JP5257508B2 - 駆動源の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源の制御装置および制御方法に関し、特に、駆動源の出力値の目標値を設定し、目標値に応じて駆動源の出力値を制御する技術に関する。

従来より、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度とも記載する）などにより、出力トルクの値などが定まるエンジンが知られている。また、アクセルペダルとワイヤーで接続されたスロットルバルブの代わりに、モータがアクチュエータとして用いられた電子スロットルバルブを搭載したエンジンが普及している。

電子スロットルバルブを搭載した車両では、たとえば車両の挙動など、アクセルペダルの位置（以下、アクセル開度とも記載する）とは異なる要因に基づいてスロットル開度を制御し、車両の駆動力などを運転者の意思と関係なく制御することが可能である。

エンジントルクに応じて車両の挙動が変化し得る。したがって、車両の挙動などからスロットル開度を制御する際、直接スロットル開度の目標値を設定するのではなく、たとえばエンジントルクの目標値を車両の挙動などから設定し、実際のエンジントルクが設定された目標値になるようにスロットル開度の目標値を設定することが、制御上有利である。

したがって、アクセル開度からスロットル開度の目標値を設定する際にも、一旦、アクセル開度に基づいてエンジントルクの目標値が設定され、実際のエンジントルクが設定された目標値になるようにエンジンが制御される。

特開２００５−１５５４１０号公報（特許文献１）は、アクセル操作量又はアクセル操作量に応じて変化する制御量の絶対値に依存する静的目標エンジントルクと、アクセル操作量又はアクセル操作量に応じて変化する制御量の時間変化率に依存する動的目標エンジントルクとをそれぞれ算出し、これら静的目標エンジントルクと動的目標エンジントルクとの和により、最終的な目標エンジントルクを定めて、エンジンのトルクを制御するエンジントルク制御装置を開示する。

この公報に記載のエンジントルク制御装置によれば、静的目標エンジントルクと動的目標エンジントルクとの和により、最終的な目標エンジントルクを定めて、エンジンのトルクを制御することにより、発進時などにドライバのアクセル操作に対応した所望の加速度を過渡遅れなく追従して実現することができる。
特開２００５−１５５４１０号公報

ところで、自動変速機の変速時には、エンジン回転数の急上昇やショックの発生を回避する目的で、アクセル開度が変化しなくても、エンジントルクの目標値が増減される。たとえば、ダウンシフトが開始するとともに、エンジントルクの目標値が低減される。アクセル開度を増大したことに起因してダウンシフトが行なわれる場合には、ダウンシフトが開始する直前においてエンジントルクが急増しているので、ダウンシフトが開始した後はエンジントルクを緩やかに減少させることがショックを低減するうえで望ましい。一方、ダウンシフトが完了する直前および直後にエンジントルクを復帰させる際には、エンジントルクを速やかに増大することが望ましい。

さらに、アップシフト中のイナーシャ相におけるエンジンのトルクダウン量が小さい場合には、エンジントルクの応答性を高くすることよりも、精度を向上する方が好ましい。一方、トルクダウン量が大きい場合には、エンジントルクの応答性を向上するためにエンジントルクの変化速度を速くすることが望ましい。

したがって、エンジントルクの変化速度を種々の状況に応じて変更できる技術が望まれる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、駆動源の出力値の変化速度を種々の状況に応じて変更することである。

ある局面に係る駆動源の制御装置は、駆動源の出力値および駆動源に連結された変速機の入力値のうちのいずれか一方の目標値を設定する設定部と、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する変換部と、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換するか否かを切替える切替部と、目標値に応じて駆動源の出力値を制御する制御部とを備える。

この構成によると、駆動源の出力値および駆動源に連結された変速機の入力値のうちのいずれか一方の目標値が設定される。設定された目標値に応じて駆動源の出力値を制御する状態と、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に応じて駆動源の出力値を制御する状態とが切替えられる。これにより、駆動源の出力値の変化速度を種々の状況に応じて変更することができる。

好ましくは、切替部は、設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも小さい場合に、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態から、変換しない状態に切替える。

