WO2016129318A1 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a driving force control device for a vehicle.
- a drive system of a vehicle is equipped with a power transmission system that shifts output torque of a drive source such as an engine (internal combustion engine) or a motor (electric motor) by a speed change mechanism or a speed reduction mechanism and transmits it to drive wheels.
- a drive source such as an engine (internal combustion engine) or a motor (electric motor)
- gears are used for the speed change mechanism and the speed reduction mechanism, vibration and noise are generated due to backlash such as backlash of the gears, which may give the driver and the passenger a sense of discomfort.
- backlash such as backlash of the gears
- Patent Document 1 discloses a technique for suppressing the occurrence of the above-described shock accompanying the positive / negative reversal of the driving torque and suppressing the decrease in energy efficiency.
- This technology estimates the drive torque acting on the drive shaft when the brake is turned on during traveling, and this drive torque is within a predetermined torque range (including a value of 0) corresponding to the time of reversal of the positive and negative.
- the motor output torque is controlled toward the motor target braking torque at a rate smaller than a predetermined normal rate.
- swaying vibration when the vehicle is traveling at a constant speed near zero longitudinal acceleration, the inventor of the present application may generate a so-called rattle noise from the drive system of the vehicle. It was found that an event such as a low-frequency vibration to be felt (swaying vibration, hereinafter also referred to as “swaying vibration”) may occur.
- the present invention has been devised in view of such problems, and can suppress the generation of abnormal noise and the vibration of the vehicle when the vehicle is traveling in the vicinity of zero longitudinal acceleration. It is an object of the present invention to provide a vehicle driving force control apparatus.
- a driving force control device for a vehicle includes torque request detecting means for detecting an output torque request to a driving source connected to driving wheels via a power transmission system.
- a torque detecting means for detecting a driving torque output from the driving source to the driving wheel; an acceleration acquiring means for acquiring an acceleration of the vehicle or an acceleration corresponding thereto; and a control means for controlling the output torque of the driving source.
- the control means is that the output torque request is detected by the torque request detection means, the drive torque detected by the torque detection means is in a minute state below a torque determination threshold, If the control condition including that the acceleration acquired by the acceleration acquisition means is in a minute state equal to or less than the acceleration determination threshold value is satisfied, the vehicle As acceleration is greater than the acceleration determining threshold, it is characterized by carrying out the torque increase control for increasing the output torque of the driving source.
- Torque request amount detection means for detecting the magnitude of the output torque request is provided, and the control means detects the output torque request detected by the torque request amount detection means when the control condition is not satisfied. It is preferable to control the output torque of the drive source in accordance with the magnitude of.
- Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed of the vehicle or a speed corresponding thereto is provided, the control means setting target acceleration setting means for setting a target acceleration which is a target value of acceleration of the vehicle; Feedback control means for performing feedback control of the output torque of the drive source so that the acceleration acquired by the means approaches the target acceleration, and the target acceleration setting means, when executing the torque increase control,
- the target acceleration is set to a target acceleration initial value larger than the acceleration determination threshold value, and then gradually increased from the target acceleration initial value toward a target acceleration upper limit value larger than the target acceleration initial value.
- the acceleration determination threshold value is set based on conditions under which abnormal noise or low-frequency vibration is generated in the vehicle, and the target acceleration upper limit value is set as a value at which the abnormal noise or vibration does not occur in the vehicle.
- the rate of increase of the target acceleration that is set with a margin with respect to the threshold value and gradually increases toward the target acceleration upper limit value is such that the magnitude of the output torque request by the feedback control falls within a predetermined upper limit value.
- the control means includes transmission control means for controlling a transmission provided in the power transmission system, and drive source control means for controlling the drive source, and the transmission control means includes the drive
- the torque increase control is performed via a source control unit
- the control condition includes a control permission condition from the drive source control unit.
- the output torque to the drive source is requested, the drive torque output from the drive source to the drive wheels is in a minute state below a predetermined torque, and the vehicle acceleration is in a minute state below the acceleration determination threshold. If the control condition is satisfied, the output torque of the drive source is controlled so that the acceleration of the vehicle is larger than the acceleration determination threshold value, so that it is possible to suppress the play in the power transmission system. it can. For this reason, generation
- FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a vehicle drive system and a control system to which a vehicle drive force control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
- BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the driving
- BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining the control principle of the driving force control apparatus of the vehicle concerning one Embodiment while explaining the generation
- the number of rotations described in the following description is “the number of rotations per unit time (for example, per minute)” and corresponds to “the rotation speed”.
- the vehicle drive system includes a drive source and a power transmission system that transmits the drive force of the drive source to the drive wheels.
- an engine internal combustion engine
- the power transmission system is equipped with an automatic transmission.
- a belt type continuously variable transmission hereinafter referred to as a belt type CVT or simply referred to as CVT
- CVT belt type continuously variable transmission
- a toroidal CVT or the like is used as an automatic transmission.
- Other continuously variable transmissions and stepped transmissions can also be applied.
- FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a drive system and a control system of a vehicle according to the present embodiment.
- a vehicle drive system includes an engine (internal combustion engine) 1 that is a drive source, a torque converter 2 that constitutes a power transmission system, a forward / reverse switching mechanism 3, a belt-type continuously variable transmission mechanism (automatic transmission). Mechanism) 4 and final deceleration mechanism 5 and drive wheels 6 and 6.
- a belt type continuously variable transmission (CVT) 100 is configured by housing the torque converter 2, the forward / reverse switching mechanism 3 and the belt type continuously variable transmission mechanism 4 in a transmission case.
- the engine 1 is equipped with an output torque control actuator 10 that performs output torque control by a throttle valve opening / closing operation, a fuel cut operation, and the like. Thereby, the engine 1 can control the output torque by an engine control signal from the outside, in addition to the control of the output torque by the accelerator operation of the driver.
- the output torque of the engine 1 is also simply referred to as engine torque.
- the torque converter 2 is a starting element having a torque increasing function.
- the torque converter 2 is provided with a pump impeller 23 connected to the engine output shaft 11 via a converter housing 22, a turbine runner 24 connected to the torque converter output shaft 21, and a case via a one-way clutch 25.
- the stator 26 is a component.
- the lock-up clutch 20 includes a lock-up state (clutch complete engagement (engaged) state), an unlock-up state (clutch complete release state), a slip lock-up state (clutch) according to the vehicle state and driving state.
- a lock-up state (clutch complete engagement (engaged) state
- an unlock-up state (clutch complete release state)
- a slip lock-up state (clutch) according to the vehicle state and driving state.
- Any of the sliding engagement state that is, the rotational speed of the input side rotating member of the lockup clutch and the state where the output side rotating member has differential rotation but torque is transmitted from the input side to the output side) Switching control is carried out.
- the switching control and the clutch engagement force in the lock-up state or the slip lock-up state are performed by controlling the hydraulic pressure supplied to the lock-up clutch 20 through the lock-up control valve 78.
- This supply hydraulic pressure is the differential pressure between two oil chambers (not shown) before and after the lockup clutch 20, that is, the differential pressure between the torque converter supply pressure Pa in the apply chamber and the torque converter release pressure Pr in the release chamber (lockup differential pressure).
- the forward / reverse switching mechanism 3 is a mechanism that switches the input rotation direction to the belt type continuously variable transmission mechanism 4 between a forward rotation direction during forward traveling and a reverse rotation direction during backward traveling.
- the forward / reverse switching mechanism 3 includes a double pinion planetary gear 30, a forward clutch 31 (forward friction engagement element) composed of a plurality of clutch plates, and a reverse brake 32 (reverse friction engagement) composed of a plurality of brake plates. Element).
- the forward clutch 31 is engaged by the forward clutch pressure Pfc when a forward travel range such as the D range (drive range) is selected.
- the reverse brake 32 is engaged by the reverse brake pressure Prb when the R range (reverse range) that is the reverse travel range is selected.
- the forward clutch 31 and the reverse brake 32 are both released by draining the forward clutch pressure Pfc and the reverse brake pressure Prb when the N range (neutral range, non-running range) is selected.
- the belt-type continuously variable transmission mechanism 4 includes a continuously variable transmission function that continuously changes a transmission gear ratio, which is a ratio of a transmission input rotation speed and a transmission output rotation speed, by changing a contact diameter of the belt with respect to the pulley. 42, a secondary pulley 43, and a belt 44.
- the primary pulley 42 includes a fixed pulley 42 a and a slide pulley 42 b, and the slide pulley 42 b moves in the axial direction by the primary pressure Ppri guided to the primary pressure chamber 45.
- the secondary pulley 43 includes a fixed pulley 43 a and a slide pulley 43 b, and the slide pulley 43 b moves in the axial direction by the secondary pressure Psec guided to the secondary pressure chamber 46.
- the sheave surfaces that are the opposed surfaces of the fixed pulley 42a and the slide pulley 42b of the primary pulley 42 and the sheave surfaces that are the opposed surfaces of the fixed pulley 43a and the slide pulley 43b of the secondary pulley 43 are all V-shaped.
- the flank surfaces on both sides of the belt 44 are in contact with these sheave surfaces.
- the gear ratio is changed by changing the winding radius of the belt 44 around the primary pulley 42 and the secondary pulley 43 according to the movement of the slide pulleys 42b and 43b.
- the final reduction mechanism 5 is a mechanism that decelerates transmission output rotation from the transmission output shaft 41 of the belt type continuously variable transmission mechanism 4 and transmits it to the left and right drive wheels 6 and 6 while providing a differential function.
- the final reduction mechanism 5 is interposed between the transmission output shaft 41 and the left and right drive shafts 51, 51, and includes a first gear 52 provided on the transmission output shaft 41, and a first gear provided on the idler shaft 50. It has a second gear 53 and a third gear 54, a final reduction gear 55, and a differential gear 56 having a differential function.
- the control system for the CVT 100 in particular includes a hydraulic control unit 7 and a CVT electronic control unit (CVTECU) 8 as transmission control means.
- an engine electronic control unit (engine ECU) 9 as a drive source control means for exchanging information with the CVT electronic control unit 8 is provided.
- Each electronic control unit (ECU: Electric Control Unit) 8, 9 includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, BURAM, etc.) incorporating a number of control programs, a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. It is configured with.
- the control means according to the present invention includes these CVT ECU (transmission control means) 8 and engine ECU (drive source control means) 9.
- the hydraulic control unit 7 includes a primary pressure Ppri guided to the primary pressure chamber 45, a secondary pressure Psec guided to the secondary pressure chamber 46, a forward clutch pressure Pfc to the forward clutch 31, and a reverse brake pressure Prb to the reverse brake 32. And a control unit for generating a solenoid pressure Psol to the lock-up control valve 78.
- the hydraulic control unit 7 includes an oil pump 70 and a hydraulic control circuit 71.
- the hydraulic control circuit 71 includes a line pressure solenoid 72, a primary pressure solenoid 73, a secondary pressure solenoid 74, and a forward clutch pressure solenoid 75. And a reverse brake pressure solenoid 76 and a lock-up solenoid 77.
