説明

変速制御装置

【課題】点火時期の遅角化によって触媒を暖機する際に、運転手に違和感を与えることなく、スロットルバルブを開側に制御する。
【解決手段】エンジン始動後の冷却水温が所定値T1を下回る場合に、点火時期を遅角側に制御する触媒暖機制御が開始される。この触媒暖機制御によるエンジントルク低下に合わせて、スロットルバルブが開側に制御されてエンジントルクが引き上げられる。このようにスロットルバルブが開かれることから、触媒暖機制御においては、吸気管圧力が上昇して倍力機構のブレーキアシスト力が低下する。このため、無段変速機の変速比を高速側にアップシフトさせて駆動輪トルクを低下させる。このように、触媒暖機制御に伴ってエンジントルクが上昇するとともにブレーキアシスト力が低下した場合であっても、アップシフトによって駆動輪トルクの上昇を回避することができ、運転手の意図しない車両発進を防止することが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンと駆動輪との間の変速機構を制御する変速制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エンジンの排気ガスを浄化する触媒を活性化させるためには、触媒温度を十分に上昇させる必要がある。そこで、エンジンの冷態始動時には、点火時期を遅角側に制御することにより、エンジンの排気熱量を増大させることが多い。このような点火時期の遅角化はエンジントルクの低下を招くことから、点火時期の遅角化に合わせてエンジンのスロットルバルブを開側に制御している。これにより、点火時期の遅角化に伴うエンジントルク低下を補うように、エンジントルクを増大させることが可能となる(例えば、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2001−355494号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、スロットルバルブを開側に制御してエンジントルクを増大させることは、エンジン始動後に大きなクリープ力を発生させる要因となるため、運転手に違和感を与えてしまうおそれがある。特に、吸気管圧力を用いてブレーキ操作をアシストする倍力機構を備えた車両においては、スロットルバルブを開側に制御することによって吸気管圧力が増大(吸気管負圧が低下)することから、倍力機構のアシスト力低下に伴って駆動輪の制動力が低下することになる。すなわち、エンジントルクが増大するとともに駆動輪の制動力が低下し、クリープ力による車両発進を招き易い状況となることから、運転手に対して違和感を与えることになっていた。
【0005】
本発明の目的は、点火時期の遅角化によって触媒を暖機する際に、運転手に違和感を与えることなく、スロットルバルブを開側に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の変速制御装置は、エンジンと駆動輪との間の変速機構を制御する変速制御装置であって、前記エンジンの点火時期を遅角側に制御し、前記エンジンの排気系に設けられる触媒を暖機する触媒暖機制御を実行する触媒暖機手段と、前記触媒暖機制御が実行される際に、前記エンジンの吸気系に設けられるスロットルバルブを開側に制御するスロットル制御手段と、前記触媒暖機制御が実行される際に、前記変速機構の変速比を高速側に変化させるアップシフト制御を実行する変速制御手段とを有し、前記スロットルバルブを開側に制御してエンジントルクを増加させる際に、前記アップシフト制御によって駆動輪トルクを低下させることを特徴とする。
【0007】
本発明の変速制御装置は、前記駆動輪を制動するブレーキ機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管圧力を用いて運転手のブレーキ操作を補助する倍力機構を備えることを特徴とする。
【0008】
本発明の変速制御装置は、前記変速制御手段は、アクセルペダルが操作された場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする。
【0009】
本発明の変速制御装置は、前記変速制御手段は、車両加速度が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする。
【0010】
本発明の変速制御装置は、前記倍力機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管に連通する圧力室を備え、前記変速制御手段は、前記圧力室内の圧力が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする。
【0011】
