(57)【要約】【課題】コースト走行時でのオルタネータ発電機能を確保しつつ、過大な減速Ｇを軽減し、違和感を低減できる車両の制御装置を提供する。【解決手段】ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中であって、かつオルタネータの作動中に、車両の減速度の絶対値が所定値を超えないように、無段変速機の目標入力回転数を高く変更する。オルタネータは回転数が低下するに従い負荷トルクが増大するので、入力回転数を高くすることでエンジン回転数が上昇し、オルタネータの負荷トルクを低減できる。そのため、車両の過大な減速Ｇを軽減できる。【選択図】図３
2012154386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、ベルト式無段変速機と、エンジンにより駆動されるオルタネータとを備え、エンジン駆動力がトルクコンバータ、無段変速機を介して車輪に伝達される車両であって、
前記無段変速機は、少なくともアクセル開度と車速とに基づいて目標入力回転数が設定され、この目標入力回転数に従って変速制御され、
前記オルタネータは、回転数が低下するに従い負荷トルクが増大するものにおいて、
前記ロックアップクラッチが締結状態であることを検出する手段と、
前記アクセル開度を全閉としてコースト走行を行っていることを検出する手段と、
前記ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中に前記オルタネータを作動させる手段と、
前記車両の減速度を検出する手段と、
前記ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中であって、かつ前記オルタネータの作動中に、前記車両の減速度の絶対値が所定値を超えないように、前記無段変速機の目標入力回転数を最低目標入力回転数より高く変更する手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記無段変速機の目標入力回転数を高く変更する手段は、
前記目標入力回転数を一定割合ずつ時間的に増大させる手段と、
前記入力回転数の増大に伴うオルタネータの負荷トルクの減少量とエンジンメカロスの増加量とを比較し、前記メカロスの増加量が負荷トルクの減少量を上回った時点で前記目標入力回転数をホールドする手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとベルト式無段変速機とオルタネータとを備えた車両の制御装置、特にコースト走行時（アクセル開度全閉とした減速時）に減速度を適正化するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、公知のようにアクセル開度と車速とに応じて目標入力回転数（目標プライマリ回転数）を設定し、この目標入力回転数に向かって変速制御を行うものである。図５は無段変速機の変速線図の一例であり、アクセル開度をパラメータとして車速と目標入力回転数との関係が設定されている。図５では、アクセル開度が 100％、50％、０％の３本の特性が記載されている。
【０００３】
エンジンと無段変速機との間にロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを設けた車両の場合、コースト走行時にロックアップクラッチを締結状態に維持して、低車速状態でもエンジンへの燃料カットを行うことで、燃費向上を図っている。ロックアップクラッチが締結状態であれば、エンジンと無段変速機とが直結されているので、車速の低下に伴ってエンジン回転数も減少する。コースト走行時にはアクセル開度が全閉であるから、無段変速機は最低目標入力回転数（アクセル開度が０％の特性）に沿ってＬｏｗ側へ変速される。そのため、燃料カットによるエンジンブレーキと無段変速機のＬｏｗ戻しによるエンジンブレーキとが作用し、減速Ｇ（減速度）が大きくなる傾向がある。
【０００４】
ところで、一般の車両では、車載用バッテリの電圧／電流が低下すると、それを検知してオルタネータが自動的に発電する機能を有する。電圧／電流が低下していないバッテリであれば、できるだけオルタネータ負荷を減らし、出力トルクを増加させたい。そのため、減速時（燃料カット時）に集中してオルタネータによる発電を行う方法が実施されている。
【０００５】
オルタネータの特性は、図６に示すように、その回転数が減少するに従い負荷トルクが増大するという性質がある。したがって、コースト走行時のようなエンジン回転数が低下した領域では、それだけオルタネータの負荷トルクが増大し、減速Ｇが増大する。その結果、コースト走行時には、燃料カットによるエンジンブレーキと無段変速機のＬｏｗ戻しによるエンジンブレーキとに加えて、オルタネータの負荷トルクが増大するため、運転者にとって違和感のある減速感を伴うという欠点がある。
