JP2016200155A - ロックアップ機構を搭載した車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップ機構を搭載した車両であって、エンジンストールを十分に防止することができる車両を提供すること。
【解決手段】車両１が惰性走行をしているときにエンジン２にかかっている負荷に応じた車速閾値よりも車速が低いことを条件にトルクコンバータ１０のロックアップ機構を解放状態にするロックアップ機構制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロックアップ機構を搭載した車両に関する。

従来、車両の減速運転を含む惰性走行を検知する惰性走行検知手段と、車両の設定値以上の大きな減速度を検知する急減速検知手段とからの信号に応答し、惰性走行中における車両の減速度が設定値未満である間、トルクコンバータのロックアップ機構を解放状態にすることにより、エンジンストールを防止する技術が特許文献１で提案されている。

特許第３４３０２７２号公報

しかしながら、ロックアップ機構は、油圧により締結状態が変更されるため、解放状態にするように制御されてから実際に解放状態になるまでの応答遅れ時間がかかる。この応答遅れ時間は、ロックアップ機構が伝達しているトルクが高くなるに連れて長くなる。

このため、特許文献１で提案されたような従来の技術は、ロックアップ機構を解放状態にするように制御したときに、低車速状態でエンジンにかかっている負荷が高い場合には、応答遅れ時間によってエンジンストールを引き起こしてしまうことがあり、エンジンストールを十分に防止できていないといった課題があった。

そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、ロックアップ機構を搭載した車両であって、エンジンストールを十分に防止することができる車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係るロックアップ機構を搭載した車両の一態様は、ロックアップ機構を有する変速機を備えた車両であって、車両が惰性走行をしているときにエンジンにかかっている負荷に応じた車速閾値よりも車速が低いことを条件にロックアップ機構を解放状態にするロックアップ機構制御を実行する。

本発明は、ロックアップ機構を搭載した車両であって、エンジンストールを十分に防止することができる車両を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両の要部を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る車両に設けられたトルクコンバータの概要図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両を構成するＥＣＵによって参照されるエンジンフリクションマップを示す概念図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る車両を構成するＥＣＵによって参照されるオルタネータ負荷マップを示す概念図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る車両を構成するＥＣＵによって参照されるＡ／Ｃコンプレッサ負荷マップを示す概念図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る車両のロックアップ機構制御動作を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車両のロックアップ機構制御動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下、本発明の実施の形態に係るロックアップ機構を搭載した車両について説明する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、車両１は、内燃機関型のエンジン２と、エンジン２によって発生された動力を変速する自動変速機３と、自動変速機３に油圧を供給する油圧回路４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５と、を含んで構成される。

また、車両１は、エンジン２からベルト６を介して駆動力が伝達されるオルタネータ７及びエアコンコンプレッサ８を有している。オルタネータ７は、補機に使用される電力を蓄える図示しないバッテリを充電するようになっている。

エアコンコンプレッサ８は、車両１に設けられた補機としてのエアコンディショナ９の冷媒を圧縮するようになっている。このように、オルタネータ７及びエアコンコンプレッサ８は、エンジン２の駆動力から補機を駆動するための動力に変換する動力変換装置を構成する。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。各気筒内には、燃焼室が画成されている。本実施の形態において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

自動変速機３は、トルクコンバータ１０と、自動変速機構１１とを有し、図示しないディファレンシャルギア及びドライブシャフトなどを介して駆動輪に動力を伝達するようになっている。

自動変速機構１１は、クラッチおよびブレーキを構成する複数の摩擦係合要素を有し、ＥＣＵ５に制御された油圧回路４から供給される油圧によって、形成される変速段が変更されるようになっている。

図２に示すように、トルクコンバータ１０は、エンジン２と一体に回転するように設けられたケース２０と、ケース２０に取り付けられたポンプインペラ２１と、自動変速機構１１と一体に回転するように設けられたタービンランナ２２と、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間に設けられたステータ２３と、ステータ２３の一方向の回転のみを許容するワンウェイクラッチ２４と、ワンウェイクラッチ２４のインナレースを自動変速機構１１のケースに固定するステータシャフト２５と、ロックアップ機構２６とを含んで構成されている。

ロックアップ機構２６は、ロックアップクラッチ２７を有している。ロックアップクラッチ２７は、油圧回路４からロックアップ機構２６に供給される油圧、詳細には、締結側室２８及び開放側室２９に供給される油圧の差に応じて、入力側のケース２０と出力側のタービンランナ２２とを直結できるようになっている。

ロックアップ機構２６は、ケース２０とタービンランナ２２とを直結する締結状態と、ケース２０とタービンランナ２２とを切り離す解放状態と、締結状態と解放状態との間の半締結状態とをロックアップクラッチ２７によって取り得るようになっている。

