説明

自動変速機の制御装置

【課題】アンチロックブレーキ装置の有無に関わらずホイールのスリップ状態を確実に判定し、このスリップ判定に基づきホイールスリップ時の車速の誤認識に起因する不適切なシフトダウンを未然に回避でき、もってエンジン破損や車両挙動の乱れなどを確実に防止できる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】変速制御を実行するECU側で車両のホイールがスリップ状態(フルロック、ハーフロック、スティックスリップ)であるか否かを判定し(S8)、判定がYesのときにはシフトダウン禁止フラグF1をセットして(S10)、シフトマップから求めた目標変速段に基づくシフトダウンを禁止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は自動変速機の制御装置に係り、詳しくはブレーキ操作によりホイールにスリップ(フルロック状態も含む)が生じたとき、車速が低下したと誤認識して不適切なシフトダウンを実行してしまうトラブルを防止可能な自動変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年では乗用車のみならずトラックやバスなどの大型車両においても、運転者のアクセル操作量や車速などに応じて変速段を自動的に切り換える自動変速機が普及している。この種の自動変速機の形式としては、例えばトルクコンバータに遊星歯車機構を組み合わせた自動変速機やベルト式などの無段変速機の他に、従来からの手動変速機をベースとして変速操作及び変速に伴うクラッチ操作をアクチュエータにより自動化した自動変速機なども存在する。何れの自動変速機においても、アクセル開度や車速などに基づき予め設定されたシフトマップから目標変速段として決定し、この目標変速段を達成するように実際の変速段を切換制御している。
【0003】
ところが、運転者のブレーキ操作により車両のホイールにスリップが生じたときには、車速はそれほど低下していないにも拘わらず車輪速が急速に低下することから、車輪速に基づき車速が急減したものと変速制御装置が誤認識してしまう。このため、誤った車速に基づき低ギヤ側の変速段が目標変速段として設定され、この目標変速段に応じてシフトダウンが行われてしまう。そして、スリップが解消すると車輪速は回復して急上昇し、シフトダウン後の低ギヤ側の変速段では不適切となり、エンジンの過回転による破損、或いは駆動輪のトルク急増による車両挙動の乱れなどを引き起こす可能性がある。
このような不具合に着目した技術として、特許文献1に記載の自動変速機の制御装置を挙げることができる。当該特許文献1の技術では、アンチロックブレーキ装置側から変速機制御装置側に作動信号を入力し、アンチロックブレーキ装置が作動状態にあるとき、即ち上記のように車両のホイールがスリップ状態にあるときには目標変速段の設定を中止することにより、上記した不適切なシフトダウンを回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平7−305762号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記したように特許文献1の技術では、アンチロックブレーキ装置側からの作動信号に基づき変速制御装置側でスリップ判定を行っているため、アンチロックブレーキ装置を搭載した車両でなければ当該技術は実施できない。しかしながらアンチロックブレーキ装置は車両に必ず搭載される装備ではなく、例えば価格競争のために車両の製造コストを極力低減する必要がある国に向けた仕様、或いは運転者のブレーキ操作を優先するためにアンチロックブレーキ装置によるブレーキ制御の介入を嫌う気風がある国に向けた仕様などでは、アンチロックブレーキ装置の搭載が省略される場合がある。
【0006】
従って、このような理由によりアンチロックブレーキ装置を備えない車両では、特許文献1の技術ではホイールのスリップ判定を実行できず、結果としてホイールスリップにより車速を誤認識したときの不適切なシフトダウンに起因する上記不具合を解消できなかった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、アンチロックブレーキ装置の有無に関わらずホイールのスリップ状態を確実に判定し、このスリップ判定に基づきホイールスリップ時の車速の誤認識に起因する不適切なシフトダウンを未然に回避でき、もってエンジン破損や車両挙動の乱れなどを確実に防止することができる自動変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、アクセル開度及び車速に応じて目標変速段決定手段によりシフトマップから目標変速段を決定し、目標変速段に基づき変速制御手段により自動変速機の変速段を切換制御する自動変速機の制御装置において、ブレーキ操作により車両の制動力が増加したときに、車両のホイールの回転が略完全に停止するフルロック、フルロックとグリップ状態との間のハーフロック状態、及びホイール加速度が周期的に増減するスティックスリップの発生をそれぞれ判定するスリップ判定手段を備え、変速制御手段が、スリップ判定手段によりフルロック、ハーフロック、スティックスリップの何れかが発生したと判定されているとき、目標変速段決定手段により現変速段よりも低ギヤ側の目標変速段が決定される場合であっても目標変速段に関わらず現変速段を維持するものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1において、変速制御手段が、所定時間に亘ってフットブレーキ操作中止が継続されたとき、或いは車速が略0で且つ所定時間に亘ってフットブレーキ操作中止が継続されるか所定時間に亘ってブレーキ油圧低下が継続されたときに、現変速段の維持を中止して目標変速段に基づく変速段の切換を実行するものである。
