(57)【要約】【課題】変速時に排気温度が過大に上昇することを抑制しつつ、応答性のよい変速を行う。【解決手段】  無段変速機の手動変速時に、第２速から第４速にしたとき、点火時期遅角制御（トルクダウン制御）を行いつつ、該点火時期遅角制御の排気温度への影響を考慮して設定された継続可能時間ｔ内に変速終了するか否かを判定し、終了しないと判定されたときは、点火時期遅角量を、車両加速度を許容加速度Ｇ０に制限するように設定した点火時期リミッタＴlimでリミッタ処理しながら遅角量を徐々に進角側に戻すようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続された変速機の変速制御時に、エンジンの点火時期を遅角してトルクダウン制御を行う車両の駆動制御装置において、
前記点火時期遅角制御に伴う排気温度上昇に応じて設定された点火時期遅角制御の継続限界時間内に変速制御が終了するか否かを判定し、終了しないと判定されたときに、点火時期遅角制御における遅角量を制限することを特徴とする車両の駆動制御装置。
【請求項２】
点火時期遅角制御の継続限界時間内に変速制御が終了しないと判定され、前記遅角量を制限するときには、前記継続限界時間終了前に変速速度を減少することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
【請求項３】
前記遅角量の制限開始時期と制限量を、変速終了時までにトルクダウン制御が終了するように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の駆動制御装置。
【請求項４】
前記遅角量の制限開始時期と制限量を、車両加速度を許容値以下に維持するように設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動制御装置。
【請求項５】
前記遅角量の制限開始時期と制限量を、エンジンと変速機との応答遅れを考慮して設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動制御装置。
【請求項６】
変速機は、手動変速操作機能を備えた無段変速機であり、上記エンジンのトルクダウン制御を、手動変速操作時に行うことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の車両の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動系において、変速機の変速時にエンジンの点火時期を遅角させてトルクダウン制御を行うときの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自動変速機用の変速時に、変速ショック緩和のためエンジントルクを低下させる制御（トルクダウン制御）を行うものにおいて、点火時期遅角制御を用いると応答よくトルクを低下することができるが、点火時期を遅角すると排気温度が上昇して排気浄化触媒に影響を与えるため、点火時期の遅角制御を変速操作開始後、所定時間のみ行うものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、Ｖベルト式やトロイダル型の無段変速機において、手動の変速操作によって固定の変速段に変速できるものが開示され、アップシフト時にはトルクダウン制御を行っている。この場合も点火時期遅角制御によってトルクダウン速度を速めて応答よく変速を行うことができるが、特に、２段以上のアップシフトを行うような場合は、変速終了に要する時間が長引き、変速終了まで所定以上の遅角量での制御を継続するとやはり排気浄化触媒に影響を与えるので好ましくない。
【特許文献１】特開平１０−１１０６３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２２９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のものでは、点火時期を所定時間遅角制御した後、一気に進角側に戻しているため、大きなトルクショックを発生することとなる。
【０００５】
特許文献２に示される無段変速機の手動指令によるアップシフト時に点火時期遅角制御も上記排気浄化触媒の影響を回避するために長時間継続することは好ましくないが、所定時間継続後、一気に遅角制御を終了させると、同様に大きなトルクショックを発生することになる。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、変速時の点火時期遅角によるトルクダウン制御において、排気温度の過度の上昇を抑制しつつ、できるだけ速やかに変速を終了させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明は、
