JP5936572B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチの締結状態を制御する車両制御装置に関する。

従来、特許文献１には、コースト走行状態において、ロックアップクラッチを締結してエンジン回転を確保し、その上でエンジンの燃料噴射を停止（以下、フューエルカットと記載する。）することで燃費の改善を図る技術が開示されている。

特開２００８−８３２１号公報

ここで、上記のようにフューエルカット中のコースト走行状態において、運転者の意図よりも大きめの減速度が生じているような場合、運転者が小さめの減速度に調整すべくアクセルペダルを僅かに踏み込む場合がある。このとき、エンジンはフューエルカット状態（すなわち被駆動状態）から一気に燃料噴射状態（すなわち駆動状態）に切り替わるため、駆動輪に作用するトルクが大きく変動し、微妙な減速度調整を行うことができず、運転性の向上を図ることができないという問題があった。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、運転者の要求に応じた減速度をスムーズに達成可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、走行中にクラッチを締結し、かつ、エンジンの燃料噴射を停止しているときにアクセルペダルが踏まれた場合は、燃料噴射の停止を継続しつつ、アクセルペダル開度が所定開度未満の範囲で、アクセルペダル開度が大きいほどクラッチのスリップ量を増大させることとした。

よって、アクセルペダルが踏みこまれても、エンジンが被駆動状態から駆動状態に切り替わることが無く、大きなトルク変動を回避できる。また、アクセルペダル開度が所定開度未満では、アクセルペダル開度が大きいほどクラッチのスリップ量を増大させることでエンジンと駆動輪との間で生じる負荷トルクを低減することができ、微妙な減速度調整を行うことができるため、運転者の要求に応じた減速度をスムーズに達成できる。

実施例１の車両制御装置が適用された車両のパワートレーンを表す概略システム図である。 比較例である通常の車両がコースト走行時に有する課題を表すタイムチャートである。 実施例１のロックアップクラッチ制御処理を表すフローチャートである。 実施例１の目標スリップロックアップマップである。 実施例１の減速度調整用ロックアップ制御処理を行い、停車する場合を表すタイムチャートである。 実施例１の減速度調整用ロックアップ制御処理を行い、その後、アクセルペダルを踏み込んで再加速する場合を表すタイムチャートである。

〔実施例１〕
図１は実施例１の車両制御装置が適用された車両のパワートレーンを表す概略システム図である。内燃機関であるエンジン1には、トルクコンバータ2を介して自動変速機4が接続されている。自動変速機4から出力された駆動力はデファレンシャルギヤを介して駆動輪5に伝達される。実施例１の自動変速機4は、ベルト式無段変速機や有段式自動変速機等、どのような形式であってもよく特に限定しない。トルクコンバータ2には、エンジン1と自動変速機4の入力軸とを直結することでトルクコンバータ2の相対回転を禁止するロックアップクラッチ3が設けられている。トルクコンバータ2，ロックアップクラッチ3及び自動変速機4は、それぞれコントロールバルブユニット10から供給される制御油圧によって作動状態が制御される。

エンジンコントローラ20は、各種センサから得られたセンサ信号に基づいてエンジン回転数NeやエンジントルクTeを制御する。エンジン1には、燃料を噴射するインジェクタ1aが設けられ、通常の走行時にあってはエンジンコントローラ20からの制御指令に基づいて所定の燃料を噴射する。一方、アクセルペダルが解放され、ロックアップクラッチ3の締結によりエンジン回転数Neを確保できると判断した時はフューエルカット指令が出力され、インジェクタ1aによる燃料噴射を停止することで燃費の改善を図っている。詳細については後述する。

ATコントローラ30は、アクセルペダル開度センサ（APOセンサ）31，車速センサ32，トルクコンバータ2の出力側回転数であるタービン回転数を検出するタービンセンサ33及びエンジン回転数を検出するNeセンサ34からの信号を入力する。そして、走行状態に応じた自動変速機4の変速比を演算すると共に、ロックアップクラッチ3の締結状態を演算し、コントロールバルブユニット10に指令信号を出力する。尚、エンジンコントローラ20とATコントローラ30とは、センサ信号を含む相互の情報を通信によって取得可能に構成されている。

