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技術 自動変速機の制御装置および自動変速機の制御方法

出願人 いすゞ自動車株式会社
発明者 江原秀和
出願日 2018年9月19日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2018-174561
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-045968
状態 未査定
技術分野 流体伝動装置の制御 伝動装置(歯車、巻掛け、摩擦)の制御
主要キーワード OFF領域 カップリングポイント 油温推定 ATFクーラ 上昇度合い 走行場所 機能的要素 油温上昇
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うこと。

解決手段

流体継手20を備える自動変速機制御装置40であって、車両1の走行予定経路勾配推定する勾配推定部42と、走行予定経路を走行した場合の流体継手20の作動油温を推定する油温推定部43と、推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、作動油温の上昇を抑制する制御を実行する制御部44と、を備える、自動変速機の制御装置40。

概要

背景

従来、自動変速機作動油温が予め定められた閾値を超えると、作動油温の上昇を抑制するように自動変速機を制御する装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1には、ナビゲーション装置から取得した車両の走行場所に関する情報に基づいて、作動油上昇度合いを表す指標を算出し、当該指標に基づいて閾値を変更することが開示されている。

概要

作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うこと。流体継手20を備える自動変速機の制御装置40であって、車両1の走行予定経路勾配推定する勾配推定部42と、走行予定経路を走行した場合の流体継手20の作動油温を推定する油温推定部43と、推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、作動油温の上昇を抑制する制御を実行する制御部44と、を備える、自動変速機の制御装置40。

目的

本開示の目的は、作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うことができる自動変速機の制御装置および自動変速機の制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

流体継手を備える自動変速機制御装置であって、車両の走行予定経路勾配推定する勾配推定部と、前記走行予定経路を走行した場合の前記流体継手の作動油温を推定する油温推定部と、前記推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、前記作動油温の上昇を抑制する制御を実行する制御部と、を備える、自動変速機の制御装置。

請求項2

前記流体継手は、ロックアップクラッチ付きの流体継手であり、前記制御部は、前記推定された作動油温が前記閾値を超える場合に、前記ロックアップクラッチを締結させる、請求項1に記載の自動変速機の制御装置。

請求項3

前記制御部は、前記推定された作動油温が前記閾値を超える場合に、前記自動変速機にシフトダウンを行わせる、請求項1または2に記載の自動変速機の制御装置。

請求項4

前記油温推定部は、前記走行予定経路を、現在の車速を維持して走行した場合の前記流体継手の作動油温を推定する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動変速機の制御装置。

請求項5

前記勾配推定部は、前記車両の走行場所に関する情報を取得するナビゲーション装置により取得した地図情報を用いて、前記勾配を推定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の自動変速機の制御装置。

請求項6

前記制御部が前記作動油温の上昇を抑制する制御を実行していることを報知装置に出力する出力部をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の自動変速機の制御装置。

請求項7

流体継手を備える自動変速機の制御方法であって、車両の走行予定経路の勾配を推定するステップと、前記走行予定経路を走行した場合の前記流体継手の作動油温を推定するステップと、前記推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、前記作動油温の上昇を抑制する制御を実行するステップと、を備える、自動変速機の制御方法。

技術分野

0001

本開示は、自動変速機制御装置および自動変速機の制御方法に関する。

背景技術

0002

従来、自動変速機の作動油温が予め定められた閾値を超えると、作動油温の上昇を抑制するように自動変速機を制御する装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1には、ナビゲーション装置から取得した車両の走行場所に関する情報に基づいて、作動油上昇度合いを表す指標を算出し、当該指標に基づいて閾値を変更することが開示されている。

先行技術

0003

特開2005−76768号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載の技術は、作動油の上昇度合いを表す指標に基づいて閾値を変更するものであるため、作動油温の上昇を抑制する制御を行うか否かの判断の精度にさらなる改善の余地がある。本開示の目的は、作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うことができる自動変速機の制御装置および自動変速機の制御方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0005

本開示の一態様に係る自動変速機の制御装置は、流体継手を備える自動変速機の制御装置であって、車両の走行予定経路勾配推定する勾配推定部と、前記走行予定経路を走行した場合の前記流体継手の作動油温を推定する油温推定部と、前記推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、前記作動油温の上昇を抑制する制御を実行する制御部と、を備える、自動変速機の制御装置である。

