JP4380743B2 - 自動変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置および制御方法に関し、特に、自動変速機のギヤ比を制御する技術に関する。

従来より、自動変速機を搭載した車両が知られている。一般的に、自動変速機のギヤ比は、アクセル開度および車速などに応じて定められる。よりきめ細やかにギヤ比を設定するためには、アクセル開度および車速のみならず、車両が走行する環境（路面の勾配、路面の曲率、路面の摩擦係数、渋滞の程度、道路の種類）などを考慮することが好ましい。

特開平９−１２６３０７号公報（特許文献１）は、車両の減速状態を判定する減速状態判定部と、減速判定がなされた時に、複数の運転状態パラメータに基づいて、各パラメータ毎に異なる変速段（ギヤ段）の選択幅の中からそれぞれに変速段を設定する減速用変速段設定部と、減速用変速段設定部で設定された複数の変速段のうちの最低変速段を変速段として決定して変速制御を行なう変速制御部とを備える自動変速機の変速制御装置を開示する。

この公報に記載の変速制御装置によれば、減速状態において、異なるパラメータ毎に変速段の選択幅が異なる。そのため、例えば１つのパラメータでは２速まで選択されるのに対し、別のパラメータでは３速を最低速段とする構成とすることで、２速が最終的に選択される機会を意図的に減少させて、エンジンブレーキの効き過ぎを回避し得る。
特開平９−１２６３０７号公報

しかしながら、特開平９−１２６３０７号公報に記載の変速制御装置においては、最終的にはいずれか１つの運転状態パラメータに基づいて設定されたギヤ段が選択される。したがって、複数のパラメータの相互作用を考慮したギヤ段が選択されるとは限らない。たとえば、路面勾配のみを考慮すると３速ギヤ段が適切であり、アクセル開度のみを考慮すると３速ギヤ段が適切であり、路面勾配およびアクセル開度の両方を考慮すると２速ギヤ段が適切である場合に、２速ギヤ段が選択されるとは限らない。したがって、車両の運転状態および走行環境などに対して最適なギヤ段、すなわちギヤ比を設定するには更なる改善の余地があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、より適切なギヤ比を実現することができる自動変速機の制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機の制御装置は、車両に搭載された自動変速機の制御装置である。この制御装置は、車速を検出するための手段と、運転者の操作を示す第１の情報を検出するための手段と、車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するための手段と、検出された車速、第１の情報および第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するための手段と、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定め、かつ車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように変速線が規定されたマップおよびパラメータに従って、ギヤ比を設定するための手段と、設定されたギヤ比に従って変速するように自動変速機を制御するための手段とを備える。第５の発明に係る自動変速機の制御方法は、第１の発明に係る自動変速機の制御装置と同様の要件を備える。

この構成によると、車速、運転者の操作を示す第１の情報および車両が走行する環境を示す第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータが設定される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方を考慮して定められたパラメータを得ることができる。アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定め、かつ車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように変速線が規定されたマップおよびパラメータに従って、ギヤ比が設定される。設定されたギヤ比に従って変速するように自動変速機が制御される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方の相互作用を考慮したギヤ比を設定することができる。そのため、運転者の操作および車両が走行する環境を別々に考慮してギヤ比を設定する場合に比べて、運転者の操作および車両が走行する環境に対してより適切なギヤ比を設定することができる。さらに、マップにおいて、変速線は、車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように規定される。そのため、アクセル開度もしくはスロットル開度が一定の状態で、車速の増加に伴なって駆動力が低下した場合に得られるパラメータの軌跡とアップシフト線とが交差し易い。そのため、アクセル開度もしくはスロットル開度が一定の状態で、アップシフトを行なうべき車速を設定し易い。その結果、車速に対してより適切なギヤ比を設定することができる。また、駆動力が略一定で車速が増加した場合に得られるパラメータの軌跡とダウンシフト線とが交差し難い。そのため、駆動力が略一定で車速が増加中である場合には、不必要なダウンシフトを行ない難くすることができる。すなわち、車速に対して適切に設定されたギヤ比を維持し易くすることができる。その結果、より適切なギヤ比を実現することができる自動変速機の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る自動変速機の制御装置は、車両に搭載された自動変速機の制御装置である。この制御装置は、車速を検出するための手段と、運転者の操作を示す第１の情報を検出するための手段と、車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するための手段と、検出された車速、第１の情報および第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するための手段と、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定め、かつアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方に応じて駆動力が異なるようにダウンシフト線が規定されたマップおよびパラメータに従って、ギヤ比を設定するための手段と、設定されたギヤ比に従って変速するように自動変速機を制御するための手段とを備える。第６の発明に係る自動変速機の制御方法は、第２の発明に係る自動変速機の制御装置と同様の要件を備える。

