JP4410261B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、一般的に車両の制御装置に関し、特に、減速時の燃料カットとロックアップクラッチの係合とを協調制御する車両の制御装置に関する。
一般の車両用エンジンにおいては、所定の減速時に、燃費向上を図るために、エンジンへの燃料供給を遮断する、所謂燃料カットが行われている。この減速時燃料カット方法では、燃料カット実行判定エンジン回転数と、復帰判定エンジン回転数とを設定し、スロットル弁開度に基づいて燃料カット実行条件を判別する。
燃料カット実行条件が成立したときに、エンジン回転数が燃料カット実行判定エンジン回転数より高いか否かを判定し、エンジン回転数が燃料カット実行判定エンジン回転数より高いときには、燃料カット実行条件成立時点から所定時間経過後にエンジンへの燃料供給を遮断する。
燃料供給遮断後にエンジン回転数が復帰判定エンジン回転数より低下すると、エンジンへの燃料供給を復帰すると共に、燃料供給復帰時点から所定時間の間燃料カット実行判定エンジン回転数を所定回転数分持ち上げるように制御する。
燃料供給復帰後に所定時間の間燃料カット実行判定エンジン回転数を所定回転数分持ち上げるので、燃料供給復帰後に再度燃料供給遮断と燃料供給復帰とが繰り返し行われるようなエンジン回転数のハンチングの発生を未然に防止することができる。
一方、トルクコンバータを有する自動変速機においては、燃費向上を目的として所定の変速段でエンジン回転数が所定回転数以上のときにエンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを直結するロックアップクラッチが一般的に設けられている。
このようなロックアップクラッチ付自動変速機が燃料遮断機構を備えたエンジンに組み合わされた場合、ドライバビリティを維持しながら燃費を更に向上するために、ロックアップ状態に移行するときのエンジン回転数と燃料カット後の復帰エンジン回転数との関係について種々の提案がなされている。
特開平3−50895号公報 特許第3593394号公報
上述したように、減速走行時においては、燃料カットによるエンジンのハンチングを防止するため、一旦燃料カットから復帰した後は、アクセルオフが継続されている間は、通常の燃料カット実行判定エンジン回転数よりも高いエンジン回転数になるまでは燃料カットを許可しないように制御されている。
このような制御では、特に降坂路において、極低車速からアクセルペダルを踏まずに走行抵抗及び重力加速度によって加速する場合、燃料カットによるエンジンブレーキ発生が高車速になるまで発生しないため、空走感が強くドライバビリティが悪化するという問題がある。また、車速維持のためにはブレーキ操作頻度が高くなり、結果としてブレーキ負荷が増大する。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ロックアップクラッチの係合と燃料カット条件の協調制御により、降坂路において従来より低車速でエンジンブレーキの発生を可能とする車両の制御装置を提供することである。
請求項1記載の発明によると、スロットル開度が所定開度以下の減速走行時にエンジン回転数が第1の所定回転数以上となったとき、エンジンへの燃料供給を遮断する燃料遮断手段と、燃料供給遮断後エンジン回転数が前記第1の所定回転数より低い第2の所定回転数以下となったとき、燃料供給を行う燃料供給手段と、前記第2の所定回転数により前記燃料供給手段が作動した際に、前記燃料供給手段が作動したときに前記燃料遮断手段が作動するエンジン回転数を前記第1の所定回転数より高い第3の所定回転数に変更する燃料遮断回転数変更手段とを有するエンジンの燃料供給制御装置と、前記エンジンの出力軸及び自動変速機のメインシャフトを接続するためのロックアップクラッチ付トルクコンバータを有する自動変速機とを備えた車両の制御装置において、スロットル開度が前記所定開度以下で、且つ前記燃料遮断回転数変更手段により燃料供給遮断時のエンジン回転数を前記第3の所定回転数に変更した状態でエンジンへの燃料供給が行われているとき、自動変速機のメインシャフト回転数が前記第1の所定回転数より高く前記第3の所定回転数より低い第4の所定回転数以上となったときに、自動変速機の前記ロックアップクラッチを作動させるための油圧供給を開始するロックアップ準備手段と、前記ロックアップクラッチが締結したかどうかをエンジン回転数とメインシャフト回転数が一致したことにより判定するロックアップ判定手段と、前記ロックアップ判定手段により前記ロックアップクラッチが締結したと判定されたときに、前記燃料遮断手段が作動するエンジン回転数を前記第3の所定回転数から前記第1の所定回転数に復帰させる燃料遮断回転数復帰手段と、を具備し、減速走行時の燃料遮断及びロックアップクラッチの係合とを協調制御を行うことを特徴とする車両の制御装置が提供される。
請求項2記載の発明によると、請求項1記載の発明において、 走行路の勾配を判定する勾配判定手段を更に具備し、前記燃料遮断回転数復帰手段は、変速段が高速変速段の場合には軽降坂時から急降下まで作動し、低速変速段の場合には所定以上の急降坂の場合のみ作動することを特徴とする請求項1記載の車両の制御装置が提供される。
請求項1記載の発明によると、低車速での降坂路走行においては、燃料カットに起因するエンジンのハンチングが発生することなく、より低車速からエンジンブレーキを効かすことができるため、ドライバビリティを向上することができる。また、一般路走行においても、燃料カットをしていない状態、即ち空走感のある状態の走行頻度は低減し、ドライバビリティと燃費の向上を望める。
請求項2記載の発明によると、降坂路の勾配の程度と変速段に応じて燃料遮断回転数復帰制御を実施するため、ドライバビリティの向上と共に燃費の向上を図ることができる。
図1は本発明の制御装置を搭載した車両の全体構成図である。この車両は前輪駆動車であって、エンジン2のトルクが自動変速機4を介して伝達される左右一対の駆動輪6a,6bと、走行に伴って回転する左右一対の従動輪8a,8bとを備える。エンジン2のクランクシャフト10と自動変速機4のメインシャフト12との間には、公知のトルクコンバータ14が介装されている。
図3を参照すると、ロックアップクラッチOFF時のトルクコンバータ14の油圧回路図が示されている。図4はロックアップクラッチON時のトルクコンバータ14の油圧回路図である。
図3に示すように、トルクコンバータ14はクランクシャフト10に接続されたポンプインペラ16と、メインシャフト12に接続されたタービンランナ18と、固定部に一方向クラッチ22を介して支持されたステータ20と、ポンプインペラ16及びタービンランナ18を結合可能なロックアップクラッチ24とを備えている。
ロックアップクラッチ24はトルコンカバー26の内面に当接可能なクラッチピストン28を備えており、クラッチピストン28の両側に第1油室30及び第2油室32が形成されている。
第1油室30に圧油が供給されてクラッチピストン28がトルコンカバー26に当接するとロックアップクラッチ24が係合し、クランクシャフト10のトルクが直接メインシャフト12に伝達される。
一方、第2油室32に圧油が供給されてクラッチピストン28がトルコンカバー26から離間するとロックアップクラッチ24が係合解除し、クランクシャフト10とメインシャフト12との機械的な連結が遮断される。
トルクコンバータ14の油圧回路は、オイルタンク34から作動油を汲み上げるオイルポンプ36と、オイルポンプ36からの作動油を所定のレギュレータ圧に調圧するレギュレータバルブ38を含んでいる。
ロックアップシフトバルブ40は、ロックアップクラッチ24の非係合時には、トルクコンバータ14の第2油室32にレギュレータ圧を伝達するとともに第1油室30をオイルタンク34に接続し、ロックアップクラッチ24の係合時にはトルクコンバータ14の第1油室30にレギュレータ圧を伝達するとともに第2油室32を後述するロックアップコントロールバルブ42に接続する。
ロックアップコントロールバルブ42は、第2油室32からロックアップシフトバルブ40を介して供給された作動油の圧力を逃がし、第2油室32の圧力を調整することによりロックアップクラッチ24の係合力を制御する。
ロックアップタイミングバルブ44は、高車速時にスロットル圧により作動してロックアップコントロールバルブ42を作動させることにより、第2油室32を大気に開放してロックアップクラッチ24を完全に係合させる。
