JP2002321548A

JP2002321548A - パワートレイン制御装置及び制御方法

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Publication number: JP2002321548A
Application number: JP2002061272A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Minowa; 利通箕輪; Yoshiyuki Yoshida; 義幸吉田; Junichi Ishii; 潤市石井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2002-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】ドライバによって異なる運転状態及び制御機能
に対応し、ドライバの意図通りに自動変速機搭載車を運
行するパワートレイン制御装置及び制御方法を提供する
ことにある。【構成】現在の走行状態及びドライバ操作量等を検出す
るための制御用センサ１と、ドライバの意図を把握する
ためのドライバ意図把握手段２と、複数の運転モードの
中から上記把握手段で把握した運転モードを選択する運
転モード選択手段３と、前記運転モード選択手段で選択
されたモードに応じて複数の制御機能を選択する制御機
能選択手段４と、前記制御用センサ１及び制御機能選択
手段４の信号を用いて制御用アクチュエータ５の制御量
を演算する制御量演算手段６とにより構成される。【効果】ドライバによって異なる自動車の運転状態及び
制御機能に対する要求を全て満足し、ドライバの意図通
り運行を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワートレイン制御装
置に係り、特に自動変速機搭載車のドライバが要求する
とおりの走行を実現させるのに好適なパワートレイン制
御装置及び制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】第一の従来技術として、特開平3−11777
4 号公報には、エコノミーモードの変速特性と、該エコ
ノミーモードよりも変速線が高速側に設定されたパワー
モード等の変速特性とが用意され、スイッチ等のマニュ
アル選択によっていずれか所望の変速特性が選択できる
ことが記載されている。また、第二の従来技術として、
特開平5−346162 号公報には、現在の運転状態からファ
ジー推論を用いて道路状態を予測し推定する。その予測
し推定した道路状態に応じて変速線を変化させることに
より、ある程度ドライバの意図通りの加速，減速等の変
速が得られることが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記第一の従来技術で
は、燃費を良くすることのみを考慮しているはずのエコ
ノミーモードのほかに、該エコノミーモードよりも変速
線が高速側に設定されたパワーモード等の変速特性が用
意され運転性能も多少考慮しているため、あまり燃費を
良くすることに貢献していなかった。また、上記第二の
従来技術のファジー推論を用いて最適な変速線を決定し
ていたはずであるが、ドライバの意図通りの加速，減速
等の変速が得られないといった問題が生じていた。

【０００４】本発明の目的は、ドライバによって異なる
自動車の運転状態及び制御機能に対応し、ドライバの意
図通りに自動変速機搭載車を運行するパワートレイン制
御装置及び制御方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、現在の走行状
態及びドライバの操作量の度合等を検出するための制御
用センサと、ドライバの意図を把握するためのドライバ
意図把握手段と、複数の運転モードの中から前記ドライ
バ意図把握手段で把握した運転モードを選択する運転モ
ード選択手段と、前記運転モード選択手段で選択された
モードに応じて少なくとも二つの制御機能を選択する制
御機能選択手段と、前記制御用センサ及び制御機能選択
手段の信号を用いて制御用アクチュエータの制御量を演
算する制御量演算手段とを備えることにより達成され
る。

【０００６】運転モード選択手段でドライバが意図する
運転状態、例えば超燃費運転を選択した場合、制御機能
選択手段では、燃費低減を実現する広域ロックアップ制
御（トルクコンバータ部の滑りを無くしトルク伝達の効
率を向上させる方法），燃費変速制御（トルク伝達効率
を考慮しつつエンジン効率の最大点でエンジンを運転す
るよう変速点を決定），燃料カット制御（減速時及び変
速時に燃料カットを実行）等、複数の制御機能が選択さ
れ、ドライバが意図する燃費を良くする運転が可能にな
る。スポーツ運転を選択し運行した場合、前記制御機能
選択手段では、加速感向上のため高回転で変速させる高
回転変速制御，変速時の加速低下を防止する短変速時間
制御，コーナーを高速に走行するためコーナー入口のシ
フトダウンによる強エンブレ制御等が選択され、ドライ
バが意図するスポーツモードの運転が可能になる。心地
良い運転を選択した場合、前記制御機能選択手段では、
変速期間の時間を同じにする等間隔変速制御，変速時間
の管理とショック低減を両立する滑らか変速制御，ファ
ジー推論を用いて道路の状態（勾配等）を推定し該勾配
状態に見合った変速線を決定する変速線制御等が選択さ
れ、ドライバが意図する心地良い運転を可能にする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明によるパワートレイン制御装置
及び制御方法について、詳細に説明する。図１は本発明
の一実施例である。本発明は、現在の走行状態及びドラ
イバ作動量等を検出するための制御用センサ１，ドライ
バの意図を把握するためのドライバ意図把握手段２，複
数の運転モードの中から前記ドライバ意図把握手段２で
把握した運転モードを選択する運転モード選択手段３，
前記運転モード選択手段で選択されたモードに応じて複
数の制御機能を選択する制御機能選択手段４，上記制御
用センサ１及び制御機能選択手段４の信号を用いて制御
用アクチュエータ５の制御量を演算する制御量演算手段
６が設けられている。

