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JP3318945B2 - 自動車用制御装置、自動車制御システム及び自動車の制御方法 - Google Patents

自動車用制御装置、自動車制御システム及び自動車の制御方法

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JP3318945B2
JP3318945B2 JP04437692A JP4437692A JP3318945B2 JP 3318945 B2 JP3318945 B2 JP 3318945B2 JP 04437692 A JP04437692 A JP 04437692A JP 4437692 A JP4437692 A JP 4437692A JP 3318945 B2 JP3318945 B2 JP 3318945B2
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torque
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combustion engine
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利通 箕輪
豊 西村
憲一 川島
弘 黒岩
正彦 射場本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンと自
動変速機との協調制御に係り、特に燃費と運転性の両立
を達成する最適駆動トルク制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭61−136057号公報に記載のよう
に、従来のこの種システムでは燃費向上の為にトルクコ
ンバータのロックアップ制御を行うことが知られている
が、有害なトルク変動が生じた場合、ロックアップ状態
を解除している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、トル
クコンバータが滑り状態で使用される率が高く、トルク
伝達に無駄が有って燃費が悪い。
【０００４】本発明の目的は、自動変速機構付の内燃機
関の燃費向上と運転性改善の両立を図ることにある。
【０００５】別の見方では、できるだけ結合率の高い状
態でトルクを伝達できる様に発生トルクを制御すること
が目的であると言える。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為本
発明は、エンジンのトルク変動ができるだけ小さくなる
様に、過大あるいは過少トルク時に、発生トルクを減少
あるいは増加させると共に、高トルク伝達率を維持する
様に発生トルク修正分に見合ったトルク増幅率の変更を
行なうものである。
【０００７】具体的には、例えば、エンジン発生トルク
の変動が有害な状態になった場合、その時点でのエンジ
ンの発生トルクより少ないトルクを発生する低トルク運
転に移行すると共に、このときのトルクの低下分に見合
った分だけトルク増幅率を高めるように、前記自動変速
機の変速比をその時点の変速比よりロー側に移行する制
御を行うものである。
【０００８】
【作用】このように構成された本発明によれば、クラッ
チが高結合率状態の時でも過大トルクや過少トルク状態
になることがないのでこもり音が発生したり、エンスト
を起こしたりすることがない。発生トルクを低下させた
ときトルクの増幅率を逆に高くしているので、車輪に伝
達されるトルクは変わらず、トルク低下運転時にショッ
クが生じないという副次的効果も奏する。また、このよ
うに制御すればトルクの伝達経路を高結合状態（例え
ば、滑りクラッチやトルクコンバータのロックアップ状
態）から結合率を下げなくて済むので伝達効率が低下す
ることが無く、燃費が向上するという副次的効果もあ
る。
【０００９】
【実施例】図１に本発明の基本的な制御ブロック図を示
す。ロックアップ制御時、トルク変動検出手段１により
エンジンから駆動系までのトルク変動を検出し、トルク
が変動しそうになったならば変動抑制手段２に信号を出
力する。変動抑制手段２では、上記トルク変動検出手段
１の信号をもとにエンジントルクを低下させ、その低下
分の駆動トルクを変速比で補うように制御する。そし
て、燃料噴射弁３とスロットル制御器４などからなるエ
ンジントルク制御装置５及び変速比制御アクチュエータ
６に信号を出力してロックアップ時のこもり音を防止す
る。
【００１０】図２に本発明の最適駆動トルクシステムの
制御ブロック図を示す。まず目標駆動トルク演算手段７
にアクセル開度と車速を入力し、上記演算手段７内に設
けられた運転者が要求する最適の車速−駆動トルクマッ
プから目標駆動トルクを求める。次に、目標エンジント
ルク演算手段８により目標駆動トルクと変速比から目標
エンジントルクを演算し、同時に変速比を出力する。そ
して、スロットル開度演算手段９内の空燃比毎のエンジ
ン回転数−エンジントルクマップからスロットル開度を
求め出力する。トルク変動検出手段１では、軸トルクの
時間的変化などによりエンジンと駆動系からこもり音及
び振動が発生しているか否かを判断しているが、発生し
ていない場合はスロットル開度は全開域まで開き、変速
比制御によりアクセル開度に見合う駆動トルクを得るよ
