(57)【要約】【課題】  エンジンの動力を十分活用し、回転数の揺り返しのない安定なエンジン回転をもたらす制御装置を提供することにある。【解決手段】  スロットル開度TVOに応じた第１目標伝達トルクToを設定する第１目標伝達トルク設定部１５と、スロットル開度TVOに応じた目標エンジン回転数Neoを設定する目標エンジン回転数設定部１３と、前記第１目標伝達トルクTo、前記目標エンジン回転数Neo及び車速Vに基づいて最終目標伝達トルクTを下記演算式T＝To{f(Ne)}g(V)で表される指数関数により演算する最終目標伝達トルク決定部１８と、を設ける。【選択図】        図１
2005180643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力側と変速機の入力側に介在され、クラッチ制御手段により演算された指令信号に基づいて入出力軸間のトルク容量を制御するトルク伝達系の制御装置において、
スロットル開度に応じた第１目標伝達トルクToを設定する第１目標伝達トルク設定手段と、
スロットル開度に応じた目標エンジン回転数Neoを設定する目標エンジン回転数設定手段と、
前記第１目標伝達トルクTo、前記目標エンジン回転数Neo及び車速Vに基づいて最終目標伝達トルクTを下記演算式
T＝To{f(Ne)}g(V)
で表される指数関数により演算する最終目標伝達トルク演算手段と
を設けたことを特徴とするトルク伝達系の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトルク伝達系の制御装置において、
前記演算式における f(Ne) および g(V) は、下記の
f(Ne)＝Ne/Neo
g(v)＝2-V/15
であり、
前記最終目標伝達トルク演算手段は、車速により変化する関数 g(v) を、目標エンジン回転数と現在のエンジン回転数の比である f(Ne) に乗ずることで、エンジン回転数比に重みづけを行うことを特徴とするトルク伝達系の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトルク伝達系の制御装置において、
スロットル開度及び車速を検出する車両状態検出手段と、
スロットル開度に対応する目標エンジン回転数と目標変速機入力側回転数、及び目標伝達トルクの目標値を予め記憶し、検出されたスロットル開度に応じてこれらの目標値を設定する目標値設定手段と、
を設け、
前記車両状態検出手段が、スロットル開度が高いか、又は高車速であると検出した場合、前記目標値設定手段が設定したエンジン回転数及び変速機入力
側回転数の目標値に追従するよう最終目標伝達トルクTの決定を行う目標値追従式トルク決定手段を用い、
前記車両状態検出手段が、スロットル開度が低く、且つ、低車速であると検出した場合、前記演算式によって最終目標伝達トルクTの決定を行う最終目標伝達トルク演算手段を用いることを特徴とするトルク伝達系の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジントルクを変速機に断接可能に伝達するトルク伝達系の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に用いられ、エンジンの出力トルクを伝達するクラッチにおいては、トルク変動による振動防止のため、様々な対策が講じられている。例えば、変速比が所定値以下で、且つ、エンジンの回転数が所定値以上のときは、最終目標伝達トルクを車両用クラッチに滑りが生じる値にすることにより、トルク変動に伴う振動を回避している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６３−３０５０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、搭載車両によって最適な制御仕様は車両毎に各々異なり、従来技術において制御を導入した場合、エンジンストップ防止やエンジン動力の十分な活用が得られる制御装置が実現できないという課題があった。また、それらの制御をそのまま使用すると、エンジン回転数の揺り返しがあり、加速度の落ち込みと揺り返しによる違和感が発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、エンジンの動力を十分活用し、回転数の揺り返しのない安定なエンジン回転をもたらす制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本願発明では、スロットル開度に応じた第１目標伝達トルクT0を設定する第１目標伝達トルク設定手段と、スロットル開度に応じた目標エンジン回転数Ne0を設定する目標エンジン回転数設定手段と、前記第１目標伝達トルクT0、前記目標エンジン回転数Ne0及び車速Vに基づいて最終目標伝達トルクTを下記演算式