（ロックアップクラッチの基本制御）
ここで、ロックアップクラッチ3の基本制御内容について説明する。ロックアップクラッチ3は、アプライ側とリリース側の両方の油室に油圧を給排することにより締結状態を制御する構成であり、締結圧をアプライ側に供給することで締結状態とし、解放圧をリリース側に供給することで解放状態とする。
実施例１の車両にあっては、車両停止状態から発進し、所定車速に到達するまでの間は、ロックアップクラッチ3を解放し、トルクコンバータ2によるトルク増幅作用を利用して発進トルクを確保する。次に、発進後、所定車速に到達すると、燃費向上を目的としてロックアップクラッチ3を完全締結する（ドライブロックアップ制御：DL/Uとも記載する。）。尚、解放から完全締結に至る間において、締結ショックを回避する観点からアクセルペダル開度APOに基づいてスリップロックアップ制御を行う。

次に、ロックアップクラッチ3を締結しているドライブ状態から、運転者がアクセルペダルを解放すると、コースト走行状態に移行する。このときは、ロックアップクラッチ3の締結状態を維持し、車速が低下してエンジン回転数Neがアイドル回転数に近づくと、ロックアップクラッチ3を解放し、エンジンストールを防止する（コーストロックアップ制御：CL/Uとも記載する。）。

また、コースト走行時にフューエルカットが行われている場合には、ロックアップクラッチ3が締結される（フューエルカット時コーストロックアップ制御：F/CCL/Uとも記載する。）。これにより、駆動輪5によってエンジン回転数Neをアイドル回転数よりも高い状態に維持することで、燃料噴射再開時にスタータモータを駆動することなく即座にエンジン1の駆動力を回復可能とする。次に、車速が低下してエンジン回転数Neがアイドル回転数に近づくと、フューエルカットを終了し、ロックアップクラッチ3を解放する。これにより、駆動輪5によってエンジン回転数Neがアイドル回転数以下に押し下げられてエンジンストールすることを回避し、エンジン1は燃料噴射が再開されてアイドリング状態となる。

加えて、フューエルカット時コーストロックアップ制御中は、アクセルペダル開度が所定開度未満の場合、エンジンコントローラ20に対してはフューエルカットの継続要求を出力すると共に、アクセルペダル開度に応じた目標スリップ率が設定された減速度調整用スリップロックアップ制御が行われ、所望の減速度を達成する。

減速度調整用スリップロックアップ制御とは、減速中にロックアップクラッチ3の入力回転数であるエンジン回転数Neと出力回転数であるタービン回転数Nt（≧Ne）との回転数差であるスリップ率を所望の値に制御するものである。具体的には、Neセンサ34により検出されたエンジン回転数Neとタービンセンサ33により検出されたタービン回転数Ntとから実スリップ率S1（＝Ne/Nt）を算出し、後述する目標スリップロックアップマップによって設定された目標スリップ率S0との間でフィードバック制御を行う。

（コーストロックアップ制御を実行中の減速度調整について）
次に、コースト走行時における課題について説明する。図２は比較例である通常の車両がコースト走行時に有する課題を表すタイムチャートである。まず、運転者はアクセルペダルを踏み込んだドライブ状態で走行しているため、ロックアップクラッチ3はドライブ時ロックアップ制御が行われ、エンジン1も燃料噴射が行われて駆動トルクを出力している。
時刻ｔ１において、運転者がアクセルペダルを解放し、コースト走行を開始する。このとき、ロックアップクラッチ3はロックアップ制御が行われ、エンジン1はフューエルカットが行われることで被駆動状態となり、負トルク（T1）を出力する。ロックアップクラッチ3が締結されているため、フューエルカットを行ったとしてもエンジン回転数Neは一気に低下することなく車速の減少に応じて減少する。

