JP3856861B2 - 自動変速装置とスロットル弁の制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車に搭載される自動変速装置とスロットル弁の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、トルクコンバータに直結機構を有する自動変速装置は、車両重量の大きな高級車に用いられることが多く、同乗者が不快な変速ショックを発生することは好ましいことではない。また、運転者には、加速の際にもたつき感などの鈍重な感触を持たせないようにしながら、好燃費を得るようにするため、自動変速装置とその制御について様々な工夫がなされてきた。
【0003】
図13は、例えば特開平5−262169号公報に示された従来の車両の自動変速装置の概略を示す構成図である。この図13において、105はトルクコンバータの直結機構、106は自動変速機制御手段、108はアクセル踏み込み量検出手段、21はシフトレバーの設定位置を示すシフトレバー信号、22は車速度を検出する車速用回転センサ、23はエンジン回転センサ、24はトルクコンバータ出力軸回転数検出手段、25はアクセル踏み込み量検出手段108の信号に異常が発生した場合にアクセルの全閉や全開などの操作を検知するアクセルスイッチ、26はスロットル制御器、27はシフトソレノイド、28はエンジン制御装置、29は点火装置、30は燃料制御装置、Vtarは目標車速度、θrealはスロットル弁の実開度、Qfは残存燃料量を示している。以上のように実際の車両に搭載される自動変速装置は構成される。
【0004】
図14は自動変速装置の構成を、機能ごとのブロックにまとめた構成図である。図14において、31は車速検出手段、32は目標駆動軸トルク検索手段、33はアクセル踏み込み量検出手段、34はトルク伝達演算手段、35は第1,第2選択手段、36は第1演算子、37は第2演算子、38は変速比選択手段、39はスロットル開度演算手段、40はスロットル制御器、41は変速アクチュエータ、42は直結制御手段、30は燃料制御装置である。
【0005】
次に、上記図13と図14を用いて動作について説明する。上記車速検出手段31により検出した車速度と、アクセル踏み込み量検出手段33により検出したアクセル踏み込み量とを目標駆動軸トルク検索手段32に入力する。目標駆動軸トルク検索手段32にはエンジン音や余裕駆動トルクを考慮して、あらかじめエンジンが発生する駆動トルクパターンが設定されており、車速度と要求駆動トルクに対応した目標駆動トルクの値が出力される。トルク伝達演算手段34では、第1,第2選択手段35において、トルクの伝達にトルクコンバータを使用するか、トルクコンバータを直結して直結制御を行うかを判定する。直結制御を実施する場合には、第2演算子37を選択し、直結制御装置42に出力するデューティ量を演算するとともに、直結制御時のトルク変動を防止するため、燃料制御装置30にて燃料の量を制御する。トルク伝達演算手段34は第1,第2選択手段の判定に基づいて、トルクコンバータの出力軸のトルクを変速比毎に演算する。変速比選択手段38は、入力軸と出力軸間の伝達効率が最高となる変速比を選択し、その変速比となるように変速アクチュエータ41に制御信号を出力する。スロットル開度演算手段39は目標駆動トルクを発生するスロットル開度αを演算し、スロットル制御器40を制御する。
【0006】
図15は上記自動変速装置の制御の一部を示したフローチャートである。ステップS1201では車速度Vspとアクセル開度αを検出する。ステップS1202ではアクセルが踏み込まれているか否かの判断をする。アクセルが踏み込まれていると判断された場合、ステップS1203にてアクセル開度αから車両の目標駆動トルクToを演算する。ステップS1204では、駆動トルクToから各変速段毎に必要なエンジントルクを演算する。その後、直結・非直結どちらの場合においても燃料消費量が最小となる変速段を判定し、ステップS1205にて車速Vspが目標車速V10かどうかを判断して、Vsp≧V10 の場合にはステップS1206で各変速位置でのエンジン回転数を求め、次の処理Aに進む。また、各判断の結果によって、ここでは図示されない処理B,Cへ進み、目標駆動トルクを得るためのスロットル弁開度を決定するようにしている。
【0007】
また、図16は特公平1−39503号公報に示された従来の自動変速装置の構成図である。図16において、101はエンジン、102は自動変速機、103はトルクコンバータ、43は直結クラッチ、107はアクセル、44はアクセル107の釈放を検出するアクセル釈放検出手段、45はアクセル107が釈放されてからの時間を計測する計時手段、46は直結クラッチ43のフィードフォワード制御を行う直結クラッチフィードフォワード手段、47は直結クラッチ43のフィードバック制御を行う直結クラッチフィードバック手段である。
【0008】
