JP6512130B2

JP6512130B2 - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP6512130B2
Application number: JP2016031583A
Authority: JP
Inventors: 香治村上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2036-02-23
Also published as: JP2017150344A

Description

本発明は、アクセルペダル及びブレーキペダルの双方が操作されていない場合にエンジンを停止して惰性走行させるフリーラン制御を実行可能な車両に用いられる車両用制御装置に関する。

アイドリングストップを実行可能な車両では、エンジン補機を駆動させるためや排気浄化装置の活性化や再生を行うために、停止中のエンジンに対して始動要求がなされる場合がある。しかしながら、エンジン補機や排気浄化装置のようなエンジンの付属品を駆動させる度毎に停止中のエンジンを始動させることとすると、エンジンの作動時間が長くなるために燃費が低下する。このような背景から、特許文献１には、エンジン補機から始動要求があった場合、クラッチを接続して燃料供給を停止させた上でモータによりエンジンを連れ回す走行モード（エンジンブレーキ状態）を選択し、排気浄化装置から始動要求があった場合には、クラッチを遮断したままエンジンをアイドリングさせるモータ走行モードを選択するハイブリッド電気自動車の制御装置が記載されている。

特開２０１３−１８０６９７号公報

しかしながら、特許文献１記載の制御装置は、モータを備える車両にしか適用することができない。また、フリーラン制御を実行可能な車両に対して特許文献１記載の制御装置を適用した場合には以下に示すような問題が生じる。すなわち、フリーラン制御を実行している際にエンジン補機から始動要求があった場合において、エンジンブレーキ状態に移行すると、エンジンの停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰した際に減速度が減少することがある。結果、フリーラン制御状態に復帰した際、運転者に飛び出し感を与える可能性がある。一方、運転者に飛び出し感を与えないようにするために減速度が変化しないように制御すると、燃費が悪化してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンの停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰した際に減速度が減少することを抑制可能な車両用制御装置を提供することにある。

本発明に係る車両用制御装置は、フリーラン制御を実行可能な車両に用いられる車両用制御装置であって、エンジン補機からの始動要求に応じてフリーラン制御状態からエンジンを始動させた後に前記エンジンの停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰する場合、エンジンを始動させてからエンジンのアイドリング動作によって前記停止要求が出力される条件が成立するまでの時間をエンジン稼働必要時間として算出し、算出されたエンジン稼働必要時間後の車速を推定し、推定された車速が所定速度より速い場合、フリーラン制御状態への復帰を許可し、推定された車速が所定速度より遅い場合には、フリーラン制御状態への復帰を禁止する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る車両用制御装置によれば、エンジンを始動させてからエンジン稼働必要時間後の車速が所定速度より速い場合のみ、フリーラン制御状態への復帰を許可するので、エンジンの停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰した際に減速度が減少することを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態である車両用制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態である再フリーラン許可判定処理の流れを示すフローチャートである。図３は、エンジン稼働必要時間を説明するための図である。図４は、本発明の一実施形態であるエンジン制御処理の流れを示すフローチャートである。図５は、再フリーランが許可された場合のエンジン制御処理を説明するための図である。図６は、再フリーランが禁止された場合のエンジン制御処理を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である車両用制御装置の構成及び動作について説明する。

〔車両の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態である車両用制御装置が適用される車両の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である車両用制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である車両用制御装置が適用される車両１は、フリーラン制御が可能な車両によって構成されている。ここで、フリーラン制御とは、アクセルペダル及びブレーキペダルの双方が操作されていない場合において、クラッチを開放してエンジンを停止して車両を惰性走行させる制御のことを意味する。

車両１は、エンジン２、クラッチ３、変速機（Ｔ／Ｍ）４、始動装置５、及び補機６を備えている。

エンジン２は、車両１の動力源として機能し、動力伝達経路７を介して変速機４に連結されている。エンジン２の出力トルクは、動力伝達経路７を介してエンジン２の出力軸から変速機４に入力され、図示しない差動機構等を介して変速機４から車両１の駆動輪８に伝達される。

クラッチ３は、エンジン２と駆動輪８との間の動力伝達経路に配置された摩擦係合式のクラッチ装置である。クラッチ３が係合している場合、エンジン２の出力トルクは駆動輪８に伝達され、クラッチ３が開放している場合には、エンジン２の出力トルクは駆動輪８に伝達されない。

