JP4631637B2 - 車両のエンジン出力制御装置 - Google Patents
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Description
車両発進時におけるクラッチの継合開始(タイミングT1)から継合完了(タイミングT2)までの間には、クラッチが半クラッチの状態とされて徐々に継合されてゆくことになる。こうした半クラッチの状態にあっては、エンジントルクがクラッチを介して変速機側に伝達されるとともに、エンジン回転速度がインプット回転速度よりも高いことからエンジン側の回転エネルギが変速機側に伝達される。これらエンジントルク及び回転エネルギの伝達により、クラッチの出力側の回転速度である変速機のインプット回転速度が図12(a)に破線で示されるように上昇してゆき、車輪に作用する車両駆動トルクも図12(b)に破線で示されるように上昇してゆく。そして、クラッチが継合完了状態に移行するとき、インプット回転速度が図12(a)に実線で示されるエンジン回転速度と等しくなる。このようにインプット回転速度とエンジン回転速度とが等しくなると、上記回転エネルギの伝達は行われなくなり、エンジントルクの伝達のみにより車両駆動トルクが発生させられる。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に介装されてトルク伝達を断続するクラッチを備える車両のエンジン出力制御装置において、クラッチの継合完了時点での車両駆動トルクが車両の前後振動を招くほど大きい旨判断されたことを条件に、エンジントルクを下げるためのトルクダウン制御を実行するエンジントルク制御手段を備えた。
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了直後の車両の捩り振動系の振動周期をTとすると、クラッチ継合完了からの経過時間がT/2に達した時点から、エンジントルクをそのときの要求値に向けて徐々に変化させるものとした。
以下、本発明を自動車のエンジン出力制御装置に具体化した第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
・エンジン1の出力軸2の回転速度であるエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ9。
・車輪7に発生する車両駆動トルクを検出するトルク検出センサ11。
・エンジン1の吸入空気量を検出するエアフローメータ14。
エンジン1に対するエンジントルクの要求値は、運転者によるアクセルペダル12の踏み込み量等によって表される。電子制御装置8は、アクセル踏込量に基づきスロットルバルブ17の開度を制御することでエンジン1の吸入空気量をアクセル踏込量に応じた値へと調整するとともに、同吸入空気量に対応した量の燃料噴射が行われるよう燃料噴射弁15を制御する。これにより、エンジン1の燃焼室に供給される燃料と空気とからなる混合気の量が調整され、エンジントルクが要求値となるよう調整される。
Te :エンジントルク
Td :車両駆動トルク
α :変換係数
β :オフセット量
この式(1)で用いられる車両駆動トルクTd は、当該式(1)によるエンジントルクTe の算出よりも所定時間前に、トルク検出センサ11からの検出信号に基づき求められた値である。また、変換係数αは車両駆動トルクTd というパラメータをエンジントルクというパラメータに変換するための係数であり、オフセット量βはエンジントルクを車両駆動トルクTd よりも若干大きくすべく式(1)の「α・Td 」という項に加算される値である。
ここで否定判定であれば、トルクダウン制御中ではなく、且つトルクダウン制御を行うべき状況でもない旨判断され、通常どおりのエンジントルク調整が通常制御として実行される(S104)。すなわち、アクセル踏込量が「0」であればアイドル回転速度制御によるエンジン回転速度を目標アイドル回転速度とするためのエンジントルクの調整が行われ、アクセル踏込量が「0」よりも大であれば当該アクセル踏込量に対応する要求値に向けてのエンジントルクの調整が行われる。
この一連の処理では、まずエンジントルクTe が上記式(1)を用いて算出され、そのエンジントルクTe が得られるようエンジントルクの調整を行うことで、エンジン1でのトルクダウンが実施される(S105)。その後、フラグFが「1(トルクダウン制御中)」に設定され(S106)、以後フラグFが「1」である間はステップS101で否定判定がなされ、ステップS102,S103の処理をスキップしてステップS105以降の処理が実行される。