- the line pressure solenoid 72 adjusts the hydraulic oil pumped from the oil pump 70 to the instructed line pressure PL in response to the line pressure instruction output from the CVTECU 8.
- the primary pressure solenoid 73 adjusts the primary pressure Ppri to the instructed primary pressure Ppri using the line pressure PL as the original pressure in accordance with the primary pressure instruction output from the CVTECU 8.
- the secondary pressure solenoid 74 adjusts the secondary pressure Psec to the instructed secondary pressure Psec using the line pressure PL as the original pressure.
- the forward clutch pressure solenoid 75 adjusts the pressure to the forward clutch pressure Pfc instructed using the line pressure PL as the original pressure in accordance with the forward clutch pressure instruction output from the CVT ECU 8.
- the reverse brake pressure solenoid 76 adjusts the reverse brake pressure Prb to the instructed reverse brake pressure Prb using the line pressure PL as the original pressure in response to the reverse brake pressure instruction output from the CVT ECU 8.
- the lockup solenoid 77 generates a solenoid pressure Psol as an instruction signal pressure to the lockup control valve 78 according to an instruction from the CVTECU 8.
- the lock-up clutch engagement pressure and the lock-up clutch release pressure are generated so that
- the CVTECU 8 outputs an instruction to obtain the target line pressure according to the throttle opening degree to the line pressure solenoid 72, and issues an instruction to obtain the target gear ratio according to the vehicle speed, the throttle opening degree, etc. to the primary pressure solenoid 73 and the secondary Shift hydraulic control output to the pressure solenoid 74, forward / reverse switching control to output an instruction to control the engagement / release of the forward clutch 31 and the reverse brake 32 to the forward clutch pressure solenoid 75 and the reverse brake pressure solenoid 76, and lock An instruction is output to the up solenoid 77 to control engagement, release, slip engagement (clutch slip engagement) of the lockup clutch 20, and the like.
- the CVT ECU 8 includes a primary rotation sensor 80, a secondary rotation sensor 81, a secondary pressure sensor 82, an oil temperature sensor 83, an engine speed sensor 84, a brake switch 85, a throttle opening sensor 86, a primary pressure sensor 87, and a line pressure sensor 89.
- Sensor information and switch information from the vehicle speed sensor 90, the accelerator opening sensor 91, the idle switch 92, and the like are input. Further, torque information is input from the engine ECU 9, and a torque request (output torque request) is output to the engine 1.
- an inhibitor switch (not shown) detects a range position (D range, N range, R range, etc.) selected by a shift lever operation by a driver, and outputs a range position signal corresponding to the range position.
- the vehicle driving force control device generates abnormal noise called rattle noise or low-frequency vibration (swaying vibration) felt by a driver or an occupant when the vehicle is traveling in a state where the longitudinal acceleration is near zero. Since this may occur, it is possible to suppress this.
- the inventor of the present application conducted an experiment using a vehicle having the configuration shown in FIG. 1, and analyzed the reason why such an event such as abnormal noise or low frequency vibration occurs from the result of this experiment.
- the analysis was conducted focusing on the driving torque of the vehicle when the vehicle is traveling in a state where the longitudinal acceleration is near zero and the above event occurs.
- the longitudinal acceleration Gv of the vehicle is In addition to being in a minute state with a predetermined acceleration Gv 0 or less (a state near zero), the net drive torque Tdn of the power transmission system, which is a drive torque applied to the drive wheels 6, is a minute state with a predetermined torque T 0 or less (light It was found that this was the case where the conditions of being in a load running state) were met.
- the net drive torque Tdn can be obtained from the engine ECU 9 as torque information.
- Tn can be obtained by correction in consideration of the gear ratio and the like.
- the state in which the longitudinal acceleration Gv is near zero is a so-called road-load running state, for example, from the net driving force Fn of the driving system obtained from the net driving torque Tdn and the driving wheel rotational speed Nd, the vehicle speed.
- a so-called road-load running state for example, from the net driving force Fn of the driving system obtained from the net driving torque Tdn and the driving wheel rotational speed Nd, the vehicle speed.
- the driving force used for acceleration of the vehicle obtained by subtracting the running resistance rr corresponding to the slope, the vehicle weight, the road surface ⁇ , etc. is very small.
- FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the data of the experimental results organized under conditions in which such an event such as abnormal noise or vibration has occurred.
- FIG. 2A shows data relating to the net driving torque Tdn of the drive system when the above event occurs (torque-related data of the round mark) and data relating to the longitudinal acceleration Gv of the vehicle when the event occurs ( (Acceleration-related data of rhombus marks).
- the torque related data (round mark) is plotted for each of the gear ratio and the engine torque command value when the above event occurs, and the acceleration related data (diamond mark) is the data when the above event occurs. It is plotted about each value of a gear ratio and driving wheel acceleration (longitudinal acceleration Gv).
- FIG. 2B shows a torque-related characteristic region (region below the curve L1) in which the event shown in FIG. 2A occurs, and an acceleration-related property region in which the event shown in FIG. 2A occurs.
- (Region between straight line L2 and straight line L3) is a diagram showing the vehicle speed and the net drive torque of the drive system [drive shaft torque (D / SFT torque)] Tdn.
- the above event occurs, in the region of the net driving torque Tdn predetermined torque T 0 or less (straight LL1 hereinafter), and longitudinal acceleration Gv of the vehicle is near zero load It can be said that this is a region in the vicinity of the load line (R / L line) (region between the curves LL2 and LL3).
- FIGS. 3A to 3D are diagrams for explaining the mechanism of the occurrence of this event.
- the power transmission gear pairs G 1 and G 2 provided in the power transmission system, for example, the CVT 100 or the final reduction mechanism 5 are shown. It shows the situation at the time of power transmission by
- the input side gear G 1 is coupled to the input side shaft S 1
- the output side gear G 2 is coupled to the output side shaft S 2
- the input side gear G 1 and the output side gear G 2 are meshed.
- Drive wheels 6 are connected directly or indirectly to the output side shaft S 2 side.
- the input torque from Tin is the input-side shaft S 1
- Tout is the output torque from the output side shaft S 2 to the driving wheels 6
- R 1 is the input side shaft S 1
- R 2 indicates the rotation state of the input side gear G 1
- R 2 indicates the rotation state of the output side shaft S 2 and the output side gear G 2 , respectively.
- the gears G 1 and G 2 are shown. The tooth spacing is exaggerated.
- the output torque Tout corresponding to the input torque Tin to the driving wheels 6 is transmitted through the output-side shaft S 2, etc., this time, because the vehicle inertia is large (of course, the drive wheel 6 is a road surface without slipping The number of rotations of the drive wheel 6 hardly changes.
- the input torque Tin transmitted by the gear pair G 1 , G 2 is applied to the shaft of the power transmission system (output side shaft S 2 , drive shaft, etc., here the output side shaft S 2 ) leading to the drive wheels 6. It acts to give a twist.
- the output side shaft S 2 of the power transmission system such as a drive shaft and the input side of the output-side shaft S 2 by the twist and the output side reaches the peak, since this twist is released, the output
- the input side of the side shaft S 2 (that is, the gear G 2 side) receives the torsion release torque Ttr in the direction opposite to the input torque Tin, and the input side of the output side shaft S 2 and the gear G 2 move in the reverse rotation direction R 2 ′.
- the rotational speed is reduced by receiving the rotational force component.
- the twist releasing torque Ttr acts on the gear G 1 and the input-side shaft S 1 through the contact portion between the tooth C 2 tooth C 1 and the gear G 2 of the gear G 1.
- the gear G 1 and the output side of the input side shaft S 1 also receive the rotational force component in the reverse rotation direction R 1 ′ and the rotational speed is reduced, and the input side shaft S 1 rotates in reverse according to the torsion release torque Ttr.
- a torque Ttr ′ in the direction is applied. If the input torque Tin is small, under the influence of such reverse torque transmission, the gears G 1 and G 2 are idled again, and the tooth C 1 and the gear G of the gear G 1 to be meshed next. The second tooth C 2 is separated (see FIGS. 3C and 3D).
- the rotation in which the input side shaft S 1 and the output side shaft S 2 are substantially synchronized continues normally in a state where the input side shaft S 1 and the output side shaft S 2 do not change in speed, in other words, the vehicle
- the longitudinal acceleration Gv is near zero (acceleration zero condition). This is a case where the traveling state of the vehicle is a so-called road load traveling (light load traveling) state shown in FIG. Further, the fact that the magnitude of the net driving torque Tdn is small means that the net driving torque Tdn is not more than the predetermined torque T 0 (straight line LL1 or less) shown in FIG.
- an event such as the occurrence of abnormal noise or the occurrence of the swaying vibration of the vehicle can occur.
- the driver is requesting output torque from the engine 1.
- the driving torque output from the engine 1 to the driving wheels 6 is in a minute state with a predetermined torque T 0 or less.
- the longitudinal acceleration Gv of the vehicle is in a state near zero (that is, the longitudinal acceleration Gv is equal to or less than a predetermined acceleration Gv 0 ).
- the driving force control apparatus sets the control condition (control start condition) so as to prevent this before the vehicle can generate an event such as abnormal noise or swaying vibration as described above.
- control condition control start condition
- torque increase control for increasing the engine torque is performed so as to avoid the occurrence of such an event.
- control condition there is no torque absorbing element (for example, torque converter 2) in the power transmission system from the engine 1 to the drive wheel 6, that is, the direct connection where the lockup clutch 20 is completely engaged (fastened).
- torque converter 2 for example, torque converter 2
- the following three conditions (a) to (c) are defined on the precondition that the engine 1 is in the state, and the three preconditions, these three conditions, and the conditions that allow the engine 1 side to control torque increase (control permission) If the condition is satisfied for a predetermined time, the control condition is satisfied and the torque increase control is performed.
- the following conditions (a) to (c) correspond to the conditions (1) to (3) in which the above events occur, but the torque determination threshold T 1 related to the driving torque in the condition (b) is the above occurrence.
- a value larger by a margin than the predetermined torque T 0 in the condition (2) is set, and the acceleration determination threshold value Gv 1 for the longitudinal acceleration Gv in the condition (c) is greater than the predetermined acceleration Gv 0 in the generation condition (3).
- a value that is larger than the margin is set.
- the driver is requesting output torque from the engine 1 (accelerator on state).
- the drive torque (net drive torque) Tdn output from the engine 1 to the drive wheels 6 is equal to or less than the torque determination threshold T 1 (micro torque state).
- the longitudinal acceleration Gv is in a state equal to or less than the acceleration determination threshold Gv 1 (a state in which the longitudinal acceleration Gv of the vehicle is near zero).
- the accelerator opening sensor 91 is used as torque request detecting means for detecting the output torque request of the driver to the engine 1, and the accelerator opening APO detected by the accelerator opening sensor 91 is set to a very small value. compared to threshold APO 0, determines that the driver if the accelerator opening APO threshold value APO 0 or is requesting output torque to the engine 1.
