(57)【要約】【課題】ターボラグを抑制しつつ燃料消費量の増加を抑制できるロックアップクラッチ制御装置を提供すること。【解決手段】過給機付きエンジンとロックアップクラッチを有するトルクコンバータとを備える車両における前記ロックアップクラッチの制御装置であって、前記ロックアップクラッチを係合した状態で運転者からの加速要求を検出した場合に前記ロックアップクラッチをスリップ制御する際に、前記加速要求を検出した時点での前記車両の加速度と、前記加速要求に基づいて算出される目標車両加速度との差分、及び前記時点での前記エンジンの燃料消費量と、前記時点において前記ロックアップクラッチのスリップ制御を開始した場合の前記目標車両加速度に到達する時点での前記エンジンの燃料消費量との差分から、前記スリップ制御における前記ロックアップクラッチのスリップ量を決定する。【選択図】図４
2016053377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機付きエンジンとロックアップクラッチを有するトルクコンバータとを備える車両における前記ロックアップクラッチの制御装置であって、
前記ロックアップクラッチを係合した状態で運転者からの加速要求を検出した場合に前記ロックアップクラッチをスリップ制御する際に、
前記加速要求を検出した時点での前記車両の加速度と、前記加速要求に基づいて算出される目標車両加速度との差分、及び前記時点での前記エンジンの燃料消費量と、前記時点において前記ロックアップクラッチのスリップ制御を開始した場合の前記目標車両加速度に到達する時点での前記エンジンの燃料消費量との差分から、前記スリップ制御における前記ロックアップクラッチのスリップ量を決定する
ことを特徴とする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】
本発明は、ロックアップクラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機付きエンジンを備えた車両における発進時の応答遅れ（ターボラグ）を減じる方法として、エンジンの回転数及びトルクを増大するためにトルクコンバータのロックアップクラッチのスリップを制御する装置を用いて、車両の運転に関するパラメータに応じてスリップを制御する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７０６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるスリップ制御を行うことで、ロックアップクラッチを係合した状態よりもエンジン回転数が上昇しやすくなるため、ターボラグを減じることができる。しかしながら、エンジン回転数が上昇する分だけエンジンの燃料消費量は増加するため、スリップ制御を行わずにロックアップクラッチを係合させた状態を維持して車両を走行させる場合と比較して燃料消費量が増加する。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ターボラグを抑制しつつ燃料消費量の増加を抑制できるロックアップクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るロックアップクラッチ制御装置は、過給機付きエンジンとロックアップクラッチを有するトルクコンバータとを備える車両における前記ロックアップクラッチの制御装置であって、前記ロックアップクラッチを係合した状態で運転者からの加速要求を検出した場合に前記ロックアップクラッチをスリップ制御する際に、前記加速要求を検出した時点での前記車両の加速度と、前記加速要求に基づいて算出される目標車両加速度との差分、及び前記時点での前記エンジンの燃料消費量と、前記時点において前記ロックアップクラッチのスリップ制御を開始した場合の前記目標車両加速度に到達する時点での前記エンジンの燃料消費量との差分から、前記スリップ制御における前記ロックアップクラッチのスリップ量を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ターボラグを抑制しつつ燃料消費量の増加を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態と比較形態とのエンジン回転数、タービン回転数及び車両加速度のタイムチャートである。
【図３】図３は、実施形態と比較形態とのエンジン使用領域を燃費マップ上に示した図である。
【図４】図４は、実施形態による制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して本発明に係るロックアップクラッチ制御装置の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００１０】
図１は、実施形態に係るロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の概略構成図である。図１に示すように、ロックアップクラッチ制御装置１を備えた車両１００は、エンジン２と、トルクコンバータ３と、自動変速機４と、デファレンシャルギヤ５と、駆動輪６と、タービン回転数センサ１０と、エンジン回転数センサ１１と、アクセル開度センサ１２と、加速度センサ１３と、車速センサ１４と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）５０とを備えている。
