JP4178466B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用自動変速機の制御装置に関する。

車両用自動変速機においては、一般に、多段変速歯車機構の変速を行わせる電磁式の変速操作手段を備えており、予め設定された変速特性に基づいて、変速操作手段にシフトアップ、シフトダウンに応じた変速信号を出力することにより、当該多段変速歯車機構の変速が制御される。

このような自動変速機においては、変速のハンチングを防止することが望まれ、このため上記変速特性にシフトアップ線とシフトダウン線を設けて、シフトアップ線とシフトダウン線の間にヒステリシスを持たせることが行われている。

特開昭６１−２８６６５８号公報には、車速がダウンシフト線を越えて増加し、ダウンシフト線とアップシフト線との間のヒステリシスゾーンで車両が走行しはじめたところでタイマを作動させ、所定時間経過したらアップシフト信号を出力する自動変速機の変速制御装置が開示されている。

上記公開公報に開示された自動変速機の変速制御装置では、車速がダウンシフト線を越えて増加し、車両がダウンシフト線とアップシフト線との間のヒステリシスゾーンで走行することを前提としているが、ダウンシフト線の極近傍でアップシフトした場合、次の瞬間にダウンシフトしてしまう場合がある。

この場合には、運転者が何も操作していないのにアップシフトしてすぐダウンシフトしてしまい、それに伴いショックが発生し、又回転変化が異様に感じられ、到底許容できないという問題がある。
特開昭６１−２８６６５８号公報

よって、本発明の目的は、クルーズ走行時に頻繁にアップシフト及びダウンシフトを繰り返すシフトハンチングを防止し、最適な変速特性を設定可能な車両用自動変速機の制御装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、車速とスロットル開度に応じて設定された複数のアップシフト線と複数のダウンシフト線とを含んだシフトパターンを有する自動変速機の制御装置であって、走行路が平坦路か否かを判定する平坦路判定手段と、スロットル開度が全閉か否かを判定するスロットル開度判定手段と、各シフト段に応じて設定されるクルーズアップシフト判定領域で所定時間以上継続して走行中か否かを判定するクルーズ走行判定手段と、前記平坦路判定手段により平坦路走行中と判定され、前記スロットル開度判定手段によりスロットル開度が全閉以外と判定され、且つ該クルーズ走行判定手段によりクルーズアップシフト判定領域で所定時間以上継続して走行中と判定されているときに、車両の加速度が第１の所定値よりも大きいか、又はスロットル開度の変化速度が第２の所定値より小さく且つ車両の減速度が第３の所定値よりも小さいと判定された場合に、自動変速機をアップシフトさせるクルーズアップシフト手段とを具備し、前記クルーズアップシフト判定領域は、スロットル開度小のときの各シフト段のアップシフト線に隣接して該アップシフト線の低車速側に設けられ、上限車速が該アップシフト線に一致するとともにギヤ比が小さい程車速方向に広く設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置が提供される。

請求項２記載の発明によると、第２の所定値が減速比が小さいほど小さな値に設定されている自動変速機の制御装置が提供される。

請求項３記載の発明によると、第３の所定値が減速比が大きいほど小さな値に設定されている自動変速機の制御装置が提供される。

請求項１記載の自動変速機の制御装置によると、クルーズ走行時に早めのアップシフトを行うことが可能となるとともに、頻繁なアップシフト及びダウンシフトを繰り返すシフトハンチングを防止することができる。

請求項２記載の自動変速機の制御装置によると、第２の所定値を減速比が小さいほど小さな値に設定することにより、出力トルクが小さく、アクセルペダルが比較的大きく操作され、スロットルの変化速度が比較的大きい状態が多くなることに対応させて、４速等のハイギヤ側での、アップシフト後の再度のダウンシフトすることを防止できる。

請求項３記載の自動変速機の制御装置によると、第３の所定値を減速比が大きいほど小さな値に設定することにより、１速等のローギヤで車両の減速度が大きい場合に発生しやすいアップシフト後のダウンシフトを回避することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る車両に搭載された自動変速機及びその制御装置の構成を示す図であり、内燃エンジン２のクランク軸４には自動変速機６が接続されている。

