JP3656548B2 - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、車両用駆動力制御装置、特に、有段自動変速機を備えた車両に用いられる駆動力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の駆動力制御装置としては特開平11-78620号に開示されたものがある。この例では無段変速機(以下、「CVT」という。)を搭載した車両を前提としており、目標駆動力を実変速比で除して目標エンジントルクを求めている。これにより、複雑な制御なしにその時々の変速比に合わせた最適な目標エンジントルクを生成でき、また、変速時の駆動力段差を最小限に抑えることができる。
【0003】
図19は、このような駆動力制御を行うCVT搭載車両において、変速時に目標駆動力、実変速比、目標エンジントルク(変速機入力トルク)がどのように変化するかを示したものである。CVTは変速比を無段階に滑らかに変化させることができるため、この図に示すように目標エンジントルクも急激に変化することはない。
【0004】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかし、変速比の変化が短時間に急激に起きる有段自動変速機を備えた車両において駆動力制御を行う場合に、上記同様に目標駆動力を実変速比で除して目標エンジントルクを演算するという構成をとると、変速時に目標エンジントルク、すなわち変速機への入力トルクが図20に示すように急激に変化する。
【0005】
このとき、実変速比の変化のタイミングと目標エンジントルクの変化のタイミングを完全に一致させることができれば、理論上、実現される駆動力は目標駆動力と等しくなり、変速ショックが生じることも無いのであるが、実際には、両者の間には多少のずれが生じ、これが原因となって変速ショックが発生しうる。ここで両者を一致させようにも、変速タイミングの調整には変速機の油圧制御を含め微妙な調整作業を必要とし、特にこのように急激に変化する目標エンジントルクに対応させて変速比を変化させるのは容易ではない。この問題を解決するために実変速比と関係なく変速中の目標エンジントルクを生成することも考えられるが、変速時間の変動等により、実現される駆動力が狙った目標駆動力通りにならず、変速ショックを抑えることに関しては効果があるものの変速前後で駆動力変動を起こしたり、駆動力に段差が生じたりする原因になる。
【0006】
本発明は係る技術的課題を鑑みてなされたもので、有段自動変速機を備えた車両において駆動力制御を行うにあたって、変速時のエンジントルクの急変を抑えてショックが発生するのを防止し、運転性向上を図ることを目的とする。
【0007】
【問題点を解決するための手段】
第1の発明は、エンジンと、前記エンジンに接続され変速比を段階的に変化させる有段自動変速機とを備えた車両に用いられる駆動力制御装置において、運転状態に基づき目標駆動力を演算する手段と、前記変速機の実変速比に対して遅れを持って変化するディレイ変速比を演算する手段と、定常運転状態では前記目標駆動力を実変速比で除して目標エンジントルクを演算するが、少なくとも実変速比が変化している間は前記目標駆動力を前記ディレイ変速比で除して目標エンジントルクを演算する手段と、前記エンジンのトルクが目標エンジントルクとなるように前記エンジンのトルクを制御する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0008】
第2の発明は、第1の発明において、目標エンジントルクを演算する手段が、実変速終了後も前記前記目標駆動力を前記ディレイ変速比で除して前記目標駆動力を実現するための目標エンジントルクを演算することを特徴とするものである。
【0009】
第3の発明は、第2の発明において、ディレイ変速比を演算する手段が、実変速比が変化中か否かに応じて実変速比に対するディレイ変速比の遅れの持たせ方を変更することを特徴とするものである。
【0010】
第1から第3の発明において、ディレイ変速比を演算する手段が、前記ディレイ変速比の実変速比に対する遅れ量をダウンシフト時よりもアップシフト時の方が大きくなるように設定することを特徴とするものである。
【0011】
第5の発明は、第1から第3の発明において、目標エンジントルク演算手段が、ダウンシフト時は前記ディレイ変速比に代えて実変速比を目標エンジントルクの演算に用いることを特徴とするものである。
【0012】
第6の発明は、第1から第3の発明において、目標エンジントルク演算手段が、実変速比が前記ディレイ変速比よりも大きいときには前記ディレイ変速比に代えて実変速比を目標エンジントルクの演算に用いることを特徴とするものである。
【0013】
第7の発明は、第1から第6の発明において、目標エンジントルク演算手段が、コースト状態での変速であるときには前記ディレイ変速比に代えて実変速比を目標エンジントルクの演算に用いることを特徴とするものである。
【0014】
第8の発明は、第1から第7の発明において、ディレイ変速比を演算する手段が、変化速度を制限することでディレイ変速比を演算することを特徴とするものである。
【0015】
第9の発明は、第1から第7の発明において、ディレイ変速比を演算する手段が、変速前の変速段における変速比に、変速前の変速段における変速比と実変速比との差に所定の係数を掛けた値を加えてディレイ変速比を求めることを特徴とするものである。
【0016】
第10の発明は、第9の発明における所定の係数が、実変速終了後は徐々に1に近づけられることを特徴とするものである。
