JP5011835B2

JP5011835B2 - 車両用制御装置

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Publication number: JP5011835B2
Application number: JP2006164570A
Authority: JP
Inventors: 雅昭加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: JP2007331533A

Description

本発明は、車両停車時に内燃機関を自動的に停止させ、車両発進時に内燃機関を自動的に再始動させる、アイドルストップが実行可能な車両の制御装置に関する。

内燃機関からの機械的動力がトルクコンバータを介して車輪に伝達される駆動方式を採用している車両は、従来から多数あり、このような車両には、走行中において所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止するとともに、内燃機関の自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関を自動的に再始動するアイドルストップ制御を実行可能なものがある。

このような車両には、シフトポジションがＤレンジの状態で、ブレーキペダルが操作されて、車両が停止している状態で停止条件が成立するものがあり、車両は、内燃機関を自動的に停止させて、アイドルストップ状態となる。このとき、車両は、内燃機関のクランク軸と車輪とがトルクコンバータの流体を介して係合している状態で停車することとなる。この状態から、ブレーキペダルを離すなどして内燃機関の再始動条件が成立して内燃機関が再始動すると、アイドリングしている内燃機関が出力する機械的動力は、トルクコンバータを介して車輪に伝達され、車両には駆動力（以下、クリープ力と記す）が生じる。また、このような車両には、アイドルストップ状態において、ブレーキのホイールシリンダの圧力を保つよう制御することで、ブレーキの作動により車両に与えられる制動力（以下、ブレーキ力）が保たれるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３４８６０７号公報

このような車両においては、内燃機関を再始動させる際に、例えば、運転者がエアコンディショナを作動させた場合など、内燃機関のアイドリングの回転速度が、通常の値よりも高くなるよう制御される場合があり、このとき、車両に生じるクリープ力は、通常の再始動時に比べて大きくなる。このため、内燃機関を再始動させたときに生じるクリープ力が、それまで車両に与えられているブレーキ力を上回り、内燃機関の再始動と共に、車両が急に前進して微動すること（以下、前進微動と記す）がある。また、車両が上り勾配の坂路で停車している場合には、車両には、坂路勾配に応じて重力により車両を後退させようとする力（以下、後退力と記す）が生じているため、後退力がクリープ力より大きい場合、車両は、ブレーキ力が解除された瞬間に微速で後退することとなる。このような内燃機関の再始動時における車両の動作は、運転者に違和感を与えてしまうという問題がある。したがって、内燃機関からの機械的動力がトルクコンバータを介して車輪に伝達される車両であり、且つアイドルストップ制御が実行可能な車両には、内燃機関を再始動させた時に生じる車両の動作を、抑制する制御技術が要望されている。

そこで本発明は、内燃機関を再始動させた時に生じる前進微動や後退を抑制する車両用制御装置を提供する。

本発明の車両用制御装置は、内燃機関からの機械的動力がトルクコンバータを介して車輪に伝達される車両を制御する車両用制御装置であり、トルクコンバータは、内燃機関がアイドリングによって回転するときに、流体を介することで、その機械的駆動力についてトルクを増大させて車輪に伝達するクリープ力を発生する特性を有し、ここで、所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止すると共に、内燃機関の自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関を自動的に再始動するアイドルストップ制御が実行可能なものである。そして、再始動条件の成立を受けたときに内燃機関を再始動させる前に、クリープ力を考慮して、内燃機関の再始動時におけるブレーキ力の増大が、必要か否かを判定するブレーキ力増大要否判定手段と、ブレーキ力の増大が必要とブレーキ力増大要否判定手段が判定したときに、内燃機関を再始動させる前に、ブレーキ力が増大するように制御するブレーキ力増大制御手段と、再始動条件の成立を受けて、ブレーキ力の増大が必要とブレーキ力増大要否判定手段が判定した後、ブレーキ力増大制御手段がブレーキ力を増大させた後に、内燃機関が再始動するように制御する再始動制御手段と、を有している。

好ましくは、ブレーキ力増大要否判定手段は、内燃機関を再始動させた時に生じるクリープ力が、通常の値より大きいか否かを判定するクリープ力判定手段を有し、クリープ力判定手段が、クリープ力が通常の値より大きいと判定することをもって、ブレーキ力の増大が必要と判定し、ブレーキ力増大制御手段は、ブレーキ力がクリープ力を上回るよう、ブレーキ力を増大させる。

好ましくは、クリープ力判定手段は、内燃機関を再始動させた時に生じる内燃機関の始動トルクが、通常の値より大きいことを判定する始動トルク判定手段を有し、始動トルク判定手段が、クリープ力が通常の値より大きいと判定することをもって、クリープ力が通常の値より大きいと判定する。

