JP2010209681A

JP2010209681A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2010209681A
Application number: JP2009053314A
Authority: JP
Inventors: Yuji Iyama; 勇次楫山; Tomohito Taki; 共人滝
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: JP5083249B2

Abstract

【課題】内燃機関のトルク制限を適切なタイミングで解除してよりスムーズに車両を発進させる。
【解決手段】自動車の発進時に、Ｇセンサの値から路面の勾配が所定勾配以上と判定するときにはトルク制限制御を実行してベルト式の無段変速機のベルト滑りを防止し（Ｓ１２０〜１４０）、インプット回転速度Ｎｉが値０となるタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上であると判定してから所定時間Ｔ１が経過したとき（Ｓ１７０〜２１０）あるいはエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上である状態を所定時間Ｔ１よりも長い所定時間Ｔ２以上継続したときに（Ｓ２２０）、トルク制限制御の解除を実行するから（Ｓ２５０）、自動車がずり下がりから前進を開始したことを誤判定することなく速やかに判断してトルク制限を適切なタイミングで解除することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関からの動力を流体式の動力伝達機構と無段変速機とを順に介して車軸に伝達して走行する車両を制御する車両の制御装置に関する。

従来、この種の車両の制御装置としては、エンジンからの動力をベルト式の無段変速機を介して車軸に伝達して走行する車両において、発進時に車両のずり下がりを判定したときにはエンジンからのトルクを制限し車速が所定車速（例えば、時速１０ｋｍ）以上になったときにそのトルク制限を終了するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、車両のずり下がり時にトルク制限することにより、トルク容量（ベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルク）の低下によるベルト滑りを防止することができるとしている。

特開２００４−９２５３９号公報

ここで、車両のずり下がりは、上り坂での発進時などエンジンから比較的大きなトルクが必要とされる状況で生じやすいものである。したがって、上述した車両の制御装置では、ベルト滑りを防止することはできるもののトルク制限の解除が遅れ、車両のスムーズな発進が妨げられるおそれがある。このため、ベルト滑りを防止しつつ車両をよりスムーズに発進させることを考えると、所定車速に達する前であってもずり下がりが生じない状態となったことを速やかに判定してトルク制限を解除することが望ましい。その場合、進行方向に走行しているか否かを判定できるよう正逆の回転方向を判別可能な専用のセンサを車両に取り付けることも考えられるが、センサの活用場面が限定されるためコストアップや取付スペースなどの問題が生じてしまう。

本発明の車両の制御装置は、内燃機関のトルク制限を適切なタイミングで解除してよりスムーズに車両を発進させることを主目的とする。

本発明の車両の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両の制御装置は、
内燃機関からの動力を流体式の動力伝達機構と無段変速機とを順に介して車軸に伝達して走行する車両を制御する車両の制御装置であって、
前記車両が発進する際には、路面の勾配が所定勾配以上の場合に前記内燃機関からのトルクを制限するトルク制限制御を実行し、該トルク制限制御の実行中に、前記無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となったことを第１の解除条件として前記トルク制限制御の実行を解除する
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御装置では、車両が発進する際には、路面の勾配が所定勾配以上の場合に内燃機関からのトルクを制限するトルク制限制御を実行し、トルク制限制御の実行中に、無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となったことを第１の解除条件としてトルク制限制御の実行を解除する。これにより、正逆の回転方向を判別してずり下がりが生じない状態となったことを判定するための専用のセンサを取り付けることなく、車両のずり下がりが生じない状態になったことを速やかに判定することができる。この結果、内燃機関の出力制限を適切なタイミングで解除してよりスムーズに車両を発進させることができる。ここで、「非回転状態」には、回転速度が値０の状態だけでなく、回転速度が値０付近の低回転で値０とみなすことができる状態が含まれる。また、「流体式の伝達機構」には、入力されるトルクの増幅を伴って出力するトルクコンバータや入力されるトルクの増幅を伴わずに出力するフルードカップリング（流体継手）が含まれる。また、「無段変速機」としては、入力軸のプーリーと出力軸のプーリーとに巻き掛けられるベルトを介して動力を伝達するベルト式の無段変速機であってもよいし、入力軸のディスクと出力軸のディスクとに挟持されるパワーローラーを介して動力を伝達するトロイダル式の無段変速機であってもよい。