T＝To{f(Ne)}g(V)
で表される指数関数により演算する最終目標伝達トルク演算手段と、を設けることとした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、発進又は再加速の際、エンジンの動力を十分活用し、回転数の揺り返しのない安定なエンジン回転をもたらす制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のトルク伝達系の制御装置のシステム図である。実施例１におけるトルク伝達系の制御装置は、運転者のアクセルペダル操作に応じて作動するスロットル１と、スロットル開度TVOに応じて駆動するエンジン２と、エンジン２からの回転数を無段階に変速し駆動輪４に出力する無段変速機（ＣＶＴ）３と、エンジン２とＣＶＴ３の間に介在され伝達トルクを制御する電磁多板クラッチ（ＥＭＳＣ）２０と、ＥＭＳＣ２０に対し指令信号を出力するＥＭＳＣコントロールユニット１０を主要な構成としている。
【０００９】
図１において運転者１がスロットル操作を行うと、エンジンに対してTVO（スロットル開度）に応じた回転指令が出力され、同時にTVOがＥＭＳＣコントロールユニット１０に入力される。
【００１０】
ＣＶＴ３はＥＭＳＣ２０から動力の伝達を受け、車輪４に動力を伝達する。同時に、ＣＶＴ３の軸回転数であるプライマリー回転数NpをＥＭＳＣコントロールユニット１０へ出力する。
【００１１】
前記車輪４はＣＶＴ３からの動力伝達を受けて回転し、車速VをＥＭＳＣコントロールユニット１０へ出力する。
【００１２】
前記ＥＭＳＣコントロールユニット１０は、上述のTVO（スロットル開度）、Ne（エンジン回転数）、Np（プライマリー回転数）、V（車速）の入力を受け、これらの値を基に、ＥＭＳＣ２０へ供給する電流値を制御し、トルク容量を制御する。
【００１３】
図２は、ＥＭＳＣコントロールユニット１０の詳細なブロック図である。
ＥＭＳＣコントロールユニット１０は、モードマップ１１、乗数値演算部１２、目標エンジン回転数設定部１３、演算処理部１４、第１目標伝達トルク設定部１５、乗算部１６、第１加算部１７、最終目標伝達トルク決定部１８、及びＰＩＤ制御部３０を有する。
【００１４】
モードマップ１１は、スロットル開度TVO及び車速Vの入力を受け、それらの値を目標エンジン回転数設定部１３若しくはＰＩＤ制御部３０に伝達する。
【００１５】
このとき、TVOおよびVの値によって、これらの値を目標エンジン回転数設定部１３へ伝達するか、ＰＩＤ制御部３０へ伝達するかを決定する。
【００１６】
すなわち、スロットル開度の全開を1としてTVOの値が5/8であり、又は車速Vが15km/h以上である場合、モードマップ１１はＰＩＤ制御部３０にTVOとVの値を伝達する。それ以外の場合、モードマップ１１はTVOの値のみを目標エンジン回転数設定部１３へ伝達する。
【００１７】
乗数値演算部１２は、入力された車速Vに基づいてトルク容量式におけるトルク補正項の乗数
2005180643.tif 000003
の値を算出し、演算処理部１４へ出力する。
【００１８】
ここで、トルク容量式とは、
2005180643.tif 000004
で表される最終目標伝達トルクTの計算式である。
【００１９】
数式内のToは第１目標伝達トルク、トルク補正項のNe/Neoは、現在のスロットル開度における目標エンジン回転数と現在のエンジン回転数の比を示す。また、トルク補正項の乗数値は、車速Vの値が15km/h以上となると、一定値で飽和する。
【００２０】
すなわち、トルク補正項は、
Ne/Neo < 1  
であれば、V値が15km/hのときに極大となり、
Ne/Neo > 1  
であれば、V値が15km/hのときに極小となる。
【００２１】
