JP2014092190A - Travel control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、動力源と駆動輪との間に設けられた複数の係合装置を選択的に開放することによって動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断して、車両の走行慣性力によって惰性走行することができる車両の走行制御装置に関するものである。 In the present invention, transmission of power between the power source and the drive wheel is cut off by selectively releasing a plurality of engagement devices provided between the power source and the drive wheel, and the traveling inertia force of the vehicle is used. The present invention relates to a travel control device for a vehicle capable of coasting.
クラッチやブレーキなどの係合装置を複数備え、それらの係合装置のうち選択的に係合させる係合装置を切り替えて変速段を変更する有段変速機構を有する車両が知られている。このように構成された有段変速機構にあっては、複数の係合装置を係合して変速段を設定している状態から、いずれか少なくとも一つの係合装置を開放することによって変速機構をニュートラル状態とすることができ、また全ての係合装置を開放することによって動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断することができる。上記変速機構を備えた車両は、運転者によってシフトレバーをNポジションに変更された場合や、加速要求もしくは減速要求がない場合などの種々の条件に応じて、係合装置を開放して変速機構をニュートラル状態として動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断することによって、動力源の回転数をアイドル回転数まで低下させたり、動力源の回転を停止させたりするように構成されている。そのように係合装置を開放して動力源の回転数を低下させることによって燃費の向上を図ることができる。 2. Description of the Related Art A vehicle is known that includes a plurality of engagement devices such as clutches and brakes, and has a stepped transmission mechanism that changes the gear position by switching engagement devices that are selectively engaged among the engagement devices. In the stepped transmission mechanism configured as described above, the transmission mechanism is configured by releasing at least one engagement device from a state in which the plurality of engagement devices are engaged to set the shift stage. Can be brought into a neutral state, and the transmission of power between the power source and the drive wheels can be interrupted by releasing all the engagement devices. A vehicle equipped with the above speed change mechanism opens the engagement device and changes the speed change mechanism according to various conditions such as when the shift lever is changed to the N position by the driver or when there is no acceleration request or deceleration request. Is set in a neutral state, and the transmission of power between the power source and the drive wheels is interrupted, thereby reducing the rotational speed of the power source to the idle rotational speed or stopping the rotation of the power source. Thus, the fuel consumption can be improved by opening the engagement device and reducing the rotational speed of the power source.
特許文献1には、上述したように複数の係合装置を備え、それら係合装置のうち少なくとも2つの係合装置を係合させて変速段を設定するように構成された有段変速機構を有した車両が記載されている。この特許文献1に記載された車両は、走行慣性力によって惰性走行しているときに係合装置を開放してニュートラル状態とすることができる条件が成立した場合には、変速段を設定するために係合されている係合装置のうち、動力源側の係合装置のみを開放させてニュートラル状態とすることが記載されている。
上述した特許文献1に記載されたように係合装置を開放した場合には、その係合装置が開放されることによって、係合装置の入力側あるいは出力側の回転要素が回転自在となる。そのように回転要素が回転自在となって惰性走行している状態で、再度、係合装置を係合させて変速段を設定する場合には、回転自在となっている回転要素の回転数が急激に変化する可能性がある。そのため、係合装置が係合されて回転要素の回転数が急激に変化すると、その回転要素の慣性力が駆動輪に作用してショックが生じてしまう可能性がある。また、そのようなショックが生じることを抑制するために、係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数とが同期した後に係合装置を係合させると、それら回転数が同期するまでは、運転者が意図した出力トルクが駆動輪に伝達されず加速応答性あるいは減速応答性が低下してしまう可能性がある。
When the engaging device is opened as described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ニュートラル状態から復帰する際の加速応答性や減速応答性が低下してしまうことを抑制もしくは防止することができる車両の走行制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the technical problem described above, and is capable of suppressing or preventing a decrease in acceleration response and deceleration response when returning from the neutral state. The object is to provide a control device.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、動力源と駆動輪との間に複数の係合手段を備え、前記複数の係合手段のうち少なくとも2つの係合手段を係合することによって前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を可能とし、前記2つの係合手段のうち少なくともいずれか一方の係合手段を開放することによって前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を遮断して惰性走行する車両の走行制御装置において、前記惰性走行する場合に、前記2つの係合手段のうち開放したときにおける入力側と出力側との回転数の差が小さい方の係合手段を開放して、前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を遮断するように構成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を遮断した状態から該動力の伝達を可能とする状態に変更する可能性が低い時には、前記複数の係合手段の全てを開放するように構成されていることを特徴とする車両の走行制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the possibility of changing from a state in which the transmission of power between the power source and the driving wheel is cut off to a state in which the transmission of the power is possible is low, A travel control device for a vehicle characterized in that all of the plurality of engaging means are opened.
この発明によれば、動力源と駆動輪との動力の伝達を遮断して惰性走行させる場合に、開放した時における入力側の回転数と出力側の回転数との差が小さい方の係合手段を開放する。そのため、惰性走行している状態から、再度、係合手段を係合させて動力源と駆動輪との動力の伝達を可能とする時に、係合手段の入力側の回転数と出力側の回転数との差が小さいので、係合手段の入力側と出力側との回転数を早期に同期させることができ、加速応答性や減速応答性を向上させることができる。また、係合手段の入力側と出力側との回転数の差が小さいため、係合させたときにおけるイナーシャトルクを低下させることができ、その結果、係合手段を係合させることに伴うショックを低減することができる。 According to the present invention, when the inertial travel is performed with the transmission of power between the power source and the driving wheel interrupted, the engagement with the smaller difference between the input side rotational speed and the output side rotational speed when released. Release means. Therefore, when the engagement means is engaged again from the inertia running state to enable transmission of power between the power source and the drive wheel, the rotation speed on the input side and the rotation on the output side of the engagement means. Since the difference with the number is small, the rotational speeds of the input side and the output side of the engaging means can be synchronized at an early stage, and acceleration response and deceleration response can be improved. In addition, since the difference in rotational speed between the input side and the output side of the engaging means is small, the inertia torque when engaged can be reduced, and as a result, the shock associated with engaging the engaging means. Can be reduced.
