JP2013241878A

JP2013241878A - 車両駆動システムの制御装置

Info

Publication number: JP2013241878A
Application number: JP2012115268A
Authority: JP
Inventors: Hatsumi Takeuchi; 初美竹内; Yoshifumi Murakami; 佳史村上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2013-12-05

Abstract

【課題】一部の気筒の燃焼を休止させてエンジンを運転する気筒休止運転を行うシステムにおいて、気筒休止運転から気筒復帰する際に発生するショックを抑制する。
【解決手段】加速時での気筒休止運転中に気筒復帰の要求が発生した場合には、自動変速機１２のシフトアップを実行して動力伝達系全体のねじれ剛性を高くした状態で気筒復帰を実行する。これにより、気筒復帰する際の動力伝達系のねじれを小さくしてショック（押し出し感）を抑制する。更に、シフトアップによるイナーシャ相のトルクと気筒復帰によるトルクとが滑らかに繋がるように、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングとを制御する。これにより、シフトアップによるイナーシャ相のトルクと気筒復帰によるトルクとを滑らかに繋げて、シフトアップによる減速感を抑制して加速感を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の一部の気筒の燃焼を休止させて内燃機関を運転する気筒休止運転を行う機能を備えた車両駆動システムの制御装置に関する発明である。

エンジン（内燃機関）を搭載した車両においては、燃費向上を目的として、例えば、特許文献１（特開平８−２８４７２８号公報）に記載されているように、所定の運転状態のときにエンジンの一部の気筒の燃焼を休止させてエンジンを運転する気筒休止運転を行うようにしたものがある。この特許文献１の技術では、気筒休止運転から全気筒運転に切り換える際に、燃焼を開始する気筒の点火時期を一旦遅角させてから徐々に目標値まで進角させることで、気筒休止運転から全気筒運転に切り換える際に発生するエンジン回転変動を抑制するようにしている。

特開平８−２８４７２８号公報

ところで、本出願人は、更なる燃費向上を目的として、加速時にも気筒休止運転を行うシステムを研究しているが、その研究過程で次のような課題が判明した。図２に示すように、加速時には、気筒休止運転と全気筒運転との間で吸気管圧力の差が大きくなるため、気筒休止運転から気筒復帰を行って全気筒運転に切り換える際に、吸入空気量が一時的に過剰になって実エンジン軸トルクが一時的に増大してショックが発生するという問題がある。

上記特許文献１では、気筒休止運転から全気筒運転に切り換える際に発生するエンジン回転変動を抑制する技術として、気筒休止運転から全気筒運転に切り換える際に、燃焼を開始する気筒の点火時期を一旦遅角させてから徐々に目標値まで進角させることが提案されているが、この場合、点火遅角によりエンジンの燃焼効率を低下させるため、燃費に悪影響を及ぼすという欠点がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、燃費に悪影響を及ぼすことなく、気筒休止運転から気筒復帰する際に発生するショックを抑制することができる車両駆動システムの制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関（１１）の動力を自動変速機（１２）を介して車輪側に伝達する車両駆動システムに適用され、内燃機関（１１）の一部の気筒の燃焼を休止させて残りの気筒で燃焼を行って該内燃機関（１１）を運転する気筒休止運転を行う機能を備えた車両駆動システムの制御装置において、加速時での気筒休止運転中に燃焼を行う気筒を増加させる気筒復帰の要求が発生した場合に、自動変速機（１２）のシフトアップを実行した後に気筒復帰を実行する気筒復帰制御手段（２０）を備えた構成としたものである。

本出願人の研究によると、気筒休止運転から気筒復帰する際に発生するショック（特に押し出し感）の原因は、内燃機関の動力を伝達する動力伝達系のねじれであることが判明した。この動力伝達系のねじれは、動力伝達系のねじれ剛性で決まるが、動力伝達系に設けられた自動変速機のシフトアップを実行してギヤ比（減速比）の小さい変速段に切り換えることで、動力伝達系全体のねじれ剛性を高くすることができる。

これらの点に着目して、本発明では、加速時での気筒休止運転中に気筒復帰の要求が発生した場合に、自動変速機のシフトアップを実行した後に気筒復帰を実行する。これにより、自動変速機のシフトアップを実行して動力伝達系全体のねじれ剛性を高くした状態で気筒復帰を実行することができ、気筒復帰する際の動力伝達系のねじれを小さくしてショック（押し出し感）を抑制することができる。しかも、内燃機関の燃焼効率を低下させる必要がないので、燃費に悪影響を及ぼすことを回避することができる。

図１は本発明の一実施例における車両駆動システムの概略構成を示す図である。図２は気筒復帰する際に発生するショックを説明するタイムチャートである。図３は気筒復帰制御の実行例を示すタイムチャートである。図４は気筒復帰の実行タイミングを説明するタイムチャートである。図５は気筒復帰制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて車両駆動システムの概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の出力軸の動力が自動変速機１２に伝達され、この自動変速機１２の出力軸の動力がデファレンシャルギヤ機構１３や車軸１４等を介して車輪１５に伝達される。自動変速機１２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で構成されている。

