JP4044023B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は一般的に車両の制御装置に関し、特に、空調装置を備えた車両の減速時ロックアップ作動の車速を切替可能な制御装置に関する。

一般に、自動車に搭載される空調装置はエンジンを駆動源として作動する。例えば、冷房機能を備えた空調装置は低温状態を作り出すために冷凍サイクルシステムを有している。この冷凍サイクルシステムはエンジンを駆動源として作動するコンプレッサを含んでいる。

コンプレッサがエンジンにより駆動され、冷凍サイクルシステム中を冷媒が循環することにより、車室に送られる空気が冷やされて車室内が冷やされる。ここで、エンジンとコンプレッサの間に設けられた電磁クラッチは両者の連結を切断可能とする。

空調装置を制御するための制御装置は、その時々の冷房要求度合いやエンジンの運転状態を監視し、監視結果に基づいて電磁クラッチをオン・オフすることにより、空調装置により得られる冷房の効果を制御する。

一方、エンジンの燃費向上を図るために、エンジンの減速時に燃料の供給を停止する、即ち、燃料カットを行う技術が一般的に採用されている。この種の燃料カット技術は、燃料カット実行後にエンジン回転数が所定の基準値まで低下したときに中止され、燃料供給のための通常制御へ復帰するのが一般的である。

この通常制御への復帰は、減速後のエンジンストールの発生を防止する。そして、この復帰後の回転速度をできるだけ低い値に設定することにより、燃料カットによる燃費の低減効果を高めることができる。

ところで、上記空調装置のようにエンジンによりコンプレッサを駆動するものでは、空調装置の作動中にコンプレッサに起因する負荷がエンジンに加わることになる。そのため、エンジンの減速時に燃料カットが行われ、且つコンプレッサの負荷がエンジンに加わるような場合には、コンプレッサの負荷の分だけエンジンの回転速度がより急激に低下することになり、その低下速度の慣性に起因してエンジンストールが発生しやすい傾向となる。

そこで、空調装置の作動中に燃料カットが行われる場合には、燃料カットからの復帰回転速度を空調装置の停止中のそれに比べて高い値に設定する必要がある。従って、復帰回転速度が高く設定される分だけ、燃料カットの燃費の低減効果が小さくなる。これを回避するためには、エンジンの減速時における燃料カットに合わせて空調装置の作動を適宜に制御する必要がある。

実開平２―５００３８号公報には、燃料カット時に空調装置の作動を停止する減速制御装置が開示されている。この減速制御装置では燃料カットと同時にコントロールユニットが電磁クラッチをオフすることにより、空調装置のコンプレッサをエンジンから切り離す。

これにより、減速時にコンプレッサの負荷がエンジンに加わらなくなり、エンジンの回転速度の低下が緩慢になる。その結果、燃料カットからの復帰回転速度をある程度低い値に設定することが可能となり、燃料カットによる燃費低減の効果を向上させることができる。

特許第３２１４８００号公報には、エンジンの減速時に燃料カットが実行された時に空調カットを一度行い、その空調カットの後に所定期間だけ空調カットの実行を禁止するようにした空調装置の制御装置が開示されている。

この制御装置によると、減速時に燃料カットが実行された時には、エンジンに加わる空調装置の負荷が軽減される。空調カットが一度行われた後は空調カットが所定期間禁止されることから、空調装置が長期間停止されることはない。その結果、エンジンの減速時には、エンジンの燃費の悪化を防止し、併せて空調装置による空調効果を良好に維持することができる。
一方、トルクコンバータのロックアップ機構の従来の減速ロックアップ制御は、車速及び自動変速機の入力軸回転速度が所定値以上の場合に許可していた。また、空調装置のコンプレッサが作動中の場合、燃料カット許可回転数が高いため、減速ロックアップ制御を作動しても燃料カットできない場合がある。

