JP3780117B2 - 自動車の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の制御装置に係り、特に、自動車の動力発生装置や動力伝達装置の動力特性を補正するのに好適な自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機を備えた自動車の制御装置においては、変速ショックを低減するために、例えば、特開平８−２８２３３８号公報に記載されているように、出力軸回転数の変化率及び動力特性等の情報からクラッチの切り換わり時期を正確に検出することにより、出力軸トルクの抑制制御を的確なタイミングで実行するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２８２３３８号公報記載されているように、出力軸トルクの抑制制御を出力軸回転数の変化率及び動力特性等の情報に基づいて行なう場合、動力発生装置や動力伝達装置の動力特性が経時変化すると、出力軸トルクの抑制制御が対応しきれず、変速ショックを十分に低減できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速ショックを低減し得る自動車の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、自動車を走行させる動力を発生する動力発生手段と、この動力発生手段から発進クラッチを介して入力軸にトルクが伝達され、上記入力軸から出力軸へトルクが伝達可能な複数の歯車と複数の噛み合いクラッチとを有し、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結によって上記入力軸から上記出力軸へトルクの伝達経路を形成し、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結を第１の連結から第２の連結へ切り替える際に、摩擦によりトルクを伝達する変速クラッチを制御することによって上記入力軸から上記出力軸へトルクの伝達経路を形成することができる動力伝達手段を搭載した自動車の制御装置において、上記動力伝達手段の出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、この出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づいて上記動力発生手段および上記動力伝達手段の動力特性を補正する動力特性学習手段を備え、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結を第１の連結から第２の連結へと切り替える際に、上記動力特性学習手段によって補正された上記動力伝達手段の動力特性を用いて、上記動力伝達手段を制御するものであり、上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、この歯車式変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達手段を有し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記トルク伝達手段が上記変速クラッチである多板クラッチであり、その他の変速段の上記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記多板クラッチを制御することにより加速度変動の少ない変速を行う変速機であるとともに、 上記動力特性学習手段は、上記出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づいて上記動力発生手段の動力特性を補正し、この動力特性の補正値に基づいて上記多板クラッチのクラッチモデルにおけるクラッチの摩擦係数μを学習補正するようにしたものである。かかる構成により、動力発生手段若しくは動力伝達手段の動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速ショックを低減し得るものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の全体構成について説明する。
【００１１】
エンジンやモータ等の動力発生手段１００により発生した動力は、変速機等の動力伝達手段２００により動力を適正なトルク比、速度比にして出力軸トルクとして出力軸に伝える。動力発生手段１００及び動力伝達手段２００は、制御手段４００Ｂによって、動力発生手段１００のエンジントルク特性，モータトルク特性や動力伝達手段２００の変速機クラッチ特性等の動力特性に基づいて、制御される。動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数検出手段３００によって検出された出力軸回転数に基づいて、これらの動力特性を学習し、この学習した動力特性に基づいて、制御手段４００Ｂで動力発生手段１００と動力伝達手段２００を制御する。
【００１２】
出力軸回転数検出手段３００は、出力軸の回転数を出力軸回転数センサによって検出し、この信号を動力特性学習手段４００Ａに取り込み、出力軸回転数に換算する。出力軸回転数センサは、出力軸に付けられた歯車の動きを電気的にピックアップし、パルスに変換するセンサでもよく、また、自動車の加速度を検出する加速度センサでもよいものである。
【００１３】
即ち、本実施形態においては、動力特性学習手段４００Ａを用いて、動力特性の経時変化を検出し、エンジントルク特性，モータトルク特性等の動力特性を補正するようにしているので、動力の制御が正確に行なえ、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショックを低減できるものである。
【００１４】
また、本実施形態においては、動力特性学習手段４００Ａを用いて、出力軸回転数に基づいて変速機のクラッチのクラッチモデルを学習することにより、変速機の経時変化を検出し、変速機クラッチの特性の動力特性を補正するようにしているので、変速ショックを低減ができる。
【００１５】
次に、図２を用いて、本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成について説明する。
なお、図２に示す例においては、動力発生装置として、エンジンを用いており、動力伝達装置として、歯車式変速機を用いている。
【００１６】
コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）４００は、電子制御スロットル１０３を制御する電子制御スロットルコントロールユニット（ＥＴＣ／Ｕ）４１０と、エンジン１０１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＮＧＣ／Ｕ）４２０と、変速機を制御する変速機コントロールユニット（ＡＴＣ／Ｕ）４３０とを備えている。ここで、図１に示した動力特性学習手段４００Ａは、ＡＴＣ／Ｕ４３０の中に備えられており、制御手段４００Ｂは、ＥＴＣ／Ｕ４１０とＥＮＧＣ／Ｕ４２０とＡＴＣ／Ｕ４３０の中に備えられている。
【００１７】
エンジン１０１は、エンジントルクを調整する電子制御スロットル１０３と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２とを備えている。エンジン１０１は、エンジンコントロールユニット（ＥＮＧＣ／Ｕ）４２０によって制御される。電子制御スロットル１０３は、電子制御スロットルコントロールユニット（ＥＴＣ／Ｕ）４１０によって制御される。
【００１８】
歯車式変速機は、フライホイール２０１と、発進クラッチ２０２と、アクチュエータ２０３と、歯車２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５と、低速側ドッグクラッチ２２０Ａと、高速側ドッグクラッチ２２０Ｂと、アクチュエータ２２１，２２２と、シフトフォーク２２３，２２４と、変速クラッチ２２５と、アクチュエータ２２６とから構成されている。ここで、低速側ドッグクラッチ２２０Ａは、クラッチハブ２１６Ａと、スリーブ２１７Ａと、シンクロナイザリング２１８Ａと、ギヤスプライン２１９Ａとから構成されている。また、高速側ドッグクラッチ２２０Ｂは、クラッチハブ２１６Ｂと、スリーブ２１７Ｂと、シンクロナイザリング２１８Ｂと、ギヤスプライン２１９Ｂとから構成されている。
【００１９】
歯車式変速機を構成するアクチュエータ２０３，２２１，２２２，２２６は、油圧またはモータにより、変速機コントロールユニット（ＡＴＣ／Ｕ）４３０によって制御される。
【００２０】
エンジン１０１から出力するエンジントルクは、フライホイール２０１及び発進クラッチ２０２を介して歯車変速機の入力軸２０５に伝達され、歯車２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５のいずれかの歯車を介して出力軸３０１へ伝達され、最終的にタイヤに伝達され自動車を走行させる。エンジントルクを歯車変速機の入力軸２０５へ伝える発進クラッチ２０２は、アクチュエータ２０３によって締結／開放され、エンジントルクの伝達率を制御する。
【００２１】
１速から４速までの走行は、入力軸２０５に対して回転可能な歯車２１０，２１２または出力軸３０１に対し回転可能な歯車２０７，２０９のいずれかを噛み合い式クラッチ（例えば、ドッグクラッチ）２２０のスリーブ２１７Ａ，２１７Ｂをシフトフォーク２２３，２２４によって動かし、クラッチハブ２１６とギヤスプライン２１９を締結させ決定する。シフトフォーク２２３，２２４は、アクチュエータ２２１，２２２によって駆動される。この時クラッチハブ２１６とギヤスプライン２１９との同期を取るために、シンクロナイザリング２１８Ａ，２１８Ｂが設けられている。
【００２２】
