JP6783021B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

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

近年、エンジンを駆動源とする車両には、アイドリングストップ制御が広く採用されている。アイドリングストップ制御は、エンジンの不要なアイドリング回転を停止（アイドリングストップ）することにより、燃費の向上などを図る技術である。

アイドリングストップ制御では、たとえば、運転者によるブレーキ操作がなされて、ブレーキの作動により、車速が所定のアイドリングストップ実施車速以下に低下すると、エンジンが自動的に停止される。アイドリングストップ中に運転者によるブレーキ操作が解除されると、エンジンが自動的に再始動される。

特開２０１５−１１７７３８号公報

最近では、アイドリングストップ時間を長く確保するため、アイドリングストップ実施車速を０ｋｍ／ｈよりも大きい値に設定して、車両の減速走行中にエンジンを停止させる制御が主流になってきている。

ところが、その制御では、車両が一定のブレーキ力で滑らかに減速していたにもかかわらず、エンジンが停止（アイドリングストップが実施）されると、駆動力が抜けて、車両の減速度が突然に大きくなるため、ブレーキフィーリングが悪化する。

本発明の目的は、車両の走行中のアイドリングストップの実施による車両の減速度の変化を低減できる、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、および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／解放される油圧式の摩擦係合要素を搭載した車両に用いられる制御装置であって、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいアイドリングストップ実施車速以下に低下したという車速条件を含む複数のアイドリングストップ条件の成立に応じてエンジンを停止させるアイドリングストップ実施手段と、前記車速条件以外の前記アイドリングストップ条件の成立後、前記車速条件が成立する前に、前記摩擦係合要素に供給されている油圧を低減する油圧低減手段とを含む。

この構成によれば、複数のアイドリングストップ条件の成立に応じてエンジンが停止される。複数のアイドリングストップ条件の１つには、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいアイドリングストップ実施車速以下に低下したという車速条件が含まれる。そのため、車速条件以外のアイドリングストップ条件が成立した後、車速条件が成立する場合、車両の走行中（減速走行中）にエンジンが停止されることになる。車両の走行中からエンジンのアイドリング回転がなくなるので、車両の停止後にエンジンが停止される制御よりも燃費を向上させることができる。

また、その場合、車速条件以外のアイドリングストップ条件の成立後であって車速条件が成立する前に、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／解放される油圧式の摩擦係合要素に供給されている油圧が低減される。これにより、摩擦係合要素の伝達トルク容量が低下するので、車速条件の成立に応じてエンジンが停止されたときに、そのエンジンの停止によるエンジントルクの低減変化が車輪に伝わることを抑制できる。その結果、車両の走行中のアイドリングストップの実施による車両の減速度の変化を低減することができる。

本発明によれば、車両の走行中からエンジンが停止されるので、車両の停止後にエンジンが停止される制御よりも燃費を向上させることができながら、車両の走行中のエンジンの停止による車両の減速度の変化を低減することができる。

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。 車両の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。 Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジにおける各係合要素の状態を示す図である。 アイドリングストップ制御によるエンジンの停止前に実行されるクラッチ圧低減処理の流れを示すフローチャートである。 アイドリングストップ制御によるエンジンの停止前後における車両の加速度、車速、エンジン回転数、クラッチ圧およびエンジントルクの時間変化を示す図である。

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。

エンジン２を含むパワープラントには、トルクコンバータ３、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）４およびデファレンシャルギヤ５（図２参照）が含まれる。

また、車両１には、マイコンを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が搭載されている。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、エンジン制御のためのエンジンＥＣＵ６、変速制御のためのＡＴＥＣＵ７、ブレーキ制御のためのブレーキＥＣＵ８およびアイドリングストップ（ＩＤＳ）制御のためのＩＤＳＥＣＵ９が含まれる。エンジンＥＣＵ６、ＡＴＥＣＵ７、ブレーキＥＣＵ８およびＩＤＳＥＣＵ９には、制御に必要な各種センサが接続されている。

