車両の制御装置
【課題】燃費を向上させると共に、ロックアップクラッチの係合時のショックの発生を抑制することが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の制御装置は、トルクコンバータと、エンジンと、ロックアップクラッチ係合手段と、エンジン負荷調整手段と、燃料噴射制御手段と、を備える。トルクコンバータはロックアップクラッチを有する。ロックアップクラッチ係合手段は、アクセル開度の低下に応じてロックアップクラッチの係合を行う。エンジン負荷調整手段は、アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにする。
【解決手段】車両の制御装置は、トルクコンバータと、エンジンと、ロックアップクラッチ係合手段と、エンジン負荷調整手段と、燃料噴射制御手段と、を備える。トルクコンバータはロックアップクラッチを有する。ロックアップクラッチ係合手段は、アクセル開度の低下に応じてロックアップクラッチの係合を行う。エンジン負荷調整手段は、アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにする。
【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を備える車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、減速運転時にロックアップクラッチの係合を行う車両が知られている。例えば、特許文献１には、減速運転時のロックアップクラッチを係合させる際にフューエルカットの禁止期間を設けることで、ショックの発生を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ロックアップクラッチの係合時にエンジン回転数の低下勾配が大きい場合には、係合が実行できない可能性や、係合時のエンジン回転数の低下勾配の急変に起因したショックが発生する可能性がある。一方、これを防ぐため、フューエルカットの禁止期間を設けた場合、その分燃費が悪化することになる。また、ロックアップクラッチの係合が完了した後にフューエルカットを開始した場合、フューエルカットに基づくエンジントルク段差が、そのまま変速機、車軸へと伝達されるため、ショックが発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃費を向上させると共に、ロックアップクラッチの係合時のショックの発生を抑制することが可能な車両の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】
本発明の１つの観点では、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジンと、アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、前記アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、前記エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにするエンジン負荷調整手段と、前記係合の開始から当該係合の完了までの間、フューエルカットを行う燃料噴射制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の車両の制御装置は、トルクコンバータと、エンジンと、ロックアップクラッチ係合手段と、エンジン負荷調整手段と、燃料噴射制御手段と、を備える。トルクコンバータはロックアップクラッチを有する。ロックアップクラッチ係合手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、アクセル開度の低下に応じてロックアップクラッチの係合を行う。ここで、「ロックアップクラッチの係合」とは、ロックアップクラッチの状態を変更させる処理を指し、具体的には、解放状態から締結状態、解放状態からスリップ状態、スリップ状態から締結状態、スリップ状態からスリップ状態へ移行させる処理が該当する。エンジン負荷調整手段は、アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにする。ここで、「低下勾配」とは、時間変化に伴うエンジン回転数の低下の度合を指す。このようにすることで、エンジン負荷調整手段は、ロックアップクラッチの係合中にエンジン回転数が急激に低下するのを抑制し、ロックアップクラッチの係合を確実に行うと共に、係合に係るショックの発生を抑制する。また、燃料噴射制御手段は、係合の開始から係合の完了までの間、フューエルカットを行う。このように、車両の制御装置は、係合の開始から係合完了までの間にフューエルカットをすることで燃費を向上させると共に、ロックアップクラッチの係合時のショックの発生を抑制することができる。
【０００８】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンの圧縮比を下げることにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。このようにすることで、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低下させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【０００９】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンに備わる吸気弁と排気弁のバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を調整することにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。この態様によっても、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低下させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【００１０】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジンは、電子スロットルバルブを備え、前記エンジン負荷調整手段は、前記電子スロットルバルブの開度を大きくすることで、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。この態様によっても、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低下させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【００１１】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジン負荷調整手段は、補機類の負荷を低減させることにより、前記エンジンにかかる負荷を低下させ、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。補機類は、例えばパワーステアリングポンプ、オルタネータ、エアコンディショナーその他エンジン本体以外に車両に必要な周辺機器が該当する。この態様によっても、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低減させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【００１２】
本発明の他の観点では、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続され、複数の気筒を備えるエンジンと、アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、前記係合の開始から当該係合の完了までの間、前記気筒の稼働数を減らす稼働気筒数制御手段と、を備える。稼働気筒数制御手段は、例えばＥＣＵであり、ロックアップの係合の開始から当該係合の完了までの間、前記気筒の稼働数を減らす。ここで、「気筒の稼働数」を減らすとは、燃料供給を行う気筒の数を所定数減らすことを指す。上述の所定数は、例えば変速比やエンジン回転数の低下勾配に基づき決定される。このように、車両の制御装置は、ロックアップクラッチの係合中に一部の気筒を稼働させることで、エンジン回転数の低下勾配を調整し、係合を確実に実行すると共に係合中のショック等を抑制する。また、車両の制御装置は、気筒の稼働数を減らすことで、燃料消費量を削減する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施形態に係る車両の制御装置を適用したシステムの一例を示す。
【図２】トルクコンバータの構成を示す模式図である。
【図３】エンジン１の概略構成図である。
【図４】第１実施形態に係るタイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［概略構成］
（システムの構成）
図１は、本発明の各実施形態に係る車両の制御装置を適用したシステムの一例を示す概略構成図を示す。なお、図中の破線矢印は、信号の入出力を示している。当該システムは、車両に搭載され、エンジン１、トルクコンバータ２、自動変速機構３、を備える。
【００１６】
エンジン１は、複数の気筒を備え、空気と燃料との混合気を燃焼させることで、当該エンジン１が搭載された車両（以後、「搭載車両」と呼ぶ。）の走行用動力を出力する装置である。エンジン１は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号Ｓ１、Ｓ２によって制御が行われる。エンジン１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。エンジン１は、後に詳しく述べるが、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。エンジン１の構成については、図３の説明でさらに詳しく説明する。
