(57)【要約】【課題】暖機状況如何を問わず、クリープ時の内燃機関の出力の大きさを適正化する。【解決手段】内燃機関と車軸との間にトルクコンバータ及び自動変速機が介在している車両に搭載された内燃機関を制御する制御装置であって、クリープ時の車速が目標車速となるように内燃機関の出力を制御するものとし、その目標車速をトランスミッションフルードの温度または内燃機関の冷却水の温度に応じて変更する制御装置を構成した。【選択図】図３
2017082682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と車軸との間にトルクコンバータ及び自動変速機が介在している車両に搭載された内燃機関を制御する制御装置であって、
クリープ時の車速が目標車速となるように内燃機関の出力を制御するものとし、その目標車速をトランスミッションフルードの温度または内燃機関の冷却水の温度に応じて変更する制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と車軸との間にトルクコンバータ及び自動変速機が介在している車両に搭載された内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータ及び自動変速機を備える車両においては、運転者がアクセルペダルを踏んでいないときにも、アイドリングしている内燃機関が出力するトルクを車軸に伝達して車両を微速走行させることができる。この現象はクリープ（摺り足）と呼ばれる。
【０００３】
クリープ時、内燃機関の出力が小さいとエンジンストールに陥るリスクがあり、逆に内燃機関の出力が大きいと燃料の浪費を招くことになる。そこで、クリープ走行中の車速に目標値を設定し、その目標車速と現在の車速との偏差を縮小するように吸気量及び燃料噴射量を操作するフィードバック制御を実施する（例えば、下記特許文献を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６６８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、クリープ走行中の目標車速は、内燃機関及び変速機の暖機状況によらず一定とされていた。
【０００６】
しかしながら、適切なクリーピングを維持するために要求されるエンジントルクの大きさは、暖機状況に応じて変動する。内燃機関及び変速機が完全に暖機された状態で所定の目標車速を達成できるようにクリープ時の内燃機関の出力を設定すると、内燃機関及び変速機が完全には暖機されていない半暖機状態でのクリープ時に必要十分なクリープ車速を得られずにドライバビリティが低下する可能性があり、エンジンストールに陥るリスクも増す。翻って、半暖機状態で目標車速を達成できるようにクリープ時の内燃機関の出力を設定すると、完全暖機状態でのクリープ時に車速が不必要に高くなり却ってドライバビリティが低下し、また燃料消費量も増加する。
【０００７】
以上の問題に着目してなされた本発明は、暖機状況如何を問わずクリープ時の内燃機関の出力の大きさを適正化することを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、内燃機関と車軸との間にトルクコンバータ及び自動変速機が介在している車両に搭載された内燃機関を制御する制御装置であって、クリープ時の車速が目標車速となるように内燃機関の出力を制御するものとし、その目標車速をトランスミッションフルードの温度または内燃機関の冷却水の温度に応じて変更する制御装置を構成した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、暖機状況如何を問わず、クリープ時の内燃機関の出力の大きさを適正化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の構成を示す図。
【図２】同実施形態における車両の駆動系の構成を示す図。
【図３】フルード温または冷却水温とクリープ時の目標車速との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関１００の概要を示す。本実施形態における内燃機関１００は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１２】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１３】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１４】
外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。
【００１５】
図２に、車両が備える駆動系の例を示す。この駆動系は、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９を備えてなる。特に、本実施形態では、自動変速機８、９の構成要素として、遊星歯車機構を利用した前後進切換装置８、及び無段変速機の一種であるベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）９を採用している。
【００１６】
内燃機関１００が出力する回転トルクは、内燃機関１００の出力軸であるクランクシャフトからトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５の回転は、出力ギア１０１に伝達される。出力ギア１０１は、デファレンシャル装置のリングギア１０２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１０３ひいては駆動輪を回転させる。
【００１７】
トルクコンバータ７は、ロックアップ機構を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ７の入力側と出力側とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチ７３と、ロックアップクラッチ７３を断接切換駆動するための作動液圧（油圧）を制御するロックアップソレノイドバルブとを要素とする。ロックアップソレノイドバルブは、制御信号ｏを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
【００１８】
ＣＶＴ９を搭載した車両においては、車速が所定値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上である場合、ほぼ常時トルクコンバータ７をロックアップする。車速が所定値以下となれば、トルクコンバータ７のロックアップを解除する。
【００１９】
前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力側）との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。
【００２０】
走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブは、制御信号ｐを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。
【００２１】
非走行レンジであるＮレンジ、Ｐレンジでは、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断する。
【００２２】
ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有しており、液圧サーボ９１３を操作し可動シーブ９１２を変位させることを通じて変速比を無段階に変更できる。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有しており、液圧サーボ９２３を操作し可動シーブ９２２を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与える。
【００２３】