請求項3の発明は、請求項1または2において、変速制御手段が、車体加速度と自動変速機の出力軸加速度との差が予め設定されたハーフロック判定値以上になったときに、ハーフロックが発生したと判定するものである。
請求項4の発明は、請求項1乃至3において、変速制御手段が、自動変速機の出力軸加速度が予め設定されたスティックスリップ判定時間内に所定回数以上に亘って周期的に増減したときに、スティックスリップが発生したと判定するものである。
【発明の効果】
【0009】
以上説明したように請求項1の発明の車両用変速制御装置によれば、フルロック、ハーフロック、スティックスリップの発生をスリップ判定手段により判定し、何れかのスリップ状態が発生したと判定すると、現変速段よりも低ギヤ側の目標変速段が決定されている場合であっても、変速制御手段が目標変速段に関わらず現変速段を維持するようにした。従って、ホイールスリップ時の車速の誤認識に起因する不適切なシフトダウンを未然に回避してエンジン破損や車両挙動の乱れなどを確実に防止でき、しかも、アンチロックブレーキ装置からの作動信号に基づくことなく変速制御手段がスリップ判定を行うことから、アンチロックブレーキ装置を搭載しない車両にも適用可能となり、適用対象の車種を大幅に拡大することができる。
【0010】
請求項2の発明の車両用変速制御装置によれば、請求項1に加えて、所定時間に亘るフットブレーキ操作中止の継続、或いは車速が略0で且つ所定時間に亘るフットブレーキ操作中止の継続かブレーキ油圧低下の継続があったときに、現変速段の維持を中止するようにしたため、ポンピングブレーキ中の不適切なシフトダウンを防止できると共に、車両挙動が不安定な状態でのシフトダウンを防止することができる。
請求項3の発明の車両用変速制御装置によれば、請求項1または2に加えて、車体加速度と自動変速機の出力軸加速度との差に基づきホイールのハーフロックを確実に判定することができる。
請求項4の発明の車両用変速制御装置によれば、請求項1乃至3に加えて、出力軸加速度の周期的な増減状態に基づきホイールのスティックスリップを確実に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態の自動変速機の制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。
【図2】ECUが実行するシフトダウン禁止ルーチンを示すフローチャートである。
【図3】ECUが実行するフルロック判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図4】ECUが実行するハーフロック判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図5】ECUが実行するスティックスリップ判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図6】ECUが実行するスティックスリップ検出開始・停止ルーチンを示すフローチャートである。
【図7】ECUが実行するスティックスリップ検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図8】スティックスリップが発生したときの出力軸加速度の変動状況を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を具体化した自動変速機の制御装置の一実施形態を説明する。
図1は本実施形態の自動変速機の制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。但し、本発明の自動変速機の制御装置の適用対象はトラックに限ることはなく、例えばバスや乗用車に適用してもよい。
【0013】
車両には走行用動力源としてディーゼルエンジン(以下、エンジンという)1が搭載されている。エンジン1は、加圧ポンプによりコモンレールに蓄圧した高圧燃料を各気筒の燃料噴射弁に供給し、各燃料噴射弁の開弁に伴って筒内に噴射する所謂コモンレール式機関として構成されている。
なお、エンジン1の形式はこれに限ることはなく、コントロールラックの作動に応じて各気筒への燃料噴射を制御する従来形式のディーゼル機関としてもよいし、ガソリンエンジンとしてもよい。
【0014】
