JP2018112169A - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンの出力軸の回転数の条件と自動変速機の入力軸の回転数の条件とに基づいて休筒実行可否を判断し、休筒制御を行うこと。
【解決手段】本発明の制御装置は、エンジンの出力軸の回転数が下限のエンジン回転数を超え、かつ、入力軸の回転数が下限入力軸回転数を超えている場合に、自動変速機の変速段に対応する休筒制御テーブルの参照により設定した休筒上限エンジントルクに基づいて、複数気筒のうち一部の気筒の運転を停止して運転気筒数を低減した休筒制御を実行する。
【選択図】図7

Description

本発明は内燃機関および自動変速機を制御する制御装置に関する。
特許文献1には、タ−ビン回転数が所定回転数にまで低下すると、4気筒の燃料カット制御を2気筒の燃料カットに切換える構成が開示されている。
特開平5−1582号公報
特許文献1により開示される技術では、NV(ノイズ・アンド・バイブレーション)性能、すなわち、振動音および振動の減衰性能への影響が大きい自動変速機のメインシャフト回転の条件が考慮されていないため、本来、休筒を実行できる条件でも休筒実行不可の判定してしまい、燃費向上を制限する要因となっていた。
本発明の目的は、内燃機関の出力軸の回転数(エンジン回転数)の条件と自動変速機の入力軸の回転数の条件とに基づいて休筒実行可否を判断し、休筒制御を行うことが可能な制御装置を提供することにある。
本発明の一つの側面に係る制御装置は、複数気筒を有するエンジンを制御するエンジン制御手段と、前記エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを連結可能なロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた自動変速機を制御する変速機制御手段と、を有する制御装置であって、
前記エンジン制御手段は、
前記エンジンの出力軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段の検出結果に基づいて、前記エンジンの出力軸の回転数が下限のエンジン回転数を超えているか否かを判定するエンジン回転数判定手段と、
前記エンジンの出力軸の回転数と、前記自動変速機の入力軸の回転数とに基づいて定められる休筒上限エンジントルクを設定した休筒制御テーブルを、前記自動変速機の変速段ごとに記憶するエンジン記憶手段と、を備え、
前記変速機制御手段は、
前記自動変速機の入力軸の回転数を検出する入力軸回転数検出手段の検出結果に基づいて、前記入力軸の回転数が前記自動変速機の変速段に対応する下限入力軸回転数を超えているか否かを判定する入力軸回転数判定手段を備え、
前記エンジン制御手段は、
前記エンジンの出力軸の回転数が前記下限のエンジン回転数を超え、かつ、前記入力軸の回転数が前記下限入力軸回転数を超えている場合に、前記自動変速機の変速段に対応する前記休筒制御テーブルの参照により設定した休筒上限エンジントルクに基づいて、前記複数気筒のうち一部の気筒の運転を停止して運転気筒数を低減した休筒制御を実行することを特徴とする。
本発明によれば、エンジンの出力軸の回転数の条件と自動変速機の入力軸の回転数の条件とに基づいて休筒実行可否を判断し、休筒制御を行うことが可能になる。
本発明の一実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。 (A)は係合機構の係合表の例を示す図、(B)は遊星歯車機構のギヤレシオを示す図。 図1の自動変速機の速度線図。 (A)は制御装置の例を示すブロック図、(B)は油圧センサの配設例を示す図。 後進レンジ選択時の処理の概要説明図。 図4の制御装置の処理例を示すフローチャート。 休筒実行可否を判断する処理の流れを説明するフローチャート。 制御マップを例示する図。 エンジン回転数と休筒上限エンジントルクの設定値の関係を例示的に示す図。 エンジン回転数と入力軸回転数とに基づいて定められる上限のエンジントルクを設定した休筒制御テーブルを例示的に示す図。 (A)は、一定の入力軸回転数に対応して、休筒を許可する上限のエンジントルクの設定値を示す図、(B)は、下限入力軸回転数を超えた入力軸回転数に対応して、休筒を許可する上限のエンジントルクの設定値を示す図。
図1は本発明の一実施形態に係る自動変速機1のスケルトン図である。図1を参照して、自動変速機1は、その変速機ケースを構成するケーシング12内に回転自在に軸支された入力軸10と、ケーシング12に支持された支持部材12aに、入力軸10と同軸回りに回転自在に支持された出力部材11と、出力軸(カウンタ軸)13と、を備える。
入力軸10には、内燃機関EG(単にEGと呼ぶ場合がある)からの駆動力が入力され、該駆動力により入力軸10は回転する。入力軸10と内燃機関EGとの間には発進デバイスが設けられている。発進デバイスとしては、クラッチタイプの発進デバイス(単板クラッチや多板クラッチ等)や、流体継手タイプの発進デバイス(トルクコンバータ等)を挙げることができるが、本実施形態では、トルクコンバータTCを設けている。したがって、内燃機関EGの駆動力はトルクコンバータTCを介して入力軸10に入力される。内燃機関EGは、例えば、筒内噴射型の複数気筒を有するエンジンとして構成されている。内燃機関EGのシリンダヘッドには、気筒毎に、図示しない点火プラグ及び電磁式の燃料噴射弁(燃料供給部)が取り付けられており、燃料ポンプから供給された高圧燃料が燃料噴射弁から各気筒の燃焼室内に噴射される。
出力部材11は、入力軸10と同心のギヤを備え、出力軸13はこのギヤに噛み合うギヤを備える。入力軸10の回転は以下に述べる変速機構により変速されて出力軸13に伝達される。出力軸13の回転(駆動力)は、例えば、不図示の差動歯車装置を介して駆動輪に伝達されることになる。
自動変速機1は変速機構として、遊星歯車機構P1乃至P4と、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1を備える。本実施形態の場合、遊星歯車機構P1乃至P4はいずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車機構P1乃至P4によって、入力軸10から出力部材11に駆動力を伝達する。遊星歯車機構P1乃至P4は、駆動力の伝達経路を複数経路形成可能である。そして、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1によって遊星歯車機構P1乃至P4における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立する。
