JP6171085B2 - 車両のエンジン制御装置及び車両のエンジン制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態のパワートレイン2を有する車両1の概略構成図であり、図2は副変速機構51の概略構成図である。パワートレイン2は、エンジン3、ロックアップクラッチ34を備えるトルクコンバータ31、CVT(ベルト式自動変速機)41、ファイナルドライブギア72、ディファレンシャルギア73、ドライブシャフト74から構成されている。
トルクアップ指令値Tupの変化を三角形状とした理由は、図4の最上段に示したように車両前後方向加速度(前後)の変化が逆三角形状であるので、これに合わせたものである。すなわち、図4の最上段に破線で示されるように、トルクフェーズでは車両前後方向加速度(前後G)が直線的に下降している(あるいは直線的に下降するとみなせる)。また、図4の最上段に破線で示したようにトルクフェーズに続くイナーシャフェーズでは車両前後方向加速度が直線的に増加して変速前の状態に戻る(あるいは直線的に増加するとみなせる)。このような車両前後方向加速度の変化はトルクフェーズ及びイナーシャフェーズの全体で逆三角形状となっている。車両前後方向加速度と駆動力は比例するので、駆動力の変化も逆三角形状である。この逆三角形状となる駆動力の変化(減少)を打ち消すため、図4の第7段目に示されるように、三角形状のトルクアップ指令値Tupを与えるのである。これによって、図4の最上段に実線で示したように、CVTコントローラ61(トルクアップ指令手段)によりトルクフェーズで生じる車両前後方向加速度の減少を低減することができる。また、図4の最上段に実線で示したようにCVTコントローラ61(トルクダウン指令手段)によりイナーシャフェーズで生じる車両前後方向加速度の増加を低減することができる。
図8A,図8Bは、第2実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートである。図8Aには、トルクフェーズにおけるトルクアップ(トルクアップ指令値Tupをゼロから増加させる)が主に記載されている。図8Bには、イナーシャフェーズにおけるトルクダウン(トルクアップ指令値Tupをゼロまで減少させる)が主に記載されている。図8A及び図8Bにおいて、第1実施形態の図4と同一部分には同一の符号を付している。
ここで、トルクフェーズクラッチ締結容量上昇割合R1に同期させて、トルクアップ指令値Tupをゼロから増加させる(エンジントルクを増加させる)理由は次の通りである。すなわち、トルクフェーズの開始タイミングより直線的に増加させるトルクアップ指令値の最大値Tupmxは予め定まっている。この場合に、CVTコントローラ61によりトルクフェーズの開始タイミングからトルクアップ指令値Tupを直線的に増加させるといっても、トルクフェーズの終了タイミングでトルクアップ指令値がその最大値Tupmxにちょうど到達するとは限らない。トルクフェーズの終了タイミングの前や後ろに外れて、トルクアップ指令値Tupがトルクアップ指令値の最大値Tupmxに到達するのでは、トルクフェーズで発生する車両前後方向加速度の減少を精度良く低減することができない。一方、トルクフェーズの開始、終了の各タイミングは、2速クラッチ指令油圧より予め知り得る。そこで、トルクフェーズの終了タイミングで、トルクアップ指令値をその最大値Tupmxにちょうど到達させるため、トルクフェーズクラッチ締結容量上昇割合R1に同期させて、トルクアップ指令値Tupをゼロから増加させるのである。
ただし、C1:定数、
(3)式の定数C1の設定方法は次の通りである。すなわち、1速段のギア比と2速段のギア比の比率(ギア段間比)が1.8倍くらいあるので、定数C1もこれに合わせて1.8程度を設定する。要は、1−2速変速時に生じる車両前後方向加速度のマイナス側への変化が比較例の場合より減少するように定数C1を設定してやればよい。
次に、トルクフェーズでの扱いがイナーシャフェーズにも拡張される。すなわち、第2実施形態では、図8A,図8Bに示されるように、CVTコントローラ61(トルクダウン指令手段)が、イナーシャフェーズでイナーシャフェーズ進行割合R2[%]に同期させて、トルクアップ指令値Tupを最大値から減少させる。ここで、イナーシャフェーズ進行割合R2も第2実施形態において新たに導入される値である。すなわち、イナーシャフェーズ進行割合は、イナーシャフェーズの開始タイミングを0%とし、イナーシャフェーズの終了タイミングを100%として、イナーシャフェーズの開始からイナーシャフェーズの終了まで直線的に上昇する割合のこととなる。
