JP4075371B2

JP4075371B2 - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP4075371B2
Application number: JP2001388236A
Authority: JP
Inventors: 勝彦宮本; 賢司五島; 寛之田中
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003182407A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の走行制御装置に係わり、詳しくはエンジンの出力増大に合わせて無段変速機の変速比を好適に制御する車両の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の走行制御装置に関する従来技術は、例えば特開平７−２６６９３３号公報や特開平９−１４４１４号公報等に記載されている。前者の変速ショック軽減装置は車両の加速時にエンジン出力を増大させ、その立ち上がりの時期と変速機の変速開始時期とを一致させて変速ショックを軽減しようとするものである。
【０００３】
一方、後者の加速振動低減装置は車両の加速時にエンジンの回転加速度を検出し、その回転加速度変動に応じて変速比を増減補正することで、車体前後振動（しゃくり現象）を低減させようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の技術は変速後に生じる駆動系のねじり振動に対応していないため、加速走行に伴うしゃくり現象を抑えることはできない。この点、後者の技術はしゃくり現象の低減を目的とするものの、その具体的な手段は基準変速比に対して変速比を増減補正するものであるため実用性に問題がある。より詳しくは、後者の技術において変速比を補正する際、エンジンの回転加速度を検出しながら修正変速比を求め、その修正変速比を用いて実際に変速機を制御することとなる。この場合、制御上目標とする修正変速比に対して変速機に応答遅れが生じると、実際の変速比の変化がトルク変化に追従できず、しゃくり現象を低減できないばかりか、かえって車体前後振動を増幅させてしまう場合がある。
【０００５】
そこで本発明は、複雑な制御手法を用いることなく、確実に車体前後振動を抑えることができる車両の走行制御装置の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両の走行制御装置（請求項１）は、加速移行時にエンジンの出力を増大させるとともに無断変速機の変速比を増大させ、このとき、所定の切換タイミングで変速比の変化速度を減少させることで上記の課題を解決する。具体的には、エンジンの出力増大に伴い車両の駆動トルクが周期的に増減変動するとき、該増減変動の発生後、その減少時期に合わせて上記の切換タイミングを設定している。
【０００７】
このような変速比制御を実行することにより、切換タイミングで変速比の変化速度が減少し、このとき無断変速機の入力軸にて慣性トルクが増大する。この慣性トルクの増大が駆動トルクの減少分を相殺し、しゃくり減少の発生を効果的に抑える。また出力軸では回転速度の急激な上昇が抑えられるので、車両の突き出し感が防止される
なお、上述した切換タイミングは、駆動トルクが最初に減少する時期（１回目）に合わせて設定される態様が好ましい（請求項２）。この場合、駆動系のねじり振動が速やかに収束し、以後の加速走行がスムーズに行われる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、一実施形態に係る車両の部分的な構成を概略的に示している。この車両はエンジン２を搭載し、その駆動系に例えばベルト式の無段変速機（以下、「ＣＶＴ」と略称する。）４を装備している。このＣＶＴ４はエンジン２から出力される回転を無段階に変速して駆動軸６に伝達することができる。
【０００９】
ＣＶＴ４は、プライマリプーリ８とセカンダリプーリ１０との間に巻き掛けた無端状の駆動ベルト１２により動力を伝達し、これらプーリ８，１０間の巻き掛け径比に応じてプライマリ軸１４とセカンダリ軸１６との間にて変速比を無段階に設定することができる。ただし、本発明において無段変速機はベルト式に限られず、トロイダル式ＣＶＴ等その他の型式のものであってもよい。
【００１０】