うに、変動抑制手段２内でエンジントルクと変速比を決
定する。また、こもり音及び振動が発生しそうな場合
は、アクセル開度に見合う目標駆動トルクが空燃比制御
の範囲内かどうかを判断し、範囲内の場合はスロットル
開度演算手段９により空燃比の大きい（希薄混合気）マ
ップを選択しスロットル開度を全開域に保持したままの
状態でエンジントルクを下げ、同時に変速比をロー側に
移行してアクセル開度に見合う駆動トルクを得る。ま
た、上記空燃比制御の範囲外の場合は、スロットル開度
を小さくしかつ変速比をロー側に移行してアクセル開度
に見合う駆動トルクを得るように、変動抑制手段２内で
エンジントルクと変速比を決定する。そして、燃料噴射
弁３とスロットル制御器４などからなるエンジントルク
制御装置５及び変速比制御アクチュエータ６を操作す
る。
【００１１】図３は自動車のパワートレイン系の構成図
である。アクセルペダル１０の踏み込み量，車速センサ
１１からの車速信号，軸トルクセンサ１２からのトルク
信号，空燃比センサ１３からの空燃比信号,トルクコン
バータ１４の出力軸回転数Ｎt,入力軸回転数Ｎe及びス
ロットル開度θをコントローラ１５に入力する。コント
ローラ１５では、図２記載の制御方式を用いてエンジン
１６及び変速機１７を制御する。エンジン制御において
は、エンジン１６に取り付けられた吸気管１８に設けら
れたスロットル制御器１９（モータ，スロットルバル
ブ，スロットルセンサ）及び燃料噴射弁２０により行わ
れる。また、変速機制御においては、ロックアップ制御
を行うロックアップ制御アクチュエータ２１及び変速比
制御アクチュエータ２２により行われる。また、排気管
２３には空燃比制御時の排気浄化としてＮＯｘ還元触媒
２４が設けられている。
【００１２】図４に図５記載の目標駆動トルク演算手段
７内の運転者が意図する最適の車速−駆動トルクマップ
を示す。図４において、横軸が車速，縦軸がアクセル開
度に対応する駆動トルクである。斜線部は過大駆動トル
ク部であり、駆動系の軽量化及び運転性の面からこの部
分を回避する必要がある。また、破線で区切られたＡの
範囲は発進余裕トルク部であり、発進時の車体慣性分を
考慮し、発進性向上のため駆動トルクを大きめに設定す
るものである。Ｂの範囲は加速重視トルク部であり、ア
クセル開度（５／５：全開，４／５開度、など）により
図のように変化する。この部分は発進後の加速感を向上
させ、目標車速までスムーズに到達させるための必要な
駆動トルクである。Ｃの範囲は車速一定トルク部であ
り、走行抵抗に見合う駆動トルクを出力して一定走行を
運転者の意図通りに実現する部分である。
【００１３】図５に図２記載の目標スロットル開度演算
手段９内の空燃比−エンジントルクマップを示す。空燃
比１４.７ に対しリーン側に空燃比を移動するとエンジ
ントルクは約１／２に低下する。この特性を利用し、空
燃比毎のエンジン回転数−エンジントルクマップからス
ロットル開度を求める。
【００１４】図６にトルク変動検出手段以降の制御フロ
ーチャートを示す。処理３０で軸トルクＴ及び空燃比Ａ
／Ｆを読み込む。そして、処理３１で軸トルクの時間的
変化ｄＴ／ｄｔを演算し、上記ｄＴ／ｄｔが目標値ｍよ
りも大きいかを処理３２で判断する。大きい場合はトル
ク変動と判断し、図２記載の目標エンジントルク演算手
段８と目標スロットル開度演算手段９にフィードバック
させ、燃料噴射量と変速比を処理３３で出力し処理３
４，３５で実行する。
【００１５】図７に図６の動作データを示す。アクセル
開度がＡからＢまで変化した場合、スロットル開度は全
開まで開き、アクセル開度と駆動トルクが比例するよう
変速比はロー側に移動する。しかし、変速機がロックア
ップしている場合、低エンジン回転数領域では軸トルク
が急激に立ち上がり振動してしまう。そこで、軸トルク
の急激な立ち上がりを検出した場合はエンジンの空燃比
を大きく(希薄混合気)して、同時に変速比をよりロー側
にもっていき燃費と運転性の両立を図る。
【００１６】図８は図６の制御フローを駆動力線図に示
したものである。実線が空燃比14.7でのアクセル開度別
の駆動力である。破線は空燃比２２.０ でのアクセル開
度別の駆動力である。また、数字の０.５，１.３，１.
６ は代表的な変速比を示し、無段変速機の場合は変速
比が無数に存在する。アクセル開度をＢまで変化させる
とＢの駆動力が要求される。そこで、Ｂの駆動力はＢ1
の駆動力及びＢ2の駆動力と一致するため、スロットル
開度が全開のＢ2 の駆動力を選択する。しかし、トルク
変動が生じる場合には、エンジントルクを低下させる必
要があるため空燃比が大きいＢ2 の位置まで移動させ
て、エンジンは最良燃費域を維持するようにする。その
後は車速安定のため走行抵抗と一致する駆動力Ｃ1ある
いはＣ2まで移動させる。但し、Ｂ1，Ｂ2の車速はＢの
位置であり、Ｃ1，Ｃ2の車速はＣの位置である。
【００１７】図９にワイドレンジ自動変速機の一例を示
す。流体継手４０の出力軸４１とベルト式の無段変速機
４２を連結し、歯車４３とクラッチ４４を介して出力軸
４５とつながっている。また、歯車４３と歯車４６は１
対１で回転するようになっており歯車４６とはベルト式
の無段変速機４７が連結されており、クラッチ４８を介
して出力軸４５とつながっている。変速比の使いわけ
は、クラッチ４４締結クラッチ４８解放により無段変速
機４２の変速比が得られ、クラッチ４８締結クラッチ４
４解放により無段変速機４２と無段変速機４７の組合わ
