JPWO2010103606A1 - 駆動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
意図が強いほど、トルク容量を減少補正する制御がおこなわれる。これにより、運転者の加速意図が強いときには、エンジン回転数をエンジントルクが大きくなる領域まで素早く立ち上げて、より強い加速ができるとされている。
[0005]
一方、変速機が連結されたエンジンの制御装置が特開2006−112248号公報に記載されている。この特開2006−112248号公報においては、変速機が各種の変速要素、つまりクラッチを有しており、そのクラッチの係合・解放をおこなうことにより、変速機での変速が実行される。この変速機を制御する自動変速モードでは、アクセル操作量および車速に基づいてマップを参照して、最適な変速段を決定する。これに対して、手動変速モードにおいては、ドライバーがシフトレバーを介しておこなうアップシフト操作またはダウンシフト操作に応じて、それぞれ現在の変速段よりも1段ずつアップシフトまたはダウンシフトをおこなう。さらに、変速機でのダウンシフト時に、クラッチを解放して変速機をニュートラル状態とし、エンジン回転速度がダウンシフト後の回転速度となるようにエンジン出力をフィードバック制御し、エンジン回転速度が同期した後に、クラッチを締結して変速することが記載されている。
[0006]
上記の特開2006−125602号公報に記載された無段変速機において、特開2006−112248号公報に記載されている手動変速モードのように有段的に変速比を変更することを想定すると、無段変速機の変速中に変速ショックが発生する問題があった。
発明の開示
[0007]
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、無段変速機で有段的に変速比を変更する場合に、変速ショックを抑制することのできる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
[0008]
上記の目的を達成するために、この発明は、車両の走行用動力源として内燃機関が設けられており、その内燃機関の出力側にその内燃機関の動力が伝達される無段変速機が配置され、その無段変速機の変速比をステップ的に変更する制御をおこなうことの可能な駆動力制御装置において、前進用クラッチと後進用ブレーキとを有するとともに、その前進用クラッチを係合しかつ後進用ブレーキを解放することにより前記内燃機関が出力した動力をトルクの作用方向を変化させずに前記無段変速機に伝達し、前記後進用ブレーキを係合しかつ前記前進用クラッチを解放することにより前記内燃機関が出力した動力をトルクの作用方向を反転して前記無段変速機に伝達する前後進切換装置と、前記前進用クラッチのトルク容量が相対的に高く、かつ、前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したか否かを判断する変速判断手段と、前記前進用クラッチのトルク容量
が相対的に高く、かつ、前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したと判断された場合は、前記無段変速機で変速比を変更する前に、前記前進用クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、前記無段変速機で変速比を変更中に前記内燃機関の回転速度を前記無段変速機での変速比の変更後の入力回転速度に同期させる制御をおこない、かつ、前記無段変速機で変速比を変更した後、前記前進用クラッチのトルク容量を上昇させる第1変速手段とを備えていることを特徴とするものである。
[0009]
また、この発明は、上記の構成に加えて、前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生するか否かを判断するショック判断手段を有しており、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したと判断され、かつ、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断された場合に、前記第1変速手段は、前記無段変速機で変速比を変更する前に前記前進用クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、前記無段変速機で変速比を変更中に、前記内燃機関の回転速度を前記無段変速機での変速比の変更後の回転速度に同期させる制御をおこない、かつ、前記無段変速機で変速比を変更し終わった後に前記前進用クラッチのトルク容量を上昇させる変速制御をおこなう手段を含むことを特徴とするものである。
[0010]
さらに、この発明は、上記の構成に加えて、前記ショック判断手段は、変速比の変更後における前記無段変速機の目標入力回転速度と前記無段変速機の現在の入力回転速度との差が閾値以上であると、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断する手段を含むことを特徴とするものである。
[0011]
さらに、この発明は、上記の構成に加えて、前記ショック判断手段は、変速比の変更前における前記無段変速機の現在の変速比が相対的に大きいと、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断する手段を含むことを特徴とするものである。
