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発明の名称 自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−24217(P2007−24217A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−208788(P2005−208788)
出願日 平成17年7月19日(2005.7.19)
代理人 【識別番号】100072051
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 興作
発明者 石戸 昌典 / 門野 亮路
要約 課題
路面勾配を、加速度情報なしに行い得るようにして、迅速、且つ、正確に路面勾配を検出可能にする。

解決手段
アクセル開度APOを0から増大させてエンジン回転数(トルクコンバータ入力回転数)Neを図示のように上昇させる車両発進時について述べるに、平坦路発進時はトルクコンバータ出力回転数Niが実線で示すごとくに経時変化するのに対し、登坂路発進時はNiが波線で示すごとくに経時変化し、平坦路発進時よりも勾配抵抗分だけ緩やかに上昇する。発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用設定値Nesまで上昇したt1に、波線上のNiを勾配判定用トルクコンバータ出力回転数Nijとし、同じ瞬時t1における実線上のNiが基準トルクコンバータ出力回転数Nioとしてメモリから読み込まれる。そして、Nijと、Nioとの比Nij/Nioの平方根(Nij/Nio)1/2を路面勾配度合θとする。
特許請求の範囲
【請求項1】
流体継手を経て入力された原動機の出力回転を変速して車輪に向かわせる自動変速機を搭載した車両において、
車両の発進により前記流体継手の入力回転数が設定値になった時における該流体継手の他の回転速度情報を検出して判定用回転速度情報とする判定用回転速度情報検出手段を具え、
平坦路での車両発進時において予め求めておいた、前記流体継手の入力回転数が前記設定値になった時の前記他の回転速度情報に係わる基準回転速度情報と、前記判定用回転速度情報との対比により路面勾配度合を判定する路面勾配度合判定手段を設けてなることを特徴とする自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置。
【請求項2】
請求項1に記載の自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置において、
前記流体継手の他の回転速度情報が流体継手の出力回転数であることを特徴とする自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置。
【請求項3】
請求項1に記載の自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置において、
前記流体継手の他の回転速度情報が流体継手の入力回転数に対する出力回転数の比により表される速度比であることを特徴とする自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置において、
前記路面勾配度合判定手段は前記路面勾配度合を、前記流体継手の基準回転速度情報に対する判定用回転速度情報の比の平方根により数値化するものであることを特徴とする自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置。
【請求項5】
請求項4に記載の自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置において、
前記路面勾配度合判定手段は、前記流体継手の基準回転速度情報に対する判定用回転速度情報の比と、この比の平方根との関係を表した予定のマップを基に、前記比から検索により前記数値化した路面勾配度合を求めるものであることを特徴とする自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置において、
流体継手の入力回転数に関する前記設定値を、原動機の出力決定因子であるアクセルペダル操作量が大きいほど高くしたことを特徴とする自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動変速機搭載車両の発進時に、路面勾配度合を速やかに検出するための装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
車両は、登坂路発進時において、路面勾配に応じた勾配負荷に抗するよう原動機の出力を補正することにより、登坂路発進時の後退防止を行ったり、車両の登坂路発進を容易にすることが求められている。
【0003】
このような場合は、路面勾配を検出する必要があり、そのために従来、例えば特許文献1に記載のような路面勾配検出装置が提案されている。
【0004】
