(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と変速機との間の動力伝達経路上にトルクコンバータが配設された車両を制御する車両制御装置において、
前記トルクコンバータは、前記内燃機関からの回転動力が入力されるポンプインペラと、回転する前記ポンプインペラからのオイルを受けて前記変速機に向けて回転動力を伝達するタービンランナと、前記内燃機関から前記ポンプインペラへの回転動力伝達を断接可能なインペラクラッチとを有し、
前記車両制御装置は、前記内燃機関及び前記インペラクラッチを制御し、前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態へ制御している途中において、スロットル開度が予め設定された閾値以上のときに、前記内燃機関の出力トルクを下降させるように制御し、
前記インペラクラッチに係る前記完全係合状態の検出は、前記車両制御装置における前記インペラクラッチに対する制御信号を用いて行うことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記車両制御装置は、前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態へ制御している途中において、前記内燃機関の回転数又は出力トルクが予め設定された他の閾値以上のときに、前記内燃機関の出力トルクを下降させるように制御することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記車両制御装置は、運転者の車両発進意思を検出したときに前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態への制御を開始することを特徴とする請求項１又は２記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記車両発進意思の検出は、ブレーキペダル、アクセルペダル、及び、シフトレバーのうちいずれか１つ以上の操作に基づいて行うことを特徴とする請求項３記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とトルクコンバータとの間の動力伝達経路上に配されたクラッチを有する車両を制御する車両制御装置に関し、特に、車両発進時の内燃機関及びクラッチを制御する車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機は、内燃機関と変速機との間の動力伝達経路上において、ストール状態から直結状態まで連続して動力源のトルクを伝達することが可能なトルクコンバータが設けられている。トルクコンバータにおいては、走行時の燃費向上を狙って、ポンプインペラとタービンランナの回転数差が小さいときに、それらを直結して内燃機関とタービンランナの回転数差をなくすロックアップクラッチを有するものがある。また、このようなトルクコンバータにおいては、アイドリング時の燃料消費量を低減することを狙って、タービンランナとポンプインペラとの間の流体抵抗を低減するために、ポンプインペラを内燃機関から切り離し可能な機構（以降、インペラクラッチ）を有するものがある。
【０００３】
このようなトルクコンバータにおいてインペラクラッチを有する車両の制御に関し、例えば、特許文献１では、車両発進時におけるターボチャージスプールアップを可能にするために、内側チャンバにおける第１の液圧を第１のレベルから第２のレベルへ上昇させるステップを含み、前記第１の液圧が、前記車両におけるエンジンと前記車両におけるトルクコンバータのためのインペラとの間に配置されたクラッチをつながった位置へ強制し、外側チャンバにおける第２の液圧を前記エンジンの速度の関数として第３のレベルから第４のレベルへ減少させるステップを含み、該前記第２の液圧が前記第１の液圧に対抗し、前記エンジンのスロットル位置の関数として前記外側チャンバにおける前記第２の液圧を減少させるように構成されたクラッチを操作する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１５３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなインペラクラッチを有するトルクコンバータを、ターボラグのない車両に適用した場合、レスポンス向上のため、車両発進時にインペラクラッチを短時間で係合させることが望まれる。ところが、特許文献１に記載のクラッチを操作する方法をターボラグのない車両に適用した場合、スロットル開度に対して最大トルクを出力できるようインペラクラッチを制御するため、スロットル開度が大きく、内燃機関の発生トルクが非常に大きい場合には、トルクコンバータより後方（変速機側）の動力伝達経路に大きなトルク変動が伝達されることになり、ショックが発生する。