エンジン1の出力軸1bにはクラッチ装置2を介して自動変速機(以下、単に変速機という)3の入力軸3aが接続され、クラッチ装置2の接続時にエンジン1の回転が変速機3に伝達されるようになっている。当該変速機3は、前進12段(1速段〜12速段)及び後退1段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置2の断接操作を自動化したものである。言うまでもないが、変速機3の変速段は上記に限ることなく任意に変更可能である。
【0015】
クラッチ装置2は、フライホイール4にクラッチ板5をプレッシャスプリング6により圧接させて接続される一方、フライホイール4からクラッチ板5を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板5にはアウタレバー7を介してエアシリンダ8が連結され、エアシリンダ8には電磁弁9が介装されたエア通路10を介して圧縮エアを充填したエアタンク11が接続されている。
電磁弁9の開弁時にはエアタンク11からエア通路10を介してエアシリンダ8に圧縮エアが供給され、エアシリンダ8が作動してアウタレバー7を介してクラッチ板5をフライホイール4から離間させ、これによりクラッチ装置2が接続状態から切断状態に切り換えられる。一方、電磁弁9が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ8が作動しなくなることから、クラッチ板5はプレッシャスプリング6によりフライホイール4に圧接され、これによりクラッチ装置2は切断状態から接続状態に切り換えられる。このように電磁弁9の開閉に応じてエアシリンダ8が作動して、クラッチ装置2を自動的に断接操作可能になっている。
【0016】
変速機3には変速段を切り換えるためのギヤシフトユニット14が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット14は、変速機3内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット14はエア通路12を介して上記したエアタンク11と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク11からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切換操作すると、切換操作に応じて変速機3の変速段が切り換えられる。このようにギヤシフトユニット14の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機3を自動的に変速操作可能になっている。
【0017】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAMなど)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタなどを備えたECU(制御ユニット)21が設置されており、エンジン1、クラッチ装置2、変速機3の総合的な制御を行う。
ECU21の入力側には、エンジン1の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ22、変速機3の入力軸3aの回転速度(クラッチ回転速度)を検出するクラッチ回転速度センサ23、運転席に設けられたチェンジレバー13の切換位置を検出するレバー位置センサ24、変速機3のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ25、アクセルペダル26の操作量Accを検出するアクセルセンサ27、及び変速機3の出力軸3bに設けられて出力軸回転速度Vss(車速Vと相関する)を検出する車速センサ28、フットブレーキ29の操作を検出するフットブレーキスイッチ30、車両の前後加速度G(以下、車体加速度という)を検出する加速度センサ31などのセンサ類が接続されている。
【0018】
また、ECU21の出力側には、上記したクラッチ装置2の電磁弁9、ギヤシフトユニット14の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、コモンレール蓄圧用の加圧ポンプや各気筒の燃料噴射弁などが接続されている。
なお、このように単一のECU21で総合的に制御することなく、例えばECU21とは別にエンジン制御専用のECUを備えるようにしてもよい。
【0019】
そして、例えばECU21は、エンジン回転速度センサ22により検出されたエンジン回転速度Ne及びアクセルセンサ27により検出されたアクセル操作量Accに基づき、図示しないマップから加圧ポンプにより蓄圧されるコモンレールのレール圧や各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度Ne及び燃料噴射量Qに基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき加圧ポンプを駆動制御すると共に、各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン1を運転させる。
