(57)【要約】【課題】クリープ走行中の燃費を向上できる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置は、エンジン１とトランスミッション４との間のエンジン動力伝達率を変更可能なフォワードクラッチ３を備えた車両に適用され、路面の勾配に応じてエンジン回転数を制御すると共に、フォワードクラッチのエンジン動力伝達率を制御する。この車両制御装置は、車両がアイドル停車時またはアイドリングストップ時に、路面が下り勾配であると判定し、ブレーキが解除されたた場合にフォワードクラッチを半締結状態とし、勾配に応じて平坦時よりも低いエンジン回転数に制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから自動変速機へのエンジン動力伝達率を制御可能な伝達機構を備えた車両に適用される車両制御装置であって、
アクセルがオフの状態またはエンジンのアイドル運転状態で前記車両が自走するクリープ走行状態で下り勾配を走行するときに、前記伝達機構の出力回転数が前記エンジンの回転数よりも低くなるエンジン動力伝達率となるように前記伝達機構が制御された場合に、前記エンジン回転数を保持または低回転側に制御する、ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
エンジンと自動変速機との間のエンジン動力伝達率を変更可能な伝達機構を備えた車両に適用され、前記エンジンの作動状態を制御すると共に、前記伝達機構での前記エンジン動力伝達率を制御する車両制御装置であって、
アクセルがオフの状態またはエンジンのアイドル運転状態で前記車両が走行するクリープ走行状態で下り勾配を走行するときに、前記伝達機構の出力回転数が前記エンジンの回転数よりも低くなるエンジン動力伝達率となるように前記伝達機構を制御すると共に、前記エンジン回転数を保持または低回転側に制御する、ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２の車両制御装置において、
前記エンジン動力伝達率が小さくなるにつれて、エンジン操作量を小さくする、ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２の車両制御装置において、
走行路の下り勾配が大きいほど前記エンジン動力伝達率が小さくなるように制御する、ことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両がクリープ走行中に、路面の勾配に応じてエンジン回転数とエンジン動力伝達率を制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンのアイドル運転状態での駆動力により車両が走行する、所謂クリープ走行において、発進クラッチ制御手段により、クラッチ回転数がエンジン回転数よりも低い目標回転数になるよう一定回転数に制御を行うクラッチ制御装置が記載されている。そして、アクセルが踏み込まれるまでの間、当該クラッチ制御を継続し、クラッチの完全接続時に起こるクラッチトルクの減少を抑え、抜け感のないクリープ走行を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した特許文献１の技術では、クリープ走行状態でのクラッチの出力回転数がエンジン回転数よりも低く制御されることで、エンジントルクの伝達負荷が低下し、エンジン回転数が上昇することになる。しかし、エンジン回転数は制御されないため、エンジン回転数の上昇により燃費が悪化する惧れがあった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、クリープ走行中の燃費を向上できる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、エンジンから自動変速機へのエンジン動力伝達率を制御可能な伝達機構を備えた車両に適用される車両制御装置であって、アクセルがオフの状態またはエンジンのアイドル運転状態で前記車両が自走するクリープ走行状態で下り勾配を走行するときに、前記伝達機構の出力回転数が前記エンジンの回転数よりも低くなるエンジン動力伝達率となるように前記伝達機構が制御された場合に、前記エンジン回転数を保持または低回転側に制御する、ことを特徴とする。