【００１１】
エンジン２は、燃料の燃焼エネルギーを回転運動に変換してトルクコンバータ３に出力する。なお、エンジン２には、エンジン２の排気ガスにてタービンを回転させ、タービンとともに回転するコンプレッサによりエンジン２に過給を行うターボ過給機が取り付けられている。
【００１２】
トルクコンバータ３は、ポンプインペラ３ａと、タービンランナ３ｂと、ロックアップクラッチ３ｃとを備えている。ポンプインペラ３ａは、エンジン２と接続されており、エンジン２の回転軸と一体となって回転する。タービンランナ３ｂは、自動変速機４の入力軸と接続されており、自動変速機４の入力軸と一体となって回転する。ロックアップクラッチ３ｃは、エンジン２の回転軸と自動変速機４の入力軸との間に設けられた摩擦係合式のクラッチ装置である。係合状態のロックアップクラッチ３ｃは、エンジン２と自動変速機４とを機械的に接続する。これにより、ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂとは一体となって回転する。一方、ロックアップクラッチ３ｃが解放状態の場合は、ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂとは流体を介してトルクを伝達する。
【００１３】
有段式または無段式の自動変速機４は、出力軸側にデファレンシャルギヤ５が連結されており、さらにデファレンシャルギヤ５には左右の駆動軸を介して左右の駆動輪６が連結されている。
【００１４】
エンジン２が駆動すると、その駆動力がクランクシャフトから出力され、トルクコンバータ３を介して自動変速機４の入力軸に入力され、ここで所定の変速が行われる。その後、駆動力は、自動変速機４の出力軸から出力され、デファレンシャルギヤ５を介して左右の駆動軸に伝達される。これにより、左右の駆動輪６が駆動回転する。
【００１５】
タービン回転数センサ１０は、トルクコンバータ３のタービンランナ３ｂの回転数を検知する。エンジン回転数センサ１１は、エンジン２のエンジン回転数を検知する。アクセル開度センサ１２は、ドライバのアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検知する。加速度センサ１３は、車両１００の走行方向における加速度を検知する。車速センサ１４は、車両１００の走行速度を検知する。これらのセンサは、それぞれＥＣＵ５０に検知結果を出力するようにＥＣＵ５０に電気的に接続されている。
【００１６】
ＥＣＵ５０は、物理的には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及び入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ５０の機能は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＣＰＵの制御のもとで制御対象を動作させるとともに、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００１７】
ＥＣＵ５０は、エンジン２、トルクコンバータ３、及び自動変速機４の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、上述した各種センサの検知結果が入力され、これに基づいてエンジン２の運転状態を検知し、インジェクタによる燃料噴射量や噴射時期、点火プラグによる点火時期などを制御する。
【００１８】
さらに、ＥＣＵ５０は、車速及びアクセル開度の検知結果等に基づいて、ロックアップクラッチ３ｃの油圧機構を制御する。ロックアップクラッチ３ｃは、油圧機構における油圧の調整によりその係合状態が制御され、ロックアップクラッチ３ｃの係合または解放、さらには所定のスリップ量でのスリップ制御がなされる。ロックアップクラッチ３ｃがスリップ制御されている場合は、ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂとはそのスリップ量に応じた回転数差を有する。
【００１９】
さらに、ＥＣＵ５０は、車速及びアクセル開度の検知結果等に基づいて、自動変速機４の油圧機構を制御する。これにより、自動変速機４の変速が行われる。
【００２０】
本実施形態に係るロックアップクラッチ制御装置１は、ＥＣＵ５０を含む構成により実現される。
【００２１】
つぎに、本実施形態に係るロックアップクラッチ制御装置１によるロックアップクラッチ３ｃの制御について説明する。まず、車両１００の運転者が車両１００を加速すべくアクセルペダルの踏み増しを行うと、アクセル開度センサ１２は、その踏み増しによるアクセル開度の変化を検知し、ロックアップクラッチ制御装置１に検知信号を出力する。ロックアップクラッチ制御装置１は、踏み増しによるアクセル開度の変化を示す検知信号を受信することで、運転者からの加速要求を検出する。ロックアップクラッチ制御装置１は、ロックアップクラッチ３ｃを係合した状態で運転者からの加速要求を検出した場合に、ロックアップクラッチ３ｃをスリップ制御する。これにより、ロックアップクラッチ３ｃを係合した状態よりもエンジン２のエンジン回転数が上昇しやすくなるため、ターボラグを抑制することができる。特に、エンジン２のように過給機付きのエンジンの場合は、低回転領域におけるトルク応答性が低いので、本実施形態に従って早期にエンジン回転数を上昇させてトルク応答性が高い状態としておくことが好ましい。
