JP2013136963A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】急停車後の再発進時における、機関の出力を増大させる補正制御を実施する際の、出力の増大量の適正化を図る。
【解決手段】内燃機関の出力トルクを自動変速機に入力して車軸へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機の減速比を変化させる態様の車両を制御するものにおいて、作動液の温度が高いほど、停車後の再発進の際のアクセルペダルの踏込量に対する内燃機関のスロットルバルブの開度の比であるゲインを大きくすることとした。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の出力トルクを自動変速機に入力して車軸へと伝達する態様の車両の制御装置に関する。

車両に搭載されるＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）では、通常、停車に際してその減速比（変速比）を最ロー、即ち減速比が最大の状態に戻す操作が行われる。

だが、急減速して停車した場合には、減速比が最ローになるよりも先に車両が静止してしまうことがある。ＣＶＴは、そのプーリの回転が停止した状態では減速比の変更が困難であるため、急減速して停車した後は再発進性が低下することになる。また、特に、登坂路における停車後の再発進では、減速比が最ローでないことから登坂力が不足して、車両が後退するおそれがある。

このような問題への対策は、かねてから検討されている。例えば、下記特許文献に開示されているように、停車時にＣＶＴの減速比が所定閾値以下となっているか否か、またはその直前の走行状態から停車に至る過程での車速の減速度が所定閾値以上であったか否かを判定し、前記減速比が所定以下または前記減速度が所定以上であった場合に、機関の出力を増大させる補正制御を実施することが知られている。

上述の補正制御においては、機関の出力をどの程度増大させるか、その補正の精度が重要となる。出力の増大量が不十分であれば、再発進性の低下または登坂力不足の問題が解消されない。逆に、出力の増大量が過剰であると、燃費の悪化を招く上、却ってドライバビリティに悪影響を及ぼしかねない。

特開２００７−２７０６２９号公報

本発明は、停車後の再発進時における、機関の出力を増大させる補正制御を実施する際の、その出力の増大量の適正化を図ることを所期の目的としている。

本発明では、内燃機関の出力トルクを自動変速機に入力して車軸へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機の減速比を変化させる態様の車両を制御するものであって、前記作動液の温度の高低に応じて、停車後の再発進時におけるアクセルペダルの踏込量に対する内燃機関のスロットルバルブの開度の比を変更することを特徴とする制御装置を構成した。ここで、請求項にいう「停車」とは、車速が完全に０になった状態だけでなく、車速が非常に小さな値（例えば、７ｋｍ／ｈ以下）になった状態をも含む。

急減速して停車した場合の自動変速機の減速比は、当該自動変速機を駆動する作動液の温度によって変わってくる。作動液の温度が高いほど、作動液の粘性が低下し、液圧回路における余分な圧液を流下させる箇所から漏れ出る作動液の量が増す。さすれば、自動変速機の減速比を操作する作動液の圧力が相対的に低下して、減速比の戻りが遅くなる。つまり、作動液の温度が高いほど、停車後の再発進時における自動変速機の減速比が小さくなる。

以上に鑑みて、本発明では、作動液の温度が高いほど、停車後の再発進時におけるスロットルバルブの開度を大きく補正し、吸気量及び燃料噴射量を増加させて内燃機関の出力を増大させるようにした。

本発明によれば、停車後の再発進時における、機関の出力を増大させる補正制御を実施する際の、出力の増大量の適正化を図り得る。

本発明の一実施形態における無段変速機及び制御装置を示す図。 同実施形態の制御装置による制御におけるスロットル開度ゲインの特性を例示する図。 同実施形態の制御装置による制御における補正ゲインの特性を例示する図。 同実施形態の制御装置による制御の手順例を示すフローチャート。 同フローチャート。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示すものは、本発明の適用対象となる自動変速機の一例である。内燃機関２が出力する駆動力は、トルクコンバータ３を介してタービン側の入力軸３０を回転させる。入力軸３０の回転は、遊星歯車機構を用いた前後進切替装置４を介して駆動軸５１０に伝わり、無段変速機であるＣＶＴ５による変速を経て従動軸５２０を回転させる。従動軸５２０には出力ギヤ５２４が固設され、この出力ギヤ５２４はデファレンシャル装置６のリングギヤと噛合して車軸たる出力軸６０及びこの出力軸６０に接続している駆動輪を回転させる。

