JP2000313250A

JP2000313250A - 自動車の制御装置

Info

Publication number: JP2000313250A
Application number: JP11122629A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kayano; 光男萱野; Toshimichi Minowa; 利通箕輪; Hiroshi Onishi; 浩史大西; Hiroshi Sakamoto; 博史坂本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP3780117B2

Abstract

(57)【要約】【課題】動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速シ
ョックを低減し得る自動車の制御装置を提供することに
ある。【解決手段】動力発生手段１００から発生した動力は、
動力伝達手段２００により、駆動輪に伝達される。出力
軸回転数検出手段３００は、動力伝達手段２００の出力
軸回転数を検出し、動力特性学習手段４００Ａは、出力
軸回転数検出手段３００によって検出された出力軸回転
数に基づいて動力発生手段１００若しくは動力伝達手段
２００の動力特性を補正する。制御手段４００Ｂは、動
力特性学習手段４００Ａによって補正された動力発生手
段１００若しくは動力伝達手段２００の動力特性を用い
て、動力発生手段１００若しくは動力伝達手段２００上
記を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の制御装置
に係り、特に、自動車の動力発生装置や動力伝達装置の
動力特性を補正するのに好適な自動車の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機を備えた自動車の制御
装置においては、変速ショックを低減するために、例え
ば、特開平８−２８２３３８号公報に記載されているよ
うに、出力軸回転数の変化率及び動力特性等の情報から
クラッチの切り換わり時期を正確に検出することによ
り、出力軸トルクの抑制制御を的確なタイミングで実行
するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２８２３３８号公報記載されているように、出力軸
トルクの抑制制御を出力軸回転数の変化率及び動力特性
等の情報に基づいて行なう場合、動力発生装置や動力伝
達装置の動力特性が経時変化すると、出力軸トルクの抑
制制御が対応しきれず、変速ショックを十分に低減でき
ないという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、動力特性に経時変化が生
じた場合でも、変速ショックを低減し得る自動車の制御
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、自動車を走行させる動力を発生す
る動力発生手段とこの動力発生手段から発生した動力を
出力軸を介して駆動輪に伝える動力伝達手段とを制御す
る自動車の制御装置において、上記動力伝達手段の出力
軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、この出力
軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基
づいて上記動力発生手段若しくは上記動力伝達手段の動
力特性を補正する動力特性学習手段を備え、この動力特
性学習手段によって補正された上記動力発生手段若しく
は上記動力伝達手段の動力特性を用いて、上記動力発生
手段若しくは上記動力伝達手段を制御するようにしたも
のである。かかる構成により、動力発生手段若しくは動
力伝達手段の動力特性に経時変化が生じた場合でも、変
速ショックを低減し得るものとなる。

【０００６】（２）上記（１）において、好ましくは、
請求項１記載の自動車の制御装置において、上記動力発
生手段がエンジン若しくはモータであり、上記動力特性
学習手段は、上記出力軸回転数検出手段によって検出さ
れた出力軸回転数に基づいて、上記エンジンのエンジン
トルク特性若しくは上記モータのモータトルク特性を補
正するようにしたものである。

【０００７】（３）上記（１）において、好ましくは、
上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、この歯車式
変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達手段を有
し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記トルク伝達
手段が多板クラッチであり、その他の変速段の上記トル
ク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の変速段
から他方の変速段へ変速する際に上記多板クラッチを制
御することにより加速度変動の少ない変速を行う変速機
であるとともに、上記動力特性学習手段は、上記出力軸
回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づ
いて上記多板クラッチのクラッチモデルを補正するよう
にしたものである。

【０００８】（４）上記（１）において、好ましくは、
上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、この歯車式
変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達手段を有
し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記トルク伝達
手段がアシストモータであり、その他の変速段の上記ト
ルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の変速
段から他方の変速段へ変速する際に上記アシストモータ
を制御することにより加速度変動の少ない変速を行う変
速機であるとともに、上記動力特性学習手段は、上記出
力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に
基づいて上記アシストモータのモータトルク特性を補正
するようにしたものである。

【０００９】（５）上記目的を達成するために、本発明
は、自動車を走行させる動力を発生する動力発生手段と
この動力発生手段から発生した動力を出力軸を介して駆
動輪に伝える動力伝達手段とを制御する自動車の制御装
置において、少なくともアクセルペダル開度が一定で変
速を行う第１走行と、この第１走行と同条件で第１走行
後に行なう第２走行と、上記第１走行と同条件で上記第
２走行後に行なう第３走行を行い、上記第１走行の変速
終了後のエンジントルク操作信号が、上記第２走行の変
速終了後のエンジントルク操作信号と異なる場合、上記
第２走行時のエンジントルク特性を学習し、上記第３走
行の変速終了後のエンジントルク操作信号が、上記第１
走行の変速終了後のエンジントルク操作信号に等しいか
又は上記第２走行の変速終了後のエンジントルク操作信
号より上記第１走行の変速終了後のエンジントルク操作
信号に近く、かつ上記第３走行の出力軸トルク相当信号
の変動が上記第２走行の変速終了後の出力軸トルク相当
信号の変動よりも抑制されているものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を用いて、本発
明の一実施形態による自動車の制御装置の構成について
説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態による自
動車の制御装置を用いる自動車の全体構成について説明
する。

