JP6369549B2 - 車両の制御装置および車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置および車両の制御方法に関する。

ＪＰ２０１３−２０４６２４Ａには、車両の走行中に、アクセルオフかつブレーキオフの状態になると、変速機をニュートラル状態とし、惰性で車両を走行させる技術が開示されている。この惰性走行時に燃費を最大限に向上させるためには、エンジンは停止させることが望ましい。

上述した惰性走行を行う惰性走行モード時にエンジンを停止させると、惰性走行モード解除時にエンジン始動を行う必要がある。エンジンの始動はスタータモータを用いて行うことが一般的であるが、惰性走行モードを搭載した車両ではエンジンの始動回数が大幅に増えるため、スタータモータの耐久性低下の懸念が生じる。このため、スタータモータの代わりに、切断していた変速機のクラッチを接続して運動エネルギーでエンジンを始動する押しがけ始動が考えられるが、この方法では、クラッチ締結時にショックを伴うため、ドライバビリティが悪化してしまう。

本発明は、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ、エンジンと駆動輪との間に設けられているクラッチの締結によりエンジンの始動を行う技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様における車両の制御装置は、車両の走行中にブレーキオフかつアクセルオフになると、自動変速機に設けられているクラッチを切断するとともに、エンジンを停止して惰性走行を行う車両の制御装置である。この車両の制御装置において、惰性走行中に、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かの判定結果と、アクセルペダル開度の時間変化率とに基づいて、クラッチを締結して駆動輪の動力をエンジンに伝達することによる押しがけでエンジンの始動を行うか、スタータモータを用いてエンジンの始動を行うかを選択する。

本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。

図１は、一実施形態における車両の制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図２は、一実施形態における車両の制御装置によって行われる制御であって、エンジンを停止した惰性走行状態から、エンジンの再始動を行う処理内容を示すフローチャートである。

図１は、一実施形態における車両の制御装置を搭載した車両の概略構成図である。内燃機関であるエンジン１の出力側には、トルクコンバータ２が設けられている。トルクコンバータ２の出力側には、ベルト式無段変速機３が接続されている。エンジン１から出力された回転駆動力は、トルクコンバータ２を介してベルト式無段変速機３に入力され、所望の変速比によって変速された後、駆動輪４に伝達される。

始動装置１ａには、スタータモータが備えられている。始動装置１ａは、エンジン始動指令に基づき、車載バッテリ１ｃから供給される電力を用いてスタータモータを駆動し、エンジンクランキングを行う。エンジンクランキング後に燃料が噴射されて、その後、エンジン１が自立回転可能となると、スタータモータを停止する。

オルタネータ１ｂは、エンジン１により回転駆動されることで発電し、発電した電力を車載バッテリ１ｃ等に供給する。

トルクコンバータ２は、低車速時にトルク増幅を行う。トルクコンバータ２は、また、ロックアップクラッチを有しており、所定車速CSVSP1（例えば１４ｋｍ／ｈ程度）以上では、ロックアップクラッチを締結して、エンジン１の出力軸とベルト式無段変速機３の入力軸との相対回転を規制する。

ベルト式無段変速機３は、クラッチ３２と、プライマリプーリ及びセカンダリプーリと、これらプーリに掛け渡されたベルトから構成され、プーリ溝幅を油圧制御によって変更することで所望の変速比を達成する。クラッチ３２は、エンジン１と駆動輪４との間を接続／遮断する。

また、ベルト式無段変速機３内には、エンジン１によって駆動されるオイルポンプ３０が設けられている。エンジン作動時には、このオイルポンプ３０を油圧源として、トルクコンバータ２のコンバータ圧やロックアップクラッチ圧を供給し、また、ベルト式無段変速機３のプーリ圧やクラッチ締結圧を供給する。

さらに、ベルト式無段変速機３（ＣＶＴ）には、オイルポンプ３０とは別に電動オイルポンプ３１が設けられており、エンジン自動停止によってオイルポンプ３０による油圧供給ができない場合には、電動オイルポンプ３１が作動し、必要な油圧を各アクチュエータに供給可能に構成されている。よって、エンジン停止時であっても、作動油のリークを補償し、また、クラッチ締結圧を維持することができる。

