JP6137210B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置に関する。
従来、車両が停止状態のときにブレーキがオン操作され、かつアクセル開度が所定値以上になった場合にエンジンの回転数を上昇させ、その後ブレーキがオフ操作されたときに車両を高い加速で発進することを可能にする発進制御が開示されている(特許文献1)。このような発進制御はフレックススタートやローンチコントロールとも呼ばれる。このような発進制御では、エンジンの回転数を上昇させた後、自動変速機において車両の発進の際に係合される係合手段(発進クラッチ)を解放状態から係合させることにより、エンジンから駆動輪に動力が伝達され、車両の発進が可能となる。
しかしながら、上述した発進制御では、車両の発進前にエンジンの回転数を上昇させるため、発進クラッチにおいて互いに摩擦係合する係合要素の間の回転数の差(差回転数)が大きくなり、発進の際には差回転数が大きい状態で発進クラッチの係合が行われる。その結果、係合時に発進クラッチの発熱量が大きくなるため、発進クラッチの劣化や劣化による耐久性の低下が促進されるという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発進前にエンジンの回転数を上昇させてから発進を行う発進制御を行う場合において、発進クラッチの劣化を抑制することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る車両の制御装置は、動力源と、互いに摩擦係合する係合要素を有する複数の係合手段を有し、前記複数の係合手段の係合の制御によって前記動力源と車両の駆動輪との間の動力の伝達を断接する自動変速機と、を備える車両に搭載され、前記車両が停止状態のときにブレーキがオン操作されかつアクセル開度が所定値以上になった場合に、前記動力源の回転数を上昇させ、その後に前記ブレーキがオフ操作されたときに前記複数の係合手段を係合させて前記動力を伝達し、前記車両を発進させる制御を行う車両の制御装置であって、前記発進の際の要求加速度を示すパラメータを取得するパラメータ取得手段と、前記発進の際に、前記複数の係合手段のうち少なくとも一つを、前記互いに摩擦係合する係合要素に回転数差が生じるようにスリップ制御するとともに、前記取得したパラメータの大きさに応じて、前記スリップ制御する係合手段の数を設定するスリップ制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、前記スリップ制御手段は、前記取得したパラメータが示す要求加速度が大きいほど前記スリップ制御する係合手段の数を多く設定することを特徴とする。
これにより、要求加速度が大きいほど大きくなるスリップ制御による発熱を、より多くの係合手段に分担させることができる。
これにより、要求加速度が大きいほど大きくなるスリップ制御による発熱を、より多くの係合手段に分担させることができる。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、前記スリップ制御手段は、前記取得したパラメータが示す要求加速度が小さいほど前記スリップ制御する係合手段の数を少なく設定することを特徴とする。
これにより、発進クラッチの劣化を抑制しつつ、発進時のショックの発生を回避できるか又はショックを抑制できる。
これにより、発進クラッチの劣化を抑制しつつ、発進時のショックの発生を回避できるか又はショックを抑制できる。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、前記スリップ制御手段は、前記係合手段の許容発熱量が大きいほど前記スリップ制御する係合手段の数を少なく設定することを特徴とする。
これにより、発進クラッチの劣化を抑制しつつ、発進時のショックの発生を回避できるか又はショックを抑制できる。
これにより、発進クラッチの劣化を抑制しつつ、発進時のショックの発生を回避できるか又はショックを抑制できる。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、前記スリップ制御手段は、前記スリップ制御する係合手段において発生する発熱量が、当該係合手段の許容発熱量を超えないように前記スリップ制御する係合手段の数を設定することを特徴とする。
これにより、各係合手段において発生する発熱量が許容発熱量を超えないので、より一層発進クラッチの劣化を抑制することができる。
これにより、各係合手段において発生する発熱量が許容発熱量を超えないので、より一層発進クラッチの劣化を抑制することができる。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、前記自動変速機は、前記複数の係合手段を含む係合手段のうち係合させる係合手段の組み合わせの設定によって変速段を設定でき、前記スリップ制御手段は、前記スリップ制御する係合手段を、発進の際の変速段の次に高い変速段を構成する際に解放する係合手段に設定することを特徴とする。
これにより、発進の際の変速段の次に高い変速段へ、応答性良く変速を行うことができる。
これにより、発進の際の変速段の次に高い変速段へ、応答性良く変速を行うことができる。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、前記自動変速機は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備え、前記ロックアップクラッチは、前記複数の係合手段に含まれることを特徴とする。
このように、スリップ制御させる係合手段としてロックアップクラッチを含めるようにしてもよい。
このように、スリップ制御させる係合手段としてロックアップクラッチを含めるようにしてもよい。
本発明によれば、発進の際の要求加速度を示すパラメータの大きさに応じて、スリップ制御する係合手段の数を設定することで、発進の際に係合手段において発生する熱量を調整することができるため、発進クラッチの劣化を抑制することができるという効果を奏する。
以下に、図面を参照して本発明に係る車両の制御装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面において、同一又は対応する構成要素には適宜同一符号を付し、重複説明を省略する。
(実施の形態)
はじめに、本発明の実施の形態として、発進制御としてローンチコントロールを行う車両の制御装置について説明する。図1は、実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した車両の概略構成及び自動変速機のスケルトン図を示す図である。図1(a)に示すように、車両100は、動力源1と、自動変速機2と、デファレンシャルギヤ3と、駆動輪4と、油圧アクチュエータ5と、ECU(Electronic Control Unit)6と、クランク角センサ11と、アクセル開度センサ12と、ブレーキセンサ13と、車速センサ14と、ローンチコントロールスイッチ15と、を備える。
はじめに、本発明の実施の形態として、発進制御としてローンチコントロールを行う車両の制御装置について説明する。図1は、実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した車両の概略構成及び自動変速機のスケルトン図を示す図である。図1(a)に示すように、車両100は、動力源1と、自動変速機2と、デファレンシャルギヤ3と、駆動輪4と、油圧アクチュエータ5と、ECU(Electronic Control Unit)6と、クランク角センサ11と、アクセル開度センサ12と、ブレーキセンサ13と、車速センサ14と、ローンチコントロールスイッチ15と、を備える。
車両100の動力源である動力源1は、本実施の形態ではエンジンであり、燃料の燃焼エネルギーを出力軸1aの回転運動に変換して出力する。なお、動力源1はエンジンに限定されず、例えばモータでもよい。
