JP2017161021A - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップクラッチが解放不能となるフェールが発生した場合に、エンジンストールの発生を防止するとともに登坂路における車両の後退を防止する。
【解決手段】コントローラ５は、ロックアップクラッチ２１が解放不能になるフェールが発生すると自動変速機３をニュートラル状態とし、その後に車速が停車車速を含む所定車速以下になるとパークロック機構３１を作動させる。

【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。

特許文献１には、ロックアップクラッチが解放不能となるフェールが発生した場合に、自動変速機の伝達クラッチを解放してニュートラル状態にする技術が開示されている。これによれば、エンジンと駆動輪との間の動力伝達が切断されるので、車両が停止したときのエンジンストールの発生を防止できる。

特開２００３−２８７１２３号公報

しかしながら、上記の技術では、登坂路を走行中にロックアップクラッチが解放不能となるフェールが発生した場合は、自動変速機がニュートラル状態になったことに運転者が気付かないと、車両が減速して停止するに留まらず、最終的に車両が後退してしまうことが考えられる。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ロックアップクラッチが解放不能となるフェールが発生した場合に、エンジンストールの発生を防止するとともに登坂路における車両の後退を防止することを目的とする。

本発明のある態様によれば、エンジンと、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の締結要素及び前記複数の締結要素よりも動力伝達経路における下流側に設けられたパークロック機構を有する自動変速機と、を備えた車両の制御装置であって、前記ロックアップクラッチが解放不能になるフェールが発生すると前記自動変速機をニュートラル状態とし、その後に車速が停車車速を含む所定車速以下になると前記パークロック機構を作動させる制御部を備える、車両の制御装置が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、エンジンと、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の締結要素及び前記複数の締結要素よりも動力伝達経路における下流側に設けられたパークロック機構を有する自動変速機と、を備えた車両の制御方法であって、前記ロックアップクラッチが解放不能になるフェールが発生すると前記自動変速機をニュートラル状態とし、その後に車速が停車車速を含む所定車速以下になると前記パークロック機構を作動させる、車両の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、ロックアップクラッチが解放不能となるフェールが発生した場合に、エンジンストールの発生を防止するとともに登坂路における車両の後退を防止できる。

本発明の実施形態に係る制御装置が適用される車両の概略構成図である。 コントローラが実行する停止制御の内容を示したフローチャートである。 停止制御が実行される様子を示したタイムチャートである。 ロックアップソレノイド弁の制御回路を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用される車両１００の概略構成を示している。

車両１００は、エンジン１と、トルクコンバータ２と、自動変速機３と、を備え、エンジン１の出力回転が、トルクコンバータ２及び自動変速機３を介して図示しない駆動輪へと伝達される構成である。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２１付きのトルクコンバータである。ロックアップクラッチ２１を締結すれば、入力軸と出力軸とが直結され、トルクコンバータ２内部の滑りに起因する伝達ロスを低減することができる。ロックアップクラッチ２１は、車速がロックアップ開始車速（例えば、１８ｋｍ／ｈ）を超えると締結され、ロックアップ解除車速（例えば、１５ｋｍ／ｈ）を下回ると解放される。

自動変速機３は、複数の前進用変速段と後進用変速段一つとを有する有段自動変速機である。変速段は、自動変速機３の内部に配置される複数の締結要素３２（クラッチ、ブレーキ）をどのような組み合わせで締結するかによって変更することができる。また、自動変速機３は、複数の締結要素３２よりも動力伝達経路における下流側に設けられたパークロック機構３１を有する。

パークロック機構３１は、シフトレンジとしてパーキングレンジが選択された場合に出力軸３３をロックする制動装置である。本実施形態のパークロック機構３１は、作動状態（パークロックオン）と非作動状態（パークロックオフ）とを電気的に制御可能なパークバイワイヤシステムである。

また、車両１００には、オイルポンプ（図示せず）から供給される作動油の圧力を調圧してロックアップクラッチ２１、及び自動変速機３の各部位に供給する油圧制御回路４と、油圧制御回路４等を制御するコントローラ５と、が設けられている。

油圧制御回路４は、コントローラ５からの制御信号に基づき、ロックアップクラッチ２１を制御するアクチュエータとしてのロックアップソレノイド弁４０を含む複数のソレノイド弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプから供給された作動油の圧力を調圧して必要な油圧を生成し、これをロックアップクラッチ２１、及び自動変速機３の各部位に供給する。

コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出インターフェース、これらを接続するバス等を含んで構成され、車両１００の各部位の状態を検出するセンサからの信号に基づきエンジン１の回転速度及びトルク、ロックアップクラッチ２１の締結状態、自動変速機３の変速段、パークロック機構３１の状態、インジケータ４７の表示内容、等を統合的に制御する。