遊星歯車機構P1乃至P4は、サンギヤS1乃至S4と、リングギヤR1乃至R4と、ピニオンギヤを支持するキャリアCr1乃至Cr4と、を回転要素(合計で12個)として備え、入力軸10と同軸上に配設されている。
後述する図3の速度線図におけるギヤレシオに対応する間隔での並び順で順序付けを行うと、遊星歯車機構P1のサンギヤS1、キャリアCr1、リングギヤR1を、この順に、第1の回転要素、第2の回転要素、第3の回転要素、と呼ぶことができる。
同様に、遊星歯車機構P2のリングギヤR2、キャリアCr2、サンギヤS2を、この順に、第4の回転要素、第5の回転要素、第6の回転要素、と呼ぶことができる。
同様に、遊星歯車機構P3のサンギヤS3、キャリアCr3、リングギヤR3を、この順に、第7の回転要素、第8の回転要素、第9の回転要素、と呼ぶことができる。同様に、遊星歯車機構P4のリングギヤR4、キャリアCr4、サンギヤS4を、この順に、第10の回転要素、第11の回転要素、第12の回転要素、と呼ぶことができる。
係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1は、クラッチ又はブレーキとして機能する。クラッチは、自動変速機1が備える回転要素間の断続を行う。ブレーキは、自動変速機1が備える回転要素と、ケーシング12との間の断続を行う。自動変速機1が備える回転要素とは、入力軸10、遊星歯車機構P1乃至P4のサンギヤ、リングギヤ、キャリアを含む。
本実施形態の場合、係合機構C1〜C3はクラッチであり、係合機構B1〜B3及びF1はブレーキである。したがって、係合機構C1〜C3をクラッチC1〜C3と呼び、係合機構B1〜B3及びF1をブレーキB1〜B3及びF1と呼ぶ場合がある。係合機構C1〜C3及びB1〜B3を係合状態(締結状態)と解除状態とで切り換えることで、また、係合機構F1の状態を切り替えることで、入力軸10から出力部材11への駆動力の伝達経路が切り替えられ、複数の変速段が実現される。
本実施形態の場合、係合機構C1〜C3及びB1〜B3は、いずれも油圧式摩擦係合機構を想定している。油圧式摩擦係合機構としては、乾式又は湿式の単板クラッチ、乾式又は湿式の多板クラッチ等が挙げられる。
係合機構F1は、所定の回転要素(ここでは互いに連結されているキャリアCr1及びCr2)とケーシング12との間に設けられている。係合機構F1は、所定の回転要素(キャリアCr1及びCr2)の一方向の回転のみ規制し逆方向の回転を許容する一方向回転許容状態(OWCと呼ぶ場合がある)と、その双方向の回転を規制する回転阻止状態(TWCと呼ぶ場合がある)と、に切り替え可能である。
一方向回転許容状態とは、いわゆるワンウェイクラッチと同じ機能となる状態であり、回転方向の一方では駆動伝達し、逆方向では空転させる状態である。本実施形態の場合、係合機構F1はブレーキとして機能するので、係合機構F1が一方向回転許容状態の場合、所定の回転要素(キャリアCr1及びCr2)の一方向の回転のみ許容される状態となる。回転阻止状態とは、回転方向の双方向で駆動伝達する状態である。本実施形態の場合、係合機構F1はブレーキとして機能するので、係合機構F1が回転阻止状態の場合、所定の回転要素(キャリアCr1及びCr2)は双方向の回転が阻止される。
係合機構F1の構造例は後述するが、例えば、公知のツーウェイクラッチを採用可能である。公知のツーウェイクラッチとしては、対応する油圧アクチュエータ又は電磁アクチュエータの駆動制御により、一方向回転許容状態、回転阻止状態、及び、双方向回転許容状態に切り替えることが可能なものがある。また、公知のツーウェイクラッチとして、一方向回転許容状態は更に、正方向の回転許容状態と逆方向の回転許容状態とに切り替え可能なものがある。本実施形態では、一方向回転許容状態と回転阻止状態とに切り替えられれば足り、かつ、一方向回転許容状態は片側の回転方向の許容状態のみ利用できれば足りる。しかし、双方向回転許容状態等、他の状態を選択できるツーウェイクラッチを採用しても構わない。
次に、各構成間の連結関係について図1を参照して説明する。遊星歯車機構P3のサンギヤS3は、入力軸10に連結されている。リングギヤR3は遊星歯車機構P2のサンギヤS2に連結されている。キャリアCr3は遊星歯車機構P1のリングギヤR1及び遊星歯車機構P4のキャリアCr4に連結されている。遊星歯車機構P2のキャリアCr2は遊星歯車機構P1のキャリアCr1に連結されている。リングギヤR2は出力部材11に連結されている。したがって、遊星歯車機構P2は入力された回転駆動を出力軸13に伝達を行う遊星歯車機構である。
クラッチC1は、その係合状態において入力軸10と遊星歯車機構P1のキャリアCr1及びこれに連結されるキャリアCr2とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。なお、解放状態のことを係合解除状態と呼ぶ場合がある。クラッチC2は、その係合状態において遊星歯車機構P3のリングギヤR3と遊星歯車機構P4のサンギヤS4とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。クラッチC3は、その係合状態において入力軸10と遊星歯車機構P4のリングギヤR4とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。
ブレーキB1は、その係合状態においてケーシング12と遊星歯車機構P1のサンギヤS1とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。ブレーキB2は、その係合状態においてケーシング12と遊星歯車機構P4のサンギヤS4とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。ブレーキB3は、その係合状態においてケーシング12と遊星歯車機構P4のリングギヤR4とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。
係合機構F1は、既に述べたとおり、一方向回転許容状態の場合に、遊星歯車機構P2のキャリアCr2(及びこれに連結されるキャリアCr1)の一方向の回転のみ規制し、回転阻止状態の場合に、遊星歯車機構P2のキャリアCr2(及びこれに連結されるキャリアCr1)をケーシング12に固定された状態とする。