【０００８】図２は図１を詳細に説明しているブロック
図である。制御用センサ１は、空気量センサ，車速セン
サ，エンジン回転センサ，タービン回転センサ，スロッ
トル開度センサ，ハンドル舵角センサ，加速度センサ，
トルクセンサ，アクセル開度センサが用いられる。ま
た、破線で示した従動輪速センサ及び駆動輪速センサ
は、従動輪と駆動輪のスリップ率を管理し車両の安全性
を確保するために用いられる。車両の加速度及び駆動軸
のトルクは、それぞれ車速の微分及びトルクコンバータ
特性を用いて演算することができるが、破線で示す加速
度センサ及びトルクセンサを用いることも可能である。
更に、スロットルバルブ等の空気量を電子制御する場合
（制御用アクチュエータ：電子スロットル）は、アクセ
ル開度センサが必要となる。ドライバ意図把握手段２の
モード選択として、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ，電子カード
及び音声等が用いられる。運転モード選択手段３は、前
記ドライバ意図把握手段２の出力に対し、例えばスポー
ツ運転フラグ，超燃費運転フラグ及び心地良い運転フラ
グ等を発生させ、モードに見合う制御を実行する。次
に、制御機能選択手段４では、それぞれの前記運転モー
ドに対し、少なくとも二つの制御機能を選択する。例え
ば、スポーツ運転モードでは、山岳路を制限速度内で高
速運転するため、アップシフトで高回転変速，ダウンシ
フトで強エンジンブレーキ及び短時間変速等、複数の制
御機能を実行する。超低燃費運転モードでは、あらゆる
道路状況でも駆動系の伝達効率を考慮するように変速点
を決定し、且つ、変速中及び減速中に燃料カットを実行
し、更にある程度の振動を考慮したロックアップ域の拡
大を行う。心地良い運転モードでは、全てのドライバが
ある程度、満足する走行を可能とする。例えば、発進か
ら１〜２速への変速，１〜２速への変速から２〜３速へ
変速の時間を等間隔としたり、変速ショックをドライバ
が感じない程度にしたり、更に、ファジー理論を用いて
道路状態を推定しドライバの意図がある程度、反映する
変速線を決定したりする。そして、前記制御機能選択手
段４で選択された制御機能に応じた制御量を制御量演算
手段６で演算し、制御用アクチュエータ５、例えば、変
速点制御ソレノイド，クラッチ締結圧制御ソレノイド，
ロックアップ制御ソレノイド及び燃料噴射弁に出力す
る。また、空気量制御を付加する場合は、電子制御スロ
ットルを用いる。電子制御スロットルは、例えば、強エ
ンジンブレーキ制御のための変速時にエンジンの回転数
を合わせるような制御に用いることができる。これによ
り、スムースな減速が実現できる。なお、制御用センサ
の信号からドライバ意図把握手段を実施することも可能
である。

【０００９】図３にシステム構成図を示す。エンジン７
の吸気管８に取り付けられたスロットルバルブ９の駆動
に伴い空気が吸入される。この空気量を空気流量計１０
により検出し、この信号Ｑａを制御ユニット１１に入力
する。また、スロットル開度信号θ，エンジン回転数Ｎ
ｅ，タービン回転数Ｎｔ，車速信号Ｖsp，トルク信号Ｔ
ｏ，従動輪速信号Ｖｆ，駆動輪速信号Ｖｒ，加速度信号
Ｇ，シフト位置信号Ｓ，ハンドル舵角信号α，モードス
イッチＳＷ，アクセル開度θａがそれぞれスロットル開
度センサ１２，エンジン回転センサ１３，タービン回転
センサ１４，車速センサ１５，トルクセンサ１６，従動
輪速センサ１７，駆動輪速センサ１８，加速度センサ１
９，シフト位置スイッチ２０，ハンドル舵角センサ２
１，モードスイッチ２２，アクセル開度センサ２３より
検出される。前記制御用センサ信号が制御ユニット１１
に入力され、目標スロットル開度θtar ，燃料噴射幅Ｔ
ｉ，点火時期Ａdv，ロックアップデューティｌｕ，変速
比ｉ（ｎ），油圧デューティＰＬがそれぞれ電子制御ス
ロットル２４，燃料噴射弁２５，点火装置２６，ロック
アップ制御ソレノイド２７，変速点制御ソレノイド２
８，クラッチ締結圧制御ソレノイド２９に出力される。
このシステム構成により本発明が実施可能となる。

【００１０】図４に運転モード設定時の制御フローチャ
ートを示す。まず、処理３０でスポーツ運転モードスイ
ッチＳＷｓ及び超燃費運転モードスイッチＳＷｆを読み
込む。ここでは、ドライバの意図の把握を前記二つのス
イッチを用いて判断し、前記二つスイッチがOFF の場合
は、心地良い運転モードとした。処理３１では、SWsが
１かどうかを判断する。１の場合は処理３２に進み、ス
ポーツ運転モードフラグFlgＳ＝１を実行する。１以外
の場合は、処理３３に進み、ＳＷｆが１かどうかを判断
する。１の場合は処理３４に進み、超低燃費運転モード
フラグFlgＦ＝１を実行する。１以外の場合は、処理３
５に進み、心地良い運転モードフラグFlgＣ＝１を実行
する。

【００１１】図５は運転モード実行時の制御フローチャ
ートである。まず、処理３６では、図４で設定されたフ
ラグFlgＳ，FlgＦ及びFlgＣを読み込む。そして、それ
ぞれ処理３７，３８，３９で１かどうかを判断し、１の
場合はそれぞれスポーツ運転モード制御４０，超燃費運
転モード制御４１，心地良い運転モード制御４２のサブ
ルーチンを実行する。

