JP2010180787A

JP2010180787A - 車両用駆動装置の制御装置

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Publication number: JP2010180787A
Application number: JP2009025231A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ota; 圭祐太田; Hitoshi Matsunaga; 仁松永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: US9020716B2; US20100198468A1; CN101797919B; CN101797919A; JP4743289B2

Abstract

【課題】自動変速機のマニュアルダウンシフト時の変速ショックを抑制しつつ応答性を向上させる車両用駆動装置の制御装置を提供する。
【解決手段】自動変速機１６のマニュアルダウンシフトに際して電子スロットル弁３４によりエンジン１２の出力トルクを変更するブリッピング制御を行うと共に、予め定められた関係から自動変速機１６の変速開始時におけるタービン回転速度ＮＴのアンダーシュート量ΔＮ_USに基づいて次回のブリッピング制御の制御タイミングを学習的に変更するものであることから、自動変速機１６の変速に係る解放側クラッチのトルク容量を考慮してその変速に要する時間を可及的に短縮することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用駆動装置の制御装置に関し、特に、自動変速機のマニュアルダウンシフト時の変速ショックを抑制しつつ応答性を向上させるための改良に関する。

走行用の駆動力を出力させる駆動源と、その駆動源の出力トルクをアクセル操作によらず変更し得る電子スロットル弁等のブリッピング制御装置と、複数の変速段を有する自動変速機とを、備えた車両用駆動装置が知られている。斯かる駆動装置において、前記自動変速機のマニュアルダウンシフトに際して前記ブリッピング制御装置により前記駆動源の出力トルクを制御するブリッピング制御を行う技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機の変速制御装置がそれである。この技術によれば、エンジンブレーキ時のダウンシフトにおいてエンジン出力増大制御を行うことで変速に要する時間を短縮することができる。

特開平６−１７６７３号公報

しかし、前述したような従来の技術による制御では、前記自動変速機の変速に係る解放側クラッチのトルク容量の残り具合によっては変速ショックが発生するおそれがあり、その変速ショックを抑えようとすると応答性の向上には限界があった。すなわち、自動変速機のマニュアルダウンシフト時の変速ショックを抑制しつつ応答性を向上させる車両用駆動装置の制御装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、自動変速機のマニュアルダウンシフト時の変速ショックを抑制しつつ応答性を向上させる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、走行用の駆動力を出力させる駆動源と、その駆動源の出力トルクをアクセル操作によらず変更し得るブリッピング制御装置と、複数の変速段を有する自動変速機とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、前記自動変速機のマニュアルダウンシフトに際して前記ブリッピング制御装置により前記駆動源の出力トルクを変更するブリッピング制御を行うと共に、予め定められた関係からその自動変速機の変速開始時におけるタービン回転速度のアンダーシュート量に基づいて次回の前記ブリッピング制御の制御タイミングを学習的に変更することを特徴とするものである。

このようにすれば、前記自動変速機のマニュアルダウンシフトに際して前記ブリッピング制御装置により前記駆動源の出力トルクを変更するブリッピング制御を行うと共に、予め定められた関係からその自動変速機の変速開始時におけるタービン回転速度のアンダーシュート量に基づいて次回の前記ブリッピング制御の制御タイミングを学習的に変更するものであることから、前記自動変速機の変速に係る解放側クラッチのトルク容量を考慮してその変速に要する時間を可及的に短縮することができる。すなわち、自動変速機のマニュアルダウンシフト時の変速ショックを抑制しつつ応答性を向上させる車両用駆動装置の制御装置を提供することができる。

また、好適には、前記駆動源と自動変速機との間にトルクコンバータを備えたものであり、予め定められた関係からそのトルクコンバータの入出力回転速度差に基づいて前記ブリッピング制御に係る前記駆動源の出力トルク制御量を補正するものである。このようにすれば、前記ブリッピング制御装置による制御量を好適に補正することで、更に良好な変速特性を得ることができる。

