JP5768894B2 - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、運転者の加速操作に対する車両の応答性を向上させる技術に関するものである。
エンジンと、そのエンジンの吸気を昇圧する過給機と、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機とを備えた車両が、従来から知られている。その車両において用いられる車両用駆動装置の制御装置が、例えば特許文献1に開示されている。その特許文献1では、前記自動変速機は、変速比を連続的に変化させることが可能な無段変速機である。特許文献1の制御装置は、アクセル開度の変化率すなわち増大速度が所定値よりも大きい場合に前記自動変速機の変速を行う場合には、その変速開始初期に、前記自動変速機の変速比の変化率(変速速度)を通常の変速時と比較して大きくする。このようにすることにより、運転者がアクセルペダルを踏み込む加速操作を行ったときに前記過給機の過給圧が速やかに上昇し、その運転者の加速操作に対する前記車両の応答性が向上する。
特開2003−039989号公報 特開平7−156693号公報 特開2007−062459号公報
前記特許文献1の制御装置は、運転者の加速操作に対する車両の応答性を向上させる目的で、ある程度の効果は認められる。しかし、その運転者の加速操作がなされた当初の前記過給機の作動状態、または、その運転者の加速操作におけるアクセル開度の増大速度などによっては、運転者が期待する加速感に対して前記車両の応答性が不十分となる可能性があった。なお、このような課題は未公知のことである。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、前記エンジンと前記過給機と前記自動変速機とを備えた車両において、運転者の加速操作に対する車両の応答性の向上を図ることができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成するための第1発明の要旨とするところは、(a)エンジンと、そのエンジンの吸気を昇圧する過給機と、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機とを備えた車両において、前記エンジンが、前記過給機が作動させられる第1動作状態またはその第1動作状態と比較して前記過給機の作動が抑制された第2動作状態で動作する車両用駆動装置の制御装置であって、(b)前記エンジンが前記第2動作状態で動作している場合において、予め定められた変速マップに従った第1変速比に前記自動変速機を変速すると前記エンジンが前記第1動作状態で動作することになる場合には、アクセル開度の増大速度に応じて前記自動変速機の変速比の選択方法を変更する変速比選択制御を行うものであり、(c)その変速比選択制御において、前記アクセル開度の増大速度が小さい側では、前記第1変速比に前記自動変速機を変速する一方で、前記アクセル開度の増大速度が大きい側では、前記自動変速機を、前記エンジンが前記第2動作状態のまま維持され且つ前記第1変速比よりも大きい第2変速比に変速することを特徴とする。
前記エンジンが前記第2動作状態から前記第1動作状態に切り替わる際のエンジンの応答遅れは、前記アクセル開度の増大速度が大きいほど運転者に感じられ易くなるところ、前記変速比選択制御を行う前記第1発明によれば、前記エンジンが前記第2動作状態であるときに前記アクセル開度の増大速度が大きい場合には、アクセル開度に応じた車両の駆動力は、前記エンジンが前記第2動作状態に維持されたまま、前記自動変速機が前記第2変速比に変速されることとエンジン回転速度の上昇とによって得られる。そのため、前記自動変速機が前記変速マップに従って直ちに前記第1変速比に変速される場合と比較して、運転者の加速操作に対する車両の応答性を向上させることができる。すなわち、ドライバビリティの向上を図ることができる。
また、第2発明の要旨とするところは、前記第1発明の車両用駆動装置の制御装置であって、(a)前記変速比選択制御において前記自動変速機を前記第2変速比に変速した場合には、その自動変速機をその第2変速比に変速した後に前記第1変速比に変速し、(b)前記自動変速機の前記第2変速比への変速完了後であってその第2変速比から前記第1変速比への変速開始前に、前記エンジンを前記第2動作状態から前記第1動作状態へ切り替えることを特徴とする。このようにすれば、前記過給機による過給の応答遅れを運転者に感じさせ難くしつつ、前記変速マップに従った変速比すなわち前記第1変速比に、前記自動変速機を変速することができる。
また、第3発明の要旨とするところは、前記第1発明または前記第2発明の車両用駆動装置の制御装置であって、前記変速比選択制御において前記自動変速機を前記第2変速比に変速した場合には、前記自動変速機を前記第2変速比に変速することが完了した時から予め定められた猶予期間が経過した後に前記第1変速比に変速することを特徴とする。このようにすれば、前記自動変速機が前記第2変速比に変速されるのは一時的なものであり、基本的には前記変速マップに従って前記自動変速機の変速が行われるので、前記変速マップに従った変速により達成される車両の燃費と同等の燃費を確保することが可能である。なお、燃費とは、例えば単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率(=燃料消費量/駆動輪出力)が小さくなることである。逆に、燃費の低下(悪化)とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が短くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率が大きくなることである。
また、第4発明の要旨とするところは、前記第1発明から前記第3発明の何れか一の車両用駆動装置の制御装置であって、(a)前記自動変速機は有段の変速機であり、(b)前記自動変速機の前記第2変速比に対応する変速段は、前記エンジンが前記第2動作状態のまま維持される変速段のうち最も高車速側の変速段であることを特徴とする。このようにすれば、前記自動変速機が一時的に前記第2変速比に変速されていることに対して、運転者が違和感をあまり抱かないようにすることが可能である。
