JP4506054B2

JP4506054B2 - パワートレインの制御装置

Info

Publication number: JP4506054B2
Application number: JP2001258113A
Authority: JP
Inventors: 裕之小川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2003063279A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるパワートレインの制御装置に関し、特に、フューエルカット中にロックアップクラッチをスリップ制御する際に、車両振動を抑制する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に搭載されるパワートレインは、エンジン、自動変速機、エンジンと自動変速機との間に設けられたトルクコンバータ、トルクコンバータ内に組み込まれ、エンジンと自動変速機とを直結可能なロックアップクラッチなどから構成されている。エンジンには、エンジンへ供給される燃料の量を調整するための燃料噴射弁と、エンジンへ供給される空気の量を調整するためのスロットル弁とが設けられる。車両の減速時などのアクセル全閉時には、燃費向上のために、燃料供給を停止するフューエルカットが行なわれる。
【０００３】
特開平１１−２７８１０３号公報は、このフューエルカット時において、エンジンブレーキ力の急増により発生するトルクショックを緩和するための制御装置を開示する。
【０００４】
この制御装置は、アクセルの開度が全閉であって、エンジン回転数が所定の回転数領域または車両の車速が所定の速度領域であると、フューエルカットを行うエンジンと、このエンジンに連結され、流体継手を有する自動変速機と、エンジンと自動変速機との間をスリップ制御が可能なロックアップクラッチとを備えたパワートレインの制御装置である。制御装置は、アクセルの開度を検出するアクセル開度検出回路と、スロットル弁を駆動可能なスロットル駆動用電動アクチュエータと、アクセル開度検出回路により検出されたアクセルの開度が全閉かつフューエルカット時に、ロックアップクラッチを所定のスリップ状態に制御するとともに、スロットル弁がエンジンブレーキ力に略比例する演算設定開度に開くようにスロットル駆動用電動アクチュエータを制御する制御回路とを含む。
【０００５】
アクセル開度検出回路は、アクセル開度を検出し、制御回路は、検出されたアクセル開度が全閉かつフューエルカット時に、ロックアップクラッチを所定のスリップ状態に制御して、スロットル弁を演算設定開度に開くようにスロットル駆動用電動アクチュエータを制御する。この演算設定開度は、エンジンブレーキ力に略比例するような開度である。車両の減速時において、アクセルが全閉の状態では、燃費向上のために、フューエルカット制御が実行される。このとき、エンジンブレーキが効くようにロックアップクラッチを半締結状態にするスリップ制御が実行される。ロックアップクラッチが非締結状態からスリップ状態に切換えられると、エンジンブレーキ力が急増して、トルクショックが発生しやすい。エンジンが動いている限り、ピストンが空気を吸入しようとするが、スロットル弁を閉まり側にすると、空気の吸入が抵抗になりエンジンブレーキが発生する。そのため、スロットル弁を閉じていると大きなエンジンブレーキが発生する。
【０００６】
この制御装置によると、制御回路によりスロットル駆動用電動アクチュエータを制御して、スロットル弁を演算設定開度に開いて、エンジンブレーキ力を減少させる。このため、エンジンブレーキ力の急増をなくし、スリップ制御開始時（ロックアップクラッチが非締結状態からスリップ状態へ移行）のトルクショックの発生を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、ディーゼルエンジンにおいては、スロットル弁が開いた状態、かつ被駆動状態であって、エンジン回転数がある回転数以下では、ガス圧発生により、被駆動トルク変動が大きくなる。図３に示すように、この傾向は、ガソリンエンジンよりもディーゼルエンジンの方が顕著である。
【０００８】
したがって、スロットル弁が開いた状態、かつエンジン回転数がある回転数以下の領域においては、ロックアップクラッチをスリップ制御しても、あるスリップ量以下になると、エンジンで発生したトルク変動を吸収できない。このため、その領域では、エンジンのトルク変動が大きく、自動変速機に入力されるトルク変動も大きくなり、車両振動系を介して伝達される振動により、こもり音が車両内に発生する。上述の公報に開示された制御装置を用いてフューエルカット制御を行なうと、エンジンが低速で回転する領域においても、スロットル弁が開いているので、このような振動が発生するという問題点を解決できない。
【０００９】
