JP5974606B2

JP5974606B2 - 変速制御装置

Info

Publication number: JP5974606B2
Application number: JP2012096472A
Authority: JP
Inventors: 脩平河本; 諭広吉田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-04-20
Also published as: JP2013224689A

Description

本発明は、車両の変速制御装置に関し、特に車両の減速時の変速制御に好適なものである。

このような車両の変速制御装置としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この変速制御装置では、ＤレンジとＩ・IIレンジとで変速線、特にダウンシフト変速線の異なる変速マップを備え、急減速時と通常減速時とで異なる変速制御を行うようにしている。

特開平１１−３２５２３１号公報

ところで、周知のように車両の変速制御は、変速マップの変速線に従って行う。変速マップ中の変速線は、車両速度とスロットル開度（又はアクセル開度）に応じて設定される。例えば頻繁なシフトアップとシフトダウンとが繰り返されないように、アップシフト変速線とダウンシフト変速線とにヒステリシスを設けるなどの目的で両者を別に表すことが多い。従って、車両の減速時には変速マップ中のダウンシフト変速線に従ってシフトダウン制御が行われる。

このような変速制御にあって、車両の急減速時に、通常走行時の変速マップに従ってシフトダウン制御を行ったのでは、シフトダウンのタイミングが遅くなり、エンジン回転数が低下しすぎたり、車両速度が低下しすぎたりするおそれがある。そこで、車両の急減速時には、通常減速時（通常走行時）と変速線、特にダウンシフト変速線の異なる急減速時変速マップを選択し、その急減速時変速マップに従ってシフトダウン制御を行うことが考えられる。具体的には、通常減速時（通常走行時）変速マップに対して急減速時変速マップではダウンシフト変速線の車両速度をより高速側に設定する。このように設定することで、シフトダウン制御がより高速側で行われ、エンジン回転数が低下しすぎたり、車両速度が低下しすぎたりする問題を抑制することができる。

車両の急減速の判定には、車両の走行速度の変化、或いは車両に作用する減速度を用いることが考えられる。しかしながら、車両速度の変化や車両減速度は、車両に制動力が作用した結果であるから、場合によっては車両急減速の判定が遅れ、その結果、急減速時変速マップの選択や切替えなどが遅れ、エンジン回転数が低下しすぎたり、車両速度が低下しすぎたりする問題が発生する。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、車両急減速を正確に且つ速やかに判定し、エンジン回転数や車両速度の低下しすぎを抑制するシフトダウン制御が可能な変速制御装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するために、発明の一態様は、変速マップに予め設定された変速線に従って車両の減速時にシフトダウン制御を行う変速制御部を備えた変速制御装置において、運転者の操作によるブレーキ装置の操作量又は当該ブレーキ装置の出力量に基づいて制動系の制動力を算出する制動系制動力算出部と、駆動系の制動力を算出する駆動系制動力算出部と、前記制動系制動力算出部で算出された制動系制動力と前記駆動系制動力算出部で算出された駆動系制動力とを加算した総合制動力を算出する総合制動力算出部と、を備え、前記変速制御部は、前記変速マップとして通常走行時に使用する通常走行時変速マップ及び車両の急減速時に使用する急減速時変速マップを備え、前記総合制動力算出部で算出された総合制動力が所定の閾値以上である場合に、前記急減速時変速マップを選択し、選択された変速マップに従って前記シフトダウン制御を行うことを特徴とする変速制御装置である。

また、前記変速制御部は、変速線の異なる急減速時変速マップを複数備え前記総合制動力算出部で算出された総合制動力に基づいて前記複数の急減速時変速マップの何れかを選択し選択された変速マップに従ってシフトダウン制御を行うことを特徴とする変速制御装置である。

また、前記駆動系制動力算出部は、少なくともエンジントルク及び車両のスルーレシオ及びタイヤ動半径に基づいて駆動系制動力を算出し、前記制動系制動力算出部は、前記運転者の操作によるブレーキ装置の操作量又は当該ブレーキ装置の出力量に基づいて予め設定されたテーブル又はマップから制動系制動力を算出することを特徴とする変速制御装置である。

