JP2021032305A - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加速感を向上させることを目的とする。【解決手段】コントローラ１０は、トルクコンバータ２と、トルクコンバータ２の下流に接続されたバリエータ３０と、を有する車両１００を制御する。コントローラ１０は、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａの締結中に加速要求があると、ロックアップクラッチ２ａを解放させてバリエータ３０のアップシフトを実行した後に、バリエータ３０をダウンシフトする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。

特許文献１には、ロックアップクラッチが締結状態でアクセルペダルを踏み込んだときに、無段変速機をダウンシフトさせて車両を加速させることが開示されている。

特開２００４−１９８７５号公報

特許文献１に記載された車両では、加速時にダウンシフトされるため、一時的に加速力が得られない、または車両が減速してしまうおそれがある。このような一時的な加速不足は、加速感の悪化を招く恐れがある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、加速感を向上させることを目的とする。

本発明のある態様によれば、トルクコンバータと、トルクコンバータの下流に接続された無段変速機構と、を有する車両を制御する車両の制御装置は、トルクコンバータのロックアップクラッチの締結中に加速要求があると、ロックアップクラッチを解放させて無段変速機構のアップシフトを実行した後に、無段変速機構をダウンシフトする制御部を有することを特徴とする。

本発明の別のある態様によれば、トルクコンバータと、トルクコンバータの下流に接続された無段変速機構と、を有する車両を制御する車両の制御方法は、トルクコンバータのロックアップクラッチの締結中に加速要求があると、ロックアップクラッチを解放させて無段変速機構のアップシフトを実行した後に、無段変速機構をダウンシフトすることを特徴とする。

これらの態様では、無段変速機構のイナーシャを一時的に加速力に用いることができ、かつ、ロックアップクラッチを解放することにより駆動源側の負荷が下がるので、駆動源の回転速度を上昇させエンジンの出力トルクを増大することができる。これにより、加速感を向上することができる。

本発明の実施形態に係る車両の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る制御の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る制御の流れを示すタイムチャートである。

図１は、車両１００の概略構成図である。車両１００は、エンジン１と、無段変速機としての自動変速機３と、オイルポンプ５と、駆動輪６と、制御装置としてのコントローラ１０と、を備える。

エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、走行用駆動源として機能する。エンジン１は、コントローラ１０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。

自動変速機３は、トルクコンバータ２と、締結要素３１と、バリエータ３０と、油圧コントロールバルブユニット４０（以下では、単に「バルブユニット４０」ともいう。）と、オイル（作動油）を貯留するオイルパン３２と、を備える。

トルクコンバータ２は、エンジン１と駆動輪６の間の動力伝達経路上に設けられる。トルクコンバータ２は、流体を介して動力を伝達する。また、トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを締結することで、エンジン１からの駆動力の動力伝達効率を高めることができる。

締結要素３１は、トルクコンバータ２とバリエータ３０の間の動力伝達経路上に配置される。締結要素３１は、図示しない前進クラッチ及び後進ブレーキを備える。締結要素３１は、コントローラ１０からの指令に基づき、オイルポンプ５の吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧されたオイルによって制御される。締結要素３１としては、例えば、多板クラッチが用いられる。

バリエータ３０は、動力伝達経路上におけるトルクコンバータ２の下流であって、締結要素３１と駆動輪６との間に配置され、車速やアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。バリエータ３０は、プライマリプーリ３０ａと、セカンダリプーリ３０ｂと、両プーリ３０ａ，３０ｂに巻き掛けられたベルト３０ｃと、を備える。プーリ圧によりプライマリプーリ３０ａの可動プーリとセカンダリプーリ３０ｂの可動プーリとを軸方向に動かし、ベルト３０ｃのプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。なお、プライマリプーリ３０ａに作用するプーリ圧及びセカンダリプーリ３０ｂに作用するプーリ圧は、オイルポンプ５からの吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧される。

バリエータ３０のセカンダリプーリ３０ｂの出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪６が接続される。

