(57)【要約】【課題】車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両において、ビジーシフトを防ぎ、ドライバビリティを改善することである。【解決手段】車両駆動源のトルク特性が、エンジン固有の第１トルクモードか否かを判断する（Ｓ１０）。第１トルクモードのときに、変速比パターンＡあるいは変速段パターンＡを選択する（Ｓ１２）。第１トルクモードでないと判断したときは、変速比パターンＢあるいは変速段パターンＢを選択する（Ｓ１４）。第１トルクモードでないときは、電磁駆動弁の制御または電動機のトルクアシストにより、エンジン固有のトルク特性に比較し、低回転数でもトルクが十分ある。そこで、変速比パターンＡあるいは変速段パターンＡに比較して変速比ステップが大きい変速比パターンＢあるいは変速段パターンＢを選択する。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段と、
変速比と変速比との間の比である変速比ステップが異なる複数の変速比パターンと、
を有し、前記トルク特性設定手段による前記トルク特性の変更に応じて前記変速比パターンを選択することを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、前記変速比パターンの選択は、前記トルク特性が高トルク側に変更されるに従い、前記変速比のステップ比がより大きい変速比パターンを選択することを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項３】
車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段と、
変速段数が異なる複数の変速段パターンと、
を有し、前記トルク特性設定手段による前記トルク特性の変更に応じて前記変速段パターンを選択することを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用駆動システムにおいて、前記変速段パターンの選択は、前記トルク特性が高トルク側に変更されるに従い、前記変速段数がより少ない変速段パターンを選択することを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用駆動システムにおいて、前記車両駆動源は車両エンジンを含み、前記トルク特性設定手段は、前記車両エンジンに設けられた電気的に開閉制御可能な電動開閉吸気弁または電動開閉排気弁であることを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用駆動システムにおいて、前記車両駆動源は車両エンジンを含み、前記トルク特性設定手段は、電動機であることを特徴とする車両用駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動システムに係り、特に、車両駆動源の回転数−トルク特性を変更できる車両の駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両においてはエンジンと駆動車輪との間に変速機が設けられ、車両の走行条件に合わせて変速比を選択することで駆動軸の回転数とトルクとを変更し、エンジンの性能を十分発揮させるように図られている。この変速機としては、連続的に変速比を変更できる無段変速機のほか、複数のギヤ段を備えその中から車両の走行条件に適合するギヤ段を選択する有段式変速機等が知られている。これらの変速機における変速比の変更は、周知のように、車速とアクセル開度とに対応して設定されたいわゆる変速線（変速特性）に従って行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車両の走行条件に合わせて変速比を選択するために、変速機はギヤ比の大きい変速段からギヤ比の小さい変速段までギヤ比を段階的に変化させた変速比パターンを備えている。そして、低速トルクが小さいエンジンのときでも、ギヤ比の大きい変速段を用いることで発進を容易にしている。
【０００４】
しかし、低速トルクに余裕のある車両駆動源の場合に、従来の変速比パターンを用いると、トルクが十分あってギヤ比の大きな変速段を用いる必要があまりないにもかかわらず、変速比の変更が段階的に頻雑に行われ、いわゆるビジーシフトとなり、ドライバビリティが低下する。
【０００５】
例えば、車両の駆動源としてエンジンに加えてさらにトルクアシスト用の電動機を設けたいわゆるハイブリッド車両の場合や、あるいは、近時注目されている電磁駆動弁を備えるエンジンにおいて、トルクが比較的低下するエンジンの低速回転領域でもトルクを持ち上げるように電磁駆動弁を制御する場合等においては、低速トルクに余裕を持たせることができる。
