JPH0656202B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、変速パターンに基づいて変速が行なわれるよ
うになっている自動変速機の変速制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 一般に自動変速機は、車両の走行状態に応じて予め設定
された変速パターンに従って自動的に変速され、つま
り、車速とエンジン負荷（スロットル開度）とに応じた
シフト位置を予め設定した変速パターンが制御部に記憶
され、この変速パターンに従って変速が制御されるよう
になっている。そして、上記変速パターンの設定にあた
っては、予め一定条件下で調べられたエンジンの出力特
性等が考慮され、適当な走行性能が得られるようにシフ
ト位置が定められている。

ところが、平地と高地とによる外気圧の変化やエンジン
の経時変化等があった場合はエンジン出力が変化し、さ
らに、自動変速機に入力される実際の車両走行のための
駆動力は、上記のようなエンジン出力の変化に伴って変
化するほかに、エンジンにエアコンディショナー等の補
機類から負荷が加わった場合にも変化する。これらの場
合、予め設定された変速パターンによって変速が行なわ
れるだけでは、走行性能が変化してしまう。

このような問題に対し、例えば特開昭６０−２３６６２
号公報に示されるように、高地と低地とに応じた変速制
御を行なうようにした装置は知られており、この装置
は、外気圧によって高度を検出し、その高度信号の変化
に応じて変速パターンを変えるようにしている。しか
し、前述のように車両走行のため駆動力に影響を及ぼす
要素としては、外気圧のほかにも、エンジンの経時変化
やエンジンに補機類から加わる負荷等の種々の要素があ
るため、特定の要素（外気圧）のみに応じて変速パター
ンを変えるようにするだけでは、要求される走行性能を
充分に満足することができない。すなわち前述した如
く、変速パターンは予め一定条件下で調べられたエンジ
ン出力特性に基いて設定されているため、エンジン運転
状態（例えばスロットル開度と回転数）が同一であって
も実際のエンジン出力は、予め調べられたエンジン出力
と異なる場合があり、このような時にも同一の変速パタ
ーンで制御すれば、走行性能が変化してしまう（例えば
エアコンＯＮの時は低いエンジン出力で変速が行なわれ
る）という問題があった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、車両走行のための駆動
力が外気圧、エンジンの経時変化、補機類の負荷等のい
かなる要因による影響を受けても、常に適正な走行性能
を維持することのできる車両用自動変速機の変速制御装
置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は車両の走行状態に応じて予め設定された変速パ
ターンに基づいて変速を行なう自動変速機を備えた車両
において、その時のエンジンの運転状態に応じたエンジ
ン出力の予測値と上記自動変速機に入力されるエンジン
出力とを比較し、その比較結果に応じて上記変速パター
ンによるシフト位置を変更する変更手段を設けたもので
ある。

この構成により、実際の車両走行のための駆動力として
自動変速機に入力されるトルクが予測されたエンジント
ルクからずれたとき、それがいかなる要因による場合で
あっても、走行性能の変化を補うように変速パターンが
修正されることとなる。

（実施例） 第１図は自動変速機とエンジン、およびこれらに対する
制御系の全体構造を示す。この図において、１は自動変
速機、２はエンジン、３は自動変速機１とエンジン２と
を総合的に制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）で
ある。上記自動変速機１は、トルクコンバータと油圧に
より作動されるギヤ変速機等で構成され、油圧回路に組
込まれた複数のソレノイドバルブ４がコントロールユニ
ット３によって制御されることにより、変速が行なわれ
るようになっている。この自動変速機１には、その出力
軸の回転から車速を検出する車速センサ５、ニュートラ
ルおよびパーキング状態を検出するインヒビタスイッチ
６、トルクコンバータのタービン回転数を検出するター
ビン回転数センサ７が取付けられており、これからの信
号がコントロールユニット３に入力されている。