１速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、歯車２０６−歯車２０７−クラッチハブ２１６Ｂを介して、出力軸３０１に伝達される。歯車２０７とクラッチハブ２１６Ｂとは、スリーブ２１７Ｂによって連結される。２速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、歯車２０８−歯車２０９−クラッチハブ２１９Ｂを介して、出力軸３０１に伝達される。歯車２０９とクラッチハブ２１９Ｂとは、スリーブ２１７Ｂによって連結される。３速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、クラッチハブ２１６Ａ−歯車２１０−歯車２１１を介して、出力軸３０１に伝達される。クラッチハブ２１６Ａと歯車２１０とは、スリーブ２１７Ａによって連結される。４速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、クラッチハブ２１６Ａ−歯車２１２−歯車２１３を介して、出力軸３０１に伝達される。クラッチハブ２１６Ａと歯車２１２とは、スリーブ２１７Ａによって連結される。このように、ドッグクラッチ２２０は、１速から４速までの各ギヤに設けられている。ドッグクラッチ２２０で締結する歯車は必ず１つでそれ以外の歯車は開放する。
【００２３】
また、５速にする場合は、歯車２２５，２２６を変速クラッチ２２５のアクチュエータ２２６によって締結する。また、変速中は変速クラッチ２２５を制御し、伝達トルクを制御することにより変速中の脱力感や吹け上がりを防止する。
【００２４】
ＡＴＣ／Ｕ４３０には、アクセルペダル位置を検出するアクセルペダルセンサ４０１、シフトレバー位置を検出するインヒビタースイッチ４０２、出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサ３００Ａ等の自動車センサの信号が入力される。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０とＥＴＣ／Ｕ４１０にＣＡＮ（Contorol Area Network）等の通信線ＣＬを介し接続されている。
【００２５】
エンジン回転数センサ１０２によって検出され、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０に取りまれたエンジン回転数の情報は、通信線ＣＬを介してＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれる。また、電子制御スロットル１０３によって検出され、ＥＴＣ／Ｕ４１０に取り込まれたスロットル開度の情報は、通信線ＣＬを介してＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれる。一方、アクセルペダルセンサ４０１によって検出され、ＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれたアクセルペダル位置の情報は、ＥＴＣ／Ｕ４１０に送られる。また、インヒビタースイッチ４０２によって検出され、ＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれたシフトレバー位置の情報は、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送られる。
【００２６】
ＡＴＣ／Ｕ４３０は、取り込まれた各信号から運転状態を把握し、発進クラッチ状態、ギヤ位置を適切な状態に制御する。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速中はエンジンが吹き上がらないように、ＥＴＣ／Ｕ４１０を介して電子制御スロットル１０３を制御する。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速直前の伝達トルクと変速直後の伝達トルクの偏差が無くなるように、電子制御スロットル１０３と変速クラッチ２２５を制御する。更に、点火時期の補正値をＡＴＣ／Ｕ４３０からＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送り、点火時期を御する。
【００２７】
次に、図３〜図５を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構成及びエンジントルク特性の学習動作について説明する。
最初に、図３を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構成について説明する。
【００２８】
動力特性学習手段４００Ａは、微分手段４３１と、乗算手段４３２，４３３，４３６，４４０と、ギヤ比算出手段４３４と、エンジントルク算出手段４３５と、減算手段４３７と、補正点火時期算出手段４３８と、積分手段４３９と、加算手段４４１とから構成されている。なお、以上の構成の中で、微分手段４３１と、乗算手段４３２，４３３，４３６と、ギヤ比算出手段４３４と、エンジントルク算出手段４３５と、引算手段４３７と、補正点火時期算出手段４３８と、加算手段４４１は、点火時期の補正のために用いられるものであり、本実施形態においては、さらに、積分手段４３９と乗算手段４４０を備えることにより、学習エンジントルクＴｅｌを求め、この求められた学習エンジントルクＴｅｌを用いて、エンジントルク算出手段４３５におけるエンジントルクＴｅを書き換えるようにしている。
【００２９】
微分手段４３１は、出力軸回転数センサ３００Ａによって検出された出力軸回転数Ｎｏを微分して、微分値ａを求める。乗算手段４３２は、微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。
【００３０】
一方、乗算手段４３３は、出力軸回転数センサ３００Ａによって検出された出力軸回転数Ｎｏに、乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。ギヤ比算出手段４３４は、乗算手段４３３によって求められた車速ＶＳＰと、アクセルペダルセンサ４０１によって検出されたアクセルペダル位置（アクセルペダル開度）ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを算出する。ギヤ比算出手段４３４は、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳとから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを算出可能なマップである。
【００３１】
エンジントルク算出手段４３５は、エンジン回転数センサ１０２によって検出されたエンジン回転数Ｎｅと、電子制御スロットル１０３によって検出されたスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを算出する。エンジントルク算出手段４３５は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを算出可能なマップである。また、エンジントルク算出手段４３５のマップ中で、エンジントルクＴｅの値は、書き換え可能である。
【００３２】
乗算手段４３６は、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔを求める。減算手段４３７は、目標出力軸トルクＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求める。
【００３３】
補正点火時期算出手段４３８は、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから補正点火時期αを算出する。補正点火時期算出手段４３８は、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから補正点火時期αを算出可能なマップである。
【００３４】
積分手段４３９は、補正点火時期αを積分して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。乗算手段４４０は、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌを求める。そして、エンジントルク算出手段４３５の中のエンジントルクＴｅを補正することにより、エンジントルクマップを書き換える。
【００３５】
以上の説明したエンジントルク特性の学習制御は、変速機による変速動作の終了直後に行われる。
【００３６】
また、加算手段４４１は、ベース点火時期ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆと求める。ＥＮＧＣ／Ｕ４２０は、求められた最終点火時期ＡＤＶｆに基づいて、点火時期を制御する。
【００３７】
ここで、図４を用いて、本実施形態による制御手段４００Ｂによる変速制御時の各部の動作について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【００３８】
図４は、例えば、１速から２速へのアップシフト時のタイムチャートを示しており、図中実線は、エンジントルク特性が正常な場合の各部の動作を示しており、破線は、エンジントルク特性が経時変化した場合の各部の動作を示している。また、横軸は時間を示しており、時刻ｔ１は、変速開始時を示しており、時刻ｔ２は、エンジントルク特性が正常な場合の変速終了時を示しており、時刻ｔ３は、エンジントルク特性が経時変化した場合の変速終了時を示している。
【００３９】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図４（Ａ）に示すように、スロットル開度ＴＶＯが一定とすると、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅ及び車速ＶＳＰが増加する。そして、車速ＶＳＰが、所定速度ｖ１となって、変速条件を満たすと、時刻ｔ１において、図４（Ｅ）に示すように、目標ギヤ位置が１速から２速に変わり、変速を開始する。
【００４０】
変速を開始すると、図４（Ａ）に示すように、まずスロットル開度ＴＶＯを一瞬閉じ、図４（Ｆ）に示すように、低速側ドッグクラッチ２２０Ａを開放する。この時、変速クラッチ２２５への押付け荷重を上昇させる。この押付け荷重は、エンジントルク特性から求められ、変速開始前の出力軸トルクから変速終了後の出力軸トルクが滑らかになるように制御する。
