JP5948770B2 - 車両駆動装置 - Google Patents

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Description

この発明は、有段式自動変速機を備えた車両の駆動力制御に関する。
内燃エンジンの出力をロックアップクラッチを備えたトルクコンバータと、自動変速機とを介して駆動輪に伝達する車両においては、燃料消費を抑制するために、アクセルペダルが踏まれていないコースト走行中に、ロックアップクラッチを解放するとともに、内燃エンジンへの燃料供給を停止することが知られている。
燃料供給停止の結果、内燃エンジンの回転速度が低下すると、内燃エンジンへの燃料供給が再開される。内燃エンジンへの燃料供給停止はフュエルカット、内燃エンジンへの燃料供給再開はフュエルリカバリあるいは単にリカバリと呼ばれる。
この時、フュエルリカバリとロックアップクラッチの解放とのタイミングのずれが、トルクショックを発生させないよう、特許文献1はフュエルリカバリ時に回生ブレーキを作動させることを提案している。
特開2006−15819号公報
ロックアップクラッチが締結した状態で車両が走行中にドライバがアクセルペダルを離すと、ロックアップクラッチが解放され、自動変速機が高速側のギアに切り替わる、いわゆる足離しアップシフトが行われる場合がある。この場合も、アクセル開度がゼロになることで、内燃エンジンへの燃料供給を停止するフュエルカットが行われる。
足離しアップシフトにおいて、フュエルカットによりエンジン回転速度が低下し、ロックアップクラッチが解放された状態でフュエルリカバリが行われると、内燃エンジンの吹け上がりが生じる。その結果、トルクコンバータを介して駆動輪に伝達される駆動トルクが急増して、車両に前後方向のショックをもたらす。車両に加わる前後方向のショックはドライバや同乗者に違和感を与える可能性がある。
この発明の目的は、したがって、足離しアップシフト中のフュエルリカバリに伴うショックの発生を防止することである。
以上の目的を達成するために、この発明は、アクセルペダルの踏み込み量に応動する内燃エンジンの回転をトルクコンバータと自動変速機とを介して駆動輪に伝達するとともに、トルクコンバータのロックアップとロックアップの解放とを行うロックアップクラッチを備えた車両駆動装置に適用される。
車両駆動装置は、アクセルペダルの解放を検出するアクセルペダル解放検出手段と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、車両がロックアップクラッチを締結した状態で走行中にアクセルペダルが解放された場合に、ロックアップクラッチを解放するとともに自動変速機をアップシフトするアップシフト手段と、アクセルペダルが解放された状態でエンジン回転速度が所定のリカバリ回転速度以上の場合に内燃エンジンへの燃料供給を停止するフュエルカット実行手段と、フュエルカット実行手段による内燃エンジンへの燃料供給停止中にエンジン回転速度がリカバリ回転速度を下回ると内燃エンジンへの燃料供給を再開するフュエルリカバリ実行手段と、を備えている。
車両駆動装置はさらに、フュエルカット実行手段による燃料供給停止と、アップシフト手段によるロックアップクラッチ解放と、アップシフト手段によるアップシフトとが並行して行われた場合にフュエルリカバリ実行手段による内燃エンジンへの燃料供給の再開が行われるかどうかを予測するフュエルリカバリ予測手段と、フュエルリカバリ予測手段がフュエルリカバリ実行手段による内燃エンジンへの燃料供給の再開を予測した場合に、フュエルカット手段による内燃エンジンへの燃料供給停止の実行を抑制するフュエルカット抑制手段と、を備えている。
フュエルリカバリ予測手段は、フュエルカット実行手段による燃料供給停止と、アップシフト手段によるロックアップクラッチ解放と、アップシフト手段によるアップシフトとが並行して行われた場合にフュエルリカバリ実行手段による内燃エンジンへの燃料供給の再開が行われるかどうかを予測する。そして、予測に応じてフュエルカット手段によるフュエルカットを抑制することで、足離しアップシフト時のフュエルリカバリを回避する。その結果、足離しアップシフト時のフュエルリカバリに伴うショックの発生を防止することができる。
この発明の実施形態による車両駆動装置の概略構成図である。 この発明の実施形態によるエンジンコントローラが実行する駆動力制御ルーチンを説明するフローチャートである。 駆動力制御ルーチンの実行による駆動力制御結果を説明するタイミングチャートである。 駆動力制御ルーチンによらない場合の駆動力制御結果の一例を説明するタイミングチャートである。 この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチン、を実行しない場合の駆動力制御結果の一例(比較例)を説明するタイミングチャートである。 この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチンの実行による駆動力制御結果を説明するタイミングチャートである。 この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチンを説明するフローチャートである。
図1を参照すると、この発明の実施形態による車両駆動装置は内燃エンジン1と、内燃エンジン1の回転出力を変速してプロペラシャフト3に出力する変速ユニット2とを備える。
内燃エンジン1は吸気スロットル1Aと燃料インジェクタ1Bを備える。
変速ユニット2はトルクコンバータ2Bと、トルクコンバータ2Bの出力回転を変速する自動変速機2Aと、油圧式のロックアップクラッチ2Cと、を備える。
トルクコンバータ2Bは内燃エンジン1の回転軸に結合するポンプインペラと、自動変速機2Aの入力軸に結合するタービンランナを備え、ポンプインペラとタービンランナとの間に介在する作動油を介してトルクを伝達する。自動変速機2Aはハイクラッチとローブレーキとを備えた公知のプラネタリギアセットで構成される。