好ましくは、始動トルク判定手段は、内燃機関のアイドル回転速度を通常の値に比べて増大させる要求を受けることをもって、始動トルクが通常の値より大きいと判定する。

本発明の車両用制御装置によれば、内燃機関を再始動させた時に、車両に生じる前進微動や後退を、抑制することができる。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

〔第1実施形態〕
まず、本実施形態が適用される車両について、図１を用いて説明する。図１には、本実施形態における車両のシステム構成を模式的に示す。車両１は、車輪３を駆動する原動機としての内燃機関１０と、内燃機関１０からの機械的動力を車輪３に伝達する動力伝達装置と、車輪３に制動力を生じさせるブレーキ機構を有している。また、車両１は、これらの装置を制御して、所定の停止条件が成立したときに内燃機関１０を自動的に停止すると共に、内燃機関１０の自動停止中に、所定の再始動条件が成立したときに内燃機関１０を自動的に再始動する、いわゆるアイドルストップ制御が実行可能な車両用制御装置を有している。

車両用制御装置は、図１に示すように、内燃機関１０を制御する内燃機関用電子制御装置１１（以下、エンジンＥＣＵと記す）、ブレーキ機構を制御するブレーキ用電子制御装置６０（以下、ブレーキＥＣＵと記す）、エアコンディショナを制御するエアコンディショナ用電子制御装置８０（以下、エアコンＥＣＵと記す）、内燃機関１０のスタータ１３等の電装部品に電力を供給するバッテリ１８用の電子制御装置９０（以下、電池ＥＣＵと記す）、これら電子制御装置からの制御信号や、各種センサからの信号を受けて、内燃機関１０の始動・停止、及び坂道発進の制御を統括して行うアイドルストップ用電子制御装置７０（以下、アイドルストップＥＣＵと記す）等から構成されている。これら電子制御装置は、通信線１００を介して信号の授受が可能となっており、車両１の動作を制御する。

車両１には、図１に示すように、車輪３を駆動する原動機として、内燃機関１０が設けられている。内燃機関１０は、図示しない燃料噴射装置、点火装置、及びスロットルバルブを有しており、これら装置は、エンジン用電子制御装置１１（以下、エンジンＥＣＵと記す）により制御される。エンジンＥＣＵ１１は、内燃機関１０が発生する機械的動力を調整することができ、内燃機関１０が発生した機械的動力は、クランク軸１２から出力される。

内燃機関１０には、そのクランク軸１２を駆動する電動機として、スタータ１３が設けられている。スタータ１３は、スタータリレー１４を介してバッテリ１８に接続されており、スタータリレー１４をオン状態に制御することで作動して、クランク軸１２を駆動する、すなわち内燃機関１０のクランキングを行うことができる。スタータリレー１４のオン状態とオフ状態との切換えは、アイドルストップ用電子制御装置７０（以下、アイドルストップＥＣＵ）により制御される。アイドルストップＥＣＵ７０は、内燃機関１０を始動させる際に、スタータリレー１４をオン状態に制御することで、内燃機関１０にクランキングを行わせ、内燃機関１０を始動可能な状態とすることができる。

また、内燃機関１０には、その補機として、エアコンディショナ用のコンプレッサ１６（以下、Ａ／Ｃコンプレッサと記す）が装着されている。Ａ／Ｃコンプレッサ１６は、クランク軸１２に結合されているクランクプーリ１５とベルトを介して係合しており、内燃機関１０からの機械的動力を受けて作動することができる。Ａ／Ｃコンプレッサ１６の作動状態は、エアコンディショナ用電子制御装置８０（以下、エアコンＥＣＵと記す）により制御される。

また、車両１には、内燃機関１０がクランク軸１２から出力した機械的動力を、車輪３に伝達する動力伝達装置として、クランク軸１２からの流体を介して伝達しトルクを増大させるトルクコンバータ２０と、トルクコンバータ２０から伝達された回転の方向を切換えて、前後進を可能にする前後進切換機構２５と、前後進切換機構２５からの回転を変速し、且つ変速比を連続的に変化可能なベルト式の無段変速機３５（以下、単に「ＣＶＴ」と記す）と、ＣＶＴ３５からの回転を減速してトルクを増大させる減速装置４０と、減速装置４０からの機械的動力を、左右の駆動軸に分配して出力する差動装置４５が、設けられている。

トルクコンバータ２０は、そのポンプインペラ２１が、内燃機関１０のクランク軸１２に結合されており、タービンランナ２２が、後述する前後進切換機構２５のサンギア２６に結合されている。ポンプインペラ２１からの機械的動力は、流体を介してタービンランナ２２に伝達される。クランク軸１２からポンプインペラ２１に伝達された機械的動力は、トルクが増大されて、タービンランナ２２からサンギア２６に伝達される。なお、トルクコンバータ２０には、ロックアップクラッチ２３が備えられており、これを係合（接続）状態にすることで、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２を機械的に係合することができる。ロックアップクラッチ２３を係合した場合、クランク軸１２からの機械的動力は、そのまま、前後進切換機構２５に伝達される。