次に、図2(A)は自動変速機1が備える係合機構の係合組合せを示す係合表(締結表)、図2(B)は自動変速機1が備える遊星歯車機構のギヤレシオ、図3は自動変速機1の速度線図である。図2(A)の「ギヤレシオ」は入力軸10−出力部材11間のギヤレシオを示す。
本実施形態の場合、前進10段(1st〜10th)、後進1段(RVS)を確立可能である。”P/N”は、非走行レンジを示しており、”P”がパーキングレンジ、”N”がニュートラルレンジである。”RPM”は後述するRVS準備処理における係合組合せを示しており、この処理において係合機構F1は一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替えられる。
図2(A)の係合表の例において、「○」は係合状態であることを示し、無印は解放状態であることを示す。なお、変速段の確立に必須ではないが、隣接する前後の変速段への移行をスムーズにするために、係合状態としている係合機構が含まれている。例えば、一速段(1st)の場合、ブレーキB2の係合は必須ではないが、後進段(RVS)や二速段(2nd)へ移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構を少なくする目的で、係合状態としている。同様に、五速段(5th)の場合、クラッチC3の係合は必須ではないが、四速段(4th)や六速段(6th)への移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構を少なくする目的で、係合状態としている。
係合機構F1については、「○」は回転阻止状態であることを示し、「△」は一方向回転許容状態であることを示す。一速段(1st)の場合、係合機構F1は回転阻止状態と一方向回転許容状態のいずれの状態でもよいが、回転阻止状態の場合、エンジンブレーキが有効化される。一速段においては係合機構F1が一方向回転許容状態で、ブレーキB3の係合、解放により、エンジンブレーキの有効化と無効化とを切り替えられる。図2(A)において、一速段(1st)におけるブレーキB3の”(○)”は、このことを示している。
一速段(1st)の場合に係合機構F1をどちらの状態とするかのアルゴリズムは適宜設計できるが、本実施形態では、一速段(1st)に移行する前の状態を継承するものとする。例えば、後進段(RVS)から一速段(1st)に移行する場合、一速段(1st)は回転阻止状態のままとする。ただし、車速が所定速度よりも高くなった場合等は、一方向回転許容状態に切り替える。同様に、他の前進段(2nd〜10th)から一速段(1st)に移行する場合、一速段(1st)は一方向回転許容状態のままとする。
非走行レンジ(P/N)においても、係合機構F1の状態は回転阻止状態と一方向回転許容状態のいずれの状態でもよい。本実施形態の場合、一速段(1st)と同様に、非走行レンジ(P/N)に移行する前の状態を継承するものとする。二速段(2nd)から十速段(10th)において、係合機構F1は一方向回転許容状態とされるが、自動変速機1の構成上、空転状態となる。このため、係合機構F1の状態を”(△)”と表示している。
図3の速度線図は、入力軸10への入力に対する各要素の、各変速段における回転速度比を示している。縦軸は速度比を示し、「1」が入力軸10と同回転数であることを示し、「0」は停止状態であることを示す。横軸は遊星歯車機構P1〜P4の回転要素間のギヤレシオに基づいている。λはキャリアCrとサンギヤSとのギヤレシオを示している。なお、図3において、出力軸13に対応する要素は図示を省略している。
<制御装置>
図4は制御装置300の構成を示すブロック図である。制御装置300は、変速機ECU100およびエンジンECU200を有しており、内燃機関EGおよび自動変速機1を制御する。エンジンECU200は複数気筒を有する内燃機関EGを制御することが可能である。また、変速機ECU100は、内燃機関EGの出力軸2(エンジン出力軸)と自動変速機1の入力軸10とを連結可能なロックアップクラッチLCを有するトルクコンバータTCを備えた自動変速機1を制御することが可能である。変速機ECU100はエンジンECU200から内燃機関EGや車両の各種情報を受信することができる。また、変速機ECU100は、自動変速機1の情報をエンジンECU200に送信することもできる。
エンジンECU200は、CPU等の処理部201と、RAM、ROM等の記憶部202(エンジン記憶部)と、外部デバイスや変速機ECU100と処理部201との間で通信を行うための接続部として機能するIF部203と、を備える。IF部203は例えば通信インタフェースや入出力インタフェース等から構成される。エンジンECU200の処理部201は記憶部202(エンジン記憶部)に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ110の検出結果に基づいて、内燃機関EGにおける運転状態(動作状態)を判定し、内燃機関EGを制御する。エンジンECU200の処理部201は、内燃機関EG(多気筒エンジン)における運転状態(動作状態)に基づいて、複数気筒のうち運転気筒数を減らす休筒制御を行うことが可能である。
内燃機関EGの回転出力はエンジン出力軸2に出力される。このエンジン出力軸2の回転はトルクコンバータTCを介して自動変速機1の入力軸10に伝達される。トルクコンバータTCは流体(作動油)を介してエンジン出力軸2の回転トルクを自動変速機1の入力軸10に伝達を行うものである。
ロックアップクラッチLCは、変速機ECU100の指令に基づく油圧制御により、ポンプ翼車33とタービン翼車32とを接続するロックアップ制御を行う。ロックアップクラッチLCの開放状態、すなわち、ポンプ翼車33とタービン翼車32とが接続されていない状態では、ポンプ翼車33とタービン翼車32の相対回転が許容される。この状態において、エンジン出力軸2の回転トルクがポンプ翼車33に伝達されると、トルクコンバータTC内を満たしている作動油は、ポンプ翼車33の回転により、ポンプ翼車33からタービン翼車32へと循環する。これにより、ポンプ翼車33の回転トルクがタービン翼車32に伝達され、入力軸10を駆動する。一方、ロックアップクラッチの係合状態では、ポンプ翼車33とタービン翼車32との相対回転が拘束された状態となり、エンジン出力軸2の回転トルクが自動変速機1の入力軸10に直接伝達される。
