JP4021808B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は自動変速機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動変速機の制御装置としては例えば、本出願人が先に提案した特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1に記載の技術にあっては、車速と機関負荷から走行路の勾配を示す勾配パラメータを求め、求めた勾配パラメータから予め設定された複数の変速特性のいずれかを選択し、選択した変速特性に従って変速比を決定することで変速を制御している。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−141485号公報
【0004】
また、複数の気筒を備えた多気筒内燃機関において、機関負荷に基づいて機関の運転を、気筒の全てを運転する全筒運転とその一部の運転を休止する休筒運転の間で切り換えて燃費性能を向上させることが提案されている。また、この種の気筒休止内燃機関にあっては、運転の切り換え時にトルク変動によってショックが生じるため、切り換え過渡期にスロットル開度を補正してショックを解消することも提案されている(例えば特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献2】
特開平10−103097号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
自動変速機の制御装置において、内燃機関が上記したように全筒運転と休筒運転との間で切り換えるように制御されるとき、休筒運転中に降坂路を走行する場合、エンジンブレーキが不足して減速度が不足したり、勾配によっては加速感を与えてしまうことがある。
【0007】
従って、この発明の目的は上記した不具合を解消し、自動変速機の制御装置において内燃機関が全筒運転と休筒運転との間で切り換えるように制御されるとき、休筒運転中に降坂路を走行する場合、必要な減速度を発生できると共に、加速感を与えることもない自動変速機の制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1項にあっては、少なくとも車両の走行速度を示す車速と前記車両に搭載された多気筒の内燃機関の負荷に基づき、所定の変速特性に従って前記内燃機関から出力される回転を変速する自動変速機の制御装置において、前記内燃機関の運転を、気筒の全てを運転させる全筒運転とその一部を休止させる休筒運転とで切り換え可能な気筒休止制御手段と、および前記車両が走行する走行路の勾配を推定する勾配推定手段とを備えると共に、前記推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が全筒運転されていると判断される場合、前記休筒運転への切り換えを禁止する一方、前記推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が休筒運転されていると判断される場合、休筒運転を継続すると共に、前記内燃機関の負荷が所定値を超えたとき、全筒運転に切り換えられるように構成した。
【0009】
推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が全筒運転されていると判断される場合、休筒運転への切り換えを禁止する一方、推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに内燃機関が休筒運転されていると判断される場合、休筒運転を継続すると共に、前記内燃機関の負荷が所定値を超えたとき、全筒運転に切り換えられるように構成したので、休筒運転中に降坂状態になった場合、必要なエンジンブレーキ(減速度)を与えることができると共に、意図しない加速感を運転者に与えてしまうことがない。また、車体負荷が増加する登坂走行においても、不要な休筒運転への切り換えを回避することができる。また、自動変速機においては、全筒運転と休筒運転との切り換え時にトルク変動によってショックが生じるため、切り換え時にロックアップクラッチを滑らせ、トルクコンバータで切り換えショックを吸収させてショックを緩和させる制御を行っているが、不要な休筒運転への切り換えを禁止することにより、自動変速機においてロックアップクラッチの直結制御とすべり制御の切り換え頻度が減少するので、ロックアップクラッチの耐久性も向上させることができる。
【0010】
請求項2項にあっては、前記しきい値が、前記車速および変速段に応じて設定されるように構成した。
【0011】
しきい値が車速および変速段に応じて設定されるように構成したので、気筒休止(休筒運転)が禁止されるべき領域を適正に定めることができると共に、必要最小限度に止めることができて気筒休止(休筒運転)による燃費性能の向上に与える影響も少ない。
【0012】
請求項3項にあっては、前記しきい値が、前記走行路を登坂するときと、降坂するときとで異なるように設定される如く構成した。
【0013】
しきい値が、走行路を登坂するときと降坂するときとで異なるように設定される如く構成したので、しきい値を一層適正に設定することができ、気筒休止(休筒運転)が禁止されるべき必要最小限度の領域を一層良く定めることができる。
【0014】
請求項4項にあっては、前記気筒休止制御手段は、前記推定された走行路の降坂勾配が前記しきい値以上のときに前記内燃機関が休筒運転されていると判断され、さらに、アクセルペダルが戻されていると共に、ブレーキ操作がなされ、かつ減速度が第2のしきい値を超える場合、前記休筒運転を中止する如く構成した。
【0015】
推定された走行路の降坂勾配がしきい値以上のときに内燃機関が休筒運転されていると判断され、さらに、アクセルペダルが戻されていると共に、ブレーキ操作がなされ、かつ減速度が第2のしきい値を超える場合、休筒運転を中止する如く構成したので、運転者から意思表示がなされると共に、運転状態から要求されるときに休筒運転を中止することになり、運転者に違和感を与えることなく、その意図に良く沿うことができると共に、運転状態に応じて適切な降坂制御を行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る自動変速機の制御装置を説明する。
【0017】
図1はその装置を全体的に示す概略図である。
【0018】