前後進切換機構２５は、ダブルピニオン式の遊星歯車機構と、そのリングギア２７と駆動装置のハウジングを係合可能なリバースブレーキ２８と、サンギア２６とプラネタリキャリアの駆動側（入力側）２９ａを係合可能なフォワードクラッチ３０を有している。サンギア２６は、トルクコンバータ２０のタービンランナ２２に結合されており、プラネタリキャリアの従動側（出力側）２９ｃは、後述するＣＶＴ３５の駆動側（入力側）プーリ３６に結合されている。リバースブレーキ２８を非係合（切断）状態とし、且つフォワードクラッチ３０を係合（接続）状態にすると、タービンランナ２２からの回転は、サンギア２６とプラネタリキャリア２９の双方に伝達され、サンギア２６、プラネタリキャリア２９、及びリングギア２７は、一体となって回転する。これにより、トルクコンバータ２０のタービンランナ２２からの機械的動力は、その回転方向をそのままに、プラネタリキャリア２９からＣＶＴ３５に伝達される。一方、リバースブレーキ２８を係合状態とし、且つフォワードクラッチ３０を非係合状態にすると、タービンランナ２２からの回転は、サンギア２６にのみ伝達される。このとき、リングギア２７は、駆動装置のハウジングに固定されており、プラネタリキャリア２９は、サンギア２６とは逆方向に回転する。これにより、タービンランナ２２からの機械的動力は、その回転方向を逆向きに変えて、プラネタリキャリア２９からＣＶＴ３５に伝達される。

ＣＶＴ３５は、駆動側（入力側）プーリ３６と、従動側（出力側）プーリ３７と、これらプーリに巻き掛けられたベルト３８を有している。駆動側プーリ３６は、プラネタリキャリア２９に結合されており、従動側プーリ３７は、後述する減速装置４０のカウンタドライブギア４１に結合されている。これらプーリ３６，３７は、油圧により自在にプーリ幅（溝幅）を変化させることが可能に構成されており、ＣＶＴ３５は、油圧を制御し、駆動側プーリ３６と従動側プーリ３７のプーリ幅を変化させることで、その変速比を変えることができる。ＣＶＴ３５の変速比は、運転条件に応じてエンジンＥＣＵ１１により制御されている。これにより、前後進切換機構２５のプラネタリキャリア２９から駆動側プーリ３６に伝達された機械的動力は、運転条件に応じて回転速度とトルクを変えて、従動側プーリ３７から減速装置４０に伝達される。

このように内燃機関１０から減速装置４０に伝達された機械的動力は、ここで回転を減速しトルクを増大させて差動装置４５に伝達される。差動装置４５に伝達された機械的動力は、ここで左右の駆動軸４６に分配されて、車輪３を駆動する。車輪３の近傍には、車輪３を制動するブレーキ機構として、油圧ブレーキ５０と電動式のパーキングブレーキが設けられている。

油圧ブレーキ５０は、ブレーキペダル５１の踏力を増大するブレーキブースタ５２と、増大された踏力を油圧に変換するマスターシリンダ５３と、マスターシリンダ５３から各車輪３のホイールシリンダに伝達される油圧を制御するブレーキアクチュエータ５５とを備えている。ブレーキペダル５１を踏み込みマスターシリンダ５３の油圧を増大させると、ブレーキアクチュエータ５５は、このマスターシリンダ油圧を調節して各車輪３に設けられたホイールシリンダ５６に付与する。ホイールシリンダ５６が、この油圧を受けて作動することで、油圧ブレーキ５０は車輪３を制動することができる。このような、ブレーキ機構の作動により車両１に与えられる制動力を、以下「ブレーキ力」と記す。また、ブレーキアクチュエータ５５は、加圧ポンプ（図示せず）を備えており、マスターシリンダ油圧に関係なく、ホイールシリンダ５６に付与する油圧を増大させることが可能となっている。加圧ポンプを含めブレーキアクチュエータ５５の動作は、ブレーキＥＣＵ６０により制御される。

電動パーキングブレーキは、ワイヤを引くことにより作動するパーキングブレーキであり、ワイヤを巻き取る電動機５８を備えている。この電動機５８が作動することでワイヤが引かれて、電動パーキングブレーキは、車輪３を制動し、車両１にブレーキ力を生じさせることができる。電動パーキングブレーキが作動しているか否かは、電動パーキングブレーキスイッチ５９により検出することができる。この電動パーキングブレーキ用の電動機５８の作動は、ブレーキＥＣＵ６０により制御される。