この構成によると、設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも大きい間は、設定された目標値に比べて遅れてする目標値に応じて駆動源の出力値が制御される。設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも小さくなってから、設定された目標値に応じて駆動源の出力値が制御される。そのため、駆動源の実際の出力値が目標値まで変化する際の、駆動源の出力値の変化速度を遅くすることができる。その結果、駆動源の出力値が変化することにより発生し得るショックを低減することができる。

さらに好ましくは、切替部は、変速機のダウンシフト中のイナーシャ相において、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態から、変換しない状態に切替える。

この構成によると、ダウンシフトが開始した直後は、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に応じて駆動源の出力値が制御される。そのため、ダウンシフトが開始した直後は、駆動源の出力値の変化速度を遅くすることができる。その結果、ダウンシフトが開始する直前に駆動源の出力値が増加し、ダウンシフトが開始した直後に駆動源の出力値が低減される場合であっても、発生し得るショックを低減することができる。

さらに好ましくは、切替部は、設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも小さい場合に、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態にし、設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも大きい場合に、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換しない状態にする。

この構成によると、設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも小さい場合には、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に応じて駆動源の出力値を制御することができる。これにより、駆動源の出力値の変化速度を遅くすることができる。そのため、駆動源の出力値のオーバーシュートおよびアンダーシュートが起き難いようにすることができる。その結果、駆動源の出力値の精度を向上することができる。設定された目標値と駆動源の実際の出力値との差がしきい値よりも大きい場合には、設定された目標値に応じて駆動源の出力値が制御される。これにより、駆動源の出力値の変化速度を早くすることができる。そのため、目標値に対する実際の出力値の追従性を向上することができる。

さらに好ましくは、駆動源は、スロットルバルブのスロットル開度に応じて出力値が変化する。切替部は、スロットル開度がしきい値より小さい状態で目標値が低くなるように設定される場合に、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態にし、スロットル開度がしきい値より大きい状態で目標値が低くなるように設定される場合に、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換しない状態にする。

この構成によると、スロットル開度がしきい値より小さい状態で目標値が低くなるように設定される場合、駆動源の実際の出力値と設定された目標値との差が小さくなり得る。スロットル開度が小さい状態、すなわち実際の出力値が小さい状態では、出力値を低減可能な範囲が狭いからである。この場合、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に応じて駆動源の出力値が制御される。これにより、駆動源の出力値の変化速度を遅くすることができる。そのため、駆動源の出力値のオーバーシュートおよびアンダーシュートが起き難いようにすることができる。その結果、駆動源の出力値の精度を向上することができる。一方、スロットル開度がしきい値より大きい状態で目標値が低くなるように設定される場合、駆動源の実際の出力値と設定された目標値との差が大きくなり得る。スロットル開度が小さい状態、すなわち実際の出力値が大きい状態では、出力値を低減可能な範囲が広いからである。この場合、設定された目標値に応じて駆動源の出力値が制御される。これにより、駆動源の出力値の変化速度を早くすることができる。そのため、目標値に対する実際の出力値の追従性を向上することができる。

さらに好ましくは、出力値は、出力トルクである。
この構成によると、駆動源の出力トルクの変化速度を種々の状況に応じて変更することができる。

車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 オートマチックトランスミッションのプラネタリギヤユニットを示す図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 オートマチックトランスミッションの油圧回路を示す図である。 第１の実施の形態における制御装置のシステム構成を示す図である。 静的なトルク要求量を示す図である。 １次遅れの関数で表現されたエンジンモデルを示す図である。 １次遅れの関数で表現されたエンジンモデルを示す図である。 静的なトルク要求量を制限値で制限することにより得られる動的なトルク要求量を示す図である。 ダウンシフト時にＥＣＴトルク制御システムにより設定されるトルク要求量を示す図である。 アップシフト時にＥＣＴトルク制御システムにより設定されるトルク要求量を示す図である。 エンジントルクの変化特性を示す図（その１）である。 エンジントルクの変化特性を示す図（その２）である。 設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態から、変換しない状態に切替える時期を示す図である。 パワーオンダウンシフト時のエンジントルクの変化特性を示す図（その１）である。 パワーオンダウンシフト時のエンジントルクの変化特性を示す図（その２）である。 パワーオンダウンシフト時のエンジントルクの変化特性を示す図（その３）である。 パワーオンダウンシフト時のエンジントルクの変化特性を示す図（その４）である。 パワーオンアップシフト時のエンジントルクの変化特性を示す図（その１）である。 パワーオンアップシフト時のエンジントルクの変化特性を示す図（その２）である。