一方、エンジン２に対しては、吸気通路８および排気通
路９と、燃料噴射弁１０および燃料ポンプ１１等からな
る燃料系と、点火プラグ１２、ディストリビュータ１３
およびイグナイタ１４等からなる点火系とが具備されて
おり、吸気通路８中にはスロットル弁１５が配置されて
いる。１６は吸入空気量を検出するエアフローメータ、
１７はディストリビュータ１３に取付けられたクランク
角センサ、１８はスロットル弁１５の開度を検出するス
ロットル開度センサ、１９は排気通路９に設けられたＯ
_２センサであり、これらからの信号もコントロールユニ
ット３に入力されている。

さらにコントロールユニット３は、自動変速機１に関係
する信号として、第１速、第２速またはオートドライブ
のレンジを指定する信号（１，２，Ｄレンジ信号）２
１、後述するパワーモードまたはエコノミーモードを指
定すめ信号（Ｐ，Ｅモード信号）２２、キックダウンス
イッチからの信号２３、オーバドライブカットスイッチ
からの信号２４等が入力されている。このほかにも、自
動変速機１の制御やエンジン２の制御に必要な種々の信
号をコントロールユニット３に入力させておけばよい。

そしてコントロールユニット３は、種々の入力に応じ、
自動変速機１を制御する信号をソレノイドバルブ４に出
力する一方、エンジン２の燃料系、点火系等を制御する
信号を燃料噴射弁１０、燃料ポンプ１１、イグナイタ１
４等に出力している。特に自動変速機１に対して上記コ
ントロールユニット３は、車両の走行状態に応じて予め
設定された変速パターン３１を記憶し、この変速パター
ン３１に基づいて自動変速機１を制御する手段を有する
とともに、エンジンの運転状態に応じたエンジン出力の
予測値と上記自動変速機１に入力されるエンジン出力と
の比較結果に応じて上記変速パターン３１によるシフト
位置を変更する変更手段３２を備えている。なお、この
実施例では、上記コントロールユニット３によって自動
変速機１とエンジン２とが総合的に制御されるようにし
ているが、自動変速機１の制御エンジン２の制御とを別
個のコントロールユニットで行ない、必要に応じてこの
各コントロールユニット間で通信を行なうようにしてお
いてもよい。

コントロールユニット３に記憶されている変速パターン
３１は、例えば第２図に示すように、車速とスロットル
弁開度とに応じ、第１速から第４速までの間の基本的な
シフト位置（ギヤ変速位置）Ｓ_１〜Ｓ_３が設定されたも
ので、このような変速パターンそのものは従来から知ら
れている。なお、第２図では１種類のモードの変速パタ
ーンのみ示したが、通常、加速性能等のためのパワーモ
ードと経済走行のためのエコノミーモード等、複数種の
モードの変速パターンを設定、記憶し、前記のＰ，Ｅモ
ード信号に応じて変速パターンを選定するようになって
いる。また、シフトアップ時とシフトダウン時とでシフ
ト位置を異ならせるように変速パターンを設定しておい
てもよい。

また、変更手段３２は、例えば第３図に示すようなエン
ジン発生トルクの予測値Ｆｅと自動変速機１の入力トル
クＦｍとの差に応じたシフト位置移動量をもって、第４
図または第５図のように変速パターンを修正するもので
あり、これについては後に詳述する。

第６図は上記コントロールユニット３による主に自動変
速機１に対しての制御の具体例をフローチャートで示し
ている。このフローチャートは、イグニッションスイッ
チ（Ｉｇ）がＯＮとなることによりスタートし、先ずス
テップＳ_１で初期設定を行なってから、ステップＳ
_２で、コントロールユニット３に入力される各種のセン
サー情報を読取る。次に、ステップＳ_３で、吸入空気量
等に応じた燃料の基本噴射量を算出し、燃料噴射を制御
するための信号を燃料制御系に出力する（ステップ
Ｓ_３′）。ステップＳ_３に続いてステップＳ_４で、エン
ジン回転数ｎとエアフローメータ出力（吸気負圧でもよ
い）とに応じて第８図に示すようなマップからエンジン
発生トルクの予測値Ｆｅを算出する。この予測値Ｆｅは
エンジントルク特性から予め調べられて設定され、つま
り、エンジン回転数を横軸にとって吸気負圧をパラメー
タとしたエンジントルク特性は第７図のようになり、吸
気温度等が一定の条件下では、エンジン回転数と吸気負
圧もしくはエアフローメータ出力とによってエンジント
ルクが決まるので、このような一定条件下で調べられた
エンジントルクが予測値Ｆｅとされ、第８図に示すよう
にマップとしてコントロールユニット３内に記憶されて
いる。