【００２２】
さらに、本実施形態に係るロックアップクラッチ制御装置１では、スリップ制御におけるロックアップクラッチ３ｃのスリップ量を、加速要求を検出した時点での車両１００の加速度と加速要求に基づいて算出される目標車両加速度との差分、及び前記時点でのエンジン２の燃料消費量と前記時点においてロックアップクラッチ３ｃのスリップ制御を開始した場合の目標車両加速度に到達する時点でのエンジン２の燃料消費量との差分から決定する。このように、目標車両加速度に到達するために必要な加速度の増加量と、加速度の増加量を実現する場合の燃料消費量とをスリップ量の決定に用いることで、燃料消費量を考慮したスリップ制御が実現されるので、ターボラグを抑制しつつ燃料消費量の増加を抑制できる。
【００２３】
本実施形態について、比較形態と比較してより詳細に説明する。比較形態は、運転者からの加速要求があってもロックアップクラッチ３ｃの係合状態を維持する制御を行うものとする。
【００２４】
図２は、実施形態と比較形態とのエンジン回転数、タービン回転数及び車両加速度のタイムチャートである。図２において、Ｎｅはエンジン回転数であり、Ｎｔはタービン回転数である。運転者が加速要求をして加速を開始する時点をｔ０とし、車両加速度（車両Ｇ）が目標車両加速度に到達する時点をｔ１（実施形態）、ｔ２（比較形態）とする。時点ｔ０で加速要求が検出されるとする。目標車両加速度は、破線で示すように時点ｔ０における車両加速度にΔＧを加算した値とする。すなわち、ΔＧは、加速要求を検出した時点ｔ０での車両１００の加速度と、加速要求に基づいて算出される目標車両加速度との差分である。
【００２５】
比較形態のようにロックアップクラッチ３ｃの係合状態を維持する制御を行う場合は、エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとは等しい。この場合は、時点ｔ２で車両Ｇが目標車両加速度に到達する。
【００２６】
一方、本実施形態の場合は、加速要求を検出した場合にロックアップクラッチ３ｃをスリップ制御するので、時点ｔ０以降、Ｎｅが早期に上昇する。これによりトルク応答性も高くなる。その後、Ｎｅに従ってＮｔも上昇して車両Ｇが増加し、時点ｔ１で目標車両加速度に到達する。この時点ｔ１は比較形態における時点ｔ２よりも早くなる。特に、ロックアップクラッチ３ｃが係合状態の場合はギヤ比が小さい程エンジン回転数が上昇しにくいので、時点ｔ２はより遅くなる。本実施形態の場合は、このように目標車両加速度に到達するまでの時間が短くなるので、運転者の加速要求に対する追従性が向上し、走行性能が向上する。また、目標車両加速度に到達するまでの時間が短くなるので、スリップ制御により燃料消費量が増加している時間も短くなる。そのため、燃料消費量を比較形態の場合と同等以下としたり、燃料消費量が比較形態の場合より増加したとしてもその増加量を所定範囲内に抑制したりできる。さらに、このような良好な追従性のため運転者はさらなるアクセルペダルの踏み増し等を行うことが少なくなるので、不要な踏み増しによる燃費の悪化を抑制することができる。なお、目標車両加速度に到達した後にはロックアップクラッチ３ｃを係合させる制御を行うことができる。
【００２７】
つぎに、スリップ制御におけるロックアップクラッチ３ｃのスリップ量の決定についてより詳細に説明する。まず、車両１００の加速度は、加速度センサ１３や車速センサ１４の検知結果から得ることができる。また、目標車両加速度は、アクセル開度の変化、エンジン回転数、自動変速機４のギヤ段などを用いて算出することができる。また、加速要求を検出した時点ｔ０でのエンジン２の燃料消費量と時点ｔ０においてロックアップクラッチ３ｃをスリップ制御した場合のエンジン２の燃料消費量との差分（単位：ｇ）については、以下の式（１）を用いて算出することができる。
【数１】
2016053377.tif 000003
【００２８】
式（１）において、η（ｔ）は時刻ｔにおけるエンジン２のエンジン効率（単位：ｇ／ｋＷ・ｈ）であり、Ｗ（ｔ）は時刻ｔにおけるエンジン出力（単位：ｋＷ）である。η（ｔ）、Ｗ（ｔ）は、たとえば時点ｔ０でのエンジン２のエンジン回転数の検知結果と、目標車両加速度に応じた時点ｔ１でのエンジン回転数の予測結果に基づき、ＥＣＵ５０に予め記憶されたマップデータ（燃費マップ）や関数を用いて算出することができる。
【００２９】
スリップ量の決定方法について例示によりさらに説明する。図３は、実施形態と比較形態とのエンジン使用領域を燃費マップ上に示した図である。図３において、横軸はエンジン回転数Ｎｅであり、縦軸はエンジントルクＴｅである。また、実線はエンジン２の等効率線を示している。等効率線は、エンジン２の燃費が等しい動作点を繋いだ線である。図３に示す等効率線は、閉曲線であり、例えば略楕円形となっている。エンジン２の燃費は、等効率線内の領域の中心へ向かうに従い向上し、中心から離れるに従って低下する。このような燃費マップは、ＥＣＵ５０に予め記憶させることができる。
【００３０】
時点ｔ０においてエンジン２は、等馬力線Ｌ１上の開始ポイントＰ１で示されるエンジン回転数及びエンジントルクの状態にあるとする。また、要求加速に応じて演算された目標車両加速度に到達した時点ｔ１においてエンジン２は、等馬力線Ｌ２上の目標ポイントＰ２で示されるエンジン回転数及びエンジントルクの状態になるとする。また、時点ｔ０におけるエンジン２のエンジン効率はηａであるとする。
【００３１】