この路面勾配検出装置は、エンジントルク推定値および伝動系の総合変速比より求めた車両の駆動力から、加速に要した加速抵抗および空気抵抗などの走行抵抗を差し引いて、路面勾配に基づく車両の勾配抵抗を求め、この勾配抵抗から路面勾配を推定するものである。
【特許文献1】特開平06−264783号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記の加速抵抗は車両質量と車両加速度との乗算により求めることから、加速抵抗の算出に際し車両加速度を求める必要がある。
そしてこの車両加速度は、車速の微分(演算周期の前回値と今回値との差分)により求めるが、車速を検出する車速センサは車速を直接的に検出するものではなく、車速に関与する回転メンバの回転速度に応じた周期のパルス信号を発生するものであり、車速を演算するに際しては、パルス間の移動距離をパルス周期で除算することにより当該車速の演算を行う。
【0006】
従って、車速自身の演算に時間がかかる上に、この車速演算値の演算周期間における差分により求める車両加速度には更に長い時間がかかることとなり、この車両加速度に基づき前記のごとくに路面勾配を算出する従来の手法では、勾配判定に長時間を要してこの判定結果を用いる制御の大きな応答遅れが問題となる。
【0007】
この傾向は、前記した車両発進時のような極低車速の場合、上記のパルス周期が極めて長くなることから、特に顕著なものとなり、
前記した車両の登坂路発進において、路面勾配に応じた勾配負荷に抗するよう原動機の出力を補正することにより、登坂路発進時の後退防止を行ったり、車両の登坂路発進を容易にすることを狙った制御に際し、この制御が遅れて望み通りの後退防止効果や、容易な登坂路発進を実現困難にする。
【0008】
本発明は、上記問題の現況となっている加速度情報を必要とすることなく路面勾配を判定し得るようになし、これにより、発進時のような極低車速のもとでも問題となるような長時間を要することなく、比較的速やかに路面勾配を判定し得るようにした装置を提案して、この判定結果を用いる制御が大きな応答遅れをもったものにならないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この目的のため、本発明による自動変速機搭載車両の路面勾配検出装置は、請求項1に記載のごとくに構成する。
先ず前提となる車両を説明するに、これは、
流体継手を経て入力された原動機の出力回転を変速して車輪に向かわせる自動変速機を搭載したものである。
【0010】
本発明は、かかる車両に対し、
車両の発進により上記流体継手の入力回転数が設定値になった時における該流体継手の他の回転速度情報を検出して判定用回転速度情報とする判定用回転速度情報検出手段と、
平坦路での車両発進時において予め求めておいた、上記流体継手の入力回転数が上記設定値になった時の上記他の回転速度情報に係わる基準回転速度情報と、上記判定用回転速度情報との対比により路面勾配度合を判定する路面勾配度合判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0011】
かかる本発明の路面勾配検出装置によれば、
判定用回転速度情報検出手段が、車両の発進により流体継手の入力回転数が設定値になった時における該流体継手の他の回転速度情報を検出して判定用回転速度情報とし、
路面勾配度合判定手段が、平坦路での車両発進時において予め求めておいた、上記流体継手の入力回転数が上記設定値になった時の上記他の回転速度情報に係わる基準回転速度情報と、上記判定用回転速度情報との対比により路面勾配度合を判定するため、
この路面勾配判定に際し、加速度に関する情報を一切用いないで、速度情報のみから当該判定を行うこととなり、この判定を、発進時のような極低車速のもとでも問題となるような長時間を要することなく完遂させ得て、速やかな路面勾配判定により、この判定結果を用いる制御が大きな応答遅れをもったものになることがない。
【0012】
また本発明においては、路面勾配の判定に際し、流体継手の入力回転数および他の回転速度情報を用いるから、そして、これらの回転速度が自動変速機の入力側にある流体継手の回転速度であって、自動変速機の出力側回転速度よりも高速であるが故に比較的速やかに演算され得ることから、上記応答遅れに関する問題解決を更に確実なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例になる路面勾配検出装置を具えた車両のパワートレーンと、その制御系を示し、このパワートレーンを原動機としてのエンジン1と、自動変速機としての無段変速機2とで構成する。
エンジン1はガソリンエンジンであるが、その出力決定手段であるスロットルバルブ3を、運転者が操作するアクセルペダル4に機械的に連結させず、これから切り離してスロットルアクチュエータ5によりスロットルバルブ3の開度を電子制御するようになす。
【0014】
