JP5910733B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両制御装置に関する。
従来、燃費向上のため、車両の停車中または走行中にエンジンを自動停止する制御、所謂アイドリングストップ制御を実行可能な車両が知られている。このような車両では、アイドリングストップ制御の実行中にエンジンが停止すると、クラッチ等の駆動系を作動させるための油圧が不足する場合があるので、油圧の不足分を補うためのアキュムレータを備える構成が知られている。
例えば特許文献1には、エンジンの自動停止後に再始動が行われる場合、スタータによるエンジンのクランキングが行われるときに電磁開閉弁を開弁して、アキュムレータに蓄圧された油圧の供給を行う構成が開示されている。また、特許文献2には、アキュムレータの電磁制御弁を開弁した後に、スタータを作動させてエンジン始動を行う構成が開示されている。
ここで、エンジン始動時にはスタータに大きな電流が必要であるので、特許文献1に記載されるようにスタータ起動時に電磁開閉弁を制御すると、電磁開閉弁に十分な電流を供給できない虞がある。この場合、電磁開閉弁の応答が悪化して開弁動作が遅くなり、アキュムレータに蓄圧された油圧の供給が遅れてしまう。
これに対して、スタータを起動してから所定時間経過後に電磁開閉弁を開弁するよう制御し、電圧が回復するまで待機する手法も考えられるが、この手法では、所定時間より早く電圧が回復した場合であっても、電磁開閉弁を早く作動させることはできない。また、特許文献2に記載されるように電磁開閉弁を開弁後にスタータを起動する手法では、電磁開閉弁が開くまでスタータが始動しないため、エンジン始動が遅れ、さらに、エンジン始動前から電磁開閉弁に電流を流すため、無駄なエネルギーを消費している。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エンジン始動後のアキュムレータによる油圧供給制御を安定かつ迅速に実施できる車両制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る車両制御装置は、エンジンと、前記エンジンを始動するスタータと、前記エンジンの動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、前記エンジンの動力に応じて油圧を前記動力伝達装置に供給するオイルポンプと、前記オイルポンプから吐出された前記油圧を蓄圧するアキュムレータと、前記アキュムレータの蓄圧を制御する電磁開閉弁と、を備え、前記エンジンを停止した後に前記エンジンを再始動する際には、前記スタータを起動した後に、前記スタータの停止前であって前記オイルポンプの駆動に応じて発生する油圧が所定油圧以上となったことを判定した場合に、前記電磁開閉弁を開弁し、前記アキュムレータに蓄圧された前記油圧を前記動力伝達装置に供給することを特徴とする。
本発明に係る車両制御装置では、スタータを起動した後に、オイルポンプの駆動に応じて発生する油圧が所定油圧以上となるときに、電磁開閉弁が開弁されるので、スタータの起動による電圧低下の影響を回避することができ、電磁開閉弁を安定して制御することが可能となる。この結果、本発明に係る車両制御装置は、エンジン始動後のアキュムレータによる油圧供給制御を安定かつ迅速に実施できるという効果を奏する。
以下に、本発明に係る車両制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
まず図1を参照して、本発明の一実施形態に係る車両制御装置10の構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、車両制御装置10は車両1に搭載される。この車両1は、エンジン2、トランスミッション(動力伝達装置)14、駆動輪5を備える。エンジン2は、車両1の走行用駆動源である内燃機関であり、燃料噴射量に応じて駆動力が制御される。トランスミッション14は、エンジン2が発生した駆動力を駆動輪5側へ伝達する。駆動輪5は、トランスミッション14を介して伝達されるエンジン2の駆動力によって回転し、車両1を前進走行または後退走行することができる。
トランスミッション14は、クラッチ3、自動変速機構4を含んで構成される。エンジン2のエンジン出力トルク(動力)は、エンジン出力軸からトルクコンバータ(図示せず)及びクラッチ3を介して自動変速機構4に入力され、自動変速機構4から図示しない減速機構やデファレンシャルギヤ等を介して駆動輪5に伝達される。このようにエンジン2から駆動輪5との間に動力伝達経路が構成されている。