【０００６】
このように電動機や電磁駆動弁等の制御により、車両の駆動源全体のトルク特性、すなわち回転数−トルク特性を可変に設定でき、低速回転領域においてトルクに余裕を持たせることができる。その場合に、従来の変速比パターンを用いると、いわゆるビジーシフトが残り、ドライバビリティが低下する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の課題を解決し、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両において、ビジーシフトを防ぎ、ドライバビリティを改善できる車両用駆動システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両用駆動システムは、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段と、変速比と変速比との間の比である変速比ステップが異なる複数の変速比パターンと、を有し、前記トルク特性設定手段による前記トルク特性の変更に応じて前記変速比パターンを選択することを特徴とする。
【０００９】
この構成により、車両駆動源の回転数−トルク特性の変更によるトルクの余裕の程度に従い、変速比ステップを異ならせて、変速比パターンを選択することができる。したがって、トルクに余裕のあるとき、従来と異なる変速比ステップを用いてビジーシフトを防ぐことができる。
【００１０】
また、前記変速比パターンの選択は、前記トルク特性が高トルク側に変更されるに従い、前記変速比のステップ比がより大きい変速比パターンを選択することが好ましい。この構成により、高トルクが出ているときに、変速比のステップをより大きくし、変速比の変更の頻度を減らしてビジーシフトを防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る車両用駆動システムは、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段と、変速段数が異なる複数の変速段パターンと、を有し、前記トルク特性設定手段による前記トルク特性の変更に応じて前記変速段パターンを選択することを特徴とする。
【００１２】
ここで、変速段数とは、最大変速比から最小変速比まで何段変速比を取りうるかの段数をいう。この構成により、車両駆動源の回転数−トルク特性の変更によるトルクの余裕の程度に従い、変速段数を異ならせて、変速段パターンを選択することができる。したがって、トルクに余裕のあるとき、従来と異なる変速段数を用いてビジーシフトを防ぐことができる。
【００１３】
また、前記変速段パターンの選択は、前記トルク特性が高トルク側に変更されるに従い、前記変速段数がより少ない変速段パターンを選択することが好ましい。この構成により、高トルクが出ているときに、変速段数をより少なくし、変速段の変更の頻度を減らしてビジーシフトを防止できる。
【００１４】
また、前記車両駆動源は車両エンジンを含み、前記トルク特性設定手段は、前記車両エンジンに設けられた電気的に開閉制御可能な電動開閉吸気弁または電動開閉排気弁であることが好ましい。また、前記車両駆動源は車両エンジンを含み、前記トルク特性設定手段は、電動機であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、車両用駆動システム１０のブロック図である。車両用駆動システム１０は、電磁駆動弁を備えるエンジン１３、エンジン１３のトルクアシストを行う電動機１４、ロックアップクラッチ３６を備えたトルクコンバータ１６および変速機１８が連結され駆動輪側の出力軸２０に駆動力を供給する動力伝達装置を備える。また、車両用駆動システム１０は、エンジン１３のトルク特性を制御する電磁弁制御部２２、電動機１４のトルク特性を制御する電動機制御部２４、トルクコンバータ１６のロックアップクラッチの係合作動を制御するロックアップクラッチ制御部２６および変速機１８の制御を行う変速制御部２８を備える。車両用駆動システム全体のコントロールは、図示されていない車両用電子制御装置（ＥＣＵ）により行われる。
【００１６】
ここで、電磁駆動弁を備えるエンジン１３と電動機１４とが車両駆動源１２に相当し、電磁弁制御部２２と電動機制御部２４とが、後に詳述するように、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段２５に相当する。
【００１７】
エンジン１３は車両走行用の内燃機関である。エンジン１３の各気筒には、電気的に制御される電磁アクチュエータにより開閉を行う吸気弁および排気弁、すなわち電磁駆動弁が備えられる。