本発明が好適に適用される車両用駆動装置及びその制御系統を説明する図である。図１の駆動装置に備えられた、複数種類のシフトポジションを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置の一例を示す図である。図１の駆動装置に備えられた電子制御装置による自動変速機のマニュアルダウンシフト時のブリッピング制御について説明するタイムチャートである。図１の駆動装置に備えられた電子制御装置によるマニュアルダウンシフト時ブリッピング制御に係る制御開始タイミングの変更制御について説明するフローチャートである。図１の駆動装置に備えられた電子制御装置によるマニュアルダウンシフト時ブリッピング制御に係る制御量の補正制御について説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両用駆動装置１０及びその制御系統を説明する図である。この図１に示す駆動装置１０は、エンジン１２と、トルクコンバータ１４と、自動変速機１６とを、直列に備えて構成されている。この駆動装置１０は、走行用の駆動源（主動力源）である上記エンジン１２と図示しない一対の駆動輪との間に設けられて、そのエンジン１２から出力される動力を駆動装置の他の一部を構成する差動歯車装置等を順次介して斯かる一対の駆動輪へ伝達する。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ１４は、上記エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐ、及び出力側部材に相当するタービン軸を介して上記自動変速機１６に連結されたタービン翼車１４ｔを備えており、流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。また、それらポンプ翼車１４ｐ及びタービン翼車１４ｔの間には、その係合により上記ポンプ翼車１４ｐ及びタービン翼車１４ｔを一体回転させるように構成された直結クラッチ（ロックアップクラッチ）１８が設けられている。また、上記自動変速機１６は、例えば、複数の油圧式摩擦係合装置を備え、それら油圧式摩擦係合装置の係合乃至解放の組み合わせによって複数の変速段（変速比）を選択的に成立させる有段式の自動変速機構である。

また、図１に示すように、前記駆動装置１０には、前記エンジン１２の出力制御や前記自動変速機１６の変速制御等、その駆動装置１０に関する各種制御を行うための電子制御装置２０が備えられている。この電子制御装置２０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記エンジン１２の出力制御、前記自動変速機１６の変速制御、前記直結クラッチ１８の係合・解放制御等を実行するように構成されており、必要に応じて前記エンジン１２の制御用と前記自動変速機１６乃至直結クラッチ１８の制御用等に分けて構成される。また、前記駆動装置１０には、上記電子制御装置２０による各種制御に用いられる関係を記憶する記憶装置３２が備えられており、その電子制御装置２０は、斯かる記憶装置３２に記憶された関係から車両の走行状態等に基づいて上記各種制御を実行する。また、前記駆動装置１０には、前記トルクコンバータ１４における直結クラッチ１８の係合制御や、前記自動変速機１６の変速制御等を行うために、上記電子制御装置２０からの指令に応じて所定の油圧を調圧する油圧制御回路２２が備えられている。

図１に示すように、上記電子制御装置２０には、車両の各部に設けられてその車両の状態を示す各種センサからの信号が入力されるようになっている。すなわち、エンジン回転速度センサ２４により検出された前記エンジン１２の回転速度に対応するエンジン回転速度ＮＥを表す信号、タービン回転速度センサ２６により検出された前記トルクコンバータ１４のタービン翼車１４ｔの回転速度ＮＴすなわち前記自動変速機１６の入力回転速度Ｎ_INを表す信号、スロットルセンサ２６により検出された電子スロットル弁３４のスロットル開度θ_THを表すスロットル開度信号、及びシフトポジションセンサ３０により検出されたシフト操作装置３８におけるシフトレバー４０の操作位置に対応するシフトポジションＰ_SHを表す信号等が供給されるようになっている。