以下説明すると、符号Tは自動変速機(以下「トランスミッション」という)を示す。トランスミッションTは車両(図示せず)に搭載されてなると共に、前進5速および後進1速の平行軸式の有段自動変速機からなる。
【0019】
トランスミッションTは、内燃機関(以下「エンジン」という)Eのクランクシャフト10にロックアップ機構Lを有するトルクコンバータ12を介して接続されたメインシャフト(入力軸)MSと、このメインシャフトMSに複数のギヤ列を介して接続されたカウンタシャフト(出力軸)CSとを備える。
【0020】
メインシャフトMSには、メイン1速ギヤ14、メイン2速ギヤ16、メイン3速ギヤ18、メイン4速ギヤ20、メイン5速ギヤ22、およびメインリバースギヤ24が支持される。
【0021】
また、カウンタシャフトCSには、メイン1速ギヤ14に噛合するカウンタ1速ギヤ28、メイン2速ギヤ16と噛合するカウンタ2速ギヤ30、メイン3速ギヤ18に噛合するカウンタ3速ギヤ32、メイン4速ギヤ20に噛合するカウンタ4速ギヤ34、メイン5速ギヤ22に噛合するカウンタ5速ギヤ36、およびメインリバースギヤ24にリバースアイドルギヤ40を介して接続されるカウンタリバースギヤ42が支持される。
【0022】
上記において、メインシャフトMSに相対回転自在に支持されたメイン1速ギヤ14を1速用油圧クラッチC1でメインシャフトMSに結合すると、1速(ギヤ。変速段)が確立する。
【0023】
メインシャフトMSに相対回転自在に支持されたメイン2速ギヤ16を2速用油圧クラッチC2でメインシャフトMSに結合すると、2速(ギヤ。変速段)が確立する。カウンタシャフトCSに相対回転自在に支持されたカウンタ3速ギヤ32を3速用油圧クラッチC3でカウンタシャフトCSに結合すると、3速(ギヤ。変速段)が確立する。
【0024】
また、カウンタシャフトCSに相対回転自在に支持されたカウンタ4速ギヤ34をセレクタギヤSGでカウンタシャフトCSに結合した状態で、メインシャフトMSに相対回転自在に支持されたメイン4速ギヤ20を4速−リバース用油圧クラッチC4RでメインシャフトMSに結合すると、4速(ギヤ。変速段)が確立する。
【0025】
また、カウンタシャフトCSに相対回転自在に支持されたカウンタ5速ギヤ36を5速用油圧クラッチC5でカウンタシャフトCSに結合すると、5速(ギヤ。変速段)が確立する。
【0026】
さらに、カウンタシャフトCSに相対回転自在に支持されたカウンタリバースギヤ42をセレクタギヤSGでカウンタシャフトCSに結合した状態で、メインシャフトMSに相対回転自在に支持されたメインリバースギヤ24を4速−リバース用油圧クラッチC4RでメインシャフトMSに結合すると、後進変速段が確立する。
【0027】
カウンタシャフトCSの回転は、ファイナルドライブギヤ46およびファイナルドリブンギヤ48を介してディファレンシャルDに伝達され、それから左右のドライブシャフト50,50を介し、エンジンEおよびトランスミッションTが搭載される車両(図示せず)の駆動輪W,Wに伝達される。
【0028】
車両運転席(図示せず)のフロア付近にはシフトレバー52が設けられ、運転者の操作によって8種のレンジ、P,R,N,D5,D4,D3,2,1のいずれかが選択される。
【0029】
次いで、図2を参照してエンジンEの詳細を説明する。
【0030】
エンジンEは、4サイクルのV型6気筒のDOHCエンジンからなり、右バンクに#1,#2,#3の3個の気筒(シリンダ)を備えると共に、左バンクに#4,#5,#6の3個の気筒を備える。また、エンジンEの左バンクには気筒休止機構62が設けられる。
【0031】
気筒休止機構62は、気筒#4から#6の吸気バルブ(図示せず)を休止(閉鎖)させる吸気側休止機構62iと、気筒#4から#6の排気バルブ(図示せず)を休止(閉鎖)させる排気側休止機構62eとからなる。吸気側休止機構62iと排気側休止機構62eは、それぞれ油路64iと64eを介して図示しない油圧ポンプに接続される。油路64iと64eの途中にはそれぞれリニアソレノイド(電磁ソレノイド)66iと66eが配置され、吸気側休止機構62iおよび排気側休止機構62eに対する油圧の供給と遮断を行なう。
【0032】
吸気側休止機構62iは、リニアソレノイド66iが消磁されることによって油路64iが開放され、油圧が供給されると、気筒#4から#6の吸気バルブと吸気カム(図示せず)の当接を解除し、吸気バルブを休止状態(閉鎖状態)にする。また、リニアソレノイド66eが消磁されることによって油路64eが開放され、排気側休止機構62eに油圧が供給されると、気筒#4から#6の排気バルブと排気カム(図示せず)の当接を解除し、排気バルブを休止状態(閉鎖状態)にする。これにより、気筒#4から#6の運転が休止され、エンジンEは#1から#3のみで運転される休筒運転となる。
【0033】
一方、リニアソレノイド66iが励磁されることによって油路64iが閉鎖され、吸気側休止機構62iへの作動油の供給が遮断されると、気筒#4から#6の吸気バルブと吸気カムの当接が開始され、吸気バルブは作動状態になる(開閉駆動される)。
【0034】
また、リニアソレノイド66eが励磁されることによって油路64eが閉鎖され、排気側休止機構62eへの作動油の供給が遮断されると、気筒#4から#6の排気バルブと排気カム(図示せず)の当接が開始され、排気バルブは作動状態になる(開閉駆動される)。これにより、気筒#4から#6の運転が行なわれ、エンジンEは全筒運転となる。このように、エンジンEは、その運転を全筒運転と休筒運転の間で切り換えすることのできる気筒休止エンジン(内燃機関)として構成される。
【0035】
エンジンEの吸気管70にはスロットルバルブ72が配置され、吸入空気量を調量する。スロットルバルブ72はアクセルペダルとの機械的な連結が断たれて電動モータ74に接続され、電動モータ74の駆動によって開閉させられる。電動モータ74の付近にはスロットル開度センサ76が設けられ、電動モータ74の回転量を通じてスロットルバルブ72の開度(以下「スロットル開度」という)θTHに応じた信号を出力する。
【0036】
スロットルバルブ72の下流のインテークマニホルド78の直後の各気筒#1から#6の吸気ポート付近にはそれぞれインジェクタ(燃料噴射弁)80が設けられ、燃料タンクに燃料供給管および燃料ポンプ(全て図示せず)を介して接続され、ガソリン燃料の圧送を受けて噴射する。
【0037】