本発明の変速制御装置は、前記変速機構は無段変速機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、触媒暖機制御が実行される際に、スロットルバルブを開側に制御するとともに、変速機構の変速比を高速側に変化させるようにしている。これにより、触媒暖機制御に伴ってエンジントルクが上昇した場合であっても、駆動輪トルクの上昇を回避することができるため、運転手に違和感を与えることなく、適切なクリープ力によって車両を発進させることが可能となる。また、触媒暖機制御に伴ってブレーキアシスト力が低下した場合であっても、アップシフトによって駆動輪トルクの上昇が回避されることから、運転手の意図しない車両発進を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施の形態である変速制御装置が搭載される車両の構成を示す概略図である。
【図2】無段変速機の油圧制御系を示す概略図である。
【図3】無段変速機の変速制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。
【図4】触媒暖機制御に合わせてアップシフト制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。
【図5】触媒暖機制御に伴うアップシフト制御の実行過程を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である変速制御装置が搭載される車両の構成を示す概略図である。図1に示すように、車両のエンジン10と駆動輪11との間には、変速機構として無段変速機12が設けられている。また、エンジン10と無段変速機12との間には、トルクコンバータ13および前後進切換機構14が設けられており、無段変速機12と駆動輪11との間には、駆動輪出力軸15およびデファレンシャル機構16が設けられている。そして、エンジン10のクランク軸17から出力される動力は、トルクコンバータ13、前後進切換機構14、無段変速機12、駆動輪出力軸15およびデファレンシャル機構16を経て、駆動輪11に伝達される。
【0015】
図1に示すように、エンジン10の吸気ポート20には吸気管21が接続されている。この吸気管21には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ22が設けられるとともに、燃料を噴射するインジェクタ23が設けられている。また、エンジン10の排気ポート24には排気管25が接続されており、この排気管25には排気ガスを浄化する触媒26が設けられている。このように、エンジン10の吸気系27にはスロットルバルブ22が設けられており、エンジン10の排気系28には触媒26が設けられている。また、エンジン10のシリンダヘッド29には、燃焼室30内の混合気に点火する点火プラグ31が取り付けられている。
【0016】
無段変速機12は、エンジン10に駆動されるプライマリ軸40と、これに平行となるセカンダリ軸41とを有している。プライマリ軸40にはプライマリプーリ42が設けられており、セカンダリ軸41にはセカンダリプーリ43が設けられている。プライマリプーリ42には油室42aが区画されており、油室42a内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリプーリ43には油室43aが区画されており、油室43a内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。そして、プーリ溝幅を調整して駆動チェーン44の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸40からセカンダリ軸41に対する無段変速が可能となる。また、プライマリプーリ42およびセカンダリプーリ43の油室42a,43aに作動油を供給するため、複数の電磁弁が組み込まれたバルブユニット45が設けられている。さらに、バルブユニット45に作動油を供給するため、トルクコンバータ13にはオイルポンプ46が連結されている。
【0017】
車両には、各駆動輪11を制動するブレーキ機構50が搭載されている。ブレーキ機構50は、運転手によるブレーキペダル51の踏み込み量に応じて作動油圧を発生させるマスターシリンダ52を有している。このマスターシリンダ52には、小さなペダル踏力を増幅させるための倍力機構53が組み付けられている。また、ブレーキ機構50は、各駆動輪11に固定されたディスクロータ54を制動するキャリパ55を有している。マスターシリンダ52から出力される作動油圧は、ハイドロリックユニット56およびブレーキ配管57を介して各キャリパ55に供給される。キャリパ55は油圧駆動される図示しないピストンを有しており、このピストン62によってディスクロータ54を挟むことにより、作動油圧に応じた摩擦制動力で駆動輪11を制動することが可能となる。なお、ハイドロリックユニット56は、複数の電磁弁やプランジャポンプ等によって構成される部品であり、アンチロックブレーキシステム等の作動時に各キャリパ55の供給油圧を制御するために用いられる。
【0018】