ロックアップクラッチ2Cは締結時にはポンプインペラとタービンランナを直接的に結合する。解放時にはポンプインペラとタービンランナの相対回転を許容する。
ロックアップクラッチ2Cと自動変速機2Aのハイクラッチ及びローブレーキの各々の締結と解放操作は、内燃エンジン1の補機として設けられる油圧ポンプの吐出圧を用いて、自動変速機コントローラ(ATCU)5により行われる。
内燃エンジン1の吸入空気量を調整する吸気スロットル1Aの開度制御、及び内燃エンジン1の燃料インジェクタ1Bの燃料噴射制御は、エンジンコントローラ(ECU)4により行われる。
ECU4とATCU5は、それぞれ中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。ECU4とATCU5の一方または双方を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。あるいは、ECU4とATCU5を単一のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
ECU4には、車両が備えるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセルペダル踏み込み量センサ6、車両の走行速度を検出する車速センサ7、及び内燃エンジン1の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ8から検出データがそれぞれ信号回路を介して入力される。
ATCU5には、車両が備えるシフトレバーの操作位置を検出するシフトセンサ9から検出データが信号回路を介して入力される。
ATCU5は、以上の構成のもとで、ロックアップクラッチ2Cの締結状態でアクセルペダルが解放されると、ロックアップクラッチ2Cの解放を指示する信号と、自動変速機2Aのシフトアップを指示する信号とを出力する。同時にロックアップクラッチ2Cの解放が完了したかどうかを判定するL/U OFF完了判定カウントダウンタイマを所定の初期値に設定する。L/U OFFカウントダウンタイマは初期値から一定速度でカウントダウンを行うタイマである。
次に、図2のフローチャートを参照して、ECU4が実行する駆動力制御ルーチンを説明する。このルーチンは、車両走行中にECU4が例えば10ミリ秒といった一定時間間隔で繰り返し実行する。
ステップS1で、ECU4はアクセルペダル踏み込み量センサ6からの入力信号に基づきアクセル開度がゼロかどうかを判定する。アクセル開度がゼロでない場合には、ステップS2で通常のアクセル開度に応じた燃料噴射制御を行った後にルーチンを終了する。
ステップS1の判定において、アクセル開度がゼロの場合には、ECU4はステップS3でL/U ON/OFF判定フラグがOFFであるかどうかを判定する。L/U ON/OFF判定フラグはロックアップクラッチ2Cに解放動作が指示されたかどうかを示すフラグである。ATCU5はアクセル開度がゼロになると同時にロックアップクラッチ2Cへ解放を指示するように、あらかじめプログラムされている。
ステップS3でL/U ON/OFF判定フラグがOFFでない場合には、ロックアップクラッチが締結されていることを意味する。この場合には、ECU4はステップS8でリカバリ回転速度にL/U ON用リカバリ回転速度を設定した後、ステップS9以降の処理を行なう。ステップS3でL/U ON/OFF判定フラグがOFFである場合には、ECU4はステップS4の処理を行なう。
リカバリ回転速度は、フュエルカットと、フュエルカットによる燃料供給停止状態からの燃料の再供給を意味するフュエルリカバリの基準となるエンジン回転速度である。ECU4は、アクセル開度がゼロでエンジン回転速度がリカバリ回転速度を上回る場合にフュエルカットを実行する。また、フュエルカット中にエンジン回転速度がリカバリ回転速度を下回るとフュエルリカバリを実行する。リカバリ回転速度はロックアップクラッチ2Cの締結状態に応じて異なる値に設定される。具体的には、ロックアップクラッチ2Cが解放されている場合には、リカバリ回転速度にL/U OFF用リカバリ回転速度が適用される。それ以外の場合、すなわち、ロックアップクラッチ2Cの締結状態、あるいは解放途上においては、リカバリ回転速度にL/U ON用リカバリ回転速度が適用される。L/U ON用リカバリ回転速度は例えば約800回転/分(rpm)とし、L/U OFF用リカバリ回転速度は例えば約1600回転/分(rpm)とする。
ステップS4でECU4はL/U OFF完了判定カウントダウンタイマがゼロ以外の値かどうかを判定する。締結状態のロックアップクラッチ2Cに解放が指示されてから、ロックアップクラッチ2Cの解放が完了するまでには一定時間を要する。L/U OFF完了判定カウントダウンタイマはロックアップクラッチON/OFFフラグがOFFに転じてから一定時間が経過したことをカウントダウンによって検出する。ECU4はL/U OFF完了判定カウントダウンタイマの値がゼロになれば、ロックアップクラッチ2Cの解放が完了したと見なす。L/U OFF完了判定カウントダウンタイマの値がゼロでない場合には、ロックアップクラッチ2Cの解放動作が継続中であると見なす。
ステップS4で、L/U OFF完了判定カウントダウンタイマがゼロ以外の値である場合には、ECU4はステップS5の処理を行う。L/U OFF完了判定カウントダウンタイマがゼロの場合には、ECU4はステップS7以降の処理を行う。
ステップS5で、ECU4はフュエルカット抑制条件が成立するかどうかを判定する。フュエルカット抑制条件は、次の条件がすべて成立する場合にのみ成立する。すなわち、
a)アップシフト中かどうか?
b)アップシフト後の内燃エンジン1の回転速度がL/U OFF用リカバリ回転速度を下回るか?
c)フュエルカットの非実施中であるか?