また、ECU21は、レバー位置センサ24によりチェンジレバー13のDレンジへの切換が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル操作量Acc及び車速センサ28により検出された車速Vに基づき、図示しないシフトマップから目標変速段を算出する(目標変速段決定手段)。そして、クラッチ装置2の電磁弁を開閉してエアシリンダ11によりクラッチ装置2を断接操作させながら、ギヤシフトユニット14の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切換操作して目標変速段を達成し(変速制御手段)、これにより常に適切な変速段をもって車両を走行させる。
【0020】
従って、車両減速時には低ギヤ側の変速段が目標変速段として設定され、この目標変速段を達成するように上記手順に従ってシフトダウンが実行される。ところが、このような正常なシフトダウン以外に、[背景技術]でも述べたように、ホイールのスリップ時には誤った車速Vに基づき不適切なシフトダウンが行われる場合もあり、スリップ解消により車輪速が回復したときにエンジン1の過回転による破損や車両挙動の乱れなどを引き起こしてしまう。また、対策として提案されている特許文献1の技術では、アンチロックブレーキ装置側からの作動信号を利用しているため、その実施はアンチロックブレーキ装置を搭載した車両に限定されてしまう。
そして、本実施形態のトラックはアンチロックブレーキ装置を搭載してないことから、特許文献1の技術を適用することはできない。このような不具合を鑑みて本実施形態では、ECU21に接続された既存のセンサ類からの検出情報に基づきホイールのスリップ判定を実行し(スリップ判定手段)、その判定結果から不適切なシフトダウンを防止しており、以下、当該ECU21によって実行される処理を詳述する。
【0021】
図2はECU21が実行するシフトダウン禁止ルーチンを示すフローチャートであり、ECU21はチェンジレバー13のDレンジへの切換により自動変速モードが選択されているときに当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。
まず、ステップS2でフットブレーキスイッチ30からの検出情報に基づき現在フットブレーキ29が操作中であるか否かを判定し、判定がNo(否定)のときにはステップS4に移行し、シフトダウン禁止フラグF1をリセット(=0)した後に一旦ルーチンを終了する。自動変速モードにおいてブレーキ操作による車両減速中には、車速Vの低下に応じてシフトマップから低ギヤ側の目標変速段が適宜設定されてシフトダウンが実行されるが、シフトダウン禁止フラグF1は、このときのシフトダウンを禁止する機能を奏するものである。この場合、シフトダウン禁止フラグF1がリセットされるため、通常通りシフトマップに基づきシフトダウンが許可されて実行されることになる。
【0022】
また、ステップS2の判定がYes(肯定)のときにはステップS6に移行し、車速センサ28からの出力軸回転速度Vssに基づき算出した車速Vが車速判定値V0以上であるか否かを判定する。不適切なシフトダウンが行われた後のスリップ回復による車輪速の急上昇は高車速域ほど顕著に発生することから、対策を行う必要がある車速Vの下限近傍の値として車速判定値V0が設定されている。
ステップS6の判定がNoのときには上記ステップS4に移行し、判定がYesのときにはステップS8に移行してブレーキ操作に伴う制動力の増加により車両のホイールがスリップ状態に至ったか否かを判定する。後に詳述するがスリップ状態としては、ホイールの回転が略完全に停止するフルロック、フルロックとグリップ状態(非スリップ状態)との間のハーフロック、及びホイール加速度が周期的に増減するスティックスリップの3種を個別に判定している。
【0023】
ステップS8の判定がNoのときには上記ステップS4に移行し、判定がYesのときにはステップS10に移行してシフトダウン禁止フラグF1をセット(=1)する。従って、この場合にはシフトマップから低ギヤ側の目標変速段が設定されたとしても、この目標変速段に基づくシフトダウンがシフトダウン禁止フラグF1により禁止され、結果として現変速段が維持されることになる。
続くステップS12,14では、シフトダウンの禁止を解除すべきか否かを判定する。ステップS12ではフットブレーキ29の操作中止が所定時間継続したか否かを判定する。判定がNoのときには、未だホイールスリップに起因する不適切なシフトダウンが起こる可能性があり、判定がYesになると、もはや不適切なシフトダウンは起こり得ないと見なせる。
【0024】
ステップS12の判定がNoのときにはステップS14に移行し、以下の要件1),2)の何れかが成立しているか否かを判定する。
1)車速V=0、且つフットブレーキ操作中止が所定時間に亘って継続されること。
2)車速V=0、且つ所定圧未満までのブレーキ油圧の低下が所定時間に亘って継続されること。
基本的に、上記ステップS12のブレーキ操作の中止と同じく、車速V=0で車両が停止状態に至っていればホイールスリップに起因する不適切なシフトダウンは起こり得ない。但し、ホイールのフルロックにより車両が停止していないにも拘わらず車速V=0となることもあるため、要件1)では、このようなフルロックを除外するためにフットブレーキ操作中止の条件が追加されている。従って、フットブレーキ29が解除されていることから車速V=0は車両の完全停止を意味する。
