JP2008303817A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、非駆動レンジにおけるトルクショックを抑制できるエンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１１と、エンジン１１の動力が伝達されて駆動される駆動輪１７と、エンジン１１と駆動輪１７との間に設けられて、エンジン１１から駆動輪１７への動力の伝達を遮断可能なクラッチ１３とを備え、変速機１４の駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作に応じて油圧制御回路内の作動油圧を低下させてクラッチ１３を解放する車両の、エンジン１１を制御するエンジン制御装置であって、駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作を検出するセレクト操作検出手段（ステップＳ１０２）と、駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作を検出したときに、エンジン１１で発生する最大トルクを制限するトルク抑制手段（ステップＳ１０４）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動レンジから非駆動レンジにシフトチェンジしたときにエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。

有段変速機、無段変速機(たとえばＣＶＴ)を問わずトルクコンバータを有する自動変速機においては、駆動レンジ(ＤレンジやＲレンジ)から非駆動レンジ(ＮレンジやＰレンジ)へシフトチェンジする際に変速ショックが発生する。この変速ショックを低減するためには、動力伝達クラッチの締結／解放を制御する油圧制御回路内にオリフィスを設けて、そのオリフィスによって油路を絞ることで油圧制御回路内の作動油圧を徐々に低下させて、動力伝達クラッチをゆっくりと解放すればよい。

しかしながら、エンジン始動直後など、油圧制御回路内の作動油温が低下している場合には、油圧制御回路内の作動油圧の低下が遅れるので、シフトレバーを駆動レンジから非駆動レンジに切り換えても、すぐには動力伝達クラッチが解放されない。このとき運転者が操作ミスなどによりアクセルペダルを踏み込んでしまうと、エンジントルクが駆動輪に伝達して、非駆動レンジにもかかわらず運転者がトルクショックを感じるという問題がある。

特許文献１には、油圧制御回路内の作動油温に応じてオリフィス開度（オリフィス径）を可変とする温度感応型絞り弁を備えた油圧制御装置が開示されている。この油圧制御装置によれば、作動油温度に応じて油圧制御回路内の作動油圧を制御できるので、非駆動レンジにおけるトルクショックを抑制できる。
特開平０８−１７０７２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来手法では、温度感応型絞り弁を別に設ける必要があり、油圧制御回路内の部品増加となってコストアップするという問題がある。

そこで、本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、非駆動レンジにおけるトルクショックを抑制できるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、トルクコンバータ（１２）を介して伝達するエンジン（１１）の動力で駆動される駆動輪（１７）と、エンジン（１１）と駆動輪（１７）との間に設けられて、エンジン（１１）から駆動輪（１７）への動力の伝達を遮断可能なクラッチ（１３）とを備え、変速機（１４）の駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作に応じて油圧制御回路内の作動油圧を低下させてクラッチ（１３）を解放する車両のエンジン制御装置であって、駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作を検出するセレクト操作検出手段（ステップＳ１０２）と、駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作を検出したときに、エンジン（１１）で発生する最大トルクを制限するトルク抑制手段（ステップＳ１０４）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、駆動レンジから非駆動レンジにシフト操作され、クラッチが解放する前に、運転者が操作ミスなどによりアクセルペダルを踏み込んでも、エンジンで発生する最大トルクは制限される。したがって、従来手法のように別に部品を設けることなく、簡易な構成で、非駆動レンジにおけるトルクショックを抑制できる。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の車両のパワートレインの基本構成を示す図である。

図１に示したパワートレイン１では、エンジン１１の動力が、トルクコンバータ１２と、動力伝達クラッチ１３と、トランスミッション１４と、減速ギヤ１５と、ディファレンシャルギヤ１６と、を介して駆動輪１７に伝達される。

動力伝達クラッチ１３は、図示しない油圧制御回路を備えており、油圧制御回路内の作動油圧に応じて締結／解放する。つまり、動力伝達クラッチ１３を締結する場合は作動油圧を所定値Ｐ_Hに保持し、動力伝達クラッチ１３を解放する場合は油圧制御回路内に設置されたオリフィスから作動油を排出して、作動油圧を所定値Ｐ_Hから所定値Ｐ_Lまで低下させる。

上記したパワートレイン１は、油圧制御回路の作動油圧やエンジン１１のトルクを制御するためにコントローラ２０（エンジン制御装置）を備える。このコントローラ２０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースから構成されている。コントローラ２０は、図示しないシフトレバーの位置を検出するポジションセンサなど、車両の運転状態を検出する各種センサからの出力信号が入力する。そして、コントローラ２０は、これら出力信号に基づいて、油圧制御回路内の作動油圧を制御して動力伝達クラッチ１３を締結／解放し、またスロットルバルブ開度を制御してエンジン１１のトルクを調整する。

