JP3157821B2 - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

車両用自動変速機の制御装置

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JP3157821B2 JP15016989A JP15016989A JP3157821B2 JP 3157821 B2 JP3157821 B2 JP 3157821B2 JP 15016989 A JP15016989 A JP 15016989A JP 15016989 A JP15016989 A JP 15016989A JP 3157821 B2 JP3157821 B2 JP 3157821B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両用自動変速機の制御装置に関する。
(従来の技術) 車両用変速機の変速制御は理想的には駆動トルクに基
づいて制御するのがドライバーの運転感覚と一致するの
で好ましく、手動変速機にあっては、ドライバーが車両
の走行状態から駆動トルクを認識し駆動トルクの大きさ
に対応した変速を行っている。一方、自動変速機にあっ
ては、駆動トルクを直接検出することが困難なため、駆
動トルクを代表するものとして、便宜的にスロットル弁
の開度を使用し、このスロットル弁の開度と車速とに基
づいて変速機の変速制御を行っている。(自動車技術会
発行「新編 自動車工学便覧」〈第5編〉1−22項参
照) すなわち、第9図において、CPU等からなるコントロ
ーラ1は、アクセル開度センサ2により検出されるアク
セルペダルの操作量すなわちスロットル弁(何れも図示
略)の開度と車速センサ3により検出される車速とに基
づき、メモリー4のシフトスケジュールテーブル5に従
って自動変速機6の変速時期を決定するもので、コント
ローラ1は決定された変速時期に基づいてA/T油圧コン
トローラ7内のシフトソレノイドバルブ8を作動させ、
自動変速機の変速を制御している。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の車両用自動変速機の
制御装置にあっては、スロットル弁開度をその制御入力
のひとつとしていたが、このスロットル弁開度は外部負
荷、吸気温等の要因により実際の駆動輪トルクに厳密に
一致するものではないから、実際の駆動トルクの大きさ
に応じて最適な変速制御を行うといった面で改善の余地
があった。
(発明の目的) そこで本発明は、アクセル操作量に基づいて機関出力
軸トルクの目標値を演算し、該物理量に基づいて自動変
速機の変速を制御することにより、最適な変速制御を行
い、ドライバーに良好なドライブフィールを提供するこ
とを目的としている。
(作用) 本発明ではアクセル操作量に基づいて機関出力軸トル
クの目標値が演算され、この演算された値に基づいて自
動変速機の変速が制御される。
したがって、最適な変速制御が行われるようになり、
ドライバーのドライブフィールが向上する。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜8図は本発明に係る車両用自動変速機の制御装
置の一実施例を示す図である。
まず、構成を説明する。
第2図において、11は機関Mのクランク角及び機関回
転速度Neを検出するクランク角センサ、12はアクセルペ
ダルの操作量すなわちアクセル開度aを検出するアクセ
ル開度センサ、13は車両のサスペンションの沈み量Bを
検出するストロークセンサ、14は自動変速機15の変速歯
車機構15aの変速段Gを検出するギア位置センサ、16は
自動変速機15のトルクコンバータ15bの出力軸の回転速
度すなわちトルコン出力軸回転速度Nを検出する回転
速度センサ、17は駆動輪(図示しない)の回転数から車
速VSPを検出する車速検出手段としての車速センサであ
り、これらセンサからの検出信号Ne、a、B、G、Ntお
よびVSPが、マイクロコンピュータのCPU18Aに入力され
る。
CPU18Aは、入力された信号Ne、a、BおよびGに基づ
いて、機関Mの運転の制御目標となる機関トルクの目標
値、すなわち後述する目標機関トルクTerを演算する。
また、CPU18Aは演算された目標機関トルクTerおよび車
速センサ17からの出力信号VSPに基づいて、トルクコン
バータ15bの出力軸トルク、すなわち後述するトルコン
出力軸トルクTtを推定する。
また一方、CPU18Aは目標機関トルクTerを出力するた
めに必要な燃料噴射量(供給量)を、燃料噴射量テーブ
ル18Bから読み出して、これに相当するパルス幅を有
する燃料噴射パルスを機関Mの吸気通路に設けたインジ
ェクタ19に出力して燃料供給制御を行う。また、同様に
目標機関トルクTerを出力するために必要な吸入空気量
を与える目標スロットル弁開度をスロツトル弁開度テー
ブル18Bから読み出して、サーボ駆動回路20に出力
し、吸入空気量の制御を行う。さらに、CPU18Aはトルコ
ン出力軸トルクTtおよび車速VSPに対応する変速段をシ
フトパターンスケジュールテーブル18Bから読み出し
て、変速歯車機構15aが読み出された変速段になるよう
にA/T油圧コントロール回路15cに所定の制御信号を出力
して変速制御を行う。