図17は、同じく特公平1−39503号公報に示されている自動変速装置の直結制御方法を示したタイムチャート図である。この図17において、Aはアクセル107を踏み込んでいるか、あるいは釈放しているかを示している信号で、アクセル107を踏み込んでいるときにはローレベルとなり、アクセル107を釈放しているときにはハイレベルを示す。Cはトルクコンバータ103の出力軸回転数(タービン回転数:車速度に比例)の変化である。DとHはアクセル107釈放で走行しているときのエンジン回転数の変化を示している。Dはアクセル107の釈放中に直結クラッチ43の締結力制御デューティを点線Bのように出力0%としてトルクコンバータ103をコンバータ状態で走行している場合のエンジン回転数の変化を示している。Hはアクセル107を釈放中にトルクコンバータ103のスリップ量が一定となるように実線Gで示すごとく直結クラッチ43の制御デューティをフィードバック制御した場合のエンジン回転数の変化を示している。
【0009】
次に図16,図17を用いて動作を説明する。図17に示される時間t1以前は運転者はアクセル107を踏んで走行している。このときにはエンジン101から自動変速機102に大きなトルクが伝達されるため、直結クラッチ43にスリップが発生しないように直結クラッチ43の制御デューティを高くしている(直結クラッチにスリップが発生しない直結方法を以下、完全直結という)。時間t1でアクセル107を釈放してから時間T1の間は、直結クラッチフィードフォワード制御手段46により、直結クラッチ43の制御デューティをX%に保ち、トルクコンバータ103の直結クラッチ43のスリップ量をフィードフォワード制御している。t=t1より時間T1経過後、再びアクセル107を踏み込むt2までは、直結クラッチフィードバック制御手段47によってトルクコンバータ103の入力回転数と出力回転数との差から直結クラッチ43の締結力をフィードバック制御している。このときはエンジン回転数に応じて、トルクコンバータ103のスリップ量があらかじめ設定された値となるように、直結クラッチ制御デューティを制御している(直結クラッチの締結力が弱く、直結クラッチにスリップが生じる直結方法を以下、スリップ直結という)。
【0010】
図17に示されるEはフューエルカットをやめて燃料の噴射を開始するフューエルカットリカバー回転数である。直結クラッチ制御デューティを出力しなかった場合(デューティ波線B)には、エンジン回転数はDのように変化するため、フューエルカットを行っている時間はTF1の区間である。直結クラッチ制御デューティをGのように変化させた場合には、トルクコンバータの入力部(エンジンの回転数に等しい)と出力部はほぼ一体となって回転するため、エンジン回転数の下降が遅く、フューエルカットリカバー回転数に至るまでの時間が長いため、フューエルカット時間はTF2の間に拡大される。また、スリップ直結を行った場合には、オートマチックフルード(トランスミッションオイル)を介して動力が伝達されるため、直結中に発生する振動を抑えることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明で示した特開平5−262169号公報の、従来の自動変速装置では、車両が必要としている目標駆動トルクを、車速度とアクセル開度とから決定するようにしていた。そのため、例えば、大きなトルクを必要とする加速開始時、走行抵抗に対する程度の駆動トルクが必要な定常走行時、減速時、路面に勾配がある場合等、どのような走行状況においても、アクセル開度と車速度さえ同じであれば必要な駆動トルクも同じとされ、状況によって大きな駆動トルクが必要な場合では、運転者はトルク不足を感じ、また小さなトルクで十分な状況では運転者トルク過剰を感じ、思いどおりに運転できない感触をもつことになる。
【0012】
また、この従来の自動変速装置では、直結,非直結に関わらず、車両の必要としている目標駆動トルクと自動変速装置の変速段をアクセル開度と車速度で決定するようにしていたので、直結と非直結の切り替わりの前後でも、車両の目標駆動トルクは同じものとしていた。非直結から直結に切り替わった場合には、直結によりトルクコンバータによるトルク増幅効果が失われるため、駆動トルクが実質減少することになる。そのトルク減少分は、エンジンの発生するトルク増加にて補うことになるが、非直結から直結への切り替わりの前後で車両を動かす駆動トルクを等しくするためには、直結開始時にスロットル開度を急に増加させる必要がある。このときには、直結開始時に発生する直結ショックとスロットル開度を急に増加させることによるショックとが発生することになる。さらに、この自動変速装置では目標駆動トルクと変速段を決定するようにしているため、非直結から直結への切り替わりによって、変速段が切り替わる場合もある。この場合には上記直結開始時に発生する直結ショックと、スロットル開度を急に増加させることによるショックに加え、変速ショックも生じることになる。
【0013】
