JP6303018B2 - 車両制御装置、及び車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は車両制御装置、及び車両の制御方法に関するものである。

車輪における制動力を個別に制御可能な横滑り防止装置と、車輪がスリップした場合にエンジントルクを低減するトラクションコントロール装置とを設け、これらを制御することで車両姿勢を安定させる車両姿勢制御を実行可能とした車両の制御装置がＪＰ２０１１−１３１６３４Ａに開示されている。

また、車両においては、車輪がスリップした場合に変速機の保護のために変速機の状態に応じてエンジントルクを低下させるトルク制御が行われることが知られている。

上記車両姿勢制御と、トルク制御とを実行可能な車両で、例えば、登坂路など大きい駆動力が要求されているシーンにおいて、車両姿勢制御に加えて上記するトルク制御が行われると、車両の駆動力の低下量が大きくなり、登坂路を走行するために必要な駆動力が不足するおそれがある。このようにトルク制御が適切に実行されない場合には、運転性が悪化するおそれがある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、無段変速機構における滑りを防止し、変速機を保護することを目的とする。

本発明のある態様によれば、摩擦伝達機構としての無段変速機構と摩擦締結要素を締結及び解放する機構とを直列に有する変速機を備えた車両の車両制御装置であって、前記車両の左右の車輪に分配される駆動力を別々に制御し、車両側からの要求により駆動源から前記車輪に伝達される駆動力を低減する車両姿勢制御を実行可能な車両制御装置において、前記車輪におけるスリップの発生を検出するスリップ検出手段と、前記車両姿勢制御作動中であって前記スリップ検出手段により前記車輪のスリップが検出されたとき、前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機を制御する変速機制御手段と、前記変速機制御手段により前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機が制御されるときに前記無段変速機構で滑りが発生しないように前記駆動源のトルクの低下量を算出し、該低下量に基づいて前記駆動源のトルクを低減するトルク低減制御を実行するトルク制御手段と、を備える車両制御装置が提供される。

本発明の別の態様によれば、摩擦伝達機構としての無段変速機構と摩擦締結要素を締結及び解放する機構とを直列に有する変速機を備えた車両の車両制御方法であって、前記車両の左右の車輪に分配される駆動力を別々に制御し、車両側からの要求により駆動源から前記車輪に伝達される駆動力を低減する車両姿勢制御を実行可能な車両制御方法において、前記車輪におけるスリップの発生を検出し、前記車両姿勢制御作動中に前記車輪のスリップが検出されたとき、前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機を制御し、前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機が制御されるときに前記無段変速機構で滑りが発生しないように前記駆動源のトルクの低下量を算出し、該低下量に基づいて前記駆動源のトルクを低減するトルク低減制御を実行する車両制御方法が提供される。

これら態様によると、車両姿勢制御作動中かつスリップ検出時に、車輪のグリップ力が大きくなり、車輪側から入力するトルクが大きくなった場合には、摩擦締結要素が滑ることで摩擦締結要素がフェーズとして機能し、さらに、駆動源のトルクが低減されるので、無段変速機構における滑りを抑制し、変速機構を保護することができる。

図１は本実施形態の車両の概略構成図である。 図２は本実施形態のコントローラの概略構成図である。 図３は記憶装置に格納される変速マップの一例である。 図４は本実施形態のトルクダウン制御のメインルーチンの内容を示したフローチャートである。 図５は本実施形態のトルクダウン制御のサブルーチンの内容を示したフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比（変速段）」は、当該変速機構の入力回転速度を当該変速機構の出力回転速度で割って得られる値であり、変速比（変速段）が大きい場合を「Ｌｏｗ」、小さい場合を「Ｈｉｇｈ」という。

図１は本発明の実施形態に係る車両の概略構成図である。この車両は駆動源としてエンジン１を備え、エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ２ｃ付きトルクコンバータ２のポンプインペラ２ａに入力され、タービンランナ２ｂから第１ギヤ列３、無段変速機（以下、単に「変速機４」という。）、第２ギヤ列５、作動装置６を介して車輪７へと伝達される。

変速機４には、エンジン１の回転が入力されエンジン１の動力の一部を利用して駆動されるメカオイルポンプ１０ｍと、バッテリ１３から電力供給を受けて駆動される電動オイルポンプ１０ｅとが設けられている。また、変速機４には、メカオイルポンプ１０ｍあるいは電動オイルポンプ１０ｅからの油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１が設けられている。

