(57)【要約】【課題】無段変速機を有する車両において、自動運転時に目標車速に素早く到達できる車両の制御装置及び車両の制御方法を提供する。【解決手段】コントローラ１０は、エンジン１の基本出力トルクＴｂを決定し、動運転時に基本出力トルクＴｂに補正出力トルクＴａを加えた合算トルクをエンジン１の目標出力トルクＴｔに設定し、補正出力トルクＴａを自動変速機３の状態に応じて変更する。【選択図】図２
2020197187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、無段変速機と、を有する車両を制御する車両の制御装置において、
前記駆動源の基本出力トルクを決定する制御部を有し、
前記制御部は、自動運転時に前記基本出力トルクに補正出力トルクを加えた合算トルクを前記駆動源の目標出力トルクに設定し、
前記制御部は、前記補正出力トルクを前記無段変速機の状態に応じて変更することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の制御装置において、
前記制御部は、前記自動運転時における目標加速度が高いほど前記補正出力トルクを大きく設定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された車両の制御装置において、
前記制御部は、前記自動運転時における前記駆動源の回転速度が高いほど前記補正出力トルクを大きく設定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載された車両の制御装置において、
前記制御部は、前記自動運転時における前記無段変速機の油温が低いほど前記補正出力トルクを大きく設定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
駆動源と、無段変速機と、を有する車両を制御する車両の制御方法において、
前記駆動源の基本出力トルクを決定し、
自動運転時に前記基本出力トルクに補正出力トルクを加えた合算トルクを前記駆動源の目標出力トルクに設定し、
前記補正出力トルクを前記無段変速機の状態に応じて変更することを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、トルクコンバータの特性に基づいて、車速が目標車速に到達するようにエンジントルクの補正量を決定する車両の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１３３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の自動運転(定速走行運転も含める)において、前車との車間距離が大きく開くなどして、目標とする車速（目標車速）が変わるシーンにおいては、車速を素早く目標車速に到達させることが求められる。
【０００５】
無段変速機は動力伝達時のロスがあり、特許文献１に記載された車両の制御装置のようにトルクコンバータの出力トルクを補正したとしても実際に駆動輪に伝わる出力トルクは、無段変速機の状態により変動する。
【０００６】
このため、無段変速機の状態によっては、動力伝達時のロスが大きくなる。このため、充分な加速が得られず、車速が目標車速に到達するまでに時間を要することがあった。
【０００７】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、無段変速機を有する車両において、自動運転時に目標車速に素早く到達できる車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様によれば、駆動源と、無段変速機と、を有する車両を制御する車両の制御装置は、駆動源の基本出力トルクを決定する制御部を有し、制御部は、自動運転時に基本出力トルクに補正出力トルクを加えた合算トルクを駆動源の目標出力トルクに設定し、制御部は、補正出力トルクを無段変速機の状態に応じて変更することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別のある態様によれば、駆動源と、無段変速機と、を有する車両を制御する車両の制御方法は、駆動源の基本出力トルクを決定し、自動運転時に基本出力トルクに補正出力トルクを加えた合算トルクを駆動源の目標出力トルクに設定し、補正出力トルクを無段変速機の状態に応じて変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
これらの態様では、無段変速機の状態に応じて補正出力トルクを変更することで、目標車速に素早く到達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る第１補正出力トルクを求めるためのマップである。
【図４】本発明の実施形態に係る第２補正出力トルクを求めるためのマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、車両１００の概略構成図である。車両１００は、エンジン１と、無段変速機としての自動変速機３と、オイルポンプ５と、駆動輪６と、制御装置としてのコントローラ１０と、を備える。
【００１４】
エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、走行用駆動源として機能する。エンジン１は、コントローラ１０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。