スロットルアクチュエータ5は、エンジンコントローラ6がアクセルペダル4の操作に応じ決定する目標スロットル開度tTVOに応動して動作量を制御され、これによりスロットルバルブ3の開度を当該目標スロットル開度tTVOに一致させ、エンジン1の出力を、基本的にはアクセルペダル4の操作に応じた値となるように制御するが、アクセルペダル操作以外の因子によっても制御可能とする。
【0015】
なおエンジンコントローラ6は、スロットルアクチュエータ5を介した上記スロットル開度制御を行うだけでなく、図示しなかったが、その他エンジン1の運転に際して必要な燃料噴射量制御や、フューエルカット制御や、点火時期制御や、吸排気弁のバルブリフト量制御をも行うものとする。
【0016】
無段変速機2は周知のVベルト式無段変速機とし、流体継手としてのトルクコンバータ7を介してエンジン1の出力軸に駆動結合されたプライマリプーリ8と、これに整列配置したセカンダリプーリ9と、これら両プーリ間に掛け渡したVベルト10とを具える。
そして、セカンダリプーリ9にファイナルドライブギヤ組11を介してディファレンシャルギヤ装置12を駆動結合し、これらにより図示しない左右駆動輪を回転駆動するものとする。
【0017】
無段変速機2の変速動作は、プライマリプーリ8およびセカンダリプーリ9のそれぞれのV溝を形成するフランジのうち、一方の可動フランジを他方の固定フランジに対して相対的に接近させてV溝幅を狭めたり、逆に離間させてV溝幅を拡げることにより行うようにし、
両可動フランジのストローク位置を、変速制御油圧回路13からのプライマリプーリ圧Ppriおよびセカンダリプーリ圧Psecの比により決定する。
【0018】
変速制御油圧回路13は変速アクチュエータとしてのステップモータ14を具え、これを変速機コントローラ15が目標変速比imに対応したステップ位置に駆動させることで、無段変速機2を、実変速比が目標変速比imと一致するように無段変速させるものとする。
【0019】
エンジンコントローラ6および変速機コントローラ15は、個々に前記したエンジン1の制御および無段変速機2の制御を行うほか、入力情報はもとより、演算結果を相互間で通信し合って、エンジン1および自動変速機2を協調制御するものとする。
このためエンジンコントローラ6に、両コントローラ6,15に共通な入力情報として、アクセルペダル4の踏み込み量(アクセル開度)APOを検出するアクセル開度センサ21からの信号と、
無段変速機2の入力回転数(トルクコンバータ7の出力回転数)Niを検出する入力回転センサ22からの信号と、
エンジン回転数(トルクコンバータ7の入力回転数)Neを検出するエンジン回転センサ23からの信号と、
車速VSPを検出する車速センサ24からの信号と、
スロットル弁3のスロットル開度TVOを検出するスロットル開度センサ25からの信号と、
無段変速機2の出力回転数Noを検出する出力回転センサ26からの信号とを入力する。
【0020】
変速機コントローラ15は、アクセル開度APOをパラメータとし、車速VSPおよび目標変速機入力回転数tNiの二次元マップとして予め求めておいた変速マップを基に、アクセル開度APOおよび車速VSPから目標入力回転数tNiを求め、この目標入力回転数tNiを変速機出力回転数Noでを除算して得られる目標変速比im=tNi/Noを求める。
そして変速コントローラ15は、ステップモータ14を目標変速比imに対応したステップ位置に駆動させることで、無段変速機2を、実変速比i=Ni/Noが目標変速比im=tNi/Noと一致するように無段変速させるものとする。
【0021】
エンジンコントローラ6は、図2(a)に示す制御プログラムを実行して、本発明が目的とする路面勾配の検出を以下のごとくに行う。
先ずステップS1において、路面勾配の判定を行うべきトルクコンバータ入力回転数である勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesを読み込む。
この勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesは、車両の発進時において路面勾配を正確に検出し得るトルクコンバータ入力回転数の微少域内における任意の値に定めることができる。
【0022】
次のステップS2においては、車両の発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えたか否かをチェックし、上昇し終えていなければ、制御をステップS1に戻してNe≧Nesになるまで待機する。
ステップS2でトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えたと判定する時、ステップS3において、この時のトルクコンバータ出力回転数Niを勾配判定用トルクコンバータ出力回転数Nijにセットする。
従ってステップS3は、本発明における判定用回転情報検出手段に相当する。
【0023】
更にステップS4において、平坦路で予め同じようにして計測し、記憶しておいた基準トルクコンバータ出力回転数Nioを読み込む。