時刻ｔ２において、運転者の意図する減速度よりも若干減速度が大きいと感じ、運転者がアクセルペダルを僅かに踏み込んで減速度の調整を開始する。すると、運転者は僅かに減速度を小さくしたいだけなのに、エンジン1はフューエルカット状態の負トルク（T1）から、燃料噴射を開始して駆動状態に切り替わり、駆動トルク（T2）が出力される。基本的にロックアップクラッチ3は締結されたままであり、このトルク変動はそのまま駆動輪5に伝達される。仮に、ロックアップクラッチ3を解放したとしても、トルクコンバータ2を介して駆動トルクが出力されてしまう。すると、大きなトルク変動によって過剰な加速度が生じ、要求減速状態よりも高車速側に変動することとなる。よって、時刻ｔ３において、運転者が慌ててアクセルペダルを解放したとしても、やはり過剰な車速変動を伴うおそれがある。

すなわち、コースト走行時において、ロックアップクラッチ3を締結し、これによりフューエルカットを達成するためにエンジン回転数Neの確保を狙うと、それに伴ってエンジンブレーキトルクが生じる。このとき、運転者がエンジンブレーキトルクの大きさ（|T1｜）よりも小さい僅かな駆動トルクを要求したとしても、エンジン1の燃料噴射が再開されることで、エンジン1は一気にT2までトルクを出力してしまう。よって、安定して所望の減速度を達成することが困難であった。

そこで、実施例１では、コースト走行時であって、フューエルカット中に運転者が僅かな加速を要求し、減速度の調整を要求しているときは、燃料噴射を再開させることなくフューエルカット時コーストロックアップ制御におけるロックアップクラッチ3のスリップ量を増大させることで、駆動輪5とエンジン1との間に生じるエンジンブレーキトルクを抑制し、減速度の微妙な調整を達成することとした。

図３は実施例１のロックアップクラッチ制御処理を表すフローチャートである。
ステップS1では、エンジン1がフューエルカット中か否かを判定し、フューエルカット中と判定したときはステップS2に進み、それ以外のときはステップS4に進む。
ステップS2では、フューエルカット時コーストロックアップ制御を行う。
ステップS3では、アクセルペダル開度APOが所定開度APO1未満か否かを判断し、所定開度APO1未満のときはステップS7に進み、所定開度APO1以上のときは加速要求が有ると判断してステップS１に戻る。このとき、エンジンコントローラ20ではフューエルカットを終了し、燃料噴射を再開して駆動トルクの出力を行う。

ステップS4では、コースト走行状態（例えば、アクセルペダルが解放状態）か否かを判定し、コースト走行状態と判定したときは、ステップS5に進んでコースト時ロックアップ制御を行う。
ステップS6では、ドライブ走行状態であるため、ドライブ時ロックアップ制御を行う。

ステップS7では、フューエルカット時コーストロックアップ制御により、アクセルペダル開度に応じたスリップ量を設定して減速度調整用スリップロックアップ制御を行う。減速度調整用スリップロックアップ制御では、図４に示す目標スリップロックアップマップに基づいて、アクセルペダル開度APOに応じた目標スリップ率S0を選択する。図４の詳細については後述する。
ステップS8では、実スリップ率S1が目標スリップ率S0となるようにフィードバック制御（減速度調整用スリップロックアップ制御）を行う。

図４は実施例１の目標スリップロックアップマップである。横軸をロックアップクラッチ3のスリップ率とし、左側に示す縦軸はアクセルペダル開度である。また、右側に示す縦軸は駆動輪5に伝達される駆動力を表しており、アクセルペダルAPOが解放された状態から所定開度までの範囲では、コースト走行時にフューエルカットにより負トルク（T1）を出力している領域である。そして、アクセルペダル開度が所定開度APO1よりも大きい範囲では、ドライブ走行時に駆動トルクを出力する領域（駆動輪5に出力されるトルクが０以上の領域）である。

