JP2015165149A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両制御装置に関し、失火検出に伴うロックアップクラッチの係合解から再係合までの運転性の悪化、および、失火復帰後から該再係合までの燃費の悪化を抑制する。【解決手段】ステップ１０４において、失火復帰後の２サイクル目であると判定された場合、ロックアップクラッチが係合状態に戻される（ステップ１０７）。失火復帰後の１サイクル目においては、失火継続中のサイクルにおいて燃料噴射弁から噴射され、尚且つ、気筒内に残留している未燃燃料が燃焼する。そのため、当該サイクルからロックアップクラッチを係合状態に戻すと、トルク変動が大きく運転性が悪化する。失火復帰後の２サイクル目にロックアップクラッチを係合状態に戻せば、このような運転性の悪化を抑えることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両制御装置に関し、特に、変速機にロックアップクラッチが搭載された車両制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、内燃機関の失火を検出した場合にロックアップクラッチの係合解除を行い、その後、所定条件が満たされたらロックアップクラッチの再係合を行う車両制御装置が開示されている。この装置では、具体的に、クランク角速度の変動が設定値αよりも大きい場合に内燃機関が失火していると判断してロックアップクラッチの係合解除を行う。また、係合解除を行った後、クランク角速度の変動が設定値α以下となって失火から復帰したと判断しても、車速とスロットル開度によって規定される所定条件が満たされるまでは係合解除を継続する。車両が悪路やオフロード等を走行している間は、クランク角速度が変動し易くロックアップクラッチの係合と係合解除とが繰り返される傾向にある。この点、特許文献１の装置によれば、失火からの復帰後、所定条件が満たされるまでロックアップクラッチの係合解除を継続するので、上述の繰り返しを回避できる。よって、ロックアップクラッチの耐久性の低下を抑制できる。

特開平１１−１８２６６９号公報

しかし、特許文献１の装置において、失火検出後のロックアップクラッチの係合解除が長時間に及べば所望の減速度が得られず、車両の運転者に空走感を与えるという問題が懸念される。また、ロックアップクラッチの係合解除は、失火からの復帰後、所定条件が満たされるまで行われるので、この間に内燃機関に供給した燃料は、車両の駆動に使用されずに無駄になる。そのため、失火からの復帰後、所定条件が満たされるまでの間が長時間に及ぶことで燃費悪化に繋がるおそれもある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、失火検出に伴うロックアップクラッチの係合解から再係合までの運転性の悪化、および、失火復帰後から該再係合までの燃費の悪化を抑制することを目的とする。

本発明は、気筒内で燃料を燃焼させることにより出力軸を回転させる内燃機関と、
前記出力軸の回転を車両の駆動軸に伝達する変速機と、
外部から入力されるロックアップ油圧に応じて前記出力軸と前記駆動軸の係合および係合解除を実行するロックアップクラッチと、
前記内燃機関での失火の発生の際に前記ロックアップクラッチの係合解除を実行し、尚且つ、その後の失火の解消の際に失火解消時からカウントした前記内燃機関のサイクル数が１回のときは前記ロックアップクラッチの係合の実行を禁止し、当該サイクル数が２回以上のときは前記係合の実行を許可する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

失火解消時からカウントした機関サイクル数が１回のときは、失火継続中のサイクルにおいて噴射され、尚且つ、気筒内に残留している未燃燃料が燃焼する。そのため、当該機関サイクル数が１回のときにロックアップクラッチを係合すると、トルク変動が大きく運転性が悪化する。この点、本発明によれば、当該機関サイクル数が２回以上のときにロックアップクラッチの係合の実行が許可されるので、このような運転性の悪化を抑えることができる。また、失火解消後暫らくの間係合解除を実行する場合に比べて、車両の運転者に与える空走感を最小限に抑えることもできる。加えて、失火解消後に噴射した燃料を、失火解消後の早い段階から車両の駆動に有効活用できる。

本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための図である。 実施の形態において実行される制御内容を示すフローチャートである。 図２のステップ１０３で実行されるドラビリ悪化抑制制御を説明するためのフローチャートである。 トルク変化量とロックアップ油圧との関係を示した図である。 図２のステップ１０６で実行される失火時制御を説明するためのフローチャートである。

以下、図１乃至図５を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

［実施の形態の構成］
図１は、本発明の実施の形態のシステム構成を説明するための図である。本実施の形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関としてのエンジン１０と、自動変速機４０とを備えており、これらは図示しない車両に搭載されている。エンジン１０の各気筒には、ピストン１２により燃焼室１４が画成されており、ピストン１２は、エンジン１０の出力軸であるクランク軸１６にコンロッド等を介して連結されている。また、エンジン１０は、各気筒の燃焼室１４内（筒内）に吸入空気を吸込む吸気通路１８と、各気筒から排気ガスが排出される排気通路２０と、吸気通路１８と排気通路２０とを接続する図示しないＥＧＲ通路（外部ＥＧＲ通路）とを備えている。

吸気通路１８は、下流側が分岐して各気筒の吸気ポートにそれぞれ接続されている。吸気通路１８には、アクセル開度等に基づいて筒内への吸入空気量を調整する電子制御式のスロットル弁２２と、各気筒の吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁２４とが設けられている。また、各気筒には、筒内の混合気に点火する点火プラグ２６と、吸気ポートを筒内に対して開閉する吸気弁２８と、筒内を排気ポートに対して開閉する排気弁３０とが設けられている。

次に、エンジン１０に連結された自動変速機４０について説明する。自動変速機４０は、トルクコンバータ４２、変速機構５０およびロックアップクラッチ５６を備えている。トルクコンバータ４２は、オイル等の流体を利用して、エンジン１０から入力された動力を変速機構５０に伝達する公知の機器である。トルクコンバータ４２は、オイルが充填されたハウジング４４と、ハウジング４４内に配置された入力部材としてのポンプインペラ４６と、ポンプインペラ４６と対向配置された出力部材としてのタービンランナ４８とを備えている。

ポンプインペラ４６は、エンジン１０のクランク軸１６に連結されており、クランク軸１６と一体に回転する。タービンランナ４８は、変速機構５０の入力軸５２と連結されており、入力軸５２と一体に回転する。ここで、変速機構５０は、入力軸５２と出力軸５４とを有し、入力軸５２の回転を変速して出力軸５４に伝達するものである。変速機構５０（自動変速機４０）の出力軸５４は、図示しないディファレンシャルギアおよびドライブシャフトを介して車両の駆動軸に連結されており、車両の駆動輪に動力を伝達する。

ロックアップクラッチ５６は、トルクコンバータ４２のポンプインペラ４６とタービンランナ４８との間に介在し、両者の係合状態を制御する公知の機構である。具体的に、ロックアップクラッチ５６は、例えば油圧回路に接続された電磁式のロックアップ制御弁５８により制御されるもので、その作動状態は、ロックアップ制御弁５８に供給される油圧（ロックアップ油圧）に応じて係合状態、係合解除状態およびスリップ状態に切換えられる。係合状態では、ポンプインペラ４６とタービンランナ４８（クランク軸１６と入力軸５２）が直結された状態で一体に回転する。係合解除状態では、ポンプインペラ４６の回転がオイルを介してタービンランナ４８に伝達される。スリップ状態では、ポンプインペラ４６とタービンランナ４８とがスリップしながら一緒に回転し、このときの係合率（スリップ率）は、ロックアップ油圧に応じて調整される。

次に、本実施の形態のシステムの制御系統について説明する。本実施の形態の車両に搭載されたセンサ系統には、クランク角センサ６０、筒内圧センサ６２および車速センサ６４が含まれている。クランク角センサ６０は、クランク軸１６の回転に同期した信号を出力する。筒内圧センサ６２は、エンジン１０の各気筒にそれぞれ設けられ、各気筒の筒内圧を検出する。車速センサ６４は、車両の速度（車速）を検出する。センサ系統には、この他にも、吸入空気量を検出するエアフローセンサ等が含まれている。