第1ソレノイドバルブ46は、オン/オフ制御されるもので、そのオフ時にモジュレータ圧をロックアップシフトバルブ40の左端に伝達して該ロックアップシフトバルブ40のスプールを右動させることにより、トルクコンバータ14の第2油室32にレギュレータ圧を伝達するとともに第1油室30をオイルタンク34に接続し、ロックアップクラッチ14の係合を解除する。
第1ソレノイドバルブ46がオンすると、モジュレータ圧を逃がしてロックアップシフトバルブ40のスプールを左動させることにより、トルクコンバータ14の第1油室30にレギュレータ圧を伝達するとともに第2油室32をロックアップコントロールバルブ42に接続し、ロックアップクラッチ24を係合させる。
第2ソレノイドバルブ48はリニアソレノイドバルブであって、そのオフ時にモジュレータ圧でロックアップコントロールバルブ42のスプール及びロックアップタイミングバルブ44のスプールを右方向に付勢し、そのオン時にモジュレータ圧を逃がして上述した付勢力を解除する。
ロックアップコントロールバルブ42の開度は、第2ソレノイドバルブ48に供給する電流値を変化させることにより無段階に制御可能であり、ロックアップコントロールバルブ42の開度を増加させると、トルクコンバータ14の第2油室32の背圧が減少してロックアップクラッチ24の係合力が増加する。
逆に、ロックアップコントロールバルブ42の開度を減少させると、トルクコンバータ14の第2油室32の背圧が増加して、ロックアップクラッチ24の係合力が減少する。
図1を再び参照すると、エンジン2にはエンジン回転数Neを検出するエンジン回転数検出手段50が設けられるとともに、自動変速機4にはメインシャフト回転数Nmを検出するメインシャフト回転数検出手段52と、シフトポジションPを検出するシフトポジション検出手段54が設けられている。
エンジン2の吸気通路56に介装されたスロットル弁58には、スロットル開度θTHを検出するスロットル開度検出手段60が設けられている。さらに、従動輪である左右の後輪8a,8bには車速Vを検出する車速検出手段62が設けられている。
53は車両が走行している路面の勾配を検出する勾配検出手段であり、本実施形態では車両の前後加速度Gから勾配を演算するGセンサが用いられている。しかし、勾配検出手段53は水平面に対する車体の傾斜角を直接検出するものであってもの良い。
図2は、各検出手段からの信号を制御プログラムに基づいて演算処理し、第1,第2ソレノイドバルブ46,48を駆動してトルクコンバータ14の速度比を制御するための電子制御ユニット(ECU)64を示している。
この電子制御ユニット64は、演算処理を行うための中央処理装置(CPU)66と、制御プログラムや各種テーブル等のデータを格納しているリードオンリーメモリ(ROM)68と、各検出手段の出力信号や演算結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)70を有している。
電子制御ユニット64は更に、エンジン回転数検出手段50、メインシャフト回転数検出手段52、勾配検出手段53、シフトポジション検出手段54、スロットル開度検出手段60及び車速検出手段62が接続される入力回路72と、第1ソレノイドバルブ46及び第2ソレノイドバルブ48が接続される出力回路74を有している。
しかして、電子制御ユニット64は、入力回路72を介して入力される各種信号と、ROM68に格納されたデータとを後述する制御プログラムに基づいてCPU66で演算処理し、最終的に出力回路74を介して第1,第2ソレノイドバルブ46,48に供給する電流値を制御する。これにより、ロックアップクラッチ24の係合力を変化させてトルクコンバータ14の速度比を制御することができる。
図5を参照すると、本発明の原理を示す原理ブロック図が示されている。燃料遮断手段80は、スロットル開度が所定開度以下の減速走行時にエンジン回転数が第1の所定回転数以上となったとき、エンジンの燃料噴射弁78への燃料供給を遮断する。
ここで、スロットル開度が所定開度以下とは、スロットル弁がほぼ全閉状態をいう。燃料供給手段82は、燃料供給遮断後エンジン回転数が第1の所定回転数より低い第2の所定回転数以下となったとき、燃料噴射弁78への燃料供給を行う。