ＣＶＴ５は、駆動プーリ５１及び従動プーリ５２と、両プーリ５１、５２に巻き掛けられたベルト５３とを要素とするベルト式のものである。駆動プーリ５１は、駆動軸（プーリ軸）５１０に固設された固定シーブ５１１と、駆動軸５１０上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持された可動シーブ５１２と、可動シーブ５１２の後背に配設された液圧サーボ５１３とを備えており、液圧サーボ５１３を操作し可動シーブ５１２を変位させることを通じて減速比を無段階に変更できる。また、従動プーリ５２は、従動軸（プーリ軸）５２０に固設された固定シーブ５２１と、従動軸５２０上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持された可動シーブ５２２と、可動シーブ５２２の後背に配設された液圧サーボ５２３とを備えており、液圧サーボ５２３を操作し可動シーブ５２２を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与えられる。

減速比を操作するべく液圧サーボ５１３、５２３に供給される作動液（作動油）を吐出する液圧ポンプ（図示せず）は、内燃機関２のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する、既知の非電動式のものである。一般的に、ＣＶＴ５の作動液は、トルクコンバータ３に用いられる流体と共通である。

内燃機関２、ＣＶＴ５等は、電子制御装置１により制御される。内燃機関２の燃料噴射制御を司る電子制御装置（ＥＦＩ ＥＣＵ）とＣＶＴ５の減速比制御を司る電子制御装置（ＣＶＴ ＥＣＵ）とは、別個であってもよく一体であってもよい。電子制御装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインタフェース等を包有してなる。

電子制御装置１は、駆動プーリ５１の回転速度を検出する入力側回転速度センサ７１、従動プーリ５２の回転速度を検出する出力側回転速度センサ７２や、車速を検出する車速センサ（出力側回転速度センサ７２と同一であることがある）７３、アクセルペダルの踏込量を検知するセンサ７４、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ７５、内燃機関２の冷却水温を検出する水温センサ７６、シフトレバーまたはシフトポジションスイッチにより指示されるシフトレンジを知得するセンサ７７、ＣＶＴ５の各可動シーブ５１２、５２２を駆動する作動液の温度を検出する作動液温センサ７８等と接続しており、各センサ７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８の出力信号を受信してそれらの情報を取得する。

並びに、電子制御装置１は、内燃機関２の燃料噴射弁や点火プラグ、電子スロットルバルブ、液圧サーボ５１３、５２３等と接続しており、燃料噴射量や点火時期、スロットルバルブ開度、ＣＶＴ５における減速比、等を制御する。制御用のプログラムは予めＲＯＭに格納されており、その実行の際にＲＯＭからＲＡＭに読み込まれ、ＣＰＵで解読される。

本実施形態の電子制御装置１は、急な停車（車速が完全に０になった状態だけでなく、車速が非常に小さな値になった状態をも含む）後の再発進時において、内燃機関２の出力を増大させる補正制御を実施する。出力の増大は、内燃機関２のスロットルバルブの開度を拡大させることによる吸気量の増加、及びこれに対応した燃料噴射量の増量によって実現する。

詳述すると、本実施形態の電子制御装置１は、停車後の再発進の際に、
（ｉ）車両の停車直前の車速の減速度（または、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比）
（ii）再発進の際の運転者によるアクセルペダルの踏込量の単位時間あたりの増加量
（iii）停車の原因がアイドリングストップを伴うものであるか否か
（iv）ＣＶＴ５の作動液温
に応じて、アクセルペダルの踏込量（または、踏込量の単位時間あたりの変化量）に対するスロットルバルブの開度の比であるスロットル開度ゲインを決定し、このゲインに基づいてスロットルバルブを操作する補正制御を実行する。