【００１７】
トルクコンバータ２及び自動変速機構３は、エンジン１に接続されている。具体的には、エンジン１の出力軸は、トルクコンバータ２の入力軸に接続されている。トルクコンバータ２の出力軸は、自動変速機構３の入力軸と接続されている。自動変速機構３の出力軸５は、駆動輪（不図示）に接続されている。従って、エンジン１からの駆動力がトルクコンバータ２及び自動変速機構３を介して変速されて駆動輪に伝達され、搭載車両が走行駆動される。
【００１８】
トルクコンバータ２は、オイルを介して動力を伝達する機能を有する流体式動力伝達装置の一種である。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチにより、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸との間を締結及び解放することが可能に構成されている。ロックアップクラッチを解放した状態では、エンジン１と自動変速機構３との間でオイルを介して駆動力の伝達が行われる。ロックアップクラッチを締結した状態では、駆動源と自動変速機構３とが直結されて、駆動源からの駆動力が直接、自動変速機構３に伝達される。なお、油圧制御装置４は、トルクコンバータ２に供給されるオイルの油圧を調整する機能を有する。
【００１９】
ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１及び油圧制御装置４の制御を行う。図１において、破線で示す矢印がＥＣＵ１０より供給される制御信号の流れを示している。例えば、ＥＣＵ１０は、後述する回転数センサ４１からの検出信号に基づいて、エンジン１の回転数（以後、「エンジン回転数」と呼ぶ。）を検出し、制御信号Ｓ２を供給して油圧制御装置４の制御を行う。ＥＣＵ１０は、本発明の車両の制御装置に相当し、ロックアップクラッチ係合制御手段、エンジン負荷調整手段、燃料噴射制御手段、及び稼働気筒数制御手段として機能する。
【００２０】
（トルクコンバータの構成）
トルクコンバータ２の構成について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、トルクコンバータの構成を示す模式図である。図２において、符号のない実線矢印及び破線矢印は、オイルの流れを示している。
【００２１】
トルクコンバータ２は、主に、ロックアップクラッチ２１と、ポンプインペラ２２と、タービンライナ２３と、ステータ２４と、を備える。ロックアップクラッチ２１は、フェーシング２１ｂを備えたロックアップピストン２１ａと、コンバータカバー２６と、を備える。
【００２２】
エンジン１の出力軸１ａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。トルクコンバータ２の入力軸２７は、コンバータカバー２６を介して、ポンプインペラ２２と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８は、ロックアップピストン２１ａ及びタービンライナ２３と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数は、タービン回転数と一致する。ステータ２４は、ワンウェイクラッチ２５を有し、トルク増幅機能を有する。
【００２３】
解放側油室３１及び締結側油室３２は、油圧制御装置４と通路３３を介して結ばれており、オイルは通路３３を行き来している。油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０からの制御信号Ｓ２に基づいて、オイルの油圧の供給先を、コンバータカバー２６とロックアップピストン２１ａとの間の解放側油室３１と、ポンプインペラ２２側の締結側油室３２と、の間で切り換えるとともに、オイルの油圧を調整する。なお、通路３３は、実際には、トルクコンバータ２の出力軸２８内部を通過しているが、図２では、説明の便宜上、出力軸２８とは独立して記載している。
【００２４】
油圧制御装置４が油圧を締結側油室３２に供給した場合には、解放側油室３１より油圧がドレインされる。従って、破線矢印に示すように、オイルは締結側油室３２から解放側油室３１へと向かう方向に流れる。この場合、締結側油室３２の油圧の方が、解放側油室３１の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ１に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６に押し付ける方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を強める力が作用する。この締結力は、締結側油室３２に供給される油圧の大きさに比例する。
【００２５】
また、油圧制御装置４が油圧を解放側油室３１に供給した場合には、締結側油室３２より油圧がドレインされる。従って、実線矢印に示すように、オイルは解放側油室３１から締結側油室３２へと向かう方向に流れる。この場合、解放側油室３１の油圧の方が、締結側油室３２の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ２に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６から引き離す方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を弱める力が作用する。
【００２６】
従って、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、ロックアップクラッチ２１の締結力を調整することができる。具体的には、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、解放側油室３１の油圧と締結側油室３２の油圧との間の大小関係を変化させることができる。これにより、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１が締結した状態である締結状態、及び、ロックアップクラッチ２１が解放された状態であるコンバータ状態、を実現することができる。
【００２７】
また、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の締結状態とコンバータ状態との間の中間領域では、油圧制御装置４に制御信号Ｓ２を供給して、解放側油室３１の油圧又は締結側油室３２の油圧を調整することにより、ロックアップピストン２１ａのフェーシング２１ｂとコンバータカバー２６とを滑らせる状態（以後、「スリップ状態」と呼ぶ。）にするスリップ制御を行う。例えば、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時に、ロックアップクラッチ２１はスリップ状態に制御される。
【００２８】
以後では、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時に、ロックアップクラッチ２１の状態を変化させる制御を「減速ロックアップ制御」と称する。従って、減速ロックアップ制御とは、ロックアップクラッチ２１を解放状態からコンバータ状態へ制御する場合の他、スリップ状態からコンバータ状態、スリップ状態からスリップ状態へ制御する場合も含む。また、減速ロックアップ制御により制御目標である締結状態又はスリップ状態への移行が完了したことを、「係合完了」とも称する。
【００２９】
（エンジンの構成）
図３は、図１に示したエンジン１の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
【００３０】
エンジン１は、主に、吸気通路１１と、スロットルバルブ１２と、燃料噴射弁１４ａと、吸気弁１４ｂと、点火プラグ１４ｃと、排気弁１４ｄと、電磁駆動機構（所謂、電磁カム）１４ｅ、１４ｆと、気筒１５ａと、燃焼室１５ｂと、ピストン１５ｃと、コンロッド１５ｄと、排気通路１６と、を有する。なお、図３においては、説明の便宜上、１つの気筒１５ａのみを示しているが、実際にはエンジン１は複数の気筒１５ａを有する。
【００３１】
吸気通路１１には外部から導入された吸気（空気）が通過し、スロットルバルブ１２は吸気通路１１を通過する吸気の流量を調整する。スロットルバルブ１２は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号によって開度が制御される電子スロットルバルブである。吸気通路１１を通過した吸気は、燃焼室１５ｂに供給される。また、燃焼室１５ｂには、燃料噴射弁（インジェクタ）１４ａによって噴射された燃料が供給される。
【００３２】
更に、燃焼室１５ｂには、吸気弁１４ｂと排気弁１４ｄとが設けられている。吸気弁１４ｂは、開閉することによって、吸気通路１１と燃焼室１５ｂとの連通／遮断を制御する。排気弁１４ｄは、開閉することによって、排気通路１６と燃焼室１５ｂとの連通／遮断を制御する。吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄは、それぞれ電磁駆動機構１４ｅ、１４ｆによって開弁時期及び閉弁時期（以後、「バルブタイミング」と呼ぶ。）、並びにリフト量（以後、「バルブリフト量」と呼ぶ。）などが制御される。この場合、電磁駆動機構１４ｅ、１４ｆは、ＥＣＵ１０から供給される制御信号Ｓ１４ｅ、Ｓ１４ｆによって制御される。
【００３３】
燃焼室１５ｂ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ１４ｃによって点火されることで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン１５ｃが往復運動し、当該往復運動がコンロッド１５ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室１５ｂでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１６より排出される。
