JPH0510539B2

JPH0510539B2 -

Info

Publication number: JPH0510539B2
Application number: JP13767483A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Shibuya; Yoshiki Sato
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1993-02-10
Also published as: JPS6030848A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の属する技術分野〕この発明は、トランスミツシヨン（変速機）の
ギア段位置を変更するための操作、すなわちシフ
ト操作の時期を決定するシフト操作時期決定装置
に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、この種のギアシフト位置変更指示装置
は、エンジン回転数または車速とエンジン負荷と
のバランスした状態により指示内容の判定を行な
うようにしているが、このバランス状態に達する
迄には相当の時間が必要であるため、これが原因
で変更指示のタイミングが遅くなり、燃費改善に
役立たないという欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明はかかる事情のもとになされたもの
で、シフト操作の指示を出す時期を速め、省燃費
運転指示機能の向上を図ることを目的とする。

〔発明の要点〕

その要点は、車速またはエンジン回転数とその
単位時間当たりの車速またはエンジン回転数の変
化分、すなわち加速度に対応する量を求め、車速
またはエンジン回転数のいずれか一方と加速度と
の関係から適性な加速度により走行していると判
定できるゾーン（適性加速度ゾーン；ZONE1）
であるか否か（過剰加速度ゾーン；ZONE2）を、
該関係を予め記憶している判定マツプにもとづい
て判別し、そのシフト操作の時期を決定するよう
にした点にある。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明のうち、シフトアツプ時期の
みを指示する簡便な実施例を示す概要図、第２図
は適性加速度ゾーンと過剰加速度ゾーンとの関係
を示すグラフ（マツプ）である。

第１図からも明らかなように、シフトアツプ操
作時期を指示する指示装置は、マイクロコンピユ
ータの如き中央処理装置（CPU）１１およびタ
イマ１２等を有するコントロールユニツト１と、
該ユニツト１からの指示を受けてその表示を行な
う表示ユニツト２とから構成されている。コント
ロールユニツト１には、車速信号（CV）とギア
段位置（シフト位置）が最高段であることを示す
信号GTとが入力されるが、CPU１１ではこれら
の信号にもとづいて次の如き処理を行なう。

CPU１１は、タイマ１２から所定の時間毎に
発せられる信号を割込み信号として受けて、車速
信号CVの取り込みを行なう。これによつて、車
速信号CVは、所定の時間毎に、順次サンプリン
グされながら取り込まれることになる。いま、時
刻Ｔ，Ｔ＋ΔTにおける車速データをそれぞれ
CV_T，CV_T+〓_Tとすると、これらのデータから、
次の(1)式の如く車両の加速度成分αを求めること
ができる。

α＝CV_T+〓_T−CV_T／（Ｔ＋ΔT）−Ｔ＝ΔVC／ΔT……
(1) なお、ΔCV＝CV_T+〓_T−CV_Tである。また、か
かる加速度の検出には、加速度センサまたは微分
器等を用いることもできる。

一方、車速CVと加速度αとの関係について、
それが過剰加速度ゾーン（ZONE2）にあるのか、
または適性加速度ゾーン（ZONE1）にあるのか
を測定すると、第２図の如く表わされることが確
かめられている。そこで、コントロールユニツト
１内の所定のメモリ（図示なし）に、第２図の如
きマツプを予め記憶させておくことにより、所定
時点の車速CVと加速度αとの関係から過剰加速
度ゾーン（ZONE2）にあるのか、または適性加
速度ゾーン（ZONE1）にあるのかを判別するこ
とができる。

第３図のフローチヤートにおいて、○イが加速度
α（＝ΔCV／ΔT）を算出する部分であり、○ロが ZONE1（適性加速度ゾーン）であるか否かを判断
する部分である。その結果、ZONE1ならば適性
な加速度以下で走行していると判断して処理を終
了する一方、ZONE1でなければ、外部から与え
られる信号によつて現在のギア位置が最高段にあ
るか否かを○ハで判断し、最高段ならば、これ以上
シフトさせることができないので、処理を終了
し、最高段でないときだけ、省燃費走行とは判断
できないため、シフトアツプ指示を出力し、燃料
消費を抑えるようにする（○ニ参照）。

上記では、車速から求められる加速度と最高段
ギア位置とによつてシフトアツプ指示の判定を行
なうようにしたが、以下の如くしてシフトダウン
時期を決定することもできる。

第４図はこの発明の他の実施例を示す概要図、
第５図はエンジン回転数とエンジン負荷との関係
からエンジントルクを求めるためのマツプ、第６
図は車速とエンジン回転数とから使用ギア段を判
別するためのマツプ、第７図はシフトアツプ、ダ
ウンを判定するためのマツプ、第８図は第２の実
施例の動作を説明するためのフローチヤートであ
る。

