JP3743347B2

JP3743347B2 - 自動車の制御装置

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Publication number: JP3743347B2
Application number: JP2001345506A
Authority: JP
Inventors: 利通箕輪; 豊西村; 憲一川島; 弘黒岩; 正彦射場本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP2002205576A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車のエンジンと自動変速機との協調制御に係り、特に燃費と運転性の両立を達成する最適駆動トルク制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭61−136057号公報に記載のように、従来のこの種システムでは燃費向上の為にトルクコンバータのロックアップ制御を行うことが知られているが、有害なトルク変動が生じた場合、ロックアップ状態を解除している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、トルクコンバータが滑り状態で使用される率が高く、トルク伝達に無駄が有って燃費が悪い。
【０００４】
本発明の目的は、自動変速機構付の内燃機関の燃費向上と運転性改善の両立を図ることにある。
【０００５】
別の見方では、できるだけ結合率の高い状態でトルクを伝達できる様に発生トルクを制御することが目的であると言える。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為本発明は、エンジンのトルク変動ができるだけ小さくなる様に、過大あるいは過少トルク時に、発生トルクを減少あるいは増加させると共に、高トルク伝達率を維持する様に発生トルク修正分に見合ったトルク増幅率の変更を行うものである。
【０００７】
具体的には、例えば、エンジン発生トルクの変動が有害な状態になった場合、その時点でのエンジンの発生トルクより少ないトルクを発生する低トルク運転に移行すると共に、このときのトルクの低下分に見合った分だけトルク増幅率を高めるように、前記自動変速機の変速比をその時点の変速比よりロー側に移行する制御を行うものである。
【０００８】
【作用】
このように構成された本発明によれば、クラッチが高結合率状態の時でも過大トルクや過少トルク状態になることがないのでこもり音が発生したり、エンストを起こしたりすることがない。発生トルクを低下させたときトルクの増幅率を逆に高くしているので、車輪に伝達されるトルクは変わらず、トルク低下運転時にショックが生じないという副次的効果も奏する。また、このように制御すればトルクの伝達経路を高結合状態（例えば、滑りクラッチやトルクコンバータのロックアップ状態）から結合率を下げなくて済むので伝達効率が低下することが無く、燃費が向上するという副次的効果もある。
【０００９】
【実施例】
図１に本発明の基本的な制御ブロック図を示す。ロックアップ制御時、トルク変動検出手段１によりエンジンから駆動系までのトルク変動を検出し、トルクが変動しそうになったならば変動抑制手段２に信号を出力する。変動抑制手段２では、上記トルク変動検出手段１の信号をもとにエンジントルクを低下させ、その低下分の駆動トルクを変速比で補うように制御する。そして、燃料噴射弁３とスロットル制御器４などからなるエンジントルク制御装置５及び変速比制御アクチュエータ６に信号を出力してロックアップ時のこもり音を防止する。
【００１０】
