JP4009450B2

JP4009450B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP4009450B2
Application number: JP2001365485A
Authority: JP
Inventors: 正伸堀口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003166632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機の変速制御装置に関し、詳しくは、降坂走行時のダウンシフト制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、降坂走行時に、基本の変速マップでの変速判断に対応しない強制的なダウンシフトを行なわせる構成の車両用自動変速機の変速制御装置が知られている（特開平８−０７４９８５号公報及び特開平９−２８０３６５号公報参照）。
【０００３】
特開平８−０７４９８５号公報に開示される制御装置では、降坂走行時にフットブレーキが操作されていることを条件に、強制的なダウンシフトを行なわせる構成で、特開平９−２８０３６５号公報に開示される制御装置では、ブレーキの制動力を、勾配から推定される加速度と実際の加速度とから推定し、該ブレーキ制動力が所定値以上であるときに、強制的なダウンシフトを行なわせる構成となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記降坂走行時の強制的なダウンシフトにおいては、フットブレーキが操作されたことのみから強制的にダウンシフトを行なわせると、運転者の意図以上に車両を減速させてしまう可能性があり、フットブレーキに要求される制動力をエンジンブレーキで肩代わりするという本来の趣旨に反することになってしまう。
【０００５】
そこで、ブレーキの制動力に応じてダウンシフトを行なわせるか否かを判断することが望まれるが、その場合、ブレーキの制動力がダウンシフトを行なうレベルよりも小さいと、たとえブレーキ操作状態が長時間に渡って継続しても、強制的なダウンシフトが行なわれないことになってしまうという問題が生じる。
更に、ブレーキの制動力を、勾配から推定される加速度と実際の加速度とから推定させる場合、走行抵抗に基づく勾配値の更新は、ブレーキ操作中において中止されるから、路面勾配が変化すると前記ブレーキ制動力に推定誤差が生じる。
【０００６】
特にブレーキ操作中に下り勾配がより急に変化した場合には、ブレーキ制動力を実際よりも小さく推定することになってしまい、実際には、ダウンシフトが必要なほどにブレーキをかけているのにダウンシフトされないため、そのままブレーキ操作を続け、結果的に、降坂時のダウンシフト制御が全く行われなくなってしまう可能性があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、降坂時に、運転者が長い時間に渡ってブレーキ操作を行なう必要がないように適切にダウンシフトを行なえる変速制御装置を提供することを目的とする。
更に、ブレーキ制動力に応じたダウンシフト制御において、たとえブレーキ制動力に推定誤差が生じても、ダウンシフトされないまま放置されることを回避できる変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明では、降坂走行中に、ブレーキ操作状態であって、かつ、車両の減速度が閾値以上であることを条件にダウンシフトを行なわせる構成であって、前記ブレーキ操作状態の継続時間に基づいて前記閾値を変更する構成とした。
【０００９】
上記構成によると、降坂走行中に、運転者がブレーキを操作し、かつ、そのときの減速度が閾値以上であれば、基本の変速マップでの変速判断に対応しない強制的なダウンシフトを行なわせるが、前記減速度の閾値が、運転者によるブレーキ操作状態の継続時間によって変更され、前記継続時間によって異なる減速度でダウンシフトを行なわせる。
【００１０】
尚、減速度とはマイナスの加速度であり、減速度が閾値以上である状態とは、閾値での車速の減少速度よりも実際の減少速度が速いことを示す。
請求項２記載の発明では、降坂走行中に、ブレーキによる制動力が閾値以上であることを条件にダウンシフトを行なわせる構成であって、前記ブレーキ操作状態の継続時間に基づいて前記閾値を変更する構成とした。
【００１１】