エンジンに接続された変速機の変速制御時に、エンジンの点火時期を遅角してトルクダウン制御を行う車両の駆動制御装置において、
前記点火時期遅角制御に伴う排気温度上昇に応じて設定された点火時期遅角制御の継続限界時間内に変速制御が終了するか否かを判定し、終了しないと判定されたときに、点火時期遅角制御における遅角量を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
点火時期遅角制御を行うと、排気温度が上昇するため、排気浄化触媒に影響を与えないように、点火時期遅角制御の継続限界時間が設定される。
【０００９】
そして、変速時に上記継続限界時間内に変速が終了しないと判定されたときは、点火時期遅角制御における遅角量を制限する。これにより、点火時期遅角による排気温度の過度の上昇を抑制しながら、トルクダウン制御を行ってできる限り速やかに変速を終了させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、実施形態における車両の駆動系を示す概略図である。
【００１１】
図１に示す車両の駆動系は、エンジン１と、このエンジン１にロックアップ式トルクコンバータ２を介して接続される無段変速機３を含んで構成される。
【００１２】
前記エンジン１のクランクシャフト１０１は、トルクコンバータ２の入力側２１に結合されており、無段変速機３の入力軸３０１は、トルクコンバータ２の出力側２２に結合されている。
【００１３】
無段変速機３の出力軸３０２は、プロペラシャフト４、ファイナルギヤ５及びディファレンシャルギヤ６を介して車輪駆動軸７及び駆動輪８に連結されている。
【００１４】
無段変速機３は、１対の可変溝幅プーリとこれらに巻回される金属製等のベルトとを用いる無段変速機であり、入力軸３０１側に設けられるプライマリプーリ３０３と、出力軸３０２側に設けられるセカンダリプーリ３０４と、これらのプーリ３０３、３０４の溝幅（有効径）をそれぞれ変更させる油圧シリンダ３０５、３０６と、これらのプーリ３０３、３０４に巻回されるベルト３０７と、を含んで構成される。
【００１５】
そして上記構成の無段変速機３では、前記油圧シリンダ３０５、３０６の油圧を制御することで、プーリ比が変化し、プーリ比の変化に応じて変速比が無段階に変化する。
【００１６】
また、無段変速機３は、自動変速（Ｄ）レンジで自動変速制御される他、手動変速（Ｍ）レンジでの手動変速操作によって、固定された変速段への変速制御も行えるように構成されている。
【００１７】
無段変速機３に装着されたレンジセンサ３０８は、シフトレバーが駐車(Ｐ)レンジ、後進走行(Ｒ)レンジ、中立(Ｎ)レンジ、前進自動変速(Ｄ)レンジ、手動変速(Ｍ)レンジのうちどのシフト位置にあるのかを検出する。
【００１８】
エンジン１は、吸気通路１００に吸入空気流量を検出するエアフローメータ１０２、バタフライ式のスロットルバルブ１０３等が装着され、該スロットルバルブ１０３をスロットルアクチュエータ（例えばモータ）１０４で開閉駆動して吸入空気量を調整する電制スロットル１０５を備える。
【００１９】
また、各気筒の吸気ポートもしくはシリンダ内に燃料噴射する燃料噴射弁１０６、燃焼室に装着された点火栓１０７等を備える。
【００２０】
また、エンジン１の排気通路１０８には、排気空燃比を検出する空燃比センサ１０９、排気浄化触媒１１０等が介装されている。
【００２１】
エンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）１０は、前記エアフローメータ１０２、空燃比センサ１０９の他、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ１１１、車速を検出する車速センサ１１２などからの検出信号を入力し、これら検出信号に基づいて、エンジン１における吸入空気量制御、燃料噴射制御、点火時期制御などのエンジン制御を行う。
【００２２】
一方、トランスミッションコントロールユニット（以下、「ＴＣＵ」という）２０は、前記レンジセンサ３０８、車速センサ１１２、前記スロットルバルブ１０３の開度を検出するスロットルセンサ１１３などからの検出信号を入力し、前記ロックアップ式トルクコンバータ２におけるロックアップ／ロックアップ解除の切換動作、及び、無段変速機３における油圧シリンダ３０５、３０６の動作を制御して変速制御を行う。なお、後述する無段変速機３の手動変速時は、ロックアップ式トルクコンバータ２は、ロックアップされる。
【００２３】
前記、ＥＵＣ１０とＴＣＵ２０とは相互に通信可能に接続されている。