【００１１】エンジンやモータ等の動力発生手段１００
により発生した動力は、変速機等の動力伝達手段２００
により動力を適正なトルク比、速度比にして出力軸トル
クとして出力軸に伝える。動力発生手段１００及び動力
伝達手段２００は、制御手段４００Ｂによって、動力発
生手段１００のエンジントルク特性，モータトルク特性
や動力伝達手段２００の変速機クラッチ特性等の動力特
性に基づいて、制御される。動力特性学習手段４００Ａ
は、出力軸回転数検出手段３００によって検出された出
力軸回転数に基づいて、これらの動力特性を学習し、こ
の学習した動力特性に基づいて、制御手段４００Ｂで動
力発生手段１００と動力伝達手段２００を制御する。

【００１２】出力軸回転数検出手段３００は、出力軸の
回転数を出力軸回転数センサによって検出し、この信号
を動力特性学習手段４００Ａに取り込み、出力軸回転数
に換算する。出力軸回転数センサは、出力軸に付けられ
た歯車の動きを電気的にピックアップし、パルスに変換
するセンサでもよく、また、自動車の加速度を検出する
加速度センサでもよいものである。

【００１３】即ち、本実施形態においては、動力特性学
習手段４００Ａを用いて、動力特性の経時変化を検出
し、エンジントルク特性，モータトルク特性等の動力特
性を補正するようにしているので、動力の制御が正確に
行なえ、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショック
を低減できるものである。

【００１４】また、本実施形態においては、動力特性学
習手段４００Ａを用いて、出力軸回転数に基づいて変速
機のクラッチのクラッチモデルを学習することにより、
変速機の経時変化を検出し、変速機クラッチの特性の動
力特性を補正するようにしているので、変速ショックを
低減ができる。

【００１５】次に、図２を用いて、本実施形態による自
動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成につい
て説明する。なお、図２に示す例においては、動力発生
装置として、エンジンを用いており、動力伝達装置とし
て、歯車式変速機を用いている。

【００１６】コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）４００
は、電子制御スロットル１０３を制御する電子制御スロ
ットルコントロールユニット（ＥＴＣ／Ｕ）４１０と、
エンジン１０１を制御するエンジンコントロールユニッ
ト（ＥＮＧＣ／Ｕ）４２０と、変速機を制御する変速機
コントロールユニット（ＡＴＣ／Ｕ）４３０とを備えて
いる。ここで、図１に示した動力特性学習手段４００Ａ
は、ＡＴＣ／Ｕ４３０の中に備えられており、制御手段
４００Ｂは、ＥＴＣ／Ｕ４１０とＥＮＧＣ／Ｕ４２０と
ＡＴＣ／Ｕ４３０の中に備えられている。

【００１７】エンジン１０１は、エンジントルクを調整
する電子制御スロットル１０３と、エンジン回転数を検
出するエンジン回転数センサ１０２とを備えている。エ
ンジン１０１は、エンジンコントロールユニット（ＥＮ
ＧＣ／Ｕ）４２０によって制御される。電子制御スロッ
トル１０３は、電子制御スロットルコントロールユニッ
ト（ＥＴＣ／Ｕ）４１０によって制御される。

【００１８】歯車式変速機は、フライホイール２０１
と、発進クラッチ２０２と、アクチュエータ２０３と、
歯車２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１
１，２１２，２１３，２１４，２１５と、低速側ドッグ
クラッチ２２０Ａと、高速側ドッグクラッチ２２０Ｂ
と、アクチュエータ２２１，２２２と、シフトフォーク
２２３，２２４と、変速クラッチ２２５と、アクチュエ
ータ２２６とから構成されている。ここで、低速側ドッ
グクラッチ２２０Ａは、クラッチハブ２１６Ａと、スリ
ーブ２１７Ａと、シンクロナイザリング２１８Ａと、ギ
ヤスプライン２１９Ａとから構成されている。また、高
速側ドッグクラッチ２２０Ｂは、クラッチハブ２１６Ｂ
と、スリーブ２１７Ｂと、シンクロナイザリング２１８
Ｂと、ギヤスプライン２１９Ｂとから構成されている。

【００１９】歯車式変速機を構成するアクチュエータ２
０３，２２１，２２２，２２６は、油圧またはモータに
より、変速機コントロールユニット（ＡＴＣ／Ｕ）４３
０によって制御される。

