JP6287874B2 - 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、エンジンと駆動輪との動力伝達経路を接続あるいは遮断するクラッチを備えた車両の走行制御として、クラッチが開放し、かつエンジンが停止した状態で車両を走行させる所謂フリーランがある。こうしたフリーランを実行する車両制御装置として、特許文献１には、エンジンと、エンジンと車両の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有する手動変速機と、出力する動力によってエンジンを始動するときにエンジンに接続されるスタータと、を備えた車両制御装置が開示されている。

特許文献１の車両制御装置は、クラッチがエンジンと駆動輪との動力の伝達を遮断し、かつエンジンが停止した惰性走行中にエンジンの始動要求がなされたときに、車速および手動変速機において選択されている変速段が、スタータに対する負荷の小さい車速および変速段である場合、クラッチがエンジンと駆動輪との動力の伝達を接続した状態でスタータによってエンジンを始動することを許容する。特許文献１におけるエンジンの始動要求は、クラッチに対する操作入力である。

特開２０１２−１７２５７８号公報

フリーランの終了条件として、ドライバによるブレーキオンの操作が考えられる。終了条件が成立してクラッチが係合されると、ブレーキにより発生する減速度よりも更に大きな減速度が車両に発生して車両が減速する。ところで、車両の走行制御として、減速時にクラッチが開放し、かつエンジンが停止した状態で車両を走行させる所謂減速Ｓ＆Ｓがある。減速Ｓ＆Ｓでは、車速が閾値以下である場合に実行される。フリーランの終了条件が成立してクラッチが係合される際に、クラッチの係合が完了するまでに車速が閾値以下となると、減速Ｓ＆Ｓの開始判断がなされ、クラッチが開放されてしまう。これにより、クラッチが係合されることで発生していた分の減速度が急に減少することになり、減速度が変動してドライバに違和感を与えてしまう。制動時の減速度の変動を抑制できることが望ましい。

本発明の目的は、制動時の減速度の変動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、エンジンと駆動輪との動力伝達経路を接続あるいは遮断するクラッチと、前記エンジンおよび前記クラッチを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、走行中にドライバによるブレーキオンの操作及びアクセルオンの操作が検出されていない場合に前記クラッチが開放し、かつ前記エンジンが停止した状態で車両を走行させる第一走行制御を実行し、走行中に車速が閾値以下でかつ前記ブレーキオンの操作が検出されている場合に前記クラッチが開放し、かつ前記エンジンが停止した状態で車両を走行させる第二走行制御を実行し、前記制御部は、前記第一走行制御の実行中に前記ブレーキオンの操作が検出された場合に、車速が前記閾値以下となるまでの間に前記クラッチの係合が完了すると予測されるときは前記クラッチの係合制御を開始してエンジン回転数を上昇させ、前記クラッチの係合が完了するまでの間に車速が前記閾値以下になると予測されるときは前記係合制御を開始せず、前記エンジンが停止した状態を継続させることを特徴とする。

上記車両制御装置は、第一走行制御の実行中にブレーキオンの操作が検出された場合に、クラッチの係合が完了するまでの間に車速が閾値以下になると予測されるときは係合制御を開始せず、エンジンが停止した状態を継続させる。つまり、上記車両制御装置は、クラッチの係合途中でクラッチが再開放されると予測されるときにはクラッチの係合制御を実行しない。これにより、クラッチの係合によって減速度が大きくなっているときにクラッチが再開放されることによる減速度の変動を未然に抑制することができる。

本発明に係る車両制御装置は、第一走行制御の実行中にブレーキオンの操作が検出された場合に、クラッチの係合が完了するまでの間に車速が閾値以下になると予測されるときは係合制御を開始せず、エンジンが停止した状態を継続させる。本発明に係る車両制御装置によれば、制動時の減速度の変動を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両の概略構成図である。 図２は、減速度の変動を説明する図である。 図３は、実施形態の制御に係るフローチャートである。 図４は、実施形態の制御に係るタイムチャートである。

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４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、本発明の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、実施形態の車両１００は、車両制御装置１、エンジン２、トルクコンバータ３、自動変速機４、および駆動輪９を有する。本実施形態の車両制御装置１は、クラッチ５および制御部５０を含む。