上記構成によると、降坂走行中に運転者によって操作されるブレーキの制動力が閾値以上になると、基本の変速マップでの変速判断に対応しない強制的なダウンシフトを行なわせるが、前記ブレーキ制動力の閾値が、運転者によるブレーキ操作状態の継続時間によって変更され、前記継続時間によって異なるブレーキ制動力でダウンシフトを行なわせる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記ブレーキによる制動力を、路面勾配から推定される加速度と実際の車両の加速度とから推定する構成とした。
上記構成によると、路面勾配から推定される加速度と、実際の車両の加速度との違いは、ブレーキ制動力によって生じているものとして、ブレーキ制動力を推定する。
【００１３】
請求項４記載の発明では、前記ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるほど、前記閾値をより小さく変更する構成とした。
上記構成によると、ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるほど、車両の減速度又はブレーキ制動力の閾値がより小さく変更され、ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるほど、よりダウンシフトが行なわれ易くなる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、ブレーキ操作状態の継続時間からダウンシフトの必要性を判断して、車両減速度の閾値を変更するので、運転者によるブレーキ操作負担を時間的にも軽減できるダウンシフト制御を行わせることができるという効果がある。
【００１５】
請求項２記載の発明によると、ブレーキ操作状態の継続時間からダウンシフトの必要性を判断して、ブレーキ制動力の閾値を変更するので、運転者によるブレーキ操作負担を時間的にも軽減でき、かつ、ブレーキ制動力の検出誤差によって必要なダウンシフトが行なわれなくなってしまうことを回避できるという効果がある。
【００１６】
請求項３記載の発明によると、ブレーキ制動力を容易に推定することができる一方、推定に用いる路面勾配に誤差があっても、必要なダウンシフトが行なわれなくなってしまうことを回避できるという効果がある。
請求項４記載の発明によると、ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるほど、ダウンシフトが行なわれ易くなるように、閾値が変更されるから、長時間に渡るブレーキ操作の必要性を回避でき、また、ブレーキ制動力の推定誤差によってダウンシフトが行なわれない状態を解消できるという効果がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、車両用自動変速機の変速制御装置のシステム構成を示す図である。
この図１において、エンジン１の出力側に接続される自動変速機２は、トルクコンバータ３と、歯車式変速機４と、歯車式変速機４中の各種摩擦係合要素の締結・解放操作を行うコントロールバルブ５とを備える。
【００１８】
前記コントロールバルブ５に対する作動油圧の供給は、シフトソレノイド，ライン圧ソレノイド，ロックアップソレノイド等によって制御されるが、ここでは変速のためのシフトソレノイド６Ａ，６Ｂのみを示してある。
前記シフトソレノイド６Ａ，６Ｂを制御するコントロールユニット７には、各種のセンサから信号が入力される。
【００１９】
前記各種のセンサとしては、自動変速機２の出力軸８から回転信号を得て車速ＶＳＰを検出する車速センサ９、エンジン１のスロットル弁１０の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１、トルクコンバータ３のタービン回転速度Ｎｔを検出するタービンセンサ１２、フットブレーキが操作されたときにＯＮとなるブレーキスイッチ１３などが設けられる。
【００２０】
前記コントロールユニット７は、予め車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯとに対応させて変速段を記憶した基本変速マップを参照し、該基本変速マップに基づいて決定した変速段に応じて前記シフトソレノイド６Ａ，６ＢのＯＮ・ＯＦＦの組み合わせを制御し、前記コントロールバルブ５を介して歯車式変速機４をその変速段に制御する。
【００２１】
また、車両の降坂走行時には、前記基本変速マップに比べてより低速段が選択される特性とした降坂用変速マップを参照することで、降坂走行時に、基本変速マップでの変速判断に対応しない強制的なダウンシフトを行なわせるようになっている。
図２のフローチャートは、前記降坂用変速マップへの切換制御（降坂時変速制御）を示すものである。
【００２２】
図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、降坂走行時であるか否かを判別する。
