JP2023063804A - 自動車 - Google Patents
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Abstract
【課題】高地における低温時に非駆動レンジから駆動レンジにシフトポジションを切り替えた際にエンジンがエンストするのを抑制する。【解決手段】作動油の温度が温度閾値未満のときには、過給機の排気管に取り付けられたタービンをバイパスするバイパス管のウエストゲートバルブを閉成するバルブ閉成制御を実行する。ウエストゲートバルブを閉成することによって、エンジンに吸入される空気量を多くし、アイドリング運転しているエンジンの出力トルクを大きくする。これにより、エンジンの出力トルクが自動変速装置が有するトルクコンバータのフリクショントルクを十分に上回るようにし、エンジンをアイドリング運転している状態で非駆動レンジから駆動レンジに切り替えたときに生じ得るエンジンのエンストを抑制する。【選択図】図2
Description
本発明は、自動車に関し、詳しくは、過給機を有するエンジンと自動変速装置とを備える自動車に関する。
従来、この種の自動車としては、シフトレバーにより非駆動レンジから駆動レンジに切り替えられたときに生じ得るエンジンのエンストを抑制するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、非駆動レンジから駆動レンジに切り替えられたときに、トルクコンバータにモジュレータバルブによって調圧されたモジュレータ圧を供給する。これにより、トルクコンバータにライン圧などの高圧の油圧が供給される場合に比べてロックアップクラッチで発生する引き摺りトルクを低減し、非駆動レンジか駆動レンジへの切替中に発生するエンジンのエンストを抑制している。
過給機を有するエンジンと自動変速装置とを備える自動車では、高地における低温時には非駆動レンジから駆動レンジに切り替えたときにエンジンにエンストが生じる場合がある。過給機を有するエンジンでは、同出力の過給機を有しないエンジンに比して排気量が小さいため、高地ではアイドリング運転しているエンジンに吸入される空気が少なくなる。このため、アイドリング運転しているエンジンからの出力トルクは小さくなる。また、低温時には、自動変速装置におけるトルクコンバータのフリクショントルクが大きくなる。このため、高地における低温時では、過給機を有するエンジンをアイドリング運転している最中に非駆動レンジから駆動レンジにシフトポジションを切り替えると、エンジンからの出力トルクがトルクコンバータのフリクショントルクを十分に上回ることができず、エンジンがエンストしてしまう場合が生じる。
本発明の自動車は、高地における低温時に非駆動レンジから駆動レンジにシフトポジションを切り替えた際にエンジンがエンストするのを抑制することを主目的とする。
本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の自動車は、
過給機を有するエンジンと、
前記エンジンからの動力を変速して駆動輪に連結された駆動軸に出力する自動変速装置と、
前記エンジンと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記過給機は、吸気管内に取り付けられたコンプレッサと、排気管内に取り付けられたタービンと、前記排気管に前記タービンをバイパスするように取り付けられたバイパス管と、前記バイパス管に取り付けられたウエストゲートバルブと、を有し、
前記制御装置は、作動油の温度が温度閾値未満のときには前記ウエストゲートバルブを閉成するバルブ閉成制御を実行する、
ことを特徴とする。
過給機を有するエンジンと、
前記エンジンからの動力を変速して駆動輪に連結された駆動軸に出力する自動変速装置と、
前記エンジンと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記過給機は、吸気管内に取り付けられたコンプレッサと、排気管内に取り付けられたタービンと、前記排気管に前記タービンをバイパスするように取り付けられたバイパス管と、前記バイパス管に取り付けられたウエストゲートバルブと、を有し、
前記制御装置は、作動油の温度が温度閾値未満のときには前記ウエストゲートバルブを閉成するバルブ閉成制御を実行する、
ことを特徴とする。
本発明の自動車では、過給機は、吸気管内に取り付けられたコンプレッサと、排気管内に取り付けられたタービンと、排気管にタービンをバイパスするように取り付けられたバイパス管と、バイパス管に取り付けられたウエストゲートバルブと、を有する。そして、作動油の温度が温度閾値未満のときにはウエストゲートバルブを閉成するバルブ閉成制御を実行する。ウエストゲートバルブを閉成すると、排気がバイパス管に流れなくなり、排気によりタービンを回転させ、このタービンに連結されたコンプレッサの回転により、吸入空気量を多くする。これにより、アイドリング運転しているエンジンの出力トルクが大きくなり、自動変速装置が有するトルクコンバータのフリクショントルクを十分に上回るようになる。この結果、エンジンをアイドリング運転している状態で非駆動レンジから駆動レンジに切り替えたときに生じ得るエンジンのエンストを抑制することができる。