【０００６】
本発明の主な課題は、ターボラグのない車両において短時間でインペラクラッチを係合させてもショックの発生を回避することができる車両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】
本発明の一視点においては、内燃機関と変速機との間の動力伝達経路上にトルクコンバータが配設された車両を制御する車両制御装置において、前記トルクコンバータは、前記内燃機関からの回転動力が入力されるポンプインペラと、回転する前記ポンプインペラからのオイルを受けて前記変速機に向けて回転動力を伝達するタービンランナと、前記内燃機関から前記ポンプインペラへの回転動力伝達を断接可能なインペラクラッチとを有し、前記車両制御装置は、前記内燃機関及び前記インペラクラッチを制御し、前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態へ制御している途中において、スロットル開度が予め設定された閾値以上のときに、前記内燃機関の出力トルクを下降させるように制御し、前記インペラクラッチに係る前記完全係合状態の検出は、前記車両制御装置における前記インペラクラッチに対する制御信号を用いて行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の前記車両制御装置において、前記車両制御装置は、前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態へ制御している途中において、前記内燃機関の回転数又は出力トルクが予め設定された他の閾値以上のときに、前記内燃機関の出力トルクを下降させるように制御することが好ましい。
【００１２】
本発明の前記車両制御装置において、前記車両制御装置は、運転者の車両発進意思を検出したときに前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態への制御を開始することが好ましい。
【００１３】
本発明の前記車両制御装置において、前記車両発進意思の検出は、ブレーキペダル、アクセルペダル、及び、シフトレバーのうちいずれか１つ以上の操作に基づいて行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両発進時のタイムラグを抑えるためにインペラクラッチを急係合している最中において、スロットル開度が大きいときに内燃機関の出力トルクを下降させるように制御（トルクダウン制御）することで、変速機へのショック伝達を抑えることができる。そのため、インペラクラッチの急係合が可能となり、発進時のタイムラグを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る車両制御装置の模式的に示した構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係る車両制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る車両制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施例３に係る車両制御装置の模式的に示した構成図である。
【図５】本発明の実施例３に係る車両制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係る車両制御装置では、内燃機関（図１の１）と変速機（図１の３）との間の動力伝達経路上にトルクコンバータ（図１の２）が配設された車両を制御する車両制御装置において、前記トルクコンバータは、前記内燃機関からの回転動力が入力されるポンプインペラ（図１の１２）と、回転する前記ポンプインペラからのオイルを受けて前記変速機に向けて回転動力を伝達するタービンランナ（図１の１４）と、前記内燃機関から前記ポンプインペラへの回転動力伝達を断接可能なインペラクラッチ（図１の１３）とを有し、前記車両制御装置は、前記内燃機関及び前記インペラクラッチを制御し、前記インペラクラッチを非係合状態から完全係合状態へ制御している途中において、スロットル開度、若しくは、前記内燃機関の回転数又は出力トルクが予め設定された閾値以上のときに、前記内燃機関の出力トルクを下降させるように制御し、前記インペラクラッチに係る前記完全係合状態の検出は、前記車両制御装置における前記インペラクラッチに対する制御信号を用いて行う。