また、アクセルセンサ１６によってアクセル開度（アクセルペダルの操作量）が検出され、ブレーキスイッチ１７によってブレーキ操作が検出される。更に、車速センサ１８によって車速が検出され、シフトスイッチ１９によってシフト位置（シフトレバーの操作位置）が検出される。

これら各種センサやスイッチの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）２０に入力される。このＥＣＵ２０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）に記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン１１や自動変速機１２を制御する。尚、エンジン１１や自動変速機１２を別々の制御回路で制御する構成（例えば、エンジン１１をエンジンＥＣＵで制御して、自動変速機１２をＡＴ−ＥＣＵで制御する構成）としても良い。

また、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の燃費を向上させるために、エンジン運転状態に応じて全気筒運転と気筒休止運転とを切り換えるようにしている。全気筒運転では、全気筒で燃焼を行ってエンジン１１を運転し、気筒休止運転では、一部の気筒の燃焼を休止させて残りの気筒で燃焼を行ってエンジン１１を運転する。本実施例では、更なる燃費向上を目的として、加速時にも気筒休止運転を行うようにしている。

しかし、図２に示すように、加速時には、気筒休止運転と全気筒運転との間で吸気管圧力の差が大きくなるため、気筒休止運転から燃焼を行う気筒を増加させる気筒復帰を行って全気筒運転に切り換える際に、吸入空気量が一時的に過剰になって実エンジン軸トルクが一時的に増大してショックが発生するという問題がある。

本出願人の研究によると、気筒休止運転から気筒復帰する際に発生するショック（特に押し出し感）の原因は、エンジン１１の動力を伝達する動力伝達系のねじれであることが判明した。この動力伝達系のねじれは、動力伝達系のねじれ剛性で決まるが、動力伝達系に設けられた自動変速機１２のシフトアップを実行してギヤ比（減速比）の小さい変速段に切り換えることで、動力伝達系全体のねじれ剛性を高くすることができる。

これらの点に着目して、本実施例では、ＥＣＵ２０により後述する図５の気筒復帰制御ルーチンを実行することで、図３のタイムチャートに示すように、加速時での気筒休止運転中に、要求エンジン軸トルクτr が所定値τs を越えたときに気筒復帰の要求が発生したと判定し、気筒復帰の要求が発生した場合には、まず、自動変速機１２のシフトアップを実行し、この後、気筒復帰を実行する。これにより、自動変速機１２のシフトアップを実行して動力伝達系全体のねじれ剛性を高くした状態で気筒復帰を実行して、気筒復帰する際の動力伝達系のねじれを小さくしてショック（押し出し感）を抑制する。

この場合、図４（ａ）に示すように、シフトアップを実行するタイミングに対して気筒復帰を実行するタイミングが遅すぎると、シフトアップによる減速感が生じた後に気筒復帰による加速感が生じるため、その間、加速感が減少してしまう。

そこで、本実施例では、図４（ｂ）に示すように、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングとを同期させて、シフトアップによるイナーシャ相（ニュートラル状態に類似した状態となる期間）のトルクと気筒復帰によるトルクとが滑らかに繋がるように、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングとを制御する。これにより、シフトアップによるイナーシャ相のトルクと気筒復帰によるトルクとを滑らかに繋げて、シフトアップによる減速感を抑制して加速感を維持する。

以下、ＥＣＵ２０が実行する図５の気筒復帰制御ルーチンの処理内容を説明する。
図５に示す気筒復帰制御ルーチンは、ＥＣＵ２０の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう気筒復帰制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、加速時での気筒休止運転中であるか否かを判定し、気筒休止運転中ではないと判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、加速時での気筒休止運転中であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、アクセル開度等に基づいて算出した要求エンジン軸トルクτr が所定値τs を越えたか否かを判定し、要求エンジン軸トルクτr が所定値τs 以下であると判定された場合には、ステップ１０３以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０２で、要求エンジン軸トルクτr が所定値τs を越えたと判定されたときに、気筒復帰要求が発生したと判定して、ステップ１０３に進み、シフトアップ可能な状態であるか否かを判定する。ここで、シフトアップ可能な状態とは、例えば、最高変速段（例えば５段変速の場合には５速）での走行中ではなく且つキックダウン直後の走行中ではない状態である。

このステップ１０３で、シフトアップ可能な状態であると判定された場合には、ステップ１０４に進み、タイムカウンタのカウント値ｔを「０」にクリアした後、ステップ１０５に進み、気筒復帰が終了するまでイナーシャ相低減措置を一時的に解除する。

