(57)【要約】【課題】ロックアップクラッチが付帯するトルクコンバータを実装した車両が登坂路を走行する際のエンジン回転数の不意の低落を防止する。【解決手段】内燃機関と車軸との間にロックアップクラッチが付帯したトルクコンバータを介在させている車両を制御するものであって、内燃機関の気筒において複数回失火したことを感知した場合、エンジン回転数が所定の閾値以下かつエンジン負荷が所定の閾値以上であるか車両が登坂路を走行しており、アクセルペダルが所定以上踏まれていることを条件として、トルクコンバータのロックアップを禁止する車両の制御装置を構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と車軸との間にロックアップクラッチが付帯したトルクコンバータを介在させている車両を制御するものであって、
内燃機関の気筒において複数回失火したことを感知した場合、エンジン回転数が所定の閾値以下かつエンジン負荷が所定の閾値以上であるか車両が登坂路を走行しており、アクセルペダルが所定以上踏まれていることを条件として、トルクコンバータのロックアップを禁止する車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と車軸との間にロックアップクラッチが付帯したトルクコンバータが介在する車両を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動系に実装される自動変速機として、トルクコンバータ及びベルト式連続可変変速機構（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を具備してなる無段変速機が公知である（例えば、下記特許文献を参照）。
【０００３】
トルクコンバータには、その入力側と出力側とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチが付帯することが通例である。トルクコンバータのロックアップにより、回転駆動力の伝達効率を高め、実用燃費の良化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１６６６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近時では、車両の燃費性能の一層の追求のため、車速やエンジン回転数が低い状態から（例えば、１０ｋｍ／ｈ以上、または１２００ｒｐｍ以上で）トルクコンバータのロックアップを開始するようになってきている。
【０００６】
車両が登坂路を走行しているときにトルクコンバータをロックアップしていると、内燃機関の気筒において失火が続発した場合に、クランクシャフトに作用する逆トルクによってエンジン回転数が低落し、エンジンストールに陥る懸念が生じる。
【０００７】
本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、ロックアップクラッチが付帯するトルクコンバータを実装した車両が登坂路を走行する際のエンジン回転数の不意の低落を防止することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、内燃機関と車軸との間にロックアップクラッチが付帯したトルクコンバータを介在させている車両を制御するものであって、内燃機関の気筒において複数回失火したことを感知した場合、エンジン回転数が所定の閾値以下かつエンジン負荷が所定の閾値以上であるか車両が登坂路を走行しており、アクセルペダルが所定以上踏まれていることを条件として、トルクコンバータのロックアップを禁止する車両の制御装置を構成した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ロックアップクラッチが付帯するトルクコンバータを実装した車両が登坂路を走行する際のエンジン回転数の不意の低落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及び車両の制御装置の概略構成を示す図。
【図２】同実施形態における車両の駆動系の構成を示す図。
【図３】同実施形態の車両の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。
【図４】同実施形態においてトルクコンバータのロックアップを禁止する運転領域を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を起こすものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子を有するイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１２】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１３】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１４】
排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、排気通路４を流れる排気の一部を吸気通路３に還流させて吸気に混交する、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。
【００１５】
図２に、車両が備える駆動系のトランスミッションの例を示す。このトランスミッションは、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９を備えてなる。特に、本実施形態では、自動変速機８、９の構成要素として、遊星歯車機構を利用した前後進切換装置８、及び無段変速機の一種であるベルト式ＣＶＴ９を採用している。
【００１６】
内燃機関が出力する回転駆動力は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトからトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５の回転は、出力ギア１５１に伝達される。出力ギア１５１は、デファレンシャル装置のリングギア１５２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１５３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。
【００１７】
