(57)【要約】【課題】  車両が減速状態から加速状態へ移行する場合に、より効果的に車両の振動を防止すること。【解決手段】  無段変速機が連結されたエンジンに対して、アクセルペダルに対する操作に基づき前記エンジンのスロットル弁の開閉制御及び燃料供給制御を行なう車両用エンジン制御装置において、前記スロットル弁を全閉とし、前記エンジンに対する燃料供給をカットしているおり、かつ、前記無段変速機がロックアップ状態であるときに、前記アクセルペダルに対して加速指示操作が行なわれた場合、前記燃料供給を再開する一方、前記スロットル弁の開動作を所定時間遅延して開始し、前記所定時間は、前記燃料供給に伴う車両の駆動系のトルク変動成分と、前記スロットル弁の開動作の開始に伴う前記トルク変動成分と、が互いに打ち消し合うように設定されることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機が連結されたエンジンに対して、アクセルペダルに対する操作に基づき前記エンジンのスロットル弁の開閉制御及び燃料供給制御を行なう車両用エンジン制御装置において、
前記スロットル弁を全閉とし、前記エンジンに対する燃料供給をカットしているおり、かつ、前記無段変速機がロックアップ状態であるときに、前記アクセルペダルに対して加速指示操作が行なわれた場合、
前記燃料供給を再開する一方、前記スロットル弁の開動作を所定時間遅延して開始し、
前記所定時間は、
前記燃料供給に伴う車両の駆動系のトルク変動成分と、前記スロットル弁の開動作の開始に伴う前記トルク変動成分と、が互いに打ち消し合うように設定されることを特徴とする車両用エンジン制御装置。
【請求項２】
前記所定時間は、車両の駆動系のねじれ共振周期の略１／２周期に相当する時間であることを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジン制御装置。
【請求項３】
前記所定時間は、前記無段変速機の変速比に応じて設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンの制御技術に関し、特に減速状態から加速した場合に生じる振動低減技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両が減速状態から加速状態へ移行する場合の問題として、車両の駆動系のねじれ共振（ねじり振動等とも呼ばれる。）により駆動系のトルク変動が生じて車両の加速がスムーズに行なわれず、乗員に違和感を与える場合がある。この問題は特に車両の変速機としてベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）を採用した場合に顕著に現れる。ベルト式の無段変速機は、一般には、エンジンの出力軸にトルクコンバータを介して連結されたプライマリプーリと、駆動軸側のセカンダリプーリと、これらのプーリ間に巻き回された無端の金属ベルトと、から構成される。
【０００３】
この種の変速機を備えた駆動系を備える車両のエンジン制御では、アクセルペダルに対する加速指示操作が無い場合には車両が減速状態にあると判断して、燃費向上のためにエンジンへの燃料供給をカットすると共にスロットル弁を全閉とし、更にトルクコンバータをロックアップ状態にする場合がある。
【０００４】
このような減速状態の制御中にアクセルペダルに対する加速指示操作があった場合、金属ベルトの張力分布が反転するため、駆動系のトルク変動がより大きくなる。つまり、減速状態ではエンジンからはトルクが発生していないので、プライマリプーリはセカンダリプーリに従動して回転している状態となる。この結果、金属ベルトのうち、プライマリプーリからセカンダリプーリへ走行する部分に張力が発生している状態となる。
【０００５】
逆に、加速状態ではエンジンからトルクが発生するので、金属ベルトのうち、セカンダリプーリからプライマリプーリへ走行する部分に張力が発生している状態となる。そして、減速状態の制御中にアクセルペダルに対する加速指示操作があると、この張力分布が瞬時に反転するため、車両の加速がスムーズに行なわれず、乗員に違和感を与えることになる。