オイルポンプ５は、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって駆動される。オイルポンプ５は、例えばベーンポンプによって構成される。オイルポンプ５は、オイルパン３２に貯留されるオイルを吸い上げ、バルブユニット４０にオイルを供給する。バルブユニット４０に供給されたオイルは、ロックアップクラッチ２ａの駆動、各プーリ３０ａ，３０ｂの駆動や、締結要素３１の駆動、自動変速機３の各要素の潤滑などに用いられる。

コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０は、複数のマイクロコンピュータ、具体的には、自動変速機３を制御するＡＴＣＵ、シフトレンジを制御するＳＣＵ、エンジン１の制御を行うＥＣＵ等によって構成されてもよい。なお、後述する加速制御を実行する制御部とは、加速制御を実行するためのコントローラ１０の機能を仮想的なユニットとしたものである。

コントローラ１０には、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する第１回転速度センサ５１、トルクコンバータ２の出力軸側であるタービンの回転速度（出力側回転速度Ｎｔｏｕｔ）を検出する第２回転速度センサ５２、プライマリプーリ３０ａの回転速度（プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ）を検出する第３回転速度センサ５３、セカンダリプーリ３０ｂの回転速度を検出する第４回転速度センサ５４、車速Ｖを検出する車速センサ５５、締結要素３１のセレクトレンジ（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り替えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５６、アクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ５７、ブレーキの踏力を検出する踏力センサ５８、エンジン１の出力トルクを検出するトルクセンサ５９等、からの信号が入力される。コントローラ１０は、入力されるこれら信号に基づき、エンジン１及び自動変速機３の各種動作を制御する。なお、第１回転速度センサ５１によって検出された回転速度は、トルクコンバータ２の入力軸側であるポンプの回転速度（入力側回転速度Ｎｔｉｎ）に相当し、プライマリプーリ３０ａの回転速度（プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ）は、締結要素３１の出力回転速度に相当する。

ところで、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａの締結中に加速要求があった場合、例えば、バリエータ３０をダウンシフトさせて車両１００を加速することが考えられる。しかしながら、このようにダウンシフトすると一時的に車両１００が減速してしまい、加速感の悪化を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａの締結中に加速要求があると、ロックアップクラッチ２ａを解放させてバリエータ３０をアップシフトをさせ、その後、バリエータ３０をダウンシフトする。以下に、図２及び図３を参照しながら、本実施形態における加速制御について説明する。

まず、図２に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態における加速制御について説明する。

ステップＳ１では、アクセル開度ＡＰＯが所定値Ａ１以上であるか否かを判定する。
具体的には、コントローラ１０は、アクセル開度センサ５７によって検出されたアクセル開度ＡＰＯが所定値Ａ１以上であるか否かを判定する。アクセル開度ＡＰＯが所定値Ａ１以上であればステップＳ２に進み、アクセル開度ＡＰＯが所定値Ａ１未満であれば、ＥＮＤに進む。

ステップＳ２では、車速Ｖが所定値Ｖ１以上であるか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、車速センサ５５によって検出された車速Ｖが、所定値Ｖ１以上であるか否かを判定する。車速Ｖが所定値Ｖ１以上であればステップＳ３に進み、車速Ｖが所定値Ｖ１未満であれば、ＥＮＤに進む。

ステップＳ３では、ロックアップクラッチ２ａがＯＮ状態（締結状態）か否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、第１回転速度センサ５１によって検出された入力側回転速度Ｎｔｉｎと、第２回転速度センサ５２によって検出された出力側回転速度Ｎｔｏｕｔと、の回転速度差Ｄが所定値Ｄ１未満であるか否かを判定する。回転速度差Ｄが所定値Ｄ１未満であれば、ロックアップクラッチ２ａがＯＮ状態であると判定して、ステップＳ４に進み、回転速度差Ｄが所定値Ｄ１以上であれば、ロックアップクラッチ２ａがＯＦＦ状態であると判定して、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、ロックアップクラッチ２ａをＯＦＦ状態にする。具体的には、コントローラ１０は、バルブユニット４０を制御して、ロックアップクラッチ２ａが解放するまで締結圧Ｐｃを低下させる。

