JP2015209005A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料カットによる車体の振動を抑制できる駆動制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンから駆動輪までの動力伝達経路上に設けられた係合要素と、エンジンおよび係合要素を制御する制御部と、を備え、制御部は、エンジンの燃料カットを実行する際に、燃料カットを開始する前の所定のタイミング（ｔ０１）で係合要素の係合状態を変化させてトルク変動による車体振動Ｖ２を発生させ、所定のタイミングは、係合状態の変化による車体振動の位相と、燃料カットによるエンジントルクの変化による車体振動Ｖ１の位相とが逆位相となるタイミングである。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動制御装置に関する。

従来、車体の振動を抑制するハイブリッド車両の制御装置がある。例えば、特許文献１には、ハイブリッド車両の走行中に、内燃機関への燃料の供給を停止する停止制御手段と、内燃機関への燃料の供給の停止に起因して生ずる振動を抑制するための制振力を発生させるように回転電機を制御する制振制御手段と、ハイブリッド車両を制動するための制動量が大きいほど制振力が小さくなるように、制振力の大きさを調整する調整手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置が開示されている。

国際公開第２０１３／０８０３０１号

回転電機を備えない車両においても、燃料カットによる車体の振動を抑制できることが望まれている。

本発明の目的は、燃料カットによる車体の振動を抑制できる駆動制御装置を提供することである。

本発明の駆動制御装置は、エンジンから駆動輪までの動力伝達経路上に設けられた係合要素と、前記エンジンおよび前記係合要素を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記エンジンの燃料カットを実行する際に、前記燃料カットを開始する前の所定のタイミングで前記係合要素の係合状態を変化させてトルク変動による車体振動を発生させ、前記所定のタイミングは、前記係合状態の変化による車体振動の位相と、前記燃料カットによるエンジントルクの変化による車体振動の位相とが逆位相となるタイミングであることを特徴とする。

本発明に係る駆動制御装置は、エンジンから駆動輪までの動力伝達経路上に設けられた係合要素と、エンジンおよび係合要素を制御する制御部と、を備え、制御部は、エンジンの燃料カットを実行する際に、燃料カットを開始する前の所定のタイミングで係合要素の係合状態を変化させてトルク変動による車体振動を発生させ、所定のタイミングは、係合状態の変化による車体振動の位相と、燃料カットによるエンジントルクの変化による車体振動の位相とが逆位相となるタイミングである。本発明に係る駆動制御装置によれば、燃料カットによる車体の振動を抑制できるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。 図２は、第１実施形態に係る車両の概略構成図である。 図３は、第１実施形態の制振制御の説明図である。 図４は、第１実施形態に係る制振制御のタイムチャートである。 図５は、第２実施形態の制振制御の説明図である。 図６は、第２実施形態の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態に係る駆動制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図４を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、駆動制御装置に関する。図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動制御装置の動作を示すフローチャート、図２は、第１実施形態に係る車両の概略構成図、図３は、第１実施形態の制振制御の説明図、図４は、第１実施形態に係る制振制御のタイムチャートである。

図２に示すように、車両１００は、エンジン２と、自動変速機４と、駆動輪６と、駆動制御装置１とを含んで構成されている。本実施形態の駆動制御装置１は、係合要素７と、ＥＣＵ５０とを含んで構成されている。エンジン２は、燃料の燃焼エネルギーを回転運動に変換してトルクコンバータ３に出力する。トルクコンバータ３は、ポンプインペラ３ａと、タービンランナ３ｂと、ロックアップクラッチ３ｃとを含んで構成されている。ポンプインペラ３ａは、エンジン２と接続されており、エンジン２の回転軸と一体回転する。タービンランナ３ｂは、自動変速機４の入力軸と接続されている。ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂとは流体を介してトルクを伝達する。ロックアップクラッチ３ｃは、エンジン２の回転軸と自動変速機４の入力軸との間に設けられた摩擦係合式のクラッチ装置である。係合状態のロックアップクラッチ３ｃは、エンジン２と自動変速機４とを機械的に接続する。

自動変速機４は、複数の係合要素７を有する有段式の変速機である。各係合要素７は、摩擦係合式である。自動変速機４は、複数の係合要素７の何れかを解放して、他の係合要素７を係合することにより変速する。自動変速機４の出力軸は、デファレンシャル装置５を介して左右の駆動輪６に接続されている。

