JP2005214370A - 車両用パワートレインの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】一台の車両で運転者のオートマチック車かマニュアル車かの要求に応えることができ、かつ、手動モード選択時に運転者の意図および運転状態に応じてクラッチ締結制御が可能な自動変速機を含む車両用パワートレインの制御装置を提供することにある。
【解決手段】 エンジン1の出力を変速して車両の駆動輪側へ伝達する変速部(自動変速機)2を含み、変速部2が自動モードと手動モードとの間でモード選択可能である車両用パワートレインの制御装置が、エンジン1と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチ3の締結度合を運転者によるクラッチペダル5の操作に基づき電気的に制御可能なクラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)と、変速部2のモードが手動モードのときにクラッチ3の上記締結度合制御をONにし自動モードのときにクラッチ3の上記締結度合制御をOFFにするクラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)とを具える。
【選択図】図1
【解決手段】 エンジン1の出力を変速して車両の駆動輪側へ伝達する変速部(自動変速機)2を含み、変速部2が自動モードと手動モードとの間でモード選択可能である車両用パワートレインの制御装置が、エンジン1と駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチ3の締結度合を運転者によるクラッチペダル5の操作に基づき電気的に制御可能なクラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)と、変速部2のモードが手動モードのときにクラッチ3の上記締結度合制御をONにし自動モードのときにクラッチ3の上記締結度合制御をOFFにするクラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)とを具える。
【選択図】図1
Description
本発明は、エンジンの出力を変速して車両の駆動輪側へ伝達する自動変速機を含む車両用パワートレインの制御装置に関する。
従来、車両用パワートレインの制御装置において、エンジンとその出力を変速して車両の駆動輪側へ伝達する変速機との間の動力伝達経路中に設けられたクラッチの締結・解放をクラッチペダルの踏み込み位置に応じて電気的に制御する車両用パワートレインの制御装置も開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来のパワートレインの制御装置は、クラッチペダルの踏み込み位置のみに基づきクラッチの締結状態を制御する単純な構成であり、パワートレインに含まれる変速機として自動変速機が開示されていない。それゆえ、自動変速機を具える構成では、様々な運転条件下で、クラッチの完全締結状態、半クラッチ状態あるいは完全解放状態を運転者が意図的に作り出すことは難しいと考えられる。それゆえ、車両を操作しているという運転者の満足感、ダイレクト走行感あるいは任意のエンジンブレーキ作用が得られるといった手動変速機特有の車両挙動を好む運転者を満足させることは難しいと考えられる。
従って、自動変速機を具える構成で手動モードの制御を行う場合、手動変速機特有の車両挙動を実現し、かつ、車両の様々な運転状態において運転者のクラッチペダルの操作速度等に関わらず車両挙動の安定性や動力伝達効率を向上させることは難しく、改良の余地があった。
本発明は、上記課題を有利に解決した車両用パワートレインの制御装置を提供することを目的とするものであり、この目的のため本発明による車両用パワートレインの制御装置は、エンジンの出力を変速して車両の駆動輪側へ伝達する自動変速機を含み、前記自動変速機が自動モードと手動モードとの間でモード選択可能である、車両用パワートレインの制御装置において、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの締結度合を運転者によるクラッチペダルの操作に基づき電気的に制御可能なクラッチバイワイヤ手段と、前記自動変速機のモードが前記手動モードのときに前記クラッチバイワイヤ手段による前記クラッチの締結度合の制御をONにし、前記自動変速機のモードが前記自動モードのときに前記クラッチバイワイヤ手段による前記クラッチの締結度合の制御をOFFにするクラッチバイワイヤ制御手段と、を具えることを特徴とするものである。
上記した本発明による車両用パワートレインの制御装置にあっては、クラッチバイワイヤ手段が、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの締結度合をクラッチペダルの操作に基づき電気的に制御する。また、クラッチバイワイヤ制御手段は、自動変速機のモードが手動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチの締結度合の制御をONにし、自動変速機のモードが自動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチの締結度合の制御をOFFにする。
従って、車両用パワートレインの制御装置によれば、自動変速機のモードが手動モードのとき、クラッチバイワイヤ手段がクラッチペダルの操作に基づき動力伝達経路上に設けられたクラッチを電気的に制御する。このことから、車両用パワートレインに自動変速機を有する構成において、手動変速機を有する構成と同様に、クラッチペダルの操作に応じて、動力伝達経路中のクラッチを完全締結状態、半クラッチ状態あるいは完全解放状態になるように制御することができる。これにより、クラッチペダルの操作を通じて車両を操作しているという運転者の満足感、ダイレクト走行感あるいは任意のエンジンブレーキ作用が得られることから、手動変速機特有の車両挙動を好む運転者を満足させることができる。
