JP2005155812A - 自動車、及び自動車の制御装置、並びに駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
エンジンに依存せずに、応答性良く車輪のスリップを回避し、排気の悪化を抑制する。
【解決手段】
噛合いクラッチ１９，２０，２１によって形成される入出力軸間の第１のトルク伝達経路と、伝達トルク可変装置２０３，２０４によって形成される入出力軸間の第２のトルク伝達経路とを有する歯車式変速機、及びトルク伝達経路を選択するアクチュエータ２７，２０５を有し、第１のトルク伝達経路で走行中に車輪がスリップしたとき、第２のトルク伝達経路が第１のトルク伝達経路で伝達していたトルクの少なくとも一部を伝達するように、アクチュエータ２７，２０５が制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の制御装置及び駆動力伝達装置に係り、特に自動変速機を用いた車輪のスリップ回避のためのトラクション制御に関する。

車両の発進時や加速時に車輪のスリップが発生した場合のいわゆるトラクション制御では、スロットル弁を調節する機構などを用いて、エンジンの発生トルクを連続的に調整することで駆動トルクを低減し、車輪のスリップを回避するように構成されたものが一般的である。

例えば、従動輪と駆動輪の回転差から求まるスリップ率をフィ−ドバックして、目標スリップ率と一致するようスロットル（スロットルバルブ）開度を制御する方法が知られている（例えば技術文献１参照）。

特開平２−３０５３３３号公報

上記技術では、駆動トルクを低減し車輪のスリップを回避できるが、吸入空気量や点火時期を調整することによりエンジンの発生トルクを変化させるため、応答性が高くはない。また、エンジンの運転点が変化するため、排気が悪化するという問題がある。

そこで本発明は、噛合いクラッチによって形成される入出力軸間のトルク伝達経路と、伝達トルク可変装置によって形成される入出力軸間のトルク伝達経路とを有する歯車式変速機を設け、伝達トルク可変装置によってトラクション制御を行う。

エンジンに依存せずに、応答性良く車輪のスリップを回避し、排気の悪化が抑制できる。

図１は、本発明の一実施例をなす第１の自動車システム構成の全体構成図を示す。

駆動力源であるエンジン１には、エンジン１の回転数を計測するエンジン回転数センサ（図示しない），エンジントルクを調節する電子制御スロットル（図示しない），吸入空気量に見合う燃料量を噴射するための燃料噴射装置（図示しない）が設けられており、エンジン制御ユニット１０１により、吸入空気量，燃料量，点火時期等を操作することで、エンジン１のトルクを高精度に制御することができるようになっている。前記燃料噴射装置には、燃料が吸気ポートに噴射される吸気ポート噴射方式あるいはシリンダ内に直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジンに要求される運転域（エンジントルク，エンジン回転数で決定される領域）を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能が良い方式のエンジンを用いるのが有利である。駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジン，天然ガスエンジンや、電動機などでも良い。

エンジン１には、入力軸クラッチ入力ディスク２が連結されており、入力軸クラッチ入力ディスク２と入力軸クラッチ出力ディスク３を係合，開放することで、前記エンジン１のトルクを変速機入力軸１０に伝達，遮断することが可能である。入力軸クラッチには、一般に乾式単板方式が用いられるが、湿式多板クラッチや電磁クラッチなどすべての摩擦伝達手段を用いることも可能である。

入力軸クラッチ入力ディスク２と入力軸クラッチ出力ディスク３間の押付け力（入力軸クラッチトルク）の制御には、油圧によって駆動するアクチュエータ２２が用いられており、この押付け力（入力軸クラッチトルク）を調節することで、エンジン１の出力を入力軸１０へ伝達，遮断することが可能である。

入力軸１０には、第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギア（図示しない）、および第７ドライブギア２０１が設けられている。第１ドライブギア４，第２ドライブギア５は変速機入力軸１０に固定されており、第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，前記後進ドライブギア，第７ドライブギア２０１は、変速機入力軸１０に対して回転自在に設けられている。また、入力軸回転数検出手段として、変速機入力軸１０の回転数を検出するためのセンサ２９が設けられている。

一方、変速機出力軸１８には、第１ドリブンギア１２，第２ドリブンギア１３，第３ドリブンギア１４，第４ドリブンギア１５，第５ドリブンギア１６，後進ドリブンギア（図示しない）、第７ドリブンギア２０２が設けられている。第１ドリブンギア１２，第２ドリブンギア１３は変速機出力軸１８に対して回転自在に設けられており、第３ドリブンギア１４，第４ドリブンギア１５，第５ドリブンギア１６，前記後進ドリブンギア，第７ドリブンギア２０２は変速機出力軸１８に固定されている。また、出力軸回転数検出手段として、変速機出力軸１８の回転数を検出するためのセンサ３０が設けられている。

第１ドリブンギア１２は、第１ドライブギア４と噛合しており、第２ドリブンギア１３は、第２ドライブギア５と噛合しており、第３ドリブンギア１４は、第３ドライブギア６と噛合しており、第４ドリブンギア１５は、第４ドライブギア７と噛合しており、第５ドリブンギア１６は、第５ドライブギア８と噛合しており、前記後進ドリブンギアは、逆転ギア（図示しない）を介して前記後進ドライブギアと噛合しており、第７ドリブンギア
２０２は、第７ドライブギア２０１と噛合している。