a)については、ATCU5からアップシフト指令が出力されているかどうかを判定する。
b)のアップシフト後の内燃エンジン1の回転速度は、アップシフト後の変速段(N+1速)の変速比と現在の走行速度との乗算値として計算される(エンジン回転速度予測手段に相当)。そして、アップシフト後の内燃エンジン1の回転速度Ne(N+1)<L/U OFF用リカバリ回転速度であるかどうかを判定する。
計算に用いるエンジン回転速度を、エンジン回転速度センサ8で検出する代わりにトルクコンバータ2Bのタービンランナの回転速度から推定することも可能である。この場合にはエンジン回転速度センサ8を省略することができる。
c)については、ECU4から内燃エンジン1へフュエルカット信号が出力されているかどうかで判断する。
a),b),c)のすべてが肯定的となる場合にECU4はフュエルカット抑制条件が成立すると判定する。フュエルカット抑制条件が成立する場合にフュエルカットを行うと、アップシフト指令の直後にフュエルリカバリの実行が予測される。この時点でのフュエルリカバリの実行は、内燃エンジン1の吹け上がりをもたらし、トルクコンバータ2Bを介して駆動輪に伝達されるトルクを急増させ、車両の前後方向の加速度変化という形で、ドライバや同乗者にショックを感じさせる可能性がある。
そこで、ステップS5でフュエルカット抑制条件が成立する場合には、ECU4はアップシフト直後のフュエルリカバリを防止すべく、ステップS6において、L/U OFF完了判定カウントダウンタイマをゼロにリセットする。そして、次のステップS7で、リカバリ回転速度にL/U ON用リカバリ回転速度より値の大きいL/U OFF用リカバリ回転速度を設定する。この設定により、フュエルカットの実行が抑制される。一方、ステップS5でフュエルカット抑制条件が成立しない場合には、ECU4はステップS8でリカバリ回転速度にL/U ON用リカバリ回転速度を設定した後、ステップS9以降の処理を行なう。
以上のステップS4−S8の処理を要約すれば、ECU4はフュエルカットとアップシフトが並行して行われた場合に、エンジン速度の低下によりアップシフト後にフュエルリカバリが行われるかどうかを予測している。そして、フュエルリカバリの実行が予測される場合に、フュエルカット抑制条件が成立すると判定する。このように、アップシフト後のエンジン回転速度をリカバリ回転速度と比較することで、フュエルリカバリの実行を精度良く予測することができる。
ECU4は、フュエルカット抑制条件が成立する場合には、リカバリ回転速度をL/U OFF用リカバリ回転速度に設定することで、リカバリ回転速度を割増し、フュエルカットの実行を抑制する。なお、ステップS6でL/U OFF完了判定カウントダウンタイマを強制的にリセットするのは、以後のルーチン実行において、ステップS4の判定が常に否定的になるようにするためである。ステップS4の判定が否定的である限り、リカバリ回転速度はL/U OFF用リカバリ回転速度に維持される。
ステップS9−S11は通常のフュエルカット実行アルゴリズムである。
すなわち、ステップS9でECU4はエンジン回転速度がリカバリ回転速度以上かどうかを判定する。そして、判定が肯定的な場合にはステップS10でフュエルカットを実行する。判定が否定的な場合にはステップS11でフュエルカットを禁止することで、アクセル開度ゼロに応じた燃料噴射を実行する。ステップS10またはS11の処理の後、ECU4はルーチンを終了する。
ここで、ステップS9の判定に用いられるリカバリ回転速度は、プロセスがステップS7の処理を経由している場合にはL/U OFF用リカバリ回転速度であり、プロセスがステップS8の処理を経由している場合はL/U ON用リカバリ回転速度である。プロセスがステップS7を経由するのは、ステップS5でフュエルカット抑制条件が成立する場合、言い換えればシフトアップに伴うフュエルリカバリが予測される場合に限られる。
リカバリ回転速度をL/U OFF用リカバリ回転速度の約1600rpmに設定すると、エンジン回転速度が約1600rpm以上でないかぎりフュエルカットは行われない。つまり、フュエルカット抑制条件が成立する場合にはフュエルカットの実行が大幅に制限される。
このように、足離しアップシフトによるフュエルカット抑制条件の成立時にリカバリ回転速度を割増しすることで、燃料インジェクタ1Bへの出力信号を直接操作することなく、フュエルカットの抑制を容易に実現することができる。なお、ステップS7でリカバリ回転速度がL/U OFF用リカバリ回転速度に設定されるのに先立ち、ステップS6でL/U OFF完了判定カウントダウンタイマの値がゼロにリセットされる。そのため、次回以降のルーチン実行においては、ステップS4の判定が否定的に転じる。リカバリ回転速度はアクセルペダルが踏まれ、その後にアクセルペダルが解放され、ステップS1とS3の判定がともに否定的となってステップS8でリカバリ回転速度がL/U ON用リハガリ回転速度に設定されるまで、L/U OFF用リカバリ回転速度に維持される。
足離しアップシフト中にフュエルカットが行われ、アップシフト後にフュエルリカバリが行われると、内燃エンジン1の吹け上がりによりプロペラシャフト3に出力される駆動輪の駆動トルクが大きく変動し、車両にショックを発生させて、ドライバや同乗者に違和感を与える可能性がある。この駆動力制御装置によれば、アップシフト後のエンジン回転速度がリカバリ回転速度を下回ると予測される場合、すなわちアップシフトに伴うフュエルリカバリが予測される場合には、リカバリ回転速度をL/U OFF用リカバリ回転速度へと割り増すことで、フュエルカットを抑制している。したがって、足離しアップシフトに伴うフュエルリカバリがもたらすショックの防止に好ましい効果が得られる。
なお、図2の駆動力制御ルーチンにおいて、フュエルカットが抑制されるのは、車両の走行中にアクセルペダルが解放され、自動変速機2Aのアップシフトが行われる、いわゆる足離しアップシフトにおいて、アップシフト後の内燃エンジン1の回転速度がリカバリ回転速度を下回ると予測される場合に限られる。フュエルカットの抑制をこうした限定的条件でのみ実施することで、シフトアップ直後のフュエルリカバリによるショックの発生を防止できる一方で、不必要なフュエルカットの抑制による燃料消費の増大も防止できる。