0006

また、本開示の一態様に係る自動変速機の制御方法は、流体継手を備える自動変速機の制御方法であって、車両の走行予定経路の勾配を推定するステップと、前記走行予定経路を走行した場合の前記流体継手の作動油温を推定するステップと、前記推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、前記作動油温の上昇を抑制する制御を実行するステップと、を備える、自動変速機の制御方法である。

発明の効果

0007

本開示に係る自動変速機の制御装置および自動変速機の制御方法によれば、作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うことができる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、実施形態に係る制御装置が搭載された車両の部分構成の一例を示す図である。
図2は、制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
図3は、エンジン回転数エンジントルクマップの一例を示す図である。
図4は、シフトマップの一例を示す図である。
図5は、トルクコンバータ特性マップの一例を示す図である。
図6は、制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
図7は、作動油温の推定処理の一例を示すフローチャートである。

実施例

0009

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。

0010

まず、図1を参照して、車両の構成について説明する。図1は、実施形態に係る制御装置40が搭載された車両1の部分構成の一例を示す図である。

0011

車両1は、駆動源10と、流体継手20と、変速機30と、制御装置40と、ナビゲーション装置50と、報知装置60とを備えている。

0012

駆動源10は、例えばディーゼルエンジンである。なお、駆動源10は、ガソリンエンジン電動機等でも構わない。なお、本実施形態では、駆動源10がディーゼルエンジンであるとして説明を行う。以下の説明において、駆動源10をエンジン10と呼ぶ。

0013

エンジン10の出力回転数および出力トルクは、制御装置40によって燃料噴射量が制御されることにより、調整される。エンジン10の出力軸には、エンジン10のエンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサ101が設けられている。

0014

流体継手20は、エンジン10の出力軸に接続されたポンプ21と、ポンプ21に対して対向配置され、変速機30の入力側に接続されたタービン22と、不図示のステータと、ポンプ21とタービン22とを直結するロックアップクラッチ23とを備えるトルクコンバータである。

0015

以下、流体継手20をロックアップクラッチ付きトルクコンバータとして説明を続けるが、流体継手20はステータを有しない(すなわち、トルク増幅機能を有しない)流体継手でもよく、また、ロックアップクラッチを有しないものであってもよい。

0016

流体継手20のロックアップクラッチ23は、所定の運転領域において締結される。これにより、ポンプ21及びタービン22が直結され、エンジン10の駆動力が変速機30に直接伝達される。

0017

ロックアップクラッチ23の断接は、制御装置40によって制御される。流体継手20のタービン軸には、タービン22のタービン回転数NTを検出するタービン回転数センサ102が設けられている。

0018

変速機30は、流体継手20のタービン軸の回転を変速して出力軸へ出力する。変速機30の出力軸には、さらに、不図示のプロペラシャフトデファレンシャルおよびドライブシャフトを介して、車輪駆動輪)が動力伝達可能に連結されている。

0019

本実施形態において、変速機30の具体的構成は特に限定されず、有段変速機無断変速機のいずれでもよい。変速機30の出力軸には、変速機30の出力軸の出力軸回転数Noutを検出する出力軸回転数センサ103が設けられている。

0020

制御装置40は、エンジン10の制御、流体継手20のロックアップクラッチ23の断接制御、変速機30の変速制御等の各種制御を行う。

0021

ナビゲーション装置50は、車両1の走行場所に関する情報を取得する。ナビゲーション装置50で取得される情報には、高度情報を含む地図情報が含まれる。

0022

報知装置60は、車室内に設けられたインジケータスピーカ等である。報知装置60は、乗員、特にドライバーに対して各種情報報知する。

0023

次に、図2を参照して、制御装置40の構成について説明する。図2は、制御装置40の構成の一例を示すブロック図である。

0024

図2に示すように、制御装置40は、入力部41と、勾配推定部42と、油温推定部43と、制御部44と、出力部45と、記憶部46とを機能的要素として備える。制御装置40は、ハードウェアとして、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有する。以下において説明する制御装置40の各機能は、CPUがROMから読み出しコンピュータプログラムをRAM上で実行することにより実現される。

0025

入力部41は、エンジン回転数センサ101からのエンジン回転数NEの入力、タービン回転数センサ102からのタービン回転数NTの入力、および、出力軸回転数センサ103からの出力軸回転数Noutの入力をそれぞれ受け付ける。また、入力部41は、ナビゲーション装置50からの地図情報の入力を受け付ける。

