JP2006316924A - 自動変速機搭載車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速時にフューエルカットを行い、その後フューエルカットリカバーが行われても、減速力の低下を防ぎ、また自動変速機の低変速段への変速動作を可能とする、自動変速機搭載車両の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明による自動変速機搭載車両の制御装置は、トルクコンバータがロックアップ状態で、しかも動力源のフューエルカットを行ってエンジンブレーキを利用する減速時に、車両が所定の車速まで減速したとき、前進クラッチを解放することとしている。そのため、トルクコンバータのロックアップを解除せず、前進クラッチを開放することとしていることにより、フューエルカットリカバーが行われてもエンジントルクが車輪に伝達されることがなく、制動力が弱まらず、制動距離を短くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロックアップ式トルクコンバータおよび前後進切換機構を具える自動変速機搭載車両における、減速時に動力源への燃料供給を遮断するフューエルカット制御を行う制御装置に関するものである。

かかる自動変速機搭載車両の制御装置として、例えば特許文献1に記載されているものがある。

こうしたロックアップ式トルクコンバータを具える自動変速機を搭載した車両においては、トルクコンバータがロックアップクラッチの締結によりエンジンからの出力をそのまま自動変速機へ入力させるロックアップ状態にあり、かつ、車両が減速しているときには、動力源（エンジン）への燃料供給を遮断するフューエルカットを行って燃料消費量を最小にするようにしている。

かかる車両においては、フューエルカット状態でエンジンブレーキを利用して減速した場合、車速が所定の値にまで低下すると、フューエルカットによるエンジンブレーキ力が強くなりすぎるため、ロックアップクラッチを解放することによりトルクコンバータのロックアップ状態を解除することとしている。その後、フューエルカットによりエンジン回転数が急激に低下することとなるため、所定のエンジン回転数まで低下すると、エンジンへの燃料供給を再開するフューエルカットリカバーを行って、エンジン回転数をアイドリング状態の回転数に保持する。

しかしながら、上記の制御を行った場合、以下のような問題が生じる。すなわち、減速時にフューエルカットを行うと、運転者によるブレーキ操作によって生じるブレーキ力と、フューエルカットによって生じるエンジンブレーキ力との合力が、減速力として働いて車両を停止させようとするが、このときフューエルカットリカバーが行われると、トルクコンバータと自動変速機によって増幅されたエンジントルクが車輪に伝達し、これが駆動力として作用するため減速力が弱まり、停車しようとする運転者の意図に反することとなる。

特に急減速時には、エンスト防止のために通常の減速時よりも早くトルクコンバータのロックアップ状態が解除されるため、運転者の車両を停止させたいという意志が強いにもかかわらず、前述したエンジントルクが駆動力として作用する傾向がより強まる。

さらに、自動変速機がＶベルト式の無段変速機の場合、フューエルカットリカバー後にエンジン回転数がアイドリング状態の低い回転数となることから、急減速の場合には短時間で変速機のプーリを低変速比（低変速段）の状態にするだけの油圧が得られず、高変速比（高変速段）の状態のままで停車してしまうことがある。
特開平11-51173号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、減速時にフューエルカットを行い、その後フューエルカットリカバーが行われても、減速力の低下を防ぎ、また自動変速機の低変速段への変速動作を可能とする、自動変速機搭載車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

この目的のため、第一発明による自動変速機搭載車両の制御装置は、
動力源からの動力回転を入力し、該動力回転を所定の変速比で変速して駆動輪へ出力する、油圧により変速動作を行う自動変速機と、
前記動力源と前記変速機構の入力側との間に配置された、前進クラッチおよび後退ブレーキを有する前後進切換機構と、
前記動力源と前記前後進切換機構の入力側との間に配置されたロックアップ式トルクコンバータとを具え、
前記ロックアップ式トルクコンバータがロックアップ状態にあり、かつ、減速時には前記動力源への燃料供給を遮断するフューエルカットを行う、自動変速機を搭載した車両において、
減速時で、かつフューエルカットの実行中に、車両が所定の車速に到達したとき、前記前後進切換機構の前進クラッチを開放することを特徴とするものである。

第二発明による自動変速機搭載車両の制御装置は、前記第一発明において、
前記前後進切換機構の前進クラッチの解放時には、前記トルクコンバータのロックアップ状態を維持することを特徴とするものである。