コースト走行時にアクセルペダルが所定開度APO1までの範囲にあっては、アクセルペダル開度APOが大きくなるほどスリップ率が大きく設定される。また、所定開度APO1まで踏み込まれると、一旦完全解放され、それ以降は、エンジン1が駆動トルクを出力し始める。その後、アクセルペダル開度APOが大きくなるにつれてスリップ率を低減させて完全締結させるように設定されている。

図５は実施例１の減速度調整用ロックアップ制御処理を行い、停車する場合を表すタイムチャートである。
時刻ｔ１１において、運転者がアクセルペダルを解放し、コースト走行を開始する。このとき、ロックアップクラッチ3はロックアップ制御が行われ、アプライ側に締結圧が供給される。また、エンジン1はフューエルカットが行われることで被駆動状態となり、負トルク（T1）を出力する。ロックアップクラッチ3が締結されているため、フューエルカットを行ったとしてもエンジン回転数Neは一気に低下することなく車速に応じて減少する。

時刻ｔ１２において、運転者の意図する減速度よりも若干減速度が大きいと感じ、運転者がアクセルペダルを僅かに踏み込んで減速度の調整を開始する。すると、エンジン1は燃料噴射を再開せず、アクセルペダル開度APOに応じてロックアップクラッチ3のスリップ率が設定される。これにより、締結圧が減少することでロックアップクラッチ3の伝達トルク容量は小さくなり、エンジン1と駆動輪5との間に生じる負荷トルクも小さくなる。また、エンジン回転数Neよりもタービン回転数Ntがスリップ率分高くなる。これにより、ロックアップクラッチ3の伝達トルク容量が減少した分、減速度を小さくすることができ、車速は要求減速状態に向けて収束する。

言い換えると、図２で説明した比較例のようにアクセルペダルの踏み込みによりエンジン1の燃料噴射を再開すると、大きなトルク変動を招くため、エンジン1の燃料噴射を再開することなくロックアップクラッチ3の伝達トルク容量を低減することで減速度調整を行う。よって、微小な減速度調整を達成することができ、運転者の要求に応じた減速度をスムーズに達成できる。

時刻ｔ１３において、減速度が運転者の意図通りとなり、また、車速も十分に低下したことから、アクセルペダルを解放し、ブレーキペダルを踏み込むことで車両停止を開始する。このとき、アクセルペダルが解放されるため、ロックアップクラッチ3は完全締結状態に移行し、締結圧が最大圧まで供給される。そして、エンジン回転数Neがアイドル回転数に到達する車速まで減速した時刻ｔ１４において、ロックアップクラッチ3はリリース側に解放圧が供給されることで完全解放され、フューエルカットが終了して燃料噴射が再開される。そして、時刻ｔ１５において、ブレーキ制動力によって車両が停止する。

図６は実施例１の減速度調整用ロックアップ制御処理を行い、その後、アクセルペダルを踏み込んで再加速する場合を表すタイムチャートである。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までは図５と同じであるため、それ以降について説明する。
時刻ｔ２１において、運転者がチェンジマインドによりアクセルペダルを大きく踏み込むと、フューエルカットが終了して燃料噴射が再開される。このとき、目標スリップ率S0はアクセルペダル開度に応じて０％に変更される。これにより、ロックアップクラッチ3はドライブロックアップ制御により締結が開始され、アプライ側に締結圧が徐々に供給される。
そして、エンジン1は、燃料噴射の再開により一旦吹き上がりつつ、ロックアップクラッチ3の締結圧の上昇に伴ってエンジン回転数Neとタービン回転数Ntとの回転数が徐々に近づく。そして、時刻ｔ２２において、締結が完了すると、ロックアップクラッチ3を完全締結状態として走行する。

