(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求駆動力に基づいて始動されるエンジンを備える車両用制御装置であって、
前記エンジンと駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられ、前記エンジンの動力を前記駆動輪に伝達する入力クラッチと、
前記エンジンと前記入力クラッチとの間に設けられ、前記エンジンの動力を前記入力クラッチに伝達するロックアップクラッチと、
前記要求駆動力に基づいて前記エンジンを始動させる際に、前記エンジンを始動させた後に、前記入力クラッチを締結し、前記入力クラッチを締結した後に、前記ロックアップクラッチを締結する第１始動制御を実行する第１制御部と、
前記要求駆動力に基づいて前記エンジンを始動させる際に、前記ロックアップクラッチを締結させた後に、前記エンジンを始動し、前記エンジンを始動した後に、前記入力クラッチを締結する第２始動制御を実行する第２制御部と、
前記動力伝達経路に設けられる変速機構と、
を有し、
前記要求駆動力が第１閾値を上回り、かつ、前記変速機構の変速比が第２閾値を上回る場合には、前記第１始動制御を実行する一方、前記要求駆動力が前記第１閾値を下回り、かつ、前記変速機構の変速比が第２閾値を下回る場合には、前記第２始動制御を実行する、車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記変速機構は無段変速機構であり、
前記変速比は、前記変速機構の出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比である、車両用制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用制御装置において、
前記入力クラッチは、前記ロックアップクラッチと前記変速機構との間に設けられる、車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記入力クラッチよりも前記駆動輪側において前記動力伝達経路に接続されるモータジェネレータを有する、車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定条件が満たされると一時的にエンジンを停止させる車両が知られている。例えば、ブレーキペダルを踏み込んで車両を停止させるとエンジンを一時的に停止させ、ブレーキペダルの踏み込みが解除されると、エンジンを始動（再始動）させる機能（一般的に「アイドリングストップ機能」と呼ばれる。）を備える車両が普及している。また、走行中に車速が所定速度を下回ると一時的にエンジンを停止させ、その後アクセルペダルが踏み込まれたり、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたりすると、エンジンを始動（再始動）させる車両もある。
【０００３】
また、一時的にエンジンを停止させる機能を備えているか否かに関わらず、従来の多くの車両には、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータが搭載されている。トルクコンバータは、エンジン側に接続されるポンプインペラと変速機側に接続されるタービンランナとを有する。ロックアップクラッチは、ポンプインペラとタービンランナとを直結させることによって動力伝達効率を高め、燃費を向上させる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５２８１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータが搭載され、かつ、一時的にエンジンを停止させる機能を備えている車両には次のような課題があった。つまり、かかる車両においては、エンジン始動時のショックを回避するために、エンジン始動時にはロックアップクラッチが解放される。換言すれば、ロックアップクラッチを解放させた状態でエンジンを始動させる。このため、トルクコンバータの動力伝達ロスによって燃費が悪化する。また、トルクコンバータのスリップによってエンジン始動時にエンジン回転数が過剰に上昇してしまうことがあった。
【０００６】