前記目標エンジン回転数設定部１３は、スロットル開度TVOに応じた目標回転数特性マップを有し、上述のようにTVO値が5/8以下、且つ、V値が15km/h以下の場合、モードマップ１１からTVOの値の入力を受け、現在のTVOの値に対応する目標エンジン回転数特性を設定し、演算処理部１４へ出力する。
【００２２】
前記演算処理部１４は、入力された乗数値と目標エンジン回転数Neo及び実際のエンジン回転数Neに基づいて、トルク容量式におけるトルク補正項
2005180643.tif 000005
を演算処理し、その値を乗算部１６へ出力する。
【００２３】
ＰＩＤ制御部３０は、モードマップ１１から入力されたTVO、Vの値に基づいてＰＩＤ制御を行い、目標エンジン回転数Neoと目標プライマリー回転数Npoのいずれかに重み付けを行う。
【００２４】
このＰＩＤ制御部３０は、スロットル開度TVOに対する目標エンジン回転数Neoと目標プライマリー回転数Npoの値を予め記憶したマップを有し、入力されたTVO値からNeoとNpoの値を設定し、入力されたV値に基づいて、NeoとNpoのいずれかに重み付けを行い、得られたＰＩＤ制御トルクTpidを第１加算部１７へ出力する。
【００２５】
第１目標伝達トルク設定部１５は、スロットル開度TVOに応じた第１目標伝達トルクToを予め定めたマップを記憶し、TVOの値の入力を受け、現在のTVOの値に対応する第１目標伝達トルクToを設定し、乗算部１６及び第１加算部１７へ出力する。
【００２６】
乗算部１６は乗算機であり、演算処理部１４から受けたトルク補正項の値と、第１目標伝達トルク設定部１５から受けた第１目標伝達トルクToの値を乗算し、最終目標伝達トルク決定部１８に出力する。
【００２７】
第１加算部１７は加算機であり、第１目標伝達トルク設定部１５から受けた第１目標伝達トルクToと、ＰＩＤ制御部３０から受けたＰＩＤ制御トルクTpidを加算し、最終目標伝達トルク決定部１８へ出力する。
【００２８】
最終目標伝達トルク決定部１８は乗算部１６から入力されたトルク容量式
2005180643.tif 000006
の値と、第１加算部１７から入力されたＰＩＤ制御トルクTpidを基に、
T＝To+Tpid
となる最終目標伝達トルクTの値を決定し、決定された値となるようＥＭＳＣ２０への電流供給を制御する。
【００２９】
図３は、目標エンジン回転数設定部１３に記憶されているスロットル開度TVOと目標エンジン回転数Neoとの関係を示す図である。
エンジン２のアイドル回転時を初期値として、スロットル開度TVOの値に応じた目標エンジン回転数Neoの値の軌跡を示している。
【００３０】
図４は、第１目標伝達トルク設定部１５に記憶されているスロットル開度TVOと第１目標伝達トルクToとの関係を示す図である。
エンジン２のアイドル回転時を初期値として、スロットル開度TVOの値に応じた第１目標伝達トルクToの値の軌跡を示している。
【００３１】
図５は、ＰＩＤ制御部３０の詳細なブロック図である。
前記ＰＩＤ制御部３０は、エンジン回転目標記憶部３１、プライマリー回転目標記憶部３２、エンジン回転反転部３３、プライマリー回転反転部３４、第２加算部３５、第３加算部３６、ゲイン重み調整部３７、第４加算部３８、エンジン回転ＰＩＤコントローラ３９、プライマリー回転ＰＩＤコントローラ４０からなる。
【００３２】
前記エンジン回転目標記憶部３１は、目標エンジン回転数と時間の関係を表したマップを記憶している。このマップは、スロットルを一定開度にしてからの時間に対する目標エンジン回転数を、各スロットル開度別に表している。目標エンジン回転数の初期値はアイドリング時の回転数である。
【００３３】
前記エンジン回転目標記憶部３１は、TVOの値の入力を受け、現在のTVOの値に対応する目標エンジン回転数Neoを設定し、第２加算部３５へ出力する。
【００３４】
前記エンジン回転反転部３３は、現在のエンジン回転数Neの符号を反転させ、-Neとして第２加算部３５へ出力する。
【００３５】
前記第２加算部３５は、受けた目標エンジン回転数Neoと現在のエンジン回転数Neを反転させた-Neとを加算し、Neo-Neの値をエンジン回転ＰＩＤコントローラ３９へ出力する。
【００３６】