また、第5発明の要旨とするところは、前記第2発明または前記第3発明の車両用駆動装置の制御装置であって、(a)前記車両は、前記エンジンを前記第1動作状態または前記第2動作状態に切り替えるエンジン動作切替装置を備え、(b)前記エンジンを前記第1動作状態で動作させる第1動作領域とそのエンジンを前記第2動作状態で動作させる第2動作領域とに領域分けされたエンジン動作マップが予め定められており、(c)前記変速比選択制御において前記自動変速機を前記第2変速比から前記第1変速比に変速する際には、前記エンジンの動作点が前記エンジン動作マップで前記第2動作領域から前記第1動作領域へ移る前から、前記エンジン動作切替装置により前記エンジンを前記第1動作状態へ切り替えることを特徴とする。このようにすれば、前記過給機の過給圧が前記第2変速比から前記第1変速比への変速完了前に予め高められるので、前記エンジンの応答性を高くすることが可能である。
また、第6発明の要旨とするところは、前記第1発明から前記第5発明の何れか一の車両用駆動装置の制御装置であって、前記過給機は、前記エンジンの排気によって駆動される排気タービン過給機であることを特徴とする。このようにすれば、前記排気タービン過給機により前記エンジンが過給される構成では、前記エンジンが前記第2動作状態から前記第1動作状態に切り替わる際のエンジンの応答遅れが顕著に現れ易いところ、そのような前記排気タービン過給機を備えた車両において、前記運転者の加速操作に対する車両の応答性を向上させるという効果を顕著に得ることが可能である。
ここで、好適には、前記エンジンが前記第2動作状態で動作している場合において、前記アクセル開度の増大速度が予め定められたアクセル開度変化判定値以上である場合であって、且つ、前記第1変速比に前記自動変速機を変速すると前記エンジンが前記第1動作状態で動作することになる場合には、前記自動変速機を前記第2変速比に変速し、その第2変速比に変速した後に前記第1変速比に変速する。
また、好適には、前記変速比選択制御において、前記アクセル開度の増大速度が小さい側で行われる前記自動変速機の前記第1変速比への変速はその自動変速機のダウンシフトであり、前記自動変速機の前記第2変速比から前記第1変速比への変速はその自動変速機のアップシフトである。すなわち、前記変速比選択制御において、前記アクセル開度の増大速度が小さい側では、前記第1変速比に前記自動変速機をダウンシフトする一方で、前記アクセル開度の増大速度が大きい側では、前記自動変速機を前記第2変速比にダウンシフトし、その第2変速比にダウンシフトした後に前記第1変速比にアップシフトする。
本発明が適用される車両の概略構成を表した図である。 図1の車両において用いられる、エンジン回転速度とエンジントルクとの二次元座標にエンジンの動作状態を表したエンジン動作マップを示す図である。 図1の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。 図1の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、変速比選択制御を実行する制御作動を説明するためのフローチャートである。 図1の車両の走行中において自動変速機が第6速であり且つエンジンがNA状態であるときにアクセル速踏みがなされた場合を例として、前記変速比選択制御を説明するためのタイムチャートである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される車両8の概略構成を表した図である。図1に示すように、車両8は、例えばFR(フロントエンジン・リヤドライブ)型車両である。車両8は、車両用駆動装置10、その車両用駆動装置10を制御するための電子制御装置50、および駆動輪22等を備えている。その車両用駆動装置10は、一般的に知られた自動車用ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンであるエンジン12と、流体により動力を伝達するトルクコンバータ14と、自動変速機16と、左右の駆動輪22の回転速度差を吸収する差動歯車装置(終減速機)18と、過給機20とを備えている。例えば、車両8では、エンジン12の動力は、エンジン12のクランク軸すなわちエンジン出力軸から、トルクコンバータ14、自動変速機16、差動歯車装置18、および一対の車軸等を順次介して一対の駆動輪22へ伝達される。
自動変速機16は、エンジン12と駆動輪22との間の動力伝達経路の一部を構成しており、エンジン12の動力を駆動輪22に伝達する。そして、自動変速機16は、予め定められた複数の変速段(ギヤ段ともいう)の何れかが択一的に成立させられる有段の自動変速機であり、斯かる変速を行うために、複数の遊星歯車装置と、油圧制御回路24からの油圧で作動する複数のクラッチまたはブレーキすなわち複数の油圧式摩擦係合装置とを備えて構成されている。自動変速機16が備える変速段数は幾つであっても差し支えないが、本実施例では自動変速機16は前進6段変速の自動変速機である。自動変速機16の変速比γatは、自動変速機16の入力回転速度と自動変速機16の出力回転速度とに基づき、「γat=自動変速機16の入力回転速度/自動変速機16の出力回転速度」という式で算出される。従って、自動変速機16の変速段が低車速側であるほど、自動変速機16の変速比γatは大きくなる。
また、公知の自動変速制御と同様に、車速Vとアクセルペダル54の操作量Accであるアクセル開度Accとを示す車両状態に基づいて自動変速機16の変速段を決定するための変速線図、言い換えれば、変速マップが予め定められており、例えば、その一般的によく知られた変速線図(変速マップ)が図5のFG08に例示されている。電子制御装置50は、基本的に、前記車両状態(車速V、アクセル開度Acc)に基づき、その予め定められた関係である変速線図(変速マップ)から変速後の変速段を決定し、その変速線図に従って自動変速機16の変速を実行する。なお、前記変速線図は、自動変速機16のアップシフトを実行するためのアップシフト線と自動変速機16のダウンシフトを実行するためのダウンシフト線とで構成されているが、図5のFG08では見易い図示とするために、前記アップシフト線の表示が、第5速から第6速へのアップシフト線を除き省略されている。また、前記変速線図は、同じエンジン出力(単位は例えばkW)で比較して、最も良好な燃費が得られる自動変速機16の変速段が成立させられるように定められている。従って、後述するように自動変速機16の変速が一時的に前記変速線図に従わずに行われることがあるが、その場合、自動変速機16で成立している変速比γatが、前記変速線図に従った変速段に対応する変速比γatから離れているほど、燃費が悪化し易くなる。
過給機20は、エンジン12の吸気系に設けられており、エンジン12の排気によって駆動されてエンジン12の吸気を昇圧する公知の排気タービン過給機、すなわちターボチャージャーである。具体的には図1に示すように、過給機20は、エンジン12の排気管30内に設けられエンジン12の排気によって回転駆動される排気タービンホイール32と、エンジン12の吸気管34内に設けられ排気タービンホイール32により回転させられることでエンジン12の吸気を圧縮する吸気コンプレッサーホイール36と、排気タービンホイール32と吸気コンプレッサーホイール36とを連結する回転軸38とを備えている。