【００２０】エンジン１０１から出力するエンジントル
クは、フライホイール２０１及び発進クラッチ２０２を
介して歯車変速機の入力軸２０５に伝達され、歯車２０
６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１１，２１
２，２１３，２１４，２１５のいずれかの歯車を介して
出力軸３０１へ伝達され、最終的にタイヤに伝達され自
動車を走行させる。エンジントルクを歯車変速機の入力
軸２０５へ伝える発進クラッチ２０２は、アクチュエー
タ２０３によって締結／開放され、エンジントルクの伝
達率を制御する。

【００２１】１速から４速までの走行は、入力軸２０５
に対して回転可能な歯車２１０，２１２または出力軸３
０１に対し回転可能な歯車２０７，２０９のいずれかを
噛み合い式クラッチ（例えば、ドッグクラッチ）２２０
のスリーブ２１７Ａ，２１７Ｂをシフトフォーク２２
３，２２４によって動かし、クラッチハブ２１６とギヤ
スプライン２１９を締結させ決定する。シフトフォーク
２２３，２２４は、アクチュエータ２２１，２２２によ
って駆動される。この時クラッチハブ２１６とギヤスプ
ライン２１９との同期を取るために、シンクロナイザリ
ング２１８Ａ，２１８Ｂが設けられている。

【００２２】１速のとき、入力軸２０５の駆動トルク
は、歯車２０６−歯車２０７−クラッチハブ２１６Ｂを
介して、出力軸３０１に伝達される。歯車２０７とクラ
ッチハブ２１６Ｂとは、スリーブ２１７Ｂによって連結
される。２速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、歯
車２０８−歯車２０９−クラッチハブ２１９Ｂを介し
て、出力軸３０１に伝達される。歯車２０９とクラッチ
ハブ２１９Ｂとは、スリーブ２１７Ｂによって連結され
る。３速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、クラッ
チハブ２１６Ａ−歯車２１０−歯車２１１を介して、出
力軸３０１に伝達される。クラッチハブ２１６Ａと歯車
２１０とは、スリーブ２１７Ａによって連結される。４
速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、クラッチハブ
２１６Ａ−歯車２１２−歯車２１３を介して、出力軸３
０１に伝達される。クラッチハブ２１６Ａと歯車２１２
とは、スリーブ２１７Ａによって連結される。このよう
に、ドッグクラッチ２２０は、１速から４速までの各ギ
ヤに設けられている。ドッグクラッチ２２０で締結する
歯車は必ず１つでそれ以外の歯車は開放する。

【００２３】また、５速にする場合は、歯車２２５，２
２６を変速クラッチ２２５のアクチュエータ２２６によ
って締結する。また、変速中は変速クラッチ２２５を制
御し、伝達トルクを制御することにより変速中の脱力感
や吹け上がりを防止する。

【００２４】ＡＴＣ／Ｕ４３０には、アクセルペダル位
置を検出するアクセルペダルセンサ４０１、シフトレバ
ー位置を検出するインヒビタースイッチ４０２、出力軸
の回転数を検出する出力軸回転数センサ３００Ａ等の自
動車センサの信号が入力される。また、ＡＴＣ／Ｕ４３
０は、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０とＥＴＣ／Ｕ４１０にＣＡＮ
（Contorol Area Network）等の通信線ＣＬを介し接続
されている。

【００２５】エンジン回転数センサ１０２によって検出
され、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０に取りまれたエンジン回転数
の情報は、通信線ＣＬを介してＡＴＣ／Ｕ４３０に取り
込まれる。また、電子制御スロットル１０３によって検
出され、ＥＴＣ／Ｕ４１０に取り込まれたスロットル開
度の情報は、通信線ＣＬを介してＡＴＣ／Ｕ４３０に取
り込まれる。一方、アクセルペダルセンサ４０１によっ
て検出され、ＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれたアクセル
ペダル位置の情報は、ＥＴＣ／Ｕ４１０に送られる。ま
た、インヒビタースイッチ４０２によって検出され、Ａ
ＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれたシフトレバー位置の情報
は、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送られる。

【００２６】ＡＴＣ／Ｕ４３０は、取り込まれた各信号
から運転状態を把握し、発進クラッチ状態、ギヤ位置を
適切な状態に制御する。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変
速中はエンジンが吹き上がらないように、ＥＴＣ／Ｕ４
１０を介して電子制御スロットル１０３を制御する。ま
た、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速直前の伝達トルクと変速
直後の伝達トルクの偏差が無くなるように、電子制御ス
ロットル１０３と変速クラッチ２２５を制御する。更
に、点火時期の補正値をＡＴＣ／Ｕ４３０からＥＮＧＣ
／Ｕ４２０に送り、点火時期を御する。

【００２７】次に、図３〜図５を用いて、本実施形態に
よる動力特性学習手段４００Ａの構成及びエンジントル
ク特性の学習動作について説明する。最初に、図３を用
いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構
成について説明する。