変速機ECU100は、CPU等の処理部101と、RAM、ROM等の記憶部102(変速機記憶部)と、外部デバイスやエンジンECUと処理部101との間で通信を行うための接続部として機能するIF部103と、を備える。IF部103は例えば通信インタフェースや入出力インタフェース等から構成される。
処理部101は記憶部102に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ110の検出結果に基づいて、各種のアクチュエータ120を制御する。
各種のセンサ110には、自動変速機1に設けられる各種のセンサが含まれるが、図4では以下のセンサを例示している。エンジン回転数センサ111は内燃機関EGからトルクコンバータTCへ入力される回転数、つまり内燃機関EGの出力軸2(エンジン出力軸)の回転数(回転速度)を検出するセンサである。入力軸回転数センサ112は入力軸10の回転数(回転速度)を検出するセンサである。トルクコンバータTCのスリップ率:ETRは以下の式で算出される。
ETR(%)=(入力軸回転数センサ112の検出回転数)/(エンジン回転数センサ111の検出回転数)×100
出力回転数センサ113は出力軸13の回転数(回転速度)を検出するセンサである。
SPセンサ(シフトポジションセンサ)114は運転者が選択したシフトポジションを検出するセンサである。本実施形態の場合、シフトポジションとして、Pレンジ(パーキングレンジ)、Dレンジ(前進レンジ)、Nレンジ(ニュートラルレンジ)、Rレンジ(後進レンジ)の4種類を想定している。Dレンジが選択された場合、処理部101は記憶部102(変速機記憶部)に記憶された変速マップにしたがって一速段(1st)から十速段(10th)のいずれかを選択して変速を行うことが可能である。Rレンジが選択された場合、処理部101は後進段を選択する。
油圧センサ115には、係合機構C1〜C3、B1〜B3の各作動油の油圧を検出するセンサが含まれる。車速センサ116は、自動変速機1が搭載される車両の走行速度を検出する。
各種のアクチュエータ120には、自動変速機1に設けられる各種のアクチュエータが含まれる。例えば、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1の動作状態を切り替える電磁ソレノイド等の電磁アクチュエータが含まれる。こうして、処理部101は各種のアクチュエータ120を制御する。
図4(B)は油圧センサ115の配設例を示す。油圧センサ115は、例えば、係合機構C1〜C3、B1〜B3毎に設けることができる。これにより各係合機構の作動油の油圧を検出することができる。なお、油圧センサ115は必ずしも各係合機構に設ける必要があるわけではない。
各係合機構には、作動油を供給する電磁弁LSが割り当てられており、作動油の供給ラインLを電磁弁LSで開放又は遮断することで、係合機構の係合、解放を切り替えることができる。油圧センサ115は電磁弁LSから係合機構に供給される作動油が供給されるように設けられ、油圧センサ115の検出結果は係合機構に供給される作動油の油圧を示すことになる。供給ラインLには内燃機関EGにより駆動されるオイルポンプ117により作動油が圧送される。
<係合機構F1の切替制御>
本実施形態の場合、後進段では係合機構F1が回転阻止状態である。前進段や非走行レンジから後進段に切り替える際、係合機構F1を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える場合がある。この時、異音の発生や振動低減のため、係合機構F1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転数が0であることが好ましい。換言するとキャリアCr2の回転数が0であることが好ましい。
そこで、キャリアCr2の回転数が0となる係合機構の組み合わせを経由させる。本実施形態の場合、キャリアCr2の回転数を直接計測するセンサはないことから、キャリアCr2と入力軸10とを連結状態とし、入力軸回転数センサ112の検出結果等からキャリアCr2の回転数が0であることを確認する。その後、係合機構F1を回転阻止状態に切り替える。
図5は、変速段を前進一速段から後進段に切り替える際の係合機構の係合組合せを示す。変速段が前進一速段にある場合、図2(A)に示したようにブレーキB1、B2が係合状態にある。係合機構F1は一方向回転許容状態にある場合を想定する。まず、図5の段階1に示すように、ブレーキB1、B2を解放状態に制御する。ブレーキB1、B2の解放が完了すると、次の段階2に移行する。段階2では、クラッチC1、C3及びブレーキB3を係合する。リングギヤR2及び出力軸13は回転自在であり、駆動輪は自由回転可能になる。よって車両が不測の挙動を示す事態を回避できる。
図3の速度線図から明らかなように、クラッチC3及びブレーキB3を係合することで、入力軸10はケーシング12に固定された状態となる。クラッチC1を係合することでキャリアCr2が入力軸10に連結された状態となる。
なお、本実施形態では、段階1の次に段階2を行う構成としたが、段階1と段階2とを同時に行ってもよい。具体的には、ブレーキB1、B2を解放状態にする制御を行いながら、クラッチC1、C3及びブレーキB3を係合する制御を行ってもよい。このようにすることで、変速段を後進段に切り替える際の応答性を向上することができる。
次に、所定の条件が成立すると、次の段階3に移行する。所定の条件は、キャリアCr2の回転数が0であることが確認される条件である。基本的には、クラッチC1の係合完了と、エンジン回転数センサ111の検出結果<所定値(例えば0とみなせる値)である。クラッチC1の係合完了は、例えば、油圧センサ115の検出結果が所定油圧を示す場合や、クラッチC1用の電磁弁LSに対する制御量が規定値に達した場合等に係合が完了したと判定することができる。他の係合機構の係合完了についても、同様の判定手法を採用することができる。
段階3では、係合機構F1を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える。係合機構F1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転が0であるため、異音や振動が発生することを回避できる。係合機構F1の切り替えが完了すると、段階4に進む。段階4では、クラッチC1、ブレーキB3を解除し、ブレーキB2を係合する。以上により、後進段の組み合わせが成立する(図2(A))。