上記説明で示した特公平1−39503号公報の従来の自動変速装置は、アクセル釈放の減速中、もしくは惰性運転中にはスリップ直結を行っているが、スリップ直結では直結クラッチの結合トルク(締結力)が小さいため、スリップ直結中にアクセルを踏み込まれた場合には、直結クラッチが過剰スリップを起こし、エンジン回転が吹き上がりを起こすことになる。このエンジン吹き上がりが発生した場合には、運転者に与えるフィーリングが悪化するとともに、直結クラッチが過剰スリップするため、直結クラッチが劣化する原因にもなる。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動変速装置とスロットル弁の制御方法は、アクセル7の踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量検出手段8と、スロットル弁9の開度を調整するスロットル弁制御手段12と、トルクコンバータ3に直結機構4を有する自動変速機2と、自動変速機2を制御する自動変速機制御手段6とを備え、スロットル弁制御手段12が自動変速機6の直結中にアクセル踏み込み量に対するスロットル弁の開度の制御特性を加速時と定常走行時とで変更し、直結中の加速時にアクセル踏み込み量と自動変速機入力回転数とに基いてスロットル弁の開度の補正を行うに際し、アクセル踏み込み量が大きく自動変速機入力回転数が低いという傾向が強くなるに従ってスロットル弁の開度の補正量を大きくし、直結機構4が直結トルクの調整を行う直結トルク調整手段5を備え、直結トルク調整手段5が直結中にトルクコンバータ3を完全に直結させた状態とトルクコンバータ3のスリップ量を調整するスリップ直結状態とに制御するとともにスリップ直結状態での走行中にアクセル7が踏み込まれた場合にスロットル弁9の動作を制限して直結トルクを増加させたことを特徴とする。
【0031】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の実施の形態1を図について説明する。図1はこの実施の形態1を示す構成図である。図1において、1はエンジン、2は自動変速機、3は自動変速機2が有するトルクコンバータ、3aはトルクコンバータ3のタービン、4はトルクコンバータ3が有するトルクコンバータ3を直結させる直結機構、6は自動変速機2を制御する自動変速機制御手段、7はアクセル、8はアクセル7の踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量検出手段、9はスロットル弁、10はスロットル弁を開閉動作させるモータ、11はスロットル弁9の開度を検出するスロットル開度検出手段、12はスロットル弁9の開度を制御するスロットル弁制御手段、13は自動変速機制御手段6とスロットル弁制御手段12とを接続する通信手段である。
【0032】
次に動作について説明する。図2はこの実施の形態1の制御を示す図である。エンジン1の発生する駆動力を伝達するトルクコンバータ3は次のようにして制御される。アクセル踏み込み量検出手段8が検出したアクセル踏み込み量は、スロットル弁制御手段12を介して通信手段13により自動変速機制御手段6に入力される。また、従来の技術の説明にある図13に示された、トルクコンバータ出力軸回転検出手段24等の周知技術にて検出される、トルクコンバータ3の出力軸の回転数を示すタービン3aのタービン回転数を自動変速機制御手段6に入力する。図2は、上記2つの入力から自動変速機制御手段が行うトルクコンバータ3の制御を示したものである。aはトルクコンバータ3が油圧により動力を伝達する場合の非直結領域、bは直結機構4が働いて油圧を介さずに動力を伝達する直結状態となる直結領域である。Aは直結/非直結切り替え線で、アクセル踏み込み量とタービン回転数の関係から、トルクコンバータ3が非直結状態で動作する場合と直結状態で動作する場合が切り替る境界線である。Bの破線はエンジン1の状態がパワーONあるいはパワーOFFかを判定する線で、トルクコンバータ3が完全に直結された状態で、タービン3が回転しているときにアクセル踏み込み量が所定値以上ならば、パワーONと判別し、アクセルが踏み込み量が小さいならば、パワーOFFと判定する境界線である(ここで、パワーONとはエンジン出力が大きく発生しており、エンジンが自動変速装置等の駆動系機構を駆動している状態をさし、パワーOFFとはエンジン出力の発生が小さく、車両が動いている場合に駆動系機構から伝わる駆動力によってエンジンが駆動されている、すなわちエンジンブレーキがかかっている状態を示す)。また、直結領域bは3領域に区分される。cはトルクコンバータ3の直結時にトルクコンバータ3の入力と出力が一体となってスリップすることなく回転する完全直結状態となる領域、dは直結機構4の締結力を弱くして直結機構4にスリップが生じるようにしてトルクコンバータ3の入力と出力に回転数差を持たせたスリップ直結とする領域である。eは上記完全直結状態とし、非直結時とはアクセル踏み込み量に対するスロットル弁の開度の制御特性を変更している(直結時)領域である。これは本願の特徴の一つである、自動変速機2の直結時と非直結時では、アクセル踏み込み量に対するスロットル弁9の開度の制御特性を変更する領域である。以上のようにアクセル踏み込み量とタービン回転数とで表現される領域によって、トルクコンバータ3をどのような状態に制御するかを判定している。
【0033】
図3は、この実施の形態1のアクセル踏み込み量と、スロットル弁開度の関係を示した図である。図3(a)は非直結時のアクセル踏み込み量とスロットル弁開度の特性を示している。スロットル弁9の開度はアクセル踏み込み量に対して任意設定することができるが、ここでは説明簡略化のため、アクセル踏み込み量とスロットル弁開度の関係を単純な特性となるようにしており、アクセル踏み込み量がθ1のときはスロットル弁開度をθ1、アクセル踏み込み量θ2の場合にはスロットル弁開度をθ2としている。