また、本実施の形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)７０を備えている。ＥＣＵ７０は、記憶回路を備えた演算処理装置により構成され、その入力側には、センサ系統の各センサが接続されている。また、ＥＣＵ７０の出力側には、燃料噴射弁２４、点火プラグ２６、ロックアップ制御弁５８等のアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ７０の出力側には、更に、吸気弁２８と排気弁３０とのバルブオーバラップ量を調整するＶＶＴ３２、排気通路２０から吸気通路１８に還流させるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁３４等が接続されている。そして、ＥＣＵ７０は、エンジンの運転情報をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動し、運転制御を実行する。

また、エンジン１０の運転時には、クランク軸１６により自動変速機４０のポンプインペラ４６が回転されると、この回転がオイルを介してタービンランナ４８に伝達される。これにより、クランク軸１６の回転は、トルクコンバータ４２を介して変速機構５０に伝達され、変速機構５０のシフトポジションに応じて変速される。そして、この回転は、車両の駆動軸を介して駆動輪に伝達され、車両を走行させる。このとき、車両に搭載されたＡＴ用ＥＣＵ（図示せず）は、運転者のギアシフト操作、アクセル操作、車両の走行状態等に応じて変速機構５０のシフトポジションを変化させる自動変速制御を実行する。また、ＡＴ用ＥＣＵは、必要に応じてロックアップクラッチ５６の係合状態を変化させることにより、ポンプインペラ４６とタービンランナ４８との係合および係合解除を実行し、または、両者のスリップ率を調整するロックアップ制御を実行する。なお、これらの制御は、ＥＣＵ７０により実行してもよい。

［実施の形態の特徴］
次に、図２乃至図５を参照しながら、本実施の形態において実行される制御について説明する。図２は、本実施の形態において実行される制御内容を示すフローチャートである。図２に示すルーチンでは、先ず、ロックアップクラッチ５６が係合状態にあるか否かが判定される（ステップ１０１）。ステップ１０１において、ロックアップクラッチ５６が係合状態にあると判定された場合は、何れかの気筒において失火が発生しているか否かが判定される（ステップ１０２）。失火の発生は、例えば、所定クランク角におけるクランク角センサ６０または筒内圧センサ６２の出力信号に基づいて判定される。失火が発生していないと判定された場合、本ルーチンは終了される。

ステップ１０２において失火が発生していると判定された場合は、ドラビリ悪化抑制制御が実行される（ステップ１０３）。ドラビリ悪化抑制制御は、失火発生時のロックアップ油圧を通常燃焼時（失火非発生時）のロックアップ油圧よりも小さな値に設定して、ロックアップクラッチ５６を適度にスリップさせる制御である。ドラビリ悪化抑制制御によれば、失火発生時のトルク変動が大きな加速度変動となって車両に作用するのを回避できるので、運転性を確保することが可能となる。

図３は、ドラビリ悪化抑制制御を説明するためのフローチャートである。ドラビリ悪化抑制制御においては、先ず、トルク変化量が算出される（ステップ２０１）。トルクの変化量は、現サイクルにおけるトルク（現在トルク）と、その次のサイクルにおけるトルク（将来トルク）とから算出される。現在トルクは、クランク角センサ６０または筒内圧センサ６２の出力信号に基づいて算出される。将来トルクは、エンジン回転数、負荷、点火時期、ＥＧＲ率（外部ＥＧＲ率と内部ＥＧＲ率との合計）等から算出される。ステップ２０１に続いて、ロックアップ油圧が決定される（ステップ２０２）。ロックアップ油圧の決定は、先ず、ステップ２０１で算出したトルク変化量と、図４に示す関係とからロックアップ油圧の基本値を算出する。続いて、現時点における車速、シフト段、エンジン回転数等で当該基本値を補正する。これにより、ロックアップ油圧の目標値を決定する。

図２に戻り、ステップ１０１においてロックアップクラッチ５６が係合状態にない（つまり、係合解除の実行中またはロックアップ制御の実行中である）と判定された場合は、ステップ１０４に進む。本ステップ１０４においては、失火復帰後の２サイクル目であるか否かが判定される。失火復帰後２サイクル目とは、失火が解消したと判定したサイクルを１サイクル目としたときの次のサイクルを意味している。失火の解消は、失火の発生と同様に、例えば、所定クランク角におけるクランク角センサ６０または筒内圧センサ６２の出力信号に基づいて判定される。

