JP5146534B2 - 車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置および制御方法に関し、特に、目標ギヤ比もしくは目標入力回転数に応じて変速機を制御するとともに、変速機のギヤ比を用いて目標駆動力から変換される目標トルクに応じて駆動源を制御する技術に関する。

従来より、ギヤ比を連続的に変更することができる無段変速機（ＣＶＴ）が知られている。ベルト式、チェーン式、トロイダル式など、種々の形式の無段変速機が実用化されている。無段変速機は、滑らかな変速が可能であるとともに、ギヤ比の自由度が高い。そのため、無段変速機は、一般的に燃費特性に優れている。

ところで、無段変速機をどのように制御するかは、車種ならびにエンジンの型式などに応じて異なる。したがって、車種ならびにエンジンの型式毎に無段変速機のチューニングが必要となる。そのため、車両の開発効率が悪化したり、制御システムの製造コストが上昇したりし得る。

このような課題に鑑みて、無駄変速機を搭載した車両の統合制御に適しており、しかも、車両の複数の構成ユニットの標準化、合理化等に好適な車両制御システムが提案されている。

特開２００２−５２７７号公報（特許文献１）は、変速比演算部が車両に搭載された無段変速機の変速比の指令値を演算し、トルク検出部が無段変速機への入力トルクを検出し、これらの演算値および検出値に基づいて、変速比制御部が無段変速機の変速比を制御する車両制御システムを開示する。この車両制御システムでは、変速比制御部としての機能を有する変速比制御ユニットと、変速比演算部およびトルク検出部としての機能を有する一又は複数の機能ユニットとが、互いに異なるユニットで構成され、データ伝送可能な通信ラインで接続されている。

特開２００２−５２７７号公報に記載された車両制御システムによると、変速比制御ユニットでは変速比の演算は行われず、変速比制御部が、単に、通信ラインを介して変速比制御ユニットに伝送された変速比の指令値と入力トルクとに基づいて無段変速機の変速比を制御する。これにより、変速比制御ユニットを車両に搭載するに際し、車両の車種やエンジンが変わったとしても、これに応じて変速比制御ユニットを逐一チューニングする必要がない。従って、無段変速機とその変速比制御ユニットとを、車種とは無関係に構成することができる。そのため、ハード及びソフトの両面において無段変速機の標準化（共通化）を図ることができる。一方、変速比演算部及びトルク検出部は、それらが用いる制御変数等を車種によって変更する必要があるが、これら両部を一つの機能ユニットに構成すれば、ハード及びソフトの両面において変更すべき箇所の集中化を図ることができる。
特開２００２−５２７７号公報

しかしながら、開発の効率を向上するためには、無段変速機同士に限らず、ギヤ段を変更することによりステップ的にギヤ比が変更される多段変速機と、無段変速機との間に関しても、制御装置を構成するモジュールなどの共通化が望まれる。ところが、特開２００２−５２７７号公報には、多段変速機の制御装置と無段変速機の制御装置との間におけるモジュールの共通化については何等開示されていない。

本発明の目的は、多段変速機の制御装置と無段変速機の制御装置との間でモジュールを共通化することである。

この発明のある局面に係る車両の制御装置は、駆動源と、駆動源に連結された変速機とが搭載された車両の制御装置である。この制御装置は、変速機の目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方を算出する第１の算出部と、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて変速機の目標ギヤ段を設定する設定部と、変速機のギヤ段が目標ギヤ段に一致するように変速機を制御する第１の制御部と、車両の目標駆動力を算出する第２の算出部と、変速機のギヤ比に応じて目標駆動力を補正する補正部と、補正された目標駆動力を変速機のギヤ比に応じて駆動源の出力トルクおよび変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換する変換部と、目標トルクに応じて駆動源を制御する第２の制御部とを備える。