エンジン２は、例えば、内燃機関であり、燃料の燃焼エネルギーを回転軸２ａの回転運動に変換する。回転軸２ａは、トルクコンバータ３のポンプインペラ３ａに接続されている。トルクコンバータ３は、ポンプインペラ３ａ、タービンランナ３ｂ、およびロックアップクラッチ３ｃを有する。ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂとの間で流体伝達によりトルクが伝えられる。ロックアップクラッチ３ｃは、回転軸２ａとトルクコンバータ３の出力軸３ｄとを直結するクラッチである。

本実施形態の自動変速機４は、無段変速機である。自動変速機４は、クラッチ５、入力軸６、および無段変速部７を有する。クラッチ５は、自動変速機４の入力クラッチである。クラッチ５の入力側係合部材は、トルクコンバータ３の出力軸３ｄと接続されている。クラッチ５の出力側係合部材は、入力軸６と接続されている。言い換えると、出力軸３ｄは、クラッチ５を介して入力軸６と接続されている。クラッチ５は、エンジン２と駆動輪９との動力伝達経路を接続あるいは遮断する。開放状態のクラッチ５は、エンジン２と駆動輪９との動力伝達経路を遮断する。従って、クラッチ５が開放されている場合、エンジン２は駆動輪９から切り離される。係合状態のクラッチ５は、エンジン２と駆動輪９との動力伝達経路を接続する。従って、クラッチ５が係合されている場合、エンジン２と駆動輪９との間で双方向のトルク伝達が可能である。

本実施形態のクラッチ５は、摩擦係合式のクラッチ装置であり、半係合（スリップ係合）が可能である。本実施形態の車両１００は、クラッチ５に供給する油圧を制御する油圧制御装置を備えている。クラッチ５は、油圧制御装置から供給される油圧に応じて係合あるいは開放する。制御部５０は、油圧制御装置によってクラッチ５の係合・開放の切り替え、およびクラッチ５の係合度合い（トルク容量）を制御する。

無段変速部７は、プライマリプーリ７ａ、セカンダリプーリ７ｂ、およびベルト７ｃを有する。プライマリプーリ７ａは、入力軸６と接続されている。セカンダリプーリ７ｂは、自動変速機４の出力軸８と接続されている。ベルト７ｃは、無端のベルトであり、プライマリプーリ７ａおよびセカンダリプーリ７ｂにそれぞれ巻き掛けられている。出力軸８は、デファレンシャルギヤ等を介して駆動輪９に接続されている。

制御部５０は、エンジン２およびクラッチ５を制御する制御装置であり、例えば、電子制御ユニットである。本実施形態の制御部５０は、ロックアップクラッチ３ｃの係合制御および自動変速機４の変速制御を実行する機能も備えている。制御部５０には、センサ１０が接続されている。

センサ１０は、車速センサ、エンジン回転数センサ、タービン回転数センサ、入力軸回転数センサ、マスタシリンダ圧センサ、ブレーキスイッチ等を含む。車速センサは、車両１００の走行速度を検出するものであり、例えば、各車輪の回転速度を検出する。エンジン回転数センサは、回転軸２ａの回転速度（以下、「エンジン回転数ＮＥ」と称する。）を検出する。タービン回転数センサは、出力軸３ｄの回転速度（以下、「タービン回転数ＮＴ」と称する。）を検出する。入力軸回転数センサは、入力軸６の回転速度（以下、「入力軸回転数ＮＩＮ」と称する。）を検出する。マスタシリンダ圧センサは、マスタシリンダのブレーキ液圧を検出する。ブレーキスイッチは、ブレーキペダルに対する踏み込み操作の有無を検出する。センサ１０の検出結果を示す信号は、制御部５０に送られる。

制御部５０は、第一走行制御および第二走行制御を実行する。本実施形態の第一走行制御は、所謂フリーラン制御である。第一走行制御は、ドライバによるブレーキオンの操作が検出されていない場合に実行されるものであり、クラッチ５が開放し、かつエンジン２が停止した状態で車両１００を走行させる走行制御である。第一走行制御の開始条件は、アクセルオフおよびブレーキオフの条件を含む。制御部５０は、走行中に第一走行制御の開始条件が成立すると、第一走行制御を開始する。制御部５０は、第一走行制御を開始する場合、クラッチ５を開放させ、エンジン２を停止させる。クラッチ５が開放状態となることで、エンジン２が駆動輪９から切り離され、エンジン２のポンピングロスやフリクションロスが作用しなくなり、惰性走行距離が延長される。また、エンジン２が停止されることで、燃料消費量が低減する。制御部５０は、第一走行制御を実行することで車両１００の燃費を向上させることができる。