[0012]
さらに、この発明は、上記の構成に加えて、前記ショック判断手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の温度、または前記無段変速機の変速比を制御する作動油の温度に基づいて、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショック
が発生するか否かを判断する手段を含むことを特徴とするものである。
[0013]
さらに、この発明は、上記の構成に加えて、前記前進用クラッチのトルク容量を低下させることが許可されるか否かを判断する条件判断手段を備えており、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したと判断され、かつ、前記前進用クラッチのトルク容量を低下させることが許可されている場合に、前記第1変速手段は、前記前進用クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、前記内燃機関の回転速度を前記無段変速機での変速比の変更後の回転速度に同期させる制御をおこない、さらに、前記前進用クラッチのトルク容量を上昇させる手段を含むことを特徴とするものである。
[0014]
さらに、この発明は、上記の構成に加えて、前記条件判断手段は、前記車両の運転者が加速操作をおこなっていない場合に、前記前進用クラッチのトルク容量を低下させることが許可されたと判断する手段を含むことを特徴とするものである。
[0015]
さらに、この発明は、上記いずれかの構成に加えて、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する制御は、前記無段変速機の変速比をステップ的に大きくするダウンシフトであることを特徴とするものである。
[0016]
さらに、この発明は、上記いずれかの構成に加えて、前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更しても変速ショックが発生しないと判断された場合は、前記前進用クラッチのトルク容量を低下させることなく、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する第2変速手段を備えていることを特徴とするものである。
[0017]
この発明によれば、前進用クラッチのトルク容量が相対的に高く、かつ、車両の走行中に、無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立した場合は、無段変速機での変速比を変更する前に前進用クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、無段変速機での変速中に、内燃機関の回転速度を無段変速機での変速比の変更後の入力回転速度に同期させる制御をおこなう。さらに、無段変速機で変速比を変更し終わった後、前進用クラッチのトルク容量を上昇させる制御をおこなう。したがって、無段変速機で変速比をステップ的に変更する途中で、無段変速機の入力側に接続される等価慣性質量が急激に大きくなることを回避でき、無段変速機での変速にともなうショックを抑制できる。
[0018]
また、この発明によれば、無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成
立し、かつ、無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断された場合に、上記の発明と同様の効果を得られる。
[0019]
さらに、この発明によれば、変速比の変更後における無段変速機の目標入力回転速度と前記無段変速機の現在の入力回転速度との差が閾値以上である場合は、無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断し、上記の発明と同様の効果を得られる。
[0020]
さらに、この発明によれば、変速比の変更前における無段変速機の現在の変速比が相対的に大きいと、無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断し、上記の発明と同様の効果を得られる。
[0021]
さらに、この発明によれば、内燃機関を冷却する冷却水の温度、または無段変速機の変速比を制御する作動油の温度に基づいて、無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生するか否かを判断し、上記の発明と同様の効果を得られる。
[0022]
さらに、この発明によれば、無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立し、かつ、前進用クラッチのトルク容量を低下させることが許可されている場合に、前進用クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、内燃機関の回転速度を無段変速機での変速比の変更後の回転速度に同期させる制御をおこない、さらに、前進用クラッチのトルク容量を上昇させると、上記の発明と同様の効果を得られる。
[0023]
さらに、この発明によれば、車両の運転者が加速操作をおこなっていない場合は、前進用クラッチのトルク容量を低下させることが許可されたと判断し、上記の発明と同様の効果を得られる。
[0024]