ＣＶＴ４の変速操作は、例えば油圧式の変速制御器１８により行うことができる。具体的には、各プーリ８，１０はいずれも駆動ベルト１２を挟持するためのコーン面を有した固定シーブおよび可動シーブからなり、それぞれ可動シーブは固定シーブに対して軸方向に変位することができる。また、各可動シーブ内には油圧室が形成されており、個々の油圧室には変速制御器１８を通じて作動油圧の給排路が接続されている。この変速制御器１８は図示しない油圧源から作動油圧の供給を受け、その圧力を調整してＣＶＴ４に供給することができる。
【００１１】
より具体的には、変速制御器１８はプライマリプーリ８側の油圧室に対する作動油圧の給排を制御してその可動シーブを軸方向に変位させる一方、セカンダリプーリ１０側の油圧室に必要なライン圧を供給する。これにより、ＣＶＴ４はプライマリプーリ８およびセカンダリプーリ１０による駆動ベルト１２の挟持力を適正に保持したまま、これらプーリ８，１０間にてベルト巻き掛け径比を無段階に変更することができる。なお、ＣＶＴ４はトルクコンバータ１９を含めてユニット化されており、上述の変速制御器１８はトルクコンバータ１９のロックアップ動作等をも含めてＣＶＴ４の作動を制御することができる。
【００１２】
また図１の車両は、その走行状態を総合的に制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する。）２０を装備しており、エンジン２の出力やＣＶＴ４の変速操作はいずれもＥＣＵ２０により制御することができる。
この車両のエンジン２は、吸気系に例えば電動スロットルバルブを備えており、エアフローメータおよび燃料噴射弁（これらはいずれも図示されていない）を用いて空燃比の電子制御を可能とする装備を有している。ＥＣＵ２０は電動スロットルバルブの開度を調節するとともに、エアフローメータからのセンサ信号を受け取ってエンジン２の吸入空気量を検出し、所定の空燃比を得るように燃料噴射弁を駆動させる。
【００１３】
また上述した変速制御器１８は、例えば図示しないソレノイドバルブを用いて駆動されるスプールバルブを有しており、そのスプールの位置を切り換えて個々の油圧室に対する作動油圧の給排やライン圧の調整を行うことができる。ＥＣＵ２０は、所定の変速制御プログラムに従って変速制御器１８のソレノイドバルブを駆動させ、ＣＶＴ４の変速比を制御することができる。なお図１には、変速制御器１８とＣＶＴ４との間の作動油圧の給排を表す矢印のみが示されている。
【００１４】
ＥＣＵ２０には車両の走行状態を表す各種の情報が収集されるようになっており、それゆえ車両には各種のセンサ類が組み込まれている。例えばアクセルペダル２２には、その踏み込み量に応じたセンサ信号を出力するアクセルポジションセンサ２４が取り付けられており、ＥＣＵ２０はアクセルポジションセンサ２４からのセンサ信号によりアクセル開度を検出することができる。
【００１５】
また車輪Ｗには、その回転速度に同期したパルスを出力する車速センサ２６が組み込まれており、ＥＣＵ２０はそのパルス信号から車速を検出することができる。その他、エンジン２にはクランク軸の回転に同期したパルスを出力する回転速度センサ（図示していない）が設けられており、ＥＣＵ２０はそのクランク角パルスからエンジン２の回転速度を検出することができる。
【００１６】
以上は本発明の走行制御装置に含まれる要素の基本的な構成であるが、本実施形態ではさらに、ＥＣＵ２０の制御機能に関してその他の構成を具備している。
次にＥＣＵ２０による走行制御機能について、具体的な実施例を挙げて説明する。また以下の説明により、本発明の走行制御装置に係るその他の機能構成もまた明確となる。
【００１７】
図２から図４は、ＥＣＵ２０が実行する走行制御ルーチンを示している。
ＥＣＵ２０は先ず、車両の走行制御に関して各種場合分けの判断を行うため、車両の走行状態に応じて燃料カットフラグＦＣおよびしゃくり低減フラグＦＲの設定処理を行う。これらフラグＦＣ，ＦＲはＥＣＵ２０の内部で設定される識別信号であり、そのオンまたはオフの切り換えもＥＣＵ２０の内部で行われる。
【００１８】
具体的には、図２に示されるように、先ずＥＣＵ２０は前回の燃料カットフラグＦＣ（ｎ−１）の状態を今回の燃料カットフラグＦＣ（ｎ）に置き換え、その設定状態を保持する（ステップＳ１）。ここで（ｎ）は制御インターバルの繰り返し回数を意味する。
