車両制御装置
【課題】停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立できる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】エンジンと、変速機と、変速機を介したエンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、エンジンから駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪からエンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備え、停止していたエンジンを車両の走行中に始動するとき（Ｓ１１−Ｙ）に、車両の車速と変速機の変速比とに基づいてクラッチの係合タイミングを変化させる（Ｓ１４〜Ｓ１８）所定制御を行う。
【解決手段】エンジンと、変速機と、変速機を介したエンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、エンジンから駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪からエンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備え、停止していたエンジンを車両の走行中に始動するとき（Ｓ１１−Ｙ）に、車両の車速と変速機の変速比とに基づいてクラッチの係合タイミングを変化させる（Ｓ１４〜Ｓ１８）所定制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン再始動時のショックを抑制する技術が提案されている。特許文献１には、アイドルストップからのエンジン再始動時のように、自動変速機への入力回転速度が出力回転速度よりも小さい空転状態からのエンジン加速時には、入力回転速度が出力回転速度を越えないように、モータジェネレータを回転数制御する車両の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン再始動時のショックを抑制することについて、なお検討の余地がある。例えば、モータジェネレータを備えない車両において、停止していたエンジンを始動するときのショックを抑制できることが望まれている。また、例えば、停止していたエンジンを車両の走行中に始動するときのショックを抑制できることが望まれている。
【０００５】
また、停止していたエンジンを始動するときの応答性を向上できることが望まれている。例えば、加速要求に応じてエンジンを再始動する場合、速やかに駆動力を出力できることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両制御装置は、エンジンと、変速機と、前記変速機を介した前記エンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、前記エンジンから前記駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ前記駆動輪から前記エンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備え、停止していた前記エンジンを前記車両の走行中に始動するときに、前記車両の車速と前記変速機の変速比とに基づいて前記クラッチの係合タイミングを変化させる所定制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数の上昇が終了するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させることが好ましい。
【０００９】
上記車両制御装置において、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記変速比に基づく回転数に低下するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させることが好ましい。
【００１０】
上記車両制御装置において、前記所定制御において、エンジン回転数を前記車速および前記変速比に基づく回転数以下の回転数とするように、前記エンジンによって駆動される補機の負荷を低減させることが好ましい。
【００１１】
上記車両制御装置において、前記変速機として、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされる第一の変速段と、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされない第二の変速段とを有する有段変速機を備え、前記第一の変速段では前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記第一の変速段の変速比に基づく回転数まで低下しないと予測される場合、前記有段変速機の変速段を前記第二の変速段とし、前記クラッチを係合して前記エンジンを始動することが好ましい。
【００１２】
上記車両制御装置において、前記車両に対して加速が要求されている場合、前記クラッチの係合タイミングを遅延させることなく、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る車両制御装置は、変速機を介したエンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、エンジンから駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪からエンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備え、停止していたエンジンを車両の走行中に始動するときに、車両の車速と変速機の変速比とに基づいてクラッチの係合タイミングを変化させる所定制御を行う。本発明に係る車両制御装置によれば、車速と変速比とに基づいて適宜クラッチの係合タイミングを変化させることにより、停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態のエンジン停止中の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１実施形態のエンジン始動中の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、所定制御のタイムチャートである。
【図５】図５は、入力クラッチの係合タイミングを遅延させない場合のタイムチャートである。
【図６】図６は、所定制御において補機負荷を低減する場合のタイムチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態のエンジン始動制御のタイムチャートである。
【図８】図８は、エンジン始動時のワンウェイクラッチの同期によるショックの発生を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１６】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、本実施形態のエンジン停止中の動作を示すフローチャート、図２は、本実施形態のエンジン始動中の動作を示すフローチャート、図３は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【００１７】
本実施形態の車両制御装置１−１は、走行中にエンジンを停止して燃料の節約を行う自動車において、エンジン再始動時に自動変速機のクラッチ伝達力をコントロールすることによってショック抑制と応答性確保との両立を行う。
【００１８】
本実施形態に係る車両は、１ｓｔにワンウェイクラッチを持つ自動変速機を搭載している。自動変速機の入力クラッチを係合状態にしたままでエンジンを再始動すると、エンジン回転数のオーバシュートによってワンウェイクラッチが同期して駆動力が一時的に発生することがある。車両制御装置１−１は、このようにエンジン始動時に一時的に駆動力が発生する可能性がある場合、エンジン回転のオーバシュート後に入力クラッチを係合する。これにより、ワンウェイクラッチの同期によるショックの発生を抑制可能となる。
【００１９】
また、車両制御装置１−１は、オーバシュートしてもワンウェイクラッチが同期しない場合、もしくはアクセルが踏み込まれ駆動力が必要な場合は、最初から入力クラッチを係合してエンジンを再始動する。これにより、応答性を重視したエンジン始動を実現する。
【００２０】
本実施形態は、以下の構成要素を備えることを前提としている。
【００２１】
［ハード構成（制御対象部品）］
（１）エンジン×自動変速機（プラネタリＡＴ）。
（２）入力クラッチをエンジン停止始動状態にかかわらず、電動オイルポンプ等の手段を用いて常時コントロール可能な構成。
【００２２】
［制御用ＥＣＵ構成］
エンジン制御ＥＣＵ×変速機制御ＥＣＵ、またはパワートレーン制御ＥＣＵ。
［入力信号］
アクセル開度、車速、エンジン回転数、エンジン制御用センサ各種センサ信号、変速機入力回転、クラッチ前後回転数、エンジントルク。
［処理出力内容］
クラッチ油圧制御、エンジン制御（燃料、バルブ、ＥＧＲ、スロットル等）。
【００２３】
図３に示すように、車両１には、動力源としてのエンジン１１が設けられている。エンジン１１には、トルクコンバータ１２を介して自動変速機１３が連結されている。エンジン１１の駆動力は、トルクコンバータ１２を介して自動変速機１３に入力され、デファレンシャルギヤ１４及びドライブシャフト１５を介して駆動輪１６に伝達される。自動変速機１３は、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７により車両１の運転状態に応じて変速比が自動的に制御される。自動変速機１３は、入力軸２、入力クラッチ３、出力軸４およびワンウェイクラッチ５を有する。入力軸２は、トルクコンバータ１２を介してエンジン１１の回転が入力される回転軸である。自動変速機１３では、入力軸２に入力されるエンジン１１の回転が変速されて出力軸４に出力される。出力軸４に出力された回転は、デファレンシャルギヤ１４に伝達される。
【００２４】
自動変速機１３は、複数の変速要素である遊星歯車機構と、クラッチ、ブレーキ等の複数の摩擦係合要素とを組み合わせて構成される有段変速機である。自動変速機１３は、各摩擦係合要素を係合あるいは開放することによって変速段を切替えることができる。
【００２５】
入力クラッチ３は、入力軸２と出力軸４との間に設けられ、入力軸２と出力軸４との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチである。すなわち、入力クラッチ３は、エンジン１１と駆動輪１６との動力伝達経路に配置されたものである。入力クラッチ３は、入力軸２に接続された入力側係合部材３ａと、出力軸４側に接続された出力側係合部材３ｂとを有する。出力側係合部材３ｂは、複数のクラッチあるいはブレーキ、および遊星歯車機構を介して出力軸４に接続されている。これら複数のクラッチあるいはブレーキをそれぞれ係合あるいは開放することによって、自動変速機１３において互いに変速比が異なる複数の変速段を選択的に形成することができる。
【００２６】
入力クラッチ３は、自動変速機１３において動力の伝達がなされる場合に係合され、動力の伝達がなされない場合に開放される。つまり、自動変速機１３においていずれかの変速段が形成されているときに入力クラッチ３が係合されることで、自動変速機１３において動力の伝達を行うことができ、入力クラッチ３が開放されていると、動力の伝達が遮断される。つまり、入力クラッチ３は、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断することができるクラッチである。本明細書では、入力クラッチ３を「Ｃ１」とも称する。
【００２７】
入力クラッチ３は、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７によって供給される係合圧によって制御される。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、エンジン１１の回転によって駆動されてオイルを吐出するエンジンポンプと、供給される電力によって駆動されてオイルを吐出する電動ポンプとを有する。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、エンジン１１の運転時には、エンジンポンプから吐出されるオイルを調圧して自動変速機１３に供給する。一方、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、エコラン制御中は電動ポンプを駆動し、電動ポンプから吐出されるオイルを調圧して自動変速機１３に供給する。つまり、入力クラッチ３は、エンジン１１を停止して走行しているときにも係合あるいは開放することができる。
【００２８】
なお、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、車輪の回転と連動して回転する回転部材によって駆動される油圧ポンプを有していてもよい。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、例えば、自動変速機１３と駆動輪１６との間の回転部材によって回転駆動されることでオイルを吐出するポンプを有し、このポンプから吐出されるオイルを調圧して自動変速機１３に供給するようにしてもよい。このようにすれば、エンジン１１が停止しているときであっても、安定的に自動変速機１３に油圧を供給することが可能となる。
【００２９】
入力クラッチ３は、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７から供給される係合圧に応じて係合あるいは開放すると共に、係合度合いを制御可能となっている。ここで、係合度合いとは、入力クラッチ３における入力軸２側と出力軸４側との動力の伝達度合いに対応する。すなわち、入力クラッチ３は、入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとが係合し、かつ等しい回転数で一体回転する完全係合状態と、入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとが係合し、かつ相対回転する半係合状態と、入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとが動力を伝達しない開放状態と、に制御可能である。入力クラッチ３は、係合圧に応じて、スリップ量やスリップ率が０の完全係合状態から、スリップ量やスリップ率が最大の開放状態まで任意に制御可能である。
【００３０】
ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３の前後回転数に基づいて入力クラッチ３の係合状態を制御することができる。入力クラッチ３の前後回転数は、例えば、入力クラッチ３の入力側の回転数および出力側の回転数をそれぞれセンサによって検出するようにしてもよく、入力軸２の回転数および出力軸４の回転数から算出するようにしてもよい。
【００３１】
このように、入力クラッチ３は、エンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断可能である。また、エンジン１１と駆動輪１６とで動力を伝達するときの入力クラッチ３の係合度合いを制御することで、エンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達度合いを制御可能である。