エンジンEはエキゾーストマニホルド82を介して排気管(図示せず)に接続され、燃焼によって生じた排出ガスを排気管の途中に設けられた触媒装置(図示せず)で浄化しつつ外部に排出する。
【0038】
吸気管70のスロットルバルブ72の下流側には絶対圧センサ84および吸気温センサ86が設けられ、それぞれ吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAおよび吸気温TAを示す信号を出力する。また、エシジンEのシリンダブロックの冷却水通路(図示せず)には水温センサ90が取り付けられ、エンジン冷却水温TWに応じた信号を出力する。
【0039】
エンジンEのカム軸またはクランク軸(図示せず)の付近には気筒判別センサ92が取り付けられて特定気筒(例えば#1)の所定クランク角度位置で気筒判別信号CYLを出力すると共に、TDCセンサ94およびクランク角センサ96が取り付けられ、それぞれ各気筒のピストンのTDC位置に関連した所定のクランク角度位置でTDC信号を、TDC信号よりも周期の短いクランク角度(例えば30度)でCRK信号を出力する。また、エンジンルーム(図示せず)の適宜位置には大気圧センサ100が配置され、車両が位置する場所の大気圧PAを示す信号を出力する。
【0040】
車両の運転席床面に設置されたアクセルペダル102の付近にはアクセル開度センサ104が配置され、運転者によって操作されるアクセルペダル102の位置(踏み込み量。アクセル開度)APに応じた信号をする。また、ブレーキペダル106の付近にはブレーキスイッチ110が設けられ、運転者がブレーキペダル106を踏み込んでブレーキ操作を行ったとき、オン信号を出力する。
【0041】
車両の運転席に配置されたステアリングホイール(図示せず)の付近には、オートクルーズ・スイッチ112が設けられる。
【0042】
オートクルーズ・スイッチ112は、運転者からの走行制御、より具体的には、定速走行制御の実行指示と目標車速を入力するためのセット・スイッチ112aと、ブレーキ操作などで走行制御を中断した後に復帰するためのリジューム・スイッチ112bと、走行制御をキャンセル(終了)するためのキャンセル・スイッチ112cと、車両を加速させる加速走行制御の実行指示を入力するためのアクセラレート・スイッチ112dと、車両を減速させる減速走行制御の実行指示を入力するためのディセラレート・スイッチ112eと、上記した各スイッチの操作を有効にするメイン・スイッチ112fと、運転者からの走行制御、より具体的には、前走車追従走行制御(車間距離制御)の実行指示と目標車間距離を入力するための目標車間距離セット・スイッチ112gと、目標車間距離を増加させる目標車間距離増加スイッチ112hと、目標車間距離を減少させる目標車間距離減少スイッチ112iとからなる。
【0043】
また、車両の前方を望むフロントバンパ(図示せず)などの適宜位置には、レーダ114が設けられる。レーダ114は、図示しない送信部と受信部とからなり、送信部から車両前方に向けて電磁波を発射すると共に、前走車などによって反射された電磁波(反射波)を受信部で受信して前走車などの障害物を検知する。
【0044】
図1の説明に戻ると、ファイナルドリブンギヤ48の付近には車速センサ116が設けられ、ファイナルドリブンギヤ48が所定の角度回転するごとに車速Vを示す信号を出力する。また、メインシャフトMSの付近には第1の回転数センサ120が設けられ、メインシャフトMSが1回転する度にメインシャフト回転数NMを示す信号を出力すると共に、カウンタシャフトCSの付近には第2の回転数センサ122が設けられ、カウンタシャフトCSが1回転する度にカウンタシャフト回転数NCを示す信号を出力する。
【0045】
さらに、車両運転席付近に装着されたシフトレバー52の付近にはシフトレバーポジションセンサ124が設けられ、前記した8種のポジション(レンジ)の中、運転者によって選択されたポジションを示す信号を出力する。さらに、トランスミッションT、あるいはその付近の適宜位置には温度センサ126が設けられ、油温(ATF温度)TATFに比例した信号を出力する。
【0046】
これらセンサおよびスイッチの出力は、ECU(電子制御ユニット)130に送られる。尚、図示の簡略化のため、図1および図2でセンサの一部の図示を省略した。
【0047】
ECU130は、CPU130a,ROM130b,RAM130c、入力回路130d、および出力回路130eからなるマイクロコンピュータから構成される。ECU130はA/D変換器130fを備える。
【0048】
前記したセンサなどの出力は、入力回路130dを介してECU130に入力される。それらの中、アナログ出力はA/D変換器130fを介してデジタル値に変換されると共に、デジタル出力は波形整形回路などの処理回路(図示せず)を経て処理され、RAM130cに格納される。
【0049】
前記したクランク角センサ96のCRK信号および車速センサ116の出力はカウンタ(図示せず)でカウントされ、エンジン回転数NEおよび車速Vが検出される。第1の回転数センサ120および第2の回転数センサ122の出力もカウントされ、トランスミッションの入力軸回転数NMおよび出力軸回転数NCが検出される。また、ECU130は、レーダ114からの信号に基づいて自車と前走車との車間距離と相対車速を検出し、検出値に基づいて目標車速を算出する。
【0050】
ECU130は、後述のように行先段あるいは目標段(変速比)を決定し、出力回路130eおよび電圧供給回路(図示せず)を介して油圧制御回路Oに配置されたシフトソレノイドSL1からSL5を励磁・非励磁して油圧回路の切替え制御を行うと共に、リニアソレノイドSL6からSL8を励磁・非励磁してトルクコンバータ12のロックアップ機構Lの動作および各クラッチの油圧を制御する。
【0051】
具体的には、リニアソレノイドSL6はロックアップ機構L、1速用油圧クラッチC1、2速用油圧クラッチC2および4速−リバース用油圧クラッチC4Rの、リニアソレノイドSL7は2速用油圧クラッチC2および4速−リバース用油圧クラッチC4Rの、リニアソレノイドSL8は3速用油圧クラッチC3および5速用油圧クラッチC5の油圧をそれぞれ制御する。
【0052】
また、ECU130は、入力値に基づいて制御演算を実行し、燃料噴射量を決定してインジェクタ80を開放駆動すると共に、点火時期を決定して点火装置(図示せず)の点火時期を制御する。さらに、ECU130は入力値に基づいて電動モータ74の回転量を決定してスロットル開度θTHを目標値に制御すると共に、リニアソレノイド66i,66eへの通電を介してエンジンEの運転を全筒運転と休筒運転の間で切り換える。