また、係合手段を係合させて動力源と駆動輪との動力の伝達を可能とする状態に変更する可能性が低い場合には、全ての係合手段を開放させて惰性走行させる。そのため、全ての回転要素が摩擦力が最も小さくなるように回転するので、各回転要素での摩擦損失を低減すること、すなわち惰性走行している際に作用する制動力を低減することができる。その結果、惰性走行させることができる距離を長くすることができ、ひいては燃費を向上させることができる。 Further, when there is a low possibility that the engagement means is engaged to change to a state in which the power transmission between the power source and the drive wheels can be performed, all the engagement means are opened and coasting is performed. Therefore, since all the rotating elements rotate so that the frictional force becomes the smallest, it is possible to reduce the friction loss at each rotating element, that is, to reduce the braking force that is applied when coasting. As a result, it is possible to lengthen the distance that can be coasted and thus improve the fuel consumption.
つぎにこの発明に係る制御装置で対象とすることができる車両の構成の一例について説明する。この発明に係る制御装置で対象とすることができる車両は、動力源と駆動輪との間に、複数の係合装置を備え、それら複数の係合装置のうち少なくとも2つの係合装置を選択的に開放して車両の走行慣性力によって惰性走行することができるものである。そのような係合装置の一例としては、有段変速機の変速段を切り替えるために設けられたクラッチやブレーキなどであり、図8には、係合させる係合装置を選択的に切り替えて変速段を変更する有段変速機を備えた車両の動力伝達装置を示している。図8に示す動力伝達装置は、動力源1の出力軸2にトルクコンバータ3を介して有段変速機4が連結され、その有段変速機4の出力部材5が図示しない駆動輪に連結されている。なお、図8に示す動力伝達装置は、前輪に動力を伝達するように構成されたものであってもよく、後輪に動力を伝達するように構成されたものであってもよい。
Next, an example of the configuration of a vehicle that can be targeted by the control device according to the present invention will be described. The vehicle that can be targeted by the control device according to the present invention includes a plurality of engagement devices between the power source and the drive wheels, and selects at least two engagement devices among the plurality of engagement devices. Thus, the vehicle can be freely opened by inertia of the vehicle. An example of such an engagement device is a clutch or a brake provided for switching the gear position of the stepped transmission. FIG. 8 shows a gear by selectively switching the engagement device to be engaged. 1 shows a power transmission device for a vehicle equipped with a stepped transmission that changes gears. In the power transmission device shown in FIG. 8, a
その動力源の一例としては、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンなどの内燃機関である。なお、以下の説明では、単にエンジン1と記す。そのエンジン1の出力軸2には、トルク増幅機能を有したトルクコンバータ3が連結され、トルクを増幅するいわゆるコンバータ領域以外で、エンジン1の出力トルクを直接トルクコンバータ3の出力軸6に伝達するためのロックアップクラッチ7が設けられている。そして、トルクコンバータ3の出力軸6には、複数の係合装置のうち2つの係合装置を選択的に係合させることによって変速段を設定する有段変速機4が連結されている。この有段変速機4は、エンジン回転数を変更したりエンジン1から出力されたトルクを増減させたりするものであって、従来知られた有段変速機と同様の構成とすることができる。
An example of the power source is an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. In the following description, it is simply referred to as the
以下、図8に示す有段変速機の構成について具体的に説明する。図8に示す有段変速機4は、シングルピニオン型の遊星歯車機構8と、ラビニョウ型の遊星歯車機構9とを有するものであって、前進6段および後進1段の変速段を設定することができるものである。図8に示すシングルピニオン型の遊星歯車機構8は、トルクコンバータ3の出力軸6に連結されたサンギヤSと、そのサンギヤSと同心円上に配置されたリングギヤRと、サンギヤSおよびリングギヤRと噛み合うピニオンギヤPと、そのピニオンギヤPを自転および公転可能に保持するキャリヤCとによって構成されている。なお、トルクコンバータ3の出力軸6は、有段変速機4の入力軸として機能するため、以下の説明では、入力軸6と記す場合もある。
Hereinafter, the configuration of the stepped transmission shown in FIG. 8 will be specifically described. The
つぎに、図8に示すラビニョウ型の遊星歯車機構9の構成について説明する。図8に示すラビニョウ型の遊星歯車機構9は、シングルピニオン型の遊星歯車機構10とダブルピニオン型の遊星歯車機構11とを複合させて構成した4要素の複合遊星歯車機構である。具体的には、中空状に形成され、かつ上記キャリヤCと一体となって回転するように連結されたサンギヤSfと、後述するクラッチC2を係合することによって上記入力軸6と一体となって回転するリングギヤRrと、サンギヤSfと噛み合い比較的短く形成されたショートピニオンギヤPsと、ショートピニオンギヤPsおよびリングギヤRrのそれぞれに噛み合い比較的長く形成されたロングピニオンギヤPlと、ショートピニオンギヤPsおよびロングピニオンギヤPlを自転および公転可能に保持するキャリヤCrと、後述するクラッチC1を係合することによって入力軸6と一体となって回転しかつ上記ロングピニオンギヤPlと噛み合うサンギヤSrとによって構成されている。すなわち、サンギヤSr、ロングピニオンギヤPl、キャリヤCrおよびリングギヤRrによってシングルピニオン型の遊星歯車機構10が構成され、サンギヤSf、ショートピニオンギヤPs、ロングピニオンギヤPl、キャリヤCrおよびリングギヤRrによってダブルピニオン型の遊星歯車機構11が構成されている。言い換えると、シングルピニオン型の遊星歯車機構10とダブルピニオン型の遊星歯車機構11とにおけるロングピニオンギアPlとリングギヤRrとキャリヤCrとが共用されている。このように構成されたラビニョウ型の遊星歯車機構9は、各サンギヤSf,SrとキャリヤCrとリングギヤRrとが、ラビニョウ型の遊星歯車機構9を構成する部材以外に連結された回転要素として機能する、いわゆる4要素の遊星歯車機構によって構成されている。
Next, the configuration of the Ravigneaux type
