JP2020079623A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアコンが冷房を開始したときの連続的なガタ打ち音の発生を抑制できる車両制御装置を提供すること。【解決手段】エンジンから出力されるトルクによって駆動する固定容量型のコンプレッサを有するエアコンディショナと、ロックアップ機構を有し、前記エンジンから出力されたトルクを伝達するトルクコンバータと、前記トルクコンバータから出力されたトルクを変速して駆動輪に出力する無段変速機と、を備える車両を制御する車両制御装置であって、前記車両が、前記ロックアップ機構が係合状態にて走行中に、所定条件が成立している状態で前記コンプレッサを駆動する要求があると判定した場合、前記ロックアップ機構を解放状態とし、前記コンプレッサの駆動を開始した後に、前記ロックアップ機構を係合状態とする制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

無段変速機とトルクコンバータとが搭載された車両において、路面勾配が所定の勾配域に含まれる条件を含む所定条件が成立している場合、トルクコンバータのロックアップ機構を解放する制御を行う車両用の制御装置が開示されている（特許文献１）。当該技術によれば、エンジンの回転の変動が無段変速機に伝わることを抑制されるので、エンジンの回転の変動に起因する、無段変速機における歯打ち音の発生を良好に抑制することができるとされている。

特開２０１８−１８７５号公報

車両には、その乗員室内における乗員の快適性を向上させるためにエアコンディショナ（以下、「エアコン」と記載する場合がある。）が搭載されている場合がある。エアコンは、冷房を実現する方法として、一般的に冷凍サイクルを用いている。冷凍サイクルでは、冷媒を圧縮するためのコンプレッサが使用される。一般的に、コンプレッサは、補機として、ベルトやプーリを介してエンジンの出力軸に連結されており、出力軸から出力されるトルクによって回転し、駆動される。

ここで、無段変速機が搭載され、かつエアコンのコンプレッサが固定容量型である車両において、エアコンが冷房を開始したときに、ガタ打ち音が連続的に発生することがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エアコンが冷房を開始したときの連続的なガタ打ち音の発生を抑制できる車両制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、エンジンから出力されるトルクによって駆動する固定容量型のコンプレッサを有するエアコンディショナと、ロックアップ機構を有し、前記エンジンから出力されたトルクを伝達するトルクコンバータと、前記トルクコンバータから出力されたトルクを変速して駆動輪に出力する無段変速機と、を備える車両を制御する車両制御装置であって、前記車両が、前記ロックアップ機構が係合状態にて走行中に、所定条件が成立している状態で前記コンプレッサを駆動する要求があると判定した場合、前記ロックアップ機構を解放状態とし、前記コンプレッサの駆動を開始した後に、前記ロックアップ機構を係合状態とする制御を行うことを特徴とする。

上記発明において、前記所定条件は、前記車両の車速が所定値以下であることを含んでもよい。これにより、連続的なガタ打ち音の発生を効果的に抑制できる。

上記発明において、前記所定条件は、前記車両のアクセル開度が所定値以下であることを含んでもよい。これにより、連続的なガタ打ち音の発生を効果的に抑制できる。

本発明によれば、車両が、ロックアップ機構が係合状態にて走行中に、所定条件が成立している状態でコンプレッサを駆動する要求があると判定した場合、ロックアップ機構を解放状態とし、コンプレッサの駆動を開始した後に、ロックアップ機構を係合状態とする制御を行う。これによって、駆動トルクの変動がトルクコンバータや無段変速機に伝達することが抑制されるので、連続的なガタ打ち音の発生を抑制できるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両制御装置を搭載した車両の概略構成を示すスケルトン図である。 図２は、制御装置７０が実行する制御の一例を示すフロー図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る車両制御装置について具体的に説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

（実施形態）
図１は、実施形態に係る車両制御装置を搭載した車両の概略構成を示すスケルトン図である。車両Ｖｅは、エンジン１０と、トルクコンバータ２０と、変速機３０と、減速・差動機構４０と、左右の駆動輪５０と、エアコンディショナ６０と、制御装置７０と、油圧アクチュエータ８０と、を備えている。車両Ｖｅは、さらに、エンジン回転数センサ９１と、車速センサ９２と、アクセル開度センサ９３と、室温センサ９４と、エアコンスイッチ９５と、を備えている。

エンジン１０は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、例えば燃料の燃焼エネルギーをクランクシャフトの回転運動に変換して、クランクシャフトの端部である出力軸１１、１２から駆動トルクを出力する。出力軸１１、１２は、エンジン１０から互いに反対側に延出している。

トルクコンバータ２０は、エンジン１０の出力軸１１から出力された駆動トルクを伝達する流体伝達装置である。トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２１と、タービンランナ２２と、ステータ２３と、ロックアップ機構であるロックアップクラッチ２４と、ロックアップダンパ２５と、出力軸２６とを備えている。