【0034】
図3(b)は上記図2と同じもので、領域eはスロットル弁開度の特性変更を行う領域で、アクセル踏み込み量をθ1からθ2へ増加させ、タービン回転数がNt1からNt4まで上昇するように加速した場合をここで考える。タービン回転数がNt1からNt2まではトルクコンバータ3が油圧によって駆動力を伝達している非直結領域(非直結時)なので、スロットル弁開度の制御は通常の特性に基づいて行われる。タービン回転数がNt2からNt3までは領域e内(直結時)となるため、トルクコンバータ3を完全直結としながらスロットル弁開度が調整される。
【0035】
図3(c)はアクセル踏み込み量をθ2一定として、タービン回転数をNt1からNt4まで上昇するように加速した場合の、タービン回転数とスロットル弁開度の関係を示したものである。タービン回転数がNt1からNt2までは非直結領域であるため(図3(b)参照)、スロットル弁開度はθ2である。タービン回転数がNt2からNt3まではスロットル弁開度特性変更を行う領域となるので、スロットル弁開度を補正して、非直結時よりαだけ大きく開くようにする。タービン回転数Nt3からNt4まではスロットル弁開度の補正を行わない領域なので、スロットル弁開度をθ2とする。上記説明のようにスロットル弁9の開度を大きくすることで、登坂路走行等の直結時のエンジン出力トルクが不足しないようにしている。
【0036】
図3(d)はアクセル踏み込み量をθ1一定として、タービン回転数がNt1からNt4まで上昇するように加速した場合の、スロットル弁開度とタービン回転数との関係を示したものである。タービン回転数Nt1からNt2まではスロットル弁開度の特性変更を行わない領域なので、スロットル弁開度はθ1のままである。タービン回転数がNt2からNt3まではスロットル弁開度の特性変更行う領域なので、スロットル弁開度を補正して、非直結時よりβだけ小さく開くように補正する。タービン回転数がNt3からNt4まではスロットル弁開度を再びθ1に戻す。
【0037】
図4は、この実施の形態1のスロットル弁制御手段12が行う制御の一例をフローチャートに示したものである。ステップS801ではアクセル踏み込み量(θ)を検出して、スロットル弁制御手段12へ読み込ませる。次にステップS802では自動変速装置が直結時か否かを判断する。このステップS802で直結時でないと判断されると、ステップS803にて目標スロットル弁開度をθと設定する。ステップS802で直結時と判断されるとステップS805にてスロットル弁開度を補正し、目標スロットル弁開度を上記説明のようにθ+α、あるいはθ−βと補正する。ステップS804ではスロットル弁開度を上記目標スロットル弁開度となるように制御する。上記説明のように、スロットル弁開度を小さくすることで、下り坂走行等での過多な加速等が起こらないようにしている。
【0038】
上記説明のように、タービン回転数とアクセル踏み込み量の関係からスロットル弁の開度の制御特性を変更して、スロットル弁の開度を大きくしたり、または小さくすることで、運転状態に応じた最適な駆動力を得ることができる。
【0039】
実施の形態2.
実施の形態2について説明する。この実施の形態2の発明は上記実施の形態1と構成は同一であるため、上記実施の形態1にて説明した各部の符号を用い、その構成,符号の説明は省略する。
上記実施の形態1でトルクコンバータ3の直結時のスロットル弁開度の制御特性を変更することについて、アクセル踏み込み量に対して一定の補正を加える一例を説明したが、このトルクコンバータ3が直結中の加速時と定常走行時とで制御特性が変更されるように、タービン回転数(車速度)の変化によって制御特性を変更することも可能である。このスロットル弁9の制御方法を図5を用いて説明する。図5(a)は、上記実施の形態1にて説明した図2と同じくタービン回転数とアクセル踏み込み量に対するトルクコンバータ3の制御を示したものである。図5(a)においてX−a5−Y−b5の各点で囲まれた領域が、スロットル弁9の開度を補正してスロットル弁開度の制御特性を変更する領域(図2のeで示される領域)である。
【0040】
図5(b)には、上記X−a5−Y−b5の各点で囲まれたスロットル弁9の開度を補正する領域での補正量の一例を示している。この図5(b)において”補正線”は、アクセル踏み込み量とタービン回転数から求められる各点をつないだ線である。アクセル踏み込み量がX点の場合はタービン回転数によらずスロットル弁開度の補正量をγとする。a1−b1の補正線上となるアクセル踏み込み量とタービン回転数のときには、スロットル弁開度の補正量を0.8γとする。同様にa2−b2の補正線上にあるときは補正量を0.6γとし、a3−b3の補正線上では0.4γ、a4−b4の補正線上では0.2γの補正量とする。a5−Y−b5の各点をつないだ補正線上にあるときは、スロットル弁9の開度を補正する必要がないほど、アクセル踏み込み量が小さい、または十分タービン回転数が高い(車速度が高い)場合なので、スロットル弁開度補正量を0γとする。
【0041】
