(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
エンジン側から入力された駆動力を変速させて出力可能な変速装置と、前記エンジンの駆動力により作動するオイルポンプとを搭載しており、前記変速装置が、前記オイルポンプにより発生する油圧の作用により係合可能な摩擦係合要素を備えており、当該摩擦係合要素の係合状態に応じて出力軸が所定方向に回転する前進状態、前進状態とは逆方向に前記出力軸が回転する後進状態の切り替えが可能であり、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、
前記摩擦係合要素のうち、前記前進状態とするために係合状態とされる前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を設定する目標油圧設定手段と、
前記アイドルストップ機能による前記エンジンの再始動時から、前記前進用係合要素が係合状態になることにより加速度がピーク加速度に到達するまでに要するタイムラグ期間を導出するタイムラグ導出手段とを備えており、
前記タイムラグ期間の最適値として最適タイムラグ期間が規定されており、
前記目標油圧設定手段は、前記タイムラグ期間が前記最適タイムラグ期間に収束するように、前記前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を学習可能であることを特徴とする車両用制御装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したような構成の従来技術の車両においては、変速装置に設けられた摩擦係合要素のうち、前進状態とするために係合状態とされる摩擦係合要素に作用させる油圧が、フィードフォワード制御により制御されている。そのため、摩擦係合要素のエンドプレイ、クッショニング荷重、リニアソレノイドの特性等に起因する変速機側の特性のバラツキにより、アイドルストップ機能によりエンジンを再始動する際に発生する衝撃(発進時ショック)の大きさや、エンジンを再始動してから発進時ショックが発生するまでのタイムラグにバラツキが発生する懸念がある。
【0006】
また、上述したタイムラグが短い場合は、摩擦係合要素の係合が早くなるものの、その分だけ発進時ショックが大きくなってしまうという問題が懸念される。一方、上述したタイムラグが長い場合には、発進時ショックが小さくなるものの、摩擦係合要素の係合が遅くなってしまうという問題が懸念される。
【0007】
そこで本発明は、各車両に搭載された変速機側の特性のバラツキが存在していたとしても、エンジンの再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ、及び発進時におけるショックが発生するまでのタイムラグのバラツキを最小限に抑制し、車両品質を向上させうる車両用制御装置の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決すべく提供される本発明は、エンジン側から入力された駆動力を変速させて出力可能な変速装置と、前記エンジンの駆動力により作動するオイルポンプとを搭載しており、前記変速装置が、前記オイルポンプにより発生する油圧の作用により係合可能な摩擦係合要素を備えており、当該摩擦係合要素の係合状態に応じて
出力軸が所定方向に回転する前進状態、前進状態とは逆方向に前記出力軸が回転する後進状態の切り替えが可能であり、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両に用いられる車両用制御装置であって、前記摩擦係合要素のうち、前記前進状態とするために係合状態とされる前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を設定する目標油圧設定手段と、前記アイドルストップ機能による前記エンジンの再始動時から、前記前進用係合要素が係合状態になることにより加速度がピーク加速度に到達するまでに要するタイムラグ期間を導出するタイムラグ導出手段とを備えており、前記タイムラグ期間の最適値として最適タイムラグ期間が規定されており、前記目標油圧設定手段は、前記タイムラグ期間が前記最適タイムラグ期間に収束するように、前記前進用係合要素に作用させる油圧の目標値を学習可能であることを特徴とするものである。
【0009】
