JP2802394B2 - 自動変速機の制御装置 - 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われるよ
うになっている自動変速機の制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、自動変速機の変速操作をマイクロコンピュ
ータを利用して電子制御で行うようにした制御装置とし
て、例えば特開昭62−194062号公報に見られるように、
変速パターンを設定した時の設定エンジン出力と実際に
自動変速機に入力されるエンジン出力とを比較して、変
速パターンを変更させるようにした技術が公知である。

上記変速制御におけるエンジン出力の測定は、エンジ
ン回転数と吸入空気量とからエンジン発生トルクを推定
すると共に、エンジン回転数とタービン回転数よりすべ
り率を算出し、これらによって自動変速機に入力される
エンジン出力を求めるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記のような変速パターンの変更は、この
変速パターンを設定する際に基準としたエンジン出力特
性と実際のエンジン出力特性とは、吸気温度の季節的変
化、高地等によって相違し、このエンジン出力の相違を
一定の変速パターンで変速制御していると、両者の差に
基づいて発生するシフトショック、クラッチの焼けとい
った問題を解消するために行うものである。

しかして、前記先行例のように実際のエンジン出力の
測定をエンジン回転数、吸入空気量等からエンジントル
クを推定して求めるようにしているものでは、その測定
誤差および演算誤差が大きく、また、各エンジンでの製
造上の個体差、経時変化等には対応できず、個体差（±
３〜５％）、季節変動（±５％）などに対して、正確で
緻密な変速パターンの変更を行うことが困難となる問題
を有する。

また、前記エンジン回転数と吸入空気量の検出によっ
て求まるエンジン出力はシリンダ内で発生する図示出力
であり、自動変速機に実際に入力されるエンジンの正味
出力は、各種機械損失および補機駆動損失を差し引いた
ものであり、この損失にも個体差があり、この点をも考
慮して変速パターンの変更を行うことが望まれる。

そこで本発明は上記事情に鑑み、エンジン個体差、季
節変動等に対する変速パターンの変更を正確でより緻密
に行ってシフトショックを低減するようにした自動変速
機の制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の自動変速機の制御装
置は、第１図の基本構成図に示すように、自動変速機１
の変速段を、例えば変速用ソレノイドバルブの切換え作
動によって変速する変速制御手段Ａを備える。この変速
制御手段Ａは、車速とエンジン負荷等の車両の走行状態
に応じて予め設定された変速パターンＭに基づいて求め
た変速段となるように制御信号を出力するものである。

また、エンジン２の燃焼圧力を測定する筒内圧センサ
20を設け、この筒内圧センサ20の検出信号が出力測定手
段Ｂに入力される。該出力測定手段Ｂは、筒内圧センサ
20の検出信号による図示平均有効圧力から無負荷時の筒
内圧センサ20の検出信号に基づく摩擦損失平均有効圧力
を差し引いて正味平均有効圧力を求めるものである。

そして、上記出力測定手段Ｂの信号を受けた変更手段
Ｃは、その測定に応じて前記変速パターンＭを変更する
もので、この変速パターンＭの変更により前記変速制御
手段Ａでの変速時期が最適状態に修正されるものであ
る。上記変更手段Ｃは、変速パターン設定時のエンジン
出力に対応する正味平均有効圧力の予測値と、上記出力
測定手段Ｂにより求めた実際のエンジン出力に対応する
正味平均有効圧力の測定値とを比較し、その比較結果に
応じて上記変速パターンＭによるシフトスケジュールを
変更するように構成されている。

（作用） 上記のような自動変速機の制御装置では、筒内圧セン
サにより図示平均有効圧力を測定し、この値から無負荷
時の筒内圧センサ出力に基づいて求めた摩擦損失平均有
効圧力を差し引いて正味平均有効圧力を演算し、この正
味平均有効圧力の測定値と変速パターン設定時の正味平
均有効圧力の予測値とを比較し、その差に応じて変速パ
ターンを変更し、例えば、あるエンジンでの正味平均有
効圧力の測定値が予測値より高い時には、このエンジン
が設定エンジンと同一変速パターンに基づいて同一スロ
ットル開度で変速すると、設定出力より高いエンジン出
力での変速となってシフトショックが生じるものである
が、変速パターンの設定時の正味平均有効圧力の予測値
と同一の圧力で変速するように変速パターンのシフトス
ケジュールを例えば高車速側にずらせて、変速時のスロ
ットル開度が低くなるように変更してシフトショックの
ない変速を得るようにしている。