【００１５】
自動変速機３は、トルクコンバータ２と、締結要素３１と、バリエータ３０と、油圧コントロールバルブユニット４０（以下では、単に「バルブユニット４０」ともいう。）と、オイル（作動油）を貯留するオイルパン３２と、を備える。
【００１６】
トルクコンバータ２は、エンジン１と駆動輪６の間の動力伝達経路上に設けられる。トルクコンバータ２は、流体を介して動力を伝達する。また、トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを締結することで、エンジン１からの駆動力の動力伝達効率を高めることができる。
【００１７】
締結要素３１は、トルクコンバータ２とバリエータ３０の間の動力伝達経路上に配置される。締結要素３１は、図示しない前進クラッチ及び後進ブレーキを備える。締結要素３１は、コントローラ１０からの指令に基づき、オイルポンプ５の吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧されたオイルによって制御される。締結要素３１としては、例えば、多板クラッチが用いられる。
【００１８】
バリエータ３０は、締結要素３１と駆動輪６との間の動力伝達経路上に配置され、車速やアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。バリエータ３０は、プライマリプーリ３０ａと、セカンダリプーリ３０ｂと、両プーリ３０ａ，３０ｂに巻き掛けられたベルト３０ｃと、を備える。プーリ圧によりプライマリプーリ３０ａの可動プーリとセカンダリプーリ３０ｂの可動プーリとを軸方向に動かし、ベルト３０ｃのプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。なお、プライマリプーリ３０ａに作用するプーリ圧及びセカンダリプーリ３０ｂに作用するプーリ圧は、オイルポンプ５からの吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧される。
【００１９】
バリエータ３０のセカンダリプーリ３０ｂの出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪６が接続される。
【００２０】
オイルポンプ５は、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって駆動される。オイルポンプ５は、例えばベーンポンプによって構成される。オイルポンプ５は、オイルパン３２に貯留されるオイルを吸い上げ、バルブユニット４０にオイルを供給する。バルブユニット４０に供給されたオイルは、ロックアップクラッチ２ａの駆動、各プーリ３０ａ，３０ｂの駆動や、締結要素３１の駆動、自動変速機３の各要素の潤滑などに用いられる。
【００２１】
コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０は、複数のマイクロコンピュータで構成されてもよい。具体的には、コントローラ１０は、自動変速機３を制御するＡＴＣＵ、シフトレンジを制御するＳＣＵ、エンジン１の制御を行うＥＣＵ等によって構成される。なお、後述する目標出力トルクＴｔ等を算出する制御部とは、目標出力トルクＴｔ等を算出するためのコントローラ１０の機能を仮想的なユニットとしたものである。
【００２２】
コントローラ１０には、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する第１回転速度センサ５１、トルクコンバータ２の出力軸側であるタービンの回転速度（タービン回転速度Ｎｔｏｕｔ）を検出する第２回転速度センサ５２、締結要素３１の出力回転速度Ｎｏｕｔ（プライマリプーリ３０ａの回転速度）を検出する第３回転速度センサ５３、セカンダリプーリ３０ｂの回転速度を検出する第４回転速度センサ５４、車速Ｖを検出する車速センサ５５、締結要素３１のセレクトレンジ（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り替えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５６、アクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度センサ５７、ブレーキの踏力を検出する踏力センサ５８、エンジン１の出力トルクを検出するトルクセンサ５９等、からの信号が入力される。コントローラ１０は、入力されるこれら信号に基づき、エンジン１及び自動変速機３の各種動作を制御する。
【００２３】
本実施形態の車両１００は、コントローラ１０が車速Ｖの制御を自動で制御する自動運転を選択することが可能になっている。本実施形態の自動運転では、例えば、車速Ｖを目標とする車速（目標車速Ｖｔ）まで加速させる場合には、コントローラ１０は、まず、目標とする加速度（目標加速度αｔ）を算出し、さらに、この目標加速度αｔを実現するためのエンジン１の出力トルク（基本出力トルクＴｂ）を算出する。そして、コントローラ１０は、基本出力トルクＴｂを出力するようにエンジン１を制御する。
【００２４】
ところで、エンジン１から駆動輪６に動力を伝達する際に、自動変速機３においてロスが発生する。このようにロスが発生すると、駆動輪６に実際に伝達されるトルクは、基本出力トルクＴｂよりも小さくなる。これにより、実際の加速度は目標加速度αｔよりも小さくなるため、車速Ｖが目標車速Ｖｔに到達するまでに時間を要するとともに、加速フィーリングが悪化する。
