JPH02256961A - 車両の自動変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両の自動変速制御装置に関する。

（従来の技術） 車両等に用いられる自動変速機の変速制御は、走行中の
車速やスロットル開度に従って、変速パターン（いわゆ
る変速線図）を参照し、走行状態に応じた変速比を決定
して自動変速機の変速比を切り換えるものが一般的であ
るが、上記変速パターンは、代表的な走行状態を想定し
て予め決定されたものであり、したがって、想定通りの
走行状態であれば、はぼ満足し得る変速特性が得られる
反面、想定と違った走行状態、例えば登板路を比較的に
高速で走行する場合や乗車人員（搭載荷重）が多い状態
で走行する場合、あるいは始動直後の冷機運転中の場合
などでは、決定された変速比が適当でなくなる不具合が
あった。

こうした不具合対策として従来から、エンジン負荷が一
定のときに車速減少すれば登板路走行と判断し、変速パ
ターンを登板路走行に適したものに変化させるようにし
た特開昭６２−１８０１５３号公報に記載のものや、変
速回数からビジーシフト現象の発生（主に登板路走行中
に発生しやすい）を検出し、登板路走行を判断して変速
パターンを変化させるようにした特開昭６２−１６５０
５２号公報に記載のものや、乗降人員をカウントするこ
とにより荷重の増減量を把握し、荷重量に応じて変速パ
ターンを変化させるようにした特開昭６３−１６７１６
１号公報に記載のものなどが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記各従来のものにあっては、特定の走
行状態、例えば、登板路走行あるいは重荷重走行などを
個別に検出して変速パターンを変化させるような構成と
なっていたため、実際の走行状態に適切に対応している
とは必ずしも言えなかった。

すなわち、最適なあるいは理想的な車両の変速特性とは
、そのときの車両に作用する走行抵抗の大きさに応じて
エンジンと駆動輪との間のギヤ比を最適化し、過不足の
ない駆動力を与えることと言える。そのためには、走行
抵抗の大きさをどのようにして認識するかが重要なポイ
ントとなる。

因みに、手動変速機にあっては、運転者によって上記走
行抵抗の大小判断がなされており、この場合、車両の動
力特性を正しく把握し、かつ状況を認識する能力に優れ
た運転者は、最適な変速比を選択することができ、運転
技量が高いと言われる。

自動変速機の理想は、上記価れた運転者と同等かそれ以
上の変速判断を可能にすることにある。

しかし、前記公知例で示したとおり、現在に至るも未だ
゛あらゆる゛走行状態において適切な判断を行うといっ
たレベルに到達してはいないのである。

（発明の目的） そこで、本発明は、■走行車両が必要とする駆動力の大
きさは、そのときの走行抵抗（すなわち、車両を減速さ
せようとする外力であり、例えば路面の勾配、タイヤの
ころがり抵抗、空気抵抗、積載荷重など）の大きさに左
右されること、■また、走行抵抗の大きさはエンジン出
力の変化と車両加速度の変化とから推測できること、に
着目し、推測された走行抵抗の大きさに応じて変速パタ
ーンを変化させることにより、走行路面の勾配変化や積
荷量等の変化といった走行条件の変化を総合的に加味し
た変速特性を得ることを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明による車両の自動変速制御装置は上記目的達成の
ため、その基本概念図を第１図に示すように、車両の走
行状態を検出する走行状態検出手段ａと、エンジンの燃
焼に関与する物理量を検出する物理量検出手段すと、車
両の加速度を検出する加速度検出手段Ｃと、前記物理量
と前記加速度との関係に基づいて、自車両に作用する走
行抵抗の大きさに相当する推定値を演算する走行抵抗演
算手段ｄと、前記推定値が所定の基準値を越えたとき、
走行抵抗の大きな場合に適した変速特性が得られるよう
に変速パターンを変化させるパターン変化手段ｅと、車
両の走行状態に従って変速パターンを参照し、変速比を
決定する変速比決定手段ｆと、決定された変速比となる
ように自動変速機を操作する操作手段ｇと、を備えてい
る。