また、排気管30内の排気タービンホイール32が設けられている排気経路と並列に排気バイパス経路40と、その排気バイパス経路40を開閉するウェイストゲートバルブ42とが設けられている。ウェイストゲートバルブ42が閉状態にされるとエンジン12の排気が排気タービンホイール32に導かれるので、エンジン12は過給機20が作動させられる過給状態である第1動作状態で動作する。その一方で、ウェイストゲートバルブ42が開状態にされるとエンジン12の排気が排気タービンホイール32を介さずに排気バイパス経路40を通って排出されるので、エンジン12は前記過給状態と比較して過給機20の作動が抑制された自然吸気状態(NA状態とも言う)である第2動作状態で動作する。このようにウェイストゲートバルブ42の開閉に応じてエンジン12の動作状態が切り替わるので、ウェイストゲートバルブ42は、エンジン12を前記過給状態または前記NA状態に切り替えるエンジン動作切替装置として機能すると言える。電子制御装置50は、ウェイストゲートバルブ42が有する電動アクチュエータを作動させるなどしてそのウェイストゲートバルブ42を開閉することができる。
図2は、エンジン回転速度NeとエンジントルクTeとの二次元座標にエンジン12の動作状態を表したエンジン動作マップを示す図である。図2の実線L01は、エンジン12の吸気管34内に設けられた電子スロットル弁44の開度θth(以下、スロットル開度θthという)が100%すなわち全開であるときのエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとの関係を表している。前記エンジン動作マップは、予め実験的に設定され電子制御装置50に記憶されているマップであり、図2に示すように、エンジン12を前記過給状態で動作させる過給領域すなわち第1動作領域と、エンジン12を前記自然吸気状態で動作させる自然吸気領域(NA領域)すなわち第2動作領域とに領域分けされている。具体的に前記エンジン動作マップは、破線Lbdを境にして、高エンジントルク側が前記過給領域とされており、低エンジントルク側が前記NA領域とされている。例えば、エンジン回転速度NeとエンジントルクTeとで表されるエンジン12の動作点(以下、エンジン動作点という)が前記NA領域から破線Lbdを超えて前記過給領域に移る場合には、ウェイストゲートバルブ42が開状態から閉状態に切り替えられる。すなわち、エンジン12の動作状態が前記NA状態から前記過給状態に変化する。逆に、前記エンジン動作点が前記過給領域から破線Lbdを超えて前記NA領域に移る場合には、ウェイストゲートバルブ42が閉状態から開状態に切り替えられる。すなわち、エンジン12の動作状態が前記過給状態から前記NA状態に変化する。
図1に戻る。電子制御装置50は、車両用駆動装置10を制御するための制御装置としての機能を備えており、例えば、エンジン12の駆動制御および自動変速機16の変速制御等を実行するものであって、所謂マイクロコンピュータを含んで構成されている。電子制御装置50には、車両8に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、車速センサ52により検出される車速Vを表す信号、運転者により要求される加速要求量に相当するアクセル開度Accを表すアクセル開度センサ56からの信号、スロットル開度センサ58により検出されるエンジン12のスロットル開度θthを表す信号、エンジン回転速度センサ60により検出されるエンジン回転速度Neを表す信号などがそれぞれ、電子制御装置50に供給される。
また、電子制御装置50から、車両8に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、電子制御装置50は、電動アクチュエータによりスロットル開度θthをアクセル開度Accに応じて調節するスロットル制御を行っており、そのスロットル制御では、アクセル開度Accが増加するほどスロットル開度θthを増加させる。
図3は、電子制御装置50に備えられた制御機能の要部を説明するための機能ブロック線図である。図3に示すように、電子制御装置50は、エンジン動作状態判断部であるエンジン動作状態判断手段70と、変速判断部である変速判断手段72と、アクセル操作判断部であるアクセル操作判断手段74と、エンジン動作状態予測部であるエンジン動作状態予測手段76と、エンジン駆動制御部であるエンジン駆動制御手段78と、変速比選択制御部である変速比選択制御手段80とを備えている。
エンジン動作状態判断手段70は、現在のエンジン12の動作状態が前記NA状態(第2動作状態)であるか否か、すなわち、エンジン12が前記NA状態で動作しているか否かを判断する。例えばウェイストゲートバルブ42の開閉状態から判断する。
変速判断手段72は、車速Vとアクセル開度Accとを逐次検出しており、その車速Vとアクセル開度Accとを示す車両状態に基づいて、前記変速線図(変速マップ)から、自動変速機16の変速を行うべきという変速判断を行う。例えば、その変速線図(図5のFG08参照)において上記車両状態がアップシフト線をアクセル開度Accの減少方向または車速Vの上昇方向に横切った場合には、変速判断手段72は、その横切られたアップシフト線に対応する自動変速機16のアップシフトを行うべきという変速判断を行う。また、上記変速線図において上記車両状態がダウンシフト線をアクセル開度Accの増大方向または車速Vの低下方向に横切った場合には、変速判断手段72は、その横切られたダウンシフト線に対応する自動変速機16のダウンシフトを行うべきという変速判断を行う。
アクセル操作判断手段74は、アクセル開度Accを逐次検出し、アクセル開度Accの単位時間当たりの増大量であるアクセル開度Accの増大速度SPaccを逐次算出している。そして、アクセル操作判断手段74は、前記ダウンシフトを行うべきという変速判断が変速判断手段72によりなされた場合に、その変速判断の原因がアクセル開度Accの増大であれば、その変速判断の原因となったアクセルペダル54の操作が、アクセルペダル54の踏込みが速いアクセル速踏みであるか、或いは、アクセルペダル54の踏込みが遅いアクセル遅踏みであるかを判断する。例えば、アクセル開度Accの増大速度SPaccが予め定められたアクセル開度変化判定値SP1acc以上である場合にアクセルペダル54の操作が前記アクセル速踏みであると判断し、アクセル開度Accの増大速度SPaccが前記アクセル開度変化判定値SP1acc未満である場合にアクセルペダル54の操作が前記アクセル遅踏みであると判断する。そのアクセル開度変化判定値SP1accは、アクセル開度Accの増大速度SPaccが、エンジン12が前記NA状態から前記過給状態に変わる際の応答遅れを運転者に意識させるほど大きい場合にはアクセルペダル54の操作が前記アクセル速踏みと判断されるように、予め実験的に定められている。