クラッチ3は、エンジン2と駆動輪5との動力伝達経路を断接する機能を有する。クラッチ3は、エンジン2側に連結されたエンジン側係合要素と、駆動輪5側に連結された駆動輪側係合要素とを有している。クラッチ3は、エンジン側係合要素と駆動輪側係合要素とが係合することでエンジン2と駆動輪5との動力伝達経路を接続することができる。一方、クラッチ3は、エンジン側係合要素と駆動輪側係合要素との係合を開放することにより、エンジン2と駆動輪5との動力伝達経路を遮断することができる。言い換えると、クラッチ3は、エンジン2と駆動輪5との動力の伝達経路において動力の伝達が可能な状態と動力の伝達が不能な状態とを切替える切替え装置として機能する。
自動変速機構4は、車両1の走行状態に応じて自動で変速比(変速段、ギヤ段)を変更する自動変速機であり、例えば遊星歯車式や平行平歯車式などの有段式のオートマチックトランスミッション(AT)や、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)などのセミオートマチックトランスミッション、マルチモードマニュアルトランスミッション(MMT)、シーケンシャルマニュアルトランスミッション(SMT)、ベルト式またはトロイダル式などの無段変速機(CVT)等、種々の自動変速機を適用できる。
油圧制御装置6は、クラッチ3及び自動変速機構4を含むトランスミッション14に対して油圧を供給する機能を有する。油圧制御装置6は、ECU7から入力される変速比変更指令に応じて、自動変速機構4への供給油圧を調整することによって、自動変速機構4の変速比を制御することができる。
また、油圧制御装置6は、ECU7から入力されるクラッチ制御指令に応じて、クラッチ3への供給油圧を調整することによって、クラッチ3の開放/係合を制御することができる。油圧制御装置6は、クラッチ3の開放状態と係合状態とを切り替えることができ、また、クラッチ3の係合度合いを制御することもできる。
油圧制御装置6は、2つの油圧源としてオイルポンプ8とアキュムレータ9とを備える。オイルポンプ8は、エンジン2に連結され、エンジン2と連動して駆動することができる。オイルポンプ8は、エンジン2の駆動力を利用してオイルを吐出し油圧を生成することができる。
アキュムレータ9は、オイルポンプ8の駆動時に、オイルポンプ8により生成された油圧を内部に蓄えて保持(蓄圧)しておき、エンジン2の作動状態に依存せずに、必要に応じてこの保持された油圧をトランスミッション14の各要素に供給できるよう構成されている。
アキュムレータ9の油圧の蓄圧動作及び供給動作は、電磁開閉弁11により制御される。電磁開閉弁11が閉弁(クローズ)することでアキュムレータ9の内部にオイルが蓄圧され、電磁開閉弁11が開弁(オープン)することで内部に蓄圧されているオイルが吐出され、油圧が供給される。電磁開閉弁11の開閉動作は、ECU7によって制御されている。電磁開閉弁11は、例えば電磁ポペット弁であり、ECU7により供給電流を調整することで開閉を切り替えられる。電磁開閉弁11は、例えば電流が供給されたときに開弁され、電流供給がないときに常時閉弁されるノーマルクローズ型の弁とすることができる。なお、電磁開閉弁11は、スプール弁など他の弁構造を用いてもよい。
アキュムレータ9の蓄圧動作は車両の通常走行中に、所定の条件が成立するときに実施することができる。蓄圧動作の実施条件とは、例えば、クラッチ3の開放/係合動作中でありクラッチ3の制御に即応性が必要な場合や、エンジン回転数が低い状態、油圧制御装置6内の油温が高い状態、変速速度が大きい状態など、油圧回路12(バルブボディー)の消費流量が多い場合を除外した通常走行とすることができる。なお、通常走行中とは、エンジン2が駆動しオイルポンプ8が作動している状態を意味する。
オイルポンプ8及びアキュムレータ9は油圧回路12に接続されている。オイルポンプ8及びアキュムレータ9により生成された油圧は、油圧回路12を介してクラッチ3、自動変速機構4を含むトランスミッション14の各部、およびその他車両1内の各部へと供給される。油圧回路12には、図示しない調圧バルブが複数配設されており、これらの調圧バルブをECU7からの制御指令に応じて制御することにより、油圧回路12内の油圧であるライン圧PLや、油圧回路12がクラッチ3側へ分岐した後の油圧であるクラッチ3への供給油圧Pc、油圧回路12が自動変速機構4側へ分岐した後の油圧である自動変速機構4への供給油圧Pdなどを制御することができる。
