JP4047254B2 - 自動変速機を備えた車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップ機構付の自動変速機を備えた車両において、そのロックアップ機構をエンジンの運転状態に応じて制御する制御装置に関する。

従来より、この種の自動変速機を備えた車両の制御装置として、例えば特開昭５７−３３２５３号公報に開示されるように、自動変速機の入力軸と出力軸とを締結及び解放するロックアップ機構を備えると共に、この自動変速機の入力軸と出力軸との回転数をおのおの検出し、両者の回転数差を設定値にするようにロックアップ機構の締結力を制御することにより、トルク変動の伝達を抑制しながらエンジン動力を良好に伝達するようにしたものが知られている。

また、エンジンの出力を要しない減速運転時には、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット制御を行って、燃費の向上を図る技術が一般的に採用されている。

例えば、スロットルを戻しながら変速する場合、変速中にロックアップクラッチを作動させれば、変速後燃料カットすることで燃費を向上することが可能であるが、変速中に燃料カットすると、変速ショックが悪化したりバックラッシュによる異音が発生する場合がある。そこで、特公昭６０―２５０４号公報に記載されているように、変速中は燃料カットに入るのを遅らせるように制御することが一般的に行われている。

また、特許第２９２８３１４号公報には、変速中ショック防止のため、ほとんどスロットル弁を全閉してアップシフト中は、ロックアップクラッチの締結を変速後に遅らせ、更に所定時間後に燃料カット制御を行う車両の制御装置が開示されている。

この制御装置の場合、変速中にロックアップクラッチの締結力が制限されているため、エンジン回転が余分に低下してしまう場合があり、変速後にロックアップクラッチを締結させるとエンジン回転が上昇し、減速感を伴い、余分なショックが出てしまうことがある。
特開昭５７−３３２５３号公報 特公昭６０−２５０４号公報 特許第２９２８３１４号公報

上述した特許公報に開示された車両の制御装置で問題となるスロットル弁を閉じてアップシフト後のショックを防止するには、ロックアップクラッチを作動させた状態での変速ショックを変速クラッチ制御で適正化し、変速中もロックアップクラッチを締結させ続けることが必要となる。

ただし、この場合、変速中に燃料カットが作動すると、ロックアップクラッチ締結状態のためロックアップクラッチのダンパーがトルク変動を受け、異音が出てしまう問題があるため、変速中の燃料カットは特公昭６０−２５０４号公報に記載された如く回避する必要がある。

しかし、変速中に燃料カットに入るのを遅らせると、排気の悪化などの問題が発生する場合がある。排気の悪化を防止するためには、燃料カットの開始を変速後まで遅らせないのが好ましい。この場合、変速中にもかかわらず燃料カットを開始してしまい、変速ショックが悪化したり、バックラッシュによる異音が発生したりしてしまう。

よって、本発明の目的は、アクセルペダルオフでアップシフト時の変速ショックの防止を図ると共に、燃費の向上及び排気の悪化の抑制を図ることが可能な自動変速機を備えた車両の制御装置を提供することである。

本発明によると、ロックアップ機構付自動変速機を備えた車両の制御装置であって、前記自動変速機における変速時を判定する変速判定手段と、所定の条件のもとでエンジンへの燃料供給をカットする燃料カット制御手段と、前記ロックアップ機構の締結力を制御するロックアップ制御手段と、前記変速判定手段により判定した変速中、前記燃料カット制御手段の作動を遅延するとともに前記ロックアップ制御手段を作動して前記ロックアップ機構の締結力を締結側に制御し、当該変速終了後に前記燃料カット制御手段の作動に関する許可判断を行う第１の変速時協調制御手段と、排気悪化が予測される車両の運転状態に基づいて、強制燃料カットを行う前記燃料カット制御手段の作動が実行されることを判定する燃料カット実行判定手段と、該燃料カット実行判定手段による燃料カットの実行と前記変速判定手段による変速とが判定された場合には、その変速中前記ロックアップ制御手段を作動して、前記ロックアップ機構の締結力を解放側に制御する第２の変速時協調制御手段とを具備し、前記燃料カット実行判定手段による強制燃料カットを実行する場合には、前記第１の変速時協調制御手段の制御から前記第２の変速時協調制御手段の制御に切り替えることを特徴とする自動変速機を備えた車両の制御装置が提供される。

本発明によると、第１の変速時協調制御手段により、変速中は燃料カットが遅延され、変速中の変速ショック及び異音等を防止できると共に、変速中にロックアップクラッチを締結側に作動することにより、変速後直ちに燃料カットを行うことが可能となり、燃費の向上を図ることができる。