次に、車両１を制御する制御システムの構成について、図１を用いて説明する。エンジンＥＣＵ１１は、クランク角センサ６１からクランク軸１２の回転角度位置の信号を、アクセルポジションセンサ６２からアクセル操作量の信号を、シフトポジションセンサ６３からシフトレバーの操作位置（以下、シフト位置と記す）の信号を、それぞれ受けている。

エンジンＥＣＵ１１は、クランク軸１２の回転角度位置から、エンジン回転速度を算出している。また、アクセル操作量から運転者が車両１に要求している駆動力（以下、要求駆動力と記す）を算出している。エンジンＥＣＵ１１は、要求駆動力と、変速比に基づき、内燃機関１０が出力する機械的動力を調節している。エンジンＥＣＵ１１は、エンジン回転速度やアクセル操作量の信号などの内燃機関の作動状態に係る信号や、シフト位置の信号を、アイドルストップＥＣＵ７０に送出している。

ブレーキＥＣＵ６０は、車輪速センサ６４から各車輪３の回転速度の信号を、ブレーキマスターシリンダ圧センサ６５からマスターシリンダ５３の油圧（以下、マスターシリンダ圧と記す）の信号を、Ｇセンサ６７から車両加速度を示す信号を、ブレーキスイッチ６６から油圧ブレーキ５０の作動状態（オン／オフ状態）を示す信号を、電動パーキングブレーキスイッチ５９から電動パーキングブレーキの作動状態（オン／オフ状態）を示す信号を、それぞれ受けている。

ブレーキＥＣＵ６０は、算出された各車輪３の回転速度から、車両１の速度（以下、車速と記す）を決定しており、マスターシリンダ圧からブレーキ踏力を算出している。また、ブレーキＥＣＵ６０は、Ｇセンサ６７が検出した車両加速度から車両１が走行している路面の勾配（以下、坂路勾配と記す）を算出している。

また、ブレーキＥＣＵ６０は、ブレーキアクチュエータ５５を制御することで、各車輪３に設けられたブレーキのホイールシリンダ５６に付与される油圧を調節することができる、これにより、ブレーキＥＣＵ６０は、各車輪３が車両１に生じさせる制動力を、それぞれ独立して制御することができる。ブレーキＥＣＵ６０は、車速、ブレーキ踏力、坂路勾配、油圧ブレーキ５０の作動状態、電動パーキングブレーキの作動状態、マスターシリンダ圧、各車輪３のブレーキの作動状態を示す信号を、アイドルストップＥＣＵ７０に送出している。

エアコンＥＣＵ８０は、内燃機関１０の非作動状態において、Ａ／Ｃコンプレッサ１６の作動を開始する場合、内燃機関１０の始動要求を示す信号を、アイドルストップＥＣＵ７０に送出する。また、Ａ／Ｃコンプレッサ１６の作動が必要な場合、内燃機関１０のアイドル回転速度を、通常の値に比べて増大させる要求（以下、アイドルＵＰ要求と記す）を示す信号を、アイドルストップＥＣＵ７０に送出する。

電池ＥＣＵ９０は、スタータ１３に電力を供給するバッテリ１８から、温度や電圧、充放電電流値などを検出している。電池ＥＣＵ９０は、これら情報から二次電池の残存容量（以下、ＳＯＣと記す）を算出しており、バッテリ１８の充放電電流やＳＯＣの信号をアイドルストップＥＣＵ７０に送出している。

アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキ負圧センサ６８からブレーキブースタ５２内の負圧（以下、ブースタ負圧）を示す信号を、エンジンＥＣＵ１１からエンジン回転速度、アクセル操作量、シフト位置の信号等のエンジンの作動状態に係る信号を、ブレーキＥＣＵ６０から、車速、ブレーキ踏力、坂路勾配、マスターシリンダ圧、油圧ブレーキ５０の作動状態、電動パーキングブレーキの作動状態、及び各車輪３のブレーキの作動状態を示す信号を、電池ＥＣＵ９０からバッテリ１８の充放電電流値やＳＯＣを示す信号を、それぞれ受けている。また、アイドルストップＥＣＵ７０は、エアコンＥＣＵ８０から、内燃機関１０の始動要求を示す信号や、アイドルＵＰ要求を示す信号を、それぞれ受けることができる。

アイドルストップＥＣＵ７０は、これら信号を受けて、アイドルストップ制御に必要な制御変数を算出している。制御変数には、アクセル操作量、シフトレバーの操作後の経過時間、車速、エンジン回転速度、坂路勾配、油圧ブレーキ５０の作動状態、マスターシリンダ圧、ブースタ負圧、バッテリ１８の充放電電流値やＳＯＣ等が含まれている。これら制御変数がそれぞれ所定の条件を満たしたとき、内燃機関１０を停止させる条件（以下、停止条件と記す）が成立する。