また、筒内圧センサにより測定した図示平均有効圧力
をそのまま使用すると、この図示平均有効圧力が同一で
あっても摩擦損失平均有効圧力が個体差などによって異
なって、実際にエンジンから自動変速機に入力される駆
動力が相違するものの修正が行えないが、上記筒内圧セ
ンサによる図示平均有効圧力の測定値から無負荷時の筒
内圧センサ出力に基づいて求めた摩擦損失平均有効圧力
を差し引いて正味平均有効圧力を演算して、前記摩擦損
失平均有効圧力の個体差、経時変化に対応した変速パタ
ーンの変更を行って、さらに正確な変速が実行できるよ
うにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第２
図は自動変速機の制御装置の概略構成を示す。

自動変速機１にはエンジン２の出力が入力されるもの
であり、この自動変速機１とエンジン２とがコントロー
ルユニット３（ECU）によって総合的に制御される。

上記自動変速機１は、トルクコンバータ1aと油圧によ
り作動されるギヤ変速機構等で構成され、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、シフト位置が
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1aのタービン回転数を
検出するタービンセンサ７が取り付けられており、これ
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が配設されている。そして、こ
のエンジン１の運転状態を検出するために、吸入空気量
を検出するエアフローメータ16、デイストリビュータ13
に対しクランク角センサ17、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18、排気通路９に対しO₂セ
ンサ19がそれぞれ設置され、これらの信号がコントロー
ルユニット３に入力されている。

さらに、前記エンジン２には、点火プラグ12と一体に
筒内圧センサ20が取り付けられており、この筒内圧セン
サ20によって、燃焼室内で発生する燃焼圧力が直接測定
され、その検出信号が前記コントロールユニット３に入
力される。

また、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
バのレンジを指定する信号（1,2,Dレンジ信号）21、パ
ワーモードまたはエコノミーモードを指定する信号（P,
Eモード信号）22、キックダウンスイッチからの信号2
3、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。

そして、上記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14等に出力している。

上記自動変速機１に対して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Ｍを記憶し、この変速パターンＭに基づいて自動変速
機１を制御する手段を有すると共に、筒内圧センサ20に
より図示平均有効圧力を測定し、この値から無負荷時の
筒内圧センサ出力に基づいて求めた摩擦損失平均有効圧
力を差し引いて正味平均有効圧力を演算し、この正味平
均有効圧力の測定値と変速パターン設定時の正味平均有
効圧力の予測値とを比較し、その差に応じて変速パター
ンＭによるシフトスケジュールを変更する制御を行う。
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、両制御を別個のコントロールユニ
ットで行い、必要に応じて各コントロールユニット間で
通信を行うようにしてもよい。

前記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Ｍは、例えば第３図に示すように、車速とスロッ
トル開度とに応じ、第１速から第４速までの間の基本的
なシフトスケジュール（ギヤ変速位置）S1〜S3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３図では１種類のモードの変速パターンのみ
示しているが、通常、パワーモード、エコノミーモード
などの複数種の変速パターンを設定記憶し、モード信号
に応じて変速パターンを選択するようにしている。ま
た、シフトアップ時とシフトダウン時とでヒステリシス
を有するようにシフトスケジュールを設定するようにし
ている。

一方、前記変速パターンＭの変更は、例えば第４図に
示すような設計時の正味平均有効圧力の予測値Peoと、
筒内圧センサ20の測定に基づく正味平均有効圧力の測定
値Poとの差に応じたシフトスケジュールの移動量をもっ
て、第５図または第６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。

前記コントロールユニット３による変速パターンＭの
変更制御を、第７図の要部フローチャートに基づいて説
明する。制御スタート後、ステップS1において、エンジ
ン回転数Ne、スロットル開度TVおよび筒内圧センサ20の
検出信号Pi（図示平均有効圧力）を読み込む。

