JP5542039B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速モードとマニュアル変速モードとを有する自動変速装置を搭載した車両の駆動力制御装置に関する。

自動車等の車両に搭載される自動変速装置においては、変速モードとして、予め設定された変速特性に従って変速比を自動で制御する自動変速モードに加え、予め設定された複数の変速段の何れかを手動で選択することによって所定の固定変速比に変速可能なマニュアル変速モードを備えたものがある。

このようなマニュアル変速モード付の自動変速装置を搭載する車両では、マニュアル変速モードでの加速性向上等を目的として、自動変速モードとマニュアル変速モードとでアクセル開度に対するエンジンの出力特性を切換える技術が知られている。例えば、特許文献１には、マニュアル変速モードにおけるエンジン出力特性を、自動変速モードの場合よりも大きくなるように制御する技術が開示されている。

特開平５−２６０６４号公報

ところで、自動変速モードにおけるエンジン出力特性は、加速性能や燃費性能等を重視すると、アクセル開度に対して非線形となる場合がある。このような場合、単に、マニュアル変速モードでのエンジン出力特性を変更するのみでは、過剰な駆動力による車両の押し出し感や駆動力不足によるもたつき感といった違和感をドライバに与える虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動変速モードとマニュアル変速モードとを切換える際に駆動力過剰や駆動力不足による違和感をドライバに与えることがなく、円滑な駆動力制御を実現することのできる車両の駆動力制御装置を提供することを目的としている。

本発明による車両の駆動力制御装置は、予め設定された変速特性に従って変速比を自動設定する自動変速モードと変速比を手動設定するマニュアル変速モードとを有する自動変速装置を搭載した車両の駆動力制御装置であって、上記自動変速モードにおけるエンジンの出力トルク特性を、アクセル開度に対して非線形な特性で且つ車両の駆動力特性を線形に保持可能な第１の出力トルク特性に設定する第１の出力トルク特性設定部と、上記マニュアル変速モードにおけるエンジンの出力トルク特性を、アクセル開度に対して線形の特性で且つ車両の駆動力特性を線形に保持可能な第２の出力トルク特性に設定する第２の出力トルク特性設定部とを備えるものである。

本発明によれば、自動変速モードとマニュアル変速モードとを切換える際に駆動力過剰や駆動力不足による違和感をドライバに与えることがなく、円滑な駆動力制御を実現することができる。

車両のパワートレイン系の構成図 自動変速モードの変速特性を示す説明図 自動変速モードにおける駆動力特性を示す説明図 マニュアル変速モードの変速特性を示す説明図 マニュアル変速モードにおける駆動力特性を示す説明図 マニュアル変速モードと自動変速モードの駆動力特性を示す説明図 走行モード毎の駆動力特性を示す説明図 トルクマップ選択ルーチンのフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
先ず、車両のパワートレイン系について説明する。図１において、符号１は車両前部に配置されるエンジンを示し、このエンジン１の駆動力は、エンジン１後方の自動変速装置２からトランスミッション出力軸２ａを経てセンターデファレンシャル装置３に伝達される。自動変速装置２は、予め設定された変速特性に従って変速比を自動設定する自動変速モードと、予め設定された複数の変速段の何れかを手動で設定するマニュアル変速モードとを備えるものである。

センターデファレンシャル装置３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、フロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に伝達される。

後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３ＲＬを経て左後輪１４ＲＬに伝達され、後輪右ドライブ軸１３ＲＲを経て右後輪１４ＲＲに伝達される。また、前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３ＦＬを経て左前輪１４ＦＬに伝達され、前輪右ドライブ軸１３ＦＲを経て右前輪１４ＦＲに伝達される。