- the torque request detecting means may be a switch that reacts even if the accelerator pedal is operated even slightly.
- the driving torque output to the driving wheel 6 is the net driving torque Tdn
- this net driving torque Tdn is, for example, a command torque Tet to the engine 1 (accelerator detected by the accelerator opening sensor 91). It is possible to obtain the net torque Tn that can be obtained by subtracting the amount of friction and the net torque Tn that can be obtained by subtracting the friction ratio and the like.
- an engine torque (calculated torque) that can be calculated by a known method from the engine speed Ne detected by the engine speed sensor 84 and the throttle opening TPO detected by the throttle opening sensor 86. ) Tec may be used.
- the torque determination threshold T 1 can be set based on a predetermined torque T 0 obtained from an experimental result (see FIG. 2B).
- the vehicle speed VS corresponds to the rotational speed of the driving wheel 6
- the longitudinal acceleration Gv of the vehicle corresponds to the rotational acceleration of the driving wheel 6.
- the wheel speed sensor (wheel speed detecting means) of the driving wheel 6 is applied to the vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 90, and the vehicle speed is determined from the value obtained by time differentiation of the rotational speed of the driving wheel 6 (acceleration of the driving wheel 6).
- the longitudinal acceleration Gv is obtained.
- the acceleration determination threshold value Gv 1 can be set based on a predetermined acceleration Gv 0 obtained from an experimental result (see FIG. 2A).
- the CVT ECU 8 has a function to obtain the acceleration of the driving wheel 6 and the vehicle longitudinal acceleration Gv corresponding thereto by differentiating the rotational speed of the driving wheel 6 detected by the vehicle speed sensor 90 with respect to time.
- a driving torque calculation unit) 8B serving as a detection unit and a function (control condition determination unit) 8C for determining whether or not the control condition is satisfied are provided.
- a target acceleration Gvt that is a target value of the vehicle acceleration Gv is set, and the vehicle acceleration Gv is The output torque of the engine 1 is feedback-controlled so as to approach the target acceleration Gvt.
- a function (target acceleration setting unit as a target acceleration setting unit) 8D for setting the target acceleration Gvt is provided in the CVTECU 8, and a function (feedback control unit as a feedback control unit) that performs feedback control of the output torque of the engine 1 is provided.
- 9A is provided in the engine ECU 9.
- this torque increase control is for preventing the generation of abnormal noise and vibration due to the play that is unavoidable due to the structure of the power transmission system mainly composed of the transmission 100.
- a certain CVTECU 8 is mainly responsible for making a torque increase request to the engine ECU 9 which is a control system on the engine 1 side and performing control via the engine ECU 9.
- the engine ECU 9 executes the control request from the CVT ECU 8 if it can be permitted. Therefore, the execution condition of the torque increase control includes a permission condition that the engine ECU 9 can control the engine 1 according to the control request.
- the target acceleration setting unit 8D first sets the target acceleration Gvt to the target acceleration initial value Gvt1, and then gradually increases the target acceleration Gvt1 from the target acceleration initial value Gvt1 toward a target acceleration upper limit Gvtmax that is larger than the target acceleration initial value Gvt1.
- the target acceleration upper limit value Gvtmax is set to an acceleration value sufficiently larger (by a certain amount of margin) than the acceleration determination threshold value Gv 1 used for determining the longitudinal acceleration Gv of the vehicle.
- Target acceleration initial value Gvt1 is set to a value smaller than the larger the target upper limit of acceleration Gvtmax than the acceleration determination threshold Gv 1.
- the reason why the target acceleration Gvt is initially set to the target acceleration initial value Gvt1 is to quickly leave the vehicle acceleration from a region close to the event occurrence region (predetermined acceleration Gv 0 or less) below the acceleration determination threshold Gv 1. .
- a target acceleration initial value Gvt1 smaller than the upper limit value Gvtmax is provided, and first, the target acceleration Gvt is set to the target acceleration initial value Gvt1.
- the target acceleration initial value Gvt1 is gradually increased from the target acceleration initial value Gvt1 toward the target acceleration upper limit value Gvtmax.
- the increase rate (increase speed) of the target acceleration Gvt is limited by a preset upper limit increase rate, and increased.
- the magnitude of the output torque request by the feedback control is kept within a predetermined upper limit torque value Tmax so that the driver and the passenger do not feel uncomfortable in acceleration.
- the engine ECU 9 calculates the longitudinal acceleration Gv calculated as the target acceleration Gvt by the feedback control unit 9A.
- the output torque of the engine 1 is controlled so that the longitudinal acceleration Gv approaches the target acceleration Gvt by feedback control (for example, PI control) based on.
- feedback control for example, PI control
- the magnitude of the output torque request by the feedback control unit 9A is limited to be within a predetermined upper limit torque value Tmax.
- the engine ECU 9 determines that the control condition is not satisfied, that is, when there is no request for torque increase control from the CVTECU 8, or when the engine ECU 9 gives priority to other engine control even when there is a control request from the CVTECU 8.
- the output torque of the engine 1 is controlled according to the accelerator opening (the magnitude of the output torque request) APO detected by the accelerator opening sensor 91 as the torque request detecting means.
- the normal control is performed through the return control (torque increase end control).
- the return control is a control for limiting the torque reduction rate so that the torque reduction is not performed rapidly, and is performed by a torque command from the CVTECU 8 to the engine ECU 9 so that the torque is reduced at a constant reduction rate.
- the control termination condition for torque increase control is that any of the following conditions (d) to (g) is satisfied. Note that, during the torque increase control, the CVT ECU 8 continues the on state of the lockup clutch 20.
- D The driver's request for output torque to the engine 1 has been eliminated (accelerator off).
- E The drive torque output from the engine 1 to the drive wheels 6 is equal to or greater than the torque determination threshold T 2 (torque recovery).
- F The longitudinal acceleration Gv is equal to or greater than the acceleration determination threshold Gv 2 (acceleration recovery).
- G The engine ECU 9 has changed from permitting to prohibiting the torque increase control (control prohibition).
- the torque determination threshold T 2 of the control end is set smaller than the larger upper limit torque value Tmax than the torque determination threshold T 1 of the control conditions. Further, the control end of the acceleration determining threshold Gv 2 is set to a value smaller than the larger the target upper limit of acceleration Gvtmax than the target acceleration initial value Gvt1.
- torque increase control can be performed as shown in the flowchart of FIG. This flowchart is repeatedly executed at a predetermined control cycle.
- F described in FIG. 4 is a control flag related to torque increase control
- TM is a timer value. The initial value of the flag F is 0, and the initial value of the timer value TM is also 0.
- step S10 it is first determined whether or not the flag F is 0 (step S10). If the flag F is 0, that is, if the engine 1 is under normal control, the control condition (control start) Condition). The control condition is determined based on whether the engine 1 (engine ECU 9) permits control (step S20), whether the lockup clutch 20 is on (engaged) (step S30), and whether the accelerator is on. No (step S40), whether the longitudinal acceleration Gv of the vehicle is equal to or less than the acceleration determination threshold Gv 1 (step S50), and whether the drive torque Tdn is equal to or less than the torque determination threshold T 1 (step S60).
- each determination step S20 to S60 is affirmative, that is, the engine 1 side permits control, the lockup clutch 20 is on, the accelerator is on, and the longitudinal acceleration Gv is the acceleration determination threshold Gv 1. or less, and, if the driving torque Tdn torque determination thresholds T 1 or less, it increments the timer value TM (step S70), determines whether the timer value TM is equal to or greater than the timer criterion value TM1 (step S80). When the timer value TM becomes equal to or greater than the timer determination reference value TM1, the flag F is switched to 1 (step S90), and torque increase control is performed (step S100). Then, the timer value TM is reset to 0 and stopped (step S110).
- step S120 if any one of the determination steps S20 to S60 becomes negative before the timer value TM becomes equal to or greater than the timer determination reference value TM1, the timer value TM is reset to 0 and stopped (step S120). In this case, the flag F is held at 0, torque increase control is not performed, and normal control is continued (step S130).
- the engine 1 side is not allowed to control a lock-up clutch 20 is turned on, a accelerator-on state, and the longitudinal acceleration Gv is the acceleration determining threshold Gv 1 below, and the drive torque Tdn torque determination threshold T If the state of 1 or less continues for a predetermined time corresponding to the timer value TM being equal to or greater than the timer determination reference value TM1, it is determined that the torque increase control is to be performed.
- the torque increase control is performed.
- the accelerator is slightly manipulated near time t 0 , and each determination step S20 to S60 continues to be positive from time t 1 to time t 2. is, the torque increase control from the time t 2 is started.
- the target acceleration setting unit 8D of the CVTECU 8 sets a target acceleration Gvt that is a target value of the vehicle acceleration Gv.
- the target acceleration (target G) Gvt is set to the target acceleration initial value (target G initial value) Gvt1.
- the acceleration of the vehicle is promptly separated from the region close to the event occurrence region (predetermined acceleration Gv 0 or less) with the acceleration determination threshold Gv 1 or less.
- the target acceleration Gvt is gradually increased from the target acceleration initial value Gvt1 toward the target acceleration upper limit value (target G upper limit value) Gvtmax.
- the target acceleration Gvt is set to the target acceleration upper limit value Gvtmax from the beginning, the rising speed of the net driving torque Tdn increases, which may cause the driver and the passenger to feel uncomfortable.
- the target acceleration Gvt is set to the acceleration determination threshold value Gv 1. Is set to a target acceleration initial value Gvt1 that is larger than the target acceleration upper limit value Gvtmax and then gradually increased toward the target acceleration upper limit value Gvtmax. It avoids from areas where events such as sound and swaying vibration of the vehicle are likely to occur.
- step S140 determines whether or not the flag F is 1. It is determined and a control end condition for ending the torque increase control is determined.
- the control end condition is determined based on whether the engine 1 side (engine ECU 9) prohibits control (step S150), whether the lock-up clutch 20 is off (released) (step S160), and whether the accelerator is off. or not (step S170), whether or not the longitudinal acceleration Gv of the vehicle acceleration determining threshold Gv 2 or more (step S180), carried out by each judgment of whether the drive torque Tdn torque determination threshold T 2 or more (step S190).
- step S150 to S190 If any one of the determination steps S150 to S190 is positive, that is, the control of the engine 1 is prohibited, the lockup clutch 20 is turned off, the accelerator is turned off, and the longitudinal acceleration Gv is an acceleration judgment threshold value. If any one of Gv 2 or more and the drive torque Tdn becomes equal to or greater than the torque determination threshold T 2 is established, the flag F is switched to 2 (step S200), and the return control is performed (step S210).
- a torque command is issued from the CVTECU 8 to the engine ECU 9 so that the torque decreases at a constant decreasing speed, and a sudden decrease in torque is avoided. Then, the completion of the return control is determined based on whether or not the torque command value has decreased to the normal request torque value according to the driver's request (step S220), and the torque command value decreases to the driver's request torque value and returns.