而して、発明の一態様によれば、変速マップに予め設定された変速線に従って車両の減速時にシフトダウン制御を行う場合に、運転者の操作によるブレーキ装置の操作量又は当該ブレーキ装置の出力量に基づいて制動系制動力を算出すると共に駆動系制動力を算出し、制動系制動力及び駆動系制動力から総合制動力を算出する。一方、変速マップとして通常走行時に使用する通常走行時変速マップ及び車両の急減速時に使用する急減速時変速マップを備え、総合制動力に基づいて通常走行時変速マップ及ぶ急減速時変速マップの何れかを選択し、選択された変速マップに従ってシフトダウン制御を行う。その結果、車両急減速を正確に且つ速やかに判定することができ、これにより車両速度やエンジン回転数の低下しすぎを抑制するシフトダウン制御が可能となる。

また、変速線の異なる急減速時変速マップを複数備え、総合制動力に基づいて複数の急減速時変速マップの何れかを選択し、選択された変速マップに従ってシフトダウン制御を行う。その結果、種々の運転状態や環境に応じた最適なシフトダウン制御が可能となる。

また、少なくともエンジントルク及び車両のスルーレシオ及びタイヤ動半径に基づいて駆動系制動力を算出し、運転者の操作によるブレーキ装置の操作量又は当該ブレーキ装置の出力量に基づいて予め設定されたテーブル又はマップから制動系制動力を算出する。その結果、車両に作用する総合制動力を正確に求めることができ、車両急減速を正確に判定することができる。

本発明の変速制御装置の第１実施形態を示すエンジン及び変速機の概略構成図である。図１の制御装置で行われる変速制御の演算処理の一例を示すフローチャートである。図２の演算処理で用いられる制御マップである。図２の演算処理で用いられる制御マップである。図２の演算処理で用いられる通常減速時（通常走行時）の変速マップである。図２の演算処理で用いられる急減速時の変速マップである。図２の演算処理の作用の説明図である。図２の演算処理の作用の説明図である。本発明の変速制御装置の第２実施形態を示す変速制御の演算処理の一例を示すフローチャートである。図９の演算処理で用いられる急急減速時の変速マップである。

次に、本発明の変速制御装置の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の変速制御装置が適用された車両のエンジン及び変速機の概略構成図である。エンジン１の駆動力は変速機２で変速され、図示しない駆動系を経て駆動輪に伝達され、車両を駆動する。変速機２は自動変速機である。エンジン１及び変速機２は、１つのコントロールモジュール（制御装置）３で制御される。コントロールモジュール３によるエンジン１の制御要素としては、例えば燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、吸入空気量などが挙げられる。また、エンジン１の制御入力としては、例えばスロットル開度（アクセル開度）、車両速度、エンジン回転数、吸入空気量、吸入空気温度、排気温度、シリンダブロック振動などが挙げられる。また、コントロールモジュール３による変速機２の制御要素としては、例えば変速段に応じた変速比を達成するための各摩擦要素への液圧及び当該液圧を得るためのソレノイドバルブへのオン・オフ信号、トルクコンバータのロックアップ信号などが挙げられる。また、変速機２の制御入力としては、例えばシフトスイッチ信号、車両速度、スロットル開度、入力軸回転数などが挙げられる。即ち、コントロールモジュール３は、エンジン制御装置と変速制御装置を兼ねるものである。なお、変速機２は、所謂１速から５速までの５段の変速段及び後退段を有する。

コントロールモジュール３は、例えばコンピュータシステムなどの演算処理及び記憶機能を有し、種々の演算処理を行ってエンジン１及び変速機２を制御する。車両は、コントロールモジュール３内での演算処理のための種々のセンサを備える。具体的には、車両速度ＶＳを検出する車両速度センサ４、エンジン回転数ＮＥを検出するためのエンジン回転数センサ５、スロットルバルブの開度、即ちスロットル開度ＴＨを検出するためのスロットル開度センサ６、ブレーキペダルのストローク、即ちブレーキペダルストロークＳＴを検出するためのブレーキストロークセンサ７などを備える。なお、ブレーキペダルストロークＳＴに代えてマスタシリンダ圧を検出してもよい。