本発明の車両用制御装置においては、アイドルストップ機能によるエンジンの再始動時から、前進用係合要素が係合状態になることにより加速度がピーク加速度に到達するまでに要するタイムラグ期間の最適値が最適タイムラグ期間として規定されいる。また、本発明の車両用制御装置は、目標油圧設定手段が学習することにより、前進用係合要素に作用させる油圧の目標値がタイムラグ期間を最適タイムラグ期間に収束させることができる。従って、本発明の車両用制御装置によれば、各車両に搭載された変速機側の特性のバラツキが存在していたとしても、タイムラグ期間のバラツキ、及びエンジンの再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ最小限に抑制し、車両品質を向上させうる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、各車両に搭載された変速機側の特性のバラツキが存在していたとしても、エンジンの再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ、及び発進時におけるショックが発生するまでのタイムラグのバラツキを最小限に抑制し、車両品質を向上させうる車両用制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置(以下の「ECU8」に相当)について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明においては、車両用制御装置(ECU8)の説明に先だって、これを搭載した車両の構成について概略を説明する。
【0013】
図1に示す車両は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両であって、エンジン1、トルクコンバータ2、無段変速装置X、減速歯車装置5、差動歯車装置6、ECU(Electronic Control Unit)8、油圧制御回路20などを搭載している。
【0014】
エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11は、トルクコンバータ2に連結されており、エンジン1の出力が、トルクコンバータ2から前後進切替装置3、無段変速機4および減速歯車装置5を介して差動歯車装置6に伝達され、左右の駆動輪(図示せず。)へ分配される。
【0015】
≪エンジン≫
エンジン1は、たとえば、多気筒ガソリンエンジンであり、エンジン1に吸入される吸入空気量は、電子制御式のスロットルバルブ12により調整される。スロットルバルブ12の開度(スロットル開度)は、スロットル開度センサ102によって検出される。また、エンジン1の冷却水温は、水温センサ103によって検出される。
【0016】
スロットルバルブ12のスロットル開度は、ECU8によって駆動制御される。具体的には、エンジン回転数センサ101によって検出されるエンジン回転数Ne、および運転者のアクセルペダル踏み込み量(アクセル操作量)Accなどのエンジン1の運転状態に応じた最適な吸入空気量(目標吸気量)が得られるように、スロットルバルブ12のスロットル開度を制御している。
【0017】
≪トルクコンバータ≫
トルクコンバータ2は、入力軸側のポンプインペラ21と、出力軸側のタービンランナ22と、トルク増幅機能を発現するステータ23と、ワンウェイクラッチ24とを備え、ポンプインペラ21とタービンランナ22との間で流体を介して動力伝達を行なう。
【0018】
トルクコンバータ2には、その入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ25が設けられている。ロックアップクラッチ25は、係合側油室26内の油圧と解放側油室27内の油圧との差圧(ロックアップ差圧)ΔP(ΔP=係合側油室26内の油圧−解放側油室27内の油圧)によってフロントカバー2aに摩擦係合される油圧式摩擦クラッチであって、上記差圧ΔPを制御することにより係合状態または解放状態とされる。すなわち、ロックアップ差圧ΔPを正値にすることによりロックアップクラッチ25が係合し、ロックアップ差圧ΔPをゼロ以下にすることでロックアップクラッチ25は解放される。
【0019】
また、トルクコンバータ2にはポンプインペラ21に連結して駆動される機械式のオイルポンプ7が設けられている。
【0020】
≪無段変速装置X≫
無段変速装置Xは、前後進切替装置3及び無段変速機4を備えている。前後進切替装置3は、遊星歯車機構30と、逆転ブレーキB1(摩擦係合要素,前進用係合要素)と、直結クラッチC1(摩擦係合要素,後進用係合要素)とで構成されている。逆転ブレーキB1と直結クラッチC1は、それぞれ湿式多板式のブレーキ及びクラッチであり、オイルポンプ7の作動により発生する油圧の作用により係合可能とされている。遊星歯車機構30のサンギア31が入力部材であるタービンシャフト28に連結され、リングギヤ32が入力軸40に連結されている。遊星歯車機構30はシングルピニオン方式のものである。逆転ブレーキB1は、ピニオンギヤ33を支えるキャリア34とトランスミッションケースとの間に設けられている。また、直結クラッチC1は、キャリア34とサンギア31との間に設けられている。
