JP2010144599A

JP2010144599A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2010144599A
Application number: JP2008321995A
Authority: JP
Inventors: Yoshikei Ono; 義敬小野
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: JP5295746B2

Abstract

【課題】燃料性状の判定精度を向上させる。
【解決手段】エンジンと無段変速機との間のインプットクラッチには、エンジン駆動されるオイルポンプから直に作動油が供給される。このため、エンジン停止時にはインプットクラッチが解放され、エンジン運転時にはインプットクラッチが締結される。エンジンの始動動作が開始されるとインプットクラッチの作動状態が判定され、インプットクラッチが解放状態または締結状態である場合には点火回数積算値およびエンジン回転数積算値が演算され、インプットクラッチがスリップ状態である場合には点火回数積算値およびエンジン回転数積算値の演算が中断される。そして、点火回数積算値が判定基準値Ａを上回るときに、エンジン回転数積算値が判定基準値Ｂを上回る場合には軽質燃料であると判定され、エンジン回転数積算値が判定基準値Ｂを下回る場合には重質燃料であると判定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンと変速機構との間にクラッチ手段を備える車両の制御装置に関する。

自動車等のエンジンに供給される燃料の揮発性は、燃料の仕向地等によって変更されることが一般的となっている。例えば、低温環境となる地域に対しては揮発性の高い燃料が出荷される一方、高温環境となる地域に対しては揮発性の低い燃料が出荷されている。また、燃料の揮発性はエンジンの始動性や出力トルクを左右する要因となるため、燃料の揮発性に応じて燃料噴射量や点火時期を制御することが重要となっている。そこで、揮発性の高低(燃料性状)を判定する判定機能を組み込み、燃料性状に応じて燃料噴射量や点火時期を制御するようにした車両が提案されている(例えば、特許文献１参照)。また、エンジンのデコンプ機能を備えるハイブリッド車両においては、エンジンの不安定な燃焼状態を回避するため、燃料の揮発性が低いと判定された場合には、エンジンのデコンプ動作を中止するようにした技術が提案されている(例えば、特許文献２参照)。
特開平１０−２３１７４４号公報特開２００６−３４７２３１号公報

ところで、特許文献２に記載されたハイブリッド車両においては、燃料噴射量とエンジントルクとの関係から燃料性状を判定している。このように、エンジンの運転状態に基づいて燃料性状を判定することから、判定時にはエンジン負荷の大幅な変動を回避することが重要となっている。しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された技術にあっては、燃料性状を判定する際のタイミングを考慮していないため、判定タイミングによっては燃料性状の誤判定を招いてしまうおそれがある。

本発明の目的は、燃料性状の判定精度を向上させることにある。

本発明の車両の制御装置は、エンジンと変速機構との間にクラッチ手段を備える車両の制御装置であって、前記クラッチ手段の作動状態を判定するクラッチ判定手段と、前記エンジンに供給される燃料の性状を判定する燃料判定手段とを有し、前記燃料判定手段は、前記クラッチ手段が解放状態から締結状態に切り換えられる過程の過渡状態であると判定されたときに、燃料性状の判定を中断することを特徴とする。

本発明の車両の制御装置は、前記エンジンの点火回数を積算して点火回数積算値を演算する点火回数演算手段と、前記エンジンのエンジン回転数を積算してエンジン回転数積算値を演算するエンジン回転数演算手段とを有し、前記燃料判定手段は、前記エンジンの始動動作を開始してから所定の点火回数積算値に達するまでのエンジン回転数積算値に基づいて燃料性状を判定することを特徴とする。

本発明の車両の制御装置は、前記点火回数演算手段および前記エンジン回転数演算手段は、前記クラッチ手段が過渡状態であると判定されたときに、前記点火回数積算値および前記エンジン回転数積算値の演算を中断することを特徴とする。

本発明によれば、解放状態から締結状態に切り換えられるクラッチ手段の過渡状態においては、燃料性状の判定を中断するようにしたので、判定時におけるエンジン負荷の変動を抑制することができ、燃料性状の判定精度を向上させることが可能となる。

