JP2019214248A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フューエルカット時にショックを抑制しつつ、燃費を改善し、エンストを回避可能な車両用制御装置を提供すること。【解決手段】 本発明では、所定条件が成立したときは、エンジンの燃料噴射を停止するフューエルカットの開始時に、前記エンジンからの動力を車輪に伝える動力伝達経路のクラッチをスリップ制御する車両用制御装置において、フューエルカットは、前記エンジンにより駆動される補機の負荷を低減させてから開始することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、走行中に燃料噴射を停止する車両用制御装置に関する。

特許文献１には、アクセルを離した状態でのコースト走行時に、エンジンが燃料噴射停止制御（以下、フューエルカットと記載する。）を開始するときは、ロックアップクラッチをスリップ制御することで、フューエルカット開始時のショックを低減し、運転者に対する違和感を抑制している。

特開平５−１６４２４１号公報

しかしながら、特許文献１の技術にあっては、エンジンの補機負荷が大きいと、フューエルカット時のエンジン回転数の落ち込みが早くなり、燃料噴射を再開するフューエルカットリカバー回転数まで低下しやすくなるため、燃費を十分に改善できないおそれや、エンストが発生するという問題があった。
本発明の目的は、フューエルカット時にショックを抑制しつつ、燃費を改善し、エンストを回避可能な車両用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、本発明では、所定条件が成立したときは、エンジンの燃料噴射を停止するフューエルカットの開始時に、前記エンジンからの動力を車輪に伝える動力伝達経路のクラッチをスリップ制御する車両用制御装置において、
フューエルカットは、前記エンジンにより駆動される補機の負荷を低減させてから開始することを特徴とする。

すなわち、補機の負荷を低減させてからフューエルカットを開始するため、エンジン回転数が過剰に落ち込むことが無く、エンストを回避しつつ燃費を改善できる。

実施例１の車両用制御装置が適用された車両のシステム図である。 実施例１のＥＣＵ内で実施されるフューエルカット許可・禁止制御処理を表すフローチャートである。 実施例１のフューエルカット許可・禁止制御処理を表すタイムチャートである。

１ エンジン
３ 自動変速機
３ａ ロックアップクラッチ
３ｂ フォワードクラッチ
４ コンプレッサ
４ａ 傾斜板コントロールバルブ
５ 駆動輪
２０ エアコンコントローラ（ＡＣＵ）
２２ エンジンコントローラ（ＥＣＵ）
２７ 変速機コントローラ（ＣＶＴＣＵ）

〔実施例１〕
図１は、実施例１の車両用制御装置が適用された車両のシステム図である。内燃機関であるエンジン１から出力された回転は、自動変速機３に入力される。自動変速機３に入力された回転は、トルクコンバータ３１及びロックアップクラッチ３ａを介して前後進切替機構３２に入力され、前後進切替機構３２のフォワードクラッチ３ｂからベルト式無段変速機構３３入力される。ロックアップクラッチ３ａは、図外のコントロールバルブから供給される制御油圧に基づいて伝達トルク容量を制御する。ベルト式無段変速機構３３で変速された回転は、ファイナルギヤを介して駆動輪５に伝達される。エンジン１には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ１ａと、燃料噴射量を制御するインジェクタ１ｂと、を有する。

エンジン１は、補機として車両用空調装置（以下、エアコンとも記載する。）の可変容量型のコンプレッサ４を有する。コンプレッサ４は、傾斜板ピストン式であり、回転軸に対して斜めに取り付けられた傾斜板（図示せず）を回転させることによってピストンを駆動し、冷媒を圧縮する。コンプレッサ４は、傾斜板コントロールバルブ４ａを有し、傾斜板の傾きを変更することでピストンのストローク量を変更する。これにより、コンプレッサ４の冷媒吐出容量を制御する。コンプレッサ４は、プーリ及びベルトを介してエンジン１により駆動される。実施例１のコンプレッサ４としては、傾斜板ピストン式を例示するが、冷媒吐出容量を制御可能な可変容量型のコンプレッサであれば、他の形式であってもよい。コンプレッサ４は、冷媒吐出容量が大きいときは負荷が大きく、冷媒吐出容量が小さいときは負荷が小さい。尚、実施例１では、補機の具体例としてコンプレッサ４を例示するが、オルタネータやパワステポンプ等の他の補機を備えていてもよい。