この構成によると、第１の算出部が、変速機の目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方を算出する。ギヤ比が連続的に変化する無段変速機は、目標ギヤ比および目標入力回転数をそのまま用いて制御することが可能である。したがって、第１の算出部における制御ロジックおよびプログラムなどは、変速機が無段変速機であることを前提として設計することができる。ところが、ギヤ比がステップ的に変化する多段変速機の変速を制御するためには、目標ギヤ段を設定することが必要である。そこで、設定部により、第１の算出部において算出された目標ギヤ比もしくは目標入力回転数に応じて、変速機の目標ギヤ段が設定される。第１の制御部は、変速機のギヤ段が目標ギヤ段に一致するように変速機を制御する。これにより、無段変速機を基礎にして算出される目標ギヤ比もしくは目標入力回転数を用いて、ギヤ比がステップ的に変化する多段変速機を制御することができる。そのため、目標ギヤ比もしくは目標入力回転数を算出する第１の算出部の制御ロジックおよびプログラムなどに関して、多段変速機と無段変速機とで共通化することができる。さらに、駆動源を制御するために、第２の算出部が、車両の目標駆動力を算出する。目標駆動力は、変換部により、変速機のギヤ比に応じて駆動源の出力トルクおよび変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換される。たとえば、目標駆動力と車輪の半径との積をギヤ比で除算することにより、目標駆動力が目標トルクに変換される。第２の制御部は、目標トルクに応じて駆動源を制御する。ところで、無段変速機を搭載した車両では、ギヤ比の連続的な変化に伴なって、駆動力も連続的に変化し得る。一方、多段変速機を搭載した車両では、ギヤ比のステップ的な変化に伴なって、駆動力もステップ的に変化し得る。したがって、補正部部は、たとえばステップ的に変化するように、変速機のギヤ比に応じて目標駆動力が補正される。これにより、目標駆動力が無段変速機を基礎にして算出されていても、多段変速機の特性を考慮した目標駆動力を得ることができる。そのため、目標駆動力を算出する第２の算出部、目標駆動力を目標トルクに変換する変換部および駆動源を制御する第２の制御部の制御ロジックおよびプログラムなどに関して、多段変速機と無段変速機とで共通化することができる。そのため、多段変速機の制御装置と無段変速機の制御装置との間でモジュールを共通化することができる。

好ましくは、変速機は、多段変速機である。
この構成によると、無段変速機を基礎に設計した制御ロジックおよびプログラムなどを用いて、多段変速機の制御装置を開発することができる。

さらに好ましくは、設定部は、ヒステリシスを持つように、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて目標ギヤ段を設定する。

この構成によると、ヒステリシスを持つように、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて目標ギヤ段が設定される。これにより、目標ギヤ段のハンチングを抑制することができる。

さらに好ましくは、設定部は、変速機の変速後における目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方の変化量がしきい値を超えると目標ギヤ段を変更するように、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて目標ギヤ段を設定する。

この構成によると、変速機の変速後における目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方の変化量がしきい値を超えると目標ギヤ段が変更される。これにより、連続的に変化するギヤ比もしくは目標入力回転数から、ギヤ比がステップ的に変化する目標ギヤ段を設定することができる。

さらに好ましくは、しきい値は、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方が増加した場合と目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方が減少した場合とで異なる。

この構成によると、アップシフトする場合とダウンシフトする場合とで、目標ギヤ段が変更される際の目標ギヤ比もしくは目標入力回転数の変化量を異ならせることができる。そのため、ヒステリシスを持つように目標ギヤ段を設定することができる。これにより、目標ギヤ段のハンチングを抑制することができる。

さらに好ましくは、設定部は、変速機の変速後におけるアクセル開度および車速のうちの少なくともいずれか一方の変化量がしきい値を超えると目標ギヤ段を変更するように、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて目標ギヤ段を設定する。

この構成によると、変速機の変速後におけるアクセル開度および車速のうちの少なくともいずれか一方の変化量がしきい値を超えると目標ギヤ段が変更される。これにより、連続的に変化するギヤ比もしくは目標入力回転数から、ギヤ比がステップ的に変化する目標ギヤ段を設定することができる。

さらに好ましくは、しきい値は、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方が増加した場合と目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方が減少した場合とで異なる。

この構成によると、アップシフトする場合とダウンシフトする場合とで、目標ギヤ段が変更される際のアクセル開度もしくは車速の変化量を異ならせることができる。そのため、ヒステリシスを持つように目標ギヤ段を設定することができる。これにより、目標ギヤ段のハンチングを抑制することができる。

さらに好ましくは、設定部は、目標ギヤ比と目標ギヤ段に対応するギヤ比との差もしくは目標入力回転数と目標ギヤ段に対応する入力回転数との差がしきい値を超えると、目標ギヤ段を変更するように、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて目標ギヤ段を設定する。

この構成によると、目標ギヤ比と現状のギヤ比、もしくは目標入力回転数と現状の入力回転数との差が大きくなると、目標ギヤ段が変更される。これにより、目標ギヤ比もしくは目標入力回転数が変化しているにもかかわらず変速がなされない状態を制限することができる。そのため、目標の制御状態と現状の制御状態との乖離を制限することができる。

さらに好ましくは、しきい値は、車速、アクセル開度、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちの少なくともいずれか一つに応じて変更される。

この構成によると、目標ギヤ比もしくは目標入力回転数が変化しているにもかかわらず変速がなされない状態が継続される期間を、車速、アクセル開度、目標ギヤ比および目標入力回転数のうちの少なくともいずれか一つをパラメータとして変化させることができる。そのため、目標ギヤ段の設定態様の自由度を高くすることができる。