第４図からも明らかなように、この実施例で
は、コントロールユニツト１には車速信号の他に
エンジン回転数信号とエンジン負荷信号が入力さ
れるとともに、これを指示装置として応用した場
合にその指示出力もシフトアツプのみでなく、シ
フトダウン指示も出せるようになつている。な
お、エンジン負荷信号としては、デイーゼルエン
ジンの場合はコントロールラツクの位置信号、ま
た、ガソリンエンジンの場合は吸入空気量信号等
がそれぞれ用いられる。

以下、第８図を参照してその動作を説明する。

コントロールユニツトは、これに入力されるエ
ンジン回転数信号およびエンジン負荷信号から第
５図の如きマツプを利用して、まず、エンジント
ルクＴを求める（○イ参照）。○ロにおいて、このト
ルクＴが所定値T_Lよりも大きいか否かを判別し、
それ以下ならば、エンジンブレーキ中と判断して
処理を終了する。Ｔ＞T_Lならば、第６図に示さ
れる車速とエンジン回転数との関係から現在使用
しているギア段位置を判別する（○ハ参照）。なお、
第６図の斜線部，…は１段，２段…最終段
のギア段位置を示すもので、したがつて、このギ
ア段位置のいずれにも該当しない場合は、クラツ
チ断の状態と判別することができるので、以後の
処理は行なわない。所定のギア段位置にあるとき
は、第１図の場合と同様にして車速と加速度との
関係からZONE1（適性加速度ゾーン）であるか否
かを判別する（○ニ参照）。その結果、YESなら
ば、定状走行に近い状態とみなし、第７図に示さ
れる如きエンジン回転数とエンジントルクとの関
係からシフトアツプすべき状態かシフトダウンす
べき状態かを判別する（○ホ参照）。なお、第７図
において、“UP”，“DOWN”はそれぞれ、定状
走行のとき、エンジン回転数とトルクがこの領域
内にあれば燃費上シフトアツプ、ダウンをするこ
とにより好燃費を得られることを表わし、また、
“OK”は、この領域内にあればシフト操作はし
なくても燃費上適切な走行状態であることを表わ
している。したがつて、現在のエンジン回転数と
そのトルクとの関係が“DOWN”の領域にある
ときは○ヘの如く「シフトダウン処理」をしたの
ち、また“OK”の領域ならば○カの如く「OK処
理」をしたのち、それぞれ「NEXT処理」へ移
る。一方、“UP”の領域にあるときは、現在のギ
ア段位置が最高段であるか否かを判別し（○ト参
照）、最高段でないときのみ「シフトアツプ処理」
をした後（○チ参照）、「NEXT処理」へ移行し、
最高段の場合は、「OK処理」を行なう。なお、
この場合、ギア位置が最高段であるか否かは、第
６図のマツプを参照して決定することができる。
また、上記○ニにおいて、過剰加速領域にあると判
別されたときは、エンジン回転数Ｎが所定値N₁
（第７図参照）以上であるか否かを判別し（○リ参
照）、N₁以上のときのみ、上記○トの判別を行なう
こととし、N₁以下の場合は「OK処理」を行な
う。なお、エンジン回転数N₁は、いかなるシフ
トアツプ操作をしても、いわゆる「カーノツク」
現象が生じないような適宜な値に選ばれる。ま
た、必要に応じ、使用中ギア段ごとに異なるN₁
を設定してもよい。

第８図では、ZONE1におけるシフト操作の内
容（UP，DOWN，OK）を第７図のエンジン回
転数ＮとエンジントルクＴの領域で判別するよう
にしたが、第９図の如き等燃費マツプを利用して
次の如く判定することができる。

いま、ギア比μを μ＝エンジン回転数／車軸の回転数 ……(2) と定義し、現在使用中のギア段におけるエンジン
回転数をN_o、エンジントルクをT_oとすると、そ
の等馬力線上（第９図の点線参照。なお、馬力
はエンジンの回転数ＮとトルクＴとの積に略比例
する。）における他ギア段のエンジン回転数N_Ai、
エンジントルクT_Aiは、それぞれ N_Ai＝他ギア段ｉのギア比μ_i／現在使用中ギア段のギア
比μ_o×N_o……(3) T_Ai＝現在使用中ギア段のギア比μ_o／他ギア段ｉのギア
比μ_i×T_o……(4) の如く求めることができる。したがつて、現在使
用中のギア段に対する燃費率Ｆ（N_o，T_o）と、等
馬力線上における他のギア段の燃費率Ｆ（N_Ai，
T_Ai）を、第９図の等燃費曲線Ｙ上より検索して
比較し、使用中のギア段に対する燃費率が最小で
あれば“OK”、シフトアツプする方が燃費率が
小さくなるならば、「シフトアツプ処理」を、ま
た、シフトダウンする方が燃費率が小さくなるな
らば「シフトダウン処理」を行なう。なお、第９
図の曲線Ｚは、フルロード曲線である。

