(57)【要約】【課題】そこで、本発明は、走行レーンを変更する場合に、ドライバーが加速や制動の意思がない時においても、内燃機関の自動停止が適切に判断でき、燃費の向上を図ることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、車両の駆動力を発生させる内燃機関と、内燃機関と車輪との間で動力を伝達する経路の締結状態と非締結状態との切り替え、または変速比を調整する駆動力伝達機構と、を具備した車両を制御する車両用制御装置であって、前記車両の外界情報から検知、または予測した走行レーンの変更に基づいて、車両の走行中に、内燃機関の自動停止、または再始動を実行するセーリング条件判定手段を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生させる内燃機関と、内燃機関と車輪との間で動力を伝達する経路の締結状態と非締結状態との切り替え、または変速比を調整する駆動力伝達機構と、を具備した車両を制御する車両用制御装置であって、
前記車両の外界情報から検知、または予測した走行レーンの変更に基づいて、車両の走行中に、内燃機関の自動停止、または再始動を実行するセーリング条件判定手段を備えた、車両用制御装置。
【請求項２】
前記セーリング条件判定手段は、走行レーンの変更が追越車線側への変更の場合は、内燃機関の自動停止を制限するように構成された、請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記セーリング条件判定手段は、走行レーンの変更が追越車線側と反対方向への変更の場合は、内燃機関の自動停止を許可するように構成された、請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記セーリング条件判定手段は、走行レーンの変更が追越車線側への変更の場合、かつ、自車に近接する他車がいる場合は、内燃機関の自動停止を制限するように構成された、請求項１に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用制御装置として、走行中に内燃機関の自動停止を行い、燃料消費量を低減させるコーストストップ制御が知られている。ここで、コーストストップ制御を制限する条件に、操舵角やウインカーの状態を検知することで、内燃機関の自動停止を制限する技術が開示されている。（特許文献1参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４９７８１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、車両が内燃機関の自動停止と駆動力伝達機構を非締結状態にするセーリングストップ制御状態において、走行レーンを変更する場合に、ドライバーが加速や制動の意志がない時においても、内燃機関の自動停止が制限され、内燃機関が起動するために燃料を消費し、省燃費走行の要求に応えることができない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、走行レーンを変更する場合に、ドライバーが加速や制動の意思がない時においても、内燃機関の自動停止が適切に判断でき、燃費の向上を図ることができる車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両の駆動力を発生させる内燃機関と、内燃機関と車輪との間で動力を伝達する経路の締結状態と非締結状態との切り替え、または変速比を調整する駆動力伝達機構と、を具備した車両を制御する車両用制御装置であって、前記車両の外界情報から検知、または予測した走行レーンの変更に基づいて、車両の走行中に、内燃機関の自動停止、または再始動を実行するセーリング条件判定手段を備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、走行レーンを変更する場合に、ドライバーが加速や制動の意思がない時においても、内燃機関の自動停止が適切に判断でき、燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における車両の制御装置を示すシステム図である。