エンジンＥＣＵ６は、各種センサの検出信号から取得した情報および／または他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、エンジン２の始動、停止および出力調整のため、電子スロットルバルブ、インジェクタ、点火プラグおよびスタータなどを制御する。

ＡＴＥＣＵ７は、各種センサの検出信号から取得した情報および／または他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、自動変速機４のレンジまたは変速段を変更するため、自動変速機４の各部に油圧を供給するための油圧回路に含まれるバルブを制御する。バルブには、クラッチＣ２（図２参照）に供給される油圧を制御するためのＣ２ソレノイドバルブ１１などが含まれる。Ｃ２ソレノイドバルブ１１には、電流値により出力油圧を制御可能なバルブ、たとえば、ノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブが用いられている。

ブレーキＥＣＵ８に接続されているセンサには、ブレーキセンサ１２および車速センサ１３などが含まれる。

ブレーキセンサ１２は、車室内に配設されたブレーキペダルの操作量に応じた検出信号を出力する。

車速センサ１３は、たとえば、車両１の走行に伴って回転する磁性体からなるロータと、ロータと非接触に設けられた電磁ピックアップとを備えている。ロータが一定角度回転する度に、電磁ピックアップからパルス信号が検出信号として出力される。パルス信号の周波数は、車速に対応するので、ブレーキＥＣＵ８は、車速センサ１３から入力されるパルス信号の周波数を車速に換算する。

ブレーキＥＣＵ８は、各種センサの検出信号から取得した情報（ブレーキペダルの操作量、車両１の車速）および／または他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、ブレーキアクチュエータ１４などを制御し、車両１の姿勢が安定に保たれた状態で車両１が制動されるように、各ブレーキから車輪に付与される制動力を制御する。

ＩＤＳＥＣＵ９には、アイドリングストップ制御に必要な情報として、ＩＤＳＥＣＵ９には、ブレーキＥＣＵ８から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。

アイドリングストップ制御では、車両１の走行中に、運転者によるブレーキ操作（たとえば、ブレーキペダルの踏操作）がなされると、ＩＤＳＥＣＵ９により、アイドリングストップ条件（ＩＤＳ条件）が成立しているか否かが繰り返し判断される。アイドリングストップ条件には、たとえば、ブレーキ操作が一定時間以上継続しているというブレーキ条件、車両１のステアリング機構（ステアリングホイール）に加えられている操舵トルクがＩＤＳ禁止トルク未満であるという操舵トルク条件、車両１に搭載されたバッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が所定値以上であるというバッテリ条件、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいアイドリングストップ実施車速（たとえば、１０ｋｍ／ｈ）以下であるという車速条件などが含まれる。すべてのアイドリングストップ条件が成立すると、ＩＤＳＥＣＵ９からエンジンＥＣＵ６にアイドリングストップ要求が出力され、エンジンＥＣＵ６により、エンジン２が停止される。

アイドリングストップ制御によるエンジン２の停止中は、所定の復帰条件が成立しているか否かが繰り返し判断される。復帰条件には、たとえば、運転者によるブレーキ操作が解除されるという条件が含まれる。復帰条件が成立すると、ＩＤＳＥＣＵ９からエンジンＥＣＵ６に再始動要求が出力される。この再始動要求を受けて、エンジンＥＣＵ６により、エンジン２が再始動される。

＜駆動系統の構成＞
図２は、車両１の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。

トルクコンバータ３は、ポンプインペラ３１、タービンランナ３２およびロックアップクラッチ３３を備えている。ポンプインペラ３１には、エンジン２の出力軸（Ｅ／Ｇ出力軸）が連結されており、ポンプインペラ３１は、Ｅ／Ｇ出力軸と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ３２は、ポンプインペラ３１と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ３３は、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とを直結／分離するために設けられている。ロックアップクラッチ３３が係合されると、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とが直結され、ロックアップクラッチ３３が解放されると、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とが分離される。

