JP5951956B2 - Vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は車両駆動装置に関し、より詳細には、登坂路などで走行負荷が大きい場合にも確実に発進できる車両駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device, and more particularly to a vehicle drive device that can start reliably even when a traveling load is large on an uphill road or the like.
エンジン、クラッチ、及び変速機を備え、マイコンを内蔵した電子制御装置によって制御する方式の車両駆動装置が一般的になっている。この車両駆動装置では、アクセルペダルは、エンジンのスロットルバルブを操作する手段でなく、ドライバの発進及び加速の意思を電子制御装置に入力する手段として機能する。電子制御装置は、アクセルペダルの操作量を検出し、内部演算によってエンジンの出力パワーの目標値(回転数及びトルク)を設定し、スロットルバルブを制御して吸気量及び燃料供給量を調整する。また、電子制御装置は、エンジンだけでなく、クラッチ及び変速機も協調して制御し、円滑な発進や停止、加減速を行うようになっている。なお、複数の電子制御装置で機能分担して駆動制御することも一般的に行われている。 2. Description of the Related Art A vehicle drive device that has an engine, a clutch, and a transmission and is controlled by an electronic control device that incorporates a microcomputer has become common. In this vehicle drive device, the accelerator pedal functions not as a means for operating the throttle valve of the engine but as a means for inputting the driver's intention to start and accelerate to the electronic control device. The electronic control unit detects the operation amount of the accelerator pedal, sets a target value (rotation speed and torque) of the engine output power by internal calculation, and controls the throttle valve to adjust the intake air amount and the fuel supply amount. In addition, the electronic control unit controls not only the engine but also the clutch and the transmission in a coordinated manner so as to perform smooth start, stop, and acceleration / deceleration. In general, a plurality of electronic control devices share functions and perform drive control.
この種の車両駆動装置を制御する一技術例が特許文献1に開示されている。特許文献1の車両の制御装置は、アクセル操作量に基づいてエンジンの目標回転速度と目標トルクとを演算する手段と、目標回転速度が得られるようにロックアップクラッチの係合力を制御する手段と、目標トルクが得られるようにエンジントルクを制御する手段とを備えている。これにより、運転者の操作に依存することなく、車両発進時の燃費向上を図ることができる、とされている。
An example of technology for controlling this type of vehicle drive device is disclosed in
ところで、特許文献1では、アクセル操作量に基づいてエンジンの目標回転速度と目標トルクとを演算し、ロックアップクラッチ及びエンジンを制御するが、大きなトルクが必要とされる車両発進を良好に行えないおそれがある。特に、登坂路や凹凸を有する未舗装路などで走行負荷が大きいと、アクセル操作量に基づいた目標回転速度及び目標トルクでは車両推進力が不足し、クラッチの継合が進むにつれて出力回転数が減少しがちになる。そして、出力回転数がエンジンの出力トルク特性の低回転域まで落ち込むと、出力回転数の減少とともに出力トルクも減少するため車両は進まず、エンストのおそれまで生じる。
By the way, in
このような現象は、走行負荷が大きいときにドライバがアクセルペダルを強く踏み込んで大きな出力トルクで車両を発進させれば回避できる。しかしながら、走行負荷の大小やアクセルペダルの操作量の大小を問わず、確実に発進できることが望ましい。換言すれば、走行負荷が大きいときの発進では、アクセルペダルの操作量に制約されずに、走行負荷に十分対応できるだけの出力回転数及び出力トルクを設定することが望ましい。 Such a phenomenon can be avoided if the driver depresses the accelerator pedal strongly and starts the vehicle with a large output torque when the traveling load is large. However, it is desirable that the vehicle can start reliably regardless of the travel load or the amount of operation of the accelerator pedal. In other words, it is desirable to set an output rotation speed and output torque that can sufficiently cope with the traveling load without being restricted by the amount of operation of the accelerator pedal when starting when the traveling load is large.
本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、車両発進時の走行負荷の大小に対応してエンジンの出力回転数及び出力トルクを可変に制御することにより、常に確実かつ迅速な発進を行えるようにした車両駆動装置を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the background art, and always and reliably and quickly by variably controlling the output speed and output torque of the engine in response to the magnitude of the running load at the start of the vehicle. It is an object to be solved to provide a vehicle drive device that can perform a smooth start.