【００２８】動力特性学習手段４００Ａは、微分手段４
３１と、乗算手段４３２，４３３，４３６，４４０と、
ギヤ比算出手段４３４と、エンジントルク算出手段４３
５と、減算手段４３７と、補正点火時期算出手段４３８
と、積分手段４３９と、加算手段４４１とから構成され
ている。なお、以上の構成の中で、微分手段４３１と、
乗算手段４３２，４３３，４３６と、ギヤ比算出手段４
３４と、エンジントルク算出手段４３５と、引算手段４
３７と、補正点火時期算出手段４３８と、加算手段４４
１は、点火時期の補正のために用いられるものであり、
本実施形態においては、さらに、積分手段４３９と乗算
手段４４０を備えることにより、学習エンジントルクＴ
ｅｌを求め、この求められた学習エンジントルクＴｅｌ
を用いて、エンジントルク算出手段４３５におけるエン
ジントルクＴｅを書き換えるようにしている。

【００２９】微分手段４３１は、出力軸回転数センサ３
００Ａによって検出された出力軸回転数Ｎｏを微分し
て、微分値ａを求める。乗算手段４３２は、微分値ａに
乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。

【００３０】一方、乗算手段４３３は、出力軸回転数セ
ンサ３００Ａによって検出された出力軸回転数Ｎｏに、
乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。ギヤ比算出手段
４３４は、乗算手段４３３によって求められた車速ＶＳ
Ｐと、アクセルペダルセンサ４０１によって検出された
アクセルペダル位置（アクセルペダル開度）ＡＰＳから
目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを算出する。ギヤ比算出
手段４３４は、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳ
とから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを算出可能なマッ
プである。

【００３１】エンジントルク算出手段４３５は、エンジ
ン回転数センサ１０２によって検出されたエンジン回転
数Ｎｅと、電子制御スロットル１０３によって検出され
たスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを算出
する。エンジントルク算出手段４３５は、エンジン回転
数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅ
を算出可能なマップである。また、エンジントルク算出
手段４３５のマップ中で、エンジントルクＴｅの値は、
書き換え可能である。

【００３２】乗算手段４３６は、エンジントルクＴｅと
目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トル
クＴｏｔを求める。減算手段４３７は、目標出力軸トル
クＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トル
クＴｒを求める。

【００３３】補正点火時期算出手段４３８は、変動トル
クＴｒとエンジン回転数Ｎｅから補正点火時期αを算出
する。補正点火時期算出手段４３８は、変動トルクＴｒ
とエンジン回転数Ｎｅから補正点火時期αを算出可能な
マップである。

【００３４】積分手段４３９は、補正点火時期αを積分
して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。乗算手段４４０
は、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エン
ジントルクＴｅｌを求める。そして、エンジントルク算
出手段４３５の中のエンジントルクＴｅを補正すること
により、エンジントルクマップを書き換える。

【００３５】以上の説明したエンジントルク特性の学習
制御は、変速機による変速動作の終了直後に行われる。

【００３６】また、加算手段４４１は、ベース点火時期
ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期Ａ
ＤＶｆと求める。ＥＮＧＣ／Ｕ４２０は、求められた最
終点火時期ＡＤＶｆに基づいて、点火時期を制御する。

【００３７】ここで、図４を用いて、本実施形態による
制御手段４００Ｂによる変速制御時の各部の動作につい
て説明する。図４は、本発明の一実施形態による制御手
段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャート
である。

【００３８】図４は、例えば、１速から２速へのアップ
シフト時のタイムチャートを示しており、図中実線は、
エンジントルク特性が正常な場合の各部の動作を示して
おり、破線は、エンジントルク特性が経時変化した場合
の各部の動作を示している。また、横軸は時間を示して
おり、時刻ｔ１は、変速開始時を示しており、時刻ｔ２
は、エンジントルク特性が正常な場合の変速終了時を示
しており、時刻ｔ３は、エンジントルク特性が経時変化
した場合の変速終了時を示している。

【００３９】時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図４（Ａ）
に示すように、スロットル開度ＴＶＯが一定とすると、
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、エンジン回転
数Ｎｅ及び車速ＶＳＰが増加する。そして、車速ＶＳＰ
が、所定速度ｖ１となって、変速条件を満たすと、時刻
ｔ１において、図４（Ｅ）に示すように、目標ギヤ位置
が１速から２速に変わり、変速を開始する。

【００４０】変速を開始すると、図４（Ａ）に示すよう
に、まずスロットル開度ＴＶＯを一瞬閉じ、図４（Ｆ）
に示すように、低速側ドッグクラッチ２２０Ａを開放す
る。この時、変速クラッチ２２５への押付け荷重を上昇
させる。この押付け荷重は、エンジントルク特性から求
められ、変速開始前の出力軸トルクから変速終了後の出
力軸トルクが滑らかになるように制御する。次に、時刻
ｔ２において、図４（Ｈ）に示すように、変速クラッチ
伝達トルクＴｃが目標トルクＴｃ１になり、かつ、図４
（Ｂ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数
Ｎｅ２に同期すると、図４（Ｇ）に示すように、高速側
のドッグクラッチ２２０Ｂを締結し、図４（Ｈ）に示す
ように、変速クラッチ２２５を解放する。以上のように
制御をすると、変速が、脱力感，変速ショック無く行な
える。