【００３４】
アクセル開度センサ４０は、ドライバによる図示しないアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ４０は、検出したアクセル開度に相当する検出信号Ｓ４０をＥＣＵ１０に供給する。回転数センサ４１は、エンジン回転数の出力パルスを検出信号Ｓ４１によりＥＣＵ１０へ供給する。
【００３５】
以後では、第１実施形態と第２実施形態とに分けて、ＥＣＵ１０が実行する制御方法について具体的に説明する。なお、以後の説明において、燃料供給が停止された気筒１５ａを「休止気筒」と呼ぶ。また、「フューエルカット」とは、全ての気筒１５ａへの燃料供給を停止させることを指す。
【００３６】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態でＥＣＵ１０が実行する制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御開始からフューエルカットを実行すると共に、減速ロックアップ制御開始から係合完了までの間、エンジン１の特性を変更させることでフューエルカット中のポンプ損失、摩擦損失等のエンジントルクの損失を調整する。これにより、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数の低下勾配を調整して係合を確実に行うと共に、係合時のショックの発生を抑制する。また、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期開始により燃費を向上させる。
【００３７】
以下では、エンジン１の特性を変化させる場合の具体例を説明する。以下の具体例は、後述するように任意に組み合わせて実行してもよい。
【００３８】
（可変圧縮比機構）
概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、圧縮比を変化させる。これにより、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数を調整し、減速ロックアップ制御中のフューエルカットを可能にする。
【００３９】
一般に、圧縮比が低いほど、排気行程でのポンプ損失、圧縮行程及び膨張行程での摩擦損失等のエンジントルクの損失が低減される。よって、ＥＣＵ１０は、アクセル開度の低下に起因したエンジン回転数の急激な低下を抑制するため、減速ロックアップ制御時に圧縮比を低下させる。特に、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御開始時の変速比が大きいほど、圧縮比を低下させる。即ち、ＥＣＵ１０は、変速比が大きい場合、係合完了に起因したショックが大きいことが予測されることから圧縮比を可能な限り低下させる。このようにすることで、ＥＣＵ１０は、フューエルカットを実行した場合であっても、係合完了時に発生するショックを低減し、ロバストに係合を実行することができる。
【００４０】
また、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中にフューエルカットを実行するため、係合完了後にフューエルカットを開始する場合と比較して、燃費を向上させることができる。また、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中にフューエルカットを実行することで、係合完了後にフューエルカットを開始する場合と比較して、フューエルカット開始に起因したトルク変動をトルクコンバータ２から車軸に伝達されにくくする。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカット開始時のトルク段差の発生を、これを対処するための制御、例えば点火時期の遅角等の制御を行うことなく抑制することができる。
【００４１】
以上のように、ＥＣＵ１０は、エンジントルクの損失を調整するように圧縮比を変化させることで、減速ロックアップ制御中のフューエルカットを可能にすると共に、係合のロバスト性の向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００４２】
（可変バルブタイミング機構）
概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、フューエルカットを実行すると共に、全部又は一部の気筒１５ａについて、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄのバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を制御する。これにより、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数を調整する。
【００４３】
一般に、ＥＣＵ１０は、バルブリフト量を大きくすることで、吸入行程及び排気行程でのポンプ損失を低減することが可能である。同様に、ＥＣＵ１０は、吸気弁１４ｂの開弁時期と排気弁１４ｄの開弁時期とのオーバーラップ（以後、「バルブオーバーラップ」と呼ぶ。）を長く設定するほど、ポンプ損失を低減することが可能である。また、ＥＣＵ１０は、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを全閉にすることによっても、同様にポンプ損失を低減することが可能である。
【００４４】
以上を勘案し、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、フューエルカットを開始すると共に、上述の例に示したように、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを制御してエンジントルクの損失を低減させる。具体的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を実行する場合、バルブリフト量を増加、又は／及び、バルブオーバーラップの長期化を実行する。または、ＥＣＵ１０は、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを全閉にする。具体的には、ＥＣＵ１０は、圧縮比の制御と同様、変速比が大きいほど、エンジントルクの損失をより低減させるように、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを制御する気筒数を変更したり、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄの制御方法及び制御量を変更する。
【００４５】
このようにすることで、ＥＣＵ１０は、エンジントルクの損失を低減させて、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の低下勾配を緩やかにすることができる。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期実行により燃費を向上させつつ、係合のロバスト性の向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００４６】
（電子スロットル機構）
概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、フューエルカットを実行すると共に、スロットル開度を変化させる。これにより、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数を調整する。
【００４７】
一般に、フューエルカット中にスロットル開度を大きくすると、吸気に対する吸気通路１１内の抵抗が低減され、その結果ポンプ損失が低減される。従って、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中ではスロットル開度を大きくするようにスロットルバルブ１２を制御する。特に、ＥＣＵ１０は、変速比が大きいほど、スロットル開度を大きくする。これにより、ＥＣＵ１０は、エンジントルクの損失を低減させて、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の急激な低下を抑制することができる。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期実行により燃費を向上させつつ、係合のロバスト性を向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００４８】
なお、上述したように、ＥＣＵ１０は、以上の制御を任意に組み合わせて実行してもよい。具体的には、ＥＣＵ１０は、圧縮比の制御、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄの制御、スロットル開度の制御のうち、任意の２以上を組み合わせて実行してもよい。これより、ＥＣＵ１０は、さらにフューエルカット中のエンジントルクの損失を抑制し、エンジン回転数が急激に低下するのを抑制することができる。
【００４９】
（タイムチャート）
図４は、第１実施形態の処理の概要を示すタイムチャートの一例である。図４では、第１実施形態の代表例として、圧縮比を変更させる場合について示している。なお、図４では、第１実施形態の代表例に加え、エンジン１の特性を変化させなかった場合の比較例についても適宜例示している。
【００５０】