本発明の車両駆動装置は、出力パワーを制御することで出力軸の出力回転数及び出力トルクを可変に調整できるエンジンと、前記エンジンの前記出力軸に継断可能に回転連結されたクラッチ、及び前記クラッチの出力側に回転連結された変速機を含み、前記出力パワーを駆動輪まで伝達するパワートレーンと、アクセルペダルの操作量を含む車両の状態に基づいて前記エンジンの前記出力回転数及び前記出力トルクの少なくとも一方の目標値を設定し、前記目標値に出力回転数及び出力トルクの少なくとも一方が一致するように前記エンジンを制御する制御部と、を備える車両駆動装置であって、前記制御部は、車両発進時の走行負荷を推定する負荷推定手段と、推定した走行負荷に対応する車両推進力を得るために必要となる前記エンジンの出力回転数の下限値を可変に設定する下限値設定手段と、前記エンジンの出力回転数が減少して前記下限値に到達したときに、前記エンジンの前記出力パワーを大きく制御する推進力保持手段と、を有し、前記下限値は、前記エンジンの出力トルク特性の山状の特性カーブにおいて出力トルクが最も大きくなる回転数よりも小さく、かつ、エンストのおそれが生じる回転数よりも大きく設定されている。 The vehicle drive device of the present invention includes an engine that can variably adjust the output rotational speed and output torque of an output shaft by controlling output power, a clutch that is rotatably connected to the output shaft of the engine, and A transmission connected to the output side of the clutch, a power train for transmitting the output power to the drive wheels, and the output rotational speed of the engine based on a state of the vehicle including an operation amount of an accelerator pedal; A control unit configured to set at least one target value of the output torque and control the engine so that at least one of the output rotation speed and the output torque matches the target value, wherein the control The load estimating means for estimating the traveling load at the time of starting the vehicle, and the engine required to obtain the vehicle propulsion force corresponding to the estimated traveling load Lower limit value setting means for variably setting a lower limit value of the output speed, and propulsive force holding means for largely controlling the output power of the engine when the output speed of the engine decreases and reaches the lower limit value And the lower limit value is set to be smaller than the rotational speed at which the output torque is maximum in the mountain-shaped characteristic curve of the output torque characteristic of the engine and larger than the rotational speed at which there is a risk of engine stall. ing.
さらに、前記エンジンは、吸気量を調整することにより出力軸の出力回転数及び出力トルクを可変に調整できるスロットルバルブを有し、前記推進力保持手段は、前記スロットルバルブの開度を大きく制御して前記吸気量を増加させることにより、前記エンジンの前記出力パワーを大きく制御することでもよい。 Further, the engine has a throttle valve that can variably adjust the output rotational speed and output torque of the output shaft by adjusting the intake air amount, and the propulsive force holding means largely controls the opening degree of the throttle valve. The output power of the engine may be largely controlled by increasing the intake air amount.
また、前記推進力保持手段は、前記出力回転数が減少して前記出力回転数の下限値に到達したときに、前記エンジンの前記出力パワーを大きく制御して前記出力トルクを所定の下限値以上に調整することが好ましい。 Further, the propulsive force holding means controls the output power of the engine to be greater than or equal to a predetermined lower limit value when the output speed decreases and reaches the lower limit value of the output speed. It is preferable to adjust to.
さらに、前記負荷推定手段は、車両発進時における前記エンジンの出力回転数または前記変速機の入力回転数の時間的増加の傾きが小さいほど前記走行負荷が大きいと推定することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the load estimating means estimates that the traveling load is larger as the inclination of the time increase of the output rotational speed of the engine or the input rotational speed of the transmission when the vehicle starts is smaller.
また、前記下限値設定手段は、前記アクセルペダルの操作量及び前記走行負荷をパラメータとして前記出力回転数の下限値及び前記出力トルクの下限値の少なくとも一方を設定する下限値マップを保持していてもよい。 Further, the lower limit value setting means holds a lower limit value map for setting at least one of the lower limit value of the output rotation speed and the lower limit value of the output torque using the operation amount of the accelerator pedal and the traveling load as parameters. Also good.
本発明の車両駆動装置によれば、制御部は、車両発進時の走行負荷を推定し、走行負荷に対応する車両推進力を得るために必要となる出力回転数の下限値を可変に設定し、実際の出力回転数が減少して設定した下限値に到達したときに、エンジンの出力パワーを大きく制御する。したがって、登坂路などで走行負荷が大きい場合にも、アクセルペダルの操作量に制約されずに、走行負荷に十分対応できるだけの出力回転数及び出力トルクを得て車両推進力を確保でき、エンストのおそれを回避しつつ、常に確実かつ迅速な発進を行える。 According to the vehicle drive device of the present invention, the control unit estimates the traveling load at the time of starting the vehicle, and variably sets the lower limit value of the output rotational speed necessary for obtaining the vehicle driving force corresponding to the traveling load. When the actual output speed decreases and reaches the set lower limit value, the output power of the engine is largely controlled. Therefore, even when the driving load is high on an uphill road, the vehicle driving force can be secured by obtaining an output speed and output torque sufficient to handle the driving load without being restricted by the amount of operation of the accelerator pedal . Always start reliably and quickly while avoiding fear .