倍力機構53のシェル60内には、ダイヤフラム61およびピストン62を隔てて定圧室(圧力室)63と変圧室64とが区画されている。定圧室63には配管を介してスロットルバルブ下流側の吸気管21が接続されており、定圧室63には吸気管21内の吸気管圧力(吸気管負圧)が導入されている。なお、定圧室63に吸気管圧力を案内する配管65には、定圧室63内の圧力を保持するための逆止弁66が設けられている。また、定圧室63と変圧室64との間には図示しない真空弁が設けられており、この真空弁は定圧室63と変圧室64とを連通する連通状態と遮断する遮断状態とに切り換えられる。さらに、変圧室64には図示しない大気弁が設けられており、この大気弁は変圧室64と外部とを連通する連通状態と遮断する遮断状態とに切り換えられる。運転手がブレーキペダル51を踏み込んでいない場合には、リターンスプリング67によってピストン62およびオペレーションロッド68が押し戻される。オペレーションロッド68が矢印A方向に押し戻されると、真空弁が連通状態に切り換えられるとともに大気弁が遮断状態に切り換えられ、定圧室63および変圧室64には吸気管圧力が導入された状態となる。一方、運転手がブレーキペダル51を踏み込んだ場合には、ブレーキペダル51に連動してオペレーションロッド68が押し込まれる。オペレーションロッド68が矢印B方向に押し込まれると、真空弁が遮断状態に切り換えられるとともに大気弁が連通状態に切り換えられ、定圧室63内の吸気管圧力を維持したまま変圧室64に対して大気が導入された状態となる。これにより、ピストン62が吸気管圧力と大気圧との差圧によって押し込まれ、ピストン62に固定されるプッシュロッド69がマスターシリンダ52に押し込まれる。そして、プッシュロッド69が押し込まれるマスターシリンダ52から、各キャリパ55に向けて作動油が出力されることになる。このように、マスターシリンダ52に倍力機構53を設けることにより、運転手のブレーキ操作を補助することが可能となっている。
【0019】
前述したように、吸気管圧力と大気圧との差圧によってプッシュロッド69を押し込むことができるため、小さなペダル踏力によってマスターシリンダ52から大きな作動油圧を出力することが可能となる。すなわち、吸気管圧力が低下するほど(吸気管負圧が増大するほど)、倍力機構53によるブレーキアシスト力を増大させることができ、マスターシリンダ52からキャリパ55に大きな作動油圧を供給することが可能となる。したがって、同じペダル踏力でブレーキペダル51を踏み込んだ状態のもとで、スロットルバルブ22が開側に制御されたときには吸気管圧力が上昇して駆動輪11の制動力が低下する一方、スロットルバルブ22が閉側に制御されたときには吸気管圧力が低下して駆動輪11の制動力が増大することになる。
【0020】
車両にはエンジン10を制御するエンジン制御ユニット70が設けられており、このエンジン制御ユニット70は触媒暖機手段およびスロットル制御手段として機能している。また、車両には無段変速機12を制御するCVT制御ユニット71が設けられており、このCVT制御ユニット71は変速制御手段として機能している。エンジン制御ユニット70やCVT制御ユニット71に接続されるセンサ等としては、スロットルバルブ22の開度を検出するスロットル開度センサ72、エンジン10の冷却水温を検出する水温センサ73、クランク軸17の回転角を検出するクランク角センサ74、プライマリプーリ42の回転数を検出するプライマリ回転数センサ75、セカンダリプーリ43の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ76、アクセルペダル77の操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ78、倍力機構53の定圧室63内の圧力を検出する圧力センサ79、車速を検出する車速センサ80、車両加速度を検出する加速度センサ81、セレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ82等がある。なお、各制御ユニット70,71は、制御信号等を演算するCPUを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するROMや、一時的にデータを格納するRAMを備えている。
【0021】
図2は無段変速機12の油圧制御系を示す概略図である。図2に示すように、オイルポンプ46に接続されるセカンダリ圧路83は、セカンダリプーリ43の油室43aに接続されるとともにセカンダリ圧制御弁84に接続されている。このセカンダリ圧制御弁84を介して調圧されるライン圧としてのセカンダリ圧は、駆動チェーン44をスリップさせることのないように、エンジントルクや目標変速比等に基づいて調圧される。また、セカンダリ圧路83はプライマリ圧制御弁85に接続されており、プライマリ圧制御弁85から延びるプライマリ圧路86はプライマリプーリ42の油室42aに接続されている。このプライマリ圧制御弁85を介して調圧されるプライマリ圧は、目標変速比に向けてプライマリプーリ42の溝幅を制御するように、目標変速比やセカンダリ圧等に基づいて調圧される。
【0022】