この基準トルクコンバータ出力回転数Nioは、平坦路での発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えた時のトルクコンバータ出力回転数NiをNioとして記憶しておいたものである。
【0024】
次のステップS5においては、上記のごとくに求めた勾配判定用トルクコンバータ出力回転数Nijと、上記の通り読み込んだ基準トルクコンバータ出力回転数Nioとの比Nij/Nioの平方根(Nij/Nio)1/2を演算し、これを路面勾配度合θとしてその数値化を行う。
従ってステップS5は、本発明における路面勾配度合判定手段に相当する。
【0025】
上記路面勾配度合θの演算プロセスを、アクセル開度APOが図3に示すように0から増大されてエンジン回転数であるトルクコンバータ入力回転数Neが同図に示すように経時変化する、車両の停車状態からの発進時について述べる。
この場合、平坦路での発進であれば、変速機入力回転数であるトルクコンバータ出力回転数Niは、同図に実線で示すごとくに経時変化するのに対し、今は登坂路での発進であるが故に、トルクコンバータ出力回転数Niは、同図に波線で示すごとくに経時変化し、平坦路発進時よりも勾配抵抗に応じた分だけ上昇が緩やかなものとなる。
【0026】
車両の発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇した瞬時t1に、波線上のトルクコンバータ出力回転数Niが勾配判定用トルクコンバータ出力回転数Nijとしてセットされ、同じ瞬時t1における実線上のトルクコンバータ出力回転数Niが基準トルクコンバータ出力回転数Nioとして読み込まれる。
そして、上記の勾配判定用トルクコンバータ出力回転数Nijと、基準トルクコンバータ出力回転数Nioとの比Nij/Nioの平方根(Nij/Nio)1/2が路面勾配度合θとして図3に示すごとくに求められる。
【0027】
上記した本実施例の路面勾配検出装置によれば、車両の発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが設定値Nesになった時の判定用トルクコンバータ出力回転数Nijを計測し、
平坦路発進時に予め求めておいた、トルクコンバータ入力回転数Neが設定値Nesになった時のトルクコンバータ出力回転数(基準トルクコンバータ出力回転数)Nioに対する上記判定用トルクコンバータ出力回転数Nijの比の平方根により路面勾配度合θを求めるため、
路面勾配度合θの検出に際し、加速度に関する情報を一切用いないで、速度情報のみから当該検出を行うこととなり、この検出を、発進時のような極低車速のもとでも問題となるような長時間を要することなく完遂させ得て、速やかな路面勾配判定により、この判定結果を用いる制御が大きな応答遅れをもったものになるのを防止することができる。
【0028】
また本実施例においては、路面勾配度合θの検出に際し、無段変速機2の入力側にあるトルクコンバータ7の入力回転数Neおよび出力回転数Niを用いるから、そして、これらの回転速度Ne,Niが無段変速機2の出力側回転速度よりも高速で、比較的速やかに演算され得ることから、上記応答遅れに関する問題解決を更に確実なものにすることができる。
【0029】
ここで上記実施例におけるごとく、トルクコンバータ入力回転数NeがNe≧Nesとなった時の基準トルクコンバータ出力回転数Nioに対する判定用トルクコンバータ出力回転数Nijの比の平方根(Nij/Nio)1/2により数値化した路面勾配度合θを、路面勾配の代わりに用い得る根拠につき以下に説明する。
【0030】
本実施例においては上記の作用効果に鑑み、路面勾配度合θの検出に際し、加速度に関する情報を一切用いないで、速度情報のみから当該検出を行うため、加速度情報が入り込んでくる力学的な演算を避けて、エネルギー保存法則的な考え方に基づく演算を採用する。
そして車両の場合は、路面勾配を正確に求める必要はなく、平坦路に対する路面勾配度合が判れば実用上差し支えないとの観点に基づき、前記の路面勾配度合θを求めることとした。
【0031】
よって先ず、図1のごとくエンジン1からトルクコンバータ7および無段変速機2を経て車輪に与えられたエネルギーが、車両の運動エネルギーと、勾配路を走行したことで得られる車両の位置エネルギーとに変換されたとすると、車両質量m、車速V1,V2、重力の加速度g、勾配路走行による高低差h1,h2を用いて、
平坦路でのエネルギーは(1/2)m・V12+m・g・h1(但し、h1=0)で表され、
勾配路でのエネルギーは(1/2)m・V22+m・g・h2で表される。
ところで上記のことから、勾配にどのくらいのエネルギーが費やされたかを、平坦路との相対比較すれば足りるため、車速V1,V2の二乗で両者を比較するだけでよいことになる。
【0032】
また、路面勾配の検出を車両発進時に限ることで、
エンジンをアイドル運転から特定回転数まで回転上昇させた時のエネルギー総和を車輪駆動エネルギーに代用し得るようにし、また、
車速が略0からの上昇であるのを利用して車速V1,V2の二乗を車輪駆動エネルギーに代用し得るようにし{平坦路走行時に対する勾配路走行時のエネルギー偏差ΔE=(1/2)m(V22-V12)は、V1=0であるから車速の二乗で代用可能}、更に、
