JPH04145257A - 車両用自動変速制御装置 - 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〉 本発明は車両用自動変速制御装置に関し、詳しくは、車
両の走行抵抗に応じて最適なギヤ位置を選択させること
かできる自動変速制御装置に関する。

〈従来の技術〉 車両用自動変速制御装置として、従来、第５図に示すよ
うに、車速とエンジンのアクセル開度とに対応して予め
設定された変速パターンを備え、実際に検出された車速
とアクセル開度とに基づいて前記変速パターンから自動
変速ポイントを決定し、自動変速機の変速を制御するも
のがある（特開昭６１−２５７３３２号公報等参照）。

〈発明か解決しようとする課題〉 このように従来ては、車速とアクセル開度とによって予
め変速パターンか決められており、ががる変速パターン
を複数種備えて、運転者に選択させる場合もあるが、い
ずれにしても外部環境要因（勾配抵抗、空気抵抗、ころ
かり抵抗などの走行抵抗）を加味してギヤ位置か選択さ
れるものではなかったので、そのときの走行抵抗条件に
対して不適切なギヤ位置で走行される場合かあり、この
場合所望の加速性が得られないために無駄なアクセル操
作が行われたり、かかるアクセル操作に伴って頻繁な変
速が行われるなどの問題があった。

かかる問題点を、第６図示す走行性能曲線に基づいて説
明すると、例えば勾配ゼロ％（水平）のときのＡ点での
加速を想定すると、３速ギヤで充分な余裕駆動力（第６
図中の矢印の部分）を得て充分な加速性が得られること
は無論であるか、旦減速して４速ギヤに変速されてから
再加速する場合であっても、４速全開までに充分な余裕
駆動力かあるために、必要充分な加速か得られる。

しかしながら、前述のように従来の変速パターンでは、
路面勾配などの走行抵抗条件に変速パターンが追従しな
いため、同じ変速パターンが勾配５％のときにも適用さ
れることになり、例えば第６図中のＢ点を基点する加速
を想定すると、４速ギヤから加速させようとしたときに
余裕駆動力が小さいために、３速ギヤにシフトダウンさ
れるまでの間充分な加速性が得られず、運転者がもたつ
きを感じてしまうことになる。このため、４速ギヤでの
加速時に無駄にアクセル操作かなされ、また、これに伴
って３速ギヤと４速ギヤとの間で頻繁な変速が行われる
ことになってしまう。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、走行抵
抗を加味して必要な余裕駆動力が安定して得られるよう
にギヤ位置を決定できる車両用自動変速制御装置を提供
することにより、無駄なアクセル操作や頻繁な変速を回
避できる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〉 そのため本発明にかかる車両用自動変速制御装置は第１
図に示すように構成される。

第１図において、走行速度検出手段は車両の走行速度を
検出し、また、走行抵抗検出手段は車両の勾配抵抗を少
なくとも含む走行抵抗を検出する。

そして、最大余裕駆動力設定手段は、前記検出された走
行速度及び勾配抵抗における自動変速機の各ギヤ位置毎
の最大余裕駆動力を設定する。

更に、必要余裕駆動力設定手段は、前記検出された走行
速度及び走行抵抗に基づいて車両の必要余裕駆動力を設
定する。

ここで、ギヤ位置選択手段は、必要余裕駆動力設定手段
で設定された車両の必要余裕駆動力と最大余裕駆動力設
定手段で設定された各ギヤ位置毎の最大余裕駆動力とを
比較し、必要余裕駆動力以上の最大余裕駆動力か得られ
るギヤ位置の中で最もギヤ比の小さいギヤ位置を選択し
、変速制卸手段は、上記ギヤ位置選択手段で選択された
ギヤ位置に基づいて自動変速機の変速制御を行う。

〈作用〉 かかる構成によると、走行抵抗と走行速度とに基づいて
必要とされる余裕駆動力（車両を加速させる力）か設定
され、この必要余裕駆動力を確保できるギヤ位置の中で
最もギヤ比の小さなものか選択される。従って、勾配抵
抗などの走行抵抗（外部環境要因）か変化しても、余裕
駆動力か必要より低いギヤ位置の状態で走行されること
を回避でき、そのときの走行抵抗に対応して必要余裕駆
動力か自動的に確保されるから、運転者による無駄なア
クセル操作やこれに伴う頻繁な自動変速を回避でき、走
行抵抗に影響されずに安定して高い運転性を維持てきる
ものである。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例を示す第２図において、車両に搭載されたエン
ジン１の出力軸には、流体式トルクコンバータ２及び変
速機３を備える自動変速機４か連結され、前記変速機３
には、図示しないフロントクラッチ、リアクラッチ、ブ
レーキバンド、ロー＆リバースブレーキ、一方向クラッ
チ等の各変速要素の作動油圧を制御するために、前記各
変速要素に導かれる油圧通路に介装されてその開弁デユ
ーティを制御することにより各変速要素の作動油圧を制
御するソレノイドバルブ５Ａ〜５Ｅか設けられている。