そして、前記シングルピニオン型の遊星歯車機構8と、ラビニョウ型の遊星歯車機構9とを構成する各回転要素同士を、選択的に係合あるいは解放することができるクラッチ、および係合することにより各回転要素を回転不能にするブレーキが複数設けられている。図8に示す例では、入力軸6とサンギヤSrとを選択的に連結あるいは開放するクラッチC1と、入力軸6とリングギヤRrとを選択的に連結あるいは開放するクラッチC2と、キャリヤCとケース12とを選択的に連結してキャリヤCの回転を停止させるブレーキB1と、リングギヤRrとケース12とを選択的に連結してリングギヤRrの回転を停止させるブレーキB2と、リングギヤRとケース12とを選択的に連結してリングギヤRの回転を停止させるブレーキB3とが設けられている。また、リングギヤRrにおける回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチF1が設けられている。なお、クラッチやブレーキは、油圧あるいは電磁力などに応じて係合力を制御することができる係合装置であって、各クラッチやブレーキには、それぞれ図示しない油圧アクチュエータや電磁アクチュエータなどの係合力を制御する装置が設けられている。
A clutch capable of selectively engaging or releasing the rotating elements constituting the single pinion type
上述した有段変速機における各クラッチおよび各ブレーキを図9に示すように係合あるいは開放することによって、各変速段が設定される。なお、図9に示す「○」はクラッチあるいはブレーキを係合している状態を示し、「(○)」はエンジンブレーキを作用させるときに係合させることを示している。具体的には、クラッチC1とブレーキB2あるいはワンウェイクラッチF1とが係合することによって前進第1速が設定される。なお、ワンウェイクラッチF1は、リングギヤRrの逆回転(エンジン1の回転とは反対方向の回転)を阻止するように係合しているので、これとは反対方向のトルクがリングギヤRrに作用するとワンウェイクラッチF1は開放する。このような状態ではリングギヤRrに反力が作用しないことによりエンジンブレーキ力が生じないので、エンジンブレーキを可能にするためにブレーキB2が係合させられる。また、クラッチC1とブレーキB1とを係合させることによって前進第2速が設定され、クラッチC1とブレーキB3とを係合させることによって前進第3速が設定され、クラッチC1とクラッチC2とを係合させることによって直結段である前進第4速が設定され、クラッチC2とブレーキB3とを係合させることによって前進第5速が設定され、クラッチC2とブレーキB1とを係合させることによって前進第6速が設定される。さらに、ブレーキB2とブレーキB3とを係合させることによって後進第1速が設定される。 Each gear stage is set by engaging or releasing each clutch and each brake in the above-described stepped transmission as shown in FIG. Note that “◯” shown in FIG. 9 indicates that the clutch or brake is engaged, and “(◯)” indicates that the engine brake is engaged when it is applied. Specifically, the forward first speed is set by engaging the clutch C1 and the brake B2 or the one-way clutch F1. Since the one-way clutch F1 is engaged so as to prevent reverse rotation of the ring gear Rr (rotation in the direction opposite to the rotation of the engine 1), if a torque in the opposite direction acts on the ring gear Rr, the one-way clutch F1 is engaged. The clutch F1 is released. In such a state, the reaction force does not act on the ring gear Rr, so that no engine braking force is generated. Therefore, the brake B2 is engaged to enable engine braking. Further, the second forward speed is set by engaging the clutch C1 and the brake B1, and the third forward speed is set by engaging the clutch C1 and the brake B3, and the clutch C1 and the clutch C2 are engaged. As a result, the fourth forward speed, which is a direct coupling stage, is set, the fifth forward speed is set by engaging the clutch C2 and the brake B3, and the forward first speed is set by engaging the clutch C2 and the brake B1. Sixth speed is set. Further, the reverse first speed is set by engaging the brake B2 and the brake B3.
また、図8に示す動力伝達装置には、車速を検出するセンサ、アクセルペダルの開度などの操作量を検出するセンサ、トルクコンバータ3の出力軸6の回転数、より具体的にはトルクコンバータ3を構成するタービンの回転数を検出するセンサ、エンジン回転数を検出するセンサなどの種々のセンサが設けられており、それらのセンサで検出した信号が、図示しない電子制御装置(ECU)に入力される。そのECUは、入力された信号を一時的に保存するRAM、予め実験やシミュレーションなどによって用意されたマップや演算式が保存されたROM、入力された信号などから種々の演算を行うCPUなどを備えている。そして、その入力された信号に基づいて変速段を設定するために係合させるクラッチやブレーキなどの係合装置を選択して、その選択された係合装置を係合させる信号を出力したり、エンジン1への燃料の供給量を制御したりする。なお、上述したクラッチやブレーキは、ECUから出力された信号に応じて係合および解放を制御することができるものであればよく、その一例として、油圧アクチュエータによって係合および解放が制御されるものや、電磁アクチュエータによって係合および解放が制御されるものなどである。
Further, the power transmission device shown in FIG. 8 includes a sensor for detecting the vehicle speed, a sensor for detecting an operation amount such as an accelerator pedal opening degree, the rotational speed of the output shaft 6 of the
上記のように各変速段は、クラッチおよびブレーキの係合装置を2つ係合させることによって設定される。言い換えると、各変速段を設定するために係合される係合装置のうち少なくとも一つの係合装置を解放すると、エンジン1と駆動輪との動力伝達が遮断される。すなわち、ニュートラル状態となる。したがって、各変速段を設定する係合装置のうち少なくとも一つの係合装置を解放することによって、エンジン1と駆動輪との動力伝達を遮断することができるので、エンジン1から出力された動力を駆動輪に伝達することが要求されて走行している状態から、その動力の伝達が要求されなくなった場合あるいは設定されている走行モードなどの条件に応じて、その走行時における変速段を設定する係合装置の一つを解放してニュートラル状態とし、車両の走行慣性力によって惰性走行することができる。こうすることにより、エンジン1をアイドル回転数で運転したりエンジン1の回転を停止したりすることができ、その結果、燃費を向上させることができる。なお、係合装置を開放してニュートラル状態として車両の走行慣性力で走行することを、以下の説明ではニュートラル惰性走行(N惰行)と記す場合がある。
As described above, each gear position is set by engaging two clutch and brake engaging devices. In other words, when at least one engagement device among the engagement devices engaged to set each gear stage is released, power transmission between the