このため、従来の減速ロックアップ制御では、コンプレッサ作動時は非作動時より高い車速及び自動変速機の入力軸回転速度の場合にのみ、減速ロックアップ制御を作動させていた。
実開平２−５００３８号公報 特許第３２１４８００号公報

従来の減速ロックアップ制御では、空調装置のコンプレッサ作動時は非作動時より高い車速及び自動変速機の入力軸回転速度の場合のみ、減速ロックアップ制御を作動させていたため、空調装置を切って燃料カットをさせてもロックアップ制御が作動しないため、エンジン回転が低下しやすく、燃料カット時間が短くなってしまう。

即ち、燃料カットに入るか否か或いは燃料カットが継続するか否かはエンジンの回転速度により規制されているため、自動変速機の入力軸の回転が比較的高くても従来のように減速ロックアップ制御が作動しないと、エンジンの回転速度が下がり燃料カット時間が短くなってしまうという問題があった。

よって、本発明の目的は、減速走行時に燃料カット時間を長くすることが可能な、空調装置を具備した車両の制御装置を提供することである。

図１は本発明の原理ブロック図を示している。本発明の制御装置が対象とする車両は、エンジン２と、エンジン２に接続されたロックアップ機構６付のトルクコンバータ４と、トルクコンバータ４に接続された自動変速機８と、エンジン２により駆動される空調装置１０と、ロックアップ機構６の制御装置１２を備えている。

請求項１記載の車両の制御装置は、車両の減速走行時を判定する減速判定手段１３と、空調装置１０の作動時且つ車両の減速走行時に、第１判定条件に合致した場合ロックアップ制御装置１２を作動してロックアップ機構６を締結側へロックアップ制御する第１判定手段１４を含んでいる。減速判定手段１３は、例えばスロットル弁がオフの時減速走行時と判定する。

車両の制御装置は更に、空調装置１０の作動状態に基づいて、空調装置１０を作動状態から非作動状態へ切替可能かを判断する強制非作動可能判定手段１８と、強制非作動可能判定手段１８により空調装置１０を作動状態から非作動状態へ切替可能と判断された場合に、車両の減速走行時に第２判定条件に合致した場合ロックアップ制御装置１２を作動してロックアップ機構６を締結側へロックアップ制御する第２判定手段１６を含んでいる。

強制非作動可能判定手段１８は、空調装置を完全にオフするだけでなく、現在空調装置に要求されている作動状態（例えば、設定温度２５℃に対して空調装置が作動している状態）に対して、言い換えると該作動状態でのエンジンにかかる負荷に対して、空調装置の出力を低減すること及びそれによるエンジンにかかる負荷を低減することが可能かを判断することを含む。

請求項２記載の発明によると、強制非作動可能判定手段１８により空調装置１０を作動状態から非作動状態へ切替可能と判定した場合には、車両の減速走行時にエンジンへの燃料カットの実行を許可するエンジン回転数を、空調装置１０作動時の回転数よりも小さい所定値に設定する。

請求項３記載の発明によると、前記空調装置の非作動時且つ車両の減速走行時に、第３判定条件に合致した場合、前記ロックアップ制御装置を作動して前記ロックアップ機構を締結側へロックアップ制御する第３判定手段を更に具備し、第１、第２、第３判定手段１４，１６，２０はそれぞれ車速とエンジン回転数から構成され、車速とエンジン回転数は、第３判定条件＝第２判定条件＜第１判定条件の関係を満たす車両の制御装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、強制非作動可能判定手段により空調装置を作動状態から非作動状態へ切替可能と判定した場合には、車両の減速走行時に第２判定条件に合致した場合ロックアップ機構を締結側へロックアップ制御するので、エンジン回転数を比較的高く維持することができ、燃料カット時間を長引かせて燃費向上を図ることができる。