【図２】本発明の実施形態における車両の駆動系を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における車両の外界情報に基づきセーリング制御を行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態におけるセーリングストップ制御が選択された時の処理の流れ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】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１０】
図１は、内燃機関であるエンジンＡの出力軸の動力が自動変速機Ｂに伝達され、この自動変速機Ｂの出力軸の動力がデファレンシャルギヤ機構や車軸Ｃ等を介して車輪Ｄに伝達される。自動変速機Ｂは、例えば、トルクコンバータと変速機構を備え、変速機構は、複数の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機構であっても良いし、無段階に変速するＣＶＴ（無段変速機）であっても良い。また、自動変速機Ｂは、例えば、クラッチと変速機構を備えた構成（いわゆる自動制御式マニュアルトランスミッション）としても良い等、適宜変更しても良い。なお、自動変速機やエンジンを制御するコントローラ（ＥＣＵ）は複数であっても良い。
【００１１】
図２は、本車両の動力源であるエンジン（内燃機関）１は、セーリング機能付きであり、所定のセーリングストップ条件にてエンジン１への燃料供給を停止することによりエンジン１の自動停止と、動力を伝達する経路の締結状態を非締結状態に切り替えした後、セーリングストップ解除条件の成立によりエンジン１への燃料供給を再開してエンジン１を再始動させる。
【００１２】
このエンジン１の出力軸は、トルクコンバータ２を介して、変速装置３に接続されている。変速装置３は、クラッチ４と無段変速機５とを含んで構成される。
【００１３】
クラッチ４は、湿式多板クラッチにより構成され、作動油の油圧制御によって締結・解放が制御される。
【００１４】
尚、ここでいうクラッチ４は、詳しくは、前後進切換機構における摩擦係合要素である。前後進切換機構は、例えば、エンジン出力軸と連結したリングギア、ピニオン及びピニオンキャリア、変速機入力軸と連結したサンギアからなる遊星歯車機構と、変速機ケースをピニオンキャリアに固定する後退ブレーキと、変速機入力軸とピニオンキャリアを連結する前進クラッチと、を含んで構成され、車両の前進と後退とを切換える。この場合、前後進切換機構における摩擦係合要素である前進クラッチ及び後退ブレーキが、クラッチ４に相当する。
【００１５】
無段変速機５は、プライマリプーリ５ａ及びセカンダリプーリ５ｂと、これらプーリ間に巻き掛けたベルト５ｃとを含み、プライマリプーリ５ａの回転は、ベルト５ｃを介して、セカンダリプーリ５ｂへ伝達され、セカンダリプーリ５ｂの回転は、駆動車輪（図示せず）へ伝達される。
【００１６】
この無段変速機５においては、プライマリプーリ５ａの可動円錐板、及び、セカンダリプーリ５ｂの可動円錐板を、それぞれの作動油の油圧制御によって軸方向に移動させて、各プーリ５ａ、５ｂとベルト５ｃとの接触位置半径を変えることにより、プライマリプーリ５ａとセカンダリプーリ５ｂのプーリ比（回転比）を変化させて、変速比を無段階に変化させることができる。
【００１７】
変速装置３のケース底部のオイルパン６にはオイルが貯留されており、このオイルが機械式オイルポンプ７により吸入加圧され、調圧機構８を介して、クラッチ４及びプーリ５ａ、５ｂの各油圧アクチュエータに作動油として供給される。
【００１８】
機械式オイルポンプ７は、変速装置３のケース内に設けられて変速装置３の入力軸により駆動される。従って、機械式オイルポンプ７は実質的には動力源であるエンジン１により駆動される。
【００１９】
調圧機構８は、供給各部（クラッチ４及びプーリ５ａ、５ｂ）ごとに、リリーフ機能を有する電磁弁を備え、マイクロコンピュータを含んで構成される制御ユニット（Ｃ／Ｕ）２０の制御下で、機械式オイルポンプ７の吐出圧を供給各部の目標圧に調圧して、供給各部に供給する。これにより、車両の前後進の切換えと変速比の制御とがなされる。
【００２０】