しかも、クラッチバイワイヤ制御手段は、自動変速機のモードが手動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチの締結度合の制御をONにし、自動変速機のモードが自動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチの締結度合の制御をOFFにする。このことから、自動変速機のモードが手動モードのときは、運転者のクラッチペダル操作に基づきクラッチの締結度合を制御することができ、また、自動変速機のモードが自動モードのときは、運転者が誤操作でクラッチペダルを踏んでもこれによってクラッチの締結度合は制御されずにその情報は無視されることとなり従来の一般的な自動変速機の運転特性を得ることができる。
従って、一台の車両が、自動変速機の自動モード選択時は通常のオートマチック車と同様の操作および車両特性となり、また、自動変速機の手動モード選択時は通常のマニュアル車と同様の操作および車両特性となる。これにより、例えば、夫はマニュアル車が欲しいが妻はオートマチック車が欲しい、あるいは通常の走行中はマニュアル車が良いが渋滞時はオートマチック車の方が良い等の要求に一台の車両で応えることができる。
以下に、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の車両用パワートレインの制御装置の一実施例を示すシステム構成の概略図であり、図2は、本実施例における自動変速機で選択できるMモード(手動モード)スイッチのON/OFFとSモード(スポーツモード)のON/OFFとの組合せにより決まる動作仕様の種類を示す説明図である。なお、図1において、1は、エンジン、2は、自動変速機で構成される変速部、3は、エンジン1と変速部2との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチ、4は、変速部2の制御を行うコントローラ、5は、車両に設けたクラッチペダル、6は、車両に設けた車速センサやアクセル開度センサ等である。
図1に示す本実施例の車両用パワートレインの制御装置は、図示しない車両に用いられ、エンジン1の出力を変速して車両の駆動輪(図示せず)側へ伝達する変速部2を含み、変速部2は、自動モードと手動モードとの間でモードを選択することができるものである。ここでの変速部2のモードは、図示しないMモードスイッチのON/OFF操作により、MモードスイッチがOFFのときには、変速マップを用いた周知の変速制御および操作方法と同様の変速制御および操作方法を行う自動モードに、一方、MモードスイッチがONのときには、後述する図3〜5,図7,図9,図11に示すクラッチ締結度合特性に基づき後述のクラッチ3の締結度合を制御する手動モードになるように設定している。なお、変速部2には有段、無段を問わず適用することができる。
そして、本実施例の車両用パワートレインの制御装置は、エンジン1と変速部2との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチ3の締結度合を運転者によるクラッチペダル5の操作に基づき電気的に制御するクラッチバイワイヤ手段を具えている。また、クラッチバイワイヤ制御手段は、変速部2のモードが手動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチ3の締結度合の制御をONにし、変速部2のモードが自動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチ3の締結度合の制御をOFFにする。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置は、車両の運転状態を判断する運転状態判断手段を具えている。クラッチバイワイヤ制御手段は、クラッチ3の締結度合の制御をONにしたとき、運転状態判断手段での運転状態の判断に基づき、クラッチペダル5のストローク量に対するクラッチ3の締結度合を規定するクラッチ締結度合特性を設定する。クラッチバイワイヤ手段は、クラッチバイワイヤ制御手段が設定したクラッチ締結度合特性を用いてクラッチ3の締結度合を制御する。
そして、上記運転状態判断手段による運転状態の判断は、クラッチ3が完全解放状態であるのか完全締結状態であるのかの判断、エンジンストールの発生可能性があるか否かの判断、車両がアップシフト時であるか否かの判断、車両がダウンシフト時であるか否かの判断およびエンジン回転数Eが変速部2の入力回転数(トランスミッション入力軸回転数)Tより小さいか否か、変速部2のモードがノーマルモードであるかスポーツモードであるかの判断を含んでいる。
ここでは、変速部2の制御を行うコントローラ4が、上記した運転状態判断手段、クラッチバイワイヤ手段およびクラッチバイワイヤ制御手段として機能する。このため、コントローラ4には、車両に設けたクラッチペダル5からの操作信号Xと、車両に設けた車速センサやアクセル開度センサ等6からの車速やアクセル開度、MモードスイッチからのON/OFFおよびノーマルモードとスポーツモードとの間でモードを選択するための図示しないSモードスイッチからのON/OFFの情報を含めた信号Yとが入力される。そして、コントローラ4は、入力された信号Xと信号Yとに基づき、クラッチ3の締結度合を制御する制御信号Zをクラッチ3に出力する。この制御信号Zの出力によりクラッチ3の締結度合が制御されて、クラッチ3を完全解放状態、完全締結あるいは半クラッチ状態にすることができる。
そして、図2に示すように、変速部2は、手動モードの選択(MモードスイッチON)時および自動モード選択(MモードスイッチOFF)時に、ノーマルモード(SモードスイッチOFF)とスポーツモード(SモードスイッチON)との間でモードを選択することができる。かかるモード選択により、図2に示すA,B,C,Dの動作仕様の中から、運転者によるMモードスイッチのON/OFF操作とSモードスイッチのON/OFF操作との組合せに応じて一つの動作仕様が定まる。
上記モードの選択にあたっては、運転状態判断手段としてのコントローラ4が、図1に示す信号Xに含められたMモードスイッチのON/OFF信号により、手動モードを選択しているか自動モードを選択しているかおよび、ノーマルモードを選択しているかスポーツモードを選択しているかを判断する。そして、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、運転状態判断手段での、手動モードを選択しているか自動モードを選択しているかの判断およびノーマルモードを選択しているかスポーツモードを選択しているかの判断に基づき、以下で説明する図2の動作仕様A,B,C,Dに応じた制御を行う。