この後、ステップ１０６に進み、タイムカウンタのカウント値ｔが所定値ｔ1 になった時点でシフトアップを実行するタイミングと判断して、自動変速機１２のシフトアップを実行してギヤ比（減速比）の小さい変速段に切り換える。このように、タイムカウンタのカウント値ｔに基づいてシフトアップを実行するタイミングを制御することで、気筒復帰要求が発生したと判定した時点（ｔ＝０）を基準にしてシフトアップを実行するタイミングを制御する。

この後、ステップ１０７に進み、タイムカウンタのカウント値ｔが所定値ｔ2 になった時点で気筒復帰を実行するタイミングと判断して、気筒復帰を実行して全気筒運転に切り換える。このように、タイムカウンタのカウント値ｔに基づいて気筒復帰を実行するタイミングを制御することで、気筒復帰要求が発生したと判定した時点（ｔ＝０）を基準にして気筒復帰を実行するタイミングを制御する。

ここで、所定値ｔ1 （シフトアップを実行するタイミング）と所定値ｔ2 （気筒復帰を実行するタイミング）は、シフトアップによるイナーシャ相のトルクと気筒復帰によるトルクとが滑らかに繋がるように予め適合により設定され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。
この後、ステップ１０８に進み、点火時期制御や吸入空気量制御等のエンジン制御を組み合わせて、気筒復帰の際のショックの起振力（発生する余剰トルク）を低減する。

これに対して、上記ステップ１０３で、シフトアップ可能な状態ではない判定された場合には、シフトアップを実行することなく、ステップ１０７に進み、気筒復帰を実行した後、ステップ１０８に進み、点火時期制御や吸入空気量制御等のエンジン制御を組み合わせて、気筒復帰の際のショックの起振力を低減する。

以上説明した本実施例では、加速時での気筒休止運転中に気筒復帰の要求が発生した場合に、自動変速機１２のシフトアップを実行した後に気筒復帰を実行するようにしたので、自動変速機１２のシフトアップを実行して動力伝達系全体のねじれ剛性を高くした状態で気筒復帰を実行することができ、気筒復帰する際の動力伝達系のねじれを小さくしてショック（押し出し感）を抑制することができる。しかも、エンジン１１の燃焼効率を低下させる必要がないので、燃費に悪影響を及ぼすことを回避することができる。

更に、本実施例では、シフトアップによるイナーシャ相のトルクと気筒復帰によるトルクとが滑らかに繋がるように、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングとを制御するようにしたので、シフトアップによるイナーシャ相のトルクと気筒復帰によるトルクとを滑らかに繋げることができ、シフトアップによる減速感を抑制して加速感を維持することができる。

また、本実施例では、要求エンジン軸トルクが所定値を越えたときに気筒復帰要求が発生したと判定し、その気筒復帰要求が発生したと判定した時点を基準にしてシフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングとを制御するようにしたので、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングを精度良く制御することができる。

更に、本実施例では、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングを予め適合により設定するようにしたので、車両の走行中にシフトアップを実行するタイミングや気筒復帰を実行するタイミングを設定するための複雑な演算を行う必要がなく、ＥＣＵ２０の演算負荷を低減することができる。

しかしながら、本発明は、シフトアップを実行するタイミングと気筒復帰を実行するタイミングを予め適合により設定するもの限定されず、車両の走行中にシフトアップを実行するタイミングや気筒復帰を実行するタイミングを演算するようにしても良い。

また、上記実施例では、気筒休止運転から全気筒運転に切り換える際に本発明を適用したが、これに限定されず、第１の気筒休止運転から燃焼を行う気筒を増加させて第２の気筒休止運転に切り換える際に本発明を適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…自動変速機、１５…車輪、２０…ＥＣＵ（気筒復帰制御手段）

Claims

内燃機関（１１）の動力を自動変速機（１２）を介して車輪側に伝達する車両駆動システムに適用され、前記内燃機関（１１）の一部の気筒の燃焼を休止させて残りの気筒で燃焼を行って該内燃機関（１１）を運転する気筒休止運転を行う機能を備えた車両駆動システムの制御装置において、
加速時での前記気筒休止運転中に燃焼を行う気筒を増加させる気筒復帰の要求が発生した場合に、前記自動変速機（１２）のシフトアップを実行した後に前記気筒復帰を実行する気筒復帰制御手段（２０）を備えていることを特徴とする車両駆動システムの制御装置。
前記気筒復帰制御手段（２０）は、前記シフトアップによるイナーシャ相のトルクと前記気筒復帰によるトルクとが滑らかに繋がるように、前記シフトアップを実行するタイミングと前記気筒復帰を実行するタイミングとを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両駆動システムの制御装置。
前記気筒復帰制御手段（２０）は、前記内燃機関（１１）の要求軸トルクが所定値を越えたときに前記気筒復帰の要求が発生したと判定し、該気筒復帰の要求が発生したと判定した時点を基準にして前記シフトアップを実行するタイミングと前記気筒復帰を実行するタイミングとを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動システムの制御装置。
前記シフトアップを実行するタイミングと前記気筒復帰を実行するタイミングは、予め適合により設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両駆動システムの制御装置。