さらに好ましくは、補正部は、変速機がアップシフトするように制御された場合、目標駆動力が減少するように補正する。

この構成によると、変速機がアップシフトするように制御された場合、目標駆動力が減少するように補正される。これにより、アップシフトによりステップ的に減少する目標駆動力を得ることができる。そのため、多段変速機に特性を有する目標駆動力を得ることができる。

さらに好ましくは、補正部は、目標駆動力が減少するように補正した後、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように目標駆動力を補正する。

この構成によると、最終的には、補正後の目標駆動力と補正前の目標駆動力とを一致させることができる。

さらに好ましくは、補正部は、目標駆動力が減少するように補正した後、アクセル開度の減少に伴なって補正後の目標駆動力が減少しながら、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するとともに、目標駆動力を補正する。

この構成によると、アクセル開度が減少しているにもかかわらず目標駆動力が増加するという不自然な変化を防止することができる。

さらに好ましくは、補正部は、変速機がダウンシフトするように制御された場合、目標駆動力が増加するように補正する。

この構成によると、変速機がダウンシフトするように制御された場合、目標駆動力が増加するように補正される。これにより、ダウンシフトによりステップ的に増加する目標駆動力を得ることができる。そのため、多段変速機の特性を有する目標駆動力を得ることができる。

さらに好ましくは、補正部は、目標駆動力が変速機のギヤ比に応じた増加量で増加するように補正する。

この構成によると、好適な駆動力はギヤ比毎に異なり得るので、目標駆動力が変速機のギヤ比に応じた増加量で増加するように補正される。これにより、多段変速機の特性がより反映された目標駆動力を得ることができる。

さらに好ましくは、補正部は、目標駆動力が増加するように補正した後、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように目標駆動力を補正する。

この構成によると、最終的には、補正後の目標駆動力と補正前の目標駆動力とを一致させることができる。

さらに好ましくは、補正部は、変速機がダウンシフトするように制御された場合、目標駆動力の増加量が減少するように補正する。

この構成によると、変速機がダウンシフトするように制御された場合、目標駆動力の増加量が減少するように補正される。これにより、ダウンシフト前に目標駆動力が上昇した分を、ダウンシフトにより目標駆動力が上昇した分とみなして、ダウンシフト後の目標駆動力の変化量を小さくすることができる。そのため、略ステップ的に変化し得る目標駆動力を得ることができる。そのため、多段変速機の特性を有する目標駆動力を得ることができる。

さらに好ましくは、補正部は、目標駆動力の増加量が減少するように補正した後、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように目標駆動力を補正する。

この構成によると、最終的には、補正後の目標駆動力と補正前の目標駆動力とを一致させることができる。

さらに好ましくは、変速機は、無段変速機である。設定部の作動が禁止される。第１の制御部は、無段変速機のギヤ比が目標ギヤ比に一致するように、もしくは無段変速機の入力回転数が目標入力回転数に一致するように無段変速機を制御する。補正部の作動が禁止される。変換部は、補正部により補正された目標駆動力の代わりに、第２の算出部により算出された目標駆動力を、無段変速機のギヤ比に応じて駆動源の出力トルクおよび変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換する。

この構成によると、無段変速機の制御に必要な構成のみを残し、他の構成の機能が無効にされる。これにより、多段変速機と無段変速機とで制御装置の構成を共通にすることができる。

本発明によれば、多段変速機の制御装置と無段変速機の制御装置との間でモジュールを共通化することができる。

車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 変速機が無段変速機である場合に好適な制御システムの構成を示す機能ブロック図である。 変速機が多段変速機である場合に好適な制御システムの構成を示す機能ブロック図である。 目標ギヤ比ＴＧＲならびに目標ギヤ段ＴＧを示す図である。 目標駆動力ＴＦを示す図（その１）である。 ギヤ段毎に定められる目標駆動力ＴＦを示す図である。 目標駆動力ＴＦを示す図（その２）である。 変速機が無段変速機であるか多段変速機であるかに関わらず用いられる制御システムの構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１００ エンジン、１０２ 補機、１０４ 電子スロットルバルブ、２００ トルクコンバータ、３００ 変速機、４００ プロペラシャフト、５００ デファレンシャルギヤ、６００ 後輪、７００ エンジンＥＣＵ、７０２ エンジン制御部、７１０ ＥＣＴ−ＥＣＵ、７１２ 目標駆動力算出部、７１４ 変換部、７１６ 目標ギヤ比算出部、７１８ 無段変速機制御部、７２０ 設定部、７２２ 補正部、７２４ 多段変速機制御部、７２６ 変速機制御部、８００ スロットル開度センサ、８０２ エアフローメータ、８０４ エンジン回転数センサ、８０６ 水温センサ、８１０ アクセル開度センサ、８１２ アクセルペダル、８２０ ポジションスイッチ、８２２ シフトレバー、８３０ 入力回転数センサ、８３２ 出力回転数センサ、８３４ 油温センサ。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、変速機３００と、プロペラシャフト４００と、デファレンシャルギヤ５００と、後輪６００と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）７００と、ＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission）−ＥＣＵ７１０とを備える。