しかしながら、車両の運転状態によっては、エンジン側の排気エミッションの観点から、自動変速機の変速に関係なく強制的に燃料カットを実行する制御が行われる。

その際、変速が重なる場合があり、この場合には、本発明によると、上記の第１の変速時協調制御は行わず、排気エミッションの低減を優先すると共に、変速ショックはロックアップクラッチを解放側に作動させることにより解消する第２の変速時協調制御を行う。

これにより、車両の運転状態に細かく対応した変速時の協調制御を行うことができ、変速ショックの防止、燃費の向上及び排気の悪化の抑制を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る車両に搭載された自動変速機及びその制御装置の構成を示す図であり、内燃エンジン２のクランク軸４には自動変速機６が接続されている。

自動変速機６は、クランク軸４に連結され、ポンプインペラ８ａ及びタービンランナ８ｂを有するトルクコンバータ８と、ポンプインペラ８ａとタービンランナ８ｂと連結するためのロックアップクラッチ１０と、トルクコンバータ８の出力側に連結される多段変速ギヤ機構１２と、ロックアップクラッチ１０及び多段変速ギヤ機構１２の動作を制御する油圧制御機構１４とを備えている。

油圧制御機構１４は、ロックアップクラッチ１０の係合／非係合を切り替えるオンオフ型のソレノイド弁（以下「Ａソレノイド弁」という）１４ａと、Ａソレノイド弁１４ａがオンされ、ロックアップクラッチ１０が係合状態にあるときの係合圧を制御するデューティ制御型のソレノイド弁（以下「Bソレノイド弁」という）１４ｂと、ギヤ機構１２のシフト位置（ギヤ比）を制御する変速アクチュエータ１４ｃとを含んでいる。

Ａソレノイド弁１４ａ，Ｂソレノイド１４ｂ及び変速アクチュエータ１４ｃは、自動変速機制御用の電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）１６に接続されており、ＥＣＵ１６はＡソレノイド弁１４ａ及びＢソレノイド弁１４ｂを介してロックアップクラッチ１０の係合状態の制御を行うと共に、変速アクチュエータ１４ｃを介して多段変速ギヤ機構１２のシフト位置の制御を行う。

自動変速機６には、多段変速ギヤ１２のシフト位置ＳＲＴＤＧを検出するシフト位置センサ１８が設けられており、その検出信号はＥＣＵ１６に供給される。

エンジン２の出力は、クランク軸４からトルクコンバータ８、ギヤ機構１２、差動装置２０を順次経て、左右の駆動輪２２，２４に伝達され、これらを駆動する。また、自動変速機６の出力側には、当該車両の車速ＶＰを検出する車速センサ２６が設けられており、その検出信号はＥＣＵ１６に供給される。

エンジン２には、吸気管２８の途中に設けられたスロットル弁３０の開度θＴＨを検出するスロットル弁開度センサ３２と、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン水温センサ３４と、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ３６が設けられており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ１６に供給される。エンジン回転数センサ３６は、クランク軸４の１８０度回転毎に所定クランク角度位置でＴＤＣ信号パルスを出力し、ＥＣＵ１６に供給する。

また、スロットル弁３０には例えば電動モータからなるスロットルアクチュエータ３８が連結されており、このスロットルアクチュエータ３８はＥＣＵ１６に接続されている。ＥＣＵ１６には、車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰＦＺを検出するアクセル開度センサ４０が接続されており、その検出信号がＥＣＵ１６に供給される。

ＥＣＵ１６はアクセル開度ＡＰＦＺ等に応じて、スロットル弁開度θＴＨを制御する。即ち、本実施形態ではアクセルペダルとスロットル弁３０とは機械的に連結されておらず、アクセル開度ＡＰ及び他の運転状態に応じてスロットル弁開度θＴＨが制御される。

ＥＣＵ１６には更に、自動変速機６の動作モードを選択するための選択レバー位置を検出する選択レバー位置センサ４２及びブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキスイッチ４４が接続されており、それらの検出信号はＥＣＵ１６に供給される。

尚、ＥＣＵ１６は、エンジン２に供給する燃料量（燃料噴射弁の開弁時間）及び点火時期等を制御する図示しないエンジン制御用電子コントロールユニットに接続されており、制御パラメータ情報を相互に伝達するように構成されている。

ＥＣＵ１６は、上述した各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路と、中央処理回路（ＣＰＵ）と、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムや後述するシフトマップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶回路と、Ａソレノイド弁１４ａ、Ｂソレノイド弁１４ｂ及び変速アクチュエータ１４ｃに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。