また、本発明の車両制御装置は、エンジンと自動変速機との間のエンジン動力伝達率を変更可能な伝達機構を備えた車両に適用され、前記エンジンの作動状態を制御すると共に、前記伝達機構での前記エンジン動力伝達率を制御する車両制御装置であって、アクセルがオフの状態またはエンジンのアイドル運転状態で前記車両が走行するクリープ走行状態で下り勾配を走行するときに、前記伝達機構の出力回転数が前記エンジンの回転数よりも低くなるエンジン動力伝達率となるように前記伝達機構を制御すると共に、前記エンジン回転数を保持または低回転側に制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、クリープ走行状態で下り勾配を走行するときに、伝達機構のエンジン動力伝達率を下げてエンジン回転数を低下させるので、エンストを抑制しつつ燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両制御装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図１及び図２に示した車両制御装置の制御開始時の動作を示すフローチャートである。
【図４】図３に続くもので、図１及び図２に示した車両制御装置の制御解除時の動作を示すフローチャートである。
【図５】図３におけるフォワードクラッチとエンジン回転数の制御例を示すフローチャートである。
【図６】フォワードクラッチの締結力算出マップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置について説明するためのもので、車両制御装置が適用される車両の要部を抽出して示している。エンジン（内燃機関）１で発生された動力は、トルクコンバータ２、フォワードクラッチ（伝達機構）３及びトランスミッション（本例ではＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）４を介して駆動輪５に伝達される。フォワードクラッチ３は、油圧ポンプ６から油路７を介して供給される油の圧力によって締結／遮断が制御される。
【００１０】
コントロールユニット（演算装置）８は、エンジン１とフォワードクラッチ３を制御するものである。このコントロールユニット８は、エンジン１のエンジン操作量、例えば吸入空気量、燃料噴射量、及び点火時期等のうち少なくともいずれか１つを算出し、該エンジン操作量を制御することにより、エンジン回転数を制御する。また、コントロールユニット８は、油圧ポンプ６から油路７に吐出される油量（油圧）を変化させることで、フォワードクラッチ３のエンジン動力伝達率を制御する。
【００１１】
図２は、本発明の実施形態に係る車両制御装置の機能ブロック図である。コントロールユニット８には、アクセルポジションセンサ１１、ブレーキスイッチ１２、停車判定装置１３、油温センサ１４、傾斜センサ（Ｇセンサ）１５、インプット回転数センサ１６及びアウトプット回転数センサ１７等から出力される各種センサの情報が入力される。
【００１２】
アクセルポジションセンサ１１は、アクセル開度を検出し、運転者のアクセル操作によるアクセル開度情報を出力する。このアクセル開度情報からアクセル操作の有無が検出される。ブレーキスイッチ１２は、運転者によるブレーキ操作に対応するブレーキスイッチのオン／オフ情報を出力する。停車判定装置１３は、例えば車速とエンジン回転数から車両が停車していることを判定し、停車情報を出力する。油温センサ１４は、トランスミッション４の油温を検出して油温情報を出力する。傾斜センサ（Ｇセンサ）１５は、車両の傾きから路面の勾配情報を出力する。インプット回転数センサ１６は、フォワードクラッチ３の入力側（トルクコンバータ２側）の回転数を検出して回転数情報を出力する。更に、アウトプット回転数センサ１７は、フォワードクラッチ３の出力側（トランスミッション４側）の回転数を検出して回転数情報を出力する。
【００１３】
コントロールユニット８は、これら入力された情報に基づき、回転数制御を含むエンジン１の制御を行うと共に、油圧ポンプ６の制御を行う。そして、油圧ポンプ６で、トランスミッション４のドライブプーリの油圧制御（フォワードクラッチ３のエンジン動力伝達率の制御を含む）を行うようになっている。
【００１４】
図３乃至図５はそれぞれ、図１及び図２に示した車両制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。図３は制御開始時の動作、図４は制御解除時の動作、及び図５はフォワードクラッチとエンジン回転数の制御動作をそれぞれ示している。
