JP6742670B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＤＳ（アイドリングストップ）制御を採用した車両に用いられる制御装置に関する。

近年、エンジンを駆動源とする車両には、燃費の向上などの目的で、ＩＤＳ制御が採用されてきている。ＩＤＳ制御を採用した車両では、たとえば、運転者のブレーキ操作により、車速が所定のＩＤＳ開始車速以下に低下すると、エンジンが自動的に停止（アイドリングストップ）される。その後、運転者がブレーキ操作を解除すると、エンジンが自動的に再始動される。

ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）を搭載した車両にも、ＩＤＳ制御を採用した車種がある。その車種では、たとえば、トルクコンバータと無段変速機のプライマリプーリとの間に前進クラッチが介装されており、車両の減速走行中にエンジンが停止（減速ＩＤＳ）される場合には、その前進クラッチが解放される。これにより、プーリとベルトとの間での滑り（ベルト滑り）の発生を抑制することができる。

図３は、ＩＤＳ制御時の車速、エンジン回転数、電動オイルポンプ（ＥＯＰ）のオン／オフ状態および前進クラッチの係合／解放状態の時間変化の一例を示す図である。

ＩＤＳ制御が開始されると、エンジンが停止され、また、前進クラッチが解放される（時刻Ｔ２１）。エンジンの停止により、エンジン回転数が低下する。

たとえば、エンジン回転数および車速の両方が０になると、前進クラッチを係合させるために、電動オイルポンプがオンにされる（時刻Ｔ２２）。電動オイルポンプのオンにより、電動オイルポンプが油圧を発生し、その発生油圧が前進クラッチに供給されることにより、前進クラッチが係合する。

その後、運転者によるブレーキ操作が解除されると、エンジンが再始動される（時刻Ｔ２３：ＩＤＳ復帰）。エンジンの再始動前から電動オイルポンプの発生油圧により前進クラッチが係合しているので、エンジンの再始動のためのクランキング中からクリープ力が発生し、運転者によるアクセル操作がなされた場合には、そのアクセル操作に応じた駆動力が発生する。そのため、車両を速やかに発進させることができる。

エンジンの再始動後は、エンジンの動力により機械式オイルポンプが駆動されて、機械式オイルポンプによる油圧が発生するので、電動オイルポンプがオフにされる。

ところが、図４に示されるように、前進クラッチが解放された後、電動オイルポンプがオンにされないうちに、運転者によるブレーキ操作が解除され（時刻Ｔ２４）、さらには運転者によるアクセル操作がなされる場合がある。

この場合、前進クラッチが解放されているため、エンジンの再始動後、前進クラッチを係合させるためのクラッチ制御が行われる。このクラッチ制御では、前進クラッチの急係合によるベルト滑りおよびショックの発生を防止するため、ガレージ制御により、前進クラッチに供給される油圧（クラッチ圧）がスイープアップされる（時間Ｔ２４−Ｔ２５）。

そして、前進クラッチの係合前にエンジントルクが増大することを抑制するため、スロットル上限ガードが設定され、スロットルバルブの開度（スロットル開度）をスロットル上限ガード以下に制限するスロットル閉じが行われる。これにより、スロットル閉じが行われない場合と比較して、アクセル操作によるエンジン回転数の上昇が抑制される。そのため、前進クラッチが解放された状態でのエンジンの再始動時（ＩＤＳ復帰時）は、前進クラッチが係合した状態でのＩＤＳ復帰時よりも車両の発進がもたつく。

特開２０１３−１８１４０８号公報

このように、従来の車両では、前進クラッチの係合／解放の状態により、ＩＤＳ復帰時に得られる駆動力に差が生じる。そのため、その駆動力の差（発進性の差）による違和感を運転者に与える懸念がある。

本発明の目的は、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動後のアクセル操作に対して安定した駆動力を得ることができる、車両用制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、エンジン、エンジンから車輪に伝達される動力を変速する変速機、エンジンと車輪との間で動力を伝達／遮断するために係合／解放される摩擦係合要素、エンジンの動力によらずに摩擦係合要素を係合可能な係合手段を搭載した車両に用いられる制御装置であって、ＩＤＳ開始条件の成立に応じてエンジンを停止させ、ＩＤＳ復帰条件の成立に応じてエンジンを再始動させるＩＤＳ制御を実行するＩＤＳ制御手段と、ＩＤＳ制御の開始時に摩擦係合要素を解放させ、その後の所定のタイミングで係合手段を作動させて摩擦係合要素を係合させる係合制御を実行する係合制御手段と、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動時に、摩擦係合要素の係合が終了している場合および終了していない場合のいずれの場合においても、エンジンのスロットルバルブの開度を制限するスロットル閉じを実行するスロットル閉じ制御手段とを含む。

