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JP5053112B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

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JP5053112B2
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Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に、内燃機関と自動変速機との間に電動発電機が配設され、制動時に前記自動変速機を介して駆動軸からのトルクを伝達することにより前記電動発電機にて電力回生を行う構成の車両に搭載される自動変速機の制御装置に関する。
特許文献１に、内燃機関と自動変速機との間に電力回生を行う電動発電機（補助制動および補助駆動装置）が配設され、制動時に前記自動変速機を介して駆動軸からのトルクを伝達することにより前記電動発電機にて電力回生を行う車両構成が開示されている（特許文献１の図１参照）。
特開平７−３２２４１０号公報
特許文献１に記載されたタイプの車両構成では、アクセルオンでの走行中に、制動操作（アクセルの戻し操作）が行われた場合に、モータを電動発電機（補助制動装置）として使用するが、変速機を介してトルクを伝達する構成であるため、変速が完了するまでの変速過渡期間は、クラッチを滑らしたり、解放したりするので駆動軸からのトルクが電動発電機に伝わりにくい。また、充電量によっては、変速の度に電動発電機の回生トルクがばらつき、変速の制御が難しくなることがある。このような理由により変速過渡期間に発電を行うことが難しい。
図５は、上記自動変速機の変速制御装置に備えられ、スロットル開度と、車速により変速の要否を判定する変速段選択マップ（変速マップ）の例である。例えば、３速で一定のアクセル開度（スロットル開度）での走行中から（ａ点）、アクセルの戻し操作が行われた場合、アクセル開度が減少しアップシフト判定線（実線３−４）を超えることによりアップシフト判定が成立する。ドライバがこのまま走行を続ける場合には、アップシフト後の変速段（４速）を維持して走行すれば良いが（ｂ１点）、ドライバが車両の制動を意図するなど、アクセルが大きく戻され、スロットル開度が大きく低下した場合（ｂ２点）、アップシフト判定線を跨いだ後、速度減少とアップシフトの適用によりダウンシフト判定線（破線４−３）を跨ぐことになり、少なくとも２回の変速（３速→４速→３速）が行われ、その分だけ、電力回生ができないという問題点がある。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、上記走行中に制動を意図するようなアクセルの戻し操作が行われた場合の電力回生量を向上できるような変速判定を行う自動変速機の制御装置を提供することにある。
本発明の第１の視点によれば、内燃機関と自動変速機との間に電動発電機が配設され、制動時に前記自動変速機を介して駆動軸からのトルクを伝達することにより前記発電機にて電力回生を行う車両に搭載される自動変速機の制御装置であって、アクセルペダルの解放速度を測定する手段と、前記アクセルペダルの解放速度が所定のしきい値未満である場合に適用され、前記アクセルペダルの解放によるアップシフトを第１シフトマップにより許容するアップシフト許容手段と、前記アクセルペダルの解放速度が前記所定のしきい値以上である場合に適用され、前記アクセルペダルの解放によるアップシフトを、０〜１００％のスロットル開度に亘って前記第１シフトマップのスロットル開度１００％と同程度のシフトアップ点とする第２シフトマップにより許容するアップシフト抑止手段と、を有する自動変速機の制御装置が提供される。
本発明によれば、走行中にアクセルの解放操作が行われた場合の変速回数を低減し、電力回生量を向上させることが可能になる。その理由は、アクセル戻し操作の緩急により、ドライバが制動を意図していると判断される場合には、余分のダウンシフトを発生させるアップシフトを抑止するようにしたことにある。
続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る自動変速機の制御装置が搭載された車両システムの概略構成を表した図である。図１を参照すると、内燃機関１と、電動発電機（ＭＧ）２とが直列式に連結され、変速機４、出力軸５を介して車両を駆動させる構成が示されている。
内燃機関１は、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等であり、その出力回転軸は、電動発電機２の回転軸に固定的に連結されている。
