(57)【要約】【課題】アイドルストップからのエンジン自動再始動を伴う車両発進時には、エンジンのオーバーシュートトルクに起因して搭乗者に加速不良のような違和感を与えるおそれがある。【解決手段】エンジンの駆動力が自動変速機を介して車軸に伝達可能な車両停止状態からのエンジンの自動再始動を伴う車両発進時に、Ｓ２からＳ３以降へ進み、エンジンのオーバーシュートトルクに対応する余剰トルクを抑制・相殺する処理を行う。Ｓ１２では、第２の余剰トルクＴｏｖ２を打ち消すように、モータジェネレータの目標モータトルクＴｍを設定する。この目標モータトルクＴｍ及び目標エンジントルクＴｅを余剰トルクＴｏｖ２から減じた第３の余剰トルクを抑制するように、ブレーキ装置の目標ブレーキトルクＴｂを演算する。【選択図】　図２
2004034844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと車軸との間に介装される自動変速機と、ブレーキペダルとは独立してブレーキトルクを制御可能なブレーキ装置と、を有し、エンジンの自動停止及び自動再始動を実現可能な車両のトルク制御装置において、
エンジンの駆動力が自動変速機を介して車軸に伝達可能な車両停止状態からの、エンジンの自動再始動を伴う車両発進時に、エンジンのオーバーシュートトルクに対応する余剰トルクを推定し、この余剰トルクを抑制する余剰トルク抑制手段を備え、
この余剰トルク抑制手段が、少なくとも上記余剰トルクに基づいて目標ブレーキトルクを算出する目標ブレーキトルク算出手段と、この目標ブレーキトルクを達成するようブレーキ装置を制御するブレーキトルク制御手段と、を有することを特徴とする車両のトルク制御装置。
【請求項２】
更に、上記エンジンに連結されたモータジェネレータを備え、上記余剰トルク抑制手段が、上記余剰トルクに基づいて、モータジェネレータの目標モータトルクを演算する目標モータトルク演算手段と、この目標モータトルクへ向けてモータジェネレータをトルク制御するモータトルク制御手段と、を有し、
かつ、上記目標ブレーキトルクが、上記余剰トルクから目標モータトルクを減じた値に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の車両のトルク制御装置。
【請求項３】
上記余剰トルクが、ブレーキペダルＯＦＦからの経過時間と、アクセル開度と、に基づいて演算されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のトルク制御装置。
【請求項４】
エンジン温度を検出する手段と、このエンジン温度に基づいて上記余剰トルクを補正する手段と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両のトルク制御装置。
【請求項５】
上記エンジンの自動再始動からの経過時間が所定の規定値を超えると、上記余剰トルクをゼロとすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両のトルク制御装置。
【請求項６】
アクセル開度に基づいて、目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、
上記目標エンジントルクを減じて上記余剰トルクを補正する手段と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両のトルク制御装置。
【請求項７】
エンジンと車軸との間に介装される自動変速機と、ブレーキペダルとは独立してブレーキトルクを制御可能なブレーキ装置と、エンジンに連結されたモータジェネレータと、を有し、エンジンの自動停止及び自動再始動を実現可能な車両のトルク制御方法において、
エンジンの駆動力が自動変速機を介して車軸に伝達可能な車両停止状態からの、エンジンの自動再始動を伴う車両発進時に、エンジンのオーバーシュートトルクに対応する余剰トルクを推定し、
この余剰トルクに基づいて、モータジェネレータの目標モータトルクを演算し、
この目標モータトルクを上記余剰トルクから減じた値に基づいてブレーキ装置の目標ブレーキトルクを演算することを特徴とする車両のトルク制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のトルク制御装置に関し、特に、車両停止状態からのエンジン自動再始動を伴う車両発進時に、運転者に加速不良のような違和感を与えないようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、主に燃料消費量の低減化及び排気清浄化を図るために、車両走行駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを併用するハイブリッド車両が注目されている。このような車両では、信号待ち等の車両停止時にエンジンを自動停止するとともに、その後の車両発進時にはエンジンを自動的に再始動するものがある。