自動変速機６は、クランク軸４に連結され、ポンプインペラ８ａ及びタービンランナ８ｂを有するトルクコンバータ８と、ポンプインペラ８ａとタービンランナ８ｂと連結するためのロックアップクラッチ１０と、トルクコンバータ８の出力側に連結される多段変速ギヤ機構１２と、ロックアップクラッチ１０及び多段変速ギヤ機構１２の動作を制御する油圧制御機構１４とを備えている。

油圧制御機構１４は、ロックアップクラッチ１０の係合／非係合を切り替えるオンオフ型のソレノイド弁（以下「Ａソレノイド弁」という）１４ａと、Ａソレノイド弁１４ａがオンされ、ロックアップクラッチ１０が係合状態にあるときの係合圧を制御するデューティ制御型のソレノイド弁（以下「Bソレノイド弁」という）１４ｂと、ギヤ機構１２のシフト位置（ギヤ比）を制御する変速アクチュエータ１４ｃとを含んでいる。

Ａソレノイド弁１４ａ，Ｂソレノイド１４ｂ及び変速アクチュエータ１４ｃは、自動変速機制御用の電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）１６に接続されており、ＥＣＵ１６はＡソレノイド弁１４ａ及びＢソレノイド弁１４ｂを介してロックアップクラッチ１０の係合状態の制御を行うと共に、変速アクチュエータ１４ｃを介して多段変速ギヤ機構１２のシフト位置の制御を行う。

自動変速機６には、多段変速ギヤ１２のシフト位置ＳＲＴＤＧを検出するシフト位置センサ１８が設けられており、その検出信号はＥＣＵ１６に供給される。

エンジン２の出力は、クランク軸４からトルクコンバータ８、ギヤ機構１２、差動装置２０を順次経て、左右の駆動輪２２，２４に伝達され、これらを駆動する。また、自動変速機６の出力側には、当該車両の車速ＶＰを検出する車速センサ２６が設けられており、その検出信号はＥＣＵ１６に供給される。

エンジン２には、吸気管２８の途中に設けられたスロットル弁３０の開度θＴＨを検出するスロットル弁開度センサ３２と、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン水温センサ３４と、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ３６が設けられており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ１６に供給される。エンジン回転数センサ３６は、クランク軸４の１８０度回転毎に所定クランク角度位置でＴＤＣ信号パルスを出力し、ＥＣＵ１６に供給する。

また、スロットル弁３０には例えば電動モータからなるスロットルアクチュエータ３８が連結されており、このスロットルアクチュエータ３８はＥＣＵ１６に接続されている。ＥＣＵ１６には、車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰＦＺを検出するアクセル開度センサ４０が接続されており、その検出信号がＥＣＵ１６に供給される。

ＥＣＵ１６はアクセル開度ＡＰＦＺ等に応じて、スロットル弁開度θＴＨを制御する。即ち、本実施形態ではアクセルペダルとスロットル弁３０とは機械的に連結されておらず、アクセル開度ＡＰ及び他の運転状態に応じてスロットル弁開度θＴＨが制御される。

ＥＣＵ１６には更に、自動変速機６の動作モードを選択するための選択レバー位置を検出する選択レバー位置センサ４２及びブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキスイッチ４４が接続されており、それらの検出信号はＥＣＵ１６に供給される。

尚、本実施形態では、ドライブレンジとして、１速〜４速の範囲のシフト位置を自動的に選択するＤ４レンジと、１速〜３速の範囲でシフト位置を自動的に選択するＤ３レンジとが設けられている。

尚、ＥＣＵ１６は、エンジン２に供給する燃料量（燃料噴射弁の開弁時間）及び点火時期等を制御する図示しないエンジン制御用電子コントロールユニットに接続されており、制御パラメータ情報を相互に伝達するように構成されている。

ＥＣＵ１６は、上述した各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路と、中央処理回路（ＣＰＵ）と、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムや後述するシフトマップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶回路と、Ａソレノイド弁１４ａ、Ｂソレノイド弁１４ｂ及び変速アクチュエータ１４ｃに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。

ＥＣＵ１６は、各種センサの検出信号に基づいてロックアップクラッチ１０の係合状態、シフト位置及びスロットル弁開度θＴＨの制御を行う。尚、以下にフローチャートを参照して説明する処理は、ＥＣＵ１６のＣＰＵで実行されるものであり、シフトマップはＥＣＵ１６のＲＯＭに記憶されているものである。