電動発電機２は、三相交流の回転機であり、その回転軸は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ（ＴＣ）３を介して変速機４の入力軸に連結される。
変速機４は、内燃機関１及び電動発電機２から入力された回転出力を、選択された変速段にて変速し、出力軸５を介して車軸に設けられた減速歯車及び差動歯車に入力する。
インバータ１０は、電池９の端子から供給される直流電流を変換し、電動発電機２の界磁巻線に三相交流を供給する。
ＥＣＵ（電子制御ユニット）１１は、コンピュータ及びそのプログラムにより構成され、内燃機関１の回転センサ６、出力軸回転センサ（車速センサ）７及びアクセルペダル１７の付設されたアクセルセンサからのアクセルペダル１７のストローク量（踏み込み量）に基づいて、インバータ１０、アクセル制御回路１２、変速機制御回路１５に対し、ドライバの走行意思や車両状態に基づいた指示を出力する。例えば、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１１は、インバータ１０の交流出力位相（又は周波数）を制御し、電動発電機２の力行、回生制御を実行する。
アクセル制御回路１２は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１１からの指示に基づいて、燃料噴射ポンプ８を制御し、内燃機関１に供給される燃料流量を制御する。
シフトセンサ１４は、変速レバー１３の位置を検出し、変速機制御回路１５に出力する。
変速機制御回路１５は、図３及び図４に例示する変速段選択マップをそのメモリ等の記憶手段に保持し、バス１８を介してＥＣＵ（電子制御ユニット）１１から入力されるスロットル開度や車速情報と、シフトセンサ１４から入力されるシフト位置とに基づいて、変速機４を制御する。この変速機制御回路１５をアップシフト許容／抑止手段として機能させる図３、図４に例示する変速段選択マップについては、後に詳説する。
上記車両システムの動作を説明すると、イグニッション操作により内燃機関１が始動され、変速レバー１３が前進走行の位置に設定されると、変速機制御回路１５が、変速機４を発進ギヤに設定する。
その後、ドライバが、アクセルペダル１７を踏み込むことにより、内燃機関１に燃料が供給され、内燃機関１の出力回転数が増大する。そして、内燃機関１より出力されたトルクは、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ３、変速機４へと伝達され、発進ギヤにて車両が走行を開始する。
その後、車速が上がると、変速機制御回路１５は、図３、あるいは、図５に例示した変速段選択マップを参照してアップシフト要と判定し、変速機４の変速段を変更していく。
以下、本発明に係る自動変速機の制御装置によって行われる、上記加速状態、あるいは、アクセルペダル１７が一定量踏み込まれた定常的な走行状態から、ドライバがアクセルペダル１７を解放したときの動作について説明する。
［制御概要］
アクセルペダル１７を解放する際のアクセルペダル１７の解放速度（戻し速度）を測定し、その大小によりドライバが制動意図を持つか否かを予測できる。ドライバに制動意図があると推測できる場合は、冒頭に述べたアクセルペダル１７の解放を契機とするアップシフトを抑止することにより、変速回数を低減することができる。
反対に、ドライバに制動意図がないと判断される場合は、通常通りにアップシフト制御を行うことで、燃費効率のよい変速段による定常走行を実現する。
［具体例］
本実施形態では、変速機制御回路１５を、上記アクセルペダル１７の解放速度（戻し速度）に応じ、アクセルペダルの解放によるアップシフトを許容する変速段選択マップＢ（図３参照）を用いて変速要否を判定するアップシフト許容手段と、アクセルペダルの解放によるアップシフトを抑制する変速段選択マップＡ（図４参照）を用いて変速要否を判定するアップシフト抑止手段と、して機能させている。
以下、図２を参照して、変速機制御回路１５の動作について説明する。まず、アクセルペダルが戻されたことを検知すると、変速機制御回路１５は、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量を計測する（ステップＳ００１）。
一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が、所定のしきい値（設定値）以上であるとき、変速機制御回路１５は、スロットル開度の減少によるアップシフトを抑止するよう設定された変速段選択マップＡ（図４参照）を選択して変速の要否を判定する（ステップＳ００２のＹＥＳ（急な戻り））。
反対に、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が、所定のしきい値未満である場合、変速機制御回路１５は、通常の変速段選択マップＢ（図３参照）を選択して変速の要否を判定する（ステップＳ００２のＮＯ）。