その他の、アクセル踏み込み量とタービン回転数での領域にあるときは、線形補間して補正量を求める。図5(a)において、アクセル踏み込み量θ1で、タービン回転数がNt1からNt2まで加速した場合の、スロットル弁開度の変化を図6(a)に示す。タービン回転数がNt1のときにはスロットル弁開度の補正量0.9γをアクセル踏み込み量に加えて補正し、目標スロットル弁開度をθ1+0.9γとする。その後、加速に従い徐々に補正量が減少されていき、タービン回転数がNtYのときに補正量が0γとなり、目標スロットル弁開度はθ1となる。
【0042】
図6(a)はトルクコンバータ3を直結中の直結領域である図5(a)の点C1から加速を行った場合の、スロットル弁開度の変化を示したものであるが、非直結領域の図5(a)の点C0から加速した場合のスロットル弁開度の変化を図6(b)に示す。つまり、この図6(a),(b)は、トルクコンバータ3の直結中の加速時に、加速開始からの時間経過に従って、アクセル踏み込み量に対するスロットル弁開度の制御特性を変更することを示しており、図5(a)においてタービン回転数がNt1からNt2まで上昇する加速を行ったときのスロットル弁開度を示したものである。タービン回転数がNt0からNt1までは、上記直結領域ではないので、目標スロットル弁開度はアクセル踏み込み量と同じθ1とする。タービン回転数がNt1以上(直結時)になると、非直結時のアクセル踏み込み量に対するスロットル弁の開度の制御に補正を行う。このときも、上記説明にあったように、アクセル踏み込み量に対するスロットル弁の開度を、非直結時よりも大きく補正するものや、小さく補正するものなどが用いられる。
【0043】
このように自動変速機2の直結中に、急激にスロットル弁開度が変化すると乗員に与えるショックが大きいので、スロットル弁の開度の制御に補正を行うようにしたり、加速時のスロットル弁開度の変化量(Δθ)を制限し、急激にスロットル弁を変化させないように制御する。
また、自動変速装置2の直結中の加速時には、上記説明と同様に加速開始からの時間に従って、スロットル弁開度の制御に補正を行う。また、その補正量を徐々に減少させていき、タービン回転数がNtYでスロットル弁開度θ1となるようにした例を図6に示している。
同じように、乗員に変速時に大きなショックを与えないようにするため、上記図2のAに示される自動変速機が直結と非直結の切り替わり時には、自動変速機制御手段6とスロットル弁制御手段12との間で通信を行い、スロットル弁開度の変化量を制限して制御される。
自動変速機2が直結中に、アクセル7が操作された場合に、スロットル弁9の動作を制限して、車両の姿勢が乱れないように制御することもでき、アクセル7が踏み込まれた場合には、スロットル弁9の動作を制限して、つまりアクセル7の踏み込み量に対してスロットル弁開度を小さくしたり、また、アクセル7が戻された場合に、スロットル弁9の動作を制限(スロットル弁9の閉じる量を小さく)することで、急激なトルクの発生や、タイヤがロックするほど急激なエンジンブレーキを防ぐようにしたものである。
【0044】
図7は、これまで説明してきたスロットル弁開度を制御する、図1に示されたスロットル弁開度制御手段12の動作を示すフローチャートである。ステップS901ではアクセル踏み込み量(θ1)を読み込む。ステップS902ではトルクコンバータ3が直結時か否かの判断をする。ステップS902で直結時でないと判断した場合に、ステップS903で目標スロットル弁開度θ(n)をθ1とする。ステップS902で直結時であると判断した場合には、ステップS905で図6(a)に示すタービン回転数とアクセル踏み込み量の関係から、補正量Kγを決定する。ステップS906ではステップS905で決定した補正量を、補正した目標スロットル開度θ(n)を求める。ステップS907では、今回の目標スロットル弁開度と前回のスロットル弁開度との差が、スロットル弁開度の変化制限量以下であるかどうかを判断する。ステップS907で今回の目標スロットル弁開度の変化量が前回と比較して制限量以下であると判断した場合には、ステップS908に進み、アクセル踏み込み量θ1に補正量を加えた値を、今回の目標スロットル弁開度として、θ(n)=θ1+Kγとする。ステップS907で今回の目標スロットル弁開度の変化量が前回のスロットル弁開度と比較して、制限量以上である場合には、今回の目標スロットル弁開度は前回のスロットル弁開度に変化制限量分だけ変化させた値とし、θ(n)=θ(n−1)+Δθとする。ステップS904では目標スロットル弁開度となるようにスロットル弁開度を制御する。
【0045】
上記説明のように、アクセル踏み込み量とタービン回転数の関係からスロットル弁開度の制御特性を加速時と定常走行時で変更するようにしたので、大きな駆動力が必要な加速時には強い駆動力が得られ、また小さな駆動力で十分な通常走行時には必要なだけの駆動力を得られ、運転状態に応じた最適な駆動力を得ることができる。
また、加速開始からの経過時間、すなわちタービン回転数(車速度)の上昇に従って、スロットル弁の開度の制御特性を変更するようにしたので、大きな駆動力が必要な加速開始時には強い駆動力を得て、必要駆動力が減少するとともに車両の駆動力を減少させることで、駆動トルクの変化は、理想的な内燃機関のトルク特性に近付けることができ、良好な走行特性を得ることができる。