上記ステップＳ１における降坂判定は、路面勾配ｉ（％）の算出値に基づいて行なわれる。
前記勾配ｉの演算に先立って、まず、勾配抵抗Ｒｉを算出する。
【００２３】
該勾配抵抗Ｒｉは、現在の駆動力Ｆ１，加速抵抗Ｒａ，転がり・空気抵抗Ｒrlに基づき、
Ｒｉ＝Ｆ１−Ｒａ−Ｒrl
として算出される。
ここで、前記現在の駆動力Ｆ１は、現在のスロットル開度ＴＶＯとタービン回転速度Ｎｔとに基づき演算されるタービントルクＴｔと、ギヤ比ＲＡＴＩＯと、タイヤ半径等により決まる定数ｋ１とに基づいて、
Ｆ１＝Ｔｔ ×ＲＡＴＩＯ×ｋ１
として算出される。
【００２４】
また、加速抵抗Ｒａは、車速ＶＳＰの単位時間当たりの変化量ΔＶＳＰ，車両重量Ｗ及び定数ｋ２から、
Ｒａ＝ΔＶＳＰ×Ｗ×ｋ２
として算出される。
更に、転がり・空気抵抗Ｒrlは、車速ＶＳＰに基づいて演算される。
【００２５】
前記勾配抵抗Ｒｉと路面の傾斜角θとは、
Ｒｉ＝Ｗ・sinθ
なる関係を有するから、上式から傾斜角θが求められ、更に、勾配ｉは前記傾斜角θに基づいて、
ｉ＝tanθ×１００（％）
として算出される。
【００２６】
但し、上記の勾配抵抗Ｒｉの算出に基づく勾配ｉの検出は、ブレーキ操作中においては中止され、勾配ｉは、ブレーキ操作直前の値に保持されるものとする。
ステップＳ１で降坂走行時であると判別されると、ステップＳ２へ進み、降坂用変速マップに既に切り換えられているか否かを判別する。
降坂用変速マップへの切り換えが済んでいない場合には、ステップＳ３へ進み、ブレーキスイッチ１３のＯＮ・ＯＦＦに基づいてフットブレーキの操作状態であるか否かを判別する。
【００２７】
ブレーキスイッチ１３がＯＦＦでフットブレーキが踏み込まれていないときには、運転者の減速要求はないものと判断し、ステップＳ４においてタイマＴＩＭＥをゼロリセットした後、本ルーチンをそのまま終了させる。
一方、ステップＳ３で、ブレーキスイッチ１３がＯＮでフットブレーキが踏み込まれていると判断されたときには、運転者の減速要求を推定してステップＳ５へ進む。
【００２８】
ステップＳ５では、前記タイマＴＩＭＥをカウントアップする。
ステップＳ６では、前記タイマＴＩＭＥで計測される降坂走行中におけるブレーキ操作の継続時間に基づいて、車両の減速度の閾値ＭＳＬを設定する。
前記閾値ＭＳＬは、前記タイマＴＩＭＥの値が大きいほど、換言すれば、降坂走行中におけるブレーキ操作の継続時間が長いほど小さい値に設定される。
【００２９】
ステップＳ７では、実際の減速度ＭＲＡＬを演算する。
前記減速度ＭＲＡＬは、車速ＶＳＰの単位時間当たりの変化量ΔＶＳＰから求めるが、減速時にプラスの値に算出され、加速時にマイナスの値に算出され、その絶対値が大きいほど車速の変化速度が速いことを示すものとする。
ステップＳ８では、前記実際の減速度ＭＲＡＬが前記閾値ＭＳＬよりも大きいか否かを判別する。
【００３０】
前記減速度はマイナスの加速度であるから、減速度ＭＲＡＬが閾値ＭＳＬ以上である状態とは、閾値ＭＳＬでの車速の減少速度よりも実際の減少速度が速いことを示す。
そして、実際の減速度ＭＲＡＬが前記閾値ＭＳＬよりも大きい場合には、ステップＳ９へ進んで、基本変速マップから降坂用変速マップへの切り換えを行い、降坂用変速マップから求めた変速段に従って変速（ダウンシフト）を行なわせるようにする。
【００３１】
ここで、減速度が大きく強いブレーキ制動がかけられていると推定される場合には直ぐに降坂用変速マップに切り換えられることになるが、前記閾値ＭＡＬＦＳＬは、ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるとより小さい値に変更されるから、減速度が小さくても長い時間継続してブレーキが操作されると、降坂用変速マップに切り換えられて強制的なダウンシフトが行なわれることになる。
【００３２】
従って、降坂走行時にブレーキ操作が継続して行なわれることを回避でき、降坂走行時の運転性を向上できる。
図３のフローチャートは、前記降坂用変速マップへの切換制御の第２実施形態を示すものである。
ステップＳ２１〜ステップＳ２４では、前記図２のフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ４と同様な処理を行なう。
【００３３】
ステップＳ２３で、ブレーキスイッチ１３がＯＮでフットブレーキが踏み込まれていると判断されると、ステップＳ２５へ進み、タイマＴＩＭＥをカウントアップする。
ステップＳ２６では、前記タイマＴＩＭＥで計測される降坂走行中におけるブレーキ操作の継続時間に基づいて、ブレーキ制動力の閾値ＢＲＳＬを設定する。
【００３４】
前記閾値ＢＲＳＬは、前記タイマＴＩＭＥの値が大きいほど、換言すれば、降坂走行中におけるブレーキ操作の継続時間が長いほど小さい値に設定される。