ここで、推定されるトルコン出力軸トルクTtは駆動輪
トルクに相当する値であり、クランク角センサ11、アク
セル開度センサ12、ストロークセンサ13、ギア位置セン
サ14、回転速度センサ16およびCPU18Aは駆動輪トルクに
相当する所定の値を演算するトルク演算手段を構成し、
またCPU18Aは変速制御手段を構成する。
また、CPU18Aはクランク角センサ11からのクランク角
信号に基づき、イグニッションコイル21に点火信号を出
力する点火制御を同時に行っている。
一方、時々刻々の目標機関トルクTerと機関回転速度
Neを与えれば目標機関トルクTerを発生するのに必要な
燃料噴射量が燃料噴射量テーブル18Bから読み出され
るように、燃料噴射量のデータが、ROM18Bに記憶されて
いる。同様に、スロットル弁開度テーブル18Bからも
時々刻々の目標機関トルクTerと機関回転速度Neを与え
れば目標機関トルクTerを発生するのに必要な吸入空気
量が読み出されるように、吸入空気量のデータがROM18B
に記憶されている。さらに、シフトパターンスケジュー
ルテーブル18Bからも時々刻々の車速VSPおよびトル
コン出力軸トルクTtを与えれば最適な変速段が読み出さ
れるようにシフトパターンのデータがROM18Bに記憶され
ている。
サーボ駆動回路20は、機関Mの吸気通路22に介装され
たスロットル弁23の開度を検出するスロットルセンサ24
により検出された実際のスロットル弁開度θとCPU18A
から入力した目標スロットル弁開度θとの偏差に応じ
てスロットル弁23に連結されたサーボモータ25を正逆転
駆動し、スロツトル弁23の開度を目標値に追従させるも
のである。
次に、第3図に示したフローチャートに従って作用を
説明する。
第3図は、目標機関トルクTer、燃料噴射量、目標ス
ロットル弁開度θの各演算およびトルコン出力軸トル
クTtの推定等の各処理を行うプログラムのフローチャー
トであり、このプログラムは一定の周期例えば10ms毎に
実行される。
まず、Pで、アクセル開度(操作量)aを読み込
み、Pで、クランク角センサ11からのクランク角信号
に基づいて、機関回転速度Nを演算する。
次にPで、トルコン出力軸回転速度Nを読み込
み、Pで、車速VSPを読み込む。
そして、Pで、次式に従って目標機関トルクTer
を演算する。
er=k・a−k・Ne ……(1) ただし、k及びkは機関の出力トルクの特性を決
定するパラメータで、kはアクセル開度対機関の出力
トルクの比例係数、kは機関回転速度対出力トルクの
比例係数であり、後述するルーチンにより車両の重量と
トランスミッション15aのギア比とにより検出される機
関Mの出力軸に加わる外部負荷に応じて設定される。
次いでPでは、Pで演算された機関回転速度数Ne
とPで演算された目標機関トルクTerとにより、燃料
噴射量テーブル18Bから燃料の基本噴射パルス幅T
を読み出す。ここで、燃料噴射量テーブル18Bは第4
図に示すように目標機関トルクTerと機関回転速度N
とから基本噴射パルス幅Tのデータを読み出すもの
で、該データは、車両に搭載された機関Mの性能から定
まるデータである。
次にPでは、Pで求めた基本噴射パルス幅T
に、機関Mの運転状態に応じて定まる各種補正を行っ
て、燃料噴射パルスTを演算する。
ここで、基本噴射パルスTに加える補正は、冷却水
温度に応じた増量、始動時の増量、排気中酸素濃度の検
出等に基づいて行われる空燃比のフィードバック補正等
公知のものである。
では、Pで演算された機関回転速度NとP
で演算された目標機関トルクTerとにより、スロットル
弁開度テーブル18Bから目標スロットル弁開度θ
読み出し、.スロツトル弁開度テーブル18Bは第5図
に示すように目標機関トルクTerと機関回転速度N
から目標スロツトル弁開度θを読み出すもので、車両
に搭載された機関Mの固有の性能から定まるデータであ
る。
次いでPでは、Pで演算された燃料噴射パルス幅
をCPU18Aの出力ポートにセットし、これにより、ク
ランク角センサ11からのクランク角信号によりトリガさ
れる所定のタイミングで前記Tのパルス幅を有する燃
料噴射パルスがインジェクタ19に出力され、Tに相当
する量の燃料が噴射供給される。
10では、Pで演算された目標スロツトル弁開度θ
をサーボ駆動回路20へ出力し、これにより、スロット
ル弁23は、サーボモータ25に駆動されて目標スロツトル
弁開度θに一致するようにフィードバック制御され
る。
11では、機関回転速度N、トルコン出力軸回転速
度Nおよび目標機関トルクTerに基づいてトルコン出
力軸トルクTを推定する。すなわち、トルクコンバー
タ15bの入出力トルク比Et=Tt/Terは入出力軸回転速度
比En=Nt/Neに対して第6図に示すような特性を備えて
いるので、予めトルコンの入出力トルク比特性を記憶し
たデータテ一ブルから入出力軸速度比Enに対応する入出
力トルク比Etを読み出して目標機関トルクTerに入出力
トルク比Etを乗算することにより、トルコン出力軸トル
クTを推定することができる。
12では、Pで検出された車速VSPおよびP11で推
定されたトルコン出力軸トルクTtに基づいてシフトパタ
ーンスケジュールテーブル18Bから変速すべき変速段
を読み出す。このシフトパターンスケジュールテーブル