【００２５】
そこで、本実施形態では、自動運転時に基本出力トルクＴｂに、自動変速機３のロス分を考慮した補正出力トルクＴａを加えた合算トルクをエンジン１の目標出力トルクＴｔとして、制御を行う。
【００２６】
以下に、図２から図４を参照しながら、目標出力トルクＴｔの算出方法について具体的に説明する。以下で説明する制御は、自動運転時に、コントローラ１０にあらかじめ記憶されたプログラムによって実行される。なお、以下の説明における自動運転には、完全自動運転、高度自動運転、あるいは定速走行制御や車間を一定に保つ制御といった運転支援などが含まれる。言い換えると、以下で説明する制御は、コントローラ１０によって自動的に車速Ｖが制御するものであればどのようなものにも適用することができる。
【００２７】
まず、ステップＳ１において、基本出力トルクＴｂを演算する。具体的には、コントローラ１０は、図示しないマップを参照して、目標車速Ｖｔに基づいて目標加速度αｔを演算し、目標加速度αｔを実現するためのエンジン１の出力トルクである基本出力トルクＴｂを求める。基本出力トルクＴｂは、目標加速度αｔが高いほど大きな値に設定される。なお、基本出力トルクＴｂは、エンジン１の回転速度が高いほど高く設定される。
【００２８】
ステップＳ２では、補正出力トルクＴａを演算する。補正出力トルクＴａは、エンジン１から出力されたトルクが駆動輪６に伝達されるまでの間に、自動変速機３において生じるトルクのロス量に応じた値に設定される。ここで、自動変速機３において生じるトルクのロスについて説明する。
【００２９】
自動変速機３において生じるトルクのロスは、大きく分けて、自動変速機３の各機構に起因するロスと、自動変速機３内の作動油に起因するロスとがある。自動変速機３の各機構に起因するロスは、オイルポンプ５におけるロスや、バリエータ３０におけるロス等がある。
【００３０】
自動変速機３に入力されるエンジン１からのトルクが大きいほど、ベルト３０ｃの滑りを抑えるために、ライン圧を上昇させ、さらにプライマリプーリ３０ａ及びセカンダリプーリ３０ｂのプーリ圧を上昇させてプライマリプーリ３０ａ及びセカンダリプーリ３０ｂのクランプ力を上昇させる必要がある。ライン圧やクランプ力が上昇すると、バリエータ３０の各部品間の摩擦が大きくなり、その分摩擦によるロスが大きくなる。
【００３１】
また、オイルポンプ５においては、ライン圧を上昇させるために吐出圧力が上昇するので、その分摩擦や発熱によるロスが大きくなる。
【００３２】
このため、本実施形態では、自動変速機３に入力されるエンジントルク、つまり、目標とするエンジントルクが大きくなるほど、基本出力トルクＴｂの補正量（第１補正出力トルクＴａ１）を大きく設定する（図３参照）。
【００３３】
また、エンジン１の回転速度が高い場合は、エンジン１の回転速度が低い場合に比べてロスが大きくなる傾向にあるので、この場合も、基本出力トルクＴｂの補正量（第１補正出力トルクＴａ１）を大きく設定する（図３参照）。なお、エンジン１の回転速度は自動変速機３の入力軸の回転速度と比例する。
【００３４】
図３では、回転速度が１０００回転毎に設定された第１補正出力トルクＴａ１を示しているが、実際には、より細かな回転速度間隔で第１補正出力トルクＴａ１が設定されている。もちろん、第１補正出力トルクＴａ１を回転速度の変化に応じて連続的に変化させるものであってもよい。
【００３５】
作動油の粘性は、油温によって変化する。油温が低い場合には粘性が高くなる。粘性が高くなるほど、トルクのロス量は大きくなる。反対に、油温が高い場合には粘性が低くなる。粘性が高くなるほど、トルクのロス量は大きくなる。このため、本実施形態では、油温が低くなるほど、トルクの補正量（第２補正出力トルクＴａ２）を大きく設定する（図４参照）。
【００３６】
本実施形態においては、コントローラ１０は、上述のようにして設定された自動変速機３の各機構に起因するロスを補償する第１補正出力トルクＴａ１と、油温の変化に起因するロスを補償する第２補正出力トルクＴａ２と、を合算した値を補正出力トルクＴａとして算出する。
【００３７】
ステップＳ３では、目標出力トルクＴｔを演算する。具体的には、コントローラ１０は、ステップＳ１で算出した基本出力トルクＴｂに、ステップＳ２で算出した補正出力トルクＴａを加えた合算トルクを目標出力トルクＴｔとして算出する。
【００３８】
コントローラ１０は、このようにして算出された目標出力トルクＴｔに基づいて、エンジン１の出力トルクを制御する。
【００３９】
このように、本実施形態では、補正出力トルクＴａを自動変速機３の状態（入力されるエンジントルク（基本出力トルクＴｂ）、回転速度、油温）に応じて変更している、具体的には、補正出力トルクＴａを自動変速機３でのロスが大きいほど大きく設定しているので、目標車速Ｖｔにより素早く到達することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、自動変速機３に入力されるトルク、自動変速機３の回転速度、及び自動変速機３の油温の全てを考慮しているので、精度よく必要な加速度を得られるとともに、不必要なエネルギー消費を抑制できる。さらに、目標出力トルクＴｔを自動変速機３におけるトルクのロスに応じた値に設定するので、エンジン１の出力トルクが過剰に高められることがない。これにより、急加速（飛び出し感）を抑制することができる。
