JP2006112384A - トルクダウン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて適正なタイミングで発電機の発電トルクを増加させて、シフトアップ時のトルクショックを抑制する。
【解決手段】 自動変速機を搭載した車両において、シフトアップ要求が発生（シフトアップ作動スイッチがＯＮ）したときに、トルクダウン要求の発生タイミング（トルクダウン制御開始タイミング）Ｔ1 を予測し、予測したトルクダウン要求の発生タイミングＴ1 よりも発電遅れ時間Ｔ3 分だけ早めたタイミングＴ4 で、発電機の発電量を要求トルクダウン分だけ増加させる発電トルクアップ制御を開始する。ここで、発電遅れ時間Ｔ3 は、発電機の発電トルクアップ制御を開始してから実際に該発電機の発電トルクが増加するまでの遅れ時間であり、発電機の温度と回転速度に応じてマップ等により算出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて発電機の発電量（発電トルク）を増加させて車輪駆動トルクを低下させるトルクダウン制御装置に関する発明である。

一般に、自動変速機を搭載した車両においては、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて点火時期の遅角制御や一部の気筒の燃料カットにより対応しているが、これらの方法では、燃焼状態が悪化しやすく、エミッションが増加する傾向がある。そこで、特許文献１（特開平５−１５９３号公報）に示すように、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて発電機の発電量を増加させて該発電機の発電トルクにより車輪駆動トルクを低下させることが提案されている。
特開平５−１５９３号公報（第２頁〜第３頁等）

ところで、図４に示すように、シフトアップ時のトルクダウン要求（シフトアップ作動スイッチＯＮ）に応じて発電機の発電トルクアップ制御を開始してから実際に該発電機の発電トルクが増加するまでの遅れ時間（以下「発電遅れ時間」という）が無視できないため、上記従来技術のように、トルクダウン要求発生と同時に発電機の発電トルクアップ制御を開始すると、トルクダウン要求発生時から発電遅れ時間が経過するまで、エンジン余剰トルクを全く吸収できないばかりか、トルクダウン要求が無くなった後も発電遅れ時間が経過するまでは、発電機の発電トルクが元に戻らないため、エンジントルクが一時的に落ち込んでしまう。その結果、シフトアップ時の車輪駆動トルクが安定せず、ドライバビリティが悪化する懸念があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて適正なタイミングで発電機の発電トルクを増加させることができ、シフトアップ時のトルクショックを抑制してドライバビリティを向上させることができるトルクダウン制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて発電機の発電トルクを増加させるトルクダウン制御手段を備え、発電機の発電トルクアップ制御を開始してから実際に該発電機の発電トルクが増加するまでの発電遅れ時間を考慮し、シフトアップ時にトルクダウン要求の発生タイミング（トルクダウン制御開始タイミング）を予測し、予測したトルクダウン要求の発生タイミングよりも発電遅れ時間分だけ早めたタイミングで発電機の発電トルクアップ制御を開始するようにしたものである。このようにすれば、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて適正なタイミングで発電機の発電トルクを増加させることができ、シフトアップ時のトルクショックを抑制してドライバビリティを向上させることができる。

この場合、発電機の温度が上昇するほど、発電機のロータコイルの抵抗値が増加して発電遅れ時間が長くなることを考慮して、請求項２のように、発電機の温度を検出又は推定する温度判定手段を設け、この温度判定手段で検出又は推定した発電機の温度に応じて発電遅れ時間（発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間）を補正すると良い。このようにすれば、発電機の温度に応じてロータコイルの抵抗値（発電遅れ時間）が変化するのに対応して、発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間を適正な時間に設定することができる。

また、発電機の回転速度に応じてロータコイルのインピーダンスが変化して発電遅れ時間が変化することを考慮して、請求項３のように、発電機の回転速度又はこれに相関する回転速度を検出又は推定する回転速度判定手段を設け、この回転速度判定手段で検出又は推定した回転速度に応じて発電遅れ時間（発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間）を補正するようにしても良い。このようにすれば、発電機の回転速度に応じて発電遅れ時間が変化するのに対応して、発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間を適正な時間に設定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてシステム全体の構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の回転が自動変速機１２で変速されて車両の車輪駆動系に伝達される。エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ（エンジン制御回路）１３と、自動変速機１２を制御するＡＴ−ＥＣＵ（自動変速機制御回路）１４との間は、通信ＩＣ１５，１６を介して相互に制御信号を送受信できるように信号ラインで接続されている。

エンジンＥＣＵ１３は、各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて点火装置１７や燃料噴射弁１８に制御信号を出力して点火時期や燃料噴射量を制御する。エンジン１１の動力の一部は、発電機２０とエアコン用コンプレッサ２２にそれぞれクラッチ１９，２１を介して伝達される。この発電機２０のクラッチ１９とエアコン用コンプレッサ２２のクラッチ２１の動作は、エンジンＥＣＵ１３によって制御される。

