JP4784185B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと自動変速機とを連結するロックアップクラッチ付きトルクコンバータを有する車両の制御に関する。

従来より、アクセル開度が全閉のコースト走行時に、エンジンへの燃料の供給を一時中断する燃料カットを行い、燃費向上を図る技術が知られている。この類の技術では、燃料カット時間の延長といった観点から、燃料カットを行っている場合に、エンジンの回転数が燃料カット復帰回転数に到達する前に、ダウンシフトを行う手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−９５１０号公報

ところで、ダウンシフトを行うと、自動変速機の変速比が変わり、入出力間の回転速度関係が変化する。具体的には、自動変速機の出力側のイナーシャが、その入力側のイナーシャよりも大きいため、イナーシャの小さいエンジン側の回転速度が上昇させられ、新しい回転速度関係に入ることとなる。ダウンシフトが開始すると、エンジン側の回転速度を上昇させるために、車両の速度エネルギーの一部がエンジン回転速度を上昇させるエネルギーへと変換される。これにより、自動変速機の出力軸のトルクは一時的に落ち込むこととなる。そして、ダウンシフトが終了すると、自動変速機の出力軸のトルクは、低速段に応じたトルクまで上昇する。そのため、ドライバーには、トルク低下によるエンジンブレーキの増加により、変速ショックが大きくなるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダウンシフトに伴う変速ショックの緩和を図ることである。

かかる課題を解決するために、本発明は、トルクコンバータと、補機と、締結手段と、制御手段とを有する車両制御装置を提供する。この車両制御装置において、トルクコンバータには、エンジンと自動変速機とを連結するロックアップクラッチが付いている。補機は、エンジン回転によって駆動される。締結手段は、車両の減速時に、ロックアップクラッチの締結を行い、制御手段は、車両の減速時にロックアップクラッチの締結を条件として、補機の負荷を制御する。この場合、制御手段は、自動変速機のダウンシフトの開始タイミングのときに補機の負荷が最大となるように、補機の負荷を大きくする。

本発明によれば、車両の減速時には、エンジン回転によって補機が駆動されるようになり、自動変速機がシフトダウンする以前に、自動変速機の出力側のトルクが低下することとなる。そのため、ダウンシフトの際に、自動変速機の出力側のトルクが落ち込む場合でも、その低下の傾向が滑らかになる。これにより、シフトダウン時に、急激な減速が行われるといった事態の発生が抑制されるので、変速ショックを緩和することができる。

以下、図面を参照し、本発明にかかる実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる車両制御装置のブロック構成図である。車両を駆動する駆動原としてのエンジン１の出力軸には、内部の差動流体を媒介してトルクの伝達を行うトルクコンバータ２と、トランスミッション３とを主体に構成される自動変速機が接続されている。トランスミッション３の出力軸は、図示しない駆動系を介して駆動輪（図示せず）に連結されている。

自動変速機には、エンジン１と自動変速機（具体的には、トランスミッション３）とを連結するロックアップ機構が備えられており、このロックアップ機構は、ロックアップクラッチ（図示せず）と、締結手段としてのロックアップソレノイド４およびロックアップコントロールバルブ５とで構成されている。ロックアップクラッチは、エンジン１の出力軸とトランスミッション３の入力軸とを締結・解除する機能を担っており、トルクコンバータ２内に設けられている。ロックアップソレノイド４は、ロックアップコントロールバルブ５を作動させるパイロット油圧を制御し、ロックアップコントロールバルブ５は、ロックアップクラッチへの差動油を切換える。ロックアップソレノイド４がオフ状態にある場合には、ロックアップクラッチが解除され、エンジン１の出力軸とトランスミッション３の入力軸とが流体継手によって接続される。一方、ロックアップソレノイド４がオン状態にある場合には、ロックアップクラッチが締結され、エンジン１の出力軸とトランスミッション３の入力軸とが直結する。

ロックアップソレノイド４のオン・オフ状態は、トランスミッション制御ユニット６（以下「ＴＣＵ」という）によって制御されており、車両の減速時には、ロックアップクラッチが締結するように、ロックアップソレノイド４のオン・オフ状態を切換えている。ＴＣＵ６は、例えば、アクセル開度が設定値以下、車速が設定値以下、かつ、エンジン回転数が設定値以上の場合に、ロックアップソレノイド４をオフ状態からオン状態に切換えるといった如くである。