比較形態では、開始ポイントＰ１から目標ポイントＰ２に到達するには、破線の矢線Ａｒ１で示すように燃費最適線Ｌ３に沿うようにエンジン２の動作点を制御する。一方、実施形態では、ロックアップクラッチ３ｃのスリップ制御により、実線の矢線Ａｒ２で示すように、エンジン２のエンジン回転数が開始ポイントＰ１よりも高くかつ等馬力線Ｌ１上にあるポイントである経由ポイントＰ３を経由して目標ポイントＰ２に到達させるように、エンジン２の動作点を制御する。このとき、経由ポイントＰ３でのエンジン効率ηｂは開始ポイントＰ１のエンジン効率ηａよりも低い値であるが、ηａとηｂとの差分を所定の範囲内に収めるようにスリップ量を収束計算にて決定することにより、燃料消費量の増加を所定の範囲内に抑制できる、あるいは上述した様に比較形態の場合と同等以下の燃料消費量となるように、スリップ量の決定を行うことができる。
【００３２】
つぎに、本実施形態に係るロックアップクラッチ制御装置１による制御の一例を、図４に示す制御フローを用いてさらに具体的に説明する。
【００３３】
ロックアップクラッチ制御装置１は、ステップＳ１０１において、加速要求があったか否かを判定する。加速要求が無かった場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）はステップＳ１０１を繰り返し、加速要求があった場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）はステップＳ１０２に進む。
【００３４】
ステップＳ１０２では、ロックアップクラッチ制御装置１は、ロックアップクラッチ３ｃが係合状態であるか（ＬＵオンであるか）否かを判定する。ＬＵオンでない場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）はステップＳ１０１に戻り、ＬＵオンである場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）はステップＳ１０３に進む。
【００３５】
ステップＳ１０３では、ロックアップクラッチ制御装置１は、ＬＵオン継続が必要であるか否かを判定する。ＬＵオン継続が必要である場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）はステップＳ１０１に戻る。ＬＵオン継続が必要でない場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）はステップＳ１０４に進み、ロックアップクラッチ３ｃのスリップ制御（フレックススリップ制御）を行う。
【００３６】
ステップＳ１０４では、ロックアップクラッチ制御装置１は、ロックアップクラッチ３ｃのスリップ制御を行う。このとき、図３の経由ポイントＰ３のように、燃料消費量の増加を所定の範囲内に抑制できるような、またはロックアップクラッチ３ｃの係合状態を維持する場合と同等以下の燃料消費量となるようなエンジン効率の動作点（エンジン効率がηｂ）に対応するエンジン回転数Ｎｅを目標Ｎｅとして、目標Ｎｅを実現できるスリップ量となるようにスリップ制御を行う。
【００３７】
つづいて、ステップＳ１０５では、ロックアップクラッチ制御装置１は、目標加速度が達成されたか否かを判定する。目標加速度が達成されていない場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）はステップＳ１０４に戻ってスリップ制御を継続する。目標加速度が達成された場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）はステップＳ１０６に進む。
【００３８】
つづいて、ステップＳ１０６では、ロックアップクラッチ制御装置１は、スリップ制御を終了し、ＬＵオン制御を行い、ロックアップクラッチ３ｃを係合状態とし、ステップＳ１０１に戻る。
【００３９】
なお、スリップ量の制御は、上記のようにエンジン効率ηａとηｂとの差分を所定の範囲内に収めるように行われるようにするものに限られず、ロックアップクラッチ３ｃの係合状態を維持する場合と同等以下の燃料消費量または燃料消費量の増加を所定の範囲内に抑制できるようにすればよい。たとえば、スリップ量の制御は、加速開始時（時点ｔ０）のエンジン２の使用領域（Ｎｅ、Ｔｅ、効率）とアクセル開度変化との関係のマップから行うようにしてもよい。このようなマップは、ＥＣＵ５０に予め記憶させることができる。
【００４０】
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ロックアップクラッチ制御装置
２  エンジン
３  トルクコンバータ
３ａ  ポンプインペラ
３ｂ  タービンランナ
３ｃ  ロックアップクラッチ
４  自動変速機
５  デファレンシャルギヤ
６    駆動輪
１０  タービン回転数センサ
１１  エンジン回転数センサ
１２  アクセル開度センサ
１３  加速度センサ
１４  車速センサ
５０  ＥＣＵ
１００  車両
Ａｒ１、Ａｒ２  矢線
Ｌ１、Ｌ２      等馬力線
Ｌ３      燃費最適線
Ｐ１      開始ポイント
Ｐ２      目標ポイント
Ｐ３      経由ポイント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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