段階2及び3の処理をRVS準備処理と呼び、段階4の処理をRVSインギヤ処理と呼ぶ場合がある。制御上、段階1が完了した段階で変速段の制御状態としてRVS準備モードを設定し、RVS準備モードが設定されるとRVS準備処理を行う。また、段階3が完了した段階で変速段の制御状態としてRVSインギヤモードを設定し、RVSインギヤモードが設定されるとRVSインギヤ処理を行う。このようなモード設定は例えば記憶部102にモード情報の記憶領域を設けて管理する。図5の制御内容に関する処理部101が実行する処理例を図6(A)及び図6(B)を参照して説明する。
図6(A)を参照する。S11では、係合機構F1を一方向回転許容状態から回転阻止状態へ切り替える条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、係合機構F1が一方向回転許容状態の場合であって、SPセンサ114により運転者がシフトレンジを他のレンジから後進レンジに切り替えたことが検出された場合、この条件が成立したと判定する。該当する場合はS12へ進み、該当しない場合はS14へ進む。
S12では、図5の段階1で説明したように、係合状態の係合機構(例えばブレーキB1、B2)を解除する。S13では制御モードとして、RVS準備モードを設定する。その後、S15へ進む。
S14ではRVS準備モードを設定中か否かを判定する。該当する場合、S15へ進み、該当しない場合はS16へ進む。S15ではRVS準備処理を行う。詳細は後述する。S16では他の処理を行って一単位の処理を終了する。
図6(B)を参照する。同図はS15のRVS準備処理を示すフローチャートである。S21では自動変速機1の駆動源のトルク制限を実行する。例えば、係合機構等の必要油圧が確保される範囲で内燃機関EGの出力を減少させる。
S22では係合機構F1の、回転阻止状態への切り替えが完了したか否かを判定する。該当する場合はS26へ進み、該当しない場合はS23へ進む。
S23では図5の段階2説明したように、クラッチC1、C3及びブレーキB3を係合する制御を開始する。クラッチC1、C3及びブレーキB3の係合は、これらの電磁弁LSに対する制御量を段階的に増加させることにより行うことができ、S23の工程が複数回繰り返されることにより、係合が完了することになる。
S24では、図5の段階2で説明したように、クラッチC1の係合が完了し、かつ、入力軸10の回転数=0か否かを判定する。これらの条件を全て満たす場合はS25へ進み、満たさない場合は一単位の処理を終了する。
S25では、図5の段階3で説明したように、係合機構F1の状態を回転阻止状態に切り替える。係合機構F1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転数が0の状態で切り替えられるため、異音や振動の発生を防止し、また、係合機構F1の破損を回避できる。
S26では、RVS準備モードの設定を解除する。S27ではRVSインギヤモードを設定する。この設定により、別ルーチン(例えば図6(A)のS16)で、図5の段階4で説明したように、クラッチC1及びブレーキB3を解除し、ブレーキB2を係合する処理が行われる。以上により、処理が終了する。
<休筒制御>
本実施形態の休筒制御について説明する。図7は、休筒実行可否を判断する処理の流れを説明するフローチャートである。
S100において、エンジン回転数センサ111は内燃機関EGの回転数(エンジン回転数)を検出し、エンジントルクセンサ222は内燃機関EGのトルクを検出し、冷却水温センサ223は冷却水温を検出する。各種センサ(111、222、223)により検出された検出結果は、エンジンECU200に入力される。
S110において、エンジンECU200の処理部201は、エンジン回転数センサ111の検出結果に基づいて、内燃機関EGの出力軸の回転数(エンジン回転数)が設定されている下限のエンジン回転数(下限エンジン回転数)を超えているか否かを判定する。S110の判定で、エンジン回転数センサ111により検出されたエンジン回転数が下限エンジン回転数以下の場合(S110−No)、エンジンECU200の処理部201は、エンジン回転数に関して、内燃機関EGの運転状態が休筒可能な運転状態でないと判定する。処理はS180に進められ、エンジンECU200の処理部201は休筒制御を実行しない(S180)。
一方、S110の判定で、エンジン回転数センサ111により検出されたエンジン回転数が下限エンジン回転数を超えている場合(S110−Yes)、エンジンECU200の処理部201は、エンジン回転数に関して、内燃機関EGの運転状態が休筒可能な運転状態であると判定して、処理はS120に進められる。
S120において、エンジンECU200は、冷却水温が設定温度以下のエンジン冷却状態である場合(S120−No)、エンジン始動後の暖気状態でないと判定する。この場合、処理はS180に進められ、エンジンECU200の処理部201は休筒制御を実行しない。一方、冷却水温センサ223の検出結果に基づいて、冷却水温が設定温度を超えている場合(S120−Yes)、エンジンECU200の処理部201は、内燃機関EGが暖気状態であると判定し、処理をS130に進める。尚、エンジンECU200の処理部201は、S110の判定で、エンジン回転数センサ111により検出されたエンジン回転数が下限エンジン回転数を超えている場合(S110−Yes)、S120の判定を行わずに処理をS130に進めることも可能である。
次に、S130において、入力軸回転数センサ112は自動変速機1の入力軸10の回転数(回転速度)を検出する。入力軸回転数センサ112の検出結果は自動変速機1の変速機ECU100に入力される。
S140において、変速機ECU100の処理部101は、自動変速機1の変速段毎に設定した下限入力軸回転数を取得する。ここで、下限入力軸回転数は、自動変速機1の各変速段に対応した駆動力の伝達経路におけるNV(ノイズ・アンド・バイブレーション)性能、すなわち、振動音および振動の減衰性能の変化に基づいて設定された回転数である。
トルクコンバータTCから入力軸10に入力される駆動力は、自動変速機1の変速段毎に構成される駆動力伝達経路を介して出力軸13に伝達される。変速段毎に構成される駆動力伝達経路において、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1の動作状態に応じて、自動変速機1のイナーシャが変化し得る。イナーシャが大きくなるに従い、内燃機関EGからの振動音および振動を減衰させることができる減衰力が大きくなる。自動変速機1を構成する複数の係合機構(例えばC1-C3,B1‐B3,F1)を切り替えることにより複数の遊星歯車機構(例えばP1‐P4)における駆動力の伝達経路を切り替えて、複数の変速段を確立する場合、各変速段においてイナーシャは変わり、振動音および振動を減衰させる減衰力(減衰性能)も変速段毎に異なる。
