(57)【要約】【課題】  車両に発生する振動、特に発進時や再加速時に発生する振動を抑制することが可能な発進クラッチの制御装置を提供すること。【解決手段】  電磁多板クラッチの制御装置において、制御手段は、算出された目標締結トルクに対し、検出された走行状態に応じて異なるトルク伝達特性を設定するトルク伝達特性設定部と、自車両の数式モデルの逆系に目標車両の数式モデルを作用させた位相補償部とを有し、設定されたトルク伝達特性を位相補償した位相補償値に基づいて電流制御を実行する手段とし、トルク伝達特性設定部は、検出された車速に応じて異なるトルク伝達特性を設定した。【選択図】        図２
2005233356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機との間に介在され、電磁石の電磁力により締結可能な電磁多板クラッチと、
車両の走行状態であって、少なくとも車速を検出する走行状態検出手段と、
検出された走行状態に基づいて、前記電磁多板クラッチの目標締結トルクを算出する目標締結トルク算出手段と、
前記目標締結トルク指令に基づいて、前記電磁多板クラッチに対し電流制御を実行する制御手段と、
を備えた電磁多板クラッチの制御装置において、
前記制御手段は、算出された目標締結トルクに対し、検出された走行状態に応じて異なるトルク伝達特性を設定するトルク伝達特性設定部と、自車両の数式モデルの逆系に目標車両の数式モデルを作用させた位相補償部とを有し、設定されたトルク伝達特性を位相補償した位相補償値に基づいて電流制御を実行する手段と、
前記トルク伝達特性設定部は、検出された車速に応じて異なるトルク伝達特性を設定することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
前記車両状態検出手段は、少なくとも前記変速機の変速比を検出する手段であり、
前記位相補償部は、異なる変速比に応じて設定された自車両数式モデルからなる複数の位相補償フィルタを有し、検出された変速比に応じて最適な位相補償値を選択することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電磁多板クラッチの制御装置において、
前記走行状態検出手段は、少なくともスロットル開度を検出する手段であり、
前記トルク伝達特性設定部は、検出されたスロットル開度に応じて異なるトルク伝達特性を設定することを特徴とする電磁多板クラッチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する発進クラッチの制御装置に関し、特に車両に発生する振動を抑制する振動抑制制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に発生する振動抑制制御として、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、アクセルペダル操作に対するスロットル開度制御を行う際、エンジンの空燃比変化に伴うエンジントルクの遅れを補償するために、位相補償器（以下、インバースフィルタと記載する）を用いている。尚、インバースフィルタは、自車両の数式化モデルと目標車両の数式化モデルから設定される。
【０００３】
まず、アクセル開度に基づく目標エンジントルクT1を算出し、空燃比変化による進み補償を施す。進み補償後の目標エンジントルクT1'に対して、インバースフィルタを施し、インバースフィルタ処理後の目標エンジントルクT1''を算出する。この目標エンジントルクT1''に対応するスロットル開度を目標値としてスロットル開度制御を行うことで、駆動系に発生するガクガク振動を抑制している。
【特許文献１】特開２０００−２０５００９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術にあっては、エンジントルクを制御したとしても、十分に振動を抑制することができない。そこで、エンジンと変速機の間に発進クラッチを介在させ、発進クラッチの伝達トルクを上述のインバースフィルタを用いて制御する技術が知られている。