JP4021003B2 - Shift control device for automatic transmission - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、登坂路走行時、及び降坂路走行時の変速段を最適な状態に設定することのできる自動変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などの車両が走行するのに必要な駆動力はトルクコンバータからの出力軸トルクでは不十分であり、平坦路の走行に必要な駆動力は減速機で増大し、又、発進、加速、登坂などに必要な駆動力はトルクコンバータに連設する自動変速機により増大するようにしている。
【０００３】
上記自動変速機の変速制御を行う変速制御装置では、平坦路の走行性が最適となるように、例えば車速とスロットル開度（或いはアクセルペダル踏込み量）とに基づき現在の走行条件に対応する変速段を決定する。
【０００４】
図５の変速線図に４段自動変速機の変速特性を示す。この変速特性はマップ化されてトランスミッション制御装置（ＴＣＵ）の記憶装置（ＲＯＭ）に格納されているもので、実線にて変速段のアップシフトスケジュールが示され、波線にてダウンシフトスケジュールが示されている。
【０００５】
上述したように、このような変速特性は平坦路の最適走行を確保するために予め実験などから求めて設定されているものであるため、駆動力が不足する登坂路、或いはエンジンブレーキを必要とする降坂路では適切ではない。
【０００６】
すなわち、図６に示すように、例えば４速で登坂路走行中に駆動力が不足したため運転者がアクセルペダルを踏み込むと３速にダウンシフトされる（(a)の状態）。その後、３速での走行で駆動力に余裕ができたために運転者がアクセルペダルの踏込み量をゆるめると、変速制御装置では、図５に示す変速特性に基づき４速にアップシフトされる（(b)の状態）。そのとき、運転者が駆動力不足を感じれば再度アクセルペダルを踏み込むため、再度３速にダウンシフトされる（(c)の状態）。
【０００７】
一方、図７に示すように、４速での降坂路走行中に運転者がアクセルペダルを開放しても、図５の変速特性に示すように、車速が４速→３速のダウンシフト線よりも高速側の走行状態のときはダウンシフトされず４速のままとなり、或いは３速以下の変速段で走行していても降坂路を走行中にアクセルペダルを開放すると、そのときの車速が４速→３速のダウンシフト線よりも高速側にあるときは４速にアップシフトされてしまう。
【０００８】
その結果、登坂路走行時には運転者のアクセルペダル操作によりシフトハンチングが頻繁に発生し、走行安定性が損なわれ、又、降坂路走行時には、最高変速段に固定され易いため、運転者は減速のためにブレーキをかけたり、レンジセレクトレバーを操作してエンジンブレーキが有効に発生する位置までダウンシフトする等の煩雑な操作が強いられる。
【０００９】
これに対処するに、例えば特公平５−７４７４８号公報には、アップシフト後の変速段と車速とに基づいて決定される走行抵抗と、アップシフト後の変速段による駆動力とを比較し、駆動力＞走行抵抗のときはアップシフトを許可し、又、駆動力≦走行抵抗のときはアップシフトを禁止する技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術によれば、登坂路走行時にアクセルペダルを開放しても、駆動力≦走行抵抗のときはアップシフトが禁止されるため、シフトハンチングの発生を抑制することは可能である。
【００１１】
しかし、この先行技術によれば、アップシフト後の駆動力が走行抵抗をわずかでも越えていれば、一律にアップシフトが許可されるので、アップシフト後の実際の走行抵抗がエンジン出力を上回っている場合には、駆動力不足となり運転者はアクセルペダルを再度踏み込むことで、再びダウンシフトさせる操作が必要となり、アップシフト後のエンジン出力と走行抵抗とが近接した領域では、シフトハンチングが発生し易くなる。
【００１２】
又、上記先行技術では、エンジン出力と走行抵抗とを比較しているため、必ず、エンジン出力＞走行抵抗となる降坂路走行では、アクセルペダル開放によりアップシフトが許可されてしまい、エンジンブレーキを有効に働かせることができず、運転者に対して減速のための煩雑な操作を要求することになる。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑み、登坂路走行でのシフトハンチングを有効に回避することができ、又、降坂路走行では、運転者に対して煩雑な操作を要求することなくエンジンブレーキを有効に発生させることの可能な自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による第１の自動変速機の変速制御装置は、車両の運転状態に基づいて現在の変速段による駆動力を設定すると共に同一運転状態におけるアップシフト後の変速段による駆動力を設定する駆動力設定手段と、車両の運転状態に基づいて走行抵抗及び勾配値を設定する走行抵抗・勾配値設定手段と、現在の上記駆動力と上記走行抵抗との差から現在の変速段による余裕駆動力を設定すると共にアップシフト後の変速段による上記駆動力と上記走行抵抗との差からアップシフト後の変速段によるアップシフト後余裕駆動力を設定するアップシフト後余裕駆動力算出手段と、上記勾配値が第１の設定値より大きい登坂路走行時の上記アップシフト後余裕駆動力と第２の設定値とを比較し、上記アップシフト後余裕駆動力が上記第２の設定値より小さいときはアップシフトを禁止し、又上記アップシフト後余裕駆動力が第２の設定値より小さく且つ現在の余裕駆動力が第３の設定値より小さいときは強制的にダウンシフトさせる変速許可／禁止判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第２の自動変速機の変速制御装置は、車両の運転状態に基づいて現在の変速段による駆動力