【００２４】
以下、無段変速機３の具体的な制御について説明する。
【００２５】
無段変速機３が自動変速（Ｄ）レンジのときは、変速マップに基づいてスロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰから目標入力回転数ＤＳＲＲＥＶを算出し、この目標入力回転数ＤＳＲＲＥＶを変速機出力回転数Ｎｏ（車速ＶＳＰから求める）で除算することにより、目標変速比ｔＲを算出し、この目標変速比ｔＲに基づいて油圧制御を行って変速比を制御する。
【００２６】
一方、手動変速（Ｍ）レンジにされたときは、図２に例示する手動変速（Ｍ）レンジでの変速マップに示した、予め設定されている固定変速比の変速段（第１速：GP1、第２速：GP2、第３速：GP3、第４速：GP4、第５速：GP5、第６速：GP6）のうち、いずれを用いるかを決定する。
【００２７】
具体的には、自動変速（Ｄ）レンジから手動変速（Ｍ）レンジへの切り換え直後は、現在の車速ＶＳＰのもとで現在の入力回転数に最も近い目標入力回転数ＤＳＲＲＥＶとなる変速段を目標変速段とし、以後は運転者による手動変速指令がある度に、アップシフト指令であれば隣の高速側変速段を新たな目標変速段としてこれへのアップシフトを指令し、ダウンシフト指令であれば隣の低速側変速段を新たな目標変速段としてこれへのダウンシフトを指令する。
【００２８】
そして上記のように決定した目標変速段に対応した図２における変速線特性に基づいて、車速ＶＳＰから目標入力回転数ＤＳＲＲＥＶを求め、変速機出力回転数Ｎｏで除算することにより、目標変速段に対応する最終的に収束させようとする目標変速比ｔＲ０を求める。
【００２９】
この目標変速比ｔＲ０に近づけるように、逐次の目標変速比を算出・更新しながら、無段変速機３を変速制御すると共に、目標入力回転数ＤＳＲＲＥＶに近づけるようにエンジン１のトルクを制御する。
【００３０】
この基本的な制御は、自動変速制御の場合と同様であるが、自動変速制御の場合は、目標変速比が運転状態に応じて緩やかに変化するため高応答で目標変速比に収束させることができるのに対し、手動変速制御の場合は、目標変速比がステップ的に変化するため、変速速度を大きくする一方、エンジントルクも速やかに変化させてできるだけ変速完了時間を短縮したい要求がある。
【００３１】
このため、アップシフト時にエンジントルクを低下する制御を行う際には、応答よくトルクダウンを行える点火時期遅角制御を実行する。
【００３２】
しかし、上述したように、点火時期遅角制御が長引くとエンジン１の排気温度上昇によって排気浄化触媒に影響を与えることとなる。そこで、本発明では、変速完了が長引く場合には、点火時期遅角制御の遅角量を制限することにより、遅角量を徐々に減少させて排気温度上昇の影響を回避する。
【００３３】
図３は、前記本発明に係るエンジンのトルクダウン制御を伴う変速時の制御フローを示す。
【００３４】
ステップＳ１では、本制御で用いる各種変数を更新する。
【００３５】
具体的には、目標変速先レシオｔＲ０、目標変速比ｔＲ、目標変速比ｔＲの前回値との差ΔＲ、点火時期遅角継続可能時間ｔ、変速制御トルクダウン指令値Ｔを更新する。
【００３６】
目標変速先レシオｔＲ０は、手動変速操作によって最新に決定された目標変速段に基づいて前記したように算出された目標変速比である。
【００３７】
目標変速比ｔＲは、現在の目標変速比から前記目標変速先レシオＲ０に所定の時定数で収束させる特性で変化させたときに、算出される逐次の目標変速比である。この時定数は変速速度を決める値であり、自動変速時の時定数に比較し、手動変速時には時定数を小さい値に設定して、変速速度が最大限大きくなるようにしている。
【００３８】
変速制御トルクダウン指令値Ｔは、アップシフト時のトルクダウン制御におけるトルク減少量の指令値であり、この指令値に基づいて点火時期遅角制御における遅角量指令値が設定される。
【００３９】
点火時期遅角継続可能時間ｔは、本トルクダウン制御での点火時期遅角量で制御を継続した場合に、排気温度上昇によって排気浄化触媒に影響を考慮して設定された限界時間を初期値とし、制御開始からの経過時間を減算して算出される。
【００４０】
点火時期遅角継続可能時間ｔの初期値は、簡易的には一定でよいが、排気温度の検出値あるいは推定値を用いて、本制御開始時の排気温度に応じて可変に設定することもでき、例えば、制御開始時の排気温度が高い場合は短く、排気温度が低い場合は、長く設定することもできる。
【００４１】
ステップＳ２では、ステップＳ１で更新された点火時期遅角継続可能時間ｔ内に、変速が終了するかを判定する。
【００４２】