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、フューエルカット時において、振動の発生を抑制する、パワートレインの制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、エンジンと、変速装置と、エンジンと変速装置との間に設けられたロックアップクラッチとを含むパワートレインを制御する。この制御装置は、エンジンの回転数を検知するための検知手段と、エンジンの吸入空気量を調整する吸気弁と、エンジンのフューエルカット時に、吸気弁の開度が所定の開度になるように吸気弁を制御するとともに、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるようにロックアップクラッチを制御するための制御手段とを備え、制御手段は、フューエルカット時において、検知手段により検知された回転数が予め定められた回転数以下になると、吸気弁を全閉するための手段を含む。
【００１１】
第１の発明によると、制御手段により、吸気弁の開度が所定の開度になるように制御され、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるように制御されて、フューエルカットが行なわれる。このようなフューエルカットが行なわれている場合に、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下になると、吸気弁が全閉される。これにより、ある回転数以下になって、エンジンでトルク変動が発生する領域では、吸気弁を閉じるためガス圧が発生せずに、被駆動トルク変動を抑えることができる。その結果、フューエルカット時において、車両振動系を介して伝達される振動によるこもり音を抑制できる、パワートレインの制御装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る制御装置は、エンジンと、変速装置と、エンジンと変速装置との間に設けられたロックアップクラッチとを含むパワートレインを制御する。この制御装置は、ロックアップクラッチのスリップ量を検知するための検知手段と、エンジンの吸入空気量を調整する吸気弁と、エンジンのフューエルカット時に、吸気弁の開度が所定の開度になるように吸気弁を制御するとともに、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるようにロックアップクラッチを制御するための制御手段とを備え、制御手段は、フューエルカット時において、検知手段により検知されたスリップ量が予め定められたスリップ量以下になると、吸気弁を全閉するための手段を含む。
【００１３】
第２の発明によると、制御手段により、吸気弁の開度が所定の開度になるように制御され、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるように制御されて、フューエルカットが行なわれる。このようなフューエルカットが行なわれている場合に、ロックアップクラッチのスリップ量が予め定められたスリップ量以下になると、吸気弁が全閉される。これにより、あるスリップ量以下になって、エンジンで発生したトルク変動を吸収できなくなっても、吸気弁を閉じるためガス圧が発生せずに、被駆動トルク変動を抑えることができる。その結果、フューエルカット時において、車両振動系を介して伝達されるこもり音を抑制できる、パワートレインの制御装置を提供することができる。
【００１４】
第３の発明に係る制御装置は、エンジンと、変速装置と、エンジンと変速装置との間に設けられたロックアップクラッチとを含むパワートレインを制御する。この制御装置は、エンジンの回転数を検知するための第１の検知手段と、ロックアップクラッチのスリップ量を検知するための第２の検知手段と、エンジンの吸入空気量を調整する吸気弁と、エンジンのフューエルカット時に、吸気弁の開度が所定の開度になるように吸気弁を制御するとともに、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるようにロックアップクラッチを制御するための制御手段とを備え、制御手段は、フューエルカット時において、第１の検知手段により検知された回転数が予め定められた回転数以下かつ第２の検知手段により検知されたスリップ量が予め定められたスリップ量以下になると、吸気弁を全閉するための手段を含む。
【００１５】
第３の発明によると、制御手段により、吸気弁の開度が所定の開度になるように制御され、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるように制御されて、フューエルカットが行なわれる。このようなフューエルカットが行なわれている場合に、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下になり、かつロックアップクラッチのスリップ量が予め定められたスリップ量以下になると、吸気弁が全閉される。これにより、ある回転数以下になってエンジンでトルク変動が発生する領域であって、あるスリップ量以下になってエンジンで発生したトルク変動を吸収できない領域では、吸気弁を閉じるためガス圧が発生せずに、被駆動トルク変動を抑えることができる。その結果、フューエルカット時において、車両振動系を介して伝達される振動によるこもり音を抑制できる、パワートレインの制御装置を提供することができる。
【００１６】
第４の発明に係る制御装置は、第１〜第３の発明に係る発明の構成に加えて、ディーゼルエンジンに搭載されるパワートレインの制御装置である。
【００１７】
