(57)【要約】【課題】クラッチペダルが操作された際に、クラッチが解放および係合されて焼き付くことを抑制できる車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンから駆動輪に至る動力伝達系統に設けられた無段変速機が設けられており、駆動力要求と車速とに基づいて目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める、無段変速機を備えた車両の制御装置において、エンジンから駆動輪に至る動力伝達系統に設けられたクラッチと、クラッチの係合・解放をおこなうクラッチペダルと、クラッチペダルの操作量を目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める演算に反映させる演算手段（ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４）とを備えている。【選択図】図１
2010242716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから駆動輪に至る動力伝達系統に設けられた無段変速機が設けられており、車両における駆動力要求と車速とに基づいて目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める、無段変速機を備えた車両の制御装置において、
前記エンジンから前記駆動輪に至る動力伝達系統に設けられたクラッチと、
そのクラッチの係合・解放をおこなうクラッチペダルと、
そのクラッチペダルの操作量を前記目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める演算に反映させる演算手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの出力側に無段変速機が動力伝達可能に接続されており、運転者がクラッチペダルを操作することのできる、無段変速機を備えた車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの出力側に変速機が接続された車両において、クラッチペダルを踏み込んでエンジンから駆動輪に至る動力伝達経路を遮断し、運転者が変速機の変速比を手動で変更した後、クラッチペダルを元に戻して動力伝達経路を接続するように構成し、変速ショックを回避する車両の制御装置が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された車両においては、エンジンから駆動輪に至る経路に、クラッチ装置を介在させて自動変速機が設けられている。そして、手動変速モードが選択された場合は、クラッチペダルを操作してクラッチ装置を解放し、ついで、変速機で変速をおこなった後に、クラッチペダルを戻してクラッチ装置を係合する操作をおこなう。一方、自動変速モードが選択された場合は、アクチュエータにより自動的にクラッチ装置を解放し、かつ、自動変速機で変速をおこない、その後にアクチュエータによりクラッチ装置を係合する制御がおこなわれる。なお、この特許文献１と同じように、クラッチ装置の係合および解放を、クラッチペダルの操作によりおこなうこと、または、アクチュエータにより自動的におこなうことができる車両の制御装置は、特許文献２にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２３５６９号公報
【特許文献２】特開平９−３２４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１、２に記載された車両の制御装置においては、手動変速モードを選択して無段変速機の変速比を手動で変更するにあたり、運転者がクラッチペダルを操作してクラッチ装置を解放および係合させると、無段変速機の変速比を手動で変更する過程で、クラッチ装置の容量が伝達するべきエンジントルクに対して不足し、クラッチ装置が焼き付く虞があった。