エンジン動作状態予測手段76は、エンジン12が前記NA状態で動作しているとエンジン動作状態判断手段70により判断され、且つ、自動変速機16のダウンシフトを行うべきという変速判断が変速判断手段72によりなされた場合には、その変速判断手段72の変速判断に従って自動変速機16のダウンシフトが行われたと仮定して、すなわち、前記変速マップに従って自動変速機16のダウンシフトが行われたと仮定して、その変速後(ダウンシフト後)のエンジン動作点を求める。例えば、エンジン動作状態予測手段76は、車両8の駆動力の目標値である目標駆動力FTcrを、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて予め定められた関係から算出する。その目標駆動力FTcrを算出すると、自動変速機16の前記変速マップに従った変速後の変速比γ1at(以下、第1変速比γ1atという)を加味してその目標駆動力FTcrから、エンジントルクTeの目標値である目標エンジントルクTetを算出する。それと共に、上記第1変速比γ1atを加味して車速Vから、エンジン回転速度Neの目標値である目標エンジン回転速度Netを算出する。この算出した目標エンジン回転速度Netと目標エンジントルクTetとで表されるエンジン動作点が、前記変速マップに従って自動変速機16のダウンシフトが行われたと仮定して求めたそのダウンシフト後のエンジン動作点(以下、変速後想定エンジン動作点という)である。
そして、エンジン動作状態予測手段76は、前記変速後想定エンジン動作点を取得すると、図2に示す前記エンジン動作マップにおいて、その変速後想定エンジン動作点が前記過給領域内と前記NA領域内との何れに入るかを判断する。エンジン動作状態予測手段76は、前記変速後想定エンジン動作点が前記過給領域内に入る場合には、前記変速マップに従った変速後の変速比γatである前記第1変速比γ1atに自動変速機16を変速するとエンジン12が前記過給状態で動作することになると判断する。
エンジン駆動制御手段78は、エンジン回転速度Neとアクセル開度Accと車速Vとを逐次検出しており、前述したエンジン動作状態予測手段76と同様に、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて予め定められた関係から目標駆動力FTcrを逐次算出する。その目標駆動力FTcrを算出すると、自動変速機16の現在の変速比γatを加味した上で、その目標駆動力FTcrから目標エンジントルクTetを算出する。例えばその目標エンジントルクTetは、目標駆動力FTcrを変速比γatで除して得た値(=FTcr/γat)に比例するものとして算出される。そして、エンジン駆動制御手段78は、エンジン回転速度Neを加味して、エンジントルクTeが目標エンジントルクTetに一致するようにスロットル開度θthを逐次調節する。例えば、エンジントルクTeとエンジン回転速度Neとスロットル開度θthとの相互関係が予め実験的に設定されており、エンジントルクTeはその予め設定された相互関係から逐次推定される。
変速比選択制御手段80は、エンジン12が前記NA状態で動作している場合において、前記変速マップに従った第1変速比γ1atに自動変速機16を変速するとエンジン12が前記過給状態で動作することになる場合には、アクセル開度Accの増大速度SPaccに応じて自動変速機16の変速段の選択方法すなわち変速比γatの選択方法を変更する変速比選択制御を行う。すなわち、前記第1変速比γ1atに自動変速機16を変速するとエンジン12が前記過給状態で動作することになるとエンジン動作状態予測手段76により判断された場合に、前記変速比選択制御を行う。
具体的に、変速比選択制御手段80は、その変速比選択制御において、アクセル開度Accの増大速度SPaccが小さい側では、自動変速機16を第1変速比γ1atに変速する。要するに、前記変速マップに従って自動変速機16を変速する。その一方で、アクセル開度Accの増大速度SPaccが大きい側では、前記変速マップに従わずに、自動変速機16を、エンジン12が前記NA状態のまま維持され且つ第1変速比γ1atよりも大きい第2変速比γ2atに変速し、その第2変速比γ2atに変速した後に第1変速比γ1atに変速する。要するに、第1変速比γ1atに対応する第1の変速段SH01よりも低車速側の第2変速比γ2atに対応する第2の変速段SH02に自動変速機16を一時的に変速した後に、前記変速マップに従った変速後の前記第1の変速段SH01に変速する。前記変速比選択制御をより詳細に説明すれば、変速比選択制御手段80は、その変速比選択制御において、アクセルペダル54の操作が前記アクセル遅踏みであるとアクセル操作判断手段74により判断された場合には前記変速マップに従って自動変速機16を第1変速比γ1at(第1の変速段SH01)に変速する。その一方で、アクセルペダル54の操作が前記アクセル速踏みであるとアクセル操作判断手段74により判断された場合には自動変速機16を第2変速比γ2at(第2の変速段SH02)に変速し、その第2変速比γ2atに変速した後に第1変速比γ1atに変速する。例えば図2のように、自動変速機16の現在の変速段が第6速であってそのときの車両状態が前記NA領域内の点PT6で示され、第1の変速段SH01が第4速であってそのときの車両状態が前記過給領域内の点PT4で示され、第2の変速段SH02が第3速であってそのときの車両状態が前記NA領域内の点PT3で示される場合で説明すれば、変速比選択制御手段80は、前記変速比選択制御において前記アクセルペダル54の操作が前記アクセル遅踏みであれば、自動変速機16を第6速から第4速にダウンシフトし、そのダウンシフトにより車両状態は矢印AR64のように変化する。その一方で、変速比選択制御手段80は、前記アクセルペダル54の操作が前記アクセル速踏みであれば、自動変速機16を第6速から第3速にダウンシフトし、そのダウンシフトにより車両状態は矢印AR63のように変化する。その後、変速比選択制御手段80は自動変速機16を第3速から第4速にアップシフトし、そのアップシフトにより車両状態は矢印AR34のように変化する。