変速機４は、例えば公知のベルト式無段変速機によって構成されている。

始動装置５は、所定の始動条件が成立した際に制御装置１０からの制御信号に従って停止状態にあるエンジン２を始動させる装置によって構成されている。

補機６は、アクセルペダルやブレーキペダルの操作以外でエンジン２に対して始動要求を出力するオルタネータやエアコン等の補機によって構成されている。具体的には、オルタネータは、バッテリ残量が低下した場合にエンジン２に対して始動要求を出力する。また、エアコンは、車内温度調整のためにコンプレッサを駆動する際にエンジン２に対して始動要求を出力する。

〔車両用制御装置の構成〕
次に、図１を参照して、本発明の一実施形態である車両用制御装置の構成について説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態である車両用制御装置は、制御装置１０と、車速センサ１１と、を備えている。制御装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成され、車両用制御装置全体の動作を制御する。車速センサ１１は、車両の速度（車速）及び減速度を検出し、検出された車速及び減速度を示す電気信号を制御装置１０に出力する。制御装置１０は、本発明に係る制御手段として機能する。

このような構成を有する車両用制御装置は、以下に示す再フリーラン許可判定処理及びエンジン制御処理を実行することによって、エンジン２の停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰した際に減速度が減少することを抑制する。以下、図２〜図６を参照して、再フリーラン許可判定処理及びエンジン制御処理を実行する際の車両用制御装置の動作について説明する。

〔再フリーラン許可判定処理〕
図２は、本発明の一実施形態である再フリーラン許可判定処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、車両１がフリーラン制御状態にある時に補機６からエンジン２の始動要求を受けたタイミングで開始となり、再フリーラン許可判定処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、制御装置１０が、始動装置５を制御することによってエンジン２を始動させると共に、車速センサ１１を用いてエンジン２を始動させた時の車速及び減速度を検出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、再フリーラン許可判定処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、制御装置１０が、エンジン２を始動させてからエンジン２のアイドリング動作によって補機６がエンジン２の停止要求を出力する条件が成立するまでの時間ｔをエンジン稼働必要時間ｔ（図３参照）として算出する。エンジン稼働必要時間ｔとしては、エンジン２を始動させてから補機６が必要とする電気量が発電されるまでの時間を例示できる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、再フリーラン許可判定処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、制御装置１０が、ステップＳ１の処理において検出された車速Ｖ０及び減速度（図３に示す破線Ｌ１の傾き）を用いてエンジン２を始動させてからステップＳ２において算出されたエンジン稼働必要時間ｔが経過するまで惰性走行し続けた時の車速（予測車速）Ｖ１（図３参照）を算出する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、再フリーラン許可判定処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、制御装置１０が、ステップＳ３の処理において算出された車速が所定の閾値より大きいか否かを判別する。所定の閾値は、フリーラン制御状態への移行を許可する所定の車速であってもよいし、再フリーラン許可判定処理用に別に定められた車速であってもよい。判別の結果、車速が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、換言すれば、エンジン稼働必要時間ｔが短い場合、制御装置１０は、再フリーラン許可判定処理をステップＳ５の処理に進める。一方、車速が所定の閾値以下である場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、換言すれば、エンジン稼働必要時間ｔが長い場合には、制御装置１０は、再フリーラン許可判定処理をステップＳ６の処理に進める。

ステップＳ５の処理では、制御装置１０が、フリーラン制御状態に復帰すること（再フリーラン）を許可し、再フリーランを許可するか否かを示す再フリーラン許可フラグの値を１（許可）に設定する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の再フリーラン許可判定処理は終了する。

ステップＳ６の処理では、制御装置１０が、フリーラン制御状態に復帰すること（再フリーラン）を禁止し、再フリーランを許可するか否かを示す再フリーラン許可フラグの値を０（禁止）に設定する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、一連の再フリーラン許可判定処理は終了する。

〔エンジン制御処理〕
図４は、本発明の一実施形態であるエンジン制御処理の流れを示すフローチャートである。図５は、再フリーランが許可された場合のエンジン制御処理を説明するための図である。図６は、再フリーランが禁止された場合のエンジン制御処理を説明するための図である。図４に示すフローチャートは、再フリーラン許可判定処理が終了したタイミングで開始となり、エンジン制御処理はステップＳ１１の処理に進む。