ステップ１０４において、失火復帰後の２サイクル目でないと判定された場合、失火の発生が所定時間以上継続しているか否かが判定される（ステップ１０５）。失火発生後の時間は、例えば、失火が発生したと判定したサイクルから数えたサイクル数と、その間のエンジン回転数とに基づいて算出される。そして、失火の発生が所定時間以上継続していると判定された場合、失火時制御が実行される（ステップ１０６）。

図５は、失火時制御を説明するためのフローチャートである。失火時制御においては、先ず、エンジン運転条件が変更される（ステップ３０１）。具体的には、ロックアップ油圧が制御されてエンジン回転数が所望の回転数に制御される。また、スロットル弁２２が制御されて所望の負荷に制御される。また、ＥＧＲ弁３４とＶＶＴ３２が制御されて外部ＥＧＲガスおよび内部ＥＧＲガスの流量が減らされる。ステップ３０１に続いて、シフトポジションが変更される（ステップ３０２）。具体的には、ステップ３０１の処理を実施しても車両の減速度が急変しないように変速機構５０のシフトポジションが変更される。

再び図２に戻り、ステップ１０４において、失火復帰後の２サイクル目であると判定された場合、ロックアップクラッチ５６が係合状態に戻される（ステップ１０７）。失火復帰後の１サイクル目においては、失火継続中のサイクルにおいて燃料噴射弁２４から噴射され、尚且つ、気筒内に残留している未燃燃料が燃焼する。そのため、当該１サイクル目からロックアップクラッチ５６を係合状態に戻すと、トルク変動が大きく運転性が悪化する。この点、本実施の形態においては失火復帰後の２サイクル目にロックアップクラッチ５６が係合状態に戻されるので、このような運転性の悪化を抑えることができる。

以上、図２に示したルーチンによれば、ロックアップクラッチ５６の再係合を失火復帰後の２サイクル目において行うので、当該再係合を失火復帰後の１サイクル目から行う場合に比べて運転性の悪化を抑えることができる。また、失火復帰後暫らくの間係合解除状態とする場合に比べて車両の運転者に与える空走感を最小限に抑えることもできる。加えて、失火復帰後に燃料噴射弁２４から噴射した燃料を車両の駆動に有効活用できる。

ところで、上記実施の形態においては、複数のシフトポジションを有する自動変速機４０を例に挙げて説明したが、本発明はプライマリプーリとセンカンダリプーリとの間にベルトが巻装され、ベルトにより無段変速を行うＣＶＴに適用してもよい。

また、上記実施の形態においては、図２のステップ１０３においてドラビリ悪化抑制制御を実行したが、ドラビリ悪化抑制制御の代わりに、ロックアップクラッチ５６の係合解除を実行してもよい。

なお、上記実施の形態においては、エンジン１０が本発明の「内燃機関」に、自動変速機４０が同発明の「変速機」に、ロックアップクラッチ５６が同発明の「ロックアップクラッチ」に、それぞれ相当している。
また、上記実施の形態においては、図２のステップ１０１，１０４，１０７の処理が実行されることにより本発明の「制御手段」が実現されている。

１０ 内燃機関
１６ クランク軸
４０ 自動変速機
５６ ロックアップクラッチ
７０ ＥＣＵ

Claims (1)

1. 気筒内で燃料を燃焼させることにより出力軸を回転させる内燃機関と、
   前記出力軸の回転を車両の駆動軸に伝達する変速機と、
   外部から入力されるロックアップ油圧に応じて前記出力軸と前記駆動軸の係合および係合解除を実行するロックアップクラッチと、
   前記内燃機関での失火の発生の際に前記ロックアップクラッチの係合解除を実行し、尚且つ、その後の失火の解消の際に失火解消時からカウントした前記内燃機関のサイクル数が１回のときは前記ロックアップクラッチの係合の実行を禁止し、当該サイクル数が２回以上のときは前記係合の実行を許可する制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両制御装置。

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