すなわち、図2中にAで示した動作仕様は、運転者が、MモードスイッチをOFF、かつ、SモードスイッチをOFFにしたときに選択される仕様である。この仕様では、変速部2は前述の自動モードとなり、予め設定した変速マップを用いて周知の変速制御および操作方法と同様の変速制御および操作方法が行われる。この場合、上記図1のクラッチ3に入力される制御信号Zは、クラッチペダル5からの操作信号Xが反映されず車速センサやアクセル開度センサ等からの信号Yのみに基づいたものである。
また、図2中にBで示した動作仕様は、MモードスイッチをOFF、かつ、SモードスイッチをONにしたときに選択される仕様である。この仕様では、上記のAの動作仕様と同様に自動モードとなり、予め設定した変速マップを用いて周知の変速制御および操作方法と同様の変速制御および操作方法が行われるが、スポーツ走行に適した予定の変速線を使用することによってスポーティーな走行となるようにしている。この場合も、上記Aの動作仕様と同様に、上記図1のクラッチ3に入力される制御信号Zは、クラッチペダル5からの操作信号Xが反映されず車速センサやアクセル開度センサ等からの信号Yのみに基づいたものである。
また、上記図2中にCで示した動作仕様は、MモードスイッチをON、かつ、SモードスイッチをOFFにしたときに選択される仕様である。この仕様では、前述の手動モードとなり、後に説明するクラッチ締結度合特性を用いて、運転状態やクラッチペダル5の操作に基づきクラッチ3の締結度合が電気的に制御される。つまり、この仕様は、車速やアクセル開度等の車両の運転状態をモニタしつつクラッチペダル5の操作状況に基づきクラッチ3を機械的に補助して締結するようにするものであり、スポーティーな走行ではないが任意にギヤを変えたいときに適している。この場合、上記図1のクラッチ3に入力される制御信号Zは、クラッチペダル5からの操作信号Xおよび車速センサやアクセル開度センサ等からの信号Yに基づいたものである。
また、上記図2中にDで示した動作仕様は、MモードスイッチをON、かつ、SモードスイッチをONにしたときに選択される仕様である。この仕様では、上記のCの動作仕様と同様に手動モードとなり、後に説明するクラッチ締結度合特性を用いて、運転状態やクラッチペダル5の操作に基づきクラッチ3の締結度合が電気的に制御されるが、上記Cの動作仕様よりもさらにスポーティーな走行となるようにしている。このため、後述の例えば図3に示すように、運転者がクラッチペダル5を踏んでいる量と実際のクラッチ3の締結度合とが一対一対応となる関係線図(以下、ノーマル線という)に基づき、クラッチ3の締結度合を制御する。従って、クラッチペダル5の操作信号X(上記図1参照)に含められたクラッチペダルストローク状態に対応させてクラッチ3の締結度合が制御されるから、従来のマニュアル車と同様に、クラッチ締結度合がクラッチペダル操作に対応することとなる。
以下に、ペダルストローク量(ペダルストローク)に対するクラッチ3の締結度合(クラッチストローク)を規定する、本実施例に用いるクラッチ締結度合特性について説明する。以下で説明するクラッチ締結度合特性では、クラッチペダル5を完全に踏み切ったときをクラッチ3の完全解放状態に対応させるとともに、クラッチペダル5を完全に踏み戻したとき(クラッチペダル5の踏み込み量がゼロのとき)をクラッチ3の完全締結状態に対応させるようにしている。
図3に示すノーマル線では、クラッチペダル5を全然踏んでいないとクラッチ3は完全締結状態となり、クラッチペダル5を完全に踏み切るとクラッチ3は完全解放状態となる。このクラッチ締結度合特性は、車両の運転状態が中高車速で低アクセル開度の時に適している。図2のDの動作仕様のときには、前述したようにこのクラッチ締結度合特性に基づきクラッチ3の締結度合が制御される。
また、以下の図4、5,7,9,11に示すクラッチ締結度合特性および、図6,8,10,12に示すフローチャートの処理は、上記図2のCで示す動作仕様のときに適用されるものである。
図4に示すクラッチ締結度合特性は、車両の運転状態が微低車速、低アクセル開度、クラッチペダル低操作速度で、図4中、矢印αで示すように、クラッチ3を完全解放状態から完全締結状態にする場合に用いられる。この関係線図では、クラッチペダル5の踏み込みの深い領域で、図4中に破線で示すノーマル線よりもクラッチペダル5のペダルストロークの変化量(ペダル戻し量)に対してクラッチストローク(クラッチ3の締結度合)を小さくし、車速がある程度でたところでクラッチストロークの変化量を大きくしてノーマル線と一致させるようにしている。この関係線図は、クラッチペダル5の踏み込みの深い領域でのクラッチ締結度合が緩やかで、クラッチペダル5の踏み戻し操作によりクラッチ締結度合の微調整がし易くなる仕様であることから、車両発進時、車庫入れ等の低車速時や微加速時などに適している。
また、図5に示すクラッチ締結度合特性は、車両の運転状態が微低車速、低アクセル開度、クラッチペダル低操作速度で、図5中、矢印βで示すように、クラッチ3を完全締結状態から完全解放状態にする場合に用いられる。この関係線図は、クラッチペダル5の踏み込みの浅い領域で、図5中に破線で示すノーマル線よりもクラッチペダル5のペダルストロークの変化量(ペダル踏み込み量)に対してクラッチストロークの変化量(ここではクラッチ解放量)を小さくするとともに車速がある程度でたところでクラッチストロークの変化量を大きくしてノーマル線と一致させるようにしている。この関係線図は、クラッチペダル5の踏み込みの浅い領域でペダルストロークに対するクラッチストロークの変化量が小さくなるからクラッチペダル5によるクラッチ3の締結度合の微調整がし易くなり、微速走行中に微減速する等の場合に適している。
そして、図6は、車両の運転状態に基づき上記した図4又は図5のクラッチ締結度合特性の関係線図を用いてクラッチ3の締結度合を制御するための処理手順を示すフローチャートである。コントローラ4は、上記図1に示した入力信号であるクラッチペダル5からの信号Xと、車速センサからの車速およびアクセル開度センサからのアクセル開度が含まれた信号Yとに基づき本処理を行う。
図6のフローチャートのステップS1で、コントローラ4は、図4,図5のクラッチ締結度合特性の適用条件に共通する条件である、車両の運転状態が低車速かつ低アクセル開度かつクラッチペダル低操作速度であるか否かを判断する。その結果、ステップS1で、車両の運転状態が低車速かつ低アクセル開度かつクラッチペダル低操作速度である(YES)と判断すると、ステップS2へ進む。一方、ステップS1で、車両の運転状態が低車速、低アクセル開度およびクラッチペダル低操作速度の条件のうち一つでも満たさない場合には、上記図4および図5のクラッチ締結度合特性の適用条件を満たさないので、本フローチャートの処理を終了する。
