以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
<第1の実施の形態>
図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、FF(Front engine Front drive)車両である。なお、FF以外の車両であってもよい。
車両は、エンジン1000と、オートマチックトランスミッション2000と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成するプラネタリギヤユニット3000と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成する油圧回路4000と、ディファレンシャルギヤ5000と、ドライブシャフト6000と、前輪7000と、ECU(Electronic Control Unit)8000とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばECU8000のROM(Read Only Memory)に記録されたプログラムを実行することにより実現される。
エンジン1000は、インジェクタ(図示せず)から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
オートマチックトランスミッション2000は、トルクコンバータ3200を介してエンジン1000に連結される。オートマチックトランスミッション2000は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、変速比を無段階に変更するCVT(Continuously Variable Transmission)を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。
オートマチックトランスミッション2000の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ5000と噛合っている。ディファレンシャルギヤ5000にはドライブシャフト6000がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト6000を介して、左右の前輪7000に動力が伝達される。
ECU8000には、水温センサ8002と、シフトレバー8004のポジションスイッチ8006と、アクセルペダル8008のアクセル開度センサ8010と、ブレーキペダル8012の踏力センサ8014と、電子スロットルバルブ8016のスロットル開度センサ8018と、エンジン回転数センサ8020と、入力軸回転数センサ8022と、出力軸回転数センサ8024と、油温センサ8026とがハーネスなどを介して接続されている。
水温センサ8002は、エンジン1000の冷却水の温度(以下、水温と記載する)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。シフトレバー8004の位置は、ポジションスイッチ8006により検出され、検出結果を表す信号がECU8000に送信される。シフトレバー8004の位置に対応して、オートマチックトランスミッション2000のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。
アクセル開度センサ8010は、アクセルペダル8008の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。踏力センサ8014は、ブレーキペダル8012の踏力(運転者がブレーキペダル8012を踏む力)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。
スロットル開度センサ8018は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ8016の開度を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。電子スロットルバルブ8016により、エンジン1000に吸入される空気量(エンジン1000の出力)が調整される。
エンジン回転数センサ8020は、エンジン1000の出力軸(クランクシャフト)の回転数を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。入力軸回転数センサ8022は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転数NI(トルクコンバータ3200のタービン回転数NT)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。出力軸回転数センサ8024は、オートマチックトランスミッション2000の出力軸回転数NOを検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。
油温センサ8026は、オートマチックトランスミッション2000の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度(油温)を検出し、検出結果を表す信号をECU8000に送信する。
ECU8000は、水温センサ8002、ポジションスイッチ8006、アクセル開度センサ8010、踏力センサ8014、スロットル開度センサ8018、エンジン回転数センサ8020、入力軸回転数センサ8022、出力軸回転数センサ8024、油温センサ8026などから送られてきた信号、ROM(Read Only Memory)に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
本実施の形態において、ECU8000は、シフトレバー8004がD(ドライブ)ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション2000のシフトレンジにD(ドライブ)レンジが選択された場合、1速〜6速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション2000を制御する。1速〜6速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション2000は前輪7000に駆動力を伝達し得る。なおDレンジにおいて、6速ギヤ段よりも高速のギヤ段、すなわち7速ギヤ段や8速ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。
図1に示すように、ECU8000は、エンジン1000を制御するエンジンECU8100と、オートマチックトランスミッション2000を制御するECT(Electronic Controlled automatic Transmission)_ECU8200とを含む。
