JP2006300282A - 変速機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の温度を所望の温度に低下させるのに要する時間を短縮させる。
【解決手段】
本発明における変速機制御装置は、エンジン（２）の駆動力に依存する冷房手段（８、９、１０）の冷房能力が要求される冷房能力より小さいと判断されたとき、トルクコンバータ（１）の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ（７）の締結を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速機制御装置におけるロックアップクラッチ又は変速比の制御に関するものである。

トルクコンバータにロックアップクラッチを設け、主に高車速領域でロックアップクラッチを締結することで駆動力の伝達効率を向上させる技術が知られており、特許文献１にはロックアップクラッチの締結を車速とスロットル開度に基づいて制御する点が記載されている。
特開２００４−１７７８７公報

ここで、エアコンディショナはコンプレッサによって冷媒を循環させることでエバポレータ温度を低下させ、エバポレータにおいて熱交換した空気を車室内に送風することで車室内の温度を低下させることができる。コンプレッサはエンジンによって駆動されるのでエンジン回転速度が高いほど出力が大きくなる。また、ロックアップクラッチが締結するとトルクコンバータの入力側と出力側とが直結状態になるのでエンジン回転速度は締結前より低下する。

よって、上記従来の技術ではロックアップクラッチが締結してエンジン回転速度が低下することでコンプレッサの出力が低下してエアコンディショナの冷房能力が低下する。これにより、特にエンジン始動直後などのエバポレータ温度が高いときには車室内の温度が運転者の所望の温度になるまでに時間を要する。

本発明は、車室内の温度を所望の温度に低下させるのに要する時間を短縮させることを目的とする。

本発明の変速機制御装置は、エンジンの駆動力に依存する冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いとき、トルクコンバータの入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチの締結を禁止する。

本発明によれば、冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より小さいと判断されたときはロックアップクラッチの締結を禁止するので、エンジン回転速度が低下してエンジンの駆動力によって駆動されるコンプレッサの出力が低下することによる冷房能力の低下を防止することができる。よって、車室内温度を所望の温度に低下させるのに要する時間を短縮することができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は本実施形態における変速機制御装置を搭載する車両の構成を示す全体構成図である。

トルクコンバータ１は、エンジン２の出力軸と無段変速機３の入力軸との間に介装され、エンジン２の駆動力を流体を介して無段変速機３へと伝達する。無段変速機３は入力軸の回転速度を変速して出力軸から出力し、出力軸のトルクは減速装置４及び駆動軸５を介して駆動輪６へと伝達される。

ロックアップクラッチ７はトルクコンバータ１の内部に収装され、締結することでトルクコンバータ１の入力側と出力側とを直結させる。

エアコンディショナ（以下「エアコン」という）はエアコンコンプレッサ８、コンデンサ９、エバポレータ１０及びブロアファン１４によって構成され、エアコンコンプレッサ８、コンデンサ９及びエバポレータ１０の間を冷媒が循環する。

エアコンコンプレッサ８（冷房手段）は、エンジン２のプーリ１１とエアコンコンプレッサ８のプーリ１２との間に掛け回されるベルト１３を介してエンジン２の駆動力によって作動する。エアコンコンプレッサ８はエアコンの冷媒を加圧してコンデンサ９へと圧送する。

コンデンサ９（冷房手段）は、圧送されたエアコンの冷媒をクーリングファンなどの冷却装置及び走行風などによって冷却して凝縮させる。

エバポレータ１０（冷房手段）は凝縮したエアコンの冷媒を気化させることによって熱を吸収する。

ブロアファン１４（冷房手段）は車室内の空気を吸入してエバポレータ１０に供給し、熱を奪われて低温となった空気を車室内へ還流させる。

車輪速センサ１５は駆動輪６の回転速度から車速を検出してコントローラ１６へ送信する。アクセルペダル操作量センサ１７はアクセルペダル１８の操作量（以下「ＡＰＯ」という）を検出してコントローラ１６へ送信する。クランク角センサ１９はエンジン２のクランク角から回転速度を検出してコントローラ１６へ送信する。エバポレータ温度センサ２０はエバポレータ１０の温度を検出してコントローラ１６へ送信する。

コントローラ１６（変速機制御手段、冷房能力判断手段）は車速、ＡＰＯ、エンジン回転速度及びエバポレータ温度に基づいてロックアップクラッチ７の締結及び解放を制御する。

次に、図２のフローチャートを参照しながらコントローラ１６で行う制御について説明する。図２は、本実施形態における変速機制御装置の制御を示したフローチャートである。なお、本制御は所定時間（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し行われている。