を設定すると共に同一運転状態におけるアップシフト後の変速段による駆動力を設定する駆動力設定手段と、車両の運転状態に基づいて走行抵抗及び勾配値を設定する走行抵抗・勾配値設定手段と、現在の上記駆動力と上記走行抵抗との差から現在の変速段による余裕駆動力を設定すると共にアップシフト後の変速段による上記駆動力と上記走行抵抗との差からアップシフト後の変速段によるアップシフト後余裕駆動力を設定する余裕駆動力算出手段と、上記勾配値が第４の設定値より小さい降坂路走行時の現在の余裕駆動力と第５の設定値とを比較し、現在の余裕駆動力が第５の設定値より大きいときは強制的にダウンシフトさせ、又現在の余裕駆動力が上記第５の設定値より小さく且つ上記アップシフト後余裕駆動力が第６の設定値より大きいときはアップシフトを禁止する変速許可／禁止判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第１の自動変速機の変速制御装置では、車両の運転状態に基づいて現在の変速段による駆動力を設定すると共に同一運転状態におけるアップシフト後の変速段による駆動力を設定し、又、車両の運転状態に基づいて走行抵抗及び勾配値を設定する。そして、現在の上記駆動力と上記走行抵抗との差から現在の変速段による余裕駆動力を設定すると共にアップシフト後の変速段による上記駆動力と上記走行抵抗との差からアップシフト後の変速段によるアップシフト後余裕駆動力を設定し、上記勾配値が第１の設定値より大きい登坂路走行時には、上記アップシフト後余裕駆動力と第２の設定値とを比較し、上記アップシフト後余裕駆動力が上記第２の設定値より小さいときはアップシフトを禁止し、又上記アップシフト後余裕駆動力が第２の設定値より小さく且つ現在の余裕駆動力が第３の設定値より小さいときは強制的にダウンシフトさせることで、駆動力を確保する。
【００１９】
第２の自動変速機の変速制御装置では、車両の運転状態に基づいて現在の変速段による駆動力を設定すると共に同一運転状態におけるアップシフト後の変速段による駆動力を設定し、又、車両の運転状態に基づいて走行抵抗及び勾配値を設定する。そして、現在の上記駆動力と上記走行抵抗との差から現在の変速段による余裕駆動力を設定すると共にアップシフト後の変速段による上記駆動力と上記走行抵抗との差からアップシフト後の変速段によるアップシフト後余裕駆動力を設定し、上記勾配値が第４の設定値より小さい降坂路走行時の現在の余裕駆動力と第５の設定値とを比較し、現在の余裕駆動力が第５の設定値より大きいときは強制的にダウンシフトさせ、又上記アップシフト後余裕駆動力が上記第５の設定値より小さく且つ上記アップシフト後余裕駆動力が第６の設定値より大きいときはアップシフトを禁止することで、エンジンブレーキを有効に働かせる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図２に自動変速制御系のシステムブロック図を示す。図中の符号１はエンジンで、このエンジン１の出力軸１ａが発進デバイスの一例であるトルクコンバータ２を介して自動変速機３に連設され、この自動変速機３の出力軸が前輪軸或いは後輪軸等の駆動軸（図示せず）に連設されている。
【００２１】
上記自動変速機３は、例えばプラネタリギャを用いた多段変速機であり、本実施の形態では少なくとも前進４段の変速段を備えており、その変速段が各変速用クラッチ及びブレーキの係合解離動作により適宜選択される。
【００２２】
上記自動変速機３の変速制御はシフトソレノイド４の切換動作により実行され、このシフトソレノイド４がトランスミッション制御装置（ＴＣＵ）５で制御動作される。
【００２３】
上記ＴＣＵ５には、図１に示すように上記自動変速機３の変速制御を実行する機能として、トルコントルク比設定手段１１、加速度算出手段１２、駆動力設定手段１３、走行抵抗・勾配値設定手段１４、余裕駆動力算出手段１５、余裕駆動力目標値設定手段１６、変速許可／禁止判定手段１７、通常変速制御手段１８、シフト位置決定手段１９が備えられている。
【００２４】
上記トルコントルク比設定手段１１では、トルクコンバータ２のポンプ回転数を表すエンジン回転数ＮEとトルクコンバータ２のタービンの回転数ＮTとに基づき、トルク比ηｔを算出する。
【００２５】
すなわち、先ず、タービン回転数ＮTとエンジン回転数ＮEとの比から速度比ｅを算出し（ｅ←ＮT／ＮE）、この速度比ｅに基づき図示しないＲＯＭに記憶されているテーブルを参照してトルクコンバータ２のトルク比ηｔを設定する。尚、上記タービン回転数ＮTは車速と上記自動変速機３の変速段の変速比とに基づいて算出するようにしても良い。
【００２６】
加速度算出手段１２では、車速Ｖの微少時間（Δｔ）当たりの変化量ΔＶから加速度Ａを算出する（Ａ← ΔＶ／Δｔ）。又、演算周期Δｔが微少時間であるため、上記加速度Ａはスロットル開度Ｔｈが一定状態での加速度と考えることができる。
【００２７】
駆動力設定手段１３では、現在選択されている変速段ｎによる駆動力Ｐｎと、このときの車速Ｖ及びスロットル開度Ｔｈを維持した状態でアップシフトしたときの変速段n+1による駆動力Ｐn+1とを、マップ参照により、或いは演算により設定する。
【００２８】
上記駆動力Ｐｎ，Ｐn+1をマップ参照により設定する場合は、図４に示す駆動力特性から車速Ｖと現在選択されている変速段ｎと基づき駆動力Ｐｎを設定し、又、同様に同一車速Ｖとアップシフト後の変速段n+1とに基づき駆動力Ｐn+1を設定する。
【００２９】
又、上記駆動力Ｐｎ，Ｐn+1を演算により設定する場合は、先ず、エンジン回転数ＮEとスロットル開度Ｔｈとに基づきマップ参照、或いは演算によりエンジン出力トルクＴｅ（m-Kgf）を設定する（Ｔｅ←ｆ(ＮE，Ｔｅ)）。そして、上記エンジン出力トルクＴｅと上記トルク比ηｔ、及び現在選択されている変速段ｎの変速比ｉnとに基づき、次式から上記駆動力Ｐｎ（Kgf）を設定する。
Ｐｎ←κ・Ｔｅ・ｉn・ηｔ
但し、κは減速機の減速比ｉjと駆動輪の有効半径ｒとから求まる固定値（κ←ｉj／ｒ）。