内燃機関１０の停止条件には、例えば、アクセル操作量がゼロである、シフトレバーを操作してから1秒以上経過している、車速がゼロである、エンジン回転速度が１０００ｒ／ｍｉｎ未満である、坂路勾配が８度以下である、シフト位置がＤレンジであり且つ油圧ブレーキ５０が操作されている状態（オン状態）である、シフト位置がＤレンジであり且つマスターシリンダ圧が０．７ＭＰａ以上である、バッテリ１８のＳＯＣが所定の閾値以上である等の条件が含まれている。これら条件が全て満たされた場合、内燃機関１０の停止条件が成立する。

アイドルストップＥＣＵ７０は、内燃機関１０の停止条件が成立すると、内燃機関１０の停止要求をエンジンＥＣＵ１１に送出する。エンジンＥＣＵ１１は、この停止要求を受けて内燃機関１０が停止するよう、すなわち非作動状態となるよう制御する。このようにして車両１は、所定の停止条件が成立したときに、内燃機関１０を自動的に停止させることができる。このように内燃機関１０が自動的に停止した状態（非作動状態）を、以下、「アイドルストップ状態」と記す。

また、アイドルストップＥＣＵ７０は、アイドルストップ状態において、内燃機関１０を再始動させる条件（以下、再始動条件と記す）が成立したとき、内燃機関１０が始動するよう制御する。内燃機関１０の再始動条件には、例えば、シフト位置がＤレンジであり且つマスターシリンダ圧が０．４ＭＰａ未満である、シフト位置がＤレンジであり且つ油圧ブレーキ５０が操作されていない（オフ状態）である、シフト位置がＤレンジであり且つアクセル操作量がゼロではない、車速が所定の閾値以上である、ブースタ負圧が所定の閾値以下である、などの条件があり、これら条件のうち一つでも満たされた場合、内燃機関１０の再始動条件が成立する。

アイドルストップＥＣＵ７０は、内燃機関１０の再始動条件が成立すると、内燃機関１０の始動要求をエンジンＥＣＵ１１に送出すると共に、スタータリレー１４をオン状態に制御する。エンジンＥＣＵ１１は、この始動要求を受けて内燃機関１０が始動するよう、すなわち作動状態となるよう制御する。このようにして車両１は、所定の再始動条件が成立したときに、内燃機関１０を自動的に再始動させることができる。

以上のように構成された車両１において、シフト位置がＤレンジであり且つ運転者がアクセルペダルを操作しておらず、内燃機関１０が所定のアイドル回転速度で作動している場合、内燃機関１０がクランク軸１２から出力する機械的動力は、トルクコンバータ２０と、フォワードクラッチ３０が係合状態にある前後進切換機構２５を介して、車輪３に伝達され、車両１は、微速ながら前進する。このとき、内燃機関１０のアイドリングにより車両１に生じる駆動力を、以下「クリープ力」と記す。

このように車両１にクリープ力が作用している状態から、ブレーキをかけて車両１を一時的に停止させた場合など、シフト位置がＤレンジのまま車両１を停止させた場合、内燃機関１０がクランク軸１２から出力する機械的動力は、トルクコンバータ２０のポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間の流体で吸収され、ここから熱となって放散される。

このようにＤレンジで車両１が停止している状態で、前述の内燃機関１０の停止条件が成立すると、車両１は、内燃機関１０を自動的に停止させて、アイドルストップ状態となる。このとき、ブレーキ機構のホイールシリンダ５６内の圧力は、ブレーキアクチュエータ５５により保たれる。つまり、内燃機関１０の停止条件の成立時に、車両１に作用しているブレーキ力は、アイドルストップ状態において、そのまま一定に保たれている。また、このとき、前後進切換機構２５のフォワードクラッチ３０は係合状態にあり、車両１は、内燃機関１０のクランク軸１２と車輪３とがトルクコンバータ２０の流体を介して係合している状態で、停止している。

このようにアイドルストップ状態で、再始動条件が成立し、内燃機関１０が再始動すると、内燃機関１０が出力する機械的動力は、即座にトルクコンバータ２０を介して車輪３に伝達され、車両１には、内燃機関１０のアイドル回転速度に応じたクリープ力が生じることとなる。この再始動時において、例えば運転者がエアコンディショナで冷房機能を作動させ、Ａ／Ｃコンプレッサ１６による補機負荷を内燃機関１０が受ける場合など、アイドル回転速度が通常の値よりも高くなるよう内燃機関１０が制御される場合があり、このとき、車両１に生じるクリープ力は、通常時に比べて大きいため、車両１に作用しているブレーキ力を上回り、内燃機関１０の再始動と共に、車両１が急に前進して微動すること（以下、前進微動と記す）がある。このような、内燃機関１０の再始動時における車両１の動作は、運転者に違和感を与えてしまうという問題がある。