本発明の自動車において、前記制御装置は、大気圧が小さいときには大きいときに比して前記温度閾値が大きくなるように前記温度閾値を設定するものとしてもよい。こうすれば、高地における低温時にも大気圧に応じて対応することができる。
本発明の自動車において、前記制御装置は、前記バルブ閉成制御を実行しているときに、前記バルブ閉成制御を開始してから所定時間が経過した条件、前記エンジンへの要求負荷が所定負荷以上に至った条件、前記作動油の温度が前記温度閾値以上に至った条件のいずれか1つの条件が成立したときには、前記バルブ閉成制御を終了するものとしてもよい。こうすれば、過剰なバルブ閉成制御を抑制することができる。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施例としての自動車20の構成の概略を示す構成図である。図示するように、実施例の自動車20は、エンジン22と、自動変速装置30と、電子制御ユニット50と、空調装置72と、ナビゲーションシステム74と、を備える。
エンジン22は、例えばガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を用いて駆動する内燃機関として構成されており、その出力軸23は自動変速装置30に接続されている。このエンジン22は、排気のエネルギを用いて過給するターボタイプの過給機(いわゆるターボチャージャー)27を備える。
過給機27は、エアクリーナ25に接続された吸気管24に配置されたコンプレッサ27bと、排気管26に配置されたタービン27aと、コンプレッサ27bとタービン27aとを連結する連結軸27cと、排気管26におけるタービン27aの上流側と下流側とを連絡するバイパス管27dに設けられたウエストゲートバルブ27eとを備える。この過給機27では、ウエストゲートバルブ27eの開度を調整することにより、バイパス管27dを通流する排気の量とタービン27aに通流する排気の量との分配比が調整され(ウエストゲートバルブ27eの開度が小さいほど、バイパス管27dを通流する排気の量が少なくなると共にタービン27aに通流する排気の量が多くなるように調整され)、タービン27aの回転駆動力が調整され、コンプレッサ27bによる圧縮空気量が調整され、エンジン22の過給圧(吸気圧)が調整されるようになっている。なお、エンジン22は、ウエストゲートバルブ27eが全開のときには、過給機27を備えない自然吸気タイプのエンジンと同様に動作可能になっている。
自動変速装置30は、トルクコンバータ32と、自動変速機34と、を備える。トルクコンバータ32は、例えば流体式のロックアップクラッチ付きの周知のトルクコンバータとして構成されている。自動変速機34は、例えば油圧駆動の前進6段で後進1段の変速機として構成されている。自動変速機34の出力軸はデファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a,39bに連結されている駆動軸36に接続されている。
電子制御ユニット50は、CPU51を中心として構成されたマイクロコンピュータであり、CPU51の他に、プログラムなどを記憶するROM52や、データを一時的に記憶するRAM52、データなど記憶するフラッシュメモリ54、図示しない入出力ポートを備える。
電子制御ユニット50には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。入力ポートを介して電子制御ユニット50に入力される信号としては、イグニッションスイッチ60からのイグニッション信号、シフトレバー61のポジションを検出するシフトポジションセンサ62からのシフトポジションSP、アクセルペダル63の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ64からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル65の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ66からのブレーキポジションBPなどを挙げることができる。また、車速センサ68からの車速Vや、大気圧センサ69からの大気圧Pa、エンジン22や自動変速装置30を潤滑する潤滑油が貯められるオイルパン40に取り付けられた温度センサ42からの油温Toilなども挙げることができる。