第三発明による自動変速機搭載車両の制御装置は、前記第一発明において、
前記動力源への燃料供給を再開したときには、前記動力源の回転数を前記自動変速機が低速段への変速動作が可能となる油圧が得られる程度の値に制御することを特徴とするものである。

第一発明においては、トルクコンバータがロックアップ状態で、しかも動力源のフューエルカットを行ってエンジンブレーキを利用する減速時に、車両が所定の車速まで減速したとき、前進クラッチを解放することとしている。

そのため、トルクコンバータのロックアップを解除せず、前進クラッチを開放することとしていることにより、フューエルカットリカバーが行われてもエンジントルクが車輪に伝達されることがなく、制動力が弱まらず、制動距離を短くすることができる。

第二発明においては、前進クラッチを解放してもトルクコンバータのロックアップ状態を解除しないこととしている。

通常、前進クラッチを解放すると車輪からの入力トルクがなくなり、またエンジン回転数が急速に低下することによりエンストが発生し易くなる。そこで、ロックアップ状態を継続することにより、第一発明による制御を行うに際し、回転速度の低下を緩やかにしてエンストを防止することが可能である。

また第三発明においては、フューエルカットリカバーが行われたときには、エンジン回転数を自動変速機が低速段への変速動作が可能となる油圧が得られる程度の値に制御することとしている。

前述したように、特に自動変速機がＶベルト式の無段変速機の場合、急減速時には制動距離が短い分、変速機のプーリが低変速比の状態にならず、高変速比の状態のままで車両が停止してしまうところ、第三発明によれば、前進クラッチを解放後にエンジン回転数を上昇させ、変速機のプーリが低変速比の状態になるのに必要な油圧を確保し、プーリが高変速比の状態で停車してしまうことを防ぐことができる。

しかも、前進クラッチを解放していることから、エンジン回転数の上昇に伴う駆動力の増加が車輪には伝達されず、減速力が弱まるという問題は生じない。加えて、前進クラッチが解放されていることから停車後はニュートラル状態（アイドリング状態）になるため、燃料消費量を低減させることも可能である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

図1は、本発明に係る自動変速機搭載車両の制御装置を具えるベルト式無段変速機搭載車の駆動系および制御系の構成を示すシステム図である。

図示のＶベルト式無段変速機は、エンジン1からの回転をトルクコンバータ2を経て入力される入力軸3と、前後進切換機構4と、Ｖベルト式無段変速機構5と、ディファレンシャルギヤ装置6とで構成する。前後進切換え機構4は、ダブルピニオン型遊星歯車組7を具え、前進クラッチ8の締結により入力軸3の回転をそのままＶベルト伝動機構5に伝達することができ、後退ブレーキ9の締結により入力軸3の回転を逆転してＶベルト式無段変速機構5に伝達することができるものとする。またトルクコンバータ2は図示しないロックアップクラッチを具え、油圧によりロックアップクラッチの締結・解放を行うものとしている。

Ｖベルト式無段変速機構5は、前後進切換機構4からの回転を入力される駆動側のプライマリプーリ10と、従動側のセカンダリプーリ11と、これらプーリ10，11間に掛け渡したＶベルト12とで構成する。ここでプライマリプーリ10およびセカンダリプーリ11はそれぞれ、一方のフランジを他方のフランジと共に回転するが、軸線方向へ変位可能な可動フランジとし、これら可動フランジの位置を油圧により制御可能とする。

Ｖベルト式無段変速機構5は、プライマリプーリ10への回転をＶベルト12を介してセカンダリプーリ11および出力軸13に順次伝達する。そしてこの伝動中、セカンダリプーリ11の上記可動フランジに、変速機入力トルクに応じたライン圧を供給し、プライマリプーリ10の上記可動フランジに、このライン圧を元圧として変速制御弁が決定した変速制御圧を供給することで、セカンダリプーリ11へのライン圧に対するプライマリプーリ10への変速制御圧の比により両プーリ10，11の可動フランジの位置を決定して、両プーリ10，11に対するＶベルト12の巻掛け円弧径、つまり、プーリ間伝動比（変速比）を決定する。