図２に、停車直前の車両の減速度、及び再発進の際のアクセルペダルの踏込量の単位時間あたり増加量と、スロットル開度ゲインとの関係を示す。図２中、横軸が停車直前の車速の減速度、縦軸がスロットル開度ゲインである。実線は、アクセルペダルの踏込量の単位時間あたり増加量が小さい緩加速要求の場合のゲインを示す。破線は、アクセルペダルの踏込量の単位時間あたり増加量が実線の三倍程度とやや大きい場合のゲインを示す。そして、鎖線は、アクセルペダルの踏込量の単位時間あたり増加量が実線の二十倍程度と顕著に大きい、俗に言う「ベタ踏み」の場合のゲインを示す。

なお、停車直前の車速の減速度と、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比との間には、非線形ではあるが一対一の対応関係を仮定することができる。従って、図２の横軸を、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比としてもよい。但し、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比は、停車直前の車速の減速度が大きいほど小さくなることに留意する。ＣＶＴ５の減速比は、駆動プーリ５１の回転速度と従動プーリ５２の回転速度との比として算出できる。あるいは、可動シーブ５１２の変位をセンシングするセンサ（接触センサ等）を実装しているのであれば、当該センサを介して減速比を計測することが可能である。

図２に示しているように、停車後の再発進の際のスロットル開度ゲインは、停車直前の車速の減速度が所定以上（または、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比が所定以下）であり、かつ再発進の際のアクセルペダルの踏込量の単位時間あたりの増加量が所定以上である場合に、平常の値である１よりも大きく設定する。この場合のスロットル開度ゲインは、停車直前の車速の減速度が大きいほど（または、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比が小さいほど）大きく設定し、並びに、アクセルペダルの踏込量の単位時間あたり増加量が大きいほど大きく設定する。

因みに、スロットル開度ゲインは、アイドルストップを伴う停車であるか、アイドルストップを伴わない停車であるかに応じて異なる。内燃機関２のアイドルストップ条件は、車速が所定（７ｋｍ／ｈ）以下、ブレーキペダルが踏まれている、シフトポジションが前進レンジ、バッテリ電圧が十分、冷却水温が十分高い、ウィンカーを付けていない、エアコンディショナその他の電気負荷が大きくない、前回のアイドルストップ終了から車速が所定（１０ｋｍ／ｈ）以上となった経歴がある、ボンネットや運転席のドアが開いていない、等がおしなべて成立することである。しかして、停車の過程での車速の減速度（ＣＶＴ５の減速比）や再発進時のアクセルペダルの踏込量等の諸条件が同等の下では、アイドルストップを伴わない停車の場合の再発進時よりも、アイドルストップを伴う停車の場合の再発進時の方を、よりスロットル開度ゲインを大きく設定する。

次に、図３に、ＣＶＴ５の作動液温と、停車後の再発進の際のスロットル開度ゲインに乗ずる補正ゲインとの関係を示す。補正ゲインは、ＣＶＴ５の作動液温がある基準値に等しい場合に１とする（即ち、スロットル開度ゲインに補正を加えない）が、作動液温が基準値を上回る場合には、作動液温が高いほど補正ゲインを大きく設定する。翻って、作動液温が基準値を下回る場合には、作動液温が低いほど補正ゲインを小さく設定する。

図４及び図５に、停車後の再発進に際して、電子制御装置１がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す。電子制御装置１は、シフトレバーのレンジが前進レンジ若しくは後進レンジにある状況の下で、車速が所定値（例えば、７ｋｍ／ｈ）以下となり停車に至ると判断した後（ステップＳ１）、停車直前の車速の減速度が所定以上（または、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比が所定以下）の急停車であり（ステップＳ２）、また、再発進の際のアクセルペダルの踏込量の単位時間あたりの増加量が所定以上であり（ステップＳ３）、さらに、再発進の際の車速の単位時間あたりの増加量（立ち上がりの加速度）が所定以下である（ステップＳ４）場合に、図２に示したような特性に則ってスロットル開度ゲインを決定する制御に移行する（ステップＳ５）。さもなくば、スロットル開度ゲインを平常の値である１とする（ステップＳ６）。