次に、時刻ｔ２において、図４（Ｈ）に示すように、変速クラッチ伝達トルクＴｃが目標トルクＴｃ１になり、かつ、図４（Ｂ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ２に同期すると、図４（Ｇ）に示すように、高速側のドッグクラッチ２２０Ｂを締結し、図４（Ｈ）に示すように、変速クラッチ２２５を解放する。
以上のように制御をすると、変速が、脱力感，変速ショック無く行なえる。
【００４１】
しかしながら、エンジントルク特性が経時変化すると、図４（Ｉ）に示すように、変速開始前の出力軸トルクＴｅ１と変速中の出力軸トルクＴｅ２に偏差ΔＴｅが生じる。その結果、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆に、縮まる場合もある。
【００４２】
また、変速終了直前の伝達トルクと変速終了直後の伝達トルクにも偏差ができ、変速後に変速ショックが起こる。このショックは点火時期制御によりある程度は抑えられるが、エンジントルクの経時変化が大きいと対応できなくなる。そこで、本実施形態においては、変速終了直後に、図３に示した動力特性学習手段４００Ａを用いて、エンジントルクの経時変化の学習を行なうようにしている。
【００４３】
ここで、図５を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａのエンジントルク学習動作について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による動力特性学習手段のエンジントルク学習動作を示すフローチャートである。
【００４４】
ステップ１０００において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯを検出する。
次に、ステップ１００１において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏを微分し、その微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。
【００４５】
また、ステップ１００２において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏに乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。
次に、ステップ１００３において、動力特性学習手段４００Ａは、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを検索する。
【００４６】
さらに、ステップ１００４において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを求める。
次に、ステップ１００５において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔと求める。
【００４７】
次に、ステップ１００６において、動力特性学習手段４００Ａは、目標出力軸トルクＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求める。
次に、ステップ１００７において、動力特性学習手段４００Ａは、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから、補正点火時期αを求める。
【００４８】
そして、ステップ１００８において、動力特性学習手段４００Ａは、ベース点火時期ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆとする。
次に、ステップ１００９において、動力特性学習手段４００Ａは、最終点火時期ＡＤＶｆを出力する。
【００４９】
また、ステップ１０１０において、動力特性学習手段４００Ａは、補正点火時期αを積分して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。
次に、ステップ１０１１において、動力特性学習手段４００Ａは、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌを求める。
【００５０】
最後に、ステップ１０１２において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジントルクマップを書き換える。エンジントルクマップは、図５に示すように、エンジントルクＴｅと、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＴＶＯとからなる３次元マップである。変速終了直後におけるエンジントルクの経時変化の学習の際、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯとは既知であるため、このときのエンジントルクＴｅの値を、学習によって求められた学習エンジントルクＴｅｌに書き換えることにより、エンジントルクマップの書き換えを行うことができる。
【００５１】
以上説明したように、エンジントルク特性が経時変化しても、エンジントルク特性は正確に把握でき、動力の制御が正確に行なえるので、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショックを低減できる。
【００５２】
次に、図６を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの変速クラッチのクラッチモデルの学習動作について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による動力特性学習手段の変速クラッチのクラッチモデルの学習動作を示すフローチャートである。
本実施形態においても、クラッチモデルの学習は、図３に示した動力特性学習手段４００Ａによって行われる。図４（Ｈ）に波線で示すように、変速クラッチの伝達トルクＴｃが経時変化すると、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆に、縮まる場合もある。そこで、クラッチモデルの学習により、同期遅れを解消する。
【００５３】
ステップ１０００において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯを検出する。
次に、ステップ１００１において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏを微分し、その微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。
【００５４】
また、ステップ１００２において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏに乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。
次に、ステップ１００３において、動力特性学習手段４００Ａは、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを検索する。
【００５５】
さらに、ステップ１００４において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを求める。
次に、ステップ１００５において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔと求める。
【００５６】
次に、ステップ１００６において、動力特性学習手段４００Ａは、目標出力軸トルクＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求める。
次に、ステップ１００７において、動力特性学習手段４００Ａは、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから、補正点火時期αを求める。
【００５７】
そして、ステップ１００８において、動力特性学習手段４００Ａは、ベース点火時期ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆとする。
次に、ステップ１００９において、動力特性学習手段４００Ａは、最終点火時期ＡＤＶｆを出力する。
【００５８】
また、ステップ１０１０において、動力特性学習手段４００Ａは、補正点火時期αを積分して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。
次に、ステップ１０１１において、動力特性学習手段４００Ａは、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌを求める。
【００５９】
最後に、ステップ１０１３において、動力特性学習手段４００Ａは、クラッチモデルにおける変速クラッチの摩擦係数μを書き換える。即ち、変速クラッチのトルクＴｃと摩擦係数μは、次式（１）の関係がある。
【００６０】
Ｔｃ＝μ・ｋ・（Ｐｃ−Ｆ） …（１）
ここで、ｋは定数であり、Ｐｃはクラッチ油圧，即ち、アクチュエータ２２６の作用圧であり、Ｆは反力である。定数ｋ及び反力Ｆは既知であり、作用圧ＰｃはＡＴＣ／Ｕ４３０からの指示値であるため、既知である。従って、式（１）において、変速クラッチトルクＴｃが求まれば、摩擦係数μを求めることができる。変速クラッチトルクＴｃは、学習エンジントルクＴｅｌ（動力発生手段の動力特性の補正値）によって求められるため、摩擦係数μを求めて、学習することができる。
【００６１】
また、クラッチモデルとして、油粘度または油圧とクラッチトルク容量のマップ等のクラッチモデルを用いることもでき、学習エンジントルクＴｅｌに基づいて、このクラッチモデルを書き換えることもできる。
【００６２】
なお、以上説明した本実施形態による自動車の制御装置は、次のようにとらえることもできるものである。即ち、アクセルペダル開度が一定で変速を行う第１走行とする。これは、図４に実線で示した動力特性の経時変化が生じる前の走行のことである。また、第１走行と同条件で第１走行後に行なう第２走行とする。これは、図４に波線で示した動力特性に経時変化が生じた後の走行のことである。そして、第１走行と同条件で第２走行後に第３走行を実行する。この第３走行は、動力特性の経時変化を学習して補正した後の走行のことである。
