JP6116033B2 - 変速制御装置および変速制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の変速制御技術に関する。

例えば、特許文献１には、排気過給機（ターボ）を備えたエンジンは、アクセルペダルを踏み込んでから排気ガス量が増加して過給機の回転数が増大するまでの間に過渡状態が生じると速やかな加速ができなくなる、いわゆるターボラグを生じるので、このターボラグを検出してアクセルペダルの踏込み状態に応じた速やかな加速を行うために、備えられた制御手段からシフトダウン信号が出力され、自動変速機がシフトダウンして出力トルクを増大させることが記載されている。

特開昭６２−２２８７４２号公報

上記特許文献１は、アクセルペダルを踏み込んだときに発生する加速遅れ、すなわちターボラグを解決する手段の開示はあるものの、踏み込んだアクセルペダルを戻したときの減速遅れを低減する手段に関する記載はない。

排気過給機を備えたエンジンでは、踏み込んだアクセルペダルを戻したときにアクセル開度と燃料噴射量の調整は可能であるが、排気は継続しているため、タービンは停止しないで回転し続け、これにより過給圧が低下せずトルクダウンが遅れることがある。

このようにアクセルペダルを戻してもエンジントルクが低下しない場合、運転者のエンジンブレーキをかけたいという意思に反してエンジンブレーキの効きが悪い状態となり、運転者に違和感を与えることがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、運転者の減速意図に対してトルクダウンが遅れている場合に、変速比が最小減速比（ＯＤ）側に移行するのを遅らせて、運転者の受ける違和感を低減することができる技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態は、排気過給機（４）付きエンジン（１）と、変速制御が可能な変速機（３）とを備える車両の変速制御装置であって、アクセル開度（ＡＰ）を検出するアクセル開度検出手段（１０１）と、前記アクセル開度（ＡＰ）から運転者の減速意図を判定する判定手段（１００、Ｓ４０１）と、前記アクセル開度（ＡＰ）から前記エンジン（１）の目標トルク（Ｔ１）を算出する目標トルク算出手段（１００、Ｓ４０２）と、前記エンジン（１）の実トルク（Ｔ）を算出する実トルク算出手段（１００、Ｓ４０３）と、前記変速機（３）の変速比を制御する制御手段（１００）と、を有し、前記制御手段（１００）は、前記判定手段により前記運転者の減速意図があると判定された場合、前記目標トルクと前記実トルクとを比較し、前記実トルクが前記目標トルクより大きく、その差分が所定の閾値以上ある間（Ｓ４０５）、前記変速機の変速比を目標変速比に変化させる速度を通常の変速制御時より遅くする（Ｓ４０６）。

また、本発明に係る第２の形態は、前記目標変速比は、車速とアクセル開度により予め決められており（図５）、アクセル開度が閉側に変化したときに、最小減速比に移行するように設定されている。

また、本発明に係る第３の形態は、前記所定の閾値は、アクセル開度が閉側に変化した後の経過時間に応じて値が小さくなるように設定されている（図６）。

また、本発明に係る第４の形態は、前記変速機は、無段変速機（３）である。

また、本発明に係る第５の形態は、排気過給機（４）付きエンジン（１）と、変速制御が可能な変速機（３）とを備える車両の変速制御方法であって、アクセル開度（ＡＰ）から運転者の減速意図を判定する判定ステップ（Ｓ４０１）と、前記アクセル開度（ＡＰ）から前記エンジン（１）の目標トルク（Ｔ１）を算出する目標トルク算出ステップ（Ｓ４０２）と、前記エンジン（１）の実トルク（Ｔ）を算出する実トルク算出ステップ（Ｓ４０３）と、前記変速機（３）の変速比を制御する制御ステップ（Ｓ４０５、Ｓ４０６、Ｓ４０７）と、を有し、前記制御ステップでは、前記判定ステップにより前記運転者の減速意図があると判定された場合、前記目標トルクと前記実トルクとを比較し、前記実トルクが前記目標トルクより大きく、その差分が所定の閾値以上ある間（Ｓ４０５）、前記変速機の変速比を目標変速比に変化させる速度を通常の変速制御時より遅くする（Ｓ４０６）。

