車両制御装置
【課題】自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上できる車両制御装置を提供すること。
【解決手段】車両１の動力源としてのエンジン１１と、エンジンと車両の駆動輪１６との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチ３と、を備え、走行時にエンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、所定制御の実行中にクラッチを係合状態とし、かつクラッチの係合度合いを制御する。係合度合いの制御において、クラッチは、例えば半係合状態とされる。
【解決手段】車両１の動力源としてのエンジン１１と、エンジンと車両の駆動輪１６との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチ３と、を備え、走行時にエンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、所定制御の実行中にクラッチを係合状態とし、かつクラッチの係合度合いを制御する。係合度合いの制御において、クラッチは、例えば半係合状態とされる。
【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、車両においてクラッチを制御する技術が知られている。特許文献１には、車両発進時にオイルポンプを油圧源とする締結圧により締結される発進クラッチと、車両停車時であって、かつ、運転者の制動意図が検出されたときはエンジンを停止し、運転者の制動意図が解除されたときはエンジンを再始動するアイドルストップ制御手段と、を備え、アイドルストップ制御手段によるエンジン再始動時に発進クラッチを締結する車両用アイドルストップ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２００６−１１１２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上できることが望まれている。例えば、走行中にエンジンの運転を自動的に停止することが可能な車両において、エンジンの運転を停止する制御からの復帰時にエンジンの始動性や発進クラッチの応答性を向上できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上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】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、車両の動力源としてのエンジンと、前記エンジンと前記車両の駆動輪との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチと、を備え、走行時に前記エンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とし、かつ前記クラッチの係合度合いを制御することを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記係合度合いの制御において、前記クラッチを半係合状態とすることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記所定制御の実行中であって、かつ前記クラッチを係合状態とすることで発生するエンジンブレーキによる制動力の大きさを要求制動力の大きさが上回る場合に前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【０００９】
上記車両制御装置において、更に、前記エンジンブレーキによる制動力以外の制動力を制御する制動力制御手段を備え、前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とするときに、前記要求制動力を実現するように前記制動力制御手段を制御することが好ましい。
【００１０】
上記車両制御装置において、前記要求制動力に基づいて前記クラッチの係合度合いを制御することが好ましい。
【００１１】
上記車両制御装置において、前記所定制御の実行中であって、かつ前記所定制御から復帰する復帰条件の成立が予測される場合に、前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【００１２】
上記車両制御装置において、前記復帰条件は、前記エンジンに対する再始動要求、あるいは前記車両に対する加速要求の少なくともいずれか一方がなされることを含むことが好ましい。
【００１３】
上記車両制御装置において、前記車両のブレーキ装置に対する操作量に基づいて前記復帰条件の成立を予測することが好ましい。
【００１４】
上記車両制御装置において、前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記エンジンが自立的に再始動できる回転数に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【００１５】
上記車両制御装置において、更に、前記エンジンに係合した状態と前記エンジンに係合していない状態とに切替え可能であり、かつ前記係合した状態で前記エンジンを始動させる始動装置を備え、前記始動装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以下である場合に前記係合していない状態から前記係合した状態に切替え可能なものであり、前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記所定回転数以下に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる車両制御装置は、エンジンと車両の駆動輪との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチを備え、走行時にエンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、所定制御の実行中にクラッチを係合状態とし、かつクラッチの係合度合いを制御する。本発明にかかる車両制御装置によれば、自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両制御装置を搭載した車両を示す図である。
【図２】図２は、ブレーキストロークに基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。
【図３】図３は、ブレーキ抜き速度に基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。
【図４】図４は、自立復帰可能なエンジン回転数の領域を示す図である。
【図５】図５は、スタータ飛込みが可能なエンジン回転数を示す図である。
【図６】図６は、クラッチを半係合で待機させる領域を示す図である。
【図７】図７は、第４実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態にかか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。
【００１９】
（第１実施形態）
図１から図３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、本発明の実施形態にかかる車両制御装置を搭載した車両を示す図である。
【００２０】
本実施形態の車両制御装置１−１は、エコランを実行可能な車両において、エコラン復帰時の加速応答性を向上させることができる。例えば、車両走行中のエコラン実施時に、ブレーキペダルの操作量と車速などから直近のエンジン再始動の可能性有りと判定した場合、車両制御装置１−１は発進クラッチを半係合させた状態で待機させる。これにより、エコラン中もエンジン回転数が引き上げられ、スタータなどを使用せずにエンジンが自立復帰可能となることで、エンジン始動時間が短縮される。また、発進クラッチの係合時間が短縮可能となる。
【００２１】
本実施形態は、以下の要件を満たす車両を前提としている。
（１）停車中および走行中にエンジン停止可能なエコラン機能を備えている。
（２）発進クラッチを備えており、エコラン中の発進クラッチの係合力を変え動力伝達力を完全係合から遮断まで制御できる。
【００２２】
図１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を有する自動変速機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、発進クラッチ３および出力軸４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。
【００２３】
発進クラッチ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、発進クラッチ３は、エンジン１１と駆動輪１６との間に配置されたものである。発進クラッチ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解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。
【００２４】
発進クラッチ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解放される。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発進クラッチ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、発進クラッチ３が解放されていると、動力の伝達が遮断される。つまり、発進クラッチ３は、自動変速機１３において変速段が形成されているときに、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。
【００２５】
発進クラッチ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。
【００２６】
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、エコラン制御中にエンジン回転数が低下し、あるいはエンジン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。
【００２７】
発進クラッチ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解放すると共に、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、発進クラッチ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、発進クラッチ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解放状態と、に制御可能である。また、発進クラッチ３は、半係合状態における入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとのスリップ量やスリップ率を制御可能である。発進クラッチ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解放状態まで任意に制御可能である。