請求項２記載の発明によると、強制非作動可能判定手段により空調装置を作動状態から非作動状態へ切替可能と判定した場合には、車両の減速走行時にエンジンへの燃料カットの実行を許可するエンジン回転数を、空調装置作動時のエンジン回転数よりも小さい値に設定したので、燃料カット時間を長くすることができ、燃費向上を図ることができる。

請求項３記載の発明によると、第１、第２、第３判定条件は、それぞれ車速とエンジン回転数から構成される。そして、車速とエンジン回転数の関係を、第３判定条件＝第２判定条件＜第１判定条件の関係に設定したので、ロックアップ制御を最適に行うことができ、各ケースに応じて燃料カット時間を制御できるため、燃費向上を図ることが可能である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図２は本発明の実施形態に係る車両に搭載された自動変速機及びその制御装置の構成を示す図であり、内燃エンジン２２のクランク軸２４には自動変速機２６が接続されている。

自動変速機２６は、クランク軸２４に連結され、ポンプインペラ２８ａ及びタービンランナ２８ｂを有するトルクコンバータ２８と、ポンプインペラ２８ａとタービンランナ２８ｂと連結するためのロックアップクラッチ３０と、トルクコンバータ２８の出力側に連結される多段変速ギヤ機構３２と、ロックアップクラッチ３０及び多段変速ギヤ機構３２の動作を制御する油圧制御機構３４とを備えている。

油圧制御機構３４は、ロックアップクラッチ３０の係合／非係合を切り替えるオンオフ型のソレノイド弁（以下「Ａソレノイド弁」という）３４ａと、Ａソレノイド弁３４ａがオンされ、ロックアップクラッチ３０が係合状態にあるときの係合圧を制御するデューティ制御型のソレノイド弁（以下「Bソレノイド弁」という）３４ｂと、ギヤ機構３２のシフト位置（ギヤ比）を制御する変速アクチュエータ３４ｃとを含んでいる。

Ａソレノイド弁３４ａ，Ｂソレノイド３４ｂ及び変速アクチュエータ３４ｃは、自動変速機制御用の電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）３６に接続されており、ＥＣＵ３６はＡソレノイド弁３４ａ及びＢソレノイド弁３４ｂを介してロックアップクラッチ３０の係合状態の制御を行うと共に、変速アクチュエータ３４ｃを介して多段変速ギヤ機構３２のシフト位置の制御を行う。

自動変速機２６には、多段変速ギヤ３２のシフト位置ＳＲＴＤＧを検出するシフト位置センサ３８が設けられており、その検出信号はＥＣＵ３６に供給される。

エンジン２２の出力は、クランク軸２４からトルクコンバータ２８、ギヤ機構３２、差動装置４０を順次経て、左右の駆動輪４２，４４に伝達され、これらを駆動する。また、自動変速機２６の出力側には、当該車両の車速ＶＰを検出する車速センサ４６が設けられており、その検出信号はＥＣＵ３６に供給される。

エンジン２２には、吸気管４８の途中に設けられたスロットル弁５０の開度θＴＨを検出するスロットル弁開度センサ５２と、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン水温センサ５４と、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５６が設けられており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ３６に供給される。エンジン回転数センサ５６は、クランク軸２４の１８０度回転毎に所定クランク角度位置でＴＤＣ信号パルスを出力し、ＥＣＵ３６に供給する。

また、スロットル弁５０には例えば電動モータからなるスロットルアクチュエータ５８が連結されており、このスロットルアクチュエータ５８はＥＣＵ３６に接続されている。ＥＣＵ３６には、車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰＦＺを検出するアクセル開度センサ６０が接続されており、その検出信号がＥＣＵ３６に供給される。

ＥＣＵ３６はアクセル開度ＡＰＦＺ等に応じて、スロットル弁開度θＴＨを制御する。即ち、本実施形態ではアクセルペダルとスロットル弁５０とは機械的に連結されておらず、アクセル開度ＡＰ及び他の運転状態に応じてスロットル弁開度θＴＨが制御される。