本発明によれば、運転者の減速意図に対してトルクダウンが遅れている場合に、目標変速比への変化速度を通常よりも遅くするように変速制御を行うことで、エンジン回転数を急激に低下させないように車速を減速していくので、変速比が最小減速比（ＯＤ）側に移行するのを遅らせて、エンジンブレーキ量を増加して、運転者の受ける違和感を低減することができる。

詳しくは、本発明に係る第１および第５の形態によれば、実エンジントルクが目標エンジントルクより大きい場合に、目標変速比への変速速度を遅くすることで、現在のエンジン回転数を急激に低下させないようにして、減速遅れにより運転者が受ける違和感を低減することができる。

また、本発明に係る第２の形態によれば、通常の変速制御では、アクセルペダルを戻すと目標変速比が最小減速比（ＯＤ）側に移行するために車速が下がり難くなるのに対して、目標変速比への変速速度を遅くすることで、減速遅れにより運転者が受ける違和感を低減することができる。

また、本発明に係る第３の形態によれば、減速が進むにつれて実エンジントルクと目標エンジントルクの差分が小さくなっていくが、それに応じて閾値も小さくなっていくので、目標変速比への変速速度を遅くする制御の途中で急に通常の変速制御に戻ってしまいエンジンブレーキの効きが悪くなるような状態を回避できる。

また、本発明に係る第４の形態によれば、無段変速機なので変速速度の制御が容易にできる。

本発明のその他の特徴と利点は、添付する図面を参照する以下の説明によって明らかになるだろう。なお、添付する図面において、同様の構成には同一の参照番号を付す。

添付図面は、明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施形態を示し、実施形態の記述とともに、本発明の原理の説明に用いられる。
本実施形態の自動車のパワートレインの構成を示す図。 本実施形態の装置構成を示すブロック図。 本実施形態の変速制御を説明する図。 本実施形態の変速制御手順を示すフローチャート。 本実施形態の変速比マップを示す図。 本実施形態の変速制御に使用するエンジントルクの差分の閾値テーブルを示す図。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。また、以下では、本発明の変速制御をエンジンと無段変速機からなる自動車のパワートレインに適用した例について説明するが、ハイブリッド自動車や電気自動車その他の車両の自動変速機にも適用できることは言うまでもない。

＜パワートレイン構成＞まず、図１を参照して、本実施形態の無段変速機が搭載される自動車のパワートレインの構成について説明する。

図１に示すように、エンジン１は、排気過給機（ターボ）を備えるディーゼルエンジンであって、４つのシリンダを有し、クランク軸２から無段変速機（ＣＶＴ）３に駆動力が伝達される。排気過給機４は同時回転するタービン４ａとコンプレッサ４ｂを備え、排気通路５内に配置されたタービン４ａが排気ガスの圧力により回転駆動されると同時に、吸気通路６内に配置されたコンプレッサ４ｂが回転駆動される。コンプレッサ４ｂは、エアクリーナ７を介して外気を吸引し、インタークーラ８により冷却された空気が吸気マニホールド９内に導入される。燃焼後の排気ガスは、排気通路５内のタービン４ａより下流に設けられた触媒１０を介して浄化された後、外部に排出される。また、燃焼後の排気ガスの一部はＥＧＲ（排気再循環）通路１１により吸気マニホールド９内に再循環され、ＥＧＲ通路１１内に配置されたＥＧＲクーラ１２により冷却され、ＥＧＲバルブ１３により流量が調整されて吸気マニホールド９内に導入される。

エンジン１の駆動力はクランク軸２からＣＶＴ３へ入力され、ＣＶＴ３からデファレンシャルギヤ１４を介して左右の車軸１５に伝達され、駆動輪１６を駆動する。

ＣＶＴ３は、トルクコンバータ（ロックアップ）２１、遊星歯車機構２２、プライマリ（ドライブ）プーリ２３、回転ベルト２４、セカンダリ（ドリブン）プーリ２５、出力ギア機構２６を備える。エンジン１の回転は、クランク軸２からトルクコンバータ２１に伝達され、トルクコンバータ２１の出力軸の回転方向が遊星歯車機構２２により前進または後退に切り替えられた後、プライマリプーリ２３に伝達され、プライマリプーリ２３と回転ベルト２４とセカンダリプーリ２５とにより設定された変速比でセカンダリプーリ２５から出力ギア列２６に伝達される。