【００２８】
発進クラッチ３の係合度合いを制御するとは、発進クラッチ３の状態を完全係合状態、半係合状態および解放状態のいずれかの状態から他の状態に切替えることを含み、さらに、半係合状態において発進クラッチ３におけるスリップ量やスリップ率を制御することを含む。例えば、入力側係合部材３ａの回転数を目標の回転数に制御することや、スリップ量やスリップ率を目標値に制御すること、エンジンブレーキによる制動力を目標の制動力とするように発進クラッチ３を制御することは、発進クラッチ３の係合度合いを制御することに含まれる。
【００２９】
このように、発進クラッチ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発進クラッチ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。
【００３０】
ブレーキ装置１８は、車両１の各車輪に設けられている。ブレーキ装置１８は、車両１の制動力を制御する制動力制御手段としての機能を有する。車両１は、図示しないブレーキペダルを備えている。運転者は、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。具体的には、ブレーキペダルに対する操作量は、ブレーキ油圧に変換されてブレーキ装置１８を作動させる。ブレーキ装置１８は、ブレーキ油圧によって、各車輪に摩擦による制動力を発生させる。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。
【００３１】
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、発進クラッチ３およびＥＣＵ３０を備える。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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を走行させる所定制御を実行可能である。以下、所定制御を「エコラン制御」とも記載する。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。
【００３７】
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。
【００３８】
ＥＣＵ２０は、エコラン制御時において、発進クラッチ３を解放し、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発進クラッチ３を解放すると、車両１は、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。
【００３９】
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。つまり、復帰条件は、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がなされることを含むものとすることができる。
【００４０】
エコラン制御中に発進クラッチ３が解放されていた場合であれば、ＥＣＵ２０は、スタータ３１によってエンジン１１を回転させてエンジン１１を始動し、エンジン１１の始動後に発進クラッチ３を係合させる。このように、エコラン制御からの復帰時において、復帰要求がなされてから実際に駆動力が出るまでに、スタータ３１によるエンジン始動および発進クラッチ３の係合に要する時間分の遅れが生じる。ドライバビリティを向上させる観点からは、この遅れ時間を低減できることが好ましい。
【００４１】
本実施形態の車両制御装置１−１は、エコラン制御の実行中に発進クラッチ３を係合状態とし、かつ発進クラッチ３の係合度合いを制御する。これにより、エコラン制御から復帰するときの車両１の応答性を向上させることができる。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、例えば、車速、ブレーキ、エンジン回転数から算出するスリップ量で発進クラッチ３を制御可能であれば、エコラン制御の実行中に発進クラッチ３の係合制御を実行する。発進クラッチ３の係合制御がなされることで、エコラン制御中のエンジン回転数が引き上げられ、スタータ３１を使用せずエンジン１１が自立復帰可能となることでエンジン始動時間が短縮される。また、発進クラッチ３が既に係合状態となっていることで、発進クラッチ３の係合時間が短縮される。
【００４３】
エコラン制御中において、発進クラッチ３の係合度合いが制御されるときに、発進クラッチ３は例えば半係合状態とされ、スリップ量が制御される。この状態でエコラン制御から復帰するときは、エンジン１１を自立的に再始動させて半係合状態の発進クラッチ３を完全係合状態とするだけでよい。一方、エコラン制御中に発進クラッチ３が解放されていた場合、エコラン制御から復帰するときは、エンジン１１の始動に要する時間、発進クラッチ３の係合部材３ａ，３ｂのクリアランスを詰めるガタ詰めに要する時間、および発進クラッチ３の係合度合いを徐々に増加させるために要する時間が更に必要となる。
【００４４】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中であって、エンジン再始動要求が推定あるいは予測されるときに発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、実際にエンジン始動要求がなされたときには高応答で駆動力を出力できる。また、エンジン再始動要求が予測されないときには発進クラッチ３を解放状態として燃費の向上を図ることができる。
【００４５】
ＥＣＵ２０は、図２を参照して説明するように、運転者によるブレーキ装置１８に対する操作量に基づいて復帰条件の成立を予測する。図２は、ブレーキストロークに基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。図２において、横軸は車速、縦軸はブレーキストロークをそれぞれ示す。符号Ｔｈ１は、ブレーキストロークの閾値を示す。閾値Ｔｈ１は、車速に応じて可変とされており、車速が大きくなるほど閾値Ｔｈ１が増加する。ブレーキストロークが大きな場合、停車のためのブレーキ操作等と考えられ、その後にエンジン再始動要求がなされる可能性は比較的低いと予測できる。一方、ブレーキストロークが小さい場合、車速の調整などの一時的な減速と考えられ、その後にエンジン再始動要求がなされる可能性は比較的高いと予測できる。ＥＣＵ２０は、ブレーキストロークが閾値Ｔｈ１以下である場合、エコラン制御から復帰する復帰条件の成立が予測されると判定することができる。
【００４６】
ＥＣＵ２０は、ブレーキストロークセンサ３２によって検出されたブレーキストロークが、閾値Ｔｈ１以下である場合に、エンジン再始動要求がなされ、エコラン制御から復帰する復帰条件が成立すると予測することができる。車速に応じて閾値Ｔｈ１が可変とされていることで、エンジン再始動要求を精度よく判定することが可能となる。なお、この閾値Ｔｈ１は、学習によって補正されてもよい。すなわち、検出されたブレーキストロークと、その後にエンジン再始動要求がなされたか否かとの関係を学習して、閾値Ｔｈ１の補正がなされるようにしてもよい。
【００４７】
ＥＣＵ２０は、エコラン制御中にエンジン再始動要求がなされると予測すると、発進クラッチ３を半係合で待機させる。ＥＣＵ２０は、例えば、エコラン制御の開始時に発進クラッチ３を解放させ、その後に復帰条件が成立すると予測した場合に発進クラッチ３を半係合させる。このようにすれば、復帰可能性が比較的高いときに限り発進クラッチ３を半係合で待機させることができる。また、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の開始時に運転者によって制動操作がなされており、復帰条件が成立すると予測した場合には、発進クラッチ３を解放することなく、発進クラッチ３を半係合状態とさせるようにしてもよい。このようにすれば、エンジン回転数が低下しすぎることを抑制し、エコラン制御から復帰する際の応答性を向上させることができる。これにより、エコラン制御から復帰するときのエンジン１１の始動性と発進クラッチ係合の応答性を向上させることができる。
【００４８】
また、ブレーキストロークに代えて、ブレーキ抜き速度に基づいて復帰条件の成立が判定されてもよい。図３は、ブレーキ抜き速度に基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。ここで、ブレーキ抜き速度とは、ブレーキストロークが減少するときの減少速度であり、運転者が制動力を緩めるときにブレーキペダルを戻す速度である。
【００４９】
図３において、横軸はブレーキストローク、縦軸はブレーキ抜き速度を示す。符号Ｔｈ２は、ブレーキ抜き速度の閾値を示す。閾値Ｔｈ２は、ブレーキストロークに応じて可変とされており、ブレーキストロークが大きくなるほど閾値Ｔｈ２が増加する。ブレーキ抜き速度が小さな場合、減速度を調整するブレーキ操作等と考えられ、その後にエンジン再始動要求がなされる可能性は比較的低いと予測できる。一方、ブレーキ抜き速度が大きな場合、ブレーキＯＦＦとされてアクセル操作がなされるなど、エコラン制御からの復帰条件が成立する可能性が高いと予測できる。
【００５０】
ＥＣＵ２０は、ブレーキ抜き速度が閾値Ｔｈ２以上である場合に、エコランから復帰する可能性があるとしてエンジン再始動要求がなされると予測する。なお、ブレーキ抜き速度の閾値Ｔｈ２は、学習によって補正されてもよい。ブレーキ抜き速度の閾値Ｔｈ２がブレーキストロークに応じて可変とされていることで、エンジン再始動要求を精度よく判定することが可能となる。ブレーキ抜き速度の閾値Ｔｈ２は、ブレーキストロークに代えて車速に応じて可変とされてもよい。
【００５１】
なお、エンジン再始動要求の判定において、ブレーキストロークに代えてブレーキ油圧、ブレーキ抜き速度に代えてブレーキ圧抜き速度がそれぞれ用いられてもよい。ブレーキ油圧は、例えば、ブレーキ操作によって発生するマスタシリンダ圧とすることができる。また、ブレーキ圧抜き速度は、例えば、マスタシリンダ圧の圧力低下速度とすることができる。また、各閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２は、車速やブレーキストローク等によらず一定値とされてもよい。
【００５２】
本実施形態では、ブレーキストローク、ブレーキ抜き速度、ブレーキ油圧、ブレーキ圧抜き速度等のブレーキ装置１８に対する操作量に基づいてエンジン再始動要求が予測されたが、エンジン再始動要求を予測する方法はこれには限定されない。ＥＣＵ２０は、例えば、ブレーキ操作量に代えて、あるいは加えて、勾配、カーブ、先行車等の車両１の走行環境に基づいてエンジン再始動要求を予測するようにしてもよい。また、エコラン制御中に発進クラッチ３を半係合状態とするか否かは、エンジン再始動要求以外のエコラン制御からの復帰条件に応じて定められてもよい。エコラン制御からの復帰条件が成立すると予測される場合に、発進クラッチ３を半係合状態で待機させるようにすればよい。例えば、車両１に対する加速要求が検出されることがエコラン制御からの復帰条件である場合、加速要求が予測される場合に発進クラッチ３を半係合状態とするようにすればよい。