自動変速機2は、図1(b)に示すように、第1遊星装置21と、第2遊星装置22と、複数の係合手段と、が筐体CA内に設けられて構成されている。係合手段は、互いに摩擦係合する係合要素を有するものであって、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1を含む。自動変速機2は、これらの係合手段の係合の制御によって、動力源1と車両100の駆動輪4との間の動力の伝達を断接する。また、自動変速機2は、これらの係合手段を入出力間の要求変速段に応じて係合又は解放させることで、その要求変速段への切り替え、設定を行うことができる。なお、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1は、車両100の発進時には係合する係合手段であり、以下適宜発進クラッチと呼ぶ。
第1遊星装置21は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、サンギヤS1とリングギヤR1と複数のピニオンギヤP1とキャリアCr1とを有する。第2遊星装置22は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、サンギヤS2とリングギヤR2と複数のピニオンギヤP2とキャリアCr2とを有する。自動変速機2においては、第1遊星装置21のキャリアCr1と第2遊星装置22のリングギヤR2とが、第1クラッチC1が係合状態の時に一体になって回転できるように接続されている。動力源1の出力軸1aから自動変速機2の入力軸2aに入力されたトルクは、第2遊星装置22のキャリアCr2から出力され、出力軸2b、デファレンシャルギヤ3を介して駆動輪4に伝えられる。
第1クラッチC1は、第1遊星装置21のキャリアCr1と一体になって回転可能な第1係合部と、第2遊星装置22のリングギヤR2と一体になって回転可能な第2係合部と、を備える。具体的に、第1クラッチC1は、第1係合部と第2係合部の内の一方に摩擦材を備えた摩擦係合装置であり、その第1係合部と第2係合部との間の係合動作及び解放動作が油圧で制御される。第1ブレーキB1は、第1クラッチC1と同様に油圧駆動の摩擦係合装置である。第1ブレーキB1は、第2遊星装置22のサンギヤS2と一体になって回転可能な第1係合部と、筐体CAに固定された第2係合部と、を備える。
図1(a)に戻って、油圧アクチュエータ5は、作動油によって動作し、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合動作と解放動作を制御する。油圧アクチュエータ5が動作するための油圧は、不図示のオイルポンプにより与えられる。
クランク角センサ11は、エンジンである動力源1のクランクシャフトに設けられており、動力源回転数(エンジン回転数)を算出するために用いるクランク角を検知するためのものである。アクセル開度センサ12は、運転者のアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度及びアクセルがオンであるかオフであるかを検知する。ブレーキセンサ13は、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に応じてブレーキがオンであるかオフであるかを検知する。車速センサ14は、車両100の車速を検知する。ローンチコントロールスイッチ15は、車両100の発進時にローンチコントロールを行うかどうかを運転者が要求し、又はどの程度の加速度で発進するか(すなわち発進加速性能をどのレベルに設定するか)を運転者が設定操作するためのスイッチである。ローンチコントロールスイッチ15がONである場合は、運転者がローンチコントロールを要求しており、ローンチコントロールスイッチ15がOFFである場合は、運転者がローンチコントロールを要求していない状態である。クランク角センサ11、アクセル開度センサ12、ブレーキセンサ13、車速センサ14及びローンチコントロールスイッチ15は、それぞれECU6に検知結果又は設定結果を出力するようにECU6に電気的に接続されている。
車両100の制御装置としてのECU6は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)及び入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ECU6の各部の機能は、ROMに保持されるアプリケーションプログラムをRAMにロードしてCPUで実行することによって、CPUの制御のもとで制御対象を動作させるとともに、RAMやROMにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、ECU6は、動力源1や自動変速機2等を個別に制御する複数のECUにより構成されてもよい。この場合、各ECUは、相互に通信可能に構成されており、各種指令や各種センサの検知結果等の送受信を行うことができる。
ECU6は、エンジンである動力源1に対して、インジェクタによる燃料噴射量や噴射時期、点火プラグによる点火時期などを制御する。また、ECU6は、車速及びアクセル開度の検知結果等に基づいて、ECU6に予め記憶された変速マップや変速線図を参照して、油圧アクチュエータ5に制御信号を出力する。油圧アクチュエータ5は、制御信号に基づき自動変速機2を制御する。これにより、自動変速機2の変速動作が行われる。
さらに、ECU6は、アクセル開度センサ12又はローンチコントロールスイッチ15からの検知又は設定結果に基づいて、動力源1及び自動変速機2に対して、後述するローンチコントロールを行うパラメータ取得手段としてのパラメータ取得部及びスリップ制御手段としてのスリップ制御部を備えている。
以下、本実施の形態による制御の一例を、図2に示すフローチャート、図3に示すタイムチャート及び図4に示す共線図を用いて具体的に説明する。なお、図2に示す制御ルーチンは、車両100のイグニッションスイッチがオンにされた後、車両100が停止状態である間、例えば数ms〜数十ms程度の制御周期ごとに繰り返し実行される。
図3において、線L1は動力源1の動力源回転数を示し、線L2は自動変速機2の入力軸2aの入力軸回転数を示し、線L3は入力軸2aの回転数から換算した車速を示している。また、線L4は動力源1の動力源トルクを示し、線L5は駆動輪4に伝達された駆動トルクを示している。また、線L6、L7はそれぞれ第1クラッチC1、第1ブレーキB1のクラッチトルク容量を示している。また、線L8、L9はそれぞれ第1クラッチC1、第1ブレーキB1の発熱量を示している。なお、第1クラッチC1、第1ブレーキB1の発熱量については後に詳述するが、各発進クラッチをスリップ制御させる際の互いに摩擦係合する係合要素の差回転数とクラッチトルクとの積を時間積分して求めることができる。なお、線L10、線L11については後述する。
まず、図3の時間t=0において、ECU6はステップS101を実行する。すなわち、ステップS101において、ECU6はローンチコントロールが実施準備中であるか否かを判定する。ECU6は、ローンチコントロールスイッチがONであり、アクセル開度が所定値以上であり、かつブレーキがONである場合に、ローンチコントロールが実施準備中であると判定する。ローンチコントロールが実施準備中であると判定した場合には(ステップS101、Yes)、ステップS102に進む。ローンチコントロールが実施準備中ではないと判定した場合には(ステップS101、No)、ECU6は処理を終了してリターンする。
図3の時間t=t1において、ECU6はステップS102を実行する。すなわち、ステップS102において、ECU6のパラメータ取得部は、アクセル開度センサ12から入力されたアクセル開度やローンチコントロールスイッチ15から入力された設定レベルを、発進の際の運転者の車両に対する要求加速度を示すパラメータとして取得する。そして、ECU6のスリップ制御部は、このパラメータの大きさに応じて、スリップ制御すべき発進クラッチの数を2(すなわち第1クラッチC1及び第1ブレーキB1)と設定する。なお、パラメータの大きさとスリップ制御すべき発進クラッチの数との関係は、事前の車両評価結果等により作成した制御マップとして、ECU6に記憶させておく。そして、ECU6のスリップ制御部は、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1に対して、互いに摩擦係合する係合要素に回転数差が生じるようにするスリップ制御を開始する。これとともに、ECU6は、動力源1の動力源回転数を所定の目標値まで上昇させる制御を開始する。これにより、時間t1から動力源回転数(線L1)が上昇し、これに伴って入力軸回転数も上昇する。なお、動力源回転数の目標値は、事前の評価結果等により見積もった、所望の発進加速性能を実現するための値を、ECU6に制御マップとして記憶させておくことが好ましい。また、ECU6は、動力源回転数の目標値を、車両100に搭載されたセンサから取得した路面の勾配情報やμ情報により修正するようにすれば、発進時の車輪のスリップを回避又は抑制することができるのでより好ましい。この場合、例えば、路面の勾配が急な場合は目標値をより高く修正したり、μが低い場合には目標値を低く修正したりする。ただし、動力源回転数の目標値は、ローンチコントロールスイッチ15による運転者が直接入力できるようにしてもよい。入力された目標値は発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータとして取得される。その後、ステップS103に進む。