このようなエンジンの自動再始動時には、エンジンの吸気系内が充分に負圧状態とはなっていないため、ファイヤリングによるエンジントルクの急激な増加、すなわちオーバーシュートトルクを生じるおそれがあり、この時にエンジンの駆動力が、トルクコンバータ、自動変速機を介して車軸に伝達可能な状態となっている場合には、車両に一時的に大きめの駆動力が発生し、”押し出し感”となって乗員に感じられるる。その対策として、特開２０００−２０５００３号公報では、エンジンの自動再始動の開始（典型的にはブレーキペダルのＯＦＦ）からの経過時間に基づいて、モータジェネレータを発電（回生）制御し、上記のオーバーシュートトルクを抑制・相殺する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した自動再始動時にオーバーシュートトルクが抑制・相殺されずに残されていると、自動再始動の開始（ファイアリング）直後に余剰トルクが車軸に発生するため、通常の車両発進時に比して大きめな加速感を一時的に生じ、その後、余剰トルクが自発的に収束した段階で、通常の加速状態に復帰するため、車両搭乗者に加速不良（減速感）のような違和感を与えることがある。
【０００４】
しかしながら、上記の公報のようにモータジェネレータのみでエンジンのオーバーシュート・トルクを抑制・相殺しようとすると、特に大排気量のエンジンと組み合わせた場合などでは、モータジェネレータの大型化やこれに伴うコストの増加を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、車両停止状態からのエンジン自動再始動を伴う車両発進時に、運転者に加速不良のような違和感を与えないように、オーバーシュートトルクに対応して発生する余剰トルクを効果的に抑制・相殺することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、エンジンと車軸との間に自動変速機が介装され、ブレーキ装置がブレーキペダルとは独立してブレーキトルクを制御可能で、かつ、エンジンの自動停止及び自動再始動を実現可能である。エンジンの駆動力が自動変速機を介して車軸に伝達可能な車両停止状態（所謂アイドルストップ）からの、エンジンの自動再始動を伴う車両発進時には、エンジンのオーバーシュートトルクに対応する余剰トルクを推定し、この余剰トルクを抑制・相殺する制御を行う。すなわち、少なくとも余剰トルクに基づいて目標ブレーキトルクを算出し、この目標ブレーキトルクを達成するようブレーキ装置を制御する。典型的には、エンジンに連結されたモータジェネレータを備え、このモータジェネレータの目標モータトルクを余剰トルクを打ち消すように演算し、この目標モータトルクを余剰トルクから減じた値に基づいてブレーキ装置の目標ブレーキトルクを演算する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車両停止状態からのエンジン自動再始動を伴う車両発進時に、エンジンのオーバーシュートトルクを有効に抑制・相殺することができ、搭乗者に加速不良のような違和感を与えることがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例に係る車両のトルク制御装置を概略的に示すシステム構成図である。この車両は、車両走行駆動源として、エンジン１０とモータジェネレータ１２とを併用している。この実施例では、モータジェネレータ１２がエンジン１０のクランクシャフトに直結されており、詳しくは、エンジン１０のクランクシャフトとモータジェネレータ１２のロータとが同軸上に配設されて、実質的に一体的に回転する。なお、エンジン１０のクランクシャフトとモータジェネレータ１２のロータとの間にクラッチを介装しても良い。また、エンジン１０のクランクシャフトとモータジェネレータ１２のロータとを適宜な伝動ベルトを介して連繋するような構成であってもよい。モータジェネレータ１２は、力行運転及び回生運転の双方が可能な三相交流型であって、インバータ（図示省略）及び電力コントロールユニット１４を介してバッテリ１６の蓄電・放電を行う。
【０００９】
モータジェネレータ１２の出力軸（ロータ）は、トルクコンバータ１９，自動変速機１８を介して駆動輪２０を備えた車軸２２に連係されている。自動変速機１８は、複数の遊星歯車機構を備えた周知の有段変速機であっても良く、あるいはトロイダル式やベルト式の無段変速機であっても良い。
【００１０】
ブレーキ装置２３は、車軸２２に設けられたブレーキディスク２４と、このブレーキディスク２４を狭持してブレーキトルクを付与するブレーキキャリパ２６と、このブレーキキャリパ２６を駆動する油圧式の制動力コントロールアクチュエータ２８と、この制動力コントロールアクチュエータ２８を制御する制動力コントロールユニット３０と、を備えている。
【００１１】