この発明に係る制御装置は、ニュートラル惰性走行するために開放する係合装置を、開放した場合における係合装置の入力側と出力側との差回転に基づいて定めるように構成されている。その制御の一例について、図1に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図1に示すフローチャートは、図8に示す車両を対象とした制御であり、図1に示すフローチャートは所定時間毎に繰り返し実行される。また、図1に示す制御例では、エンジン1と駆動輪とが動力伝達可能に連結して走行していることを前提としている。まず、ニュートラル惰性走行(N惰行)する条件が成立したか否かを判断する(ステップS1)。ステップS1は、加速あるいは減速要求などがなく、エンジン1と駆動輪とが動力伝達するように連結する必要があるか否かによって判断することができ、その一例として、アクセルペダルが踏み込まれて走行している状態から、そのアクセルペダルが戻されたか否かによって判断することができる。そのため、アクセルペダルが踏み込まれて走行している状態を維持しているなど、エンジン1と駆動輪との動力の伝達を要する場合には、ステップS1で否定的に判断される。そして、ステップS1で否定的に判断された場合には、クラッチやブレーキなどの係合装置を開放することが要求されていないため、そのまま係合装置を係合した状態を維持して、言い換えると係合装置を開放することなく(ステップS2)、図1に示すルーチンを一旦終了する。
The control device according to the present invention is configured to determine an engagement device that is released for neutral inertia traveling based on a differential rotation between the input side and the output side of the engagement device when the engagement device is released. An example of the control will be described based on the flowchart shown in FIG. Note that the flowchart shown in FIG. 1 is control for the vehicle shown in FIG. 8, and the flowchart shown in FIG. 1 is repeatedly executed at predetermined time intervals. Further, the control example shown in FIG. 1 is based on the premise that the
それとは反対に、加速あるいは減速要求がなく、エンジン1と駆動輪とを開放することができることにより、ステップS1で肯定的に判断された場合には、一方の係合装置を開放した場合における、その係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数との差回転ΔNを算出し、同様に他方の係合装置を開放した場合における、その係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数との差回転ΔNを算出する(ステップS3)。ついで、ステップS3で算出された差回転ΔNが小さい方の係合装置を開放して(ステップS4)、図1に示すルーチンを一旦終了する。
On the contrary, there is no request for acceleration or deceleration, and the
ここで、具体例を挙げて上記ステップS3およびステップS4について説明する。図2ないし図4は、図8に示す有段変速機4が所定の変速段を設定している状態から、その変速段を設定するために係合した係合装置のうち一方の係合装置を開放し、かつエンジン回転数をアイドル回転数まで低下させた場合における各回転要素の回転数を示す共線図であり、図2は前進第2速、図3は前進第3速、図4は前進第4速における各回転要素の回転数を示している。まず、前進第2速は、図9に示すようにクラッチC1およびブレーキB1を係合することによって設定され、それらクラッチC1およびブレーキB1を係合して出力要素であるキャリヤCrの回転数が所定の回転数で維持されて走行している状態から、クラッチC1およびブレーキB1のいずれか一方を開放してニュートラル状態とし、併せてエンジン回転数をアイドル回転数とした場合には、各回転要素の回転数は、図2に示すようになる。なお、(a)はクラッチC1を開放した場合における各回転要素の回転数を示しており、(b)はブレーキB1を開放した場合における各回転要素の回転数を示している。(a)に示すように、前進第2速からクラッチC1を開放したときには、サンギヤSrが回転自在となる。一方、ブレーキB1は未だ係合されているので、キャリヤCおよびサンギヤSfの回転が停止している。そのため、サンギヤSrの回転数は、(a)に示すように出力要素であるキャリヤCrの回転数と、ラビニョウ型の遊星歯車機構9のギヤ比とによって求めることができる回転数となり、具体的には、キャリヤCrの回転数より回転数が増大した状態となる。したがって、クラッチC1の入力側の回転数はエンジン回転数と同一であるため、そのサンギヤSrの回転数とエンジン回転数との差回転がステップS3で算出される一方の係合装置を開放した時の差回転ΔNとなる。
Here, step S3 and step S4 will be described with specific examples. 2 to 4 show one of the engagement devices engaged to set the gear stage from the state in which the stepped
一方、(b)に示すようにブレーキB1を開放した場合には、キャリヤCおよびサンギヤSfが回転自在となり、かつクラッチC1が係合されていることによりサンギヤSrの回転数がエンジン回転数と同一の回転数となる。そのため、エンジン回転数をアイドル回転数とし、出力要素であるキャリヤCrの回転数が所定の回転数に維持されている場合には、サンギヤSfの回転数は、サンギヤSrとキャリヤCrとラビニョウ型の遊星歯車機構9におけるギヤ比とに基づいて求めることができる回転数となり、その回転数は出力要素であるキャリヤCrの回転数以上となる。また、サンギヤSfとキャリヤCとは一体となって回転することができるように連結され、ブレーキB3が開放されていることによりリングギヤRが回転自在となっているので、キャリヤCの回転数はサンギヤSfの回転数と同一となる。したがって、ブレーキB1の入力側の回転数は、上記サンギヤSrの回転数とキャリヤCrの回転数とラビニョウ型の遊星歯車機構9とのギヤ比とから求めることができる回転数となり、出力側の回転数は、「0」回転数となる。すなわち、上記キャリヤCの回転数がステップS3で算出する他方の係合装置を開放した時の差回転ΔNとなる。
On the other hand, when the brake B1 is released as shown in (b), the carrier C and the sun gear Sf are rotatable, and the clutch C1 is engaged so that the rotation speed of the sun gear Sr is the same as the engine rotation speed. Is the number of revolutions. Therefore, when the engine speed is set to the idle speed and the rotation speed of the carrier Cr as the output element is maintained at a predetermined speed, the rotation speed of the sun gear Sf is the same as that of the sun gear Sr, the carrier Cr, and the Ravigneaux type. The rotation speed can be obtained based on the gear ratio in the
そして、上述した(a)と(b)とから算出されたクラッチC1の差回転ΔNとブレーキB1の差回転ΔNとの小さい方を開放させる。なお、図2に示す例では、クラッチC1の差回転ΔNの方がブレーキB1の差回転ΔNより小さい。したがって、図2に示す例では、クラッチC1を開放してニュートラル状態とする。 Then, the smaller one of the differential rotation ΔN of the clutch C1 and the differential rotation ΔN of the brake B1 calculated from the above (a) and (b) is released. In the example shown in FIG. 2, the differential rotation ΔN of the clutch C1 is smaller than the differential rotation ΔN of the brake B1. Therefore, in the example shown in FIG. 2, the clutch C1 is released to be in the neutral state.
