JP6822487B2 - 車両の制御方法及び車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両停車中のセレクトレバー操作により、非走行レンジから走行レンジに切り替えた際のクラッチ締結に伴うショック（以下、セレクトショックと記載する。）を抑制する車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。

特許文献１には、非走行レンジと走行レンジとでエンジンの目標回転数を変更すると共に、目標回転数にフィードバック制御する際のフィードバックゲインを変更する技術が開示されている。

特開２００６−９０２１８号公報

しかしながら、特許文献１の技術にあっては、非走行レンジから走行レンジへ切り替えられたとしても、所定時間はフィードバックゲインを保持するため、セレクトショックを抑制することが困難であった。
本発明の目的は、セレクトショックを改善可能な車両の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の車両の制御方法では、シフトレンジが非走行レンジから走行レンジに切り替わったとき、クラッチが切断状態から接続状態に切り替わるまでに要する所定時間内に、エンジンのアイドル回転数を低下させることとした。

よって、クラッチの入力側回転要素のイナーシャトルクを抑制することが可能となり、セレクトショックを抑制することができる。

実施例１のセレクト制御が適用された車両のシステム図である。 実施例１のセレクト制御においてＣＶＴＣＵ内で行われる制御フロー図である。 実施例１のセレクト制御においてＥＣＵ内で行われる制御フローである。 実施例１のセレクト制御処理を表すタイムチャートである。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ ファイナルギヤ
４ 駆動輪
５ シフトレバー
５ａ シフトレンジ
１０ エンジンコントローラ（ＥＣＵ）
１５ ＣＡＮ通信線
２０ 変速機コントローラ（ＣＶＴＣＵ）
２１ トルクコンバータ
２２ クラッチ
２３ ベルト式無段変速機構

〔実施例１〕
図１は、実施例１のセレクト制御が適用された車両のシステム図である。内燃機関であるエンジン１から出力された回転は、自動変速機２に入力される。自動変速機２に入力された回転は、トルクコンバータ２１及びクラッチ２２を介してベルト式無段変速機構２３に入力される。クラッチ２２は、複数のクラッチプレートが交互に重ね合わされた湿式多板クラッチであり、図外のコントロールバルブから供給される制御油圧に基づいて伝達トルク容量を制御する。尚、実施例１の場合、図外の前後進切替機構において前進を達成する締結要素及び後退を達成する締結要素がそれぞれクラッチ２２に対応するが、前後進切替機構とは別に発進専用のクラッチを備えていてもよく特に限定しない。ベルト式無段変速機構２３で変速された回転は、ファイナルギヤ３を介して駆動輪１０に伝達される。エンジン１には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ１ａと、点火タイミングを制御可能な点火装置１ｂと、を有する。

運転者が操作するシフトレバー５は、操作によりシフトレンジ５ａのレンジ位置を切り替える。シフトレンジ５ａは、パーキングレンジ（以下、Ｐレンジと記載する。）と、後退するリバースレンジ（以下、Ｒレンジと記載する。）と、ニュートラルレンジ（以下、Ｎレンジと記載する。）と、前進するドライブレンジ（以下、Ｄレンジと記載する。）と、を有し、シフトレバー５の操作位置に応じたレンジ位置信号を出力する。Ｐレンジ及びＮレンジ（以下、非走行レンジとも記載する。）が選択されているときは、クラッチ２３を切断状態とし、Ｒレンジ及びＤレンジ（以下、走行レンジとも記載する。）が選択されているときは、クラッチ２３を接続状態とする。

エンジンコントロールユニット１０（以下、ＥＣＵと記載する。）は、エンジン１のスロットルバルブ１ａや点火装置１ｂに制御信号を出力し、エンジン１の運転状態（エンジン回転数ＮｅやエンジントルクＴｅ）を制御する。エンジン回転数センサ１ｃは、エンジン回転数Ｎｅを検出し、ＥＣＵに出力する。変速機コントロールユニット２０（以下、ＣＶＴＣＵと記載する。）は、シフトレンジ５ａから送信されたレンジ位置信号を受信し、クラッチ２２の断接状態や、ベルト式無段変速機構２３の変速比を制御する。ＥＣＵとＣＶＴＣＵとは、相互の情報を送受信可能なＣＡＮ通信線１５で接続されている。

