JP2014214823A - 自動変速機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両重量に応じた適切な発進段の選択を行うことにより、クラッチへの過大な負荷を防止可能な自動変速機制御装置を提供する。【解決手段】停車状態において自動変速機（６）の発進段を設定する自動変速機制御装置であって、前回走行時の走行状態に基づいて車両重量を算出する車両重量算出手段（８）と、車両重量が変動し得る状況にあるか否かを判定する車両重量変動可能性判定手段（９）と、車両重量に基づいて前記発進段を制御する制御手段（１０）とを備える。制御手段は車両重量が変動し得る状況にあると判断された場合に、発進段が通常時に比べて低くなるように制御することにより、発進時にクラッチへ過大な負荷が入力されることを防止する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機を搭載した車両が停車状態にある場合に、自動変速機の発進段を設定する自動変速機制御装置の技術分野に関する。

変速段を自動的に制御する自動変速機を搭載した車両では、基本的にクラッチへの負荷が過大とならないように変速段の選択がなされる。特に、発進時には停車状態にある車両を発進させる際にクラッチへの負荷が過大にならないように変速段の選択が行われる。発進時にクラッチに印加される負荷の大きさは車両重量に大きく影響されるため、このような発進時の変速段の選択は、車両重量を考慮して行われる。

重量物を積載運搬する車両では、積載物の重量によって車両重量が大きく変わることがある。そこで、この種の車両では、走行時における車両の挙動に基づいて車両重量を算出し、その算出結果に基づいて発進時の変速段の決定を行うものがある。車両重量の算出方法としては様々な手法が提案されているが、例えば特許文献１及び２がある。特許文献１及び２では、走行時の車両の加速度に基づいて車両重量の算出が行われている。

また特許文献３には発進時のクラッチ滑りを軽減するために、停車している走行路の勾配に基づいて車両発進を安定化する技術が開示されている。

特開２００１−３０４９４８号公報 特開２００７−７８６１９号公報 特開２００７−１２７１５５号公報

上記特許文献１及び２のような車両重量の算出方法では、走行中の加速度に基づいて車両重量の算出が行われている。このような算出方法で取得した車両重量に基づいて発進時の変速段を決定する場合、車両が停車する以前の前回走行時における車両重量を用いなければならない。そのため、停車中に積載物の積載又は積み下ろしが行われて車両重量が変化した場合であっても、前回走行時における車両重量に基づいて変速段の選択が行われてしまい、結果的にクラッチに過大な負荷が加えられてしまう場合がある。

図５は従来の手法による車両重量の算出結果に基づいた発進時の変速段の決定方法を段階的に示す模式図である。まず図５（ａ）に示すように、車両１が空車状態で走行している際に、車両に取り付けられた加速度センサ（不図示）の検出値に基づいて、空車状態での車両重量が求められる。続いて図５（ｂ）に示すように空車状態のまま停車した後、図５（ｃ）に示すように停車状態にて積載物（コンテナ）５０の積載を行う。このような停車状態では車両重量の算出ができないため、車両１の制御系は車両重量の認識値として走行中の値（すなわち、空車状態における車両重量値）を保持しており、積載物によって車両重量が増加したことを把握することができない。そのため、図５（ｄ）に示すように発進する際に、空車時の車両重量に基づいた変速段が選択されてしまい、クラッチに過大な負荷を与えてしまうおそれがある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両重量に応じた適切な発進段の選択を行うことにより、クラッチへの過大な負荷を防止可能な自動変速機制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動変速機制御装置は上述の課題を解決するために、自動変速機を搭載した車両が停車状態にある場合に、前記自動変速機の発進段を設定する自動変速機制御装置であって、前回走行時の走行状態に基づいて車両重量を算出する車両重量算出手段と、前記車両重量が変動し得る状況にあるか否かを判定する車両重量変動可能性判定手段と、前記算出した車両重量に基づいて前記発進段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記車両重量変動可能性判定手段によって前記車両重量が変動し得る状況にあると判断された場合に、前記発進段が前記算出された車両重量に基づいて決定される発進段に比べて低くなるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、車両重量変動可能性判定手段によって停車状態で車両重量が変動しうる状況にあると判断された場合に、発進段が通常時に比べて低くなるように制御する。これにより、車両重量が増加した場合であっても変速段を通常に比べて低く設定することでクラッチへの過大な負荷の入力を防止できる。尚、実際には車両重量が増加しなかった場合であっても、変速段が通常に比べて低くなることで一時的な燃費性能の低下は考えられるものの、発進時における短期間に限られるため、その影響は小さい。