本発明の目的は、トルクコンバータの動力伝達ロスによるエンジン始動時の燃費悪化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用制御装置は、要求駆動力に基づいて始動されるエンジンを備える車両用の制御装置である。この車両用制御装置は、前記エンジンと駆動輪とを接続する動力伝達経路に設けられ、前記エンジンの動力を前記駆動輪に伝達する入力クラッチと、前記エンジンと前記入力クラッチとの間に設けられ、前記エンジンの動力を前記入力クラッチに伝達するロックアップクラッチと、前記要求駆動力に基づいて前記エンジンを始動させる際に、前記入力クラッチを締結し、前記入力クラッチを締結した後に前記ロックアップクラッチを締結する第１始動制御を実行する第１制御部と、前記要求駆動力に基づいて前記エンジンを始動させる際に、前記ロックアップクラッチを締結し、前記ロックアップクラッチを締結した後に前記入力クラッチを締結する第２始動制御を実行する第２制御部と、を有する。そして、前記要求駆動力が第１閾値を上回る場合には、前記第１始動制御を実行する一方、前記要求駆動力が前記第１閾値を下回る場合には、前記第２始動制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トルクコンバータの動力伝達ロスによるエンジン始動時の燃費悪化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態の一例である車両用制御装置を示す概略図である。
【図２】第２始動制御の実行領域の設定例を示す制御マップである。
【図３】始動制御の設定手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２始動制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】第１始動制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態の一例について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の一例である車両用制御装置１０を示す図である。図１に示されるように、本実施形態に係る車両用制御装置１０は、動力源としてのエンジン１１およびモータジェネレータ（電動モータ１２）を備えるパワーユニット１３を有している。また、パワーユニット１３は、変速機構１６を有している。変速機構１６は無段変速機構であって、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５を備えている。プライマリプーリ１４には、入力クラッチ１７と、ロックアップクラッチ４６を備えるトルクコンバータ１８とを介してエンジン１１が連結されるとともに、モータ軸１９を介して電動モータ１２が連結されている。一方、セカンダリプーリ１５には、出力軸２０およびデファレンシャル機構２１を介して車輪（駆動輪）２２が連結されている。このように、エンジン１１と電動モータ１２とは、トルクコンバータ１８，入力クラッチ１７およびプライマリプーリ１４等からなる動力伝達経路３１を介して接続されており、この動力伝達経路３１と駆動輪２２とは、セカンダリプーリ１５，出力軸２０およびデファレンシャル機構２１等からなる動力伝達経路３２を介して接続されている。以下の説明では、動力伝達経路３１を“第１動力伝達経路３１”と呼び、動力伝達経路３２を“第２動力伝達経路３２”と呼ぶ場合がある。また、第１動力伝達経路３１および第２動力伝達経路を“動力伝達経路”と総称する場合がある。
【００１１】
上記のように、第１動力伝達経路３１には、少なくともトルクコンバータ１８，入力クラッチ１７および無段変速機構１６（プライマリプーリ１４）が設けられており、入力クラッチ１７は、トルクコンバータ１８（ロックアップクラッチ４６）と無段変速機構１６との間に設けられている。また、電動モータ１２は、入力クラッチ１７よりも駆動輪側において動力伝達経路、より詳細には第１動力伝達経路３１に接続されている。一方、第２動力伝達経路３２には、無段変速機構１６（セカンダリプーリ１５），出力軸２０およびデファレンシャル機構２１が設けられている。
【００１２】
換言すれば、第１動力伝達経路３１と第２動力伝達経路３２は、無段変速機構１６を介して接続されており、プライマリプーリ１４の回転軸（プライマリ軸）は無段変速機構１６の入力軸であり、セカンダリプーリ１５の回転軸（セカンダリ軸）は無段変速機構１６の出力軸である。そして、出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比、つまりセカンダリ軸回転速度に対するプライマリ軸回転速度の比が無段変速機構１６の変速比である。
【００１３】
トルクコンバータ１８は、クランク軸４０にフロントカバー４１を介して接続されたポンプインペラ４２と、ポンプインペラ４２に対向するとともにタービン軸４３が接続されたタービンランナ４４と、を有している。また、トルクコンバータ１８は、クラッチプレート４５からなるロックアップクラッチ４６を備えている。さらに、トルクコンバータ１８には、エンジン１１を始動させるためのスタータモータ（不図示）が設けられており、このスタータモータによってエンジン１１の始動回転（クランキング）が行われる。
【００１４】
トルクコンバータ１８の内部には、クラッチプレート４５を境に、アプライ室とリリース室とが区画されている。アプライ室の油圧を上昇させてリリース室の油圧を低下させると、クラッチプレート４５がフロントカバー４１に押し付けられ、ロックアップクラッチ４６が締結される。一方、リリース室の油圧を上昇させてアプライ室の油圧を低下させると、クラッチプレート４５がフロントカバー４１から離れ、ロックアップクラッチ４６が解放される。
