JP2008179179A - パワートレインの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速運転中の燃費とドライバビリティを両立させる。
【解決手段】減速運転中でエンジン回転速度Ｎｅが燃料カット領域（燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ以上の領域）のときに燃料カット制御を実行して燃費を向上させる共に、ロックアップクラッチのスリップ量を制御してエンジン回転速度Ｎｅの急低下を防止する。そして、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅよりも高回転側に設定したダウンシフト判定値まで低下する毎に、変速歯車機構をダウンシフトさせてエンジン回転速度Ｎｅを燃料カット領域に維持する。更に、ダウンシフトによってタービン回転速度Ｎｔが上昇し始める時点で、ダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないように電子スロットル装置でスロットル開度を調整してエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正制御を実行して、意図しない急減速の発生を防止する。
【選択図】図９

Description

本発明は、エンジンの出力をロックアップクラッチ付きのトルクコンバーターと複数の変速段を有する変速機構とを介して車輪側に伝達するパワートレインの制御装置に関する発明である。

エンジンを搭載した車両においては、スロットル開度が全閉のコースト時（惰性走行時）でエンジン回転速度が所定の燃料カット領域（所定の燃料カット復帰回転速度以上の領域）のときに、エンジンの燃料噴射を停止する燃料カット制御を実行して、燃費を向上させるようにしたものがある。

また、燃料カット制御の継続期間を長くして燃費向上効果を高めるために、特許文献１（特開２００５−９８５２２号公報）に記載されているように、コースト時に、ロックアップクラッチのスリップ量（出力軸側と入力軸側との回転速度差）を制御してロックアップクラッチを締結状態又は所定のスリップ状態に維持することでエンジン回転速度の急低下を防止すると共に、エンジン回転速度を燃料カット領域に維持するように変速機構を変速比の増大側の変速段にダウンシフトさせるようにしたものがある。
特開２００５−９８５２２号公報（第２頁等）

しかし、上記特許文献１の技術のように、コースト時にエンジン回転速度を燃料カット領域に維持するように変速機構を変速比の増大側の変速段にダウンシフトすると、エンジンブレーキが増大するため、ダウンシフト後のエンジン回転の減速度が増大して、意図しない急減速が発生することが懸念される。特に、エンジンストール（いわゆるエンスト）防止のためにロックアップクラッチのスリップ量を制御する場合、より低車速領域までエンジン回転速度を燃料カット領域に維持することが可能となるが、その分、より変速比の大きな変速段までダウンシフトすることになり、エンジンブレーキの増大による減速度の増大が顕著になって、ドライバビリティが悪化する可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、減速運転中にロックアップクラッチのスリップ量を制御しながらエンジン回転速度を燃料カット領域に維持するように変速機構をダウンシフトさせる場合に、意図しない急減速の発生を防止することができ、燃費とドライバビリティを両立させることができるパワートレインの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンジンの出力をロックアップクラッチ付きのトルクコンバーターと複数の変速段を有する変速機構とを介して車輪側に伝達するパワートレインの制御装置において、燃料カット制御手段によってアクセル開度が全閉の減速運転中でエンジン回転速度が所定の燃料カット復帰回転速度以上の領域（以下「燃料カット領域」という）のときにエンジンの燃料噴射を停止し、ロックアップクラッチ制御手段によって減速運転中にロックアップクラッチのスリップ量を制御すると共に、ダウンシフト制御手段によって減速運転中にエンジン回転速度を燃料カット領域に維持するように変速機構を変速比の増大側の変速段にダウンシフトさせ、更に、エンジンブレーキ補正手段によって減速運転中に変速機構のダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないようにエンジンブレーキ力を補正するようにしたものである。

この構成では、減速運転中に、ロックアップクラッチが締結状態又は所定のスリップ状態になるようにロックアップクラッチのスリップ量を制御してエンジン回転速度の急低下を防止しながら、エンジン回転速度を燃料カット領域に維持するように変速機構をダウンシフトさせることで、燃料カット制御の継続期間を長くして燃費向上効果を高めることができる。更に、変速機構のダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないようにエンジンブレーキ力を補正することで、変速機構のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度の増大を抑制することができる。これにより、意図しない急減速の発生を防止することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

この場合、請求項２のように、アクセル開度とは無関係にエンジンの吸気量を調整可能な吸気量調整手段を設け、減速運転中にエンジン回転の減速度が所定範囲内になるように吸気量調整手段で吸気量を調整してエンジンブレーキ力を補正するようにしても良い。エンジンの吸気量を増加させると、エンジンの筒内負圧が減少（大気圧方向に変化）してポンピングロスが減少するため、その分、エンジンブレーキ力が減少する。従って、吸気量調整手段で吸気量を増加させれば、吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分によって、変速機構のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度を急減速とならない所定範囲内に制御することができる。

