车辆控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明的车辆控制装置对具备发动机、启动装置、离合器、变速器、检测曲轴角的曲轴角传感器以及使车辆制动的制动单元并且能够在离合器分离且发动机停止的状态下继续行驶的车辆进行控制，具备如下的控制单元：若向该控制单元输入了发动机的再启动指令，则该控制单元取得曲轴角传感器所检测到的曲轴角，在曲轴角处于能够以第1预定值以上的概率进行发火启动的第1区域的情况下，使发动机发火启动，在曲轴角处于能够使发动机发火启动的概率为第2预定值以上且小于第1预定值的第2区域内、且指令是基于制动单元的开启的信号、且档位是空档以外的档位的情况下，使离合器接合而通过驱动轮的转矩使发动机的转速增加，并使发动机发火启动。
【专利说明】
车辆控制装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及车辆控制装置。【背景技术】
[0002]以往，有人提出了各种使在车辆的运转期间停止了的发动机再启动的发动机的再启动方法。例如，在专利文献1中公开了一种如下的技术:在发动机的活塞的停止位置处于预定的合适范围内时，通过发动机的发火启动来使发动机再启动，在处于预定的合适范围外时，通过使启动马达驱动来对发动机的再启动进行辅助。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2005-16356号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]然而，若在行驶期间频繁地进行发动机的停止和再启动，则使启动马达等启动装置驱动来使发动机再启动的次数会增加，启动装置的使用频度会增加。若启动装置的使用频度增加，则对启动装置的负担会变大，启动装置的寿命可能会变短。
[0008]于是，作为不利用启动装置地进行再启动的方法，存在如下的被称作带动启动的方法:使驱动轮的转矩传递给发动机的曲轴来使发动机的转速上升，并开始进行燃料的喷射和点火。但是，在利用了该带动启动的再启动方法中，驾驶员可能会因在车辆产生减速加速度(减速G)而感到违和感，可能会招致驾驶性能的降低。
[0009]本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于提供一种能够减少对启动装置的负担并且避免驾驶性能降低的车辆控制装置。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]为了解决上述问题而达成上述目的，本发明的车辆控制装置控制如下车辆，该车辆具备:发动机;启动装置，其能够启动所述发动机;离合器，其通过接合或分离来将所述发动机与驱动轮之间的动力传递路径连接或切断;变速器，其能够将从所述发动机输入的驱动力变速并输出；以及曲轴角计测单元，其在所述发动机停止时检测所述发动机的曲轴的曲轴角；以及制动单元，其使车辆制动，所述车辆能够在使所述离合器分离而且所述发动机处于停止的状态下继续行驶，所述车辆控制装置的特征在于，具备如下的控制单元:若在所述离合器处于分离并且所述发动机处于停止的行驶期间向所述控制单元输入了用于使所述发动机再启动的指令，则所述控制单元取得所述曲轴角计测单元所检测到的曲轴角，在所述曲轴角处于能够以第1预定值以上的概率使所述发动机发火启动的第1区域内的情况下，所述控制单元使所述发动机发火启动，在所述曲轴角处于能够以第2预定值以上且小于所述第1预定值的概率使所述发动机发火启动的第2区域内、且所述指令基于所述制动单元被开启的信号而被输出、且所述变速器的档位为空档以外的档位的情况下，所述控制单元使所述离合器接合来使所述驱动轮的转矩传递给所述曲轴从而使所述发动机的转速上升， 并使所述发动机发火启动，所述第2预定值小于所述第1预定值。