こうした本発明の車両の制御装置において、前記第１の解除条件は、前記内燃機関を所定回転速度以上で運転することを含むものとすることもできる。こうすれば、より精度よくトルク制限制御の実行解除のタイミングを判定することができる。この態様の本発明の車両の制御装置において、前記第１の解除条件は、前記無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となり且つ前記内燃機関を前記所定回転速度以上で運転しているタイミングから起算して、該内燃機関を第１の所定時間に亘って前記所定回転速度以上で運転したことを含むものとすることもできる。こうすれば、第１の所定時間に亘って内燃機関を所定回転速度以上で運転したときにトルク制限制御の実行を解除するため、ずり下がりが生じない状態になったことを誤判定することなくさらに精度よく判定することができる。また、この態様の本発明の車両の制御装置において、前記無段変速機の入力軸の回転速度に拘わらず、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間に亘って前記内燃機関を前記所定回転速度以上で運転したことを第２の解除条件とするものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転速度のみに基づいてトルク制限制御を解除することができる。このとき、第１の所定時間よりも長い第２の所定時間に亘って内燃機関を所定回転速度以上で運転することを条件とするため、内燃機関の回転速度のみに基づいて判定する場合であっても誤判定を防止することができる。

また、本発明の車両の制御装置において、前記車両は、車両の前後方向の静的加速度と動的加速度とを検出するＧセンサを備える車両であり、前記無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となり且つ前記Ｇセンサの検出値が前記車両の停車中の検出値よりも大きくなっていることを第３の解除条件とするものとすることもできる。こうすれば、無段変速機の入力軸の回転速度とＧセンサの検出値とを用いて簡易な処理でトルク制限制御の実行を解除することができる。この態様の本発明の車両の制御装置において、前記第３の解除条件は、前記Ｇセンサの検出値が前記車両の停車中の検出値よりも所定値以上大きくなっていることを要するものとすることもできる。こうすれば、より精度よくトルク制限制御の実行解除のタイミングを判定することができる。また、この態様の本発明の車両の制御装置において、前記車両の発進前の停車時間に応じて前記所定値を変更するものとすることもできる。こうすれば、停車時間が短い場合などにＧセンサの検出遅れの影響を抑制することができる。

本発明の一実施例としての車両の制御装置が組み込まれた自動車１０の構成の概略を示す構成図である。発進時トルク制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。車速Ｖとエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃとブレーキスイッチ信号ＢＳＷとインプット回転速度Ｎｉとトルク制限とＧセンサ値ＧｓとＴ１計時中フラグＦの時間変化の様子を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての車両の制御装置が組み込まれた自動車１０の構成の概略を示す構成図である。自動車１０は、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の爆発燃焼により動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続された周知の流体式のトルクコンバータ４０と、このトルクコンバータ４０にインプットシャフト５１が接続されると共にギヤ機構７０およびデファレンシャルギヤ７２を介して駆動輪７３ａ，７３ｂにアウトプットシャフト５２が接続されたベルト式の無段変速機としてのＣＶＴ５０と、ＣＶＴ５０を変速制御するＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット（以下、メインＥＣＵという）８０とを備える。なお、車両の制御装置としては、エンジンＥＣＵ２４およびメインＥＣＵ８０が該当し、また、各ＥＣＵは、ＣＰＵを中心とする周知のマイクロプロセッサとして構成されている。

エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６に取り付けられた回転速度センサ２９からのエンジン回転速度Ｎｅなどエンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力され、エンジンＥＣＵ２４からは、スロットル開度を調節するスロットルモータへの駆動信号や燃料噴射弁への制御信号，点火プラグへの点火信号などが出力される。エンジンＥＣＵ２４は、メインＥＣＵ８０からの制御信号によってエンジン２２を制御し、エンジン２２の運転状態に関するデータをメインＥＣＵ８０に出力する。

ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられたベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト５２に出力する。

ＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転速度センサ６１からのインプット回転速度Ｎｉｎやアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転速度センサ６２からのアウトプット回転速度Ｎｏｕｔなどが入力され、ＣＶＴＥＣＵ５９からは、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号などが出力される。また、ＣＶＴＥＣＵ５９は、メインＥＣＵ８０からの制御信号によってＣＶＴ５０の変速比（ギヤ比）を制御し、インプット回転速度Ｎｉｎ，アウトプット回転速度ＮｏｕｔなどＣＶＴ５０の運転状態に関するデータをメインＥＣＵ８０に出力する。ここで、回転速度センサ６１は、一定角度毎に外周面に突起が形成されインプットシャフト５１に取り付けられた図示しないタイミングロータに対向する位置に設置され、タイミングロータの突起が近付く度にパルス信号を発生する電磁ピックアップ式のセンサとして構成されている。このため、回転速度センサ６１は、単位時間当たりのパルス信号数から回転速度を検出することはできるものの回転方向に拘わらず回転速度が同じであればパルス信号数も同じとなるため、インプットシャフト５１の回転方向については検出することができない。なお、回転速度センサ６２も同様である。

メインＥＣＵ８０には、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰやアクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込みを検出するブレーキスイッチ８６からのブレーキスイッチ信号ＢＳＷ，車速センサ８７からの車速Ｖ，車両の前後方向の加速度を検出するＧセンサ８９からのＧセンサ値Ｇｓなどが入力される。メインＥＣＵ８０は、エンジンＥＣＵ２４やＣＶＴＥＣＵ５９と通信可能に接続されており、エンジンＥＣＵ２４やＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行なう。ここで、Ｇセンサ８９は、詳細な図示は省略するが、梁で支えられた錘に作用する加速度により梁に発生する歪みをピエゾ抵抗効果を用いて電気信号に置き換えて検出するピエゾ方式のセンサとして構成され、少なくとも自動車１０の前後方向の静的（重力）加速度と動的加速度とを検出可能に取り付けられている。このため、Ｇセンサ８９は、自動車１０が停車しているときには、路面の勾配を値θとすると値ｇｓｉｎθ（ｇは重力加速度）に比例したＧセンサ値Ｇｓを出力することができる。なお、Ｇセンサ８９は、検出したＧセンサ値Ｇｓを定期的にメインＥＣＵ８０に入力するものとする。また、車速センサ８７は、詳細な説明は省略するが、上述した回転速度センサ６１，６２と同様に回転方向については検出することができないセンサとして構成されている。

次に、こうして構成された実施例の自動車１０の動作、特に発進時のエンジン２２からのトルクを制限するトルク制限制御について説明する。図２は、メインＥＣＵ８０により実行される発進時トルク制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトレバー８１がＤ（ドライブ）の走行ポジション，車速Ｖが値０，ブレーキスイッチ信号ＢＳＷがオフされたことなど予め設定された条件が成立したときに実行される。