またエンジン2にはスタータ13が接続されている。スタータ13は、ECU7からの制御指令に応じて作動する、エンジン2を始動させるためのモータなどの駆動源である。
車両1には、エンジン2、クラッチ3、自動変速機構4、油圧制御装置6、スタータ13等を制御するECU7(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)が設けられている。ECU7は、エンジン2、クラッチ3及び自動変速機構4(油圧制御装置6)の総合的な制御を行う機能を有する。本実施形態の車両制御装置10は、エンジン2、油圧制御装置6、ECU7、スタータ13、トランスミッション14を備える。
ECU7は、車両1内の各種センサ類の情報に基づいて、車両1の各部の制御を行う。ECU7は、エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度などのエンジン2の運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタや点火プラグなどを制御する。また、ECU7は、変速マップを有しており、スロットル開度、車速などに基づいて、自動変速機構4の変速比を決定し、この決定された変速比を成立させるよう油圧制御装置6を制御する。
本実施形態の車両1には、燃費向上などのため、車両1の停車中または走行中にエンジン2を停止させる機能、所謂アイドリングストップ制御が備えられている。ECU7は、各種センサ情報に基づいて、たとえばアクセル開度が0の全閉時やアクセル開度が予め定められた所定開度以下のときなどの所定の条件を満たす場合には、アイドリングストップ制御を実行可能に構成されている。本実施形態におけるアイドリングストップ制御とは、フリーラン制御、減速エコラン制御、または停止エコラン制御の少なくとも1つを含むものである。
減速エコラン制御は、クラッチ3を開放し、かつエンジン2を停止したままで車両1を走行させる制御である。減速エコラン制御では、エンジン2における燃料消費が停止することで、燃費の向上を図ることができる。減速エコラン制御は、主として運転者のブレーキ操作(制動操作)に伴った車両1の減速走行時にエンジン2の作動を停止してアイドリングストップを実行する。
フリーラン制御は、減速エコラン制御と同様に、クラッチ3を開放し、かつエンジン2を停止したままで車両1を走行させる制御である。フリーラン制御は、運転者のブレーキ操作(制動操作)に伴った車両1の減速走行時や停車時に限らず、定速走行時などにも積極的にエンジン2の作動を停止してアイドリングストップを実行する。
停止エコラン制御は、信号停止時や渋滞走行時などの車両1の停止中にエンジン2の停止とクラッチ3の開放を行う制御である。
また、ECU7は、アイドリングストップ制御の実行中にアクセルが踏み込まれる等の所定条件が成立した時に、クラッチ3を係合して車両1をアイドリングストップ制御から通常の運転制御に復帰させる。これにより、エンジン2の動力による加速が可能な状態となる。
さらに、ECU7は、アイドリングストップ制御からの復帰時にエンジン2を再起動する際に、アキュムレータ9による油圧供給制御を行う。具体的には、エンジン再起動のためにスタータ13を起動した後に、油圧回路12のライン圧PLが所定油圧以上となるときに、電磁開閉弁11を開弁し、アキュムレータ9に蓄圧されていた油圧をトランスミッション14の各部へ供給する。なお、この所定油圧としては、スタータ13の始動時に電流を大量に用いる時期を経過した後、エンジン2がスタータ13によりある程度回転し始めている状態のときのライン圧PLの値を設定することができる。
次に、図2,3を参照して本実施形態に係る車両制御装置10の動作について説明する。図2は、本実施形態の車両制御装置によりアイドリングストップ制御からの復帰時に実施される油圧制御処理を示すタイムチャートであり、図3は、この油圧制御処理のフローチャートである。
まず図2を参照してエンジン再始動時のアキュムレータ9の電磁開閉弁11とスタータ13の動作関係について説明する。
図2のタイムチャートには、油圧回路12のライン圧PLの時間遷移が示されており、さらにこのタイムチャートには、スタータ13の駆動期間と、電磁開閉弁11の開弁期間とが重ねて示されている。図2の横軸は時間を表し、縦軸はライン圧PL、スタータ駆動の状態、電磁開閉弁11の状態を表す。図2では、スタータ駆動の状態は、スタータの停止時は0であり、駆動時にステップ状に立ち上がるグラフとして表されており、電磁開閉弁11の状態は、閉弁時に0であり、開弁時にステップ状に立ち上がるグラフとして表されている。