せの変速比が得られる。この装置において、ベルト式の
無段変速機をいくつか組み合わせればさらにワイドレン
ジの自動変速機が実現できる。
【００１８】図１０はトルクコンバータの効率特性を示
す。横軸はトルクコンバータの出力軸回転数Ｎtと入力
軸回転数Ｎeの比である速度比、縦軸は効率ηである。
上記速度比に応じて効率が変化するため速度比が小さい
ところでは効率が悪くなり燃費が悪化する。そこで、低
効率域（ηｔ以下）に入らないようにエンジントルク及
び変速比を制御する必要がある。
【００１９】図１１は図１０の解決策の制御フローチャ
ートである。まず、処理５０でアクセル開度α，入力軸
回転数Ｎe，出力軸回転数Ｎt及び車速Ｖspを読み込む。
次に、処理５１で上記出力軸回転数Ｎtと入力軸回転数
Ｎeの比（Ｎt／Ｎe）から速度比ｅを演算する。処理５
２では最大アクセル開度αmaxを最大駆動トルクＴmaxと
車速Ｖspの関数ｆ（Ｔmax，Ｖsp ）により求める。処理
５３では目標駆動トルクＴtarをα・Ｔmax／αmax によ
り求める。処理５４ではエンジントルクＴｅをスロット
ル開度θの関数ｇ（θ）により求める。処理５２から処
理５４までの値は後の変速比演算時に使用する。処理５
５では速度比ｅがｅｔ＋ｋ以上かどうかを判断する。こ
こでｋは定数であり、ｅｔは限界速度比である。つま
り、回転部慣性により速度比が限界速度比を越えないよ
うに限界速度比よりｋ分の余裕を持たせておく。もし、
ｅがｅｔ＋ｋ以上の場合は処理５６でｆｌｇが１かどう
かを判断し、１でない場合は処理５７でスロットル開度
θをアクセル開度αとｋｋ（定数：変速比ｉで変化ｈ
（ｉ））の積で求め出力する。そして、処理５８で変速
比ｉを演算する。最後に処理５９でθn-1 に現在のスロ
ットル開度θを入力する。ｆｌｇが１の場合は処理６０
でスロットル開度θにｋｋｋをタスク毎に加算する。次
に、処理６１でフェールセイフのためスロットル開度θ
が最大スロットル開度θmax になったかどうかを判断
し、なった場合は処理６２でスロットル開度θに最大ス
ロットル開度θmax を代入し、処理６３でｆｌｇを０に
して、処理５８，５９を行う。もし、ｅがｅｔ＋ｋより
小さくなった場合は処理６４でｆｌｇに１を代入し、さ
らに処理６５でスロットル開度θに前回のスロットル開
度θn-1を代入してこれ以上スロットル開度を大きくし
ないようにして、低効率域に入らないようにする。そし
て、処理５８，５９を行う。
【００２０】図１２は図１１の動作データを示す。運転
者がアクセル開度をＡからＢまで変化させた場合に、ス
ロットル開度を全開付近まで開き、変速比を０.５から
１.２程度まで変化させると、速度比は目標速度比ｅｔ
を下回ってしまう。そこで、速度比を図１１のようにフ
ィードバック制御すれば、破線で示すようなスロットル
開度，変速比となり速度比が目標速度比ｅｔを下回るこ
とがなく燃費が向上する。
【００２１】図１３は図１２の制御フローを駆動力線図
に示したものである。運転者がＢの駆動トルクを要求し
た場合、スロットル全開（８／８）で変速比１.２のＢ1
の駆動トルクの方が燃費の点から良い。しかし、急な登
板などの場合トルクコンバータがすべり低い効率域に入
ってしまい燃費が悪く成る。そこで、スロットル開度を
閉じ変速比をロー側に移行して低効率域を回避する。そ
して、除々に変速比をハイ側に移行しＣの駆動トルクに
見合う燃費の良いＣ1 にもって行き車速を安定させる。
【００２２】図１４はハイブリッド自動変速機の構成を
示す。エンジン６０と破線で示す自動変速機６１のトル
クコンバータ６２が直結されている。前記トルクコンバ
ータ６２は１速用の入力側歯車６３及び２速以降用のベ
ルト式変速機の入力側プーリ６４と連結されている。ま
た、１速用の出力側歯車６５及び２速以降用のベルト式
変速機の出力側プーリ６６はそれぞれクラッチＡ６７及
びクラッチＢ６８を介して差動機６９と連結されており
タイヤ７０にエンジン６０の発生トルクが伝達される。
【００２３】図１５は図１４のハイブリッド自動変速機
を用いた場合の駆動力線図を示す。実線Ａはスロットル
バルブ全開時の最大駆動力線である。低車速域の斜線部
が歯車を用いた場合の１速領域であり、それ以降がベル
ト式変速機を用いた場合の２速以降領域である。１速領
域の歯車の減速比（例えば２.５)と２速以降領域のベル
ト式変速機の最大減速比を一致させれば１−２変速時の
ショックがなく滑らかな変速が実現できる。
【００２４】図１６はロックアップ制御時の油圧ポンプ
制御システム図である。図において、矢印Ａは動力（ト
ルク）の伝達、矢印Ｂは油の流れ、矢印Ｃは電気信号を
示す。エンジン７１から発生する動力はトルクコンバー
タ７２，変速機構７３を介してタイヤ７４に伝達され
る。また、エンジン７１に設けられたスロットルセンサ
７５の信号及びエンジン回転数信号が油圧制御コントロ
ーラ７６に入力され、電動オイルポンプ７７を駆動して
いる。さらに、油圧スイッチ７８が油圧フィードバック
用に設けられており、運転状態に見合う最適の油圧を常
時実現している。そして、前記電動オイルポンプ７７か
ら油圧制御回路７９に油が送られ、変速，ロックアップ
などの制御が行われる。また、油の供給はオイルポンプ
８０から行われる。これにより、ロックアップ運転によ
る低速域の油圧低下を防止できる。図１７はスタータ，
オイルポンプ，冷却ファン一体型モータの取付け構造図