そして、上記ステップS2で、運転状態判断手段としてのコントローラ4は、クラッチペダル5の操作がクラッチ3を完全解放状態から完全締結状態にするものであるか、クラッチ3を完全締結状態から完全解放状態にするものであるかを判断する。その結果、ステップS2で、クラッチペダル5の操作がクラッチ3を完全解放状態から完全締結状態にするものであると判断した場合には、ステップS3へ進む。このステップS3に進んだとき、コントローラ4は、クラッチバイワイヤ制御手段として、上記図4の関係線図で示された第1のクラッチ締結度合特性を設定し、クラッチバイワイヤ手段として、クラッチ3が完全締結状態になるまで上記第1のクラッチ締結度合特性に基づいてクラッチ3のクラッチストローク(締結度合)を制御する。
一方、ステップS2で、クラッチペダル5の操作がクラッチ3を完全締結状態から完全解放状態にするものであると判断した場合には、ステップS4へ進む。このステップS4に進んだとき、コントローラ4は、クラッチバイワイヤ制御手段として、上記図5の関係線図で示された第2のクラッチ締結度合特性を設定し、クラッチバイワイヤ手段としてクラッチ3が完全解放状態になるまで上記第2のクラッチ締結度合特性(図5の関係線図)に基づいてクラッチ3のクラッチストロークを制御する。
なお、本フローチャートの制御が開始されて、上記ステップS3又は上記ステップS4に進むと、上述したように、クラッチ3が完全締結状態又は完全解放状態になるまで図4又は図5の関係線図に基づき、クラッチ3の締結度合の制御が行われる。従って、例えば、クラッチペダル5を踏み込み途中でそのペダルを戻してもクラッチ3が完全締結状態になるまで再びステップS2での判断が行われないから、制御途中で再びステップS2の判断によりステップS4に進んで図5の関係線図による制御に切り換わってしまうのを防ぐことができ、運転者のクラッチペダル5の踏み込みや踏み戻し操作によってもクラッチ締結度合を滑らかに制御することができる。
また、図7に示すクラッチ締結度合特性は、車両がアップシフト時に適用されるものであり、クラッチペダル高操作速度、かつ、クラッチペダルの操作前に高アクセル開度である場合の関係線図(アップシフト線)である。この関係線図は、滑り量の少ない半クラッチ状態を多くして急加速時に動力伝達の時間を長くするようにしたものである。つまり、この関係線図は、図7中に破線で示すノーマル線に対して、アクセル開度が大きくなるにつれて図7の左上側に膨らむようにして、半クラッチ状態ではペダルストロークの変化量に対してクラッチストロークの変化量が小さくなるようにしている。
また、図8は、上記図7のクラッチ締結度合特性を用いてクラッチ3の締結度合を制御するか否かを判断するための処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートで、コントローラ4は、後述するようにして、車両がアップシフトの運転状態であるか否かを判断し、アップシフトの運転状態であると判断すると、クラッチペダル5の踏み込み前のアクセル開度に基づいた上記図7の関係線図をクラッチ締結度合特性に設定する。
図8のフローチャートでは、ステップS11およびステップS12により、コントローラ4は、運転状態判断手段として、車両がアップシフトの運転状態であるか否かを判断する。すなわち、まず、ステップS11で、コントローラ4は、クラッチペダル5からの信号X(上記図1参照)に基づきクラッチペダル5が高操作速度であるか否かを判断する。その結果、ステップS11で、クラッチペダル5が高操作速度である(YES)と判断すると、ステップS12へ進む。このステップS12へ進むと、コントローラ4は、信号Y(上記図1参照)に含まれたアクセル開度センサからのアクセル開度に基づき、クラッチペダル5の操作前にアクセル開度が高アクセル開度であったか否かを判断する。
その結果、上記ステップS12でアクセル開度が高アクセル開度であった(YES)と判断した場合には、ステップS13へ進む。このステップS13に進んだ場合には、車両がアップシフト時であると認められることから、このステップS13で、コントローラ4は、クラッチバイワイヤ制御手段として車両のアップシフト時に適した上記図7の関係線図をクラッチ締結度合特性に設定し、クラッチバイワイヤ手段としてクラッチ3が完全解放状態から完全締結状態になるまで、図7の関係線図を用いてクラッチ3のクラッチストローク(クラッチ締結量)を制御する。
一方、上記ステップS11又はステップS12でNOと判断した場合には、車両がアップシフト時であると認められることから、コントローラ4は、ステップS13での図7のクラッチ締結度合特性に基づくクラッチ3の締結制御を行うことなく本フローチャートの処理を終了する。
また、図9に示すクラッチ締結度合特性は、微低車速、低アクセル開度、クラッチペダル低操作速度であって、図9中矢印γで示すようにクラッチ3を完全解放状態から完全締結状態にする場合に適用される。この関係線図は、図4の関係線図に基づいた制御が例えば、図9中に破線δで示す関係線図により行われているときに、後述する車両のエンジンストールの発生可能性があるとの条件を満たした場合、実線で示す関係線図のように曲線を図9の右下に膨らませるように変更して、図4の関係線図に基づく制御をさらにクラッチ3が滑りやすいようにするものである。
そして、図10は、上記図9のクラッチ締結度合特性を用いて制御するか否かを判断するための処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、まず、ステップS21で、クラッチバイワイヤ制御手段としてのコントローラ4は、クラッチバイワイヤ手段が上記図4に示すクラッチ締結度合特性に基づくクラッチ3の制御中であるか否かを判断する。なお、このステップS21で上記図4の関係線図によるクラッチ3の制御中であると判断されるのは、上記図6のフローチャートのステップS3の処理中であり、そのステップS3の処理は、上述したように、図6のステップS1で、低車速度、低アクセル開度かつクラッチペダル低操作速度であると判断されて、そのステップS1から進んだ図6のステップS2でクラッチ3が完全解放状態から締結すると判断されたときに行われる。
