JP2006275087A

JP2006275087A - 自動変速機の変速制御装置

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Publication number: JP2006275087A
Application number: JP2005091686A
Authority: JP
Inventors: Minoru Murakami; 実村上
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP4910298B2

Abstract

【課題】この発明は、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、運転性を向上させることにある。
【解決手段】この発明は、アクセル開度変化率が設定値より低い場合には、所定時間だけ変速手段のシフトアップを禁止するシフトアップ禁止手段を設けた自動変速機の変速制御装置において、路面の勾配状態を検出可能な路面勾配検出手段を設け、路面摩擦係数を検出可能な路面摩擦係数検出手段を設け、路面勾配状態と路面摩擦係数とに基づいて設定値の値を変更する設定値変更手段を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は自動変速機の変速制御装置に係り、特に、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、運転性を向上させることが可能な自動変速機の変速制御装置に関する。

車両に搭載される自動変速機においては、複数の変速段を有する変速手段を備え、変速手段を変速するために、例えば図９に示す如く、車速とスロットル開度とから選択される変速段を予め設定した変速マップを備えた変速制御装置を設けている。自動変速機の変速制御装置は、その時のスロットル開度と車速とから変速マップに基づいて選択される変速段になるように、シフトソレノイド等により摩擦係合要素を係合、あるいは解放させて変速手段の変速段をシフトアップ・シフトダウンし、変速している。

ここで、路面状況によるシフトアップ・シフトダウンを説明すると、図９に示す如く、車両がワインディング路を走行中にスロットル開度と車速とがＡ点であったときは変速段が３速であり、カーブの手前でアクセルペダルを戻すと、スロットル開度と車速とがＢの点に移動し、４速へのシフトアップが発生してエンジンブレーキ力が不足する。その後、車両がカーブを抜けて再度運転者が加速しようとすると駆動力が不足するので、運転者がアクセルペダルを踏込み、スロットル開度と車速とがＣの点に移動して３速ヘのシフトダウンが発生する。

このような自動変速機のシフトアップ・シフトダウンは、運転者の意図したものではない。自動変速機は、本来、カーブに向けて適度なエンジンブレーキ力を発生し、その後、カーブを抜けた後に運転者が要求する駆動力が得られるような変速段に変速されるべきである。

このような自動変速機の変速制御装置には、アクセル開度の変化率が負のしきい値（設定値）を下回った場合に、ある一定期間（所定時間）シフトアップを禁止するものがある。これにより、この自動変速機の変速制御装置は、カーブの手前で運転者がアクセルペダルを急戻しした場合に、シフトアップが所定時間禁止されるので、カーブの手前では適度なエンジンブレーキ力が得られ、カーブ脱出時に適切な駆動力が得られる効果がある。
特許登録第３０３７３６９号公報特許登録第３１２２０８３号公報

また、自動変速機の変速制御装置には、車速とアクセル開度とにより予め設定された変速マップにおいて、各車速でのシフトアップが行われるアクセル開度をシフトアップタイミングとし、降坂走行時のシフトアップ要求に対する実際のシフトアップを、非降坂走行時のシフトアップタイミングに基づいて決定することにより、降坂走行時のシフトアップを運転者に違和感を与えることなく実行させるものがある。
特許登録第３５３５６９７号公報

しかし、ワインディング路には、比較的平坦なワインディング路もあれば急勾配のワインディング路もあり、前記特許文献１、特許文献２のように、それぞれに同じアクセル開度変化率の設定値、シフトアップを禁止する所定時間を設定していては運転性の改善に限界があった。

また、特許文献３のように、車速とアクセル開度とにより予め設定された変速マップのアクセル開度をシフトアップタイミングとし、非降坂走行時のシフトアップタイミングに基づき降坂走行時のシフトアップを決定する場合は、アクセル開度変化率を考慮していないため、運転性の改善に限界があった。