(1)自動車を急発進させるべくクラッチ5の継合速度が大とされる場合、クラッチ5の継合完了時点でエンジントルク及び車両駆動トルクTd が大きい値となり、クラッチ5の継合完了後には車両駆動トルクTd が急速かつ大きく低下するという現象が生じる。このとき、仮にエンジントルクをクラッチ5の継合完了時点の大きい値のままにしていると、車両駆動トルクTd の急上昇と急低下との繰り返しが生じ、自動車の乗員が不快な前後振動を感じる。しかし、クラッチ5の継合完了後、車両駆動トルクTd の急速かつ大きな低下が生じるときには、トルクダウン制御を通じて当該車両駆動トルクTd の低下に合わせてエンジントルクが低下させられる。このようにエンジントルクを下げると、クラッチ5の継合完了後に低下する車両駆動トルクTd がエンジントルクよりも大幅に小さい値になることはなくなり、その反動で車両駆動トルクTd が急上昇するということもなくなる。以上により、クラッチ5の継合速度を制限して当該継合速度が速くなり過ぎないようにする等の処置を講じなくても、クラッチ5の継合完了後における車両駆動トルクTd の急上昇・急低下の繰り返しを抑制することができるようになる。従って、自動車の発進加速性能を損なうことなく、クラッチ5の継合完了後における自動車の前後振動を抑制することができる。
(5)クラッチ5の継合完了時点の車両駆動トルクTd がクラッチ5の継合完了後に自動車の前後振動を生じさせないほど小さいときには、トルクダウン制御が中止されるため、同制御が無駄に実行されることが回避されるようになる。
次に、本発明の第2実施形態を図5〜図7に基づき説明する。
図5の(a)〜(c)は、この実施形態において、自動車の発進時、解放されているクラッチを継合させる際のエンジン回転速度、インプット回転速度、エンジントルク 、車両駆動トルクTd 、及び自動車の加速度がどのように推移するかを示している。なお、同図において、クラッチ5の継合完了(タイミングT2)以前の部分は[背景技術]の欄にて説明した図12のタイムチャートと同じであるため、ここではタイミングT2以前の部分の説明は省略し、タイミングT2以降の部分についてのみ詳しく説明する。
Te :エンジントルク
Temax:クラッチ継合完了直後のエンジントルク(最大値)
Tdmax:クラッチ継合完了直後の車両駆動トルク(最大値)
Ie :エンジンの慣性モーメント
Id :変速機等の駆動系の慣性モーメント
Ib :車体の慣性モーメント
ここで、上記式(2)を導き出す手順について、図6のタイムチャートを参照して説明する。なお、同図は、クラッチ5の継合完了前後における車両駆動トルクTd (実線)、エンジントルクTe (破線)、及び、エンジントルクのうち車体に作用する分Te1 (二点鎖線)の推移を示している。
Te1 :エンジントルクのうち車体に作用する分
Te :エンジントルク
Ie :エンジンの慣性モーメント
Id :変速機等の駆動系の慣性モーメント
Ib :車体の慣性モーメント
クラッチ5の継合完了直後(継合完了時点)においては、エンジントルクTe が最大値Temaxとなる。このときのTe1を「Te2」とすると、当該「Te2」は、上記式(3)を変形して得られる以下の式(4)によって表される。
Te2 :クラッチ継合完了時点のTe1
Te :エンジントルク
Temax:クラッチ継合完了直後のエンジントルク(最大値)
Ie :エンジンの慣性モーメント
Id :変速機等の駆動系の慣性モーメント
Ib :車体の慣性モーメント
クラッチ5の継合完了直後(継合完了時点)の車両駆動トルクTd は最大値Tdmaxとなり、その最大値Tdmax、クラッチ5の継合完了時点のTe1であるTe2、及び両者の差T0 は次の式(5)の関係を有する。
T0 :差
Tdmax:クラッチ継合完了直後の車両駆動トルク(最大値)
Te2 :クラッチ5の継合完了直後のTe1
この式(5)から分かるように、「Te2」は、最大値Tdmaxよりも差T0 だけ低下した値となる。
Tdmin:クラッチ継合完了後の車両駆動トルクTd の最小値
Te2 :クラッチ5の継合完了直後のTe1
T0 :差
そして、式(6)の差T0 に式(5)の右辺を代入すると、以下の式(7)が得られる。
=2Te2−Tdmax …(7)
Tdmin:クラッチ継合完了後の車両駆動トルクTd の最小値
