(57)【要約】【課題】ロックアップクラッチを精度よく制御する。【解決手段】ＥＣＴ−ＥＣＵは、スロットル開度の変化率に応じて、エンジンの将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを、ロックアップクラッチの係合圧毎に予測し、予想されたエンジンの将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、エンジンの将来の燃料消費率を、ロックアップクラッチの係合圧毎に予測し、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、ロックアップクラッチの係合圧を制御する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル開度に応じて出力トルクが変化するエンジンと、前記エンジンと変速機との間に設けられるとともに、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータとが搭載された車両の制御装置であって、
スロットル開度の変化率を検出するための手段と、
スロットル開度の変化率に応じて、前記エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数を、前記ロックアップクラッチの係合圧毎に予測するための手段と、
前記エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数に応じて、前記エンジンの将来の燃料消費率を、前記ロックアップクラッチの係合圧毎に予測するための手段と、
前記エンジンの将来の燃料消費率に応じて、前記ロックアップクラッチの係合圧を制御するための制御手段とを備える、車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、前記ロックアップクラッチの係合圧を制御するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、車両に搭載されたトルクコンバータのロックアップクラッチを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンと自動変速機との間にトルクコンバータを設けた車両が知られている。トルクコンバータ内には、トルクコンバータの入力軸と出力軸との回転数差を制御するためのロックアップクラッチが設けられる。ロックアップクラッチによりトルクコンバータの入力軸と出力軸との回転数差を制御することで、トルクコンバータにおけるトルクの伝達効率を向上し、最終的には燃費を改善することができる。
【０００３】
特開平８−６１４８５号公報（特許文献１）は、流体継手の入出力軸をロックアップクラッチにて直結するロックアップ機構と、流体継手の入出力軸間の回転数差が所定の目標スリップ量となるようにロックアップ機構のロックアップクラッチの接続状態を制御するスリップ制御機構と、スロットルバルブのスロットル開度変化割合を検出する変化割合検出部と、スロットル開度変化割合と流体継手のタービン回転数とで設定される運転領域に対するスリップ制御機構における目標スリップ量を算出するスリップ量演算部と、運転状態に基づきスリップ制御開始から所定時間が経過するまでの目標スリップ量を補正するスリップ量補正部とを備えるロックアップクラッチのスリップ制御装置を開示する。
【０００４】
この公報に記載のスリップ制御装置によれば、ロックアップクラッチの接続状態が、スロットル開度変化割合とタービン回転数とで設定される運転領域に対して所定の回転数差となるように制御される。運転状態に基づいて、スリップ制御開始から所定時間が経過するまでの目標スリップ量が補正される。これにより、自動変速機のロックアップクラッチのスリップ制御開始時の目標スリップ量を適切なものとすることができる。そのため、ドライバビリティが良好で燃費向上を図ることができる。
【特許文献１】特開平８−６１４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ロックアップクラッチの制御時には、必ず応答遅れが生じ得る。したがって、運転状態に応じて目標スリップ量を補正しても、ロックアップクラッチのスリップ量を理想的なタイミングで制御できない場合があり得る。
【０００６】
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、その目的は、ロックアップクラッチを精度よく制御することができる車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る車両の制御装置は、スロットル開度に応じて出力トルクが変化するエンジンと、エンジンと変速機との間に設けられるとともに、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータとが搭載された車両の制御装置である。この制御装置は、スロットル開度の変化率を検出するための手段と、スロットル開度の変化率に応じて、エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数を、ロックアップクラッチの係合圧毎に予測するための手段と、エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数に応じて、エンジンの将来の燃料消費率を、ロックアップクラッチの係合圧毎に予測するための手段と、エンジンの将来の燃料消費率に応じて、ロックアップクラッチの係合圧を制御するための制御手段とを備える。
【０００８】
この構成によれば、スロットル開度の変化率に応じて、エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数が予想される。エンジンの出力回転数は、ロックアップクラッチのスリップ量に応じて変化し、出力トルクは出力回転数に応じて変化し得る。すなわち、エンジンの出力トルクおよび出力回転数は、ロックアップクラッチのスリップ量に応じて変化し得る。したがって、エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数は、ロックアップクラッチの係合圧毎に予測される。エンジンにおける燃料消費率は、エンジンの出力、すなわち、出力トルクと出力回転数との積に応じて定まる。したがって、エンジンの将来の出力トルクおよび出力回転数に応じて、エンジンの将来の燃料消費率が予測される。燃料消費率は、ロックアップクラッチの係合圧毎に予測される。予測されたの将来の燃料消費率に応じて、ロックアップクラッチの係合圧が制御される。これにより、燃料消費率が好適になる係合圧になるように、ロックアップクラッチの係合圧の制御を前もって開始することができる。そのため、ロックアップクラッチの応答が遅れても、所望の時期にロックアップクラッチの係合圧を所望の状態にすることができる。その結果、ロックアップクラッチを精度よく制御することができる車両の制御装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、ロックアップクラッチの係合圧を制御するための手段を含む。
