JP4586529B2 - パワートレインの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、過給機を有するエンジンと変速機とを有するパワートレインの制御装置に関するものである。

エンジンが連結された自動変速機において、運転者の意図を反映させて車両の加速性を向上させるために、アクセルペダルの踏み込み速度が速い場合に、自動変速機のアップシフトを規制し、駆動力の低下を抑制させることがある。一方、エンジンに過給機が連結されている場合、アクセルペダルの踏み込み開始から、実際の過給圧が充分に上昇するまでには、応答に遅れが生じる。そこで、この駆動力の低下を防止するために、過給圧が上昇している場合には、自動変速機のアップシフトを禁止するように構成された発明が特許文献１に記載されている。
特開平２−１９７４３１号公報

特許文献１の発明によれば、過給実行に伴う出力の増大により車速が増大しアップシフト線を横切ったとしても、アップシフトが規制されるので、変速比の低下が生じず駆動力の低下が生じないので、過給による出力増大効果が減殺されない。しかし、特許文献１に記載されている発明では、変速比が車速とスロットル開度（またはアクセル開度）とに基づいて決定されるので、車速に基づいてアップシフトを規制したとしても、スロットル開度（またはアクセル開度）の減少、すなわちアクセルペダルが戻されていれば、アップシフトが実行される。このとき過給がおこなわれていれば、過給の制御応答遅れが要因となって、アップシフトが過給停止に先行しておこなわれることになる。そのため、アクセルペダルが戻されたのち再度踏み込まれた場合、過給は実質的に継続するものの、アップシフトとダウンシフトが連続して発生し、それに伴う駆動力変化が違和感を伴うことがある。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、過給機を有する車両において、アクセルペダルを踏み込んだ後に戻した場合の駆動力の変化やそれに伴う違和感を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、アップシフトの禁止を過給状態に応じて制御することを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、アクセルペダルの開度に応じてスロットル開度が変化するエンジンと、前記エンジンに給気する吸入圧を増加させる過給機と、前記エンジンに連結された自動変速機とを有するパワートレインの制御装置において、前記アクセルペダル閉操作の速度に応じてアップシフト禁止条件を設定するアップシフト禁止条件設定手段と、前記アクセルペダルの閉操作が速い場合の過給圧が相対的に高ければアップシフトを許可し、過給圧が相対的に低ければアップシフトを禁止するように前記アップシフト禁止条件を変更するアップシフト禁止条件変更手段と、前記アップシフト禁止条件が成立した場合にアップシフトを禁止するアップシフト禁止手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１において、前記アップシフト禁止条件変更手段が、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差に基づいて前記アップシフト禁止条件を変更する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

さらに、請求項３の発明は、アクセルペダルの開度に応じてスロットル開度が変化するエンジンと、前記エンジンに給気する吸入圧を増加させる過給機と、前記エンジンに連結された自動変速機とを有するパワートレインの制御装置において、前記アクセルペダル閉操作の速度に応じてアップシフト禁止条件を設定するアップシフト禁止条件設定手段と、前記過給機による過給状態に応じて前記アップシフト禁止条件を変更するアップシフト禁止条件変更手段と前記アップシフト禁止条件が成立した場合にアップシフトを禁止するアップシフト禁止手段を備えており、前記アップシフト禁止条件変更手段が、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差に基づいて前記アップシフト禁止条件を変更する手段を含むことを特徴とするパワートレインの制御装置である。またさらに、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記アップシフト禁止手段は、アクセルペダルを閉操作した時の前記実トルクが所定値に満たない場合にはアップシフト禁止制御がおこなわれない手段を含むことを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、アップシフト禁止条件がアクセルペダルの閉操作の速度に応じて設定され、アクセルペダルの閉操作が速い場合の過給圧が相対的に高ければアップシフトを許可し、過給圧が相対的に低ければアップシフトを禁止するようにアップシフト禁止条件が変更される。そして、前記アップシフト禁止条件が成立した場合にはアップシフトが禁止される。したがって、アクセルペダルが再度踏み込まれるまでの駆動力の低下を抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、過給過渡判定がスロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差に基づいておこなわれる。したがって、過給機の過給状態が収束しているか否かの検出結果をアップシフト禁止の判定に適切に反映させることができる。