車両の駆動輪に駆動力を出力するための変速機３の出力
軸（プロペラシャフト）には、出力軸の回転速度から車
両の走行速度（以下、単に車速という。）を検出する走
行速度検出手段としての車速センサ６か設けられている
。

また、車両には、該車両の傾斜を検出する走行抵抗検出
手段としての傾斜角センサ７が設けられており、この傾
斜角センサ７によって車両が走行している路面の勾配θ
（勾配抵抗）か検出できるようになっている。

前記傾斜角センサ７は、例えば差動トランス方式やポテ
ンショ方式やトルクバランス方式などの公知のものであ
り（「センサ活用技術」株式会社工業調査会　１９８４
年７月２５日発行　等参照）、該傾斜角センサ７及び前
記車速センサ６の検出信号は、前記自動変速機４におけ
るソレノイドバルブ５八〜５Ｅをデユーティ制御するマ
イクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット８
に入力される。

自動変速制御用のコントロールユニット８は、第３図及
び第４図にそれぞれ示すフローチャートに従ってギヤ位
置を選択し、この決定されたギヤ位置に自動変速させる
べく、前記ソレノイドバルブ５Ａ〜５Ｅを介して各変速
要素を制御する。

尚、本実施例において、最大余裕駆動力設定手段、必要
余裕駆動力設定手段、ギヤ位置選択手段。

変速制御手段としての機能は、第３図及び第４図のフロ
ーチャートに示すように、コントロールユニット８がソ
フトウェア的に備えている。

第３図に示すフローチャートは、車両の走行抵抗を検出
するためのルーチンであり、まず、ステップ１（図中で
はＳｌとしである。以下同様）では、車速センサ６で検
出された車速ｖＳＰに基づいて車両の空気抵抗ＲＡを求
める。

前記空気抵抗ＲＡは、車体が空気を押し分けて進むとき
に発生する抵抗であり、無風状態では車速ＶＳＰの２乗
に略比例するので、予め車速ｖＳＰの２乗に比例するも
のとしてフローチャート中に示すようにマツプに記憶さ
れており、ががるマツプから検索して求めるようにしで
ある。尚、車速■ＳＰに基づいて演算によって求められ
るようにしても良い。

ここで、前記空気抵抗ＲＡは、上記の場合、無風を前提
として車速ＶＳＰに基づいて設定したか、実際には、対
地速度（車速）と風速のベクトル和であるから、風速・
風向を検出するようにしても良い。

次にステップ２では、傾斜角センサ７で検出された車両
の傾き、即ち、車両が走行している道路の勾配θに基づ
いて登板抵抗Ｒ，を設定する。

前記登板抵抗Ｒ０は、車両の総重量をＷ、路面の勾配を
θとしたときに、Ｒａ＝Ｗｓｉｎθであるので、本実施
例では前記総重量Ｗか変化しないものとしｓｉｎθに応
じた登板抵抗ＲＧのマツプを設定して、このマツプから
登板抵抗Ｒ６が検索して求められるようにした。熱論、
勾配θに基づいて演算によって登板抵抗ＲＧを算出させ
るようにしても良い。

尚、走行性能曲線における勾配は、ｔａｎθ×１００％
で示される。

次のステップ３では、ころかり抵抗Ｒ，ｌを設定する。

前記ころがり抵抗ＲＲは、一般には車両総重量Ｗところ
かり抵抗係数μとによって決定されるか、本実施例では
、前記ころかり抵抗ＲＲを一定値とする。

このようにして、空気抵抗ＲＡ＋登板抵抗ＲＧＩころか
り抵抗ＲＲを設定すると、ステップ４ではこれらの総和
として走行抵抗Ｒを設定する。

上記のようにして求められた走行抵抗Ｒは、第４図のフ
ローチャートに示すギヤ位置決定ルーチンで用いられる
。

第４図のフローチャートに示すギヤ位置決定ルーチンで
は、まず、ステップ１１て、現在の車速ＶＳＰ及び路面
勾配のときに、各ギヤ位置（１ｓｔ〜４ｔｈ）で得られ
る最大余裕駆動力Ｆｒｎ（ｎはギヤ位置１〜４）を求め
る。前記各ギヤ位置毎の最大余裕駆動力Ｆｒｎは、車速
ＶＳＰと駆動力との関係を示す走行性能曲線の当該車両
に対応するものを予め設定しておいて、この走行性能曲
線から求めることができる。