【００１０】
この構成によれば、エンジンの燃料消費率を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１２】
図１を参照して、車両のパワートレーンについて説明する。パワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００とを備える。
【００１３】
エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４５０検出されるエンジン１００の出力回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力回転数（ポンプ回転数）とは同じである。
【００１４】
トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプインペラ２２０と、出力軸側のタービンランナ２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。
【００１５】
トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４１０により検出される。自動変速機３００の出力回転数ＮＯＵＴは、出力回転数センサ４２０により検出される。
【００１６】
自動変速機３００は、プラネタリギヤユニットからなる有段式の変速機であってもよく、無段階に変速比を変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であってもよい。
【００１７】
パワートレーンは、エンジンＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０００およびＥＣＴ（Electrically Controlled Transmission）−ＥＣＵ１００２により制御される。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御する。ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、自動変速機３００およびトルクコンバータ２００のロックアップクラッチ２１０を制御する。
【００１８】
ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２には、タービン回転数センサ４１０からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、出力回転数センサ４２０から出力回転数ＮＯＵＴを表わす信号が入力される。出力回転数ＮＯＵＴをデファレンシャルギヤのギヤ比で除算し、駆動輪の円周を乗算することにより、車速が算出される。
【００１９】
また、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２には、シフトポジションセンサ４３０にて検出されたシフトレバー４３２の位置を表す信号と、アクセル開度センサ４４０にて検出されたアクセルペダル４４２の踏み込み量を表す信号とが入力される。
【００２０】
さらに、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２には、エンジンＥＣＵ１０００から、エンジン回転数センサ４５０にて検出されたエンジン回転数ＮＥを表わす信号と、スロットルポジションセンサ４６０にて検出されたスロットル開度を表わす信号とが入力される。
【００２１】
ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、これらの信号に基づいて、ロックアップクラッチ２１０の係合状態や自動変速機３００におけるギヤ比などを制御する。
【００２２】
図２を参照して、ロックアップクラッチ２１０の状態を制御するためにトルクコンバータ２００に供給される油圧を調圧する油圧回路５００について説明する。なお、図２には、油圧回路５００のうち、本発明に関連する一部のみを示す。
【００２３】
油圧回路５００は、オイルポンプ５１０と、プライマリレギュレータバルブ５２０と、セカンダリレギュレータバルブ５３０と、ソレノイドモジュレータバルブ５４０と、ロックアップコントロールバルブ５５０とを含む。
【００２４】
オイルポンプ５１０は、エンジン１００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ５１０が駆動してオイルパン５１２内に貯えられたＡＴＦの吸い込み、油圧を発生する。オイルポンプ５１０で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ５２０により調整され、ライン圧が生成される。
【００２５】
セカンダリレギュレータバルブ５３０には、プライマリレギュレータバルブ５２０から流出（排出）した余分な作動油が流入する。セカンダリレギュレータバルブ５３０により、セカンダリ圧が生成される。
【００２６】
ソレノイドモジュレータバルブ５４０は、ライン圧を元圧として、ソレノイドモジュレータ圧を生成する。ソレノイドモジュレータ圧は、デューティーソレノイド５６０に供給される。
【００２７】
ロックアップコントロールバルブ５５０は、セカンダリ圧の供給先を、トルクコンバータ２００の係合側油室（ポンプインペラ２２０側）と解放側油室（ロックアップクラッチ２１０とコンバータカバー２６０とで区画される空間）との間で選択的に切替える。
【００２８】
ロックアップコントロールバルブ５５０は、デューティーソレノイド５６０から供給される油圧をパイロット圧として作動する。デューティーソレノイド５６０からロックアップコントロールバルブ５５０に対して油圧が供給されていない場合、ロックアップコントロールバルブ５５０のスプールは、図２において（１）に示す状態（左側の状態）になる。
【００２９】
この場合、セカンダリ圧が、トルクコンバータ２００の解放側油室に供給され、トルクコンバータ２００係合側油室の油圧がオイルクーラ（図示せず）に供給される。そのため、ロックアップクラッチ２１０がコンバータカバー２６０から引き離され、ロックアップクラッチ２１０が解放状態になる。
【００３０】