エンジンコントロールユニット２２（以下、ＥＣＵと記載する。）は、アクセルペダル開度に応じた要求トルクに基づいて目標エンジントルクを算出する。エンジン回転数センサ２３は、エンジン回転数Ｎｅを検出し、ＥＣＵに出力する。車速センサ２４は、車速ＶＳＰを検出し、ＥＣＵに出力する。アクセル開度センサＡＰＯは、運転者のアクセルペダル開度を検出し、ＥＣＵに出力する。ＥＣＵは、エンジン１のスロットルバルブ１ａやインジェクタ１ｂを制御して、エンジン１の運転状態（エンジン回転数ＮｅやエンジントルクＴｅ）を制御する。ＥＣＵは、所定の条件が成立したときは、燃料噴射を停止するフューエルカットを実施する（詳細は後述する。）。

変速機コントロールユニット２７（以下、ＣＶＴＣＵと記載する。）は、図外のシフトレンジから送信されたレンジ位置信号を受信し、ロックアップクラッチ３ａの断接状態や、ベルト式無段変速機構３３の変速比を制御する。エアコンコントロールユニット２０とＥＣＵとＣＶＴＣＵとは、相互の情報を送受信可能なＣＡＮ通信線で接続されている。

エアコンコントロールユニット２０（以下、ＡＣＵと記載する。）は、車室内の空調制御を行う制御装置である。ＡＣＵには、圧力センサ１０により検出された圧力信号及び温度センサにより検出された温度信号を受信すると共に、ＥＣＵやＣＶＴＣＵとの間で相互に各種信号（コンプレッサ４の吐出容量指令値や、圧力信号等）を送受信する。また、ＡＣＵ内では、乗員等が設定した設定車室内温度となるように、コンプレッサ４の傾斜板コントロールバルブ４ａを制御する。

（フューエルカット制御処理）
エンジン１の燃料噴射を停止するフューエルカット（以下、ＦＣとも記載する。）は、ロックアップクラッチ３ａがロックアップ（ＯＮとも記載する。）か否かを判断し、アクセルペダル開度ＡＰＯが０か否かを判断し、車速ＶＳＰがＦＣを許可する所定車速以上か否かを判断し、ロックアップＯＮ、ＡＰＯ＝０、ＶＳＰが所定車速以下のときにＦＣを実施（ＯＮとも記載する。）する。ＦＣの開始時は、減速度の変動を抑制するために、フォワードクラッチ３ｂをスリップ制御する。スリップ制御とは、フォワードクラッチ３ｂのスリップ量が予め設定した所定量となるように締結圧をフィードバックする制御である。具体的には、フォワードクラッチ３ｂの前後に作用するトルクよりも若干低いトルク容量となる締結圧に制御し、フォワードクラッチ３ｂを僅かにスリップさせる。これにより、例えばエンジン側のトルクが急変したとしても、車両に作用する加速度（以下、車両Ｇと記載する。）の急変を抑制する。

（フューエルカット制御開始時のコンプレッサ吐出容量制御について）
ＥＣＵは、燃費を向上させるために車両の減速時にフューエルカットを行う。このとき、フォワードクラッチ３ｂをスリップ制御し、過度のトルク変動を抑制しつつエンジン回転数Ｎｅの低下を抑制することで、エンジンストールを防止する。フューエルカットを行っている状態では、エンジン１のフリクションやオルタネータ（不図示）を回転させるための動力がフォワードクラッチ３ｂを介して車両を減速させる方向に作用する。ここで、例えば補機の一つであるコンプレッサ４がオンの状態でＦＣを開始した場合、通常のエンジンフリクションに加えて補機であるコンプレッサ４の負荷が加わると、エンジン側において、スリップ制御で設定された所定のトルク以上の過度の負荷が生じ、急速にエンジン回転数Ｎｅが低下するおそれがある。そうすると、エンジン回転数ＮｅがＦＣを終了するリカバー回転数Ｎｅｒまで一気に低下してしまい、すぐにＦＣを終了しなければならず、燃費を十分に改善できない。また、場合によってはエンストするおそれもある。そこで、実施例１では、ＦＣを開始するときは、ＦＣ開始前に補機の負荷を低減させ、その上でスリップ制御を行い、ＦＣを開始することとした。