さらに、この発明によれば、無段変速機の変速比をステップ的に大きくするダウンシフトに際して、エンジンブレーキ力が急激に強められることを防止でき、上記いずれかの発明の効果を得られる。
[0025]
さらに、この発明によれば、上記いずれかの発明と同様の効果を得られる他に、車両の走行中に無段変速機の変速比をステップ的に変更しても変速ショックが発生しない場合は、前進用クラッチのトルク容量を低下させることなく、無段変速機の変速比をステップ的に変更する。したがって、無段変速機の変速比を変更する制御を開始してか
ら終了するまでの時間を相対的に短縮することができ、変速応答性が向上する。
図面の簡単な説明
[0026]
[図1]この発明の対象となる車両でおこなわれる第1制御例を示すフローチャートである。
[図2]この発明の対象となる車両の構成を示す模式図である。
[図3]図1の制御例に対応するタイムチャートの一例である。
[図4]この発明の対象となる車両でおこなわれる第2制御例を示すフローチャートである。
[図5]図4の制御例に対応するタイムチャートの一例である。
[図6]この発明の対象となる車両でおこなわれる第3制御例を示すフローチャートである。
[図7]図6の制御例に対応するタイムチャートの一例である。
[図8]この発明の対象となる車両でおこなわれる第4制御例を示すフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0027]
この発明において、無段変速機は変速比を連続的(無段階)に変更可能であるとともに、変速比をステップ(段階)的に変更することも可能に構成されている。この発明における無段変速機には、ベルト型無段変速機およびトロイダル型無段変速機および遊星歯車機構を用いた無段変速機が含まれる。また、この発明において、前進用クラッチは伝達トルク、もしくはトルク容量を制御可能に構成されており、前進用クラッチにより動力を伝達および遮断できる。この前進用クラッチとしては、摩擦力または電磁力または噛み合い力により動力伝達をおこなうクラッチが含まれる。この発明における変速ショックとは、無段変速機での変速によって車両の駆動トルクが急激に変化することを意味する。ここで、急激とは、運転者が体感できる程度の大きさを意味する。特に、無段変速機でのダウンシフトによりエンジンブレーキ力が強められて、駆動トルクが負側で大きく変化し、変速ショックとなるため、この発明ではこれを防止する。
[0028]
つぎに、この発明を用いた車両の模式図を図2に基づいて説明する。車両1には走行用の駆動力源として内燃機関(エンジン)2が搭載されている。内燃機関2は、燃料
フトが実行(ON)される。この時刻t1から時刻t2の間、通常シフトでは前後進切換装置4が動力伝達可能な状態にあるため、エンジンブレーキ力が強められて駆動トルクが負側で増加し、その後、駆動トルクが負側で減少している。
[0046]
さらに時間が経過して、時刻t2で手動操作によりダウンシフト要求が発生すると、目標入力回転速度と現在の入力回転速度との差が閾値α以上(差回転大)であるため、時刻t3から時刻t4までの間、変速要求として等速シフトがONされる。この時刻t3から時刻t4の間、前後進切換装置4の前進用クラッチ22が解放(OFF)されるため、エンジンブレーキ力が低下して駆動トルクが負側で減少し、その後、前進用クラッチ22が係合されると、エンジンブレーキ力が増加して、駆動トルクが負側で増加している。
[0047]
このように、図1の制御例においては、ベルト型無段変速機5でステップ変速制御をおこなうと、エンジンブレーキ力が強められてショックとして体感される場合は、ステップS3に進み等速シフト制御が実行されるため、変速ショックを回避することができる。これに対して、ベルト型無段変速機5でステップ変速をおこなっても、ショックとして体感される可能性がない場合は、ステップS4に進み通常シフトがおこなわれる。言い換えれば、不用意に等速シフトが実行されることを回避できる。このため、ベルト型無段変速機5で変速を開始してから、変速を終了するまでの所要時間を相対的に短縮することができる。さらに、図1の制御例では、ベルト型無段変速機5の変速比ではなく、目標入力回転速度と現在の入力回転速度との差に基づいて、等速シフトを実行するか否かを判断している。このため、低車速で車両1が走行するときのように、ベルト型無段変速機5の変速比が大きい状況では、不用意に等速シフトがおこなわれることを回避できる。
[0048]
この図1に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS1が、この発明の変速判断手段および条件判断手段に相当し、ステップS2が、この発明のショック判断手段に相当し、ステップS3が、この発明の第1変速手段に相当し、ステップS4が、この発明の第2変速手段に相当する。
ックが発生しない条件において、等速シフトが実行される。これに対して、ステップS5で否定的に判断された場合のように、使用頻度の低い低油温時または高油温時には、等速シフトを実行せずに通常シフトを実行することが可能である。したがって、あらゆる温度条件において、安定した変速特性を得ることが可能となる。
[0053]
なお、図4の制御において、ステップS5では、油温ではなく、内燃機関を冷却する冷却水温を用いて、ショックの有無を判断することもできる。これは、冷却水温に基づいて、エンジン回転速度の上昇特性を間接的に判断するものであり、冷却水温が閾値以上である場合は、ステップS5で肯定的に判断し、冷却水温が閾値未満である場合は、ステップS5で否定的に判断するルーチンとする。これにより、内燃機関2の燃焼状態が良好であり、エンジン回転速度を高精度に制御できる場合はステップS3に進み、内燃機関2の燃焼状態が不安定である場合は、ステップS4に進む。このように、冷却水温を用いた場合も前述と同様の効果を得られる。