更に、吸気量調整手段で吸気量を調整してエンジンブレーキ力を補正する際には、請求項３のように、減速運転中に変速機構のダウンシフト先の変速段に応じて吸気量調整手段の制御量を設定するようにすると良い。このようにすれば、変速機構のダウンシフト先の変速段（変速比）に応じてダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増加分が変化するのに対応して、吸気量調整手段の制御量を変化させて吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分（つまりエンジンブレーキ力の補正量）を適正値に設定することができる。

また、請求項４のように、吸気量調整手段として、エンジンの吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を電気アクチュエータで調整する電子スロットル装置を用いるようにしても良い。電子スロットル装置を用いれば、アクセル開度によらずスロットル開度（スロットルバルブの開度）を調整してエンジンの吸気量を調整することができる。この場合、ダウンシフト先の変速段の変速比が大きくなるほどスロットル開度が大きくなるようにすると良い。これにより、ダウンシフト先の変速段の変速比が大きくなるほどダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増加分が大きくなるのに対応して、スロットル開度を大きくして吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分を大きくすることができ、ダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を確実に抑制することができると共に、より低速な変速段（変速比の大きな変速段）まで適度な減速度で減速制御を実行できる。

尚、吸気量調整手段は、電子スロットル装置に限定されず、例えば、請求項５のように、吸気量調整手段として、エンジンの吸気通路に設けられたスロットルバルブをバイパスして流れる空気量を調整するアイドル回転調整装置を用いるようにしても良い。アイドル回転調整装置を用いれば、アクセル開度によらずスロットルバルブをバイパスして流れる空気量を調整してエンジンの吸気量を調整することができる。

或は、請求項６のように、吸気量調整手段として、エンジンの吸気通路に還流させる排気還流量を調整する排気還流装置を用いるようにしても良い。排気還流装置を用いれば、アクセル開度によらずエンジンの吸気通路に還流させる排気還流量を調整してエンジンの吸気量を調整することができる。

また、減速運転中に変速機構をダウンシフトさせる際には、通常の変速線（例えば車速とスロットル開度とに応じて変化する変速タイミングを示す線）で決定される変速タイミングでダウンシフトさせるのではなく、請求項７のように、減速運転中にエンジン回転速度を燃料カット領域（燃料カット復帰回転速度以上の領域）に維持するようにエンジン回転速度の低下に応じて変速機構をダウンシフトさせるようにしても良い。このようにすれば、変速機構の応答遅れ時間（例えばダウンシフト指令が発生してから実際に変速比が変化して変速機構の入力軸の回転速度が上昇し始めるまでの遅れ時間）等を考慮して、エンジン回転速度が燃料カット復帰回転速度（燃料カット領域の下限値）に低下する前に変速機構をダウンシフトさせてエンジン回転速度を上昇させることができる。これにより、エンジン回転速度を確実に燃料カット領域に維持することができ、燃料カット制御の継続期間を確実に長くすることができる。この場合、減速運転中に実際のエンジン回転速度の挙動を監視しながら変速タイミングを演算してダウンシフト指令を発生するのが好ましいが、演算処理を簡略化するために、通常の変速線とは異なる燃料カット期間延長用の変速線を予め作成しておき、この燃料カット期間延長用の変速線を用いて変速タイミングを決定してダウンシフト指令を発生するようにしても良い。

一般に、変速機構の応答遅れ時間は、エンジン回転速度に依存せずにほぼ一定となるため、車両の減速度が大きいほど（つまりエンジン回転の減速度が大きいほど）、変速機構の応答遅れ時間内におけるエンジン回転速度の低下量が大きくなる傾向がある。

このような特性を考慮して、請求項８のように、減速運転中に車両の減速度が大きいほど変速機構のダウンシフトの開始タイミングを高車速側に設定するようにしても良い。このようにすれば、車両の減速度が大きいほど（つまりエンジン回転の減速度が大きいほど）、減速機構の応答遅れ時間内におけるエンジン回転速度の低下量が大きくなるのに対応して、変速機構のダウンシフトの開始タイミングを高車速側（つまり高回転側）に設定することができ、確実にエンジン回転速度が燃料カット復帰回転速度に低下する前に変速機構をダウンシフトさせてエンジン回転速度を上昇させることができる。