また、エンジンがスロットルバルブを有する態様では、スロットルバルブの開度を大きく制御して吸気量を増加させることでエンジンの出力パワーを大きく制御でき、請求項1と同様の効果が生じる。
Further, in an aspect in which the engine has a throttle valve, the output power of the engine can be largely controlled by increasing the intake amount by largely controlling the opening of the throttle valve, and the same effect as in
さらに、出力回転数が減少して下限値に到達したときに、出力トルクを下限値以上に調整する態様では、出力回転数がエンジンのトルク特性の低回転域まで落ち込んだときにも、下限値以上の出力回転数及び出力トルクを確保できる。これにより、必要とされる車両推進力を確保でき、常に確実かつ迅速な発進を行える。 Furthermore, when the output speed decreases and reaches the lower limit value, the output torque is adjusted to the lower limit value or more, and even when the output speed falls to the low speed range of the engine torque characteristics, the lower limit value is reached. The above output rotation speed and output torque can be secured. As a result, the required vehicle propulsion force can be ensured and the vehicle can always start reliably and quickly.
さらに、車両発進時におけるエンジンの出力回転数または変速機の入力回転数の時間的増加の傾きが小さいほど走行負荷が大きいと推定する態様では、車両に付与される加速度と極めて相関性の高い指標から走行負荷を推定する。したがって、走行負荷の推定精度が高く、出力回転数及び出力トルクの少なくとも一方の下限値を適正に設定できる。仮に、走行負荷の精度が低くて下限値を小さく設定し過ぎると、エンジンの出力パワーを大きく制御するタイミングが遅れて発進に手間取る。また、仮に下限値を大きく設定し過ぎると、エンジンの出力パワーがアクセルペダルの操作量に対応するパワーよりも極端に大きくなり、予想以上の加速度が発生してドライバビリティが低下する。 Further, in an aspect in which it is estimated that the traveling load increases as the inclination of the time increase of the engine output rotational speed or the transmission input rotational speed when the vehicle starts is small, the index is highly correlated with the acceleration applied to the vehicle. To estimate the running load. Accordingly, the estimation accuracy of the running load is high, and the lower limit value of at least one of the output rotation speed and the output torque can be set appropriately. If the accuracy of the running load is low and the lower limit value is set too small, the timing for greatly controlling the engine output power is delayed and time is required for starting. If the lower limit value is set too large, the output power of the engine becomes extremely larger than the power corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal, and acceleration more than expected occurs, resulting in a decrease in drivability.
また、下限値設定手段が下限値マップを保持している態様では、出力回転数及び出力トルクの少なくとも一方の下限値を適正に、かつ容易に設定できる。 Moreover, in the aspect in which the lower limit setting means holds the lower limit map, the lower limit of at least one of the output rotation speed and the output torque can be set appropriately and easily.
本発明を実施するための実施形態を、図1〜図4を参考にして説明する。図1は、本発明の実施形態の車両駆動装置1を模式的に示す構成図である。図中の太線はパワートレーンの経路を示し、破線の矢印は情報及び制御の流れを示している。実施形態の車両駆動装置1は、エンジン2、パワートレーンを構成するクラッチ3及び変速機4、制御部7などにより構成されている。
An embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a