ＥＣＵ３６には更に、自動変速機２６の動作モードを選択するための選択レバー位置を検出する選択レバー位置センサ６２及びブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキスイッチ６４が接続されており、それらの検出信号はＥＣＵ３６に供給される。

尚、ＥＣＵ３６は、エンジン２２に供給する燃料量（燃料噴射弁の開弁時間）及び点火時期等を制御する図示しないエンジン制御用電子コントロールユニットに接続されており、制御パラメータ情報を相互に伝達するように構成されている。

ＥＣＵ３６は、上述した各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路と、中央処理回路（ＣＰＵ）と、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムや後述するシフトマップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶回路と、Ａソレノイド弁３４ａ、Ｂソレノイド弁３４ｂ及び変速アクチュエータ３４ｃに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。

ＥＣＵ３６は、各種センサの検出信号に基づいてロックアップクラッチ３０の係合状態、シフト位置及びスロットル弁開度θＴＨの制御を行う。尚、以下にフローチャートを参照して説明する処理は、ＥＣＵ３６のＣＰＵで実行されるものである。

以下、図３のフローチャートを参照して、強制空調装置（以下エアコンと略称する）オフの処理について詳細に説明する。まず、ステップ１０（図面ではＳ１０と省略する）においてスロットルがオンか否かを判断する。スロットルがオンの場合には、車両は加速走行状態であり、オフの場合には車両は減速走行状態である。

ステップ１０でスロットルがオンと判断された場合には、ステップ１１へ進んでエアコンが作動中か否かを判断する。エアコンが作動中の場合には、ステップ１２へ進んで車速ＶがＶ１より大きいか否かを判断する。ここで、Ｖ１は例えば５０〜５５ｋｍ／ｈである。

車速ＶがＶ１より大きい場合には、ステップ１３へ進んで自動変速機の入力軸回転数がＮＭ１より大きいか否かを判断する、ＮＭ１は例えば１８００〜１９００ｒｐｍである。ステップ１３で入力軸回転数がＮＭ１より大きいと判断された場合には、ステップ１４へ進んで減速ロックアップ許可フラグを立てる。

ステップ１１でエアコンが作動中でない場合には、ステップ１５へ進んで車速ＶがＶ２より大きいか否かを判断する。ここで、Ｖ２は例えば３５〜４０ｋｍ／ｈである。車速がＶ２より大きい場合には、ステップ１６へ進んで自動変速機の入力軸回転数がＮＭ２より大きいか否かを判断する。

ＮＭ２は例えば１３００〜１４００ｒｐｍである。ステップ１６で入力軸回転数がＮＭ２より大きいと判断された場合には、ステップ１４へ進んで減速ロックアップ許可フラグを立てる。

一方、ステップ１２で車速ＶがＶ１以下と判断された場合、ステップ１３で入力軸回転数がＮＭ１以下と判断された場合、ステップ１５で車速ＶがＶ２以下と判断された場合、及びステップ１６で入力軸回転数がＮＭ２以下と判断された場合には、ステップ１７へ進んで減速ロックアップ許可フラグに０を代入する。即ち、減速ロックアップを不許可にする。

ステップ１０でスロットルがオフと判断された場合、即ち車両が減速走行状態にあると判断された場合には、ステップ１８へ進んでエアコンが作動中か否かを判断する。エアコンが作動中の場合には、ステップ１９へ進んでエアコンをオフにするのが可能か否かを判断する。

エアコンをオフにするのが可能な場合は、例えば以下のパラメータの組み合わせから決定される。

ａ）エアコンのエバポレータの温度が充分に低い。

ｂ）車室内が運転者により要求されている温度に近い状態である。

ｃ）外気温の状態も考慮して、数秒程度エアコンをオフにしても快適性が保てると判断可能な場合。

ｄ）数秒程度の間、エアコンからの風に温度変化がほとんどない。

又、上記のエアコンの作動状態に応じて、エアコンをオフするだけではなく、エアコンの作動状態を弱くする、即ち出力を低減する制御を行うことができる。この場合は、上記のパラメータの判断に対して適宜に条件を設定することができ、そのパラメータの条件に対して快適性を保てる範囲でエアコンの出力の低減の度合いを予め定めることができる。