エンジン１００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン１００により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機１０２が駆動される。

エンジン１００に吸入される空気量は、電子スロットルバルブ１０４により調整される。すなわち、エンジン１００の出力トルク（エンジントルクＴＥ）は、スロットル開度などに応じて変化する。なお、電子スロットルバルブ１０４の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更する可変バルブリフトシステムにより、エンジン１００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。

また、エンジン１００の代わりにもしくは加えて、駆動源にモータを用いるようにしてもよい。また、ディーゼルエンジンを用いるようにしてもよい。ディーゼルエンジンにおいては、インジェクタの開弁時間（作動量）、すなわち燃料噴射量に応じて出力トルクが変化する。

変速機３００は、トルクコンバータ２００を介してエンジン１００に連結される。変速機３００は、プラネタリギヤユニットを用いて所望のギヤ段を形成することにより、ギヤ比がステップ的に変化する多段変速機であってもよく、ギヤ比を無段階に変更する無段変速機であってもよい。さらに、油圧アクチュエータもしくは電動モータにより変速される常時噛合式歯車からなる多段変速機を用いるようにしてもよい。

変速機３００から出力された駆動力は、プロペラシャフト４００およびデファレンシャルギヤ５００を介して、駆動輪である後輪６００に伝達される。

エンジンＥＣＵ７００は、エンジン１００を制御する。ＥＣＴ−ＥＣＵ７１０は、変速機３００を制御する。エンジンＥＣＵ７００およびＥＣＴ−ＥＣＵ７１０は、相互に信号を送受信可能であるように接続される。なお、エンジンＥＣＵ７００およびＥＣＴ−ＥＣＵ７１０を統合した一つのＥＣＵを設けるようにしてもよい。

エンジンＥＣＵ７００およびＥＣＴ−ＥＣＵ７１０には、スロットル開度センサ８００、エアフローメータ８０２、エンジン回転数センサ８０４、水温センサ８０６、アクセル開度センサ８１０、ポジションスイッチ８２０、入力回転数センサ８３０、出力回転数センサ８３２および油温センサ８３４などから信号が入力される。

スロットル開度センサ８００は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ１０４の開度を検出する。エアフローメータ８０２は、エンジン１００に吸入される空気の量を検出する。エンジン回転数センサ８０４は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（以下、エンジン回転数ＮＥとも記載する）を検出する。水温センサ８０６は、エンジン１００の冷却水の温度（水温）を検出する。

アクセル開度センサ８１０は、アクセルペダル８１２の開度（以下、アクセル開度とも記載する）を検出する。ポジションスイッチ８２０は、シフトレバー８２２の位置を検出する。

入力回転数センサ８３０は、変速機３００の入力回転数ＮＩ（トルクコンバータ２００のタービン回転数ＮＴ）を検出する。出力回転数センサ８３２は、変速機３００の出力回転数ＮＯを検出する。本実施の形態においては、たとえば、変速機３００の出力回転数ＮＯをデファレンシャルギヤ５００のギヤ比で除算し、後輪６００の円周を乗算することにより車速が算出される。なお、出力回転数ＮＯを車速の代わりにそのまま用いるようにしてもよい。

油温センサ８３４は、変速機３００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出する。

エンジンＥＣＵ７００およびＥＣＴ−ＥＣＵ７１０は、スロットル開度センサ８００、エアフローメータ８０２、エンジン回転数センサ８０４、水温センサ８０６、アクセル開度センサ８１０、ポジションスイッチ８２０、入力回転数センサ８３０、出力回転数センサ８３２および油温センサ８３４などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。なおエンジンＥＣＵ７００もしくはＥＣＴ−ＥＣＵ７１０により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

図２を参照して、変速機３００が無段変速機である場合に好適な制御システムの構成について説明する。なお、以下に説明する各構成の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。

エンジンＥＣＵ７００には、エンジン制御部７０２が実装される。エンジン制御部７０２は、ＥＣＴ−ＥＣＵ７１０から入力される目標エンジントルクＴＴＥと実際のエンジントルクＴＥとが一致するように、エンジン１００を制御する。より具体的には、目標エンジントルクＴＴＥと実際のエンジントルクＴＥとが一致するように、スロットル開度、点火時期などが制御される。

目標エンジントルクＴＴＥの代わりに、目標タービントルクＴＴＴ、すなわち変速機３００の目標入力トルクを設定し、目標タービントルクＴＴＴと実際のタービントルク（変速機３００の入力トルク）ＴＴとが一致するようにエンジン１００を制御するようにしてもよい。