図３に示すように、制御開始時には、まず、アクセルポジションセンサ１１から得たアクセル開度情報によるアクセル操作の有無、ブレーキスイッチ１２のオン／オフ状態、及び停車判定装置１３による車速とエンジン回転数等に基づいて、アイドル停車またはアイドルストップ状態か否かが判定される（ステップＳ１）。アイドル停車またはアイドルストップ状態であると判定されると、油温センサ１４の油温情報によりトランスミッション４の油温が所定値以下か否かが判定される（ステップＳ２）。ステップＳ１でアイドル停車またはアイドルストップ状態でないと判定された場合には、アイドル停車またはアイドルストップ状態と判定されるまで待機する。
【００１５】
ステップＳ２でトランスミッション４の油温を考慮するのは、高油温でフォワードクラッチ３を半クラッチ状態（半締結状態）にすると、フォワードクラッチ３を傷める可能性があるためである。よって、この油温の測定は、油圧ポンプ６から油路７に供給される油の温度を計ると、フォワードクラッチ３に対する負荷をより正確に把握できる。
【００１６】
ステップＳ２で油温が所定値以下と判定されると、ステップＳ３で傾斜センサ（Ｇセンサ）１５による路面勾配の検出が行われ、次のステップＳ４では路面勾配に応じたクリープ時のエンジン回転数が算出される。続くステップＳ５では制御可能時間が算出される。この制御可能時間は、フォワードクラッチ３を半クラッチ状態にすることで油温が上昇するため、フォワードクラッチ３を傷めずに半クラッチ状態を維持できる時間である。
【００１７】
ステップＳ６では、ブレーキスイッチ１２のオン／オフ状態により、ブレーキが解除されたか否かが判定される。あるいは電動ブレーキの解除要求条件が成立したか（ブレーキ解除要求がされたか）否かが判定される。ブレーキが解除されたと判定されると、コントロールユニット８により、フォワードクラッチ３の制御とエンジン回転数の制御が実行される（ステップＳ７）。すなわち、油圧ポンプ６から吐出される油量を下げて油圧を低下させることで、フォワードクラッチ３を半クラッチ状態にする（エンジン動力伝達率を小さくする）と共に、吸入空気量、燃料噴射量、及び点火時期等のエンジン操作量のうち、少なくともいずれか１つを制御してエンジン回転数を低下させる。あるいは、フォワードクラッチ３を半クラッチ状態することで、エンジン負荷が低下してエンジン回転数が上昇する分だけエンジン操作量を小さくして、エンジン回転数を保持する。
ステップＳ２で油温が所定値より高いと判定された場合、及びステップＳ６でブレーキが解除されていないと判定された場合には、ステップＳ１に戻って上述した動作を繰り返す。
【００１８】
上述したように、フォワードクラッチ３を制御する際に、エンジン回転数を低回転側に制御することで、エンジン動力伝達率を低下させた状態での、エンジンの伝達負荷低減によるエンジン回転数の上昇を抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。また、エンジン作動音の増大や車体振動の増大または搭乗者の意図しない回転上昇による違和感など、運転性の悪化を抑制することができる。更に、路面勾配の状況に応じて、エンジン回転数を適切に設定することで、無駄な燃料消費を抑えると共に、発進時の車両速度を一定にすることで、無駄なアクセル操作を抑制できる。
【００１９】
一方、図４に示すように、制御解除時には次のような判定が行われる。ステップＳ８では、アクセルポジションセンサ１１から出力されるアクセル開度情報に基づき、アクセル操作があるか否かが判定される。ステップＳ９では、油温センサ１４で測定した油温情報に基づき、トルクコンバータ２の油温が所定値以上であるか否かが判定される。ステップＳ１０では、インプット回転数センサ１６とアウトプット回転数センサ１７から出力される回転数の差により、フォワードクラッチ３の入出力回転差が閾値以上であるか否かが判定される。
【００２０】
更に、ステップＳ１１では、路面の勾配に応じたエンジン回転数とエンジン動力伝達率の制御を開始してから、予め定められた作動許可時間以上経過したか否かが判定される。この作動許可時間は、フォワードクラッチ３を傷めずに半クラッチ状態を維持できる制御可能時間に基づいて算出しても良い。ステップＳ１２ではエアコンの作動要求、ヘッドライトの点灯要求、デフォッガーやデフロスターの作動要求等の大きな電気負荷要求が有るか否か判定される。そして、ステップＳ８〜Ｓ１２のいずれか１つでもイエスと判定された場合には、フォワードクラッチ３を締結してエンジン回転数を戻し、制御を解除して終了する。
これに対し、全てノーと判定されると、ステップＳ８に戻って上述したステップＳ８〜Ｓ１２の解除判定動作を繰り返す。