エアコンの作動状態の強弱、即ち出力の低減の度合いに応じて、減速時のロックアップ回転数及びエンジンの燃料カット回転数を変更することができる。この場合、エアコンの出力の低減の度合いが大きければ大きい程、減速時のロックアップ回転数及びエンジンの燃料カット回転数を高く設定することが好ましく、運転状態に応じて適正な制御が可能となる。

ステップ１９でエアコンのオフが不能と判断された場合には、ステップ２０へ進んで車速ＶがＶ３より大きいか否かを判断する。ここで、Ｖ３は例えば４０〜４５ｋｍ／ｈである。

車速ＶがＶ３より大きいと判断された場合には、ステップ２１へ進んでエンジン回転数ＮｅがＮｅ４より大きいか否かを判断する。ここで、Ｎｅ４は１５００〜１６００ｒｐｍである。

ステップ２１でエンジン回転数ＮｅがＮｅ４より大きいと判断された場合には、ステップ２２へ進んで減速ロックアップフラグが立っているか否かを判断する。フラグが立っていると判断された場合には、ステップ２３へ進んで減速ロックアップ制御を実行する。

ステップ１８でエアコンオフと判断された場合及びステップ１９でエアコンをオフにするのが可能と判断された場合には、ステップ２４へ進んで車速ＶがＶ４より大きいか否かを判断する。ここで、Ｖ４は例えば２５〜３０ｋｍ／ｈである。

ステップ２４で車速ＶがＶ４より大きいと判断された場合には、ステップ２５へ進んでエンジン回転数ＮｅがＮｅ５より大きいか否かを判断する。ここで、Ｎｅ５は例えば１０００〜１１００ｒｐｍである。

ステップ２５でエンジン回転数ＮｅがＮｅ５より大きいと判断された場合には、ステップ２６へ進んで減速ロックアップフラグが立っているか否かを判断する。フラグが立っていると判断された場合には、ステップ２７へ進んでエアコンが作動中か否かを判断する。

エアコンが作動中の場合には、ステップ２８へ進んで強制エアコンオフフラグを立て、更に強制的にエアコンをオフにする。次いで、ステップ２３へ進んで減速ロックアップ制御を実行する。ステップ２７でエアコンがオフと判断された場合にも、ステップ２３へ進んで減速ロックアップ制御を実行する。

一方、ステップ２０、ステップ２１、ステップ２２、ステップ２４、ステップ２５、或いはステップ２６が否定判断の場合には、ステップ２９へ進んで減速ロックアップ制御をすることなく本処理をする。

次に図４のフローチャートを参照して、減速時の燃料カット処理について説明する。まず、ステップ４０でスロットルがオフか否かを判断する。スロットルがオフと判断された場合には、ステップ４１へ進んでエアコンが作動中か否かを判断する。

エアコンが作動中と判断された場合には、ステップ４２へ進んで強制エアコンオフフラグが立っているか否かを判断する。強制エアコンオフフラグが立っていると判断された場合には、ステップ４３へ進んでエンジン回転数ＮｅがＮｅ１より大きいか否かを判断する。ここで、Ｎｅ１は例えば１３１０〜１４１０ｒｐｍである。エンジン回転数ＮｅがＮｅ１より大きいと判断された場合には、ステップ４４へ進んで燃料カットを実行する。

ステップ４２で強制エアコンオフフラグが立っていないと判断された場合には、ステップ４５へ進んでエンジン回転数ＮｅがＮｅ２より大きいか否かを判断する。ここで、Ｎｅ２は例えば１８００〜１９００ｒｐｍである。エンジン回転数ＮｅがＮｅ２より大きいと判断された場合には、ステップ４４へ進んで燃料カットを実行する。