この構成によれば、ＩＤＳ制御では、ＩＤＳ開始条件の成立（ＩＤＳ開始要求）に応じてエンジンが停止され、そのエンジンの停止中のＩＤＳ復帰条件の成立（ＩＤＳ復帰要求）に応じてエンジンが再始動される。一方、係合制御では、ＩＤＳ制御の開始時に、エンジンと車輪との間に介在されている摩擦係合要素が解放される。そして、その後の所定のタイミングで、係合手段の作動により、摩擦係合要素が係合される。そのため、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動時に摩擦係合要素の係合が終了している場合とその係合が終了していない場合とがある。

エンジンの再始動時には、摩擦係合要素の係合が終了している場合および終了していない場合のいずれの場合であっても、エンジンのスロットルバルブの開度を制限するスロットル閉じが実行される。これにより、エンジンの再始動後にアクセル操作がなされた場合に、エンジンの再始動時に得られる駆動力にスロットル閉じの実行／非実行による大きな差が生じることを抑制できる。その結果、エンジンの再始動後のアクセル操作に対して、前進クラッチの係合／解放の状態などに応じて変わらない安定した駆動力を得ることができる。

スロットル閉じ制御手段は、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動時に摩擦係合要素の係合が終了していない場合には、エンジンのスロットルバルブの開度を第１態様で制限するスロットル閉じを実行し、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動時に摩擦係合要素の係合が終了している場合には、エンジンのスロットルバルブの開度を第１態様よりも制限が弱い第２態様で制限するスロットル閉じを実行してもよい。

これにより、係合手段の作動による摩擦係合要素の係合の効果、つまり駆動力の早期発生による速やかな発進（加速）の効果が損なわれることを抑制できる。

また、駆動力の差による違和感を運転者に与えることを抑制できればよく、たとえば、前回の車両の発進から今回の車両の発進までの時間が長いほど、前回の発進時の運転者の記憶が薄れるので、当該時間に応じてスロットル閉じの制限の強さが変更されてもよい。

本発明によれば、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動後のアクセル操作に対して安定した駆動力を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載された車両の要部の構成を示す図である。 ＩＤＳ制御時の車速、エンジン回転数、電動オイルポンプのオン／オフ状態、前進クラッチの係合／解放状態およびスロットル上限ガードの時間変化の一例を示す図である。 従来の車両におけるＩＤＳ制御時の車速、エンジン回転数、電動オイルポンプのオン／オフ状態および前進クラッチの係合／解放状態の時間変化の一例を示す図である。 従来の車両におけるＩＤＳ制御時の車速、エンジン回転数、電動オイルポンプのオン／オフ状態、前進クラッチの係合／解放状態およびスロットル上限ガードの時間変化の他の例を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の要部構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載された車両１の要部の構成を示す図である。

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。

また、車両１には、エンジン２の出力を駆動輪に伝達するため、トルクコンバータ３およびベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）４が搭載されている。

無段変速機４は、エンジン２からの動力が入力されるインプット軸１１と、インプット軸１１から動力が伝達されるプライマリ軸１２と、プライマリ軸１２と平行に設けられたセカンダリ軸１３と、プライマリ軸１２に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ１４と、セカンダリ軸１３に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ１５と、プライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１５とに巻き掛けられたベルト１６とを備えている。

プライマリプーリ１４は、プライマリ軸１２に固定された固定シーブ２１と、固定シーブ２１にベルト１６を挟んで対向配置され、プライマリ軸１２にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ２２とを備えている。可動シーブ２２に対して固定シーブ２１と反対側には、プライマリ軸１２に固定されたピストン２３が設けられ、可動シーブ２２とピストン２３との間に、ピストン室（油圧室）２４が形成されている。

セカンダリプーリ１５は、セカンダリ軸１３に対して固定された固定シーブ２５と、固定シーブ２５にベルト１６を挟んで対向配置され、セカンダリ軸１３にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ２６とを備えている。可動シーブ２６に対して固定シーブ２５と反対側には、セカンダリ軸１３に固定されたピストン２７が設けられ、可動シーブ２６とピストン２７との間に、ピストン室（油圧室）２８が形成されている。

なお、図示されていないが、可動シーブ２６とピストン２７との間には、ベルト１６に初期挟圧（初期推力）を与えるためのバイアススプリングが介在されている。バイアススプリングの弾性力により、可動シーブ２６およびピストン２７は、互いに離間する方向に付勢されている。

トルクコンバータ３とインプット軸１１との間には、油圧式の前進クラッチＣが介装されている。前進クラッチＣは、エンジン２からの動力を伝達／遮断するために係合／解放される。