ステップS103において、ECU6は、ローンチコントロールスイッチがONであり、かつアクセルがONであるか否かを判定する。ローンチコントロールスイッチがONであり、かつアクセルがONであると判定した場合(ステップS103、Yes)、ステップS104に進む。なお、ローンチコントロールスイッチがONであり、かつアクセルがONである場合は、運転者がローンチコントロールにより発進する意思がある場合に相当する。
ステップS104において、ECU6は、ブレーキがOFFであるか否かを判定する。ブレーキがOFFでない場合(ステップS104、No)はステップS103に戻り、ブレーキがOFFである場合(ステップS104、Yes)はステップS105に進む。
図3の時間t=t2において、ECU6はステップS105を実行する。すなわち、ステップS105において、ECU6は、図3の動力源トルクの増加を開始するとともに、発進クラッチである第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合を開始し、ステップS106に進む。これにより、図3に示すように動力源トルク(線L4)及び駆動トルク(線L5)が増加して車両100がローンチコントロールによる発進を開始し、車速(線L3)が増加する。また第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合によりクラッチトルク容量(線L6、L7)及び発熱量(線L8、L9)は徐々に増加し、その後一定値に近づく。係合の際の第1クラッチC1及び第1ブレーキB1のクラッチトルク容量は、所望の発進加速性能を実現するために駆動輪4に伝達すべき駆動トルク及び発進する際の自動変速機2のギヤ段である1速のギヤ比との関係から設定される。この関係は、事前の評価結果等により制御マップを作成し、ECU6に記憶させておくことが好ましい。また、係合の際に、各発進クラッチの差回転数がそれぞれほぼ単調減少するように係合させることで、発進クラッチの差回転数の変化によるショックを抑制することができる。
ステップS106において、ECU6は、発進クラッチである第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の係合が完了したか否かを判定する。係合が完了していない場合(ステップS106、No)、ECU6はステップS106を繰り返し、係合が完了した場合(ステップS106、Yes)、ECU6は処理を終了し、リターンする。なお、係合が完了すると、動力源1と自動変速機2との同期が完了し(図3の時間t=t3に相当)、線L1、L2で示す回転数が一致する。
一方、ステップS103において、ローンチコントロールスイッチがOFF又はアクセルがOFFである場合(ステップS103、No)、ステップS107に進み、ECU6は、発進クラッチである第1クラッチC1及び第1ブレーキB1を係合する。この場合は運転者がローンチコントロールを行う意思が無くなった場合に相当するが、第1クラッチC1及び第1ブレーキの係合により車両100はローンチコントロールによらずに発進する。
ここで、図4の共線図において、線L11は、発進後に発進クラッチである第1クラッチC1及び第1ブレーキB1が係合した状態を示し、線L12は、ローチコントロール開始から発進前までの状態を示している。図4に示すように、ローチコントロール開始から発進前までは、第1クラッチC1及び第1ブレーキB1はスリップ制御されており、係合した状態に対して、第1クラッチC1では差D1、第1ブレーキB1では差D2の回転数差が生じている。これにより、その後の係合の際に第1クラッチC1、第1ブレーキB1はそれぞれ発熱するが、2つの発進クラッチをスリップ制御することによって発熱量が各発進クラッチに分散されるので、個々の発進クラッチにおける発熱量は、1つの発進クラッチをスリップ制御させる場合よりも小さくなる。
例えば、比較として、自動変速機2においてローンチコントロールによる発進時に第1クラッチC1のみをスリップ制御し、第1ブレーキB1は係合させたままとする制御を行う場合を考える。この場合の状態は図4において線L12aで示される。この場合、係合した状態に対して、第1クラッチC1では差D3の回転数差が生じることとなる。その結果、係合による第1クラッチC1の発熱量は図3に線L11に示すように、線L10に近づくように時間変化し、2つの発進クラッチをスリップ制御する場合よりも発熱量が大きくなる。ここで、線L10は、ローンチコントロールを行う際のスリップ制御によって発進クラッチに発生すると想定される総発熱量を示す。
このように、本実施の形態によれば、ローンチコントロールを行う際に個々の発進クラッチにおける発熱量が小さくなるので、発進クラッチの劣化を抑制することができる。
なお、複数の発進クラッチのスリップ制御を行う場合の回転数差(差回転数)は、所望の発進加速性能を実現するための動力源回転数の目標値などから、ローンチコントロールする際の発進クラッチにおける発熱量を事前の評価結果等により見積もった値をECU6に記憶させておき、これに基づいて設定することが好ましい。このとき、許容発熱量に対する安全率が全ての発進クラッチで同程度になるように差回転数を設定することで、各発進クラッチにおいて許容発熱量やスリップ制御精度にばらつきがある場合でも、より確実に個々の発進クラッチの劣化を抑制することができる。
ここで、上記の制御の一例では、スリップ制御を行う発進クラッチの数を2に設定しているが、このように複数の発進クラッチを同時に制御する場合、各発進クラッチのトルク制御精度が低い場合などに、制御のばらつきが累積し、発進時にショックが発生しやすくなる。これに対して、発進の際の運転者の要求加速度が低い場合や、想定される発熱量に対して発進クラッチの許容発熱量が十分に大きい場合には、スリップ制御させる発進クラッチの数を減少させる制御を行なうことで、上記のショックの発生が回避されるか又はショックが抑制される。
図5は、実施の形態による制御におけるスリップ制御する発進クラッチの数を設定する制御の一例を示すフローチャートである。図5に示す制御は、ECU6のスリップ制御部がスリップ制御すべき発進クラッチの数を設定する際に実行される。まず、ステップS201において、スリップ制御部は、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータ(アクセル開度やローンチコントロールスイッチ15で設定されたレベル)が所定の閾値以下であるかどうかを判定する。パラメータが閾値より大きい場合(ステップS201、No)は、ステップS202において2つの発進クラッチ(すなわち第1クラッチC1及び第1ブレーキB1)をスリップ制御することを決定し、処理を終了してリターンする。一方、パラメータが閾値以下の場合(ステップS201、Yes)、ステップS203において1つの発進クラッチをスリップ制御することを決定し、処理を終了してリターンする。
このように、ECU6のスリップ制御部が、パラメータが示す要求加速度が大きいほどスリップ制御する発進クラッチの数を多く設定することにより、要求加速度が大きいほど大きくなるスリップ制御による発熱を、より多くの係合手段に分担させることができる。一方、ECU6のスリップ制御部が、パラメータが示す要求加速度が小さいほどスリップ制御する発進クラッチの数を少なく設定することにより、発進クラッチの劣化を抑制しつつ、発進時のショックの発生を回避又はショックを抑制できる。特に、要求加速度が小さく、発進時の加速度が小さい場合にはショックを感じやすくなるため、上記のように設定することがより効果的である。