【０００６】
特許文献１には、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、無段変速機とを備える車両において、エンジンの燃料カットと共にロックアップクラッチを締結したままコースト走行を行う場合に、無段変速機の変速速度を規制するものが開示されている。これにより、燃料カットによるエンジンブレーキの増大と無段変速機のＬｏｗ戻しによるエンジンブレーキの増大とによる過大な減速Ｇを抑制している。
【０００７】
特許文献２には、エンジンで駆動されるオルタネータの負荷トルクとエンジン回転数との関係が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１には、オルタネータの負荷トルクによる減速Ｇの問題については開示がなく、かつ無段変速機の変速速度を規制しているため、Ｌｏｗ戻りが遅れる可能性がある。特許文献２には、エンジン回転数の低下によりオルタネータの負荷トルクが増大する点は開示されているが、コースト走行時における過大な減速Ｇを抑制するための手法、特に無段変速機による制御方法については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５５６２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、コースト走行時でのオルタネータ発電機能を確保しつつ、過大な減速Ｇを軽減し、違和感を低減できる車両の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】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明は、エンジンと、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、ベルト式無段変速機と、エンジンにより駆動されるオルタネータとを備え、エンジン駆動力がトルクコンバータ、無段変速機を介して車輪に伝達される車両であって、前記無段変速機は、少なくともアクセル開度と車速とに基づいて目標入力回転数が設定され、この目標入力回転数に従って変速制御され、前記オルタネータは、回転数が低下するに従い負荷トルクが増大するものにおいて、前記ロックアップクラッチが締結状態であることを検出する手段と、前記アクセル開度を全閉としてコースト走行を行っていることを検出する手段と、前記ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中に前記オルタネータを作動させる手段と、前記車両の減速度を検出する手段と、前記ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中であって、かつ前記オルタネータの作動中に、前記車両の減速度の絶対値が所定値を超えないように、前記無段変速機の目標入力回転数を最低目標入力回転数より高く変更する手段と、を備えたことを特徴とする車両の制御装置を提供する。
【００１２】
本発明では、従来と同様にロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中にオルタネータを作動させる。オルタネータの負荷トルクは回転数が低下するほど上昇するという特性を持つので、エンジン回転数の低下に伴ってオルタネータの負荷トルクも増大する。そのため、従来と同じ変速制御を実施すると、無段変速機のＬｏｗ戻りによるエンジンブレーキとオルタネータの負荷トルクとによって過大な減速Ｇが作用する。そこで、本発明では、ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中であって、かつオルタネータの作動中に、車両の減速度の絶対値が所定値を超えないように、無段変速機の目標入力回転数を最低目標入力回転数（アクセル全閉での目標入力回転数）より高く変更する。つまり、エンジン回転数を高く保持することで、オルタネータの負荷トルクが低下し、過大な減速Ｇが作用するのを防止する。これにより、オルタネータの発電機能を維持しながら、適度な減速度でコースト走行を実施できる。なお、車速がロックアップＯＦＦ車速以下になると、ロックアップクラッチが解放されると共に、燃料カットが復帰し、オルタネータの発電を停止させる。
【００１３】
本発明における目標入力回転数の上昇制御を実施すると、エンジン回転数が上昇し、無段変速機はよりＬｏｗ側へ変速される結果となり、エンジンブレーキトルク（メカロス）が増加する可能性がある。エンジンブレーキトルクの増加量がオルタネータの負荷トルクの減少量を上回ると、本発明の効果が減殺される可能性がある。オルタネータの負荷トルクは、オルタネータ発電電流によって異なり、オルタネータ発電電流はバッテリの充電要求量や電気負荷などに関連している。そこで、バッテリの充電要求量や電気負荷などからオルタネータの負荷トルクを求め、入力回転数の上昇によるエンジンブレーキトルクの増加量よりもオルタネータの負荷トルクの減少量が大きい回転数領域で、本発明を実施するのが望ましい。