符号の説明

１０００ エンジン、２０００ オートマチックトランスミッション、２１００ トルクコンバータ、３０００ プラネタリギヤユニット、４０００ 油圧回路、５０００ プロペラシャフト、６０００ デファレンシャルギヤ、７０００ 後輪、８０００ ＥＣＵ、８０１６ 電子スロットルバルブ、９０００ エンジン制御システム、９１００ パワートレーンマネージャ、９１０２ 調停部、９１０４ 切替部、９１０６ 変換部、９２００ パワートレーンドライバモデル、９２０２ 静的トルク設定部、９２０４ 変換部、９２１０ ドライバーズサポートシステム、９２２０ ＶＤＩＭシステム、９２３０ 制振制御システム、９２４０ ＥＣＴトルク制御システム。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

第１の実施の形態
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、トルクコンバータ２１００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、プロペラシャフト５０００と、デファレンシャルギヤ６０００と、後輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン１０００により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機１００４が駆動される。エンジン１０００の出力トルク（エンジントルクＴＥ）は、電子スロットルバルブ８０１６の作動量、すなわちスロットル開度などに応じて変化する。なお、エンジン１０００の代わりにもしくは加えて、駆動源にモータを用いるようにしてもよい。また、ディーゼルエンジンを用いるようにしてもよい。ディーゼルエンジンにおいては、インジェクタの開弁時間（作動量）、すなわち燃料噴射量に応じて出力トルクが変化する。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ２１００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、ギヤ比を無段階に変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータもしくは電動モータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション２０００から出力された駆動力は、プロペラシャフト５０００およびデファレンシャルギヤ６０００を介して、左右の後輪７０００に伝達される。

ＥＣＵ８０００には、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、エアフローメータ８０１２と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、油温センサ８０２６と、水温センサ８０２８とがハーネスなどを介して接続されている。

シフトレバー８００４の位置（ポジション）は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。エアフローメータ８０１２は、エンジン１０００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量が調整される。

なお、電子スロットルバルブ８０１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更する可変バルブリフトシステムにより、エンジン１０００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（以下、エンジン回転数ＮＥとも記載する）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ２１００のタービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

油温センサ８０２６は、オートマチックトランスミッション２０００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

水温センサ８０２８は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、エアフローメータ８０１２、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、油温センサ８０２６、水温センサ８０２８などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）８００２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。なおＥＣＵ８０００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２０００は後輪７０００に駆動力を伝達し得る。なおＤレンジにおいて、８速ギヤ段よりも高速のギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。なお、ＥＣＵは複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸２１０２を有するトルクコンバータ２１００に接続されている。

プラネタリギヤユニット３０００は、フロントプラネタリ３１００と、リアプラネタリ３２００と、Ｃ１クラッチ３３０１と、Ｃ２クラッチ３３０２と、Ｃ３クラッチ３３０３と、Ｃ４クラッチ３３０４と、Ｂ１ブレーキ３３１１と、Ｂ２ブレーキ３３１２と、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０とを含む。

フロントプラネタリ３１００は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構である。フロントプラネタリ３１００は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２と、１対の第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４と、キャリア（ＣＡ）３１０６と、リングギヤ（Ｒ）３１０８とを含む。

第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２および第１リングギヤ（Ｒ）３１０８と噛合っている。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４が公転および自転可能であるように支持している。

第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２は、回転不能であるようにギヤケース３４００に固定される。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、プラネタリギヤユニット３０００の入力軸３００２に連結される。