【００５３】
なお、本実施形態では、エンジン１１に対する再始動要求が予測されるなどのエコラン制御からの復帰に関する条件が成立した場合に発進クラッチ３を半係合状態としたが、このような条件を設けずに、エコラン制御の実行中に常に発進クラッチ３を係合状態とし、かつ発進クラッチ３の係合度合いを制御するようにしてもよい。このようにすれば、エコラン制御中に常にエンジン１１の回転数を上げておくことができ、エコラン制御からの復帰における応答性を向上させることができる。
【００５４】
本実施形態では、エコラン制御中に発進クラッチ３が半係合状態とされたが、発進クラッチ３の係合度合いはこれには限定されない。例えば、エコラン制御中に、走行状況等に応じて発進クラッチ３のスリップ量が制御される間に、発進クラッチ３が完全係合されてもよい。
【００５５】
本実施形態の発進クラッチ３は、自動変速機１３内のクラッチであったが、発進クラッチ３はこれには限定されない。発進クラッチ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し、かつ係合度合いを制御可能なものであればよい。例えば、発進クラッチ３は、自動変速機１３の出力軸４等に設けられてもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
図４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。本実施形態では、上記第１実施形態の条件に加えて、あるいは代えて、自立復帰可能な回転数でエンジン１１を回転させておくことができる場合に限り発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、エンジン始動時間が短縮可能な場合に発進クラッチ３を半係合で待機させてエンジン始動性を向上させ、エンジン始動時間が短縮可能でない場合には発進クラッチ３を解放して燃費の向上や発進クラッチ３の保護を図ることができる。
【００５７】
ここで、自立復帰可能とは、スタータ３１等の助力がなくともエンジン１１が運転状態に復帰可能であることを示す。エンジン回転数が一定以上である場合、燃料の供給および点火を開始することでエンジン１１は自立的に回転数を増加させて再始動し、運転状態に復帰することができる。
【００５８】
図４は、エンジン１１が自立復帰可能なエンジン回転数の領域を示す図である。図４において、横軸は車速、縦軸はエンジン回転数を示す。符号Ｎgdは、エンジン回転数におけるエンジン１１が自立復帰可能な領域の下限の閾値を示す。エンジン回転数がこの閾値Ｎgd以上であれば、エンジン１１は自立的に再始動することができる。ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させたとして、エンジン回転数をエンジン回転数の閾値Ｎgd以上に保持できると判定すると、実際に発進クラッチ３を半係合で待機させる。
【００５９】
ここで、エンジン１１を自立復帰可能とする観点からは、発進クラッチ３の係合度合いを高めてエンジン回転数を高回転とすることが好ましいが、エンジン１１のフリクションによるエンジンブレーキが増加して減速感が増大するという背反がある。一方、発進クラッチ３の係合度合いを低下させると減速感を低減させることができるが、スリップによる発進クラッチ３の発熱量が増大してしまう。このため、発進クラッチ３における発熱量と発生するエンジンブレーキとのバランスを考慮することが望ましい。
【００６０】
ＥＣＵ２０は、例えば、以下に示す方法によってエンジン回転数を閾値Ｎgd以上に保持できるか否かを判定する。保持可能な下限のエンジン回転数は、発進クラッチ３の耐熱性に基づいて算出することができる。発進クラッチ３における単位時間あたりの発熱量Ｑ'は、下記式（１）より求めることができる。
Ｑ' ＝ （２π／６０）×Ｔｃ×Ｎslp…（１）
ここで、Ｔｃ：発進クラッチ３による伝達トルク、Ｎslp：発進クラッチ３のスリップ量である。
【００６１】
発進クラッチ３のスリップ量Ｎslp（以下、単に「スリップ量Ｎslp」とも記載する。）は、下記式（２）の関係を有する。
Ｎslp ＝ Ｎtcal−Ｎtreal…（２）
ここで、Ｎtcal：入力回転数、Ｎtreal：目標入力回転数である。入力回転数Ｎtcalは、発進クラッチ３を完全係合させた場合の自動変速機１３の入力軸２の回転数であり、出力軸４の回転数Ｎｏと自動変速機１３のギヤ比γとに基づいて下記式（３）で算出される。なお、出力回転数Ｎｏは、駆動輪１６の回転数に対応している。
Ｎtcal ＝ Ｎｏ×γ…（３）
【００６２】
また、目標入力回転数Ｎtrealは、自動変速機１３の入力軸回転数における目標値である。エンジン回転数は、目標入力回転数Ｎtrealと、トルクコンバータ１２の滑り量とに基づいて算出することができる。例えば、目標入力回転数Ｎtrealからトルクコンバータ１２の滑り分の回転数を減じたものがエンジン回転数となる。なお、発進クラッチ３のスリップ率Ｒslpは、例えば、下記式（４）によって算出することができる。
Ｒslp ＝ Ｎslp／Ｎtcal…（４）
【００６３】
ここで、発進クラッチ３には、クラッチ摩擦材の耐熱性から決まる単位時間あたりの許容発熱量Ｑ'maxが存在する。つまり、発進クラッチ３におけるスリップ時の発熱量Ｑ'は、下記式（５）を満たす必要がある。
Ｑ' ＜ Ｑ'max…（５）
【００６４】
上記式（１）および式（５）から、スリップ量Ｎslpには、許容発熱量Ｑ'maxから決まる許容スリップ量が存在する。ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を係合状態としたときに発生するエンジンブレーキが過剰とならないスリップ量Ｎslpを算出し、このスリップ量Ｎslpが許容スリップ量を超えるか否かを確認する。算出したスリップ量Ｎslpが許容スリップ量を超えなければ、発熱量の観点からスリップ量Ｎslpを維持しておくことが可能である。ＥＣＵ２０は、算出したスリップ量Ｎslpに対応するエンジン回転数が閾値Ｎgd以上であれば、発進クラッチ３を半係合で待機させる。つまり、ＥＣＵ２０は、過剰な減速度の発生を抑制でき、かつ発進クラッチ３における発熱量Ｑ'を許容範囲内とすることができ、かつエンジン回転数を閾値Ｎgd以上とできる場合に、発進クラッチ３を半係合で待機させる。本実施形態によれば、エンジン１１の始動性および発進クラッチ３の係合応答性を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。
【００６５】
（第３実施形態）
図５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、上記各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。本実施形態では、上記第１実施形態の条件に加えて、あるいは代えて、スタータ３１が飛び込み可能な場合に発進クラッチ３を半係合で待機させる。
【００６６】
ここで、飛び込み可能とは、エンジン１１が回転している状態において、切り離されていたスタータ３１をエンジン１１に接続可能であることを示す。例えば、スタータ３１とエンジン１１との接続方式として、エンジン始動時のみエンジン１１とスタータ３１とが係合する方式がある。一例として、エンジン始動時にエンジン側のリングギヤに対してスタータ３１のピニオンギヤが押し出され、飛び込み噛み合うことでエンジン１１とスタータ３１とが接続されるものがある。このようなスタータ３１は、エンジン１１に係合した状態とエンジン１１に係合していない状態とに切替え可能であり、かつ係合した状態でエンジン１１を始動させることができる。こうした飛込み式のスタータ３１では、飛込み可能なエンジン回転数に上限がある。つまり、スタータ３１は、エンジン回転数が所定回転以下である場合にエンジン１１に係合していない状態からエンジン１１に係合した状態に切替え可能である。
【００６７】
ＥＣＵ２０は、エンジン回転数が低回転でスタータ飛込み可能な場合に発進クラッチ３を半係合で待機させる。図５は、スタータ飛込みが可能なエンジン回転数を示す図である。図５において、横軸は車速、縦軸はエンジン回転数を示す。スタータ飛込み可能なエンジン回転数の上限である上限エンジン回転数Ｎmaxが定められている。この上限エンジン回転数Ｎmaxは、所定回転数に対応しており、例えば、３００ｒｐｍ程度である。エンジン再始動要求がなされたときに、エンジン回転数が上限エンジン回転数Ｎmaxよりも大きな回転数であると、エンジン回転数が上限エンジン回転数Ｎmax以下となるまで待機してからスタータ３１をエンジン１１に係合させ、スタータ３１によってエンジン１１を再始動しなければならない。
【００６８】
一方、エンジン回転数を上限エンジン回転数Ｎmax以下に維持しておけば、エンジン再始動要求がなされた場合に、即座にスタータ３１によってエンジン１１を再始動させることが可能となる。その結果、エンジン再始動の応答性や加速応答性を向上させることができる。
【００６９】
上記式（１）および式（５）から、スリップ量Ｎslpには発進クラッチ３の許容発熱量Ｑ'maxに基づく上限である許容スリップ量が存在している。つまり、ある程度車速が高くなると、スリップ量Ｎslpの制限により、エンジン回転数をスタータ飛込み可能なエンジン回転数に維持することができなくなる。符号Ｖmaxは、エンジン回転数をスタータ飛込み可能なエンジン回転数に維持できる車速の上限を示す。また、出力回転数Ｎｏにおいて、車速の上限Ｖmaxに対応する上限Ｎｏmaxが決まる。ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中であって、かつ出力回転数Ｎｏがこの上限Ｎｏmax以下である場合に、発進クラッチ３を半係合で待機させる。つまり、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中であって、かつエンジン回転数を所定回転数以下に維持できる場合に発進クラッチ３を係合状態とする。これにより、エンジン再始動の応答性や加速応答性の向上を図ることができる。
【００７０】
なお、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数をスタータ飛込み可能なエンジン回転数に維持する場合、例えば、エンジン回転数を上限エンジン回転数Ｎmaxに維持するようにスリップ量Ｎslpを制御するようにしてもよい。このようにすれば、発進クラッチ３における発熱量を可能な限り低減させることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
図６を参照して、第４実施形態について説明する。第４実施形態については、上記各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。本実施形態では、上記各実施形態の条件に加えて、あるいは代えて、要求制動力が所定値である条件を満たす時に発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、エンジンブレーキが過剰となることを抑制することができる。