- the flag F is switched to 0 (step S230), and the normal control is restored (step S130).
- FIG. 5 shows, by the engine 1 side (engine ECU 9) has banned the control at time t 3, there is shown a case of switching to the return control from the torque increase control, at time t 3, from CVTECU8 to the engine ECU 9
- the command is changed from a command based on the target acceleration set by the target acceleration setting unit 8D to a torque command so that the torque decreases at a constant reduction speed, and the engine ECU 9 controls the output torque of the engine 1 based on the torque command.
- the torque command value decreases to the driver's required torque value, it is determined that the return control is completed, and the normal control is restored.
- the driving force control apparatus increases the engine torque from the driver's required torque before the vehicle can generate an event such as an abnormal noise such as a rattle noise or an unstable vibration. Since the torque increase control is performed, it is possible to prevent occurrence of an event such as abnormal noise or vibration.
- the increase rate (increase speed) of the target acceleration Gvt is limited and increased by a preset upper limit increase rate. Also from this point, a sudden increase in the driving torque is suppressed, and the possibility of giving the driver and the passenger a sense of incongruity is avoided.
- the occurrence of the above event is caused by play that is unavoidable due to the structure of the power transmission system mainly composed of the transmission 100. If the transmission is different, the above event can be ignored. There is also. For this reason, if the CVT ECU 8 is in charge of the torque increase control and the subsequent return control as in the present embodiment, the torque increase only in the combination in which the power transmission system such as the transmission 100 generates the above event. It is reasonable to equip the function to perform control.
- the CVTECU 8 is in charge of the torque increase control and the subsequent return control
- the engine ECU 9 is configured to control the output torque of the engine 1 according to the command from the CVTECU 8.
- the control may be performed by the engine ECU 9 or a higher-order ECU (for example, the vehicle EUC).
- control condition (control start condition) of the torque increase control is controlled by the engine side (engine ECU 9), the lockup clutch is on, and the accelerator is on [condition (a)].
- the state in which each condition and each of the above conditions (b) and (c) are satisfied is assumed to have continued for a predetermined time. Instead of this, or in addition to this, the conditions (b) and ( Each determination threshold value of c) may be made smaller, and the control condition (control start condition) may be satisfied if all the conditions are satisfied even instantaneously.
- control end condition of the torque increase control is that the accelerator is off [condition (d)], the driving torque is equal to or greater than the torque determination threshold T 2 [condition (e)], and the longitudinal acceleration Gv is equal to or greater than the acceleration determination threshold Gv 2 [ The condition (f)] and the engine side (engine ECU 9) prohibit the control [condition (g)]. Any one of the conditions is satisfied. Of these, the conditions (e) and (f) Each determination threshold value may be made smaller, and the control end condition of the torque increase control may be changed from the fact that both of the conditions (e) and (f) are satisfied for a predetermined time.
- the drive source of the vehicle is the engine (internal combustion engine)
- the drive source of the vehicle may be a motor (electric motor), and may be an engine and a motor.
- the transmission may be a manual transmission.
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Abstract
車両の駆動力制御装置は、動力伝達系を介して駆動輪(6)と接続された駆動源(1)と、駆動源(1)への出力トルク要求を検出するトルク要求検出手段(91)と、駆動源(1)から駆動輪(6)へ出力される駆動トルクを演算するトルク検出手段(8B)と、車両の加速度を取得する加速度取得手段(8A)と、駆動源(1)の出力トルクを制御する制御手段(8D,9A)と、を備える。制御手段(8D,9A)は、出力トルク要求が検出されていること、駆動トルクがトルク判定閾値以下の微小状態であること、加速度が加速度判定閾値以下の微小状態であること、の何れも成立していることを含む制御条件が成立したら、車両の加速度が加速度判定閾値よりも大きくなるように駆動源(1)の出力トルクを上昇させるトルク上昇制御を実施する。これにより、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行している際に、異音の発生や車両のゆさゆさ振動の発生を抑制する。
Description
本発明は、車両の駆動力制御装置に関するものである。
車両(自動車)の駆動系には、エンジン(内燃機関)やモータ(電動機)といった駆動源の出力トルクを、変速機構や減速機構によって変速して駆動輪に伝達する動力伝達系が装備される。変速機構や減速機構には、歯車が用いられているため、歯車のバックラッシュなどのガタに起因して振動や騒音が発生し、運転者や乗員に違和感を与える場合がある。
例えば、駆動軸(駆動輪)に作用する駆動トルクに正負の反転があると、これに伴って歯車のバックラッシュの発生によるショックを招く場合がある。
例えば、駆動軸(駆動輪)に作用する駆動トルクに正負の反転があると、これに伴って歯車のバックラッシュの発生によるショックを招く場合がある。
特許文献1には、この駆動トルクの正負の反転に伴う上記のショックの発生を抑制すると共に、エネルギ効率の低下を抑制する技術が開示されている。この技術は、走行中にブレーキオンされたとき、駆動軸に作用している駆動トルクを推定し、この駆動トルクが、その正負の反転時に対応する所定のトルク範囲内(値0を含む)のときには、予め定められた通常レートより小さいレートでモータ目標制動トルクに向けてモータの出力トルクを制御している。
ところで、本願発明者は、車両が前後加速度ゼロ近傍の一定速度状態で走行している際に、車両の駆動系から所謂ラトル音と呼ばれる異音が発生する場合があり、さらに、ドライバや乗員が感じる低周波の振動(ゆさゆさした振動、以下、ゆさゆさ振動とも呼ぶ)といった事象が発生する場合があることを見出した。
なお、上記特許文献1の技術のように、正から負に反転するときにトルクを通常より小さいレートで目標トルクに向けて変化するように制御すると、車両の前後加速度がゼロ近傍にいる時間が長くなるため、このラトル音の発生やゆさゆさ振動の発生を招くおそれがあると考えられる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行している際に、異音の発生や車両のゆさゆさ振動の発生を抑制することができるようにした、車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明の車両の駆動力制御装置は、動力伝達系を介して駆動輪と接続された駆動源への出力トルク要求を検出するトルク要求検出手段と、前記駆動源から前記駆動輪へ出力される駆動トルクを検出するトルク検出手段と、車両の加速度又はこれに対応する加速度を取得する加速度取得手段と、前記駆動源の出力トルクを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記トルク要求検出手段により出力トルク要求が検出されていること、前記トルク検出手段により検出された前記駆動トルクがトルク判定閾値以下の微小状態であること、前記加速度取得手段により取得された加速度が加速度判定閾値以下の微小状態であること、が何れも成立していることを含む制御条件が成立した場合には、前記車両の加速度が前記加速度判定閾値よりも大きくなるように、前記駆動源の出力トルクを上昇させるトルク上昇制御を実施することを特徴としている。