機械式オイルポンプ７は、調圧機構８を介してクラッチ４及びプーリ５ａ、５ｂに作動油としてオイルを供給する他、変速装置３の各部に潤滑及び冷却用のオイルを供給する。供給されたオイルはオイルパン６に戻されて循環される。
【００２１】
一方、動力源であるエンジン１により駆動される機械式オイルポンプ７とは並列に、電動オイルポンプ１０が設けられる。
【００２２】
電動オイルポンプ１０は、エンジン１の停止中、従って機械式オイルポンプ７の停止中に、機械式オイルポンプの代わりに、調圧機構８を介してクラッチ４及びプーリ５ａ、５ｂに作動油としてオイルを供給する他、変速装置３の各部に潤滑及び冷却用のオイルを供給する。
【００２３】
電動オイルポンプ１０は、ポンプ部（１０）と、これを駆動するモータＭと、制御ユニット２０の制御下でモータＭをＰＷＭ制御するインバータＩＮＶとを含んで構成される。モータＭは、３相ブラシレスモータを用いる。これは、回転軸に取付けられ複数の永久磁石が埋め込まれた内側のロータと、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）コイルを巻回してなる外側のステータとから構成され、ステータ側のコイルに供給する電流による磁界でロータを回転させる。
【００２４】
インバータＩＮＶは、ＰＷＭ制御（擬似的に正弦波を得るために一定周期でパルス幅を変調した電圧を発生させる制御）により、電源電圧（直流電圧）を交流電圧に変換してモータＭに供給するもので、電源ＶＢ側と接地ＧＮＤ側との間に、並列に、Ｕ相アームと、Ｖ相アームと、Ｗ相アームとを備える。
【００２５】
従って、制御ユニット２０により、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相への正弦波電圧に合わせて、各相アームの電源ＶＢ側のスイッチング素子のＯＮ期間と接地ＧＮＤ側のスイッチング素子のＯＮ期間との比率を制御することにより、擬似的な交流電圧を得て、モータＭを駆動することができる。
【００２６】
尚、制御ユニット２０には、モータＭの駆動制御のため、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相アームの接地ＧＮＤ側の共通ライン上に設けた電流検出用抵抗（抵抗値Ｒ）の両端の電位差ΔＶが検出器を介して入力され、これに基づいてポンプ電流Ｉｐ＝ΔＶ／Ｒが検出されるようになっている。また、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相アームの中間点の電位Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗも検出・入力されるようになっている。
【００２７】
上記のような車両用変速装置のオイル供給システムでは、エンジン１の運転中は機械式オイルポンプ７により変速装置３の各部にオイルを供給しており、セーリングストップ条件にてエンジン１が停止し、これに伴って機械式オイルポンプ７が停止する場合は、電動オイルポンプ１０に対して作動要求が発せられ、電動オイルポンプ１０により変速機要素へのオイル供給不足を防止している。
【００２８】
図３は本発明の一実施形態で示す車両用制御装置において、車両の外界情報に基づきセーリング制御を行う処理の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
この処理は、エンジンが自動停止していない場合、所定の演算周期で繰り返し実行される。
【００３０】
ステップ１０１では、車速が基準車速以上であるか否かを判定し、成立（Ｙｅｓ）の場合はステップ１０２へ進み、不成立の場合はステップ１０６へ進む。ステップ１０６では、セーリング制御への移行を禁止し、通常制御を継続する。具体的には、走行中にドライバーが加速や制動の意志がない時に、エンジンの自動停止、および駆動力伝達機構を非締結状態にすることを禁止する。なお、通常制御では、走行中にドライバーが制動や車両停止の意志がある時に、エンジンの自動停止を行うアイドルストップ制御、またはコーストストップ制御を実施しても良い。
【００３１】
ステップ１０２では、アクセルペダルが踏まれていないか否かを判定し、成立（Ｙｅｓ）の場合はステップ１０３へ進み、不成立の場合はステップ１０６へ進む。なお、アクセルペダルの代わりに、アクセル開度やスロットル開度を用いるようにしても良い。