【００１４】
無段変速機の目標入力回転数を高く変更する方法として、目標入力回転数を一定割合ずつ時間的に増大させ、入力回転数の増大に伴うオルタネータの負荷トルクの減少量とエンジンメカロスの増加量とを比較し、メカロスの増加量が負荷トルクの減少量を上回った時点で目標入力回転数をホールドしてもよい。目標入力回転数を高く変更する方法として、予め計算で求めた所定の入力回転数へ上昇させることも可能であるが、入力回転数を上昇させるべく急激に変速制御を行うと、オーバーシュートが懸念され、走行フィーリングを損なう可能性がある。そのため、所定の割合ずつ目標入力回転数を上昇させるのが望ましい。メカロスの増加量が負荷トルクの減少量を上回った時点で、目標入力回転数をホールドせずに最低目標入力回転数まで戻す方法も考えられるが、オルタネータ発電電流が大きい場合には、最低目標入力回転数まで戻すと減速度が悪化する可能性があるので、回転数をホールドする方が良い。一方、オルタネータ発電電流が小さい場合、通常は減速度の絶対値が所定値以内と予想されるが、万一所定値以上となったとしても、回転数をホールドすることでエンジン負荷トルクの増大を防ぐことができる。
【００１５】
ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中は、一般的にはエンジンの燃料カット制御が実施される。そのため、燃料カット制御が実施される車両では、コースト走行中の減速Ｇが一層大きくなる可能性があるが、本発明ではエンジン制御やオルタネータ制御を行うことなく、無段変速機の制御だけで減速Ｇの増大を抑制できるので、制御が簡単である。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、コースト走行中でのオルタネータ発電機能を確保しながら、エンジン回転数を持ち上げてＬｏｗ戻りの確保とオルタネータ負荷トルクの軽減とを行うため、過大な減速度を抑制でき、乗員の違和感を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る車両の一例のシステム図である。
【図２】ロックアップ線図の一例である。
【図３】本発明及び従来の制御方法の一例のタイムチャート図である。
【図４】本発明に係る制御方法の一例のフローチャート図である。
【図５】無段変速機の変速線図である。
【図６】オルタネータの負荷トルク特性図とエンジンメカロスの特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明にかかる車両のシステムの一例を示す。エンジン出力軸１１は、ロックアップクラッチ３ａ付きのトルクコンバータ３を介して無段変速機２の入力軸（タービン軸）２０に接続されている。エンジン１には燃料カット制御装置１２が設けられており、コースト走行時のようなアクセル開度全閉での減速時においては燃料カットを実施し、燃料消費を抑制している。無段変速機２は、周知のようにプライマリプーリ２２とセカンダリプーリ２３との間にベルト２４を巻き掛けたＶベルト式無段変速機構２１を備えており、両プーリ２２，２３のベルト巻き掛け径を相互に変化させることにより、変速比を無段階に変化させることができる。入力軸２０は無段変速機構２１のプライマリプーリ２２と接続され、セカンダリプーリ２３は出力軸であるドライブシャフト２５と接続され、車輪が駆動される。なお、前後進切替機構など他の機構は図示を省略してある。
【００２０】
無段変速機２にはプーリ２２，２３の油圧制御用、及びトルクコンバータ３のロックアップクラッチ制御用の油圧制御装置２６が設けられている。油圧制御装置２６は複数のソレノイド弁を備えており、これらソレノイド弁をコントロールユニット４０で制御することにより、無段変速機構２１を変速制御すると共に、ロックアップクラッチ３ａを断接制御している。一般に、プライマリプーリ２２の油室に供給される作動油を流量制御することにより変速制御が実施され、セカンダリプーリ２３の油室に供給される作動油を圧力制御することによりベルト挟圧制御が実施される。
【００２１】
エンジン１の近傍にはオルタネータ１５が設けられ、このオルタネータ１５は、エンジン１の出力軸１１によりベルト１６を介して駆動される。この実施例のオルタネータ１５は、図６に示すように、その回転数に応じて負荷トルクが自動的に決定されるものであり、発電電流が大きいほど、負荷トルクも大きい。
【００２２】