しかしながら、発進時と再加速時では変速比等が異なるため、自車両の数式化モデルを一定とするインバースフィルタでは、十分に振動を抑制することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、車両に発生する振動、特に発進時や再加速時に発生する振動を抑制することが可能な発進クラッチの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと変速機との間に介在され、電磁石の電磁力により締結可能な電磁多板クラッチと、車両の走行状態であって、少なくとも車速を検出する走行状態検出手段と、検出された走行状態に基づいて、前記電磁多板クラッチの目標締結トルクを算出する目標締結トルク算出手段と、前記目標締結トルク指令に基づいて、前記電磁多板クラッチに対し電流制御を実行する制御手段と、を備えた電磁多板クラッチの制御装置において、前記制御手段は、算出された目標締結トルクに対し、検出された走行状態に応じて異なるトルク伝達特性を設定するトルク伝達特性設定部と、自車両の数式モデルの逆系に目標車両の数式モデルを作用させた位相補償部とを有し、設定されたトルク伝達特性を位相補償した位相補償値に基づいて電流制御を実行する手段とし、前記トルク伝達特性設定部は、検出された車速に応じて異なるトルク伝達特性を設定した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、車速に応じてトルク伝達特性を設定することができる。例えば、発進時のように車両のイナーシャが大きい時（すなわち停車に近い極低車速）と、再加速時のように車両のイナーシャがさほど大きくない時（走行状態の再加速）とで異なるトルク伝達特性を設定する。これにより、車両の走行状態に応じた最適な電磁多板クラッチの締結制御を実行することが可能となり、車両に発生する振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の電磁多板クラッチの制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明の実施例１における電磁多板クラッチを適用した車両の全体システム図である。エンジン１と自動変速機３の間には、電磁多板クラッチ２が設けられている。実施例１では、自動変速機３として変速比を無段階に変速可能な無段変速機を備えているが、有段変速機でもよい。
【００１０】
電磁多板クラッチコントロールユニットEMCCUには、走行時の締結制御を行う通常制御部１０と、発進・再加速時の締結トルクを制御する発進・再加速用制御部２０が設けられている。EMCCUには、スロットル開度センサ１１からのスロットル開度TVO，車速センサ１２からの車速信号VSP，ギヤ比検出手段１３からのギヤ比信号GRが入力される。ギヤ比検出手段１３は、例えばプライマリプーリ回転数Npriとセカンダリプーリ回転数Nsecを検出し、NpriとNsec比からギヤ比を算出する。
【００１１】
通常制御部１０では、車両の走行時にスロットル開度TVOに応じた締結制御指令を出力する。よって、特にスリップ制御等は行わず、締結トルクの上限値を決定し、その上限値に応じた指令電流値を出力する。
【００１２】
図２は発進・再加速用制御部２０の制御構成を表す制御ブロック図である。発進・再加速用制御部２０には、スロットル開度TVOに基づいて、目標伝達トルクT*を演算する目標トルク演算部201と、目標伝達トルクT*の伝達特性FNT*(t)を設定するノーマルターゲットフィルタ（以下、NTFと記載）202と、スロットル開度に応じて伝達特性FV1T*(t)，FV2T*(t)を設定するバリアブルターゲットフィルタ（以下、VTF1，VTF2と記載）203が設けられている。切換部204では、車速VSPに基づいてNTF202とVTF203（VTF1 or VTF2）を切り換える。
【００１３】
バリアブルインバースフィルタ（以下、VIFと記載）205には、ギヤ比GR毎に異なる自車両の数式モデルに基づいて設定された複数のインバースフィルタ205ａ，205ｂ，205ｃが設けられている（請求項２に対応）。
【００１４】
ここで、インバースフィルタについて説明する。インバースフィルタとは、自車両の数式モデルと目標車両の数式モデルを用いて構成されている。指令信号を出力した際、インバースフィルタによって目標車両の数式モデルと一致するように指令信号が変換される。よって、自車両の特性にかかわらず目標車両の特性を得ることができるものである。このとき、自車両の数式モデルが固定変速比のみ想定している場合には、目標車両の特性にうまく変換することができない。よって、本実施例１では複数の自車両の数式モデルから設定されたインバースフィルタを有している。尚、このバリアブルインバースフィルタ205に設けたインバースフィルタの数は、更に複数設定してもよく、特に限定しない。