さらに、請求項３の発明によれば、アップシフト禁止条件がアクセルペダルの閉操作の速度に応じて設定され、過給機の過給状態に応じてアップシフト禁止条件が変更される。そして、前記アップシフト禁止条件が成立した場合にはアップシフトが禁止される。したがって、アクセルペダルが再度踏み込まれるまでの駆動力の低下を抑制することができる。また、過給過渡判定がスロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差に基づいておこなわれる。したがって、過給機の過給状態をアップシフト禁止の判定に適切に反映させることができる。またさらに、請求項４の発明によれば、実トルクが所定値に満たない場合には、アップシフト禁止制御が終了される。これにより、違和感を防止できる。例えば、短時間のアクセル開閉を行った場合でも、アップシフトが禁止されないので、違和感を防止できる。

次にこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする動力源および自動変速機を含む駆動系統を図３に基づいて説明すると、過給機７付きのエンジン１と、自動変速機２とが設けられている。

過給機７はエンジンのクランク軸からプーリとクラッチを介して連結されており、クラッチを係合・解放することにより作動・停止が行われるように構成されている。吸気管９に過給機７をバイパスして取り付けられたバイパス制御弁８の開閉を制御することにより過給圧を調整可能なように構成されている。また、過給機上流に設けられたスロットル弁６をアクセルペダル５の踏み込み具合に応じて開閉することにより、エンジンの出力が制御可能なように構成されている。また、吸気管９には空気流量センサ１１が取り付けられている。なお、ここでは過給機としてスーパーチャージャーを適用した例を説明したが、他の種類の過給機、例えばターボチャージャーを適用することも可能である。

エンジン１の出力軸には自動変速機２が接続されており、車速やアクセル開度もしくはエンジン回転数等の走行状態の変化に応じて変速比を変化させるように構成されている。

また、エンジン１のトルク制御や回転数制御を行うＥ／ＧーＥＣＵ３や、自動変速機２の変速制御を行うＴーＥＣＵ４が設けられている。

上記の構成のようにエンジンに過給機が連結されている場合で過給が十分おこなわれている場合には、アクセルペダルが踏み込まれた状態からアクセルペダルが急激に戻されても、過給圧はすぐには低下しない。すなわちアクセルペダルが戻されてからしばらくは過給圧が低下しないので、この間エンジン１の出力トルクは低下しないので、自動変速機２をアップシフトして良い。一方過給が充分におこなわれていない場合には、アクセルペダルが急激に戻されると過給圧が低下するためエンジン１の出力トルクが低下するので、この場合はアップシフトをおこなわせたくない。そこで、過給圧の状態を考慮してアップシフト制御を行う必要がある。このため以下に示す制御が行われる。

図１はその制御例を示すフローチャートである。まず、エンジン回転数NE、吸入空気量KL、アクセルペダル開度PA、車速SPDを読み込む（ステップＳ１）。そして、エンジン回転数NE、および補正なしスロットル開度TABからマップに基づいて標準トルクetqbを算出し、また吸入空気量KL、およびエンジン回転数NEからマップに基づいて実際に発生するトルクである実トルクetqが算出される。また、アクセルペダル開度変化量ΔPAが算出される。また、フラグ初期値として、過給過渡判定フラグ＝OFF、アクセル急戻し判定フラグ＝OFFが設定される（ステップＳ２）。

つづいて、アクセルペダル開度変化量ΔPAが零よりも大きいか否かすなわち、アクセルペダルが踏み込まれているか否かが判断される（ステップＳ３）。そして、過給過渡判定フラグがオンか否かが判断される（ステップＳ４）。このフラグは過給機の過渡判定が成立している場合にオンとなるフラグである。

そして、ステップＳ４で否定的に判断された場合、過給過渡状態の判定が行われる（ステップＳ５）。過給過渡状態の判定はステップＳ２で求められた標準トルクetqbと実トルクetqとの差分が所定値Aよりも大きいか否かで判断される。すなわち、過給圧や吸入空気量は不可避的な遅れを伴って変化するので、過給圧の増大に伴って標準トルクetqbと実トルクetqとの差分が減少する。そして、この差分が所定値Aよりも大きい場合は、過給圧が増大しておらず、過渡状態が収束していないと判断されるので、その場合にはステップＳ５で肯定的に判断されステップＳ６へ進み、過給過渡判定フラグをオンとする。その上でステップＳ７に進み、標準トルクetqbと実トルクetqとの差分を、差分ΔTQとして保存しておく。このΔTQには過給状態が反映されることになる。