[0012]根据该结构，即使在能够仅通过发火启动而启动发动机的成功概率较低的第2区域中，由于能够通过曲轴使驱动轮的转矩传递给发动机，所以也能够使发火启动的成功概率上升。因此，能够提高不使用用于启动发动机的启动装置就能够使发动机再启动的频度， 所以能够减少由启动装置使发动机启动的频度。而且，在发动机的再启动的指令基于制动单元的开启的信号的情况下，能够并用发火启动和带动启动。另外，在用于使发动机再启动的指令基于制动单元被开启的信号而被输出的情况下，由于在随着制动力而在车辆产生了减速度的状态下执行带动启动，所以能够将因执行带动启动而产生的减速度混淆在随着制动力而产生的减速度中。由此，能够将起因于由带动启动引起的减速度的驾驶员的违和感抑制为最小限度，所以能够抑制驾驶性能的降低。
[0013]本发明的车辆控制装置的特征在于，在上述发明中，在所述曲轴角处于所述第2区域内、且所述指令不基于所述制动单元被开启的信号的情况下，所述控制单元通过所述启动装置来使所述发动机再启动。
[0014]根据该结构，在由发火启动使发动机启动的可靠性较低的情况下，在制动单元处于关闭时，能够不进行带动启动地使发动机再启动。因此，不会产生与带动启动的执行相伴的车辆的减速度，能够执行与以往同样的发动机的再启动，所以能够防止驾驶性能的降低。
[0015]发明效果
[0016]根据本发明的车辆控制装置，能够提高不使用用于启动发动机的启动装置就能够使发动机再启动的频度，能够降低通过启动装置使发动机启动的频度，所以能够减少对启动装置的负担。
[0017]而且，在发火启动的可靠性较低且进行了车辆的制动的情况下，由于能够并用带动启动，所以发动机的再启动的可靠性增加，并且，由于能够在基于驾驶员的操作使车辆制动而产生了减速度的状态下进行带动启动，所以能够降低驾驶员感到拉拽感等违和感的可能性，能够避免驾驶性能的降低。【附图说明】
[0018]图1是搭载有本发明的一实施方式的车辆控制装置的车辆的概略结构图。
[0019]图2是用于说明本发明的一实施方式的车辆控制装置的控制方法的流程图。
[0020]图3是示出发火启动的成功概率的曲轴角依存性的图表。[〇〇21] 标号说明
[0022]1:车辆[〇〇23]11:发动机[〇〇24]12:电动发电机(MG)[0〇25]13:离合器
[0026]14:有级变速器[〇〇27]40a:发动机转速传感器[〇〇28]40b:曲轴角传感器[〇〇29]43:制动器踏板传感器
[0030]50:ECU[〇〇31]53:制动器踏板【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。此外，在以下的一实施方式的所有附图中，对相同或对应的部分标注相同的标号。另外，本发明不受以下说明的一实施方式所限定。[〇〇33]图1是示出搭载有一实施方式的车辆控制装置的车辆的概略结构图。图1所示的车辆1例如是单马达型的混合动力车辆。车辆1具备发动机(ENG)ll、电动发电机(MG) 12、离合器13、有级变速器(T/M)14、差动装置15以及左右的驱动轮16。另外，车辆1具备液压控制装置17、辅机18、变换器19、带轮21、22、23、搭挂于带轮21、22、23的传动带24、高电压电池31、 电池32、电力变换器33以及负载34。车辆1还具备离合器踏板51、加速器踏板52以及制动器踏板53,并且具备分别检测这些踏板的操作量的离合器踏板传感器41、加速器踏板传感器 42以及制动器踏板传感器43。在发动机11设置有发动机转速传感器40a和曲轴角传感器 40b。发动机转速传感器40a计测发动机11的转速。曲轴角传感器40b计测发动机11的曲轴角。