ブレーキペダル６の先には、マスタバック５が設けられている。このマスタバック５は、エンジン１の吸気負圧を用いてブレーキ操作力を倍力する。

エンジン１は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）（判定手段、エンジン始動制御手段、アクセルペダル開度変化率算出手段）１０によって作動状態が制御される。エンジンコントロールユニット１０には、運転者のブレーキペダル操作によりオン信号を出力するブレーキスイッチ１１からのブレーキ信号と、運転者のアクセルペダル操作量を検出するアクセルペダル開度センサ（アクセルペダル開度検出手段）１２からのアクセル信号（アクセルペダル開度信号）と、ブレーキペダル操作量に基づいて生じるマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ１３からのブレーキペダル操作量信号（マスタシリンダ圧）と、各輪に備えられた車輪速センサ１４からの車輪速（車輪速から車速を検出する場合には車速信号と同義）と、マスタバック５内の負圧を検出する負圧センサ１５からの負圧信号と、ＣＶＴコントロールユニット（ＣＶＴ ＣＵ）２０からのＣＶＴ状態信号と、エンジン水温、クランク角、エンジン回転数等の信号等が入力される。エンジンコントロールユニット１０は、上記各種信号に基づいてエンジン１の始動または自動停止を実施する。

ＣＶＴコントロールユニット２０は、エンジンコントロールユニット１０との間でエンジン作動状態とＣＶＴ状態の信号を送受信し、これら信号に基づいて、ベルト式無段変速機３の変速比等を制御する。具体的には、走行レンジが選択されているときは、クラッチ３２の締結を行うと共に、アクセルペダル開度と車速とに基づいて変速比マップから変速比を決定し、各プーリ圧を制御する。また、車速が所定車速CSVSP1未満のときはロックアップクラッチを解放しているが、所定車速CSVSP1以上のときはロックアップクラッチを締結して、エンジン１とベルト式無段変速機３とを直結状態としている。さらに、走行レンジ選択中におけるエンジン自動停止時には、電動オイルポンプ３１を作動させ、必要な油圧を確保する。

次に、エンジン自動停止制御処理について説明する。本実施形態における車両の制御装置では、アクセルオフ、ブレーキオフ、かつ、車速が所定車速（例えば、５０ｋｍ／ｈ）以上の場合に、ベルト式無段変速機３のクラッチ３２を開放して車両を惰性走行状態とするとともに、エンジン１を停止（燃料噴射を停止）する。これにより、燃費を向上させることができる。なお、アクセルオフとは、アクセルペダルが踏まれていない状態を意味し、ブレーキオフとは、ブレーキペダルが踏まれていない状態を意味する。

また、上述した惰性走行状態において、下記（ａ）〜（ｃ）のいずれかの条件が成立すると、エンジン１の始動（再始動）を行う。
（ａ）ドライバによってブレーキペダルが踏まれる。
（ｂ）ドライバによってアクセルペダルが踏まれる。
（ｃ）アクセルオンまたはブレーキオン以外のエンジン始動要求がある。

（ａ）の条件、すなわち、ドライバによってブレーキペダルが踏まれた場合にエンジン１の始動を行うのは、ブレーキの負圧を確保するためと、オルタネータ１ｂの回生運転を行うための２つの理由による。マスタバック５は、エンジン１の吸気負圧を用いてブレーキ操作力を倍力するが、エンジン停止中にブレーキ操作量が増大した場合、エンジン停止を継続すると、エンジン回転による負圧を利用できなくなるため、エンジン１を始動する。また、ベルト式無段変速機３のクラッチ３２を開放した状態では、オルタネータ１ｂの回生運転を行うことができないため、エンジン１を始動してクラッチ３２を締結することにより、オルタネータ１ｂの回生運転を行い、燃費を向上させる。

（ｂ）の条件、すなわち、ドライバによってアクセルペダルが踏まれた場合にエンジン１の始動を行うのは、ドライバの加速要求に応えるためである。

（ｃ）の条件におけるアクセルオンまたはブレーキオン以外のエンジン始動要求とは、例えば、空調装置のコンプレッサを駆動するためのエンジン始動要求や、電気負荷に電力を供給するためにオルタネータ１ｂを駆動するためのエンジン始動要求である。

