JP3620356B2 - 車両制御装置とそれに用いるエンジン制御用マイクロコンピュータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッションのギア変速時にクラッチを一時的に切断し、そのクラッチ操作に合わせてエンジン回転数を制御する車両制御装置と、それに用いるエンジン制御用マイクロコンピュータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の変速段を持ち自動変速可能なトランスミッションを備え、エンジンの出力を摩擦クラッチとトランスミッションとを介して車軸に伝達するよう構成される車両において、マイクロコンピュータ等により摩擦クラッチを切断又は接続する自動変速システムが提案されている。この自動変速システムは、摩擦クラッチの断続を制御すると共にトランスミッションのギア変速を制御するためのトランスミッションＥＣＵと、エンジンの運転状態を制御するためのエンジンＥＣＵとを備え、双方のＥＣＵは互いに通信可能な状態で接続されている。
【０００３】
トランスミッションＥＣＵは、車両走行状態やドライバの意志に従いギア変速が要求されると、摩擦クラッチを切断した後にギア変速を行い、更にその後、エンジンＥＣＵに対して回転数制御を指示する。そして、その回転数制御の指示に従いエンジン回転数が制御されると、摩擦クラッチを接続する。このとき、エンジンＥＣＵは、トランスミッションＥＣＵから回転数制御の指示を受信すると、クラッチ再接続が可能な程度にエンジン回転数を一時的に制御する。
【０００４】
この回転数制御について詳細には、クラッチの接続又は切断の状態がトランスミッションＥＣＵ側で判断され、クラッチ切断と判断される場合にトランスミッションＥＣＵからエンジンＥＣＵへ回転数制御の指示が送信される。エンジンＥＣＵは、トランスミッションＥＣＵからの回転数制御の指示を受信すると、回転数指示モードに入り、指示された回転数にエンジン回転数を合わせるようにエンジン制御を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、トランスミッションＥＣＵのみがクラッチの状態を判断し、通信によるトランスミッションＥＣＵからの指示のみに従いエンジンＥＣＵが回転数制御を行うため、トランスミッションＥＣＵ側の異常や通信異常等が原因で、誤って回転数制御の指示がエンジンＥＣＵに送信されると、不用意に回転数制御が実施されるという不都合が生じる。この場合、クラッチ接続の状態、すなわちエンジンから車軸にかけてのドライブライン（駆動系）が繋がっている状態で、実際のギア変速の要否に関係なく回転数制御が行われることにより、ドライバの意志に反してエンジン回転数が変化し、ドライバビリティが悪化する。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、不用意な回転数制御の実施を抑制し、良好なる車両走行を実現することができる車両制御装置とそれに用いるエンジン制御用マイクロコンピュータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車両制御装置では、エンジン制御用の第１のマイクロコンピュータと変速制御用の第２のマイクロコンピュータとが互いに通信可能に接続され、第１のマイクロコンピュータは、第２のマイクロコンピュータによりクラッチが一時的に切断された時に、エンジン回転数をクラッチの再接続が可能な回転数に制御する。また特に、第１のマイクロコンピュータは、クラッチ切断の完了後に第２のマイクロコンピュータから送信される回転数制御開始の指示と、クラッチ検出手段によるクラッチ切断の信号とを共に入力した時に、クラッチが実際に切断されていると判断し、クラッチ再接続のためのエンジン回転数制御の実施を許可する。これにより、通信異常等に起因してギア変速に関係なく不用意に回転数制御が実施されるといった不都合が回避されることに加え、誤って回転数制御が要求された場合であれ、回転数制御が不当に実施されることもなくなる。その結果、良好なる車両走行が実現できる。