なお、その第2の変速段SH02は、第1の変速段SH01よりも低車速側で且つエンジン12が前記NA状態のまま維持される変速段であれば自動変速機16の何れの変速段であっても差し支えないが、本実施例では、エンジン12が前記NA状態のまま維持される変速段のうち最も高車速側の変速段である。
また、前記変速比選択制御ではウェイストゲートバルブ42は、アクセル開度Accの増大速度SPaccの大小に関わらず前記エンジン動作マップ(図2参照)に従って開閉されてもよいが、本実施例では、変速比選択制御手段80は、前記変速比選択制御において自動変速機16を第2の変速段SH02から第1の変速段SH01に変速(アップシフト)する際には、その変速に伴いエンジン動作点が前記エンジン動作マップで前記NA領域から前記過給領域へ移る前から、ウェイストゲートバルブ42を開状態から閉状態に切り替えることによりエンジン12を前記NA状態から前記過給状態へ切り替える。例えば、変速比選択制御手段80は、第2の変速段SH02への変速完了後であって第2の変速段SH02から第1の変速段SH01への変速開始前に、ウェイストゲートバルブ42を開状態から閉状態に切り替えることによりエンジン12を前記NA状態から前記過給状態へ切り替える。なお、エンジントルクTeは、エンジン動作点が前記NA領域から前記過給領域へ移る前にエンジン12が前記NA状態から前記過給状態へ切り替えられることにより、前記エンジン動作マップに従ってエンジン12が動作する場合と比較して一時的に大きくなり得るが、本実施例では、そのようにエンジントルクTeが一時的に大きくならないようにスロットル開度θthが調節される。
また、変速比選択制御手段80は、前記変速比選択制御において自動変速機16を前記第2の変速段SH02に変速した場合には、その後直ちに前記第1の変速段SH01に変速しても差し支えないが、本実施例では、自動変速機16をその第2の変速段SH02に変速することが完了した時から所定の猶予期間TIMEsが経過した後に第1の変速段SH01に変速する。その猶予期間TIMEsは、例えば、自動変速機16が第2の変速段SH02から第1の変速段SH01に変速されるのに際し、その変速完了に先立って過給機20の過給圧が立ち上がるのに十分な時間であって、且つ出来るだけ短い時間に予め実験的に定められている。
図4は、電子制御装置50の制御作動の要部、すなわち、前記変速比選択制御を実行する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図4に示す制御作動は、単独で或いは他の制御作動と並列的に実行される。
先ず、図4のステップ(以下、「ステップ」を省略する)SA1においては、エンジン12が前記NA状態で動作しているか否かが判断される。このSA1の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン12が前記NA状態で動作している場合には、SA2に移る。一方、このSA1の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。なお、SA1はエンジン動作状態判断手段70に対応する。
変速判断手段72に対応するSA2においては、自動変速機16の変速を行うべきという変速判断、具体的には、自動変速機16のダウンシフトを行うべきという変速判断が、前記変速線図(変速マップ)から、車速Vとアクセル開度Accとを示す車両状態に基づいてなされたか否かが判断される。このSA2の判断が肯定された場合、すなわち、前記ダウンシフトを行うべきという変速判断がなされた場合には、SA3に移る。一方、このSA2の判断が否定された場合には、本フローチャートは終了する。
アクセル操作判断手段74に対応するSA3においては、前記SA2での変速判断の原因がアクセルペダル54の踏込操作であり、そのアクセルペダル54の踏込操作が前記アクセル速踏みであるか否かが判断される。このSA3の判断が肯定された場合、すなわち、前記アクセルペダル54の踏込操作が前記アクセル速踏みである場合には、SA4に移る。一方、このSA3の判断が否定された場合、例えば前記アクセルペダル54の踏込操作が前記アクセル遅踏みである場合には、SA10に移る。
SA4においては、自動変速機16のダウンシフトが前記変速マップに従って行われたと仮定されて、そのダウンシフト後のエンジン動作点が予測される。要するに、前記変速後想定エンジン動作点が取得される。SA4の次はSA5に移る。
SA5においては、前記SA4にて予測されたエンジン動作点すなわち前記変速後想定エンジン動作点が前記エンジン動作マップ(図2参照)の前記過給領域内に入るか否かが判断される。このSA5の判断が肯定された場合、すなわち、前記変速後想定エンジン動作点が前記過給領域内に入る場合には、SA6に移る。一方、このSA5の判断が否定された場合、すなわち、前記変速後想定エンジン動作点が前記NA領域内に入る場合には、SA10に移る。なお、SA4およびSA5はエンジン動作状態予測手段76に対応する。
SA6においては、前記変速マップに従わずに、自動変速機16が第2変速比γ2atに変速される。すなわち、自動変速機16が、その第2変速比γ2atに対応する第2の変速段SH02にダウンシフトされる。このとき、そのダウンシフト後のエンジン出力は、自動変速機16が前記変速マップに従って第1の変速段SH01に変速されたとした場合と同等にされる。SA6の次はSA7に移る。
SA7においては、前記SA6で実行された第2の変速段SH02へのダウンシフト完了後、直ちにウェイストゲートバルブ42が開状態から閉状態に切り替えられ、それにより、エンジン12が前記NA状態から前記過給状態へ切り替えられる。SA7の次はSA8に移る。
SA8においては、前記SA6で実行された第2の変速段SH02へのダウンシフト完了時から所定の猶予期間TIMEsが経過したか否かが判断される。このSA8の判断が肯定された場合、すなわち、上記第2の変速段SH02へのダウンシフト完了時から所定の猶予期間TIMEsが経過した場合には、SA9に移る。一方、このSA8の判断が否定された場合には、このSA8が繰り返される。要するに、上記第2の変速段SH02へのダウンシフト完了時から所定の猶予期間TIMEsが経過した後に、SA9に移る。
SA9においては、自動変速機16が第2変速比γ2atから第1変速比γ1atに変速される。すなわち、自動変速機16が第2の変速段SH02から第1の変速段SH01にアップシフトされる。このとき、その第2の変速段SH02から第1の変速段SH01へのアップシフトは、そのアップシフト前後でアクセル開度Acc及び車速Vが同等に維持されていれば、変速前後でエンジン出力が同等に維持される等パワー変速である。