また、無段変速機４に付随して、トルクコンバータ３、プライマリプーリ１４、セカンダリプーリ１５および前進クラッチＣなどに油圧を供給するための油圧回路３１が設けられている。さらに、油圧の発生源として、エンジン２の動力により駆動される機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）３２と、電動モータの動力により駆動される電動オイルポンプ（ＥＯＰ）３３とが設けられている。油圧回路３１には、機械式オイルポンプ３２および電動オイルポンプ３３が互いに独立して発生する油圧が供給されるようになっている。

車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。車両１の各部を制御するため、車両１には、複数のＥＣＵが搭載されており、各ＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。複数のＥＣＵには、エンジン２、トルクコンバータ３および無段変速機４を制御するためのＥ／ＴＥＣＵ４１およびＩＤＳ（アイドリングストップ）制御のためのＩＤＳＥＣＵ４２が含まれる。

Ｅ／ＴＥＣＵ４１およびＩＤＳＥＣＵ４２には、それぞれ制御に必要な各種センサが接続されている。

＜ＩＤＳ制御＞
ＩＤＳ制御は、エンジン２のアイドリングを抑制することにより燃費の向上を図る技術である。ＩＤＳ制御に必要な情報として、ＩＤＳＥＣＵ４２には、車速およびブレーキペダルの操作量などの情報が入力される。

ＩＤＳ制御では、車両１の走行中に、ブレーキペダルが操作される（踏まれている）と、ＩＤＳＥＣＵ４２により、所定のＩＤＳ開始条件が成立しているか否かが判定される。ＩＤＳ開始条件は、たとえば、車速が所定のアイドリングストップ実施車速（たとえば、１０ｋｍ／ｈ）以下であり、かつ、ブレーキペダルが一定時間以上操作されているという条件である。ブレーキペダルが操作されている間、ＩＤＳ開始条件が成立しているか否かが一定の周期で判定される。そして、ＩＤＳ開始条件が成立すると、ＩＤＳＥＣＵ４２からＥ／ＴＥＣＵ４１にＩＤＳ要求が送信され、このＩＤＳ要求に応じて、Ｅ／ＴＥＣＵ４１により、エンジン２が停止（アイドリングストップ）される。

アイドリングストップの開始後は、ＩＤＳＥＣＵ４２により、所定のＩＤＳ復帰条件が成立しているか否かが一定の周期で判定される。ＩＤＳ復帰条件は、たとえば、アイドリングストップ中にブレーキペダルの操作が解除される（ブレーキペダルから運転者の足が離される）という条件である。ＩＤＳ復帰条件が成立すると、ＩＤＳＥＣＵ４２からＥ／ＴＥＣＵ４１にＩＤＳ復帰要求が送信され、このＩＤＳ復帰要求に応じて、Ｅ／ＴＥＣＵ４１により、スタータが作動されて、エンジン２が再始動される。

＜クラッチ制御・スロットル閉じ制御＞
図２は、ＩＤＳ制御時の車速、エンジン回転数、電動オイルポンプ（ＥＯＰ）３３のオン／オフ状態、前進クラッチＣの係合／解放状態およびスロットル上限ガードの時間変化の一例を示す図である。

ＩＤＳ制御が開始されると、前進クラッチＣが解放される（時刻Ｔ１１）。ＩＤＳ制御によるエンジン２の停止により、エンジン回転数が低下する。エンジン２の停止中は、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制限するスロットル上限ガードが所定値に設定される。

その後、所定のタイミング、たとえば、エンジン回転数および車速の両方が０になったタイミングで、前進クラッチＣを係合させるために、電動オイルポンプ３３がオンにされる（時刻Ｔ１２）。電動オイルポンプ３３のオンにより、電動オイルポンプ３３が油圧を発生し、その発生油圧が前進クラッチＣに供給されることにより、前進クラッチＣが係合する。

その後、運転者によるブレーキ操作が解除されて、ＩＤＳ復帰条件が成立すると、ＩＤＥ制御によりエンジン２が再始動される（時刻Ｔ１３）。エンジン２の再始動前から電動オイルポンプ３３の発生油圧により前進クラッチＣが係合しているので、エンジン２の再始動のためのクランキング中からクリープ力が発生し、車両１が発進し始める。

また、エンジン２の再始動により、アクセル操作が有効となる。そのため、アクセル操作に応じたエンジントルクの増大を抑制すべく、スロットル開度をスロットル上限ガード以下に制限するスロットル閉じが行われる。スロットル上限ガードは、タイマ制御により、スロットル閉じの開始時（エンジン２の再始動時）からの時間経過に伴って大きくなる（制限が弱くなる）ように変更される。具体的には、スロットル閉じの開始から第１時間（時間Ｔ１３−Ｔ１４）は、スロットル上限ガードが時間経過に伴って第１変化率で大きくなり、第１時間経過後の第２時間（Ｔ１４−Ｔ１５）は、スロットル上限ガードが時間経過に伴って第１変化率よりも大きい第２変化率で大きくなるように変更される。そして、第２時間経過時に、スロットル上限ガードが最大まで引き上げられる。