なお、ＴＣＵ６は、これ以外にも、トルクコンバータ２とトランスミッション３との変速動作の制御を行う機能を担っており、ＴＣＵ６には、このような制御を行うために、ＡＴ出力軸回転数センサ７、インヒビタースイッチ８、タービン回転数センサ１９といった各種のセンサによって検出される検出信号が入力されている。ここで、ＡＴ出力軸回転数センサ７は、トランスミッション３の出力軸の回転数を検出する。インヒビタースイッチ８は、運転者によって操作されるセレクトレバーの位置を検出し、タービン回転数センサ１９は、トルクコンバータ２内のタービン（図示せず）の回転数を検出する。

また、エンジン１には、エンジン回転によって駆動される補機、具体的には、オルタネータ９が設けられている。オルタネータ９によって発電された電力は、バッテリ１０に充電されるか、ヘッドランプ等の車両の電気的負荷１１に対して供給される。オルタネータ９にて発電が行われない場合には、バッテリ１０からの放電により車両の電気的負荷１１に対して電力が供給される。

制御手段としてのエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）１２は、エンジン制御、自動変速機などに関するシステム全体の制御を行うコントロールユニットであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されるマイクロコンピュータを用いることができる。本実施形態との関係では、このＥＣＵ１２は、車両の減速時にロックアップクラッチの締結を条件として、補機の負荷、すなわち、オルタネータ９の発電電圧量の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１２は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、オルタネータ９の発電電圧量に関する演算を行い、この演算結果をＵＳＭ１３に出力する。ＵＳＭ１３は、ＥＣＵ１２によって演算された発電電圧量に基づいて、オルタネータ９の発電電圧量の制御を行う。

ＥＣＵ１２には、このような種々の制御を行うために各種センサから検出信号が入力されている。この類にセンサとしては、例えば、電流センサ１４、バッテリ温度センサ１５、車速センサ１６、アクセル開度センサ１７、水温センサ１８などが挙げられる。電流センサ１４は、オルタネータ９の発電電流を検出する。バッテリ温度センサ１５は、バッテリ１０の温度を検出する。車速センサ１６は、車両の速度（車速）を検出する。アクセル開度センサ１７は、アクセル開度を検出する。水温センサ１８は、エンジン１を冷却する冷却水の温度を検出する。

図２は、本実施形態にかかる車両制御装置の動作手順を示すフローチャートである。図３は、本実施形態にかかる車両制御装置の動作手順を説明するタイミングチャートである。

まず、ステップ１（Ｓ１）において、ＥＣＵ１２は、車速センサ１６からの検出結果に基づいて、車両が減速中であるか否かを判断する。ステップ１において否定判定された場合、すなわち、車両が減速中でない場合には、本ルーチンを抜ける。一方、図３のタイミングＡに示すように、車両の減速が開始されると、このステップ１における判定結果が否定から肯定へと切り替わり、それ以降は、ステップ２に進む。

ステップ２（Ｓ２）において、ＥＣＵ１２は、ＴＣＵ６の制御状態を参照し、Ｌ／ｕｐ中であるか否か、すなわち、ロックアップクラッチが締結されているか否かを判断する。ステップ２においてこの判断を行う理由は、非Ｌ／ｕｐ中である場合には変速ショックが殆ど生じないため、本制御を行う必要性が少ないからである。このステップ２において肯定判定された場合、すなわち、Ｌ／ｕｐ中である場合には、ステップ３に進む。一方、ステップ２において否定判定された場合、すなわち、非Ｌ／ｕｐ中である場合には、本ルーチンを抜ける。

ステップ３，４において、ＥＣＵ１２は、車両が減速していることを条件として、補機の負荷、すなわち、オルタネータ９の発電電圧量の目標値ALTVTG（Ｖ）を決定する。具体的には、まず、ステップ３（Ｓ３）において、ＥＣＵ１２は、オルタネータ９の発電電圧量の増加量DALTV（Ｖ／sec）を算出する（数式１参照）。