電子制御ユニット50からは各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。出力ポートを介して電子制御ユニット50から出力される制御信号としては、エンジン22を運転制御するためのスロットル制御信号や燃料噴射制御、点火制御信号などの制御信号、ウエストゲートバルブ27eへの駆動制御信号、自動変速装置30への駆動制御信号などを挙げることができる。また、運転席近傍に取り付けられた表示装置70への表示制御信号や、乗員室の空気を調和する空調装置72への空調制御信号なども挙げることができる。
次に、こうして構成された実施例の自動車20の動作、特に高地における低温時の動作について説明する。なお、低温時としては、例えば0℃以下や-10℃以下、あるいは-20℃以下のときをいう。図2は、電子制御ユニット50により実行されるウエストゲートバルブ処理の一例を示すフローチャートである。この処理は所定時間毎に繰り返し実行される。
ウエストゲートバルブ処理が実行されると、電子制御ユニット50は、まず、エンジン22がアイドリング運転中であるか否かを判定する(ステップS100)。エンジン22がアイドリング運転中であると判定したときには、バルブ閉成フラグFが値0であるか否かを判定する(ステップS110)。バルブ閉成フラグFは、このウエストゲートバルブ処理により設定されるフラグであり、ウエストゲートバルブ27eを閉成する制御(バルブ閉成制御)を実行していないときに値0が設定され、バルブ閉成制御を実行しているときに値1が設定されるフラグである。なお、バルブ閉成フラグFは、初期値としては値0が設定されている。
ステップS110でバルブ閉成フラグFが値0であると判定したときには、温度センサ42からの油温Toilや大気圧センサ69からの大気圧Paなどの処理に必要なデータを入力する(ステップS120)。続いて、大気圧Paに基づいて温度閾値Trefを設定する(ステップS130)。温度閾値Trefは,実施例では大気圧Paと温度閾値Trefとの関係を予め定めて温度閾値設定用マップとしてROM52などに記憶しておき、大気圧Paが与えられるとマップから対応する温度閾値Trefを導出することにより設定するものとした。図3に温度閾値設定用マップの一例を示す。図示するように、温度閾値Trefは、実施例では、大気圧Paが小さいほど温度閾値Trefが高くなる傾向に設定される。これは、大気圧Paが小さいほどエンジン22に吸入される空気量が少なくなることに基づいている。なお、閾値温度Trefとしては、例えば0℃以下の温度を用いることができる。
温度閾値Trefを設定すると、油温Toilが温度閾値Tref未満であるか否かを判定する(ステップS140)。、油温Toilが温度閾値Tref未満ではない(温度閾値Tref以上である)と判定したときには、ウエストゲートバルブ27eを閉成する制御(バルブ閉成制御)は不要と判断し、本処理を終了する。一方、油温Toilが温度閾値Tref未満であると判定したときには、ウエストゲートバルブ27eを閉成するバルブ閉成制御を実行し(ステップS150)、バルブ閉成フラグFに値1をセットして(ステップS160)、本処理を終了する。このようにウエストゲートバルブ27eを閉成することにより、排気がバイパス管27dに流れなくなるようにし、排気によりタービン27aを回転させ、このタービン27aに連結されたコンプレッサ27bの回転を促し、エンジン22に吸入される空気量を多くする。このため、アイドリング運転しているエンジン22の出力トルクが大きくなり、エンジン22の出力トルクが自動変速装置30が有するトルクコンバータ32のフリクショントルクに比して十分に大きくなる。これにより、エンジン22をアイドリング運転している最中にシフトレバー61を非駆動レンジ(駐車ポジション(Pレンジ)やニュートラルポジション(Nレンジ))から駆動レンジ(後進ポジション(Rレンジ)やドライブポジション(Dレンジ))に切り替えたときに生じ得るエンジン22のエンストを抑制する。
ステップS100でエンジン22はアイドリング運転中ではないと判定したときには、バルブ閉成フラグFが値1であるか否かを判定する(ステップS170)。バルブ閉成フラグFが値1ではない(値0である)と判定したときには、バルブ閉成制御は実行されていないと判断し、本処理を終了する。
一方、ステップS170でバルブ閉成フラグFが値1であると判定したときには、バルブ閉成制御を解除する解除条件が成立しているか否かを判定する(ステップS180)。バルブ閉成制御の解除条件としては、例えば、バルブ閉成制御を開始してから所定時間(例えば、油温Toilが温度閾値Trefを上回るのに十分な時間など)が経過した条件や、エンジン22への要求負荷が所定負荷(最大負荷の50%や60%など)以上に至った条件、潤滑油の温度Toilが温度閾値Tref以上に至った条件などを挙げることができ、これの条件のいずれか一つが成立したときにバルブ閉成制御の解除条件が成立したと判断することができる。バルブ閉成制御を解除する解除条件が成立していないと判定したときには、本処理を終了する。一方、バルブ閉成制御を解除する解除条件が成立していると判定したときには、ウエストゲートバルブ27eを閉成する制御(バルブ閉成制御)を解除(終了)し(ステップS190)、バルブ閉成フラグFに値0をセットして(ステップS200)、本処理を終了する。これにより、過剰なバルブ閉成制御を抑制することができる。