発進時は無段変速機2が最ロー変速比にあって、アクセル開度APOごとに異なった或る車速までこの最ロー変速比を保つのを利用して、変速比として固定の最ロー変速比を用い得るようにする。
【0033】
ここで車輪駆動エネルギーを考察するに、その総和Eを簡単に算出するには、トルクコンバータ7の出力側エネルギーの総和を算出すればよいので、トルクコンバータのトルク比t(図4に示すごとく速度比eの関数)と、トルクコンバータのトルク容量係数τ(図4に示すごとく速度比eの関数)と、トルクコンバータ入力回転数Neとから判るトルクコンバータ出力トルク(t・τ・Ne2)を積分すればよい。
E=Σ2π(t・τ・Ne2)
【0034】
しかしこの積分計算を実行すると、演算負荷が増して演算プログラムの実行効率が悪化することから、また、目的が平坦路に対する勾配程度の相対比較ができればよいことから、車輪駆動エネルギーが略同等になった時の車両運動エネルギーを比較すれば足りることになる。
そこで上記実施例においては前記した通り、トルクコンバータ入力回転数Neが発進により判定用の設定回転数Nesに到達する瞬時に勾配判定を行うこととし、発進からこの瞬時までの間における車輪駆動エネルギーが平坦路と勾配路とで略同等になるのを利用して、当該瞬時の車両運動エネルギーを比較して、平坦路に対する勾配程度の相対比較の結果を前記の路面勾配度合θとする。
【0035】
ちなみに、トルクコンバータ7の性能線図は図4に例示するごときものであり、トルクコンバータ出力トルク(t・τ・Ne2)に関与する(t・τ)は、本実施例のように発進時に限ると図4に波線で囲んだ領域におけるように略一定であるため、結果として、車輪駆動エネルギーの総和Eを求める時に用いるトルクコンバータ出力トルク(t・τ・Ne2)はトルクコンバータ入力回転数(エンジン回転数)Neによる影響を最も大きく受ける。
そして、発進時における短時間のエンジン回転数Neの軌跡は、エンジン出力特性と、トルクコンバータの特性とで決まり、勾配など外的要因による影響をほとんど受けることがない。
従って、トルクコンバータ入力回転数Neが発進により判定用の設定回転数Nesに到達する瞬時までの車輪駆動エネルギーは平坦路と勾配路とで略同等になる。
【0036】
図5および図6により更に付言する。
図5に示すごとくエンジン1はスロットル開度TVOおよびエンジン回転数Neにより決まるエンジントルクTeを発生し、これを受けてトルクコンバータ7はトルク比t、トルク容量係数τおよび入力回転数Neにより決まるトルク(t・τ・Ne2)を吸収して出力し、車両加速度Gおよび車速VSPを決定する。
そして、エンジントルクTeがトルクコンバータ吸収トルク(t・τ・Ne2)を超えている場合、この超えたトルクがエンジン回転数Neの上昇に供される。
【0037】
図6に示すごとく瞬時t1にアクセル開度APOを0から増大させて車両を発進させ、エンジン回転数Neがアイドル回転数から図示のごとくに上昇する場合について説明すると、エンジンは、アクセル開度APOに応じ決定されたスロットル開度TVOおよびエンジン回転数Neにより決まるエンジントルクTeを発生する。
一方でトルクコンバータは、エンジントルクTeを受けてトルク比t、トルク容量係数τおよび入力回転数Neにより決まるトルク(t・τ・Ne2)を吸収して出力することにより車速VSPを上昇させ、エンジントルクTeが図示のごとくトルクコンバータ吸収トルク(t・τ・Ne2)を超えている場合、この超えたトルクがエンジン回転数Neを図示のごとくに上昇させる。
【0038】
ところで発進瞬時t1から、この発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが前記の判定用回転数設定値Nesに達する瞬時t2までの間の発進時におけるトルクコンバータ吸収トルク(t・τ・Ne2)の積分値、つまり車輪駆動エネルギーの総和E=Σ2π(t・τ・Ne2)は、(t・τ)が図4につき前述した通り略一定であり、トルクコンバータ入力回転数Neがエンジン出力特性およびトルクコンバータの特性で決まり、勾配など外的要因による影響をほとんど受けないことから、同じアクセル開度APOのもとでは平坦路発進時も勾配路発進時も略同等となる。
しかるに車速VSPの時系列変化は、平坦路発進時は実線で示すごとくきものであるのに対し、勾配路発進時は波線で示すごとくに緩やかなものとなる。
【0039】
上記の事実は、車輪駆動エネルギーの総和E=Σ2π(t・τ・Ne2)が、加速(運動エネルギー)用と、勾配(位置エネルギー)用とに、どのような割合で費やされたかを計算すれば、路面勾配の代用になり得る勾配度合を知り得ることを意味する。
ところで上記のEは、E=(1/2)m・VSP2であるから、平坦路発進においてトルクコンバータ入力回転数Neが判定用回転数設定値Nesに達した時における車速VSPの二乗と、勾配路発進においてトルクコンバータ入力回転数Neが判定用回転数設定値Nesに達した時における車速VSPの二乗とを対比すれば、路面勾配の代用になり得る勾配度合を知り得る。