そして、第１ドリブンギア１２と第２ドリブンギア１３の間には、第１ドリブンギア
１２を変速機出力軸１８に係合させ、また第２ドリブンギア１３を変速機出力軸１８に係合させる、噛合い伝達手段である第１噛合いクラッチ１９が設けられている。従って、第１ドライブギア４、または第２ドライブギア５から第１ドリブンギア１２または第２ドリブンギア１３に伝達された回転トルクは、第１噛合いクラッチ１９に伝達され、第１噛合いクラッチ１９を介して変速機出力軸１８に伝達されることになる。

また、第３ドライブギア６と第４ドライブギア７の間には、第３ドライブギア６を変速機入力軸１０に係合させ、また第４ドライブギア７を変速機入力軸１０に係合させる、噛合い伝達手段である第２噛合いクラッチ２０が設けられている。従って、第３ドライブギア６、または第４ドライブギア７に伝達された回転トルクは、第２噛合いクラッチ２０を介して第３ドリブンギア１４または第４ドリブンギア１５に伝達され、変速機出力軸１８に伝達されることになる。

また、第５ドライブギア８と前記後進ドライブギアの間には、第５ドライブギア８を変速機入力軸１０に係合させ、また前記後進ドライブギアを変速機入力軸１０に係合させる、噛合い伝達手段である第３噛合いクラッチ２１が設けられている。従って、第５ドライブギア８、または前記後進ドライブギアに伝達された回転トルクは、第３噛合いクラッチ２１を介して第５ドリブンギア１６または前記後進ドリブンギアに伝達され、変速機出力軸１８に伝達されることになる。

ここで、前記噛合いクラッチには、摩擦力によって回転数をスムーズに合わせるシンクロナイザ機構を付加することが望ましい。

このように、変速機入力軸１０の回転トルクを変速機出力軸１８に伝達するためには、第１噛合いクラッチ１９、または第２噛合いクラッチ２０、または第３噛合いクラッチ
２１に伝達するためには、これらのうちいずれか一つを変速機入力軸１０の軸方向もしくは変速機出力軸１８の軸方向に移動させる。そのために、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６によって、シフト／セレクト機構２７を動作させる。そして、第１噛合いクラッチ１９、または第２噛合いクラッチ２０、または第３噛合いクラッチ２１のいずれか一つを第１ドリブンギア１２，第２ドリブンギア１３，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８または、後進ドライブギアのいずれか一つに締結させ、変速機入力軸１０の回転トルクを、第１噛合いクラッチ１９、または第２噛合いクラッチ２０、または第３噛合いクラッチ２１のいずれか一つを介して駆動輪出力軸１８へと伝達する。

このように、入出力軸間のトルク伝達経路は、噛合いクラッチによって形成される。

シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４、およびセレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６は、本実施例においては油圧アクチュエータを用いているが、電磁弁を用いて構成してもよく、または電動機等による電気アクチュエータによって構成してもよい。シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４のかわりに一つのアクチュエータ、セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６のかわりに一つのアクチュエータとして構成しても良い。また、シフト／セレクト機構２７は、シフターレール，シフターフォークなどによって構成してもよく、またはドラム式としてもよい。また、シフト／セレクト機構２７には、走行時のギア抜け防止のためにギア位置を保持する位置保持機構（図示しない）が設けられている。シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６の動作と、前記第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１の動作関係は図３にて後述する。

また、入力軸１０には、伝達トルク可変手段の一方式であるアシストクラッチ２０３，２０４が備えられている。これにより、第７ドライブギア２０１と、アシストクラッチ入力ディスク２０３が連結され、変速機入力軸１０とアシストクラッチ出力ディスク２０４が連結され、アシストクラッチ入力ディスク２０３とアシストクラッチ出力ディスク204を係合することで、第７ドリブンギア２０２のトルクを変速機出力軸１８に伝達することが可能である。ここでは一例として、第７ドライブギアおよび第７ドリブンギアのギア比は、第３ドライブギア６および第３ドリブンギア１４によって構成される第３変速段のギア比と、第４ドライブギア７および第４ドリブンギア１５によって構成される第４変速段のギア比との間に設定するが、このギア比に限らず、他のギア比に設定することも可能である。

アシストクラッチ入力ディスク２０３とアシストクラッチ出力ディスク２０４間の押付け力(アシストクラッチトルク)の制御には、油圧によって駆動するアクチュエータ２０５が用いられており、この押付け力（アシストクラッチトルク）を調節することで、エンジン１の出力を伝達することができるようになっている。

このアシストクラッチは、伝達トルク可変装置として、摩擦伝達手段を用いて構成してもよいし、または電動発電機などによって構成してもよい。ここで、摩擦伝達手段は、摩擦面の押付け力によって摩擦力を発生させてトルクを伝達する手段であり、代表的なものとして、摩擦クラッチがある。摩擦クラッチには、乾式単板クラッチ，乾式多板クラッチ，湿式多板クラッチ，電磁クラッチ等がある。本実施例では、アシストクラッチ２０３，２０４には、摩擦伝達手段である湿式多板クラッチを用いているが、他の全ての伝達トルク可変手段を用いることが可能である。

このように入出力軸間のトルク伝達経路は、伝達トルク可変装置によっても形成される。この伝達トルク可変装置を制御することによって、後述するようなトラクション制御を行う。