【０００５】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、この発明は運転者がクラッチペダルを操作する際に、エンジンから駆動輪に至る経路に設けられたクラッチが焼き付くことを抑制することのできる、無段変速機を備えた車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンから駆動輪に至る動力伝達系統に設けられた無段変速機が設けられており、車両における駆動力要求と車速とに基づいて目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める、無段変速機を備えた車両の制御装置において、前記エンジンから前記駆動輪に至る動力伝達系統に設けられたクラッチと、そのクラッチの係合・解放をおこなうクラッチペダルと、そのクラッチペダルの操作量を前記目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める演算に反映させる演算手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、車両における駆動力要求と車速とに基づいて目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める演算に、クラッチペダルの操作量を反映させる。そして、求められた目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数に基づいて実エンジントルクおよび実エンジン回転数を制御するため、運転者が望むような動力の断続感を得られる。したがって、クラッチペダルが操作されている間もクラッチが係合されておくことができ、クラッチが焼き付くことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明でおこなわれる制御例を示すフローチャートである。
【図２】図１の制御例を実行可能な車両の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のフローチャートでステップＳ２に進んだ際に用いるマップである。
【図４】図１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明の制御を実行できる車両の構成例を図２に示す。図２に示す車両１においては、走行用の駆動力源としてエンジン２が設けられている。このエンジン２は、燃焼室で燃料と空気との混合気を燃焼させ、その熱エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置である。このエンジン２としては内燃機関、より具体的には、ガソリンエンジンを用いることが可能である。
【００１０】
このエンジン２には、電子スロットルバルブおよび燃料噴射バルブが設けられており、電子スロットルバルブの開度または燃料噴射量を制御することにより、エンジン出力を制御することができる。前記エンジン２から駆動輪に至る動力伝達経路に無段変速機３が設けられている。この無段変速機３は、入力部材の回転数と出力部材の回転数との間の比、つまり変速比を無段階（連続的）に変更可能な変速機であり、無段変速機３としては、トロイダル型無段変速機、ベルト型無段変速機、遊星歯車機構型無段変速機などを用いることができる。前記トロイダル型無段変速機は、入力ディスクと出力ディスクとの間にパワーローラを介在させた構成であり、パワーローラを所定方向に往復動させて傾転角度を制御することにより、入力ディスクと出力ディスクとの間の変速比が制御される。
【００１１】
前記ベルト型無段変速機は、駆動プーリとおよび従動プーリにベルトを巻き掛けて構成されており、駆動プーリの可動片を軸線方向に動作させて、駆動プーリにおけるベルトの巻き掛け半径を制御すると、駆動プーリと出力プーリとの間の変速比が無段階に制御される。前記遊星歯車機構型無段変速機は、相対回転可能な３つの要素を有しており、入力部材にエンジンが連結され、反力要素にモータ・ジェネレータが連結され、出力要素に駆動輪が連結されている。そして、モータ・ジェネレータの回転数を制御することにより、入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に制御することができる。この無段変速機３の出力要素が駆動輪（図示せず）と動力伝達可能に接続されている。駆動輪は前輪または後輪のいずれでもよい。
【００１２】
また、前記エンジン２の出力部材と無段変速機３の入力部材との間の動力伝達経路を構成するクラッチ（発進クラッチ）７が設けられている。このクラッチ７は、トルク容量もしくは伝達トルクを変更することが可能に構成されており、クラッチ７は、摩擦力により動力伝達をおこなう摩擦クラッチ、または電磁力により動力伝達をおこなう電磁クラッチのいずれであってもよい。このクラッチのトルク容量もしくは伝達トルクを制御することにより、エンジン２から駆動輪に至る経路の動力伝達率が制御される。なお、図示は省略するが車両１の室内には、運転者により踏み込み操作される３種類のペダル、具体的には、アクセルペダルおよびブレーキペダルおよびクラッチペダルが設けられている。
【００１３】