図４は、上から順に、アクセル開度、エンジン回転数又は入力軸２７の回転数（以後、「入力軸回転数」と呼ぶ。）、エンジントルク、圧縮比、減速時のロックアップクラッチ２１を締結状態又はスリップ状態へ移行させるか否かの判断（以後、「減速ロックアップ判断」と呼ぶ。）、フューエルカット、を示している。また、図４において、グラフＡ１は、第１実施形態に係るアクセル開度の時間変化を示し、グラフＡ２は、第１実施形態に係るエンジン回転数の時間変化を示し、グラフＡ３は、入力軸回転数の時間変化を示し、グラフＢ１は、比較例に係るエンジン回転数の時間変化を示す。また、グラフＡ４は、第１実施形態に係るエンジントルクの時間変化を示し、グラフＢ２は、比較例に係るエンジントルクの時間変化を示し、グラフＡ５は、第１実施形態に係る圧縮比の時間変化を示し、グラフＡ６は、減速ロックアップ判断の時間変化を示す。また、グラフＡ７は、第１実施形態に係るフューエルカットの有無の判断の時間変化を示し、グラフＢ３は、比較例に係るフューエルカットの有無の判断の時間変化を示す。
【００５１】
まず、時刻「ｔ０」で、アクセルペダルの踏み込みが解除される。これに起因して、時刻ｔ０以後では、アクセル開度が低下する（グラフＡ１参照）。そして、アクセル開度が所定の閾値（以後、「閾値Ａｔｈ」と呼ぶ。）以下になった時刻「ｔ１」において、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を実行すべきと判断する（グラフＡ６参照）。そして、同時刻ｔ１で、ＥＣＵ１０は、圧縮比を所定比だけ低下させる（グラフＡ５参照）。上述の所定比は、例えば変速比等に基づき所定のマップ又は式を参照して決定される。マップ等は、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１０のメモリに保持される。このように、ＥＣＵ１０は、圧縮比を下げることでエンジントルクの損失を低減させる（グラフＡ４参照）。その結果、エンジン回転数の低下勾配は、係合可能な程度にかつ係合時のショックが抑制可能な程度に緩やかとなる（グラフＡ２参照）。従って、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の係合を確実に実行すると共に、係合完了に起因したショックの発生を抑制することができる。
【００５２】
一方、比較例では、エンジントルクの損失を低減する制御がない分、エンジントルクの低下が第１実施形態と比較して顕著となる（グラフＢ２参照）。この結果、比較例では、係合完了前後でのエンジン回転数の勾配が急激に変化し、係合完了時にショックが発生することになる。
【００５３】
また、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、同時刻ｔ１で、フューエルカットを開始する（グラフＡ７参照）。一方、比較例では、ＥＣＵ１０は、係合完了時のショックの発生を抑制するため、減速ロックアップ制御開始から一定期間幅だけフューエルカットの時期を遅らせている（グラフＢ３参照）。このように、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、比較例と比べ、フューエルカットを早期に実行し、燃費を向上させることができる。
【００５４】
（変形例）
第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、エンジン１の特性を変化させることで、エンジン１にかかる負荷を低減し、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の低下勾配を調整した。しかし、本発明が適用可能なエンジン１にかかる負荷の低減方法は、これに限定されない。これに代えて、又は、これに加え、ＥＣＵ１０は、補機類の負荷を変化させることで、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の低下を適した勾配に制御してもよい。上述の補機類は、例えば、パワーステアリングポンプ、オルタネータ、エアコンディショナーが該当する。
【００５５】
例えば、ＥＣＵ１０は、変速比が大きいときなど、減速ロックアップ制御時にエンジン回転数の低下の勾配が大きくなることが予測される場合には、負荷となっている補機類の動作を一時的に停止させる。これにより、ＥＣＵ１０は、エンジン１にかかる負荷を低減し、エンジン回転数の急激な低下を抑制する。そして、ＥＣＵ１０は、第１実施形態と同様、減速ロックアップ制御開始とともにフューエルカットを開始する。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期実行により燃費を向上させつつ、係合のロバスト性を向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００５６】
次に、当該変形例と第１実施形態とを組み合わせた場合の具体的な効果について補足説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、エンジン１の特性を変化させるために、エンジン１に入出する空気量を調整している。従って、この場合、ＥＣＵ１０が制御信号Ｓ１を送信してから実際にエンジントルクの損失が低減される効果が生じるまでに遅れが発生する。従って、ＥＣＵ１０は、第１実施形態の制御に加え、応答性の高いオルタネータなどの補機類の負荷を低減させることで、上述の遅れを補填することができる。その他、ＥＣＵ１０は、第１実施形態の制御により過剰にエンジン回転数の低下勾配が小さくなったことを検出した場合には、応答性が高い補機類の負荷を高める。これにより、ＥＣＵ１０は、過剰にエンジン回転数の低下勾配が小さくなることを抑制し、係合完了が過度に遅れるのを抑制することができる。この場合、ＥＣＵ１０は、例えば、オルタネータの充電量を一時的に高める。
【００５７】
［第２実施形態］
第２実施形態では、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に、稼働させる気筒数（以後、「稼働気筒数」と呼ぶ。）を変更する。即ち、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に、一部の気筒１５ａを休止させる。これにより、ＥＣＵ１０は、アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を調整しつつ、燃費を向上させる。
【００５８】
具体的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御開始時に、一部の気筒１５ａへの燃料供給を停止することで当該気筒を休止させると共に、休止気筒以外の気筒１５ａの燃料供給を継続する。このように、ＥＣＵ１０は、稼働気筒数を制御することで、減速ロックアップ制御中のエンジン回転数の低下勾配を調整すると共に、全気筒に燃料供給をした場合に比べて、燃費を向上させることができる。なお、ＥＣＵ１０は、稼働気筒数又は休止気筒の数を、例えば予め定めた所定数に決定してもよい。又は、ＥＣＵ１０は、変速比、エンジン回転数の低下勾配等に基づき、メモリに予め記憶された所定のマップ等を参照して稼働気筒数又は休止気筒の数を決定してもよい。
【００５９】
また、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中であってエンジン回転数が所定回転数以下の場合に、稼働気筒数を減らすことで、稼働気筒数の減筒によるトルク変動を低減しつつ、燃料消費量を抑制することができる。上述の所定回転数は、例えば、実験等に基づき予め定められ、ＥＣＵ１０のメモリに保持される。
【００６０】
さらに、ＥＣＵ１０は、第２実施形態の制御により休止させた休止気筒に対し、第１実施形態で説明したエンジン１の特性を変更させる制御を行い、エンジントルクの損失を低減させてもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に稼働気筒数を減らすと共に、全部又は一部の休止気筒の圧縮比を下げる。他の例では、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に稼働気筒数を減らすと共に、全部又は一部の休止気筒のバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を調整する。このように、ＥＣＵ１０は、第１実施形態の制御と第２実施形態の制御とを組み合わせることで、エンジントルクの損失を抑制してさらに燃料消費量を低減させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ エンジン（内燃機関）
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機構
４ 油圧制御装置
５ 出力軸
１０ ＥＣＵ
１１ 吸気通路
１２ スロットルバルブ
１４ｂ 吸気弁
１４ｄ 排気弁
１４ｅ、ｆ 電磁駆動機構
１５ａ 気筒
１６ 排気通路
４０ アクセル開度センサ
４１ 回転数センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップクラッチを備える車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、減速運転時にロックアップクラッチの係合を行う車両が知られている。例えば、特許文献１には、減速運転時のロックアップクラッチを係合させる際にフューエルカットの禁止期間を設けることで、ショックの発生を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１００６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ロックアップクラッチの係合時にエンジン回転数の低下勾配が大きい場合には、係合が実行できない可能性や、係合時のエンジン回転数の低下勾配の急変に起因したショックが発生する可能性がある。一方、これを防ぐため、フューエルカットの禁止期間を設けた場合、その分燃費が悪化することになる。また、ロックアップクラッチの係合が完了した後にフューエルカットを開始した場合、フューエルカットに基づくエンジントルク段差が、そのまま変速機、車軸へと伝達されるため、ショックが発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃費を向上させると共に、ロックアップクラッチの係合時のショックの発生を抑制することが可能な車両の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】