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１に係る車両制御装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る車両制御装置の模式的に示した構成図である。
【００１８】
図１を参照すると、車両は、エンジン１と変速機３との間の動力伝達経路上にトルクコンバータ２を有し、トルクコンバータ２及び変速機３における係合要素を油圧制御する油圧回路４を有し、エンジン１及び油圧回路４を電子制御する電子制御装置５を有する。電子制御装置５は、車両制御装置となり、エンジン１内のアクチュエータを制御することによりトルクダウン制御を行い、油圧回路４を制御することによりトルクコンバータ２におけるインペラクラッチ１３の断続を制御する。ここで、トルクダウン制御とは、エンジン１の出力トルクを低減させる制御をいう。
【００１９】
エンジン１は、例えば、燃料（例えば、ガソリン、軽油などの炭化水素系）の燃焼により回転動力をクランクシャフト１ａから出力する内燃機関である。クランクシャフト１ａの回転動力は、トルクコンバータ２のコンバータシェル１１に伝達される。エンジン１は、各種センサ、アクチュエータを有し、電子制御装置５に通信可能に接続されており、電子制御装置５によって制御される。
【００２０】
トルクコンバータ２は、流体の力学的作用を利用して、入力側のポンプインペラ１２と出力側のタービンランナ１４との回転差によりトルクの増幅作用を発生させる流体伝動装置である。トルクコンバータ２は、クランクシャフト１ａと変速機入力軸３ａとの間の動力伝達経路上に配設されている。トルクコンバータ２は、コンバータシェル１１と、ポンプインペラ１２と、インペラクラッチ１３と、タービンランナ１４と、ロックアップクラッチ１５と、ステータ１６と、ワンウェイクラッチ１７と、ステータシャフト１８と、を有する。
【００２１】
コンバータシェル１１は、トルクコンバータ２のケーシングとなるものである。コンバータシェル１１は、クランクシャフト１ａと常に一体回転する。コンバータシェル１１の内部の空間には、トルクコンバータ２の各構成部やオイルが配されている。コンバータシェル１１は、ポンプインペラ１２と相対回転可能に構成されているが、インペラクラッチ１３が係合することでポンプインペラ１２と一体回転する。コンバータシェル１１は、タービンランナ１４と相対回転可能に構成されているが、ロックアップクラッチ１５が係合することでタービンランナ１４と一体回転する。
【００２２】
ポンプインペラ１２は、回転することによりタービンランナ１４に向けてオイルを送り出す羽根車である。ポンプインペラ１２は、コンバータシェル１１と相対回転可能に構成されているが、インペラクラッチ１３が係合することでコンバータシェル１１と一体回転する。
【００２３】
インペラクラッチ１３は、アイドリング時の燃料消費量を低減することを狙って、タービンランナ１４とポンプインペラ１２との間の流体抵抗を低減するために、ポンプインペラ１２をエンジン１から切り離すクラッチ機構（摩擦係合要素）である。インペラクラッチ１３は、係合することでコンバータシェル１１の回転動力をポンプインペラ１２に伝達する。インペラクラッチ１３は、油圧回路４を介して電子制御装置５により断続制御される。
【００２４】
タービンランナ１４は、ポンプインペラ１２から送り出されたオイルを受けて回転する羽根車である。タービンランナ１４は、変速機入力軸３ａと常に一体回転する。タービンランナ１４は、コンバータシェル１１と相対回転可能に構成されているが、ロックアップクラッチ１５が係合することでコンバータシェル１１と一体回転する。
【００２５】
ロックアップクラッチ１５は、ポンプインペラ１２とタービンランナ１４の回転数差が小さいときに、それらを直結してエンジン１とタービンランナ１４の回転数差をなくすクラッチ機構（摩擦係合要素）である。ロックアップクラッチ１５は、係合することでコンバータシェル１１の回転動力をタービンランナ１４及び変速機入力軸３ａに伝達する。ロックアップクラッチ１５は、油圧回路４を介して電子制御装置５により断続制御される。