である。エンジン８１に直結されているリングギア８２
と自動変速機８３に設けられたトルクコンバータ８４の
ポンプ８５が連結されている。ポンプ８５からのトルク
伝達は油を介してタービン８６に伝達されるが、インペ
ラー８７ではポンプ８５から流れ出る油を制御してター
ビン８６に送る。そして、前記タービン８６と出力軸８
８が直結されており、前記出力軸８８の回転でメカ式の
オイルポンプ８９が駆動する。これは電動オイルポンプ
９０が故障した場合のフェールセイフのため用いる。ま
た、一体型モータ９１の構造は始動用歯車９２，マグネ
ットスイッチ９３，冷却ファン９４，始動用レバー９５
及びロータ９６などから成る。油圧制御コントローラ７
６では始動及びロックアップ制御時の制御を行い、始動
後はロータ９６を回転させ冷却ファン９４と電動オイル
ポンプ９０を駆動する。冷却ファン９４はロックアップ
クラッチ９６のすべり時に発生する熱による変速機８３
の温度上昇を防止する。また、電動オイルポンプ９０は
図１６に示したようにオイルパン８０が油を吸いあげ油
圧回路７９に最適圧の油を供給する。
【００２５】以下、本発明の別の実施例を詳細に説明す
る。
【００２６】図１８は本発明の一実施例である。エンジ
ン１０１の発生トルク制御は点火時期を制御する点火装
置１０２，空燃比あるいは気筒数を制御する燃料装置１
０３及び空気量を制御するスロットル制御器１０４の３
つにより行われる。また、自動変速機１０５における前
記発生トルクの増減制御はロックアップ機構１０６及び
変速機構１０７により行われる。以上のようなトルク制
御装置を備えた自動車において、駆動系のトルク変動を
トルクセンサ１０８の信号から求めるトルク変動検出手
段１０９の信号を発生トルク制御手段１１０及びトルク
伝達係数制御手段１１１に入力しロックアップ制御時の
トルク変動を防止する。
【００２７】図１９は本発明の詳細な実施装置である。
コントローラ１２０には２こあるいは１このＣＰＵ１２
１が搭載されており、２この場合は変速比制御と空燃比
制御が別個のＣＰＵで行われる。コントローラ１２０に
はアクセルセンサ１２２からのアクセル開度α信号，空
気流量センサ１２３からの空気流量Ｑa 信号，スロット
ルセンサ１２４からのスロットル開度θ信号，空燃比セ
ンサ１２５からの空燃比Ａ／Ｆ信号，車速センサ１２６
からの車速Ｖsp信号，クランクセンサ１２７からのエン
ジン回転数Ｎe 信号，トルクセンサ１０８からのトルク
変動信号及び車輪速センサ１２８からの車輪速Ｖfr信号
が入力される。そして、上記コントローラは運転性，燃
料経済性を両立するように点火装置１０２，燃料装置１
０３，スロットル制御器１０４，ロックアップ機構１０
６及び変速機構１０７を制御する。
【００２８】図２０から図２２にロックアップ締結時の
メインフローチャートを示す。まず、処理２００でアク
セル開度α，車速Ｖsp，エンジン回転数Ｎe を読み込
む。処理２０１では車速に対するアクセル開度のマップ
を持っており、アクセル開度に対応する駆動トルクの最
大値Ｔmaxと車速Ｖsp の関数ｆにより最大アクセル開度
αmaxを演算する。そして、処理２０２で目標駆動トル
クＴtar＝α＊Ｔmax／ αmaxを演算し求める。次に処
理２０３で各変速位置毎の推定エンジン回転数Ｎn，推
定駆動トルクＴnを演算しておく。例えば、１速の場合
は１速時のＮ1推定エンジン回転数＝Ｖsp＊ｉend(最終
減速比）＊ｉ1（１速の減速比）＊ｋ1（補正係数）を求
め、エンジン回転数とエンジントルクのマップにより上
記推定エンジン回転数における最大エンジントルクＴ
emaxをｇ(Ｎ1）により求める。そして、推定駆動トルク
Ｔ1＝Ｔemax＊ｉend（最終減速比）＊ｉ1(１速の減速
比）を演算しておく。さらに、変速機が４速の場合は４
速まで上記演算をしておく。処理204ではトルク変動フ
ラグＴflg が０か否かでトルク変動を判断し、０の場合
はトルク変動でないのでＸ（図２１）に進む。０でない
場合はトルク変動でありＹ（図２２）に進む。図２１の
場合、処理２０５では図２０で求めた目標駆動トルクＴ
tarと推定駆動トルクＴ4を比較し、ＴtarがＴ4以下の場
合は処理２０６で４速の減速比ｇear（４）をｉoutに入
力し、処理２０７では４速の変速位置ＳolＡ＝１，Ｓol
Ｂ＝０を入力する。処理２０５でＴtarがＴ4より大きい
場合は、処理２０８でエンジン回転数Ｎe が限度回転数
（例えば６４００rpm)を超えないかどうかを判断しエン
ジンの暴走を防止する。以下、処理２０９，処理２１０
では上記処理２０５と同じように変速位置を判断し、処
理２１１，処理２１２では処理２０８と同じ処理を行
う。そして、処理２１３，処理２１４では３速、処理21
5，処理２１６では２速、処理２１７，処理２１８では
１速の処理をそれぞれ前記４速時と同じ処理を実行す
る。次に、処理２１９ではエンジントルクＴeをＴtar／
(ｉout＊ｉend）から求める。処理２２０ではエンジン
回転数ＮeとエンジントルクＴeのスロットル開度θマッ
プからスロットル開度θを求める。そして、処理２２１
でスロットル開度θ及び変速位置ＳolＡ，ＳolＢを出力
する。図２２の場合、処理２２２で変速位置ＳolＡ，Ｓ
olＢ信号により現在の変速位置ｇを演算する。処理２２
３ではｇが１速かどうかを判断し、１速の場合はリター
ンする。１速以外の場合は、処理２２４でｇ−１を演算