本発明の１つの観点では、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジンと、アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、前記アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、前記エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにするエンジン負荷調整手段と、前記係合の開始から当該係合の完了までの間、フューエルカットを行う燃料噴射制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の車両の制御装置は、トルクコンバータと、エンジンと、ロックアップクラッチ係合手段と、エンジン負荷調整手段と、燃料噴射制御手段と、を備える。トルクコンバータはロックアップクラッチを有する。ロックアップクラッチ係合手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、アクセル開度の低下に応じてロックアップクラッチの係合を行う。ここで、「ロックアップクラッチの係合」とは、ロックアップクラッチの状態を変更させる処理を指し、具体的には、解放状態から締結状態、解放状態からスリップ状態、スリップ状態から締結状態、スリップ状態からスリップ状態へ移行させる処理が該当する。エンジン負荷調整手段は、アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにする。ここで、「低下勾配」とは、時間変化に伴うエンジン回転数の低下の度合を指す。このようにすることで、エンジン負荷調整手段は、ロックアップクラッチの係合中にエンジン回転数が急激に低下するのを抑制し、ロックアップクラッチの係合を確実に行うと共に、係合に係るショックの発生を抑制する。また、燃料噴射制御手段は、係合の開始から係合の完了までの間、フューエルカットを行う。このように、車両の制御装置は、係合の開始から係合完了までの間にフューエルカットをすることで燃費を向上させると共に、ロックアップクラッチの係合時のショックの発生を抑制することができる。
【０００８】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンの圧縮比を下げることにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。このようにすることで、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低下させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【０００９】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンに備わる吸気弁と排気弁のバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を調整することにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。この態様によっても、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低下させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【００１０】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジンは、電子スロットルバルブを備え、前記エンジン負荷調整手段は、前記電子スロットルバルブの開度を大きくすることで、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。この態様によっても、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低下させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【００１１】
上記の車両の制御装置の一態様では、前記エンジン負荷調整手段は、補機類の負荷を低減させることにより、前記エンジンにかかる負荷を低下させ、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする。補機類は、例えばパワーステアリングポンプ、オルタネータ、エアコンディショナーその他エンジン本体以外に車両に必要な周辺機器が該当する。この態様によっても、車両の制御装置は、エンジントルクの損失を低減させて、エンジンにかかる負荷を低減させることができる。
【００１２】
本発明の他の観点では、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続され、複数の気筒を備えるエンジンと、アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、前記係合の開始から当該係合の完了までの間、前記気筒の稼働数を減らす稼働気筒数制御手段と、を備える。稼働気筒数制御手段は、例えばＥＣＵであり、ロックアップの係合の開始から当該係合の完了までの間、前記気筒の稼働数を減らす。ここで、「気筒の稼働数」を減らすとは、燃料供給を行う気筒の数を所定数減らすことを指す。上述の所定数は、例えば変速比やエンジン回転数の低下勾配に基づき決定される。このように、車両の制御装置は、ロックアップクラッチの係合中に一部の気筒を稼働させることで、エンジン回転数の低下勾配を調整し、係合を確実に実行すると共に係合中のショック等を抑制する。また、車両の制御装置は、気筒の稼働数を減らすことで、燃料消費量を削減する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の各実施形態に係る車両の制御装置を適用したシステムの一例を示す。
【図２】トルクコンバータの構成を示す模式図である。
【図３】エンジン１の概略構成図である。
【図４】第１実施形態に係るタイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［概略構成］
（システムの構成）
図１は、本発明の各実施形態に係る車両の制御装置を適用したシステムの一例を示す概略構成図を示す。なお、図中の破線矢印は、信号の入出力を示している。当該システムは、車両に搭載され、エンジン１、トルクコンバータ２、自動変速機構３、を備える。
【００１６】
エンジン１は、複数の気筒を備え、空気と燃料との混合気を燃焼させることで、当該エンジン１が搭載された車両（以後、「搭載車両」と呼ぶ。）の走行用動力を出力する装置である。エンジン１は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号Ｓ１、Ｓ２によって制御が行われる。エンジン１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。エンジン１は、後に詳しく述べるが、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。エンジン１の構成については、図３の説明でさらに詳しく説明する。
【００１７】
トルクコンバータ２及び自動変速機構３は、エンジン１に接続されている。具体的には、エンジン１の出力軸は、トルクコンバータ２の入力軸に接続されている。トルクコンバータ２の出力軸は、自動変速機構３の入力軸と接続されている。自動変速機構３の出力軸５は、駆動輪（不図示）に接続されている。従って、エンジン１からの駆動力がトルクコンバータ２及び自動変速機構３を介して変速されて駆動輪に伝達され、搭載車両が走行駆動される。
【００１８】
トルクコンバータ２は、オイルを介して動力を伝達する機能を有する流体式動力伝達装置の一種である。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチにより、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸との間を締結及び解放することが可能に構成されている。ロックアップクラッチを解放した状態では、エンジン１と自動変速機構３との間でオイルを介して駆動力の伝達が行われる。ロックアップクラッチを締結した状態では、駆動源と自動変速機構３とが直結されて、駆動源からの駆動力が直接、自動変速機構３に伝達される。なお、油圧制御装置４は、トルクコンバータ２に供給されるオイルの油圧を調整する機能を有する。
【００１９】
ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１及び油圧制御装置４の制御を行う。図１において、破線で示す矢印がＥＣＵ１０より供給される制御信号の流れを示している。例えば、ＥＣＵ１０は、後述する回転数センサ４１からの検出信号に基づいて、エンジン１の回転数（以後、「エンジン回転数」と呼ぶ。）を検出し、制御信号Ｓ２を供給して油圧制御装置４の制御を行う。ＥＣＵ１０は、本発明の車両の制御装置に相当し、ロックアップクラッチ係合制御手段、エンジン負荷調整手段、燃料噴射制御手段、及び稼働気筒数制御手段として機能する。
【００２０】
（トルクコンバータの構成）
トルクコンバータ２の構成について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、トルクコンバータの構成を示す模式図である。図２において、符号のない実線矢印及び破線矢印は、オイルの流れを示している。
【００２１】