一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が、所定のしきい値以上である場合、変速機制御回路１５は、以上の判定を、アクセルペダルが全閉（全解放）となるか（ステップＳ００４のＹＥＳ）、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が、所定のしきい値未満となる（ステップＳ００２のＮＯ）まで、繰り返す。
上記アクセルペダルのストローク量の計測間隔を３００ミリ秒とし、上記しきい値として４％という値を設定したものとして具体例に説明する。このとき、３００ミリ秒間隔で、４％以上のストローク量の減が観測されている間は、上記変速段選択マップＡが適用される。ストローク量の減少幅が４％未満となるかアクセル全閉となった時点で、上記変速段選択マップＡの適用が終了する。
図３は、上記変速段選択マップＢの例であり、アクセルペダルが完全に開放された状態に相当するスロットル開度範囲（例：０％〜数％の範囲の低スロットル開度）でのアップシフト変速線を高速側にずらしている（図３の例では、当該スロットル開度範囲におけるアップシフト変速線を図４の変速段選択マップＡのものと合わせている。）点以外は、従来例として示した図５の変速段選択マップと同様のものである。
上記低スロットル開度範囲でのアップシフト変速線を高速側に大きくずらしている理由は、一定時間のアクセルペダルのストローク戻し量が大と判断され、変速段選択マップＡが適用された後、アクセルペダルが全閉状態となり、変速段選択マップＢが適用されるケースで、低スロットル開度ではアップシフト要と判定されやすい変速段選択マップＢへの切替により、アップシフト判定を行わないようにするためである。
図４は、上記変速段選択マップＡの例であり、図５との相違点は、スロットル開度の減少によるアップシフト判定を行わないような、スロットル開度方向に直立したアップシフト変速線を有している点である。なお、この変速段選択マップＡは、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が大と判断されている間は、図３の変速段判定マップを参照してダウンシフト判定のみを行い、スロットル開度の減少に拘わらず、現行の変速段を維持する制御（動作モード）に代えることができる。
このように、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が所定のしきい値以上である場合に、スロットル開度の減少によるアップシフトを抑止することにより、アクセルペダルが急速に解放された場合の変速回数が低減され、この間の電動発電機２における電力回生量を増大させることができる。
また、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量が大と判断され、変速段選択マップＡが適用された後、アクセルペダル１７が途中で止められて、スロットル開度の減少が止まったようなケースでは、上記ステップＳ００２で変速段選択マップ（変速マップ）Ｂが適用され、通常の燃費と走行性を優先した変速制御（アップシフト非抑制）が行われるようになっている。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、図３、図４に例示した変速段選択マップは、車両構成や、制御パラメータに応じて適宜変更することができる。
また例えば、上記した実施形態では、一定時間に戻されたアクセルペダルのストローク量と所定のしきい値とを比較することとしているが、計測開始時のアクセルペダルの開き量、車速、変速段等により、上記比較するしきい値を変更することが可能である。
上記しきい値として、例えば、判定時点のアクセルペダルの踏み込み量が少ない（アクセルペダルの開き量が高開度）ほど、少ない値を用いることとし（低い戻し速度で判定成立）で、アップシフトを抑制することが可能である。
また、上記した実施形態では、アクセルペダルの戻しが観測された時点で、図３、図４に例示した変速段選択マップＡ、Ｂを用いて変速段の選択を行うものとして説明したが、その他の車両状態では、図３、図４に例示した変速段選択マップと異なる変速段選択マップを用いるものとしてもよい。
例えば、図３の例では、図５の従来のダウンシフト変速線と同等のダウンシフト変速線を用いるものとしているが、図３のアップシフト変速線と同様に、上記低スロットル開度領域でのダウンシフト変速線を高速側にずらすこともできる。これにより、車速の低下に従いダウンシフトが早期に実行され、制動効率の増大と、回生電力量の増加を図ることが可能になる。
