JP2019085004A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発進・加速時の加速フィーリングを良好なものにして、ドライバビリティを向上することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンと駆動輪との間でトルクを伝達する自動変速機と、前記自動変速機の入力軸と出力軸との間で選択的にトルクの伝達および遮断を行う発進クラッチと、前記発進クラッチの動作を制御するコントローラとを備え、発進時または加速走行時に前記発進クラッチを係合して駆動力を発生させる車両の制御装置において、前記エンジンが出力するトルクを推定した推定エンジントルクを求め、前記推定エンジントルクの変化量に基づいて前記車両の加速度の変化量を推定した推定ジャークを求め、前記推定ジャークに応じて、前記エンジンの回転数が予め定めた最適エンジン回転上昇量で上昇するように、前記発進クラッチの前記伝達トルク容量を制御する。【選択図】図５

Description

この発明は、エンジンおよび自動変速機を搭載した車両を制御する制御装置に関し、特に、車両を発進させる際に係合し、エンジンと駆動輪との間でトルクを伝達する発進クラッチの動作を制御する車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、エンジン（内燃機関）の始動時にエンジン回転数の上昇率を安定させ、運転フィーリングを向上させることを目的としたエンジンの制御装置が記載されている。この特許文献１に記載されたエンジンの制御装置は、エンジンの回転数センサの出力信号を用いて、エンジン回転数の単位時間当たりの変化量に対応する加速度パラメータを算出する。そして、エンジンが始動してからエンジン回転数が定常状態となるまでの間に、エンジン回転数および加速度パラメータに応じて、エンジンの吸入空気量を補正する。また、その吸入空気量の補正量およびエンジン回転数に応じて、エンジンの点火時期を補正する。

なお、特許文献２には、エンジンの要求負荷（要求駆動力）およびエンジン回転数に基づいて推定する推定エンジントルクを求め、その推定エンジントルクおよび変速機の実変速比に基づいて、車両に生じる加速度を推定する無段自動変速機の変速制御装置が記載されている。

また、特許文献３には、エンジンの点火進角値、エンジン回転数、および、スロットル開度または吸入空気量からエンジントルクを求め、そのエンジントルクから車両の加速度を推定するエンジン制御方法が記載されている。

特開２００９−８５０２１号公報 特開平９−２１０１５９号公報 特開昭６１−２１５４３８号公報

上述のように、特許文献１に記載されたエンジンの制御装置は、エンジン回転数の上昇率を安定させ、運転フィーリング、すなわち、いわゆるエンジンの吹き上がり感を向上させている。そのために、特許文献１に記載されたエンジンの制御装置では、エンジンの加速度パラメータが算出され、その加速度パラメータを基にエンジン回転数および出力が制御される。この場合の加速度パラメータは、エンジン回転数の変化に対応する値であり、具体的には、エンジンのクランク軸の角加速度である。

一般に、エンジンを駆動力源とする車両には、エンジンの出力軸（クランク軸）の回転数を変速し、エンジンと駆動輪との間でトルクを伝達する変速機が搭載される。変速機が自動変速機であれば、通常、車両の発進装置として、エンジンと自動変速機との間にトルクコンバータが設けられる。一方で、例えば、低回転域から大きなトルクを発生することが可能な高出力のエンジンを搭載する場合や、トルク伝達の応答性を高め、発進時や加速走行時の俊敏な操作フィーリングを実現するために、トルクコンバータを省いた車両も知られている。そのような自動変速機の入力側にトルクコンバータを搭載しない車両では、発進装置として、エンジンと自動変速機との間に、スリップ係合が可能な摩擦式のクラッチ（発進クラッチ）が設けられる。あるいは、自動変速機内に設けられて所定の変速段を設定する際に係合するクラッチが、発進クラッチとして用いられる。そして、車両の発進時に、そのような発進クラッチをスリップさせながら係合することにより、エンジンの動力を駆動輪へ徐々に伝達して駆動力を発生させる。すなわち、いわゆるフリクションスタートが実施される。