エンジン2には、周知の一般的な方式・構造を有するもの、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジンや、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンなどを使用できる。エンジン2は、出力軸21、スロットルバルブ22、及び出力回転数センサ23を有している。出力軸21は、ピストンにより回転駆動されるクランク軸と一体的に回転してパワーを出力する。スロットルバルブ22は、エンジンルーム内の空気をエンジン内部に取り込む経路の途中に配設されており、その開度Sは制御部7により可変に制御される。スロットルバルブ22の開度Sが大きく制御されて吸気量が増加すると、燃料を含んだ混合気の供給量が増加し、出力軸21からの出力パワーが大きくなって出力回転数NE及び出力トルクTEが増加するようになっている。出力回転数センサ23は、出力軸21の近傍に配設されており、出力軸21の出力回転数NEを検出して検出信号を制御部7に送出する。
As the
クラッチ3は、エンジン2の出力軸21に継断可能に回転連結されており、本実施形態では乾式摩擦クラッチが用いられている。クラッチ3は、エンジン2の出力軸21に回転連結された駆動側部材31と、駆動側部材31に対して継合状態及び切断状態に調整される従動側部材32とを備え、クラッチアクチュエータ33により操作される。制御部7からの指令に基づいてクラッチアクチュエータ33が継合操作を行うと、駆動側部材31と従動側部材32とが摩擦摺動して伝達できるトルクが調整され、駆動側部材31と従動側部材32とが摩擦結合することで同期回転するようになっている。クラッチアクチュエータ33は、サーボモータや油圧操作機構などを用いて構成することができる。 変速機4は、クラッチ3の出力側に回転連結されており、例えば、有段自動変速機を用いることができる。変速機4は、複数の変速段をそれぞれ構成する図略の変速歯車組、及び各変速歯車組を同期結合するための図略の同期装置を備えている。変速機4は、制御部7からの指令で変速機アクチュエータ43が同期装置を駆動して、1つの変速歯車組を選択的に噛合結合させるようになっている。変速機4の入力軸41はクラッチ3の従動側部材32に回転連結され、出力軸42はデファレンシャル装置5に回転連結されている。また、入力回転数センサ44が入力軸41の近傍に配設されており、入力軸41の入力回転数Niを検出して検出信号を制御部7に送出する。
The
デファレンシャル装置5の出力側は、左右一対の駆動輪6に回転連結されている。クラッチ3から変速機4及びデファレンシャル装置5を経由して駆動輪6に至る経路が、エンジン2の出力パワーを伝達するパワートレーンである。
The output side of the differential device 5 is rotationally connected to a pair of left and
制御部7は、マイコンを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置(ECU)により構成されている。制御部7は、アクセルペダル81の操作量を検出するアクセルセンサ82から、操作量を相対値で表したアクセル開度Acの情報を取得する。そして、制御部7は、アクセル開度Acを含む車両の状態に基づいて、エンジン2の出力回転数及び出力トルクの少なくとも一方の目標値を設定し、目標値に出力回転数NE及び出力トルクTEの少なくとも一方が一致するようにエンジン2のスロットルバルブ22の開度Sを可変に制御する。車両の状態を示す指標としては、アクセル開度Ac以外に、車速、エンジン2の出力回転数NE、変速機4の入力回転数Ni、変速機4で選択されている変速段、図略のブレーキペダルの操作量、図略のハンドルの転舵操作量などを適宜参照する。
The
また、制御部7は、クラッチ3のクラッチアクチュエータ33を制御して継合動作及び切断動作を制御し、変速機4の変速機アクチュエータ43を制御して変速段の切り替え動作を制御する。さらに、制御部7は、主にソフトウェアで実現された3つの機能手段、すなわち負荷推定手段71、下限値設定手段72、及び推進力保持手段73を有しており、以下に詳述する。
Further, the
負荷推定手段71は、ドライバDがアクセルペダル81を踏み込み操作して車両を発進させるときの走行負荷を推定する手段である。負荷推定手段71は、車両発進時におけるエンジン2の出力回転数NEまたは変速機4の入力回転数Niの時間的増加の傾きが小さいほど走行負荷が大きいと推定し、走行負荷マップを用いてこの推定を行う。
The load estimation means 71 is a means for estimating a traveling load when the driver D depresses the accelerator pedal 81 to start the vehicle. The load estimating means 71 estimates that the traveling load is larger as the inclination of the time increase of the output rotational speed NE of the
例えば、負荷推定手段71は、変速機4の入力回転数Niを一定の時間間隔で取得し、毎回の増加分を演算する。この演算は、入力回転数Niの増加率を求めることを意味し、車両の加速度と極めて相関性の高い指標を求めることに相当する。周知のように、一定の出力トルクTEが発生しているときに、車両に付与される加速度が小さいほど走行負荷は大きい。そこで、エンジン2のスロットルバルブ22の開度S及び入力回転数Niの時間的増加の傾きをパラメータとして走行負荷を推定する走行負荷マップを予め作成し、制御部7内に保持しておく。スロットルバルブ22の開度Sは、エンジン2の出力トルクTEを支配するパラメータであり、間接的に出力トルクTEをパラメータにしていることになる。そして、負荷推定手段71は、走行負荷マップを用いて走行負荷を推定する。
For example, the load estimation means 71 acquires the input rotational speed Ni of the transmission 4 at a constant time interval, and calculates the increment every time. This calculation means obtaining the increase rate of the input rotational speed Ni, and corresponds to obtaining an index having a very high correlation with the acceleration of the vehicle. As is well known, when the constant output torque TE is generated, the traveling load is larger as the acceleration applied to the vehicle is smaller. Therefore, a travel load map for estimating the travel load is created in advance using the opening degree S of the throttle valve 22 of the