また、上記した実施形態では、アクセルペダルの戻し速度が小さい時に適用される変速段選択マップＢの低スロットル開度範囲におけるアップシフト変速線をずらすことにより、アクセルペダルの全解放動作による変速段選択マップの切替直後のアップシフト抑止制御を行うものとしているが、変速機制御回路１５に、アップシフト禁止フラグ等を持たせ、前記変速段選択マップの切替から一定期間、アップシフト禁止フラグをオンにすること等により、変速段選択マップの切替に伴うアップシフト抑止制御を実現することもできる。また、その際に、変速機制御回路１５に、スロットル開度が十分低い値であることを確認させるようにしてもよい。
本発明に係る自動変速機の制御装置が搭載された車両の概略構成を表した図である。 本発明に係る自動変速機の制御装置の動作例を表したフローチャートである。 本発明に係る自動変速機の制御装置に備えられる変速段選択マップＢ（アップシフト非抑制）の例である。 本発明に係る自動変速機の制御装置に備えられる変速段選択マップＡ（アップシフト抑制）の例である。 従来の変速段選択マップ（変速マップ）の例である。
符号の説明
１ 内燃機関
２ 電動発電機（ＭＧ）
３ ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ（ＴＣ）
４ 変速機
５ 出力軸
６ 内燃機関の回転センサ
７ 出力軸回転センサ（車速センサ）
８ 燃料噴射ポンプ
９ 電池
１０ インバータ
１１ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
１２ アクセル制御回路
１３ 変速レバー
１４ シフトセンサ
１５ 変速機制御回路
１７ アクセルペダル
１８ バス

Claims (6)

  1. 内燃機関と自動変速機との間に電動発電機が配設され、制動時に前記自動変速機を介して駆動軸からのトルクを伝達することにより前記発電機にて電力回生を行う車両に搭載される自動変速機の制御装置であって、
    アクセルペダルの解放速度を測定する手段と、
    前記アクセルペダルの解放速度が所定のしきい値未満である場合に適用され、前記アクセルペダルの解放によるアップシフトを第１シフトマップにより許容するアップシフト許容手段と、
    前記アクセルペダルの解放速度が前記所定のしきい値以上である場合に適用され、前記アクセルペダルの解放によるアップシフトを、０〜１００％のスロットル開度に亘って前記第１シフトマップのスロットル開度１００％と同程度のシフトアップ点とする第２シフトマップにより許容するアップシフト抑止手段と、を有すること、
    を特徴とする自動変速機の制御装置。
  2. 前記アップシフト許容手段は、少なくとも前記アクセルペダルの踏み込み量が一定値未満であるアクセル解放状態では、スロットル開度１００％と同程度のシフトアップ点でアップシフトを行う設定を含む、こと、
    を特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
  3. 前記アップシフト許容手段は、前記アクセルペダルの解放速度が、前記所定のしきい値以上である状態から、前記所定のしきい値未満となってから一定期間、アップシフトを行わないよう設定されていること、
    を特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機の制御装置。
  4. 前記アクセルペダルの解放速度を測定した時点のアクセルペダルの踏み込み量に応じて前記所定のしきい値を変更する請求項１乃至３いずれか一に記載の自動変速機の制御装置。
  5. 内燃機関と自動変速機との間に電動発電機が配設され、制動時に前記自動変速機を介して駆動軸からのトルクを伝達することにより前記発電機にて電力回生を行う車両に搭載される自動変速機の制御装置であって、
    アクセルペダルの解放速度を測定する手段と、
    前記アクセルペダルの解放速度が所定のしきい値未満である場合に適用され、前記アクセルペダルの解放によるアップシフトを許容するアップシフト許容手段と、
    前記アクセルペダルの解放速度が前記所定のしきい値以上である場合に適用され、前記アクセルペダルの解放によるアップシフトを抑止するアップシフト抑止手段と、を有する自動変速機の制御装置であって、
    前記アクセルペダルの解放速度を測定した時点のアクセルペダルの踏み込み量が、少ないほど、前記所定のしきい値を小さくする自動変速機の制御装置。
  6. 前記内燃機関の回転軸と、前記電動発電機の回転軸とが固定的に連結され、該回転軸にトルクコンバータを介して自動変速機の入力軸が連結された請求項１乃至５いずれか一に記載の自動変速機の制御装置。
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