【００１２】最初に、図６から図１１でスポーツ運転モ
ードの制御機能を説明する。図６は変速点制御の制御フ
ローチャート、図７は変速点制御に用いる変速線であ
る。まず、処理４３で車速Ｖsp，タービン回転数Ｎｔ，
FlgＵ及びFlgＤ(後述)を読み込む。処理４４では、変速
機構の入出力回転比いわゆるギア比ｇｒをＮｔ／Ｖspよ
り演算する。これは後述の変速中制御（アップシフト時
制御４５，ダウンシフト時制御４６）のサブルーチンで
用いる。処理４７では、アップシフト中フラグFlgＵが
１かどうか、処理４８ではダウンシフト中フラグが１か
どうかを判断する。それぞれ１の場合は、処理４５及び
処理４６に進み、前記サブルーチンを実行する。１以外
の場合は、処理４９に進む。エンジンスタート時は、初
期設定によりFlg４，Flg３及びFlg２は０が設定されて
いる。そのため、処理４９，処理５０，処理５１を介し
て処理５２に進む。つまり、車速０の状態では、１速状
態となっている。処理５２では、図７の変速線を検索し
現在のＶspがＶ₂ 以上かどうかを判断する。ここで、図
７の実線はアップシフト線、破線はダウンシフト線であ
る。変速線がスロットル開度の変化にもかかわらず同一
車速に設定されている理由は、マニュアルミッション車
の走行を意図するためである。処理５２でNoの場合は、
処理５３でFlg１に１をセットし、処理５４で１速の信
号を出力する。Yes の場合は、処理５５に進みFlg２に
１をセットし、処理５６で２速の信号を出力する。そし
て処理５７でアップシフト中フラグFlgＵを１にし、処
理５８でFlg１を０にする。今度は、Flg２＝１のため処
理５１でYes に進む。処理５９では、現在のＶspがＶ₄
以上かどうかを判断する。Yes の場合は、処理６０に進
みFlg３に１をセットし、処理６１で３速の信号を出力
する。そして処理６２でアップシフト中フラグFlgＵを
１にし、処理６３でFlg２を０にする。Noの場合は、処
理６４に進み現在のＶspがＶ₁ 以下かどうかを判断す
る。Yes の場合は、処理６５でFlg１に１をセットし、
処理６６で１速の信号を出力する。そして処理６７でダ
ウンシフト中フラグFlgＤを１にし、処理６８でFlg２
を０にする。Noの場合は、リターンされる。以下、処理
６９から処理８３までは前記フローと同様の制御により
変速線制御が可能となる。

【００１３】図８はアップシフト時制御の制御フローチ
ャート、図１０はアップシフト時のタイムチャートであ
る。図８において、まず、処理８４でギア比ｇｒ，２速
フラグFlg２及び３速フラグFlg３を読み込む。処理８
５では、Flg２が１になったかどうかを判断する。Yes
の場合は、処理８６で変速中制御開始フラグFlg１２が
１かどうかを判断する。１以外の場合は、図１０のFlg
２がONからFlg１２がONの間を意味している。よっ
て、処理８７に進み、ギア比ｇｒが変速中制御開始時期
定数ｋ₁ になったかどうかを判断する。処理８７でYes
の場合は、処理８８でFlg１２に１をセットする。つま
り、変速中エンジントルク制御及び油圧制御をすべき状
態と判断する。そして、処理８９，９０でそれぞれ点火
時期リタード制御及び１〜２速への変速時の目標油圧を
検索し出力する。次に、処理９１でギア比ｇｒが変速中
制御終了時期定数ｋ₂ になったかどうかを判断する。Ye
s の場合は、処理９２でFlg１２に０，処理９３でFlg
Ｕに０をセットする。これにより、図６で示したアッ
プシフト時制御のサブルーチンが終了する。以下、処理
９４から処理１１０までは、前記フローチャートと同様
の制御により変速中エンジン制御及び油圧制御が可能と
なる。図１０において、実線が本発明、破線が従来制御
である。従来制御では、油圧低下及びエンジントルクを
点火時期リタードにより低減し変速中のトルク変動を抑
制していた。これに対し、本発明のスポーツ運転モード
では、油圧を高め且つ、点火時期をリタードし極力変速
時間を短くして加速感を向上させるようにした。つま
り、スポーツ運転では、ある程度の変速ショックは問題
ないのである。

