車両用制御装置
【課題】適合作業の簡素化を図ることによって車両の開発コストを引き下げる。
【解決手段】エンジントルク算出部８０は発生中のエンジントルクＴｅを算出し、トルク増減量算出部８１は増減可能なエンジンのトルク増減量Ｔｍａｘを算出する。モード係数設定部８２は走行モードに応じたモード係数ｋを設定し、許容イナーシャ算出部８３はトルク増減量Ｔｍａｘにモード係数ｋを乗じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出する。さらに、変速速度算出部８４は許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが発生する無段変速機の変速速度Ｖ１を算出し、上限変速速度設定部８６は変速速度Ｖ１に基づき上限変速速度Ｖ２を設定する。そして、変速制御部９４は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で無段変速機を変速制御する。これにより、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を簡単に設定でき、開発段階における適合作業が簡素化される。
【解決手段】エンジントルク算出部８０は発生中のエンジントルクＴｅを算出し、トルク増減量算出部８１は増減可能なエンジンのトルク増減量Ｔｍａｘを算出する。モード係数設定部８２は走行モードに応じたモード係数ｋを設定し、許容イナーシャ算出部８３はトルク増減量Ｔｍａｘにモード係数ｋを乗じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出する。さらに、変速速度算出部８４は許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが発生する無段変速機の変速速度Ｖ１を算出し、上限変速速度設定部８６は変速速度Ｖ１に基づき上限変速速度Ｖ２を設定する。そして、変速制御部９４は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で無段変速機を変速制御する。これにより、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を簡単に設定でき、開発段階における適合作業が簡素化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよびこれに連結される無段変速機を備えるパワーユニットと、走行モード毎にパワーユニットの動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段とを有する車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達系に設けられる無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリ、出力軸に設けられるセカンダリプーリ、これらのプーリに掛け渡される駆動チェーン等を有している。この無段変速機においては、プーリ溝幅を調整することで如何なる変速比にも設定することができるため、手動変速機や自動変速機のように変速比を段階的に切り換えて変速することが可能となる。これにより、無段変速機を搭載した車両においても、多段変速のシフトフィーリングを得ることが可能となり、車両の商品性を向上させることが可能となっている。
【０００３】
このような多段変速モードでの変速時には、変速比が段階的に切り換えられることから、変速比を連続的に変化させる無段変速モードよりも変速速度が高められている。したがって、多段変速モードのアップシフトにおいては、入力側の回転数が急に減速されることになり、プライマリプーリ等に対して慣性によるイナーシャトルクが発生することになる。このイナーシャトルクは、プライマリプーリ等を加速させる方向に作用することから、無段変速機からの出力トルクを一時的に増大させて変速ショックを招く要因となっていた。
【０００４】
このイナーシャトルクに起因する変速ショックを回避するため、アップシフト時にエンジントルクを引き下げることにより、アップシフト時のイナーシャトルクを吸収させるようにした技術が開発されている。しかしながら、エンジントルクが微小となる惰性走行等においては、イナーシャトルクに相当する大きさでエンジントルクを引き下げることが不可能であった。そこで、エンジントルクを十分に引き下げることができない場合には、変速速度を低下させてイナーシャトルクを減少させることにより、変速ショックを回避するようにした技術が開発されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、低燃費モードや高出力モード等の走行モード毎に、エンジンのスロットル特性や無段変速機の変速特性等を切り換え、パワーユニットの動力特性を切り換えるようにした車両が開発されている。このように、走行モード毎に動力特性を切り換える車両においては、前述したイナーシャトルクを減少させるために引き下げられる変速速度の引き下げ幅についても、運転手に違和感を与えることのないように走行モード毎に設定する必要がある。すなわち、変速速度の引き下げ幅が走行モード毎の動力特性と適合するように、予め実験やシミュレーション等によって変速速度の引き下げ幅を設定する必要があった。しかしながら、走行モード毎に変速速度の引き下げ幅を設定することは、煩雑な適合作業を伴うことから車両の開発コストを増大させる要因となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、適合作業の簡素化を図ることによって車両の開発コストを引き下げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用制御装置は、エンジンおよびこれに連結される無段変速機を備えるパワーユニットと、走行モード毎に前記パワーユニットの動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段とを有する車両用制御装置であって、前記無段変速機を変速する際に、前記無段変速機の入力側に発生するイナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させ、前記エンジンにイナーシャトルクを吸収させるエンジン制御手段と、前記エンジンの運転状態と前記走行モードの設定状態とに基づいて、前記エンジンに吸収されるイナーシャトルクの上限値を算出するイナーシャトルク算出手段と、前記上限値のイナーシャトルクが発生する変速速度を算出し、算出された変速速度に基づいて上限変速速度を設定する上限変速速度設定手段と、前記上限変速速度を超えない変速速度で前記無段変速機を変速させる変速制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用制御装置は、前記イナーシャトルク算出手段は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンが増減可能なエンジントルクの増減量を算出した後に、前記走行モードの設定状態に基づいて前記増減量を補正し、補正後の前記増減量を前記上限値として設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両用制御装置は、前記無段変速機は、段階的に設定される複数の変速比を切り換えて変速する多段変速モードを備え、前記エンジン制御手段は、多段変速モードで変速する際にエンジントルクを増減させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用制御装置は、前記エンジン制御手段は、前記無段変速機を増速側に変速する際にはエンジントルクを減少させ、前記無段変速機を減速側に変速する際にはエンジントルクを増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、走行モードの設定状態に基づいてエンジンに吸収されるイナーシャトルクの上限値を算出し、この上限値に基づいて変速時の上限変速速度を設定したので、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を簡単に設定することが可能となる。これにより、開発段階における適合作業の簡素化を図ることができ、車両の開発コストを引き下げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両に搭載されるパワーユニットを示すスケルトン図である。
【図２】パワーユニットの制御系を示す概略図である。
【図３】無段変速モードにおいて使用される変速特性マップの一例を示す説明図である。
【図４】多段変速モードにおいて使用されるシフトパターンの一例を示す説明図である。
【図５】多段変速モードにおいて使用される変速比の一例を示す説明図である。
【図６】多段変速モードでのアップシフトに伴ってエンジントルクを減少させる際の状況を示す説明図である。
【図７】多段変速モードでのダウンシフトに伴ってエンジントルクを増大させる際の過程を示す説明図である。
【図８】制御ユニットのエンジン制御系と変速制御系とを示すブロック図である。
【図９】各走行モードの許容イナーシャトルクを示す線図である。
【図１０】トルクダウン目標値の算出過程を示す説明図である。
【図１１】トルクアップ目標値の算出過程を示す説明図である。
【図１２】高出力モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。
【図１３】標準モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。
【図１４】低燃費モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。
【図１５】高出力モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【図１６】標準モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【図１７】低燃費モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【図１８】(ａ)および(ｂ)は各走行モードで設定される許容イナーシャトルクの他の例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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を示すスケルトン図である。このパワーユニット１０は、本発明の一実施の形態である車両用制御装置によって制御される。図１に示すように、パワーユニット１０は、動力源であるエンジン１１と、これに連結される無段変速機１２とを備えている。無段変速機１２は、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１３と、これに平行となるセカンダリ軸１４とを有している。プライマリ軸１３とセカンダリ軸１４との間には変速機構１５が設けられており、セカンダリ軸１４と駆動輪１６との間には減速機構１７やデファレンシャル機構１８が設けられている。
【００１５】
プライマリ軸１３にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０は固定シーブ２０ａと可動シーブ２０ｂとを備えている。可動シーブ２０ｂの背面側には作動油室２１が区画されており、作動油室２１内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリ軸１４にはセカンダリプーリ２２が設けられており、このセカンダリプーリ２２は固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとを備えている。可動シーブ２２ｂの背面側には作動油室２３が区画されており、作動油室２３内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。さらに、プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２２には駆動チェーン２４が巻き掛けられている。そして、プーリ２０，２２の溝幅を変化させて駆動チェーン２４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１３からセカンダリ軸１４に対する無段変速が可能となる。