変速機４は、摩擦伝達機構としてのベルト式無段変速機構（以下、「バリエータ２０」という。）と、バリエータ２０に直列に設けられる副変速機構３０とを備える。「直列に設けられる」とはエンジン１から車輪７に至るまでの動力伝達経路においてバリエータ２０と副変速機構３０とが直列に設けられるという意味である。副変速機構３０は、この例のようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構（例えば、ギヤ列）を介して接続されていてもよい。あるいは、副変速機構３０はバリエータ２０の前段（入力軸側）に接続されていてもよい。

バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備える。バリエータ２０は、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉ、及びセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃに応じてＶ溝の幅が変化してＶベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比が無段階に変化する。

バリエータ２０は、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃに基づいてライン圧ＰＬが設定され、ライン圧ＰＬを減圧、調圧することでプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉが生成される片調圧タイプの変速機である。

副変速機構３０は前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機構３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）とを備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機構３０の変速段が変更される。

Ｌｏｗブレーキ３２が締結され、Ｈｉｇｈクラッチ３３、及びＲｅｖブレーキ３４が解放されると、副変速機構３０の変速段は１速（第１変速段）となる。Ｈｉｇｈクラッチ３３が締結され、Ｌｏｗブレーキ３２、及びＲｅｖブレーキ３４が解放されると、副変速機構３０の変速段は２速（第２変速段）となる。また、Ｒｅｖブレーキ３４が締結され、Ｌｏｗブレーキ３２、及びＨｉｇｈクラッチ３３が解放されると、副変速機構３０の変速段は後進となる。

各車輪７には、それぞれブレーキ装置８が設けられており、各ブレーキ装置８は、運転者のブレーキペダルの操作量にかかわらず、制動力を個別に制御可能となっている。

コントローラ１２は、エンジン１および変速機４などを統合的に制御するコントローラであり、図２に示すように、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入力インターフェース１２３と、出力インターフェース１２４と、これらを相互に接続するバス１２５とから構成される。なお、コントローラ１２を複数のコントローラで構成してもよい。

入力インターフェース１２３には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ４１の出力信号、プライマリプーリ２１のプライマリ回転速度Ｎｐｒｉを検出するプライマリ回転速度センサ４２の出力信号、セカンダリプーリ２２のセカンダリ回転速度Ｎｓｅｃを検出するセカンダリ回転速度センサ４３の出力信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４４の出力信号、各車輪７に設けられ、車輪７の回転速度Ｎｆを検出する車輪回転速度センサ４５の出力信号、ブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ４６、エンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ４７からの信号、ステアリングの操作量θを検出する舵角センサ４８の出力信号等が入力される。

記憶装置１２２には、エンジン１の制御プログラム、変速機４の変速制御プログラム、これらプログラムで用いられる各種マップ・テーブルが格納されている。ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されているプログラムを読み出して実行し、入力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に対して各種演算処理を施して、燃料噴射量信号、点火時期信号、スロットル開度信号、変速制御信号（トルク指示信号）、制動力信号を生成し、生成した信号を出力インターフェース１２４を介してエンジン１、油圧制御回路１１、ブレーキ装置８に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、その演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。

油圧制御回路１１は複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路１１は、コントローラ１２からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにメカオイルポンプ１０ｍまたは電動オイルポンプ１０ｅで発生した油圧から必要な油圧を調製し、これを変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速比、副変速機構３０の変速段が変更され、変速機４の変速が行われる。

図３は記憶装置１２２に格納される変速マップの一例を示している。コントローラ１２は、この変速マップに基づき、車両の運転状態（この実施形態では車速ＶＳＰ、プライマリ回転速度Ｎｐｒｉ、アクセル開度ＡＰＯなど）に応じて、バリエータ２０、副変速機構３０を制御する。図３では、説明のため２つのアクセル開度ＡＰＯ（ＡＰＯ＝４／８、８／８）を示す。

この変速マップでは、変速機４の動作点が車速ＶＳＰとプライマリ回転速度Ｎｐｒｉとにより定義される。変速機４の動作点と変速マップ左下隅の零点を結ぶ線の傾きが変速機４の変速比（バリエータ２０の変速比に副変速機構３０の変速比を掛けて得られる全体の変速比、以下、「スルー変速比ｉｔ」という。）に対応する。

変速機４では、副変速機構３０が１速の場合に実現できる変速領域（図３中、Ａ領域とＢ領域）と、副変速機構３０が２速の場合に実現できる変速領域（図３中、Ｂ領域とＣ領域）とは一部（Ｂ領域）が重なっている。つまり、変速領域として、副変速機構３０で１速、２速でも実現できる共通変速領域が設定されている。変速機４は、副変速機構３０のＬｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３のいずれを締結しても、Ｂ領域のスルー変速比ｉｔを実現することができる。