ステップＳ２７では、路面勾配ｉ（％）及び駆動力Ｆ１のデータを取得し、ステップＳ２８では、勾配抵抗Ｒｉを、
勾配抵抗Ｒｉ＝（ｉ／１００）×Ｗ
として算出する。
【００３５】
更に、ステップＳ２９では、前記勾配抵抗Ｒｉ及び駆動力Ｆ１の状態でブレーキをかけなかった場合に得られるであろう加速度αｉを、下式に従って算出する。
αｉ＝（（Ｆ１−Ｒｉ）／Ｗ）×重力加速度ｇ
ステップＳ３０では、車両の実際の加速度αralを車速ＶＳＰから求める。
【００３６】
ステップＳ３１では、前記加速度αｉ，αralから推定されるブレーキ制動力が前記閾値ＢＲＳＬよりも大きいか否かを判別する。
具体的には、「αｉ−αral」をブレーキ制動力相当値として求め、該「αｉ−αral」が閾値ＢＲＳＬよりも大きいか否かを判別する。
（αｉ−αral）＞ＢＲＳＬであれば、ステップＳ３２へ進み、基本変速マップから降坂用変速マップへの切り換えを行い、降坂用変速マップから求めた変速段に従って変速（ダウンシフト）を行なわせるようにする。
【００３７】
ここで、ブレーキ制動力が大きければ直ぐに降坂用変速マップに切り換えられることになるが、前記閾値ＢＲＳＬは、ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるとより小さい値に変更されるから、ブレーキ制動力が弱くても長い時間継続してブレーキが操作されると、降坂用変速マップに切り換えられて強制的なダウンシフトが行なわれることになる。
【００３８】
従って、降坂走行時にブレーキ操作が継続して行なわれることを回避でき、降坂走行時の運転性を向上できる。
また、前記ブレーキ制動力推定値（αｉ−αral）は、勾配ｉに基づいて推定されるが、該勾配ｉはブレーキ操作中において更新が停止されるから、ブレーキ操作中に勾配が変化すると、前記ブレーキ制動力推定値が誤差を有することになり、該誤差がブレーキ制動力推定値を実際よりも小さく推定する方向に生じると、降坂用変速マップに切り換えられなくなってしまう可能性がある。
【００３９】
しかし、ブレーキ制動力が実際よりも小さく推定されることで、降坂用変速マップに切り換えられないと、ブレーキ操作を継続することになり、係るブレーキ操作の継続で閾値ＢＲＳＬが下がることで、実際よりも小さく推定されたブレーキ制動力が閾値ＢＲＳＬを超えることになって、降坂用変速マップに切り換えられる。
【００４０】
そして、降坂用変速マップに切り換えられることでダウンシフトされ、ブレーキが解放されると、勾配ｉが更新されるようになって、再度ブレーキがかけられたときのブレーキ制動力の推定精度が確保できることになる。
尚、上記実施形態では、降坂時のダウンシフトを降坂用変速マップへの切り換えによって行なわせる構成としたが、基本変速マップによって４速に変速されている状態で、強制的に３速にダウンシフトさせるようにしても良く、降坂用変速マップへの切り換えに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用自動変速機の変速制御装置のシステム構成図。
【図２】降坂変速制御の第１の実施形態を示すフローチャート。
【図３】降坂変速制御の第２の実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
２…自動変速機
３…トルクコンバータ
４…歯車式変速機
５…コントロールバルブ
６Ａ，６Ｂ…シフトソレノイド
７…コントロールユニット
９…車速センサ
１０…スロットル弁
１１…スロットルセンサ
１２…タービンセンサ
１３…ブレーキスイッチ

Claims

降坂走行中に、ブレーキ操作状態であって、かつ、車両の減速度が閾値以上であることを条件にダウンシフトを行なわせる構成であって、
前記ブレーキ操作状態の継続時間に基づいて前記閾値を変更することを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
降坂走行中に、ブレーキによる制動力が閾値以上であることを条件にダウンシフトを行なわせる構成であって、
前記ブレーキ操作状態の継続時間に基づいて前記閾値を変更することを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
前記ブレーキによる制動力を、路面勾配から推定される加速度と実際の車両の加速度とから推定することを特徴とする請求項２記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
前記ブレーキ操作状態の継続時間が長くなるほど、前記閾値をより小さく変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用自動変速機の変速制御装置。