(2)前記出力トルク要求の大きさを検出するトルク要求量検出手段を備え、前記制御手段は、前記制御条件が成立しない場合には、前記トルク要求量検出手段により検出された前記出力トルク要求の大きさに応じて、前記駆動源の出力トルクを制御することが好ましい。
(3)前記車両の車速又はこれに対応する速度を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記車両の加速度の目標値である目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、前記加速度取得手段により取得された加速度が前記目標加速度に近づくように前記駆動源の出力トルクをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、をさらに有し、前記目標加速度設定手段は、前記トルク上昇制御を実行するに際し、まず、前記目標加速度を前記加速度判定閾値よりも大きい目標加速度初期値に設定し、その後、前記目標加速度初期値から前記目標加速度初期値よりも大きい目標加速度上限値へ向けて漸増させることが好ましい。
(4)前記加速度判定閾値は、車両に異音或いは低周波の振動が発生する条件に基づいて設定され、前記目標加速度上限値は、車両に前記異音或いは振動が発生しない値として前記加速度判定閾値に対してマージンを有して設定され、前記目標加速度上限値へ向けて漸増させる際の前記目標加速度の増加率は、前記フィードバック制御による出力トルク要求の大きさが所定の上限値内に収まるように、予め設定された上限増加率で制限されることが好ましい。
(5)前記制御手段は、前記動力伝達系に装備された変速機を制御する変速機制御手段と、前記駆動源を制御する駆動源制御手段とを含み、前記変速機制御手段は、前記駆動源制御手段を介して前記トルク上昇制御を実施し、前記制御条件には、前記駆動源制御手段からの制御許可条件が含まれていることが好ましい。
本発明によれば、駆動源への出力トルク要求がなされていて、駆動源から駆動輪へ出力される駆動トルクが所定トルク以下の微小状態であり、車両の加速度が加速度判定閾値以下の微小状態である、という制御条件が成立した場合には、車両の加速度が加速度判定閾値よりも大きくなるように、駆動源の出力トルクを制御するので、動力伝達系にガタが生じるのを抑制することができる。このため、ガタが詰まることによる生じる異音(ラトル音)の発生や車両の振動(ゆさゆさ振動)の発生を回避することができる。
つまり、出力トルク要求があり、車両の駆動トルクが小さく且つ車両の加速度がゼロ近傍にあると、動力伝達系に装備されるガタ発生要素(例えば、歯車要素)でガタが詰まること等により生じる入力変動に起因して、軸系統に捩れ振動が発生し、動力伝達系にラトル音と呼ばれる異音が発生したり、さらには、車両に低周波の振動(ゆさゆさ振動)が発生したりする場合があるが、これらの発生要因である車両の加速度がゼロ近傍にある状況や車両の駆動トルクが小さい状態が回避されるので、かかる異音や振動の発生が防止される。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
また、以下の説明で記載する「回転数」は、「単位時間当たり(例えば、1分当たり)の回転数」であり「回転速度」に相当する。
なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
また、以下の説明で記載する「回転数」は、「単位時間当たり(例えば、1分当たり)の回転数」であり「回転速度」に相当する。
まず、本実施形態にかかる車両の駆動力制御装置が適用される車両の駆動系と制御系の構成を説明する。なお、車両の駆動系には、駆動源と、この駆動源の駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達系が備えられるが、本実施形態では、駆動源としてエンジン(内燃機関)が装備され、動力伝達系には自動変速機が装備されている。本実施形態では、自動変速機に、ベルト式無段変速機(以下、ベルト式CVT、又は、単に、CVTとも記す)が適用されたものを例示するが、自動変速機としては、トロイダルCVTなどその他の無段変速機や、有段変速機を適用することもできる。
[全体システム構成]
図1は、本実施形態にかかる車両の駆動系と制御系を示す構成図である。
図1に示すように、車両の駆動系は、駆動源であるエンジン(内燃機関)1と、動力伝達系を構成するトルクコンバータ2,前後進切替機構3,ベルト式無段変速機構(自動変速機構)4,及び終減速機構5と、駆動輪6,6と、を備えている。なお、トルクコンバータ2と前後進切替機構3とベルト式無段変速機構4とをトランスミッションケース内に収納することによりベルト式無段変速機(CVT)100が構成される。
図1は、本実施形態にかかる車両の駆動系と制御系を示す構成図である。
図1に示すように、車両の駆動系は、駆動源であるエンジン(内燃機関)1と、動力伝達系を構成するトルクコンバータ2,前後進切替機構3,ベルト式無段変速機構(自動変速機構)4,及び終減速機構5と、駆動輪6,6と、を備えている。なお、トルクコンバータ2と前後進切替機構3とベルト式無段変速機構4とをトランスミッションケース内に収納することによりベルト式無段変速機(CVT)100が構成される。
エンジン1には、スロットルバルブ開閉動作や燃料カット動作等により出力トルク制御を行なう出力トルク制御アクチュエータ10が装備される。これによって、エンジン1は、ドライバのアクセル操作による出力トルクの制御以外に、外部からのエンジン制御信号による出力トルクの制御も可能になっている。なお、エンジン1の出力トルクについては、単にエンジントルクとも言う。
トルクコンバータ2は、トルク増大機能を有する発進要素であり、トルク増大機能を必要としないとき、エンジン出力軸11(=トルクコンバータ入力軸)とトルクコンバータ出力軸21を直結可能なロックアップクラッチ20を有する。このトルクコンバータ2は、エンジン出力軸11にコンバータハウジング22を介して連結されたポンプインペラ23と、トルクコンバータ出力軸21に連結されたタービンランナ24と、ケースにワンウェイクラッチ25を介して設けられたステータ26と、を構成要素とする。
また、ロックアップクラッチ20は、車両の状態や運転状態に応じてロックアップ状態(クラッチ完全係合(締結)状態)と、アンロックアップ状態(クラッチ完全解放状態)と、スリップロックアップ状態(クラッチ滑り係合状態、つまり、ロックアップクラッチの入力側の回転部材の回転数と、出力側の回転部材に差回転があるが、入力側から出力側へトルクが伝達されている状態)との何れかに、切り替え制御される。
この切り替え制御と、ロックアップ状態やスリップロックアップ状態でのクラッチ係合力、即ち、クラッチのトルク伝達容量の制御は、ロックアップコントロールバルブ78を通じたロックアップクラッチ20へ供給する供給油圧の制御により行なう。この供給油圧は、ロックアップクラッチ20の前後の図示しない二つの油室の差圧、即ち、アプライ室のトルクコンバータ供給圧Paとレリーズ室のトルクコンバータ解放圧Prの差圧(ロックアップ差圧)ΔP(=Pa-Pr)であり、ロックアップクラッチ20の係合(スリップ係合も含む)を制御することから、ロックアップクラッチ係合圧とも称する。
前後進切替機構3は、ベルト式無段変速機構4への入力回転方向を前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向とで切り替える機構である。この前後進切替機構3は、ダブルピニオン式遊星歯車30と、複数のクラッチプレートから成る前進クラッチ31(前進側摩擦係合要素)と、複数のブレーキプレートから成る後退ブレーキ32(後退側摩擦係合要素)と、を有する。
前進クラッチ31は、Dレンジ(ドライブレンジ)等の前進走行レンジの選択時に前進クラッチ圧Pfcにより係合される。後退ブレーキ32は、後退走行レンジであるRレンジ(後退レンジ)の選択時に後退ブレーキ圧Prbにより係合される。なお、前進クラッチ31及び後退ブレーキ32は、Nレンジ(ニュートラルレンジ、非走行レンジ)の選択時、前進クラッチ圧Pfcと後退ブレーキ圧Prbとをドレーンすることで、いずれも解放される。
ベルト式無段変速機構4は、プーリに対するベルトの接触径の変更により変速機入力回転数と変速機出力回転数の比である変速比を無段階に変化させる無段変速機能を備え、プライマリプーリ42と、セカンダリプーリ43と、ベルト44と、を有する。プライマリプーリ42は、固定プーリ42a及びスライドプーリ42bにより構成され、スライドプーリ42bは、プライマリ圧室45に導かれるプライマリ圧Ppriにより軸方向に移動する。セカンダリプーリ43は、固定プーリ43a及びスライドプーリ43bにより構成され、スライドプーリ43bは、セカンダリ圧室46に導かれるセカンダリ圧Psecにより軸方向に移動する。
プライマリプーリ42の固定プーリ42a及びスライドプーリ42bの各対向面であるシーブ面、及び、セカンダリプーリ43の固定プーリ43a及びスライドプーリ43bの各対向面であるシーブ面は、何れもV字形状をなし、ベルト44の両側のフランク面は、これらの各シーブ面と接触する。スライドプーリ42b,43bの移動に応じて、プライマリプーリ42及びセカンダリプーリ43へのベルト44の巻付き半径が変更されることにより、変速比が変更される。
終減速機構5は、ベルト式無段変速機構4の変速機出力軸41からの変速機出力回転を減速するとともに差動機能を与えて左右の駆動輪6,6に伝達する機構である。この終減速機構5は、変速機出力軸41と左右のドライブ軸51,51との間に介装され、変速機出力軸41に設けられた第1ギヤ52,アイドラ軸50に設けられた第2ギヤ53及び第3ギヤ54と、最終減速ギヤ55と、差動機能を持つディファレンシャルギヤ56とを有する。
車両の制御系のうち、特にCVT100の制御系は、油圧コントロールユニット7と、変速機制御手段としてのCVT電子コントロールユニット(CVTECU)8と、を備えている。また、このCVT電子コントロールユニット8と情報を授受する駆動源制御手段としてのエンジン電子コントロールユニット(エンジンECU)9が装備されている。なお、各電子コントロールユニット(ECU:Electric Control Unit)8,9は、入出力装置,多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置(ROM,RAM,BURAM等),中央処理装置(CPU),タイマカウンタ等を備えて構成される。本発明にかかる制御手段は、これらのCVTECU(変速機制御手段)8及びエンジンECU(駆動源制御手段)9を含んで構成される。
油圧コントロールユニット7は、プライマリ圧室45に導かれるプライマリ圧Ppriと、セカンダリ圧室46に導かれるセカンダリ圧Psecと、前進クラッチ31への前進クラッチ圧Pfcと、後退ブレーキ32への後退ブレーキ圧Prbと、ロックアップコントロールバルブ78へのソレノイド圧Psolとを作り出す制御ユニットである。この油圧コントロールユニット7は、オイルポンプ70と、油圧制御回路71と、を備え、油圧制御回路71は、ライン圧ソレノイド72と、プライマリ圧ソレノイド73と、セカンダリ圧ソレノイド74と、前進クラッチ圧ソレノイド75と、後退ブレーキ圧ソレノイド76と、ロックアップソレノイド77とを有する。
ライン圧ソレノイド72は、CVTECU8から出力されるライン圧指示に応じ、オイルポンプ70から圧送される作動油を、指示されたライン圧PLに調圧する。
プライマリ圧ソレノイド73は、CVTECU8から出力されるプライマリ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示されたプライマリ圧Ppriに減圧調整する。
セカンダリ圧ソレノイド74は、CVTECU8から出力されるセカンダリ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示されたセカンダリ圧Psecに減圧調整する。
プライマリ圧ソレノイド73は、CVTECU8から出力されるプライマリ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示されたプライマリ圧Ppriに減圧調整する。