発進時トルク制御ルーチンが実行されると、メインＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、停車時間ｔや停車中のＧセンサ値ＧｓをＧセンサ値Ｇｓ０として入力し（ステップＳ１００）、入力した停車時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、発進前の停車時間ｔは、例えば、車速Ｖが略値０となったときからブレーキスイッチ信号ＢＳＷがオフされるまでの時間を計測したものを入力するものとした。また、停車中のＧセンサ値Ｇｓ０は、本ルーチンが実行される直前にＧセンサ８９から入力されたＧセンサ値Ｇｓとしてもよいし、停車時間ｔの計時を開始してから所定時間ｔｒｅｆが経過した以降に入力されたＧセンサ値Ｇｓの平均値などとしてもよい。なお、所定時間ｔｒｅｆは、本実施例では、例えば１ｓｅｃに設定するものとした。ステップＳ１１０で、停車時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ以上であると判定したときには、入力したＧセンサ値Ｇｓ０が所定値Ｇｒｅｆ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、所定値Ｇｒｅｆ１は、自動車１０が発進する際にずり下がりが生じやすい勾配を実験などにより求め、Ｇセンサ８９の検出特性や検出誤差を考慮すると共に安全面に配慮して、その勾配よりも小さな所定の勾配に相当するＧセンサ値Ｇｓとして設定するものである。本実施例では、例えば、８°や１０°などの勾配を所定の勾配とし、それに相当するＧセンサ値を所定値Ｇｒｅｆ１に設定するものとした。ステップＳ１２０でＧセンサ値Ｇｓ０が所定値Ｇｒｅｆ１以上ではないと判定したときには、路面の勾配は所定の勾配以上ではなく自動車１０のずり下がりを考慮した制御は必要ないから、そのまま本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１１０で発進前の停車時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ以上ではないと判定したときには、入力したＧセンサ値Ｇｓ０が所定値Ｇｒｅｆ２以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、所定値Ｇｒｅｆ２以上ではないと判定したときには、自動車１０のずり下がりを考慮した制御は必要ないとして本ルーチンを終了する。ここで、Ｇセンサ８９は、停車中には路面の勾配に応じたＧセンサ値Ｇｓを出力するが、検出遅れがあるために停車時間ｔが所定時間ｔｒｅｆ以上ではなく短いときには停車中の路面の勾配を正確に反映したものとはならない場合がある。このため、所定値Ｇｒｅｆ２として所定値Ｇｒｅｆ１が相当する所定の勾配よりも小さな勾配に相当するＧセンサ値を設定し、正確なＧセンサ値Ｇｓが得られないおそれがある場合には、ずり下がりを考慮した制御が行なわれるよう仕向けるものとした。また、この所定値Ｇｒｅｆ２は、停車時間に応じて変更するものとしてもよく、例えば、停車時間が短いほどより小さな勾配に相当する値に設定するものとしてもよい。本ルーチンを終了した場合、メインＥＣＵ８０は、エンジン２２からのトルクを制限することなく、エンジンＥＣＵ２４およびＣＶＴＥＣＵ５９に通常の各種制御信号を出力する。制御信号を受けたエンジンＥＣＵ２４は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいてエンジン２２に要求されるトルクが目標トルクとして出力されるよう吸入空気量や燃料噴射量，点火時期などの制御を行ない、制御信号を受けたＣＶＴＥＣＵ５９は、ＣＶＴ５０の変速比がアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとから図示しない変速比マップを用いて設定される目標変速比となるよう第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７を駆動制御する。

ステップＳ１２０，Ｓ１３０でＧセンサ値Ｇｓ０が所定値Ｇｒｅｆ１以上あるいは所定値Ｇｒｅｆ２以上であると判定したときには、自動車１０のずり下がりのおそれがあると判断して、エンジン２２からのトルクを制限するトルク制限制御を行なう（ステップＳ１４０）。なお、以下の説明では、所定値Ｇｒｅｆ１，Ｇｒｅｆ２をまとめて、単に所定値Ｇｒｅｆということがある。ここで、発進時に自動車１０のずり下がりが生じると、プライマリープーリー５３やセカンダリープーリー５４の回転方向とエンジン２２からのトルクの作用する方向とが逆になるため、トルク容量（ベルト５５を滑らせることなく動力を伝達可能な最大トルク）が低下し、エンジン２２からのトルクによってはベルト滑りが発生してしまう。このベルト滑りが発生すると、トルクの伝達ロスが大きくなるだけではなくベルト５５の耐久性にも好ましくないため、これを防止する必要がある。そこで、Ｇセンサ値Ｇｓ０が所定値Ｇｒｅｆ１以上のとき、即ち路面の勾配が大きいために自動車１０のずり下がりを起因としたベルト滑りのおそれがあるときには、トルク制限制御を行なってベルト滑りの発生を防止するのである。なお、上述したように、停車時間ｔが所定時間ｔｅｒｆ以上ではないときには、Ｇセンサ８９の検出遅れを考慮して所定値Ｇｒｅｆ１よりも小さな勾配に相当する所定値Ｇｒｅｆ２を用いることでトルク制限制御を実施するよう仕向けるものとした。トルク制限制御を実行すると、メインＥＣＵ８０からエンジンＥＣＵ２４にトルク制限信号が出力され、トルク制限信号を受けたエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２に要求されるトルクと受信したトルク制限値とを比較し小さい方のトルクを目標トルクとしてエンジン２２を制御する。トルク制限値を目標トルクとしたときには、例えば、エンジン２２の点火時期を通常より遅角側に変更するなどの制御が行なわれる。なお、いま、Ｇセンサ値Ｇｓ０が所定値Ｇｒｅｆ以上であり比較的勾配の大きな路面を発進する場合を考えているから、自動車１０をスムーズに発進させるためにはトルク制限制御が長時間に亘って継続されることは好ましいものではない。このため、ベルト滑りのおそれがなくなったことをより早いタイミングで判断して速やかにトルク制限制御を解除することが望ましく、以下、これについて説明する。