ステップS110でバルブ閉成フラグFが値0ではない(値1である)と判定したときには、バルブ閉成制御を解除する解除条件が成立しているか否かを判定し(ステップS180)、バルブ閉成制御を解除する解除条件が成立していると判定したときには本処理を終了し、バルブ閉成制御を解除する解除条件が成立していると判定したときには、バルブ閉成制御を解除(終了)し(ステップS190)、バルブ閉成フラグFに値0をセットして(ステップS200)、本処理を終了する。これにより、エンジン22をアイドリング運転中であっても過剰なバルブ閉成制御を抑制することができる。
以上説明した実施例の自動車20では、エンジン22をアイドリング運転している最中に油温Toilが大気圧Paに基づいて設定された温度閾値Tref未満のときには、ウエストゲートバルブ27eを閉成するバルブ閉成制御を実行する。これにより、高地における低温時にエンジン22をアイドリング運転している状態でシフトレバー61を非駆動レンジから駆動レンジに切り替えたときに生じ得るエンジン22のエンストを抑制することができる。また、バルブ閉成制御を実行している最中にバルブ閉成制御を解除する解除条件が成立したときには、ウエストゲートバルブ27eを閉成するバルブ閉成制御を解除する。これにより、過剰なバルブ閉成制御を抑制することができる。
実施例の自動車20では、エンジン22をアイドリング運転している最中に油温Toilが大気圧Paに基づいて設定された温度閾値Tref未満のときにウエストゲートバルブ27eを閉成するバルブ閉成制御を実行するものとした。しかし、エンジン22をアイドリング運転している最中に油温Toilが閾値未満で、且つ、大気圧Paが閾値未満のときにウエストゲートバルブ27eを閉成するバルブ閉成制御を実行するものとしてもよし、、エンジン22をアイドリング運転している最中に油温Toilが閾値未満のときには大気圧Paに拘わらずにウエストゲートバルブ27eを閉成するバルブ閉成制御を実行するものとしてもよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、過給機27が「過給機に相当し、エンジン22が「エンジン」に相当し、自動変速装置30が「自動変速装置」に相当し、電子制御ユニット50が「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。
20 自動車、22 エンジン、23 出力軸、24 吸気管、25 エアクリーナー、26 排気管、27 過給機、27a タービン、27b コンプレッサ、27c 連結軸、27d バイパス館、27e ウエストゲートバルブ、30 自動変速装置、32 トルクコンバータ、34 自動変速機、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、50 電子制御ユニット、51 CPU、52 ROM、53 RAM、54 フラッシュメモリ、60 イグニッションスイッチ、61 シフトレバー、62 シフトポジションセンサ、63 アクセルペダル、64 アクセルペダルポジションセンサ、65 ブレーキペダル、66 ブレーキペダルポジションセンサ、68 車速センサ、69 大気圧センサ、70 表示装置、72 空調装置、74 ナビゲーションシステム。
Claims (3)
- 過給機を有するエンジンと、
前記エンジンからの動力を変速して駆動輪に連結された駆動軸に出力する自動変速装置と、
前記エンジンと前記自動変速装置とを制御する制御装置と、
を備える自動車であって、
前記過給機は、吸気管内に取り付けられたコンプレッサと、排気管内に取り付けられたタービンと、前記排気管に前記タービンをバイパスするように取り付けられたバイパス管と、前記バイパス管に取り付けられたウエストゲートバルブと、を有し、
前記制御装置は、作動油の温度が温度閾値未満のときには前記ウエストゲートバルブを閉成するバルブ閉成制御を実行する、
ことを特徴とする自動車。 - 請求項1記載の自動車であって、
前記制御装置は、大気圧が小さいときには大きいときに比して前記温度閾値が大きくなるように前記温度閾値を設定する、
自動車。 - 請求項1または2記載の自動車であって、
前記制御装置は、前記バルブ閉成制御を実行しているときに、前記バルブ閉成制御を開始してから所定時間が経過した条件、前記エンジンへの要求負荷が所定負荷以上に至った条件、前記作動油の温度が前記温度閾値以上に至った条件のいずれか1つの条件が成立したときには、前記バルブ閉成制御を終了する、
自動車。
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