ＥＣＵ１６は、各種センサの検出信号に基づいてロックアップクラッチ１０の係合状態、シフト位置及びスロットル弁開度θＴＨの制御を行う。尚、以下にフローチャートを参照して説明する処理は、ＥＣＵ１６のＣＰＵで実行されるものである。

図２を参照すると、本発明によるロックアップ機構付自動変速機を備えた車両の制御装置の原理ブロック図が示されている。この制御装置は、自動変速機６における変速時を判定する変速判定手段５４と、所定の条件のもとにエンジン２への燃料供給をカットする燃料カット制御手段５０と、ロックアップクラッチ１０の締結力を制御するロックアップ制御手段５２とを含んでいる。

自動変速機の変速時は、ＥＣＵ１６が内臓しているシフトマップ、車速及びスロットル開度に基づいて検出される。燃料カット制御手段が作動する所定の条件は、例えばアクセル開度が３％以下、エンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上である。ロックアップ制御手段５２はＡソレノイド弁１４ａとＢソレノイド弁１４ｂを含んでいる。

車両の制御装置は更に、変速判定手段５４により判定した変速中、燃料カット制御手段５０の作動を遅延すると共にロックアップ制御手段５２を作動してロックアップクラッチ１０の締結力を締結側に制御し、当該変速終了後に燃料カット制御手段５０の作動に関する許可判断を行う第１変速時協調制御手段５６を含んでいる。

燃料カット実行判定手段５８は、車両の運転状態に基づいて、即ち排気悪化を予測して、燃料カット制御手段５０の作動が実行されることを判定する。例えば、エンジン回転数が４０００ｒｐｍを超える場合又は排気触媒の温度が所定温度以上の場合は、燃料カット実行判定手段５８により燃料カット制御手段５０の作動が実行されることを判定する。

車両の制御装置は更に、燃料カット実行判定手段５８により燃料カットが実行される場合に、変速判定手段５４により変速が判定された時には、その変速中ロックアップ制御手段５２を作動して、ロックアップクラッチ１０の締結力を解放側に制御する第２変速時協調制御手段６０を含んでいる。

例えば、エンジン回転数が４０００ｒｐｍを超える場合は、アクセルペダルが大きく踏み込まれる場合であり、エンジン回転数が４０００ｒｐｍを超えてからアクセルペダルがオフ側に操作された場合には、排気悪化を予測して変速中でも燃料カットを実行する。更に、ロックアップ制御手段５２を作動してロックアップクラッチ１０の締結力を解放側に制御する。

以下、図３のフローチャートを参照して、本発明実施形態の車両の制御方法について説明する。まず、ステップ１０（図３ではＳ１０とを省略する）では、ソレノイド、センサ等のＡＴ関連部品の故障があるか否かを判断する。故障がない場合には、ステップ１１へ進んで変速中か否かを判断する。

変速中の場合には、ステップ１２へ進んで強制燃料カット条件成立か否かを判断する。強制燃料カット条件は、エンジン回転数が４０００ｒｐｍを超えてからアクセルペダルがオフ側に操作された場合及び排気触媒の温度が所定温度以上の場合を含んでいる。

強制燃料カット条件が成立すると、変速中の燃料カットの遅延を禁止するフラグを立て、ステップ１３へ進んで変速中にロックアップクラッチ１０の制御油圧をオフにして、ロックアップクラッチ１０を解放側に制御する。

次いで、ステップ１４に進んで燃料カット条件が成立するか否かを判断し、成立する場合にはステップ１５で燃料カットを実行する。ステップ１４での燃料カット成立条件は、例えばアクセル開度３％以下、エンジン回転数２０００ｒｐｍ以上のパラメーターを含んでいる。

即ち、エンジン回転数が４０００ｒｐｍを超える場合はアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合であり、エンジン回転数が４０００ｒｐｍを超えてからアクセルペダルがオフ側に操作されてシフトマップのアップシフトラインを横切るとシフトアップが実行されるが、燃料カット遅延の禁止フラグが立っているので、ステップ１４の燃料カットの条件が成立した時点で、排気悪化を予測してステップ１５で燃料カットを必ず（アップシフト中でも）実行する。

強制燃料カットの場合には、エンジンの排気系に設けられる排気触媒（キャタライザー）の温度状態が考慮され、該温度が触媒の劣化の恐れがある所定温度以上の高温の場合には、通常のステップ１４の燃料カット条件にて、強制カットする。