0026

勾配推定部42は、入力部41に入力された地図情報に基づいて、車両1の走行予定経路の勾配を推定する。車両1の走行予定経路としては、ナビゲーション装置50に車両1の目的地がセットされている場合、目的地までの経路の一部または全部であってもよい。また、車両1の進行方向における前方を車両1の走行予定経路としてもよい。

0027

油温推定部43は、走行予定経路を走行した場合の流体継手20の作動油温を推定する。

0028

制御部44は、推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、作動油温の上昇を抑制する制御を実行する。具体的には、制御部44は、ロックアップクラッチ23および変速機30のうち少なくともいずれか一方を制御する制御信号を生成する。

0029

出力部45は、制御部44で生成された制御信号を、ロックアップクラッチ23および変速機30のうち少なくともいずれか一方に対して出力する。また、出力部45は、作動油温の上昇を抑制する制御を実行中であることを車両1の乗員に報知すべく、報知装置60に対して制御信号を出力する。

0030

記憶部46は、勾配推定部42、油温推定部43および制御部44において行われる各種処理に用いられる各種マップを記憶している。

0031

記憶部46は、図3に示すエンジン回転数−エンジントルクマップを記憶している。図3において、横軸はエンジン回転数、縦軸エンジントルクをそれぞれ示している。また、図3には、アクセル開度別のエンジントルクカーブが示されている。

0032

また、記憶部46は、図4に示すシフトマップを記憶している。図4において、横軸は車速、縦軸はアクセル開度をそれぞれ示している。また、図4には、ロックアップクラッチ23を断とする領域(ロックアップOFF領域)が、ハッチングを付して示されている。

0033

また、記憶部46は、図5に示す流体継手20(トルクコンバータ)の性能マップを記憶している。図5において、横軸は速度比、縦軸はトルク比をそれぞれ示している。トルク比は、速度比がゼロで最大値を取り、速度比の増加とともに減少し、カップリングポイントにおいて1となる。なお、流体継手20がトルク増幅機能を有しない流体継手の場合、トルク比は1であるため、性能マップは記憶されていなくともよい。

0034

次に、図6を参照して、制御装置40の動作について説明する。図6は、制御装置40の動作の一例を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートは、所定の周期で繰り返し実行される。

0035

ステップS1で、制御装置40(具体的には、入力部41)は、ナビゲーション装置50からの地図情報の入力を受け付ける。

0036

ステップS1に続くステップS2で、制御装置40(具体的には、勾配推定部42)は、地図情報に基づいて、車両1の走行予定経路の勾配を推定する。地図情報を用いた勾配推定は公知の技術を用いて行うことができるため、詳細な説明を省略する。

0037

ステップS2に続くステップS3で、制御装置40(具体的には、油温推定部43)は、走行予定経路を走行した場合の流体継手20の作動油温を推定する。

0038

ここで、ステップS3において行われる流体継手20の作動油温の推定処理の一例について、図7を参照して詳細に説明する。

0039

まず、ステップS31で、制御装置40(具体的には、油温推定部43)は、走行予定経路を、現在の時刻から所定の時刻まで、現在の車速Vを維持して走行する場合の、車両1の走行抵抗を算出する。なお、本例では、走行抵抗は、エンジントルクに換算された走行抵抗REである。

0040

続くステップS32で、制御装置40(具体的には、油温推定部43)は、エンジン回転数NEと、ステップS31で算出された走行抵抗REとを用いて、走行予定経路を、現在の時刻から所定の時刻まで、現在の車速Vを維持して走行する場合の、アクセル開度を推定する。以下、ステップS32で推定されたアクセル開度を、「推定アクセル開度AE」という。

0041

アクセル開度の推定は、記憶部46に記憶されているエンジン回転数−エンジントルクマップ(図3を参照)を用いて行われる。

0042

例えば、現在の車速Vに対応するエンジン回転数NEがNE1であり、ステップS31で算出された走行抵抗REがRE1である場合、現在の車速Vを維持して走行するためには、エンジン10は、走行抵抗RE1と等しいトルクであるTE1を出力する必要がある。