又、上記駆動力Ｐn+1（Kgf）は、
Ｐn+1←κ・Ｔｅ・ｉn+1・ηｔ
から算出する。但し、ｉn+1はアップシフト後の変速段ｎの変速比である。
【００３０】
走行抵抗・勾配値設定手段１４では、走行抵抗Ｒと勾配値Ｄとを算出する。走行抵抗Ｒは、転がり抵抗Ｒｒと空気抵抗Ｒａと勾配抵抗Ｒｄとの総和から算出する（Ｒ←Ｒｒ＋Ｒａ＋Ｒｄ）。
【００３１】
すなわち、転がり抵抗Ｒｒは、
Ｒｒ←μｒ・Ｗ
から算出する。但し、Ｗは車両重量（Kg）、μｒは路面によって決定される転がり抵抗係数である。
【００３２】
空気抵抗Ｒａは、
Ｒａ←μa・Ｓ・Ｖ2
から算出する。但し、μaは車両の形状によって決定される空気抵抗係数、Ｓは車両の前面投影面積（ｍ2）である。
【００３３】
そして、勾配抵抗Ｒdは、次式に示す運動方程式から算出する。
Ｒd←Ｐ−（Ｗａ＋Ｒｒ＋Ｒａ）
ここで、Ｗａは車両の加減速によって生じる慣性力としての加速抵抗であり、上記加速度Ａに基づき、
Ｗａ←Ｗ・Ａ／ｇ 但し、ｇ：重力加速度
から算出する。
【００３４】
尚、車両に加速度センサが配設されている場合には、この加速度センサで車両の加速度Ａと重力加速度の傾斜角成分との和であるＡｍを検出するので、上記勾配抵抗Ｒｄを
Ｒd←Ｗ・（Ａｍ−Ａ）
から算出する。この場合、登坂時の勾配角θを（＋）とし、降坂時の勾配角θを（−）とする。
【００３５】
又、勾配値Ｄは、上記勾配抵抗Ｒdを用いて、
Ｄ←Ｒd／Ｗ
から算出する。
【００３６】
余裕駆動力算出手段１５では、現在選択されている変速段ｎでの余裕駆動力Ｕｎとアップシフト後の変速段n+1における、アップシフト後余裕駆動力である余裕駆動力Ｕn+1とを算出する。
【００３７】
現在選択されている変速段ｎでの余裕駆動力Ｕｎは、このときの駆動力Ｐｎと上記走行抵抗Ｒとの差であるため、
Ｕｎ←Ｐｎ−Ｒ
から算出し、又、アップシフト後の変速段n+1における余裕駆動力Ｕn+1は、
Ｕn+1←Ｐn+1−Ｒ
から算出する。
【００３８】
余裕駆動力目標値設定手段１６では、上記余裕駆動力Ｕｎ，Ｕn+1に対する比較基準値である各設定値Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃ、Ｕｄを、勾配値Ｄ、車速Ｖ、スロットル開度Ｔｈ等の走行状態を示すパラメータに基づいて、演算、或いはマップ参照により設定する。
【００３９】
変速許可／禁止判定手段１７では、上記勾配値Ｄを読込み、この勾配値Ｄが第１の設定値である登坂側判定値Ｄｓ（但し、Ｄｓ＞０）より大きい登坂路走行状態、或いは上記勾配値Ｄが第４の設定値である降坂側判定値Ｄｄ（但し、Ｄｄ＜０）以下の降坂路走行状態のときは、上記余裕駆動力Ｕｎ、Ｕn+1を読込み、この余裕駆動力Ｕｎ、Ｕn+1に基づきアップシフトを許可するか否か、或いは強制的にダウンシフトするかを判定する。尚、この変速許可／禁止判定処理は、後述する変速許可／禁止判定ルーチンで実行される。
【００４０】
通常変速制御手段１８では、スロットル開度Ｔｈと車速Ｖとに基づき、図５に示す変速特性に従い、現走行時における最適な変速段を設定する。
【００４１】
シフト位置決定手段１９では、上記通常変速制御手段１８で設定された変速段が、現在の変速段に対してアップシフト方向に有るときは、上記変速許可／禁止判定手段１７で、アップシフトが許可されているか否かを判定し、許可されているときは設定通りの変速段にアップシフトし、アップシフトが禁止されているときは現在の変速段を維持する。更に、上記勾配値Ｄが設定値Ｄｄより小さい降坂路走行状態のとき、上記変速許可／禁止判定手段１７から強制ダウンシフトの指令が出力されているときは、上記通常変速制御手段１８で設定された変速段が現在の変速段を維持するものであっても、ダウンシフト後の変速段を設定する。
【００４２】
そして、上記シフト位置決定手段１９で決定した変速段に対応する駆動信号をシフトソレノイド４へ出力し、自動変速機３の変速段を車両走行状態に応じて設定する。
【００４３】
上記変速許可／禁止判定手段１７で実行される変速許可／禁止判定ルーチンについて、図３に示すフローチャートに従って詳述する。
【００４４】
先ず、ステップＳ１で、上記勾配値Ｄと登坂側判定値Ｄｓ（但し、Ｄｓ＞０）とを比較し、Ｄ＞Ｄｓの登坂側判定値Ｄｓより勾配角の大きい登坂路走行のときは、ステップＳ２へ進み、又、Ｄ≦Ｄｓのときは、ステップＳ３へ進む。
【００４５】
そして、ステップＳ２へ進むと、アップシフト後の余裕駆動力Ｕn+1と第２の設定値である設定値Ｕａとを比較し、Ｕn+1＞Ｕａのアップシフト後の変速段においても駆動力に余裕があると判定したときは、ステップＳ４へ進み、アップシフトを許可してルーチンを抜ける。
【００４６】
又、上記ステップＳ２で、Ｕn+1≦Ｕａのアップシフト後の変速段では駆動力不足が生じると判定したときは、ステップＳ５へ進み、アップシフトを禁止し、ステップＳ６で、現在の余裕駆動力Ｕｎと第３の設定値である設定値Ｕｂとを比較し、Ｕｎ≧Ｕｂの現在の変速段で駆動力に余裕があると判定したときは、そのままルーチンを抜ける。
【００４７】
その結果、例えば登坂路を４速で走行中に、駆動力不足を感じて運転者がアクセルペダルを踏み込むことで、変速段が３速にダウンシフトされたとき、車速Ｖの上昇により、図５に示す変速特性に従いアップシフトしようとした場合でも、アップシフト後の変速段（４速）では、駆動力不足が生じると判定したときは、アップシフトが禁止されるため（ステップＳ４）、アップシフト後の駆動力不足によって生じるシフトハンチングが未然に防止され、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００４８】
尚、上記設定値Ｕａは、走行条件に応じて設定する可変値であり、例えば勾配値Ｄ、車速Ｖ、スロットル開度Ｔｈ等の走行状態を示すパラメータに基づいて、演算、或いはマップ参照により設定する。この設定値Ｕａを可変値とすることで、変速後の駆動力不足をより正確に判定することができ、登坂路走行条件に最も適した変速段を設定することが可能になる。
