JP3538794B2 - トルクコンバータを有する車両のエンジンの制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
を有する車両のエンジンの制御方法及びその装置、特に
ロックアップ機能を有するトルクコンバータのロックア
ップ作動の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンのノッキングを検知す
るノックセンサを備えた車両では、通常点火時期をやや
進角側に設定してあり、ノッキング発生時はその点火時
期を一律に所定角だけ遅角させてノッキング抑制を図っ
ている。また、ノックセンサは、圧電素子を利用してノ
ッキング振動を感知しこれを電気信号として出力するも
ので、特定の気筒あるいは全気筒に取り付けられる。

【０００３】そして、所定の出力レベルを超えるとノッ
キングが発生していると判定される。すなわちノックセ
ンサからは、ノッキングの強度に応じた信号が出力され
る。ノック制御は、このノックセンサからの出力を電子
制御ユニット（以下単に「ＥＣＵ」という）に入力して
演算することにより、ノッキングの度合いに応じた点火
時期の遅角を行うものである。

【０００４】また、ノックセンサの異常時すなわち損傷
や故障の発生した時のノッキング検出不能事態における
エンジンのフェールセーフ手段として、ノックセンサの
異常時には点火時期学習制御を禁止する。すなわち、進
角分が設定される可能性を排除し、併せてレギュラーガ
ソリン使用時の通常点火時期に対して一律に遅角分を設
定している。

【０００５】例えば、特開昭５９−２２４４７１号公報
等の技術では、エンジンの動作状態に基づいて設定され
る点火時期をノックセンサが正常に作動している時のノ
ッキング信号に基づいて求めたノック強度により補正す
る。そして、点火時期の遅角分又は進角分を記憶格納
し、ノッキングセンサの異常時には、記憶した点火時期
を所定角だけ遅角させるという技術が提案されている。

【０００６】一方、トルクコンバータ方式を用いた自動
変速装置（オートマチックトランスミッション、以下、
単に「ＡＴ」という）においては、トルクコンバータの
流体すべりにより燃費が低下するのを解消するため、所
定の車速以上になるとポンプ・インペラとタービン・ラ
ンナとを機械的に直結（ロックアップ）してすべりによ
る損失をなくし、燃費向上と静粛性を図るロックアップ
制御が行われている。

【０００７】そして、このロックアップ制御では、スロ
ットルセンサからのスロットル開度信号及び車速センサ
からの車速信号の各検出信号に基づいて、ロックアップ
のＯＮ−ＯＦＦ条件を判定している。その結果に応じ
て、アクチュエータであるロックアップ・ソレノイドに
作動信号を出力し、ロックアップ・クラッチ部のロック
アップ・ピストンをＯＮ又はＯＦＦし、ロックアップ作
動状態又はロックアップ非作動状態に切り換えている。

【０００８】また、エンジンとＡＴとの間で相互に授受
される各種信号の遅延、或いは配線の断線等の不都合を
解消するために、エンジンとＡＴの電子制御を統合化し
たエンジン・ＡＴ一体制御ユニットも提案されている
（特開昭６３−１１４５２号公報）。この種のエンジン
／ＡＴ一体制御装置の場合でも、ノックセンサ異常時の
エンジンに対するフェールセーフ手段は、前述の点火時
期学習制御を禁止すると共に、一律に遅角分を設定する
ことによりノッキングを抑止し、エンジンの保護を図っ
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の技術では、ノックセンサの正常作動時はノック強度に
応じて設定された点火時期学習制御を行い、ノックセン
サが故障等でノッキングが検出不能となった異常状態の
場合、ノッキングからエンジンを保護すべく、ノックセ
ンサ異常時に点火時期学習制御を禁止して通常点火時期
より遅らせることが提示されている。

【００１０】しかしながら、上記従来技術にあっては、
ノックセンサ異常時におけるフェールセーフとしてのＡ
Ｔへの対応策は何ら考慮されていない。ＡＴがロックア
ップ作動状態で走行している時には、エンジン側では低
回転での高負荷状態が生じる機会が多くなりノッキング
を発生する頻度が高くなる。従って、ノックセンサ異常
時に何らＡＴ側での対応を行わないとすると、高い頻度
でノッキング発生するおそれが生じ、結果的にエンジン
の保護に万全を期すことはできない。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ロックアップ機能を有するト
ルクコンバータを備えた車両のエンジンをノックセンサ
の異常時にノッキングの発生頻度を有効に抑えることに
よって保護するトルクコンバータを有する車両のエンジ
ンの制御方法及びその装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る請求項１に係るトルクコンバータを有
する車両のエンジンの制御方法は、エンジンのノッキン
グを検出するノックセンサの異常時、エンジンの出力軸
と自動変速装置の入力軸とを機械的に直結させるトルク
コンバータのロックアップ作動を禁止してロックアップ
非作動状態に制御するものである。