【００４１】
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００４２】
制御装置（コントローラ１０）は、駆動源（エンジン１）と、無段変速機（自動変速機３）と、を有する車両１００を制御する。コントローラ１０は、駆動源（エンジン１）の基本出力トルクＴｂを決定する制御部（コントローラ１０）を有し、制御部（コントローラ１０）は、自動運転時に基本出力トルクＴｂに補正出力トルクＴａを加えた合算トルクを駆動源（エンジン１）の目標出力トルクＴｔに設定し、補正出力トルクＴａを無段変速機（自動変速機３）の状態に応じて変更する。
【００４３】
無段変速機（自動変速機３）の状態によってトルクのロスの大きさが変化するので、無段変速機（自動変速機３）の状態を応じて補正出力トルクＴａを変更することにより、目標車速Ｖｔにより素早く到達できる。これにより、加速フィーリングの悪化を抑制できる(請求項１及び５の発明の効果)。
【００４４】
制御部（コントローラ１０）は、自動運転時における目標加速度αｔが高いほど補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）を大きく設定する。
【００４５】
目標加速度αｔが高いほど無段変速機（自動変速機３）のロスは大きくなる傾向にあることから、目標加速度αｔが高いほど補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）を大きく設定することで、目標車速Ｖｔにより素早く到達できる（請求項２の発明の効果）。
【００４６】
また、目標加速度αｔが低いほど基本出力トルクＴｂが小さく設定され、基本出力トルクＴｂが小さいほど補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）が小さくなる。このため、目標加速度αｔが低い場合には、補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）の上昇の度合いが小さくなるので、燃費の悪化を抑制することができる（請求項２の発明の効果）。
【００４７】
なお、目標加速度αｔに関わらず、常に一定の補正出力トルクＴａを加算することも考えられるが、このようにすると、目標出力トルクＴｔが過剰になり、車両１００が急加速するおそれがある。このため、本実施形態のように、目標加速度αｔが高いほど補正出力トルクＴａを大きく設定することにより、より適切な制御を行うことができる。
【００４８】
制御部（コントローラ１０）は、自動運転時における駆動源（エンジン１）の回転速度が高いほど補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）を大きく設定する。
【００４９】
駆動源（エンジン１）の回転速度が高いほど無段変速機（自動変速機３）のロスは大きくなる傾向にあることから、駆動源（エンジン１）の回転速度が高いほど補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）を大きく設定することで目標車速Ｖｔにより素早く到達できる（請求項３の発明の効果）。
【００５０】
駆動源（エンジン１）の回転速度が低いほど基本出力トルクＴｂが小さく設定され、基本出力トルクＴｂが小さいほど補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）が小さくなる。このため、駆動源（エンジン１）の回転速度が低い場合には、補正出力トルクＴａ（第１補正出力トルクＴａ１）の上昇の度合いが小さくなるので、燃費の悪化を抑制することができる（請求項３の発明の効果）。
【００５１】
制御部（コントローラ１０）は、自動運転時における無段変速機（自動変速機３）の油温が低いほど補正出力トルクＴａ（第２補正出力トルクＴａ２）を大きく設定する。
【００５２】
無段変速機（自動変速機３）の油温が低いほど無段変速機（自動変速機３）のロスは大きくなる傾向にあることから、無段変速機（自動変速機３）の油温が低いほど、補正出力トルクＴａ（第２補正出力トルクＴａ２）を大きく設定することで目標車速Ｖｔにより素早く到達できる（請求項４の発明の効果）。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００５４】
上記実施形態では、駆動源としてエンジン１を例に説明したが、駆動源は、モータであってもよい。また、駆動源としてエンジンとモータを併用するハイブリッド車両に適用してもよい。
【００５５】
補正出力トルクＴａに、自動変速機３の変速比を加味するようにしてもよい。具体的には、例えば、変速比がＬｏｗ側であれば、変速比がＨｉｇｈ側に比べて補正出力トルクＴａを大きくするようにすればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１      エンジン
２      トルクコンバータ
３      自動変速機（無段変速機）
５      オイルポンプ
１０    コントローラ（制御装置、制御部）
３０    バリエータ
１００  車両
【図１】
2020197187.tif 000003
【図２】
2020197187.tif 000004
【図３】
2020197187.tif 000005
【図４】
2020197187.tif 000006