ＥＣＴ−ＥＣＵ７１０には、目標駆動力算出部７１２と、変換部７１４と、目標ギヤ比算出部７１６と、無段変速機制御部７１８とが実装される。

目標駆動力算出部７１２は、たとえばアクセル開度および車速をパラメータに有するマップに従って、車両の目標駆動力ＴＦを算出（設定）する。目標駆動力ＴＦを算出するために用いられるマップは、たとえばシミュレーションおよび実験などの結果に基づいて設計者により予め作成される。なお、目標駆動力ＴＦを算出する方法はこれに限らない。

変換部７１４は、目標駆動力ＴＦを目標エンジントルクＴＴＥに変換する。たとえば、目標駆動力ＴＦと後輪６００との積を、デファレンシャルギヤ５００のギヤ比ならびに変速機３００のギヤ比で除算することにより、目標駆動力ＴＦを目標エンジントルクＴＴＥに変換する。

なお、目標エンジントルクＴＴＥの代わりに、目標タービントルクＴＴＴを算出するようにしてもよい。また、駆動力をトルクに変換する方法には、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

目標ギヤ比算出部７１６は、たとえば車速ならびに目標駆動力ＴＦをパラメータに有するマップに従って、変速機３００の目標ギヤ比ＴＧＲを算出（設定）する。目標ギヤ比ＴＧＲを算出するために用いられるマップは、たとえばシミュレーションおよび実験などの結果に基づいて設計者により予め作成される。なお、目標ギヤ比ＴＧＲを算出する方法はこれに限らない。

また、目標ギヤ比ＴＧＲの代わりに、変速機３００の目標入力回転数ＴＮＩ（目標タービン回転数ＴＮＴ）を算出するようにしてもよい。さらに、変速機３００の目標入力回転数ＴＮＩ（目標タービン回転数ＴＮＴ）を、変速機３００の出力回転数ＮＯの現在値で除算することにより、目標ギヤ比ＴＧＲを算出するようにしてもよい。

後述するように、目標ギヤ比算出部７１６に用いられるモジュール（制御ロジックおよびプログラムなど）は、係数、定数などの除いて、変速機３００が多段変速機である場合の制御システムと共通に用いられる。ただし、目標ギヤ比算出部７１６は、無段変速機を基礎にして設計される。

無段変速機制御部７１８は、目標ギヤ比ＴＧＲに応じて変速機３００を制御する。より具体的には、目標ギヤ比ＴＧＲと実際のギヤ比とが一致するように変速機３００を制御する。

なお、目標ギヤ比ＴＧＲの代わりに、変速機３００の目標入力回転数ＴＮＩ（目標タービン回転数ＴＮＴ）を算出する場合は、目標入力回転数ＴＮＩと実際の入力回転数ＮＩとが一致するように変速機３００を制御するようにしてもよい。

図３を参照して、変速機３００が多段変速機である場合に好適な制御システムの構成について説明する。なお、以下に説明する各構成の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。

エンジンＥＣＵ７００には、前述したエンジン制御部７０２が実装される。すなわち、変速機３００が多段変速機である場合と無段変速機である場合とで、エンジン制御部７０２に用いられるモジュールは、係数、定数などの除いて共通に用いられる。

ＥＣＴ−ＥＣＵ７１０には、前述した目標駆動力算出部７１２と、変換部７１４と、目標ギヤ比算出部７１６とに加えて、設定部７２０と、補正部７２２とが実装される。また、前述した無段変速機制御部７１８の代わりに、多段変速機制御部７２４が実装される。

すなわち、変速機３００が多段変速機である場合と無段変速機である場合とで、目標駆動力算出部７１２、変換部７１４および目標ギヤ比算出部７１６に用いられるモジュールは、係数、定数などの除いて共通に用いられる。

設定部７２０は、目標ギヤ比ＴＧＲに応じて、変速機３００の目標ギヤ段ＴＧを設定する。なお、目標ギヤ比ＴＧＲの代わりに変速機３００の目標入力回転数ＴＮＩ（目標タービン回転数ＴＮＴ）を算出する場合は、目標入力回転数ＴＮＩを、変速機３００の出力回転数ＮＯの現在値で除算することにより目標ギヤ比ＴＧＲを一旦算出してから、目標ギヤ比ＴＧＲに応じて、変速機３００の目標ギヤ段ＴＧを設定するようにしてもよい。

設定部７２０は、ヒステリシスを持つように、目標ギヤ比ＴＧＲに応じて目標ギヤ段ＴＧを設定する。

より具体的には、図４に示すように、変速機３００の変速後における目標ギヤ比ＴＧＲの変化量がしきい値を超えると目標ギヤ段ＴＧを変更するように、目標ギヤ比ＴＧＲに応じて目標ギヤ段ＴＧが設定される。