前記プライマリー回転目標記憶部３２は、エンジン回転目標記憶部３１と同様に、目標プライマリー回転数と時間の関係を表したマップを記憶している。このマップは、スロットルを一定開度にしてからの時間に対する目標プライマリー回転数を、各スロットル開度別に表している。目標プライマリー回転数の初期値はアイドリング時のプライマリー回転数であり、初期値は0である。
【００３７】
前記プライマリー回転目標記憶部３２は、TVOの値の入力を受け、現在のTVOの値に対応する目標プライマリー回転数Npoを設定し、第３加算部３６へ出力する。
【００３８】
前記プライマリー回転反転部３４は、現在のプライマリー回転数Npの符号を反転させ、-Npとして第３加算部３６へ出力する。
【００３９】
前記第３加算部３６は、受けた目標プライマリー回転数Npoと現在のプライマリー回転数Npを反転させた-Npとを加算し、Npo-Npの値をプライマリー回転ＰＩＤコントローラ４０へ出力する。
【００４０】
前記ゲイン重み調整部３７は、車輪４から車速Vの値を入力され、その値に応じ、エンジン回転ＰＩＤコントローラ３９及びプライマリー回転コントローラ４０におけるゲインＧの重みを調整する。
【００４１】
前記エンジン回転ＰＩＤコントローラ３９は、ゲイン重み調整部３７から受けたゲインＧの値を基に、第２加算部３５から受けたNeo-Neの値をＰＩＤ制御してエンジンＰＩＤ制御トルクTepidとし、第４加算部３８へ出力する。
【００４２】
前記プライマリー回転ＰＩＤコントローラ４０は、ゲインＧの値を基に、第３加算部３６から受けたNpo-Npの値をＰＩＤ制御してTppidとし、第４加算部３８へ出力する。
【００４３】
前記第４加算部３８は、受けたTepidとTppidとを加算し、
Tepid+Tppid=Tpid
として出力する。
【００４４】
次に、作用を説明する。
図２及び図５に示すように、ＥＭＳＣコントロールユニット１０において、車速V及びスロットル開度TVOの値に関わらず、エンジン２の起動時においては、スロットル開度TVO、車速V、エンジン回転数Ne、プライマリー回転数NpはＥＭＳＣコントロールユニット１０に入力され、それらの値に基づいて、目標エンジン回転数Neo、目標プライマリー回転数Npo、第１目標伝達トルクTo、及びトルク容量式が設定される。
【００４５】
［トルク伝達制御処理］
図６は、実施例１のトルク伝達系の制御装置における制御の流れを示すフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ１０１では、スロットル開度TVO、エンジン回転数Ne、プライマリー回転数Np、車速VがＥＭＳＣコントロールユニット１０へ入力され、ステップＳ１０２へ移行する。
【００４７】
ステップＳ１０２では、スロットル全開状態を1として、TVOの値が5/8以上、又はVが15Km/h以上であるかどうかを判断し、YESであればステップＳ１０３へ移行し、NOであればステップＳ１０９へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１０３では、ＰＩＤ制御部３０において、TVOの値に対する目標エンジン回転数と目標プライマリー回転数が設定され、ステップＳ１０４へ移行する。
【００４９】
ステップＳ１０４では、ＰＩＤ制御部３０において、目標エンジン回転数及び目標プライマリー回転数に対するＰＩＤ制御が行われ、ステップＳ１０５へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１０５では、車両が発進したかどうかを判断し、YESであればステップＳ１０６へ移行し、NOであればステップＳ１１１へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１０６では、ＰＩＤ制御部３０において、ＰＩＤゲインＧはエンジン２の回転に追従することを重視した重みが加えられ、ステップＳ１１２へ移行する。
【００５２】
ステップＳ１０７では、第１目標伝達トルク設定部１５において第１目標伝達トルクToが計算され、ステップＳ１１２へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１０８では、乗数値演算部１２において、トルク容量式のトルク補正項の乗数を演算し、ステップＳ１１０へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１０９では、目標エンジン回転数設定部１３において、TVOに対する目標エンジン回転数が設定され、ステップＳ１１０へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１１０では、演算処理部１４において、トルク容量式からトルク容量を演算し、ステップＳ１１２へ移行する。