【００３２】
ワンウェイクラッチ５は、エンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪１６からエンジン１１に対する動力の伝達を遮断するものである。ワンウェイクラッチ５は、例えば、遊星歯車機構の一つのギアの回転を規制することにより、遊星歯車機構における動力の伝達を可能とする。一例として、遊星歯車機構のピニオンギアが入力軸２側に接続され、リングギアが出力軸４側に接続され、サンギアがワンウェイクラッチ５に接続されているとする。この場合に、入力軸２にエンジン１１の動力が入力されたときにワンウェイクラッチ５がサンギアの回転を規制することで入力軸２から出力軸４に対する動力の伝達を許容することができる。また、出力軸４から入力軸２に対する動力の伝達に対しては、ワンウェイクラッチ５が空転することで動力の伝達を遮断することができる。このように、ワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構では、エンジン１１側から駆動輪１６側に対する動力の入力に対して、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされる。
【００３３】
ワンウェイクラッチ５は、例えば、１速変速段を含む低速側の変速段において動力の伝達を行い、かつ高速側の変速段では動力の伝達を行わないものとすることができる。すなわち、低速側の変速段では、ワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構においてエンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達がなされ、かつ高速側の変速段ではワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構においてエンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達がなされないように、各クラッチおよびブレーキが制御されるものとしてもよい。本実施形態では、ワンウェイクラッチ５は、動力の伝達経路における入力クラッチ３よりも出力軸４側に配置されている。
【００３４】
ブレーキ装置１８は、車両１の各車輪に設けられている。運転者は、図示しないブレーキペダルに対する操作により、ブレーキ装置１８を作動させ、ブレーキ装置１８によって制動力を発生させることができる。また、ブレーキ装置１８は、ブレーキ油圧制御装置１９によって制御されて、車両１を制動することもできる。
【００３５】
車両１には、エンジン１１や自動変速機１３やブレーキ装置１８などを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が設けられている。ＥＣＵ２０は、エンジン１１、自動変速機１３（Ａ／Ｔ油圧制御装置１７）及びブレーキ装置１８（ブレーキ油圧制御装置１９）の総合的な制御を行う。本実施形態の車両制御装置１−１は、エンジン１１と、入力クラッチ３およびワンウェイクラッチ５を含む自動変速機１３と、ＥＣＵ２０とを備える。
【００３６】
車両１には、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ２１が設けられている。アクセルポジションセンサ２１により検出されたアクセル開度を示す信号は、ＥＣＵ２０に出力される。エンジン１１の吸気管２２に設けられたスロットルコントロールバルブ２３は、スロットルアクチュエータ２４により開閉可能とされている。
【００３７】
エンジン１１には、エンジン回転数（エンジン回転速度）を検出するエンジン回転数センサ２８が設けられている。車速センサ２９は、車両１の車速を検出する。シフトポジションセンサ３０は、運転者が操作するシフトレバーの位置（シフトポジション）を検出する。ブレーキストロークセンサ３２は、ブレーキペダルの踏込み量（ペダルストローク）を検出する。入力軸回転数センサ３３は、自動変速機１３の入力軸２の回転数を検出する。出力軸回転数センサ３４は、自動変速機１３の出力軸４の回転数を検出する。各センサ２８，２９，３０，３２，３３，３４の検出結果を示す信号は、ＥＣＵ２０に出力される。
【００３８】
ＥＣＵ２０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１３の変速段を決定し、この決定された変速段を成立させるようにＡ／Ｔ油圧制御装置１７を制御することができる。
【００３９】
エンジン１１には、スタータ３１が設けられている。スタータ３１は、エンジン１１を始動する始動装置である。スタータ３１は、エンジン始動時にエンジン１１の回転軸に対して動力を伝達可能に接続される。スタータ３１は、例えば、ＤＣモータを有し、バッテリからの電力を消費して動力を出力し、この動力によってエンジン１１を回転させることができる。スタータ３１は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４０】
エンジン１１は、エンジン１１によって駆動される補機３５を備える。補機３５は、エンジン１１の回転軸と動力を伝達可能に設けられており、エンジン１１から伝達される動力により作動する。補機３５は、例えば、オルタネータやエアコンのコンプレッサを含む。補機３５は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、エンジン１１に対する燃料の供給を停止して惰性により車両１を走行させるエコラン制御を実行可能である。エコラン制御は、例えば、車両１の走行中にアクセルオフされた場合に実行されるものである。エコラン制御中は、燃料が消費されないため、エコラン制御を実行することで燃費の向上を図ることができる。なお、エコラン制御は、走行中に限らず、車両１の停車中に実行されてもよい。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、例えば、アクセルポジションセンサ２１の検出結果に基づき、アクセルオフと判定するとエコラン制御を実行する。エコラン制御を実行する場合、ＥＣＵ２０は、エンジン１１に対する燃料の供給を停止してエンジン１１の運転を停止する。ここで、エンジン１１の運転とは、エンジン１１に対して燃料が供給されて、エンジン１１が自立的に回転する作動状態を示す。エンジン１１の運転が停止されると、エンジン１１は被駆動状態あるいは回転が停止した動作停止状態となる。燃料の供給が停止されたエンジン１１は、駆動輪１６との間で動力が伝達される状態であれば駆動輪１６の回転によって駆動される被駆動状態となり、駆動輪１６との間で動力が伝達されない状態であれば、回転を停止する。
【００４３】
ＥＣＵ２０は、エコラン制御時において、入力クラッチ３を開放し、エンジン１１の回転を停止させて車両１を走行させることができる。このようにエコラン制御時に入力クラッチ３を開放すると、車両１は、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達経路が遮断され、エンジンブレーキが作用しないフリーラン状態となる。フリーラン状態では、走行抵抗が小さくなり、燃費の向上が可能となる。
【００４４】
エコラン制御の実行中に、エコラン制御から復帰する復帰条件が成立すると、ＥＣＵ２０は、エンジン１１を再始動させる。ＥＣＵ２０は、例えば、アクセルが踏み込まれた場合など、エンジン１１に対する再始動要求、あるいは車両１に対する加速要求の少なくともいずれか一方の要求があった場合に、車両１をエコラン制御から復帰させる。また、ＥＣＵ２０は、車両１の状態に基づいてエコラン制御から復帰させてもよい。ＥＣＵ２０は、例えば、バッテリの充電量が低下したときに車両１をエコラン制御から復帰させるようにしてもよい。
【００４５】
車両１をエコラン制御から復帰させる場合、ＥＣＵ２０は、走行中に入力クラッチ３を係合状態とし、スタータ３１によって停止していたエンジン１１を始動する。入力クラッチ３を係合状態としてエンジン１１を始動することで、エンジン１１の始動後に入力クラッチ３を係合する場合よりも応答性を向上させることができる。例えば、運転者による加速要求がなされているときに、エンジン始動後に即座に駆動力を発生させることができ、加速要求に対する応答性を向上させることができる。
【００４６】
ここで、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動する場合、エンジン回転のオーバシュートによってワンウェイクラッチ５が同期し、駆動力が一時的に発生することがある。図８は、エンジン始動時のワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生を説明するタイムチャートである。
【００４７】
図８において、符号Ｎｅはエンジン回転数、Ｎｔは自動変速機１３の入力軸２の回転数、Ｔoutは出力軸４に対して出力されるアウトプットトルクを示す。本実施形態では、入力軸２の回転数を単に「入力軸回転数Ｎｔ」とも記載する。図８には、自動変速機１３の変速段が１速変速段である場合の各回転数およびアウトプットトルクが示されている。
【００４８】
１速変速段では、エンジン１１の運転が停止されてエンジン１１が動力を出力していないと、ワンウェイクラッチ５が空転する。これにより、エンジン１１の再始動が開始される時刻ｔ１よりも前はエンジン回転数Ｎｅおよび入力軸回転数Ｎｔ共に０である。時刻ｔ１にスタータ３１によってエンジン１１の始動が開始されると、エンジン回転数Ｎｅおよび入力軸回転数Ｎｔが共に上昇する。ここで、入力軸回転数Ｎｔが、１速変速段における同期回転数に到達すると、ワンウェイクラッチ５が同期することによって、入力軸回転数Ｎｔの更なる上昇が規制される。
【００４９】
本実施形態では、ｎ速変速段（ｎ＝１，２，３…）における同期回転数を単に「ｎ速同期回転数」と記載する。例えば、１速同期回転数は、自動変速機１３の変速段を１速変速段としている場合に、ワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構において、入力軸２側の回転数が出力軸４側の回転数と同期する入力軸回転数Ｎｔである。入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数まで上昇すると、ワンウェイクラッチ５が同期して入力軸２から出力軸４に対する動力の伝達がなされ、入力軸回転数Ｎｔの更なる上昇が規制される。
【００５０】
従って、時刻ｔ２に入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数に到達すると、その後は入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数に沿って推移する。一方、エンジン回転数Ｎｅは、時刻ｔ２以降も上昇を続ける。これにより、アウトプットトルクＴoutが大きく上昇してショックが生じてしまう。エンジン始動時におけるショックの発生を抑制できることが望ましい。ここで、ｎ速同期回転数は、車速および変速比に応じて変化するものである。ＥＣＵ２０は、自動変速機１３の油温、内部回転（イナーシャトルク）等に基づいてｎ速同期回転数を予測することができる。例えば、ＥＣＵ２０は、自動変速機１３の油温やイナーシャトルクとｎ速同期回転数との対応関係を示すマップを予め記憶しており、このマップを参照してｎ速同期回転数を算出することができる。
【００５１】
本実施形態の車両制御装置１−１は、停止していたエンジン１１を走行中に始動するときに、車両１の車速と自動変速機１３の変速比とに基づいて入力クラッチ３の係合タイミングを変化させる所定制御を行う。この所定制御は、エンジン再始動時のショックの抑制と応答性の向上とを両立できるように入力クラッチ３の係合タイミングを変化させるものである。エンジン再始動時における入力クラッチ３の係合タイミングを早めれば、加速要求に対する応答性を向上させることができる。一方、状況に応じて、車速および変速比に基づいてエンジン再始動時における入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させることでショックの発生を抑制することができる場合がある。
【００５２】
ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動するとエンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測される場合、所定制御において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。具体的には、エンジン１１の始動時にエンジン回転数Ｎｅの上昇が終了するまで入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。一例として、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが低下し始めるまで入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。
【００５３】
より好ましくは、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に対応する回転数に低下するまで入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に対応する回転数まで低下したとき（時刻ｔ３）に入力クラッチ３を係合する。この１速同期回転数に対応するエンジン回転数Ｎｅは、車速および変速比に基づく回転数に対応している。ＥＣＵ２０は、所定制御により、エンジン始動時のアウトプットトルクＴoutの発生を抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。
【００５４】
図１、図２および図４を参照して、本実施形態の車両制御装置１−１による制御について説明する。図４は、本実施形態の車両制御装置１−１による所定制御のタイムチャートである。図１に示す制御フローは、エコラン制御中に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５５】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ２０により、エンジン停止中であるか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、例えば、エンジン回転数センサ２８の検出結果に基づいてステップＳ１の判定を行う。その判定の結果、エンジン停止中であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００５６】
ステップＳ２では、ＥＣＵ２０により、車速が所定値未満であるか否かが判定される。ある程度以上に車速が高い場合、ｎ速同期回転数が高回転となり、エンジン１１の始動時のオーバシュートによってもワンウェイクラッチ５の同期が生じないと判定することができる。ステップＳ２における判定のための所定値は、例えば、エンジン１１の始動時における入力軸回転数Ｎｔが到達し得る最大の回転数に基づいて定めることができる。ステップＳ２の判定の結果、車速が所定値未満であると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００５７】