【０００６】
駆動系のねじれ共振に対する対策としては、例えば、特許文献１に記載されるように、減速状態においてアクセルペダルに対する加速指示操作があった場合にはエンジンの目標トルクを補正し、スロットル開度の変化を緩やかにするものが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７３５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１のものでは、駆動系のトルク変動の強度を抑制することはできるものの、ねじれ共振の共振周波数に応じたトルク変動自体は依然として発生する。このため、共振周波数が低い場合、やはり乗員に違和感を与える場合がある。また、特許文献１の制御方法のみに依存した場合において、駆動系のトルク変動の強度を著しく低減するためにエンジンの目標トルクの補正を大幅に行い、スロットル開度の変化を極めて緩やかに行なえば、アクセルペダルの操作に対する応答性が損なわれる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、車両が減速状態から加速状態へ移行する場合に、より効果的に車両の振動を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、無段変速機が連結されたエンジンに対して、アクセルペダルに対する操作に基づき前記エンジンのスロットル弁の開閉制御及び燃料供給制御を行なう車両用エンジン制御装置において、前記スロットル弁を全閉とし、前記エンジンに対する燃料供給をカットしているおり、かつ、前記無段変速機がロックアップ状態であるときに、前記アクセルペダルに対して加速指示操作が行なわれた場合、前記燃料供給を再開する一方、前記スロットル弁の開動作を所定時間遅延して開始し、前記所定時間は、前記燃料供給に伴う車両の駆動系のトルク変動成分と、前記スロットル弁の開動作の開始に伴う前記トルク変動成分と、が互いに打ち消し合うように設定されることを特徴とする車両用エンジン制御装置が提供される。
【００１１】
この車両用エンジン制御装置によれば、前記燃料供給は再開する一方、前記スロットル弁の開動作を前記所定時間だけ遅延させることで、エンジンの出力トルクは前記所定時間分間隔をおいて２段階で増大する。このため、最初のエンジンの出力トルクの増大に伴う車両の駆動系のトルク変動が次の出力トルクの増大により打ち消され、駆動系のトルク変動を低減できる。特に、乗員に違和感を特に与え易い、トルクの立ち上がり時のピークを抑制できる。また、アクセルペダルに対する加速指示操作時に少なくとも燃料供給は再開されるのでアクセルペダルの操作に対する応答性が大きく損なわれることもない。従って、車両が減速状態から加速状態へ移行する場合に、より効果的に車両の振動を防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記所定時間は、車両の駆動系のねじれ共振周期の略１／２周期に相当する時間であることが望ましい。この構成によれば燃料供給によるトルク変動の山又は谷とスロットル弁の開動作のトルク変動の谷又は山とが略一致し、最も効果的に駆動系のトルク変動を低減できる。
【００１３】
また、本発明において、前記所定時間は、前記無段変速機の変速比に応じて設定されることが望ましい。無段変速機の変速比の変化による、駆動系のねじれ共振周波数の変化に対応でき、変速比に応じた適切な制御を行なえる。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べた通り、本発明によれば、車両が減速状態から加速状態へ移行する場合に、より効果的に車両の振動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明のエンジン制御装置が適用可能な車両の駆動系の例を示す構成図である。図１の駆動系はレシプロエンジンに代表されるエンジン１００と、エンジン１００に連結されたベルト式の無段変速機２００と、無段変速機２００の出力を各ドライブシャフト４００に伝達する差動装置３００と、を備える。無段変速機２００はトルクコンバータ２１０と、前後進切替機構２２０と、変速機構２３０と、を備える。