こうしてトルク制限制御を開始した以降は、トルク制限制御の解除判定に必要なデータとして、エンジン２２のエンジン回転速度Ｎｅやインプットシャフト５１のインプット回転速度Ｎｉ，車速センサ８８からの車速Ｖ，Ｇセンサ８９のＧセンサ値Ｇｓなどを入力する処理を実行する（ステップＳ１５０）。ここで、エンジン回転速度Ｎｅは回転速度センサ２９により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとし、インプット回転速度Ｎｉｎは回転速度センサ６１により検出されたものをＣＶＴＥＣＵ５９から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したインプット回転速度Ｎｉが値０となるタイミングでＧセンサ値Ｇｓが停車中のＧセンサ値Ｇｓ０を超えるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。なお、回転速度センサ６１は、その検出特性上、インプット回転速度Ｎｉが値０付近の低回転で回転しているときには値０と検出するものである。ここで、上述したように、回転速度センサ６１は回転方向を判別できないため、インプットシャフト５１の正転，逆転のいずれの場合であってもインプット回転速度Ｎｉは値０より大きな値になる。このため、インプットシャフト５１が逆転から正転あるいは正転から逆転に転じるときには、インプット回転速度Ｎｉは、比較的大きな値として検出される状態（回転状態）から値０付近の小さな値や値０が検出される状態（非回転状態）となり再び比較的大きな値が検出される回転状態となる。また、Ｇセンサ値Ｇｓは、自動車１０のずり下がりにより後方（下方）に加速されると停車中のＧセンサ値Ｇｓ０よりも小さくなり、自動車１０の発進により前方（上方）に加速されると停車中のＧセンサ値Ｇｓ０よりも大きくなる。これらのことから、インプット回転速度Ｎｉが値０であり且つセンサ値Ｇｓが停車中のＧセンサ値Ｇｓ０を超えるときには、インプットシャフト５１が回転状態から非回転状態となっており、正転から逆転に転じる状態ではなく少なくとも自動車１０のずり下がりは生じていないと考えることができる。したがって、ステップＳ１６０で、インプット回転速度Ｎｉが値０となるタイミングでセンサ値Ｇｓが停車中のＧセンサ値Ｇｓ０を超えると判定したときには、ずり下がりを起因とするベルト滑りのおそれはないと判断し、トルク制限制御を解除して（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。これにより、ベルト滑りのおそれがないことをインプット回転速度ＮｉとＧセンサ値Ｇｓとを用いて簡易な処理で判断してトルク制限制御を解除することができる。

一方、入力したインプット回転速度Ｎｉが値０でないときやセンサ値Ｇｓが停車中のＧセンサ値Ｇｓ０を超えないときには、ステップＳ１６０で否定判定し、次に、入力したエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ここで、所定回転速度Ｎｒｅｆは、自動車１０の重量を考慮して路面の勾配が比較的大きな場合であっても登坂できる程度の動力がエンジン２２から出力される回転速度として設定されている。本実施例では、例えば、１７００ｒｐｍなどに設定するものとした。いま、このルーチンが実行された当初を考えているから、エンジン回転速度Ｎｅはそれほど大きな値にはなっておらず、ステップＳ１７０でエンジン回転速度Ｎｅは所定回転速度Ｎｒｅｆ以上ではないと判定する。続いて、Ｔ１計時中フラグＦの値を値０にリセットして（ステップＳ２３０）、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、Ｔ１計時中フラグＦは、このルーチンの実行開始当初は値０にセットされており、後述する処理において値１にセットされるものである。また、所定車速Ｖｒｅｆは、自動車１０の前進を確実に判断できる車速として、本実施例では、例えば、時速８ｋｍに設定するものとした。いま、このルーチンが実行された当初を考えているから、車速Ｖは所定車速Ｖｒｅｆ以上ではないと判定し、再びステップＳ１５０以降の処理を繰り返す。