ＥＣＵ５０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。本実施形態のＥＣＵ５０は、エンジン２および係合要素７を制御する制御部として機能する。ＥＣＵ５０は、エンジン２、トルクコンバータ３、および自動変速機４をそれぞれ制御する。ＥＣＵ５０は、エンジン２の燃料噴射制御、点火制御、吸気制御等を実行する。ＥＣＵ５０は、走行中にエンジン２の燃料供給を停止する燃料カットを実行する。本実施形態のエンジン２は、複数の気筒を有する多気筒エンジンである。ＥＣＵ５０は、燃料カットにおいて、エンジン２の全気筒のうち一部の気筒に対する燃料供給を停止する一部気筒燃料カットあるいはエンジン２の全気筒に対する燃料供給を停止する全気筒燃料カットを選択的に実行する。なお、本明細書では、燃料カットをＦＣ（Fuel Cut）と称することがある。

ＥＣＵ５０は、トルクコンバータ３のロックアップクラッチ３ｃの係合状態を制御する。ロックアップクラッチ３ｃは、トルクコンバータ３の係合要素である。ＥＣＵ５０は、ロックアップクラッチ３ｃに対して供給する油圧によって、ロックアップクラッチ３ｃを係合あるいは解放させる。また、ＥＣＵ５０は、ロックアップクラッチ３ｃに対する供給油圧を調節することにより、ロックアップクラッチ３ｃのトルク容量や係合圧、スリップ量などを制御する。

ＥＣＵ５０は、自動変速機４の変速制御を実行する。ＥＣＵ５０は、自動変速機４の各係合要素７の係合および解放を制御する。ＥＣＵ５０は、各係合要素７のトルク容量や係合圧、スリップ量などを制御する。以下の説明では、自動変速機４の変速動作において解放される係合要素を「解放側クラッチ」と称し、変速動作において係合される係合要素を「係合側クラッチ」と称する。なお、係合要素には、回転体同士を接続するものだけでなく、回転体の回転を規制するブレーキも含まれるものとする。

自動変速機４の変速を実行するときに、トルク制御がなされる場合がある。トルク制御は、例えば、変速に要する時間を短縮する際に実行される。本実施形態のＥＣＵ５０は、変速中のトルク制御において、エンジン２の出力を低下させる手段として燃料カットを実行する。例えば、自動変速機４のアップシフトにおいて、燃料カットが実行されると、エンジントルクＴＥが低下し、自動変速機４の入力軸回転数の低下が促進される。

ここで、燃料カットが実行されると、エンジントルクＴＥが急に変化することにより、車両１００の車体が振動する。車体振動が発生すると、車両１００の搭乗者に違和感を与える可能性があり、好ましくない。

本実施形態のＥＣＵ５０は、エンジン２の燃料カットを実行する際に、燃料カットを開始する前の所定のタイミングで係合要素７の係合状態を変化させてトルク変動による車体振動を発生させる。以下に図３を参照して説明するように、所定のタイミングは、係合状態の変化による車体振動（図３の符号Ｖ２参照）の位相と、燃料カットによるエンジントルクＴＥの変化による車体振動（図３の符号Ｖ１参照）の位相とが逆位相となるタイミングである。本実施形態の駆動制御装置１によれば、燃料カットを行うときの車体の振動を抑制することができるという効果を奏する。

図３には、（ａ）エンジントルクＴＥ、（ｂ）燃料カット（ＦＣ）による車体振動、（ｃ）解放側クラッチに対する油圧指令値、（ｄ）係合状態の変化による車体振動が示されている。図３では、時刻ｔ０２に燃料カットが開始される。燃料カットにより、エンジントルクＴＥが低下すると、このトルク変動により車体に振動Ｖ１が付与される。ＥＣＵ５０は、燃料カットの開始判定がなされると、燃料カットの開始を指令する前に、解放側クラッチに対する油圧指令値を増加させる。時刻ｔ０１に油圧指令値の増加が開始される。時刻ｔ０１は、所定のタイミングである。本実施形態の所定のタイミングは、燃料カットによる車体振動Ｖ１の周期Ｔに基づいて定められている。所定のタイミングである時刻ｔ０１は、燃料カットの開始タイミングである時刻ｔ０２よりも車体振動Ｖ１の半周期分だけ前に設定される。燃料カットによる車体振動Ｖ１の周期Ｔは、エンジン回転数等に基づいて推定可能である。