0043

そのため、走行予定経路を、現在の時刻から所定の時刻まで、現在の車速Vを維持して走行する場合のアクセル開度は、図3において、エンジン回転数がNE1であり、エンジントルクがTE1である点に相当する、AE1であると推定される。

0044

続くステップS33で、制御装置40(具体的には、油温推定部43)は、現在の車速Vと、ステップS32で算出された推定アクセル開度AEとを用いて、ロックアップOFF状態で走行するのか否かを判断する。

0045

ロックアップOFF状態で走行するのか否かの判断は、記憶部46に記憶されているシフトマップ(図4を参照)を用いて行われる。なお、車速Vは、出力軸回転数Noutに所定の係数掛けることで算出可能である。

0046

例えば、車速VがV1であり、ステップS32で算出された推定アクセル開度AEがAE1である場合、車両1は、走行予定経路をロックアップOFF状態で走行することになる。

0047

ステップS33で、車両1がロックアップOFF状態で走行すると判断された場合(ステップS33:YES)、処理はステップS34に進む。

0048

そして、ステップS34で、制御装置40(具体的には、油温推定部43)は、走行予定経路を、現在の時刻から所定の時刻まで、現在の車速Vを維持して走行する場合の、流体継手20での発熱量Qを算出する。発熱量Qは、例えば以下の式(1)により算出できる。
Q=Ti×Ni(1—t×e)・・・(1)

0049

ここで、Tiは、流体継手20への入力トルク(すなわち、エンジントルク)であり、Niは、流体継手20の入力回転数(すなわち、エンジン回転数)であり、eは、流体継手20の速度比であり、tは、流体継手20のトルク比である。

0050

さらに、速度比eは、以下の式(2)で表される。なお、Noは、流体継手20の出力回転数(すなわち、タービン回転数)である。
e=No/Ni・・・(2)

0051

また、トルク比tは、速度比eを用いて、流体継手20の特性を表す特性マップ(図5を参照)から求めることができる。

0052

続くステップS35で、制御装置40(具体的には、油温推定部43)は、現在の作動油温と、発熱量Qによる油温上昇とに基づいて、走行予定経路を、現在の時刻から所定の時刻まで、現在の車速Vを維持して走行した場合の作動油温を推定する。その後、処理は終了する。

0053

なお、上述のステップS33で、車両1がロックアップOFF状態で走行すると判断されなかった場合(ステップS33:NO)、ステップS34およびステップS35の処理は行われず、処理は終了する。

0054

これは、ロックアップON状態で走行する場合、流体継手20での作動油撹拌による温度上昇はほとんど起こらないため、作動油温の上昇を抑制する制御を実行する必要が生じるほどには作動油温が上昇しないと考えられるためである。

0055

図6の説明に戻る。ステップS3に続くステップS4で、制御装置40(具体的には、制御部44)は、推定された作動油温が、所定の閾値T1を超えるか否かを判断する。このような閾値T1は、閾値T1を超えると作動油の劣化が早く進行するような値として、予め実験等に基づいて定められている。

0056

ステップS4で、推定された作動油温が所定の閾値T1を超えると判断された場合(ステップS4:YES)、処理はステップS5に進む。

0057

そして、ステップS5で、制御装置40(具体的には、制御部44)は、作動油温の上昇を抑制する制御を実行する。

0058

ステップS5で行われる、作動油温の上昇を抑制する制御としては、例えば以下の第一の制御または第二の制御が挙げられる。なお、第一の制御および第二の制御はあくまでも一例であり、作動油温の上昇を抑制する制御はこれらに限定されない。

0059

第一の制御の内容は、ロックアップクラッチ23を締結させることである。これにより、流体継手20内での作動油の撹拌をほとんど無くすことができ、作動油の上昇を抑制することができる。

0060

第二の制御の内容は、変速機30にシフトダウンを行わせることである。これにより、流体継手20の速度比を上昇させ、流体継手20内での作動油の撹拌を減らすことができ、作動油の上昇を抑制することができる。

0061

ステップS5の処理の後、処理は終了する。なお、ステップS4で、推定された作動油温が所定の閾値T1を超えると判断されなかった場合(ステップS4:NO)、ステップS5の処理は行われず、処理は終了する。

0062

以上説明したように、本実施形態によれば、車両の走行予定経路の勾配を推定し、走行予定経路を現在の車速を維持して走行した場合の流体継手の作動油温を推定し、推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、作動油温の上昇を抑制する制御を実行する。