上記のエンジン２の出力、無段変速機３の変速比およびトルク容量、クラッチ７のトルク容量などを制御する制御手段として、電子制御装置４が設けられている。この電子制御装置４には、クラッチペダルの操作量を検知するクラッチペダルセンサ５の信号、車速センサ６の信号、エンジン回転数センサの信号、アクセルペダルの操作量を検知するアクセル開度センサ８の信号、手動変速操作装置の操作信号などが入力される。運転者が手動変速操作装置を操作すると、手動変速モード（マニュアルモード）と自動変速モードとを切り替えることができる。
【００１４】
そして、前記自動変速モードが選択されていると、電子制御装置４により通常（自動変速）制御がおこなわれる。この通常制御を具体的に説明すると、まず、車速およびアクセル開度に基づいて、車両１の要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて、目標エンジン出力が求められる。この目標エンジン出力を最適燃費で達成することのできる要求トルクおよび要求エンジン回転数が、図２の電子制御装置４で算出される。この目標エンジン出力を最適燃費で達成することのできる要求エンジントルクおよび要求エンジン回転数を求めるために、電子制御装置４には最適燃費線を表すマップ（図示せず）が記憶されている。さらに、実エンジン回転数を要求エンジン回転数に近づけるために、無段変速機３の目標入力回転数（目標回転数）が求められ、無段変速機３の実入力回転数を目標入力回転数に近づけるように、無段変速機３の変速比を制御する。より具体的には、変速機制御量が決定される。
【００１５】
前記無段変速機３がトロイダル型無段変速機であれば、パワーローラの傾転角度が変速機制御量に相当する。また、無段変速機３がベルト型無段変速機であれば、駆動プーリの可動片に与えられる軸方向の推力が、変速機制御量に相当する。さらに、無段変速機３が遊星歯車機構型無段変速機であれば、モータ・ジェネレータの回転数が、変速機制御量に相当する。このように、最適燃費線を表すマップを用いて無段変速機３の変速比を制御することが、通常制御である。一方、前記手動変速モードが選択されているときは、運転者が手動操作をおこない、無段変速機３の変速比をステップ的に変更することができる。無段変速機３でステップ的に変速比を変更する際に、入力部材と出力部材との間における動力伝達は遮断されない。
【００１６】
さらに、この実施例では、手動操作にともないクラッチペダルを操作することもできる。具体的には、運転者がクラッチペダルを踏み込み、ついで、アップシフトまたはダウンシフトの手動操作をおこなって無段変速機３の変速比をステップ的に変更し、変速の終了後にクラッチペダルを元に戻す操作をおこなうこともできる。この手動操作に基づいて無段変速機３の変速比を制御するために、電子制御装置４には手動変速用マップ（図示せず）が記憶されている。この手動変速用マップでは、段階的に定められた複数の変速比（変速段）が、エンジン回転数および車速をパラメータとする座標軸に変速線（直線）で表されるように設定されている。そして、手動変速モードが選択されているとき、手動操作がおこなわれなければ、無段変速機３の変速比は固定される。このため、基本的には車速の変化に比例してエンジン回転数が変化する。
【００１７】
また、クラッチペダルの操作量に基づいて、クラッチ７の伝達トルクもしくはトルク容量を制御することのできるアクチュエータが設けられている。このため、クラッチペダルが踏み込まれた時にクラッチ７のトルク容量を低下させ、変速機３でステップ変速をおこない、その後にクラッチペダルが戻されたときに、クラッチ７の伝達トルクを増加することが可能である。
【００１８】
つぎに、車速およびアクセル開度に基づいて目標エンジン回転数および目標エンジントルクを演算し、その演算結果に基づいてエンジン出力を制御するときに実行可能な制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。図１のフローチャートは、車両１が走行している際におこなわれる。まず、無段変速機３で所定の変速段が選択されており、かつ、クラッチ７が係合されており、かつ、手動操作がおこなわれる前に、３ペダルモードが選択されているか否かが判断される（ステップＳ１）。３ペダルとは、前記アクセルペダルおよびブレーキペダルおよびクラッチペダルであり、手動変速モードが選択されている場合は、アクセルペダルおよびブレーキペダルに加えて、クラッチペダルが操作される可能性があり、この手動変速モードが選択されている場合は、ステップＳ１で肯定的に判断される。
【００１９】