【００２６】
ステータ１６は、タービンランナ１４とポンプインペラ１２との間の内周寄りの位置に配され、タービンランナ１４から排出されたオイルを整流してポンプインペラ１２に還流することでトルク増幅作用を発生させる羽根車である。ステータ１６は、ワンウェイクラッチ１７及びステータシャフト１８を介して変速機ケース３ｂに固定されており、一方向にのみ回転するように構成されている。
【００２７】
ワンウェイクラッチ１７は、ステータ１６を一方向のみに回転許容するクラッチである。ワンウェイクラッチ１７の回転端にはステータ１６が固定されている。ワンウェイクラッチ１７の固定端は、ステータシャフト１８を介して変速機ケース３ｂに固定されている。
【００２８】
ステータシャフト１８は、ワンウェイクラッチ１７の固定端を変速機ケース３ｂに固定するためのシャフト状の部材である。
【００２９】
変速機３は、変速機入力軸３ａから入力された回転動力を変速して駆動輪（図示せず）に向けて出力する機構である。変速機３では、エンジン１から出力された回転動力が、トルクコンバータ２を介して遊星歯車機構（複数の遊星歯車機構が組み合わさったもの）に入力され、当該遊星歯車機構で変速されて出力される。変速機３は、複数の摩擦係合要素（図示せず；クラッチ、ブレーキ）の係合・非係合の組合せに応じて複数の変速段を構成する。変速機３における各摩擦係合要素は、油圧回路４を介して電子制御装置５により断続制御される。
【００３０】
油圧回路４は、トルクコンバータ２及び変速機３における摩擦係合要素（インペラクラッチ１３、ロックアップクラッチ１５を含む）に供給する油圧を制御する回路である。油圧回路４は、バルブ（図示せず）によって油路（図示せず）を切り替え可能な構成となっており、電子制御装置５からの制御信号により駆動される複数の電磁弁（図示せず）を備えている。電磁弁は、オイルポンプから供給されたライン圧を制御することにより、油路を切替制御したり、トルクコンバータ２及び変速機３の摩擦係合要素（インペラクラッチ１３、ロックアップクラッチ１５を含む）の係合及び開放（非係合）を制御する。
【００３１】
電子制御装置５は、油圧回路４を介してトルクコンバータ２及び変速機３における摩擦係合要素（インペラクラッチ１３、ロックアップクラッチ１５を含む）の動作を制御するコンピュータである。電子制御装置５は、ブレーキペダルセンサ６、エンジン回転数センサ７、変速機入力軸回転数センサ８、及びアクセルペダルセンサ９と通信可能に接続されている。電子制御装置５は、各種センサからの検出信号、各種アクチュエータ（電磁弁を含む）の制御信号に基づく車両状態（ブレーキ踏み込み、エンジン回転数、変速機入力軸回転数、アクセル開度等）を検出する。電子制御装置５は、車両状態に応じて、記憶されたプログラム、データベース（マップ、閾値）に基づいて、エンジン１の出力（回転数、トルク）を制御する制御信号を送出する。電子制御装置５は、車両状態に応じて、記憶されたプログラム、データベース（マップ、閾値）に基づいて、変速機３の変速制御や、インペラクラッチ１３及びロックアップクラッチ１５の断続制御を実行すべく、油圧回路４における電磁弁（図示せず）を駆動制御する制御信号を送出する。電子制御装置５の詳細な制御動作については、後述する。
【００３２】
ブレーキペダルセンサ６は、運転席のアクセルペダル（図示せず）の踏み込みストロークを検出するセンサであり、運転者の発進意思を検出するための発進意思検出センサとなる。ブレーキペダルセンサ６は、ブレーキペダルの踏み込みが解除されると発進意思ありと検出する。ブレーキペダルセンサ６は、電子制御装置５と通信可能に接続されている。
【００３３】
なお、ブレーキペダルセンサ６の代わりに、発進意思検出センサとして、例えば、シフトレバーによるＬレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｐレンジ、Ｄレンジなどのシフトポジションを検出するシフトポジションセンサや、アクセルペダルセンサ９を用いることができる。シフトポジションセンサであれば、例えば、シフトレバーがＮレンジからＤレンジに操作されたときに発進意思ありと検出する。アクセルペダルセンサ９であれば、アクセルペダルが踏み込まれたときに発進意思ありと検出する。なお、発進意思は、１つのセンサだけで判断するだけでなく、複数のセンサを用いて判断するようにしてもよい。