ステップＳ５では、アップシフトを実行する。具体的には、コントローラ１０は、バルブユニット４０を制御してバリエータ３０の変速比を所定量小さくする。なお、本実施形態では、コントローラ１０は、バリエータ３０のアップシフトを開始してからダウンシフトに転ずるまでの間はロックアップクラッチ２ａの締結を禁止している。

ステップＳ６では、第１所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、アップシフトの指示が出されてから第１所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。第１所定時間Ｔ１が経過していればステップＳ７に進み、第１所定時間Ｔ１が経過していなければ、ステップＳ６の判定を繰り返す。

ステップＳ７では、ダウンシフトを実行する。具体的には、コントローラ１０は、バルブユニット４０を制御してバリエータ３０の変速比を大きくする。このとき、コントローラ１０は、バリエータ３０のプライマリ回転速度Ｎｐｒｉが所定の上昇速度で上昇するようにしながら、バリエータ３０を徐々にダウンシフトする。なお、ダウンシフトは、アップシフト直前の変速比よりも大きくなるよう、言い換えると、アップシフト直前の変速比を横切るように行われる。

ステップＳ８では、第２所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０は、ダウンシフトの指示が出されてから第２所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。第２所定時間Ｔ２が経過していればステップＳ９に進み、第２所定時間Ｔ２が経過していなければ、ステップＳ８の判定を繰り返す。

ステップＳ９では、コントローラ１０は、ロックアップクラッチ２ａの締結を許可する。これにより、コントローラ１０は、車両１００の運転状態が図示しないマップのロックアップ領域に入ったときに、ロックアップクラッチ２ａを締結させる。

次に、図３に示すタイムチャートを参照しながら、本実施形態の加速制御について説明する。図３に示す実施例は、ロックアップクラッチ２ａが締結中に、アクセルペダルが踏み込まれた場合のタイムチャートを示している。なお、図３の回転速度の項目における実線は、エンジン１の実回転速度を示しており、一点鎖線は、目標となるプライマリ回転速度（目標となるタービン回転速度）を示しており、太い点線は、実際のプライマリ回転速度（実際のタービン回転速度）を示している。

時刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度ＡＰＯが所定値Ａ１以上になると(時刻ｔ２)、コントローラ１０は、ロックアップクラッチ２ａの締結圧Ｐｃを低下させて、ロックアップクラッチ２ａを解放する。具体的には、コントローラ１０は、バルブユニット４０を制御して締結圧Ｐｃを低下させロックアップクラッチ２ａを解放する。

また、時刻ｔ２において、コントローラ１０は、バリエータ３０を所定量アップシフトさせる指令を出力する。このように、ロックアップクラッチ２ａを解放した状態でアップシフトすることにより、加速する方向のイナーシャトルクを駆動輪６に付与することができるので、加速感を演出することができる。

時刻ｔ３において、締結圧Ｐｃの低下に伴って、ロックアップクラッチ２ａが滑り始める。これにより、エンジン回転速度Ｎｅが上昇を開始するとともに、バリエータ３０のアップシフトに伴って、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉが低下する。

時刻ｔ２から第１所定時間Ｔ１が経過すると（時刻ｔ４）、コントローラ１０は、バリエータ３０をダウンシフトさせて、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉを所定の上昇速度で上昇させるように指令を出す。これによって、時刻ｔ５において、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉが上昇を開始する。

時刻ｔ４から第２所定時間Ｔ２が経過すると（時刻ｔ６）、コントローラ１０は、ロックアップクラッチ２ａの締結圧Ｐｃを段階的に上昇させる。その後、コントローラ１０は、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉの上昇速度が一定になるようにしつつ、ロックアップクラッチ２ａの締結圧Ｐｃを徐々に上昇させる。

