(57)【要約】【課題】アイドル回転数制御とクラッチ係合制御との干渉によるショックを軽減させる。【解決手段】入力軸トルク予測器２８は、トルクコンバータに接続された自動変速機４の入力軸の予測入力軸トルクＴｑinestをクラッチ油圧コントローラ３０に与える。入力軸トルク予測器２８は、アイドル回転数制御実行中の場合は、トルクコンバータ容量係数Ｃを使用して予測入力軸トルクＴｑinestを算出する。一方、アイドル回転数制御を実行していない場合は、トルク比と推定エンジントルクＴｅactに基づいて、予測入力軸トルクＴｑinestを算出する。クラッチ油圧コントローラ３０は、予測入力軸トルクＴｑinestに応じて油圧指令Ｐｃｌｔを出力する。【選択図】図１
2015203447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとトルクコンバータと変速機とを含む車両の制御装置であって、
前記エンジンの回転数を所定の回転数にフィードバック制御するアイドル回転数制御を実行するエンジン制御部と、
前記変速機を制御する変速制御部とを備え、
前記変速制御部は、
前記トルクコンバータに接続された前記変速機の入力軸の予測入力軸トルクを予測する入力軸トルク予測器と、
前記変速機の入力軸回転数と目標入力軸回転数との差に基づいてフィードバック制御を実行するとともに、前記変速機の変速段を形成するために用いられるクラッチの油圧指令を前記予測入力軸トルクに基づいて出力するクラッチ油圧コントローラとを含み、
前記入力軸トルク予測器は、前記エンジン制御部がアイドル回転数制御を実行している場合には、目標エンジン回転数と前記目標入力軸回転数に基づいて前記予測入力軸トルクを算出し、前記エンジン制御部が前記アイドル回転数制御を実行していない場合には、前記エンジン制御部が出力する指令値から推定されたエンジントルクに基づいて前記予測入力軸トルクを算出する、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、車両の制御装置に関し、特に、エンジン制御部と変速制御部とを備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載する一般的な車両は、たとえば、信号待ちなどの停車中にドライバーがアクセルペダルを踏んでいないアイドル状態では、エンジンがストールしない程度の回転数にエンジンの運転が維持されるようにスロットルバルブを制御すること（以下、「アイドル回転数制御」（ＩＳＣ：Idle Speed Control）という）が実行される。
【０００３】
特開２００７−１９２０８２号公報（特許文献１）には、アイドル回転数制御実行中の低回転領域において、内燃機関の推定トルクの推定精度を向上させる技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開２００７−１９２０８２号公報には、推定エンジントルクの用途についての詳細は開示されていない。本願発明者らは、アイドル回転数制御と、発進や変速段の切替えに用いられる自動変速機内部のクラッチを係合させる制御（以下「クラッチ係合制御」という）との間で干渉の問題が生じることに気づいた。
【０００６】
クラッチ係合制御は、推定エンジントルクと変速機の目標入力軸回転数と実際の入力軸回転数とに基づいてクラッチの油圧指令を算出する処理である。この際に、変速機の目標入力軸回転数に対して実際の入力軸回転数をフィードバックする制御を行なっている。アイドル回転数制御も目標エンジン回転数に対して実際のエンジン回転数をフィードバックする制御を行なっている。ここで、アイドル回転数制御で算出した推定エンジントルクをクラッチ係合制御に適用すると、入力軸回転数によるフィードバックとエンジン回転数によるフィードバックとが干渉し、クラッチ係合圧が発散する。これにより、クラッチ係合時にショックが発生するなどドライバーに不快感を与えてしまうことが考えられる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アイドル回転数制御とクラッチ係合制御との干渉によるショックを軽減させることが可能な車両の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、エンジンとトルクコンバータと変速機とを含む車両の制御装置であって、エンジンの回転数を所定の回転数にフィードバック制御するアイドル回転数制御を実行するエンジン制御部と、変速機を制御する変速制御部とを備える。