エンジンECU8100とECT_ECU8200とは、互いに信号を送受信可能であるように構成される。本実施の形態においては、エンジンECU8100からECT_ECU8200に、アクセル開度を表わす信号およびエンジン1000の水温を表わす信号が送信される。
図2を参照して、プラネタリギヤユニット3000について説明する。プラネタリギヤユニット3000は、クランクシャフトに連結された入力軸3100を有するトルクコンバータ3200に接続されている。プラネタリギヤユニット3000は、遊星歯車機構の第1セット3300と、遊星歯車機構の第2セット3400と、出力ギヤ3500と、ギヤケース3600に固定されたB1ブレーキ3610、B2ブレーキ3620およびB3ブレーキ3630と、C1クラッチ3640およびC2クラッチ3650と、ワンウェイクラッチF3660とを含む。
第1セット3300は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第1セット3300は、サンギヤS(UD)3310と、ピニオンギヤ3320と、リングギヤR(UD)3330と、キャリアC(UD)3340とを含む。
サンギヤS(UD)3310は、トルクコンバータ3200の出力軸3210に連結されている。ピニオンギヤ3320は、キャリアC(UD)3340に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ3320は、サンギヤS(UD)3310およびリングギヤR(UD)3330と噛合している。
リングギヤR(UD)3330は、B3ブレーキ3630によりギヤケース3600に固定される。キャリアC(UD)3340は、B1ブレーキ3610によりギヤケース3600に固定される。
第2セット3400は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第2セット3400は、サンギヤS(D)3410と、ショートピニオンギヤ3420と、キャリアC(1)3422と、ロングピニオンギヤ3430と、キャリアC(2)3432と、サンギヤS(S)3440と、リングギヤR(1)(R(2))3450とを含む。
サンギヤS(D)3410は、キャリアC(UD)3340に連結されている。ショートピニオンギヤ3420は、キャリアC(1)3422に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ3420は、サンギヤS(D)3410およびロングピニオンギヤ3430と噛合している。キャリアC(1)3422は、出力ギヤ3500に連結されている。
ロングピニオンギヤ3430は、キャリアC(2)3432に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ3430は、ショートピニオンギヤ3420、サンギヤS(S)3440およびリングギヤR(1)(R(2))3450と噛合している。キャリアC(2)3432は、出力ギヤ3500に連結されている。
サンギヤS(S)3440は、C1クラッチ3640によりトルクコンバータ3200の出力軸3210に連結される。リングギヤR(1)(R(2))3450は、B2ブレーキ3620により、ギヤケース3600に固定され、C2クラッチ3650によりトルクコンバータ3200の出力軸3210に連結される。また、リングギヤR(1)(R(2))3450は、ワンウェイクラッチF3660に連結されており、1速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。
ワンウェイクラッチF3660は、B2ブレーキ3620と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチF3660のアウターレースはギヤケース3600に固定され、インナーレースはリングギヤR(1)(R(2))3450に回転軸を介して連結される。
図3に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、1速〜6速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。
図4を参照して、油圧回路4000の要部について説明する。なお、油圧回路4000は、以下に説明するものに限られない。
油圧回路4000は、オイルポンプ4004と、プライマリレギュレータバルブ4006と、マニュアルバルブ4100と、ソレノイドモジュレータバルブ4200と、SL1リニアソレノイド(以下、SL(1)と記載する)4210と、SL2リニアソレノイド(以下、SL(2)と記載する)4220と、SL3リニアソレノイド(以下、SL(3)と記載する)4230と、SL4リニアソレノイド(以下、SL(4)と記載する)4240と、SLTリニアソレノイド(以下、SLTと記載する)4300と、B2コントロールバルブ4500とを含む。
オイルポンプ4004は、エンジン1000のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ4004が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ4004で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ4006により調圧され、ライン圧が生成される。
プライマリレギュレータバルブ4006は、SLT4300により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路4010を介してマニュアルバルブ4100に供給される。
マニュアルバルブ4100は、ドレンポート4105を含む。ドレンポート4105から、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104の油圧が排出される。マニュ
アルバルブ4100のスプールがDポジションにある場合、ライン圧油路4010とDレンジ圧油路4102とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102に油圧が供給される。このとき、Rレンジ圧油路4104とドレンポート4105とが連通させられ、Rレンジ圧油路4104のRレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