また、ステップ４１でエアコンがオフと判断された場合には、ステップ４６へ進んでエンジン回転数ＮｅがＮｅ３より大きいか否かを判断する。ここで、Ｎｅ３は１３００〜１４００ｒｐｍである。エンジン回転数ＮｅがＮｅ３より大きいと判断された場合には、ステップ４４へ進んで燃料カットを実行する。

ステップ４０、ステップ４３、ステップ４５又はステップ４６が否定判断の場合には、燃料カットを実行することなく本処理を終了する。

図５は図３のフローチャートで説明した強制エアコンオフ時のタイミングチャートを示している。まず、減速ロックアップ許可フラグが立ち、スロットルオフ時に減速ロックアップ制御が開始される。即ち、ロックアップクラッチが締結側に制御される。

ロックアップクラッチが入ると、エンジンのクランクシャフトと自動変速機の入力軸が直結されるため、エンジン回転数は入力軸回転数と同一となり、時間と共に徐々に低下する。

従来は減速ロックアップ制御が作動しないため、エンジン回転数が下がり、燃料カット時間が短いという問題があった。本発明では、減速ロックアップ制御が入りロックアップクラッチが締結されるため、エンジン回転数が高めに維持され燃料カット時間が従来に比較して長くなる。

本発明の原理を示すブロック図である。 本発明に係る車両に搭載された自動変速機及びその制御装置の構成を示す図である。 強制エアコンオフ処理のフローチャートである。 減速時燃料カットのフローチャートである。 強制エアコンオフ時のタイミングチャートである。

符号の説明

２２ エンジン
２６ 自動変速機
２８ トルクコンバータ
３０ ロックアップクラッチ
３２ 多段変速ギヤ機構
３４ 油圧制御機構
３６ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
４６ 車速センサ
４８ 吸気管
５２ スロットル弁開度センサ
５６ エンジン回転数センサ

Claims (3)

1. エンジンに接続されたロックアップ機構付トルクコンバータのロックアップ制御装置と、該トルクコンバータに接続された自動変速機と、前記エンジンにより駆動される空調装置とを備えた車両の制御装置であって、
   車両の減速走行時を判定する減速判定手段と、
   前記空調装置の作動時且つ車両の減速走行時に、車速が第１車速より大きくエンジン回転数が第１回転数より大きい第１判定条件に合致した場合、前記ロックアップ制御装置を作動して前記ロックアップ機構を締結側へロックアップ制御する第１判定手段と、
   前記空調装置の作動状態に基づいて、該空調装置を作動状態から非作動状態へ切替可能かを判断する強制非作動可能判定手段と、
   前記強制非作動可能判定手段により前記空調装置を作動状態から非作動状態へ切替可能と判定し、且つ車両の減速走行時に、車速が第２車速より大きくエンジン回転数が第２回転数より大きい第２判定条件に合致した場合、前記空調装置を非作動状態に切り替えるとともに、前記ロックアップ制御装置を作動して前記ロックアップ機構を締結側へロックアップ制御する第２判定手段とを具備し、
   第２車速＜第１車速且つ第２回転数＜第１回転数の関係を満たすことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記強制非作動判定手段により前記空調装置を作動状態から非作動状態へ切替可能と判定した場合には、車両の減速走行時に前記エンジンへの燃料カットの実行を許可するエンジン回転数を、前記空調装置作動時のエンジン回転数よりも小さい所定値に設定したことを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記空調装置の非作動時且つ車両の減速走行時に、車速が第３車速より大きくエンジン回転数が第３回転数より大きい第３判定条件に合致した場合、前記ロックアップ制御装置を作動して前記ロックアップ機構を締結側へロックアップ制御する第３判定手段を更に具備し、
   第３車速＝第２車速且つ第3回転数＝第２回転数の関係を満すことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の制御装置。

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