このステップＳ１で肯定的に判断されると、無段変速機３のステップ変速と並行しておこなわれるクラッチペダルの操作量（踏み込み量）が検出され、かつ、クラッチペダルの操作量に基づいて、模擬伝達率を求める（ステップＳ２）。この模擬伝達率は、クラッチペダルが操作されている間、エンジン２から駆動輪に至る動力伝達経路における動力伝達率を、運転者がどのように調整したいと意図しているのかを推定した値である。このステップＳ２で求める模擬伝達率はあくまでも推定値であり、クラッチ７のトルク容量が、その模擬伝達率に基づいて制御される訳ではない。この模擬伝達率を求めるために、電子制御装置４に記憶されているマップの一例を図３に示す。
【００２０】
図３のマップでは、横軸にクラッチペダルの踏み込み量（クラッチペダルストローク）が示され、縦軸に動力伝達率（模擬伝達率）が示されている。クラッチペダルストロークが相対的に少ない範囲では、クラッチ７の係合状態と同等の模擬伝達率１００％が設定される。これに対して、クラッチペダルストロークが相対的に多い範囲では、クラッチ７の解放状態と同等の模擬伝達率０％が設定される。なお、クラッチペダルストロークが、多い範囲と少ない範囲との間の範囲では、クラッチ７の滑り状態（半クラッチ）と同等の模擬伝達率として、１００％未満から０％を超える範囲に設定される。具体的には、クラッチペダルストロークが多くなるほど、求められる模擬伝達率は相対的に低くなる。
【００２１】
このステップＳ２についで、目標エンジントルクが求められ（ステップＳ３）、かつ、目標エンジン回転数が求められる（ステップＳ４）。このステップＳ３では次式を用いる。
目標エンジントルク＝（アクセルからの要求トルク）×（クラッチの模擬伝達率）
ここで、アクセルからの要求トルクは、通常制御の際に説明した要求トルクと同じ手法で求められる。
【００２２】
つぎに、ステップＳ４の処理を説明すると、ステップＳ２でクラッチ７の係合状態と同等の模擬伝達率が算出された時の目標エンジン回転数Ne_target を、
Ne_target ＝Ne_1
として求める。また、ステップＳ２でクラッチ７の半クラッチ状態と同等の模擬伝達率が算出された時の目標エンジン回転数Ne_target を、
Ne_target ＝（Ne_1−Ne_now）×（模擬伝達率）＋Ne_now
として求める。さらに、ステップＳ２でクラッチの解放状態と同等の模擬伝達率が算出された時の目標エンジン回転数Ne_target を、
Ne_target ＝Ne_2
として求める。
【００２３】
ここで、Ne_nowは現在のエンジン回転数であり、Ne_1は予め設定された変速線によるエンジン回転数であり、Ne_2はクラッチ７が解放されている時のアクセル開度における目標エンジン回転数である。なお、予め設定された変速線とは、手動変速用マップに設定されている変速線である。また、クラッチ解放時のアクセル開度における目標エンジン回転数は、車速に関係なくアクセル開度が増加するほど、相対的に高い目標エンジン回転数が設定される特性である。つまり、ステップＳ３，Ｓ４では、目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を求める演算処理に、クラッチペダルの操作量から求めたパラメータ（模擬伝達率）を含めて（反映させて）いるのである。
【００２４】
上記のステップＳ３，Ｓ４についで、クラッチペダルが操作され、かつ、手動操作がおこなわれて無段変速機３の変速比をステップ的に変更する際に、そのクラッチペダルが操作されている間は、実エンジン回転数を、ステップＳ４で求めた目標エンジン回転数に近づけるとともに、エンジントルクをステップＳ３で求めた目標エンジントルクに近づけるように、電子スロットルバルブの開度または燃料噴射量が制御され（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。また、無段変速機３でステップ変速をおこなうためにクラッチペダルが操作されている間、クラッチ７のトルク容量は変速前の値、つまり、相対的にトルク容量が高い値に維持される。言い換えれば、係合されているクラッチ７を解放することなく、無段変速機３のステップ変速がおこなわれる。なお、ステップＳ１で否定的に判断された場合、つまり、自動変速モードが選択されている場合は、通常（自動変速）制御をおこない（ステップＳ６）、この制御ルーチンを終了する。
【００２５】
上記の図１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例を、図４に基づいて説明する。まず、時刻ｔ１以前において、アクセルペダルが踏み込まれて車両が走行し、かつ、クラッチペダルは踏まれておらず、手動操作により無段変速機が所定の変速段（シフト）に固定されている。この時刻ｔ１以前においては、目標エンジン回転数はアイドル回転数を超えている。このアイドル回転数は、アクセルペダルが踏み込まれていない時に設定される回転数である。また、時刻ｔ１以前における目標エンジントルクは正の値である。