マニュアルバルブ4100のスプールがRポジションにある場合、ライン圧油路4010とRレンジ圧油路4104とが連通させられ、Rレンジ圧油路4104に油圧が供給される。このとき、Dレンジ圧油路4102とドレンポート4105とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102のDレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
マニュアルバルブ4100のスプールがNポジションにある場合、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104の両方と、ドレンポート4105とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102のDレンジ圧およびRレンジ圧油路4104のRレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
Dレンジ圧油路4102に供給された油圧は、最終的には、B1ブレーキ3610、B2ブレーキ3620、C1クラッチ3640およびC2クラッチ3650に供給される。Rレンジ圧油路4104に供給された油圧は、最終的には、B2ブレーキ3620に供給される。
ソレノイドモジュレータバルブ4200は、ライン圧を元圧とし、SLT4300に供給する油圧(ソレノイドモジュレータ圧)を一定の圧力に調圧する。
SL(1)4210は、C1クラッチ3640に供給される油圧を調圧する。SL(2)4220は、C2クラッチ3650に供給される油圧を調圧する。SL(3)4230は、B1ブレーキ3610に供給される油圧を調圧する。SL(4)4240は、B3ブレーキ3630に供給される油圧を調圧する。
SLT4300は、アクセル開度センサ8010により検出されたアクセル開度に基づいたECU8000からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、SLT油路4302を介して、プライマリレギュレータバルブ4006に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ4006のパイロット圧として利用される。
SL(1)4210、SL(2)4220、SL(3)4230、SL(4)4240、およびSLT4300は、ECU8000から送信される制御信号により制御される。
B2コントロールバルブ4500は、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104のいずれか一方からの油圧を選択的に、B2ブレーキ3620に供給する。B2コントロールバルブ4500に、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104が接続されている。B2コントロールバルブ4500は、SLソレノイドバルブ(図示せず)およびSLUソレノイドバルブ(図示せず)から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。
SLソレノイドバルブがオフで、SLUソレノイドバルブがオンの場合、B2コントロールバルブ4500は、図4において左側の状態となる。この場合、B2ブレーキ3620には、SLUソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Dレンジ圧を調圧した油圧が供給される。
SLソレノイドバルブがオンで、SLUソレノイドバルブがオフの場合、B2コントロールバルブ4500は、図4において右側の状態となる。この場合、B2ブレーキ3620には、Rレンジ圧が供給される。
図5を参照して、ブレーキペダル8012の踏力に応じた油圧を発生して車両に制動力を付与するブレーキ系9000について説明する。
ブレーキペダル8012は、マスターシリンダ9002に連結されている。ブレーキペダル8012を操作すると、踏力に応じた油圧がマスターシリンダ9002で発生する。マスターシリンダ9002でした油圧は、油圧センサ9004により検出され、検出結果を表わす信号がECU8000に送信される。
マスターシリンダ9002で発生した油圧は、各車輪に設けられたキャリパ9011〜9014に供給される。各キャリパ9011〜9014に油圧が供給されることにより、車両に制動力が付与される。
図6を参照して、ECT_ECU8200についてさらに説明する。ECT_ECU8200は、車速検出部8202と、加減速度検出部8204と、ブレーキ操作判定部8206と、ダウンシフト制御部8208と、アップシフト制御部8210とを含む。
車速検出部8202は、オートマチックトランスミッション2000の出力軸回転数NOから車速を算出(検出)する。加減速度検出部8204は、車速検出部8202により算出された車速を時間で微分することにより、車両の加速度および減速度を算出(検出)する。なお、Gセンサにより車両の加速度および減速度を検出するようにしてもよい。本実施の形態において、加速度および減速度は、正値で表わされる。
ブレーキ操作判定部8206は、踏力センサ8014により検知された踏力に基づいて、運転者によりブレーキ操作(ブレーキペダル8012に対する操作)がなされたか否かを判定する。本実施の形態においては、踏力がしきい値PB(0)以上である場合、ブレーキ操作がなされたと判定される。踏力がしきい値PB(0)より小さい場合、ブレーキ操作がなされていないと判定される。
ダウンシフト制御部8208は、アクセルオフ時において、ブレーキ操作がなされたか否かおよび加速度に基づいて、オートマチックトランスミッション2000をダウンシフトするように制御する。アップシフト制御部8210は、アクセルオフ時において、ブレーキ操作がなされたか否かおよび減速度に基づいて、オートマチックトランスミッション2000をアップシフトするように制御する。
図7〜図9を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。
図7を参照して、ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECT_ECU8200は、前回ダウンシフトを行なってから予め定められた時間以上経過したか否かを判別する。前回ダウンシフトを行なってから予め定められた時間以上経過すると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、この処理は終了する。
S102にて、ECT_ECU8200は、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上であるか否かを判別する。本実施の形態において、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上であることとは、ブレーキペダル8012の操作が運転者によりなされたことを意味する。なお、踏力の代わりに、マスターシリンダ9002で発生した油圧(マスターシリンダ圧)を用いるようにしてもよい。
ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上であると(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでないと(S102にてNO)、この処理は終了する。
S104にて、ECT_ECU8200は、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上である状態が、予め定められた時間以上経過したか否かを判別する。ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上である状態が、予め定められた時間以上経過すると(S104にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S104にてNO)、処理はS102に戻される。
S106にて、ECT_ECU8200は、車両の加速度が加速判定値以上であるか否かを判別する。車両の加速度が加速判定値以上であると(S106にてYES)、処理はS108に移される。もしそうでないと(S106にてNO)、この処理は終了する。
S108にて、ECT_ECU8200は、加速判定フラグをオンにする。S110にて、ECT_ECU8200は、加速判定フラグがオンになってから予め定められた時間以上経過した後に、加速判定フラグをオフにする。
図8を参照して、S200にて、ECT_ECU8200は、前回アップシフトを行なってから予め定められた時間以上経過したか否かを判別する。前回アップシフトを行なってから予め定められた時間以上経過すると(S200にてYES)、処理はS202に移される。もしそうでないと(S200にてNO)、この処理は終了する。
S202にて、ECT_ECU8200は、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さいか否かを判別する。本実施の形態において、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さいこととは、ブレーキペダル8012の操作が運転者によりなされていないことを意味する。なお、踏力の代わりに、マスターシリンダ9002で発生した油圧(マスターシリンダ圧)を用いるようにしてもよい。
ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さいと(S202にてYES)、処理はS204に移される。もしそうでないと(S202にてNO)、この処理は終了する。
S204にて、ECT_ECU8200は、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さい状態が、予め定められた時間以上経過したか否かを判別する。ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さい状態が、予め定められた時間以上経過すると(S204にてYES)、処理はS206に移される。もしそうでないと(S204にてNO)、処理はS202に戻される。
S206にて、ECT_ECU8200は、車両の減速度が減速判定値以上であるか否かを判別する。車両の減速度が減速判定値以上であると(S206にてYES)、処理はS208に移される。もしそうでないと(S206にてNO)、この処理は終了する。
S208にて、ECT_ECU8200は、減速判定フラグをオンにする。S210にて、ECT_ECU8200は、減速判定フラグがオンになってから予め定められた時間以上経過した後に、減速判定フラグをオフにする。
図9を参照して、S300にて、ECT_ECU8200は、車速がしきい値V(0)以上であり、油温がしきい値TO(0)以上であり、センサおよびアクチュエータが正常であり、かつ水温がしきい値TW(0)以上であるという条件を満たすか否かを判別する。車速がしきい値V(0)以上であり、油温がしきい値TO(0)以上であり、センサおよびアクチュエータが正常であり、かつ水温がしきい値TW(0)以上であるという条件を満たすと(S300にてYES)、処理はS302に移される。もしそうでないと(S300にてNO)、この処理は終了する。
S302にて、ECT_ECU8200は、加速判定フラグもしくは減速判定フラグがオンであるか否かを判別する。加速判定フラグもしくは減速判定フラグがオンであると(S302にてYES)、処理はS304に移される。加速判定フラグおよび減速判定フラグの両方がオフであると(S302にてNO)、この処理は終了する。
S304にて、ECT_ECU8200は、加速判定フラグがオンである場合にはダウンシフトを行ない、減速判定フラグがオンである場合にはアップシフトを行なう。
以上のような構造、およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200の動作について説明する。
アクセルオフでの車両の走行中において、前回ダウンシフトを行なってから予め定められた時間以上経過すると(S100にてYES)、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上であるか否かが判別される(S102)。
ここでは、運転者がブレーキペダル8012を踏み込むように操作することにより、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上であると想定する(S102にてYES)。
ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)以上である状態が、予め定められた時間以上経過しており(S104にてYES)、かつ車両の加速度が加速判定値以上であると(S106にてYES)、車両が加速しているため、運転者は車両を減速させることを所望しているといえる。この場合、加速判定フラグがオンにされる(S108)。
車速がしきい値V(0)以上であり、油温がしきい値TO(0)以上であり、センサおよびアクチュエータが正常であり、かつ水温がしきい値TW(0)以上であるという条件を満たしていれば(S300にてYES)、加速判定フラグがオンになると(S302にてYES)、ダウンシフトが行なわれる(S304)。これにより、ギヤ比を大きくして、エンジンブレーキによる車両の制動力を大きくすることができる。そのため、運転者が要求しない加速を抑制することができる。
その後、ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さくなると(S202にてYES)、車両が十分に減速したため、運転者がそれ以上の減速を要求しなくなったと考えられる。