尚、「車両重量が変動しうる状況」とは停車状態において積載物の増減が行われる可能性が存在する状況を広く意味する。また、車両重量変動可能性判定手段は、後述するように、車両の種類に応じて車両重量が変化し得るような積載物の積み下ろしが実施される可能性が高い条件を検出可能な手段を広く用いることができる。

本発明の一態様では、前記制御手段は、前記車両重量算出手段による算出結果を予め設定されたリセット値に設定することによって、前記発進段が前記算出された車両重量に基づいて決定される発進段を再決定する。
この態様によれば、車両重量変動可能性判定手段によって停車状態で車両重量が変動しうる状況にあると判断された場合に、車両重量算出手段による算出結果を予め設定されたリセット値に設定する。このリセット値は車両にある程度の積載物が搭載されて車両重量が増加した場合に対応する値を設定することが好ましく、更に好ましくは、最大積載重量の約８０％程度に設定するとよい。これにより、車両重量の変動がし得る状態にある場合には、車両重量が増加したものとみなして発進段を再決定することで、通常時に比べて低くなるように制御する。

本発明の他の態様では、前記車両が停車している路面の勾配を検出する勾配検出手段を更に備え、前記制御手段は、通常時には前記算出した車両重量及び前記検出した勾配に基づいて前記発進段を制御する一方で、前記車両重量変動判定手段によって前記車両重量が変動し得る状況にあると判断された場合には、前記検出された勾配に関わらず、前記発進段を通常時に比べて低くなるように制御する。
この態様によれば、車両重量変動可能性判定手段によって停車状態で車両重量が変動しうる状況にあると判断された場合には、停車している路面の勾配に関わらず、発進段を通常時に比べて低くなるように制御することで、クラッチへの過大な負荷入力をより確実に防止することができる。

例えば、前記車両重量変動可能性判定手段は、前記車両への荷役車両の連結を検出した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定するとよい。
この態様では、例えば車両がトレーラのように荷役車両を牽引する種類である場合、荷役車両の連結を検知するセンサからの出力信号に基づいて、荷役車両の連結の有無を判断し、その結果に基づいて車両重量が変化し得る状況にあるか否かを判定することができる。

また、前記車両重量変動可能性判定手段は、前記車両に搭載された荷役装置の稼働を検出した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定してもよい。
この態様では、例えば車両がゴミ収集車やクレーン車のように重量物の積載時に駆動される荷役装置の稼働状況に基づいて、車両重量が変化し得る状況にあるか否かを判定することができる。

また、前記車両重量変動可能性判定手段は、停車状態において、エンジンが稼働しており且つアクセルペダルが解放された状態、或いは、パーキングブレーキが作動しており且つ前記自動変速機がニュートラルレンジに選択されている状態が所定期間以上継続した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定してもよい。
この態様では、停車状態におけるエンジンの稼働状態、アクセルペダルの踏み混み具合、パーキングブレーキの作動状態、自動変速機によるニュートラルレンジの選択状態に基づいて、車両重量が変化し得る状況にあるか否かを判定することができる。

本発明によれば、車両重量変動可能性判定手段によって停車状態で車両重量が変動しうる状況にあると判断された場合に、発進段が通常時に比べて低くなるように制御する。これにより、車両重量が増加した場合であっても変速段を通常に比べて低く設定することでクラッチへの過大な負荷の入力を防止できる。

本実施例に係る車両全体の概略構成を示すブロック図である。 第１実施例に係る自動変速機制御を示すフローチャートである。 車両重量及び勾配と発進時の変速段との関係を規定するマップの一例である。 第２実施例に係る自動変速機制御を示すフローチャートである。 従来の手法による車両重量の算出結果に基づいた発進時の変速段の決定方法を段階的に示す模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本実施例に係る車両全体の概略構成を示すブロック図である。
車両１は、空車状態において所定の車両重量を有しており、荷役車両の連結・脱離や荷役物の積み下ろしによって全体の車両重量が変化し得る。車両１には、このように車両重量が変化する際に操作・稼働する箇所を有しており、図１の例では連結部２及び荷役装置３が備えられている。連結部２は、車両１に牽引可能な荷役車両を連結・離脱させることによって車両重量を変化せしめる部位であり、例えばトレーラ車両などに備えられている。また荷役装置３は不図示の荷台に積載物を積み下ろしすることによって車両重量を変化せしめる部位であり、例えばクレーン車両などに備えられている。
尚、車両重量が変化する際に操作・稼働する箇所は、これら連結部２や荷役装置３に限られず、車両の種類によって適宜設けられてよい。