次に、ステップＳ_５で、エンジン回転数と自動変速機１
におけるトルクコンバータのタービン回転数とにより、
すべり率ｅを求める。このすべり率ｅは、タービン回転
数のエンジン回転数に対する比率を百分率で表わしたも
のである。続いてステップＳ_６で、第９図中に示したコ
ンバータ範囲（トルク変換が行なわれる作動範囲）にあ
るか否かを調べ、その判定結果がＮＯであれば、後述の
ステップＳ_９に移る。

ステップＳ_６での判定結果がＹＥＳのときは、ステップ
Ｓ_７で、次のように入力トルクＦｍを算出する。すなわ
ち、一般に知られているように、上記すべり率ｅとトル
クコンバータの比入力トルクμおよびトルク比τとの間
には第９図に示す如き対応関係があり、またこの図に示
すコンバータ範囲内では、上記比入力トルクμ、トルク
比τおよびエンジン回転数ｎから、上記入力トルクＦｍ
は Ｆｍ＝τ・μ・ｎ^２ と求められる。そこで、予めすべり率ｅに応じた［μ・
τ］の値が調べられ、これが第１０図に示すようなマッ
プとしてコントロールユニット３内に記憶されている。
そしてステップＳ_７では、すべり率ｅに応じて上記マッ
プから求めた［μ・τ］の値とエンジン回転数ｎとによ
り、入力トルクＦｍを算出するようにしている。

次に、ステップＳ_８で、エンジン発生トルクの予測値Ｆ
ｅと自動変速機１の入力トルクＦｍとの差（Ｆｅ−Ｆ
ｍ）に応じてシフト位置移動量を求め、これに基づいて
変速パターンを修正する。この場合、例えば第３図に示
すように、上記の差（Ｆｅ−Ｆｍ）が所定の許容範囲を
越えたとき、この差が正か負かに応じて高速側または低
速側に、この差に対応したシフト位置移動量を設定す
る。そしてこれに基づき、第４図または第５図のよう
に、エンジン発生トルクの予測値Ｆｅよりも自動変速機
１の入力トルクＦｍが小さいときはシフト位置Ｓ_１〜Ｓ
_３が高速側にずらされ（破線Ｓｈ，Ｓｈ′）、上記予測
値Ｆｅよりも上記入力トルクＦｍが大きいときはシフト
位置Ｓ_１〜Ｓ_３が低速側にずれる（破線Ｓｌ，Ｓｌ′）
ように、変速パターンが修正される。この場合、第４図
のようにシフト位置のライン全体を移動させてもよい
し、第５図のように低負荷、高負荷を除く使用頻度の高
い負荷の範囲でシフト位置を移動させてもよい。

さらにステップＳ_９で、上記の修正された変速パターン
（修正されていなければ基本的な変速パターン）から、
車速およびスロットル弁開度に応じた変速段をもとめ、
この変速段に自動変速機１を駆動する信号を出力して変
速制御を行なう（ステップＳ_９′）。それから、ステッ
プＳ_２に戻ってそれ以下の処理を繰返す。

以上のような制御によると、平地と高地とによる外気圧
の変化、エンジンの経時変化、エアコンディショナー等
の補機類からエンジンに加わる負荷等の種々の要因によ
り、実際に自動変速機１に与えられる車両走行のための
駆動力が変化した場合でも、それに応じた変速パターン
の修正が行なわれてシフト位置が適正に制御される。

つまり、第２図に示すような基本的な変速パターンは、
予め外気圧等が一定の条件下でのエンジン出力の特性を
考慮し、かつエンジン出力がそのまま自動変速機１に伝
えられて車両走行のための駆動力となることを予定し、
適正な走行性能が得られるように設定されているが、上
述のような種々の要因により車両走行のための駆動力が
変化すると、走行性能に影響を及ぼす。

