JP2008115901A - Control device for variable capacity type torque converter - Google Patents

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Yusuke Nozaki
雄介 野▲崎▼
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a favorable accelerating property by controlling the capacity of a torque converter. <P>SOLUTION: An ECU executes a program which includes a step (S100) of calculating target supercharging pressure, a step (S200) of detecting actual supercharging pressure, a step (S300) of calculating an index of deviation between the target supercharging pressure and the actual supercharging pressure, a step (S500) of calculating the torque capacity of the torque converter in accordance with a supercharging pressure ratio (the ratio of the actual supercharging pressure to the target supercharging pressure) when the index of deviation is a threshold or greater (YES in S400), and a step (S600) of controlling the engaging hydraulic pressure of a lock-up clutch to change the torque capacity into a calculated one. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの出力軸に接続されたトルクコンバータの制御に関し、特に、トルク容量（トルク容量係数、または単に容量係数と記載する場合がある）を変更できるトルクコンバータを用いて、エンジンの過回転（本明細書内の過回転とは目標回転数に対するオーバーシュートをいう）を防止させたり、加速特性を向上させたりする制御装置に関する。   The present invention relates to the control of a torque converter connected to an output shaft of an engine, and more particularly to an engine overload using a torque converter capable of changing a torque capacity (which may be described as a torque capacity coefficient or simply a capacity coefficient). The present invention relates to a control device that prevents rotation (overspeed in the present specification refers to overshoot with respect to a target rotational speed) and improves acceleration characteristics.

従来、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路に、流体伝動装置が設けられた車両においては、エンジントルクの変動が流体伝動装置により吸収されているため、駆動力の変化を抑制できる。一方、流体伝動装置の一例であるトルクコンバータにおいては、固定部材であるステータを介して第１の回転部材（ポンプインペラ）と第２の回転部材（タービンインペラ）との間で、流体の運動エネルギにより動力伝達が行なわれる、第１の回転部材と第２の回転部材との滑りが不可避的に生じるために、エンジンと駆動輪との間における動力の伝達効率が低下する不都合がある。そこで、流体伝動装置と並列に、第１の回転部材と第２の回転部材とを機械的に（摩擦力を用いて）連結させるロックアップクラッチを設けるとともに、エンジントルクの変動が大きい運転状態では、ロックアップクラッチを解放させる一方、エンジントルクの変動が小さい運転状態では、ロックアップクラッチの（係合圧を高めて）トルク容量を高めて、摩擦力により動力伝達を行ない、エンジンと駆動輪との間における動力の伝達効率の低下を抑制する制御が行なわれている。   Conventionally, in a vehicle in which a fluid transmission device is provided in a power transmission path from an engine to a drive wheel, a change in driving force can be suppressed because fluctuations in engine torque are absorbed by the fluid transmission device. On the other hand, in a torque converter, which is an example of a fluid transmission device, the kinetic energy of fluid between a first rotating member (pump impeller) and a second rotating member (turbine impeller) via a stator that is a fixed member. As a result, slippage between the first rotating member and the second rotating member is unavoidably caused by the transmission of the power, so that the power transmission efficiency between the engine and the drive wheels is reduced. Therefore, a lockup clutch that mechanically couples the first rotating member and the second rotating member (using friction force) in parallel with the fluid transmission device is provided, and in an operating state in which the engine torque greatly varies. In the operating state where the fluctuation of the engine torque is small while the lockup clutch is released, the torque capacity of the lockup clutch is increased (by increasing the engagement pressure), and the power is transmitted by the frictional force. The control which suppresses the fall of the power transmission efficiency in between is performed.

また、エンジンのシリンダに圧縮空気を供給するターボ過給機（ターボチャージャ、スーパーチャージャ）が設けられる場合もある。これらの過給機はエンジン（排気圧を含む）を動力源とするため、エンジン回転数に応じた過給圧を発生させる。   In some cases, a turbocharger (a turbocharger or a supercharger) that supplies compressed air to a cylinder of an engine is provided. Since these superchargers use an engine (including exhaust pressure) as a power source, they generate a supercharging pressure corresponding to the engine speed.

特開２００５−２１４３８１号公報（特許文献１）は、過給機の状態に基づいて、ロックアップクラッチの係合および解放を制御することにより、動力性能（加速性能）を向上と燃費性能向上との両立を達成できるロックアップクラッチの制御装置を開示する。このロックアップクラッチの制御装置は、エンジンのシリンダに圧縮空気を供給する過給機と、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置され、かつ、相互に並列に配置された流体伝動装置およびロックアップクラッチとを有するロックアップクラッチの制御装置であって、車両における加速要求およびシリンダに供給される圧縮空気の過給圧に基づいて、車両の走行性能が判断され、その判断結果に基づいてロックアップクラッチのトルク容量を制御するとともに、過給圧が第１の所定圧以下である場合、または過給圧が第１の所定圧よりも高圧な第２の所定圧を越える場合に、ロックアップクラッチのトルク容量を所定値以上に高めることを禁止する。   Japanese Patent Laying-Open No. 2005-214381 (Patent Document 1) improves power performance (acceleration performance) and fuel efficiency performance by controlling engagement and disengagement of a lockup clutch based on the state of a supercharger. The control apparatus of the lockup clutch which can achieve both of these is disclosed. The lockup clutch control device includes a turbocharger that supplies compressed air to an engine cylinder, a fluid transmission device and a lockup that are arranged in a power transmission path from the engine to the wheels and arranged in parallel to each other. A control device for a lockup clutch having a clutch, wherein the running performance of the vehicle is determined based on the acceleration request in the vehicle and the supercharging pressure of the compressed air supplied to the cylinder, and the lockup is performed based on the determination result The lockup clutch controls the torque capacity of the clutch and when the supercharging pressure is equal to or lower than the first predetermined pressure, or when the supercharging pressure exceeds a second predetermined pressure higher than the first predetermined pressure. It is prohibited to increase the torque capacity of the motor to a predetermined value or more.

このロックアップクラッチの制御装置によると、たとえば、過給圧が第１の所定圧以下である場合に、ロックアップクラッチのトルク容量を所定値未満に制御することにより、「エンジン負荷の増加によりエンジン回転数が低下して、燃焼状態が不安定となって失火するとともに、エンジン出力の低下（息つき）により加速性能が低下する。」という不都合を回避することができる。また、過給圧が第２の所定圧を越える場合は、過給圧が上昇している場合にロックアップクラッチのトルク容量を所定値未満に制御することにより、「駆動力が急激に増加してショックとして体感されること。」を回避することが可能である。さらに、過給圧が第２の所定圧を越える場合は、過給圧が低下している場合にロックアップクラッチのトルク容量を所定値未満に制御することにより、「エンジン出力が急激に低下して加速性能が低下すること。」を回避することが可能である。   According to this lock-up clutch control device, for example, when the supercharging pressure is equal to or lower than a first predetermined pressure, the torque capacity of the lock-up clutch is controlled to be less than a predetermined value. It is possible to avoid the inconvenience that the rotational speed decreases, the combustion state becomes unstable and misfires, and the acceleration performance decreases due to a decrease in engine output (breathing). In addition, when the supercharging pressure exceeds the second predetermined pressure, when the supercharging pressure is increased, the torque capacity of the lockup clutch is controlled to be less than the predetermined value, so that “the driving force increases rapidly. Can be felt as a shock. " Further, when the supercharging pressure exceeds the second predetermined pressure, the engine capacity is drastically decreased by controlling the torque capacity of the lockup clutch to be less than the predetermined value when the supercharging pressure is decreasing. Accelerating performance decreases. ”Can be avoided.

さらに、特開平２−２４０４５４号公報（特許文献２）も、ターボ過給機を備えた内燃機関を搭載した車両において、動力性能向上と燃費性能向上との両立を達成することができる可変容量トルクコンバータの容量制御装置を開示する。この可変容量トルクコンバータの容量制御装置は、ターボ過給機を備えた内燃機関と、トルクコンバータのトルク容量を任意に可変制御し得る容量制御装置を備えた可変容量トルクコンバータとを搭載した車両において、容量制御装置は、内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出部からの吸気圧信号を入力し、吸気圧が過給開始圧以上で最大過給圧より少し小さな所定圧以下の領域においては小トルク容量係数側を選択し、吸気圧が所定圧を越えたら大トルク容量係数側を選択する。   Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-240454 (Patent Document 2) also discloses a variable capacity torque capable of achieving both improvement in power performance and improvement in fuel efficiency in a vehicle equipped with an internal combustion engine equipped with a turbocharger. A capacity control device for a converter is disclosed. This variable capacity torque converter capacity control apparatus is a vehicle equipped with an internal combustion engine equipped with a turbocharger and a variable capacity torque converter equipped with a capacity control apparatus capable of arbitrarily variably controlling the torque capacity of the torque converter. The capacity control device receives an intake pressure signal from an intake pressure detection unit that detects an intake pressure of the internal combustion engine, and in a region where the intake pressure is equal to or higher than the supercharging start pressure and is equal to or lower than a predetermined pressure that is slightly smaller than the maximum boost pressure. The small torque capacity coefficient side is selected, and when the intake pressure exceeds a predetermined pressure, the large torque capacity coefficient side is selected.