コントローラ１２は、各ブレーキ装置８における制動力を運転者のブレーキペダル操作によらずそれぞれ制御することで、左右の車輪７に分配される駆動力を別々に制御し、車両の横滑り、尻振りを防止する滑り防止機能と、車輪７に伝達するエンジントルクＴｅを低減するトラクションコントロール機能とを有する車両姿勢制御（以下、ＶＤＣ（：Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）という。）を実行することができる。

また、コントローラ１２は、車輪７におけるスリップの発生状態と、変速機４の運転状態、例えば副変速機構３０の変速段などとに応じて上記トラクションコントロール機能と同様のトルクダウン制御を実行することができる。つまり、コントローラ１２は、車両姿勢制御とは別に、スリップの発生状態と変速機４の状態とに応じてエンジントルクＴｅを低減することができる。

次に本実施形態のトルクダウン制御について図４のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１００では、コントローラ１２は、ＶＤＣが作動しているかどうか判定する。ＶＤＣが作動している場合には処理はステップＳ１０１に進み、ＶＤＣが作動していない場合には今回の処理は終了する。

ステップＳ１０１では、コントローラ１２は、ＶＤＣを実行することで、各ブレーキ装置８における制動力を制御するとともに、エンジントルクＴｅを低減する。

ステップＳ１０２では、コントローラ１２は、車輪７がスリップしているかどうか、つまりＶＤＣを実行しているにもかかわらず、ホイルスピンが発生したかどうか判定する。コントローラ１２は、各車輪７に設けた車輪回転速度センサ４５からの信号に基づいて、前後輪の回転速度差が所定速度差以上の場合にホイルスピンが発生していると判定する。所定速度差は予め設定された値である。ホイルスピンが発生している場合には処理はステップＳ１０４に進み、ホイルスピンが発生していない場合には処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、コントローラ１２は、トルクダウン制御を実行しない。ＶＤＣが実行され、ホイルスピンが発生していないので、コントローラ１２は、必要以上にエンジントルクＴｅが低下しないようにする。

ステップＳ１０４では、コントローラ１２は、現在の副変速機構３０の変速段が１速であるかどうか判定する。現在の副変速機構３０の変速段が１速の場合には処理はステップＳ１０５に進み、現在の副変速機構３０の変速段が２速の場合には処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５では、コントローラ１２は、スルー変速比ｉｔがＡ領域にあるかどうか判定する。スルー変速比ｉｔがＡ領域にある場合には処理はステップＳ１０６に進み、スルー変速比ｉｔがＢ領域にある場合には処理はステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６では、コントローラ１２は、第１ベルト保護制御を実行する。第１ベルト保護制御では、ライン圧ＰＬの増加と、第１トルクダウンとが実行される。第１ベルト保護制御では、バリエータ２０のセカンダリプーリ圧ＰｓｅｃがＶベルト２３の耐久油圧となるようにライン圧ＰＬを増加し、バリエータ２０のベルト容量をＬｏｗブレーキ３２のトルク容量よりも大きくする。そのため、車輪７のグリップ力が大きくなり、車輪７側から入力するトルクが大きくなった場合に、Ｌｏｗブレーキ３２が滑ることでＬｏｗブレーキ３２がフューズとして機能し、バリエータ２０におけるベルト滑りを抑制することができる。さらに第１ベルト保護制御では、バリエータ２０でベルト滑りが発生しないようにエンジントルクＴｅの低下量が算出され、低下量に基づいてエンジントルクＴｅを低下する。エンジントルクＴｅを低下することで、バリエータ２０におけるベルト滑りを抑制することができる。このようにして、バリエータ２０におけるベルト滑りを防止することができる。

ステップＳ１０７では、コントローラ１２は、トルクダウン制御を実行する。

トルクダウン制御について図５のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２００では、コントローラ１２は、現在の副変速機構３０の変速段が２速であるかどうか判定する。現在の副変速機構３０の変速段が２速の場合には処理はステップＳ２０２に進み、現在の副変速機構３０の変速段が１速の場合（変速段が１速でスルー変速比ｉｔがＢ領域の場合）には処理はステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１では、コントローラ１２は、第２トルクダウンを実行する。第２トルクダウンでは、エンジン回転速度Ｎｅのオーバーレブを防止するためにエンジントルクＴｅが低下する。

ステップＳ２０２では、コントローラ１２は、スルー変速比ｉｔがＣ領域にあるかどうか判定する。スルー変速比ｉｔがＣ領域にある場合には処理はステップＳ２０３に進み、スルー変速比ｉｔがＢ領域にある場合（変速段が２速でスルー変速比ｉｔがＢ領域の場合）には処理はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０３では、コントローラ１２は、第２ベルト保護制御を実行する。第２ベルト保護制御では、Ｈｉｇｈクラッチ３３の油圧を低下し、クラッチ容量を低下する。これにより、車輪７のグリップ力が大きくなり、車輪７側から入力するトルクが大きくなった場合に、Ｈｉｇｈクラッチ３３が滑ることでＨｉｇｈクラッチ３３がフューズとして機能し、バリエータ２０におけるベルト滑りを防止することができる。第２ベルト保護制御では、エンジン１からバリエータ２０への入力トルクが小さいのでエンジントルクＴｅの低下は行われない。