車両１には動力源としてディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」と称する）４が搭載されており、該エンジン４の動力はクラッチ５を介して自動変速機（ＡＭＴ）６に伝達され、不図示の駆動輪に伝えられる。自動変速機６は、いわゆるオートマティックトランスミッションであり、コントロールユニットであるＥＣＵ７からの制御信号に基づいて、所定の変速段が自動的に選択されるように制御される。

ＥＣＵ７は車両１における各種制御を実施するコントロールユニットであり、各種入力信号に基づいて、エンジン４、クラッチ５、自動変速機６の動作をそれぞれ制御する。図１では特に、ＥＣＵ７の内部構成として、本実施例に係る自動変速機制御に関する部位を機能ブロックとして示しており、前回走行時の走行状態に基づいて車両重量を算出する車両重量算出部８、車両重量が変動し得る状況にあるか否かを判定する車両重量変動可能性判定部９、自動変速機の発進時における変速段を制御する制御部１０、及び、当該制御に必要なデータ等を記憶可能な記憶部１１を備えている。

車両重量算出部８は、走行中の車両１の加速度を加速度センサ１２で検出し、その検出値に基づいて車両重量を算出する。具体的な車両重量の算出方法は、例えば特許文献１及び２に開示されているような公知の手法を用いてもよく、ここでは詳述は省略する。
尚、車両重量の算出には加速度センサ１２の検出値が用いられるため、加速度がゼロである停車状態では車両重量の算出はできない。そのため、ＥＣＵ７では、加速度がゼロではない走行時に算出した車両重量（前回走行時の車両重量）を、メモリなどの記憶部１１に記憶しておき、停車状態ではこの記憶された車両重量の算出値を実際の車両重量であるとみなして制御が行われる。

車両重量変動可能性判定部９は、車両１において車両重量が変動し得る状況にあるか否かを判定する。車両重量変動可能性判定部９では、連結部２、荷役装置３、アクセルペダル１５、パーキングブレーキ１６又はシフトレバー１７などの操作状態に基づいて車両重量が変動する可能性の有無を判定する。
例えば、連結部２が操作された場合、車両１に荷役車両の連結・脱離が行われることによって、車両重量が変動する可能性がある。荷役装置３が操作された場合、不図示の荷台に積載物が積み下ろしされることによって、車両重量が変動する可能性がある。アクセルペダル１５がＯＦＦされたり、パーキングブレーキ１６がＯＮ操作されたり、シフトレバー１７がニュートラルに切り換えられた場合には、車両が所定期間停止している状態を示唆しており、荷役の積み下ろしなどの車両重量が変動する可能性があると考えられる。
このように車両重量変動可能性判定部９では、車両１の各部位の操作状態に基づいて車両重量が変動し得る状況にあるか否かが判定される。

制御部１０では、車両重量算出部８の算出結果や車両重量変動可能性判定部９の判定結果に加えて、車速センサ１３によって検出される車速や勾配センサ１４によって検出される車両１の路面勾配に基づいて、自動変速機６の発進時における変速段を決定する自動変速機制御が実施される。

（第１実施例）
図２は第１実施例に係る自動変速機制御を示すフローチャートである。
まずＥＣＵ７の制御部１０は車速センサ１３の検出値に基づいて、車両１が停車状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。車両１が停車状態にない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、制御部１０はステップＳ１０１を繰り返して待機する。この場合、車両１は走行状態であるため、車両重量算出部８は加速度センサ１２の検出値に基づいて車両重量を算出し、その結果を記憶部１１に記憶・更新する。

車両１が停車状態にある場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御部１０は記憶部１１に記憶された車両重量、及び、勾配センサ１４によって検出した路面の勾配値を取得する（ステップＳ１０２）。ここで、記憶部１１には車両重量算出部８で算出された車両重量が記憶されており、制御部１０は必要に応じて記憶部７にアクセスすることにより、直近の車両重量を取得することができる。