【００１６】
このような変速機構１５にエンジン動力を伝達するため、クランク軸２５とプライマリ軸１３との間にはトルクコンバータ２６および前後進切換機構２７が設けられている。トルクコンバータ２６は、クランク軸２５にフロントカバー２８を介して連結されるポンプインペラ２９と、このポンプインペラ２９に対向するとともにタービン軸３０に連結されるタービンランナ３１とを備えている。このトルクコンバータ２６には、クランク軸２５とタービン軸３０とを直結するロックアップクラッチ３２が設けられている。また、前後進切換機構２７は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３３、前進クラッチ３４および後退ブレーキ３５を備えている。これら前進クラッチ３４や後退ブレーキ３５を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えることが可能となる。
【００１７】
図２はパワーユニット１０の制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２等に作動油を供給するため、パワーユニット１０にはエンジン１１等に駆動されるオイルポンプ４０が設けられている。オイルポンプ４０に接続されるセカンダリ圧路４１は、セカンダリプーリ２２の作動油室２３に接続されるとともにセカンダリ圧制御弁４２の調圧ポート４２ａに接続されている。このセカンダリ圧制御弁４２を介して調圧されるライン圧としてのセカンダリ圧は、駆動チェーン２４に滑りを生じさせることのないように、エンジントルクや目標変速比等に基づき調圧される。また、セカンダリ圧路４１はプライマリ圧制御弁４３の入力ポート４３ａに接続されており、プライマリ圧制御弁４３の出力ポート４３ｂから延びるプライマリ圧路４４はプライマリプーリ２０の作動油室２１に接続されている。このプライマリ圧制御弁４３を介して調圧されるプライマリ圧は、目標変速比に向けてプライマリプーリ２０の溝幅を制御するように、目標変速比、目標変速速度およびセカンダリ圧等に基づき調圧される。
【００１８】
また、図２に示すように、エンジン１１には吸気ポート５０が設けられており、この吸気ポート５０には吸気管５１が接続されている。吸気管５１には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ５２や、燃料を噴射するインジェクタ５３が設けられている。さらに、シリンダヘッド５４には混合気に点火する点火プラグ５５が取り付けられ、点火プラグ５５には高電圧電流を生成する点火コイル５６が接続されている。スロットルバルブ５２、インジェクタ５３および点火コイル５６等は、目標エンジントルクや目標エンジン回転数に基づき制御される。
【００１９】
エンジン１１や無段変速機１２に対して制御信号を出力する制御ユニット６０は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納され、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが格納される。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから検出信号が入力される。制御ユニット６０に接続されるセンサとしては、車速を検出する車速センサ６１、アクセルペダルの操作状況(アクセル開度)を検出するアクセルペダルセンサ６２、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ６３、プライマリプーリ２０の回転数(プライマリ回転数)を検出するプライマリ回転数センサ６４、セカンダリプーリ２２の回転数(セカンダリ回転数)を検出するセカンダリ回転数センサ６５、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６６、スロットルバルブ５２のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ６７、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ６８、後述するセレクトレバー７２の操作位置を検出するインヒビタスイッチ６９等が設けられている。また、制御ユニット６０には、走行レンジや変速モードを選択する際に手動操作されるセレクトレバーユニット７０が接続されている。さらに、走行モード毎にパワーユニット１０の動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段として機能する制御ユニット６０には、走行モードを選択する際に手動操作されるモードセレクター７１が接続されている。なお、走行レンジとは、前進走行レンジ(Ｄレンジ)、後退走行レンジ(Ｒレンジ)、駐車レンジ(Ｐレンジ)、ニュートラルレンジ(Ｎレンジ)等である。また、変速モードとは、変速比を連続的に変化させる無段変速モードや、変速比を段階的に変化させる多段変速モード等である。さらに、走行モードとは、パワーユニット１０の出力を抑えて燃費性能を向上させる低燃費モード、パワーユニット１０の出力を高めて動力性能を向上させる高出力モード、燃費性能と動力性能とを兼ね備えた標準モード等である。
【００２０】
続いて、無段変速機１２の変速制御について説明する。前述したように、制御ユニット６０は無段変速モードと多段変速モードとを備えており、これらの変速モードは運転者のセレクトレバー操作に応じて切り換えられる。図２に示すように、セレクトレバーユニット７０には、運転手に操作されるセレクトレバー７２が設けられている。セレクトレバー７２を案内するゲート７３は、無段変速ゲート７４と多段変速ゲート７５とによって構成されている。セレクトレバー７２を無段変速ゲート７４に移動させることで無段変速モードが設定される一方、セレクトレバー７２を多段変速ゲート７５に移動させることで多段変速モードが設定される。なお、セレクトレバー操作によって変速モードを切り換えることなく、予め設定された走行領域毎に自動的に変速モードを切り換えても良い。
【００２１】
ここで、図３は無段変速モードにおいて使用される変速特性マップの一例を示す説明図である。また、図４は多段変速モードにおいて使用されるシフトパターンの一例を示す説明図である。さらに、図５は多段変速モードにおいて使用される変速比の一例を示す説明図である。セレクトレバー操作によって無段変速モードに設定されると、制御ユニット６０は、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき図３の変速特性マップを参照し、この変速特性マップから目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する。そして、制御ユニット６０は、目標プライマリ回転数Ｎｐに基づき目標変速比を算出し、この目標変速比に基づいてプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを制御する。図３に示すように、無段変速モードにおいて参照される変速特性マップには、最大変速比を示す特性線Ｌｏｗと最小変速比を示す特性線Ｈｉｇｈとが設定されており、特性線Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈの間にはアクセル開度Ａｃｃに対応した複数の特性線Ａ１〜Ａ８が設定されている。例えば、図３に符号αで示す走行状態から、特性線Ａ６に相当するアクセル開度までアクセルペダルが踏み込まれた場合には、目標プライマリ回転数としてＮｐ１が設定され、目標変速比としてＴｒ１が設定される。また、図３に符号αで示す走行状態から、特性線Ａ２に相当するアクセル開度までアクセルペダルの踏み込みが緩められた場合には、目標プライマリ回転数としてＮｐ２が設定され、目標変速比としてＴｒ２が設定される。このように、無段変速モードにおいては、刻々と変化する車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃに基づいて、目標変速比が連続的に設定されることになる。
【００２２】
一方、セレクトレバー操作によって多段変速モードが設定されると、制御ユニット６０は、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき図４のシフトパターンを参照し、このシフトパターンから変速制御に用いられる変速比Ｒ１〜Ｒ５を選択する。図５に示すように、特性線Ｌｏｗと特性線Ｈｉｇｈとの間に区画される変速領域内には、多段変速モードで使用される変速比Ｒ１〜Ｒ５が予め設定されている。また、図４に示すように、シフトパターンには、変速比Ｒ１〜Ｒ５間でのアップシフトを規定する複数のアップシフト線(実線)が設定されており、変速比Ｒ１〜Ｒ５間でのダウンシフトを規定する複数のダウンシフト線(破線)が設定されている。そして、各シフト線を跨ぐように車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃが変化したときに、各変速比Ｒ１〜Ｒ５間でのアップシフトやダウンシフトが実行されることになる。このように、変速比Ｒ１〜Ｒ５により設定された各変速段を切り換えて変速制御を実行することで、無段変速機１２でありながら前進５段の手動変速機等と同様のシフトフィーリングを得ることが可能となる。
【００２３】
なお、図２に示すように、多段変速ゲート７５内においてはセレクトレバー７２を前後方向に動かすことが可能となっている。そして、セレクトレバー７２を前方(＋方向)に操作することで増速側への変速であるアップシフトが可能となり、セレクトレバー７２を後方(−方向)に操作することで減速側への変速であるダウンシフトが可能となる。このように、図４のシフトパターンに従って変速段を切り換えるだけでなく、運転者のセレクトレバー操作に連動して変速段を切り換えることが可能となっている。また、図示する場合には、無段変速機１２の変速段(変速比Ｒ１〜Ｒ５)を５段階に分けて設定しているが、これに限られることはなく、変速段の設定数を増減させても良い。
【００２４】
このような多段変速モードにおいては、変速比Ｒ１〜Ｒ５を段階的に切り換えることから、変速比を連続的に変化させる無段変速モードに比べて変速速度(単位時間当たりの変速比変化量)が高められている。特に、多段変速モードにおける変速品質を向上させるためには、変速速度を高めて俊敏に変速させることが重要となっている。しかしながら、無段変速機１２の変速速度を高めることは、プライマリプーリ２０等の急減速や急加速を招くことから、無段変速機１２の入力側に作用するイナーシャトルクを増大させて変速ショックを招く要因となっていた。そこで、本発明の車両用制御装置を構成する制御ユニット６０は、イナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させることにより、エンジン１１にイナーシャトルクを吸収させるようにしている。
【００２５】
ここで、図６は多段変速モードでのアップシフトに伴ってエンジントルクを減少させる際の状況を示す説明図である。図６に示すように、多段変速モードで変速比をＲ２からＲ３にアップシフトさせると、プライマリ回転数が急に減速されることから、無段変速機１２の入力側には慣性によるイナーシャトルクＴｉが発生することになる。このイナーシャトルクＴｉは、プライマリプーリ２０等を加速する方向(＋方向)に作用することから、図６に破線で示すように、無段変速機１２から駆動輪１６に向けて出力される駆動輪トルクＴｏｕｔを一時的に増大させることになる。このような駆動輪トルクＴｏｕｔの一時的な増大は、変速ショックとして乗員に違和感を与えることから、制御ユニット６０は、スロットルバルブ５２やインジェクタ５３等に制御信号を出力し、イナーシャトルクＴｉの発生に合わせてエンジントルクＴｅを一時的に引き下げている(トルクダウン制御)。このように、イナーシャトルクＴｉに応じたトルクダウン量およびタイミングで、エンジントルクＴｅを一時的に引き下げることにより、イナーシャトルクＴｉをエンジン１１に吸収させることが可能となる。これにより、駆動輪トルクＴｏｕｔの増大を抑制することができ、変速ショックを抑制することが可能となる。なお、無段変速機１２の入力側に発生するイナーシャトルクＴｉとは、プライマリプーリ２０と一体に回転する部品に発生するイナーシャトルクを意味している。すなわち、無段変速機１２の入力側に発生するイナーシャトルクＴｉとは、クランク軸２５、トルクコンバータ２６、タービン軸３０、前後進切換機構２７、プライマリ軸１３、プライマリプーリ２０等に発生するイナーシャトルクを意味している。