（数式１）
DALTV ＝ （ALTMAX−ALTV）／（VSP−DWNVSP）／G
同数式において、ALTMAXは、オルタネータ９による発電電圧量の最大値であり、ALTVは、オルタネータ９による現在の発電電圧量である。VSPは、車速であり、DWNVSPは、現在の変速段から低速段へとダウンシフト（本実施形態では、例示的に、５速から４速へのダウンシフト）を行う速度であり、Ｇは、車両の減速度である。

ステップ３に続くステップ４（Ｓ４）において、ＥＣＵ１２は、算出された発電電圧量の増加量DALTVに基づいて、下式に示す算出式を用いて、発電電圧量の目標値ALTVTGを算出する。

（数式２）
ALTVTG ＝ ALTVTG ＋ DALTV／100
ここで、通常、オルタネータ９による発電電圧量の目標値ALTVTGは、ある所定の値に設定されている。

ステップ５（Ｓ５）において、ＥＣＵ１２は、ＴＣＵ６の制御状態を参照し、ダウンシフト（本実施形態では、５速から４速へのダウンシフト）が開始されたか否かを判断する。このステップ５において肯定判定された場合、すなわち、ダウンシフトが開始された場合には、ステップ６に進む。一方、ステップ５において否定判定された場合、すなわち、変速が開始されていない場合には、上述したステップ１に戻る。そのため、ステップ５において肯定判定されるまでは、ステップ３，４の処理が繰り返り行われることとなる。そして、数式１，２から分かるように、ステップ３，４の処理が繰り返されることにより、ダウンシフトの開始タイミング（図３に示すタイミングＢ）までに、オルタネータ９の発電電圧量が最大となるように、車速VSPと、車両の減速度Gとに基づいて、オルタネータ９の発電電圧量が一定の割合で漸次大きくされることとなる。

ステップ６（Ｓ６）において、ＥＣＵ１２は、タウンシフトが開始されたことを条件として、下式に基づいて、発電電圧量の目標値ALTVTGを算出する。

（数式３）
ALTVTG ＝ ALTVTG−DALTV2／100
同数式において、DALTV2は、変速時のエンジン出力軸のトルク低下の傾きに対応したオルタネータ９の発電電圧量の減少量である。なお、オルタネータ９は、発電電圧量がある値まで小さくなると無発電状態となり、この状態を発電電圧量の最小値ALTMINとする。このステップ６では、発電電圧量の目標値ALTVTGは、この発電電圧量の最小値ALTMINを下限値とする。

ステップ７において、ＥＣＵ１２は、ＴＣＵ６の制御状態を参照し、ダウンシフトが終了したか否かを判断する。このステップ７において肯定判定された場合、すなわち、変速が終了した場合には、本ルーチンを抜ける。一方、ステップ７において否定判定された場合、すなわち、変速が終了していない場合には、上述したステップ６に戻る。そのため、ステップ７において肯定判定されるまでは、ステップ６の処理が繰り返り行われることとなる。そして、数式３から分かるように、ステップ６の処理が繰り返されることにより、ダウンシフトの終了タイミング（図３に示すタイミングＣ）までに、オルタネータ９の発電電圧量が最小となるように、オルタネータ９の発電電圧量が時系列的に小さくされることとなる。

このように本実施形態によれば、車両制御装置は、エンジン１と自動変速機とを連結するロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２と、エンジン回転によって駆動されるオルタネータ９と、車両の減速時に、ロックアップクラッチの締結を行うロックアップ機構と、車両の減速時におけるロックアップクラッチの締結を条件として、オルタネータ９の発電電圧量を制御するＥＣＵ１２とを有している。このＥＣＵ１２は、ダウンシフトの開始タイミングＢまでに、オルタネータ９の発電電圧量が最大値ALTMAXとなるように、車速VSPと、車両の減速度Ｇとに基づいて、発電電圧量を大きくする。これにより、車両の減速時には、エンジン回転が、オルタネータ９の回転駆動に伝達されるようになり、ダウンシフトが開始される以前に、トランスミッションの出力側のトルクが低下されることなる。そのため、ダウンシフトの際に、トルクが落ち込む場合であったとしても、そのトルクが事前にある程度低下されているため、その低下の傾向が滑らかになる。これにより、ダウンシフトに伴い、急激な減速が行われるといった事態の発生が抑制されるので、変速ショックを緩和するといった効果を奏する。