また、スリップ制御する発進クラッチの数の設定は、以下のように行っても良い。まず、1つの発進クラッチ(第1発進クラッチとする)をスリップ制御することを想定し、第1発進クラッチのみをスリップ制御させる際の発熱量を、要求加速度を示すパラメータに基づいて計算する。計算した発熱量が第1発進クラッチの許容発熱量(あるいは許容発熱量に対して安全率を考慮して設定した発熱量の閾値)を超えなければ、スリップ制御する発進クラッチを第1発進クラッチとする(スリップ制御する発進クラッチの数を1と設定)。計算した発熱量が第1発進クラッチの許容発熱量(あるいは閾値)を超えた場合、第1発進クラッチの他に別の発進クラッチ(第2発進クラッチとする)をスリップ制御することを想定し、第1及び第2発進クラッチをスリップ制御させる際の各発進クラッチにおける発熱量を、要求加速度を示すパラメータに基づいて計算する。計算した各発熱量が各発進クラッチの許容発熱量(あるいは閾値)を超えなければ、スリップ制御する発進クラッチを第1及び第2発進クラッチとする(スリップ制御する発進クラッチの数を2と設定)。計算した各発熱量が各発進クラッチの許容発熱量(あるいは閾値)を超えた場合、さらにスリップ制御する発進クラッチを追加し、同様の計算を行う。これにより、スリップ制御する発進クラッチにおいて発生する発熱量が、各発進クラッチの許容発熱量(あるいは閾値)を超えないように、スリップ制御する発進クラッチの数を設定することができる。また、これにより、発進クラッチの許容発熱量が大きいほど、スリップ制御する発進クラッチの数を少なく設定することができる。
また、図5に示す制御において、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータとして、計算した発進クラッチの発熱量を用いてもよい。
[自動変速機の他の構成例1]
上記では、説明の簡略化のために変速段の少ない自動変速機2を搭載した車両100に基づいて説明を行ったが、車両100にはより段数の多い自動変速機を搭載してもよい。
上記では、説明の簡略化のために変速段の少ない自動変速機2を搭載した車両100に基づいて説明を行ったが、車両100にはより段数の多い自動変速機を搭載してもよい。
図6は、図1の車両に適用できる自動変速機の他の構成例1のスケルトン図を示す図である。図6に示すように、自動変速機2Aは、自動変速機2に置き換えて車両100に搭載できる前進8段の自動変速機である。
自動変速機2Aは、入力軸2aと出力軸2bとを備える。自動変速機2Aは、第1遊星装置21Aと、第2遊星装置22Aと、複数の係合手段と、が筐体CA内に設けられて構成されている。複数の係合手段とは、第1クラッチC1A、第2クラッチC2A、第3クラッチC3A、第4クラッチC4A、第1ブレーキB1A、及び第2ブレーキB2Aを含む。自動変速機2Aは、これらの係合手段を入出力間の要求変速段に応じて係合又は解放させることで、その要求変速段への切り替え,設定を行うことができる。なお、第1クラッチC1A及び第2ブレーキB2Aは、車両100の発進時には係合する係合手段であり、以下適宜発進クラッチと呼ぶ。
第1遊星装置21Aは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、サンギヤS1AとリングギヤR1Aと複数の第1ピニオンギヤPlAと複数の第2ピニオンギヤP2AとキャリアCr1Aとを有する。第2遊星装置22Aは、ラビニヨ型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、第1サンギヤS2Aと、第2サンギヤS3Aと、リングギヤRrと、複数のロングピニオンギヤPlと、複数のショートピニオンギヤPsと、キャリアCr2Aと、を有する。第1遊星装置21AのキャリアCr1Aと第2遊星装置22Aの第1サンギヤS2Aとが一体になって回転できるように接続されている。この自動変速機2Aに入力されたトルクは、第2遊星装置22AのリングギヤRrから出力され、出力軸2b、デファレンシャルギヤ3を介して駆動輪4に伝えられる。
第1クラッチC1Aは、第2遊星装置22Aの第2サンギヤS3Aと一体になって回転可能な第1係合部と、第1遊星装置21AのリングギヤR1Aと一体になって回転可能な第2係合部と、を備え、その第1係合部と第2係合部との間の係合動作及び解放動作が油圧で制御される。第2クラッチC2A、第3クラッチC3Aは、第1クラッチC1Aと同様に油圧駆動の摩擦係合装置である。第2クラッチC2Aは、第2遊星装置22AのキャリアCr2Aと一体になって回転可能な第1係合部と、第1遊星装置21AのキャリアCr1Aと一体になって回転可能な第2係合部とを備える。第3クラッチC3Aは、第1遊星装置21AのリングギヤR1A及び第1クラッチC1Aの第2係合部と一体になって回転可能な第1係合部と、第2遊星装置22Aの第2サンギヤS3Aと一体になって回転可能な第2係合部と、を備える。第4クラッチC4Aは、第1遊星装置21AのキャリアCr1Aと一体になって回転可能な第1係合部と、第2遊星装置22Aの第1サンギヤS2A及び第3クラッチC3Aの第2係合部と一体になって回転可能な第2係合部と、を備える。
第1ブレーキB1A、第2ブレーキB2Aは、第1クラッチC1A等と同様に油圧駆動の摩擦係合装置である。第1ブレーキB1Aは、第2遊星装置22Aの第2サンギヤS3Aと一体になって回転可能な第1係合部と、筐体CAに固定された第2係合部と、を備える。このため、その第1係合部は、第3クラッチC3Aと第4クラッチC4Aのそれぞれの第2係合部とも一体になって回転することができる。第2ブレーキB2Aは、第2遊星装置22AのキャリアCr2Aと一体になって回転可能な第1係合部と、筐体CAに固定された第2係合部と、を備える。
図7(a)は、自動変速機2Aの変速レンジ毎の共線図(速度線図)であり、図7(b)は、第1クラッチC1A、第2クラッチC2A、第3クラッチC3A、第4クラッチC4A、第1ブレーキB1A、第2ブレーキB2Aの変速レンジ毎の作動係合表を示す。作動係合表において、丸印は係合状態を表し、空欄は解放状態を表している。また、「1st」、「2nd」、「3rd」、「4th」、「5th」、「6th」、「7th」及び「8th」は、それぞれに前進レンジDにおける1速から8速までの変速段を表している。例えば、1速のときには、第1クラッチC1Aと第2ブレーキB2Aを各々係合させる。
自動変速機2Aに対して、図2、3等に示す実施の形態による制御の一例を適用する場合は、当該制御は、図4と図7(a)の「1st」を示す線との比較から明らかなように、自動変速機2Aの第1クラッチC1A、第2ブレーキB2Aを、それぞれ自動変速機2の第1クラッチC1、第1ブレーキB1と同様にスリップ制御させることにより、ローンチコントロールを実行することができる。従って、自動変速機2Aを搭載する場合も、ローンチコントロールを行う制御についてのフローチャート及びタイムチャートは、図2、3に示すフローチャート及びタイムチャートと同様になり、かつ、図5に示す制御のフローチャートも適用できる。
ここで、自動変速機2Aを搭載する場合、1つの発進クラッチのみをスリップ制御させるときには、第1クラッチC1Aをスリップ制御させるよりも、第2ブレーキB2Aをスリップ制御させることが好ましい。その理由を以下に説明する。
発進時に第2ブレーキB2Aのスリップ制御を行っている最中にECU6がアップシフトを要求し、次に高い変速段である2速に変速を行なうとき、図7(b)から解るように、第1クラッチC1Aは係合したまま、第2ブレーキB2Aを解放して第1ブレーキB1Aを係合することにより、2速の変速段を構成する。従って、第2ブレーキB2Aをスリップ制御させておくことにより、2速に変速を行うときに第2ブレーキB2Aを迅速に解放することができるので、応答性良く変速を行うことができる。すなわち、スリップ制御する発進クラッチを、発進の際の変速段の次に高い変速段を構成する際に解放する発進クラッチに設定することが好ましい。
[発熱量の計算]
ここで、発進クラッチにおける発熱量の予測値の計算方法について説明する。発熱量の予測値は、ECU6に予め記憶させた所定の物理モデルを用いて計算することができる。ここでは、図6に示す自動変速機2Aの構成を用いてその物理モデルについて説明する。
ここで、発進クラッチにおける発熱量の予測値の計算方法について説明する。発熱量の予測値は、ECU6に予め記憶させた所定の物理モデルを用いて計算することができる。ここでは、図6に示す自動変速機2Aの構成を用いてその物理モデルについて説明する。
