クラッチ制御装置
【課題】加速要求によってエンジンを始動する際における応答性を確保できるクラッチ制御装置を提供すること。
【解決手段】クラッチ制御装置２に、車両１のエンジン１０と駆動輪４４と間の回転トルクの伝達を遮断することができるクラッチＣ１と、停止中のエンジン１０に回転トルクを伝達することによりエンジン１０の始動が可能なスタータ１２と、車両１の走行中にエンジン１０を停止させるエンジン停止制御時にドライバの要求によりスタータ１２によってエンジン１０を始動する際にエンジン１０の始動に失敗したか否かを判定する走行状態判定部７８と、クラッチＣ１の係合制御が可能に設けられていると共に、走行状態判定部７８でエンジン１０の始動に失敗したと判定した場合には、エンジン１０の始動前にクラッチＣ１を係合させる走行制御部７４と、を備える。
【解決手段】クラッチ制御装置２に、車両１のエンジン１０と駆動輪４４と間の回転トルクの伝達を遮断することができるクラッチＣ１と、停止中のエンジン１０に回転トルクを伝達することによりエンジン１０の始動が可能なスタータ１２と、車両１の走行中にエンジン１０を停止させるエンジン停止制御時にドライバの要求によりスタータ１２によってエンジン１０を始動する際にエンジン１０の始動に失敗したか否かを判定する走行状態判定部７８と、クラッチＣ１の係合制御が可能に設けられていると共に、走行状態判定部７８でエンジン１０の始動に失敗したと判定した場合には、エンジン１０の始動前にクラッチＣ１を係合させる走行制御部７４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源で発生した動力によって走行する車両では、動力源としてエンジンが用いられる場合が多いが、エンジンは、運転が停止している状態から回転数を上昇させて動力を発生させることはできず、運転を継続することができる最低回転数以上で運転する必要がある。一方、車両の走行時には車速が０になり、駆動輪の回転が停止する場合がある。このため、車両には、エンジンから駆動輪までの間の動力伝達経路に、係合状態を切り替えることにより動力の伝達や遮断を切り換えるクラッチが設けられており、車両の走行時には、このクラッチの係合状態を切り替えながら走行する。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された制動力回生装置では、エンジンと変速機との間に配設されるトルクコンバータにクラッチの一例であるロックアップ機構が備えられており、車両の走行状態に応じてロックアップ機構の係合と開放とを切り替えている。また、この特許文献１に記載された制動力回生装置では、エンジンに備えられる補機に対してトルクコンバータの両側から動力を伝達することが可能になっており、つまり、補機に対してエンジン側の動力と車輪側の動力とを伝達可能になっている。
【０００４】
さらに、制動力回生装置には、補機に伝達するエンジン側の動力と車輪側の動力とのそれぞれの回転数のうち、より高い回転数側の動力を補機に伝達する回転数選択手段が設けられている。このため、ロックアップ機構を開放状態にした場合には、補機にはエンジン側の動力と車輪側の動力とのうち、いずれかの動力が伝達され、伝達された動力によって作動する。これにより、車輪の回転速度が低回転の場合でも、補機をより適切に作動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年では、燃料消費量の低減等を目的として、車両の走行中にエンジンを停止する技術が開発されている。このような車両では、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられるクラッチは、エンジンの停止時には開放させる。また、停止しているエンジンを始動する場合には、エンジンに備えられるスタータによって始動し、クラッチを係合することにより、エンジンで発生する動力を駆動輪側に伝達する。
【０００７】
しかし、ドライバの加速要求によるエンジンの始動時には、エンジンの失火やスタータの噛み合い失敗等が発生することにより、エンジンの始動に失敗することが考えられる。このように、エンジンの始動に失敗した場合、エンジンの再始動を試みていると加速応答が遅くなり、ドライバの加速要求に応えられない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加速要求によってエンジンを始動する際における応答性を確保できるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るクラッチ制御装置は、車両のエンジンと駆動輪と間の回転トルクの伝達を遮断することができるクラッチと、停止中の前記エンジンに回転トルクを伝達することにより前記エンジンの始動が可能なスタータと、前記車両の走行中に前記エンジンを停止させるエンジン停止制御時にドライバの要求により前記スタータによって前記エンジンを始動する際に前記エンジンの始動に失敗したか否かを判定する始動失敗判定手段と、前記クラッチの係合制御が可能に設けられていると共に、前記始動失敗判定手段で前記エンジンの始動に失敗したと判定した場合には、前記エンジンの始動前に前記クラッチを係合させる係合制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記クラッチ制御装置において、前記始動失敗判定手段は、前記エンジンの始動に失敗したか否かを前記スタータの作動指令に対するエンジン回転数に基づいて判定することが好ましい。
【００１１】
また、上記クラッチ制御装置において、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路には、前記回転トルクの入力側と出力側とで一対のシーブを有すると共に前記シーブには前記シーブ間で前記回転トルクを伝達するベルトが巻き掛けられており、且つ、前記シーブでの前記ベルトの挟圧力を調節することにより前記ベルトの回転半径を調節して前記シーブ間の変速比を無段階で調節可能な無段変速機が設けられており、前記シーブは、電気で作動する電動ポンプで発生する油圧と、前記エンジンの作動に伴って作動する機械式ポンプで発生する油圧と、により前記挟圧力を発生可能になっており、前記クラッチは、前記動力伝達経路における前記エンジンと前記無段変速機との間に配設されており、前記エンジンの始動に失敗したと前記始動失敗判定手段で判定した場合には、前記係合制御手段は、前記電動ポンプで発生する油圧と前記機械式ポンプで発生する油圧とに応じて変化する前記シーブでの前記ベルトの前記挟圧力に基づいて前記クラッチの係合力を調節することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るクラッチ制御装置は、エンジン停止制御時にドライバの要求によってエンジンを始動する際に、エンジンの始動に失敗したと始動失敗判定手段で判定した場合には、エンジンの始動前にクラッチを係合させるので、車両の慣性エネルギでエンジンを始動することができ、加速要求によってエンジンを始動する際における応答性を確保することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係るクラッチ制御装置を備える車両の概略図である。
【図２】図２は、クラッチ制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。
【図３】図３は、エンジンの始動失敗時に無段変速機の動作を考慮してエンジンを始動する際における処理手順の概略を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るクラッチ制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るクラッチ制御装置を備える車両の概略図である。本実施形態に係るクラッチ制御装置２は、車両１に搭載されている。この車両１は、走行時における動力源として内燃機関であるエンジン１０が設けられており、このエンジン１０と車両１の駆動輪４４との間には、双方の間で回転トルクを伝達することにより、エンジン１０で発生した動力を駆動輪４４に伝達する動力伝達経路が設けられている。
【００１６】
動力伝達経路を構成する装置類について説明すると、エンジン１０は、トルクの増幅手段及びトルクの断続手段としての機能を兼ねるトルクコンバータ１６に接続されている。このトルクコンバータ１６は、トルクコンバータ１６から伝達された回転トルクの回転方向を任意の方向に切り替えて他の装置に伝達することのできる前後進切替機構２０に接続されている。さらに、前後進切替機構２０は、当該前後進切替機構２０とで自動変速機を構成する無段変速機３０に接続されている。この無段変速機３０は、前後進切替機構２０から伝達される回転トルクの入力回転数と出力回転数との変速比を無段階に変速可能な変速装置であるＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）として設けられており、トルクの伝達にベルトを用いるベルト式無段変速機になっている。このように設けられる無段変速機３０は、変速比を変更することにより、エンジン１０側から入力された回転トルクの回転速度を変速して車両１の駆動輪４４側に出力可能に設けられている。
【００１７】
詳しくは、無段変速機３０は、回転トルクの入力側と出力側とで一対のシーブを有しており、即ち、前後進切替機構２０から伝達される回転トルクによって回転するプライマリシーブ３２と、プライマリシーブ３２から伝達される回転トルクによって回転するセカンダリシーブ３４と、を有している。これらのプライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４とには、共にベルト３６が巻き掛けられており、プライマリシーブ３２の回転トルクは、このベルト３６を介してセカンダリシーブ３４に伝達される。また、これらのプライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４とは、共にベルト３６の幅方向における挟圧力を調節可能になっており、この挟圧力を調節することにより、巻き掛けられるベルト３６の回転半径を調節することができる。無段変速機３０は、このように、プライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４との間でベルト３６を介して回転トルクを伝達する際におけるベルト３６の回転半径を、プライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４との双方で調節することにより、シーブ間の変速比の変更が可能になっている。
【００１８】
このように設けられる無段変速機３０は、さらに減速装置４０に接続されており、セカンダリシーブ３４の回転トルクを減速装置４０に伝達可能になっている。この減速装置４０は、無段変速機３０から伝達される回転トルクを減速して差動装置４２に伝達可能になっており、差動装置４２は、減速装置４０から伝達された回転トルクを左右の駆動輪４４に伝達可能になっている。これらのように、エンジン１０と駆動輪４４との間には、複数の装置等によって動力伝達経路が構成されている。
【００１９】
動力伝達経路を構成する各装置のうち、前後進切替機構２０や無段変速機３０は、油圧によって作動させることが可能になっている。このため、これらの装置には、バルブ類等を有することにより、それぞれの装置に付与する油圧を調節することができる油圧回路５０が接続されており、油圧回路５０には、吸引したオイルを吐出することにより油圧を発生させるポンプが接続されている。このうち、ポンプは、電気によって作動するモータ５４で発生する動力を用いて油圧を発生する電動ポンプ５２と、エンジン１０の作動に伴って作動し、油圧を発生する機械式ポンプであるメカポンプ５６と、が設けられている。これらの油圧回路５０や、電動ポンプ５２、メカポンプ５６、さらに、前後進切替機構２０等の油圧によって作動する各装置は、油圧経路５８によって接続されている。
【００２０】