本制御は、エバポレータ１０の温度が高く十分な冷房能力を得ることができないような状態で、エアコンコンプレッサ８の出力を向上させるためにエンジン２の回転速度を上昇させる、あるいはエンジン２の回転速度の低下を防ぐようにロックアップクラッチ７の締結及び解放を切り替える。

ステップＳ１では、ロックアップクラッチが締結中であるか否かを判定する。締結中であればステップＳ１１へ進み、解放中であればステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、エンジン水温が所定温度Ｔｅ以上であるか否かを判定する。所定温度Ｔｅ以上であればステップＳ３へ進み、所定温度Ｔｅより低ければ処理を終了する。エンジン始動直後などのエンジン水温上昇中にロックアップクラッチ７を締結すると、エンジン回転速度が低下してエンジン水温の上昇速度が低下する。所定温度Ｔｅはこのようにエンジン水温の上昇速度が低下してもよい程度の高い値であり、予め実験などによって求めておく。

ステップＳ３では、ロックアップ許可線によるロックアップ許可条件が成立したか否かを判定する。ロックアップ許可条件が成立していればステップＳ４へ進み、非成立であれば処理を終了する。ロックアップ許可線は、図３のマップに示すように車速及びアクセル操作量に基づいて設定されるロックアップ線のうちロックアップクラッチ７の締結を許可する領域を示す線である。車速及びアクセル操作量がロックアップ領域に入ったときロックアップ許可条件が成立したと判定する。

ステップＳ４では、エアコンスイッチがＯＮであるか否かを判定する。ＯＮであればステップＳ５へ進み、ＯＦＦであれば処理を終了する。エアコンスイッチがＯＦＦであればエバポレータ１０の温度を低下させる必要がないので処理を終了する。

ステップＳ５では、エバポレータ１０の温度が所定温度Ｔｅｖ以下であるか否かを判定する。所定温度Ｔｅｖ以下であればステップＳ６へ進み、所定温度Ｔｅｖより高ければステップＳ８へ進む。所定温度Ｔｅｖとは、エバポレータ１０が車室内の空気を設定温度まで冷却するのに十分な冷房能力を発揮できる程度の低い値であり、予め実験などによって求めておく。

ステップＳ６では、ロックアップクラッチ７を締結する。

ステップＳ７では、無段変速機３の変速比を通常の変速比に設定して処理を終了する。通常の変速比とは、変速点特性図に基づいて車両やＡＰＯなどに基づいて本発明の制御とは無関係に設定される変速比である。

一方、ステップＳ５においてエバポレータ１０の温度が所定温度Ｔｅｖより高いと判定されるとステップＳ８へ進んで、ＡＰＯがゼロであるか否かを判定する。ＡＰＯがゼロであればステップＳ９へ進んでロックアップクラッチ７を締結して処理を終了する。ＡＰＯがゼロでなければステップＳ１０へ進んで変速比制御を行って処理を終了する。

ここで、無段変速機３を搭載する車両では走行性能を確保するために車速及びＡＰＯに基づいて変速比を算出し、算出した変速比となるように無段変速機３が制御される。変速比制御はこの制御とは別に行われる制御であり、エンジン回転速度がエバポレータ１０の冷却に必要な回転速度となるように変速比をロー側にシフトする制御である。この変速比をロー側にシフトすることでＡＰＯが一定ならばエンジン回転速度が高くなるのでエアコンコンプレッサ８の出力が増大してエバポレータ１０がより速く冷却される。

変速比制御の制御方法は、例えば図４のテーブルに示すようにエバポレータ温度から所定温度Ｔｅｖを減算した値が大きくなるほど変速比のシフト量を大きくする。また、エバポレータ温度から所定温度Ｔｅｖを減算した温度差が所定温度差ΔＴ未満のときは、ロックアップクラッチ７の締結を禁止するのみで変速比のシフト量はゼロとし、温度差が所定温度差ΔＴ以上のときは、ロックアップクラッチ７の締結を禁止するとともに温度差が大きいほど無段変速機３の変速比をより大きくロー側へシフトしてもよい。所定温度差ΔＴは、無段変速機３の変速比をロー側にシフトすることにより、エンジン回転速度がエアコンコンプレッサ８の出力を向上させてエバポレータ温度を低下させるのに必要な回転速度以上に上昇しないように予め実験などによって求めておく。

一方、ステップＳ１においてロックアップクラッチが解放中であると判定されると、ステップＳ１１へ進んでロックアップ解除線によるロックアップ解除条件が成立したか否かを判定する。ロックアップ解除条件が成立していればステップＳ１５へ進み、非成立であればステップＳ１２へ進む。ロックアップ解除線は、図３のマップに示すように車速及びアクセル操作量に基づいて設定されるロックアップ線のうちロックアップクラッチ７の締結を解除する領域を示す線である。車速及びアクセル操作量がロックアップ解除線を車速の低い方へ越えたときロックアップ解除条件が成立したと判定する。