【００１８】
図２に、エンジン１３の気筒に取付けられた電磁駆動弁７４と，７５の様子を示す。電磁駆動弁７４，７５は、それぞれ電気的に制御される吸気弁と排気弁に相当する。図２に示すように、エンジン１３には、各気筒の電磁駆動弁７４，７５を開閉駆動する電磁アクチュエータ７６，７７が備えられ、電磁弁制御部８１は、クランク軸７９の回転角を検出するクランク軸回転角センサ８０からの信号に従って電磁駆動弁７４，７５の作動タイミングを制御する機能を有する。
【００１９】
この電磁弁制御部８１は、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に変更するだけでなく、運転サイクル切替指令に従ってエンジン１３を４サイクル運転させるための時期および２サイクル運転させるための時期となるように制御する。また、電磁駆動弁７４，７５の作動タイミングを変更したり、作動気筒数を変更したりすることにより、エンジン自身でエンジン回転数を制御することが可能である。例えば、吸気弁を閉じたまま排気弁を通常の制御に従って開閉することにより、ピストンの圧縮仕事で回転エネルギを消費させてエンジン回転速度を強制的に速やかに低下させることができるとともに、吸気弁７４の開度を制御してエンジン回転数の変化率を調整することができる。また、例えばトルクが落ちるエンジンの低速回転領域でも、電磁駆動弁７４，７５を制御し、トルクを持ち上げることができる。
【００２０】
このように電磁駆動弁７４，７５を制御することにより、エンジン１３の回転数−トルク特性を可変に設定することができる。
【００２１】
図３に、電磁アクチュエータ７６，７７の断面図を示す。電磁アクチュエータ７６，７７は、電磁駆動弁７４，７５に連結されてその電磁駆動弁７４，７５の軸心方向に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材８２と、その可動部材８２を択一的に吸着するためにそれを挟む位置に設けられた一対の電磁石８４，８５と、可動部材８２をその中立位置に向かって付勢する一対のスプリング８６，８７とを備えている。
【００２２】
電動機１４は、車両駆動力を発生させるモータでありエンジン１３の出力軸に連結される。そして、例えばエンジン１３の低回転数において作動させて、不足するトルクを補うトルクアシストの機能を有する。なお、エンジン１３の出力が十分あるときは電動機１４を発電機として用い、余分のエネルギを回収する機能を持たせることもできる。エンジン１３のトルクと、電動機１４により供給されたトルクとの合計が、車両駆動源のトルクとして、トルクコンバータ１６に伝達される。電動機１４のトルクアシスト等の制御は、図示されていないインバータ制御回路を電動機制御部２４が制御することで行われる。
【００２３】
このように、電動機１４のトルク特性を制御することによって、エンジン１３と電動機１４をあわせた車両駆動源全体の回転数−トルク特性を、可変に設定することができる。
【００２４】
トルクコンバータ１６は、車両駆動源側部材のトルクを流体により従動側部材である変速機側部材に伝達するトルク伝達手段である。トルクコンバータ１６は、車両駆動源の出力軸１５に連結されたポンプ翼車３２と、変速機１８への入力軸１７に連結されたタービン翼車３４と、これらポンプ翼車３２とタービン翼車３４の間を直結するためのロックアップクラッチ３６とを備える。ロックアップクラッチ３６は、車両駆動源のトルクの立上り時期には係合せずにポンプ翼車３２とタービン翼車３４との間で流体を介してトルク増幅を行わせ、車両駆動源のトルクが十分立上がった後には係合して車両駆動源のトルクを直接変速機に伝達する機能を有する。また、解放と係合との中間状態で、所定の係合圧で滑らせてトルクを伝達するスリップ制御を行うこともできる。ロックアップクラッチ３６の係合の制御は、図示されていない係合油圧アクチュエータをロックアップクラッチ制御部２６が制御することで行われる。
【００２５】
変速機１８は、車両駆動源と駆動輪との間に設けられ、車両の走行条件に合わせて変速比を選択することで車両駆動源の性能を十分発揮させる機能を有する。周知のように、変速機１８の内部は、複数の遊星歯車と、遊星歯車の構成要素であるサンギヤ、リングギヤ等の運動を固定するための複数のブレーキ等とから構成される。変速機１８の入力軸１７と、駆動輪への出力軸２０との間の変速比は、各遊星歯車のサンギヤとリングギヤとの歯数を組合せで規定される。変速比の変更は一定の変速比パターンに従って行われる。変速機１８は複数の変速比パターンを備え、変速制御部２８により、変速比パターンの選択とその選択された変速比パターンの中での変速比変更の制御が行われる。