第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギア，第７ドライブギア２０１から、第１ドリブンギア１２，第２ドリブンギア１３，第３ドリブンギア１４，第４ドリブンギア１５，第５ドリブンギア１６，後進ドリブンギア，第７ドリブンギア２０２を介して変速機出力軸
１８に伝達された変速機入力軸１０の回転トルクは、変速機出力軸１８に連結されたディファレンシャルギア（図示しない）を介して車軸（図示しない）に伝えられ、駆動輪３１および３２を駆動する。駆動輪３１および３２，従動輪３３および３４には、それぞれ、駆動輪回転センサ３５，３６および、従動輪回転センサ３７，３８が設けられ、各車輪の回転速度をセンシングできるようにすることが好ましい。

入力軸クラッチ入力ディスク２と入力軸クラッチ出力ディスク３間の押付け力（入力軸クラッチトルク）を発生させる入力軸クラッチアクチュエータ２２、及びアシストクラッチ入力ディスク２０３とアシストクラッチ出力ディスク２０４間の押付け力（アシストクラッチトルク）を発生させるアシストクラッチアクチュエータ２０５は、油圧制御ユニット１０２によって制御される。例えば、各アクチュエータに設けられた電磁弁(図示せず)の電流を制御することで各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御し、各クラッチの伝達トルクの制御を行う。

また、油圧制御ユニット１０２によって、セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６に設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御し、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１のいずれを移動するか選択している。

また、油圧制御ユニット１０２によって、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４各アクチュエータに設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御することによって、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１を動作させる荷重を制御できるようになっている。

また本実施例においては、入力軸クラッチアクチュエータ２２，アシストクラッチアクチュエータ２０５には、油圧アクチュエータを用いているが、電動機等による電気アクチュエータによって構成しても良い。

また、エンジン１は、エンジン制御ユニット１０１により、吸入空気量，燃料量，点火時期等を操作することで、エンジン１のトルクを高精度に制御するようになっている。

そして、油圧制御ユニット１０２とエンジン制御ユニット１０１は、パワートレイン制御ユニット１００によってコントロールされている。パワートレーン制御ユニット１００，エンジン制御ユニット１０１，油圧制御ユニット１０２は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

本実施例においては、油圧アクチュエータを用いているため、油圧アクチュエータを制御する油圧制御ユニット１０２を用いているが、電動機等による電気アクチュエータの場合は、油圧制御ユニット１０２のかわりに電動機制御ユニットとなる。

図２は、本発明の一実施例をなす第２の自動車システム構成の全体構成図を示す。尚、図１と同一符号は、同一部分を示している。

本構成例が、図１に図示の構成例と異なる点は、図１に図示の構成例が、変速機入力軸１０，変速機出力軸１８の２軸で構成されているのに対し、本構成例は、カウンタ軸208を含んだ３軸で構成している点である。すなわち、エンジン１の動力は、入力ドライブギア２０６から入力ドリブンギア２０７に伝えられ、カウンタ軸２０８から第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギア（図示しない）、第７ドライブギア２０１と、第１ドリブンギア１２，第２ドリブンギア１３，第３ドリブンギア１４，第４ドリブンギア１５，第５ドリブンギア１６，後進ドリブンギア（図示しない），第７ドリブンギア２０２を介して変速機出力軸１８に伝達される。

図１，図２に図示の構成例においては、伝達トルク可変手段の一方式であるアシストクラッチの連結する第７ドライブギアおよび第７ドリブンギアのギア比は、第３ドライブギア６および第３ドリブンギア１４によって構成される第３変速段のギア比と、第４ドライブギア７および第４ドリブンギア１５によって構成される第４変速段のギア比との間に設定されているが、伝達トルク可変手段の設定ギア比は、第３変速段と第４変速段の間のギア比としても良いし、第３変速段相当としても良く、また、第４変速段相当としても良いし、最高変速段相当としても良い。また、所定の変速段として設けられた噛合い伝達手段のかわりに伝達トルク可変手段を設置することも可能である。さらには複数の伝達トルク可変手段として、様々な変速段へ複数設置することも可能である。

本発明は、このように複数の歯車列を備えた歯車式変速機と、前記変速機の入力軸と出力軸の間に複数のトルク伝達手段を備え、前記トルク伝達手段の少なくとも１つを伝達トルク可変手段とした種々の変速機に適用可能である。

図３に、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４、およびセレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６によって、シフト／セレクト機構２７、すなわちシフト位置，セレクト位置を制御することによる、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１と、第１ドリブンギア
１２，第２ドリブンギア１３，第３ドリブンギア１４，第４ドリブンギア１５，第５ドリブンギア１６，後進ドリブンギアの噛合いの関係を示す。

セレクト第１アクチュエータ２５を加圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は抜圧して、セレクト位置をＳＬ１の位置として第１噛合いクラッチ１９を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３を加圧し、シフト第２アクチュエータ２４は抜圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ１の位置とすることで、シフト位置，セレクト位置が点Ｐ１の位置に移動し、第１噛合いクラッチ１９と第１ドリブンギア１２が噛合して第１速度段となる。

セレクト第１アクチュエータ２５を加圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は抜圧して、セレクト位置をＳＬ１の位置として第１噛合いクラッチ１９を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３を抜圧し、シフト第２アクチュエータ２４は加圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ３の位置とすることで、シフト位置，セレクト位置が点Ｐ２の位置に移動し、第１噛合いクラッチ１９と第２ドリブンギア１３が噛合して第２速度段となる。

セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６をともに加圧して、セレクト位置をＳＬ２の位置として第２噛合いクラッチ２０を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３を加圧し、シフト第２アクチュエータ２４は抜圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ１の位置とすることで、シフト位置，セレクト位置が点Ｐ３の位置に移動し、第２噛合いクラッチ２０と第３ドライブギア６が噛合して第３速度段となる。

セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６をともに加圧して、セレクト位置をＳＬ２の位置として第２噛合いクラッチ２０を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３は抜圧し、シフト第２アクチュエータ２４は加圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ３の位置とすることで、シフト位置，セレクト位置が点Ｐ４の位置に移動し、第２噛合いクラッチ２０と第４ドライブギア７が噛合して第４速度段となる。

セレクト第１アクチュエータ２５は抜圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は加圧して、セレクト位置をＳＬ３の位置として第３噛合いクラッチ２１を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３は加圧し、シフト第２アクチュエータ２４は抜圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ１の位置とすることで、シフト位置，セレクト位置が点Ｐ５の位置に移動し、第３噛合いクラッチ２１と第５ドライブギア８が噛合して第５速度段となる。

セレクト第１アクチュエータ２５は抜圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は加圧して、セレクト位置をＳＬ３の位置として第３噛合いクラッチ２１を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３は抜圧し、シフト第２アクチュエータ２４は加圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ３の位置とすることで、シフト位置，セレクト位置が点ＰＲの位置に移動し、第３噛合いクラッチ２１と後進ドライブギア（図示せず）が噛合して後進段となる。

シフト第１アクチュエータ２３と、シフト第２アクチュエータ２４をともに加圧して、シフト荷重を制御することによってシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ２の位置とすると、ギア噛合は解放され、ニュートラルとなる。

図４に、パワートレーン制御ユニット１００と、エンジン制御ユニット１０１と、油圧制御ユニット１０２との間の通信手段１０３による入出力信号関係を示す。パワートレーン制御ユニット１００は、入力部１００ｉ，出力部１００ｏ，コンピュータ１００ｃを備えたコントロールユニットとして構成される。同様に、エンジン制御ユニット１０１も、入力部１０１ｉ，出力部１０１ｏ，コンピュータ１０１ｃを備えたコントロールユニットとして構成され、油圧制御ユニット１０２も、入力部１０２ｉ，出力部１０２ｏ，コンピュータ１０２ｃを備えたコントロールユニットとして構成される。

パワートレーン制御ユニット１００からエンジン制御ユニット１０１に、通信手段103を用いてエンジントルク指令値ＴＴｅが送信され、エンジン制御ユニット１０１はＴＴｅを実現するように、エンジン１の吸入空気量，燃料量，点火時期等（図示しない）を制御する。また、エンジン制御ユニット１０１内には、変速機への入力トルクとなるエンジントルクの検出手段（図示しない）が備えられ、エンジン制御ユニット１０１によってエンジン１の回転数Ｎｅ，エンジン１が発生したエンジントルクＴｅを検出し、通信手段103を用いてパワートレーン制御ユニット１００に送信する。エンジントルク検出手段には、トルクセンサを用いるか、またはインジェクタの噴射パルス幅や吸気管内の圧力とエンジン回転数等など、エンジンのパラメータによって推定しても良い。

パワートレーン制御ユニット１００から油圧制御ユニット１０２に入力軸クラッチ目標トルクＴＴｓｔａ，目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬ，アシストクラッチ目標トルクＴＴａが送信され、油圧制御ユニットは、入力軸クラッチ目標トルク
ＴＴｓｔａを実現するよう、入力軸クラッチアクチュエータ２２を制御して、入力軸クラッチ入力ディスク２，入力軸クラッチ出力ディスク３を係合，開放する。また、目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬを実現するよう、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６を制御し、シフト／セレクト機構２７を操作することにより、シフト位置，セレクト位置を制御し、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１の噛合，解放を行う。またアシストクラッチ目標トルクＴＴａを実現するよう、アシストクラッチアクチュエータ２０５を制御して、アシストクラッチ入力ディスク２０３，アシストクラッチ出力ディスク２０４を係合，開放する。

また、油圧制御ユニット１０２によって、入力軸クラッチの係合，開放を示す位置信号ｒｐＳＴＡ，シフト位置信号ｒｐＳＦＴ，セレクト位置信号ｒｐＳＥＬを検出し、パワートレーン制御ユニット１００に送信する。

また、パワートレーン制御ユニット１００には入力軸回転センサ２９，出力軸回転センサ３０から、入力軸回転数Ｎｉ，出力軸回転数Ｎｏがそれぞれ入力され、駆動輪回転センサ３５から左駆動輪速度Ｖｆｌ，駆動輪回転センサ３６から右駆動輪速度Ｖｆｒ，従動輪回転センサ３７から左従動輪速度Ｖｒｌ，従動輪回転センサ３８から右従動輪速度Ｖｒｒが入力される。

また、Ｐレンジ，Ｒレンジ，Ｎレンジ，Ｄレンジ等のシフトレバー位置を示すレンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓと、アクセルペダル踏み込み量Ａｐｓと、ブレーキが踏み込まれているか否かを検出するブレーキスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｂｒｋが入力される。