図6に示すように、入力軸2a、第1クラッチC1A、第2クラッチC2A、第3クラッチC3A、第4クラッチC4A、第1ブレーキB1A、第2ブレーキB2A、出力軸2bにおけるトルクをそれぞれTi、TC1、TC2、TC3、TC4、TB1、TB2、Toとする。なお、トルクの符号については、入力軸2aの正回転(矢印Ar1)の方向を正とする。また、第1クラッチC1Aから第2ブレーキB2Aについては、係合される第1係合部と第2係合部のうち符号が正の係合部のトルクを図示しており、これと係合する係合部のトルクは図示したトルクと大きさが同じで負の符号である。
物理モデルとしては、まず、入力軸2a、リングギヤR1A、第1サンギヤS2A、第2サンギヤS3A、キャリアCr2A、出力軸2bの角速度を、それぞれωi、ωR1、ωS2、ωS3、ωRC4、ωoとする。そして、各回転要素のイナーシャ値や各ギヤの歯数をパラメータとする行列Aを用いた、下記式(1)の運動方程式を用いる。
つぎに、式(1)からToを消去するように式変形を行い、各回転要素のイナーシャ値や各ギヤの歯数をパラメータとする行列Bを用いた式(2)とする。
なお、式(2)のωoの時間微分は車速センサ14の検出値により算出できる。また、Tiは動力源1から自動変速機2Aの入力軸2aへの伝達関数と推定値との積から算出される。式(2)を用いて、たとえば第1クラッチC1Aにおける差回転数は式(3)で表すことができる。
そして、式(3)の差回転数とトルクとの積を時間積分することで発熱量の予測値を算出することができる。
なお、上記差回転数については、発進クラッチの係合部の回転数を計測する回転数センサを備えた車両であれば、計測した回転数から差回転数を算出し、発熱量の予測値の算出に用いてもよい。
また、発進クラッチにおける発熱量は、発進クラッチにおける油圧を計測する油圧センサを備えた車両であれば、油圧値と発進クラッチにおける摩擦材の摩擦係数の値とを用いて算出してもよい。
[自動変速機の他の構成例2]
図8は、図1の車両に適用できる自動変速機の他の構成例2のスケルトン図を示す図である。図8に示すように、自動変速機2Bは、自動変速機2に置き換えて車両100に搭載できる前進9段の自動変速機である。
図8は、図1の車両に適用できる自動変速機の他の構成例2のスケルトン図を示す図である。図8に示すように、自動変速機2Bは、自動変速機2に置き換えて車両100に搭載できる前進9段の自動変速機である。
自動変速機2Bは、入力軸2aと出力軸2bとを備える。自動変速機2Bは、第1遊星装置21Bと、第2遊星装置22Bと、第3遊星装置23Bと、第4遊星装置24Bと、複数の係合手段と、が筐体CA内に設けられて構成されている。複数の係合手段とは、第1クラッチC1B、第2クラッチC2B、第3クラッチC3B、第1ブレーキB1B、第2ブレーキB2B、及び第3ブレーキB3Bを含む。自動変速機2Bは、これらの係合手段を入出力間の要求変速段に応じて係合又は解放させることで、その要求変速段への切り替え,設定を行うことができる。なお、第1クラッチC1B、第2ブレーキB2B及び第3ブレーキB3Bは、車両100の発進時には係合する係合手段であり、以下適宜発進クラッチと呼ぶ。
第1遊星装置21B、第2遊星装置22B、第3遊星装置23B及び第4遊星装置24Bは、いずれもダブルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、サンギヤとリングギヤと複数の第1ピニオンギヤと複数の第2ピニオンギヤとキャリアとを有する。自動変速機2Bに入力されたトルクは、第4遊星装置24Bのキャリアから出力され、出力軸2b、デファレンシャルギヤ3を介して駆動輪4に伝えられる。
図9は、第1クラッチC1B、第2クラッチC2B、第3クラッチC3B、第1ブレーキB1B、第2ブレーキB2B、第3ブレーキB3Bの変速レンジ毎の作動係合表を示す。作動係合表において、丸印は係合状態を表し、空欄は解放状態を表している。例えば、1速のときには、第1クラッチC1Bと第2ブレーキB2Bと第3ブレーキB3Bとを係合させる。
図10は、図9の自動変速機の発進の際の共線図を示す図である。自動変速機2Bに対して、図2、3等に示す実施の形態による制御の一例を適用する場合は、当該制御は、自動変速機2Bの第1クラッチC1B、第2ブレーキB2B、第3ブレーキB3Bの3つの発進クラッチを、それぞれスリップ制御させることにより、ローンチコントロールを実行することができる。従って、自動変速機2Bを搭載する場合も、ローンチコントロールを行う制御についてのフローチャート及びタイムチャートは、図2、3に示すフローチャート及びタイムチャートと同様になる。ただし、図2、3の場合とは異なり、スリップ制御する発進クラッチは3つである。
具体的には、図10の共線図において、線L13,L14は、発進後に発進クラッチである第1クラッチC1B、第2ブレーキB2B及び第3ブレーキB3Bが係合した状態を示し、線L15、L16は、ローチコントロール開始から発進前までの状態を示している。ローチコントロール開始から発進前までは、第1クラッチC1B、第2ブレーキB2B及び第3ブレーキB3Bはスリップ制御されており、係合した状態に対して、第1クラッチC1Bでは差D4、第2ブレーキB2Bでは差D5、第3ブレーキB3Bでは差D6の回転数差が生じている。これにより第1クラッチC1B、第2ブレーキB2B及び第3ブレーキB3Bはそれぞれ発熱するが、3つの発進クラッチをスリップ制御することによって発熱量が各発進クラッチに分散されるので、個々の発進クラッチにおける発熱量は、1つの発進クラッチをスリップ制御させる場合よりも小さくなる。
例えば、比較として、自動変速機2Bにおいてローンチコントロールによる発進時に第1クラッチC1Bのみをスリップ制御し、第2ブレーキB2B及び第3ブレーキB3Bは係合させる制御を行う場合を考える。この場合の状態は図10において線L13a、L14aで示される。この場合、係合した状態に対して、第1クラッチC1Bでは差D7の回転数差が生じることとなる。その結果、3つの発進クラッチをスリップ制御する場合よりも、単一の発進クラッチにおける発熱量が大きくなる。
このように、自動変速機2Bの3つの発進クラッチをスリップ制御することで、ローンチコントロールを行う際に個々の発進クラッチにおける発熱量がさらに小さくなるので、発進クラッチの劣化をより抑制することができる。また、発進の際の運転者の要求加速度がより大きい場合でも、発進クラッチの劣化を効果的に抑制することができる。
また、自動変速機2Bを搭載する場合にも、図5に示す制御と同様の制御を行い、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータと閾値との大小関係に応じて、スリップ制御をする発進クラッチの数を増減してもよい。なお、図5に示す制御のように1つの発進クラッチのみをスリップ制御させるときには、第2ブレーキB2Bをスリップ制御させることが好ましい。第2ブレーキB2Bをスリップ制御させておくことにより、2速に変速を行うときに第2ブレーキB2Bを迅速に解放することができるので、応答性良く変速を行うことができる。
[車両の他の構成例1]
図11は、実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した他の車両の概略構成を示す図である。図11に示す車両100Aは、図1に示す車両100の自動変速機2を自動変速機2Cに置き換えた構成を有する。
図11は、実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した他の車両の概略構成を示す図である。図11に示す車両100Aは、図1に示す車両100の自動変速機2を自動変速機2Cに置き換えた構成を有する。
自動変速機2Cは、入力軸2aと出力軸2bとを備える。また、自動変速機2Cは、第1クラッチC1Cと第2クラッチC2Cとギヤトレーン2Caとが直列に接続されて構成されている。第1クラッチC1Cと第2クラッチC2Cとは、互いに摩擦係合する係合要素を有し、車両100Aの発進時には係合する係合手段であり、以下適宜発進クラッチと呼ぶ。自動変速機2Cは、これらの係合手段の係合の制御によって、動力源1と車両100Aの駆動輪4との間の動力の伝達を断接する。ギヤトレーン2Caは、自動変速機2Cにおいて変速段を構成する複数のギヤで構成されている。自動変速機2Cは、ギヤトレーン2Caを構成するギヤを入出力間の要求変速段に応じて係合又は解放させることで、その要求変速段への切り替え、設定を行うことができる。
