JP2012201154A - 変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点火時期の遅角化によって触媒を暖機する際に、運転手に違和感を与えることなく、スロットルバルブを開側に制御する。
【解決手段】エンジン始動後の冷却水温が所定値Ｔ１を下回る場合に、点火時期を遅角側に制御する触媒暖機制御が開始される。この触媒暖機制御によるエンジントルク低下に合わせて、スロットルバルブが開側に制御されてエンジントルクが引き上げられる。このようにスロットルバルブが開かれることから、触媒暖機制御においては、吸気管圧力が上昇して倍力機構のブレーキアシスト力が低下する。このため、無段変速機の変速比を高速側にアップシフトさせて駆動輪トルクを低下させる。このように、触媒暖機制御に伴ってエンジントルクが上昇するとともにブレーキアシスト力が低下した場合であっても、アップシフトによって駆動輪トルクの上昇を回避することができ、運転手の意図しない車両発進を防止することが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンと駆動輪との間の変速機構を制御する変速制御装置に関する。

エンジンの排気ガスを浄化する触媒を活性化させるためには、触媒温度を十分に上昇させる必要がある。そこで、エンジンの冷態始動時には、点火時期を遅角側に制御することにより、エンジンの排気熱量を増大させることが多い。このような点火時期の遅角化はエンジントルクの低下を招くことから、点火時期の遅角化に合わせてエンジンのスロットルバルブを開側に制御している。これにより、点火時期の遅角化に伴うエンジントルク低下を補うように、エンジントルクを増大させることが可能となる(例えば、特許文献１参照)。

特開２００１−３５５４９４号公報

しかしながら、スロットルバルブを開側に制御してエンジントルクを増大させることは、エンジン始動後に大きなクリープ力を発生させる要因となるため、運転手に違和感を与えてしまうおそれがある。特に、吸気管圧力を用いてブレーキ操作をアシストする倍力機構を備えた車両においては、スロットルバルブを開側に制御することによって吸気管圧力が増大(吸気管負圧が低下)することから、倍力機構のアシスト力低下に伴って駆動輪の制動力が低下することになる。すなわち、エンジントルクが増大するとともに駆動輪の制動力が低下し、クリープ力による車両発進を招き易い状況となることから、運転手に対して違和感を与えることになっていた。

本発明の目的は、点火時期の遅角化によって触媒を暖機する際に、運転手に違和感を与えることなく、スロットルバルブを開側に制御することにある。

本発明の変速制御装置は、エンジンと駆動輪との間の変速機構を制御する変速制御装置であって、前記エンジンの点火時期を遅角側に制御し、前記エンジンの排気系に設けられる触媒を暖機する触媒暖機制御を実行する触媒暖機手段と、前記触媒暖機制御が実行される際に、前記エンジンの吸気系に設けられるスロットルバルブを開側に制御するスロットル制御手段と、前記触媒暖機制御が実行される際に、前記変速機構の変速比を高速側に変化させるアップシフト制御を実行する変速制御手段とを有し、前記スロットルバルブを開側に制御してエンジントルクを増加させる際に、前記アップシフト制御によって駆動輪トルクを低下させることを特徴とする。

本発明の変速制御装置は、前記駆動輪を制動するブレーキ機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管圧力を用いて運転手のブレーキ操作を補助する倍力機構を備えることを特徴とする。

本発明の変速制御装置は、前記変速制御手段は、アクセルペダルが操作された場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする。

本発明の変速制御装置は、前記変速制御手段は、車両加速度が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする。

本発明の変速制御装置は、前記倍力機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管に連通する圧力室を備え、前記変速制御手段は、前記圧力室内の圧力が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする。

本発明の変速制御装置は、前記変速機構は無段変速機であることを特徴とする。

本発明によれば、触媒暖機制御が実行される際に、スロットルバルブを開側に制御するとともに、変速機構の変速比を高速側に変化させるようにしている。これにより、触媒暖機制御に伴ってエンジントルクが上昇した場合であっても、駆動輪トルクの上昇を回避することができるため、運転手に違和感を与えることなく、適切なクリープ力によって車両を発進させることが可能となる。また、触媒暖機制御に伴ってブレーキアシスト力が低下した場合であっても、アップシフトによって駆動輪トルクの上昇が回避されることから、運転手の意図しない車両発進を防止することが可能となる。

