(57)【要約】【課題】アイドル運転時にエンジンストールに至ることを抑制しつつ、エンジンの燃費を良好にすることができる車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】エンジンと、エンジンの出力軸が連結されたポンプインペラーおよび駆動輪にトルク伝達可能に連結されたタービンランナーを有するトルクコンバータとを備えた車両の駆動力制御装置において、エンジンの回転数に対するタービンランナーの回転数であるトルクコンバータの速度比を算出し（ステップＳ５）、車両の走行路の路面勾配角を検出し（ステップＳ６）、走行レンジが前進レンジの場合に、エンジンのアイドル運転時における出力トルクを、速度比が大きいほど小さく定め、かつ路面勾配角が大きいほど大きく定める（ステップＳ７）ように構成されている。【選択図】図２
2019152134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの出力軸が連結されたポンプインペラーおよび駆動輪にトルク伝達可能に連結されたタービンランナーを有するトルクコンバータとを備えた車両の駆動力制御装置において、
前記エンジンの出力トルクを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記エンジンの回転数に対する前記タービンランナーの回転数である前記トルクコンバータの速度比を算出し、
前記車両の走行路の路面勾配角を検出し、
走行レンジが前進レンジの場合に、前記エンジンのアイドル運転時における前記出力トルクを、前記速度比が大きいほど小さく定め、かつ前記路面勾配角が大きいほど大きく定めるように構成されている
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンとトルクコンバータとを備えた車両の駆動力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンと、エンジンの出力軸に連結されたトルクコンバータとを備えた車両を対象とした制御装置が記載されている。この制御装置は、減速時において、アクセル操作されておらず、かつエンジンへの燃料の供給が停止されていない状況下では、エンジンがアイドル運転するように制御されており、そのアイドル運転中における燃費を良好とするように制御する。具体的には、エンジン回転数に対するトルクコンバータの出力回転数（タービン回転数）である速度比が大きいほど、エンジンへの吸入空気量を低減するように構成されている。
【０００３】
なお、特許文献２には、アイドル運転の開始判定がされた場合に、エンジンの回転数をアイドル回転数に制御する制御装置が記載されており、その制御装置は、登坂路を走行している場合には、登坂路の勾配角が高いほど、アイドル運転の開始判定閾値を高く設定するように構成されている。すなわち、登坂路を走行している場合には、アイドル判定されやすくなるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０９２４１１号公報
【特許文献２】特開２００６−２７４８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された制御装置は、トルクコンバータの速度比に応じてアイドル運転時におけるエンジンへの吸入空気量を低減するため、燃費を良好にすることができる。しかしながら、エンジンへの吸入空気量を低減するとエンジンの出力トルクが減少することになるため、エンジンへの負荷が比較的高い状況下では、エンジンストールに至る可能性がある。具体的には、トルクコンバータにおけるタービンの回転数を検出するセンサは、一般的に、回転数を絶対値として検出するように構成されており、回転方向を判断することができない。そのため、ドライブレンジ（Ｄレンジ）を選択して登坂路を走行している場合に、車両が後退すると、タービンがエンジンとは逆回転し、エンジンに対する負荷が増大するにも関わらず、トルクコンバータの速度比が増大したと判断され、エンジンの出力トルクが減少される可能性がある。その結果、エンジンストールに至る可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、アイドル運転時にエンジンストールに至ることを抑制しつつ、エンジンの燃費を良好にすることができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンの出力軸が連結されたポンプインペラーおよび駆動輪にトルク伝達可能に連結されたタービンランナーを有するトルクコンバータとを備えた車両の駆動力制御装置において、前記エンジンの出力トルクを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記エンジンの回転数に対する前記タービンランナーの回転数である前記トルクコンバータの速度比を算出し、前記車両の走行路の路面勾配角を検出し、走行レンジが前進レンジの場合に、前記エンジンのアイドル運転時における前記出力トルクを、前記速度比が大きいほど小さく定め、かつ前記路面勾配角が大きいほど大きく定めるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明においては、走行レンジが前進レンジの場合に、エンジンのアイドル運転時における出力トルクを、速度比が大きいほど小さく定め、かつ路面勾配角が大きいほど大きく定めるように構成されている。