JP2008309267A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラル制御を適切に行い燃費を向上する自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】路面勾配θに基づいて、車両の停車中に車両を静止させるために必要なブレーキ圧所定値Ｐａを算出し、シフトレバー７の位置が走行レンジにあり、車速Ｖが所定車速Ｖａ以下であり、ブレーキ圧Ｐがブレーキ圧所定値Ｐａ以上である場合に、エンジン１と無段変速機５との間に設けた前後進切替クラッチ４を解放するニュートラル制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は自動変速機の制御装置に関するものである。

従来、自動変速機が走行レンジにあり車両が停車している状態において発進用のクラッチを解放してニュートラル状態とすることで、エンジンの駆動負荷を減らし、燃費向上を行う、ニュートラル制御が知られている。

このようなニュートラル制御を行う制御装置においては、例えば特許文献１に開示されるように、車速が０ｋｍ／ｈ、スロットル開度が０％、かつフットブレーキの踏み込み量が所定値以上である、などの条件が揃うことによってニュートラル制御が開始され、車速が所定車速以上、アクセルペダルの踏み込み量が所定量以上（スロットル開度＞０％）、またはフットブレーキの踏み込み量が所定値未満である、などのいずれかの解除条件が成立することによってニュートラル制御が解除されるものとなっている。

また、一般的に、フットブレーキの踏み込み量に対する所定値は、エンジンのアイドリング時に生じるクリープ力に抗して車両を停止させる程度の値に設定される。
特開２００１−１６５２９９号公報

しかしながら、上記のフットブレーキの踏み込み量に対する所定値を、平坦路において車両を停車させることが可能な値に設定すると、平坦路であれば、クリープ力に抗して車両を静止させ、ニュートラル制御を開始して燃費を向上させることができる。しかし、下り勾配においてはクリープ力に加えて重力によって生じる下り勾配方向への力も作用しており、平坦路における運転者のフットブレーキの踏み込み量と同じ量であっても、車両は微動する。このような状態は、運転者が下り勾配を非常に低い速度で移動させている場合に生じ得るが、車両が微動しても、車速を検出する車速センサの検出誤差や検出限界により、車両が停車している（静止状態）と判定され、ニュートラル制御が開始される場合がある。運転者が非常に低い速度で下り勾配を走行させているにもかかわらず、ニュートラル制御が開始されると、クリープ力がなくなり、車両が急停車し、運転者にショックや違和感を与えるおそれがある。

一方、フットブレーキの踏み込み量に対する所定値を、下り勾配において車両を停車させることが可能な値に設定すると、平坦路においてニュートラル制御が実行され難くなり、下り勾配において運転者が感じるショックや違和感を抑制することが可能となるが、平坦路での停車中に、本来であればニュートラル制御を実行可能な踏み込み量であるにもかかわらず、ニュートラル制御が実行されずに、燃費を向上することができなくなるおそれがある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、下り勾配、および平坦路におけるニュートラル制御を運転者に違和感なく適切に実行し、燃費を向上することを目的とする。

本発明は、エンジンの回転が伝達される自動変速機を制御する自動変速機の制御装置において、自動変速機のシフトレバーの位置を検出するシフトレバー位置検出手段と、フットブレーキの踏み込み量を検出するフットブレーキ踏み込み量検出手段と、路面の勾配を検出する路面勾配検出手段と、路面の勾配に基づいて、車両の停車時に車両を静止させるために必要なフットブレーキ踏み込み所定量を算出するフットブレーキ踏み込み所定量算出手段と、シフトレバーの位置が走行レンジにあり、車両の停車時にフットブレーキ踏み込み量がフットブレーキ踏み込み所定量以上である場合に、エンジンと自動変速機との間に設けられたクラッチを解放するクラッチ解放手段と、を備える。

本発明によると、路面の勾配に基づいて車両を静止させるために必要なフットブレーキ踏み込み所定量を算出し、シフトレバーの位置が走行レンジにあり、車両の停車時にブレーキ踏み込み量がフットブレーキ踏み込み所定量以上である場合に、クラッチを解放するニュートラル制御を行うので、下り勾配または平坦路におけるニュートラル制御を適切に行うことができ、下り勾配において運転者が感じるショックや違和感を防止し、かつ燃費を向上することができる。

本発明の実施形態のパワートレインについて図１の概略図を用いて説明する。

本発明の実施形態のパワートレインは、エンジン１と、油圧ポンプ２と、トルクコンバータ３と、前後進切替クラッチ（クラッチ）４と、無段変速機（自動変速機）５と、を備える。