具体的には、現時点から変速が終了するまでの予想時間は、（Ｒ０−ｔＲ）／ΔＲとして算出されるので、（Ｒ０−ｔＲ）／ΔＲがｔより大きいか否かを判定する。
【００４３】
ステップＳ２で（Ｒ０−ｔＲ）／ΔＲがｔ以下で、点火時期遅角継続可能時間ｔ内に、変速が終了できると判定されたときは、現状では点火時期遅角制御（トルクダウン制御）の制限を行う必要がないので、ステップＳ３へ進んで最終的なトルクダウン指令値Ｔnewを、ステップＳ１で更新したトルクダウン指令値Ｔに維持した後、ステップＳ１へ戻る。
【００４４】
ステップＳ３で、（Ｒ０−ｔＲ）／ΔＲがｔより大で、点火時期遅角継続可能時間ｔ内に、変速が終了しないと判定されたときは、ステップＳ４以降へ進み、前記点火時期遅角制御における遅角量を制限する制御を実行する。
【００４５】
ステップＳ４では、遅角量を制限して進角側に戻す際に生じる車両加速度を、乗員が許容できる許容加速度Ｇ０に制限するように、遅角量の制限量であるトルクダウンリミッタＴlimを、以下のように設定する。
【００４６】
まず、前記許容加速度Ｇ０に基づいて、許容トルク増加率ΔＴlimが次式により算出される。尚、ここで、許容加速度Ｇ０は車両減速方向を正とした加速度であり、従って許容加速度Ｇ０の値は負の値である。
【００４７】
ΔＴlim＝Ｇ０×９．８１×ｍ×ｒ／（ｉｆ×ｉ）
ｍ：車両重量
ｒ：タイヤ半径
ｉｆ：ファイナルギアのギア比
ｉ：無段変速機のギア比（プーリ有効径比）
次に、トルクダウンリミッタＴlimが、次式により算出される。
【００４８】
Ｔlim＝ΔＴlim×（ｔ−ｔｄ）
ここで、ｔｄは、エンジン１と無段変速機３との応答遅れ時間の差であり、エンジン１の方が無段変速機３より応答が速いため、トルクダウンリミッタＴlimに後述するフィルタ処理を行って遅れを持たせることによって、無段変速機３の変速終了に同期して遅角制御が終了するようにしている。ここで、ｔは前述のように初期値である限界時間から経過時間に伴って減算して算出した値であるため、トルクダウンリミッタＴlimの値は、経過時間に伴って徐々に増大（絶対値が減少）する。
【００４９】
ステップＳ５では、トルクダウン指令値Ｔと、前記トルクダウンリミッタＴlimとの大小を比較する。
【００５０】
Ｔ≧Ｔlim（トルクダウン値はマイナスのトルク値として設定されているので、絶対値としては｜Ｔ｜≦｜Ｔlim｜）と判定されたときは、まだ、トルクダウン指令値ＴがトルクダウンリミッタＴlimで制限する必要がないので、ステップＳ３へ進んで最終的なトルクダウン指令値Ｔnewを、ステップＳ１で更新したトルクダウン指令値Ｔに維持した後、ステップＳ１へ戻る。
【００５１】
ステップＳ５でＴ＜Ｔlimと判定されたときは、車両加速度を前記許容加速度Ｇ０に制限するため、点火時期遅角制御の制限の開始が必要なタイミングに達したと判断し、ステップＳ６以降へ進む。
【００５２】
ステップＳ６では、変速速度を低下する制御を開始する。これは、同時に行う点火時期遅角量の制限によってトルクダウン量を制限したことに伴い、エンジン１の減速度が低下するので、これに同期させて変速速度を低下させるため行う。
【００５３】
ステップＳ７では、トルクダウン指令値Ｔを、トルクダウンリミッタＴlimによって制限するリミット処理を行う。これは、ＴとＴlimとのうち大きい（絶対値が小さい）方を選択する処理であるが、ステップＳ５での判定結果によって、リミット処理されたトルクダウン指令値Ｔnew０は、Ｔlimとなる。
【００５４】
ステップＳ８では、前記トルクダウン指令値Ｔnew０に対してフィルタ処理（一次遅れ、加重平均処理等）を施し、最終的に出力されるトルクダウン指令値Ｔnewとする。かかるフィルタ処理を行うことにより、無段変速機３に比較して応答の速いエンジン１のトルクダウン制御の終了を遅らせ、無段変速機３の変速終了とトルクダウン制御の終了とを同期させて、変速終了時におけるトルク段差(トルクショック)の発生を抑制する。
【００５５】
ステップＳ９では、点火時期遅角継続可能時間ｔが０か、または、変速終了したかを判定し、いずれかが満たされたときに、本変速制御を終了する。
【００５６】
図４は、手動変速により、第２速ＧＰ２から第４速ＧＰ４に２段のアップシフト操作を行った場合の各種状態量の変化の様子を示す。
【００５７】
まず、第２速ＧＰ２から第３速ＧＰ３にアップシフトした時点から、手動変速操作されたとの判断から、変速速度の増大が許可される（許可信号が立ち上がる）。これにより、前記したように小さい時定数を用いた大きな変速速度で目標変速比が算出され、該目標変速比に対して遅れを有して実変速比が変化する。
【００５８】