【００１６】
トルクコンバータ２１０はエンジン１００の出力軸１０１に結合されたポンプカバー２１１と、ポンプカバー２１１の側部に固定されて出力軸１０１と一体的に回転するポンプインペラ２１２と、ポンプカバー２１１内に形成されるコンバータ室２１１ａ内において回転自在に設けられたタービンランナ２１３と、ポンプインペラ２１２とタービンランナ２１３との間に設けられたステータ２１４と、を備える。タービンランナ２１３はタービン軸２１５を介して前後進切替機構２２０のキャリア２２１に連結され、また、ステータ２１４はワンウェイクラッチ２１４ａ及びステータ軸２１４ｂを介してミッションケース２０１に固定されている。
【００１７】
タービンランナ２１３とポンプカバー２１１との間にはロックアップ機構を構成するロックアップピストン２１６が配置されている。ロックアップピストン２１６はタービン軸２１５の軸方向にスライド可能に取り付けられており、ロックアップ室２１６ａへの作動油の供給・排出による油圧変化により、ロックアップピストン２１６がポンプカバー７に接触してエンジン１００と無段変速機２００とをロックアップさせるロックアップ状態と、ロックアップピストン２１６がポンプカバー７から離間したコンバータ状態と、が選択的に実現される。ロックアップ状態においては、エンジンの出力軸１０１とタービン軸２１５とが流体を介することなく機械的に直結された状態となる。
【００１８】
前後進切替機構２２０はトルクコンバータ２１０のタービン軸２１５の回転をそのまま変速機構２３０に伝達する前進状態と、タービン軸２１５の回転方向を逆転して変速機構２３０に伝達する後進状態と、を選択的に設定するものであり、本実施形態ではダブルピニオン式のプラネタリギヤユニットで構成されている。すなわち、タービン軸２１５に結合されたキャリア２２１にはサンギヤ２２２及びリングギヤ２２３に噛合する、ピニオンギヤ２２１ａ及び２２１ｂが回転自在に取り付けられている。リングギヤ２２３とキャリア２２１との間には両者を断続するクラッチ２２４が設けられ、また、リングギヤ２２３とミッションケース２０１との間にはリングギヤ２２３をミッションケース２０１に選択的に固定するためのブレーキ２２５が設けられている。
【００１９】
しかして、クラッチ２２４を接続状態として、ブレーキ２２５を開放状態とした場合、リングギヤ２２３とキャリア２２１とが一体化されると共に、リングギヤ２２３がミッションケース２０１に対して回転可能になるため、サンギヤ２２２の回転方向がタービン軸２１５の回転方向と同じになる（前進状態）。一方、クラッチ２２４を開放状態してブレーキ２２５を接続状態とすると、リングギヤ２２３がミッションケース２０１に固定されると共にリングギヤ２２２とキャリア２２１とが相対的に回転可能となるため、サンギヤ２２３の回転方向がタービン軸２１５の回転方向と逆転する（後進状態）。
【００２０】
変速機構２３０はプライマリプーリ２３１と、セカンダリプーリ２３２と、これらのプーリ間に巻き回された無端の金属ベルト２３３と、を備える。プライマリプーリ２３１は前後進切替機構２２０のサンギヤ２２２に接続されたプライマリ軸２３１ａと、プライマリ軸２３１ａに固定された円錐部材２３１ｂと、プライマリ軸２３１ａの軸方向に移動可能な円錐部材２３１ｃと、を備える。金属ベルト２３３は円錐部材２３１ｂと２３１ｃとの間に形成される断面Ｖ字状のベルト受溝に巻かれている。円錐部材２３１ｃの後部は筒状のプライマリ室２３１ｃ’を構成しており、プライマリ室２３１ｃ’にはプライマリ軸２３１ａに固定されたピストン２３１ｄが配設されている。しかして、プライマリ室２３１ｃ’への作動油の供給・排出により円錐部材２３１ｃがプライマリ軸２３１ａに沿って移動し、プライマリプーリ２３１の金属ベルト２３３に対する有効径が変化し、変速比を無段階で変化させることができる。