【０００９】
請求項２に記載のエンジン制御用マイクロコンピュータでは、変速制御用の別のマイクロコンピュータから送信される回転数制御開始の指示と、クラッチの切断又は接続の状態を検出するクラッチ検出手段からのクラッチ切断の信号とを共に入力した時、クラッチ再接続のためのエンジン回転数制御の実施を許可する。かかる場合にも請求項１と同様に、通信異常等に起因してギア変速に関係なく不用意に回転数制御が実施されるといった不都合が回避されることに加え、誤って回転数制御が要求された場合であれ、回転数制御が不当に実施されることもなくなる。その結果、良好なる車両走行が実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態における車両制御システムでは、ディーゼルエンジンと自動変速可能なトランスミッションとを搭載した自動車を制御対象とし、エンジン出力はクラッチを介してトランスミッション側に伝達される。また、本車両制御システムでは、ディーゼルエンジンの運転状態を制御する第１のマイクロコンピュータとしてのエンジンＥＣＵと、車両走行状態等に応じてクラッチの切断及び接続を制御すると共にトランスミッションのギア変速を実施する第２のマイクロコンピュータとしてのトランスミッションＥＣＵとを備える。そして、これら２つのＥＣＵは、通信により互いに情報を交換しながら、車両走行中にギア変速やそれに付随するエンジン制御等を適宜実施する。以下にその構成及び作用を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本車両制御システムの概要を示す全体構成図である。図１において、エンジン１０は多気筒ディーゼルエンジンからなり、燃料噴射装置１１から供給される燃料が各気筒に噴射供給される。燃料噴射装置１１は、例えばコモンレール式燃料噴射装置であり、図示しないコモンレール（蓄圧配管）に高圧状態で蓄えられた燃料が電磁式のインジェクタの駆動に伴い各気筒に噴射され、その噴射燃料が各気筒で燃焼に供される。エンジン１０の回転数は、例えば図示しないクランク軸に配設されるエンジン回転数センサ１２により検出される。
【００１３】
エンジン１０には、空圧制御式の摩擦クラッチ１３を介して複数の変速段を持つトランスミッション１４が接続されている。摩擦クラッチ１３は、エンジン１０の出力軸１０ａに接続されるフライホイール１５と、それに対向するクラッチ板１６とを有し、クラッチアクチュエータ１７の駆動に伴いクラッチ板１６がフライホイール１５に対して圧接又は離間の位置に制御される。すなわち、クラッチアクチュエータ１７が非動作状態から動作状態へ移行すると、クラッチ板１６がフライホイール１５に圧接されて摩擦クラッチ１３が切断状態から接続状態に変わる。また、クラッチアクチュエータ１７が動作状態から非動作状態へ移行すると、クラッチ板１６がフライホイール１５から離れて摩擦クラッチ１３が接続状態から切断状態に変わる。
【００１４】
クラッチアクチュエータ１７の詳細な構成の図示は省略するが、概ねそれは以下の構成を有する。つまり、クラッチアクチュエータ１７は主要な構成として、エアタンク１８との間のエア通路１９を断続する電磁開閉弁と、この電磁開閉弁を経て供給されるエア圧により動作するエアシリンダとを有し、例えばドライバによりクラッチペダルが操作された時に摩擦クラッチ１３を切断する。また、同クラッチアクチュエータ１７は、車両走行中のギア変速に際し、後述するトランスミッションＥＣＵ４０からの制御信号に従い摩擦クラッチ１３を一時的に切断する。
【００１５】
ここで、摩擦クラッチ１３には、同クラッチ１３の切断又は接続の状態を検出するためのクラッチタッチセンサ２０と、トランスミッション１４の入力軸１４ａに配設され、クラッチ板１６側（入力軸１４ａ）の回転数を検出するためのクラッチ回転数センサ２１とが取り付けられている。なお本実施の形態では、クラッチタッチセンサ２０がクラッチ検出手段に該当する。
【００１６】