上記図2に示す例と同様に前進第3速では、クラッチC1が開放される。具体的には、図3に示すように前進第3速で走行しているときにクラッチC1が開放され、かつエンジン回転数がアイドル回転数まで低下すると、クラッチC1の入力側の回転数はエンジン回転数と同等であるのに対して、クラッチC1の出力側の回転数は、出力要素であるキャリヤCrの回転数と、シングルピニオン型の遊星歯車機構8におけるキャリヤの回転数C、すなわちサンギヤSrの回転数と、ラビニョウ型の遊星歯車機構9におけるギヤ比とにより求められる回転数となり、その回転数はキャリヤCr]の回転数以上となっている。なお、ブレーキB3が係合されているため、シングルピニオン型の遊星歯車機構8におけるキャリヤCの回転数は、エンジン回転数とシングルピニオン型の遊星歯車機構8におけるギヤ比とから求めることができる。一方、ブレーキB3を開放した場合には、クラッチC1が係合されていることによりサンギヤSrの回転数がエンジン回転数と同一となり、サンギヤSrの回転数とキャリヤCrの回転数とラビニョウ型の遊星歯車機構9におけるギヤ比とによってサンギヤSfおよびキャリヤCの回転数が定まる。そして、そのキャリヤCの回転数とサンギヤSの回転数とシングルピニオン型の遊星歯車機構8におけるギヤ比とからリングギヤRの回転数を算出することができる。したがって、このリングギヤRの回転数がステップS3で算出する他方の係合装置を開放した時の差回転ΔNとなる。図3からもわかるようにクラッチC1を開放した時における差回転ΔNの方が、ブレーキB1を開放した時における差回転ΔNより小さいため、上記ステップS4では、クラッチC1が選択されて開放される。
Similar to the example shown in FIG. 2, at the third forward speed, the clutch C1 is released. Specifically, as shown in FIG. 3, when the clutch C1 is disengaged while traveling at the third forward speed and the engine speed is reduced to the idle speed, the engine speed on the input side of the clutch C1 is the engine speed. Whereas the rotation speed on the output side of the clutch C1 is equal to the rotation speed, the rotation speed of the carrier Cr as an output element and the rotation speed C of the carrier in the single pinion
一方、図8に示す動力伝達装置では、前進第4速で走行している状態からニュートラル状態とする場合には、クラッチC2を開放する。具体的には、図4に示すように前進第4速で走行しているときにクラッチC2が開放され、かつエンジン回転数がアイドル回転数まで低下すると、クラッチC2の入力側の回転数はエンジン回転数と同等であるのに対して、クラッチC2の出力側の回転数は、出力要素であるキャリヤCrの回転数とクラッチC1が係合されていることによってエンジン回転数と同一となるサンギヤSrの回転数とラビニョウ型の遊星歯車機構9におけるギヤ比とにより求められる回転数となり、その回転数はキャリヤCrの回転数以上となっている。一方、クラッチC1を開放した場合には、クラッチC2が係合されていることによりリングギヤRrの回転数がエンジン回転数と同一となり、リングギヤRrの回転数とキャリヤCrの回転数とラビニョウ型の遊星歯車機構9におけるギヤ比とによってサンギヤSrの回転数が定まる。そして、クラッチC1の入力側の回転数はエンジン回転数と同一であり、出力側の回転数は上記サンギヤSrの回転数となり、上記ステップS3で算出する他方の係合装置を開放した時における差回転は、サンギヤSrの回転数とエンジン回転数との差回転ΔNとなる。そのため、図4に示すようにクラッチC2を開放した時の差回転ΔNの方が、クラッチC1を開放した時の差回転ΔNより小さいので、クラッチC2を開放してニュートラル状態とする。
On the other hand, in the power transmission device shown in FIG. 8, the clutch C <b> 2 is released when changing from the state of traveling at the fourth forward speed to the neutral state. Specifically, as shown in FIG. 4, when the clutch C2 is disengaged while traveling at the fourth forward speed and the engine speed is reduced to the idle speed, the engine speed on the input side of the clutch C2 is the engine speed. While the rotational speed is equivalent to the rotational speed, the rotational speed on the output side of the clutch C2 is equal to the rotational speed of the carrier Cr as an output element and the engine rotational speed when the clutch C1 is engaged. And the gear ratio in the Ravigneaux
なお、図8に示す構成では、前進第1速は、クラッチC1とワンウェイクラッチF1とが係合して設定されるため、開放可能な係合装置はクラッチC1のみとなる。そのため、前進第1速では、クラッチC1を開放して惰性走行させる。また、前進第5速および前進第6速は、クラッチC2を開放した方がブレーキB3およびブレーキB1を開放するより差回転が小さくなるので、前進第5速および前進第6速ではクラッチC2を開放してニュートラル惰性走行させる。なお、図9には、上記図8に示す構成において、ニュートラル状態とする際に開放させる係合装置を太線で示している。 In the configuration shown in FIG. 8, since the first forward speed is set by engaging the clutch C1 and the one-way clutch F1, the only engagement device that can be released is the clutch C1. Therefore, at the first forward speed, the clutch C1 is released and coasting is performed. Further, the forward fifth speed and the sixth forward speed have a smaller differential rotation when the clutch C2 is released than when the brake B3 and the brake B1 are released. Therefore, the clutch C2 is released at the fifth forward speed and the sixth forward speed. And make it run neutral. In FIG. 9, the engagement device that is released when the neutral state is established in the configuration shown in FIG. 8 is indicated by a bold line.
