(57)【要約】【課題】前後進段の切り換えを速やかに行ってもエンジン等の駆動源の不安定化を抑制可能にする。【解決手段】車両の制御装置２１は、前進段と後進段との間で切り換えられた場合に、トルクコンバータ１５の容量がハンプ領域に突入する条件を満たすか否かを判定する判定部２３と、判定部２３が前記条件を満たすと判定した場合、ハンプ領域となってもエンジン１１の駆動が不安定にならないトルクまで駆動源として機能するエンジン１１のトルクアップ制御を行う制御部２４を備えている。【選択図】図１
2020165515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、前記駆動源からの駆動力がトルクコンバータを介して伝達され、伝達された駆動力を変速して駆動輪に伝達する変速機とを備える車両の制御装置において、
前記変速機が前進段と後進段との間で切り換えられた場合に、前記トルクコンバータの容量が、前記駆動輪から伝達された力によって前記駆動源の駆動の不安定化を招くハンプ領域に突入する条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記判定部が前記条件を満たすと判定した場合、前記ハンプ領域となっても前記駆動源の駆動が不安定にならないトルクまで前記駆動源のトルクアップ制御を行う制御部を備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記トルクコンバータのスリップ率を取得し、取得したスリップ率が前記ハンプ領域に対応する予め定めた範囲の場合に、前記条件を満たすと判定し、前記範囲外の場合に、前記条件を満たさないと判定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記トルクコンバータのスリップ率が前記範囲外になるまで前記駆動源のトルクアップ制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記範囲は、前記トルクコンバータの設計容量と、前記トルクコンバータのスリップ率との関係から得た、前記ハンプ領域の境界を示す値に基づいて設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機の制御装置には、前進段および後進段のどちらか一方から他方への切り換え指示が検出された場合に、操作状態および走行状態に応じて、切り換えを許可するかあるいは許可しないかを判断する切換判断手段と、切換判断手段によって切り換えを許可すると判断された場合に、前進段および後進段のどちらか一方から他方へ切り換えるよう制御する制御手段を備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、自動変速機が故障しない範囲において、運転者の意思を反映することを目的として、操作状態および走行状態に応じて前進段と後進段との間で切り換えを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前進段と後進段との間の切り換え指示（以下、前後進段の切り換え指示と言う）が検出された場合、速やかに前後進段を切り換えることが操作性の観点から望ましい。しかし、車両が完全停止しない状態で前後進段を切り換えると、駆動輪から伝達される力によって、トルクコンバータ内のタービンがエンジンにつながるポンプに対して逆回転することがある。
前後進段を切り換えるときの車速が高いほど、逆回転の回転差が大きくなるので、トルクコンバータの容量がいわゆるハンプ領域での切り換えとなり、駆動輪から伝達された力によってエンジン回転が不安定になるおそれが生じる。特に近年の７速以上の多段オートマチックトランスミッション（多段ＡＴとも称する）は、一速がよりローギア化しているので、ハンプ領域での切り換えとなり易い。
【０００５】
そこで、本発明は、前後進段の切り換えを速やかに行ってもエンジン等の駆動源が不安定になる事態を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、駆動源と、前記駆動源からの駆動力がトルクコンバータを介して伝達され、伝達された駆動力を変速して駆動輪に伝達する変速機とを備える車両の制御装置において、前記変速機が前進段と後進段との間で切り換えられた場合に、前記トルクコンバータの容量が、前記駆動輪から伝達された力によって前記駆動源の駆動の不安定化を招くハンプ領域に突入する条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記条件を満たすと判定した場合、前記ハンプ領域となっても前記駆動源の駆動が不安定にならないトルクまで前記駆動源のトルクアップ制御を行う制御部を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、前記判定部は、前記トルクコンバータのスリップ率を取得し、取得したスリップ率が前記ハンプ領域に対応する予め定めた範囲の場合に、前記条件を満たすと判定し、前記範囲外の場合に、前記条件を満たさないと判定してもよい。