この構成によると、車速、運転者の操作を示す第１の情報および車両が走行する環境を示す第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータが設定される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方を考慮して定められたパラメータを得ることができる。アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定め、かつアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方に応じて駆動力が異なるようにダウンシフト線が規定されたマップおよびパラメータに従って、ギヤ比が設定される。設定されたギヤ比に従って変速するように自動変速機が制御される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方の相互作用を考慮したギヤ比を設定することができる。そのため、運転者の操作および車両が走行する環境を別々に考慮してギヤ比を設定する場合に比べて、運転者の操作および車両が走行する環境に対してより適切なギヤ比を設定することができる。さらに、マップにおいて、ダウンシフト線は、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方に応じて駆動力が異なるように規定される。たとえば、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方が大きいほど駆動力が小さくなるようにダウンシフト線が規定される。これにより、アクセル開度またはスロットル開度の増加量に対して駆動力の増加量が小さい場合においても、アクセル開度が増加することによりダウンシフトするようにすることができる。そのため、アクセル開度もしくはスロットル開度に対してより適切なギヤ比を設定することができる。その結果、より適切なギヤ比を実現することができる自動変速機の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。

第３の発明に係る自動変速機の制御装置は、第２の発明の構成に加え、ダウンシフト線は、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方が大きいほど駆動力が小さくなるように規定される。第７の発明に係る自動変速機の制御方法は、第３の発明に係る自動変速機の制御装置と同様の要件を備える。

この構成によると、アクセル開度またはスロットル開度の増加量に対して駆動力の増加量が小さい場合においても、アクセル開度が増加することによりダウンシフトするようにすることができる。そのため、アクセル開度もしくはスロットル開度に対してより適切なギヤ比を設定することができる。

第４の発明に係る自動変速機の制御装置は、車両に搭載された自動変速機の制御装置である。この制御装置は、車速を検出するための手段と、運転者の操作を示す第１の情報を検出するための手段と、車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するための手段と、検出された車速、第１の情報および第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するための手段と、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定めたマップおよびパラメータに従って、ギヤ比を設定するための手段と、設定されたギヤ比に従って変速するように自動変速機を制御するための手段と、前回ギヤ比を変更してからのアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方の変化量がしきい値より大きいという第１の条件および前回ギヤ比を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという第２の条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合に、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを許可するための手段と、第１の条件および第２の条件の両方が満たされない場合に、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを禁止するための手段とを備える。第８の発明に係る自動変速機の制御方法は、第４の発明に係る自動変速機の制御装置と同様の要件を備える。

この構成によると、車速、運転者の操作を示す第１の情報および車両が走行する環境を示す第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータが設定される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方を考慮して定められたパラメータを得ることができる。アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定めたマップおよびパラメータに従って、ギヤ比が設定される。設定されたギヤ比に従って変速するように自動変速機が制御される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方の相互作用を考慮したギヤ比を設定することができる。そのため、運転者の操作および車両が走行する環境を別々に考慮してギヤ比を設定する場合に比べて運転者の操作および車両が走行する環境に対してより適切なギヤ比を設定することができる。ところで、ギヤ比を定めたマップにおいてアップシフト線とダウンシフト線との間隔が狭いと、アップシフトとダウンシフトとが頻繁に繰り返され得る。そこで、前回ギヤ比を変更してからのアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方の変化量がしきい値より大きいという第１の条件もしくは前回ギヤ比を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという第２の条件が満たされた場合に、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトが許可される。一方、第１の条件および第２の条件の両方が満たされない場合、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトが禁止される。これにより、不必要な変速が行なわれる回数を低減することができる。そのため、適切に設定されたギヤ比を維持し易くすることができる。その結果、より適切なギヤ比を実現することができる自動変速機の制御装置もしくは制御方法を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、その他、ＦＲ（Front engine Rear drive）など、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、トルクコンバータ２０００と、オートマチックトランスミッション３０００と、ディファレンシャルギヤ４０００と、ドライブシャフト５０００と、前輪６０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。インジェクタから噴射される燃料量は、所望の空燃比（たとえば理論空燃比）になるよう、エンジン１０００に吸入される空気量に応じて定められる。