[0034]车辆1具备作为车辆控制装置的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元) 50 A⑶50与发动机转速传感器40a、曲轴角传感器40b、离合器踏板传感器41、加速器踏板传感器42以及制动器踏板传感器43电连接。E⑶50至少控制发动机11、液压控制装置17以及变换器19。
[0035]发动机11包括作为车辆1的动力源的直喷发动机，其输出轴11a的一端经由离合器 13连结于有级变速器14。发动机11构成为能够利用通过发动机11内部的燃料的燃烧而得到的转矩而不使用启动装置地启动，即能够进行发火启动。发动机11的输出转矩(发动机转矩)通过曲轴(未图不)而从输出轴11a输出。输出到输出轴11a的发动机转矩经由离合器13 被输入有级变速器14,并经由差动装置15被传递到驱动轮16。另一方面，在输出轴11a的另一端连结有带轮21。[〇〇36]作为启动装置的MG12例如由永磁体型交流同步电动机构成。在MG12的旋转轴以能够一体旋转的方式设有带轮22IG12的旋转轴和发动机11的输出轴11a经由带轮21、22和传动带24而连结。由此，MG12的马达转矩被提供给输出轴11a JG12在动力运行时作为车辆1的动力源而进行工作。MG12将通过动力运行驱动而产生的马达转矩提供给发动机11。另一方面，MG12也通过再生驱动而作为发电机进行工作。MG12的驱动状态由变换器19进行控制。此夕卜，作为启动装置，除了 MG12以外，也可以采用启动马达等其他装置。
[0037]离合器13例如由摩擦接合式的离合器装置构成。离合器13通过接合或分离而在发动机11的输出轴11a与驱动轮16之间分别传递发动机转矩或者将其切断。离合器13的接合状态和分离状态根据驾驶员对离合器踏板51的操作而切换。
[0038]有级变速器14是根据驾驶员对变速杆(未图示)的操作来执行与变速杆的档位对应的变速的手动变速器。输入到有级变速器14的输入轴的发动机11的旋转由有级变速器14 变速并经由输出轴被传递给驱动轮16。[〇〇39]液压控制装置17根据从ECU50输入的控制信号来控制液压相对于离合器13的流入和流出。由此，能够与驾驶员对离合器踏板51的操作相独立地切换离合器13的接合和分离。 辅机18是助力转向用的栗和空调用的压缩机等。在辅机18的输入轴以能够一体旋转的方式设置有带轮23。辅机18的输入轴与MG12的旋转轴和发动机11的输出轴11a经由带轮21、22、 23和传动带24而连结。
[0040] 高电压电池31例如由48V的锂离子电池构成。高电压电池31连接于变换器19而被用作向MG12供给马达驱动电力的电源。另一方面，在MG12作为发电机发挥作用时，高电压电池31被用作对发电得到的电力进行蓄积的蓄电器。[〇〇411电力变换器33具备DC/DC转换器，连接于变换器19和高电压电池31，并且连接于电池32。电池32例如由12V的铅电池构成，被用作对作为搭载于车辆1的各种电气部件或电气装置的负载34供给电力的电源。电力变换器33构成为能够对高电压电池31的电压和由MG12 发电得到的电力的电压进行降压，并用其对电池32进行充电。[〇〇42]作为转速检测单元的发动机转速传感器40a检测与发动机11的输出轴11a连结的曲轴(未图示)的转速，来作为发动机转速，并将与检测到的发动机转速相应的信号向ECU50 供给。作为曲轴角计测单元的曲轴角传感器40b至少在发动机11停止时计测发动机11的曲轴(未图示)的曲轴角，并将与计测到的曲轴角相应的信号向ECU50供给。[〇〇43]作为离合器状态检测单元的离合器踏板传感器41检测驾驶员对离合器踏板51的操作量，并将与检测到的操作量相应的信号向ECU50供给。即，在离合器踏板51的踩踏(0N) 和释放(OFF)分别联动于离合器13的分离和接合的情况下，离合器踏板传感器41能够检测离合器13是否已开始从分离(切断状态)向接合(传递状态)转变。此外，作为离合器状态检测单元，也可以取代离合器踏板传感器41而采用能够检测离合器13的离合器位置(接合和分离所涉及的位置)或离合器转矩的离合器传感器。
