特許 6604227 出力制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6604227

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】出力制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/00 20060101AFI20191031BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/00 C

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-31935(P2016-31935)

(22)【出願日】2016年2月23日

(65)【公開番号】特開2017-150351(P2017-150351A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2018年11月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】特許業務法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小泉 槙吾

(72)【発明者】

【氏名】谷脇 眞人

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４７３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１６８１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３１４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２２３０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５４４５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２９／００−４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関が出力する駆動力を変速して伝達する変速機を備えた車両に搭載される出力制御装置であって、
前記変速機のギヤ締結の遅れ量に応じて前記内燃機関の出力を制限する出力制御部を有し、
前記出力制御部は、前記変速機のギヤ締結が完了するまで前記内燃機関の出力を制限して当該ギヤ締結の完了後に、前記内燃機関に要求される要求トルクを前記ギヤ締結の遅れ量に基づいた増加率で調整して当該内燃機関の出力制限を解除するよう構成され、
前記出力制御部は、前記ギヤ締結の遅れ量が大きくなるほど前記内燃機関への要求トルクの増加率を小さくする、出力制御装置。

【請求項2】

前記出力制御部は、前記ギヤ締結の遅れ量が予め設定されている遅れ閾値以上の場合、前記内燃機関への要求トルクの増加率を一定にする、請求項１に記載の出力制御装置。

【請求項3】

前記出力制御部は、前記車両が備える非走行レンジから走行レンジへの切換操作時から前記変速機のギヤ締結までに掛かる時間、あるいは、前記車両が備える前進走行レンジと後進走行レンジとの間の切換操作時から前記変速機のギヤ締結までに掛かる時間を、前記ギヤ締結の遅れ量として計時して前記内燃機関の出力を制限する、請求項１又は請求項２に記載の出力制御装置。

【請求項4】

前記出力制御部は、前記内燃機関に要求される要求トルクと、前記内燃機関から出力される出力トルクとの間の差分トルクを、前記ギヤ締結の遅れ量として演算して前記内燃機関の出力を制限する、請求項１又は請求項２に記載の出力制御装置。

【請求項5】

前記出力制御部は、前記車両が備える非走行レンジから走行レンジへの切換操作時から前記変速機のギヤ締結までの期間中、あるいは、前記車両が備える前進走行レンジと後進走行レンジとの間の切換操作時から前記変速機のギヤ締結までの期間中に、前記内燃機関に要求される要求トルクと、前記内燃機関から出力される出力トルクとの間の差分トルクを積算した積算値を、前記ギヤ締結の遅れ量として演算して前記内燃機関の出力を制限する、請求項１又は請求項２に記載の出力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変速機を備える車両に搭載されて、内燃機関からの駆動力の出力を制御する出力制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

駆動源を搭載する車両においては、駆動源から出力される駆動力を各種装置に伝達することにより走行することを実現している。

【0003】

例えば、特許文献１においては、内燃機関とモータとの間に油浴状態の油圧式クラッチを設置して駆動力を伝達する際に、その伝達トルクの立ち上がり変化を高精度に予測する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１５４４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、変速機を搭載する車両において、変速機が備える任意の変速ギヤ同士を締結させて駆動源の駆動力を伝達する際に、そのギヤ締結に時間が掛かってしまうときがある。

【0006】

このとき、駆動源として内燃機関を搭載する車両では、内燃機関の駆動力の伝達（出力）を制限することにより、内燃機関の過回転を防止して、各種部品の保護やドライバビリティの低下防止を実現する制御処理が実行される場合がある。

【0007】

この場合、ドライバは、変速操作に伴って駆動力の伝達が制限されるために、発進のもたつき感や、加速度を感じない所謂、抜け感を感じてしまうことになる。このために、ドライバはアクセルペダルの踏み増しを行う傾向にある。

【0008】

その結果、アクセルペダルの踏み増し後に、変速機のギヤ締結が完了して内燃機関の駆動力の出力制限が解除されると、その踏み増し分を含む要求トルクに従って内燃機関が駆動することになって、意図していない出力トルクが伝達されることになり、ドライバビリティが著しく低下してしまう、という課題があった。