本実施形態のＥＣＵ５０は、時刻ｔ０１から時刻ｔ０２までの間、解放側クラッチの油圧指令値を高くし、解放側クラッチの係合状態を変化させる。解放側クラッチの係合状態の変化により、トルク変動が発生する。発生するトルク変動は、例えば、エンジントルクＴＥの変動や、自動変速機４から出力されるトルクの変動である。所定のタイミングで開始される解放側クラッチの係合状態の変化により、車体振動Ｖ２が発生する。係合状態の変化による車体振動Ｖ２の位相は、燃料カットによる車体振動Ｖ１の位相と逆位相である。これにより、２つの車体振動Ｖ１，Ｖ２が打ち消しあい、車体の振動レベルが低減する。

図１および図４を参照して、第１実施形態の駆動制御装置１の動作について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、変速時に所定の間隔で繰り返し実行される。本実施形態では、パワーオンアップシフト時に燃料カットによるトルクダウンがなされる場合を例に説明する。図４には、パワーオンアップシフトにおける制振制御の様子が示されている。パワーオンアップシフトは、アクセルオンの状態で実行されるアップシフトである。図４には、（ａ）タービン回転数ＮＴ、（ｂ）燃料カット実施フラグ、（ｃ）解放側クラッチの油圧指令値が示されている。タービン回転数ＮＴは、タービンランナ３ｂの回転数であり、変速機４の入力回転数に相当する。

図１のステップＳ１０では、ＥＣＵ５０により、トルクダウンとして燃料カットを実施するか否かが判定される。その判定の結果、燃料カットを実施すると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）には本制御フローは終了する。

ステップＳ２０では、ＥＣＵ５０により、全気筒の燃料カットを連続で実施するか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、燃料カットによるトルクダウンを実行する場合に、継続的に燃料カットを実行すること、あるいは間欠的に燃料カットを実行することの何れかを選択する。継続的に燃料カットを実行する場合、全ての気筒に対する燃料供給が停止された状態が継続される。言い換えると、トルクダウンが要求されている間は全気筒の燃料カットが継続される。一方、間欠的に燃料カットを実行する場合、燃料カットがなされている期間と、燃料カットがなされない期間とが交互に繰り返される。ステップＳ２０の判定の結果、全気筒の燃料カットを連続で実施すると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）にはステップＳ８０に進む。

まず、間欠的な燃料カットがなされる場合について説明する。ステップＳ８０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが再係合される。図４では、アップシフトの開始に伴い、時刻ｔ１に解放側クラッチの油圧指令値の低下が開始される。ＥＣＵ５０は、油圧指令値をスイープダウンさせ、時刻ｔ２に油圧指令値を所定圧Ｐ１とする。所定油圧Ｐ１は、定圧待機状態の油圧である。所定油圧Ｐ１は、例えば、解放側クラッチが解放する油圧あるいは解放側クラッチが弱係合する油圧である。所定油圧Ｐ１は、解放側クラッチの無効ストロークが詰まった状態となる油圧であってもよい。ＥＣＵ５０は、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、解放側クラッチの油圧指令値を所定油圧に維持する。