ステップＳ１２では、エアコンスイッチがＯＮであるか否かを判定する。ＯＮであればステップＳ１３へ進み、ＯＦＦであれば処理を終了する。エアコンスイッチがＯＦＦであればエバポレータ１０の温度を低下させる必要がないので処理を終了する。

ステップＳ１３では、エバポレータ１０の温度が所定温度Ｔｅｖ以上であるか否かを判定する。所定温度Ｔｅｖ以上であればステップＳ１４へ進み、所定温度Ｔｅｖより低ければ処理を終了する。

ステップＳ１４では、ＡＰＯがゼロであるか否かを判定する。ＡＰＯがゼロでなければステップＳ１５へ進み、ゼロであれば処理を終了する。ここで、ＡＰＯがゼロであるコースト走行中はロックアップクラッチ７の締結を維持することでエンジン２が駆動輪６に連れ回されて回転速度が高くなる。

ステップＳ１５では、ロックアップクラッチ７を解放する。

以上の制御をまとめて図５、図６を参照しながら本実施形態の作用を説明する。図５、図６は本実施形態の変速機制御装置における車両の状態を示したタイムチャートである。（ａ）はエンジン水温、（ｂ）はエアコンスイッチ、（ｃ）はエバポレータ温度、（ｄ）はロックアップクラッチ７の締結状態、（ｅ）はＡＰＯ、（ｆ）は車速及び（ｇ）はエンジン回転速度（コンプレッサ出力）をそれぞれ示している。

初めに図５を参照して従来例について説明する。時刻ｔ０においてアクセルペダルが踏込まれ（図５（ｅ））、車速及びエンジン回転速度が上昇する（図５（ｆ）、（ｇ））。エンジン回転速度の上昇に伴ってエバポレータ１０の温度が低下する（図５（ｃ））。

時刻ｔ１において車速及びＡＰＯが図３のマップに示すロックアップ許可領域に入り、エンジン水温が所定温度Ｔｅ以上であり（図５（ａ））、かつエアコンスイッチがＯＮであるので（図５（ｂ））、ロックアップクラッチ７が締結状態となる（図５（ｄ））。これにより、エンジン回転速度の上昇率が低下するのでエアコンコンプレッサ８の出力が低下してエバポレータ温度の低下速度も低下する（図５（ｃ）、（ｇ））。

時刻ｔ２において運転者がエアコンスイッチをＯＦＦにすると（図５（ｂ））、エアコンコンプレッサ８の作動が停止してエバポレータ温度が上昇する（図５（ｃ））。

時刻ｔ３において運転者がエアコンスイッチをＯＮにすると（図５（ｂ））、再度エアコンコンプレッサ８が作動するが、ロックアップクラッチ７は締結状態であるのでエンジン回転速度は変化せずエアコンコンプレッサ８の出力は限定される（図５（ｄ））。

次に図６を参照して本発明を適用した場合の車両の状態について説明する。時刻ｔ０においてアクセルペダルが踏込まれ（図６（ｅ））、車速及びエンジン回転速度が上昇する（図６（ｆ）、（ｇ））。エンジン回転速度の上昇に伴ってエバポレータ１０温度が低下する（図６（ｃ））。

時刻ｔ１において車速及びＡＰＯが図３のマップに示すロックアップ許可領域に入り、エンジン水温が所定温度Ｔｅ以上であり（図６（ａ））、かつエアコンスイッチがＯＮであるが（図６（ｂ））、エバポレータ１０温度が所定温度Ｔｅｖより高いのでロックアップクラッチ７の締結は行わない（図６（ｃ）、（ｄ））。さらに、ＡＰＯはゼロでないので変速比をロー側にシフトする（図６（ｅ））。これにより、エンジン回転速度が上昇してエアコンコンプレッサ８の出力も増大するのでエバポレータ温度はより早く低下する（図６（ｃ）、（ｇ））。

時刻ｔ２においてエバポレータ温度が所定温度Ｔｅｖ以下になるとロックアップクラッチ７が締結状態となってエンジン回転速度は低下する（図６（ｃ）、（ｄ）、（ｇ））。

時刻ｔ３において運転者がエアコンスイッチをＯＦＦにすると、エアコンコンプレッサ８の作動が停止してエバポレータ温度が上昇する（図６（ｂ）、（ｃ））。

時刻ｔ４において運転者がエアコンスイッチをＯＮにすると（図６（ｂ））、エバポレータ温度が所定温度Ｔｅｖより高いのでロックアップクラッチ７の締結が解除される（図６（ｃ）、（ｄ））。これにより、エンジン回転速度が上昇するのでエアコンコンプレッサ８の出力が増大しエバポレータ温度はより速く低下する（図６（ｃ）、（ｇ））。