【００４１】しかしながら、エンジントルク特性が経時
変化すると、図４（Ｉ）に示すように、変速開始前の出
力軸トルクＴｅ１と変速中の出力軸トルクＴｅ２に偏差
ΔＴｅが生じる。その結果、図４（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期
が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。ま
た、逆に、縮まる場合もある。

【００４２】また、変速終了直前の伝達トルクと変速終
了直後の伝達トルクにも偏差ができ、変速後に変速ショ
ックが起こる。このショックは点火時期制御によりある
程度は抑えられるが、エンジントルクの経時変化が大き
いと対応できなくなる。そこで、本実施形態において
は、変速終了直後に、図３に示した動力特性学習手段４
００Ａを用いて、エンジントルクの経時変化の学習を行
なうようにしている。

【００４３】ここで、図５を用いて、本実施形態による
動力特性学習手段４００Ａのエンジントルク学習動作に
ついて説明する。図５は、本発明の一実施形態による動
力特性学習手段のエンジントルク学習動作を示すフロー
チャートである。

【００４４】ステップ１０００において、動力特性学習
手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開
度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯ
を検出する。次に、ステップ１００１において、動力特
性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏを微分し、そ
の微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅ
を求める。

【００４５】また、ステップ１００２において、動力特
性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏに乗数ｋ２を
掛け、車速ＶＳＰを求める。次に、ステップ１００３に
おいて、動力特性学習手段４００Ａは、車速ＶＳＰとア
クセルペダル開度ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔ
ｇｐを検索する。

【００４６】さらに、ステップ１００４において、動力
特性学習手段４００Ａは、エンジン回転数Ｎｅとスロッ
トル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを求める。次
に、ステップ１００５において、動力特性学習手段４０
０Ａは、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒ
ｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔと求める。

【００４７】次に、ステップ１００６において、動力特
性学習手段４００Ａは、目標出力軸トルクＴｏｔからイ
ナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求め
る。次に、ステップ１００７において、動力特性学習手
段４００Ａは、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅか
ら、補正点火時期αを求める。

【００４８】そして、ステップ１００８において、動力
特性学習手段４００Ａは、ベース点火時期ＡＤＶｎに補
正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆとす
る。次に、ステップ１００９において、動力特性学習手
段４００Ａは、最終点火時期ＡＤＶｆを出力する。

【００４９】また、ステップ１０１０において、動力特
性学習手段４００Ａは、補正点火時期αを積分して、学
習偏差トルクＴｒｌを求める。次に、ステップ１０１１
において、動力特性学習手段４００Ａは、学習偏差トル
クＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌ
を求める。

【００５０】最後に、ステップ１０１２において、動力
特性学習手段４００Ａは、エンジントルクマップを書き
換える。エンジントルクマップは、図５に示すように、
エンジントルクＴｅと、エンジン回転数Ｎｅと、スロッ
トル開度ＴＶＯとからなる３次元マップである。変速終
了直後におけるエンジントルクの経時変化の学習の際、
エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯとは既知で
あるため、このときのエンジントルクＴｅの値を、学習
によって求められた学習エンジントルクＴｅｌに書き換
えることにより、エンジントルクマップの書き換えを行
うことができる。

【００５１】以上説明したように、エンジントルク特性
が経時変化しても、エンジントルク特性は正確に把握で
き、動力の制御が正確に行なえるので、出力軸トルクも
適正に出力され、変速ショックを低減できる。

【００５２】次に、図６を用いて、本実施形態による動
力特性学習手段４００Ａの変速クラッチのクラッチモデ
ルの学習動作について説明する。図６は、本発明の一実
施形態による動力特性学習手段の変速クラッチのクラッ
チモデルの学習動作を示すフローチャートである。本実
施形態においても、クラッチモデルの学習は、図３に示
した動力特性学習手段４００Ａによって行われる。図４
（Ｈ）に波線で示すように、変速クラッチの伝達トルク
Ｔｃが経時変化すると、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、
変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆
に、縮まる場合もある。そこで、クラッチモデルの学習
により、同期遅れを解消する。

【００５３】ステップ１０００において、動力特性学習
手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開
度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯ
を検出する。次に、ステップ１００１において、動力特
性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏを微分し、そ
の微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅ
を求める。

【００５４】また、ステップ１００２において、動力特
性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏに乗数ｋ２を
掛け、車速ＶＳＰを求める。次に、ステップ１００３に
おいて、動力特性学習手段４００Ａは、車速ＶＳＰとア
クセルペダル開度ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔ
ｇｐを検索する。