本発明の一実施の形態である変速制御装置が搭載される車両の構成を示す概略図である。 無段変速機の油圧制御系を示す概略図である。 無段変速機の変速制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。 触媒暖機制御に合わせてアップシフト制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。 触媒暖機制御に伴うアップシフト制御の実行過程を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である変速制御装置が搭載される車両の構成を示す概略図である。図１に示すように、車両のエンジン１０と駆動輪１１との間には、変速機構として無段変速機１２が設けられている。また、エンジン１０と無段変速機１２との間には、トルクコンバータ１３および前後進切換機構１４が設けられており、無段変速機１２と駆動輪１１との間には、駆動輪出力軸１５およびデファレンシャル機構１６が設けられている。そして、エンジン１０のクランク軸１７から出力される動力は、トルクコンバータ１３、前後進切換機構１４、無段変速機１２、駆動輪出力軸１５およびデファレンシャル機構１６を経て、駆動輪１１に伝達される。

図１に示すように、エンジン１０の吸気ポート２０には吸気管２１が接続されている。この吸気管２１には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ２２が設けられるとともに、燃料を噴射するインジェクタ２３が設けられている。また、エンジン１０の排気ポート２４には排気管２５が接続されており、この排気管２５には排気ガスを浄化する触媒２６が設けられている。このように、エンジン１０の吸気系２７にはスロットルバルブ２２が設けられており、エンジン１０の排気系２８には触媒２６が設けられている。また、エンジン１０のシリンダヘッド２９には、燃焼室３０内の混合気に点火する点火プラグ３１が取り付けられている。

無段変速機１２は、エンジン１０に駆動されるプライマリ軸４０と、これに平行となるセカンダリ軸４１とを有している。プライマリ軸４０にはプライマリプーリ４２が設けられており、セカンダリ軸４１にはセカンダリプーリ４３が設けられている。プライマリプーリ４２には油室４２ａが区画されており、油室４２ａ内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリプーリ４３には油室４３ａが区画されており、油室４３ａ内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。そして、プーリ溝幅を調整して駆動チェーン４４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸４０からセカンダリ軸４１に対する無段変速が可能となる。また、プライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４３の油室４２ａ，４３ａに作動油を供給するため、複数の電磁弁が組み込まれたバルブユニット４５が設けられている。さらに、バルブユニット４５に作動油を供給するため、トルクコンバータ１３にはオイルポンプ４６が連結されている。

車両には、各駆動輪１１を制動するブレーキ機構５０が搭載されている。ブレーキ機構５０は、運転手によるブレーキペダル５１の踏み込み量に応じて作動油圧を発生させるマスターシリンダ５２を有している。このマスターシリンダ５２には、小さなペダル踏力を増幅させるための倍力機構５３が組み付けられている。また、ブレーキ機構５０は、各駆動輪１１に固定されたディスクロータ５４を制動するキャリパ５５を有している。マスターシリンダ５２から出力される作動油圧は、ハイドロリックユニット５６およびブレーキ配管５７を介して各キャリパ５５に供給される。キャリパ５５は油圧駆動される図示しないピストンを有しており、このピストン６２によってディスクロータ５４を挟むことにより、作動油圧に応じた摩擦制動力で駆動輪１１を制動することが可能となる。なお、ハイドロリックユニット５６は、複数の電磁弁やプランジャポンプ等によって構成される部品であり、アンチロックブレーキシステム等の作動時に各キャリパ５５の供給油圧を制御するために用いられる。

