(57)【要約】【課題】路面状態、タイヤの摩耗状態、走行状態等を問わず、エンジンブレーキによるスリップを安定して抑制できるようにする。【解決手段】エンジンブレーキが働いている期間に、車輪のスリップ等が発生してエンジンブレーキ抑制要求が発生した場合は、まず、要求速度比（要求スリップ比）をエンジンブレーキ抑制要求に応じた値Ｒefに設定すると共に、実タービン回転速度Ｎt を実エンジン回転速度Ｎe で割り算して実速度比を算出する（実速度比＝Ｎt ／Ｎe ）。そして、要求速度比Ｒefと実速度比との偏差Ｅrrを小さくするようにＰＩＤ制御等により要求エンジントルクＴereqを設定し、この要求エンジントルクＴereqを用いてエンジントルクを制御することで、エンジンブレーキ抑制制御時のエンジンブレーキを要求速度比Ｒefに応じた値に抑制するように制御する。【選択図】図２
2007231780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの発生トルクをトルクコンバータを介して駆動輪に伝達して車両を駆動するシステムにおいて、
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記トルクコンバータのタービン回転速度を検出又は推定するタービン回転速度検出手段と、
所定のエンジンブレーキ抑制要求に応じてエンジンブレーキを抑制するエンジンブレーキ抑制制御を実行するときに前記エンジン回転速度を前記タービン回転速度に近付けるように前記エンジンの発生トルクを制御するエンジンブレーキ抑制制御手段を備えていることを特徴とするエンジンブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記エンジンブレーキ抑制制御手段は、前記エンジンブレーキを０にするエンジンブレーキ抑制要求が発生したときに、前記エンジン回転速度を前記タービン回転速度と一致させるように前記エンジンの発生トルクを制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンブレーキ制御装置。
【請求項３】
運転者が要求するエンジンの発生トルク（以下「要求エンジントルク」という）を算出する要求エンジントルク算出手段を備え、
前記エンジンブレーキ抑制制御手段は、前記エンジンブレーキ抑制制御の実行中に前記要求エンジントルクが前記エンジンの発生トルクを上回った時点で当該エンジンブレーキ抑制制御を終了することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンブレーキ制御装置。
【請求項４】
運転者が要求する車軸トルク（以下「要求車軸トルク」という）を算出する要求車軸トルク算出手段と、
前記エンジンの発生トルク等に基づいて実車軸トルクを算出する実車軸トルク算出手段とを備え、
前記エンジンブレーキ抑制制御手段は、前記エンジンブレーキ抑制制御の実行中に前記要求車軸トルクが前記実車軸トルクを上回った時点で当該エンジンブレーキ抑制制御を終了することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータ付きの車両において、エンジンブレーキをエンジンの発生トルクによって制御するエンジンブレーキ制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータ付き自動変速機を搭載した車両においては、車両減速時に、駆動輪の回転に追従してトルクコンバータの出力軸回転速度（タービン回転速度）がその入力軸回転速度（エンジン回転速度）よりも上回ると、エンジン側がトルクコンバータの出力軸側の回転エネルギによって駆動されることになり、その結果、エンジンブレーキが働いて車両が減速されるようになる。車両が滑りやすい低摩擦係数の路面を走行しているときや急カーブ路を走行しているときに、過大なエンジンブレーキが働くと、車輪がスリップして車両の走行安定性が乱される可能性がある。
【０００３】
この対策として、特許文献１（特開２００３−２９３８１８号公報）に記載されているように、エンジンブレーキによってスリップが発生して少なくとも１つの駆動輪の回転速度がスリップ閾値を下回ったときに、エンジントルクを増加させてスリップを防止するようにしたものがある。この際、スリップを防止するためのエンジントルクの増加量は、スリップに比例したトルクと回転加速抵抗トルクとの合計値に設定される。
【０００４】
エンジントルク増加量＝スリップ比例トルク＋回転加速抵抗トルク  ……（１）