パワートレーン制御ユニット１００は、例えば、運転者がシフトレンジをＤレンジ等にしてアクセルペダルを踏み込んだときは運転者に発進，加速要求があると判断し、また、運転者がブレーキペダルを踏み込込んだときは運転者に減速，停止の意志があると判断し、運転者の意図を実現するように、エンジントルク指令値ＴＴｅ，入力軸クラッチ目標トルクＴＴｓｔａ，目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬを設定する。また、出力軸回転数Ｎｏから算出する車速Ｖｓｐとアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓから変速段を設定し、設定した変速段への変速動作を実行するよう、エンジントルク指令値TTe，入力軸クラッチ目標トルクＴＴｓｔａ，目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置
ｔｐＳＥＬ，アシストクラッチ目標トルクＴＴａを設定する。ここで、目標シフト荷重
Ｆｓｆｔ＞０のときは、油圧制御ユニット１０２は、図３のシフト位置がＳＦ１側へ移動する向きにシフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４を制御し、
Ｆｓｆｔ＜０のときは、油圧制御ユニット１０２は、図３のシフト位置がＳＦ３側へ移動する向きにシフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４を制御する。

次に、図５〜図１１を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による加速スリップ時のトラクション制御の制御内容について説明する。

図５は、本発明の一実施例をなす自動車の制御装置による加速スリップ時のトラクション制御の制御内容を示すフローチャートである。

以下に示す加速スリップ時のトラクション制御の内容は、パワートレーン制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃにプログラミングされ、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行される。すなわち、以下のステップ５０１〜５０５の処理は、パワートレーン制御ユニット１００によって実行される。

ステップ５０１において、パラメータを読み込み、ステップ５０２において、左駆動輪速度Ｖｆｌ，右駆動輪速度Ｖｆｒ，左従動輪速度Ｖｒｌ，右従動輪速度Ｖｒｒからスリップ率を演算し、ステップ５０３において、スリップ率が所定値以上か否かを判定し、スリップ率が所定値以上の場合、すなわち駆動輪がスリップ傾向にある場合はステップ５０４へ進み、スリップ率が所定値未満の場合は処理を終了する。

ここで、スリップ率Ｓｌの演算は、左従動輪速度Ｖｒｌ，右従動輪速度Ｖｒｒから、平均従動輪速度Ｖｒを（Ｖｒｌ＋Ｖｒｒ）÷２により演算し、左駆動輪速度Ｖｆｌ，右駆動輪速度Ｖｆｒから平均駆動輪速度Ｖｆを（Ｖｆｌ＋Ｖｆｒ）÷２により演算し、平均従動輪速度Ｖｒと平均駆動輪速度Ｖｆを用いて、スリップ率Ｓｌ＝（Ｖｆ−Ｖｒ）÷Ｖｆとする。

ステップ５０４において、トラクション制御を行うか否かを判定し、トラクション制御許可の場合はステップ５０５へ進み、未許可の場合は処理を終了する。ここで、ステップ５０４の判定は、一例として運転者の加速要求があり、非変速制御中である場合に、トラクション制御を許可する構成とした。このように構成することで、不用意にトラクション制御が働き加速性能や運転性能が低下してしまうことを未然に防止できる。ステップ504
の判定において、運転者に加速の意志があるかどうかの判定は、アクセルペダルの踏み込み量や、またはアクセルペダルの踏み込み量の変加速度等を用いて判定すれば良い。また、変速制御中でないことを判定するには、変速制御(図示しない)において、変速中を現すフラグを設定してそれを参照し、またはシフト位置が目標位置に存在することで判定しても良い。シフト位置の判定は、例えば３速の場合、図３におけるシフト位置ｒｐＳＦＴがＳＦ１付近の所定範囲内であるか否かで判定する。

図６には、ステップ５０５に対応するトラクション制御フローチャートが示されている。トラクション制御フローは、ステップ６０１（目標エンジントルク演算処理）と、ステップ６０２（目標アシストトルク演算処理）から構成される。ステップ６０１（目標エンジントルク演算処理）の詳細は図７に、ステップ６０２（目標アシストトルク演算処理）の詳細は図８，図９，図１０にそれぞれ示す。

図７において、ステップ７０１でパラメータを読み込み、ステップ７０２でドライバ要求トルクを算出する。ドライバ要求トルクは、例えばエンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓを入力としてあらかじめデータマップを構成しておき、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓに応じて設定する構成とする。ステップ７０３において、ドライバ要求トルクＴＴｄｒｖを目標エンジントルクＴＴｅとする。

図８，図９，図１０に、図６のステップ６０２（目標アシストトルク演算処理）の制御フローを示す。

図８のステップ８０１でパラメータを読み込み、ステップ８０２で目標アシストトルクのフィードフォワード値を算出する。次にステップ８０３で目標アシストトルクのフィードバック値を算出し、ステップ８０４で、フィードフォワード値とフィードバック値を加算して、目標アシストトルクＴＴａを算出する。ステップ８０２（フィードフォワードトルク演算）の詳細は図９に、ステップ８０３（フィードバックトルク演算）の詳細は図
１０に、それぞれ示す。