【0017】
第11の発明は、第1から第10の発明において、目標エンジントルク演算手段が、記ディレイ変速比が実変速比に到達するまで目標エンジントルク演算用変速比としてディレイ変速比を用いることを特徴とするものである。
【0018】
【作用及び効果】
したがって、本発明に係る車両用駆動力制御装置を備えた車両においては、アクセル操作量と車速に基づき目標とする駆動力が演算され、この目標駆動力が実現されるように目標エンジントルクが演算され、エンジンのトルク制御が行われる。これにより、運転者の要求通りの駆動力が実現され、良好な運転性能が確保される。
【0019】
このとき、目標エンジントルクは、定常運転状態では目標駆動力を変速機の実変速比で除して演算されるが、少なくとも変速機の変速比が実際に変化している間は変速比の急変を受けて目標エンジントルクが急激に変化するのを防止すべく、実変速比に対して遅れを持たせたディレイ変速比で目標駆動力を除して演算される。したがって、変速機の変速比が急変しても目標エンジントルクが急激に変化することはなくなり、変速機入力トルクが急変することによる変速ショックを抑えることができる。
【0020】
また、第2の発明によれは、実変速終了後も目標エンジントルク演算用の変速比としてディレイ変速比が用いられるので、実変速終了後の駆動力を滑らかに変化させることができ、運転者に与える駆動力の段差感を抑えることができる。
【0021】
また、第3の発明によれば、実変速終了前後でディレイ変速比への遅れの持たせ方が異なる。これにより、実変速が終了するまでの遅れは、もっぱら変速ショックの悪化防止を狙って設定し、実変速終了後の遅れは駆動力の段差感を与えないように滑らかに駆動力を変化させることを狙って設定することができ、変速ショックと駆動力の段差感の両方を抑えることができる。
【0022】
また、第4の発明によれば、アップシフト時のディレイ変速比の実変速比に対する遅れ量がダウンシフト時の遅れ量よりも大きく設定される。エンジン回転速度を変速機内のクラッチにより強制的に下げる必要がある等の理由によりアップシフト時はダウンシフト時に比べて変速時のショックが発生しやすいが、アップシフト時における遅れ量を大きくすることによりアップシフト時の変速ショックを効果的に抑えることができる。
【0023】
また、第5の発明によれば、ダウンシフト時には前記ディレイ変速比に代えて実変速比が目標エンジントルクの演算に用いられる。すなわち上記ディレイ処理は行われないことになる。これは、ダウンシフト時はアップシフト時に比べて変速ショックが生じにくいため、上記変速比のディレイ処理を行う必要に乏しいからである。また、このようにアップシフト時のみディレイ処理を行うようにして処理内容を簡略化すれば、制御システムへの負担を軽減することもできる。なお、ダウンシフトであることは、ダウンシフト時は常に実変速比がディレイ変速比よりも大きくなることから、実変速比とディレイ変速比の大小関係から判断することができる(第6の発明)。
【0024】
また、第7の発明によれば、車両がコースト状態(アクセルオフ状態で惰性走行している状態)にあるときは、前記ディレイ変速比に代えて実変速比が目標エンジントルクの演算に用いられる。すなわち、コースト状態では上記遅れ処理は行われない。これは足離しアップシフト等、コースト状態でのアップ変速中に目標エンジントルク演算用変速比にディレイを設けていると、アクセル離し操作に続いて再度アクセルペダルが踏み込まれてダウン変速が行われるときに、ダウン変速開始前のエンジントルクがタイミングによりばらつき、そこから駆動力段差を生じさせないように目標エンジントルクを変化させる目標エンジントルク演算用変速比を設定することが難しくなるからである。また、コースト状態での変速では、そもそもエンジントルクの制御量が最小限であるため、上記ディレイ処理を行わなくても変速ショックは殆ど問題にならないからである。
【0025】
ディレイ変速比の演算方法としては、その変化速度を制限する方法(第8の発明)や、変速前の変速段における変速比に、実変速比と変速前の変速段における変速比との差に所定の係数(Rdゲイン)を掛けた値を加えることによってディレイ変速比を演算する方法(第9の発明)があり、特に、後者の方法によれば、この係数が変速時の目標エンジントルク変化速度の抑制率を表すので、変速ショックや駆動力段差を抑えるのに最適なディレイ変速比を設定する際の適合が容易になるという利点がある。
【0026】
また、第10の発明によれば、前記所定の係数は、実変速終了後は徐々に1に近づけられるので、実変速終了後はディレイ変速比は実変速比に近づけられることなる。
【0027】
また、第11の発明によれば、ディレイ変速比が実変速比に到達するまでディレイ変速比が目標エンジントルク演算用変速比として用いられるので、ディレイ処理が途中で突然中止され、駆動力に段差が生じるのを防止できる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【0029】
図1は本発明に係る車両用駆動力制御装置及びそれが適用される車両の概略構成を、図2はその車両のパワートレインの概略構成を示したものである。図中1はエンジン、2は有段自動変速機であり、それらの間にはトルクコンバータ2aが介装される。
【0030】
エンジン1の吸気通路5には、運転者のアクセルペダル操作から独立して開度を電気的に制御可能なスロットルバルブ(以下、「電制スロットル」)7が設けられており、エンジン1のトルクはトルクコンバータ2a、変速機2、出力軸22、ディファレンシャルギア25を介して駆動輪26R、26Lに伝達される。