また、油圧で作動する装置のうち、動力伝達経路におけるエンジン１０と無段変速機３０との間に配設される前後進切替機構２０は、例えば、摩擦係合を行うことにより、トルクコンバータ１６と無段変速機３０との間の回転トルクの伝達や遮断を切り替えることができるクラッチＣ１の係合を、油圧によって行うことができるように設けられている。このため、前後進切替機構２０は、クラッチＣ１の係合状態を、油圧を調節することにより切替え可能になっている。また、無段変速機３０は、プライマリシーブ３２やセカンダリシーブ３４の挟圧力は、電動ポンプ５２で発生する油圧とメカポンプ５６で発生する油圧とによって発生可能になっており、この挟圧力は、付与する油圧を調節することにより、調節することができる。つまり、無段変速機３０は、油圧を調節することにより、変速比の調節が可能になっている。
【００２１】
また、エンジン１０には、エンジン１０が停止している場合に、エンジン１０のクランクシャフト（図示省略）に回転トルクを入力することによりエンジン１０を始動することができるスタータ１２が備えられている。このスタータ１２は、車両１に装備される各電気機器の電源として用いられるバッテリ（図示省略）から供給される電気によって作動するモータ、及びモータで発生した動力をエンジン１０に伝達する伝達機構によって設けられている。このように設けられるスタータ１２は、バッテリからの電気によってモータが作動し、このモータで発生した動力を、停止している状態のエンジン１０のクランクシャフトに対して伝達機構から伝達してクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１０を始動する。即ち、スタータ１２は、停止中のエンジン１０に回転トルクを伝達することによりエンジン１０の始動が可能に設けられている。
【００２２】
また、エンジン１０には、エンジン回転数を検出する回転数検出手段であるエンジン回転数センサ１４が設けられており、エンジン１０の運転時における回転数の検出を行うことが可能になっている。
【００２３】
これらのように設けられるエンジン１０等の機関や装置、センサ類は、車両１に搭載されると共に車両１の各部を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７０に接続されている。また、ＥＣＵ７０には、車両１のドライバの運転操作の状態を検出するセンサ類も接続されており、例えば、ドライバが駆動力を調節する際に操作をするアクセルペダル６０の開度を検出するアクセルセンサ６２が接続されている。
【００２４】
このように各装置やセンサ類が接続されるＥＣＵ７０は、これらの装置等との間で情報や信号のやり取りが可能になっており、これにより、車両１の各部は、センサ類での検出結果に基づいて、ＥＣＵ７０により制御されて作動する。例えば、エンジン１０は、吸入空気量やインジェクタ（図示省略）による燃料噴射量、点火時期が、アクセルセンサ６２で検出するアクセルペダル６０の開度や、エンジン回転数センサ１４で検出するエンジン回転数、エンジン冷却水温度等に応じて制御されることにより作動する。
【００２５】
このように各部を制御可能なＥＣＵ７０のハード構成は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理部や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部等を備えた公知の構成であるため、説明は省略する。
【００２６】
また、このように設けられるＥＣＵ７０の処理部は、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態を取得する走行状態取得部７２と、車両１の走行制御を行う走行制御部７４と、車両１の走行中にエンジン１０を停止させる制御であるエンジン停止制御を行うエンジン停止制御部７６と、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態に基づく各種の判定を行う走行状態判定部７８と、を有している。
【００２７】
この実施形態に係るクラッチ制御装置２は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の走行時には、ドライバが操作をするアクセルペダル６０の操作量であるアクセル開度をアクセルセンサ６２で検出し、この検出結果を、ＥＣＵ７０が有する走行状態取得部７２で取得する。走行状態取得部７２で取得したアクセル開度は、ＥＣＵ７０が有する走行制御部７４に伝達される。走行制御部７４は、走行状態取得部７２で取得した運転操作の状態等に基づいて、車両１の走行制御を行う。車両１の走行制御を行う場合には、走行状態取得部７２から伝達された走行状態等に応じて、エンジン１０で発生する動力や、無段変速機３０の変速比を調節する。
【００２８】
例えば、エンジン１０の動力を調節する場合には、エンジン１０が有するスロットルバルブ（図示省略）の開度を調節したり、燃料インジェクタ（図示省略）から噴射する燃料の噴射量を調節したりすることにより、所望の動力をエンジン１０に発生させる。また、無段変速機３０の変速比を調節する場合には、油圧回路５０を制御してプライマリシーブ３２やセカンダリシーブ３４に付与する油圧を調節し、それぞれのシーブによるベルト３６に対する挟圧力を調節することにより、ベルト３６の回転半径を調節し、変速比を調節する。このようにドライバによる運転操作の状態等に基づいて、走行制御部７４でエンジン１０等を制御することにより、エンジン１０で発生した動力は無段変速機３０等の動力伝達経路を介して駆動輪４４に伝達され、駆動輪４４で所望の駆動力を発生する。
【００２９】
また、車両１は、ドライバが車両１を加速させる意思がないと判断できる場合には、エンジン１０の運転を停止させて慣性エネルギを用いて惰性で車両１を走行させる制御であるエンジン停止制御を行う。このエンジン停止制御では、エンジン１０の運転を停止するのみでなく、エンジン１０と駆動輪４４との間の動力伝達経路における回転トルクの伝達も遮断する。このように、エンジン１０を停止すると共に、エンジン１０と駆動輪４４との間の回転トルクの伝達も遮断するエンジン停止制御は、走行状態取得部７２で取得するドライバの運転操作をＥＣＵ７０が有するエンジン停止制御部７６で判定し、ドライバは車両１を加速させる意思がないと判断することができる場合に行う。
【００３０】
具体的には、アクセルセンサ６２で検出するアクセル開度が０で、且つ、自動変速機の作動状態を選択することにより走行レンジを切り替えることができるセレクトレバー（図示省略）が、エンジン１０で発生した動力を駆動輪４４の伝達しないレンジであるＮ（ニュートラル）レンジに操作された場合には、ドライバは車両１を加速させる意思がないと判断することができる。このように、アクセル開度が全閉の状態で、且つ、セレクトレバーがＮレンジに操作されている場合には、エンジン停止制御部７６はエンジン停止制御を行うと判定する。
【００３１】
所定の条件を満たすことによりエンジン停止制御を行うとエンジン停止制御部７６で判定した場合には、走行制御部７４は、燃料噴射制御や点火制御を停止することにより、エンジン１０の運転を停止させる。さらに、走行制御部７４は、油圧回路５０を制御することにより、前後進切替機構２０に設けられるクラッチＣ１を開放状態にし、これらの制御を行うことによって、惰性走行の制御を行う。
【００３２】
エンジン停止制御時は、このように前後進切替機構２０に設けられるクラッチＣ１を開放状態にすることにより、トルクコンバータ１６と無段変速機３０との間の回転トルクの伝達が遮断される。これにより、駆動輪４４とエンジン１０とは、回転トルクの伝達が遮断された状態になり、動力を発生しないエンジン１０を回転させることによる抵抗が発生しないため、車両１は、走行抵抗が低減した状態で、エンジン停止制御を開始した際における車速に基づく運動エネルギによる惰性走行を続ける。
【００３３】
このように、エンジン停止制御によってエンジン１０を停止し、惰性走行で車両１を走行させている状態で、ドライバが車両１を加速させる意思があると判断できる場合には、エンジン１０を始動し、エンジン１０で発生する動力によって駆動力を発生させる。
【００３４】
具体的には、自動変速機の走行レンジを切り替えるセレクトレバーが、Ｄ（ドライブ）レンジ等、エンジン１０で発生した動力を用いて駆動輪４４で駆動力を発生させることのできるレンジに操作され、アクセルペダル６０が踏み込まれたことをアクセルセンサ６２で検出した場合には、ドライバは車両１を加速させる意思があると判断することができる。このように、セレクトレバーが、車両１を走行させる走行レンジに操作され、且つ、アクセル開度が全閉以外の場合には、エンジン停止制御部７６はエンジン停止制御を終了してエンジン１０を始動するとの判定を行う。
【００３５】
所定の条件を満たすことにより、エンジン１０を始動するとの判定をエンジン停止制御部７６で行った場合には、走行制御部７４は、エンジン１０の燃料噴射制御や点火制御と共に、スタータ１２を作動させる。これらのように、エンジン１０の各部を制御することによりエンジン１０を始動させたら、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させ、トルクコンバータ１６と無段変速機３０との間で回転トルクを伝達可能な状態にする。これにより、エンジン１０で発生した動力は無段変速機３０等を介して駆動輪４４に伝達され、駆動輪４４で駆動力を発生することにより、車両１はドライバの運転操作に応じて加速をする。
【００３６】
エンジン停止制御時に、ドライバが加速要求を行った場合には、このようにエンジン１０を始動することにより、ドライバの要求に応じた加速を行うように各部を制御するが、停止しているエンジン１０を始動する場合、場合によっては始動を失敗する場合がある。例えば、エンジン１０の始動時にスタータ１２の動力をエンジン１０に伝達する際には、スタータ１２の伝達機構を作動させ、この伝達機構が有する歯車（図示省略）と、クランクシャフトと一体となって回転をする歯車（図示省略）とを噛み合わせることによりクランクシャフトに対して動力を伝達するが、この歯車同士の噛み合わせに失敗した場合には、エンジン１０の始動を失敗することになる。また、エンジン１０の運転時には、点火プラグ（図示省略）で火花を発生させることにより、燃料と空気との混合気を着火させるが、エンジン１０の始動時における点火プラグでの着火時に失火した場合も、エンジン１０の始動を失敗することになる。
【００３７】
次に、これらのようにエンジン１０の始動に失敗した場合の制御について説明すると、エンジン１０の始動時には、ＥＣＵ７０が有する走行状態判定部７８でエンジン１０の始動状態を判定し、エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合には、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させる。つまり、エンジン停止制御時には、前後進切替機構２０のクラッチＣ１は開放させているが、ドライバの加速要求に基づいてエンジン１０を始動させる際に、始動に失敗したと判定された場合には、エンジン１０の始動を待つことなくクラッチＣ１を係合させる。
【００３８】
この場合、車両１は慣性走行中であるため、慣性エネルギは駆動輪４４から車両１の動力伝達経路に対して入力されるが、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合することにより、この慣性エネルギは回転トルクとなって無段変速機３０側からトルクコンバータ１６側に伝達される。さらに、この回転トルクはトルクコンバータ１６からエンジン１０に伝達されるため、エンジン１０のクランクシャフトは、この回転トルクによって回転する。その際に、燃料噴射制御や点火制御を継続的に行うことにより、エンジン１０は自律運転が可能な状態になる。
【００３９】
換言すると、エンジン１０が停止している状態での慣性走行時に前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合した場合、慣性エネルギによる回転トルクがエンジン１０に伝達され、エンジン１０は押し掛けによって始動することになる。ドライバの加速要求時にエンジン１０の始動に失敗した場合には、このように前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合し、押し掛けによってエンジン１０を始動することにより、ドライバの要求に応じた駆動力を発生可能な動力をエンジン１０で発生させる。