上記したパワートレイン１は、ゴムブッシュなどのマウントを介して車両に固定されており、駆動レンジから非駆動レンジへシフトチェンジして動力伝達クラッチ１３が解放すると揺れが発生し、車両の乗員に変速ショックを感じさせる。この変速ショックを低減するためには、油圧制御回路内のオリフィス径を小さくして油路を絞り、作動油圧をゆっくりと低下させて、動力伝達クラッチ１３をゆっくりと解放することが考えられる。そこで、本実施形態では、作動油温が常温である場合に変速ショックを抑制するように、オリフィス径を設定している。

しかしながら、作動油温が常温域にあるとしてオリフィス径を設定すると、エンジン始動直後など、油圧制御回路内の作動油温が低下している場合に、油圧制御回路内の作動油圧の低下速度が遅くなりすぎて、シフトレバーを駆動レンジから非駆動レンジに切り換えてもすぐにはクラッチが解放されない。このとき運転者が操作ミスなどによりアクセルペダルを踏み込んでしまうと、エンジントルクが駆動輪に伝達して、非駆動レンジにもかかわらず運転者がトルクショックを感じるという問題がある。

ここで、本発明の理解を容易にするために、シフトレバーを駆動レンジから非駆動レンジにシフトチェンジしたときに生じるトルクショックのメカニズムについて図６のタイムチャートを参照して説明する。

図６（Ａ）に示すように、時刻ｔ₂で、例えばＤレンジ（駆動レンジ）からＮレンジ（非駆動レンジ）へシフトチェンジすると、図６（Ｂ）に示すように動力伝達クラッチ１３の油圧制御回路の作動油圧が所定値Ｐ_Hからゆっくり低下し始める。作動油圧が低下すると、図６（Ｃ）に示すように動力伝達クラッチ１３のトルク容量も低下する。そして、時刻ｔ₃で作動油圧が所定値Ｐ_Lより小さくなると、トルク容量がゼロとなって動力伝達クラッチ１３が解放される。ここで、時刻ｔ₁において、運転者の操作ミスなどによってアクセルペダルが図６（Ｅ）に示すように踏み込まれると、Ｎレンジであるにもかかわらず動力伝達クラッチ１３が完全に解放されていないために、図６（Ｆ）の領域Ｒのようにエンジントルクが伝達され、運転者はトルクショックを感じる。

そこで、本発明は上記問題を解決するために、駆動レンジから非駆動レンジへセレクト操作したときにエンジン１１で発生する最大トルクを制限して、非駆動レンジにおけるトルクショックを抑制する。エンジン１１を制御するコントローラ２０の具体的な制御ロジックについて、図２のフローチャートを参照して説明する。

図２は、第１実施形態におけるコントローラ２０の制御内容を説明するフローチャートである。なお、コントローラ２０は、この処理を微少時間(例えば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行する。

ステップＳ１０１では、コントローラ２０は、制御フラグＦが１であるか否かを判定する。この制御フラグＦは、エンジン１１で発生するトルクを抑制するときに１になるフラグであり、初期値はゼロである。制御フラグＦがゼロの間は、ステップＳ１０２へ処理を移行し、制御フラグＦが１になったらステップＳ１０４へ処理を移行する。

ステップＳ１０２では、コントローラ２０は、ポジションセンサからの出力信号に基づいて、シフトレバーが駆動レンジ（ＤレンジやＲレンジ、１速レンジ、２速レンジ）から非駆動レンジ（ＮレンジやＰレンジ）へシフトチェンジされたか否かを判定する。ここで、駆動レンジから非駆動レンジへシフトチェンジされていなければ一旦処理を抜け、駆動レンジから非駆動レンジへシフトチェンジされていればステップＳ１０３へ処理を移行する。

ステップＳ１０３では、コントローラ２０は、制御フラグＦに１をセットし、一旦処理を抜ける。

制御フラグＦ＝１の場合には、ステップＳ１０４において、コントローラ２０はトルク抑制制御を実行し、ステップＳ１０５へ処理を移行する。

トルク抑制制御では、エンジン１１で発生するトルクが所定値より大きくなることを抑制する。具体的には、スロットルバルブ開度を閉弁するように制御して、エンジン１１に導入される最大吸気量を抑制して、エンジン１１で発生する最大トルクを制限する。なお、スロットルバルブ開度を制御するのではなく、燃料噴射量を抑制したり点火時期を遅角したりして、エンジン１１での最大トルクを制限するようにしてもよい。