【００４９】
一方、上記ステップＳ６で、Ｕｎ＜Ｕｂの現在の変速段で駆動力不足が生じると判定したときは、ステップＳ７へ進み、強制的にダウンシフトさせ、ルーチンを抜ける。
【００５０】
その結果、現在の変速段における余裕駆動力Ｕｎが設定値Ｕｂ未満になったときには、現在の変速段が、図５に示す変速特性により決定された変速段であっても強制的にダウンシフトすることで、駆動力不足が実際に生じる前に駆動力が補われるようになるため良好な運転性能を得ることができる。
【００５１】
尚、上記設定値Ｕｂは、走行条件に応じて設定する可変値であり、例えば勾配値Ｄ、車速Ｖ、スロットル開度Ｔｈ等の走行状態を示すパラメータに基づいて、演算、或いはマップ参照により設定する。この設定値Ｕｂを可変値とすることで、変速段のダウンシフトタイミングを最適化することができる。
【００５２】
一方、上記ステップＳ１で、Ｄ≦Ｄｓと判定されてステップＳ３へ進むと、上記勾配値Ｄと降坂側判定値Ｄｄ（但し、Ｄｄ＜０）とを比較する。そして、Ｄ≧Ｄｄ、すなわち、Ｄｓ≦Ｄ≦Ｄｄの勾配角の比較的小さい走行路のときはステップＳ１へ戻り、又、Ｄ＜Ｄｄの降坂側判定値Ｄｄより勾配角の大きい降坂路走行のときは、ステップＳ８へ進み、現在の余裕駆動力Ｕnと第５の設定値である設定値Ｕｃとを比較し、Ｕｎ＞Ｕｃの現在の駆動力に余裕が有るときは、ステップＳ７へ進み、強制的にダウンシフトさせてルーチンを抜ける。
【００５３】
降坂路走行において現在の駆動力に余裕のあるとき、すなわち加速度Ａが増加するときはエンジンブレーキが不足する状態であるため強制的にダウンシフトすることで、エンジンブレーキを有効に働かせることができる。
【００５４】
一方、上記ステップＳ８で、Ｕｎ≦Ｕｃの現在の変速段では駆動力不足が生じると判定したときは、ステップＳ１０へ進み、アップシフト後の余裕駆動力Ｕｎと第６の設定値である設定値Ｕｄとを比較し、アップシフト後の変速段による駆動力に余裕が有るか否かを判定する。そして、Ｕn+1≦Ｕｄのアップシフト後の変速段で駆動力に余裕がないときはそのままルーチンを抜ける。
【００５５】
尚、上記設定値Ｕｃは、走行条件に応じて設定する可変値であり、例えば勾配値Ｄ、車速Ｖ、スロットル開度Ｔｈ等の走行状態を示すパラメータに基づいて、演算、或いはマップ参照により設定する。この設定値Ｕｃを可変値とすることで、走行条件に最も適した変速段での走行が可能となる。
【００５６】
又、Ｕn+1＞Ｕｄのアップシフト後の変速段で駆動力に余裕の有るときは、ステップＳ９へ進み、アップシフトを禁止してルーチンを抜ける。
【００５７】
降坂路走行時におけるアップシフト後の余裕駆動力Ｕn+1は、加速度Ａに比例するため、Ｕn+1＞Ｕｃのときはアップシフトを禁止することで、加速度Ａの増加を未然に防止する。
【００５８】
尚、上記設定値Ｕｄは、走行条件に応じて設定する可変値であり、例えば勾配値Ｄ、車速Ｖ、スロットル開度Ｔｈ等の走行状態を示すパラメータに基づいて、演算、或いはマップ参照により設定する。この設定値Ｕｄを可変値とすることで、降坂路走行においても、走行条件に最も適した変速段での走行が可能となる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、登坂走行時に自動変速機がアップシフトさせようとしても、アップシフト後の駆動力と現在の走行抵抗との差に基づいて設定する余裕駆動力が設定値より小さいときはアップシフトが禁止されるので、アップシフトによる駆動力不足、及びシフトハンチングを有効に回避することができる。
【００６０】
更に、アップシフト禁止時の現在の駆動力と走行抵抗との差から設定した余裕駆動力が設定値より小さいときは実際に駆動力不足が発生する前に強制的にダウンシフトさせるようにしたので、走行時の駆動力不足を未然に回避することができる。
【００６１】
請求項２記載の発明によれば、降坂走行時に自動変速機がアップシフトさせようとしても、アップシフト後の駆動力と現在の走行抵抗との差に基づいて設定する余裕駆動力が設定値よりも大きいときはアップシフトが禁止されるので、アップシフトによる加速度の増加が回避され、エンジンブレーキを有効に働かせることができ、運転者に対して、手動によりダウンシフトさせ、或いはブレーキペダルを頻繁に踏み込ませるなどの煩雑な操作を要求することがなく、良好なドライバビリティを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速制御装置の機能ブロック図
【図２】自動変速制御系のシステムブロック図
【図３】変速許可／禁止判定ルーチンを示すフローチャート
【図４】車速と変速段とに対応する駆動力特性を示すテーブルの概念図
【図５】車速とスロットル開度とに基づいて設定する変速制御特性を示すマップの概念図
【図６】従来の登坂路走行時の変速制御を示す説明図
【図７】従来の降坂路走行時の変速制御を示す説明図
【符号の説明】
１３…駆動力設定手段
１４…走行抵抗・勾配値設定手段
１５…余裕駆動力算出手段
１７…変速許可／禁止判定手段
Ｄ…勾配値
Ｄｄ…第４の設定値
Ｄｓ…第１の設定値
ｎ…（現在の）変速段
ｎ＋１…（アップシフト後の）変速段
Ｐ…（現在の）駆動力
Ｐn+1…（アップシフト後の）駆動力
Ｒ…走行抵抗
Ｕａ…第２の設定値
Ｕｂ…第３の設定値
Ｕｃ…第５の設定値
Ｕｄ…第６の設定値
Ｕｎ、Ｕn+1…余裕駆動力[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shift control device for an automatic transmission capable of setting an optimum gear position when traveling on an uphill road and traveling on a downhill road.