ロックアップクラッチ３３が解放された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸が回転されると、ポンプインペラ３１が回転する。ポンプインペラ３１が回転すると、ポンプインペラ３１からタービンランナ３２に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ３２で受けられて、タービンランナ３２が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ３２には、Ｅ／Ｇ出力軸の動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。

ロックアップクラッチ３３が係合された状態では、Ｅ／Ｇ出力軸が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸、ポンプインペラ３１およびタービンランナ３２が一体となって回転する。

自動変速機４は、前進４段／後進１段の変速段を有する４速ＡＴである。自動変速機４は、インプット軸４１、アウトプット軸４２、センタ軸４３およびラビニヨ型の遊星歯車機構４４を備えている。

インプット軸４１は、トルクコンバータ３のタービンランナ３２に連結され、タービンランナ３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。

アウトプット軸４２は、インプット軸４１と平行に設けられている。

センタ軸４３は、インプット軸４１に対してエンジン２側と反対側に離間して、インプット軸４１と同一の回転軸線上に設けられている。

遊星歯車機構４４には、フロントサンギヤ５１、リヤサンギヤ５２、キャリア５３、リングギヤ５４、ロングピニオンギヤ５５およびショートピニオンギヤ５６が含まれる。フロントサンギヤ５１は、センタ軸４３に相対回転可能に外嵌されている。リヤサンギヤ５２は、フロントサンギヤ５１に対してエンジン２側と反対側に設けられ、センタ軸４３に相対回転可能に外嵌されている。キャリア５３には、センタ軸４３が接続され、キャリア５３は、センタ軸４３と一体的に回転可能に設けられている。キャリア５３は、ロングピニオンギヤ５５およびショートピニオンギヤ５６を回転可能に支持している。リングギヤ５４は、リヤサンギヤ５２の回転径方向の外側において、キャリア５３の周囲を取り囲む円環状を有し、ロングピニオンギヤ５５と噛合している。ロングピニオンギヤ５５は、ショートピニオンギヤ５６の軸長よりも長い軸長を有しており、フロントサンギヤ５１と噛合している。ショートピニオンギヤ５６は、リヤサンギヤ５２およびロングピニオンギヤ５５と噛合している。

リングギヤ５４には、第１出力ギヤ４５が共通の回転軸線を有するように保持されている。第１出力ギヤ４５には、アウトプット軸４２に相対回転不能に支持された第２出力ギヤ４６が噛合している。また、アウトプット軸４２には、第３出力ギヤ６３が相対回転不能に支持されており、第３出力ギヤ６３は、デファレンシャルギヤ５に備えられたリングギヤと噛合している。これにより、リングギヤ５４の回転は、第１出力ギヤ４５、第２出力ギヤ４６、アウトプット軸４２および第３出力ギヤ６３を経由してデファレンシャルギヤ５に伝達される。そして、その回転がデファレンシャルギヤ５から左右に延びるドライブシャフトを介して、車両１の車輪（たとえば、左右の前輪）に伝達される。

また、自動変速機４は、３個のクラッチＣ１〜Ｃ３、２個のブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦを備えている。

クラッチＣ１は、インプット軸４１とフロントサンギヤ５１とを連結する係合状態（オン）と、その連結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

クラッチＣ２は、インプット軸４１とリヤサンギヤ５２とを連結する係合状態（オン）と、その連結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

クラッチＣ３は、インプット軸４１とセンタ軸４３（キャリア５３）とを連結する係合状態（オン）と、その連結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

ブレーキＢ１は、フロントサンギヤ５１を制動する係合状態（オン）と、フロントサンギヤ５１の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

ブレーキＢ２は、キャリア５３を制動する係合状態（オン）と、キャリア５３の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。

ワンウェイクラッチＦは、キャリア５３の正転（エンジン２の出力軸と同方向の回転）のみを許容する。

＜係合表＞
図３は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジにおけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦの状態を示す図である。