【００６３】
ここで、第１走行と第３走行の変速終了後のエンジントルク操作信号が略同一であり、かつ、第１走行の変速終了後のエンジントルク操作信号が第２走行の変速終了後のエンジントルク操作信号と異なる場合、第３走行の変速終了後の出力軸トルク相当信号の変動が第２走行の変速終了後の出力軸トルク相当信号の変動よりも抑制されるのが、本実施形態による自動車の制御装置である。ここで、エンジントルクの操作信号は、例えば、点火時期，燃料噴射量，スロットル開度等であり、また、出力軸トルク相当信号とは、出力軸トルク，出力軸回転数の変化率、加速度等である。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によれば、出力軸回転数に基づいて変速機のクラッチのクラッチモデルを学習することにより、変速機の経時変化にも対応した変速ショックの低減ができる。
【００６５】
次に、図７〜図９を用いて、本発明の他の実施形態による自動車の制御装置の構成について説明する。
本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の全体構成は、図１に示したものと同様である。
【００６６】
最初に、図７を用いて、本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成について説明する。
なお、図７に示す例においては、動力発生装置として、エンジン及びアシストモータを用いたハイブリッド自動車であり、動力伝達装置として、歯車式変速機を用いている。また、図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００６７】
本実施形態においては、図２において説明した構成に加えて、歯車２３０，２３１と、アシストモータ２３２を備えている。また、図２に示した構成の中で、歯車２１４，２１５と、変速クラッチ２２５と、アクチュエータ２２６は除かれている。アシストモータ２３２によって発生する駆動トルクは、歯車２３０，２３１を介して、出力軸３０１に伝達される。
【００６８】
発進時や低速時は、アシストモータ２３２のみで走行する。急加速や高トルクでの走行時には、エンジン１０１とアシストモータ２３２の両方を駆動し、走行する。また、変速中は、アシストモータ２３２でアシストモータトルクを発生させ、変速中の脱力感や吹け上がりを防止する。ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速直前の伝達トルクと変速直後の伝達トルクの偏差が無くなるように、電子制御スロットル１０３とアシストモータ２３２を制御する。更に、点火時期の補正値をＡＴＣ／Ｕ４３０からＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送り、点火時期を制御する。
【００６９】
次に、図８及び図９を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａのモータトルク特性の学習動作について説明する。
なお、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構成は、図３に示したものと同様である。従って、図４及び図５に示した学習によって、エンジントルクの経時変化の学習を行うことができる。
【００７０】
ここで、図８を用いて、本実施形態による制御手段４００Ｂによる変速制御時の各部の動作について説明する。
図８は、本発明の他の実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【００７１】
図８は、ハイブリット車における、例えば、１速から２速へのアップシフト時のタイムチャートを示しており、図中実線は、エンジントルク特性が正常な場合の各部の動作を示しており、破線は、モータトルク特性が経時変化した場合の各部の動作を示している。また、横軸は時間を示しており、時刻ｔ１は、変速開始時を示しており、時刻ｔ２は、モータトルク特性が正常な場合の変速終了時を示しており、時刻ｔ３は、モータトルク特性が経時変化した場合の変速終了時を示している。
【００７２】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図４（Ａ）に示すように、スロットル開度ＴＶＯが一定とすると、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅ及び車速ＶＳＰが増加する。そして、車速ＶＳＰが、所定速度ｖ１となって、変速条件を満たすと、時刻ｔ１において、図４（Ｅ）に示すように、目標ギヤ位置が１速から２速に変わり、変速を開始する。
【００７３】
変速を開始すると、図８（Ａ）に示すように、まずスロットル開度ＴＶＯを一瞬閉じ、図８（Ｆ）に示すように、低速側ドッグクラッチ２２０Ａを開放する。この時、図８（Ｊ）に示すように、アシストモータ２３２の伝達トルクを上昇させる。この伝達トルクは、エンジントルク特性から求められ、変速開始前の出力軸トルクから変速終了後の出力軸トルクが滑らかになるように制御する。
次に、時刻ｔ２において、図８（Ｊ）に示すように、アシストモータの伝達トルクＴMが目標トルクＴM１になり、かつ、図８（Ｂ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ２に同期すると、図８（Ｇ）に示すように、高速側のドッグクラッチ２２０Ｂを締結し、図８（Ｈ）に示すように、アシストモータ２３２を停止する。
以上のように制御をすると、変速が、脱力感，変速ショック無く行なえる。
【００７４】
しかしながら、アシストモータのトルク特性が経時変化すると、図８（Ｉ）に示すように、変速開始前の出力軸トルクＴｅ１と変速中の出力軸トルクＴｅ２に偏差ΔＴｅが生じる。その結果、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆に、縮まる場合もある。
【００７５】
また、変速終了直前の伝達トルクと変速終了直後の伝達トルクにも偏差ができ、変速後に変速ショックが起こる。このショックは点火時期制御によりある程度は抑えられるが、エンジントルクの経時変化が大きいと対応できなくなる。そこで、本実施形態においては、変速終了直後に、図３に示した動力特性学習手段４００Ａを用いて、アシストモータトルクの経時変化の学習を行なうようにしている。
【００７６】
ここで、図９を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａのモータトルク学習動作について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による動力特性学習手段のモータトルク学習動作を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップ１０００〜ステップ１０１１における処理は、図５における処理と同様であり、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯを検出して、学習エンジントルクＴｅｌを求める。
【００７８】
最後に、ステップ１０１４において、動力特性学習手段４００Ａは、モータの係数ｊを書き換える。即ち、モータのトルクＴMと係数ｊは、次式（２）の関係がある。
【００７９】
ＴM＝ｊ・Ｉ …（２）
ここで、Ｉはモータに供給する電流である。モータ電流Ｉは、ＡＴＣ／Ｕ４３０からの指示値であるため、既知であるので、式（２）において、モータトルクＴMが求まれば、係数ｊを求めることができる。モータトルクＴMは、学習エンジントルクＴｅｌによって求められるため、係数ｊを求めて、モータの経時変化を学習することができる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータトルク特性が経時変化してもモータトルク特性は正確に把握でき、動力の制御が正確に行なえるので、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショックを低減できる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速ショックを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による動力特性学習手段のエンジントルク学習動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の変速クラッチのクラッチモデルの学習動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による動力特性学習手段のモータトルク学習動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００…動力発生手段
１０１…エンジン
２００…動力伝達手段
３００…出力軸回転数検出手段
４００…コントロールユニット
４００Ａ…動力特性学習手段
４００Ｂ…制御手段
４１０…電子制御スロットルコントロールユニット
４２０…エンジンコントロールユニット