上記のようにトルクコンバータを搭載せず、フリクションスタートを実施する車両においては、車両の発進時あるいは加速走行時に良好な加速フィーリングを得るために、エンジンに加えて、発進クラッチの係合動作を適切に制御する必要がある。その際に、上述の特許文献１に記載されたエンジンの制御装置におけるエンジンの制御技術を適用することにより、発進・加速時のエンジンの吹き上がり感を向上させることができる。しかしながら、特許文献１に記載されたエンジンの制御装置では、車両の発進・加速時における発進クラッチの制御までは考慮されていない。特許文献１に記載されたエンジンの制御装置で考慮している加速度パラメータは、例えばエンジンの角加速度であり、車両が走行する際に生じる車両の加速度とは直接的には関連していない。したがって、特許文献１に記載されたエンジンの制御装置による制御技術だけでは、車両の発進・加速時に、エンジンの吹き上がり感と車両の加速感（運転者や乗員が体感する加速度）とを適合させることができず、その結果、良好な加速フィーリングを得ることができないおそれがある。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、発進クラッチによってフリクションスタートを実施する車両を対象にして、発進・加速時の加速フィーリングを良好なものにして、ドライバビリティを向上することができる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、エンジンと、駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間でトルクを伝達する自動変速機と、前記エンジンと前記自動変速機との間または前記自動変速機の入力軸と出力軸との間で選択的にトルクの伝達および遮断を行う発進クラッチと、少なくとも前記発進クラッチの動作を制御するコントローラとを備え、発進時または加速走行時に前記発進クラッチを係合して前記駆動輪で駆動力を発生させる車両の制御装置において、前記発進クラッチは、スリップ係合して伝達トルク容量を連続的に変化させることができるように構成され、前記コントローラは、前記エンジンが出力するトルクを推定した推定エンジントルクを求め、前記推定エンジントルクの変化量に基づいて前記車両の加速度の変化量を推定した推定ジャークを求め、前記推定ジャークに応じて、前記エンジンの回転数が予め定めた最適エンジン回転上昇量で上昇するように、前記発進クラッチの前記伝達トルク容量を制御することを特徴とする制御装置である。

この発明の車両の制御装置では、推定エンジントルクが求められ、その推定エンジントルクの変化量に基づいて、車両の推定ジャークが求められる。一方で、例えば官能評価などの結果を基に、車両のジャークに対応する適切なエンジン回転数の上昇量を求めた最適エンジン回転上昇量が設定されている。そして、上記のような推定ジャークおよび最適エンジン回転上昇量に基づいて、発進クラッチの伝達トルク容量が制御される。すなわち、事前に予測した車両のジャークに基づいて、車両の発進時または加速走行時に上昇させるべきエンジン回転数の回転上昇量が求められ、それに基づいて発進クラッチが制御される。したがって、車両の発進時または加速走行時に、車両の加速度の変化（ジャーク）を先読みし、それに合わせて適切な回転上昇量で、また、応答遅れを伴うことなく、エンジン回転数を上昇させることができる。そのため、この発明の車両の制御装置によれば、発進クラッチによってフリクションスタートを実施する車両を対象に、発進時および加速走行時の加速フィーリングを良好なものにして、ドライバビリティを向上させることができる。