制御部５０は、第一走行制御の終了条件が成立すると第一走行制御を終了する。第一走行制御の終了条件は、例えば、アクセルオフからアクセルオンに切り替わることや、ブレーキオフからブレーキオンに切り替わることである。制御部５０は、アクセルオンが検出されて第一走行制御を終了する場合、エンジン２を再始動し、クラッチ５を係合させる。制御部５０は、エンジン２を再始動する場合、例えば、スタータモータによってエンジン回転数ＮＥを上昇させ、燃料の噴射および点火を行う。制御部５０は、エンジン２の再始動が完了すると、クラッチ５を係合させる。

制御部５０は、第一走行制御の実行中にドライバによるブレーキオンの操作が検出されて第一走行制御を終了する場合、クラッチ５の係合制御を実行する。制御部５０は、ブレーキオンによって第一走行制御を終了する場合、エンジン２の燃料噴射および点火を行わせないままでクラッチ５を係合させてエンジン回転数ＮＥを上昇させる。クラッチ５の係合制御が実行されると、エンジン２と駆動輪９とが接続されて、駆動輪９からエンジン２にトルクが伝達される。これにより、エンジン２が被駆動状態となってエンジン回転数ＮＥが上昇する。被駆動状態のエンジン２が走行抵抗となり、車両１００の減速度が増加する。従って、ドライバの減速操作に応じて車両１００の減速度を増加させることができる。

制御部５０は、クラッチ５の係合制御において、クラッチ５に対する供給油圧（以下「クラッチ油圧」と称する。）を徐々に増加させる。クラッチ油圧の増加に応じてクラッチ５のトルク容量が増加し、クラッチ５はスリップ状態を経て最終的に完全係合する。制御部５０は、クラッチ５が完全係合すると、クラッチ油圧を最大圧まで上昇させてクラッチ５の係合制御を終了する。クラッチ５の係合制御が実行されてエンジン回転数ＮＥが上昇している状態からアクセルオンの操作がなされた場合には、速やかにエンジン２に燃料噴射および点火を開始させてエンジン２を運転状態に移行させることができる。

本実施形態の第二走行制御は、所謂減速Ｓ＆Ｓ制御である。第二走行制御は、車速が閾値以下であり、かつドライバによるブレーキオンの操作が検出されている場合に実行されるものであり、クラッチ５が開放し、かつエンジン２が停止した状態で車両１００を走行させる走行制御である。第二走行制御の開始条件は、車速が閾値Ｖ１以下である条件、およびアクセルオフおよびブレーキオンの条件を含む。制御部５０は、走行中に第二走行制御の開始条件が成立すると、第二走行制御を開始する。制御部５０は、第二走行制御を開始する場合、クラッチ５を開放させ、エンジン２を停止させる。制御部５０は、第二走行制御によって車両１００の燃料消費量を低減させることができる。制御部５０は、第二走行制御の終了条件が成立すると第二走行制御を終了する。第二走行制御の終了条件は、例えば、アクセルオフからアクセルオンに切り替わることである。

ここで、第一走行制御の実行中にブレーキオンの操作が検出されてクラッチ５の係合制御が開始された場合に、クラッチ５の係合が完了するまでの間に車速が低下して第二走行制御の開始条件が成立してしまうことがある。この場合、以下に図２を参照して説明するように、減速度の変動によってドライバビリティの低下を招く可能性がある。図２のタイムチャートには、車速、クラッチ油圧、回転数、ブレーキ信号、および加速度が示されている。図２では、時刻ｔ１よりも前から第一走行制御が実行されている。時刻ｔ１にドライバによるブレーキオンの操作がなされてブレーキスイッチのブレーキ信号がＯＮとなる。ブレーキオンの操作に応じて、クラッチ５の係合制御が開始されると、クラッチ油圧が徐々に上昇し、クラッチ５のトルク容量が増加していく。これにより、エンジン回転数ＮＥ（タービン回転数ＮＴ）は、入力軸回転数ＮＩＮに向けて上昇していく。また、クラッチ５が係合することで車両１００の減速度が増加（加速度が減少）し、車速は低下していく。