【0040】
しかし車速VSPは、無段変速機2の出力側における速度情報であるため、変速比の分だけ低速であって、計測に時間がかかることで応答遅れが問題になると共に、発進時のような低車速の検出が困難であることから、上記の論理をそのまま採用するには問題がある。
ところで発進時は、無段変速機2が最ロー変速比にされていることから、無段変速機の入力側回転数は出力側回転数よりも高速であり、そのため本実施例では上記車速VSPの代わりに、前記のごとく無段変速機2の入力側に位置するトルクコンバータ7の出力回転数(変速機入力回転数)Niを用い、
平坦路発進においてトルクコンバータ入力回転数Neが判定用回転数設定値Nesに達した時における基準トルクコンバータ出力回転数Nioの二乗と、勾配路発進においてトルクコンバータ入力回転数Neが判定用回転数設定値Nesに達した時における判定用トルクコンバータ出力回転数Nijの二乗とを対比することにより、つまり、基準トルクコンバータ出力回転数Nioに対する判定用トルクコンバータ出力回転数Nijの比の平方根(Nij/Nio)1/2により数値化した路面勾配度合θを路面勾配の代わりに用いることとした。
【0041】
なお上記実施例では、図2(a)のステップS5および図3の瞬時t1において、基準トルクコンバータ出力回転数Nioに対する判定用トルクコンバータ出力回転数Nijの比の平方根(Nij/Nio)1/2をその都度計算して求め、これを路面勾配度合θとしたが、この場合エンジンコントローラ6の演算負荷が大きくなって、プログラムの演算効率を低下させることになる。
【0042】
図7は、この問題をも解消するようにした本発明の他の実施例を示し、本実施例においては、基準トルクコンバータ出力回転数Nioに対する判定用トルクコンバータ出力回転数Nijの比(Nij/Nio)と、その平方根(Nij/Nio)1/2との関係を表した、図7に示すマップを予めメモリしておき、
図2(a)のステップS5および図3の瞬時t1においては、図7のマップを基に、上記の比(Nij/Nio)から検索により、比(Nij/Nio)の平方根(Nij/Nio)1/2、つまり路面勾配度合θを求めることとする。
この場合エンジンコントローラ6の演算負荷が小さくなって、プログラムの演算効率を高めることができる。
【0043】
また、路面勾配の判定により勾配度合θを求めるべきタイミング(図3の瞬時t1)になったか否かをチェックするためのトルクコンバータ入力回転数Neに係わる判定用回転数設定値Nesは、図6につき前述した通り、発進瞬時t1からのトルクコンバータ吸収トルク(t・τ・Ne2)の積分値、つまり車輪駆動エネルギーの総和E=Σ2π(t・τ・Ne2)が同じアクセル開度APOのもとで平坦路発進時も勾配路発進時も略同等になるという条件を満たすトルクコンバータ入力回転数Neに係わる設定回転数Nesである。
【0044】
この設定回転数Nesが小さければ、車輪駆動エネルギーの総和E=Σ2π(t・τ・Ne2)が同じアクセル開度APOのもとで平坦路発進時も勾配路発進時も略同等になるが、図3の勾配判定瞬時t1が早期に訪れて回転情報量も少なくなり、勾配検出精度の低下を招く。
設定回転数Nesが逆に大きすぎると、図3の勾配判定瞬時t1が遅くなって判定遅れを生ずるだけでなく、車輪駆動エネルギーの総和E=Σ2π(t・τ・Ne2)が勾配などの外的要因の影響を受けるようになってアクセル開度APOが同じなのに平坦路発進時と勾配路発進時とで同等にならず、この場合も勾配検出精度の低下を招く。
【0045】
従って設定回転数Nesは、後者の問題を生じない範囲でできるだけ大きくするのがよく、この条件を満たす設定回転数Nesはアクセル開度APOが大きいほど大きいことから、判定用回転数設定値Nesをアクセル開度APOに対し図8に例示するごとく設定する。
本実施例では、図2(a)のステップS1で判定用回転数設定値Nesを読み込むに際し、図8に対応するマップを基にアクセル開度APOから判定用回転数設定値Nesを検索して読み込むこととする。
この場合、如何なるアクセル開度APOのもとでも、路面勾配度合θを正確に、かつ、遅滞なく検出することができる。
【0046】
なお上記した何れの実施例においても、路面勾配度合θを求める時のトルクコンバータの回転速度情報としてトルクコンバータ出力回転数Niを用いたが、この代わりに、トルクコンバータの入力回転数Neに対する出力回転数Niの比で表される速度比e=Ni/Neを用いることもできる。
この場合、エンジンコントローラ6は図2(b)に示す制御プログラムを実行して、本発明が目的とする路面勾配の検出を以下のごとくに行う。
【0047】
先ずステップS11において、路面勾配の判定を行うべきトルクコンバータ入力回転数である勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesを、ステップS1におけると同様に読み込む。