油圧アクチュエータ5は、作動油によって動作し、第1クラッチC1C、第2クラッチC2C及びギヤトレーン2Caの係合動作と解放動作を制御する。
自動変速機2Cに対して、図2、3等に示す実施の形態による制御の一例を適用する場合は、当該制御は、自動変速機2Cの第1クラッチC1C及び第2クラッチC2Cをスリップ制御させることにより、ローンチコントロールを実行することができる。従って、車両100Aにおいても、ローンチコントロールを行う制御についてのフローチャート及びタイムチャートは、図2、3に示すフローチャート及びタイムチャートと同様になり、かつ、図5に示す制御のフローチャートも適用できる。
図12は、図11の自動変速機2Cの発進の際の共線図を示す図である。図12の共線図において、線L17は、発進後に発進クラッチである第1クラッチC1C及び第2クラッチC2Cが係合した状態を示し、線L18は、ローチコントロール開始から発進前までの状態を示している。
例えば、比較として、自動変速機2Cにおいてローンチコントロールによる発進時に第1クラッチC1Cのみをスリップ制御し、第2クラッチC2Cは係合させておく制御を行う場合を考える。この場合、第2クラッチC2Cは係合しているので位置P1で示される。このとき、2つの発進クラッチは直列に接続されていることから、第1クラッチC1Cでは差D8の回転数差が生じる。
これに対して、本制御では、ローチコントロール開始から発進前までは、第1クラッチC1C及び第2クラッチC2Cはスリップ制御されており、第2クラッチC2Cは位置P2で示される。その結果、係合した状態に対して、第1クラッチC1Cでは差D9、第2クラッチC2Cでは差D10の回転数差が生じている。これにより第1クラッチC1C、第2クラッチC2Cはそれぞれ発熱するが、2つの発進クラッチをスリップ制御することによって発熱量が各発進クラッチに分散されるので、個々の発進クラッチにおける発熱量は、1つの発進クラッチをスリップ制御させる場合よりも小さくなる。
このように、車両100Aにおいても、ローンチコントロールを行う際に個々の発進クラッチにおける発熱量が小さくなるので、発進クラッチの劣化を抑制することができる。
[車両の他の構成例2]
図13は、実施の形態に係る車両の制御装置を搭載したさらに他の車両の概略構成を示す図である。図13に示す車両100Bは、図1に示す車両100の自動変速機2を自動変速機2Dに置き換え、油圧アクチュエータ8を追加した構成を有する。
図13は、実施の形態に係る車両の制御装置を搭載したさらに他の車両の概略構成を示す図である。図13に示す車両100Bは、図1に示す車両100の自動変速機2を自動変速機2Dに置き換え、油圧アクチュエータ8を追加した構成を有する。
自動変速機2Dは、入力軸2aと出力軸2bとを備える。また、自動変速機2Dは、第1クラッチC1Dとギヤトレーン2Daとが直列に接続されて構成された変速機本体2D1と、動力源1と変速機本体2D1との間に配置されたトルクコンバータ7とを備えている。第1クラッチC1Dは、互いに摩擦係合する係合要素を有し、車両100Bの発進時には係合する係合手段であり、以下適宜発進クラッチと呼ぶ。自動変速機2Dは、第1クラッチC1Dの係合の制御によって、動力源1と車両100Bの駆動輪4との間の動力の伝達を断接する。ギヤトレーン2Daは、自動変速機2Dにおいて変速段を構成する複数のギヤで構成されている。自動変速機2Dは、ギヤトレーン2Daを構成するギヤを入出力間の要求変速段に応じて係合又は解放させることで、その要求変速段への切り替え、設定を行うことができる。
油圧アクチュエータ5は、作動油によって動作し、第1クラッチC1D及びギヤトレーン2Daの係合動作と解放動作を制御する。
トルクコンバータ7は、ポンプインペラ7aと、タービンランナ7bと、ロックアップクラッチ7cとを備えている。ポンプインペラ7aは、動力源1と接続されており、動力源1の出力軸1aと一体となって回転する。タービンランナ7bは、自動変速機2Dの入力軸2aと接続されており、入力軸2aと一体となって回転する。ロックアップクラッチ7cは、動力源1の出力軸1aと自動変速機2Dの入力軸2aとの間に設けられた摩擦係合式の係合手段である。係合状態のロックアップクラッチ7cは、動力源1と変速機本体2D1とを機械的に接続する。これにより、ポンプインペラ7aとタービンランナ7bとは一体となって回転する。一方、ロックアップクラッチ7cが解放状態の場合は、ポンプインペラ7aとタービンランナ7bとは流体を介してトルクを伝達する。
油圧アクチュエータ8は、作動油によって動作し、ロックアップクラッチ7cの係合動作と解放動作を制御する。ECU6は、車速及びアクセル開度の検知結果等に基づいて予め作成されたロックアップクラッチ作動マップを記憶しており、これを参照して、油圧アクチュエータ8に制御信号を出力する。油圧アクチュエータ8は、制御信号に基づきロックアップクラッチ7cの係合と解放とを制御する。
以下、図13の車両に適用する本実施の形態による制御の一例を、図14に示すフローチャート、図15に示すタイムチャート及び図16に示す共線図を用いて具体的に説明する。なお、図14に示す制御ルーチンは、車両100Bのイグニッションスイッチがオンにされた後、車両100Bが停止状態である間、例えば数ms〜数十ms程度の制御周期ごとに繰り返し実行される。
図15において、線L21は動力源1の動力源回転数を示し、線L22は自動変速機2Dの入力軸2aの入力軸回転数を示し、線L23は入力軸2aの回転数から換算した車速を示している。また、線L24は動力源1の動力源トルクを示し、線L25は駆動輪4に伝達された駆動トルクを示している。また、線L26、L27はそれぞれ第1クラッチC1D、ロックアップクラッチ7cのクラッチトルク容量を示している。また、線L28、L29はそれぞれ第1クラッチC1D、ロックアップクラッチ7cの発熱量を示している。なお、線L30については後述する。
まず、図15の時間t=0において、ECU6はステップS301を実行する。すなわち、ステップS301において、ECU6はローンチコントロールが実施準備中であるか否かを判定する。ECU6は、ローンチコントロールスイッチがONであり、アクセル開度が所定値以上であり、かつブレーキがONである場合に、ローンチコントロールが実施準備中であると判定する。ローンチコントロールが実施準備中であると判定した場合には(ステップS301、Yes)、ステップS302に進む。ローンチコントロールが実施準備中ではないと判定した場合には(ステップS301、No)、ECU6は処理を終了してリターンする。
図15の時間t=t1において、ECU6はステップS302を実行する。すなわち、ステップS302において、ECU6のパラメータ取得部は、アクセル開度やローンチコントロールの設定レベルを、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータとして取得する。そして、ECU6のスリップ制御部は、このパラメータに応じて、スリップ制御すべきクラッチの数を2(すなわち第1クラッチC1D及びロックアップクラッチ7c)と設定する。なお、パラメータの大きさとスリップ制御すべきクラッチの数との関係は、事前の評価結果等により作成した制御マップとして、ECU6に記憶させておく。そして、ECU6のスリップ制御部は、第1クラッチC1D及びロックアップクラッチ7cに対して、互いに摩擦係合する係合要素に回転数差が生じるようにするスリップ制御を開始する。これとともに、ECU6は、動力源1の動力源回転数を所定の目標値まで上昇させる制御を開始する。これにより、時間t1から動力源回転数(線L21)が上昇し、これに伴って入力軸回転数も上昇する。なお、動力源回転数の目標値は、事前の評価結果等により見積もった、所望の発進加速性能を実現するための値を、ECU6に制御マップとして記憶させておくことが好ましい。また、動力源回転数の目標値を、路面の勾配情報やμ情報により修正するようにすれば、発進時の車輪のスリップを回避することができるのでより好ましい。ただし、動力源回転数の目標値は、ローンチコントロールスイッチ15による運転者が直接入力できるようにしてもよい。その後、ステップS303に進む。