また、前記電子制御装置２０からは、車両の各部における作動を制御するための信号が出力されるようになっている。すなわち、前記エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓ_Eとして、例えば電子スロットル弁３４の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータ３６を駆動するスロットル信号、燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、及び点火装置による前記エンジン１２の点火時期を制御するための点火時期信号等が出力される。ここで、上記電子スロットル弁３４は、基本的には図示しないアクセルペダルの踏込量に対応するスロットル開度θ_THとなるように前記電子制御装置２０により制御されて駆動源としての前記エンジン１２の出力トルクを制御するものであるが、必要に応じて斯かるアクセル操作によらず前記電子制御装置２０からの指令に応じて前記エンジン１２の出力トルクを変更し得るブリッピング制御装置として機能する。また、前記自動変速機１６の変速制御を行うために、前記電子制御装置２０から出力される指令信号に応じて前記油圧制御回路２２からその自動変速機１６に備えられた油圧アクチュエータの駆動を制御するための制御油圧が出力される。

図２は、複数種類のシフトポジションＰ_SHを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置３８の一例を示す図である。このシフト操作装置３８は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰ_SHを選択するために操作されるシフトレバー４０を備えている。このシフトレバー４０は、前記駆動装置１０内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つその駆動装置１０の出力軸をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、前記駆動装置１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、前記自動変速機１６において複数の前進ギヤ段を選択的に成立させる自動変速制御を実行させる前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、又は手動変速走行モード（手動モード）を成立させて前記自動変速機１６における複数変速段の有段変速を実現するための前進手動変速走行ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。

上記「Ｍ」ポジションには、前記シフトレバー４０の操作毎に変速レンジをアップ側にシフトさせるためのアップシフト位置「＋」、そのシフトレバー４０の操作毎に変速レンジをダウン側にシフトさせるためのダウンシフト位置「−」が備えられている。アップシフト位置「＋」及びダウンシフト位置「−」は何れも不安定で、前記シフトレバー４０はスプリング等の付勢手段により自動的に「Ｍ」ポジションへ戻されるようになっており、アップシフト位置「＋」又はダウンシフト位置「−」への操作回数或いは保持時間等に応じて変速レンジが変更される。上記Ｍモードは、手動変速モードに相当する。

前記電子制御装置２０は、前記自動変速機１６のマニュアルダウンシフトすなわちアクセルオフ状態における前記シフト操作装置３８のシフトレバー４０の操作に応じたダウンシフトに際して、ブリッピング制御装置としての前記電子スロットル弁３４により前記エンジン１２の出力トルクを変更するブリッピング制御を行う。例えば、アクセルオフ状態において前記シフト操作装置３８のシフトレバー４０が「−」位置に操作され、マニュアルダウン操作に対応する信号が前記シフトポジションセンサ３０により検出された場合には、一時的に前記電子スロットル弁３４の開度θ_THを所定値増加させて前記エンジン１２の出力を増大させる。斯かる制御により、前記エンジン１２の回転速度ＮＥを高めて制動トルクの増加に伴う変速ショックを抑制しつつ、ダウンシフトに要する変速時間を短縮する。このブリッピング制御における前記電子スロットル弁３４の開き量すなわち前記エンジン１２の出力を増大させる際のスロットル開度の増加量は、好適には、前記自動変速機１６の変速中にエンジンブレーキ力が低下したりエンジン駆動状態となったりすることを抑制する上で、例えばダウンシフトの前後におけるエンジンブレーキ力が略等しくなるように、ダウンシフト前の変速段において前記スロットル弁３４が全閉の場合の駆動力とダウンシフト後の変速段における駆動力とが略等しくなる電子スロットル弁開度θ_THとされる。

また、前記電子制御装置２０は、前記自動変速機１６のマニュアルダウンシフトに係るブリッピング制御に関して、前記タービン回転速度ＮＴに基づく学習制御を行う。すなわち、予め定められた関係から前記自動変速機１６の変速開始時（イナーシャ相開始時）におけるタービン回転速度ＮＴのアンダーシュート量ΔＮ_US（タービン回転速度の目標値に対する実測値の不足量）に基づいて次回の前記ブリッピング制御の制御タイミングを学習的に変更する。例えば、上記アンダーシュート量ΔＮ_USが予め定められて前記記憶装置３２に記憶された所定の上限側閾値以上であった場合には、次回のブリッピング制御の開始タイミングを所定時間早めるように学習制御が行われる一方、上記アンダーシュート量ΔＮ_USが予め定められて前記記憶装置３２に記憶された所定の下限側閾値未満であった場合には、次回のブリッピング制御の開始タイミングを所定時間遅らせるように学習制御が行われる。なお、この制御の基となるアンダーシュート量は、最大アンダーシュート回転速度であってもよいし、アンダーシュート量の積分値であっても構わない。