【００４０】
図２は、クラッチ制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態に係るクラッチ制御装置２の制御方法、即ち、当該クラッチ制御装置２の処理手順の概略について説明する。本実施形態に係るクラッチ制御装置２では、まず、エンジン停止制御を実施中であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この判定は、ＥＣＵ７０が有する走行状態判定部７８で行う。走行状態判定部７８は、所定に条件が満たされた場合にエンジン停止制御を行うエンジン停止制御部７６が、エンジン停止制御を実施しているか否かを、エンジン停止制御部７６の状態に基づいて行う。なお、このエンジン停止制御を実施中であるか否かの判定は、直接エンジン停止制御部７６での制御状態に基づいて行う方法以外の方法によって行ってもよく、例えば、エンジン停止制御の実施状態を示すフラグを設定し、このフラグの状態に基づいて判定してもよい。この走行状態判定部７８での判定により、エンジン停止制御は実施中ではないと判定された場合（ステップＳＴ１０１、Ｎｏ判定）には、この処理手順から抜け出る。
【００４１】
これに対し、エンジン停止制御は実施中であると走行状態判定部７８で判定した場合（ステップＳＴ１０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、エンジン１０の始動要求があるか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。この判定は、ＥＣＵ７０の走行状態判定部７８で行う。走行状態判定部７８は、アクセルセンサ６２で検出し、走行状態取得部７２で取得したアクセル開度に基づいて、エンジン１０の始動要求があるか否かを判定する。つまり、アクセル開度に基づいて、ドライバがアクセルペダル６０を踏み込んでいることを検出した場合には、ドライバは加速要求を行っていると判断し、エンジン１０の始動要求があると判定する。
【００４２】
この判定により、エンジン１０の始動要求はないと判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ判定）には、エンジン１０の始動要求が行われるまで、エンジン１０を停止した状態でこの判定を繰り返す。
【００４３】
これに対し、エンジン１０の始動要求があると判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ判定）には、エンジン１０の始動制御を行う（ステップＳＴ１０３）。つまり、ＥＣＵ７０の走行制御部７４でエンジン１０を制御し、燃料噴射制御や点火制御を行いつつ、スタータ１２を作動させる。
【００４４】
次に、エンジン１０の始動は失敗したか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。この判定は、エンジン１０の運転状態を検出するセンサ類での検出結果に基づいて、走行状態判定部７８で判定する。走行状態判定部７８は、このようにエンジン停止制御時にドライバの要求によりスタータ１２によってエンジン１０を始動する際に、エンジン１０の始動に失敗したか否かを判定する始動失敗判定手段としても設けられている。走行状態判定部７８は、例えば、スタータ１２の作動指令に対するエンジン回転数に基づいて、この判定を行う。つまり、エンジン１０の始動制御時に走行制御部７４でスタータ１２の作動指令を行った後の、エンジン回転数センサ１４で検出するクランクシャフトの回転速度の立ち上がりが所定の変化量よりも小さい場合には、エンジン１０の始動は失敗したと判定する。
【００４５】
なお、このエンジン１０の始動は失敗したか否かの判定は、これ以外の手法によって行ってもよい。例えば、エンジン１０の筒内圧を検出する筒内圧センサ（図示省略）での検出結果に基づいてエンジン１０の失火判定を行い、エンジン１０の始動は失敗したか否かを判定してもよい。即ち、エンジン１０の始動制御時にエンジン１０は失火していると判定された場合には、エンジン１０の始動は失敗したと判定してもよい。
【００４６】
この判定により、エンジン１０の始動は失敗したと判定された場合（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ判定）には、クラッチＣ１を係合する（ステップＳＴ１０５）。つまり、エンジン１０の始動は失敗したと判定された場合には、エンジン１０の始動が成功することを待つことなく、走行制御部７４で電動ポンプ５２を作動させつつ油圧回路５０を制御することにより、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させる。このように、走行制御部７４は、クラッチＣ１の係合制御が可能に設けられていると共に、走行状態判定部７８でエンジン１０の始動に失敗したと判定した場合には、エンジン１０の始動前にクラッチＣ１を係合させる係合制御手段としても設けられている。
【００４７】
なお、この場合におけるクラッチＣ１の係合制御は、駆動輪４４側の回転トルクをエンジン１０側に伝達することによりエンジン１０を始動させる制御モードである、押し掛けモードで係合制御を行う。即ち、押し掛けモードでの係合制御を行う際には、エンジン１０は停止している、または、極低回転で回転をしている状態であるため、駆動輪４４側の回転トルクが急激にエンジン１０に伝達された場合、動力伝達経路や駆動輪４４には、エンジン１０のイナーシャトルクに伴うショックが発生する。このため、押し掛けモードでの係合制御時には、このようなショックを低減させるために、回転トルクが徐々にエンジン１０に伝達され、エンジン回転数が徐々に上昇するように、クラッチＣ１を徐々に係合させる。
【００４８】
次に、エンジン１０は自律復帰可能であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０６）。この判定は、エンジン回転数センサ１４の検出結果より走行状態取得部７２で取得するエンジン回転数が、エンジン１０が外部からの力の入力を必要とせず自律復帰可能な所定の回転数に到達しているか否かを、走行状態判定部７８で判定する。このエンジン１０が自律復帰可能であるか否かの判定を行う際に用いる所定の回転数は、予め設定されてＥＣＵ７０の記憶部に記憶されている。走行状態判定部７８は、走行状態取得部７２で取得したエンジン回転数が、このようにＥＣＵ７０の記憶部に記憶されている所定の回転数以上であるか否かを判定することにより、エンジン１０は自律復帰可能であるか否かを判定する。なお、このエンジン１０は自律復帰可能であるか否かを判定する際に用いる所定の回転数は、一定の回転数でもよく、または、現在の水温等に基づいて適宜設定してもよい。
【００４９】
この判定により、エンジン１０は自律復帰可能ではないと判定された場合（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ判定）、つまり、走行状態取得部７２で取得したエンジン回転数が所定の回転数に到達していないと判定された場合には、クラッチＣ１の係合制御を継続する（ステップＳＴ１０５）。即ち、押し掛けモードでの係合制御時は、エンジン回転数を徐々に上昇させるため、エンジン回転数が自律復帰可能な所定の回転数以上になるまで、クラッチＣ１の係合制御を継続する。
【００５０】
これに対し、エンジン１０の自律復帰が可能であると判定された場合（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ判定）には、クラッチＣ１の係合制御を通常制御にする（ステップＳＴ１０７）。つまり、クラッチＣ１を押し掛けモードで係合制御を行っている場合には、駆動輪４４側からエンジン１０側に伝達される回転トルクが徐々に増加するようにクラッチＣ１の係合状態を制御するが、エンジン１０の自律復帰が可能であると判定された場合には、エンジン１０はドライバの要求する動力を発生可能な状態になる。このため、この場合には、クラッチＣ１は、通常の車両走行時における係合制御を行う。このように、クラッチＣ１の係合制御を通常制御にする場合には、電動ポンプ５２を停止させ、エンジン１０で発生する動力によって作動するメカポンプ５６によって、油圧を発生させる。
【００５１】
また、エンジン１０の始動制御時に（ステップＳＴ１０３）、エンジン１０の始動は失敗していないと判定された場合（ステップＳＴ１０４、Ｎｏ判定）にも同様に、エンジン１０はドライバの要求する動力を発生可能な状態になるため、クラッチＣ１は、通常の車両走行時における係合制御を行う（ステップＳＴ１０７）。
【００５２】
以上のクラッチ制御装置２は、エンジン停止制御時にドライバの加速要求によってエンジン１０を始動する際に、エンジン１０の始動に失敗したと走行状態判定部７８で判定した場合には、走行制御部７４で直ぐに前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させている。これにより、エンジン停止制御時におけるドライバの加速要求によってエンジン１０を始動させる際に、エンジン１０の始動に失敗した場合でも、車両１の慣性エネルギでエンジン１０を始動することができ、短時間でドライバの要求に応じた駆動力を発生させることできる。この結果、加速要求によってエンジン１０を始動する際における応答性を確保することができる。
【００５３】
また、走行状態判定部７８は、エンジン１０の始動に失敗したか否かを判定する場合には、スタータ１２の作動指令に対するエンジン回転数に基づいて判定するため、エンジン１０を始動させる制御を行った後に始動に失敗したか否かを、より確実に判定することができる。これにより、エンジン停止制御時にドライバの加速要求によってエンジン１０を始動させる際におけるクラッチＣ１の係合制御を、より適切に行うことができる。この結果、加速要求によってエンジン１０を始動する際における応答性を、過不足なく確保することができる。
【００５４】
また、エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合には、クラッチＣ１を徐々に係合させて駆動輪４４側の回転トルクを徐々にエンジン１０側に伝達するので、車両１の慣性エネルギを用いてエンジン１０を押し掛けする際におけるショックを軽減することができる。この結果、加速要求によってエンジン１０を始動する際におけるドライブフィーリングの悪化を抑制することができる。
【００５５】
また、エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合に、クラッチＣ１を係合させることにより、エンジン１０が自律復帰可能な状態になったら、電動ポンプ５２を停止させるので、電動ポンプ５２で使用する電気消費量を低減することができる。つまり、電動ポンプ５２は、運動エネルギを一旦電気エネルギに変換した後、再び運動エネルギに変換するため、メカポンプ５６と比較した場合、効率は低くなっているが、この電動ポンプ５２を停止することにより、効率が悪い電動ポンプ５２で使用する電気消費量を低減することができる。この結果、電動ポンプ５２を作動させることによる電気消費量の増加に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００５６】
また、エンジン停止制御時に加速要求があった場合には、通常はスタータ１２でエンジン１０を始動し、エンジン１０の始動に失敗した場合にのみ、クラッチＣ１を係合させることによりエンジン１０を始動させている。このように、クラッチＣ１を係合させることによるエンジン１０の始動は、緊急時にのみ行うことにより、押し掛けによってエンジン１０を始動することによるショックの発生回数を低減したり、クラッチＣ１の摩耗を抑制したりすることができる。この結果、ドライブフィーリングの悪化を抑制することができ、また、クラッチＣ１の耐久性を確保することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態に係るクラッチ制御装置２では、エンジン停止制御時にエンジン１０を始動する際における始動失敗時には、クラッチＣ１を係合させることによりエンジン１０の押し掛けを行っているが、押し掛けによってエンジン１０を始動する場合には、無段変速機３０の動作を考慮して制御を行ってもよい。