燃料遮断回転数変更手段84は、燃料供給手段82が作動したときに燃料遮断手段80が作動するエンジン回転数を第1の所定回転数より高い第3の所定回転数に変更する。
ロックアップ準備手段88は、スロットル開度が前記所定開度以下で、且つ燃料遮断回転数変更手段84により燃料供給遮断時のエンジン回転数を第3の所定回転数に変更した状態でエンジンの燃料噴射弁78への燃料供給が行われているとき、自動変速機のメインシャフト回転数が第1の所定回転数より高く、第3の所定回転数より低い第4の所定回転数となったときに、自動変速機のロックアップクラッチ86を作動させるための油圧供給を開始する。
ロックアップ判定手段90は、ロックアップクラッチ86が締結したかどうかをエンジン回転数Neとメインシャフト回転数Nmが一致したことにより判定する。燃料遮断回転数復帰手段92は、ロックアップ判定手段90によりロックアップクラッチ86が締結したと判定されたときに、燃料遮断手段80が作動するエンジン回転数を第3の所定回転数から第1の所定回転数に復帰させる。
上記のような構成を有する本発明によると、低車速での降坂路走行においては、燃料カットに起因するエンジンのハンチングが発生することなく、より低車速からエンジンブレーキを効かすことができるため、ドライバビリティが向上する。また、一般路走行においても、燃料カットをしない状態、即ち空走感のある状態の走行頻度が低減し、ドライバビリティと燃費の向上を望める。
次に、図6のフローチャートを参照して、本発明実施形態に係るロックアップクラッチの係合と燃料カットの協調制御シーケンスについて説明する。まず、ステップS10において、燃料カットしていないか否かを判定する。燃料カットしていないと判定された場合には、ステップS11へ進んでアクセルペダルが全閉か否か、即ちアクセルペダルを踏んでいないか否かを判定する。
アクセルペダルを踏んでいないと判定された場合には、ステップS12へ進んで変速段と降坂度合から本発明の減速LC/FI(燃料噴射)協調制御を実施しても良いか否かを判定する。ここで、本発明の減速LC/FI協調制御は変速段で判断値を持ち替え、低速段ほど急勾配で実施する。
例えば、5速ATの場合には、1速では十分エンジンブレーキがあるため、どんなに急降坂でも実施しない。2速では軽降坂で実施すると、エンジンブレーキが強すぎるため、急降坂でのみ実施する。5速では急降坂は言うに及ばず軽降坂から実施する。これにより、エンジンブレーキが効くと共に、燃費も改善される。
ステップS12が肯定判定の場合には、ステップS13へ進んでメインシャフト回転数Nmが所定値以上か否かを判定する。肯定判定の場合には、ステップS14へ進んでロックアップクラッチ(LC)の制御を開始する。すなわち、ロックアップクラッチを作動させるための油圧供給を開始する。
次いで、ステップS15へ進んでエンジン回転数Neとメインシャフト回転数Nmとが一致したか否かを判定する。即ち、ロックアップクラッチが締結したか否かを判定する。ステップS15が肯定判定の場合には、ステップS16へ進んでF/C(燃料カット)開始回転下げ要求を出力する。
換言すれば、ハンチング防止制御終了要求を出力し、F/C開始回転下げ要求フラグF_NFCTDRQを1にセットする。これにより、F/C開始回転数が通常時の、すなわちアクセルオン後のF/C開始回転数に復帰される(下げられる)。
次いで、ステップS17へ進んで、F/C開始回転下げ要求後一定時間経過しても燃料カットを開始しないか否かを判定する。ステップS17が肯定判定の場合には、ステップS18へ進んでF_NFCTDRQを0にリセットし、ロックアップクラッチの係合制御を中止する。これにより、エンジン回転数が上昇するため、燃料カットに入り易くなる。
一方、ステップS10,S11,S12及びS13が否定判定の場合には、ステップS19へ進んでF/C開始回転下げ要求フラグF_NFCTDRQを0にリセットし、本処理を終了する。ステップS15及びS17が否定判定の場合、及びステップS18終了後も本処理を終了する。
次に、図7のフローチャートを参照して、減速LC/FI協調制御時の燃料カット判断シーケンスについて説明する。まず、ステップS20において、燃料カットしていないか否かを判定する。