[0044]作为加速器状态检测单元的加速器踏板传感器42检测驾驶员对加速器踏板52的踩踏的操作量，并将与检测到的操作量相应的信号向ECU50供给。另外，作为制动器状态检测单元的制动器踏板传感器43检测驾驶员对制动器踏板53的踩踏的操作量，并将与检测到的操作量相应的信号向ECU50供给。此外，作为制动器状态检测单元，也可以取代制动器踏板传感器43而采用主缸压传感器。
[0045]ECU50在物理上是以包括CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)、R0M(Read Only Memory:只读存储器)以及输入输出等接口的周知的微型计算机作为主体的电子电路。ECU50的功能通过以下方式来实现:将作为记录部的ROM所保持的应用程序载入作为存储部的RAM并由CPU执行，在CPU的控制下使控制对象工作，并进行RAM和/或ROM的数据的读出和写入。
[0046]E⑶50基于包含上述传感器的各种传感器的检测结果来检测发动机11的运转状态，对喷射器的燃料喷射量、喷射正时、火花塞的点火正时等进行控制。另外，ECU50能够执行与驾驶员对加速器踏板52的操作无关地提高电子控制节气门的开度而使发动机转速上升的控制等。而且，ECU50基于离合器踏板传感器41的检测结果向液压控制装置17输出控制信号。液压控制装置17基于控制信号对离合器13的接合和分离进行切换。此外，ECU50能够根据需要而与来自离合器踏板传感器41的信号无关地通过控制液压控制装置17来控制离合器13的分离和接合。[〇〇47]该一实施方式的E⑶50,当在车辆1正在发动机11处于停止的状态下进行行驶的情况下向ECU50供给了发动机11的再启动要求的指令时，进行选择发动机11的再启动方法的控制。具体而言，ECU50根据发动机11的曲轴的曲轴角来进行选择发动机11的再启动方法的控制。
[0048]接着，对本发明的一实施方式的车辆控制装置的车辆控制方法进行说明。图2是用于说明该车辆控制方法的流程图。以下说明的图2所示的流程图在车辆1在发动机11处于停止的状态下行驶的期间以预定的时间间隔反复执行。在此，以车辆1正在进行如下状态下的自由滑行(free-running)行驶为前提，该状态是:离合器13通过液压控制装置17而自动地分离，并且发动机11通过E⑶50的控制而处于停止。
[0049]ECU50判断在车辆1的行驶期间是否输入了发动机11的启动要求的指令(步骤 ST1)。在此，发动机11的启动要求的指令是检测到加速器踏板52成为了踩踏状态的加速器踏板传感器42的检测信号、检测到制动器踏板53成为了踩踏状态的制动器踏板传感器43的检测信号等信号。
[0050]并且，在未向ECU50供给发动机11的启动要求的指令的情况下(步骤ST1:否)，流程图结束。另一方面，在向ECU50供给了发动机11的启动要求的指令的情况下(步骤ST1:是)， E⑶50从曲轴角传感器40b取得处于停止的发动机11的曲轴的曲轴角(步骤ST2)。