図２は、コントロールモジュール３で行われる変速制御の演算処理の一部を示すフローチャートである。この演算処理は、例えば所定のサンプリング周期毎に行われ、まずステップＳ１で、各種データや前記センサ類からのセンサ出力を読込む。

次にステップＳ２に移行して、ブレーキストロークセンサ７で検出されたブレーキペダルストロークＳＴ（又はマスタシリンダ圧）から制動系制動力Ｆ_BBを算出する。ブレーキペダルストロークＳＴから制動系制動力Ｆ_BBを求める際には、例えば図３に示すようなマップや、ブレーキペダルストロークＳＴと制動系制動力Ｆ_BBの関係を数値で表記したテーブルを用いる。本実施形態では、ブレーキペダルストロークＳＴ（ブレーキペダル踏力）とマスタシリンダ圧はほぼリニアな関係にあり、マスタシリンダ圧とホイールシリンダ圧もほぼリニアな関係にある。各車輪に作用する制動力はホイールシリンダ圧とリニアな関係にあるから、ブレーキペダルストロークＳＴ（又はマスタシリンダ圧）から各車輪に作用する制動力が得られ、全車輪分の制動力が制動系制動力Ｆ_BBとなる。なお、実際には倍力装置などによりブレーキペダルストロークとマスタシリンダ圧、マスタシリンダ圧とホイールシリンダ圧がリニアな関係にない場合もある。しかし、ブレーキペダルストロークやマスタシリンダ圧と制動系制動力が１対１の関係にあることは変わりがないので、そのような場合にはブレーキペダルストロークやマスタシリンダ圧と制動系制動力の関係をマップ或いはテーブルとして記憶すればよい。

次にステップＳ３に移行して、スロットル開度センサ６で検出されたスロットル開度ＴＨ及びエンジン回転数センサ５で検出されたエンジン回転数ＮＥから駆動系制動力Ｆ_BDを算出する。本実施形態の場合、駆動源としてはエンジン１を搭載するだけであるから、駆動系制動力Ｆ_BDを求める場合には、例えばスロットル開度ＴＨとエンジン回転数ＮＥから図４に示すエンジントルク特性図に従ってエンジントルクＴＥを求める。このエンジントルクＴＥがエンジンブレーキトルクとして車両に作用する場合は、エンジントルクＴＥと車両のスルーレシオ、即ち全駆動系の減速比、及びタイヤ動半径から駆動系制動力Ｆ_BDが得られる。なお、駆動系制動力Ｆ_BDは車両を減速する力の方向を正値とする。また、車両が電動モータなどの他の駆動源を搭載する、或いは電動モータのみを駆動源として搭載する場合、電動モータを回生作動させたときの回生トルクを考慮する。

次にステップＳ４に移行して、ステップＳ２で求めた制動系制動力Ｆ_BBとステップＳ３で求めた駆動系制動力Ｆ_BDを加算して総合制動力Ｆ_BTを算出する。
次にステップＳ６に移行して、ステップＳ４で算出した総合制動力Ｆ_BTが予め設定された第１閾値Ｆ_BT1以上であるか否かを判定し、総合制動力Ｆ_BTが第１閾値Ｆ_BT1以上である場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、図５に示す通常減速時（通常走行時）の変速マップに従って変速制御を行ってから復帰する。
ステップＳ８では、図６に示す急減速時の変速マップに従って変速制御を行ってから復帰する。

この演算処理では、制動系制動力Ｆ_BBと駆動系制動力Ｆ_BDの加算値からなる総合制動力Ｆ_BTTが予め設定された第１閾値Ｆ_BT1以上である急減速時には急減速時の変速マップを用いた変速制御が行われ、総合制動力Ｆ_BTTが第１閾値Ｆ_BT1未満の場合には通常減速時の変速マップを用いた変速制御が行われる。図５は、通常減速時の変速マップである。この変速マップは、所謂シフトアップ制御のためのアップシフト変速線を記載していないが、この変速マップにアップシフト変速線を記載すれば、そのまま通常走行時の変速マップとなる。この通常減速時（通常走行時）変速マップの各ダウンシフト変速線は、スロットル開度の増加と共にシフトダウン点が車両速度高速側に移行するように設定されている。また、スロットル開度が所定値以上ではシフトダウン点が一定の車両速度となり、スロットル開度が所定値以下でもシフトダウン点が一定の車両速度となっている。