【００２１】
なお、ステップＳ１０では、フォワードクラッチ３の入出力回転数差（入力回転数＜出力回転数）が所定値以上となったときに、半クラッチ制御を終了して締結力を大きくする（完全締結）。これは、入出力回転数差が大きいほど半クラッチ状態から完全締結までの締結制御時間を長くすることが好ましいからである。このようにすることで、入出力回転数差が大きい状態でのクラッチ完全締結時の締結ショックを抑制できる。
【００２２】
また、半クラッチ制御を終了して完全締結状態に移行するときに、フォワードクラッチ３の出力回転数が入力回転数よりも低いときは、トランスミッション４の変速比を下げて（高ギヤ段側に変更）してフォワードクラッチ３の出力回転数を上昇させると良い。
このように、フォワードクラッチ３の出力回転数を上昇させることで、入出力回転数差を小さくして変速ショックを抑制することができる。
【００２３】
図５に示すように、図３のステップＳ７における制御動作は、まず、ステップＳ３で検出した路面勾配が所定値以上か否か判定し（ステップＳ２１）、所定値以上の場合にはコントロールユニット８で路面の勾配とトランスミッション４の油温に応じたフォワードクラッチ３の締結力を算出する（ステップＳ２２）。路面勾配が所定値よりも小さいと判定されると、ステップＳ３に戻り、ブレーキ解除後に路面勾配が変化する（急峻になる）場合に備える。
続いて、ステップＳ４で算出したクリープ時のエンジン回転数を、ステップＳ２２で算出したフォワードクラッチ３の締結力に応じてエンジン１の目標アイドル回転数を調整するために、コントロールユニット８でエンジン操作量（吸入空気量、燃料噴射量、及び点火時期等のうち少なくともいずれか１つ）を算出する（ステップＳ２３）。
【００２４】
そして、フォワードクラッチ３を半クラッチ状態に制御すると共に、エンジン１の目標アイドル回転数を低下させてアイドル回転数制御（ＩＳＣ）を実行する（ステップＳ２４）。
このように、下り勾配での車両停車中にブレーキ解除要求もしくはブレーキが解除されたとき（ブレーキペダル開放及び車速がゼロでなくなったとき）に、フォワードクラッチ３の半クラッチ制御を開始することで、車両停車中の半クラッチによるクラッチの磨耗や高温化を抑制できる。
【００２５】
図６は、上記ステップＳ２２で行われるフォワードクラッチの締結力を演算する際に用いられるマップの一例を示している。このマップは、例えばコントロールユニット８に内蔵されたメモリに記憶されている。あるいは、コントロールユニット８に接続された外部メモリに記憶されていても良い。
ここでは、路面勾配がそれぞれ０％、−３％、−５％、−６％、−７％、−８％、−９％、−１０％のときのトランスミッションの各油温４０℃、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃での締結力をマッピングしている。フォワードクラッチ３の締結力を１〜５の５段階で表しており、５が最も締結力が大きく、１が最も締結力が小さい。締結力は５段階に限らず、平地と下り勾配の２段階以上であれば良く、路面勾配と油温に応じてより細かく線形的に変化する設定にしても良い。
【００２６】
上記マップによるフォワードクラッチ３の締結力の強度に加えて、路面勾配と油温に応じて制御の継続時間も考慮すると良い。例えば、トランスミッション４の油温が高いほど半クラッチ制御許可時間を短くする。油温が高いときは制御時間を短くすることで、半クラッチによるクラッチの劣化を抑制できる。
また、走行路の下り勾配が大きいほど半クラッチ制御許可時間を短くする。これによって、フォワードクラッチ３の入出力回転数差が大きい状態でのクラッチの磨耗や発熱による劣化を抑制できる。
【００２７】
上記のような車両制御装置によれば、路面が下り勾配でのクリープ走行中（Ｄレンジでの低車速コースティング中）のエンジン回転数を低下させて燃費を向上させることができる。したがって、下り勾配からのクリープ発進で無駄となっていた燃料消費を削減できると共に、クリープ時に発進クラッチ（フォワードクラッチ３）を半クラッチ状態にすることで急ブレーキ時の耐エンストに対応できる。
また、クリープ走行状態でのエンジン動力伝達率を低くすることで、エンジン負荷が低下した状態で目標アイドル回転数を低下させることができるので、エンストを抑制しつつ燃費を向上させることができる。
【００２８】
ここで、上記実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