この発明における車両の制御装置で制御の対象とする車両の構成および制御系統の一例を示す図である。 図１に示す車両における「自動変速機」および「発進クラッチ」の具体的な構成を説明するための図（スケルトン図）である。 図２に示す「自動変速機」で、各変速段を設定するためのクラッチ、ブレーキ、および、ワンウェイクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表（係合表）である。 この発明における車両の制御装置で制御の対象とする車両の構成の他の例（エンジンと自動変速機との間に「発進クラッチ」を設けた構成）を示す図である。 この発明における車両の制御装置で実行される制御の一例を説明するためのブロック線図である。 図５のブロック線図に示す制御を実行する際に用いられる「最適エンジン回転上昇量」を説明するための図であって、予め設定された「最適エンジン回転上昇量」から「目標エンジン回転上昇量」を求めるための制御マップの一例である。 図５のブロック線図に示す制御を実行した場合の作用・効果を説明するための図であって、その制御により、車両の加速度変化（ジャーク）を推定してエンジン回転数の上昇量を制御した場合の車両の挙動と、実際の加速度変化（センサ値）を用いてエンジン回転数の上昇量を制御した場合（従来技術）の車両の挙動とを比較して示すタイムチャートである。 図５のブロック線図に示す制御を実行した場合の作用・効果を説明するための図であって、車両の加速度の増大に対応してエンジン回転数が上昇する状態を示すタイムチャートである。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に、この発明を適用することのできる車両の一例を示してある。図１に示す車両Ｖｅは、エンジン（ENG）１を駆動力源とし、そのエンジン１の出力側に、自動変速機（AT）２が連結されている。自動変速機２の出力側には、プロペラシャフト３が連結されている。プロペラシャフト３は、終減速機であるデファレンシャルギヤ４および左右の駆動軸５を介して、駆動輪６に連結されている。すなわち、この図１に示す例では、車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を後輪（駆動輪６）に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車として構成されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を前輪に伝達して駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、エンジン１が出力する動力を前輪および後輪にそれぞれ伝達して駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

自動変速機２は、例えば遊星歯車機構（図示せず）、および、後述する第１クラッチＣ１を含むクラッチ・ブレーキ機構から構成される従来一般的な有段式の自動変速機である。あるいは、この発明の実施形態における自動変速機２は、ベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機のように、変速比を連続的に変化させることが可能な無段変速機であってもよい。

いずれのタイプであっても、自動変速機２は、自動変速機２の入力軸２ａと出力軸２ｂとの間で選択的に動力の伝達および遮断を行う発進クラッチ７を有している。例えば、上記のような遊星歯車機構を用いた有段式の自動変速機２であれば、自動変速機２内のいずれか二つの回転要素を選択的に連結するクラッチ機構（後述する例では、第１クラッチＣ１）が、この発明の実施形態における「発進クラッチ」に相当し、この発進クラッチ７として機能する。すなわち、発進クラッチ７は、自動変速機２で所定の変速段（もしくは変速比）を設定する場合に係合し、動力伝達を行うとともに、解放することにより、入力軸２ａと出力軸２ｂとの間の動力伝達を遮断して自動変速機２をニュートラルの状態にするクラッチ機構である。

図２に、自動変速機２の具体的な例として、ドライブ（Ｄ）ポジションで前進８段を設定できる自動変速機２のギヤトレーンを示してある。この図２に示す例では、自動変速機２は、フロント側（図２の左側）にダブルピニオン型遊星歯車機構１０、および、リヤ側（図２の左側）にラビニョ型遊星歯車機構２０を備えている。それら二つの遊星歯車機構１０，２０に、駆動力源すなわちエンジン１からトルクを入力するように構成されている。

フロント側のダブルピニオン型遊星歯車機構１０におけるサンギヤ１１が、ケーシングなどの所定の固定部（図示せず）に連結されて固定要素となっている。サンギヤ１１に噛み合っているピニオン１２、および、そのピニオン１２とリングギヤ１３とに噛み合っている他のピニオン１４が、キャリア１５によって保持されている。そして、キャリア１５が入力要素となっており、エンジン１の出力軸１ａに連結されている。そのキャリア１５をエンジン１の出力軸１ａに連結している回転軸が、自動変速機２の入力軸２ａである。この発明の実施形態では、入力軸２ａの回転数を入力回転数Ｎinと表記する。