時刻ｔ２に車速が閾値Ｖ１以下となり、第二走行制御の開始条件が成立する。このときに、クラッチ油圧は、クラッチ５が完全係合する油圧Ｐ１に到達しておらず、クラッチ５の係合は完了していない。また、エンジン回転数ＮＥおよびタービン回転数ＮＴは、入力軸回転数ＮＩＮまで上昇しておらず、回転数の同期が完了していない。この状態から第二走行制御の開始判断がなされてしまうと、係合途中のクラッチ５を開放する開放制御が実行される。クラッチ油圧が上昇から低下に切り替わり、車両１００の減速度が増加から減少に切り替わる。これにより、制動途中に減速度の抜けが発生してしまい、減速度の不連続感によってドライバが違和感を覚えることがある。

これに対して、本実施形態の車両制御装置１は、クラッチ５の係合制御を開始する前に、車速が閾値Ｖ１以下となるまでの間にクラッチ５の係合が完了するか否かを予測する。制御部５０は、クラッチ５の係合が完了するまでの間に車速が閾値Ｖ１以下になると予測される場合は、クラッチ５の係合制御を開始せず、クラッチ５が開放され、かつエンジン２が停止した状態を継続させる。よって、本実施形態の車両制御装置１は、制動中の減速度の変動を未然に抑制することができる。

図３および図４を参照して、本実施形態の車両制御装置１の動作について説明する。図４のタイムチャートでは、時刻ｔ３よりも前から第一走行制御が実行されている。図３のフローチャートは、例えば、車両１００の走行中に所定の間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１０において、制御部５０は、フリーラン（第一走行制御）を実施中であるか否かを判定する。その結果、第一走行制御の実行中であると肯定判定された場合（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、制御部５０は、ドライバによるブレーキオンの操作が検出されているか否かを判定する。制御部５０は、ブレーキスイッチから取得した情報に基づいてブレーキオンの操作が検出されていると肯定判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）はステップＳ３０に進み、否定判定された場合（ステップＳ２０−Ｎ）は今回の制御プロセスが終了する。図４では、時刻ｔ３にドライバによるブレーキオンの操作がなされて、ブレーキ信号がＯＦＦからＯＮに変化する。従って、時刻ｔ３以降はステップＳ２０において肯定判定がなされる。

ステップＳ３０において、制御部５０は、クラッチ５が係合完了するときの車速Ｖｐ（以下、単に「予測車速Ｖｐ」と称する。）を算出する。制御部５０は、例えば、現在の車速と、現在の減速度と、係合制御におけるクラッチ５の係合速度（例えば、平均係合速度）に基づいて予測車速Ｖｐを算出する。クラッチ５の係合速度は、例えば、クラッチ５の係合制御におけるクラッチ油圧の上昇速度に対応している。

図４の車速の欄には、実際の車速の推移が実線で示され、時刻ｔ３からクラッチ５の係合制御がなされた場合の車速の推移が破線で示されている。また、クラッチ油圧の欄には、実際のクラッチ油圧の推移が実線で示され、時刻ｔ３からクラッチ５の係合制御がなされた場合の油圧の推移が破線で示されている。また、回転数の欄には、実際のエンジン回転数ＮＥの推移が実線で示され、時刻ｔ３からクラッチ５の係合制御がなされた場合のエンジン回転数の推移が破線で示されている。図４では、クラッチ５が完全係合してエンジン回転数ＮＥが入力軸回転数ＮＩＮに同期すると予測される時刻はｔ４である。予測車速Ｖｐは、時刻ｔ４における車速の予測値である。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、制御部５０は、予測車速Ｖｐが閾値Ｖ１以下であるか否かを判定する。予測車速Ｖｐが閾値Ｖ１以下である場合、クラッチ５の係合が完了するまでの間に車速が閾値Ｖ１以下になる可能性が高い。一方、予測車速Ｖｐが閾値Ｖ１よりも大である場合、車速が閾値Ｖ１以下となるまでの間にクラッチ５の係合が完了する可能性が高い。図４では、予測車速Ｖｐが閾値Ｖ１よりも低車速である。これにより、ステップＳ４０において肯定判定がなされる。ステップＳ４０の判定の結果、予測車速Ｖｐが閾値Ｖ１以下であると肯定判定された場合（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Ｓ６０に進む。