図10のフローチャートで、上記したステップS21の判断の結果、図4の関係線図に基づくクラッチ3の制御中である(YES)と判断した場合にはステップS22へ進む。そしてこのステップS22で、上記図1に示す信号Yに含められたエンジン回転数Eに基づき、エンジン回転数Eに異常があるか否かを判断する。その結果、ステップS22でエンジン回転数Eに異常がある(YES)と判断した場合には、ステップS23へ進む。そして、ステップS23で、コントローラ4は、クラッチバイワイヤ制御手段として、図9の関係線図で示された第3のクラッチ締結度合特性を設定し、クラッチバイワイヤ手段として、クラッチ3が完全締結状態になるまで第3のクラッチ締結度合特性に基づきクラッチペダル5のペダルストロークに対するクラッチ3の締結度合を制御して、本フローチャートの処理を終了する。
このように、ステップS23で図9の関係線図に基づきクラッチペダル5のペダルストロークに対するクラッチ3の締結度合を制御することにより、上記ステップS22でエンジン回転数Eに異常があると判断された場合であっても、例えば、図9に破線で示す図4の関係線図を、図9に実線で示すようにクラッチ3の締結の初期段階のペダルストロークの変化量に対するクラッチストロークの変化量をより小さくすることができる。これにより、運転者のクラッチペダル5の戻し操作が早くてもクラッチ3がすぐにはつながらないようにして、十分な車速とエンジン回転数が得られたところでクラッチ3を一挙につながるようにすることができるから、確実にエンジンストールを防止することができる。
なお、図9の関係線図は、クラッチ3の締結の初期段階のペダルストロークの変化量に対するクラッチストロークの変化量を、車両の運転状態に応じてどんどん小さくシフトさせるようにしたものである。かかるシフトには、シフト度合の異なる何枚かの締結マップを用意して運転者のクラッチペダル5の踏み具合に応じて一の締結マップから他の締結マップに切り換えることもできる。しかし、車両挙動を安定させるためには、運転者のクラッチペダル5の踏み具合に応じてペダルストローク量に対するクラッチストロークの変化量をアナログで切り換えることが望ましい。
一方、ステップS21で、図4の関係線図に基づくクラッチ3の制御中でない(NO)と判断したか又はステップS22でエンジン回転数Eに異常がないと判断した場合には、図9の関係線図に基づくクラッチ3の締結度合の制御を行う必要がないことから、本フローチャートの処理を終了する。
また、図11の関係線図は、車両のダウンシフト時に、トランスミッションの入力回転数Tとエンジン回転数Eとがほぼ一致するか又はエンジン回転数Eの方が大きくなるまで、クラッチ3をスリップ状態(半クラッチ状態)に維持し、前記条件が成立したときに即座にクラッチ3を完全締結状態にするものである。なお、この関係線図では、縦軸にクラッチストロークを、横軸に時間をとっている。
上記図11の関係線図で、T1は、クラッチペダル5が完全解放状態になったときの時間を、T2は、トランスミッション入力軸の回転数Tとエンジン回転数Eとが一致したときの時間を、SULは、クラッチ3が半クラッチ状態となるスリップ上限値をそれぞれ示している。先に図3に示したノーマル線によると、図11に示すように、踏み込んだクラッチペダル5を戻し始めてからそのクラッチペダル5が完全に解放される時間T1まで、破線L1で示すようにクラッチストロークは比例関係になる。また、ここでのスリップ上限値SULは、シフトダウン操作時に、クラッチ3の完全解放状態からのクラッチペダル5の操作開始時の、トランスミッション入力軸の回転数Tとエンジン回転数Eとの差から計算により求めたものである。
上記図11の関係線図では、先に計算したスリップ上限値SULにクラッチストロークが達すると、トランスミッション入力軸の回転数Tとエンジン回転数Eとが一致する時間T2までは、運転者のクラッチペダル5のストローク操作に関わらずクラッチペダル5が完全に解放されても、図11の関係線図の実線L2で示すように、クラッチストロークを上記スリップ上限値SULに維持する。そして、時間T2が経過して、トランスミッションの入力回転数Tとエンジン回転数Eとがほぼ一致するか又はエンジン回転数Eの方が大きくなる(T≦E)と、図11の関係線図の右側の実線L3で示すように、一挙にクラッチ3を完全締結させる。
図12は、上記図11に示すクラッチ締結度合特性を用いて制御するか否かを判断するための処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、まず、ステップS31で、上記図1に示す信号Yに含められたシフト情報の信号に基づき、シフトダウン操作が行われたか否かを判断する。その結果、ステップS31でシフトダウン操作が行われた(YES)と判断した場合には、ステップS32へ進む。そして、ステップS32で、上記図1に示す信号Yに含められた、トランスミッション入力軸回転数Tおよびエンジン回転数Eのこのステップの処理時の読み込み値に基づき、トランスミッション入力軸回転数Tがエンジン回転数Eより大きい(T>E)か否かを判断する。その結果、ステップS32で、トランスミッション入力軸回転数Tがエンジン回転数Eより大きい(YES)と判断した場合には、ステップS33へ進む。このステップS33で、上記図11において説明したスリップ上限値SULを計算し、続くステップS34へ進む。
上記ステップS34では、上述した図11の関係線図に基づくクラッチ3のクラッチストローク制御を開始し、続くステップS35に進む。このステップS35で、上記図1に示す信号Yに含められたトランスミッション入力軸回転数Tおよびエンジン回転数Eのこのステップの処理時の読み込み値に基づき、エンジン回転数Eがトランスミッション入力軸回転数T以上(T≦E)であるかを否かを判断する。これにより、このステップS35でT≦Eであると判断するまで、先のステップS34の処理は繰り返され、ステップS35でT≦Eである(YES)と判断したときには続くステップS36に進む。そしてステップS36で、上記ステップS34のクラッチストローク制御における図11の関係線図の右側の完全締結制御を行うことでクラッチ3を一挙に完全締結させ、本フローチャートの処理を終了する。
このようにして、ステップS34およびステップS35の処理により、先のステップS33で算出したスリップ上限値SULに達すると、クラッチストロークは、時間T1でクラッチペダル5が完全解放状態になっても、運転者のクラッチペダル5のストローク操作に関わらずトランスミッション入力軸の回転数Tとエンジン回転数Eとが一致する時間T2までは、図11中に実線L2で示すように、クラッチストロークを上記したスリップ上限値SULに維持する。そして、トランスミッションの入力回転数Tとエンジン回転数Eとがほぼ一致するか又はエンジン回転数Eの方が大きくなる(T≦E)と、実線L3で示すように一挙にクラッチ3を完全締結することとなる。