【0031】
変速機2は、遊星歯車式変速機構、クラッチ、バンドブレーキ等の各摩擦要素、油圧制御回路2b等で構成され、油圧制御回路2bには、シフトソレノイド、その他のライン圧ソレノイド、ロックアップソレノイド等のソレノイドが備えられ、これらソレノイドはコントローラ10によって制御される。
【0032】
コントローラ10には、アクセルペダル6の操作量APSを検出するアクセル操作量センサ11からの信号、車速VSPを検出する車速センサ12からの信号、エンジン回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ13からの信号、変速機入力軸21の回転速度INPREVFLを検出する入力回転速度センサ14からの信号、変速機出力軸22の回転速度OUTREVFLを検出する出力回転速度センサ15からの信号、アクセルペダル6が離されていることを検出するアイドルスイッチ16からの信号等が入力される。そして、コントローラ10は、アクセル操作量APS、車速VSPに基づき所定の変速マップを参照することによって変速段を選択し、油圧制御回路2bのシフトソレノイドをON、OFFさせて変速機2の変速を行う。
【0033】
また、コントローラ10は、エンジン回転速度Ne等のエンジン運転パラメータに基づき燃費や排ガス特性等が最適になるよう、燃料噴射制御その他のエンジン制御に必要な制御を実行し、さらに、アクセル操作量APS、車速VSPに基づき演算される目標エンジントルクが実現されるよう電制スロットル7の開度を制御する。
【0034】
図3はコントローラ10の駆動力制御に係る部分の構成を示した図である。これに示すように、駆動力制御に関する部分は、目標駆動力演算部31と、除算部33、35と、目標スロットル開度演算部37と、目標エンジントルク演算用変速比演算部40とで構成される。
【0035】
各構成部分における処理について説明すると、目標駆動力演算部31は、運転状態(アクセル操作量APS及び車速VSP)に基づき車両の目標駆動力Tt*を演算する部分であり、所定の目標駆動力特性マップを参照してその時点におけるアクセル操作量APSと車速VSPに対応する目標駆動力Tt*を演算する。
【0036】
除算部33では、この目標駆動力Tt*を後述する目標エンジントルク演算用変速比演算部40からの目標エンジントルク演算用変速比Rneで割って目標コンバータトルクが演算され、さらに後段の除算部35では、この目標コンバータトルクを、図4に示すトルク比−速度比(変速機入力回転速度INPREVFLとエンジン回転速度Neとの比)特性テーブルを参照して得られるトルコントルク比で割って目標エンジントルクTe*が演算される。
【0037】
目標スロットル開度演算部37では、目標エンジントルクTe*を実現するのに必要なスロットル開度の目標値TVO*が演算される。ここでは目標エンジントルクTe*とエンジン回転速度Neとに基づき図5に示すような特性マップを参照して目標スロットル開度TVO*が演算される。そして、コントローラ10は、電制スロットル7の開度が目標とするスロットル開度TVO*となるように電制スロットル7を制御し、エンジン1のトルクを制御する。
【0038】
ここで、目標エンジントルク演算用変速比演算部40は、目標駆動力Tt*から目標エンジントルクTe*を演算するための変速比Rneとして、変速機2が変速制御中はエンジントルクが急増して変速ショックが発生するのを抑えるべく、実変速比Rrに対して遅れを持たせた値(ディレイ変速比Rd)を出力し、変速制御中でないとき、すなわち定常運転状態ではそのときの変速段に対応する変速比(=実変速比)を出力する。なお、ここで「変速制御中」とは、変速機2の変速比が変化している期間(実変速中期間)に実変速終了後ディレイ変速比が実変速比に到達するまでの期間を加えたものを意味する。
【0039】
図6は目標エンジントルク演算用変速比演算部40の具体的な構成を示したものである。
【0040】
これに示すように、目標エンジントルク演算用変速比演算部40は、除算部41、実変速判断部42、ディレイ変速比演算部43、変速段決定部44、変速段情報更新部45、変速段−変速比変換部46、47、変速制御状態判断部48、目標エンジントルク演算用変速比選択部49とで構成される。以下、各構成部分における処理について説明する。
【0041】
除算部41は、センサ14、15によって検出された変速機2の入力軸回転速度INPREVFLと出力軸回転速度OUTREVFLに基づき、変速機2の実変速比Rr(=INPREVFL/OUTREVFL)を演算する。
【0042】
実変速判断部42は、実変速比Rrと、後述する変速制御用の変速前変速段CURGPT、変速後変速段NEXTGPTに対応する変速比RcurT、RnextTとに基づき、変速機2の変速比が変化し始めるタイミングと変化が終了するタイミングを判断し、変速機2の変速比が変化中(実変速中)であるか否かを判断する。このような判断を行うのは、実変速中は変速ショックを抑えるのに最適な遅れをディレイ変速比Rdに与え、実変速終了後は駆動力の段差感を抑えるのに最適な遅れをディレイ変速比Rdに与えるためである。
【0043】
図7は実変速判断部42における処理の内容を示したものである。これはアップシフトの場合の実変速開始タイミング、実変速終了タイミングを判断し、変速機2が実変速中か否かを判断するものであるが、ダウンシフトの場合の処理も同様のものとなる。
【0044】
これについて説明すると、まず、ステップS1では、実変速開始判断しきい値を後述する変速前変速段CURGPTに基づき所定のテーブルを検索することによって求められる。実変速開始判断しきい値はゼロよりも少し大きい値、例えば0.1程度の値に設定される。