ブレーキペダル8012の踏力がしきい値PB(0)より小さい状態が、予め定められた時間以上経過し(S204にてYES)、かつ車両の減速度が減速判定値以上であると(S206にてYES)、運転者の要求以上に車両が減速すると考えられる。そこで、この場合、減速判定フラグがオンにされる。
車速がしきい値V(0)以上であり、油温がしきい値TO(0)以上であり、センサおよびアクチュエータが正常であり、かつ水温がしきい値TW(0)以上であるという条件を満たしていれば(S300にてYES)、減速判定フラグがオンになると(S302にてYES)、アップシフトが行なわれる(S304)。これにより、ギヤ比を小さくして、エンジンブレーキによる車両の制動力を小さくすることができる。そのため、運転者が要求しない減速を抑制することができる。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECUによれば、アクセルオフ時において、車両の加速度が加速判定値以上であるときにダウンシフトが行なわれる。ダウンシフトの実行後、車両の減速度が減速判定値以上であるときにアップシフトが行なわれる。これにより、車両が実際に高くなる前の段階でダウンシフトを行なったり、車速が実際に低くなる前の段階でアップシフトを行なったりすることができる。そのため、車両の車速が目標の車速に到達した後に遅れて制動力が大きくされたり小さくされたりすることを抑制することができる。その結果、車速を目標の車速に維持する性能を向上することができる。
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、路面の勾配が予め定められた勾配以上であることを条件として、ダウンシフトを行なう点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図10に示すように、ECT_ECU8200は、勾配検出部8212をさらに含む。勾配検出部8212は、車両が走行中の路面の勾配を検出する。路面の勾配は、スロットル開度から予測される加速度と実際の加速度との差もしくは比率から、実験などにより予め作成されたマップを用いて検出(算出)される。
勾配検出部8212により検出された勾配は、ダウンシフト制御部8208に入力される。本実施の形態において、ダウンシフト制御部8208は、ブレーキ操作がなされたか否かおよび加速度に加えて、勾配に基づいて、オートマチックトランスミッション2000をダウンシフトするように制御する。
なお、Gセンサを用いて路面の勾配を検出するようにしてもよい。路面の勾配を検出する方法は、公知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰り返さない。
図11を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するS400の処理が実行される。前述の第1の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
S400にて、ECT_ECU8200は、路面の勾配が予め定められた勾配以上であるか否かを判別する。路面の勾配が予め定められた勾配以上であると(S400にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S400にてNO)、この処理は終了する。
本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200によれば、路面の勾配が大きいために特に降坂路において運転者の要求以上に車両が加速し得る可能性が高い状態でのみ、加速判定フラグをオンにしてダウンシフトを実行することができる。そのため、路面の勾配が小さいために、ダウンシフトによる制動力の増加の必要がない場合において、運転者の意図に反してダウンシフトされることを抑制することができる。その結果、運転者の意図に応じた車速を維持することができる。
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、乗員、積載物および牽引物を含む車両の総重量が予め定められた重量以上であることを条件として、ダウンシフトを行なう点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図12に示すように、ECT_ECU8200は、重量検出部8214をさらに含む。重量検出部8214は、乗員、積載物および牽引物を含む車両の総重量を検出する。重量検出部8214により検出された車両の総重量は、ダウンシフト制御部8208に入力される。
ダウンシフト制御部8208は、ブレーキ操作がなされたか否かおよび加速度に加えて、総重量に基づいて、オートマチックトランスミッション2000をダウンシフトするように制御する。
以下、乗員、積載物および牽引物を含む車両の総重量を検出する方法について説明する。車両の総重量をM、車両の駆動力をFd、車両の走行抵抗をFr、車両の加速度をaとおくと、運動方程式より、下記の式(1)が成り立つ。
Fd−Fr=M×a・・・(1)
したがって、時刻tにおける車両の駆動力をFd(t)、車両の走行抵抗をFr(t)、車両の加速度をa(t)とおき、時刻t+Δtにおける車両の駆動力をFd(t+Δt)、車両の走行抵抗をFr(t+Δt)、車両の加速度をa(t+Δt)とおくと、下記の式(2)および式(3)が成り立つ。
Fd(t)−Fr(t)=M×a(t)・・・(2)
Fd(t+Δt)−Fr(t+Δt)=M×a(t+Δt)・・・(3)
式(2)および式(3)から、下記の式(4)が得られる。
ΔFd−ΔFr=M×Δa・・・(4)
式(4)において、
ΔFd=Fd(t)−Fd(t+Δt)・・・(5)
ΔFr=Fr(t)−Fr(t+Δt)・・・(6)
Δa=a(t)−a(t+Δt)・・・(7)
である。
Δtが微少であれば、Fr(t)とFr(t+Δt)との差は無視できるほど小さい。そのため、下記の式(8)が得られる。
ΔFd=M×Δa・・・(8)
したがって、
M=ΔFd/Δa・・・(9)
が得られる。
ΔFdは、スロットル開度などの変化量からマップを用いて算出される。Δaは、検出される加速度の変化量である。式(9)に、ΔFdおよびΔaを代入することにより、車両の総重量が検出(算出)される。
図13を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するS500の処理が実行される。前述の第1の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
S500にて、ECT_ECU8200は、車両の総重量が予め定められた重量以上であるか否かを判別する。車両の総重量が予め定められた重量以上であると(S500にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S500にてNO)、この処理は終了する。