トルクコンバータ２は、主に、ロックアップクラッチ２１と、ポンプインペラ２２と、タービンライナ２３と、ステータ２４と、を備える。ロックアップクラッチ２１は、フェーシング２１ｂを備えたロックアップピストン２１ａと、コンバータカバー２６と、を備える。
【００２２】
エンジン１の出力軸１ａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。トルクコンバータ２の入力軸２７は、コンバータカバー２６を介して、ポンプインペラ２２と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８は、ロックアップピストン２１ａ及びタービンライナ２３と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数は、タービン回転数と一致する。ステータ２４は、ワンウェイクラッチ２５を有し、トルク増幅機能を有する。
【００２３】
解放側油室３１及び締結側油室３２は、油圧制御装置４と通路３３を介して結ばれており、オイルは通路３３を行き来している。油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０からの制御信号Ｓ２に基づいて、オイルの油圧の供給先を、コンバータカバー２６とロックアップピストン２１ａとの間の解放側油室３１と、ポンプインペラ２２側の締結側油室３２と、の間で切り換えるとともに、オイルの油圧を調整する。なお、通路３３は、実際には、トルクコンバータ２の出力軸２８内部を通過しているが、図２では、説明の便宜上、出力軸２８とは独立して記載している。
【００２４】
油圧制御装置４が油圧を締結側油室３２に供給した場合には、解放側油室３１より油圧がドレインされる。従って、破線矢印に示すように、オイルは締結側油室３２から解放側油室３１へと向かう方向に流れる。この場合、締結側油室３２の油圧の方が、解放側油室３１の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ１に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６に押し付ける方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を強める力が作用する。この締結力は、締結側油室３２に供給される油圧の大きさに比例する。
【００２５】
また、油圧制御装置４が油圧を解放側油室３１に供給した場合には、締結側油室３２より油圧がドレインされる。従って、実線矢印に示すように、オイルは解放側油室３１から締結側油室３２へと向かう方向に流れる。この場合、解放側油室３１の油圧の方が、締結側油室３２の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ２に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６から引き離す方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を弱める力が作用する。
【００２６】
従って、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、ロックアップクラッチ２１の締結力を調整することができる。具体的には、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、解放側油室３１の油圧と締結側油室３２の油圧との間の大小関係を変化させることができる。これにより、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１が締結した状態である締結状態、及び、ロックアップクラッチ２１が解放された状態であるコンバータ状態、を実現することができる。
【００２７】
また、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の締結状態とコンバータ状態との間の中間領域では、油圧制御装置４に制御信号Ｓ２を供給して、解放側油室３１の油圧又は締結側油室３２の油圧を調整することにより、ロックアップピストン２１ａのフェーシング２１ｂとコンバータカバー２６とを滑らせる状態（以後、「スリップ状態」と呼ぶ。）にするスリップ制御を行う。例えば、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時に、ロックアップクラッチ２１はスリップ状態に制御される。
【００２８】
以後では、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時に、ロックアップクラッチ２１の状態を変化させる制御を「減速ロックアップ制御」と称する。従って、減速ロックアップ制御とは、ロックアップクラッチ２１を解放状態からコンバータ状態へ制御する場合の他、スリップ状態からコンバータ状態、スリップ状態からスリップ状態へ制御する場合も含む。また、減速ロックアップ制御により制御目標である締結状態又はスリップ状態への移行が完了したことを、「係合完了」とも称する。
【００２９】
（エンジンの構成）
図３は、図１に示したエンジン１の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
【００３０】
エンジン１は、主に、吸気通路１１と、スロットルバルブ１２と、燃料噴射弁１４ａと、吸気弁１４ｂと、点火プラグ１４ｃと、排気弁１４ｄと、電磁駆動機構（所謂、電磁カム）１４ｅ、１４ｆと、気筒１５ａと、燃焼室１５ｂと、ピストン１５ｃと、コンロッド１５ｄと、排気通路１６と、を有する。なお、図３においては、説明の便宜上、１つの気筒１５ａのみを示しているが、実際にはエンジン１は複数の気筒１５ａを有する。
【００３１】
吸気通路１１には外部から導入された吸気（空気）が通過し、スロットルバルブ１２は吸気通路１１を通過する吸気の流量を調整する。スロットルバルブ１２は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号によって開度が制御される電子スロットルバルブである。吸気通路１１を通過した吸気は、燃焼室１５ｂに供給される。また、燃焼室１５ｂには、燃料噴射弁（インジェクタ）１４ａによって噴射された燃料が供給される。
【００３２】
更に、燃焼室１５ｂには、吸気弁１４ｂと排気弁１４ｄとが設けられている。吸気弁１４ｂは、開閉することによって、吸気通路１１と燃焼室１５ｂとの連通／遮断を制御する。排気弁１４ｄは、開閉することによって、排気通路１６と燃焼室１５ｂとの連通／遮断を制御する。吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄは、それぞれ電磁駆動機構１４ｅ、１４ｆによって開弁時期及び閉弁時期（以後、「バルブタイミング」と呼ぶ。）、並びにリフト量（以後、「バルブリフト量」と呼ぶ。）などが制御される。この場合、電磁駆動機構１４ｅ、１４ｆは、ＥＣＵ１０から供給される制御信号Ｓ１４ｅ、Ｓ１４ｆによって制御される。
【００３３】
燃焼室１５ｂ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ１４ｃによって点火されることで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン１５ｃが往復運動し、当該往復運動がコンロッド１５ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室１５ｂでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１６より排出される。
【００３４】
アクセル開度センサ４０は、ドライバによる図示しないアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ４０は、検出したアクセル開度に相当する検出信号Ｓ４０をＥＣＵ１０に供給する。回転数センサ４１は、エンジン回転数の出力パルスを検出信号Ｓ４１によりＥＣＵ１０へ供給する。
【００３５】
以後では、第１実施形態と第２実施形態とに分けて、ＥＣＵ１０が実行する制御方法について具体的に説明する。なお、以後の説明において、燃料供給が停止された気筒１５ａを「休止気筒」と呼ぶ。また、「フューエルカット」とは、全ての気筒１５ａへの燃料供給を停止させることを指す。
【００３６】
［第１実施形態］
次に、第１実施形態でＥＣＵ１０が実行する制御について説明する。概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御開始からフューエルカットを実行すると共に、減速ロックアップ制御開始から係合完了までの間、エンジン１の特性を変更させることでフューエルカット中のポンプ損失、摩擦損失等のエンジントルクの損失を調整する。これにより、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数の低下勾配を調整して係合を確実に行うと共に、係合時のショックの発生を抑制する。また、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期開始により燃費を向上させる。
【００３７】
以下では、エンジン１の特性を変化させる場合の具体例を説明する。以下の具体例は、後述するように任意に組み合わせて実行してもよい。
【００３８】
（可変圧縮比機構）
概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、圧縮比を変化させる。これにより、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数を調整し、減速ロックアップ制御中のフューエルカットを可能にする。
【００３９】