【特許文献１】特開２００３−２９３８１８号公報（第１頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、エンジンブレーキによって発生するスリップは、路面状態（路面摩擦係数、路面勾配、路面凹凸）、タイヤの摩耗状態、走行状態（車速、ハンドル操舵角等）の様々な要因によってスリップ発生状態が複雑に変化するため、上記（１）式によってスリップを防止するのに必要なエンジントルク増加量を精度良く算出することはほとんど不可能である。しかも、エンジンブレーキによってスリップが発生する運転領域は、もともと、エンジントルクが小さい運転領域であるため、エンジントルクの細かな制御が要求される。
【０００６】
しかし、上記特許文献１の技術では、エンジンブレーキによってスリップが発生したときに、上記（１）式によってエンジントルク増加量を大雑把に設定してエンジントルクを大雑把に制御することになるため、例えば、エンジントルク増加量が大きくなり過ぎて運転者の意思に反して車両を加速させてしまったり、反対に、エンジントルク増加量が不足してスリップを十分に防止できないといった問題が発生する。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、路面状態、タイヤの摩耗状態、走行状態等を問わず、エンジンブレーキによるスリップを安定して抑制することができるエンジンブレーキ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンジンの発生トルクをトルクコンバータを介して駆動輪に伝達して車両を駆動するシステムにおいて、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記トルクコンバータのタービン回転速度を検出又は推定するタービン回転速度検出手段と、所定のエンジンブレーキ抑制要求に応じてエンジンブレーキを抑制するエンジンブレーキ抑制制御を実行するエンジンブレーキ抑制制御手段とを備え、エンジンブレーキ抑制制御の実行時にエンジン回転速度をタービン回転速度に近付けるようにエンジンの発生トルクを制御するようにしたものである。
【０００９】
車両減速時に、駆動輪の回転に追従してトルクコンバータの出力軸回転速度（タービン回転速度）がその入力軸回転速度（エンジン回転速度）よりも上回ると、エンジン側がトルクコンバータの出力軸側の回転エネルギによって駆動されることになり、その結果、エンジンブレーキが働いて車両が減速されるようになる。従って、エンジンブレーキが働く領域は、タービン回転速度がエンジン回転速度を上回る領域であり、この領域では、タービン回転速度とエンジン回転速度との偏差が小さくなるほど、エンジンブレーキが小さくなり、タービン回転速度とエンジン回転速度との偏差が０になると、エンジンブレーキが０になるという関係がある。
【００１０】
従って、本発明のように、エンジンブレーキ抑制制御の実行中にエンジン回転速度をタービン回転速度に近付けて両者の偏差を小さくするようにエンジンの発生トルクを制御すれば、確実にエンジンブレーキを小さくする（又はほぼ０にする）ことができて、路面状態、タイヤの摩耗状態、走行状態等を問わず、エンジンブレーキによるスリップを安定して抑制することができる。
【００１１】
この場合、請求項２のように、エンジンブレーキを０にするエンジンブレーキ抑制要求が発生した場合は、エンジン回転速度をタービン回転速度と一致させるようにエンジンの発生トルクを制御すれば良い。このようにすれば、路面状態、タイヤの摩耗状態、走行状態等を問わず、エンジンブレーキを確実に０にすることができ、エンジンブレーキによるスリップを確実に抑制することができる。
【００１２】
尚、本発明によるエンジンブレーキ抑制制御は、エンジンブレーキを０にする制御に限定されず、例えば、車両減速中にエンジンブレーキを目標値（＞０）まで低減するようにエンジン回転速度とタービン回転速度との偏差（又は比）を上記目標値に応じて制御するようにしても良い。
【００１３】
また、運転者が要求するエンジンの発生トルク（以下「要求エンジントルク」という）を算出する要求エンジントルク算出手段を備えたシステムに本発明を適用する場合は、請求項３のように、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に、要求エンジントルク算出手段で算出した要求エンジントルクがエンジンの発生トルクを上回った時点で当該エンジンブレーキ抑制制御を終了するようにすれば良い。このようにすれば、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に運転者の加速要求（アクセル踏込み操作等）が発生したときには、直ちにエンジンブレーキ抑制制御を終了して通常のエンジントルク制御に復帰することができ、加速応答性の要求を満たすことができる。