図３において、「○」は、クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦが係合状態であることを示している。

ＰレンジおよびＮレンジでは、クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。

Ｒレンジでは、クラッチＣ１およびブレーキＢ２が係合され、クラッチＣ２，Ｃ３およびブレーキＢ１が解放される。

Ｄレンジの１速段では、クラッチＣ２およびワンウェイクラッチＦが係合され、クラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。

Ｄレンジの２速段では、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が係合され、クラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ２が解放される。

Ｄレンジの３速段では、クラッチＣ２，Ｃ３が係合され、クラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。

Ｄレンジの４速段では、クラッチＣ３およびブレーキＢ１が係合され、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ２が解放される。

＜クラッチ圧低減処理＞
図４は、アイドリングストップ制御によるエンジン２の停止前に実行されるクラッチ圧低減処理の流れを示すフローチャートである。また、図５は、アイドリングストップ制御によるエンジン２の停止前後における車両１の加速度、車速、エンジン回転数、クラッチＣ２の油圧（クラッチ圧）およびエンジントルクの時間変化を示す図である。

たとえば、車両１の走行中であって、アイドリングストップ制御によるエンジン２の停止前に、ＡＴＥＣＵ７により、図４に示されるクラッチ圧低減処理が実行される。

クラッチ圧低減処理では、車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件（ＩＤＳ条件）が成立したか否か判別される（ステップＳ１）。

車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件が成立していない間は（ステップＳ１のＮＯ）、クラッチＣ２に供給されている油圧（クラッチ圧）がその係合状態の保持に必要な通常油圧に保持されるように、Ｃ２ソレノイドバルブ１１に供給される電流が制御される（ステップＳ２）。

車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件が成立すると（ステップＳ１のＹＥＳ）、車速がアイドリングストップ実施車速以上かつアイドリングストップ実施車速に所定値α（たとえば、α＝１〜２ｋｍ／ｈ）を加算した値以下の油圧低減範囲内に低下したか否かが判別される（ステップＳ３）。

車速が油圧低減範囲よりも大きい間は（ステップＳ３のＮＯ）、クラッチ圧が通常油圧に保持されるように、Ｃ２ソレノイドバルブ１１に供給される電流が制御される（ステップＳ２）。

車速が油圧低減範囲内に低下すると（ステップＳ３のＹＥＳ）、クラッチ圧が車両１の減速度に応じた変化速度で低減するように、つまり車両１の減速度が大きいほどクラッチ圧が急速に低減するように、Ｃ２ソレノイドバルブ１１に供給される電流が制御される（ステップＳ４、図５の時刻Ｔ１）。

クラッチ圧の低減後は、車速条件を含むすべてのアイドリングストップ条件が成立したか否かが判別される（ステップＳ５）。

車速条件を含むすべてのアイドリングストップ条件が成立していない場合（ステップＳ５のＮＯ）、車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件が成立したか否か判別される（ステップＳ１）。そして、車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件が成立していない場合（ステップＳ１のＮＯ）、または、車速が油圧低減範囲よりも高い車速に上昇した場合には（ステップＳ２のＮＯ）、クラッチ圧が通常油圧に上昇するように、Ｃ２ソレノイドバルブ１１に供給される電流が制御される（ステップＳ２）。一方、車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件が成立し（ステップＳ１のＹＥＳ）、または、車速が油圧低減範囲内である場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、クラッチ圧が低減または低減後の油圧に保持されるように、Ｃ２ソレノイドバルブ１１に供給される電流が制御される（ステップＳ４）。

クラッチ圧の低減後に、車速条件を含むすべてのアイドリングストップ条件が成立すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、クラッチ圧低減処理が終了される。また、車速条件を含むすべてのアイドリングストップ条件が成立に応じて、ＩＤＳＥＣＵ９からエンジンＥＣＵ６にアイドリングストップ要求が出力され、エンジンＥＣＵ６により、エンジン２が停止される（図５の時刻Ｔ２）。