（作用） 本発明では、エンジンの燃焼に関与する物理量（例えば
、吸入空気量あるいは燃料供給量などで、これらはエン
ジンの出力トルクに相関する）および車両の加速度の各
々の増減傾向に基づいて、走行抵抗の大きさに相当する
推定値が演算される。

そして、推定値が基準値を越えて大きな場合に、変速パ
ターンが大きな走行抵抗に対応するように変化させられ
る。

したがって、走行抵抗の大小は、例えば路面の勾配や積
荷の重さあるいは風圧などの総合的な走行条件の変化に
対応するものであるから、変速パターンをあらゆる走行
状態に応じて最適に変化させることができる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜６図は本発明に係る車両の自動変速制御装置の一
実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第２図において、１はセンサ群
であり、センサ群１は、スロットル開度ＴＶＯを検出す
るスロットル開度センサ２、車速■を検出する車速セン
サ３、ガソリンの種別Ｆ（レギュラーガソリンかハイオ
クガソリンかなどの種別）を検知する種別検知センサ４
、エンジン水温ＴＦを検出するエンジン水温センサ５、
自動変速機の油温Ｔ０を検出するＡＴＦ油温センサ６、
車体の荷重Ｗを検出する車体荷重センサ７を有している
。上記スロットル開度センサ２および車速センサ３は走
行状態検出手段として機能し、また、スロットル開度セ
ンサ２は物理量検出手段としても機能する。なお、物理
量検出手段としては、この他にも、燃料の供給量（噴射
量でもよい）やブースト圧等を検出するものであっても
よい。要は、エンジンの燃焼に関与する物理量を検出す
るものであればよい。

１０は変速比決定手段としての自動変速機制御装置（以
下、ＡＴＣＵ）であり、ＡＴＣＵＩＯは、マツプ化され
た変速パターンを内部に備えている。

この変速パターンは、スロットル開度ＴＶＯおよび車速
■によって参照されるもので、この参照動作によってそ
のときの変速比が決定されて変速信号ＳＥＬが出力され
る。１１は自動変速機のバルブコントローラ（操作手段
）であり、パルプコントローラ１１はＳＥＬに従ってバ
ルブを組み合わせ、自動変速機の変速比を操作する。

ここで、上記変速パターンは、例えば１速〜４速のオー
バードライブ（ＯＤ）付前進４段自動変速機に対応した
シフト線図であり、所定の高速以上では最上位段（ＯＤ
）が選択されるようになっている。ただし、ＯＤ禁止信
号ＯＤい、が入力されたときにはＯＤが選択されないよ
うになっている。

一方、２０は加速度検出手段、走行抵抗演算手段および
パターン変化手段としてのサブ制御装置であり、サブ制
御装置２０は、センサ群１からの各種信号に従って、車
両の加速度ｉを演算するとともに、この工とＴＶＯ（Ｔ
ＶＯの移動平均値）とに基づいて走行抵抗の推定値λを
演算し、このλが所定の基準値を超えて大きい場合に、
ＯＤ、□を出力するように動作する。そして、このサブ
制御装置２０内には、λを演算する際に使用する２つの
関数テーブル、すなわち第４図（ａ）に示すｆ　（ｘ）
関数テーブルと第４図（ｂ）に示すｇ（！、関数テーブ
ルを存している。なお、これらのテーブルの詳細につい
ては後述する。

次に、作用を説明する。

第３図は、サブ制御装置２０の内部で実行される処理の
一部を示すフローチャートである。このフローチャート
において、まず、車速センサ３で検出された車速Ｖおよ
びスロットル開度センサ２で検出されたスロットル開度
ＴＶＯを読み込み（ステ・ノブＰ＋　、Ｐｇ　）、次式
■に従ってＴＶＯの移動平均値ＴＶＯを演算する（ステ
ップＰ３）。

・・・・・・■ 上式■は、走行中におけるアクセル踏み込みのバラツキ
、ユラギを一部フィルタによってスムージングし、デー
タの信頼性を高めるためのもので、上式■の時定数は２
０秒程度にするのが好ましい。

次に、処理ステップは略すが、所定の時間Δｔにおける
■の一階差分値ΔＶ　（ｔ）を求め、これを車両の加速
度として使用する。なお、実際の演算処理に上記ΔＶ　
（ｔ）をそのまま用いた場合には、バラツキが大きく、
演算処理に支障をきたすので、これをスムージングして
フとする（ステップＰ、）。