一方、自動変速機１２には、トルクコンバータのタービン回転速度を検出するタービン回転速度センサ２３と、車速センサ２４等が設けられ、これら各種のセンサ信号がＡＴ−ＥＣＵ１４に入力される。ＡＴ−ＥＣＵ１４は、タービン回転速度センサ２３、車速センサ２４、スロットル開度センサ２５等の各種センサ・スイッチ類の信号に基づいて自動変速機１２の入出力軸の回転速度を検出し、最適な変速ポイントで自動変速機１２の油圧制御装置２６に変速指令を出力することで変速制御を行うと共に、スロットル開度が大きい場合（急発進時、急加速時）の１→２変速や２→３変速等のシフトアップ時に、スロットル開度等に応じて要求トルクダウン量を算出し、エンジンＥＣＵ１３にトルクダウン要求信号を送信する。

エンジンＥＣＵ１３は、トルクダウン許可信号をＡＴ−ＥＣＵ１４に送信している期間に、ＡＴ−ＥＣＵ１４からシフトアップ時のトルクダウン要求信号を受信したときに、まず発電機２０の発電トルクアップ制御を最優先してトルクダウン制御を行い、この発電機２０の発電トルクアップ制御のみではトルクダウン量が不足する場合には、点火時期の遅角制御、一部の気筒の燃料カット、エアコン用コンプレッサ２２の駆動制御のいずれか１つ又は２つ以上を追加して実施して、要求トルクダウン量に相当する実トルクダウン量を発生させる。

ところで、図４に示すように、シフトアップ時のトルクダウン要求（シフトアップ作動スイッチＯＮ）に応じて発電機２０の発電トルクアップ制御を開始してから実際に該発電機２０の発電トルクが増加するまでの遅れ時間（以下「発電遅れ時間」という）Ｔ3 が無視できないため、従来技術のように、トルクダウン要求発生と同時に発電機２０の発電トルクアップ制御を開始すると、トルクダウン要求発生時Ｔ1 から発電遅れ時間Ｔ3 が経過するまで、エンジン余剰トルクを全く吸収できないばかりか、トルクダウン要求が無くなった後も発電遅れ時間Ｔ3 が経過するまでは、発電機２０の発電トルクが元に戻らないため、エンジントルクが一時的に落ち込んでしまう。その結果、シフトアップ時にトルクショックが発生して、ドライバビリティが悪化する懸念があった。

そこで、本実施例では、エンジンＥＣＵ１３は、図２のトルクダウン制御ルーチンを実行することで、シフトアップ要求が発生（シフトアップ作動スイッチがＯＮ）したときにトルクダウン要求の発生タイミング（トルクダウン制御開始タイミング）Ｔ1 を予測し、予測したトルクダウン要求の発生タイミングＴ1 よりも発電遅れ時間Ｔ3 分だけ早めたタイミングＴ4 で発電機２０の発電トルクアップ制御を開始するようにしている。以下、この図２のトルクダウン制御ルーチンの処理内容を説明する。

図２のトルクダウン制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうトルクダウン制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、シフトアップ要求が有るか否か（シフトアップ作動スイッチがＯＮか否か）を判定し、シフトアップ要求がなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０１で、シフトアップ要求有りと判定されれば、ステップ１０２に進み、シフトアップ処理を開始したか否かを判定し、まだシフトアップ処理を開始していなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。そして、シフトアップ処理を開始した時点で、ステップ１０３に進み、トルクダウン制御開始タイミングＴ1 とトルクダウン制御実行期間Ｔ2 を、アクセル踏み込み量（加速度合い）やシフトアップパターンに応じてマップ又は数式により算出する。このトルクダウン制御開始タイミングＴ1 とトルクダウン制御実行期間Ｔ2 は、自動変速機１２の仕様によって予め決められている。

この後、ステップ１０４に進み、スロットル開度等に応じて要求トルクダウン量Ｗtdを算出した後、ステップ１０５に進み、要求トルクダウン量Ｗtdに相当する発電トルクを発生するための発電機２０の発電量Ｗsft をマップ等により算出する。この後、ステップ１０６に進み、トルクダウン制御開始タイミングＴ1 に対する発電機２０の発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間Ｔ3 （発電遅れ時間）を図３のマップにより算出する。この発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間Ｔ3 （発電遅れ時間）は、一般的には２００ｍｓ程度であるため、演算処理の簡略化のために、前出し時間Ｔ3 （発電遅れ時間）を一定値（２００ｍｓ）に設定しても良いが、実際には、発電機２０の温度や回転速度に応じて発電機２０のロータコイルのインピーダンスが変化して発電遅れ時間が変化する。そこで、本実施例では、発電機２０の温度を検出又は推定する温度判定手段を設けると共に、発電機２０の回転速度又はこれに相関する回転速度（エンジン回転速度等）を検出又は推定する回転速度判定手段を設け、図３のマップを用いて、発電機２０の温度と回転速度に応じた発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間Ｔ3 （発電遅れ時間）を算出する。

