要求があってからエンジン１を始動する始動制御を開始したとしても、ドライバはもたつきを感じにくいと考えられる。

仮に、シフトアップ操作がなされた場合にフリーランを停止し、ドライバがクラッチペダル４０を戻したときにクラッチ３を係合させるとする。この場合、クラッチ３が係合することによりエンジンブレーキが作用してフリーラン中よりも大きな減速度が発生してしまう。減速度が大きすぎると感じたドライバは、減速度を低減させるためにアクセルオンの操作を行うことになる。その後にアクセルオフされると再びフリーランが開始されて減速度が変化することになり、車両１００の挙動が安定せずにドライバビリティの低下を招く可能性がある。本実施形態の車両制御装置１０１は、シフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作がなされた場合にフリーランを継続することで、ドライバビリティの低下を招くことなく車両１００の燃費を向上させることが可能である。

図２および図３を参照して、本実施形態の車両制御装置１０１の動作について説明する。図２に示すフローチャートは、走行中に実行され、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。図３に示すタイムチャートには、（ａ）アクセル開度［％］、（ｂ）エンジン回転速度、（ｃ）シフトポジション、（ｄ）クラッチペダル４０の踏み込み量（クラッチストローク）、（ｅ）クラッチ３の状態（係合度合）、が示されている。クラッチストロークにおいて、「ｕｐ」は、クラッチペダル４０が踏み込まれていないときのストローク量、すなわち０のストローク量を示す。「ｏｆｆ」は、クラッチペダル４０が踏み込まれていくときにクラッチ３の係合力が低下し始めるストローク量を示す。「ｌｏｗ」は、クラッチ３が開放状態となるストローク量、言い換えると最大ストローク量を示す。つまり、クラッチペダル４０が最も奥まで踏み込まれるとクラッチストロークがｌｏｗとなる。図３では、時刻ｔ１よりも前からフリーランが実行されている。

図２のステップＳ１０において、ＥＣＵ５０は、アクセル開度センサ３３の検出結果に基づいてアクセルＯＦＦの状態であるか否かを判定する。アクセルＯＦＦの状態であると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ２０において、ＥＣＵ５０は、クラッチストロークセンサ３２の検出結果に基づいてクラッチペダル４０がＯＦＦであるか以下かを判定する。クラッチストロークがｕｐ以上ｏｆｆ未満の値である場合、クラッチペダル４０がＯＦＦであると判定される。クラッチペダル４０がＯＦＦであると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ３０に進み、否定判定された場合（ステップＳ２０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ３０において、ＥＣＵ５０は、フリーランを実行する。ＥＣＵ５０は、クラッチ３を開放させ、エンジン１を停止させる。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、ＥＣＵ５０は、クラッチペダル４０がＯＮであるか否かを判定する。クラッチストロークがｏｆｆ以上の値である場合、クラッチペダル４０がＯＮであると判定される。ステップＳ４０でクラッチペダル４０がＯＮであると判定された場合（ステップＳ４０−Ｙ）にはステップＳ５０に進み、否定判定された場合（ステップＳ４０−Ｎ）にはステップＳ１１０に進む。

ステップＳ５０において、ＥＣＵ５０は、シフトポジションセンサ３４の検出結果に基づいて、シフトダウン操作がなされたか否かを判定する。シフト操作がなされる前に選択されていた変速段と比較してシフト操作がなされた後の変速段が低速側の変速段である場合、ステップＳ５０でシフトダウン操作がなされたと判定される。ステップＳ５０の判定の結果、シフトダウン操作がなされたと判定された場合（ステップＳ５０−Ｙ）にはステップＳ６０に進み、否定判定された場合（ステップＳ５０−Ｎ）にはステップＳ１１０に進む。