また、減速運転中にエンジンブレーキ力を補正する際には、請求項９のように、減速運転中に変速機構のダウンシフトによって該変速機構の入力軸の回転速度が上昇し始めるタイミング又は変速比が変化し始めるタイミングでエンジンブレーキ力の補正を開始するようにすると良い。このようにすれば、変速機構のダウンシフトに伴って発生する減速側の変速ショックも緩和することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて内燃機関であるエンジン１１の制御システム全体の概略構成を説明する。エンジン１１の吸気管１２（吸気通路）の上流側には、エアクリーナ１３が装着され、その下流側には、吸入空気量Ｇa を測定するエアフローメータ１４が設置されている。更に、エアフローメータ１４の下流側には、モータ１５等の電気アクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とを備えた電子スロットル装置１８（吸気量調整手段）が設けられている。

スロットルバルブ１６を通過した吸入空気をエンジン１１の各気筒に導入する吸気マニホールド１９には、インジェクタ２０が取り付けられ、また、エンジン１１の各気筒のシリンダヘッドには、点火プラグ２１が取り付けられている。エンジン１１のクランク軸２２に嵌着されたシグナルロータ２３の外周に対向してクランク角センサ２４が設置され、このクランク角センサ２４から出力されるエンジン回転速度信号のパルスがエンジン電子制御回路（以下「エンジンＥＣＵ」と表記する）２５に取り込まれ、このエンジン回転速度信号のパルス周波数によってエンジン回転速度Ｎｅが検出される。

一方、アクセルペダル２６の踏込量（アクセル開度）がアクセルセンサ２７によって検出され、このアクセル開度に応じた電圧信号ＡｐがエンジンＥＣＵ２５にＡ／Ｄ変換器２８を介して取り込まれる。また、エアフローメータ１４で検出した吸入空気量Ｇa やスロットル開度センサ１７で検出したスロットル開度ＴＡの各電圧信号も、エンジンＥＣＵ２５にＡ／Ｄ変換器２８を介して取り込まれる。

このエンジンＥＣＵ２５は、ＣＰＵ２９、ＲＯＭ３０、ＲＡＭ３１等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭ３０に記憶されているエンジン制御用の各種ルーチンをＣＰＵ２９で実行することで、点火プラグ２１の点火時期を制御すると共に、インジェクタ駆動回路４５を介してインジェクタ２０に与える噴射信号のパルス幅を制御し、燃料噴射量を制御する。

また、エンジンＥＣＵ２５は、ＲＯＭ３０に記憶されているスロットル制御用の各種ルーチンをＣＰＵ２９で実行することで、スロットル開度センサ１７で検出したスロットル開度を目標スロットル開度に一致させるように、モータ駆動回路３２を介してスロットルバルブ１６のモータ１５をＰＩＤ制御等によりフィードバック制御する。尚、電子スロットルシステムの異常時には、モータ駆動回路３２からモータ１５への通電路中に設けられた安全回路４６が作動して、モータ１５への通電がＯＦＦされた状態に保たれる。この状態では、退避走行を可能にするために、スロットル開度が所定開度に保持される。

次に、図２及び図３に基づいて自動変速機５１の概略構成を説明する。図３に示すように、エンジン１１の出力軸には、トルクコンバータ５２の入力軸５３が連結され、このトルクコンバータ５２の出力軸５４に、油圧駆動式の変速歯車機構５５（変速機構）が連結されている。トルクコンバータ５２の内部には、流体継手を構成するポンプインペラ７１とタービンランナ７２が対向して設けられ、ポンプインペラ７１とタービンランナ７２との間には、オイルの流れを整流するステータ７３が設けられている。ポンプインペラ７１は、トルクコンバータ５２の入力軸５３に連結され、タービンランナ７２は、トルクコンバータ５２の出力軸５４に連結されている。

また、トルクコンバータ５２には、入力軸５３側と出力軸５４側との間を係合又は切り離しするためのロックアップクラッチ５６が設けられている。エンジンの出力トルクは、トルクコンバータ５２を介して変速歯車機構５５に伝達され、変速歯車機構５５の複数のギア（遊星歯車等）で変速されて、車両の駆動輪（前輪又は後輪）に伝達される。

変速歯車機構５５には、複数の変速段を切り換えるための摩擦係合要素である複数のクラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１が設けられ、図４に示すように、これら各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１の係合／解放を油圧で切り換えて、動力を伝達するギアの組み合わせを切り換えることによって変速比を切り換えるようになっている。