４３０…変速機コントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の制御装置に係り、特に、自動車の動力発生装置や動力伝達装置の動力特性を補正するのに好適な自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機を備えた自動車の制御装置においては、変速ショックを低減するために、例えば、特開平８−２８２３３８号公報に記載されているように、出力軸回転数の変化率及び動力特性等の情報からクラッチの切り換わり時期を正確に検出することにより、出力軸トルクの抑制制御を的確なタイミングで実行するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２８２３３８号公報記載されているように、出力軸トルクの抑制制御を出力軸回転数の変化率及び動力特性等の情報に基づいて行なう場合、動力発生装置や動力伝達装置の動力特性が経時変化すると、出力軸トルクの抑制制御が対応しきれず、変速ショックを十分に低減できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速ショックを低減し得る自動車の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、自動車を走行させる動力を発生する動力発生手段と、この動力発生手段から発進クラッチを介して入力軸にトルクが伝達され、上記入力軸から出力軸へトルクが伝達可能な複数の歯車と複数の噛み合いクラッチとを有し、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結によって上記入力軸から上記出力軸へトルクの伝達経路を形成し、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結を第１の連結から第２の連結へ切り替える際に、摩擦によりトルクを伝達する変速クラッチを制御することによって上記入力軸から上記出力軸へトルクの伝達経路を形成することができる動力伝達手段を搭載した自動車の制御装置において、上記動力伝達手段の出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、この出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づいて上記動力発生手段および上記動力伝達手段の動力特性を補正する動力特性学習手段を備え、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結を第１の連結から第２の連結へと切り替える際に、上記動力特性学習手段によって補正された上記動力伝達手段の動力特性を用いて、上記動力伝達手段を制御するものであり、上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、この歯車式変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達手段を有し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記トルク伝達手段が上記変速クラッチである多板クラッチであり、その他の変速段の上記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記多板クラッチを制御することにより加速度変動の少ない変速を行う変速機であるとともに、 上記動力特性学習手段は、上記出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づいて上記動力発生手段の動力特性を補正し、この動力特性の補正値に基づいて上記多板クラッチのクラッチモデルにおけるクラッチの摩擦係数μを学習補正するようにしたものである。かかる構成により、動力発生手段若しくは動力伝達手段の動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速ショックを低減し得るものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の構成について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の全体構成について説明する。
【００１１】
エンジンやモータ等の動力発生手段１００により発生した動力は、変速機等の動力伝達手段２００により動力を適正なトルク比、速度比にして出力軸トルクとして出力軸に伝える。動力発生手段１００及び動力伝達手段２００は、制御手段４００Ｂによって、動力発生手段１００のエンジントルク特性，モータトルク特性や動力伝達手段２００の変速機クラッチ特性等の動力特性に基づいて、制御される。動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数検出手段３００によって検出された出力軸回転数に基づいて、これらの動力特性を学習し、この学習した動力特性に基づいて、制御手段４００Ｂで動力発生手段１００と動力伝達手段２００を制御する。
【００１２】
出力軸回転数検出手段３００は、出力軸の回転数を出力軸回転数センサによって検出し、この信号を動力特性学習手段４００Ａに取り込み、出力軸回転数に換算する。出力軸回転数センサは、出力軸に付けられた歯車の動きを電気的にピックアップし、パルスに変換するセンサでもよく、また、自動車の加速度を検出する加速度センサでもよいものである。
【００１３】
即ち、本実施形態においては、動力特性学習手段４００Ａを用いて、動力特性の経時変化を検出し、エンジントルク特性，モータトルク特性等の動力特性を補正するようにしているので、動力の制御が正確に行なえ、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショックを低減できるものである。
【００１４】
また、本実施形態においては、動力特性学習手段４００Ａを用いて、出力軸回転数に基づいて変速機のクラッチのクラッチモデルを学習することにより、変速機の経時変化を検出し、変速機クラッチの特性の動力特性を補正するようにしているので、変速ショックを低減ができる。
【００１５】
次に、図２を用いて、本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成について説明する。
なお、図２に示す例においては、動力発生装置として、エンジンを用いており、動力伝達装置として、歯車式変速機を用いている。
【００１６】
コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）４００は、電子制御スロットル１０３を制御する電子制御スロットルコントロールユニット（ＥＴＣ／Ｕ）４１０と、エンジン１０１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＮＧＣ／Ｕ）４２０と、変速機を制御する変速機コントロールユニット（ＡＴＣ／Ｕ）４３０とを備えている。ここで、図１に示した動力特性学習手段４００Ａは、ＡＴＣ／Ｕ４３０の中に備えられており、制御手段４００Ｂは、ＥＴＣ／Ｕ４１０とＥＮＧＣ／Ｕ４２０とＡＴＣ／Ｕ４３０の中に備えられている。
【００１７】
エンジン１０１は、エンジントルクを調整する電子制御スロットル１０３と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２とを備えている。エンジン１０１は、エンジンコントロールユニット（ＥＮＧＣ／Ｕ）４２０によって制御される。電子制御スロットル１０３は、電子制御スロットルコントロールユニット（ＥＴＣ／Ｕ）４１０によって制御される。
【００１８】
歯車式変速機は、フライホイール２０１と、発進クラッチ２０２と、アクチュエータ２０３と、歯車２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５と、低速側ドッグクラッチ２２０Ａと、高速側ドッグクラッチ２２０Ｂと、アクチュエータ２２１，２２２と、シフトフォーク２２３，２２４と、変速クラッチ２２５と、アクチュエータ２２６とから構成されている。ここで、低速側ドッグクラッチ２２０Ａは、クラッチハブ２１６Ａと、スリーブ２１７Ａと、シンクロナイザリング２１８Ａと、ギヤスプライン２１９Ａとから構成されている。また、高速側ドッグクラッチ２２０Ｂは、クラッチハブ２１６Ｂと、スリーブ２１７Ｂと、シンクロナイザリング２１８Ｂと、ギヤスプライン２１９Ｂとから構成されている。
【００１９】
歯車式変速機を構成するアクチュエータ２０３，２２１，２２２，２２６は、油圧またはモータにより、変速機コントロールユニット（ＡＴＣ／Ｕ）４３０によって制御される。
【００２０】
エンジン１０１から出力するエンジントルクは、フライホイール２０１及び発進クラッチ２０２を介して歯車変速機の入力軸２０５に伝達され、歯車２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１１，２１２，２１３，２１４，２１５のいずれかの歯車を介して出力軸３０１へ伝達され、最終的にタイヤに伝達され自動車を走行させる。エンジントルクを歯車変速機の入力軸２０５へ伝える発進クラッチ２０２は、アクチュエータ２０３によって締結／開放され、エンジントルクの伝達率を制御する。
【００２１】
１速から４速までの走行は、入力軸２０５に対して回転可能な歯車２１０，２１２または出力軸３０１に対し回転可能な歯車２０７，２０９のいずれかを噛み合い式クラッチ（例えば、ドッグクラッチ）２２０のスリーブ２１７Ａ，２１７Ｂをシフトフォーク２２３，２２４によって動かし、クラッチハブ２１６とギヤスプライン２１９を締結させ決定する。シフトフォーク２２３，２２４は、アクチュエータ２２１，２２２によって駆動される。この時クラッチハブ２１６とギヤスプライン２１９との同期を取るために、シンクロナイザリング２１８Ａ，２１８Ｂが設けられている。
【００２２】
１速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、歯車２０６−歯車２０７−クラッチハブ２１６Ｂを介して、出力軸３０１に伝達される。歯車２０７とクラッチハブ２１６Ｂとは、スリーブ２１７Ｂによって連結される。２速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、歯車２０８−歯車２０９−クラッチハブ２１９Ｂを介して、出力軸３０１に伝達される。歯車２０９とクラッチハブ２１９Ｂとは、スリーブ２１７Ｂによって連結される。３速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、クラッチハブ２１６Ａ−歯車２１０−歯車２１１を介して、出力軸３０１に伝達される。クラッチハブ２１６Ａと歯車２１０とは、スリーブ２１７Ａによって連結される。４速のとき、入力軸２０５の駆動トルクは、クラッチハブ２１６Ａ−歯車２１２−歯車２１３を介して、出力軸３０１に伝達される。クラッチハブ２１６Ａと歯車２１２とは、スリーブ２１７Ａによって連結される。このように、ドッグクラッチ２２０は、１速から４速までの各ギヤに設けられている。ドッグクラッチ２２０で締結する歯車は必ず１つでそれ以外の歯車は開放する。
【００２３】