そして、ステップS2で上記筒内圧センサ20の検出信号
Piに基づき、正味平均有効圧力の測定値Peを演算する。
この正味平均有効圧力Pe（軸トルク）は、図示平均有効
圧力Piと摩擦損失平均有効圧力Pfとの間には公知のよう
に、Pe＝Pi−Pfの関係があり、図示平均有効圧力Piはそ
の運転状態での前記筒内圧センサ20の検出信号によって
測定される。また、摩擦損失平均有効圧力Pfは、アイド
ル状態すなわち無負荷状態Pe＝０での筒内圧センサ20の
検出圧Piが、このエンジン回転数Neでの摩擦損失平均有
効圧力Pfを示すことから推定するものである。

第８図にエンジン回転数Neと摩擦損失平均有効圧力Pf
との関係を示すように、アイドル状態の所定回転数IDで
測定した摩擦損失平均有効圧力Pfに対し、エンジン回転
数Neが上昇すると、これに応じて摩擦損失平均有効圧力
Pfも大きくなるように変化する特性を有するものであ
り、また、アイドル時の摩擦損失平均有効圧力Pfの基準
値からの変位量によって破線または鎖線で示すように変
化し、所定回転数Neでの変位量が求まるものであり、こ
の特性に基づいて検出した現在のエンジン回転数Neに相
当する摩擦損失平均有効圧力Pfの推定を行うものであ
る。

上記のように現在のエンジン回転数Neとスロットル開
度TVにおける筒内圧センサ20の検出圧から正味平均有効
圧力の測定値Peを求めた後、ステップS3で変速パターン
Ｍの基準特性を設定した際の正味平均有効圧力の予測値
Peoと上記測定値Peとの比較を行う。上記正味平均有効
圧力の予測値Peoは、基準エンジンにおける値をエンジ
ン回転数Neとスロットル開度TVとをパラメータとしたデ
ータマップに記憶しており、現在の運転状態におけるエ
ンジン回転数Neとスロットル開度TVに相当する部分に記
憶されている予測値Peoを呼び出して比較するものであ
る。

上記比較の結果、測定値Peと予測値Peoとが略等しい
場合には、ステップS4に進んで変速パターンＭのシフト
スケジュールの変更は行わない。一方、上記測定値Peが
予測値Peoより大きい場合には、ステップS5に進んで変
速パターンＭのシフトスケジュールを高速側に変更し、
逆に、測定値Peより予測値Peoが大きい場合には、ステ
ップS6に進んで変速パターンＭのシフトスケジュールを
低速側に変更する。

すなわち、前記正味平均有効圧力の予測値Peoと測定
値Peとの差（Pe−Peo）が、例えば前記第４図に示すよ
うに、所定の許容範囲を越えたとき、この差が正か負に
応じて高速側または低速側に、この差に対応したシフト
スケジュール移動量を設定する。そして、これに基づ
き、第５図または第６図のように、測定値Peが予測値Pe
oより大きい場合には、変速パターンＭのシフトスケジ
ュールS1〜S3が高速側（第５図の破線Sh）もしくは低ス
ロットル開度側（第６図の破線Sh′）にずらされ、逆
に、測定値Peより予測値Peoが大きい場合には、シフト
スケジュールS1〜S3が低速側（第５図の破線Sl）もしく
は高スロットル開度側（第６図の破線Sl′）にずれるよ
うに、変速パターンＭが修正される。この場合、第５図
のようにシフトスケジュールを車速方向に平行移動させ
て変更してもよいし、第６図のようにシフトスケジュー
ルをスロットル開度方向に移動させて変更してもよく、
さらに両者を組み合わせるように変更してもよい。

上記のように変更された変速パターンＭ（変更のない
場合には基本的な変速パターン）から、車速およびスロ
ットル開度に応じた変速段を求め、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うもので
ある。