【0045】
ステップS2では、実変速比Rrと、変速前変速比RcurTと、変速後変速比RnextTとに基づき内分比(=(Rr-RcurT)/(RnextT-RcurT))が演算される。この内分比は変速動作開始前の実変速比Rrが変速前変速比RcurTに一致しているときはゼロであるが、変速動作が進んで実変速比Rrが変速後変速比RnextTに近づくにつれて1に近づく。
【0046】
ステップS3では上記内分比と実変速開始判断しきい値とを比較し、内分比が実変速開始判断しきい値よりも大きくなっているときはステップS4に進み、実変速開始と判断される。
【0047】
次に、ステップS5では実変速終了しきい値が変速前変速段CURGPTに基づき所定のテーブルを検索することによって求められる。実変速終了しきい値は1よりも少しだけ小さな値、例えば0.9程度の値に設定される。ステップS6では上記ステップS2と同様に内分比(=(Rr-RcurT)/(RnextT-RcurT))が演算される。
【0048】
ステップS7では内分比が実変速終了判断しきい値よりも大きくなったか否かが判断される。そして、内分比が実変速終了判断しきい値よりも小さい場合はステップS8に進んでまだ実変速中であると判断され、実変速フラグFspaに実変速中であることを示す「1」が設定される。これに対し、内分比が実変速終了しきい値よりも大きくなった場合はステップS9に進み、実変速が終了したと判断され、実変速フラグFspaに実変速中が終了していることを示す「0」が設定される。
【0049】
一方、ステップS3で内分比が実変速開始判断しきい値よりも小さいと判断された場合は、ステップS10に進み変速状態にないと判断して処理を終了する。
【0050】
図8は実変速判断部42における判断の様子を示した図である。これはアップシフトにより実変速比Rrが変速前変速比RcurTから変速後変速比RnextT(<RcurT)まで変化する場合を示したものであり、変速動作が進むにつれ内分比(=(Rr-RcurT)/(RnextT-RcurT)=図中B/図中A)は増加する。このとき、実変速判断部42は、内分比が実変速開始判断しきい値よりも大きくなると実変速が開始されたと判断し、さらに変速動作が進んで内分比が実変速終了判断しきい値よりも大きくなると実変速が終了したと判断する。このように、実変速比Rrが変速前変速比RcurTよりも小さくなっても直ぐには実変速開始とは判断せず、また、実変速比Rrが変速後変速比RnextTに達する前に実変速終了と判断するのは、センサの検出精度や変速動作遅れ等を考慮したものである。
【0051】
次に、図6のディレイ変速比演算部43について説明する。このディレイ変速比演算部43は実変速比Rrに対して所定の遅れを持ったディレイ変速比Rdを演算するものである。このとき、実変速中か否かを実変速判断部42から実変速フラグFspaの値に基づき判断し、実変速中か否かに応じて持たせる遅れの度合いを変更させる。
【0052】
図9はディレイ変速比演算部43における処理の内容を示したものである。これはアップシフト時の処理を示したものである。
【0053】
これについて説明すると、まず、ステップS21では実変速フラグFspaの値に基づき実変速中か否かが判断され、実変速中であると判断された場合はステップS22に進む。
【0054】
ステップS22では、Rdゲインの上限が変速段、車速VSP、アクセル操作量APSに基づき実変速中用のディレイ上限マップを参照して演算される。ここではRdゲインの上限は1よりも小さな値に設定される。Rdゲインとは実変速比に対するディレイ変速比Rdの遅れの度合いを示した値で、Rdゲインが1に近づくにつれディレイ変速比Rdが実変速比Rdに近づき、このRdゲインを調整することにより目標エンジントルクの変化速度を調整することができる。
【0055】
ステップS23ではRdゲインの増加速度が変速段、車速VSP、アクセル操作量APSに基づき実変速中用のディレイマップを参照して演算される。ここで使用されるディレイマップは、変速時の変速ショックを抑えるのに最適なRdゲイン増加速度が得られるように実験結果等に基づき設定される。
【0056】
一方、ステップS21で実変速中でない判断した場合はステップS24に進み、Rdゲインの上限が1に設定され、ステップS25でRdゲインの増加速度が変速段、車速VSP、アクセル操作量APSに基づき実変速終了後用のディレイマップを参照して演算される。ここで使用されるディレイマップは、変速時の駆動力段差を抑えるのに最適なRdゲイン増加速度が得られるように実験結果等に基づき設定される。
【0057】
ステップS26では、次式、
Rdゲイン=Min(Rdゲイン上限、Rdゲイン+Rdゲイン増加速度)
によりRdゲインがRdゲイン上限を超えないように演算される。Rdゲインは上述の通り実変速比Rrに対するディレイ変速比Rdの遅れの度合いを示す値である。
【0058】
そして、ステップS27では、次式、
Rd=(実変速比−変速前変速比)×Rdゲイン+変速前変速比
によりディレイ変速比Rdが演算される。実変速終了後はRdゲインの上限が1に設定されているので、処理が進んでRdゲインが1となったときにはディレイ変速比Rdが実変速比Rrに一致することになる。
【0059】
なお、ここに示すフローはアップシフト時の処理を示したものであるがダウンシフト時の処理も同様のものとなる。ただし、アップシフト時はエンジン回転速度を変速機2内のクラッチにより強制的に下げる必要がある等の理由により、変速時のショックが発生しやすいので、アップシフト時の遅れ量をダウンシフト時の遅れ量よりも大きく設定する、すなわちRdゲインの増加速度を小さな値に設定する。