ポンプインペラ２１は、エンジン１０の出力軸１１に連結している。タービンランナ２２は、出力軸２６に連結している。ステータ２３は、ワンウェイクラッチを有しており、トルク増幅機能を有する。ロックアップクラッチ２４は、タービンランナ２２に、一体回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ２４は、油圧制御によって、タービンランナ２２とステータ２３とが摩擦係合して駆動トルクが直接伝達する係合状態、又はタービンランナ２２とステータ２３とが離間して駆動トルクが作動流体を介して伝達する解放状態に切り換えられる。ロックアップダンパ２５は、コイルバネなどの弾性部材を備えており、弾性力によってロックアップクラッチ２４の係合時の衝撃や振動を緩衝する機能を有する。出力軸２６は、トルクコンバータ２０が伝達した駆動トルクを出力する。

変速機３０は、トルクコンバータ２０の出力軸２６から出力された駆動トルクを変速して、駆動輪５０側に設けられた減速・差動機構４０に出力する。変速機３０は、プラネタリギヤ３１と、クラッチＣ１と、ブレーキＢ１と、プライマリプーリ３２と、セカンダリプーリ３３と、金属ベルト３４と、を備えている。プラネタリギヤ３１、クラッチＣ１及びブレーキＢ１は、車両Ｖｅの前進・後進を切り替える前後進切替機構を構成する。プライマリプーリ３２、セカンダリプーリ３３及び金属ベルト３４は、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）を構成する。

プラネタリギヤ３１は、サンギヤＳと、プラネタリキャリアＣと、リングギヤＲとを備えている。サンギヤＳは、トルクコンバータ２０の出力軸２６に一体に回転可能に連結している。プラネタリキャリアＣは、プラネタリギヤがサンギヤＳに噛み合っている。また、プラネタリキャリアＣは、摩擦係合式のクラッチＣ１を油圧制御することによって、プラネタリキャリアＣのハブとクラッチＣ１の摩擦材プレートとが摩擦係合して出力軸２６に係合する係合状態、又は出力軸２６と係合しない解放状態に切り換えられる。リングギヤＲは、プラネタリギヤに噛み合っている。また、リングギヤＲは、摩擦係合式のブレーキＢ１を油圧制御することによって、ケースに摩擦係合して回転不可能とされる係合状態、又はケースに摩擦係合せずに回転可能とされる解放状態に切り換えられる。

プラネタリギヤ３１は、クラッチＣ１が係合状態であり、ブレーキＢ１が解放状態である場合は、トルクコンバータ２０の出力軸２６から出力された駆動トルクを、回転方向を変えずに伝達し、プラネタリキャリアＣから出力する。一方、プラネタリギヤ３１は、クラッチＣ１が解放状態であり、ブレーキＢ１が係合状態である場合は、トルクコンバータ２０の出力軸２６から出力された駆動トルクを、回転方向を反転して伝達し、プラネタリキャリアＣから出力する。

プライマリプーリ３２は、スプライン嵌合によって、プラネタリキャリアＣに一体回転可能に連結している。プライマリプーリ３２と、減速・差動機構４０側のセカンダリプーリ３３とには、摩擦力によって駆動トルク伝達を行うための無端の金属ベルト３４が巻き掛けられている。プライマリプーリ３２及びセカンダリプーリ３３は、それぞれが備える可動シーブを油圧制御で移動させることによって、プラネタリキャリアＣから入力された駆動トルクを所定の変速比に変速して減速・差動機構４０に向けて出力する。

減速・差動機構４０は、ギヤの組合せによる減速機構４１及び差動機構４２を有している。減速・差動機構４０は、変速機３０から入力される回転を減速し、左右の駆動輪５０に分配する。

エアコンディショナ６０は、固定容量型のコンプレッサであるエアコンコンプレッサ６１と、不図示の凝縮器や蒸発器等を含んで構成されている。エアコンディショナ６０は、エアコンコンプレッサ６１、凝縮器及び蒸発器によって構成された冷凍サイクルを備えている。

エアコンコンプレッサ６１は、エンジン１０から出力される駆動トルクによって駆動する補機である。具体的には、エアコンコンプレッサ６１の駆動軸には、電磁クラッチ６２を介してプーリ６３が設けられている。一方、エンジン１０の出力軸１２にはプーリ１３が設けられている。プーリ１３とプーリ６３とには摩擦力によってトルク伝達を行うための無端のベルト１４が巻き掛けられている。電磁クラッチ６２がトルク伝達可能な係合状態である場合は、エンジン１０の出力軸１２から出力される駆動トルクはプーリ１３、ベルト１４、プーリ６３、電磁クラッチ６２を伝達してエアコンコンプレッサ６１の駆動軸に入力される。これにより、エアコンコンプレッサ６１は駆動される。一方、電磁クラッチ６２が駆動トルク伝達不可能な解放状態である場合は、エアコンコンプレッサ６１は停止する。