しシフトダウンする。そして、処理２２５では変速位置
に見合う減速比ｇear(ｎ)をｉoutに入力し、処理２２６
で処理２１９と同じようにエンジントルクＴe を演算す
る。処理２２７ではエンジン回転数Ｎeがパラメータの
エンジントルクＴe と目標空燃比（Ａ／Ｆ）0のマップ
からエンジントルクＴeに見合う目標空燃比（Ａ／Ｆ）0
を求め後述のエンジン制御に用いる。そして、図２１の
Ｚに戻る。
【００２９】図２３は燃料，点火制御のフローチャート
である。まず、処理２２８で空気流量Ｑa，エンジン回
転数Ｎe，スロットル開度θ及び空燃比Ａ／Ｆを読み込
む。処理２２９ではＱa／Ｎe，ｄθ／ｄｔを演算する。
次に、処理２３０，２３１ではそれぞれ燃料噴射量
Ｔp，点火時期ａｄｖを下記の式より求める。
【００３０】Ｔp ＝Ａ1(補正係数)＊ｆ1(Ｑa／Ｎe，
Ｎe)＊ｆ2(（Ａ／ｆ）0)(空燃比補正係数)＋ΔＡ／Ｆ
(空燃比補正量）＋ｆ3（ｄθ／ｄｔ)（加速補正量） ａｄｖ＝Ａ2（補正係数）＊ｇ1（Ｑa／Ｎe，Ｎe）＋ｇ2
(ｄθ／ｄｔ)（加速補正量） 次に、処理２３２で実際の空燃比Ａ／Ｆと目標空燃比
(Ａ／Ｆ）0を比較し、一致していればリターンする。一
致していない場合は処理２３３で空燃比補正量ΔＡ／Ｆ
を求め、リターンする。
【００３１】図２４から図２７はロックアップ解除時の
フローチャートである。図２５は低車速時のロックアッ
プ解除である。処理２４４で車速Ｖspを読み込み、処理
245で設定車速Ｖ10（約１０ｋｍ／ｈ）以下かどうかを
判断する。以下の場合は処理２４６でロックアップのデ
ューティ比のｌｕを車速Ｖsp＊ｋ2(補正係数）により求
め、大きい場合は処理２４７で最大デューティ比Ｄmax
をｌｕに入力する。そして、処理２４８でデューティ信
号ｌｕを出力する。図２７，図２６は変速時のロックア
ップ解除である。処理２４９ではタービン(トルクコン
バータの出力軸)回転数Ｎt，車速Ｖsp，変速信号Ｓ
olＡ,ＳolＢを読み込む。そして、処理２５０で変速中
も含めたギア比ｊをｋ3（補正係数）＊Ｖsp／Ｎtにより
求める。次に、処理２５１で変速位置ＳolＡ，Ｓol Ｂ
信号により現在の変速位置ｇnを求める。そして、処理
２５２で前回の変速位置ｇn-1と現在の変速位置ｇnを比
較し、同じ場合はＣに進む。違う場合は処理２５３に進
み、現在の変速位置ｇn が前回の変速位置ｇn-1より大
きいかどうかを判断し、大きい場合(シフトアップ）は
Ａ、小さい場合（シフトダウン）はＢに進む。図２６に
おいて、Ａの場合（シフトアップ）、処理２５４では処
理２５０で求めたギア比ｊと制御開始の目標ギア比ｉ
（ｇn-1）−ｋ4（補正係数）を比較し大きい場合はルー
プさせ、小さくなったら処理２５５に進みロックアップ
のデューティ比のｌｕにロックアップを解放するため最
小のデューティ比Ｄmin を入力する。次に、処理２５６
に進みギア比ｊと制御終了の目標ギア比ｉ（ｇn ）＋ｋ
4(補正係数）を比較し以下の場合はループさせ、大きく
なったら処理２５７に進みロックアップのデューティ比
のｌｕにロックアップを締結するため最大のデューディ
比Ｄmaxを入力する。Ｂの場合(シフトダウン）も同じよ
うに処理２５８から処理２６０を実行し変速中を判断し
てロックアップを解放する。そして最後に処理２６１で
前回の変速位置ｇn-1 に現在の変速位置ｇn を入力して
終了する。図２７は急制動時のロックアップ解除であ
る。まず、処理２６２で駆動側の車輪速Ｖfrを読み込
み、処理２６３で設定車輪速Ｖfroと比較する。もし、
車輪速Ｖfrが設定車輪速Ｖfro以下の場合はタイヤがロ
ックに近い急制動時と判断し、処理２６４でロックアッ
プのデューティ比のｌｕにロックアップを解放するため
最小のデューティ比Ｄmin を入力する。大きい場合は処
理２６５でロックアップのデューティ比のｌｕにロック
アップを締結するため最小のデューティ比Ｄmax を入力
する。そして、処理２６６でロックアップのデューディ
比のｌｕを出力する。
【００３２】図２８はロックアップ締結開始時のタイム
チャートである。運転者が自動変速機のシフトレバーを
Ｎ（ニュートラル）あるいはＰ（パーキング）の状態で
エンジンを始動した後、Ｄ（ドライブ）レンジ状態にな
ったかどうかをＮ−Ｄレンジ信号で監視する。通常Ｎ
（ニュートラル）あるいはＰ（パーキング）の状態では
ブレーキペダルを踏んでいるため、車速は０km／ｈであ
る。また、エンジン回転数はアイドル回転数の７００rp
m 程度である。次に、ブレーキペダルを離すと同時にＮ
−Ｄレンジ信号がＤレンジに変化すると、トルクコンバ
ータのトルク増大により走行抵抗及び車重慣性に打ち勝
つ軸トルクが発生し、車が走り始め車速が上昇する。こ
の状態からアクセル開度を突変（例えば０／８〜１／
８）させると低ブースト運転により燃費を稼ぐためスロ
ットル開度が全開付近まで開かれる。その時加速補正割
込み信号ｋｉを監視し、加速補正が入った（ｋｉ＝１）
ならばロックアップ信号ｌｕ＝１を出力しロックアップ
締結を行う。これにより、軸トルクが変動した場合はた
とえば空燃比と変速比を制御し、破線のように軸トルク
の変動を防止する。
【００３３】図２９はロックアップ締結開始フローチャ
ートである。処理２００及び２０１でそれぞれＮ−Ｄ信
号及び加速補正割込み信号ｋｉを読み込む。次に、処理
202でＤレンジかどうかを判断し、Ｄレンジであれば処