第４の発明によると、特に、低回転域における被駆動トルク変動が顕著なディーゼルエンジンにおいて、フューエルカット時において、車両振動系を介して伝達される振動によるこもり音を抑制できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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。
【００１９】
図１を参照して、本実施の形態に係るパワートレインの制御ブロックについて説明する。図１に示すように、パワートレインは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００とを含む。トルクコンバータ２００は、エンジン１００と自動変速機３００とを直結できるロックアップクラッチ２１０を含む。ロックアップクラッチ２１０は、後述するスリップ制御回路により、スリップ制御を行ない、エンジン１００と自動変速機３００とをスリップ状態で結合させることができる。
【００２０】
エンジン１００には、エンジン１００へ供給される空気の量を調整するスロットル弁１１０と、エンジン１００へ供給される燃料の量を調整する燃料噴射弁１２０と、スロットル弁１１０に接続され、スロットル弁の開度を調整するためのアクチュエータ１１２とが設けられている。また、エンジン１００は、エンジンの回転数を検知するエンジン回転数検知回路１５０が接続される。トルクコンバータ２００には、ロックアップクラッチのスリップ量を検知するスリップ量検知回路２５０が接続される。
【００２１】
こうしたパワートレインを制御する制御回路４００は、スロットル弁を制御するためのスロットル弁制御回路１６０と、予め定められた運転条件を満足するとエンジン１００への燃料供給を停止しフューエルカットを行なうフューエルカット制御回路１７０と、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチ２１０のスリップ量が目標値になるようにフィードバック制御およびフィードフォワード制御を行なうスリップ制御回路２６０とを含む。また制御回路４００には、各種設定値を記憶したメモリを含む。
【００２２】
スロットル弁制御回路１６０は、エンジン回転数検知回路１５０と、スリップ量検知回路２５０とに接続され、それぞれの検知回路により検知されたエンジン回転数およびスリップ量に基づいて、アクチュエータ１１２を介して、フューエルカット時におけるスロットル弁１１０の開度を制御する。また、このスロットル弁制御回路１６０は、このような機能に加えて、通常の運転動作において、スロットル弁１１０を制御する機能を有する。
【００２３】
フューエルカット制御回路１７０は、予め定められたアクセル開度および車速などを含む運転条件を満足すると、燃料噴射弁１２０を全閉にし、エンジン１００への燃料供給を停止する。また、このフューエルカット制御回路１７０は、このような機能の他に、通常の運転状態において、燃料噴射弁１２０を制御する機能を有する。
【００２４】
スリップ制御回路２６０は、スリップ量検知回路２５０に接続され、ロックアップクラッチ２１０におけるスリップ量が、所定のスリップ量になるように、ロックアップクラッチ２１０に接続された油圧回路を制御する。
【００２５】
なお、制御回路４００は、スロットル弁制御回路１６０、フューエルカット制御回路１７０およびスリップ制御回路２６０を含むものとして説明するが、これに限定されるものではなく、これ以外の制御回路を含んでもよいし、スロットル弁制御回路１６０とフューエルカット制御回路１７０とスリップ制御回路２６０とを併せ持つ１つの制御回路であってもよい。
【００２６】
図２を参照して、本実施の形態に係る制御回路４００において実行されるプログラムは、以下のような制御構造を有する。
【００２７】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、制御回路４００は、フューエルカット実行条件およびスロットル弁の全閉条件（エンジン回転数およびスリップ量）をメモリから読込む。Ｓ１１０にて、制御回路４００は、アクセルの開度、車両の速度などを検知する。この検知は、アクセルに設けられた開度センサ、車軸に設けられた車速センサなどを用いて行なわれる。Ｓ１２０にて、制御回路４００は、フューエルカット実行条件を満足するか否かを判断する。この判断は、検知したアクセル開度および車速などに基づいて行なわれる。フューエルカット実行条件を満足すると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。
【００２８】
Ｓ１３０にて、制御回路４００は、フューエルカットを実行する。具体的にはフューエルカット制御回路１７０が、燃料噴射弁１２０を全閉にする。このとき、スロットル弁制御回路１６０が、アクチュエータ１１２を介して、スロットル弁１１０を所定の開度に開く。フューエルカットが実行されるとエンジンブレーキ力の急増によりトルクショックが発生する。このため、ストットル弁制御回路１６０は、エンジンブレーキ力の急増を抑え、トルクショックを緩和することのできる開度となるようにスロットル弁１１０を開弁制御する。
【００２９】
Ｓ１４０にて、制御回路１４０は、エンジン回転数検知回路１５０を介して、エンジン１００の回転数を検知する。Ｓ１５０にて、制御回路４００は、スリップ量検知回路２５０を介して、ロックアップクラッチ２１０のスリップ量を検知する。