【００５５】さらに、ステップ１００４において、動力
特性学習手段４００Ａは、エンジン回転数Ｎｅとスロッ
トル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを求める。次
に、ステップ１００５において、動力特性学習手段４０
０Ａは、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒ
ｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔと求める。

【００５６】次に、ステップ１００６において、動力特
性学習手段４００Ａは、目標出力軸トルクＴｏｔからイ
ナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求め
る。次に、ステップ１００７において、動力特性学習手
段４００Ａは、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅか
ら、補正点火時期αを求める。

【００５７】そして、ステップ１００８において、動力
特性学習手段４００Ａは、ベース点火時期ＡＤＶｎに補
正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆとす
る。次に、ステップ１００９において、動力特性学習手
段４００Ａは、最終点火時期ＡＤＶｆを出力する。

【００５８】また、ステップ１０１０において、動力特
性学習手段４００Ａは、補正点火時期αを積分して、学
習偏差トルクＴｒｌを求める。次に、ステップ１０１１
において、動力特性学習手段４００Ａは、学習偏差トル
クＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌ
を求める。

【００５９】最後に、ステップ１０１３において、動力
特性学習手段４００Ａは、クラッチモデルにおける変速
クラッチの摩擦係数μを書き換える。即ち、変速クラッ
チのトルクＴｃと摩擦係数μは、次式（１）の関係があ
る。

【００６０】Ｔｃ＝μ・ｋ・（Ｐｃ−Ｆ） …（１）ここで、ｋは定数であり、Ｐｃはクラッチ油圧，即ち、
アクチュエータ２２６の作用圧であり、Ｆは反力であ
る。定数ｋ及び反力Ｆは既知であり、作用圧ＰｃはＡＴ
Ｃ／Ｕ４３０からの指示値であるため、既知である。従
って、式（１）において、変速クラッチトルクＴｃが求
まれば、摩擦係数μを求めることができる。変速クラッ
チトルクＴｃは、学習エンジントルクＴｅｌによって求
められるため、摩擦係数μを求めて、学習することがで
きる。

【００６１】また、クラッチモデルとして、油粘度また
は油圧とクラッチトルク容量のマップ等のクラッチモデ
ルを用いることもでき、学習エンジントルクＴｅｌに基
づいて、このクラッチモデルを書き換えることもでき
る。

【００６２】なお、以上説明した本実施形態による自動
車の制御装置は、次のようにとらえることもできるもの
である。即ち、アクセルペダル開度が一定で変速を行う
第１走行とする。これは、図４に実線で示した動力特性
の経時変化が生じる前の走行のことである。また、第１
走行と同条件で第１走行後に行なう第２走行とする。こ
れは、図４に波線で示した動力特性に経時変化が生じた
後の走行のことである。そして、第１走行と同条件で第
２走行後に第３走行を実行する。この第３走行は、動力
特性の経時変化を学習して補正した後の走行のことであ
る。

【００６３】ここで、第１走行と第３走行の変速終了後
のエンジントルク操作信号が略同一であり、かつ、第１
走行の変速終了後のエンジントルク操作信号が第２走行
の変速終了後のエンジントルク操作信号と異なる場合、
第３走行の変速終了後の出力軸トルク相当信号の変動が
第２走行の変速終了後の出力軸トルク相当信号の変動よ
りも抑制されるのが、本実施形態による自動車の制御装
置である。ここで、エンジントルクの操作信号は、例え
ば、点火時期，燃料噴射量，スロットル開度等であり、
また、出力軸トルク相当信号とは、出力軸トルク，出力
軸回転数の変化率、加速度等である。

【００６４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、出力軸回転数に基づいて変速機のクラッチのクラッ
チモデルを学習することにより、変速機の経時変化にも
対応した変速ショックの低減ができる。

【００６５】次に、図７〜図９を用いて、本発明の他の
実施形態による自動車の制御装置の構成について説明す
る。本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車
の全体構成は、図１に示したものと同様である。

【００６６】最初に、図７を用いて、本実施形態による
自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成につ
いて説明する。なお、図７に示す例においては、動力発
生装置として、エンジン及びアシストモータを用いたハ
イブリッド自動車であり、動力伝達装置として、歯車式
変速機を用いている。また、図２と同一符号は、同一部
分を示している。

【００６７】本実施形態においては、図２において説明
した構成に加えて、歯車２３０，２３１と、アシストモ
ータ２３２を備えている。また、図２に示した構成の中
で、歯車２１４，２１５と、変速クラッチ２２５と、ア
クチュエータ２２６は除かれている。アシストモータ２
３２によって発生する駆動トルクは、歯車２３０，２３
１を介して、出力軸３０１に伝達される。

【００６８】発進時や低速時は、アシストモータ２３２
のみで走行する。急加速や高トルクでの走行時には、エ
ンジン１０１とアシストモータ２３２の両方を駆動し、
走行する。また、変速中は、アシストモータ２３２でア
シストモータトルクを発生させ、変速中の脱力感や吹け
上がりを防止する。ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速直前の伝
達トルクと変速直後の伝達トルクの偏差が無くなるよう
に、電子制御スロットル１０３とアシストモータ２３２
を制御する。更に、点火時期の補正値をＡＴＣ／Ｕ４３
０からＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送り、点火時期を制御す
る。