ステップＳ５０において、制御部５０は、クラッチ５の開放状態を継続させる。すなわち、制御部５０は、クラッチ５の係合制御を開始せず、エンジン２が停止した状態を継続させる。図４では、時刻ｔ３以降もクラッチ油圧が０のままとされる。時刻ｔ５に車速が閾値Ｖ１以下となり、第二走行制御が開始される。クラッチ５が開放されたままで第一走行制御から第二走行制御へ移行させることができ、減速度の変動が未然に抑制される。また、クラッチ５の係合途中やクラッチ５が再開放される際のクラッチ滑りによるクラッチ５の発熱が抑制される。ステップＳ５０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

ステップＳ６０において、制御部５０は、クラッチ５の係合制御を実行する。制御部５０は、クラッチ５の係合制御を開始してエンジン回転数ＮＥを上昇させる。ステップＳ６０が実行されると、今回の制御プロセスが終了する。

以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１の制御部５０は、第一走行制御の実行中（ステップＳ１０−Ｙ）にドライバによるブレーキオンの操作が検出された場合（ステップＳ２０−Ｙ）に、車速が閾値Ｖ１以下となるまでの間にクラッチ５の係合が完了すると予測されるとき（ステップＳ４０−Ｎ）はクラッチ５の係合制御を開始してエンジン回転数ＮＥを上昇させる（ステップＳ６０）。一方、制御部５０は、第一走行制御の実行中（ステップＳ１０−Ｙ）にドライバによるブレーキオンの操作が検出された場合（ステップＳ２０−Ｙ）に、クラッチ５の係合が完了するまでの間に車速が閾値Ｖ１以下になると予測されるとき（ステップＳ４０−Ｙ）はクラッチ５の係合制御を開始せず、エンジン２が停止した状態を継続させる（ステップＳ５０）。よって、本実施形態の車両制御装置１は、ドライバによる制動操作がなされている間の減速度の変動を抑制してドライバビリティを向上させることができる。

本実施形態の車両制御装置１によれば、第二走行制御の開始前までに確実にクラッチ５を開放可能となり、クラッチ開放時間の誤差によるクラッチ開放遅れが発生しなくなる。このため、第二走行制御の効果が目減りしてしまうことが抑制される。

［実施形態の変形例］
予測車速Ｖｐの算出において、減速度に代えてマスタシリンダ圧が用いられてもよい。クラッチ５は、自動変速機４内に設けられているものには限定されない。クラッチ５は、エンジン２と駆動輪９との動力伝達経路を接続あるいは遮断するものであればよく、任意の箇所に配置可能である。自動変速機４は、無段変速機には限定されず、例えば、有段の変速機であってもよい。

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 車両制御装置
２ エンジン
３ トルクコンバータ
４ 自動変速機
５ クラッチ
６ 入力軸
７ 無段変速部
８ 出力軸
９ 駆動輪
５０ 制御部
１００ 車両

Claims (1)

1. エンジンと駆動輪との動力伝達経路を接続あるいは遮断するクラッチと、
   前記エンジンおよび前記クラッチを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、走行中にドライバによるブレーキオンの操作及びアクセルオンの操作が検出されていない場合に前記クラッチが開放し、かつ前記エンジンが停止した状態で車両を走行させる第一走行制御を実行し、走行中に車速が閾値以下でかつ前記ブレーキオンの操作が検出されている場合に前記クラッチが開放し、かつ前記エンジンが停止した状態で車両を走行させる第二走行制御を実行し、
   前記制御部は、前記第一走行制御の実行中に前記ブレーキオンの操作が検出された場合に、車速が前記閾値以下となるまでの間に前記クラッチの係合が完了すると予測されるときは前記クラッチの係合制御を開始してエンジン回転数を上昇させ、前記クラッチの係合が完了するまでの間に車速が前記閾値以下になると予測されるときは前記係合制御を開始せず、前記エンジンが停止した状態を継続させる
   ことを特徴とする車両制御装置。

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