図２に本発明の最適駆動トルクシステムの制御ブロック図を示す。まず目標駆動トルク演算手段７にアクセル開度と車速を入力し、上記演算手段７内に設けられた運転者が要求する最適の車速−駆動トルクマップから目標駆動トルクを求める。次に、目標エンジントルク演算手段８により目標駆動トルクと変速比から目標エンジントルクを演算し、同時に変速比を出力する。そして、スロットル開度演算手段９内の空燃比毎のエンジン回転数−エンジントルクマップからスロットル開度を求め出力する。トルク変動検出手段１では、軸トルクの時間的変化などによりエンジンと駆動系からこもり音及び振動が発生しているか否かを判断しているが、発生していない場合はスロットル開度は全開域まで開き、変速比制御によりアクセル開度に見合う駆動トルクを得るように、変動抑制手段２内でエンジントルクと変速比を決定する。また、こもり音及び振動が発生しそうな場合は、アクセル開度に見合う目標駆動トルクが空燃比制御の範囲内かどうかを判断し、範囲内の場合はスロットル開度演算手段９により空燃比の大きい（希薄混合気）マップを選択しスロットル開度を全開域に保持したままの状態でエンジントルクを下げ、同時に変速比をロー側に移行してアクセル開度に見合う駆動トルクを得る。また、上記空燃比制御の範囲外の場合は、スロットル開度を小さくしかつ変速比をロー側に移行してアクセル開度に見合う駆動トルクを得るように、変動抑制手段２内でエンジントルクと変速比を決定する。そして、燃料噴射弁３とスロットル制御器４などからなるエンジントルク制御装置５及び変速比制御アクチュエータ６を操作する。
【００１１】
図３は自動車のパワートレイン系の構成図である。アクセルペダル１０の踏み込み量，車速センサ１１からの車速信号，軸トルクセンサ１２からのトルク信号，空燃比センサ１３からの空燃比信号,トルクコンバータ１４の出力軸回転数Ｎ_t，入力軸回転数Ｎ_e 及びスロットル開度θをコントローラ１５に入力する。コントローラ１５では、図２記載の制御方式を用いてエンジン１６及び変速機１７を制御する。エンジン制御においては、エンジン１６に取り付けられた吸気管１８に設けられたスロットル制御器１９（モータ，スロットルバルブ，スロットルセンサ）及び燃料噴射弁２０により行われる。また、変速機制御においては、ロックアップ制御を行うロックアップ制御アクチュエータ２１及び変速比制御アクチュエータ２２により行われる。また、排気管２３には空燃比制御時の排気浄化としてＮＯｘ還元触媒２４が設けられている。
【００１２】
図４に図５記載の目標駆動トルク演算手段７内の運転者が意図する最適の車速−駆動トルクマップを示す。図４において、横軸が車速，縦軸がアクセル開度に対応する駆動トルクである。斜線部は過大駆動トルク部であり、駆動系の軽量化及び運転性の面からこの部分を回避する必要がある。また、破線で区切られたＡの範囲は発進余裕トルク部であり、発進時の車体慣性分を考慮し、発進性向上のため駆動トルクを大きめに設定するものである。Ｂの範囲は加速重視トルク部であり、アクセル開度（５／５：全開，４／５開度、など）により図のように変化する。この部分は発進後の加速感を向上させ、目標車速までスムーズに到達させるための必要な駆動トルクである。Ｃの範囲は車速一定トルク部であり、走行抵抗に見合う駆動トルクを出力して一定走行を運転者の意図通りに実現する部分である。
【００１３】
図５に図２記載の目標スロットル開度演算手段９内の空燃比−エンジントルクマップを示す。空燃比１４.７に対しリーン側に空燃比を移動するとエンジントルクは約１／２に低下する。この特性を利用し、空燃比毎のエンジン回転数−エンジントルクマップからスロットル開度を求める。
【００１４】
図６にトルク変動検出手段以降の制御フローチャートを示す。処理３０で軸トルクＴ及び空燃比Ａ／Ｆを読み込む。そして、処理３１で軸トルクの時間的変化ｄＴ／ｄｔを演算し、上記ｄＴ／ｄｔが目標値ｍよりも大きいかを処理３２で判断する。大きい場合はトルク変動と判断し、図２記載の目標エンジントルク演算手段８と目標スロットル開度演算手段９にフィードバックさせ、燃料噴射量と変速比を処理３３で出力し処理３４，３５で実行する。
【００１５】
図７に図６の動作データを示す。アクセル開度がＡからＢまで変化した場合、スロットル開度は全開まで開き、アクセル開度と駆動トルクが比例するよう変速比はロー側に移動する。しかし、変速機がロックアップしている場合、低エンジン回転数領域では軸トルクが急激に立ち上がり振動してしまう。そこで、軸トルクの急激な立ち上がりを検出した場合はエンジンの空燃比を大きく(希薄混合気)して、同時に変速比をよりロー側にもっていき燃費と運転性の両立を図る。
【００１６】