【0025】
また、要件2)はフットブレーキスイッチ30の故障を想定して、要件1)のフットブレーキ操作中止に代えてブレーキ油圧の低下を条件として設定したものであり、ブレーキ油圧が低下していることから車速V=0は車両の完全停止を意味する。
ステップS12に続いてステップS14でもNoの判定を下したときには、未だホイールスリップに起因する不適切なシフトダウンが起こる可能性があることから、上記ステップS10に戻ってシフトダウン禁止フラグF1をセットし続ける。そして、ステップS12,14の何れかの判定がYesになると、もはや不適切なシフトダウンは起こり得ないと判定し、上記ステップS4でシフトダウン禁止フラグF1をリセットする。
一方、ECU21は上記ステップS8でのスリップ状態の判定処理のために、図3に示すフルロック判定ルーチン、図4に示すハーフロック判定ルーチン、図5に示すスティックスリップ判定ルーチンを所定の制御インターバルで実行しており、以下、各ルーチンの処理内容を順次説明する。
【0026】
まず、図3のフルロック判定ルーチンのステップS22では、出力軸加速度Vss_Gが予め設定されたフルロック判定値THDfull未満の状態が所定時間継続したか否かを判定する。出力軸加速度Vss_Gは、次式(1)に従って車速センサ28により検出された出力軸回転速度Vssを微分して加速度dVss/dtを算出し、その加速度dVss/dtを重力加速度gで除算することで算出される。
Vss_G=(dVss/dt)/g ……(1)
例えばフルロック判定値THDfullとしては、ホイールの回転が略完全に停止するフルロック状態に相当する値が設定されている。このため、ステップS22の判定がNoのときにはホイールがフルロックでないと見なし、ステップS24でフルロック未検出の判定を下した上でルーチンを終了する。また、ステップS22の判定がYesのときにはホイールがフルロックであると見なし、ステップS26でフルロック検出の判定を下す。
【0027】
また、図4のハーフロック判定ルーチンのステップS32では加速度センサ31の故障判定を実行し、故障しているときにはYesの判定を下してステップS34に移行する。ステップS34ではハーフロック未検出の判定を下してルーチンを終了する。以下に述べるように、ハーフロックを判定するには加速度センサ31により検出される車体加速度Gを必要とするため、センサ故障によりハーフロックを判定不能なときには、ハーフロック未検出と同様の取り扱いとしているのである。
加速度センサ31が故障していないとしてステップS32でNoの判定を下したときにはステップS36に移行し、ハーフロック時のホイールのスリップ状態を表すスリップ指標Sidxを算出する。当該算出処理は、路面勾配の算出処理の原理を応用した以下の知見に基づくものである。
【0028】
周知のように路面勾配の算出処理の原理は、車体加速度Gと出力軸加速度Vss_Gとの比較から車体速と車輪速との不一致を判定するものである。即ち、車体に作用する力の釣り合いから、次式(2),(3)がそれぞれ成立する。
F=mgsinθ+m(dVss/dt)……(2)
F=Gmg ……(3)
ここに、mは車両重量、θは路面勾配である。
そして、これらの式(2),(3)より路面勾配θは次式(4)により算出することができる。
sinθ=G−(dVss/dt)/g ……(4)
【0029】
このように本来の式(4)は路面勾配θを算出するために利用されるものであるが、本発明者は、式(4)の解が一方では、ハーフロック時のホイールのスリップ状態に対しても相関することを見出した。即ち、低μ路などでフットブレーキ操作によりホイールがスリップし始めてハーフロックに至ると、車体速に対して車輪速が急激に低下し、出力軸3bの加速度dVss/dtが負側に増加することにより式(4)の解も増加する。よって、式(4)の解は、路面の傾斜時には路面勾配θを表す一方、ブレーキ操作に起因するハーフロック時にはホイールのスリップ状態を表し、以下の説明では、式(4)の解を上記のようにスリップ状態を表す意味でスリップ指標Sidxと称する。
ステップS36でスリップ指標Sidxを算出するとステップS38に移行し、スリップ指標Sidxが予め設定されたハーフロック判定値THDhalf以上であるか否かを判定する。例えばハーフロック判定値THDhalfとしては、グリップ状態近傍の僅かにスリップを生じているときの値が設定されている。ホイールのスリップが僅かな場合には、グリップ状態と同様に不適切なシフトダウンによる弊害は生じないことを鑑みて、ハーフロックと見なさない趣旨である。
【0030】
このため、ステップS38の判定がNoのときにはホイールがハーフロックでないと見なし、上記ステップS34でハーフロック未検出の判定を下してルーチンを終了する。また、ステップS38の判定がYesのときにはホイールがハーフロックであると見なし、ステップS40でハーフロック検出の判定を下してルーチンを終了する。