倍力機構５３のシェル６０内には、ダイヤフラム６１およびピストン６２を隔てて定圧室(圧力室)６３と変圧室６４とが区画されている。定圧室６３には配管を介してスロットルバルブ下流側の吸気管２１が接続されており、定圧室６３には吸気管２１内の吸気管圧力(吸気管負圧)が導入されている。なお、定圧室６３に吸気管圧力を案内する配管６５には、定圧室６３内の圧力を保持するための逆止弁６６が設けられている。また、定圧室６３と変圧室６４との間には図示しない真空弁が設けられており、この真空弁は定圧室６３と変圧室６４とを連通する連通状態と遮断する遮断状態とに切り換えられる。さらに、変圧室６４には図示しない大気弁が設けられており、この大気弁は変圧室６４と外部とを連通する連通状態と遮断する遮断状態とに切り換えられる。運転手がブレーキペダル５１を踏み込んでいない場合には、リターンスプリング６７によってピストン６２およびオペレーションロッド６８が押し戻される。オペレーションロッド６８が矢印Ａ方向に押し戻されると、真空弁が連通状態に切り換えられるとともに大気弁が遮断状態に切り換えられ、定圧室６３および変圧室６４には吸気管圧力が導入された状態となる。一方、運転手がブレーキペダル５１を踏み込んだ場合には、ブレーキペダル５１に連動してオペレーションロッド６８が押し込まれる。オペレーションロッド６８が矢印Ｂ方向に押し込まれると、真空弁が遮断状態に切り換えられるとともに大気弁が連通状態に切り換えられ、定圧室６３内の吸気管圧力を維持したまま変圧室６４に対して大気が導入された状態となる。これにより、ピストン６２が吸気管圧力と大気圧との差圧によって押し込まれ、ピストン６２に固定されるプッシュロッド６９がマスターシリンダ５２に押し込まれる。そして、プッシュロッド６９が押し込まれるマスターシリンダ５２から、各キャリパ５５に向けて作動油が出力されることになる。このように、マスターシリンダ５２に倍力機構５３を設けることにより、運転手のブレーキ操作を補助することが可能となっている。

前述したように、吸気管圧力と大気圧との差圧によってプッシュロッド６９を押し込むことができるため、小さなペダル踏力によってマスターシリンダ５２から大きな作動油圧を出力することが可能となる。すなわち、吸気管圧力が低下するほど(吸気管負圧が増大するほど)、倍力機構５３によるブレーキアシスト力を増大させることができ、マスターシリンダ５２からキャリパ５５に大きな作動油圧を供給することが可能となる。したがって、同じペダル踏力でブレーキペダル５１を踏み込んだ状態のもとで、スロットルバルブ２２が開側に制御されたときには吸気管圧力が上昇して駆動輪１１の制動力が低下する一方、スロットルバルブ２２が閉側に制御されたときには吸気管圧力が低下して駆動輪１１の制動力が増大することになる。

車両にはエンジン１０を制御するエンジン制御ユニット７０が設けられており、このエンジン制御ユニット７０は触媒暖機手段およびスロットル制御手段として機能している。また、車両には無段変速機１２を制御するＣＶＴ制御ユニット７１が設けられており、このＣＶＴ制御ユニット７１は変速制御手段として機能している。エンジン制御ユニット７０やＣＶＴ制御ユニット７１に接続されるセンサ等としては、スロットルバルブ２２の開度を検出するスロットル開度センサ７２、エンジン１０の冷却水温を検出する水温センサ７３、クランク軸１７の回転角を検出するクランク角センサ７４、プライマリプーリ４２の回転数を検出するプライマリ回転数センサ７５、セカンダリプーリ４３の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ７６、アクセルペダル７７の操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ７８、倍力機構５３の定圧室６３内の圧力を検出する圧力センサ７９、車速を検出する車速センサ８０、車両加速度を検出する加速度センサ８１、セレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ８２等がある。なお、各制御ユニット７０，７１は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。

図２は無段変速機１２の油圧制御系を示す概略図である。図２に示すように、オイルポンプ４６に接続されるセカンダリ圧路８３は、セカンダリプーリ４３の油室４３ａに接続されるとともにセカンダリ圧制御弁８４に接続されている。このセカンダリ圧制御弁８４を介して調圧されるライン圧としてのセカンダリ圧は、駆動チェーン４４をスリップさせることのないように、エンジントルクや目標変速比等に基づいて調圧される。また、セカンダリ圧路８３はプライマリ圧制御弁８５に接続されており、プライマリ圧制御弁８５から延びるプライマリ圧路８６はプライマリプーリ４２の油室４２ａに接続されている。このプライマリ圧制御弁８５を介して調圧されるプライマリ圧は、目標変速比に向けてプライマリプーリ４２の溝幅を制御するように、目標変速比やセカンダリ圧等に基づいて調圧される。