図８は図６の制御フローを駆動力線図に示したものである。実線が空燃比14.7でのアクセル開度別の駆動力である。破線は空燃比２２.０でのアクセル開度別の駆動力である。また、数字の０.５，１.３，１.６は代表的な変速比を示し、無段変速機の場合は変速比が無数に存在する。アクセル開度をＢまで変化させるとＢの駆動力が要求される。そこで、Ｂの駆動力はＢ₁の駆動力及びＢ₂の駆動力と一致するため、スロットル開度が全開のＢ₂ の駆動力を選択する。しかし、トルク変動が生じる場合には、エンジントルクを低下させる必要があるため空燃比が大きいＢ₂ の位置まで移動させて、エンジンは最良燃費域を維持するようにする。その後は車速安定のため走行抵抗と一致する駆動力Ｃ₁あるいはＣ₂まで移動させる。但し、Ｂ₁，Ｂ₂の車速はＢの位置であり、Ｃ₁，Ｃ₂の車速はＣの位置である。
【００１７】
図９にワイドレンジ自動変速機の一例を示す。流体継手４０の出力軸４１とベルト式の無段変速機４２を連結し、歯車４３とクラッチ４４を介して出力軸４５とつながっている。また、歯車４３と歯車４６は１対１で回転するようになっており歯車４６とはベルト式の無段変速機４７が連結されており、クラッチ４８を介して出力軸４５とつながっている。変速比の使いわけは、クラッチ４４締結クラッチ４８解放により無段変速機４２の変速比が得られ、クラッチ４８締結クラッチ４４解放により無段変速機４２と無段変速機４７の組み合わせの変速比が得られる。この装置において、ベルト式の無段変速機をいくつか組み合わせればさらにワイドレンジの自動変速機が実現できる。
【００１８】
図１０はトルクコンバータの効率特性を示す。横軸はトルクコンバータの出力軸回転数Ｎ_tと入力軸回転数Ｎ_eの比である速度比、縦軸は効率ηである。上記速度比に応じて効率が変化するため速度比が小さいところでは効率が悪くなり燃費が悪化する。そこで、低効率域（ηｔ以下）に入らないようにエンジントルク及び変速比を制御する必要がある。
【００１９】
図１１は図１０の解決策の制御フローチャートである。まず、処理５０でアクセル開度α，入力軸回転数Ｎ_e，出力軸回転数Ｎ_t及び車速Ｖ_spを読み込む。次に、処理５１で上記出力軸回転数Ｎ_tと入力軸回転数Ｎ_eの比（Ｎ_t／Ｎ_e）から速度比ｅを演算する。処理５２では最大アクセル開度α_maxを最大駆動トルクＴ_maxと車速Ｖ_spの関数ｆ(Ｔ_max，Ｖ_sp）により求める。処理５３では目標駆動トルクＴ_tarをα・Ｔ_max／α_max により求める。処理５４ではエンジントルクＴｅをスロットル開度θの関数ｇ（θ）により求める。処理５２から処理５４までの値は後の変速比演算時に使用する。処理５５では速度比ｅがｅｔ＋ｋ以上かどうかを判断する。ここでｋは定数であり、ｅｔは限界速度比である。つまり、回転部慣性により速度比が限界速度比を越えないように限界速度比よりｋ分の余裕を持たせておく。もし、ｅがｅｔ＋ｋ以上の場合は処理５６でｆｌｇが１かどうかを判断し、１でない場合は処理５７でスロットル開度θをアクセル開度αとｋｋ（定数：変速比ｉで変化ｈ（ｉ））の積で求め出力する。そして、処理５８で変速比ｉを演算する。最後に処理５９でθ_n-1 に現在のスロットル開度θを入力する。ｆｌｇが１の場合は処理６０でスロットル開度θにｋｋｋをタスク毎に加算する。次に、処理６１でフェールセイフのためスロットル開度θが最大スロットル開度θ_max になったかどうかを判断し、なった場合は処理６２でスロットル開度θに最大スロットル開度θ_max を代入し、処理６３でｆｌｇを０にして、処理５８，５９を行う。もし、ｅがｅｔ＋ｋより小さくなった場合は処理６４でｆｌｇに１を代入し、さらに処理６５でスロットル開度θに前回のスロットル開度θ_n-1を代入してこれ以上スロットル開度を大きくしないようにして、低効率域に入らないようにする。そして、処理５８，５９を行う。
【００２０】
図１２は図１１の動作データを示す。運転者がアクセル開度をＡからＢまで変化させた場合に、スロットル開度を全開付近まで開き、変速比を０.５から１.２程度まで変化させると、速度比は目標速度比ｅｔを下回ってしまう。そこで、速度比を図１１のようにフィードバック制御すれば、破線で示すようなスロットル開度，変速比となり速度比が目標速度比ｅｔを下回ることがなく燃費が向上する。