ここで、イナーシャフェーズ進行割合R2に同期させて、トルクアップ指令値Tupを到達トルクアップ量Treach1から減少させる(エンジントルクを減少させる)理由は次の通りである。すなわち、CVTコントローラ61によりイナーシャフェーズの開始タイミングよりトルクアップ指令値Tupを直線的に減少させるといっても、イナーシャフェーズの終了タイミングでトルクアップ指令値が基本エンジントルクTe0にちょうど戻るとは限らない。イナーシャフェーズの終了タイミングの前や後ろに外れて、トルクアップ指令値Tupが基本エンジントルクTe0に戻るのでは、イナーシャフェーズで発生する車両前後方向加速度の増加を精度良く低減することができない。一方、イナーシャフェーズの開始、終了の各タイミングは、2速クラッチ指令油圧より予め知り得る。そこで、イナーシャフェーズの終了タイミングで、基本エンジントルクTe0にちょうど戻すため、イナーシャフェーズ進行割合R2に同期させて、トルクアップ指令値Tupを到達トルクアップ量Treach1から減少させるのである。
上記トルクフェーズクラッチ締結容量上昇割合を導入したのは次の理由による。すなわち、トルクフェーズでの車両前後方向加速度の減少傾き(あるいは1−2速変速時に生じる最大の車両前後方向加速度)は、2速クラッチ56の締結方法に依存する。例えば、2速クラッチ56を早く締結するとトルクフェーズでの車両前後方向加速度の減少傾きが大きく(急に)なり、この逆に2速クラッチ26をゆっくり締結するとトルクフェーズでの車両前後方向加速度の減少傾きが小さく(緩く)なる。そこで、トルクフェーズでの車両前後方向加速度の減少傾きに合わせてトルクアップ指令値Tupを定めるため、トルクフェーズでの車両前後方向加速度の減少傾きの代用として、トルクフェーズクラッチ締結容量上昇割合を導入したのである。
(7)式の定数C1は、予め適合しておく。
一方、ステップS4,S5において、今回がトルクフェーズであり前回もトルクフェーズであったとき、つまり続けてトルクフェーズであるときには、CVTコントローラ61はステップS31を飛ばしてステップS32,S33の操作を実行する。これによってトルクフェーズの開始タイミングからトルクアップ指令値Tupがトルクフェーズクラッチ締結容量上昇割合R1に同期して増加してゆく。
一方、ステップS9においてイナーシャフェーズである限り、CVTコントローラ61はステップS34,S35の操作を実行する。これによってイナーシャフェーズの開始タイミングからトルクアップ指令値Tupがイナーシャフェーズ上昇割合R2に同期して減少してゆく。
図10は、第3実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートである。図10には、トルクフェーズにおけるトルクアップ(トルクアップ指令値Tupをゼロから増加させる)が主に記載されている。図10において、第2実施形態の図8Aと同一部分には同一の符号を付している。
ここで、第2実施形態において、第1実施形態と相違して基本エンジントルクを「Te1」としている。これは、第1実施形態と第2実施形態とでは、基本エンジントルクの算出方法が異なっているためである。すなわち、第1実施形態では、エンジン回転速度Neをもパラメータとして基本エンジントルクTe0が算出されていた(図7参照)。一方、第2実施形態では、エンジン回転速度Neをパラメータとせずに基本エンジントルクが算出されている(後述する)。なお、基本エンジントルクの算出方法の違いに合わせて、第2実施形態での到達トルクアップ量は、「Treach2」とされている。
(11)式の基本エンジントルクTe1は、吸入空気量Qaとスロットル弁開度TVOから図11を内容とするマップを検索することにより算出される。
(12)の一定時間Δx3は、予め定めておく。ステップS46においてCVTコントローラ61は、この傾きa1と、準備フェーズの開始タイミングからの経過時間x1とから次式により、トルクフェーズにおいてトルクアップ指令値Tupを直線特性で与える場合のトルクアップ指令値Tup1[Nm]を算出する。
(13)式の右辺の(x1−Δx1)は、図10のt11からの経過時間(つまりトルク指令値を増加するタイミングからの経過時間)である。
このように、第3実施形態では、CVTコントローラ61(トルクアップ指令手段)が、トルクアップ指令値Tupの増加(エンジントルクの増加の指令)をトルクフェーズの開始の前のタイミングで開始する。これによって、吸入空気の供給遅れがあっても、トルクフェーズの開始タイミングに遅れることなく実際のエンジントルクを増加させることができる。
図15は、第4実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートである。図15には、イナーシャフェーズにおけるトルクダウン(トルクアップ指令値Tupをゼロまで減少させる)が主に記載されている。図15において、第2実施形態の図8Bと同一部分には同一の符号を付している。