トランスミッション１４には、そのギア変速時にトランスミッションＥＣＵ４０からの制御信号に従い動作するギアシフトアクチュエータ２２が取り付けられている。ギアシフトアクチュエータ２２は、エアタンク１８からの高圧の作動エアにより図示しないパワーシリンダを駆動させものであり、これにより目標とする変速段にギア位置が切り替えられる。トランスミッション１４にはギア位置を検出するギア位置センサ２３が取り付けられ、トランスミッション１４の図示しない出力軸（車軸）には車速を検出するための車速センサ２４が取り付けられている。
【００１７】
エンジンＥＣＵ３０とトランスミッションＥＣＵ４０は各々、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等からなる周知の論理演算回路を備え、双方のＥＣＵ３０，４０が互いに通信可能に接続されている。エンジンＥＣＵ３０には、前述したエンジン回転数センサ１２、クラッチタッチセンサ２０及び車速センサ２４からそれぞれの検出信号が入力されると共に、その他に、アクセルペダルセンサ２５によるアクセルペダルの踏み込み操作量の検出信号が入力される。エンジンＥＣＵ３０は、これら入力した各センサの検出信号に基づいて、トランスミッション１４のギア変速に際し、燃料噴射装置１１による燃料噴射量を制御してエンジン１０の出力トルクや回転数を調整する。
【００１８】
また、トランスミッションＥＣＵ４０には、前述したクラッチタッチセンサ２０、クラッチ回転数センサ２１及びギア位置センサ２３からのそれぞれの検出信号が入力されると共に、その他に、シフトレバー２６による変速段選択の信号（変速信号）と、クラッチペダルセンサ２７によるクラッチペダルの操作状態の検出信号とが入力される。トランスミッションＥＣＵ４０は、これら入力した各センサの検出信号に基づいて、トランスミッション１４のギア変速に際し、クラッチアクチュエータ１７を操作して摩擦クラッチ１３の切断及び接続を行うと共に、ギアシフトアクチュエータ２２を操作してギア変速を行う。
【００１９】
因みに本実施の形態では、シフトレバー２６の変速装置として、ドライバが手動でシフト位置を切り替えることが可能なマニュアルレンジと、自動でシフト位置が切り替わるオートマチックレンジとが設けられており、マニュアルレンジでは変速段のアップ／ダウン（シフトアップ、シフトダウン）が手動で操作できる。また、オートマチックレンジでは、車両走行状態に応じてギア変速の要否が判断されてギア変速が行われる。
【００２０】
次に、エンジンＥＣＵ３０とトランスミッションＥＣＵ４０により実施されるギア変速時の動作を図２〜図５のフローチャートと、図６のタイムチャートを参照して説明する。なお、図６では、両ＥＣＵ３０，４０間の信号の授受の様子と、エンジン回転数の推移と、エンジン出力トルクの推移と、摩擦クラッチ１３の断続状態と、ギア変速動作とを示す。
【００２１】
図２は、トランスミッションＥＣＵ４０によるメインルーチンを示すフローチャートであり、同図において車両走行状態に応じてギア変速要求が発生すると（ステップ１００がＹＥＳ）、トランスミッションＥＣＵ４０は、トルク減少、回転数指示、トルク復帰の３つの処理モードを順次実施する（ステップ１１０，１３０，１５０）。例えば、シフトレバーがマニュアルレンジにあり、ドライバにより手動でシフトアップ又はシフトダウン操作が行われる時、或いはシフトレバーがオートマチックレンジにあり、ギア位置、アクセルペダルの踏み込み操作量、車速等によりギア変速が必要であると判断される時、ステップ１００が肯定判別される。
【００２２】
ギア変速時に上記３つの処理モードが順次実施される場合、トランスミッションＥＣＵ４０は、後述する図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）の処理を実施する。また、これに対し、エンジンＥＣＵ３０は、トランスミッションＥＣＵ４０から送信される指示に従い、後述する図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）の処理を実施する。以下、上記３つのモードの処理内容を詳細に説明する。
【００２３】