【００３４】
エンジン回転数センサ７は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転数（エンジン回転数）を検出するセンサである。エンジン回転数センサ７は、電子制御装置５と通信可能に接続されている。
【００３５】
変速機入力軸回転数センサ８は、変速機入力軸３ａの回転数（変速機入力軸回転数）を検出するセンサである。変速機入力軸回転数センサ８は、電子制御装置５と通信可能に接続されている。
【００３６】
アクセルペダルセンサ９は、運転席のアクセルペダル（図示せず）の踏み込みストロークを検出することによりスロットル開度を検出するセンサである。変速機入力軸回転数センサ８は、電子制御装置５と通信可能に接続されている。
【００３７】
次に、本発明の実施例１に係る車両制御装置の動作について図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施例１に係る車両制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。なお、スタートにおいては、車両が停止しており、エンジン１が回転中であり、インペラクラッチ１３及びロックアップクラッチ１５が開放された状態にあるものとする。
【００３８】
まず、電子制御装置５は、発進意思検出センサ（図１ではブレーキペダルセンサ６）を用いて、運転者の発進意思が検出できたか否かを判断する（ステップＡ１）。運転者の発進意思が検出できない場合（ステップＡ１のＮＯ）、ステップＡ１に戻る。
【００３９】
運転者の発進意思が検出できた場合（ステップＡ１のＹＥＳ）、電子制御装置５は、インペラクラッチ１３を開放状態から係合状態にする制御の実行を開始する（ステップＡ２）。
【００４０】
ステップＡ２の後、又は、ステップＡ５の後、電子制御装置５は、インペラクラッチ１３が完全係合したか否かを判断する（ステップＡ３）。インペラクラッチ１３が完全係合した場合（ステップＡ３のＹＥＳ）、インペラクラッチ１３が完全係合したままとし、ステップＡ６に進む。
【００４１】
ここで、インペラクラッチ１３が完全係合したか否かの判断は、図１ではエンジン回転数センサ７で検出されたエンジン回転数と、変速機入力軸回転数センサ８で検出された変速機入力軸回転数との差がなくなった（又は、差が閾値以下となった）か否かにより判断され、差がなくなったときにインペラクラッチ１３が完全係合したと判断する。
【００４２】
なお、エンジン回転数センサ７及び変速機入力軸回転数センサ８を用いてインペラクラッチ１３が完全係合したか否かを判断する場合に限らず、インペラクラッチ１３を係合させる油圧を検出する油圧センサの検出信号や、電子制御装置５の油圧回路４に対する制御信号（インペラクラッチ１３に係るもの）を用いてインペラクラッチ１３が完全係合したか否かを判断してもよい。
【００４３】
インペラクラッチ１３が完全係合していない場合（ステップＡ３のＮＯ）、電子制御装置５は、アクセルペダルセンサ９を用いて、運転者から要求されているスロットル開度が、予め設定された閾値以上であるか否かを判断する（ステップＡ４）。スロットル開度が閾値以上でない場合（ステップＡ４のＮＯ）、ステップＡ６に進む。
【００４４】
スロットル開度が閾値以上である場合（ステップＡ４のＹＥＳ）、インペラクラッチ１３の係合時のショックを低減するために、電子制御装置５は、エンジン１に対してトルクダウン制御を実行（トルクダウン制御中でないときはトルクダウン制御開始、トルクダウン制御中のときはトルクダウン制御継続）し（ステップＡ５）、その後、ステップＡ３に戻る。
【００４５】
インペラクラッチ１３が完全係合した場合（ステップＡ３のＹＥＳ）、又は、スロットル開度が閾値以上でない場合（ステップＡ４のＮＯ）、インペラクラッチ１３の係合時のショックが問題とならないので、電子制御装置５は、エンジン１に対してトルクダウン制御せず（トルクダウン制御中でないときはトルクダウン制御しないまま、トルクダウン制御中のときはトルクダウン制御停止）し（ステップＡ６）、その後、終了する。
【００４６】