オートマチックトランスミッション３０００は、トルクコンバータ２０００を介してエンジン１０００に連結される。したがって、トルクコンバータ２０００の出力軸回転数（タービン回転数ＮＴ）とオートマチックトランスミッション３０００の入力軸回転数とは同じである。

オートマチックトランスミッション３０００は、プラネタリギヤユニットを有するオートマチックトランスミッションである。オートマチックトランスミッション３０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、ギヤ比を無段階に変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション３０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ４０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ４０００にはドライブシャフト５０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト５０００を介して、左右の前輪６０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ７０００には、車輪速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションセンサ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４とがハーネスなどを介して接続されている。さらに、ＥＣＵ７０００には、ナビゲーションシステム９０００がハーネスなどを介して接続されている。

車輪速センサ８００２は、車両の４つの車輪毎に回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。ＥＣＵ７０００は、車輪の回転数の差などを用いたマップに従って路面の摩擦係数μを算出する。なお、路面の摩擦係数μを算出する方法は周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰り返さない。

シフトレバー８００４の位置は、ポジションセンサ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ７０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション３０００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、運転者により操作されるアクセルペダル８００８の開度（アクセル開度）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。ストロークセンサ８０１４は、運転者により操作されるブレーキペダル８０１２のストローク量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度（スロットル開度）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量（エンジン１０００の出力）が調整される。スロットル開度が大きいほど、エンジン１０００に吸入される空気量が大きくなる。すなわち、スロットル開度は、エンジン１０００の出力を表わす値として用いられる。なお、シリンダに設けられた吸気バルブ（図示せず）のリフト量や作用角により、空気量を調整するようにしてもよい。この場合、リフト量や作用角が大きいほど、空気量が大きくなる。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション３０００の入力軸回転数ＮＩ（タービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。

出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション３０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ７０００に送信する。ＥＣＵ７０００は、出力軸回転数ＮＯおよび車輪の半径などに基づいて車速を検出する。なお、車速を検出する方法については周知の一般的な技術を利用すればよいためここではその詳細な説明は繰り返さない。なお、車速の代わりに出力軸回転数ＮＯをそのまま用いるようにしてもよい。

ナビゲーションシステム９０００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）により車両の位置を検出する。また、ナビゲーションシステム９０００は、車両が走行する環境の一部を示す路面の勾配、路面の曲率、道路の種類（高速道路および一般道）などの情報を記憶している。ナビゲーションシステム９０００は、車両が現在走行している路面の勾配、路面の曲率、道路の種類などを示す情報をＥＣＵ７０００に送信する。

さらに、ナビゲーションシステム９０００は、車両が走行している環境の一部を示すＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）情報を受信する。ナビゲーションシステム９０００は、ＶＩＣＳ情報として、渋滞の距離（程度）などを受信する。ナビゲーションシステム９０００が受信したＶＩＣＳ情報は、ＥＣＵ７０００に転送される。

ＥＣＵ７０００は、これらのセンサ等から送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラム、ナビゲーションシステム９０００から送信された情報などに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。なお、ＥＣＵ７０００は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。

本実施の形態において、ＥＣＵ７０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション３０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション３０００を制御する。１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション３０００は前輪６０００に駆動力を伝達し得る。なお形成されるギヤ段の数は「６」に限らず、その他「７」や「８」であってもよい。