【0053】
さらに、ECU130は、入力値に基づいて走行制御、より具体的には、運転者が設定した目標車速で車両を走行させる定速走行制御と、自車と前走車の車間距離が所定の距離を維持するように車両を走行させる前走車追従走行制御(車間距離制御)を行なう。
【0054】
尚、ECU130は、実際には複数個設けられて相互に通信自在に構成され、上記したエンジン制御、変速制御および定速走行制御などはそれら複数個のECUにおいて個別に行われるが、図示の便宜上、1個のみ示した。
【0055】
次いで、この発明の一つの実施の形態に係る自動変速機の制御装置の動作を説明する。
【0056】
先ず、その中の変速制御動作を説明する。
【0057】
図3はそれを示すフロー・チャートである。図示のプログラムは20msecごとに起動される。
【0058】
図3フロー・チャートの説明に入る前に概説すると、この変速制御は先に特開平5−71626号公報で示した技術を前提としており、図4に示すように、予想加速度と実加速度を求めてその差を算出し、算出値に応じて5種のシフトマップ(平坦路用、重ないし軽登坂用および重ないし軽降坂用)のいずれかを選択し、選択したマップを実車速と実スロットル開度とから検索してシフト位置を求めるようにした。尚、その詳細は先の公報に詳述されているので、以下の説明は簡単に止める。
【0059】
先ず、S10において車速、スロットル開度など必要な制御パラメータを検出ないし算出し、S12に進んで予想加速度GGHを検索する。予想加速度は具体的には、図4に示すように、車速とスロットル開度に応じて平坦路を走行するとき車両に期待される予想加速度(3速についてのみ)を予め設定しておき、検出した車速とスロットル開度とから設定データを検索する。
【0060】
続いてS14に進み、実加速度HDELVを算出する。具体的には、検出した車速から車両が実際に発生している実加速度を求め、検出した車速とスロットル開度とから予め設定された特性を検索して補正係数を求め、それを乗じて3速相当値に補正する。
【0061】
続いてS16に進み、求めた予想加速度と実加速度の差を算出し、登降坂差分PNOあるいはPKUとする。この登降坂差分PNO,PKUは,車両が走行する走行路の勾配を示し、PNOは登坂勾配を、PKUは降坂勾配を示すパラメータに相当する。
【0062】
次いで、S18に進んでブレーキスイッチ110がオンしているか否か判断し、肯定されるときはS20に進んでブレーキタイマ(ダウンカウンタ)TMPAVBに所定値YTMPAVBをセットする(このタイマはブレーキが戻された時点でスタートする)。これは、ブレーキが一旦操作された後は、ブレーキが戻されても制動系の応答遅れから制動力が零にならないため、このタイマ値相当時間をブレーキ操作中とみなすための処理である。
【0063】
続いてS22に進んでD5レンジなど登降坂制御必要レンジか否か判断し、肯定されるときはS24に進んで登降坂制御必要レンジ間でレンジ切替中か否か判断し、否定されるときはS26に進んでタイマTMPAHN2に所定値YTMPAHN2をセットしてスタートさせる(このタイマは時間計測してレンジ切替えが正常かどうかを確認するためのものである)。
【0064】
続いてS28に進んでフラグBRKOK2のビットを参照してブレーキ信号が正常か否か判断し、正常と判断されるときはS30に進んで再度レンジ切替中か否か判断し、否定されるときはS32に進んで第2のタイマTMPAHN2の値が零に達したか否か判断する(このタイマは変速中か否か判断するためのものである)。ここで零と判断されるときは変速中ではないと判断されるので、S34に進んで現在のシフト位置(変速段。以下「SH」という)が1速か否か判断する。これは1速のときはダウンシフトがあり得ないことから演算を簡略にするためである。
【0065】
S34で否定されるときはS36に進んで前記登降坂差分(勾配パラメータ)の平均値PNOAVE,PKUAVEを算出する。これは、過去の算出値との間の加重平均値を求めることで行う。尚、S22で否定されるときはS38に進んで不要となったタイマをリセットすると共に、S42に進んで差分平均値を零にする。これはS28でブレーキ信号が正常ではないと判断されたときも同様である。
【0066】
またS30でレンジ切替え中と判断されてS40でタイマ値が零に達したと判断された場合はレンジ切替えに長時間を要して断線などの異常が生じたと判断できるので、S42に進んで差分平均値は零とする。S32でシフト中(変速中)と判断されたときもシフト位置を確定できず、加速度も安定しないため、S44に進み、前回の登降坂差分の平均値PNO(KU)AVEn−1を今回の差分平均値とする。
【0067】
続いてS46に進んで登降坂MAPS1,2を判別する。この制御においては前記の如く、平坦路用、軽登坂用など5種のシフトマップを用意すると共に、それに0から4までのマップ番号を付して特定した。図5に平坦路用の、図6に軽登坂用の特性を示す。S46の処理は図7および図8に示す如く、差分平均値を基準値PNOnm,PKUnmと比較し、取り得る最小マップ(MAPS1)と最大マップ(MAPS2)(マップ番号において)を決定する作業である。
【0068】
続いてS48に進んで求めた最小マップ(MAPS1)と最大マップ(MAPS2)のいずれかを選択し、S50に進んで選択したシフトマップ(「MAPS」という)を検出した車速とスロットル開度から検索して、出力シフト位置SOを決定する。
【0069】
続いて、S52に進んで出力シフト位置SOと現在のシフト位置SHとが異なるか、即ち、変速か否か判断し、肯定されるときはS54に進んで出力シフト位置となるように前記したシフトソレノイドSL1,SL2を介してシフト(変速)制御する。
【0070】
次いで、S56に進んでダウンシフトのときはタイマ(ダウンカウンタ)TMD1に所定値YTMD1をセットしてスタートさせると共に、アップシフトのときはタイマ(ダウンカウンタ)TMD2に所定値YTMD2をセットしてスタートさせて時間計測を開始する。これについては後述する。尚、S52で否定されるときはシフトが不要なことからプログラムを終了する。
【0071】
次いで、この実施の形態に係る自動変速機の制御装置の動作の中、気筒休止制御、より具体的には全筒運転と休筒運転の間の一般的な切り換え制御動作を説明する。
【0072】