【００１３】従って、ノックセンサの異常時にロックア
ップ作動を禁止することでノッキング発生頻度を有効に
抑制し、エンジンを保護することができる。

【００１４】請求項２に係るトルクコンバータを有する
車両のエンジンの制御方法は、ノックセンサの異常時に
エンジン点火時期を一律に遅角させるノッキング発生防
止に加え、請求項１のロックアップ非作動を行うように
したものである。

【００１５】これにより、ノッキング発生防止がより確
実なものとなり、エンジン保護が万全となる。また、こ
のロックアップ作動を禁止したオープントルクコンバー
タ状態では、一律に行われる点火時期の遅角量も小さい
もので足り、エンジンの出力低下を最小限に抑えること
が可能となる。

【００１６】また、請求項３に係るトルクコンバータを
有する車両のエンジンの制御方法は、ノックセンサの異
常が発生したときに、予めノック強度に応じて設定され
た点火時期学習制御動作の内、少なくとも進角側への制
御を禁止し、同時にトルクコンバータのポンプ・インペ
ラとタービン・ランナとを機械的に直結するロックアッ
プ作動を禁止し、かつ点火時期の一律遅角動作を実行す
るものである。

【００１７】一方、本発明に係る請求項４に係るトルク
コンバータを有する車両のエンジンの制御装置は、ノッ
クセンサと、このノックセンサの異常を判断するノック
センサ異常検知手段とを設け、該ノックセンサ異常検知
手段から出力された異常検知信号を受け、ロックアップ
規制手段がロックアップ作動手段によるロックアップ作
動を禁止する。この装置により、請求項１の方法が実現
されノックセンサ異常時におけるエンジン保護の確実化
が図られる。

【００１８】また、請求項５に係るトルクコンバータを
有する車両のエンジンの制御装置は、ノックセンサ異常
検知手段、ロックアップ作動手段、ロックアップ規制手
段の他に、ノックセンサ異常時に点火時期を一律に遅角
させる点火時期制御手段及びノックセンサ異常時に少な
くとも点火時期学習制御動作中の進角動作を行わないよ
うにする点火時期学習制御手段を設けている。

【００１９】これにより、請求項３の作用を実現するこ
とができる。すなわち、ノックセンサ異常時に点火時期
の遅角調整の実行及び進角動作たる学習制御の禁止、更
にロックアップ作動を禁止することで、ノックセンサ異
常時のエンジン保護の万全を期すことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係
るトルクコンバータを有する車両のエンジンの制御装置
の回路を示すブロック図である。エンジン１０の構造は
周知のものであり、マイクロコンピュータにて構成され
る電子制御装置（以下、単にＥＣＵという）１２によっ
て電子制御される。すなわち、スロットル開度やエンジ
ン回転数に対応した燃料噴射量、点火時期等の制御が行
われる。

【００２１】前記エンジン１０のシリンダブロックに
は、ノッキングを検出するノックセンサ１４が取り付け
られている。ノックセンサ１４は特定のシリンダもしく
は全てのシリンダに各々装着されており、圧電素子を利
用してノッキング振動を電気信号として出力する。この
ノックセンサ１４で検出したノッキング信号は前記ＥＣ
Ｕ１２に入力され、ノッキング信号に基づく演算を行っ
てノック判定を行い、点火時期を遅角すべきシリンダの
判別等を行い、ノックの度合いに応じた点火時期遅角制
御を行っている。

【００２２】ＥＣＵ１２には、前記ノックセンサ１４等
の各種センサからの検出信号が入力インターフェース１
６を介して入力される。また、制御のための各種駆動信
号は出力インターフェース１８からエンジン各部へ出力
される。主演算部としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）
２０、制御プログラムや予め設定された固定データが記
憶されているＲＯＭ２２、各種センサからの検出信号等
を処理した後のデータやＣＰＵ２０で演算処理したデー
タが一時格納されるＲＡＭ２４等が設けられている。

【００２３】また、前記出力インターフェース１８を介
してＣＰＵ２０からの制御信号が入力されるように点火
駆動回路２６と後述するロックアップ駆動回路２８が設
けられ、ＥＣＵ１２はマイクロコンピュータシステムと
して構成されている。