この発明は、予め設定された変速マップに基づいて選択された変速段になるようにシフトアップ・シフトダウンされる変速手段を備えた自動変速機を設け、アクセル開度を検出可能なアクセル開度検出手段を設け、このアクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度からアクセル開度変化率を算出するアクセル開度変化率算出手段を設け、このアクセル開度変化率算出手段により算出されたアクセル開度変化率が設定値より低い場合には、所定時間だけ前記変速手段のシフトアップを禁止するシフトアップ禁止手段を設けた自動変速機の変速制御装置において、路面の勾配状態を検出可能な路面勾配検出手段を設け、路面摩擦係数を検出可能な路面摩擦係数検出手段を設け、前記路面勾配検出手段により検出される路面勾配状態と前記路面摩擦係数検出手段により検出される路面摩擦係数とに基づいて前記設定値の値を変更する設定値変更手段を設けたことを特徴とする。

この発明の自動変速機の変速制御装置は、アクセル開度変化率が設定値より低い場合には、所定時間だけ変速手段のシフトアップを禁止し、路面勾配状態と路面摩擦係数とに基づいてアクセル開度変化率の設定値の値を変更することにより、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、例えば、登坂路走行中は、平坦路走行中と比較してアクセル開度変化率の設定値を大きくし、シフトアップを禁止する所定時間する時間を長くすることにより、運転性を向上させることが可能である。

この発明の自動変速機の変速制御装置は、路面勾配状態と路面摩擦係数とに基づいてシフトアップを禁止するためのアクセル開度変化率の設定値の値を変更することにより、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、運転性を向上させることができるものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図９は、この発明の実施例を示すものである。図７において、２は図示しない車両に搭載されるエンジン、４は自動変速機である。自動変速機４は、トルクコンバータ６と変速手段である補助変速機構８とを備えている。補助変速機構８は、図示しないプラネタリギヤ等から構成される複数の変速段を有し、クラッチやブレーキ等からなる摩擦係合要素１０の係合・解放によりシフトアップ・シフトダウンされ、変速される。

自動変速機４の下方には、バルブボディ１２を設けている。バルブボディ１２には、補助変速機構８の摩擦係合要素１０に作動圧を供給して係合状態を切換えるシフトバルブ（図示せず）のシフト用第１・第２ソレノイド１４・１６を備えている。

シフト用第１・第２ソレノイド１４・１６は、自動変速機４の変速制御装置１８の制御部２０に接続している。制御部２０には、エンジン２の回転速度を検出するエンジン回転センサ２２と、エンジン２のスロットルバルブ（図示せず）のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ（スロットル開度検出手段）２４と、自動変速機４の出力軸の回転速度から車速を検出する車速センサ（車速検出手段）２６と、自動変速機４の図示しないシフトレバーのシフト位置を検出するシフト位置スイッチ２８とを接続している。スロットル開度センサ２４は、スロットルバルブを開閉動作するアクセルペダル（図示せず）のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段としても機能する。

変速制御装置１８の制御部２０は、車速とスロットル開度とから選択される変速段を予め設定した変速マップ３０（図９参照）を備え、変速段算出手段３２を設け、アクセル開度変化率算出手段３４を設け、シフトアップ禁止手段３６を設け、路面勾配検出手段３８を設け、路面摩擦係数検出手段４０を設け、設定値変更手段４２を設け、変速段指令手段４４を設けている。

前記変速段算出手段３２は、スロットル開度センサ２４により検出されたスロットル開度と車速センサ２６により検出された車速とから、図９に示す変速マップに基づいて変速段を算出する。

前記アクセル開度変化率算出手段３４は、スロットル開度センサ２４により検出されたスロットル開度（アクセル開度）からアクセル開度変化率を算出する。アクセル開度変化率は、単位時間当たりのアクセル開度の変化量を算出することにより求められる。

前記シフトアップ禁止手段３６は、アクセル開度変化率算出手段３４により算出されたアクセル開度変化率が設定値より低い場合には、所定時聞だけ変速手段である補助変速機構８のシフトアップを禁止する。