【0021】
直結クラッチC1を解放して逆転ブレーキB1を締結すると、タービンシャフト28の回転が逆転され、かつ減速されて入力軸40へ伝えられ、出力軸44を経てドライブシャフトがエンジン回転方向と同方向に回転する。従って、直結クラッチC1を解放して逆転ブレーキB1を締結することにより、前進走行状態とすることができる。これとは逆に、逆転ブレーキB1を解放して直結クラッチC1を締結すると、キャリア34とサンギア31とが一体に回転する。そのため、タービンシャフト28と入力軸40とが直結された状態になり、出力軸44を経てドライブシャフトがエンジン回転方向と逆方向に回転する。従って、逆転ブレーキB1を解放して直結クラッチC1を締結することにより後進走行状態となる。直結クラッチC1及び逆転ブレーキB1の双方が解放されると、前後進切替装置3は、動力を遮断してニュートラル状態を形成する。
【0022】
無段変速機4は、入力側のプライマリプーリ41、出力側のセカンダリプーリ42、およびこれらプライマリプーリ41とセカンダリプーリ42との間に巻き掛けられた金属製のベルト43などを備えている。
【0023】
プライマリプーリ41は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸40に固定された固定シーブ411と、入力軸40に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ412とで主に構成されている。セカンダリプーリ42も、プライマリプーリ41と同様に、有効径が可変な可変プーリであって、出力軸44に固定された固定シーブ421と、出力軸44に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ422とで主に構成されている。
【0024】
プライマリプーリ41の可動シーブ412側には、固定シーブ411と可動シーブ412との間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ413が配設されている。この油圧アクチュエータ413の作動油室413aへ供給される油圧を制御することにより、上記V溝幅が変更される。また、セカンダリプーリ42の可動シーブ422側にも同様に、固定シーブ421と可動シーブ422との間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ423が配置されており、この油圧アクチュエータ423の作動油室423aへ供給される油圧を制御することにより、上記V溝幅が変更される。作動油室423aにはベルト43に初期推力を与えるためのスプリング424が配設されている。
【0025】
≪油圧制御回路≫
油圧制御回路20は、上記無段変速装置Xおよびロックアップクラッチ25へ供給するオイルを制御するための回路である。油圧制御回路20により油圧を制御することにより、前後進切替装置3における前進状態及び後進状態の切り替え、無段変速機4における変速比の調整、及びロックアップクラッチ25の係合・解放制御等を実施することができる。
【0026】
≪ECU≫
ECU8は、
図2に示すように、CPU81、ROM83、RAM85およびバックアップRAM87などからなるマイクロコンピュータを中心として構成され、エンジン1を制御するエンジンECUと、油圧制御回路20を介して無段変速機4、ロックアップクラッチ25を制御するCVT−ECUとから構成されている。
【0027】
これらCPU81、ROM83、RAM85およびバックアップRAM87は、バス89を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース91および出力インターフェース93に接続されている。
【0028】
入力インターフェース91には、エンジン回転数センサ101、スロットル開度センサ102、水温センサ103、タービン回転数センサ104、プライマリプーリ回転数センサ105、セカンダリプーリ回転数センサ106、アクセル開度センサ107、CVT油温センサ108、セカンダリプーリ42の作動油室の油圧センサ109、シフトレバーのレバーポジション(操作位置)を検出するレバーポジションセンサ110、ブレーキペダルセンサ112、車両の減速度を検出するための前後Gセンサ113などが接続されており、これらのセンサの出力信号がECU8に供給されるようになっている。
【0029】
出力インターフェース93には、スロットルモータ13、燃料噴射装置14、点火装置15および油圧制御回路20などが接続されている。ECU8は、上記各センサの出力信号などに基づいて、エンジン1の出力制御、無段変速機4の変速比制御およびベルト挟圧制御、ロックアップクラッチ25の係合・解放制御、ならびに前後進切替装置3の直結クラッチC1および逆転ブレーキB1の係合・解放制御などを実行する。