【００５８】
つまり、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合してエンジン１０を押し掛けする場合、エンジン１０で発生する動力によって作動するメカポンプ５６は、エンジン１０の停止に伴って作動が停止した状態になっている。このため、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合する際における油圧は、電動ポンプ５２のみで発生させることになる。しかし、この電動ポンプ５２は、電力損失等によりメカポンプ５６より効率が悪くなっているため、電動ポンプ５２のみで大きな油圧を発生させることは、車両１への搭載サイズより、大変困難なものとなる。
【００５９】
一方、エンジン１０を始動させるためにクラッチＣ１を係合させた場合、エンジン１０のイナーシャトルクが無段変速機３０に入力されるが、電動ポンプ５２で発生する油圧のみでは、ベルト３６に対するシーブの挟圧力の確保が困難になり、ベルト３６の滑りが発生する可能性がある。例えば、無段変速機３０に対して駆動輪４４側に位置する動力伝達経路の回転部材と共に回転をするセカンダリシーブ３４とベルト３６との間で、滑りが発生する可能性がある。このため、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合させる場合には、このような無段変速機３０でのベルト３６の滑りの抑制を考慮してクラッチＣ１の係合制御を行ってもよい。
【００６０】
具体的には、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合させる場合には、セカンダリシーブ３４で発生させることができる挟圧力によって、ベルト３６の滑りを発生させることなく保持が可能なイナーシャトルクを算出し、エンジン１０、トルクコンバータ１６、プライマリシーブ３２の回転数変動である１軸目回転数変動が、このイナーシャトルクの範囲内になるようにクラッチＣ１のスリップ制御をする。その際に、クラッチＣ１の係合を開始することによりエンジン回転数が引き上げられた場合には、エンジン１０の作動によってメカポンプ５６も作動を開始する。このため、セカンダリシーブ３４で発生させることができる挟圧力によって保持が可能なイナーシャトルクを算出する場合には、電動ポンプ５２で発生する油圧と、エンジン回転数が引き上げられることにより作動するメカポンプ５６で発生する油圧とによって発生させることができる挟圧力に基づいて算出する。
【００６１】
つまり、エンジン１０の始動に失敗したと走行状態判定部７８で判定した場合には、走行制御部７４は、電動ポンプ５２で発生する油圧とメカポンプ５６で発生する油圧とに応じて変化するセカンダリシーブ３４でのベルト３６の挟圧力に基づいてクラッチＣ１の係合力を調節する。これにより、クラッチＣ１を係合することによってエンジン１０を始動する際に、ベルト３６の滑りを発生させることなく、エンジン１０を始動することができる。
【００６２】
図３は、エンジンの始動失敗時に無段変速機の動作を考慮してエンジンを始動する際における処理手順の概略を示すフロー図である。次に、上述したようにベルト３６の滑りが発生しないようにエンジン１０を始動させる際における処理手順について説明する。このように、エンジン１０の始動失敗時にベルト３６の滑りを抑制してエンジン１０を始動する制御は、実施形態に係るクラッチ制御装置２で、エンジン１０の始動は失敗したとの判定（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ判定）の後、エンジン１０の自律復帰が可能であると判定されるまで（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ判定）行われる。つまり、エンジン１０は自律復帰可能ではないと判定された場合（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ判定）には、自律復帰が可能であると判定されるまで本制御が呼び出される。
【００６３】
この制御を行う場合には、まず、エンジン停止制御からのエンジン始動復帰失敗判定時の油圧制御モードを開始するか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。この判定は、走行状態判定部７８で行う。走行状態判定部７８は、走行状態取得部７２で取得したエンジン回転数が、メカポンプ５６で有効的に油圧を発生させることができる回転数まで引き上げられたか否かに基づいて、油圧制御モードを開始するか否かを判定する。この判定により、エンジン始動復帰失敗判定時の油圧制御モードを開始しないと判定された場合（ステップＳＴ２０１、Ｎｏ判定）は、この処理手順から抜け出る。
【００６４】
これに対し、エンジン始動復帰失敗判定時の油圧制御モードを開始すると判定した場合（ステップＳＴ２０１、Ｙｅｓ判定）は、セカンダリシーブ３４の挟圧力を取得する（ステップＳＴ２０２）。このセカンダリシーブ３４の挟圧力は、油圧をセカンダリシーブ３４に付与することによりセカンダリシーブ３４で発生することのできる挟圧力を走行状態取得部７２で推定し、取得する。その際に、走行状態取得部７２は、セカンダリシーブ３４に付与する油圧として、電動ポンプ５２によって発生する油圧のみでなく、エンジン回転数が引き上げられることにより作動を開始したメカポンプ５６によって発生する油圧も含めて挟圧力を推定し、取得する。
【００６５】
このようにセカンダリシーブ３４で発生することのできる挟圧力は、セカンダリシーブ３４に対して付与する油圧と挟圧力との関係が予めマップの状態で設定されてＥＣＵ７０の記憶部に記憶されており、走行状態取得部７２は、このマップと油圧とより、挟圧力を推定する。なお、挟圧力の取得時に用いる油圧は、電動ポンプ５２やメカポンプ５６の作動状態に基づいて推定してもよく、または、油圧を検出する油圧センサ（図示省略）を油圧経路に設け、油圧センサの検出結果より取得してもよい。
【００６６】
次に、ベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクを算出する（ステップＳＴ２０３）。つまり、走行状態取得部７２で取得したセカンダリシーブ３４の挟圧力によって保持が可能なイナーシャトルクを、取得した挟圧力や、ベルト３６とセカンダリシーブ３４との摩擦係数に基づいて走行制御部７４で算出する。
【００６７】
次に、プライマリシーブ３２に関わる軸の等価慣性を算出する（ステップＳＴ２０４）。この等価慣性は、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクに基づいて算出する。つまり、イナーシャトルクは（等価慣性×回転変動）であるため、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクに基づいて、プライマリシーブ３２に関わる等価慣性（エンジン１０、トルクコンバータ１６、クラッチＣ１等）を走行制御部７４で算出する。この場合、トルクコンバータ１６は、ロックアップ状態であるものとして等価慣性を算出する。
【００６８】
次に、変動許可１軸目回転数変化を算出する（ステップＳＴ２０５）。つまり、エンジン１０、トルクコンバータ１６、プライマリシーブ３２の回転数である１軸目回転数の変動を許容することのできる回転数変化である１軸目回転数変化を、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクと、プライマリシーブ３２に関わる軸の等価慣性とに基づいて走行制御部７４で算出する。これにより、１軸目のイナーシャトルクが、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクの範囲内になる回転数変化の許容値を算出する。
【００６９】
次に、クラッチＣ１の係合圧を算出する（ステップＳＴ２０６）。即ち、１軸目の回転数変化が、走行制御部７４で算出した回転数変化の許容値に収まるようにすることができるクラッチＣ１の係合圧を算出する。なお、このクラッチＣ１の係合圧を算出する場合には、油温や制御開始時点のエンジン回転数を考慮して算出する。このようにクラッチＣ１の係合圧を算出したら、クラッチＣ１の係合圧が算出した係合圧になるように油圧回路５０を制御する。
【００７０】
これらのように、エンジン停止制御時にエンジン１０を始動する際に、始動に失敗したと判定され、クラッチＣ１を係合させる場合には、セカンダリシーブ３４でのベルト３６の挟圧力に基づいて係合力を調節することにより、押し掛けによるエンジン１０の始動時のベルト３６の滑りを抑制することができる。これにより、駆動輪４４側からの回転トルクをエンジン１０に伝達させる際に、効率よく伝達させることができる。この結果、エンジン１０を早期に始動させることができる。
【００７１】
また、電動ポンプ５２によって発生させることのできる油圧のみでなく、エンジン回転数が引き上げられることにより回転が上昇中のメカポンプ５６で発生させることのできる油圧も合わせて、ベルト３６の挟圧力を算出することにより、精度よく挟圧力を算出することができる。この結果、クラッチＣ１の係合圧を、より適切に制御することができ、より早期にエンジン１０を始動させることができる。
【００７２】
また、上述した実施形態に係るクラッチ制御装置２では、エンジン停止制御時にドライバの加速要求等によってエンジン１０を始動する際に、始動に失敗したと判定された場合に係合するクラッチは、前後進切替機構２０のクラッチＣ１であるが、エンジン１０の始動に失敗した場合に係合するクラッチは、クラッチＣ１以外のものでもよい。エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合に係合するクラッチは、エンジン停止制御時には開放状態にすることによりエンジン１０側と駆動輪４４側との間の回転トルクを遮断し、係合時には駆動輪４４側の回転トルクをエンジン１０側に伝達することのできるクラッチであれば、前後進切替機構２０のクラッチＣ１以外のものでもよい。
【００７３】
また、上述したクラッチ制御装置２では、変速装置の一例としてベルト式の無段変速機３０が用いられている場合について説明しているが、変速装置はベルト式の無段変速機３０以外のものを用いてもよい。変速装置は、エンジン１０が停止している場合でも、駆動輪４４側の回転トルクをエンジン１０側に伝達することができる変速装置であれば、その形態はベルト式の無段変速機３０にとらわれない。
【符号の説明】
【００７４】
１ 車両
２ クラッチ制御装置
１０ エンジン
１２ スタータ
１４ エンジン回転数センサ
１６ トルクコンバータ
２０ 前後進切替機構
３０ 無段変速機
３２ プライマリシーブ
３４ セカンダリシーブ
３６ ベルト
４４ 駆動輪
５０ 油圧回路
５２ 電動ポンプ
５６ メカポンプ
５８ 油圧経路
６０ アクセルペダル
７０ ＥＣＵ
７２ 走行状態取得部
７４ 走行制御部
７６ エンジン停止制御部
７８ 走行状態判定部
Ｃ１ クラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源で発生した動力によって走行する車両では、動力源としてエンジンが用いられる場合が多いが、エンジンは、運転が停止している状態から回転数を上昇させて動力を発生させることはできず、運転を継続することができる最低回転数以上で運転する必要がある。一方、車両の走行時には車速が０になり、駆動輪の回転が停止する場合がある。このため、車両には、エンジンから駆動輪までの間の動力伝達経路に、係合状態を切り替えることにより動力の伝達や遮断を切り換えるクラッチが設けられており、車両の走行時には、このクラッチの係合状態を切り替えながら走行する。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された制動力回生装置では、エンジンと変速機との間に配設されるトルクコンバータにクラッチの一例であるロックアップ機構が備えられており、車両の走行状態に応じてロックアップ機構の係合と開放とを切り替えている。また、この特許文献１に記載された制動力回生装置では、エンジンに備えられる補機に対してトルクコンバータの両側から動力を伝達することが可能になっており、つまり、補機に対してエンジン側の動力と車輪側の動力とを伝達可能になっている。