また、前記電子制御装置２０は、好適には、予め定められた関係から前記トルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐすなわち前記エンジン回転速度センサ２４により検出されるエンジン回転速度ＮＥと前記タービン回転速度センサ２６により検出されるタービン回転速度ＮＴとの差に基づいて前記ブリッピング制御に係る前記エンジン１２の出力トルク制御量を補正する。例えば、予め定められて前記記憶装置３２に記憶された関係から、前記自動変速機１６の変速開始前の前記トルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐが大きいほど前記電子スロットル弁開度θ_THの制御量を増加させるように斯かる補正を行う。

図３は、前記電子制御装置２０による前記自動変速機１６のマニュアルダウンシフト時のブリッピング制御について説明するタイムチャートである。この制御では、時点ｔ１から時点ｔ２に至るまでの間、前記電子スロットル弁３４により前記エンジン１２の出力トルクを増大させるブリッピング制御が行われる。すなわち、前記電子スロットル弁３４の開度θ_THが所定値増加させられた状態がその時点ｔ１から時点ｔ２に至るまで維持される。斯かる制御により、前記エンジン１２の回転速度ＮＥが高められて制動トルクの増加に伴う変速ショックが抑制されると共に、ダウンシフトに要する変速時間が短縮される。

ここで、本実施例の制御では、図３に示す前記自動変速機１６の変速に係るイナーシャ相開始時におけるタービン回転速度ＮＴのアンダーシュート量ΔＮ_USすなわち目標値としての変速前ギヤ段同期回転速度に対する実測値としての前記タービン回転速度ＮＴの差分値に基づいて、次回のブリッピング制御の開始タイミングすなわち前記電子スロットル弁開度θ_THの一時増加制御を開始するタイミングを変更する学習制御が実行される。具体的には、前記ブリッピング制御に際して変速ショックを抑制しつつダウンシフトに要する変速時間を可及的に短縮するように、上記アンダーシュート量ΔＮ_USに基づく学習制御が行われる。また、図３に示す変速開始前の前記トルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐ（＝｜ＮＴ−ＮＥ｜）に基づいて前記ブリッピング制御に係る前記エンジン１２の出力トルク制御量が補正される。換言すれば、前記電子スロットル弁開度θ_THの一時増加制御を終了するタイミングを補正する制御が実行される。図３に破線で示す前記電子スロットル弁３４の制御量すなわち一時増加制御終了タイミングｔ２′は、前記トルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐが０である場合の制御量を示しており、例えばその変速開始前の入出力回転速度差ｎｓｌｐが大きいほど前記電子スロットル弁開度θ_THの一時増加制御終了タイミングが遅くなるように（すなわち制御量が増加させられるように）斯かる補正が行われる。このようにして前記電子スロットル弁３４の制御量が最適に補正されることで、図３に示すようにタービン回転速度ＮＴが必要十分に増大させられ、変速ショックが抑制されると共に良好な変速特性が得られるのである。

