JP6190759B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は車両の制御装置に関し、より具体的にはトルクコンバータを備える車両において、トルクコンバータを介して車両発進時の駆動力を制御する装置に関する。

従来から、トルクコンバータを備える車両において、トルクコンバータを介して車両発進時の駆動力を制御する装置が知られている。例えば、特許文献１記載の技術にあっては、トルクコンバータにおけるトルク増幅領域においてエンジン回転数を制限することにより、コンバータ領域での駆動トルクの過剰な増大やそれに起因する急激な加速感を防止するようにしている。

特許第３５４６３０２号

ところで、トルクコンバータに入力されるエンジントルクの大きさや応答性は、エンジン回転数のみならず吸気温などの影響も受ける。そのため、吸気温が高い場合など、エンジントルクの応答性が低下する場合に、特許文献１記載の技術の如くエンジン回転数を制限してしまうと、車両発進時における最大駆動力が必要以上に低下してしまうという課題がある。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、トルクコンバータを備えた車両の制御装置において、車両発進時におけるエンジントルクの応答性を判断し、その判断結果に応じてトルクコンバータを適宜制御することによって車両の最大駆動力を向上できるようにした車両の制御装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、内燃機関と、前記内燃機関の出力を変速する変速機と、前記内燃機関と変速機の間に介挿されるトルクコンバータとを備えた車両の制御装置において、前記車両の運転者から既定値以上の駆動力を必要とする所定の発進指示がされたか否か判定する発進指示判定手段と、前記内燃機関の出力応答性を判断する出力応答性判断手段と、前記トルクコンバータの内圧を制御する内圧制御手段とを備え、前記内圧制御手段は、前記発進指示判定手段によって前記所定の発進指示がされたと判定されると共に、前記出力応答性判断手段によって前記出力応答性が低いと判断された場合、前記トルクコンバータの内圧を低減させる一方、前記所定の発進指示がされたと判定されると共に、前記出力応答性判断手段によって前記出力応答性が高いと判断された場合、前記トルクコンバータの内圧を増大させる如く構成した。

請求項１にあっては、内燃機関と、変速機と、トルクコンバータとを備えた車両の制御装置において、運転者から既定値以上の駆動力を必要とする所定の発進指示がされたか否か判定し、内燃機関の出力応答性を判断すると共に、所定の発進指示がされたと判定されると共に、出力応答性が低いと判断された場合、トルクコンバータの内圧を低減させる一方、所定の発進指示がされたと判定されると共に、出力応答性が高いと判断された場合、トルクコンバータの内圧を増大させるように構成したので、内燃機関の応答性に応じてトルクコンバータの内圧を制御することができ、よって車両発進時の最大駆動力を向上させることができる。

この発明の実施例に係る車両の制御装置を概略的に示す全体図である。 図１に示す油圧供給機構の構成を示す油圧回路図である。 図１に示す車両の制御装置による処理を示すフロー・チャートである。 図３フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。 この発明の効果を示す説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る車両の制御装置を概略的に示す全体図である。

図１において、符号１０はエンジン（内燃機関）を示す。エンジン１０は駆動輪１２を備えた車両１４に搭載される（車両１４は駆動輪１２などで部分的に示す）。

エンジン１０の吸気系に配置されたスロットルバルブ１６は車両運転席床面に配置されるアクセルペダル１８との機械的な接続が絶たれて電動モータなどのアクチュエータからなるＤＢＷ（Drive By Wire）機構２０に接続され、ＤＢＷ機構２０で開閉される。

スロットルバルブ１６で調量された吸気はインテークマニホルド（図示せず）を通って流れ、各気筒の吸気ポート付近でインジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と混合して混合気を形成し、吸気バルブ（図示せず）が開弁されたとき、当該気筒の燃焼室（図示せず）に流入する。燃焼室において混合気は点火されて燃焼し、ピストンを駆動してクランクシャフト（図示せず）を回転させた後、排気となってエンジン１０の外部に放出される。

クランクシャフトの回転は出力軸２２およびトルクコンバータ２４を介して自動変速機Ｔに入力される。自動変速機Ｔは無段変速機（Continuously Variable Transmission。以下「ＣＶＴ」という）２６を備える。