理２０３へ進みｋｉが１かどうかを判断する。１であれ
ばロックアップ許容となり処理２０４でロックアップ締
結信号ｌｕ＝１を出力する。もし、処理２０２及び２０
３でＮｏの場合は処理２０５へ進みロックアップ解放信
号ｌｕ＝０を出力しリターンされる。
【００３４】図３０はロックアップなしの従来方式（破
線）とロックアップなしの低ブースト制御（実線）の比
較タイムチャートである。破線の場合、アクセル開度の
変化に対しスロットル開度が１対１に対応し変速比がロ
ーギアのため、図２０２のような軸トルクの変化を示
す。しかし、スロットル開度が小さいためエンジン効率
が低い。また、トルクコンバータの効率も少し低く燃費
は悪い。これにたいし、実線の場合はアクセル開度の変
化に対しスロットル開度が全開まで開きエンジン効率が
最高になる。しかし、軸トルクを従来方式に合わせるた
め変速比がハイギアになるため、トルクコンバータ効率
が従来方式より悪くなる。しかし、それでもエンジン効
率が最高の分、燃費は従来方式よりも良い。
【００３５】図３１は低ブースト制御でのロックアップ
あり（破線）なし（実線）の比較タイムチャートであ
る。破線，実線において、アクセル開度の変化に対しス
ロットル開度が全開まで開きエンジン効率が最高にな
る。しかし、実線の場合は、トルクコンバータのすべり
が生じ、軸トルクが増大されるため破線と同じ軸トルク
を出力する場合、変速比はよりハイギア側になる。つま
り、トルクコンバータの効率は最低方向に向かう。これ
に対し、破線の場合は実線よりも変速比がローギア側に
なりエンジン回転数少々高いにもかかわらずトルクコン
バータの効率が最高となるため、燃費が大幅に向上す
る。しかし、軸トルクが変動し運転性が悪化するため上
記燃費を犠牲にしていた。
【００３６】図３２は低ブースト制御ロックアップあり
での変動抑制制御なし（実線）と制御あり（破線，一点
鎖線）の比較タイムチャートである。実線の場合は図３
１で示したような燃費は良いが軸トルクは変動する一例
である。トルク変動抑制制御ありの破線の場合は、軸ト
ルクの時間的変化ΔＴからトルク変動の状態を判断し、
目標トルク変動量Ｔmin，Ｔmidを越えた時、点火時期リ
タード制御と空燃比制御を実行したものである。まず、
点火時期をリタードし、次に空燃比をリターンにする。
また、この時、点火時期リタード制御と空燃比制御によ
りエンジントルクが小さくなるため、変速比をロー側に
変化させ運転者が要求する軸トルクを維持する必要があ
る。さらに、上記トルク変動量よりも大きいトルク変動
(Ｔmax)が生じた場合（一点鎖線）は、上記空燃比制御
にスロットル制御を加え、軸トルクの変動を防止する。
実線，破線及び一点鎖線とも燃費はほとんど変わらず、
本発明はトルク変動を抑制しつつ燃費を大幅に向上でき
る。
【００３７】図３３，図３４はトルク変動抑制の制御フ
ローチャートである。処理２０６ではアクセル開度α，
軸トルクＴを読み込む。次に、処理２０７でα及びＴの
時間的変化Δα＝ｄα／ｄｔ，ΔＴ＝ｄＴ／ｄｔを演算
する。そして、処理２０８で絶対値｜ΔＴ−Δα｜が目
標トルク変動量Ｔmin 以上かどうかを判断する。小さい
場合（トルク変動なしと判断）はＢに進みリターンす
る。以上の場合は処理２０９に進み、ΔＴ−Δαが０よ
り大きいかどうかを判断する。０より小さい場合は減速
時と判断でき、処理２１０で排気悪化の点からスロット
ル制御のみを実行する。処理２０９で大きい場合は処理
２１１に進み、ΔＴ−Δαが目標トルク変動量Ｔmid 以
上かどうかを判断する。小さい場合は処理２１２で点火
時期リタード制御を実行する。以上の場合は処理２１３
へ進みΔＴ−Δαが目標トルク変動量Ｔmax 以上かどう
かを判断する。小さい場合は処理２１４で燃料(空燃比)
制御を実行する。以上の場合は処理２１０でスロットル
制御を実行する。そして、図３４に進む。処理２１５で
はまず、目標駆動トルクＴout をαの関数ｇ(α)より求
める。そして、処理２１６から２１９まででそれぞれ点
火時期リタード量ａｄｖ，空燃比Ａ／Ｆ，スロットル開
度θ及びエンジン回転数Ｎe を読み込む。処理２２０で
上記ａｄｖ，Ａ／Ｆ,θ，Ｎeの関数ｆ(ａｄｖ，Ａ／
Ｆ，θ，Ｎe）よりエンジントルクＴeを演算する。ま
た、上記ａｄｖ，Ａ／Ｆ，θ，Ｎeを用いたマップによ
りエンジントルクＴe を求めてもよい。そして、処理２
２１で変速比ｉoutを目標駆動トルクＴout／エンジント
ルクＴe で求め、処理２２２で出力する。
【００３８】本実施例によれば、車両の発進時からロッ
クアップが可能であり、燃費が向上する。
【００３９】
【発明の効果】これにより、トルク変動が大きいときの
運転性が確保できる。また、運転者の意図する駆動力が
得られる。また、高い燃料経済性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な制御ブロック図。
【図２】本発明の最適駆動トルクシステムの制御ブロッ
ク図。
【図３】自動車のパワートレイン系の構成図。
【図４】運転者が意図する最適の車速−駆動トルクマッ
プ。
【図５】空燃比−エンジントルクマップ。
【図６】トルク変動検出手段以降の制御フローチャー
ト。
【図７】図６の動作データ。
【図８】駆動力線図。
【図９】ワイドレンジ自動変速機の一例。
【図１０】トルクコンバータの効率特性。
【図１１】図１０の解決策の制御フローチャート。
【図１２】図１４の動作データ。