なお、変速機4の入力回転数Niに代えてエンジン2の出力回転数NEを用いても、同様に負荷推定手段71を構成できるが、クラッチ3の状態を加味する必要が生じる。さらに、負荷推定手段71は上述の構成に限定されず、代替手段として図略の車輪速センサの検出情報から加速度を推定したり、加速度センサを設けて加速度を直接測定したりしても、走行負荷を推定できる。
Note that the load estimating means 71 can be similarly configured by using the output rotational speed NE of the
下限値設定手段72は、推定した走行負荷に対応する車両推進力を得るために必要となる出力回転数及び出力トルクの少なくとも一方の下限値Nmin、Tminを可変に設定する手段である。ここで、走行負荷はエンジン2の出力トルクTEに抗して車両に付与される加速度を減じるように作用するので、定性的には走行負荷が大きいほど出力トルクの下限値Tminを大きく設定する。定量的には、走行負荷をパラメータとして出力トルクの下限値Tminを可変に設定するトルク下限値マップを予め作成して制御部7内に保持しておき、下限値設定手段72はこのマップを用いて下限値Tminを設定する。
The lower limit setting unit 72 is a unit that variably sets the lower limit values Nmin and Tmin of at least one of the output rotation speed and the output torque necessary for obtaining the vehicle driving force corresponding to the estimated traveling load. Here, the running load acts to reduce the acceleration applied to the vehicle against the output torque TE of the
また、下限値設定手段72は、エンジン2の出力トルク特性を参照して出力回転数の下限値Nminを設定する。詳述すると、エンジン2の出力トルク特性は、エンジン2を制御する際に参照する基本的特性であり、制御部7は、例えば一覧表形式のマップの形態で出力トルク特性を保持している。一般的に、出力トルク特性は、スロットルバルブ22の開度Sをパラメータとして、横軸の出力回転数NEと縦軸の出力トルクTEとの関係を示すグラフで示される。エンジン2の出力トルク特性は、出力回転数NEの中庸回転域NMで出力トルクTEが最も大きく、低回転域NL及び高回転域NHで出力トルクTEが漸減する山状の特性カーブを有している。
Further, the lower limit value setting means 72 sets the lower limit value Nmin of the output speed with reference to the output torque characteristics of the
ここで、出力トルク特性の高回転域NHでは、出力回転数NEが減少するにつれて出力トルクTEが増加する。したがって、車両発進時に走行負荷があって一時的に加速度が落ちても、出力トルクTEが維持されて安定した発進を行える可能性が残されている。ところが、出力トルク特性の低回転域NLでは、出力回転数NEが減少するにつれて出力トルクTEも減少する。したがって、車両発進時に走行負荷があって一時的に加速度が落ちると、出力トルクTEも減少して車速が低下する一方になり、安定した発進は期待できずエンストのおそれまで生じる。このような事態を避けるため、出力回転数の下限値Nminは、出力トルク特性の山状の特性カーブが低回転域NLまで落ち込む手前、あるいは低回転域NLの初期の段階に設定する。 Here, in the high rotational speed range NH of the output torque characteristic, the output torque TE increases as the output rotational speed NE decreases. Therefore, there is a possibility that the output torque TE can be maintained and stable start can be performed even if the acceleration is temporarily reduced due to a traveling load when the vehicle starts. However, in the low rotational speed range NL of the output torque characteristic, the output torque TE decreases as the output rotational speed NE decreases. Therefore, when the vehicle starts and there is a running load and the acceleration temporarily decreases, the output torque TE also decreases and the vehicle speed decreases, and a stable start cannot be expected and the engine stalls. In order to avoid such a situation, the lower limit value Nmin of the output rotation speed is set before the peak characteristic curve of the output torque characteristic falls to the low rotation range NL or at an initial stage of the low rotation range NL.
