JP3642067B2 - 自動変速機付車両の発進制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、走行状態に応じて低速段発進と高速段発進とを自動的に切換えるように構成した自動変速機付車両の発進制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
雪路あるいは凍結路のように路面が滑り易い状況にあるときは、第１速段（低速段）で発進すると、タイヤの路面に対するグリップ力に比較して相対的に駆動輪の駆動トルクが大きくなり、当該駆動輪が空転して車両が横滑りしたり、あるいは発進できない等の不具合が生じ易くなる。
【０００３】
このため、マニュアル変速機を搭載した車両においては、知識のある運転者はこのような場合に第２速段（高速段）で発進することにより、駆動輪の駆動トルクを低減する操作を行う。
【０００４】
又、この種の操作を自動変速機を搭載した車両において、自動的に行わせるようにした技術として、例えばＡＴＺ（Ａutomobiltechnische Ｚeitschrift） 94 （1992） 9の４３２頁以降に開示された技術がある。
【０００５】
この技術は、同書において、「ウインタプログラム」と呼ばれているもので、駆動輪（後輪）の回転数及び従動輪（前輪）の平均回転数の差に基づいてスリップを検出し、スリップが検出された場合にはウインタパターンに切換えて第２速段発進とし、一方、車両の実加速度、駆動輪回転数及び従動輪平均回転数の差、駆動トルクに基づいて高トラクション状態を検出し、高トラクション状態（具体的には車両実加速度が所定値以上、又は、スリップ指標が所定値以下且つ駆動トルクが所定値以上）が検出された場合にはウインタパターンから復帰して通常の第１速段発進に戻すというものである。
【０００６】
これにより、運転者はたとえ低μ路における発進に関して特別な知識がない場合であっても、自動変速機の側で走行状態に応じて低速段発進と高速段発進とを自動的に切換えてくれるため、それだけ支障のない発進を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記走行状態（判断材料）に基づいて低速段発進と高速段発進とを切換える方法は、駆動輪及び従動輪の回転数を知るためのセンサや、車両の「実加速度」を知るためのセンサが必要であり、又、駆動トルクの検出についても、現時点ではトルクセンサによる実測が困難なことから、実際には例えばエンジンの吸入空気量やトルクコンバータのスリップ量その他からの情報に基づいた繁雑な演算を行う必要があり、コスト高となることが避けられず、安価なシステムでは実現し難いという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、走行状態に応じて低速段発進と高速段発進とを自動的に、且つ適確に切換えることができるシステムを、低コストで実現することのできる自動変速機付車両の発進制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図１にその要旨を示すように、走行状態に応じて低速段発進と高速段発進とを自動的に切換えるように構成した自動変速機付き車両の発進制御装置において、(a) 動力伝達経路内の回転メンバの回転数を検出する手段と、(b) エンジン負荷を検出する手段と、(c) 前記回転メンバの回転数から車輪の実加速度を算出する手段と、(d) 該算出された車輪の実加速度が第１の所定値以上か否かを判断する手段と、(e) 該算出された車輪の実加速度が第１の所定値以上であると判断されたときに、それ以降の発進を高速段発進にする手段と、(f) 高速段発進状態の際、エンジン負荷が所定値以上か否かを判断する手段と、 (g) エンジン負荷が所定値以上でないと判断されたときに、それ以降の発進を高速段発進にする手段と、 (h) エンジン負荷が所定値以上と判断されたときに、前記算出された車輪の実加速度が第２の所定値以上かを判断する手段と、 (j) エンジン負荷が所定値以上で、且つ前記算出された車輪の実加速度が前記第２の所定値以下と判断されたときに、それ以降の発進を前記高速段発進から低速段発進に戻す手段とを備え、 (i) 前記第２の所定値は前記第１の所定値よりも小さい値に設定されていることにより、上記課題を解決したものである。
【００１０】
【作用】
本発明においては、より安価にスリップ状態や高トラクション状態を検出する指標として「車両の実加速度」ではなく、「車輪の実加速度」を判断の指標とするようにした。