図9は、その制御動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムもTDCあるいはその付近の所定のクランク角度または所定時間ごとに実行(ループ)される。
【0073】
以下説明すると、S100においてフラグF.CCKZのビットが1にセットされているか否か判断する。フラグF.CCKZのビットは図示しないルーチンでエンジン回転数NE、スロットル開度θTH、吸気管内圧力PBAなどから車両の挙動や負荷判別を行い、現状の走行を維持するのにトルクが十分か否か判定することで設定され、そのビット(初期値0)が1にセットされるときは全筒運転が要求されることを示す一方、そのビットが0にリセットされることは全筒運転要求が解除されることを示す。
【0074】
S100で否定されるときはS102に進み、フラグF.CSTP(初期値0)が1にセットされているか否か判断する。このフラグF.CSTPのビットは続いて述べるように設定され、エンジンEの運転はそのビットが1にセットされるとき休筒運転、そのビットが0にリセットされるとき全筒運転されることを示す。
【0075】
S102で肯定されて休筒運転中と判断されるときはS104に進み、検出した現在のスロットル開度θTHを全筒運転を実行すべきか否かを判定するための全筒スロットル開度しきい値THCSHと比較し、検出スロットル開度がしきい値THCSHより大きいか否か、換言すれば、エンジンEの負荷が大きいか否か判断する。
【0076】
S104で肯定されてエンジンEの負荷が大きいと判断されるときはS106に進み、フラグF.CSTPのビットを0にリセットし、エンジンEの運転を全筒運転とする(全筒運転に切り換える)。他方、S104で否定されるときは、フラグF.CSTPのビットを1のままとして休筒運転を継続する。
【0077】
一方、S102で否定されて全筒運転中と判断されるときはS108に進み、現在のスロットル開度θTHを、休筒運転を実行すべきか否かを判定するための休筒スロットル開度しきい値THCSL(前記した所定のスロットル開度に相当)と比較し、検出値がしきい値THCSL未満か否か、換言すれば、エンジンEの負荷が小さいか否か判断する。
【0078】
S108で肯定されてエンジンEの負荷が小さいと判断されるときはS110に進み、フラグF.CSTPのビットを1にセットし、エンジンEの運転を休筒運転とする(休筒運転に切り換える)。他方、S108で否定されるときは、フラグF.CSTPのビットを0のままとして全筒運転を継続する。尚、S100で肯定されるときは、全筒運転が要求されていることからS106に進み、フラグF.CSTPのビットを0にリセットし、エンジンEの運転を全筒運転とする。
【0079】
次いで、この実施の形態に係る自動変速機の制御装置の動作の中、気筒休止制御動作、より具体的には登降坂中の気筒休止制御動作を説明する。
【0080】
図10は、その制御動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムもTDCあるいはその付近の所定のクランク角度または所定時間、例えば10msecごとに実行(ループ)される。
【0081】
以下説明すると、先ずS200において登坂勾配がしきい値以上か否か判断する。
【0082】
図11は、その登坂勾配用のしきい値の特性を示す説明グラフである。図示の如く、しきい値は、勾配(より具体的には登坂勾配パラメータの平均値PNOAVE)に対し、車速Vおよび変速段(より具体的には1速(LOW)から5速(5TH)まで)に応じて設定されると共に、後述するように走行路を登坂するときと、降坂するときとで異なるように設定される。
【0083】
S200の処理においては、現在係合されている変速段と検出された車速Vからしきい値を選択し、算出された登坂勾配パラメータの平均値PNOAVEと比較することで、登坂勾配がしきい値以上か否か判断される。尚、平均値PNOAVEに代え、登坂勾配パラメータPNOそのものを用いても良い。
【0084】
ここで、この発明の課題について再説すると、休筒運転中に車両走行が平坦路あるいは登坂路から降坂路へと変化した場合、エンジンブレーキが不足して減速度が不足したり、勾配によって加速感を与えてしまうことが生じ得る。また、登坂路を走行するときも、図9フロー・チャートに関して説明したように、スロットル開度(具体的にはアクセルペダル開度)の位置によっては休筒運転に切り換えられるが、車体負荷が増加する登坂走行では休筒運転を維持することができず、全筒運転に再び戻される事態も生じ得る。
【0085】
即ち、登坂路を走行するとき、休筒運転に不要に切り換えられる恐れがあり、その結果、運転切り換え時にショック緩和制御が作動してロックアップ機構Lにおいてクラッチの直結制御と滑り制御が不要に繰り返される恐れがある。そこで、この実施の形態においては、登坂勾配あるいは降坂勾配がしきい値以上のとき、休筒運転を禁止(気筒休止を禁止)するようにした。
【0086】
その意図からしきい値を図示の如く設定した。即ち、変速段が減少する(変速比が大きくなる)につれて休筒運転でも走行できる勾配が大きくなることから、図11に示すしきい値の特性において変速段が減少するにつれてしきい値を増加させ、休筒運転を禁止し難いように設定した。
【0087】
図11の特性に関して図12を参照して敷衍すると、図12は、図11の如くしきい値を設定した理由を、4速を例にとって示す説明グラフである。図12の下段において線aは、スロットル開度と車速から定義される休筒運転領域と全筒運転領域の境界線を示し、曲線群は登坂勾配ごとの対応する走行抵抗を示す。尚、勾配は、走行路を側面から見たときの高さを水平方向長さで除して得た商に100%を乗じた値で示す。
【0088】
図12の上段は勾配と車速から定義される領域において、下段の線aと勾配ごとの走行抵抗の交点(その勾配での休筒運転の限界点)を延長させた線と、その勾配の交点を示す説明図である。図11に示すしきい値の中、4速のそれは、図12の上段に示すように交点をプロットして得られた値である。図示は省略するが、他の変速段のしきい値も同様である。
【0089】
このように、登坂勾配のしきい値は、勾配ごとの走行抵抗と休筒運転の臨界点とに基づいて設定される。従って、図11(および図12の上段)において、しきい値は、車速が増加するにつれて減少する(休筒運転を禁止し易くする)ように設定される。即ち、車速が増加するにつれて4速で休筒運転で登坂できる勾配が低下することから、しきい値は、車速が増加するにつれて休筒運転を禁止し易いように設定される。