デューティーソレノイド５６０からロックアップコントロールバルブ５５０に対して油圧が供給されている場合、ロックアップコントロールバルブ５５０のスプールは、図２において（２）に示す状態（右側の状態）になる。
【００３１】
この場合、セカンダリ圧が、トルクコンバータ２００の係合側油室に供給され、トルクコンバータ２００の解放側油室から油圧がドレンされる。そのため、ロックアップクラッチ２１０がコンバータカバー２６０側に押し付けられ、ロックアップクラッチ２１０が係合状態になる。ロックアップクラッチ２１０の係合力は、デューティーソレノイド５６０からロックアップコントロールバルブ５５０に供給される油圧に応じた値になる。
【００３２】
デューティーソレノイド５６０は、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２から送信される指示デューティ値に応じた圧力を出力する。したがって、デューティーソレノイド５６０に対する指示デューティ値により、ロックアップクラッチ２１０の係合力が制御される。なお、ロックアップクラッチ２１０の係合力を制御する方法はこれに限らない。
【００３３】
図３を参照して、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２の機能について説明する。なお、以下に説明する機能は、ソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。
【００３４】
ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、検出部１０１０と、第１予測部１０１２と、第２予測部１０１４と、制御部１０１６とを備える。
【００３５】
検出部１０１０は、スロットルポジションセンサ４６０により検出されたスロットル開度を微分することにより、スロットル開度の変化率を検出する。
【００３６】
第１予測部１０１２は、スロットル開度の変化率に応じて、エンジンの将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測する。
【００３７】
より具体的には、スロットル開度の変化率から、将来（予め定められた時間だけ後）のスロットル開度が予想される。現在のスロットル開度に、予想されるスロットル開度の変化量（変化率と予め定められた時間との積）を加えることにより、将来のスロットル開度が予測される。さらに、図４に示すように、エンジン１００の開発段階において予め作成されたマップを用いて、各スロットル開度に対して実現され得るエンジン１００の出力トルクＴＥならびにエンジン回転数ＮＥが予想される。図４に示すマップに用いられる値は、実験およびシミュレーションなどにより予め求められる。
【００３８】
図４には、一例として、スロットル開度が「TH1」、「TH2」、「TH3」および「TH4」である場合における出力トルクＴＥとエンジン回転数ＮＥとを実線で示す。「TH1」が最も大きく、「TH4」が最も小さい。
【００３９】
ロックアップクラッチ２１０の係合圧（指示圧）の変化に伴なって、エンジン回転数ＮＥが変化し、エンジン回転数ＮＥの変化に伴なって出力トルクＴＥが変化し得る。そのため、図５に示すように、スロットル開度が「TH1」であるとした場合、ロックアップクラッチ２１０の係合圧（指示圧）のみを変化させると、エンジン１００の出力トルクＴＥならびにエンジン回転数ＮＥは実線で示す範囲で変化し得る。したがって、エンジンの将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥが、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測される。
【００４０】
第２予測部１０１４は、エンジン１００の将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、エンジン１００の将来の燃料消費率を、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測する。
【００４１】
より具体的には、燃料消費率は、エンジン１００の出力、すなわち出力トルクＴＥとエンジン回転数ＮＥとの積により定まることを利用して、燃料消費率が予測される。図６に示すように、出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥをパラメータとして燃料消費率を定めるように、エンジン１００の開発段階において予め作成されたマップを用いて、将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに対する燃料消費率が予測される。図６に示すマップに用いられる値は、実験およびシミュレーションなどにより予め求められる。図６では、燃料消費率毎の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを実線で示す。
【００４２】
さらに、図７に示すように、スロットル開度が「TH1」であるとした場合、ロックアップクラッチ２１０の係合圧（指示圧）のみを変化させると、エンジン１００の出力トルクＴＥならびにエンジン回転数ＮＥは実線で示す範囲で変化し得ることを利用して、図７において実線で示す範囲での燃料消費率が予測される。
【００４３】
その結果、図８に示すように、エンジン１００の将来の燃料消費率が、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測される。
【００４４】
制御部１０１６は、エンジン１００の将来の燃料消費率に応じて、ロックアップクラッチ２１０の係合圧を制御する。より具体的には、図９に示すように、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、ロックアップクラッチ２１０の係合圧が制御される。
【００４５】
図１０を参照して、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００４６】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、現在のエンジン回転数ＮＥ、ロックアップクラッチ２１０の係合圧（指示油圧）およびスロットル開度を検出する。
【００４７】
Ｓ１０２にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、スロットル開度の変化率を検出する。
Ｓ１０４にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、スロットル開度の変化率に応じて、エンジンの将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測する。