リヤ側のラビニョ型遊星歯車機構２０は、上記のダブルピニオン型遊星歯車機構１０と同一の回転軸線上で、かつ、入力軸２ａとは反対側に配置されている。ラビニョ型遊星歯車機構２０における第１サンギヤ２１とリングギヤ２２とに、ロングピニオン２３が噛み合っている。そのロングピニオン２３に噛み合っているショートピニオン２４に、第２サンギヤ２５が噛み合っている。それらロングピニオン２３およびショートピニオン２４が、キャリア２６によって保持されている。そして、リングギヤ２２が出力要素となっており、自動変速機２の出力軸２ｂに連結されている。この発明の実施形態では、出力軸２ｂの回転数を出力回転数Ｎoutと表記する。

自動変速機２の各変速段を設定するために係合する複数のクラッチやブレーキが設けられている。自動変速機２のクラッチとして、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および、第４クラッチＣ４が設けられている。第１クラッチＣ１は、ダブルピニオン型遊星歯車機構１０のリングギヤ１３とラビニョ型遊星歯車機構２０の第２サンギヤ２５とを選択的に連結する。第２クラッチＣ２は、入力軸２ａとラビニョ型遊星歯車機構２０のキャリア２６とを選択的に連結する。第３クラッチＣ３は、ダブルピニオン型遊星歯車機構１０のリングギヤ１３とラビニョ型遊星歯車機構２０の第１サンギヤ２１とを選択的に連結する。そして、第４クラッチＣ４は、ダブルピニオン型遊星歯車機構１０のキャリア２６とラビニョ型遊星歯車機構２０の第１サンギヤ２１とを選択的に連結する。ここで、上記の各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のうち、第１クラッチＣ１が、この発明の実施形態における「発進クラッチ」に相当する。すなわち、第１クラッチＣ１は、前述の発進クラッチ７として機能する。第１クラッチＣ１は、リングギヤ１３に連結されている入力側部材７ａと、第１サンギヤ２１に連結されている出力側部材７ｂとを有している。

自動変速機２のブレーキとして、第１ブレーキＢ１、および、第２ブレーキＢ２が設けられている。また、ワンウェイクラッチＦ１が設けられている。第１ブレーキＢ１は、ラビニョ型遊星歯車機構２０の第１サンギヤ２１を選択的に制動する。第２ブレーキＢ２は、ラビニョ型遊星歯車機構２０のキャリア２６を選択的に制動する。そして、ワンウェイクラッチＦ１は、第２ブレーキＢ２と並列に配置されている。ワンウェイクラッチＦ１は、キャリア２６がエンジン１の回転方向とは反対方向に回転（逆回転）しようとする際に係合し、キャリア２６の逆回転を阻止するように構成されている。

上記の各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、および、各ブレーキＢ１，Ｂ２は、いずれも、例えば、油圧に応じた伝達トルク容量となる摩擦式係合装置によって構成されている。したがって、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、および、各ブレーキＢ１，Ｂ２は、いずれも、スリップしつつトルクを伝達する（スリップ係合する）ことが可能な構成となっている。これらの各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、および、各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧を制御する油圧制御装置（図示せず）が設けられている。その油圧制御装置は、従来の自動変速機に用いられる油圧制御装置と同様の構成であってよく、電気的に制御されるバルブ（図示せず）によって油圧の調圧あるいは油圧の供給・排出の制御を行うように構成されている。

図２に示す自動変速機２の各変速段を設定するための、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、および、各ブレーキＢ１，Ｂ２、ならびに、ワンウェイクラッチＦ１の係合・解放の状態を、図３にまとめて示してある。図３の係合表において、「〇」印は係合していること、「×」印は解放していることを示している。「１ＳＴ」〜「６ＴＨ」は、それぞれ、第１速〜第６速の変速段を示している。「ＯＤ１」および「ＯＤ２」は、それぞれ、第１オーバードライブ段、および、第２オーバードライブ段を示している。第１オーバードライブ段は、第６速よりも変速比が小さい増速段である。第２オーバードライブ段は、さらに第１オーバードライブ段よりも変速比が小さい増速段である。また、「E/G BREAKE」はエンジンブレーキ状態を示している。