SA10においては、自動変速機16が、前記変速マップに従って第1変速比γ1atに変速される。すなわち、自動変速機16が、その第1変速比γ1atに対応する第1の変速段SH01にダウンシフトされる。なお、SA6〜SA10は変速比選択制御手段80に対応する。
図5は、車両走行中において自動変速機16が第6速であり且つエンジン12が前記NA状態であるときに前記アクセル速踏みがなされた場合を例として、前記変速比選択制御を説明するためのタイムチャートである。図5において、FG01は運転者操作を表すアクセル開度Accのタイムチャートであり、FG02は目標駆動力FTcrのタイムチャートであり、FG03は自動変速機16の目標ギヤ段のタイムチャートであり、FG04は目標エンジントルクTetのタイムチャートであり、FG05はエンジン回転速度Ne及びエンジントルクTeのタイムチャートであり、FG06は自動変速機16の変速比γatのタイムチャートであり、FG07は車両挙動を表すためのエンジン回転速度Ne及び車両加速度のタイムチャートであり、FG08は予め定められた前記変速線図(変速マップ)である。タイムチャートFG01〜FG07のそれぞれに表示されている破線Lt0は、アクセルペダル54の踏込操作が開始された時刻すなわちt0時点(タイムチャートFG01参照)を示しており、タイムチャートFG01〜FG07で互いに同一の時刻を示している。また、タイムチャートFG05内のエンジン回転速度NeのタイムチャートとFG07内のエンジン回転速度Neのタイムチャートとは互いに同一である。また、タイムチャートFG05では、エンジントルクTeが実際の値であることを明確にし目標エンジントルクTetと区別するため、エンジントルクTeが実エンジントルクと表示されている。
図5のタイムチャートFG01に、前記アクセル速踏みがt0時点にて行われたことが表されている。また、図5のタイムチャートFG02に示すように、目標駆動力FTcrがアクセル開度Acc及び車速Vに基づいて逐次算出されている。従って、そのタイムチャートFG02では、目標駆動力FTcrが、t0時点でのアクセルペダル54の踏込操作に伴って急増している。また、車速Vとアクセル開度Accとを示す車両状態は変速線図FG08内の矢印のように推移していることから判るように、図5の例では車両8は加速しており、その加速中に、車速Vとアクセル開度Accとを示す車両状態が、t0時点で、上記アクセルペダル54の踏込操作により点〔1〕から点〔2〕へと変化している。すなわち、その車両状態が、第6速から第5速へのダウンシフト線と第5速から第4速へのダウンシフト線とを略同時にアクセル開度Accの増大方向に横切っている。そのため、第6速から第4速へのダウンシフトを行うべきという変速判断が変速判断手段72によって行われる。そうすると、図4のSA2の判断が肯定される。そして、t0時点でのアクセルペダル54の踏込操作は前記アクセル速踏みであるので、図4のSA3の判断も肯定される。ここで、上記変速判断から、具体的に第1の変速段SH01は第4速である。
この図5の例では、自動変速機16の変速前すなわち第6速時にはエンジン動作点は図2において点PT6であり、自動変速機16が第6速から第4速に変速されたとすれば(矢印AR64参照)その第4速への変速後のエンジン動作点である前記変速後想定エンジン動作点は図2において点PT4であり、自動変速機16が第6速から第3速に変速されたとすれば(矢印AR63参照)その第3速への変速後のエンジン動作点は図2において点PT3である。図2の実線Lpeは、t0時点でのアクセルペダル54の踏込操作に応じて上昇した後のエンジン出力を示す点を連ねたエンジン12の等パワー線である。図2に示されるように、点PT4は前記過給領域内に入っているので、図4のSA5の判断が肯定される。また、点PT3は前記NA領域内に入っており、自動変速機16の第3速は、エンジン12が前記NA状態のまま維持される変速段(第1速〜第3速)のうち最も高車速側の変速段であるので、第2の変速段SH02は第3速である。
図4のSA5の判断が肯定されるので、図5のタイムチャートFG03に示すように、自動変速機16の目標変速段(目標ギヤ段)が第6速から一旦、第3速(第2の変速段SH02)に設定され、その後、第4速(第1の変速段SH01)に設定される。また、タイムチャートFG02に示す目標駆動力FTcrとタイムチャートFG03に示す目標変速段とに基づいて、タイムチャートFG04に示すように目標エンジントルクTetが変化する。タイムチャートFG03のように、第6速からの変速後の前記目標変速段が第3速であると、その目標変速段が第4速である場合と比較して、第3速時のエンジン回転速度Neが高いので、その分、タイムチャートFG04のように、目標変速段の第3速に対応する目標エンジントルクTetが低くなり、その目標エンジントルクTetに対応するエンジン動作点が前記NA領域内に入ることになる。なお、タイムチャートFG03,FG04に「従来技術」と記された破線は、前記変速比選択制御が実行されず自動変速機16が常に前記変速線図に従って変速される従来技術のタイムチャートを示している。
タイムチャートFG03に示すように自動変速機16の目標変速段が変化すると共に、タイムチャートFG04に示すように目標エンジントルクTetが変化すると、それに応じて、自動変速機16の変速比γatはタイムチャートFG06に示すように変化すると共に、エンジン回転速度NeおよびエンジントルクTeはタイムチャートFG05に示すように変化する。具体的には、タイムチャートFG06に示すように、自動変速機16の変速比γatは、自動変速機16が第6速から第3速へダウンシフトする過程で大きくなり、第3速から第4速へアップシフトする過程で小さくなる。上記タイムチャートFG06において期間PD63は第6速から第3速へのダウンシフト中を示しており、期間PD34は第3速から第4速へのアップシフト中を示している。また、タイムチャートFG05に示すように、エンジントルクTeは目標エンジントルクTetに一致するように変化し、エンジン回転速度Neは、自動変速機16が第6速から第3速へダウンシフトされることに伴って上昇した後、自動変速機16が第3速から第4速へアップシフトされることに伴って低下する。タイムチャートFG05に示すエンジン回転速度NeとエンジントルクTeとを図2においてエンジン動作点で表せば、そのエンジン動作点は、上記第6速から第3速へのダウンシフトに伴って図2の点PT6から点PT3に前記NA領域内で変化し(矢印AR63参照)、上記第3速から第4速へのアップシフトに伴って図2の点PT3から点PT4に前記等パワー線(実線Lpe)上で変化する(矢印AR34参照)。