図3と図4を参照して、図2の駆動力制御ルーチンを実行する場合と実行しない場合とで、エンジントルクの変化とショックの発生を比較する。図2の駆動力制御ルーチンを実行しない場合とは、図2の駆動力制御ルーチンからステップS5とS6を省略し、ステップS4の判定が肯定的な場合の行き先をステップS8にしたルーチンを実行する場合に相当する。
図4は、図2の駆動力制御制御ルーチンを実行しない場合の足離しアップシフトの結果を示す。この場合には、図4(a)に示すようにアクセル開度がゼロになると、図4(b)に示すようにL/U ON/OFF判定フラグがOFFになり、ロックアップクラッチ2Cに解放指令が、自動変速機2Aにアップシフト指令がそれぞれ発せられる。同時に図4(g)に示すようにL/U OFF完了判定カウントダウンタイマが始動する。
一方、アクセル開度がゼロになることで、図4(d)に示すようにエンジン回転速度がリカバリ回転速度を上回っていると自動的にフュエルカットが実行される。ここでは、図4(b)に示すようにロックアップクラッチ2Cが締結状態から解放される場合を示している。そのため、この時点で用いられるリカバリ回転速度はL/U ON用リカバリ回転速度の800rpmである。
フュエルカット実行の結果、図4(e)に示すようにエンジントルクが低下する。また、図4(d)に示すようにエンジン回転速度も低下する。
エンジン回転速度がリカバリ速度を下回ると、フュエルリカバリが実行され、エンジントルクは図4(e)に示すように一時的な急減状態から急増する。この変動はトルクコンバータ2Aを介して車両の駆動輪に伝達され、車両の前後方向の加速度に図4(f)の円で囲った部分に示されるような上下動をもたらし、これが車両にショックを与える要因となる。なお、このケースにおいても、図4(h)に示すように。L/U OFF完了判定カウントダウンタイマがゼロになり、ロックアップOFF完了判定フラグがロックアップOFF完了に切り換わった後は、図4(i)に示すようにリカバリ回転速度がL/U OFF用リカバリ回転速度に切り換えられる。
図3は、図2の駆動力制御ルーチンを実行した場合の足離しアップシフトの結果を示す。この場合には、図3(a)−(c)に示すように、アクセルアクセルペダルが解放され、自動変速機2Aの足離しアップシフトが行われる場合に、アップシフト直後にフュエルリカバリが予測されるかどうかの判定が行われる。具体的には、フュエルカット抑制条件が成立するかどうかをステップS5で判定する。判定の結果、フュエルカット抑制条件が成立する場合には、図3(i)に示すようにリカバリ回転速度をロックアップOFF用のリカバリ回転速度である1600rpmへと直ちに切り換えることで、足離しアップシフト状態でのフュエルカットの実行を抑制する。そのため、図4のケースで生じたアップシフト直後のフュエルリカバリによるエンジントルクの急増と、それに伴う車両のショックは図3(e)と(f)に示すように発生せず、ドライバや同乗者が違和感を感じることもない。
以上説明した実施形態において、アクセルペダル踏み込み量センサ6がアクセルペダル解放検出手段を構成し、エンジン回転速度センサ8がエンジン回転速度検出手段を構成する。また、ATCU5がアップシフト手段を構成し、ECU4がフュエルカット実行手段、フュエルリカバリ実行手段、フュエルリカバリ予測手段、及びフュエルカット抑制手段を構成する。
以上説明した実施形態では、足離しアップシフトでフュエルカット抑制条件が成立する場合に、ステップS7でリカバリ回転速度をL/U OFF用リカバリ回転速度に設定するとともに、ステップS6でL/U OFF完了判定カウントダウンタイマをゼロにリセットしている。これにより、フュエルカットの許可と禁止をロックアップクラッチ2Cの締結/解放指示と関連付けて制御することができる。しかしながら、リカバリ回転速度は必ずしもL/U OFF用リカバリ回転速度に設定する必要はない。要は足離しアップシフトでフュエルカット抑制条件が成立する場合にフュエルカットが大幅に制限されるように、リカバリ回転速度を割増しすれば良い。また、L/U OFF完了判定カウントダウンタイマと関連付けて制御することは好ましいが必須の要件ではない。
また、この実施形態では、フュエルカットの抑制をリカバリ回転速度の割増しにより実現している。これにより、燃料インジェクタ1Bのフュエルカットとフュエルリカバリを行うステップS9−S11の基本アルゴリズムに手を加えずに、フュエルカットを容易に抑制することができる。ただし、足離しアップシフトでフュエルカット抑制条件が成立する場合にフュエルカットを直接的に禁止することももちろん可能である。
さらに、足離しアップシフトでフュエルカット抑制条件が成立する場合に内燃エンジン1の全気筒でフュエルカットを抑制する代わりに、内燃エンジン1の一部の気筒のみでフュエルカットを抑制するようにしても、フュエルリカバリに伴うショックを軽減することができる。
次に、駆動力制御ルーチンに関するこの発明の他の実施形態について、図5−7を参照して説明する。
図5は、この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチンを適用しなかった場合(比較例)の作用を示すタイムチャートであり、図6は、この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチンを適用した場合の作用を示すタイムチャートであり、図7は、この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチンの制御ロジックを示す制御フローチャートである。
この発明の他の実施形態による駆動力制御ルーチンを適用しなかった場合(比較例)の作用を図5を用いて説明する。
図5は、車両走行中、アクセルペダル解放(足放し)に伴い、トルクコンバータ2Bのロックアップクラッチ2Cを締結状態から解放状態にする解放制御および自動変速機2Aのアップシフトを実施するとともに、エンジン1の燃料噴射を停止するフュエルカットおよび燃料噴射を再開するフュエルリカバリを実施する場合の作用を示している。