18Bとしては例えば第7図に示すものが使用される。
なお、シフトタイミングの異なる数種類のテーブルを用
意して、運転状況に応じて切り換えるようにしてもよ
い。
13では、P12で読み出された変速段に対応する制御
信号をA/T油圧コントロール回路15cに出力して、変速歯
車機構15aの変速段を、P12で読み出された変速段に変
速制御する。
ここで、第3図のPの演算に用いるパラメータ
,kの演算方法の一例を第8図のフローチャートに
従って説明する。
21では、変速歯車機構15aの変速段Gを読み込む。
22およびP23では、変速段を判別し、P24〜P26
それぞれROM18Bに記憶している1速のギア比データ
、2速のギア比データM、3速のギア比データM
、……を読み出し、現在の変速段のギア比をレジスタ
mに記憶する。
27では、ストロークセンサ13で検出したサスペンシ
ョンの沈み量から車両重量Wを次式に従って演算する。
W=W+l/k ……(4) ここで、Wは予め知られている車体のみの重量、l
は乗車人員や積載物の荷重によって生じたサスペンショ
ンの沈み量、kはサスペンションのバネ定数である。
28でアクセル開度対出力トルクの特性を設定する比
例係数kを次式により演算する。
=K・W/m ……(5) P29では、機関回転速度対出力トルクの特性を設定す
る比例係数kを次式により演算する。
=K・W/m ……(6) ここで、mはトランスミッション15aのギア比(減速
比)、K,Kは予め実験等によって求められていた最
良の車両の操縦感覚が得られる定数である。
以上のように本実施例では、実際の機関トルクに対応
する目標機関トルクTerを演算し、このTerに基づいて
求められた実際の駆動トルクに相当する値に従って変速
制御を行うようにしたので、本実施例ではアクセル操作
量に基づいて変速制御を行っていた従来のものより最適
な変速制御をすることができ、ドライバーに良好なドラ
イブフィールを提供することができる。
また、本発明では、トルコン出力軸トルクTを推定
せずに、直接目標機関トルクTerと車速VSPに基づい
て、所定のシフトスケジュールテーブル(図示しない)
から変速段を読み出すようにしているものであり、この
ようにしても上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。
また、目標機関トルクTerは前述の(1)式によらず
に、下記の(2)式あるいは(3)式に従って演算して
もよい。
er=k・a ……(2) Ter=k・a−k・Vsp ……(3) ただしk,kおよびkは機関Mの出力トルクの特性
を決定するパラメータである。
(効果) 本発明によれば、アクセル操作量から機関の出力軸ト
ルクの目標値を演算し、この目標値に基づいて変速比を
制御しているので、最適な変速制御することができ、ド
ライバーのドライブフィールを向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の基本概念図、第2〜8図は本発明に係
る車両用自動変速機の制御装置の一実施例を示す図であ
り、第2図はその概略全体図、第3図はその変速比を制
御 するプログラムのフローチャート、第4図はその燃料噴
射量テーブルを示す線図、第5図はそのスロットル弁開
度テーブルを示す線図、第6図はそのトルクコンバータ
の特性を示す線図、第7図はそのシフトスケジュールテ
ーブルを示す線図、第8図は第3図のフローチャートに
従う制御を実行するときに用いるパラメータk,k
演算するプログラムのフローチャート、第9図は従来の
車両用自動変速機の制御装置を示すその概略全体図であ
る。 11……クランク角センサ(トルク演算手段)、12……ア
クセル開度センサ(トルク演算手段)、13……ストロー
クセンサ(トルク演算手段)、14……ギア位置センサ
(トルク演算手段)、16……回転速度センサ(トルク演
算手段)、18A……CPU(トルク演算手段)、17……車速
センサ(車速検出手段)、18A……CPU(変速制御手
段)。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセル操作量を検出するアクセル操作量
    検出手段と、前記検出されたアクセル操作量に基づいて
    機関の目標トルクを演算する目標機関出力軸トルク演算
    手段と、機関出力軸トルクが前記演算された目標トルク
    となるように機関への吸入空気量を制御する吸入空気量
    制御手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記検出
    した車速と演算された目標トルクに基づいて自動変速機
    の変速比を制御する変速制御手段と、を備えたことを特
    徴とする車両用自動変速機の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60175742A (ja) * 1984-02-23 1985-09-09 Toyota Motor Corp エンジントルク制御装置
JPS62124343A (ja) * 1985-11-22 1987-06-05 Toyota Motor Corp 自動変速機の油圧制御装置

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