【００６９】次に、図８及び図９を用いて、本実施形態
による動力特性学習手段４００Ａのモータトルク特性の
学習動作について説明する。なお、本実施形態による動
力特性学習手段４００Ａの構成は、図３に示したものと
同様である。従って、図４及び図５に示した学習によっ
て、エンジントルクの経時変化の学習を行うことができ
る。

【００７０】ここで、図８を用いて、本実施形態による
制御手段４００Ｂによる変速制御時の各部の動作につい
て説明する。図８は、本発明の他の実施形態による制御
手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャー
トである。

【００７１】図８は、ハイブリット車における、例え
ば、１速から２速へのアップシフト時のタイムチャート
を示しており、図中実線は、エンジントルク特性が正常
な場合の各部の動作を示しており、破線は、モータトル
ク特性が経時変化した場合の各部の動作を示している。
また、横軸は時間を示しており、時刻ｔ１は、変速開始
時を示しており、時刻ｔ２は、モータトルク特性が正常
な場合の変速終了時を示しており、時刻ｔ３は、モータ
トルク特性が経時変化した場合の変速終了時を示してい
る。

【００７２】時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図４（Ａ）
に示すように、スロットル開度ＴＶＯが一定とすると、
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、エンジン回転
数Ｎｅ及び車速ＶＳＰが増加する。そして、車速ＶＳＰ
が、所定速度ｖ１となって、変速条件を満たすと、時刻
ｔ１において、図４（Ｅ）に示すように、目標ギヤ位置
が１速から２速に変わり、変速を開始する。

【００７３】変速を開始すると、図８（Ａ）に示すよう
に、まずスロットル開度ＴＶＯを一瞬閉じ、図８（Ｆ）
に示すように、低速側ドッグクラッチ２２０Ａを開放す
る。この時、図８（Ｊ）に示すように、アシストモータ
２３２の伝達トルクを上昇させる。この伝達トルクは、
エンジントルク特性から求められ、変速開始前の出力軸
トルクから変速終了後の出力軸トルクが滑らかになるよ
うに制御する。次に、時刻ｔ２において、図８（Ｊ）に
示すように、アシストモータの伝達トルクＴMが目標ト
ルクＴM１になり、かつ、図８（Ｂ）に示すように、エ
ンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ２に同期すると、図
８（Ｇ）に示すように、高速側のドッグクラッチ２２０
Ｂを締結し、図８（Ｈ）に示すように、アシストモータ
２３２を停止する。以上のように制御をすると、変速
が、脱力感，変速ショック無く行なえる。

【００７４】しかしながら、アシストモータのトルク特
性が経時変化すると、図８（Ｉ）に示すように、変速開
始前の出力軸トルクＴｅ１と変速中の出力軸トルクＴｅ
２に偏差ΔＴｅが生じる。その結果、図４（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転
数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることに
なる。また、逆に、縮まる場合もある。

【００７５】また、変速終了直前の伝達トルクと変速終
了直後の伝達トルクにも偏差ができ、変速後に変速ショ
ックが起こる。このショックは点火時期制御によりある
程度は抑えられるが、エンジントルクの経時変化が大き
いと対応できなくなる。そこで、本実施形態において
は、変速終了直後に、図３に示した動力特性学習手段４
００Ａを用いて、アシストモータトルクの経時変化の学
習を行なうようにしている。

【００７６】ここで、図９を用いて、本実施形態による
動力特性学習手段４００Ａのモータトルク学習動作につ
いて説明する。図９は、本発明の一実施形態による動力
特性学習手段のモータトルク学習動作を示すフローチャ
ートである。

【００７７】ステップ１０００〜ステップ１０１１にお
ける処理は、図５における処理と同様であり、動力特性
学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダ
ル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度Ｔ
ＶＯを検出して、学習エンジントルクＴｅｌを求める。

【００７８】最後に、ステップ１０１４において、動力
特性学習手段４００Ａは、モータの係数ｊを書き換え
る。即ち、モータのトルクＴMと係数ｊは、次式（２）
の関係がある。

【００７９】ＴM＝ｊ・Ｉ …（２）ここで、Ｉはモータに供給する電流である。モータ電流
Ｉは、ＡＴＣ／Ｕ４３０からの指示値であるため、既知
であるので、式（２）において、モータトルクＴMが求
まれば、係数ｊを求めることができる。モータトルクＴ
Mは、学習エンジントルクＴｅｌによって求められるた
め、係数ｊを求めて、モータの経時変化を学習すること
ができる。