図９において、ステップ９０１でパラメータを読み込み、ステップ９０２では、左従動輪速度Ｖｒｌおよび右従動輪速度Ｖｒｒを用いて、車両前後加速度Ｖａを算出する。左従動輪速度Ｖｒｌを微分して単位時間当たりの左従動輪速度変化量ＤＶｒｌを演算し、同様に右従動輪速度Ｖｒｒを微分して単位時間当たりの右従動輪速度変化量ＤＶｒｒを演算する。演算した左従動輪速度変化量ＤＶｒｌおよび右従動輪速度変化量ＤＶｒｒの過去値等を用いて、平均左従動輪速度変化量Ｄｖｒｌ＿ａｖｅを演算し、同様に平均右従動輪速度変化量Ｄｖｒｒ＿ａｖｅを演算する。次に、平均左従動輪速度変化量Ｄｖｒｌ＿ａｖｅおよび平均右従動輪速度変化量Ｄｖｒｒ＿ａｖｅを用いて、車両前後加速度Ｖａを演算する。車両前後加速度Ｖａ［ｍ／ｓ² ］は、制御周期をＴｓ［ｍｓ］とすると次式で演算される。

Ｖａ＝｛（ＤＶｒｌ＿ａｖｅ＋ＤＶｒｒ＿ａｖｅ）÷２｝×（１０３÷Ｔｓ）
×（１０００÷３６００）
ステップ９０３では、車両前後加速度Ｖａを実現するのに必要な駆動トルクＲＴｄｒｖを算出する。駆動トルクＲＴｄｒｖ［Ｎｍ］は、車両重量をＶｍ［kg］とし、タイヤ有効半径をＴｒ［ｍ］、ファイナルギア比をγｆ、現在ギア比をγｎ、伝達効率をηとして、次式で演算される。

ＲＴｄｒｖ＝（Ｖａ×Ｖｍ×Ｔｒ）÷（γｆ×γｎ×η）
ステップ９０４では、推定エンジントルクＴｅと駆動トルクＲＴｄｒｖの差分（Ｔｅ−ＲＴｄｒｖ）に応じて、目標アシストトルクフィードフォワード値ＴＴａＦＦを設定する。現在ギア比をγｎとし、アシストクラッチ連結段のギア比をγａとして、変速機出力軸トルクを駆動トルクＲＴｄｒｖまで低減するためのアシストトルクは、
γｎ×（Ｔｅ−ＲＴｄｒｖ）÷（γｎ−γａ）
となる。目標アシストトルクフィードフォワード値ＴＴａＦＦは、基本的にはγｎ×
（Ｔｅ−ＲＴｄｒｖ）÷（γｎ−γａ）に、所定時間で漸近するように設定すれば良いが、調整ゲインを設けても良いし、漸近させる時間をスリップ率の関数としても良い。

図１０に、図８のステップ８０３（フィードバックトルク演算）の制御フローを示す。

ステップ１００１でパラメータを読み込み、ステップ１００２で目標スリップ率ＴＳｌとスリップ率Ｓｌの偏差，偏差の積分値，偏差の微分値を算出する。ここで、目標スリップ率は、車輪が好適に路面に駆動力を伝えられる範囲の値(例えば０.２近傍）に設定するのが一般的である。次にステップ１００３にて比例補正値ＤＳｌＰ,積分補正値ＤＳｌＩ,微分補正値ＤＳｌＤを算出し、ステップ１００４で目標アシストトルクフィードバック値ＴＴａＦＢを算出する。ここで、単位変換係数をαとし、目標アシストトルクフィードバック値ＴＴａＦＢ＝（ＤＳｌＰ＋ＤＳｌＩ＋ＤＳｌＤ）×αで算出する。

図１１に、図５から図１０の構成に基づく、加速スリップ時のトラクション制御のタイムチャートを示す。

図１１において、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間が加速スリップ時のトラクション制御期間となっている。（Ａ）の実線は駆動輪速度、点線は従動輪速度を示している。ｔ１と
ｔ２の半ば以前、及びｔ３以降の駆動輪速度及び従動輪速度はほぼ一致しており、図では重なって描かれている。（Ｂ）はスリップ率を示している。（Ｃ）はエンジントルクを示している。（Ｄ）はアシストクラッチトルクを示している。（Ｅ）は変速機出力軸トルクを示している。

加速スリップ時のトラクション制御においては、時刻ｔ１で運転者がアクセルを踏み増し、ドライバ要求トルクが増加するため、エンジントルクを増加する、すなわち運転者の要求に応じたトルクを発生するように前記駆動力源を制御するが、時刻ｔ２において駆動輪がスリップ傾向となりスリップ率が所定値を超えた為、トラクション制御を開始する。アシストクラッチトルク（Ｄ）を立上げ、変速機出力軸トルク（Ｅ）を低減することで、結果として駆動輪に伝達される駆動トルクを低減し、時刻ｔ３においてスリップ率が所定値以下となり、トラクション制御終了となっている。

次に図１２及び図１３を用いて、本発明の一実施例をなす、発進時のトラクション制御内容について説明する。

図１２は、本発明の一実施例をなす発進スリップ時のトラクション制御フローチャートを示す。

以下に示す発進時のトラクション制御の内容は、パワートレーン制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃにプログラミングされ、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行される。すなわち、以下のステップ１２０１〜１２０７の処理は、パワートレーン制御ユニット１００によって実行される。