ＥＣＵ５０は、燃料カットが開始される時刻ｔ４よりも前の時刻ｔ３において、解放側クラッチを再係合する。時刻ｔ３は、燃料カットが開始される時刻ｔ４に基づく所定のタイミングである。これにより、時刻ｔ４の燃料カットによる車体振動の位相に対して、解放側クラッチの係合状態の変化（再係合）による車体振動の位相が逆位相となる。これにより、車体の振動を抑制する制振制御がなされる。ステップＳ８０が実行されると、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが定圧待機状態に保持される。定圧待機状態は、解放側クラッチの係合油圧が一定の油圧に維持された状態である。ＥＣＵ５０は、ステップＳ８０で解放側クラッチを所定期間だけ再係合した後で、解放側クラッチの油圧指令値を所定油圧Ｐ１に低下させる。図４では、燃料カットが開始される時刻ｔ４に油圧指令値が所定油圧Ｐ１に下げられ、その後時刻ｔ５まで油圧指令値が所定油圧Ｐ１に維持される。ステップＳ９０が実行されると、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ１００では、ＥＣＵ５０により、燃料カットの実施が終了したか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、アップシフト時のトルクダウン要求に基づく燃料カットが全て終了したか否かを判定する。ステップＳ１００の判定の結果、燃料カットの実施が完了したと判定された場合（ステップＳ１００−Ｙ）にはステップＳ７０に進み、そうでない場合（ステップＳ１００−Ｎ）にはステップＳ８０に移行する。図４では、燃料カットの実施が終了するまでの間に、時刻ｔ４，ｔ６，ｔ８，ｔ１０において燃料カットが開始される。これに対して、ＥＣＵ５０は、時刻ｔ３，ｔ５，ｔ７，ｔ９において解放側クラッチを再係合して、制振制御を行う。時刻ｔ１０に最後の燃料カットに対する制振制御が終了すると、ステップＳ１００で肯定判定がなされる。

次に、全気筒燃料カットを連続的に行う場合について説明する。全気筒燃料カットを連続的に行う場合に対しては、燃料カットを開始する前と、燃料カットを終了する前にそれぞれ制振制御がなされる。ステップＳ３０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが定圧待機状態に保持される。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが再係合される。ＥＣＵ５０は、連続的な燃料カットが開始される前に、解放側クラッチを再係合してトルク変動による車体振動を発生させる。このときの解放側クラッチを再係合するタイミングは、連続的な燃料カットが開始されるタイミングに基づいて決定される所定のタイミングである。これにより、燃料カットによる車体振動の位相と、解放側クラッチの係合状態の変化による車体振動の位相とが逆位相となる。ステップＳ４０が実行されると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが定圧待機状態に保持される。ＥＣＵ５０は、連続的な燃料カットの終了直前まで、解放側クラッチの油圧指令値を所定油圧Ｐ１に維持する。ステップＳ５０が実行されると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが再係合される。ＥＣＵ５０は、連続的な燃料カットの終了前に、所定のタイミングで解放側クラッチの係合状態を変化させてトルク変動による車体振動を発生させる。このときの所定のタイミングは、例えば、係合状態の変化による車体振動の位相と、燃料カットの終了によるエンジントルクの変化による車体振動の位相とが逆位相となるタイミングである。ステップＳ６０が実行されると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、ＥＣＵ５０により、解放側クラッチが解放される。ＥＣＵ５０は、解放側クラッチの油圧指令値を０として、解放側クラッチを完全解放させる。ステップＳ７０が実行されると、本制御フローは終了する。

［第２実施形態］
図５および図６を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図５は、第２実施形態の制振制御の説明図、図６は、第２実施形態の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、自動変速機４の係合要素７の係合状態を変化させることに代えて、ロックアップクラッチ３ｃの係合状態を変化させ、車体振動を発生させて制振制御を行う点である。

図５には、（ａ）エンジントルクＴＥ、（ｂ）燃料カットによる車体振動、（ｃ）エンジン回転数ＮＥの変動量、（ｄ）エンジン回転数ＮＥの変動による車体振動が示されている。ＥＣＵ５０は、ロックアップクラッチ３ｃのスリップ制御により、エンジン回転数ＮＥを変動させる。エンジン回転数ＮＥの変動により発生するトルク変動ΔＴは、下記式（１）で表される。なお、Ｉ：エンジン２およびエンジン２と共に回転する部材の慣性モーメント、ｄω／ｄｔ［ｒａｄ／ｓ^２］：エンジン回転数ＮＥの変化率、である。エンジン２と共に回転数する部材には、例えば、ドライブプレートやトルクコンバータ３のポンプインペラ３ａ側が含まれる。
ΔＴ＝Ｉ×ｄω／ｄｔ…（１）