ただし、スムージングする際に、上式■のような一部フ
イルターは使用しない。α。、の分布は第５図に示すよ
うに、尖鋭なピークを有しており、このピークの高さが
有用な情報となるからで、上式■を使用すると、このピ
ーク情報が失われしてまうからである、そこで、本実施
例では、充放電の時定数を異ならせた非線形フィルター
を用いている。すなわち、第６図において、急速充電で
ピー　り情報を取り込み、そして、緩徐な放電で次のピ
ークにつなげるようにしている。この方法によって、車
両加速度の瞬間的な変化（ピーク情報）を見失うことな
く、かつ、誤情報を排除することができる。

次に、このようにして求められたＴＶＯすなわちエンジ
ンの燃焼に関与する物理量と、Ｗすなわち車両の加速度
とに基づいて走行抵抗の推定値λを演算する（ステップ
ｐｓ）。λの演算は次のようにして行う。すなわち、第
４図（ａ）に示す関数テーブルｆ　（Ｘ）をＴＶＯで参
照し、また、第４図（ｂ）に示す関数テーブルｇ　（ｇ
）をｉで参照し、これらの両テーブルからルックアップ
されたｒ　（１１１、ｇ、＊、の双方を比較して値の小
さな方を、λとして決定する。なお、第４図（ａ）に示
すｆ　（Ｘ）　は、例えば２点（イ）（ロ）を結ぶ１次
関数直線であり、（イ）におけるＴＶＯは平坦路で通常
に使用されるスロットル開度に相当し、（ロ）における
ＴＶＯは急勾配で通常に使用されるスロットル開度に相
当する。また、第４図（ｂ）に示すｇ（、。

は、例えば２点（ハ）（ニ）を結ぶ１次関数直線であり
、（ハ）における丁は登り勾配路での加速度に相当し、
（ニ）におけるｉは平坦路での加速度に相当する。なお
、第４図（ａ）（ｂ）に示したｆ　ｆｘ）　、ｇ　（１
１１はあくまでも−例であり、これに限定されるもので
はない。

ここで、λの演算についてその考え方を説明する。今、
走行抵抗がゼロである（実際にはあり得ないカリと仮定
する。この場合、エンジン出力トルクが僅かでも発生し
、かつそのエンジン出力トルクが車輪に伝えられてさえ
いれば、車両は加速していく。走行抵抗（ゼロ）を上回
る駆動力が与えられるからである。一方、走行抵抗があ
る大きさ（例えばその値をＡとする）の場合、Ａと同等
の駆動力Ａ′では、車両は加速も減速もせずに定速走行
を続けていく。このときに、走行抵抗がΔＡだけ増えた
場合を考える。この場合、駆動力がＡ′のままであれば
車両は減速し、このときの車両に作用する加速度は小さ
くなるはずである。このことをより具体的に説明すると
第４図（ａ）（ｂ）において、ｉ）スロットルが開かれ
（ＴＶＯが大）だ結果、加速度（）が大になれば走行抵
抗（λ）は小である。

ｉｌ）スロットル開度が一定のときに、加速度が減少す
れば、走行抵抗は大である。

ｉｉｉ　）スロットルが開かれたにも拘らず加速度がそ
のままかあるいはそれ程増えないかまたは減少した場合
には、走行抵抗は大である。

こうした代表的な事実から、駆動力を決定するエンジン
の出力トルクと、その駆動力が与えられた車両の加速度
との間には、走行抵抗の大きさに対応した相関が成立す
るといった結論に到達することができる。

したがって、エンジンの出力トルクを操作する物理量（
ＴＶＯ）をパラメータとする関数テーブルｆ　（ｘ）　
　と、車両の加速度（α）をパラメータとする関数テー
ブルｇ（２）　　とを適当に設定し、これらの２つのテ
ーブルを参照することで、走行抵抗の大きさ（厳密には
推定値λ）を知ることができるのである。しかも、テー
ブルを参照して比較するだけでよいから、処理ステップ
を簡単化でき、実現性の高いものとすることができる。