ステップ１２０１において、パラメータを読み込み、ステップ１２０２において、左駆動輪速度Ｖｆｌ，右駆動輪速度Ｖｆｒ，左従動輪速度Ｖｒｌ，右従動輪速度Ｖｒｒからスリップ率を演算し、ステップ１２０３において、スリップ率の変化量を演算する。ここで、スリップ率Ｓｌの演算は、左従動輪速度Ｖｒｌ，右従動輪速度Ｖｒｒから、平均従動輪速度Ｖｒを（Ｖｒｌ＋Ｖｒｒ）÷２により演算し、左駆動輪速度Ｖｆｌ，右駆動輪速度
Ｖｆｒから平均駆動輪速度Ｖｆを（Ｖｆｌ＋Ｖｆｒ）÷２により演算し、平均従動輪速度Ｖｒと平均駆動輪速度Ｖｆを用いて、スリップ率Ｓｌ＝（Ｖｆ−Ｖｒ）÷Ｖｆとする。また、スリップ率Ｓｌを微分して単位時間当たりのスリップ率変化量ＤＳｌを演算する。

ステップ１２０４において、スリップ率が所定値以上か否かを判定し、スリップ率が所定値以上の場合、すなわち駆動輪がスリップ傾向にある場合はステップ１２０５へ進み、スリップ率が所定値未満の場合は処理を終了する。

ステップ１２０５において、スリップ率Ｓｌが所定値以上となった時点の、スリップ率変化量ＤＳｌが予め設定されたスリップ率変化量しきい値以上の場合、低μ路と判定し、ステップ１２０６へ進む。また、一度低μ路と判定したのち、スリップ率Ｓｌが所定値以上の状態が継続している場合は、低μ路判定継続中とみなし、ステップ１２０６へ進む。いずれも成立しない場合は、処理を終了する。

ステップ１２０６において、トラクション制御を行うか否かを判定し、トラクション制御許可の場合はステップ１２０７へ進み、未許可の場合は処理を終了する。ここで、ステップ１２０６の判定は、一例として、運転者に発進の意志（加速要求）があり、非変速制御中である場合に、トラクション制御を許可する構成とした。このように構成することで、不用意にトラクション制御が働き加速性能や運転性能が低下してしまうことを未然に防止できる。ここで運転者に発進の意志があるかどうかの判定は、車両速度，レンジ位置信号と、アクセルペダルの踏み込み量や、またはアクセルペダルの踏み込み量の変加速度等を用いて判定すれば良い。また、変速制御中でないことを判定するには、変速制御（図示しない）において、変速中を現すフラグを設定しておいて参照し、またはシフト位置が目標位置に存在することで判定しても良い。シフト位置の判定は、例えば３速の場合、図３におけるシフト位置ｒｐＳＦＴがＳＦ１付近の所定範囲内であるか否かで判定する。

図１３に、ステップ１２０７に対応するトラクション制御フローチャートを示す。

ステップ１３０１でパラメータを読み込み、ステップ１３０２で現在ギア位置が１速か否かを判定し、現在ギア位置が１速の場合、すなわち１速発進時におけるスリップにある場合はステップ１３０４へ進み、現在ギア位置が１速以外の場合はステップ１３０３へ進む。

ステップ１３０４では、１速での発進を禁止するとともに、２速ギアを締結し２速状態での発進制御を行う。

ステップ１３０３では、現在ギア位置が２速か否かを判定し、現在ギア位置が２速の場合、すなわち２速発進時におけるスリップにある場合はステップ１３０５へ進み、現在ギア位置が２速以外の場合は処理を終了する。

ステップ１３０５では、２速での発進を禁止するとともに、アシストクラッチを締結することで発進制御を行う。

本実施例では、非スリップ時の発進制御において１速発進もしくは２速発進を行うように構成してあるので、図１３に示すフローチャートの制御とした。

以上述べてきたように構成することで、アシストクラッチを利用して加速スリップ時の動力性能の低下を低減でき、また、発進性能の低下を抑制することができる。

また、車輪スリップ時の駆動トルクをレスポンス良く低減し、車輪のスリップを回避することが可能である。

また、このように本発明の一実施例は、駆動力を発生するための駆動力源と、入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な、複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とを備えた歯車式変速機と車輪のスリップ検出手段とを備え、前記複数のトルク伝達手段と、前記複数の歯車対によって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも１つを伝達トルク可変手段とし、また少なくとも一つを噛合い伝達手段とした変速機で、前記トルク伝達手段と前記歯車対によって形成される前記複数のトルク伝達経路のいずれか一つである第１のトルク伝達経路による走行中に、前記車輪のスリップ検出手段によって車輪のスリップ状態が検出された場合において、前記第１のトルク伝達経路を形成したまま、前記伝達トルク可変手段を制御することによって、前記駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって出力軸に伝達する第２のトルク伝達経路を形成する。

好ましくは、駆動力源のトルクの少なくとも一部を伝達トルク可変手段によって出力軸に伝達する第２のトルク伝達経路を形成する際に、駆動力源のトルクを調整しないことである。

また好ましくは、駆動力源のトルクの少なくとも一部を伝達トルク可変手段によって出力軸に伝達する第２のトルク伝達経路を形成する際に、駆動力源のトルクは運転者の要求するトルクとすることである。