具体的には、ロックアップ機構２６は、締結側室２８の油圧が開放側室２９の油圧よりも高い場合にはロックアップクラッチ２７が締結されるように動作して、その差圧に応じた締結状態をとる。

また、ロックアップ機構２６は、締結側室２８の油圧が開放側室２９の油圧よりも低い場合にはロックアップクラッチ２７が解放されるように動作して、解放状態をとる。

図１において、ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ５として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＥＣＵ５において、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、本実施の形態におけるＥＣＵ５として機能する。

ＥＣＵ５の入力ポートには、車速を検出する車速センサ３０と、エンジン２の機関回転速度を検出するエンジン回転速度センサ３１、エンジン２の吸気圧を検出する吸気圧センサ３２と、大気圧を検出する大気圧センサ３３とを含む各種センサ類が接続されている。

本実施の形態において、ＥＣＵ５の入力ポートに接続される他の各種センサ類には、オルタネータ７の回転速度を検出するオルタネータ回転速度センサ３４と、オルタネータ７の発電量を検出するための電力計３５と、エアコンコンプレッサ８の回転速度を検出するコンプレッサ回転速度センサ３６と、エアコンディショナ９の冷媒の圧力（以下、単に「冷媒圧」という）を検出する冷媒圧センサ３７と、ロックアップ機構２６に供給されている油圧を検出する油圧センサ３８と、タービンランナ２２の回転速度を検出するタービン回転速度センサ３９とが含まれる。

油圧センサ３８は、ロックアップ機構２６に供給されている油圧として、トルクコンバータ１０におけるロックアップクラッチ２７とケース２０との間の油圧を検出するように設けられている。

ＥＣＵ５の出力ポートには、油圧回路４などの各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ５は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御するようになっている。

例えば、ＥＣＵ５は、車両１が惰性走行をしているときにエンジン２にかかっている負荷に応じた車速閾値よりも車速が低いことを条件にロックアップ機構２６を解放状態にするロックアップ機構制御を実行するようになっている。

ＥＣＵ５は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量などからエンジン２に要求されている要求トルクが０であると判断し、車速センサ３０によって検出された車速が所定速度よりも大きいことを条件に、車両１が惰性走行をしていると判断するようになっている。所定速度は、予め実験的に定められた適合値である。

本実施の形態において、ＥＣＵ５は、エンジンフリクションと、オルタネータ７の負荷（以下、単に「オルタネータ負荷」という）と、エアコンコンプレッサ８の負荷（以下、単に「Ａ／Ｃコンプレッサ負荷」という）とを加算することによって、エンジン２にかかっている負荷を算出するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５のＲＯＭには、図３に示すような、エンジンフリクションマップが格納されている。エンジンフリクションマップは、エンジン２の機関回転速度と、大気圧と吸気圧との差圧とに対して、エンジンフリクションが対応付けられている。

なお、図３の矢印は、エンジン２のフリクション、エンジン２の機関回転速度、大気圧と吸気圧との差圧の大小を示しており、各矢印の示す方向に変化するにつれ、それら値が大きくなることを示している。

ＥＣＵ５は、エンジンフリクションマップを参照し、エンジン回転速度センサ３１によって検出されたエンジン２の機関回転速度と、大気圧センサ３３によって検出された大気圧と吸気圧センサ３２によって検出された吸気圧との差圧とから、エンジンフリクションを求めるようになっている。

また、ＥＣＵ５のＲＯＭには、図４に示すような、オルタネータ負荷マップが格納されている。オルタネータ負荷マップは、オルタネータ７の回転速度と、オルタネータ７の発電量に対して、オルタネータ負荷が対応付けられている。

なお、図４の矢印は、オルタネータ７の負荷、オルタネータ７の回転速度、オルタネータ７の発電量の大小を示しており、各矢印の示す方向に変化するにつれ、それら値が大きくなることを示している。

ＥＣＵ５は、オルタネータ負荷マップを参照し、オルタネータ回転速度センサ３４によって検出されたオルタネータ７の回転速度と、電力計３５によって検出されたオルタネータ７の発電量とから、オルタネータ負荷を求めるようになっている。

また、ＥＣＵ５のＲＯＭには、図５に示すような、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷マップが格納されている。Ａ／Ｃコンプレッサ負荷マップは、エアコンコンプレッサ８の回転速度と、エアコンディショナ９の冷媒圧に対して、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷が対応付けられている。

なお、図５の矢印は、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷、エアコンコンプレッサ８の回転速度、エアコンディショナ９の冷媒圧の大小を示しており、各矢印の示す方向に変化するにつれ、それら値が大きくなることを示している。

ＥＣＵ５は、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷マップを参照し、コンプレッサ回転速度センサ３６によって検出されたエアコンコンプレッサ８の回転速度と、冷媒圧センサ３７によって検出された冷媒圧とから、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷を求めるようになっている。