リアプラネタリ３２００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。リアプラネタリ３２００は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２と、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４と、リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６と、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８と、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と、第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２とを含む。

第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２と噛合っている。第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４に加えて、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と噛合っている。

リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２が公転および自転可能であるように支持している。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０に連結される。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、１速ギヤ段の駆動時（エンジン１０００から出力された駆動力を用いた走行時）に回転不能となる。リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８は、プラネタリギヤユニット３０００の出力軸３００４に連結される。

ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０は、Ｂ２ブレーキ３３１２と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０のアウターレースはギヤケース３４００に固定され、インナーレースはリアキャリア（ＲＣＡ）３２０６に連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、前進１速〜８速のギヤ段と、後進１速および２速のギヤ段が形成される。

図４を参照して、油圧回路４０００の要部について説明する。なお、油圧回路４０００は、以下に説明するものに限られない。

油圧回路４０００は、オイルポンプ４００４と、プライマリレギュレータバルブ４００６と、マニュアルバルブ４１００と、ソレノイドモジュレータバルブ４２００と、ＳＬ１リニアソレノイド（以下、ＳＬ（１）と記載する）４２１０と、ＳＬ２リニアソレノイド（以下、ＳＬ（２）と記載する）４２２０と、ＳＬ３リニアソレノイド（以下、ＳＬ（３）と記載する）４２３０と、ＳＬ４リニアソレノイド（以下、ＳＬ（４）と記載する）４２４０と、ＳＬ５リニアソレノイド（以下、ＳＬ（５）と記載する）４２５０と、ＳＬＴリニアソレノイド（以下、ＳＬＴと記載する）４３００と、Ｂ２コントロールバルブ４５００とを含む。

オイルポンプ４００４は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４００４が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ４００４で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６により調圧され、ライン圧が生成される。

プライマリレギュレータバルブ４００６は、ＳＬＴ４３００により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路４０１０を介してマニュアルバルブ４１００に供給される。

マニュアルバルブ４１００は、ドレンポート４１０５を含む。ドレンポート４１０５から、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の油圧が排出される。マニュアルバルブ４１００のスプールがＤポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＤレンジ圧油路４１０２とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２に油圧が供給される。このとき、Ｒレンジ圧油路４１０４とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＲポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＲレンジ圧油路４１０４とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４に油圧が供給される。このとき、Ｄレンジ圧油路４１０２とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションにある場合、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の両方と、ドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧およびＲレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

Ｄレンジ圧油路４１０２に供給された油圧は、最終的には、Ｃ１クラッチ３３０１、Ｃ２クラッチ３３０２およびＣ３クラッチ３３０３に供給される。Ｒレンジ圧油路４１０４に供給された油圧は、最終的には、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給される。

ソレノイドモジュレータバルブ４２００は、ライン圧を元圧とし、ＳＬＴ４３００に供給する油圧（ソレノイドモジュレータ圧）を一定の圧力に調圧する。

ＳＬ（１）４２１０は、Ｃ１クラッチ３３０１に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（２）４２２０は、Ｃ２クラッチ３３０２に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（３）４２３０は、Ｃ３クラッチ３３０３に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（４）４２４０は、Ｃ４クラッチ３３０４に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（５）４２５０は、Ｂ１ブレーキ３３１１に供給される油圧を調圧する。

ＳＬＴ４３００は、アクセル開度センサ８０１０により検出されたアクセル開度に基づいたＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、ＳＬＴ油路４３０２を介して、プライマリレギュレータバルブ４００６に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６のパイロット圧として利用される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０、ＳＬ（５）４２５０およびＳＬＴ４３００は、ＥＣＵ８０００から送信される制御信号により制御される。

Ｂ２コントロールバルブ４５００は、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給する。Ｂ２コントロールバルブ４５００に、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｂ２コントロールバルブ４５００は、ＳＬＵソレノイドバルブ（図示せず）から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬＵソレノイドバルブがオンの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、ＳＬＵソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Ｄレンジ圧を調圧した油圧が供給される。