また、２つの関数テーブルは、単純な１次関数であるか
ら簡単な電気回路網で構成することも可能であり、この
ようにすると、リアルタイムにλを求めることができる
他、システムを安価にすることもできる。

上記求められたλは次のようにして用いられる。

すなわち、λが所定の基準値ＬＨｉを越えたか否かを判
定しくステップＰ、）、ＹＥＳ命令のとき、ＯＤ禁止の
ためのｏＤ、□を出力する（ステップＰ７）。一方、ス
テップＰ６でＮＯ命令のとき、すなわち、λがり、、を
越えないときには、このλが所定の基準値ＬＬｏｗ　　
（Ｌｏｉ＞ＬＬｏｌ、Ｉ）を下回ったか否かを判定しく
ステップＰ、）、ＹＥＳ命令のときには０ＤＩＮＨの出
力を停止（禁止解除）する（ステップＰ、）。上記２つ
の基準値し□１、Ｌし０−は、変速パターンの変化（こ
こではＯＤ禁止）と復帰（ＯＤ禁止解除）の基準点を決
めるためのもので、車両の動力特性や自動変速機の変速
線図等を考慮して適当に設定すればよい。

このように、本実施例では、エンジンの燃焼に関与する
物理量にスロットル開度情報（ＴＶＯ）を用い、このＴ
ＶＯと加速度情報（α）とに従って、２つの相関テーブ
ルｆ　（Ｘ）　　　ｇ　（２１を参照し、そのテーブル
からルックアップされたｆ　（Ｘｌ　、ｇ（２１のうち
小さい方を走行抵抗の推定値（λ）として決定し、この
λがＬｌｌｉを越えて大きいときに変速パターンを変化
（ＯＤを禁止）させ、λがＬＬＯ−を下回って小さいと
きに変速パターンを復帰（ＯＤ禁止解除）させている。

したがって、走行抵抗の大小に応じて変速パターンを変
化・復帰させることができ、路面の勾配、タイヤのころ
がり抵抗、乗車人員（積荷量）、風圧等を含むあらゆる
走行環境の変化に対応して変速パターンを変化させるこ
とができる。

なお、本実施例では、エンジンの燃焼に関与する物理量
としてスロットル開度ＴＶＯの移動平均値ＴＶＯを用い
たが、これに限らず、例えばＴＶＯをエンジン回転数Ｎ
ｅで除したＴＶ○／　Ｎ　ｅを用いてもよい。

また、２つの関数テーブルに基づいてλを決めるにあた
っては、テーブルからルックアンプされたｆ。）　、、
　ｇ　ｆｚ）のうち小さい方をλとしているが、この“
小さい′”といった比較条件に限定されない。例えば、
第４図（ａ）、および第４図（ｂ）のグラフを各々上下
反転させた場合には、テーブルからルックアップされた
ｆ　（Ｘ）　、ｇ　（ｚ）のうち“′大きい“′方をλ
として決定することとなるからである。

また、様々なパラメータに従って関数テーブルｆ＜ｘ＋
　、ｇ＋。を変化させたり、基準値Ｌ）ｌｉを変化させ
てもよい。すなわち、ガソリンがハイオクタンのもので
、エンジンパワーが大きい場合には、ｇ（２，の点（ハ
）の値を大きくするかあるいは基準値ＬＭｉを小さくし
てもよいし、車両の荷重が大きい場合には、ｇ　（ｚ）
　の点（ハ）の値を小さくするかあるいはＬ　Ｈｉを大
きくしてもよい。また、車両の積算距離が増加すると一
般にエンジン出力が低下する傾向になるため、上記積算
距離が大きくなったら、ｇ　（ｚ）　の点（ハ）の値を
小さくしてもよい。さらに、エンジン水温が上昇すると
エンジン出力が低下する傾向になるため、ｇ（２，の点
（ハ）の値を小さくするかあるいはＬ　８４を大きくし
てもよい。あるいは車速によって、ｆ　ＩＸ）　、ｇ（
ｚ）　を変化させてもよい。これは、車速か大きくなっ
てエンジン回転数が上昇すると発生トルクが低下する傾
向があるために、高速で走行している場合には平坦路で
もλが不本意に上昇することがあり、この場合、仮に４
速禁止（ＯＤ禁止）が作用すると、エンジン回転数が非
常に太き（なる問題があるからで、車速が上昇するに従
って、ｆく。