第４図のフローチャート中に示すような走行性能曲線か
らは、そのときの車速■ＳＰと勾配とに対応する走行抵
抗が求められ、また、そのときの車速ｖＳＰとギヤ位置
から、当該ギヤ位置での全開時の駆動力が求められるか
ら、各ギヤ位置での全開時の駆動力から走行抵抗を減算
することで、各ギヤ位置毎に最大余裕駆動力Ｆｒｎ　（
第４図中に矢印で示す部分）か求められる。

尚、前記走行性能曲線では、無風状態を仮定しであるの
で、簡易的には、第３図のフローチャートのような細か
走行抵抗Ｒの設定を行わず、走行性能曲線を用い車速Ｖ
ＳＰと勾配から走行抵抗Ｒを求めるようにしても良い。

次のステップ１２では、走行抵抗Ｒと車速ＶＳＰとに基
づいて必要余裕駆動力Ｆｒをマツプから検索して求める
。前記必要余裕駆動力Ｆｒは、車速ＶＳＰと走行抵抗Ｒ
とから、そのときにどの程度の加速力が要求されるかを
示すものであり、例えは車両の性格（ファミリー向きや
スポーティ向き）などに応じて適宜設定されるか、基本
的には、走行抵抗Ｒが大きく車速ｖＳＰか低いときほど
必要余裕駆動力が高く設定される。

このようにして、現状の走行抵抗において、それぞれの
ギヤ位置で最大に得られる余裕駆動力Ｆｒｎと、必要余
裕駆動力Ｆｒとが求められると、ステップ１３以降にお
いて、前記必要余裕駆動力Ｆｒか確保できるギヤ位置で
最もギヤ比の小さなギヤ位置を選択する制御を行う。

即ち、ステップ１３では、必要余裕駆動力Ｆｒと４速ギ
ヤにおける最大余裕駆動力Ｆｒ４とを比較する。ここで
、Ｆｒ≦Ｆｒ４であるときには、４速ギヤで少なくとも
全開までアクセル操作することて必要とされる余裕駆動
力か得られ、充分な加速性能か得られるので、変速機３
におけるギヤ位置を４速ギヤとすへく、ステップ１４へ
進んで変速目標ギヤ位置ＧＰに４速ギヤをセットする。

一方、ステップ１３てＦｒ＞Ｆｒ４であると判別された
ときには、４速ギヤでは全開させても必要な余裕駆動力
を確保できないので、４速ギヤよりもギヤ比の大きなギ
ヤ位置を選択させるべく、ステップ１５へ進む。

ステップ１５では、３速ギヤにおける最大余裕駆動力Ｆ
ｒ３と必要余裕駆動力Ｆｒとを比較する。

ここで、前記ステップ１３と同様にして、３速ギヤて必
要余裕駆動力Ｆｒが得られる（Ｆｒ≦Ｆｒ４）ときには
、基本的には３速ギヤを選択させるが、この選択に基づ
いて例えば４速ギヤから３速ギヤに変速させた結果、エ
ンジン回転かりミツト回転速度ＬＭを越えことがあるの
で、ステップ１６へ進み、現在の車速ＶＳＰと３速ギヤ
のギヤ比Ｇ３とによって、３速ギヤに変速したときのエ
ンジン回転速度の上昇を予測し、この予測結果か予め設
定されたリミット回転速度ＬＭを越えるか否かを判別す
る。

３速ギヤを選択した場合にリミット回転速度ＬＭを越え
ると予測されるときには、必要充分な余裕駆動力か得ら
れなくなるか、リミット回転速度ＬＭを越えることがな
いように、ステップ１４へ進んで１段高い４速ギヤをセ
ットさせる。

一方、３速ギヤを選択してもリミット回転速度ＬＭを越
えない場合には、必要余裕駆動力を確保すべくステップ
１７へ進み、変速目標ギヤ位置ＣＰに３速ギヤをセット
する。

また、ステップ１５でＦｒ＞Ｆｒ３であると判別され、
３速ギヤでも必要余裕駆動力Ｆｒか確保できない場合に
は、今度は２速ギヤて必要余裕駆動力Ｆｒが得られるか
否かをステップ１８で判別する。

そして、２速ギヤで必要余裕駆動力Ｆｒが確保てきる場
合には、前記ステップ１６と同様にして２速ギヤに変速
させた場合にリミット回転速度ＬＭを越えるか否かをス
テップ１９て判別し、越えると予測される場合には、更
に、ステップ１６へ進んで３速ギヤでリミットを越える
か否かを判別させ、リミット回転速度ＬＭを越えないと
判別される最もギヤ比の大きなギヤ位置を選択させる。