ＳＬＵソレノイドバルブがオフの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、Ｒレンジ圧が供給される。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置のシステム構成について説明する。なお、以下に説明する各構成の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。

図５に示すように、制御装置は、エンジン制御システム９０００と、パワートレーンマネージャ（PTM: Power Train Manager）９１００と、パワートレーンドライバモデル（PDRM: Power train Driver Model）９２００と、ドライバーズサポートシステム（DSS: Drivers Support System）９２１０と、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)システム９２２０と、制振制御システム９２３０と、ＥＣＴ(Electronic controlled Transmission)トルク制御システム９２４０とを備える。

エンジン制御システム９０００は、パワートレーンマネージャ９１００から入力された動的なトルク要求量を実現するように、電子スロットルバルブ８０１６、点火時期、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブなど、エンジン１０００の出力トルクを制御するためにエンジン１０００に設けられた機器を制御する。

トルク要求量は、エンジン１０００の出力トルクの目標値として設定される。なお、トルク要求量を、オートマチックトランスミッション２０００の入力トルクの目標値として設定するようにしてもよい。また、トルク要求量の代わりに、エンジン１０００の出力パワーもしくはオートマチックトランスミッション２０００の入力パワーの目標値として、パワー要求量を設定するようにしてもよい。さらに、駆動力の要求量を、エンジン１０００の出力トルクもしくは出力パワーの目標値として設定したり、オートマチックトランスミッション２０００の入力トルクもしくは入力パワーの目標値として設定してもよい。

動的なトルク要求量とは、エンジン１０００の出力トルクが変化し得る過渡状態におけるトルク要求量を意味する。静的なトルク要求量とは、エンジン１０００の出力トルクが安定した状態におけるトルク要求量を意味する。

パワートレーンマネージャ９１００は、パワートレーンドライバモデル９２００、ドライバーズサポートシステム９２１０、ＶＤＩＭシステム９２２０、制振制御システム９２３０およびＥＣＴトルク制御システム９２４０から入力される動的なトルク要求量に基づいて、最終的にエンジン１０００の制御に用いられる動的なトルク要求量を設定する。

より具体的には、調停部９１０２において、パワートレーンマネージャ９１００は、パワートレーンドライバモデル９２００、ドライバーズサポートシステム９２１０、ＶＤＩＭシステム９２２０、制振制御システム９２３０およびＥＣＴトルク制御システム９２４０から入力される動的なトルク要求量を調停することによって、最終的にエンジン１０００の制御に用いられる動的なトルク要求量を選択する。

たとえば、最も小さいトルク要求量が選択されたり、最も大きいトルク要求量が選択されたり、特定のシステムから入力されたトルク要求量が選択されたりする。トルク要求量の調停方法は、車両の運転状態などに応じて変更される。たとえば、オートマチックトランスミッション２０００の変速中は、ＥＣＴトルク制御システム９２４０から入力されたトルク要求量がエンジン１０００の制御に用いられる。

調停部９１０２において調停された動的な要求駆動力は、エンジン制御システム９０００に対して出力される。

パワートレーンドライバモデル９２００は、ドライバの操作に基づいて、エンジン１０００に対するトルク要求量を設定するために用いられるモデル（関数）である。本実施の形態においては、実験およびシミュレーションの結果などに基づいて予め定められたマップに従ってアクセル開度から、静的なトルク要求量が設定される。

より具体的には、静的トルク設定部９２０２において、エンジン１０００に対する静的なトルク要求量が設定される。静的なトルク要求量は、図６に示すように、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性、制御時の遅れなど、時間的な影響を考慮せずに定められる。

静的トルク設定部９２０２において設定された静的なトルク要求量は、変換部９２０４において、動的なトルク要求量に変換される。動的なトルク要求量は、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性、制御時の遅れなどの時間的な影響を考慮して定められる。