【0009】

そこで、本発明は、変速機を介して内燃機関の駆動力を伝達して走行する車両において、意図しない駆動力が内燃機関から出力されることを回避して、スムーズな走行を実現することのできる出力制御装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決する出力制御装置の発明の一態様は、内燃機関が出力する駆動力を変速して伝達する変速機を備えた車両に搭載される出力制御装置であって、前記変速機のギヤ締結の遅れ量に応じて前記内燃機関の出力を制限する出力制御部を有し、前記出力制御部は、前記変速機のギヤ締結が完了するまで前記内燃機関の出力を制限して当該ギヤ締結の完了後に、前記内燃機関に要求される要求トルクを前記ギヤ締結の遅れ量に基づいた増加率で調整して当該内燃機関の出力制限を解除するよう構成され、前記出力制御部は、前記ギヤ締結の遅れ量が大きくなるほど前記内燃機関への要求トルクの増加率を小さくするようになっている。

【発明の効果】

【0011】

このように本発明の一態様によれば、変速機を介して内燃機関の駆動力を伝達して走行する車両において、意図しない駆動力が内燃機関から出力されることを回避して、スムーズな走行を実現することのできる出力制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る出力制御装置を搭載する車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。

【図2】図２は、エンジンの出力を制限する際に用いるマップを示す一覧表である。

【図3】図３は、変速機コントローラの制御処理を説明するフローチャートである。

【図4】図４は、エンジンコントローラの制御処理を説明するフローチャートである。

【図5】図５は、図４中におけるエンジンコントローラによる出力制御処理を説明するフローチャートである。

【図6】図６は、エンジンの出力を制限した場合の相関関係を説明するタイムチャートである。

【図7】図７は、エンジンの出力を制限しない場合の相関関係を説明するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図６は本発明の第１実施形態に係る出力制御装置を搭載する車両の一例を示す図である。

【0014】

図１において、車両１００は、内燃機関型のエンジン１を搭載して、そのエンジン１の駆動力をドライブシャフト４に変速機２を介して伝達する。車両１００は、その駆動力によりドライブシャフト４の両端部に固定されている駆動輪５を回転させて走行する。

【0015】

車両１００は、エンジン１の出力軸１ｓと変速機２の入力軸２ｓとの間にクラッチ３を介在させて動力伝達状態または伝達遮断状態に切り換えることにより、エンジン１の駆動状態を維持したまま変速機２の変速駆動を可能にしている。

【0016】

エンジン１は、不図示のアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度や車速に応じて、後述するエンジンコントローラ１１が燃料噴射量や吸気量を調整することにより効率の良い出力トルクや回転速度（回転数）で駆動するように制御されるようになっている。

【0017】

変速機２は、図示することは省略するが、アクチュエータ２ａがスリーブを移動させて歯数の異なる複数種の変速ギヤ間を締結状態または解除状態に切り換えるようになっており、アクセル開度と車速に応じて駆動するエンジン１の回転速度を後述する変速機コントローラ１２が最適なギヤ列に組み替えることにより変速して、そのエンジン１の出力トルクをドライブシャフト４側に伝達する自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）に構築されている。なお、アクチュエータ２ａがクラッチ３の不図示のクラッチ板を移動させてエンジン１と変速機２との間の駆動力の伝達または遮断を行うようになっている。

【0018】

この車両１００は、ドライバが操作するセレクタモジュール６で選択されたレンジ、例えば、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）に応じて変速機２の変速ギヤの締結または解除を行ってエンジン１の駆動力をドライブシャフト４に伝達して走行あるいは停止するように構築されている。

【0019】

また、この車両１００は、エンジンコントローラ１１と変速機コントローラ１２とを搭載して、エンジン１や変速機２などを分散制御することにより効率よく連携駆動させるようになっており、エンジンコントローラ１１がアクセル開度や車速に応じて算出する目標駆動軸トルク（要求トルク）に基づいてエンジン１の駆動を制御しつつ、変速機コントローラ１２が車両１００の発進時におけるセレクタモジュール６のレンジ切換に応じた変速機２の変速ギヤ列を組み換える変速（切換）制御を実行するようになっている。