次のステップS12においては、ステップS2におけると同様、車両の発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えたか否かをチェックし、上昇し終えていなければ、制御をステップS11に戻してNe≧Nesになるまで待機する。
ステップS12でトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えたと判定する時、ステップS13において、この時のトルクコンバータ入力回転数Neおよびトルクコンバータ出力回転数Niから速度比e=Ni/Neを算出し、この速度比を勾配判定用トルクコンバータ速度比ejにセットする。
従ってステップS13は、本発明における判定用回転情報検出手段に相当する。
【0048】
更にステップS14において、平坦路で予め同じようにして計測し、記憶しておいた基準トルクコンバータ速度比eoを読み込む。
この基準トルクコンバータ速度比eoは、平坦路での発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えた時のトルクコンバータ速度比eをeoとして記憶しておいたものである。
【0049】
次のステップS15においては、上記のごとくに求めた勾配判定用トルクコンバータ速度比ejと、上記の通り読み込んだ基準トルクコンバータ速度比eoとの比ej/eoの平方根(ej/eo)1/2を演算し、これを路面勾配度合θとしてその数値化を行う。
従ってステップS15は、本発明における路面勾配度合判定手段に相当する。
【0050】
上記路面勾配度合θの演算プロセスを、アクセル開度APOが図9に示すように0から増大されてエンジン回転数であるトルクコンバータ入力回転数Neが同図に示すように経時変化する、車両の停車状態からの発進時について述べる。
この場合、平坦路での発進であれば、トルクコンバータ速度比eは、同図に実線で示すごとくに経時変化するのに対し、今は登坂路での発進であるが故に、トルクコンバータ速度比eは、同図に波線で示すごとくに経時変化し、平坦路発進時よりも勾配抵抗に応じた分だけ上昇が緩やかなものとなる。
【0051】
車両の発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇した瞬時t1に、波線上のトルクコンバータ速度比eが勾配判定用トルクコンバータ速度比e jとしてセットされ、同じ瞬時t1における実線上のトルクコンバータ速度比eが基準トルクコンバータ速度比eoとして読み込まれる。
そして、上記の勾配判定用トルクコンバータ速度比ejと、基準トルクコンバータ速度比eoとの比ej/eoの平方根(ej/eo)1/2が路面勾配度合θとして図9に示すごとくに求められる。
【0052】
上記した本実施例の路面勾配検出装置によれば、車両の発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが設定値Nesになった時の判定用トルクコンバータ速度比ejを計測し、
平坦路発進時に予め求めておいた、トルクコンバータ入力回転数Neが設定値Nesになった時のトルクコンバータ速度比(基準トルクコンバータ速度比)eoに対する上記判定用トルクコンバータ速度比ejの比の平方根により路面勾配度合θを求めるため、
路面勾配度合θの検出に際し、加速度に関する情報を一切用いないで、速度情報のみから当該検出を行うこととなり、この検出を、発進時のような極低車速のもとでも問題となるような長時間を要することなく完遂させ得て、速やかな路面勾配判定により、この判定結果を用いる制御が大きな応答遅れをもったものになるのを防止することができる。
【0053】
また本実施例においては、路面勾配度合θの検出に際し、無段変速機2の入力側にあるトルクコンバータ7の入力回転数Neおよび速度比eを用いるから、そして、これらの入力回転数Neおよび速度比eが無段変速機2の出力側回転速度よりも高速で、比較的速やかに演算され得ることから、上記応答遅れに関する問題解決を更に確実なものにすることができる。
【0054】
なお上記実施例では、図2(b)のステップS15および図9の瞬時t1において、基準トルクコンバータ速度比eoに対する判定用トルクコンバータ速度比ejの比(ej/eo)の平方根(ej/eo)1/2をその都度計算して求め、これを路面勾配度合θとしたが、この場合エンジンコントローラ6の演算負荷が大きくなって、プログラムの演算効率を低下させることになる。
【0055】
図10は、この問題をも解消するようにした本発明の更に他の実施例を示し、本実施例においては、路面勾配度合演算部32内に、基準トルクコンバータ速度比eoに対する判定用トルクコンバータ速度比ejの比(ej/eo)と、その平方根(Nij/Nio)1/2との関係を表した図示のようなマップを予めメモリしておく。
そして路面勾配度合演算部32は、図2(b)のステップS15および図9の瞬時t1において、上記のマップを基に、上記の比(ej/eo)から検索により、比(ej/eo)の平方根(ej/eo)1/2、つまり路面勾配度合θを求める。
この場合エンジンコントローラ6の演算負荷が小さくなって、プログラムの演算効率を高めることができる。