即ち、出力軸２２はトルクコンバータ２４のポンプ・インペラ２４ａに接続される一方、それに対向配置されて流体（作動油）を収受するタービン・ランナ２４ｂはメインシャフト（入力軸）ＭＳに接続される。トルクコンバータ２４はロックアップクラッチ２４ｃを備える。

ＣＶＴ２６はメインシャフトＭＳ、より正確にはその外周側シャフトに配置されたドライブプーリ（入力側要素）２６ａと、メインシャフトＭＳに平行なカウンタシャフト（出力軸）ＣＳ、より正確にはその外周側シャフトに配置されたドリブンプーリ（出力側要素）２６ｂと、その間に掛け回される動力伝達部材、例えば金属製のベルト（伝達要素）２６ｃからなる。

自動変速機ＴにおいてＣＶＴ２６は前後進切換機構２８を介してエンジン１０に接続される。前後進切換機構２８は、車両１４の前進方向への走行を可能にする前進クラッチ２８ａと、後進方向への走行を可能にする後進ブレーキクラッチ２８ｂと、その間に配置されるプラネタリギヤ機構２８ｃからなる。

カウンタシャフトＣＳの回転はギヤを介してセカンダリシャフト（中間軸）ＳＳから駆動輪１２に伝えられる。即ち、カウンタシャフトＣＳの回転はギヤ３０ａ，３０ｂを介してセカンダリシャフトＳＳに伝えられ、その回転はギヤ３０ｃを介してディファレンシャル３２から左右の駆動輪（右側のみ示す）１２に伝えられる。

駆動輪（前輪）１２と従動輪（後輪。図示せず）の付近にはディスクブレーキ３４が配置される。ディスクブレーキ３４はキャリパ３４ａとディスク３４ｂなどを備える。

車両運転席床面にはブレーキペダル３６が配置される。運転者がブレーキペダル３６を踏み込むと、その踏み込み力はマスタバック３８で増力されてマスタシリンダ４０に伝えられる。マスタシリンダ４０のピストン（図示せず）は増力された踏み込み力に相当する距離だけストロークし、ピストンのストロークによって生成された液圧は駆動輪１２のディスクブレーキ３４に送られ、ディスクブレーキ３４を動作させ、車両１４を制動（減速）させる。

前後進切換機構２８において前進クラッチ２８ａと後進ブレーキクラッチ２８ｂの切換は、車両運転席に設けられたレンジセレクタ４４を運転者が操作して例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｓ，Ｌなどのレンジのいずれかを選択することで行われる。運転者のレンジセレクタ４４の操作によるレンジ選択は油圧供給機構４６（後述）のマニュアルバルブに伝えられ、車両１４を前進あるいは後進走行させる。

なお、この明細書において自動変速機Ｔはトルクコンバータ２４とＣＶＴ２６と前後進切換機構２８（より具体的にはその前進クラッチ２８ａ（あるいは後進ブレーキクラッチ２８ｂ））からなる。

図２は油圧供給機構４６の油圧回路図である。

図示の如く、油圧供給機構４６には油圧ポンプ（送油ポンプ）４６ａが設けられる。油圧ポンプ４６ａはギヤポンプからなり、エンジン（Ｅ）１０によって駆動され、リザーバ４６ｂに貯留された作動油を汲み上げてメインレギュレータバルブ（REG VLV）４６ｃに圧送する。

メインレギュレータバルブ４６ｃの出力（ライン圧。高圧制御油圧）は、一方では油路４６ｄから第１、第２のレギュレータバルブ（DR REG VLV, DN REG VLV）４６ｅ，４６ｆを介してＣＶＴ２６のドライブプーリ（図２で「DR」と示す）２６ａとドリブンプーリ（図２で「DN」と示す）２６ｂ（より正確には、その油圧アクチュエータのピストン室）に接続されると共に、他方では油路４６ｇを介してＣＲバルブ（CR VLV）４６ｈに接続される。

ＣＲバルブ４６ｈはライン圧を減圧してＣＲ圧（低圧制御油圧）を生成し、油路４６ｉから第１、第２、第３の（電磁）リニアソレノイドバルブ４６ｊ，４６ｋ，４６ｌ（LS-DR, LS-DN, LS-CPC）に供給する。