また、ＥＣＵ５のＲＯＭには、図示しない車速閾値マップが格納されている。車速閾値マップは、エンジン２にかかっている負荷に対して車速閾値が対応付けられている。詳細には、車速閾値マップは、エンジン２にかかっている負荷が高くなるに連れて車速閾値が高くなるように定められている。

ＥＣＵ５は、車速閾値マップを参照し、エンジンフリクションと、オルタネータ負荷と、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷とを加算することによって算出したエンジン２にかかっている負荷から車速閾値を求めるようになっている。

以上のように構成された車両１によるロックアップ機構制御動作について図６を参照して説明する。図６に示すロックアップ機構制御動作は、車速センサ３０によって検出された車速から算出される車両１の減速度が所定値以上であることを条件に、繰り返し実行される。ここで、所定値は、予め実験的に定められた適合値である。

まず、ＥＣＵ５は、車両１が惰性走行をしているか否かを判断する（ステップＳ１）。車両１が惰性走行をしていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、ロックアップ機構制御動作を終了する。一方、車両１が惰性走行をしていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、エンジン２にかかっている負荷を算出し、車速閾値マップを参照して車速閾値を求める（ステップＳ２）。

次に、ＥＣＵ５は、車速センサ３０によって検出された車速が車速閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３）。車速センサ３０によって検出された車速が車速閾値未満でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、ロックアップ機構制御動作を終了する。

一方、車速センサ３０によって検出された車速が車速閾値未満であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、ロックアップ機構２６を解放状態にするように油圧回路４を制御し（ステップＳ４）、ロックアップ機構制御動作を終了する。

以上のように、本実施の形態は、車両１が惰性走行をしているときにエンジン２にかかっている負荷に応じた車速閾値よりも車速が低いことを条件にロックアップ機構２６を解放状態にすることにより、低車速状態でエンジン２にかかっている負荷が高いことによるエンジンストールを十分に防止することができる。

また、本実施の形態は、エンジン２にかかっている負荷が高くなるに連れて車速閾値が高くなるようにしているため、トルクコンバータ１０の損失をロックアップ機構２６によって低減しつつ、低車速状態でエンジン２にかかっている負荷が高いことによるエンジンストールを十分に防止することができる。

また、本実施の形態は、エンジンフリクションと、オルタネータ負荷と、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷とを加算することによって、エンジン２にかかっている負荷を算出するため、エンジン２にかかっている負荷を走行環境及び走行状態に依存せずに算出することができる。

なお、本実施の形態は、車両１の減速度に応じてロックアップ機構制御を実行してもよい。具体的には、本実施の形態は、車両１の減速度が大きいほど、ステップＳ２で求める車速閾値を大きくしてもよい。車両１の減速度が大きい場合には、ロックアップクラッチ２７を介して駆動輪からエンジンに大きな負荷がかかる。そのため、車両１の減速度に応じてロックアップクラッチ２７を解放する時期を変更することにより、エンジンストールが発生することを防止できる。

また、本実施の形態において、変速機として自動変速機３を適用した例について説明したが、車両１がロックアップ機構２６を有するトルクコンバータ１０を備えていれば、変速機として無段変速機などの他の変速機を適用してもよい。

また、本実施の形態において、車両１がオルタネータ回転速度センサ３４及びコンプレッサ回転速度センサ３６を有する構成について説明したが、ベルト６の滑りや撓みなどが無視できる程度であれば、オルタネータ回転速度センサ３４及びコンプレッサ回転速度センサ３６を省き、ＥＣＵ５が、オルタネータ７の回転速度及びエアコンコンプレッサ８の回転速度をエンジン回転速度センサ３１の検出値から求めるようにしてもよい。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ５のＲＯＭにエンジンフリクションマップ、オルタネータ負荷マップ、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷マップ及び車速閾値マップを格納した例について説明したが、ＥＣＵ５は、上述した各種センサ類の検出結果を基に、それぞれ固有の演算式にしたがって、エンジンフリクション、オルタネータ負荷、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷及び車速閾値を算出するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態については、本発明の第１の実施の形態との相違点について説明する。また、本実施の形態における構成要素のうち、本発明の第１の実施の形態と同様なものについては、同一の符号で示す。

なお、本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と同一なハードウェア構成によって実現することができるため、本実施の形態については、図１及び図２も参照しながら説明する。

本発明の第１の実施の形態においては、ＥＣＵ５は、車両１が惰性走行をしているときにエンジン２にかかっている負荷に応じた車速閾値よりも車速が低いことを条件にロックアップクラッチ２７を解放状態にするロックアップ機構制御を実行するものとして説明した。

これに対し、本実施の形態においては、ＥＣＵ５は、車両１が惰性走行をしているときにロックアップ機構２６に供給されている油圧が油圧閾値以上となったことを条件にロックアップクラッチ２７を解放状態にするようになっている。