【００１１】
即ち、動力伝達経路内の回転メンバの回転数から求められた「算出車両加速度（：車輪の実加速度）」は、車輪がスリップして車両が実際には加速していない場合には、逆に急激に立上がる傾向がある。即ち、演算によって求められた算出車両加速度が（車輪がスリップしていないときにはあり得ないような速度で）急激に立上った場合には、これをもってスリップが発生したと判断することができる。
【００１２】
本発明では、この点に着目し、この算出車両加速度が所定値以上と判断されたときにスリップが発生し得る路面状況であると判定し、それ以降の発進を高速段発進とするようにした。
【００１３】
この点で、駆動トルクとの関係で車両の実加速度が所定値以下であると判断されたときにスリップが発生し得る路面状況であると判定する従来の方法とは考え方が全く異なるものである。
【００１４】
一方、当該高速段発進から低速段発進に復帰する場合には、スロットル開度が所定値以上、及び算出車両加速度が所定値以下の双方が成立することを条件とした。「算出車両加速度が所定値以下」という条件のみとしなかったのは、スロットル開度が小さいと、正常時の車輪の加速度自体も小さいため閾値である所定値も小さくなり、従って誤判定されることが多くなること、及び、スロットル開度が小さいときは、元々スリップしないことが多く、スリップ判断の環境としては適当でないこと、等を考慮したためである。
【００１５】
本発明によれば、例えば車速を検出するために必ず設けられている自動変速機の出力軸の回転数センサの検出値、及び車両の種々の制御の基本となるエンジン負荷の検出値にのみに基づいて制御ができるため、ほとんどコストアップを生じることなく発進変速段の切換え制御を実現することができる。
【００１６】
なお、「エンジン負荷」は、周知のようにアクセル開度、あるいはスロットル開度、Ｑ／Ｎ（エンジン１回転当りの吸入空気量）等から求めることができる。このエンジン負荷の情報は、前述したように全ての車両において何らかの方法で必ず把握されている情報であり、当該情報に加えて更にトルクコンバータのスリップ量等をも考慮しなければならない「駆動トルク」の情報に比べ、入手の容易性において勝っている。
【００１７】
なお、前記算出車両加速度が所定値以上か否かを判断する際の該所定値については、これをエンジン負荷に依存して設定するようにすると、一層適確な判断が可能となる。
【００１８】
即ち、エンジン負荷が高いときは、回転メンバの回転数から求められた算出車両加速度も大きくなる傾向がある。又、エンジン負荷が高い走行を行うときというのは、一般に高μ路走行のときであり、高いエンジン負荷で走行しているときに多少スリップが発生するような状況があったとしても、次回以降で必ずしも高速段発進に切換えられるべきではない。従って所定値は大きく設定されるべきである。
【００１９】
これに対し、エンジン負荷が小さいときは、一般に算出車両加速度も小さくなる傾向がある上に、通常走行時においてはエンジン負荷が小さいときはスリップが発生することはほとんどなく、逆に僅かでもスリップが発生するということは路面がかなり低μ路であると推定される等の事情がある。従ってこの場合は次回以降速やかに高速段発進ができるように所定値は小さな値に設定されるべきである。
【００２０】
このように、算出車両加速度が所定値よりも大きいか否かを判断する際に、当該所定値をエンジン負荷に依存して変化させるようにすると、一層適確な切換え判断を行うことができるようになる。
【００２１】
なお、高速段発進に入る際の所定値と低速段発進に戻る際の所定値は必ずしも同一である必要はなく、むしろ若干のヒステリシスを設ける方が望ましい。
【００２２】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２３】
図２は、本発明が適用される自動車用電子燃料噴射エンジンと組み合わされた自動変速機の全体概要図である。
【００２４】
この自動変速機は、トルクコンバータ部２０と、オーバードライブ機構部４０と、前進３段後進１段のアンダードライブ機構部６０とを備える。
【００２５】
前記トルクコンバータ部２０は、ポンプ２１、タービン２２、ステータ２３、及びロックアップクラッチ２４を備えた周知のものであり、エンジン１のクランクシャフト１０の出力をオーバードライブ機構部４０に伝達する。
【００２６】