【0090】
図10の説明に戻ると、S200で肯定されて車両がしきい値以上の登坂路を走行していると判断されるときはS202に進み、気筒休止中、即ち、休筒運転中か否か判断する。S202で否定されて全筒運転中と判断されるときはS204に進み、登坂判断気筒休止禁止タイマ(ダウンカウンタ)に所定値をセットして時間計測を開始する。
【0091】
次いで、S206に進み、登坂判断側のタイマで時間計測を開始したために降坂判断気筒休止禁止タイマ(ダウンカウンタ。後述)の時間計測が不要なことから、それをクリア(零にリセット)する。次いでS208に進み、気筒休止禁止要求フラグのビットを1にセットする。このフラグのビットを1にセットすることは、気筒休止禁止要求(休筒運転禁止要求)がなされたことを意味する。換言すれば、前記したフラグF.CCKZのビットを1にセットして全筒運転を要求するのと同様のことを意味する。
【0092】
他方、S200で否定されるときはS210に進み、降坂勾配がしきい値以上か否か判断する。図13は、その降坂勾配用のしきい値の特性を示す説明グラフである。図示の如く、降坂勾配用のしきい値も、降坂勾配パラメータPKUに対し、車速および変速段に応じて設定される。また、図11と対比すれば明らかな如く、降坂勾配用のしきい値は、登坂用のそれとは異なるように設定される。
【0093】
S210の処理においても、現在係合されている変速段と検出された車速からしきい値を選択し、前記した降坂勾配パラメータPKU(あるいはその加重平均値PKUAVE)と比較することで、降坂勾配がしきい値以上か否か判断される。
【0094】
尚、登坂勾配用のしきい値と同様、変速段が減少する(変速比が大きくなる)につれて休筒運転でもエンジンブレーキで走行できる勾配が大きくなることから、図13に示すしきい値の特性において変速段が減少するにつれてしきい値を増加させ、休筒運転を禁止し難いように設定した。換言すれば、それ以上の勾配となると、加速してしまうような臨界値を求めてしきい値とした。尚、車速が増加するにつれてしきい値を増加させる(休筒運転を禁止し難くする)のは、降坂の場合は、図11に示す特性と逆の関係にあるからである。
【0095】
図10の説明に戻ると、S210で否定されるときは、S200でも否定されていることから、平坦路(あるいはしきい値未満の登降坂路)を走行していると判断し、S212に進み、前記した登坂判断気筒休止禁止タイマの値が零に達したか否か判断し、否定されるときはS208に進む(気筒休止禁止要求を継続する)と共に、肯定されるときはS214に進み、降坂判断気筒休止禁止タイマの値が零に達したか否か同様に判断する。
【0096】
S214で否定されるときは同様にS208に進むと共に、肯定されるときはS216に進み、気筒休止禁止要求フラグのビットを0にリセットする。このフラグのビットを0にリセットすることは、全筒運転要求が解除され、休筒運転が禁止されなくなったことを意味する。
【0097】
他方、S210で肯定されて車両がしきい値以上の降坂路を走行していると判断されるときはS218に進み、登降坂判断で休筒禁止中(換言すれば前記した気筒休止禁止要求フラグのビットが1にセットされている)か否か判断し、否定されるときはS220に進み、気筒休止中(休筒運転中)か否か判断する。尚、S218で肯定されるときはS220の処理をスキップする。
【0098】
S220で否定されるときは全筒運転中と判断されることからS222に進み、降坂判断気筒休止禁止タイマに所定値をセットしてダウンカウントを開始し、S224に進み、降坂判断側のタイマで時間計測を開始したために登坂判断側のタイマによる時間計測は不要なことから、それをクリア(零にリセット)し、S208に進んで気筒休止禁止要求を行う。
【0099】
また、S220で肯定されて休筒運転中と判断されるときはS226に進み、AP(アクセル開度)がしきい値、例えば1.3[%](全く踏み込まれない全閉を0[%]、最も踏み込まれた全開を100[%]とするとき)以上か否か、換言すればアクセルペダルが戻されているか否か判断する。S226で否定されるときはS228に進み、ブレーキスイッチ110がオンしているか否か、即ち、ブレーキ操作がなされているか否か判断する。尚、このブレーキ操作は運転者が自発的に行った場合に限らず、前走車追従走行制御の車間距離維持のため、あるいは衝突軽減対応など、ECU130側が行ったブレーキ操作も含む。
【0100】
S228で肯定されるときはS230に進み、車両の減速度がしきい値(例えば−0.4[m/sec2]、換言すれば車両の減速度がしきい値を超えて大きいか否か判断する。S230の処理は減速度は重力加速度を上記のように負値で求めてしきい値と比較することで行われるが、より具体的には車速Vの差分を求めてしきい値と比較することで行われる。S230で肯定されるときはS222に進む。その結果、S224を経てS208に進み、フラグのビットを1にセットして気筒休止禁止要求(休筒運転禁止要求)を行う。他方、S226で肯定されるとき、およびS228あるいはS230で否定されるときはS216に進む。その結果、気筒休止禁止要求がなされず、休筒運転が継続される。
【0101】
図14は、図10の処理を示すタイム・チャートである。同図を参照して図10の処理を説明すると、登坂勾配がしきい値以上となった場合、気筒休止禁止要求(全筒運転要求)を行うようにした(S200からS208)。尚、図11では図示を省略したが、しきい値には、以上となる前と後とでヒステリシスを設けるようにした。これは図13に示す降坂勾配用のしきい値についても同様である。
【0102】
これにより、車体負荷が増加する登坂走行において、不要な休筒運転への切り換えを回避することができる。さらに、禁止判断のためのしきい値を車速および変速段に応じて設定すると共に、降坂判断用の値とは別に設定したので、気筒休止(休筒運転)が禁止されるべき領域を適正に定めることができると共に、必要最小限度に止めることができて気筒休止(休筒運転)による燃費性能の向上に与える影響も少ない。また、運転切り換え時にショック緩和制御が作動してロックアップ機構Lにおいてクラッチの直結制御と滑り制御が不要に繰り返されることがないため、ロックアップ機構Lのクラッチの耐久性を向上させることができる。
【0103】