また、その温度状態に依存したエンジン回転数を設定することも可能であり、温度が高ければ高いほど、該エンジン回転数を４０００ｒｐｍからより低い回転数に設定することができる。

ステップ１１で変速中でないと判断された場合及びステップ１２で強制燃料カット条件が成立しない場合には、ステップ１６へ進んでロックアップクラッチが滑り過ぎか否かを判断する。

ロックアップクラッチが滑り過ぎと判断された場合には、ステップ１３へ進んで変速中ロックアップクラッチの制御油圧をオフにし、ロックアップクラッチ１０を解放側に制御する。

ステップ１６でロックアップクラッチ１０が滑り過ぎでないと判断された場合には、ステップ１７へ進んで変速中の目標スリップ率を検索し、その目標スリップ率が得られるロックアップ制御油圧を算出する。

次いで、ステップ１８へ進んでステップ１７で得られたロックアップクラッチの制御油圧をロックアップクラッチ１０に導入し、ロックアップクラッチ１０を締結側に制御する。

次いで、ステップ１９で変速が完了したか否かを判断し、完了したと判断した場合にはステップ１４へ進む。ステップ１４では、上述した燃料カット条件が成立しているか否かを判断し、成立していると判断された場合にはステップ１５で燃料カットを実行する。

ステップ１９で変速が完了していないと判断された場合及びステップ１４で燃料カット条件が成立しないと判断された場合には、ステップ２０に進み燃料カットをすることなく本処理を終了する。

図４は通常時の本発明制御装置のタイムチャートを示している。即ち、通常のアクセル戻しアップシフトでは、アップシフト信号がオンの変速中ロックアップスリップ信号をオンにしてロックアップクラッチ１０を作動させ、燃料カットの開始を変速後に遅らせている。シフトアップ信号がオンに立ち上がる前には、ロックアップスリップ信号はオンでもオフでもよい。

図５は変速中強制燃料カット時の本発明制御装置のタイムチャートを示している。この変速時の強制燃料カットは排気の悪化の防止の観点からなされるものであり、エンジン運転状態から燃料カットの開始を遅らせられないと判断し、シフトアップ信号がオンの変速中にはロックアップスリップ信号をオフにして、ロックアップクラッチ１０を作動させないかあるいはロックアップクラッチの作動を軽減し、変速中でも燃料カットを実行する。

図５のタイムチャートでシフトアップ信号がオンに立ち上がる前には、強制燃料カット信号及びロックアップスリップ信号はオンでもオフでもよい。燃料カットは、強制燃料カット信号がオンになり、更にスロットルがオフになってから所定時間後に実行される。

本発明実施形態に係る車両に搭載された自動変速機及びその制御装置の構成を示す図である。 本発明制御装置の原理構成を示すブロック図である。 本発明実施形態の処理フローチャートである。 通常時の本発明実施形態のタイムチャートである。 変速中強制燃料カット時の本発明実施形態のタイムチャートである。

符号の説明

２ エンジン
６ 自動変速機
８ トルクコンバータ
１０ ロックアップクラッチ
１２ 多段変速ギヤ機構
１４ 油圧制御機構
１６ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
２６ 車速センサ
２８ 吸気管
３２ スロットル弁開度センサ
３６ エンジン回転数センサ
４０ アクセル開度センサ

Claims (1)

1. ロックアップ機構付自動変速機を備えた車両の制御装置であって、
   前記自動変速機における変速時を判定する変速判定手段と、
   所定の条件のもとでエンジンへの燃料供給をカットする燃料カット制御手段と、
   前記ロックアップ機構の締結力を制御するロックアップ制御手段と、
   前記変速判定手段により判定した変速中、前記燃料カット制御手段の作動を遅延するとともに前記ロックアップ制御手段を作動して前記ロックアップ機構の締結力を締結側に制御し、当該変速終了後に前記燃料カット制御手段の作動に関する許可判断を行う第１の変速時協調制御手段と、
   排気悪化が予測される車両の運転状態に基づいて、強制燃料カットを行う前記燃料カット制御手段の作動が実行されることを判定する燃料カット実行判定手段と、
   該燃料カット実行判定手段による燃料カットの実行と前記変速判定手段による変速とが判定された場合には、その変速中前記ロックアップ制御手段を作動して、前記ロックアップ機構の締結力を解放側に制御する第２の変速時協調制御手段とを具備し、
   前記燃料カット実行判定手段による強制燃料カットを実行する場合には、前記第１の変速時協調制御手段の制御から前記第２の変速時協調制御手段の制御に切り替えることを特徴とする自動変速機を備えた車両の制御装置。