ところで、エンジン2の出力トルク特性の山状のカーブの形状や位置はスロットルバルブ22の開度Sに依存して変化し、前述した低回転域NLの範囲も変化する。また、スロットルバルブ22の開度Sは、後述する推進力保持手段73が機能する以前は、アクセルペダル81のアクセル開度Acに対応付けて制御される。したがって、アクセルペダル81のアクセル開度Acをパラメータとして出力回転数の下限値Nminを可変に設定する回転数下限値マップを予め作成して制御部7内に保持しておき、下限値設定手段72はこのマップを用いて下限値Nminを設定する。
By the way, the shape and position of the mountain-shaped curve of the output torque characteristic of the
推進力保持手段73は、エンジン2の出力回転数NE及び出力トルクTEの少なくとも一方が減少して下限値Nmin、Tminに到達したときに、エンジン2の出力パワーを大きく制御する手段であり、具体的にはスロットルバルブ22の開度Sを大きく制御する手段である。さらに、推進力保持手段73は、出力回転数NEが減少して下限値Nminに到達したときに、スロットルバルブ22の開度Sを大きく制御して、出力トルクTEを下限値Tmin以上に調整する。補足すると、推進力保持手段73は、アクセルペダル81のアクセル開度Acが一定であっても、車両推進力を確保するために必要に応じてスロットルバルブ22の開度Sを大きく制御する。
The propulsion force holding means 73 is means for largely controlling the output power of the
図2は、車両発進時に走行負荷がある場合の下限値設定手段72及び推進力保持手段73の機能を模式的に説明するエンジン2の出力トルク特性の図である。詳細には、図2の(1)は下限値設定手段72による出力トルクの下限値Tminの設定を示し、(2)は走行負荷があるときのエンジン2の動作点の推移を示し、(3)は下限値設定手段72による出力回転数の下限値Nminの設定及び推進力保持手段73によるスロットルバルブ22の開度Sの制御とエンジン2の動作点の推移を示している。
FIG. 2 is a diagram of output torque characteristics of the
図2の(1)で、負荷推定手段71が車両発進時の走行負荷を推定すると、下限値設定手段72はトルク下限値マップを用いて走行負荷に対応した出力トルクの下限値Tminを設定する。また、図2の(2)に示されるように、車両発進時のアクセルペダル81のアクセル開度Acに対応付けられたスロットルバルブ22の開度S1でエンジン2が動作すると、出力トルクTEは下限値Tminよりも小さい。このため、車両推進力が不足し、エンジン2の動作点は、開度S1の山状のカーブ特性の高回転域NHの動作点P1から、中庸回転域NMの動作点P2、動作点P3を経て低回転域NLの手前の動作点P4まで移動する。結果として、車速が減少するとともに出力トルクTEも減少し、放置すれば矢印P5で示されるように動作点がさらに低回転側に移動してエンストになるおそれが生じる。
In FIG. 2 (1), when the load estimating means 71 estimates the running load at the start of the vehicle, the lower limit value setting means 72 sets the lower limit value Tmin of the output torque corresponding to the running load using the torque lower limit value map. . Further, as shown in FIG. 2 (2), when the
これに対し、図2の(3)に示されるように、下限値設定手段72は、回転数下限値マップを用いて出力回転数の下限値Nminを低回転域NLの手前の動作点P4付近に設定する。すると、エンジン2の出力回転数NEが減少して動作点P4に到達したときに、推進力保持手段73がスロットルバルブ22の開度S1を大きく制御する。さらに、推進力保持手段73は、実際の出力トルクTEが出力トルクの下限値Tminになるように、スロットルバルブ22の開度S2に制御する。これにより、エンジン2の動作点は、開度S1上の動作点P4から開度S2上の動作点P6に移動し、出力トルクの下限値Tminが満足されて車両推進力が確保される。この後、車両に加速度が付与されて車速が増加し、矢印P7で示されるように、エンジン2の動作点は開度S2上の高回転側へと移動する。
On the other hand, as shown in (3) of FIG. 2, the lower limit value setting means 72 uses the rotation speed lower limit value map to set the lower limit value Nmin of the output rotation speed near the operating point P4 before the low rotation speed range NL. Set to. Then, when the output rotational speed NE of the
次に、実施形態の車両駆動装置1の動作について、従来技術と比較して説明する。図3は、実施形態の車両駆動装置1で車両発進時に走行負荷があるときの動作を説明するタイムチャートである。また、図4は、従来技術の車両駆動装置で車両発進時に走行負荷があるときの動作を説明するタイムチャートである。図3及び図4で、上段は回転数N、中段はトルクT、下段はアクセル開度Acを示し、横軸は共通の時間tである。
Next, operation | movement of the
実施形態を示す図3において、時刻t1でアクセルペダル81の踏み込み操作が開始されると車両発進の制御が開始され、下段に示されるようにアクセル開度Acが徐々に増加する。そして、エンジン2及びクラッチ3の応答時間だけ遅れた時刻t2で、実質的なエンジン2の出力パワーの増加及びクラッチの継合動作が始まる。すなわち、上段に示されるエンジン2の出力回転数NE(実線示)がアイドル回転数NEiから急激に増加し、中段の出力トルクTE(実線示)が漸増する。また、クラッチ3の継合動作が徐々に進んで中段に示されるように伝達できるトルクTc(一点鎖線示)が漸増するとともに、トルクTcの伝達によって変速機4の入力軸41が回転駆動され、上段に示される入力回転数Ni(一点鎖線示)も漸増する。
In FIG. 3 showing the embodiment, when the depression operation of the accelerator pedal 81 is started at time t1, the vehicle start control is started, and the accelerator opening Ac is gradually increased as shown in the lower stage. Then, at the time t2 delayed by the response time of the
アクセル開度Acが徐々に増加している時間帯で、負荷推定手段71及び下限値設定手段72によって出力トルクの下限値Tmin(破線示)及び出力回転数の下限値Nminが可変に設定される。この例では、走行負荷があるため、エンジン2の出力トルクTEは下限値Tminに対して不足している。時刻t3で、アクセル開度Acの増加は止まり、クラッチ3で伝達できるトルクTcは大きくなって継合動作は概ね終了している。