実施例１によれば、車両発進時のタイムラグを抑えるためにインペラクラッチ１３を急係合している最中において、スロットル開度が大きいときにエンジン１をトルクダウン制御することで、変速機１へのショック伝達を抑えることができる。そのため、インペラクラッチ１３の急係合が可能となり、発進時のタイムラグを低減することができる。
【実施例２】
【００４７】
本発明の実施例２に係る車両制御装置について図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例２に係る車両制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【００４８】
実施例２では、実施例１（図２参照）のステップＡ３とステップＡ４に相当するステップＢ３とステップＢ５の間に、エンジン回転数センサ（図１の７）を用いて、エンジン回転数が、予め設定された閾値以上であるか否かを判断するステップＢ４を追加したものである。つまり、ステップＢ１〜Ｂ３は、図２のステップＡ１〜Ａ３と同様であり、インペラクラッチ１３が完全係合していない場合（ステップＢ３のＮＯ）、電子制御装置５は、エンジン回転数センサ７を用いて、エンジン回転数が、予め設定された閾値以上であるか否かを判断する（ステップＢ４）。エンジン回転数が閾値以上である場合（ステップＢ４のＹＥＳ）、ステップＢ６に進む。エンジン回転数が閾値以上でない場合（ステップＢ４のＮＯ）、ステップＢ５に進む。ステップＢ５〜Ｂ７は、図２のステップＡ５及びステップＡ６と同様である。なお、実施例２の構成は、実施例１の構成（図１参照）と同様である。
【００４９】
実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏する。
【実施例３】
【００５０】
本発明の実施例３に係る車両制御装置について図面を用いて説明する。図４は、本発明の実施例３に係る車両制御装置の模式的に示した構成図である。図５は、本発明の実施例３に係る車両制御装置の動作を模式的に示したフローチャートである。
【００５１】
実施例３では、実施例２の変形例であり、実施例２の車両制御装置（実施例１の車両制御装置と同様；図１参照）においてエンジントルクセンサ１０を追加し（図４参照）、実施例２の車両制御装置の動作（図３参照）におけるエンジン回転数が予め設定された閾値以上であるか否かを判断するステップＢ４を行う代わりに、エンジントルクセンサ１０を用いて、エンジントルクが、予め設定された閾値以上であるか否かを判断するステップＣ４を行うようにしたものである（図５参照）。追加されたエンジントルクセンサ１０は、エンジン１の出力トルク（エンジントルク）を検出するセンサである。エンジントルクセンサ１０は、電子制御装置５と通信可能に接続されている。車両制御装置の動作において、ステップＣ１〜Ｃ３は、図３のステップＢ１〜Ｂ３と同様であり、インペラクラッチ１３が完全係合していない場合（ステップＣ３のＮＯ）、電子制御装置５は、エンジントルクセンサ１０を用いて、エンジントルクが、予め設定された閾値以上であるか否かを判断する（ステップＣ４）。エンジントルクが閾値以上である場合（ステップＣ４のＹＥＳ）、ステップＣ６に進む。エンジントルクが閾値以上でない場合（ステップＣ４のＮＯ）、ステップＣ５に進む。ステップＣ５〜Ｃ７は、図３のステップＢ５〜Ｂ７と同様である。
【００５２】
実施例３によれば、実施例２と同様な効果を奏する。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン（内燃機関）
１ａ  クランクシャフト
２  トルクコンバータ
３  変速機
３ａ  変速機入力軸
３ｂ  変速機ケース
４  油圧回路
５  電子制御装置（車両制御装置）
６  ブレーキペダルセンサ（発進意思検出センサ）
７  エンジン回転数センサ（インペラクラッチ係合検出センサ）
８  変速機入力軸回転数センサ（インペラクラッチ係合検出センサ）
９  アクセルペダルセンサ
１０  エンジントルクセンサ
１１  コンバータシェル
１２  ポンプインペラ
１３  インペラクラッチ
１４  タービンランナ
１５  ロックアップクラッチ
１６  ステータ
１７  ワンウェイクラッチ
１８  ステータシャフト
【図１】
0005493699.tif 000002
【図２】
0005493699.tif 000003
【図３】
0005493699.tif 000004
【図４】
0005493699.tif 000005
【図５】
0005493699.tif 000006