上記制御によれば、吸気温度の変化もしくはエンジン
個体差などによって図示平均有効圧力が相違することに
より、または摩擦損失平均有効圧力が個体差などによっ
て相違することで、実際に自動変速機に入力される軸ト
ルクとしての正味平均有効圧力の予測値Peoよりも測定
値Peが所定範囲を越えて高い（または低い）エンジンで
は、同一シフトスケジュールによって同一スロットル開
度で変速すると、正味平均有効圧力すなわち軸トルクが
高い（または低い）ことからシフトショックが生じる
が、シフトスケジュールを高速側（または低速側）もし
くは低スロットル開度側（または高スロットル開度側）
に変更することで、同一の正味平均有効圧力で変速して
変速パターンの設定時と同様にシフトショックがない状
態で変速を行うことができるものである。

なお、上記変速パターンの変更のための処理は必ずし
も常時行う必要はなく、所定のサンプルタイムで行う
か、車両の走行状態がシフトスケジュール近傍となった
ときのみに行うようにしてもよい。

また、上記実施例では、変速パターンのシフトスケジ
ュールの移動量を正味平均有効圧力の測定値と予測値と
の差に応じて連続的に変更するようにしているが、段階
的に変更するようにしてもよい。

（発明の効果） 上記のように本発明によれば、筒内圧センサにより図
示平均有効圧力を測定し、この値から無負荷時の筒内圧
センサ出力に基づいて求めた摩擦損失平均有効圧力を差
し引いて正味平均有効圧力を演算し、この正味平均有効
圧力の測定値と変速パターン設定時の正味平均有効圧力
の予測値とを比較し、その差に応じて変速パターンを変
更するようにしたことにより、変速パターンの設定時の
正味平均有効圧力の予測値と同一の圧力で変速すること
ができ、シフトショックがなく、クラッチの負担の少な
い変速を行うことができるものである。また、上記変速
パターンの変更によって、吸気温度変化、エンジン製造
上の個体差、経時変化などに伴うエンジン出力変動に対
応することができると共に、摩擦損失平均有効圧力を考
慮していることから、同一図示平均有効圧力であっても
機械抵抗等の損失が個体差などによって異なるものの修
正も行うことができ、さらにシフトショックのない正確
で緻密な変速が実行できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための基本構成図、 第２図は一実施例における自動変速機の制御装置の概略
構成図、 第３図は変速パターンの一例を示す特性図、 第４図は正味平均有効圧力の測定値と予測値との差に応
じたシフトスケジュールの移動量を示す特性図、 第５図および第６図はそれぞれ変速パターンの変更例を
示す説明図、 第７図はコントロールユニットの処理を説明するための
要部のフローチャート図、 第８図は摩擦損失平均有効圧力とエンジン回転数との関
係を示す特性図である。 １……自動変速機、２……エンジン、３……コントロー
ルユニット、20……筒内圧センサ、Ａ……変速制御手
段、Ｂ……出力測定手段、Ｃ……変更手段、Ｍ……変速
パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳重 大志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−194062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−95721（ＪＰ，Ａ) 「機械工学便覧 応用編 Ｂ７ 内燃 機関」（社）日本機械学会編 昭和60年 10月30日 発行、Ｐ２−Ｐ９、Ｐ189− 190 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 63/48 F02D 41/00 - 45/00

Claims (2)

(57)【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う自動変速機の制御装置
   であって、エンジンの燃焼圧力を測定する筒内圧センサ
   を設け、該筒内圧センサの検出信号による図示平均有効
   圧力から無負荷時の筒内圧センサの検出信号に基づく摩
   擦損失平均有効圧力を差し引いて正味平均有効圧力を求
   める出力測定手段と、変速パターン設定時のエンジン出
   力に対応する正味平均有効圧力の予測値と上記出力測定
   手段により求めた実際のエンジン出力に対応する正味平
   均有効圧力の測定値とを比較し、その比較結果に応じて
   上記変速パターンによるシフトスケジュールを変更する
   変更手段を設けたことを特徴とする自動変速機の制御装
   置。
2. 【請求項２】前記変更手段は、正味平均有効圧力の測定
   値が予測値より大きい場合には変速パターンのシフトス
   ケジュールを高速側に変更し、上記正味平均有効圧力の
   測定値より予測値が大きい場合には変速パターンのシフ
   トスケジュールを低速側に変更することを特徴とする請
   求項１に記載の自動変速機の制御装置。