センサには、例えば、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ４１、トルクコンバータ２の出力軸の回転速度Ｎｔを検出する回転速度センサ４２、自動変速機３の出力軸３３の回転速度Ｎｓを検出する回転速度センサ４３、アクセルペダル６の操作状態を検出するアクセル開度センサ４４、ブレーキペダル７の操作状態を検出するブレーキスイッチ４５、シフター８によってＰ（パーキング）、Ｒ（後進）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（前進）のいずれのレンジが選択されたかを検出するポジションセンサ４６等が含まれる。なお、ポジションセンサ４６に代えて、複数のスイッチの組み合わせによりレンジを判定することもできる。

本実施形態のシフター８は、シフトレンジを選択した後に運転者が手を離すと自動的に初期位置に戻るモーメンタリ式のシフトレバーである。なお、シフター８はレバー形式に限られるものではなく、例えば、スイッチ形式であってもよい。

また、コントローラ５は、上記各センサからの信号に基づいて、車両１００の各部位の異常の有無を検知し、フェールが発生した場合には、その内容に応じた制御を実行するようになっている。

以下では、ロックアップクラッチ２１が解放不能となるフェールが発生した場合にコントローラ５が実行する停止制御について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

なお、図２のステップＳ１４までは、ロックアップクラッチ２１が解放不能となるフェールが発生しているかを検知するための異常検知処理を示し、ステップＳ１５以降は、当該フェールが発生した場合にコントローラ５が実行する停止制御を示している。異常検知処理は、車速がロックアップ解除車速を下回ると実行される。

ステップＳ１１では、コントローラ５は、ロックアップソレノイド弁４０への指示圧が閾値よりも小さいかを判定する。

ロックアップクラッチ２１は、ロックアップソレノイド弁４０への指示圧が大きなってロックアップソレノイド弁４０の制御電流が増加すると締結される。反対に、ロックアップソレノイド弁４０への指示圧が小さくなってロックアップソレノイド弁４０の制御電流が減少すると解放される。

よって、ロックアップソレノイド弁４０への指示圧が閾値よりも小さいということは、コントローラ５がロックアップクラッチ２１の解放を指示していることを意味する。

コントローラ５は、ロックアップソレノイド弁４０への指示圧が閾値よりも小さいと判定すると、処理をステップＳ１２に移行する。また、ロックアップソレノイド弁４０への指示圧が閾値以上と判定すると、ステップＳ１１の処理を繰り返し行う。

ステップＳ１２では、コントローラ５は、エンジン１の回転速度Ｎｅとトルクコンバータ２の回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下かを判定する。

回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下ということは、トルクコンバータ２内部の滑りが発生していないということになる。この場合は、コントローラ５がロックアップクラッチ２１の解放を指示しているにも関わらず、ロックアップクラッチ２１が締結されている可能性がある。

コントローラ５は、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下と判定すると、処理をステップＳ１３に移行する。また、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値よりも大きいと判定すると、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返し行う。

ステップＳ１３では、コントローラ５は、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下の状態が所定時間継続したかを判定する。

車両１００の走行状態によっては、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下の状態に一時的になることが考えられる。よって、コントローラ５は、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下の状態が所定時間継続すると、ロックアップクラッチ２１が解放不能となるフェールが発生したと判定する（ステップＳ１４）。所定時間は、例えば、１ｓｅｃである。また、回転速度Ｎｅと回転速度Ｎｔとの差の絶対値が閾値以下の状態が所定時間継続しなかった場合は、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返し行う。

また、ステップＳ１４では、コントローラ５は、フェールが発生したことを運転者に知らせるべく警告を発信する。警告は、車両１００のスピーカ等を用いて警告音を発生させる、車両１００のインジケータ４７に設けられた警告灯を点灯させる等、様々である。これにより、フェールが発生したことを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる。

続いて、ステップＳ１５では、コントローラ５は、車速が第１車速以下になったかを判定する。

第１車速は、これ以上車速が低下するとエンジンストールの発生が懸念される車速であり、例えば、１０ｋｍ／ｈである。

コントローラ５は、車速が第１車速以下であると判定すると、処理をステップＳ１６に移行する。また、車速が第１車速よりも高いと判定すると、ステップＳ１５の処理を繰り返し行う。

ステップＳ１６では、コントローラ５は、自動変速機３を自動的にニュートラル状態にするニュートラル制御を行う。

具体的には、コントローラ５は、選択中のシフトレンジに関わらず、締結要素３２を解放して自動変速機３をニュートラル状態とし、エンジン１及びトルクコンバータ２と駆動輪との間の動力伝達を切断する。また、インジケータ４７に、ニュートラルレンジになっていることを示す情報としてアルファベットの「Ｎ」を表示させる。