この可変容量トルクコンバータの容量制御装置によると、内燃機関の吸気圧が過給開始圧以上で最大過給圧より少し小さな所定圧以下の領域においては、容量制御装置により、可変容量トルクコンバータが小容量係数になる。したがって、可変容量トルクコンバータの小容量の選択により、内燃機関の回転が早く上昇し過給圧特性の立ち上がりが良くなり加速性能も向上する。内燃機関の吸気圧がで最大過給圧より少し小さな所定圧を越えたら、容量制御装置により、可変容量トルクコンバータが小容量係数側から大容量領域側へと切り替えらる。したがって、最大過給圧に達し、最大過給圧が維持されている時には大容量であるため、内燃機関の回転上昇が抑えられることになり、過大なトルコンスリップの発生が防止され、燃費を悪化させることがない。なお、この可変容量トルクコンバータにおいては、ワンウェイクラッチを作動および非作動の状態に制御することにより、トルクコンバータの容量を可変としている。より詳しくは、ワンウェイクラッチに連結されたクラッチを作動（締結）させるとワンウェイクラッチが本来の機能を発揮してトルクコンバータ容量が大きくなり、ワンウェイクラッチに連結されたクラッチを非作動（解放）させるとワンウェイクラッチが本来の機能を発揮しなくなりトルクコンバータ容量が小さくなる。
特開２００５−２１４３８１号公報 特開平２−２４０４５４号公報 According to the capacity control device of the variable capacity torque converter, the capacity control apparatus reduces the variable capacity torque converter in a region where the intake pressure of the internal combustion engine is not less than the supercharging start pressure and not more than a predetermined pressure slightly smaller than the maximum supercharging pressure. It becomes a capacity coefficient. Therefore, by selecting a small capacity of the variable capacity torque converter, the rotation of the internal combustion engine rises quickly, the boost pressure characteristic rises, and the acceleration performance improves. When the intake pressure of the internal combustion engine exceeds a predetermined pressure slightly smaller than the maximum supercharging pressure, the variable capacity torque converter is switched from the small capacity coefficient side to the large capacity region side by the capacity control device. Therefore, since the capacity is large when the maximum boost pressure is reached and the maximum boost pressure is maintained, the increase in the rotation of the internal combustion engine is suppressed, the occurrence of an excessive torque converter slip is prevented, and the fuel consumption is deteriorated. I will not let you. In this variable capacity torque converter, the capacity of the torque converter is made variable by controlling the one-way clutch in an activated and inoperative state. More specifically, when the clutch connected to the one-way clutch is operated (fastened), the one-way clutch performs its original function and the torque converter capacity increases, and when the clutch connected to the one-way clutch is deactivated (released) The one-way clutch does not perform its original function and the torque converter capacity is reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-214381 JP-A-2-240454

ところで、ターボ過給機には、たとえばモータにより可変ノズルを開閉させること等によりターボ過給機に入力される排気ガスの流速や圧力を調整することにより、エンジン回転数および負荷に対して、背圧と過給圧とのバランスを最適に制御する、可変容量ターボ過給機がある。このような可変容量ターボ過給機を備えたエンジンにおいては、エンジン回転数と目標駆動力（エンジン負荷）とに基づいて設定された目標過給圧に実過給圧が追従するようにエンジン制御が行なわれる。   By the way, in the turbocharger, the flow rate and pressure of the exhaust gas input to the turbocharger are adjusted by, for example, opening and closing a variable nozzle by a motor, etc. There is a variable capacity turbocharger that optimally controls the balance between pressure and supercharging pressure. In an engine equipped with such a variable capacity turbocharger, the engine control is performed so that the actual supercharging pressure follows the target supercharging pressure set based on the engine speed and the target driving force (engine load). Is done.

しかしながら、上述したいずれの特許文献においても、このような可変容量ターボチャージャーを考慮していないので、実過給圧と目標過給圧との偏差に関わらず（偏差がない場合でも）トルクコンバータの容量係数を切り替えてしまう。たとえば、目標過給圧に実過給圧が良好に追従していて偏差がないときに（さらに言えば偏差に関係なく）、トルクコンバータの容量係数が小さく変更されると、エンジン回転数が上昇して実過給圧が目標過給圧よりも上昇してしまう。すなわち、必要以上にエンジン回転数を上昇させてしまうので、可変容量ターボ過給機においてせっかく設定された過給圧がオーバーシュートしてしまう。   However, none of the above-mentioned patent documents considers such a variable capacity turbocharger. Therefore, regardless of the deviation between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure (even when there is no deviation), The capacity coefficient is switched. For example, when the actual supercharging pressure follows the target supercharging pressure well and there is no deviation (in other words, regardless of the deviation), the engine speed increases when the capacity coefficient of the torque converter is changed to a small value. As a result, the actual boost pressure rises higher than the target boost pressure. That is, since the engine speed is increased more than necessary, the supercharging pressure set in the variable capacity turbocharger will overshoot.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、トルク容量を制御することにより良好な加速特性を実現する、容量可変型トルクコンバータの制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a variable displacement torque converter control device that realizes good acceleration characteristics by controlling torque capacity. It is.

第１の発明に係る制御装置は、可変容量型のトルクコンバータを制御する。この制御装置は、トルクコンバータに連結されたエンジンの動作に影響する物理量を検出するための検出手段と、物理量の目標値を算出するための算出手段と、検出された物理量と目標値との乖離の度合いが予め定められた度合い以上であると、乖離が小さくなる方向へトルク容量を変更するようにトルクコンバータを制御するための制御手段とを含む。   A control device according to a first aspect of the invention controls a variable capacity type torque converter. The control device includes a detection unit for detecting a physical quantity that affects the operation of an engine connected to the torque converter, a calculation unit for calculating a target value of the physical quantity, and a difference between the detected physical quantity and the target value. And a control means for controlling the torque converter so as to change the torque capacity in such a direction that the deviation becomes smaller.

第１の発明によると、可変容量型のトルクコンバータに連結されたエンジンの動作に影響する物理量である吸入空気量や過給機による過給圧が検出される。この制御装置が搭載された車両に加速要求があると、目標値である目標空気量や目標過給圧が算出される。この目標値と検出された値との乖離が大きいときにはトルクコンバータのトルク容量が変更される。このため、エンジンの回転数を速やかに上昇させたいときに、トルク容量を大きいままではなく小さくしてエンジンの応答性（回転数上昇の応答性）を向上できる。また、この目標値と検出された値との乖離が小さいときにはトルクコンバータのトルク容量が変更されない（少なくとも小さく変更されない）。このため、たとえばトルク容量が小さく変更されてエンジンの回転数が過度に上昇することを防止して、大きなトルク容量でエンジンから駆動輪に動力を伝達して加速特性を向上させることができる。その結果、目標値を用いて必要に応じてトルク容量を制御することにより、良好な加速特性を実現する、容量可変型トルクコンバータの制御装置を提供することができる。   According to the first invention, the intake air amount, which is a physical quantity affecting the operation of the engine connected to the variable capacity type torque converter, and the supercharging pressure by the supercharger are detected. When a vehicle equipped with this control device has an acceleration request, a target air amount and a target supercharging pressure, which are target values, are calculated. When the difference between the target value and the detected value is large, the torque capacity of the torque converter is changed. For this reason, when it is desired to quickly increase the engine speed, the torque capacity can be reduced, not increased, and the engine responsiveness (responsiveness to increased engine speed) can be improved. Further, when the difference between the target value and the detected value is small, the torque capacity of the torque converter is not changed (at least not changed small). For this reason, for example, the torque capacity can be changed to a small value to prevent the engine speed from excessively increasing, and the power can be transmitted from the engine to the drive wheels with a large torque capacity to improve the acceleration characteristics. As a result, it is possible to provide a variable capacity torque converter control device that realizes good acceleration characteristics by controlling the torque capacity as necessary using the target value.

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、エンジンの吸入空気量を検出するための手段を含み、算出手段は、目標空気量を算出するための手段を含み、制御手段は、吸入空気量が目標空気量に近付くように、トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む。   In the control device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the detection means includes means for detecting the intake air amount of the engine, and the calculation means calculates the target air amount. The control means includes means for reducing the torque capacity of the torque converter so that the intake air amount approaches the target air amount.