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は車両に搭載されるパワーユニット１０を示す概略図である。図１に示すように、パワーユニット１０にはベルト式の無段変速機(変速機構)１１が設けられている。また、エンジン１２と無段変速機１１との間には、トルクコンバータ１３、インプットクラッチ(クラッチ手段)１４および歯車列１５が設けられている。エンジン１２から出力されるエンジン動力は、トルクコンバータ１３、インプットクラッチ１４および歯車列１５を介して無段変速機１１に入力される。また、無段変速機１１の出力側には前後進切換機構１６が設けられており、無段変速機１１を経たエンジン動力は前後進切換機構１６によって回転方向が制御された後に、歯車列１７から出力軸１８を経て図示しない駆動輪に伝達される。さらに、無段変速機１１等に作動油を供給するため、エンジン動力によって駆動されるオイルポンプ１９が設けられるとともに、オイルポンプ１９からの作動油を供給制御するバルブユニット２０が設けられている。

トルクコンバータ１３は、クランク軸２１にフロントカバー２２を介して連結されるポンプインペラ２３と、このポンプインペラ２３に対向するとともにタービン軸２４に連結されるタービンランナ２５とを備えている。トルクコンバータ１３内には作動油が供給されており、ポンプインペラ２３からタービンランナ２５には作動油を介してエンジン動力が伝達される。また、トルクコンバータ１３内には、クランク軸２１とタービン軸２４とを直結するロックアップクラッチ２６が設けられている。

無段変速機１１は、プライマリプーリ３０を備えるプライマリ軸３１と、セカンダリプーリ３２を備えるセカンダリ軸３３とを有している。プライマリプーリ３０には図示しないプライマリ室が区画されており、このプライマリ室内の油圧を調整することによってプライマリプーリ３０のシーブ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３２には図示しないセカンダリ室が区画されており、このセカンダリ室内の油圧を調整することによってセカンダリプーリ３２のシーブ幅を変化させることが可能となる。これらのプーリ３０，３２には駆動ベルト３４が巻き掛けられており、シーブ幅を変化させて駆動ベルト３４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸３１からセカンダリ軸３３に対する無段変速が可能となっている。

インプットクラッチ１４には図示しないクラッチ圧室が区画されている。このクラッチ圧室に対して作動油を供給することにより、インプットクラッチ１４はタービン軸２４と歯車列１５とを連結する締結状態に切り換えられる。一方、クラッチ圧室から作動油を排出することにより、インプットクラッチ１４はタービン軸２４と歯車列１５とを切り離す解放状態に切り換えられる。このインプットクラッチ１４のクラッチ圧室には、エンジン１２に駆動されるオイルポンプ１９からの作動油が直に供給されるため、オイルポンプ１９が停止するエンジン停止時にはインプットクラッチ１４が解放状態となる一方、オイルポンプ１９が駆動されるエンジン運転時にはインプットクラッチ１４が締結状態となる。このインプットクラッチ１４を組み込むことにより、駆動ベルト３４の滑りを防止して無段変速機１１を保護することが可能となる。すなわち、オイルポンプ１９の吐出圧が十分に上昇していないエンジン始動直後には、プライマリ室やセカンダリ室に供給される油圧も低下していることから、プライマリプーリ３０やセカンダリプーリ３２のクランプ力も低下した状態となっている。このようなクランプ力の低下は駆動ベルト３４の滑りを招くことになるが、エンジン始動直後においてはインプットクラッチ１４が解放状態となることから、無段変速機１１に対して過大なエンジントルクが入力されることは無く、駆動ベルト３４の滑りを防止して無段変速機１１を保護することが可能となっている。

前後進切換機構１６は、遊星歯車列４０、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を備えている。これら前進クラッチ４１や後退ブレーキ４２を制御することにより、出力軸１８の回転方向を切り換えることが可能となっている。後退ブレーキ４２を開放して前進クラッチ４１を締結することにより、セカンダリ軸３３が歯車列１７に対して直に連結されるため、出力軸１８を正転方向に回転させて車両を前進走行させることが可能となる。また、前進クラッチ４１を開放して後退ブレーキ４２を締結することにより、セカンダリ軸３３が遊星歯車列４０を介して歯車列１７に連結されるため、出力軸１８を逆転方向に回転させて車両を後退走行させることが可能となる。なお、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を開放することにより、前後進切換機構１６は出力軸１８にエンジン動力を伝達しないニュートラル状態となる。

