JP3832192B2

JP3832192B2 - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP3832192B2
Application number: JP2000153431A
Authority: JP
Inventors: 昌典石戸; 星児島; 正博松谷
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2001330124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用制御装置に関し、特に、自動停止始動機能を有するエンジンに自動変速機を組み合わせた車両の車両用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費向上のため、エンジン出力を必要としない特定の運転状態（例えば、車両が停止状態にあり、且つブレーキが操作されているとき）ではエンジンを自動停止し、エンジン出力が必要とされた場合（例えば、ドライバが発進のためにブレーキ操作を解除したとき等）にエンジンを再始動するようにしたエンジンの自動停止始動制御が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の自動停止始動制御は、現在、手動変速機付車両（Ｍ／Ｔ車）で実用化されているが、自動変速機付車両（Ａ／Ｔ車）で実現することも可能である。この場合、下記の手順でエンジンの再始動を行なうことが考えられる。
（１）再始動開始条件（ブレーキオフ等）の成立。
（２）前進クラッチを解放状態にする。
（３）エンジンを再始動する。
（４）前進クラッチを結合する。
【０００４】
なお、エンジンでオイルポンプを駆動する場合には、エンジン停止中は油圧が発生しないためクラッチを結合することができないので、必然的に上記手順になる。電動のオイルポンプ等を用いた場合は、エンジン停止中でも前進クラッチを結合することができるが、前進クラッチを結合してエンジンを再始動するとエンジンにかかる負荷が増大して始動性が悪化してしまう。したがって、電動のオイルポンプ等を用いる場合でも上記の手順でエンジンの再始動を行なうことが好ましい。
【０００５】
ところで、一般的なＡ／Ｔ車にはクリープ力があり、このクリープ力により坂道発進等が容易になっている。しかしながら、自動停止始動制御の場合、エンジンの自動停止中は当然のことながらエンジン出力が無いのでクリープ力は発生しない。また、エンジン始動後も前進クラッチが結合されるまではクリープ力を車輪に伝達することはできない。
【０００６】
このため、例えば、登坂路でエンジン停止条件（車両停止且つブレーキオン等）が成立してエンジンが自動停止した場合、ブレーキが操作されている間は車両が後退することはないが、エンジン再始動条件（ブレーキオフ等）が成立して前進クラッチが解放されてから、エンジンが再始動して前進クラッチが再結合されるまでの間は、クリープ力が発生しないために車両は後退してしまう。このような車両の後退はクリープ力のある一般的なＡ／Ｔ車に慣れたドライバには違和感を与えてしまうことになる。
【０００７】
上記課題は、クリープ力のような前進のための駆動力を出力しなくても、車両に後退を防止する機能を備えることによって解決することができる。そこで、ブレーキ配管系にブレーキ油圧の遮断装置を設け、ブレーキ操作によりエンジンが自動停止したときにブレーキ油圧を閉じこめ、ドライバがブレーキペダルを離してもブレーキ油圧が抜けないようにして車両の後退を防止し、前進クラッチが結合したのを見計らってブレーキ油圧を抜くようにすることも考えられる。しかしながら、この場合は、遮断装置を新たに設けることになるので、当然ながらコストの増加を招くことになる。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、自動停止始動機能を有するエンジンと自動変速機とを備えた車両が、登坂路でエンジン再始動時に後退してしまうことをコスト増を招くことなく防止できるようにした、車両用制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の車両用制御装置では、自動停止始動機能を有するエンジンの駆動力が直接入力される第一油圧摩擦要素、及び、係合することによりワンウェイクラッチと協働してインターロック状態を形成する第二油圧摩擦要素への供給油圧を制御手段により制御し、上記エンジンの再始動開始時には、上記第一油圧摩擦要素を油圧供給状態から油圧解放状態にするとともに、第二油圧摩擦要素に油圧を供給するようにしている。