スロットル上限ガードが最大よりも小さい値に設定されて、スロットル閉じが行われることにより、運転者によるアクセル操作がなされても、そのアクセル操作に応じたエンジン回転数の上昇が抑制される。これに対し、従来の車両では、ＩＤＳ制御によるエンジンの再始動前から前進クラッチが係合している場合、図２に破線で示されるように、スロットル上限ガードが最大に設定されたまま、スロットル開度が制限されないので、運転者によるアクセル操作に応じてエンジン回転数が上昇する。

車両１において、前進クラッチＣが解放された後、電動オイルポンプ３３がオンにされないうち、つまり前進クラッチＣが解放されたままの状態で、運転者によるブレーキ操作が解除されて、ＩＤＳ復帰条件が成立した場合には、従来の車両と同様、図４に示されるように、エンジン２の再始動後、前進クラッチＣを係合させるためのクラッチ制御が行われる。このクラッチ制御では、前進クラッチＣの急係合によるベルト滑りおよびショックの発生を防止するため、ガレージ制御により、前進クラッチＣに供給される油圧（クラッチ圧）がスイープアップされる。そして、スロットル上限ガードが最大よりも小さい値に設定されて、スロットル閉じが行われる。

＜作用効果＞
以上のように、ＩＤＳ制御では、ＩＤＳ開始条件の成立（ＩＤＳ開始要求）に応じてエンジン２が停止され、そのエンジン２の停止中のＩＤＳ復帰条件の成立（ＩＤＳ復帰要求）に応じてエンジン２が再始動される。一方、ＩＤＳ制御の開始時に、前進クラッチＣが解放される。そして、その後の所定のタイミングで、電動オイルポンプ３３のオンにより、前進クラッチＣが係合される。

ＩＤＳ制御によるエンジン２の再始動時には、前進クラッチＣの係合が終了している場合および終了していない場合のいずれの場合であっても、エンジン２のスロットル開度を制限するスロットル閉じが実行される。これにより、エンジン２の再始動後にアクセル操作がなされた場合に、エンジン２の再始動時に得られる駆動力にスロットル閉じの実行／非実行による大きな差が生じることを抑制できる。その結果、エンジン２の再始動後のアクセル操作に対して、前進クラッチＣの係合／解放の状態などに応じて変わらない安定した駆動力を得ることができる。

図２に示されるスロットル上限ガードの時間変化と図４に示されるスロットル上限ガードの時間変化とを比較して理解されるように、前進クラッチＣが係合した状態でのエンジン２の再始動時に設定されるスロットル上限ガードは、前進クラッチＣが解放されている状態（係合が終了していない状態）でのエンジン２の再始動時に設定されるスロットル上限ガードよりも制限が弱い。

これにより、エンジン２の再始動前の前進クラッチＣの係合の効果、つまりエンジン２再始動時の駆動力の早期発生による速やかな発進（加速）の効果が損なわれることを抑制できる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、無段変速機４を取り上げたが、本発明に係る制御装置は、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）に用いることもできる。また、動力分割式無段変速機に本発明に係る制御装置を用いることもできる。動力分割式無段変速機は、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機構と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構とを備え、駆動源の動力を２系統に分割して伝達可能な変速機である。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：車両
２：エンジン
４：無段変速機（変速機）
３３：電動オイルポンプ（係合手段）
４１：Ｅ／ＴＥＣＵ（制御装置、ＩＤＳ制御手段、係合制御手段、スロットル閉じ制御手段）
Ｃ：前進クラッチ（摩擦係合要素）

Claims (1)

1. エンジン、前記エンジンから車輪に伝達される動力を変速する変速機、前記エンジンと前記車輪との間で動力を伝達／遮断するために係合／解放される摩擦係合要素、前記エンジンの動力によらずに前記摩擦係合要素を係合可能な係合手段を搭載した車両に用いられる制御装置であって、
   ＩＤＳ開始条件の成立に応じて前記エンジンを停止させ、ＩＤＳ復帰条件の成立に応じて前記エンジンを再始動させるＩＤＳ制御を実行するＩＤＳ制御手段と、
   前記ＩＤＳ制御の開始時に前記摩擦係合要素を解放させ、その後の所定のタイミングで前記係合手段を作動させて前記摩擦係合要素を係合させる係合制御を実行する係合制御手段と、
   前記ＩＤＳ制御による前記エンジンの再始動時に、前記摩擦係合要素の係合が終了している場合および終了していない場合のいずれの場合においても、前記エンジンのスロットルバルブの開度を制限するスロットル閉じを実行するスロットル閉じ制御手段とを含む、車両用制御装置。

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