したがって、平坦路や降坂路を走行している時には、速度比に応じてエンジンの出力トルクを低減することができ、それに伴って燃費を良好にすることができる。また、路面勾配角が大きい登坂路を走行している時には、エンジンの出力トルクが低減されることを抑制でき、その結果、前進レンジを選択している状態で後退したとしても、エンジンストールに至ることを抑制することができる。また、アイドルトルクを大きく定めることにより、車両が過度に減速されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施形態における車両の一例を説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図３】路面勾配角を算出する手段を説明するための模式図である。
【図４】路面勾配角に応じたアイドルトルク低減量を説明するための図である。
【図５】図２に示す制御例を実行した場合におけるエンジンの出力トルクの変化などを示すタイムチャートである。
【図６】アイドルトルクアップ要求がある場合の制御例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の実施形態における車両の一例を図１に模式的に示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ＥＮＧ）１と、トルクコンバータ２と、変速機構（Ｔ／Ｍ）３とを備えている。エンジン１は、従来知られているエンジンと同様に構成することができる。具体的には、エンジン１に外気を取り込むための吸気管４と、エンジン１による燃焼で生じた排気を外部に排出するための排気管５とを備えている。吸気管４には、運転者によるアクセルペダルの操作量などに応じて吸気管４の開度を制御する電子スロットルバルブ６が設けられている。さらに、吸気管４のうち電子スロットルバルブ６よりも上流側と下流側とを連結するバイパス管７が設けられており、そのバイパス管７の開度を制御するＩＳＣバルブ８が設けられている。このＩＳＣバルブ８は、アイドル回転数と実際のエンジン回転数との偏差に基づいて、バイパス管７を流動する外気の流量を制御するように構成されている。また、エンジン１には、外気と燃料との混合気を着火するための図示しない点火プラグが設けられており、その点火プラグによる着火のタイミングを適宜制御することができるように構成されている。なお、ＩＳＣバルブ８を設けることなく、電子スロットルバルブ６の開度を制御することにより、エンジン回転数をアイドル回転数に調整するように構成してもよい。
【００１１】
トルクコンバータ２は、従来知られているトルクコンバータと同様に構成することができる。図１に示すトルクコンバータ２は、エンジン１の出力軸９に連結されたポンプインペラー１０と、ポンプインペラー１０に対向して配置されたタービンランナー１１と、ポンプインペラー１０とタービンランナー１１との間に配置されたステータ１２とを備えている。このステータ１２は、ケースなどの固定部１３にワンウェイクラッチ１４を介して連結されており、タービンランナー１１の回転数がポンプインペラー１０の回転数よりも高回転数になるときに、ワンウェイクラッチ１４が解放し、タービンランナー１１の回転数がポンプインペラー１０の回転数よりも低回転数になるときに、ワンウェイクラッチ１４が係合するように構成されている。なお、トルクコンバータ２には、種々の条件に応じてタービンランナー１１とポンプインペラー１０とが一体に回転するように係合するロックアップクラッチ１５が設けられている。
【００１２】
タービンランナー１１には、変速機構３の入力軸１６が連結されている。この変速機構３は、従来知られている種々の変速機構であってよく、有段式の変速機構や、無段式の変速機構などであってよい。この変速機構３の出力軸１７がデファレンシャルギヤユニット１８を介して駆動輪１９に連結されている。
【００１３】
上記の車両Ｖｅには、エンジン１、ロックアップクラッチ１５、変速機構３などを制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す）２０が設けられている。このＥＣＵ２０がこの発明の実施形態における「コントローラ」に相当する。このＥＣＵ２０は、車両Ｖｅに設けられた種々のセンサからデータが入力され、その入力されたデータや予め記憶されている演算式、またはマップなどに基づいて各装置への指令信号を出力するように構成されている。ＥＣＵ２０に入力されるデータの一例としては、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、車速、前後加速度、エンジン回転数、タービン回転数、シフトレバーの位置などである。また、ＥＣＵ２０から出力されるデータの一例としては、電子スロットルバルブ６の開度、ＩＳＣバルブ８の開度、点火プラグの点火時期、変速機構３の変速比（または変速段）に関連する信号などである。