【００１５】
トルクコンバータ１８が備えるロックアップクラッチ４６は、第１動力伝達経路３１上であって、エンジン１１と入力クラッチ１７の間に位置しており、ロックアップクラッチ４６が締結されると、エンジン１１の動力が入力クラッチ１７に直に伝達される。このとき、入力クラッチ１７が締結状態であれば、エンジン１１の出力は、プライマリプーリ１４に直に伝達される。換言すれば、トルクコンバータ１８による動力伝達ロスなしに、エンジン１１の出力がプライマリプーリ１４に伝達される。
【００１６】
ロックアップクラッチ４６には、アプライ室およびリリース室の油圧を上記のように制御するバルブユニット２３が接続されている。このバルブユニット２３は、無段変速機構１６や入力クラッチ１７にも接続されており、バルブユニット２３から無段変速機構１６や入力クラッチ１７に対して制御用や潤滑用のオイルが供給される。
【００１７】
電動モータ１２のステータ２４には、インバータ２５およびコンバータ２６を介してバッテリ２７が接続されている。尚、コンバータ２６は、バッテリ２７からインバータ２５に供給される電力の電圧を調整する機能を有している。
【００１８】
車両用制御装置１０は、パワーユニット１３を統括的に制御するための制御ユニット５０を有している。制御ユニット５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成されるマイクロコンピュータや、各種アクチュエータの制御電流を生成する駆動回路部等を有しており、エンジン１１や電動モータ１２等を制御する。また、制御ユニット５０は、バルブユニット２３を介して、無段変速機構１６，入力クラッチ１７，トルクコンバータ１８，ロックアップクラッチ４６等も制御する。制御ユニット５０は、ＣＡＮ等の車載ネットワークを介して各種センサやカメラ等と相互に接続されている。具体的には、制御ユニット５０には、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ５１、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ５２、車速を検出する車速センサ５３、車両周囲を撮像するカメラユニット５４等が接続されている。
【００１９】
以上のような構成を有する車両用制御装置１０は、走行モードとして、電動モータ１２の動力によって車輪２２を駆動するモータモードと、エンジン１１および電動モータ１２の動力によって車輪２２を駆動するパラレルモードとを有している。モータモードでは、入力クラッチ１７が解放状態とされ、プライマリプーリ１４とエンジン１１とが切り離される。このモータモードにおいては、エンジン１１は停止される一方、電動モータ１２は駆動され、電動モータ１２から出力される動力が車輪２２に伝達される。パラレルモードでは、入力クラッチ１７が締結状態とされ、プライマリプーリ１４とエンジン１１とが接続される。このパラレルモードにおいては、エンジン１１および電動モータ１２の双方が駆動され、エンジン１１および電動モータ１２から出力される動力が車輪２２に伝達される。
【００２０】
上記のように、モータモードにおいては、エンジン１１は停止され、電動モータ１２のみが駆動される。一方、パラレルモードにおいては、エンジン１１および電動モータ１２の双方が駆動される。走行モードは様々な条件に応じて切り替えられるが、その条件の１つに要求駆動力がある。車両用制御装置１０は、要求駆動力の変化をモニタし、その変化に基づいて、走行モードをモータモードからパラレルモードに切り替え、または、パラレルモードからモータモードに切り替える。そして、走行モードをモータモードからパラレルモードに切り替える際には、それまで停止していたエンジン１１を始動（再始動）させる必要がある。
【００２１】
車両用制御装置１０は、要求駆動力に基づいてエンジン１１を始動させる際に、入力クラッチ１７を締結し、入力クラッチ１７を締結した後にロックアップクラッチ４６を締結する第１始動制御と、ロックアップクラッチ４６を締結し、ロックアップクラッチ４６を締結した後に入力クラッチ１７を締結する第２始動制御とを選択的に実行する。
【００２２】
図２は、第１始動制御および第２始動制御の実行領域の設定例を示す制御マップである。図２に示されるように、制御マップには、要求駆動力に関して第１閾値αが設定され、無段変速機構１６の変速比に関して第２閾値βが設定されている。以下の説明では、要求駆動力に関する第１閾値αを“駆動力閾値α”と呼び、無段変速機構１６の変速比に関する第２閾値βを“変速比閾値β”と呼ぶ場合がある。
【００２３】
図２に示されるように、要求駆動力が駆動力閾値αよりも小さく、かつ、変速比が変速比閾値βよりも低い場合には、第２始動制御が実行される。一方、要求駆動力が駆動力閾値αよりも大きい場合や変速比が変速比閾値βよりも高い場合には、第１始動制御が実行される。
【００２４】