また、５速にする場合は、歯車２２５，２２６を変速クラッチ２２５のアクチュエータ２２６によって締結する。また、変速中は変速クラッチ２２５を制御し、伝達トルクを制御することにより変速中の脱力感や吹け上がりを防止する。
【００２４】
ＡＴＣ／Ｕ４３０には、アクセルペダル位置を検出するアクセルペダルセンサ４０１、シフトレバー位置を検出するインヒビタースイッチ４０２、出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサ３００Ａ等の自動車センサの信号が入力される。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０とＥＴＣ／Ｕ４１０にＣＡＮ（Contorol Area Network）等の通信線ＣＬを介し接続されている。
【００２５】
エンジン回転数センサ１０２によって検出され、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０に取りまれたエンジン回転数の情報は、通信線ＣＬを介してＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれる。また、電子制御スロットル１０３によって検出され、ＥＴＣ／Ｕ４１０に取り込まれたスロットル開度の情報は、通信線ＣＬを介してＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれる。一方、アクセルペダルセンサ４０１によって検出され、ＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれたアクセルペダル位置の情報は、ＥＴＣ／Ｕ４１０に送られる。また、インヒビタースイッチ４０２によって検出され、ＡＴＣ／Ｕ４３０に取り込まれたシフトレバー位置の情報は、ＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送られる。
【００２６】
ＡＴＣ／Ｕ４３０は、取り込まれた各信号から運転状態を把握し、発進クラッチ状態、ギヤ位置を適切な状態に制御する。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速中はエンジンが吹き上がらないように、ＥＴＣ／Ｕ４１０を介して電子制御スロットル１０３を制御する。また、ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速直前の伝達トルクと変速直後の伝達トルクの偏差が無くなるように、電子制御スロットル１０３と変速クラッチ２２５を制御する。更に、点火時期の補正値をＡＴＣ／Ｕ４３０からＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送り、点火時期を御する。
【００２７】
次に、図３〜図５を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構成及びエンジントルク特性の学習動作について説明する。
最初に、図３を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構成について説明する。
【００２８】
動力特性学習手段４００Ａは、微分手段４３１と、乗算手段４３２，４３３，４３６，４４０と、ギヤ比算出手段４３４と、エンジントルク算出手段４３５と、減算手段４３７と、補正点火時期算出手段４３８と、積分手段４３９と、加算手段４４１とから構成されている。なお、以上の構成の中で、微分手段４３１と、乗算手段４３２，４３３，４３６と、ギヤ比算出手段４３４と、エンジントルク算出手段４３５と、引算手段４３７と、補正点火時期算出手段４３８と、加算手段４４１は、点火時期の補正のために用いられるものであり、本実施形態においては、さらに、積分手段４３９と乗算手段４４０を備えることにより、学習エンジントルクＴｅｌを求め、この求められた学習エンジントルクＴｅｌを用いて、エンジントルク算出手段４３５におけるエンジントルクＴｅを書き換えるようにしている。
【００２９】
微分手段４３１は、出力軸回転数センサ３００Ａによって検出された出力軸回転数Ｎｏを微分して、微分値ａを求める。乗算手段４３２は、微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。
【００３０】
一方、乗算手段４３３は、出力軸回転数センサ３００Ａによって検出された出力軸回転数Ｎｏに、乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。ギヤ比算出手段４３４は、乗算手段４３３によって求められた車速ＶＳＰと、アクセルペダルセンサ４０１によって検出されたアクセルペダル位置（アクセルペダル開度）ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを算出する。ギヤ比算出手段４３４は、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳとから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを算出可能なマップである。
【００３１】
エンジントルク算出手段４３５は、エンジン回転数センサ１０２によって検出されたエンジン回転数Ｎｅと、電子制御スロットル１０３によって検出されたスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを算出する。エンジントルク算出手段４３５は、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを算出可能なマップである。また、エンジントルク算出手段４３５のマップ中で、エンジントルクＴｅの値は、書き換え可能である。
【００３２】
乗算手段４３６は、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔを求める。減算手段４３７は、目標出力軸トルクＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求める。
【００３３】
補正点火時期算出手段４３８は、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから補正点火時期αを算出する。補正点火時期算出手段４３８は、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから補正点火時期αを算出可能なマップである。
【００３４】
積分手段４３９は、補正点火時期αを積分して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。乗算手段４４０は、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌを求める。そして、エンジントルク算出手段４３５の中のエンジントルクＴｅを補正することにより、エンジントルクマップを書き換える。
【００３５】
以上の説明したエンジントルク特性の学習制御は、変速機による変速動作の終了直後に行われる。
【００３６】
また、加算手段４４１は、ベース点火時期ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆと求める。ＥＮＧＣ／Ｕ４２０は、求められた最終点火時期ＡＤＶｆに基づいて、点火時期を制御する。
【００３７】
ここで、図４を用いて、本実施形態による制御手段４００Ｂによる変速制御時の各部の動作について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【００３８】
図４は、例えば、１速から２速へのアップシフト時のタイムチャートを示しており、図中実線は、エンジントルク特性が正常な場合の各部の動作を示しており、破線は、エンジントルク特性が経時変化した場合の各部の動作を示している。また、横軸は時間を示しており、時刻ｔ１は、変速開始時を示しており、時刻ｔ２は、エンジントルク特性が正常な場合の変速終了時を示しており、時刻ｔ３は、エンジントルク特性が経時変化した場合の変速終了時を示している。
【００３９】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図４（Ａ）に示すように、スロットル開度ＴＶＯが一定とすると、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅ及び車速ＶＳＰが増加する。そして、車速ＶＳＰが、所定速度ｖ１となって、変速条件を満たすと、時刻ｔ１において、図４（Ｅ）に示すように、目標ギヤ位置が１速から２速に変わり、変速を開始する。
【００４０】
変速を開始すると、図４（Ａ）に示すように、まずスロットル開度ＴＶＯを一瞬閉じ、図４（Ｆ）に示すように、低速側ドッグクラッチ２２０Ａを開放する。この時、変速クラッチ２２５への押付け荷重を上昇させる。この押付け荷重は、エンジントルク特性から求められ、変速開始前の出力軸トルクから変速終了後の出力軸トルクが滑らかになるように制御する。
次に、時刻ｔ２において、図４（Ｈ）に示すように、変速クラッチ伝達トルクＴｃが目標トルクＴｃ１になり、かつ、図４（Ｂ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ２に同期すると、図４（Ｇ）に示すように、高速側のドッグクラッチ２２０Ｂを締結し、図４（Ｈ）に示すように、変速クラッチ２２５を解放する。
以上のように制御をすると、変速が、脱力感，変速ショック無く行なえる。
【００４１】
しかしながら、エンジントルク特性が経時変化すると、図４（Ｉ）に示すように、変速開始前の出力軸トルクＴｅ１と変速中の出力軸トルクＴｅ２に偏差ΔＴｅが生じる。その結果、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆に、縮まる場合もある。
【００４２】
また、変速終了直前の伝達トルクと変速終了直後の伝達トルクにも偏差ができ、変速後に変速ショックが起こる。このショックは点火時期制御によりある程度は抑えられるが、エンジントルクの経時変化が大きいと対応できなくなる。そこで、本実施形態においては、変速終了直後に、図３に示した動力特性学習手段４００Ａを用いて、エンジントルクの経時変化の学習を行なうようにしている。