尚、図４は４速自動変速機のクラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１の係合の組合せを示すもので、○印はその変速段で係合状態（トルク伝達状態）に保持されるクラッチとブレーキを示し、無印は解放状態を示している。例えば、Ｄレンジのスロットル踏み込み状態では、車速が上がるにつれて、１速、２速、３速、４速へとアップシフトしていく。１速から２速への変速では、Ｃ０及びＢ０の係合からＢ０を解放し、新たにＢ１を係合する。２速から３速への変速では、Ｃ０及びＢ１の係合からＢ１を解放し、新たにＣ２を係合する。３速から４速への変速では、Ｃ０及びＣ２の係合からＣ０を解放し、新たにＢ１を係合する。

図２に示すように、変速歯車機構５５には、エンジン動力で駆動される油圧ポンプ５８が設けられ、作動油（オイル）を貯溜するオイルパン（図示せず）内には、油圧制御回路５７が設けられている。この油圧制御回路５７は、ライン圧制御回路５９、自動変速制御回路６０、ロックアップ制御回路６１、手動切換弁６６等から構成され、オイルパンから油圧ポンプ５８で汲み上げられた作動油がライン圧制御回路５９を介して自動変速制御回路６０とロックアップ制御回路６１に供給される。ライン圧制御回路５９には、油圧ポンプ５８からの油圧を所定のライン圧に制御するライン圧制御用の油圧制御弁（図示せず）が設けられ、自動変速制御回路６０には、変速歯車機構５５の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１に供給する油圧を制御する複数の変速用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。また、ロックアップ制御回路６１には、ロックアップクラッチ５６に供給する油圧を制御するロックアップ制御用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。

また、ライン圧制御回路５９と自動変速制御回路６０との間には、シフトレバー６５の操作に連動して切り換えられる手動切換弁６６が設けられている。シフトレバー６５がニュートラルレンジ（Ｎレンジ）又はパーキングレンジ（Ｐレンジ）に操作されているときには、自動変速制御回路６０の油圧制御弁への通電が停止（ＯＦＦ）された状態になっていても、手動切換弁６６によって変速歯車機構５５に供給する油圧が変速歯車機構５５をニュートラル状態とするように切り換えられる。

一方、変速歯車機構５５には、変速歯車機構５５の入力軸回転速度であるタービン回転速度Ｎｔを検出するタービン回転速度センサ６８と、変速歯車機構５５の出力軸回転速度Ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ６９が設けられている。

これら各種センサの出力信号は、自動変速機電子制御回路（以下「ＡＴ−ＥＣＵ」と表記する）７０に入力される。このＡＴ−ＥＣＵ７０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各ルーチンを実行することで、予め設定した図５の変速線図に示す変速パターンに従って変速歯車機構５５の変速が実行されるように、シフトレバー６５の操作位置や運転条件（スロットル開度、車速等）に応じて自動変速制御回路６０の各油圧制御弁への通電を制御して、変速歯車機構５５の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１に作用させる油圧を制御することによって、図４に示すように、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１の係合／解放を切り換えて、動力を伝達するギアの組み合わせを切り換えることで、変速歯車機構５５の変速比を切り換える。

エンジンＥＣＵ２５とＡＴ−ＥＣＵ７０は、図６の機能ブロック図に示すように、パワートレイン制御装置７４として機能し、アクセル開度が全閉の減速運転中に、燃料制御部７５（燃料カット制御手段）で、エンジン回転速度Ｎｅが所定の燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ以上の領域（以下「燃料カット領域」という）のときにインジェクタ２０の燃料噴射を停止する燃料カット制御を実行して、燃費を向上させる。

また、ロックアップクラッチ締結力制御部７６（ロックアップクラッチ制御手段）は、ロックアップクラッチ５６のスリップ量（トルクコンバータ５２の出力軸５４側と入力軸５３側との回転速度差、つまりタービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの差）を目標値に一致させるようにロックアップクラッチ５６の締結力をフィードバック制御してロックアップクラッチ５６を締結状態又は所定のスリップ状態に維持するロックアップクラッチスリップ制御を実行して、エンジン回転速度Ｎｅの急低下を防止しながら、変速制御部７７（ダウンシフト制御手段）によってエンジン回転速度Ｎｅを燃料カット領域（燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ以上の領域）に維持するように変速歯車機構５５の変速段を現在の変速段よりも変速比の大きな変速段にダウンシフトさせるダウンシフト制御を実行して、燃料カット制御の継続期間を長くして燃費向上効果を高める。