[0054]
この図4に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS5が、この発明のショック判断手段に相当する。図4に示されたその他の機能的手段と、この発明の構成との対応関係は、図1の機能的手段と、この発明の構成との対応関係と同じである。
[0055]
つぎに、マニュアルシフト操作に基づいて、ベルト型無段変速機5でステップ変速をおこなう場合の第3制御例を、図6に基づいて説明する。図6の制御例において、図1の制御例と同じ制御をおこなうステップについては、図1と同じステップ番号を付してある。また、図6においては、ステップS1では加速要求の有無は判断されず、そのステップS1で肯定的に判断された場合に、加速要求の有無が判断される(ステップS6)。具体的には、アクセルペダルが踏み込まれてない(アクセル操作量Acc=零)ということは、加速要求がないことを意味する。この場合、ステップS6で肯定的に判断されて、ステップS3に進む。これに対して、アクセルペダルが踏み込まれているときは、加速要求があることになるため、ステップS6で否定的に判断されて、ステップS4に進む。
[0056]
この図6の制御例に対応するタイムチャートの例を図7に示す。この図7のタイムチャ
ートにおいて、図3のタイムチャートと同じ部分については、説明を省略する。この図7では時刻t1以前において、アクセルペダルが踏み込まれているとともに、内燃機関2のトルクが車輪33に伝達されて、正の駆動トルクが発生する。そして、時刻t1から時刻t2の間で通常シフトを実行中、前進用クラッチ22は係合されているため、駆動トルクは正の値で増加する。そして、時刻t2から時刻t3の間でアクセルペダルが戻されると、車両1が惰力走行してエンジンブレーキ力により負の駆動トルクが発生する。さらに、時刻t3から時刻t4の間では等速シフトが実行されている。
[0057]
このように、図6の制御例においても、図1の制御と同様の制御部分については、図1の制御と同じ作用効果を得られる。また、図6の制御では、アクセルペダルが踏み込まれているか否かにより、等速シフト制御を実行するか否かを判定している。このため、アクセルペダルが踏み込まれており、運転者が加速要求をもっているときは前後進切換装置4が動力伝達状態に維持されて、正の駆動トルクを確保できる。したがって、車両1の加速性を維持できる。これに対して、アクセルペダルが踏み込まれていない場合は、運転者が加速意図を持っていないため、前後進切換装置4をニュートラル状態として等速シフトをおこない、駆動力が遮断されても、運転性は損なわれない。
[0058]
この図6に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS6が、この発明の条件判断手段に相当する。図6のその他の構成と、この発明のその他の構成との対応関係は、図1の構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。
[0059]
つぎに、マニュアルシフト操作に基づいて、ベルト型無段変速機5でステップ変速をおこなう場合の第4制御例を、図8に基づいて説明する。図8の制御例において、図1の制御例と同じ制御をおこなうステップについては、図1と同じステップ番号を付してある。この図8においては、ステップS1で肯定的に判断されると、ベルト型無段変速機5の現在の変速比が、所定の変速比よりも大きいか否かが判断される(ステップS7)。この所定の変速比は、内燃機関2とベルト型無段変速機5との間の動力伝達経路を接続した状態で、ベルト型無段変速機5でステップ変速を実行すると、エンジンブ
レーキ力が急激に強められるか否かを判断するための閾値である。
[0060]
このステップS7で肯定的に判断された場合は、内燃機関2とベルト型無段変速機5との間の動力伝達経路を接続した状態で、ベルト型無段変速機5でステップ変速を実行すると、エンジンブレーキ力が急激に強められるため、ステップS3に進む。これに対して、ステップS7で否定的に判断された場合は、内燃機関2とベルト型無段変速機5との間の動力伝達経路を接続した状態で、ベルト型無段変速機5でステップ変速を実行しても、エンジンブレーキ力が急激に強められないため、ステップS4に進む。この図8の制御を実行したときのタイムチャートは、ベルト型無段変速機5の入力回転速度を除き、図3があてはまる。
[0061]
この図8に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップS7が、この発明のショック判断手段に相当する。図8のその他の構成と、この発明のその他の構成との対応関係は、図1の構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。
[0062]
なお、図1の構成において、ベルト型無段変速機5に代えて、トロイダル型無段変速機を設けた車両において、各制御を実行可能である。また、前後進切換装置4の前進用クラッチ22として、摩擦力により動力伝達をおこなうクラッチに代えて、電磁力により動力伝達をおこなうクラッチを用いることもできる。
Claims (9)