【0020】

エンジンコントローラ１１と変速機コントローラ１２とは、それぞれ不図示のメモリ内に格納されている制御プログラムに従って各種制御処理を実行するようになっており、例えば、メモリ内に予め格納されているマップを参照して制御用パラメータを決定してエンジン１や変速機２の駆動を制御するようになっている。

【0021】

なお、エンジンコントローラ１１と変速機コントローラ１２とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により各種情報をやり取り可能に信号線８ａ、８ｂを介して接続されている。また、変速機コントローラ１２は、アクチュエータ２ａとセレクタモジュール６とのそれぞれに機械的に駆動させるようにワイヤ９ａ、９ｂを介して連結されている。このアクチュエータ２ａとセレクタモジュール６とは電線ワイヤで接続して、変速機コントローラ１２がセレクタモジュール６のシフトレンジ位置を検出するセンサ情報に基づいて電力供給することによりアクチュエータ２ａを駆動させるようにしてもよい。

【0022】

そして、変速機コントローラ１２は、発進時に変速機２の変速ギヤ列を１速に組み替える変速切換制御を実行する際に、変速ギヤ間の締結が噛み合せタイミングのずれ等によりブロックされた場合、再締結（リトライ）動作と並行して、エンジン１のアクセル開度に応じたトルクの出力制限処理と制限解除処理をエンジンコントローラ１１と共に実行するようになっている。すなわち、エンジンコントローラ１１と変速機コントローラ１２とで出力制御部を構成している。

【0023】

エンジンコントローラ１１は、変速機コントローラ１２からのトルクの出力制限信号と制限解除信号とに基づいてエンジン１の駆動を制御するようになっている。エンジンコントローラ１１は、そのエンジン１のトルクの出力制限からその制限解除までの出力制限時間となる締結遅れ時間（締結遅れ量）に基づいて、アクセル開度や車速に応じた目標駆動軸トルクまでエンジン１の出力トルクを増加させる増加率（漸増量）を調整するようになっている。

【0024】

このエンジンコントローラ１１は、エンジン１のトルクの出力制限からその制限解除までの締結遅れ時間とエンジン１から出力させるトルクの増加率とを対応させたマップに基づいて、そのエンジン１の出力トルクの増加率を決定するようになっている。

【0025】

例えば、エンジンコントローラ１１は、図２に示すマップがメモリ内に格納されている。図２のマップにおいて、エンジン１のトルクの出力制限から制限解除までの締結遅れ時間が短い場合ほど、エンジン１の出力トルクをアクセル開度に応じた値に増加させる増加率を大きくするようになっている。図２のマップにおいて、予め設定されている締結遅れ時間（遅れ閾値）までは、その締結遅れ時間が長くなるほど、エンジン１の出力トルクの増加率を小さくするようになっている。図２のマップにおいて、その締結遅れ時間がある所定時間以上となった場合には、エンジン１の出力トルクの増加率を一定に制限するようになっている。

【0026】

なお、図２のマップに表示する数字は、係数を用いるなどして演算するパラメータの一例に過ぎず、適宜、車両の性能に応じて設定される。また、図２のマップには、単位時間当たりにトルクを上昇させる増加率を表示するが、締結遅れ時間に応じて１回の制御処理毎に加算するトルク（量）を設定することにより、出力トルクの増加率を調整するようにしてもよく、増加率の調整に増加量の調整による場合も含ませてもよい。

【0027】

具体的に、図３のフローチャートに示すように、変速機コントローラ１２は、前進方向または後進方向に発進する際にドライバがセレクタモジュール６を操作して、例えば、ＰレンジからＤレンジに、ＰレンジからＲレンジに、ＤレンジからＲレンジに、あるいは、ＲレンジからＤレンジに切り換えるレンジ操作がなされたことを検知すると（ステップＳ１１）、変速機２の変速ギヤ間を噛み合わせて締結する変速制御を実行する（ステップＳ１２）。