（セレクト制御処理）
ここで、セレクト制御について説明する。非走行レンジ選択時には、クラッチ２２が切断状態であるため、エンジン１は所定のアイドル回転数に設定される。エンジン１の暖気が終了し、エンジン１により駆動される補機類が作動していなければ、アイドル回転数は自立回転可能な低めの回転数であるＮ１に設定される。この状態から、シフトレバー５を操作し、シフトレンジが走行レンジにセレクトされると、クラッチ２２に制御油圧が供給され、伝達トルク容量の確保に伴ってファイナルギヤ３を介して駆動輪４にトルクが伝達される。運転者がブレーキペダルを踏み込んだ状態であり、クリープトルクよりも大きな制動トルクが発生しているときは、車両は停車状態を維持する。

このとき、エンジン１と駆動輪４との間の動力伝達経路に捻じれが発生し、駆動輪４と車体との間のサスペンションの作用によって車体が沈み込む、もしくは動力伝達経路と車体との間のマウント部に反力が作用して車体が前後に移動し、車両に前後加速度Ｇが発生する。エンジン回転数ＮｅがＮ１と低く設定されているときは、さほど大きな前後加速度Ｇが発生することはない。しかしながら、エンジンの暖気中や補機類の作動によるアイドルアップ要求がなされているときは、アイドル回転数として高めのＮ２に設定される。そうすると、クラッチ２２が切断状態であることから、非走行レンジ選択時におけるトルクコンバータ２１のタービンランナ及びクラッチ２２のエンジン側回転要素（以下、入力側回転要素と記載する。）は、アイドル回転数の上昇に伴ってＮ２に近い回転数で連れまわる。この状態からシフトレンジ５ａが走行レンジにセレクトされると、クラッチ２２が伝達トルク容量を確保した時点で入力側回転要素の回転数がＮ２から一気に低下する。よって、入力側回転要素のイナーシャトルクが出力され、セレクト時におけるトルク変動が大きくなって前後加速度（以下、前後Ｇと記載する。）の変動に伴うセレクトショックが大きくなりやすいという問題がある。

そこで、実施例１では、アイドル回転数が高回転であるＮ２に設定された状態で、シフトレバー５が非走行レンジから走行レンジにセレクトされたときは、クラッチ２２が伝達トルク容量を確保する前にエンジン回転数Ｎｅを極力低下させ、入力側回転要素のイナーシャトルクを小さくした状態でクラッチ２２を締結させ、セレクトショックを抑制することとした。

図２は、実施例１のセレクト制御においてＣＶＴＣＵ内で行われる制御フロー、図３は、実施例１のセレクト制御においてＥＣＵ内で行われる制御フローである。このフローは、ＰレンジもしくはＮレンジを選択し、車両が停止状態でエンジン１が作動しているときに実施される。
ステップＳ１では、レンジ位置信号が非走行レンジであるＰレンジもしくはＮレンジから、走行レンジであるＤレンジもしくはＲレンジにセレクトされたか否かを判断し、セレクトされたと判断したときはステップＳ２に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。
ステップＳ２では、ＥＣＵにセレクト信号を送信する。
ステップＳ３では、クラッチ２２に締結指令を出力する。尚、クラッチ２２への締結指令が出力されると、クラッチプレートのガタ詰めを行うプリチャージ圧指令が所定時間出力され、ガタ詰め完了後に伝達トルク容量が発生する。

ステップＳ１０では、アイドル回転数として通常のアイドル回転数Ｎ１から、エアコン作動、エンジン水温低下、オルタネータ等のエンジン補機の負荷の増大に伴うアイドルアップ要求があるか否かを判断し、アイドルアップ要求があるときはステップＳ１１に進み、それ以外の場合はステップＳ１２に進んでアイドル回転数を通常のＮ１に設定し、本制御フローを終了する。
ステップＳ１１では、エンジン回転数Ｎｅの目標回転数をＮ１からＮ２（＞Ｎ１）に設定する。ここで、エンジン回転数Ｎｅは、目標回転数が設定されると、スロットル開度や点火タイミングを用いてフィードバック制御を実行する。具体的には、目標回転数がＮ１からＮ２に変更されると、スロットル開度を大きくしてエンジン回転数Ｎｅを上昇させる。
ステップＳ１３では、ＣＶＴＣＵからセレクト信号を受信したか否かを判断し、セレクト信号を受信したときはステップＳ１４に進み、それ以外の場合はアイドル回転数をＮ２に設定した状態で本制御フローを終了する。