まず、図5の作用の説明の前に、前提となる制御の概要について説明する。
自動変速機コントロールユニットATCU5は、運転状態(アクセル開度や車速等)に応じて、ロックアップクラッチの締結/解放(L/U ON/OFF)を制御するとともに、自動変速機の変速(本実施形態ではアップシフト)を制御する。
ここで、ロックアップクラッチの締結状態(L/U ON)は、完全締結状態とスリップ状態とのいずれかを指す。一方、ロックアップクラッチの解放状態(L/U OFF)は、完全解放状態を指す。
エンジンコントロールユニットECU4は、運転状態(アクセル開度等)に応じてエンジンの燃料噴射を制御する。アクセル開度≠0(アクセルON)の場合、アクセル開度に応じて燃料噴射量を制御する(通常の燃料噴射制御)。一方、アクセル開度=0(アクセルOFF)の場合、フュエルカットあるいはフュエルリカバリを実施する。
フュエルカットとフュエルリカバリのいずれを実施するかは、エンジン回転速度により決まる。
これは、エンジン回転速度が低下してエンジンが自立運転不能となる、いわゆるエンストの状態を回避するためである。
よって、アクセル開度=0でエンジン回転速度≧リカバリ回転速度のとき、フュエルカットを実施し、アクセル開度=0でエンジン回転速度<リカバリ回転速度のとき、フュエルリカバリを実施する。
リカバリ回転速度は、ロックアップクラッチの解放/締結状態により異なる。
これは、ロックアップクラッチが完全解放状態か締結状態かで、フュエルカット時のエンジン回転速度の低下速度が異なるためである。具体的には、ロックアップクラッチが完全解放状態のとき、ロックアップクラッチが完全締結状態あるいはスリップ状態のときより、フュエルカット時のエンジン回転速度の低下速度が速くなることから、エンスト回避の観点でリカバリ回転速度を高めに設定する必要があるためである。
よって、リカバリ回転速度は、ロックアップクラッチが完全締結状態あるいはスリップ状態のとき、ロックアップクラッチ締結時用リカバリ回転速度(L/U ON用リカバリ回転速度。本実施形態では800[rpm])が設定され、ロックアップクラッチが完全解放状態のとき、L/U ON用リカバリ回転速度より高いロックアップクラッチ解放時用リカバリ回転速度(L/U OFF用リカバリ回転速度。本実施形態では1600[rpm])が設定される。
また、フュエルカットは、アクセル開度が0に変化した時点(足放し)から直ちに開始するのではなく、足放しから所定期間経過してから開始する(カットインディレー)。そして、そのカットインディレー中に、準備制御として、エンジンのトルクダウン制御を実施する。
これは、アクセル開度が0に変化したのと(足放しと)同時にフュエルカットを開始すると、エンジントルクの低下量(トルク段差)が大きく、このトルク段差により発生するショックがドライバに違和感を与えてしまうことから、これを防止すべく、フュエルカット開始前にトルク段差を小さくしておく必要があるためである。
トルクダウン制御は、点火時期の遅角(リタード)によって実施する。
具体的には、カットインディレー中に、点火時期を徐々にリタードさせて、エンジントルクを徐々に低下させる。
以下、図5に基づき、本実施形態を適用しなかった場合(比較例)の作用について説明する。
車両の走行中、時刻t0で、ドライバがアクセルペダルから足を放し(アクセルペダル解放し)、アクセル開度=0となる((a)の時刻t0)。
自動変速機コントロールユニットATCU5は、時刻t0での足放しに伴い、L/U ON/OFF判定フラグをONからOFFに変更して((b)の時刻t0)、ロックアップクラッチを締結状態から完全解放状態にする解放制御を開始するとともに、自動変速機の足放しアップシフトを開始する((c)の時刻t0)。
この足放しアップシフトでは、時刻toからt1の間でトルクフェーズ処理が実施され、時刻t1からt3の間でイナーシャフェーズ処理が実施される。
一方、エンジンコントロールユニットECU4は、時刻t0での足放しに伴い、フュエルカット処理を開始する。具体的には、時刻t0では、ロックアップクラッチが解放制御を開始したばかりで完全解放状態に至る前の状態であるため、L/U OFF完了判定フラグをONにしている((i)の時刻t0)。L/U OFF完了判定フラグがONであると、リカバリ回転速度はL/U ON用リカバリ回転速度(800[rpm])が選択される((d)の時刻t0)。エンジン回転速度はL/U ON用リカバリ回転速度より高い速度であることから((d)の時刻t0)、フュエルカット処理が実施される。
フュエルカット処理は、時刻toからt2の間でトルクダウン制御である点火時期リタードを実施し、時刻t2以降でフュエルカットを実施する((g)の時刻t2以降)。
点火時期リタードは、時刻t0からt2で、リタード量を徐々に増加して((h)の時刻t0からt2)、エンジントルクを徐々に低下させる((e)の時刻t0からt2)。
フュエルカットは、時刻t2で、エンジンの燃料噴射を停止する。これにより、エンジントルクはステップ的に低下することになるが、トルクダウン制御(点火時期リタード)によってトルク段差は小さくなっており、ドライバに違和感を与えることはない。
上記したロックアップクラッチの解放制御と足放しアップシフトとフュエルカット処理とによって、エンジン回転速度とタービン回転速度は、時刻t0での足放し以降、徐々に低下する((d)の時刻t0からt3)。
その後、時刻t3以降では、タービン回転速度は車速相当値に留まるが、エンジン回転速度はさらに低下を続ける(自由落下)。このように、エンジン回転速度が自由落下するのは、時刻t3では、足放しアップシフトが完了し、ロックアップクラッチの解放制御もほぼ完全解放状態まで進んでおり、かつ、フュエルカットが実施中であることによる。
そして、時刻t0から所定時間経過した時刻t4で、エンジンコントロールユニットECU4は、L/U OFF完了判定フラグをONからOFFに切り替える((i)の時刻t4)。所定時間は、時刻t0でロックアップクラッチの解放制御を開始してから完全解放状態になるまでに要する時間として設定される時間である。つまり、エンジンコントロールユニットECU4は時刻t0から所定時間経過したことによってロックアップクラッチが完全解放状態になったと判断している。