【００１４】
また、運転者が要求する車軸トルク（以下「要求車軸トルク」という）を算出する要求車軸トルク算出手段と、エンジンの発生トルク等に基づいて実車軸トルクを算出する実車軸トルク算出手段とを備えたシステムに本発明を適用する場合は、請求項４のように、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に前記要求車軸トルクが前記実車軸トルクを上回った時点で当該エンジンブレーキ抑制制御を終了するようにすれば良い。このようにすれば、前記請求項３と同様に、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に運転者の加速要求が発生したときには、直ちにエンジンブレーキ抑制制御を終了して通常のエンジントルク制御に復帰することができ、加速応答性の要求を満たすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてシステム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１６】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００１７】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００１８】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸２７が所定クランク角回転する毎にクランク角信号（パルス信号）を出力するクランク角センサ２８（エンジン回転速度検出手段）が取り付けられている。このクランク角センサ２８のクランク角信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度Ｎe が検出される。
【００１９】
また、自動変速機３０は、エンジン１１のクランク軸２７に、トルクコンバータ３１の入力軸３２が連結され、このトルクコンバータ３１の出力軸３３に、変速歯車機構３４が連結されている。このトルクコンバータ３１の内部には、流体継手を構成するポンプインペラ３５とタービンランナ３６が対向して設けられ、ポンプインペラ３５とタービンランナ３６との間には、オイルの流れを整流するステータ３７が設けられている。ポンプインペラ３５は、トルクコンバータ３１の入力軸３２に連結され、タービンランナ３６は、トルクコンバータ３１の出力軸３３（タービン軸）に連結されている。このトルクコンバータ３１の出力軸３３の回転速度（タービン回転速度）Ｎt は、タービン回転速度センサ４２（タービン回転速度検出手段）によって検出される。
【００２０】
トルクコンバータ３１には、入力軸３２側と出力軸３３側とを直結状態にするためのロックアップクラッチ３８が設けられている。エンジン１１の発生トルク（以下「エンジントルク」という）は、トルクコンバータ３１を介して変速歯車機構３４に伝達され、変速歯車機構３４の複数のギヤで変速されて、車輪の駆動軸に伝達されるようになっている。      
【００２１】
また、アクセルセンサ３９によってアクセル操作量（アクセルペダルの踏込み量）が検出され、ブレーキスイッチ４０によってブレーキ操作が検出されると共に、車速センサ４１によって車速が検出される。
【００２２】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２９に入力される。このＥＣＵ２９は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図３及び図４のルーチンを実行することで、通常の運転条件では、アクセル操作量や車速等に基づいて運転者が要求する車軸トルク（以下「要求車軸トルク」という）を算出して、この車軸トルクに基づいて運転者が要求するエンジントルク（以下「要求エンジントルク」という）を算出し、この要求エンジントルクに応じてスロットル開度（吸入空気量）、点火時期、燃料噴射量を制御して、実エンジントルクを要求エンジントルクに制御するエンジントルク制御を実行する。
【００２３】
また、このＥＣＵ２９は、エンジンブレーキが働いている期間に、車輪のスリップ等が発生してエンジンブレーキ抑制要求が発生したときには、エンジン回転速度Ｎe をタービン回転速度Ｎt に近付ける（又は一致させる）ようにエンジントルクを制御するエンジンブレーキ抑制制御を実行する。このＥＣＵ２９の機能が特許請求の範囲でいうエンジンブレーキ抑制制御手段に相当する。
【００２４】
具体的には、ＥＣＵ２９によって図２に示す機能を実現することで、通常のエンジントルク制御とエンジンブレーキ抑制制御を次のようにして実行する。