本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200によれば、車両の総重量が重いために特に降坂路において運転者の要求以上に車両が加速し得る可能性が高い状態でのみ、加速判定フラグをオンにしてダウンシフトを実行することができる。そのため、車両の総重量が軽いため、ダウンシフトによる制動力の増加の必要がない場合において、運転者の意図に反してダウンシフトされることを抑制することができる。その結果、運転者の意図に応じた車速を維持することができる。
<第4の実施の形態>
以下、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、路面の摩擦係数μが予め定められた値以上であることを条件として、ダウンシフトを行なう点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図14に示すように、ECT_ECU8200には、各車輪の回転数(回転速度)を検出する車輪速センサ8301〜8304からの信号が入力される。図15に示すように、ECT_ECU8200は、摩擦係数検出部8216をさらに含む。
摩擦係数検出部8216は、各車輪速センサ8301〜8304から送信される信号に基づいて車輪のスリップを検出し、スリップしたときの車両の駆動力Fdを車輪にかかる荷重Pで除算することにより、路面の摩擦係数μを検出(算出)する。駆動力Fdは、スロットル開度などから算出される。荷重Pには、予め定められた値が用いられる。なお、摩擦係数μを算出する方法はこれに限られず、その他、公知の技術を利用するようにしてもよい。検出された摩擦係数μは、ダウンシフト制御部8208に入力される。
ダウンシフト制御部8208は、ブレーキ操作がなされたか否かおよび加速度に加えて、摩擦係数μに基づいて、オートマチックトランスミッション2000をダウンシフトするように制御する。
なお、ECT_ECU8200とは異なるECUにより算出された摩擦係数をECT_ECU8200に入力して用いるようにしてもよい。
図16を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するS600の処理が実行される。前述の第1の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
S600にて、ECT_ECU8200は、路面の摩擦係数μが予め定められた値以上であるか否かを判別する。摩擦係数μが予め定められた値以上であると(S600にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでないと(S600にてNO)、この処理は終了する。
本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200によれば、路面の摩擦係数μが高いために、エンジンブレーキによる制動力を増大しても車両の挙動が乱れないといえる状態でのみ、加速判定フラグをオンにしてダウンシフトを実行することができる。そのため、路面の摩擦係数μが低い状態で制動力が増大することを抑制することができる。その結果、車両が不安定になることを抑制することができる。
<第5の実施の形態>
以下、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態は、車両の旋回加速度(車幅方向の加速度)が予め定められた加速度以上でないことを条件として、ダウンシフトを行なう点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図17に示すように、ECT_ECU8200には、Gセンサ8028から車両の旋回加速度を表わす信号が入力される。なお、Gセンサ8028により旋回加速度を検出する代わりに、舵角と車速などから旋回加速度を推定するようにしてもよい。図18に示すように、旋回加速度はダウンシフト制御部8208に入力される。
ダウンシフト制御部8208は、ブレーキ操作がなされたか否かおよび加速度に加えて、旋回加速度に基づいて、オートマチックトランスミッション2000をダウンシフトするように制御する。
図19を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するS700の処理が実行される。前述の第1の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
S700にて、ECT_ECU8200は、車両の旋回加速度が予め定められた加速度以上であるか否かを判別する。車両の旋回加速度が予め定められた加速度以上であると(S700にてYES)、この処理は終了する。もしそうでないと(S700にてNO)、処理はS106に移される。
本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200によれば、車両の旋回加速度が小さいために、エンジンブレーキによる制動力を増大しても車両の挙動が乱れないといえる状態でのみ、加速判定フラグをオンにしてダウンシフトを実行することができる。そのため、旋回加速度が大きい状態で制動力が増大することを抑制することができる。その結果、車両が不安定になることを抑制することができる。
<第6の実施の形態>
以下、本発明の第6の実施の形態について説明する。本実施の形態は、減速判定フラグがオンになることによりアップシフトされた場合に加速判定値および減速判定値を大きくする点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図20に示すように、ECT_ECU8200は、判定値設定部8218をさらに含む。判定値設定部8218は、減速判定フラグがオンになることによりアップシフトされた場合、加速判定値を設定するためのマップに第1マップを選択するとともに、減速判定値を設定するためのマップに第2マップを選択する。
一方、判定値設定部8218は、加速判定フラグがオンになることによりダウンシフトされた場合、加速判定値を設定するためのマップに第3マップを選択するとともに、減速判定値を設定するためのマップに第4マップを選択する。
第1マップにより定められる加速判定値は、第3マップにより定められる加速判定値よりも大きい値である。第2マップにより定められる減速判定値は、第4マップにより定められる減速判定値よりも大きい値である。
したがって、加速判定値を定めるために使用するマップを第3マップから第1マップに切り換えることにより、加速判定値が大きくなるように変更される。同様に、減速判定値を定めるために使用するマップを第4マップから第2マップに切り換えることにより、減速判定値が大きくなるように変更される。