【００２６】
また、図７は多段変速モードでのダウンシフトに伴ってエンジントルクを増大させる際の過程を示す説明図である。図７に示すように、多段変速モードで変速比をＲ３からＲ２にダウンシフトさせると、プライマリ回転数が急に上昇することから、無段変速機１２の入力側には慣性によるイナーシャトルクＴｉが発生することになる。このイナーシャトルクＴｉは、プライマリプーリ２０等を減速する方向(−方向)に作用することから、図７に破線で示すように、無段変速機１２から駆動輪１６に向けて出力される駆動輪トルクＴｏｕｔを一時的に減少させることになる。このような駆動輪トルクＴｏｕｔの一時的な減少は、変速ショックとして乗員に違和感を与えることから、制御ユニット６０は、スロットルバルブ５２やインジェクタ５３等に制御信号を出力し、イナーシャトルクＴｉの発生に合わせてエンジントルクＴｅを一時的に引き上げている(トルクアップ制御)。このように、イナーシャトルクＴｉに応じたトルクアップ量およびタイミングで、エンジントルクＴｅを一時的に引き上げることにより、イナーシャトルクＴｉをエンジン１１に吸収させることが可能となる。これにより、駆動輪トルクの減少を抑制することができ、変速ショックを抑制することが可能となる。
【００２７】
上述したように、アップシフト時にはエンジントルクを引き下げることで変速ショックを抑制しているが、コースティング中や低負荷運転等のエンジントルクが微小となる運転状態においては、アップシフト時に生じるイナーシャトルクを打ち消すだけのトルクダウン量が得られない場合も想定される。また、ダウンシフト時にはエンジントルクを引き上げることで変速ショックを抑制しているが、高負荷運転等のエンジントルクが最大値付近となる運転状態においては、ダウンシフト時に生じるイナーシャトルクを打ち消すだけのトルクアップ量が得られない場合も想定される。このように、イナーシャトルクを打ち消すだけのトルク増減量(トルクダウン量およびトルクアップ量)が得られない場合には、変速速度を低下させてイナーシャトルクを低減することが必要となっている。
【００２８】
さらに、運転手に違和感を与えることのないように、前述した走行モードの動力特性に応じて変速速度を設定することも必要となっている。すなわち、走行モードとして低燃費モードが選択されているにも拘わらず、高い変速速度で俊敏に変速させることは、低燃費モードにおける緩やかな動力特性との不一致を招き、運転手に違和感を与えることになる。同様に、走行モードとして高出力モードが選択されているにも拘わらず、低い変速速度で緩やかに変速させることは、高出力モードにおける俊敏な動力特性との不一致を招き、運転手に違和感を与えることになる。そこで、制御ユニット６０は、エンジン１１のトルク増減量と走行モードの動力特性との双方を満足するように上限変速速度を設定し、この上限変速速度を超えない変速速度で無段変速機１２の変速制御を実行している。
【００２９】
図８は制御ユニット６０のエンジン制御系と変速制御系とを示すブロック図である。図８に示すように、制御ユニット６０は、エンジントルク算出部８０、トルク増減量算出部８１、モード係数設定部８２、許容イナーシャ算出部８３、変速速度算出部８４および変速比変化量算出部８５を備えている。エンジントルク算出部８０は、スロットル開度Ｔｈとエンジン回転数Ｎｅとに基づき所定マップを参照し、現在発生しているエンジントルクＴｅを算出する。続いて、トルク増減量算出部(イナーシャトルク算出手段)８１は、エンジントルクＴｅに基づいてトルク増減量(増減量)Ｔｍａｘを算出する。このトルク増減量Ｔｍａｘは、アップシフトにおいては発生中のエンジントルクＴｅと引き上げ可能な最大トルクＴＨとの差であり、ダウンシフトにおいては発生中のエンジントルクＴｅと引き下げ可能な最小トルクＴＬとの差である。すなわち、トルク増減量Ｔｍａｘとは、現時点から増減可能なエンジントルク量である。なお、図６および図７に示す場合には、最小トルクＴＬを０に設定しているが、これに限られることはなく、最小トルクＴＬを０以下に設定しても良い。
【００３０】
また、モード係数設定部(イナーシャトルク算出手段)８２は、運転手によるモードセレクター７１の操作状況に基づいて、走行モードに応じたモード係数ｋを設定する。例えば、高出力モードの選択時にはモード係数ｋとして１．１が設定され、標準モードの選択時にはモード係数ｋとして０．８が設定され、低燃費モードの選択時にはモード係数ｋとして０．６が設定される。続いて、許容イナーシャ算出部(イナーシャトルク算出手段)８３は、トルク増減量Ｔｍａｘにモード係数ｋを乗算し、許容イナーシャトルク(上限値)Ｔｉｍａｘを算出する。ここで、図９は各走行モードの許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを示す線図である。図９に示すように、高出力モードにおいてはトルク増減量Ｔｍａｘを上回る許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが算出され、標準モードにおいてはトルク増減量Ｔｍａｘを下回る許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが算出され、低燃費モードにおいては標準モードを下回る許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが算出される。なお、モード係数としては前述した値に限られることはない。例えば、高出力モードでのモード係数を１．０以下に設定することにより、高出力モードにおいてトルク増減量Ｔｍａｘ以下となる許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出しても良い。
【００３１】
そして、変速速度算出部(上限変速速度設定手段)８４は、以下の式(１)に基づいて、変速時に許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが発生するプライマリプーリ２０の角加速度αを算出する。なお、式(１)の符号Ｉは、前述したイナーシャトルクの作用する無段変速機１２の入力側における各部品の慣性モーメントである。続いて、変速速度算出部８４は、リダクションギヤ比、および各部の慣性モーメントに基づき、変速時に発生イナーシャトルクと許容イナーシャトルクＴｉｍａｘとが等しくなる無段変速機１２の変速速度Ｖ１を算出する。なお、変速比変化量ｄｉとは、変速比変化量算出部８５によって算出される変速前後の変速比変化量である。例えば、図６に示す場合には、変速前の変速比がＲ２であり、変速後の変速比がＲ３であることから、変速比変化量ｄｉは(Ｒ２−Ｒ３)となる。
α＝Ｔｉｍａｘ／Ｉ ・・・(１)
【００３２】
また、図８に示すように、制御ユニット６０は、上限変速速度設定部８６、第１仮想変速特性設定部８７、第１イナーシャ算出部８８、第２仮想変速特性設定部８９、第２イナーシャ算出部９０、トルク目標値算出部９１、トルク制御判定部９２、エンジン制御部９３および変速制御部９４を有している。上限変速速度設定部(上限変速速度設定手段)８６は、変速速度Ｖ１に対して所定上限値Ｖｍａｘと所定下限値Ｖｍｉｎとを適用し、変速制御で用いられる上限変速速度Ｖ２を設定する。すなわち、変速速度Ｖ１が、所定下限値Ｖｍｉｎ以上、所定上限値Ｖｍａｘ以下である場合には、上限変速速度Ｖ２として変速速度Ｖ１が設定される。また、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、上限変速速度Ｖ２として所定下限値Ｖｍｉｎが設定される。さらに、変速速度Ｖ１が所定上限値Ｖｍａｘを上回る場合には、上限変速速度Ｖ２として所定上限値Ｖｍａｘが設定される。このように、上限変速速度Ｖ２は、所定下限値Ｖｍｉｎと所定上限値Ｖｍａｘとの間に収められ、後述する第２仮想変速特性設定部８９に入力される。そして、第２仮想変速特性設定部８９は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速特性を設定し、この変速特性が入力される変速制御部(変速制御手段)９４は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で無段変速機１２を変速制御する。
【００３３】
続いて、変速時にエンジントルクを増減させるため、エンジン１１に出力されるトルクダウン目標値およびトルクアップ目標値の算出手順について説明する。ここで、図１０はトルクダウン目標値の算出過程を示す説明図であり、図１１はトルクアップ目標値の算出過程を示す説明図である。まず、図８に示すように、第１仮想変速特性設定部８７は、変速比変化量ｄｉに基づいて第１仮想変速特性ｉ１を設定する。図１０および図１１に示すように、第１仮想変速特性ｉ１は、変速比をＲ２(またはＲ３)からＲ３(またはＲ２)に素早く変化させるような変速速度特性である。
【００３４】
また、第１イナーシャ算出部８８は、第１仮想変速特性ｉ１で無段変速機１２を変速させたときに、無段変速機１２の入力側に発生する第１仮想イナーシャトルクＴ１ａを算出する。この第１仮想イナーシャトルクＴ１ａは、第１仮想変速特性ｉ１の変速速度、セカンダリ回転数Ｎｓおよび無段変速機１２の入力側の慣性モーメントＩに基づき算出される。次いで、第１イナーシャ算出部８８は、エンジン１１の応答遅れを考慮し、第１仮想イナーシャトルクＴ１ａに対して所定係数を乗じた後に所定フィルタ処理を施し、第１補正イナーシャトルクＴ１ｂを算出する。なお、図１０および図１１に示すように、エンジン１１の応答遅れを考慮し、第１仮想イナーシャトルクＴ１ａの立ち上がりから一定時間は、一時遅れ処理等のフィルタ処理を施さないようにしている。
【００３５】
続いて、第２仮想変速特性設定部８９は、第１仮想変速特性ｉ１に所定のフィルタ処理を施すことにより、第１仮想変速特性ｉ１よりも変速速度を抑えた第２仮想変速特性ｉ２を設定する。また、第２仮想変速特性設定部８９には上限変速速度設定部８６から上限変速速度Ｖ２が入力されており、第２仮想変速特性設定部８９は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で第２仮想変速特性ｉ２を設定する。図１０および図１１に示すように、第２仮想変速特性ｉ２は、変速制御系の応答性等の観点から現実的に指示可能な変速速度特性となっている。この第２仮想変速特性ｉ２は変速制御部９４に入力され、第２仮想変速特性ｉ２に従って変速制御を実行するように、変速制御部９４はプライマリ圧制御弁４３やセカンダリ圧制御弁４２に制御信号を出力する。なお、図１０および図１１に実線で示す変速比ｉは、第２仮想変速特性ｉ２に従って変速制御を実行したときに、無段変速機１２が実際に制御される実変速比である。
【００３６】
また、第２イナーシャ算出部９０は、第２仮想変速特性ｉ２で無段変速機１２を変速させたときに、無段変速機１２の入力側に発生する第２仮想イナーシャトルクＴ２ａを算出する。この第２仮想イナーシャトルクＴ２ａは、第２仮想変速特性ｉ２の変速速度、セカンダリ回転数Ｎｓおよび無段変速機１２の入力側の慣性モーメントＩに基づき算出される。次いで、第２イナーシャ算出部９０は、イナーシャトルクの吸収分等を考慮し、第２仮想イナーシャトルクＴ２ａに対して所定係数を乗じた後に所定フィルタ処理を施し、第２補正イナーシャトルクＴ２ｂを算出する。なお、第２仮想イナーシャトルクＴ２ａを算出する際の所定係数やフィルタ処理は、車両の走行状況等を考慮して適宜設定される。
【００３７】