エンジンブレーキ抑制要求が発生していない場合は、通常のエンジントルク制御を次のようにして実行する。まず、アクセル操作量や車速等に基づいて要求車軸トルクを算出すると共に、駆動系の損失トルクを算出し、この駆動系の損失トルクを要求車軸トルクに加算して要求車軸トルクを補正する。そして、補正した要求車軸トルクを変速歯車機構３４のギア比で割り算して要求タービントルクＴt を算出し、この要求タービントルクＴt とタービン回転速度センサ４２で検出した実タービン回転速度Ｎt に基づいてトルクコンバータモデルにより要求エンジン回転速度Ｎereqを算出する。トルクコンバータモデルは、トルクコンバータ３１の容量特性に基づいてタービントルクとタービン回転速度とエンジン回転速度との関係を模擬したモデルである。
【００２５】
このトルクコンバータモデルを用いて算出した要求エンジン回転速度Ｎereqを実タービン回転速度Ｎt で割り算して要求速度比（要求スリップ比）を算出する。
要求速度比＝Ｎereq／Ｎt
そして、この要求速度比（Ｎereq／Ｎt ）からトルク比（エンジントルクとタービントルクの比率）を算出し、このトルク比に要求タービントルクＴt を掛け算することで要求エンジントルクＴereqを求め、この要求エンジントルクＴereqを用いてエンジントルクを制御する。
【００２６】
一方、エンジンブレーキが働いている期間に、車輪のスリップ等が発生してエンジンブレーキ抑制要求が発生したときには、次のようにしてエンジンブレーキ抑制制御を実行する。まず、要求速度比をエンジンブレーキ抑制要求に応じた値Ｒefに設定する。例えば、エンジンブレーキを０にするエンジンブレーキ抑制要求の場合には、要求エンジン回転速度Ｎereqを実タービン回転速度Ｎt と一致させるために、要求速度比Ｒefを１に設定する。その他、要求されるエンジンブレーキの大きさに応じて要求速度比Ｒefを１よりも小さい値に設定するようにしても良い。
【００２７】
そして、実タービン回転速度Ｎt を実エンジン回転速度Ｎe で割り算して実速度比を算出し（実速度比＝Ｎt ／Ｎe ）、要求速度比Ｒefと実速度比との偏差Ｅrrを小さくするようにＰＩＤ制御等によりフィードバック制御して要求エンジントルクＴereqを設定し、この要求エンジントルクＴereqを用いてエンジントルクを制御することで、エンジンブレーキ抑制制御時のエンジンブレーキを要求速度比Ｒefに応じた値に抑制するように制御する。
【００２８】
以上説明したエンジントルク制御とエンジンブレーキ抑制制御は、ＥＣＵ２９によって図３及び図４の各ルーチンに従って次のように実行される。
図３のエンジン制御メインルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、まず、ステップ１０１で、アクセル操作量や車速等に基づいて要求車軸トルクを算出する。この後、ステップ１０２に進み、エンジンブレーキ抑制要求が発生しているか否かを判定し、エンジンブレーキ抑制要求が発生していなければ、ステップ１０５に進み、通常のエンジントルク制御によって要求エンジントルクＴereqを算出し、次のステップ１０６で、要求エンジントルクＴereqに応じた要求空気量や点火遅角量等を算出して本ルーチンを終了する。
【００２９】
これに対して、上記ステップ１０２で、エンジンブレーキ抑制要求が発生していると判定されれば、ステップ１０３に進み、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に運転者の加速要求が発生しているか否かを次のいずれかの方法で判定する。
【００３０】
［加速要求判定方法（その１）］
運転者のアクセル操作量及び／又はブレーキ操作量等から算出した要求エンジントルク若しくはエンジントルクを代表する要求値から推定した要求エンジントルクがエンジンブレーキ抑制制御実行中のエンジントルクを上回っているか否かで、加速要求の有無を判定する。
【００３１】
［加速要求判定方法（その２）］
車両の駆動輪トルク要求等から算出した要求車軸トルクが、現在のエンジントルクの推定値又はトルクコンバータ３１の容量特性から推定した現在の車軸トルクを上回っているか否かで、加速要求の有無を判定する。
【００３２】
エンジンブレーキ抑制制御の実行中に、これら２つの加速要求判定方法のいずれか一方を用いて加速要求の有無を判定し、加速要求有りと判定されれば、直ちにエンジンブレーキ抑制制御を終了して、ステップ１０５に進み、通常のエンジントルク制御に復帰する。      
【００３３】