図２は、一実施形態における車両の制御装置によって行われる制御であって、エンジン１を停止した惰性走行状態から、エンジン１の再始動を行う処理内容を示すフローチャートである。エンジンコントロールユニット１０は、エンジン１を停止した惰性走行時に、所定時間ごとにステップＳ１０の処理を開始する。

ステップＳ１０では、ブレーキオフからブレーキオンに変化したか否かを判定する。この判定は、ブレーキスイッチ１１から入力されるブレーキ信号に基づいて行う。ブレーキオフの状態からブレーキオンに変化したと判定すると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、ベルト式無段変速機３のクラッチ３２を締結し、駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することにより、エンジン１を始動する押しがけ始動を行う。具体的には、エンジンコントロールユニット１０は、ＣＶＴコントロールユニット２０にクラッチ３２の締結指令を出すとともに、図示しない燃料噴射装置から燃料を噴射させる。

ここで、車両の走行状態でクラッチ３２を締結すると、クラッチ締結時にショックが生じる。ドライバがブレーキペダルを踏む状況では、加速要求が無いため、エンジン１の始動を早く行う必要性はない。従って、クラッチ３２の締結速度を遅くして、クラッチ締結時のショックを緩和する。

一方、ステップＳ１０においてブレーキオフからブレーキオンに変化していないと判定すると、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、アクセルオフからアクセルオンに変化したか否かを判定する。この判定は、アクセルペダル開度センサ１２から入力されるアクセル信号に基づいて行う。アクセルオフからアクセルオンに変化したと判定すると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０では、アクセルペダル開度センサ１２によって検出されるアクセルペダル開度ＡＰＯの時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上であるか否かを判定する。アクセルペダル開度ＡＰＯの時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上であると判定すると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、ベルト式無段変速機３のクラッチ３２を締結し、駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することにより、エンジン１を始動する押しがけ始動を行う。具体的には、エンジンコントロールユニット１０は、ＣＶＴコントロールユニット２０にクラッチ３２の締結指令を出すとともに、図示しない燃料噴射装置から燃料を噴射させる。

アクセルペダル開度ＡＰＯの時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上である場合とは、ドライバがアクセルペダルを急踏みした場合であり、車両の加速要求が大きい状況と考えられる。従って、ステップＳ５０では、クラッチ３２の締結速度を速くして、エンジン１の始動を迅速に行う。アクセルペダルの急踏み時は、ドライバのショック許容度が大きいため、クラッチ締結速度を速くして、クラッチ締結ショックが生じても、ドライバはそれほど違和感がないと考えられる。なお、念のため記載しておくが、ステップＳ２０の押しがけ始動時のクラッチ締結速度は、ステップＳ５０の押しがけ始動時のクラッチ締結速度よりも遅い。

一方、ステップＳ４０においてアクセルペダル開度ＡＰＯの時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値未満であると判定すると、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、始動装置１ａのスタータモータを駆動することによって、エンジン１の始動を行う。

アクセルペダル開度ＡＰＯの時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値未満である場合は、アクセルペダルの急踏み時ではないため、ドライバのショック許容度は大きくない。従って、ステップＳ２０の処理と同様に、遅い締結速度でクラッチ３２を締結することによる押しがけ始動を行う方法も考えられるが、車両の加速レスポンスを確保するために、スタータモータを用いてエンジン１の始動を行う。

ステップＳ７０では、エンジン１の始動が完了したか否かを判定する。ここでは、エンジン回転数が自立回転可能な所定の回転数以上になると、エンジン１の始動が完了したと判定する。エンジン１の始動が完了したと判定するとフローチャートの処理を終了し、エンジン１の始動が完了していないと判定すると、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０では、ステップＳ６０でエンジン１の始動処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定するとステップＳ７０に戻り、所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、ステップＳ５０と同様に、速いクラッチ締結速度でベルト式無段変速機３のクラッチ３２を締結し、駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することにより、エンジン１を始動する押しがけ始動を行う。クラッチ３２の締結速度を速くするのは、車両の加速要求があるためである。