前記路面勾配検出手段３８は、路面の勾配状態を検出する。この実施例においては、車両の前後方向の傾きを検出する勾配センサ４６を制御部２０に接続し、勾配センサ４６の検出信号により路面の勾配状態を検出する。なお、路面の勾配状態は、その他公知の推定方法を使用してもよい。

前記路面摩擦係数検出手段４０は、路面摩擦係数を検出する。この実施例においては、車両に搭載されたＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ）４８を制御部２０に接続し、ＡＢＳ４８の動作信号により路面摩擦係数を算出する。なお、路面摩擦係数は、駆動輪と従動輪との速度差から算出することもできる。

前記設定値変更手段４２は、路面勾配検出手段３８により検出された路面勾配状態と路面摩擦係数検出手段４０により検出された路面摩擦係数とに基づいて、アクセル開度変化率を判定する設定値の値を変更する。

前記変速段指令手段４４は、変速段算出手段３２により選択された変速段になるように、シフト用第１・第２ソレノイド１４・１６へ指令信号を出力して摩擦係合要素１０に供給する作動圧を制御する。摩擦係合要素１０は、作動圧により係合、あるいは解放され、補助変速機構８の変速段をシフトアップ・シフトダウンし、変速させる。

前記シフトアップ禁止手段３６は、アクセル開度検出手段たるスロットル開度センサ２４により検出されたアクセル開度が全閉時の場合の所定時間と全閉時以外の場合の所定時間とを、異なった値に設定する。

前記設定値変更手段４２は、登坂路での設定値を平坦路での設定値より大きな値に設定し、かつ登坂路での所定時間を平坦路での所定時問より長い値に設定する。また、設定値変更手段４２は、低摩擦路での設定値を平坦路での設定値より小さな値に設定し、かつ低摩擦路での所定時問を平坦路での所定時間より短い値に設定する。

このように、自動変速機４の変速制御装置１８は、図８に示す如く、スロットル開度センサ２４により検出されたスロットル開度と車速センサ２６により検出された車速とから変速マップに基づいて変速段を算出する変速段算出手段３２を設け、スロットル開度センサ２４により検出されたスロットル開度（アクセル開度）からアクセル開度変化率を算出するアクセル開度変化率算出手段３４を設け、アクセル開度変化率算出手段３４により算出されたアクセル開度変化率が設定値より低い場合には所定時間だけ補助変速機構８のシフトアップを禁止するシフトアップ禁止手段３６を設け、路面勾配検出手段３８により検出された路面勾配状態と路面摩擦係数検出手段４０により検出された路面摩擦係数とに基づいて、アクセル開度変化率を判定する設定値の値を変更する設定値変更手段４２を設け、変速段算出手段３２により選択された変速段になるようにシフト用第１・第２ソレノイド１４・１６へ指令信号を出力して摩擦係合要素１０に供給する作動圧を制御する変速段指令手段４４を設けている。

次に、自動変速機４の変速制御装置１８の作用を説明する。

図１に示すフローチャートにて、シフトアップ禁止の判定を説明する。自動変速機４の変速制御装置１８は、制御がスタートすると（１００）、アクセル開度変化率を算出する（１０２）。

アクセル開度変化率は、アクセル開度ＡＰの単位時間（例えば２０ｍｓｅｃ間）当たりの変化量として求める。ここでは、アクセル開度変化率を△ＡＰとし、アクセルペダルを戻し方向に操作した場合は負の値、踏み込み方向に操作した場合は正の値を取るものとする。

次に、路面の勾配状態を検出し（１０４）、路面摩擦係数を検出し（１０６）、登坂路が否かを判断する（１０８）。この判断（１０８）が登坂路でＹＥＳの場合は、アクセル開度変化率ＡＰのしきい値（設定値）を△ＡＰ１とする（１１０）。