更に、吸気制御部７８（エンジンブレーキ補正手段）は、変速歯車機構５５のダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないように、電子スロットル装置１８でスロットル開度を調整してエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正制御を実行する。エンジン１１の吸気量を増加させると、エンジン１１の筒内負圧が減少（大気圧方向に変化）してポンピングロスが減少するため、その分、エンジンブレーキ力が減少するという関係がある。従って、電子スロットル装置１８でスロットル開度を調整して吸気量を増加させれば、吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分によって、変速歯車機構５５のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度の増大を抑制することができる。これにより、エンジン回転の減速度を急減速とならない所定範囲内に制御して、意図しない急減速の発生を防止し、ドライバビリティを向上させることができる。

以上説明した減速運転中のパワートレイン制御（燃料カット制御、ロックアップクラッチスリップ制御、ダウンシフト制御、エンジンブレーキ補正制御）は、エンジンＥＣＵ２５とＡＴ−ＥＣＵ７０によって図７及び図８の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。
［パワートレイン制御メインルーチン］
図７に示すパワートレイン制御メインルーチンは、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、各種センサの出力等に基づいて走行情報（アクセル開度、スロットル開度、エンジン回転速度、タービン回転速度、車速等）を読み込んだ後、ステップ１０２に進み、走行情報に基づいて車両の走行状態が加速状態と定常状態と減速状態のうちのいずれであるかを判定する。

このステップ１０２で、車両の走行状態が加速状態であると判定された場合には、ステップ１０３に進み、図示しない加速運転中のパワートレイン制御ルーチンを実行して、エンジン１１や自動変速機５１を制御する。

また、上記ステップ１０２で、車両の走行状態が定常状態であると判定された場合には、ステップ１０４に進み、図示しない定常運転中のパワートレイン制御ルーチンを実行して、エンジン１１や自動変速機５１を制御する。

また、上記ステップ１０２で、例えばアクセル開度が全閉で車両の走行状態が減速状態であると判定された場合には、ステップ１０５に進み、後述する図８の減速運転中のパワートレイン制御ルーチンを実行して、エンジン１１や自動変速機５１を制御する。
［減速運転中のパワートレイン制御ルーチン］
図８に示す減速運転中のパワートレイン制御ルーチンは、前記図７のパワートレイン制御メインルーチンのステップ１０５で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カット領域（燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ以上の領域）のときにインジェクタ２０の燃料噴射を停止する燃料カット制御を実行する。

この後、ステップ２０２に進み、車両の減速度が所定値以上の急減速時であるか否かを判定する。このステップ２０２で、車両の減速度が所定値よりも小さく、急減速時ではないと判定された場合には、ステップ２０３に進み、ロックアップクラッチ５６のスリップ量（タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの差）を目標値に一致させるようにロックアップクラッチ５６の締結力をフィードバック制御してロックアップクラッチ５６を締結状態又は所定のスリップ状態に維持するロックアップクラッチスリップ制御を実行して、エンジン回転速度Ｎｅの急低下を防止する。

この後、ステップ２０４に進み、エンジン回転速度Ｎｅがダウンシフト判定値以下であるか否かによって変速タイミング（ダウンシフトの開始タイミング）であるか否かを判定する。ここで、ダウンシフト判定値は、変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 （例えばダウンシフト指令が発生してから実際に変速比が変化して変速歯車機構５５の入力軸回転速度であるタービン回転速度Ｎｔが上昇し始めるまでの遅れ時間）と、直前のエンジン回転の減速度δＮｅ（つまりエンジン回転速度Ｎｅの低下速度）とを考慮して、次式により燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅよりも高回転側の回転速度に設定されている。
ダウンシフト判定値＝ＦＣＮｅ＋δＮｅ×Ｔ0

これにより、減速運転中に、車両の減速度が大きいほど（つまりエンジン回転の減速度δＮｅが大きいほど）、ダウンシフト判定値を高回転側に設定して、変速歯車機構５５のダウンシフトの開始タイミングを高車速側（つまり高回転側）に設定するようにしている。 このステップ２０４で、エンジン回転速度Ｎｅがダウンシフト判定値よりも高いと判定された場合には、ダウンシフト制御（ステップ２０５の処理）を実行することなく、ステップ２０６に進む。

その後、上記ステップ２０４で、エンジン回転速度Ｎｅがダウンシフト判定値以下に低下したと判定された時点で、ステップ２０５に進み、ダウンシフト指令を出力して変速歯車機構５５の変速段を現在の変速段よりも変速比の大きな変速段にダウンシフトさせる燃料カット期間延長用のダウンシフト制御を実行する。これにより、エンジン回転速度が燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ（燃料カット領域の下限値）に低下する前に変速歯車機構５５をダウンシフトさせてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させて、エンジン回転速度Ｎｅを燃料カット領域（燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ以上の領域）に維持し、燃料カット制御の継続期間を長くして燃費向上効果を高める。