時刻ｔ５において時刻ｔ２と同様にエバポレータ温度が所定温度Ｔｅｖ以下となるとロックアップクラッチ７が締結状態となってエンジン回転速度は低下する（図６（ｃ）、（ｄ）、（ｇ））。

以上のように本実施形態では、エバポレータ１０の温度が所定温度Ｔｅｖより高いときロックアップクラッチ７の締結を禁止するので、エンジン水温が所定温度Ｔｅより高くかつロックアップ許可線によるロックアップ許可条件が成立していてもロックアップクラッチ７の締結を行わない。よって、ロックアップクラッチ７が締結してエンジン回転速度が低下することによるエアコンコンプレッサ８の出力低下を防止して、車室内の空気が所望の温度に低下するのに要する時間を短縮することができる。

また、エバポレータ１０の温度が所定温度Ｔｅｖより高く、かつＡＰＯがゼロでないとき、ロックアップクラッチ７の締結を禁止するとともに、エンジン回転速度がエバポレータ１０の冷却に必要な回転速度となるように無段変速機３の変速比をロー側にシフトする。ＡＰＯがゼロでないときはエンジン２の駆動力が駆動輪に伝達されているので、ロックアップクラッチ７を解放状態にすることでエンジン回転速度が上昇し、変速比をロー側へシフトすることでさらにエンジン回転速度が上昇する。よって、エンジン回転速度が低下することによるエアコンコンプレッサ８の出力低下を防止して、車室内の空気が所望の温度に低下するのに要する時間をさらに短縮することができる。

さらに、エバポレータ１０の温度が所定温度Ｔｅｖより高く、かつＡＰＯがゼロであるとき、ロックアップクラッチ７を締結する。ＡＰＯがゼロのときはエンジン２が駆動輪６の回転によって連れ回されているので、ロックアップクラッチ７を締結状態にすることでエンジン回転速度が上昇する。よって、エンジン回転速度が低下することによるエアコンコンプレッサ８の出力低下を防止して、車室内の空気が所望の温度に低下するのに要する時間をさらに短縮することができる。

さらに、無段変速機３の変速比をロー側にシフトする際に、エバポレータ１０の温度から所定温度Ｔｅｖを減算した値が大きいほど変速比のシフト量を大きくするので、エアコンコンプレッサ８の所要出力に応じてエンジン回転速度を上昇させることができる。よって、車室内の空気が所望の温度に低下するのに要する時間を短縮することができるとともに、無駄に回転速度が上昇することを防止して燃費が悪化することを防止できる。

さらに、エバポレータ１０の温度から所定温度Ｔｅｖを減算した温度差が所定温度差より小さいときは、ロックアップクラッチの締結を禁止し、温度差が所定温度差より大きいときは、ロックアップクラッチの締結を禁止するとともに、温度差に応じて無段変速機３の変速比をロー側にシフトするので、エアコンコンプレッサ８の所要出力に応じてエンジン回転速度を上昇させることができる。よって、車室内の空気が所望の温度に低下するのに要する時間を短縮することができるとともに、無駄に回転速度が上昇することを防止して燃費が悪化することをさらに防止できる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

例えば、本実施形態では変速機は無段変速機３を使用して説明したが、有段の変速機を使用してもよい。この場合、ステップＳ１０で行う変速制御における変速比のシフト量を変速段の切り替え段数に置き換えることで同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施形態ではトルクコンバータ１及び無段変速機３を搭載した車両において、エバポレータ１０の温度に基づいてロックアップクラッチ７の締結状態を制御しているが、トルクコンバータ１を用いない無段変速機や機械式自動変速機（ＡＭＴ）においても本発明は適用可能である。この場合、エバポレータ１０の温度に基づいてロックアップクラッチ７の締結状態の代わりに変速比を制御することで本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、手動変速機及び副変速機を搭載した車両においては、エバポレータ１０の温度に基づいて副変速機の変速比を制御することで本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、本実施形態では冷房能力が要求される冷房能力より低いことをエバポレータ１０の温度に基づいて判断しているが、これに限定されることなく冷媒の温度やエバポレータ１０によって冷却された空気の温度などに基づいて判断してもよい。