図2のタイムチャートは、アイドリングストップ制御が実施されてエンジン2が停止された後に、エンジン2が再始動される状態を示すものであり、このタイムチャートの当初には、エンジン2及びオイルポンプ8は停止しており、ライン圧PLが供給されていない状態である。アキュムレータ9は、通常走行中に蓄圧が完了されている状態である。
時刻t1において、エンジン2の再始動条件が成立し、エンジン始動指令がECU7からスタータ13に送信され、スタータ13は、エンジン始動指令に応じて駆動を開始する。
時刻t1にてエンジン2の再始動制御が開始されスタータ13が駆動し始めると、時刻t1後にエンジン2が回転し始め、これに伴いオイルポンプ8も駆動し始める。これにより、ライン圧PLが発生し、徐々に増加してゆく。
時刻t2において、ライン圧PLが所定油圧以上となると、電磁開閉弁11がオープン(開弁)され、アキュムレータ9に蓄圧されていた油圧が油圧回路12に供給され、ライン圧PLが増圧される。
そして、時刻t3において、エンジン2の始動が完了すると、スタータ13の駆動が停止され、続いて電磁開閉弁11も閉弁される。この後は、オイルポンプ8によりライン圧PLが供給される。
次に、図3を参照して、エンジン再始動時の油圧制御処理について説明する。図3のフローチャートに示す処理は、アイドリングストップ制御の実行時にECU7により実施される。また、図3の処理の前提として、アキュムレータ9の蓄圧処理が実行済みであり、電磁開閉弁11がクローズ(閉弁)されている状態であるものとする。
まず、エンジン2の再始動条件が成立したか否かが確認される(S01)。再始動条件は、例えばアイドリングストップ制御中に運転者がアクセルペダルを踏み込むことなど、運転者に加速する意思があると判断できる条件を含むことができる。再始動条件が成立している場合には(S01のYes)、ステップS02に移行する。再始動条件が成立していない場合には(S01のNo)、ステップS01にリターンされる。
次に、エンジン復帰要求が有ったか否かが確認される(ステップS02)。エンジン復帰要求とは、アイドリングストップ走行からエンジン走行に復帰させる指令であり、例えばブレーキがオフとなること、ブレーキの負圧が低下すること、バッテリ電圧が低下することなどの状態変化をトリガとして、エンジン復帰要求が検知される。エンジン復帰要求が有った場合には(ステップS02のYes)、ステップS03に移行する。エンジン復帰要求が無かった場合には(S02のNo)、ステップS01にリターンされる。
ステップS02においてエンジン復帰要求が有った場合には、エンジン2の再始動制御が開始される。まず、スタータ13にエンジン始動指令が送信され、スタータ13が始動される(S03)。図2のタイムチャートでは、時刻t1において、ステップS01,02の条件が成立し、エンジン2の再始動制御が開始され、スタータ13が始動されている。
次に、油圧回路12のライン圧PLが所定油圧以上となったか否かが確認される(S04)。ライン圧PLが所定油圧未満である場合には(S04のNo)、電磁開閉弁11をクローズした状態でライン圧PLが所定油圧以上となるまで待機する。
一方、ライン圧PLが所定油圧以上である場合には(S04のYes)、電磁開閉弁11がオープン(開弁)され(S05)、アキュムレータ9に蓄圧されていたオイルが油圧回路12に供給されてライン圧PLが増圧され、この増圧されたオイルがクラッチ3及び自動変速機構4を含むトランスミッション14の各部に供給される。図2のタイムチャートでは、時刻t1からt2までの期間でライン圧PLが所定油圧未満であり、時刻t2において、ライン圧PLが所定油圧に達し、電磁開閉弁11が開弁されている。
次に、エンジン始動が完了したか否かが確認される(S06)。エンジン始動が完了していない場合には(S06のNo)、電磁開閉弁11のオープン状態が維持されたまま(S07)、ステップS06に戻る。一方、エンジン始動が完了した場合には(S06のYes)、電磁開閉弁11がクローズされ(S08)、オイルポンプ8から供給されるオイルがアキュムレータ9に流入されるのを防止して、処理を終了する。
次に、本実施形態に係る車両制御装置10の効果について説明する。