そして、トルク目標値算出部９１は、第１補正イナーシャトルクＴ１ｂと第２補正イナーシャトルクＴ２ｂとに基づいて、アップシフト時にはトルクダウン目標値Ｔｄを算出し、ダウンシフト時にはトルクアップ目標値Ｔｕを算出する。図１０および図１１に示すように、トルクダウン目標値Ｔｄやトルクアップ目標値Ｔｕは、第１補正イナーシャトルクＴ１ｂと第２補正イナーシャトルクＴ２ｂとを加算した後に、その加算値の変動を滑らかにする所定フィルタ処理を施すことで算出される。このトルクダウン目標値Ｔｄやトルクアップ目標値Ｔｕは、トルク目標値算出部９１からエンジン制御部９３に出力される。そして、エンジン制御部(エンジン制御手段)９３は、トルクダウン目標値Ｔｄやトルクアップ目標値Ｔｕに基づいて、スロットルバルブ５２やインジェクタ５３等を駆動制御し、変速時に発生するイナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させる。これにより、変速時のイナーシャトルクをエンジン１１に吸収させることができ、駆動輪トルクの過度な変動を抑制して変速ショックを回避することが可能となる。
【００３８】
また、低負荷運転等のエンジントルクが微小となる運転状態においては、アップシフトに合わせてエンジントルクを引き下げようとすると、車両挙動が乱れるおそれがある。そこで、制御ユニット６０のトルク制御判定部９２は、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎ以上である場合には、エンジン制御部９３にトルクダウンの許可信号を出力する。これにより、エンジン制御部９３によるエンジントルクの引き下げが許可される。一方、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、エンジン制御部９３にトルクダウンの中止信号を出力する。これにより、エンジン制御部９３によるエンジントルクの引き下げが中止される。すなわち、微小なエンジントルクＴｅによって許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが小さく算出され、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、車両挙動の乱れを抑制するためにエンジントルクの引き下げが中止される。
【００３９】
これまで説明したように、エンジン１１の運転状態と走行モードの設定状態とに基づき許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出し、この許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに基づき上限変速速度Ｖ２を設定したので、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を簡単に設定することが可能となる。すなわち、変速ショックを抑制するためには、エンジントルクを増減させるとともに変速速度を調整することが必要となる。さらに、運転手に違和感を与えることのないように、各走行モードの動力特性に応じて変速速度を設定することも必要となる。このように、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を得るためには、様々なパラメータ毎に変速速度を予めマップデータ化しておく必要があった。これに対し、本発明の車両用制御装置においては、エンジン１１の運転状態と走行モードの設定状態とに基づき許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出し、この許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに基づき上限変速速度Ｖ２を設定し、この上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で無段変速機１２を変速させている。これにより、開発段階における変速速度のマップデータ化が不要となり、開発コストを削減することが可能となる。
【００４０】
続いて、変速時のトルクダウン制御やトルクアップ制御の状況を図面に基づいて説明する。図１２は高出力モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図であり、図１３は標準モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図であり、図１４は低燃費モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。また、図１５は高出力モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図であり、図１６は標準モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図であり、図１７は低燃費モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【００４１】
まず、アップシフトに伴うトルクダウン制御について説明する。図１２〜図１４に示すように、エンジン１１の運転状態(出力中のエンジントルクＴｅ)は同一となっており、エンジン１１のトルク増減量Ｔｍａｘも同一となっている。このように、トルク増減量Ｔｍａｘが同一であっても走行モードが相違する場合には、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。さらに、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘから算出される上限変速速度Ｖ２についても、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。これにより、アップシフト時の変速速度は、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に遅くなるように制御される。そして、エンジントルクＴｅは、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに相当する大きさで、一時的に引き下げられる。このように、走行モードに応じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを変化させることにより、変速ショックを抑制しつつ走行モード毎の動力特性に適合する変速速度で無段変速機１２のアップシフトが可能となる。
【００４２】
続いて、ダウンシフトに伴うトルクアップ制御について説明する。図１５〜図１７に示すように、エンジン１１の運転状態(出力中のエンジントルクＴｅ)は同一となっており、エンジン１１のトルク増減量Ｔｍａｘも同一となっている。このように、トルク増減量Ｔｍａｘが同一であっても走行モードが相違する場合には、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。さらに、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘから算出される上限変速速度Ｖ２についても、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。これにより、ダウンシフト時の変速速度は、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に遅くなるように制御される。そして、エンジントルクＴｅは、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに相当する大きさで、一時的に引き上げられる。このように、走行モードに応じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを変化させることにより、変速ショックを抑制しつつ走行モード毎の動力特性に適合する変速速度で無段変速機１２のダウンシフトが可能となる。
【００４３】
また、上限変速速度Ｖ２に相当する変速速度で変速させつつ、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに相当する大きさでエンジントルクＴｅを増減させた場合には、図１３、図１４、図１６および図１７に示すように、駆動輪トルクＴｏｕｔを滑らかに変化させて変速ショックを回避することが可能である。これに対し、図１２および図１５に示すように、高出力モードでは、トルク増減量Ｔｍａｘを超える許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを設定している。すなわち、エンジン１１の許容範囲を超えた許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが設定されることから、エンジン１１で全てのイナーシャトルクを吸収することができずに、イナーシャトルクの一部が駆動輪トルクＴｏｕｔの変動として現れることになる(符号Ｘ)。このように、俊敏な変速が好まれる高出力モードにおいて、商品性を高めるために適度な変速ショックを敢えて残す場合であっても、前述したモード係数ｋを調整するだけの簡単な作業でチューニングを施すことが可能となる。
【００４４】
また、前述の説明では、走行モードに応じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを変化させるため、走行モード毎に設定されるモード係数ｋをトルク増減量Ｔｍａｘに乗算しているが、これに限られることはない。ここで、図１８(ａ)および(ｂ)は各走行モードで設定される許容イナーシャトルクＴｉｍａｘの他の例を示す線図である。図１８(ａ)に示すように、走行モード毎に定数α１〜α３を設定することにより、トルク増減量Ｔｍａｘから定数α１〜α３を減算して許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出しても良い。また、図１８(ｂ)に示すように、走行モード毎に上限値β１〜β３を設定することにより、トルク増減量Ｔｍａｘと上限値β１〜β３との小さい方の値を許容イナーシャトルクＴｉｍａｘとして設定しても良い。
【００４５】
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。例えば、動力特性を切り換える走行モードとして、高出力モード、標準モード、低燃費モードの３種類を設定しているが、２種類の走行モードを設定しても良く、４種類以上の走行モードを設定しても良い。また、前述の説明では、多段変速モードでの変速時にエンジントルクを増減させているが、これに限られることはなく、無段変速モードでの変速時にエンジントルクを増減させても良い。また、無段変速機としてチェーンドライブ式の無段変速機１２を挙げているが、これに限られることはなく、ベルトドライブ式やトロイダル式の無段変速機であっても良い。さらに、図示するパワーユニットは、動力源としてエンジン１１のみを備えたパワーユニット１０であるが、これに限られることはなく、動力源としてエンジン１１および電動モータを備えたパワーユニットであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０ パワーユニット
１１ エンジン
１２ 無段変速機
６０ 制御ユニット(パワーユニット制御手段，エンジン制御手段，イナーシャトルク算出手段，上限変速速度設定手段，変速制御手段)
８１ トルク増減量算出部(イナーシャトルク算出手段)
８２ モード係数設定部(イナーシャトルク算出手段)
８３ 許容イナーシャ算出部(イナーシャトルク算出手段)
８４ 変速速度算出部(上限変速速度設定手段)
８６ 上限変速速度設定部(上限変速速度設定手段)
９３ エンジン制御部(エンジン制御手段)
９４ 変速制御部(変速制御手段)
Ｔｍａｘ トルク増減量(増減量)
Ｔｉｍａｘ 許容イナーシャトルク(上限値)
Ｖ１ 変速速度
Ｖ２ 上限変速速度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよびこれに連結される無段変速機を備えるパワーユニットと、走行モード毎にパワーユニットの動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段とを有する車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達系に設けられる無段変速機は、入力軸に設けられるプライマリプーリ、出力軸に設けられるセカンダリプーリ、これらのプーリに掛け渡される駆動チェーン等を有している。この無段変速機においては、プーリ溝幅を調整することで如何なる変速比にも設定することができるため、手動変速機や自動変速機のように変速比を段階的に切り換えて変速することが可能となる。これにより、無段変速機を搭載した車両においても、多段変速のシフトフィーリングを得ることが可能となり、車両の商品性を向上させることが可能となっている。