ここで、図３は無段変速機１２の変速制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。図３に示すように、変速特性マップには、最大変速比を示す特性線Ｌｏｗと最小変速比を示す特性線Ｈｉｇｈとが設定されており、特性線Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈの間にはアクセル開度に対応した複数の特性線Ａ１〜Ａ８が設定されている。そして、ＣＶＴ制御ユニット７１は、車速とアクセル開度とに基づき図４の変速特性マップを参照し、変速特性マップから目標プライマリ回転数を算出する。次いで、ＣＶＴ制御ユニット７１は、目標プライマリ回転数に基づき目標変速比を算出し、この目標変速比に向けてプライマリ圧とセカンダリ圧とを制御する。例えば、図４に符号αで示す走行状態から、特性線Ａ６に相当するアクセル開度までアクセルペダル７７が踏み込まれた場合には、目標プライマリ回転数としてＮｐ１が設定され、目標変速比としてＲ１が設定されることになる。

ところで、前述したように、エンジン１０から排出される排気ガスは、排気系２８に設置される触媒２６によって浄化される。触媒２６によって排気ガスを効果的に浄化するためには、触媒温度を所定範囲に引き上げて触媒２６を活性化させることが必要となる。このため、触媒温度が大きく低下しているエンジン１０の冷態始動時においては、排気熱量を増大させて早期に触媒温度を上昇させることが重要となっている。そこで、エンジン制御ユニット７０は、エンジン１０の冷却水温が所定値を下回る場合に、エンジン１０の点火時期を遅角側に制御する触媒暖機制御を実行している。これにより、排気ガスの温度を上昇させることができるため、素早く触媒温度を上昇させて触媒２６を活性化することが可能となる。また、点火時期の遅角化はエンジントルクの低下を招くことから、アイドリング回転数の低下やエンジンストールを回避するため、スロットルバルブ２２を開側に制御して吸入空気量を増大させるようにしている。しかしながら、スロットルバルブ２２を開いて吸入空気量を増大させることは、吸気管圧力の上昇を招くことから倍力機構５３のブレーキアシスト力が低下することになる。すなわち、エンジントルクが増大するとともに駆動輪１１の制動力が低下することから、意図していないクリープ力の増加という違和感を運転手に対して与えることになっていた。なお、クリープ力とは、アイドリング状態のエンジン１０から出力されるエンジントルクにより、アクセルペダル７７を踏み込まない状態で駆動輪１１を回転させようとする力を意味している。

そこで、本発明の変速制御装置は、触媒暖機制御に合わせてスロットルバルブ２２を開側に制御した場合であっても、運転手に違和感を与えることのないように無段変速機１２のアップシフト制御を実行している。ここで、図４は触媒暖機制御に合わせてアップシフト制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。図４に示すように、全閉のアクセル開度に対応する特性線として特性線Ａ１ａが設定されている。この特性線Ａ１ａは、触媒暖機制御が実行されていない通常のアクセル全閉時に参照される特性線Ａ１に比べ、低車速領域において目標変速比が高速側となるように設定されている。すなわち、触媒暖機制御が実行されるとともに、アクセルペダル７７が踏み込まれていない状況のもとでは、図４に矢印αで示すように、無段変速機１２の目標変速比が高速側にアップシフトされることになる。なお、無段変速機１２の変速比ｉとは、入力回転数であるプライマリ回転数(プライマリ回転速度)Ｎｐと、出力回転数であるセカンダリ回転数(セカンダリ回転速度)Ｎｓとの比である(ｉ＝Ｎｐ／Ｎｓ)。この変速比ｉの値が小さくなるほど、高速側にアップシフトされていることを意味している。

ここで、図５は触媒暖機制御に伴うアップシフト制御の実行過程を示すタイミングチャートである。なお、図５においては、アクセルペダル７７が踏み込まれていない停車時の状態が示されている。また、以下の説明において、通常時とは触媒暖機制御が実行されていないときを意味している。図５に示すように、エンジン始動後の冷却水温が所定値Ｔ１を下回る場合には、点火時期を遅角側に制御する触媒暖機制御が開始される。そして、触媒暖機制御によるエンジントルク低下に合わせて、スロットルバルブ２２が開側に制御されてエンジントルクが引き上げられる。このように触媒暖機制御に合わせてスロットルバルブ２２が開かれることから、通常時よりも吸気管圧力が上昇するとともに倍力機構５３によるブレーキアシスト力が低下することになる。