尚、車両１が停車状態にある場合には、加速度センサ１２からの検出値がゼロになるために車両重量算出部８で車両重量をリアルタイムで算出することができない。この場合、制御部１０は記憶部１１に記憶された前回走行時に算出した車両重量を採用して、以下の処理を進めることとなる。

続いて制御部１０はステップＳ１０２で取得した車両重量及び勾配値に基づいて、発進時の変速段を決定する（ステップＳ１０３）。車両重量及び勾配と発進時の変速段との関係は、記憶部１１に予めマップとして記憶されており、制御部１１が当該マップを算出することによって車両重量に応じた発進時の変速段が選択される。
ここで図３は車両重量及び勾配と発進時の変速段との関係を規定するマップの一例である。この例では縦軸が車両重量を示しており、横軸が勾配（登り坂の場合には正の値をとり、下り坂の場合には負の値をとる）の絶対値を示しており、破線で区切られた領域毎に異なる発進段が規定されている。発進段は、車両重量が大きくなるほど発進段が低くなり、また勾配が大きくなるほど発進段は低くなるように設定されており、図３において（a）で示す領域は発進段として１速が選択され、（ｂ）で示す領域では発進段として２速が選択され、（ｃ）で示す領域では発進段として３速が選択される。
尚、本実施例では発進時の変速段の選択は、車両重量と勾配の双方を考慮して決定しているが、車両重量のみに基づいて発進時の変速段を選択してもよい。

続いて、ＥＣＵ７の車両重量変動可能性判定部９において車両重量が変動する可能性があるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。車両重量変動可能性判定部９は、車両１に備えられた連結部２、荷役装置３、アクセルペダル１５、パーキングブレーキ１６又はシフトレバー１７等の動作状態を取得することにより、停車状態にある車両１において車両重量が変動する可能性があるか否かを判定する。

そして車両重量が変動する可能性があると判定された場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御部１０は発進時の変速段を、ステップＳ１０３で決定した発進時の変速段より低く変更する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０３では上述したように、停車状態では車両重量の算出が不能であるために、記憶部１１に記憶された前回走行時の車両重量に基づいて発進時の変速段が決定される。そのため、停車状態の間に車両重量が増加した場合、ステップＳ１０３で決定された変速段で発進すると、クラッチへの入力負荷が過大となってしまうおそれがある。そこで、ステップＳ１０５では、車両重量が変動する可能性がある場合に、ステップＳ１０３で決定した発進時の変速段を低く変更することで、クラッチへの過大な負荷入力を防止することができる。

尚、ステップＳ１０４では車両重量が変動する「可能性」が判定されるため、実際には車両重量が増加しない場合も考えられる。しかしながら、そのような場合であっても、変速段が通常に比べて低くなることで一時的に燃費性能が低下することが有り得るものの、それは発進時における極めて短期間に限られ、影響は小さい。

（第２実施例）
図４は第２実施例に係る自動変速機制御を示すフローチャートである。尚、図４に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３は、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略することとする。

上述の第１実施例ではステップＳ１０４において、車両重量変動可能性判定部９は車両重量が変動する可能性があるか否かについて判定を行っていたが、第２実施例では、連結部２や荷役装置３を備える産業車両を想定した、より具体的な判定がなされる。

ステップＳ２０４では、車両重量変動可能性判定部９において連結部２の動作状態を把握することで、車両重量が変動する可能性があるか否かが判定される。連結部２は例えばトレーラのように荷役車両を牽引するために連結動作を実施する部位である。車両１が停車状態にある際に、連結部２が動作された場合には車両１に対して荷役車両が連結又は離脱されることが示唆されており、車両重量変動可能性判定部９は車両重量が変動する可能性があると判定する。

ステップＳ２０５では、車両重量変動可能性判定部９において荷役装置３の動作状態を把握することで、車両重量が変動する可能性があるか否かが判定される。荷役装置３は例えばクレーン車のように重量物を積み下ろしする際に動作する部位である。車両１が停車状態にある際に、荷役装置３が動作された場合には車両１に対して積載物が積み下ろしされることが示唆されており、車両重量変動可能性判定部９は車両重量が変動する可能性があると判定する。