ステップＳ３０においてアクセルオフからアクセルオンに変化していないと判定すると、ステップＳ１００に進む。ステップＳ１００では、上述した（ｃ）の条件が成立したか否か、すなわち、アクセルオンまたはブレーキオン以外のエンジン始動要求があるか否かを判定する。アクセルオンまたはブレーキオン以外のエンジン始動要求があると判定すると、ステップＳ１１０に進み、アクセルオンまたはブレーキオン以外のエンジン始動要求がないと判定すると、フローチャートの処理を終了して、エンジン１を停止した惰性走行状態を継続する。

ステップＳ１１０では、始動装置１ａのスタータモータを駆動することによって、エンジン１の始動を行う。

ステップＳ１２０では、エンジン１の始動が完了したか否かを判定する。この判定は、ステップＳ７０の判定と同じである。エンジン１の始動が完了したと判定するとフローチャートの処理を終了し、エンジン１の始動が完了していないと判定すると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０でエンジン１の始動処理を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定するとステップＳ１２０に戻り、所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０では、ステップＳ２０と同様に、遅いクラッチ締結速度でベルト式無段変速機３のクラッチ３２を締結し、駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することにより、エンジン１を始動する押しがけ始動を行う。クラッチ３２の締結速度を遅くするのは、車両の加速要求がないため、エンジン１の始動を早く行う必要性がなく、クラッチ３２の締結速度を遅くして、クラッチ締結時のショックを緩和するためである。

以上、一実施形態における車両の制御装置は、車両の走行中にブレーキオフかつアクセルオフになると、エンジン１と駆動輪４との間に設けられているクラッチ３２を切断するとともに、エンジン１を停止して惰性走行を行う機能を有する車両の制御装置において、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判定し、惰性走行中にブレーキペダルが踏み込まれたと判定すると、クラッチ３２を締結して駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することによる押しがけでエンジン１の始動を行う。ドライバがブレーキペダルを踏む状況では、加速要求が無いため、エンジン１の始動を早く行う必要性がなく、エンジン１の始動に時間をかけることができる。従って、クラッチ締結時の締結速度を遅くして、クラッチ締結時のショックを緩和することにより、ドライバビリティが悪化するのを抑制しつつ、クラッチ締結による押しがけでエンジン１の始動を行うことができる。また、スタータモータを用いたエンジン始動回数を低減することができるので、スタータモータの耐久性を向上させることができる。

また、惰性走行中に、アクセルペダル開度の時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上になると、クラッチ３２を締結して駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することによる押しがけでエンジン１の始動を行う。アクセルペダル開度ＡＰＯの時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上の場合、すなわち、ドライバがアクセルペダルを急踏みした場合は、ドライバのショック許容度が大きいため、クラッチ締結ショックが生じてもドライバビリティを損なうことはない。これにより、ドライバビリティが悪化するのを抑制しつつ、クラッチ締結による押しがけでエンジン１の始動を行うことができる。

さらに、押しがけでエンジン１の始動を行う際に、ブレーキペダルが踏み込まれたと判定された場合のクラッチ３２の締結速度を、アクセルペダル開度の時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上の場合のクラッチ３２の締結速度よりも遅くする。ドライバがブレーキペダルを踏む状況では、加速要求が無いため、クラッチ締結時の締結速度を遅くして、クラッチ締結時のショックを緩和することにより、ドライバビリティが悪化するのを抑制することができる。一方、アクセルペダル開度の時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値以上の場合には、クラッチ３２の締結速度を速くして、エンジン１の始動を迅速に行い、車両の加速要求に応えることができる。

惰性走行中に、アクセルペダル開度が０より大きく、かつ、アクセルペダル開度の時間変化率ΔＡＰＯが所定のしきい値未満であれば、スタータモータを用いてエンジン１の始動を行い、スタータモータを用いたエンジン始動を開始してから所定時間以内にエンジン１の始動が完了しなかった場合には、クラッチ３２を締結して駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することによる押しがけでエンジン１の始動を行う。これにより、例えば、バッテリ１ｃの劣化等によりスタータモータに十分な電力を供給できなくて、スタータモータによるエンジン始動ができない場合でも、押しがけで始動を行うことができるので、加速レスポンスの大幅な悪化を防ぐことができる。