[0002]
[Prior art]
In general, the driving force required for a vehicle such as an automobile to run is insufficient with the output shaft torque from the torque converter, and the driving force required for running on a flat road is increased by a speed reducer. The driving force required for climbing is increased by an automatic transmission connected to the torque converter.
[0003]
In the shift control device that performs shift control of the automatic transmission, the shift corresponding to the current traveling condition is performed based on, for example, the vehicle speed and the throttle opening (or the accelerator pedal depression amount) so that the traveling performance on a flat road is optimized. Determine the stage.
[0004]
The shift characteristic of the four-stage automatic transmission is shown in the shift diagram of FIG. This shift characteristic is mapped and stored in the storage unit (ROM) of the transmission control unit (TCU). The upshift schedule of the shift stage is indicated by a solid line, and the downshift schedule is indicated by a wavy line. ing.
[0005]
As described above, since such a speed change characteristic is set in advance by an experiment or the like in order to ensure optimal driving on a flat road, an uphill road or engine brake that lacks driving force is required. Not suitable for downhill roads.
[0006]
That is, as shown in FIG. 6, for example, when driving on an uphill road at the fourth speed, the driving force is insufficient, so when the driver depresses the accelerator pedal, the vehicle is downshifted to the third speed (state (a)). Thereafter, when the driver loosens the amount of depression of the accelerator pedal because the driving force is sufficient in traveling at the third speed, the shift control device upshifts to the fourth speed based on the shift characteristics shown in FIG. b) state). At that time, if the driver feels that the driving force is insufficient, the accelerator pedal is depressed again, so that the driver is again downshifted to the third speed (state (c)).
[0007]
On the other hand, as shown in FIG. 7, even if the driver releases the accelerator pedal while traveling on the downhill road at the fourth speed, as shown in the shift characteristics of FIG. When the vehicle is traveling on the higher speed side, it is not downshifted and remains at 4th speed, or if the accelerator pedal is released while traveling on a downhill road even when traveling at a gear position of 3rd speed or less, the vehicle speed at that time is If it is on the higher speed side than the 4th speed → 3rd speed downshift line, it is upshifted to 4th speed.
[0008]
As a result, shift hunting frequently occurs due to the driver's accelerator pedal operation when traveling on an uphill road, driving stability is impaired, and when driving on a downhill road, it is easy to be fixed at the maximum gear position. Therefore, a complicated operation such as applying a brake or down-shifting to a position where the engine brake is effectively generated by operating the range select lever is forced.
[0009]
In order to cope with this, for example, Japanese Patent Publication No. 5-74748 compares the running resistance determined based on the shift speed after the upshift and the vehicle speed with the driving force based on the shift speed after the upshift, A technique is disclosed in which upshifting is permitted when driving force> running resistance, and upshifting is prohibited when driving force ≦ running resistance.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above prior art, even if the accelerator pedal is released during traveling on an uphill road, upshifting is prohibited when driving force ≦ traveling resistance, so that occurrence of shift hunting can be suppressed.
[0011]
However, according to this prior art, if the driving force after the upshift slightly exceeds the running resistance, the upshift is allowed uniformly, so the actual running resistance after the upshift exceeds the engine output. If the vehicle is running, the driving force is insufficient, and the driver must depress the accelerator pedal again to downshift again.Shift hunting occurs in the region where the engine output after the upshift is close to the running resistance. It becomes easy.
[0012]
In the above prior art, the engine output and the running resistance are compared. Therefore, in downhill running where engine output> running resistance, the upshift is permitted by releasing the accelerator pedal, and the engine brake is effective. Therefore, the driver is required to perform complicated operations for deceleration.
[0013]
In view of the above circumstances, the present invention can effectively avoid shift hunting on an uphill road, and can effectively enable engine braking on a downhill road without requiring a complicated operation from the driver. An object of the present invention is to provide a shift control device for an automatic transmission that can be generated.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a shift control apparatus for a first automatic transmission according to the present invention sets a driving force based on a current shift stage based on a driving state of a vehicle, and a shift stage after an upshift in the same driving state. A driving force setting means for setting the driving force by the driving force, a running resistance / gradient value setting means for setting the running resistance and the gradient value based on the driving state of the vehicle, and the current difference from the driving force and the running resistance. The margin driving force after upshift is set based on the difference between the driving force due to the speed after the upshift and the running resistance from the difference between the driving resistance and the running resistance. The force calculation means is compared with the second set value after the upshift margin driving force when traveling on an uphill road where the gradient value is greater than the first set value, and the after-upshift margin drive is compared. When the force is smaller than the second set value, the upshift is prohibited, and when the marginal driving force after the upshift is smaller than the second set value and the current marginal driving force is smaller than the third set value. Shifting permission / prohibition determining means for forcibly downshifting is provided.
[0016]
The shift control device for the second automatic transmission sets driving force based on the current shift stage based on the driving state of the vehicle and sets driving force based on the shift stage after the upshift in the same driving state. A running resistance / gradient value setting means for setting the running resistance and the gradient value based on the driving state of the vehicle, and setting a marginal driving force according to the current shift stage from the difference between the current driving force and the running resistance. In addition, margin driving force calculation means for setting a margin driving force after upshifting by the shift stage after upshifting from the difference between the driving force by the shift stage after upshifting and the running resistance, and the gradient value is set to the fourth setting The current marginal driving force when traveling on a downhill road smaller than the value is compared with the fifth set value, and if the current marginal driving force is greater than the fifth set value, the current marginal driving force is forcibly downshifted and the current margin Driving Force is characterized by comprising a speed change permission / inhibition determination means for inhibiting upshifts if reserve drive force after the fifth small and the upshift than the set value is greater than the set value of the sixth.