このような内燃機関１０の再始動時における車両１の前進微動を対策するため、本実施形態では、内燃機関１０の再始動条件が成立したとき、内燃機関を再始動させた時のクリープ力が、通常の値より大きいか否かを判定し、クリープ力が大きい場合には、内燃機関１０を再始動させる前に、予めブレーキ力を増大させるよう制御している。以下、内燃機関１０の再始動条件が成立したときの、アイドルストップＥＣＵ７０の制御について、車両１の動作と併せて、図１及び図２を用いて説明する。図２には、アイドルストップＥＣＵ７０が実行する制御のフローチャートを示す。

まず、アイドルストップＥＣＵ７０は、アイドルストップ状態において、内燃機関１０の再始動条件が成立したか否かを判定する（Ｓ１０２）。アイドルストップ状態において、例えば、運転者がエアコンディショナの冷房機能をオン状態に操作したとき、アイドルストップＥＣＵ７０は、エアコンＥＣＵ８０から送出された内燃機関１０の始動要求を受けて、内燃機関１０の再始動条件が成立したと判定する。

そして、ステップＳ１０４において、アイドルストップＥＣＵ７０は、内燃機関１０を再始動させた時に生じるクリープ力が、通常の値より大きいか否かを判定する。例えば、アイドルストップＥＣＵ７０は、前述の運転者の操作により、エアコンＥＣＵ８０からアイドルＵＰ要求を受けており、このアイドルＵＰ要求に基づいて、再始動させた時に生じるクリープ力が、通常の値より大きいものと判定している。内燃機関１０の始動トルクが通常の値より大きいと判定されなかった場合は、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０４において内燃機関を再始動させた時に生じるクリープ力が、通常の値よりも大きいと判定された場合、アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキＥＣＵ６０に、ブレーキ力の増大を指示する（Ｓ１０６）。アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキ力の増大を指示する信号を、ブレーキＥＣＵ６０に送出する。ブレーキＥＣＵ６０は、ブレーキ力がクリープ力を十分に上回るようにブレーキ力の増大を指示する。ブレーキＥＣＵ６０は、この信号を受けて、ブレーキアクチュエータ５５を制御し、各車輪３のホイールシリンダ５６の圧力を増大させる。これにより、車両１に生じるブレーキ力が増大する。

そして、ステップＳ１０８において、アイドルストップＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ１１に内燃機関１０の再始動を要求する。アイドルストップＥＣＵ７０は、スタータリレー１４をオン状態に制御すると共に、内燃機関１０の再始動要求を示す信号を、エンジンＥＣＵ１１に送出する。エンジンＥＣＵ１１は、この信号を受けて、内燃機関１０を制御して再始動させる。

以上説明したように本実施形態においては、内燃機関１０の再始動条件成立時にアイドルＵＰ要求がある場合など、内燃機関１０を再始動させた時に生じるクリープ力が、通常の値より大きい場合には、内燃機関１０を再始動させる前に、予め十分な値のブレーキ力を増大させている。これにより、内燃機関１０の再始動と共に、車両１に前進微動が生じることを確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、ブレーキアクチュエータ５５がホイールシリンダ５６の圧力を増大させることで、車両１に作用するブレーキ力を増大させるものとしたが、ブレーキ力の増大手法は、これに限定されるものではない。例えば、ブレーキＥＣＵ６０により電動パーキングブレーキの電動機５８を制御して、ブレーキ力を増大させることも好適である。

〔第２実施形態〕
参考実施例としての第２実施形態について、図１及び図３を用いて説明する。本実施形態は、内燃機関１０を再始動させた時に生じるクリープ力と、内燃機関１０を再始動させた時に車両１の前進を防止可能なブレーキ力を算出し、クリープ力がブレーキ力を上回るか否かを判定して、この判定結果に基づいてブレーキ力を制御する点で第１実施形態とは異なり、以下に詳細を説明する。なお、第１実施形態と共通の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

まず、アイドルストップＥＣＵ７０は、アイドルストップ状態において、内燃機関１０の再始動条件が成立したか否かを判定する（Ｓ２０２）。例えば、シフト位置がＤレンジであり、且つ油圧ブレーキ５０が操作されていない状態（オフ状態）となった場合、再始動条件が成立したと判定されて、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、アイドルストップＥＣＵ７０は、内燃機関１０を再始動させた時に生じるクリープ力の推定値を算出する。クリープ力は、内燃機関１０を再始動させた時に出力するトルク（以下、始動トルクと記す）から算出することができ、始動トルクは、内燃機関１０のアイドル回転速度の目標値や、内燃機関１０が吸入する吸気の温度、内燃機関１０の水温、予め適合実験により求められ、これら制御変数と始動トルクの関係を示すマップから求めることができる。