- 車両の走行用動力源として内燃機関が設けられており、その内燃機関の出力軸にクラッチを介在させて無段変速機が動力伝達可能に接続されており、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する制御をおこなうことの可能な駆動力制御装置において、
前記クラッチのトルク容量が相対的に高く、かつ、前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したか否かを判断する変速判断手段と、
前記クラッチのトルク容量が相対的に高く、かつ、前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したと判断された場合は、前記無段変速機で変速比を変更する前に、前記クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、前記無段変速機で変速比を変更中に前記内燃機関の回転速度を前記無段変速機での変速比の変更後の入力回転速度に同期させる制御をおこない、かつ、前記無段変速機で変速比を変更した後、前記クラッチのトルク容量を上昇させる第1変速手段と
を備えていることを特徴とする駆動力制御装置。 - 前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生するか否かを判断するショック判断手段を有しており、
前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したと判断され、かつ、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断された場合に、前記第1変速手段は、前記無段変速機で変速比を変更する前に前記クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、前記無段変速機で変速比を変更中に、前記内燃機関の回転速度を前記無段変速機での変速比の変更後の回転速度に同期させる制御をおこない、かつ、前記無段変速機で変速比を変更し終わった後に前記クラッチのトルク容量を上昇させる変速制御をおこなう手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の駆動力制御装置。 - 前記ショック判断手段は、変速比の変更後における前記無段変速機の目標入力回転速度と前記無段変速機の現在の入力回転速度との差が閾値以上であると、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断する手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の駆動力制御装置。
- 前記ショック判断手段は、変速比の変更前における前記無段変速機の現在の変速比が相対的に大きいと、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生すると判断する手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の駆動力制御装置。
- 前記ショック判断手段は、前記内燃機関を冷却する冷却水の温度、または前記無段変速機の変速比を制御する作動油の温度に基づいて、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更すると変速ショックが発生するか否かを判断する手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の駆動力制御装置。
- 前記クラッチのトルク容量を低下させることが許可されるか否かを判断する条件判断手段を備えており、
前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する条件が成立したと判断され、かつ、前記クラッチのトルク容量を低下させることが許可されている場合に、前記第1変速手段は、前記クラッチのトルク容量を低下させ、かつ、前記内燃機関の回転速度を前記無段変速機での変速比の変更後の回転速度に同期させる制御をおこない、さらに、前記クラッチのトルク容量を上昇させる手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の駆動力制御装置。 - 前記条件判断手段は、前記車両の運転者が加速操作をおこなっていない場合に、前記クラッチのトルク容量を低下させることが許可されたと判断する手段を含むことを特徴とする請求項6に記載の駆動力制御装置。
- 前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する制御は、前記無段変速機の変速比をステップ的に大きくするダウンシフトであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の駆動力制御装置。
- 前記車両の走行中に前記無段変速機の変速比をステップ的に変更しても変速ショックが発生しないと判断された場合は、前記クラッチのトルク容量を低下させることなく、前記無段変速機の変速比をステップ的に変更する第2変速手段を備えていることを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載の駆動力制御装置。
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