【０００３】
このような多段変速モードでの変速時には、変速比が段階的に切り換えられることから、変速比を連続的に変化させる無段変速モードよりも変速速度が高められている。したがって、多段変速モードのアップシフトにおいては、入力側の回転数が急に減速されることになり、プライマリプーリ等に対して慣性によるイナーシャトルクが発生することになる。このイナーシャトルクは、プライマリプーリ等を加速させる方向に作用することから、無段変速機からの出力トルクを一時的に増大させて変速ショックを招く要因となっていた。
【０００４】
このイナーシャトルクに起因する変速ショックを回避するため、アップシフト時にエンジントルクを引き下げることにより、アップシフト時のイナーシャトルクを吸収させるようにした技術が開発されている。しかしながら、エンジントルクが微小となる惰性走行等においては、イナーシャトルクに相当する大きさでエンジントルクを引き下げることが不可能であった。そこで、エンジントルクを十分に引き下げることができない場合には、変速速度を低下させてイナーシャトルクを減少させることにより、変速ショックを回避するようにした技術が開発されている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、低燃費モードや高出力モード等の走行モード毎に、エンジンのスロットル特性や無段変速機の変速特性等を切り換え、パワーユニットの動力特性を切り換えるようにした車両が開発されている。このように、走行モード毎に動力特性を切り換える車両においては、前述したイナーシャトルクを減少させるために引き下げられる変速速度の引き下げ幅についても、運転手に違和感を与えることのないように走行モード毎に設定する必要がある。すなわち、変速速度の引き下げ幅が走行モード毎の動力特性と適合するように、予め実験やシミュレーション等によって変速速度の引き下げ幅を設定する必要があった。しかしながら、走行モード毎に変速速度の引き下げ幅を設定することは、煩雑な適合作業を伴うことから車両の開発コストを増大させる要因となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、適合作業の簡素化を図ることによって車両の開発コストを引き下げることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用制御装置は、エンジンおよびこれに連結される無段変速機を備えるパワーユニットと、走行モード毎に前記パワーユニットの動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段とを有する車両用制御装置であって、前記無段変速機を変速する際に、前記無段変速機の入力側に発生するイナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させ、前記エンジンにイナーシャトルクを吸収させるエンジン制御手段と、前記エンジンの運転状態と前記走行モードの設定状態とに基づいて、前記エンジンに吸収されるイナーシャトルクの上限値を算出するイナーシャトルク算出手段と、前記上限値のイナーシャトルクが発生する変速速度を算出し、算出された変速速度に基づいて上限変速速度を設定する上限変速速度設定手段と、前記上限変速速度を超えない変速速度で前記無段変速機を変速させる変速制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用制御装置は、前記イナーシャトルク算出手段は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンが増減可能なエンジントルクの増減量を算出した後に、前記走行モードの設定状態に基づいて前記増減量を補正し、補正後の前記増減量を前記上限値として設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両用制御装置は、前記無段変速機は、段階的に設定される複数の変速比を切り換えて変速する多段変速モードを備え、前記エンジン制御手段は、多段変速モードで変速する際にエンジントルクを増減させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用制御装置は、前記エンジン制御手段は、前記無段変速機を増速側に変速する際にはエンジントルクを減少させ、前記無段変速機を減速側に変速する際にはエンジントルクを増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、走行モードの設定状態に基づいてエンジンに吸収されるイナーシャトルクの上限値を算出し、この上限値に基づいて変速時の上限変速速度を設定したので、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を簡単に設定することが可能となる。これにより、開発段階における適合作業の簡素化を図ることができ、車両の開発コストを引き下げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両に搭載されるパワーユニットを示すスケルトン図である。
【図２】パワーユニットの制御系を示す概略図である。
【図３】無段変速モードにおいて使用される変速特性マップの一例を示す説明図である。
【図４】多段変速モードにおいて使用されるシフトパターンの一例を示す説明図である。
【図５】多段変速モードにおいて使用される変速比の一例を示す説明図である。
【図６】多段変速モードでのアップシフトに伴ってエンジントルクを減少させる際の状況を示す説明図である。
【図７】多段変速モードでのダウンシフトに伴ってエンジントルクを増大させる際の過程を示す説明図である。
【図８】制御ユニットのエンジン制御系と変速制御系とを示すブロック図である。
【図９】各走行モードの許容イナーシャトルクを示す線図である。
【図１０】トルクダウン目標値の算出過程を示す説明図である。
【図１１】トルクアップ目標値の算出過程を示す説明図である。
【図１２】高出力モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。
【図１３】標準モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。
【図１４】低燃費モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。
【図１５】高出力モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【図１６】標準モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【図１７】低燃費モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【図１８】(ａ)および(ｂ)は各走行モードで設定される許容イナーシャトルクの他の例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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を示すスケルトン図である。このパワーユニット１０は、本発明の一実施の形態である車両用制御装置によって制御される。図１に示すように、パワーユニット１０は、動力源であるエンジン１１と、これに連結される無段変速機１２とを備えている。無段変速機１２は、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１３と、これに平行となるセカンダリ軸１４とを有している。プライマリ軸１３とセカンダリ軸１４との間には変速機構１５が設けられており、セカンダリ軸１４と駆動輪１６との間には減速機構１７やデファレンシャル機構１８が設けられている。
【００１５】
プライマリ軸１３にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０は固定シーブ２０ａと可動シーブ２０ｂとを備えている。可動シーブ２０ｂの背面側には作動油室２１が区画されており、作動油室２１内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリ軸１４にはセカンダリプーリ２２が設けられており、このセカンダリプーリ２２は固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとを備えている。可動シーブ２２ｂの背面側には作動油室２３が区画されており、作動油室２３内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。さらに、プライマリプーリ２０およびセカンダリプーリ２２には駆動チェーン２４が巻き掛けられている。そして、プーリ２０，２２の溝幅を変化させて駆動チェーン２４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１３からセカンダリ軸１４に対する無段変速が可能となる。
【００１６】
このような変速機構１５にエンジン動力を伝達するため、クランク軸２５とプライマリ軸１３との間にはトルクコンバータ２６および前後進切換機構２７が設けられている。トルクコンバータ２６は、クランク軸２５にフロントカバー２８を介して連結されるポンプインペラ２９と、このポンプインペラ２９に対向するとともにタービン軸３０に連結されるタービンランナ３１とを備えている。このトルクコンバータ２６には、クランク軸２５とタービン軸３０とを直結するロックアップクラッチ３２が設けられている。また、前後進切換機構２７は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３３、前進クラッチ３４および後退ブレーキ３５を備えている。これら前進クラッチ３４や後退ブレーキ３５を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えることが可能となる。
【００１７】
図２はパワーユニット１０の制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２等に作動油を供給するため、パワーユニット１０にはエンジン１１等に駆動されるオイルポンプ４０が設けられている。オイルポンプ４０に接続されるセカンダリ圧路４１は、セカンダリプーリ２２の作動油室２３に接続されるとともにセカンダリ圧制御弁４２の調圧ポート４２ａに接続されている。このセカンダリ圧制御弁４２を介して調圧されるライン圧としてのセカンダリ圧は、駆動チェーン２４に滑りを生じさせることのないように、エンジントルクや目標変速比等に基づき調圧される。また、セカンダリ圧路４１はプライマリ圧制御弁４３の入力ポート４３ａに接続されており、プライマリ圧制御弁４３の出力ポート４３ｂから延びるプライマリ圧路４４はプライマリプーリ２０の作動油室２１に接続されている。このプライマリ圧制御弁４３を介して調圧されるプライマリ圧は、目標変速比に向けてプライマリプーリ２０の溝幅を制御するように、目標変速比、目標変速速度およびセカンダリ圧等に基づき調圧される。
【００１８】
また、図２に示すように、エンジン１１には吸気ポート５０が設けられており、この吸気ポート５０には吸気管５１が接続されている。吸気管５１には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ５２や、燃料を噴射するインジェクタ５３が設けられている。さらに、シリンダヘッド５４には混合気に点火する点火プラグ５５が取り付けられ、点火プラグ５５には高電圧電流を生成する点火コイル５６が接続されている。スロットルバルブ５２、インジェクタ５３および点火コイル５６等は、目標エンジントルクや目標エンジン回転数に基づき制御される。
【００１９】