惰性走行中に、ブレーキオフかつアクセルオフの状態は維持されているが、エンジン１の始動要求があった場合には、スタータモータを用いてエンジン１の始動を行い、スタータモータを用いたエンジン始動を開始してから所定時間以内にエンジン１の始動が完了しなかった場合には、クラッチ３２を締結して駆動輪４の動力をエンジン１に伝達することによる押しがけでエンジン１の始動を行う。これにより、例えば、バッテリ１ｃの劣化等によりスタータモータに十分な電力を供給できなくて、スタータモータによるエンジン始動ができない場合でも、押しがけで始動を行うことができるので、エンジン１の始動要求に応えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、図２のステップＳ６０およびステップＳ１１０では、スタータモータを駆動することによって、エンジン１の始動を行うものとして説明したが、スタータモータの代わりにオルタネータ１ｂを始動用電動機として駆動することによって、エンジン１の始動を行ってもよい。

上述した実施形態では、ベルト式無段変速機３を採用した例を示したが、有段式自動変速機や手動変速機を備えた構成であってもよい。

Claims (6)

1. 車両の走行中にブレーキオフかつアクセルオフになると、自動変速機に設けられているクラッチを切断するとともに、エンジンを停止して惰性走行を行う車両の制御装置において、
   ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判定する判定手段と、
   アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
   前記アクセルペダル開度の時間変化率を算出するアクセルペダル開度変化率算出手段と、
   前記惰性走行中に、前記ブレーキペダルが踏み込まれたか否かの判定結果と前記アクセルペダル開度の時間変化率とに基づいて、前記クラッチを締結して駆動輪の動力を前記エンジンに伝達することによる押しがけで前記エンジンの始動を行うか、スタータモータを用いて前記エンジンの始動を行うかを選択するエンジン始動制御手段と、
   を備える車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記エンジン始動制御手段は、前記惰性走行中に、前記ブレーキペダルが踏み込まれていないと判定され、かつ、前記アクセルペダル開度の時間変化率が所定のしきい値以上になると、前記クラッチを締結して前記駆動輪の動力を前記エンジンに伝達することによる押しがけで前記エンジンの始動を行う、
   車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記エンジン始動制御手段は、押しがけで前記エンジンの始動を行う際に、前記判定手段によって前記ブレーキペダルが踏み込まれたと判定された場合の前記クラッチの締結速度を、前記アクセルペダル開度の時間変化率が所定のしきい値以上の場合の前記クラッチの締結速度よりも遅くする、
   車両の制御装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の車両の制御装置において、
   前記エンジン始動制御手段は、前記惰性走行中に、前記アクセルペダル開度が０より大きく、かつ、前記アクセルペダル開度の時間変化率が前記所定のしきい値未満であれば、始動用電動機を用いて前記エンジンの始動を行い、前記始動用電動機を用いたエンジン始動を開始してから所定時間以内に前記エンジンの始動が完了しなかった場合には、前記クラッチを締結して前記駆動輪の動力を前記エンジンに伝達することによる押しがけで前記エンジンの始動を行う、
   車両の制御装置。
5. 請求項２または請求項３に記載の車両の制御装置において、
   前記エンジン始動制御手段は、前記惰性走行中に、ブレーキオフかつアクセルオフの状態は維持されているが、前記エンジンの始動要求があった場合には、始動用電動機を用いて前記エンジンの始動を行い、前記始動用電動機を用いたエンジン始動を開始してから所定時間以内に前記エンジンの始動が完了しなかった場合には、前記クラッチを締結して前記駆動輪の動力を前記エンジンに伝達することによる押しがけで前記エンジンの始動を行う、
   車両の制御装置。
6. 車両の走行中にブレーキオフかつアクセルオフになると、自動変速機に設けられているクラッチを切断するとともに、エンジンを停止して惰性走行を行う車両の制御方法において、
   ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判定し、
   アクセルペダル開度を検出し、
   前記アクセルペダル開度の時間変化率を算出し、
   前記惰性走行中に前記ブレーキペダルが踏み込まれたか否かの判定結果と前記アクセルペダル開度の時間変化率とに基づいて、前記クラッチを締結して駆動輪の動力を前記エンジンに伝達することによる押しがけで前記エンジンの始動を行うか、スタータモータを用いて前記エンジンの始動を行うかを選択する、
   車両の制御方法。

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