【００１４】図９はダウンシフト時制御の制御フローチ
ャート、図１１はダウンシフト時のタイムチャートであ
る。図９において、まず、処理１１１でギア比ｇｒ，２
速フラグFlg２及び３速フラグFlg３を読み込む。処理
１１２では、Flg３が１になったかどうかを判断する。
Yes の場合は、処理１１３で変速中制御開始フラグFlg
４３が１かどうかを判断する。１以外の場合は、図１１
のFlg３がONからFlg４３がONの間を意味している。よっ
て、処理１１４に進み、ギア比ｇｒが変速中制御開始時
期定数ｍ₆ になったかどうかを判断する。Yes の場合
は、処理１１５でFlg４３に１をセットする。つまり、
変速中に油圧制御をすべき状態と判断する。そして、処
理１１６で４〜３速への変速時の目標油圧を検索し出力
する。次に、処理１１７でギア比ｇｒが変速中制御終了
時期定数ｍ₅ になったかどうかを判断する。Yes の場合
は、処理１１８でFlg４３に０、処理１１９でFlgＤに
０をセットする。これにより、図６で示したダウンシフ
ト時制御のサブルーチンが終了する。以下、処理１２０
から処理１３４までは、前記フローと同様の制御により
変速中に油圧制御が可能となる。ダウンシフト時は、早
く急激なトルク変化が要求されるため、エンジントルク
低減制御を実行せず、変速中の油圧制御によりトルクを
高める方式とする。図１１において、実線が本発明，破
線が従来制御である。従来制御では、変速終了後の振動
を点火時期リタードにより低減し変速後のトルク変動を
抑制していた。これに対し、本発明のスポーツ運転モー
ドでは、変速中の油圧低下のみで変速時間を短くし、且
つ、変速終了後の振動は抑制せず加速感の向上を図る。
やはり、スポーツ運転のダウンシフトでも、ある程度の
変速ショックは問題ないのである。図１２から図２０で
超燃費運転モードの制御機能を説明する。図１２はトル
クコンバータを用いた場合の燃費変速点演算方式、図１
４（ａ）はトルクコンバータ特性図、図１４（ｂ）は逆
ポンプ容量係数の特性図、図１５（ａ）は燃料消費量の
特性図である。まず、処理１３５でエンジン回転数Ｎ
ｅ，タービン回転数Ｎｔ，車速Ｖsp及び変速比ｉを読み
込む。処理１３６では、トルクコンバータ入出力軸回転
比いわゆる速度比ｅをＮｔ／Ｎｅにより演算する。処理
１３７，１３８では、図１４（ａ）のｅの関数である特
性を用いて、それぞれポンプ容量係数ｃ及びトルク比ｔ
を検索する。処理１３９では、上記Ｎｅ，ｃ及びｔから
成る式（１）を用いてタービントルクＴｔを演算する。

【００１５】Ｔｔ＝ｃ・ｔ・Ｎｅ² …（１）処理１４０では、変速機出力軸トルクいわゆる駆動軸ト
ルクＴｏを上記Ｔｔ及び現在の変速比ｉを用いて演算す
る。また、この駆動軸トルクＴｏは前述のトルクセンサ
を用いても良い。処理１４１では、上記演算したＴｏと
この車両に取り付けられている変速機の変速比数分ｉ
（ｎ）を用いて、変速比毎のタービントルクＴｔ（ｎ）
を演算する。この場合は、４速の変速機を示した。処理
１４２では、Ｖspと上記ｉ（ｎ）を用いて、変速比毎の
タービン回転数Ｎｔ（ｎ）を演算する。処理１４３で
は、図１４（ｂ）のｅの関数である逆ポンプ容量係数ｃ
ｐ特性を用いて、変速比毎の速度比ｅ（ｎ）を式（２）
を用いて検索する。逆ポンプ容量係数ｃｐ特性は式
（３）から求めることができる。

【００１６】ｃｐ＝Ｔｔ／Ｎｔ² …（２）ｃｐ＝ｔ・ｃ／ｅ² …（３）処理１４４では、前記検索されたｅ（ｎ）と図１４
（ａ）のトルク比ｔ特性を用いて変速比毎のトルクｔ
（ｎ）を演算する。そして、処理１４５，処理１４６そ
れぞれ変速比毎のエンジントルクＴｅ（ｎ）及びエンジ
ン回転数Ｎｅ（ｎ）を演算する。処理１４７では、前記
演算されたＴｅ（ｎ）及びＮｅ（ｎ）を用いて、変速比
毎に図１５（ａ）のエンジントルクとエンジン回転数か
ら成る燃料消費量Ｑｆデータテーブルを検索し、最小燃
料消費量の変速比ｉ（ｎ）を求める。そして、処理１４
８で最小燃料消費量の変速比ｉ（ｎ）を出力し、処理１
４９で出力された変速比の変数、例えばｎ＝１の時は前
記フラグFlg１を１にセットする。

【００１７】図１３はロックアップを用いた場合の燃費
変速点演算方式、図１５（ｂ）はスロットル開度特性図
である。まず、処理１５０でエンジン回転数Ｎｅ，車速
Ｖsp，スロットル開度及び変速比ｉを読み込む。処理１
５１では、現在のエンジントルクＴｅをスロットル開度
θとエンジン回転数Ｎｅのデータテーブルより検索す
る。処理１５２では、変速機出力軸トルクいわゆる駆動
軸トルクＴｏを上記Ｔｅ及び現在の変速比ｉを用いて演
算する。この駆動軸トルクＴｏは前述のトルクセンサを
用いても良い。処理１５３では、前記演算したＴｏと、
この車両に取り付けられている変速機の変速比数分ｉ
（ｎ）を用いて、変速比毎のエンジントルクＴｅ（ｎ）
を演算する。これは、４速の変速機を用いた場合であ
る。処理１５４では、Ｖspと上記ｉ（ｎ）を用いて、変
速比毎のエンジン回転数Ｎｅ（ｎ）を演算する。ロック
アップの場合は、トルクコンバータ部の演算が不必要に
なり、処理が簡単化される。処理１５５では、上記演算
されたＴｅ（ｎ）及びＮｅ（ｎ）を用いて、変速比毎に
図１５（ａ）のＱｆデータテーブルを検索し、最小燃料
消費量の変速比ｉ（ｎ）を求める。そして、処理１５６
で最小燃料消費量の変速比ｉ（ｎ）を出力し、処理１５
７で出力された変速比の変数、例えばｎ＝４の時は上記
フラグFlg４を１にセットする。図１４（ａ）におい
て、速度比ｅ＝１の状態がロックアップであり、トルク
コンバータの伝達効率が１００％となる。それ故、駆動
軸トルクと車速から直接、エンジントルク及びエンジン
回転数が得られる。