エンジン１は、例えばガソリンなどを燃焼させ、車両を駆動させる出力を発生させる内燃機関である。

トルクコンバータ３は、トルクコンバータ３の入出力軸間を機械的に締結させるロックアップ機構（図示せず）を備える。トルクコンバータ３はロックアップ機構を解放した状態で車両を発進可能とし、更に振動をダンピングする。また、ロックアップ機構は、車速Ｖが中高速域の時にトルクコンバータ３の入出力軸間を締結し、その締結力を調整することでエンジン１の出力を一部または完全に前後進切替クラッチ４へ伝達する。

前後進切替クラッチ４は、エンジン１側と後述する無段変速機５側との動力伝達経路を切り換える遊星歯車４１と、前進クラッチ４２と、後進ブレーキ４３と、を備える。前進クラッチ４２は、前進クラッチピストンに連接されており、車両の前進時に、前進クラッチピストン室４２ａに供給される油圧（前進クラッチ圧）によって締結する。前進クラッチ４２が締結すると、タービン軸３１と入力軸５４とが一体となって回転し、エンジン１の出力をトルクコンバータ３を介して入力軸５４に伝達する。後進ブレーキ４３は、後進ブレーキピストンに連接されており、車両の後進時に、後進ブレーキピストン室４３ａに供給される油圧（後進ブレーキ圧）によって締結する。後進ブレーキ４３が締結すると、タービン軸３１と入力軸５４とが、遊星歯車４１のギヤ比に応じた回転速度で回転し、エンジン１の出力をトルクコンバータ３を介して入力軸５４に伝達する。また、中立位置（ニュートラルやパーキング）では油圧が供給されず、前進クラッチ４２及び後進ブレーキ４３は共に解放される。

前進クラッチ４２及び後進ブレーキ４３の締結は排他的に行われ、前進時は、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ４２を締結するとともに、後進ブレーキ圧をドレンに接続して後進ブレーキ４３を解放する。一方、後進時は、前進クラッチ圧をドレンに接続して前進クラッチ４２を解放するとともに、後進ブレーキ圧を供給して後進ブレーキ４３を締結する。また、中立位置では、前進クラッチ圧及び後進ブレーキ圧をドレンに接続し、前進クラッチ４２及び後進ブレーキ４３を共に解放する。なお、この実施形態では、前進クラッチ４２が締結している場合には、前後進切替クラッチ４への入力回転速度と前後進切替クラッチ４からの出力回転速度とは同じ速度である、つまり前後進切替クラッチ４による回転速度の変速はない。また、後進ブレーキ４３が締結している場合には、前後進切替クラッチ４への入力回転速度と前後進切替クラッチ４からの出力回転速度とは、遊星歯車４１のギヤ比に応じて変更される。

無段変速機５は、プライマリプーリ５１と、セカンダリプーリ５２と、Ｖベルト５３とを備え、車両の運転状態に応じて、プライマリプーリ５１とＶベルト５３と、セカンダリプーリ５２とＶベルト５３と、における接触半径をそれぞれ変更することで、変速を行う。なお、この実施形態では無段変速機５を使用したものについて説明を行ったが、無段変速機の代わりに有段変速機を使用しても良い。

油圧ポンプ２は、エンジン１で駆動されてオイルを圧送する。油圧ポンプ２で圧送されたオイルの一部は、調圧された後にプライマリプーリ５１、セカンダリプーリ５２に供給され、プライマリプーリ５１、セカンダリプーリ５２を作動させて変速する。また、油圧ポンプ２で圧送されたオイルの一部は、クラッチ圧調整装置１４を介して前進クラッチピストン室４２ａ、後進ブレーキピストン室４３ａに送られ、前進クラッチ４２または後進ブレーキ４３の締結状態を制御する。

コントロールユニット６０は、エンジン回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段）１１によって検出されるエンジン回転速度Ｎｅの信号、シフトレバー７の位置を検出するインヒビタスイッチ（シフトレバー位置検出手段）７０からのレンジ信号、車速センサ８０からの車速信号、アイドルスイッチ８１からのアイドルスイッチ信号、ブレーキ圧センサ（フットブレーキ踏み込み量検出手段）８２からのブレーキ圧Ｐ（フットブレーキ踏み込み量）の信号、路面勾配センサ（路面勾配検出手段）８３からの路面勾配θの信号が入力され、クラッチ圧調整装置１４へ油圧指令信号を出力して、前後進切替クラッチ４の前進クラッチ圧、後退ブレーキ圧を制御する。なお、コントロールユニット６０は、無段変速機５を変速させるための油圧信号なども出力し、無段変速機５を制御する。