たとえば、図４の時間Ｔ１において、目標ギヤ比ＴＧＲの増加量がしきい値を超えると、変速機３００がダウンシフトするように、目標ギヤ段ＴＧが一つだけ低速のギヤ段に変更される。

図４の時間Ｔ２において、目標ギヤ比ＴＧＲの減少量がしきい値ＳＨ１を超えると、変速機３００がアップシフトするように、目標ギヤ段ＴＧが一つだけ高速のギヤ段に変更される。

しきい値ＳＨ１は、目標ギヤ比ＴＧＲが増加した場合と減少した場合とで異なる。たとえば、目標ギヤ比ＴＧＲが増加した場合に用いられるしきい値ＳＨ１は、目標ギヤ比ＴＧＲが減少した場合に用いられるしきい値ＳＨ１よりも小さい。

すなわち、変速機３００がダウンシフトするために要する、目標ギヤ比ＴＧＲの変化量は、変速機３００がアップシフトするために要する変化量よりも小さい。

なお、目標ギヤ比ＴＧＲの変わりに目標入力回転数ＴＮＩ（目標タービン回転数ＴＮＴ）を用いてもよい。

また、設定部７２０は、変速機３００の変速後におけるアクセル開度および車速のうちの少なくともいずれか一方の変化量がしきい値ＳＨ２を超えると目標ギヤ段ＴＧを変更するように、目標ギヤ比ＴＧＲに応じて目標ギヤ段ＴＧを設定する。

たとえば、変速機３００の変速後におけるアクセル開度および車速のうちの少なくともいずれか一方の変化量がしきい値ＳＨ２を超えた時点での目標ギヤ比ＴＧＲに最も近いギヤ比を有するギヤ段が、目標ギヤ段ＴＧに設定される。

しきい値ＳＨ２は、目標ギヤ比ＴＧＲが増加した場合と減少した場合とで異なる。たとえば、目標ギヤ比ＴＧＲが増加した場合に用いられるしきい値ＳＨ２は、目標ギヤ比ＴＧＲが減少した場合に用いられるしきい値ＳＨ２よりも小さい。

さらに、設定部７２０は、目標ギヤ比ＴＧＲと目標ギヤ段ＴＧに対応するギヤ比との差、言い換えると、目標入力回転数ＴＮＩと目標ギヤ段ＴＧに対応する入力回転数ＮＩとの差がしきい値ＳＨ３を超えると、目標ギヤ段ＴＧを変更するように、目標ギヤ比ＴＧＲおよび目標入力回転数ＴＮＩのうちのいずれか一方に応じて目標ギヤ段ＴＧを設定する。

たとえば、目標ギヤ比ＴＧＲが増加することによって、目標ギヤ比ＴＧＲと目標ギヤ段ＴＧに対応するギヤ比との差（差の絶対値）がしきい値ＳＨ３を超えると、変速機３００がダウンシフトするように、目標ギヤ段ＴＧが一つだけ低速のギヤ段に変更される。

目標ギヤ比ＴＧＲが減少することによって、目標ギヤ比ＴＧＲと目標ギヤ段ＴＧに対応するギヤ比との差（差の絶対値）がしきい値ＳＨ３を超えると、変速機３００がアップシフトするように、目標ギヤ段ＴＧが一つだけ高速のギヤ段に変更される。

しきい値ＳＨ３は、車速、アクセル開度、目標ギヤ比ＴＧＲおよび目標入力回転数ＴＮＩのうちの少なくともいずれか一つに応じて変更される。たとえば、車速が大きいほど、より大きいしきい値ＳＨ３が用いられる。アクセル開度が大きいほど、より大きいしきい値ＳＨ３が用いられる。

図３に戻って、補正部７２２は、変速機３００のギヤ比の現在値に応じて目標駆動力ＴＦを補正する。図５に示すように、補正部７２２は、変速機３００がアップシフトするように制御された場合、連続的に変化するように算出された目標駆動力ＴＦが、ステップ的に減少するように補正する。

また、補正部７２２は、図５に示す時間Ｔ３において目標駆動力ＴＦが減少するように補正した後、補正前の目標駆動力ＴＦと補正後の目標駆動力ＴＦとが、時間Ｔ４において一致するように目標駆動力ＴＦを補正する。

アクセル開度が減少した場合には、アクセル開度の減少に伴なって補正後の目標駆動力ＴＦが減少しながら、最終的には、補正前の目標駆動力ＴＦと補正後の目標駆動力ＴＦとが一致するように目標駆動力ＴＦが補正される。すなわち、アクセル開度が減少している間は、目標駆動力ＴＦが増加しないように補正される。