一方、図６に示す急減速時変速マップは、急減速時に選択するダウンシフト変速線を実線で示し、通常減速時のダウンシフト変速線を破線で参考に示している。この急減速時変速マップでは、スロットル開度が所定値以下でシフトダウン点が一定となる車両速度が通常減速時変速マップの車両速度より高速側に設定されている。従って、車両の急減速時に、この急減速時変速マップを用いた変速制御が行われれば、通常減速時変速マップを用いた変速制御よりも、より車両速度高速側でシフトダウン制御が行われる。

図７は、図２の演算処理の作用を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、時刻ｔ₀でブレーキペダルの踏み込みを開始し、その後の時刻ｔ₁で総合制動力Ｆ_BTTが第１閾値Ｆ_BT1以上となって急減速時変速マップが選択され、そのときの車両速度ＶＳが急減速時変速マップのダウンシフト変更線を下回っていたので、当該時刻ｔ₁でシフトダウン指令が出力された状態を示している。この制御態様によれば、エンジン回転数がそれほど低下していない。一方、車両減速度（車両減速度は負値で表されている）が閾値以下になったら急減速時変速マップを選択する場合を図７に破線で示す。この場合、車両に制動力が作用して実際に車両速度が低下し、その車両速度変化である車両減速度が閾値以下になるのは、前記時刻ｔ₁より遅い時刻ｔ₂となり、その分だけ、シフトダウン指令が遅れ、エンジン回転数が低下している。

図８は、図７の制御態様をより車両速度高速側から開始した場合のエンジン回転数の変化を示す。図では、車両減速度で急減速を判定した場合を実線で、総合制動力で急減速度判定した場合を破線で示している。同図から明らかなように車両減速度で急減速を判定する場合に比べて、総合制動力で急減速を判定する場合の方がシフトダウン指令のタイミングが早い。従って、総合制動力で急減速を判定する場合にはエンジン回転数はさほど低下していないが、車両減速度で急減速を判定する場合にはエンジン回転数が低下している。エンジン回転数が著しく低下するとエンジンが停止してしまう、所謂エンジンストールが生じる。また、エンジン回転数の低下は車両速度の低下であるから、運転者が予想する以上に車両速度が低下してしまうこともある。

このように本実施形態の変速制御装置では、変速マップに予め設定された変速線に従って車両の減速時にシフトダウン制御を行う場合に、運転者の操作によるブレーキペダルストロークＳＴ（又はマスタシリンダ圧）に基づいて制動系制動力Ｆ_BBを算出すると共に駆動系制動力Ｆ_BDを算出し、制動系制動力Ｆ_BB及び駆動系制動力Ｆ_BDから総合制動力Ｆ_BTを算出する。一方、変速マップとして通常走行時に使用する通常走行時変速マップ及び車両の急減速時に使用する急減速時変速マップを備え、総合制動力Ｆ_BTに基づいて通常走行時変速マップ及ぶ急減速時変速マップの何れかを選択し、選択された変速マップに従ってシフトダウン制御を行う。その結果、車両急減速を正確に且つ速やかに判定することができ、これにより車両速度やエンジン回転数の低下しすぎを抑制するシフトダウン制御が可能となる。

また、少なくともエンジントルク及び車両のスルーレシオ及びタイヤ動半径に基づいて駆動系制動力Ｆ_BDを算出し、運転者の操作によるブレーキペダルストロークＳＴ（又はマスタシリンダ圧）に基づいて予め設定されたテーブル又はマップから制動系制動力Ｆ_BBを算出する。その結果、車両に作用する総合制動力Ｆ_BTを正確に求めることができ、車両急減速を正確に判定することができる。

次に、本発明の変速制御装置の第２実施形態について説明する。本実施形態のエンジン及び変速機の概略構成は、前記第１実施形態の図１と同等である。本実施形態では、図１のコントロールモジュール３で行われる変速制御の演算処理が、前記第１実施形態の図２のフローチャートから図９のフローチャートに変更されている。図９の演算処理は、図２の演算処理に類似しており、同等のステップも多い。そこで、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。図９の演算処理では、図２の演算処理のステップＳ４とステップＳ６の間にステップＳ５が追加され、新たにステップＳ９が追加されている。