つぎに、図5に示すタイムチャートを参照しつつ、図1に示す制御例について説明する。まず、アクセルペダルが戻されるとともに車速が低下している状態から、更にアクセルペダルが戻され、完全にアクセルペダルがOFFされると(t1時点)、上記ステップS1で肯定的に判断される。そのため、開放した場合における差回転が小さい方の係合装置が開放される。図5に示す例では、前進第3速が設定されている状態で走行しているので、図3に示すようにクラッチC1を開放した時の差回転が小さくなる。したがって、上記ステップS4から、差回転が小さい方のクラッチC1を開放してニュートラル状態としている。そのようにクラッチC1を開放した場合であっても、走行抵抗や動力伝達装置での動力損失などが少なからず駆動輪に作用しているため、車速が低下し続ける。そして、車速が低下して運転者がアクセルペダルを踏み込むなど、エンジン1と駆動輪との動力の伝達を可能にする必要が生じた場合には、開放されているクラッチC1が係合される。図5に示す例では、アクセルペダルが踏み込まれたことによってクラッチC1が係合され、その結果、エンジン1から出力されたトルクが駆動輪に伝達されるので、車速が増大し始める(t2時点)。
Next, the control example shown in FIG. 1 will be described with reference to the time chart shown in FIG. First, when the accelerator pedal is returned and the vehicle speed is reduced, the accelerator pedal is further returned and the accelerator pedal is completely turned off (at time t1), a positive determination is made in step S1. Therefore, the engagement device with the smaller differential rotation when released is released. In the example shown in FIG. 5, since the vehicle travels in a state where the third forward speed is set, the differential rotation when the clutch C1 is released becomes small as shown in FIG. Therefore, from step S4, the clutch C1 with the smaller differential rotation is disengaged to enter the neutral state. Even when the clutch C1 is disengaged in such a manner, the vehicle speed continues to decrease because the running resistance, power loss in the power transmission device, and the like act on the drive wheels. When it becomes necessary to enable transmission of power between the
そして、車速が増大してアクセルペダルが戻されると、従来知られた変速線図に基づいて前進第3速から前進第4速にアップシフトする。具体的には、ブレーキB3を開放してクラッチC2を係合させる。そして、更にアクセルペダルが戻されて、完全にアクセルペダルが操作されなくなると、再度、上記ステップS1で肯定的に判断されるため、図4に基づいてクラッチC2が開放される(t3時点)。ついで、アクセルペダルが踏み込まれるとそのクラッチC2が係合されて前進第4速が設定される(t4時点)。 Then, when the vehicle speed increases and the accelerator pedal is returned, an upshift from the third forward speed to the fourth forward speed is performed based on a conventionally known shift diagram. Specifically, the brake B3 is released and the clutch C2 is engaged. Then, when the accelerator pedal is further returned and the accelerator pedal is not completely operated, a positive determination is again made in step S1, so that the clutch C2 is released based on FIG. 4 (time t3). Next, when the accelerator pedal is depressed, the clutch C2 is engaged and the fourth forward speed is set (at time t4).
なお、図5では、便宜上、クラッチの係合および開放を徐々に変化させるなどの制御を行わずにクラッチを係合あるいは開放させる制御を例に挙げて説明したが、例えば、変速時においては一方の係合装置を係合させつつ他方の係合装置を開放させるクラッチツウクラッチ制御を行っていてもよく、ニュートラル状態とするため、あるいはニュートラル状態から係合装置を係合して通常の状態にするために制御される係合装置を、所定の時間を掛けながら係合あるいは開放させるように制御してもよい。また、図5では、アクセルペダルの操作のみに基づいてニュートラル状態とするか否かを判断しているが、ブレーキペダルや走行モードを設定するスイッチあるいは走行路の勾配など他の条件に基づいて判断してもよい。 In FIG. 5, for the sake of convenience, the control for engaging or disengaging the clutch without performing control such as gradually changing the engagement and disengagement of the clutch has been described as an example. The clutch-to-clutch control for releasing the other engagement device while engaging the other engagement device may be performed, and in order to make the neutral state or by engaging the engagement device from the neutral state, the normal state is obtained. The engagement device that is controlled to do so may be controlled to engage or release over a predetermined time. Further, in FIG. 5, it is determined whether or not the neutral state is set only based on the operation of the accelerator pedal, but it is determined based on other conditions such as a brake pedal, a switch for setting a traveling mode, or a gradient of a traveling path. May be.
この発明に係る制御装置は、上述したように開放した時における係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数との差回転が小さく方の係合装置を開放してニュートラル状態とする。したがって、再度、係合装置を係合するときにおけるその係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数との差回転を比較的小さくすることができる。その結果、係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数とが同期して完全に係合されるまでの時間を短くすることができる。すなわち、エンジン1と駆動輪とが早期に動力伝達可能に連結される。そのため、加速あるいは減速応答性を向上させることができる。また、係合装置として摩擦力によって動力を伝達する摩擦クラッチを使用した場合には、その摩擦材同士をスリップさせている時間あるいはスリップする際の相対回転数差などを低減することができるので、摩擦材の耐久性が低下してしまうことを抑制することができる。さらに、単に係合装置を係合した場合に、回転数が変化する部材のイナーシャトルクが増大することを抑制もしくは防止することができるので、急な飛び出し感や引き込み感などを抑制もしくは防止することができる。言い換えると、係合装置を係合した際のショックを抑制もしくは防止することができる。
The control device according to the present invention opens the engagement device having a smaller differential rotation between the input side rotation speed and the output side rotation speed of the engagement device when the engagement device is released as described above to enter a neutral state. . Therefore, when the engagement device is engaged again, the differential rotation between the rotation speed on the input side and the rotation speed on the output side of the engagement device can be made relatively small. As a result, it is possible to shorten the time until the rotational speed on the input side and the rotational speed on the output side of the engagement device are completely engaged in synchronization. That is, the
なお、上述した例では、係合装置を係合して変速段を設定している状態からニュートラル状態とする時に、開放する一方の係合装置を選択する制御について説明したが、例えば、上記制御例に基づいてニュートラル状態で惰性走行しているときに、車速が変化してニュートラル状態での変速、すなわちニュートラル状態を維持しつつ係合している係合装置を切り替える場合においても、入力側と出力側との差回転が小さい係合装置を開放するように係合させる係合装置を切り替えればよい。言い換えると、この発明に係る制御装置は、入力側と出力側との差回転が小さい方の係合装置を開放してニュートラル状態として惰性走行するものであればよい。 In the above-described example, the control for selecting one engagement device to be released when the engagement device is engaged and the gear position is set to the neutral state has been described. Even when coasting in the neutral state based on the example, when the vehicle speed changes and the gear shift in the neutral state, that is, when switching the engaging device that is engaged while maintaining the neutral state, What is necessary is just to switch the engagement apparatus engaged so that the engagement apparatus with small differential rotation with an output side may be open | released. In other words, the control device according to the present invention only needs to perform inertial running in a neutral state by opening the engagement device having the smaller differential rotation between the input side and the output side.