【００４８】
Ｓ１０６にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、エンジン１００の将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、エンジン１００の将来の燃料消費率を、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測する。
【００４９】
Ｓ１０８にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、ロックアップクラッチ２１０の係合圧を制御する。
【００５０】
Ｓ１１０にて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２は、ロックアップクラッチ２１０の係合圧の変化量をしきい値以下に制限する。すなわち、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるまでの変化量がしきい値より大きい場合であっても、係合圧の変化量はしきい値に制限される。
【００５１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、ＥＣＴ−ＥＣＵ１００２の動作について説明する。
【００５２】
たとえば、車両の発進時において、現在のエンジン回転数ＮＥ、ロックアップクラッチ２１０の係合圧（指示油圧）およびスロットル開度が検出される（１００）。さらに、スロットル開度の変化率が検出される（Ｓ１０２）。
【００５３】
ロックアップクラッチ２１０の応答が遅れ得ることを考慮して、ロックアップクラッチの係合圧の制御を前もって開始すべく、スロットル開度の変化率に応じて、エンジンの将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥが、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測される（Ｓ１０４）。予想されたエンジン１００の将来の出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、エンジン１００の将来の燃料消費率が、ロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測される（Ｓ１０６）。
【００５４】
将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、ロックアップクラッチ２１０の係合圧が制御される（Ｓ１０８）。
【００５５】
これにより、燃料消費率が好適になる係合圧になるように、ロックアップクラッチ２１０の係合圧の制御を前もって開始することができる。そのため、ロックアップクラッチ２１０の応答が遅れても、所望の時期にロックアップクラッチ２１０の係合圧を所望の状態にすることができる。その結果、ロックアップクラッチを精度よく制御することができる。
【００５６】
また、将来の燃料消費率が最も小さい係合圧になるように、ロックアップクラッチ２１０の係合圧が制御される。そのため、エンジン１００の燃料消費率を低減することができる。
【００５７】
ただし、図１１に示すように、ロックアップクラッチ２１０の係合圧の変化量はしきい値以下に制限される（Ｓ１１０）。これにより、ロックアップクラッチ２１０の係合状態が急変しないようにすることができる。
【００５８】
なお、エンジン１００の将来の燃料消費率をロックアップクラッチ２１０の係合圧毎に予測するにあたって、スロットル開度の変化率、スロットル開度、ロックアップクラッチ２１０の係合圧（指示圧）、エンジンの出力トルクＴＥ、エンジン回転数ＮＥ、燃料消費率に加えて、車速、タービン回転数ＮＴ、自動変速機３００の出力回転数ＮＯＵＴ、走行抵抗などをパラメータとして考慮するようにしてもよい。
【００５９】
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】
【００６０】
【図１】車両のパワートレーンを示す概略構成図である。
【図２】ロックアップクラッチの状態を制御するためにトルクコンバータに供給される油圧を調圧する油圧回路を示す図である。
【図３】ＥＣＴ−ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥをスロットル開度毎に示す図（その１）である。
【図５】出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥをスロットル開度毎に示す図（その２）である。
【図６】出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを燃料消費率毎に示す図（その１）である。
【図７】出力トルクＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを燃料消費率毎に示す図（その２）である。
【図８】燃料消費率を示す図（その１）である。
【図９】燃料消費率が最も小さくなる係合圧を示す図である。
【図１０】ＥＣＴ−ＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１１】燃料消費率を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  エンジン、２００  トルクコンバータ、２１０  ロックアップクラッチ、２２０  ポンプインペラ、２３０  タービンランナ、２４０  ステータ、２５０  ワンウェイクラッチ、２６０  コンバータカバー、３００  自動変速機、４１０  タービン回転数センサ、４２０  出力回転数センサ、４３０  シフトポジションセンサ、４３２  シフトレバー、４４０  アクセル開度センサ、４４２  アクセルペダル、４５０  エンジン回転数センサ、４６０  スロットルポジションセンサ、５００  油圧回路、５１０  オイルポンプ、５１２  オイルパン、５２０  プライマリレギュレータバルブ、５３０  セカンダリレギュレータバルブ、５４０  ソレノイドモジュレータバルブ、５５０  ロックアップコントロールバルブ、５６０  デューティーソレノイド、１０１０  検出部、１０１２  予測部、１０１４  予測部、１０１６  制御部、１０００  エンジンＥＣＵ、１００２  ＥＣＴ−ＥＣＵ。
【図１】
2010133505.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010133505.tif 000013