各変速段の駆動力伝達経路における自動変速機1の減衰力(減衰性能)の変化(例えば、自動変速機1のイナーシャやフリクション等の変化)に基づいて設定され、エンジンからの振動音および振動を減衰させる所定の減衰力(減衰性能)を得るための下限入力軸回転数を制御マップ121に設定しておく。
図8は制御マップ121を例示する図である。例えば、記憶部102(変速機記憶部)には、各変速段と、各変速段における自動変速機1のメインシャフト(入力軸10)の下限入力軸回転数とを対応付けた制御マップ121が記憶されている。例えば、五速段(5th)の下限入力軸回転数としてNM5が対応付けられており、十速段(10th)の下限入力軸回転数としてNM10が対応付けられている。変速機ECU100の処理部101は、記憶部102(変速機記憶部)の制御マップ121を参照して、自動変速機1において選択されている変速段に対応付けられているメインシャフト(入力軸10)の下限入力軸回転数を制御マップ121から取得する。
変速機ECU100の処理部101は記憶部102(変速機記憶部)に記憶されている変速マップにしたがって一速段(1st)から十速段(10th)のいずれかを選択して変速を行うことが可能あり、選択されている変速段に対応するメインシャフトの下限入力軸回転数を制御マップ121から取得する。
また、記憶部102(変速機記憶部)には、変速段毎に構成される駆動力伝達経路のうち、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1の動作状態に応じて、振動音および振動を減衰させる減衰力(減衰性能)が基準値より低くなる所定の変速段の情報を予め記憶しておくことが可能である。
尚、所定の変速段は、一つの変速段の情報に限定されず、複数の変速段の情報を記憶部102に記憶しておくことが可能である。変速機ECU100の処理部101は、記憶部102に記憶されている所定の変速段の情報を、休筒制御の例外処理に使用することが可能である。
S145において、変速機ECU100の処理部101は、選択されている変速段が減衰性能の低い所定の変速段であるか否かを判定する。選択されている変速段が所定の変速段である場合(S145−Yes)、処理はS180に進められる。自動変速機1において選択可能な複数の変速段のうち、減衰力が基準値より低くなる所定の変速段の情報が記憶部102(変速機記憶部)に記憶されている場合に、変速機ECU100は、自動変速機1の変速段が所定の変速段であるか否か判定する。エンジンECU200の処理部201は、変速機ECU100の判定結果により自動変速機の変速段が所定の変速段である場合に、休筒制御の実行を禁止する。すなわち、エンジンECU200の処理部201は、休筒制御を実行しない(S180)。
一方、S145の判定で、選択されている変速段が所定の変速段でない場合(S145−No)、変速機ECU100の処理部101は処理をS150に進める。尚、減衰性能の低い所定の変速段の情報が記憶部102に設定されていない場合、S145の例外処理を行わないものとして、変速機ECU100は処理をS150に進める。
S150において、変速機ECU100の処理部101は、入力軸回転数センサ112(回転数検出部)により検出された入力軸の回転数と、制御マップ121から取得した入力軸の下限入力軸回転数との比較に基づいて、入力軸の回転数が下限入力軸回転数を超えているか否かを判定する。S150の判定で、入力軸回転数センサ112(回転数検出部)により検出された入力軸の回転数が下限入力軸回転数以下の場合(S150−No)、処理はS180に進められる。先に説明したS110の判定で、エンジン回転数が下限エンジン回転数を超えており、エンジン回転数に関して、内燃機関EGの運転状態が休筒可能な運転状態であっても、実際に検出される入力軸の回転数が下限入力軸回転数を超えていない場合、変速機ECU100の処理部101は、変速機1の動作状態が休筒可能な動作状態でないと判定して、処理はS180に進められる。
S150の判定結果(S150−No)は変速機ECU100からエンジンECU200に送信される。S180において、エンジンECU200の処理部201は、変速機ECU100から送信された判定結果に基づいて、変速機1の動作状態が休筒可能な動作状態でないと判定し、エンジンECU200の処理部201は休筒制御を実行しない(S180)。
一方、S150の判定で、入力軸の回転数が下限入力軸回転数を超えている場合(S150−Yes)、変速機ECU100は、変速機1の動作状態が休筒可能な動作状態であると判定し、処理はS160に進められる。S160において、S150の判定結果(S150−Yes)は変速機ECU100からエンジンECU200に送信される。エンジンECU200の処理部201は、S110におけるエンジン回転数の判定結果(エンジン回転数>下限エンジン回転数)と、変速機ECU100から送信された入力軸回転数の判定結果(入力軸回転数>下限入力軸回転数)とに基づいて、休筒を許可する上限のエンジントルクを設定する。そして、エンジンECU200の処理部201は、設定した上限のエンジントルクの範囲を休筒可能な運転領域として、本実施形態の休筒制御を実行する(S160)。エンジンECU200は、エンジンの出力軸の回転数が下限のエンジン回転数を超え(S110−Yes)、かつ、入力軸の回転数が下限入力軸回転数を超えている場合に(S150−Yes)、自動変速機の変速段に対応する休筒制御テーブル(図10の122)の参照により設定した休筒上限エンジントルクに基づいて、複数気筒のうち一部の気筒の運転を停止して運転気筒数を低減した休筒制御を実行する。
エンジンECU200の記憶部202(エンジン記憶部)は、エンジンの出力軸の回転数と、自動変速機の入力軸の回転数とに基づいて定められる休筒上限エンジントルクを設定した休筒制御テーブルを、自動変速機1の変速段(一速段(1st)から十速段(10th))ごとに記憶する。