コントロールユニット４０には、車速（セカンダリ回転数）、アクセル開度（スロットル開度）、エンジン回転数、プライマリプーリ回転数（入力回転数）、ブレーキ信号、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｌなどのシフト位置、バッテリ電圧（及び又は電流）などを検出する各種センサ４１〜４７から信号が入力され、エンジン１及び無段変速機２を統合的に制御すると共に、オルタネータ１５を制御する機能も備えている。なお、前記信号以外の信号を入力してもよい。コントロールユニット４０のメモリには、エンジン制御プログラム、無段変速機制御プログラム、ロックアップ制御プログラム、オルタネータ制御プログラム、及び各種データが格納されている。エンジン制御や無段変速機制御はそれ自体公知であるため、詳しい説明を省略する。
【００２３】
無段変速機２の変速制御は、走行時における車速及びアクセル開度から、図５に示す変速線図に基づいて目標入力回転数（目標プライマリ回転数）を求め、実入力回転数がその目標入力回転数に近づくように変速比（プライマリプーリへの油量）をフィードバック制御するものである。また、無段変速機２のベルト挟圧制御は、負荷トルクに応じてベルト挟圧を決定し、目標とするベルト挟圧へセカンダリプーリの油圧を制御している。
【００２４】
ロックアップ制御は、図２に示すようなロックアップ線図に従い、ロックアップクラッチ３ａのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるものであり、ロックアップクラッチをＯＮ（締結）→ＯＦＦ（解放）する際の切替ラインと、ＯＦＦ→ＯＮの場合の切替ラインとを個別に設定されている。図２では、ＯＮ→ＯＦＦの切替ラインに比べて、ＯＦＦ→ＯＮの切替ラインの方が高車速側になるよう設定されている。なお、ロックアップ線図は図２に限るものではない。
【００２５】
オルタネータ制御は、例えばバッテリの状態（電圧及び又は電流）、電気負荷等に応じて、オルタネータの発電量を制御するものである。オルタネータ負荷トルクは、例えばバッテリへの充電電流、エンジン駆動に必要な電流、電気負荷との総和によって得られるオルタネータ発電電流と、エンジン回転数とに基づいて図６から求めてもよいし、オルタネータ発電電流を電流センサにより検出し、オルタネータ発電電流とエンジン回転数とから図６に基づいて求めてもよい。
【００２６】
ここで、本発明に係る制御方法を図３のタイムチャート図に従って説明する。図３の実線は従来の制御方法、破線は本発明の制御方法を示す。アクセル開度がＯＮ、ロックアップクラッチが締結状態、変速比がＨｉｇｈ状態で走行している途中の時刻ｔ１で、アクセル開度をＯＦＦ（全閉）にすると、エンジン回転数はその時の変速比と車速とに関係する回転数まで降下し、車速も低下し始める。つまり、コースト走行状態となる。なお、ここではブレーキはＯＦＦ（非作動）状態のままとしている。
【００２７】
アクセル開度がＯＦＦすると共に、燃料カットフラグがＯＮ（開始）となり、オルタネータは発電を開始する（但しバッテリ電圧が基準値以下の場合）ため、オルタネータの負荷トルクが上昇する。ロックアップクラッチは締結状態を維持する。無段変速機は、アクセル開度ＯＦＦ状態（０％）での目標入力回転数（最低目標入力回転数）に従ってＬｏｗ側へ変速する。そのため、コースト走行時には燃料カットによるエンジンブレーキと無段変速機のＬｏｗ戻しによるエンジンブレーキとの他に、オルタネータの負荷トルクも作用し、減速Ｇ（減速度）が大きくなる。
【００２８】
従来では、図３に実線で示すように、エンジン回転数の低下につれてオルタネータの負荷トルクが増加するので、減速度の絶対値が所定のしきい値Ａを超えてしまい、乗員に過大な減速感を与えてしまう。そこで、本発明では、車両の減速度（負の加速度）を常時検出し、その減速度の絶対値が所定のしきい値Ａ以上に増加した時点ｔ２（制御作動点）において、無段変速機の目標入力回転数を最低目標入力回転数より高い値に変更し、エンジン回転数の低下を抑制する。例えば、図５に破線で示すように最低目標入力回転数を高い値に変更する。目標入力回転数を高い値に変更する場合に、例えば目標入力回転数を所定の時間勾配（例えば30rpm/ｓ）で上昇させ、上昇中での減速度を逐次検出し、その減速度がしきい値Ａに一致した時点で目標入力回転数の上昇を停止してもよい。その結果、オルタネータの負荷トルクの増加が抑制され、過大な減速度を抑制できる。
【００２９】