第１、第２のリニアソレノイドバルブ４６ｊ，４６ｋはそのソレノイドの励磁に応じて決定される出力圧を第１、第２のレギュレータバルブ４６ｅ，４６ｆに作用させ、よって油路４６ｄから送られるライン圧の作動油をＣＶＴ２６のベルト２６ｃを狭圧するプーリ油圧（狭圧油圧）として供給する。

これにより、ドライブプーリ２６ａとドリブンプーリ２６ｂのプーリ幅が変化し、ベルト２６ｃの巻掛け半径が変化する。このように、プーリの側圧を調整することで、エンジン１０の出力を駆動輪１２に伝達するレシオ（変速比）を無段階に変化させることができる。

ＣＲバルブ４６ｈの出力（ＣＲ圧）は第３のリニアソレノイドバルブ４６ｌのソレノイドの励磁に応じて調圧され、油路４６ｍを介して前記したマニュアルバルブ（MAN VLV）４６ｏに送られ、そこから前後進切換機構２８の前進クラッチ（図２で「FWD」と示す）２８ａと後進ブレーキクラッチ（図２で「RVS」と示す）２８ｂ（より正確には、そのピストン室）に接続される。

マニュアルバルブ４６ｏは、前記した如く、運転者によって操作（選択）されたレンジセレクタ４４の位置に応じて第３のリニアソレノイドバルブ４６ｌで調圧された出力を前進クラッチ２８ａと後進ブレーキクラッチ２８ｂのいずれかに接続する。

また、メインレギュレータバルブ４６ｃの出力は、油路４６ｐを介してトルクコンバータ２６の内圧を調整するＴＣレギュレータバルブ（TC REG VLV）４６ｑに送られ、ＴＣレギュレータバルブ４６ｑの出力はＬＣコントロールバルブ（LC CTL VLV）４６ｒを介してＬＣシフトバルブ（LC SFT VLV）４６ｓに接続される。

ＬＣシフトバルブ４６ｓの出力は、一方ではトルクコンバータ２４のロックアップクラッチ２４ｃのピストン室２４ｃ１に接続されると共に、他方ではその背面側の室２４ｃ２に接続される。

ＬＣシフトバルブ４６ｓを介して作動油がピストン室２４ｃ１に供給される一方、背面側の室２４ｃ２から排出されると、ロックアップクラッチ２４ｃが係合（オン）される。また、作動油が背面側の室２４ｃ２に供給される一方、ピストン室２４ｃ１から排出されると、ロックアップクラッチ２４ｃが解放（オフ）される。ロックアップクラッチ２４ｃのスリップ量は、ピストン室２４ｃ１と背面側の室２４ｃ２に供給される作動油の量によって決定される。

油路４６ｔには第４のリニアソレノイドバルブ（LS-LC）４６ｕが介挿される。ロックアップクラッチ２４ｃのスリップ量は、第４のリニアソレノイドバルブ４６ｕのソレノイドの励磁・非励磁によって調整（制御）される。

図１の説明に戻ると、エンジン１０のカム軸（図示せず）付近などの適宜位置にはクランク角センサ５０が設けられ、ピストンの所定クランク角度位置ごとにエンジン回転数ＮＥを示す信号を出力する。吸気系においてスロットルバルブ１６の下流の適宜位置には絶対圧センサ５２および吸気温度センサ５４が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡ、吸気温度Ｔ１を示す信号をそれぞれ出力する。

ＤＢＷ機構２０のアクチュエータにはスロットル開度センサ５６が設けられ、アクチュエータの回転量を通じてスロットルバルブ１６の開度ＴＨに比例した信号を出力する。

また前記したアクセルペダル１８の付近にはアクセル開度センサ５８が設けられて運転者のアクセルペダル操作量に相当するアクセル開度ＡＰを示す信号を出力する。ブレーキペダル３６の付近にはブレーキスイッチ６０が設けられ、運転者によってブレーキペダル３６が操作されたときオン信号を出力する。上記したクランク角センサ５０などの出力は、エンジンコントローラ６６に送られる。