このような処理を繰り返すうちに、ステップＳ１７０でエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上であると判定すると、Ｔ１計時中フラグＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。上述したように、Ｔ１計時中フラグＦは値１がセットされるまでは値０であるため、ステップＳ１８０でＴ１計時中フラグＦは値０と判定し、インプット回転速度Ｎｉが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。いま、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上の場合を考えているから、この処理は、インプット回転速度Ｎｉが値０となるタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上であるか否かを判定する処理となる。ステップＳ１９０でインプット回転速度Ｎｉが値０と判定すると、Ｔ１計時中フラグＦを値１にセットし（ステップＳ２００）、セットした後に所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、所定時間Ｔ１は、エンジン２２を所定回転速度Ｎｒｅｆで運転し続けた場合に自動車１０の前進を確実に判断することのできる時間として予め実験などにより求めるものとし、本実施例では、例えば、０．５ｓｅｃや１．０ｓｅｃなどに設定するものとした。一旦、Ｔ１計時中フラグＦに値１が設定されると、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上である限りステップＳ１８０でフラグＦは値０ではないと判定し、インプット回転速度Ｎｉの値を判定することなくステップＳ２１０で所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定することになる。なお、ステップＳ１７０でエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上でないと判定したときには、上述したステップＳ２３０の処理でフラグＦは値０にリセットされ、それまでの計時はクリアされる。ステップＳ２１０で所定時間Ｔ１が経過したと判定したときには、ずり下がりを起因とするベルト滑りのおそれはないと判断し、ステップＳ２５０でトルク制限制御を解除して本ルーチンを終了する。なお、このとき、Ｔ１計時中フラグＦを値０にリセットするものとする。ここで、上述したように、回転速度センサ６１は回転方向を判別できないため、インプットシャフト５１が逆転から正転あるいは正転から逆転に転じるときにはインプット回転速度Ｎｉは略値０で推移することになる。また、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上のときには、自動車１０が登坂するのに必要な動力がエンジン２２から出力されていると推定することができる。これらのことから、インプット回転速度Ｎｉが値０のタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上のときには、インプットシャフト５１が回転状態から非回転状態となっており、正転から逆転に転じる状態ではなく少なくとも自動車１０のずり下がりは生じていないと考えることができる。さらに、そのような状態が所定時間Ｔ１以上継続したときに、ずり下がりを起因とするベルト滑りのおそれはなくトルク制限を解除できる状態になったと判断するため、瞬間的にエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆを超えた場合などに誤判定することがない。これらのことから、正逆の回転方向を判別可能な専用のセンサを取り付けることなく、ずり下がりが生じない状態になったことを速やかに且つ精度よく判定することができる。

一方、ステップＳ１９０でインプット回転速度Ｎｉが値０でないと判定したとき、あるいは、ステップＳ２１０でＴ１計時中フラグＦに値１をセットした後に所定時間Ｔ１が経過していないと判定したときには、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上であると判定してからその状態が所定時間Ｔ２以上継続しているか否かを判定し（ステップＳ２２０）、継続していると判定したときには、ずり下がりを起因とするベルト滑りのおそれはないと判断し、ステップＳ２５０でトルク制限制御を解除して本ルーチンを終了する。ここで、所定時間Ｔ２は、所定時間Ｔ１よりも長い時間、例えば、２．５ｓｅｃや３．５ｓｅｃなどと設定することができる。この判定は、エンジン回転速度Ｎｅのみに基づいてベルト滑りのおそれの有無を判定するものであるが、所定時間Ｔ１よりも長い所定時間Ｔ２を用いることで、誤判定を防止することができる。

