(57)【要約】      （修正有）【課題】寒冷時に冷機始動する際の暖房性能を高めること、発熱量が小さく相対的に熱容量が大きくなる小型の内燃機関およびその制御装置に適したシンプルな制御とすること、それらが両立するようバランスさせるロックアップクラッチ制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関用制御手段と変速機用制御手段が情報通信を行う車両のロックアップクラッチ制御装置において、始動手段による内燃機関の始動後、内燃機関用制御手段は、気温検出手段により検出された気温が寒冷状態を判定する判定気温より低いことと、水温検出手段水温により検出された水温が冷機状態を判定する判定水温より低いこととがともに肯定された場合に、ロックアップ解除肯定要求を変速機用制御手段に出力し、変速機用制御手段は、このロックアップ解除肯定要求の入力に基づいてロックアップクラッチを解除状態に制御する。【選択図】図１
2012021589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を冷却する冷却水の熱を利用して暖房可能とする暖房装置と、温度情報を含む各種検知情報に基づいて前記内燃機関を制御する内燃機関用制御手段と、前記内燃機関と変速機の間に設けられるロックアップクラッチ付トルクコンバータと、前記変速機およびロックアップクラッチの状態を制御する変速機用制御手段とを備えた車両のロックアップクラッチ制御袋置であって、
前記内燃機関の始動手段と、冷却水の温度を検出する水温検出手段と、車両の外気の温度に相当する温度を検出する気温検出手段とを備え、前記内燃機関用制御手段と前記変速機用制御手段が情報通信を行う車両のロックアップクラッチ制御装置において、
前記始動手段による内燃機関の始動後、
前記内燃機関用制御手段は、前記気温検出手段により検出された気温が寒冷状態を判定する判定気温より低いことと、前記水温検出手段水温により検出された水温が冷機状態を判定する判定水温より低いこととがともに肯定された場合に、ロックアップ解除肯定要求を前記変速機用制御手段に出力し、
前記変速機用制御手段は、このロックアップ解除肯定要求の入力に基づいて前記ロックアップクラッチを解除状態に制御することを特徴とする車両のロックアップクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関用制御手段は、ロックアップ解除肯定要求からロックアップ解除否定要求に一且切替を経験した場合、それ以降はロックアップ解除肯定要求への再切替を禁止するよう判定制御することを特徴とする請求項１に記載の車両のロックアップクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両のロックアップクラッチ制御装置に係り、特に、内燃機関と変速機の間にロックアップクラッチ付トルクコンバータを設けた車両の暖房性能の確保と燃費改善との両立を図った車両のロックアップクラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と変速機の間にロックアップクラッチ付トルクコンバータを設けた車両は、燃費向上を目的としたロックアップクラッチ制御を実施している。しかし、トルクコンバータ内でロックアップクラッチを係合した状態では、内燃機関と車輪間の動力伝達効率が向上することから、内燃機関の発熱量の減少により内燃機関の冷却水の温度が上昇しにくく、冷却水を熱源とする暖房装置においては、暖房性能が不足する傾向がある。
【０００３】
そこで、内燃機関の回転数を上昇させる、ロックアップクラッチの係合タイミングを変化させる等により、内燃機関の発熱量を増加させる制御が提案されている。（特開２００３−８３４４３号公報、特開２００８−１２１８２７号公報）
特開２００３−８３４４３号公報には、室内の吹出口温度に基づいて要求される暖房能力が高いか低いかによって、車速と油温に基づいて予め設定したロックアップクラッチのロックアップ領域を変更することが開示されている。より具体的には、内燃機関の水温が高く外気温も高い場合はロックアップ領域Ａとロックアップ領域Ｂを合わせて拡大し、水温が低く外気温が低い場合と水温と外気温のいずれかが低い場合はロックアップ領域Ａのみとするものである。
また、特開２００８−１２１８２７号公報には、車速と内燃機関の水温に基づいて予め設定したロックアップクラッチのロックアップ領域に対して、外気温に基づいて車速を補正して領域を変更することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８３４４３号公報