【００２１】
セカンダリプーリ２３２はプライマリプーリ２３１と同様の構成のものであって、セカンダリ軸２３２ａと、セカンダリ軸２３２ａに固定された円錐部材２３２ｂと、セカンダリ軸２３２ａの軸方向に移動可能な円錐部材２３２ｃと、を備え、金属ベルト２３３は円錐部材２３２ｂと２３２ｃとの間に形成される断面Ｖ字状のベルト受溝に巻かれている。円錐部材２３２ｃの後部は筒状のセカンダリ室２３２ｃ’を構成しており、セカンダリ室２３２ｃ’にはセカンダリ軸２３２ａに固定されたピストン２３２ｄが配設されている。しかして、セカンダリ室２３２ｃ’への作動油の供給・排出により円錐部材２３２ｃがセカンダリ軸２３２ａに沿って移動し、セカンダリプーリ２３２の金属ベルト２３３に対する有効径が変化し、変速比を無段階で変化させることができる。セカンダリ軸２３２ａの回転力は差動装置３００を介して各ドライブシャフト４００へ伝達される。
【００２２】
次に、図２（ａ）はエンジン１を制御する、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置Ａのブロック図である。エンジン制御装置Ａは後述する制御を実行するＣＰＵ１と、ＣＰＵ１が実行するプログラム及びプログラムの実行に使用するデータを記憶するＥＥＰＲＯＭ２と、ＣＰＵ１が実行するプログラムのワークエリアを提供するＲＡＭ３と、を備える。ＥＥＰＲＯＭ２及びＲＡＭ３は他の記憶手段を用いてもよい。
【００２３】
インターフェース（Ｉ／Ｆ。以下同じ。）４は車両のアクセルペダルに対する操作量（開度）を検出するアクセルペダル開度検出センサ１１、車両の車速を検出する車速センサ１２並びにその他のセンサ類１３が接続された入力インターフェースであり、ＣＰＵ１はＩ／Ｆ４を介してこれらのセンサの検出結果を取得する。その他のセンサ類１３にはエンジン１００を制御するための、各種センサ（水温センサ、油温センサ、クランク位置検出センサ、吸気圧センサ等）が含まれるが、本実施形態の後述する制御に直接関与しないため、詳細は割愛する。
【００２４】
Ｉ／Ｆ５はエンジン１の吸気中に燃料を噴射するインジェクタ１４、エンジン１の吸気量を制御するスロットル弁１５並びにその他のデバイス１６が接続された出力インターフェースであり、ＣＰＵ１はＩ／Ｆ５を介してこれらのデバイスに制御命令を出力する。その他のデバイス類１６にはエンジン１００を制御するための、各種デバイス（点火プラグ、各種弁等）が含まれるが、本実施形態の後述する制御に直接関与しないため、詳細は割愛する。
【００２５】
Ｉ／Ｆ６は無段変速機２００を制御する制御装置２０との情報通信を行なう通信インターフェースであり、本実施形態においてＣＰＵ１はＩ／Ｆ６を介して無段変速機制御装置２０から無段変速機２００がロックアップ状態か否か、無段変速機２００の変速比、といった情報を取得する。
【００２６】
次に、本実施形態におけるエンジン制御装置Ａの制御内容について、まず、その原理について説明する。図３（ａ）は比較例として従来の制御例によるアクセルペダル開度、燃料供給、スロット弁開度、変速比並びに車両の加速度の変化を示すタイミングチャートであり、図３（ｂ）は本実施形態の制御例によるアクセルペダル開度、燃料供給、スロット弁開度、変速比並びに車両の加速度の変化を示すタイミングチャートである。なお、変速比は入力回転数／出力回転数である。また、いずれの例においてもアクセルペダルが全閉であることに伴い、スロットル弁が全閉で、燃料供給がカットされ、かつ、無段変速機がロックアップ状態の場合において、アクセルペダルに対して加速指示操作（開放）があった場合を示している。
【００２７】
まず、図３（ａ）に示す従来の制御例ではアクセルペダルに対して加速指示操作があると、燃料供給が再開されると共にスロットル弁の開動作が開始されている。燃料供給の再開とスロットル弁の開動作の開始により、エンジンの出力トルクが増大するが、エンジンの出力軸から車輪へ至る駆動系のねじれ共振の影響により、当該駆動系のトルク変動が生じて、車両加速度はねじれ共振の共振周波数に応じた振動を生じる。なお、同図の例ではアクセルペダルに対して加速指示操作があると、無段変速機の変速比を上げてドライブシャフトのトルク向上が図られている。