本実施形態の車両制御装置10は、エンジン2と、エンジン2を始動するスタータ13と、エンジン2の動力を駆動輪5へ伝達するトランスミッション14と、エンジン2の動力に応じて油圧をトランスミッション14に供給するオイルポンプ8と、オイルポンプ8から吐出された油圧を蓄圧するアキュムレータ9と、アキュムレータ9の蓄圧を制御する電磁開閉弁11と、を備える。この車両制御装置10のECU7は、アイドリングストップ制御を実行してエンジン2を停止した後に、エンジン2を再始動する際には、スタータ13を起動した後に、ライン圧PLが所定油圧以上となるときに、電磁開閉弁11を開弁し、アキュムレータ9に蓄圧された油圧をトランスミッション14の各部に供給する。
エンジン再始動時には、スタータ13を起動する瞬間に最も大きな電流が必要であり、このときECU7の電圧が最も低下する。その後スタータ13がある程度回り始めると電圧が回復する。スタータ13の起動による電圧低下から回復していない期間に電磁開閉弁11を開弁しようとすると、電磁開閉弁11に十分な電流を供給できず、電磁開閉弁11の応答性が悪化して開弁動作が遅くなる。この結果、アキュムレータ9に蓄圧された油圧の供給が遅れ、クラッチ3や自動変速機構4などのトランスミッション14への油圧供給制御が不安定となる虞がある。
これに対し本実施形態の車両制御装置10は、上記構成により、スタータ13を起動した後に、ライン圧PLが所定油圧以上となるときに、電磁開閉弁11を開弁する。ライン圧PLが所定油圧以上の状態では、エンジン2及びオイルポンプ8が十分に駆動し始め、スタータ13への大きな電流の供給は既に不要となり、スタータ13の起動による電圧低下から十分に回復した状態とみなすことができる。したがって、スタータ13による電圧低下の影響を回避することができるので、電磁開閉弁11を安定して制御することが可能となり、アキュムレータ9による油圧供給制御を安定して実施できる。
また、本実施形態では、スタータ13による電圧低下から回復したことを、スタータ13の起動後からの経過時間ではなく、エンジン2がどの程度回転しているかが反映されるライン圧PLに基づき判定する構成をとる。これにより、エンジン2が早く作動した場合には、これに応じて電磁開閉弁11を早く開弁することが可能となり、アキュムレータ9による油圧供給制御を迅速に実施できる。このように、本実施形態の車両制御装置10は、エンジン始動後のアキュムレータ9による油圧供給制御を安定かつ迅速に実施できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
上記実施形態では、電磁開閉弁11を開弁する否かを判断するための情報として油圧回路12のライン圧PLを適用する構成を例示した。この情報は、オイルポンプ8の駆動に応じて発生する油圧であり、スタータ13の回転による油圧変化を確認できるものであれば、ライン圧PL以外の油圧でもよく、例えば、クラッチ3への供給油圧Pcや、自動変速機構4への供給油圧Pdなども適用することができる。
また、上記実施形態では、アキュムレータ9は、油圧回路12のライン圧PLを増圧する位置に接続される構成を例示したが、アキュムレータ9を油圧回路12の他の位置に接続する構成としてもよい。例えば、油圧回路12がクラッチ3側へ分岐した後にアキュムレータ9を接続し、クラッチ3への供給油圧Pcのみを増圧する構成としてもよい。
1 車両
2 エンジン
7 ECU
8 オイルポンプ
9 アキュムレータ
10 車両制御装置
11 電磁開閉弁
13 スタータ
14 トランスミッション(動力伝達装置)
2 エンジン
7 ECU
8 オイルポンプ
9 アキュムレータ
10 車両制御装置
11 電磁開閉弁
13 スタータ
14 トランスミッション(動力伝達装置)
Claims (1)
- エンジンと、
前記エンジンを始動するスタータと、
前記エンジンの動力を駆動輪へ伝達する動力伝達装置と、
前記エンジンの動力に応じて油圧を前記動力伝達装置に供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプから吐出された前記油圧を蓄圧するアキュムレータと、
前記アキュムレータの蓄圧を制御する電磁開閉弁と、
を備え、
前記エンジンを停止した後に前記エンジンを再始動する際には、前記スタータを起動した後に、前記スタータの停止前であって前記オイルポンプの駆動に応じて発生する油圧が所定油圧以上となったことを判定した場合に、前記電磁開閉弁を開弁し、前記アキュムレータに蓄圧された前記油圧を前記動力伝達装置に供給する
ことを特徴とする車両制御装置。
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