そして、ステップＳ２０６において、アイドルストップＥＣＵ７０は、内燃機関１０の始動時において車両１の前進微動を防止可能なブレーキ力（以下、前進防止ブレーキ力と記す）を算出する。前進防止ブレーキ力は、ブレーキ踏力や、各車輪３のホイールシリンダ５６の圧力、これら制御変数と前進防止ブレーキ力との関係を示すマップ等から求めることができる。

そして、ステップＳ２０８において、クリープ力が前進防止ブレーキ力より大きいか否かを判定する。クリープ力が、前進防止可能トルクより大きいと判定されなかった場合は、ステップＳ２１２に進む。

一方、クリープ力が前進防止ブレーキ力より大きいと判定された場合、すなわち、内燃機関１０を再始動させた時に、車両１が前進微動すると推定された場合、アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキＥＣＵ６０に、ブレーキ力の増大を指示する（Ｓ２１０）。アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキ力の増大を指示する信号を、ブレーキＥＣＵ６０に送出する。ブレーキＥＣＵ６０は、電動パーキングブレーキの電動機５８又はブレーキアクチュエータ５５に、ブレーキ力がクリープ力を上回るようブレーキ力の増大を指示する。

そして、ステップＳ２１２において、アイドルストップＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ１１に内燃機関１０の再始動を要求する。アイドルストップＥＣＵ７０は、スタータリレー１４をオン状態に制御すると共に、内燃機関１０の再始動要求を示す信号を、エンジンＥＣＵ１１に送出する。エンジンＥＣＵ１１は、この信号を受けて、内燃機関１０を制御して再始動させる。

以上説明したように本実施形態においては、内燃機関１０を再始動させた際に生じるクリープ力と、内燃機関１０を再始動させた時に車両１の前進を防止可能なブレーキ力を算出し、クリープ力がブレーキ力を上回る場合は、内燃機関を再始動させる前に、予めブレーキ力を増大させて、ブレーキ力がクリープ力を上回るようにしている。これにより、必要以上にブレーキ力を増大させることなく、内燃機関１０の再始動と共に、車両１に前進微動が生じることを確実に防止することができる。

〔第３実施形態〕
参考実施例としての第３実施形態について、図１及び図４を用いて説明する。図４には、アイドルストップＥＣＵ７０が実行する制御のフローチャートを示す。なお、第１実施形態と共通の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

前述の車両１が、例えば、上り勾配の坂路で停車してアイドルストップ状態となった場合、再始動条件が成立して内燃機関１０が再始動すると、車両１には、内燃機関１０のアイドル回転速度に応じた前進方向のクリープ力が生じる。これと共に、車両１には、坂路勾配に応じて、重力により車両１を後退させようとする力（以下、後退力と記す）が生じる。後退力は、坂路勾配をθ、車両１重量をｍ、重力加速度をｇとすると、ｍ・ｇ・ｓｉｎθの大きさの力となる。後退力が、内燃機関１０の再始動時に生じるクリープ力より大きい場合、車両１は、ブレーキ力が解除された瞬間に後退することとなり、このような内燃機関１０の再始動時における車両１の動作は、運転者に違和感を与えてしまうという問題が生じる。

このような内燃機関１０の再始動時における車両１の後退を対策するため、本実施形態では、内燃機関１０の再始動条件が成立したとき、坂路勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定し、内燃機関１０を再始動させる前に、予めブレーキ力を増大させるよう制御している。以下、内燃機関１０の再始動条件が成立したときの、アイドルストップＥＣＵ７０の制御について車両１の動作と併せて説明する。

まず、ハイブリッドＥＣＵは、アイドルストップ状態において、内燃機関１０の再始動条件が成立したか否かを判定する（Ｓ３０２）。例えば、シフト位置がＤレンジであり、且つ油圧ブレーキ５０が操作されていない状態（オフ状態）となった場合、再始動条件が成立したと判定されて、ステップＳ３０４に進む。

そして、ステップＳ３０４において、坂路勾配が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。すなわち、車両１に作用している後退力が、内燃機関１０を再始動させた時に生じるクリープ力より小さいか否かを判定している。この閾値は、例えば、上り勾配８度に設定されている。坂路勾配が、所定の閾値以上であると判定されなかった場合は、ステップＳ３０８に進む。

一方、坂路勾配が所定の閾値以上であると判定された場合、すなわち、後退力が、クリープ力よりも大きいと判定された場合、アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキＥＣＵ６０に、ブレーキ力の増大を指示する（Ｓ３０６）。アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキ力の増大を指示する信号を、ブレーキＥＣＵ６０に送出する。ブレーキＥＣＵ６０は、電動パーキングブレーキの電動機５８又はブレーキアクチュエータ５５に、ブレーキ力が、後退力を十分に上回るようにブレーキ力の増大を指示する。