さらに、補正部７２２は、変速機３００がダウンシフトするように制御された場合、連続的に変化するように算出された目標駆動力ＴＦがステップ的に増加するように補正する。図６に示すように、多段変速機において好適な目標駆動力ＴＦは、ギヤ段、すなわちギヤ比に応じて異なる。そのため、目標駆動力ＴＦは、変速機３００のギヤ比に応じた増加量で増加するように補正される。

さらに、補正部７２２は、図５に示す時間Ｔ５において目標駆動力ＴＦが増加するように補正した後、時間Ｔ６において補正前の目標駆動力ＴＦと補正後の目標駆動力ＴＦとが一致するように目標駆動力ＴＦを補正する。時間Ｔ６の後においても同様にして目標駆動力ＴＦが補正される。

なお、図７に示すように、ダウンシフト後にはダウンシフト前の目標駆動力ＴＦを維持するために、変速機３００がダウンシフトするように制御された場合、目標駆動力ＴＦの増加量が減少するように補正するようにしてもよい。たとえば、ダウンシフト前におけるアクセル開度の増加による目標駆動力ＴＦの増加分だけ、目標駆動力ＴＦの増加量が減少するように補正するようにしてもよい。

さらに、補正部７２２は、図７に示す時間Ｔ７において目標駆動力ＴＦの増加量が減少するように補正した後、時間Ｔ８において補正前の目標駆動力ＴＦと補正後の目標駆動力ＴＦとが一致するように目標駆動力ＴＦを補正するようにしてもよい。時間Ｔ８の後においても同様にして目標駆動力ＴＦが補正される。

図３に戻って、多段変速機制御部７２４は、目標ギヤ段ＴＧに応じて変速機３００を制御する。より具体的には、目標ギヤ段ＴＧと実際のギヤ段とが一致するように変速機３００を制御する。なお、多段変速機である変速機３００を制御する方法については周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

以上のように、変速機３００が多段変速機である場合と無段変速機である場合とで、制御システム上のエンジン制御部７０２、目標駆動力算出部７１２、変換部７１４および目標ギヤ比算出部７１６に用いられるモジュールは共通に用いられる。そのため、開発効率を向上することができる。

なお、図８に示すように、変速機３００が無段変速機であるか多段変速機であるかに関わらず、エンジンＥＣＵ７００にはエンジン制御部７０２を実装し、ＥＣＴ−ＥＣＵ７１０には目標駆動力算出部７１２と、変換部７１４と、目標ギヤ比算出部７１６と、設定部７２０と、補正部７２２と、変速機制御部７２６とを実装し、変速機３００が無段変速機である場合には、設定部７２０ならびに補正部７２２の作動を禁止するようにしてもよい。たとえば、設定部７２０ならびに補正部７２２におけるプログラムのコンパイルを禁止することにより、設定部７２０ならびに補正部７２２の作動が禁止される。

補正部７２２の作動が禁止されると、変換部７１４は、補正された目標駆動力ＴＦの変わりに、目標駆動力算出部７１２により算出された目標駆動力ＴＦを、変速機３００のギヤ比に応じて目標エンジントルクＴＴＥもしくは目標タービントルクＴＴＴに変換する。

また、設定部７２０の作動が禁止されると、変速機制御部７２６は、無段変速機のギヤ比が目標ギヤ比ＴＧＲに一致するように、もしくは入力回転数が目標入力回転数ＴＮＩに一致するように無段変速機を制御し、設定部７２０の作動が禁止されないと、変速機制御部７２６は、多段変速機のギヤ段が目標ギヤ段ＴＧに一致するように多段変速機を制御する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (19)