ステップＳ１１の処理では、制御装置１０が、再フリーラン許可フラグの値が１であるか否かを判別することによって再フリーランが許可されたか否かを判別する。判別の結果、再フリーランが許可されている場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、エンジン制御処理をステップＳ１３の処理に進める。一方、再フリーランが許可されていない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、制御装置１０は、エンジン制御処理をステップＳ１２の処理に進める。

ステップＳ１２の処理では、制御装置１０が、図６に示すように、クラッチ３を係合させつつエンジン２への燃料供給を停止させて車両１の状態をエンジンブレーキ状態に制御する。なお、図６中、破線Ｌ１は、車両を惰性走行させた際の車速の時間変化を示し、線Ｌ２は、車両の状態をエンジンブレーキ状態にした際の車速の時間変化を示す。これにより、ステップＳ１２の処理は完了し、一連のエンジン制御処理は終了する。

ステップＳ１３の処理では、制御装置１０が、図５に示すように、エンジン２を始動させてからエンジン稼働必要時間ｔが経過するまでの間（時間Ｔ＝Ｔ１〜Ｔ２）、クラッチ３を開放状態にしてエンジン２のアイドル回転数を維持するアイドルコースティング状態に車両１の状態を制御する。これにより、ステップＳ１３の処理は完了し、エンジン制御処理はステップＳ１４の処理に進む。

ステップＳ１４の処理では、制御装置１０が、エンジン２の停止要件が成立したか否かを判別する。判別の結果、エンジン２の停止要件が成立した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御装置１０は、エンジン制御処理をステップＳ１５の処理に進める。一方、エンジン２の停止要件が成立していない場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御装置１０は、エンジン制御処理をステップＳ１３の処理に戻す。

ステップＳ１５の処理では、制御装置１０が、エンジン２を停止させることによってフリーラン制御を実行する（図５に示す時間Ｔ＝Ｔ２以後）。これにより、ステップＳ１５の処理は完了し、一連のエンジン制御処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である車両用制御装置は、補機６からの始動要求に応じてフリーラン制御状態からエンジン２を始動させた後にエンジン２の停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰する場合、エンジン２を始動させてからエンジン２のアイドリング動作によって停止要求が出力される条件が成立するまでの時間をエンジン稼働必要時間ｔとして算出し、算出されたエンジン稼働必要時間ｔ後の車速Ｖ１を推定し、推定された車速Ｖ１が所定速度より速い場合、フリーラン制御状態への復帰を許可し、推定された車速Ｖ１が所定速度より遅い場合には、フリーラン制御状態への復帰を禁止する制御装置１０を備える。

このような構成によれば、エンジン２を始動させてからエンジン稼働必要時間ｔ後の車速Ｖ１が所定速度より速い場合のみ、フリーラン制御状態への復帰を許可するので、エンジン２の停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰した際に減速度が減少することを抑制できる。また、エンジン２を始動させてからエンジン稼働必要時間ｔ後の車速Ｖ１が所定速度より遅い場合には、フリーラン制御状態への復帰を禁止し、車両１の状態をエンジンブレーキ状態に制御するので、車両１の燃費を向上させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１車両
２エンジン
３クラッチ
４変速機（Ｔ／Ｍ）
５始動装置
６補機
１０制御装置
１１車速センサ

Claims

フリーラン制御を実行可能な車両に用いられる車両用制御装置であって、
エンジン補機からの始動要求に応じてフリーラン制御状態からエンジンを始動させた後に前記エンジンの停止要求に応じてフリーラン制御状態に復帰する場合、エンジンを始動させてからエンジンのアイドリング動作によって前記停止要求が出力される条件が成立するまでの時間をエンジン稼働必要時間として算出し、算出されたエンジン稼働必要時間後の車速を推定し、推定された車速が所定速度より速い場合、フリーラン制御状態への復帰を許可し、推定された車速が所定速度より遅い場合には、フリーラン制御状態への復帰を禁止し、クラッチを係合させたエンジンブレーキ状態とする制御手段を備えることを特徴とする車両用制御装置。