時刻t4で、L/U OFF完了判定フラグがONからOFFに切り替わると、リカバリ回転速度がL/U ON用リカバリ回転速度(800[rpm])からL/U OFF用リカバリ回転速度(1600[rpm])に変更される((d)の時刻t4)。
このとき、エンジン回転速度はL/U OFF用リカバリ回転速度より低い回転速度であることから((d)の時刻t4)、フュエルカットフラグがONからOFFに切り替わり((g)の時刻t4)、フュエルリカバリが実施される。
時刻t4以降、フュエルリカバリが実施され、エンジンの燃料噴射が再開されると、エンジントルクが上昇し((e)の時刻t4以降)、エンジン回転速度の自由落下が終了し、エンジン回転速度が上昇する((d)の時刻t4以降)。このエンジン回転速度の上昇は、タービン回転速度を超えて、タービン回転速度より高い回転速度となったところで終了し、その後、エンジン回転速度とタービン回転速度とが略一致する((d)の時刻t5以降)。
これによって、エンストが回避される。
本比較例においては、車両走行中に、アクセルペダル解放(足放し)に伴い、ロックアップクラッチの解放制御と、自動変速機のアップシフトと、エンジンのフュエルカットと、を並行して実施し、その後、フュエルリカバリを実施するため、以下のようの問題が発生する。
すなわち、エンジン回転速度がタービン回転速度より低い回転速度からタービン回転速度より高い回転速度に変化するため((d)の時刻t5前後)、トルクコンバータの速度比(タービン回転速度/エンジン回転速度)が1以上の領域から1未満の領域に変化して、トルクコンバータのトルク容量係数が急増し、伝達トルクが増大することになり、この結果、車両前後加速度に突き上げショックが発生し((f)の時刻t5直後)、ドライバに違和感を与えるといった問題が発生する。
本実施形態の目的は、上記比較例のような突き上げショックの発生を防止することにある。
そのために、本実施形態では、車両走行中に、アクセルペダル解放(足放し)に伴い、ロックアップクラッチの解放制御と、自動変速機のアップシフトと、エンジンのフュエルカットと、を実施する場合に、ロックアップクラッチの解放と自動変速機のアップシフトとエンジンのフュエルカットとを並行して実施すること伴ってフュエルリカバリが実施されると予測されるとき、フュエルカットを禁止するようにしている。
以下、本実施形態の作用を図6を用いて説明する。
図6において、図5の比較例と異なる点は、主に、L/U OFF完了判定フラグをONからOFFに変更するタイミングである。
車両の走行中、時刻t0で、ドライバがアクセルペダルから足を放し(アクセルペダル解放し)、アクセル開度=0となる((a)の時刻t0)。
自動変速機コントロールユニットATCU5は、時刻t0での足放しに伴い、L/U ON/OFF判定フラグをONからOFFに変更して((b)の時刻t0)、ロックアップクラッチを締結状態から完全解放状態にする解放制御を開始するとともに、自動変速機の足放しアップシフトを開始する((c)の時刻t0)。
この足放しアップシフトでは、時刻toからt1の間でトルクフェーズ処理が実施され、時刻t1からt3の間でイナーシャフェーズ処理が実施される。イナーシャフェーズ処理では、締結側クラッチでタービン回転を引き下げる制御を実施する。
一方、エンジンコントロールユニットECU4は、時刻t0での足放しに伴って、ロックアップクラッチの解放制御と、自動変速機のアップシフトと、エンジンのフュエルカットと、を並行して実施した場合、追ってフュエルリカバリが実施されると予測し(詳細は図7のステップS110で後述)、その結果、時刻t0での足放しに伴うフュエルカットを禁止する。
フュエルカット禁止のために、時刻t0で、ロックアップクラッチの実際の解放/締結状態とは無関係に、L/U OFF完了判定フラグをONからOFFに変更する((i)の時刻t0。図7のステップS111で後述)。L/U OFF完了判定フラグがOFFになると、リカバリ回転速度がL/U ON用リカバリ回転速度(800[rpm])からL/U OFF用リカバリ回転速度(1600[rpm])に変更される。
これにより、時刻t0以降で、エンジン回転速度はL/U OFF用リカバリ回転速度より低い回転速度となり((d)の時刻t0以降)、フュエルカットフラグはOFFのまま維持され((g)の時刻t0以降)、事実上、フュエルカットが禁止されることとなる。
上記フュエルカット禁止によって、エンジン回転速度とタービン回転速度は、時刻t0での足放し以降、徐々に低下した((d)の時刻t0からt3)後、時刻t3以降で、タービン回転速度が車速相当値に留まり、エンジン回転速度もタービン回転速度に略一致する。
つまり、時刻t3以降で、エンジン回転速度がタービン回転速度より低い回転速度まで自由落下し、その後、エンジン回転速度がタービン回転速度より低い回転速度からタービン回転速度より高い回転速度に変化することがなくなる。
これにより、車両前後加速度は、時刻t0からt1までの間にトルクフェーズ処理によって低下するものの、時刻t1以降は略一定の値に落ち着き、落ち着いた後に突き上げショックが発生することはない。
以下では、本実施形態の制御ロジックを図7を用いて説明する。
図7の制御フローチャートは、エンジンコントロールユニットECU4で、車両走行中に一定時間間隔毎(例えば10[ms]毎)に繰り返し実行される。
ステップS101では、アクセル開度が0か否か判定する。すなわち、アクセルペダルが踏み込まれているか否かを判定している。アクセルペダルがドライバに踏み込まれているとき、アクセル開度≠0となり、ステップS102に進む。アクセルペダルがドライバに踏み込まれていないとき(アクセルペダル解放の状態、いわゆる足放しの状態にあるとき)、アクセル開度=0となり、ステップS103に進む。
ステップS102では、通常の燃料噴射制御を行う。
この通常の燃料噴射制御は、アクセル開度に応じて吸気スロットル1Aの開度を制御し、そのときの吸入空気量と目標空燃比とに基づき燃料噴射制御を実施する。
ステップS103では、L/U ON/OFF判定フラグがOFFか否か判定する。L/U ON/OFF判定フラグがOFFのとき、ステップS104に進み、L/U ON/OFF判定フラグがONのとき、ステップS106に進む。