【００８０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータトルク特
性が経時変化してもモータトルク特性は正確に把握で
き、動力の制御が正確に行なえるので、出力軸トルクも
適正に出力され、変速ショックを低減できる。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、動力特性に経時変化が
生じた場合でも、変速ショックを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による自動車の制御装置を
用いる自動車の全体構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態による自動車の制御装置を
用いる自動車の詳細な全体構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の
構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施形態による制御手段による変速
制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。

【図５】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の
エンジントルク学習動作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の
変速クラッチのクラッチモデルの学習動作を示すフロー
チャートである。

【図７】本発明の他の実施形態による自動車の制御装置
を用いる自動車の詳細な全体構成を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の他の実施形態による制御手段による変
速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。

【図９】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の
モータトルク学習動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１００…動力発生手段１０１…エンジン２００…動力伝達手段３００…出力軸回転数検出手段４００…コントロールユニット４００Ａ…動力特性学習手段４００Ｂ…制御手段４１０…電子制御スロットルコントロールユニット４２０…エンジンコントロールユニット４３０…変速機コントロールユニット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 59:42 (72)発明者大西浩史茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者坂本博史茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 3D041 AA53 AB00 AC01 AC15 AC18 AD04 AD10 AD31 AD32 AD35 AD50 AD51 AE02 AE04 AE07 AE09 AE30 AE32 AE45 AF01 AF07 AF09 3G093 AA05 AA07 BA03 CB08 DA06 DB00 DB05 DB11 DB12 EA02 EA05 EA09 EA13 EB00 EB03 FA04 FA09 FA11 FA12 3J052 AA01 AA11 EA04 FA03 FB33 GC13 GC23 GC43 HA03 KA01 KA09 KA15 LA01 5H115 PG04 PG10 PU01 PU25 QN06 QN23 QN24 RB08 RE03 RE05 SE05 SE08 SJ12 TB01 TE02 TO21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車を走行させる動力を発生する動力発
生手段とこの動力発生手段から発生した動力を出力軸を
介して駆動輪に伝える動力伝達手段とを制御する自動車
の制御装置において、上記動力伝達手段の出力軸回転数を検出する出力軸回転
数検出手段と、この出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回
転数に基づいて上記動力発生手段若しくは上記動力伝達
手段の動力特性を補正する動力特性学習手段を備え、この動力特性学習手段によって補正された上記動力発生
手段若しくは上記動力伝達手段の動力特性を用いて、上
記動力発生手段若しくは上記動力伝達手段を制御するこ
とを特徴とする自動車の制御装置。
【請求項２】請求項１記載の自動車の制御装置におい
て、上記動力発生手段がエンジン若しくはモータであり、上記動力特性学習手段は、上記出力軸回転数検出手段に
よって検出された出力軸回転数に基づいて、上記エンジ
ンのエンジントルク特性若しくは上記モータのモータト
ルク特性を補正することを特徴とする自動車の制御装
置。
【請求項３】請求項１記載の自動車の制御装置におい
て、上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、この歯車式変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達
手段を有し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記ト
ルク伝達手段が多板クラッチであり、その他の変速段の
上記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方
の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記多板クラ
ッチを制御することにより加速度変動の少ない変速を行
う変速機であるとともに、上記動力特性学習手段は、上記出力軸回転数検出手段に
よって検出された出力軸回転数に基づいて上記多板クラ
ッチのクラッチモデルを補正することを特徴とする自動
車の制御装置。
【請求項４】請求項１記載の自動車の制御装置におい
て、上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、この歯車式変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達
手段を有し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記ト
ルク伝達手段がアシストモータであり、その他の変速段
の上記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一
方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記アシス
トモータを制御することにより加速度変動の少ない変速
を行う変速機であるとともに、上記動力特性学習手段は、上記出力軸回転数検出手段に
よって検出された出力軸回転数に基づいて上記アシスト
モータのモータトルク特性を補正することを特徴とする
自動車の制御装置。
【請求項５】自動車を走行させる動力を発生する動力発
生手段とこの動力発生手段から発生した動力を出力軸を
介して駆動輪に伝える動力伝達手段とを制御する自動車
の制御装置において、少なくともアクセルペダル開度が一定で変速を行う第１
走行と、この第１走行と同条件で第１走行後に行なう第２走行
と、上記第１走行と同条件で上記第２走行後に行なう第３走
行を行い、上記第１走行の変速終了後のエンジントルク操作信号
が、上記第２走行の変速終了後のエンジントルク操作信
号と異なる場合、上記第２走行時のエンジントルク特性を学習し、上記第３走行の変速終了後のエンジントルク操作信号
が、上記第１走行の変速終了後のエンジントルク操作信
号に等しいか又は上記第２走行の変速終了後のエンジン
トルク操作信号より上記第１走行の変速終了後のエンジ
ントルク操作信号に近く、かつ上記第３走行の出力軸ト
ルク相当信号の変動が上記第２走行の変速終了後の出力
軸トルク相当信号の変動よりも抑制されていることを特
徴とする自動車の制御装置。