【００２１】
図１３は図１２の制御フローを駆動力線図に示したものである。運転者がＢの駆動トルクを要求した場合、スロットル全開（８／８）で変速比１.２のＢ₁の駆動トルクの方が燃費の点から良い。しかし、急な登坂などの場合トルクコンバータが滑り低い効率域に入ってしまい燃費が悪く成る。そこで、スロットル開度を閉じ変速比をロー側に移行して低効率域を回避する。そして、徐々に変速比をハイ側に移行しＣの駆動トルクに見合う燃費の良いＣ₁ にもって行き車速を安定させる。
【００２２】
図１４はハイブリッド自動変速機の構成を示す。エンジン６０と破線で示す自動変速機６１のトルクコンバータ６２が直結されている。前記トルクコンバータ６２は１速用の入力側歯車６３及び２速以降用のベルト式変速機の入力側プーリ６４と連結されている。また、１速用の出力側歯車６５及び２速以降用のベルト式変速機の出力側プーリ６６はそれぞれクラッチＡ６７及びクラッチＢ６８を介して差動機６９と連結されておりタイヤ７０にエンジン６０の発生トルクが伝達される。
【００２３】
図１５は図１４のハイブリッド自動変速機を用いた場合の駆動力線図を示す。実線Ａはスロットルバルブ全開時の最大駆動力線である。低車速域の斜線部が歯車を用いた場合の１速領域であり、それ以降がベルト式変速機を用いた場合の２速以降領域である。１速領域の歯車の減速比（例えば２.５)と２速以降領域のベルト式変速機の最大減速比を一致させれば１−２変速時のショックがなく滑らかな変速が実現できる。
【００２４】
図１６はロックアップ制御時の油圧ポンプ制御システム図である。図において、矢印Ａは動力（トルク）の伝達、矢印Ｂは油の流れ、矢印Ｃは電気信号を示す。エンジン７１から発生する動力はトルクコンバータ７２，変速機構７３を介してタイヤ７４に伝達される。また、エンジン７１に設けられたスロットルセンサ７５の信号及びエンジン回転数信号が油圧制御コントローラ７６に入力され、電動オイルポンプ７７を駆動している。さらに、油圧スイッチ７８が油圧フィードバック用に設けられており、運転状態に見合う最適の油圧を常時実現している。そして、前記電動オイルポンプ７７から油圧制御回路７９に油が送られ、変速，ロックアップなどの制御が行われる。また、油の供給はオイルポンプ８０から行われる。これにより、ロックアップ運転による低速域の油圧低下を防止できる。
【００２５】
図１７はスタータ，オイルポンプ，冷却ファン一体型モータの取付け構造図である。エンジン８１に直結されているリングギア８２と自動変速機８３に設けられたトルクコンバータ８４のポンプ８５が連結されている。ポンプ８５からのトルク伝達は油を介してタービン８６に伝達されるが、インペラー８７ではポンプ８５から流れ出る油を制御してタービン８６に送る。そして、前記タービン８６と出力軸８８が直結されており、前記出力軸８８の回転でメカ式のオイルポンプ８９が駆動する。これは電動オイルポンプ９０が故障した場合のフェールセイフのため用いる。また、一体型モータ９１の構造は始動用歯車９２，マグネットスイッチ９３，冷却ファン９４，始動用レバー９５及びロータ９６などから成る。油圧制御コントローラ７６では始動及びロックアップ制御時の制御を行い、始動後はロータ９６を回転させ冷却ファン９４と電動オイルポンプ９０を駆動する。冷却ファン９４はロックアップクラッチ９６の滑り時に発生する熱による変速機８３の温度上昇を防止する。また、電動オイルポンプ９０は図１６に示したようにオイルパン８０が油を吸いあげ油圧回路７９に最適圧の油を供給する。
【００２６】
以下、本発明の別の実施例を詳細に説明する。
【００２７】
図１８は本発明の一実施例である。エンジン１０１の発生トルク制御は点火時期を制御する点火装置１０２，空燃比あるいは気筒数を制御する燃料装置１０３及び空気量を制御するスロットル制御器１０４の３つにより行われる。また、自動変速機１０５における前記発生トルクの増減制御はロックアップ機構１０６及び変速機構１０７により行われる。以上のようなトルク制御装置を備えた自動車において、駆動系のトルク変動をトルクセンサ１０８の信号から求めるトルク変動検出手段１０９の信号を発生トルク制御手段１１０及びトルク伝達係数制御手段１１１に入力しロックアップ制御時のトルク変動を防止する。