たとえば、図７に示すように、１次遅れの関数で表現されたエンジンモデルＣ（ｓ）を用いて電子スロットルバルブ８０１６などの機器の制御時（作動時）における遅れを静的なトルク要求量に加えることにより、静的なトルク要求量を動的なトルク要求量に変換する。図７に示すエンジンモデルの時定数は、エンジン回転数ＮＥおよびエンジントルクにより変化する。なお、図８に示すように、２次遅れの関数で表現されたエンジンモデルＣ（ｓ）を用いるようにしてもよい。これらのエンジンモデルは、ＥＣＵ８０００に実装される際にはＺ変換される。

また、図９に示すように、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性に応じて定まる制限値で静的なトルク要求量を制限することにより、静的なトルク要求量を動的なトルク要求量に変換するようにしてもよい。制限値は、たとえば実験およびシミュレーションなどにより予め定められる。

図５に戻って、ドライバーズサポートシステム９２１０は、クルーズコントロールシステム、パーキングアシストシステムおよびプリクラッシュセーフティシステムなどにより、車両の挙動に応じて動的なトルク要求量を自動的に設定する。

ＶＤＩＭシステム９２２０は、ＶＳＣ(Vehicle Stability Control)、ＴＲＣ(TRaction Control)、ＡＢＳ(Anti lock Brake System)、ＥＰＳ(Electric Power Steering)などを統合するシステムであって、アクセル、ステアリング、ブレーキの操作量によるドライバの走行イメージと、各種センサ情報による車両挙動との差を算出し、その差を縮めるように、車両の駆動力、ブレーキ油圧などを制御する。ＶＤＩＭシステム９２２０は、車両の駆動力を制御するために動的なトルク要求量を自動的に設定する。

ＶＳＣは、前後輪が横滑りしそうな状態をセンサが検出して場合において、各輪のブレーキ油圧および車両の駆動力などの最適値を自動的に設定し、車両の安定性を確保する制御である。

ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に、駆動輪の空転をセンサが感知すると、各輪のブレーキ油圧および車両の駆動力などの最適値を自動的に設定し、最適な駆動力を確保する制御である。

ＡＢＳは、ブレーキ油圧の最適値を自動的に設定し、車輪のロックを防止する制御システムである。ＥＰＳは、電動モータの力によってステアリングホイールの操舵をアシストする制御システムである。

制振制御システム９２３０は、車両の実際の駆動力、すなわちエンジントルクなどから、車両モデルを用いて算出される車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための動的なトルク要求量を設定する。車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力を設定する方法については、従来の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０は、オートマチックトランスミッション２０００の変速時にエンジン１０００に対して要求するトルク要求量を設定する。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０は、たとえば、エンジン回転数ＮＥの急上昇を避ける目的で、図１０に示すように、ダウンシフトを開始するとともに、あるいは開始した直後に減少し、ダウンシフトが完了する直前および／または直後に増大するようにトルク要求量を設定する。

また、ＥＣＴトルク制御システム９２４０は、図１１に示すように、変速ショックを低減するために、アップシフト中にイナーシャ相が開始するとともに減少し、アップシフトが完了する直前に増大するようにトルク要求量を設定する。

なお、ＥＣＴトルク制御システム９２４０が設定するトルク要求量はこれらに限らない。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量は、動的なトルク要求量もしくは静的なトルク要求量のいずれかとして扱われる。ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量が動的なトルク要求量として扱われるか、静的なトルク要求量として扱われるかは、パワートレーンマネージャ９１００の切替部９１０４により切替えられる。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量が動的なトルク要求量として扱われる場合、たとえばオートマチックトランスミッション２０００の変速中において、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量に応じてエンジン１０００が制御される。より具体的には、実際のエンジントルクがＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量になるように、エンジン１０００が制御される。

そのため、図１２に示すように、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量がステップ的に変化した場合には、スロットル開度が急変し、エンジントルクがステップ的に変化する。

一方、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量が静的なトルク要求量として扱われる場合、設定されたトルク要求量は、パワートレーンマネージャ９１００の変換部９１０６により、図１３に示すように、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化する動的なトルク要求量に変換される。