【００１０】
なお、上記エンジンの再始動開始時とは、例えば、再始動開始条件（ブレーキオフ，アクセルオン等）が成立した時や、クランキングを開始した時（エンジン回転速度が所定値を超えた時）等を意味している。
また、再始動開始時に上記第一油圧摩擦要素を油圧解放状態にするとは、再始動開始時点において上記第一油圧摩擦要素が油圧解放状態にあるように制御するという意味であり、例えば、再始動開始に同期させて油圧を解放してもよく、再始動開始前に油圧を解放しておいてもよい。
【００１１】
また、より好ましくは、上記ワンウェイクラッチと並列に第三油圧摩擦要素を配置し、上記第一油圧摩擦要素と上記第三油圧摩擦要素とが共に係合されたとき第一の変速段が達成され、上記第三油圧摩擦要素が解放されるとともに上記第二油圧摩擦要素が係合されたとき第二の変速段が達成されるように上記自動変速機を構成し、上記エンジンの停止前に上記第二の変速段を達成すべく、上記制御手段により、上記第一油圧摩擦要素及び上記第二油圧摩擦要素への供給油圧を制御するようにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態としての車両用制御装置について説明する。
本車両用制御装置が適用される車両は、図１の全体構成を示す模式図に示すように、自動停止始動機能付きのエンジン２と自動変速機（Ａ／Ｔ）１とを組み合わせて搭載したものであり、エンジン２と自動変速機１とを車両用制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）１０により統合制御するようになっている。
【００１３】
ＥＣＵ１０の入力側には、エンジン２の回転速度Ｎ_Eを検出するエンジン回転速度センサ１２、車両の走行速度（車速）Ｖ_Sを検出する車速センサ１４、ブレーキオイルの圧力に基づいてオン／オフが切り換わるブレーキ圧スイッチ１５、エンジン２のスロットル開度θ_TH（＝アクセル操作量）を検出するスロットルセンサ１６、ＡＴＦの油温Ｔ_OILを検出する油温センサ１７等の各種センサやスイッチ類が接続されている。ＥＣＵ１０では、これら各種センサやスイッチ類からの情報に基づいて自動変速機１及びエンジン２の制御、ここでは、自動停止始動制御を行なっている。
【００１４】
具体的には、ＥＣＵ１０には、自動停止始動制御を行なうため、その機能要素として停止始動判定部３０，エンジン制御部３１，変速機制御部３２が備えられている。これら機能要素は、ＥＣＵ１０を構成する図示しない入出力装置，制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ）及びタイマカウンタ等の協働によって実現されるものである。
【００１５】
停止始動判定部３０は、各種センサからの検出信号に基づきエンジン２の停止条件及び再始動条件の成立を判定する機能要素である。まず、停止条件としては、下記の条件が設定されている。
（ａ１）車速センサ１４で検出された車速Ｖ_Sが所定値以下（すなわち車両停止状態）。
（ａ２）ブレーキ圧スイッチ１５がオン（ブレーキ圧が所定値以上）。
（ａ３）油温センサ１７で検出されたＡＴＦの油温Ｔ_OILが所定値（速やかにエンジンを再始動できる温度）以上。
停止始動判定部３０では、上記条件（ａ１）〜（ａ３）が全て成立した場合に、停止条件が成立したものと判定するようになっている。
【００１６】
また、再始動条件としては、下記の条件が設定されている。
（ｂ１）ブレーキ圧スイッチ１５がオフ（ブレーキ圧が所定値未満）。
（ｂ２）スロットルセンサ１６により検出されたスロットル開度θthが所定値以上（すなわちアクセル操作が検出された）。
（ｂ３）エンジン回転速度センサ１２で検出されたエンジン回転速度Ｎ_Eが所定値以上（すなわちクランキング状態）。
停止始動判定部３０では、上記条件（ｂ１）〜（ｂ３）の何れか一つでも成立した場合に、再始動条件が成立したものと判定するようになっている。
【００１７】
エンジン制御部３１は、停止始動判定部３０の判定に基づきエンジン２を制御する機能を有している。具体的には、停止始動判定部３０が停止条件が成立したものと判定した場合には、エンジン２を自動停止させ、再始動条件が成立したものと判定した場合には、エンジン２を再始動させるようにしている。なお、エンジン２の停止／始動方法は、イグニッションキーのオン／オフ操作時に行なう通常の停止始動方法と同様なのでここでは説明を省略する。