第１０図は上記の説明と対応する、第８図の変
形例を示すフローチヤートである。同図からも明
らかなように、第８図の○ホのステツプが○ヌ，○ル，
○オおよび○ワに分解されて上記(3)，(4)式の如き演算
と、上述の如き判別処理が行なわれる点が異なる
のみで、その他は全く同様であるので詳細は省略
する。なお、第８図と同様の処理、判断を行なう
ものは、同一の符号を付して示している。

次に、いかなる走行状態においても、適切なシ
フトアツプ、シフトダウン時期を決定するための
加速度判別方法を示す。

第２図では、車速の変化分を加速度に相当する
量として、判定基準としたが、第１１図にエンジ
ン回転数Ｎの定刻ΔTごとの増加分ΔN／ΔTを加
速度に相当する量とし、各ギア段ごとに、エンジ
ン回転数ＮとΔN／ΔTとにより、走行状態を判
定するマツプを示す。実線はフルロードに対する
加速度判定レベルで、点線は、パートロード（非
フルロード）に対する加速度判定レベルである。
フルロード状態は、第５，９図のＺ部分であり、
第５図のように、エンジン回転数Ｎとエンジン負
荷信号より決定できる。また、パートロードと
は、フルロード状態ではない状態であり、これも
同様に判定することができる。

ある時刻のエンジン回転数Ｎに対するＮの増加
分ΔN／ΔTが点線の判定レベルより小さければ、
適性加速状態（ZX1）にあると判定でき、第７図
または第９図により、「シフトダウン処理」また
は「シフトアツプ処理」または「OK処理」を行
なうべく、第８図の○ホの処理または第１０図の○ヌ
以下の処理へ移る。また、ΔN／ΔTが点線の判
定レベルより大きくパートロード状態（ZX2）で
あれば、過剰加速度と判定でき、第８，１０図の
○リ以下の処理へ移り、フルロード状態と判定さ
れ、実線の判定レベル以下であれば、シフトアツ
プ不可能と判定され、第８，１０図の○カの「OK
処理」へ移り、実線の判定レベル以上（ZX3）で
あれば、第８，１０図の○リの処理へ移る。第１１
図の実線の判定レベルは、フルロード状態でシフ
トアツプしても、余裕駆動力を保障される加速度
レベルに相当する。このシフトアツプ可能加速度
レベルＬとは、定積登板時の使用ギア段でのフル
駆動力で登板可能な勾配θ_i（％）とシフトアツプ
時の同一車速のフル駆動力の80〜90％の駆動力で
登板可能な勾配θ_i+1（％）との差と、重力加速度
ｇとの積として表わされるもので、Ｌ≒ｇ×θ_i−θ_i+1／100 ……(5) の如く決定される。従つて、定積でフル駆動力で
登板可能な勾配がθ_i（％）となるギア段で、θ_i+1
（％）より小さな勾配を、フルロードで登板すれ
ば、第１１図の実線の判定レベルをオーバーし、
シフトアツプ可能な状態と判定され、θ_i+1（％）
より大きな勾配をフルロードで登板すれば、シフ
トアツプ不可能と判定される。また、同じ状態
で、θ_i+1（％）より大きい勾配を、空荷等の少な
い重量、例えば、定積での重量Ｍの1/3の重量M/
３でフルロード登板すれば、エンジンから発生す
る駆動力Ｆは、定積時と同じ（少なくなることは
ない）か、それ以上となるため、Ｆ＝Mα ……(6) （αは、車両の加速度）の関係から、定積時の
３倍以上の加速度が発生し、式(5)で決定された加
速度レベルよりも大きくなり、シフトアツプ可能
な状態と判定される場合もある。この様に、加速
度により、シフトアツプが可能かどうかを判定す
ることにより、坂道の勾配や積載重量にかかわら
ず正確な判定が可能となり、また、第７図や第９
図の定状走行での判定と組合わせることにより、
いかなる走行状態においても、正確かつ、省燃費
走行のためのシフトアツプ・ダウンの判定が可能
になる。

第１２図は、第１０図の変形例を示すフローチ
ヤートである。フルロード時の加速度判定が加わ
るのみで第１０図と殆んど同じであるので、詳細
は省略する。なお、第８，１０図と同様の処理、
判断を行なうものは、同一の符号を付して示して
いる。