【００２６】
図４は、車両用駆動システム全体の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）５０の入出力関係を示す図である。電子制御装置５０には、エンジン回転数、車速、アクセル開度等を表す信号が入力され、車両の走行条件、エンジンの動作状況等を判断して、電磁駆動弁信号が電磁弁制御部２２に出力され、また、電動機コントローラ信号が電動機制御部２４に出力される。さらに、減速装置信号が変速制御部２８に出力され、ＡＴロックアップコントロールソレノイド信号がロックアップクラッチ制御部２６に出力される。
【００２７】
かかる実施の形態における車両用駆動システムの動作を、図５に示す車両駆動源のトルク特性、すなわち回転数−トルク特性を用いて説明する。電磁駆動弁も電動機も作動しない場合、車両駆動源のトルク特性は、エンジン固有のトルク特性となる。すなわち一般的に知られているように、回転数が低い領域でトルクが低く、回転数が高くなるに応じてトルクが増大し、最大トルクに達した後、さらに回転数が高くなると次第にトルクが下がってくるトルク特性曲線となる。この回転数変化に対し山なりとなるエンジン固有のトルク特性曲線を第１トルクモード６０と呼ぶことにする。
【００２８】
次に、電子制御装置５０の電磁駆動弁信号により電磁弁制御部２２を制御し、エンジンに備えられる電磁駆動弁を制御することで、車両駆動源のトルク特性を可変に設定できる。例えば、エンジン回転数信号からエンジンの回転数が下がってきたことを検出したときには、電磁弁制御部２２に対し、電磁駆動弁の開閉タイミングを変更する電磁弁信号を出力することができる。このことで、例えば、最大トルクの回転数から回転数が下がってきてもトルクを低下させずそのまま維持するトルク特性曲線とすることができる。いま、電磁駆動弁を制御し、低回転数でトルクがほぼ一定のトルク特性曲線を第２トルクモード６２と呼ぶことにする。
【００２９】
また、電子制御装置５０の電動機コントローラ信号により電動機制御部２４を制御し、電動機の作動を制御することでも、車両駆動源のトルク特性を可変に設定できる。例えば、車速信号とアクセル開度信号からエンジンの出力を推定し、推定トルクが低いことを検出したときには、電動機制御部２４に対し、電動機の作動を指示する電動機コントローラ信号を出力することができる。このことにより、例えば、例えば低回転数領域でトルクアシストを行って、トルクをさらに持ち上げ、エンジン固有の最大トルクより大きなトルクとするトルク特性曲線とすることができる。いま、電動機を制御して、回転数変化に対し右下がりのトルク特性曲線を第３トルクモードと呼ぶことにする。
【００３０】
上記のように、電磁駆動弁あるいは電動機を電気的に制御して車両駆動源のトルク特性を変更したとき、電子制御装置５０は、この変更されたトルク特性に応じて変速制御部２８に対し、減速装置信号が出力される。例えば、第１トルクモード、第２トルクモード、第３トルクモードかに応じ、あるいはその中でもトルク特性の相違に応じ、異なる減速装置信号が出力される。減速装置信号には、この変更されたトルク特性に応じた変速比パターンの選択と、選択された変速比パターンの中での変速比の変更とに関する制御指示が含まれる。
【００３１】
図６（ａ），（ｂ）にそれぞれ変速比パターンおよび変速段パターンの例を示す。変速比パターンＡおよび変速段パターンＡは、最小変速（減速）比が０．５９１、最大変速（減速）比が３．７２１で、変速段数が８段、隣り合う変速段の間の変速比の比率である変速比ステップは１．３、最大変速比と最小変速比との比である変速比のレンジは３．７２１／０．５９１である。
【００３２】
変速比パターンＢおよび変速段パターンＢは、最小変速比は変速比パターンＡと同じで、変速比ステップを変速比パターンＡより大きい１．５とし、変速段数は、最大変速比を変速比パターンＡの最大変速比に最も近づけられる６段としたものである。このときの変速比のレンジは３．３７５／０．５９１となり、変速比パターンＡと異なる値となる。
【００３３】
変速比パターンＣおよび変速段パターンＣは、変速比パターンＡと変速比のレンジを同一とし、変速比ステップを１．３＊１．３＝１．６９としたものである。すなわち、変速比パターンＣは、変速比パターンＡの変速段を間引いて変速比ステップを大きくしたものである。
【００３４】
図７は、車両駆動源のトルク特性に応じ、変速比パターンあるいは変速段パターンを選択する手順を説明するフローチャートである。Ｓ１０は、トルク特性が第１トルクモードか否かを判断するトルクモード判断工程である。トルクモード判断は、電磁駆動弁信号および電動機コントローラ信号の内容から電子制御装置が判断することができる。例えば、電磁駆動弁信号の内容が、通常の弁開閉制御の指示であり、電動機コントローラ信号がトルクアシストなしの制御指示の場合は、第１トルクモードと判断できる。