つまり、要求駆動力が駆動力閾値αを下回り、かつ、変速比が変速比閾値βを下回る場合には、第２始動制御によってエンジンが始動される。一方、要求駆動力が駆動力閾値αを上回る場合や変速比が変速比閾値βを上回る場合には、第１始動制御によってエンジンが始動される。
【００２５】
要求駆動力とは、車両の目標駆動力と同義であり、本実施形態ではアクセルペダルの踏み込み量に基づいて設定される。具体的には、アクセルペダルの踏み込み量が多い場合には要求駆動力が大きく設定され、アクセルペダルの踏み込み量が少ない場合には要求駆動力が小さく設定される。より具体的には、図１に示されるアクセルセンサ５１によって検出されるアクセル開度が大きい場合には要求駆動力が大きく設定され、アクセル開度が小さい場合には要求駆動力が小さく設定される。また、無段変速機構１６の変速比は、無段変速機構１６を増速側に変速させると低く（小さく）なり、無段変速機構１６を減速側に変速させると高く（大きく）なる。
【００２６】
図３は、エンジン始動制御の選択手順を示すフローチャートである。図３に示されるように、ステップＳ１では、エンジン始動要求の有無が判定され、エンジン始動要求があると判定されるとステップＳ２に進む。ステップＳ２では、要求駆動力と駆動力閾値αとが比較され、要求駆動力が駆動力閾値αを下回ると判定されると、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、変速比と変速比閾値βとが比較され、変速比が変速比閾値βを下回ると判定されると、ステップＳ２０に進んで第２始動制御が実行される。具体的には、ステップＳ３において、変速比が変速比閾値βを下回ると判定されると、ステップＳ２１に進んでロックアップクラッチ４６が締結される。次に、ステップＳ２２に進んでエンジン１１の始動回転が開始される。その後、ステップＳ２３に進んで入力クラッチ１７が締結される。
【００２７】
一方、ステップＳ２において要求駆動力が駆動力閾値αを上回ると判定されると、ステップＳ１０に進んで第１始動制御が実行される。また、ステップＳ３において変速比が変速比閾値βを上回ると判定された場合にも、ステップＳ１０に進んで第１始動制御が実行される。具体的には、ステップＳ２において要求駆動力が駆動力閾値αを上回ると判定され、または、ステップＳ３において変速比が変速比閾値βを上回ると判定されると、ステップＳ１１に進んでエンジン１１の始動回転が開始される。次に、ステップＳ１２に進んで入力クラッチ１７が締結される。その後、ステップＳ１３に進んでロックアップクラッチ４６が締結される。
【００２８】
ここで、ステップＳ２２からステップＳ２３に移行するタイミングやステップＳ１１からステップＳ１２に移行するタイミング、つまり入力クラッチ１７が締結されるタイミングは、エンジン側と変速機構側の回転数差が所定の回転数差よりも小さくなったときである。
【００２９】
上記のような第１始動制御と第２始動制御の選択と実行は、図１に示される制御ユニット５０によって行われる。すなわち、制御ユニット５０は、第１始動制御を実行する第１制御部として機能するとともに、第２始動制御を実行する第２制御部としても機能する。
【００３０】
次に、第１始動制御および第２始動制御によるエンジン始動の実行状況をタイミングチャートに沿って説明する。図４は、第２始動制御によるエンジン始動の実行状況を示すタイミングチャートであり、図５は、第１始動制御によるエンジン始動の実行状況を示すタイミングチャートである。
【００３１】
図４，図５には、車両の走行中に、モータモードからパラレルモードへの走行モードの切り替えが要求され、この要求に伴ってエンジン１１が始動（再始動）される際の状況が示されている。さらに、図４に示されているタイミングチャートは、エンジン１１の始動が要求されたときに、要求駆動力が駆動力閾値αよりも小さく、かつ、変速比が変速比閾値βよりも低い状態であったことを前提としている。一方、図５に示されているタイミングチャートは、エンジン１１の始動が要求されたときに、要求駆動力が駆動力閾値αよりも大きく、かつ、変速比が変速比閾値βよりも高い状態であったことを前提としている。
【００３２】
図４に示されるように、第２始動制御の下では、最初にロックアップクラッチ４６が締結され、次いでエンジン１１が始動され、その後に入力クラッチ１７が締結される。すなわち、第２始動制御の下では、ロックアップクラッチ４６が締結された状態でエンジン１１が始動される。かかる第２始動制御が実行されるのは、エンジン１１の始動が要求されたときに、要求駆動力が小さく、かつ、変速比が低い場合である。よって、ロックアップクラッチ４６を締結させた状態でエンジン１１を始動させても、エンジン始動に伴うショックは発生しないか、発生したとしてもそのショックは小さい。
【００３３】