車両Ｖｅは、車両Ｖｅの各部を制御するためのデータを取得する検出部８を備えている。検出部８は、車両Ｖｅを制御するための各種データを検出または算出するセンサや機器を総称している。検出部８は、例えば、エンジン１の吸入空気量を検出するエアーフローメータ８ａ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ８ｂ、アクセルペダルなどのアクセル装置（図示せず）の操作量および操作速度等を検出するアクセルポジションセンサ８ｃ、駆動輪６を含む車輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ８ｄなどを有している。そして、検出部８は、後述するコントローラ９と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ９に出力する。

上記のような車両Ｖｅを制御するためのコントローラ（ECU）９が設けられている。コントローラ９は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。コントローラ９には、上記の検出部８で検出または算出された各種データが入力される。コントローラ９は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、コントローラ９は、その演算結果を制御指令信号として出力し、少なくとも、上記のようなエンジン１および自動変速機２の動作をそれぞれ制御するように構成されている。例えば、コントローラ９は、自動変速機２の油圧制御装置を制御して各変速段を設定し、また、変速制御を実行する。なお、図１では一つのコントローラ９が設けられた例を示しているが、コントローラ９は、例えば制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。

この発明の実施形態で制御対象にする車両Ｖｅは、上記の図１で示した構成に限定されない。例えば、この発明の実施形態における「発進クラッチ」は、図４に示すように、エンジン１と自動変速機２との間に設けられた発進クラッチ３０でもよい。発進クラッチ３０は、エンジン１と自動変速機２との間に配置されたいわゆる発進装置であり、エンジン１と自動変速機２との間で選択的に動力の伝達および遮断を行う。発進クラッチ３０は、スリップ係合あるいはいわゆる半クラッチが可能な摩擦クラッチによって構成されている。具体的には、発進クラッチ３０は、エンジン１の出力軸１ａ側に連結された摩擦板３０ａ、および、自動変速機２の入力軸２ａ側に連結された摩擦板３０ｂを有している。図４では図示していないが、発進クラッチ３０は、例えば、複数の摩擦板３０ａおよび複数の摩擦板３０ｂを有し、それら複数の摩擦板３０ａと複数の摩擦板３０ｂとを交互に配置した多板クラッチによって構成することもできる。

このように、この発明の実施形態における「発進クラッチ」は、上記の図１で示したような自動変速機２の内部に組み込まれた発進クラッチ７（すなわち、第１クラッチＣ１）に限らず、この図４に示すようなエンジン１の出力側に設けた発進クラッチ３０であってもよい。いずれにしても、「発進クラッチ」をスリップ係合させ、エンジン１が出力するトルクを駆動輪６に伝達して駆動力を発生させ、車両Ｖｅを発進させることができる。すなわち、この発明の実施形態で制御対象にする車両Ｖｅは、「発進クラッチ」を用いて、いわゆるフリクションスタートを実施することが可能な構成となっている。

前述したように、この発明の実施形態におけるコントローラ９は、フリクションスタートを実施する車両Ｖｅを対象にして、発進・加速時の加速フィーリングを良好なものにして、ドライバビリティを向上することを目的として構成されている。そのような目的を実現するためにコントローラ９で実行される制御の概要を、図５のブロック線図に示してある。

この図５のブロック線図に示す制御は、運転者のアクセル操作によって車両Ｖｅに加速度が生じる場面で実行される。例えば、車両Ｖｅが発進クラッチ７（または３０）を解放して停止している状態から、運転者によってアクセル装置が操作され、車両Ｖｅが発進する場合、または、車両Ｖｅが発進クラッチ７（または３０）を解放して定常走行している状態、すなわち、車両Ｖｅがニュートラル状態で惰行している状態から、運転者によってアクセル装置が操作され、車両Ｖｅが加速走行する場合に実行される。