この一方、上記ステップS31でシフトダウン操作が行われていない(NO)と判断するかあるいは、上記ステップS32でトランスミッション入力軸回転数Tがエンジン回転数Eより大きくない(NO)、つまりトランスミッション入力軸回転数Tがエンジン回転数E以下(T≦E)であると判断した場合には、図11の実線で示す関係線図によるクラッチ3の締結制御を行う必要がないことから、ステップS37で、コントローラ4は、クラッチバイワイヤ制御手として、図11の破線で示すように、上記図3に示したノーマル線と同様の関係線図をクラッチ締結度合特性に設定し、クラッチバイワイヤ制御手として、クラッチ3が完全解放状態から完全締結状態になるまで、その設定したクラッチ締結度合特性を用いてクラッチ3のクラッチストローク(クラッチ締結量)を制御し、本フローチャートの処理を終了する。
即ち、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、クラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)は、エンジン1と駆動輪(図示せず)との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチ3の締結度合をクラッチペダル5の操作に基づき電気的に制御する。そして、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、変速部2のモードが手動モードのときにクラッチバイワイヤ手段によるクラッチの締結度合の制御をONにし、変速部2のモードが自動モードのときにクラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)によるクラッチ3の締結度合の制御をOFFにする。
従って、車両用パワートレインの制御装置によれば、変速部2のモードが手動モードのとき、クラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)がクラッチペダル5の操作に基づき動力伝達経路上に設けられたクラッチ3を電気的に制御する。このことから、車両用パワートレインに自動変速機を有する構成において、手動変速機を有する構成と同様に、クラッチペダル5の操作に応じて、動力伝達経路中のクラッチ3を完全締結状態、半クラッチ状態あるいは完全解放状態になるように制御することができる。これにより、クラッチペダル5の操作を通じて車両を操作しているという運転者の満足感、ダイレクト走行感あるいは任意のエンジンブレーキ作用が得られることから、手動変速機特有の車両挙動を好む運転者を満足させることができる。
しかも、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、変速部2のモードが手動モードのときにクラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)によるクラッチ3の締結度合の制御をONにし、変速部2のモードが自動モードのときにクラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)によるクラッチ3の締結度合の制御をOFFにする。このことから、変速部2のモードが手動モードのときは、運転者のクラッチペダル5の操作に基づきクラッチ3の締結度合を制御することができる。また、変速部2のモードが自動モードのときは、運転者が誤操作でクラッチペダル5を踏んでもこれによってクラッチ3の締結度合は制御されずにその情報は無視されることとなり従来の一般的な自動変速機の運転特性を得ることができる。
従って、一台の車両が、変速部2の自動モード選択時は通常のオートマチック車と同様の操作および車両特性となり、また、変速部2の手動モード選択時は通常のマニュアル車と同様の操作および車両特性となる。これにより、例えば、夫はマニュアル車が欲しいが妻はオートマチック車が欲しい、あるいは通常の走行中はマニュアル車が良いが渋滞時はオートマチック車の方が良い等の要求に一台の車両で応えることができる。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、車両の運転状態を判断する運転状態判断手段(コントローラ4)を具えている。また、本実施例のクラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、クラッチ3の締結度合の制御をONにしたとき、運転状態判断手段(コントローラ4)での運転状態の判断に基づき、クラッチペダル5のストローク量に対するクラッチ3の締結度合を規定するクラッチ締結度合特性を設定し、クラッチバイワイヤ手段(コントローラ4)は、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)が設定したクラッチ締結度合特性を用いてクラッチ3の締結度合を制御している(図2〜12参照)。
このようにして、運転状態判断手段(コントローラ4)での運転状態の判断に基づき、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)がクラッチペダル5のストローク量に対するクラッチ3の締結度合をクラッチ締結度合特性として設定する。このことから、マニュアル車におけるクラッチ操作に不慣れな運転者でも、クラッチペダル操作に関わらず比較的容易に半クラッチ状態にすることができ、半クラッチ状態を効果的に使用できる。従って、例えば低車速時等の運転状態における車速の微調整などがし易くなり操作性が向上し、また、アップシフト時に動力を効率的に伝達することもできる。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、運転状態判断手段(コントローラ4)による運転状態の判断は、クラッチ3が完全解放状態(クラッチペダル5の操作がクラッチ3の完全解放状態から)であるのか完全締結状態(クラッチペダル5の操作がクラッチ3の完全解放状態から)であるのかの判断を含んでいる(図6のステップS2参照)。これにより、クラッチ3の締結状態に応じてより適切にクラッチ3の締結制御をすることができる(図6のステップS3,S4参照)。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、運転状態判断手段(コントローラ4)でクラッチ3が完全解放状態であると判断したときに、クラッチ3の締結初期段階の、クラッチペダル5のストローク変化量に対するクラッチ3の締結度合の変化量を小さくするように図4の関係線図で示された第1のクラッチ締結度合特性を設定する(図4,図6参照)。また、運転状態判断手段(コントローラ4)でクラッチ3が完全締結状態であると判断したときに、クラッチ3の解放初期段階の、クラッチペダル5のストローク変化量に対するクラッチ締結度合の変化量を小さくするように図5の関係線図で示された第2のクラッチ締結度合特性を設定する(図5,図6参照)。