次に、車両のパワートレインを制御する電子制御系について説明する。パワートレインの電子制御系は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内ＬＡＮ１００に接続される複数の制御ユニットによって構成される。複数の制御ユニットは、それぞれマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン１を制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０、自動変速装置２を制御するトランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）６０、ＥＣＵ５０によるエンジン制御とＴＣＵ６０による変速制御とを統合する統合制御ユニット７０によって代表され、これらの制御ユニットを介した協調制御によりエンジン１及び自動変速装置２が制御される。

ＥＣＵ５０には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５１、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ５２、アクセルペダルの踏込量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ５３、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ５４等のエンジン運転状態を検出するセンサ類からの信号、車内ＬＡＮ１００を介した他の制御ユニットからの制御情報が入力される。ＥＣＵは、これらのセンサ信号や他の制御ユニットからの制御情報に基づいて、燃料噴射弁やスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ等のアクチュエータ類を駆動し、エンジン出力を制御する。

ＴＣＵ６０には、自動変速装置２のセレクト操作部における各レンジ、例えば、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ、マニュアル（Ｍ）レンジ等を検出するインヒビタスイッチ６１等のドライバのシフト操作を検出するスイッチや自動変速装置２の運転状態を検出するセンサ類からの信号、車内ＬＡＮ１００を介した他の制御ユニットからの制御情報が入力される。ＴＣＵ６０は、これらのスイッチ・センサ類からの信号や他の制御ユニットからの制御情報に基いて自動変速装置２に供給する油圧を制御し、Ｄレンジ（自動変速モード）のときには予め設定された変速特性に従って自動変速装置２を自動制御し、Ｍレンジ（マニュアル変速モード）のときには固定した変速比で自動変速装置２を制御する。

例えば、自動変速装置２として、変速比が連続的に可変される無段変速機（Continuously Variable Transmission：CVT）を採用する場合、ＴＣＵ６０は、アクセル開度とエンジン回転数とに基づく変速特性に従って変速比を制御する。図２に示すように、車速が一定の場合（車速Ｘ）、同図中に矢印で示すように、変速比はアクセル開度に応じて連続的に可変される。

統合制御ユニット７０には、Ｍレンジ選択中のアップシフト或いはダウンシフト操作を検出するマニュアルスイッチ７１、後述するモード選択スイッチ７２等からの信号、車内ＬＡＮ１００を介したＥＣＵ５０及びＴＣＵ６０の制御情報が入力される。尚、マニュアルスイッチ７１は、例えば、自動変速装置２のセレクト操作部のＭレンジに併設されるスイッチ、或いはステアリングに配設されるパドルスイッチとして構成される。また、後述するモード選択スイッチ７２は、例えば、プッシュスイッチを併設する中点自動復帰式のシャトルスイッチとして構成され、センターコンソール等に設けられる。

統合制御ユニット７０は、これらのスイッチ類からの信号や車内ＬＡＮ１００を介した制御情報に基いて、ＥＣＵ５０及びＴＣＵ６０を介してエンジン１及び自動変速装置２を統括的に制御する。この統括制御では、主として、Ｄレンジ（自動変速モード）とＭレンジ（マニュアル変速モード）とでエンジンの出力特性（トルク特性）が異なる特性となるように制御し、ＤレンジとＭレンジとを切換えたときにドライバが違和感を抱かないような円滑な駆動力制御を実現する。

例えば、自動変速装置２がＣＶＴである場合、図２の車速Ｘにおける変速比の変化（回転変化）は、アクセル開度に対して図３に１点鎖線で示すような特性となる。従って、アクセル開度に対する車両の駆動力（エンジントルク×変速比×各種定数）特性を、図３の実線で示すような違和感の無い線形の特性としつつ、燃費性能、振動・騒音抑制性能、加速性能等を確保するような特性とするためには、エンジントルクを図３に２点鎖線で示すような非線形の特性に設定する場合がある。