また、一旦、気筒休止禁止要求(全筒運転要求)を行った後は、登坂勾配がしきい値未満となった後も所定時間が経過するまで、禁止要求し続けるようにした(S200、S212)。このように、一旦、気筒休止が禁止された後は、登坂勾配がしきい値未満となっても、所定時間、禁止を継続するようにしたので、一過的に気筒休止禁止が不要となった後、再び、気筒休止禁止が必要となるときなど、休筒運転、全筒運転、休筒運転と運転が頻繁に切り換えられてハンチングが生じることがない。
【0104】
また、休筒運転中に登坂勾配がしきい値を超えても禁止を要求せず、全筒運転となってから禁止を要求するように構成したので(S202)、休筒運転されているときは休筒運転をそのまま継続することとなり、運転者に違和感を与えることがないと共に、運転切り換えの頻度を減少させることができ、制御ハンチングの回避と同様な効果を得ることができる。
【0105】
同様に、降坂側についても、降坂勾配がしきい値以上となった場合、気筒休止禁止要求(全筒運転要求)を行うようにした(S210,S218からS224,S208)。このように、休筒運転中に降坂状態になった場合、休筒運転時にはエンジンEのフリクションが低減するので、エンジンブレーキ(減速度)が全筒運転よりも不足すると共に、降坂勾配によっては意図しない加速感を運転者に与えてしまうことがあるが、これにより、そのような不都合が生じるのを回避することができる。また、運転切り換え時にショック緩和制御が作動してロックアップ機構Lにおいてクラッチの直結制御と滑り制御が不要に繰り返されることがないため、ロックアップ機構Lのクラッチの耐久性を向上させることができる。
【0106】
また、気筒休止禁止要求(全筒運転要求)を行った後、降坂勾配がしきい値未満となった後も所定時間が経過するまで、禁止要求し続けるようにした(S210,S214)。このように、一旦、気筒休止が禁止された後は、降坂勾配がしきい値未満となっても、所定時間、禁止を継続するようにしたので、一過的に気筒休止禁止が不要となった後、再び、気筒休止禁止が必要となるときなど、休筒運転、全筒運転、休筒運転と運転が頻繁に切り換えられてハンチングが生じることがない。
【0107】
また、休筒運転中に降坂勾配がしきい値を超えても禁止要求を保留し、全筒運転となってから禁止を要求するように構成したので(S220,S216)、休筒運転されているときは休筒運転をそのまま継続することとなり、同様に運転者に違和感を与えることがないと共に、運転切り換えの頻度を減少させることができ、制御ハンチングの回避と同様な効果を得ることができる。
【0108】
他方、運転者によってアクセルペダル102が戻されている場合(S226)、ブレーキ操作がなされる場合(S228)、あるいは減速度がしきい値以下となった場合(S230)、休筒運転を禁止するようにした(S222,S208)。換言すれば、このような操作を通じて運転者から意思表示がなされた場合、あるいは運転状態から要求される場合は休筒運転を禁止するようにしたので、運転者の意図に良く沿うことができると共に、運転状態に応じて適切に降坂制御することができる。
【0109】
上記の如く、この実施の形態にあっては、少なくとも車両の走行速度を示す車速Vと前記車両に搭載された多気筒の内燃機関(エンジン)Eの負荷(スロットル開度θTH)に基づき、所定の変速特性に従って前記内燃機関から出力される回転を変速する自動変速機(トランスミッション)Tの制御装置において、前記内燃機関の運転を、気筒の全てを運転させる全筒運転とその一部を休止させる休筒運転とで切り換え可能な気筒休止制御手段(ECU130,S100からS110)と、および前記車両が走行する走行路の勾配(PNO,PKU)を推定する勾配推定手段(ECU130,S12からS36)とを備えると共に、前記気筒休止制御手段は、前記推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が全筒運転されていると判断される場合、前記休筒運転への切り換えを禁止する一方、前記推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が休筒運転されていると判断される場合、休筒運転を継続すると共に、前記内燃機関の負荷が所定値を超えたとき、全筒運転に切り換えられる(S100からS106,S200からS230)ように構成した。
【0110】
また、前記しきい値が、前記車速Vおよび変速段(LOWから5TH)に応じて設定されるように構成した。
【0111】
また、前記しきい値が、前記走行路を登坂するときと(図11)、降坂するときとで(図13)異なるように設定される如く構成した。
【0112】
また、前記気筒休止制御手段は、前記推定された走行路の降坂勾配が前記しきい値以上のときに前記内燃機関が休筒運転されていると判断され、さらに、アクセルペダルが戻されていると共に、ブレーキ操作がなされ、かつ減速度が第2のしきい値を超える場合、前記休筒運転を中止する(S210,S220,S226からS230,S222,S224,S208)如く構成した。
【0113】
尚、上記において、加速度などから勾配パラメータを求めて走行路の勾配を推定するようにしたが、走行路の勾配は、以下に示す数1に示す式を用いて推定しても良い。
【0114】
【数1】
【0115】
上式でγは動力伝達系の総減速比、ηは伝達効率、Teは発生トルク(kg・m)、Rはタイヤの動半径(m)、VP(n)は車速の今回(今回プログラムループ時)の検出値(m/sあるいはkm/h)、VP(n−1)は車速の前回(前回プログラムループ時)の検出値(m/sあるいはkm/h)、Mは車両重量(kg)、ΔMは回転系の等価質量(kg)、Δtは車速VP(n−1)を検出してからVP(n)を検出するまでの経過時間(図10フロー・チャートのプログラムループの間隔)(sec)、μは転がり抵抗、λは空気抵抗係数を示す。
【0116】
式1から得られる値は、登坂中は登り勾配の増加に応じて増加する正の値となると共に、平坦路では零となり、さらに降坂中は降り勾配の増加に応じて増加する負の値となる。
【0117】
さらには、傾斜センサを設けて直接測定しても良い。
【0118】
また、上記において、自動変速機の例として有段変速機を示したが、自動変速機はCVT(無段変速機)であっても良い。
【0119】
また、エンジンEの負荷としてスロットル開度θTHを用いたが、それに代え、目標トルクを用いても良い。例えば筒内噴射エンジン、即ち、ガソリン燃料が燃焼室内に直接噴射される火花点火式あるいは圧縮点火式のエンジンにあっては、エンジン回転数とアクセル開度などから目標トルクが決定されるが、そのようなエンジンにあってはスロットル開度に代え、目標トルクを用いても良い。電気自動車などでも同様である。