図４は、前記電子制御装置２０によるマニュアルダウンシフト時ブリッピング制御に係る制御開始タイミングの変更制御について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、マニュアルダウン変速すなわちアクセルオフ状態における前記シフト操作装置３８のシフトレバー４０の操作に応じたダウンシフト制御中であるか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、前記電子スロットル弁３４によるブリッピング制御を実行可能であるか否かが判断される。このＳ２の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、前記電子スロットル弁３４の開度θ_THが一時的に所定値増加させられるブリッピング制御が実行される。次に、Ｓ４において、イナーシャ相開始時におけるタービン回転速度ＮＴのアンダーシュート量ΔＮ_USが過大すなわち所定の上限側閾値以上であるか否かが判断される。このＳ４の判断が肯定される場合には、Ｓ５において、次回のブリッピング制御の開始タイミングが早められるように学習制御が行われた後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ４の判断が否定される場合には、Ｓ６において、イナーシャ相開始時におけるタービン回転速度ＮＴのアンダーシュート量ΔＮ_USが過小すなわち所定の下限側閾値未満であるか否かが判断される。このＳ６の判断が肯定される場合には、Ｓ７において、次回のブリッピング制御の開始タイミングが遅らせられるように学習制御が行われた後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ６の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられる。

図５は、前記電子制御装置２０によるマニュアルダウンシフト時ブリッピング制御に係る制御量の補正制御について説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この制御において、上述した図４に示す制御と共通のステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示す制御において、前記Ｓ２の判断が肯定される場合、すなわち前記電子スロットル弁３４によるブリッピング制御を実行可能であると判断される場合には、Ｓ８において、変速開始前の前記トルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐ（＝｜ＮＴ−ＮＥ｜）が算出される。次に、Ｓ９において、Ｓ８にて算出された前記トルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐに基づいてブリッピング制御量が補正された後、本ルーチンが終了させられる。

このように、本実施例によれば、前記自動変速機１６のマニュアルダウンシフトに際してブリッピング制御装置としての前記電子スロットル弁３４により駆動源である前記エンジン１２の出力トルクを変更するブリッピング制御を行うと共に、予め定められた関係からその自動変速機１６の変速開始時におけるタービン回転速度ＮＴのアンダーシュート量ΔＮ_USに基づいて次回の前記ブリッピング制御の制御タイミングを学習的に変更するものであることから、前記自動変速機１６の変速に係る解放側クラッチのトルク容量を考慮してその変速に要する時間を可及的に短縮することができる。すなわち、自動変速機１６のマニュアルダウンシフト時の変速ショックを抑制しつつ応答性を向上させる車両用駆動装置１０の制御装置を提供することができる。

また、前記エンジン１２と自動変速機１６との間にトルクコンバータ１４を備えたものであり、予め定められた関係からそのトルクコンバータ１４の入出力回転速度差ｎｓｌｐに基づいて前記ブリッピング制御に係る前記エンジン１２の出力トルク制御量を補正するものであるため、前記電子スロットル弁３４による制御量を好適に補正することで、更に良好な変速特性を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例では、前記エンジン１２の出力トルクをアクセル操作によらず変更し得るブリッピング制御装置として電子スロットル弁３４を備えた駆動装置１０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばディーゼルエンジンにおける燃料噴射装置を斯かるブリッピング制御装置として備えた駆動装置にも本発明は好適に適用されるものである。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両用駆動装置
１２：エンジン（駆動源）
１４：トルクコンバータ
１６：自動変速機
３４：電子スロットル弁（ブリッピング制御装置）

Claims

走行用の駆動力を出力させる駆動源と、該駆動源の出力トルクをアクセル操作によらず変更し得るブリッピング制御装置と、複数の変速段を有する自動変速機とを、備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
前記自動変速機のマニュアルダウンシフトに際して前記ブリッピング制御装置により前記駆動源の出力トルクを変更するブリッピング制御を行うと共に、予め定められた関係から該自動変速機の変速開始時におけるタービン回転速度のアンダーシュート量に基づいて次回の前記ブリッピング制御の制御タイミングを学習的に変更するものであることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
前記駆動源と自動変速機との間にトルクコンバータを備えたものであり、予め定められた関係から該トルクコンバータの入出力回転速度差に基づいて前記ブリッピング制御に係る前記駆動源の出力トルク制御量を補正するものである請求項１に記載の車両用駆動装置の制御装置。