【００３２】
ステップ１０３では、ブレーキペダルが踏まれていないか否かを判定し、成立（Ｙｅｓ）の場合はステップ１０４へ進み、不成立の場合はステップ１０６へ進む。なお、ブレーキペダルの代わりに、ブレーキストローク量やブレーキ踏力を用いるようにしても良い。
【００３３】
ステップ１０４では、シフト条件（走行レンジ選択）が成立しているか否かを判定し、成立（Ｙｅｓ）の場合はステップ１０５へ進み、不成立の場合はステップ１０６へ進む。なお、シフトレンジが走行レンジ選択している場合においても、動力性能を重視することが判断されている状態（スポーツモード、または手動変速モードを選択）、またはドライバーの意志による省燃費を重視しないと判断されている状態（セーリングキャンセルスイッチ、アイドルストップキャンセルスイッチを選択）は、ステップ１０６へ進む。
【００３４】
ステップ１０５では、駆動力伝達機構であるトランスミッション（Ｔ／Ｍ）の条件が成立しているか否かを判定し、Ｔ／Ｍ条件成立（Ｙｅｓ）の場合はステップ１０７へ進み、Ｔ／Ｍ条件が不成立の場合はステップ１０６へ進む。Ｔ／Ｍ条件が不成立とは、Ｔ／Ｍ内のオイル温度が低い場合、または、オイル温度が高い場合、他には、車速に対して変速比が低い（Ｌｏｗギヤ）場合や変速比が高い場合（Ｈｉｇｈギヤ）、他には、Ｔ／Ｍ内の動力伝達をコントロールする要素（油圧制御装置、電動オイルポンプ、アクチュエータ）が正常動作できないと判断された場合である。
【００３５】
ステップ１０７では、外界認識手段により得た情報により、自車が隣の走行レーンへの移動か否かを判断し、自車が隣の走行レーンへ移動しないと判断した場合はステップ１０８へ進み、自車が隣の走行レーンへ移動すると判断した場合はステップ１０９へ進む。具体的には、ステレオカメラや赤外線等の手段を用いて車線を認識し、車線と自車の位置関係（距離）を演算し、自車が現在の走行レーン内を走行しているかを判断する。なお、外界認識手段は、車載カメラ等の手段を用いてもよく、走行レーンの移動（変更）は、前方の道路の状態（直線、曲率、距離等）と車線と自車の位置関係（距離）から、予測しても良い。
【００３６】
ステップ１０８では、セーリングストップ制御を実行する。具体的には、動力伝達機構であるトランスミッションの動力伝達開放要素であるクラッチ（ＣＬ）を解放状態に制御することや、エンジン（ＥＮＧ）の燃料噴射や点火を停止させる。詳細内容は、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
ステップ１０９では、外観認識手段により得た情報により、自車が隣の走行レーンへの移動があると判断された場合であり、走行レーンの移動方向が追越車線側か否かを判断し、追越車線側とは反対方向への移動（Ｙｅｓ）と判断した場合、ステップ１０８へ進み、追越車線側への移動（Ｎｏ）と判断した場合、ステップ１１０へ進む。なお、ステップ１０９において、追越車線側への移動と判断した後、外界認識手段により車両前方、車両後方において、自車に近接する車両がないと判断した場合は、ステップ１０８へ進むようにしても良い。
【００３８】
ステップ１１０では、セーリングアイドル制御を実行する。具体的には、動力伝達機構であるトランスミッションの動力伝達開放要素であるクラッチ（ＣＬ）を解放状態に制御し、エンジン（ＥＮＧ）はアイドリング状態とする。エンジンをアイドリング状態とする事で、ドライバーからの再加速要求時にエンジンを起動する時間が削減でき、再加速要求に応答性良く対応する事が可能となる。また、エンジンが回転する事で、トランスミッションのオイルポンプが回転され、動力伝達機構に必要となる動力（油圧）を供給することで、トランスミッションがＣＶＴである場合に、動力伝達開放要素であるクラッチ（ＣＬ）を開放した状態においても、変速比を変える事が可能となり、再加速要求時に要求される駆動力実現に対応することが可能となる。
【００３９】
次に、図４の各ステップについて説明する。ここでは、図３のステップ１０８である、セーリングストップ制御が選択された後の動作について説明する。
【００４０】