図３において、時刻ｔ１にクラッチペダル４０が踏み込まれ、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて３速変速段から４速変速段へのシフトアップ操作がなされる。この場合、時刻ｔ３にシフト操作が完了するとステップＳ５０で否定判定がなされ、回転速度上昇制御（ステップＳ６０）には進まない。フリーランは停止されず、アクセルＯＮがなされる（ステップＳ１１０−Ｙ）まで、またはシフトダウン操作がなされる（ステップＳ５０−Ｙ）までフリーランが継続される。図３において、時刻ｔ９にクラッチペダル４０が踏み込まれ、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１にかけて４速変速段から３速変速段へのシフトダウン操作がなされる。この場合、時刻ｔ１１にシフト操作が完了すると、ステップＳ５０で肯定判定がなされ、回転速度上昇制御（ステップＳ６０）に進んでフリーランが停止される。

ステップＳ６０において、ＥＣＵ５０は、回転速度上昇制御を実行する。ＥＣＵ５０は、ＭＧ２のトルクによってエンジン１の回転を開始させ、エンジン１の回転速度を上昇させる。回転速度上昇制御におけるエンジン回転速度の目標値は、現在の変速段および車速に応じた回転速度である。つまり、ＥＣＵ５０は、回転速度上昇制御によって、クラッチ３のエンジン１側の回転速度と変速機４側の回転速度とを同期させ、クラッチ３の差回転速度を所定速度以下とする。ステップＳ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０において、ＥＣＵ５０は、アクセルＯＮの状態であるか否かを判定する。ステップＳ７０でアクセルＯＮの状態であると判定された場合（ステップＳ７０−Ｙ）にはステップＳ８０に進み、否定判定された場合（ステップＳ７０−Ｎ）にはステップＳ９０に進む。

ステップＳ８０において、ＥＣＵ５０は、エンジン１の燃料噴射を実行する。ＥＣＵ５０は、エンジン１に対して、燃料噴射および点火を指令する。これにより、エンジン１の始動が完了してエンジン１の運転が実行され、エンジン１がトルクを出力する。ステップＳ８０が実行されると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ９０において、ＥＣＵ５０は、クラッチペダル４０がＯＦＦの状態であるか否かを判定する。ステップＳ９０でクラッチペダル４０がＯＦＦの状態であると判定された場合(ステップＳ９０−Ｙ)にはステップＳ１００に進み、否定判定された場合（ステップＳ９０−Ｎ）にはステップＳ６０に移行する。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、アクセルＯＮの状態であるか否かを判定する。ステップＳ１１０でアクセルＯＮの状態であると判定された場合（ステップＳ１１０−Ｙ）にはステップＳ１２０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１１０−Ｎ）にはステップＳ４０に移行する。

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ５０は、エンジン１を始動する。ＥＣＵ５０は、ＭＧ２のトルクによってエンジン１のモータリングを行い、エンジン回転速度が所定の回転速度まで上昇すると燃料噴射および点火を開始させ、エンジン１を始動する。ＥＣＵ５０は、エンジン１の始動が完了すると、エンジン回転速度を目標値に調節する。エンジン回転速度の目標値は、現在の変速段および車速に応じた回転速度である。図３では、時刻ｔ５にアクセルＯＦＦからアクセルＯＮとなり、ステップＳ１１０で肯定判定がなされてエンジン１が始動される。時刻ｔ６にクラッチ３が係合される。時刻ｔ７にクラッチペダル４０がＯＦＦの状態でアクセルＯＮからアクセルＯＦＦに切り替わると、時刻ｔ８にクラッチ３が開放され、エンジン１が停止されてフリーランが開始される。ステップＳ１２０が実行されると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０において、ＥＣＵ５０は、クラッチペダル４０がＯＦＦであるか否かを判定する。ステップＳ１３０でクラッチペダル４０がＯＦＦであると判定された場合（ステップＳ１３０−Ｙ）にはステップＳ１００に進み、否定判定された場合（ステップＳ１３０−Ｎ）にはステップＳ１３０の判定が繰り返される。