【００５６】
ステップＳ１１２では、最終目標伝達トルク決定部１８においてクラッチの最終目標伝達トルクTが設定されて終了する。
【００５７】
［トルク伝達制御作用］
(1) スロットル開度TVOが5/8以上又は車速が15km/h以上であり、且つ、車両が発進中である場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４→ステップＳ１０５→ステップＳ１０６→ステップＳ１１２と進む流れとなる。
すなわち、発進中の車両において、ＰＩＤゲインＧはエンジン回転数に追従することを重視した重みに設定され、ＥＭＳＣコントロールユニット１０は、目標エンジン回転数に追従するトルク伝達を行うよう、ＥＭＳＣ２０の電流を制御する。
【００５８】
(2) スロットル開度TVOが5/8以上又は車速が15km/h以上であり、且つ、車両が発進中でない場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０３→ステップＳ１０４→ステップＳ１０５→ステップＳ１１１→ステップＳ１１２と進む流れとなる。
すなわち、発進中でない走行中の車両において、ＰＩＤゲインＧはプライマリー回転数に追従することを重視した重みに設定され、ＥＭＳＣコントロールユニット１０は、目標プライマリー回転数に追従するトルク伝達を行うよう、ＥＭＳＣ２０の電流を制御する。
【００５９】
(3) スロットル開度TVOが5/8以下、且つ、車速が15km/h以下の場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１→ステップＳ１０２→ステップＳ１０９→ステップＳ１１０→ステップＳ１１２と進む流れとなる。
すなわち、スロットル開度TVOが大きくない、且つ、車速が低速の場合、ＰＩＤ制御は行われず、トルク容量式に基づいたトルク伝達が行われる。
【００６０】
図７は、スロットル開度TVOと車速Vの値に応じて、最終目標伝達トルクTの決定方法を示す図である。
上述のように、TVOが5/8以下且つ、Vが15km/h以下であるとき、モードマップ１１により目標エンジン回転数設定部１３にTVO値が入力され、トルク容量式による最終目標伝達トルクTの決定が行われることを示す。
【００６１】
また、TVOが5/8以上又はVが15km/h以上であるとき、モードマップ１１によりＰＩＤ制御部３０にTVO値とV値が入力され、ＰＩＤ制御により最終目標伝達トルクTの決定が行われることを示す。
【００６２】
図８は、エンジン特性図にスロットル開度別の第１目標伝達トルクToを示した図である。
エンジンの出力トルクを十分に引き出すため、各スロットル開度における最大トルク付近のエンジン回転を、電磁多板クラッチ搭載車両の目標エンジン回転数に設定する。
【００６３】
第１目標伝達トルクToは、損失を考慮し、各スロットル開度における目標エンジン回転数で得られるトルクよりも小さく設定されている。
前記目標エンジン回転数設定部１３（図６のフローチャートにおけるＳ１３０）及び第１目標伝達トルク設定部１５は、この図の値を記憶し、入力されたスロットル開度TVOの値から、目標エンジン回転数Neo及び目標プライマリー回転数Npoを読み込む。
【００６４】
次に効果を説明する。
実施例１のトルク伝達系の制御装置にあっては、次に列挙する効果を得ることができる。
【００６５】
(1) ＰＩＤ制御部３０によってエンジン回転とプライマリー回転を目標値に追従するよう最終目標伝達トルクTを制御する方法と、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数の比に重み関数を乗し、第１目標伝達トルク設定部１５が設定した第１目標伝達トルクToと乗することで最終目標伝達トルクTとする方法を組み合わせたことにより、従来技術において、トルク容量式は
2005180643.tif 000007
で表されていたが、本願においては
2005180643.tif 000008