また、スロットル弁の開度の制御を補正するようにしたので、理想的な駆動トルク特性に近付け、良好な走行特性を得ることができる。
また、スロットル弁の開度の制御を大きく補正することで、登坂路等での駆動トルクを不足させないようにすることができる。
また、スロットル弁の開度の制御を小さく補正することで、下り坂等での過剰な加速を起こさないようにすることができる。
また、加速時に、アクセル踏み込み量に対するスロットル弁開度に補正を行い、大きな駆動力が必要な加速時には強い駆動力を得ることができる。
また、加速開始からの経過時間に従って、スロットル弁の開度の制御特性を補正するようにしたので、大きな駆動力が必要な加速開始時には強い駆動力を得て、必要駆動力が減少するとともに車両の駆動力を減少させることで、良好な走行特性を得ることができる。
また、自動変速機の直結/非直結の切り替わり時では、スロットル弁開度の変化量に制限するようにしたので、エンジンの駆動力の変化を低減することができ、運転者に対して不快感を与えず、運転の感触を向上させることができる。
また、自動変速機の直結中に、アクセルが操作された場合、スロットル弁の動作を制限したので、非直結中のアクセル操作と同様に操作しても、駆動トルクの急激な変化を防ぐことができ、アクセルが踏み込まれた場合は、急加速を防ぐことができ、また、アクセルが戻された場合は急激なエンジンブレーキの発生を防ぐことができる。
【0046】
実施の形態3.
上記実施の形態1、および実施の形態2では、自動変速機2が直結時のスロットル弁開度の補正量を、タービン回転数とアクセル踏み込み量によって変更していたが、他の方法を用いて変更する実施の形態について説明する。この実施の形態3についても、上記実施の形態1,2と同じ構成であるので、その説明を省略する。また、上記実施の形態1,2と同一符号を用いて説明する。図8(a)において、アクセルを踏み込んでからの経過時間に対しての補正率を変化させる一例を示したものであり、ここではアクセルの踏み込みからの時間の経過に従って補正量が少なくなるように設定している。図9(a)は図8(a)に示した補正方法を用いて、スロットル弁開度を補正した場合の、アクセル踏み込み量とスロットル弁開度の制御動作について、t=t0にてアクセルを踏み込んだ場合を示している。これは時間tが、0<t<t0の範囲ではアクセル踏み込み量の補正を行わず、スロットル弁開度を制御している。t=t0 にてアクセルが踏み込まれると、そのアクセル踏み込み量に補正量Kcγを補正して、スロットル弁開度をθ(n)=θ1+Kcγとして制御する。ここで、θ1はアクセル踏み込み量である。これは時間の経過に従って、補正率Kcを少なくしていくため、アクセル踏み込み量は一定であっても、スロットル弁開度は図9(a)に示すように減少していく。
【0047】
また、図8(b)に示すように、アクセル踏み込みからの経過時間と、アクセル踏み込み量の関係から補正率Kcを決定する方法もある。ここでも時間t0にアクセルが踏み込まれたもので、図8(b)中の数値は、この図の各線(補正線)のようにアクセル踏み込み量が時間変化した場合に用いられる補正率の一例である。ゆっくり(少なく)アクセルを踏み込んだ場合ほど補正率が小さくなっており、また、この図に示された補正線と補正線との間については補間を行う。図9(b)では時間t0で、アクセル踏み込み量がθ1,θ2の2つ場合のスロットル弁開度の制御動作を示している。アクセル踏み込み量がθ1の場合には、スロットル弁開度をθ1+Kc1γに基づいて補正され、これまでの説明のように時間経過に従い、スロットル弁開度を減少させていく。また、アクセル踏み込み量をθ2としたときには、スロットル弁開度をθ2+Kc2γに基づいて制御し、上記説明と同様に時間経過に従いスロットル弁開度を減少させていく。図8(c)はアクセル7が踏み込まれてからの時間と、それによって生じる加速度の関係からスロットル弁開度の補正量を決定するものについて示している。この図中の各線は時間経過に伴い、加速度が減少する一例を示しており、初めから加速度の小さい、すなわちアクセル踏み込み量の少ない場合ほど、スロットル弁開度の補正率Kcも小さくなる。また、この図に示された線と線との間については補間を行って補正率Kcを決定する。このように、加速度や加々速度等を要素として補正を行うこともできる。
【0048】
以上の説明のように、スロットル弁の開度の制御を補正するようにしたので、理想的な駆動トルク特性に近付け、良好な走行特性を得ることができる。
また、スロットル弁の開度の制御を大きく補正することで、登坂路等での駆動トルクを不足させないようにすることができ、また、スロットル弁の開度の制御を小さく補正することで、下り坂等での過剰な加速を起こさないようにすることができる。
また、加速時に、アクセル踏み込み量に対するスロットル弁開度に補正を行い、大きな駆動力が必要な加速時には強い駆動力を得ることができる。
また、加速開始からの経過時間に従って、スロットル弁の開度の制御特性を補正するようにしたので、大きな駆動力が必要な加速開始時には強い駆動力を得て、必要駆動力が減少するとともに車両の駆動力を減少させることで、良好な走行特性を得ることができる。
【0049】
実施の形態4.