変速制御部は、トルクコンバータに接続された変速機の入力軸の予測入力軸トルクを予測する入力軸トルク予測器と、変速機の入力軸回転数と目標入力軸回転数との差に基づいてフィードバック制御を実行するとともに、変速機の変速段を形成するために用いられるクラッチの油圧指令を予測入力軸トルクに基づいて出力するクラッチ油圧コントローラとを含む。入力軸トルク予測器は、エンジン制御部がアイドル回転数制御を実行している場合には、目標エンジン回転数と目標入力軸回転数に基づいて予測入力軸トルクを算出し、エンジン制御部がアイドル回転数制御を実行していない場合には、エンジン制御部が出力する指令値から推定されたエンジントルクに基づいて予測入力軸トルクを算出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンジン制御部がアイドル回転数制御を実行している場合に、エンジン制御部のフィードバック結果を用いないでクラッチの油圧指令を算出するようにした。これにより、エンジン制御部と変速制御部の各々のフィードバック制御が干渉することを避けることができ、クラッチ係合時のショックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態の車両の制御装置が搭載された車両１のブロック図である。
【図２】図１の入力軸トルク予測器２８で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】トルク比と速度比、容量係数と速度比の関係の一例を示した図である。
【図４】参考例の車両１００の構成を示したブロック図である。
【図５】図４の参考例の車両におけるクラッチ係合動作を説明するための波形図である。
【図６】図１に示す本実施の形態の車両におけるクラッチ係合動作を説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１２】
図１は、本実施の形態の車両の制御装置が搭載された車両のブロック図である。図１を参照して、車両１は、エンジン２と、トルクコンバータ３と、自動変速機（オートマチックトランスミッション）４と、制御装置６とを含む。
【００１３】
エンジン２の駆動力は、トルクコンバータ３、自動変速機４および図示しないプロペラシャフト、ディファレンシャルギヤを介して駆動輪に伝達される。トルクコンバータ３は、エンジン２の駆動力を自動変速機４に伝達する流体継手である。自動変速機４は、変速機構である歯車式の有段変速機構を含んで構成される。有段変速機構は、変速段を切替えるための各種クラッチおよびブレーキを含む。
【００１４】
制御装置６は、エンジン２からエンジン回転数Ｎｅを受け、自動変速機４から入力軸回転数Ｎｔを受けてエンジン２および自動変速機４を制御する。エンジン回転数Ｎｅ、入力軸回転数Ｎｔは、回転数センサなどによって検出された実際の回転数である。制御装置６は、エンジン制御部１０と、変速制御部２５とを含む。エンジン制御部１０は、エンジン２の回転数Ｎｅを制御する。変速制御部２５は、自動変速機４を制御する。
【００１５】
エンジン制御部１０は、エンジン２の回転数Ｎｅが目標アイドル回転数Ｎｅidltとなるようにフィードバック制御するアイドル回転数制御を実行する。エンジン制御部１０は、目標エンジン回転数算出部１２と、減算器１４と、エンジン回転コントローラ１６と、アクセル操作検出部１８と、エンジントルクコントローラ２０と、エンジントルク推定器２４とを含む。
【００１６】
目標エンジン回転数算出部１２は、エンジン冷却水温、フリクション、電気負荷などを考慮して、エンジンがストールしない目標アイドル回転数Ｎｅidltを決める。
【００１７】
減算器１４は、目標アイドル回転数Ｎｅidltからエンジン２の実際の回転数Ｎｅ（実エンジン回転数Ｎｅ）を減算して差分を算出する。
【００１８】