【図１３】駆動力線図。
【図１４】ハイブリッド自動変速機の構成。
【図１５】図１４のハイブリッド自動変速機を用いた場
合の駆動力線図。
【図１６】ロックアップ制御時の油圧ポンプ制御システ
ム図。
【図１７】スタータ，オイルポンプ，冷却ファンの一体
型モータの取付け構造図。
【図１８】本発明の別の実施例を示す図面。
【図１９】その詳細構成図。
【図２０】ロックアップ制御時のメインフローチャート
の一部を示す図面。
【図２１】ロックアップ制御時のメインフローチャート
の一部を示す図面。
【図２２】ロックアップ制御時のメインフローチャート
の一部を示す図面。
【図２３】燃料・点火の制御フローチャート。
【図２４】ロックアップ解除の制御フローチャートの一
部。
【図２５】ロックアップ解除の制御フローチャートの一
部。
【図２６】ロックアップ解除の制御フローチャートの一
部。
【図２７】ロックアップ解除の制御フローチャートの一
部。
【図２８】ロックアップ開始時のタイムチャート。
【図２９】ロックアップ開始時の制御フローチャート。
【図３０】従来技術と本発明との比較タイムチャート。
【図３１】低ブースト制御時のロックアップ有無比較タ
イムチャート。
【図３２】低ブースト制御時にロックアップ有の場合の
発生トルク制御有無の比較タイムチャート。
【図３３】発生トルク抑制制御フローチャートの一部。
【図３４】発生トルク抑制制御フローチャートの一部。
【符号の説明】
１…トルク変動検出手段、２…変動抑制手段、３…燃料
噴射弁、４…スロットル制御器、５…エンジントルク制
御装置、６…変速比制御アクチュエータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｋ 41/28 Ｂ６０Ｋ 41/28 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｇ ３１０ ３１０Ｇ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｂ Ｆ１６Ｈ 61/14 ６０１ Ｆ１６Ｈ 61/14 ６０１Ｋ (72)発明者 黒岩 弘 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (72)発明者 射場本 正彦 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会 社 日立製作所 自動車機器事業部内 (56)参考文献 特開 昭61−27787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−2745（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−194253（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−223648（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−81546（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 45/00 395 B60K 41/00 - 41/28

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】運転者の要求に基づいて発生した内燃機関
    のトルクを、任意の結合率で車輪に伝達する滑りクラッ
    チ機構および前記滑りクラッチ機構の結合率を最大結合
    率状態に制御可能な結合率制御手段とにより、機関の運
    転状態に基づく増幅率で車輪に伝達する自動変速機を備
    えた自動車の自動車用制御装置であって、 前記内燃機関の発生トルクの変動を検出するトルク変動
    検出手段と、 前記トルクの変動によって前記滑りクラッチの現状の結
    合率状態が維持できない有害な状態になったとき、前記
    内燃機関の発生トルクを低下させて前記結合状態を維持
    するトルク制御手段と、 を有する自動車用制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の自動車用制御装置と、 請求項１記載の自動車用制御装置と共に用いられる自動
    車用制御装置であって、 前記トルク制御手段によって前記内燃機関の発生トルク
    が低トルク状態に制御されているとき、当該トルク低下
    分に見合った分だけ前記自動変速機のトルク増幅率を増
    大させるトルク増幅率制御手段を有する自動車用制御装
    置と、 を有する自動車制御システム。
  3. 【請求項３】運転者の要求に基づいて発生した内燃機関
    のトルクを、任意の結合率で車輪に伝達する滑りクラッ
    チ機構および前記滑りクラッチ機構の結合率を最大結合
    率状態に制御可能な結合率制御手段とにより、機関の運
    転状態に基づく増幅率で車輪に伝達する自動変速機を備
    えた自動車の自動車用制御装置であって、 前記内燃機関の発生トルクの変動を検出するトルク変動
    検出手段と、 前記トルクの変動によって前記滑りクラッチの現状の結
    合率状態が維持できない有害な状態になったとき、前記
    内燃機関の発生トルクを低下させて前記結合状態を維持
    するトルク制御手段と、 前記トルク制御手段によって前記内燃機関の発生トルク