[0018]
In the shift control device for the first automatic transmission, the driving force based on the current shift stage is set based on the driving state of the vehicle, the driving force based on the shift stage after the upshift in the same driving state is set, and the vehicle The running resistance and the gradient value are set based on the driving state. Then, a margin driving force at the current shift stage is set from the difference between the current driving force and the running resistance, and a shift after the upshift is performed from the difference between the driving force and the running resistance at the shifted stage after the upshift. A margin driving force after upshifting by a step is set, and when traveling on an uphill road where the gradient value is larger than the first setting value, the margin driving force after upshifting is compared with the second setting value, and after the upshifting When the margin driving force is smaller than the second set value, the upshift is prohibited, and the margin driving force after the upshift is smaller than the second set value and the current margin driving force is smaller than the third set value. In some cases, the driving force is secured by forcibly downshifting.
[0019]
In the shift control device for the second automatic transmission, the driving force based on the current shift stage is set based on the driving state of the vehicle, the driving force based on the shift stage after the upshift in the same driving state is set, and the vehicle The running resistance and the gradient value are set based on the driving state. Then, a margin driving force at the current shift stage is set from the difference between the current driving force and the running resistance, and a shift after the upshift is performed from the difference between the driving force and the running resistance at the shifted stage after the upshift. A margin driving force after upshifting by a step is set, and the current margin driving force when traveling on a downhill road where the gradient value is smaller than the fourth setting value is compared with the fifth setting value. When it is larger than the fifth set value, it is forcibly downshifted, and when the post-upshift margin driving force is smaller than the fifth set value and the post-upshift margin driving force is larger than the sixth set value. Bans upshifts and works the engine brakes effectively.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a system block diagram of the automatic transmission control system.
[0021]
The
[0022]
The shift control of the
[0023]
As shown in FIG. 1, the
[0024]
The torque converter torque ratio setting means 11 calculates the torque ratio ηt based on the engine speed NE representing the pump speed of the
[0025]
That is, first, the speed ratio e is calculated from the ratio between the turbine speed NT and the engine speed NE (e ← NT / NE), and a table stored in a ROM (not shown) is referred to based on the speed ratio e. The torque ratio ηt of the
[0026]
The acceleration calculation means 12 calculates the acceleration A from the change amount ΔV per minute time (Δt) of the vehicle speed V (A ← ΔV / Δt). Further, since the calculation cycle Δt is a minute time, the acceleration A can be considered as an acceleration with the throttle opening Th being constant.
[0027]
In the driving force setting means 13, the driving force Pn by the currently selected shift stage n and the driving force Pn by the shift stage n + 1 when upshifting while maintaining the vehicle speed V and the throttle opening Th at this time are performed. +1 is set by referring to the map or by calculation.
[0028]
When the driving forces Pn and Pn + 1 are set by referring to the map, the driving force Pn is set based on the vehicle speed V and the currently selected shift stage n from the driving force characteristics shown in FIG. The driving force Pn + 1 is set based on the vehicle speed V and the speed n + 1 after the upshift.
[0029]
When the driving forces Pn and Pn + 1 are set by calculation, the engine output torque Te (m-Kgf) is first set by referring to the map based on the engine speed NE and the throttle opening Th or by calculation. (Te ← f (NE, Te)). Then, based on the engine output torque Te, the torque ratio ηt, and the speed ratio in of the currently selected gear stage n, the driving force Pn (Kgf) is set from the following equation.
Pn ← κ ・ Te ・ in ・ ηt
However, κ is a fixed value (κ ← ij / r) obtained from the reduction ratio ij of the reduction gear and the effective radius r of the drive wheel.
The driving force Pn + 1 (Kgf) is
Pn + 1 ← κ ・ Te ・ in + 1 ・ ηt
Calculate from However, in + 1 is the gear ratio of the gear stage n after the upshift.
[0030]
The running resistance / gradient value setting means 14 calculates the running resistance R and the gradient value D. The running resistance R is calculated from the sum of the rolling resistance Rr, the air resistance Ra, and the gradient resistance Rd (R ← Rr + Ra + Rd).
[0031]
That is, the rolling resistance Rr is
Rr ← μr ・ W
Calculate from Where W is the vehicle weight (Kg), and μr is a rolling resistance coefficient determined by the road surface.
[0032]
Air resistance Ra is
Ra ← μa ・ S ・ V 2
Calculate from Here, μa is an air resistance coefficient determined by the shape of the vehicle, and S is a front projected area (m 2 ) of the vehicle.
[0033]
The gradient resistance Rd is calculated from the equation of motion shown below.
Rd ← P- (Wa + Rr + Ra)
Here, Wa is an acceleration resistance as an inertial force generated by acceleration / deceleration of the vehicle, and based on the acceleration A,
Wa ← W · A / g where g: calculated from the gravitational acceleration.
[0034]
If an acceleration sensor is provided in the vehicle, Am, which is the sum of the acceleration A of the vehicle and the inclination angle component of the gravitational acceleration, is detected by the acceleration sensor, so that the gradient resistance Rd is set to Rd ← W.・ (Am-A)
Calculate from In this case, the slope angle θ when climbing is (+), and the slope angle θ when descending is (−).
[0035]
The gradient value D is calculated using the gradient resistance Rd.
D ← Rd / W
Calculate from
[0036]
The margin driving force calculation means 15 calculates the margin driving force Un at the currently selected gear stage n and the margin driving force Un + 1 that is the margin driving force after upshifting at the gear stage n + 1 after upshifting. calculate.
[0037]
Since the marginal driving force Un at the currently selected shift stage n is the difference between the driving force Pn at this time and the running resistance R,
Un ← Pn-R
Further, the marginal driving force Un + 1 at the shift stage n + 1 after the upshift is
Un + 1 ← Pn + 1−R
Calculate from
[0038]
In the margin drive force target value setting means 16, the set values Ua, Ub, Uc, Ud, which are comparison reference values for the margin drive forces Un, Un + 1, are set to the gradient value D, the vehicle speed V, the throttle opening degree Th, and the like. Based on a parameter indicating the running state, the setting is made by calculation or map reference.