そして、ステップＳ３０８において、アイドルストップＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ１１に内燃機関１０の再始動を要求する。アイドルストップＥＣＵ７０は、スタータリレー１４をオン状態に制御すると共に、内燃機関１０の再始動要求を示す信号を、エンジンＥＣＵ１１に送出する。エンジンＥＣＵ１１は、この信号を受けて、内燃機関１０を制御して再始動を開始し、内燃機関１０のエンジン回転速度が上昇していく。

そして、ステップＳ３１０において、アイドルストップＥＣＵ７０は、エンジン回転速度が所定の閾値に達したか否かを判定する。この閾値は、内燃機関１０の作動により生じるクリープ力が、後退力を十分上回るような値に設定されている。例えば、内燃機関１０が完爆したと判定されるエンジン回転速度に設定されている。なお、この閾値は、坂路勾配に応じて設定されることも好適である。

エンジン回転速度が所定の閾値に達すると、アイドルストップＥＣＵ７０は、ブレーキＥＣＵ６０に、ブレーキ力の解除を指示する（Ｓ３１２）。つまり、ステップＳ３０６で増大されたブレーキ力は、内燃機関１０の始動により生じるクリープ力が後退力を上回るまで、保持される。

以上説明したように本実施形態においては、内燃機関１０の再始動時における坂路勾配が大きい、すなわち車両の後退力が、内燃機関１０を再始動させた時に生じるクリープ力よりも大きい場合には、内燃機関を再始動させる前に、予めブレーキ力を増大させると共に、このブレーキ力を、クリープ力が後退力を上回るまで保っている。これにより、車両が上り勾配の坂路で停車している時に、内燃機関の再始動と共に、車両が後退することを防止することができる。

本実施形態が適用される車両のシステム構成を示す模式図である。第１実施形態の制御装置が実行するフローチャートである。第２実施形態の制御装置が実行するフローチャートである。第３実施形態の制御装置が実行するフローチャートである。

符号の説明

１車両、３車輪、１０内燃機関、１１内燃機関用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）、１８バッテリ、２０トルクコンバータ、２５前後進切換機構、３０フォワードクラッチ、３５無段変速機（ＣＶＴ）、４０減速装置、４５差動装置、５０油圧ブレーキ、５５ブレーキアクチュエータ、５６ホイールシリンダ、６０ブレーキ用電子制御装置（ブレーキＥＣＵ）、７０アイドルストップ用電子制御装置、８０エアコンディショナ用電子制御装置（エアコンＥＣＵ）、９０バッテリ用電子制御装置（電池ＥＣＵ）、１００通信線。

Claims

内燃機関からの機械的動力がトルクコンバータを介して車輪に伝達される車両を制御する車両用制御装置であり、トルクコンバータは、内燃機関がアイドリングによって回転するときに、流体を介することで、その機械的駆動力についてトルクを増大させて車輪に伝達するクリープ力を発生する特性を有し、ここで、所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動的に停止すると共に、内燃機関の自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに内燃機関を自動的に再始動するアイドルストップ制御が実行可能な、車両用制御装置であって、
再始動条件の成立を受けたときに内燃機関を再始動させる前に、クリープ力を考慮して、内燃機関の再始動時におけるブレーキ力の増大が必要か否かを判定するブレーキ力増大要否判定手段と、
ブレーキ力の増大が必要とブレーキ力増大要否判定手段が判定したときに、内燃機関を再始動させる前に、ブレーキ力が増大するように制御するブレーキ力増大制御手段と、
再始動条件の成立を受けて、ブレーキ力の増大が必要とブレーキ力増大要否判定手段が判定した後、ブレーキ力増大制御手段がブレーキ力を増大させた後に、内燃機関が再始動するように制御する再始動制御手段と、
を有する車両用制御装置。
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
ブレーキ力増大要否判定手段は、内燃機関を再始動させた時に生じるクリープ力が、通常の値より大きいか否かを判定するクリープ力判定手段を有し、クリープ力判定手段が、クリープ力が通常の値より大きいと判定することをもって、ブレーキ力の増大が必要と判定し、
ブレーキ力増大制御手段は、ブレーキ力がクリープ力を上回るように、ブレーキ力を増大させる車両用制御装置。
請求項２に記載の車両用制御装置であって、
クリープ力判定手段は、内燃機関を再始動させた時に生じる内燃機関の始動トルクが、通常の値より大きいことを判定する始動トルク判定手段を有し、始動トルク判定手段がクリープ力が通常の値より大きいと判定することをもって、クリープ力が通常の値より大きいと判定する車両用制御装置。
請求項３に記載の車両用制御装置であって、
始動トルク判定手段は、内燃機関のアイドル回転速度を通常の値に比べて増大させる要求を受けることをもって、始動トルクが通常の値より大きいと判定する車両用制御装置。