ステップＳ３では、ＥＣＵ２０により、エンジン再始動予想ピーク回転が読み出され、予測値Ｎ１に代入される。ＥＣＵ２０は、エンジン再始動時の条件に応じた予想ピーク回転数を予めマップ等として記憶している。エンジン１１の再始動時におけるピーク回転数は、エンジン油温や冷却水温、外気温等の条件によって変化する。ＥＣＵ２０は、ピーク回転数に影響する条件を取得し、取得した条件に基づいて読み出した予想ピーク回転数を予測値Ｎ１とする。ステップＳ３が実行されると、ステップＳ４に進む。なお、ＥＣＵ２０は、予測値Ｎ１と、実際のエンジン回転数Ｎｅの履歴とに基づいて予測値Ｎ１のマップを補正するようにしてもよい。また、ＥＣＵ２０は、ｎ速同期回転数のマップを補正するようにしてもよい。例えば、入力クラッチ３を係合したときの入力軸回転数Ｎｔやエンジン回転数Ｎｅの推移に基づいてｎ速同期回転数のマップを補正することが可能である。
【００５８】
ステップＳ４では、ＥＣＵ２０により、予測値Ｎ１が変速比（ギヤ比）に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であるか否かを判定する。本実施形態では、エンジン１１の再始動時に１速変速段を選択する場合について説明する。ＥＣＵ２０は、車速と１速変速段の変速比との積で決まる入力軸回転数Ｎｔである１速同期回転数と、ステップＳ３で算出した予測値Ｎ１との比較結果に基づいてステップＳ４の判定を行う。なお、車速とは、出力軸４の回転数を示すものである。その判定の結果、予測値Ｎ１が１速同期回転数よりも大であると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００５９】
ステップＳ５では、ＥＣＵ２０により、入力クラッチ３が開放される。ＥＣＵ２０は、エンジン１１の再始動前に入力クラッチ３を開放し、ワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生を未然に抑制する。ステップＳ５が実行されると、本制御フローは終了する。
【００６０】
ステップＳ６では、ＥＣＵ２０により、入力クラッチ３が係合される。ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３を係合しておくことで、エンジン１１の再始動時の応答性の向上を図る。
【００６１】
図２に示す制御フローは、エンジン１１の再始動判定がなされた場合に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００６２】
まず、ステップＳ１１では、ＥＣＵ２０により、エンジン再始動中であるか否かが判定される。図４では、時刻ｔ１１においてエンジン１１の再始動が開始される。ステップＳ１１の判定の結果、エンジン再始動中であると判定された場合（ステップＳ１１−Ｙ）にはステップＳ１２に進み、そうでない場合（ステップＳ１１−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００６３】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ２０により、クラッチ開放中であるか否かが判定される。ステップＳ１２では、入力クラッチ３が予め開放されているか否かが判定される。図１に示す制御フローのステップＳ５で予め入力クラッチ３が開放されている場合、ステップＳ１３以降において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる所定制御が実行される。ステップＳ１２の判定の結果、クラッチ開放中であると判定された場合（ステップＳ１２−Ｙ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１２−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００６４】
ステップＳ１３では、ＥＣＵ２０により、エンジン再始動予想ピーク回転が読み出され、予測値Ｎ１に代入される。ＥＣＵ２０は、現時点におけるエンジン再始動予想ピーク値によって予測値Ｎ１を更新する。ステップＳ１３が実行されると、ステップＳ１４に進む。
【００６５】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ２０により、予測値Ｎ１が１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であるか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３で更新された予測値Ｎ１が、現在車速に基づく１速同期回転数よりも大であるか否かを判定する。その判定の結果、予測値Ｎ１が１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であると判定された場合（ステップＳ１４−Ｙ）にはステップＳ１５に進み、そうでない場合（ステップＳ１４−Ｎ）にはステップＳ１８に進む。
【００６６】
ステップＳ１５では、ＥＣＵ２０により、エンジン始動ピーク回転が過ぎたか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、エンジン回転数センサ２８の検出結果に基づいてステップＳ１５の判定を行うことができる。図４では、時刻ｔ１３においてエンジン回転数Ｎｅがピークとなり、その後にステップＳ１５において肯定判定がなされるようになる。ステップＳ１５の判定の結果、エンジン始動ピーク回転数が過ぎたと判定された場合（ステップＳ１５−Ｙ）にはステップＳ１６に進み、そうでない場合（ステップＳ１５−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００６７】
ステップＳ１６では、ＥＣＵ２０により、エンジン回転数Ｎｅが車速および１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも小であるか否かが判定される。ステップＳ１６では、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数未満に低下したか否かが判定される。入力軸回転数Ｎｔはエンジン回転数Ｎｅ以下の回転数となるものであるため、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数未満であれば、入力軸回転数Ｎｔも１速同期回転数未満の状態である。ステップＳ１６の判定の結果、エンジン回転数Ｎｅが１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも小であると判定された場合（ステップＳ１６−Ｙ）にはステップＳ１８に進み、そうでない場合（ステップＳ１６−Ｎ）にはステップＳ１７に進む。なお、ステップＳ１６の判定では、エンジン回転数Ｎｅに代えて、入力軸回転数Ｎｔと１速同期回転数との比較を行うようにしてもよい。
【００６８】
ステップＳ１７では、ＥＣＵ２０により、エンジン回転数Ｎｅの低下勾配に基づく判定がなされる。ＥＣＵ２０は、低下勾配から入力軸回転数Ｎｔがワンウェイクラッチ５の同期回転数を下回る時間を予測して、係合開始指令を出力するか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、下記式（１）が成立する場合、クラッチ係合開始の指令を出力する。
（Ｎｅ−（車速×１stギヤ））／ΔＮｅ ＜ 所定値…（１）
【００６９】
上記式（１）の左辺において、ΔＮｅは、エンジン回転数Ｎｅの変化速度であり、例えば、単位時間あたりのエンジン回転数Ｎｅの低下量の大きさを示す。つまり、上記式（１）の左辺は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に低下するまでの所要時間を示す。また、上記式（１）の右辺の所定値は、入力クラッチ３に対する係合開始指令が出力されてから実際に入力クラッチ３が係合するまでの所要時間に基づいて定められている。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に一致するタイミングと、入力クラッチ３が係合するタイミングとが同期するように、入力クラッチ３に対する係合指令を出力する。ステップＳ１７の判定の結果、上記式（１）が成立すると判定された場合（ステップＳ１７−Ｙ）にはステップＳ１８に進み、そうでない場合（ステップＳ１７−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００７０】
ステップＳ１８では、ＥＣＵ２０により、クラッチ係合開始指令が出力される。ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３に対して、係合開始指令を出力する。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、入力クラッチ３を係合させるべく入力クラッチ３に対して油圧を供給する。図４では、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数のラインとクロスする時刻ｔ１４において入力クラッチ３（Ｃ１）が係合される。ＥＣＵ２０は、例えば、ワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生を抑制できるように、半係合状態を経て完全係合するように入力クラッチ３を係合させる。ステップＳ１８が実行されると、本制御フローは終了する。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、エコラン制御中にエンジン１１を再始動する時に、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動するとエンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測される場合、所定制御において、入力クラッチ３の係合タイミングが遅延される。これにより、エンジン１１の再始動時のショックの発生が抑制され、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【００７２】
なお、ステップＳ１７において、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に低下するまでの所要時間が大きすぎる場合や、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数まで低下しないと予測された場合にもステップＳ１８に進んで入力クラッチ３を係合させるようにしてもよい。例えば、エンジン始動中に車速が低下した場合など、予測に反してエンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数まで低下しなくなる可能性もある。こうした場合には、所定制御を終了して入力クラッチ３を係合することができる。
【００７３】
また、車両制御装置１−１は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動してもエンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測されない場合は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を再始動する。図５は、本実施形態において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させない場合のタイムチャート、言い換えると、エンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測されない場合のタイムチャートである。
【００７４】
予測値Ｎ１が１速同期回転数以下である場合（Ｓ４−Ｎ）、ＥＣＵ２０は入力クラッチ３を係合させた状態でエンジン１１を再始動する。言い換えると、エンジン１１の再始動時にエンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数に対してオーバシュートしてもワンウェイクラッチ５が同期しないと予測できた場合、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動する。この場合、エンジン１１の始動完了時に入力クラッチ３が既に係合しているため、加速要求がなされた場合に高応答で駆動力を出力することができる。また、入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数を超えてしまう可能性は小さく、ワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生が抑制される。
【００７５】
また、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、運転者がアクセルを踏み込み、駆動力が必要な場合は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を再始動する。車両１に対して加速が要求されている場合、エンジン回転数の上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されるか否かにかかわらず、入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させることなく、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動する。
【００７６】
ＥＣＵ２０は、例えば、スタータ３１によってエンジン１１の始動を開始するときに入力クラッチ３を係合状態とする。これにより、運転者のアクセルＯＮの操作に対する車両１の加速応答性を向上させることができる。なお、ＥＣＵ２０は、運転者によってアクセルが踏み込まれている場合、要求トルクや要求加速度に基づいて所定制御において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させるか否かを決定するようにしてもよい。例えば、アクセル開度および車速に基づく要求トルクが所定トルク以上である場合に、入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させることを禁止して入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を再始動するようにしてもよい。
【００７７】
なお、本実施形態では、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチが、自動変速機１３の入力クラッチ３であったが、これには限定されない。エンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチは、入力クラッチ３以外の自動変速機１３のクラッチであってもよく、自動変速機１３の外部に設けられたクラッチであってもよい。例えば、トルクコンバータ１２の出力軸と自動変速機１３の入力軸２との間にクラッチを介在させてもよく、自動変速機１３の出力軸４よりも駆動輪１６側にクラッチが配置されてもよい。
【００７８】
本実施形態のワンウェイクラッチ５は、自動変速機１３の内部に設けられているが、ワンウェイクラッチ５の位置はこれには限定されない。ワンウェイクラッチ５は、例えば、自動変速機１３よりもエンジン１１側に配置されていてもよく、あるいは自動変速機１３よりも駆動輪１６側に配置されていてもよい。つまり、ワンウェイクラッチ５は、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達経路に配置され、エンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪１６からエンジン１１に対する動力の伝達を遮断するものであればよい。