[0051]接着，在步骤ST3?ST10中，进行与所取得的曲轴角相应的处理。图3是示出车辆1 的发动机11的发火启动成功的概率的曲轴角依存性的例子的图表。此外，图3所示的上止点与下止点之间的发火启动成功概率的曲轴角依存性的数据依存于车辆1的发动机11的特性，所以在ECU50的记录部中预先作为数据表而保存。如图3所示，在对发动机11执行发火启动的情况下，需要使发动机11的曲轴角处于某个范围内。而且，即使在该范围内，也存在容易进行发火启动的曲轴角的范围和不容易进行发火启动的曲轴角的范围。[〇〇52]在图3中，作为第1区域的区域A是在对发动机11进行了发火启动的控制的情况下发动机11以第1预定值以上的概率启动的曲轴角的范围。另外，作为第2区域的区域B是相对于区域A在曲轴角较大的一侧和较小的一侧与该区域A相邻的区域，且是在对发动机11进行了发火启动的控制的情况下的发火启动的成功概率为第2预定值以上且小于第1预定值的区域。此外，第2预定值小于第1预定值。另外，作为第3区域的区域C是发动机11的发火启动的成功概率小于第2预定值的区域。在该区域C所表示的曲轴角的范围内，使发动机11发火启动极为困难。因此，需要使用MG12等启动装置进行发动机11的启动。在此，第1预定值和第 2预定值分别是按搭载于车辆1的每个发动机11而决定的概率值，是预先按每个发动机11而设定的值。[〇〇53]并且，在步骤ST3中ECU50判断为发动机11的曲轴的曲轴角处于区域A内的情况下 (步骤ST3:是)，移至步骤ST4。在步骤ST4中，E⑶50进行在发动机11的输出轴1 la停止旋转的状态下向处于膨胀行程的发动机11的燃烧室喷射燃料并进行点火而使输出轴11a旋转的发火启动的控制。由此，使发动机11再启动。[〇〇54]另一方面，在ECU50判断为发动机11的曲轴的曲轴角不处于区域A内的情况下(步骤ST3:否)，移至步骤ST5。在步骤ST5中，E⑶50判断在步骤ST1中输入的启动要求是否起因于制动器踏板53的踩踏。并且，在步骤ST 1中向ECU50输入的启动要求是来自制动器踏板传感器43的踩踏的信号的情况下(步骤ST5:是)，移至步骤ST6。[〇〇55]在步骤ST6中，ECU50判断在步骤ST2中取得的曲轴角是否处于图3所示的区域B内。并且，在发动机11的曲轴的曲轴角处于区域B内的情况下(步骤ST6:是)，移至步骤ST7。 [〇〇56]在步骤ST7中，E⑶50判断档位是否为空档。并且，在档位是空档以外的档位的情况下(步骤ST7:否)，ECU50—并执行步骤ST8和步骤ST9。即，在步骤ST8中，ECU50与步骤ST4同样地进行发动机11的发火启动的控制。另一方面，在步骤ST9中，ECU50进行如下的所谓带动启动的控制:通过控制液压控制装置17而自动地使离合器13接合，使从驱动轮16传递的旋转转矩(动力)传递给发动机11而使发动机11的转速上升。由此，ECU50对发动机11 一边进行带动启动的控制一边进行发火启动的控制，使发动机11再启动。[〇〇57]另一方面，在步骤ST5中判断为未从制动器踏板传感器43向E⑶50输入踩踏的信号的情况下(步骤ST5:否)，移至后述的步骤ST 10。具体而言，在向ECU50供给的发动机11的再启动的指令是来自检测到加速器踏板52的踩踏的加速器踏板传感器42的信号那样的情况下，移至步骤ST10。另外，在步骤ST6中判断为ECU50所取得的曲轴角不处于图3所示的区域B 内的情况下(步骤ST6:否)，移至后述的步骤ST10。即，在来自制动器踏板传感器43的信号为释放或者曲轴角处于上述的第3区域的范围内的情况下，移至步骤ST10。另外，在步骤ST7中判断为档位为空档的情况下(步骤ST7:是)，移至后述的步骤ST10。具体而言，在档位为空档的情况下，无法进行步骤ST9中的带动启动，所以移至步骤ST 10。在步骤ST10中，与以往同样，ECU50进行使MG 12等启动装置驱动的控制而使发动机11再启动。[〇〇58]由上可知，在车辆1在发动机11处于停止的状态下行驶时产生了发动机11的再启动要求的情况下，ECU50根据曲轴角而从3种方法中选择1种方法作为发动机11的再启动方法，来控制发动机11的再启动。