ステップ２０１では、セーリングストップ許可が実行された後、その車両状態において、駆動力伝達機構であるトランスミッションに必要な油圧（指示油圧１）を算出する。この油圧は、セーリングストップ状態において、ドライバーからの再加速を要求された時に、速やかに駆動力を伝達できるようにするために、クラッチ機構やプーリーへオイルを供給する為に設定する。必要油圧は、オイル温度、油圧回路（ソレノイド電流）の状態を元に決定する。
【００４１】
ステップ２０２では、算出された油圧を実現するために、ソレノイドや電動オイルポンプ（ＯＰ）への指示を行う。具体的には、ソレノイドであれば指示電流であり、パルス幅変調（ＰＷＭ）による駆動方法で制御され、必要油圧から算出される目標電流値となるように電流フィードバック制御などにより実現される。また、電動オイルポンプに対しては、算出された油圧を実現するために、トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）へＣＡＮ通信などを用いて、信号を送受信する。なお、指示油圧１は、ドライバーによる加速意志なし（アクセルＯＦＦ）と、ドライバーによる制動意志なし（ブレーキＯＦＦ）の状態である惰性走行中（コースト状態）として決定される。
【００４２】
ステップ２０３では、油圧指示１に基づき、電動オイルポンプを起動し、電動オイルポンプが正常に起動できたかを判断する。正常に起動できた（スタンバイ完了）場合、ステップ２０４へ進み、電動オイルポンプが正常に起動できなかった場合は、ステップ２０２に戻る。なお、電動オイルポンプが正常に起動できない状態が継続する場合は、セーリングストップ制御を非実行としても良く、または、電動オイルポンプの状態に影響されない、セーリングアイドル制御を実行しても良い（図示しないが、ステップ２１０へ進む）。ここでは、電動オイルポンプのスタンバイ状態を例としたが、ソレノイドやアクチュエータが正常に動作することに置き換えても良い。
【００４３】
ステップ２０４では、車両を惰性走行状態とするために、動力伝達機構であるトランスミッションの動力伝達開放要素であるクラッチ（ＣＬ）を解放状態に制御させる。具体的には、クラッチの締結開放を制御しているソレノイドへの通電電流を、クラッチが開放する方へ変化させる。
【００４４】
ステップ２０５では、エンジンコントールユニットがトランスミッションコントールユニットからの信号に基づき、エンジンの燃料噴射や点火を停止またはタイミングを変化させながら、エンジン回転数を０ｒ／ｍｉｎ（停止状態）にする。ここで、エンジン停止動作をステップ２０４（ＣＬ指示（開放））より後に実行させることで、エンジン停止による急激なエンジンブレーキ力がタイヤまで伝わることを避けることができ、走行安定性とドライバーへの違和感を低減することができる。
【００４５】
ステップ２０６では、クラッチ開放後にエンジンが停止するまでの間、変速比がいくつになっているのかを検出し、トランスミッションコントロールユニットに記憶する。エンジン停止時の変速比を記憶しておくことで、セーリングストップ解除が要求された（エンジン再起動）時の駆動力を実現する為に必要な変速比（減速比）として駆動力演算に使用することができるようになる。特に、トランスミッションが無段変速機（例えば、ベルト式ＣＶＴ）の場合、変速比を変えるには、プーリーの押付力とベルト・プーリーの回転が必要であり、セーリングストップ制御実行中に、ベルト・プーリーの回転が停止状態となった時点の変速比で固定される為、エンジン停止時の変速比の記憶が重要になる。また、動力伝達機構部品は慣性力があるため、エンジン停止後も慣性力により、ベルト・プーリーが回転した分だけ変速する可能性があることを考慮し、変速の入力軸と出力軸の回転数やストローク量などで変速比を検出させる。
【００４６】
ステップ２０７では、セーリングストップ条件が不成立か否かを判断する。本実施例では、車両に備え付けられた外界認識手段により得た情報により、自車が隣の走行レーンへの移動があると判断し、更に、走行レーンの移動方向が追越車線側への移動と判断した場合、セーリングストップ条件不成立となり、エンジンを起動する。他には、ドライバー操作により、エアコンスイッチがＯＮされ、車室内温度調整が優先される場合に、エンジン起動が要求され、セーリングストップ制御が解除される。ここでは、エアコンスイッチを例としたが、省燃費を優先するか否かを判断するものとして、エコモード（エコスイッチ）が設定されている車両においては、エコモードが解除された事を受け、セーリングストップ制御を解除してもよい。