無段変速機の目標入力回転数を最低目標入力回転数より高い値に変更すると、エンジン回転数が上昇するため、エンジンブレーキトルク（メカロス）が増加する。エンジンブレーキトルクの増加量がオルタネータの負荷トルクの減少量を上回ると、本発明の効果が減殺されてしまう。図６には、オルタネータの負荷トルクの他に、エンジンメカロスの特性も記載されている。例えば、オルタネータ発電電流が４０Ａの場合、エンジン回転数が１２００ｒｐｍから１６００ｒｐｍに上昇すると、オルタネータの負荷トルクはΔＤだけ減少し、エンジンメカロスはΔＵだけ増加する。この場合、負荷トルクの減少量ΔＤはメカロスの増加量ΔＵより数倍大きい。そのため、目標入力回転数を高く変更することで、エンジン全体の負荷トルクが低減され、過大な減速Ｇを抑制できる。オルタネータ発電電流が３０Ａの場合もほぼ同様である。一方、オルタネータ発電電流が低い（例えば１０Ａ、５Ａ）場合には、オルタネータの負荷トルクの減少量ΔＤは、エンジンメカロスの増加量ΔＵより小さくなる。このような場合には、目標入力回転数を高く変更すると、逆にエンジン全体の負荷トルクが増加し、減速Ｇが増加してしまうため、本発明の制御を実施しない方がよい。なお、オルタネータ発電電流はバッテリの充電要求量と関連しており、バッテリが劣化した状態ではオルタネータ発電電流が高くなるので、本発明の制御はバッテリが劣化した状況において実施した場合に効果的である。
【００３０】
図４は、本発明に係る制御方法の一例のフローチャートを示す。まず最初に、コースト走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。コースト走行状態とは、アクセル開度を全閉にした減速状態のことである。コースト走行状態であると判定された場合には、次にロックアップクラッチが締結状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ロックアップクラッチの締結状態の判定は、ロックアップクラッチの入力回転数（エンジン回転数）と出力回転数（タービン回転数）との差回転により検出できる。ロックアップクラッチを締結状態としたコースト走行中であれば、燃料カットが実施される（ステップＳ３）。次にバッテリ電圧等を検出し、充電が必要かどうかを判定する（ステップＳ４）。充電が必要であれば、オルタネータを作動させる（ステップＳ５）。充電が不要であれば、オルタネータを作動させることなく、通常の変速制御を実施する（ステップＳ６）。
【００３１】
オルタネータを作動させた場合、次に車両の減速度の絶対値が所定のしきい値Ａを超えたかどうかを判定し（ステップＳ７）、しきい値Ａ以下の場合には、通常の目標入力回転数に従って変速制御を実施する（ステップＳ６）。一方、減速度の絶対値がしきい値Ａを超えた場合には、エンジン回転数が所定値Ｂ以下であるかどうかを判定する（ステップＳ８）。この回転数Ｂとしては、例えばコースト走行時にロックアップＯＦＦになる可能性のある上限回転数に基づいて決定される。エンジン回転数がＢより高い場合には、減速Ｇが過大になる可能性が低いので、通常の変速制御を実施する（ステップＳ６）。エンジン回転数が所定値Ｂ以下の場合には、目標入力回転数を所定の割合（例えば30rpm/ｓ）で上昇させて変速制御を実施する（ステップＳ９）。そして、変速制御を実施しながら、一定時間内のオルタネータの負荷トルクの減少量ΔＤとエンジンメカロスの増加量ΔＵとを比較する（ステップＳ１０）。ΔＤ≧ΔＵであれば、ステップＳ７〜Ｓ１０の制御を繰り返し、目標入力回転数を上昇させる制御を継続する。その結果、エンジン回転数を高く維持でき、オルタネータの負荷トルクの増加を抑制できるので、減速Ｇを適正な状態に維持できる。一方、ΔＤ＜ΔＵであれば、本発明の制御を実施しても減速Ｇの抑制効果がないので、目標入力回転数をホールドして変速制御を実施する（ステップＳ１１）。ΔＤ＜ΔＵの場合に、通常の変速制御（ステップＳ６）に戻すことも可能であるが、減速度が増す可能性がある。そこで、目標入力回転数をホールドすることで、減速度の悪化を防止できる。
【符号の説明】
【００３２】
１        エンジン
２        無段変速機
３        トルクコンバータ
１２      燃料カット制御装置
１５      オルタネータ
２０      入力軸（タービン軸）
２２      プライマリプーリ
２３      セカンダリプーリ
２４      ベルト
２５      出力軸（ドライブシャフト）
２６      油圧制御装置
４０      コントロールユニット
４１      車速センサ
４２      アクセル開度センサ
４３      エンジン回転数センサ
４４      タービン（プライマリ）回転数センサ
４７      バッテリ電圧センサ
【図１】
2012154386.tif 000003
【図２】
2012154386.tif 000004
【図３】
2012154386.tif 000005
【図４】
2012154386.tif 000006
【図５】
2012154386.tif 000007
【図６】
2012154386.tif 000008