第２の発明によると、吸入空気量と目標空気量との乖離の度合いが大きいと（たとえば、加速開始時には目標空気量よりも吸入空気量がかなり小さい）、トルク容量が小さくなるようにトルクコンバータが制御される。トルク容量が小さくなると、エンジン回転数が速やかに上昇して吸入空気量が増加する。これにより、吸入空気量を目標空気量に近付けることができ、加速初期におけるエンジン回転数上昇および出力上昇を実現できる。   According to the second invention, when the degree of deviation between the intake air amount and the target air amount is large (for example, the intake air amount is considerably smaller than the target air amount at the start of acceleration), the torque converter is configured so that the torque capacity becomes small. Is controlled. As the torque capacity decreases, the engine speed increases rapidly and the intake air amount increases. As a result, the intake air amount can be brought close to the target air amount, and the engine speed and output can be increased in the early stage of acceleration.

第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、エンジンには、エンジンにより作動される過給機が備えられ、検出手段は、過給機による実過給圧を検出するための手段を含み、算出手段は、目標過給圧を算出するための手段を含み、制御手段は、実過給圧が目標過給圧に近付くように、トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む。   In the control device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect, the engine is provided with a supercharger operated by the engine, and the detecting means detects the actual supercharging pressure by the supercharger. Means for detecting, the means for calculating includes means for calculating the target boost pressure, and the control means reduces the torque capacity of the torque converter so that the actual boost pressure approaches the target boost pressure. Means for making it happen.

第３の発明によると、実過給圧と目標過給圧との乖離の度合いが大きいと（たとえば、加速開始時には目標過給圧よりも実過給圧がかなり小さい）、トルク容量が小さくなるようにトルクコンバータが制御される。トルク容量が小さくなると、エンジン回転数が速やかに上昇して排気圧が上昇し過給機回転数が上昇して実過給圧が上昇する。これにより、実過給圧を目標過給圧に近付けることができ、加速初期におけるエンジン回転数上昇および出力上昇を実現できる。   According to the third invention, when the degree of deviation between the actual supercharging pressure and the target supercharging pressure is large (for example, the actual supercharging pressure is considerably smaller than the target supercharging pressure at the start of acceleration), the torque capacity becomes small. Thus, the torque converter is controlled. When the torque capacity is reduced, the engine speed rapidly increases, the exhaust pressure increases, the turbocharger speed increases, and the actual supercharging pressure increases. As a result, the actual boost pressure can be brought close to the target boost pressure, and an increase in engine speed and an increase in output at the initial stage of acceleration can be realized.

第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、過給機は、容量可変型の過給機である。   In the control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of the third invention, the supercharger is a variable capacity supercharger.

第４の発明によると、容量可変型の過給機においては、特に、エンジン回転数と負荷（加速負荷）とにより目標過給圧が算出される。この目標過給圧と実過給圧とを比較して、必要に応じてトルク容量を変更して、容量可変型の過給機を備えたエンジンにおける実過給圧を目標過給圧に近付けることができ、加速初期におけるエンジン回転数上昇および出力上昇を実現できる。   According to the fourth invention, in the variable capacity supercharger, in particular, the target supercharging pressure is calculated from the engine speed and the load (acceleration load). Compare this target boost pressure with the actual boost pressure and change the torque capacity as necessary to bring the actual boost pressure in an engine with a variable capacity turbocharger closer to the target boost pressure Therefore, it is possible to increase the engine speed and output in the early stage of acceleration.

第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、乖離が大きいときには乖離が小さいときよりもトルク容量が小さくなるようにトルクコンバータを制御するための手段を含む。   In the control device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects, the control means controls the torque converter so that when the deviation is large, the torque capacity is smaller than when the deviation is small. Means for controlling.

第５の発明によると、加速要求があって算出された目標値（目標空気量、目標過給圧）と検出された値（吸入空気量、実過給圧）との乖離が大きいときにはトルクコンバータのトルク容量が変更される。このときであっても、乖離が大きいときには乖離が小さいときよりもトルク容量を小さく、乖離が小さくなってくるとトルク容量を大きく、変更させる。このようにすると、加速時において、加速の初期にはトルクコンバータのトルク容量を小さくしてエンジン回転数を速やかに上昇させて吸入空気量や実過給圧を速やかに上昇させてエンジン出力を上昇させ、吸入空気量や実過給圧が上昇してくるとトルクコンバータのトルク容量を大きくしてエンジン回転数を速やかに上昇させるのではなく駆動輪に駆動力を伝達して車両を速やかに加速させることができる。   According to the fifth invention, when there is a large difference between the target value (target air amount, target supercharging pressure) calculated in response to an acceleration request and the detected value (intake air amount, actual supercharging pressure), the torque converter Torque capacity is changed. Even at this time, when the deviation is large, the torque capacity is smaller than when the deviation is small, and when the deviation is small, the torque capacity is increased and changed. In this way, during acceleration, the torque capacity of the torque converter is reduced at the initial stage of acceleration, and the engine speed is quickly increased to quickly increase the intake air amount and the actual boost pressure, thereby increasing the engine output. If the intake air amount or actual boost pressure increases, the torque capacity of the torque converter is increased to increase the engine speed quickly, instead of transmitting the driving force to the drive wheels to accelerate the vehicle quickly. Can be made.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１は、本発明の実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ（可変容量ターボ過給機）を備えたディーゼルエンジンの出力軸に接続された可変容量型トルクコンバータの制御装置を含むパワートレーンの一例を概略的に示す図である。本実施の形態に係る可変容量型トルクコンバータの制御装置は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００およびＥＣＴ（Electronically Controlled Automatic Transmission）−ＥＣＵ１１００で実行されるプログラムにより実現される。なお、エンジンは、ディーゼルに限定されない。   FIG. 1 shows a power train including a control device for a variable displacement torque converter connected to an output shaft of a diesel engine equipped with a variable nozzle turbocharger (variable displacement turbocharger) according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example schematically. A control apparatus for a variable capacity torque converter according to the present embodiment is realized by a program executed by engine ECU (Electronic Control Unit) 1000 and ECT (Electronically Controlled Automatic Transmission) -ECU 1100. The engine is not limited to diesel.

エンジン５００における燃焼に必要な空気は、エアクリーナ１００でろ過され、ターボチャージャ３００のコンプレッサ３２０で圧縮され、インタクーラ１２０で冷却され、吸気マニホールド１４０に導かれる。なお、その吸入空気流量ＧＡは、吸気絞り弁１３０によって調節されるとともに、エアフローメータ１１０によって検出される。また、吸気系には、吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢを検出する吸気管圧力センサ２２０、吸気管温度ＴＢを検出する吸気管温度センサ２３０および空気過剰率λを検出する酸素センサ２４０が設けられている。また、エンジン５００にはエンジン冷却水の温度を検出する温度センサ５１０が設けられている。   Air necessary for combustion in the engine 500 is filtered by the air cleaner 100, compressed by the compressor 320 of the turbocharger 300, cooled by the intercooler 120, and guided to the intake manifold 140. The intake air flow rate GA is adjusted by the intake throttle valve 130 and detected by the air flow meter 110. The intake system is provided with an intake pipe pressure sensor 220 that detects an intake pipe pressure (boost pressure) PB, an intake pipe temperature sensor 230 that detects an intake pipe temperature TB, and an oxygen sensor 240 that detects an excess air ratio λ. ing. Further, the engine 500 is provided with a temperature sensor 510 that detects the temperature of engine cooling water.

吸気マニホールド１４０で、吸入空気は、エンジン５００の各気筒に分配される。各気筒において発生する排気ガスは、排気マニホールド１６０で集められ、次いでターボチャージャ３００のタービン３４０に通された後、最後に触媒コンバータ７００で浄化されて排出される。なお、ターボチャージャ３００による過度の過給効果を防止すべく、排気ガスがタービン３４０を迂回することができるように、排気バイパス通路８００およびウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）９００が設けられている。   Intake manifold 140 distributes intake air to each cylinder of engine 500. The exhaust gas generated in each cylinder is collected by the exhaust manifold 160, then passed through the turbine 340 of the turbocharger 300, and finally purified by the catalytic converter 700 and discharged. In order to prevent an excessive supercharging effect by the turbocharger 300, an exhaust bypass passage 800 and a waste gate valve (WGV) 900 are provided so that the exhaust gas can bypass the turbine 340.

ターボチャージャ３００のタービン３４０においては、タービンロータ（タービンホイール、タービンブレードなどとも呼ばれる）３５０が排気ガスにより回転せしめられる。コンプレッサ３２０のコンプレッサブレード３３０は、ターボ回転軸３１０によりタービンロータ３５０に接続されているため、タービンロータ３５０とともに回転して吸入空気を圧縮し、すなわち過給作用を奏する。タービン３４０には、後に詳細に説明するように、回動可能な複数のノズルベーン３６０が設けられており、ノズルベーン３６０間に形成されるタービンノズルの開度すなわち面積を変えることができるようになっている。そのため、そのタービンノズルは、バリアブルノズルと呼ばれる。バリアブルノズルの開度は、アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）３７０によって調節される。   In the turbine 340 of the turbocharger 300, a turbine rotor (also called a turbine wheel, a turbine blade, or the like) 350 is rotated by exhaust gas. Since the compressor blade 330 of the compressor 320 is connected to the turbine rotor 350 by the turbo rotating shaft 310, the compressor blade 330 rotates with the turbine rotor 350 to compress the intake air, that is, has a supercharging action. As will be described in detail later, the turbine 340 is provided with a plurality of rotatable nozzle vanes 360 so that the opening, that is, the area of the turbine nozzle formed between the nozzle vanes 360 can be changed. Yes. Therefore, the turbine nozzle is called a variable nozzle. The opening degree of the variable nozzle is adjusted by an actuator (DC servo motor) 370.