次に、シフト変更時期を決定する手順例を示
す。第８，１０，１２図に示した手順により、シ
フト・アツプダウンが可能であり、なおかつ、燃
費向上が見込まれると判定されても、入力信号へ
雑音が加わつていたり、道路状態のランダム性の
影響を考慮すると、一度の判定結果を基にシフト
変更時期と決定することはできない。また、シフ
トアツプと判定され、実際に、シフト・アツプす
べき時期と、シフト・ダウンと判定され、実際
に、シフト・ダウンすべき時期とは異なる。シフ
ト・アツプと判定された場合は、早めにシフトア
ツプし、シフト・ダウンと判定された場合には、
極力、現使用段数を長めに使用する方が、燃費向
上に効果がある。従つて、シフト変更時期は、第
１３図のようにして決定される。第８，１０，１
２図の「NEXT処理」までに、シフト・アツプ
処理がt_u（約１〜２）秒以上連続して行なわれた
場合はシフトアツプの時期と決定し、シフトダウ
ン処理がt_d（約４〜５）秒以上連続して行なわれ
た場合はシフト・ダウン時期と決定する。「OK
処理」では、t_u，t_d秒と比較するためのT_uc（シフ
ト・アツプ・タイマー）、T_DO（シフト・ダウン・
タイマー）をそれぞれ０秒にリセツトする。

なお、第２，５〜７，９および１１図等に示さ
れる各種マツプは、いずれもコントロールユニツ
ト内の所定のメモリに格納されているものであ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、少なくとも
加速度を算出することにより過渡的な状態と準定
常的な状態の判定を行ない、その判定結果にもと
づいて判定、処理を別々に行なうようにしている
ため、判定結果が迅速に得られるばかりでなく、
自然の理にかなつていることから、判定結果に対
するドライバの違和感がなく、したがつて、省燃
費運転が円滑に行なわれる利点をもたらすもので
ある。また、加速度による判別を行うことによ
り、登板、平坦略走行にかかわらず、また、積載
重量にかかわらずいかなる場合でも、適切なシフ
ト操作時期を決定することができる。

なお、この発明は、上記ではシフト変更時期の
決定装置として説明したが、その決定内容を第
１，４図の符号２で示される表示装置を用いて運
転者に表示するようにすれば、シフトチエンジ指
示装置として適用することができる。また、自動
的にギア段を変速しうる変速機に対して、上述の
如き指示内容を与えることにより、省燃費型自動
変速装置を実現することができる。この場合は、
第１４図のように、シフト位置センサー１０１、
クラツチセンサー１０２が用いられるため、第６
図のような判定は不用になる。その他、一般走行
におけるシフト変更は、第１２，１３図で決定さ
れた、シフトアツプ・ダウン時期に、シフト位置
制御アクチユエータ１０３、クラツチ板制御用ア
クチユエータ１０４、エンジン回転数制御用アク
チユエータ１０５を介して自動的に、省燃費変速
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す概要図、第２
図は適性加速度ゾーンと過剰加速度ゾーンとの関
係を示す加速度判定マツプ、第３図は第１図の動
作を説明するためのフローチヤート、第４図はこ
の発明の他の実施例を示す概要図、第５図はエン
ジン回転数とエンジン負荷とからエンジントルク
を求めるためのマツプ、第６図は車速とエンジン
回転数とから使用ギア段位置を判別するためのマ
ツプ、第７図はシフトアツプ、ダウンを判定する
ためのマツプ、第８図は第４図の動作を説明する
ためのフローチヤート、第９図はエンジン回転数
とエンジントルクとから燃費率を求めるためのマ
ツプ、第１０図は第８図の変形例を示すフローチ
ヤート、第１１図はエンジン回転数とその変化分
との関係から走行状態を判定するためのマツプ、
第１２図はエンジン回転数とその変化分からシフ
トアツプ・ダウンを判定する動作を説明するため
のフローチヤート、第１３図はシフト変更時期を
決定する動作を説明するためのフローチヤート、
第１４図は省燃費型自動変速装置を示す概要図で
ある。符号説明、１……コントロールユニツト、２…
…表示ユニツト、１１……中央処理装置
（CPU）、１２……タイマ。

Claims

【特許請求の範囲】

１少なくとも車両の加速度を検出する加速度検
出手段と、車速またはエンジン回転数のいずれか
一方と加速度とによつて表わされる所定の領域を
適性加速度領域とそうでない領域とに分割して記
憶する記憶手段と、該記憶内容を参照して現在の
走行状態がいずれの領域にあるかを判別する判別
手段とを備え、該判別結果にもとづいて変速機の
シフト位置変更の時期を決定することを特徴とす
るシフト操作時期決定装置。