トルクコンバータ７は、ロックアップ機構を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ７の入力側と出力側とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチ７３と、ロックアップクラッチ７３を断接切換駆動するための作動液圧（油圧）を制御するロックアップソレノイドバルブ（図示せず）とを要素とする。ロックアップソレノイドバルブは、制御信号ｔを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
【００１８】
ＣＶＴ９を搭載した車両においては、車速がある程度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上である場合、ほぼ常時トルクコンバータ７をロックアップする。車速がそれ以下となれば、トルクコンバータ７のロックアップを解除する。ロックアップ時、ロックアップクラッチ７３はトルクコンバータカバー７４に押し付けられ、トルクコンバータカバー７４と一体となって回転する。ロックアップ時、トルクコンバータ７の入力側（のドライブプレート）に入力された回転駆動力は、トルクコンバータカバー７４からロックアップクラッチ７３を経由してトルクコンバータ７の出力側、ひいては前後進切換装置８に直接伝達される。ロックアップ時、トルクコンバータ７の出力側回転数の入力側回転数に対する比である速度比は１となる。
【００１９】
翻って、非ロックアップ時には、ロックアップクラッチ７３がトルクコンバータカバー７４から離反する。非ロックアップ時、トルクコンバータ７の入力側に入力された回転駆動力は、トルクコンバータカバー７４からポンプインペラ７１、タービン７２へと伝わり、前後進切換装置８に伝達される。非ロックアップ時、トルクコンバータ７の速度比は、駆動状態に応じて１よりも小さくなったり大きくなったりする。
【００２０】
前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力側）との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。
【００２１】
走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）は、制御信号ｕを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
【００２２】
非走行レンジのうちのＮレンジでは、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断する。Ｐレンジでは、車軸１５３が動かないよう機械的にロックする。
【００２３】
ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有しており、液圧サーボ９１３を操作し可動シーブ９１２を変位させることを通じて変速比を無段階に変更できる。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有しており、液圧サーボ９２３を操作し可動シーブ９２２を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与える。
【００２４】
本実施形態の車両の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２５】
ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ（エンジン回転センサ）から出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量をアクセル開度（いわば、内燃機関に対する要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、車両が現在所在している路面の傾斜を検出する傾斜センサまたは加速度センサから出力される傾斜信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、車両のシフトレバー（セレクトレバー）のレンジ（Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジ、Ｐレンジ等）を知得するためのセンサから出力されるシフトレンジ信号ｈ等が入力される。
【００２６】
ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、イグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ロックアップクラッチ７３の断接切換用のロックアップソレノイドバルブに対して開度操作信号ｔ、フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５の断接切換用のソレノイドバルブに対して開度操作信号ｕ、ＣＶＴ９に対して変速比制御信号ｖ等を出力する。
【００２７】
ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納しているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数や吸気圧等を知得するとともに、気筒１に充填される吸気量に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）、トルクコンバータ７のロックアップを行うか否か、ＣＶＴ９の変速比等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｔ、ｕ、ｖを出力インタフェースを介して印加する。
【００２８】
ＥＣＵ０は、通常、車速、エンジン回転数及びアクセルペダルの踏込量に応じて、トルクコンバータ７のロックアップクラッチ７３を締結するか解除するかを決定する。基本的には、車速やエンジン回転数が低い状態から、例えば車速が１０ｋｍ／ｈ程度以上、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ程度以上から、トルクコンバータ７をロックアップする。ＥＣＵ０のメモリには予め、車速、エンジン回転数及びアクセルペダルの踏込量と、トルクコンバータ７のロックアップを行うか否かとの関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現在の車速、エンジン回転数及びアクセルペダルの踏込量をキーとして当該マップを検索し、トルクコンバータ７のロックアップの要否を知得する。
【００２９】