の点（ロ）の値を大きくすることによってλの不本意な
上昇を回避することができる。勿論、所定の高車速（例
えば、１２０ｋｍ／ｈ）以上ではλの演算を中止するよ
うにしてもよい。さらに、ＯＤ禁止になる回数に従って
ｆ　（ｘ）　、ｇ　ｎ、、Ｌｈ＋を変化させる方法や燃
料の残量に従ってｆ　（Ｋｌ　、ｇ　＜ｚｌ、ＬＨｉを
変化させる等の種々の態様が考えられる。

上記実施例では、λの演算をどの時期に行うべきかにつ
いて特に言及していなかった。例えば、前進４段の自動
変速機であれば、現在の変速段に拘らず、全ての変速段
でλを演算する方法（方法Ｉ）、特定の変速段（好まし
くは最上位段の１つ前の変速段、すなわち３速）でのみ
λを演算する方法（方法■）が考えられる。方法１では
、４速走行中に登坂路走行に移ると、λが早めに上昇す
るので、ビジーシフトの回避性能が向上するといった利
点がある反面、各段毎に処理を行うので、大容量のメモ
リ等を要するなどハート面での不利や、○Ｄ禁止になっ
た後に平坦路に移った場合にはしばらくの間ＯＤ禁止が
続いてしまうといった不都合が生ずる。一方、方法■で
は、ハードを簡素化できるものの、ビジーシフトの回避
性能が若干劣るといった欠点が↑指摘される。実際には
、車両の性格（スポーツ性の高い車かあるいは乗心地優
先の車かなど）に応じて方法１、■を選択すればよいで
あろう。ただし、チューニングを考えた場合、方法■が
望ましい。

なお、前述の実施例にあっては、ＯＤ（第４速）を許容
する変速パターンと○Ｄ禁止を行なう変速パターンとの
間でパターン変化を行なわせているが、ＯＤ禁止以外に
１速と２速の間、２速と３速との間のシフト線図を変化
させても良い。

また、実施例中においては最上位段を４速としたが、こ
れに限定されるものではない。

（効果） 本発明によれば、走行抵抗に応じて変速パターンを変化
させることができ、走行路面の勾配変化や積荷量等の変
化といった走行条件の変化を総合的に加味した変速特性
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念構成図、第２〜６図は本発明に係
る車両の自動変速制御装置の一実施例を示す図であり、
第２図はその構成図、第３図はその処理を示すフローチ
ャート、第４図（ａ）（ｂ）はその関数テーブルｆ（。 、ｇ＋ｚ）をそれぞれ示す図、第５図はその加速度の分
布を示すグラフ、第６図はその加速度の非線形フィルタ
リングを示すグラフである。 ２・・・・・・スロットル開度センサ（走行状態検出手
段、物理量検出手段）、 ３・・・・・・車速カンサ（走行状態検出手段）、１０
・・・・・・ＡＴＣＵ（変速比決定手段）、１１・・・
・・・バルブコントローラ（操作手段）、２０・・・・
・・サブ制御装置（加速度検出手段、走行抵抗演算手段
、パターン変化手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）　車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、 ｂ）　エンジンの燃焼に関与する物理量を検出する物理
   量検出手段と、 ｃ）　車両の加速度を検出する加速度検出手段と、ｄ）
   　前記物理量と前記加速度との関係に基づいて、自車両
   に作用する走行抵抗の大きさに相当する推定値を演算す
   る走行抵抗演算手段と、 ｅ）　前記推定値が所定の基準値を越えたとき、走行抵
   抗の大きな場合に適した変速特性が得られるように変速
   パターンを変化させるパターン変化手段と、 ｆ）　車両の走行状態に従って変速パターンを参照し、
   変速比を決定する変速比決定手段と、 ｇ）　決定された変速比となるように自動変速機を操作
   する操作手段と、 を備えたことを特徴とする車両の自動変速制御装置。