燃料カットしていないと判定された場合には、ステップS21へ進んで図6で説明した自動変速機のロックアップ制御からF/C開始回転持ち替え要求が来たか否かを判定する。即ち、F/C開始回転下げ要求フラグF_NFCTDRQがセットされているか否かを判定する。
ステップS21が否定判定の場合には、ステップS22へ進んでエンジン回転数NeがF/C開始回転数以上か否かを判定する。そこで、NFCTはF/C開始回転数である。
一方、ステップS21が肯定判定の場合には、ステップS23へ進んでハンチング防止制御中フラグF_NFCTUPを0にリセットし、ステップS24でF/C開始回転NFCTに通常のF/C開始エンジン回転数NFCTHを代入する。即ち、ここでは所定回転数持ち上げられていたF/C開始回転数をアクセルオン後のF/C開始回転数に切り替える。
ステップS22が肯定判定の場合には、ステップS25へ進んで燃料カットを開始し、燃料カット中フラグF_DECFCを1にセットする。
一方、ステップS20で燃料カットしていると判定された場合には、ステップS26へ進んでアクセルオンしたか否かを判定する。ステップS26が否定判定の場合には、ステップS27へ進んでエンジン回転数が燃料カット終了回転数以下か否か、即ちNe≦NFCTLが成立するか否かを判定する。
ステップS27が肯定判定の場合には、ステップS28へ進んで燃料カットを終了すると共に、燃料カット中フラグF_DECFCを0にリセットする。更に、ステップS29へ進んでハンチング防止制御中フラグF_NFCTUPを1にセットする。
次いで、ステップS30へ進んでハンチング防止のためアクセルオン後の燃料カット開始回転より所定回転数DNFC高い回転数に燃料カット開始回転NFCTを設定する。ここで、DNFCはハンチング防止制御中F/C回転持ち上げ量である。
一方、ステップS26が肯定判定の場合には、ステップS31へ進んで燃料カットを終了し、燃料カット中フラグF_DECFCを0にリセットする。更に、ステップS32でハンチング防止制御中フラグF_NFCTUPを0にリセットし、ステップS33へ進んでF/C開始回転NFCTにF/C開始エンジン回転NFCTHを代入する。
次に、図8のタイムチャートを参照して、本発明の減速LC/FI協調制御について具体的に説明する。図8において、NFCTはF/C開始回転、NEはエンジン回転数、NMはメインシャフト回転数、APはアクセル開度、F_NFCTUPはハンチング防止制御中フラグ、F_NFCTDRQはF/C開始回転下げ要求フラグ、F_DECFCは燃料カット中フラグ、QLCPLCはLC(ロックアップクラッチ)制御容量である。
また、DNFCはハンチング防止制御中F/C回転持ち上げ量、DNLCFCは減速LC/FI協調制御開始判断ΔNMである。ここで、ΔNMはLC制御開始時のメインシャフト回転数NEとアクセルオン後のF/C開始回転数との差分である。NFCTHはF/C開始回転数、NFCTLは燃料復帰回転数(F/C終了回転数)である。
尚、図8に示したタイムチャートは一端燃料カットしてから燃料復帰して、F/C開始回転NFCTが持ち上げられた状態から開始していることに注意されたい。まず、時間t1においてメインシャフト回転数NMがF/C開始エンジン回転数NFCTH+DNLCFCに一致しているので、ロックアップクラッチの係合制御を開始する。即ち、ロックアップクラッチを作動させるための油圧供給を開始する。
時間t2でメインシャフト回転数NMがエンジン回転数NEに一致しているので、ロックアップクラッチが締結したと判定する。ロックアップクラッチが締結したと判定されると、F/C開始回転下げ要求フラグF_NFCTDRQを1にセットして、エンジン制御ECUに燃料カット回転下げ要求を送信する。
エンジン制御ECUがこの要求を受けてハンチング防止制御中フラグF_NFCTUPを0にリセットすると、F/C開始回転NFCTがアクセルオン後のF/C開始回転数に下げられる。
その結果、エンジン回転数NEがNFCTよりも大きくなるため、所定時間のディレイを持って燃料カットが開始される。燃料カットを開始したら、時間t3でF/C開始回転下げ要求フラグF_NFCTDRQを0にリセットする。