【００４７】
セーリングストップ条件不成立がＮｏとは、これまで通り、セーリングストップ制御を実行し続ける。セーリングストップ条件不成立がＹｅｓ（成立）の場合、ステップ２０９へ進む。
【００４８】
ステップ２０９では、セーリングアイドル条件不成立か否かを判断する。セーリングアイドル条件不成立がＹｅｓ（成立）の場合、ステップ２１１へ進む。本実施例では、ドライバーによる再加速が（アクセルＯＮなど）が要求された場合である。セーリングアイドル条件不成立がＮｏとは、セーリングアイドル制御を実行し続けるため、ステップ２１０へ進む。ここで、セーリングストップ条件不成立（ステップ２０７）がＹｅｓと判断された後に、セーリングアイドル条件不成立（ステップ２０９）を設けることで、惰性走行を継続することを判断・実行することができるようになり、省燃費運転領域を広げることが可能となる。
【００４９】
ステップ２１１では、セーリングアイドル条件不成立を受け、惰性走行を解除した時に動力伝達機構として必要となる油圧を演算・決定する。具体的には、ドライバーによる再加速が要求された場合、エンジンで発生したトルクは、動力伝達機構を通して車軸に伝える方向に流れ（前進ドライブ方向の力）、この力の方向と変速比を実現するためのプーリー押付力を実現するように、オイル温度、油圧回路（ソレノイド電流）の状態を元に指示油圧２を算出・決定する。
【００５０】
ステップ２１２では、エンジン再始動要求に応じて、エンジンを起動する。具体的には、現在の車速、変速比およびドライバーの要求駆動力（アクセル開度、スロットル開度）などから、燃料噴射量、空気量および点火タイミングなどを制御し、エンジン起動後の目標回転数を達成する。
【００５１】
ステップ２１３では、エンジン回転数（動力伝達機構の入力回転数）と車軸（動力伝達機構の出力回転数）の回転数の差が所定範囲となった状態の時に、クラッチを締結する。具体的には、トランスミッションコントロールユニットは、動力伝達機構の入力回転数と動力伝達機構の出力回転数との差を演算し、回転数の差が所定範囲内となった状態の時に、ソレノイド電流を変化することで、動力伝達機構のクラッチを開放状態から締結状態に切り換え、エンジン動力をタイヤへ伝達可能な状態に制御する。この時、回転数の差が大きいほど、クラッチ締結開始時間を早める、または、クラッチが完全に締結するまでの時間を長く設定することで、クラッチ締結時のショックを低減することができる。
【００５２】
従来であれば、車両が内燃機関の自動停止と駆動力伝達機構を非締結状態にするセーリングストップ制御状態において、走行レーンを変更する場合に、ドライバーが加速や制動の意志がない時においても、内燃機関の自動停止が制限され、内燃機関が起動するために燃料を消費し、省燃費走行の要求に応えることができない場合があった。これに対し、本実施形態に係る車両用制御装置は、セーリングストップ制御状態において、車両の外界情報から検知、または予測した走行レーンの変更に基づいて、車両の走行中に、内燃機関の自動停止、または再始動の実行、または駆動力伝達機構を非締結状態に制御するセーリング条件判定手段を備え、走行レーンの変更が追越車線側への変更の場合は、内燃機関の自動停止を制限するように構成され、また、走行レーンの変更が追越車線側と反対方向への変更の場合は、内燃機関の自動停止を許可するように構成される。従って、走行レーンを変更する場合に、ドライバーが加速や制動の意思がない時においても、内燃機関の自動停止が適切に判断でき、燃費の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…エンジン、２…トルクコンバータ、３…変速装置、４…クラッチ（前後進切替機構）、５…無段変速機、５ａ…プライマリプーリ、５ｂ…セカンダリプーリ、５ｃ…ベルト、６…オイルパン、７…機械式オイルポンプ、８…調圧機構、１０…電動オイルポンプ（Ｍ：モータ、ＩＮＶ：インバータ）、１１…吸入配管、１２…吐出配管、２０…制御ユニット、３０…油温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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