[0039]
The shift permission / prohibition determining means 17 reads the gradient value D, and the gradient value D is greater than the first set value, the climbing side determination value Ds (where Ds> 0), or the gradient described above. When the vehicle is traveling on a downhill road where the value D is equal to or lower than the downhill determination value Dd (where Dd <0), which is the fourth set value, the margin driving forces Un and Un + 1 are read and the margin driving force Un is read. Based on Un + 1, it is determined whether to allow upshifting or whether to downshift forcibly. This shift permission / prohibition determination process is executed by a shift permission / prohibition determination routine described later.
[0040]
The normal shift control means 18 sets an optimum shift stage during the current travel according to the shift characteristics shown in FIG. 5 based on the throttle opening Th and the vehicle speed V.
[0041]
In the shift position determination means 19, when the shift stage set by the normal shift control means 18 is in the upshift direction with respect to the current shift stage, the shift permission / prohibition determination means 17 permits the upshift. If it is permitted, it is upshifted to the set gear position, and if the upshift is prohibited, the current gear stage is maintained. Further, when the slope value D is in a downhill road traveling state smaller than the set value Dd and the forced downshift command is output from the shift permission / prohibition determination means 17, the normal shift control means 18 sets it. Even if the shift stage maintains the current shift stage, the shift stage after the downshift is set.
[0042]
Then, a drive signal corresponding to the shift speed determined by the shift position determining means 19 is output to the
[0043]
The shift permission / prohibition determination routine executed by the shift permission / prohibition determination means 17 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.
[0044]
First, in step S1, the gradient value D is compared with the uphill side determination value Ds (where Ds> 0), and when the vehicle is traveling on an uphill road having a larger gradient angle than the uphill side determination value Ds where D> Ds, The process proceeds to S2, and if D ≦ Ds, the process proceeds to step S3.
[0045]
Then, when the process proceeds to step S2, the marginal driving force Un + 1 after the upshift is compared with the set value Ua which is the second set value, and the driving force is also obtained at the shift stage after the upshift of Un + 1> Ua. If it is determined that there is a margin, the process proceeds to step S4, the upshift is permitted, and the routine is exited.
[0046]
If it is determined in step S2 that the driving force is insufficient at the shift stage after the upshift of Un + 1 ≦ Ua, the process proceeds to step S5, the upshift is prohibited, and the current margin drive is performed in step S6. When the force Un is compared with the set value Ub which is the third set value, and it is determined that there is a margin in the driving force at the current gear position where Un ≧ Ub, the routine is directly exited.
[0047]
As a result, for example, when driving on an uphill road at the fourth speed, when the driver feels that the driving force is insufficient and the driver depresses the accelerator pedal and the gear position is downshifted to the third speed, the vehicle speed V increases, and therefore, FIG. Even when an upshift is attempted in accordance with the shift characteristics shown in FIG. 4, the upshift is prohibited (step S4) because it is prohibited when the shift stage after the upshift (fourth speed) is determined to have insufficient driving force (step S4). Shift hunting caused by a subsequent lack of driving force is prevented in advance, and good drivability can be obtained.
[0048]
The set value Ua is a variable value that is set according to the driving conditions. For example, the setting value Ua is set by calculation or referring to a map based on parameters indicating the driving state such as the gradient value D, the vehicle speed V, and the throttle opening degree Th. To do. By making this set value Ua a variable value, it is possible to more accurately determine the lack of driving force after a shift, and it is possible to set a shift stage that is most suitable for uphill traveling conditions.
[0049]
On the other hand, when it is determined in step S6 that the driving force is insufficient at the current gear position where Un <Ub, the process proceeds to step S7 to forcibly downshift and exit the routine.
[0050]
As a result, when the marginal driving force Un at the current shift speed becomes less than the set value Ub, the current shift speed is forcibly downshifted even if it is the shift speed determined by the shift characteristics shown in FIG. As a result, since the driving force is compensated before the driving force shortage actually occurs, good driving performance can be obtained.
[0051]
The set value Ub is a variable value that is set according to the driving conditions. For example, the setting value Ub is set by calculation or referring to a map based on parameters indicating the driving state such as the gradient value D, the vehicle speed V, and the throttle opening degree Th. To do. By making this set value Ub a variable value, the downshift timing of the gear stage can be optimized.
[0052]
On the other hand, if it is determined in step S1 that D ≦ Ds and the process proceeds to step S3, the gradient value D and the downhill determination value Dd (where Dd <0) are compared. Then, when D ≧ Dd, that is, when the road has a relatively small gradient angle of Ds ≦ D ≦ Dd, the process returns to step S1, and the vehicle travels on a downhill road having a larger slope angle than the downhill side determination value Dd of D <Dd. If YES, the process proceeds to step S8, where the current margin driving force Un is compared with the setting value Uc, which is the fifth setting value. If the current driving force satisfies Un> Uc, the process proceeds to step S7. Forcibly downshift and exit the routine.
[0053]
When the current driving force is sufficient in downhill traveling, that is, when the acceleration A increases, the engine brake is insufficient, so that the engine brake can be effectively operated by forcibly downshifting.
[0054]
On the other hand, when it is determined in step S8 that the driving force is insufficient at the current gear stage where Un ≦ Uc, the process proceeds to step S10, and the marginal driving force Un after the upshift and the set value that is the sixth set value are set. Ud is compared, and it is determined whether or not there is a margin in the driving force by the shift stage after the upshift. When there is no margin in driving force at the shift stage after the upshift of Un + 1 ≦ Ud, the routine is directly exited.
[0055]
The set value Uc is a variable value that is set according to the driving conditions. For example, the setting value Uc is set by calculation or referring to a map based on parameters indicating the driving state such as the gradient value D, the vehicle speed V, and the throttle opening degree Th. To do. By making this set value Uc a variable value, it becomes possible to travel at a gear position most suitable for the traveling conditions.