ステップS303において、ECU6は、ローンチコントロールスイッチがONであり、かつアクセルがONであるか否かを判定する。ローンチコントロールスイッチがONであり、かつアクセルがONであると判定した場合(ステップS303、Yes)、ステップS304に進む。
ステップS304において、ECU6は、ブレーキがOFFであるか否かを判定する。ブレーキがOFFでない場合(ステップS304、No)はステップS303に戻り、ブレーキがOFFである場合(ステップS304、Yes)はステップS305に進む。
図15の時間t=t2において、ECU6はステップS305を実行する。すなわち、ステップS305において、ECU6は、図15の動力源トルクの増加を開始するとともに、発進クラッチである第1クラッチC1Dの係合及びロックアップクラッチ7cの解放を開始し、ステップS306に進む。これにより、図15に示すように動力源トルク(線L24)及び駆動トルク(線L25)が増加して車両100Bがローンチコントロールによる発進を開始し、車速(線L23)が増加する。また第1クラッチC1Dの係合によりクラッチトルク容量(線L26)及び発熱量(線L28)は徐々に増加し、その後一定値に近づく。一方、ロックアップクラッチ7cの解放によりクラッチトルク容量(線L27)及び発熱量(線L28)は徐々に減少し、その後一定値に近づく。係合の際の第1クラッチC1Dのクラッチトルク容量は、所望の発進加速性能を実現するために駆動輪4に伝達すべき駆動トルク及び発進する際の自動変速機2Dのギヤ段である1速のギヤ比との関係から設定される。この関係は、事前の評価結果等により制御マップを作成し、ECU6に記憶させておくことが好ましい。また、係合の際に、第1クラッチC1Dの差回転数がほぼ単調減少するように係合させることで、発進クラッチの差回転数の変化によるショックを抑制することができる。
つづいて、ステップS306において、ECU6は、発進クラッチである第1クラッチC1Dの係合が完了し、かつロックアップクラッチ7cが解放完了したか否かを判定する。係合かつ解放が完了していない場合(ステップS306、No)、ECU6はステップS306を繰り返し、係合かつ解放が完了した場合(ステップS306、Yes)、ECU6は処理を終了し、リターンする。なお、係合かつ解放が完了すると、動力源1と自動変速機2Dとの同期が完了し(図15の時間t=t3に相当)、線L21、L22で示す回転数が一致する。
一方、ステップS303において、ローンチコントロールスイッチがOFF又はアクセルがOFFである場合(ステップS303、No)、ステップS307に進み、ECU6は、発進クラッチである第1クラッチC1Dを係合するとともにロックアップクラッチ7cを解放する。この場合は、第1クラッチC1Dの係合により車両100Bはローンチコントロールによらずに発進する。
ここで、図16の共線図において、線L31、L32は、発進後に第1クラッチC1Dが係合した状態を示し、線L33、L34は、ローチコントロール開始から発進前までの状態を示している。図16に示すように、ローチコントロール開始から発進前までは、第1クラッチC1D及びロックアップクラッチ7cはスリップ制御されており、係合した状態に対して第1クラッチC1Dでは差D12、解放された状態に対してロックアップクラッチ7cでは差D11の回転数差が生じている。これにより第1クラッチC1D、ロックアップクラッチ7cはそれぞれ発熱するが、2つのクラッチをスリップ制御することによって発熱量が各クラッチに分散されるので、個々のクラッチにおける発熱量は、1つの発進クラッチをスリップ制御させる場合よりも小さくなる。
例えば、比較として、自動変速機2Dにおいてローンチコントロールによる発進時に第1クラッチC1Dのみをスリップ制御する場合を考える。この場合の状態は図16において線L34aで示される。この場合、係合した状態に対して、第1クラッチC1では差D13の回転数差が生じることとなる。その結果、第1クラッチC1Dの発熱量は図15で線L30に近づくように時間変化し、2つのクラッチをスリップ制御する場合よりも発熱量が大きくなる。ここで、線L30は、ローンチコントロールを行う際のスリップ制御によって発進クラッチに発生すると想定される総発熱量を示す。
このように、係合手段としてロックアップクラッチを含む自動変速機2Dに対しても、本制御によればローンチコントロールを行う際に個々のクラッチにおける発熱量が小さくなるので、発進クラッチの劣化を抑制することができる。
ここで、ロックアップクラッチ7cと発進クラッチとを同時に制御する場合、発進クラッチのトルク制御精度が低い場合などに、発進時にショックが発生しやすくなる。これに対して、発進の際の運転者の要求加速度が低い場合や、想定される発熱量に対して発進クラッチの許容発熱量が十分に大きい場合には、ロックアップクラッチ7cのスリップ制御をしないようにし、スリップ制御させるクラッチの数を減少させる制御を行なうことで、上記のショックの発生が回避される又はショックが抑制される。
図17は、スリップ制御するクラッチの数を設定する制御の一例を示すフローチャートである。図17に示す制御は、ECU6がスリップ制御すべきクラッチの数を設定する際に実行される。まず、ステップS401において、ECU6は、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータ(アクセル開度やローンチコントロールスイッチ15で設定されたレベル)が所定の閾値以下であるかどうかを判定する。パラメータが閾値より大きい場合(ステップS401、No)は、ステップS402において2つのクラッチ(すなわち第1クラッチC1D及びロックアップクラッチ7c)をスリップ制御することを決定し、ECU6は処理を終了してリターンする。一方、パラメータが閾値以下の場合(ステップS401、Yes)、ステップS403において第1クラッチC1Dのみをスリップ制御することを決定し、ECU6は処理を終了してリターンする。
このように、ECU6が、パラメータが示す要求加速度が大きいほどスリップ制御するクラッチの数を多く設定し、要求加速度が小さいほどスリップ制御するクラッチの数を少なく設定することにより、発進クラッチの劣化を抑制しつつ、発進時のショックの発生を回避又はショックを抑制できる。特に、要求加速度が小さく、発進時の加速度が小さい場合にはショックを感じやすくなるため、上記のように設定することがより効果的である。
[ローンチコントロールの実施を禁止する制御]
図18は、図13の車両に適用する実施の形態による制御の他の一例を示すフローチャートである。本制御では、自動変速機2Dの発進クラッチである第1クラッチC1Dの温度が高い場合にローンチコントロールの実施を禁止する制御を行う。なお、本制御例では、第1クラッチC1Dの温度を示すパラメータとして、第1クラッチC1Dを油圧制御するための作動油の油温(TM油温)を用いる。図13の車両100BはTM油温を検知する油温センサを備え、油温センサはECU6に検知結果を出力するようにECU6に電気的に接続されている。
図18は、図13の車両に適用する実施の形態による制御の他の一例を示すフローチャートである。本制御では、自動変速機2Dの発進クラッチである第1クラッチC1Dの温度が高い場合にローンチコントロールの実施を禁止する制御を行う。なお、本制御例では、第1クラッチC1Dの温度を示すパラメータとして、第1クラッチC1Dを油圧制御するための作動油の油温(TM油温)を用いる。図13の車両100BはTM油温を検知する油温センサを備え、油温センサはECU6に検知結果を出力するようにECU6に電気的に接続されている。
まず、ECU6はステップS501を実行する。すなわち、ステップS501において、ECU6はローンチコントロールが実施準備中であるか否かを判定する。ローンチコントロールが実施準備中であると判定した場合には(ステップS501、Yes)、ステップS502に進む。ローンチコントロールが実施準備中ではないと判定した場合には(ステップS501、No)、ECU6は処理を終了してリターンする。
ステップS502において、ECU6のパラメータ取得部は、アクセル開度やローンチコントロールスイッチ15から入力された設定レベルを、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータとして取得する。ECU6のスリップ制御部は、このパラメータに応じて、スリップ制御すべきクラッチの数を2(すなわち第1クラッチC1D及びロックアップクラッチ7c)と設定する。そして、ECU6のスリップ制御部は、第1クラッチC1D及びロックアップクラッチ7cに対して、互いに摩擦係合する係合要素に回転数差が生じるようにするスリップ制御を開始する。これとともに、ECU6は、動力源1の動力源回転数を所定の目標値まで上昇させる制御を開始する。その後、ステップS503に進む。