図３は、車速Ｖとエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃとブレーキスイッチ信号ＢＳＷとインプット回転速度Ｎｉとトルク制限とＧセンサ値ＧｓとＴ１計時中フラグＦの時間変化の様子を示す説明図である。この図３では、路面の勾配が所定勾配よりも大きくずり下がりが生じる場合を例示し、Ｇセンサ値Ｇｓを用いたトルク制限制御の解除についての説明は省略するものとする。図示するように、時刻ｔ１に発進時トルク制御ルーチンの開始条件が成立すると、トルク制限がなされ、自動車１０のずり下がりによりインプットシャフト５１などの各シャフトは逆転側に回転し始める。このとき、上述したように、車速センサ８７や回転速度センサ６１は回転方向については判別できないため、車速Ｖとインプット回転速度Ｎｉは徐々に大きくなる。時刻ｔ２にアクセル操作がなされると、自動車１０が前進を開始するため各シャフトは正転側に向かって回転し始めるため、車速Ｖとインプット回転速度Ｎｉは徐々に値０に近付いていく。一方、エンジン回転速度Ｎｅは、徐々に大きくなり、時刻ｔ３に所定回転速度Ｎｒｅｆを超える。このとき、インプット回転速度Ｎｉは、値０と判定することはできず、Ｔ１計時中フラグＦは値１にセットされないが、所定時間Ｔ２については、時刻ｔ３を開始時刻として計時される。そして、インプット回転速度Ｎｉが値０と判定できる時刻ｔ４になると、Ｔ１計時中フラグＦは値１にセットされ、そこから所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ５においてトルク制限制御が解除される。なお、インプット回転速度Ｎｉが値０であることを仮に判定できなかった場合であっても、時刻ｔ３から所定時間Ｔ２が経過する時刻ｔ６においてトルク制限制御を解除することができる。

以上説明した実施例の自動車１０の制御装置によれば、自動車１０の発進時に路面の勾配が所定勾配以上のときにはトルク制限制御を実行してベルト滑りが発生するのを防止し、インプット回転速度Ｎｉが値０となるタイミングでエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上であると判定してから所定時間Ｔ１が経過したとき、あるいは、インプット回転速度Ｎｉの値に拘わらずエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎｒｅｆ以上である状態を所定時間Ｔ１よりも長い所定時間Ｔ２以上継続したときに、トルク制限制御の解除を実行するから、自動車１０がずり下がりから前進を開始したことを誤判定することなく速やかに判断してトルク制限を解除することができる。この結果、ベルト滑りを防止するためのトルク制限制御を適切なタイミングで解除して、よりスムーズに自動車１０を発進させることができる。

実施例の自動車１０の制御装置では、トルク制限制御を解除する条件としてステップＳ１７０〜Ｓ２１０の処理の他に３つの処理（ステップＳ１６０，Ｓ２２０，Ｓ２４０）を挙げたが、これらのうち一部または全部を省略するものとしてもよい。また、ステップＳ１７０〜Ｓ２１０の処理のうち、ステップＳ１９０を除いて一部または全部の処理を省略するものとしてもよい。

実施例の自動車１０の制御装置では、Ｄ（ドライブ）の走行ポジションで前進側に走行することにより登坂する場合について説明したが、Ｒ（リバース）の走行ポジションで後進側に走行することにより登坂するものとしてもよい。なお、Ｄ（ドライブ）の走行ポジションの場合とＲ（リバース）の走行ポジションの場合とで、所定値Ｇｒｅｆ１，Ｇｒｅｆ２や所定回転速度Ｎｒｅｆ、所定時間Ｔ１，Ｔ２、所定速度Ｖｒｅｆを変更するものとしてもよい。

実施例の自動車１０の制御装置では、ステップＳ１６０，Ｓ１９０でＣＶＴ５０のインプットシャフト５１のインプット回転速度Ｎｉを直接用いて判定処理を行なうものとしたが、アウトプットシャフト５２のアウトプット回転速度ＮｏｕｔにＣＶＴ５０の変速比を乗じたものを用いて判定処理するものとしてもよい。但し、発進時の減速比を考慮すると、通常アウトプット回転速度Ｎｏｕｔよりもインプット回転速度Ｎｉの方が大きな値が検出され判定しやすいことから、本実施例のようにインプット回転速度Ｎｉを直接用いるものが好ましい。