【００１８】
変速機制御部３２は、停止始動判定部３０の判定に基づき自動変速機１を制御する機能を有している。ここで、変速機制御部３２が制御する自動変速機１の構成について、図２のスケルトン図を用いて簡単に説明する。なお、図２は前輪駆動車に備えられる自動変速機を示している
自動変速機１は、図２に示すように、トルクコンバータ３，変速機構４及び差動機構５から構成されている。エンジン２の出力軸２ａは、トルクコンバータ３のポンプインペラ３ａに接続されており、この出力軸２ａの回転に伴いポンプインペラ３ａが回転すると、ＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）を介してタービンランナ３ｂが回転駆動され、その回転が変速機構４に伝達される。変速機構４で減速されたエンジン２の回転は、差動機構５を介して図示しない車両の駆動輪に伝達される。
【００１９】
変速機構４は、複数組の遊星歯車機構及びそれらの構成要素（サンギア，ピニオンギア及びリングギア）の動作を許容又は規制するクラッチやブレーキのような摩擦要素から構成されており、これらの摩擦要素の係合状態をオイルポンプ（エンジン駆動型オイルポンプ）２７から供給されるＡＴＦにより適宜切り換えて、所望の変速段を達成するようになっている。
【００２０】
図２においては、変速機構４は４段変速の場合について示しており、摩擦要素としてＯＤクラッチ２０，Ｒｅｖクラッチ２１，２ｎｄブレーキ（第二油圧摩擦要素）２２，ＬＲブレーキ（第三油圧摩擦要素）２３，ＵＤクラッチ（前進クラッチ：第一油圧摩擦要素）２４が備えられている。また、ＬＲブレーキ２３が備えられるリングギア２６には、リングギア２６の回転を一方向にのみ許容するワンウェイクラッチ２５が備えられている。そして、例えば、ＵＤクラッチ２４，ＬＲブレーキ２３を結合し、ＯＤクラッチ２０，Ｒｅｖクラッチ２１，２ｎｄブレーキ２２を解放すると１速段が達成されるようになっている。また、ＵＤクラッチ２４，２ｎｄブレーキ２２を結合し、ＯＤクラッチ２０，Ｒｅｖクラッチ２１，ＬＲブレーキ２３を解放すると２速段が達成されるようになっている。
【００２１】
上記摩擦要素２０〜２４の係合制御は、上記摩擦要素２０〜２４に接続される図示しない多数の圧力調整弁と、圧力調整弁を駆動する多数のソレノイドとが備えられた油圧回路を介して行なわれるようになっている。なお、図１では、ある摩擦要素の係合状態を切り換える圧力調整弁２８及びソレノイド２９のみを示しており、他のソレノイド及び圧力調整弁については図示を省略している。ソレノイド２９はＥＣＵ１０によりその作動がデューティ制御される。そして、このソレノイド２９の作動に応じて圧力調整弁２８へのパイロット圧（制御圧）の供給状態が調整される。具体的には、ソレノイド２９により圧力調整弁２８へパイロット圧が供給されると、圧力調整弁２８のスプールが移動して摩擦要素からライン圧が排出され、摩擦要素の係合力が低下する。また、これとは逆に、ソレノイドによりパイロット圧が排出されると、摩擦要素にライン圧が供給されて係合力が大きくなる。
【００２２】
変速機制御部３２は、停止始動判定部３０の判定に基づきこれらソレノイドバルブを制御して圧力調整弁を適宜駆動することによって、上記摩擦要素２０〜２４の係合状態を制御している。具体的には、停止始動判定部３０により停止条件の成立が判定された場合には、２速段を達成すべくＵＤクラッチ２４，２ｎｄブレーキ２２に油圧を供給して結合し、ＯＤクラッチ２０，Ｒｅｖクラッチ２１，ＬＲブレーキ２３からは油圧を解放するようになっている。また、停止始動判定部３０により再始動条件の成立が判定された場合には、２ｎｄブレーキ２２に油圧を供給するとともに、ＵＤクラッチ２４からは油圧を解放するようになっている。さらに、エンジン２の再始動完了後は、ＵＤクラッチ２４とＬＲブレーキ２３とに油圧を供給して結合状態にするとともに、２ｎｄブレーキ２２からは油圧を解放して、１速段を達成するようになっている。
【００２３】
上記のＥＣＵ１０（停止始動判定部３０，エンジン制御部３１及び変速機制御部３２）による制御の流れを図示したものが図３，図４に示すフローチャートである。