＜制御構成＞次に、図１および図２を参照して、本実施形態の装置構成について説明する。

図１および図２に示すように、ＥＣＵ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、後述する変速制御プログラムやエンジン制御プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、上記制御プログラムのワークエリアとして使用され、パラメータなどを記憶するＲＡＭ、上記制御プログラムや変速比マップなどを格納するＲＯＭを備えている。

アクセル開度センサ１０１は、不図示のアクセルペダルの踏み込み量からアクセル開度ＡＰを検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力する。

エンジン回転数センサ１０２はエンジン１のクランク軸２の回転数ＮＥを検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力する。

吸気圧センサ１０３は吸気マニホールド９内の吸気圧ＰＩを検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力する。

排気圧センサ１０４は排気通路５内の排気圧ＰＯを検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力する。

入力側プーリ回転数センサ１０５はプライマリプーリ２３の入力側プーリ２３ａの回転数ＮＤＲを検出し、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。

作動圧センサ１０６はセカンダリプーリ２５のドライブ側プーリ２５ａの作動圧ＰＤＮを検出し、ＥＣＵ１００は作動圧ＰＤＮから現在の変速比を算出する。

出力側プーリ回転数センサ１０７はセカンダリプーリ２５の回転数ＮＤＮを検出し、ＥＣＵ１００はプーリ回転数ＮＤＮから車速Ｖを算出する。

ＥＣＵ１００は、上述した各検出信号のほか、吸気温度、吸気湿度、エンジン水温、吸気流量、排気ガスの酸素濃度などに基づいて、スロットル開度、燃料噴射量および噴射時期、点火時期などのエンジン制御信号を演算し、燃料噴射装置１０８やＥＧＲバルブ１２などを制御する。

また、ＥＣＵ１００は、プライマリプーリ２３の入力側プーリ回転数ＮＤＲと車速Ｖから、図５に示す変速比マップを参照して目標変速比を求め、目標変速比に応じた変速（油圧）制御信号を演算し、ＣＶＴ３のバルブアクチュエータ１０９などを制御する。

＜トルクダウン制御＞次に、図３を参照して、本実施形態のトルクダウン制御について説明する。

本実施形態のようなターボ過給機４を備えるエンジン１は、運転者がアクセルペダルを戻したにもかかわらず、すぐにエンジンブレーキが効かずにトルクダウンが遅れ、減速しない場合がある。これにより運転者が受ける操作感を空走感と呼ぶ。

図３に示すように、アクセルペダルを戻しても（（ａ）でＡＰオフ、タイミングｔ１）、減速しないのは（（ｄ）の円内の点線）、タービン４ａおよびコンプレッサ４ｂが回転し続けているために過給圧が低下せず、その影響でクランク軸トルクの減少が遅れることに起因している（（ｃ）の円内の実線）。また、ＣＶＴでは、図５に示すような変速比マップが予め設定され、アクセル開度ＡＰと出力側プーリ回転数ＮＤＮ（車速Ｖ）から目標入力側プーリ回転数（目標ＮＤＲ）が決められ、実際の入力側プーリ回転数ＮＤＲが目標入力側プーリ回転数(目標ＮＤＲ)になるよう変速制御が行われるので、アクセルペダルを戻すと目標入力側プーリ回転数（目標ＮＤＲ）が低下し、目標変速比が最小減速比（ＯＤ：オーバドライブ）側に移行するために車速が下がり難くなる。