【０００８】
また、上記構成において、前記制御部は、前記トルクコンバータのスリップ率が前記範囲外になるまで前記駆動源のトルクアップ制御を行ってもよい。
【０００９】
また、上記構成において、前記範囲は、前記トルクコンバータの設計容量と、前記トルクコンバータのスリップ率との関係から得た、前記ハンプ領域の境界を示す値に基づいて設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、変速機が前進段と後進段との間で切り換えられた場合に、トルクコンバータの容量が、駆動輪から伝達された力によって駆動源の駆動の不安定化を招くハンプ領域に突入する条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記条件を満たすと判定した場合、前記ハンプ領域となっても前記駆動源の駆動が不安定にならないトルクまで前記駆動源のトルクアップ制御を行う制御部を備えるので、前後進段の切り換えを速やかに行っても駆動源が不安定になる事態を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置を車両の動力伝達系と共に示す図である。
【図２】後進段から前進段への切り換えが必要になる走行例を示す図である。
【図３】後進しながら後進段から前進段へ切り換えた場合の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】トルクコンバータのスリップ率と、トルクコンバータの設計容量との関係を示す図である。
【図５】前後進切換時制御を示すフローチャートである。
【図６】前後進切換時制御の具体例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を車両の動力伝達系と共に示す図である。車両の動力伝達系１０は、車両の駆動源として機能するエンジン１１と、エンジン１１の回転を変速して出力する変速機１２と、変速機１２の回転出力を左右の駆動輪１３に分配する差動装置１４とを備えている。変速機１２は、トルクコンバータ１５と、変速ギア列及び油圧機構からなる変速部１６とを備え、後進段、及び複数の前進段に切換可能なオートマチックトランスミッション（ＡＴ）に構成されている。この変速機１２はトルクコンバータ式ＡＴとも称する。本実施形態の車両は自動車であり、エンジン１１は内燃機関である。
【００１３】
トルクコンバータ１５は、エンジン１１につながるポンプ（ポンプ・インペラとも称する）と、変速部１６につながるタービン（タービン・ランナとも称する）とを備え、エンジン１１の駆動力を変速部１６に伝達する流体継手として機能する。
制御装置２１は、エンジン１１及び変速機１２等を制御するＥＣＵとして機能する。この制御装置２１には、車両が備える各種センサからなるセンサ群３１が接続されている。センサ群３１には、トルクコンバータ１５の回転数及び回転方向を検出する回転センサ３１Ｓが含まれている。
【００１４】
制御装置２１は、マイクロコンピュータ及び周辺回路で構成され、所定の制御プログラムを実行することによって、車両情報取得部２２、判定部２３、制御部２４、及び記憶部２５として機能する。車両情報取得部２２は、センサ群３１を介して、運転者の各種操作、及び車両の各部の状態を示す車両情報２２Ｄを取得し、制御装置２１に出力する。この車両情報２２Ｄは、運転者によるブレーキ操作を示すブレーキ信号、運転者によるアクセル開度を示すアクセル信号、運転者により選択されたシフトポジション（レンジ）を示すポジション信号、エンジン回転数を示すＮｅ信号、及び、変速機１２の変速段を示す変速段信号を含んでいる。
なお、回転センサ３１Ｓの出力信号からトルクコンバータ１５のスリップ率ｅ（ポンプとタービンのスリップ率に相当）を特定可能である。
【００１５】