このように上記第6速から第3速へのダウンシフトにおいてエンジン12が前記NA状態のまま維持され、エンジン12が前記NA状態から前記過給状態に切り替わる際の応答遅れが回避されるので、タイムチャートFG07に示す車両加速度が、タイムチャートFG02に示す目標駆動力FTcrに近い形で変化する。タイムチャートFG07内の破線L02は、タイムチャートFG03の目標変速段が「従来技術」と記された破線のように変化したときの車両加速度を示すものである。破線L02のように車両加速度が変化するのは、自動変速機16が第6速から第4速に変速される際に、エンジン12が前記NA状態から前記過給状態に切り替わりそれに起因した上記応答遅れが生じるからである。タイムチャートFG07で実線と破線L02とを比較すれば判るように、車両加速度が最大になった時、すなわち、運転者がアクセルペダル54の踏込操作に対する車両8の応答が完了した感じる時(タイミング)は、上記「従来技術」ではt1b時点であるのに対し本実施例ではt1a時点であり、本実施例では上記「従来技術」よりも早まっている。すなわち、図5の例では、自動変速機16が第6速から一旦第3速に変速されその後第3速から第4速に変速されることで、車両8の加速応答性は、自動変速機16が第6速から前記変速線図に従って直ちに第4速に変速される場合と比較して向上している。
本実施例によれば、変速比選択制御手段80は、エンジン12が前記NA状態(第2動作状態)で動作している場合において、前記変速マップに従った第1変速比γ1atに自動変速機16を変速するとエンジン12が前記過給状態(第1動作状態)で動作することになる場合には、アクセル開度Accの増大速度SPaccに応じて自動変速機16の変速段の選択方法すなわち変速比γatの選択方法を変更する前記変速比選択制御を行う。具体的に、変速比選択制御手段80は、その変速比選択制御において、アクセル開度Accの増大速度SPaccが小さい側では、自動変速機16を前記変速マップに従って第1変速比γ1atに変速する一方で、アクセル開度Accの増大速度SPaccが大きい側では、自動変速機16を、エンジン12が前記NA状態のまま維持され且つ第1変速比γ1atよりも大きい第2変速比γ2atに変速する。ここで、エンジン12が前記NA状態から前記過給状態に切り替わる際のエンジン12の応答遅れは、運転者によるアクセルペダル54の踏込操作が速いほど運転者に感じられ易くなる。従って、エンジン12が前記NA状態であるときにアクセル開度Accの増大速度SPaccが大きい場合には、アクセル開度Accに応じた車両8の駆動力は、エンジン12がそのNA状態に維持されたまま、自動変速機16が第2変速比γ2atに変速されることとエンジン回転速度Neの上昇とによって得られる。そのため、自動変速機16が前記変速マップ(変速線図)に従って直ちに前記第1変速比γ1atに変速される場合と比較して、運転者の加速操作に対する車両8の応答性を向上させることができる。すなわち、ドライバビリティの向上を図ることができる。
また、本実施例によれば、変速比選択制御手段80は、例えば、第2の変速段SH02への変速完了後であって第2の変速段SH02から第1の変速段SH01への変速開始前に、ウェイストゲートバルブ42を開状態から閉状態に切り替えることによりエンジン12を前記NA状態から前記過給状態へ切り替える。従って、過給機20による過給の応答遅れを運転者に感じさせ難くしつつ、前記変速マップに従った変速段すなわち第1の変速段SH01に、自動変速機16を変速することができる。
また、本実施例によれば、変速比選択制御手段80は、前記変速比選択制御において自動変速機16を前記第2の変速段SH02に変速した場合、すなわち第2変速比γ2atに変速した場合には、自動変速機16をその第2の変速段SH02に変速することが完了した時から予め定められた前記猶予期間TIMEsが経過した後に第1の変速段SH01に変速する。すなわち第1変速比γ1atに変速する。従って、自動変速機16が第2の変速段SH02に変速されるのは一時的なものであり、基本的には前記変速マップに従って自動変速機16の変速が行われるので、前記変速マップに従った変速により達成される車両8の燃費と同等の燃費を確保することが可能である。また、自動変速機16の変速比γatが第2変速比γ2atになった後しばらくしてから第1変速比γ1atに変速されるので、自動変速機16が頻繁に変速しているように運転者に感じさせることを、抑制することが可能である。また、自動変速機16が第2変速比γ2atから第1変速比γ1atに変速される前に、過給機20の過給圧を高める時間的余裕を得ることが可能である。そのため、その第2変速比γ2atから第1変速比γ1atへの変速において、エンジン12の応答性を高くすることが可能である。
また、本実施例によれば、自動変速機16の第2変速比γ2atに対応する第2の変速段SH02は、エンジン12が前記NA状態(第2動作状態)のまま維持される変速段のうち最も高車速側の変速段である。従って、第1変速比γ1atと第2変速比γ2atとの差があまり大きくならないので、自動変速機16が一時的に第2の変速段SH02に変速されていることに対して、運転者が違和感をあまり抱かないようにすることが可能である。また、自動変速機16が一時的に前記変速マップに従わずに第2の変速段SH02に変速されることに起因した燃費悪化を抑制することが可能である。
また、本実施例によれば、変速比選択制御手段80は、前記変速比選択制御において自動変速機16を第2の変速段SH02から第1の変速段SH01に変速する際には、その変速に伴いエンジン動作点が前記エンジン動作マップで前記NA領域から前記過給領域へ移る前から、ウェイストゲートバルブ42を開状態から閉状態に切り替えることによりエンジン12を前記NA状態から前記過給状態へ切り替える。従って、過給機20の過給圧が第2の変速段SH02から第1の変速段SH01への変速完了前に予め高められるので、エンジン12の応答性を高くすることが可能である。
また、本実施例によれば、過給機20は、エンジン12の排気によって駆動される排気タービン過給機である。そのような排気タービン過給機によりエンジン12が過給される構成では、エンジン12が前記NA状態から前記過給状態に切り替わる際のエンジン12の応答遅れが顕著に現れ易い。従って、前記排気タービン過給機を備えた車両8において、運転者の加速操作たとえばアクセルペダル54の踏込操作に対する車両の応答性を向上させるという効果を顕著に得ることが可能である。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、自動変速機16の変速制御に用いられる前記変速マップはアップシフト線とダウンシフト線とを有する線図として予め設定されているものであるが、必ずしも線図である必要はない。