エンジンＥＣＵ１０００には、エアフローメータ１１０、吸気管圧力センサ２２０、吸気管温度センサ２３０、酸素センサ２４０および温度センサ５１０からの各信号が入力され、それらの信号に基づいて、吸入空気流量ＧＡ、吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢ、吸気管温度ＴＢ、空気過剰率λおよびエンジン冷却水温度ＴＥが検出される。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、それらの検出データに基づいてバリアブルノズル用アクチュエータ３７０を制御する。さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン５００へ噴射されるべき燃料の量を制御する。   Engine ECU 1000 receives signals from air flow meter 110, intake pipe pressure sensor 220, intake pipe temperature sensor 230, oxygen sensor 240 and temperature sensor 510, and based on these signals, intake air flow rate GA, intake pipe Pressure (boost pressure) PB, intake pipe temperature TB, excess air ratio λ, and engine coolant temperature TE are detected. Then, engine ECU 1000 controls variable nozzle actuator 370 based on the detected data. Further, engine ECU 1000 controls the amount of fuel to be injected into engine 500.

エンジン５００からの出力軸は、可変容量型トルクコンバータ１２００（以下、単にトルクコンバータ１２００と記載する場合がある）を経由して自動変速機１３００の入力軸に連結されている。   An output shaft from engine 500 is connected to an input shaft of automatic transmission 1300 via a variable displacement torque converter 1200 (hereinafter sometimes simply referred to as torque converter 1200).

図１に示すように、エンジン５００の出力軸は、エンジンイナーシャを介してトルクコンバータ１２００の入力軸に接続される。エンジン５００とトルクコンバータ１２００とは回転軸１２５０により連結されている。したがって、エンジン５００の出力軸回転数ＮＥとトルクコンバータ１２００の入力軸回転数ＮＰとは同じである。また、エンジン５００の出力トルクをＴＥと、トルクコンバータ１２００への入力トルクをＴＰとして表わす。   As shown in FIG. 1, the output shaft of engine 500 is connected to the input shaft of torque converter 1200 via an engine inertia. Engine 500 and torque converter 1200 are connected by a rotating shaft 1250. Therefore, output shaft speed NE of engine 500 and input shaft speed NP of torque converter 1200 are the same. Further, the output torque of engine 500 is represented by TE, and the input torque to torque converter 1200 is represented by TP.

トルクコンバータ１２００は、ロックアップクラッチ１２１０を含み、ポンプ羽根車１２２０とタービン羽根車１２３０とから構成される。トルクコンバータ１２００と自動変速機１３００とは、回転軸１２５０により接続される。トルクコンバータ１２００の出力軸回転数をＮＴと、トルクコンバータ１２００の出力トルクをＴＴとして表わす。   Torque converter 1200 includes a lock-up clutch 1210 and includes a pump impeller 1220 and a turbine impeller 1230. Torque converter 1200 and automatic transmission 1300 are connected by rotating shaft 1250. The output shaft rotational speed of the torque converter 1200 is represented as NT, and the output torque of the torque converter 1200 is represented as TT.

これらのパワートレインを制御するＥＣＴ−ＥＣＵ１１００には、ポンプ回転数ＮＰ、タービン回転数ＮＴ、アクセル開度、車速、車両加速度、スロットル開度、ＡＴ信号およびシフトポジション信号が入力される。また、ＥＣＴ−ＥＣＵ１１００から、トルクコンバータ１２００のロックアップクラッチ１２１０に対してロックアップクラッチ係合圧信号が出力される。ＥＣＴ−ＥＣＵ１１００から、自動変速機１３００に対してＡＴ制御信号が出力される。   The ECT-ECU 1100 that controls these powertrains receives the pump rotation speed NP, turbine rotation speed NT, accelerator opening, vehicle speed, vehicle acceleration, throttle opening, AT signal, and shift position signal. In addition, a lockup clutch engagement pressure signal is output from the ECT-ECU 1100 to the lockup clutch 1210 of the torque converter 1200. An AT control signal is output from the ECT-ECU 1100 to the automatic transmission 1300.

図１に示すようように、エンジン５００の動力は、ロックアップクラッチ１２１０付きのトルクコンバータ１２００を備えた自動変速機１３００を介して連結される駆動輪に伝達される。トルクコンバータ１２００は、エンジン５００のクランク軸（トルクコンバータ１２００の入力軸）に固定されたポンプ羽根車１２２０と、自動変速機１３００の入力軸（トルクコンバータ１２００の出力軸）に連結されたタービン羽根車１２３０と、それらポンプ羽根車１２２０および入力軸１２５０を直結するロックアップクラッチ１２１０を備えている。   As shown in FIG. 1, the power of the engine 500 is transmitted to drive wheels connected via an automatic transmission 1300 including a torque converter 1200 with a lock-up clutch 1210. Torque converter 1200 includes a pump impeller 1220 fixed to a crankshaft of engine 500 (input shaft of torque converter 1200) and a turbine impeller connected to an input shaft of automatic transmission 1300 (output shaft of torque converter 1200). 1230, and a lockup clutch 1210 that directly connects the pump impeller 1220 and the input shaft 1250.

車両の発進時においては、ロックアップクラッチ１２１０を一部係合して、ロックアップクラッチ１２１０がスリップ制御されることにより、エンジン５００から自動変速機１３００へ伝達されるトルクを滑らかに増大させる。車両の停止時においては、ロックアップクラッチ１２１０を解放して、自動変速機１３００の回転および停止のいずれにもかかわらずエンジン５００の回転を許容する。通常走行時においては、ロックアップクラッチ１２１０のロックアップ機能によりポンプ羽根車１２２０およびタービン羽根車１２３０を連結して回転損失を防止する。なお、このようなロックアップクラッチ１２１０の制御は一例でしかない。   When the vehicle starts, the torque transmitted from engine 500 to automatic transmission 1300 is smoothly increased by partially engaging lockup clutch 1210 and subjecting lockup clutch 1210 to slip control. When the vehicle is stopped, the lock-up clutch 1210 is released to allow the engine 500 to rotate regardless of whether the automatic transmission 1300 rotates or stops. During normal travel, the pump impeller 1220 and the turbine impeller 1230 are connected by the lockup function of the lockup clutch 1210 to prevent rotational loss. Such control of the lockup clutch 1210 is only an example.

図２に、バリアブルノズル式ターボチャージャであるターボチャージャ３００の断面図を、図３（Ａ）および（Ｂ）に、ターボチャージャ３００におけるノズルベーン３６０が開いた状態の図を、図４（Ａ）および（Ｂ）に、ターボチャージャ３００におけるノズルベーン３６０が閉じた状態の図を示す。   2 is a cross-sectional view of a turbocharger 300 that is a variable nozzle type turbocharger, FIGS. 3A and 3B are views of the turbocharger 300 with the nozzle vane 360 opened, and FIGS. FIG. 5B shows a state in which the nozzle vane 360 in the turbocharger 300 is closed.

これらの図を参照して、ターボチャージャ３００のノズル開度制御について説明する。タービン３４０側に設けられたノズルベーン３６０が、ノズル開度制御の対象である。タービンロータ３５０に排気ガスを導くタービン入口のガス通路には、複数（本実施の形態では１３枚とする）の回動可能なノズルベーン３６０が設けられている。ノズルベーン３６０の間に形成されるバリアブルノズルの開度は、リンク３９０を介して駆動アーム３８２を回動せしめることによって調整されるようになっており、リンク３９０は、アクチュエータ３７０のロッド３９２に連結されている。アクチュエータ３７０は、たとえば、アクチュエータドライバ３７２を介してエンジンＥＣＵ１０００により制御されるＤＣサーボモータである。   With reference to these drawings, nozzle opening control of the turbocharger 300 will be described. A nozzle vane 360 provided on the turbine 340 side is an object of nozzle opening degree control. A plurality of (13 in this embodiment) rotatable nozzle vanes 360 are provided in the gas passage at the turbine inlet for introducing the exhaust gas to the turbine rotor 350. The opening degree of the variable nozzle formed between the nozzle vanes 360 is adjusted by rotating the drive arm 382 via the link 390, and the link 390 is connected to the rod 392 of the actuator 370. ing. Actuator 370 is a DC servo motor controlled by engine ECU 1000 via actuator driver 372, for example.