よってＶベルト式無段変速機構5は、変速制御圧を上昇させることで変速比を最低速変速比から連続的に高速側変速比に向けて無段階に変化させる変速を行うことができ、変速制御圧を低下させることで変速比を逆に連続的に最低速変速比へ向けて無段階に変化させる変速を行うことができる。

Ｖベルト式無段変速機構5から出力軸13への回転は、平行軸歯車組14を介してディファレンシャルギヤ装置6に入力され、このディファレンシャルギヤ装置6は図示しない車両の左右駆動輪を差動下に駆動するものとする。

次に、このＶベルト式無段変速機の制御系について、図1に基づき説明する。

この制御系は、エンジン1と、トルクコンバータ2、前後進切換機構4およびＶベルト式無段変速機構5と接続したコントロールバルブ15とを電子制御するコントロールユニット20と、このコントロールユニット20と接続したセンサ類とを具える。

コントロールユニット20には、エンジン1の出力軸の回転速度Neを検出するエンジン回転センサ21、トルクコンバータのタービン側（前後進切換機構4側）の回転速度Ntを検出するタービン回転センサ22、エンジンスロットル（図示せず）の開度を検出するスロットル開度センサ23とが接続し、これら各センサからはエンジン回転数、トルクコンバータ2のタービン回転数およびスロットル開度がそれぞれ入力される。

さらに、コントロールユニット20には、セレクトレバー（図示せず）の位置を検出するセレクトレバーセンサ24、車速を検出する車速センサ25および、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込み操作によってON/OFF状態が切り変わるブレーキスイッチ26が接続している。これらセンサからは、変速レンジ信号、車速およびブレーキスイッチ信号がそれぞれ入力される。

コントロールユニット20は、上述した各センサから入力した信号に基づいてエンジン制御信号を出力し、エンジン制御を行う。ここで、コントロールユニット20は、前述したような、トルクコンバータ2がロックアップ状態にあり、かつ、車両が減速しているときにエンジン1への燃料供給を遮断するフューエルカットを行うこととする。

またコントロールユニット20は、コントロールバルブ15に対して、トルクコンバータ2のロックアップ制御を行うためのロックアップ信号、前後進切換機構4の発進摩擦要素である前進クラッチ8および後退ブレーキを制御するための発進摩擦要素制御信号および、Ｖベルト式無段変速機構5を制御する変速制御信号をそれぞれ出力する。

ロックアップ信号は、コントロールバルブ15に設けたロックアップソレノイド27に対して出力され、ロックアップソレノイド27をONにすることによりトルクコンバータ2の図示しないロックアップクラッチを締結する。それによって、エンジン1とＶベルト式無段変速機構5とが直結するロックアップ状態となる。一方、ロックアップソレノイド27をOFFにするとロックアップクラッチが解放され、ロックアップ状態が解除されることとなる。

また、発進摩擦要素制御信号は、コントロールバルブ15に設けたクラッチソレノイド28に対して出力される。クラッチソレノイド28はコントロールバルブ15内の前後進切換弁29を動作させるものであり、車両の前進時、すなわちセレクトレバーセンサ24からの変速レンジ信号が走行レンジ（Ｐ，Ｎ，Ｒ以外）の時には、前後進切換弁29を前進側へ切り換え、前後進切換機構4の前進クラッチ8へ油圧を供給して締結する。一方、変速レンジが後退レンジ（Ｒ）の時には、前後進切換弁29を後退側へ切り換え、前後進切換機構4の後退ブレーキ9へ油圧を供給して締結する。さらに、車両の停止時（変速レンジがＰ，Ｎ）では、前進クラッチ8、後退ブレーキ9の両方を解放するように前後進切換弁29が制御される。

さらに、コントロールユニット20は、変速制御信号を出力してコントロールバルブ15内の図示しないソレノイドバルブ（変速制御弁）によってＶベルト式無段変速機構5のプライマリプーリ10およびセカンダリプーリ11それぞれに対して変速制御圧を供給することにより両プーリ10，11の可動フランジの位置を決定する。それによってＶベルト式無段変速機構5の変速比が決定されることとなる。

図2は、本発明に係る制御装置による、車両減速時の制御のフローチャートである。以下、このフローチャートに従って制御手順を説明する。なお、ここでは、制御を開始する時点でトルクコンバータがロックアップ状態にあり、かつ、車両が減速中であるものとする。