エンジンコントローラ６６は上記したセンサ出力に基づいて目標スロットル開度を決定してＤＢＷ機構２０の動作を制御すると共に、燃料噴射量や点火時期を決定してインジェクタあるいは点火プラグなど（図示せず）の点火装置の動作を制御する。

またメインシャフトＭＳにはＮＴセンサ（回転数センサ）７０が設けられ、タービン・ランナ２４ｂの回転数、具体的にはメインシャフトＭＳの回転数ＮＴ、即ち前進クラッチ２８ａの入力軸回転数を示すパルス信号を出力する。

ＣＶＴ２６のドライブプーリ２６ａの付近の適宜位置にはＮＤＲセンサ（回転数センサ）７２が設けられてドライブプーリ２６ａの回転数ＮＤＲ、換言すれば前進クラッチ２８ａの出力軸回転数に応じたパルス信号を出力する。

ドリブンプーリ２６ｂの付近の適宜位置にはＮＤＮセンサ（回転数センサ）７４が設けられてドリブンプーリ２６ｂの回転数ＮＤＮ（カウンタシャフトＣＳの回転数）を示すパルス信号を出力すると共に、セカンダリシャフトＳＳのギヤ３０ｂの付近には車速センサ（回転数センサ）７６が設けられてセカンダリシャフトＳＳの回転を通じて車速Ｖを示すパルス信号を出力する。

前記したレンジセレクタ４４の付近にはレンジセレクタスイッチ８０が設けられ、運転者によって選択されたＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｓ，Ｌなどのレンジに応じた信号を出力する。

図２に示す如く、油圧供給機構４６においてＣＶＴ２６のドリブンプーリ２６ｂに通じる油路には圧力センサ８２ａが配置されてドリブンプーリ２６ｂの油圧アクチュエータ２６ｂ３のピストン室２６ｂ３１に供給される油圧に応じた信号を出力する。

また、前進クラッチ２８ａ（のピストン室）とマニュアルバルブ４６ｏの間の油路には第２の圧力センサ８２ｂが配置されて前進クラッチ２８ａのピストン室２８ａ１に供給される油圧に応じた信号を出力すると共に、トルクコンバータ２４のロックアップクラッチ２４ｃに通じる油路には第３の圧力センサ８２ｃが配置されてロックアップクラッチ２４ｃのピストン室２４ｃ１に供給される油圧に応じた信号を出力する。

これら第１、第２、第３の圧力センサ８２ａ，８２ｂ，８２ｃを圧力センサ８２と総称する。さらに、リザーバ４６ｂには油温センサ８４が配置されて油温（作動油ＡＴＦの温度ＴＡＴＦ）に応じた信号を出力する。

上記したＮＴセンサ７０などの出力は、図示しないその他のセンサの出力も含め、シフトコントローラ９０に送られる。エンジンコントローラ６６とシフトコントローラ９０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどで構成されるマイクロコンピュータを備えると共に、相互に通信自在に構成される。

また、シフトコントローラ９０は、上記したセンサ出力に基づき、油圧供給機構４６の第１から第４のリニアソレノイドバルブ４６ｊなどを励磁・消磁して前後進切換機構２８とＣＶＴ２６の動作を制御すると共に、以下に述べるようにトルクコンバータ２４の内圧を制御する。

図３はその処理を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１０において車両１４の運転者からの指示および車両１４の状態を判断するために必要なデータを取得（サンプリング）する。具体的には、クランク角センサ５０、吸気温度センサ５４、アクセル開度センサ５８、車速センサ７６、レンジセレクタスイッチ８０などの出力から、エンジン回転数ＮＥ、吸気温度Ｔ１、アクセル開度ＡＰ、車速Ｖ、レンジなどのデータを取得すると共に、アクセル開度ＡＰの単位時間当たりの変化量ΔＡＰ、自動変速機Ｔの変速比の算出などを行う。なお、図３において、Ｓはシフトコントローラ９０によって実行される処理ステップを意味する。