なお、イグニッションスイッチをオンした直後の初期状態では、加速判定値を設定するためのマップに第3マップが選択されるとともに、減速判定値を設定するためのマップに第4マップが選択される。
判定値設定部8218により設定された加速判定値はダウンシフト制御部8208に入力され、減速判定値はアップシフト制御部8210に入力される。
図21を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するプログラムが実行される。
S800にて、ECT_ECU8200は、減速判定フラグがオンになることによるアップシフトもしくは加速判定フラグがオンになることによるダウンシフトが実行されたか否かを判別する。減速判定フラグがオンになることによるアップシフトもしくは加速判定フラグがオンになることによるダウンシフトが実行されると(S800にてYES)、処理はS802に移される。アップシフトおよびダウンシフトのいずれも実行されないと(S800にてNO)、処理はS800の戻される。
S802にて、ECT_ECU8200は、アップシフトが実行されたかダウンシフトが実行されたかを判別する。アップシフトが実行されると(S802にてアップシフト)、処理はS804に移される。ダウンシフトが実行されると(S804にてダウンシフト)、処理はS806に移される。
S804にて、ECT_ECU8200は、加速判定値を設定するためのマップに第1マップを選択するとともに、減速判定値を設定するためのマップに第2マップを選択する。
S806にて、ECT_ECU8200は、加速判定値を設定するためのマップに第3マップを選択するとともに、減速判定値を設定するためのマップに第4マップを選択する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200の動作について説明する。ここでは、加速判定値を設定するためのマップに第3マップが選択され、減速判定値を設定するためのマップに第4マップが選択されている状態であると想定する。
アクセルオフでの車両の走行中、減速判定フラグがオンになることによりアップシフトが実行されると(S800にてYES、S802にてアップシフト)、加速判定値を設定するためのマップに第1マップが選択されるとともに、減速判定値を設定するためのマップに第2マップが選択される(S804)。
これにより、加速判定値および減速判定値を大きくすることができる。そのため、アップシフトが行なわれた後は、加速判定フラグおよび減速判定フラグをオンにされ難くすることができる。その結果、頻繁に変速が行なわれるビジーシフトを抑制することができる。
その後、加速判定フラグがオンになることによりダウンシフトが実行されると(S800にてYES、S804にてダウンシフト)、加速判定値を設定するためのマップに第3マップが選択されるとともに、減速判定値を設定するためのマップに第4マップが選択される(S806)。すなわち、初期状態に戻される。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECUによれば、減速判定フラグがオンになることによりアップシフトが実行されると、加速判定値および減速判定値が大きくされる。これにより、アップシフトが行なわれた後は、加速判定フラグおよび減速判定フラグをオンにされ難くすることができる。その結果、頻繁に変速が行なわれるビジーシフトを抑制することができる。
<第7の実施の形態>
以下、本発明の第7の実施の形態について説明する。本実施の形態は、加速度の変化率に応じて、加速判定値を設定する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図22に示すように、ECT_ECU8200は、変化率検出部8220および判定値設定部8222をさらに含む。変化率検出部8220には、加減速度検出部8204により算出された加速度が入力される。変化率検出部8220は、加速度の変化率を検出(算出)する。加速度の変化率は、判定値設定部8222に入力される。
判定値設定部8222は、加速判定値を設定するためのマップに、加速度の変化率に応じたマップを選択する。判定値設定部8222は、加速度の変化率(加速度が増大するような変化率)が大きいほど、加速判定値が小さくなるようにマップを選択する。判定値設定部8222により設定された加速判定値はダウンシフト制御部8208に入力される。
図23を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するプログラムが実行される。
S900にて、ECT_ECU8200は、加速度の変化率を算出する。S902にて、ECT_ECU8200は、加速度の変化率が大きいほど、加速判定値が小さくなるように、加速判定値を設定するためのマップを選択する。
このようにすれば、加速度の変化率が大きく、車両が急加速する可能がある場合において、加速判定値を小さくすることができる。そのため、加速判定フラグをオンにしてダウンシフトを行ない易くすることができる。その結果、早期に制動力を増大して、車両の急加速を抑制することができる。
なお、加速度の変化率が大きいほど加速判定値を小さくすることに加えてもしくは代わりに、減速度の変化率(減速度が増大するような変化率)が大きいほど減速判定値を小さくするようにしてもよい。このようにすれば、減速度の変化率が大きく、車両が急減速する可能がある場合において、減速判定値を小さくすることができる。そのため、減速判定フラグをオンにしてアップシフトを行ない易くすることができる。その結果、早期に制動力を小さくして、車両の急減速を抑制することができる。
<第8の実施の形態>
以下、本発明の第8の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ブレーキペダル8012への操作時間に応じて、加速判定値を設定する点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図24に示すように、ECT_ECU8200は、判定値設定部8224をさらに含む。判定値設定部8224は、加速判定値を設定するためのマップに、ブレーキペダル8012への操作時間に応じたマップを選択する。判定値設定部8222は、ブレーキペダル8012への操作時間が長いほど、加速判定値が小さくなるようにマップを選択する。踏力がしきい値以上である時間がブレーキペダル8012への操作時間として計測される。なお、ブレーキペダル8012への操作時間を計測する方法は、これに限らず、その他、ストップランプスイッチがオンである時間をブレーキペダル8012への操作時間として計測するようにしてもよい。判定値設定部8224により設定された加速判定値はダウンシフト制御部8208に入力される。