かかる構成により、クラッチ3が完全締結状態か完全解放状態かに応じて、その状態に適した図4又は図5の関係線図で示されたクラッチ締結度合特性に基づきクラッチ3の締結度合が制御されるとともに、クラッチペダル5の操作による微調整が難しい完全締結状態からのペダル5の踏み込み始めや完全解放状態からのペダル5の戻し始めのクラッチ締結度合の微調整をし易くすることができる。従って、車両発進時、車庫入れ等の低車速時、微加速時、微速走行中の微減速時等の操作がし易くなる。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、運転状態判断手段(コントローラ4)による運転状態の判断は、エンジンストールの発生可能性があるか否かの判断を含み、運転状態判断手段(コントローラ4)は、エンジンストールの発生可能性があるか否かを、例えば図10のステップS2の処理のように、エンジン回転数Eの異常の有無により判断する。また、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、上記第1のクラッチ締結度合特性(図4の関係線図)を設定する状態で、運転状態判断手段(コントローラ4)でエンジンストールの発生可能性があると判断したときに、上記第1のクラッチ締結度合特性におけるクラッチ3の締結初期段階の、クラッチペダル5のストローク変化量に対するクラッチ3の締結度合の変化量をさらに小さくするように、図9の関係線図で示された第3のクラッチ締結度合特性を設定する(図9,図10参照)。
かかる構成により、例えば微低車速での操作において、運転状態判断手段で車両にエンジンストールの発生可能性があると判断すると、例えば図9に破線で示すクラッチ締結度合特性の関係線図を、例えば図9に実線で示すようにクラッチ3がより滑る方向にシフトさせる。これにより、車両がエンジンストールをしそうになってもこれを回避することができる。従って、マニュアル車におけるクラッチ締結操作に不慣れな運転者であっても安定して車両走行をすることができる。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、運転状態判断手段(コントローラ4)による運転状態の判断は、車両がアップシフト時であるか否かの判断を含んでいる(図8のステップS11,S12)。また、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、運転状態判断手段(コントローラ4)で車両がアップシフト時であると判断したときに、図7の関係線図を用いてクラッチペダル5の操作前のアクセル開度に基づいたクラッチ締結度合特性を設定する(図8のステップS13)。これにより、例えば、急発進などのアップシフト時に、クラッチペダル操作前のアクセル開度が大きくなるにつれて滑り量の少ない半クラッチ状態にすることができ、動力伝達時間を長くすることができる。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、運転状態判断手段(コントローラ4)による運転状態の判断は、車両がダウンシフト時であるか否かおよびエンジン回転数Eがトランスミッション入力軸回転数(変速部2の入力回転数)Tより小さいか否かの判断を含んでいる(図12のステップS31)。そして、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、運転状態判断手段(コントローラ4)で車両がダウンシフト時であるとともにエンジン回転数Eがトランスミッション入力軸回転数Tより小さいと判断すると、運転者のクラッチペダル5の操作に関わらず、エンジン回転数Eがトランスミッション入力軸回転数T以上になるまで、クラッチ3の締結状態を予め設定したスリップ上限値SULに保ちトランスミッション入力軸回転数T以上になったときにクラッチ3を完全締結状態にするように、図11の関係線図に示すクラッチ3の締結度合特性を設定する(図11、図12のステップS32,S33,S34,S35)。
従って、運転者がいわゆるヒール・アンド・トゥ操作(ブレーキ操作中にダウンシフトを瞬時に行う操作、具体的には、右足つま先でブレーキペダルを踏みつつ、左足でクラッチペダルを踏み込みクラッチを完全解放状態にすると同時にダウンシフト操作し、これにあわせて右足かかとでアクセルペダルを踏み込みエンジン回転数Eをダウンシフト後の変速段に対応した回転数まで上昇させてからクラッチペダルを完全に踏み戻してクラッチを完全締結するという一連の操作)を行う場合等に、エンジン回転数Eが上昇する前にクラッチ3が締結することによってクラッチ締結ショックが発生してしまうところ、かかる構成の本実施例の車両用パワートレインの制御装置によれば、そのようなクラッチ締結ショックの発生を防止することができる。
さらに、本実施例の車両用パワートレインの制御装置にあっては、変速部2(自動変速機)が、手動モードの選択時にノーマルモードとスポーツモードとの間でモードを選択することができる。そして、運転状態判断手段(コントローラ4)による運転状態の判断は、変速部2のモードがノーマルモードであるかスポーツモードであるかの判断を含んでいる(上記図2参照)。そして、クラッチバイワイヤ制御手段(コントローラ4)は、運転状態判断手段(コントローラ4)でのノーマルモードであるかスポーツモードであるかの判断に基づき、クラッチ締結度合特性を設定する(図2〜図12参照)。