【００７９】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態では、エンジン回転数Ｎｅのオーバシュート後に、エンジン回転数Ｎｅがｎ速同期回転数まで低下したタイミングで入力クラッチ３を係合したが、入力クラッチ３を係合するタイミングは、これには限定されない。ショックの発生を抑制する観点からは、エンジン回転数がｎ速同期回転数に等しくなるタイミングと入力クラッチ３の係合タイミングとを一致させることが望ましいが、入力クラッチ３の係合タイミングは、その前後のタイミングとされてもよい。
【００８０】
例えば、入力クラッチ３の係合タイミングは、運転者の駆動要求に関連するパラメータに基づいて可変とされてもよい。駆動要求に関連するパラメータは、例えば、アクセル開度、アクセル開度の変化速度、要求トルクや要求駆動力等である。運転者の加速要求が大きい場合、加速要求が小さい場合よりも入力クラッチ３の係合タイミングを早めるようにすることができる。例えば、加速要求が大きいほど、エンジン回転数がｎ速同期回転数に等しくなるタイミングに対して入力クラッチ３の係合タイミングを早めるようにすればよい。このようにすれば、ショックの抑制と応答性の向上とに加速要求に応じた重み付けを行うことができる。
【００８１】
なお、入力クラッチ３の係合タイミングは、運転者の操作によるものに限らず、駆動要求に関連するパラメータに基づいて可変とされてもよい。例えば、入力クラッチ３の係合タイミングは、車両１の走行制御に基づく加速要求に応じて早められてもよい。また、入力クラッチ３の係合タイミングは、運転者の走行指向に応じて可変とされてもよい。例えば、加減速時に加速度の大きな変化を要求する運転者の場合、加速度の大きな変化を要求しない運転者の場合よりも入力クラッチ３の係合タイミングを早めるようにしてもよい。
【００８２】
（第２実施形態）
図６を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、定常的にワンウェイクラッチ５が同期するエンジン回転数Ｎｅの場合は、入力クラッチ３の係合までエンジン回転数Ｎｅを同期回転に対し若干下回る回転数に低下させるように制御する点である。このために、本実施形態の所定制御では、エンジン１１の再始動時に入力クラッチ３を係合するまで補機３５を一瞬切ることで、エンジン回転数Ｎｅを低減させる。つまり、本実施形態では、車両制御装置１−１は、エンジン始動後にエンジン回転数Ｎｅがｎ速同期回転数まで低下しないと予測される場合、補機３５の負荷を低減させる。
【００８３】
図６は、所定制御において補機負荷を低減する場合のタイムチャートである。なお、本実施形態の制御は、上記第１実施形態（図１）のステップＳ４において、予測値Ｎ１が１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であると判定され（ステップＳ４−Ｙ）、入力クラッチ３が開放された状態でエンジン１１の再始動が開始される場合になされるものである。
【００８４】
図６において、符号Ｎｅ０、Ｎｔ０およびＴout０は、それぞれ本実施形態の制御がなされない場合のエンジン回転数、入力軸回転数およびアウトプットトルクを示す。また、符号Ｎｅ１、Ｎｔ１およびＴout１は、それぞれ本実施形態の制御がなされる場合のエンジン回転数、入力軸回転数およびアウトプットトルクを示す。
【００８５】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の再始動前あるいはエンジン１１の再始動中に、エンジン始動後のエンジン回転数の推移を予測する。エンジン始動後のエンジン回転数は、例えば、車速と、自動変速機１３の変速段と、補機３５の負荷とに基づいて算出することができる。例えば、１速変速段でエンジン１１を再始動する場合を例に説明すると、ＥＣＵ２０は、再始動時にオーバシュートした後のエンジン回転数Ｎｅ０が、１速同期回転数以下の回転数まで低下するか否かを予測する。その結果、エンジン回転数Ｎｅ０が１速同期回転数を上回る回転数で推移する、すなわち定常的にワンウェイクラッチ５が同期するエンジン回転数となると予測した場合は、補機３５の負荷を低減させる。
【００８６】
ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３が係合するまでエンジン回転数Ｎｅを１速同期回転数に対し若干下回る回転数とするように、補機３５を一時的にオフとする。ＥＣＵ２０は、例えば、エアコンの電源をオフとすることや、オルタネータの発電量を０とすることによってエンジン１１に対する補機３５の負荷トルクを低減させる。これにより、エンジン１１に対する要求トルクが低減することで、エンジン１１の回転数が低下する。図６では、時刻ｔ２１において補機３５がオフとされ、エンジン回転数Ｎｅ１および入力軸回転数Ｎｔ１が低下しはじめる。時刻ｔ２２以降は、エンジン回転数Ｎｅ１が１速同期回転数を下回るようになり、ワンウェイクラッチ５が空転する。
【００８７】
ＥＣＵ２０は、ワンウェイクラッチ５の同期が解除される時刻ｔ２２以降に入力クラッチ３を係合させる。これにより、入力クラッチ３を係合するときのショックの発生が抑制される。例えば、本実施形態の補機３５の負荷を低減させる制御がなされない場合、時刻ｔ２２において入力クラッチ３を係合させると、エンジン回転数Ｎｅ０と１速同期回転数との回転数差が大きな状態で入力クラッチ３を係合することとなる。これにより、アウトプットトルクＴout０の変動が大きなものとなり、ショックの発生によりドライバビリティの低下を招くことがある。
【００８８】
これに対して、本実施形態では、エンジン回転数Ｎｅ１が１速同期回転数を下回る時刻ｔ２２以降に入力クラッチ３を係合することで、ワンウェイクラッチ５を同期させることなく入力クラッチ３を係合することができる。また、入力クラッチ３の係合後に補機３５の負荷を低減前の負荷まで増加させることで、時刻ｔ２３においてエンジン回転数Ｎｅ１が１速同期回転数を超える。このときは、１速同期回転数とエンジン回転数Ｎｅ１との回転数差がない状態でワンウェイクラッチ５が同期することで、アウトプットトルクＴout１の急激な変動が生じることはない。
【００８９】
このように、本実施形態の補機３５の制御によればショックの発生を抑制しつつ入力クラッチ３を係合することができる。なお、補機３５の負荷を低減させる制御は、エンジン回転数Ｎｅ０が１速同期回転数を上回る回転数で推移することを事前に予測した場合に限らず実行することができる。例えば、エンジン回転数Ｎｅがオーバシュート後に１速同期回転数を下回ると予測されたものの、実際のエンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数を上回って推移したときに、補機３５の負荷を低減させる制御が実行されてもよい。
【００９０】
本実施形態の補機３５の制御は、入力クラッチ３を係合するまでに所定の時間を要する。このため、高応答のニーズがない場合、例えばアクセルオンされていない場合に実行されることが好ましい。
【００９１】
（第３実施形態）
図７を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図７は、本実施形態のエンジン始動制御のタイムチャートである。本実施形態において、上記各実施形態と異なる点は、ワンウェイクラッチ５を同期させないために必要な回転数域まで一時的であってもエンジン回転数Ｎｅを低下させられない場合、ハイギヤを出力することによってショックの発生を抑制する点である。
【００９２】
ＥＣＵ２０は、エンジン始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数まで低下しないと予測される場合、ハイギヤを出力する。このハイギヤは、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされない変速段である。すなわち、本実施形態では、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされる変速段ではワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生が避けられない場合、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達が生じない変速段でエンジン１１を始動する。
【００９３】
本実施形態では、自動変速機１３が５速変速可能なものであって、かつ１速変速段から３速変速段ではワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされ、４速変速段および５速変速段ではワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされないものである場合について説明する。１速変速段から３速変速段は、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされる第一の変速段に対応し、４速変速段および５速変速段は、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされない第二の変速段に対応する。
【００９４】
ＥＣＵ２０は、エンジン１１を停止して走行中に、１速変速段から３速変速段のうち、エンジン１１の始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数未満に低下すると予測される変速段が存在するか否かを判定する。本実施形態では、エンジン１１の始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数未満に低下すると予測される変速段を単に「所定制御可能な変速段」と記載する。ＥＣＵ２０は、判定の結果、所定制御可能な変速段が存在する場合、上記各実施形態の所定制御を実行する。
【００９５】
一方、ＥＣＵ２０は、所定制御可能な変速段が存在しない場合、４速変速段あるいは５速変速段からエンジン始動時の変速段を選択する。言い換えると、ＥＣＵ２０は、第一の変速段である１速変速段から３速変速段ではエンジン１１の始動時にエンジン回転数Ｎｅが車速および第一の変速段の変速比に基づく回転数まで低下しないと予測される場合、自動変速機１３の変速段を第二の変速段である４速変速段または５速変速段とする。所定制御可能な変速段が存在するか否かは、車速に応じて決まる。低速走行時は、高速走行時よりもｎ速同期回転数が低回転となり、エンジン１１の始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数未満まで低下しにくくなる。所定制御可能な変速段が存在する車速域の下限の車速を「所定制御可能な限界車速」と記載する。所定制御可能な限界車速未満の車速では、アイドル回転において定常的にワンウェイクラッチ５が同期する。
【００９６】
ＥＣＵ２０は、所定制御可能な限界車速よりも現在の車速が低速である場合、自動変速機１３をハイギヤに変速する。例えば、エンジン始動時の変速段として４速変速段を選択した場合、ＥＣＵ２０は、現在の車速が所定制御可能な限界車速未満となると、４速変速段に変速し、入力クラッチ３を係合してエンジン１１を始動する。これにより、図７を参照して説明するように、ショックの発生が抑制される。
【００９７】
図７において、符号Ｎｅ３およびＮｔ３は、本実施形態においてハイギヤでエンジン１１を再始動するときのエンジン回転数および入力軸回転数をそれぞれ示す。また、符号Ｔout２は、１速変速段でエンジン１１を再始動するときのアウトプットトルク、Ｔout３は、本実施形態においてハイギヤでエンジン１１を再始動したときのアウトプットトルクをそれぞれ示す。
【００９８】
１速変速段でエンジン１１を再始動すると、時刻ｔ３２において１速同期回転数でワンウェイクラッチ５が同期することで、アウトプットトルクＴout２が大きく上昇する。これに対して、ハイギヤ、例えば４速変速段でエンジン１１を再始動すると、エンジン回転数Ｎｅ３が上昇を始めるときにアウトプットトルクＴout３が立ち上がる。これにより、アウトプットトルクＴout３の上昇速度は、１速変速段でエンジン１１を再始動する場合のアウトプットトルクＴout２の上昇速度よりも緩やかとなる。また、アウトプットトルクＴout３のピークトルクの大きさは、アウトプットトルクＴout２のピークトルクの大きさよりも小さくなる。なお、時刻ｔ３１は、エンジン回転数Ｎｅ３がハイギヤの同期回転数に到達する時刻を示す。
【００９９】
このように、本実施形態のエンジン始動制御によれば、所定制御が実行できない場合にハイギヤでエンジン１１を再始動することにより、エンジン再始動時のショックを抑制することが可能となる。
【０１００】
なお、所定制御可能な限界車速は、補機３５の負荷を低減させる制御を考慮して定められたものであってもよい。例えば、所定制御可能な限界車速は、補機３５の負荷を選択可能な最小の負荷まで低減させた状態における所定制御可能な変速段が存在する車速域の下限の車速とすることができる。
【０１０１】
上記の各実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る車両制御装置は、停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立するのに適している。
【符号の説明】
【０１０３】
１−１ 車両制御装置
１ 車両
２ 入力軸
３ 入力クラッチ
４ 出力軸
５ ワンウェイクラッチ
１１ エンジン
１３ 自動変速機
１６ 駆動輪
２０ ＥＣＵ
３５ 補機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン再始動時のショックを抑制する技術が提案されている。特許文献１には、アイドルストップからのエンジン再始動時のように、自動変速機への入力回転速度が出力回転速度よりも小さい空転状態からのエンジン加速時には、入力回転速度が出力回転速度を越えないように、モータジェネレータを回転数制御する車両の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３５１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン再始動時のショックを抑制することについて、なお検討の余地がある。例えば、モータジェネレータを備えない車両において、停止していたエンジンを始動するときのショックを抑制できることが望まれている。また、例えば、停止していたエンジンを車両の走行中に始動するときのショックを抑制できることが望まれている。
【０００５】
また、停止していたエンジンを始動するときの応答性を向上できることが望まれている。例えば、加速要求に応じてエンジンを再始動する場合、速やかに駆動力を出力できることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両制御装置は、エンジンと、変速機と、前記変速機を介した前記エンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、前記エンジンから前記駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ前記駆動輪から前記エンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備え、停止していた前記エンジンを前記車両の走行中に始動するときに、前記車両の車速と前記変速機の変速比とに基づいて前記クラッチの係合タイミングを変化させる所定制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数の上昇が終了するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させることが好ましい。