ブロックｂ１では、推定エンジントルクＴ_est が求められる。ここで、推定エンジントルクＴ_est は、エンジン１が実際に出力するトルクの推定値であり、エンジン１の摩擦抵抗やポンピングロス、および、例えば空調装置のコンプレッサやオルタネータなどの補機を駆動する際の負荷などを考慮して算出される。具体的には、推定エンジントルクＴ_est は、下記の（１）式から算出される。
Ｔ_est ＝Ｔ_ｅ ×α−Ｔ_frc −Ｔ_aux ・・・・・（１）
上記の（１）式において、Ｔ_ｅ は理論エンジントルク、αは点火時期係数、Ｔ_frc はエンジン１のフリクショントルク、Ｔ_aux は補機の負荷トルクである。理論エンジントルクＴ_ｅは、エアーフローメータ８ａで検出したエンジン１の吸入空気量、および、エンジン回転数センサ８ｂで検出したエンジン回転数から算出される理論上のエンジントルクである。フリクショントルクＴ_frc 、点火時期係数α、および、負荷トルクＴ_aux は、それぞれ、例えば実験やシミュレーション等の結果を基に、予め定められた定数である。

ブロックｂ２では、目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt が求められる。ここで、目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt は、車両Ｖｅの推定ジャークＪ_est 、および、最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt から求められる。推定ジャークＪ_est は、車両Ｖｅの前後加速度の単位時間当たりの変化量（すなわち、ジャークＪ）の推定値より、ギヤ比をγ、車輪の動荷重半径をｄ、車重をｗ、重力加速度をｇとすると、下記の（２）式から算出される。なお、ギヤ比γは、自動変速機２で設定されている変速比とデファレンシャルギヤ４の減速比とを合わせたギヤ比である。
Ｊ_est ＝ΔＴ_est ×γ ÷ｄ ÷ｗ ÷ｇ ・・・・・（２）
上記の（２）式において、ΔＴ_est は、所定の単位時間の間に算出した推定エンジントルクＴ_est の変化量である。推定エンジントルクＴ_est の変化量ΔＴ_est は、例えば、時刻ｔ１で算出した推定エンジントルクＴ_{est_t1} と、時刻ｔ１から所定の単位時間後の時刻ｔ２で算出した推定エンジントルクＴ_{est_t2} との差分として求めることができる。この場合、車両Ｖｅは、発進または加速するためにエンジントルクが増大する状況である。したがって、推定エンジントルクＴ_est の変化量ΔＴ_est は、具体的には、下記の（３）式から算出され、推定エンジントルクＴ_est の増加量となる。
ΔＴ_est ＝Ｔ_{est_t2} −Ｔ_{est_t1} ・・・・・（３）

一方、最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt は、加速時に運転手や乗員が体感する加速感を官能評価したものであり、車両ＶｅのジャークＪに対応する値として予め定められている。最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt は、例えば、図６に示すような制御マップとして、あるいは、ジャークＪと最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt との関係を規定する演算式として、コントローラ９に記憶されている。

例えば、図６に示す制御マップでは、線Ｌで示すように、車両ＶｅのジャークＪおよび最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt を座標軸とする直交座標系で、ジャークＪが大きくなるほど最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt も大きくなるように設定されている。したがって、図６に示す制御マップでは、線Ｌが最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt を表している。例えば、図６に示す制御マップ上で、最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt を表す線Ｌよりも上の領域では、運転者や乗員は、加速感に対してエンジン回転数の上昇が大きいと感じる（すなわち、いわゆるエンジン１の吹き上がり感が過大である）と判断される。反対に、図６に示す制御マップ上で、最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt を表す線Ｌよりも下の領域では、運転者や乗員は、加速感を受けているにもかかわらずエンジン回転数の上昇が小さいと感じる（すなわち、いわゆる車両Ｖｅの飛び出し感が過大である）と判断される。

したがって、このブロックｂ２では、例えば、上記の図６に示すような最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt を線Ｌで表した制御マップ、あるいは、ジャークＪと最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt との関係式などから、目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt が求められる。例えば、上記の図６に示す制御マップで、推定ジャークＪ_est に対応する最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt が、目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt として算出される。