【００７２】
図６は、発進クラッチ３を半係合で待機させる領域を示す図である。図６において、横軸はブレーキストローク、縦軸は制動力を示す。符号Ｆreqは、要求制動力を示す。要求制動力Ｆreqは、ブレーキストロークに応じて増加する値として算出される。符号Ｆtは、制動力の閾値である。閾値Ｆtは、発進クラッチ３を係合状態とすることで発生するエンジンブレーキによる制動力であって、ここでは、発進クラッチ３を半係合で待機させることで発生するエンジンブレーキによる制動力を示す。この制動力の閾値Ｆtは、例えば、上記各実施形態で発進クラッチ３を半係合で待機させるときの目標入力回転数Ｎtrealや車速等に基づいて算出されるものである。
【００７３】
ＥＣＵ２０は、要求制動力Ｆreqの大きさが閾値Ｆtの大きさを上回る場合に、発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、発進クラッチ３を係合状態とすることによるエンジンブレーキが過剰となって減速しすぎることを抑制することができる。エンジンブレーキによる制動力Ｆtを要求制動力Ｆreqが上回るため、ブレーキ装置１８等によって制動力を制御できる余地がある。つまり、本実施形態によれば、エンジンブレーキおよびブレーキ装置１８等によって制動力を制御可能な場合のみ発進クラッチ３の半係合制御を行うことができる。
【００７４】
さらに、ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させているときに、エンジンブレーキによる制動力とブレーキ装置１８による制動力とを協調制御することで要求制動力Ｆreqを実現する。ＥＣＵ２０は、実際の制動力が要求制動力Ｆreqとなるように、エンジンブレーキやブレーキ装置１８のブレーキ力などの分担比率を制御する。これにより、運転者の要求制動力Ｆreqを実現しながら発進クラッチ３を半係合で待機させることができる。
【００７５】
図７を参照して、本実施形態の動作について説明する。図７は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ２０により、エコラン実施中であるか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、エコラン制御を実施可能な条件が成立してエコランが実行されているか否かを判定する。その判定の結果、エコラン実施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）には本制御フローは終了する。
【００７７】
ステップＳ２では、ＥＣＵ２０により、要求制動力Ｆreqが算出される。ＥＣＵ２０は、ブレーキストロークセンサ３２によって検出されたブレーキストロークに基づいて要求制動力Ｆreqを算出することができる。なお、ブレーキストロークに代えて、ブレーキ油圧等に基づいて要求制動力Ｆreqが算出されてもよい。ステップＳ２が実行されると、ステップＳ３に進む。
【００７８】
ステップＳ３では、ＥＣＵ２０により、発進クラッチ３の半係合を実施するか否かが判定される。例えば、ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させることで自立復帰可能な回転数でエンジン１１を回転させておくことができるときにステップＳ３で肯定判定を行う。なお、これに代えて、発進クラッチ３を半係合で待機させることでスタータ３１が飛込み可能なエンジン回転数でエンジン１１を回転させておくことができるときにステップＳ３で肯定判定を行うようにしてもよい。ステップＳ３の判定の結果、発進クラッチ３の半係合を実施すると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００７９】
ステップＳ４では、ＥＣＵ２０により、発進クラッチ３を半係合で待機させることで発生するエンジンブレーキによる制動力Ｆengが算出される。ＥＣＵ２０は、例えば、発進クラッチ３を半係合で待機させるときの目標入力回転数Ｎtrealや車速等に基づいてエンジンブレーキによる制動力Ｆengを算出することができる。ステップＳ４が実行されると、ステップＳ５に進む。
【００８０】
ステップＳ５では、ＥＣＵ２０により、制動力の協調制御がなされる。ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させると共に、制動力の協調制御を実施する。車両１は、ブレーキ装置１８以外にも、回生発電により制動力を発生させるオルタネータ等の発電機を備えている。ブレーキ装置１８および発電機は、エンジンブレーキによる制動力以外の制動力を制御することができる制動力制御手段として機能する。ＥＣＵ２０は、ブレーキ装置１８により発生する制動力Ｆbrk、オルタネータ等の発電機における回生発電により発生する制動力Ｆgenなど、車両１に発生させる制動力をそれぞれ制御することができる。
【００８１】
ＥＣＵ２０は、ブレーキ装置１８や発電機等の制動力制御手段を制御することで、ステップＳ４で算出したエンジンブレーキによる制動力Ｆengと、各制動力制御手段で発生させる制動力Ｆbrk、Ｆgen．．．との和が要求制動力Ｆreqとなるようにする。すなわち、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中に発進クラッチ３を係合状態とするときに、下記式（６）の関係が満たされるように、各制動力制御手段を制御する。言い換えると、ＥＣＵ２０は、要求制動力Ｆreqを実現するように、ブレーキ装置１８および発電機等の制動力制御手段を制御する。なお、ＥＣＵ２０は、要求制動力を実現するように、要求制動力Ｆreqに基づいて発進クラッチ３のスリップ量やスリップ率を制御してもよい。
Ｆreq−Ｆeng ＝ Ｆbrk＋Ｆgen＋．．．…（６）
ステップＳ５で制動力の協調制御がなされると、本制御フローは終了する。
【００８２】
このように、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジンブレーキが過剰となり減速しすぎることを防ぐために、エンジンブレーキと制動力制御手段とで制動力を制御可能な場合のみ発進クラッチ３の半係合制御を行う。また、ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３の係合により過剰となった分だけ、その他の制動力を減少させる一方、発進クラッチ３の係合によるエンジンブレーキだけでは制動力が不足する場合、制動力制御手段によって不足する制動力を出力する。これにより、要求制動力Ｆreqに対して過不足を生じることなく発進クラッチ３を半係合で待機させることができる。
【００８３】
なお、図７のステップＳ５に示す制動力の協調制御は、要求制動力Ｆreqが閾値Ｆtよりも大となって発進クラッチ３が半係合とされた場合に限らず行うことが可能である。すなわち、上記各実施形態でエコラン制御中に発進クラッチ３が係合状態とされているときに、図７のステップＳ５に示す制動力の協調制御がなされてもよい。
【００８４】
上記各実施形態では、エンジン１１の駆動力を変速して伝達する変速機として、自動変速機（ＡＴ）１３を例示したが、これには限定されない。変速機は、手動式の変速機（ＭＴ）や、ハイブリッド車両の変速機構であってもよい。また、ハイブリッド車両では、ブレーキ装置１８は、摩擦力による制動力を発生させる機構だけでなく、モータによる回生によって制動力を発生させるものも含むことができる。
【００８５】
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】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上するのに適している。
【符号の説明】
【００８７】
１−１ 車両制御装置
１ 車両
２ 入力軸
３ 発進クラッチ（クラッチ）
４ 出力軸
１１ エンジン
１３ 自動変速機
１６ 駆動輪
２０ ＥＣＵ
３１ スタータ
３２ ブレーキストロークセンサ
Ｎｏ 出力回転数
Ｎtcal 入力回転数
Ｎtreal 目標入力回転数
Ｎslp スリップ量
【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、車両においてクラッチを制御する技術が知られている。特許文献１には、車両発進時にオイルポンプを油圧源とする締結圧により締結される発進クラッチと、車両停車時であって、かつ、運転者の制動意図が検出されたときはエンジンを停止し、運転者の制動意図が解除されたときはエンジンを再始動するアイドルストップ制御手段と、を備え、アイドルストップ制御手段によるエンジン再始動時に発進クラッチを締結する車両用アイドルストップ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２００６−１１１２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上できることが望まれている。例えば、走行中にエンジンの運転を自動的に停止することが可能な車両において、エンジンの運転を停止する制御からの復帰時にエンジンの始動性や発進クラッチの応答性を向上できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上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】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、車両の動力源としてのエンジンと、前記エンジンと前記車両の駆動輪との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチと、を備え、走行時に前記エンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とし、かつ前記クラッチの係合度合いを制御することを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記係合度合いの制御において、前記クラッチを半係合状態とすることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記所定制御の実行中であって、かつ前記クラッチを係合状態とすることで発生するエンジンブレーキによる制動力の大きさを要求制動力の大きさが上回る場合に前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【０００９】
上記車両制御装置において、更に、前記エンジンブレーキによる制動力以外の制動力を制御する制動力制御手段を備え、前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とするときに、前記要求制動力を実現するように前記制動力制御手段を制御することが好ましい。
【００１０】
上記車両制御装置において、前記要求制動力に基づいて前記クラッチの係合度合いを制御することが好ましい。
【００１１】
上記車両制御装置において、前記所定制御の実行中であって、かつ前記所定制御から復帰する復帰条件の成立が予測される場合に、前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【００１２】