そして、時刻ｔ７において、ロックアップクラッチ２ａが完全に締結する。なお、ロックアップクラッチ２ａが完全に締結した後は、通常の変速制御が実行される。

このように、本実施形態の車両１００では、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａの締結中に加速要求があると、まず、ロックアップクラッチ２ａを解放させる。これにより、エンジン１側の負荷が下がるので、エンジン１の回転速度が上昇し、加速感を演出することができる。また、ロックアップクラッチ２ａを解放することにより、トルクコンバータ２をコンバータ状態にしてトルク増幅を行うことで加速感を演出することができる。

さらに、バリエータ３０をアップシフトさせることで、加速側のイナーシャトルクを発生させ加速感を演出することができる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

制御装置（コントローラ１０）は、トルクコンバータ２と、トルクコンバータ２の下流に接続された無段変速機構（バリエータ３０）と、を有する車両１００を制御する。制御装置（コントローラ１０）は、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａの締結中に加速要求があると、ロックアップクラッチ２ａを解放させて無段変速機構（バリエータ３０）のアップシフトを実行した後に、無段変速機構（バリエータ３０）をダウンシフトする制御部（コントローラ１０）を有する。

ロックアップクラッチ２ａを解放することにより駆動源（エンジン１）側の負荷が下がる。これにより、駆動源（エンジン１）の回転速度を上昇させることができるので、加速感を向上することができる。また、ロックアップクラッチ２ａを解放することにより、トルクコンバータ２をコンバータ状態にしてトルク増幅を行うことで加速感を向上することができる。さらに、ロックアップクラッチ２ａを解放することにより、踏込時に生じるＴｉｐ−ＩＮショックをトルクコンバータ２に吸収させることができるので、Ｔｉｐ−ＩＮショックを低減することができる (請求項１及び３の発明の効果)。

さらに、ロックアップクラッチ２ａを解放させた後アップシフトさせることで、加速側のイナーシャトルクを発生させ加速感を向上することができる。また、ロックアップクラッチ２ａを解放することにより、トルクコンバータ２の出力側の回転速度の低下が生じる場合があるので、無段変速機構（バリエータ３０）をアップシフトさせることでそれを補填するという付加的な効果も奏することができる(請求項１及び３の発明の効果)。

制御部（コントローラ１０）は、アップシフトを開始してからダウンシフトに転ずるまでの間はロックアップクラッチの締結を禁止する。

アップシフト期間中のロックアップクラッチの締結を禁止する、つまり、アップシフトをした後のダウンシフト以降のタイミングでロックアップクラッチ２ａを締結することにより、ロックアップクラッチ２ａを安定して締結することができる（請求項２の発明の効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、駆動源としてエンジン１を例に説明したが、駆動源は、モータであってもよい。また、駆動源としてエンジンとモータを併用するハイブリッド車両に適用してもよい。

上記実施形態では、アップシフト後、車速Ｖの上昇に伴ってエンジン回転速度Ｎｅ（プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ）が一定の速度で上昇する場合を例に説明したが、変速比の変化率をゼロ（変速比を一定）にしてもよい。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
２ａ ロックアップクラッチ
３ 自動変速機
５ オイルポンプ
１０ コントローラ（制御装置、制御部）
３０ バリエータ（無段変速機構）
１００ 車両

Claims (3)

1. トルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に接続された無段変速機構と、を有する車両を制御する車両の制御装置であって、
   前記トルクコンバータのロックアップクラッチの締結中に加速要求があると、前記ロックアップクラッチを解放させて前記無段変速機構のアップシフトを実行した後に、前記無段変速機構をダウンシフトする制御部を有することを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載された車両の制御装置において、
   前記制御部は、前記アップシフトを開始してから前記ダウンシフトに転ずるまでの間は前記ロックアップクラッチの締結を禁止することを特徴とする車両の制御装置。
3. トルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に接続された無段変速機構と、を有する車両を制御する車両の制御方法であって、
   前記トルクコンバータのロックアップクラッチの締結中に加速要求があると、前記ロックアップクラッチを解放させて前記無段変速機構のアップシフトを実行した後に、前記無段変速機構をダウンシフトすることを特徴とする車両の制御方法。

Images