なお、図６に示す例では、最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt を表す線Ｌは直線になっているが、上記のように官能評価あるいは官能試験などによって定められたジャークＪと最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt との関係式に応じて、放物線や双曲線などの二次曲線もしくはその一部分であってもよい。

ブロックｂ３では、車両ＶｅのイナーシャトルクＴ_int が求められる。イナーシャトルクＴ_int は、車両Ｖｅに固有の値であり、車速Ｖや車重ｗ等に基づいて算出することができる。後述するように、このイナーシャトルクＴ_int を考慮して発進クラッチ７（または３０）の制御油圧ＨＰを求めることにより、発進クラッチ７（または３０）の伝達トルク容量を精度良く制御することができる。

上記のブロックｂ１、ブロックｂ２、ブロックｂ３でそれぞれ求められた、推定エンジントルクＴ_est 、目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt 、および、イナーシャトルクＴ_int を基に、ブロックｂ４では、発進クラッチ７（または３０）に対する制御油圧ＨＰが求められる。制御油圧ＨＰは、発進クラッチ７（または３０）の伝達トルク容量を制御するために、発進クラッチ７（または３０）に対して供給される油圧である。制御油圧ＨＰは、ブロックｂ１で算出した推定エンジントルクＴ_est 、および、ブロックｂ２で算出した目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt を基に、エンジン１の回転数が目標エンジン回転上昇量ΔＮＥ_tgt で上昇するように、発進クラッチ７（または３０）をスリップ係合させる油圧として設定される。

ブロックｂ４で制御油圧ＨＰが算出されると、その制御油圧ＨＰが発進クラッチ７（または３０）に対して出力され、発進クラッチ７（または３０）の伝達トルク容量が制御される。具体的には、エンジン１の回転数を徐々に上昇させるために、発進クラッチ７（または３０）の伝達トルク容量が徐々に増大するように制御される。

したがって、この発明の実施形態におけるコントローラ９では、エンジン１が出力するトルクを推定した推定エンジントルクＴ_est が求められ、その推定エンジントルクＴ_est の変化量ΔＴ_est に基づいて、車両Ｖｅの加速度の変化量を推定した推定ジャークＪ_est が求められる。そして、その推定ジャークＪ_est に応じて、エンジン１の回転数が予め定めた最適エンジン回転上昇量ΔＮＥ_opt で上昇するように、発進クラッチ７（または３０）の伝達トルク容量が制御される。

上記のように、発進クラッチ７（または３０）の伝達トルク容量およびエンジン１の回転数を制御した場合の車両Ｖｅの挙動を、図７のタイムチャートに示してある。この図７のタイムチャートでは、一例として、車両Ｖｅが発進した後に、加速のためにアクセル装置が操作され（例えば、アクセルペダルが踏み込まれ）、車速が上昇し始め、加速度が立ち上がる状況を示してある。比較例として、図７のタイムチャートに一点鎖線で示すように、従来の制御装置では、実際の加速度の変化（実際のジャーク）に基づいてエンジン回転数が上昇するように制御される。そのため、エンジン回転数の立ち上がりに遅れ（図７のΔｔ）が発生してしまう。それに対して、この発明の実施形態におけるコントローラ９で実行される制御では、車両Ｖｅの加速度の変化、すなわち車両ＶｅのジャークＪを予測し（推定ジャークＪ_est を求め）、その推定ジャークＪ_est に基づいてエンジン回転数が上昇するように制御される。そのため、エンジン１の回転数は、実際の加速度の変化に対応し、遅れることなく、立ち上がっている。