【００３０】
Ｓ１６０にて、制御回路４００は、Ｓ１４０にて検知したエンジン回転数が、Ｓ１００にて読込んだスロットル弁の全閉条件を満足するか否かを判断する。エンジン回転数が、読込んだスロットル弁の全閉条件を満足するとは、エンジン回転数が、予め定められたエンジン回転数以下になったことを意味する。このとき、読込んだスロットル弁の全閉条件であるエンジン回転数は、発生するトルク変動の大きさに基づいて予め設定され、たとえば、エアコンの動作有無などにより異なる。エンジン回転数が、読込んだスロットル弁の全閉条件を満足すると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ２００へ移される。
【００３１】
Ｓ１７０にて、制御回路４００は、Ｓ１５０にて検知したスリップ量が、Ｓ１００にて読込んだスロットル弁の全閉条件を満足するか否かを判断する。スリップ量が、読込んだスロットル弁の全閉条件を満足するとは、スリップ量が予め定められたスリップ量以下になったことを意味する。このとき、読込んだスロットル弁の全閉条件であるスリップ量は、発生するトルク変動の大きさに基づいて予め設定される。スリップ量が、読込んだスロットル弁の全閉条件を満足すると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、処理はＳ２１０へ移される。
【００３２】
Ｓ１８０にて、制御回路４００は、フラグをセットする。このフラグは、後述するように、スロットル弁の全閉条件を一旦満足した後に満足しなくなった場合の制御（スロットル弁の全閉を解除するための制御）に用いられる。Ｓ１９０にて、制御回路４００は、スロットル弁１１０を全閉にする。具体的には、スロットル弁制御回路１６０が、アクチュエータ１１２を介して、スロットル弁１１０を全閉にする。
【００３３】
Ｓ２００にて、制御回路４００は、フラグがセットされているか否かを判断する。フラグがセットされている場合には（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。
【００３４】
Ｓ２１０にて、制御回路４００は、フラグがセットされているか否かを判断する。フラグがセットされている場合には（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ１００へ移される。
【００３５】
Ｓ２２０にて、制御回路４００は、スロットル弁の全閉を解除して、フラグをリセットする。具体的には、スロットル弁制御回路１６０がアクチュエータ１１２を介してスロットル弁１１０の全閉を解除する。Ｓ２２０による処理が行なわれる場合は、エンジン回転数が予め定められたエンジン回転数よりも高くなった場合、またはスリップ量が予め定められたスリップ量よりも高くなった場合である。
【００３６】
Ｓ２３０にて、制御回路４００は、フューエルカットを解除する。このフューエルカットの解除により、燃料噴射弁１２０からエンジンへの燃料供給が再開される。
【００３７】
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の動作について説明する。
【００３８】
まず、フューエルカット実行条件およびスロットル弁の全閉条件がメモリから読込まれる（Ｓ１００）。次いで、アクセル開度、車速などが検知される（Ｓ１１０）。検知したアクセル開度および車速などからフューエルカット実行条件を満足する場合には（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、フューエルカットが実行される（Ｓ１３０）。たとえば、フューエルカットが実行される運転状況は、車両が緩い下り坂を走行している場合であって、運転者が、アクセルを踏み込んでいない場合である。このとき、エンジン回転数およびスリップ量がスロットル弁の全閉条件を満足していなければ、スロットル弁１１０は所定の開度になるように制御され、ロックアップクラッチ２１０は、所定のスリップ量になるように制御される。
【００３９】
このようなフューエルカットが行なわれている場合に、エンジン回転数が検知され（Ｓ１４０）、スリップ量が検知される（Ｓ１５０）。エンジン回転数が、予め読込んだスロットル弁の全閉条件を満足すると（予め定められたエンジン回転数以下になると）（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、スリップ量について、全閉条件が成立するか否かが判断される。スリップ量が、予め読込んだスロットル弁の全閉条件を満足すると（予め定められたスリップ量以下であると）（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、フラグがセットされ（Ｓ１８０）、スロットル弁が全閉される（Ｓ１９０）。
【００４０】