【０００４】
さらに、制動力回生装置には、補機に伝達するエンジン側の動力と車輪側の動力とのそれぞれの回転数のうち、より高い回転数側の動力を補機に伝達する回転数選択手段が設けられている。このため、ロックアップ機構を開放状態にした場合には、補機にはエンジン側の動力と車輪側の動力とのうち、いずれかの動力が伝達され、伝達された動力によって作動する。これにより、車輪の回転速度が低回転の場合でも、補機をより適切に作動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年では、燃料消費量の低減等を目的として、車両の走行中にエンジンを停止する技術が開発されている。このような車両では、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられるクラッチは、エンジンの停止時には開放させる。また、停止しているエンジンを始動する場合には、エンジンに備えられるスタータによって始動し、クラッチを係合することにより、エンジンで発生する動力を駆動輪側に伝達する。
【０００７】
しかし、ドライバの加速要求によるエンジンの始動時には、エンジンの失火やスタータの噛み合い失敗等が発生することにより、エンジンの始動に失敗することが考えられる。このように、エンジンの始動に失敗した場合、エンジンの再始動を試みていると加速応答が遅くなり、ドライバの加速要求に応えられない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加速要求によってエンジンを始動する際における応答性を確保できるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るクラッチ制御装置は、車両のエンジンと駆動輪と間の回転トルクの伝達を遮断することができるクラッチと、停止中の前記エンジンに回転トルクを伝達することにより前記エンジンの始動が可能なスタータと、前記車両の走行中に前記エンジンを停止させるエンジン停止制御時にドライバの要求により前記スタータによって前記エンジンを始動する際に前記エンジンの始動に失敗したか否かを判定する始動失敗判定手段と、前記クラッチの係合制御が可能に設けられていると共に、前記始動失敗判定手段で前記エンジンの始動に失敗したと判定した場合には、前記エンジンの始動前に前記クラッチを係合させる係合制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記クラッチ制御装置において、前記始動失敗判定手段は、前記エンジンの始動に失敗したか否かを前記スタータの作動指令に対するエンジン回転数に基づいて判定することが好ましい。
【００１１】
また、上記クラッチ制御装置において、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路には、前記回転トルクの入力側と出力側とで一対のシーブを有すると共に前記シーブには前記シーブ間で前記回転トルクを伝達するベルトが巻き掛けられており、且つ、前記シーブでの前記ベルトの挟圧力を調節することにより前記ベルトの回転半径を調節して前記シーブ間の変速比を無段階で調節可能な無段変速機が設けられており、前記シーブは、電気で作動する電動ポンプで発生する油圧と、前記エンジンの作動に伴って作動する機械式ポンプで発生する油圧と、により前記挟圧力を発生可能になっており、前記クラッチは、前記動力伝達経路における前記エンジンと前記無段変速機との間に配設されており、前記エンジンの始動に失敗したと前記始動失敗判定手段で判定した場合には、前記係合制御手段は、前記電動ポンプで発生する油圧と前記機械式ポンプで発生する油圧とに応じて変化する前記シーブでの前記ベルトの前記挟圧力に基づいて前記クラッチの係合力を調節することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るクラッチ制御装置は、エンジン停止制御時にドライバの要求によってエンジンを始動する際に、エンジンの始動に失敗したと始動失敗判定手段で判定した場合には、エンジンの始動前にクラッチを係合させるので、車両の慣性エネルギでエンジンを始動することができ、加速要求によってエンジンを始動する際における応答性を確保することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係るクラッチ制御装置を備える車両の概略図である。
【図２】図２は、クラッチ制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。
【図３】図３は、エンジンの始動失敗時に無段変速機の動作を考慮してエンジンを始動する際における処理手順の概略を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るクラッチ制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るクラッチ制御装置を備える車両の概略図である。本実施形態に係るクラッチ制御装置２は、車両１に搭載されている。この車両１は、走行時における動力源として内燃機関であるエンジン１０が設けられており、このエンジン１０と車両１の駆動輪４４との間には、双方の間で回転トルクを伝達することにより、エンジン１０で発生した動力を駆動輪４４に伝達する動力伝達経路が設けられている。
【００１６】
動力伝達経路を構成する装置類について説明すると、エンジン１０は、トルクの増幅手段及びトルクの断続手段としての機能を兼ねるトルクコンバータ１６に接続されている。このトルクコンバータ１６は、トルクコンバータ１６から伝達された回転トルクの回転方向を任意の方向に切り替えて他の装置に伝達することのできる前後進切替機構２０に接続されている。さらに、前後進切替機構２０は、当該前後進切替機構２０とで自動変速機を構成する無段変速機３０に接続されている。この無段変速機３０は、前後進切替機構２０から伝達される回転トルクの入力回転数と出力回転数との変速比を無段階に変速可能な変速装置であるＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）として設けられており、トルクの伝達にベルトを用いるベルト式無段変速機になっている。このように設けられる無段変速機３０は、変速比を変更することにより、エンジン１０側から入力された回転トルクの回転速度を変速して車両１の駆動輪４４側に出力可能に設けられている。
【００１７】
詳しくは、無段変速機３０は、回転トルクの入力側と出力側とで一対のシーブを有しており、即ち、前後進切替機構２０から伝達される回転トルクによって回転するプライマリシーブ３２と、プライマリシーブ３２から伝達される回転トルクによって回転するセカンダリシーブ３４と、を有している。これらのプライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４とには、共にベルト３６が巻き掛けられており、プライマリシーブ３２の回転トルクは、このベルト３６を介してセカンダリシーブ３４に伝達される。また、これらのプライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４とは、共にベルト３６の幅方向における挟圧力を調節可能になっており、この挟圧力を調節することにより、巻き掛けられるベルト３６の回転半径を調節することができる。無段変速機３０は、このように、プライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４との間でベルト３６を介して回転トルクを伝達する際におけるベルト３６の回転半径を、プライマリシーブ３２とセカンダリシーブ３４との双方で調節することにより、シーブ間の変速比の変更が可能になっている。
【００１８】
このように設けられる無段変速機３０は、さらに減速装置４０に接続されており、セカンダリシーブ３４の回転トルクを減速装置４０に伝達可能になっている。この減速装置４０は、無段変速機３０から伝達される回転トルクを減速して差動装置４２に伝達可能になっており、差動装置４２は、減速装置４０から伝達された回転トルクを左右の駆動輪４４に伝達可能になっている。これらのように、エンジン１０と駆動輪４４との間には、複数の装置等によって動力伝達経路が構成されている。
【００１９】
動力伝達経路を構成する各装置のうち、前後進切替機構２０や無段変速機３０は、油圧によって作動させることが可能になっている。このため、これらの装置には、バルブ類等を有することにより、それぞれの装置に付与する油圧を調節することができる油圧回路５０が接続されており、油圧回路５０には、吸引したオイルを吐出することにより油圧を発生させるポンプが接続されている。このうち、ポンプは、電気によって作動するモータ５４で発生する動力を用いて油圧を発生する電動ポンプ５２と、エンジン１０の作動に伴って作動し、油圧を発生する機械式ポンプであるメカポンプ５６と、が設けられている。これらの油圧回路５０や、電動ポンプ５２、メカポンプ５６、さらに、前後進切替機構２０等の油圧によって作動する各装置は、油圧経路５８によって接続されている。
【００２０】
また、油圧で作動する装置のうち、動力伝達経路におけるエンジン１０と無段変速機３０との間に配設される前後進切替機構２０は、例えば、摩擦係合を行うことにより、トルクコンバータ１６と無段変速機３０との間の回転トルクの伝達や遮断を切り替えることができるクラッチＣ１の係合を、油圧によって行うことができるように設けられている。このため、前後進切替機構２０は、クラッチＣ１の係合状態を、油圧を調節することにより切替え可能になっている。また、無段変速機３０は、プライマリシーブ３２やセカンダリシーブ３４の挟圧力は、電動ポンプ５２で発生する油圧とメカポンプ５６で発生する油圧とによって発生可能になっており、この挟圧力は、付与する油圧を調節することにより、調節することができる。つまり、無段変速機３０は、油圧を調節することにより、変速比の調節が可能になっている。
【００２１】
また、エンジン１０には、エンジン１０が停止している場合に、エンジン１０のクランクシャフト（図示省略）に回転トルクを入力することによりエンジン１０を始動することができるスタータ１２が備えられている。このスタータ１２は、車両１に装備される各電気機器の電源として用いられるバッテリ（図示省略）から供給される電気によって作動するモータ、及びモータで発生した動力をエンジン１０に伝達する伝達機構によって設けられている。このように設けられるスタータ１２は、バッテリからの電気によってモータが作動し、このモータで発生した動力を、停止している状態のエンジン１０のクランクシャフトに対して伝達機構から伝達してクランクシャフトを回転させることにより、エンジン１０を始動する。即ち、スタータ１２は、停止中のエンジン１０に回転トルクを伝達することによりエンジン１０の始動が可能に設けられている。
【００２２】
また、エンジン１０には、エンジン回転数を検出する回転数検出手段であるエンジン回転数センサ１４が設けられており、エンジン１０の運転時における回転数の検出を行うことが可能になっている。
【００２３】
これらのように設けられるエンジン１０等の機関や装置、センサ類は、車両１に搭載されると共に車両１の各部を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）７０に接続されている。また、ＥＣＵ７０には、車両１のドライバの運転操作の状態を検出するセンサ類も接続されており、例えば、ドライバが駆動力を調節する際に操作をするアクセルペダル６０の開度を検出するアクセルセンサ６２が接続されている。
【００２４】
このように各装置やセンサ類が接続されるＥＣＵ７０は、これらの装置等との間で情報や信号のやり取りが可能になっており、これにより、車両１の各部は、センサ類での検出結果に基づいて、ＥＣＵ７０により制御されて作動する。例えば、エンジン１０は、吸入空気量やインジェクタ（図示省略）による燃料噴射量、点火時期が、アクセルセンサ６２で検出するアクセルペダル６０の開度や、エンジン回転数センサ１４で検出するエンジン回転数、エンジン冷却水温度等に応じて制御されることにより作動する。