さらに、本実施の形態においては、アクセル開度、ブレーキペダルのストローク量、車両が走行する環境などに応じて車両の駆動力の目標値が定められる。車両の駆動力の目標値には、車両の挙動を安定させるＶＳＣ（Vehicle Stability Control）、車輪のスリップを抑制するＴＲＣ（TRaction Control）および設定された車速を維持するクルーズコントロールなどにより要求される駆動力が加味される。定められた駆動力の目標値を実現するようにスロットル開度等が定められる。

図２を参照して、ＥＣＵ７０００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ７０００の機能は、ハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ７０００は、車速検出部７００２と、操作検出部７０１０と、走行環境検出部７０２０と、第１設定部７０３１と、第２設定部７０３２と、第３設定部７０４０と、ギヤ設定部７０５０と、制御部７０６０とを含む。

車速検出部７００２は、出力軸回転数センサ８０２４により検出された、オートマチックトランスミッション３０００の出力軸回転数ＮＯに基づいて車速を検出する。

操作検出部７０１０は、運転者の操作を示す情報を検出する。具体的には、アクセル開度センサ８０１０から送信された信号に基づいて、アクセル開度が検出される。また、ストロークセンサ８０１４から送信された信号に基づいて、ブレーキペダル８０１２のストローク量が検出される。なお、運転者の操作を示す情報はこれらに限らない。

走行環境検出部７０２０は、車両が走行する環境を示す情報を検出する。具体的には、ナビゲーションシステム９０００から送信された信号に基づいて、路面の勾配、路面の曲率、道路の種類、渋滞の距離（程度）が検出される。また、走行環境検出部７０２０は、車輪速センサ８００２から送信される信号に基づいて路面の摩擦係数μを算出する。なお、車両が走行する環境を示す情報はこれらに限らない。

第１設定部７０３１は、運転者の操作を示す情報に応じて、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータを設定する。より具体的には、予め作成されたマップに従って、アクセル開度から車両の駆動力（目標駆動力）が検出される。検出されたアクセル開度はそのまま用いられる。これにより、図３に一点鎖線で示すように、検出されたアクセル開度に応じたパラメータ（ベクトル）が設定される。

また、予め定められたマップに従って、図３に二点鎖線で示すように、ブレーキペダル８０１２のストローク量に応じたアクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータが設定される。なお、検出されたアクセル開度をそのまま用いるようにしてもよい。

第１設定部７０３１は、アクセル開度およびストローク量から得られた二つのパラメータを調停することにより得られるパラメータα（１）を出力する。たとえば図３に実線で示すように、２つのパラメータの各成分の最大値を集めたパラメータが出力される。なお、パラメータを調停する方法はこれに限らない。

第２設定部７０３２は、車両が走行する環境を示す情報に応じて、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータを設定する。より具体的には、予め作成されたマップに従って、路面の勾配、路面の曲率、道路の種類、渋滞の距離、路面の摩擦係数μのそれぞれに応じたアクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータ（ベクトル）が設定される。これらのパラメータを調停することにより得られたパラメータα（２）が第２設定部７０３２から出力される。たとえば、前述したように、得られた複数のパラメータの各成分の最大値を集めたパラメータが出力される。

なお、検出されたアクセル開度をそのまま用いるようにしてもよい。また、ＶＳＣ、ＴＲＣおよびクルーズコントロールなどにより設定された駆動力を考慮するようにしてもよい。

第３設定部７０４０は、第１設定部７０３１から出力されたパラメータα（１）および第２設定部７０３２から出力されたパラメータα（２）を調停することにより得られる１つのパラメータα（ＯＵＴ）を設定する。たとえば、図４に示すように、パラメータα（１）およびパラメータα（２）の各成分の最大値を集めたパラメータα（ＯＵＴ）が設定される。なお、パラメータを調停する方法はこれに限らない。

設定された各パラメータは、アクセル開度および駆動力の他、車速を成分として含む。車速検出部７００２により検出された車速がそのまま各パラメータにおいて成分として含まれる。