次にＥＣＵ２０はアクセル開度が全閉であるかを判断する（ステップＳ２）いま、例えば車両の運転者がアクセルペダル２２の踏み込みを解除して車両が減速走行しており、アクセル開度が全閉である場合（ステップＳ２＝Ｙｅｓ）、次にＥＣＵ２０は燃料カット中であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００１９】
通常、減速走行中は燃料噴射が停止（カット）されるので（ステップＳ３＝Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は燃料カットフラグＦＣをオン、つまりセットする。
また図３に示されるように、アクセル開度が全閉である場合（ステップＳ１１＝Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０はしゃくり低減フラグＦＲをオフ、つまり、リセットの状態にしている（ステップＳ１６）。
【００２０】
次に、運転者がアクセルペダル２２を踏み込み、車両が減速走行から加速走行に移行した場合、アクセル開度が全閉ではなくなるので（ステップＳ２＝Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は燃料カットフラグＦＣをオフにする（ステップＳ５）。
燃料カットフラグＦＣをオフにすると、図３の制御ルーチンにおいてステップＳ１１およびステップＳ１２の判定がいずれも成立し（Ｙｅｓ）、さらに前回燃料カットフラグＦＣがオンの状態であったことから（ステップＳ１３＝Ｙｅｓ）、この場合、ＥＣＵ２０はしゃくり低減フラグＦＲをオンにする（ステップＳ１４）。
【００２１】
続いてＥＣＵ２０はタイマＴ１をリセットする（ステップＳ１５）。なお、タイマＴ１はＥＣＵ２０が内蔵するタイマカウンタ機能の一つを意味する。
以上のようにフラグＦＣ，ＦＲの設定を行うと、ＥＣＵ２０はＣＶＴ４の変速比制御を実行する。図４に示されるように、しゃくり低減フラグＦＲがオンの場合（ステップＳ２１＝Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０はアクセル開度からタイマカウント時間ＴＣ₁を設定する（ステップＳ２２）。
【００２２】
ここで、カウント時間ＴＣ₁は減速走行から加速走行への移行に伴い、ＣＶＴ４の変速比を変化させる切換タイミングまでの所要時間であり、具体的にはアクセル開度が大きいほどカウント時間ＴＣ₁は短縮化される傾向にある。なお、カウント時間ＴＣ₁は検出したアクセル開度に基づいて演算するものであってもよいし、あるいは、ＥＣＵ２０がカウント時間ＴＣ₁の設定マップを予め内蔵していてもよい。
【００２３】
次にＥＣＵ２０は、アクセル開度と車速から所定の勾配Ａ，Ｂを設定する（ステップＳ２３）。ここで勾配Ａは、上述のカウント時間ＴＣ₁内にＣＶＴ４の変速比を変化させる速度（変化速度）を表しており、具体的にはアクセル開度が大きいほど勾配Ａは大となり、また車速が高いほど勾配Ａは大となる傾向にある。以下に図５を追加して、さらに勾配Ａ，Ｂについて詳しく説明する。
【００２４】
図５は、変速比制御の実行に伴う各種状態の変化を示している。例えば、ある時刻ｔ₀に運転者がアクセルペダル２２の踏み込みを解除し、アクセル開度が全閉となると、ＥＣＵ２０は電動スロットルバルブを閉じるとともに、燃料噴射量を次第に減少させる。この結果、エンジントルクが減少して一定値に落ち着く。またＥＣＵ２０は、減速に伴いＣＶＴ４の変速比を小さくする。
【００２５】
この後、時刻ｔ₁に運転者がアクセルペダル２２を踏み込むと、ＥＣＵ２０は電動スロットルバルブを開かせるとともに燃料噴射量を増大する。この結果、時刻ｔ₁からエンジントルクが立ち上がっている（出力制御手段）。
このときＥＣＵ２０が行う変速制御は、所定の目標変速比Ｒａに向けてＣＶＴ４の変速比を増大させる増大変速制御となるが（変速比制御手段）、この実施例では、加速前の変速比Ｒ₀から目標変速比Ｒａまで変速比を増大させる期間ＴＣ₂内に、ＥＣＵ２０は変速比の変化速度を２段階に変化させている（変化速度制御手段）。
【００２６】
具体的には、ＥＣＵ２０は変速比の増大制御を開始すると、最初に図５中に示される勾配Ａの変化速度でＣＶＴ４の変速比を増大させる（ステップＳ２５）。そして、加速走行への移行時点（時刻ｔ₁）から上述のカウント時間ＴＣ₁が経過すると（ステップＳ２４＝Ｎｏ）、その時点（切換タイミングｔｃ）で変速比の変化速度を勾配Ｂに切り換える（ステップＳ２６＝Ｙｅｓ，ステップＳ２７）。この後、変速比の変化速度は所定のカウント時間ＴＣ₂が経過するまで勾配Ｂに制御される。
【００２７】