また、図８のタイムチャートでは、一例として、車両Ｖｅが発進する際のエンジン１の回転数の推移および車両Ｖｅの加速度の推移を示してある。なお、図８のタイムチャートでは、Case１、Case２、および、Case３の三通り発進状況を示してある。図８のタイムチャートに示すように、この発明の実施形態におけるコントローラ９による制御を実行した場合、車両Ｖｅは、エンジン１の回転数の上昇の波形と車両Ｖｅの加速度の上昇の波形とがほぼ一致している。すなわち、加速度の増大に対応してエンジン回転数が上昇している。したがって、車両Ｖｅの発進時に、加速度の増大に対応してエンジン１の回転音（エンジン音）が増大する。そのため、車両Ｖｅの運転者や乗員は、適度で良好な加速フィーリングを得ることができる。

このように、この発明の実施形態における車両Ｖｅの制御装置によれば、車両Ｖｅの発進時または加速走行時に、車両Ｖｅの加速度の変化（すなわち、推定ジャークＪ_est に）を先読みし、それに合わせて適切な回転数の上昇量で、また、応答遅れを伴うことなく、エンジン１の回転数を上昇させることができる。そのため、車両Ｖｅの発進時および加速走行時の加速フィーリングを良好なものにして、車両Ｖｅのドライバビリティを向上させることができる。

１…エンジン（ENG）、 １ａ…（エンジン１の）出力軸、 ２…自動変速機（AT）、 ２ａ…（自動変速機の）入力軸、 ２ｂ…（自動変速機の）出力軸、 ３…プロペラシャフト、 ４…デファレンシャルギヤ、 ５…駆動軸、 ６…駆動輪、 ７，３０…発進クラッチ、 ７ａ，３０ａ…入力側部材、 ７ｂ，３０ｂ…出力側部材、 ８…検出部、 ８ａ…エアーフローメータ、 ８ｂ…エンジン回転数センサ、 ８ｃ…アクセルポジションセンサ、 ８ｄ…車輪速センサ、 ９…コントローラ（ECU）、 １０…ダブルピニオン型遊星歯車機構、 １１…（ダブルピニオン型遊星歯車機構の）サンギヤ、 １２，１４…（ダブルピニオン型遊星歯車機構の）ピニオン、 １３…（ダブルピニオン型遊星歯車機構の）リングギヤ、 １５…（ダブルピニオン型遊星歯車機構の）キャリア、 ２０…ラビニョ型遊星歯車機構、 ２１…（ラビニョ型遊星歯車機構の）第１サンギヤ、 ２２…（ラビニョ型遊星歯車機構の）リングギヤ、 ２３…（ラビニョ型遊星歯車機構の）ロングピニオン、 ２４…（ラビニョ型遊星歯車機構の）ショートピニオン、 ２５…（ラビニョ型遊星歯車機構の）第２サンギヤ、 ２６…（ラビニョ型遊星歯車機構の）キャリア、 Ｂ１…第１ブレーキ、 Ｂ２…第２ブレーキ、 Ｃ１…第１クラッチ（発進クラッチ）、 Ｃ２…第２クラッチ、 Ｃ３…第３クラッチ、 Ｃ４…第４クラッチ、 Ｆ１…ワンウェイクラッチ、 Ｖｅ…車両。

Claims (1)

1. エンジンと、駆動輪と、前記エンジンと前記駆動輪との間でトルクを伝達する自動変速機と、前記エンジンと前記自動変速機との間または前記自動変速機の入力軸と出力軸との間で選択的にトルクの伝達および遮断を行う発進クラッチと、少なくとも前記発進クラッチの動作を制御するコントローラとを備え、発進時または加速走行時に前記発進クラッチを係合して前記駆動輪で駆動力を発生させる車両の制御装置において、
   前記発進クラッチは、スリップ係合して伝達トルク容量を連続的に変化させることができるように構成され、
   前記コントローラは、
   前記エンジンが出力するトルクを推定した推定エンジントルクを求め、
   前記推定エンジントルクの変化量に基づいて前記車両の加速度の変化量を推定した推定ジャークを求め、
   前記推定ジャークに応じて、前記エンジンの回転数が予め定めた最適エンジン回転上昇量で上昇するように、前記発進クラッチの前記伝達トルク容量を制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。

Images