(57)【要約】【課題】機械式クラッチを有する自動有段変速装置を備える車両において、変速時のトルクショックを低減して、運転者の違和感を軽減する。【解決手段】変速に際して機械式クラッチの切断以前に機関トルクを減少させるようになっており、この機関トルク減少開始（ｔ１）から機械式クラッチの切断（ｔ２）までの機関トルク減少期間において、機関トルク減少期間の初期には、機関トルク減少期間の中期に比較して、機関トルク減少速度を小さくする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、機械式クラッチを有する自動有段変速装置とを具備する車両の制御装置であって、前記自動有段変速装置による変速に際して、前記機械式クラッチの切断以前に機関トルクを減少させるようになっており、この機関トルク減少開始から前記機械式クラッチの切断時までの機関トルク減少期間において、前記機関トルク減少期間の初期には、前記機関トルク減少期間の中期に比較して、機関トルク減少速度を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記機械式クラッチの切断時の機関トルクは、前記機関トルク減少期間の末期に前記自動有段変速装置の出力軸トルクがゼロ以下となるように減少され、前記出力軸トルクがゼロとなる直前には、前記機関トルク減少期間の中期に比較して、機関トルク減少速度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
内燃機関と、機械式クラッチを有する自動有段変速装置とを具備する車両の制御装置であって、前記自動有段変速装置による変速に際して、前記機械式クラッチの切断以前に機関トルクを減少させ、前記自動有段変速装置での変速後には、減少させた機関トルクを増加させ、前記自動有段変速装置の入力軸の回転数を機関回転数にほぼ一致させてから前記機械式クラッチが接続されるようになっており、この機関トルク増加開始から前記機械式クラッチの接続までの機関トルク増加期間において、前記機関トルク増加期間の後半には、前記機関トルク増加期間の前半に比較して、機関トルク増加速度を小さくすることを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動有段変速装置を備える車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関回転数を変速して車両駆動軸へ伝達するための自動有段変速機として、機械式クラッチを有する自動有段変速装置が公知である。このような自動有段変速装置において、変速は運転者の意図無しに実施されるために、変速時のトルクショックを十分に低減しないと運転者はかなりの違和感を有することとなる。
【０００３】
変速に際してのクラッチ切断時には、内燃機関にとって無負荷となり、この時の機関回転数の吹き上がりを抑制するために、クラッチ切断時の機関トルクを機関停止しない範囲でできるだけ小さくすることが好ましい。そのためには、クラッチ切断以前に、機関トルクを減少させることとなる。
【０００４】
ハイブリッド車両のように、トルクアシストのためのモータを有していれば、機関トルクの減少に際して、モータによって車両駆動軸へ機関トルク減少分のトルクをアシストすることができ、大きなトルクショックは発生しない（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−０６９５０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１５５５２号公報
【特許文献３】
特開２０００−００２３２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両がトルクアシストのためのモータを有していない場合、又は、このモータを有していてもバッテリの充電量が不足していてトルクアシストを実施することができない場合には、自動有段変速装置の変速時において、機関トルクの減少によって大きなトルクショックが発生し、運転者は違和感を有することとなる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、機械式クラッチを有する自動有段変速装置を備える車両において、前述の場合でも変速時のトルクショックを低減して、運転者の違和感を軽減することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の車両制御装置は、内燃機関と、機械式クラッチを有する自動有段変速装置とを具備する車両の制御装置であって、前記自動有段変速装置による変速に際して、前記機械式クラッチの切断以前に機関トルクを減少させるようになっており、この機関トルク減少開始から前記機械式クラッチの切断までの機関トルク減少期間において、前記機関トルク減少期間の初期には、前記機関トルク減少期間の中期に比較して、機関トルク減少速度を小さくすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による請求項２に記載の車両制御装置は、請求項１に記載の車両制御装置において、前記機械式クラッチの切断時の機関トルクは、前記機関トルク減少期間の末期に前記自動有段変速装置の出力軸トルクがゼロ以下となるように減少され、前記出力軸トルクがゼロとなる直前には、前記機関トルク減少期間の中期に比較して、機関トルク減少速度を小さくすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による請求項３に記載の車両制御装置は、内燃機関と、機械式クラッチを有する自動有段変速装置とを具備する車両の制御装置であって、前記自動有段変速装置による変速に際して、前記機械式クラッチの切断以前に機関トルクを減少させ、前記自動有段変速装置での変速後には、減少させた機関トルクを増加させ、前記自動有段変速装置の入力軸の回転数を機関回転数にほぼ一致させてから前記機械式クラッチが接続されるようになっており、この機関トルク増加開始から前記機械式クラッチの接続までの機関トルク増加期間において、前記機関トルク増加期間の後半には、前記機関トルク増加期間の前半に比較して、機関トルク増加速度を小さくすることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による制御装置を備えた内燃機関車両を示す概略図である。同図において、１は内燃機関であり、２ａは有段変速機であり、２ｂは内燃機関１と有段変速機２ａとの間に配置された機械式クラッチであり、この機械式クラッチ２ｂによって両者間の動力伝達が断続される。有段変速機２ａ及び機械式クラッチ２ｂは、運転者による手動式ではなく、アクセルペダルの踏み込み量及び機関回転数等に基づく機関運転状態に応じた最適変速比が選択されるように、自動的に作動されるものであり、クラッチを有する自動有段変速装置２を構成する。３はディファレンシャル装置（差動装置）である。
【００１２】
４は自動有段変速装置２を介してエンジン出力が伝達される駆動軸である。駆動軸４には、トランスファ装置６を介してモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧ）５の回転軸が連結されている。７はバッテリであり、ＭＧ５とバッテリ７は、ＭＧ５側の交流とバッテリ７側の直流とを変換するためのインバータ８を介して接続されている。
【００１３】
ＭＧ５は、必要に応じてモータとして機能し、バッテリ７に蓄えられた電気エネルギを使用して、駆動軸４に対してディーゼルエンジン１のトルクアシストを行い、又は、単独で駆動軸４を駆動する。また、車両減速時には、ジェネレータとして機能して車両の減速をアシストすると共に、回生エネルギとして発生させた電気エネルギによってバッテリ７を充電する。
【００１４】
図２は、変速時、特に、シフトアップ時における自動有段変速装置２の入力軸のトルクＴ変化を示すタイムチャートである。前述の機械式クラッチ２ｂは、この入力軸と内燃機関１とを機械的に切断又は接続するものである。自動有段変速装置２による自動変速に際して、機械式クラッチ２ｂを自動的に切断することとなるが、この無負荷状態に対して機関回転数の吹き上がりを防止するために、機関トルクを機関停止しない範囲でできるだけ小さくすることが好ましい。本車両制御装置では、自動有段変速装置２へ変速指令が発生された時又はその直後の時刻ｔ１から機関トルクの減少を開始して自動有段変速装置２の入力軸トルクが０Ｎｍ以下となるようにされ、機関トルクに慣性力を加えて、内燃機関１が停止せずに回転している状態とされた時刻ｔ２において、機械式クラッチ２ｂを実際に切断するようにしている。
【００１５】