【００１５】
選択部207では、ギヤ比GRに応じて最適なインバースフィルタ出力値を選択する。ローパスフィルタ208では、選択されたインバースフィルタ値の急激な変化を防止するために一時遅れ特性によって滑らかなインバースフィルタ出力値としている。指令電流演算部209では、選択されたインバースフィルタ値に基づいて電磁多板クラッチ２への指令電流を演算する。
【００１６】
（発進・再加速時用締結制御処理）
図３は発進時の電磁多板クラッチ２締結制御処理を表すフローチャートである。
【００１７】
ステップ１００では、スロットル開度TVOが０から踏み込まれた状態かどうかを判断し、０から踏み込まれた状態でなければステップ２００へ進み、通常締結制御処理を実行する。踏み込まれた状態であればステップ１０１へ進む。
【００１８】
ステップ１０１では、図４に示すスロットル開度TVO-目標締結トルクT*マップから目標締結トルクT*を演算する。
【００１９】
ステップ１０２では、各ターゲットフィルタによるフィルタリング処理により時間関数としてのトルク伝達特性FNT*(t)，FV1T*(t)，FV2T*(t)を演算する。FNT*(t)はNTF202による特性、FV1T*(t)及びFV2T*(t)はVTF203による特性である。
【００２０】
ステップ１０３では、車速VSPが走行している状態を示す所定車速VSP1（例えば8km/h）以上かどうかを判断し、VSP1以上のときはステップ１０７へ進み、それ以外はステップ１０４へ進む。
【００２１】
ステップ１０４では、TVOが全開発進を表す所定スロットル開度TVO1（例えば6/8）以上かどうかを判断し、TVO1以上の時はステップ１０６へ進み、それ以外はステップ１０５へ進む。
【００２２】
ステップ１０５では、トルク伝達特性FNT*(t)を選択する。
ステップ１０６では、トルク伝達特性FV1T*(t)を選択する。
ステップ１０７では、トルク伝達特性FV2T*(t)を選択する。
【００２３】
ステップ１０８では、IF(GR=a)，IF(GR=b)，IF(GR=c)においてインバースフィルタ処理を実行し、インバースフィルタ処理後のトルク伝達特性fkT*(t){k＝a,b,c}を演算する。
【００２４】
ステップ１０９では、ギヤ比検出手段１３が正常かどうかを判断し、正常なときはステップ１１１へ進み、それ以外はステップ１１０へ進む。
【００２５】
ステップ１１０では、最もLow側のギヤ比に対応するインバースフィルタ値fk0T*(t)を選択する。これは、Low側での振動が最も大きく、この領域の振動を抑制することを目的としている。
【００２６】
ステップ１１１では、ギヤ比GRから最適なインバースフィルタ値fkT*(t)を選択する。
【００２７】
ステップ１１２では、ローパスフィルタ処理により最適インバースフィルタ値の一時遅れ関数f(t)を演算する。
【００２８】
ステップ１１３では、ローパスフィルタ処理後の最適インバースフィルタ値f(t)に応じた電流指令値を図５の電流-締結トルクマップから演算し、電磁多板クラッチ２に電流指令値を出力する。
【００２９】
（締結制御処理による作用）
次に、上記締結制御処理による作用について説明する。
スロットル開度TVOが０から踏み込まれると、発進・再加速時用制御処理に移行する。このとき、車両走行状態と、車両停止状態に分けて説明する。
【００３０】
〔車両停止状態からの発進時〕
まず、スロットル開度TVOから目標締結トルクT*を演算し、NTF202，VTF203によりトルク伝達特性を演算する。実施例１の場合VTF203では、スロットル開度TVOに応じて２つのフィルタVTF1，VTF2が設けられているため、VTF1，VTF2の両方でトルク伝達特性を演算する。
【００３１】
車両停止状態であるため、VTF203によるトルク伝達特性を選択する。スロットル開度TVOが所定スロットル開度TVO1よりも大きいときは、VTF2のトルク伝達特性FV2T*(t)を出力し、所定スロットル開度TVO1よりも小さい時はFV1T*(t)を出力する。
【００３２】