従って路面勾配度合演算部32は、本発明における路面勾配度合判定手段に相当する。
【0056】
なお上記以外は、本実施例でも図2(b)の制御プログラムにつき前述したと同様に比(ej/eo)を求めて路面勾配度合演算部32に入力し、この比(ej/eo)を路面勾配度合θの演算に資する。
つまり、判定用トルクコンバータ速度比検出部31において、トルクコンバータ入力回転数Neおよびトルクコンバータ速度比e=Ni/Neをモニタしつつ、トルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えた時におけるトルクコンバータ速度比e=Ni/Neを勾配判定用トルクコンバータ速度比ejとして求める。
従って判定用トルクコンバータ速度比検出部31は、本発明における判定用回転情報検出手段に相当する。
【0057】
更に、上記判定用トルクコンバータ速度比検出部31からの勾配判定用トルクコンバータ速度比ejと、平坦路で予め同じようにして計測し、記憶しておいた基準トルクコンバータ速度比eo、つまり、平坦路での発進によりトルクコンバータ入力回転数Neが勾配判定用トルクコンバータ入力回転設定値Nesまで上昇し終えた時の基準トルクコンバータ速度比eoとの比(ej/eo)を求めて路面勾配度合演算部32に入力し、ここで前記したごとくに路面勾配度合θを演算するのに用いる。
【0058】
なお本実施例でも、路面勾配の判定により勾配度合θを求めるべきタイミング(図9の瞬時t1)になったか否かをチェックするためのトルクコンバータ入力回転数Neに係わる判定用回転数設定値Nesは、図8につき前述したと同様にアクセル開度APOが大きくなるにつれて高めに設定し、これにより、如何なるアクセル開度APOのもとでも、路面勾配度合θを正確に、かつ、遅滞なく検出することができるようにするのがよい。
【0059】
この場合、図10における判定用トルクコンバータ速度比検出部31は、図11に示すように、アクセル開度APOを小さくした勾配路発進時のトルクコンバータ速度比eの変化傾向と、アクセル開度APOを中程度にした勾配路発進時のトルクコンバータ速度比eの変化傾向とが、同じ路面勾配であるにもかかわらず異なるといえども、判定用回転数設定値Nesを小さなアクセル開度時は小さなNes1とし、中程度のアクセル開度時は大きなNes2とすることで、勾配判定用トルクコンバータ速度比ejを全てのアクセル開度APOで略同じにすることができ、如何なるアクセル開度APOのもとでも、路面勾配度合θを正確に、かつ、遅滞なく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明の一実施例になる路面勾配検出装置を具えた車両用パワートレーンを、その制御系と共に示すシステム図である。
【図2】同パワートレーン制御系におけるエンジンコントローラが実行する路面勾配検出プログラムを示し、 (a)は、トルクコンバータ出力回転数をモニタして行う路面勾配検出プログラムの実施例を示すフローチャート、 (b)は、トルクコンバータ速度比をモニタして行う路面勾配検出プログラムの他の実施例を示すフローチャートである。
【図3】図2(a)に示す路面勾配検出プログラムによる動作タイムチャートである。
【図4】トルクコンバータの性能特性を例示する特性線図である。
【図5】エンジントルクの伝動系路を示す模式図である。
【図6】車両発進時におけるエンジントルクと、トルクコンバータ吸収トルクと、車速の時系列変化を示すタイムチャートである。
【図7】判定用トルクコンバータ出力回転数と基準トルクコンバータ出力回転数との比と、その平方根との関係を示す線図である。
【図8】判定用回転数設定値の変化特性図である。
【図9】図2(b)に示す路面勾配検出プログラムによる動作タイムチャートである。
【図10】本発明の他の実施例になる路面勾配検出装置を示す機能別ブロック線図である。
【図11】アクセル開度の違いによるトルクコンバータ速度比の変化傾向の違いと、アクセル開度に応じ判定用回転数設定値を異ならせて求めた判定用速度比との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【0061】
1 エンジン(原動機)
2 無段変速機(自動変速機)
3 スロットルバルブ
4 アクセルペダル
5 スロットルアクチュエータ
6 エンジンコントローラ
7 トルクコンバータ(流体継手)
8 プライマリプーリ
9 セカンダリプーリ
10 Vベルト
11 ファイナルドライブギヤ組
12 ディファレンシャルギヤ装置
13 変速制御油圧回路
14 ステップモータ
15 変速機コントローラ
21 アクセル開度センサ
22 入力回転センサ
23 エンジン回転センサ
24 車速センサ
25 スロットル開度センサ
26 出力回転センサ
31 路面勾配度合演算部
32 判定用トルクコンバータ速度比検出部





 

 


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