上述したように変速段を設定する係合装置のうち少なくとも一つの係合装置を開放することによって、変速機4をニュートラル状態としてエンジン1と駆動輪との動力の伝達を遮断することができる。そのため、エンジン回転数をアイドル回転数まで低下させたりエンジンへの燃料の供給を停止したりすることで燃費を向上させることができる。一方、車両が惰性走行しているときには、上記係合装置のうち係合されて動力が伝達する回転要素では、不可避的な動力損失が生じる。具体的に、ギヤの噛み合い面で生じる摩擦力やギヤの質量に基づく慣性力などが生じる。また、図8に示すように遊星歯車機構8,9によって構成された変速機3では、一つの係合装置のみを開放してニュートラル状態とすると、各回転要素が、エンジン1あるいは駆動輪に連結されて回転し、またはそれらエンジン1あるいは駆動輪に連結された回転要素によって所定の回転数で回転させられる。すなわち、一つの係合装置のみを開放した場合には、いずれかの回転要素が反力として機能する場合があり、そのように反力として機能する回転要素があると、他の回転要素の回転数が定まってしまい、その結果、それら各回転要素の摩擦抵抗が定まってしまう。一方、2つの係合装置をそれぞれ開放すると、そのように反力として機能する回転要素がなく、その結果、各回転要素は、摩擦抵抗が一番小さい回転数で回転する。したがって、係合装置を開放してニュートラル状態とする場合には、全ての係合装置を開放した方が摩擦損失が小さく、言い換えると、走行抵抗となる制動力を低下することができ、その結果、ニュートラル惰性走行させることができる距離を長くすることができる。それとは反対に、全ての係合装置を開放した場合には、少なくとも2つの係合装置を係合させることによってエンジン1と駆動輪とを動力伝達可能に連結することとなるため、2つの係合装置を係合させるための時間が長くなってしまい、加速あるいは減速応答性が低下する可能性がある。
As described above, by releasing at least one engaging device among the engaging devices that set the gear position, the
したがって、この発明に係る制御装置は、ニュートラル惰性走行している時から、係合装置を係合しエンジン1と駆動輪とが動力伝達可能に連結して走行する通常走行状態に移行する可能性が低いときに、全ての係合装置を開放して惰性走行するように構成されている。その制御の一例について図6に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図1に示すフローチャートと同一のステップについては、同一の参照符号を付して説明を省略する。図6に示す制御例は、ニュートラル惰性走行している状態から通常走行状態に移行する可能性が低い場合に、全ての係合装置を開放させるものであって、したがって、ニュートラル惰性走行する条件が成立してステップS1で肯定的に判断されると、まず、長期間、ニュートラル惰性走行することが可能な状態か否かを判断する(ステップS5)。具体的には、市街地、山岳地、渋滞など比較的車速が遅く、また加速や減速などのためにアクセル操作が繰り返し行われる可能性がある場合には、アクセル操作に基づいてニュートラル惰性走行させる制御では、頻繁にニュートラル惰性走行と通常走行状態とが切り替わる。そのため、ステップS5では否定的に判断され、加速応答性や減速応答性などを向上させるために上記図1に示すステップS3やステップS4に基づいて一方の係合装置を開放して惰性走行させて(ステップS6)、図6に示すルーチンを一旦終了する。なお、図6では、上記ステップS3やステップS4をまとめて、「係合装置の一方のみを開放」と示している。
Therefore, the control device according to the present invention may shift to a normal traveling state in which the
それとは反対に、車両が郊外を走行している場合や、中高速で走行している場合、あるいは緩やかな下り勾配を走行している場合などでは、加速あるいは減速するために、再度、アクセルペダルが操作される可能性が低く、したがって、ステップS5で肯定的に判断され、変速段を設定する係合装置の全てを開放させて、図6に示すルーチンを一旦終了する。 On the other hand, if the vehicle is traveling in the suburbs, traveling at medium or high speeds, or traveling on a gentle downward slope, the accelerator pedal must be turned on again to accelerate or decelerate. Therefore, the determination in step S5 is affirmative, and all of the engagement devices that set the shift speed are released, and the routine shown in FIG.
図6に示す制御例に応じて係合装置を係合あるいは開放させた場合における、アクセル操作、係合装置の状態、車速のそれぞれの変化を図7に示している。まず、アクセルペダルが戻されて車速が低下している状態で、アクセルペダルが完全に操作されなくなると、ニュートラル惰性走行させる条件が成立する(t1時点)。そして、図7に示す例では、その条件が成立したt1時点での車速が、全ての係合装置を開放させる予め定めた車速V以下であり、比較的低車速であるため、上記図6におけるステップS5で否定的に判断されて、一方の係合装置のみを開放させる。なお、図7に示す例では、前進第5速で走行している状態からニュートラル状態に変更するため、開放される係合装置は、クラッチC2となる。 FIG. 7 shows changes in the accelerator operation, the state of the engagement device, and the vehicle speed when the engagement device is engaged or released according to the control example shown in FIG. First, if the accelerator pedal is not operated completely in a state where the accelerator pedal is returned and the vehicle speed is reduced, a condition for neutral inertia traveling is established (time t1). In the example shown in FIG. 7, the vehicle speed at time t1 when the condition is satisfied is equal to or lower than a predetermined vehicle speed V that opens all the engagement devices, and is relatively low. A negative determination is made in step S5, and only one of the engagement devices is released. In the example shown in FIG. 7, the engagement device to be released is the clutch C <b> 2 in order to change from the state traveling at the fifth forward speed to the neutral state.