ステップＳ２０４では、コントローラ１２は、第３トルクダウンを実行する。第３トルクダウンでは、Ｈｉｇｈクラッチ３３がフューズとして機能した場合のＨｉｇｈクラッチ３３の発熱量を抑制するために、エンジントルクＴｅを低下する。

本発明の実施形態の効果について説明する。

ＶＤＣの作動後、車輪７におけるホイルスピンの発生状態と変速機４の状態に応じて、トルクダウン制御を実行するかどうか判定し、判定結果に基づいてトルクダウン制御を実行する。これにより、バリエータ２０におけるベルト滑り、副変速機構３０の発熱量増加などによる変速機４の劣化を防止するとともに、必要以上にエンジントルクＴｅが低下することを防止し、運転性の悪化を防止することができる。

ＶＤＣ作動後、ホイルスピンが発生していない場合には、トルクダウン制御を実行しない。これにより、必要以上にエンジントルクＴｅが低下することを防止し、運転性が悪化することを防止することができる。

ＶＤＣ作動後、ホイルスピンが発生し、スルー変速比ｉｔがＢ領域にある場合には、トルクダウン制御によってエンジントルクＴｅを低下する。これにより、変速機４にエンジン１側から入力されるトルクが低下し、変速機４の劣化を防止することができる。

ＶＤＣ作動後、ホイルスピンが発生し、スルー変速比ｉｔがＡ領域にある場合には、ベルト容量を増加するとともに、エンジントルクＴｅを低下する。これにより、バリエータ２０においてベルト滑りの発生を防止することができる。

ＶＤＣ作動後、ホイルスピンが発生し、スルー変速比ｉｔがＣ領域にある場合には、クラッチ容量を低下する。これにより、バリエータ２０においてベルト滑りの発生を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本願は２０１４年９月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−１８９９０７に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

1. 摩擦伝達機構としての無段変速機構と摩擦締結要素を締結及び解放する機構とを直列に有する変速機を備えた車両の車両制御装置であって、前記車両の左右の車輪に分配される駆動力を別々に制御し、車両側からの要求により駆動源から前記車輪に伝達される駆動力を低減する車両姿勢制御を実行可能な車両制御装置において、
   前記車輪におけるスリップの発生を検出するスリップ検出手段と、
   前記車両姿勢制御作動中であって前記スリップ検出手段により前記車輪のスリップが検出されたとき、前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機を制御する変速機制御手段と、
   前記変速機制御手段により前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機が制御されるときに前記無段変速機構で滑りが発生しないように前記駆動源のトルクの低下量を算出し、該低下量に基づいて前記駆動源のトルクを低減するトルク低減制御を実行するトルク制御手段と、
   を備える車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記トルク制御手段は、前記変速機の変速比が所定のＬｏｗ変速比範囲にあるとき前記トルク低減制御を実行する、
   車両制御装置。
3. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記トルク制御手段は、前記変速機の変速比が所定のＨｉｇｈ変速比範囲にあるとき前記トルク低減制御を実行しない、
   車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置であって、
   前記車両姿勢制御作動中であって前記スリップ検出手段により前記車輪のスリップが検出され、かつ、前記変速機の変速比が前記所定のＬｏｗ変速比範囲と前記所定のＨｉｇｈ変速比範囲との間の変速比範囲にあるとき、前記駆動源のトルクを低減する第２のトルク制御手段を備える、
   車両制御装置。
5. 摩擦伝達機構としての無段変速機構と摩擦締結要素を締結及び解放する機構とを直列に有する変速機を備えた車両の車両制御方法であって、前記車両の左右の車輪に分配される駆動力を別々に制御し、車両側からの要求により駆動源から前記車輪に伝達される駆動力を低減する車両姿勢制御を実行可能な車両制御方法において、
   前記車輪におけるスリップの発生を検出し、
   前記車両姿勢制御作動中に前記車輪のスリップが検出されたとき、前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機を制御し、
   前記無段変速機構のトルク容量よりも前記摩擦締結要素のトルク容量が小さくなるように前記変速機が制御されるときに前記無段変速機構で滑りが発生しないように前記駆動源のトルクの低下量を算出し、該低下量に基づいて前記駆動源のトルクを低減するトルク低減制御を実行する、
   を含む車両制御方法。

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