ステップＳ４は、現在車両が平坦な路面上にあるのか、登坂路上にあるのか、または降坂路上にあるのかを推断する意図である。車両が進行方向に沿った下り坂で停車しているならば、再発進性が自然に補われることから、スロットル開度ゲインを１よりも大きな値に補正する必要性に乏しくなる。

電子制御装置１のＲＡＭまたはＲＯＭには予め、停車直前の車速の減速度（または、停車直前ないし停車時のＣＶＴ５の減速比）及び再発進の際のアクセルペダルの踏込量の単位時間あたりの増加量と、スロットル開度ゲインとの関係を規定したマップデータが格納されている。マップは、アイドルストップを伴わない停車後の再発進時用のものと、アイドルストップを伴う停車後の再発進時用のものとの二種類が存在する。ステップＳ５において、電子制御装置１は、何れかのマップを選択した上、車速の減速度（または、ＣＶＴ５の減速比）及びアクセルペダルの踏込量の単位時間あたり増加量をキーとして当該マップを検索し、スロットル開度ゲインを知得する。

続いて、電子制御装置１は、図３に示したような特性に則って補正ゲインを決定する（ステップＳ７）。電子制御装置１のＲＡＭまたはＲＯＭには予め、ＣＶＴ５の作動液温と、補正ゲインとの関係を規定したマップデータが格納されている。ステップＳ７において、電子制御装置１は、ＣＶＴ５の作動液温をキーとして当該マップを検索し、補正ゲインを知得する。

電子制御装置１は、ステップＳ５またはステップＳ６にて決定したスロットル開度ゲインに補正ゲインを乗じて、最終的なスロットル開度ゲインを得る（ステップＳ８）。そして、当該スロットル開度ゲインをアクセルペダルの踏込量（または、踏込量の単位時間あたりの変化量）に乗じた値を用いて、電子スロットルバルブの開度を操作する。

内燃機関２の出力の補正制御を開始してから所定時間が経過し（ステップＳ１０）、アクセルペダルの踏込量（または、踏込量の単位時間あたりの変化量）が所定以下となり（ステップＳ１１）、または車速の加速度が所定以上となった（ステップＳ１２）暁には、補正制御を終了して平常の制御へと移行する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３では、スロットル開度ゲインを１に向けて徐々に変化させてゆく。その間も、スロットル開度ゲインとアクセルペダルの踏込量（または、踏込量の単位時間あたりの変化量）との積を反復的に演算し、これを基に電子スロットルバルブの開度を操作することは言うまでもない。ステップＳ１３により、内燃機関２の出力が急変するトルクショックを抑制することができる。

本実施形態では、内燃機関２の出力トルクを自動変速機５に入力して車軸６０へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機５の減速比を変化させる態様の車両を制御するものであって、前記作動液の温度の高低に応じて、停車後の再発進時におけるアクセルペダルの踏込量に対する内燃機関２のスロットルバルブの開度の比であるスロットル開度ゲインを変更することを特徴とする制御装置１を構成した。

本実施形態によれば、自動変速機５の減速比を変化させる作動液の温度が高いほど、停車後の再発進時における自動変速機５の減速比が小さくなることに対応して、再発進時におけるスロットルバルブの開度を大きく補正し、吸気量及び燃料噴射量を増加させて内燃機関２の出力を増大させることができる。この結果、再発進性または登坂力が適切に補われ、ドライバビリティが向上する。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、自動変速機は、ベルト式ＣＶＴには限定されない。

その他、各部の具体的構成や具体的な処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、内燃機関及び自動変速機を搭載した車両の制御に適用することができる。

１…制御装置
２…内燃機関
５…自動変速機
６０…車軸

Claims (1)

1. 内燃機関の出力トルクを自動変速機に入力して車軸へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機の減速比を変化させる態様の車両を制御するものであって、
   前記作動液の温度の高低に応じて、停車後の再発進時におけるアクセルペダルの踏込量に対する内燃機関のスロットルバルブの開度の比を変更することを特徴とする制御装置。

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