機械式クラッチ２ｂは、一般的に、バネ力によって接続され、このバネ力に打ち勝つ油圧を作用させることにより切断されるか、又は、バネ力によって切断され、このバネ力に打ち勝つ油圧を作用させることにより接続される。いずれにしても、作用する油圧を設定値まで変化させて機械式クラッチ２ｂの切断及び接続が制御される。油圧を設定値まで変化させるには所定時間が必要であり、時刻ｔ２において機械式クラッチ２ｂを切断するために油圧が設定値となるように、変速指令が発生された時又はその直後から油圧制御を開始することとなる。
【００１６】
時刻ｔ１からの機関トルク減少に際して、一般的には、点線ａ’で示すように、入力軸トルクが直線的に減少して時刻ｔ２において０Ｎｍ以下となるように、噴射燃料を徐々に減量して機関トルクを減少させる。この時、バッテリの充電量が設定値より多くてＭＧ５によって車両駆動軸４への十分なトルクアシストが可能であれば、点線ｃ’で示すように、入力軸トルクの減少を車両駆動軸４において補うことができ、運転者が大きなトルクショックを感じることはない。
【００１７】
しかしながら、バッテリの充電量が設定値以下である時には、このような完全なトルクアシストを実施することができず、入力軸トルクの減少に伴って車両駆動軸のトルクが低下し、運転者は大きなトルクショックを感じてしまう。このトクルショックを軽減するために、本車両制御装置では、実線ａで示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの機関トルク減少期間において、初期における機関トルク減少速度（単位時間当たりの機関トルク減少量）を、例えば、燃料噴射量の減少速度（単位時間当たりの燃料噴射減少量）を小さくする等して小さくし、一般的なものに比較して入力軸トルクの減少が緩やかになるようにしている。それにより、運転者が感じるトルクショックは小さなものとすることができる。
【００１８】
しかしながら、このように緩やかに入力軸トルクを減少させていたのでは、時刻ｔ２において、出力軸トルクを０Ｎｍ以下の所望値にすることはできない。そこで、機関トルク減少期間の中期には、燃料噴射量の減少速度を大きくする等して、機関トルク減少速度を大きくし、一般的なものに比較して入力軸トルクの減少を急激にしている。この時において、運転者は、車両駆動軸におけるトルクの急激な低下を感じることとなるが、その直前において既に小さなトルクショックによって自動変速を予測しており、それほど大きな違和感とはならない。
【００１９】
また、バッテリの充電量が設定値以下であって点線ｃ’で示すような完全なトルクアシストは実施することができなくても、バッテリの充電量が設定値を大きく下回ってはおらず、ＭＧ５により実線ｃで示すようなトルクアシストが可能であれば、運転者は、機関トルク減少期間中期の大きなトルク低下を感じることはなく、前述したように、機関トルク減少期間において、初期における機関トルク減少速度を、中期に比較して小さくすることは、さらに効果的である。
【００２０】
また、機関トルク減少期間の末期には、再び、燃料噴射量の減少速度を小さくする等して機関トルク減少速度を小さくし、一般的なものに比較して入力軸トルクの減少を緩やかにしている。それにより、出力軸トルクが０Ｎｍ以下となって、内燃機関が、逆に車両駆動軸４の負荷となる時のトルクショックを減少させることができる。この制御は、機械式クラッチ２ｂが時刻ｔ２の切断時まで殆ど滑り状態とならずに、自動有段変速装置２の入力軸と内燃機関１とが機械的連結されている場合には特に有効である。
【００２１】
こうして時刻ｔ２において機械式クラッチ２ｂは切断されるが、この時には機関回転数が吹き上がることはなく、次いで、時刻ｔ３までの間に自動有段変速機２において実際の変速が実施される。その後の時刻ｔ４において、機械式クラッチ２ｂは接続されることとなる。そのために、機械式クラッチ２ｂへ作用する油圧が制御される。
【００２２】
機械式クラッチ２ｂの接続時、すなわち、時刻ｔ４における機関回転数の急激な変化を防止するためには、内燃機関１の回転数と自動有段変速装置２の入力軸の回転数を一致させることが必要であり、そのためには、低下させた機関トルクを時刻ｔ３から増加させる。一般的には、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの機関トルク増加期間において、出力軸トルクが点線ｂ’で示すように直線的に増加するように、噴射燃料を徐々に増量させることとなる。シフトアップ時においては、機関トルク増加期間における機関トルク増加量は、前述の機関トルク減少期間における機関トルク減少量より小さくされる。