【００１４】
このＥＣＵ２０は、アクセルペダルの操作量が「０」、または要求駆動力が「０」以下であって、かつ極低車速の場合などに、エンジン１に燃料を供給してアイドル運転するように構成されている。なお、アイドル運転とは、エンジンストールに至らない程度にエンジン１でトルクを発生させた運転状態であり、図示しないオルタネータなどの補機類を駆動する要求などがある場合には、その要求量に応じてエンジン１で発生させるトルクを定めることができる。また、アイドル運転中には、予め定められたアイドル回転数に維持するように、目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差に基づいて、電子スロットルバルブ６やＩＳＣバルブ８の開度を制御するように構成されている。
【００１５】
一方、惰性走行時にアイドル運転する条件が成立した場合には、タービンランナー１１が車速に応じた回転数で回転するため、エンジン１に作用する負荷が小さくなる。言い換えると、エンジン回転数に対するタービン回転数であるトルクコンバータ２の速度比が大きい場合には、エンジン１に作用する負荷が小さく、エンジン１で発生させるトルクは小さくて良い。そのため、例えば、停車時にアイドル運転状態を維持するためにエンジン１に要求される発生トルクからの低減量を、速度比が大きくなるに連れて大きくするなど、アイドル運転時におけるエンジン１で発生させるトルクを、速度比が大きくなるに連れて、小さくしてもよい。
【００１６】
他方、タービン回転数を検出するセンサは、通常、タービン回転数の絶対値のみを検出するものであり、タービンランナー１１の回転方向を検出することができない。したがって、アイドル運転状態で登坂路を惰性走行するなどにより、車両Ｖｅが後退した場合には、タービンランナー１１がエンジン１とは反対方向に回転しているにもかかわらず、速度比が大きくなったと判断される可能性がある。そのような場合には、エンジン１に作用する負荷が大きいため、エンジン１で発生させるトルクを小さくすると、エンジンストールに至る可能性がある。
【００１７】
そのため、この発明の実施形態における駆動力制御装置では、速度比に加えて、走行路の勾配角に応じて、アイドル運転時におけるエンジン１の発生トルクを定めるように構成されている。その制御の一例を図２に示している。図２に示す例では、まず、走行レンジがＤレンジで走行中か否かを判断する（ステップＳ１）。走行レンジがＤレンジであるか否かは、ＥＣＵ２０の検出値、具体的には、変速機構３で設定されている変速段などに応じて判断することができる。また、走行中であるか否かは、車速センサからＥＣＵ２０に入力される信号に応じて判断することができる。なお、ステップＳ１は、要は前進走行するためのレンジが選択されて走行しているか否かを判断するためのステップであり、Ｄレンジに限らず、２（セカンド）レンジや、Ｌレンジであってもよい。
【００１８】
走行レンジがＤレンジでないことにより、または走行中でないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合は、通常制御を実行して（ステップＳ２）、リターンする。なお、通常制御とは、アクセル操作量などに応じてエンジン１の出力トルクを定め、その定められた出力トルクに応じて電子スロットルバルブ６の開度や点火時期、あるいは供給する燃料量などを制御することである。それとは反対に走行レンジがＤレンジでありかつ走行中であることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、アクセル操作量が所定値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３は、エンジン１を負荷運転する要求があるか否かを判断するためのステップである。したがって、アクセル操作量が「０」であるは必要ない。
【００１９】
アクセル操作量が所定値以上であることによりステップＳ３で否定的に判断された場合は、通常制御を実行して（ステップＳ２）、リターンする。この発明で対象とする車両Ｖｅは、ある程度の車速で走行している状態でアクセルペダルの踏み込み量が少ない場合には、減速要求があると判断するように構成されており、その場合には、従来知られているフューエルカット制御を実行する。つまり、エンジン１への燃料の供給が停止させられ、エンジン１のポンピングロスなどにより制動トルクを発生させる。そして、フューエルカット制御を実行する下限車速以下に車速が低下するなどを条件として、エンジン１への燃料の供給を開始するように構成されている。この発明の実施形態における駆動力制御装置は、上記のようにエンジン１への燃料の供給を開始した後におけるトルクの大きさを定めるものである。したがって、アクセル操作量が所定値未満であることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合は、エンジン１への燃料の供給が停止されているか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２０】