エンジン回転コントローラ１６は、目標アイドル回転数Ｎｅidltと実エンジン回転数Ｎｅの差分を受け、フィードバック制御を実行して目標エンジントルクを決める。エンジン回転コントローラ１６の内部では、たとえばＰＩＤ制御が行なわれる。
【００１９】
アクセル操作検出部１８は、ドライバが操作するアクセルペダルの動きを検出し、アクセル開度Ａｃｃを出力する。
【００２０】
エンジントルクコントローラ２０は、アクセル開度Ａｃｃがゼロのときは、エンジン回転コントローラ１６から受けた目標エンジントルクを所定のマップを用いてスロットル開度に変換する。エンジントルクコントローラ２０は、アクセル開度Ａｃｃに基づいてスロットル開度を決定する。エンジントルクコントローラ２０は、スロットル開度を決定する際に、空気の応答遅れ分を補正する。
【００２１】
エンジントルク推定器２４は、目標スロットル開度から予測の空気量を算出し、算出した空気量に基づいて推定エンジントルクＴｅactを推定する。
【００２２】
以上のような構成のエンジン制御部１０が変速制御部２５に与えるアイドル回転数制御時の不安定要素を解消するために、本実施の形態では、変速制御部２５を以下に説明するように構成した。特に、入力軸トルク予測器２８が本実施の形態で重要な役割を果たしている。
【００２３】
変速制御部２５は、目標入力軸回転数算出部２６と、クラッチ油圧コントローラ３０と、入力軸トルク予測器２８とを含む。
【００２４】
目標入力軸回転数算出部２６は、自動変速機４の出力軸回転数と油温を変数とするマップに基づいて自動変速機４の目標入力軸回転数Ｎｔtgtを決定する。
【００２５】
クラッチ油圧コントローラ３０は、自動変速機４の入力軸回転数Ｎｔと目標入力軸回転数Ｎｔtgtとの差に基づいてフィードバック制御を実行するとともに、自動変速機４の変速段を形成するために用いられるクラッチの油圧指令Ｐｃｌｔを予測入力軸トルクＴｑinestに基づいて出力する。
【００２６】
入力軸トルク予測器２８は、トルクコンバータに接続された自動変速機４の入力軸の予測入力軸トルクＴｑinestをクラッチ油圧コントローラ３０に与える。入力軸トルク予測器２８は、アイドル回転数制御実行中の場合は、トルクコンバータ容量係数Ｃを使用して予測入力軸トルクＴｑinestを算出する。一方、アイドル回転数制御が実行されていない場合は、トルク比と推定エンジントルクＴｅactに基づいて、予測入力軸トルクＴｑinestを算出する。
【００２７】
クラッチ油圧コントローラ３０は、予測入力軸トルクＴｑinestに応じて油圧指令Ｐｃｌｔを出力する。クラッチ油圧コントローラ３０は、フィードバック（ＦＢ）コントローラ３４と、フィードフォワード（ＦＦ）コントローラ３６と、出力部３８とを有する。
【００２８】
ＦＢコントローラ３６は、自動変速機４の入力軸回転数Ｎｔと目標入力軸回転数Ｎｔtgtとの差に基づいてフィードバック制御を実行する。たとえば、フィードバック制御はＰＩＤ制御などを用いることができる。
【００２９】
ＦＦコントローラ３６は、予測入力軸トルクＴｑinestと目標入力軸回転数Ｎｔtgtに基づいてフィードフォワード制御を実行する。
【００３０】
図１の構成では、クラッチ油圧コントローラ３０におけるＦＦコントローラ３６は以下の処理１、処理２のいずれかを行なう。
（処理１）予測入力軸トルクＴｑinest(図４では：Ｔｔact)及び目標入力軸回転数Ｎｔtgtに基づいて、必要なクラッチトルク容量（油圧）をあらかじめ用意されていたマップにより演算し、油圧指令Ｐｃｌｔとして出力する。
（処理２）必要なクラッチトルク容量＝α×入力軸トルク＋β×目標入力軸回転の角加速度、という式により必要なクラッチトルク容量を演算し、摩擦係数μにより、トルクから油圧に変換し、変換した値を油圧指令Ｐｃｌｔとして出力する。なお、α、βは係数であり、目標入力軸回転の角加速度は、ｄｗｔtgt=ｄ（Ｎｔtgt）／ｄｔによって与えられる。
【００３１】
出力部３８は、ＦＢコントローラ３４の出力とＦＦコントローラ３６の出力の合計値を油圧指令Ｐｃｌｔとして出力する。
【００３２】
入力軸トルク予測器２８は、エンジン制御部１０がアイドル回転数制御を実行している場合には、目標アイドル回転数Ｎｅidltと目標入力軸回転数Ｎｔtgtに基づいて予測入力軸トルクＴｑinestを算出し、エンジン制御部１０がアイドル回転数制御を実行していない場合には、エンジン制御部１０のスロットル開度指令から推定された推定エンジントルクＴｅactに基づいて予測入力軸トルクＴｑinestを算出する。