ステップＳ１０５では、コントローラ２０は、非駆動レンジへシフトチェンジしてから所定時間（以下「トルク抑制時間ｔ_A」という。）経過したか否かを判定する。つまり、非駆動レンジに変更されてからの時間をカウンタによって検出し、その検出時間と予め設定されているトルク抑制時間ｔ_Aとを比較して、検出時間がトルク抑制時間ｔ_Aよりも大きければステップＳ１０６へ処理を移行する。これに対して、検出時間がトルク抑制時間よりも小さい場合には、トルク抑制制御を維持したまま一旦処理を抜ける。

ステップＳ１０６では、コントローラ２０は、トルク抑制制御の終了処理を実行し、ステップＳ１０７に処理を移行する。

ステップＳ１０７では、コントローラ２０は、制御フラグＦをゼロにセットして、処理を抜ける。

第１実施形態において実行されるトルク抑制制御を、図３のタイムチャートを参照して説明する。図３は、シフトレバーをＤレンジ（駆動レンジ）からＮレンジ（非駆動レンジ）へシフトチェンジしたときに実行するトルク抑制制御を示すタイムチャートである。

時刻ｔ₁₂で、シフトレバーがＤレンジからＮレンジへシフトチェンジされると（図３（Ａ））、作動油圧が所定値Ｐ_Hからゆっくりと低下し始め（図３（Ｂ））、その作動油圧に応じて動力伝達クラッチ１３のトルク容量も低下する（図３（Ｃ））。駆動レンジから非駆動レンジにシフトチェンジされているので（Ｓ１０２でＹＥＳ）、コントローラ２０は制御フラグＦを１にセットし（Ｓ１０３）、時刻ｔ₁₂からトルク抑制制御を実行する（Ｓ１０４）。このトルク抑制制御では、予め設定されたトルク抑制時間ｔ_Aの間は、スロットルバルブ開度によってエンジン１１に導入される吸気量を制限して、エンジン１１で発生するトルクが所定値Ｔになるように制御する（図３（Ｅ）、Ｓ１０５）。したがって、時刻ｔ₁₁からアクセルペダルを踏み込んでいたとしても（図３（Ｄ））、時刻ｔ₁₂〜ｔ₁₃のトルク抑制時間ｔ_A内はエンジン１１で発生するトルクが抑えられる（図３（Ｆ））。そのため、時刻ｔ₁₂〜ｔ₁₃において、Ｎレンジへのシフトチェンジ直後で動力伝達クラッチ１３のトルク容量が大きい場合であっても、動力伝達クラッチ１３によって伝達されるトルクが抑制される（図３（Ｇ））。また、時刻ｔ₁₃以降では、動力伝達クラッチ１３のトルク容量はゼロとなって、動力伝達クラッチ１３は解放されるので（図３（Ｂ）及び図３（Ｃ））、エンジン１１で発生するトルクが増大しても（図３（Ｆ））、動力伝達クラッチ１３によってトルクは伝達されない（図３（Ｇ））。

このように第１実施形態では、非駆動レンジにシフトチェンジされて動力伝達クラッチ１３が解放する前に、運転者が操作ミスなどによりアクセルペダルを踏み込んでも、エンジン１１で発生する最大トルクを制限するので、非駆動レンジにおけるトルクショックを抑制することができる。また、トルクの発生を抑制するようにエンジン１１を制御する構成であるため、従来手法のように別に部品を設ける必要がなく、コストアップすることなく上記効果を得ることができる。

トルク抑制制御中は、エンジン１１の調子を確認するためにアクセルペダルを踏み込んでもトルクは抑制されてしまうため、運転者が違和感を受けることも考えられるが、トルク抑制はトルク抑制時間ｔ_A内に限られるので運転者が受ける違和感をできる限り抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態の基本構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、トルク抑制時間ｔ_Aにおいて相違する。つまり、トルク抑制時間ｔ_Aを油圧制御回路内の作動油温に基づいて決定するようにしてもので、以下にその相違点を中心に説明する。

図４は、油圧制御回路内の作動油温とトルク抑制時間ｔ_Aとの関係を示す図である。

作動油温が高くなるにつれて作動油の粘度は低下するので、オリフィスから作動油が流出しやすくなり、作動油圧が所定値Ｐ_Hから所定値Ｐ_Lに達する時間が短くなって早期に動力伝達クラッチが解放される。そのため、第２実施形態においては、図４に示すように、トルク抑制時間ｔ_Aは、作動油温が高くなるにつれて短くなるように設定する。

なお、油圧制御回路内の作動油の温度は、作動油の温度を直接検出したり、エンジン水温に基づいて算出したりすればよい。

以上により、第２実施形態では下記の効果を得ることができる。

油圧制御回路内の作動油温に基づいてトルク抑制制御が必要となるトルク抑制時間ｔ_Aを設定するようにしたので、車両運転状態に応じてトルクを抑制する時間を短縮することができる。そのため、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、エンジン１１のトルクが抑制されたことによって運転者が受ける違和感をさらに抑制できる。