【００２５】
このように各部を制御可能なＥＣＵ７０のハード構成は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理部や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部等を備えた公知の構成であるため、説明は省略する。
【００２６】
また、このように設けられるＥＣＵ７０の処理部は、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態を取得する走行状態取得部７２と、車両１の走行制御を行う走行制御部７４と、車両１の走行中にエンジン１０を停止させる制御であるエンジン停止制御を行うエンジン停止制御部７６と、車両１の走行状態や運転者の運転操作の状態に基づく各種の判定を行う走行状態判定部７８と、を有している。
【００２７】
この実施形態に係るクラッチ制御装置２は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両１の走行時には、ドライバが操作をするアクセルペダル６０の操作量であるアクセル開度をアクセルセンサ６２で検出し、この検出結果を、ＥＣＵ７０が有する走行状態取得部７２で取得する。走行状態取得部７２で取得したアクセル開度は、ＥＣＵ７０が有する走行制御部７４に伝達される。走行制御部７４は、走行状態取得部７２で取得した運転操作の状態等に基づいて、車両１の走行制御を行う。車両１の走行制御を行う場合には、走行状態取得部７２から伝達された走行状態等に応じて、エンジン１０で発生する動力や、無段変速機３０の変速比を調節する。
【００２８】
例えば、エンジン１０の動力を調節する場合には、エンジン１０が有するスロットルバルブ（図示省略）の開度を調節したり、燃料インジェクタ（図示省略）から噴射する燃料の噴射量を調節したりすることにより、所望の動力をエンジン１０に発生させる。また、無段変速機３０の変速比を調節する場合には、油圧回路５０を制御してプライマリシーブ３２やセカンダリシーブ３４に付与する油圧を調節し、それぞれのシーブによるベルト３６に対する挟圧力を調節することにより、ベルト３６の回転半径を調節し、変速比を調節する。このようにドライバによる運転操作の状態等に基づいて、走行制御部７４でエンジン１０等を制御することにより、エンジン１０で発生した動力は無段変速機３０等の動力伝達経路を介して駆動輪４４に伝達され、駆動輪４４で所望の駆動力を発生する。
【００２９】
また、車両１は、ドライバが車両１を加速させる意思がないと判断できる場合には、エンジン１０の運転を停止させて慣性エネルギを用いて惰性で車両１を走行させる制御であるエンジン停止制御を行う。このエンジン停止制御では、エンジン１０の運転を停止するのみでなく、エンジン１０と駆動輪４４との間の動力伝達経路における回転トルクの伝達も遮断する。このように、エンジン１０を停止すると共に、エンジン１０と駆動輪４４との間の回転トルクの伝達も遮断するエンジン停止制御は、走行状態取得部７２で取得するドライバの運転操作をＥＣＵ７０が有するエンジン停止制御部７６で判定し、ドライバは車両１を加速させる意思がないと判断することができる場合に行う。
【００３０】
具体的には、アクセルセンサ６２で検出するアクセル開度が０で、且つ、自動変速機の作動状態を選択することにより走行レンジを切り替えることができるセレクトレバー（図示省略）が、エンジン１０で発生した動力を駆動輪４４の伝達しないレンジであるＮ（ニュートラル）レンジに操作された場合には、ドライバは車両１を加速させる意思がないと判断することができる。このように、アクセル開度が全閉の状態で、且つ、セレクトレバーがＮレンジに操作されている場合には、エンジン停止制御部７６はエンジン停止制御を行うと判定する。
【００３１】
所定の条件を満たすことによりエンジン停止制御を行うとエンジン停止制御部７６で判定した場合には、走行制御部７４は、燃料噴射制御や点火制御を停止することにより、エンジン１０の運転を停止させる。さらに、走行制御部７４は、油圧回路５０を制御することにより、前後進切替機構２０に設けられるクラッチＣ１を開放状態にし、これらの制御を行うことによって、惰性走行の制御を行う。
【００３２】
エンジン停止制御時は、このように前後進切替機構２０に設けられるクラッチＣ１を開放状態にすることにより、トルクコンバータ１６と無段変速機３０との間の回転トルクの伝達が遮断される。これにより、駆動輪４４とエンジン１０とは、回転トルクの伝達が遮断された状態になり、動力を発生しないエンジン１０を回転させることによる抵抗が発生しないため、車両１は、走行抵抗が低減した状態で、エンジン停止制御を開始した際における車速に基づく運動エネルギによる惰性走行を続ける。
【００３３】
このように、エンジン停止制御によってエンジン１０を停止し、惰性走行で車両１を走行させている状態で、ドライバが車両１を加速させる意思があると判断できる場合には、エンジン１０を始動し、エンジン１０で発生する動力によって駆動力を発生させる。
【００３４】
具体的には、自動変速機の走行レンジを切り替えるセレクトレバーが、Ｄ（ドライブ）レンジ等、エンジン１０で発生した動力を用いて駆動輪４４で駆動力を発生させることのできるレンジに操作され、アクセルペダル６０が踏み込まれたことをアクセルセンサ６２で検出した場合には、ドライバは車両１を加速させる意思があると判断することができる。このように、セレクトレバーが、車両１を走行させる走行レンジに操作され、且つ、アクセル開度が全閉以外の場合には、エンジン停止制御部７６はエンジン停止制御を終了してエンジン１０を始動するとの判定を行う。
【００３５】
所定の条件を満たすことにより、エンジン１０を始動するとの判定をエンジン停止制御部７６で行った場合には、走行制御部７４は、エンジン１０の燃料噴射制御や点火制御と共に、スタータ１２を作動させる。これらのように、エンジン１０の各部を制御することによりエンジン１０を始動させたら、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させ、トルクコンバータ１６と無段変速機３０との間で回転トルクを伝達可能な状態にする。これにより、エンジン１０で発生した動力は無段変速機３０等を介して駆動輪４４に伝達され、駆動輪４４で駆動力を発生することにより、車両１はドライバの運転操作に応じて加速をする。
【００３６】
エンジン停止制御時に、ドライバが加速要求を行った場合には、このようにエンジン１０を始動することにより、ドライバの要求に応じた加速を行うように各部を制御するが、停止しているエンジン１０を始動する場合、場合によっては始動を失敗する場合がある。例えば、エンジン１０の始動時にスタータ１２の動力をエンジン１０に伝達する際には、スタータ１２の伝達機構を作動させ、この伝達機構が有する歯車（図示省略）と、クランクシャフトと一体となって回転をする歯車（図示省略）とを噛み合わせることによりクランクシャフトに対して動力を伝達するが、この歯車同士の噛み合わせに失敗した場合には、エンジン１０の始動を失敗することになる。また、エンジン１０の運転時には、点火プラグ（図示省略）で火花を発生させることにより、燃料と空気との混合気を着火させるが、エンジン１０の始動時における点火プラグでの着火時に失火した場合も、エンジン１０の始動を失敗することになる。
【００３７】
次に、これらのようにエンジン１０の始動に失敗した場合の制御について説明すると、エンジン１０の始動時には、ＥＣＵ７０が有する走行状態判定部７８でエンジン１０の始動状態を判定し、エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合には、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させる。つまり、エンジン停止制御時には、前後進切替機構２０のクラッチＣ１は開放させているが、ドライバの加速要求に基づいてエンジン１０を始動させる際に、始動に失敗したと判定された場合には、エンジン１０の始動を待つことなくクラッチＣ１を係合させる。
【００３８】
この場合、車両１は慣性走行中であるため、慣性エネルギは駆動輪４４から車両１の動力伝達経路に対して入力されるが、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合することにより、この慣性エネルギは回転トルクとなって無段変速機３０側からトルクコンバータ１６側に伝達される。さらに、この回転トルクはトルクコンバータ１６からエンジン１０に伝達されるため、エンジン１０のクランクシャフトは、この回転トルクによって回転する。その際に、燃料噴射制御や点火制御を継続的に行うことにより、エンジン１０は自律運転が可能な状態になる。
【００３９】
換言すると、エンジン１０が停止している状態での慣性走行時に前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合した場合、慣性エネルギによる回転トルクがエンジン１０に伝達され、エンジン１０は押し掛けによって始動することになる。ドライバの加速要求時にエンジン１０の始動に失敗した場合には、このように前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合し、押し掛けによってエンジン１０を始動することにより、ドライバの要求に応じた駆動力を発生可能な動力をエンジン１０で発生させる。
【００４０】
図２は、クラッチ制御装置の処理手順の概略を示すフロー図である。次に、本実施形態に係るクラッチ制御装置２の制御方法、即ち、当該クラッチ制御装置２の処理手順の概略について説明する。本実施形態に係るクラッチ制御装置２では、まず、エンジン停止制御を実施中であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この判定は、ＥＣＵ７０が有する走行状態判定部７８で行う。走行状態判定部７８は、所定に条件が満たされた場合にエンジン停止制御を行うエンジン停止制御部７６が、エンジン停止制御を実施しているか否かを、エンジン停止制御部７６の状態に基づいて行う。なお、このエンジン停止制御を実施中であるか否かの判定は、直接エンジン停止制御部７６での制御状態に基づいて行う方法以外の方法によって行ってもよく、例えば、エンジン停止制御の実施状態を示すフラグを設定し、このフラグの状態に基づいて判定してもよい。この走行状態判定部７８での判定により、エンジン停止制御は実施中ではないと判定された場合（ステップＳＴ１０１、Ｎｏ判定）には、この処理手順から抜け出る。
【００４１】
これに対し、エンジン停止制御は実施中であると走行状態判定部７８で判定した場合（ステップＳＴ１０１、Ｙｅｓ判定）には、次に、エンジン１０の始動要求があるか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。この判定は、ＥＣＵ７０の走行状態判定部７８で行う。走行状態判定部７８は、アクセルセンサ６２で検出し、走行状態取得部７２で取得したアクセル開度に基づいて、エンジン１０の始動要求があるか否かを判定する。つまり、アクセル開度に基づいて、ドライバがアクセルペダル６０を踏み込んでいることを検出した場合には、ドライバは加速要求を行っていると判断し、エンジン１０の始動要求があると判定する。
【００４２】
この判定により、エンジン１０の始動要求はないと判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｎｏ判定）には、エンジン１０の始動要求が行われるまで、エンジン１０を停止した状態でこの判定を繰り返す。
【００４３】
これに対し、エンジン１０の始動要求があると判定された場合（ステップＳＴ１０２、Ｙｅｓ判定）には、エンジン１０の始動制御を行う（ステップＳＴ１０３）。つまり、ＥＣＵ７０の走行制御部７４でエンジン１０を制御し、燃料噴射制御や点火制御を行いつつ、スタータ１２を作動させる。
【００４４】