【0060】
図10はディレイ変速比演算部43で行われる遅れ処理の様子を示したものである。これに示すように、変速制御中、ディレイ変速比Rdは実変速比Rrに対して遅れを持った値として演算され、アップシフト時は実変速比Rrよりも小さな値、ダウンシフト時は実変速比よりも大きな値となる。
【0061】
このとき、実変速比に対するディレイ変速比Rrの遅れの度合いは、変速機2の変速比が変化している実変速中と実変速が終了した後とで異なる。このように実変速終了前後で遅れの持たせ方を異ならせるのは、実変速が終了するまではもっぱら変速ショックの抑制を狙って遅れを設定し、実変速終了後はそこから駆動力の段差感を生じないように滑らかに駆動力を変化させるように設定し、変速ショックと駆動力段差感の両方を抑えるためである。
【0062】
なお、ここでは実変速比Rrと変速前変速比RcurTの差にゲインを掛けて遅れを持たせているが、遅れを持たせる方法として他の方法、例えば一次遅れ処理等を用いてもよく、さらに、以下に示すように、変速比変化速度を制限することにより遅れを持たせるようにしてもよい。
【0063】
図11はディレイ変速比演算部43における処理の別の例を示したものである。
【0064】
これについて説明すると、まず、ステップS31では車両がコースト状態(アクセルオフで惰性走行している状態)にあるか否かが判断される。コースト状態にあることは、例えば、車速VSPが所定値以上でアイドルスイッチがON(アクセルオフ)かをみれば判断することができる。コースト状態でないと判断された場合はステップS32に進み、そうでない場合はステップS37に進む。
【0065】
ステップS32では、ディレイ変速比Rdが実変速比Rrよりも大きいか否かに基づきアップシフトか否かが判断され、ディレイ変速比Rdが実変速比Rrよりも大きくアップシフトであると判断された場合はステップS33に進み、そうでない場合はステップS37に進む。アップシフトであれば変速制御中はディレイ変速比Rdは実変速比Rrよりも常に大きくなり(図10参照)、ダウンシフトであれば逆に常に小さくなることから、ディレイ変速比Rdと実変速比Rrの大小関係をみればアップシフトか否かを判断することができる。
【0066】
アップシフトであるとして進んだステップS33では、実変速フラグFspaの値に基づき実変速中か実変速終了後かが判断される。実変速中(Fspa=1)であると判断された場合はステップS34に進み、実変速終了後(Fspa=0)であると判断された場合はステップS35に進む。
【0067】
ステップS34では、Rd変化速度が変速段、車速VSP、アクセル操作量操作量APSに基づき実変速中用のディレイマップを参照してディレイ変速比Rdの変化速度ΔRdが演算される。このとき用いられるディレイマップは変速時の変速ショックを抑えるのに最適なRd変化速度ΔRdが得られるように実験結果等に基づき設定される。
【0068】
一方、ステップS35では、変速段、車速VSP、アクセル操作量操作量APSに基づき実変速終了後用のディレイマップを参照してRd変化速度ΔRdが演算される。このとき用いられるディレイマップは、実変速終了後に駆動力を滑らかに変化させ駆動力の段差感を抑えるのに最適なRd変化速度が得られるように実験結果等に基づき設定される。
【0069】
そして、ステップS36ではディレイ変速比Rdの前回値にRd変化速度ΔRdを加えることによって実変速比Rrに対して遅れを持ったディレイ変速比Rdが演算される。
【0070】
一方、ステップS31で車両がコースト状態にあると判断された場合、あるいはステップ32でダウンシフトであると判断された場合はステップS37に進み、ディレイ変速比Rdに実変速比Rrが設定され、上記変速比のディレイ処理が禁止される。
【0071】
コースト状態にあるときにディレイ処理を行わないのは、足離しアップシフトなどコースト状態でのアップ変速中に目標エンジントルク演算用変速比にディレイを設けていると、足離し操作に続いて再度アクセルペダルが踏み込まれてダウンシフトが行われる場合に、ダウンシフト開始前のエンジントルクがタイミングによりばらつき、そこから駆動力段差を生じさせずにエンジントルクを変化させる目標エンジントルク演算用変速比を設定することが難しくなるからである。また、コースト状態での変速では、そもそもエンジントルクの制御量は最小限であり、ディレイ処理を禁止しても変速ショックには殆ど影響が無いからである。
【0072】
また、ダウンシフト時にディレイ処理を行わないのは、ディレイ処理を行うことによる上記効果がアップシフト時ほど期待できないからであり、特に変速時のショックの問題が起こりやすいアップシフト時のみディレイ処理を行うようにすれば、問題となる変速ショックを抑えつつ、制御システムにかかる負担を軽減できるという利点がある。なお、制御システムの処理能力に余裕があればダウンシフト時にもディレイ処理を行ってもよい。
【0073】
また、図6の変速段決定部44はアクセル操作量APSと車速VSPとに基づき変速前変速段CURGPと変速後変速段NEXTGPを決定する。変速前変速段CURGPは実変速終了に合わせてその時点における変速後変速段NEXTGPに更新される値(例えば変速開始からタイマを利用して所定時間後に変速後変速段NEXTGPに更新される値)であり、変速後変速段NEXTGPはその時点のアクセル操作量APSと車速VSPに基づき図中に示すような変速マップを参照してリアルタイムに得られる値である。