そこで、本実施形態では、このような減速遅れ対策として、アクセルペダルの戻し操作後のトルクダウンが遅いと判定される場合に、目標変速比への変化速度を通常よりも遅くするように変速制御を行うことで（（ｅ）の円内の実線）、エンジン回転数を急激に低下させないようにする（（ｂ）の円内の実線）。このように変速比が最小減速比（ＯＤ）側に移行するのを遅らせることで、エンジンブレーキ量を増加して空走感を低減させる。なお、空走感が解消された場合にはエンジン回転数をすぐに落とすように制御する。

図４は、本実施形態のＥＣＵが実行する変速制御手順を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度と開閉速度を算出し、運転者がアクセルペダルを戻す操作を行ったことによりアクセル開度が閉側に変化したか否かを判定する（減速意図判定）。判定の結果、運転者がアクセルペダルを戻す操作を行った場合はステップＳ４０２に進み、行っていない場合はステップＳ４０７に進む。

ステップＳ４０２では、ＥＣＵ１００は、アクセル開度ＡＰとエンジン回転数ＮＥから、目標のエンジントルクＴ１を算出する。

ステップＳ４０３では、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＩと排気圧ＰＯから現在のエンジントルクＴを算出する。ここでは、エンジン回転数ＮＥが高くタービン４ａが回転中ならば、排気圧ＰＯおよび吸気圧ＰＩが高い状態となり、実エンジントルクＴが高いと判断できる。

ステップＳ４０４では、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０２で算出された目標のエンジントルクＴ１と、ステップＳ４０３で算出された現在のエンジントルクＴとの差分を算出する。

ステップＳ４０５では、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４０４で算出した差分から、現在のエンジントルクＴが目標のエンジントルクＴ１よりも予め決められた閾値以上大きいか否かを判定する。判定の結果、差分が閾値以上である場合はステップＳ４０６に進み、閾値未満である場合はステップＳ４０７に進む。なお、閾値は、図６に示すように、アクセルペダルを戻した後の経過時間ｔに応じて、値が小さくなるように設定される。このように閾値を設定すれば、減速が進むにつれて実エンジントルクＴと目標エンジントルクＴ１の差分が小さくなっていった場合でも、それに応じて閾値も小さくなっていくので、目標変速比への変速速度を遅くする制御の途中で急に通常の変速制御に戻ってしまいエンジンブレーキの効きが悪くなるような状態を回避できる。つまり、目標変速比への変速速度を遅くする制御の期間を長くし、通常の変速制御へとゆっくりと切り替えることができる。

ステップＳ４０６では、ＥＣＵ１００は、図５に示す変速比マップを参照して、アクセル開度ＡＰと出力側プーリ回転数ＮＤＮ（車速Ｖ）から目標入力側プーリ回転数(目標ＮＤＲ)を求める。ここで、ＥＣＵ１００は、目標のエンジントルクＴ１と現在のエンジントルクＴとの差分が閾値を下回るまで、目標入力側プーリ回転数（目標ＮＤＲ）を維持することにより、入力側プーリ回転数ＮＤＲが目標入力側プーリ回転数(目標ＮＤＲ)へ到達しにくくなるように、つまり目標変速比への変化速度が通常よりも遅くなるように（目標変速比がＬＯＷ側を維持するように）変速制御を行う（図５の（ｉ））。

ステップＳ４０７では、運転者の減速意図はなく（ステップＳ４０１でＮＯ）、エンジントルクの差分も閾値未満（ステップＳ４０６でＮＯ）であるので、ＥＣＵ１００は、通常の変速制御を行う（図５の（ｉｉ））。

以上説明したように、本実施形態によれば、運転者の減速意図に対してトルクダウンが遅くれている場合に、目標変速比への変化速度を通常よりも遅くするように変速制御を行うことで、エンジン回転数を急激に低下させないように車速を減速していくので、変速比が最小減速比（ＯＤ）側に移行するのを遅らせて、エンジンブレーキ量を増加して空走感を低減することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態の変速制御に対応するコンピュータプログラムや当該コンピュータプログラムが格納された記憶媒体を、車両に搭載されたコンピュータに供給して、当該コンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしても良い。

本発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、本発明の精神および範囲から離脱することなく、様々な変更および変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