先ず始めに、トルク減少モードにおいて、トランスミッションＥＣＵ４０は図３（ａ）の処理を実行する。つまり、ステップ１１１では、エンジン出力トルクを減少させる旨を表すトルク減少コマンドをエンジンＥＣＵ３０に対して送信する。ステップ１１２，１１３では、エンジンＥＣＵ３０から受信した信号に基づき、エンジンＥＣＵ３０のモード状態とエンジン出力トルクとを読み込み、続くステップ１１４では、前記読み込んだモード状態とエンジン出力トルクとからトルク減少モードが完了したか否かを判別する。トルク減少モードの完了でなければ、ステップ１１１〜１１４を繰り返し実行し、トルク減少モードの完了であれば、ステップ１１５に進む。
【００２４】
ステップ１１５では、クラッチアクチュエータ１７を操作して摩擦クラッチ１３をそれまでの接続状態から切断状態へと変化させる。続くステップ１１６では、ギアシフトアクチュエータ２２を操作してギア変速の制御を実施し、その後本ルーチンを終了する。
【００２５】
これに対し、エンジンＥＣＵ３０は、図３（ｂ）の処理を例えば１０ｍｓｅｃ毎に実行する。つまり、図３（ｂ）において、ステップ２１１では、トルク減少コマンドをトランスミッションＥＣＵ４０から受信したか否かを判別する。そして、トルク減少コマンドを受信すると、トルク減少モードに突入すると共に、トルク減少の処理を実施する（ステップ２１２，２１３）。実際には、燃料噴射装置１１による燃料噴射量を減少させてエンジン出力トルクを所定値（例えば０）まで減少させる。このとき、出力トルク情報は、トランスミッションＥＣＵ４０に逐次送信される。
【００２６】
図６のタイムチャートでは、時刻ｔ１以降、トランスミッションＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ３０へトルク減少コマンドが送信され（図のＡ１）、その逆にエンジンＥＣＵ３０からトランスミッションＥＣＵ４０へはトルク減少モード突入を示す信号と、エンジン出力トルクを示す信号とが送信される（図のＢ１）。その後、エンジンＥＣＵ３０によりトルク減少の処理が実施され、時刻ｔ２でエンジン出力トルクが例えば０まで減少すると、トランスミッションＥＣＵ４０によりトルク減少モード完了が判断され、摩擦クラッチ１３が切断される。その微少時間後に、ギア変速が行われる。但し、図６にはギア変速段が上げられる事例を示す。
【００２７】
また、回転数指示モードでは、トランスミッションＥＣＵ４０は図４（ａ）の処理を実行する。図４（ａ）において、先ずステップ１３１では、回転数指示コマンドをエンジンＥＣＵ３０に対して送信する。ステップ１３２では、エンジンＥＣＵ３０から受信した信号に基づき、エンジンＥＣＵ３０のモード状態を読み込み、続くステップ１３３では、前記読み込んだモード状態からエンジンＥＣＵ３０が回転数指示モードに突入したか否かを判別する。回転数指示モードに突入していなければ、ステップ１３１〜１３３を繰り返し実行し、回転数指示モードに突入していれば、ステップ１３４に進む。
【００２８】
ステップ１３４では、再び回転数指示コマンドをエンジンＥＣＵ３０に対して送信し、ステップ１３５では、エンジンＥＣＵ３０から受信した信号に基づき、エンジン回転数を読み込む。また、ステップ１３６では、クラッチ回転数センサ２１の検出結果に基づいてクラッチ回転数を読み込む。その後、ステップ１３７では、エンジン回転数とクラッチ回転数とが一致し、摩擦クラッチ１３の再接続が可能な状態になったか否かを判別する。クラッチ接続が可能でなければ、ステップ１３４〜１３７を繰り返し実行し、クラッチ接続が可能であれば、ステップ１３８に進む。
【００２９】
ステップ１３８では、クラッチアクチュエータ１７を操作して徐々に摩擦クラッチ１３を接続する。ステップ１３９〜１４１では再び、回転数指示コマンドの送信、エンジン回転数の読み込み、クラッチ回転数の読み込みを行う。その後、ステップ１４２では、摩擦クラッチ１３の接続が完了したか否かを判別する。クラッチ接続が完了していなければ、ステップ１３８〜１４２を繰り返し実行し、クラッチ接続が完了していれば、そのまま本ルーチンを終了する。
【００３０】