この後、ステップ２０６に進み、変速歯車機構５５のダウンシフトによって変速歯車機構５５の入力軸回転速度であるタービン回転速度Ｎｔが上昇し始めるタイミング又は変速比が変化し始めるタイミング（つまり、ダウンシフト指令が発生してから変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 が経過した時点）で、変速歯車機構５５のダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないように、電子スロットル装置１８でスロットル開度を調整してエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正制御を開始する。

このエンジンブレーキ補正制御では、変速歯車機構５５のダウンシフト先の変速段に応じてエンジンブレーキ補正用のスロットル開度を設定する。具体的には、ダウンシフト先の変速段の変速比が大きくなるほどエンジンブレーキ補正用のスロットル開度が大きくなる（つまり、変速段が４速→３速→２速→１速とダウンシフトされるほどエンジンブレーキ補正用のスロットル開度が大きくなる）ように設定する。これにより、ダウンシフト先の変速段の変速比が大きくなるほどダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増加分が大きくなるのに対応して、スロットル開度を大きくして吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分を大きくし、この吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分によって、変速歯車機構５５のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度を急減速とならない所定範囲内に制御する。

一方、上記ステップ２０２で、車両の減速度が所定値以上の急減速時であると判定された場合には、ステップ２０７に進み、ロックアップクラッチ５６を切り離すロックアップクラッチ解放制御を実行して、急減速時のエンジンストール（いわゆるエンスト）を防止する。

この後、ステップ２０８に進み、通常の変速線（図５参照）で決定される変速タイミングで、ダウンシフト指令を出力して変速歯車機構５５をダウンシフトさせる通常のダウンシフト制御を実行した後、ステップ２０９に進み、アクセル開度等に基づいて電子スロットル装置１８でスロットル開度を制御する通常のスロットル制御を実行する。

以上説明した減速運転中のパワートレイン制御の実行例を図９のタイムチャートを用いて説明する。

まず、変速歯車機構５５の変速段が４速に維持された状態での加速運転からアクセル開度が全閉の減速運転になった時点ｔ0 で、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カット領域（燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅ以上の領域）のときにインジェクタ２０の燃料噴射を停止する燃料カット制御を実行して、燃費を向上させる共に、ロックアップクラッチ５６のスリップ量（タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの差）を目標値に一致させるようにロックアップクラッチ５６の締結力をフィードバック制御するロックアップクラッチスリップ制御を実行して、エンジン回転速度Ｎｅの急低下を防止する。

尚、アクセル開度が全閉の減速運転になった時点ｔ0 で、スロットル開度を全閉位置に制御しても良いが、スロットル開度を全閉位置よりも少し大きい開度に制御して吸気量を増加させることで、エンジンブレーキ力を減少させるようにしても良い。

その後、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅよりも高回転側に設定されたダウンシフト判定値まで低下した時点ｔ1 で、ダウンシフト指令を出力して変速歯車機構５５の変速段を４速から３速にダウンシフトさせるダウンシフト制御を実行する。これにより、エンジン回転速度が燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅに低下する前に変速歯車機構５５をダウンシフトさせてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させて、エンジン回転速度Ｎｅを燃料カット領域に維持し、燃料カット制御の継続期間を長くして燃費向上効果を高める。

その後、変速歯車機構５５のダウンシフトによってタービン回転速度Ｎｔが上昇し始める時点ｔ2 （ダウンシフト指令が発生してから変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 が経過した時点）で、変速歯車機構５５のダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないように、電子スロットル装置１８でスロットル開度を調整してエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正制御を開始する。変速歯車機構５５の変速段を４速から３速にダウンシフトする場合には、スロットル開度を３速に対応した開度まで増加させて吸気量を増加させる。この吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分によって、変速歯車機構５５のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度の増大を抑制する。

その後、再び、エンジン回転速度Ｎｅがダウンシフト判定値まで低下した時点ｔ3 で、変速歯車機構５５の変速段を３速から２速にダウンシフトさせるダウンシフト制御を実行し、このダウンシフトによってタービン回転速度Ｎｔが上昇し始める時点ｔ4 で、次のエンジンブレーキ補正制御を開始する。変速歯車機構５５の変速段を３速から２速にダウンシフトする場合には、スロットル開度を２速に対応した開度まで増加させて吸気量を増加させ、この吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分によって、変速歯車機構５５のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度の増大を抑制する。