始動コントロールユニット３２は、ブレーキペダルのＯＮ−ＯＦＦを検出するブレーキＳＷ（スイッチ）３４と、アクセルペダルのＯＮ−ＯＦＦを含めた開度を検出するアクセル開度センサ３６と、エンジン１０の回転数を検出する回転センサ３８と、エンジン温度としての水温を検出する水温センサ４０と、エンジンの吸気負圧を検出する負圧センサ４２と、等の各種センサ類からの検出信号に基づいて、電力コントロールユニット１４及び制動力コントロールユニット３０と信号の入出力を行い、後述するエンジン自動再始動時のトルク制御等を行う。
【００１２】
これらのコントロールユニット１４，３０，３２は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のマイクロコンピュータシステムであり、後述する図２のルーチン等を含めた様々な制御処理を記憶・実行する機能を備えている。
【００１３】
図２は、本実施例の要部をなす制御の流れを示すフローチャートであり、アイドルストップ中に始動コントロールユニット３２により実行される。この車両では、ブレーキペダルがＯＮであること、及びバッテリ１６の蓄電量（ＳＯＣ）が所定の許容値以上であること、車両停止中（車速がほぼ０）であること、等を含む所定のアイドルストップ条件が成立している場合に、アイドルストップすなわちエンジンの自動停止を行う。
【００１４】
Ｓ（ステップ）１では、ブレーキＳＷ３４からの入力信号を読み込む。Ｓ２では、所定のアイドルストップ解除条件が成立しているかを判定する。なお、アイドルストップの解除は、他の要件、例えばバッテリ１６のＳＯＣが所定の下限値以下となった場合にも行われるが、このルーチンでは、エンジン１０の駆動力が自動変速機１８を介して車軸２２に伝達可能な状態（自動変速機１８がＤレンジやＲレンジ等の駆動ポジションにあり、ＮレンジやＰレンジのような非駆動ポジションではない状態）で、かつ車両が停止している（車速が０）の状態から、典型的にはブレーキＳＷがＯＦＦに切り換えられたときのように、エンジンの自動再始動を伴って車両を発進させるときに限り、Ｓ２の判定が肯定されて、Ｓ３以降の処理へ進む。このアイドルストップの解除とともに、図示せぬ他のルーチンにより、エンジンの自動再始動が開始される。典型的には、モータジェネレータ１２によりエンジン１０のクランクシャフトを回転駆動し、エンジン回転数が所定値を越えると、燃料噴射（及びガソリンエンジンの場合には火花点火）を行う。
【００１５】
Ｓ３では、アイドルストップ解除すなわちエンジン自動再始動の開始、具体的にはブレーキＳＷのＯＦＦへの切換とともにタイマのカウントを開始する。Ｓ４では、Ｓ３で開始したタイマのカウントに基づいて、エンジン自動再始動（ブレーキＳＷのＯＦＦ）からの経過時間が所定の規定値Ｃ０に達したか否かを判定する。経過時間が所定の規定値Ｃ０に達するまで、Ｓ５〜Ｓ１６の処理、すなわちエンジンの自動再始動に伴うエンジンのオーバーシュートトルクに対応した余剰トルクを推定し、この余剰トルクを抑制・相殺する処理が繰り返し行われる（余剰トルク抑制手段）。経過時間が所定の規定値Ｃ０に達すると、Ｓ４からＳ１７へ進み、余剰トルクを０として、本ルーチンを終了し、余剰トルクを抑制・相殺する処理を終了する。
【００１６】
図３に示すタイムチャートを参照しつつ、Ｓ５〜Ｓ１６の余剰トルクを抑制・相殺する処理について詳述する。Ｓ５では、アクセル開度センサ３６により検出されるアクセル開度を読み込む。Ｓ６では、水温センサ４０で検出されるエンジン水温を読み込む。Ｓ７では、回転センサ３８で検出されるエンジン回転数を読み込む。Ｓ８では、Ｓ２で開始したタイマのカウントに基づいて、ブレーキＳＷのＯＦＦからの経過時間を演算し、この経過時間とアクセル開度とに基づいて、基本となる第１の余剰トルクＴｏｖ１を算出する。具体的には、経過時間とアクセル開度とをパラメータとして、図４に示すような経過時間−アクセル開度マップから余剰トルクＴｏｖ１を読み込む。このマップから分かるように、第１の余剰トルクＴｏｖ１は、エンジン自動再始動の直後に急激に増加してピークを迎え、その後は時間の経過とともに減少していき、タイマカウントが規定値Ｃ０（Ｓ４及び図３参照）に達するまでに略０となる。第１の余剰トルクＴｏｖ１は、インテークマニホールド内の負圧が大気圧に近いアイドルストップ状態からの再始動時に、負圧が充分に発達するまでの間の余剰空気量に対応して生じるため、図４に示すように、アクセル開度が大きく負圧の発達が遅いときに大きく、アクセル開度が小さく負圧の発達が早い場合に小さい。
【００１７】
Ｓ９及びＳ１０では、エンジン水温に代表されるエンジン温度に応じてエンジンアイドル回転数が変動することを勘案して、エンジン水温に基づいて、第１の余剰トルクＴｏｖ１を補正する。具体的には、Ｓ９では、エンジン水温をパラメータとして図５に示すような水温マップから余剰トルク補正項Ｔｈを読み込む。このマップにも示すように、余剰トルク補正項Ｔｈは、水温が高くなるほど小さくなるように設定される。Ｓ１０では、第１の余剰トルクＴｏｖ１に余剰トルク補正項Ｔｈを加算して第２の余剰トルクＴｏｖ２を決定する。
【００１８】