なお、標準トルクetqbと実トルクetqとの差分が所定値B以下になったか否かが判断される（ステップＳ８）。このステップＳ８で肯定的に判断された場合には標準トルクetqbと実トルクetqとの差分が減少しているので、過給過渡判定フラグをオフにする（ステップＳ９）。

そして、アクセル急戻しフラグがオンか否かが判断される（ステップＳ１０）。このフラグはアクセルが急戻しされたと判断された場合にオンとされるフラグである。ステップＳ１０で否定的に判断された場合、すなわち、アクセル急戻しフラグがオフの場合、アクセルペダル開度変化量ΔPAがマップ値KDPAPよりも小さいか否かが判断される（ステップＳ１１）。ここで、マップ値KDPAPは車速SPDと差分ΔTQとに基づくマップ値であるが、ΔTQには過給状態が反映されているので、過給状態を考慮してアクセルが急戻しされているか否かを判定することができるのである。

なお、ステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわちアクセルペダルが踏み込まれていない場合や、ステップＳ５やステップＳ８で否定的に判断された場合、すなわち過渡状態が収束していない場合にも、ステップＳ１１へ処理が移される。

また、ステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１１およびステップＳ１２を経由せずにステップＳ１３の判断がおこなわれる。

一方、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合、すなわち、アクセルペダルが戻される際のアクセルペダル開度変化量ΔPAが低下し、アクセルペダル開度変化量ΔPAがマップ値KDPAPよりも小さくなった場合、アクセル急戻し判定が成立し、アクセル急戻しフラグをオンする（ステップＳ１２）。そして、アクセルペダル開度変化量ΔPAが零より大きいか否かが判断される（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１３で肯定的に判断されると、アクセル急戻し判定フラグがオフされる（ステップＳ１４）。また、ステップＳ１１で否定的に判断された場合や、ステップＳ１３で否定的に判断された場合には、ステップＳ１５へ処理を移す。

そして、ステップＳ１４の処理が終了するとアクセル急戻し判定フラグがオンか否かが判断される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で肯定的に判断されると、現在アイドルスイッチがオンか否か、すなわちアクセルが全閉か否かが判断される（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１６で肯定的に判断されると、実トルクetqが所定値Cよりも大きいか否かが判断される（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で肯定的に判断されると、車両の走行状態がアップシフト線を横切るか否かが判断される。すなわちアップシフトが必要か否かが判断される（ステップＳ１８）。この判断は、現在のスロットル開度や車速を勘案して判断される。そして、ステップＳ１８で肯定的に判断された場合、アップシフトが禁止される（ステップＳ１９）。

一方、ステップＳ１５で否定的に判断された場合、すなわちアクセルペダルが急戻しされていない場合や、ステップＳ１６で否定的に判断された場合、すなわちアクセルが踏み込まれている場合や、ステップＳ１７で否定的に判断された場合、すなわち実トルクが所定値Ｃを超えていない場合や、ステップＳ１８で否定的に判断された場合、すなわちアップシフト線を横切らない場合等には、アップシフトの禁止が解除される（ステップＳ２０）。

次に本発明の制御を実施した場合の時間経過をタイムチャートにより説明する。図２はこの制御を実施した場合のタイムチャートの一例である。アクセルペダルの踏み込みが開始されると（Ａ時点）、アクセルペダル開度変化量ΔPAが増大し、アクセル開度PAも増大する。そして、アクセル開度PAの増大に伴ってエンジンの実トルクetqが遅れて増大する（Ａ時点からＢ時点）。そしてアクセルペダルが戻され実トルクetqが減少すると過給過渡判定フラグがオフとなる（Ｂ時点）。

その後、アクセルペダルが再度踏み込まれ（Ｃ時点）、アクセル開度PAの増大とともに標準トルクetqbが増大するが、実トルクetqは遅れて増大する（Ｃ時点からＤ時点）。この間は加速過渡状態であるので、加速過渡判定が成立し過給過渡判定フラグがオンとなる。そして、標準トルクetqbと実トルクetqとの差が小さくなった時点（Ｄ時点）で、過給過渡判定フラグがオフとなる。