エンジンＥＣＵ１０００により制御されるアクチュエータ３７０からの駆動力は、ロッド３９２、リンク３９０、ユニゾンリング３８０、駆動アーム３８２の順に伝達される。アクチュエータ３７０の作用により、ロッド３９２が伸縮する。ロッド３９２から伝達された駆動力によりユニゾンリング３８０が回転する。ユニゾンリング３８０の回転により駆動アーム３８２がＸ点を軸に回転すると、駆動アーム３８２の裏側に配置されたノズルベーン３６０は、同じくＸ点を中心に回転する。これにより、タービン３４０に入力される排気ガスの流速や圧力を調整することができる。   The driving force from the actuator 370 controlled by the engine ECU 1000 is transmitted in the order of the rod 392, the link 390, the unison ring 380, and the driving arm 382. The rod 392 expands and contracts by the action of the actuator 370. The unison ring 380 is rotated by the driving force transmitted from the rod 392. When the driving arm 382 rotates around the point X by the rotation of the unison ring 380, the nozzle vane 360 disposed on the back side of the driving arm 382 similarly rotates around the point X. Thereby, the flow velocity and pressure of the exhaust gas input to the turbine 340 can be adjusted.

エンジン低中速回転域においては、ノズル通路を絞り排気ガスの流速を上げることにより、過給圧の立ち上がり特性および過給圧を上げて、黒煙の低減およびトルクの向上を図る（図３（Ａ）および図３（Ｂ））。   In the engine low and medium speed rotation region, the rise of the supercharging pressure and the supercharging pressure are increased by restricting the nozzle passage and increasing the exhaust gas flow velocity, thereby reducing black smoke and improving torque (FIG. 3 ( A) and FIG. 3 (B)).

エンジン高速回転域においては、ノズル通路を開いて排気圧力を下げることにより、燃費および出力の向上を図るとともにタービン３４０の過回転を防止することも行なわれる場合がある（図４（Ａ）および図４（Ｂ））。   In the engine high-speed rotation region, by reducing the exhaust pressure by opening the nozzle passage, fuel efficiency and output may be improved and over-rotation of the turbine 340 may be prevented (FIG. 4A and FIG. 4). 4 (B)).

図２に示すように、エンジンＥＣＵ１０００は、アクチュエータドライバ３７２にノズルベーン３６０の目標開度に対応したＶＮ開度指令信号を出力する。このノズルベーン３６０の目標開度は、ノズルベーン３６０の目標過給圧に対応する。アクチュエータドライバ３７２は、このＶＮ開度指令信号に基づいて、アクチュエータ３７０から入力された位置信号が目標開度に対応するように、フィードバック制御を実行する。このフィードバック制御の出力信号として、アクチュエータドライバ３７２からは、アクチュエータ３７０を駆動するための駆動電流が出力される。この駆動電流は、モータ駆動電流として、アクチュエータドライバ３７２からエンジンＥＣＵ１０００に出力される。   As shown in FIG. 2, engine ECU 1000 outputs a VN opening command signal corresponding to the target opening of nozzle vane 360 to actuator driver 372. The target opening degree of the nozzle vane 360 corresponds to the target supercharging pressure of the nozzle vane 360. Based on the VN opening command signal, the actuator driver 372 executes feedback control so that the position signal input from the actuator 370 corresponds to the target opening. As an output signal of this feedback control, a drive current for driving the actuator 370 is output from the actuator driver 372. This drive current is output from the actuator driver 372 to the engine ECU 1000 as a motor drive current.

なお、エンジンＥＣＵ１０００は、ターボチャージャ３００による目標過給圧を、エンジン５００の回転数やエンジン５００に要求される出力（負荷）に基づいて算出する。さらに、可変容量ターボ過給機は、このようなバリアブルノズル式ターボチャージャに限定されず、可変容量型であればどのようなタイプでも構わない。   Engine ECU 1000 calculates the target boost pressure by turbocharger 300 based on the number of revolutions of engine 500 and the output (load) required for engine 500. Furthermore, the variable capacity turbocharger is not limited to such a variable nozzle turbocharger, and any type may be used as long as it is a variable capacity type.

図５は、一般的なトルクコンバータ１２００の特性性能を表わす図である。図５の横軸は速度比Ｅ（＝出力軸回転数ＮＴ／入力軸回転数ＮＰ）である。図５においては、特性性能として、トルク比ｔ（＝出力軸トルクＮＴ／入力軸トルクＴＰ）、効率η（＝出力軸馬力／入力軸馬力）、トルク容量Ｃを表わされている。   FIG. 5 is a diagram showing the characteristic performance of a general torque converter 1200. The horizontal axis in FIG. 5 is the speed ratio E (= output shaft rotational speed NT / input shaft rotational speed NP). In FIG. 5, the torque ratio t (= output shaft torque NT / input shaft torque TP), efficiency η (= output shaft horsepower / input shaft horsepower), and torque capacity C are shown as characteristic performance.

図５を参照して、速度比Ｅに対するトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃ（容量係数Ｃ）の特性曲線について説明する。本実施の形態に係る制御装置を実現するＥＣＴ−ＥＣＵ１１００においては、ロックアップクラッチ１２１０付きのトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変とするために、ロックアップクラッチ１２１０のロックアップクラッチ係合圧を制御してロックアップクラッチ１２１０をスリップ制御させる。これにより、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を可変とし、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変とする。   A characteristic curve of torque capacity C (capacity coefficient C) of torque converter 1200 with respect to speed ratio E will be described with reference to FIG. In ECT-ECU 1100 realizing the control device according to the present embodiment, lock-up clutch engagement pressure of lock-up clutch 1210 is controlled in order to make torque capacity C of torque converter 1200 with lock-up clutch 1210 variable. Then, the lock-up clutch 1210 is slip-controlled. Thereby, the engagement pressure of the lockup clutch 1210 is made variable, and the torque capacity C of the torque converter 1200 is made variable.

図５に示すように、可変容量型でないトルクコンバータにおいては、速度比Ｅに対してトルク容量Ｃは、低速度側で所定の初期値を有し、滑らかに上昇し極大点を経由して低下する。可変容量型トルクコンバータ１２００においては、この速度比Ｅに対するトルク容量Ｃを、ロックアップクラッチ１２１０をスリップ制御させることにより変化させている。   As shown in FIG. 5, in a torque converter that is not a variable displacement type, the torque capacity C has a predetermined initial value on the low speed side with respect to the speed ratio E, and rises smoothly and decreases via the maximum point. To do. In the variable capacity torque converter 1200, the torque capacity C with respect to the speed ratio E is changed by slip control of the lockup clutch 1210.

ここで、トルク容量Ｃは、トルクコンバータ１２００の伝達トルクをＴＰ、ポンプ羽根車１２２０の回転数をＮＰとすると、Ｃ＝ＴＰ／ＮＰ2で表わされる。また、速度比Ｅは、トルクコンバータ１２００の出力軸回転数をＮＴ、トルクコンバータ１２００の入力軸回転数ＮＰとして、Ｅ＝ＮＴ／ＮＰで表わされる。 Here, the torque capacity C is represented by C = TP / NP 2 where TP is the transmission torque of the torque converter 1200 and NP is the rotational speed of the pump impeller 1220. Further, the speed ratio E is expressed by E = NT / NP, where NT is the output shaft rotational speed of the torque converter 1200 and the input shaft rotational speed NP of the torque converter 1200.

エンジン５００の出力トルクＴＥとトルクコンバータ１２００の入力トルクＴＰとの関係について説明する。エンジン５００のイナーシャをＩ、角速度をω、角加速度をｄω／ｄｔとすると、（ＴＥ−ＴＰ）＝（Ｉ・ｄω／ｄｔ）の関係が成立する。角速度ωは｛（２π／６０）・ＮＥ｝であって、角速度ωとエンジン回転数ＮＥ（＝ＮＰ）とは１対１の関係にあるから、Ｔ（Ｐ）と（Ｃ・ω2）とは比例関係にあることが導かれる。このことから、トルク容量Ｃの大きさは、トルクコンバータ１２００の入力トルクＴＰの大きさと対応すること、換言すれば、トルク容量Ｃが大きいと同じ入力トルクＴＰに対して入力回転数ＮＰは小さくなることがわかる。 A relationship between output torque TE of engine 500 and input torque TP of torque converter 1200 will be described. When the inertia of engine 500 is I, the angular velocity is ω, and the angular acceleration is dω / dt, the relationship of (TE−TP) = (I · dω / dt) is established. Since the angular velocity ω is {(2π / 60) · NE}, and the angular velocity ω and the engine speed NE (= NP) are in a one-to-one relationship, T (P) and (C · ω 2 ) Is in a proportional relationship. From this, the magnitude of the torque capacity C corresponds to the magnitude of the input torque TP of the torque converter 1200. In other words, when the torque capacity C is large, the input rotational speed NP is small with respect to the same input torque TP. I understand that.