実施例の自動車１０の制御装置では、所定回転速度Ｎｒｅｆや所定時間Ｔ１，Ｔ２、所定速度Ｖｒｅｆに予め設定された所定値を用いるものとしたが、停車中のＧセンサ値Ｇｓ０に応じて、即ち路面の勾配に応じて変化する値を用いるものとしてもよい。例えば、車両のずり下がりのおそれが少ない場合にはより早くトルク制限制御の実行を解除するよう路面の勾配が小さいほど各値を小さく設定するものなどとしてもよい。

実施例の自動車１０の制御装置では、Ｇセンサ８９はピエゾ方式のセンサとして構成したが、静電容量式など他の方式で構成してもよい。また、自動車１０の前後方向のみならず、前後，左右，上下の３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサなどとしてもよい。

実施例の自動車１０の制御装置では、発進時トルク制御ルーチンの開始後にトルク制限制御を行なうものとしたが、停車中にトルク制限制御を開始しておくものとしてもよい。

実施例の自動車１０の制御装置では、ベルト式のＣＶＴ５０を備える自動車１０を制御するものとしたが、入力軸のディスクと出力軸のディスクとに挟持されるパワーローラーを介して動力を伝達するトロイダル式の無段変速機を備える自動車１０を制御するものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、トルクコンバータ４０が「流体式の動力伝達機構」に相当し、ＣＶＴ５０が「無段変速機」に相当し、メインＥＣＵ８０とエンジンＥＣＵ２４とが「制御装置」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「制御装置」としては、メインＥＣＵ８０とエンジンＥＣＵ２４との２つのＥＣＵの組み合わせに限られず、１つのＥＣＵや３つ以上のＥＣＵの組み合わせとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業などに利用可能である。

１０自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、４０トルクコンバータ、５０ＣＶＴ５１インプットシャフト、５２アウトプットシャフト、５３プライマリープーリー、５４セカンダリープーリー、５５ベルト、５６第１アクチュエータ、５７第２アクチュエータ、５９ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、６１，６２回転速度センサ、７０ギヤ機構、７２デファレンシャルギヤ、７３ａ，７３ｂ駆動輪、８０メイン電子制御ユニット（メインＥＣＵ）、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキスイッチ、８７車速センサ、８９Ｇセンサ。

Claims

内燃機関からの動力を流体式の動力伝達機構と無段変速機とを順に介して車軸に伝達して走行する車両を制御する車両の制御装置であって、
前記車両が発進する際には、路面の勾配が所定勾配以上の場合に前記内燃機関からのトルクを制限するトルク制限制御を実行し、該トルク制限制御の実行中に、前記無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となったことを第１の解除条件として前記トルク制限制御の実行を解除する
車両の制御装置。
前記第１の解除条件は、前記内燃機関を所定回転速度以上で運転することを含む請求項１記載の車両の制御装置。
前記第１の解除条件は、前記無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となり且つ前記内燃機関を前記所定回転速度以上で運転しているタイミングから起算して、該内燃機関を第１の所定時間に亘って前記所定回転速度以上で運転したことを含む請求項２記載の車両の制御装置。
前記無段変速機の入力軸の回転速度に拘わらず、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間に亘って前記内燃機関を前記所定回転速度以上で運転したことを第２の解除条件とする請求項３記載の車両の制御装置。
請求項１ないし４いずれか１項に記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、車両の前後方向の静的加速度と動的加速度とを検出するＧセンサを備える車両であり、
前記無段変速機の入力軸が回転状態から非回転状態となり且つ前記Ｇセンサの検出値が前記車両の停車中の検出値よりも大きくなっていることを第３の解除条件とする
車両の制御装置。
前記第３の解除条件は、前記Ｇセンサの検出値が前記車両の停車中の検出値よりも所定値以上大きくなっていることを要する請求項５記載の車両の制御装置。
前記車両の発進前の停車時間に応じて前記所定値を変更する請求項６記載の車両の制御装置。