1. 駆動源と、前記駆動源に連結された変速機とが搭載された車両の制御装置であって、
   前記変速機の目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方を算出する第１の算出部と、
   前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記変速機の目標ギヤ段を設定する設定部と、
   前記変速機のギヤ段が前記目標ギヤ段に一致するように前記変速機を制御する第１の制御部と、
   前記車両の目標駆動力を算出する第２の算出部と、
   前記変速機のギヤ比に応じて前記目標駆動力を補正する補正部と、
   補正された目標駆動力を前記変速機のギヤ比に応じて前記駆動源の出力トルクおよび前記変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換する変換部と、
   前記目標トルクに応じて前記駆動源を制御する第２の制御部とを備え、
   前記補正部は、前記変速機がアップシフトするように制御された場合、前記目標駆動力が減少するように補正する、車両の制御装置。
2. 前記補正部は、前記目標駆動力が減少するように補正した後、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように前記目標駆動力を補正する、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記補正部は、前記目標駆動力が減少するように補正した後、アクセル開度の減少に伴なって補正後の目標駆動力が減少しながら、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように前記目標駆動力を補正する、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記補正部は、前記変速機がダウンシフトするように制御された場合、前記目標駆動力が増加するように補正する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記補正部は、前記目標駆動力が前記変速機のギヤ比に応じた増加量で増加するように補正する、請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記補正部は、前記目標駆動力が増加するように補正した後、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように前記目標駆動力を補正する、請求項４に記載の車両の制御装置。
7. 前記補正部は、前記変速機がダウンシフトするように制御された場合、前記目標駆動力の増加量が減少するように補正する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
8. 前記補正部は、前記目標駆動力の増加量が減少するように補正した後、補正前の目標駆動力と補正後の目標駆動力とが一致するように前記目標駆動力を補正する、請求項７に記載の車両の制御装置。
9. 前記設定部は、ヒステリシスを持つように、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記目標ギヤ段を設定する、請求項１〜８のいずれかに記載の車両の制御装置。
10. 前記設定部は、前記変速機の変速後における前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方の変化量がしきい値を超えると前記目標ギヤ段を変更するように、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記目標ギヤ段を設定する、請求項１〜８のいずれかに記載の車両の制御装置。
11. 前記しきい値は、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方が増加した場合と前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方が減少した場合とで異なる、請求項１０に記載の車両の制御装置。
12. 前記設定部は、前記変速機の変速後におけるアクセル開度および車速のうちの少なくともいずれか一方の変化量がしきい値を超えると前記目標ギヤ段を変更するように、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記目標ギヤ段を設定する、請求項１〜８のいずれかに記載の車両の制御装置。
13. 前記しきい値は、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方が増加した場合と前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方が減少した場合とで異なる、請求項１２に記載の車両の制御装置。
14. 前記設定部は、前記目標ギヤ比と前記目標ギヤ段に対応するギヤ比との差もしくは前記目標入力回転数と前記目標ギヤ段に対応する入力回転数との差がしきい値を超えると、前記目標ギヤ段を変更するように、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記目標ギヤ段を設定する、請求項１〜８のいずれかに記載の車両の制御装置。
15. 前記しきい値は、車速、アクセル開度、前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちの少なくともいずれか一つに応じて変更される、請求項１４に記載の車両の制御装置。
16. 前記変速機は、多段変速機である、請求項１〜１５のいずれかに記載の車両の制御装置。
17. 前記変速機は、無段変速機であり、
    前記設定部の作動が禁止され、
    前記第１の制御部は、前記無段変速機のギヤ比が前記目標ギヤ比に一致するように、もしくは前記無段変速機の入力回転数が前記目標入力回転数に一致するように前記無段変速機を制御し、
    前記補正部の作動が禁止され、
    前記変換部は、前記補正部により補正された目標駆動力の代わりに、前記第２の算出部により算出された目標駆動力を、前記無段変速機のギヤ比に応じて前記駆動源の出力トルクおよび前記変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換する、請求項１〜１５のいずれかに記載の車両の制御装置。
18. 駆動源と、前記駆動源に連結された変速機とが搭載された車両の制御方法であって、
    前記変速機の目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方を算出するステップと、
    前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記変速機の目標ギヤ段を設定するステップと、
    前記変速機のギヤ段が前記目標ギヤ段に一致するように前記変速機を制御するステップと、
    前記車両の目標駆動力を算出するステップと、
    前記変速機のギヤ比に応じて前記目標駆動力を補正するステップと、
    補正された目標駆動力を前記変速機のギヤ段に応じて前記駆動源の出力トルクおよび前記変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換するステップと、
    前記目標トルクに応じて前記駆動源を制御するステップとを備え、
    前記目標駆動力を補正するステップは、前記変速機がアップシフトするように制御された場合、前記目標駆動力が減少するように補正するステップを含む、車両の制御方法。
19. 駆動源と、前記駆動源に連結された変速機とが搭載された車両の制御装置であって、
    前記変速機の目標ギヤ比および目標入力回転数のうちのいずれか一方を算出するための第１の算出手段と、
    前記目標ギヤ比および前記目標入力回転数のうちのいずれか一方に応じて前記変速機の目標ギヤ段を設定するための設定手段と、
    前記変速機のギヤ段が前記目標ギヤ段に一致するように前記変速機を制御するための第１の制御手段と、
    前記車両の目標駆動力を算出するための第２の算出手段と、
    前記変速機のギヤ比に応じて前記目標駆動力を補正するための補正手段と、
    補正された目標駆動力を前記変速機のギヤ段に応じて前記駆動源の出力トルクおよび前記変速機の入力トルクのうちのいずれか一方の目標トルクに変換するための変換手段と、
    前記目標トルクに応じて前記駆動源を制御するための第２の制御手段とを備え、
    前記補正手段は、前記変速機がアップシフトするように制御された場合、前記目標駆動力が減少するように補正する、車両の制御装置。

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