この演算処理では、ステップＳ４からステップＳ５に移行して、前記ステップＳ４で算出された総合制動力Ｆ_BTTが予め設定された第２閾値Ｆ_BT2以上である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ６に移行する。なお、第２閾値Ｆ_BT2は第１閾値Ｆ_BT1より大きい値である。

ステップＳ９では、図１０に示す急急減速時変速マップに従って変速制御を行ってから復帰する。

この演算処理では、制動系制動力Ｆ_BBと駆動系制動力Ｆ_BDの加算値からなる総合制動力Ｆ_BTTが予め設定された第２閾値Ｆ_BT2以上である急急減速時には急急減速時の変速マップを用いた変速制御が行われ、総合制動力Ｆ_BTTが第１閾値Ｆ_BT1以上である急減速時には急減速時の変速マップを用いた変速制御が行われ、総合制動力Ｆ_BTTが第１閾値Ｆ_BT1未満の場合には通常減速時の変速マップを用いた変速制御が行われる。図１０の急急減速時変速マップでは、通常変速時変速マップのダウンシフト変速線を破線で、急減速時変速マップのダウンシフト変速線を二点鎖線で参考として示している。この急急減速時変速マップでは、図６の急減速時変速マップよりも、スロットル開度が所定値以下でシフトダウン点が一定となる車両速度がより高速側に設定されている。従って、車両の急急減速時に、この急急減速時変速マップを用いた変速制御が行われれば、急減速時変速マップを用いた変速制御よりも、より車両速度高速側でシフトダウン制御が行われる。

このように本実施形態の変速制御装置では、変速線の異なる急減速時変速マップを複数備え、総合制動力に基づいて複数の急減速時変速マップの何れかを選択し、選択された変速マップに従ってシフトダウン制御を行う。その結果、種々の運転状態や環境に応じた最適なシフトダウン制御が可能となる。

なお、前記第２実施形態では、急減速時の変速マップを２つ備えているが、この急減速時の変速マップを３つ以上備えていてもよい。
また、運転者によるブレーキ装置の操作量はブレーキペダルストロークに限られず、例えばブレーキペダルの踏力などであってもよい。また、ブレーキ装置の出力量もマスタシリンダ圧に限られず、ホイールシリンダ圧などであってもよい。

１はエンジン
２は変速機
３はコントロールモジュール
４は車両速度センサ
５はエンジン回転数センサ
６はスロットル開度センサ
７はブレーキストロークセンサ

Claims

変速マップに予め設定された変速線に従って車両の減速時にシフトダウン制御を行う変速制御部を備えた変速制御装置において、
運転者の操作によるブレーキ装置の操作量又は当該ブレーキ装置の出力量に基づいて制動系の制動力を算出する制動系制動力算出部と、
駆動系の制動力を算出する駆動系制動力算出部と、
前記制動系制動力算出部で算出された制動系制動力と前記駆動系制動力算出部で算出された駆動系制動力とを加算した総合制動力を算出する総合制動力算出部と、を備え、
前記変速制御部は、前記変速マップとして通常走行時に使用する通常走行時変速マップ及び車両の急減速時に使用する急減速時変速マップを備え、前記総合制動力算出部で算出された総合制動力が所定の閾値以上である場合に、前記急減速時変速マップを選択し、選択された変速マップに従って前記シフトダウン制御を行うことを特徴とする変速制御装置。
前記変速制御部は、変速線の異なる急減速時変速マップを複数備え前記総合制動力算出部で算出された総合制動力に基づいて前記複数の急減速時変速マップの何れかを選択し選択された変速マップに従ってシフトダウン制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の変速制御装置。
前記駆動系制動力算出部は、少なくともエンジントルク及び車両のスルーレシオ及びタイヤ動半径に基づいて駆動系制動力を算出し、
前記制動系制動力算出部は、前記運転者の操作によるブレーキ装置の操作量又は当該ブレーキ装置の出力量に基づいて予め設定されたテーブル又はマップから制動系制動力を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の変速制御装置。