これに対し、エンジンＥＣＵ３０は図４（ｂ）の処理を実行する。つまり、図４（ｂ）において、ステップ２３１では、回転数指示コマンドをトランスミッションＥＣＵ４０から受信したか否かを判別し、ステップ２３２では、クラッチタッチセンサ２０の検出信号を基に、摩擦クラッチ１３が実際に切断されているか否かを判別する。そして、ステップ２３１，２３２が共にＹＥＳの場合のみ、ステップ２３３でトルク減少モードを解除すると共に、ステップ２３４で回転数指示コマンドに従い回転数指示モードに突入する。
【００３１】
更に、ステップ２３５では、燃料噴射装置１１による燃料噴射量を調整して回転数制御を実施する。このとき、エンジン回転数情報は、トランスミッションＥＣＵ４０に逐次送信される。その後、ステップ２３６では、トランスミッションＥＣＵ４０でのクラッチ接続が完了したか否かを判別し、完了でなければ回転数制御を継続し、完了であればそのまま本ルーチンを終了する。
【００３２】
図６のタイムチャートでは、時刻ｔ３以降、トランスミッションＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ３０へ回転数指示コマンドが送信され（図のＡ２）、その逆にエンジンＥＣＵ３０からトランスミッションＥＣＵ４０へは回転数指示モード突入を示す信号と、エンジン回転数を示す信号とが送信される（図のＢ２）。そして、時刻ｔ４では、エンジン回転数がクラッチ回転数に一致してクラッチの再接続が可能であると判断され、トランスミッションＥＣＵ４０によりクラッチ接続が開始される。時刻ｔ４以降、クラッチ接続に伴い出力トルク、エンジン回転数が共に上昇する。そして、時刻ｔ５では、クラッチ接続が完了したと判断される。
【００３３】
更にトルク復帰モードにおいて、トランスミッションＥＣＵ４０は図５（ａ）の処理を実行する。つまり、先ずステップ１５１では、エンジン出力トルクを復帰させる旨を表すトルク復帰コマンドをエンジンＥＣＵ３０に対して送信する。ステップ１５２，１５３では、エンジンＥＣＵ３０から受信した信号に基づき、エンジンＥＣＵ３０のモード状態とエンジン出力トルクとを読み込み、続くステップ１５４では、前記読み込んだモード状態とエンジン出力トルクとからトルク復帰モードが終了したか否かを判別する。トルク復帰モードの完了でなければ、ステップ１５１〜１５４を繰り返し実行し、トルク復帰モードの完了であればそのまま本ルーチンを終了する。
【００３４】
これに対し、エンジンＥＣＵ３０は図５（ｂ）の処理を実行する。つまり、図５（ｂ）において、ステップ２５１では、トルク復帰コマンドをトランスミッションＥＣＵ４０から受信したか否かを判別する。そして、トルク復帰コマンドを受信すると、ステップ２５２で回転数指示モードを解除すると共に、ステップ２５３でトルク復帰コマンドに従いトルク復帰モードに突入する。
【００３５】
その後、ステップ２５４では、燃料噴射装置１１による燃料噴射量を制御してトルク復帰の処理を実施し、続くステップ２５５では、エンジン出力トルクがドライバの要求値まで復帰したか否かを判別する。ステップ２５５がＮＯであればトルク復帰の処理を継続し、ステップ２５５がＹＥＳであれば、ステップ２５６でトルク復帰モードを解除した後、本ルーチンを終了する。
【００３６】
図６のタイムチャートでは、時刻ｔ５以降、トランスミッションＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ３０へトルク復帰コマンドが送信され（図のＡ３）、その逆にエンジンＥＣＵ３０からトランスミッションＥＣＵ４０へはトルク復帰モード突入を示す信号と、エンジン出力トルクを示す信号とが送信される（図のＢ３）。そして、トルク復帰の処理によりエンジン出力トルクが増加し、時刻ｔ６では、トルク復帰完了の旨が判断される。
【００３７】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