前記判断（１０８）が登坂路でなくＮＯの場合は、路面摩擦係数が小さい低摩擦路（低μ路）か否かを判断する（１１２）。この判断（１１２）が低摩擦路でＹＥＳの場合は、アクセル開度変化率ＡＰのしきい値（設定値）を△ＡＰ２とする（１１４）。

前記判断（１１２）が低摩擦路でなくＮＯの場合は、アクセル開度変化率ＡＰのしきい値（設定値）を△ＡＰ０とする（１１６）。

前記アクセル開度ＡＰから算出（１０２）されたアクセル開度変化率△ＡＰと、前記登坂路及び低摩擦路の判断（１０８、１１２）で決定された変化率のしきい値（△ＡＰ０、△ＡＰ１、△ＡＰ２のいずれか）とを比較し、アクセル開度変化率△ＡＰが変化率のしきい値未満であるか否かを判断する（１１８）

この判断（１１８）がアクセル開度変化率△ＡＰ＜変化率のしきい値でＹＥＳの場合は、アクセルペダルを急戻ししたと判断してシフトアップを禁止し（１２０）、終了を処理する（１２２）。この判断（１１８）がアクセル開度変化率△ＡＰ＜変化率のしきい値でなくＮＯの場合は、処理を終了する（１２２）。

次に、図２のフローチャートにて、シフトアップ禁止の解除判定を説明する。自動変速機４の変速制御装置１８は、制御がスタートすると（２００）、シフトアップ禁止中か否かを判断する（２０２）。

この判断（２０２）がシフトアップ禁止中でなくＮＯの場合は、図１のフローチャートにてシフトアップ禁止と判定されなかった場合か、すでにシフトアップ禁止を解除した場合であるので、処理を終了する（２２６）。

この判断（２０２）がシフトアップ禁止中でＹＥＳの場合は、登坂路が否かを判断する（２０４）。この判断（２０４）が登坂路でＹＥＳの場合は、アイドル経過時間の判定時間（所定時間）をＴ１１とし（２０６）、アクセル踏み込み経過時間の判定時問（所定時間）をＴ２１とする（２０８）。

前記判断（２０４）が登坂路でなくＮＯの場合は、路面摩擦係数が小さい低摩擦路（低μ路）か否かを判断する（２１０）。この判断（２１０）が低摩擦路でＹＥＳの場合は、アイドル経過時間の判定時間（所定時間）をＴ１２とし（２１２）、アクセル踏み込み経過時間の判定時間（所定時間）をＴ２２とする（２１４）。

前記判断（２１０）が低摩擦路でなくＮＯの場合は、アイドル経過時間の判定時間（所定時間）をＴ１０とし（２１６）、アクセル踏み込み経過時間の判定時間（所定時間）をＴ２０とする（２１８）。

アイドル経過時間と前記登坂路及び低摩擦路の判断（２０４、２１０）で決定された判定時間（Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２のいずれか）とを比較し、アイドル経過時間が判定時間（所定時間）以上であるか否かを判断する（２２０）。

この判断（２２０）がアイドル経過時間≧判定時間でＹＥＳの場合は、シフトアップ禁止を解除し（２２４）、処理を終了する（２２６）。

この判断（２２０）がアイドル経過時間＜判定時間でＮＯの場合は、アクセル踏み込み経過時間と前記登坂路及び低摩擦路の判断（２０４、２１０）で決定された判定時間（Ｔ２０、Ｔ２１、Ｔ２２のいずれか）とを比較し、アクセル踏み込み経過時間が判定時間（所定時間）以上であるか否かを判断する（２２２）。

この判断（２２２）がアクセル踏み込み経過時間≧判定時間でＹＥＳの場合は、シフトアップ禁止を解除し（２２４）、処理を終了する（２２６）。この判断（２２２）がアクセル踏み込み経過時間＜判定時間でＮＯの場合は、処理を終了し（２２６）、シフトアップ禁止を継続する。