また本発明の一実施例は、駆動力を発生するための駆動力源と、入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な、複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とを備えた歯車式変速機と車輪のスリップ検出手段とを備え、前記複数のトルク伝達手段と、前記複数の歯車対によって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも１つを伝達トルク可変手段とし、また少なくとも一つを噛合い伝達手段とした変速機で、前記トルク伝達手段と前記歯車対によって形成される前記複数のトルク伝達経路のいずれか一つである第１のトルク伝達経路による発進時に、前記車輪のスリップ検出手段によって車輪のスリップ状態が検出され、スリップ量の変化量が第１の所定値以上となったのち、第２の所定値未満とならない期間における次回発進時に、前記第１のトルク伝達経路を形成する歯車段でのトルク伝達経路の形成を禁止するとともに、前記伝達トルク可変手段を制御することによって、前記駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって出力軸に伝達する第２のトルク伝達経路を形成することである。

好ましくは、スリップ量の変化量は、スリップ量が所定値以上となった時点のスリップ変化量とすることである。

本発明の一実施例をなす第１の自動車システム構成の全体構成図を示す。 本発明の一実施例をなす第２の自動車システム構成の全体構成図を示す。 図１または図２における、シフト位置，セレクト位置と、ギア噛合いの関係図を示す。 図１または図２における、パワートレイン制御ユニット，エンジン制御ユニット，油圧制御ユニット間の入出力信号図を示す。 本発明の一実施例をなす、加速スリップ時のトラクション制御フローチャートを示す。 図５の加速スリップ時のトラクション制御の全体フローチャートを示す。 図６の目標エンジントルク演算処理の制御フローチャートを示す。 図６の目標アシストトルク演算処理の制御フローチャートを示す。 図８のフィードフォワードトルク演算の制御フローチャートを示す。 図８のフィードバックトルク演算の制御フローチャートを示す。 図５から図１０の構成に基づく、加速スリップ時のトラクション制御のタイムチャートを示す。 本発明の一実施例をなす発進スリップ時のトラクション制御フローチャートを示す。 図１２のトラクション制御フローチャートを示す。

符号の説明

１９…第１噛合いクラッチ、２０…第２噛合いクラッチ、２１…第３噛合いクラッチ、２７…シフト／セレクト機構、２０５…アシストクラッチアクチュエータ。

Claims (10)

1. 噛合いクラッチによって形成される入出力軸間のトルク伝達経路と、伝達トルク可変装置によって形成される入出力軸間のトルク伝達経路とを有する歯車式変速機を有し、
   前記伝達トルク可変装置によってトラクション制御される自動車。
2. 噛合いクラッチによって形成される入出力軸間の第１のトルク伝達経路と、伝達トルク可変装置によって形成される入出力軸間の第２のトルク伝達経路とを有する歯車式変速機を制御する自動車の制御装置であって、
   前記第１のトルク伝達経路で走行中に車輪がスリップしたことを検出したとき、前記第２のトルク伝達経路によって前記第１のトルク伝達経路で伝達していたトルクの少なくとも一部を伝達するように前記伝達トルク可変装置を制御し、前記自動車のトラクション制御を行う自動車の制御装置。
3. 請求項２記載の自動車の制御装置であって、
   前記制御装置はさらに前記歯車式変速機の入力軸にトルクを供給する駆動力源を制御し、
   前記第２のトルク伝達経路によって前記第１のトルク伝達経路で伝達していたトルクの少なくとも一部を伝達している間、運転者の要求に応じたトルクを発生するように前記駆動力源を制御する自動車の制御装置。
4. 請求項２記載の自動車の制御装置であって、
   運転者の加速要求があり、かつ非変速制御中の場合に前記トラクション制御を行う自動車の制御装置。
5. 請求項２記載の自動車の制御装置であって、
   前記自動車の発進時に、所定値以上の前記車輪のスリップ率が検出され、かつ所定値以上のスリップ率変化量が継続した場合、１速発進を禁止し、２速発進を行うように前記歯車式変速機を制御する自動車の制御装置。
6. 請求項５記載の自動車の制御装置であって、
   前記２速発進が選択された後、さらに所定値以上の前記車輪のスリップ率が検出され、かつ所定値以上のスリップ率変化量が継続した場合、２速発進を禁止し、前記トルク可変クラッチによって発進を行うように前記歯車式変速機を制御する自動車の制御装置。
7. 噛合いクラッチによって形成される入出力軸間の第１のトルク伝達経路と、伝達トルク可変装置によって形成される入出力軸間の第２のトルク伝達経路とを有する歯車式変速機、及び前記トルク伝達経路を選択するアクチュエータを有する自動車の駆動力伝達装置であって、
   前記第１のトルク伝達経路で走行中に車輪がスリップしたとき、前記第２のトルク伝達経路が前記第１のトルク伝達経路で伝達していたトルクの少なくとも一部を伝達するように、前記アクチュエータが制御される自動車の駆動力伝達装置。
8. 請求項７記載の自動車の駆動力伝達装置であって、
   運転者の加速要求があり、かつ非変速制御中の場合に前記アクチュエータが制御される自動車の駆動力伝達装置。
9. 請求項７記載の自動車の駆動力伝達装置であって、
   前記自動車の発進時に、所定値以上の前記車輪のスリップ率が検出され、かつ所定値以上のスリップ率変化量が継続した場合、１速発進を禁止し、２速発進を行うように前記アクチュエータが制御される自動車の駆動力伝達装置。
10. 請求項９記載の自動車の駆動力伝達装置であって、
    前記２速発進が選択された後、さらに所定値以上の前記車輪のスリップ率が検出され、かつ所定値以上のスリップ率変化量が継続した場合、２速発進を禁止し、前記トルク可変クラッチによって発進を行うように前記アクチュエータが制御される自動車の駆動力伝達装置。
    

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