【特許文献２】特開２００８−１２１８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記特許文献１及び特許文献２においては、ロックアップ実施領域の調整、ロックアップ解除可能時間等のドライバビリティに影響する要素の適合、及び車両変更毎にエンジンコントローラとトランスミッションコントローラとの詳細な制御調整が必要となる。
前記特許文献１は、空調装置の温度調整に多大な影響を与える内燃機関の水温と外気温をもとに判断するものであるが、水温が高く外気温も高い場合のみロックアップ領域をやや広くする設定（Ａ＋Ｂ）のものである。そして、水温が低く外気温が低い場合と、水温と外気温のいずれかが低い場合とが、全て、ロックアップ領域Ａとする同じロックアップ制御であって、相互に違いがない。
即ち、特許文献１は、水温の高低に関らず、外気温の高低に関らず、常にロックアップ領域が存在する。そして、真に暖房能力が不足する時でも、ある程度広い領域でロックアップを行う上に、温度についても、暖房能力が低いと思われる時と、真に暖房能力が不足する時とを分けて対応するようになっていない。むしろ、水温が高く外気温が高い場合という対極の状態の時のみ、ロックアップ領域が広いものである。
【０００６】
さらに、このロックアップ領域は、油温という３つ目の温度に基づいて定められているので、真に暖房能力が不足する時が、水温と外気温だけでは決められず、演算負荷が極めて大きくなる不都合がある。
また、特許文献１は、真に暖房能力が不足する時であっても、ロックアップ領域を設定している為、適合した上での設定および適合する際の調整が必要となる。複数の制御用のロックアップマップを記憶して持つ必要があり、またロックアップマップを切り替えて制御する際の制御装置の演算負荷も大きくなる不都合がある。
発熱量が小さく相対的に熱容量が大きくなる小型の内燃機関およびその制御装置に適用するには改良の余地がある。
この点は、特許文献２においても、同様である。
【０００７】
この発明は、寒冷時に冷機始動する際の暖房性能を高めること、発熱量が小さく相対的に熱容量が大きくなる小型の内燃機関およびその制御装置に適したシンプルな制御とすること、それらが両立するようバランスさせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、内燃機関を冷却する冷却水の熱を利用して暖房可能とする暖房装置と、温度情報を含む各種検知情報に基づいて前記内燃機関を制御する内燃機関用制御手段と、前記内燃機関と変速機の間に設けられるロックアップクラッチ付トルクコンバータと、前記変速機およびロックアップクラッチの状態を制御する変速機用制御手段とを備えた車両のロックアップクラッチ制御袋置であって、前記内燃機関の始動手段と、冷却水の温度を検出する水温検出手段と、車両の外気の温度に相当する温度を検出する気温検出手段とを備え、前記内燃機関用制御手段と前記変速機用制御手段が情報通信を行う車両のロックアップクラッチ制御装置において、前記始動手段による内燃機関の始動後、前記内燃機関用制御手段は、前記気温検出手段により検出された気温が寒冷状態を判定する判定気温より低いことと、前記水温検出手段水温により検出された水温が冷機状態を判定する判定水温より低いこととがともに肯定された場合に、ロックアップ解除肯定要求を前記変速機用制御手段に出力し、前記変速機用制御手段は、このロックアップ解除肯定要求の入力に基づいて前記ロックアップクラッチを解除状態に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の車両のロックアップクラッチ制御装置は、寒冷時の冷機始動という限定した条件成立時にのみ、内燃機関の冷却水の熱を利用した暖房性能アップを果たすことができる。それ以外の条件では、燃費改善を目的とするロックアップマップに従ってロックアップクラッチを制御することで経済性を確保できるため、総合的に暖房性能と経済性の両立を図ることができる。
また、この発明の車両のロックアップクラッチ制御装置は、内燃機関用制御手段の判断を変速機用制御手段のロックアップ制御に直接反映させることができるため、ロックアップマップに基づくロックアップクラッチの制御を禁止することができ、ロックアップクラッチの係合解除を切り替える判定のための演算負荷を増大させないシンプルな制御とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両のロックアップクラッチ制御装置の制御フローチャートである。（実施例１）
【図２】車両のロックアップクラッチ制御装置のシステムブロック図である。（実施例１）
【図３】車両のロックアップクラッチ制御装置の入出力信号を説明する図である。（実施例１）