【００２８】
ここで、ねじれ共振の強度（振幅）は駆動系に対するトルクの入力に応じて異なるが、ねじれ共振の共振周波数はその駆動系に固有の周波数である。従って、駆動系に対して、タイミングをずらしてトルクを入力すれば、最初のトルク入力に対するトルク変動成分と次のトルク入力に対するトルク変動成分とが互いに打ち消し合うように作用し、駆動系のトルク変動を低減できるはずである。
【００２９】
図３（ｂ）に示す本実施形態の制御例では、アクセルペダルに対して加速指示操作があると、燃料供給は再開するがスロットル弁の開動作は遅延時間ｔの経過の後に開始する。この制御では、まず、燃料供給の再開によりエンジンの出力トルクが増大し、遅延時間ｔの経過後にスロットル弁の開動作が開始されることによりエンジンの出力トルクが更に増大する。つまり、エンジンの出力トルクは２段階で増大する。図３（ｃ）はこの場合に燃料供給の再開がもたらす駆動系のトルク変動と、スロットル弁の開動作がもたらす駆動系のトルク変動と、経時的な変化の観念図である。なお、スロットル弁の開動作が開始された時点では燃料供給が既に再開されているため、同図におけるスロットル弁の開動作単体がもたらす駆動系のトルク変動は観念的なものである。
【００３０】
しかして、遅延時間ｔの経過後にスロットル弁の開動作を開始することで、図３（ｃ）に示すように燃料供給によるトルク変動とスロットル弁の開動作のトルク変動とに位相差が生じて互いのトルク変動を打ち消しあい、駆動系のトルク変動が低減することになる。従って、遅延時間ｔを、燃料供給に伴う車両の駆動系のトルク変動成分とスロットル弁の開動作の開始に伴うトルク変動成分とが互いに打ち消し合うように設定することで、駆動系のトルク変動を低減できる。特に、乗員に違和感を特に与え易い、トルクの立ち上がり時のピークを抑制できる。また、アクセルペダルに対する加速指示操作時に燃料供給は再開されると共に遅延時間ｔも短時間であるからアクセルペダルの操作に対する応答性が大きく損なわれることもない。
【００３１】
遅延時間ｔは、車両の駆動系のねじれ共振周期の略１／２周期に相当する時間であることが望ましい。この場合、図３（ｃ）に示すように燃料供給によるトルク変動の山又は谷とスロットル弁の開動作のトルク変動の谷又は山とが略一致し、最も効果的に駆動系のトルク変動を低減できる。また、無段変速機の変速比が変われば、駆動系のねじれ共振周波数が変化するので、遅延時間ｔは無段変速機の変速比に応じて設定されることが望ましく、図２（ｂ）に示すように、変速比と遅延時間ｔ（望ましくはねじれ共振周期の略１／２周期に相当する時間）との関係を予め実験により求めておくことが望ましい。本実施形態では変速比と遅延時間ｔ（望ましくはねじれ共振周期の略１／２周期に相当する時間）との関係をＥＥＰＲＯＭ２に格納しておき、実際の制御時に利用する。
【００３２】
次に、図４（ａ）及び（ｂ）はエンジン制御装置ＡのＣＰＵ１が実行するエンジン１の制御の例を示すフローチャートであり、図４（ａ）はインジェクタ１４による燃料供給に関する処理、図４（ｂ）はスロットル弁１５の開閉に関する制御処理の例を示す。これらの処理は所定の周期で行なわれる。まず、図４（ａ）の燃料供給処理について説明する。
【００３３】
Ｓ１１では信号を読み取る。ここでは、各センサ（１１〜１３）の検出結果の情報並びに無段変速機制御装置２０からの情報を取得する。Ｓ１２ではＳ１１で取得した情報に基づき、アクセルペダルが全閉で、かつ、車両の車速及びエンジン回転数が予め定めた閾値（例えば、車速＞１２ｋｍ／ｈ、エンジン回転数＞１０００ｒｐｍ）を超えるか否かを判定する。該当する場合はＳ１３へ進み、該当しない場合はＳ１５へ進む。
【００３４】
Ｓ１３では車両が減速状態であると判断し、インジェクタ１４による燃料供給をカットする。続く、Ｓ１４では燃料供給の制御状態が燃料カットの状態であることを示す供給カットフラグをＯＮにする。供給カットフラグはＲＡＭ３の所定のエリアに設定される。Ｓ１５ではＳ１１で取得した情報に基づいてインジェクタ１４による燃料供給を行なう。以上により一単位の処理が終了する。