このようにして、減速運転中にロックアップクラッチ５６のスリップ量を制御しながらエンジン回転速度Ｎｅを燃料カット領域に維持するように変速歯車機構５５をダウンシフトさせる場合に、電子スロットル装置１８でスロットル開度を調整してエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正制御を実行することで、変速歯車機構５５のダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を抑制してエンジン回転の減速度の増大を抑制することができる。これにより、燃費向上効果を高めながら、意図しない急減速の発生を防止することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

また、本実施例では、電子スロットル装置１８でスロットル開度を調整してエンジンブレーキ力を補正する際に、ダウンシフト先の変速段の変速比が大きくなるほどスロットル開度が大きくなるようにしたので、ダウンシフト先の変速段の変速比が大きくなるほどダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増加分が大きくなるのに対応して、スロットル開度を大きくして吸気量の増加によるエンジンブレーキ力の減少分を大きくして適正値に設定することができ、ダウンシフトによるエンジンブレーキ力の増大を確実に抑制することができると共に、より低速な変速段（変速比の大きな変速段）まで適度な減速度で減速制御を実行できる。

更に、本実施例では、変速歯車機構５５のダウンシフトによって変速歯車機構５５の入力軸回転速度であるタービン回転速度Ｎｔが上昇し始めるタイミング又は変速比が変化し始めるタイミング（つまり、ダウンシフト指令が発生してから変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 が経過した時点）で、エンジンブレーキ補正制御を開始するようにしたので、変速歯車機構５５のダウンシフトに伴って発生する減速側の変速ショックも緩和することができる。

また、本実施例では、変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 と直前のエンジン回転の減速度δＮｅとを考慮して、燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅよりも高回転側の回転速度をダウンシフト判定値（＝ＦＣＮｅ＋δＮｅ×Ｔ0 ）として設定し、エンジン回転速度Ｎｅがダウンシフト判定値以下に低下した時点で、ダウンシフト指令を出力して変速歯車機構５５をダウンシフトさせるようにしたので、エンジン回転速度Ｎｅが燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅに低下する前に変速歯車機構５５をダウンシフトさせてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることができ、エンジン回転速度Ｎｅを確実に燃料カット領域に維持することができ、燃料カット制御の継続期間を確実に長くすることができる。

一般に、変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 は、エンジン回転速度Ｎｅに依存せずにほぼ一定となるため、車両の減速度が大きいほど（つまりエンジン回転の減速度δＮｅが大きいほど）、変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 内におけるエンジン回転速度Ｎｅの低下量が大きくなる傾向がある。

このような特性を考慮して、本実施例では、車両の減速度が大きいほど（つまりエンジン回転の減速度δＮｅが大きいほど）、ダウンシフト判定値を高回転側に設定して、変速歯車機構５５のダウンシフトの開始タイミングを高車速側（つまり高回転側）に設定するようにしたので、車両の減速度が大きいほど（つまりエンジン回転の減速度δＮｅが大きいほど）、変速歯車機構５５の応答遅れ時間Ｔ0 内におけるエンジン回転速度Ｎｅの低下量が大きくなるのに対応して、変速歯車機構５５のダウンシフトの開始タイミングを高車速側（つまり高回転側）に設定することができ、確実にエンジン回転速度Ｎｅが燃料カット復帰回転速度ＦＣＮｅに低下する前に変速歯車機構５５をダウンシフトさせてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させることができる。

尚、上記実施例では、減速運転中に実際のエンジン回転速度Ｎｅの挙動を監視しながら変速タイミングを演算してダウンシフト指令を発生するようにしたが、演算処理を簡略化するために、通常の変速線とは異なる燃料カット期間延長用の変速線を予め作成しておき、この燃料カット期間延長用の変速線を用いて変速タイミングを決定してダウンシフト指令を発生するようにしても良い。

また、上記実施例では、エンジン１１の吸気量を調整してエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正制御を実行するための吸気量調整手段として、電子スロットル装置１８を用いることで、アクセル開度によらずスロットル開度を調整してエンジン１１の吸気量を調整するようにしたが、吸気量調整手段は、電子スロットル装置１８に限定されず、適宜変更しても良い。

例えば、吸気量調整手段として、スロットルバルブ１６をバイパスして流れる空気量を調整するアイドル回転調整装置を用いるようにしても良い。アイドル回転調整装置を用いれば、アクセル開度によらずスロットルバルブ１６をバイパスして流れる空気量を調整してエンジン１１の吸気量を調整することができる。