また、エンジン１２や無段変速機１１等を制御するため、パワーユニット１０には制御ユニット４３が接続されている。制御ユニット４３には各種センサから車両状態を示す信号が入力されており、これらの入力信号に基づいて制御ユニット４３はエンジン１２や無段変速機１１等に対して制御信号を出力する。さらに、制御ユニット４３は、エンジン始動時に燃料の性状(揮発性の高低)を判定する判定機能を有しており、判定された燃料性状に基づいてエンジン制御における燃料噴射量や点火時期を補正することが可能となっている。燃料性状を判定するため、制御ユニット４３には、エンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ４４、インプットクラッチ１４の入力側回転数Ｎｉを検出する入力側回転センサ４５、インプットクラッチ１４の出力側回転数Ｎｏを検出する出力側回転センサ４６等が接続されている。

以下、制御ユニット４３によってエンジン始動時に実行される燃料性状の判定制御について説明する。ここで、図２は本発明の一実施の形態である制御装置として機能する制御ユニット４３の一部を示すブロック図である。図２に示すように、制御ユニット４３は、クラッチ判定部５０、点火回数積算部５１、タイミング判定部５２、エンジン回転数積算部５３、燃料性状判定部５４、判定フラグ設定部５５を備えている。スタータスイッチ５６のオン操作に伴ってエンジン１２の始動動作が開始されると、クラッチ判定手段としてのクラッチ判定部５０は、入力側回転数Ｎｉおよび出力側回転数Ｎｏに基づいてインプットクラッチ１４の作動状態を判定する。すなわち、クラッチ判定部５０は、出力側回転数Ｎｏが０(停止状態)である場合にはインプットクラッチ１４が解放状態であると判定し、出力側回転数Ｎｏの増加が検出された場合にはインプットクラッチ１４がスリップ状態(過渡状態)であると判定し、入力側回転数Ｎｉと出力側回転数Ｎｏとの回転差が０になった場合にはインプットクラッチ１４が締結状態であると判定する。そして、クラッチ判定部５０は、インプットクラッチ１４の作動状態(解放状態，スリップ状態，締結状態)を点火回数積算部５１およびエンジン回転数積算部５３に出力する。

インプットクラッチ１４が解放状態または締結状態である場合に、点火回数演算手段としての点火回数積算部５１は、点火プラグ５７の点火回数Ｎｉｇを積算して点火回数積算値ΣＮｉｇを演算する。同様に、インプットクラッチ１４が解放状態または締結状態である場合に、エンジン回転数演算手段としてのエンジン回転数積算部５３は、エンジン回転数Ｎｅを積算してエンジン回転数積算値ΣＮｅを演算する。一方、インプットクラッチ１４が解放状態から締結状態に切り換えられる過程のスリップ状態である場合には、点火回数積算部５１は点火回数積算値ΣＮｉｇの演算を中断し、エンジン回転数積算部５３はエンジン回転数積算値ΣＮｅの演算を中断する。すなわち、インプットクラッチ１４が解放状態または締結状態である場合にのみ、点火回数積算値ΣＮｉｇやエンジン回転数積算値ΣＮｅが積算されることになる。

ここで、図３はエンジン１２の始動動作が開始された後の各種データの変動状況を示す線図であり、図３にはエンジン回転数Ｎｅ、インプットクラッチ１４の作動状態、点火回数積算値ΣＮｉｇおよびエンジン回転数積算値ΣＮｅの変動状況が示されている。図３に示すように、エンジン１２の始動動作が開始されてインプットクラッチ１４の解放状態が終了するまでは、点火回数積算値ΣＮｉｇおよびエンジン回転数積算値ΣＮｅが演算される。続いて、インプットクラッチ１４がスリップ状態となると、点火回数積算値ΣＮｉｇおよびエンジン回転数積算値ΣＮｅの演算は中断され、点火回数積算値ΣＮｉｇおよびエンジン回転数積算値ΣＮｅの数値が保持される。そして、インプットクラッチ１４が締結状態に切り換えられると、点火回数積算値ΣＮｉｇおよびエンジン回転数積算値ΣＮｅの演算が再開されることになる。