ステップＳ１００において、ＥＣＵ５０は、クラッチ３を係合させる。ＥＣＵ５０は、アクチュエータ７に対して、油圧室への油圧供給を停止して油圧室の油圧を開放する指令を送る。これにより、油圧室の油圧が開放され、クラッチ３が係合する。ステップＳ１００が実行されると、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ５０は、エンジン始動済であるか否かを判定する。ステップＳ８０で燃料噴射および点火が開始された場合や、ステップＳ１２０でエンジン１の始動がなされた場合など、エンジン１において燃料噴射および点火が実行されてエンジン１が運転状態である場合、エンジン始動済であると判定される。ステップＳ１４０でエンジン始動済であると肯定判定された場合（ステップＳ１４０−Ｙ）には今回の制御プロセスが終了し、否定判定された場合（ステップＳ１４０−Ｎ）にはステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ５０は、アクセルＯＮの状態であるか否かを判定する。ステップＳ１５０でアクセルＯＮの状態であると肯定判定された場合（ステップＳ１５０−Ｙ）にはステップＳ１６０に進み、否定判定された場合（ステップＳ１５０−Ｎ）には今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ１６０において、ＥＣＵ５０は、エンジン１の燃料噴射を実行する。ＥＣＵ５０は、エンジン１に対して、燃料噴射および点火を指令する。ステップＳ１６０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。なお、ＥＣＵ５０は、アクセルＯＮが検出されない間は、所定時間が経過するまでステップＳ１５０の判定を繰り返すようにしてもよい。ＥＣＵ５０は、アクセルＯＮが検出されていない（ステップＳ１５０−Ｎ）場合であっても、フューエルカットからの復帰条件が成立した場合はエンジン１の燃料噴射および点火を開始させてもよい。ＥＣＵ５０は、例えば、エンジン回転速度が閾値以下である場合にフューエルカットからの復帰条件が成立したと判定してエンジン１における燃料の噴射および点火を開始させる。

以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ５０は、フリーラン中にドライバによってなされた変速操作がシフトダウン操作である（ステップＳ５０−Ｙ）場合は、フリーランを停止してエンジン１の回転速度を上昇させる回転速度上昇制御（ステップＳ６０）を実行する。回転速度上昇制御は、エンジン１を始動する始動制御の一部である。つまり、実施形態のＥＣＵ５０は、フリーラン中にシフトダウン操作が検出されると、フリーランを停止して始動制御を開始する。一方、ＥＣＵ５０は、フリーラン中にドライバによってなされた変速操作がシフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作である（ステップＳ５０−Ｎ）場合は回転速度上昇制御を実行せず、フリーランを継続させる。本実施形態の車両制御装置１０１は、シフトダウン操作がなされた場合に始動制御を開始することで、ドライバの加速要求や減速要求に対する応答性を向上させることができる。また、車両制御装置１０１は、変速操作がシフトアップ操作あるいはニュートラルへのシフト操作である場合はフリーランを継続させることで、ドライバがフリーランからの復帰を望んでいないにもかかわらずフリーランを停止してしまうことを抑制することができる。また、不要なエンジン始動等によるエネルギーの消費が抑制される。よって、本実施形態の車両制御装置１０１は、フリーランの停止を適切に行うことができる。

本実施形態のＥＣＵ５０は、フリーラン中にシフトダウン操作がなされた（ステップＳ５０−Ｙ）場合に、アクセルペダル４１に対する踏み込み操作がなされる（ステップＳ７０−Ｙ）と、エンジン１における燃料噴射および点火（ステップＳ８０）を実行させてエンジン１の始動を完了させる。本実施形態の車両制御装置１０１は、アクセルＯＮが検出されるまで燃料の噴射開始タイミングを遅らせることで、燃料の消費量を低減させて車両１００の燃費を向上させることができる。

［実施形態の第１変形例］
上記実施形態の第１変形例について説明する。図４は、実施形態の第１変形例に係る車両の概略構成図である。図４に示すように、第１変形例の車両１０２は、ＭＧ２を有していない。車両１０２は、始動装置２６を備える。始動装置２６は、典型的にはスタータモータである。始動装置２６の回転軸は、ベルト２７を介してエンジン１の出力軸１ａと接続されている。始動装置２６は、バッテリ２５から供給される電力を消費して発生するトルクによりエンジン１を回転させる。