【0030】
ECU8は、車両停止など所定のアイドルストップ条件が成立したときにエンジン1を自動停止させ、所定のアイドルストップ復帰条件が成立したときにエンジン1を再始動させるアイドルストップ機能を発揮させるための制御を実施することができる。アイドルストップ条件としては、例えば車両停止、ブレーキオン状態(ブレーキペダルの踏み込み)などがある。但し、エンジン水温が低いときや、電気負荷が大きいとき、アクセルペダルが踏まれているときには、アイドルストップを許可しない。一方、アイドルストップ機能により自動停止した車両Aを再始動させるための条件としては、例えばブレーキオフ状態、アクセルペダル踏み込み、車速信号の入力などの条件がある。
【0031】
ECU8は、上述したアイドルストップ条件が満足した場合にアイドルストップ機能を開始するための開始指令を出力し、エンジン1を停止させる制御を実施する。一方、アイドルストップ機能によりエンジン1が停止している期間内に、上述したアイドルストップ復帰条件を満足した状態になると復帰指令を出力する。これにより、エンジン1の動作を復帰(再始動)される。また、前進用係合要素である逆転ブレーキB1を締結させるために油圧の目標値(以下、「B1目標油圧」とも称す)が設定され、油圧制御がなされる。
【0032】
ここで、B1目標油圧が適切である場合には、
図4に示すように加速度が推移する。
図4に示す加速度のグラフにおいて実線で示すように、ECU8において復帰指令が出力されてから加速度がピークの加速度(以下「ピーク加速度G」とも称す)に達するまでの期間(以下、「タイムラグ期間λ」とも称す)が所定の期間T(以下、「最適タイムラグ期間T」とも称す)である場合には、再始動時における逆転ブレーキB1の係合に伴うショックが小さい。
【0033】
しかしながら、
図4に示す加速度のグラフにおいて破線で示すように、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tよりも短い場合(λ<T)には、逆転ブレーキB1の係合に伴うショックが大きい。これとは逆に、
図4に示す加速度のグラフにおいて二点鎖線で示すように、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tよりも長い場合(λ>T)には、逆転ブレーキB1の係合に伴うショックが小さいものの、逆転ブレーキB1の係合までに相当の期間を要するという問題がある。このようなタイムラグ期間λの長短は、摩擦係合要素のエンドプレイ、クッショニング荷重、リニアソレノイドの特性等に起因する自動変速機X側の特性のバラツキに起因するものと想定される。
【0034】
そこで、本実施形態のECU8は、上述したタイムラグ期間λを最適タイムラグ期間Tに収束させるべく、アイドルストップ機能による動作を実施しつつ行われる学習制御により逆転ブレーキB1を締結させるために油圧の目標値(B1目標油圧)の最適化を図ることとしている。以下、ECU8によるB1目標油圧の学習制御について、
図3に示すフローチャート及び
図4に示すタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する。
【0035】
図3に示すように、ECU8は、先ずステップ1においてアイドルストップ条件を満足しているか否かを確認する。ここで、アイドルストップ条件を満足していることが確認されると、制御フローがステップ2に進められ、アイドルストップ機能を開始させるための開始指令を出力する。これにより、ステップ3においてエンジン1が停止状態とされる。
【0036】
ステップ3においてエンジン1が停止状態とされると、制御フローがステップ4に進められ、アイドルストップ復帰条件を満足しているか否かについて確認される。ここで、アイドルストップ復帰条件を満足していることが確認されると制御フローがステップ5に進められ、復帰指令が出力される。これにより、ステップ6においてエンジン1が再始動される。また、ステップ6においては、ECU8に設けられた目標油圧設定手段88aによりB1目標圧が設定され、このB1目標圧に則って逆転ブレーキB1の油圧についての制御(B1油圧制御)がなされる。また、ECU8に設けられた加速度監視手段88bにより、前後Gセンサ113からのの出力信号に基づいて加速度の監視が開始される。
【0037】