なお、インジケータ４７に表示させる情報は、ニュートラルレンジになっていることを運転者に伝達可能であればよく、アルファベットの「Ｎ」に限定されるものではない。また、この時点でパークロック機構３１は非作動状態（パークロックオフ）である。

ニュートラル制御を行った時点では、通常、運転者はシフトレンジとしてＤレンジを選択している。ここで、シフター８が従来から一般的に用いられているリンク式シフトレバーであったとすると、自動変速機３が実際にはニュートラル状態であっても、インジケータ４７にはＤレンジであることを示す「Ｄ」が表示される。そして、運転者は、主としてシフトレバーの位置とインジケータ４７の表示とによって選択中のシフトレンジを判断するので、Ｄレンジで走行していると判断してしまう可能性が高い。

これに対して、本実施形態では、上述したように、シフター８としてモーメンタリ式のシフトレバーを用いている。よって、運転者のシフトレンジの判断基準をインジケータ４７の表示のみにでき、かつ、フェール発生後にインジケータ４７に「Ｎ」を表示させることで、ニュートラルレンジになっていることを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる。

ステップＳ１７では、コントローラ５は、車速が所定車速としての第２車速以下になったかを判定する。

第２車速は、車両１００が停止する直前の車速であり、例えば、２ｋｍ／ｈである。なお、第２車速は、停車速度（０ｋｍ／ｈ）を含む。よって、第２車速は、停車速度を含む任意の車速（低車速）以下の車速から選択することができる。

コントローラ５は、車速が第２車速以下であると判定すると、処理をステップＳ１８に移行する。また、車速が第２車速よりも高いと判定すると、ステップＳ１７の処理を繰り返し行う。

ステップＳ１８では、コントローラ５は、自動変速機３のパークロック機構３１を自動的に作動させるパーク制御を行う。

具体的には、コントローラ５は、自動変速機３をニュートラル状態としたまま自動変速機３のパークロック機構３１を作動させて出力軸３３をロックし、車両１００を停止させる（パークロックオン）。また、インジケータ４７に、パーキングレンジになっていることを示す情報としてアルファベットの「Ｐ」を表示させる。なお、インジケータ４７に表示させる情報は、パーキングレンジになっていることを運転者に伝達できればよく、アルファベットの「Ｐ」に限定されるものではない。

上述したように、本実施形態ではシフター８としてモーメンタリ式のシフトレバーを用いているので、パーク制御を実行した時点においても、ニュートラル制御を実行した時点と同様に、運転者のシフトレンジの判断基準をインジケータ４７の表示のみにでき、かつ、フェール発生後にインジケータ４７に「Ｐ」を表示させることで、パーキングレンジになっていることを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる。

このように、コントローラ５は、ロックアップクラッチ２１が解放不能になるフェールが発生した場合は、車速が第１車速以下になると、自動変速機３を自動的にニュートラル状態とするニュートラル制御を行い、その後に車速が第２車速以下になると、自動的にパークロック機構３１を作動させるパーク制御を行う。

これによれば、自動変速機３がニュートラル状態になることで、車両１００が停止したときのエンジンストールの発生を防止できる。また、車両１００が停止する際にパークロック機構３１を作動させるので、登坂路を走行中にロックアップクラッチ２１が解放不能となるフェールが発生した場合でも、車両１００が後退することを防止できる。

続いて、図３のタイムチャートを参照しながら、停止制御が実行される様子について説明する。

ロックアップクラッチ２１が解放不能となるフェールが発生した状態で車速（回転速度Ｎｓ）が低下していくと、時刻ｔ１で車速がロックアップ解除車速になった後も、ロックアップクラッチ２１が締結されたままとなる。このため、時刻ｔ１以降も、エンジン１の回転速度Ｎｅ及びトルクコンバータ２の回転速度Ｎｔが、回転速度Ｎｓの低下に比例して低下する。

時刻ｔ２で車速が第１車速になると、ニュートラル制御が実行され、自動変速機３がニュートラル状態となる。これにより、エンジン１及びトルクコンバータ２と駆動輪との間の動力伝達が切断される。よって、時刻ｔ２以降は、回転速度Ｎｅ及び回転速度Ｎｔの低下が、回転速度Ｎｓの低下に比例しなくなる。

回転速度Ｎｅ及び回転速度Ｎｔは、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて徐々に低下し、エンジン１のアイドル回転速度になる。なお、時刻ｔ２以降に示す点線は、ニュートラル制御を行わなかった場合の回転速度Ｎｅ及び回転速度Ｎｔの変化を示すものである。この場合は、時刻ｔ３を過ぎて間もなくエンジンストールが発生し、回転速度Ｎｅ及び回転速度Ｎｔが０になる。