(15)式の基本エンジントルクTe1は、吸入空気量Qaとスロットル弁開度TVOから図11を内容とするマップが検索されることにより算出される。
ステップS61においてCVTコントローラ61は、準備フェーズの開始タイミングからの経過時間x1が一定時間Δx5以上となったときには処理をステップS49に進め、終了フェーズになっているか否かを判断する。終了フェーズになっていないときにはトルクアップ指令値Tupを減少させるため、CVTコントローラ61は処理をステップS63〜S66に進める。
(17)の一定時間Δx6は、予め定めておく。ステップS64においてCVTコントローラ61は、この傾きa2と、準備フェーズの開始タイミングからの経過時間x1とから次式により、イナーシャフェーズでトルクアップ指令値Tupを直線特性で与える場合のトルクアップ指令値Tup2[Nm]を算出する。
(18)式の(x1−Δx4)は、図15におけるt21からの経過時間(つまりトルク指令値を減少するタイミングからの経過時間)である。
図17は、第5実施形態の前提となる第1実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートであり、図18は、第5実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートである。図17及び図18において、第1実施形態の図4のフローチャートと同一部分には同一の符号を付している。
図21A,図21B,図21Cは第6実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートである。このうち、図21Aは学習値の更新前の1−2速変速時の変化を示している。図21Bは学習値の更新後最初の1-2速変速時の変化を示している。図21Bは学習値の更新後2回目の1-2速変速時の変化を示している。図21A、図21B、及び図21Cにおいて、第1実施形態の図4と同一部分には同一の符号を付している。なお、第6実施形態では、簡単化のため学習値を1回更新するだけで学習値が収束する場合を扱う。もちろん本実施形態は、学習値を1回更新するだけで学習値が収束する場合に限られるものでない。
(19)式の一定値ΔP1としては正の値を予め設定しておく。学習値Pgakuの初期値にはゼロを入れておく。
(20)式により基本油圧Pbaseが学習値Pgakuの分だけかさ上げされ、これによって2速クラッチ56の締結力が増大されるわけである。
図26A,図26B,図26Cは、第7実施形態の1−2速変速時の変化を示すタイミングチャートである。このうち、図26Aは学習値の初回収束後で学習値の2回目の収束前の1-2速変速時の変化を示している。図26Bは学習値の初回収束後で学習値の2回目の更新後最初の1-2速変速時の変化を示している。図26Cは学習値の初回の収束後で学習値の2回目の更新後2回目の1-2速変速時の変化を示している。なお、第7実施形態では、簡単化のため学習値の初回の更新で学習値が収束し、学習値の初回収束後で学習値の2回目の更新で学習値が再び収束する場合を扱う。もちろん本実施形態は、学習値の初回の更新で学習値が収束し、学習値の初回収束後で学習値の2回目の更新で学習値が再び収束する場合に限られるものでない。ここでいう「学習値の2回目の更新」とは、学習値の初回の更新を1回目の更新と考えたときの学習値の2回目の更新のことである。図26A、図26B、及び図26Cにおいて、第1実施形態の図4と同一部分には同一の符号を付している。
(21)式の一定値ΔP5としては正の値を予め設定しておく。一定値ΔP5は、学習値の初回(1回目)の更新で用いた一定値ΔP1(図28のステップS103参照)と同じであってもよいし異ならせてもよい。
Claims (20)
- 互いに連結されたエンジンおよび変速機を備えるパワートレインを有する車両の制御装置であって、
前記変速機は、
変速比を無段階に変化させ得る無段変速機構と、
前記無段変速機構に対して直列に設けられ、少なくとも第1締結部と第2締結部とを有し、前記第1締結部を締結状態から解除状態に移行させるとともに前記第2締結部を解除状態から締結状態に移行させることによって、1速段から当該1速段よりも変速比の小さな2速段への変速を実現する副変速機構と、
前記第2締結部に与える指令油圧を調整する油圧調整ユニットと、を備え、
前記車両の制御装置は、
前記車両の運転状態に応じた基本エンジントルクが得られるように前記エンジンを制御するエンジン制御装置と、
前記無段変速機構及び前記副変速機構の全体の変速比に関する目標値を前記車両の運転状態に基づいて設定し、前記目標値が実現されるように前記無段変速機構及び前記副変速機構を制御する変速制御装置と、を備え、
前記変速制御装置は、
前記1速段から前記2速段への変速時に、前記基本エンジントルクよりエンジントルクを上昇させることを前記エンジン制御装置に指令し、