Ｓ１１では、主にアクセル開度に基づいて目標エンジントルクＴｅを演算し、読み込む（目標エンジントルク演算手段）。Ｓ１２では、モータジェネレータ１２の目標モータトルクＴｍを演算し、読み込む（目標モータトルク演算手段）。この目標モータトルクＴｍは、第２の余剰トルクＴｏｖ２を打ち消すように設定され、発電・回生側に正の値である。しかしながら、目標モータトルクＴｍはモータジェネレータ１２自体の定格・特性（図６参照）及びバッテリ１６の蓄電量等により制限される。従って、図３にも示すように、必ずしも目標モータトルクＴｍにより第２の余剰トルクＴｏｖ２を完全に相殺できるわけではなく、むしろ多くの場合、後述する第３の余剰トルクが残される。
【００１９】
Ｓ１３では、第２の余剰トルクＴｏｖ２から目標モータトルクＴｍ及び目標エンジントルクＴｅを差し引いた第３の余剰トルクを算出し、この第３の余剰トルクを打ち消すように、目標ブレーキトルクＴｂを算出する（目標ブレーキトルク算出手段）。ブレーキ装置２３の性能にもよるが、目標ブレーキトルクＴｂはできるだけ第３の余剰トルクに近い値に設定される。
【００２０】
Ｓ１４では、上記の目標ブレーキトルクＴｂへ向けたブレーキトルク制御を行う（ブレーキトルク制御手段）。具体的には、目標ブレーキトルクＴｂに対応した油圧指令値をアクチュエータ２８へ出力する。Ｓ１５では、上記の目標エンジントルクＴｅへ向けたエンジントルク制御を行う。具体的には、目標エンジントルクＴｅに応じた燃料噴射量等の指令値をエンジン１０へ出力する。Ｓ１６では、Ｓ１２で設定された目標モータトルクＴｍへ向けてモータジェネレータ１２をトルク制御する（モータトルク制御手段）。
【００２１】
このように本実施例では、エンジン１０の駆動力が自動変速機１８を介して車軸２２に伝達可能な車両停止状態から、エンジン１０の自動再始動を伴う車両発進を行うときに、エンジン１０のオーバーシュートトルクに対応する余剰トルクを推定し、この余剰トルクに基づいて目標ブレーキトルクＴｂを算出し、この目標ブレーキトルクＴｂへ向けてブレーキ装置２３を制御しているため、モータジェネレータ１２の定格やバッテリ１６のＳＯＣ等にかかわらず、エンジン自動再始動時に搭乗者に加速不良のような違和感を与えることを確実に回避することができる。
【００２２】
参考として、図７に示すように、ブレーキトルクを利用せずにモータジェネレータのみにより余剰トルクを抑制しようとした場合、モータジェネレータ１２で抑制しきれない余剰トルクに起因して、この余剰トルクが低下していく状況で搭乗者に加速不良のような違和感を与えてしまう。
【００２３】
また本実施例では、第２の余剰トルクＴｏｖ２を打ち消すように目標モータトルクＴｍを演算し、この目標モータトルクＴｍと目標エンジントルクＴｅとを第２の余剰トルクＴｏｖ２から差し引いて残される第３の余剰トルクを相殺するように目標ブレーキトルクＴｂを設定している。従って、できるだけモータジェネレータ１２により余剰トルクを回生（吸収）して、エネルギー効率の向上を図りつつ、モータジェネレータ１２の定格やバッテリ１６のＳＯＣの制限によりモータジェネレータ１２で余剰トルクを完全に吸収できない場合でも、残りの余剰トルクを目標ブレーキトルクＴｂを付与することにより充分に抑制することが可能となる。このように、目標モータトルクＴｍを設定した後に、目標ブレーキトルクＴｂを設定することにより、制御が簡素化され、コントロールユニットの負荷，演算量，プログラム容量等を抑制できる上に、可能な限り目標モータトルク（回生トルク）Ｔｍを大きくしてエネルギー効率の向上を図りつつ、モータジェネレータ１２の大型化やコストアップ等を招くことなく余剰トルクに起因する加速不良のような違和感を搭乗者に与えることがない。
【００２４】
更に、エンジン水温や目標エンジントルクに応じて余剰トルクを補正しているため、車両運転状態に応じて精度良く余剰トルクを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る車両のトルク制御装置を簡略的に示すシステム構成図。
【図２】本実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図３】本実施例に係るエンジン自動再始動時のタイムチャート。
【図４】経過時間−アクセル開度マップの一例。
【図５】水温マップの一例。
【図６】モータジェネレータの特性図。
【図７】モータジェネレータのみで余剰トルクを抑える場合のタイムチャート。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…モータジェネレータ
１８…自動変速機
２２…車軸
２３…ブレーキ装置
【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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【図７】
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