エンジンＥＣＵ３０は、トランスミッションＥＣＵ４０からの回転数指示コマンドと、クラッチタッチセンサ２０によるクラッチ切断の信号とを共に入力した時に、摩擦クラッチ１３が実際に切断されていると判断し、回転数指示モードに突入するので、クラッチ切断の２重チェックにより回転数制御が実施される。従って、トランスミッションＥＣＵ４０側の異常や両ＥＣＵ３０，４０間の通信異常等に起因して、ギア変速に関係なく不用意に回転数制御が実施されるといった不都合が回避される。例えば、クラッチ接続の状態でトランスミッションＥＣＵ４０から回転数指示コマンドが誤って送信されてきても、回転数指示モードに突入することはなく、ドライバの意志に反した回転数制御が不当に実施されることはない。その結果、ドライバビリティが向上して良好なる車両走行が実現でき、更に車両走行時における安全性が向上する。
【００３８】
特に本実施の形態の車両制御システムは、エンジンから駆動系への伝達トルクが大きく、流体トルクコンバータを採用するには不向きなトラック等の車両に好適に具体化できる。
【００３９】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記実施の形態では、ギア変速時にトルク減少、回転数制御及びトルク復帰の各処理を実施する際、燃料噴射量を制御したが、これに代えてアクセル開度を制御するようにしてもよい。
【００４０】
上記実施の形態では、クラッチアクチュエータ１７、ギアシフトアクチュエータ２２を空圧制御することとしたが、これを油圧制御に代えるなど、他の構成としてもよい。また、ディーゼルエンジン以外に、ガソリンエンジンへの適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態における車両制御システムの概要を示す全体構成図。
【図２】トランスミッションＥＣＵのメインルーチンを示すフローチャート。
【図３】トルク減少モードの処理を示すフローチャート。
【図４】回転数指示モードの処理を示すフローチャート。
【図５】トルク復帰モードの処理を示すフローチャート。
【図６】ギア変速時の動作をより具体的に示すタイムチャート。
【符号の説明】
１０…エンジン、１３…摩擦クラッチ、１４…トランスミッション、２０…クラッチ検出手段としてのクラッチタッチセンサ、３０…エンジンＥＣＵ（第１のマイクロコンピュータ，エンジン制御用マイクロコンピュータ）、４０…トランスミッションＥＣＵ（第２のマイクロコンピュータ）。

Claims (2)

1. エンジンの出力をトランスミッションに伝達するためのクラッチと、
   エンジンの運転状態を制御するための第１のマイクロコンピュータと、
   車両走行状態に応じてクラッチの切断及び接続を制御すると共に、トランスミッションのギア変速を実施するための第２のマイクロコンピュータと、
   クラッチの切断又は接続の状態を検出するクラッチ検出手段とを備え、
   第１及び第２のマイクロコンピュータが互いに通信可能に接続され、第１のマイクロコンピュータは、第２のマイクロコンピュータによりクラッチが一時的に切断された時に、エンジン回転数をクラッチの再接続が可能な回転数に制御する車両制御装置において、
   前記第２のマイクロコンピュータは、クラッチ切断の完了後に回転数制御の開始を指示し、
   前記第１のマイクロコンピュータは、前記第２のマイクロコンピュータから送信される回転数制御開始の指示と、前記クラッチ検出手段によるクラッチ切断の信号とを共に入力した時、クラッチ再接続のためのエンジン回転数制御の実施を許可することを特徴とする車両制御装置。
2. トランスミッションのギア変速時にクラッチを一時的に切断し、クラッチの再接続時にクラッチ合わせのためのエンジン回転数制御を実施する車両制御装置に用いられ、クラッチの切断及び接続とトランスミッションのギア変速とを実施する別のマイクロコンピュータに対して通信可能に接続されるエンジン制御用マイクロコンピュータであり、
   クラッチ切断の完了後に前記別のマイクロコンピュータから送信される回転数制御開始の指示と、クラッチの切断又は接続の状態を検出するクラッチ検出手段からのクラッチ切断の信号とを共に入力した時、クラッチ再接続のためのエンジン回転数制御の実施を許可することを特徴とする車両制御装置に用いるエンジン制御用マイクロコンピュータ。

Images