走行レンジを操作するべくフォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５に供給される作動液（作動油）、及び変速比を操作するべく液圧サーボ９１３、９２３に供給される作動液は、トルクコンバータ７に用いられる流体と共通である。この流体は、トランスミッションフルード（ＣＶＴＦ）と呼称される。トランスミッションフルードは、前後進切換装置８やＣＶＴ９のベルト９３等の潤滑、並びにベルト９３のプーリ９１、９２に対する滑り摩擦の抑止等にも用いられる。
【００２４】
本実施形態の内燃機関１００の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２５】
ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関１００に対する要求出力、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流（特に、サージタンク３３内）の吸気温及び吸気圧を検出する吸気温・吸気圧センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関１００の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、ブレーキペダルが踏まれたことまたはブレーキペダルの踏込量を検出するセンサ（ブレーキスイッチやマスタシリンダ圧センサ等）から出力されるブレーキ信号ｆ、吸気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、駆動系のトランスミッションフルードの温度を検出するフルード温センサから出力されるフルード温信号ｈ等が入力される。
【００２６】
ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度制御信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度制御信号ｌ、ロックアップクラッチ７３の断接切換用のロックアップソレノイドバルブに対して開度制御信号ｏ、フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５の断接切換用のソレノイドバルブに対して開度制御信号ｐ、ＣＶＴ９に対して変速比制御信号ｑ等を出力する。
【００２７】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気（新気）量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）、トルクコンバータ７のロックアップを行うか否か、ＣＶＴ９の変速比といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｏ、ｐ、ｑを出力インタフェースを介して印加する。
【００２８】
ＥＣＵ０は、運転者によるアクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下であり、かつブレーキペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下であってブレーキ装置により車両が制動されていないクリープ走行時において、車両の車速が目標車速に追従するよう内燃機関１００の出力を制御する。即ち、車速センサを介して検出される実測車速と目標車速との偏差を縮小するように、スロットルバルブ３２の開度を操作して気筒１に充填される吸気の量を増減させ、併せてインジェクタ１１から噴射する燃料の量を増減させる。及び／または、実測車速と目標車速との偏差を縮小するように、点火プラグ１２による点火タイミングを進角または遅角させる。
【００２９】
しかして、本実施形態のＥＣＵ０は、クリープ走行時の目標車速を、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９に用いられるトランスミッションフルードの温度、及び／または、内燃機関１００の冷却水の温度に応じて変更する。具体的には、フルード温センサを介して検出されるフルード温が低い場合に、フルード温が高い場合と比較して目標車速をより高く設定する。及び／または、冷却水温センサを介して検出される冷却水温が低い場合に、冷却水温が高い場合と比較して目標車速をより高く設定する。これにより、内燃機関１００及び駆動系の温度が低い状況下でのクリープ時の内燃機関の出力を増大させて、エンジンストールを予防しつつ、車両の発進時に必要となる大きなエンジントルクを確保することができる。並びに、内燃機関１００及び駆動系の温度が既に高い状況下でのクリープ時の内燃機関の出力を減少させて、過剰なエンジントルクの供給を回避し、燃料消費量の削減を図ることができる。
【００３０】
より詳しくは、図３に示すように、フルード温が所定値未満及び／または冷却水温が所定値未満の場合に、フルード温が低いほどクリープ時の目標車速を引き上げ、及び／または、冷却水温が低いほどクリープ時の目標車速を引き上げるようにする。
【００３１】
なお、経験的に、内燃機関の冷間始動後は、駆動系の暖機よりも内燃機関１００の暖機の方が早く完了する。従って、クリープ時の目標車速を定めるにあたっては、少なくともトランスミッションフルードの温度を参照することが好ましい。
【００３２】
本実施形態では、内燃機関１００と車軸１０３との間にトルクコンバータ７及び自動変速機８、９が介在している車両に搭載された内燃機関１００を制御する制御装置０であって、クリープ時の車速が目標車速となるように内燃機関１００の出力を制御するものとし、その目標車速をトランスミッションフルードの温度及び／または内燃機関１００の冷却水の温度に応じて変更する制御装置０を構成した。
【００３３】
本実施形態によれば、内燃機関１００及び駆動系の暖機状況如何を問わず、クリープ時の内燃機関１００の出力の大きさを適正化することができる。内燃機関１００や駆動系が未だ低温であり、それらのメカニカルロスが大きい状況では、クリープ時の目標車速をより高く設定することで、エンジンストールのリスクを回避し、十分なエンジントルクを駆動系に供給して車両の発進の円滑化を図る。翻って、内燃機関１００や駆動系が既に暖機されている状況では、クリープ時の目標車速を低く設定して、ロストルクの発生を抑止し、以て実用燃費性能の向上を実現する。
【００３４】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、自動変速機の具体的態様は、ベルト式ＣＶＴには限定されない。
【００３５】
また、上記実施形態では、アクセルペダル及びブレーキペダルがともに踏まれていないクリープ時において、車速のフィードバック制御のために、電子スロットルバルブ３２の開度を操作していたが、アイドルスピードコントロール（Ｉｄｌｅ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブを実装している内燃機関においては、このＩＳＣバルブの開度を操作することとしてもよい。周知の通り、ＩＳＣバルブは、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側と下流側とを連通するバイパスを開閉する流量制御バルブである。
【００３６】
その他、各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両に搭載された内燃機関の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１００…内燃機関
１…気筒
１１…インジェクタ
１２…点火プラグ
３…吸気通路
３２…スロットルバルブ
７…トルクコンバータ
８、９…自動変速機（前後進切換装置、ＣＶＴ）
ａ…車速信号
ｅ…冷却水温信号
ｈ…フルード温信号
ｉ…点火信号
ｊ…燃料噴射信号
ｋ…開度制御信号
【図１】
2017082682.tif 000003
【図２】
2017082682.tif 000004
【図３】
2017082682.tif 000005