    が低トルク状態に制御されているとき、当該トルク低下
    分に見合った分だけ前記自動変速機のトルク増幅率を増
    大させるトルク増幅率制御手段と、 を有する自動車用制御装置。
  4. 【請求項４】運転者の要求に基づいて内燃機関にトルク
    を発生させるトルク発生手段と、 前記内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関に供給
    する燃料量を調整する燃料供給手段と、 アクセルの踏み込み量及び／または前記内燃機関の運転
    状態に基づいて前記内燃機関に供給する空気量を制御す
    ると共に、機関の定常運転状態では最大開度状態に制御
    されるスロットルバルブと、 前記発生トルクを任意の結合率で車輪に伝達する滑りク
    ラッチ機構および前記滑りクラッチ機構を最大結合率状
    態に制御するロックアップ機構によって前記内燃機関の
    運転状態に基づいた増幅率で車輪に伝達する自動変速機
    と、 を有する自動車の自動車制御システムであって、 前記内燃機関発生トルクの変動を検出するトルク変動検
    出手段と、 前記トルクの変動が前記滑りクラッチのロックアップ状
    態を維持できない有害な状態になったとき前記燃料供給
    手段の燃料供給量を低下させて内燃機関の発生トルクを
    低下させることによりロックアップ状態を維持するトル
    ク制御手段と、 前記トルク制御手段によって前記内燃機関が低トルク状
    態に制御されているとき、前記自動変速機のトルク増幅
    率を当該トルク低下分に見合った分だけ増大させるトル
    ク増幅率制御手段と、 前記トルク制御手段による前記制御を行っても前記滑り
    クラッチのロックアップ状態を維持することができない
    とき、前記スロットルバルブの開度を現状の開度より閉
    じ方向に制御するスロットルバルブ開度制御手段と、 を有する自動車制御システム。
  5. 【請求項５】請求項４記載の自動車用制御装置におい
    て、 前記ロックアップ機構が前記滑りクラッチのロックアッ
    プ状態を解除してクラッチを滑り状態に移行するロック
    アップ解除手段、 を有することを特徴とする自動車制御システム。
  6. 【請求項６】運転者の要求に基づいて発生した内燃機関
    のトルクを、任意の結合率で車輪に伝達する滑りクラッ
    チ機構および前記滑りクラッチ機構の結合率を最大結合
    率状態に制御可能な結合率制御手段とにより、機関の運
    転状態に基づく増幅率で車輪に伝達する自動変速機を備
    えた自動車の制御方法であって、 前記内燃機関の発生トルクの変動によって、前記滑りク
    ラッチの現状の結合率状態が維持できない有害な状態に
    なったとき、前記内燃機関の発生トルクを低下させて前
    記結合状態を維持する自動車の制御方法。
  7. 【請求項７】請求項６記載の自動車の制御方法におい
    て、 前記内燃機関の発生トルクが低トルク状態に制御されて
    いるとき、当該トルク低下分に見合った分だけ前記自動
    変速機のトルク増幅率を増大させることを特徴とする自
    動車の制御方法。
  8. 【請求項８】運転者の要求に基づいてトルクを発生する
    エンジンと、 前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンに供給
    する燃料量を調整する燃料供給手段と、 アクセルの踏み込み量及び／または前記エンジンの運転
    状態に基づいて前記エンジンに供給する空気量を制御す
    ると共に、機関の定常運転状態では最大開度状態に制御
    されるスロットルバルブと、 前記発生トルクを任意の結合率で車輪に伝達する滑りク
    ラッチ機構および前記滑りクラッチ機構を最大結合率状
    態に制御するロックアップ機構によって前記エンジンの
    運転状態に基づいた増幅率で車輪に伝達する自動変速機
    と、 を有する自動車の制御方法であって、 前記エンジンの発生トルクの変動によって、前記滑りク
    ラッチのロックアップ状態が維持できない有害な状態に
    なったとき、前記燃料供給手段の燃料供給量を低下させ
    てエンジンの発生トルクを低下させることによりロック
    アップ状態を維持し、 前記エンジンが低トルク状態に制御されているとき、前
    記自動変速機のトルク増幅率を当該トルク低下分に見合
    った分だけ増大させ、 前記の制御によってもロックアップ状態を維持すること
    ができないとき、前記スロットルバルブの開度を現状の
    開度より閉じ方向に制御する自動車の制御方法。
  9. 【請求項９】請求項１または３において、 前記内燃機関の発生トルクを低下させることは、スロッ
    トル弁開度を小さくすることによって行われることを特
    徴とする自動車用制御装置。
  10. 【請求項１０】請求項６または７記載の自動車の制御方
    法において、 前記内燃機関の発生トルクを低下させることは、スロッ
    トル弁開度を小さくすることによって行われることを特
    徴とする自動車用制御装置または自動車の制御方法。
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