一般に、圧縮比が低いほど、排気行程でのポンプ損失、圧縮行程及び膨張行程での摩擦損失等のエンジントルクの損失が低減される。よって、ＥＣＵ１０は、アクセル開度の低下に起因したエンジン回転数の急激な低下を抑制するため、減速ロックアップ制御時に圧縮比を低下させる。特に、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御開始時の変速比が大きいほど、圧縮比を低下させる。即ち、ＥＣＵ１０は、変速比が大きい場合、係合完了に起因したショックが大きいことが予測されることから圧縮比を可能な限り低下させる。このようにすることで、ＥＣＵ１０は、フューエルカットを実行した場合であっても、係合完了時に発生するショックを低減し、ロバストに係合を実行することができる。
【００４０】
また、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中にフューエルカットを実行するため、係合完了後にフューエルカットを開始する場合と比較して、燃費を向上させることができる。また、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中にフューエルカットを実行することで、係合完了後にフューエルカットを開始する場合と比較して、フューエルカット開始に起因したトルク変動をトルクコンバータ２から車軸に伝達されにくくする。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカット開始時のトルク段差の発生を、これを対処するための制御、例えば点火時期の遅角等の制御を行うことなく抑制することができる。
【００４１】
以上のように、ＥＣＵ１０は、エンジントルクの損失を調整するように圧縮比を変化させることで、減速ロックアップ制御中のフューエルカットを可能にすると共に、係合のロバスト性の向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００４２】
（可変バルブタイミング機構）
概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、フューエルカットを実行すると共に、全部又は一部の気筒１５ａについて、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄのバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を制御する。これにより、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数を調整する。
【００４３】
一般に、ＥＣＵ１０は、バルブリフト量を大きくすることで、吸入行程及び排気行程でのポンプ損失を低減することが可能である。同様に、ＥＣＵ１０は、吸気弁１４ｂの開弁時期と排気弁１４ｄの開弁時期とのオーバーラップ（以後、「バルブオーバーラップ」と呼ぶ。）を長く設定するほど、ポンプ損失を低減することが可能である。また、ＥＣＵ１０は、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを全閉にすることによっても、同様にポンプ損失を低減することが可能である。
【００４４】
以上を勘案し、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、フューエルカットを開始すると共に、上述の例に示したように、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを制御してエンジントルクの損失を低減させる。具体的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を実行する場合、バルブリフト量を増加、又は／及び、バルブオーバーラップの長期化を実行する。または、ＥＣＵ１０は、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを全閉にする。具体的には、ＥＣＵ１０は、圧縮比の制御と同様、変速比が大きいほど、エンジントルクの損失をより低減させるように、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄを制御する気筒数を変更したり、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄの制御方法及び制御量を変更する。
【００４５】
このようにすることで、ＥＣＵ１０は、エンジントルクの損失を低減させて、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の低下勾配を緩やかにすることができる。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期実行により燃費を向上させつつ、係合のロバスト性の向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００４６】
（電子スロットル機構）
概略的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を開始する場合、フューエルカットを実行すると共に、スロットル開度を変化させる。これにより、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数を調整する。
【００４７】
一般に、フューエルカット中にスロットル開度を大きくすると、吸気に対する吸気通路１１内の抵抗が低減され、その結果ポンプ損失が低減される。従って、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中ではスロットル開度を大きくするようにスロットルバルブ１２を制御する。特に、ＥＣＵ１０は、変速比が大きいほど、スロットル開度を大きくする。これにより、ＥＣＵ１０は、エンジントルクの損失を低減させて、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の急激な低下を抑制することができる。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期実行により燃費を向上させつつ、係合のロバスト性を向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００４８】
なお、上述したように、ＥＣＵ１０は、以上の制御を任意に組み合わせて実行してもよい。具体的には、ＥＣＵ１０は、圧縮比の制御、吸気弁１４ｂ及び排気弁１４ｄの制御、スロットル開度の制御のうち、任意の２以上を組み合わせて実行してもよい。これより、ＥＣＵ１０は、さらにフューエルカット中のエンジントルクの損失を抑制し、エンジン回転数が急激に低下するのを抑制することができる。
【００４９】
（タイムチャート）
図４は、第１実施形態の処理の概要を示すタイムチャートの一例である。図４では、第１実施形態の代表例として、圧縮比を変更させる場合について示している。なお、図４では、第１実施形態の代表例に加え、エンジン１の特性を変化させなかった場合の比較例についても適宜例示している。
【００５０】
図４は、上から順に、アクセル開度、エンジン回転数又は入力軸２７の回転数（以後、「入力軸回転数」と呼ぶ。）、エンジントルク、圧縮比、減速時のロックアップクラッチ２１を締結状態又はスリップ状態へ移行させるか否かの判断（以後、「減速ロックアップ判断」と呼ぶ。）、フューエルカット、を示している。また、図４において、グラフＡ１は、第１実施形態に係るアクセル開度の時間変化を示し、グラフＡ２は、第１実施形態に係るエンジン回転数の時間変化を示し、グラフＡ３は、入力軸回転数の時間変化を示し、グラフＢ１は、比較例に係るエンジン回転数の時間変化を示す。また、グラフＡ４は、第１実施形態に係るエンジントルクの時間変化を示し、グラフＢ２は、比較例に係るエンジントルクの時間変化を示し、グラフＡ５は、第１実施形態に係る圧縮比の時間変化を示し、グラフＡ６は、減速ロックアップ判断の時間変化を示す。また、グラフＡ７は、第１実施形態に係るフューエルカットの有無の判断の時間変化を示し、グラフＢ３は、比較例に係るフューエルカットの有無の判断の時間変化を示す。
【００５１】
まず、時刻「ｔ０」で、アクセルペダルの踏み込みが解除される。これに起因して、時刻ｔ０以後では、アクセル開度が低下する（グラフＡ１参照）。そして、アクセル開度が所定の閾値（以後、「閾値Ａｔｈ」と呼ぶ。）以下になった時刻「ｔ１」において、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御を実行すべきと判断する（グラフＡ６参照）。そして、同時刻ｔ１で、ＥＣＵ１０は、圧縮比を所定比だけ低下させる（グラフＡ５参照）。上述の所定比は、例えば変速比等に基づき所定のマップ又は式を参照して決定される。マップ等は、例えば実験等に基づき予め作成され、ＥＣＵ１０のメモリに保持される。このように、ＥＣＵ１０は、圧縮比を下げることでエンジントルクの損失を低減させる（グラフＡ４参照）。その結果、エンジン回転数の低下勾配は、係合可能な程度にかつ係合時のショックが抑制可能な程度に緩やかとなる（グラフＡ２参照）。従って、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の係合を確実に実行すると共に、係合完了に起因したショックの発生を抑制することができる。
【００５２】
一方、比較例では、エンジントルクの損失を低減する制御がない分、エンジントルクの低下が第１実施形態と比較して顕著となる（グラフＢ２参照）。この結果、比較例では、係合完了前後でのエンジン回転数の勾配が急激に変化し、係合完了時にショックが発生することになる。
【００５３】
また、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、同時刻ｔ１で、フューエルカットを開始する（グラフＡ７参照）。一方、比較例では、ＥＣＵ１０は、係合完了時のショックの発生を抑制するため、減速ロックアップ制御開始から一定期間幅だけフューエルカットの時期を遅らせている（グラフＢ３参照）。このように、第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、比較例と比べ、フューエルカットを早期に実行し、燃費を向上させることができる。