前記オーバードライブ機構部４０は、サンギヤ４３、リングギヤ４４、プラネタリピニオン４２、及びキャリヤ４１からなる１組の遊星歯車装置を備え、この遊星歯車装置の回転状態をクラッチＣ0 、ブレーキＢ0 、一方向クラッチＦ0 によって制御している。
【００２７】
前記アンダードライブ機構部６０は、共通のサンギヤ６１、リングギヤ６２、６３、プラネタリピニオン６４、６５及びキャリヤ６６、６７からなる２組の遊星歯車装置を備え、この２組の遊星歯車装置の回転状態、及び前記オーバードライブ機構部４０との連結状態を、クラッチＣ1 、Ｃ2 、ブレーキＢ1 〜Ｂ3 及び一方向クラッチＦ1 、Ｆ2 によって制御している。
【００２８】
自動変速機を制御するコンピュータ８４には、エンジン１の負荷を反映させるためのスロットル開度を検出するスロットルセンサ８０、車速Ｎo を検出する車速センサ（出力軸７０の回転数センサ）８２、クラッチＣ0 の回転数を検出するセンサ９９、シフトポジション信号を出力するシフトポジションスイッチ５、フットブレーキが踏まれている際に信号を出すブレーキスイッチ６、エンジン回転数Ｎe を検出するＮe センサ７、アイドル接点の状態（アクセルペダルが踏込まれた際ＯＦＦ）を出力するアイドルスイッチ８、エンジンの冷却水温度Ｔを検出する水温スイッチ９等の各種制御のための信号が入力されている。
【００２９】
車速センサ８２の情報は出力軸７０の角加速度（算出車両加速度）を求めるためにも使用される。
【００３０】
コンピュータ８４は、各センサ、スイッチ等からの入力信号をパラメータとして、予め設定されたスロットル開度−車速の変速点マップに従って、油圧制御回路８６内のソレノイドバルブＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 等を駆動・制御し、図３に示されるような各クラッチ、ブレーキ等の係合の組合せを行って変速制御を行う。
【００３１】
又、図４に示すような制御フローに従って、走行状態に応じて低速段発進と高速段発進とを自動的に切換える制御を実行する。
【００３２】
次に、図４の制御フローを説明する。この制御フローがスタートすると、まずステップ２０２においてフラグＦμが１であるか否かが判定される。このフラグＦμは、路面の摩擦係数が小さい、即ち低μ路であると判断されたときに１、高μ路であると判断されたときに０とされるフラグである。
【００３３】
今、フラグＦμが０、即ち高μ路であると判断されたとする。この場合フローはステップ２０２から２１２へと進み、ここで出力軸７０の角加速度（算出車両加速度）dNo が第１所定値dNo1（θ）より大きいか否かが判断される。ここで、第１所定値dNo1（θ）は、スロットル開度θに依存して設定されるもので、スロットル開度がθのときに、もし高μ路であった場合に生じるであろう出力軸角加速度よりも若干高い値に設定されている。従って、定性的にはスロットル開度θが大きいとき程大きく設定されている。
【００３４】
ステップ２１２でＹＥＳの判断がなされたときは、もし高μ路であったならば発生し得ないような出力軸角加速度dNo の上昇があったということであるため、「スリップ発生」と認定し、ステップ２１４に進んでフラグＦμが１に書換えられる。これに対し、ステップ２１２でＮＯの判断がなされたときは、スリップの発生が認められないと判断し、現在のフラグＦμの値（＝０）が維持されるべきであるため、そのままステップ２１６へと進む。
【００３５】
一方、ステップ２０２においてフラグＦμが１であると判断されたときは、ステップ２０４に進んでまずブレーキがオフとされているか否かが判断される。又、ステップ２０６でスロットル開度θが所定値θμ以上であるか否かが判断される。更にステップ２０８では、現在の出力軸角加速度dNo が第２所定値dNo2（θ）より下回っているか否かが判断される。
【００３６】
ステップ２０４、２０６、２０８のうちいずれか１つでもＮＯの判断がなれさたときは、２速発進状態から１速発進状態に戻すべき状態にはないと判定し、そのままステップ２１６に進む。
【００３７】
これに対し、ステップ２０４、２０６、２０８のいずれもがＹＥＳと判断されたときには、２速発進状態から１速発進状態に戻すべき状況に変化したと判定し、ステップ２１０でフラグＦμが０に書換えられ、ステップ２１６へと進む。
【００３８】
ここで、ブレーキがオフであることを条件としたのは、ブレーキが踏み込まれているときには、出力軸角加速度dNo の変化とスリップを判断するための定性的傾向が必ずしも定まらないためである。
【００３９】