During the time period when the accelerator opening degree Ac is gradually increasing, the load estimating means 71 and the lower limit value setting means 72 variably set the lower limit value Tmin (shown by the broken line) of the output torque and the lower limit value Nmin of the output speed. . In this example, since there is a traveling load, the output torque TE of the
そしてこの時刻t3で、エンジン2の出力回転数NEが下限値Nminまで減少し、推進力保持手段73が動作する。つまり、図2の(3)の動作点P4から動作点P6に移動することに相当して、スロットルバルブ22の開度Sが大きく調整され、出力トルクTEが急峻に増加して下限値Tminに等しくなる。以降、エンジン2の出力トルクTEと、クラッチ3で伝達できるトルクTcとは概ね一致して変化する。また、時刻t4でエンジン2の出力回転数NEと変速機4の入力回転数Niとが一致して同期回転する。これにより、必要とされる車両推進力を確保でき、確実かつ迅速な発進を行える。その後、時刻t5でアクセルペダル81がさらに踏み込み操作されると、回転数NE、Ni及びトルクTE、Tcは安定して増加し、安定した加速性能が得られる。
At this time t3, the output rotational speed NE of the
一方、従来技術を示す図4において同様の車両発進の制御を実施した場合に、時刻t3以前は、下限値Tmin、Nminの設定を除いて同じ制御が行われる。そして、時刻t3で、アクセル開度Acの増加が止まり、クラッチ3の継合動作が概ね終了しても、スロットルバルブ22の開度Sの調整は行われない。このため、時刻t3以降も出力トルクの下限値Tminに対して出力トルクTEが不足している状態が解消されない。結果として、回転数NE、Niが増加せず、必要とされる車両推進力を確保できず、確実かつ迅速な発進を行ええない。さらに、時刻t5でアクセルペダル81がさらに踏み込み操作されても、回転数NE、Ni及びトルクTE、Tcの増加が緩慢であり、安定した加速性能が得られない。 On the other hand, when the same vehicle start control is performed in FIG. 4 showing the prior art, the same control is performed before time t3 except for the lower limit values Tmin and Nmin. Then, at time t3, the accelerator opening Ac stops increasing, and the opening S of the throttle valve 22 is not adjusted even if the engagement operation of the clutch 3 is almost completed. For this reason, the state where the output torque TE is insufficient with respect to the lower limit value Tmin of the output torque is not resolved after the time t3. As a result, the rotational speeds NE and Ni do not increase, the required vehicle propulsion force cannot be secured, and reliable and quick start cannot be performed. Further, even when the accelerator pedal 81 is further depressed at time t5, the increase in the rotational speed NE, Ni, and the torque TE, Tc is slow, and stable acceleration performance cannot be obtained.
実施形態の車両駆動装置1によれば、車両発進時の走行負荷に応じてエンジン2の出力トルクの下限値Tminを設定し、アクセルペダル81のアクセル開度Acに応じてエンジン2の出力回転数の下限値Nminを設定する。そして、出力回転数NEが減少して下限値Nminに到達したときに、出力トルクTEを下限値Tminに調整するように、エンジン2のスロットルバルブ22の開度Sを大きく制御する。したがって、登坂路などで走行負荷が大きい場合にも、アクセルペダル81の操作量に制約されずに、走行負荷に十分対応できるだけの出力回転数NE及び出力トルクTEを得て車両推進力を確保でき、常に確実かつ迅速な発進を行える。
According to the
さらに、車両発進時における変速機4の入力回転数Niの時間的増加の傾き、すなわち、車両に付与される加速度と極めて相関性の高い指標から走行負荷を推定している。したがって、走行負荷の推定精度が高く、出力回転数及NE及び出力トルクNTの下限値Tmin、Nminを適正に設定でき、発進に手間取ったりドライバビリティが低下したりすることがない。 Further, the traveling load is estimated from an index that has a very high correlation with the gradient of the temporal increase in the input rotational speed Ni of the transmission 4 when the vehicle starts, that is, the acceleration applied to the vehicle. Therefore, the estimation accuracy of the running load is high, the output rotation speed NE and the lower limit values Tmin and Nmin of the output torque NT can be set appropriately, and it does not take time to start or reduce drivability.
また、下限値設定手段72がトルク下限値マップ及び回転数下限値マップを保持しているので、下限値Tmin、Nminを適正に、かつ容易に設定できる。 Further, since the lower limit value setting means 72 holds the torque lower limit value map and the rotation speed lower limit value map, the lower limit values Tmin and Nmin can be set appropriately and easily.