ステップＳ１４では、エンジン回転数Ｎｅの目標回転数をＮ２よりも低いＮ３に設定する。ここで、目標回転数がＮ２からＮ３に変更されると、スロットル開度を小さくすることでエンジン１の吸入空気量を低減すると共に、点火時期を遅角させるリタード制御を実施してエンジン回転数Ｎｅを低下させる。ここで、Ｎ３は、Ｎ１と同じ回転数であってもよいし、入力側回転要素のイナーシャトルクを低減可能な値であればＮ１より高い回転数であってもよい。また、一時的な回転数低下を目的とし、Ｎ３をＮ１よりも低い回転数に設定してもよい。また、リタード制御は、スロットル開度によるエンジントルク制御に比べて応答性が高いため、エンジン回転数Ｎｅを効果的に低減できる。ただし、リタード制御により不完全燃焼ガスが触媒に供給されると、触媒の発熱が懸念されるため、実施例１では、さほどセレクトショックが発生しない通常のアイドル回転数Ｎ１が設定されているときは、セレクト制御を回避する。
ステップＳ１５では、エンジン回転数ＮｅがＮ３以下か否かを判断し、ＮｅがＮ３より高いときはステップＳ１４に戻ってステップＳ１４、Ｓ１５を繰り返し、ＮｅがＮ３以下に到達したときは本制御フローを終了する。

図４は、実施例１のセレクト制御処理を表すタイムチャートである。最初の時点では、Ｐレンジが選択され、アイドル回転数としてＮ２が設定された状態である。図中、細い実線及び細い一点鎖線で示す線が、エンジン回転数ＮｅをＮ２のままとし、クラッチ２２を締結した場合の比較例を表し、太い実線及び太い一点鎖線で示す線が、セレクト制御を行った場合の実施例１を表す。尚、図４の最上段に示すタイムチャートのうち、一点鎖線は入力側回転要素の回転数であるタービン回転数Ｎｔを表し、実線はエンジン回転数Ｎｅを表す。また、Ｔｅはエンジントルクを表し、Ｔｃはクラッチ２２の伝達トルク容量を表す。

比較例の場合、時刻ｔ１において、運転者がセレクトレバー５を操作し、約０．３秒後の時刻ｔ２においてクラッチ２２が伝達トルク容量Ｔｃを持ち始めると、タービン回転数Ｎｔが一気に低下し始める。それに伴い、トルクコンバータ２１の負荷が高まるため、エンジントルクＴｅも上昇し始める。よって、前後Ｇが振動的に発生し、そのピークも比較的高くなる。

これに対し、実施例１の場合、時刻ｔ１において、運転者がセレクトレバー５を操作し、シフトレンジ位置がＰレンジからＤレンジに切り替えられると、即座にエンジン回転数Ｎｅの目標回転数をＮ２からＮ３に設定する。これにより、リタード制御によってエンジントルクＴｅは負トルクとなり、エンジン回転数Ｎｅを一気にＮ３まで低下させる。このとき、クラッチ２２の伝達トルク容量が生じ始める時刻ｔ２より前にエンジン回転数ＮｅをＮ３まで低下させる。よって、時刻ｔ２においてクラッチ２２が伝達トルク容量Ｔｃを持ち始め、タービン回転数Ｎｔが低下し始める時のイナーシャトルクを抑制することができ、前後Ｇの振動ピークを抑制できるため、セレクトショックを抑制することができる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記の作用効果が得られる。
（１）エンジン１と駆動輪５との間の動力伝達経路に設けられたクラッチ２２を、シフトレンジ５ａが非走行レンジのときに切断状態とし、走行レンジのときに接続状態とする車両の制御方法において、エンジン１をＮ２（所定のアイドル回転数）に制御し、シフトレンジ５ａが非走行レンジから走行レンジに切り替わったとき、クラッチ２２が切断状態から接続状態に切り替わるまでに要する所定時間内に、エンジン回転数ＮｅをＮ２から低下させる。
よって、入力側回転要素のイナーシャトルクを抑制することが可能となり、セレクトショックを抑制できる。

（２）所定のアイドル回転数として、Ｎ１（第１のアイドル回転数）よりも高いＮ２（第２の回転数）に設定するアイドルアップ要求の有無を判定し、アイドルアップ要求があると判定したときは、所定のアイドル回転数をＮ２に設定し、アイドルアップ要求が無いと判定したときは、所定のアイドル回転数をＮ１に設定し、シフトレンジ５ａの操作に関わらずＮ１を維持する。
よって、アイドルアップ要求が無い場合は、リタード制御を回避することで不完全燃焼ガスによる触媒等の発熱を抑制できる。

（３）所定のアイドル回転数を低下させるときは、リタード制御（エンジンの点火時期を遅角させること）により低下させる。よって、高い応答性で効果的にエンジン回転数Ｎｅを低下できる。