Te2 :クラッチ5の継合完了直後のTe1
Tdmax:クラッチ継合完了直後の車両駆動トルク(最大値)
クラッチ5の継合完了後のエンジントルクTe は、エンジントルクのうち車体に作用する分Te1を用いて、上記式(3)を変形して得られる以下の式(8)により表すことができる。
Te :エンジントルク
Ie :エンジンの慣性モーメント
Id :変速機等の駆動系の慣性モーメント
Ib :車体の慣性モーメント
Te1 :エンジントルクのうち車体に作用する分
ここで、クラッチ5の継合完了からの経過時間が「T/2」となった時点で、エンジントルクのうち車体に作用する分Te1を最小値Tdminと一致させるためのエンジントルクTe を求めるには、式(8)の右辺における「Te1」を最小値Tdminに置き換えた以下の式(9)を用いればよい。
Te :エンジントルク
Ie :エンジンの慣性モーメント
Id :変速機等の駆動系の慣性モーメント
Ib :車体の慣性モーメント
Tdmin:クラッチ継合完了後の車両駆動トルクTd の最小値
この式(9)で用いられる最小値Tdminは上記式(7)によって表されるため、式(9)の右辺における最小値Tdminに式(7)の右辺を代入し、その後に式(9)を以下の式(10)で示されるように変形する。
=2・{(Ie +Id +Ib )/Ib}・Te2−
{(Ie +Id +Ib )/Ib}・Tdmax …(10)
Te :エンジントルク
Ie :エンジンの慣性モーメント
Id :変速機等の駆動系の慣性モーメント
Ib :車体の慣性モーメント
Te2 :クラッチ5の継合完了直後のTe1
Tdmax:クラッチ継合完了直後の車両駆動トルク(最大値)
更に、式(10)における「Te2」は上記式(4)によって表されるため、式(10)の右辺の「Te2」に式(4)の右辺を代入し、その後に式(10)を上記式(2)のように変形する。
(6)クラッチ5の継合速度が速くて継合完了後に車両駆動トルクTd が急低下し、その後に急上昇するような場合、クラッチ5の継合完了からの経過時間が「T/2」に達した時点で、急低下する車両駆動トルクTd が最小値Tdminになる。ここで、上記経過時間がT/2に達した時点では、エンジントルクが最大値Temaxから「2Temax−{(Ie+Id+Ib)/Ib}・Tdmax」という値に低下させられる。この値は、エンジントルクのうち車体に作用する分Te1を、車両駆動トルクTd の上記最小値Tdminと一致させるのに必要なエンジントルクに相当する値である。従って、クラッチ5の継合完了後、車両駆動トルクの低下に合わせて、的確にエンジントルクを低下させることができる。
次に、本発明の第3実施形態を図8〜図10に基づき説明する。
図8の(a)〜(b)は、この実施形態において、自動車の発進時、解放されているクラッチを継合させる際のエンジン回転速度、インプット回転速度、エンジントルク 、車両駆動トルクTd 、及び自動車の加速度がどのように推移するかを示している。なお、同図において、クラッチ5の継合完了(タイミングT2)以前の部分は[背景技術]の欄にて説明した図12のタイムチャートと同じであるため、ここではタイミングT2以前の部分の説明は省略し、タイミングT2以降の部分についてのみ詳しく説明する。
クラッチ5の継合速度が速くなるほど、その継合過程でエンジン回転速度が大きく低下しようとするため、それを抑制すべくエンジントルクが大とされ、車両駆動トルクTd の合わせて大とされるようになる。このことから、クラッチ5の継合完了直後でのエンジン回転速度NEと車両駆動トルクTd とには、当該エンジン回転速度NEが低い値であって車両駆動トルクTd が大になるという相関があることが分かる。更に、クラッチ5の継合完了直後、上記エンジン回転速度NEが低い値であって車両駆動トルクTd が大であるときには、クラッチ5の継合完了後の車両駆動トルクTd の低下が急速かつ大きなものとなる。従って、上記エンジン回転速度NEとクラッチ5の継合完了後の車両駆動トルクTd の低下態様との間には相関があり、上記エンジン回転速度NEが低いほど、クラッチ5の継合完了後の車両駆動トルクTd 低下が急速かつ大きなものになる。
(8)クラッチ5の継合完了後に車両駆動トルクTd が低下する際、目標アイドル回転速度が通常時の値よりも低下量ΔD分だけ低下させられ、これによりエンジントルクが低下させられる。従って、クラッチ5の継合完了後の車両駆動トルク低下に合わせて、的確にエンジントルクを低下させることができる。