エンジン１への燃料の供給が停止されていることによりステップＳ４で肯定的に判断された場合は、通常制御を実行して（ステップＳ２）、リターンする。それとは反対にエンジン１への燃料の供給が停止されていないことによりステップＳ４で否定的に判断された場合は、トルクコンバータ２の速度比ＳＬＰを算出する（ステップＳ５）。具体的には、エンジン回転数Ｎｅを検出し、かつタービン回転数Ｎｔを検出し、その後、タービン回転数Ｎｔをエンジン回転数Ｎｅで除算して、トルクコンバータ２の速度比ＳＬＰを算出する。なお、タービン回転数Ｎｔは、タービンランナー１１の回転数を検出した値に代えて、車速センサで検出された車速と、変速機構３の変速比とから求めてもよい。
【００２１】
ついで、路面勾配Ｄを算出する（ステップＳ６）。上述した車両Ｖｅに搭載されている前後加速度センサは、車両Ｖｅの推進方向の加速度を検出するものである。したがって、車両Ｖｅが坂路を走行している場合には、車両Ｖｅの推進力に基づく加速度Ａcarに加えて、車両Ｖｅに作用する重力加速度ｇに基づいた加速度も検出される。そのため、ここに示す例では、前後加速度センサで検出された加速度Ａtotalから、車両Ｖｅの推進力に基づく加速度Ａcarを減算することにより路面勾配Ｄを算出する。
【００２２】
図３は、路面勾配Ｄを算出する手段を説明するための模式図である。ここに示す例では、まず、車速センサで検出された車速を微分することにより車両Ｖｅの前後加速度Ａcarを求める。この場合、車両Ｖｅが加速していれば、前後加速度Ａcarが正の値となり、減速していれば前後加速度Ａcarが負の値になる。ついで、前後加速度センサで検出された加速度Ａtotalから、上記で求められた前後加速度Ａcarを減算する。その減算された値(Ａtotal-Ａcar)は、重力加速度ｇと路面勾配角Ｄとに基づいた値と等しくなるため、以下の式から路面勾配角Ｄを算出する。
Ｄ=arcsin（(Ａtotal-Ａcar)/ｇ)）
【００２３】
ステップＳ６についで、ステップＳ５で算出された速度比ＳＬＰとステップＳ６で算出された路面勾配角Ｄとからアイドルトルク低減量を算出する（ステップＳ７）。例えば、まず、従来知られているアイドル制御と同様に速度比ＳＬＰからアイドルトルク低減量を求める。つまり、速度比ＳＬＰが大きいほど、アイドルトルク低減量を大きく定める。言い換えると、速度比ＳＬＰが大きいほど、エンジン１の出力トルクを小さく定める。ついで、路面勾配角Ｄが大きいほど、アイドルトルク低減量を小さく定める。言い換えると、路面勾配角Ｄが大きいほど、エンジン１の出力トルクを大きく定める。より具体的には、速度比ＳＬＰに応じて定められたアイドルトルク低減量を、路面勾配角Ｄが大きいほど、低減する。なお、路面勾配角Ｄに応じて低減されるアイドルトルク低減量は、図４に示すように路面勾配角Ｄが所定角度Ｄ１以上となった場合に、路面勾配角Ｄが大きくなるに連れてアイドルトルク低減量が低下するように定めることができる。また、路面勾配角Ｄ２は、アイドルトルクを低減すると、車両Ｖｅが後退する可能性のある勾配角である。
【００２４】
ついで、ステップＳ７で算出されたアイドルトルク低減量に基づいて吸入空気量を低減させる（ステップＳ８）。つまり、通常のアイドル制御に制御されるＩＳＣバルブ８や電子スロットルバルブ６の開度を、アイドルトルク低減量に基づいて低減するように補正する。
【００２５】
さらに、必要に応じて点火時期を遅角させて（ステップＳ９）、リターンする。すなわち、ステップＳ８においてＩＳＣバルブ８や電子スロットルバルブ６の開度を許容される範囲で制御することにより低減されるエンジン１の出力トルクの低減量が、アイドルトルク低減量を充足できない場合などに、点火時期を遅角させてエンジン１の出力トルクを低減させる。
【００２６】
図５には、図２に示す制御例を実行した場合におけるエンジン１の出力トルクの変化などを示すタイムチャートである。図５には、降坂路を走行している間にアクセル操作量が低減され、その状態で登坂路を走行した例を示している。図５におけるｔ０時点では、降坂路を走行しているとともに、アクセルペダルが踏み込まれてエンジン１が負荷運転している。したがって、図２におけるステップＳ３で否定的に判断されることにより、エンジン１は通常制御に応じて運転される。なお、エンジン回転数Ｎｅは、タービン回転数Ｎｔよりもやや高回転数となっている。
【００２７】
ｔ１時点で、アクセルペダルの操作量が低減されることによりアイドル運転に移行する。一方、ｔ１時点ではエンジン回転数Ｎｅが、未だタービン回転数Ｎｔよりも高回転数であることにより、速度比ＳＬＰが小さい。したがって、速度比ＳＬＰに応じたアイドルトルク低減量は小さい。他方、降坂路を走行していることにより、路面勾配角Ｄに応じたアイドルトルク低減量は大きい。そのため、図５に示す例では、停車時に要求されるアイドルトルク（以下、基準トルクと記す）Ｔｈよりも若干小さいトルクにエンジントルクが制御されている。
【００２８】