同時に、変速終了までの予想時間［＝（Ｒ０−ｔＲ）／ΔＲ］がステップ的に増大するが、３速へのアップシフト時では、点火時期遅角継続可能時間ｔより小さく、この時点では点火時期遅角制御の制限を行う判断は下されない。３速への１段のアップシフトであれば、点火時期遅角制御の制限は必要ないということである。
【００５９】
また、トルクダウン制御も開始され、目標変速比の変化率からトルクダウン指令値Ｔがマイナスの値として算出され、このトルクダウン指令値Ｔに応じて、点火時期遅角量が増大する。
【００６０】
ついで、３速から４速にアップシフトされると、変速終了までの予想時間［＝（Ｒ０−ｔＲ）／ΔＲ］がさらにステップ的に増大して、点火時期遅角継続可能時間ｔを上回る。この時点で、トルクダウン制御の制限、つまり、点火時期遅角制御の遅角量の制限を行うと判断する。
【００６１】
そして、トルクダウン指令値Ｔが、許容加速度Ｇ０に対応して算出されたトルクダウンリミッタＴlimより小さくなったときから、該トルクダウンリミッタＴlimによる制限が開始され、フィルタ処理されたトルクダウン指令値Ｔnewに応じて点火時期遅角量の減少が開始される。
【００６２】
同時に、前記変速速度の増大許可信号がリセットされて、変速速度の増大が禁止され、自動変速時同様の変速速度に減少され、この変速速度に応じて目標変速比ｔＲが算出される。
【００６３】
このように、複数段のシフトアップ操作時など変速時間が長引く場合には、点火時期遅角制御の遅角量を制限し、徐々に進角側に戻し操作することにより、排気温度上昇による排気浄化触媒への影響を回避しつつ、急激なトルクアップによるショックを回避できる。
【００６４】
また、遅角量を制限しながらも応答性のよい点火時期遅角制御を変速終了まで継続して行うことにより、変速時間もできるだけ短縮することができる。
【００６５】
また、推定した変速時間と、点火時期遅角継続可能時間ｔとを比較しながら、点火時期遅角継続可能時間ｔ以内に変速が終了すると判定した場合は、遅角量の制限を行うことなく最も変速時間を短縮でき、制限を行うときでも開始時期をできるだけ遅らせることにより、変速時間を可能な限り短縮できる。
【００６６】
また、エンジン１側での点火時期遅角制御（トルクダウン制御）を制限するときに、無段変速機３側での変速速度を減少する制御を同時に行う協調制御により、車両加速度の変化を抑制できる。
【００６７】
また、許容加速度Ｇ０を設定しつつ点火時期遅角制御（トルクダウン制御）の制限制御を行うことにより、車両加速度を許容範囲内に抑制しつつ変速時間を最大限短縮することができる。
【００６８】
また、エンジン１と無段変速機３の応答遅れの差を考慮して、トルクダウン制限値にフィルタ処理を施したことにより、変速終了とトルクダウン制御の終了とを同期させ、変速終了時におけるトルク段差(トルクショック)の発生も確実に抑制できる。
【００６９】
なお、本実施形態では、無段変速機の手動変速に適用したものを示し、本発明を適用することによる変速ショック回避効果が大きいが、本発明は、有段の自動変速機（ＡＴ）で自動モードまたは、手動モードで変速が行われる場合にも適用できる。この場合、変速時間は、変速パターン毎に予め実験的に求められた値を用い、変速時に点火時期遅角制御でトルクダウン制御を行う場合（シフトアップの他、急加速時のアクセル開度急増時にシフトダウンされるような場合を含む）、点火時期遅角継続可能時間ｔが変速時間を超えるときに遅角量の制限を行う構成とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態における車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】同上実施形態に用いる無段変速機の手動変速（Ｍ）レンジ用変速線図である。
【図３】同上実施形態に係るエンジンのトルクダウン制御を伴う変速制御を示すフローチャートである。
【図４】同上制御時の各種状態量の変化の様子を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１…エンジン、２…ロックアップ式トルクコンバータ、３…無段変速機、１０…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、２０…トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）、１０７…点火栓、１１０…排気浄化触媒、１１１…回転速度センサ、１１２…車速センサ、１１３…スロットルセンサ、３０８…レンジセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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