[0056]
On the other hand, when there is a sufficient driving force at the shift stage after the upshift of Un + 1> Ud, the routine proceeds to step S9, where the upshift is prohibited and the routine is exited.
[0057]
Since the marginal driving force Un + 1 after the upshift when traveling on a downhill road is proportional to the acceleration A, an increase in the acceleration A is prevented beforehand by prohibiting the upshift when Un + 1> Uc.
[0058]
The set value Ud is a variable value that is set according to the driving conditions. For example, the setting value Ud is set by calculation or referring to a map based on parameters indicating the driving state such as the gradient value D, the vehicle speed V, and the throttle opening degree Th. To do. By setting the set value Ud as a variable value, it is possible to travel at a gear position that is most suitable for traveling conditions even when traveling on a downhill road.
[0059]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, even if the automatic transmission attempts to upshift during uphill running, the marginal driving force set based on the difference between the driving force after the upshift and the current running resistance is greater than the set value. When it is small, the upshift is prohibited, so that it is possible to effectively avoid the driving force shortage and the shift hunting due to the upshift.
[0060]
Furthermore , when the marginal driving force set from the difference between the current driving force and the running resistance when upshifting is prohibited is smaller than the set value, the downshift is forcibly made before the actual driving force shortage occurs. Insufficient driving force during traveling can be avoided.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, even if the automatic transmission attempts to upshift during downhill traveling, the marginal driving force set based on the difference between the driving force after the upshift and the current traveling resistance is the set value. Upshifts are prohibited, the increase in acceleration due to the upshift is avoided, the engine brake can be operated effectively, and the driver is manually downshifted or the brake pedal is frequently used. Therefore, it is possible to obtain a good drivability without requiring a complicated operation such as stepping on the vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of an automatic transmission control device. FIG. 2 is a system block diagram of an automatic transmission control system. FIG. 3 is a flowchart showing a shift permission / prohibition determination routine. Fig. 5 is a conceptual diagram of a table showing force characteristics. Fig. 5 is a conceptual diagram of a map showing shift control characteristics set based on the vehicle speed and the throttle opening. Fig. 6 is an explanatory diagram showing conventional shift control when traveling on an uphill road. FIG. 7 is an explanatory diagram showing conventional shift control during traveling on a downhill road.
13 ... Driving force setting means 14 ... Running resistance / gradient value setting means 15 ... Margin driving force calculation means 17 ... Shift permission / prohibition determination means D ... Gradient value Dd ... Fourth set value Ds ... First set value n ... (Current) shift stage n + 1 (shifted up) P (shifted up) P (current) driving force Pn + 1 (upshifted) driving torque R running resistance Ua second
Claims (2)
車両の運転状態に基づいて走行抵抗及び勾配値を設定する走行抵抗・勾配値設定手段と、
現在の上記駆動力と上記走行抵抗との差から現在の変速段による余裕駆動力を設定すると共にアップシフト後の変速段による上記駆動力と上記走行抵抗との差からアップシフト後の変速段によるアップシフト後余裕駆動力を設定するアップシフト後余裕駆動力算出手段と、
上記勾配値が第１の設定値より大きい登坂路走行時の上記アップシフト後余裕駆動力と第２の設定値とを比較し、上記アップシフト後余裕駆動力が上記第２の設定値より小さいときはアップシフトを禁止し、又上記アップシフト後余裕駆動力が第２の設定値より小さく且つ現在の余裕駆動力が第３の設定値より小さいときは強制的にダウンシフトさせる変速許可／禁止判定手段とを備えることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。Driving force setting means for setting the driving force based on the current gear position based on the driving state of the vehicle and for setting the driving force based on the gear position after the upshift in the same driving state;
Traveling resistance / gradient value setting means for setting the traveling resistance and the gradient value based on the driving state of the vehicle;
Based on the difference between the current driving force and the running resistance, a marginal driving force is set according to the current shift stage, and the difference between the driving force and the running resistance after the upshift depends on the speed stage after the upshift. After-upshift margin driving force calculating means for setting a marginal driving force after upshift,
The marginal driving force after upshift when traveling on an uphill road where the gradient value is larger than the first set value is compared with the second set value, and the marginal driving force after upshift is smaller than the second set value. When the up-shift is prohibited, and when the marginal driving force after the upshift is smaller than the second set value and the current marginal driving force is smaller than the third set value, the shift is permitted / prohibited to forcibly downshift. A shift control apparatus for an automatic transmission, comprising: a determination unit.
車両の運転状態に基づいて走行抵抗及び勾配値を設定する走行抵抗・勾配値設定手段と、
現在の上記駆動力と上記走行抵抗との差から現在の変速段による余裕駆動力を設定すると共にアップシフト後の変速段による上記駆動力と上記走行抵抗との差からアップシフト後の変速段によるアップシフト後余裕駆動力を設定する余裕駆動力算出手段と、
上記勾配値が第４の設定値より小さい降坂路走行時の現在の余裕駆動力と第５の設定値とを比較し、現在の余裕駆動力が第５の設定値より大きいときは強制的にダウンシフトさせ、又現在の余裕駆動力が上記第５の設定値より小さく且つ上記アップシフト後余裕駆動力が第６の設定値より大きいときはアップシフトを禁止する変速許可／禁止判定手段とを備えることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。Driving force setting means for setting the driving force based on the current gear position based on the driving state of the vehicle and for setting the driving force based on the gear position after the upshift in the same driving state;
Traveling resistance / gradient value setting means for setting the traveling resistance and the gradient value based on the driving state of the vehicle;
Based on the difference between the current driving force and the running resistance, a marginal driving force is set according to the current shift stage, and the difference between the driving force and the running resistance after the upshift depends on the speed stage after the upshift. A margin driving force calculation means for setting a margin driving force after upshift,
Compare the current margin driving force when traveling downhill with the gradient value smaller than the fourth setting value and the fifth setting value, and forcibly when the current margin driving force is greater than the fifth setting value. Shift permission / prohibition determining means for downshifting and prohibiting upshift when the current margin driving force is smaller than the fifth set value and the marginal driving force after upshift is larger than the sixth set value; A shift control apparatus for an automatic transmission, comprising:
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