ここで、図3は無段変速機12の変速制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。図3に示すように、変速特性マップには、最大変速比を示す特性線Lowと最小変速比を示す特性線Highとが設定されており、特性線Low,Highの間にはアクセル開度に対応した複数の特性線A1〜A8が設定されている。そして、CVT制御ユニット71は、車速とアクセル開度とに基づき図4の変速特性マップを参照し、変速特性マップから目標プライマリ回転数を算出する。次いで、CVT制御ユニット71は、目標プライマリ回転数に基づき目標変速比を算出し、この目標変速比に向けてプライマリ圧とセカンダリ圧とを制御する。例えば、図4に符号αで示す走行状態から、特性線A6に相当するアクセル開度までアクセルペダル77が踏み込まれた場合には、目標プライマリ回転数としてNp1が設定され、目標変速比としてR1が設定されることになる。
【0023】
ところで、前述したように、エンジン10から排出される排気ガスは、排気系28に設置される触媒26によって浄化される。触媒26によって排気ガスを効果的に浄化するためには、触媒温度を所定範囲に引き上げて触媒26を活性化させることが必要となる。このため、触媒温度が大きく低下しているエンジン10の冷態始動時においては、排気熱量を増大させて早期に触媒温度を上昇させることが重要となっている。そこで、エンジン制御ユニット70は、エンジン10の冷却水温が所定値を下回る場合に、エンジン10の点火時期を遅角側に制御する触媒暖機制御を実行している。これにより、排気ガスの温度を上昇させることができるため、素早く触媒温度を上昇させて触媒26を活性化することが可能となる。また、点火時期の遅角化はエンジントルクの低下を招くことから、アイドリング回転数の低下やエンジンストールを回避するため、スロットルバルブ22を開側に制御して吸入空気量を増大させるようにしている。しかしながら、スロットルバルブ22を開いて吸入空気量を増大させることは、吸気管圧力の上昇を招くことから倍力機構53のブレーキアシスト力が低下することになる。すなわち、エンジントルクが増大するとともに駆動輪11の制動力が低下することから、意図していないクリープ力の増加という違和感を運転手に対して与えることになっていた。なお、クリープ力とは、アイドリング状態のエンジン10から出力されるエンジントルクにより、アクセルペダル77を踏み込まない状態で駆動輪11を回転させようとする力を意味している。
【0024】
そこで、本発明の変速制御装置は、触媒暖機制御に合わせてスロットルバルブ22を開側に制御した場合であっても、運転手に違和感を与えることのないように無段変速機12のアップシフト制御を実行している。ここで、図4は触媒暖機制御に合わせてアップシフト制御を実行する際に参照される変速特性マップの一例を示す説明図である。図4に示すように、全閉のアクセル開度に対応する特性線として特性線A1aが設定されている。この特性線A1aは、触媒暖機制御が実行されていない通常のアクセル全閉時に参照される特性線A1に比べ、低車速領域において目標変速比が高速側となるように設定されている。すなわち、触媒暖機制御が実行されるとともに、アクセルペダル77が踏み込まれていない状況のもとでは、図4に矢印αで示すように、無段変速機12の目標変速比が高速側にアップシフトされることになる。なお、無段変速機12の変速比iとは、入力回転数であるプライマリ回転数(プライマリ回転速度)Npと、出力回転数であるセカンダリ回転数(セカンダリ回転速度)Nsとの比である(i=Np/Ns)。この変速比iの値が小さくなるほど、高速側にアップシフトされていることを意味している。
【0025】
ここで、図5は触媒暖機制御に伴うアップシフト制御の実行過程を示すタイミングチャートである。なお、図5においては、アクセルペダル77が踏み込まれていない停車時の状態が示されている。また、以下の説明において、通常時とは触媒暖機制御が実行されていないときを意味している。図5に示すように、エンジン始動後の冷却水温が所定値T1を下回る場合には、点火時期を遅角側に制御する触媒暖機制御が開始される。そして、触媒暖機制御によるエンジントルク低下に合わせて、スロットルバルブ22が開側に制御されてエンジントルクが引き上げられる。このように触媒暖機制御に合わせてスロットルバルブ22が開かれることから、通常時よりも吸気管圧力が上昇するとともに倍力機構53によるブレーキアシスト力が低下することになる。
【0026】
そして、CVT制御ユニット71は、前述したように、特性線A1aに沿って目標変速比を設定し、通常時に比べて変速比を高速側にアップシフトさせる。このように、触媒暖機制御に合わせて変速比をアップシフトさせることにより、無段変速機12から駆動輪11に伝達される駆動輪トルクを引き下げることが可能となる。これにより、触媒暖機制御に伴ってエンジントルクが上昇した場合であっても、駆動輪トルクの上昇を回避することができるため、運転手に違和感を与えることなく、適切なクリープ力によって車両を発進させることが可能となる。また、触媒暖機制御に伴ってブレーキアシスト力が低下した場合であっても、アップシフトによって駆動輪トルクの上昇が回避されることから、運転手の意図しない車両発進を防止することが可能となる。なお、アップシフト制御中にアクセルペダル77が踏み込まれた場合には、アップシフト制御を中止して通常時と同様の変速制御が実行されることになる。
【0027】