（第３実施形態）
第３実施形態の基本構成は、第１実施形態とほぼ同様であるが、トルク抑制制御の終了時期において相違する。つまり、動力伝達クラッチ１３が解放したときにトルク抑制制御を終了するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

図５は、第３実施形態におけるコントローラ２０の制御内容を説明するフローチャートである。コントローラ２０は、この処理を微少時間(例えば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行する。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０７は、便宜上説明を省略する。

ステップＳ２０５では、コントローラ２０は、動力伝達クラッチ１３が解放されたか否かを検出する。動力伝達クラッチ１３が解放されたか否かは、トルクコンバータ１２のタービン回転速度と、トランスミッション１４の入力軸回転速度とに基づいて判定する。つまり、駆動レンジから非駆動レンジへシフト操作された後に検出されたタービン回転速度と入力軸回転速度との差の絶対値が所定値よりも小さい場合には、動力伝達クラッチ１３は締結されていると判定する。これに対して、検出されたタービン回転速度と入力軸回転速度との差の絶対値が所定値よりも大きい場合には、動力伝達クラッチ１３は解放されていると判定する。そして、動力伝達クラッチ１３が解放されている判定されたときに、ステップＳ２０６に移行してトルク抑制制御を終了する。

なお、トルクコンバータ１２のタービンの回転速度はタービン回転速度センサ（入力側回転速度検出手段）で検出し、トランスミッション１４の入力軸の回転速度を入力軸回転速度センサ（出力側回転速度検出手段）で検出する。

以上により、第３実施形態では下記の効果を得ることができる。

動力伝達クラッチ１３の解放を検出したときに、トルク抑制制御を終了するようにして、トルクを抑制する時間を必要最小限に設定することができる。そのため、第１実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、エンジン１１のトルクが抑制されたことによって運転者が受ける違和感を最小限に抑制することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、図１では、トランスミッション１４はベルトＣＶＴであるが、これは一例に過ぎず、有段変速機やトロイダルＣＶＴであってもよい。また、図１では、ＦＦ(フロントエンジンフロントドライブ)車であるが、ＦＲ(フロントエンジンリアドライブ)車であってもよい。

第１実施形態の車両のパワートレインの基本構成を示す図である。 コントローラの制御内容を説明するフローチャートである。 トルク抑制制御を示すタイムチャートである。 作動油温とトルク抑制時間との関係を示す図である。 コントローラの制御内容を説明するフローチャートである。 非駆動レンジにおけるトルクショックのメカニズムを説明する図である。

符号の説明

１ パワートレイン
１１ エンジン
１２ トルクコンバータ
１３ 動力伝達クラッチ（クラッチ）
１４ トランスミッション（変速機）
２０ コントローラ
ステップＳ１０２ セレクト操作検出手段
ステップＳ１０４ トルク抑制手段
ステップＳ１０５ 経過時間判定手段
ステップＳ２０５ クラッチ解放検出手段

Claims (5)

1. トルクコンバータを介して伝達するエンジンの動力で駆動される駆動輪と、前記エンジンと駆動輪との間に設けられて、前記エンジンから駆動輪への動力の伝達を遮断可能なクラッチとを備え、変速機の駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作に応じて油圧制御回路内の作動油圧を低下させて前記クラッチを解放する車両のエンジン制御装置であって、
   駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作を検出するセレクト操作検出手段と、
   駆動レンジから非駆動レンジへのセレクト操作を検出したときに、前記エンジンで発生する最大トルクを制限するトルク抑制手段と、
   を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
2. 駆動レンジから非駆動レンジへセレクト操作されてからの時間が予め定められた所定時間を経過したか否かを判定する経過時間判定手段を備え、
   駆動レンジから非駆動レンジへセレクト操作されてからの時間が前記所定時間を経過したと判定された場合に、前記トルク抑制手段によるトルクの抑制を終了する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記経過時間判定手段は、前記クラッチの作動油温が高いほど前記所定時間を短く設定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
4. 前記クラッチが解放されたか否かを判定するクラッチ解放検出手段を備え、
   前記クラッチが解放されていると判定された場合に、前記トルク抑制手段によるトルクの抑制を終了する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記クラッチの入力軸の回転速度を検出する入力側回転速度検出手段と、
   前記クラッチの出力軸の回転速度を検出する出力側回転速度検出手段と、を備え、
   前記クラッチ解放検出手段は、駆動レンジから非駆動レンジへセレクト操作された後に検出された入力側回転速度検出値と出力側回転速度検出値との差の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記クラッチが解放されていると判定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。

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