ギヤ設定部７０５０は、第３設定部７０４０により設定されたパラメータα（ＯＵＴ）に応じたギヤ段、すなわちギヤ比を設定する。図５に示すように、アクセル開度、駆動力および車速を用いた変速マップに従って、ギヤ段が設定される。図５において実線で示す変速線はアップシフト線である。図５において一点鎖線で示す変速線はダウンシフト線である。

なお、変速マップにおける変速線（アップシフト線およびダウンシフト線）を用いてギヤ段を設定する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

変速マップは、車両の種類ごとに定められる。したがって、変速マップのみを変更することにより、変速の特性を変更することが可能である。変速マップにおいて規定された変速線は、アクセル開度の変化に応じて連続的に変化する。なお、アクセル開度方向に予め定められた間隔毎に変速線を定め、これらの間のアクセル開度における変速線を、線形補間するようにしてもよい。

図６に示すように、変速マップにおいて、変速線は、車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように規定される。すなわち、車速が大きいほど駆動力が大きくなるように変速線が規定される。言い換えると、変速線は右上がりになるように規定される。

制御部７０６０は、設定されたギヤ段に従って変速するようにオートマチックトランスミッション３０００を制御する。すなわち、オートマチックトランスミッション３０００は、ギヤ設定部７０５０により設定されたギヤ段を形成するように制御される。

なお、オートマチックトランスミッション３０００がＣＶＴである場合は、変速線によりギヤ段を設定する代わりに、図７に示すように、変速線によりギヤ比を設定するようにしてもよい。

図８を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ７０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは予め定められた周期で繰り返し実行される。ＥＣＵ７０００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ７０００は、出力軸回転数センサ８０２４により検出された、オートマチックトランスミッション３０００の出力軸回転数ＮＯに基づいて車速を検出する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ７０００は、運転者の操作を示す情報を検出する。すなわち、アクセル開度センサ８０１０から送信された信号に基づいて、アクセル開度が検出される。また、ストロークセンサ８０１４から送信された信号に基づいて、ブレーキペダル８０１２のストローク量が検出される。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ７０００は、運転者の操作を示す情報に応じて、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータを設定する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ７０００は、車両が走行する環境を示す情報を検出する。すなわち、ナビゲーションシステム９０００から送信された信号に基づいて、路面の勾配、路面の曲率、道路の種類、渋滞の距離（程度）が検出される。車輪速センサ８００２から送信される信号に基づいて路面の摩擦係数μが検出される。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ７０００は、車両が走行する環境を示す情報に応じて、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータを設定する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ７０００は、運転者の操作を示す情報から得られたパラメータα（１）および車両が走行する環境を示す情報から得られたパラメータα（２）を調停することにより、１つのパラメータα（ＯＵＴ）を設定する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ７０００は、設定されたパラメータα（ＯＵＴ）に応じたギヤ段を、変速マップに従って設定する。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ７０００は、設定されたギヤ段に従って変速するようにオートマチックトランスミッション３０００を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づくＥＣＵ７０００の動作について説明する。

車両の走行中、車速が検出される（Ｓ１００）。さらに、運転者の操作を示す情報、すなわち、アクセル開度およびブレーキペダル８０１２のストローク量が検出される（Ｓ１０２）。運転者の操作を示す情報に応じて、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータが設定される（Ｓ１０４）。

運転者の操作を示す情報に加えて、車両が走行する環境を示す情報、すなわち、路面の勾配、路面の曲率、路面の摩擦係数μ、道路の種類、渋滞の距離（程度）が検出される（Ｓ１０６）。運転者の操作を示す情報と同様に、車両が走行する環境を示す情報に応じて、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータが設定される（Ｓ１０８）。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境を、同じ種類の成分を有するパラメータに統一して表わすことができる。

運転者の操作を示す情報から得られたパラメータα（１）および車両が走行する環境を示す情報から得られたパラメータα（２）を調停することにより、１つのパラメータα（ＯＵＴ）が設定される（Ｓ１１０）。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方を考慮して定められたパラメータα（ＯＵＴ）を得ることができる。