エンジン１１や無段変速機１２に対して制御信号を出力する制御ユニット６０は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納され、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが格納される。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから検出信号が入力される。制御ユニット６０に接続されるセンサとしては、車速を検出する車速センサ６１、アクセルペダルの操作状況(アクセル開度)を検出するアクセルペダルセンサ６２、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ６３、プライマリプーリ２０の回転数(プライマリ回転数)を検出するプライマリ回転数センサ６４、セカンダリプーリ２２の回転数(セカンダリ回転数)を検出するセカンダリ回転数センサ６５、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６６、スロットルバルブ５２のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ６７、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ６８、後述するセレクトレバー７２の操作位置を検出するインヒビタスイッチ６９等が設けられている。また、制御ユニット６０には、走行レンジや変速モードを選択する際に手動操作されるセレクトレバーユニット７０が接続されている。さらに、走行モード毎にパワーユニット１０の動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段として機能する制御ユニット６０には、走行モードを選択する際に手動操作されるモードセレクター７１が接続されている。なお、走行レンジとは、前進走行レンジ(Ｄレンジ)、後退走行レンジ(Ｒレンジ)、駐車レンジ(Ｐレンジ)、ニュートラルレンジ(Ｎレンジ)等である。また、変速モードとは、変速比を連続的に変化させる無段変速モードや、変速比を段階的に変化させる多段変速モード等である。さらに、走行モードとは、パワーユニット１０の出力を抑えて燃費性能を向上させる低燃費モード、パワーユニット１０の出力を高めて動力性能を向上させる高出力モード、燃費性能と動力性能とを兼ね備えた標準モード等である。
【００２０】
続いて、無段変速機１２の変速制御について説明する。前述したように、制御ユニット６０は無段変速モードと多段変速モードとを備えており、これらの変速モードは運転者のセレクトレバー操作に応じて切り換えられる。図２に示すように、セレクトレバーユニット７０には、運転手に操作されるセレクトレバー７２が設けられている。セレクトレバー７２を案内するゲート７３は、無段変速ゲート７４と多段変速ゲート７５とによって構成されている。セレクトレバー７２を無段変速ゲート７４に移動させることで無段変速モードが設定される一方、セレクトレバー７２を多段変速ゲート７５に移動させることで多段変速モードが設定される。なお、セレクトレバー操作によって変速モードを切り換えることなく、予め設定された走行領域毎に自動的に変速モードを切り換えても良い。
【００２１】
ここで、図３は無段変速モードにおいて使用される変速特性マップの一例を示す説明図である。また、図４は多段変速モードにおいて使用されるシフトパターンの一例を示す説明図である。さらに、図５は多段変速モードにおいて使用される変速比の一例を示す説明図である。セレクトレバー操作によって無段変速モードに設定されると、制御ユニット６０は、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき図３の変速特性マップを参照し、この変速特性マップから目標プライマリ回転数Ｎｐを算出する。そして、制御ユニット６０は、目標プライマリ回転数Ｎｐに基づき目標変速比を算出し、この目標変速比に基づいてプライマリ圧Ｐｐとセカンダリ圧Ｐｓとを制御する。図３に示すように、無段変速モードにおいて参照される変速特性マップには、最大変速比を示す特性線Ｌｏｗと最小変速比を示す特性線Ｈｉｇｈとが設定されており、特性線Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈの間にはアクセル開度Ａｃｃに対応した複数の特性線Ａ１〜Ａ８が設定されている。例えば、図３に符号αで示す走行状態から、特性線Ａ６に相当するアクセル開度までアクセルペダルが踏み込まれた場合には、目標プライマリ回転数としてＮｐ１が設定され、目標変速比としてＴｒ１が設定される。また、図３に符号αで示す走行状態から、特性線Ａ２に相当するアクセル開度までアクセルペダルの踏み込みが緩められた場合には、目標プライマリ回転数としてＮｐ２が設定され、目標変速比としてＴｒ２が設定される。このように、無段変速モードにおいては、刻々と変化する車速Ｖおよびアクセル開度Ａｃｃに基づいて、目標変速比が連続的に設定されることになる。
【００２２】
一方、セレクトレバー操作によって多段変速モードが設定されると、制御ユニット６０は、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき図４のシフトパターンを参照し、このシフトパターンから変速制御に用いられる変速比Ｒ１〜Ｒ５を選択する。図５に示すように、特性線Ｌｏｗと特性線Ｈｉｇｈとの間に区画される変速領域内には、多段変速モードで使用される変速比Ｒ１〜Ｒ５が予め設定されている。また、図４に示すように、シフトパターンには、変速比Ｒ１〜Ｒ５間でのアップシフトを規定する複数のアップシフト線(実線)が設定されており、変速比Ｒ１〜Ｒ５間でのダウンシフトを規定する複数のダウンシフト線(破線)が設定されている。そして、各シフト線を跨ぐように車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃが変化したときに、各変速比Ｒ１〜Ｒ５間でのアップシフトやダウンシフトが実行されることになる。このように、変速比Ｒ１〜Ｒ５により設定された各変速段を切り換えて変速制御を実行することで、無段変速機１２でありながら前進５段の手動変速機等と同様のシフトフィーリングを得ることが可能となる。
【００２３】
なお、図２に示すように、多段変速ゲート７５内においてはセレクトレバー７２を前後方向に動かすことが可能となっている。そして、セレクトレバー７２を前方(＋方向)に操作することで増速側への変速であるアップシフトが可能となり、セレクトレバー７２を後方(−方向)に操作することで減速側への変速であるダウンシフトが可能となる。このように、図４のシフトパターンに従って変速段を切り換えるだけでなく、運転者のセレクトレバー操作に連動して変速段を切り換えることが可能となっている。また、図示する場合には、無段変速機１２の変速段(変速比Ｒ１〜Ｒ５)を５段階に分けて設定しているが、これに限られることはなく、変速段の設定数を増減させても良い。
【００２４】
このような多段変速モードにおいては、変速比Ｒ１〜Ｒ５を段階的に切り換えることから、変速比を連続的に変化させる無段変速モードに比べて変速速度(単位時間当たりの変速比変化量)が高められている。特に、多段変速モードにおける変速品質を向上させるためには、変速速度を高めて俊敏に変速させることが重要となっている。しかしながら、無段変速機１２の変速速度を高めることは、プライマリプーリ２０等の急減速や急加速を招くことから、無段変速機１２の入力側に作用するイナーシャトルクを増大させて変速ショックを招く要因となっていた。そこで、本発明の車両用制御装置を構成する制御ユニット６０は、イナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させることにより、エンジン１１にイナーシャトルクを吸収させるようにしている。
【００２５】
ここで、図６は多段変速モードでのアップシフトに伴ってエンジントルクを減少させる際の状況を示す説明図である。図６に示すように、多段変速モードで変速比をＲ２からＲ３にアップシフトさせると、プライマリ回転数が急に減速されることから、無段変速機１２の入力側には慣性によるイナーシャトルクＴｉが発生することになる。このイナーシャトルクＴｉは、プライマリプーリ２０等を加速する方向(＋方向)に作用することから、図６に破線で示すように、無段変速機１２から駆動輪１６に向けて出力される駆動輪トルクＴｏｕｔを一時的に増大させることになる。このような駆動輪トルクＴｏｕｔの一時的な増大は、変速ショックとして乗員に違和感を与えることから、制御ユニット６０は、スロットルバルブ５２やインジェクタ５３等に制御信号を出力し、イナーシャトルクＴｉの発生に合わせてエンジントルクＴｅを一時的に引き下げている(トルクダウン制御)。このように、イナーシャトルクＴｉに応じたトルクダウン量およびタイミングで、エンジントルクＴｅを一時的に引き下げることにより、イナーシャトルクＴｉをエンジン１１に吸収させることが可能となる。これにより、駆動輪トルクＴｏｕｔの増大を抑制することができ、変速ショックを抑制することが可能となる。なお、無段変速機１２の入力側に発生するイナーシャトルクＴｉとは、プライマリプーリ２０と一体に回転する部品に発生するイナーシャトルクを意味している。すなわち、無段変速機１２の入力側に発生するイナーシャトルクＴｉとは、クランク軸２５、トルクコンバータ２６、タービン軸３０、前後進切換機構２７、プライマリ軸１３、プライマリプーリ２０等に発生するイナーシャトルクを意味している。
【００２６】
また、図７は多段変速モードでのダウンシフトに伴ってエンジントルクを増大させる際の過程を示す説明図である。図７に示すように、多段変速モードで変速比をＲ３からＲ２にダウンシフトさせると、プライマリ回転数が急に上昇することから、無段変速機１２の入力側には慣性によるイナーシャトルクＴｉが発生することになる。このイナーシャトルクＴｉは、プライマリプーリ２０等を減速する方向(−方向)に作用することから、図７に破線で示すように、無段変速機１２から駆動輪１６に向けて出力される駆動輪トルクＴｏｕｔを一時的に減少させることになる。このような駆動輪トルクＴｏｕｔの一時的な減少は、変速ショックとして乗員に違和感を与えることから、制御ユニット６０は、スロットルバルブ５２やインジェクタ５３等に制御信号を出力し、イナーシャトルクＴｉの発生に合わせてエンジントルクＴｅを一時的に引き上げている(トルクアップ制御)。このように、イナーシャトルクＴｉに応じたトルクアップ量およびタイミングで、エンジントルクＴｅを一時的に引き上げることにより、イナーシャトルクＴｉをエンジン１１に吸収させることが可能となる。これにより、駆動輪トルクの減少を抑制することができ、変速ショックを抑制することが可能となる。
【００２７】
上述したように、アップシフト時にはエンジントルクを引き下げることで変速ショックを抑制しているが、コースティング中や低負荷運転等のエンジントルクが微小となる運転状態においては、アップシフト時に生じるイナーシャトルクを打ち消すだけのトルクダウン量が得られない場合も想定される。また、ダウンシフト時にはエンジントルクを引き上げることで変速ショックを抑制しているが、高負荷運転等のエンジントルクが最大値付近となる運転状態においては、ダウンシフト時に生じるイナーシャトルクを打ち消すだけのトルクアップ量が得られない場合も想定される。このように、イナーシャトルクを打ち消すだけのトルク増減量(トルクダウン量およびトルクアップ量)が得られない場合には、変速速度を低下させてイナーシャトルクを低減することが必要となっている。
【００２８】
さらに、運転手に違和感を与えることのないように、前述した走行モードの動力特性に応じて変速速度を設定することも必要となっている。すなわち、走行モードとして低燃費モードが選択されているにも拘わらず、高い変速速度で俊敏に変速させることは、低燃費モードにおける緩やかな動力特性との不一致を招き、運転手に違和感を与えることになる。同様に、走行モードとして高出力モードが選択されているにも拘わらず、低い変速速度で緩やかに変速させることは、高出力モードにおける俊敏な動力特性との不一致を招き、運転手に違和感を与えることになる。そこで、制御ユニット６０は、エンジン１１のトルク増減量と走行モードの動力特性との双方を満足するように上限変速速度を設定し、この上限変速速度を超えない変速速度で無段変速機１２の変速制御を実行している。
【００２９】