判定部２３は、トルクコンバータ１５の容量がハンプ領域ＡＲ１（後述する図３等）に突入する条件を満たすか否かを判定する。ハンプ領域ＡＲ１は、車両が完全停止しない状態で前後進段を切り換えた場合に、駆動輪１３から伝達された力によって、トルクコンバータ１５内のタービンがエンジン１１につながるポンプに対して逆回転し、この逆回転の影響によりエンジン回転が不安定になるおそれのある領域である。
【００１６】
制御部２４は、エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ、及び変速機１２を制御する変速ＥＵＣ等として機能する部分であり、車両情報２２Ｄに基づいて、エンジン１１、及び変速機１２等を制御する。記憶部２５は、判定部２３及び制御部２４が利用する各種の情報を記憶する。
【００１７】
この制御装置２１は、車両が完全停止しない状態であっても、運転者から前進段と後進段との間の切り換え指示等があれば速やかに前後進段を切り換える。したがって、運転者の指示を反映して速やかに前後進段を切り換えることができる。
本実施形態の制御装置２１は、前後進段を切り換える場合に、トルクコンバータ１５の容量がハンプ領域ＡＲ１にある状態で前後進段が切り換えられる事態を抑制するための所定の制御（以下、「前後進切換時制御」と言う）を行う。この「前後進切換時制御」を行う点を除いて、エンジン１１、及び変速機１２等の各制御については公知の制御を広く適用可能である。
【００１８】
以下、後進段から前進段へ切り換える場合の「前後進切換時制御」を行う場合について説明する。なお、後進段から前進段へ切り換える場合に限定されず、前進段から後進段を切り換える場合に、この切り換えに対応した「前後進切換時制御」を行うようにしてもよい。
図２は、後進段から前進段への切り換えが必要になる走行例を示す図である。図２に示すように、車両１００を前向きに駐車している場合、この駐車エリアから移動するには、図２中に矢印Ｄ１で示すように、まず、車両１００を後進させ、その後、矢印Ｄ２で示すように、後進段から前進段に切り換えて車両１００を前進させる必要がある。なお、後進段から前進段への切り換えが必要になる走行例は図２の例に限定されない。
【００１９】
ところで、前後進段を切り換えるときの車速が高いほど、トルクコンバータ１５内のタービンとポンプとの間の逆回転の差が大きくなるので、トルクコンバータ１５の容量がハンプ領域ＡＲ１に突入する可能性が高くなる。
図３は、後進しながら後進段から前進段へ切り換えた場合の一例を示すタイミングチャートである。図３では、相対的に高速で後進中に前後進段切り換え操作により前進段に切り換えを行っている（図３中の時間ＴＡに相当」）。このため、後進段から前進段へ切り換えた後の駆動力が発生するタイミングＶＸ（以下、「駆動力発生タイミングＶＸ」と言う）では、トルクコンバータ１５の容量がハンプ領域ＡＲ１となる。この場合、トルクコンバータ１５の影響によりエンジン回転が不安定になるおそれがあり、運転者が意図する走行をし難くなるおそれもある。なお、図３、及び後述する図６中の車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ及びスリップ率ｅの各波形は、説明の便宜上、簡略化した示したものである。
【００２０】
駆動力発生タイミングＶＸは、前後進段の切換タイミング（図３中の時間ＴＡに相当）と同じタイミングにはならず、ハードウェア又はソフトウェア的に発生する所定の経過時間ＴＸが経過した後のタイミングとなる。
【００２１】
ハンプ領域ＡＲ１に突入する条件（以下、「ハンプ領域突入条件」と言う）を特定すべく、発明者等は、図４に示すように、トルクコンバータ１５のスリップ率ｅと、トルクコンバータ１５の設計容量Ｔ（Ｔ／Ｃ容量）との関係が、ハンプ領域ＡＲ１に相関関係があることに着目し、スリップ率ｅと、トルクコンバータ１５の設計容量Ｔとからハンプ領域ＡＲ１の境界を示すハンプ領域突入スリップ率ｅｈを特定した。ハンプ領域突入スリップ率ｅｈの近似式は次の通りである。
ｅｈ＝０．０６７７×Ｔ−１．２７８９・・・式（１）
【００２２】
図３には、トルクコンバータ１５のスリップ率ｅとハンプ領域突入スリップ率ｅｈも示している。図３に示すように、前後進段を切り換えた後にトルクコンバータ１５のスリップ率ｅはマイナス側に変動し、ハンプ領域突入スリップ率ｅｈを下回る。なお、前後進段を切り換えるときのアクセル開度θは、一般的に値０であるため、エンジン１１はアイドリング状態であり、エンジントルクＱはアイドルトルクＱ１となる。
【００２３】
図５は、前後進切換時制御を示すフローチャートである。このフローチャートは、後進段から前進段へ切り換える毎に実行される制御である。