このため、Ｄレンジのエンジントルク特性のままＭレンジに切換えると、Ｍレンジでは、図４に示すように車速Ｘに対して変速比が固定されるため、図５（ａ）に１点鎖線で示す一定の変速比と２点鎖線で示す非線形のエンジントルクとにより、アクセル開度に対する駆動力特性が実線で示す非線形の特性となる。結果、図５（ａ）に破線で示すＤレンジにおける線形の駆動力に比較して、アクセル開度が小さい運転領域ではドライバに押し出し感を与え、アクセル開度が大きい運転領域ではドライバに駆動力不足を感じさせる可能性がある。

従って、ＥＣＵ５０は、自動変速装置２がＤレンジのときには、第１の出力トルク特性設定部としての機能により、エンジントルク特性をアクセル開度に対して非線形の第１の特性（図５（ａ）の２点鎖線で示す特性）に設定する一方、Ｍレンジのときには、第２の出力トルク特性設定部としての機能により、エンジントルク出力特性を、図５（ｂ）に２点鎖線で示すように、アクセル開度に対してエンジントルクが線形的に変化する第２の特性に設定する。結果、固定変速比のＭレンジにおける駆動力を、図５（ｂ）に実線で示す線形の特性にすることができ、ＤレンジからＭレンジに切換えたとき、駆動力過剰による押し出し感や駆動力不足によるもたつき感といった違和感をドライバに与えることがない。

この場合、図６に示すように、破線で示すＤレンジのエンジントルク特性に対して、Ｍレンジのエンジントルク特性をより急峻な特性とすることで、Ｍレンジのシフト操作によるダイレクト感を効果的に演出することができ、ＤレンジとＭレンジとの特性差をドライバに明確に認知させることが可能となり、車両としての商品性を向上することができる。尚、図６及び以下の図７においては、比較を容易とするため、Ｄレンジにおける非線形のエンジントルク特性を便宜的に直線で代表して図示している。

更に、本実施形態においては、ＤレンジとＭレンジとのそれぞれに対して、ドライバが選択可能な複数のモードとして、駆動力特性が異なる複数の走行モードを備えている。上述したモード切換スイッチ７２をドライバが操作して所望の走行モードを選択すると、選択した走行モードに応じたエンジントルク特性への制御が実施される。

例えば、複数の走行モードとして、アクセル開度に対してエンジンの出力トルクが略リニアに変化するノーマルモードと、エンジントルクをセーブしてイージードライブ性と低燃費性との双方を両立させるセーブモードと、エンジンの低回転域から高回転域までレスポンスに優れる出力特性を実現するパワー重視のスポーツモードとを備える場合、統合制御ユニット７０からの指示により、ドライバが選択した走行モードとレンジ位置とに応じてＥＣＵ５０がエンジン出力指示値（目標トルク）を設定し、エンジンの出力トルクを制御する。

従って、図７に示すように、ノーマルモード、セーブモード、スポーツモードの各走行モード毎に、それぞれ実線で示すＭレンジのトルク特性を、破線で示すＤレンジのトルク特性と比較してより急峻に設定したり、走行モードによって異なるトルク特性とすることができる。また、Ｄレンジにおいては、走行モード毎に異なるトルク特性を持たせる一方、Ｍレンジにおいては、走行モードに拘わらず、例えばノーマルモードの特性で１本化する等してドライバに統一感を与えることもできる。

以上のＤレンジのエンジントルク特性とＭレンジのエンジントルク特性との切換えは、具体的には、アクセル開度とエンジン回転数とを軸とする、Ｄレンジ用とＭレンジ用との２つのトルクマップを切換えて選択する処理として実行される。

次に、ＥＣＵ５０におけるトルクマップ選択に係るプログラム処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。

図８は、ＥＣＵ５０で実行されるトルクマップ選択ルーチンを示し、先ず、最初のステップＳ１において、Ｍレンジがセレクトされているか否かを調べる。そして、Ｍレンジでなく、Ｄレンジがセレクトされている場合には、ステップＳ１からステップＳ２へ進み、Ｄレンジ用のトルクマップを選択する。この場合のトルクマップは、本実施の形態においては、ノーマルモード、セーブモード、スポーツモードの３種類のトルクマップの中から、現在、選択されている走行モードに対応するマップを選択する。