上記車両制御装置において、前記復帰条件は、前記エンジンに対する再始動要求、あるいは前記車両に対する加速要求の少なくともいずれか一方がなされることを含むことが好ましい。
【００１３】
上記車両制御装置において、前記車両のブレーキ装置に対する操作量に基づいて前記復帰条件の成立を予測することが好ましい。
【００１４】
上記車両制御装置において、前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記エンジンが自立的に再始動できる回転数に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【００１５】
上記車両制御装置において、更に、前記エンジンに係合した状態と前記エンジンに係合していない状態とに切替え可能であり、かつ前記係合した状態で前記エンジンを始動させる始動装置を備え、前記始動装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以下である場合に前記係合していない状態から前記係合した状態に切替え可能なものであり、前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記所定回転数以下に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる車両制御装置は、エンジンと車両の駆動輪との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチを備え、走行時にエンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、所定制御の実行中にクラッチを係合状態とし、かつクラッチの係合度合いを制御する。本発明にかかる車両制御装置によれば、自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両制御装置を搭載した車両を示す図である。
【図２】図２は、ブレーキストロークに基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。
【図３】図３は、ブレーキ抜き速度に基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。
【図４】図４は、自立復帰可能なエンジン回転数の領域を示す図である。
【図５】図５は、スタータ飛込みが可能なエンジン回転数を示す図である。
【図６】図６は、クラッチを半係合で待機させる領域を示す図である。
【図７】図７は、第４実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態にかか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。
【００１９】
（第１実施形態）
図１から図３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、本発明の実施形態にかかる車両制御装置を搭載した車両を示す図である。
【００２０】
本実施形態の車両制御装置１−１は、エコランを実行可能な車両において、エコラン復帰時の加速応答性を向上させることができる。例えば、車両走行中のエコラン実施時に、ブレーキペダルの操作量と車速などから直近のエンジン再始動の可能性有りと判定した場合、車両制御装置１−１は発進クラッチを半係合させた状態で待機させる。これにより、エコラン中もエンジン回転数が引き上げられ、スタータなどを使用せずにエンジンが自立復帰可能となることで、エンジン始動時間が短縮される。また、発進クラッチの係合時間が短縮可能となる。
【００２１】
本実施形態は、以下の要件を満たす車両を前提としている。
（１）停車中および走行中にエンジン停止可能なエコラン機能を備えている。
（２）発進クラッチを備えており、エコラン中の発進クラッチの係合力を変え動力伝達力を完全係合から遮断まで制御できる。
【００２２】
図１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を有する自動変速機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、発進クラッチ３および出力軸４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。
【００２３】
発進クラッチ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、発進クラッチ３は、エンジン１１と駆動輪１６との間に配置されたものである。発進クラッチ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解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。
【００２４】
発進クラッチ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解放される。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発進クラッチ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、発進クラッチ３が解放されていると、動力の伝達が遮断される。つまり、発進クラッチ３は、自動変速機１３において変速段が形成されているときに、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。
【００２５】
発進クラッチ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。
【００２６】
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、エコラン制御中にエンジン回転数が低下し、あるいはエンジン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。
【００２７】
発進クラッチ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解放すると共に、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、発進クラッチ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、発進クラッチ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解放状態と、に制御可能である。また、発進クラッチ３は、半係合状態における入力側係合部材３ａと出力側係合部材３ｂとのスリップ量やスリップ率を制御可能である。発進クラッチ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解放状態まで任意に制御可能である。
【００２８】
発進クラッチ３の係合度合いを制御するとは、発進クラッチ３の状態を完全係合状態、半係合状態および解放状態のいずれかの状態から他の状態に切替えることを含み、さらに、半係合状態において発進クラッチ３におけるスリップ量やスリップ率を制御することを含む。例えば、入力側係合部材３ａの回転数を目標の回転数に制御することや、スリップ量やスリップ率を目標値に制御すること、エンジンブレーキによる制動力を目標の制動力とするように発進クラッチ３を制御することは、発進クラッチ３の係合度合いを制御することに含まれる。
【００２９】
このように、発進クラッチ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発進クラッチ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。
【００３０】
ブレーキ装置１８は、車両１の各車輪に設けられている。ブレーキ装置１８は、車両１の制動力を制御する制動力制御手段としての機能を有する。車両１は、図示しないブレーキペダルを備えている。運転者は、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。具体的には、ブレーキペダルに対する操作量は、ブレーキ油圧に変換されてブレーキ装置１８を作動させる。ブレーキ装置１８は、ブレーキ油圧によって、各車輪に摩擦による制動力を発生させる。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。
【００３１】
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、発進クラッチ３およびＥＣＵ３０を備える。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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を走行させる所定制御を実行可能である。以下、所定制御を「エコラン制御」とも記載する。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。
【００３７】
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。
【００３８】
ＥＣＵ２０は、エコラン制御時において、発進クラッチ３を解放し、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発進クラッチ３を解放すると、車両１は、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。
【００３９】
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。つまり、復帰条件は、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がなされることを含むものとすることができる。
【００４０】
エコラン制御中に発進クラッチ３が解放されていた場合であれば、ＥＣＵ２０は、スタータ３１によってエンジン１１を回転させてエンジン１１を始動し、エンジン１１の始動後に発進クラッチ３を係合させる。このように、エコラン制御からの復帰時において、復帰要求がなされてから実際に駆動力が出るまでに、スタータ３１によるエンジン始動および発進クラッチ３の係合に要する時間分の遅れが生じる。ドライバビリティを向上させる観点からは、この遅れ時間を低減できることが好ましい。
【００４１】
本実施形態の車両制御装置１−１は、エコラン制御の実行中に発進クラッチ３を係合状態とし、かつ発進クラッチ３の係合度合いを制御する。これにより、エコラン制御から復帰するときの車両１の応答性を向上させることができる。
【００４２】
ＥＣＵ２０は、例えば、車速、ブレーキ、エンジン回転数から算出するスリップ量で発進クラッチ３を制御可能であれば、エコラン制御の実行中に発進クラッチ３の係合制御を実行する。発進クラッチ３の係合制御がなされることで、エコラン制御中のエンジン回転数が引き上げられ、スタータ３１を使用せずエンジン１１が自立復帰可能となることでエンジン始動時間が短縮される。また、発進クラッチ３が既に係合状態となっていることで、発進クラッチ３の係合時間が短縮される。