ここで、L/U ON/OFF判定フラグは、自動変速機コントロールユニットATCU5からCAN通信を介してエンジンコントロールユニットECU4に送られてくる信号である。自動変速機コントロールユニットATCU5では、運転状態(例えば、アクセル開度と車速)に応じてトルクコンバータ2Bのロックアップクラッチ2Cを締結状態(完全締結状態もしくはスリップ状態)にするか解放状態(完全解放状態)にするかを判定している。この判定結果が締結状態であるときは、L/U ON/OFF判定フラグをONにし、締結状態であるときは、L/U ON/OFF判定フラグをOFFにする。
ステップS104では、L/U OFF完了判定フラグがOFFか否かを判定する。L/U OFF完了判定フラグがOFFのとき、ステップS105に進み、L/U OFF完了判定フラグがONのとき、ステップS110に進む。
ここで、L/U OFF完了判定フラグは、エンジンコントロールユニットECU4内で設定されるフラグであり、ロックアップクラッチが完全解放状態であるか否かによってOFF/ONが決まるフラグである。ロックアップクラッチが完全解放状態のとき、L/U OFF完了判定フラグはOFFとなり、ロックアップクラッチが完全解放状態でないとき、すなわち、ロックアップクラッチが完全締結状態あるいはスリップ状態(解放途中)のときは、L/U OFF完了判定フラグはONとなる。
実際には、エンジンコントロールユニットECU4は、自動変速機コントロールユニットATCU5から送信されてくるL/U ON/OFF判定フラグに基づきL/U OFF完了判定フラグを設定する。L/U ON/OFF判定フラグがONからOFFに切り替わった場合、切り替わりから所定時間経過するまではL/U OFF完了判定フラグをONのまま維持し、切り替わりから所定時間経過した後にL/U OFF完了判定フラグをOFFに変更する。ここで、所定時間は、ロックアップクラッチが解放制御を開始してから完全解放状態になるまでに要する時間である。切り替わりがない場合は、L/U ON/OFF判定フラグがONのとき、L/U OFF完了判定フラグもONとなり、L/U ON/OFF判定フラグがOFFのとき、L/U OFF完了判定フラグもOFFとなる。
ステップS105では、L/U OFF用リカバリ回転速度をリカバリ回転速度として設定し、ステップS107に進む。本実施形態では、L/U OFF用リカバリ回転速度を1600[rpm]とした。
ステップS106では、L/U ON用リカバリ回転速度をリカバリ回転速度として設定し、ステップS107に進む。本実施形態では、L/U ON用リカバリ回転速度を800[rpm]とした。
ステップS107では、エンジン回転速度≧リカバリ回転速度であるか否かを判定する。エンジン回転速度がリカバリ回転速度以上のとき、ステップS108に進み、エンジン回転速度がリカバリ回転速度未満のときは、ステップS109に進む。
ステップS108では、フュエルカットを実施し、エンジンの燃料噴射を停止する。
ステップS109では、フュエルリカバリを実施し、エンジンの燃料噴射を再開する。
ステップS110では、フュエルカットとロックアップクラッチ解放と足放しアップシフトとを並行して実施することに伴いフュエルリカバリが実施されるか否かを予測する(フュエルリカバリ予測手段に相当)。フュエルリカバリが実施されると予測されたとき、ステップS111に進み、フュエルリカバリが実施されないと予測されるときは、ステップS106に進む。
ここで、フュエルリカバリが実施されるか否かの予測は、以下(1)から(3)の判定によって行なわれ、以下(1)から(3)の全てが肯定されたとき(Yesとなったとき)、フュエルリカバリが実施されると予測し、以下(1)から(3)のうち1つでも否定されたとき(Noとなったとき)には、フュエルリカバリが実施されないと予測する。
なお、以下(1)と(2)が予測のための判定であり、以下(3)は予測が必要となる前提条件である。
(1)アップシフト制御が実施中か否か?
(2)アップシフト後のエンジン回転速度 < L/U OFF用リカバリ回転速度か否か?
(3)フュエルカットを実施していない?
上記(1)の判定は、自動変速機コントロールユニットATCU5からCAN通信を介してエンジンコントロールユニットECU4に送られてくる信号に基づき判定し、アップシフト制御中のとき、肯定(Yes)判定し、それ以外のときは、否定(No)判定する。
上記(2)の判定は、アップシフト後のエンジン回転数<L/U OFF用リカバリ回転速度のとき、肯定(Yes)判定し、アップシフト後のエンジン回転数≧L/U OFF用リカバリ回転速度のとき、否定(No)判定する。
ここで、アップシフト後のエンジン回転速度Ne(N+1)は、アップシフト後の変速段(N+1速)の変速比と現在の車速との乗算値として算出される。
上記(3)の判定は、フュエルカットを実施しているとき、肯定(Yes)判定し、フュエルカットを実施していないとき、否定(No)判定する。
ステップS111では、L/U OFF完了判定フラグをONからOFFに変更する。これによって、足放し時にフュエルカットに入ることをなくし、事実上、フュエルカットを禁止することになる(フュエルカット禁止手段)。
本実施形態は、車両走行中、アクセルペダル解放に伴い、エンジンのフュエルカットと、ロックアップクラッチ解放と、自動変速機のアップシフトと、を実施する場合に、フュエルカットとロックアップクラッチ解放とアップシフトとを並行して実施することに伴いフュエルリカバリが実施されると予測されたとき、足放しに伴うフュエルカットを禁止するようにしたため、車両前後加速度に図5の(f)の時刻t5以降で示したような突き上げショックが発生することを防止できる。
また、図7のステップS110で、フュエルリカバリ実施の予測を、アップシフト後のエンジン回転速度<L/U OFF用リカバリ回転速度であるか否かの判断によって実現しているため、複雑な予測方法を追加する必要がなく、制御系設計を容易にしている。