かかる構成により、変速部2(自動変速機)が手動モードの選択時(MモードスイッチON時)に、ノーマルモード(任意にギヤを変えたいがスポーティーな走行までも要求しない場合、図2のCモード)とスポーツモード(マニュアル車と同様の操作および車両挙動を要求する場合、図2のDモード)との間でSモードスイッチのON/OFF操作によりモードを選択することができる。従って、手動モードにおいて運転者のかかる要求に応じたクラッチ締結制御を行うことができる。なお、本実施例では、変速部2が自動モードの選択時にもノーマルモードとスポーツモードとの間でモードを選択することができる。それゆえ、運転者が自動モードの選択時にスポーツモードを選択したときにはスポーツ走行に適した予定の変速線が使用されるから、スポーティーな走行をすることができる。
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものではない。例えば、運転状態判断手段による運転状態の判断は、上記実施例では車速やアクセル開度などのデータに基づき判断したが、本発明の車両用パワートレインの制御装置では、上記実施例で用いたパラメータに限らず必要に応じて適宜変更することができるのはもちろんである。また、上記実施例の自動変速機は、トルクコンバータを有する自動変速機であってもロックアップさせれば良いので、トルクコンバータの有無および有段と無段とを問わず適用することができる。また、本発明の車両用パワートレインの制御装置においてエンジンと駆動輪との間の動力伝達系路上に設けられるクラッチは、無段変速機を例に挙げると前後進切換クラッチに相当するものであり、車両のエンジンと駆動輪との間の動力伝達を切断と接続とで切換可能な発進要素であれば適用することができる。
1 エンジン
2 変速部(自動変速機)
3 クラッチ
4 コントローラ
5 クラッチペダル
6 車速センサ、アクセル開度センサ等
2 変速部(自動変速機)
3 クラッチ
4 コントローラ
5 クラッチペダル
6 車速センサ、アクセル開度センサ等
Claims (8)
- エンジンの出力を変速して車両の駆動輪側へ伝達する自動変速機を含み、前記自動変速機が自動モードと手動モードとの間でモード選択可能である、車両用パワートレインの制御装置において、
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの締結度合を運転者によるクラッチペダルの操作に基づき電気的に制御可能なクラッチバイワイヤ手段と、
前記自動変速機のモードが前記手動モードのときに前記クラッチバイワイヤ手段による前記クラッチの締結度合の制御をONにし、前記自動変速機のモードが前記自動モードのときに前記クラッチバイワイヤ手段による前記クラッチの締結度合の制御をOFFにするクラッチバイワイヤ制御手段と、
を具えることを特徴とする車両用パワートレインの制御装置。 - 前記車両の運転状態を判断する運転状態判断手段を具え、
前記クラッチバイワイヤ制御手段は、前記クラッチの締結度合の制御をONにしたとき、前記運転状態判断手段での前記運転状態の判断に基づき、前記クラッチペダルのストローク量に対するクラッチの締結度合を規定するクラッチ締結度合特性を設定し、
前記クラッチバイワイヤ手段は、前記クラッチバイワイヤ制御手段が設定したクラッチ締結度合特性を用いて前記クラッチの締結度合を制御することを特徴とする、請求項1記載の車両用パワートレインの制御装置。 - 前記運転状態判断手段による前記運転状態の判断は、前記クラッチが完全解放状態であるのか完全締結状態であるのかの判断を含むことを特徴とする、請求項2記載の車両用パワートレインの制御装置。
- 前記クラッチバイワイヤ制御手段は、前記運転状態判断手段で前記クラッチが完全解放状態であると判断したときに、前記クラッチの締結初期段階の、前記クラッチペダルのストローク変化量に対するクラッチの締結度合の変化量を小さくするように第1のクラッチ締結度合特性を設定し、前記運転状態判断手段で前記クラッチが完全締結状態であると判断したときに、前記クラッチの解放初期段階の、前記クラッチペダルのストローク変化量に対するクラッチ締結度合の変化量を小さくするように第2のクラッチ締結度合特性を設定することを特徴とする、請求項3記載の車両用パワートレインの制御装置。
- 前記運転状態判断手段による前記運転状態の判断は、エンジンストールの発生可能性があるか否かの判断を含み、
前記クラッチバイワイヤ制御手段は、前記第1のクラッチ締結度合特性を設定する状態で、前記運転状態判断手段で前記エンジンストールの発生可能性があると判断したときに、前記第1のクラッチ締結度合特性における前記クラッチの締結初期段階の、前記クラッチペダルのストローク変化量に対するクラッチの締結度合の変化量をさらに小さくするように第3のクラッチ締結度合特性を設定することを特徴とする、請求項4記載の車両用パワートレインの制御装置。 - 前記運転状態判断手段による前記運転状態の判断は、前記車両がアップシフト時であるか否かの判断を含み、
前記クラッチバイワイヤ制御手段は、前記運転状態判断手段で前記車両がアップシフト時であると判断したときに、前記クラッチペダルの操作前のアクセル開度に基づき前記クラッチの締結度合特性を設定することを特徴とする、請求項2から5までの何れか一項に記載の車両用パワートレインの制御装置。 - 前記運転状態判断手段による前記運転状態の判断は、前記車両がダウンシフト時であるか否かおよびエンジン回転数が自動変速機の入力回転数より小さい否かの判断を含み、クラッチバイワイヤ制御手段は、前記運転状態判断手段で前記車両がダウンシフト時であるとともに前記エンジン回転数が前記自動変速機の入力回転数より小さいと判断すると、運転者の前記クラッチペダルの操作に関わらず、前記エンジン回転数が前記入力回転数以上になるまで、前記クラッチの締結状態を予め設定した上限値に保ち前記入力回転数以上になったときに前記クラッチを完全締結状態にするように前記クラッチの締結度合特性を設定することを特徴とする、請求項2から6までの何れか一項に記載の車両用パワートレインの制御装置。
- 前記自動変速機は、前記モードが少なくとも前記手動モードの時に、ノーマルモードとスポーツモードとの間でモードの選択が可能であり、
前記運転状態判断手段による前記運転状態の判断は、前記自動変速機のモードが前記ノーマルモードであるか前記スポーツモードであるかの判断を含み、
前記クラッチバイワイヤ制御手段は、前記運転状態判断手段での前記ノーマルモードであるか前記スポーツモードであるかの判断に基づき、前記クラッチ締結度合特性を設定することを特徴とする、請求項2から7までの何れか一項に記載の車両用パワートレインの制御装置。
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