【００３３】
図２は、図１の入力軸トルク予測器２８で実行される制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、メインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００３４】
図２を参照して、ステップＳ１では、クラッチ制御が実施されるか否かが判断される。例えば、入力軸トルク予測器２８は、ギヤ段の変更指示時および、ニュートラルレンジから走行レンジへのシフトレンジ変更時にクラッチ制御が実施されると判断する。
【００３５】
ステップＳ１でクラッチ制御が実施されていないと判断された場合（Ｓ１でＮＯ）には、ステップＳ６に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。ステップＳ１でクラッチ制御が実施されていると判断された場合（Ｓ１でＹＥＳ）には、ステップＳ２に処理が進められる。
【００３６】
ステップＳ２では、入力軸トルク予測器２８は、アイドル回転数制御が実施されているか否かを判断する。たとえば、ドライバーがアクセルを踏んでいない場合（アクセル開度ゼロ）には、アイドル回転数制御が実施されていると判断され、アクセルを踏んでいる場合には、アイドル回転数制御が実施されていないと判断される。なお、エンジン制御部１０から信号をもらうなど、他の方法でアイドル回転数制御の実施の有無を判断しても良い。
【００３７】
ステップＳ２において、アイドル回転数制御が実施されていると判断された場合（Ｓ２でＹＥＳ）には、ステップＳ３に処理が進められる。ステップＳ３では、容量係数法によって予測入力軸トルクＴｑinestが次式（１）によって算出される。
Ｔｑinest＝trqhi（Ｎｔtgt／Ｎｅidlt）＊Ｃ（Ｎｔtgt／Ｎｅidlt）＊Ｎｅidlt２
…  （１）
ここでtrqhi（）は、トルクコンバータのトルク比を示し、Ｃ（）は、トルクコンバータの容量係数を示す。
【００３８】
図３は、トルク比と速度比、容量係数と速度比の関係の一例を示した図である。図３に示すように、トルク比trqhiおよび容量係数Ｃの各々は、目標入力軸回転数Ｎｔtgtと目標アイドル回転数Ｎｅidltの比（速度比）の関数として与えられる。
【００３９】
再び図２を参照して、ステップＳ２において、アイドル回転数制御が実施されていないと判断された場合（Ｓ２でＮＯ）には、ステップＳ４に処理が進められる。ステップＳ４では、エンジントルク推定器２４によって算出された推定エンジントルクＴｅactを用いて予測入力軸トルクＴｑinestが次式（２）によって算出される。
Ｔｑinest＝Ｔｅact＊trqhi（Ｎｔ／Ｎｅ）        …  （２）
ステップＳ３またはステップＳ４において、予測入力軸トルクＴｑinestが算出された場合は、ステップＳ５に処理が進められ、クラッチ圧制御が実施される。クラッチ圧制御の実施が完了するとステップＳ６に処理が進められ、制御はメインルーチンに戻される。
【００４０】
図４は、参考例の車両１００の構成を示したブロック図である。図４の参考例は、図１と比較することにより本実施の形態の効果の理解を容易とするために用いる。
【００４１】
図４を参照して、車両１００は、図１の車両１の構成において、制御装置６に代えて制御装置１０６を含む。制御装置１０６は、図１の制御装置６の構成において、変速制御部２５に代えて変速制御部１２５を含む。図１の変速制御部２５は入力軸トルク予測器２８を含んでいたが、変速制御部１２５は、その代わりにトルク比乗算部１２８を含む。図４の他の構成については、図１と同様であるので、ここでは詳細な説明は繰返さない。
【００４２】
図１の入力軸トルク予測器２８は、図２に示すように、エンジン制御部１０がアイドル回転数制御を実施しているか否かでステップＳ３の処理とステップＳ４の処理を切替えていた。これに対して図４のトルク比乗算部１２８は常時ステップＳ４の処理を行なう点が異なる。なお、図４のＴｔactは、上記の式（２）で算出されたＴｑinestと同じ値を示す。