【００２８】
図１９は本発明の詳細な実施装置である。コントローラ１２０には２個あるいは１個のＣＰＵ１２１が搭載されており、２個の場合は変速比制御と空燃比制御が別個のＣＰＵで行われる。コントローラ１２０にはアクセルセンサ１２２からのアクセル開度α信号，空気流量センサ１２３からの空気流量Ｑ_a 信号，スロットルセンサ１２４からのスロットル開度θ信号，空燃比センサ１２５からの空燃比Ａ／Ｆ信号，車速センサ１２６からの車速Ｖ_sp信号，クランクセンサ１２７からのエンジン回転数Ｎ_e 信号，トルクセンサ１０８からのトルク変動信号及び車輪速センサ１２８からの車輪速Ｖ_fr信号が入力される。そして、上記コントローラは運転性，燃料経済性を両立するように点火装置１０２，燃料装置１０３，スロットル制御器１０４，ロックアップ機構１０６及び変速機構１０７を制御する。
【００２９】
図２０から図２２にロックアップ締結時のメインフローチャートを示す。まず、処理２００でアクセル開度α，車速Ｖ_sp，エンジン回転数Ｎ_e を読み込む。処理２０１では車速に対するアクセル開度のマップを持っており、アクセル開度に対応する駆動トルクの最大値Ｔ_maxと車速Ｖ_sp の関数ｆにより最大アクセル開度α_maxを演算する。そして、処理２０２で目標駆動トルクＴ_tar＝α＊Ｔ_max／ α_maxを演算し求める。次に処理２０３で各変速位置毎の推定エンジン回転数Ｎ_n，推定駆動トルクＴ_nを演算しておく。例えば、１速の場合は１速時のＮ₁推定エンジン回転数＝Ｖ_sp＊ｉ_end(最終減速比）＊ｉ₁（１速の減速比）＊ｋ₁（補正係数）を求め、エンジン回転数とエンジントルクのマップにより上記推定エンジン回転数における最大エンジントルクＴ_emaxをｇ(Ｎ₁）により求める。そして、推定駆動トルクＴ₁＝Ｔ_emax＊ｉ_end（最終減速比）＊ｉ₁(１速の減速比）を演算しておく。さらに、変速機が４速の場合は４速まで上記演算をしておく。処理204ではトルク変動フラグＴ_flg が０か否かでトルク変動を判断し、０の場合はトルク変動でないのでＸ（図２１）に進む。０でない場合はトルク変動でありＹ（図２２）に進む。図２１の場合、処理２０５では図２０で求めた目標駆動トルクＴ_tarと推定駆動トルクＴ₄を比較し、Ｔ_tarがＴ₄以下の場合は処理２０６で４速の減速比ｇ_ear(４)をｉ_outに入力し、処理２０７では４速の変速位置Ｓ_olＡ＝１，Ｓ_olＢ＝０を入力する。処理２０５でＴ_tarがＴ₄ より大きい場合は、処理２０８でエンジン回転数Ｎ_e が限度回転数（例えば６４００rpm)を超えないかどうかを判断しエンジンの暴走を防止する。以下、処理２０９，処理２１０では上記処理２０５と同じように変速位置を判断し、処理２１１，処理２１２では処理２０８と同じ処理を行う。そして、処理２１３，処理２１４では３速、処理215，処理２１６では２速、処理２１７，処理２１８では１速の処理をそれぞれ前記４速時と同じ処理を実行する。次に、処理２１９ではエンジントルクＴ_eをＴ_tar／(ｉ_out＊ｉ_end)から求める。処理２２０ではエンジン回転数Ｎ_e とエンジントルクＴ_e のスロットル開度θマップからスロットル開度θを求める。そして、処理２２１でスロットル開度θ及び変速位置Ｓ_olＡ，Ｓ_olＢを出力する。図２２の場合、処理２２２で変速位置Ｓ_olＡ，Ｓ_olＢ信号により現在の変速位置ｇを演算する。処理２２３ではｇが１速かどうかを判断し、１速の場合はリターンする。１速以外の場合は、処理２２４でｇ−１を演算しシフトダウンする。そして、処理２２５では変速位置に見合う減速比ｇ_ear(ｎ)をｉ_outに入力し、処理２２６で処理２１９と同じようにエンジントルクＴ_e を演算する。処理２２７ではエンジン回転数Ｎ_e がパラメータのエンジントルクＴ_e と目標空燃比(Ａ／Ｆ)₀ のマップからエンジントルクＴ_e に見合う目標空燃比(Ａ／Ｆ)₀ を求め後述のエンジン制御に用いる。そして、図２１のＺに戻る。
【００３０】