パワートレーンマネージャ９１００の変換部９１０６は、パワートレーンドライバモデル９２００の変換部９２０４と同様に、１次遅れもしくは２次遅れの関数で表現されたエンジンモデルＣ（ｓ）を用いたり、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性に応じて定まる制限値で静的なトルク要求量を制限することにより、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量を動的なトルク要求量に変換する。なお、トルク要求量の変換方法はこれらに限らない。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量が動的なトルク要求量に変換される場合、たとえばオートマチックトランスミッション２０００の変速中において、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量から変換された動的なトルク要求量に応じてエンジン１０００が制御される。より具体的には、実際のエンジントルクが、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量から変換された動的なトルク要求量になるように、エンジン１０００が制御される。

そのため、図１３に示すように、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量がステップ的に変化した場合であっても、スロットル開度が緩やかに変化し、エンジントルクがＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量に遅れて緩やかに変化する。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量を動的なトルク要求量として扱うか否か、すなわち、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換するか否かは、ＥＣＴトルク制御システム９２４０からの要求（指令）に従って、パワートレーンマネージャ９１００の切替部９１０４が切替える。

たとえば、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも小さい場合、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態から、変換しない状態に切替えられる。

より具体的には、オートマチックトランスミッション２０００がダウンシフトする場合、イナーシャ相において、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも小さくなった後、図１４の時間Ｔ１において、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態から、変換しない状態に切替えられる。

以上のような構造に基づく、実施の形態に係る制御装置の作用について説明する。
アクセル開度が増大することに起因して行なわれるダウンシフト、すなわちパワーオンダウンシフトの実行する場合を想定する。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換しない状態では、図１５に示すように、時間Ｔ２でダウンシフトが開始する直前で急増したエンジントルクが、ダウンシフトが開始した直後に急減し得る。このようなエンジントルクの挙動によりショックが発生し得る。ダウンシフトの完了直前および／または直後でトルク要求量が漸増した場合には、実際のエンジントルクがトルク要求量に精度よく追従する。

ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態では、図１６に示すように、時間Ｔ２でダウンシフトが開始する直前で急増したエンジントルクが、ダウンシフトが開始した後にトルク要求量に遅れて緩やかに変化する。そのため、エンジントルクの増減により発生し得るショックを低減し得る。しかしながら、ダウンシフトの完了直前および／または直後でトルク要求量が漸増した場合には、実際のエンジントルクとトルク要求量との差が大きくなり得る。

上記の特性を鑑みて、パワーオンダウンシフトの実行中（開始から完了まで）に、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態から、変換しない状態に切替えることが望ましい。このようにすれば、パワーオンダウンシフトの開始直後に発生し得るショックを低減することができるとともに、パワーオンダウンシフトの完了前後におけるエンジントルクの精度を向上することができる。

しかしながら、図１７に示すように、パワーオンダウンシフトが完了した後で、トルク要求量と実際のエンジントルクとの差が大きい時間Ｔ３において、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態から、変換しない状態に切替えると、切替えた時点でエンジントルクが急変し得る。

そこで、本実施の形態においては、図１８に示すように、パワーオンダウンシフトが開始した時間Ｔ２から、イナーシャ相において、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも小さくなるまでは、ＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定されたトルク要求量が、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換される。

イナーシャ相において、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも小さくなった後、時間Ｔ１において、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態から、変換しない状態に切替えられる。

これにより、ショックを低減するようにパワーオンダウンシフトの開始直後にエンジントルクの変化量を緩やかにするとともに、パワーオンダウンシフトの完了付近におけるエンジントルクの精度を向上することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、ＥＣＴトルク制御システムにより設定されたトルク要求量に応じてエンジントルクを制御する状態と、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に応じてエンジントルクを制御する状態とが切替えられる。これにより、エンジントルクの変化速度を種々の状況に応じて変更することができる。

第２の実施の形態
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも小さい場合に、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態にする点で、前述の第１の実施の形態と相違する。

また、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも大きい場合に、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換しない状態にする点で、前述の第１の実施の形態と相違する。

その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。

アクセルペダル８００８が操作された状態のアップシフト、すなわちパワーオンアップシフトを行なう場合を想定する。

図１９に示すように、イナーシャ相において、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも小さい場合に、設定されたトルク要求量が、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換される。すなわち、イナーシャ相におけるトルクダウン量がしきい値より小さい場合に、設定されたトルク要求量が、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換される。