ここで、車両停止状態からの発進時におけるトルク伝達特性について図６を用いて説明する。図６に示すように、発進時では、トルク伝達特性としてオーバーシュート領域を設けている。トルク伝達特性をオーバーシュート（FV1T*(t)，FV2T*(t)）させる場合、NTF202の特性（FNT*(t)）に比べ、伝達トルクの時間的な立ち上がりが遅くなる。このように、時間的な立ち上がりを遅くすると、エンジンの負荷が軽減され、エンジン回転数を上昇させることでエンジンのイナーシャトルクが確保される。このイナーシャトルクを用いて発進性能を確保している。尚、スロットル開度TVOが全開発進時の場合には、更にエンジンのイナーシャトルクを確保する必要があるため、更に伝達トルクの時間的な立ち上がりを遅くし、オーバーシュートを大きくする（請求項３に対応）。
【００３３】
次に、切換部204において切り換えられたトルク伝達特性をVIF205に出力し、複数のIF205a,205b,205cにおいて目標車両特性に変換される。次に、選択部207において、現在のギヤ比GRに最も近いIFに基づいて演算されたトルク伝達特性を選択する。このように、各インバースフィルタで演算した後に、現在のギヤ比に最も近いインバースフィルタ値を選択することで、ギヤ比GRの読込時間の間にインバースフィルタによる演算を終了することが可能となり、制御応答性の低下を防止することができる（請求項２に対応）。
【００３４】
尚、車速VSP，スロットル開度TVO及びギヤ比GRの変化によって、トルク伝達特性が急変することを防止するためにローパスフィルタ208によって一時遅れ特性を与える。これにより、トルク伝達特性が急変したとしても、滑らかにトルク伝達特性を変更する。
【００３５】
図７は車両停止状態からの全開発進時における加速度のタイムチャートである。図７中、太線が実施例１のVTFを用いた場合の加速度を表し、細線がNTFを用いた場合の加速度を表す。
【００３６】
時刻ｔ１において、スロットルが踏み込まれ、全開発進すると、NTFを用いた場合には、初期加速度は得られるが、その後の時刻ｔ２において、エンジンのイナーシャが不足しているため、十分な加速度を得ることができない。これに対し、VTFを用いた場合には、加速度の立ち上がりは若干遅れるものの、その後の時刻ｔ３において、エンジンのイナーシャトルクとエンジントルクが確保されているため、十分な加速度を得ることができる。
【００３７】
〔車両走行状態における再加速時〕
基本的な作用は車両停止状態と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。車両走行状態においてスロットル開度TVOが０から踏み込まれると、再加速時であると判断される。このとき、車速VSPが所定値VSP1以上であるため、NTF202が選択される。NTF202のトルク伝達特性FNT*(t)は、図６に示すように発進時に比べてオーバーシュートをさせることなく、滑らかに立ち上げている。これは、車両が走行しているため、駆動輪側のイナーシャが小さく、さほどエンジンのイナーシャを確保する必要がないためである（請求項１に対応）。
【００３８】
次に、切換部204において切り換えられたトルク伝達特性をVIF205に出力し、複数のIF205a,205b,205cにおいて目標車両特性に変換される。このとき、車両が走行状態にあるときは、無段変速機の変速比が無段階に変更されているため、選択部207において、現在のギヤ比GRに最も近いIFに基づいて演算されたトルク伝達特性を選択する。
【００３９】
図８は車両走行状態からの再加速を繰り返した時における加速度のタイムチャートである。図８中、太線が実施例１のVIF205を用いた場合の加速度を表し、細線がギヤ比固定のインバースフィルタを用いた場合の加速度を表す。また、再加速を繰り返すとは、時速１０km/hのときにスロットルを全開とし、時速２０km/hのときにスロットルを全閉とすることとする。
【００４０】
時刻ｔ２１において、時速１０km/hとなり、スロットルを全開とし、時刻ｔ２２において、時速２０km/hとなり、スロットルを全閉とする。時刻ｔ２３及び時刻ｔ２４においても同様にスロットルを全開・全閉とする。
【００４１】
ギヤ比固定のインバースフィルタを用いた場合、時速１０km/hから２０km/hに変化する時に実際のギヤ比GRが変化しているため、トルク伝達特性が合わず、加速度が大きく変動し、ガクガク振動してしまう。これに対し、実施例１におけるVIF205を用いた場合、ギヤ比に応じて最適なインバースフィルタ値が選択されているため、加速度が大きく変動することがなく、車両に発生する振動を抑制することができる（請求項２に対応）。
【００４２】
（実施例１における作用及び効果）