また、ＥＣＵ０は、内燃機関のクランクシャフトの所定回転角度あたりの回転速度を計測するとともに、その回転速度の低下量（変化量）を判定閾値と比較することで、気筒１内で失火が発生したか否かの判定を行う。より具体的には、クランクシャフトが所定回転角度、例えば３０°ＣＡ（クランク角度）回転するために要した時間をクランク角センサを介して反復的に計測し、今回計測された所要時間から前回計測された所要時間を減算することで、３０°ＣＡ毎の回転速度の低下量の指標となる、３０°ＣＡの所要時間の変化量を得る。３０°ＣＡの所要時間の変化量が正値であることは内燃機関の回転速度が減速傾向にあることを意味し、負値であることは内燃機関の回転速度が加速傾向にあることを意味する。気筒１内で失火が発生すると、当該気筒１の膨張行程において加速が行われないことから、３０°ＣＡの所要時間の変化量の値が逓増する。故に、ＥＣＵ０は、３０°ＣＡの所要時間の変化量を判定閾値と比較して、前者が後者を上回ったならば気筒１内で失火が発生したものと判定する。
【００３０】
しかして、本実施形態のＥＣＵ０は、図３に示すように、過去の一定の期間内、例えばクランクシャフトが所定回数回転した間に所定回数以上の失火を感知した経歴がある場合（ステップＳ１）において、エンジン回転数が所定の低回転数の閾値以下かつエンジン負荷（エンジントルク、スロットルバルブ３２の開度、サージタンク３３内吸気圧、気筒１に充填される吸気量（新気量であることがある）または燃料噴射量）が所定の高負荷の閾値以上であり（ステップＳ２）、アクセルペダルの踏込量が所定以上である（ステップＳ３）を条件として、トルクコンバータ７のロックアップを禁止する（ステップＳ４）。即ち、現在の車速、エンジン回転数及びアクセルペダルの踏込量から見てロックアップクラッチ７３を締結するべき状況下にあるとしても、ロックアップクラッチ７３を締結せず、または締結していたロックアップクラッチ７３を開放する。
【００３１】
ステップＳ２は、車両が現在登坂路を走行中であるか否かを判断するものである。現在の内燃機関の運転領域が、図４においてハッチングを施した領域にあるとき、エンジン負荷は高いにもかかわらずエンジン回転数が低い、つまりは登坂路を走行中であると推察される。並びに、ステップＳ３は、運転者が車両を停止させず走行を継続させようとする意思を有しているか否かを判断するものである。
【００３２】
ステップＳ２における判断条件、即ちエンジン回転数と比較するべき閾値及びエンジン負荷と比較するべき閾値を、そのときのエンジン回転数または車速の単位時間あたりの低下量に応じて可変としてもよい。具体的には、エンジン回転数または車速の単位時間あたりの低下量が大きい場合、エンジン回転数または車速の単位時間あたりの低下量が小さい場合と比較して、エンジン回転数と比較するべき閾値をより引き上げ、及び／または、エンジン負荷と比較するべき閾値をより引き下げることで、トルクコンバータ７のロックアップを禁止する運転領域を拡大する。図４中、実線がエンジン回転数または車速の単位時間あたりの低下量が比較的小さい場合の閾値を表し、鎖線がエンジン回転数または車速の単位時間あたりの低下量が比較的大きい場合の閾値を表している。エンジン回転数または車速の単位時間あたりの低下量が大きくなると、トルクコンバータ７のロックアップを禁止する運転領域が、図４において網掛けを施した領域まで拡大する。
【００３３】
本実施形態では、内燃機関と車軸１５３との間にロックアップクラッチ７３が付帯したトルクコンバータ７を介在させている車両を制御するものであって、内燃機関の気筒１において複数回失火したことを感知した場合、エンジン回転数が所定閾値以下かつエンジン負荷が所定閾値以上であり、アクセルペダルが所定以上踏まれていることを条件として、トルクコンバータ７のロックアップを禁止する車両の制御装置０を構成した。
【００３４】
本実施形態によれば、内燃機関に何らかの異常（インジェクタ１１から必要十分量の燃料が噴射されない、点火プラグ１２が汚損して火花点火がうまくいかない等）が生じており失火が続発するおそれがある場合に、登坂路走行中のトルクコンバータ７のロックアップを禁止することとしたため、ロックアップにより登坂路から駆動系を介して大きな逆トルクが内燃機関のクランクシャフトに作用することを防止できる。結果、登坂路走行中にエンジン回転数が不当に低落しエンジンストールに陥る問題を回避可能となる。そして、車両を安全な場所まで退避走行させることができるようになる。
【００３５】
また、ステップＳ２が成立せず、車両が登坂路を走行していないとき、換言すれば平坦路または降坂路を走行しているときには、トルクコンバータ７のロックアップを許可して燃費性能の維持を図る。
【００３６】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。ステップＳ１ないしＳ３の条件がおしなべて成立したときに、トルクコンバータ７のロックアップを禁止するとともに、ＥＧＲバルブ２３の開度を縮小または全閉してＥＧＲガスの還流量を削減または０とすることも、エンジンストールの予防に効果的である。また、ステップＳ１ないしＳ３の条件がおしなべて成立したときに、内燃機関が駆動する補機の負荷を減少させる、例えば、発電機の発電量（または、出力電圧）を低下させたり、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサの稼働を禁止したり、可変容量型のコンプレッサの容量を縮小したりすることも好ましい。
【００３７】
ステップＳ２にて、内燃機関の運転領域について判断するのではなく、傾斜センサまたは加速度センサを介して現在車両が所在している路面の傾斜を直接検出しても構わない。その場合には、路面の傾斜が所定角度以上の上りであることを以て、ステップＳ２の条件が成立すると見なす。
【００３８】
内燃機関の気筒１における失火の発生を感知する手法は、クランクシャフトの所定回転角度あたりの回転速度の低下量を参照するものには限定されない。例えば、気筒１の燃焼室内で混合気が燃焼するときに発生するイオン電流を検出し、そのイオン電流信号を参照して失火の発生の有無を判断することもできる。
【００３９】
その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車両の駆動系のトルクコンバータのロックアップクラッチの制御に適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
７…トルクコンバータ
７３…ロックアップクラッチ
１５３…車軸
ａ…車速信号
ｂ…クランク角信号
ｃ…アクセル開度信号
ｅ…傾斜信号
ｊ…燃料噴射信号
ｋ…開度操作信号
ｔ…開度操作信号
【図１】
2018071662.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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