【００２４】前記点火駆動回路２６は、その出力信号に
よってイグナイタ２７を駆動させ、図示しないエンジン
燃焼室に臨む点火プラグにより燃焼室内の混合気を所定
の点火時期で強制着火するようになっている。また、ロ
ックアップ駆動回路２８は、その出力信号によってＡＴ
３０側に装備されトルクコンバータのロックアップ作動
を行うためのロックアップ機構をオン／オフするもので
ある。

【００２５】すなわち、ロックアップ作動手段がロック
アップソレノイド３２とロックアップピストン３４によ
って構成され、ロックアップ駆動回路２８とＥＣＵ１２
の所定部分にてロックアップ規制手段が構成されてい
る。

【００２６】次に、図２には、ＥＣＵ１２からの制御信
号によってその作動が制御され、車速とスロットル開度
とに対応した変速段を得る周知の構造によるＡＴ３０の
トルクコンバータの片側断面が示されている。

【００２７】エンジンのクランクシャフト３６を入力軸
として連結され、クランクシャフト３６から入力された
駆動力はこのトルクコンバータ４０及び入力シャフト３
８等を経て、遊星歯車変速装置（図示せず）から出力シ
ャフトに伝達されるようになっている。トルクコンバー
タ４０は、入力シャフト３８と一体回転するポンプ・イ
ンペラ４２、遊星歯車変速装置等に駆動力を伝達するタ
ービンシャフト上に固定されたタービン・ランナ４４、
そしてワンウエイクラッチ４６を介して固定されたステ
ータ４８の３種類の羽根車を有する周知の構造のもので
ある。

【００２８】このトルクコンバータ４０は、ＡＴ３０の
制御の１つとしてロックアップ制御を行うロックアップ
機構を内蔵したロックアップトルクコンバータ方式のも
のである。ロックアップ機構は、ポンプ・インペラ・カ
バー５０に内蔵されたロックアップ制御バルブ（図示せ
ず）による油圧に応じてクラッチ・ハブ５２上を軸方向
へ移動させるロックアップ・ピストン３４を有してい
る。そして、ポンプ・インペラ・カバー５０はフロント
・カバー５６によって閉塞されている。

【００２９】また、ロックアップ・ピストン３４の周端
にはクラッチ・フェージング部５８が設けられており、
このクラッチ・フェージング部５８がフロント・カバー
５６の内面に接離できるようになっている。トーショナ
ル・ダンパ６０はクラッチ・フェージング部５８がフロ
ント・カバー５６に接触する接続時のショックを軽減す
るためのものである。

【００３０】また、ロックアップ・ピストン３４を作動
させるアクチュエータである図示しないロックアップ・
ソレノイド（ロックアップデューティ圧で制御されるデ
ューティ・ソレノイド）を有し、このロックアップ・ソ
レノイドを前記ロックアップ制御バルブによる油圧によ
ってロックアップ作動の方向又はロックアップ非作動の
方向に切り換えるようになっている。

【００３１】こうした一連のロックアップ切換クラッチ
作用を行う油圧回路系に対して、駆動信号を出力するロ
ックアップ駆動回路２８が前記ＥＣＵ１２に組み込まれ
ている。図１に示したように、ロックアップ駆動回路２
８には出力インターフェース１８を介してＣＰＵ２０か
ら制御信号が入力され、ロックアップ駆動回路２８から
は駆動信号が油圧回路系の各機構に向けて出力されるも
のである。

【００３２】なお、本実施の形態によるトルクコンバー
タを有する車両のエンジンの制御装置（図１）では、ノ
ックセンサ１４の他、スピードメータに内蔵されている
車速センサ６２、スロットル開度を検出するスロットル
センサ６４、ＡＴＦ油温を検出するＡＴＦ温度センサ６
６等の各種センサが所定位置に配置され、これら各セン
サからの検出信号に基づいてＥＣＵ１２における制御が
行われるようになっている。

【００３３】次に、上記構成による本実施の形態のエン
ジンの制御装置において、その制御動作を図３のフロー
チャートに基づいて説明する。

【００３４】ＥＣＵ１２のＣＰＵ２０では、ＲＡＭ２４
に格納されたデータと、ＲＯＭ２２にメモリされている
プログラムによる固定データに基づき、現時点のエンジ
ン運転状態に対応した燃料噴射量、すなわち基本パルス
幅で表されるエンジン負荷を算出し、エンジン負荷とエ
ンジン回転数に応じた基本点火時期を演算している。進
角度が求められると、その点火時期に対応した駆動信号
を点火駆動回路２６からイグナイタ２７に出力し着火さ
せるという基本動作が行われている。