【0120】
尚、実施の形態ではガソリン燃料を用いたエンジンを使用したが、ガソリン燃料に代え、ディーゼル燃料を用いたエンジンでも良い。
【0121】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が全筒運転されていると判断される場合、休筒運転への切り換えを禁止する一方、推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに内燃機関が休筒運転されていると判断される場合、休筒運転を継続すると共に、前記内燃機関の負荷が所定値を超えたとき、全筒運転に切り換えられるように構成したので、休筒運転中に降坂状態になった場合、必要なエンジンブレーキ(減速度)を与えることができると共に、意図しない加速感を運転者に与えてしまうことがない。また、自動変速機においては、全筒運転と休筒運転との切り換え時にトルク変動によってショックが生じるため、切り換え時にロックアップクラッチを滑らせ、トルクコンバータで切り換えショックを吸収させてショックを緩和させる制御を行っているが、不要な休筒運転への切り換えを禁止することにより、自動変速機においてロックアップクラッチの直結制御とすべり制御の切り換え頻度が減少するので、ロックアップクラッチの耐久性も向上させることができる。
【0122】
請求項2項にあっては、しきい値が車速および変速段に応じて設定されるように構成したので、気筒休止(休筒運転)が禁止されるべき領域を適正に定めることができると共に、必要最小限度に止めることができて気筒休止(休筒運転)による燃費性能の向上に与える影響も少ない。
【0123】
請求項3項にあっては、しきい値が、走行路を登坂するときと降坂するときとで異なるように設定される如く構成したので、しきい値を一層適正に設定することができ、気筒休止(休筒運転)が禁止されるべき必要最小限度の領域を一層良く定めることができる。
【0124】
請求項4項にあっては、推定された走行路の降坂勾配がしきい値以上のときに内燃機関が休筒運転されていると判断され、さらに、アクセルペダルが戻されていると共に、ブレーキ操作がなされ、かつ減速度が第2のしきい値を超える場合、休筒運転を中止する如く構成したので、運転者から意思表示がなされると共に、運転状態から要求されるときに休筒運転を中止することになり、運転者に違和感を与えることなく、その意図に良く沿うことができると共に、運転状態に応じて適切な降坂制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1つの実施の形態に係る自動変速機の制御装置を全体的に示す概略図である。
【図2】図1に示すエンジン(内燃機関)などの詳細を示す概略図である。
【図3】図1装置の動作の中、変速制御動作を示すフロー・チャートである。
【図4】図3フロー・チャートの変速制御動作で使用する予想加速度と実加速度を示す説明図である。
【図5】図3フロー・チャートの変速制御動作で使用する5つのシフトマップのうちの平坦路用マップの変速特性を示す説明グラフ図である。
【図6】図3フロー・チャートの変速制御動作で使用する5つのシフトマップのうちの軽登坂用マップの変速特性を示す説明グラフ図である。
【図7】図3フロー・チャートの変速制御動作で使用する5つのシフトマップの登降坂差分平均値に対する特性を示す説明図である。
【図8】図3フロー・チャートの変速制御動作で使用する5つのシフトマップのうちの最大マップと最小マップの選択を示す説明図である。
【図9】図1装置の動作の中、気筒休止制御動作を示すフロー・チャートである。
【図10】図1装置の動作の中、登降坂中の気筒休止制御動作を示すフロー・チャートである。
【図11】図10フロー・チャートで使用される登坂勾配用のしきい値の特性を示す説明グラフである。
【図12】図11に示す特性の設定理由を示す説明グラフである。
【図13】図10フロー・チャートで使用される降坂勾配用のしきい値の特性を示す説明グラフである。
【図14】図10フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。
【符号の説明】
E 内燃機関(エンジン)
T 自動変速機(トランスミッション)
62 気筒休止機構
62e 排気側休止機構
62i 吸気側休止機構
64i,64e 油路
66i,66e リニアソレノイド
76 スロットル開度センサ
116 車速センサ
130 ECU
Claims (4)
- 少なくとも車両の走行速度を示す車速と前記車両に搭載された多気筒の内燃機関の負荷に基づき、所定の変速特性に従って前記内燃機関から出力される回転を変速する自動変速機の制御装置において、
a.前記内燃機関の運転を、気筒の全てを運転させる全筒運転とその一部を休止させる休筒運転とで切り換え可能な気筒休止制御手段と、
および
b.前記車両が走行する走行路の勾配を推定する勾配推定手段と、
を備えると共に、前記気筒休止制御手段は、前記推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が全筒運転されていると判断される場合、前記休筒運転への切り換えを禁止する一方、前記推定された走行路の勾配がしきい値以上のときに前記内燃機関が休筒運転されていると判断される場合、休筒運転を継続すると共に、前記内燃機関の負荷が所定値を超えたとき、全筒運転に切り換えられるように構成したことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 前記しきい値が、前記車速および変速段に応じて設定されることを特徴とする請求項1項記載の自動変速機の制御装置。
- 前記しきい値が、前記走行路を登坂するときと、降坂するときとで異なるように設定されることを特徴とする請求項2項記載の自動変速機の制御装置。
- 前記気筒休止制御手段は、前記推定された走行路の降坂勾配が前記しきい値以上のときに前記内燃機関が休筒運転されていると判断され、さらに、アクセルペダルが戻されていると共に、ブレーキ操作がなされ、かつ減速度が第2のしきい値を超える場合、前記休筒運転を中止することを特徴とする請求項3項に記載の自動変速機の制御装置。
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