一旦スロットル弁が全閉され（Ｓ１９０）、フューエルカットが実行されている場合において、エンジン回転数が、スロットル弁の全閉条件を満足しなくなると（予め定められたエンジン回転数よりも高くなると）（Ｓ１６０にてＮＯ）、フラグがセットされているため（Ｓ２００にてＹＥＳ）、スロットル弁の全閉を解除するとともに、フラグがリセットされる（Ｓ２２０）。また、一旦スロットル弁が全閉されて（Ｓ１９０）、フューエルカットが実行されている場合において、スリップ量が、スロットル弁の全閉条件を満足しなくなると（予め定められたスリップ量よりも高くなると）（Ｓ１７０にてＮＯ）、フラグがセットされているため（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、スロットル弁の全閉が解除されるとともに、フラグがリセットされる（Ｓ２２０）。
【００４１】
このような、スロットル弁を全閉にする制御が、フューエルカットが行なわれている間、エンジン回転数とスリップ量とに基づいて行なわれる。車両の運転者によりアクセルが踏まれたり車速が変化して、フューエルカットの実行条件を満足しなくなると（Ｓ１２０にてＮＯ）、フューエルカットは解除される（Ｓ２３０）。
【００４２】
以上のようにして、本実施の形態に係るパワートレインの制御装置によると、制御回路により、スロットル弁の開度が所定の開度になるように制御され、ロックアップクラッチにおけるスリップ量が所定のスリップ量になるように制御されてフューエルカットが行なわれる。このようなフューエルカットが行なわれている場合に、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下であって、スリップ量が予め定められたスリップ量以下になると、スロットル弁が全閉される。これにより、ある回転数以下のトルク変動が発生する領域であって、あるスリップ量以下であって発生したトルク変動をロックアップクラッチで吸収できない領域では、スロットル弁が閉じるためガス圧が発生せずに、被駆動トルク変動を抑えることができる。その結果、フューエルカット時において、車両振動系に伝達される振動によるこもり音を抑制できる。
【００４３】
なお、本実施の形態に係る制御装置においては、エンジン回転数およびスリップ量が、予め定められたスロットル弁の全閉条件を満足する場合にのみ、スロットル弁を全閉するとしたが、これに限定されるものではない。たとえば、エンジン回転数のみによってスロットル弁の全閉条件を満足したか否かを判断しスロットル弁を全閉にしてもよいし、スリップ量のみに基づいて、スロットル弁の全閉条件を満足しているか否かを判断しスロットル弁を全閉にするように制御してもよい。
【００４４】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る制御装置を含むパワートレインの制御ブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置で実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】エンジン回転数とトルク変動率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００エンジン、１１０スロットル弁、１２０燃料噴射弁、１１２アクチュエータ、１５０エンジン回転数検知回路、１６０スロットル弁制御回路、１７０フューエルカット制御回路、２００トルクコンバータ、２１０ロックアップクラッチ、２５０スリップ量検知回路、２６０スリップ制御回路、３００自動変速機、４００制御回路。

Claims

エンジンと、変速装置と、前記エンジンと前記変速装置との間に設けられたロックアップクラッチとを含むパワートレインを制御する制御装置であって、
前記エンジンの回転数を検知するための検知手段と、
前記エンジンの吸入空気量を調整する吸気弁と、
前記エンジンのフューエルカット時に、前記吸気弁を制御するとともに、前記ロックアップクラッチがスリップ状態になるように前記ロックアップクラッチを制御するための制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記フューエルカット時において、前記検知手段により検知された回転数が予め定められた回転数以下になるという条件を満足するか否かを判断し、前記条件を満足しない場合は前記吸気弁を全閉よりも開いた状態にし、前記条件を満足する場合は前記吸気弁を全閉にするための手段を含む、パワートレインの制御装置。
エンジンと、変速装置と、前記エンジンと前記変速装置との間に設けられたロックアップクラッチとを含むパワートレインを制御する制御装置であって、
前記エンジンの回転数を検知するための第１の検知手段と、
前記ロックアップクラッチのスリップ量を検知するための第２の検知手段と、
前記エンジンの吸入空気量を調整する吸気弁と、
前記エンジンのフューエルカット時に、前記吸気弁を制御するとともに、前記ロックアップクラッチがスリップ状態になるように前記ロックアップクラッチを制御するための制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記フューエルカット時において、前記第１の検知手段により検知された回転数が予め定められた回転数以下かつ前記第２の検知手段により検知されたスリップ量が予め定められたスリップ量以下になるという条件を満足するか否かを判断し、前記条件を満足しない場合は前記吸気弁を全閉よりも開いた状態にし、前記条件を満足する場合は前記吸気弁を全閉するための手段を含む、パワートレインの制御装置。
前記エンジンは、ディーゼルエンジンである、請求項１または２に記載のパワートレインの制御装置。