上述したようにしてエンジン1の再始動、及びB1油圧制御の制御が開始されると、制御フローがステップ7に進められる。ステップ7においては、予め規定されている最適タイムラグ期間Tから復帰指令が出力されてから加速度がピーク加速度Gに達するまでに要したタイムラグ期間λがECU8に設けられたタイムラグ導出手段88cによって導出される。その後、ステップ8においてタイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tと合致しているか否かが確認される。ここで、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tに合致している場合には、学習制御をしなくても再始動時における逆転ブレーキB1の係合に伴うショックが小さく、B1目標圧の調整を行う必要がない。そこで、この場合には、制御フローがステップ9に進められ、学習制御が完了する。
【0038】
一方、ステップ7においてタイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tに収束していないと判定された場合には、制御フローがステップ10に進められる。ステップ10では、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tよりも短い(λ<T)か否かが確認される。ここで、タイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tよりも短い場合には、
図4において破線で示すように加速度がピーク加速度Gに達するのが早く、逆転ブレーキB1の係合に伴うショックが大きい状態にある。そこでこの場合には、制御フローがステップ11に進められ、B1目標圧を一定割合だけ下げる学習制御がなされる。
図4に示す油圧のグラフを例に挙げて説明すると、当初一点鎖線で示すように推移するように設定されていたB1目標圧が、破線で示すように推移するように調整される。また、本実施形態では、ステップ11において、B1目標圧が5〜10%の範囲内で所定割合だけ下げられる。
【0039】
一方、ステップ10でタイムラグ期間λが最適タイムラグ期間Tよりも長い(λ>T)場合には、制御フローがステップ12に進められる。この場合には、
図4の加速度のグラフにおいて二点鎖線で示すように、加速度がピーク加速度Gに達するのが遅い状態である。この状態においては、逆転ブレーキB1の係合に伴うショックは小さいものの、逆転ブレーキB1の係合に相当の期間を要する状態にある。そこでこの場合には、制御フローがステップ12に進められ、B1目標圧を一定割合だけ上げる学習制御がなされる。
図4に示す油圧のグラフを例に挙げて説明すると、当初一点鎖線で示すように推移するように設定されていたB1目標圧が、二点鎖線で示すように推移するように調整される。また、本実施形態では、ステップ12において、B1目標圧が5〜10%の範囲内で所定割合だけ上げられる。
【0040】
本実施形態において説明したECU8によれば、上述した制御フローに則ってアイドルストップ動作を繰り返し、ステップ10〜ステップ12に示すようにしてB1目標圧を上下させるうちに、次第にタイムラグ期間λがゼロになるように収束させることができる。これにより、各車両に搭載された無段変速装置X側の特性のバラツキが存在していたとしても、タイムラグ期間λのバラツキ、及びエンジン1の再始動に伴う発進時に発生する衝撃の大きさ最小限に抑制し、車両品質を向上させうる。
【0041】
なお、上記実施形態においては、タイムラグ期間λが一定期間として規定された最適タイムラグ期間Tに収束するように学習制御を実施する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タイムラグ期間λが所定の範囲内に収束するように学習制御を実施することとしても良い。すなわち、最適タイムラグ期間Tを−β<T<α(α,βは正の所定値)として規定し、タイムラグ期間λが−β<T<αの範囲内に収束するまでB1目標油圧を上下させることとしても良い。
【0042】
また、本実施形態のECU8においては、学習制御の実行時におけるB1目標油圧を所定割合だけ上下させることとしているが、B1目標油圧を上昇させる場合と下降させる場合とで割合を相違させることとしても良い。また、学習制御におけるB1目標油圧の変動幅を割合によって規定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、一定値の油圧だけ上下動させることとしても良い。
【0043】
本実施形態において示したECU8による学習制御については、逐次実施することとしても良いが、車両の使用開始初期段階における所定の期間内において実施し、学習によりB1目標圧の最適化がなされた後は学習制御を実施しないこととすることが好ましい。また、経年変化が想定される時点等、適宜の時点において学習制御を実施することとし、再度B1目標圧の最適化を図るようにしても良い。