トルク変動ΔＴにより、車体に振動が発生する。ＥＣＵ５０は、エンジン２の燃料カットを実行する際に、燃料カットを開始する前の所定のタイミングでロックアップクラッチ３ｃの係合状態を変化させてトルク変動ΔＴによる車体振動を発生させる。トルク変動ΔＴによる車体振動は、図４の（ｄ）に示す、エンジン回転数ＮＥの変動による車体振動Ｖ４である。

ＥＣＵ５０は、所定のタイミングである時刻ｔ２１にロックアップクラッチ３ｃの係合状態を変化させ始める。この所定のタイミングは、ロックアップクラッチ３ｃの係合状態の変化による車体振動Ｖ４の位相と、燃料カットによるエンジントルクの変化による車体振動Ｖ３の位相とが逆位相となるタイミングである。本実施形態では、燃料カットの開始時刻である時刻ｔ２２よりも、周期Ｔの１／４だけ前のタイミングが所定のタイミングとされている。ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥを増加側に変化させる場合、ロックアップクラッチ３ｃの係合圧を低下させる。これにより、ロックアップクラッチ３ｃのスリップ量が増加し、エンジン回転数ＮＥが増加側に変化する。また、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数ＮＥを減少側に変化させる場合、ロックアップクラッチ３ｃの係合圧を増加させる。

図６を参照して、第２実施形態の駆動制御装置１の動作について説明する。図６に示す制御フローは、例えば、走行中に所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０により、トルクダウンとして燃料カットを実施するか否かが判定される。その判定の結果、トルクダウンとして燃料カットを実施すると判定された場合（ステップＳ１１０−Ｙ）にはステップＳ１２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１１０−Ｎ）には本制御フローは終了する。

ステップＳ１２０では、ＥＣＵ５０により、燃料カットによるトルクダウン量が算出される。ＥＣＵ５０は、現在の走行状態に基づいて、燃料カットによるトルクダウン量を算出する。燃料カットによるトルクダウン量は、例えば、エンジン回転数、燃料カット開始前の燃料噴射量等に基づいて算出される。ステップＳ１２０が実行されると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、ＥＣＵ５０により、必要スリップ量が算出される。ＥＣＵ５０は、燃料カットによるトルクダウン量を補償するためのトルク変動ΔＴを決定し、上記式（１）から、当該トルク変動ΔＴを発生させるために必要となるエンジン回転数ＮＥの変化率ｄω／ｄｔ（例えば、最大変化率）を算出する。ＥＣＵ５０は、算出されたエンジン回転数ＮＥの変化率ｄω／ｄｔから、目標スリップ量を算出する。また、ＥＣＵ５０は、燃料カットの開始タイミングに基づいて、ロックアップクラッチ３ｃのスリップ量を変化させ始めるタイミングを決定する。ステップＳ１３０が実行されると、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０では、ＥＣＵ５０により、スリップ制御が実施される。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３０で決定された目標スリップ量を実現するように、ロックアップクラッチ３ｃに対する供給油圧を調整する。これにより、車体振動Ｖ４を発生させる制振制御がなされる。ステップＳ１４０が実行されると、本制御フローは終了する。

［各実施形態の変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の変形例について説明する。燃料カットは、パワーオンアップシフト時に実行されるものには限定されない。例えば、他の変速パターンにおいて実行される燃料カットに対して、係合要素の係合状態を変化させることによる制振制御がなされてもよい。また、燃料カットは、変速時になされるものには限定されない。例えば、減速燃料カット運転がなされるときの燃料カットに対して、係合要素の係合状態を変化させることによる制振制御がなされてもよい。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 駆動制御装置
２ エンジン
３ トルクコンバータ
３ｃ ロックアップクラッチ
４ 自動変速機
５ デファレンシャル装置
６ 駆動輪
７ 係合要素
５０ ＥＣＵ
１００ 車両

Claims (1)

1. エンジンから駆動輪までの動力伝達経路上に設けられた係合要素と、
   前記エンジンおよび前記係合要素を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記エンジンの燃料カットを実行する際に、前記燃料カットを開始する前の所定のタイミングで前記係合要素の係合状態を変化させてトルク変動による車体振動を発生させ、
   前記所定のタイミングは、前記係合状態の変化による車体振動の位相と、前記燃料カットによるエンジントルクの変化による車体振動の位相とが逆位相となるタイミングである
   ことを特徴とする駆動制御装置。

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