【００２６】
そして、時刻ｔ１からアクセルペダルの踏み込み量が減少すると、目標エンジントルクが正側で低下する。アクセルペダルの踏み込み量の減少により、車両が惰力走行状態となり、目標エンジントルクが零Ｎｍを経て負側に切り替わる。これは、エンジンブレーキ力が発生することを意味する。そして、時刻ｔ２以後はアクセルペダルが離されており、この時刻ｔ２から目標エンジントルクが負側で一定になっている。
【００２７】
さらに、クラッチペダルが踏み込まれて、半クラッチ状態と同等の模擬伝達率が設定されると、時刻ｔ３から目標エンジントルクが負側で減少する。また、時刻ｔ４から目標エンジン回転数が低下し、クラッチペダルがクラッチの解放に相当する位置まで踏み込まれると、目標エンジン回転数はアイドル回転数となっている。さらに、時刻ｔ４以後にクラッチペダルがクラッチの解放に相当する位置まで踏み込まれると、目標エンジントルクが零Ｎｍに設定されている。このため、エンジントルクは駆動輪には伝達されず、かつ、エンジンブレーキ力も発生せず、車両の減速度は走行抵抗による減速度となる。
【００２８】
この時刻ｔ４後に、手動操作により無段変速機でダウンシフトがおこなわれ、ついで、クラッチペダルの踏み込み量が減少している。すると、時刻ｔ５から目標エンジン回転数が上昇し、目標エンジン回転数は、手動変速用マップに定められた変速線から求められるエンジン回転数へと同期される（近づけられる）。また、クラッチペダルの踏み込み量が減少して、半クラッチに相当する踏み込み量になる時刻ｔ５以降は、目標エンジントルクが再び負側に設定される。すなわち、エンジンブレーキ力が発生する。
【００２９】
そして、時刻ｔ６で目標エンジン回転数が、ダウンシフト後の変速段における変速線のエンジン回転数に同期すると、その時刻ｔ６以降は目標エンジン回転数が一定になる。また、時刻ｔ６以降は目標エンジントルクが負側で一定になり、クラッチペダルが戻されている。さらに、時刻ｔ７でアクセルペダルが踏み込まれると、目標エンジントルクが負側で減少し、かつ、零Ｎｍを経由して正側で増加する。そして、時刻ｔ８以降はアクセルペダルの踏み込み量が一定になり、かつ、目標エンジントルクも一定になっている。
【００３０】
このように、図１の制御例では、無段変速機３のステップ変速にともないクラッチペダルが操作されている（踏み込まれている）間、クラッチ７は係合状態に維持され、クラッチのトルク容量は変化しない。このため、無段変速機３のステップ変速過程で、エンジントルクに対してクラッチ７のトルク容量が不足することを回避でき、クラッチ７を構成するクラッチ板の焼き付きを防止できる。
【００３１】
また、クラッチペダルが踏み込まれ、かつ、クラッチペダルが戻されるまでの間、クラッチ７は係合状態に維持されるが、目標エンジントルクおよび目標エンジン回転数を制御することで、エンジン２から駆動輪に至る経路での動力伝達率を、クラッチ７を実際に解放したときと同等の値に制御している。すなわち、クラッチ７を解放することなく、あたかもクラッチ７が解放されたかのような動力の断続感を生むことができる。これにより、運転者は手動変速機を搭載した車両を運転しているような感覚を得ることができる。なお、図２に示す例では、クラッチ７がエンジン２と無段変速機３との間に設けられているが、クラッチが無段変速機と駆動輪との間に設けられている車両においても、図１に示す制御を実行可能である。この場合は、無段変速機と駆動輪との間に設けられたクラッチを係合状態に維持したまま、無段変速機でのステップ変速がおこなわれる。
【００３２】
ここで、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Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が、この発明の演算手段に相当する。なお、ステップＳ３，Ｓ４の処理は同時におこなってもよいし、いずれか一方を先におこない、他方を後におこなってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…車両、  ２…エンジン、  ３…無段変速機、  ７…クラッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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