次に、エンジン１０の始動は失敗したか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。この判定は、エンジン１０の運転状態を検出するセンサ類での検出結果に基づいて、走行状態判定部７８で判定する。走行状態判定部７８は、このようにエンジン停止制御時にドライバの要求によりスタータ１２によってエンジン１０を始動する際に、エンジン１０の始動に失敗したか否かを判定する始動失敗判定手段としても設けられている。走行状態判定部７８は、例えば、スタータ１２の作動指令に対するエンジン回転数に基づいて、この判定を行う。つまり、エンジン１０の始動制御時に走行制御部７４でスタータ１２の作動指令を行った後の、エンジン回転数センサ１４で検出するクランクシャフトの回転速度の立ち上がりが所定の変化量よりも小さい場合には、エンジン１０の始動は失敗したと判定する。
【００４５】
なお、このエンジン１０の始動は失敗したか否かの判定は、これ以外の手法によって行ってもよい。例えば、エンジン１０の筒内圧を検出する筒内圧センサ（図示省略）での検出結果に基づいてエンジン１０の失火判定を行い、エンジン１０の始動は失敗したか否かを判定してもよい。即ち、エンジン１０の始動制御時にエンジン１０は失火していると判定された場合には、エンジン１０の始動は失敗したと判定してもよい。
【００４６】
この判定により、エンジン１０の始動は失敗したと判定された場合（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ判定）には、クラッチＣ１を係合する（ステップＳＴ１０５）。つまり、エンジン１０の始動は失敗したと判定された場合には、エンジン１０の始動が成功することを待つことなく、走行制御部７４で電動ポンプ５２を作動させつつ油圧回路５０を制御することにより、前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させる。このように、走行制御部７４は、クラッチＣ１の係合制御が可能に設けられていると共に、走行状態判定部７８でエンジン１０の始動に失敗したと判定した場合には、エンジン１０の始動前にクラッチＣ１を係合させる係合制御手段としても設けられている。
【００４７】
なお、この場合におけるクラッチＣ１の係合制御は、駆動輪４４側の回転トルクをエンジン１０側に伝達することによりエンジン１０を始動させる制御モードである、押し掛けモードで係合制御を行う。即ち、押し掛けモードでの係合制御を行う際には、エンジン１０は停止している、または、極低回転で回転をしている状態であるため、駆動輪４４側の回転トルクが急激にエンジン１０に伝達された場合、動力伝達経路や駆動輪４４には、エンジン１０のイナーシャトルクに伴うショックが発生する。このため、押し掛けモードでの係合制御時には、このようなショックを低減させるために、回転トルクが徐々にエンジン１０に伝達され、エンジン回転数が徐々に上昇するように、クラッチＣ１を徐々に係合させる。
【００４８】
次に、エンジン１０は自律復帰可能であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０６）。この判定は、エンジン回転数センサ１４の検出結果より走行状態取得部７２で取得するエンジン回転数が、エンジン１０が外部からの力の入力を必要とせず自律復帰可能な所定の回転数に到達しているか否かを、走行状態判定部７８で判定する。このエンジン１０が自律復帰可能であるか否かの判定を行う際に用いる所定の回転数は、予め設定されてＥＣＵ７０の記憶部に記憶されている。走行状態判定部７８は、走行状態取得部７２で取得したエンジン回転数が、このようにＥＣＵ７０の記憶部に記憶されている所定の回転数以上であるか否かを判定することにより、エンジン１０は自律復帰可能であるか否かを判定する。なお、このエンジン１０は自律復帰可能であるか否かを判定する際に用いる所定の回転数は、一定の回転数でもよく、または、現在の水温等に基づいて適宜設定してもよい。
【００４９】
この判定により、エンジン１０は自律復帰可能ではないと判定された場合（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ判定）、つまり、走行状態取得部７２で取得したエンジン回転数が所定の回転数に到達していないと判定された場合には、クラッチＣ１の係合制御を継続する（ステップＳＴ１０５）。即ち、押し掛けモードでの係合制御時は、エンジン回転数を徐々に上昇させるため、エンジン回転数が自律復帰可能な所定の回転数以上になるまで、クラッチＣ１の係合制御を継続する。
【００５０】
これに対し、エンジン１０の自律復帰が可能であると判定された場合（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ判定）には、クラッチＣ１の係合制御を通常制御にする（ステップＳＴ１０７）。つまり、クラッチＣ１を押し掛けモードで係合制御を行っている場合には、駆動輪４４側からエンジン１０側に伝達される回転トルクが徐々に増加するようにクラッチＣ１の係合状態を制御するが、エンジン１０の自律復帰が可能であると判定された場合には、エンジン１０はドライバの要求する動力を発生可能な状態になる。このため、この場合には、クラッチＣ１は、通常の車両走行時における係合制御を行う。このように、クラッチＣ１の係合制御を通常制御にする場合には、電動ポンプ５２を停止させ、エンジン１０で発生する動力によって作動するメカポンプ５６によって、油圧を発生させる。
【００５１】
また、エンジン１０の始動制御時に（ステップＳＴ１０３）、エンジン１０の始動は失敗していないと判定された場合（ステップＳＴ１０４、Ｎｏ判定）にも同様に、エンジン１０はドライバの要求する動力を発生可能な状態になるため、クラッチＣ１は、通常の車両走行時における係合制御を行う（ステップＳＴ１０７）。
【００５２】
以上のクラッチ制御装置２は、エンジン停止制御時にドライバの加速要求によってエンジン１０を始動する際に、エンジン１０の始動に失敗したと走行状態判定部７８で判定した場合には、走行制御部７４で直ぐに前後進切替機構２０のクラッチＣ１を係合させている。これにより、エンジン停止制御時におけるドライバの加速要求によってエンジン１０を始動させる際に、エンジン１０の始動に失敗した場合でも、車両１の慣性エネルギでエンジン１０を始動することができ、短時間でドライバの要求に応じた駆動力を発生させることできる。この結果、加速要求によってエンジン１０を始動する際における応答性を確保することができる。
【００５３】
また、走行状態判定部７８は、エンジン１０の始動に失敗したか否かを判定する場合には、スタータ１２の作動指令に対するエンジン回転数に基づいて判定するため、エンジン１０を始動させる制御を行った後に始動に失敗したか否かを、より確実に判定することができる。これにより、エンジン停止制御時にドライバの加速要求によってエンジン１０を始動させる際におけるクラッチＣ１の係合制御を、より適切に行うことができる。この結果、加速要求によってエンジン１０を始動する際における応答性を、過不足なく確保することができる。
【００５４】
また、エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合には、クラッチＣ１を徐々に係合させて駆動輪４４側の回転トルクを徐々にエンジン１０側に伝達するので、車両１の慣性エネルギを用いてエンジン１０を押し掛けする際におけるショックを軽減することができる。この結果、加速要求によってエンジン１０を始動する際におけるドライブフィーリングの悪化を抑制することができる。
【００５５】
また、エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合に、クラッチＣ１を係合させることにより、エンジン１０が自律復帰可能な状態になったら、電動ポンプ５２を停止させるので、電動ポンプ５２で使用する電気消費量を低減することができる。つまり、電動ポンプ５２は、運動エネルギを一旦電気エネルギに変換した後、再び運動エネルギに変換するため、メカポンプ５６と比較した場合、効率は低くなっているが、この電動ポンプ５２を停止することにより、効率が悪い電動ポンプ５２で使用する電気消費量を低減することができる。この結果、電動ポンプ５２を作動させることによる電気消費量の増加に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００５６】
また、エンジン停止制御時に加速要求があった場合には、通常はスタータ１２でエンジン１０を始動し、エンジン１０の始動に失敗した場合にのみ、クラッチＣ１を係合させることによりエンジン１０を始動させている。このように、クラッチＣ１を係合させることによるエンジン１０の始動は、緊急時にのみ行うことにより、押し掛けによってエンジン１０を始動することによるショックの発生回数を低減したり、クラッチＣ１の摩耗を抑制したりすることができる。この結果、ドライブフィーリングの悪化を抑制することができ、また、クラッチＣ１の耐久性を確保することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態に係るクラッチ制御装置２では、エンジン停止制御時にエンジン１０を始動する際における始動失敗時には、クラッチＣ１を係合させることによりエンジン１０の押し掛けを行っているが、押し掛けによってエンジン１０を始動する場合には、無段変速機３０の動作を考慮して制御を行ってもよい。
【００５８】
つまり、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合してエンジン１０を押し掛けする場合、エンジン１０で発生する動力によって作動するメカポンプ５６は、エンジン１０の停止に伴って作動が停止した状態になっている。このため、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合する際における油圧は、電動ポンプ５２のみで発生させることになる。しかし、この電動ポンプ５２は、電力損失等によりメカポンプ５６より効率が悪くなっているため、電動ポンプ５２のみで大きな油圧を発生させることは、車両１への搭載サイズより、大変困難なものとなる。
【００５９】
一方、エンジン１０を始動させるためにクラッチＣ１を係合させた場合、エンジン１０のイナーシャトルクが無段変速機３０に入力されるが、電動ポンプ５２で発生する油圧のみでは、ベルト３６に対するシーブの挟圧力の確保が困難になり、ベルト３６の滑りが発生する可能性がある。例えば、無段変速機３０に対して駆動輪４４側に位置する動力伝達経路の回転部材と共に回転をするセカンダリシーブ３４とベルト３６との間で、滑りが発生する可能性がある。このため、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合させる場合には、このような無段変速機３０でのベルト３６の滑りの抑制を考慮してクラッチＣ１の係合制御を行ってもよい。
【００６０】
具体的には、エンジン１０の始動失敗判定時にクラッチＣ１を係合させる場合には、セカンダリシーブ３４で発生させることができる挟圧力によって、ベルト３６の滑りを発生させることなく保持が可能なイナーシャトルクを算出し、エンジン１０、トルクコンバータ１６、プライマリシーブ３２の回転数変動である１軸目回転数変動が、このイナーシャトルクの範囲内になるようにクラッチＣ１のスリップ制御をする。その際に、クラッチＣ１の係合を開始することによりエンジン回転数が引き上げられた場合には、エンジン１０の作動によってメカポンプ５６も作動を開始する。このため、セカンダリシーブ３４で発生させることができる挟圧力によって保持が可能なイナーシャトルクを算出する場合には、電動ポンプ５２で発生する油圧と、エンジン回転数が引き上げられることにより作動するメカポンプ５６で発生する油圧とによって発生させることができる挟圧力に基づいて算出する。
【００６１】
つまり、エンジン１０の始動に失敗したと走行状態判定部７８で判定した場合には、走行制御部７４は、電動ポンプ５２で発生する油圧とメカポンプ５６で発生する油圧とに応じて変化するセカンダリシーブ３４でのベルト３６の挟圧力に基づいてクラッチＣ１の係合力を調節する。これにより、クラッチＣ１を係合することによってエンジン１０を始動する際に、ベルト３６の滑りを発生させることなく、エンジン１０を始動することができる。
【００６２】