（フューエルカット許可・禁止制御処理）
図２は、実施例１のＥＣＵ内で実施されるフューエルカット許可・禁止制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ１では、ＦＣ要求が有るか否かを判断し、要求が有るときはステップＳ２に進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップＳ２では、フォワードクラッチ３ｂのスリップ制御要求があるか否かを判断し、スリップ制御要求があるときはステップＳ３に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。フォワードクラッチ３ｂがスリップ制御する必要が無ければ、エンジン回転数Ｎｅが過度に低下するおそれが無いからである。

ステップＳ３では、コンプレッサ４がオンか否かを判断し、オンの場合はステップＳ６に進み、オフの場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、コンプレッサ４がオフのため、補機の負荷が小さく、エンジン回転数Ｎｅが過度に低下するおそれが無いと判断し、スリップ制御を開始する。
ステップＳ５では、スリップ制御の開始後、ＦＣを許可する。

一方、ステップＳ６では、コンプレッサ４がオンのときに負荷低減制御を許可してもよいか否かを判断し、許可してもよい場合はステップＳ８に進み、許可できない場合はステップＳ７に進んでＦＣを禁止する。ここで、負荷低減制御とは、補機であるコンプレッサ４の容量を低減し、コンプレッサ駆動負荷を低減する制御である。運転者がエアコンの作動を希望し、かつ、設定車室内温度と実際の車室内温度との乖離が大きい場合など、コンプレッサ４の容量を低減することができない場合には、負荷低減制御を許可できないため、ＦＣを禁止する。一方、運転者がエアコンの作動を希望していない場合や、設定車室内温度と実際の車室内温度との乖離が小さい場合など、コンプレッサ４の容量を低減しても車室内環境に悪影響を及ぼさない場合には、負荷低減制御を許可する。

ステップＳ８では、負荷低減制御を実施する。具体的には、コンプレッサ４の容量を低減し、コンプレッサ４の駆動負荷が所定値以下となるように制御する。
ステップＳ９では、コンプレッサ駆動負荷が所定値以下となったか否かを判断し、所定値以下の場合はステップＳ４に進んでスリップ制御を開始し、ＦＣを許可する。一方、コンプレッサ駆動負荷が所定値より大きい場合はステップＳ８に戻り、コンプレッサ駆動負荷を低減する。

図３は、実施例１のフューエルカット許可・禁止制御処理を表すタイムチャートである。このタイムチャートは、ロックアップクラッチ３ａがロックアップし、フォワードクラッチ３ｂが完全締結状態であり、コンプレッサ４が所定値以上の駆動負荷で駆動されたコースト走行状態を表す。
時刻ｔ１において、ＦＣの開始条件が成立し、ＦＣ要求が出力される。ここで、仮にコンプレッサ４の容量を低減することなくＦＣを開始する比較例について説明する。比較例の場合、時刻ｔ１においてＦＣを開始するため、図３中のＴｅ欄の一点鎖線に示すように、比較例のエンジントルクＴｅ（比）が低下し始めると共に、フォワードクラッチ３ｂのスリップ制御を開始し、フォワードクラッチ３ｂの締結圧を低下させる。図３中のフォワードクラッチ圧欄の一点鎖線は目標クラッチ圧Ｐ＊（比）を表し、二点鎖線は実クラッチ圧Ｐ（比）を表す。すると、図３中の回転数欄の一点鎖線で示すように、コンプレッサ４の駆動負荷が大きいため、実エンジン回転数Ｎｅ（比）は、リカバー回転数Ｎｅｒに向けて一気に低下してしまう。そうすると、すぐに燃料噴射を再開してしまうため、燃費を十分に改善することができない。これに対し、実施例では、まずコンプレッサ４の容量を低下させる負荷低減制御を開始するため、ＦＣの開始は遅れるものの、すぐに燃料噴射を再開するような状態に陥ることを回避できる。

時刻ｔ２において、コンプレッサ４の容量が所定値以下となると、スリップ制御を開始する。これにより、フォワードクラッチ圧欄の実線で示すように、目標クラッチ圧Ｐ＊（実）を低下させ、それに伴って実クラッチ圧Ｐ（実）も低下し始める。尚、コンプレッサ容量の低下により駆動負荷が低減したため、エンジントルクＴｅ（実）も低下するものの、まだ燃料を噴射しているため、エンジントルクＴｅ（実）は正トルクである。ただし、フォワードクラッチ圧の低下により、フォワードクラッチ３ｂの伝達容量が低下し、回転数欄の実施例のエンジン回転数Ｎｅ（実）は、プライマリ回転数Ｎｐｒｉ（実）に対して僅かに下回る回転数付近に収束する。