そして、ニュートラル惰性走行して車速が低下し、その後に、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれると、開放されていたクラッチC2を係合させる(t2時点)。その結果、エンジン1から駆動輪にトルクが伝達されて加速する。さらに、車速が増大して運転者がアクセルペダルの踏み込み量を低下させ始めると、それに伴って車速が緩やかに低下し始める。そして、アクセルペダルの操作が完全にされなくなると、ニュートラル惰性走行する条件が成立するので、係合装置を開放させる(t3時点)。図7に示す例では、ニュートラル惰性走行するt3時点での車速が、予め定めた車速V以上であり、比較的高速であるため、上記図6におけるステップS5で肯定的に判断される。そのため、前進第5速を設定するために係合されているクラッチC2とブレーキB3とが開放させられる。そして、再度、アクセルペダルが踏み込まれると、クラッチC2とブレーキB3とが係合させられる。
Then, when the vehicle is neutrally coasted and the vehicle speed decreases and then the accelerator pedal is depressed by the driver, the released clutch C2 is engaged (at time t2). As a result, torque is transmitted from the
上述したように、ニュートラル惰性走行している状態から通常走行する状態となる可能性が低い場合に、係合装置を全て開放することによって、ニュートラル惰性走行している時の動力損失を低減することができる。その結果、ニュートラル惰性走行させる距離を長くすることができ、ひいては燃費を向上させることができる。また、ニュートラル惰性走行している状態から通常走行する状態となる可能性が高い場合には、一方の係合装置のみを開放するため、惰性走行から通常走行に移行する際の応答性が低下してしまうことを抑制もしくは防止することができる。 As described above, when there is a low possibility that the vehicle travels normally from the neutral inertia traveling state, the power loss during the neutral inertia traveling is reduced by releasing all the engagement devices. Can do. As a result, it is possible to lengthen the distance for the neutral inertia traveling, thereby improving the fuel efficiency. In addition, when there is a high possibility that the vehicle travels from the neutral coasting state to the normal traveling state, only one of the engagement devices is released, so that the response when shifting from the coasting traveling to the normal traveling is reduced. Can be suppressed or prevented.
なお、上述した図6に示す制御例では、通常の走行状態からニュートラル惰性走行させる時に、一方の係合装置のみを開放するか全ての係合装置を開放させるかを判断しているが、例えば、一方の係合装置のみを開放してニュートラル惰性走行している時に、車両が下り勾配の走行路に差し掛かって車速が増大した時など、一方の係合装置のみを開放してニュートラル惰性走行している時に、全ての係合装置を開放させることができる条件が成立した時には、係合している他方の係合装置を開放してもよい。すなわち、通常の走行状態からニュートラル惰性走行させるときにのみ、上記図6の制御を実行するのではなく、ニュートラル惰性走行時であっても、上記図6の制御を実行して惰性走行中に全ての係合装置を開放するようにしてもよい。 In the control example shown in FIG. 6 described above, it is determined whether to release only one of the engagement devices or all of the engagement devices when performing neutral inertia running from the normal running state. When only one of the engagement devices is opened and the vehicle is traveling in a neutral inertia, when the vehicle reaches a downhill traveling path and the vehicle speed increases, the vehicle is driven by a neutral inertia with only one of the engagement devices being released. When the condition that all the engagement devices can be released is satisfied, the other engagement device engaged may be released. That is, the control shown in FIG. 6 is not executed only when the neutral inertia running is performed from the normal driving state, and the control shown in FIG. 6 is executed even during the neutral inertia running. The engagement device may be opened.
また、3つ以上の係合装置を係合させて変速段を設定する変速機を備えた車両の場合には、いずれか一つの係合装置を開放してニュートラル状態とする時に、開放する係合装置の入力側の回転数と出力側の回転数との差回転が最も小さくなる係合装置を開放すればよい。さらに、エンジンに代えて電動機を動力源としてもよく、エンジンと電動機との双方を動力源としてもよい。また、ニュートラル状態として惰性走行している時には、所定の燃料を供給してエンジン1を駆動させていてもよく、燃料の供給を停止してエンジン1を停止させていてもよい。
Further, in the case of a vehicle including a transmission that engages three or more engagement devices to set the gear position, the engagement is released when any one of the engagement devices is released to be in the neutral state. What is necessary is just to open | release the engagement apparatus with which the difference rotation of the rotation speed of the input side of a joint apparatus and the rotation speed of an output side becomes the smallest. Furthermore, instead of the engine, an electric motor may be used as the power source, and both the engine and the electric motor may be used as the power source. Further, when coasting in the neutral state, the
1…エンジン、 4…変速機、 C1,C2…クラッチ、 B1,B2,B3…ブレーキ、 F1…ワンウェイクラッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記惰性走行する場合に、前記2つの係合手段のうち開放したときにおける入力側と出力側との回転数の差が小さい方の係合手段を開放して、前記動力源と前記駆動輪との動力の伝達を遮断するように構成されていることを特徴とする車両の走行制御装置。 A plurality of engagement means are provided between the power source and the drive wheel, and power transmission between the power source and the drive wheel is achieved by engaging at least two engagement means among the plurality of engagement means. In a travel control device for a vehicle that enables inertial travel by interrupting transmission of power between the power source and the drive wheel by opening at least one of the two engagement means.
When the inertial running is performed, the engagement means having the smaller difference in the rotational speed between the input side and the output side when the two engagement means are released is released, and the power source and the drive wheel A vehicle travel control device characterized in that transmission of the power of the vehicle is cut off.
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