図２３は燃料，点火制御のフローチャートである。まず、処理２２８で空気流量Ｑ_a，エンジン回転数Ｎ_e，スロットル開度θ及び空燃比Ａ／Ｆを読み込む。処理２２９ではＱ_a／Ｎ_e，ｄθ／ｄｔを演算する。次に、処理２３０，２３１ではそれぞれ燃料噴射量Ｔ_p，点火時期ａｄｖを下記の式より求める。
【００３１】
Ｔ_p ＝Ａ₁(補正係数)＊ｆ₁(Ｑ_a／Ｎ_e，Ｎ_e)＊ｆ₂((Ａ／ｆ)₀)(空燃比補正係数)＋ΔＡ／Ｆ(空燃比補正量）＋ｆ₃(ｄθ／ｄｔ)（加速補正量）
ａｄｖ＝Ａ₂(補正係数）＊ｇ₁(Ｑ_a／Ｎ_e，Ｎ_e）＋ｇ₂(ｄθ／ｄｔ)（加速補正量）
次に、処理２３２で実際の空燃比Ａ／Ｆと目標空燃比(Ａ／Ｆ)₀ を比較し、一致していればリターンする。一致していない場合は処理２３３で空燃比補正量 ΔＡ／Ｆを求め、リターンする。
【００３２】
図２４から図２７はロックアップ解除時のフローチャートである。図２５は低車速時のロックアップ解除である。処理２４４で車速Ｖ_spを読み込み、処理245で設定車速Ｖ₁₀（約１０ｋｍ／ｈ）以下かどうかを判断する。以下の場合は処理２４６でロックアップのデューティ比のｌｕを車速Ｖ_sp＊ｋ₂(補正係数）により求め、大きい場合は処理２４７で最大デューティ比Ｄ_max をｌｕに入力する。そして、処理２４８でデューティ信号ｌｕを出力する。図２７，図２６は変速時のロックアップ解除である。処理２４９ではタービン(トルクコンバータの出力軸)回転数Ｎ_t，車速Ｖ_sp，変速信号Ｓ_olＡ,Ｓ_olＢを読み込む。そして、処理２５０で変速中も含めたギア比ｊをｋ₃（補正係数）＊Ｖ_sp／Ｎ_tにより求める。次に、処理２５１で変速位置Ｓ_olＡ，Ｓ_ol Ｂ信号により現在の変速位置ｇ_nを求める。そして、処理２５２で前回の変速位置ｇ_n-1と現在の変速位置ｇ_nを比較し、同じ場合はＣに進む。違う場合は処理２５３に進み、現在の変速位置ｇ_n が前回の変速位置ｇ_n-1より大きいかどうかを判断し、大きい場合(シフトアップ）はＡ、小さい場合（シフトダウン）はＢに進む。図２６において、Ａの場合（シフトアップ）、処理２５４では処理２５０で求めたギア比ｊと制御開始の目標ギア比ｉ（ｇ_n-1）−ｋ₄（補正係数）を比較し大きい場合はループさせ、小さくなったら処理２５５に進みロックアップのデューティ比のｌｕにロックアップを解放するため最小のデューティ比Ｄ_min を入力する。次に、処理２５６に進みギア比ｊと制御終了の目標ギア比ｉ（ｇ_n ）＋ｋ₄(補正係数）を比較し以下の場合はループさせ、大きくなったら処理２５７に進みロックアップのデューティ比のｌｕにロックアップを締結するため最大のデューディ比Ｄ_maxを入力する。Ｂの場合(シフトダウン）も同じように処理２５８から処理２６０を実行し変速中を判断してロックアップを解放する。そして最後に処理２６１で前回の変速位置ｇ_n-1 に現在の変速位置ｇ_n を入力して終了する。図２７は急制動時のロックアップ解除である。まず、処理２６２で駆動側の車輪速Ｖ_frを読み込み、処理２６３で設定車輪速Ｖ_froと比較する。もし、車輪速Ｖ_frが設定車輪速Ｖ_fro以下の場合はタイヤがロックに近い急制動時と判断し、処理２６４でロックアップのデューティ比のｌｕにロックアップを解放するため最小のデューティ比Ｄ_min を入力する。大きい場合は処理２６５でロックアップのデューティ比のｌｕにロックアップを締結するため最小のデューティ比Ｄ_max を入力する。そして、処理２６６でロックアップのデューディ比のｌｕを出力する。
【００３３】
図２８はロックアップ締結開始時のタイムチャートである。運転者が自動変速機のシフトレバーをＮ（ニュートラル）あるいはＰ（パーキング）の状態でエンジンを始動した後、Ｄ（ドライブ）レンジ状態になったかどうかをＮ−Ｄレンジ信号で監視する。通常Ｎ（ニュートラル）あるいはＰ（パーキング）の状態ではブレーキペダルを踏んでいるため、車速は０km／ｈである。また、エンジン回転数はアイドル回転数の７００rpm 程度である。次に、ブレーキペダルを離すと同時にＮ−Ｄレンジ信号がＤレンジに変化すると、トルクコンバータのトルク増大により走行抵抗及び車重慣性に打ち勝つ軸トルクが発生し、車が走り始め車速が上昇する。この状態からアクセル開度を突変（例えば０／８〜１／８）させると低ブースト運転により燃費を稼ぐためスロットル開度が全開付近まで開かれる。その時加速補正割込み信号ｋｉを監視し、加速補正が入った（ｋｉ＝１）ならばロックアップ信号ｌｕ＝１を出力しロックアップ締結を行う。これにより、軸トルクが変動した場合はたとえば空燃比と変速比を制御し、破線のように軸トルクの変動を防止する。