上述のように、（ＴＥ−ＴＰ）で表わされるトルクは、エンジンイナーシャに対して働き、エンジン５００の回転数を上昇させるために使われたトルクである。すなわち、トルク容量Ｃを低下させると、エンジン５００で発生したトルクは連結される駆動輪に伝達されるよりも、エンジンイナーシャ１１０に対して働いてエンジン５００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることになる。一方、トルク容量Ｃを上昇させると、エンジン５００で発生したトルクは、エンジンイナーシャ１１０に対して働いてエンジン５００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることに使用されるのではなく、連結された駆動輪に伝達されるようになる。そうすると、車両に加速度が発生させることになる。   As described above, the torque represented by (TE-TP) is a torque that acts on engine inertia and is used to increase the rotational speed of engine 500. That is, when the torque capacity C is reduced, the torque generated in the engine 500 acts on the engine inertia 110 rather than being transmitted to the connected drive wheels, thereby increasing the rotational speed N (E) of the engine 500. become. On the other hand, when the torque capacity C is increased, the torque generated in the engine 500 is not used to increase the rotational speed N (E) of the engine 500 by acting on the engine inertia 110 but is connected. It will be transmitted to the drive wheel. Then, acceleration is generated in the vehicle.

過給機との関係においては以下のようになる。可変容量型トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを小さくすると、加速時におけるエンジン回転数の立ち上がりが素早くなるため結果としてエンジン５００で駆動される過給機の回転数が上昇して過給圧の立ち上がりも素早くなる。しかしながら、トルク容量Ｃを小さくすると、自動変速機１３００の入力軸回転数ＮＴの立ち上がりが鈍くなるため、アクセルペダルを踏んだ時の応答性が損なわれる。すなわち、運転者は、エンジン回転数は上昇するにも関わらず車両の速度が上昇しないで期待した加速感を得ることができず、滑ったような感覚を受ける。   The relationship with the turbocharger is as follows. When the torque capacity C of the variable capacity torque converter 1200 is reduced, the engine speed rises quickly during acceleration, and as a result, the speed of the turbocharger driven by the engine 500 increases and the boost pressure rises. Become quick. However, if the torque capacity C is reduced, the rise of the input shaft rotational speed NT of the automatic transmission 1300 becomes dull, and the responsiveness when the accelerator pedal is depressed is impaired. That is, although the engine speed increases, the driver cannot obtain the expected acceleration feeling without increasing the speed of the vehicle, and feels slippery.

このため、過給圧の立ち上がり特性を向上して過渡トルクを増加させるためにはトルク容量Ｃは小さくしたいが、車両としての加速応答性を確保するためにはトルク容量Ｃを大きくしたい。このようなことから、トルク容量Ｃを可変できる、トルクコンバータ１２００が採用される。   Therefore, the torque capacity C is desired to be reduced in order to improve the rising characteristic of the boost pressure and increase the transient torque, but the torque capacity C is desired to be increased in order to ensure acceleration response as a vehicle. For this reason, the torque converter 1200 that can vary the torque capacity C is employed.

図６を参照して、ＥＣＵ（ここでは、エンジンＥＣＵ１０００とＥＣＴ−ＥＣＵ１１００とをあわせてＥＣＵという）で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。   With reference to FIG. 6, a control structure of a program executed by ECU (herein, engine ECU 1000 and ECT-ECU 1100 are collectively referred to as ECU) will be described. Note that this program is repeatedly executed at a predetermined cycle time.

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵは、ターボチャージャー３００により過給する目標過給圧を算出する。このとき、ＥＣＵは、エンジン５００の回転数およびエンジン５００の負荷（ガソリンエンジンの場合には空気充填率）に基づいて、予め設定された２次元マップ等を用いて、目標過給圧を算出する。   In step (hereinafter, step is referred to as S) 100, the ECU calculates a target supercharging pressure to be supercharged by turbocharger 300. At this time, the ECU calculates the target boost pressure using a preset two-dimensional map or the like based on the rotation speed of engine 500 and the load of engine 500 (in the case of a gasoline engine, the air filling rate). .

Ｓ２００にて、ＥＣＵは、実過給圧を検出する。このとき、ＥＣＵは、吸気管圧力センサ２２０により検出され、ＥＣＵに入力された吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢに基づいて、実過給圧を検出する。   In S200, the ECU detects the actual supercharging pressure. At this time, the ECU detects the actual supercharging pressure based on the intake pipe pressure (boost pressure) PB detected by the intake pipe pressure sensor 220 and input to the ECU.

Ｓ３００にて、ＥＣＵは、目標過給圧と実過給圧との偏差指標を算出する。このとき、算出される指標としては、｜目標過給圧−実過給圧｜（偏差の絶対値）であったり、（実過給圧／目標過給圧）や（目標過給圧／実過給圧）（偏差の比率）であったりする。以下においては、偏差指標は、｜目標過給圧−実過給圧｜であるとする。なお、これらを時間微分したものを指標とすることも可能である。   In S300, the ECU calculates a deviation index between the target boost pressure and the actual boost pressure. At this time, the calculated index is | target boost pressure−actual boost pressure | (absolute value of deviation), (actual boost pressure / target boost pressure), or (target boost pressure / actual pressure). (Supercharging pressure) (deviation ratio). In the following, it is assumed that the deviation index is | target boost pressure−actual boost pressure |. It is also possible to use an index obtained by differentiating these with time.

Ｓ４００にて、ＥＣＵは、偏差指標がしきい値以上であるか否かを判断する。すなわち、実過給圧が目標過給圧と大きく乖離しているか否かを判断する。偏差指標がしきい値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ７００へ移される。   In S400, the ECU determines whether or not the deviation index is greater than or equal to a threshold value. That is, it is determined whether or not the actual supercharging pressure greatly deviates from the target supercharging pressure. If the deviation index is equal to or greater than the threshold value (YES in S400), the process proceeds to S500. If not (NO in S400), the process proceeds to S700.

Ｓ５００にて、ＥＣＵは、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを算出する。このとき、図７に示すような、過給圧比（＝実過給圧／目標過給圧）に対応して設定されたマップに基づいて、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが算出される。図７に示すように、偏差指標がしきい値以上であるときに、過給圧比（＝実過給圧／目標過給圧）が小さいほど（実過給圧が立ち上がっていなくて目標過給圧との乖離が大きいほど）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが小さく算出される。トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃがより小さく算出されることにより、エンジン５００の回転数が素早く上昇するため、結果としてエンジン５００の排気で駆動されるターボチャージャー３００の回転数が上昇して過給圧の立ち上がりが素早くなる。一方、偏差指標がしきい値以上であっても、過給圧比（＝実過給圧／目標過給圧）が大きい（１に近い）ほど（実過給圧が立ち上がっていて目標過給圧との乖離が小さいほど）、トルクコンバータ１２００のトルク容量が大きく算出される。トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃがより大きく算出されることにより、エンジン５００の回転数の素早い上昇が抑制され、結果としてエンジン５００で駆動されるターボチャージャー３００の回転数の過回転が回避できて過給圧のオーバーシュートを回避できる。   In S500, the ECU calculates torque capacity C of torque converter 1200. At this time, the torque capacity C of the torque converter 1200 is calculated based on a map set corresponding to the supercharging pressure ratio (= actual supercharging pressure / target supercharging pressure) as shown in FIG. As shown in FIG. 7, when the deviation index is equal to or greater than the threshold value, the smaller the supercharging pressure ratio (= actual supercharging pressure / target supercharging pressure) (the actual supercharging pressure does not rise and the target supercharging The greater the deviation from the pressure, the smaller the torque capacity C of the torque converter 1200 is calculated. Since the torque capacity C of the torque converter 1200 is calculated to be smaller, the rotational speed of the engine 500 quickly increases. As a result, the rotational speed of the turbocharger 300 driven by the exhaust of the engine 500 increases and the boost pressure is increased. Rises quickly. On the other hand, even if the deviation index is greater than or equal to the threshold value, the larger the supercharging pressure ratio (= actual supercharging pressure / target supercharging pressure) (close to 1) (the actual supercharging pressure has risen and the target supercharging pressure has increased). The torque capacity of the torque converter 1200 is calculated to be larger. By calculating a larger torque capacity C of the torque converter 1200, a rapid increase in the rotational speed of the engine 500 is suppressed, and as a result, excessive rotation of the rotational speed of the turbocharger 300 driven by the engine 500 can be avoided. Overshoot of supply pressure can be avoided.