【００４３】
図５は、図４の参考例の車両におけるクラッチ係合動作を説明するための波形図である。図４、図５を参照して、時刻ｔ１において停車状態（ブレーキペダルオン、アクセルペダルオフ）からドライバがブレーキペダルから足を離し、変速機中の前進クラッチが解放状態から係合を開始する。そして、時刻ｔ２において前進クラッチの係合が完了し、車両はクリープトルクによって前進する。
【００４４】
アイドル回転数制御中は、エンジン回転コントローラ１６はエンジン回転数Ｎｅを目標値近くになるべく一定に保つように、エンジントルクをコントロールする。時刻ｔ１の前では、エンジントルクは、エンジンの負荷トルクと釣り合っている。
【００４５】
時刻ｔ１〜ｔ２において、クラッチを係合する場合、クラッチ油圧コントローラ３０は、（入力軸トルク＋イナーシャトルク）分のクラッチトルクを出力する事で、係合を促進させるが、その際に、エンジン２にかかる負荷も徐々に増加する。
【００４６】
すると釣り合っていたエンジントルクよりも負荷トルクが増大する。負荷トルクの増大に応じて実エンジン回転数Ｎｅが下がると、エンジン回転数Ｎｅを一定に保つようにフィードバックが掛かり、エンジントルクコントローラ２０はエンジントルクを増加させる。それにつられて、クラッチ油圧コントローラに３０おいて参照する推定エンジントルクＴｅactも増加する。ＦＦコントローラ３６は、その増加を検知しクラッチ油圧を更に増圧するが、実機の応答遅れと、ＦＢコントローラ３４の応答遅れにより、実際のエンジントルクの増加に合わせたクラッチ油圧とならず、油圧レベルが増圧しすぎとなる。
【００４７】
しかし、ＦＢコントローラ３４のフィードバック制御により、クラッチ油圧を減圧側に補正をすると、今度はエンジン負荷が下がり、実エンジン回転数Ｎｅが吹き上がる方向に作用する。そのため、エンジン回転コントローラ１６はエンジントルクを下げる側に出力し、エンジン回転数Ｎｅを一定に保とうとする。これをくりかえす事で、クラッチ油圧指令Ｐｃｌｔがハンチングし、クラッチ係合不良を起こしてしまう。すると、図５の波形Ｗ１に示すように車両の前後方向の加速度も振動するので、乗員にもショックが伝わってしまう。
【００４８】
以上説明したように、図４の参考例の構成では、エンジン制御部１０から出力される推定エンジントルクＴｅactを通じて、エンジン制御部１０と変速制御部１２５において、お互いの制御に大きなフィードバックがかかる事になり、制御装置１０６全体としては不安定な制御系となってしまう。
【００４９】
図６は、図１に示す本実施の形態の車両におけるクラッチ係合動作を説明するための波形図である。
【００５０】
図１の構成では、クラッチ油圧コントローラ３０に入力する予測入力軸トルクＴｑinestを目標のエンジン回転数Ｎｅtgtと、目標の入力軸回転数Ｎｔtgtにより生成し、それを参照する事で、エンジン制御部１０と変速制御部２５で全体として発生するフィードバックを断ち切ることができ、クラッチの安定的な係合制御を実現できる。その結果、図６に示すように、車両前後方向のＧが振動せずに安定して推移するので、乗員に不快感を与えることが抑制される。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１，１００  車両、２  エンジン、３  トルクコンバータ、４  自動変速機、６，１０６  制御装置、１０  エンジン制御部、１２  目標エンジン回転数算出部、１４  減算器、１６  エンジン回転コントローラ、１８  アクセル操作検出部、２０  エンジントルクコントローラ、２４  エンジントルク推定器、２５，１２５  変速制御部、２６  目標入力軸回転数算出部、２８  入力軸トルク予測器、３０  クラッチ油圧コントローラ、３４  ＦＢコントローラ、３６  ＦＦコントローラ、３８  出力部、１２８  トルク比乗算部。
【図１】
2015203447.tif 000003
【図２】
2015203447.tif 000004
【図３】
2015203447.tif 000005
【図４】
2015203447.tif 000006
【図５】
2015203447.tif 000007
【図６】
2015203447.tif 000008