【００３５】まず、ステップ（以下単に「Ｓ」という）
１０１でノックセンサ１４から出力されるノッキング信
号をＲＯＭ２２に予めメモリされているノックセンサ異
常判定基準のデータと比較して異常か否かを判定する。
異常と判定した場合（ＹＥＳ）、Ｓ１０２にてＣＰＵ２
０は点火駆動回路２６に向けて以後の点火時期学習制御
のうち点火時期を進角側へ進角させる調整制御を禁止す
る点火時期学習オフ信号を出力する。

【００３６】これに同期して、Ｓ１０３では、やや進角
側に設定されていた通常の点火時期を一律に遅角させ
る。すなわち、ＣＰＵ２０による点火時期の決定におい
てその一律遅角が行われる。

【００３７】そして、こうしたエンジン１０側のフェー
ルセール対応と共に、ＡＴ３０側においても、ノックセ
ンサ１４の異常時におけるフェールセーフを行う。すな
わち、Ｓ１０４では、ロックアップ作動による低回転、
高負荷での走行を回避して、ノッキング発生を抑制すべ
く、ロックアップ作動を禁止してロックアップ非作動状
態（オープントルクコンバータ状態）に移行させる。す
なわち、ＣＰＵ２０からロックアップ駆動回路２８に向
けてロックアップ作動を禁止するオフ信号が出力され
る。

【００３８】以上のＳ１０１〜Ｓ１０４によって、ノッ
クセンサ１４の異常時に、点火時期学習制御の禁止、点
火時期の一律遅角、というエンジン１０側のフェールセ
ーフ制御並びにＡＴ３０側のロックアップ作動禁止制御
がなされる。これにより、ノックセンサ異常時のノッキ
ング発生頻度は効果的に低下し、より確実にエンジン１
０を保護することができる。これは、ロックアップ作動
を続行しつつ進角側への点火時期学習制御を解除して
も、ノッキングの危険性は解消されないという従来の状
況を解消するものである。

【００３９】更に、ロックアップ制御を禁止したオープ
ントルクコンバータ状態のみに限定できることで、上記
フェールセーフとして行われる一律遅角の遅角量を小さ
く設定でき、エンジンの出力低下を最小限に抑えること
も可能となる。これはノッキングの発生を抑止するため
に、一般には点火時期を一律遅角しているが、ロックア
ップ制御を禁止することで低回転、高負荷の運転状態の
維持が回避され、オープントルクコンバータ状態で高回
転により走行可能となるので、一律遅角を小さく設定し
ても問題はなくなるからである。

【００４０】次に、図４に基づいて、上記のような本実
施の形態におけるフェールセーフがなされた状態（ノッ
クセンサ異常状態）での実際のエンジン制御について説
明する。Ｓ２０１において、ロックアップ作動条件を充
たすか否かが判定される。例えば、まず走行車両の車速
が車速センサ１２によって検出され、そしてＥＣＵ１２
のＣＰＵ２０では車速センサ６２から入力インターフェ
イス１６を介して入力される車速信号がロックアップ作
動を行う規定車速に達したか否かを判定する。例えば、
車速が５５ｋｍ／ｈを越え規定車速以上に達し、更に、
ＡＴＦ温度センサ６６からの信号によりＡＴＦ油温が例
えば２０℃に達したと判定されたとき、ロックアップ作
動条件を充たしたと判定される。

【００４１】しかし、Ｓ２０２においては、図３のＳ１
０４に示したロックアップ作動禁止条件が設定されてい
る場合通常行われるＣＰＵ２０からのロックアップ作動
開始を指令する制御信号のロックアップ駆動回路１９へ
の出力は行われない。従って、ロックアップ作動条件を
充たしていてもロックアップ制御バルブ等からなる油圧
回路系にはロックアップを行うべき所要の油圧は発生し
ない。

【００４２】また、Ｓ２０１にてロックアップ作動条件
を充たさない場合（ＮＯ）及びＳ２０２にてロックアッ
プ非作動が保持された後、Ｓ２０３にて点火時期学習制
御による制御動作が進角側への制御指示であるか否かが
判定される。そして、進角側への調整指示の場合（ＹＥ
Ｓ）、Ｓ２０４にてその点火時期学習制御は禁止され
る。

【００４３】一方、点火時期学習制御が遅角側への制御
指示である場合（ＮＯ）、Ｓ２０５にてその学習制御動
作を行う。なお、ノックセンサ１４の異常時における点
火時期の一律遅角は上記Ｓ１０３の動作で前提として行
われている。この一連の動作によりエンジンの実際の制
御において、ノックセンサ１４に異常が生じた場合のフ
ェールセーフの確実化が図られている。