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第1〜第3実施形態において、クラッチ5の継合完了時点の車両駆動トルクTd がクラッチ5の継合完了後に自動車の前後振動を生じさせないほど小さいときにはトルクダウン制御を中止したが、この中止のための処理については必ずしも実行する必要はない。
・第3実施形態においては、低下量ΔDをクラッチ5の継合完了直後の実際のエンジン回転速度NEに応じて可変としたが、こうした低下量ΔDの可変設定を必ずしも行う必要はなく、同低下量ΔDを予め実験等によって求められた最適値で固定してもよい。
Claims (10)
- エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に介装されてトルク伝達を断続するクラッチを備える車両のエンジン出力制御装置において、
クラッチの継合完了時点での車両駆動トルクが車両の前後振動を招くほど大きい旨判断されたことを条件に、エンジントルクを下げるためのトルクダウン制御を実行するエンジントルク制御手段を備える
ことを特徴とする車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了後の車両駆動トルクに基づき、その車両駆動トルクが低下するほどエンジントルクが低下するよう同エンジントルクを制御する
請求項1記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了直後の車両の捩り振動系の振動周期をTとすると、クラッチ継合完了からの経過時間がT/2に達した時点から、エンジントルクをそのときの要求値に向けて徐々に変化させる
請求項2記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了直後のエンジントルクをTemax、クラッチ継合完了直後の車両駆動トルクをTdmax、クラッチ継合完了直後の車両の捩り振動系の振動周期をT、エンジンの慣性モーメントをIe、車両の駆動系の慣性モーメントをId、車体の慣性モーメントをIbとすると、エンジントルクを、クラッチ継合完了からの経過時間がT/2に達するまではTemaxで一定とし、T/2に達した時点で「2Temax−{(Ie+Id+Ib)/Ib}・Tdmax」とする
請求項1記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、エンジントルクを、「2Temax−{(Ie+Id+Ib)/Ib}・Tdmax」とした時点から、そのときの要求値に向けて徐々に変化させる
請求項4記載の車両のエンジン出力制御装置。 - クラッチ継合完了後のエンジントルクは、目標エンジン回転速度に基づき調整されるものであり、
前記エンジントルク制御手段は、前記目標エンジン回転速度を、クラッチ継合から所定時間が経過した時点で通常時の値よりも低下させる
請求項1記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了直後の実際のエンジン回転速度が低い値であるほど、前記通常時の値に対する前記目標エンジン回転速度の低下量が大となるよう、前記目標エンジン回転速度を通常時の値に対し低下させる
請求項6記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、前記目標エンジン回転速度を、通常時の値よりも低下させた後、徐々に当該通常時の値に復帰させる
請求項6又は7記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了直後の車両の捩り振動系の振動周期をTとすると、クラッチ継合完了からの経過時間がT/2に達するまでに前記目標エンジン回転速度の通常時の値に対する低下を実行し、前記経過時間がT/2に達した後に前記目標エンジン回転速度を前記通常時の値に徐々に復帰させる
請求項8記載の車両のエンジン出力制御装置。 - 前記エンジントルク制御手段は、クラッチ継合完了時点の車両駆動トルクが車両の前後振動を生じさせないと判断できるほど小さいとき、前記車両駆動トルク低下に合わせてエンジントルクを下げる制御を中止する
請求項1〜9のいずれか一項に記載の車両のエンジン出力制御装置。
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