【0074】
また、変速段決定部44の後段に設けられる変速段情報更新部45は、所定のタイミングで変速制御用の変速前変速段CURGPT及び変速後変速段NEXTGPTを更新するもので、CURGPT、NEXTGPTは変速制御終了時にそれぞれ変速前変速段CURGP、変速後変速段NEXTGPに更新される。このように、変速制御に用いるCURGPT、NEXTGPTを変速前変速段CURGPT、変速後変速段NEXTGPに対して遅れをもって更新するのは、目標エンジントルクを演算するのに用いる変速比に遅れを持たせることに合わせ、変速制御に用いる変速段情報にも同様の遅れを持たせる為である。
【0075】
図12は変速段情報更新部45における処理の内容を示したものである。このフローはアップシフト時の更新処理の内容を示したものであるが、ダウンシフト時の更新処理もステップS42における符号が逆になるだけで同様の処理となる。なお、このフローには入っていないが、NEXTGPTは変速制御開始時(後述するように変速制御が連続して行われるときは最初の変速制御開始時)にNEXTGPに後進されるものとする。
【0076】
これについて説明すると、まず、ステップS41ではNEXTGPとCURGPTの値を比較することにより変速制御中か否かが判断される。両者の値が異なるときは変速制御中と判断しステップS42に進み、そうでない場合は処理を終了する。
【0077】
ステップS42ではディレイ変速比RdがNEXTGTPに対応する変速比RnextT以下であるか否かが判断される。ディレイ変速比RdがRnextTよりも小さくなった場合はディレイ変速比RdがRnextTに達したと判断しステップS43に進み、等しい場合は実変速開始前と判断し、同様にステップS43に進み、そうでない場合は処理を終了する。
【0078】
ステップS43ではCURGPTを変速前変速段CURGPに更新し、ステップS44ではNEXTGPTを変速後変速段NEXTGPに更新する。
【0079】
図13は2速ギアから3速ギアへのアップシフト時に変速段情報(CURGP、NEXTGP)と、変速制御用変速段情報(CURGPT、NEXTGPT)が更新される様子を示した図である。
【0080】
時刻t1で運転状態(APS、VSP)の変化を受けて変速後変速段NEXTGPが変化すると変速制御が開始され、このとき変速制御に用いるNEXTGPTも合わせてNEXTGPに更新される。
【0081】
変速動作が進むにつれ実変速比Rrが変化し、時刻t2で実変速比RrがNEXTGPTに対応する変速比に達して実変速が終了すると変速前変速段CURGPは変速後変速段NEXTGPに更新されるが、この時点ではCURGPTはまだ更新されない。
【0082】
その後、時刻t3でディレイ変速比Rdが実変速比Rrに達するとCURGPT、NEXTGPTがそれぞれCURGP、NEXTGPに更新される。ここで変速制御終了時にCURGPTのみならずNEXTGPTの更新をも行うのは、次に示すように、ある変速段から他の変速段への変速制御が終了しないうちにさらに次の変速段への変速制御が開始された場合にも遅れ処理を継続させるためである。
【0083】
図14は、2速ギアから3速ギアへの変速制御が終了しないうちに4速ギアへの変速制御が開始された場合の変速段情報(CURGP、NEXTGP)、変速制御用変速段情報(CURGPT、NEXTGPT)の更新される様子を示したものである。
【0084】
CURGPTとNEXTGPTが一致すると、後述する変速制御状態判断部48で変速制御終了と判断されてしまうため、両者が一致してしまうと目標エンジントル演算用変速比のディレイ処理が終了してしまうが、このように変速制御終了時にNEXTGPTを更新するようにすることにより、変速が連続して行われたとしてもCURGPTとNEXTGPTが一致することはなく、目標エンジントルク演算用変速比のディレイ処理が途中で中断されるのを防止できる。
【0085】
なお、変速制御用変速後変速段NEXTGPTの更新は、変速制御開始のタイミングを検出し、変速制御開始時にリセットするようにしてもよい。図15はその場合の更新処理の内容を示したものである。
【0086】
これによると、まずステップS51でディレイ変速比Rdが変速後変速段NEXTGPTに対応する変速比RnextTに達したか否かに基づき変速制御が終了したか否かが判断され、変速制御が終了したと判断されたらステップS52でNEXTGPとCURGPTに基づき次の変速制御が開始したか否かが判断される。そして、変速開始と判断されればステップS33に進んでNEXTGPTがNEXTGPに更新される。
【0087】
また、図6の変速段−変速比変換部46、47は、上記変速制御用の変速段情報CURGPT、NEXTGPTに対応する変速比RcurT、RnextTをそれぞれ所定のテーブルを参照して演算する。
【0088】
変速制御状態判断部48は上記変速制御用の変速段情報CURGPT、NEXTGPTに基づき変速制御中か否かを判断する。具体的には、両者の値が一致しないときに変速制御中であると判断して変速制御フラグFspcに変速制御中であることを示す「1」を設定し、両者の値が一致するときに変速制御中ではないと判断して変速制御フラグFspcに変速制御中でないことを示す「0」を設定する。
【0089】