図８は制御ユニット６０のエンジン制御系と変速制御系とを示すブロック図である。図８に示すように、制御ユニット６０は、エンジントルク算出部８０、トルク増減量算出部８１、モード係数設定部８２、許容イナーシャ算出部８３、変速速度算出部８４および変速比変化量算出部８５を備えている。エンジントルク算出部８０は、スロットル開度Ｔｈとエンジン回転数Ｎｅとに基づき所定マップを参照し、現在発生しているエンジントルクＴｅを算出する。続いて、トルク増減量算出部(イナーシャトルク算出手段)８１は、エンジントルクＴｅに基づいてトルク増減量(増減量)Ｔｍａｘを算出する。このトルク増減量Ｔｍａｘは、アップシフトにおいては発生中のエンジントルクＴｅと引き上げ可能な最大トルクＴＨとの差であり、ダウンシフトにおいては発生中のエンジントルクＴｅと引き下げ可能な最小トルクＴＬとの差である。すなわち、トルク増減量Ｔｍａｘとは、現時点から増減可能なエンジントルク量である。なお、図６および図７に示す場合には、最小トルクＴＬを０に設定しているが、これに限られることはなく、最小トルクＴＬを０以下に設定しても良い。
【００３０】
また、モード係数設定部(イナーシャトルク算出手段)８２は、運転手によるモードセレクター７１の操作状況に基づいて、走行モードに応じたモード係数ｋを設定する。例えば、高出力モードの選択時にはモード係数ｋとして１．１が設定され、標準モードの選択時にはモード係数ｋとして０．８が設定され、低燃費モードの選択時にはモード係数ｋとして０．６が設定される。続いて、許容イナーシャ算出部(イナーシャトルク算出手段)８３は、トルク増減量Ｔｍａｘにモード係数ｋを乗算し、許容イナーシャトルク(上限値)Ｔｉｍａｘを算出する。ここで、図９は各走行モードの許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを示す線図である。図９に示すように、高出力モードにおいてはトルク増減量Ｔｍａｘを上回る許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが算出され、標準モードにおいてはトルク増減量Ｔｍａｘを下回る許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが算出され、低燃費モードにおいては標準モードを下回る許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが算出される。なお、モード係数としては前述した値に限られることはない。例えば、高出力モードでのモード係数を１．０以下に設定することにより、高出力モードにおいてトルク増減量Ｔｍａｘ以下となる許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出しても良い。
【００３１】
そして、変速速度算出部(上限変速速度設定手段)８４は、以下の式(１)に基づいて、変速時に許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが発生するプライマリプーリ２０の角加速度αを算出する。なお、式(１)の符号Ｉは、前述したイナーシャトルクの作用する無段変速機１２の入力側における各部品の慣性モーメントである。続いて、変速速度算出部８４は、リダクションギヤ比、および各部の慣性モーメントに基づき、変速時に発生イナーシャトルクと許容イナーシャトルクＴｉｍａｘとが等しくなる無段変速機１２の変速速度Ｖ１を算出する。なお、変速比変化量ｄｉとは、変速比変化量算出部８５によって算出される変速前後の変速比変化量である。例えば、図６に示す場合には、変速前の変速比がＲ２であり、変速後の変速比がＲ３であることから、変速比変化量ｄｉは(Ｒ２−Ｒ３)となる。
α＝Ｔｉｍａｘ／Ｉ ・・・(１)
【００３２】
また、図８に示すように、制御ユニット６０は、上限変速速度設定部８６、第１仮想変速特性設定部８７、第１イナーシャ算出部８８、第２仮想変速特性設定部８９、第２イナーシャ算出部９０、トルク目標値算出部９１、トルク制御判定部９２、エンジン制御部９３および変速制御部９４を有している。上限変速速度設定部(上限変速速度設定手段)８６は、変速速度Ｖ１に対して所定上限値Ｖｍａｘと所定下限値Ｖｍｉｎとを適用し、変速制御で用いられる上限変速速度Ｖ２を設定する。すなわち、変速速度Ｖ１が、所定下限値Ｖｍｉｎ以上、所定上限値Ｖｍａｘ以下である場合には、上限変速速度Ｖ２として変速速度Ｖ１が設定される。また、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、上限変速速度Ｖ２として所定下限値Ｖｍｉｎが設定される。さらに、変速速度Ｖ１が所定上限値Ｖｍａｘを上回る場合には、上限変速速度Ｖ２として所定上限値Ｖｍａｘが設定される。このように、上限変速速度Ｖ２は、所定下限値Ｖｍｉｎと所定上限値Ｖｍａｘとの間に収められ、後述する第２仮想変速特性設定部８９に入力される。そして、第２仮想変速特性設定部８９は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速特性を設定し、この変速特性が入力される変速制御部(変速制御手段)９４は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で無段変速機１２を変速制御する。
【００３３】
続いて、変速時にエンジントルクを増減させるため、エンジン１１に出力されるトルクダウン目標値およびトルクアップ目標値の算出手順について説明する。ここで、図１０はトルクダウン目標値の算出過程を示す説明図であり、図１１はトルクアップ目標値の算出過程を示す説明図である。まず、図８に示すように、第１仮想変速特性設定部８７は、変速比変化量ｄｉに基づいて第１仮想変速特性ｉ１を設定する。図１０および図１１に示すように、第１仮想変速特性ｉ１は、変速比をＲ２(またはＲ３)からＲ３(またはＲ２)に素早く変化させるような変速速度特性である。
【００３４】
また、第１イナーシャ算出部８８は、第１仮想変速特性ｉ１で無段変速機１２を変速させたときに、無段変速機１２の入力側に発生する第１仮想イナーシャトルクＴ１ａを算出する。この第１仮想イナーシャトルクＴ１ａは、第１仮想変速特性ｉ１の変速速度、セカンダリ回転数Ｎｓおよび無段変速機１２の入力側の慣性モーメントＩに基づき算出される。次いで、第１イナーシャ算出部８８は、エンジン１１の応答遅れを考慮し、第１仮想イナーシャトルクＴ１ａに対して所定係数を乗じた後に所定フィルタ処理を施し、第１補正イナーシャトルクＴ１ｂを算出する。なお、図１０および図１１に示すように、エンジン１１の応答遅れを考慮し、第１仮想イナーシャトルクＴ１ａの立ち上がりから一定時間は、一時遅れ処理等のフィルタ処理を施さないようにしている。
【００３５】
続いて、第２仮想変速特性設定部８９は、第１仮想変速特性ｉ１に所定のフィルタ処理を施すことにより、第１仮想変速特性ｉ１よりも変速速度を抑えた第２仮想変速特性ｉ２を設定する。また、第２仮想変速特性設定部８９には上限変速速度設定部８６から上限変速速度Ｖ２が入力されており、第２仮想変速特性設定部８９は、上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で第２仮想変速特性ｉ２を設定する。図１０および図１１に示すように、第２仮想変速特性ｉ２は、変速制御系の応答性等の観点から現実的に指示可能な変速速度特性となっている。この第２仮想変速特性ｉ２は変速制御部９４に入力され、第２仮想変速特性ｉ２に従って変速制御を実行するように、変速制御部９４はプライマリ圧制御弁４３やセカンダリ圧制御弁４２に制御信号を出力する。なお、図１０および図１１に実線で示す変速比ｉは、第２仮想変速特性ｉ２に従って変速制御を実行したときに、無段変速機１２が実際に制御される実変速比である。
【００３６】
また、第２イナーシャ算出部９０は、第２仮想変速特性ｉ２で無段変速機１２を変速させたときに、無段変速機１２の入力側に発生する第２仮想イナーシャトルクＴ２ａを算出する。この第２仮想イナーシャトルクＴ２ａは、第２仮想変速特性ｉ２の変速速度、セカンダリ回転数Ｎｓおよび無段変速機１２の入力側の慣性モーメントＩに基づき算出される。次いで、第２イナーシャ算出部９０は、イナーシャトルクの吸収分等を考慮し、第２仮想イナーシャトルクＴ２ａに対して所定係数を乗じた後に所定フィルタ処理を施し、第２補正イナーシャトルクＴ２ｂを算出する。なお、第２仮想イナーシャトルクＴ２ａを算出する際の所定係数やフィルタ処理は、車両の走行状況等を考慮して適宜設定される。
【００３７】
そして、トルク目標値算出部９１は、第１補正イナーシャトルクＴ１ｂと第２補正イナーシャトルクＴ２ｂとに基づいて、アップシフト時にはトルクダウン目標値Ｔｄを算出し、ダウンシフト時にはトルクアップ目標値Ｔｕを算出する。図１０および図１１に示すように、トルクダウン目標値Ｔｄやトルクアップ目標値Ｔｕは、第１補正イナーシャトルクＴ１ｂと第２補正イナーシャトルクＴ２ｂとを加算した後に、その加算値の変動を滑らかにする所定フィルタ処理を施すことで算出される。このトルクダウン目標値Ｔｄやトルクアップ目標値Ｔｕは、トルク目標値算出部９１からエンジン制御部９３に出力される。そして、エンジン制御部(エンジン制御手段)９３は、トルクダウン目標値Ｔｄやトルクアップ目標値Ｔｕに基づいて、スロットルバルブ５２やインジェクタ５３等を駆動制御し、変速時に発生するイナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させる。これにより、変速時のイナーシャトルクをエンジン１１に吸収させることができ、駆動輪トルクの過度な変動を抑制して変速ショックを回避することが可能となる。
【００３８】
また、低負荷運転等のエンジントルクが微小となる運転状態においては、アップシフトに合わせてエンジントルクを引き下げようとすると、車両挙動が乱れるおそれがある。そこで、制御ユニット６０のトルク制御判定部９２は、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎ以上である場合には、エンジン制御部９３にトルクダウンの許可信号を出力する。これにより、エンジン制御部９３によるエンジントルクの引き下げが許可される。一方、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、エンジン制御部９３にトルクダウンの中止信号を出力する。これにより、エンジン制御部９３によるエンジントルクの引き下げが中止される。すなわち、微小なエンジントルクＴｅによって許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが小さく算出され、変速速度Ｖ１が所定下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、車両挙動の乱れを抑制するためにエンジントルクの引き下げが中止される。
【００３９】
これまで説明したように、エンジン１１の運転状態と走行モードの設定状態とに基づき許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出し、この許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに基づき上限変速速度Ｖ２を設定したので、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を簡単に設定することが可能となる。すなわち、変速ショックを抑制するためには、エンジントルクを増減させるとともに変速速度を調整することが必要となる。さらに、運転手に違和感を与えることのないように、各走行モードの動力特性に応じて変速速度を設定することも必要となる。このように、変速ショックを抑制しつつ各走行モードの動力特性に適合する変速速度を得るためには、様々なパラメータ毎に変速速度を予めマップデータ化しておく必要があった。これに対し、本発明の車両用制御装置においては、エンジン１１の運転状態と走行モードの設定状態とに基づき許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出し、この許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに基づき上限変速速度Ｖ２を設定し、この上限変速速度Ｖ２を超えない変速速度で無段変速機１２を変速させている。これにより、開発段階における変速速度のマップデータ化が不要となり、開発コストを削減することが可能となる。