このとき、勾配Ｂは勾配Ａよりも緩やかに設定されているため（Ａ＞Ｂ）、切換タイミングｔｃを境にＣＶＴ４の変速比の変化速度が低下している。これにより、プライマリ軸１４の角加速度が減少する分、慣性トルクが増大している。
なお、カウント時間ＴＣ₂はＴＣ₂経過後に所定の慣性トルクを得るために勾配ＢでＣＶＴ４の変速比が制御される期間である。さらにカウント時間ＴＣ₂は、ＥＣＵ２０自身がしゃくり低減制御中であることを判定するための期間として設定されている。したがって、慣性トルクが放出されてしゃくり現象が充分低減されるまでの期間（ＴＣ₂）は勾配Ｂで変速比が制御されることとなる。
【００２８】
一方、加速走行時の車両駆動トルク変動は駆動系のねじり振動特性に基づいて現れる。例えば図５中に１点鎖線で示されるように、車両が加速走行に移行して時刻ｔ_１からエンジントルクが増大すると、駆動系のねじり振動周期で車両駆動トルクも周期的に増減変動し、通常、これがしゃくり現象となって現れることになる。
【００２９】
そこでＥＣＵ２０は、車両駆動トルクの減少時期に上述の切換タイミングｔｃを合わせて制御することで車両駆動トルクの減少分をプライマリ軸１４の慣性トルク増大で補償する。これにより、図５中実線で示されるように車両駆動トルクの減少が抑えられ、しゃくり減少が現れなくなる。
またこの場合、車両駆動トルクの最初（１回目）の減少時期に切換タイミングｔｃを合致させることで駆動系のねじり振動が収束される。したがって、切換タイミングｔｃ後に再度同様の制御を実行しなくても、以後の加速走行はスムーズに行われることととなる（図５参照）。
【００３０】
ＥＣＵ２０はタイマカウント時間ＴＣ２が経過すると（ステップＳ２６＝Ｎｏ）、しゃくり低減フラグＦＲをオフにした後（ステップＳ２８）、通常のＣＶＴ制御に復帰する（ステップＳ２９）。
上述した一実施例のように、車両の加速移行時にエンジントルクを増大させても、ＥＣＵ２０によるＣＶＴ４の変速制御によりしゃくり現象の発生が抑えられるので、運転フィーリングの向上が図られる。また切換タイミングｔｃまでの勾配Ａを勾配Ｂよりも大きくしていることから、アクセルペダル２２の踏み込み時加速応答性を損なうことがない。
【００３１】
本発明は一実施例に制約されることなく、各種に変形して実施可能である。例えば、一実施例ではＥＣＵ２０が各種フラグＦＣ，ＦＲを設定して場合分けを行っているが、単にアクセル開度を検出して制御上の場合分けを行ってもよい。
また、一実施例では変速比の変化速度を勾配Ａ，Ｂにて表しているが、ＥＣＵ２０が制御するべき変速比の変化速度を数値で扱う態様であってもよい。
【００３２】
その他、車両の具体的な構成要素は一実施形態のみに限定されるものではなく、車両の具体的な仕様に応じて適宜に変形が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の車両の走行制御装置（請求項１）は、加速走行時のしゃくり現象を防止し、良好な乗車フィーリングを提供する。また、当該車両の走行制御装置（請求項２）は、駆動系のねじり振動を速やかに収束させ、以後の加速走行をスムーズに行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る車両の構成を概略的に示した図である。
【図２】変速比制御の実施例を示したフローチャートである。
【図３】変速比制御の実施例を示したフローチャートである。
【図４】変速比制御の実施例を示したフローチャートである。
【図５】変速比制御の実行に伴う各種状態の変化を示した図である。
【符号の説明】
４ＣＶＴ
２０ＥＣＵ（各種制御手段）

Claims

車両に搭載されたエンジンの回転を無段階に変速して駆動軸に伝達可能な無段変速機と、
前記車両が減速走行から加速走行へ移行する加速移行時に前記エンジンの出力を増大させる出力制御手段と、
前記加速移行時に前記無段変速機の変速比を増大させる増大変速制御を実行する変速比制御手段と、
前記増大変速制御の実行に伴い、変速比の変化速度を所定の切換タイミングで減少させる変化速度制御手段とを備え、
前記変化速度制御手段は、前記エンジンの出力増大に伴い前記車両の駆動トルクが周期的に増減変動するとき、該増減変動の発生後、その減少時期に合わせて前記切換タイミングを設定することを特徴とする車両の走行制御装置。
前記所定の切換タイミングは、前記車両の駆動トルクが増減変動を開始して最初に減少する時期に合わせて設定されることを特徴とする、請求項１記載の車両の走行制御装置。