また、図5のスティックスリップ判定ルーチンはスティックスリップの検出結果に基づき実行される。このため、まずスティックスリップの検出処理について説明する。
ECU21は図5のルーチンと並行して図6に示すスティックスリップ検出開始・停止ルーチンを所定の制御インターバルで実行している。ステップS52では出力軸加速度Vss_Gが予め設定された低下判定値GHLneg未満(Vss_G<GHLneg)であるか否かを判定し、NoのときにはステップS54に移行してスティックスリップ判定フラグF2をリセット(=0)し、一旦ルーチンを終了する。ステップS52の判定がYesのときにはステップS56に移行してスティックスリップ検出処理を実行する。スティックスリップはホイールのフルロック付近までの低下を切っ掛けとして始まるため、ステップS52では、このようなスティックスリップ開始の兆候の有無を判定しているのである。
【0031】
ステップS56のスティックスリップ検出処理の詳細は後述するが、当該処理を実行した後にステップS58に移行してフットブレーキ29が操作されているか否かを判定する。ステップS56の判定がYesの間はステップS56,58の処理を繰り返し、ステップS58の判定がNoになるとステップS54に移行する。
上記ステップS56でスティックスリップ検出処理が実行されると、ECU21は図7に示すスティックスリップ検出ルーチンを開始する。まず、ステップS62で現在のタイマの値Taを記憶し、続くステップS64で出力軸加速度Vss_G(ホイール加速度と相関する)が予め設定された増加判定値GHLpos以上(Vss_G≧GHLpos)であるか否かを判定する。判定がNoの間はステップS64の処理を繰り返し、ステップS64の判定がYesになるとステップS66に移行する。ステップS66では次式(5)に従って第1増減時間T1を算出する。
【0032】
T1=Tb−Ta ……(5)
ここに、Tbは現在のタイマの値である。よって、第1増減時間T1は、出力軸加速度Vss_Gが低下判定値GHLneg未満まで低下してから増加方向に転じて増加判定値GHLpos以上になるまでの所要時間を表すことになる。
以上のようにして出力軸加速度Vss_Gの増加方向の所要時間として第1増減時間T1を得ると、続くステップS68〜72で、同様の手順に従って出力軸加速度Vss_Gの低下方向の所要時間として第2増減時間T2を算出する。即ち、ステップS68で現在のタイマの値Taを記憶し、続くステップS70で出力軸加速度Vss_Gが上記低下判定値GHLneg未満であるか否かを判定し、判定がYesになるとステップS72で上式(5)から第2増減時間T2を算出する。これにより、出力軸加速度Vss_Gが増加判定値GHLpos以上まで増加してから低下方向に転じて低下判定値GHLneg未満になるまでの所要時間として、第2増減時間T2が算出されることになる。
【0033】
重複する説明は省略するが、続くステップS74〜78では、ステップS62〜66と同じく出力軸加速度Vss_Gの増加方向の所要時間として第3増減時間T3を算出し、ステップS80〜84では、ステップS68〜72と同じく出力軸加速度Vss_Gの低下方向の所要時間として第4増減時間T4を算出し、合わせてステップS84ではスティックスリップ判定フラグF2をセット(=1)し、その後にルーチンを終了する。
従って、スティックスリップ判定フラグF2は、ステップS52の判定がNoでスティックスリップ開始の兆候がないとき、或いはスティックスリップが開始されたとしても、図7に基づき説明した一連のスティックスリップ検出処理が完了する以前に中断されたとき、例えばブレーキ操作中止に伴うスリップ解消やフルロックへの移行などで中断されたときには、ステップS54でリセットされ、一方、ブレーキ操作の中止以前にスティックスリップ検出処理が完了したときには、図7のステップS84でセットされることになる。
【0034】
以上のスティックスリップ検出処理と並行して、ECU21は図5のスティックスリップ判定ルーチンを実行し、まず、ステップS92でスティックスリップ判定フラグF2がセットされているか否かを判定する。判定がNoのとき、即ちスティックスリップ検出処理が開始されない、或いはスティックスリップ検出処理が開始されたものの完了せずに中断されたときには、ホイールにスティックスリップが発生していないと見なし、ステップS94でスティックスリップ未検出の判定を下してルーチンを終了する。
また、ステップS92の判定がYesのとき、即ちスティックスリップ検出処理が完了したときには、ステップS96に移行して次式(6)が成立しているか否かを判定する。
【0035】
THDstick>T1+T2+T3+T4 ……(6)
ここに、THDstickは所定時間として予め設定されたスティックスリップ判定時間である。スティックスリップは出力軸加速度Vss_Gがある程度大きな振幅で、且つある程度短い周期で繰り返し増減する現象である。そこで、前者の要件を低下判定値GHLneg及び増加判定値GHLposに基づき判定すると共に、後者の要件を式(6)に基づき判定しているのである。このため、スティックスリップ判定時間THDstickは、出力軸加速度Vss_Gの2周期分の増減(T1〜T4)をスティックスリップと認めることができ最長の所要時間として設定され、式(6)が成立しないときには、出力軸加速度Vss_Gの増減が緩やかである故にスティックスリップと認めない趣旨である。