一方、ステップＳ１において、Ｍレンジがセレクトされている場合には、ステップＳ１からステップＳ３に進み、Ｍレンジ用のトルクマップを選択する。この場合のトルクマップは、ノーマルモード、セーブモード、スポーツモードの各走行モード毎に異なる特性のマップを保有している場合、現在、選択されている走行モードに対応するマップを選択する。また、Ｍレンジにおいて１本化した特性のトルクマップを保有している場合には、走行モードに拘わらず、１つのマップを選択する。

そして、Ｄレンジ用或いはＭレンジ用のトルクマップを選択した後はステップＳ４へ進み、選択したトルクマップをアクセル開度とエンジン回転数とに基いて参照し、エンジンの目標トルクを設定する。そして、エンジンの出力トルクが目標トルクとなるよう、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御すると共にスロットル開度を制御する。

このように本実施の形態においては、Ｄレンジにおいて燃費性能や加速性能等を考慮してエンジントルク出力特性を非線形に設定している場合であっても、Ｍレンジではエンジントルク出力特性を線形にすることで、Ｄレンジと同様に駆動力を線形にすることができる。これにより、ＤレンジからＭレンジに切換えても押出し感や駆動力不足感をドライバに与えることがなく、違和感の無い円滑な駆動力制御を実現することができる。

また、ＤレンジとＭレンジとでエンジントルク特性を切換えるため、Ｄレンジで設定されている各種性能とＭレンジでの操作性・快適性とを両立することができるばかりでなく、Ｍレンジのトルク特性を多様に設定することが可能となり、ＤレンジとＭレンジとの差を明確にして車両商品性を向上することができる。

１ エンジン
２ 自動変速装置
５０ エンジン制御ユニット
６０ トランスミッション制御ユニット
６１ インヒビタスイッチ
７０ 統合制御ユニット
７２ モード選択スイッチ

Claims (4)

1. 予め設定された変速特性に従って変速比を自動設定する自動変速モードと変速比を手動設定するマニュアル変速モードとを有する自動変速装置を搭載した車両の駆動力制御装置であって、
   上記自動変速モードにおけるエンジンの出力トルク特性を、アクセル開度に対して非線形な特性で且つ車両の駆動力特性を線形に保持可能な第１の出力トルク特性に設定する第１の出力トルク特性設定部と、
   上記マニュアル変速モードにおけるエンジンの出力トルク特性を、アクセル開度に対して線形の特性で且つ車両の駆動力特性を線形に保持可能な第２の出力トルク特性に設定する第２の出力トルク特性設定部と
   を備えることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 上記自動変速装置は、上記自動変速モードと上記マニュアル変速モードとのそれぞれのモードにおいて、駆動力特性が異なる複数の走行モードから所定の走行モードを選択的に設定可能であり、
   上記第１の出力トルク特性設定部は、上記第１の出力トルク特性を各走行モード毎に異なる特性に設定し、
   上記第２の出力トルク特性設定部は、上記第２の出力トルク特性を各走行モード毎に異なる特性に設定することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力制御装置。
3. 上記自動変速装置は、上記自動変速モードと上記マニュアル変速モードとのそれぞれのモードにおいて、駆動力特性が異なる複数の走行モードから所定の走行モードを選択的に設定可能であり、
   上記第１の出力トルク特性設定部は、上記第１の出力トルク特性を各走行モード毎に異なる特性に設定し、
   上記第２の出力トルク特性設定部は、上記第２の出力トルク特性を各走行モードで共通の特性に設定することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力制御装置。
4. 上記自動変速装置は、変速比が連続的に可変される無段変速機であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両の駆動力制御装置。

Images