また、前述の説明では、触媒暖機制御が実行されており、かつアクセルペダル77が踏み込まれていない場合に、変速比を高速側に変化させるアップシフト制御を実行しているが、これに限られることはなく、他の条件に基づきアップシフト制御を中止しても良い。図1に示すように、倍力機構53には定圧室63内の圧力を検出する圧力センサ79が設けられており、この圧力センサ79からCVT制御ユニット71に圧力信号が送信されている。そして、CVT制御ユニット71によって定圧室63内の圧力が所定値を下回ると判定された場合には、倍力機構53による十分なブレーキアシスト力が確保されている状況であるため、CVT制御ユニット71によってアップシフト制御を中止させても良い。また、CVT制御ユニット71には加速度センサ81から車両進行方向の加速度信号が送信されている。そして、CVT制御ユニット71によって車両加速度が所定値を下回ると判定された場合には、アップシフト制御によって駆動輪トルクが過度に低下している状況であるため、CVT制御ユニット71によってアップシフト制御を中止させても良い。なお、加速度センサ81を用いているが、これに限られることはなく、車速センサ80からの車速信号を用いて車両加速度を算出しても良い。
【0028】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、変速機構として無段変速機12が設けられているが、これに限られることはなく、変速機構として遊星歯車式や平行軸式の自動変速機を用いるようにしてよい。この場合において、触媒暖機制御に伴うアップシフト制御を実行する際には第2速の変速段が選択されることになる。また、前述の説明では、アップシフト制御を実行する際には、図4の特性線A1aを用いているが、これに限られることはなく、アップシフト制御を実行する際に、図3の特性線A1に基づき設定された目標変速比を所定値分だけ高速側に補正しても良い。また、触媒暖機制御に伴うアップシフト制御を実行する際に、予め設定された目標変速比を用いて無段変速機12を制御しても良い。
【符号の説明】
【0029】
10 エンジン
11 駆動輪
12 無段変速機(変速機構)
21 吸気管(吸気系)
22 スロットルバルブ
26 触媒
27 吸気系
28 排気系
50 ブレーキ機構
53 倍力機構
63 定圧室(圧力室)
70 エンジン制御ユニット(触媒暖機手段,スロットル制御手段)
71 CVT制御ユニット(変速制御手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンと駆動輪との間の変速機構を制御する変速制御装置であって、
前記エンジンの点火時期を遅角側に制御し、前記エンジンの排気系に設けられる触媒を暖機する触媒暖機制御を実行する触媒暖機手段と、
前記触媒暖機制御が実行される際に、前記エンジンの吸気系に設けられるスロットルバルブを開側に制御するスロットル制御手段と、
前記触媒暖機制御が実行される際に、前記変速機構の変速比を高速側に変化させるアップシフト制御を実行する変速制御手段とを有し、
前記スロットルバルブを開側に制御してエンジントルクを増加させる際に、前記アップシフト制御によって駆動輪トルクを低下させることを特徴とする変速制御装置。
【請求項2】
請求項1記載の変速制御装置において、
前記駆動輪を制動するブレーキ機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管圧力を用いて運転手のブレーキ操作を補助する倍力機構を備えることを特徴とする変速制御装置。
【請求項3】
請求項1または2記載の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、アクセルペダルが操作された場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする変速制御装置。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、車両加速度が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする変速制御装置。
【請求項5】
請求項2〜4のいずれか1項に記載の変速制御装置において、
前記倍力機構は、前記スロットルバルブ下流側の吸気管に連通する圧力室を備え、
前記変速制御手段は、前記圧力室内の圧力が所定値を下回る場合に前記アップシフト制御を中止することを特徴とする変速制御装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の変速制御装置において、
前記変速機構は無段変速機であることを特徴とする変速制御装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2012−201154(P2012−201154A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−65781(P2011−65781)
【出願日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【出願人】(000005348)富士重工業株式会社 (3,010)
【Fターム(参考)】