図２に示すように、点火回数積算部５１によって演算される点火回数積算値ΣＮｉｇは、点火回数積算部５１からタイミング判定部５２に入力される。このタイミング判定部５２においては、点火回数積算値ΣＮｉｇが所定の判定基準値Ａを上回るか否かが判定される。そして、点火回数積算値ΣＮｉｇが判定基準値Ａを上回った場合には、タイミング判定部５２から燃料判定手段である燃料性状判定部５４に対して判定開始信号が出力される。燃料性状判定部５４に判定開始信号が入力されると、燃料性状判定部５４によってエンジン回転数積算値ΣＮｅが所定の判定基準値Ｂを上回るか否かが判定される。エンジン回転数積算値ΣＮｅが判定基準値Ｂを上回る場合には、エンジン回転数Ｎｅが上昇し易い傾向であることから、エンジン１２に供給された燃料が揮発性の高い軽質燃料であると判定される。一方、エンジン回転数積算値ΣＮｅが判定基準値Ｂを下回る場合には、エンジン回転数Ｎｅが上昇し難い傾向であることから、エンジン１２に供給された燃料が揮発性の低い重質燃料であると判定される。図３に示す場合には、点火回数積算値ΣＮｉｇが判定基準値Ａを上回るときに、エンジン回転数積算値ΣＮｅが判定基準値Ｂを下回ることから、エンジン１２に供給される燃料が揮発性の低い重質燃料であると判定されることになる。続いて、図２に示すように、燃料性状判定部５４からの判定結果に基づいて、判定フラグ設定部５５によって軽質燃料または重質燃料に対応するフラグが設定され、判定された燃料性状がエンジン１２の燃料噴射制御や点火制御等に反映される。なお、点火回数積算値ΣＮｉｇと比較判定される判定基準値Ａや、エンジン回転数積算値ΣＮｅと比較判定される判定基準値Ｂは、実験やシミュレーション等に基づいて予め設定される値であるが、判定基準値Ａ，Ｂをエンジン１２の冷却水温等に基づいて変化させるようにしても良い。

図４は燃料性状の判定制御を実行する際の手順を示すフローチャートである。図４に示すように、ステップＳ１においてクランキングや燃料噴射等のエンジン始動動作が開始されると、続くステップＳ２では、インプットクラッチ１４の締結開始信号を受信したか否か、すなわちインプットクラッチ１４が解放状態からスリップ状態に移行したか否かが判定される。ステップＳ２において、締結開始信号が受信されていないと判定された場合には、インプットクラッチ１４が解放状態であるため、ステップＳ３に進み、点火回数積算値ΣＮｉｇが演算される。一方、ステップＳ２において、締結開始信号が受信されていると判定された場合には、ステップＳ４に進み、インプットクラッチ１４の締結完了信号を受信したか否か、すなわちインプットクラッチ１４がスリップ状態から締結状態に移行したか否かが判定される。ステップＳ４において、締結完了信号が受信されていると判定された場合には、インプットクラッチ１４が締結状態であるため、ステップＳ３に進み、点火回数積算値ΣＮｉｇが演算される。一方、ステップＳ４において、締結完了信号が受信されていないと判定された場合には、インプットクラッチ１４がスリップ状態であることから、インプットクラッチ１４が締結状態に移行してする締結完了信号が出力されるまで、ステップＳ４の判定が繰り返されることになる。

前述したように、ステップＳ３において点火回数積算値ΣＮｉｇが演算されると、続くステップＳ５においてエンジン回転数積算値ΣＮｅが演算される。次いで、ステップＳ６では点火回数積算値ΣＮｉｇが判定基準値Ａを上回るか否かが判定される。ステップＳ６において、点火回数積算値ΣＮｉｇが判定基準値Ａを下回る場合には、燃料性状の判定タイミングに達していないことから、再びステップＳ２に進み、インプットクラッチ１４の作動判定、点火回数積算値ΣＮｉｇの演算、エンジン回転数積算値ΣＮｅの演算が繰り返されることになる。一方、ステップＳ６において、点火回数積算値ΣＮｉｇが判定基準値Ａを上回る場合には、燃料性状の判定タイミングに達していることから、ステップＳ７に進み、エンジン回転数積算値ΣＮｅが判定基準値Ｂを上回るか否かが判定される。そして、ステップＳ７において、エンジン回転数積算値ΣＮｅが判定基準値Ｂを上回る場合には、ステップＳ８に進み、エンジン１２に供給された燃料が揮発性の高い軽質燃料であると判定される。一方、ステップＳ７において、エンジン回転数積算値ΣＮｅが判定基準値Ｂを下回る場合には、ステップＳ９に進み、エンジン１２に供給された燃料が揮発性の低い重質燃料であると判定される。