【0028】

次いで、変速機コントローラ１２は、変速制御による変速ギヤ間の締結に成功したか否か確認して（ステップＳ１３）、変速ギヤ間の締結に成功したことを確認できた場合には、このままこの制御処理を終了する。

【0029】

ステップＳ１３において、変速機コントローラ１２は、変速ギヤ間の締結の成功を確認することができない、所謂、ギヤブロックの発生を確認した場合には、エンジンコントローラ１１にエンジン１からトルク出力することを制限するトルクの出力制限の要求信号を送って（ステップＳ１４）、ギヤブロックの発生した変速ギヤ間の締結をやり直すリトライ制御処理を実行する（ステップＳ１５）。

【0030】

次いで、変速機コントローラ１２は、再度、変速制御による変速ギヤ間の締結に成功したか否か確認して（ステップＳ１６）、変速ギヤ間の締結にギヤブロックが発生している場合には、ステップＳ１５に戻ってリトライ制御処理を繰り返す。

【0031】

ステップＳ１６において、変速機コントローラ１２は、変速ギヤ間の締結成功を確認した場合には、エンジンコントローラ１１にエンジン１からのトルク出力の制限を解除する出力制限解除信号を送って（ステップＳ１７）、この制御処理を終了する。

【0032】

また、図４のフローチャートに示すように、エンジンコントローラ１１は、変速機コントローラ１２からエンジン１からのトルク出力を制限する出力制限要求信号を受け取ると（ステップＳ２１）、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度に応じてエンジン１の燃焼室に燃料噴射等することを禁止してトルク出力制御の開始を制限し（ステップＳ２２）、備えるタイマ機能を起動してその出力制限からの経過時間を計時する計測を開始する（ステップＳ２３）。

【0033】

次いで、エンジンコントローラ１１は、変速機コントローラ１２からエンジン１のトルク出力の制限を解除する制限解除信号を受け取ると（ステップＳ２４）、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度に応じてエンジン１の燃焼室に燃料噴射等して所望のトルク出力をさせる制御処理を実行して（ステップＳ２５）この制御処理を終了する。

【0034】

このステップＳ２５において、エンジンコントローラ１１は、図５に示すように、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度に応じてエンジン１から出力させる目標駆動軸トルクを算出し（ステップＳ３１）、計時する出力制限から制限解除までに経過した締結遅れ時間（ギヤ締結の遅れ量）に対応する出力トルクの増加率を図２のマップを参照して取得する（ステップＳ３２）。

【0035】

この後に、エンジンコントローラ１１は、取得した出力トルク増加率を最大値として、エンジン１の燃焼室への燃料噴射量等を調整して（ステップＳ３３）、エンジン１からの出力トルクを算出した目標駆動軸トルクまで増加させて、エンジン１のトルク出力の制限を解除する制御処理を実行する（ステップＳ３４）。

【0036】

ここで、本実施形態では、出力トルク増加率を制限することにより、１回のステップＳ２５の実行毎の実質的な目標駆動軸トルク（要求トルク）を抑えて、その実行毎に目標駆動軸トルクを増加させる調整を行うことにより、エンジン１のトルク出力の制限を解除する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、算出した目標駆動軸トルク自体を一旦低減した後に、取得した出力トルク増加率で低減前の目標駆動軸トルクまで増加させる調整を行なう制御処理を実行するようにしてもよい。

【0037】

これにより、車両１００においては、図６のタイムチャートに示すように、例えば、前進方向に発進するためにセレクタモジュール６のＰレンジからＤレンジに切り換えるレンジ操作がなされると、変速機２においては変速ギヤ間が解放状態のニュートラル（Ｎ）状態から１速の変速ギヤ間を締結させる要求に基づいた変速制御処理が開始される。

【0038】

この変速制御処理において、変速機２の変速ギヤ間の締結にギヤブロックが発生した場合には、１速の変速ギヤ間の締結がなされるまで変速ギヤ間が解放されたままのニュートラル（Ｎ）状態が継続する。