そして、ＣＶＴ制御ユニット７１は、前述したように、特性線Ａ１ａに沿って目標変速比を設定し、通常時に比べて変速比を高速側にアップシフトさせる。このように、触媒暖機制御に合わせて変速比をアップシフトさせることにより、無段変速機１２から駆動輪１１に伝達される駆動輪トルクを引き下げることが可能となる。これにより、触媒暖機制御に伴ってエンジントルクが上昇した場合であっても、駆動輪トルクの上昇を回避することができるため、運転手に違和感を与えることなく、適切なクリープ力によって車両を発進させることが可能となる。また、触媒暖機制御に伴ってブレーキアシスト力が低下した場合であっても、アップシフトによって駆動輪トルクの上昇が回避されることから、運転手の意図しない車両発進を防止することが可能となる。なお、アップシフト制御中にアクセルペダル７７が踏み込まれた場合には、アップシフト制御を中止して通常時と同様の変速制御が実行されることになる。

また、前述の説明では、触媒暖機制御が実行されており、かつアクセルペダル７７が踏み込まれていない場合に、変速比を高速側に変化させるアップシフト制御を実行しているが、これに限られることはなく、他の条件に基づきアップシフト制御を中止しても良い。図１に示すように、倍力機構５３には定圧室６３内の圧力を検出する圧力センサ７９が設けられており、この圧力センサ７９からＣＶＴ制御ユニット７１に圧力信号が送信されている。そして、ＣＶＴ制御ユニット７１によって定圧室６３内の圧力が所定値を下回ると判定された場合には、倍力機構５３による十分なブレーキアシスト力が確保されている状況であるため、ＣＶＴ制御ユニット７１によってアップシフト制御を中止させても良い。また、ＣＶＴ制御ユニット７１には加速度センサ８１から車両進行方向の加速度信号が送信されている。そして、ＣＶＴ制御ユニット７１によって車両加速度が所定値を下回ると判定された場合には、アップシフト制御によって駆動輪トルクが過度に低下している状況であるため、ＣＶＴ制御ユニット７１によってアップシフト制御を中止させても良い。なお、加速度センサ８１を用いているが、これに限られることはなく、車速センサ８０からの車速信号を用いて車両加速度を算出しても良い。

本発明は前記実施の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。例えば、変速機構として無段変速機１２が設けられているが、これに限られることはなく、変速機構として遊星歯車式や平行軸式の自動変速機を用いるようにしてよい。この場合において、触媒暖機制御に伴うアップシフト制御を実行する際には第２速の変速段が選択されることになる。また、前述の説明では、アップシフト制御を実行する際には、図４の特性線Ａ１ａを用いているが、これに限られることはなく、アップシフト制御を実行する際に、図３の特性線Ａ１に基づき設定された目標変速比を所定値分だけ高速側に補正しても良い。また、触媒暖機制御に伴うアップシフト制御を実行する際に、予め設定された目標変速比を用いて無段変速機１２を制御しても良い。

１０ エンジン
１１ 駆動輪
１２ 無段変速機(変速機構)
２１ 吸気管(吸気系)
２２ スロットルバルブ
２６ 触媒
２７ 吸気系
２８ 排気系
５０ ブレーキ機構
５３ 倍力機構
６３ 定圧室(圧力室)
７０ エンジン制御ユニット(触媒暖機手段，スロットル制御手段)
７１ ＣＶＴ制御ユニット(変速制御手段)

Claims (6)

1. エンジンと駆動輪との間の変速機構を制御する変速制御装置であって、
   前記エンジンの点火時期を遅角側に制御し、前記エンジンの排気系に設けられる触媒を暖機する触媒暖機制御を実行する触媒暖機手段と、
   前記触媒暖機制御が実行される際に、前記エンジンの吸気系に設けられるスロットルバルブを開側に制御するスロットル制御手段と、
   前記触媒暖機制御が実行される際に、前記変速機構の変速比を高速側に変化させるアップシフト制御を実行する変速制御手段とを有し、
   前記スロットルバルブを開側に制御してエンジントルクを増加させる際に、前記アップシフト制御によって駆動輪トルクを低下させることを特徴とする変速制御装置。
2. 請求項１記載の変速制御装置において、
   前記駆動輪を制動するブレーキ機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管圧力を用いて運転手のブレーキ操作を補助する倍力機構を備えることを特徴とする変速制御装置。
3. 請求項１または２記載の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、アクセルペダルが操作された場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする変速制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、車両加速度が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする変速制御装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の変速制御装置において、
   前記倍力機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管に連通する圧力室を備え、
   前記変速制御手段は、前記圧力室内の圧力が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする変速制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の変速制御装置において、
   前記変速機構は無段変速機であることを特徴とする変速制御装置。

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