図10は、エンジンの出力軸の回転数(エンジン回転数:NE)と自動変速機の入力軸の回転数(入力軸回転数:NM)とに基づいて定められる上限のエンジントルク(休筒上限エンジントルク)を設定した休筒制御テーブル122を例示的に示す図であり、休筒制御テーブル122は、変速段ごとに、エンジンECU200の記憶部202(エンジン記憶部)に予め記憶されている。図10において、回転数の大小関係は、N0<N1<N2<N3であり、休筒上限エンジントルクの大小関係は、T1<T2<T3<T4<T5<T6である。変速機1における変速段と、エンジン回転数(NE)と、入力軸回転数(NM)とが特定されれば、エンジンECU200の処理部201は、休筒制御テーブル122の参照により、休筒を許可する上限のエンジントルクを設定することが可能である。例えば、休筒制御テーブル122において、エンジン回転数(NE)がN2であり、変速機1の入力軸回転数(NM)がN1である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒制御テーブル122の参照により、休筒を許可する上限のエンジントルクT5を設定する。
図11(A)は、一定の入力軸回転数(図10のNM=N0)に対応して、休筒を許可する上限のエンジントルクの設定値を示す図である。入力軸回転数(NM=N0)は、休筒制御テーブル122における入力軸回転数のうち、最も低い入力軸回転数を示している。ロックアップクラッチLCの状態によって入力軸回転数は異なるため、例えば、入力軸回転数の判定結果(入力軸回転数>下限入力軸回転数)を考慮しない場合における休筒を許可する上限のエンジントルクは、最も低い入力軸回転数(N0)と、エンジン回転数(NE:N1、N2、N3)とに基づいて、エンジントルク(T1、T2、T3)が設定される。
例えば、入力軸回転数をNM=N0(一定値)とし、エンジン回転数(NE)がN1である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT1として設定する(図11(A))。更に、エンジン回転数(NE)がN2である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT2として設定し(図11(A))、エンジン回転数(NE)がN3である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT3として設定する(図11(A))。
図11(B)は、下限入力軸回転数を超えた入力軸回転数(図10のNM=N1、N2)に対応して、休筒を許可する上限のエンジントルクの設定値を示す図である。
図10において、エンジン回転数(NE)がN1であり、入力軸回転数(NM)がN1である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT4として設定する(図11(B))。また、エンジン回転数(NE)がN2であり、入力軸回転数(NM)がN1またはN2である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT5として設定する(図11(B))。更に、エンジン回転数(NE)がN3であり、入力軸回転数(NM)がN1またはN2である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT6として設定する(図11(B))。
図9は、エンジン回転数と休筒上限エンジントルクの設定値の関係を例示的に示す図である。図9において、横軸はエンジン回転数であり、縦軸は休筒上限エンジントルクの設定値を示している。図9において、エンジン回転数がエンジン回転数下限(N1)以下の領域は、休筒制御が禁止となる休筒NG領域930である。休筒NG領域930において、エンジンECU200の処理部201は休筒制御を実行しない。
休筒許可領域910は、エンジン回転数下限(N1)を超えたエンジン回転数と、休筒制御テーブル122において一定の入力軸回転数(例えば、図10のNM=N0)と、により定められる領域である。例えば、エンジン回転数(NE)がN1であり、一定の入力軸回転数(NM)がN0である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT1として設定し、設定したエンジントルクT1を超えない範囲でエンジンECU200は休筒を許可する。図9に示すように、エンジン回転数の増加に応じて、休筒許可領域910における休筒上限エンジントルクの設定値も増加する。
休筒許可追加領域920は、エンジン回転数下限(N1)を超えたエンジン回転数と、休筒制御テーブル122において、下限入力軸回転数を超えた入力軸回転数(例えば、図10のNM=N1、N2)と、により定められる領域である。例えば、エンジン回転数(NE)がN1であり、入力軸回転数(NM)がN1である場合、エンジンECU200の処理部201は、休筒を許可する上限のエンジントルクをT4として設定し、設定したエンジントルクT4を超えない範囲でエンジンECU200の処理部201は休筒を許可する。図9に示すように、エンジン回転数の増加に応じて、休筒許可追加領域920における休筒上限エンジントルクの設定値も増加する。
一定の入力軸回転数に対応して、休筒許可領域910の範囲で休筒を許可する休筒制御に比べて、本実施形態の休筒制御によれば、下限入力軸回転数を超えた入力軸回転数と、エンジン回転数とに応じて休筒を許可する上限のエンジントルクを設定することにより、休筒許可領域910に比べて、より広い領域である休筒許可追加領域920で休筒を許可することが可能になる。
S170において、エンジンECU200の処理部201は、S160の休筒制御の実行により、複数気筒のうち一部の気筒の運転を停止して運転気筒数を減らすように運転停止対象気筒の燃料噴射を停止させ、処理を終了する。
<実施形態のまとめ>
構成1.上記実施形態の制御装置(例えば300)は、複数気筒を有するエンジンを制御するエンジン制御手段(例えば200)と、前記エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを連結可能なロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた自動変速機を制御する変速機制御手段(例えば100)と、を有する制御装置であって、
前記エンジン制御手段(例えば200、201)は、
前記エンジンの出力軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段の検出結果に基づいて、前記エンジンの出力軸の回転数が下限のエンジン回転数を超えているか否かを判定するエンジン回転数判定手段(例えばS110)と、
前記エンジンの出力軸の回転数と、前記自動変速機の入力軸の回転数とに基づいて定められる休筒上限エンジントルクを設定した休筒制御テーブル(例えば122)を、前記自動変速機の変速段ごとに記憶するエンジン記憶手段(例えば202)と、を備え、