時刻ｔ４で車速が第２車速になると、パーク制御が実行されてパークロックオンになり、車両１００が停止する。

以上述べたように、本実施形態のコントローラ５は、ロックアップクラッチ２１が解放不能になるフェールが発生すると自動変速機３をニュートラル状態とし、その後に車速が第２車速以下になるとパークロック機構３１を作動させる。

これによれば、エンジンストールの発生を防止するとともに登坂路における車両１００の後退を防止できる（請求項１、６に対応する効果）。

また、車両１００は、運転者によるシフトレンジの選択後に初期位置に戻るシフター８を備え、コントローラ５は、フェールの発生後に自動変速機３をニュートラル状態にすると、インジケータ４７に自動変速機３がニュートラルレンジになっていることを示す情報として「Ｎ」を表示させる。

これによれば、運転者のシフトレンジの判断基準をインジケータ４７の表示のみにでき、かつ、フェール発生後にインジケータ４７に「Ｎ」を表示させることで、ニュートラルレンジになっていることを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる（請求項２に対応する効果）。

また、コントローラ５は、フェールの発生後にパークロック機構３１を作動させると、インジケータ４７に自動変速機３がパーキングレンジになっていることを示す情報として「Ｐ」を表示させる、

これによれば、パーキングレンジになっていることを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる（請求項３に対応する効果）。

また。コントローラ５は、フェールの発生後に警告音を発生又は警告灯を点灯させる。

これによれば、フェールが発生したことを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる（請求項４に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、ロックアップクラッチ２１が解放不能になるフェールが発生するとコントローラ５が停止制御を実行するようになっている。ここで、ロックアップクラッチ２１が解放不能になるフェールの原因としては、天絡等のような電気的異常と、ロックアップソレノイド弁４０にパーティクルが詰まる等の機能的異常（機械的異常）と、がある。よって、フェールがロックアップソレノイド弁４０の電気的異常により発生した場合は、ロックアップソレノイド弁４０を強制的にオフにしてロックアップクラッチ２１を解放してもよい。

電気的異常が発生したロックアップソレノイド弁４０を強制的にオフにするためには、図４の制御回路に示すように、ロックアップソレノイド弁４０の上流側と下流側とにそれぞれドライバ５０、５１を設けておけばよい。

この構成では、フェールが発生した場合に、ドライバ５０、５１を開放することでロックアップソレノイド弁４０を回路から完全に切り離すことができる。よって、例えば、天絡等が発生した場合でも、ロックアップソレノイド弁４０を強制的にオフにできる。

言い換えると、電気的異常の場合はロックアップソレノイド弁４０を強制的にオフにする一方、機能的異常の場合は自動変速機３をニュートラル状態とし、その後に車速が第２車速以下になるとパークロック機構３１を作動させることができる。

これによれば、ロックアップクラッチ２１が解放不能になるフェールが発生した場合の対応の自由度が向上する（請求項５に対応する効果）。

１００ 車両
１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
５ コントローラ（制御装置、制御部）
８ シフター
２１ ロックアップクラッチ
３１ パークロック機構
３２ 締結要素
４０ ロックアップソレノイド弁（アクチュエータ）
４７ インジケータ

Claims (6)

1. エンジンと、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の締結要素及び前記複数の締結要素よりも動力伝達経路における下流側に設けられたパークロック機構を有する自動変速機と、を備えた車両の制御装置であって、
   前記ロックアップクラッチが解放不能になるフェールが発生すると前記自動変速機をニュートラル状態とし、その後に車速が停車車速を含む所定車速以下になると前記パークロック機構を作動させる制御部を備える、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置であって、
   前記車両は、運転者によるシフトレンジの選択後に初期位置に戻るシフターをさらに備え、
   前記制御部は、前記フェールの発生後に前記自動変速機をニュートラル状態にすると、前記車両のインジケータに前記自動変速機がニュートラルレンジになっていることを示す情報を表示させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記フェールの発生後に前記パークロック機構を作動させると、前記インジケータに前記自動変速機がパーキングレンジになっていることを示す情報を表示させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項２又は３に記載の車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記フェールの発生後に警告音を発生又は警告灯を点灯させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記フェールが前記ロックアップクラッチを制御するアクチュエータの電気的異常により発生した場合は、前記アクチュエータを強制的にオフにして前記ロックアップクラッチを解放する、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
6. エンジンと、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、複数の締結要素及び前記複数の締結要素よりも動力伝達経路における下流側に設けられたパークロック機構を有する自動変速機と、を備えた車両の制御方法であって、
   前記ロックアップクラッチが解放不能になるフェールが発生すると前記自動変速機をニュートラル状態とし、その後に車速が停車車速を含む所定車速以下になると前記パークロック機構を作動させる、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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