まずステップS101では、エンジンへの燃料供給を遮断するフューエルカットを行う。次いでステップS101で車速がロックアップ状態を解除する速度（ロックアップOFF車速）以下まで低下したか否かを判断する。ここで、車速がロックアップOFF車速以下であればステップS103へ進み、ロックアップOFF車速よりも大きければ、車速がロックアップOFF車速に低下するまでステップS102を繰り返す。

ステップS103では前進クラッチを解放し、続くステップS104ではエンジン回転数（ENGREV）がエンジンへの燃料供給を再開するフューエルカットリカバーを行う回転数（リカバー回転数）以下まで低下したか否かを判断する。このとき、エンジン回転数がリカバー回転数以下であればステップS105へ進み、リカバー回転数よりも大きければ、リカバー回転数以下に低下するまでステップS104を繰り返す。

その後ステップS105ではフューエルカットリカバーを行う。そしてステップS106では車速が0、すなわち車両が停止したか否かを判断する。ここで車速が0であればステップS107へ進み、車速が0でなければ、車速が0になるまでステップS106を繰り返す。

ステップS107ではトルクコンバータのロックアップを解除する（ロックアップOFF）。続くステップS108では車両のブレーキが動作しているか否かを判断する。ここでブレーキが動作していなければ（ブレーキOFF）、車両が発進するものとしてステップS109へ進み、ブレーキが動作していれば、ブレーキOFFになるまでステップS108を繰り返す。

そしてステップS109で前進クラッチを再び締結し、処理を終了する。

図3および図4は、それぞれ従来技術および本発明に係る制御による、車両減速から停止、そして再発進に至るまでのブレーキ、ロックアップクラッチ、前進クラッチの各動作および、エンジン回転数と車速の変化を示すタイムチャートである。以下、これら二つのタイムチャートを比較しつつ、本発明に係る制御による動作を説明する。

図3は従来技術に係る制御の場合を示すものであるが、まず、運転者がアクセルペダルから足を離すことにより車速が低下し、次いで運転者がブレーキペダルを踏むことにより、ブレーキONとなる。その後さらに車速が低下するとロックアップクラッチが解放され（ロックアップOFF）、またフューエルカットが行われることによりエンジン回転数が急激に低下する。その後フューエルカットリカバーが行われることにより、エンジン回転数はアイドル回転数まで復帰する。なお、前進クラッチは常に締結状態にある。

このとき、前述したように、減速時にフューエルカットが行われることにより、運転者によるブレーキ操作によって生じるブレーキ力と、フューエルカットによって生じるエンジンブレーキ力との合力が減速力として働いて車両を停止させようとするが、このときフューエルカットリカバーが行われると、トルクコンバータと自動変速機によって増幅されたエンジントルクが車輪に伝達し、これが駆動力として作用するため減速力が弱まり、制動距離が長くなるという問題があった。

また、Ｖベルト式の無段変速機の場合、フューエルカットリカバー後にエンジン回転数がアイドリング状態の低い回転数となることから、特に急減速の場合には短時間で変速機のプーリを低変速比（低変速段）の状態にするだけの油圧が得られず、高変速比（高変速段）の状態のままで停車してしまうという問題があった。

一方本願発明はこうした問題点を解消するものであり、その作用は図4に示すようなものとなる。

本発明に係る制御においても、運転者がアクセルペダルから足を離すことにより車速が低下し、次いで運転者がブレーキペダルを踏むことにより、ブレーキONとなる。その後さらに車速が低下するとロックアップクラッチが解放され（ロックアップOFF）、またフューエルカットが行われることによりエンジン回転数が急激に低下する。

ここで、本発明においては、車速が所定の値まで低下したときに、ロックアップクラッチではなく前進クラッチを解放することとしている（図の符号Aで示す部分）。それによって、フューエルカットリカバーが行われても、エンジンからの駆動力（エンジントルク）が車輪に伝達されず、減速力が弱まらず制動距離も短くなる（図の符号Bで示す部分）。

また、前進クラッチを解放する代わりに、ロックアップクラッチは車両が停車するまで解放しないこととしている。そのため、従来のように減速中にロックアップクラッチをOFFする場合に比べて、エンジン回転の慣性力（エンジンイナーシャ）が大きくなり、エンジン回転数の低下する程度が小さくなるため、エンストし難くなるという効果が得られる（図の符号Cで示す部分）