まず、図３はエンジン２を自動停止する場合の制御の流れを示している。この場合、ＥＣＵ１０は、上記の停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０）。停止条件が成立した場合には、自動変速機１のソレノイドをデューティ制御して２速段へ変速する（ステップＳ２０）。そして、変速が完了したらステップＳ３０に進んでエンジン２を自動停止させる。これにより、ＵＤクラッチ２４及び２ｎｄブレーキ２２の油圧室内にはＡＴＦが充填されているが油圧はかかっていない状態となる。
【００２４】
これに対し、図４はエンジンを再始動する場合の制御の流れを示している。この場合、ＥＣＵ１０は、まず、上記の再始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。再始動条件が成立した場合には、自動変速機１のソレノイドをデューティ制御して２ｎｄブレーキ２２に油圧を供給するとともに、ＵＤクラッチ２４からは油圧を解放する（ステップＳ１２０）。そして、ＵＤクラッチ２４が解放状態になったところでエンジン２を再始動させる（ステップＳ１３０）。エンジン２が再始動したら、ＵＤクラッチ２４とＬＲブレーキ２３とに油圧を供給して結合状態にするとともに、２ｎｄブレーキ２２からは油圧を解放して解放状態にする（ステップＳ１４０）。これにより、自動変速機１の変速段は１速段となるが、このとき車速は発生していないため同期制御は不要であり、切り換え時の油圧は最大油圧でよく、ほとんど時間を要しない。
【００２５】
次に、上述のように構成された本発明の車両用制御装置の作用及び効果について図５（ａ）〜図５（ｃ）の力の釣り合い図を用いて説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は車両が坂道を登坂中に停車した場合を示しており、図中上方に向く矢印は車両を前進させる方向の力を示し、図中下方に向く矢印は車両を後退させる方向の力を示している。
【００２６】
まず、図５（ａ）はＵＤクラッチ２４が結合されている場合を示している。この場合、車両には重力の坂道方向の成分（坂道の負荷）が車両を後退させる方向に作用するが、エンジン２の出力（自動変速機への入力）がＵＤクラッチ２４を介して駆動力（自動変速機からの出力）として車輪に伝達されるので、車輪に伝達される駆動力が坂道の負荷と釣り合えば車両は後退することはない。また、駆動力が坂道の負荷に勝れば車両は前進することになる。
【００２７】
これに対し、図５（ｂ）はＵＤクラッチ２４が解放されている場合を示している。このようにＵＤクラッチ２４を解放することにより、エンジン２の負荷を低減して再始動を容易にすることが可能であるが、エンジン２の出力を車輪に伝達できないため坂道の負荷に抵抗することはできない。したがって、通常ならば、図５（ｂ）に示すように、車両は坂道の負荷の作用によって後退してしまうことになる。
【００２８】
しかしながら、本車両用制御装置では、エンジン２の再始動開始時にＵＤクラッチ２４を解放する代わりに２ｎｄブレーキ２２に油圧を供給して結合状態にしている。２ｎｄブレーキ２２が結合されたときには、図２に示すスケルトン図を見て分かるように、車両の後退方向の回転に対して２ｎｄブレーキ２２とワンウェイクラッチ２５とがインターロック状態を作ることになる（前進方向に対しては勿論回転可能である）。したがって、図５（ｃ）に示すように、ＵＤクラッチ２４が解放されても２ｎｄブレーキ２２とワンウェイクラッチ２５とが後退方向にはインターロックするので、坂道の負荷が作用しても車両が後退することはない。
【００２９】
以上のように、本車両用制御装置によれば、エンジン２の再始動開始時に２ｎｄブレーキ２２に油圧を供給して結合状態にすることによって、２ｎｄブレーキ２２とワンウェイクラッチ２５とのインターロックにより登坂路での車両の後退を防止することができるという利点がある。また、ＵＤクラッチ２４を解放した状態でエンジン２の再始動を行なうことができるので、エンジン２の負荷を低減して再始動性を良好にすることができるという利点もある。
【００３０】
また、本車両用制御装置によれば、自動変速機１を２速段に変速してからエンジン２を自動停止させるので、予め２ｎｄブレーキ２２の油圧室にＡＴＦを満たした状態でエンジン２を再始動させることができる。したがって、エンジン２の始動に伴いオイルポンプ２７が回転を始めれば速やかに油圧を立ち上がらせることができ、発進応答性を向上させることができるという利点がある。
【００３１】