また、本実施形態において、ＥＣＵ１２は、数式１，２に示すように、オルタネータ９の発電電圧量の目標値ALTVTGを一定の割合で大きくしている。これにより、トルクの落ち込みが滑らかになるので、急激な減速が行われるといった事態の発生を抑制し、これにより、より効果的に変速ショックを緩和することができる。

また、本実施形態において、ＥＣＵ１２は、ダウンシフトの開始タイミングＢから、オルタネータ９の発電電圧量を漸次小さくしている。これにより、ダウンシフトの際に、トルク低下の傾きを滑らかにすることができるので、変速ショックを緩和するといった効果を奏する。

さらに、本実施系形態において、ＥＣＵ１２は、自動変速機のダウンシフトの終了タイミングＣまでに、オルタネータ９の発電電圧量が最小値ALTMINとなるように、発電電圧量を小さくしている。これにより、より大きな減速が生じるダウンシフト後において、オルタネータ９の発電電圧量が最小とされているので、変速ショックをより有効に緩和することができる。

なお、本実施形態では、オルタネータ９の発電電圧量を制御することにより、補機の負荷を制御しているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、補機としては、エアコン用のコンプレッサ９ａであってもよい。例えば、ＥＣＵ１２は、コンプレッサ９ａの稼動度合いを制御することにより、補機の負荷を制御してもよい。すなわち、本発明の車両制御装置において、ＥＣＵ１２は、自動変速機のダウンシフトの開始タイミングまでに、オルタネータ９或いはコンプレッサ９ａといった補機の負荷が最大となるように、補機の負荷を大きくすれば足りる。同様に、ＥＣＵ１２は、ダウンシフトの開始タイミングから、オルタネータ９或いはコンプレッサ９ａといった補機の負荷を漸次小さくすれば足りる。また、本発明は、オルタネータ９、エアコン用のコンプレッサ９ａなどを補機として併用する構成であってもよい。

本発明の実施形態にかかる車両制御装置のブロック構成図である。 本実施形態にかかる車両制御装置の動作手順を示すフローチャートである。 本実施形態にかかる車両制御装置の動作手順を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ トランスミッション
４ ロックアップソレノイド
５ ロックアップコントロールバルブ
６ ＴＣＵ
７ ＡＴ出力軸回転数センサ
８ インヒビタースイッチ
９ オルタネータ
９ａ コンプレッサ
１０ バッテリ
１１ 電気的負荷
１２ ＥＣＵ
１３ ＵＳＭ
１４ 電流センサ
１５ バッテリ温度センサ
１６ 車速センサ
１７ アクセル開度センサ
１８ 水温センサ
１９ タービン回転数センサ

Claims (5)

1. エンジンと自動変速機とを連結するロックアップクラッチ付きトルクコンバータと、
   エンジン回転によって駆動される補機と、
   車両の減速時に、前記ロックアップクラッチの締結を行う締結手段と、
   車両の減速時に前記ロックアップクラッチの締結を条件として、前記補機の負荷を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記自動変速機のダウンシフトの開始タイミングのときに前記補機の負荷が最大となるように、前記補機の負荷を大きくすることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記制御手段は、前記補機の負荷を一定の割合で大きくすることを特徴とする請求項１に記載された車両制御装置。
3. 前記制御手段は、前記自動変速機のダウンシフトの開始タイミングから、前記補機の負荷を漸次小さくすることを特徴とする請求項１または２に記載された車両制御装置。
4. 前記制御手段は、前記自動変速機のダウンシフトの終了タイミングまでに、前記補機の負荷を最小とすることを特徴とする請求項３に記載された車両制御装置。
5. エンジンと自動変速機とを連結するロックアップクラッチ付きトルクコンバータを備える車両の車両制御装置において、
   車両の減速時に、前記ロックアップクラッチが締結されていることを条件として、エンジン回転によって駆動される補機の負荷を漸次に大きくし、前記自動変速機のダウンシフトの開始タイミングのときに前記補機の負荷を最大にすることを特徴とする車両制御装置。
   

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