ステップＳ１Ａにおいて、制御部２４は、上記式（１）に、記憶部２５に予め記憶されたトルクコンバータ１５の設計容量Ｔを代入することによって、ハンプ領域突入スリップ率ｅｈの値を算出する。
ステップＳ２Ａにおいて、判定部２３は、ハンプ領域突入条件を満たすか否かを判定する。本実施形態では、判定部２３が、車両情報２２Ｄから得たスリップ率ｅが、ステップＳ１Ａで算出したハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以下か否かを判定し、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以下の場合に、ハンプ領域突入条件を満たすと判定する。
【００２４】
つまり、ステップＳ２Ａでは、トルクコンバータ１５の設計容量Ｔと、トルクコンバータ１５のスリップ率ｅとの関係から得た、ハンプ領域ＡＲ１の境界を示すハンプ領域突入スリップ率ｅｈに基づいて、ハンプ領域ＡＲ１に対応する範囲（ｅ≦ｅｈ）を設定し、この範囲にスリップ率ｅが該当する場合に、判定部２３はハンプ領域突入条件を満たすと判定する。
なお、ハンプ領域ＡＲ１に対応する範囲をｅ≦ｅｈに設定する場合を例示したが、これに限定されず、例えば、ｅ＜ｅｈ、又はｅ＜ｅｈ＋α（αは調整用の値）に設定してもよい。また、ステップＳ２Ａの処理の直前に、ハンプ領域突入スリップ率ｅｈの値を算出しているが、これに限定されない。また、記憶部２５に、式（１）、及び設計容量Ｔ等の情報を記憶する方法に代えて、予め計算したハンプ領域突入スリップ率ｅｈの値を記憶し、判定部２３が適宜にハンプ領域突入スリップ率ｅｈを読み出すようにしてもよい。
【００２５】
判定部２３は、ハンプ領域突入条件を満たさない場合（ステップＳ２Ａ；ＮＯ）、前後進切換時制御を終了させ、ハンプ領域突入条件を満たす場合（ステップＳ２Ａ；ＹＥＳ）、ステップＳ３Ａの処理に移行させる。
ステップＳ３Ａにおいて、制御部２４は、エンジン１１からなる駆動源のトルクをアップさせるトルクアップ制御を開始する。トルクアップ制御は、公知のトルクアップ制御を広く適用でき、例えば、アイドルトルクＱ１よりも高い目標トルクを設定し、この目標トルクが得られるようにエンジン吸気系及び点火系等を制御する技術（例えば、本出願人の特許６４４６０８１号記載の技術）を適用すればよい。
また、エンジン１１及びモータからなる駆動源を備えたハイブリッド車両の場合、エンジン１１及びモータの出力トルクの合計トルクが目標トルク（目標協調トルクに相当）となるように各部を制御する公知の技術を適用してもよい。一般的にモータはエンジンと比べてトルク制御がし易いため、所望のトルクが得やすくなる。
【００２６】
制御部２４は、トルクアップ制御を開始した後、ステップＳ２Ａの処理に移行することで、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以下であれば（ステップＳ２Ａ；ＹＥＳ）、ステップＳ２Ａの処理に移行し、駆動源のトルクを更にアップさせる。一方、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈを超えると、制御部２４は、トルクアップ制御を停止し、前後進切換時制御を終了する。
なお、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈを超えた時点でトルクアップ制御を停止すると、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以下になる可能性があるので、暫くトルク値を相対的に高いトルクに維持しておくことが好ましい。
【００２７】
このように、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈを超えるまでトルクアップ制御を少なくとも行うので、ハンプ領域ＡＲ１を回避するまでトルクアップ制御を行うことができる。
なお、図５のステップＳ２Ａ，Ｓ３Ａに示すフィードバック制御を行う場合を説明したが、これに限定されない。例えば、スリップ率ｅとハンプ領域突入スリップ率ｅｈとの差に合わせて、ハンプ領域ＡＲ１を回避する目標トルクを設定し、ハンプ領域ＡＲ１を回避するトルクまで速やかにトルクアップさせてもよい。
【００２８】
図６は、前後進切換時制御の具体例を示すタイミングチャートである。
図６に示すように、前後進段が切り換えられた場合（図６中の時間ＴＡに相当）、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以下になると（図６中の時間ＴＳに相当）、エンジントルクＱがアイドルトルクＱ１よりも高いトルクＱ２にアップし、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以上に保持される。