その後、アクセル開度が一定に保たれるが（Ｄ時点からＥ時点）、アクセルペダルが戻され、アクセル開度が急激に小さくなった場合、標準トルクetqbは減少する（Ｅ時点）が実トルクetqはすぐには減少しない。そこで、実トルクetqの大きさが十分にある場合にはアクセルペダル開度変化量ΔPAと、標準トルクetqbと実トルクetqとの差ΔTQに応じて設定されるKDPAPとの比較を行い、ΔPA＜KDPAPの場合、アクセル急戻し判定フラグをオンとしてアップシフトを禁止する。

過給状態に応じてアップシフト禁止条件が変更され、変更したアップシフト条件が成立した場合には（ステップＳ１５〜Ｓ１８で肯定的に判断された場合）、自動変速機のアップシフトが禁止される。したがって、アクセルペダルが再度踏み込まれるまでの駆動力の低下を抑制することができる。

また、過給過渡状態はスロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクetqbと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクetqとの差ΔTQに反映され、このΔTQを考慮してアクセル急戻し判定やそれに基づくアップシフト禁止判断を行うので、過給状態を考慮したアップシフト禁止制御をおこなうことが可能となる。

さらに、実トルクetqが所定値Cに満たない場合には、アップシフト禁止制御が終了される。これにより、違和感を防止できる。例えば、短時間のアクセル開閉を行った場合でも、アップシフトが禁止されないので、違和感を防止することができる。

ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、ステップＳ３、ステップＳ１１、およびステップＳ１３の機能的手段がアップシフト禁止条件設定手段に相当し、ステップＳ４ないしステップＳ９の機能的手段がアップシフト禁止条件変更手段に相当する。また、ステップＳ１９の機能的手段がアップシフト禁止手段に相当し、ステップＳ２０の機能的手段がアップシフト禁止制御がおこなわれない手段に相当する。

この発明の制御装置における制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置における制御の一例を説明するためのタイムチャートである。 この発明で対象とする自動変速機を含む駆動系統の一例を模式的に示す図である。

符号の説明

１…エンジン、 ２…自動変速機、 ３…エンジン用電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）、 ４…変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）、 ５…アクセルペダル、 ７…過給機、 ８…バイパス制御弁、 １１…空気流量センサ。

Claims (4)

1. アクセルペダルの開度に応じてスロットル開度が変化するエンジンと、前記エンジンに給気する吸入圧を増加させる過給機と、前記エンジンに連結された自動変速機とを有するパワートレインの制御装置において、
   前記アクセルペダル閉操作の速度に応じてアップシフト禁止条件を設定するアップシフト禁止条件設定手段と、
   前記アクセルペダルの閉操作が速い場合の過給圧が相対的に高ければアップシフトを許可し、過給圧が相対的に低ければアップシフトを禁止するように前記アップシフト禁止条件を変更するアップシフト禁止条件変更手段と
   前記アップシフト禁止条件が成立した場合にアップシフトを禁止するアップシフト禁止手段を備えていることを特徴とするパワートレインの制御装置。
2. 前記アップシフト禁止条件変更手段が、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差に基づいて前記アップシフト禁止条件を変更する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のパワートレインの制御装置。
3. アクセルペダルの開度に応じてスロットル開度が変化するエンジンと、前記エンジンに給気する吸入圧を増加させる過給機と、前記エンジンに連結された自動変速機とを有するパワートレインの制御装置において、
   前記アクセルペダル閉操作の速度に応じてアップシフト禁止条件を設定するアップシフト禁止条件設定手段と、
   前記過給機による過給状態に応じて前記アップシフト禁止条件を変更するアップシフト禁止条件変更手段と
   前記アップシフト禁止条件が成立した場合にアップシフトを禁止するアップシフト禁止手段を備えており、
   前記アップシフト禁止条件変更手段が、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差に基づいて前記アップシフト禁止条件を変更する手段を含むことを特徴とするパワートレインの制御装置。
4. 前記アップシフト禁止手段は、アクセルペダルを閉操作した時の前記実トルクが所定値に満たない場合にはアップシフト禁止制御がおこなわれない手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のパワートレインの制御装置。

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