或は、吸気量調整手段として、エンジン１１の吸気管１２に還流させる排気還流量を調整する排気還流装置を用いるようにしても良い。排気還流装置を用いれば、アクセル開度によらずエンジン１１の吸気管１２に還流させる排気還流量を調整してエンジン１１の吸気量を調整することができる。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 自動変速機全体の概略構成図である。 自動変速機の機械的構成を模式的に示す図である。 各変速段毎のクラッチＣ０〜Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１の係合／解放の組み合わせを示す図である。 変速パターンの一例を示す変速線図である。 エンジンＥＣＵとＡＴ−ＥＣＵのパワートレイン制御装置としての機能を説明する機能ブロック図である。 パワートレイン制御メインルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 減速運転中のパワートレイン制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 減速運転中のパワートレイン制御の実行例を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１１…エンジン、１２…吸気管（吸気通路）、１５…モータ（電気アクチュエータ）、１６…スロットルバルブ、１７…スロットル開度センサ、１８…電子スロットル装置（吸気量調整手段）、２０…インジェクタ、２４…クランク角センサ、２５…エンジンＥＣＵ、２６…アクセルペダル、２７…アクセルセンサ、５１…自動変速機、５２…トルクコンバータ、５５…変速歯車機構（変速機構）、５６…ロックアップクラッチ、６８…タービン回転速度センサ、６９…出力軸回転速度センサ、７０…ＡＴ−ＥＣＵ、７４…パワートレイン制御装置、７５…燃料制御部（燃料カット制御手段）、７６…ロックアップクラッチ締結力制御部（ロックアップクラッチ制御手段）、７７…変速制御部（ダウンシフト制御手段）、７８…吸気制御部（エンジンブレーキ補正手段）

Claims (9)

1. エンジンの出力をロックアップクラッチ付きのトルクコンバーターと複数の変速段を有する変速機構とを介して車輪側に伝達するパワートレインの制御装置において、
   アクセル開度が全閉の減速運転中でエンジン回転速度が所定の燃料カット復帰回転速度以上の領域（以下「燃料カット領域」という）のときに前記エンジンの燃料噴射を停止する燃料カット制御手段と、
   前記減速運転中に前記ロックアップクラッチのスリップ量を制御するロックアップクラッチ制御手段と、
   前記減速運転中に前記エンジン回転速度を前記燃料カット領域に維持するように前記変速機構を変速比の増大側の変速段にダウンシフトさせるダウンシフト制御手段と、
   前記減速運転中に前記変速機構のダウンシフト後のエンジン回転の減速度が過大にならないようにエンジンブレーキ力を補正するエンジンブレーキ補正手段と
   を備えていることを特徴とするパワートレインの制御装置。
2. 前記アクセル開度とは無関係に前記エンジンの吸気量を調整可能な吸気量調整手段を備え、
   前記エンジンブレーキ補正手段は、前記減速運転中に前記エンジン回転の減速度が所定範囲内になるように前記吸気量調整手段で吸気量を調整して前記エンジンブレーキ力を補正することを特徴とする請求項１に記載のパワートレインの制御装置。
3. 前記エンジンブレーキ補正手段は、前記減速運転中に前記変速機構のダウンシフト先の変速段に応じて前記吸気量調整手段の制御量を設定することを特徴とする請求項２に記載のパワートレインの制御装置。
4. 前記吸気量調整手段は、前記エンジンの吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を電気アクチュエータで調整する電子スロットル装置であることを特徴とする請求項２又は３に記載のパワートレインの制御装置。
5. 前記吸気量調整手段は、前記エンジンの吸気通路に設けられたスロットルバルブをバイパスして流れる空気量を調整するアイドル回転調整装置であることを特徴とする請求項２又は３に記載のパワートレインの制御装置。
6. 前記吸気量調整手段は、前記エンジンの吸気通路に還流させる排気還流量を調整する排気還流装置であることを特徴とする請求項２又は３に記載のパワートレインの制御装置。
7. 前記ダウンシフト制御手段は、前記減速運転中に前記エンジン回転速度を前記燃料カット領域に維持するように該エンジン回転速度の低下に応じて前記変速機構をダウンシフトさせることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のパワートレインの制御装置。
8. 前記ダウンシフト制御手段は、前記減速運転中に車両の減速度が大きいほど前記変速機構のダウンシフトの開始タイミングを高車速側に設定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のパワートレインの制御装置。
9. 前記エンジンブレーキ補正手段は、前記減速運転中に前記変速機構のダウンシフトによって該変速機構の入力軸の回転速度が上昇し始めるタイミング又は変速比が変化し始めるタイミングで前記エンジンブレーキ力の補正を開始することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のパワートレインの制御装置。

Images