これまで説明したように、インプットクラッチ１４が解放状態から締結状態に移行するスリップ状態である場合には、点火回数積算値ΣＮｉｇおよびエンジン回転数積算値ΣＮｅの演算を中断して燃料性状の判定を行わないようにしたので、燃料性状の誤判定を回避することが可能となる。すなわち、インプットクラッチ１４がスリップ状態である場合には、変化するインプットクラッチ１４のトルク容量に応じてエンジン負荷が変動する状況であるため、燃料性状以外の要因によってエンジン回転数Ｎｅが左右されることになる。このようなインプットクラッチ１４の過渡状態を回避しながら燃料性状を判定することにより、燃料性状の判定精度を高めることができ、エンジン１２の運転状態を良好に保って車両品質を向上させることが可能となる。

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ことはいうまでもない。たとえば、前述の説明では、揮発性の高い軽質燃料であるか、揮発性の低い重質燃料であるかについて判定しているが、これに限られることはなく、３つ以上の段階に分けて燃料性状を判定しても良い。また、前述の説明では、点火回数積算値ΣＮｉｇとエンジン回転数積算値ΣＮｅとに基づいて燃料性状を判定しているが、燃料噴射量やエンジントルク等に基づいて燃料性状を判定しても良い。

また、前述の説明では、入力側回転数Ｎｉと出力側回転数Ｎｏとに基づいてインプットクラッチ１４の作動状態を判定しているが、これに限られることはなく、オイルポンプ１９の回転数やオイルポンプ１９の吐出圧等に基づいてインプットクラッチ１４の作動状態を判定しても良い。さらに、前述の説明では、オイルポンプ１９からインプットクラッチ１４に対して直に作動油が供給されているが、オイルポンプ１９からバルブユニット２０を介して調整された作動油をインプットクラッチ１４に対して供給しても良い。

また、図示する場合には、オイルポンプ１９がクランク軸２１によってチェーン駆動されているが、これに限られることはなく、トルクコンバータ１３のポンプインペラ２３にオイルポンプを連結しても良い。また、摩擦クラッチをインプットクラッチ１４として用いる場合には、湿式や乾式であっても良く、単板式や多板式であっても良い。さらに、摩擦クラッチだけでなく噛合クラッチをインプットクラッチ１４として用いるようにしても良い。なお、変速機構としてベルト式の無段変速機１１が示されているが、トロイダル式の無段変速機、遊星歯車式の自動変速機、平行軸式の自動変速機等の他の形式の変速機構を用いることも可能である。

車両に搭載されるパワーユニットを示す概略図である。本発明の一実施の形態である制御装置として機能する制御ユニットの一部を示すブロック図である。エンジンの始動動作が開始された後の各種データの変動状況を示す線図である。燃料性状の判定制御を実行する際の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１無段変速機(変速機構)
１２エンジン
１４インプットクラッチ(クラッチ手段)
４３制御ユニット(制御装置)
５０クラッチ判定部(クラッチ判定手段)
５１点火回数積算部(点火回数演算手段)
５３エンジン回転数積算部(エンジン回転数演算手段)
５４燃料性状判定部(燃料判定手段)
Ｎｉｇ点火回数
ΣＮｉｇ点火回数積算値
Ｎｅエンジン回転数
ΣＮｅエンジン回転数積算値

Claims

エンジンと変速機構との間にクラッチ手段を備える車両の制御装置であって、
前記クラッチ手段の作動状態を判定するクラッチ判定手段と、
前記エンジンに供給される燃料の性状を判定する燃料判定手段とを有し、
前記燃料判定手段は、前記クラッチ手段が解放状態から締結状態に切り換えられる過程の過渡状態であると判定されたときに、燃料性状の判定を中断することを特徴とする車両の制御装置。
請求項１記載の車両の制御装置において、
前記エンジンの点火回数を積算して点火回数積算値を演算する点火回数演算手段と、
前記エンジンのエンジン回転数を積算してエンジン回転数積算値を演算するエンジン回転数演算手段とを有し、
前記燃料判定手段は、前記エンジンの始動動作を開始してから所定の点火回数積算値に達するまでのエンジン回転数積算値に基づいて燃料性状を判定することを特徴とする車両の制御装置。
請求項２記載の車両の制御装置において、
前記点火回数演算手段および前記エンジン回転数演算手段は、前記クラッチ手段が過渡状態であると判定されたときに、前記点火回数積算値および前記エンジン回転数積算値の演算を中断することを特徴とする車両の制御装置。