【００５４】
（変形例）
第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、エンジン１の特性を変化させることで、エンジン１にかかる負荷を低減し、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の低下勾配を調整した。しかし、本発明が適用可能なエンジン１にかかる負荷の低減方法は、これに限定されない。これに代えて、又は、これに加え、ＥＣＵ１０は、補機類の負荷を変化させることで、減速ロックアップ制御時のエンジン回転数の低下を適した勾配に制御してもよい。上述の補機類は、例えば、パワーステアリングポンプ、オルタネータ、エアコンディショナーが該当する。
【００５５】
例えば、ＥＣＵ１０は、変速比が大きいときなど、減速ロックアップ制御時にエンジン回転数の低下の勾配が大きくなることが予測される場合には、負荷となっている補機類の動作を一時的に停止させる。これにより、ＥＣＵ１０は、エンジン１にかかる負荷を低減し、エンジン回転数の急激な低下を抑制する。そして、ＥＣＵ１０は、第１実施形態と同様、減速ロックアップ制御開始とともにフューエルカットを開始する。従って、ＥＣＵ１０は、フューエルカットの早期実行により燃費を向上させつつ、係合のロバスト性を向上及び係合時のショックの低減を実現することができる。
【００５６】
次に、当該変形例と第１実施形態とを組み合わせた場合の具体的な効果について補足説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ１０は、エンジン１の特性を変化させるために、エンジン１に入出する空気量を調整している。従って、この場合、ＥＣＵ１０が制御信号Ｓ１を送信してから実際にエンジントルクの損失が低減される効果が生じるまでに遅れが発生する。従って、ＥＣＵ１０は、第１実施形態の制御に加え、応答性の高いオルタネータなどの補機類の負荷を低減させることで、上述の遅れを補填することができる。その他、ＥＣＵ１０は、第１実施形態の制御により過剰にエンジン回転数の低下勾配が小さくなったことを検出した場合には、応答性が高い補機類の負荷を高める。これにより、ＥＣＵ１０は、過剰にエンジン回転数の低下勾配が小さくなることを抑制し、係合完了が過度に遅れるのを抑制することができる。この場合、ＥＣＵ１０は、例えば、オルタネータの充電量を一時的に高める。
【００５７】
［第２実施形態］
第２実施形態では、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に、稼働させる気筒数（以後、「稼働気筒数」と呼ぶ。）を変更する。即ち、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に、一部の気筒１５ａを休止させる。これにより、ＥＣＵ１０は、アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を調整しつつ、燃費を向上させる。
【００５８】
具体的には、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御開始時に、一部の気筒１５ａへの燃料供給を停止することで当該気筒を休止させると共に、休止気筒以外の気筒１５ａの燃料供給を継続する。このように、ＥＣＵ１０は、稼働気筒数を制御することで、減速ロックアップ制御中のエンジン回転数の低下勾配を調整すると共に、全気筒に燃料供給をした場合に比べて、燃費を向上させることができる。なお、ＥＣＵ１０は、稼働気筒数又は休止気筒の数を、例えば予め定めた所定数に決定してもよい。又は、ＥＣＵ１０は、変速比、エンジン回転数の低下勾配等に基づき、メモリに予め記憶された所定のマップ等を参照して稼働気筒数又は休止気筒の数を決定してもよい。
【００５９】
また、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中であってエンジン回転数が所定回転数以下の場合に、稼働気筒数を減らすことで、稼働気筒数の減筒によるトルク変動を低減しつつ、燃料消費量を抑制することができる。上述の所定回転数は、例えば、実験等に基づき予め定められ、ＥＣＵ１０のメモリに保持される。
【００６０】
さらに、ＥＣＵ１０は、第２実施形態の制御により休止させた休止気筒に対し、第１実施形態で説明したエンジン１の特性を変更させる制御を行い、エンジントルクの損失を低減させてもよい。例えば、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に稼働気筒数を減らすと共に、全部又は一部の休止気筒の圧縮比を下げる。他の例では、ＥＣＵ１０は、減速ロックアップ制御中に稼働気筒数を減らすと共に、全部又は一部の休止気筒のバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を調整する。このように、ＥＣＵ１０は、第１実施形態の制御と第２実施形態の制御とを組み合わせることで、エンジントルクの損失を抑制してさらに燃料消費量を低減させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ エンジン（内燃機関）
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機構
４ 油圧制御装置
５ 出力軸
１０ ＥＣＵ
１１ 吸気通路
１２ スロットルバルブ
１４ｂ 吸気弁
１４ｄ 排気弁
１４ｅ、ｆ 電磁駆動機構
１５ａ 気筒
１６ 排気通路
４０ アクセル開度センサ
４１ 回転数センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジンと、
アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、
前記アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、前記エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにするエンジン負荷調整手段と、
前記係合の開始から当該係合の完了までの間、フューエルカットを行う燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンの圧縮比を下げることにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンに備わる吸気弁と排気弁のバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を調整することにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンは、電子スロットルバルブを備え、
前記エンジン負荷調整手段は、前記電子スロットルバルブの開度を大きくすることで、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記エンジン負荷調整手段は、補機類の負荷を低減させることにより、前記エンジンにかかる負荷を低下させ、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータの入力軸に接続され、複数の気筒を備えるエンジンと、
アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、
前記係合の開始から当該係合の完了までの間、前記気筒の稼働数を減らす稼働気筒数制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータの入力軸に接続されたエンジンと、
アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、
前記アクセル開度の低下に基づくエンジン回転数の低下勾配を、前記エンジンにかかる負荷を低下させることにより緩やかにするエンジン負荷調整手段と、
前記係合の開始から当該係合の完了までの間、フューエルカットを行う燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンの圧縮比を下げることにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記エンジン負荷調整手段は、前記エンジンに備わる吸気弁と排気弁のバルブタイミング又は／及びバルブリフト量を調整することにより、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンは、電子スロットルバルブを備え、
前記エンジン負荷調整手段は、前記電子スロットルバルブの開度を大きくすることで、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記エンジン負荷調整手段は、補機類の負荷を低減させることにより、前記エンジンにかかる負荷を低下させ、前記エンジン回転数の低下勾配を緩やかにする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータの入力軸に接続され、複数の気筒を備えるエンジンと、
アクセル開度の低下に応じて前記ロックアップクラッチの係合を行うロックアップクラッチ係合手段と、
前記係合の開始から当該係合の完了までの間、前記気筒の稼働数を減らす稼働気筒数制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２０８５２９（Ｐ２０１１−２０８５２９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５４８５（Ｐ２０１０−７５４８５）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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