【００３５】
Ｓ１２は、第１トルクモードのときに、変速比パターンＡあるいは変速段パターンＡを選択する工程である。電子制御装置が、変速制御部に対し、変速比パターンＡあるいは変速段パターンＡを選択しその中での変速比変更制御を行う減速装置信号を出力する。このように、エンジン固有の第１トルクモードにおいては細かい変速比で変速が行われる。
【００３６】
Ｓ１４は、第１トルクモードでない、と判断したときに進む工程で、変速比パターンＢあるいは変速段パターンＢを選択する工程である。電子制御装置が、変速制御部に対し、変速比パターンＢあるいは変速段パターンＢを選択する減速装置信号が出力される。第１トルクモードでないときは、第２トルクモードまたは第３トルクモードであり、エンジン固有のトルク特性に比較し、低回転数でもトルクが十分ある。したがって、現在の変速段でも十分走行でき、また変速が必要なときに変速比ステップを大きくとっても問題が少ない。そこで、変速比パターンＡに比較して変速比ステップが大きく設定してある変速比パターンＢあるいは変速段パターンＢを選択することで、変速比の変更回数を減らすことができ、ビジーシフトを防ぎ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００３７】
また、第２トルクモードか第３トルクモードかの区別は、電動機コントローラ信号の内容によって電子制御装置が判断できる。したがって、第３トルクモードと判断するときは、変速比パターンＣあるいは変速段パターンＣを選択することもできる。これにより、変速比パターンＢ等に比較してさらに変速比の変更を減らすことができ、よりドライバビリティが向上する。
【００３８】
また、電磁駆動弁信号の内容と電動機コントローラ信号の内容から、トルク特性の大小をより詳しく判断できるので、トルク特性の大小に応じて、変速比パターンＡ、変速比パターンＢ、変速比パターンＣ等の間の選択基準を定めることもできる。
【００３９】
選択された変速比パターンの中での変速比の変更は、トルク特性のトルクモードと車両の走行条件に適合するように行うことができる。すなわち、車速信号、アクセル開度、エンジン回転速度信号、電磁駆動弁信号、電動機コントローラ信号等から、適合する変速比を選択する。
【００４０】
変速比の変更は、シフトポジション「Ｄ」、すなわち自動変速による前進変更位置においては、車両の変速段を低速段から高速段へ、あるいは高速段から低速段へ順次切り替えることで行うことができる。また、いわゆるシフトステアマチックのギヤ段ホールドタイプのように、＋または−で所定のギヤ段を選択する場合においては、一回の＋または−で異なる変速比に変更できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る車両用駆動システムによれば、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両において、ビジーシフトを防ぎ、ドライバビリティを改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の車両用駆動システムのブロック図である。
【図２】エンジンに備えられる電磁駆動弁を説明する図である。
【図３】電磁アクチュエータの断面図である。
【図４】電子制御装置の入出力関係を示す図である。
【図５】車両駆動源のトルク特性を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における変速比パターンおよび変速段パターンの例を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態における変速比パターンあるいは変速段パターンの選択の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　車両用駆動システム、１２　車両駆動源、１３　エンジン、１４　電動機、１６　トルクコンバータ、１８　変速機、２２　電磁弁制御部、２４　電動機制御部、２８　変速制御部、５０　電子制御装置（ＥＣＵ）、６０　第１トルクモード、６２　第２トルクモード、６４　第３トルクモード、７４，７５　電磁駆動弁、７６，７７　電磁アクチュエータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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