ステップS503において、ECU6は、ローンチコントロールスイッチがONであり、アクセルがONであり、かつTM油温が閾値より小さいか否かを判定する。なお、閾値は、発進クラッチの許容発熱量等に応じて設定され、ECU6に記憶されている。ローンチコントロールスイッチがONであり、アクセルがONであり、かつTM油温が閾値より小さいと判定した場合(ステップS503、Yes)、ステップS504に進む。
ステップS504において、ECU6は、ブレーキがOFFであるか否かを判定する。ブレーキがOFFでない場合(ステップS504、No)はステップS503に戻り、ブレーキがOFFである場合(ステップS504、Yes)はステップS505に進む。
ステップS505において、ECU6は、動力源トルクの増加を開始するとともに、発進クラッチである第1クラッチC1Dの係合を開始し、つづいてステップS506でロックアップクラッチ7cの解放を開始し、ステップS507に進む。
つづいて、ステップS507において、ECU6は、発進クラッチである第1クラッチC1Dの係合が完了し、かつロックアップクラッチ7cが解放完了したか否かを判定する。係合かつ完了が完了していない場合(ステップS507、No)、ECU6はステップS507を繰り返し、係合が完了した場合(ステップS507、Yes)、ECU6は処理を終了し、リターンする。
一方、ステップS503において、ローンチコントロールスイッチがOFF又はアクセルがOFF又はTM油温が閾値以上である場合(ステップS503、No)、ステップS508に進み、ECU6は、発進クラッチである第1クラッチC1Dを係合するとともにロックアップクラッチ7cを解放する。この場合は運転者がローンチコントロールを行う意思が無くなった場合か、TM油温が高いためローンチコントロールの実行を禁止する場合に相当するが、第1クラッチC1Dの係合により車両100Bはローンチコントロールによらずに発進する。
このように、TM油温が閾値以上の場合にはローンチコントロールの実施を禁止することで、発進クラッチである第1クラッチC1Dにかかる負荷が増加しないので、発進クラッチの劣化を抑制することができる。
なお、上記制御ではTM油温を第1クラッチC1Dの温度を示すパラメータとして用いているが、車両が第1クラッチC1Dの温度を検知する温度センサを備える場合は、ECU6は、第1クラッチC1Dの温度に応じて、ローンチコントロールの実施又は実行の禁止を判定するようにしてもよい。
また、上記制御に代えて、TM油温が閾値以上の場合には、ローンチコントロールスイッチ15が運転者によってONにできないようにする制御を行ってもよい。このような制御を行っても、ローンチコントロールの実施を禁止することができる。
また、上記実施の形態では、ECU6は、ローンチコントロールスイッチがONであり、アクセル開度が所定値以上であり、ブレーキONである場合に、ローンチコントロールが実施準備中であると判定しているが、ローンチコントロールが実施準備中であるか否かの判定方法はこれに限らない。たとえばECU6は、車両の停止中にアクセル開度が所定値以上であり、ブレーキONである状態が所定時間以上継続したら、ローンチコントロールが実施準備中であると判定してもよい。
また、上記実施の形態では、ECU6のパラメータ取得部は、アクセル開度センサ12から入力されたアクセル開度やローンチコントロールスイッチ15から入力された設定レベルを、発進の際の運転者の要求加速度を示すパラメータとして取得している。ただし、例えば、ECU6が、車両100に搭載されたセンサから取得した路面の勾配情報やμ情報により、要求加速度の上限値として、発進時の車輪のスリップを回避又は抑制できる上限値を設定している場合がある。この場合には、パラメータ取得部は、発進の際の要求加速度を示すパラメータとして、上述した要求加速度の上限値を示すパラメータを取得してもよい。
また、上記実施の形態では、自動変速機は有段式のものを例示したが、本発明はこれに限らず、車両の発進の際に係合する発進クラッチとしての係合手段を備えるものであれば無段式の自動変速機を用いてもよい。
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
1 動力源
2、2A、2B、2C、2D 自動変速機
6 ECU
7 トルクコンバータ
7c ロックアップクラッチ
100、100A、100B 車両
B1、B1A、B1B 第1ブレーキ
B2A、B2B 第2ブレーキ
B3B 第3ブレーキ
C1、C1A、C1B、C1C、C1D 第1クラッチ
C2A、C2B、C2C 第2クラッチ
C3A、C3B 第3クラッチ
C4A 第4クラッチ
2、2A、2B、2C、2D 自動変速機
6 ECU
7 トルクコンバータ
7c ロックアップクラッチ
100、100A、100B 車両
B1、B1A、B1B 第1ブレーキ
B2A、B2B 第2ブレーキ
B3B 第3ブレーキ
C1、C1A、C1B、C1C、C1D 第1クラッチ
C2A、C2B、C2C 第2クラッチ
C3A、C3B 第3クラッチ
C4A 第4クラッチ
Claims (7)
- 動力源と、
互いに摩擦係合する係合要素を有する複数の係合手段を有し、前記複数の係合手段の係合の制御によって前記動力源と車両の駆動輪との間の動力の伝達を断接する自動変速機と、
を備える車両に搭載され、
前記車両が停止状態のときにブレーキがオン操作されかつアクセル開度が所定値以上になった場合に、前記動力源の回転数を上昇させ、その後に前記ブレーキがオフ操作されたときに前記複数の係合手段を係合させて前記動力を伝達し、前記車両を発進させる制御を行う車両の制御装置であって、
前記発進の際の要求加速度を示すパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
前記発進の際に、前記複数の係合手段のうち少なくとも一つを、前記互いに摩擦係合する係合要素に回転数差が生じるようにスリップ制御するとともに、前記取得したパラメータの大きさに応じて、前記スリップ制御する係合手段の数を設定するスリップ制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の制御装置。 - 前記スリップ制御手段は、前記取得したパラメータが示す要求加速度が大きいほど前記スリップ制御する係合手段の数を多く設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記スリップ制御手段は、前記取得したパラメータが示す要求加速度が小さいほど前記スリップ制御する係合手段の数を少なく設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記スリップ制御手段は、前記係合手段の許容発熱量が大きいほど前記スリップ制御する係合手段の数を少なく設定することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記スリップ制御手段は、前記スリップ制御する係合手段において発生する発熱量が、当該係合手段の許容発熱量を超えないように前記スリップ制御する係合手段の数を設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
- 前記自動変速機は、前記複数の係合手段を含む係合手段のうち係合させる係合手段の組み合わせの設定によって変速段を設定でき、
前記スリップ制御手段は、前記スリップ制御する係合手段を、発進の際の変速段の次に高い変速段を構成する際に解放する係合手段に設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の車両の制御装置。 - 前記自動変速機は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備え、前記ロックアップクラッチは、前記複数の係合手段に含まれることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
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