したがって、駆動力発生タイミングＶＸの時点で、スリップ率ｅがハンプ領域突入スリップ率ｅｈ以上となり、トルクコンバータ１５の影響によりエンジン回転が不安定になる事態を抑制することができる。
なお、図６中、前後進切換時制御を行わない場合のスリップ率ｅ’を破線で示している。このスリップ率ｅ’は、駆動力発生タイミングＶＸの時点でハンプ領域突入スリップ率ｅｈ未満となり、トルクコンバータ１５の影響によりエンジン回転が不安定になるおそれがある。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態では、前後進段が切り換えられた場合に、ハンプ領域突入条件を満たすか否かを判定する判定部２３と、判定部２３がハンプ領域突入条件を満たすと判定した場合、ハンプ領域ＡＲ１を回避するトルクまで駆動源として機能するエンジン１１のトルクアップ制御を行う制御部２４を備えている。この構成によれば、前後進段の切り換えを行っても、トルクコンバータ１５の影響によりエンジン回転が不安定になる事態を抑制できる。したがって、前後進段の切り換えを遅らせる必要がなく、かつ、エンジン回転が安定化するので、運転者が意図する走行をし易くなる。一速がよりローギア化するためにハンプ領域での切り換えとなり易い多段ＡＴに特に効果的である。
【００３０】
本実施形態では、ハンプ領域ＡＲ１を回避するトルクまでトルクアップさせる場合を説明したが、これに限定されず、ハンプ領域ＡＲ１となってもエンジン１１の駆動が不安定にならないトルクまで少なくともトルクアップさせればよい。この場合もエンジン１１の駆動が不安定になる事態を回避可能である。
また、判定部２３は、トルクコンバータ１５のスリップ率ｅを取得し、取得したスリップ率ｅがハンプ領域ＡＲ１に対応する予め定めた範囲（ｅ≦ｅｈに相当）の場合に、ハンプ領域突入条件を満たすと判定し、範囲外（ｅ＞ｅｈに相当）の場合に、ハンプ領域突入条件を満たさないと判定する。これにより、トルクコンバータ１５の容量がハンプ領域ＡＲ１か否かを容易に判定できる。
【００３１】
また、制御部２４は、トルクコンバータ１５のスリップ率ｅが前記範囲外（ｅ＞ｅｈに相当）になるまでエンジン１１のトルクアップ制御を行うので、トルクコンバータ１５の影響によりエンジン回転が不安定になる事態を抑制するのに好適なトルク制御ができる。また、このようにトルクが上昇しているため、運転者のアクセル操作に応じて運転者が意図する走行がよりし易くなる。
【００３２】
また、前記範囲（ｅ≦ｅｈに相当）は、トルクコンバータ１５の設計容量Ｔと、トルクコンバータ１５のスリップ率ｅとの関係から得た、ハンプ領域ＡＲ１の境界を示す値に基づいて設定されるので、ハンプ領域ＡＲ１に突入するか否かを容易に判定でき、かつ、その判定精度も十分に確保できる。
【００３３】
上記実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、ハンプ領域突入条件を満たすか否かを判定する方法は上記実施形態の方法に限定されず、他の方法を適用してもよい。また、本発明の制御装置２１を自動車用の制御装置に適用する場合を説明したが、これに限定されず、公知の様々な車両の制御装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  車両の動力伝達系
１１  エンジン（駆動源）
１２  変速機
１３  駆動輪
１４  差動装置
１５  トルクコンバータ
１６  変速部
２１  制御装置
２２  車両情報取得部
２２Ｄ  車両情報
２３  判定部
２４  制御部
２５  記憶部
３１  センサ群
３１Ｓ  回転センサ
１００  車両
ＡＲ１  ハンプ領域
ｅ  トルクコンバータのスリップ率
ｅｈ  ハンプ領域突入スリップ率
Ｑ  エンジントルク（駆動源のトルク）
Ｑ１  アイドルトルク
Ｑ２  アイドルトルクよりも高いトルク
Ｔ  トルクコンバータの設計容量
Ｖ  車速
θ  アクセル開度
【図１】
2020165515.tif 000003
【図２】
2020165515.tif 000004
【図３】
2020165515.tif 000005
【図４】
2020165515.tif 000006
【図５】
2020165515.tif 000007
【図６】
2020165515.tif 000008