【００４３】
エコラン制御中において、発進クラッチ３の係合度合いが制御されるときに、発進クラッチ３は例えば半係合状態とされ、スリップ量が制御される。この状態でエコラン制御から復帰するときは、エンジン１１を自立的に再始動させて半係合状態の発進クラッチ３を完全係合状態とするだけでよい。一方、エコラン制御中に発進クラッチ３が解放されていた場合、エコラン制御から復帰するときは、エンジン１１の始動に要する時間、発進クラッチ３の係合部材３ａ，３ｂのクリアランスを詰めるガタ詰めに要する時間、および発進クラッチ３の係合度合いを徐々に増加させるために要する時間が更に必要となる。
【００４４】
本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中であって、エンジン再始動要求が推定あるいは予測されるときに発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、実際にエンジン始動要求がなされたときには高応答で駆動力を出力できる。また、エンジン再始動要求が予測されないときには発進クラッチ３を解放状態として燃費の向上を図ることができる。
【００４５】
ＥＣＵ２０は、図２を参照して説明するように、運転者によるブレーキ装置１８に対する操作量に基づいて復帰条件の成立を予測する。図２は、ブレーキストロークに基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。図２において、横軸は車速、縦軸はブレーキストロークをそれぞれ示す。符号Ｔｈ１は、ブレーキストロークの閾値を示す。閾値Ｔｈ１は、車速に応じて可変とされており、車速が大きくなるほど閾値Ｔｈ１が増加する。ブレーキストロークが大きな場合、停車のためのブレーキ操作等と考えられ、その後にエンジン再始動要求がなされる可能性は比較的低いと予測できる。一方、ブレーキストロークが小さい場合、車速の調整などの一時的な減速と考えられ、その後にエンジン再始動要求がなされる可能性は比較的高いと予測できる。ＥＣＵ２０は、ブレーキストロークが閾値Ｔｈ１以下である場合、エコラン制御から復帰する復帰条件の成立が予測されると判定することができる。
【００４６】
ＥＣＵ２０は、ブレーキストロークセンサ３２によって検出されたブレーキストロークが、閾値Ｔｈ１以下である場合に、エンジン再始動要求がなされ、エコラン制御から復帰する復帰条件が成立すると予測することができる。車速に応じて閾値Ｔｈ１が可変とされていることで、エンジン再始動要求を精度よく判定することが可能となる。なお、この閾値Ｔｈ１は、学習によって補正されてもよい。すなわち、検出されたブレーキストロークと、その後にエンジン再始動要求がなされたか否かとの関係を学習して、閾値Ｔｈ１の補正がなされるようにしてもよい。
【００４７】
ＥＣＵ２０は、エコラン制御中にエンジン再始動要求がなされると予測すると、発進クラッチ３を半係合で待機させる。ＥＣＵ２０は、例えば、エコラン制御の開始時に発進クラッチ３を解放させ、その後に復帰条件が成立すると予測した場合に発進クラッチ３を半係合させる。このようにすれば、復帰可能性が比較的高いときに限り発進クラッチ３を半係合で待機させることができる。また、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の開始時に運転者によって制動操作がなされており、復帰条件が成立すると予測した場合には、発進クラッチ３を解放することなく、発進クラッチ３を半係合状態とさせるようにしてもよい。このようにすれば、エンジン回転数が低下しすぎることを抑制し、エコラン制御から復帰する際の応答性を向上させることができる。これにより、エコラン制御から復帰するときのエンジン１１の始動性と発進クラッチ係合の応答性を向上させることができる。
【００４８】
また、ブレーキストロークに代えて、ブレーキ抜き速度に基づいて復帰条件の成立が判定されてもよい。図３は、ブレーキ抜き速度に基づくエンジン再始動要求の判定方法を説明するための図である。ここで、ブレーキ抜き速度とは、ブレーキストロークが減少するときの減少速度であり、運転者が制動力を緩めるときにブレーキペダルを戻す速度である。
【００４９】
図３において、横軸はブレーキストローク、縦軸はブレーキ抜き速度を示す。符号Ｔｈ２は、ブレーキ抜き速度の閾値を示す。閾値Ｔｈ２は、ブレーキストロークに応じて可変とされており、ブレーキストロークが大きくなるほど閾値Ｔｈ２が増加する。ブレーキ抜き速度が小さな場合、減速度を調整するブレーキ操作等と考えられ、その後にエンジン再始動要求がなされる可能性は比較的低いと予測できる。一方、ブレーキ抜き速度が大きな場合、ブレーキＯＦＦとされてアクセル操作がなされるなど、エコラン制御からの復帰条件が成立する可能性が高いと予測できる。
【００５０】
ＥＣＵ２０は、ブレーキ抜き速度が閾値Ｔｈ２以上である場合に、エコランから復帰する可能性があるとしてエンジン再始動要求がなされると予測する。なお、ブレーキ抜き速度の閾値Ｔｈ２は、学習によって補正されてもよい。ブレーキ抜き速度の閾値Ｔｈ２がブレーキストロークに応じて可変とされていることで、エンジン再始動要求を精度よく判定することが可能となる。ブレーキ抜き速度の閾値Ｔｈ２は、ブレーキストロークに代えて車速に応じて可変とされてもよい。
【００５１】
なお、エンジン再始動要求の判定において、ブレーキストロークに代えてブレーキ油圧、ブレーキ抜き速度に代えてブレーキ圧抜き速度がそれぞれ用いられてもよい。ブレーキ油圧は、例えば、ブレーキ操作によって発生するマスタシリンダ圧とすることができる。また、ブレーキ圧抜き速度は、例えば、マスタシリンダ圧の圧力低下速度とすることができる。また、各閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２は、車速やブレーキストローク等によらず一定値とされてもよい。
【００５２】
本実施形態では、ブレーキストローク、ブレーキ抜き速度、ブレーキ油圧、ブレーキ圧抜き速度等のブレーキ装置１８に対する操作量に基づいてエンジン再始動要求が予測されたが、エンジン再始動要求を予測する方法はこれには限定されない。ＥＣＵ２０は、例えば、ブレーキ操作量に代えて、あるいは加えて、勾配、カーブ、先行車等の車両１の走行環境に基づいてエンジン再始動要求を予測するようにしてもよい。また、エコラン制御中に発進クラッチ３を半係合状態とするか否かは、エンジン再始動要求以外のエコラン制御からの復帰条件に応じて定められてもよい。エコラン制御からの復帰条件が成立すると予測される場合に、発進クラッチ３を半係合状態で待機させるようにすればよい。例えば、車両１に対する加速要求が検出されることがエコラン制御からの復帰条件である場合、加速要求が予測される場合に発進クラッチ３を半係合状態とするようにすればよい。
【００５３】
なお、本実施形態では、エンジン１１に対する再始動要求が予測されるなどのエコラン制御からの復帰に関する条件が成立した場合に発進クラッチ３を半係合状態としたが、このような条件を設けずに、エコラン制御の実行中に常に発進クラッチ３を係合状態とし、かつ発進クラッチ３の係合度合いを制御するようにしてもよい。このようにすれば、エコラン制御中に常にエンジン１１の回転数を上げておくことができ、エコラン制御からの復帰における応答性を向上させることができる。
【００５４】
本実施形態では、エコラン制御中に発進クラッチ３が半係合状態とされたが、発進クラッチ３の係合度合いはこれには限定されない。例えば、エコラン制御中に、走行状況等に応じて発進クラッチ３のスリップ量が制御される間に、発進クラッチ３が完全係合されてもよい。
【００５５】
本実施形態の発進クラッチ３は、自動変速機１３内のクラッチであったが、発進クラッチ３はこれには限定されない。発進クラッチ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し、かつ係合度合いを制御可能なものであればよい。例えば、発進クラッチ３は、自動変速機１３の出力軸４等に設けられてもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
図４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。本実施形態では、上記第１実施形態の条件に加えて、あるいは代えて、自立復帰可能な回転数でエンジン１１を回転させておくことができる場合に限り発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、エンジン始動時間が短縮可能な場合に発進クラッチ３を半係合で待機させてエンジン始動性を向上させ、エンジン始動時間が短縮可能でない場合には発進クラッチ３を解放して燃費の向上や発進クラッチ３の保護を図ることができる。
【００５７】
ここで、自立復帰可能とは、スタータ３１等の助力がなくともエンジン１１が運転状態に復帰可能であることを示す。エンジン回転数が一定以上である場合、燃料の供給および点火を開始することでエンジン１１は自立的に回転数を増加させて再始動し、運転状態に復帰することができる。
【００５８】
図４は、エンジン１１が自立復帰可能なエンジン回転数の領域を示す図である。図４において、横軸は車速、縦軸はエンジン回転数を示す。符号Ｎgdは、エンジン回転数におけるエンジン１１が自立復帰可能な領域の下限の閾値を示す。エンジン回転数がこの閾値Ｎgd以上であれば、エンジン１１は自立的に再始動することができる。ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させたとして、エンジン回転数をエンジン回転数の閾値Ｎgd以上に保持できると判定すると、実際に発進クラッチ３を半係合で待機させる。
【００５９】
ここで、エンジン１１を自立復帰可能とする観点からは、発進クラッチ３の係合度合いを高めてエンジン回転数を高回転とすることが好ましいが、エンジン１１のフリクションによるエンジンブレーキが増加して減速感が増大するという背反がある。一方、発進クラッチ３の係合度合いを低下させると減速感を低減させることができるが、スリップによる発進クラッチ３の発熱量が増大してしまう。このため、発進クラッチ３における発熱量と発生するエンジンブレーキとのバランスを考慮することが望ましい。
【００６０】
ＥＣＵ２０は、例えば、以下に示す方法によってエンジン回転数を閾値Ｎgd以上に保持できるか否かを判定する。保持可能な下限のエンジン回転数は、発進クラッチ３の耐熱性に基づいて算出することができる。発進クラッチ３における単位時間あたりの発熱量Ｑ'は、下記式（１）より求めることができる。
Ｑ' ＝ （２π／６０）×Ｔｃ×Ｎslp…（１）
ここで、Ｔｃ：発進クラッチ３による伝達トルク、Ｎslp：発進クラッチ３のスリップ量である。
【００６１】
発進クラッチ３のスリップ量Ｎslp（以下、単に「スリップ量Ｎslp」とも記載する。）は、下記式（２）の関係を有する。
Ｎslp ＝ Ｎtcal−Ｎtreal…（２）
ここで、Ｎtcal：入力回転数、Ｎtreal：目標入力回転数である。入力回転数Ｎtcalは、発進クラッチ３を完全係合させた場合の自動変速機１３の入力軸２の回転数であり、出力軸４の回転数Ｎｏと自動変速機１３のギヤ比γとに基づいて下記式（３）で算出される。なお、出力回転数Ｎｏは、駆動輪１６の回転数に対応している。