図３は、エンジンの始動失敗時に無段変速機の動作を考慮してエンジンを始動する際における処理手順の概略を示すフロー図である。次に、上述したようにベルト３６の滑りが発生しないようにエンジン１０を始動させる際における処理手順について説明する。このように、エンジン１０の始動失敗時にベルト３６の滑りを抑制してエンジン１０を始動する制御は、実施形態に係るクラッチ制御装置２で、エンジン１０の始動は失敗したとの判定（ステップＳＴ１０４、Ｙｅｓ判定）の後、エンジン１０の自律復帰が可能であると判定されるまで（ステップＳＴ１０６、Ｙｅｓ判定）行われる。つまり、エンジン１０は自律復帰可能ではないと判定された場合（ステップＳＴ１０６、Ｎｏ判定）には、自律復帰が可能であると判定されるまで本制御が呼び出される。
【００６３】
この制御を行う場合には、まず、エンジン停止制御からのエンジン始動復帰失敗判定時の油圧制御モードを開始するか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。この判定は、走行状態判定部７８で行う。走行状態判定部７８は、走行状態取得部７２で取得したエンジン回転数が、メカポンプ５６で有効的に油圧を発生させることができる回転数まで引き上げられたか否かに基づいて、油圧制御モードを開始するか否かを判定する。この判定により、エンジン始動復帰失敗判定時の油圧制御モードを開始しないと判定された場合（ステップＳＴ２０１、Ｎｏ判定）は、この処理手順から抜け出る。
【００６４】
これに対し、エンジン始動復帰失敗判定時の油圧制御モードを開始すると判定した場合（ステップＳＴ２０１、Ｙｅｓ判定）は、セカンダリシーブ３４の挟圧力を取得する（ステップＳＴ２０２）。このセカンダリシーブ３４の挟圧力は、油圧をセカンダリシーブ３４に付与することによりセカンダリシーブ３４で発生することのできる挟圧力を走行状態取得部７２で推定し、取得する。その際に、走行状態取得部７２は、セカンダリシーブ３４に付与する油圧として、電動ポンプ５２によって発生する油圧のみでなく、エンジン回転数が引き上げられることにより作動を開始したメカポンプ５６によって発生する油圧も含めて挟圧力を推定し、取得する。
【００６５】
このようにセカンダリシーブ３４で発生することのできる挟圧力は、セカンダリシーブ３４に対して付与する油圧と挟圧力との関係が予めマップの状態で設定されてＥＣＵ７０の記憶部に記憶されており、走行状態取得部７２は、このマップと油圧とより、挟圧力を推定する。なお、挟圧力の取得時に用いる油圧は、電動ポンプ５２やメカポンプ５６の作動状態に基づいて推定してもよく、または、油圧を検出する油圧センサ（図示省略）を油圧経路に設け、油圧センサの検出結果より取得してもよい。
【００６６】
次に、ベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクを算出する（ステップＳＴ２０３）。つまり、走行状態取得部７２で取得したセカンダリシーブ３４の挟圧力によって保持が可能なイナーシャトルクを、取得した挟圧力や、ベルト３６とセカンダリシーブ３４との摩擦係数に基づいて走行制御部７４で算出する。
【００６７】
次に、プライマリシーブ３２に関わる軸の等価慣性を算出する（ステップＳＴ２０４）。この等価慣性は、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクに基づいて算出する。つまり、イナーシャトルクは（等価慣性×回転変動）であるため、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクに基づいて、プライマリシーブ３２に関わる等価慣性（エンジン１０、トルクコンバータ１６、クラッチＣ１等）を走行制御部７４で算出する。この場合、トルクコンバータ１６は、ロックアップ状態であるものとして等価慣性を算出する。
【００６８】
次に、変動許可１軸目回転数変化を算出する（ステップＳＴ２０５）。つまり、エンジン１０、トルクコンバータ１６、プライマリシーブ３２の回転数である１軸目回転数の変動を許容することのできる回転数変化である１軸目回転数変化を、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクと、プライマリシーブ３２に関わる軸の等価慣性とに基づいて走行制御部７４で算出する。これにより、１軸目のイナーシャトルクが、セカンダリシーブ３４でベルト３６の保持が可能なイナーシャトルクの範囲内になる回転数変化の許容値を算出する。
【００６９】
次に、クラッチＣ１の係合圧を算出する（ステップＳＴ２０６）。即ち、１軸目の回転数変化が、走行制御部７４で算出した回転数変化の許容値に収まるようにすることができるクラッチＣ１の係合圧を算出する。なお、このクラッチＣ１の係合圧を算出する場合には、油温や制御開始時点のエンジン回転数を考慮して算出する。このようにクラッチＣ１の係合圧を算出したら、クラッチＣ１の係合圧が算出した係合圧になるように油圧回路５０を制御する。
【００７０】
これらのように、エンジン停止制御時にエンジン１０を始動する際に、始動に失敗したと判定され、クラッチＣ１を係合させる場合には、セカンダリシーブ３４でのベルト３６の挟圧力に基づいて係合力を調節することにより、押し掛けによるエンジン１０の始動時のベルト３６の滑りを抑制することができる。これにより、駆動輪４４側からの回転トルクをエンジン１０に伝達させる際に、効率よく伝達させることができる。この結果、エンジン１０を早期に始動させることができる。
【００７１】
また、電動ポンプ５２によって発生させることのできる油圧のみでなく、エンジン回転数が引き上げられることにより回転が上昇中のメカポンプ５６で発生させることのできる油圧も合わせて、ベルト３６の挟圧力を算出することにより、精度よく挟圧力を算出することができる。この結果、クラッチＣ１の係合圧を、より適切に制御することができ、より早期にエンジン１０を始動させることができる。
【００７２】
また、上述した実施形態に係るクラッチ制御装置２では、エンジン停止制御時にドライバの加速要求等によってエンジン１０を始動する際に、始動に失敗したと判定された場合に係合するクラッチは、前後進切替機構２０のクラッチＣ１であるが、エンジン１０の始動に失敗した場合に係合するクラッチは、クラッチＣ１以外のものでもよい。エンジン１０の始動に失敗したと判定された場合に係合するクラッチは、エンジン停止制御時には開放状態にすることによりエンジン１０側と駆動輪４４側との間の回転トルクを遮断し、係合時には駆動輪４４側の回転トルクをエンジン１０側に伝達することのできるクラッチであれば、前後進切替機構２０のクラッチＣ１以外のものでもよい。
【００７３】
また、上述したクラッチ制御装置２では、変速装置の一例としてベルト式の無段変速機３０が用いられている場合について説明しているが、変速装置はベルト式の無段変速機３０以外のものを用いてもよい。変速装置は、エンジン１０が停止している場合でも、駆動輪４４側の回転トルクをエンジン１０側に伝達することができる変速装置であれば、その形態はベルト式の無段変速機３０にとらわれない。
【符号の説明】
【００７４】
１ 車両
２ クラッチ制御装置
１０ エンジン
１２ スタータ
１４ エンジン回転数センサ
１６ トルクコンバータ
２０ 前後進切替機構
３０ 無段変速機
３２ プライマリシーブ
３４ セカンダリシーブ
３６ ベルト
４４ 駆動輪
５０ 油圧回路
５２ 電動ポンプ
５６ メカポンプ
５８ 油圧経路
６０ アクセルペダル
７０ ＥＣＵ
７２ 走行状態取得部
７４ 走行制御部
７６ エンジン停止制御部
７８ 走行状態判定部
Ｃ１ クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンと駆動輪と間の回転トルクの伝達を遮断することができるクラッチと、
停止中の前記エンジンに回転トルクを伝達することにより前記エンジンの始動が可能なスタータと、
前記車両の走行中に前記エンジンを停止させるエンジン停止制御時にドライバの要求により前記スタータによって前記エンジンを始動する際に前記エンジンの始動に失敗したか否かを判定する始動失敗判定手段と、
前記クラッチの係合制御が可能に設けられていると共に、前記始動失敗判定手段で前記エンジンの始動に失敗したと判定した場合には、前記エンジンの始動前に前記クラッチを係合させる係合制御手段と、
を備えることを特徴とするクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記始動失敗判定手段は、前記エンジンの始動に失敗したか否かを前記スタータの作動指令に対するエンジン回転数に基づいて判定することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路には、前記回転トルクの入力側と出力側とで一対のシーブを有すると共に前記シーブには前記シーブ間で前記回転トルクを伝達するベルトが巻き掛けられており、且つ、前記シーブでの前記ベルトの挟圧力を調節することにより前記ベルトの回転半径を調節して前記シーブ間の変速比を無段階で調節可能な無段変速機が設けられており、
前記シーブは、電気で作動する電動ポンプで発生する油圧と、前記エンジンの作動に伴って作動する機械式ポンプで発生する油圧と、により前記挟圧力を発生可能になっており、
前記クラッチは、前記動力伝達経路における前記エンジンと前記無段変速機との間に配設されており、
前記エンジンの始動に失敗したと前記始動失敗判定手段で判定した場合には、前記係合制御手段は、前記電動ポンプで発生する油圧と前記機械式ポンプで発生する油圧とに応じて変化する前記シーブでの前記ベルトの前記挟圧力に基づいて前記クラッチの係合力を調節することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項１】
車両のエンジンと駆動輪と間の回転トルクの伝達を遮断することができるクラッチと、
停止中の前記エンジンに回転トルクを伝達することにより前記エンジンの始動が可能なスタータと、
前記車両の走行中に前記エンジンを停止させるエンジン停止制御時にドライバの要求により前記スタータによって前記エンジンを始動する際に前記エンジンの始動に失敗したか否かを判定する始動失敗判定手段と、
前記クラッチの係合制御が可能に設けられていると共に、前記始動失敗判定手段で前記エンジンの始動に失敗したと判定した場合には、前記エンジンの始動前に前記クラッチを係合させる係合制御手段と、
を備えることを特徴とするクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記始動失敗判定手段は、前記エンジンの始動に失敗したか否かを前記スタータの作動指令に対するエンジン回転数に基づいて判定することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路には、前記回転トルクの入力側と出力側とで一対のシーブを有すると共に前記シーブには前記シーブ間で前記回転トルクを伝達するベルトが巻き掛けられており、且つ、前記シーブでの前記ベルトの挟圧力を調節することにより前記ベルトの回転半径を調節して前記シーブ間の変速比を無段階で調節可能な無段変速機が設けられており、
前記シーブは、電気で作動する電動ポンプで発生する油圧と、前記エンジンの作動に伴って作動する機械式ポンプで発生する油圧と、により前記挟圧力を発生可能になっており、
前記クラッチは、前記動力伝達経路における前記エンジンと前記無段変速機との間に配設されており、
前記エンジンの始動に失敗したと前記始動失敗判定手段で判定した場合には、前記係合制御手段は、前記電動ポンプで発生する油圧と前記機械式ポンプで発生する油圧とに応じて変化する前記シーブでの前記ベルトの前記挟圧力に基づいて前記クラッチの係合力を調節することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１５９１４５（Ｐ２０１２−１５９１４５Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７６５（Ｐ２０１１−１９７６５）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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