【００１８】図１６はロックアップ運転域の比較図であ
る。薄網掛け領域の従来制御では、運転性と燃費を両立
するため、狭い運転領域のロックアップとなっている。
これに対し、本発明では運転性能を無視し燃費低減のみ
を狙いとするため、かなりの運転領域がロックアップす
るようになっている。しかし、低車速域はエンジンスト
ップ防止，高スロットル開度域は高トルク発生のためロ
ックアップを中止する必要がある。但し、ドライバが高
トルクを必要としない場合は、高スロットル開度域でも
ロックアップといった設定も可能である。これにより、
実用運転域での燃費が大幅に低減する。

【００１９】図１７は変速時燃料カット制御の制御フロ
ーチャートである。これは、図１０で示したスポーツ運
転モードの変速中の点火時期制御を燃料カット制御に
し、燃費低減を図ったものである。まず、処理１５８で
タービン回転数Ｎｔ，車速Ｖsp，２速フラグFlg２，３
速フラグFlg３及び４速フラグFlg４を読み込む。処理
１５９では、変速機構の入出力回転比いわゆるギア比ｇ
ｒをＮｔ／Ｖspより演算する。そして、処理１６０で
は、Flg２が１になったかどうかを判断する。Yesの場
合は、処理１６１で変速中制御開始フラグFlg１２が１
かどうかを判断する。１以外の場合は、処理１６２に進
み、ギア比ｇｒが変速中制御開始時期定数ｋ₁₀になった
かどうかを判断する。この定数は、エンジントルク制御
の手法（点火時期，燃料量，空気量）による制御応答性
を考慮して変化させる必要がある。よって、処理１６２
でYes の場合は、処理１６３でFlg１２に１をセットす
る。つまり、変速中エンジントルク制御及び油圧制御を
すべき状態と判断する。そして、処理１６４，処理１６
５でそれぞれ燃料カット制御及び１〜２速へ変速時の目
標油圧を検索し出力する。次に、処理１６６でギア比ｇ
ｒが変速中制御終了時期定数ｋ₁₁になったかどうかを判
断する。Yes の場合は、処理１６７でFlg１２に０をセ
ットする。以下、処理１６８から処理１８２では、前記
フローと同様の制御により変速中エンジン制御及び油圧
制御が可能となる。

【００２０】図１８はクラッチ締結油圧高効率制御の制
御フローチャートである。まず、処理１８３でタービン
回転数Ｎｔ，車速Ｖsp，変速比ｉ（ｎ），１速フラグFl
g１,２速フラグFlg２及び３速フラグFlg３を読み込
む。処理１８４では、現在の変速比が１速かどうかを判
断する。Yes の場合は、処理１８５に進み、車速Ｖspか
ら求まる換算タービン回転数NoをＶsp・ｉ（１）より演
算する。処理１８６から処理１９０では、２速，３速及
び４速のそれぞれの換算タービン回転数を演算する。そ
して、処理１９１で実際のタービン回転数Ｎｔと前記換
算タービン回転数Noの偏差ΔＮを演算する。処理１９２
では、補正目標油圧ΔＰＬを前記ΔＮの関数（ＰＩＤ制
御）により求め、処理１９３で出力する。これにより、
変速機内クラッチが滑るぎりぎりの油圧制御が可能とな
り、最高効率の油圧による燃費低減が図れる。

【００２１】図１９は減速時燃料カット制御の制御フロ
ーチャートである。これは、前述の燃費低減のための変
速線演算により得られた減速時に、燃料カット制御を併
用し更なる燃費低減を図るものである。まず、処理１９
４で、エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度θ，基本燃
料噴射量Ｔｐ及びエンジン水温等で変化する燃料噴射量
演算のための変数ｋ₃₀を読み込む。処理１９５では、上
記スロットル開度θが０、つまり減速状態かどうかを判
断する。Noの場合は、処理１９６，処理１９７でそれぞ
れ燃料カット係数Fuelを１，減速時燃料カット可能回転
数かどうかのフラグFlgＦＣを０にする。そして、処理
１９８に進み燃料噴射量ＴｉをFuel・ｋ₃₀・Ｔｐにより
求め、処理１９９で出力する。処理１９５でYes の場合
は、処理２００で上記FlgＦＣが１かどうかを判断す
る。Noの場合は、処理２０１に進みＮｅが、例えば、２
０００rpm よりも大きいかどうかを判断する。大きい場
合は、処理２０２で上記Fuelに０、処理２０３で上記Fl
gＦＣに１をセットする。そして、処理１９８に進む。
処理２００で既に上記FlgＦＣが１の場合は、処理２０
４に進み、Ｎｅが１５００rpm 以下かどうかを判断す
る。これは、燃料カット終了エンジン回転数の判定であ
り、エンジンストールを考慮して決定される。

【００２２】図２０は図１９のタイムチャートである。
スロットル開度全閉を検出し、エンジン回転数が２００
０rpm 以上のため、Fuel信号が０になっている。更に、
燃料カットの影響でエンジン回転数が急激に低下し、そ
の後１５００rpm でFuel信号が１になり燃料カットが中
止されている。

【００２３】図２１から図２９で心地良い運転モードの
制御機能を説明する。図２１はファジー推論による変速
点制御の制御フローチャート、図２２は車速に対しドラ
イバが感じるメンバーシップ関数、図２３はファジール
ールから求まる道路状態判定結果、図２４は道路状態に
応じた変速線変更例である。図２１において、まず、処
理２０５でスロットル開度θ，車速Ｖsp，ハンドル角α
及び道路勾配βを読み込む。上記βは、式（４）から求
めることができる。