【０００９】
上記車両制御装置において、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記変速比に基づく回転数に低下するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させることが好ましい。
【００１０】
上記車両制御装置において、前記所定制御において、エンジン回転数を前記車速および前記変速比に基づく回転数以下の回転数とするように、前記エンジンによって駆動される補機の負荷を低減させることが好ましい。
【００１１】
上記車両制御装置において、前記変速機として、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされる第一の変速段と、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされない第二の変速段とを有する有段変速機を備え、前記第一の変速段では前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記第一の変速段の変速比に基づく回転数まで低下しないと予測される場合、前記有段変速機の変速段を前記第二の変速段とし、前記クラッチを係合して前記エンジンを始動することが好ましい。
【００１２】
上記車両制御装置において、前記車両に対して加速が要求されている場合、前記クラッチの係合タイミングを遅延させることなく、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る車両制御装置は、変速機を介したエンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、エンジンから駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪からエンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、を備え、停止していたエンジンを車両の走行中に始動するときに、車両の車速と変速機の変速比とに基づいてクラッチの係合タイミングを変化させる所定制御を行う。本発明に係る車両制御装置によれば、車速と変速比とに基づいて適宜クラッチの係合タイミングを変化させることにより、停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態のエンジン停止中の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１実施形態のエンジン始動中の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、所定制御のタイムチャートである。
【図５】図５は、入力クラッチの係合タイミングを遅延させない場合のタイムチャートである。
【図６】図６は、所定制御において補機負荷を低減する場合のタイムチャートである。
【図７】図７は、第３実施形態のエンジン始動制御のタイムチャートである。
【図８】図８は、エンジン始動時のワンウェイクラッチの同期によるショックの発生を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態に係る車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１６】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、本実施形態のエンジン停止中の動作を示すフローチャート、図２は、本実施形態のエンジン始動中の動作を示すフローチャート、図３は、実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。
【００１７】
本実施形態の車両制御装置１−１は、走行中にエンジンを停止して燃料の節約を行う自動車において、エンジン再始動時に自動変速機のクラッチ伝達力をコントロールすることによってショック抑制と応答性確保との両立を行う。
【００１８】
本実施形態に係る車両は、１ｓｔにワンウェイクラッチを持つ自動変速機を搭載している。自動変速機の入力クラッチを係合状態にしたままでエンジンを再始動すると、エンジン回転数のオーバシュートによってワンウェイクラッチが同期して駆動力が一時的に発生することがある。車両制御装置１−１は、このようにエンジン始動時に一時的に駆動力が発生する可能性がある場合、エンジン回転のオーバシュート後に入力クラッチを係合する。これにより、ワンウェイクラッチの同期によるショックの発生を抑制可能となる。
【００１９】
また、車両制御装置１−１は、オーバシュートしてもワンウェイクラッチが同期しない場合、もしくはアクセルが踏み込まれ駆動力が必要な場合は、最初から入力クラッチを係合してエンジンを再始動する。これにより、応答性を重視したエンジン始動を実現する。
【００２０】
本実施形態は、以下の構成要素を備えることを前提としている。
【００２１】
［ハード構成（制御対象部品）］
（１）エンジン×自動変速機（プラネタリＡＴ）。
（２）入力クラッチをエンジン停止始動状態にかかわらず、電動オイルポンプ等の手段を用いて常時コントロール可能な構成。
【００２２】
［制御用ＥＣＵ構成］
エンジン制御ＥＣＵ×変速機制御ＥＣＵ、またはパワートレーン制御ＥＣＵ。
［入力信号］
アクセル開度、車速、エンジン回転数、エンジン制御用センサ各種センサ信号、変速機入力回転、クラッチ前後回転数、エンジントルク。
［処理出力内容］
クラッチ油圧制御、エンジン制御（燃料、バルブ、ＥＧＲ、スロットル等）。
【００２３】
図３に示すように、車両１には、動力源としてのエンジン１１が設けられている。エンジン１１には、トルクコンバータ１２を介して自動変速機１３が連結されている。エンジン１１の駆動力は、トルクコンバータ１２を介して自動変速機１３に入力され、デファレンシャルギヤ１４及びドライブシャフト１５を介して駆動輪１６に伝達される。自動変速機１３は、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７により車両１の運転状態に応じて変速比が自動的に制御される。自動変速機１３は、入力軸２、入力クラッチ３、出力軸４およびワンウェイクラッチ５を有する。入力軸２は、トルクコンバータ１２を介してエンジン１１の回転が入力される回転軸である。自動変速機１３では、入力軸２に入力されるエンジン１１の回転が変速されて出力軸４に出力される。出力軸４に出力された回転は、デファレンシャルギヤ１４に伝達される。
【００２４】
自動変速機１３は、複数の変速要素である遊星歯車機構と、クラッチ、ブレーキ等の複数の摩擦係合要素とを組み合わせて構成される有段変速機である。自動変速機１３は、各摩擦係合要素を係合あるいは開放することによって変速段を切替えることができる。
【００２５】
入力クラッチ３は、入力軸２と出力軸４との間に設けられ、入力軸２と出力軸４との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチである。すなわち、入力クラッチ３は、エンジン１１と駆動輪１６との動力伝達経路に配置されたものである。入力クラッチ３は、入力軸２に接続された入力側係合部材３ａと、出力軸４側に接続された出力側係合部材３ｂとを有する。出力側係合部材３ｂは、複数のクラッチあるいはブレーキ、および遊星歯車機構を介して出力軸４に接続されている。これら複数のクラッチあるいはブレーキをそれぞれ係合あるいは開放することによって、自動変速機１３において互いに変速比が異なる複数の変速段を選択的に形成することができる。
【００２６】
入力クラッチ３は、自動変速機１３において動力の伝達がなされる場合に係合され、動力の伝達がなされない場合に開放される。つまり、自動変速機１３においていずれかの変速段が形成されているときに入力クラッチ３が係合されることで、自動変速機１３において動力の伝達を行うことができ、入力クラッチ３が開放されていると、動力の伝達が遮断される。つまり、入力クラッチ３は、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断することができるクラッチである。本明細書では、入力クラッチ３を「Ｃ１」とも称する。
【００２７】
入力クラッチ３は、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７によって供給される係合圧によって制御される。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、エンジン１１の回転によって駆動されてオイルを吐出するエンジンポンプと、供給される電力によって駆動されてオイルを吐出する電動ポンプとを有する。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、エンジン１１の運転時には、エンジンポンプから吐出されるオイルを調圧して自動変速機１３に供給する。一方、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、エコラン制御中は電動ポンプを駆動し、電動ポンプから吐出されるオイルを調圧して自動変速機１３に供給する。つまり、入力クラッチ３は、エンジン１１を停止して走行しているときにも係合あるいは開放することができる。
【００２８】
なお、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、車輪の回転と連動して回転する回転部材によって駆動される油圧ポンプを有していてもよい。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、例えば、自動変速機１３と駆動輪１６との間の回転部材によって回転駆動されることでオイルを吐出するポンプを有し、このポンプから吐出されるオイルを調圧して自動変速機１３に供給するようにしてもよい。このようにすれば、エンジン１１が停止しているときであっても、安定的に自動変速機１３に油圧を供給することが可能となる。
【００２９】
入力クラッチ３は、Ａ／Ｔ油圧制御装置１７から供給される係合圧に応じて係合あるいは開放すると共に、係合度合いを制御可能となっている。ここで、係合度合いとは、入力クラッチ３における入力軸２側と出力軸４側との動力の伝達度合いに対応する。すなわち、入力クラッチ３は、入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとが係合し、かつ等しい回転数で一体回転する完全係合状態と、入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとが係合し、かつ相対回転する半係合状態と、入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとが動力を伝達しない開放状態と、に制御可能である。入力クラッチ３は、係合圧に応じて、スリップ量やスリップ率が０の完全係合状態から、スリップ量やスリップ率が最大の開放状態まで任意に制御可能である。
【００３０】
ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３の前後回転数に基づいて入力クラッチ３の係合状態を制御することができる。入力クラッチ３の前後回転数は、例えば、入力クラッチ３の入力側の回転数および出力側の回転数をそれぞれセンサによって検出するようにしてもよく、入力軸２の回転数および出力軸４の回転数から算出するようにしてもよい。
【００３１】
このように、入力クラッチ３は、エンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断可能である。また、エンジン１１と駆動輪１６とで動力を伝達するときの入力クラッチ３の係合度合いを制御することで、エンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達度合いを制御可能である。
【００３２】
ワンウェイクラッチ５は、エンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪１６からエンジン１１に対する動力の伝達を遮断するものである。ワンウェイクラッチ５は、例えば、遊星歯車機構の一つのギアの回転を規制することにより、遊星歯車機構における動力の伝達を可能とする。一例として、遊星歯車機構のピニオンギアが入力軸２側に接続され、リングギアが出力軸４側に接続され、サンギアがワンウェイクラッチ５に接続されているとする。この場合に、入力軸２にエンジン１１の動力が入力されたときにワンウェイクラッチ５がサンギアの回転を規制することで入力軸２から出力軸４に対する動力の伝達を許容することができる。また、出力軸４から入力軸２に対する動力の伝達に対しては、ワンウェイクラッチ５が空転することで動力の伝達を遮断することができる。このように、ワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構では、エンジン１１側から駆動輪１６側に対する動力の入力に対して、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされる。
【００３３】
ワンウェイクラッチ５は、例えば、１速変速段を含む低速側の変速段において動力の伝達を行い、かつ高速側の変速段では動力の伝達を行わないものとすることができる。すなわち、低速側の変速段では、ワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構においてエンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達がなされ、かつ高速側の変速段ではワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構においてエンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達がなされないように、各クラッチおよびブレーキが制御されるものとしてもよい。本実施形態では、ワンウェイクラッチ５は、動力の伝達経路における入力クラッチ３よりも出力軸４側に配置されている。
【００３４】
ブレーキ装置１８は、車両１の各車輪に設けられている。運転者は、図示しないブレーキペダルに対する操作により、ブレーキ装置１８を作動させ、ブレーキ装置１８によって制動力を発生させることができる。また、ブレーキ装置１８は、ブレーキ油圧制御装置１９によって制御されて、車両１を制動することもできる。
【００３５】
車両１には、エンジン１１や自動変速機１３やブレーキ装置１８などを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が設けられている。ＥＣＵ２０は、エンジン１１、自動変速機１３（Ａ／Ｔ油圧制御装置１７）及びブレーキ装置１８（ブレーキ油圧制御装置１９）の総合的な制御を行う。本実施形態の車両制御装置１−１は、エンジン１１と、入力クラッチ３およびワンウェイクラッチ５を含む自動変速機１３と、ＥＣＵ２０とを備える。
【００３６】