前記変速時に前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じたときに、前記指令油圧を増大させる側に前記指令油圧の学習値を更新し、前記変速時より後の変速時に前記更新後の学習値を含んだ指令油圧を前記第2締結部に与えたとき、前記吹け上がりが生じなくなれば前記学習値が収束したと判定し、
前記学習値が収束したとき、前記第2締結部の締結容量が発生したと判定する、車両の制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制御装置であって、
前記変速時に、前記副変速機構の入力トルクを前記第1締結部及び前記第2締結部に分配することでトルクの架け替えを行うトルクフェーズと、前記副変速機構の入力回転速度が前記トルクの架け替え前の回転速度から前記トルクの架け替え後の回転速度に移行するイナーシャフェーズとを含み、
前記変速制御装置は、
前記基本エンジントルクよりエンジントルクを増加させるトルクアップ指令と、前記エンジントルク増加の指令後に、前記エンジントルクを減少させて前記基本エンジントルクに戻すトルクダウン指令と、を発する車両の制御装置。 - 請求項2に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置が前記基本エンジントルクから前記エンジントルクの増加を開始するタイミングは、前記トルクフェーズの開始タイミングである、車両の制御装置。 - 請求項2または3に記載の車両の制御装置であって、
前記トルクフェーズの開始タイミングを0%とし、前記トルクフェーズの終了タイミングを100%として、前記トルクフェーズの開始タイミングから前記トルクフェーズの終了タイミングまで直線的に上昇する上昇割合を設定し、前記上昇割合に同期させて、前記エンジントルクを増加させることを指令する、車両の制御装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置によって増加されるトルクアップ量の最大値は、前記基本エンジントルクに応じて決定される、車両の制御装置。 - 請求項2から5のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置が前記エンジントルクの減少を開始するタイミングは、前記イナーシャフェーズの開始タイミングである、車両の制御装置。 - 請求項2から6のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記イナーシャフェーズの開始タイミングを0%とし、前記イナーシャフェーズの終了タイミングを100%として、前記イナーシャフェーズの開始タイミングからイナーシャフェーズの終了タイミングまで直線的に上昇する進行割合を設定し、前記進行割合に同期させて、前記エンジントルクを減少させることを指令する、車両の制御装置。 - 請求項2に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、前記エンジントルク増加の指令を前記トルクフェーズの開始の前のタイミングで開始する、車両の制御装置。 - 請求項8に記載の車両の制御装置であって、
前記トルクフェーズの開始の前のタイミングは、スロットル弁から吸気ポートまでの容積分に相当する吸入空気の供給遅れ分が設定される、車両の制御装置。 - 請求項8または9に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、前記トルクフェーズが終了する前に、前記トルクアップ量の最大値に前記エンジントルクを到達させる、車両の制御装置。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置によって増加させるトルクアップ量の最大値は、エンジン回転速度及び前記基本エンジントルクに応じて決定される、車両の制御装置。 - 請求項2に記載の車両のエンジン制御装置であって、
前記変速制御装置は、前記エンジントルク減少の指令を前記イナーシャフェーズの開始の前のタイミングで開始する、車両の制御装置。 - 請求項12に記載の車両の制御装置であって、
前記イナーシャフェーズの開始の前のタイミングは、スロットル弁から吸気ポートまでの容積分に相当する吸入空気の供給遅れ分が設定される、車両の制御装置。 - 請求項12または請求項13に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、前記イナーシャフェーズが終了する前に、前記エンジントルクを前記基本エンジントルクに戻す、車両の制御装置。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、前記指令油圧の学習値の更新に際して前記エンジントルク増加の指令を停止し、前記第2締結部の締結容量が発生したと判定した後、前記エンジントルク増加の指令を再開する、車両の制御装置。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、