以上説明したように、実施例１にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。

（１）エンジン1と駆動輪5との間に設けられたロックアップクラッチ3（クラッチ）と、走行中にロックアップクラッチ3を締結し、かつ、エンジン1の燃料噴射を停止しているときにアクセルペダルが踏まれた場合は、燃料噴射の停止を継続しつつ、アクセルペダル開度が所定開度APO1未満では、アクセルペダル開度が大きいほどロックアップクラッチ3のスリップ量を増大させるステップS7，S8（減速度調整手段）と、を備えた。
よって、アクセルペダルが踏みこまれても、エンジンが被駆動状態から駆動状態に切り替わることが無く、大きなトルク変動を回避できる。また、アクセルペダル開度が所定開度APO1未満では、アクセルペダル開度が大きいほどロックアップクラッチ3のスリップ量を増大させることでエンジン1と駆動輪5との間で生じる負荷トルクを低減することができ、微妙な減速度調整を行うことができるため、運転者の要求に応じた減速度をスムーズに達成できる。

（２）図４の目標スリップロックアップマップに示すように、アクセルペダル開度が所定開度APO1以上では、アクセルペダル開度が大きいほどロックアップクラッチ3のスリップ量を減少させる。
よって、運転者の減速度調整意図ではなく、加速意図が明確な場合には、スリップ量を減少させて積極的に駆動輪5に駆動トルクを出力することで、運転者の意図に沿った加速度を達成できる。

（３）ステップS2（減速度調整手段）では、エンジン1の燃料噴射が再開されたときは、アクセルペダル開度が大きいほどロックアップクラッチ3のスリップ量を減少させることとした。
すなわち、エンジン1の燃料噴射が再開されれば、加速意図が明確であることからロックアップクラッチ3のスリップ量を減少させて積極的に駆動輪5に駆動トルクを出力することで、運転者の意図に沿った加速度を達成できる。

（４）図４に示すように、アクセルペダル開度が大きいほど大きなロックアップクラッチ3のスリップ量が設定された目標スリップロックアップマップに基づいて減速度を調整することとした。
よって、簡単な制御構成で目標スリップ率を設定することができる。

以上、実施例１について説明したが、本願発明は上記構成に限られず、他の構成であっても構わない。実施例１ではロックアップクラッチ3の締結容量を制御する構成としたが、トルクコンバータを備えておらず、発進クラッチを備えている場合には、発進クラッチのスリップ率を制御してもよい。
また、実施例ではロックアップ制御中は、完全締結する例を示したが、締結中に締結容量の学習制御を行ってもよい。
また、コーストロックアップ制御やドライブロックアップ制御では、ロックアップクラッチ3を完全締結としたが、継続的にスリップロックアップを行うことでトルク変動や振動を抑制するようにしてもよい。この場合、減速度調整を行う際には、更にスリップ量を増大させる構成とすればよい。

1 エンジン
2 トルクコンバータ
3 ロックアップクラッチ
4 自動変速機
5 駆動輪
10 コントロールバルブユニット
20 エンジンコントローラ
30 コントローラ
31 APOセンサ
32 車速センサ
33 タービンセンサ
34 Neセンサ

Claims (4)

1. エンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチと、
   走行中に前記クラッチを締結し、かつ、前記エンジンの燃料噴射を停止しているときにアクセルペダルが踏まれた場合は、燃料噴射の停止を継続しつつ、アクセルペダル開度が所定開度未満では、アクセルペダル開度が大きいほど前記クラッチのスリップ量を増大させる減速度調整手段と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記減速度調整手段は、アクセルペダル開度が所定開度以上では、アクセルペダル開度が大きいほど前記クラッチのスリップ量を減少させることを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置において、
   前記減速度調整手段は、前記エンジンの燃料噴射が再開されたときは、アクセルペダル開度が大きいほど前記クラッチのスリップ量を減少させることを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両制御装置において、
   前記減速度調整手段は、アクセルペダル開度が大きいほど大きな前記クラッチのスリップ量が設定されたマップに基づいて減速度を調整することを特徴とする車両制御装置。

Images