車両１には、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ２１が設けられている。アクセルポジションセンサ２１により検出されたアクセル開度を示す信号は、ＥＣＵ２０に出力される。エンジン１１の吸気管２２に設けられたスロットルコントロールバルブ２３は、スロットルアクチュエータ２４により開閉可能とされている。
【００３７】
エンジン１１には、エンジン回転数（エンジン回転速度）を検出するエンジン回転数センサ２８が設けられている。車速センサ２９は、車両１の車速を検出する。シフトポジションセンサ３０は、運転者が操作するシフトレバーの位置（シフトポジション）を検出する。ブレーキストロークセンサ３２は、ブレーキペダルの踏込み量（ペダルストローク）を検出する。入力軸回転数センサ３３は、自動変速機１３の入力軸２の回転数を検出する。出力軸回転数センサ３４は、自動変速機１３の出力軸４の回転数を検出する。各センサ２８，２９，３０，３２，３３，３４の検出結果を示す信号は、ＥＣＵ２０に出力される。
【００３８】
ＥＣＵ２０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１３の変速段を決定し、この決定された変速段を成立させるようにＡ／Ｔ油圧制御装置１７を制御することができる。
【００３９】
エンジン１１には、スタータ３１が設けられている。スタータ３１は、エンジン１１を始動する始動装置である。スタータ３１は、エンジン始動時にエンジン１１の回転軸に対して動力を伝達可能に接続される。スタータ３１は、例えば、ＤＣモータを有し、バッテリからの電力を消費して動力を出力し、この動力によってエンジン１１を回転させることができる。スタータ３１は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４０】
エンジン１１は、エンジン１１によって駆動される補機３５を備える。補機３５は、エンジン１１の回転軸と動力を伝達可能に設けられており、エンジン１１から伝達される動力により作動する。補機３５は、例えば、オルタネータやエアコンのコンプレッサを含む。補機３５は、ＥＣＵ２０に接続されており、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、エンジン１１に対する燃料の供給を停止して惰性により車両１を走行させるエコラン制御を実行可能である。エコラン制御は、例えば、車両１の走行中にアクセルオフされた場合に実行されるものである。エコラン制御中は、燃料が消費されないため、エコラン制御を実行することで燃費の向上を図ることができる。なお、エコラン制御は、走行中に限らず、車両１の停車中に実行されてもよい。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、例えば、アクセルポジションセンサ２１の検出結果に基づき、アクセルオフと判定するとエコラン制御を実行する。エコラン制御を実行する場合、ＥＣＵ２０は、エンジン１１に対する燃料の供給を停止してエンジン１１の運転を停止する。ここで、エンジン１１の運転とは、エンジン１１に対して燃料が供給されて、エンジン１１が自立的に回転する作動状態を示す。エンジン１１の運転が停止されると、エンジン１１は被駆動状態あるいは回転が停止した動作停止状態となる。燃料の供給が停止されたエンジン１１は、駆動輪１６との間で動力が伝達される状態であれば駆動輪１６の回転によって駆動される被駆動状態となり、駆動輪１６との間で動力が伝達されない状態であれば、回転を停止する。
【００４３】
ＥＣＵ２０は、エコラン制御時において、入力クラッチ３を開放し、エンジン１１の回転を停止させて車両１を走行させることができる。このようにエコラン制御時に入力クラッチ３を開放すると、車両１は、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達経路が遮断され、エンジンブレーキが作用しないフリーラン状態となる。フリーラン状態では、走行抵抗が小さくなり、燃費の向上が可能となる。
【００４４】
エコラン制御の実行中に、エコラン制御から復帰する復帰条件が成立すると、ＥＣＵ２０は、エンジン１１を再始動させる。ＥＣＵ２０は、例えば、アクセルが踏み込まれた場合など、エンジン１１に対する再始動要求、あるいは車両１に対する加速要求の少なくともいずれか一方の要求があった場合に、車両１をエコラン制御から復帰させる。また、ＥＣＵ２０は、車両１の状態に基づいてエコラン制御から復帰させてもよい。ＥＣＵ２０は、例えば、バッテリの充電量が低下したときに車両１をエコラン制御から復帰させるようにしてもよい。
【００４５】
車両１をエコラン制御から復帰させる場合、ＥＣＵ２０は、走行中に入力クラッチ３を係合状態とし、スタータ３１によって停止していたエンジン１１を始動する。入力クラッチ３を係合状態としてエンジン１１を始動することで、エンジン１１の始動後に入力クラッチ３を係合する場合よりも応答性を向上させることができる。例えば、運転者による加速要求がなされているときに、エンジン始動後に即座に駆動力を発生させることができ、加速要求に対する応答性を向上させることができる。
【００４６】
ここで、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動する場合、エンジン回転のオーバシュートによってワンウェイクラッチ５が同期し、駆動力が一時的に発生することがある。図８は、エンジン始動時のワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生を説明するタイムチャートである。
【００４７】
図８において、符号Ｎｅはエンジン回転数、Ｎｔは自動変速機１３の入力軸２の回転数、Ｔoutは出力軸４に対して出力されるアウトプットトルクを示す。本実施形態では、入力軸２の回転数を単に「入力軸回転数Ｎｔ」とも記載する。図８には、自動変速機１３の変速段が１速変速段である場合の各回転数およびアウトプットトルクが示されている。
【００４８】
１速変速段では、エンジン１１の運転が停止されてエンジン１１が動力を出力していないと、ワンウェイクラッチ５が空転する。これにより、エンジン１１の再始動が開始される時刻ｔ１よりも前はエンジン回転数Ｎｅおよび入力軸回転数Ｎｔ共に０である。時刻ｔ１にスタータ３１によってエンジン１１の始動が開始されると、エンジン回転数Ｎｅおよび入力軸回転数Ｎｔが共に上昇する。ここで、入力軸回転数Ｎｔが、１速変速段における同期回転数に到達すると、ワンウェイクラッチ５が同期することによって、入力軸回転数Ｎｔの更なる上昇が規制される。
【００４９】
本実施形態では、ｎ速変速段（ｎ＝１，２，３…）における同期回転数を単に「ｎ速同期回転数」と記載する。例えば、１速同期回転数は、自動変速機１３の変速段を１速変速段としている場合に、ワンウェイクラッチ５が配置された遊星歯車機構において、入力軸２側の回転数が出力軸４側の回転数と同期する入力軸回転数Ｎｔである。入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数まで上昇すると、ワンウェイクラッチ５が同期して入力軸２から出力軸４に対する動力の伝達がなされ、入力軸回転数Ｎｔの更なる上昇が規制される。
【００５０】
従って、時刻ｔ２に入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数に到達すると、その後は入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数に沿って推移する。一方、エンジン回転数Ｎｅは、時刻ｔ２以降も上昇を続ける。これにより、アウトプットトルクＴoutが大きく上昇してショックが生じてしまう。エンジン始動時におけるショックの発生を抑制できることが望ましい。ここで、ｎ速同期回転数は、車速および変速比に応じて変化するものである。ＥＣＵ２０は、自動変速機１３の油温、内部回転（イナーシャトルク）等に基づいてｎ速同期回転数を予測することができる。例えば、ＥＣＵ２０は、自動変速機１３の油温やイナーシャトルクとｎ速同期回転数との対応関係を示すマップを予め記憶しており、このマップを参照してｎ速同期回転数を算出することができる。
【００５１】
本実施形態の車両制御装置１−１は、停止していたエンジン１１を走行中に始動するときに、車両１の車速と自動変速機１３の変速比とに基づいて入力クラッチ３の係合タイミングを変化させる所定制御を行う。この所定制御は、エンジン再始動時のショックの抑制と応答性の向上とを両立できるように入力クラッチ３の係合タイミングを変化させるものである。エンジン再始動時における入力クラッチ３の係合タイミングを早めれば、加速要求に対する応答性を向上させることができる。一方、状況に応じて、車速および変速比に基づいてエンジン再始動時における入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させることでショックの発生を抑制することができる場合がある。
【００５２】
ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動するとエンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測される場合、所定制御において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。具体的には、エンジン１１の始動時にエンジン回転数Ｎｅの上昇が終了するまで入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。一例として、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが低下し始めるまで入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。
【００５３】
より好ましくは、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に対応する回転数に低下するまで入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に対応する回転数まで低下したとき（時刻ｔ３）に入力クラッチ３を係合する。この１速同期回転数に対応するエンジン回転数Ｎｅは、車速および変速比に基づく回転数に対応している。ＥＣＵ２０は、所定制御により、エンジン始動時のアウトプットトルクＴoutの発生を抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。
【００５４】
図１、図２および図４を参照して、本実施形態の車両制御装置１−１による制御について説明する。図４は、本実施形態の車両制御装置１−１による所定制御のタイムチャートである。図１に示す制御フローは、エコラン制御中に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００５５】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ２０により、エンジン停止中であるか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、例えば、エンジン回転数センサ２８の検出結果に基づいてステップＳ１の判定を行う。その判定の結果、エンジン停止中であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００５６】
ステップＳ２では、ＥＣＵ２０により、車速が所定値未満であるか否かが判定される。ある程度以上に車速が高い場合、ｎ速同期回転数が高回転となり、エンジン１１の始動時のオーバシュートによってもワンウェイクラッチ５の同期が生じないと判定することができる。ステップＳ２における判定のための所定値は、例えば、エンジン１１の始動時における入力軸回転数Ｎｔが到達し得る最大の回転数に基づいて定めることができる。ステップＳ２の判定の結果、車速が所定値未満であると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００５７】
ステップＳ３では、ＥＣＵ２０により、エンジン再始動予想ピーク回転が読み出され、予測値Ｎ１に代入される。ＥＣＵ２０は、エンジン再始動時の条件に応じた予想ピーク回転数を予めマップ等として記憶している。エンジン１１の再始動時におけるピーク回転数は、エンジン油温や冷却水温、外気温等の条件によって変化する。ＥＣＵ２０は、ピーク回転数に影響する条件を取得し、取得した条件に基づいて読み出した予想ピーク回転数を予測値Ｎ１とする。ステップＳ３が実行されると、ステップＳ４に進む。なお、ＥＣＵ２０は、予測値Ｎ１と、実際のエンジン回転数Ｎｅの履歴とに基づいて予測値Ｎ１のマップを補正するようにしてもよい。また、ＥＣＵ２０は、ｎ速同期回転数のマップを補正するようにしてもよい。例えば、入力クラッチ３を係合したときの入力軸回転数Ｎｔやエンジン回転数Ｎｅの推移に基づいてｎ速同期回転数のマップを補正することが可能である。
【００５８】
ステップＳ４では、ＥＣＵ２０により、予測値Ｎ１が変速比（ギヤ比）に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であるか否かを判定する。本実施形態では、エンジン１１の再始動時に１速変速段を選択する場合について説明する。ＥＣＵ２０は、車速と１速変速段の変速比との積で決まる入力軸回転数Ｎｔである１速同期回転数と、ステップＳ３で算出した予測値Ｎ１との比較結果に基づいてステップＳ４の判定を行う。なお、車速とは、出力軸４の回転数を示すものである。その判定の結果、予測値Ｎ１が１速同期回転数よりも大であると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００５９】
ステップＳ５では、ＥＣＵ２０により、入力クラッチ３が開放される。ＥＣＵ２０は、エンジン１１の再始動前に入力クラッチ３を開放し、ワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生を未然に抑制する。ステップＳ５が実行されると、本制御フローは終了する。
【００６０】
ステップＳ６では、ＥＣＵ２０により、入力クラッチ３が係合される。ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３を係合しておくことで、エンジン１１の再始動時の応答性の向上を図る。
【００６１】
図２に示す制御フローは、エンジン１１の再始動判定がなされた場合に実行されるものであり、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。
【００６２】
まず、ステップＳ１１では、ＥＣＵ２０により、エンジン再始動中であるか否かが判定される。図４では、時刻ｔ１１においてエンジン１１の再始動が開始される。ステップＳ１１の判定の結果、エンジン再始動中であると判定された場合（ステップＳ１１−Ｙ）にはステップＳ１２に進み、そうでない場合（ステップＳ１１−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００６３】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ２０により、クラッチ開放中であるか否かが判定される。ステップＳ１２では、入力クラッチ３が予め開放されているか否かが判定される。図１に示す制御フローのステップＳ５で予め入力クラッチ３が開放されている場合、ステップＳ１３以降において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させる所定制御が実行される。ステップＳ１２の判定の結果、クラッチ開放中であると判定された場合（ステップＳ１２−Ｙ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１２−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００６４】