これまでの説明は、運転者の操作によって動作するスロットル弁の開度に補正を実施したものや制御特性を変更するものであったが、走行抵抗等の走行条件に基づいて補正を行っても良い。上記実施の形態1、および実施の形態2では、自動変速機2が直結時のスロットル弁開度の補正量を、タービン回転数とアクセル踏み込み量によって変更していたが、他の方法を用いて変更,補正する実施の形態について説明する。この実施の形態4についても、上記実施の形態1,2と同じ構成であるので、その説明を省略する。また、上記実施の形態1,2と同一符号を用いて説明する。図10(a)は車両が走行する際に路面や空気などから受ける走行抵抗に対するスロットル弁開度の補正率との関係を示した図である。この走行抵抗は、周知技術である車体の傾斜を検知する等の図示されない走行抵抗検出手段によって検出される。横軸は走行抵抗、縦軸は補正率を示している。この図では走行抵抗raでの補正率をKraとしている。また、走行抵抗は車両の走行に抵抗する場合と、下り坂のように走行の補助となるようにはたらく場合があり、そのため正負(+,−)の場合について示している。図10(b)は走行抵抗raがはたらいているときの、自動変速機制御手段6とスロットル弁制御装置12とが行うスロットル弁開度の制御動作を示している。時間t0にてアクセルをθ1だけ踏み込んだもので、走行抵抗raの場合は図10(a)から補正率はKraと決定され、このときのスロットル弁開度はθ1+Kraγとされる。ここでは、走行抵抗に対して補正率を決定する例を示したが、上記説明にあるアクセル踏み込み量や、加速度(アクセルが踏み込まれてからの経過時間)等と走行抵抗の関係を組合せることで補正率を決定することもできる。
【0050】
自動変速装置2の直結中の加速時には、上記説明と同様に加速開始からの時間に従って、スロットル弁開度の制御を補正し、その補正量を徐々に減少させていき、タービン回転数がNtYでスロットル弁開度θ1となるようにしている。この補正量の減少の例を図6に示している。
【0051】
以上説明のように、スロットル弁開度の制御特性を補正しているので、路面の勾配によって車速度が急変したり、駆動力不足や駆動力過剰になることを防ぎ、運転のフィーリングを向上させることができる。
【0052】
実施の形態5.
この発明の実施の形態5を図について説明する。この実施の形態5は、上記実施の形態2で説明したように、自動変速機2が直結中に、アクセル7が操作された場合にスロットル弁9の動作を制限するものであるが、さらに直結中の直結機構4の直結トルク値を、直結トルク調整手段5にて変更するものである。図11は、この実施の形態5を示す構成図である。この実施の形態5の構成は、上記実施の形態1とほとんど同一構成のため、同じものには同一符号を用い、その説明を省略する。図11において、5はトルクコンバータ3の直結時のトルクを制御する直結トルク制御手段、6は自動変速機2を制御する自動変速機制御手段である。この自動変速機制御手段6は自動変速機2全般を制御するもので、直結機構4の制御は直結トルク制御手段5を介して行うものである。
【0053】
次に動作について説明する。上記図11において、実施の形態1で説明したようにアクセル踏み込み量と、タービン回転数を自動変速機制御手段6に入力する。この2つの入力から自動変速機制御手段6,直結トルク制御手段5がトルクコンバータ3の制御を行うものである。上記実施の形態1で説明したように図2において、dは直結機構4の直結トルク値(締結力)を弱くして、トルクコンバータ3の直結機構4にスリップが生じるようにして、トルクコンバータ3の入力と出力に回転数差を持たせたスリップ直結とする領域である。
【0054】
図12は自動変速機2の直結機構4の直結トルクを低下させて、直結中のトルクコンバータ3をスリップさせたスリップ直結で走行中にアクセルが踏み込まれた場合の動作を示した図である。図12(a)はアクセル踏み込み量とスロットル弁開度の制御の時間経過変化を示している。また、図12(b)はトルクコンバータ3の入力軸回転数に相当するエンジン回転数と、トルクコンバータ3の出力軸回転数であるタービン回転数の時間変化を示しており、図12(c)は直結機構4の直結トルク(締結力)を調整するための直結機構制御デューティを示している。
【0055】
上記図12(a),(b),(c)において、時間0から時間t1までの範囲は、アクセル踏み込み量のないアクセル全閉状態である。この状態ではエンジン回転数が比較的低く、エンジン音や路面振動が少ない状態である。そのため、運転者は自動変速機2を直結した場合に発生するエンジンの振動、トルクの変動に対して敏感になっているため不快に感じることがあり、このような振動やトルク変動を低減するためにスリップ直結を行っている。図12に示すように、t=t1にてアクセルが踏み込まれた場合、この時点ではスロットル弁制御手段12はスロットル弁開度の動作を制限してアクセル踏み込み量に追従させず、まず、自動変速機制御手段6が直結機構制御デューティを上昇させて、直結トルク制御手段5は直結機構4の直結トルクを増加させる。その後、時間T経過後の時間t2でスロットル弁開度をアクセル開度に追従させるようにする。