と表すこととした。よって、スロットル開度と車速の割合により、トルク容量に第１目標伝達トルクToの値、及び目標エンジン回転数を加味することが可能となり、発進又は再加速の際の駆動側と従動側のトルクをバランスさせることができる。また、エンジンの動力を十分活用し、回転数の揺り返しのない安定なエンジン回転をもたらす制御装置を提供することができる。
また、トルク容量式に車速を関与させることで、車速に応じた適切なトルク容量を決定することができる（請求項１に対応）。
【００６６】
(2) モードマップ１１の判定が、スロットル開度が高いか、又は車両が高速である場合、ＰＩＤ制御部３０により、目標エンジン回転数Neo及び目標プライマリー回転数Npoに追従するよう最終目標伝達トルクTの決定を行い、それ以外の場合、トルク容量式を演算処理部１４によって演算することで最終目標伝達トルクTの決定を行う。よって、車速及びスロットル開度に応じた適切な制御を行うことが可能となり、より安定なトルク伝達を制御行うことができる(請求項２に対応）。
【００６７】
(3) ＰＩＤ制御部３０において車速により制御ゲインを変化させることにより、車速によって目標エンジン回転数Neoと目標プライマリー回転数Npoのいずれを重視して追従するかを決定することが可能となり、より適切なトルク伝達制御を行うことができる（請求項３に対応）。
【００６８】
(4)   図９は、従来技術と本願において、スロットル開度に対するエンジンとクラッチの特性を示した図である。
図９に示すように、従来技術に対し、本願では、同一のスロットル開度TVOに対するエンジン回転数、エンジントルク、クラッチトルク、加速度全てにおいて安定的な挙動を示している。特に、加速度では、クラッチにおいてエンジン側とプライマリー側が直結するポイントで、従来例では大きく落ち込みがあるのに対し、本願では安定的な加速度が得られている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１のトルク伝達系の制御装置のシステム図である。
【図２】ＥＭＳＣコントロールユニットの詳細なブロック図である。
【図３】実施例１のスロットル開度TVOと目標エンジン回転数Neoとの関係を示す図である。
【図４】実施例１のスロットル開度TVOと第１目標伝達トルクToとの関係を示す図である。
【図５】実施例１のＰＩＤ制御部の詳細なブロック図である。
【図６】実施例１のトルク伝達系の制御装置における制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例１のＥＭＳＣコントロールユニットにおける最終目標伝達トルクTを決定する方法を示す図である。
【図８】電磁多板クラッチのスロットル開度による第１目標伝達トルクToと目標エンジン回転数Neoを示す図である。
【図９】従来技術と本願において、スロットル開度に対するエンジンとクラッチの特性を示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    運転者
２    エンジン
３    ＣＶＴ
４    車輪
１０    ＥＭＳＣコントロールユニット
１１    モードマップ
１２    乗数値演算部
１３    目標エンジン回転数設定部
１４    演算処理部
１５    第１目標伝達トルク設定部
１６    乗算部
１７    第１加算部
１８    最終目標伝達トルク決定部
２０    ＥＭＳＣ
３０    ＰＩＤ制御部
３１    エンジン回転目標記憶部
３２    プライマリー回転目標記憶部
３３    エンジン回転反転部
３４    プライマリー回反転部
３５    第２加算部
３６    第３加算部
３７    ゲイン重み調整部
３８    第４加算部
【図１】
2005180643.tif 000009
【図２】
2005180643.tif 000010
【図３】
2005180643.tif 000011
【図４】
2005180643.tif 000012
【図５】
2005180643.tif 000013
【図６】
2005180643.tif 000014
【図７】
2005180643.tif 000015
【図８】
2005180643.tif 000016
【図９】
2005180643.tif 000017