時刻ｔ３において、スリップ制御によってフォワードクラッチ３ｂに所定のスリップ量が発生していることを確認すると、ＦＣ許可信号が出力され、燃料噴射を停止する。このとき、スリップ制御によって車両Ｇの急変が抑制され、ＦＣ開始時におけるショックを吸収しつつエンジン回転数Ｎｅの過度の低下を抑制する。そして、フォワードクラッチ３ｂの締結圧を徐々に完全締結状態へと移行させ、エンジン回転数Ｎｅの低下を抑制する。

時刻ｔ４において、フォワードクラッチ３ｂの締結圧が完全締結状態へと移行すると、低下させたコンプレッサ容量を負荷低減制御開始前の容量に向けて増加させる。これにより、ＦＣ開始時のショック回避しつつ、エンジン回転数Ｎｅの急激な低下を防止することができ、その後、低下させたコンプレッサ容量を復帰させることで、通常の走行状態を維持できる。

以上説明したように、実施例１にあっては、下記の作用効果を奏する。
（１）所定条件が成立したときは、エンジン１の燃料噴射を停止するフューエルカットの開始時に、エンジン１からの動力を車輪に伝える動力伝達経路のクラッチをスリップ制御する車両用制御装置において、
フューエルカットは、エンジン１により駆動されるコンプレッサ４（補機）の負荷を低減させてから開始する。
すなわち、コンプレッサ４の負荷を低減させてからフューエルカットを開始するため、エンジン回転数が過剰に落ち込むことが無く、エンストを回避しつつ燃費を改善できる。

（２）クラッチは、動力伝達経路上に設けられた変速機のフォワードクラッチ３ｂ（前進クラッチ）である。よって、トルク容量を細やかに制御することができ、ＦＣ開始時のショックをより低減できる。

（３）フューエルカットは、コンプレッサ４の負荷が予め設定した所定値よりも大きいときは、コンプレッサ４の負荷を所定値以下に低減させてから開始する。よって、コンプレッサ４の駆動負荷を、エンジン回転数Ｎｅが過剰に低下することのない値まで確実に低下させることができ、安定的にエンストを回避しつつ燃費を改善できる。

（４）コンプレッサ４に対する作動要求によって、コンプレッサ４の負荷を低減できないと判断したときは、フューエルカット及びスリップ制御を禁止する。よって、コンプレッサ４に対する作動要求を満たしつつ、エンストやショックを回避できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。実施例１では、変速機としてベルト式無段変速機構３ｂを採用した例を示したが、他の形式の変速機であっても構わない。また、実施例１では、フォワードクラッチ３ｂによってスリップ制御を実施したが、動力伝達経路上に設けられたトルクコンバータ３１のロックアップクラッチ３ａであってもよい。これにより、フォワードクラッチ３ｂを使用する場合に比べて、フォワードクラッチ３ｂの耐久性を向上できる。

Claims (5)

1. 所定条件が成立したときは、エンジンの燃料噴射を停止するフューエルカットの開始時に、前記エンジンからの動力を車輪に伝える動力伝達経路のクラッチをスリップ制御する車両用制御装置において、
   フューエルカットは、前記エンジンにより駆動される補機の負荷を低減させてから開始することを特徴とする車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記クラッチは、前記動力伝達経路上に設けられたトルクコンバータのロックアップクラッチであることを特徴とする車両用制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
   前記クラッチは、前記動力伝達経路上に設けられた変速機の前進クラッチであることを特徴とする車両用制御装置。
4. 請求項１ないし３いずれか一つに記載の車両用制御装置において、
   フューエルカットは、前記補機の負荷が予め設定した所定値よりも大きいときは、前記負荷を前記閾値以下に低減させてから開始することを特徴とする車両用制御装置。
5. 請求項１ないし４いずれか一つに記載の車両用制御装置において、
   前記補機に対する作動要求によって、前記補機の負荷を低減できないと判断したときは、フューエルカット及び前記スリップ制御を禁止することを特徴とする車両用制御装置。

Images