図２を参照すると、本発明実施形態のシフトマップ（変速特性マップ）が示されている。図２において、アップシフト線は実線で示されており、ダウンシフト線は点線で示されている。

符号５４ａ〜５４ｃはクルーズアップシフト判定領域を示しており、クルーズアップシフト判定領域５４ａの上限車速Ｖ２はスロットル開度が小さいときのアップシフト線５０に一致する。車両の運転状態がクルーズアップシフト判定領域５４ａ内に所定時間以上あるときにのみ、後述する条件の下に３速から４速へのアップシフトが実行される。

クルーズアップシフト判定車速領域（クルーズアップシフト判定領域５４ａ〜５４ｃの横軸）はギヤ比別に設定するのが好ましい。即ち、静粛性上、エンジン回転が一定以下で車両を運転するのが望ましい。

そこで、各ギヤ段で同等のエンジン回転領域（例えば１３００〜１６００ｒｐｍ）をクルーズアップシフト判定車速領域とするためには、クルーズアップシフト判定車速領域を、ギヤ比が小さい（４速等のハイギヤ）程広く設定する。

更に、クルーズアップシフト判定スロットル領域（クルーズアップシフト判定領域５４ａ〜５４ｃの縦軸）もギヤ比別に設定するのが好ましい。即ち、減速比が小さい（４速等のハイギヤ）程加速度が小さいので、スロットルストロークが大きくなり、アップシフトしても再びダウンシフトする危険性が大きい。

よって、減速比が小さい程、クルーズアップシフト判定スロットル領域と各ダウンシフト線とのヒステリシスを広く設定する。換言すると、クルーズアップシフト判定領域５４ａ〜５４ｃの傾斜部と各ダウンシフト線の傾斜部との間隔を広く設定する。

また、低車速程車両減速度が大きくなり易く、アップシフトしてから再びダウンシフトする危険性が大きいため、低車速程車速ヒステリシス５６ａ〜５６ｃを大きく設定するのが好ましい。即ち、クルーズアップシフト判定領域５４ａ〜５４ｃの下限車速とスロットル開度が小さい場合の各ダウンシフト線との間隔を広く設定する。

尚、上述したシフトマップの変形例として、クルーズアップシフト判定領域５４ａの下限車速Ｖ１から右側を３−４シフトアップ線５０とし、クルーズアップシフト判定領域５４ａに車両の運転状態が入った場合は３速でホールドして、後述するクルーズアップシフト許可条件を満たした場合に４速へアップシフトする構成でもよい。

以下、図３のフローチャートを参照して本発明実施形態の自動変速機の変速制御について説明する。このフローチャートでは３速から４速への変速制御について主に説明する。まず、ステップ１０（図３ではＳ１０と省略する）では、ソレノイド、センサ等のＡＴ関連部品の故障があるか否かを判断する。故障がない場合には、ステップ１１へ進んでＤレンジか否かを判断する。本実施形態では、ＤレンジはＤ４，Ｄ３レンジを含んでいる。

ステップ１１でＤレンジと判断された場合には、ステップ１２へ進んでマニュアルモードか否かを判断する。マニュアルモードでない場合には、ステップ１３へ進んで平坦路か否か、即ち登降坂路以外か否かを判断する。

ステップ１３で平坦路と判断された場合には、ステップ１４へ進んで変速中以外か否かを判断する。変速中以外の場合には、ステップ１５へ進んでシフトマップでの変速段と現在の変速段が一致しているか否かを判断する。

ステップ１５で肯定判断の場合には、ステップ１６へ進んで車両の運転状態がクルーズアップシフト判定領域５４ａ内にあるか否かを判断する。車両の運転状態がクルーズアップシフト判定領域５４ａ内にあると判断された場合には、ステップ１７へ進んでスロットルが全閉以外か否かを判断する。

スロットルが全閉でない場合には、ステップ１８へ進んでタイマが所定時間（例えば１秒）経過したか否かを判断する。クルーズアップシフト判定領域５４ａ内でタイマが所定時間経過したと判断された場合には、ステップ１９へ進んで加速度（車速の増速側への変化量）が第１の所定値（例えば１ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）より大きいか否かを判断する。

ステップ１９で加速度が第１の所定値より大きいと判断された場合には、ステップ２２へ進んでクルーズアップシフトを実行する。例えば、３速から４速へのアップシフトを実行する。