ステップS96の判定がNoのときにはホイールにスティックスリップが発生していないと見なし、上記ステップS94でスティックスリップ未検出の判定を下してルーチンを終了する。また、ステップS96の判定がYesのときにはホイールにスティックスリップが発生していると見なし、ステップS98でスティックスリップ検出の判定を下してルーチンを終了する。
【0036】
図8はスティックスリップが発生したときの出力軸加速度Vss_Gの変動状況を示すタイムチャートであり、この図に従ってスティックスリップの検出処理をさらに具体的に説明する。
まず、ブレーキ操作が開始されると(図中のポイントa)、そのブレーキ踏力に応じて出力軸加速度Vss_Gが低下して低下判定値GHLnegを下回り(図中のポイントb)、図6のステップS52の判定がYesになってスティックスリップ検出処理が開始される。その後、出力軸加速度Vss_Gは増加方向に転じて増加判定値GHLposを越え(図中のポイントc)、このポイントbからポイントcまでの増加方向の所要時間が図7のステップS66で第1増減時間T1として算出される。
【0037】
更にスティックスリップが継続すると、出力軸加速度Vss_Gは低下方向に転じて低下判定値GHLnegを下回り(図中のポイントd)、このポイントcからポイントdまでの低下方向の所要時間が図7のステップS72で第2増減時間T2として算出される。その後も同様であり、ポイントdからポイントeまでの出力軸加速度Vss_Gの増加方向の所要時間が第3増減時間T3として算出され、ポイントeからポイントfまでの低下方向の所要時間が第4増減時間T4として算出され、ポイントfにおいてスティックスリップ判定フラグF2がセットされる。スティックスリップ判定フラグF2のセットを受けて図5のステップS96で式(6)の成立が判定され、図8の例では式(6)の成立に基づきスティックスリップの検出判定が下される。
以上はスティックスリップの検出処理を完了した場合であるが、出力軸加速度Vss_Gの増減中にブレーキ操作の中止によりスリップが解消したとき、或いはブレーキ踏力の増加によりフルロックに移行したときなどには、スティックスリップ検出処理が完了しないことからスティックスリップ判定フラグF2のリセットに基づきスティックスリップの未検出の判定が下される。また、スティックスリップ検出処理が完了したとしても、検出処理中の出力軸加速度Vss_Gの増減が緩やかである故に式(6)が成立しないときには、やはりスティックスリップの未検出の判定が下される。
【0038】
このようにしてホイールのフルロック、ハーフロック及びスティックスリップがそれぞれ判定され、何れかのスリップ状態が検出されたときには、図2のステップS10でのシフトダウン禁止フラグF1のセットにより目標変速段に基づくシフトダウンが禁止される。よって、ホイールスリップ時の車速Vの誤認識に起因する不適切なシフトダウンを未然に回避でき、もって、その後のスリップ解消により車輪速が回復したときに発生するトラブル、例えばエンジンの過回転による破損、或いは駆動輪のトルク急増による車両挙動の乱れなどのトラブルを確実に防止することができる。
そして、以上の説明から明らかなようにホイールのスリップ判定は、アンチロックブレーキ装置からの作動信号に基づくことなく変速制御を実行するECU21自体により行われる。従って、本実施形態のトラックのようにアンチロックブレーキ装置を搭載しない車両に適用した場合であっても、スリップ判定に基づき的確にシフトダウンを禁止して上記作用効果を得ることができ、適用対象の車種を大幅に拡大することができる。
【0039】
一方、本実施形態では、フルロック、ハーフロック及びスティックスリップを判定するための情報として、出力軸回転速度Vss、フットブレーキ29の操作の有無、車体加速度Gを用いているが、これらの情報は変速機3の変速制御に元々利用されており、必然的に各情報を検出するセンサ類は既存のものである。
即ち、出力軸回転速度Vss(車速V)は、自動変速モードにおいてシフトマップから目標変速段を算出するために利用されていることから、この出力軸回転速度Vssを検出する車速センサ28は既存のものである。また、車両減速時にはエンジンブレーキ作用を高めるために自動的にシフトダウンが行われるが、このような減速状態の判定はフットブレーキ操作に基づき行われることから、フットブレーキ操作を検出するフットブレーキスイッチ30は既存のものである。さらに、自動変速モードでは路面勾配θに応じて変速タイミングを変更しているが、上記したように路面勾配θは車体加速度Gと出力軸加速度Vss_Gとの比較に基づき算出されることから、車体加速度Gを検出する加速度センサ31は既存のものである。
【0040】
従って、ECU21側でスリップ判定を行うために新たにセンサ類を追加する必要は全くなく、ECU21の処理内容を変更するだけで対応できることから、コスト面で大きな負担を要することなく実施することができる。