【００２４】 β＝（Ｔｏ−ＴL−Ｋ₁₀₀・Ｗ・ｄＶsp／ｄｔ）／ｋ₂₀₀ …（４）Ｔｏ：駆動軸トルク、ＴL ：平坦路走行抵抗、Ｗ：車両
慣性重量、Ｋ₁₀₀，ｋ₂₀₀：定数ここで、Ｔｏはトルクコンバータを用いた演算方式，ト
ルクセンサ方式等により求めることができる。また、加
速度センサを用いる場合は、式（５）から求めることが
できる。

【００２５】 β＝sin¹（Ｇｓ−ｄＶsp／ｄｔ）／ｇ …（５）ｇ：重力加速度、Ｇｓ：前後加速度センサ信号処理２０６では、Ｖspの微分により前後加速度Ｇを演算
する。処理２０７から２１１では、メンバーシップ関数
Ｍ（ｎ）をそれぞれＶsp，Ｇ，α，β及びθの関数ｇ
（ｎ）により求める。これらは、図２２のようなメンバ
ーシップ関数を用いる。処理２１２では、図２３に示し
た道路状態のファジールールを用いて、現在の走行環境
を判定する。もし、車速が小，道路勾配が正大（登り且
つ大），ハンドル角が大，スロットル開度が中の場合
は、処理２１４が実行され屈曲路登坂モードの変速線が
選択される。処理２１５から２１７においても同様の走
行環境判定が実行される。これら以外の場合は、処理２
１３の平坦路モード、いわゆる通常のノーマル変速線制
御が実行される。処理２１８では、前記変速線選択で実
行された変速線をＶspとθの関数ｈ₁(図２４のテーブル
検索）により求め、変速比ｉ（ｎ）を演算する。そし
て、処理２１９で変速比ｉ（ｎ）を出力し、処理２２０
で出力された変速比の変数、例えばｎ＝３の時は上記フ
ラグFlg３を１にセットする。図２４において、平坦路
モードのアップシフト線が実線，ダウンシフト線が破線
である。例えば、ファジールールにより屈曲路登坂モー
ドが選択された場合は、図２４矢印→の薄線のように変
更され、コーナー走行時のビジィーシフトを回避する。
また、高速登坂モードが選択された場合は、上向の矢印
が示す実線のように変更され、高速時のビジィーシフト
を回避する。

【００２６】図２５は等間隔変速の変速線テーブル、図
２５実行時の駆動軸トルク特性である。図２５には、図
２６のように例えば、発進から１〜２速への変速と１〜
２速への変速から２〜３速まで変速までの時間が等間隔
ａとなるような変速線が記憶されており、燃費よりも心
地良い運転性を重視する。また、駆動軸トルクの大きさ
と等間隔の関係は、比例としたほうがより良い。

【００２７】図２７はアップシフト時トルク制御の制御
フローチャートである。まず、処理２２１でタービン回
転数Ｎｔ，エンジン回転数Ｎｅ，変速比ｉ（ｎ），１〜
２速への変速中フラグFlg１２，２〜３速への変速中フ
ラグFlg２３及び３〜４速へ変速中フラグFlg３４を読
み込む。処理２２２では、現在の変速が１〜２速かどう
かを判断する。Yes の場合は、図８に示すように１〜２
速へ変速中であり、処理２２３に進み１〜２速への変速
に見合うある一定量ｊ₁（ｉ（１)）を差引き、目標エン
ジントルクＴｅのセットする。この時のＴｅは、点火時
期，燃料量及び空気量で異なるため、それぞれの制御項
目に応じてそれぞれのテーブルを検索し出力される。処
理２２４では、Flg１２＝１と同時に駆動軸トルク推定
のためのトルク伝達比ｔｄをｉ(１）の関数ｐ₁により求
める。処理２２５から処理２３０では、２〜３速，３〜
４速の変速におけるＴｅ，ｔｄを演算する。そして、処
理２３１で変速比ｉ（ｎ）毎の目標駆動軸トルクTtarを
関数ｊ₄（テーブル検索等)により演算する。処理２３２
では、タービントルクＴｔを式（６）により演算する。

【００２８】Ｔｔ＝ｃ・ｔ・Ｎｅ² …（６）ｃ：ポンプ容量係数、ｔ：トルク比処理２３３では、実際の駆動軸トルクＴｏを上記演算し
たタービントルクＴｔ及びトルク伝達比ｔｄを用いて推
定する。処理２３４では、前記駆動軸トルクＴｏと目標
駆動軸トルクTtarの偏差ΔＴを演算する。処理２３５で
は、補正目標油圧ΔＰＬを前記ΔＴの関数（ＰＩＤ制
御）により求め、処理２３６で出力する。また、処理２
３７でエンジントルク低減量Ｔｅを出力する。これによ
り、変速中トルクフィードバックの油圧制御が可能とな
り、変速中のショック低減が図れる。