【００３４】
図２９はロックアップ締結開始フローチャートである。処理２００及び２０１でそれぞれＮ−Ｄ信号及び加速補正割込み信号ｋｉを読み込む。次に、処理202でＤレンジかどうかを判断し、Ｄレンジであれば処理２０３へ進みｋｉが１かどうかを判断する。１であればロックアップ許容となり処理２０４でロックアップ締結信号ｌｕ＝１を出力する。もし、処理２０２及び２０３でＮｏの場合は処理２０５へ進みロックアップ解放信号ｌｕ＝０を出力しリターンされる。
【００３５】
図３０はロックアップなしの従来方式（破線）とロックアップなしの低ブースト制御（実線）の比較タイムチャートである。破線の場合、アクセル開度の変化に対しスロットル開度が１対１に対応し変速比がローギアのため、図２０２のような軸トルクの変化を示す。しかし、スロットル開度が小さいためエンジン効率が低い。また、トルクコンバータの効率も少し低く燃費は悪い。これに対し、実線の場合はアクセル開度の変化に対しスロットル開度が全開まで開きエンジン効率が最高になる。しかし、軸トルクを従来方式に合わせるため変速比がハイギアになるため、トルクコンバータ効率が従来方式より悪くなる。しかし、それでもエンジン効率が最高の分、燃費は従来方式よりも良い。
【００３６】
図３１は低ブースト制御でのロックアップあり（破線）なし（実線）の比較タイムチャートである。破線，実線において、アクセル開度の変化に対しスロットル開度が全開まで開きエンジン効率が最高になる。しかし、実線の場合は、トルクコンバータの滑りが生じ、軸トルクが増大されるため破線と同じ軸トルクを出力する場合、変速比はよりハイギア側になる。つまり、トルクコンバータの効率は最低方向に向かう。これに対し、破線の場合は実線よりも変速比がローギア側になりエンジン回転数少々高いにもかかわらずトルクコンバータの効率が最高となるため、燃費が大幅に向上する。しかし、軸トルクが変動し運転性が悪化するため上記燃費を犠牲にしていた。
【００３７】
図３２は低ブースト制御ロックアップありでの変動抑制制御なし（実線）と制御あり（破線，一点鎖線）の比較タイムチャートである。実線の場合は図３１で示したような燃費は良いが軸トルクは変動する一例である。トルク変動抑制制御ありの破線の場合は、軸トルクの時間的変化ΔＴからトルク変動の状態を判断し、目標トルク変動量Ｔ_min，Ｔ_midを越えた時、点火時期リタード制御と空燃比制御を実行したものである。まず、点火時期をリタードし、次に空燃比をリターンにする。また、この時、点火時期リタード制御と空燃比制御によりエンジントルクが小さくなるため、変速比をロー側に変化させ運転者が要求する軸トルクを維持する必要がある。さらに、上記トルク変動量よりも大きいトルク変動(Ｔ_max)が生じた場合（一点鎖線）は、上記空燃比制御にスロットル制御を加え、軸トルクの変動を防止する。実線，破線及び一点鎖線とも燃費はほとんど変わらず、本発明はトルク変動を抑制しつつ燃費を大幅に向上できる。
【００３８】
図３３，図３４はトルク変動抑制の制御フローチャートである。処理２０６ではアクセル開度α，軸トルクＴを読み込む。次に、処理２０７でα及びＴの時間的変化Δα＝ｄα／ｄｔ，ΔＴ＝ｄＴ／ｄｔを演算する。そして、処理２０８で絶対値｜ΔＴ−Δα｜が目標トルク変動量Ｔ_min 以上かどうかを判断する。小さい場合（トルク変動なしと判断）はＢに進みリターンする。以上の場合は処理２０９に進み、ΔＴ−Δαが０より大きいかどうかを判断する。０より小さい場合は減速時と判断でき、処理２１０で排気悪化の点からスロットル制御のみを実行する。処理２０９で大きい場合は処理２１１に進み、ΔＴ−Δαが目標トルク変動量Ｔ_mid 以上かどうかを判断する。小さい場合は処理２１２で点火時期リタード制御を実行する。以上の場合は処理２１３へ進みΔＴ−Δαが目標トルク変動量Ｔ_max 以上かどうかを判断する。小さい場合は処理２１４で燃料(空燃比)制御を実行する。