ステップＳ１３では、ＥＣＵ２０により、エンジン再始動予想ピーク回転が読み出され、予測値Ｎ１に代入される。ＥＣＵ２０は、現時点におけるエンジン再始動予想ピーク値によって予測値Ｎ１を更新する。ステップＳ１３が実行されると、ステップＳ１４に進む。
【００６５】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ２０により、予測値Ｎ１が１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であるか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３で更新された予測値Ｎ１が、現在車速に基づく１速同期回転数よりも大であるか否かを判定する。その判定の結果、予測値Ｎ１が１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であると判定された場合（ステップＳ１４−Ｙ）にはステップＳ１５に進み、そうでない場合（ステップＳ１４−Ｎ）にはステップＳ１８に進む。
【００６６】
ステップＳ１５では、ＥＣＵ２０により、エンジン始動ピーク回転が過ぎたか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、エンジン回転数センサ２８の検出結果に基づいてステップＳ１５の判定を行うことができる。図４では、時刻ｔ１３においてエンジン回転数Ｎｅがピークとなり、その後にステップＳ１５において肯定判定がなされるようになる。ステップＳ１５の判定の結果、エンジン始動ピーク回転数が過ぎたと判定された場合（ステップＳ１５−Ｙ）にはステップＳ１６に進み、そうでない場合（ステップＳ１５−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００６７】
ステップＳ１６では、ＥＣＵ２０により、エンジン回転数Ｎｅが車速および１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも小であるか否かが判定される。ステップＳ１６では、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数未満に低下したか否かが判定される。入力軸回転数Ｎｔはエンジン回転数Ｎｅ以下の回転数となるものであるため、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数未満であれば、入力軸回転数Ｎｔも１速同期回転数未満の状態である。ステップＳ１６の判定の結果、エンジン回転数Ｎｅが１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも小であると判定された場合（ステップＳ１６−Ｙ）にはステップＳ１８に進み、そうでない場合（ステップＳ１６−Ｎ）にはステップＳ１７に進む。なお、ステップＳ１６の判定では、エンジン回転数Ｎｅに代えて、入力軸回転数Ｎｔと１速同期回転数との比較を行うようにしてもよい。
【００６８】
ステップＳ１７では、ＥＣＵ２０により、エンジン回転数Ｎｅの低下勾配に基づく判定がなされる。ＥＣＵ２０は、低下勾配から入力軸回転数Ｎｔがワンウェイクラッチ５の同期回転数を下回る時間を予測して、係合開始指令を出力するか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、下記式（１）が成立する場合、クラッチ係合開始の指令を出力する。
（Ｎｅ−（車速×１stギヤ））／ΔＮｅ ＜ 所定値…（１）
【００６９】
上記式（１）の左辺において、ΔＮｅは、エンジン回転数Ｎｅの変化速度であり、例えば、単位時間あたりのエンジン回転数Ｎｅの低下量の大きさを示す。つまり、上記式（１）の左辺は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に低下するまでの所要時間を示す。また、上記式（１）の右辺の所定値は、入力クラッチ３に対する係合開始指令が出力されてから実際に入力クラッチ３が係合するまでの所要時間に基づいて定められている。本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に一致するタイミングと、入力クラッチ３が係合するタイミングとが同期するように、入力クラッチ３に対する係合指令を出力する。ステップＳ１７の判定の結果、上記式（１）が成立すると判定された場合（ステップＳ１７−Ｙ）にはステップＳ１８に進み、そうでない場合（ステップＳ１７−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００７０】
ステップＳ１８では、ＥＣＵ２０により、クラッチ係合開始指令が出力される。ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３に対して、係合開始指令を出力する。Ａ／Ｔ油圧制御装置１７は、入力クラッチ３を係合させるべく入力クラッチ３に対して油圧を供給する。図４では、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数のラインとクロスする時刻ｔ１４において入力クラッチ３（Ｃ１）が係合される。ＥＣＵ２０は、例えば、ワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生を抑制できるように、半係合状態を経て完全係合するように入力クラッチ３を係合させる。ステップＳ１８が実行されると、本制御フローは終了する。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、エコラン制御中にエンジン１１を再始動する時に、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動するとエンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測される場合、所定制御において、入力クラッチ３の係合タイミングが遅延される。これにより、エンジン１１の再始動時のショックの発生が抑制され、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【００７２】
なお、ステップＳ１７において、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数に低下するまでの所要時間が大きすぎる場合や、エンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数まで低下しないと予測された場合にもステップＳ１８に進んで入力クラッチ３を係合させるようにしてもよい。例えば、エンジン始動中に車速が低下した場合など、予測に反してエンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数まで低下しなくなる可能性もある。こうした場合には、所定制御を終了して入力クラッチ３を係合することができる。
【００７３】
また、車両制御装置１−１は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動してもエンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測されない場合は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を再始動する。図５は、本実施形態において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させない場合のタイムチャート、言い換えると、エンジン回転数Ｎｅの上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されると予測されない場合のタイムチャートである。
【００７４】
予測値Ｎ１が１速同期回転数以下である場合（Ｓ４−Ｎ）、ＥＣＵ２０は入力クラッチ３を係合させた状態でエンジン１１を再始動する。言い換えると、エンジン１１の再始動時にエンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数に対してオーバシュートしてもワンウェイクラッチ５が同期しないと予測できた場合、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動する。この場合、エンジン１１の始動完了時に入力クラッチ３が既に係合しているため、加速要求がなされた場合に高応答で駆動力を出力することができる。また、入力軸回転数Ｎｔが１速同期回転数を超えてしまう可能性は小さく、ワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生が抑制される。
【００７５】
また、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、運転者がアクセルを踏み込み、駆動力が必要な場合は、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を再始動する。車両１に対して加速が要求されている場合、エンジン回転数の上昇中にワンウェイクラッチ５による動力の伝達が開始されるか否かにかかわらず、入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させることなく、入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を始動する。
【００７６】
ＥＣＵ２０は、例えば、スタータ３１によってエンジン１１の始動を開始するときに入力クラッチ３を係合状態とする。これにより、運転者のアクセルＯＮの操作に対する車両１の加速応答性を向上させることができる。なお、ＥＣＵ２０は、運転者によってアクセルが踏み込まれている場合、要求トルクや要求加速度に基づいて所定制御において入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させるか否かを決定するようにしてもよい。例えば、アクセル開度および車速に基づく要求トルクが所定トルク以上である場合に、入力クラッチ３の係合タイミングを遅延させることを禁止して入力クラッチ３を係合した状態でエンジン１１を再始動するようにしてもよい。
【００７７】
なお、本実施形態では、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチが、自動変速機１３の入力クラッチ３であったが、これには限定されない。エンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチは、入力クラッチ３以外の自動変速機１３のクラッチであってもよく、自動変速機１３の外部に設けられたクラッチであってもよい。例えば、トルクコンバータ１２の出力軸と自動変速機１３の入力軸２との間にクラッチを介在させてもよく、自動変速機１３の出力軸４よりも駆動輪１６側にクラッチが配置されてもよい。
【００７８】
本実施形態のワンウェイクラッチ５は、自動変速機１３の内部に設けられているが、ワンウェイクラッチ５の位置はこれには限定されない。ワンウェイクラッチ５は、例えば、自動変速機１３よりもエンジン１１側に配置されていてもよく、あるいは自動変速機１３よりも駆動輪１６側に配置されていてもよい。つまり、ワンウェイクラッチ５は、自動変速機１３を介したエンジン１１と駆動輪１６との動力の伝達経路に配置され、エンジン１１から駆動輪１６に対する動力の伝達を許容し、かつ駆動輪１６からエンジン１１に対する動力の伝達を遮断するものであればよい。
【００７９】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態では、エンジン回転数Ｎｅのオーバシュート後に、エンジン回転数Ｎｅがｎ速同期回転数まで低下したタイミングで入力クラッチ３を係合したが、入力クラッチ３を係合するタイミングは、これには限定されない。ショックの発生を抑制する観点からは、エンジン回転数がｎ速同期回転数に等しくなるタイミングと入力クラッチ３の係合タイミングとを一致させることが望ましいが、入力クラッチ３の係合タイミングは、その前後のタイミングとされてもよい。
【００８０】
例えば、入力クラッチ３の係合タイミングは、運転者の駆動要求に関連するパラメータに基づいて可変とされてもよい。駆動要求に関連するパラメータは、例えば、アクセル開度、アクセル開度の変化速度、要求トルクや要求駆動力等である。運転者の加速要求が大きい場合、加速要求が小さい場合よりも入力クラッチ３の係合タイミングを早めるようにすることができる。例えば、加速要求が大きいほど、エンジン回転数がｎ速同期回転数に等しくなるタイミングに対して入力クラッチ３の係合タイミングを早めるようにすればよい。このようにすれば、ショックの抑制と応答性の向上とに加速要求に応じた重み付けを行うことができる。
【００８１】
なお、入力クラッチ３の係合タイミングは、運転者の操作によるものに限らず、駆動要求に関連するパラメータに基づいて可変とされてもよい。例えば、入力クラッチ３の係合タイミングは、車両１の走行制御に基づく加速要求に応じて早められてもよい。また、入力クラッチ３の係合タイミングは、運転者の走行指向に応じて可変とされてもよい。例えば、加減速時に加速度の大きな変化を要求する運転者の場合、加速度の大きな変化を要求しない運転者の場合よりも入力クラッチ３の係合タイミングを早めるようにしてもよい。
【００８２】
（第２実施形態）
図６を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、定常的にワンウェイクラッチ５が同期するエンジン回転数Ｎｅの場合は、入力クラッチ３の係合までエンジン回転数Ｎｅを同期回転に対し若干下回る回転数に低下させるように制御する点である。このために、本実施形態の所定制御では、エンジン１１の再始動時に入力クラッチ３を係合するまで補機３５を一瞬切ることで、エンジン回転数Ｎｅを低減させる。つまり、本実施形態では、車両制御装置１−１は、エンジン始動後にエンジン回転数Ｎｅがｎ速同期回転数まで低下しないと予測される場合、補機３５の負荷を低減させる。
【００８３】
図６は、所定制御において補機負荷を低減する場合のタイムチャートである。なお、本実施形態の制御は、上記第１実施形態（図１）のステップＳ４において、予測値Ｎ１が１速変速段の変速比に基づく入力軸回転数Ｎｔよりも大であると判定され（ステップＳ４−Ｙ）、入力クラッチ３が開放された状態でエンジン１１の再始動が開始される場合になされるものである。
【００８４】
図６において、符号Ｎｅ０、Ｎｔ０およびＴout０は、それぞれ本実施形態の制御がなされない場合のエンジン回転数、入力軸回転数およびアウトプットトルクを示す。また、符号Ｎｅ１、Ｎｔ１およびＴout１は、それぞれ本実施形態の制御がなされる場合のエンジン回転数、入力軸回転数およびアウトプットトルクを示す。