次にニュートラル制御を実行するかどうかを判定する判定方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１００では、エンジン回転速度センサ１１によってエンジン回転速度Ｎｅを検出し、インヒビタスイッチ７０によって現在のシフトレバー７の位置を検出し、車速センサ８０によって車速Ｖを検出し、ブレーキ圧センサ８２によってブレーキ圧Ｐを検出し、路面勾配センサ８３によって路面勾配θを検出する。この実施形態では、路面勾配センサ８３としてはＧセンサを用いる。

ステップＳ１０１では、路面勾配センサ８３によって検出した路面勾配θに基づいて、図３に示すマップからフットブレーキのブレーキ圧所定値Ｐａを算出する。図３は、路面勾配θとブレーキ圧所定値Ｐａとの関係を示すマップであり、路面の下り勾配が大きくなる（図３中マイナス方向）と、ブレーキ圧所定値Ｐａは大きくなる。ブレーキ圧所定値Ｐａは、車両が停車している場合に、クリープ力と重力によって路面の下り勾配の方向にかかる力に対して、フットブレーキを踏み込んで、車両を静止させるために必要となるブレーキ力を発生させる最小ブレーキ圧である。つまり、ブレーキ圧所定値Ｐａ以上のブレーキ圧Ｐが発生している場合には、クリープ力と重力によって路面の下り勾配の方向にかかる力に対して車両は静止している。（ステップＳ１０１がフットブレーキ踏み込み所定量算出手段を構成する）。

ステップＳ１０２では、インヒビタスイッチ７０によって検出したシフトレバー７の位置が走行レンジにあるかどうか判定する。そして、シフトレバー７が走行レンジにある場合には、ステップＳ１０３へ進み、シフトレバー７の位置が走行レンジにない場合には、ステップ１０７へ進む。

ステップＳ１０３では、車速センサ８０によって検出した車速Ｖと所定車速Ｖａとを比較して、車速Ｖが所定車速Ｖａ以下である場合にはステップＳ１０４へ進み、車速Ｖが所定車速Ｖａよりも大きい場合には、ステップＳ１０７へ進む。所定車速Ｖａは、車速ゼロとすることが望ましいが、この実施形態では、所定車速Ｖａは車速センサ８０が検出することが可能な最小車速であり、車速Ｖが所定車速Ｖａ以下である場合には、車両が停車していると判定する。

ステップＳ１０４では、アイドルスイッチ８１によって車両がアイドル状態であるかどうか判定する。この実施形態ではアクセルペダル開度センサによってアクセルペダル操作量を検出し、アクセルペダル操作量がゼロの場合に、アイドルスイッチ８１がオンとなり、車両がアイドル状態であると判定する。また、アクセルペダル操作量がゼロではない場合にはアイドルスイッチ８１がオフとなり、車両はアイドル状態ではないと判定する。そして、車両がアイドル状態であると判定した場合には、ステップＳ１０５へ進み、車両がアイドル状態ではないと判定するとステップＳ１０７へ進む。

なお、スロットル開度センサを設けている場合には、アイドル状態であるかどうかをアクセルペダル開度センサからの信号によって判定する代わりに、スロットル開度センサからの信号によって判定してもよい。この場合には、スロットル開度がアイドル相当位置である場合にアイドル状態であると判定する。

ステップＳ１０５では、ブレーキ圧センサ８２によって検出したブレーキ圧Ｐと、ステップＳ１０１によって算出したブレーキ圧所定値Ｐａと、を比較する。そして、ブレーキ圧Ｐがブレーキ所定値Ｐａ以上である場合には、現在生じているクリープ力と重力による路面の下り勾配方向へかかる力に対して、フットブレーキの踏み込みによって発生しているブレーキ力が大きく、運転者が車両を停車させる意図があると判定し、ステップＳ１０６へ進み、ブレーキ圧Ｐがブレーキ圧所定値Ｐａよりも小さい場合には、運転者によるフットブレーキの踏み込み量が小さく、運転者がクリープ力によって車両を移動させる意図があると判定し、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５において、シフトレバー７の位置が走行レンジであり、車速Ｖが所定車速Ｖａ以下であり、車両がアイドル状態であり、ブレーキ圧Ｐがブレーキ所定値Ｐａ以上である場合には、ニュートラル制御を実行すると判定し、ステップＳ１０６へ進む。一方、上記いずれかの条件を満たさない場合には、ニュートラル制御を実行しない、またはニュートラル制御を中止すると判定し、ステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０６では、前後進切替クラッチ４において、前進クラッチピストン室４２ａの油圧および、後進ブレーキピストン室４３ａの油圧を排出し、前進クラッチ４２および後進ブレーキ４３を共に解放し、エンジン１から無段変速機５への出力伝達を中止するニュートラル制御を行う。ニュートラル制御を行うことで、エンジン１の駆動負荷を小さくすることができ燃費を向上させることができる（ステップＳ１０６がクラッチ解放手段を構成する）。