以上の場合は処理２１０でスロットル制御を実行する。そして、図３４に進む。処理２１５ではまず、目標駆動トルクＴ_out をαの関数ｇ(α)より求める。そして、処理２１６から２１９まででそれぞれ点火時期リタード量ａｄｖ，空燃比Ａ／Ｆ，スロットル開度θ及びエンジン回転数Ｎ_e を読み込む。処理２２０で上記ａｄｖ，Ａ／Ｆ,θ，Ｎ_eの関数ｆ(ａｄｖ，Ａ／Ｆ，θ，Ｎ_e）よりエンジントルクＴ_eを演算する。また、上記ａｄｖ，Ａ／Ｆ，θ，Ｎ_eを用いたマップによりエンジントルクＴ_e を求めてもよい。そして、処理２２１で変速比ｉ_outを目標駆動トルクＴ_out／エンジントルクＴ_e で求め、処理２２２で出力する。
【００３９】
本実施例によれば、車両の発進時からロックアップが可能であり、燃費が向上する。
【００４０】
【発明の効果】
これにより、トルク変動が大きいときの運転性が確保できる。また、運転者の意図する駆動力が得られる。また、高い燃料経済性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な制御ブロック図。
【図２】本発明の最適駆動トルクシステムの制御ブロック図。
【図３】自動車のパワートレイン系の構成図。
【図４】運転者が意図する最適の車速−駆動トルクマップ。
【図５】空燃比−エンジントルクマップ。
【図６】トルク変動検出手段以降の制御フローチャート。
【図７】図６の動作データ。
【図８】駆動力線図。
【図９】ワイドレンジ自動変速機の一例。
【図１０】トルクコンバータの効率特性。
【図１１】図１０の解決策の制御フローチャート。
【図１２】図１４の動作データ。
【図１３】駆動力線図。
【図１４】ハイブリッド自動変速機の構成。
【図１５】図１４のハイブリッド自動変速機を用いた場合の駆動力線図。
【図１６】ロックアップ制御時の油圧ポンプ制御システム図。
【図１７】スタータ，オイルポンプ，冷却ファンの一体型モータの取付け構造図。
【図１８】本発明の別の実施例を示す図面。
【図１９】その詳細構成図。
【図２０】ロックアップ制御時のメインフローチャートの一部を示す図面。
【図２１】ロックアップ制御時のメインフローチャートの一部を示す図面。
【図２２】ロックアップ制御時のメインフローチャートの一部を示す図面。
【図２３】燃料・点火の制御フローチャート。
【図２４】ロックアップ解除の制御フローチャートの一部。
【図２５】ロックアップ解除の制御フローチャートの一部。
【図２６】ロックアップ解除の制御フローチャートの一部。
【図２７】ロックアップ解除の制御フローチャートの一部。
【図２８】ロックアップ開始時のタイムチャート。
【図２９】ロックアップ開始時の制御フローチャート。
【図３０】従来技術と本発明との比較タイムチャート。
【図３１】低ブースト制御時のロックアップ有無比較タイムチャート。
【図３２】低ブースト制御時にロックアップ有の場合の発生トルク制御有無の比較タイムチャート。
【図３３】発生トルク抑制制御フローチャートの一部。
【図３４】発生トルク抑制制御フローチャートの一部。
【符号の説明】
１…トルク変動検出手段、２…変動抑制手段、３…燃料噴射弁、４…スロットル制御器、５…エンジントルク制御装置、６…変速比制御アクチュエータ。

Claims

エンジンが発生する回転トルクを自動変速機を介して車両の駆動輪に伝達すると共に、そのトルク伝達経路にロックアップ機構を備えた自動車の制御装置であって、
前記エンジンと駆動系からこもり音及び振動の発生を検知するトルク変動検出手段と、
前記機構のロックアップ中における前記トルク変動検出手段の検出結果に応じて、前記エンジンの発生トルクを下げると共に、前記自動変速機の変速比をその時点の変速比よりロー側に移行する変動抑制手段と、
を有する自動車の制御装置。
請求項１記載の自動車の制御装置であって、
前記変動抑制手段は、希薄混合気運転に移行する空燃比制御により、前記エンジンの発生トルクを下げる自動車の制御装置。
請求項２に記載の自動車の制御装置であって、
前記変動抑制手段は、前記空燃比制御の範囲外の場合、スロットル弁の開度を小さくすると共に前記自動変速機の変速比をその時点の変速比よりロー側に移行する自動車の制御装置。