本願は、２０１３年１０月１８日に提出した日本国特許出願である特願２０１３−２１７８２５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容のすべてをここに援用する。

１ エンジン
２ クランク軸
３ 無段変速機（ＣＶＴ）
４ 排気過給機（ターボ）
５ 排気通路
６ 吸気通路
７ エアクリーナ
８ インタークーラ
９ 吸気マニホールド
１０ 触媒
１１ ＥＧＲ（排気再循環）通路
１２ ＥＧＲクーラ
１３ ＥＧＲバルブ
１４ デファレンシャルギヤ
１５ 車軸
１６ 駆動輪
２１ トルクコンバータ
２２ 遊星歯車機構
２３ プライマリプーリ
２４ 回転ベルト
２５ セカンダリプーリ
２６ 出力ギア機構
１００ ＥＣＵ
１０１ アクセル開度センサ
１０２ エンジン回転数センサ
１０３ 吸気圧センサ
１０４ 排気圧センサ
１０５ 入力側プーリ回転数センサ
１０６ 作動圧センサ
１０７ 出力側プーリ回転数センサ

Claims (6)

1. 排気過給機（４）付きエンジン（１）と、変速制御が可能な変速機（３）とを備える車両の変速制御装置であって、
   アクセル開度（ＡＰ）を検出するアクセル開度検出手段（１０１）と、
   前記アクセル開度（ＡＰ）から運転者の減速意図を判定する判定手段（１００、Ｓ４０１）と、
   前記アクセル開度（ＡＰ）から前記エンジン（１）の目標トルク（Ｔ１）を算出する目標トルク算出手段（１００、Ｓ４０２）と、
   前記エンジン（１）の実トルク（Ｔ）を算出する実トルク算出手段（１００、Ｓ４０３）と、
   前記変速機（３）の変速比を制御する制御手段（１００）と、を有し、
   前記制御手段（１００）は、前記判定手段により前記運転者の減速意図があると判定された場合、前記目標トルクと前記実トルクとを比較し、前記実トルクが前記目標トルクより大きく、その差分が所定の閾値以上ある間（Ｓ４０５）、前記変速機の変速比を目標変速比に変化させる速度を通常の変速制御時より遅くする（Ｓ４０６）ように制御し、
   前記所定の閾値は、アクセル開度が閉側に変化した後の経過時間に応じて値が小さくなるように設定されている（図６）ことを特徴とする変速制御装置。
2. 前記目標変速比は、車速とアクセル開度により予め決められており（図５）、アクセル開度が閉側に変化したときに、最小減速比側に移行するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
3. 前記変速機は、無段変速機（３）であることを特徴とする請求項１または２に記載の変速制御装置。
4. 排気過給機（４）付きエンジン（１）と、変速制御が可能な変速機（３）とを備える車両の変速制御方法であって、
   アクセル開度（ＡＰ）から運転者の減速意図を判定する判定ステップ（Ｓ４０１）と、
   前記アクセル開度（ＡＰ）から前記エンジン（１）の目標トルク（Ｔ１）を算出する目標トルク算出ステップ（Ｓ４０２）と、
   前記エンジン（１）の実トルク（Ｔ）を算出する実トルク算出ステップ（Ｓ４０３）と、
   前記変速機（３）の変速比を制御する制御ステップ（Ｓ４０５、Ｓ４０６、Ｓ４０７）と、を有し、
   前記制御ステップでは、前記判定ステップにより前記運転者の減速意図があると判定された場合、前記目標トルクと前記実トルクとを比較し、前記実トルクが前記目標トルクより大きく、その差分が所定の閾値以上ある間（Ｓ４０５）、前記変速機の変速比を目標変速比に変化させる速度を通常の変速制御時より遅くする（Ｓ４０６）ように制御し、
   前記所定の閾値は、アクセル開度が閉側に変化した後の経過時間に応じて値が小さくなるように設定されている（図６）ことを特徴とする変速制御方法。
5. コンピュータに、請求項４に記載された変速制御方法を実行させるためのプログラム。
6. コンピュータに、請求項４に記載された変速制御方法を実行させるためのプログラムを格納したコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。

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