一方、２速ギヤでリミット回転速度ＫＭを越えない場合
には、ステップ２０へ進んて２速ギヤを変速目標ギヤ位
置ＣＰにセットする。

ステップ１８てＦｒ＞Ｆｒ２であると判別された場合に
は、最大限に余裕駆動力を得るためには１速ギヤに変速
させるしかないが、ここでも、ｌ速ギヤへの変速によっ
てリミット回転速度ＬＭを越えてしまう惧れがあるので
、ステップ２１で１速ギヤでリミット回転速度ＬＭを越
えるか否かを判別させ、リミットを越えないと判別され
たときにのみステップ２２へ進んで１速ギヤを変速目標
ギヤ位置ＧＰにセットさせる。

ステップ２１でリミット回転速度ＬＭを越えると判別さ
れたときには、ステップ１９へ進み２速ギヤでリミット
回転速度ＬＭを越えるか否かを判別し、２速ギヤでもリ
ミットを越えてしまう場合には、更にステップ１６へ進
んで３速ギヤへの変速が可能か否かを判別させるように
し、リミット回転を越えない範囲でギヤ比の最も高いギ
ヤを選択させ、なるべく大きな余裕駆動力か得られるよ
うにする。

このように、現状の車速ＶＳＰ、走行抵抗Ｒの状態で各
ギヤ位置で得られる最大余裕駆動力と必要とされる余裕
駆動力とを比較し、必要余裕駆動力か得られるギヤ位置
でよりギヤ比の小さなギヤ位置か選択されるようになっ
ており、コントロールユニット８は、かかる変速目標ギ
ヤ位置ＧＰの設定に基づいて自動変速制御を行う。

従って、本実施例によると、勾配などの走行抵抗（外部
環境要因）が変化しても、そのときの走行抵抗に対応し
て充分な余裕駆動力が確保されるギヤ位置が選択される
から、走行抵抗に影響されずに運転者のアクセル操作に
反応良く加速させることが可能となり、以て、運転者に
よる無駄なアクセル操作や、これに伴う頻繁な変速か回
避され、自動変速制御の外部環境要因に対する適合性か
向上し、走行抵抗に影響されずに安定して高い運転性を
維持させることかできる。

尚、第４図のフローチャートのステップ１２に示される
前記車速ｖＳＰと走行抵抗Ｒとに対応する必要余裕駆動
力Ｆｒのマツプを、複数種備えるようにして、運転者の
好みに応じて選択させたり、また、アクセルの踏み込み
速度なとの情報に基づいてマツプの選択を行わせるよう
にしても良い。

また、マツプを複数種備える代わりに、必要余裕駆動力
Ｆｒの補正係数を増減変化させて、運転者の好みに合わ
せるようにしても良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、路面勾配などの
走行抵抗が変化しても、常時充分な余裕駆動力が得られ
るギヤ位置を選択させることかできるので、余裕駆動力
が少ないために運転者が無駄なアクセル操作を行ったり
、これに伴って頻繁な変速が行われたりすることがなく
、走行抵抗に影響されることなく高い運転性を確保でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第３図及び第４図
はそれぞれ同上実施例におけるギヤ位置選択に関わる制
御内容を示すフローチャート、第５図は従来のアクセル
開度と車速とに応じた変速パターンの一例を示す線図、
第６図は従来変速制御の問題点を説明するための走行性
能線図である。 １・・・エンジン　　２・・・流体式トルクコンバータ
３・・・変速機　　４・・・自動変速機　　５Ａ〜５Ｅ
・・・ソレノイドバルブ　　６・・・車速センサ　　７
・・・傾斜角センサ　　８・・・コントロールユニット
特許比願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　富二雄 第５図 車座 ＳＰ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車両の走行速度を検出する走行速度検出手段と、車両
   の勾配抵抗を少なくとも含む走行抵抗を検出する走行抵
   抗検出手段と、 前記検出された走行速度及び勾配抵抗における自動変速
   機の各ギヤ位置毎の最大余裕駆動力を設定する最大余裕
   駆動力設定手段と、 前記検出された走行速度及び走行抵抗に基づいて車両の
   必要余裕駆動力を設定する必要余裕駆動力設定手段と、 該必要余裕駆動力設定手段で設定された車両の必要余裕
   駆動力と前記最大余裕駆動力設定手段で設定された各ギ
   ヤ位置毎の最大余裕駆動力とを比較し、必要余裕駆動力
   以上の最大余裕駆動力が得られるギヤ位置の中で最もギ
   ヤ比の小さいギヤ位置を選択するギヤ位置選択手段と、 該ギヤ位置選択手段で選択されたギヤ位置に基づいて自
   動変速機の変速制御を行う変速制御手段と、 を含んで構成された車両用自動変速制御装置。