上記のようにエンジントルクが低減されることに伴ってエンジン回転数Ｎｅが次第に低下し始める。すなわち、速度比ＳＬＰが次第に大きくなる。それに応じて、アイドルトルク低減量が次第に増大する。すなわち、エンジントルクが低下する。なお、ｔ２時点で、エンジン回転数Ｎｅがタービン回転数Ｎｔよりも低回転数になり、速度比ＳＬＰが「１」よりも大きくなる。
【００２９】
ｔ３時点で、登坂路を走行し始める。その結果、車速が次第に低下することに伴ってタービン回転数Ｎｔが次第に低下し始める。なお、エンジン回転数Ｎｅは、ほぼ一定に保たれている。ついで、ｔ４時点で路面勾配角Ｄが更に増大し、タービン回転数Ｎｔが低下することに伴って、速度比ＳＬＰが更に低下している。その結果、アイドルトルク低減量が低下させられ、かつ路面勾配角Ｄに応じたアイドルトルク低減量も低下させられることにより、エンジン１の出力トルクが次第に増大している。
【００３０】
ｔ５時点では、路面勾配角Ｄに応じて定められるアイドルトルク低減量が「０」となる程度まで路面勾配角Ｄが増大している。また、そのｔ５時点では、エンジン回転数Ｎｅがタービン回転数Ｎｔよりも高回転数になっており、速度比ＳＬＰに応じたアイドルトルク低減量も「０」となっている。その結果、ｔ５時点では、基準トルクＴｈとなるようにエンジン１の出力トルクが制御されている。
【００３１】
ｔ６時点で車速が「０」まで低下し、その後、後退し始めている。一方、上述したようにタービン回転数Ｎｔを検出するセンサは、回転方向を検出することができない。その結果、センサによる検出値としては、図５に実線で示すようにタービン回転数Ｎｔが「正」方向に増大する。同様に、速度比ＳＬＰもｔ６時点以降から増大している。他方、この発明の実施形態における駆動力制御装置では、路面勾配角Ｄを検出して、アイドルトルク低減量を定めているため、比較的勾配角が大きい登坂路を走行しているｔ６時点以降であっても、アイドルトルク低減量が低下させられ、図５に示す例では、継続して基準トルクＴｈとなるようにエンジン１の出力トルクが制御されている。なお、Ｄレンジで後退することを抑制するために、登坂路の勾配角が大きい場合には、アイドルトルク低減量を「負」の値に定めてもよい。すなわち、エンジン１の出力トルクを基準トルクＴｈよりも大きく定めてもよい。
【００３２】
上述したように制御することにより、平坦路や降坂路を走行している時には、速度比ＳＬＰに応じてエンジン１の出力トルクを低減することができ、それに伴って燃費を良好にすることができる。また、路面勾配角Ｄが大きい登坂路を走行している時には、エンジン１の出力トルクが低減されることを抑制でき、その結果、Ｄレンジを選択している状態で後退したとしても、エンジンストールに至ることを抑制することができる。また、アイドルトルクを大きく定めることにより、車両Ｖｅが過度に減速されることを抑制できる。さらに、アイドルトルクを低減する際に吸入空気量を低減する制御を、点火遅角制御に優先して実行することにより、燃料消費量を低減することができ、燃費の悪化を抑制できる。
【００３３】
なお、アイドルトルクは、補機類などの要求に応じて増大させる場合がある。そのような場合には、登坂路を走行している場合であっても、路面勾配角Ｄに応じてアイドルトルク低減量を定めなくてもよい。その制御の一例を図６に示している。なお、図２に示す制御例と同様のステップには、同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図６に示す例では、エンジン１への燃料の供給が停止されていないことによりステップＳ４で否定的に判断された場合は、アイドルアップ要求があるか否かを判断する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０は、補機類などを駆動する要求があるか否かや、エンジン１の排気を浄化するための図示しない触媒コンバータを暖機する要求があるか否かなどに基づいて判断することができる。
【００３５】
アイドルアップ要求があることによりステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、その要求量に応じてエンジン１の出力トルクを定めて（ステップＳ１１）、リターンする。それとは反対にアイドルアップ要求がないことによりステップＳ１０で否定的に判断された場合には、ステップＳ５に移行する。
【００３６】
図５に示すようにアイドルアップ要求がある場合に、路面勾配角Ｄや速度比ＳＬＰに応じてエンジン１の出力トルクを低減しないことにより、エンジン１の出力トルクが過度に低下してエンジンストールに至ることを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…エンジン、  ９…出力軸、  １０…ポンプインペラー、  １９…駆動輪、  １１…タービンランナー、  ２…トルクコンバータ、  ２０…電子制御装置（ＥＣＵ）、  Ｖｅ…車両。
【図１】
2019152134.tif 000003
【図２】
2019152134.tif 000004
【図３】
2019152134.tif 000005
【図４】
2019152134.tif 000006
【図５】
2019152134.tif 000007
【図６】
2019152134.tif 000008