さらに、図7のステップS111で、足放しに伴うフュエルカットの禁止を、ロックアップクラッチの解放/締結状態とは無関係に、L/U OFF完了判定フラグをONからOFFに変更することだけで実現しているため、新たに禁止制御を追加する必要がなく、制御系設計を容易にしている。
以上のように、この発明を特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、その知識範囲の中で上記の実施形態にさまざまな修正や変更を加えることが可能である。
1内燃エンジン
1A吸気スロットル
1B燃料インジェクタ
2変速ユニット
2A自動変速機
2Bトルクコンバータ
2Cロックアップクラッチ
3プロペラシャフト
4エンジンコントローラ(ECU)
5自動変速機コントローラ(ATCU)
6アクセルペダル踏み込み量センサ
7車速センサ
8エンジン回転速度センサ
9シフトセンサ

Claims (7)

  1. アクセルペダルの踏み込み量に応動する内燃エンジンの回転を、トルクコンバータと自動変速機とを介して駆動輪に伝達するとともに、前記トルクコンバータのロックアップとロックアップの解放とを行うロックアップクラッチを備えた車両駆動装置において、
    前記アクセルペダルの解放を検出するアクセルペダル解放検出手段と、
    エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
    車両が前記ロックアップクラッチを締結した状態で走行中に前記アクセルペダルが解放された場合に、前記ロックアップクラッチを解放するとともに、前記自動変速機をアップシフトするアップシフト手段と、
    前記アクセルペダルが解放された状態で前記エンジン回転速度が所定のリカバリ回転速度以上の場合に前記内燃エンジンへの燃料供給を停止するフュエルカット実行手段と、
    前記フュエルカット実行手段による前記内燃エンジンへの燃料供給停止中に前記エンジン回転速度が前記リカバリ回転速度を下回ると前記内燃エンジンへの燃料供給を再開するフュエルリカバリ実行手段と、
    前記フュエルカット実行手段による燃料供給停止と、前記アップシフト手段によるロックアップクラッチ解放と、前記アップシフト手段によるアップシフトとが並行して行われた場合に前記フュエルリカバリ実行手段による前記内燃エンジンへの燃料供給の再開が行われるかどうかを予測するフュエルリカバリ予測手段と、
    前記フュエルリカバリ予測手段が前記内燃エンジンへの燃料供給の再開を予測した場合に、前記フュエルカット手段による前記内燃エンジンへの燃料供給停止の実行を抑制するフュエルカット抑制手段と、を備えたことを特徴とする車両駆動装置。
  2. アップシフト後の変速段の変速比と走行速度とに基づきアップシフト後のエンジン回転速度を予測するエンジン回転速度予測手段をさらに備え、前記予測手段は、前記アップシフト後のエンジン回転速度が前記リカバリ回転速度を下回る場合に、前記フュエルリカバリ実行手段による前記内燃エンジンへの燃料供給の再開が行なわれると予測するよう構成される、請求項1に記載の車両駆動装置。
  3. 前記リカバリ回転速度として、前記ロックアップクラッチの解放状態で適用されるロックアップOFF用リカバリ回転速度と、前記ロックアップクラッチの非解放状態で適用される、ロックアップOFF用リカバリ回転速度より低速のロックアップON用リカバリ回転速度とが前記ロックアップクラッチの状態に応じて選択的に適用されるとともに、前記フュエルリカバリ予測手段は前記自動変速機のアップシフト直後の前記エンジン回転速度が前記ロックアップOFF用リカバリ回転速度を下回らない場合は、前記フュエルリカバリ実行手段による前記内燃エンジンへの燃料供給の再開を予測しないよう構成される、請求項1または2に記載の車両駆動装置。
  4. 前記フュエルカット抑制手段は前記フュエルカット実行手段が適用する前記所定のリカバリ回転速度を前記ロックアップON用リカバリ回転速度からロックアップOFF用リカバリ回転速度へ切り換えることにより、前記内燃エンジンへの燃料供給停止の実行を抑制するよう構成された、請求項3に記載の車両駆動装置。
  5. エンジンと、
    前記エンジンから駆動輪までの動力伝達経路中に配置されたロックアップクラッチ付きトルクコンバータおよび自動変速機と、
    車両走行中、アクセルペダル解放に伴い、エンジンのフュエルカットと、ロックアップクラッチ解放と、自動変速機のアップシフトと、を実施する制御手段と、
    前記フュエルカットと前記ロックアップクラッチ解放と前記アップシフトとを並行して実施することに伴いフュエルリカバリが実施されるか否かを予測するフュエルリカバリ予測手段と、
    前記フュエルリカバリが予測されたとき、前記フュエルカットを禁止するフュエルカット禁止手段と、
    を備えたことを特徴とする車両駆動装置。
  6. 前記制御手段は、フュエルカット中のエンジン回転速度がリカバリ回転速度を下回るときフュエルリカバリを実施し、
    前記フュエルリカバリ予測手段は、アップシフト後のエンジン回転速度が前記リカバリ回転速度より小さい場合に前記フュエルカットと前記ロックアップクラッチ解放と前記アップシフトとを並行して実施することに伴いフュエルリカバリが実施されると予測することを特徴とする請求項5に記載の車両駆動装置。
  7. 前記制御手段は、フュエルカット中のエンジン回転速度がリカバリ回転速度を下回る場合にフュエルリカバリを実施し、ロックアップクラッチが締結状態の場合は前記リカバリ回転速度をロックアップクラッチ締結時用リカバリ回転速度にするとともに、ロックアップクラッチが完全解放状態の場合は前記リカバリ回転速度を前記ロックアップクラッチ締結時用リカバリ回転速度より高いロックアップクラッチ解放時用リカバリ回転速度にし、
    前記フュエルカット禁止手段は、アクセルペダル解放時のリカバリ回転速度を、ロックアップクラッチの解放 / 締結状態とは無関係に、前記ロックアップクラッチ締結時用リカバリ回転速度から前記ロックアップクラッチ解放時用リカバリ回転速度に変更して、前記フュエルカットの禁止を実施することを特徴とする請求項5あるいは6に記載の車両駆動装置。
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