目標エンジントルク演算用変速比選択部49では、変速制御状態判断部48で設定される変速制御フラグFspcの値に基づき変速制御中か否か判断し、それに応じて目標エンジントルクの演算に用いる変速比を選択する。具体的には、変速制御中であると判断された場合(Fspc=1)は目標エンジントルク演算用変速比Rneとしてディレイ変速比演算部43で演算されたディレイ変速比Rdを選択し、変速制御中ではないと判断された場合(Fspc=0)は目標エンジントルク演算用変速比Rneとして変速制御用変速前変速比RcurtTを選択する。
【0090】
次に上記駆動力制御を行うことによる全体的な作用について説明する。
【0091】
上記駆動力制御装置を備えた車両においては、アクセル操作量APSと車速VSPに基づき目標とする駆動力が演算され、この目標駆動力が実現されるように目標駆動力と目標エンジントルク演算用変速比で除して目標エンジントルクが演算され、スロットル開度制御によりエンジン1のトルクが制御される。これにより、運転者が要求した通りの駆動力が実現されることになり、良好な運転性能が確保されることになる。
【0092】
このとき、変速機2が変速制御中でない場合には、目標エンジントルク演算用変速比としてその時点における変速段に対応する変速比(=実変速比)が用いられるが、変速制御中は変速比の急変を受けて目標エンジントルクが急激に変化するのを防止すべく、実変速比に対して遅れを持たせたディレイ変速比が用いられる。
【0093】
さらに、ディレイ変速比への遅れの持たせ方には実変速終了前後で差異が設けられており、ディレイ変速比は、実変速が終了するまでは変速ショックが抑えられるように変化し、実変速終了後は駆動力の段差感を与えないよう変化するので、変速時におけるショックと駆動力段差感の両方を抑えることができる。
【0094】
なお、このようなディレイ処理は、少なくとも変速ショックが問題となりやすいアップシフト時に行われればよいので、変速ショックがそれほど問題とならないダウンシフト時やコースト状態での変速時はディレイ処理を禁止し、制御システムへの負担を軽減するようにしてもよい。
【0095】
続いて本発明の第2の実施形態について説明する。
【0096】
図16は第2の実施形態に係る目標エンジントルク演算用変速比演算部40の構成を示したものである。先の実施形態とは実変速判断部42における処理が異なる。その他の構成は先の実施形態と同じであるが、実変速判断部42で実変速中か否かを判断する際に変速後変速比RnextTを必要としないので、これを演算する変速段−変速比変換部47は不要になる。
【0097】
図17はその場合の実変速判断部42における処理を示す。これはアップシフト時の処理を示したものであるが、実変速開始タイミング、実変速終了タイミングの判断に用いるしきい値、ステップS62、S63における符号が逆になるだけでダウンシフト時の処理もほぼ同様のものとなる。
【0098】
これについて説明すると、まず、ステップS61では、実変速開始判断しきい値がCURGPTに基づき所定のテーブルを参照して演算される。ここでの実変速開始判断しきい値としては、例えばCURGPTに対応する変速比をRcurTとするとRcurTよりも少しだけ小さな値に設定される。
【0099】
ステップS62では、実変速比Rrがその実変速開始判断しきい値よりも小さくなったか否かが判断され、実変速比Rrが実変速開始判断しきい値よりも小さくなった場合はステップS63に進んで実変速開始と判断し、そうでない場合はステップS68に進んで非変速状態と判断する。
【0100】
ステップS64では、今度は実変速終了判断しきい値がCURGPTに基づき所定のテーブルを参照して演算される。実変速終了しきい値はCURGPTよりも一つ上のギア位置の変速比よりも少しだけ大きな値に設定される。
【0101】
ステップS65では実変速比Rrがその変速終了しきい値よりも小さくなったか否かが判断される。そして、実変速比がまだ実変速終了判断しきい値に達していない場合はステップS66に進んで実変速中であると判断し(Fspa=1)、そうでない場合はステップS67に進んで実変速が終了したと判断する(Fspa=0)。
【0102】
図18はアップシフト時の実変速判断処理の様子を示した図である。実変速比RrがCURGPTに対応するRcurTから減少し始め、変速開始判断しきい値よりも小さくなると実変速開始と判断され、実変速中フラグFspaに「1」が設定される。そして、実変速比Rrが実変速開始判断しきい値と実変速終了判断しきい値の間にある間は、実変速中であると判断され、実変速中フラグFspaには引き続き「1」が設定される。そして、さらに変速が進んで実変速比Rrが実変速終了判断しきい値よりも小さくなると、実変速が終了したと判断され、実変速フラグFspaに「0」が設定される。このように、実変速比がRcurTよりも小さくなった時点で直ちに実変速開始と判断せず、また、実変速比がRnextTに達する前に実変速終了と判断するのは、先の実施形態と同様にセンサの検出誤差、変速動作遅れ等を考慮したものである。
【0103】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の技術的範囲を定めるものではなく、本発明が適用される構成の一例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の構成に限定するものではない。
【0104】
例えば、上記実施の形態は、本発明を遊星歯車機構を含んで構成される有段自動変速機を搭載した車両に適用した場合であるが、本発明は、変速比を無段階に変化させない変速機を搭載した車両に対して広く適用可能なものであり、変速比を有段自動変速機の如くステップ状に変化させるように制御される無段変速機を搭載した車両に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用駆動力制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図2】そのパワートレインの概略構成図である。