実施例１の電磁多板クラッチの制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４３】
(1)  車速VSPが所定値VSP1以上のときは、発進時に比べてトルク伝達特性をオーバーシュートをさせることなく、滑らかに立ち上げている。これは、車両が走行しているため、駆動輪側のイナーシャが小さく、さほどエンジンのイナーシャを確保する必要がないためである。一方、発進時はトルク伝達特性をオーバーシュートさせている。これは、車両が停止しているため、駆動輪側のイナーシャが大きく、エンジンのイナーシャを確保する必要があるからである。このように、車速VSPに応じて異なるトルク伝達特性を設定することで、車両に発生する振動を抑制することができる（請求項１に対応）。
【００４４】
(2)  VIF205には、ギヤ比GR毎に異なる自車両の数式モデルに基づいて設定された複数のインバースフィルタ205ａ，205ｂ，205ｃが設けられている。すなわち、ギヤ比固定のインバースフィルタを用いた場合、走行時に実際のギヤ比GRが変化すると、トルク伝達特性が合わない。これに対し、VIF205を用いた場合、ギヤ比に応じて最適なインバースフィルタ値が選択されているため、加速度が大きく変動することがなく、車両に発生する振動を抑制することができる（請求項２に対応）。
【００４５】
(3)  現在のギヤ比GRに最も近いインバースフィルタ値に基づいて演算されたトルク伝達特性を選択する。このように、各インバースフィルタで演算した後に、現在のギヤ比に最も近いインバースフィルタ値を選択することで、ギヤ比GRの読込時間の間にインバースフィルタによる演算を終了することが可能となり、制御応答性の低下を防止することができる（請求項２に対応）。具体的には、位相補償部が複数のインバースフィルタにより構成されているため、演算前にインバースフィルタの選択を行わず、リアルタイムに変化する実測値と同時進行で演算を行い、演算結果と実測結果による適正インバースフィルタの選択判断後に適正フィルタを選択することから効率よく演算と実測が可能となり、時間的ロスを抑制することができる。
【００４６】
(4)  発進時では、トルク伝達特性としてオーバーシュート領域を設けている。このとき、スロットル開度TVOが全開発進時の場合には、更にエンジンのイナーシャトルクを確保する必要があるため、伝達トルクの時間的な立ち上がりを更に遅くし、オーバーシュートを大きくすることで、十分な発進性能を確保しつつ車両の振動を抑制することができる（請求項３に対応）。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の電磁多板クラッチの制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の発進・再加速用制御部の制御構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１の電磁多板クラッチの締結制御処理を表すフローチャートである。
【図４】実施例１のスロットル開度と目標締結トルクの関係を表すマップである。
【図５】実施例１の電流と締結トルクとの関係を表すマップである。
【図６】実施例１のトルク伝達特性を表す図である。
【図７】実施例１の全開発進時の加速度を表すタイムチャートである。
【図８】実施例１の再加速時の加速度を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１  エンジン
２  電磁多板クラッチ
３  自動変速機
１０  通常制御部
１１  スロットル開度センサ
１２  車速センサ
１３  ギヤ比検出手段
２０  発進・再加速用制御部
201  目標トルク演算部
202  ノーマルターゲットフィルタ（NTF）
203  バリアブルターゲットフィルタ（VTF）
204  切換部
205  バリアブルインバースフィルタ（VIF）
207  選択部
208  ローパスフィルタ
209  指令電流演算部
【図１】
2005233356.tif 000003
【図２】
2005233356.tif 000004
【図３】
2005233356.tif 000005
【図４】
2005233356.tif 000006
【図５】
2005233356.tif 000007
【図６】
2005233356.tif 000008
【図７】
2005233356.tif 000009
【図８】
2005233356.tif 000010