前記変速時に前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じたか否かを判定し、
前記吹け上がりが生じたときに、前記指令油圧を増大させる側に前記学習値を更新し、
前記学習値を更新した後の変速時に、前記エンジン制御装置への指令を禁止した状態で前記学習値を含んだ指令油圧を前記第2締結部に付与し、前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じるか否かを判定し、
前記更新後の変速時に前記吹け上がりが生じなかったときに、前記学習値が収束したと判定し、
前記学習値が収束した後の変速時に、前記基本エンジントルクよりエンジントルクを上昇させることを許可する、車両の制御装置。 - 請求項16に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、前記学習値が収束した後の前記変速時に、前記エンジントルクを上昇させた場合に前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じたときには、この吹け上がりが生じた変速時の次の変速時に、前記エンジン制御装置への指令を禁止する、車両の制御装置。 - 請求項17に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、
前記吹け上がりが生じた変速時の次の前記変速時に、前記エンジン制御装置への指令を禁止した状態で、前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが再度生じたときに、前記指令油圧を増大させる側に前記学習値を更新する2回目学習を実行し、前記2回目学習後の変速時に前記更新後の学習値を含んだ指令油圧を前記第2締結部に与えたとき、前記吹け上がりが生じなくなれば前記学習値が再度収束したと判定し、
前記学習値が再度収束した後の変速時に、前記基本エンジントルクよりエンジントルクを上昇させることを許可する、車両の制御装置。 - 請求項18に記載の車両の制御装置であって、
前記変速制御装置は、
前記学習値が再度収束した後の前記変速時に、前記エンジントルクを上昇させた場合に前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じたときには、この吹け上がりが生じた変速時の次の変速時に、前記エンジン制御装置への指令を禁止し、
前記吹け上がりが生じた変速時の次の前記変速時に、前記エンジン制御装置への指令を禁止した状態で、前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じたときに、前記指令油圧を増大させる側に前記学習値を更新する3回目学習を実行し、前記3回目学習後の変速時に前記更新後の学習値を含んだ指令油圧を前記第2締結部に与えたとき、前記吹け上がりが生じなくなれば前記学習値がみたび収束したと判定し、
前記学習値がみたび収束した後の変速時に、前記基本エンジントルクよりエンジントルクを上昇させることを許可する、車両の制御装置。 - エンジンと、
前記エンジンと連結された無段変速機であって、
変速比を無段階に変化させ得る無段変速機構と、
前記無段変速機構に対して直列に設けられ、少なくとも第1締結部と第2締結部とを有し、前記第1締結部を締結状態から解除状態に移行させるとともに前記第2締結部を解除状態から締結状態に移行させることによって、1速段から当該1速段よりも変速比の小さな2速段への変速を実現する副変速機構と、を備える無段変速機と、
を備えるパワートレインを有する車両の制御方法であって、
前記車両の運転状態に応じた基本エンジントルクが得られるように前記エンジンを制御することと、
前記無段変速機構及び前記副変速機構の全体の変速比に関する目標値を前記車両の運転状態に基づいて設定し、前記目標値が実現されるように前記無段変速機構及び前記副変速機構を制御することと、
前記1速段から前記2速段への変速時に、前記基本エンジントルクよりエンジントルクを上昇させることと、
前記変速時に前記副変速機構の入力回転速度の吹け上がりが生じたときに、前記指令油圧を増大させる側に前記指令油圧の学習値を更新し、前記変速時より後の変速時に前記更新後の学習値を含んだ指令油圧を前記第2締結部に与えたとき、前記吹け上がりが生じなくなれば前記学習値が収束したと判定することと、
前記学習値が収束したとき、前記第2締結部の締結容量が発生したと判定することと、を含む、車両の制御方法。
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