【図3】駆動力制御の全体的な機能を説明するためのブロック図である。
【図4】トルコントルク比を演算するためのテーブルである。
【図5】目標スロットル開度を演算するためのマップである。
【図6】目標エンジントルク演算用変速比演算部における処理を説明するためのブロック図である。
【図7】その実変速判断部における処理内容を示したフローチャートである。
【図8】アップシフト時の実変速判断の様子を示したタイムチャートである。
【図9】ディレイ変速比演算部における処理内容を示したフローチャートである。
【図10】ディレイ変速比演算部で行われる遅れ処理の様子を示すタイムチャートである。
【図11】ディレイ変速比演算部における処理の別の例の内容を示したフローチャートである。
【図12】変速段情報更新部における処理内容を示したフローチャートである。
【図13】2−3アップシフト時に変速段情報が更新される様子を示したタイムチャートである。
【図14】2−3−4アップシフト時に変速段情報が更新される様子を示したタイムチャートである。
【図15】変速段情報更新部における処理の別の例の内容を示したフローチャートである。
【図16】本発明の第2の実施形態を示し、目標エンジントルク演算用変速比演算部の構成を示したブロック図である。
【図17】その実変速判断部における処理内容を示したフローチャートである。
【図18】アップシフト時の実変速判断の様子を示したタイムチャートである。
【図19】無段変速機搭載車両において駆動力制御を行った場合の変速時の様子を示したタイムチャートである。
【図20】有段変速機搭載車両において駆動力制御を行った場合の変速時の様子を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン
2 有段自動変速機
6 アクセルペダル
7 電制スロットル
10 コントローラ
11 アクセル操作量センサ
12 車速センサ
13 エンジン回転速度センサ
14 入力回転速度センサ
15 出力回転速度センサ
16 アイドルスイッチ
Claims (11)
- エンジンと、前記エンジンに接続され変速比を段階的に変化させる有段自動変速機とを備えた車両に用いられる駆動力制御装置において、
運転状態に基づき目標駆動力を演算する手段と、
前記変速機の実変速比に対して遅れを持って変化するディレイ変速比を演算する手段と、
定常運転状態では前記目標駆動力を実変速比で除して目標エンジントルクを演算するが、少なくとも実変速比が変化している間は前記目標駆動力を前記ディレイ変速比で除して目標エンジントルクを演算する手段と、
前記エンジンのトルクが目標エンジントルクとなるように前記エンジンのトルクを制御する手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力制御装置。 - 前記目標エンジントルクを演算する手段は、実変速終了後も前記前記目標駆動力を前記ディレイ変速比で除して前記目標駆動力を実現するための目標エンジントルクを演算することを特徴とする請求項1に記載の駆動力制御装置。
- 前記ディレイ変速比を演算する手段は、実変速比が変化中か否かに応じて実変速比に対するディレイ変速比の遅れの持たせ方を変更することを特徴とする請求項2に記載の駆動力制御装置。
- 前記ディレイ変速比を演算する手段は、前記ディレイ変速比の実変速比に対する遅れ量をダウンシフト時よりもアップシフト時の方が大きくなるように設定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の駆動力制御装置。
- 前記目標エンジントルク演算手段は、ダウンシフト時は前記ディレイ変速比に代えて実変速比を目標エンジントルクの演算に用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかひとつに記載の駆動力制御装置。
- 前記目標エンジントルク演算手段は、実変速比が前記ディレイ変速比よりも大きいときには前記ディレイ変速比に代えて実変速比を目標エンジントルクの演算に用いることを特徴とする請求項1から3のいずれかひとつに記載の駆動力制御装置。
- 前記目標エンジントルク演算手段は、コースト状態での変速であるときには前記ディレイ変速比に代えて実変速比を目標エンジントルクの演算に用いることを特徴とする請求項1から6のいずれかひとつに記載の駆動力制御装置。
- 前記ディレイ変速比を演算する手段は、変化速度を制限することでディレイ変速比を演算することを特徴とする請求項1から7のいずれかひとつに記載の駆動力制御装置。
- 前記ディレイ変速比を演算する手段は、変速前の変速段における変速比に、変速前の変速段における変速比と実変速比との差に所定の係数を掛けた値を加えてディレイ変速比を求めることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の駆動力制御装置。
- 前記所定の係数は、実変速終了後は徐々に1に近づけられることを特徴とする請求項9に記載の駆動力制御装置。
- 前記目標エンジントルクを演算する手段は、前記ディレイ変速比が実変速比に到達するまで目標エンジントルク演算用変速比としてディレイ変速比を用いることを特徴とする請求項1から10のいずれかひとつに記載の駆動力制御装置。
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