【００４０】
続いて、変速時のトルクダウン制御やトルクアップ制御の状況を図面に基づいて説明する。図１２は高出力モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図であり、図１３は標準モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図であり、図１４は低燃費モードでのアップシフトに伴うトルクダウン制御を示す説明図である。また、図１５は高出力モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図であり、図１６は標準モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図であり、図１７は低燃費モードでのダウンシフトに伴うトルクアップ制御を示す説明図である。
【００４１】
まず、アップシフトに伴うトルクダウン制御について説明する。図１２〜図１４に示すように、エンジン１１の運転状態(出力中のエンジントルクＴｅ)は同一となっており、エンジン１１のトルク増減量Ｔｍａｘも同一となっている。このように、トルク増減量Ｔｍａｘが同一であっても走行モードが相違する場合には、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。さらに、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘから算出される上限変速速度Ｖ２についても、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。これにより、アップシフト時の変速速度は、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に遅くなるように制御される。そして、エンジントルクＴｅは、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに相当する大きさで、一時的に引き下げられる。このように、走行モードに応じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを変化させることにより、変速ショックを抑制しつつ走行モード毎の動力特性に適合する変速速度で無段変速機１２のアップシフトが可能となる。
【００４２】
続いて、ダウンシフトに伴うトルクアップ制御について説明する。図１５〜図１７に示すように、エンジン１１の運転状態(出力中のエンジントルクＴｅ)は同一となっており、エンジン１１のトルク増減量Ｔｍａｘも同一となっている。このように、トルク増減量Ｔｍａｘが同一であっても走行モードが相違する場合には、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。さらに、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘから算出される上限変速速度Ｖ２についても、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に小さく算出される。これにより、ダウンシフト時の変速速度は、高出力モード、標準モード、低燃費モードの順に遅くなるように制御される。そして、エンジントルクＴｅは、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに相当する大きさで、一時的に引き上げられる。このように、走行モードに応じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを変化させることにより、変速ショックを抑制しつつ走行モード毎の動力特性に適合する変速速度で無段変速機１２のダウンシフトが可能となる。
【００４３】
また、上限変速速度Ｖ２に相当する変速速度で変速させつつ、許容イナーシャトルクＴｉｍａｘに相当する大きさでエンジントルクＴｅを増減させた場合には、図１３、図１４、図１６および図１７に示すように、駆動輪トルクＴｏｕｔを滑らかに変化させて変速ショックを回避することが可能である。これに対し、図１２および図１５に示すように、高出力モードでは、トルク増減量Ｔｍａｘを超える許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを設定している。すなわち、エンジン１１の許容範囲を超えた許容イナーシャトルクＴｉｍａｘが設定されることから、エンジン１１で全てのイナーシャトルクを吸収することができずに、イナーシャトルクの一部が駆動輪トルクＴｏｕｔの変動として現れることになる(符号Ｘ)。このように、俊敏な変速が好まれる高出力モードにおいて、商品性を高めるために適度な変速ショックを敢えて残す場合であっても、前述したモード係数ｋを調整するだけの簡単な作業でチューニングを施すことが可能となる。
【００４４】
また、前述の説明では、走行モードに応じて許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを変化させるため、走行モード毎に設定されるモード係数ｋをトルク増減量Ｔｍａｘに乗算しているが、これに限られることはない。ここで、図１８(ａ)および(ｂ)は各走行モードで設定される許容イナーシャトルクＴｉｍａｘの他の例を示す線図である。図１８(ａ)に示すように、走行モード毎に定数α１〜α３を設定することにより、トルク増減量Ｔｍａｘから定数α１〜α３を減算して許容イナーシャトルクＴｉｍａｘを算出しても良い。また、図１８(ｂ)に示すように、走行モード毎に上限値β１〜β３を設定することにより、トルク増減量Ｔｍａｘと上限値β１〜β３との小さい方の値を許容イナーシャトルクＴｉｍａｘとして設定しても良い。
【００４５】
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。例えば、動力特性を切り換える走行モードとして、高出力モード、標準モード、低燃費モードの３種類を設定しているが、２種類の走行モードを設定しても良く、４種類以上の走行モードを設定しても良い。また、前述の説明では、多段変速モードでの変速時にエンジントルクを増減させているが、これに限られることはなく、無段変速モードでの変速時にエンジントルクを増減させても良い。また、無段変速機としてチェーンドライブ式の無段変速機１２を挙げているが、これに限られることはなく、ベルトドライブ式やトロイダル式の無段変速機であっても良い。さらに、図示するパワーユニットは、動力源としてエンジン１１のみを備えたパワーユニット１０であるが、これに限られることはなく、動力源としてエンジン１１および電動モータを備えたパワーユニットであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１０ パワーユニット
１１ エンジン
１２ 無段変速機
６０ 制御ユニット(パワーユニット制御手段，エンジン制御手段，イナーシャトルク算出手段，上限変速速度設定手段，変速制御手段)
８１ トルク増減量算出部(イナーシャトルク算出手段)
８２ モード係数設定部(イナーシャトルク算出手段)
８３ 許容イナーシャ算出部(イナーシャトルク算出手段)
８４ 変速速度算出部(上限変速速度設定手段)
８６ 上限変速速度設定部(上限変速速度設定手段)
９３ エンジン制御部(エンジン制御手段)
９４ 変速制御部(変速制御手段)
Ｔｍａｘ トルク増減量(増減量)
Ｔｉｍａｘ 許容イナーシャトルク(上限値)
Ｖ１ 変速速度
Ｖ２ 上限変速速度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびこれに連結される無段変速機を備えるパワーユニットと、走行モード毎に前記パワーユニットの動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段とを有する車両用制御装置であって、
前記無段変速機を変速する際に、前記無段変速機の入力側に発生するイナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させ、前記エンジンにイナーシャトルクを吸収させるエンジン制御手段と、
前記エンジンの運転状態と前記走行モードの設定状態とに基づいて、前記エンジンに吸収されるイナーシャトルクの上限値を算出するイナーシャトルク算出手段と、
前記上限値のイナーシャトルクが発生する変速速度を算出し、算出された変速速度に基づいて上限変速速度を設定する上限変速速度設定手段と、
前記上限変速速度を超えない変速速度で前記無段変速機を変速させる変速制御手段とを有することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用制御装置において、
前記イナーシャトルク算出手段は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンが増減可能なエンジントルクの増減量を算出した後に、前記走行モードの設定状態に基づいて前記増減量を補正し、補正後の前記増減量を前記上限値として設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用制御装置において、
前記無段変速機は、段階的に設定される複数の変速比を切り換えて変速する多段変速モードを備え、
前記エンジン制御手段は、多段変速モードで変速する際にエンジントルクを増減させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン制御手段は、前記無段変速機を増速側に変速する際にはエンジントルクを減少させ、前記無段変速機を減速側に変速する際にはエンジントルクを増加させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項１】
エンジンおよびこれに連結される無段変速機を備えるパワーユニットと、走行モード毎に前記パワーユニットの動力特性を切り換えるパワーユニット制御手段とを有する車両用制御装置であって、
前記無段変速機を変速する際に、前記無段変速機の入力側に発生するイナーシャトルクを打ち消す方向にエンジントルクを増減させ、前記エンジンにイナーシャトルクを吸収させるエンジン制御手段と、
前記エンジンの運転状態と前記走行モードの設定状態とに基づいて、前記エンジンに吸収されるイナーシャトルクの上限値を算出するイナーシャトルク算出手段と、
前記上限値のイナーシャトルクが発生する変速速度を算出し、算出された変速速度に基づいて上限変速速度を設定する上限変速速度設定手段と、
前記上限変速速度を超えない変速速度で前記無段変速機を変速させる変速制御手段とを有することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用制御装置において、
前記イナーシャトルク算出手段は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンが増減可能なエンジントルクの増減量を算出した後に、前記走行モードの設定状態に基づいて前記増減量を補正し、補正後の前記増減量を前記上限値として設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用制御装置において、
前記無段変速機は、段階的に設定される複数の変速比を切り換えて変速する多段変速モードを備え、
前記エンジン制御手段は、多段変速モードで変速する際にエンジントルクを増減させることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、
前記エンジン制御手段は、前記無段変速機を増速側に変速する際にはエンジントルクを減少させ、前記無段変速機を減速側に変速する際にはエンジントルクを増加させることを特徴とする車両用制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−７２４５６（Ｐ２０１３−７２４５６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０４１６（Ｐ２０１１−２１０４１６）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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