＜作用効果＞
以上のように、アイドリングストップ条件の１つには、車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいアイドリングストップ実施車速以下に低下したという車速条件が含まれる。そのため、車速条件以外のすべてのアイドリングストップ条件が成立した後、車速条件が成立する場合、車両１の走行中（減速走行中）にエンジン２が停止されることになる。車両１の走行中からエンジン２のアイドリング回転がなくなるので、車両１の停止後にエンジン２が停止される制御よりも燃費を向上させることができる。

車両１がクリープ車速以下で走行している状態では、エンジントルクが車輪（駆動輪）に伝達される駆動状態である。この駆動状態での車両１の走行中に、そのときの変速段を構成するクラッチＣ２などが完全に係合した状態でエンジン２が停止されると、図５に仮想線で示されるように、エンジントルクが急激な低減変化が車輪（駆動輪）に伝達され、そのエンジントルクの低減変化が車両１の加速度の低減変化となって現れる。

そこで、車両１の走行中にエンジン２が停止される場合、車速条件以外のアイドリングストップ条件の成立後であって車速条件を含むすべてのアイドリングストップ条件が成立する前に、クラッチＣ２に供給されている油圧（クラッチ圧）が低減される。これにより、クラッチＣ２の伝達トルク容量が低下するので、車速条件の成立に応じてエンジン２が停止されたときに、そのエンジン２の停止によるエンジントルクの低減変化が車輪に伝わることを抑制できる。その結果、車両１の走行中のアイドリングストップの実施による車両１の減速度の変化を低減できる。

また、クラッチ圧は、車両１の減速度に応じた変化速度で低減される。すなわち、車両１の減速度が大きいほどクラッチ圧が急速に低減され、車両１の減速度が小さいほどクラッチ圧が緩やかに低減される。これにより、車両１の減速度によらずに、エンジン２の停止前にクラッチ圧を低減させておくことができ、車両１の走行中のアイドリングストップの実施による車両１の減速度の変化を低減できる。

＜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、車速条件以外のアイドリングストップ条件の成立後であって車速条件を含むすべてのアイドリングストップ条件が成立する前に、クラッチＣ２に供給されている油圧が車両１の減速度に応じた変化速度で低減されるとした。しかしながら、クラッチＣ２に供給されている油圧は、車両１の減速度にかかわらず、一定の変化速度で低減されてもよい。

また、エンジンＥＣＵ６、ＡＴＥＣＵ７、ブレーキＥＣＵ８およびＩＤＳＥＣＵ９の機能の一部または全部は、１つのＥＣＵに集約されていてもよい。

さらに、車両１に有段式の自動変速機４が搭載された構成を取り上げたが、本発明は、車両１の走行時に係合状態に保持されるクラッチを備える無段変速機または動力分割式無段変速機を搭載した車両に適用することもできる。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：自動変速機（変速機）
６：エンジンＥＣＵ（制御装置、アイドリングストップ実施手段）
７：ＡＴＥＣＵ（制御装置、油圧低減手段）
９：ＩＤＳＥＣＵ（制御装置、アイドリングストップ実施手段）
Ｃ２：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、および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／解放される油圧式の摩擦係合要素を搭載した車両に用いられる制御装置であって、
   車速が０ｋｍ／ｈよりも大きいアイドリングストップ実施車速以下に低下したという車速条件を含む複数のアイドリングストップ条件の成立に応じて前記エンジンを停止させるアイドリングストップ実施手段と、
   前記車速条件以外の前記アイドリングストップ条件の成立後、前記車速条件が成立する前に、前記エンジンのエンジントルクが前記車輪に伝達される駆動状態において、前記摩擦係合要素に供給されている油圧を低減する油圧低減手段とを含む、車両用制御装置。

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