さらに、本車両用制御装置によれば、新たな設備を追加することなく既存の設備のみを利用しているので、コスト増を招くことがないという利点もある。
以上、本発明の車両用制御装置の一実施形態について説明したが、本発明は実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、オイルポンプ２７としてエンジンにより駆動されるものを用いているが、電動オイルポンプを用いてもよい。この場合には、自動停止前に２速段に変速しなくとも良く、少なくとも再始動開始時、好ましくは再始動開始前に２ｎｄブレーキ２２に油圧を供給して結合状態にしておけばよい。
【００３２】
また、本実施形態では、エンジン２の再始動後、ＬＲブレーキ２３を結合状態にするとともに２ｎｄブレーキ２２を解放状態にして変速段を１速段にしているが、エンジン２の出力に余裕がある場合には、そのまま２速段の状態で発進するようにしてもよい。
また、本実施形態では、自動停止始動機能付きのエンジン２にトルクコンバータ３を備えた自動変速機１を組み合わせているが、電磁クラッチ式の自動変速機を組み合わせてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の車両用制御装置によれば、エンジンの再始動開始時に第二油圧摩擦要素に油圧を供給して係合させることによって、第二油圧摩擦要素とワンウェイクラッチとのインターロックにより登坂路での車両の後退を防止することができるという利点がある。また、第一油圧摩擦要素を解放した状態でエンジンの再始動を行なうことができるので、エンジンの負荷を低減して再始動性を良好にすることができるという利点もある。
【００３４】
また、自動変速機を第二の変速段に変速してからエンジンを停止させる場合には、予め第二油圧摩擦要素に作動油を満たした状態でエンジンを再始動させることができるので、エンジンにより駆動されるオイルポンプを用いる場合でも、エンジンの始動に伴いオイルポンプが回転を始めれば速やかに油圧を立ち上がらせることができ、発進応答性を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図３】本発明の一実施形態としての車両用制御装置による制御の流れを説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態としての車両用制御装置による制御の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態としての車両用制御装置の作用を説明するための力の釣り合い図であり、（ａ）は車両が坂道を登坂中に停車した状態においてＵＤクラッチが結合されている場合を示す図、（ｂ）はＵＤクラッチと２ｎｄブレーキとが共に解放されている場合を示す図、（ｃ）はＵＤクラッチが解放され２ｎｄブレーキが結合されている場合を示す図である。
【符号の説明】
１自動変速機
２エンジン
１０ＥＣＵ（車両用制御装置）
２２２ｎｄブレーキ（第二油圧摩擦要素）
２３ＬＲブレーキ（第三油圧摩擦要素）
２４ＵＤクラッチ（第一油圧摩擦要素）
２５ワンウェイクラッチ
２７オイルポンプ
３０停止始動判定部
３１エンジン制御部
３２変速機制御部（制御手段）

Claims

自動停止始動機能を有するエンジンと、
上記エンジンの駆動力が直接入力される第一油圧摩擦要素と、係合することによりワンウェイクラッチと協働してインターロック状態を形成する第二油圧摩擦要素とを含む自動変速機とを備えた車両の車両用制御装置において、
上記第一油圧摩擦要素及び上記第二油圧摩擦要素への供給油圧を制御する制御手段をそなえ、
上記制御手段は、上記エンジンの再始動開始時に、上記第一油圧摩擦要素を油圧供給状態から油圧解放状態にするとともに上記第二油圧摩擦要素に油圧を供給する
ことを特徴とする、車両用制御装置。
上記自動変速機は、上記ワンウェイクラッチと並列に配置される第三油圧摩擦要素を含み、上記第一油圧摩擦要素と上記第三油圧摩擦要素とが共に係合されたとき第一の変速段が達成され、上記第三油圧摩擦要素が解放されるとともに上記第二油圧摩擦要素が係合されたとき第二の変速段が達成されるように構成され、
上記制御手段は、上記エンジンの停止前に上記第二の変速段を達成すべく、上記第一油圧摩擦要素及び上記第二油圧摩擦要素への供給油圧を制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用制御装置。