本実施形態における変速機制御装置を示す構成図である。 本実施形態における変速機制御装置の制御を示すフローチャートである。 ロックアップ領域を示したマップである。 変速制御を説明したテーブルである。 従来例における車両の状態を示したタイムチャートである。 本実施形態の変速機制御装置における車両の状態を示したタイムチャートである。

符号の説明

１ トルクコンバータ
２ エンジン
３ 無段変速機
４ 減速装置
５ 駆動軸
６ 駆動輪
７ ロックアップクラッチ
８ エアコンコンプレッサ
９ コンデンサ
１０ エバポレータ
１１ プーリ
１２ プーリ
１３ ベルト
１４ ブロアファン
１５ 車輪速センサ
１６ コントローラ
１７ アクセルペダル操作量センサ
１８ アクセルペダル
１９ クランク角センサ
２０ エバポレータ温度センサ

Claims (9)

1. エンジンと変速機との間に介装され、流体を介して前記エンジンの駆動力を前記変速機に伝達するトルクコンバータと、
   前記トルクコンバータの入力側と出力側とを直結することができるロックアップクラッチと、
   車速及び運転者によるアクセルペダル操作量に基づいて前記ロックアップクラッチの締結を制御する変速機制御手段と、
   前記エンジンの駆動力によって駆動されるコンプレッサによって冷媒を循環させることで車両の室内に送風する空気の温度を低下させる冷房手段と、
   前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いことを判断する冷房能力判断手段と、
   を備え、
   前記変速機制御手段は、前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いと判断されたとき、前記ロックアップクラッチの締結を禁止することを特徴とする変速機搭載車両。
2. 前記変速機制御手段は、前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いと判断され、かつ前記アクセルペダル操作量がゼロより大きいとき、前記変速機の変速比を現在の変速比よりロー側にシフトすることを特徴とする請求項１に記載の変速機搭載車両。
3. 前記変速機制御手段は、前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いと判断され、かつ前記アクセルペダル操作量がゼロであるとき、前記ロックアップクラッチの締結の禁止を解除することを特徴とする請求項１または２に記載の変速機搭載車両。
4. エンジンと、
   前記エンジンの出力軸の回転速度を変速して駆動輪へと伝達する変速機と、
   車速及び運転者によるアクセルペダル操作量に基づいて前記変速機の変速比を制御する変速機制御手段と、
   前記エンジンの駆動力によって駆動されるコンプレッサによって冷媒を循環させることで車両の室内に送風する空気の温度を低下させる冷房手段と、
   前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いことを判断する冷房能力判断手段と、
   を備え、
   前記変速機制御手段は、前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いと判断されたとき、前記変速機の変速比を現在の変速比よりロー側にシフトすることを特徴とする変速機搭載車両。
5. 前記冷房手段は、前記コンプレッサによって圧縮された冷媒を冷却するコンデンサと、前記コンデンサにおいて冷却された冷媒を流通させることで空気と熱交換するエバポレータとによって構成され、前記エバポレータによって車両の室内に送風する空気の温度を低下させることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の変速機搭載車両。
6. 前記冷房能力判断手段は、前記エバポレータの温度が所定温度より高いとき前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いと判断することを特徴とする請求項５に記載の変速機搭載車両。
7. 前記変速機制御手段は、前記エバポレータの温度が所定温度より高く、かつ前記アクセルペダル操作量がゼロより大きいとき、前記エバポレータの温度から前記所定温度を減算した値が大きいほど前記変速機の変速比を現在の変速比に対してより大きくロー側にシフトすることを特徴とする請求項６に記載の変速機搭載車両。
8. 前記変速機制御手段は、前記エバポレータの温度が所定温度より高く、かつ前記アクセルペダル操作量がゼロより大きいときであって、前記エバポレータの温度から前記所定温度を減算した温度差が所定温度差より大きいとき、前記所定温度差が大きいほど前記変速機の変速比を現在の変速比に対してより大きくロー側にシフトすることを特徴とする請求項６に記載の変速機搭載車両。
9. エンジンと変速機との間に介装され、流体を介して前記エンジンの駆動力を前記変速機に伝達するトルクコンバータと、
   前記トルクコンバータの入力側と出力側とを直結することができるロックアップクラッチと、
   を備える車両の制御方法であって、
   車速及び運転者によるアクセルペダル操作量に基づいて前記ロックアップクラッチの締結を制御することと、
   前記エンジンの駆動力によって駆動されるコンプレッサによって冷媒を循環させることで車両の室内に送風する空気の温度を低下させることと、
   前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いことを判断することと、
   前記冷房手段の冷房能力が要求される冷房能力より低いと判断されたとき、前記ロックアップクラッチの締結を禁止することと、
   を含むことを特徴とする車両の制御方法。

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