【図４】車両のロックアップクラッチ制御装置の制御フローチャートである。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図３は、この発明の実施例１を示すものである。図２において、１は車両に搭載された内燃機関、２は変速機である。内燃機関１と変速機２との間には、トルクコンバータ３が設けられている。トルクコンバータ３は、内燃機関１のトルクを増幅して変速機２に伝達するとともに、伝達されるトルクを接続・切断するロックアップクラッチ４を備えている。ロックアップクラッチ４は、内燃機関１と変速機２とを直接的に結合してトルクを伝達する係合状態と、内燃機関１と変速機２との直接的な結合を解放してトルクの伝達を遮断する解除状態と、内燃機関１と変速機２とを部分的に結合して相対回転を許容しつつトルクを伝達するスリップ状態との、各状態に切り替えられる。
車両は、空調装置５を備えている。空調装置５は、空調ダクト６により形成される空調通路７を設けている。空調通路７には、空気を送給するブロアファン８と、空気を冷却する冷房装置９としてのエバポレータ１０と、空気を加熱する暖房装置１１としてのヒータコア１２とを配設している。ブロアファン８は、ファンモータ１３により駆動され、空調通路７の空気を車室に供給する。エバポレータ１０は、コンプレッサにより圧縮された冷媒の気化潜熱により通過する空気を冷却する。ヒータコア１２は、内燃機関１及び変速機２に連絡された暖房用冷却水通路１４により供給される冷却水の熱を利用して空気を加熱する。
前記空調通路７には、ブロアファン８の上流側に内外気切り替えドア１５を設け、中間のヒータコア１２の上流側にエアミックスドア１６を設け、ヒータコア１２の下流側に吹き出し口ドア１７・１８を設けている。内外気切り替えドア１５は、内気導入口１９と外気導入口２０とを選択的に開閉し、車室内の空気（内気）と車室外の空気（外気）とを空調通路７に選択的に導入する。エアミックスドア１６は、ヒータコア１２を一側に偏らせることで２分された空調通路７のヒータコア通路２１とバイパス通路２２とのそれぞれに流れる空気の配分量を連続的に変化させて流通させ、所望の吹出し温度を得ることができる。吹き出し口ドア１７・１８は、デフロスト吹き出し口２３やベント吹き出し口２４、フット吹き出し口２５から空気を選択的に吹き出させる。
【００１３】
前記内燃機関１は、内燃機関用制御手段２６により制御される。内燃機関用制御手段２６には、冷却水の温度を検出する水温検出手段２７と、車両の外気の温度に相当する温度を検出する気温検出手段２８と、始動手段２９とを備え、温度情報を含む各種検知情報に基づいて内燃機関１を制御する。気温検出手段２８は、外気温を検出する外気温センサ、内燃機関１の吸気温を検出する吸気温センサとすることができる。
前記変速機２は、変速機用制御手段３０により油圧制御される。変速機２は、自動変速機（ＡＴ）、無段変速機（ＣＶＴ）をはじめとする油圧制御される変速機である。変速機用制御手段３０は、変速機２および併設されるトルクコンバータ３のロックアップクラッチ４の状態を制御する。
【００１４】
前記内燃機関用制御手段２６と前記変速機用制御手段３０とは、情報通信を行うことでロックアップクラッチ４を制御するロックアップクラッチ制御装置３１を構成する。ロックアップクラッチ制御装置３１は、図３に示すように、水温検出手段２７による水温情報と気温検出手段２８による気温情報と始動手段２９による始動情報とを内燃機関用制御手段２６に入力し、内燃機関用制御手段２６によりロックアップクラッチ４のロックアップ解除の可否を判断し、変速機用制御手段３０にロックアップ解除肯定要求あるいはロックアップ解除否定要求を送信し、変速機用制御手段３０によりロックアップクラッチ４を解除状態、係合状態、あるいはスリップ状態に制御する。
前記内燃機関用制御手段２６は、始動手段２９による内燃機関１の始動後、気温検出手段２８により検出された気温が寒冷状態を判定する判定気温より低いことと、水温検出手段水温２７により検出された水温が冷機状態を判定する判定水温より低いこととがともに肯定された場合に、ロックアップ解除肯定要求を変速機用制御手段３０に出力する。前記変速機用制御手段３０は、このロックアップ解除肯定要求の入力に基づいて、ロックアップクラッチ４を解除状態に制御する。
【００１５】
前記内燃機関１は、始動手段２９（例えば、イグニッションスイッチ、プッシュスタートスイッチ等）の人為操作に基づいて、決められた方法で始動するよう制御される。この制御は、内燃機関用制御手段２６単体あるいは、図示しない車両用制御手段の併用によって行われる。内燃機関１の始動判定は、エンジン回転数が完爆判定回転数を超えた際に始動完了となり、内燃機関１の燃料噴射制御は始動時燃料噴射制御から通常運転時の始動後燃料噴射制御に切り替わる。内燃機関１の始動後とは、この始動後燃料噴射制御を行っている状態を意味する。