車両制御装置である制御装置７０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）として、エンジンＥＣＵ７１と、エアコンＥＣＵ７２と、変速機ＥＣＵ７３と、を備えている。各ＥＣＵは、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及び入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを含んで構成されている。各ＥＣＵの機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで制御対象を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。また、各ＥＣＵは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）によって相互に通信可能に構成されており、各種指令や各種センサの検知結果等の各信号の送受信を行うことができる。

エンジンＥＣＵ７１には、エンジン１０の回転数や、車速や、アクセル開度や、乗員室の室温等の各情報を含む各信号が入力される。エンジンＥＣＵ７１は、エンジン１０に対する電子スロットル弁制御信号及び点火信号を出力する。

エアコンＥＣＵ７２には、乗員室の室温や、エアコンスイッチ９５がＯＮ状態かＯＦＦ状態か等の各情報を含む各信号が入力される。エアコンＥＣＵ７２は、電磁クラッチ６２を係合状態又は解放状態とする指令信号を電磁クラッチ６２に出力する。

エアコンスイッチ９５がＯＮ状態であり、かつ検出された乗員室の室温が設定温度より高い場合、エアコンＥＣＵ７２は、冷房を開始する要求があると判定し、エアコン切り替え事前フラグをＯＮ状態に設定する。エアコン切り替え事前フラグとは、電磁クラッチ６２を係合状態としてエアコンコンプレッサ６１を駆動する前に設定されるフラグである。

変速機ＥＣＵ７３は、油圧アクチュエータ８０を制御するための指令信号を油圧アクチュエータ８０に出力する。

油圧アクチュエータ８０は、変速機ＥＣＵ７３から入力された指令信号に基づいて、ロックアップクラッチ２４、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、プライマリプーリ３２、及びセカンダリプーリ３３等のそれぞれを油圧制御するために、作動油を所望の油圧で供給する。

エンジン回転数センサ９１は、エンジン回転数の検出信号をエンジンＥＣＵ７１に出力する。車速センサ９２は、車速の検出信号をエンジンＥＣＵ７１に出力する。アクセル開度センサ９３は、アクセル開度の検出信号をエンジンＥＣＵ７１に出力する。室温センサ９４は、室温の検出信号をエアコンＥＣＵ７２に出力する。エアコンスイッチ９５は、車両Ｖｅの乗員が操作可能なエアコンの作動スイッチであり、スイッチがＯＮ状態かＯＦＦ状態かの検出信号をエアコンＥＣＵ７２に出力する。

ここで、制御装置７０は、ロックアップクラッチ２４が係合状態にて車両Ｖｅが走行中に、所定条件が成立している状態でエアコンコンプレッサ６１を駆動する要求があると判定した場合、ロックアップクラッチ２４を解放状態とし、エアコンコンプレッサ６１の駆動を開始した後に、ロックアップクラッチ２４を係合状態とする制御を行う。

電磁クラッチ６２を係合状態に制御し、補機であるエアコンコンプレッサ６１の駆動を開始した時、エンジン１０に掛かる負荷が急増し、これに起因して被駆動トルクが発生する。しかしながら、ロックアップクラッチ２４を解放状態としていれば、この被駆動トルクがトルクコンバータ２０や変速機３０に伝達することが抑制される。これにより、連続的なガタ打ち音（ガー音と呼ばれる場合もある）の発生が抑制される。

これに対して、このようなエアコンコンプレッサ６１の駆動開始時に発生した被駆動トルクがトルクコンバータ２０や変速機３０に伝達したとすると、トルクコンバータ２０又は変速機３０の内部で連結されている構成部品において駆動トルクと被駆動トルクとが釣り合った状態が生じる。そこにエンジン１０の爆発一次変動が伝わると、連結されている部品同士がガタつき、連続的ガタ打ち音の発生要因となる。

このような連続的ガタ打ち音が発生する箇所としては、例えば係合要素のように係合や解放される箇所や、スプライン嵌合している箇所がある。例えば、上述したプラネタリキャリアＣのハブとクラッチＣ１の摩擦材プレートとが摩擦係合や解放される箇所や、プライマリプーリ３２とプラネタリキャリアＣとがスプライン嵌合している箇所は、連続的ガタ打ち音が発生する可能性がある。

また、このような連続的ガタ打ち音は、車両Ｖｅが比較的低速にて走行中に発生しやすいので、上記の所定条件には、車両Ｖｅの車速が所定値以下であることを含むことが好ましい。また、このような連続的ガタ打ち音は、車両Ｖｅが一定の車速で走行している場合など、アクセル開度が低い状態で発生しやすいので、上記の所定条件には、車両Ｖｅのアクセル開度が所定値以下であることを含むことが好ましい。