0063

そのため、作動油温を精度良く推定することができ、作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うことができる。

0064

また、作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うことができるので、ATFクーラーの容量を、より小さな容量とすることができる。そのため、コスト面およびスペース面で、より有利となる。また、ATFクーラーによって作動油を冷却し過ぎるのを抑制することができる。

0065

また、本実施形態によれば、ナビゲーション装置により取得した地図情報を用いて、車両の走行予定経路の勾配を推定する。そのため、高度センサ勾配センサ等の新たなセンサを設けることなく、車両の走行予定経路の勾配を精度良く推定することができる。

0066

また、本実施形態によれば、作動油温の上昇を抑制する制御として、ロックアップクラッチの締結およびシフトダウンのうち少なくともいずれか一方を実行する。そのため、作動油温の上昇の度合いに応じて、制御を使い分け、より適切に作動油温の上昇を抑制することができる。

0067

また、本実施形態によれば、作動油温の上昇を抑制する制御を実行していることを、車両の乗員に報知する。作動油温の上昇を抑制する制御の実行中は、車両のドライバーの運転意図と異なった制御が行われる可能性がある。

0068

例えば、通常であればロックアップクラッチが断とされる状態でロックアップクラッチが締結されることで、振動が大きくなる場合がある。また、ドライバーの意図する加速が得られない場合がある。

0069

また、例えば、通常であればシフトダウンがされない状態で乗員の予想に反してシフトダウンが行われることで、乗員が変速を不快に感じる場合がある。

0070

このように、ドライバーの運転意図と異なった制御が行われる場合に、作動油温の上昇を抑制する制御を実行していることを車両の乗員に報知することで、乗員の受ける違和感、不快感等を低減させることができる。

0071

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

0072

上述の実施形態では、作動油温の上昇を抑制する制御として、ロックアップクラッチの締結およびシフトダウンを行うものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、図4に示すような通常のシフトマップに加え、ロックアップ領域を拡大し、かつ、シフト線を高車速側に移動させた油温上昇抑制用のシフトマップを記憶部46に予め記憶させておいてもよい。

0073

推定された作動油温が予め定められた閾値を超える場合に、通常のシフトマップから油温上昇抑制用のシフトマップに切り替えることで、適切なタイミングでロックアップクラッチの締結およびシフトダウンを実行させることができ、作動油温の上昇を適切に抑制することができる。

0074

上述の実施形態では、走行予定経路を現在の車速を維持して走行するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、上述の制御は、走行予定経路を加速または減速しながら走行する場合にも、適用可能である。

0075

車両を加速させる場合には、エンジントルクを走行予定経路における走行抵抗よりも大きなトルクとすればよい。車両を減速させる場合には、エンジントルクを走行予定経路における走行抵抗よりも小さなトルクとすればよい。

0076

上述の実施形態では、流体継手での作動油の発熱量に基づいて、作動油温を推定するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。流体継手での作動油の発熱量に加え、作動油の放熱量も考慮することで、より精度良く作動油温を推定することも可能である。なお、上述の実施形態が、作動油の放熱量を考慮しないことで、より安全を見越した制御となっていることは、言うまでもないことである。

0077

また、流体継手での作動油の発熱量が予め定められた第二の閾値を超える場合に、作動油温の上昇を抑制する制御を実行するようにしてもよい。なお、この場合には、現在の作動油温、外気温等に応じて、第二の閾値を可変設定することが好ましい。

0078

また、上述の実施形態では、走行予定経路を、現在の時刻から所定の時刻まで走行した場合の流体継手の作動油温を推定するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、現地点から所定の距離だけ走行した場合の流体継手の作動油温を推定するようにしてもよい。

0079

本開示の自動変速機の制御装置および自動変速機の制御方法によれば、作動油温の上昇を抑制する制御を適切に行うことができ、産業上の利用可能性は多大である。

0080

1 車両
10駆動源(エンジン)
20流体継手
21ポンプ
22タービン
23ロックアップクラッチ
30変速機
40制御装置
41 入力部
42勾配推定部
43油温推定部
44 制御部
45 出力部
46 記憶部
50ナビゲーション装置
60報知装置
101エンジン回転数センサ
102タービン回転数センサ
103 出力軸回転数センサ

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