次いでプログラムはＳ１２に進み、Ｓ１０で取得したデータに基づき、運転者から既定値以上の駆動力を必要とする所定の発進指示が出されているか否か判定する。既定値は、最大駆動力あるいはそれに近い駆動力に相当する値に設定される。従って、Ｓ１２では、最大駆動力あるいはそれに近い駆動力を必要とする発進が運転者から指示されているか否かを判定する。具体的には、例えば、アクセル開度ＡＰが所定開度以上、アクセル開度変化量ΔＡＰが所定量以上、車速が所定速度以下、シフトポジションが前進走行レンジＤ，Ｓ，Ｌなどのいずれかにあること、などの種々の条件を満たしている場合、運転者から既定値以上の駆動力を必要とする発進指示が出されていると判定する。

Ｓ１２で否定される場合、即ち既定値以上の駆動力を必要とするような発進指示は出されていないと判定できる場合、後述するような制御を実行する必要はないため、Ｓ１４に進み、トルクコンバータの内圧制御は実行しない。換言すれば、従来通りの発進制御を実行する。

一方、Ｓ１２で肯定される場合はＳ１６に進み、エンジン１０のトルク応答性（出力応答性）を判断する。具体的には、Ｓ１０で取得された吸気温度Ｔ１が所定温度以上、エンジン回転数ＮＥが所定回転数以下であること、点火リタード制御が実行されているか否か、などの種々の条件を満たしているか否かに基づき、エンジン１０のトルク応答性を判断する。なお、上記した所定の発進指示判定やエンジントルク応答性判断については公知の技術を用いることができるため、これ以上の詳細な説明は省略する。

Ｓ１６においてエンジン１０のトルク応答性が通常通りであると判断された場合、後述するトルクコンバータ２４の内圧を制御する必要はないため、Ｓ１４に進む。また、Ｓ１６においてエンジン１０のトルク応答性が低いと判断された場合、プログラムはＳ１８に進み、ＴＣレギュレータバルブ４６ｑを介してトルクコンバータ２４の内圧を低減、換言すればトルクコンバータ２４のトルク容量を低下させる。

即ち、エンジン１０のトルク応答性が低い場合、トルクコンバータ２４におけるトルク増幅制御に遅れが生じ、運転者が意図するような最大駆動力を得られない虞がある。そこで、この発明の実施例にあっては、エンジン１０のトルク応答性が低いと判断される場合はトルクコンバータ２４の内圧（トルク容量）を意図的に低減させ、車両１４の発進時における最大駆動力を向上させるようにした。

また、Ｓ１６においてエンジントルクの応答性が高いと判断された場合、プログラムはＳ２０に進み、ＴＣレギュレータバルブ４６ｑを介してトルクコンバータ２４の内圧を増大、換言すればトルクコンバータ２４のトルク容量を増加させる。

即ち、エンジン１０のトルク応答性が高い場合、トルクコンバータ２４においてエンジントルクを十分に増幅させることができず、運転者が意図するような最大駆動力を得られない虞がある。そこで、この発明の実施例にあっては、エンジン１０のトルク応答性が高いと判断される場合はトルクコンバータ２４の内圧（トルク容量）を意図的に増大させ、車両１４の発進時における最大駆動力を向上させるようにした。

なお、トルクコンバータ２４の内圧の変化量は、エンジン１０のトルク応答性の程度に応じて変化させても良いし、トルク応答性の程度にかかわらず、一定割合（例えば、２０％程度）だけ増大／低減させるようにしても良い。

図４は、図３フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。図４では、エンジン１０のトルク応答性が高いと判断される場合を破線で、トルク応答性が低いと判断される場合を一点鎖線で、トルク応答性が通常通りであると判断される場合を実線でそれぞれ示す。

図４に示す如く、時刻ｔ１において車両１４の運転者から所定の発進指示があったと判定されたときに、エンジン１０のトルク応答性が高いと判断されると、シフトコントローラ９０は、ＴＣレギュレータバルブ４６ｑを介してトルクコンバータ２４の内圧を増大させる。

その後、時刻ｔ２においてトルクコンバータ２４の内圧が目標値まで増大し、時刻ｔ３において所定の発進指示がなくなる、換言すれば、車両１４の発進動作が終了したと判定されると、シフトコントローラ９０は時刻ｔ４に向けてトルクコンバータ２４の内圧を徐々に通常値に戻す。なお、説明は省略するが、エンジン１０のトルク応答性が低いと判断されるときの処理も同様に実行される。