セカンダリ圧ソレノイド74は、CVTECU8から出力されるセカンダリ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示されたセカンダリ圧Psecに減圧調整する。
前進クラッチ圧ソレノイド75は、CVTECU8から出力される前進クラッチ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示された前進クラッチ圧Pfcに減圧調整する。
後退ブレーキ圧ソレノイド76は、CVTECU8から出力される後退ブレーキ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示された後退ブレーキ圧Prbに減圧調整する。
後退ブレーキ圧ソレノイド76は、CVTECU8から出力される後退ブレーキ圧指示に応じ、ライン圧PLを元圧として指示された後退ブレーキ圧Prbに減圧調整する。
ロックアップソレノイド77は、CVTECU8からの指示により、ロックアップコントロールバルブ78への指示信号圧としてのソレノイド圧Psolを作り出す。ロックアップコントロールバルブ78は、ソレノイド圧Psolを作動信号圧として、ロックアップクラッチ20のクラッチ前後油室の差圧であるロックアップ差圧ΔP(ΔP=Pa-Pr)がCVTECU8からの指示に基づく値となるようにロックアップクラッチ係合圧とロックアップクラッチ解放圧とを作り出す。
CVTECU8は、スロットル開度等に応じた目標ライン圧を得る指示をライン圧ソレノイド72に出力するライン圧制御、車速やスロットル開度等に応じて目標変速比を得る指示をプライマリ圧ソレノイド73及びセカンダリ圧ソレノイド74に出力する変速油圧制御、前進クラッチ31と後退ブレーキ32の係合/解放を制御する指示を前進クラッチ圧ソレノイド75及び後退ブレーキ圧ソレノイド76に出力する前後進切替制御を行なうとともに、ロックアップソレノイド77に指示を出力してロックアップクラッチ20の係合,解放,スリップ係合(クラッチ滑り係合)等の制御を行なう。
このCVTECU8には、プライマリ回転センサ80,セカンダリ回転センサ81,セカンダリ圧センサ82,油温センサ83,エンジン回転数センサ84,ブレーキスイッチ85,スロットル開度センサ86,プライマリ圧センサ87,ライン圧センサ89,車速センサ90,アクセル開度センサ91,アイドルスイッチ92等からのセンサ情報やスイッチ情報が入力される。また、エンジンECU9からはトルク情報が入力され、エンジン1へはトルクリクエスト(出力トルク要求)を出力する。ここで、図示しないインヒビタースイッチは、ドライバによるシフトレバー操作によって選択されているレンジ位置(Dレンジ,Nレンジ,Rレンジ等)を検出し、レンジ位置に応じたレンジ位置信号を出力する。
[発明の課題にかかる異音や振動の発生メカニズム]
本実施形態の車両の駆動力制御装置は、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行している際に、ラトル音と呼ばれる異音や、ドライバや乗員が感じる低周波の振動(ゆさゆさ振動)が発生することがあるため、これを抑制することができるようにするものである。本願発明者は、図1に示す構成を有する車両による実験を実施し、この実験結果から、かかる異音や低周波振動といった事象の発生する理由について分析した。
本実施形態の車両の駆動力制御装置は、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行している際に、ラトル音と呼ばれる異音や、ドライバや乗員が感じる低周波の振動(ゆさゆさ振動)が発生することがあるため、これを抑制することができるようにするものである。本願発明者は、図1に示す構成を有する車両による実験を実施し、この実験結果から、かかる異音や低周波振動といった事象の発生する理由について分析した。
まず、車両が前後加速度ゼロ近傍の状態で走行していて上記事象が発生する際の車両の駆動トルクに着目して分析した。これによれば、こうした事象が発生する状況は、ロックアップクラッチ20が係合された直結状態であって、ドライバがエンジン1に出力トルク要求をしている状況下で、車両の前後加速度Gvが所定加速度Gv0以下の微小状態(ゼロ近傍の状態)であることに加えて、駆動輪6に加えられる駆動トルクである動力伝達系の正味駆動トルクTdnが所定トルクT0以下の微小状態(軽負荷走行状態)であること、の条件が揃った場合であることが判明した。
なお、正味駆動トルクTdnは、エンジンECU9からトルク情報として入手できるが、例えばエンジンへの指令トルクに対してエンジントルクのバラツキを考慮した補正と、フリクション分の減算をして得ることができる正味トルクTnを変速比等を考慮した補正とによって得ることができる。
また、前後加速度Gvがゼロ近傍の状態とは、いわゆるロードロード(Road Load)走行の状態であり、例えば正味駆動トルクTdn及び駆動輪回転数Ndから得られる駆動系の正味駆動力Fnから、車速,勾配,車重,路面μ等に応じた走行抵抗rrを減算して得られる車両の加速に用いられる駆動力が微小である状態に対応する。
図2(a),(b)は、実験結果のデータを、こうした異音や振動等の事象が発生した条件で整理して示す図である。図2(a)には、上記事象が発生した時の駆動系の正味駆動トルクTdnに関するデータ(丸形マークのトルク関連データ)と、上記事象が発生した時の車両の前後加速度Gvに関するデータ(ひし形マークの加速度関連データ)とを示している。
なお、トルク関連データ(丸形マーク)は、上記事象が発生した時の変速比及びエンジントルク指令値のそれぞれについてプロットしたもので、加速度関連データ(ひし形マーク)は、上記事象が発生した時の変速比及び駆動輪加速度(前後加速度Gv)の各値についてプロットしたものである。
トルク関連データ(丸形マーク)から、変速比及びエンジントルク指令値に関しては曲線L1以下の領域で上記事象が発生するものと推定できる。また、加速度関連データ(ひし形マーク)から、加速度0を中心とした一定の加減速領域(直線L2とL3との間の領域)内で上記事象が発生するものと推定できる。
図2(b)は、図2(a)に示す上記事象が発生したトルク関連特性の領域(曲線L1以下の領域)と、図2(a)に示す上記事象が発生した加速度関連特性の領域(直線L2と直線L3との間の領域)とを、車速及び駆動系の正味駆動トルク〔駆動軸トルク(D/SFTトルク)〕Tdnに関して示す図である。図2(b)に示すように、上記事象が発生するのは、正味駆動トルクTdnが所定トルクT0以下(直線LL1以下)の領域で、且つ、車両の前後加速度Gvがゼロ近傍となるロードロード線(R/L線)付近の領域(曲線LL2と曲線LL3との間の領域)であると言える。
図3(a)~(d)はこの事象の発生のメカニズムを説明する図であり、動力伝達系の例えばCVT100内や終減速機構5に装備される動力伝達用の歯車対G1,G2による動力伝達時の状況を示すものである。入力側歯車G1は入力側軸S1に結合され、出力側歯車G2は出力側軸S2に結合され、入力側歯車G1と出力側歯車G2とが噛合している。出力側軸S2の側には直接または間接的に駆動輪6が接続されている。
図3(a)~(d)において、Tinは入力側軸S1からの入力トルクを、Toutは出力側軸S2から駆動輪6側への出力トルクを、R1は入力側軸S1及び入力側歯車G1の回転状態を、R2は出力側軸S2及び出力側歯車G2の回転状態を、それぞれ示している。また、入力側軸S1からの入力トルクを、図3(a)~(d)では歯車対G1,G2のバックラッシュ(ガタ)を明確に表現するため、各歯車G1,G2の歯と歯の間隔を誇張して描いている。
図3(a)に示すように、噛み合うべき歯車G1の歯C1と歯車G2の歯C2とが離隔していると、歯車G1,G2間は空転状態となっており、入力側軸S1からの入力トルクTinは歯車G1の回転R1の速度(回転数)の上昇のみに使われ、出力側軸S2にはトルクは伝達されず、歯車G2の回転R2の速度(回転数)の上昇には寄与しない。このため、駆動輪6側への出力トルクToutは略0(Nm)となる。
図3(b)に示すように、歯車G1,G2の相互のガタがつまって歯車G1の歯C1と歯車G2の歯C2の各対向面が接触すると、歯C1,歯C2を通じて、入力側軸S1からの入力トルクTinが出力側軸S2に伝達され始め、歯車G2の回転R2の速度(回転数)の上昇に寄与し始める。
こうして、出力側軸S2等を通じて駆動輪6側へ入力トルクTinに応じた出力トルクToutが伝達されるが、このとき、車両イナーシャが大きいので(当然ながら、駆動輪6はスリップせずに路面をグリップしていることが前提)、駆動輪6の回転数はほとんど変化しない。そして、歯車対G1,G2により伝達される入力トルクTinは、駆動輪6に至る動力伝達系の軸(出力側軸S2やドライブシャフト等、ここでは出力側軸S2とする)に捩れを与えるように作用する。
ドライブシャフト等の動力伝達系の出力側軸S2に捩れが生じてこの捩れによる出力側軸S2の入力側と出力側との位相差がピークに達すると、この捩れが解放するため、出力側軸S2の入力側(即ち、歯車G2側)は入力トルクTinと逆方向に捩れ解放トルクTtrを受けて、出力側軸S2の入力側及び歯車G2は逆転方向R2´への回転力成分を受けて回転数が引き下げられる。
また、捩れ解放トルクTtrは、歯車G1の歯C1と歯車G2の歯C2との接触部を介して歯車G1及び入力側軸S1に作用する。これにより、歯車G1及び入力側軸S1の出力側も逆転方向R1´への回転力成分を受けて回転数が引き下げられ、入力側軸S1には捩れ解放トルクTtrに応じた逆転方向へのトルクTtr´が加えられる。入力トルクTinが小さいと、このような逆向きのトルク伝達の影響を受けて、歯車G1,G2間は再び空転状態となって、次に噛み合うべき歯車G1の歯C1と歯車G2の歯C2とが離隔する(図3(c),(d)参照)。
このようにして、歯車G1と歯車G2との間で、トルク伝達方向が周期的に逆転する状況が続くとラトル音が発生し、この際、周期的に逆転するトルク伝達量の大きさによっては車両のゆさゆさ振動の発生を招くものと考えられる。
トルク伝達方向が周期的に逆転する状況とは、入力側軸S1(歯車G1)と出力側軸S2(歯車G2)とが略同期した回転が継続し、且つ、エンジン1側から駆動輪6側に入力される駆動トルク(正味駆動トルクTdn)の大きさが小さくて上記捩れ解放トルクTtrの影響を受ける状況である。
入力側軸S1と出力側軸S2とが略同期した回転が継続するのは、通常、入力側軸S1と出力側軸S2とが速度変化しない状態であり、換言すれば、車両の前後加速度Gvがゼロ近傍の状態(加速度ゼロ条件)である。これは、車両の走行状態が、図2(b)に示す、いわゆるロードロード(Road Load)走行(軽負荷走行)の状態の場合である。
また、正味駆動トルクTdnの大きさが小さいとは、正味駆動トルクTdnが図2(b)に示す所定トルクT0以下(直線LL1以下)の状況である。
また、正味駆動トルクTdnの大きさが小さいとは、正味駆動トルクTdnが図2(b)に示す所定トルクT0以下(直線LL1以下)の状況である。
したがって、以下の3つの条件が揃うと、異音の発生や車両のゆさゆさ振動の発生といった事象が発生しうるものと考えることができる。
(1)ドライバがエンジン1に出力トルクを要求していること。
(2)エンジン1から駆動輪6へ出力される駆動トルクが所定トルクT0以下の微小状態であること。
(3)車両の前後加速度Gvがゼロ近傍の状態(すなわち、前後加速度Gvが所定加速度Gv0以下の状態)であること。
(1)ドライバがエンジン1に出力トルクを要求していること。
(2)エンジン1から駆動輪6へ出力される駆動トルクが所定トルクT0以下の微小状態であること。
(3)車両の前後加速度Gvがゼロ近傍の状態(すなわち、前後加速度Gvが所定加速度Gv0以下の状態)であること。
[駆動力制御装置の構成]
本実施形態にかかる駆動力制御装置は、車両が上記のような異音やゆさゆさ振動等の事象を発生しうる状況になる前に未然にこれを防ぐように制御条件(制御開始条件)を設定し、この制御条件が成立したら、かかる事象の発生を回避するように、エンジントルクを上昇させるトルク上昇制御を実施する。
本実施形態にかかる駆動力制御装置は、車両が上記のような異音やゆさゆさ振動等の事象を発生しうる状況になる前に未然にこれを防ぐように制御条件(制御開始条件)を設定し、この制御条件が成立したら、かかる事象の発生を回避するように、エンジントルクを上昇させるトルク上昇制御を実施する。