また、前述の実施例において、前記変速マップは車速Vとアクセル開度Accとをパラメータとするが、他の物理量をパラメータとしてもよいし、前記変速マップのパラメータ数は1つであっても3つ以上であっても差し支えない。
また、前述の実施例において、図1に示すように車両8はFR型車両であるが、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両であってもよいし、四輪駆動車両であってもよい。
また、前述の実施例において、図1に示すようにトルクコンバータ14がエンジン12と自動変速機16との間に介装されているが、車両8はトルクコンバータ14を有さない車両であっても差し支えない。
また、前述の実施例において、自動変速機16は前進6段の有段変速機であるが、変速段数は6段よりも多くても少なくても差し支えない。また、自動変速機16は変速比を連続的に変更することができる無段変速機(CVT)であっても差し支えない。
また、前述の実施例において、図4のフローチャートにはSA7〜SA9が設けられているが、図4のフローチャートはそのSA7〜SA9を備えていないものであっても差し支えない。
また、前述の実施例において、過給機20は排気タービン過給機であるが、エンジン12の出力軸の回転で回転駆動される機械式過給機、すなわちスーパーチャージャーであっても差し支えない。過給機20がスーパーチャージャーであれば、排気バイパス経路40およびウェイストゲートバルブ42は設けられない一方で、エンジン12の出力軸と前記スーパーチャージャーの回転軸とを選択的に連結するクラッチが設けられ、そのクラッチが、エンジン12を前記過給状態または前記NA状態に切り替えるエンジン動作切替装置として機能する。
また、前述の実施例の前記変速比選択制御において、自動変速機16が前記第2の変速段SH02に変速された場合には、自動変速機16がその第2の変速段SH02に変速されることが完了した時から前記猶予期間TIMEsが経過した後に第1の変速段SH01に変速されるが、その猶予期間TIMEsが経過した時は、その第1の変速段SH01への変速の開始時であってもよいし、その第1の変速段SH01への変速の終了時であってもよい。その猶予期間TIMEsの経過した時が何れに該当するかに応じて、その猶予期間TIMEsが定められればよいからである。
また、前述の実施例において、図4のフローチャートでは、SA8にて前記猶予期間TIMEsが経過したか否かが判断され、その猶予期間TIMEsが経過した後にSA9にて自動変速機16の第2の変速段SH02から第1の変速段SH01へのアップシフトが開始されるが、そのSA9でのアップシフトの開始タイミングは、過給機20の過給圧の立ち上がり程度に基づいて判断されても差し支えない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
8:車両
10:車両用駆動装置
12:エンジン
16:自動変速機
20:過給機
22:駆動輪
42:ウェイストゲートバルブ(エンジン動作切替装置)
50:電子制御装置(制御装置)

Claims (6)

  1. エンジンと、該エンジンの吸気を昇圧する過給機と、前記エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路の一部を構成する自動変速機とを備えた車両において、前記エンジンが、前記過給機が作動させられる第1動作状態または該第1動作状態と比較して前記過給機の作動が抑制された第2動作状態で動作する車両用駆動装置の制御装置であって、
    前記エンジンが前記第2動作状態で動作している場合において、予め定められた変速マップに従った第1変速比に前記自動変速機を変速すると前記エンジンが前記第1動作状態で動作することになる場合には、アクセル開度の増大速度に応じて前記自動変速機の変速比の選択方法を変更する変速比選択制御を行うものであり、
    該変速比選択制御において、前記アクセル開度の増大速度が小さい側では、前記第1変速比に前記自動変速機を変速する一方で、前記アクセル開度の増大速度が大きい側では、前記自動変速機を、前記エンジンが前記第2動作状態のまま維持され且つ前記第1変速比よりも大きい第2変速比に変速する
    ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
  2. 前記変速比選択制御において前記自動変速機を前記第2変速比に変速した場合には、該自動変速機を該第2変速比に変速した後に前記第1変速比に変速し、
    前記自動変速機の前記第2変速比への変速完了後であって該第2変速比から前記第1変速比への変速開始前に、前記エンジンを前記第2動作状態から前記第1動作状態へ切り替える
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  3. 前記変速比選択制御において前記自動変速機を前記第2変速比に変速した場合には、前記自動変速機を前記第2変速比に変速することが完了した時から予め定められた猶予期間が経過した後に前記第1変速比に変速する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  4. 前記自動変速機は有段の変速機であり、
    前記自動変速機の前記第2変速比に対応する変速段は、前記エンジンが前記第2動作状態のまま維持される変速段のうち最も高車速側の変速段である
    ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  5. 前記車両は、前記エンジンを前記第1動作状態または前記第2動作状態に切り替えるエンジン動作切替装置を備え、
    前記エンジンを前記第1動作状態で動作させる第1動作領域と該エンジンを前記第2動作状態で動作させる第2動作領域とに領域分けされたエンジン動作マップが予め定められており、
    前記変速比選択制御において前記自動変速機を前記第2変速比から前記第1変速比に変速する際には、前記エンジンの動作点が前記エンジン動作マップで前記第2動作領域から前記第1動作領域へ移る前から、前記エンジン動作切替装置により前記エンジンを前記第1動作状態へ切り替える
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用駆動装置の制御装置。
  6. 前記過給機は、前記エンジンの排気によって駆動される排気タービン過給機である
    ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
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