ステップＳ２０６では、車両重量変動可能性判定部９においてエンジン４の動作状態、アクセルペダル１５、パーキングブレーキ１６、シフトレバー１７の操作状態を把握することで、車両重量が変動する可能性があるか否かが判定される。例えば、車両重量変動可能性判定部９は、停車状態において、エンジン１が可動しており且つアクセルペダル１５が解放された状態、或いは、パーキングブレーキ１６が作動しており且つ自動変速機６がニュートラルレンジに選択されている状態が所定期間以上継続した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定する。

尚、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６に示す判定ステップは一例に過ぎず、車両重量が変動する可能性のある状況に基づいて判定を行う限りにおいて限定されない。すなわち、車両重量が変動する可能性が高い状況を経験的に把握しておき、その状況を判定するための手段を組み込むことによって実現すればよい。

本実施例では車両重量の変動可能性の有無を、異なる判定基準である３つのステップＳ２０４〜S２０６に基づいて判断している。これにより、複数の観点から車両重量の変動可能性を判断することができる。

ステップＳ２０４〜Ｓ２０６において車両重量が変動する可能性があると判定された場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ、ステップＳ２０５：ＹＥＳ、ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、制御部１０は記憶部１１に記憶された車両重量をリセットする（ステップＳ２０７）。このリセット値は車両１にある程度の積載物が搭載されて車両重量が増加した場合に対応する値を設定することが好ましく、更に好ましくは、最大積載重量の約８０％程度に設定するとよい。このように記憶部１１に記憶された車両重量をリセットすることにより、該リセットされた車両重量で発進時の変速段が再決定される（ステップＳ２０８）。

以上説明したように、本実施例によれば、車両重量変動可能性判定部９によって停車状態で車両重量が変動しうる状況にあると判断された場合に、発進段が通常時に比べて低くなるように制御する。これにより、車両重量が増加した場合であっても変速段を通常に比べて低く設定することでクラッチへの過大な負荷の入力を防止できる。

本発明は、自動変速機を搭載した車両が停車状態にある場合に、前記自動変速機の発進段を設定する自動変速機制御装置に利用可能である。

１ 車両
２ 連結部
３ 荷役装置
４ エンジン
５ クラッチ
６ 自動変速機
８ 車両重量算出部
９ 車両重量変動可能性判定部
１０ 制御部
１１ 記憶部
１２ 加速センサ
１３ 車速センサ
１４ 勾配センサ
１５ アクセルペダル
１６ パーキングブレーキ
１７ シフトレバー

Claims (6)

1. 自動変速機を搭載した車両が停車状態にある場合に、前記自動変速機の発進段を設定する自動変速機制御装置であって、
   前回走行時の走行状態に基づいて車両重量を算出する車両重量算出手段と、
   前記車両重量が変動し得る状況にあるか否かを判定する車両重量変動可能性判定手段と、
   前記算出した車両重量に基づいて前記発進段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記車両重量変動可能性判定手段によって前記車両重量が変動し得る状況にあると判断された場合に、前記発進段が前記算出された車両重量に基づいて決定される発進段に比べて低くなるように制御することを特徴とする自動変速機制御装置。
2. 前記制御手段は、前記車両重量算出手段による算出結果を予め設定されたリセット値に設定することによって、前記発進段が前記算出された車両重量に基づいて決定される発進段を再決定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機制御装置。
3. 前記車両が停車している路面の勾配を検出する勾配検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、通常時には前記算出した車両重量及び前記検出した勾配に基づいて前記発進段を制御する一方で、前記車両重量変動判定手段によって前記車両重量が変動し得る状況にあると判断された場合には、前記検出された勾配に関わらず、前記発進段を通常時に比べて低くなるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機制御装置。
4. 前記車両重量変動可能性判定手段は、前記車両への荷役車両の連結を検出した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動変速機制御装置。
5. 前記車両重量変動可能性判定手段は、前記車両に搭載された荷役装置の稼働を検出した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動変速機制御装置。
6. 前記車両重量変動可能性判定手段は、停車状態において、エンジンが稼働しており且つアクセルペダルが解放された状態、或いは、パーキングブレーキが作動しており且つ前記自動変速機がニュートラルレンジに選択されている状態が所定期間以上継続した場合に、前記車両重量が変動し得る状況にあると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動変速機制御装置。

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