【００４３】
ここで、図５を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａのエンジントルク学習動作について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による動力特性学習手段のエンジントルク学習動作を示すフローチャートである。
【００４４】
ステップ１０００において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯを検出する。
次に、ステップ１００１において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏを微分し、その微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。
【００４５】
また、ステップ１００２において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏに乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。
次に、ステップ１００３において、動力特性学習手段４００Ａは、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを検索する。
【００４６】
さらに、ステップ１００４において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを求める。
次に、ステップ１００５において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔと求める。
【００４７】
次に、ステップ１００６において、動力特性学習手段４００Ａは、目標出力軸トルクＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求める。
次に、ステップ１００７において、動力特性学習手段４００Ａは、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから、補正点火時期αを求める。
【００４８】
そして、ステップ１００８において、動力特性学習手段４００Ａは、ベース点火時期ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆとする。
次に、ステップ１００９において、動力特性学習手段４００Ａは、最終点火時期ＡＤＶｆを出力する。
【００４９】
また、ステップ１０１０において、動力特性学習手段４００Ａは、補正点火時期αを積分して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。
次に、ステップ１０１１において、動力特性学習手段４００Ａは、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌを求める。
【００５０】
最後に、ステップ１０１２において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジントルクマップを書き換える。エンジントルクマップは、図５に示すように、エンジントルクＴｅと、エンジン回転数Ｎｅと、スロットル開度ＴＶＯとからなる３次元マップである。変速終了直後におけるエンジントルクの経時変化の学習の際、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯとは既知であるため、このときのエンジントルクＴｅの値を、学習によって求められた学習エンジントルクＴｅｌに書き換えることにより、エンジントルクマップの書き換えを行うことができる。
【００５１】
以上説明したように、エンジントルク特性が経時変化しても、エンジントルク特性は正確に把握でき、動力の制御が正確に行なえるので、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショックを低減できる。
【００５２】
次に、図６を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの変速クラッチのクラッチモデルの学習動作について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による動力特性学習手段の変速クラッチのクラッチモデルの学習動作を示すフローチャートである。
本実施形態においても、クラッチモデルの学習は、図３に示した動力特性学習手段４００Ａによって行われる。図４（Ｈ）に波線で示すように、変速クラッチの伝達トルクＴｃが経時変化すると、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆に、縮まる場合もある。そこで、クラッチモデルの学習により、同期遅れを解消する。
【００５３】
ステップ１０００において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯを検出する。
次に、ステップ１００１において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏを微分し、その微分値ａに乗数ｋ１を掛け、イナーシャトルクＴｏｅを求める。
【００５４】
また、ステップ１００２において、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏに乗数ｋ２を掛け、車速ＶＳＰを求める。
次に、ステップ１００３において、動力特性学習手段４００Ａは、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＳから目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを検索する。
【００５５】
さらに、ステップ１００４において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯからエンジントルクＴｅを求める。
次に、ステップ１００５において、動力特性学習手段４００Ａは、エンジントルクＴｅと目標ギヤ位置のギヤ比ｒｔｇｐを掛け、目標出力軸トルクＴｏｔと求める。
【００５６】
次に、ステップ１００６において、動力特性学習手段４００Ａは、目標出力軸トルクＴｏｔからイナーシャトルクＴｏｅを引き、変動トルクＴｒを求める。
次に、ステップ１００７において、動力特性学習手段４００Ａは、変動トルクＴｒとエンジン回転数Ｎｅから、補正点火時期αを求める。
【００５７】
そして、ステップ１００８において、動力特性学習手段４００Ａは、ベース点火時期ＡＤＶｎに補正点火時期αを加算して、最終点火時期ＡＤＶｆとする。
次に、ステップ１００９において、動力特性学習手段４００Ａは、最終点火時期ＡＤＶｆを出力する。
【００５８】
また、ステップ１０１０において、動力特性学習手段４００Ａは、補正点火時期αを積分して、学習偏差トルクＴｒｌを求める。
次に、ステップ１０１１において、動力特性学習手段４００Ａは、学習偏差トルクＴｒｌに乗数ｋ３を掛け、学習エンジントルクＴｅｌを求める。
【００５９】
最後に、ステップ１０１３において、動力特性学習手段４００Ａは、クラッチモデルにおける変速クラッチの摩擦係数μを書き換える。即ち、変速クラッチのトルクＴｃと摩擦係数μは、次式（１）の関係がある。
【００６０】
Ｔｃ＝μ・ｋ・（Ｐｃ−Ｆ） …（１）
ここで、ｋは定数であり、Ｐｃはクラッチ油圧，即ち、アクチュエータ２２６の作用圧であり、Ｆは反力である。定数ｋ及び反力Ｆは既知であり、作用圧ＰｃはＡＴＣ／Ｕ４３０からの指示値であるため、既知である。従って、式（１）において、変速クラッチトルクＴｃが求まれば、摩擦係数μを求めることができる。変速クラッチトルクＴｃは、学習エンジントルクＴｅｌ（動力発生手段の動力特性の補正値）によって求められるため、摩擦係数μを求めて、学習することができる。
【００６１】
また、クラッチモデルとして、油粘度または油圧とクラッチトルク容量のマップ等のクラッチモデルを用いることもでき、学習エンジントルクＴｅｌに基づいて、このクラッチモデルを書き換えることもできる。
【００６２】
なお、以上説明した本実施形態による自動車の制御装置は、次のようにとらえることもできるものである。即ち、アクセルペダル開度が一定で変速を行う第１走行とする。これは、図４に実線で示した動力特性の経時変化が生じる前の走行のことである。また、第１走行と同条件で第１走行後に行なう第２走行とする。これは、図４に波線で示した動力特性に経時変化が生じた後の走行のことである。そして、第１走行と同条件で第２走行後に第３走行を実行する。この第３走行は、動力特性の経時変化を学習して補正した後の走行のことである。
【００６３】
ここで、第１走行と第３走行の変速終了後のエンジントルク操作信号が略同一であり、かつ、第１走行の変速終了後のエンジントルク操作信号が第２走行の変速終了後のエンジントルク操作信号と異なる場合、第３走行の変速終了後の出力軸トルク相当信号の変動が第２走行の変速終了後の出力軸トルク相当信号の変動よりも抑制されるのが、本実施形態による自動車の制御装置である。ここで、エンジントルクの操作信号は、例えば、点火時期，燃料噴射量，スロットル開度等であり、また、出力軸トルク相当信号とは、出力軸トルク，出力軸回転数の変化率、加速度等である。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によれば、出力軸回転数に基づいて変速機のクラッチのクラッチモデルを学習することにより、変速機の経時変化にも対応した変速ショックの低減ができる。
【００６５】
次に、図７〜図９を用いて、本発明の他の実施形態による自動車の制御装置の構成について説明する。
本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の全体構成は、図１に示したものと同様である。
【００６６】
最初に、図７を用いて、本実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成について説明する。