この後、ステップ１０７に進み、タイマとして機能する実行カウンタＴ4 の初期値（発電トルクアップ制御開始タイミング）Ｔ4 を算出する。
Ｔ4 ＝Ｔ1 −Ｔ3

この後、ステップ１０８に進み、実行カウンタＴ4 を所定周期で１ずつデクリメントする。この実行カウンタＴ4 による計時動作を実行カウンタＴ4 の値が０になるまで繰り返し（ステップ１０９）、実行カウンタＴ4 の値が０になった時点で、発電トルクアップ制御開始タイミングと判断して、ステップ１１０に進み、現在の発電量Ｗbaseに、要求トルクダウン量Ｗtdを発生するための発電量Ｗsft を加算して、発電トルクアップ制御の発電量Ｗalt を設定し、発電トルクアップ制御を開始する。
Ｗalt ＝Ｗbase＋Ｗtd

この後、ステップ１１１に進み、トルクダウン制御実行期間（発電トルクアップ制御実行期間）のカウンタＴ2 を所定周期で１ずつデクリメントして、トルクダウン制御実行期間（発電トルクアップ制御実行期間）を計測し、カウンタＴ2 の値が０になるまで発電トルクアップ制御を実行する。

この後、カウンタＴ2 の値が０になった時点で、発電トルクアップ制御開始タイミングと判断して、ステップ１１２に進み、発電トルクアップ制御を終了して発電機２０の発電量を元の値Ｗbaseに戻す。

以上説明した本実施例では、図４に示すように、シフトアップ要求が発生（シフトアップ作動スイッチがＯＮ）したときにトルクダウン要求の発生タイミング（トルクダウン制御開始タイミング）Ｔ1 を予測し、予測したトルクダウン要求の発生タイミングＴ1 よりも発電遅れ時間Ｔ3 分だけ早めたタイミングＴ4 で発電機２０の発電トルクアップ制御を開始するようにしたので、シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて適正なタイミングで発電機２０の発電トルクを増加させることができ、シフトアップ時のトルクショックを抑制してドライバビリティを向上させることができる。

しかも、本実施例では、図３のマップを用いて、発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間Ｔ3 （発電遅れ時間）を発電機２０の温度と回転速度に応じて設定するようにしたので、発電機２０の温度や回転速度に応じて発電機２０のロータコイルのインピーダンスが変化して発電遅れ時間が変化するのに対応して、発電トルクアップ制御開始タイミングの前出し時間Ｔ3 を適正な時間に設定することができる。

尚、図２のトルクダウン制御ルーチンでは、発電機２０の発電トルクアップ制御のみで要求トルクダウン量に相当する実トルクダウン量を発生させるようしたが、発電機２０の発電トルクアップ制御のみではトルクダウン量が不足する場合は、点火時期の遅角制御、一部の気筒の燃料カット、エアコン用コンプレッサ２２の駆動制御のいずれか１つ又は２つ以上を追加して実施して、要求トルクダウン量に相当する実トルクダウン量を発生させるようにしても良い。

本発明の一実施例におけるエンジン制御／自動変速機システムを概略的に説明する図である。 トルクダウン制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 発電機の温度と回転速度に応じた発電トルクアップ制御前出し時間Ｔ3 （発電遅れ時間）を算出するためのマップの一例を概念的に示す図である。 シフトアップ時のトルクダウン要求の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…自動変速機、１３…エンジンＥＣＵ（トルクダウン制御手段）、１４…ＡＴ−ＥＣＵ（自動変速機制御回路）、２０…発電機、２２…エアコン用コンプレッサ

Claims (3)

1. 内燃機関の回転を自動変速機で変速して車両の車輪駆動系に伝達すると共に、該内燃機関の動力により駆動される発電機の発電量を制御するシステムにおいて、
   シフトアップ時のトルクダウン要求に応じて前記発電機の発電トルクを増加させるトルクダウン制御手段を備え、
   前記トルクダウン制御手段は、前記発電機の発電トルクアップ制御を開始してから実際に該発電機の発電トルクが増加するまでの遅れ時間（以下「発電遅れ時間」という）を考慮し、シフトアップ時に前記トルクダウン要求の発生タイミングを予測し、予測したトルクダウン要求の発生タイミングよりも前記発電遅れ時間分だけ早めたタイミングで前記発電機の発電トルクアップ制御を開始することを特徴とするトルクダウン制御装置。
2. 前記発電機の温度を検出又は推定する温度判定手段を備え、
   前記トルクダウン制御手段は、前記温度判定手段で検出又は推定した前記発電機の温度に応じて前記発電遅れ時間を補正することを特徴とする請求項１に記載のトルクダウン制御装置。
3. 前記発電機の回転速度又はこれに相関する回転速度を検出又は推定する回転速度判定手段を備え、
   前記トルクダウン制御手段は、前記回転速度判定手段で検出又は推定した回転速度に応じて前記発電遅れ時間を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクダウン制御装置。

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