前記変速機用制御手段３０は、内燃機関用制御手段２６からのロックアップ解除肯定要求の入力に基づいて一義的にロックアップクラッチ４を解除状態とする一方、内燃機関用制御手段２６からのロックアップ解除否定要求の入力があった場合は、単純にロックアップクラッチ４を係合状態とするのではなく、後述するロックアップマップに基づいてロックアップクラッチ４を各状態とするよう制御する。
ロックアップクラッチ４のロックアップ制御は、図示しないロックアップマップによって解除、係合、スリップの各状態を切り替え、燃費改善目的を果たせるように制御する。ロックアップマップは、変速機２が主に走行レンジを選択した状態である場合に用いられ、車速とスロットル開度（アクセル開度）に基づいて各状態が一義的に決められる。ロックアップクラッチ４の解除と係合は、車速についてヒステリシスを設けてある。ロックアップクラッチ４は、ソレノイドバルブによって制御される油圧に基づいて、解除、係合、スリップの各状態を切り替える。ソレノイドバルブは、変速機用制御手段３０から出力するデューティ、電流値によって制御する。
【００１６】
次に作用を説明する。
図１に示すように、ロックアップクラッチ制御装置３１は、ロックアップクラッチ４の制御を行う。なお、図１においては、ロックアップ解除肯定要求＝ＯＮと表記し、ロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦと表記している。
図１において、ロックアップクラッチ制御装置３１は、制御のプログラムがスタートすると（１０１）、車両の外気に相当する温度が判定気温の閾値α以下であるかを判断する（１０２）。この判断（１０２）がＹＥＳの場合は、外気温が低く、暖房が必要な領域であると判断し、内燃機関１の水温が判定水温の閾値β以下であるかを判断する（１０３）。
この判断（１０３）がＹＥＳの場合は、暖房性能を満たすヒータコア１２の温度に達していないと判断し、内燃機関用制御手段２６はロックアップ解除肯定要求＝ＯＮの信号を変速機用制御手段３０に出力し（１０４）、判断（１０２）に戻る（１０５）。変速機用制御手段３０は、ロックアップ解除肯定要求＝ＯＮの入力によりロックアップクラッチ４を解除状態に制御する。
一方、前記判断（１０２）がＮＯの場合、または、前記判断（１０３）がＮＯの場合は、内燃機関用制御手段２６はロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦの信号を変速機用制御手段３０に出力し（１０６）、判断（１０２）に戻る（１０５）。
【００１７】
このように、ロックアップクラッチ制御装置３１の内燃機関用制御手段２６は、気温検出手段２８により検出された始動時における気温（外気温、あるいは吸気温）が寒冷状態を判定する判定気温より低いことと、水温検出手段２７により検出された始動時における水温が冷機状態を判定する判定水温より低いこととがともに肯定された場合に、ロックアップ解除肯定要求を変速機用制御手段３０に出力する。
一方、内燃機関用制御手段２６は、気温検出手段２８により検出された気温が寒冷状態を判定する判定気温より低いことと、水温検出手段２７により検出された水温が冷機状態を判定する判定水温より低いこととのうち、いずれかが否定された場合と、両方ともに否定された場合には、ロックアップ解除否定要求を変速機用制御手段３０に出力する。
【００１８】
これにより、車両のロックアップクラッチ制御装置３１は、外気温が低く、内燃機関１の水温が低い寒冷時の冷機始動という限定した条件成立時にのみ、内燃機関１の冷却水の熱を利用した暖房装置１１の暖房性能アップを果たすことができる。それ以外の条件では、燃費改善を目的とするロックアップマップに従ってロックアップクラッチ４を制御することで経済性を確保できるため、総合的に暖房性能と経済性の両立を図ることができる。
また、ロックアップクラッチ制御装置３１は、内燃機関用制御手段２６の判断を変速機用制御手段３０のロックアップ制御に直接反映させることができるため、ロックアップマップに基づくロックアップクラッチ４の制御を禁止することができ、ロックアップクラッチ４の係合解除を切り替える判定のための演算負荷を増大させないシンプルな制御とすることができる。
【実施例２】
【００１９】
図４は、この発明の実施例２を示すものである。実施例２のロックアップクラッチ制御装置３１は、図１・図２に示す前述実施例１と同様の構成を有しているので、同一符号を使用して説明する。