次に、図３のフローチャートにて、変速段の決定を説明する。自動変速機４の変速制御装置１８は、制御がスタートすると（３００）、現在の変速段（ＧＰ）をＧＰＯＬＤに保存し（３０２）、スロットル開度、車速から変速マップに従い変速段を決定し（３０４）、変速段ＧＰに入力する。変速マップは、例えば図９のようにスロットル開度、車速により予め設定され、これにより変速段を決定する。

変速段の決定（３０４）に続き、シフトアップが発生したか否かを判断する（３０６）。シフトアップの発生は、ＧＰとＧＰＯＬＤとを比較することにより行い、ＧＰ＞ＧＰＯＬＤであればシフトアップが発生したと判断する。

前記判断（３０６）においてシフトアップが発生していずＮＯの場合は、処理を終了する（３１２）。前記判断（３０６）においてシフトアップが発生してＹＥＳの場合は、シフトアップ禁止中か否かを判断する（３０８）。

この判断（３０８）がシフトアップ禁止中でなくＮＯの場合は、処理を終了する（３１２）。この判断（３０８）がシフトアップ禁止中でＹＥＳの場合は、変速段ＧＰ＝ＧＰＯＬＤとして前回の変速段に戻し（３１０）、シフトアップを禁止して、処理を終了する（３１２）。

以上の処理を、図４〜図６のタイムチャートに従って説明する。

図４は、平坦路走行中の場合を示すタイムチャートである。平坦路走行中において、アクセルペダルを時間ｔ０時に急戻しした場合、アクセル開度変化率は負の方向に値が変化する。ここで、アクセル開度変化率がしきい値より低くなった場合は、通常は４速の変速段へのシフトアップが発生するが、シフトアップを禁止して３速を保持する。その後、アクセルペダルを踏み込んでいる状態が時間ｔ１から判定時間Ｔ２０を経過すると、シフトアップ禁止を解除して、４連ヘシフトアップを行う。

図５は、登坂路走行中の場合を示すタイムチャートである。登坂路走行中において、図４と同様に、アクセルペダルの急戻しにより時間ｔ０にてアクセル開度変化率がしきい値より低くなってシフトアップが禁止され、３速に保持される。しかし、アクセルペダルを踏み込んだ状態が時間ｔ１から前記Ｔ２０より長い判定時間Ｔ２１を経過したときに、シフトアップ禁止が解除されて４速へのシフトアップが行われている。

図６は、低摩擦路走行中の場合を示すタイムチャートである。低摩擦路走行中において、時間ｔ０でアクセルペダルを急戻ししたが、低摩擦路走行時のアクセル開度変化率がしきい値を下回らなかったので、４速へのシフトアップが行われている。

これにより、この自動変速機４の変速制御装置１８は、登坂路ではシフトアップが禁止されやすく、シフトアップ禁止の時間を長くし、低摩擦路では逆にシフトアップが禁止されにくく、シフトアップ禁止の時間を短くでき、様々な路面状況に対応して運転性を改善できる。

このように、この自動変速機４の変速制御装置１８は、アクセル開度変化率がしきい値（設定値）より低い場合には、判定時間（所定時間）だけ変速手段のシフトアップを禁止し、路面勾配状態と路面摩擦係数とに基づいてアクセル開度変化率のしきい値の値を変更することにより、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、運転性を向上させることが可能である。

また、シフトアップ禁止手段３６は、アクセル開度検出手段たるスロットル開度センサ２４により検出されたアクセル開度が全閉時の場合の判定時間（所定時間）と全閉時以外の場合の判定時間（所定時間）とを、異なった値に設定することにより、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、運転性を向上させることが可能である。

さらに、設定値変更手段４２は、登坂路でのしきい値（設定値）を平坦路でのしきい値（設定値）より大きな値に設定し、かつ登坂路での判定時間（所定時間）を平坦路での判定時間（所定時間）より長い値に設定することにより、登坂路では、平坦路よりシフトアップ禁止の制御を実行されやすく、かつその実行されている時間も平坦路より長く設定されているため、山岳道路（ワインディング路）を登坂している時においても、運転者の要求に沿ったスムーズな変速制御を実施することが可能である。