図25を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するプログラムが実行される。
S1000にて、ECT_ECU8200は、ブレーキペダル8012への操作時間を計測する。S1002にて、ECT_ECU8200は、ブレーキペダル8012への操作時間が長いほど、加速判定値が小さくなるように、加速判定値を設定するためのマップを選択する。
このようにすれば、ブレーキペダル8012への操作時間が長いことから運転者が車両の減速を要求していると考えられる場合において、加速判定値を小さくすることができる。そのため、加速判定フラグをオンにしてダウンシフトを行ない易くすることができる。その結果、運転者の要求通りに制動力を増大して、車両の加速を抑制することができる。
<第9の実施の形態>
以下、本発明の第9の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ダウンシフトもしくはアップシフトの実行後に、ABS(Anti rock Brake System)、VSC(Vehicle Stability Control)など不安定な車両の挙動を安定させるための制御が作動した場合に、ギヤ段を変速前のギヤ段に戻す点で、前述の第1の実施の形態と相違する。
図26に示すように、ECU8000は、ABS_ECU8300およびVSC_ECU8400をさらに含む。ABS_ECU8300は、各車輪の回転数(回転速度)を検出する車輪速センサ8301〜8304から送信される信号に基づいて、制動時の車輪のロックを検出する。制動時の車輪のロックを検出した場合、ABS_ECU8300は、車輪のロックを抑制するように、キャリパ9011〜9014に供給する油圧を後述するブレーキアクチュエータ9020により制御する。
VSC_ECU8400は、急なハンドル操作や滑り易い路面での車両の横滑りを各種センサで検出する。車両の横滑りを検出した場合、VSC_ECU8400は、ブレーキアクチュエータ9020を制御して各車輪の制動力を制御するとともに、エンジン1000の出力を制御することで、車両の安定性を確保する。
ABS_ECU8300およびVSC_ECU8400の作動状態を表わす信号は、ECT_ECU8200に送信される。ECT_ECU8200は、ABS_ECU8300およびVSC_ECU8400から送信された信号により、ABS_ECU8300およびVSC_ECU8400が作動したか否かを検出する。なお、ABSおよびVSCの機能を統合したVDIM(Vehicle Dynamics Integrated Management)などを搭載するようにしてもよい。
以下、「ABS_ECU8300によるブレーキアクチュエータ9020の制御」を「ABSの作動」と記載する。「VSC_ECU8400によるブレーキアクチュエータ9020およびエンジン1000の出力の制御」を「VSCの作動」と記載する。
図27を参照して、ブレーキアクチュエータ9020について説明する。ブレーキアクチュエータ9020は、ソレノイドバルブと、ポンプ9022とを含む。ソレノイドバルブの開閉が制御されることにより、ポンプ9022で発生した油圧を各キャリパ9011〜9014に供給したり、各キャリパ9011〜9014から油圧を排出したりして、ブレーキ油圧、すなわち各車輪の制動力が制御される。
図28に示すように、ECT_ECU8200は、復帰制御部8226をさらに含む。復帰制御部8226は、ダウンシフト制御部8208によるダウンシフトもしくはアップシフト制御部8210によるアップシフトがなされた後において、ABSが作動したり、VSCが作動したりした場合、変速前のギヤ段に復帰するようにオートマチックトランスミッション2000を制御する。
図29を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECT_ECU8200が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、アクセルオフ時において、予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第1の実施の形態におけるプログラムにおける処理に加えて、以下に説明するS1100およびS1102の処理が実行される。前述の第1の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
S1100にて、ECT_ECU8200は、ABSおよびVSCの少なくともいずれか一方が作動したか否かを判別する。ABSおよびVSCの少なくともいずれか一方が作動すると(S1100にてYES)、処理はS1102に移される。ABSおよびVSCのどちらも作動していないと(S1100にてNO)、この処理は終了する。
S1102にて、ECT_ECU8200は、ギヤ段を変速前のギヤ段に戻す。すなわち、ダウンシフトが行なわれた後であればアップシフトを行ない、アップシフトが行なわれた後であればダウンシフトを行なう。
このようにすれば、ダウンシフトもしくはアップシフトを行なうことにより車両が不安定になった場合に、車両の安定性を確保することができる。なお、第1〜第9の実施の形態を任意の組み合わせで組み合わせてもよい。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1000 エンジン、2000 オートマチックトランスミッション、3000 プラネタリギヤユニット、4000 油圧回路、5000 ディファレンシャルギヤ、6000 ドライブシャフト、7000 前輪、8002 水温センサ、8004 シフトレバー、8006 ポジションスイッチ、8008 アクセルペダル、8010 アクセル開度センサ、8012 ブレーキペダル、8014 踏力センサ、8016 電子スロットルバルブ、8018 スロットル開度センサ、8020 エンジン回転数センサ、8022 入力軸回転数センサ、8024 出力軸回転数センサ、8026 油温センサ、8028 Gセンサ、8100 エンジンECU、8200 ECT_ECU、8202 車速検出部、8204 加減速度検出部、8206 ブレーキ操作判定部、8208 ダウンシフト制御部、8210 アップシフト制御部、8212 勾配検出部、8214 重量検出部、8216 摩擦係数検出部、8218,8222,8224 判定値設定部、8220 変化率検出部、8226 復帰制御部、8300 ABS_ECU、8301,8302,8303,8304 車輪速センサ、8400 VSC_ECU、9000 ブレーキ系、9002 マスターシリンダ、9004 油圧センサ、9011,9012,9013,9014 キャリパ、9020 ブレーキアクチュエータ。