【００２９】図２８はダウンシフト時トルク制御の制御
フローチャート、図２９は図２８実行時のタイムチャー
トである。ここでは、スロットル開度制御、いわゆる電
子制御スロットルを用いた場合の制御例である。まず、
処理２３８でアクセル開度θａ，タービン回転数Ｎｔ，
エンジン回転数Ｎｅ，車速Ｖsp，２〜１速へ変速中フラ
グFlg２１，３〜２速へ変速中フラグFlg３２及び４〜
３速へ変速中フラグFlg４３を読み込む。処理２３９で
は、現在の変速が２〜１速かどうかを判断する。Yes の
場合は、図９に示すように２〜１速へ変速中であり、処
理２４０に進み２〜１速へ変速、現在のθａ及びＶspに
見合う目標駆動軸トルクTtarを関数ｑ₁（テーブル検索
等）を用いて演算する。処理２５０では、Flg２１＝１
と同時に駆動軸トルク推定のためのトルク伝達比ｔｄを
ｉ（２）の関数ｐ₁ により求める。処理２５１から処理
２５６では、３〜２速，４〜３速へ変速におけるTtar，
ｔｄを演算する。そして、処理２５７では、タービント
ルクＴｔをアップシフトと同様に式（６）により演算す
る。処理２５８では、実際の駆動軸トルクＴｏを上記演
算したＴｔ及びｔｄを用いて推定する。処理２５９で
は、上記駆動軸トルクＴｏと目標駆動軸トルクTtarの偏
差ΔＴを演算する。処理２６０では、補正スロットル開
度Δθを上記偏差ΔＴの関数（ＰＩＤ制御）により求め
る。そして、処理２６１で目標スロットル開度θtar を
通常の目標スロットル開度演算（ｒ₁（θａ，Ｎｅ））
に上記偏差Δθを加えることにより求め、処理２６２で
出力する。これにより、図２９に示す破線の従来制御に
対しトルクフィードバックスロットル制御では、変速前
後のトルク段差がなく滑らかなダウンシフトが可能とな
る。

【００３０】図３０はエンジンブレーキ時フェールセイ
フの制御フローチャートである。まず、処理２６３で従
動輪速Ｖｆ，駆動輪速Ｖｒ，スロットル開度θ及びエン
ジン回転数Ｎｅを読み込む。処理２６４では、スリップ
率Ｓを式（７）により演算する。

【００３１】Ｓ＝（Ｖｆ−Ｖｒ）／Ｖｆ …（７）処理２６５では、θ＝０且つＮｅ≧１５００rpm かどう
かを判断する。ここでは、減速時のエンジンブレーキ制
御中かどうかの判断をする。Yes の場合は、処理２６６
に進みスリップ率Ｓが０.３以上かどうかを判断する。
つまり、ここでは、エンジンブレーキ制御実行中の路面
摩擦係数が小さいかどうかを判断し、安全な運転状態か
どうかを判定している。Yes の場合、つまりエンジンブ
レーキ制御により駆動輪がロック状態に近くなると判断
した場合は、前述のスポーツ運転を禁止、あるいは強制
的にシフトアップし車両の安全性を確保する。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、ドライバによって異な
る自動車の運転状態及び制御機能に対応し、ドライバの
意図通りに自動変速機搭載車を運行するパワートレイン
制御装置及び制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例。