【００３５】
次に、図４（ｂ）のスロットル弁制御処理について説明する。Ｓ２１では信号を読み取る。ここでは、各センサ（１１〜１３）の検出結果の情報並びに無段変速機制御装置２０からの情報を取得する。Ｓ２２では供給カットフラグがＯＮであるか否かを判定する。該当しない場合はＳ２３へ進み、該当する場合はＳ２４へ進む。Ｓ２３ではＳ２１で得たアクセルペダルの開度の情報に応じてスロットル弁１５の開度を調整する。なお、アクセルペダルが全閉の場合はスロットル弁１５も原則として全閉となる。
【００３６】
Ｓ２４ではＳ２１で得たアクセルペダルの開度の情報に基づいてアクセルペダルが全閉か否かを判定する。該当する場合はＳ２３へ進み、該当しない場合はＳ２５へ進む。なお、Ｓ２５へ進む場合とは車両が減速状態の場合、つまり、アクセルペダル及びスロットル弁１５が全閉で燃料カットの状態の場合において、アクセルペダルが踏み込まれて加速指示操作が行われた場合である。この場合、上述した駆動系のトルク変動の問題が生じ得る。
【００３７】
Ｓ２５ではＳ２１で得た無段変速機制御装置２０からの情報に基づいて、無段変速機２００がロックアップ状態か否かを判定する。該当する場合はＳ２７へ進み、該当しない場合はＳ２６へ進む。無段変速機２００がロックアップ状態でない場合はトルクコンバータ２１０の滑り等により駆動系のトルク変動はほとんど生じないからＳ２６において供給カットフラグをＯＦＦにし、Ｓ２３へ進み、アクセルペダルの開度の情報に応じてスロットル弁１５の開度を調整する。
【００３８】
Ｓ２７では遅延時間ｔを設定し、設定した遅延時間ｔの計時を開始する。遅延時間ｔはＳ２１で得た無段変速機制御装置２０からの変速比の情報に基づいて、、ＥＥＰＲＯＭ２に格納された変速比と遅延時間ｔとの関係（図２（ｂ））を参照して設定する。Ｓ２８ではＳ２７で設定した遅延時間ｔが経過したか否かを判定し、経過していない場合は待ちとなり、経過した場合はＳ２６へ進み、供給カットフラグをＯＦＦにした後、Ｓ２３にてアクセルペダルの開度の情報に応じてスロットル弁１５の開度を調整する。以上により一単位の処理が終了する。
【００３９】
このように本実施形態では、減速状態から加速状態へ移行する際に、燃料供給は再開する一方、スロットル弁の開動作は一定時間遅延させることで駆動系のトルク変動を防止し、より効果的に車両の振動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のエンジン制御装置が適用可能な車両の駆動系の例を示す構成図である。
【図２】（ａ）はエンジン１を制御する、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置Ａのブロック図、（ｂ）はＥＥＰＲＯＭ２に格納された遅延時間ｔの設定データを示す図である。
【図３】（ａ）は比較例として従来の制御例によるアクセルペダル開度、燃料供給、スロット弁開度、変速比並びに車両の加速度の変化を示すタイミングチャート、（ｂ）は本実施形態の制御例によるアクセルペダル開度、燃料供給、スロット弁開度、変速比並びに車両の加速度の変化を示すタイミングチャート、（ｃ）は燃料供給の再開がもたらす駆動系のトルク変動と、スロットル弁の開動作がもたらす駆動系のトルク変動と、経時的な変化の観念図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はエンジン制御装置ＡのＣＰＵ１が実行するエンジン１の制御の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ  エンジン制御装置
１００  エンジン
２００  無段変速機
【図１】
2007077837.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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