【0039】

この変速制御処理におけるトルク出力は、そのギヤブロック発生から１速の変速ギヤ間の締結まで禁止された後に、その締結から増加率が抑えられる調整（制限）を掛けられつつ漸増される。このとき、トルク出力が禁止される制限開始から締結までの締結遅れ時間が計時されて、その経過時間に応じてトルク出力の増加率（漸増量）の最大値が決定される。

【0040】

このように変速機２においてギヤブロックが発生すると、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量は、時間の経過に応じた踏み増しなどにより増加して、その踏み込み量に応じてアクセル開度も増加するが、トルク出力を禁止する制限時間中はエンジン１からトルクが出力されることはない。その制限の解除後に、その締結遅れ時間を遅れ量とし、その遅れ量に応じて決定された増加率に従って出力トルクが漸増する。

【0041】

したがって、車両１００は、図７のタイムチャートに示すように、トルク出力の禁止が解消された後に、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度に応じて出力トルクを急上昇させてしまうことを未然に回避することができ、不用意に大きなトルクで急発進させてしまうことをなくすことができる。

【0042】

このように、本実施形態の車両１００においては、変速機２においてギヤブロックが発生してエンジン１のトルク出力を一旦制限した場合でも、変速機２における締結後にエンジン１から意図しない大きなトルクが出力されてしまうことを未然に回避することができ、スムーズに発進して走行することができる。

【0043】

ここで、本実施形態は、車両１００の発進時における変速機２のギヤブロックが発生した場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、車両１００の走行中における変速機２の変速ギヤ列を組み換える変速制御中にギヤブロックが発生した場合にも適用することもできる。

【0044】

また、本実施形態においては、ギヤブロック発生から変速ギヤ間の締結完了までの期間中に行ったトルク出力の制限（禁止）の解除後に、その締結遅れ時間のギヤ締結遅れ量に応じたトルク出力の増加率に従って出力トルクを漸増するように構成されているが、これに限るものではない。

【0045】

例えば、本実施形態の第１の他の態様としては、ギヤ締結遅れ時間を遅れ量とするのに代えて、ギヤブロック発生から変速ギヤ間の締結完了後（トルク出力の制限解除後）に、エンジンコントローラ１１がアクセル開度や車速に応じて算出する目標駆動軸トルク（要求トルク）と、エンジン１の出力トルクとの差分トルクを算出することにより、ギヤ締結遅れ量を取得するようにしてもよい。

【0046】

また、本実施形態の第２の他の態様としては、ギヤ締結遅れ時間を遅れ量とするのに代えて、ギヤブロック発生から変速ギヤ間の締結完了までの期間中に、目標駆動軸トルク（要求トルク）と、エンジン１の出力トルクとの差分トルクを、例えば締結のリトライ毎に算出して積算することにより、ギヤ締結遅れ量を取得するようにしてもよい。

【0047】

このように、ギヤ締結に遅れが生じたときには、ギヤ締結完了までの遅れに応じてアクセルペダルが踏み込まれ、その踏み込み量の増加に応じて目標駆動軸トルク（要求トルク）が増加することから、その増加量をギヤ締結の遅れ量とすることもできる。このため、ギヤ締結の遅れ量は、増加した要求トルクと、処理時点での出力トルクとの差分トルクとして取得することができ、また、ギヤ締結完了までの期間中にその差分トルクを積算することによっても取得することができる。

【0048】

したがって、これら第１、第２の他の態様の場合にも、目標駆動軸トルク（要求トルク）と出力トルクとの差分トルクや、そのギヤ締結完了までの期間中における差分トルクの積算値を、ギヤ締結の遅れ量とすることにより、トルク出力を抑える増加率を決定することができ、出力トルクを漸増させて不用意に大きなトルクで急発進させてしまうことを未然に防止することができる。

【0049】

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0050】

１ エンジン
２ 変速機
３ クラッチ
４ ドライブシャフト
５ 駆動輪
６ セレクタモジュール
１１ エンジンコントローラ（出力制御部）
１２ 変速機コントローラ（出力制御部）
１００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】