なお、負荷推定手段71による走行負荷の推定方法や、下限値設定手段72による下限値Tmin、Nminの設定方法は、上述の実施形態に限定されない。その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。 The traveling load estimation method by the load estimation means 71 and the lower limit values Tmin and Nmin setting methods by the lower limit value setting means 72 are not limited to the above-described embodiment. In addition, the present invention can be variously applied and modified.
1:車両駆動装置
2:エンジン 21:出力軸 22:スロットルバルブ 23:出力回転数センサ
3:クラッチ
31:駆動側部材 32:従動側部材 33:クラッチアクチュエータ
4:変速機
41:入力軸 42:出力軸 43:変速機アクチュエータ
44:入力回転数センサ
5:デファレンシャル装置
6:駆動輪
7:制御部 71:負荷推定手段 72:下限値設定手段 73:推進力保持手段
81:アクセルペダル 82:アクセルセンサ
Ac:アクセル開度 S、S1、S2:スロットルバルブの開度
NE:エンジンの出力回転数 Ni:変速機の入力回転数
TE:エンジンの出力トルク Tc:クラッチで伝達できるトルク
Nmin:出力回転数の下限値 Tmin:出力トルクの下限値
1: Vehicle drive device 2: Engine 21: Output shaft 22: Throttle valve 23: Output rotation speed sensor 3: Clutch
31: Drive side member 32: Driven side member 33: Clutch actuator 4: Transmission
41: input shaft 42: output shaft 43: transmission actuator
44: Input speed sensor 5: Differential device 6: Drive wheel 7: Control unit 71: Load estimation means 72: Lower limit value setting means 73: Propulsion force holding means 81: Accelerator pedal 82: Accelerator sensor Ac: Accelerator opening degree S, S1, S2: Throttle valve opening NE: Engine output speed Ni: Transmission input speed TE: Engine output torque Tc: Torque that can be transmitted by clutch Nmin: Lower limit of output speed Tmin: Output torque lower limit
Claims (5)
前記エンジンの前記出力軸に継断可能に回転連結されたクラッチ、及び前記クラッチの出力側に回転連結された変速機を含み、前記出力パワーを駆動輪まで伝達するパワートレーンと、
アクセルペダルの操作量を含む車両の状態に基づいて前記エンジンの前記出力回転数及び前記出力トルクの少なくとも一方の目標値を設定し、前記目標値に出力回転数及び出力トルクの少なくとも一方が一致するように前記エンジンを制御する制御部と、を備える車両駆動装置であって、
前記制御部は、
車両発進時の走行負荷を推定する負荷推定手段と、
推定した走行負荷に対応する車両推進力を得るために必要となる前記エンジンの出力回転数の下限値を可変に設定する下限値設定手段と、
前記エンジンの出力回転数が減少して前記下限値に到達したときに、前記エンジンの前記出力パワーを大きく制御する推進力保持手段と、を有し、
前記下限値は、前記エンジンの出力トルク特性の山状の特性カーブにおいて出力トルクが最も大きくなる回転数よりも小さく、かつ、エンストのおそれが生じる回転数よりも大きく設定されている車両駆動装置。 An engine that can variably adjust the output speed and output torque of the output shaft by controlling the output power;
A power train that includes a clutch that is rotatably connected to the output shaft of the engine and a transmission that is rotationally connected to an output side of the clutch, and that transmits the output power to driving wheels;
A target value of at least one of the output rotational speed and the output torque of the engine is set based on a state of the vehicle including an operation amount of an accelerator pedal, and at least one of the output rotational speed and the output torque matches the target value. And a control unit for controlling the engine as described above,
The controller is
Load estimating means for estimating a running load at the time of vehicle start;
Lower limit value setting means for variably setting a lower limit value of the output speed of the engine required for obtaining a vehicle propulsion force corresponding to the estimated traveling load;
Propulsive force holding means for largely controlling the output power of the engine when the output speed of the engine decreases and reaches the lower limit value,
The lower limit value is a vehicle drive apparatus in which the lower limit value is set to be smaller than the rotational speed at which the output torque is maximum in the mountain-shaped characteristic curve of the engine output torque characteristic and larger than the rotational speed at which there is a risk of engine stall .
前記推進力保持手段は、前記スロットルバルブの開度を大きく制御して前記吸気量を増加させることにより、前記エンジンの前記出力パワーを大きく制御する請求項1に記載の車両駆動装置。 The engine has a throttle valve that can variably adjust the output rotational speed and output torque of the output shaft by adjusting the intake air amount,
2. The vehicle drive device according to claim 1, wherein the propulsion force holding means largely controls the output power of the engine by largely controlling an opening degree of the throttle valve and increasing the intake air amount.
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