（４）所定のアイドル回転数を低下させるときは、エンジンの吸入空気量を低減することにより低下させる。具体的には、スロットル開度を抑制することでエンジン回転数Ｎｅを低下させる。よって、効果的にエンジン回転数Ｎｅを低下できる。尚、リタード制御のように不完全燃焼ガスが生じないため、触媒の耐久性を向上できる。

（５）所定のアイドル回転数を低下させるときは、エンジン１のトルクを負トルクに制御する。よって、クラッチ２２が伝達トルク容量を持ち始める前に、エンジン回転数Ｎｅを素早く低下させることができる。

（６）エンジン１と駆動輪５との間の動力伝達経路を断接するクラッチ２２と、走行レンジと非走行レンジとを切り替え可能なシフトレンジ５ａと、を備えた車両の制御装置において、クラッチ２２を、シフトレンジ５ａが非走行レンジのときに切断状態とし、シフトレンジが走行レンジのときに接続状態とするＣＶＴＣＵ（クラッチ制御部）と、エンジン１を所定のアイドル回転数に制御するＥＣＵ（エンジン制御部）と、を有し、ＥＣＵは、シフトレンジ５ａが非走行レンジから走行レンジに切り替わったとき、ＣＶＴＣＵがクラッチ２２を切断状態から接続状態に切り替えるまでの間にエンジン１をＮ２よりも低い回転数に低下させる。
よって、入力側回転要素のイナーシャトルクを抑制することが可能となり、セレクトショックを抑制することができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。実施例１では、変速機としてベルト式無段変速機構２３を採用した例を示したが、他の形式の変速機であっても構わない。また、実施例１のクラッチ２は、変速機内の発進クラッチであってもよい。また、実施例１では、アイドル回転数をＮ２からＮ３に低下させた後、Ｎ２に復帰させることなく継続的にＮ３を維持したが、クラッチ２２の締結完了を検出し、クラッチ２２の締結が完了したときはＮ３からＮ２に復帰させることとしてもよい。これにより、アイドルアップ要求を満足できる。尚、クラッチ２２の締結完了は、タイマで検出してもよいし、タービン回転数Ｎｔと変速機出力軸回転数との相対回転数差が所定値以下となったときを締結完了として検出してもよい。また、実施例１では、クラッチ２２が伝達トルク容量を持ち始める前にエンジン回転数Ｎｅを低下させたが、エンジン回転数ＮｅがＮ３に低下してからクラッチ２２に伝達トルク容量を持たせるようにクラッチ側を制御してもよい。

Claims (3)

1. エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられたクラッチを、シフトレンジが非走行レンジのときに切断状態とし、走行レンジのときに接続状態とする車両の制御方法において、
   前記エンジンを所定のアイドル回転数に制御し、
   前記シフトレンジが前記非走行レンジから前記走行レンジに切り替わったとき、前記クラッチが切断状態から接続状態に切り替わるまでに要する所定時間内に、前記エンジンの点火時期を遅角させるとともに前記エンジンの吸入空気量を低減することにより前記所定のアイドル回転数を低下させ、その後、低下させたアイドル回転数を維持した状態で前記クラッチの接続を開始させることを特徴とする車両の制御方法。
2. 請求項１に記載の車両の制御方法において、
   前記所定のアイドル回転数として、第１のアイドル回転数よりも高い第２の回転数に設定するアイドルアップ要求の有無を判定し、
   前記アイドルアップ要求があると判定したときは、前記所定のアイドル回転数を前記第２の回転数に設定し、
   前記アイドルアップ要求が無いと判定したときは、前記所定のアイドル回転数を前記第１のアイドル回転数に設定し、前記シフトレンジの操作に関わらず前記第１のアイドル回転数を維持することを特徴とする車両の制御方法。
3. エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、
   走行レンジと非走行レンジとを切り替え可能なシフトレンジと、
   を備えた車両の制御装置において、
   前記クラッチを、前記シフトレンジが前記非走行レンジのときに切断状態とし、前記シフトレンジが前記走行レンジのときに接続状態とするクラッチ制御部と、
   前記エンジンを所定のアイドル回転数に制御するエンジン制御部と、
   を有し、
   前記エンジン制御部は、前記シフトレンジが前記非走行レンジから前記走行レンジに切り替わったとき、前記クラッチ制御部が前記クラッチを切断状態から接続状態に切り替えるまでの間に前記エンジンの点火時期を遅角させるとともに前記エンジンの吸入空気量を低減することにより前記所定のアイドル回転数よりも低い回転数に低下させ、その後、低下させたアイドル回転数を維持した状態で前記クラッチの接続を開始させることを特徴とする車両の制御装置。

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