【００２３】
変速時における入力軸トルクの減少及び増加に際して、前述した点線ｃ’にように、入力軸トルクが変速前後で滑らかに変化するような車両駆動軸４へのトルクアシストが可能であれば、このような一般的な機関トルク制御でも大きなトルクショックは発生せず問題はない。しかしながら、前述したように、バッテリの充電量不足によって、ＭＧ５が十分なトルクアシストを実施することができない場合、又は、モータを有さない時と同様に、全くトルクアシストを実施することができない場合には、機械式クラッチ２ｂの接続時における機関トルクと、接続直前の機関トルクとの差によって大きなトルクショックが発生してしまう。これは、機械式クラッチ２ｂが時刻ｔ４において接続される直前に滑り状態とされて、内燃機関１が自動有段変速装置２の入力軸に対して負荷となるためである。
【００２４】
本車両制御装置では、機関トルク増加期間（ｔ３からｔ４）において、後半における燃料噴射量の増加速度を小さくする等して、後半における機関トルク増加速度を一般的なものに比較して小さくしており、機械式クラッチ２ｂの接続時における機関トルクと、接続直前の機関トルクとの差を小さくして、機械式クラッチ２ｂが滑り状態とされる時のトルクショックを軽減している。一方、機関トルク増加期間を延長させないようにするために、機関トルク増加期間の前半においては、燃料噴射量の増加速度を大きくする等して、機関トルク増加速度を一般的なものに比較して大きくしている。この前半には、機械式クラッチ２ｂは依然として切断されているために、運転者が機関トルクの急激な増加を感じることはない。
【００２５】
機関トルク減少期間の初期における機関トルク減少速度を中期に比較して小さくしたり、又は、機関トルク増加期間の後半における機関トルク増加速度を前半に比較して小さくしたりすることは、前述したように、ＭＧ５によって車両駆動軸へのトルクアシストが全く実施されない時にも有効であるために、このような車両制御は、ＭＧを有さない車両にも有効である。また、このような車両制御は、図２に示すシフトアップ時に限定されることはなく、変速時としてのシフトダウン時においても、機関トルク増加期間における機関トルク増加量が、機関トルク減少期間における機関トルク減少量に比較して大きくなるだけであり、有効である。また、ＭＧを有する車両の場合には、このような車両制御を常に実施するようにしても良いが、バッテリの充電不足によって図２の点線ｃ’で示すような十分なトルクアシストが実施することができない時にだけ、このような車両制御を実施するようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による車両制御装置は、変速に際しての機関トルク減少開始から機械式クラッチの切断までの機関トルク減少期間において、機関トルク減少期間の初期には、機関トルク減少期間の中期に比較して、機関トルク減少速度を小さくしている。それにより、運転者にとってトルクショックを特に感じ易い機関トルク減少期間初期において、機関トルクの減少が緩やかになってトルクショックを低減することができ、運転者の違和感を軽減することができる。
【００２７】
また、本発明によるもう一つの車両制御装置は、自動有段変速装置での変速後における機関トルク増加開始から機械式クラッチの接続までの機関トルク増加期間において、機関トルク増加期間の後半には、機関トルク増加期間の前半に比較して、機関トルク増加速度を小さくしている。それにより、運転者にとってトルクショックを感じる接続直前のクラッチ滑り状態の時において、この時の機関トルクの増加が緩やかになるために、すなわち、クラッチ接続時の機関トルクと接続直前の機関トルクとの差が小さくなるために、この時のトルクショックを低減することができ、運転者の違和感を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両制御装置が取り付けられる内燃機関車両の概略図である。
【図２】変速時における自動有段変速装置の出力軸トルクの変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関
２ａ…有段変速機
２ｂ…機械式クラッチ
４…駆動軸
【図１】
2004251174.tif 000003
【図２】
2004251174.tif 000004