【0056】
以上説明したように、スリップ直結中にアクセルを操作した(踏み込まれた)場合に、スロットル弁開度を制限して、直結トルク値を変更させるようにしたので、エンジン出力トルクが増加しても、直結機構が過剰なスリップを起こさないようにすることができ、スムーズに駆動トルクを増加させることができる。このとき、過剰なスリップを防ぐことからエンジン回転数の吹き上がりも発生せず、直結機構の劣化を少なくするとともに運転フィーリングを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1の制御を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1の制御を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態1の動作を示すフローチャートである。
【図5】 この発明の実施の形態2の制御を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態2の制御を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態2の動作を示すフローチャートである。
【図8】 この発明の実施の形態3の制御を示す図である。
【図9】 この発明の実施の形態3の制御を示す図である。
【図10】 この発明の実施の形態4の制御を示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態5の構成図である。
【図12】 この発明の実施の形態5の制御を示す図である。
【図13】 従来の自動変速装置の構成図である。
【図14】 従来の自動変速装置の構成図である。
【図15】 従来の自動変速装置の制御を示すフローチャートである。
【図16】 従来の自動変速装置の構成図である。
【図17】 従来の自動変速装置の制御を示す図である。
【符号の説明】
1,101 エンジン、2,102 自動変速機、3,103 トルクコンバータ、3a タービン、4,105 直結機構、5 直結トルク制御手段、6,26 自動変速機制御手段、7,107 アクセル、8,108 アクセル踏み込み量検出手段、9 スロットル弁、10 モータ、11 スロットル開度検出手段、12 スロットル弁制御手段、13 通信手段、21 シフトレバー信号、22 車速用回転センサ、23 エンジン回転センサ、24 トルクコンバータ出力軸回転数検出手段、25 アクセルスイッチ、26 スロットル制御器、27 シフトソレノイド、28 エンジン制御装置、29 点火装置、30 燃料制御装置、31 車速検出装置、32 目標駆動軸トルク検索手段、33 アクセル踏み込み量検出手段、34 トルク伝達演算手段、35 第1,第2選択手段、36 第1演算子、37 第2演算子、38 変速比選択手段、39 スロットル開度演算手段、40 スロットル制御器、41 変速アクチュエータ、42 直結制御装置、43 直結クラッチ、44 アクセル釈放検知手段、45 計時手段、46 直結クラッチフィードフォワード制御手段、47 直結クラッチフィードバック制御手段。
Claims (1)
- アクセルの踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量検出手段と、スロットル弁の開度を調整するスロットル弁制御手段と、トルクコンバータに直結機構を有する自動変速機と、自動変速機を制御する自動変速機制御手段とを備え、スロットル弁制御手段が自動変速機の直結中にアクセル踏み込み量に対するスロットル弁の開度の制御特性を加速時と定常走行時とで変更し、直結中の加速時にアクセル踏み込み量と自動変速機入力回転数とに基いてスロットル弁の開度の補正を行うに際し、アクセル踏み込み量が大きく自動変速機入力回転数が低いという傾向が強くなるに従ってスロットル弁の開度の補正量を大きくし、直結機構が直結トルクの調整を行う直結トルク調整手段を備え、直結トルク調整手段が直結中にトルクコンバータを完全に直結させた状態とトルクコンバータのスリップ量を調整するスリップ直結状態とに制御するとともにスリップ直結状態での走行中にアクセルが踏み込まれた場合にスロットル弁の動作を制限して直結トルクを増加させたことを特徴とする自動変速装置とスロットル弁の制御方法。
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