これにより、エンジントルクの変化速度を遅くすることができる。そのため、エンジントルクのオーバーシュートおよびアンダーシュートが起き難いようにすることができる。その結果、エンジントルクの精度を向上することができる。

また、図２０に示すように、イナーシャ相において、設定されたトルク要求量と実際のエンジントルクとの差がしきい値よりも大きい場合、設定されたトルク要求量は、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換されない。すなわち、イナーシャ相におけるトルクダウン量がしきい値より大きい場合、設定されたトルク要求量は、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換されない。これにより、エンジントルクの変化速度を速くすることができる。そのため、トルク要求量に対するエンジントルクの追従性を向上することができる。

なお、スロットル開度がしきい値より小さい状態でトルク要求量が低くなるようにＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定される場合に、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換する状態にしてもよい。

たとえば、スロットル開度がしきい値より小さい状態でオートマチックトランスミッション２０００のパワーオンアップシフトを実行する場合を想定する。イナーシャ相において、予め定められた値まで低くなるようにトルク要求量がＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定される場合に、設定されたトルク要求量が、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換される。

スロットル開度がしきい値より小さい場合、エンジントルクが小さいために、トルクダウン量の最大値は小さい。したがって、このようにしても、イナーシャ相におけるトルクダウン量が小さい場合に、エンジントルクの変化速度を遅くすることができる。そのため、エンジントルクのオーバーシュートおよびアンダーシュートが起き難いようにすることができる。その結果、エンジントルクの精度を向上することができる。

また、スロットル開度がしきい値より大きい状態でトルク要求量が低くなるようにＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定される場合に、設定されたトルク要求量を、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換しない状態にしてもよい。

たとえば、スロットル開度がしきい値より大きい状態でオートマチックトランスミッション２０００のパワーオンアップシフトを実行する場合を想定する。イナーシャ相において、予め定められた値まで低くなるようにトルク要求量がＥＣＴトルク制御システム９２４０により設定される場合、設定されたトルク要求量は、設定されたトルク要求量に比べて遅れて変化するトルク要求量に変換されない。

スロットル開度がしきい値より大きい場合、エンジントルクが大きいために、トルクダウン量の最大値は大きい。したがって、このようにしても、イナーシャ相におけるトルクダウン量が大きい場合に、エンジントルクの変化速度を速くすることができる。そのため、トルク要求量に対するエンジントルクの追従性を向上することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (4)

1. 駆動源の出力値および前記駆動源に連結された変速機の入力値のうちのいずれか一方の目標値を設定する設定部と、
   設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する変換部と、
   設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換するか否かを切替える切替部と、
   前記目標値に応じて前記駆動源の出力値を制御する制御部とを備え、
   前記切替部は、前記変速機のダウンシフト中のイナーシャ相において、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態から、変換しない状態に切替える、駆動源の制御装置。
2. 前記出力値は、出力トルクである、請求項１に記載の駆動源の制御装置。
3. 駆動源の出力値および前記駆動源に連結された変速機の入力値のうちのいずれか一方の目標値を設定するステップと、
   設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換するステップと、
   設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換するか否かを切替えるステップと、
   前記目標値に応じて前記駆動源の出力値を制御するステップとを備え、
   設定された目標値を変換するか否かを切替えるステップは、前記変速機のダウンシフト中のイナーシャ相において、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態から、変換しない状態に切替えるステップを含む、駆動源の制御方法。
4. 駆動源の出力値および前記駆動源に連結された変速機の入力値のうちのいずれか一方の目標値を設定するための設定手段と、
   設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換するための変換手段と、
   設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換するか否かを切替えるための切替手段と、
   前記目標値に応じて前記駆動源の出力値を制御するための制御手段とを備え、
   前記切替手段は、前記変速機のダウンシフト中のイナーシャ相において、設定された目標値を、設定された目標値に比べて遅れて変化する目標値に変換する状態から、変換しない状態に切替えるための手段を含む、駆動源の制御装置。

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