図５は図３フロー・チャートの処理によるこの発明の効果を示す説明図である。図５では、従来制御、即ち図３フロー・チャートに示す処理を実行しない場合を破線で、図３フロー・チャートに示す処理を実行した場合を実線で示す。

図５に示す如く、この発明の実施例に係る処理を実行した場合、当該処理を実行しない場合に比して、発進加速度の最大値、即ち車両１４の発進時における最大駆動力が向上していることが見て取れる。

上記した如く、この発明の実施例にあっては、内燃機関（エンジン）１０と、前記エンジン１０の出力を変速する変速機（自動変速機）Ｔと、前記エンジン１０と変速機Ｔの間に介挿されるトルクコンバータ２４とを備えた車両１４の制御装置において、前記車両１４の運転者から既定値以上の駆動力を必要とする所定の発進指示がされたか否か判定する発進指示判定手段（シフトコントローラ９０。Ｓ１２）と、前記エンジン１０の出力応答性を判断する出力応答性判断手段（シフトコントローラ９０。Ｓ１６）と、前記トルクコンバータ２４の内圧を制御する内圧制御手段（シフトコントローラ９０，ＴＣレギュレータバルブ４６ｑ）とを備え、前記内圧制御手段は、前記発進指示判定手段によって前記所定の発進指示がされたと判定されたとき、前記出力応答性判断手段による判断結果に応じて前記トルクコンバータ２４の内圧を変更する（Ｓ１８，Ｓ２０）ように構成した。従って、エンジン１０の（トルク）応答性に応じてトルクコンバータ２４の内圧を制御することができ、よって車両１４の発進時における最大駆動力を向上させることができる。

また、前記内圧制御手段は、前記所定の発進指示がされたと判定されると共に、前記出力応答性判断手段によって前記出力応答性が低いと判断された場合、前記トルクコンバータ１４の内圧を低減させる（Ｓ１６からＳ１８）一方、前記所定の発進指示がされたと判定されると共に、前記出力応答性判断手段によって前記出力応答性が高いと判断された場合、前記トルクコンバータの内圧を増大させる（Ｓ１６からＳ２０）ように構成した。従って、上記した効果に加え、エンジン１０のトルク応答性の高低に基づいてトルクコンバータ２４の内圧を適宜増減制御することができ、よって車両１４の発進時における最大駆動力をより一層向上させることができる。

なお、上記した実施例において、図２などを示して油圧供給機構の油圧回路について説明したが、油圧供給機構の油圧回路はこれに限られるものではなく、トルクコンバータ２４の内圧を制御できるものであればどのようなものであっても良い。

１０ エンジン（内燃機関）、１４ 車両、１６ スロットルバルブ、１８ アクセルペダル、２０ ＤＢＷ機構、２４ トルクコンバータ、２６ ＣＶＴ（無段変速機）、４６ 油圧供給機構、５０ クランク角センサ、５４ 吸気温度センサ、５８ アクセル開度センサ、６６ エンジンコントローラ、７６ 車速センサ、８０ レンジセレクタスイッチ、９０ シフトコントローラ、Ｔ 自動変速機

Claims (1)

1. 内燃機関と、前記内燃機関の出力を変速する変速機と、前記内燃機関と変速機の間に介挿されるトルクコンバータとを備えた車両の制御装置において、
   前記車両の運転者から既定値以上の駆動力を必要とする所定の発進指示がされたか否か判定する発進指示判定手段と、
   前記内燃機関の出力応答性を判断する出力応答性判断手段と、
   前記トルクコンバータの内圧を制御する内圧制御手段とを備え、
   前記内圧制御手段は、前記発進指示判定手段によって前記所定の発進指示がされたと判定されると共に、前記出力応答性判断手段によって前記出力応答性が低いと判断された場合、前記トルクコンバータの内圧を低減させる一方、
   前記所定の発進指示がされたと判定されると共に、前記出力応答性判断手段によって前記出力応答性が高いと判断された場合、前記トルクコンバータの内圧を増大させることを特徴とする車両の制御装置。

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