この実施形態では、路面勾配θに基づいて停車中に車両を静止させるために必要となるブレーキ圧所定値Ｐａを算出し、算出したブレーキ圧所定値Ｐａと、実際のブレーキ圧Ｐと、を比較して、ブレーキ圧Ｐがブレーキ圧所定値Ｐａ以上である場合に、ニュートラル制御を行う。つまり、路面勾配θに応じて、ニュートラル制御を実行するかどうかの判定を正確に行い、ニュートラル制御を適切に実行するので、運転者に与えるショックや違和感を抑制し、燃費を向上することができる。

一方、ステップＳ１０７では、前回までの制御によってニュートラル制御を行っている場合には、ニュートラル制御を中止して前進クラッチまたは後進ブレーキを接続する。また、ニュートラル制御を行っていない場合には、ニュートラル制御を行わず、現在の状況を維持する。

なお、この実施形態では、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５においてニュートラル制御を実行可能であると判定すると、ステップＳ１０６においてニュートラル制御を開始したが、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５においてニュートラル制御を実行可能であると判定された状態が所定時間経過した後に、ニュートラル制御を開始しても良い。これによってニュートラル制御を行うかどうかをより正確に判定することができる。

また、この実施形態では、フットブレーキの踏み込み量をブレーキ圧センサ８２によって検出したブレーキ圧Ｐと、ブレーキ圧所定値Ｐａと、を比較することによって判定したが、ブレーキペダルストロークセンサによって検出するブレーキペダルの操作量や、ブレーキペダルの踏み込み力を検出する感圧センサに検出するブレーキペダルの踏み込み力に基づいて、判定を行ってもよい。

本発明の実施形態の効果について説明する。

路面が下り勾配である場合には、クリープ力に加えて、重力によって路面下り勾配方向に力が作用する。この実施形態では、路面勾配センサ８３によって路面勾配θを検出し、路面勾配θに基づいて、クリープ力と重力によって路面の下り勾配方向に作用する力に対して停車時に車両を静止させるブレーキ圧所定値Ｐａを算出する。そして、ブレーキ圧Ｐがブレーキ圧所定値Ｐａよりも大きい場合にニュートラル制御を行うので、路面勾配θに応じて、適切にニュートラル制御を実行することができ、例えば車両が微速で下り勾配を走行している場合に、ニュートラル制御が実行されることによって生じるショックや違和感を運転者に感じさせることを抑制することができる。また、平坦路においても適切にニュートラル制御を実行することができるので、燃費を向上させることができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態の概略構成図である。 本発明の実施形態のニュートラル制御を行うためのフローチャートである。 エンジン回転速度とブレーキ圧所定値との関係を示すマップである。

符号の説明

１ エンジン
４ 前後進切替クラッチ
５ 無段変速機（自動変速機）
７ シフトレバー
１１ エンジン回転速度センサ
４２ 前進クラッチ
４３ 後進ブレーキ
６０ コントロールユニット
７０ インヒビタスイッチ（シフトレバー位置検出手段）
８０ 車速センサ
８１ アイドルスイッチ
８２ ブレーキ圧センサ（フットブレーキ踏み込み量検出手段）
８３ 路面勾配センサ（路面勾配検出手段）

Claims (2)

1. エンジンの回転が伝達される自動変速機を制御する自動変速機の制御装置において、
   前記自動変速機のシフトレバーの位置を検出するシフトレバー位置検出手段と、
   フットブレーキの踏み込み量を検出するブレーキ踏み込み量検出手段と、
   路面の勾配を検出する路面勾配検出手段と、
   前記路面の勾配に基づいて、車両の停車時に前記車両を静止させるために必要なフットブレーキ踏み込み所定量を算出するフットブレーキ踏み込み所定量算出手段と、
   前記シフトレバーの位置が走行レンジにあり、前記車両の停車時に前記フットブレーキ踏み込み量が前記フットブレーキ踏み込み所定量以上である場合に、前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられたクラッチを解放するクラッチ解放手段と、を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記フットブレーキ踏み込み量所定値は、前記路面の下り勾配が大きくなるに従い大きくなることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。

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