【００８５】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の再始動前あるいはエンジン１１の再始動中に、エンジン始動後のエンジン回転数の推移を予測する。エンジン始動後のエンジン回転数は、例えば、車速と、自動変速機１３の変速段と、補機３５の負荷とに基づいて算出することができる。例えば、１速変速段でエンジン１１を再始動する場合を例に説明すると、ＥＣＵ２０は、再始動時にオーバシュートした後のエンジン回転数Ｎｅ０が、１速同期回転数以下の回転数まで低下するか否かを予測する。その結果、エンジン回転数Ｎｅ０が１速同期回転数を上回る回転数で推移する、すなわち定常的にワンウェイクラッチ５が同期するエンジン回転数となると予測した場合は、補機３５の負荷を低減させる。
【００８６】
ＥＣＵ２０は、入力クラッチ３が係合するまでエンジン回転数Ｎｅを１速同期回転数に対し若干下回る回転数とするように、補機３５を一時的にオフとする。ＥＣＵ２０は、例えば、エアコンの電源をオフとすることや、オルタネータの発電量を０とすることによってエンジン１１に対する補機３５の負荷トルクを低減させる。これにより、エンジン１１に対する要求トルクが低減することで、エンジン１１の回転数が低下する。図６では、時刻ｔ２１において補機３５がオフとされ、エンジン回転数Ｎｅ１および入力軸回転数Ｎｔ１が低下しはじめる。時刻ｔ２２以降は、エンジン回転数Ｎｅ１が１速同期回転数を下回るようになり、ワンウェイクラッチ５が空転する。
【００８７】
ＥＣＵ２０は、ワンウェイクラッチ５の同期が解除される時刻ｔ２２以降に入力クラッチ３を係合させる。これにより、入力クラッチ３を係合するときのショックの発生が抑制される。例えば、本実施形態の補機３５の負荷を低減させる制御がなされない場合、時刻ｔ２２において入力クラッチ３を係合させると、エンジン回転数Ｎｅ０と１速同期回転数との回転数差が大きな状態で入力クラッチ３を係合することとなる。これにより、アウトプットトルクＴout０の変動が大きなものとなり、ショックの発生によりドライバビリティの低下を招くことがある。
【００８８】
これに対して、本実施形態では、エンジン回転数Ｎｅ１が１速同期回転数を下回る時刻ｔ２２以降に入力クラッチ３を係合することで、ワンウェイクラッチ５を同期させることなく入力クラッチ３を係合することができる。また、入力クラッチ３の係合後に補機３５の負荷を低減前の負荷まで増加させることで、時刻ｔ２３においてエンジン回転数Ｎｅ１が１速同期回転数を超える。このときは、１速同期回転数とエンジン回転数Ｎｅ１との回転数差がない状態でワンウェイクラッチ５が同期することで、アウトプットトルクＴout１の急激な変動が生じることはない。
【００８９】
このように、本実施形態の補機３５の制御によればショックの発生を抑制しつつ入力クラッチ３を係合することができる。なお、補機３５の負荷を低減させる制御は、エンジン回転数Ｎｅ０が１速同期回転数を上回る回転数で推移することを事前に予測した場合に限らず実行することができる。例えば、エンジン回転数Ｎｅがオーバシュート後に１速同期回転数を下回ると予測されたものの、実際のエンジン回転数Ｎｅが１速同期回転数を上回って推移したときに、補機３５の負荷を低減させる制御が実行されてもよい。
【００９０】
本実施形態の補機３５の制御は、入力クラッチ３を係合するまでに所定の時間を要する。このため、高応答のニーズがない場合、例えばアクセルオンされていない場合に実行されることが好ましい。
【００９１】
（第３実施形態）
図７を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図７は、本実施形態のエンジン始動制御のタイムチャートである。本実施形態において、上記各実施形態と異なる点は、ワンウェイクラッチ５を同期させないために必要な回転数域まで一時的であってもエンジン回転数Ｎｅを低下させられない場合、ハイギヤを出力することによってショックの発生を抑制する点である。
【００９２】
ＥＣＵ２０は、エンジン始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数まで低下しないと予測される場合、ハイギヤを出力する。このハイギヤは、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされない変速段である。すなわち、本実施形態では、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされる変速段ではワンウェイクラッチ５の同期によるショックの発生が避けられない場合、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達が生じない変速段でエンジン１１を始動する。
【００９３】
本実施形態では、自動変速機１３が５速変速可能なものであって、かつ１速変速段から３速変速段ではワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされ、４速変速段および５速変速段ではワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされないものである場合について説明する。１速変速段から３速変速段は、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされる第一の変速段に対応し、４速変速段および５速変速段は、ワンウェイクラッチ５による動力の伝達がなされない第二の変速段に対応する。
【００９４】
ＥＣＵ２０は、エンジン１１を停止して走行中に、１速変速段から３速変速段のうち、エンジン１１の始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数未満に低下すると予測される変速段が存在するか否かを判定する。本実施形態では、エンジン１１の始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数未満に低下すると予測される変速段を単に「所定制御可能な変速段」と記載する。ＥＣＵ２０は、判定の結果、所定制御可能な変速段が存在する場合、上記各実施形態の所定制御を実行する。
【００９５】
一方、ＥＣＵ２０は、所定制御可能な変速段が存在しない場合、４速変速段あるいは５速変速段からエンジン始動時の変速段を選択する。言い換えると、ＥＣＵ２０は、第一の変速段である１速変速段から３速変速段ではエンジン１１の始動時にエンジン回転数Ｎｅが車速および第一の変速段の変速比に基づく回転数まで低下しないと予測される場合、自動変速機１３の変速段を第二の変速段である４速変速段または５速変速段とする。所定制御可能な変速段が存在するか否かは、車速に応じて決まる。低速走行時は、高速走行時よりもｎ速同期回転数が低回転となり、エンジン１１の始動後にエンジン回転数Ｎｅが同期回転数未満まで低下しにくくなる。所定制御可能な変速段が存在する車速域の下限の車速を「所定制御可能な限界車速」と記載する。所定制御可能な限界車速未満の車速では、アイドル回転において定常的にワンウェイクラッチ５が同期する。
【００９６】
ＥＣＵ２０は、所定制御可能な限界車速よりも現在の車速が低速である場合、自動変速機１３をハイギヤに変速する。例えば、エンジン始動時の変速段として４速変速段を選択した場合、ＥＣＵ２０は、現在の車速が所定制御可能な限界車速未満となると、４速変速段に変速し、入力クラッチ３を係合してエンジン１１を始動する。これにより、図７を参照して説明するように、ショックの発生が抑制される。
【００９７】
図７において、符号Ｎｅ３およびＮｔ３は、本実施形態においてハイギヤでエンジン１１を再始動するときのエンジン回転数および入力軸回転数をそれぞれ示す。また、符号Ｔout２は、１速変速段でエンジン１１を再始動するときのアウトプットトルク、Ｔout３は、本実施形態においてハイギヤでエンジン１１を再始動したときのアウトプットトルクをそれぞれ示す。
【００９８】
１速変速段でエンジン１１を再始動すると、時刻ｔ３２において１速同期回転数でワンウェイクラッチ５が同期することで、アウトプットトルクＴout２が大きく上昇する。これに対して、ハイギヤ、例えば４速変速段でエンジン１１を再始動すると、エンジン回転数Ｎｅ３が上昇を始めるときにアウトプットトルクＴout３が立ち上がる。これにより、アウトプットトルクＴout３の上昇速度は、１速変速段でエンジン１１を再始動する場合のアウトプットトルクＴout２の上昇速度よりも緩やかとなる。また、アウトプットトルクＴout３のピークトルクの大きさは、アウトプットトルクＴout２のピークトルクの大きさよりも小さくなる。なお、時刻ｔ３１は、エンジン回転数Ｎｅ３がハイギヤの同期回転数に到達する時刻を示す。
【００９９】
このように、本実施形態のエンジン始動制御によれば、所定制御が実行できない場合にハイギヤでエンジン１１を再始動することにより、エンジン再始動時のショックを抑制することが可能となる。
【０１００】
なお、所定制御可能な限界車速は、補機３５の負荷を低減させる制御を考慮して定められたものであってもよい。例えば、所定制御可能な限界車速は、補機３５の負荷を選択可能な最小の負荷まで低減させた状態における所定制御可能な変速段が存在する車速域の下限の車速とすることができる。
【０１０１】
上記の各実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る車両制御装置は、停止していたエンジンを始動するときのショックの抑制と応答性の向上とを両立するのに適している。
【符号の説明】
【０１０３】
１−１ 車両制御装置
１ 車両
２ 入力軸
３ 入力クラッチ
４ 出力軸
５ ワンウェイクラッチ
１１ エンジン
１３ 自動変速機
１６ 駆動輪
２０ ＥＣＵ
３５ 補機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
変速機と、
前記変速機を介した前記エンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、
前記エンジンから前記駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ前記駆動輪から前記エンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、
を備え、
停止していた前記エンジンを前記車両の走行中に始動するときに、前記車両の車速と前記変速機の変速比とに基づいて前記クラッチの係合タイミングを変化させる所定制御を行う
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数の上昇が終了するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記変速比に基づく回転数に低下するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記所定制御において、エンジン回転数を前記車速および前記変速比に基づく回転数以下の回転数とするように、前記エンジンによって駆動される補機の負荷を低減させる
請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記変速機として、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされる第一の変速段と、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされない第二の変速段とを有する有段変速機を備え、
前記第一の変速段では前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記第一の変速段の変速比に基づく回転数まで低下しないと予測される場合、前記有段変速機の変速段を前記第二の変速段とし、前記クラッチを係合して前記エンジンを始動する
請求項３または４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記車両に対して加速が要求されている場合、前記クラッチの係合タイミングを遅延させることなく、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動する
請求項２から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１】
エンジンと、
変速機と、
前記変速機を介した前記エンジンと車両の駆動輪との動力の伝達を接続あるいは遮断するクラッチと、
前記エンジンから前記駆動輪に対する動力の伝達を許容し、かつ前記駆動輪から前記エンジンに対する動力の伝達を遮断するワンウェイクラッチと、
を備え、
停止していた前記エンジンを前記車両の走行中に始動するときに、前記車両の車速と前記変速機の変速比とに基づいて前記クラッチの係合タイミングを変化させる所定制御を行う
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数の上昇が終了するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動するとエンジン回転数の上昇中に前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達が開始されると予測される場合、前記所定制御において、前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記変速比に基づく回転数に低下するまで前記クラッチの係合タイミングを遅延させる
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記所定制御において、エンジン回転数を前記車速および前記変速比に基づく回転数以下の回転数とするように、前記エンジンによって駆動される補機の負荷を低減させる
請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記変速機として、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされる第一の変速段と、前記ワンウェイクラッチによる動力の伝達がなされない第二の変速段とを有する有段変速機を備え、
前記第一の変速段では前記エンジンの始動時にエンジン回転数が前記車速および前記第一の変速段の変速比に基づく回転数まで低下しないと予測される場合、前記有段変速機の変速段を前記第二の変速段とし、前記クラッチを係合して前記エンジンを始動する
請求項３または４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記車両に対して加速が要求されている場合、前記クラッチの係合タイミングを遅延させることなく、前記クラッチを係合した状態で前記エンジンを始動する
請求項２から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２２４９７（Ｐ２０１２−１２２４９７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１３００（Ｐ２０１０−２７１３００）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【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６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【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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