Ｓ６００にて、ＥＣＵは、算出されたトルク容量Ｃに変化させるように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を制御する。このとき、ＥＣＵは、トルク容量Ｃを低下させるときには、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を低下させて解放側にして、トルク容量Ｃを上昇させるときには、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を上昇させて係合側にする。その後、この処理は終了する。   In S600, the ECU controls the engagement pressure of lockup clutch 1210 so as to change to the calculated torque capacity C. At this time, the ECU reduces the engagement pressure of the lockup clutch 1210 to be released when the torque capacity C is decreased, and increases the engagement pressure of the lockup clutch 1210 when the torque capacity C is increased. To the engagement side. Thereafter, this process ends.

Ｓ７００にて、ＥＣＵは、現在のトルク容量Ｃを維持するように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を制御する。   In S700, the ECU controls the engagement pressure of lockup clutch 1210 so as to maintain the current torque capacity C.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの動作について、図８および図９を参照して説明する。   The operation of the ECU that is the control device according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

車両走行時において、ターボチャージャー３００による目標過給圧が算出され（Ｓ１００）、実過給圧が検出される（Ｓ２００）。目標過給圧と実過給圧との偏差指標が、（実過給圧／目標過給圧）により算出される（Ｓ３００）。   When the vehicle is traveling, the target boost pressure by the turbocharger 300 is calculated (S100), and the actual boost pressure is detected (S200). A deviation index between the target boost pressure and the actual boost pressure is calculated by (actual boost pressure / target boost pressure) (S300).

加速等の要求がない定常状態である（過渡状態でない）場合には、目標過給圧と実過給圧との偏差指標である｜目標過給圧−実過給圧｜が小さく、しきい値以上ではないので（Ｓ４００にてＮＯ）、トルクコンバータ１２００の現在のトルク容量Ｃを維持するように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧が制御される。   In a steady state where there is no demand for acceleration or the like (not a transient state), the deviation index between the target boost pressure and the actual boost pressure is smaller than the target boost pressure minus the actual boost pressure. Since it is not equal to or greater than the value (NO in S400), the engagement pressure of lockup clutch 1210 is controlled to maintain current torque capacity C of torque converter 1200.

一方、加速等の要求がある過渡状態の場合であって、たとえば加速要求直後においては、目標過給圧と実過給圧との偏差指標である｜目標過給圧−実過給圧｜が大きい。このため、偏差指標はしきい値以上であるので（Ｓ４００にてＹＥＳ）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが、図７に示すように過給圧比に基づいて算出され（Ｓ５００）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが算出されたトルク容量Ｃに変化されるように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧が制御される。   On the other hand, in the case of a transient state where there is a request for acceleration, for example, immediately after the request for acceleration, a deviation index between the target boost pressure and the actual boost pressure is equal to | target boost pressure−actual boost pressure | large. Therefore, since the deviation index is equal to or greater than the threshold value (YES in S400), torque capacity C of torque converter 1200 is calculated based on the boost pressure ratio as shown in FIG. 7 (S500), and torque converter 1200. The engagement pressure of the lockup clutch 1210 is controlled so that the torque capacity C of the torque is changed to the calculated torque capacity C.

このような制御が実行された場合の、加速時における過給圧の時間変化を図８に、加速時におけるエンジン５００の回転数の時間変化を図９に、それぞれ示す。   FIG. 8 shows the time change of the supercharging pressure during acceleration when such control is executed, and FIG. 9 shows the time change of the rotation speed of the engine 500 during acceleration.

図８に示すように、加速開始とともに目標過給圧（点線で示す）が上昇する。この目標過給圧に対して実過給圧が低く偏差指標がしきい値以上であるとき（Ｓ４００にてＹＥＳ）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変としないでトルク容量Ｃが大きいままであると、一点鎖線で示すように応答性も良好でなく、偏差指標が小さくなってもトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが大きいままの状態であるので、目標過給圧をオーバーシュートしてしまう。逆に、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変としないでトルク容量Ｃが小さいままであると、一点鎖線で示すように応答性は良好であるものの偏差指標が小さくなってもトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが小さいままの状態であるので、目標過給圧をオーバーシュートしてしまう。   As shown in FIG. 8, the target boost pressure (indicated by a dotted line) increases with the start of acceleration. When actual supercharging pressure is low with respect to the target supercharging pressure and the deviation index is equal to or greater than the threshold value (YES in S400), torque capacity C of torque converter 1200 is not made variable and torque capacity C remains large. If so, the responsiveness is not good as indicated by the alternate long and short dash line, and the torque capacity C of the torque converter 1200 remains large even when the deviation index becomes small, so the target supercharging pressure is overshot. On the other hand, if the torque capacity C of the torque converter 1200 is not variable and the torque capacity C remains small, the torque of the torque converter 1200 is good even though the responsiveness is good but the deviation index is small as shown by the one-dot chain line. Since the capacity C remains small, the target boost pressure is overshooted.

これらに対して、図８の実線で示すように、偏差指標がしきい値以上であるときに（Ｓ４００）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを過給圧比に基づいて可変制御すると、実線で示すように実過給圧が変化する。過給圧比が小さい（乖離が大きい）ときにはトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを小さくなるようにロックアップクラッチ１２１０が制御される。このため、エンジン５００の回転数が素早く上昇して実過給圧が速やかに上昇する。このようにするので実過給圧は素早く上昇して、偏差指標がしきい値以上であって過給圧比が大きくなると（乖離が小さくなり過給圧比が１に近付くと）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを大きくなるようにロックアップクラッチ１２１０が制御される。このため、エンジン５００の回転数の過回転を回避できて過給圧のオーバーシュートも回避できる。   On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 8, when the deviation index is greater than or equal to the threshold value (S400), if the torque capacity C of the torque converter 1200 is variably controlled based on the boost pressure ratio, it is shown by the solid line. As shown, the actual supercharging pressure changes. When the supercharging pressure ratio is small (the deviation is large), lock-up clutch 1210 is controlled to reduce torque capacity C of torque converter 1200. For this reason, the rotational speed of engine 500 rises quickly and the actual supercharging pressure rises quickly. As a result, the actual supercharging pressure rises quickly, and when the deviation index is equal to or greater than the threshold value and the supercharging pressure ratio becomes large (when the deviation becomes small and the supercharging pressure ratio approaches 1), the torque converter 1200 Lock-up clutch 1210 is controlled to increase torque capacity C. For this reason, it is possible to avoid over-rotation of the engine 500 and to avoid overshooting of the supercharging pressure.

図９に示す、加速開始からのエンジン５００の回転数の時間変化は、トルク容量が大きいままであると（一点鎖線で示す）、エンジン５００の回転数の上昇は緩やかで（応答性が良好でなく）、エンジン５００の回転数はオーバーシュートしている。トルク容量が小さいままであると（二点鎖線で示す）、エンジン５００の回転数の上昇は素早いが（応答性が良好であるが）、エンジン５００の回転数が大きくオーバーシュートしている。   The time change of the rotational speed of the engine 500 from the start of acceleration shown in FIG. 9 shows that the increase in the rotational speed of the engine 500 is gradual (good response is good) when the torque capacity remains large (indicated by a one-dot chain line). None) The engine 500 has overshooted. If the torque capacity remains small (indicated by a two-dot chain line), the rotational speed of engine 500 increases rapidly (although responsiveness is good), but the rotational speed of engine 500 greatly overshoots.

以上のようにして、本実施の形態に係る可変容量型トルクコンバータの制御装置であるＥＣＵによると、実過給圧と目標過給圧との乖離が大きいときのみ、トルクコンバータのトルク容量を可変として、トルク容量を小さくする。このときに、実過給圧と目標過給圧との乖離が大きい（過給圧比が小さく実過給圧が目標過給圧に対して十分に小さい）ときほど、トルク容量を小さくして、エンジン回転数を速やかに上昇させて実過給圧を速やかに上昇させる。実過給圧と目標過給圧との乖離が小さく（実過給圧が目標過給圧に近付く）と、トルク容量を上昇させる。このようにすると、加速時において、加速の初期にはトルクコンバータのトルク容量を小さくしてエンジン回転数を速やかに上昇させて実過給圧を速やかに上昇させてエンジン出力を上昇させ、実過給圧が上昇してくるとトルクコンバータのトルク容量を大きくしてエンジン回転数を速やかに上昇させるのではなく駆動輪にエンジンの駆動力を伝達して車両を速やかに加速させることができる。   As described above, according to the ECU that is the control device for the variable capacity torque converter according to the present embodiment, the torque capacity of the torque converter can be varied only when the difference between the actual boost pressure and the target boost pressure is large. As a result, the torque capacity is reduced. At this time, the torque capacity is reduced as the difference between the actual boost pressure and the target boost pressure is larger (the boost pressure ratio is smaller and the actual boost pressure is sufficiently smaller than the target boost pressure) The actual boost pressure is quickly increased by increasing the engine speed promptly. When the difference between the actual boost pressure and the target boost pressure is small (the actual boost pressure approaches the target boost pressure), the torque capacity is increased. In this way, during acceleration, at the initial stage of acceleration, the torque capacity of the torque converter is reduced, the engine speed is increased quickly, the actual boost pressure is increased rapidly, the engine output is increased, and the actual excess When the supply pressure increases, the torque capacity of the torque converter is increased and the engine speed is not increased quickly, but the driving force of the engine can be transmitted to the drive wheels to accelerate the vehicle quickly.