Ｎtcal ＝ Ｎｏ×γ…（３）
【００６２】
また、目標入力回転数Ｎtrealは、自動変速機１３の入力軸回転数における目標値である。エンジン回転数は、目標入力回転数Ｎtrealと、トルクコンバータ１２の滑り量とに基づいて算出することができる。例えば、目標入力回転数Ｎtrealからトルクコンバータ１２の滑り分の回転数を減じたものがエンジン回転数となる。なお、発進クラッチ３のスリップ率Ｒslpは、例えば、下記式（４）によって算出することができる。
Ｒslp ＝ Ｎslp／Ｎtcal…（４）
【００６３】
ここで、発進クラッチ３には、クラッチ摩擦材の耐熱性から決まる単位時間あたりの許容発熱量Ｑ'maxが存在する。つまり、発進クラッチ３におけるスリップ時の発熱量Ｑ'は、下記式（５）を満たす必要がある。
Ｑ' ＜ Ｑ'max…（５）
【００６４】
上記式（１）および式（５）から、スリップ量Ｎslpには、許容発熱量Ｑ'maxから決まる許容スリップ量が存在する。ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を係合状態としたときに発生するエンジンブレーキが過剰とならないスリップ量Ｎslpを算出し、このスリップ量Ｎslpが許容スリップ量を超えるか否かを確認する。算出したスリップ量Ｎslpが許容スリップ量を超えなければ、発熱量の観点からスリップ量Ｎslpを維持しておくことが可能である。ＥＣＵ２０は、算出したスリップ量Ｎslpに対応するエンジン回転数が閾値Ｎgd以上であれば、発進クラッチ３を半係合で待機させる。つまり、ＥＣＵ２０は、過剰な減速度の発生を抑制でき、かつ発進クラッチ３における発熱量Ｑ'を許容範囲内とすることができ、かつエンジン回転数を閾値Ｎgd以上とできる場合に、発進クラッチ３を半係合で待機させる。本実施形態によれば、エンジン１１の始動性および発進クラッチ３の係合応答性を向上させることができると共に、ドライバビリティを向上させることができる。
【００６５】
（第３実施形態）
図５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、上記各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。本実施形態では、上記第１実施形態の条件に加えて、あるいは代えて、スタータ３１が飛び込み可能な場合に発進クラッチ３を半係合で待機させる。
【００６６】
ここで、飛び込み可能とは、エンジン１１が回転している状態において、切り離されていたスタータ３１をエンジン１１に接続可能であることを示す。例えば、スタータ３１とエンジン１１との接続方式として、エンジン始動時のみエンジン１１とスタータ３１とが係合する方式がある。一例として、エンジン始動時にエンジン側のリングギヤに対してスタータ３１のピニオンギヤが押し出され、飛び込み噛み合うことでエンジン１１とスタータ３１とが接続されるものがある。このようなスタータ３１は、エンジン１１に係合した状態とエンジン１１に係合していない状態とに切替え可能であり、かつ係合した状態でエンジン１１を始動させることができる。こうした飛込み式のスタータ３１では、飛込み可能なエンジン回転数に上限がある。つまり、スタータ３１は、エンジン回転数が所定回転以下である場合にエンジン１１に係合していない状態からエンジン１１に係合した状態に切替え可能である。
【００６７】
ＥＣＵ２０は、エンジン回転数が低回転でスタータ飛込み可能な場合に発進クラッチ３を半係合で待機させる。図５は、スタータ飛込みが可能なエンジン回転数を示す図である。図５において、横軸は車速、縦軸はエンジン回転数を示す。スタータ飛込み可能なエンジン回転数の上限である上限エンジン回転数Ｎmaxが定められている。この上限エンジン回転数Ｎmaxは、所定回転数に対応しており、例えば、３００ｒｐｍ程度である。エンジン再始動要求がなされたときに、エンジン回転数が上限エンジン回転数Ｎmaxよりも大きな回転数であると、エンジン回転数が上限エンジン回転数Ｎmax以下となるまで待機してからスタータ３１をエンジン１１に係合させ、スタータ３１によってエンジン１１を再始動しなければならない。
【００６８】
一方、エンジン回転数を上限エンジン回転数Ｎmax以下に維持しておけば、エンジン再始動要求がなされた場合に、即座にスタータ３１によってエンジン１１を再始動させることが可能となる。その結果、エンジン再始動の応答性や加速応答性を向上させることができる。
【００６９】
上記式（１）および式（５）から、スリップ量Ｎslpには発進クラッチ３の許容発熱量Ｑ'maxに基づく上限である許容スリップ量が存在している。つまり、ある程度車速が高くなると、スリップ量Ｎslpの制限により、エンジン回転数をスタータ飛込み可能なエンジン回転数に維持することができなくなる。符号Ｖmaxは、エンジン回転数をスタータ飛込み可能なエンジン回転数に維持できる車速の上限を示す。また、出力回転数Ｎｏにおいて、車速の上限Ｖmaxに対応する上限Ｎｏmaxが決まる。ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中であって、かつ出力回転数Ｎｏがこの上限Ｎｏmax以下である場合に、発進クラッチ３を半係合で待機させる。つまり、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中であって、かつエンジン回転数を所定回転数以下に維持できる場合に発進クラッチ３を係合状態とする。これにより、エンジン再始動の応答性や加速応答性の向上を図ることができる。
【００７０】
なお、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数をスタータ飛込み可能なエンジン回転数に維持する場合、例えば、エンジン回転数を上限エンジン回転数Ｎmaxに維持するようにスリップ量Ｎslpを制御するようにしてもよい。このようにすれば、発進クラッチ３における発熱量を可能な限り低減させることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
図６を参照して、第４実施形態について説明する。第４実施形態については、上記各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。本実施形態では、上記各実施形態の条件に加えて、あるいは代えて、要求制動力が所定値である条件を満たす時に発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、エンジンブレーキが過剰となることを抑制することができる。
【００７２】
図６は、発進クラッチ３を半係合で待機させる領域を示す図である。図６において、横軸はブレーキストローク、縦軸は制動力を示す。符号Ｆreqは、要求制動力を示す。要求制動力Ｆreqは、ブレーキストロークに応じて増加する値として算出される。符号Ｆtは、制動力の閾値である。閾値Ｆtは、発進クラッチ３を係合状態とすることで発生するエンジンブレーキによる制動力であって、ここでは、発進クラッチ３を半係合で待機させることで発生するエンジンブレーキによる制動力を示す。この制動力の閾値Ｆtは、例えば、上記各実施形態で発進クラッチ３を半係合で待機させるときの目標入力回転数Ｎtrealや車速等に基づいて算出されるものである。
【００７３】
ＥＣＵ２０は、要求制動力Ｆreqの大きさが閾値Ｆtの大きさを上回る場合に、発進クラッチ３を半係合で待機させる。これにより、発進クラッチ３を係合状態とすることによるエンジンブレーキが過剰となって減速しすぎることを抑制することができる。エンジンブレーキによる制動力Ｆtを要求制動力Ｆreqが上回るため、ブレーキ装置１８等によって制動力を制御できる余地がある。つまり、本実施形態によれば、エンジンブレーキおよびブレーキ装置１８等によって制動力を制御可能な場合のみ発進クラッチ３の半係合制御を行うことができる。
【００７４】
さらに、ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させているときに、エンジンブレーキによる制動力とブレーキ装置１８による制動力とを協調制御することで要求制動力Ｆreqを実現する。ＥＣＵ２０は、実際の制動力が要求制動力Ｆreqとなるように、エンジンブレーキやブレーキ装置１８のブレーキ力などの分担比率を制御する。これにより、運転者の要求制動力Ｆreqを実現しながら発進クラッチ３を半係合で待機させることができる。
【００７５】
図７を参照して、本実施形態の動作について説明する。図７は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ２０により、エコラン実施中であるか否かが判定される。ＥＣＵ２０は、エコラン制御を実施可能な条件が成立してエコランが実行されているか否かを判定する。その判定の結果、エコラン実施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）には本制御フローは終了する。
【００７７】
ステップＳ２では、ＥＣＵ２０により、要求制動力Ｆreqが算出される。ＥＣＵ２０は、ブレーキストロークセンサ３２によって検出されたブレーキストロークに基づいて要求制動力Ｆreqを算出することができる。なお、ブレーキストロークに代えて、ブレーキ油圧等に基づいて要求制動力Ｆreqが算出されてもよい。ステップＳ２が実行されると、ステップＳ３に進む。
【００７８】
ステップＳ３では、ＥＣＵ２０により、発進クラッチ３の半係合を実施するか否かが判定される。例えば、ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させることで自立復帰可能な回転数でエンジン１１を回転させておくことができるときにステップＳ３で肯定判定を行う。なお、これに代えて、発進クラッチ３を半係合で待機させることでスタータ３１が飛込み可能なエンジン回転数でエンジン１１を回転させておくことができるときにステップＳ３で肯定判定を行うようにしてもよい。ステップＳ３の判定の結果、発進クラッチ３の半係合を実施すると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００７９】
ステップＳ４では、ＥＣＵ２０により、発進クラッチ３を半係合で待機させることで発生するエンジンブレーキによる制動力Ｆengが算出される。ＥＣＵ２０は、例えば、発進クラッチ３を半係合で待機させるときの目標入力回転数Ｎtrealや車速等に基づいてエンジンブレーキによる制動力Ｆengを算出することができる。ステップＳ４が実行されると、ステップＳ５に進む。
【００８０】
ステップＳ５では、ＥＣＵ２０により、制動力の協調制御がなされる。ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３を半係合で待機させると共に、制動力の協調制御を実施する。車両１は、ブレーキ装置１８以外にも、回生発電により制動力を発生させるオルタネータ等の発電機を備えている。ブレーキ装置１８および発電機は、エンジンブレーキによる制動力以外の制動力を制御することができる制動力制御手段として機能する。ＥＣＵ２０は、ブレーキ装置１８により発生する制動力Ｆbrk、オルタネータ等の発電機における回生発電により発生する制動力Ｆgenなど、車両１に発生させる制動力をそれぞれ制御することができる。