【図２】図１の詳細ブロック図。

【図３】システム構成図。

【図４】運転モード設定時の制御フローチャート。

【図５】運転モード実行時の制御フローチャート。

【図６】変速点制御の制御フローチャート。

【図７】変速点制御に用いる変速線。

【図８】アップシフト時制御の制御フローチャート。

【図９】ダウンシフト時制御の制御フローチャート。

【図１０】アップシフト時のタイムチャート。

【図１１】ダウンシフト時のタイムチャート。

【図１２】トルクコンバータを用いた場合の燃費変速点
演算方式。

【図１３】ロックアップを用いた場合の燃費変速点演算
方式。

【図１４】（ａ）はトルクコンバータ特性図。（ｂ）は
逆ポンプ容量係数の特性図。

【図１５】燃料消費量の特性図。

【図１６】ロックアップ運転域の比較図。

【図１７】変速時燃料カット制御の制御フローチャー
ト。

【図１８】クラッチ締結油圧高効率制御の制御フローチ
ャート。

【図１９】減速時燃料カット制御の制御フローチャー
ト。

【図２０】図１９のタイムチャート。

【図２１】ファジー推論による変速点制御の制御フロー
チャート。

【図２２】車速に対しドライバが感じるメンバーシップ
関数。

【図２３】ファジールールから求まる道路状態判定結
果。

【図２４】道路状態に応じた変速線変更例。

【図２５】等間隔変速の変速線テーブル。

【図２６】図２５実行時の駆動軸トルク特性。

【図２７】アップシフト時トルク制御の制御フローチャ
ート。

【図２８】ダウンシフト時トルク制御の制御フローチャ
ート。

【図２９】図２８実行時のタイムチャート。

【図３０】エンジンブレーキ時フェールセイフの制御フ
ローチャート。

【符号の説明】

１…制御用センサ、２…ドライバ意図把握手段、３…運
転モード選択手段、４…制御機能選択手段、５…制御用
アクチュエータ、６…制御量演算手段。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月２６日（２００２．３．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６ＢＦ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 59:18 59:18 59:24 59:24 59:44 59:44 59:66 59:66 59:74 59:74 (72)発明者石井潤市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 AA21 AA31 AA51 AA66 AB01 AC01 AC04 AC15 AD02 AD03 AD04 AD05 AD22 AD23 AD51 AE04 AE07 AE08 AE11 AE32 AE37 AE39 AF01 3G084 BA02 BA03 BA05 BA13 BA32 CA04 CA05 CA06 CA08 DA01 DA02 DA03 DA04 EB11 FA05 FA06 FA07 FA10 FA13 FA32 FA33 3G093 AA05 BA03 BA15 BA19 CA05 CB06 CB07 CB08 CB09 CB10 DA01 DA06 DA09 DB03 DB04 DB05 DB11 DB17 EA02 EA03 EA05 EA06 EA09 EB03 FA04 3G301 HA01 JA02 JA03 KA06 KA12 KA16 KA21 KB06 KB10 LA01 LB01 LC01 LC08 MA11 ND01 NE01 NE06 PA01Z PA11Z PE01Z PE06Z PF01Z PF08Z PF15Z 3J552 MA01 MA12 NA01 NB04 PA02 PA19 RA09 SB22 TB11 TB13 VA32Z VA39Z VA62Z VA70W VB01Z VB02W VB03W VB04Z VC01W VC03W VC05Z VD02Z VD14Z VD16W VD17W VE05W

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の運転状態に応じて出力する制御用セ
ンサの信号を制御量演算手段に入力し、該制御量演算手
段が演算し、その出力信号によって制御用アクチュエー
タを制御するパワートレイン制御装置であって、ドライバが意図する運転状態を把握するドライバ意図把
握手段と、該ドライバ意図把握手段より選択される運転
モード選択手段と、該運転モード選択手段で選択された
一つの運転モードの中から少なくとも二つの制御機能を
選択する制御機能選択手段と、該制御機能選択手段の出
力信号と前記制御用センサからの出力信号に基づいて制
御用アクチュエータを制御する信号を出力する制御量演
算手段とを備えたことを特徴とするパワートレイン制御
装置。
【請求項２】請求項１において、制御機能選択手段は、
少なくとも変速線制御及び変速ショック制御を行うこと
を特徴とするパワートレイン制御装置。
【請求項３】請求項１において、制御機能選択手段は、
減速時エンジンブレーキ制御が実行された場合、車両の
スリップ率を検出し、前記スリップ率の値が限界値を超
えた時、エンジンブレーキ制御を中止させる手段を備え
ていることを特徴とするパワートレイン制御装置。
【請求項４】車両の運転状態に応じて出力する制御用セ
ンサの信号を制御量演算手段に入力し、該制御量演算手
段が演算し、その出力信号によって制御用アクチュエー
タを制御するパワートレイン制御装置であって、前記制御用センサで検出した情報と、ドライバ意図把握
手段が運転モード選択手段から選択した運転モードの少
なくとも二つの制御機能の情報とを制御量演算手段に入
力することにより該制御量演算手段が制御用アクチュエ
ータ内の機器を選択するようにすることを特徴とするパ
ワートレイン制御装置。
【請求項５】車両の運転状態に応じて出力する制御用セ
ンサの信号を制御量演算手段に入力し、該制御量演算手
段が演算しその出力信号によって制御用アクチュエータ
を制御するパワートレイン制御装置であって、該制御量演算手段は従動輪速度と、駆動輪速度と、スロ
ットルバルブ開度と、エンジン回転数とを読み込むこと
によりエンジンブレーキ制御中の路面摩擦係数が小さい
かどうかを判断することを特徴とするパワートレイン制
御方法。
【請求項６】請求項１において、ドライバ意図把握手段
は、スイッチ，カードあるいは音声を用いることを特徴
とするパワートレイン制御装置。
【請求項７】請求項１において、運転モード選択手段
は、少なくとも二つの運転モードを有することを特徴と
するパワートレイン制御装置。
【請求項８】車両の運転状態に応じて出力する制御用セ
ンサの信号を制御量演算手段に入力し、該制御量演算手
段が演算し、その出力信号によって制御用アクチュエー
タを制御するパワートレイン制御装置であって、ドライバ意図把握手段がドライバの意図する運転状態を
把握することにより、運転モード選択手段が該ドライバ
意図把握手段より選択され、制御機能選択手段が前記運
転モード選択手段で選択された一つの運転モードの中か
ら少なくとも二つの制御機能を選択し、制御量演算手段
が該制御機能選択手段の出力信号と前記制御用センサか
らの出力信号とに基づいて制御用アクチュエータを制御
するパワートレイン制御方法。
【請求項９】請求項８において、制御機能選択手段は、
少なくとも変速線制御と変速ショック制御をする方法を
備えたことを特徴とするパワートレイン制御方法。
【請求項１０】請求項８において、制御機能選択手段
は、減速時エンジンブレーキ制御が実行された場合に、
車両のスリップ率を検出し、前記スリップ率の値が限界
値を超えた時、エンジンブレーキ制御を中止することを
特徴とするパワートレイン制御方法。
【請求項１１】車両の運転状態に応じて出力する制御用
センサの信号を制御量演算手段に入力し、該制御量演算
手段が演算し、その出力信号によって制御用アクチュエ
ータを制御するパワートレイン制御装置であって、前記制御用センサで検出した情報と、ドライバ意図把握
手段より運転モード選択手段から意図するモードを選択
し該運転モード内の少なくとも二つの制御機能の情報と
を制御量演算手段に入力し該制御量演算手段が制御用ア
クチュエータ内の機器を選択し制御するパワートレイン
制御方法。
【請求項１２】請求項８において、ドライバ意図把握手
段は、スイッチ，カードあるいは音声を用いることを特
徴とするパワートレイン制御方法。
【請求項１３】請求項８において、運転モード選択手段
は、少なくとも二つの運転モードを有することを特徴と
するパワートレイン制御方法。