又、スロットル開度θが所定値θμ以上であることを条件としたのは、スロットル開度θが小さいときは正常時（高μ路時）の角加速度も小さく、第２所定値dNo2（θ）も小さくならざるを得ないため、それだけ誤判定する可能性が大きくなること、及びスロットル開度θが小さいときは元々スリップしないことが多いため、スリップ判断を行うときの環境としては適当でないという理由に基づいている。
【００４０】
なお、この第２所定値dNo2（θ）は、前記第１所定値dNo1（θ）より若干小さめに設定する。それは、ここにヒステリシスを設けることにより制御の安定性を確保するためである。なお、この第２所定値dNo2（θ）についても、これをスロットル開度θに依存してθが大きいときほど大きくなるように設定する。
【００４１】
ステップ２１６ではフラグＦμが１か否かが判定され、１であったときは次回以降の発進は第２速段から行われ（ステップ２１８）、又フラグＦμが０であったときは次回以降の発進は第１速段から行われる（ステップ２１９）。
【００４２】
この実施例では、このような構成にて１速発進と２速発進とを切換えるため、当該制御のために別途センサを設ける必要がないことから極めて低コストに当該切換えを実行することができる。
【００４３】
又、出力軸角加速度（算出車両角速度）の大小を判断するための閾値（所定値）をスロットル開度（エンジン負荷）に依存して、スロットル開度が大きいとき程大きく変更・設定するようにしたため、一層適確な切換え判断を行うことができるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、コストの増加をほとんど招くことなく、低μ路における高速段発進と高μ路における低速段発進とを自動的に、且つ適確に切換えることができるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要旨を示すブロック図
【図２】本発明が適用される自動変速機付車両の発進制御装置の概略構成を示すブロック図
【図３】上記自動変速機における各摩擦係合装置の係合状態を示す線図
【図４】上記自動変速機において実行される制御フローを示す流れ図
【符号の説明】
８０…スロットルセンサ
８２…車速センサ（出力軸回転数センサ）
８４…コンピュータ
Ｆμ…低μ路フラグ

Claims (2)

1. 走行状態に応じて低速段発進と高速段発進とを自動的に切換えるように構成した自動変速機付き車両の発進制御装置において、
   動力伝達経路内の回転メンバの回転数を検出する手段と、
   エンジン負荷を検出する手段と、
   前記回転メンバの回転数から車輪の実加速度を算出する手段と、
   該算出された車輪の実加速度が第１の所定値以上か否かを判断する手段と、
   該算出された車輪の実加速度が第１の所定値以上であると判断されたときに、それ以降の発進を高速段発進にする手段と、
   高速段発進状態の際、エンジン負荷が所定値以上か否かを判断する手段と、
   エンジン負荷が所定値以上でないと判断されたときに、それ以降の発進を高速段発進にする手段と、
   エンジン負荷が所定値以上と判断されたときに、前記算出された車輪の実加速度が第２の所定値以上かを判断する手段と、
   エンジン負荷が所定値以上で、且つ前記算出された車輪の実加速度が前記第２の所定値以下と判断されたときに、それ以降の発進を前記高速段発進から低速段発進に戻す手段とを備え、
   前記第２の所定値は前記第１の所定値よりも小さい値に設定されていることを特徴とする自動変速機付き車両の発進制御装置。
2. 前記自動変速機付車両の発進制御装置は、
   ブレーキがオフとされているか否かを判断する手段と、
   ブレーキがオフとされていないと判断されたときに、前記車輪の実加速度を算出することなく高速段発進を継続する手段とを更に備え、
   前記算出された車輪の実加速度が前記第２の所定値以上か否かを判断する手段は、ブレーキがオフとされていて、且つエンジン負荷が所定値以上と判断されたときに実行し、
   前記それ以降の発進を高速段発進から低速段発進に戻す手段は、ブレーキがオフとされていて、且つエンジン負荷が所定値以上で、且つ前記算出された車輪の実加速度が前記第２の所定値以下と判断されたときに実行することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機付車両の発進制御装置。

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