【００８１】
ＥＣＵ２０は、ブレーキ装置１８や発電機等の制動力制御手段を制御することで、ステップＳ４で算出したエンジンブレーキによる制動力Ｆengと、各制動力制御手段で発生させる制動力Ｆbrk、Ｆgen．．．との和が要求制動力Ｆreqとなるようにする。すなわち、ＥＣＵ２０は、エコラン制御の実行中に発進クラッチ３を係合状態とするときに、下記式（６）の関係が満たされるように、各制動力制御手段を制御する。言い換えると、ＥＣＵ２０は、要求制動力Ｆreqを実現するように、ブレーキ装置１８および発電機等の制動力制御手段を制御する。なお、ＥＣＵ２０は、要求制動力を実現するように、要求制動力Ｆreqに基づいて発進クラッチ３のスリップ量やスリップ率を制御してもよい。
Ｆreq−Ｆeng ＝ Ｆbrk＋Ｆgen＋．．．…（６）
ステップＳ５で制動力の協調制御がなされると、本制御フローは終了する。
【００８２】
このように、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジンブレーキが過剰となり減速しすぎることを防ぐために、エンジンブレーキと制動力制御手段とで制動力を制御可能な場合のみ発進クラッチ３の半係合制御を行う。また、ＥＣＵ２０は、発進クラッチ３の係合により過剰となった分だけ、その他の制動力を減少させる一方、発進クラッチ３の係合によるエンジンブレーキだけでは制動力が不足する場合、制動力制御手段によって不足する制動力を出力する。これにより、要求制動力Ｆreqに対して過不足を生じることなく発進クラッチ３を半係合で待機させることができる。
【００８３】
なお、図７のステップＳ５に示す制動力の協調制御は、要求制動力Ｆreqが閾値Ｆtよりも大となって発進クラッチ３が半係合とされた場合に限らず行うことが可能である。すなわち、上記各実施形態でエコラン制御中に発進クラッチ３が係合状態とされているときに、図７のステップＳ５に示す制動力の協調制御がなされてもよい。
【００８４】
上記各実施形態では、エンジン１１の駆動力を変速して伝達する変速機として、自動変速機（ＡＴ）１３を例示したが、これには限定されない。変速機は、手動式の変速機（ＭＴ）や、ハイブリッド車両の変速機構であってもよい。また、ハイブリッド車両では、ブレーキ装置１８は、摩擦力による制動力を発生させる機構だけでなく、モータによる回生によって制動力を発生させるものも含むことができる。
【００８５】
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】
【００８６】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、自動的にエンジンの運転を停止する制御から復帰するときの車両の応答性を向上するのに適している。
【符号の説明】
【００８７】
１−１ 車両制御装置
１ 車両
２ 入力軸
３ 発進クラッチ（クラッチ）
４ 出力軸
１１ エンジン
１３ 自動変速機
１６ 駆動輪
２０ ＥＣＵ
３１ スタータ
３２ ブレーキストロークセンサ
Ｎｏ 出力回転数
Ｎtcal 入力回転数
Ｎtreal 目標入力回転数
Ｎslp スリップ量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンと前記車両の駆動輪との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチと、を備え、
走行時に前記エンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、
前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とし、かつ前記クラッチの係合度合いを制御する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記係合度合いの制御において、前記クラッチを半係合状態とする
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記所定制御の実行中であって、かつ前記クラッチを係合状態とすることで発生するエンジンブレーキによる制動力の大きさを要求制動力の大きさが上回る場合に前記クラッチを係合状態とする
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
更に、前記エンジンブレーキによる制動力以外の制動力を制御する制動力制御手段を備え、
前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とするときに、前記要求制動力を実現するように前記制動力制御手段を制御する
請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記要求制動力に基づいて前記クラッチの係合度合いを制御する
請求項３または４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記所定制御の実行中であって、かつ前記所定制御から復帰する復帰条件の成立が予測される場合に、前記クラッチを係合状態とする
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記復帰条件は、前記エンジンに対する再始動要求、あるいは前記車両に対する加速要求の少なくともいずれか一方がなされることを含む
請求項６に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記車両のブレーキ装置に対する操作量に基づいて前記復帰条件の成立を予測する
請求項６または７に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記エンジンが自立的に再始動できる回転数に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とする
請求項１から８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
更に、前記エンジンに係合した状態と前記エンジンに係合していない状態とに切替え可能であり、かつ前記係合した状態で前記エンジンを始動させる始動装置を備え、
前記始動装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以下である場合に前記係合していない状態から前記係合した状態に切替え可能なものであり、
前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記所定回転数以下に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とする
請求項１から８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１】
車両の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンと前記車両の駆動輪との間に配置され、かつ係合度合いを制御可能なクラッチと、を備え、
走行時に前記エンジンに対する燃料の供給を停止する所定制御を実行可能であり、
前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とし、かつ前記クラッチの係合度合いを制御する
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記係合度合いの制御において、前記クラッチを半係合状態とする
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記所定制御の実行中であって、かつ前記クラッチを係合状態とすることで発生するエンジンブレーキによる制動力の大きさを要求制動力の大きさが上回る場合に前記クラッチを係合状態とする
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
更に、前記エンジンブレーキによる制動力以外の制動力を制御する制動力制御手段を備え、
前記所定制御の実行中に前記クラッチを係合状態とするときに、前記要求制動力を実現するように前記制動力制御手段を制御する
請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記要求制動力に基づいて前記クラッチの係合度合いを制御する
請求項３または４に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記所定制御の実行中であって、かつ前記所定制御から復帰する復帰条件の成立が予測される場合に、前記クラッチを係合状態とする
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記復帰条件は、前記エンジンに対する再始動要求、あるいは前記車両に対する加速要求の少なくともいずれか一方がなされることを含む
請求項６に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記車両のブレーキ装置に対する操作量に基づいて前記復帰条件の成立を予測する
請求項６または７に記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記エンジンが自立的に再始動できる回転数に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とする
請求項１から８のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項１０】
更に、前記エンジンに係合した状態と前記エンジンに係合していない状態とに切替え可能であり、かつ前記係合した状態で前記エンジンを始動させる始動装置を備え、
前記始動装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数以下である場合に前記係合していない状態から前記係合した状態に切替え可能なものであり、
前記所定制御の実行中であって、かつ前記エンジンの回転数を前記所定回転数以下に維持できる場合に、前記クラッチを係合状態とする
請求項１から８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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９７８４３（Ｐ２０１２−９７８４３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６５５８（Ｐ２０１０−２４６５５８）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【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５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【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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