また、フューエルカットリカバーから停車するまでのエンジン回転数をアイドリング時の回転数（アイドル回転数）よりも大きくすることにより、Ｖベルト式無段変速機のプーリが低変速比（LOW変速）の状態になるのに必要な油圧を確保し、プーリが高変速比の状態で停車してしまうことを防いでいる（図の符号Dで示す部分）。

そして、前進クラッチをブレーキOFF、すなわち車両が再発進するまで解放状態にすることにより、停車中にエンジン回転数は自ずとアイドル回転数（ニュートラル状態）まで低下するため、アイドル時の燃料消費量を低減することもできるようになる（図の符号Eで示す部分）。

以上説明したように、本発明による自動変速機搭載車両の制御装置によれば、トルクコンバータがロックアップ状態で、しかも動力源のフューエルカットを行ってエンジンブレーキを利用する減速時に、車両が所定の車速まで減速したとき、トルクコンバータのロックアップを解除せずに前進クラッチを解放することから、フューエルカットリカバーが行われてもエンジントルクが車輪に伝達されることがなく、制動力が弱まらず、制動距離を短くすることが可能となると共に、エンストを防止することも可能である。

また、フューエルカットリカバーが行われたときには、エンジン回転数を自動変速機が低速段への変速動作が可能となる油圧が得られる程度の値に制御することから、特に自動変速機がＶベルト式の無段変速機の場合、急減速時には制動距離が短い分、変速機のプーリが低変速比の状態にならず、高変速比の状態のままで車両が停止してしまうところ、第三発明によれば、前進クラッチを解放後にエンジン回転数を上昇させ、変速機のプーリが低変速比の状態になるのに必要な油圧を確保し、プーリが高変速比の状態で停車してしまうことを防ぐことができる。

なお、上述した実施形態では変速機構がＶベルト式無段変速機構であるが、本発明による発進制御装置は、発進摩擦要素を有するものであれば、例えばトロイダル型無段変速機を搭載した車両にも適用が可能である。

本発明に係る自動変速機搭載車両の制御装置を具えるＶベルト式無段変速機搭載車の駆動系および制御系の構成を示すシステム図である。 本発明に係る制御装置による制御のフローチャートである。 従来の制御装置による制御を示すタイムチャートである。 本発明に係る制御装置による制御を示すタイムチャートである。

符号の説明

1 エンジン
2 トルクコンバータ
3 入力軸
4 前後進切換機構
5 Ｖベルト式無段変速機構
6 ディファレンシャルギヤ装置
7 遊星歯車組
8 前進クラッチ
9 後退ブレーキ
10 プライマリプーリ
11 セカンダリプーリ
12 Ｖベルト
13 出力軸
14 平行歯車組
15 コントロールバルブ
20 コントロールユニット
21 エンジン回転センサ
22 タービン回転センサ
23 スロットル開度センサ
24 セレクトレバーセンサ
25 車速センサ
26 ブレーキスイッチ
27 ロックアップソレノイド
28 クラッチソレノイド
29 前後進切換弁

Claims (3)

1. 動力源からの動力回転を入力し、該動力回転を所定の変速比で変速して駆動輪へ出力する、油圧により変速動作を行う自動変速機と、
   前記動力源と前記変速機構の入力側との間に配置された、前進クラッチおよび後退ブレーキを有する前後進切換機構と、
   前記動力源と前記前後進切換機構の入力側との間に配置されたロックアップ式トルクコンバータとを具え、
   前記ロックアップ式トルクコンバータがロックアップ状態にあり、かつ、減速時には前記動力源への燃料供給を遮断するフューエルカットを行う、自動変速機を搭載した車両において、
   減速時で、かつフューエルカットの実行中に、車両が所定の車速に到達したとき、前記前後進切換機構の前進クラッチを開放することを特徴とする、自動変速機搭載車両の制御装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記前後進切換機構の前進クラッチの解放時には、前記トルクコンバータのロックアップ状態を維持することを特徴とする、自動変速機搭載車両の制御装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記動力源への燃料供給を再開したときには、前記動力源の回転数を前記自動変速機が低速段への変速動作が可能となる油圧が得られる程度の値に制御することを特徴とする、自動変速機搭載車両の制御装置。

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