なお、図７に示す例においては、動力発生装置として、エンジン及びアシストモータを用いたハイブリッド自動車であり、動力伝達装置として、歯車式変速機を用いている。また、図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００６７】
本実施形態においては、図２において説明した構成に加えて、歯車２３０，２３１と、アシストモータ２３２を備えている。また、図２に示した構成の中で、歯車２１４，２１５と、変速クラッチ２２５と、アクチュエータ２２６は除かれている。アシストモータ２３２によって発生する駆動トルクは、歯車２３０，２３１を介して、出力軸３０１に伝達される。
【００６８】
発進時や低速時は、アシストモータ２３２のみで走行する。急加速や高トルクでの走行時には、エンジン１０１とアシストモータ２３２の両方を駆動し、走行する。また、変速中は、アシストモータ２３２でアシストモータトルクを発生させ、変速中の脱力感や吹け上がりを防止する。ＡＴＣ／Ｕ４３０は、変速直前の伝達トルクと変速直後の伝達トルクの偏差が無くなるように、電子制御スロットル１０３とアシストモータ２３２を制御する。更に、点火時期の補正値をＡＴＣ／Ｕ４３０からＥＮＧＣ／Ｕ４２０に送り、点火時期を制御する。
【００６９】
次に、図８及び図９を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａのモータトルク特性の学習動作について説明する。
なお、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａの構成は、図３に示したものと同様である。従って、図４及び図５に示した学習によって、エンジントルクの経時変化の学習を行うことができる。
【００７０】
ここで、図８を用いて、本実施形態による制御手段４００Ｂによる変速制御時の各部の動作について説明する。
図８は、本発明の他の実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【００７１】
図８は、ハイブリット車における、例えば、１速から２速へのアップシフト時のタイムチャートを示しており、図中実線は、エンジントルク特性が正常な場合の各部の動作を示しており、破線は、モータトルク特性が経時変化した場合の各部の動作を示している。また、横軸は時間を示しており、時刻ｔ１は、変速開始時を示しており、時刻ｔ２は、モータトルク特性が正常な場合の変速終了時を示しており、時刻ｔ３は、モータトルク特性が経時変化した場合の変速終了時を示している。
【００７２】
時刻ｔ０〜時刻ｔ１において、図４（Ａ）に示すように、スロットル開度ＴＶＯが一定とすると、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅ及び車速ＶＳＰが増加する。そして、車速ＶＳＰが、所定速度ｖ１となって、変速条件を満たすと、時刻ｔ１において、図４（Ｅ）に示すように、目標ギヤ位置が１速から２速に変わり、変速を開始する。
【００７３】
変速を開始すると、図８（Ａ）に示すように、まずスロットル開度ＴＶＯを一瞬閉じ、図８（Ｆ）に示すように、低速側ドッグクラッチ２２０Ａを開放する。この時、図８（Ｊ）に示すように、アシストモータ２３２の伝達トルクを上昇させる。この伝達トルクは、エンジントルク特性から求められ、変速開始前の出力軸トルクから変速終了後の出力軸トルクが滑らかになるように制御する。
次に、時刻ｔ２において、図８（Ｊ）に示すように、アシストモータの伝達トルクＴMが目標トルクＴM１になり、かつ、図８（Ｂ）に示すように、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ２に同期すると、図８（Ｇ）に示すように、高速側のドッグクラッチ２２０Ｂを締結し、図８（Ｈ）に示すように、アシストモータ２３２を停止する。
以上のように制御をすると、変速が、脱力感，変速ショック無く行なえる。
【００７４】
しかしながら、アシストモータのトルク特性が経時変化すると、図８（Ｉ）に示すように、変速開始前の出力軸トルクＴｅ１と変速中の出力軸トルクＴｅ２に偏差ΔＴｅが生じる。その結果、図４（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｇ）に破線のように、エンジン回転数の同期が遅れ、変速時間が時刻ｔ３まで伸びることになる。また、逆に、縮まる場合もある。
【００７５】
また、変速終了直前の伝達トルクと変速終了直後の伝達トルクにも偏差ができ、変速後に変速ショックが起こる。このショックは点火時期制御によりある程度は抑えられるが、エンジントルクの経時変化が大きいと対応できなくなる。そこで、本実施形態においては、変速終了直後に、図３に示した動力特性学習手段４００Ａを用いて、アシストモータトルクの経時変化の学習を行なうようにしている。
【００７６】
ここで、図９を用いて、本実施形態による動力特性学習手段４００Ａのモータトルク学習動作について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による動力特性学習手段のモータトルク学習動作を示すフローチャートである。
【００７７】
ステップ１０００〜ステップ１０１１における処理は、図５における処理と同様であり、動力特性学習手段４００Ａは、出力軸回転数Ｎｏ，アクセルペダル開度ＡＰＳ，エンジン回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯを検出して、学習エンジントルクＴｅｌを求める。
【００７８】
最後に、ステップ１０１４において、動力特性学習手段４００Ａは、モータの係数ｊを書き換える。即ち、モータのトルクＴMと係数ｊは、次式（２）の関係がある。
【００７９】
ＴM＝ｊ・Ｉ …（２）
ここで、Ｉはモータに供給する電流である。モータ電流Ｉは、ＡＴＣ／Ｕ４３０からの指示値であるため、既知であるので、式（２）において、モータトルクＴMが求まれば、係数ｊを求めることができる。モータトルクＴMは、学習エンジントルクＴｅｌによって求められるため、係数ｊを求めて、モータの経時変化を学習することができる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータトルク特性が経時変化してもモータトルク特性は正確に把握でき、動力の制御が正確に行なえるので、出力軸トルクも適正に出力され、変速ショックを低減できる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、動力特性に経時変化が生じた場合でも、変速ショックを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による動力特性学習手段のエンジントルク学習動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による動力特性学習手段の変速クラッチのクラッチモデルの学習動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態による自動車の制御装置を用いる自動車の詳細な全体構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態による制御手段による変速制御時の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による動力特性学習手段のモータトルク学習動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００…動力発生手段
１０１…エンジン
２００…動力伝達手段
３００…出力軸回転数検出手段
４００…コントロールユニット
４００Ａ…動力特性学習手段
４００Ｂ…制御手段
４１０…電子制御スロットルコントロールユニット
４２０…エンジンコントロールユニット
４３０…変速機コントロールユニット
Claims (1)
- 自動車を走行させる動力を発生する動力発生手段と、
この動力発生手段から発進クラッチを介して入力軸にトルクが伝達され、上記入力軸から出力軸へトルクが伝達可能な複数の歯車と複数の噛み合いクラッチとを有し、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結によって上記入力軸から上記出力軸へトルクの伝達経路を形成し、上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結を第１の連結から第２の連結へ切り替える際に、摩擦によりトルクを伝達する変速クラッチを制御することによって上記入力軸から上記出力軸へトルクの伝達経路を形成することができる動力伝達手段を搭載した自動車の制御装置において、
上記動力伝達手段の出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
この出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づいて上記動力発生手段および上記動力伝達手段の動力特性を補正する動力特性学習手段を備え、
上記歯車と上記噛み合いクラッチとの連結を第１の連結から第２の連結へと切り替える際に、上記動力特性学習手段によって補正された上記動力伝達手段の動力特性を用いて、上記動力伝達手段を制御するものであり、
上記動力伝達手段は、歯車式変速機であり、
この歯車式変速機は、入力軸と出力軸の間にトルク伝達手段を有し、さらに、少なくとも一つの変速段の上記トルク伝達手段が上記変速クラッチである多板クラッチであり、その他の変速段の上記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記多板クラッチを制御することにより加速度変動の少ない変速を行う変速機であるとともに、
上記動力特性学習手段は、上記出力軸回転数検出手段によって検出された出力軸回転数に基づいて上記動力発生手段の動力特性を補正し、この動力特性の補正値に基づいて上記多板クラッチのクラッチモデルにおけるクラッチの摩擦係数μを学習補正することを特徴とする自動車の制御装置。
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