実施例２のロックアップクラッチ制御装置３１は、前記ロックアップクラッチ４付きのトルクコンバータ３と、暖房装置１１と、内燃機関用制御手段２６と、変速機用制御手段３０とを備え、さらに、前記水温検出手段２７と、気温検出手段２８と、始動手段２９とを備え、内燃機関用制御手段２６と変速機用制御手段３０が情報通信を行うことでロックアップクラッチ４を制御する。
実施例２のロックアップクラッチ制御装置３１においては、内燃機関用制御手段２６は、ロックアップ解除肯定要求からロックアップ解除否定要求に一且切替を経験した場合、それ以降はロックアップ解除肯定要求への再切替を禁止するよう判定制御することを特徴とする。
【００２０】
次に作用を説明する。
図４に示すように、ロックアップクラッチ制御装置３１は、ロックアップクラッチ４の制御を行う。なお、図４においては、ロックアップ解除肯定要求＝ＯＮと表記し、ロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦと表記している。
図４において、ロックアップクラッチ制御装置３１は、制御のプログラムがスタートすると（２０１）、車両の外気に相当する温度が判定気温の閾値α以下であるかを判断する（２０２）。この判断（２０２）がＹＥＳの場合は、外気温が低く、暖房が必要な領域であると判断し、内燃機関１の水温が判定水温の閾値β以下であるかを判断する（２０３）。この判断（２０２）がＹＥＳの場合は、暖房性能を満たすヒータコア１３の温度に達していないと判断し、ロックアップ解除肯定要求＝ＯＮからロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦに切り換わったことが一度もないかを判断する（２０４）。
この判断（２０４）がＹＥＳの場合は、一度もロックアップ解除肯定要求＝ＯＮからロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦへの切り替えが成立していないと判断し、内燃機関用制御手段２６はロックアップ解除肯定要求＝ＯＮの信号を変速機用制御手段３０に出力し（２０５）、判断（２０２）に戻る（２０６）。変速機用制御手段３０は、ロックアップ解除肯定要求＝ＯＮの入力によりロックアップクラッチ４を解除状態に制御する。
一方、前記判断（２０２）がＮＯの場合、または、前記判断（２０３）がＮＯの場合、あるいは、前記判断（２０４）がＮＯの場合は、内燃機関用制御手段２６はロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦの信号を変速機用制御手段３０に出力し（２０７）、判断（２０２）に戻る（２０６）。
【００２１】
このように、ロックアップクラッチ制御装置３１は、車室外温度が低く、内燃機関１の水温が低く、さらに、内燃機関１の始動後にロックアップ解除肯定要求＝ＯＮからロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦに一度も切り換わっていない場合、ロックアップクラッチ４を解除状態に制御し、一度でもロックアップ解除肯定要求＝ＯＮからロックアップ解除否定要求＝ＯＦＦに切り換わった場合、再度内燃機関１を停止するまで、ロックアップクラッチ４を解除状態に制御する要求をしない。
これにより、この車両のロックアップクラッチ制御装置３１は、一度は暖房性能確保の為のロックアップ解除を実施可能としつつ、外気温度等の変動によって制御状態の切替が繰り返されたりすることを防止できる。さらに、このロックアップクラッチ制御装置３１は、実施例１と比べて、暖房装置１１の暖房性能確保の為のロックアップ解除を実施する時間を短くすることによって、燃費向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明は、寒冷時に冷機始動する際の暖房性能を高め、発熱量が小さく相対的に熱容量が大きくなる小型の内燃機関およびその制御装置に適したシンプルな制御とすることができ、自動車に限らず、燃機関と変速機の間にロックアップクラッチ付トルクコンバータを設け、内燃機関の冷却水の熱を利用して暖房可能とする暖房装置を備えた搬送装置に応用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  内燃機関
２  変速機
３  トルクコンバータ
４  ロックアップクラッチ
５  空調装置
１１  暖房装置
２６  内燃機関用制御手段
２７  水温検出手段
２８  気温検出手段
２９  始動手段
３０  変速機用制御手段
３１  ロックアップクラッチ制御装置
【図１】
2012021589.tif 000003
【図２】
2012021589.tif 000004
【図３】
2012021589.tif 000005
【図４】
2012021589.tif 000006