【００４４】なお、上記Ｓ２０３において、点火時期学
習制御の調整指示が進角側か否かの判定を行ったが、ノ
ックセンサ１４の異常時には一切の点火時期学習制御を
行わないようにすることも可能である。

【００４５】また、本発明の基本構成は、ノックセンサ
１４の異常時にロックアップ作動を禁止してオープント
ルクコンバータ状態とすることであり、これのみによっ
てもノッキング発生頻度の抑制は図られる。しかし、ロ
ックアップ作動の禁止と共に点火時期学習制御の禁止、
更には一律遅角制御を行うことにより、エンジン保護の
確実化をより一層図ることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るトル
クコンバータを有する車両のエンジンの制御方法及びそ
の装置によれば、ロックアップ機能付きトルクコンバー
タを備えた車両のエンジンにおけるノックセンサの異常
時に、ロックアップ作動を禁止することによりノッキン
グの発生頻度を有効に抑えることができ、これによりエ
ンジンをノッキングから確実に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態における制御回路を示
すブロック図である。

【図２】本実施の形態に用いられるロックアップ機能付
きトルクコンバータの一部を示す断面図である。

【図３】本実施の形態の動作を示す演算フローチャート
図である。

【図４】本実施の形態の動作を示す演算フローチャート
図である。

【符号の説明】

１０ エンジン １４ ノックセンサ ６２ 車速センサ ６４ スロットルセンサ ６６ ＡＴＦ温度センサ １２ ＥＣＵ ２６ 点火駆動回路 ２８ ロックアップ駆動回路 ３０ ＡＴ ３４ ロックアップ・ピストン ５８ クラッチ・フェージング部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ａ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ１６Ｈ 59:74 5/152 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｄ 5/153 Ｌ // Ｆ１６Ｈ 59:74 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/24 F16H 61/38 - 61/64 F16H 63/40 - 63/48 F02D 29/00 - 29/06 B60K 41/00 - 41/28 F02D 43/00 - 45/00 F02P 5/00 - 5/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの出力を自動変速装置側に伝達
   するトルクコンバータを有する車両のエンジンの制御方
   法において、 エンジンのノッキングを検出するノックセンサに異常が
   生じた時に、 前記トルクコンバータのロックアップ作動を禁止するこ
   とを特徴とするトルクコンバータを有する車両のエンジ
   ンの制御方法。
2. 【請求項２】 前記ノックセンサの異常時に、 前記エンジンの点火時期を一律に遅角させる点火時期制
   御を行うことを特徴とする請求項１に記載のトルクコン
   バータを有する車両のエンジンの制御方法。
3. 【請求項３】エンジンの出力を自動変速装置側に伝達す
   るトルクコンバータを有し、かつエンジンのノックセン
   サからのノッキング信号に基づき点火時期学習制御を行
   うトルクコンバータを有する車両のエンジンの制御方法
   において、 エンジンのノッキングを検出するノックセンサに異常が
   生じた時に、 前記トルクコンバータのロックアップ作動を禁止し、 前記エンジンの点火時期を一律に遅角させる点火時期制
   御を行い、 かつ、前記点火時期学習制御動作における少なくとも進
   角側への点火時期調整を禁止することを特徴とするトル
   クコンバータを有する車両のエンジンの制御方法。
4. 【請求項４】 エンジンの出力を自動変速装置側に伝達
   するトルクコンバータを有する車両のエンジンの制御装
   置において、 前記エンジンのノッキングを検出するノックセンサと、 該ノックセンサに異常が生じたことを検知するノックセ
   ンサ異常検知手段と、 前記エンジンが所定動作状態のときに前記トルクコンバ
   ータをロックアップ状態とするロックアップ作動手段
   と、 前記ノックセンサ異常検知手段から出力された異常検知
   信号を受け前記ロックアップ作動手段による前記ロック
   アップ作動を禁止するロックアップ規制手段と、 を備えたことを特徴とするトルクコンバータを有する車
   両のエンジンの制御装置。
5. 【請求項５】 前記ノックセンサ異常検知手段から異常
   検知信号が出力されたときにエンジンの動作状態に基づ
   いて設定されるエンジンの点火時期を一律に所定角だけ
   遅角させる点火時期制御手段と、 前記ノックセンサ異常検知手段から異常検知信号が出力
   されたときにエンジンのノックセンサからのノッキング
   信号に基づき行われる点火時期学習制御動作における少
   なくとも進角側への点火時期調整を行わないようにする
   点火時期学習制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項４に記載のトルクコン
   バータを有する車両のエンジンの制御装置。