制御条件としては、エンジン1から駆動輪6に至る動力伝達系にトルク吸収要素(例えば、トルクコンバータ2)が介在していないこと、即ち、ロックアップクラッチ20が完全係合(締結)された直結状態であること、を前提条件として、以下の(a)~(c)の3つの条件を規定し、前提条件及びこれらの3つの条件と、エンジン1側がトルク上昇制御を許可する条件(制御許可条件)とが所定時間継続して成立したら制御条件が成立しトルク上昇制御が実施される。
下記(a)~(c)の各条件は、上記の事象が発生する条件(1)~(3)と対応するが、条件(b)の駆動トルクに関するトルク判定閾値T1は、上記の発生条件(2)の所定トルクT0よりもマージン分だけ大きい値が設定され、条件(c)の前後加速度Gvに関する加速度判定閾値Gv1は、上記の発生条件(3)の所定加速度Gv0よりもマージン分だけ大きい値が設定されている。トルク判定閾値T1及び加速度判定閾値Gv1をマージン分だけ大きい値に設定することにより、上記の事象の発生を未然に防止することができる。
(a)ドライバがエンジン1に出力トルクを要求していること(アクセルオン状態)。
(b)エンジン1から駆動輪6へ出力される駆動トルク(正味駆動トルク)Tdnがトルク判定閾値T1以下であること(微小トルク状態)。
(c)前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv1以下の状態であること(車両の前後加速度Gvがゼロ近傍の状態)。
(b)エンジン1から駆動輪6へ出力される駆動トルク(正味駆動トルク)Tdnがトルク判定閾値T1以下であること(微小トルク状態)。
(c)前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv1以下の状態であること(車両の前後加速度Gvがゼロ近傍の状態)。
条件(a)については、アクセル開度センサ91を、ドライバのエンジン1への出力トルク要求を検出するトルク要求検出手段として利用し、アクセル開度センサ91により検出されたアクセル開度APOを微小な閾値APO0と比較して、アクセル開度APOが閾値APO0以上ならドライバがエンジン1に出力トルクを要求していると判定する。ただし、トルク要求検出手段は、アクセルペダルが僅かにでも操作されたら反応するスイッチでもよい。
条件(b)については、駆動輪6へ出力される駆動トルクは正味駆動トルクTdnであり、この正味駆動トルクTdnは、例えばエンジン1への指令トルクTet(アクセル開度センサ91で検出されるアクセル開度APOに対応する)に対してエンジントルクのバラツキを考慮した補正と、フリクション分の減算をして得ることができる正味トルクTnを変速比等を考慮した補正とにより得ることができる。この場合、指令トルクTetに替えて、エンジン回転数センサ84で検出されたエンジン回転数Neとスロットル開度センサ86で検出されたスロットル開度TPOとから公知の手法で演算できるエンジントルク(演算トルク)Tecを用いても良い。
また、トルク判定閾値T1は、実験結果(図2(b)参照)から得られる所定トルクT0に基づいて設定することができる。
また、トルク判定閾値T1は、実験結果(図2(b)参照)から得られる所定トルクT0に基づいて設定することができる。
条件(c)については、駆動輪6はスリップしていないことが前提なので、車速VSは駆動輪6の回転数に対応し、車両の前後加速度Gvは駆動輪6の回転加速度に対応するので、ここでは、車速センサ(車速検出手段)90に駆動輪6の車輪速センサ(車輪速検出手段)を適用し、駆動輪6の回転数を時間微分した値(駆動輪6の加速度)から車両の前後加速度Gvを求めている。
また、加速度判定閾値Gv1は、実験結果(図2(a)参照)からから得られる所定加速度Gv0に基づいて設定することができる。
また、加速度判定閾値Gv1は、実験結果(図2(a)参照)からから得られる所定加速度Gv0に基づいて設定することができる。
図1に示すように、CVTECU8には、上記の車速センサ90により検出された駆動輪6の回転数を時間微分して駆動輪6の加速度及びこれに応じた車両の前後加速度Gvを求める機能(加速度取得手段としての加速度演算部)8Aと、アクセル開度センサ91の検出情報等、或いは、エンジン回転数センサ84及びスロットル開度センサ86の検出情報等から正味駆動トルクTdnを演算する機能(トルク検出手段としての駆動トルク演算部)8Bと、上記制御条件の成立の可否を判定する機能(制御条件判定部)8Cと、が設けられている。
制御条件判定部8Cで上記制御条件の成立を判定すると、トルク上昇制御を実施するが、このトルク上昇制御では、車両の加速度Gvの目標値である目標加速度Gvtを設定し、車両の加速度Gvがこの目標加速度Gvtに近づくようにエンジン1の出力トルクをフィードバック制御する。本実施形態では、目標加速度Gvtを設定する機能(目標加速度設定手段としての目標加速度設定部)8DはCVTECU8に設けられ、エンジン1の出力トルクをフィードバック制御する機能(フィードバック制御手段としてのフィードバック制御部)9AはエンジンECU9に設けられている。
つまり、このトルク上昇制御は、変速機100を主体とする動力伝達系の構造上避けられないガタに起因した異音や振動の発生を防止するためのものなので、変速機100側の制御系であるCVTECU8が主体となって、エンジン1側の制御系であるエンジンECU9にトルク上昇要求を行なってエンジンECU9を介して制御を実施するようにしている。もちろん、エンジンECU9では、このCVTECU8からの制御要求を許可可能であれば実施し、例えば他のエンジン制御を優先させるため許可不能であれば実施しない。したがって、トルク上昇制御の実施条件には、エンジンECU9側で制御要求に応じたエンジン1の制御を可能であるとする許可条件が含まれる。
目標加速度設定部8Dは、目標加速度Gvtを、まず、目標加速度初期値Gvt1に設定し、その後、この目標加速度初期値Gvt1から目標加速度初期値Gvt1よりも大きい目標加速度上限値Gvtmaxへ向けて漸増させる。目標加速度上限値Gvtmaxは、車両の前後加速度Gvの判定に用いる加速度判定閾値Gv1よりも十分に(一定量のマージン分だけ)大きい加速度値に設定されている。目標加速度初期値Gvt1は、加速度判定閾値Gv1よりも大きく目標加速度上限値Gvtmaxよりも小さい値に設定される。
初めに目標加速度Gvtを目標加速度初期値Gvt1に設定するのは、車両の加速度を、加速度判定閾値Gv1以下の事象発生領域(所定加速度Gv0以下)に近い領域から速やかに離脱させるためである。ただし、目標加速度Gvtをはじめから目標加速度上限値Gvtmaxに設定すると、正味駆動トルクTdnの上昇速度が大きくなり、ドライバや乗員に違和感を与えるおそれがあるため、加速度判定閾値Gv1よりも大きく目標加速度上限値Gvtmaxよりも小さい目標加速度初期値Gvt1を設けて、まずは、目標加速度Gvtを目標加速度初期値Gvt1に設定しているのである。
その後、目標加速度初期値Gvt1から目標加速度上限値Gvtmaxへ向けて漸増させるが、この際にも、目標加速度Gvtの増加率(増加速度)を予め設定された上限増加率で制限して増加させ、フィードバック制御による出力トルク要求の大きさが所定の上限トルク値Tmax内に収まるようにして、ドライバや乗員に加速の違和感を与えないようにしている。
エンジンECU9は、制御条件が成立してCVTECU8の目標加速度設定部8Dから所定の制御周期で目標加速度Gvtが入力されると、フィードバック制御部9Aにより、この目標加速度Gvtと演算された前後加速度Gvとに基づくフィードバック制御(例えば、PI制御)により前後加速度Gvが目標加速度Gvtに近づくようにエンジン1の出力トルクを制御する。この際、フィードバック制御部9Aによる出力トルク要求の大きさは所定の上限トルク値Tmax内に収まるように制限される。
また、エンジンECU9は、制御条件が成立しない場合、つまり、CVTECU8からトルク上昇制御の要求がない場合や、CVTECU8からの制御要求があってもエンジンECU9において他のエンジン制御を優先させるためなどによりこの制御要求を許可不能とした場合には、トルク要求検出手段としてのアクセル開度センサ91が検出したアクセル開度(出力トルク要求の大きさ)APOに応じて、エンジン1の出力トルクを制御する。
このトルク上昇制御中に、以下の制御終了条件が成立したら、トルク上昇制御を終了するが、この際、通常制御に円滑に復帰するために、復帰制御(トルク上昇終了制御)を経て通常制御に復帰する。復帰制御は、トルク減少が急激に行なわれないように、トルク減少速度を制限する制御であり、CVTECU8から一定の減少速度でトルクが減少するようにエンジンECU9へのトルク指令により行なわれる。復帰制御によって、トルク指令値が、ドライバの要求に応じた通常の要求トルク値まで減少した復帰制御を終了し、通常制御に復帰する。
トルク上昇制御の制御終了条件は、以下の(d)~(g)の何れかの条件が成立したことである。なお、トルク上昇制御中には、CVTECU8はロックアップクラッチ20のオン状態を継続するものとする。
(d)ドライバのエンジン1への出力トルクの要求がなくなったこと(アクセルオフ)。(e)エンジン1から駆動輪6へ出力される駆動トルクがトルク判定閾値T2以上になったこと(トルク回復)。
(f)前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv2以上になったこと(加速度回復)。
(g)エンジンECU9でトルク上昇制御に対して許可から禁止に変更されたこと(制御禁止)。
(d)ドライバのエンジン1への出力トルクの要求がなくなったこと(アクセルオフ)。(e)エンジン1から駆動輪6へ出力される駆動トルクがトルク判定閾値T2以上になったこと(トルク回復)。
(f)前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv2以上になったこと(加速度回復)。
(g)エンジンECU9でトルク上昇制御に対して許可から禁止に変更されたこと(制御禁止)。
なお、制御終了のトルク判定閾値T2は、制御条件のトルク判定閾値T1よりも大きく上限トルク値Tmaxよりも小さい値に設定される。また、制御終了の加速度判定閾値Gv2は、目標加速度初期値Gvt1よりも大きく目標加速度上限値Gvtmaxよりも小さい値に設定される。
[作用及び効果]
本実施形態にかかる車両の駆動力制御装置は、上述のように構成されているので、例えば、図4のフローチャートに示すようにして、トルク上昇制御を行なうことができる。なお、このフローチャートは所定の制御周期で繰り返し実行される。また、図4中に記載するFは、トルク上昇制御に関する制御フラグであって、F=0はトルク上昇制御を実施しない通常のトルク制御を実施する場合に設定され、F=1はトルク上昇制御を実施する場合に設定され、F=2はトルク上昇制御を終了し通常のトルク制御に復帰する復帰制御を実施する場合に設定される。また、TMはタイマ値である。なお、フラグFの初期値は0、タイマ値TMの初期値も0である。
本実施形態にかかる車両の駆動力制御装置は、上述のように構成されているので、例えば、図4のフローチャートに示すようにして、トルク上昇制御を行なうことができる。なお、このフローチャートは所定の制御周期で繰り返し実行される。また、図4中に記載するFは、トルク上昇制御に関する制御フラグであって、F=0はトルク上昇制御を実施しない通常のトルク制御を実施する場合に設定され、F=1はトルク上昇制御を実施する場合に設定され、F=2はトルク上昇制御を終了し通常のトルク制御に復帰する復帰制御を実施する場合に設定される。また、TMはタイマ値である。なお、フラグFの初期値は0、タイマ値TMの初期値も0である。
図4に示すように、まず、フラグFが0であるか否かを判定し(ステップS10)、フラグFが0である、つまり、エンジン1の通常制御中であれば、制御条件(制御開始条件)を判定する。制御条件の判定は、エンジン1側(エンジンECU9)が制御を許可しているか否か(ステップS20)、ロックアップクラッチ20がオン(係合)状態か否か(ステップS30)、アクセルオン状態か否か(ステップS40)、車両の前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv1以下か否か(ステップS50)、駆動トルクTdnがトルク判定閾値T1以下か否か(ステップS60)の各判定により行なう。
各判定ステップS20~S60が何れも肯定であれば、即ち、エンジン1側が制御を許可していて、ロックアップクラッチ20がオンであり、アクセルオン状態であり、前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv1以下であり、且つ、駆動トルクTdnがトルク判定閾値T1以下であれば、タイマ値TMをインクリメントして(ステップS70)、タイマ値TMがタイマ判定基準値TM1以上になったかを判定する(ステップS80)。タイマ値TMがタイマ判定基準値TM1以上になったら、フラグFを1に切り替え(ステップS90)、トルク上昇制御を実施する(ステップS100)。そして、タイマ値TMを0にリセットし停止する(ステップS110)。
