説明

車両制御装置

【課題】ダウンシフトに伴う変速ショックの緩和を図る。
【解決手段】トルクコンバータ2には、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が付いている。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、エンジン回転によって駆動される補機9,9a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までに、補機9,9aの負荷が最大となるように、補機の負荷を大きくする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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)。
【特許文献1】特開2005−9510号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
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。
【0004】
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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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まで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。
【発明の効果】
【0006】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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)。
【0018】
(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。
【0019】
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。
【0020】
(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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
(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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】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。
【図2】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】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】
【0031】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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まで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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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まで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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−22339(P2007−22339A)
【公開日】平成19年2月1日(2007.2.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−207788(P2005−207788)
【出願日】平成17年7月15日(2005.7.15)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】