なお、上述した実施の形態においては、過給機を備えたエンジンの出力軸に連結された可変容量型トルクコンバータの制御装置について説明したが、過給機を有しない自然吸気型のエンジンの加速初期の空気量を増大させるようにするものであっても本発明は適用できる。この場合、図６のＳ４００において目標過給圧と実過給圧との偏差指標としきい値とを比較判断する処理が、目標空気量と実空気量との偏差指標としきい値とを比較判断する処理に代わる。そして、加速初期の目標空気量と実空気量との偏差指標としきい値以上である場合にはトルクコンバータのトルク容量を小さくしてエンジン回転数を速やかに上昇させて、加速初期以降にはトルク容量を大きくしてエンジン回転数を速やかに上昇させるのではなく駆動輪にトルクを伝達して車両を速やかに加速させることができる。   In the above-described embodiment, the control device for the variable displacement torque converter connected to the output shaft of the engine provided with the supercharger has been described. However, the acceleration of the naturally aspirated engine that does not have the supercharger is described. The present invention can be applied even if the initial air amount is increased. In this case, the process of comparing and determining the deviation index between the target supercharging pressure and the actual supercharging pressure and the threshold in S400 of FIG. 6 compares and determines the deviation index between the target air amount and the actual air amount and the threshold. Instead of processing. If the deviation index between the target air amount and the actual air amount at the initial stage of acceleration is equal to or greater than the threshold value, the torque capacity of the torque converter is reduced and the engine speed is increased rapidly. Rather than increasing the capacity and quickly increasing the engine speed, torque can be transmitted to the drive wheels to accelerate the vehicle quickly.

さらに、可変容量型のターボ過給機ではなく、固定容量のターボ過給機であってもよい。   Furthermore, instead of a variable capacity turbocharger, a fixed capacity turbocharger may be used.

さらに、トルク容量を変更するにあたっては、上述した実施の形態においては連続的なものとしたがこれに限定されない。たとえば、大トルク容量と小トルク容量とを切り替えたり、大トルク容量と中トルク容量と小トルク容量とを切り替えたりしても構わない。   Furthermore, in changing the torque capacity, the torque capacity is continuous in the above-described embodiment, but is not limited to this. For example, the large torque capacity and the small torque capacity may be switched, or the large torque capacity, the medium torque capacity, and the small torque capacity may be switched.

さらに、トルク容量を変更するにあたっては、上述した実施の形態においてはロックアップクラッチをスリップ制御するものとしたがこれに限定されない。たとえば、特許文献２で記載したようにワンウェイクラッチを制御するものであっても、特許文献２の先行技術として開示された特公昭５６−４２７９１号公報に記載されたようにステータの角度を制御するものであっても構わない。   Furthermore, when changing the torque capacity, the lock-up clutch is slip-controlled in the above-described embodiment, but the present invention is not limited to this. For example, even if the one-way clutch is controlled as described in Patent Document 2, the angle of the stator is controlled as described in Japanese Patent Publication No. 56-42791 disclosed as the prior art of Patent Document 2. It doesn't matter.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の実施の形態に係る可変容量トルクコンバータの制御装置を含む、バリアブルノズル式ターボチャージャを備えたエンジンシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine system including a variable nozzle type turbocharger including a control device for a variable capacity torque converter according to an embodiment of the present invention. バリアブルノズル式ターボチャージャの断面図である。It is sectional drawing of a variable nozzle type turbocharger. バリアブルノズル式ターボチャージャの機能を説明するための図（その１）である。It is FIG. (1) for demonstrating the function of a variable nozzle type turbocharger. バリアブルノズル式ターボチャージャの機能を説明するための図（その２）である。It is FIG. (2) for demonstrating the function of a variable nozzle type turbocharger. トルクコンバータの特性線図である。It is a characteristic diagram of a torque converter. 図１のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed with ECU of FIG. トルクコンバータ容量係数算出マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a torque converter capacity coefficient calculation map. 加速開始からの過給圧変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the supercharging pressure change from the acceleration start. 加速開始からのエンジン回転数変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows engine speed change from the start of acceleration.

符号の説明Explanation of symbols

１００ エアクリーナ、１１０ エアフローメータ、１２０ インタクーラ、１３０ 吸気絞り弁、１４０ 吸気マニホールド、１５０ 通路、１６０ 排気マニホールド、２２０ 吸気管圧力センサ、２３０ 吸気管温度センサ、２４０ 酸素センサ、３００ ターボチャージャ、３１０ ターボ回転軸、３２０ コンプレッサ、３３０ コンプレッサブレード、３４０ タービン、３５０ タービンロータ、３６０ ノズルベーン、３７０ アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）、３７２ アクチュエータドライバ、３８０ ユニゾンリング、３８２ 駆動アーム、３９０ リンク、３９２ ロッド、５００ エンジン、５１０ 温度センサ、７００ 触媒コンバータ、８００ 排気バイパス通路、９００ ウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）、１０００ エンジンＥＣＵ、１１００ ＥＣＴ−ＥＣＵ、１２００ トルクコンバータ、１２１０ ロックアップクラッチ、１２２０ ポンプ羽根車、１２３０ タービン羽根車、１２５０ 回転軸、１３００ 自動変速機。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Air cleaner, 110 Air flow meter, 120 Intercooler, 130 Intake throttle valve, 140 Intake manifold, 150 passage, 160 Exhaust manifold, 220 Intake pipe pressure sensor, 230 Intake pipe temperature sensor, 240 Oxygen sensor, 300 Turbocharger, 310 Turbo rotation shaft , 320 compressor, 330 compressor blade, 340 turbine, 350 turbine rotor, 360 nozzle vane, 370 actuator (DC servo motor), 372 actuator driver, 380 unison ring, 382 drive arm, 390 link, 392 rod, 500 engine, 510 temperature sensor 700 catalytic converter 800 exhaust bypass passage 900 wastegate valve (WGV) 1000 Engine ECU, 1100 ECT-ECU, 1200 torque converter, 1210 lock-up clutch, 1220 pump impeller, 1230 turbine impeller, 1250 rotating shaft, 1300 automatic transmission.

Claims (5)

可変容量型のトルクコンバータの制御装置であって、
前記トルクコンバータに連結されたエンジンの動作に影響する物理量を検出するための検出手段と、
前記物理量の目標値を算出するための算出手段と、
前記検出された物理量と前記目標値との乖離の度合いが予め定められた度合い以上であると、前記乖離が小さくなる方向へトルク容量を変更するように前記トルクコンバータを制御するための制御手段とを含む、制御装置。 A control device for a variable capacity torque converter,
Detection means for detecting a physical quantity affecting the operation of the engine connected to the torque converter;
Calculating means for calculating a target value of the physical quantity;
Control means for controlling the torque converter so as to change the torque capacity in a direction in which the deviation decreases when the degree of deviation between the detected physical quantity and the target value is equal to or greater than a predetermined degree; Including a control device. 前記検出手段は、前記エンジンの吸入空気量を検出するための手段を含み、
前記算出手段は、目標空気量を算出するための手段を含み、
前記制御手段は、前記吸入空気量が前記目標空気量に近付くように、前記トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。 The detection means includes means for detecting an intake air amount of the engine,
The calculation means includes means for calculating a target air amount,
The control device according to claim 1, wherein the control means includes means for reducing a torque capacity of the torque converter so that the intake air amount approaches the target air amount. 前記エンジンには、前記エンジンにより作動される過給機が備えられ、
前記検出手段は、前記過給機による実過給圧を検出するための手段を含み、
前記算出手段は、目標過給圧を算出するための手段を含み、
前記制御手段は、前記実過給圧が前記目標過給圧に近付くように、前記トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。 The engine includes a supercharger operated by the engine,
The detection means includes means for detecting an actual supercharging pressure by the supercharger,
The calculating means includes means for calculating a target boost pressure,
The control device according to claim 1, wherein the control means includes means for reducing a torque capacity of the torque converter so that the actual supercharging pressure approaches the target supercharging pressure. 前記過給機は、容量可変型の過給機である、請求項３に記載の制御装置。   The control device according to claim 3, wherein the supercharger is a variable capacity supercharger. 前記制御手段は、前記乖離が大きいときには前記乖離が小さいときよりもトルク容量が小さくなるように前記トルクコンバータを制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。   5. The control device according to claim 1, wherein the control means includes means for controlling the torque converter such that when the deviation is large, the torque capacity is smaller than when the deviation is small.
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