本実施の形態において、ＥＣＵ５のＲＯＭには、エンジンフリクションマップ、オルタネータ負荷マップ、Ａ／Ｃコンプレッサ負荷マップ及び車速閾値マップに代えて、油圧閾値マップが格納されている。

油圧閾値マップは、ロックアップ機構２６に供給されている油圧の低下量に対して油圧閾値が対応付けられている。詳細には、油圧閾値マップは、ロックアップ機構２６に供給されている油圧の低下量が小さくなるに連れて、油圧閾値が高くなるように定められている。ＥＣＵ５は、油圧閾値マップを参照し、油圧センサ３８によって検出された油圧から油圧閾値を求めるようになっている。

以上のように構成された車両１によるロックアップ機構制御動作について図７を参照して説明する。図７に示すロックアップ機構制御動作は、車速センサ３０によって検出された車速から算出される車両１の減速度が所定値以上であることを条件に、繰り返し実行される。ここで、所定値は、予め実験的に定められた適合値である。

まず、ＥＣＵ５は、車両１が惰性走行をしているか否かを判断する（ステップＳ１１）。車両１が惰性走行をしていないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、ロックアップ機構制御動作を終了する。一方、車両１が惰性走行をしていると判断した場合には、ＥＣＵ５は、油圧閾値マップを参照して油圧閾値を求める（ステップＳ１２）。

次に、ＥＣＵ５は、油圧センサ３８によって検出された油圧が油圧閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。油圧センサ３８によって検出された油圧が油圧閾値以上でないと判断した場合には、ＥＣＵ５は、ロックアップ機構制御動作を終了する。

一方、油圧センサ３８によって検出された油圧が油圧閾値以上であると判断した場合には、ＥＣＵ５は、ロックアップ機構２６を解放状態にするように油圧回路４を制御し（ステップＳ１４）、ロックアップ機構制御動作を終了する。

以上のように、本実施の形態は、車両１が惰性走行をしているときにロックアップ機構２６に供給されている油圧が油圧閾値以上となったことを条件にロックアップ機構２６を解放状態にすることにより、ロックアップ機構２６に供給されている油圧の増圧の遅れによるエンジンストールを防止することができる。

また、本実施の形態は、ロックアップ機構２６に供給されている油圧の低下量が小さくなるに連れて、油圧閾値を高くするため、ロックアップクラッチ２７の締結度が高くなるに連れて、ロックアップクラッチ２７を解放状態にしやすくする。

したがって、本実施の形態は、ロックアップ機構２６に供給されている油圧の増圧の遅れによって、ロックアップクラッチ２７の解放が間に合わずに起こるエンジンストールを防止することができる。

なお、本実施の形態において、ＥＣＵ５のＲＯＭに油圧閾値マップを格納した例について説明したが、ＥＣＵ５は、上述した各種センサ類の検出結果を基に、固有の演算式にしたがって、油圧閾値を算出するようにしてもよい。

また、本実施の形態は、車両１の減速度に応じて、ロックアップ機構制御を実行してロックアップクラッチ２７を解放してもよい。具体的には、本実施の形態は、車両１の減速度が大きいほど、ステップＳ１２で求める油圧閾値を大きい値に変更するようにしてもよい。このように、車両１の減速度に応じてロックアップクラッチ２７を解放する時期を変更することにより、エンジンストールが発生することを防止できる。

以上、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が特許請求の範囲に記載された請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
３ 自動変速機（変速機）
７ オルタネータ（動力変換装置）
８ エアコンコンプレッサ（動力変換装置）
２６ ロックアップ機構

Claims (6)

1. ロックアップ機構を有する変速機を備えた車両であって、
   前記車両が惰性走行をしているときにエンジンにかかっている負荷に応じた車速閾値よりも車速が低いことを条件に前記ロックアップ機構を解放状態にするロックアップ機構制御を実行する車両。
2. 前記エンジンにかかっている負荷が高くなるに連れて前記車速閾値を高くする請求項１に記載の車両。
3. 前記エンジンの駆動力から補機を駆動するための動力に変換する動力変換装置を更に備え、
   前記動力変換装置の負荷とエンジンフリクションとから前記エンジンにかかっている負荷を求める請求項１又は請求項２に記載の車両。
4. ロックアップ機構を有する変速機を備えた車両であって、
   前記車両が惰性走行をしているときに前記ロックアップ機構に供給されている油圧が油圧閾値以上となったことを条件に前記ロックアップ機構を解放状態にするロックアップ機構制御を実行する車両。
5. 前記ロックアップ機構に供給されている油圧の低下量が小さくなるに連れて、前記油圧閾値を高くする請求項４に記載の車両。
6. 前記車両の減速度に応じて、前記ロックアップ機構制御を実行する請求項１ないし請求項５のいずれか１つの請求項に記載の車両。
   

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