車両１０２は、メインＥＣＵ６０、ブレーキＥＣＵ７０、およびエンジンＥＣＵ８０を有する。ブレーキＥＣＵ７０は、ブレーキ操作量センサ３５と接続されており、ブレーキペダル４３に対するドライバの操作量を検出する。ブレーキＥＣＵ７０は、検出されたブレーキ操作量に基づいて車両１０２のブレーキ装置を制御する。エンジンＥＣＵ８０は、アクセル開度センサ３３およびクラッチストロークセンサ３２と接続されている。エンジンＥＣＵ８０は、エンジン１およびアクチュエータ７を制御する。メインＥＣＵ６０は、シフトポジションセンサ３４と接続されている。メインＥＣＵ６０は、バッテリ２５から始動装置２６に対する電力の供給を制御する。メインＥＣＵ６０、ブレーキＥＣＵ７０、およびエンジンＥＣＵ８０は、相互通信可能に接続されており、車両１０２を協調制御する。

第１変形例の車両１０２では、車両制御装置１０３は、上記実施形態のＥＣＵ５０に代えて、メインＥＣＵ６０、ブレーキＥＣＵ７０、およびエンジンＥＣＵ８０を有する。メインＥＣＵ６０およびエンジンＥＣＵ８０は、ＭＧ２のトルクに代えて、始動装置２６のトルクによって回転速度上昇制御を実行する。また、メインＥＣＵ６０およびエンジンＥＣＵ８０は、エンジン１を始動する場合、始動装置２６のトルクによってエンジン１をモータリングする。

［実施形態の第２変形例］
上記実施形態において、クラッチ３におけるエンジン１側の回転速度と変速機４側の回転速度とを同期させる回転速度同期制御は、フリーランを停止する場合に限らず、通常の変速時に実行されてもよい。例えば、上記実施形態では、フリーラン中にシフトダウン操作がなされる（ステップＳ５０−Ｙ）と、回転速度上昇制御（ステップＳ７０）において回転速度同期制御がなされるが、フリーラン中に限らず、シフトダウン操作やシフトアップ操作がなされた場合に回転速度同期制御が実行されてもよい。

［実施形態の第３変形例］
上記実施形態において、モータ（ＭＧ２，始動装置２６）とアクチュエータ７が協調制御されて回転速度上昇制御が実行されてもよい。例えば、モータ（ＭＧ２，始動装置２６）のトルクが不足する場合に、不足する分のトルクを駆動輪６からエンジン１に伝達するようにクラッチ３の係合制御が実行されてもよい。

［実施形態の第４変形例］
上記実施形態の車両１００，１０２において、クラッチシステムは、クラッチペダル４０とクラッチ３とが機械的に接続されていない所謂バイワイヤシステムであってもよい。言い換えると、クラッチ３に対する供給油圧は、常時ＥＣＵ５０によって制御されてもよい。アクチュエータ７は、油圧によって作動するものには限定されない。

上記の実施形態および変形例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。

１エンジン
３クラッチ
４変速機
６駆動輪
７アクチュエータ
２１高電圧バッテリ
２６始動装置
３１エンジン回転速度センサ
３２クラッチストロークセンサ（検出部）
３３アクセル開度センサ
３４シフトポジションセンサ
４０クラッチペダル
４１アクセルペダル
４２シフトレバー
５０ＥＣＵ（制御部）
１００，１０２車両
１０１車両制御装置

Claims

ドライバの変速操作に応じて変速比が変更される変速機と、
エンジンと前記変速機との間に設けられたクラッチと、
前記クラッチの係合および開放の動作を行うアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記エンジンが停止し、かつ前記クラッチが開放された状態で車両を走行させるフリーランを実行し、
前記制御部は、前記フリーラン中に前記ドライバによってなされた変速操作がシフトダウン操作である場合は、前記フリーランを停止して前記エンジンを始動する始動制御を開始し、前記フリーラン中に前記ドライバによってなされた変速操作がシフトアップ操作である場合は、前記クラッチペダルがＯＦＦ操作された後も、アクセルＯＮ操作またはシフトダウン操作がなされるまで前記クラッチを開放状態に維持し、前記フリーランを継続させる
ことを特徴とする車両制御装置。