一方、図５に示されるように、第１始動制御の下では、最初にエンジン１１が始動され、次いで入力クラッチ１７が締結され、その後にロックアップクラッチ４６が締結される。すなわち、第１始動制御の下では、エンジン１１が始動した後にロックアップクラッチ４６が締結される。かかる第１始動制御が実行されるのは、エンジン１１の始動が要求されたときに、要求駆動力が大きい場合や変速比が高い場合である。よって、エンジン始動に伴うショックを防止または抑制するためには、ロックアップクラッチ４６を解放させた状態でエンジン１１を始動させることが好ましい。
【００３４】
上記順序での入力クラッチ１７やロックアップクラッチ４６の切り替えが、図１に示される制御ユニット５０によって行われることは、これまでの説明から明らかである。より具体的には、第１制御部および第２制御部として機能する制御ユニット５０は、バルブユニット２３に制御信号を出力して入力クラッチ１７やロックアップクラッチ４６を所定の順序で解放状態から締結状態に切り替え、または、締結状態から解放状態に切り替える。
【００３５】
図４に示されるように、ロックアップクラッチ４６を締結させた状態でエンジン１１を始動させる第２始動制御の下では、トルクコンバータ１８による動力伝達ロスがないので、エンジン１１の始動回転の開始当初からエンジン回転数とタービンランナ回転数が終始一致する。一方、図５に示されるように、エンジン１１を始動させた後にロックアップクラッチ４６を締結させる第１始動制御の下では、トルクコンバータ１８による動力伝達ロスにより、エンジン１１の始動回転の開始当初からエンジン回転数とタービンランナ回転数の間に差が生じる。具体的には、始動回転の開始当初からエンジン回転数がタービンランナ回転数よりも高い状態が続く。さらに、トルクコンバータ１８のスリップにより、エンジン始動直後にエンジン回転数がタービンランナ回転数を一時的に大きく上回る“吹け上がり”または“オーバーシュート”と呼ばれる現象が発生する。
【００３６】
このように、第２始動制御には、トルクコンバータ１８の動力伝達ロスによる燃費悪化が抑制される利点がある。また、トルクコンバータ１８のスリップによるエンジンの“吹け上がり”または“オーバーシュート”が回避される利点もある。一方、第１始動制御には、要求駆動力が大きい状況や変速比が高い状況でエンジンを始動させた際に、始動に伴うショックが防止または抑制される利点がある。そして、車両用制御装置１０は、それぞれが上記利点を有する第１始動制御と第２始動制御を要求駆動力および変速比に応じて選択的に実行するので、両者の利点が得られる。さらに、第１始動制御と第２始動制御が選択的に実行されることにより、エンジン１１が始動した状態でロックアップクラッチ４６が締結される回数が減り、ロックアップクラッチ４６の耐用年数が延びる。
【００３７】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態では、要求駆動力および変速比の両方が第１制動制御または第２制動制御を選択する基準とされていた。しかし、エンジン始動に伴うショックの発生やその大きさ等との関係では、エンジン始動時の変速比よりもエンジン始動時のエンジントルクの影響が大きい。そこで、要求駆動力のみを第１制動制御または第２制動制御を選択する基準としてもよい。つまり、変速比に関わらず、エンジン始動時の要求駆動力が駆動力閾値αを上回る場合には第１始動制御を実行し、要求駆動力が駆動力閾値αを下回る場合には第２始動制御を実行してもよい。
【００３８】
上記実施形態では、入力クラッチ１７がロックアップクラッチ４６と無段変速機構１６との間に配置されているが、入力クラッチ１７の位置はこれに限られるものではない。入力クラッチ１７は、動力伝達経路の任意の位置に配置することができ、例えば、無段変速機構１６とデファレンシャル機構２１の間に配置してもよい。
【００３９】
上記実施形態における入力クラッチ１７は、油圧制御される板クラッチであるが、入力クラッチ１７は電磁クラッチに置換することもできる。また、変速機構には、無段変速機構１６に代えて、平行軸式や遊星歯車式の変速機構を採用することもできる。
【００４０】
本発明の車両用制御装置が適用される車両は、エンジンおよびモータジェネレータを備えるハイブリッド車両に限られない。例えば、本発明の車両用制御装置は、エンジンのみを動力源とする車両やモータジェネレータのみを動力源とする車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    車両用制御装置
１１    エンジン
１２    モータジェネレータ（電動モータ）
１６    変速機構（無段変速機構）
１７    入力クラッチ
２２    車輪（駆動輪）
３１    動力伝達経路（第１動力伝達経路）
３２    動力伝達経路（第２動力伝達経路）
４６    ロックアップクラッチ
５０    制御ユニット
α    第１閾値（駆動力閾値）
β    第２閾値（変速比閾値）
【図１】
0006660217.tif 000002
【図２】
0006660217.tif 000003
【図３】
0006660217.tif 000004
【図４】
0006660217.tif 000005
【図５】
0006660217.tif 000006