前記変速機制御手段(例えば100、101)は、
前記自動変速機の入力軸の回転数を検出する入力軸回転数検出手段の検出結果に基づいて、前記入力軸の回転数が前記自動変速機の変速段に対応する下限入力軸回転数を超えているか否かを判定する入力軸回転数判定手段(例えばS150)を備え、
前記エンジン制御手段(例えば200、201)は、
前記エンジンの出力軸の回転数が前記下限のエンジン回転数を超え(S110−Yes)、かつ、前記入力軸の回転数が前記下限入力軸回転数を超えている場合に(S150−Yes)、前記自動変速機の変速段に対応する前記休筒制御テーブル(例えば122)の参照により設定した休筒上限エンジントルクに基づいて、前記複数気筒のうち一部の気筒の運転を停止して運転気筒数を低減した休筒制御を実行する(例えばS160)ことを特徴とする。
構成1の実施形態によれば、内燃機関の出力軸の回転数(エンジン回転数)の条件と自動変速機の入力軸の回転数の条件とに基づいて休筒実行可否を判断し、休筒制御を行うことが可能になる。従来の休筒制御判定では、許可できない範囲を構成1の実施形態の休筒制御判定では許可できるようになるため、エンジンの更なる燃費向上を図ることが可能になる。
構成2.前記変速機制御手段は、前記自動変速機の各変速段と、各変速段における入力軸の下限入力軸回転数とを対応付けた制御マップ(例えば121)を記憶する変速機記憶手段(例えば102)を更に備え、
前記入力軸回転数判定手段は、
前記自動変速機において選択されている変速段に対応付けられている前記入力軸の下限入力軸回転数を前記制御マップから取得し、
前記検出された前記入力軸の回転数と前記制御マップから取得した前記入力軸の下限入力軸回転数との比較に基づいて前記判定を行う(例えばS150)。
構成3.前記下限入力軸回転数は、前記自動変速機の各変速段に対応した駆動力の伝達経路における前記自動変速機の減衰力(減衰性能)の変化(例えば、自動変速機1のイナーシャやフリクション等の変化)に基づいて設定され、前記エンジンからの振動音および振動を減衰させる所定の減衰力を得るための回転数である。
構成2、3の実施形態によれば、自動変速機の入力軸(メインシャフト)の回転の基準となる下限入力軸回転数を変速段毎に設定しておくことにより、選択されている自動変速機の変速段に応じて休筒可否を判定することが可能になる。
構成4.前記変速機記憶手段(例えば102)は、前記自動変速機において選択可能な複数の変速段のうち、前記減衰力が基準値より低くなる所定の変速段の情報を更に記憶し、
前記変速機制御手段(例えば100、101)は、前記自動変速機の変速段が前記所定の変速段であるか否か判定し(例えばS145)、
前記エンジン制御手段(例えば200、201)は、前記変速機制御手段の判定結果により前記自動変速機の変速段が前記所定の変速段である場合に、前記休筒制御の実行を禁止する(例えばS145−Yes、S180)。
構成4によれば、減衰力(減衰性能)が基準値より低くなる所定の変速段に対しては、例外処理として休筒制御を禁止することが可能になる。
P1〜P4:遊星歯車機構、C1〜C3、B1〜B3、F1:係合機構
1:自動変速機、100:変速機ECU、200:エンジンECU
300:制御装置

Claims (4)

  1. 複数気筒を有するエンジンを制御するエンジン制御手段と、前記エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを連結可能なロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた自動変速機を制御する変速機制御手段と、を有する制御装置であって、
    前記エンジン制御手段は、
    前記エンジンの出力軸の回転数を検出するエンジン回転数検出手段の検出結果に基づいて、前記エンジンの出力軸の回転数が下限のエンジン回転数を超えているか否かを判定するエンジン回転数判定手段と、
    前記エンジンの出力軸の回転数と、前記自動変速機の入力軸の回転数とに基づいて定められる休筒上限エンジントルクを設定した休筒制御テーブルを、前記自動変速機の変速段ごとに記憶するエンジン記憶手段と、を備え、
    前記変速機制御手段は、
    前記自動変速機の入力軸の回転数を検出する入力軸回転数検出手段の検出結果に基づいて、前記入力軸の回転数が前記自動変速機の変速段に対応する下限入力軸回転数を超えているか否かを判定する入力軸回転数判定手段を備え、
    前記エンジン制御手段は、
    前記エンジンの出力軸の回転数が前記下限のエンジン回転数を超え、かつ、前記入力軸の回転数が前記下限入力軸回転数を超えている場合に、前記自動変速機の変速段に対応する前記休筒制御テーブルの参照により設定した休筒上限エンジントルクに基づいて、前記複数気筒のうち一部の気筒の運転を停止して運転気筒数を低減した休筒制御を実行する
    ことを特徴とする制御装置。
  2. 前記変速機制御手段は、前記自動変速機の各変速段と、各変速段における入力軸の下限入力軸回転数とを対応付けた制御マップを記憶する変速機記憶手段を更に備え、
    前記入力軸回転数判定手段は、
    前記自動変速機において選択されている変速段に対応付けられている前記入力軸の下限入力軸回転数を前記制御マップから取得し、
    前記検出された前記入力軸の回転数と前記制御マップから取得した前記入力軸の下限入力軸回転数との比較に基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記下限入力軸回転数は、前記自動変速機の各変速段に対応した駆動力の伝達経路における前記自動変速機の減衰力の変化に基づいて設定され、前記エンジンからの振動音および振動を減衰させる所定の減衰力を得るための回転数であることを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
  4. 前記変速機記憶手段は、前記自動変速機において選択可能な複数の変速段のうち、前記減衰力が基準値より低くなる所定の変速段の情報を更に記憶し、
    前記変速機制御手段は、前記自動変速機の変速段が前記所定の変速段であるか否か判定し、
    前記エンジン制御手段は、前記変速機制御手段の判定結果により前記自動変速機の変速段が前記所定の変速段である場合に、前記休筒制御の実行を禁止することを特徴とする請求項3に記載の制御装置。
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