ステップ１９で加速度が第１の所定値以下と判断された場合には、ステップ２０へ進んでスロットル開度の変化速度が第２の所定値（例えば３％／ｓｅｃ）より小さく、且つ減速度が第３の所定値（例えば±１ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）より小さいか否かを判断する。

ステップ２０で肯定判断の場合には、ステップ２２へ進んでクルーズアップシフトを実行する。一方、ステップ２０が否定判断の場合には、ステップ２３へ進んで現在の速度段をホールドする。

ステップ１０及び１２が肯定判断の場合及びステップ１１，１３，１４，１５，１６が否定判断の場合には、ステップ２１へ進んでタイマを例えば１秒にセットする。ステップ２１でセットされたタイマは、車両の運転状態がクルーズアップシフト判定領域５４a内にある場合に減算される。

ステップ２０で第２の所定値は以下のように設定するのが好ましい。即ち、減速比が小さい（４速等のハイギヤ）程、スロットルを踏んでも車両は加速し難いので、スロットルの変化量は大きくなる。

一旦アップシフトしてから再びダウンシフトするのを防止するためスロットルヒステリシス大きくしたいが、シフトマップの車速とエンジン回転速度のバランスを考慮すると、減速比が小さい（４速等のハイギヤ）程スロットルヒステリシスを大きく出来ない場合がある。

このような再ダウンシフトを防止するため、減速比が小さい（４速等のハイギヤ）程、スロットル開度の変化速度の判定値（第２の所定値）を低く設定し、スロットル踏み込み速度がこのように低く設定した第２の所定値以上ではアップシフトを回避して現在の速度段を維持するようにする。

また、ステップ２０において第３の所定値は以下のように設定するのが好ましい。即ち、減速比が大きい（１速等のローギヤ）程、減速度が大きくなり易いので一旦アップシフトとした後に再びダウンシフトする危険性が大きい。よって、車速ヒステリシスを大きくしたいが、減速比が大きいほど車速あたりの回転変化が大きいので、シフトマップのバランス上車速ヒステリシスを大きくできない。

よって、減速比が大きい（１速等のローギヤ）程、車両減速度の判定値（第３の所定値）を小さく設定し、減速度が小さく設定した第３の所定値以上ではアップシフトを回避して現在の速度段を維持するようにする。

本発明実施形態の自動変速機の制御装置の概略的システム構成図である。 本発明実施形態のシフトマップ（変速特性マップ）である。 本発明実施形態の変速処理のフローチャートである。

符号の説明

２ エンジン
６ 自動変速機
８ トルクコンバータ
１０ ロックアップクラッチ
１２ 多段変速ギヤ機構
１４ 油圧制御機構
１６ 電子コントロールユニット(ＥＣＵ)
２６ 車速センサ
２８ 吸気管
３２ スロットル弁開度センサ
３６ エンジン回転数センサ
５０ ３−４アップシフト線
５２ ４−３ダウンシフト線
５４ａ〜５４ｃ クルーズアップシフト判定領域

Claims (3)

1. 車速とスロットル開度に応じて設定された複数のアップシフト線と複数のダウンシフト線とを含んだシフトパターンを有する自動変速機の制御装置であって、
   走行路が平坦路か否かを判定する平坦路判定手段と、
   スロットル開度が全閉か否かを判定するスロットル開度判定手段と、
   各シフト段に応じて設定されるクルーズアップシフト判定領域で所定時間以上継続して走行中か否かを判定するクルーズ走行判定手段と、
   前記平坦路判定手段により平坦路走行中と判定され、前記スロットル開度判定手段によりスロットル開度が全閉以外と判定され、且つ該クルーズ走行判定手段によりクルーズアップシフト判定領域で所定時間以上継続して走行中と判定されているときに、車両の加速度が第１の所定値よりも大きいか、又はスロットル開度の変化速度が第２の所定値より小さく且つ車両の減速度が第３の所定値よりも小さいと判定された場合に、自動変速機をアップシフトさせるクルーズアップシフト手段とを具備し、
   前記クルーズアップシフト判定領域は、スロットル開度小のときの各シフト段のアップシフト線に隣接して該アップシフト線の低車速側に設けられ、上限車速が該アップシフト線に一致するとともにギヤ比が小さい程車速方向に広く設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記第２の所定値は減速比が小さいほど小さな値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記第３の所定値は減速比が大きいほど小さな値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。

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