図２は、制御装置７０が実行する制御の一例を示すフロー図である。本制御フローは、例えばエンジン１０が駆動している期間に繰り返し実行されるものである。本制御フローでは、ステップＳ１０１において、エアコンＥＣＵ７２は、エアコンコンプレッサ６１がＯＦＦ状態にあるか、すなわちエアコンコンプレッサ６１が停止しているかを判定する。例えば、電磁クラッチ６２が解放状態に制御されていれば、エアコンコンプレッサ６１がＯＦＦ状態であると判定され、電磁クラッチ６２が係合状態に制御されていれば、エアコンコンプレッサ６１がＯＮ状態であると判定される。

エアコンコンプレッサ６１がＯＦＦ状態にはないと判定された場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）、本制御フローは終了する。エアコンコンプレッサ６１がＯＦＦ状態にあると判定された場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、制御はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、エンジンＥＣＵ７１は、連続的ガタ打ち音が発生する所定条件（以下、音発生条件と記載する場合がある）が成立しているかを判定する。本制御フローでは、音発生条件は、以下の（ａ）〜（ｄ）の４つの条件が成立している場合に成立していると判定される。

（ａ）アイドル条件：この条件は、エンジン１０がアイドル状態ではないという条件であり、例えばエンジン回転数の検出結果から成立／非成立が判定される。（ｂ）アクセル開度条件：この条件は、アクセル開度が所定値以下であるという条件であり、例えばアクセル開度の検出結果から成立／非成立が判定される。（ｃ）車速条件：この条件は、車速が所定値以下であるという条件であり、例えば車速の検出結果から成立／非成立が判定される。（ｄ）ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕ）条件：この条件は、ロックアップクラッチ２４が係合状態であるという条件であり、例えば車速とアクセル開度との検出結果や、ロックアップクラッチ２４を係合状態又は解放状態に制御する指令信号から成立／非成立が判定される。この指令信号は変速機ＥＣＵ７３から取得することができる。

音発生条件が成立していると判定された場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、制御はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において、変速機ＥＣＵ７３は、エアコンコンプレッサ６１を駆動する要求があるかを判定する。本制御フローでは、エアコンコンプレッサ６１を駆動する要求があるかの判定は、エアコン切り替え事前フラグがＯＮ状態であるかを判定することによって行われる。変速機ＥＣＵ７３は、エアコン切り替え事前フラグがＯＮ状態であるかを、エアコンＥＣＵ７２から取得することができる。

エアコン切り替え事前フラグがＯＮ状態ではないと判定された場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、制御はステップＳ１０２に戻る。エアコン切り替え事前フラグがＯＮ状態であると判定された場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、制御はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、変速機ＥＣＵ７３は、ロックアップクラッチ２４を解放状態とする制御を行う。具体的には、変速機ＥＣＵ７３は、油圧アクチュエータ８０に指令信号を出力する。油圧アクチュエータ８０は、入力された指令信号に基づいてロックアップクラッチ２４に所定の油圧の作動油を供給し、解放状態とする。

つづいて、ステップＳ１０５において、エアコンＥＣＵ７２は、電磁クラッチ６２に指令信号を出力して係合状態とし、エアコンコンプレッサ６１をＯＮ状態とする。つづいて、ステップＳ１０６において、変速機ＥＣＵ７３は油圧アクチュエータ８０に指令信号を出力する。油圧アクチュエータ８０は、入力された指令信号に基づいてロックアップクラッチ２４に所定の油圧の作動油を供給し、再度係合状態とする。その後本制御フローは終了する。

なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１０ エンジン
２０ トルクコンバータ
２４ ロックアップクラッチ
３０ 変速機
６１ エアコンコンプレッサ
７０ 制御装置
Ｖｅ 車両

Claims (3)

1. エンジンから出力されるトルクによって駆動する固定容量型のコンプレッサを有するエアコンディショナと、ロックアップ機構を有し、前記エンジンから出力されたトルクを伝達するトルクコンバータと、前記トルクコンバータから出力されたトルクを変速して駆動輪に出力する無段変速機と、を備える車両を制御する車両制御装置であって、
   前記車両が、前記ロックアップ機構が係合状態にて走行中に、所定条件が成立している状態で前記コンプレッサを駆動する要求があると判定した場合、前記ロックアップ機構を解放状態とし、前記コンプレッサの駆動を開始した後に、前記ロックアップ機構を係合状態とする制御を行う
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記所定条件は、前記車両の車速が所定値以下であることを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記所定条件は、前記車両のアクセル開度が所定値以下であることを含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。

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