[0059]根据以上说明的本发明的一实施方式，在行驶期间的发动机11的再启动时，在曲轴角处于区域A内的情况下进行发火启动，在曲轴角处于与区域A相邻的区域B且从制动器踏板传感器43向ECU50供给了踩踏的信号的情况下，并用发火启动和带动启动。由此，能够减少通过MG12、启动马达等启动装置使发动机11再启动的频度。尤其是，在发动机11的停止状态下曲轴角处于区域A内的可能性高的情况下，能够大幅减少MG12、启动马达等启动装置的使用频度。因此，能够抑制启动装置的寿命的缩短，能够抑制构成启动装置的马达的劣化和小齿轮?驱动片的磨损等。
[0060]而且，在曲轴角处于区域B内且制动器踏板53处于踩踏的情况下，通过并用发火启动和带动启动，能够以高的可靠性进行发动机11的再启动。在并用发火启动和带动启动的情况下，由于处于在车辆1作用有制动力的状态，所以能够抑制在通常的带动启动中驾驶员感到的加速度的跌落(减速G)所引起的违和感(拉拽感)，能够抑制驾驶性能的降低。[〇〇61]以上，虽然对本发明的一实施方式进行了具体说明，但本发明不限于上述的一实施方式，能够基于本发明的技术思想进行各种变形。例如，在上述的一实施方式中举出的数值只不过是例子，也可以根据需要而使用与此不同的数值。
[0062]在上述的一实施方式中，作为发动机11的启动要求的指令，虽然举出了采用加速器踏板传感器42的检测信号和制动器踏板传感器43的检测信号等信号的例子，但并不限于这些信号。具体而言，也可以采用在与制动器踏板53—起构成制动单元的液压回路、制动钳 (均未图示)等设置的传感器的检测信号，能够采用可成为发动机11的启动要求的各种信号作为启动要求的指令。
[0063]另外，在上述的一实施方式中，作为车辆1，虽然对具备离合器13和离合器踏板51的3踏板型的手动变速器(MT)车进行了说明，但并不一定限于MT车。即，作为应用本发明的车辆，也可以采用自动变速器(AMT)车等不具备离合器踏板的车辆。另外，在上述的一实施方式中，虽然MG12与变换器19分体构成，但也可以将该MG12和变换器19一体构成。
【主权项】
1.一种车辆控制装置，控制如下车辆，该车辆具备:发动机；启动装置，其能够启动所述 发动机;离合器，其通过接合或分离来将所述发动机与驱动轮之间的动力传递路径连接或 切断;变速器，其能够将从所述发动机输入的驱动力变速并输出；曲轴角计测单元，其在所 述发动机停止时检测所述发动机的曲轴的曲轴角；以及制动单元，其使车辆制动，所述车辆 能够在使所述离合器分离而且所述发动机处于停止的状态下继续行驶，所述车辆控制装置的特征在于，具备如下的控制单元:若在所述离合器处于分离并且所述发动机处于停止的行驶期间向所述控制单元输入 了用于使所述发动机再启动的指令，则所述控制单元取得所述曲轴角计测单元所检测到的 曲轴角，在所述曲轴角处于能够以第1预定值以上的概率使所述发动机发火启动的第1区域内 的情况下，所述控制单元使所述发动机发火启动，在所述曲轴角处于能够以第2预定值以上 且小于所述第1预定值的概率使所述发动机发火启动的第2区域内、且所述指令基于所述制 动单元被开启的信号而被输出、且所述变速器的档位为空档以外的档位的情况下，所述控 制单元使所述离合器接合来使所述驱动轮的转矩传递给所述曲轴从而使所述发动机的转 速上升，并使所述发动机发火启动，所述第2预定值小于所述第1预定值。2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，所述控制单元，在所述曲轴角处于所述第2区域内、且所述指令不基于所述制动单元被 开启的信号的情况下，通过所述启动装置来使所述发动机再启动。
【文档编号】F02P5/04GK105966402SQ201610132906
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】松下光旗
【申请人】丰田自动车株式会社