一方、タイマ値TMがタイマ判定基準値TM1以上になる前に、各判定ステップS20~S60の何れか1つが否定になれば、タイマ値TMを0にリセットし停止する(ステップS120)。この場合、フラグFは0に保持され、トルク上昇制御は実施されず、通常制御が続行される(ステップS130)。
したがって、エンジン1側が制御を許可していて、ロックアップクラッチ20がオンであり、アクセルオン状態であり、前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv1以下であり、且つ、駆動トルクTdnがトルク判定閾値T1以下である状態が、タイマ値TMがタイマ判定基準値TM1以上になるのに対応した所定時間継続したら、トルク上昇制御を実施することを判定する。
こうして、トルク上昇制御の実施を判定が判定されると、例えば、図5のタイムチャートに示すように、トルク上昇制御が実施される。図5の例では、図5(a)に示すように、時点t0付近でアクセルが微小操作されて、時点t1~時点t2にかけて継続して各判定ステップS20~S60が何れも肯定判定され、時点t2からトルク上昇制御が開始される。
トルク上昇制御では、CVTECU8の目標加速度設定部8Dが、車両の加速度Gvの目標値である目標加速度Gvtを設定するが、目標加速度設定部8Dでは、図5(b)に示すように、初めに目標加速度(目標G)Gvtを目標加速度初期値(目標G初期値)Gvt1に設定する。これにより、車両の加速度を、加速度判定閾値Gv1以下の事象発生領域(所定加速度Gv0以下)に近い領域から速やかに離脱させる。その後、目標加速度Gvtを、目標加速度初期値Gvt1から目標加速度上限値(目標G上限値)Gvtmaxへ向けて漸増させる。
目標加速度Gvtをはじめから目標加速度上限値Gvtmaxに設定すると、正味駆動トルクTdnの上昇速度が大きくなり、ドライバや乗員に違和感を与えるおそれがあるが、まずは、目標加速度Gvtを、加速度判定閾値Gv1よりも大きく目標加速度上限値Gvtmaxよりも小さい目標加速度初期値Gvt1に設定し、その後、目標加速度上限値Gvtmaxへ向けて漸増させることで、ドライバや乗員に加速の違和感を与えないようにしながら、異音や車両のゆさゆさ振動といった事象の発生しやすい領域から回避するようにしている。
目標加速度Gvtが設定されエンジンECU9に入力されると、フィードバック制御部9Aにより、この目標加速度(目標G)Gvtと演算された前後加速度(実G)Gvとに基づくフィードバック制御(例えば、PI制御)により、図5(b),(c)に示すように、前後加速度Gvが目標加速度Gvtに近づくようにエンジン1にトルク上昇要求をして出力トルクを制御する。これにより、駆動輪の加速度、即ち、車両の前後加速度Gvが上昇し〔図5(b)〕、駆動輪速度、即ち、車速が上昇する〔図5(d),(c)〕。
再び、図4を参照するが、フラグFが1にセットされ、トルク上昇制御が実施されている場合は、ステップS10からステップS140に進んでフラグFが1であるか否かの判定により、肯定判定されて、トルク上昇制御を終了させる制御終了条件を判定する。制御終了条件の判定は、エンジン1側(エンジンECU9)が制御を禁止しているか否か(ステップS150)、ロックアップクラッチ20がオフ(解除)状態か否か(ステップS160)、アクセルオフ状態か否か(ステップS170)、車両の前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv2以上か否か(ステップS180)、駆動トルクTdnがトルク判定閾値T2以上か否か(ステップS190)の各判定により行なう。
各判定ステップS150~S190が何れかが肯定であれば、即ち、エンジン1側が制御禁止となった、ロックアップクラッチ20がオフとなった、アクセルがオフとなった、前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv2以上になった、駆動トルクTdnがトルク判定閾値T2以上になった、の何れかが成立すれば、フラグFを2に切り替え(ステップS200)、復帰制御を実施する(ステップS210)。
復帰制御では、CVTECU8から一定の減少速度でトルクが減少するようにエンジンECU9へトルク指令が行なわれ、トルクの急な減少が回避される。
そして、トルク指令値がドライバの要求に応じた通常の要求トルク値まで減少したか否かにより復帰制御の完了を判定し(ステップS220)、トルク指令値がドライバの要求トルク値まで減少して復帰制御の完了を判定したら、フラグFを0に切り替え(ステップS230)、通常制御に復帰する(ステップS130)。
そして、トルク指令値がドライバの要求に応じた通常の要求トルク値まで減少したか否かにより復帰制御の完了を判定し(ステップS220)、トルク指令値がドライバの要求トルク値まで減少して復帰制御の完了を判定したら、フラグFを0に切り替え(ステップS230)、通常制御に復帰する(ステップS130)。
図5には、時点t3でエンジン1側(エンジンECU9)が制御を禁止したことにより、トルク上昇制御から復帰制御に切り替わった場合を示しており、時点t3で、CVTECU8からエンジンECU9への指令が目標加速度設定部8Dで設定した目標加速度による指令から、一定の減少速度でトルクが減少するようにトルク指令に切り替わり、エンジンECU9では、このトルク指令に基づきエンジン1の出力トルクを制御する。時点t4で、トルク指令値がドライバの要求トルク値まで減少して、復帰制御の完了が判定され、通常制御に復帰している。
このようにして、本実施形態にかかる駆動力制御装置は、車両がラトル音のような異音やゆさゆさ振動といった事象を発生しうる状況になる前に、エンジントルクをドライバの要求トルクよりも上昇させるトルク上昇制御を実施するので、異音や振動などの事象の発生を未然に防ぐことができる。
また、エンジン1の出力トルクをドライバの要求トルクよりも上昇させる際に、加速度判定閾値Gv1よりも大きく目標加速度上限値Gvtmaxよりも小さい目標加速度初期値Gvt1を設けて、目標加速度Gvtをはじめから目標加速度上限値Gvtmaxに設定し、目標加速度初期値Gvt1から目標加速度上限値Gvtmaxへ向けて漸増させるので、駆動トルクの急な上昇が抑えられ、ドライバや乗員に違和感を与えるおそれが回避される。
目標加速度Gvtを目標加速度初期値Gvt1から目標加速度上限値Gvtmaxへ向けて漸増させる際にも、目標加速度Gvtの増加率(増加速度)を予め設定された上限増加率で制限して増加させるので、この点からも、駆動トルクの急な上昇が抑えられ、ドライバや乗員に違和感を与えるおそれが回避される。
また、上記事象の発生は、変速機100を主体とする動力伝達系の構造上避けられないガタ等に起因するもので、変速機等が異なるものであれば上記事象が無視できる程度となる場合もある。このため、本実施形態のように、トルク上昇制御やその後の復帰制御をCVTECU8が担当するようにすれば、変速機100等の動力伝達系が上記事象を発生する組み合わせの場合のみに、トルク上昇制御を行なう機能を装備するようにすることが合理的である。
[その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形したり、一部を採用したりして実施することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形したり、一部を採用したりして実施することができる。
上記実施形態では、トルク上昇制御やその後の復帰制御をCVTECU8が担当し、CVTECU8からの指令に応じてエンジンECU9がエンジン1の出力トルクを制御するように構成したが、トルク上昇制御やその後の復帰制御をエンジンECU9やより上位のECU(例えば車両EUC)等が担当するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、トルク上昇制御の制御条件(制御開始条件)を、エンジン側(エンジンECU9)が制御を許可し、ロックアップクラッチがオン、アクセルがオンである〔条件(a)〕といった各条件と、上記の条件(b)及び(c)の各条件とが成立した状態が所定時間継続したこととしているが、これに替えて、或いは、これに加えて、条件(b)及び(c)の各判定閾値をより小さくして、瞬時でも全ての条件とが成立したら制御条件(制御開始条件)が成立したとしてもよい。
また、トルク上昇制御の制御終了条件を、アクセルがオフである〔条件(d)〕、駆動トルクがトルク判定閾値T2以上〔条件(e)〕、前後加速度Gvが加速度判定閾値Gv2以上〔条件(f)〕、エンジン側(エンジンECU9)が制御を禁止した〔条件(g)〕、といった各条件の何れかが成立したこととしているが、これらのうち条件(e)及び(f)の各判定閾値をより小さくして、トルク上昇制御の制御終了条件を、これらの条件(e)及び(f)が共に成立した状態が所定時間継続したことと変更してもよい。
また、上記実施形態では、車両の駆動源をエンジン(内燃機関)にしているが、車両の駆動源はモータ(電動機)であってもよく、エンジン及びモータであってもよい。
変速機は手動変速機でもよい。
変速機は手動変速機でもよい。
Claims (5)
- 動力伝達系を介して駆動輪と接続された駆動源への出力トルク要求を検出するトルク要求検出手段と、
前記駆動源から前記駆動輪へ出力される駆動トルクを検出するトルク検出手段と、
車両の加速度又はこれに対応する加速度を取得する加速度取得手段と、
前記駆動源の出力トルクを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トルク要求検出手段により出力トルク要求が検出されていること、前記トルク検出手段により検出された前記駆動トルクがトルク判定閾値以下の微小状態であること、前記加速度取得手段により取得された加速度が加速度判定閾値以下の微小状態であること、が何れも成立していることを含む制御条件が成立した場合には、前記車両の加速度が前記加速度判定閾値よりも大きくなるように、前記駆動源の出力トルクを上昇させるトルク上昇制御を実施する、車両の駆動力制御装置。 - 前記出力トルク要求の大きさを検出するトルク要求量検出手段を備え、
前記制御手段は、前記制御条件が成立しない場合には、前記トルク要求量検出手段により検出された前記出力トルク要求の大きさに応じて、前記駆動源の出力トルクを制御する、請求項1記載の車両の駆動力制御装置。 - 前記車両の車速又はこれに対応する速度を検出する車速検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記車両の加速度の目標値である目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、
前記加速度取得手段により取得された加速度が前記目標加速度に近づくように前記駆動源の出力トルクをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、をさらに有し、
前記目標加速度設定手段は、前記トルク上昇制御の実行に際し、まず、前記目標加速度を前記加速度判定閾値よりも大きい目標加速度初期値に設定し、その後、前記目標加速度初期値から前記目標加速度初期値よりも大きい目標加速度上限値へ向けて漸増させる、請求項1又は2記載の車両の駆動力制御装置。 - 前記加速度判定閾値は、車両に異音或いは低周波の振動が発生する条件に基づいて設定され、
前記目標加速度上限値は、車両に前記異音或いは振動が発生しない値として前記加速度判定閾値に対してマージンを有して設定され、
前記目標加速度上限値へ向けて漸増させる際の前記目標加速度の増加率は、前記フィードバック制御による出力トルク要求の大きさが所定の上限値内に収まるように、予め設定された上限増加率で制限される、請求項3記載の車両の駆動力制御装置。 - 前記制御手段は、前記動力伝達系に装備された変速機を制御する変速機制御手段と、前記駆動源を制御する駆動源制御手段とを含み、
前記変速機制御手段は、前記駆動源制御手段を介して前記トルク上昇制御を実施し、
前記制御条件には、前記駆動源制御手段からの制御許可条件が含まれている、請求項1~4の何れか1項に記載の車両の駆動力制御装置。
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