一方、セットされたシフトダウン禁止フラグF1は、図2のステップS12,14の何れかの判定に基づきリセットされるが、何れの判定においても所定時間の継続が条件付けられている。よって、フットブレーキ操作中止やブレーキ油圧低下があったとしても、瞬間的なものであればステップS12,14ではNoの判定が下されてシフトダウン禁止フラグF1がセットされ続け、これらの状態が所定時間継続した場合に限ってステップS12,14でYesの判定が下されてシフトダウン禁止フラグF1がリセットされる。
例えば、フットブレーキ29を短い周期でオンオフ操作するポンピングブレーキが行われたときには、ポンピングブレーキ中に周期的にごく短時間のブレーキ操作中止やブレーキ油圧低下が生じる。しかし、本実施形態では、このような場合であってもシフトダウン禁止フラグF1はセットされ続けるため、ポンピングブレーキ中の不適切なシフトダウンを防止することができる。
【0041】
また、ホイールがスリップ状態に至ると車両挙動が不安定気味になり、フットブレーキ操作の中止後も車体速と車輪速とが一致するまでは車両挙動は安定しない。しかし、本実施形態では、このときには上記所定時間が経過していないとしてシフトダウンを禁止していることから、車両挙動が不安定な状態でのシフトダウンを確実に防止することができる。また、このとき自動変速モードを選択していれば、シフトダウン禁止が解除された際に最適な変速段に切り換えられるため、迅速な加速を実現することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、手動式変速機をベースとして変速操作及び変速に伴うクラッチ装置2の断接操作を自動化した変速機3を用いたが、変速機3の種別はこれに限ることはない。例えば、所謂デュアルクラッチ式変速機、或いはトルクコンバータに遊星歯車機構を組み合わせた自動変速機やベルト式などの無段変速機に適用してもよい。
また、上記実施形態では、出力軸加速度Vss_Gの2周期分の増減(T1〜T4)に基づきスティックスリップの検出判定を行ったが、これに限るものではない。例えば、出力軸加速度Vss_Gの増加2回分、減少1回分の増減(1.5周期)に基づき判定してもよいし、出力軸加速度Vss_Gの3周期分の増減に基づき判定してもよい。
【符号の説明】
【0042】
3 変速機
21 ECU(目標変速段決定手段、変速制御手段、スリップ判定手段)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクセル開度及び車速に応じて目標変速段決定手段によりシフトマップから目標変速段を決定し、該目標変速段に基づき変速制御手段により自動変速機の変速段を切換制御する自動変速機の制御装置において、
ブレーキ操作により車両の制動力が増加したときに、該車両のホイールの回転が略完全に停止するフルロック、該フルロックとグリップ状態との間のハーフロック状態、及びホイール加速度が周期的に増減するスティックスリップの発生をそれぞれ判定するスリップ判定手段を備え、
上記変速制御手段は、上記スリップ判定手段により上記フルロック、ハーフロック、スティックスリップの何れかが発生したと判定されているとき、上記目標変速段決定手段により現変速段よりも低ギヤ側の目標変速段が決定される場合であっても該目標変速段に関わらず現変速段を維持することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項2】
上記変速制御手段は、所定時間に亘ってフットブレーキ操作中止が継続されたとき、或いは車速が略0で且つ所定時間に亘ってフットブレーキ操作中止が継続されるか所定時間に亘ってブレーキ油圧低下が継続されたときに、上記現変速段の維持を中止して上記目標変速段に基づく変速段の切換を実行することを特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。
【請求項3】
上記変速制御手段は、車体加速度と上記自動変速機の出力軸加速度との差が予め設定されたハーフロック判定値以上になったときに、上記ハーフロックが発生したと判定することを特徴とする請求項1または2記載の自動変速機の制御装置。
【請求項4】
上記変速制御手段は、上記自動変速機の出力軸加速度が予め設定されたスティックスリップ判定時間内に所定回数以上に亘って周期的に増減したときに、上記スティックスリップが発生したと判定することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の自動変速機の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−57654(P2012−57654A)
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−198923(P2010−198923)
【出願日】平成22年9月6日(2010.9.6)
【出願人】(303002158)三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Fターム(参考)】