このような事態が生じたとき、例えば外気圧の変化やエ
ンジンの経時変化等が生じれば実際のエンジン発生トル
クが前記の予測値Ｆｅからずれ、またエアコンディショ
ナー等の補機類の負荷が加われば自動変速機１の入力ト
ルクＦｍが減少することから、いずれの要因による場合
にも上記予測値Ｆｅと上記入力トルクＦｍとの間に差が
生じる。この差に応じ、前記ステップＳ_８による処理で
シフト位置が変更され、適正な走行状態が維持されるよ
うに変速パターンが修正されることとなる。

この場合、高地における外気圧の低下、エンジンの経時
変化、補機類の負荷等による影響は、通常、自動変速機
１の入力トルクＦｍが上記予測値Ｆｅよりも小さくなる
傾向を生じさせる。そして、このとき基本的な変速パタ
ーンによると変速時にパワー不足を感じさせることとな
る。従って、上記予測値Ｆｅと上記入力トルクＦｍとの
比較結果に応じた変速パターンの修正は、少なくとも上
記入力トルクＦｍが上記予測値Ｆｅよりも小さくなった
とき、シフト位置を高速側にずらすようにすればよい。
当実施例ではさらに、特殊な事情で上記入力トルクＦｍ
が上記予測値Ｆｅより大きくなる場合も考慮し、この場
合はシフト位置を低速側にずらすようにしている。

なお、上記実施例では、自動変速機１の入力トルクＦｍ
を、トルクコンバータのすべり率ｅから求められるトル
ク比τ、比入力トルクμとエンジン回転数ｎとによって
算出しているが、トルクセンサによって直接的に検出す
るようにしてもよい。

また、上記予測値Ｆｅと上記入力トルクＦｍとの比較、
およびその比較結果に応じたシフト位置変更のための処
理は必ずしも常時行なう必要はなく、車両の走行状態
（車速およびスロットル弁開度）がシフト位置付近とな
ったときにのみ行なうようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、エンジンの運転状態に応じたエ
ンジン出力の予測値と実際の車両走行のための駆動力と
なる自動変速機に入力されるエンジン出力とを比較し、
その比較結果に応じ、予め設定された変速パターンによ
るシフト位置を変速するようにしているため、外気圧の
変化、エンジンの経時変化、補機類の負荷等のいかなる
要因によって上記の自動変速機に入力されるエンジン出
力が上記予測値からずれた場合でも、それに応じて変速
パターンが修正され、適正な走行性能を維持することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は変速パ
ターンの一例を示す図、第３図はエンジントルクの予測
値と自動変速機の入力トルクとの差に応じたシフト位置
移動量を示す図、第４図および第５図はそれぞれ変速パ
ターン修正の具体例を示す説明図、第６図は制御のフロ
ーチャート、第７図はエンジン回転数および吸気負圧に
応じたエンジントルクの特性図、第８図はエンジントル
クの予測値のマップを示す図、第９図はトルクコンバー
タのすべり率に応じた比入力トルクおよびトルク比の特
性図、第１０図はトルクコンバータの特性値のマップを
示す図である。 １…自動変速機、２…エンジン、３…コントロールユニ
ット、３１…変速パターン、３２…変更手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−215434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−30554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−91052（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の走行状態に応じて予め設定された変
   速パターンに基づいて変速を行なう自動変速機を備えた
   車両において、その時のエンジンの運転状態に応じたエ
   ンジン出力の予測値と上記自動変速機に入力されるエン
   ジン出力とを比較し、その比較結果に応じて上記変速パ
   ターンによるシフト位置を変更する変更手段を設けたこ
   とを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
2. 【請求項２】上記変更手段は、上記自動変速機に入力さ
   れるエンジン出力が上記エンジン出力の予測値よりも小
   さいときに上記シフト位置を高速側に変更するようにな
   っている特許請求の範囲第１項記載の車両用自動変速機
   の変速制御装置。