図8のフローチャートにおいて、点線94,95は本発明の協調制御がないときの従来制御を示しており、点線94で示すようにハンチング防止制御中フラグF_NFCTUPはセットされており、エンジン回転数がNFCTより小さいため、点線95で示すように燃料カットは開始されない。
時間t4でエンジン回転数NEがF/C終了エンジン回転数を下回ったため、燃料カットが停止されると共にF/C開始回転NFCTが所定回転数持ち上げられ、ハンチング防止制御中フラグF_NFCTUPがセットされる。
時間t5でアクセルペダルが踏み込まれたため、燃料カットが停止され、F/C開始回転NFCTがアクセルオン後のF/C開始回転数に下げられる。時間t6でアクセルペダルが戻されたが、このときエンジン回転数NEがNFCT以上であるため所定時間遅れて燃料カットが開始され、更にメインシャフト回転数NMがNFCT+DNLCFC以上であるため、ロックアップクラッチの係合制御が開始される。
本発明の減速LC/FI協調制御装置を搭載した車両の全体構成図である。 電子制御ユニットのブロック図である。 ロックアップクラッチOFF時のトルクコンバータの油圧回路図である。 ロックアップクラッチON時のトルクコンバータの油圧回路図である。 本発明の原理を示す原理ブロック図である。 本発明実施形態に係る減速LC/FI協調制御の制御シーケンスを示すフローチャートである。 本発明実施形態の減速LC/FI協調制御時の燃料カット判断シーケンスを示すフローチャートである。 本発明実施形態の減速LC/FI協調制御のタイムチャートである。
符号の説明
10 クランクシャフト
12 メインシャフト
14 トルクコンバータ
24 ロックアップクラッチ
46 第1ソレノイドバルブ
48 第2ソレノイドバルブ(リニアソレノイドバルブ)
78 燃料噴射弁
80 燃料遮断手段
82 燃料供給手段
84 燃料遮断回転数変更手段
86 ロックアップクラッチ
88 ロックアップ準備手段
90 ロックアップ判定手段
92 燃料遮断回転数復帰手段

Claims (2)

  1. スロットル開度が所定開度以下の減速走行時にエンジン回転数が第1の所定回転数以上となったとき、エンジンへの燃料供給を遮断する燃料遮断手段と、
    燃料供給遮断後エンジン回転数が前記第1の所定回転数より低い第2の所定回転数以下となったとき、燃料供給を行う燃料供給手段と、
    前記第2の所定回転数により前記燃料供給手段が作動した際に、前記燃料供給手段が作動したときに前記燃料遮断手段が作動するエンジン回転数を前記第1の所定回転数より高い第3の所定回転数に変更する燃料遮断回転数変更手段とを有するエンジンの燃料供給制御装置と、
    前記エンジンの出力軸及び自動変速機のメインシャフトを接続するためのロックアップクラッチ付トルクコンバータを有する自動変速機とを備えた車両の制御装置において、
    スロットル開度が前記所定開度以下で、且つ前記燃料遮断回転数変更手段により燃料供給遮断時のエンジン回転数を前記第3の所定回転数に変更した状態でエンジンへの燃料供給が行われているとき、自動変速機のメインシャフト回転数が前記第1の所定回転数より高く前記第3の所定回転数より低い第4の所定回転数以上となったときに、自動変速機の前記ロックアップクラッチを作動させるための油圧供給を開始するロックアップ準備手段と、
    前記ロックアップクラッチが締結したかどうかをエンジン回転数とメインシャフト回転数が一致したことにより判定するロックアップ判定手段と、
    前記ロックアップ判定手段により前記ロックアップクラッチが締結したと判定されたときに、前記燃料遮断手段が作動するエンジン回転数を前記第3の所定回転数から前記第1の所定回転数に復帰させる燃料遮断回転数復帰手段と、
    を具備し、減速走行時の燃料遮断及びロックアップクラッチの係合とを協調制御を行うことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 走行路の勾配を判定する勾配判定手段を更に具備し、
    前記燃料遮断回転数復帰手段は、変速段が高速変速段の場合には軽降坂時から急降下まで作動し、低速変速段の場合には所定以上の急降坂の場合のみ作動することを特徴とする請求項1記載の車両の制御装置。
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