これに対して、加速要求無しと判定されれば、ステップ１０４に進み、図４のエンジンブレーキ抑制制御ルーチンを実行して、エンジンブレーキ抑制制御を次のようにして実行（継続）する。まず、ステップ２０１で、エンジンブレーキ抑制制御時の要求速度比Ｒefと実速度比（Ｎt ／Ｎe ）との偏差Ｅrrを算出する。
Ｅrr＝Ｒef−Ｎt ／Ｎe
【００３４】
この後、ステップ２０２に進み、要求速度比Ｒefと実速度比との偏差Ｅrrを小さくするようにＰＩＤ制御により要求エンジントルクＴereqを算出する。
Ｔereq＝Ｋp ×Ｅrr＋Ｋi ×∫Ｅrr dt ＋Ｋd ×ｄＥrr／dt
ここで、Ｋp は比例ゲイン、Ｋi は積分ゲイン、Ｋd は微分ゲインである。
この後、図３のステップ１０６に進み、エンジンブレーキ抑制制御時の要求エンジントルクＴereqに応じた要求空気量や点火遅角量等を算出して本ルーチンを終了する。
【００３５】
車両減速時に、駆動輪の回転に追従してトルクコンバータ３１の出力軸回転速度（タービン回転速度Ｎt ）がその入力軸回転速度（エンジン回転速度Ｎe ）よりも上回ると、エンジン１１側がトルクコンバータ３１の出力軸側の回転エネルギによって駆動されることになり、その結果、エンジンブレーキが働いて車両が減速されるようになる。従って、エンジンブレーキが働く領域は、タービン回転速度Ｎt がエンジン回転速度Ｎe を上回る領域であり、この領域では、タービン回転速度Ｎt とエンジン回転速度Ｎe との偏差が小さくなるほど、エンジンブレーキが小さくなり、タービン回転速度Ｎt とエンジン回転速度Ｎe との偏差が０になると、エンジンブレーキが０になるという関係がある。
【００３６】
従って、本実施例のように、エンジンブレーキが働いている期間に、車輪のスリップ等が発生してエンジンブレーキ抑制要求が発生したときに、エンジン回転速度Ｎe をタービン回転速度Ｎt に近付ける（又は一致させる）ようにエンジントルクを制御すれば、確実にエンジンブレーキを小さくする（又はほぼ０にする）ことができて、路面状態、タイヤの摩耗状態、走行状態等を問わず、エンジンブレーキによるスリップを安定して抑制することができる。
【００３７】
また、本実施例では、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に、要求エンジントルクが実エンジントルクを上回った時点、又は、要求車軸トルクが実車軸トルクを上回った時点で、、運転者の加速要求が発生したと判断して、直ちにエンジンブレーキ抑制制御を終了して通常のエンジントルク制御に復帰するようにしたので、加速応答性の要求を満たすことができる。
【００３８】
尚、本発明は、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に、アクセル踏込み量が増加したか否かで運転者の加速要求の有無を判定するようにしても良い。
また、本発明は、エンジンブレーキ抑制制御の実行中に、タービン回転速度Ｎt とエンジン回転速度Ｎe との偏差（Ｎt −Ｎe ）を０又はそれ以外の目標値に近付けるようにＰＩＤ制御等によりエンジントルクをフィードバック制御するようにしたり、或は、タービン回転速度Ｎt とエンジン回転速度Ｎe との比（Ｎt ／Ｎe ）を１又はそれ以外の目標値に近付けるようにＰＩＤ制御等によりエンジントルクをフィードバック制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例におけるシステム全体の概略構成図である。
【図２】ＥＣＵによって実行されるエンジントルク制御とエンジンブレーキ抑制制御の機能を説明するブロック図である。
【図３】エンジン制御メインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】エンジンブレーキ抑制制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、１７…スロットル開度センサ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２８…クランク角センサ（エンジン回転速度検出手段）、２９…ＥＣＵ（エンジンブレーキ抑制制御手段，要求エンジントルク算出手段，要求車軸トルク算出手段）、３０…自動変速機、３１…トルクコンバータ、３２…入力軸、３３…出力軸、３８…ロックアップクラッチ、３９…アクセルセンサ、４０…ブレーキスイッチ、４１…車速センサ、４２…タービン回転速度センサ（タービン回転速度検出手段）
【図１】
2007231780.tif 000003
【図２】
2007231780.tif 000004
【図３】
2007231780.tif 000005
【図４】
2007231780.tif 000006