車両制御装置は、その１つの態様において、フォワードクラッチの入出力回転数差（入力回転＜出力回転）が所定値以上となったときに半クラッチ制御を終了し、締結力を大きくする（完全締結）。
締結ショックの観点では、入出力回転数差が大きいほど半クラッチ状態からの完全締結までの締結制御時間を長くすることが好ましく、上記構成によるとクラッチ完全締結時の締結ショックを抑制できる。
【００２９】
車両制御装置は、別の好ましい態様では、エンジン動力伝達率が小さくなるにつれて、エンジン操作量（吸入空気量、燃料噴射量、及び点火時期等）を小さくする。
上記構成によると、エンジン操作量の低下により燃料噴射量が少なくなり、燃費を向上できる。
【００３０】
車両制御装置は、別の好ましい態様では、走行路の下り勾配が大きいほどエンジン動力伝達率が小さくなるように制御する。
上記構成によると、下り勾配が大きい場合には、エンジン動力伝達率を小さくすることで、エンジン負荷がより低下した状態で目標アイドル回転数を低下させることができるので、エンストを効果的に抑制しつつ燃費を向上させることができる。
【００３１】
車両制御装置は、別の好ましい態様では、下り勾配が大きくなるほど半クラッチ締結力を大きくし、下り勾配が緩いほど半クラッチ締結力を小さくする。
上記構成によると、勾配が急なほど車速が上がるため、入出力回転数差が大きくなるので、締結力を大きくすることでクラッチの発熱や磨耗を抑制することができる。また、完全締結時の締結ショックを抑制できる。
【００３２】
車両制御装置は、別の好ましい態様では、油温が高いほど半クラッチ締結力を高くする。または、所定の高油温状態では半クラッチ制御を禁止する。
上記構成によると、高油温下でのクラッチの劣化を抑制することができる。
【００３３】
車両制御装置は、別の好ましい態様では、半クラッチ制御を終了して完全締結状態に移行するときに、フォワードクラッチの出力回転数が入力回転数よりも低いときは、変速機の変速比を下げて（高ギヤ段側に変更）してフォワードクラッチの出力回転数を上昇させる。
上記構成によると、入出力回転数差を小さくして変速ショックを抑制することができる。
【００３４】
車両制御装置は、更に別の好ましい態様では、油温が高いほど半クラッチ制御許可時間を短くする。
上記構成によると、油温が高いときは当該制御時間が短くなり、半クラッチによるクラッチの劣化を抑制できる。
【００３５】
車両制御装置は、更に別の好ましい態様では、下り勾配が大きいほど半クラッチ制御許可時間を短くする。
上記構成によると、入出力回転数差が大きい状態でのクラッチの磨耗や発熱による劣化を抑制できる。
【００３６】
車両制御装置は、更に別の好ましい態様では、下り勾配での車両停車中にブレーキ解除要求もしくはブレーキが解除されたとき（ブレーキペダル開放及び車速がゼロでなくなったとき）に、半クラッチ制御を開始する。
上記構成によると、車両停車中の半クラッチによるクラッチの磨耗や高温化を抑制できる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
例えば、路面の勾配検知に、傾斜センサやＧセンサを用いる場合を例に取って説明したが、ナビゲーションによる情報を単独、または上記センサの情報と組み合わせて用いても良い。
また、車両制御装置の制御解除時に、ステップＳ８〜Ｓ１２の判定に加えて、カメラやレーダーによる車両の前方情報を考慮するようにしても良い。例えば前車との車間距離が所定値よりも短い場合、車両の前方の所定の距離以内に障害物が検出された場合等には、速やかに制御を解除する。
【００３８】
更に、コントロールユニット８がエンジン１とフォワードクラッチ（伝達機構）３を制御する場合を例に取って説明したが、エンジン１を制御するエンジン制御ユニットと、フォワードクラッチ３でのエンジン動力伝達率を制御するパワートレーン制御ユニットを備える構成にも適用できる。この場合には、例えばエンジン制御ユニットがパワートレーン制御ユニットと通信可能な通信手段を備えることで、パワートレーン制御ユニットから送信されるエンジン動力伝達情報に基づいてエンジン回転数を制御する。
【符号の説明】
【００３９】
１…エンジン、２…トルクコンバータ、３…フォワードクラッチ（伝達機構）、４…トランスミッション（自動変速機）、５…駆動輪、６…油圧ポンプ、７…油路、８…コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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