さらにまた、設定値変更手段４２は、低摩擦路でのしきい値（設定値）を平坦路でのしきい値（設定値）より小さな値に設定し、かつ低摩擦路での判定時間（所定時間）を平坦路での判定時間（所定時間）より短い値に設定することにより、低摩擦路では、平坦路よりシフトアップ禁止の制御を実行されにくく、かつその実施されている時間も平坦路より短く設定されているため、運転者の要求（車両の安定性を高めたい）に沿ったスムーズな変速制御を実施することが可能である。

なお、上述実施例においては、変速手段のシフトアップを禁止するアクセル開度変化率のしきい値（設定値）の値を路面勾配状態と路面摩擦係数とに基づいて変更したが、路面勾配状態と路面摩擦係数とだけでなく、ステアリングの操作状態、ブレーキペダルの踏込み状態等を加味して変更することにより、路面状況が変化した場合に、車両の前後・作用・上下方向への動き（挙動）を考慮して、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができ、運転性を向上させることができる。

この発明の自動変速機の変速制御装置は、路面状況が変化しても、運転者が違和感を感じないような最適な変速段を選択して変速手段を変速することができるものであり、複数の変速段を有する変速手段を備えた自動変変速機だけでなく、ＣＶＴなどの無段階に変速比を変更可能に変速手段を備えた自動変速機の制御にも適用可能である。

自動変速機の変速制御装置の実施例を示すシフトアップ禁止のフローチャートである。シフトアップ禁止の解除のフローチャートである。変速段の決定のフローチャートである。平坦路走行中のタイムチャートである。登坂路走行中のタイムチャートである。低摩擦路走行中のタイムチャートである。変速制御装置の概略構成図である。変速制御装置の制御構成図である。スロットル開度と車速とによる変速マップを示す図である。

符号の説明

２エンジン
４自動変速機
６トルクコンバータ
８補助変速機構
１０摩擦係合要素
１２バルブボディ
１４シフト用第１ソレノイド
１６シフト用第２ソレノイド
１８変速制御装置
２０制御部
２２エンジン回転センサ
２４スロットル開度センサ
２６車速センサ
２８シフト位置スイッチ
３０変速マップ
３２変速段算出手段
３４アクセル開度変化率算出手段
３６シフトアップ禁止手段
３８路面勾配検出手段
４０路面摩擦係数検出手段
４２設定値変更手段
４４変速段指令手段
４６勾配センサ
４８ＡＢＳ

Claims

予め設定された変速マップに基づいて選択された変速段になるようにシフトアップ・シフトダウンされる変速手段を備えた自動変速機を設け、アクセル開度を検出可能なアクセル開度検出手段を設け、このアクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度からアクセル開度変化率を算出するアクセル開度変化率算出手段を設け、このアクセル開度変化率算出手段により算出されたアクセル開度変化率が設定値より低い場合には、所定時間だけ前記変速手段のシフトアップを禁止するシフトアップ禁止手段を設けた自動変速機の変速制御装置において、路面の勾配状態を検出可能な路面勾配検出手段を設け、路面摩擦係数を検出可能な路面摩擦係数検出手段を設け、前記路面勾配検出手段により検出された路面勾配状態と前記路面摩擦係数検出手段により検出された路面摩擦係数とに基づいて前記設定値の値を変更する設定値変更手段を設けたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
前記シフトアップ禁止手段は、前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度が全閉時の場合の所定時間と全閉時以外の場合の所定時間とを異なった値に設定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
前記設定値変更手段は、登坂路での設定値を平坦路での設定値より大きな値に設定し、かつ登坂路での所定時間を平坦路での所定時問より長い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
前記設定値変更手段は、低摩擦路での設定値を平坦路での設定値より小さな値に設定し、かつ低摩擦路での所定時問を平坦路での所定時間より短い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。