このパラメータα（ＯＵＴ）に応じたギヤ段が、変速マップに従って設定される（Ｓ１１２）。設定されたギヤ段に従って変速するようにオートマチックトランスミッション３０００が制御される（Ｓ１１４）。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方の相互作用を考慮したギヤ段を設定することができる。そのため、運転者の操作および車両が走行する環境を別々に考慮してギヤ比を設定する場合に比べて、運転者の操作および車両が走行する環境に対して適切なギヤ段を設定することができる。

ところで、変速マップにおいて、変速線は、車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように規定される。これは、以下の理由による。

アクセル開度が一定である場合、図９に示すように、車速の増加に伴なって駆動力が低下し、その後略一定になる。したがって、図９に示すように、Ｖ（Ａ）付近の車速において、車速の増加に伴なって駆動力が低下するようにアップシフト線が規定されると、アクセル開度が一定の状態で得られるパラメータ（駆動力）の軌跡とアップシフト線が交差し難い。そのため、アクセル開度が一定である場合にアップシフトを行なう車速を設定し難い。

また、Ｖ（Ｂ）付近の車速において、車速の増加に伴なって駆動力が低下するようにダウンシフト線が規定されると、駆動力が略一定で車速が増加した場合に、パラメータの軌跡とダウンシフト線が交差し得る。すなわち、駆動力の増加が要求されていないにも関わらず、車速の増加に伴なって、不必要なダウンシフトがなされ得る。

そこで、アップシフトを行なう車速を設定し易くし、かつ不必要なダウンシフトが行なわれる回数を低減するために、変速マップにおいて、車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように変速線が規定される。

これにより、図１０に示すように、アクセル開度が一定の状態で得られるパラメータの軌跡とアップシフト線とを交差し易くすることができる。そのため、アクセル開度が一定の状態でアップシフトを行なうべき車速を設定し易くすることができる。その結果、ギヤ比をきめ細やかに設定することができる。

また、図１０に示すように、駆動力が略一定で車速が増加した場合に得られるパラメータの軌跡とダウンシフト線とが交差し難い。そのため、駆動力が略一定で車速が増加中である場合には、不必要なダウンシフトを行ない難くすることができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、車速、運転者の操作を示す情報および車両が走行する環境を示す情報に応じて、車速、アクセル開度および駆動力を成分として有するパラメータα（ＯＵＴ）が設定される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方を考慮して定められたパラメータα（ＯＵＴ）を得ることができる。このパラメータα（ＯＵＴ）に応じたギヤ段が、変速マップに従って設定される。設定されたギヤ段に従って変速するようにオートマチックトランスミッションが制御される。これにより、運転者の操作および車両が走行する環境の両方の相互作用を考慮したギヤ段を設定することができる。そのため、運転者の操作および車両が走行する環境を別々に考慮してギヤ比を設定する場合に比べて、運転者の操作および車両が走行する環境に対して適切なギヤ段を設定することができる。また、変速マップにおいて、車速に対する駆動力の増加率が零以上になるように変速線が規定される。これにより、アクセル開度が一定の状態で、車速の増加に伴なって駆動力が低下した場合に得られるパラメータの軌跡とアップシフト線とが交差し易くすることができる。そのため、アクセル開度が一定の状態でアップシフトを行なうべき車速を設定し易くすることができる。その結果、車速に対してより適切なギヤ比を設定することができる。また、駆動力が略一定で車速が増加した場合に得られるパラメータの軌跡とダウンシフト線とが交差し難い。そのため、駆動力が略一定で車速が増加中である場合には、不必要なダウンシフトを行ない難くすることができる。すなわち、車速に対して適切に設定されたギヤ比を維持し易くすることができる。その結果、より適切なギヤ比を実現することができる。

なお、車速、アクセル開度および駆動力に加えて、他の成分を有するパラメータを設定するようにしてもよい。

また、複数のパラメータの各成分の最大値を集めることによりパラメータを調停する代わりに、図１１において実線で示すように、複数のパラメータの各成分を、成分の種類毎に加算することによりパラメータを調停するようにしてもよい。すなわち、ベクトルを加算することによりパラメータを調停するようにしてもよい。さらに、図１２において示すように、複数のパラメータの各成分の最小値を集めることによりパラメータを調停するようにしてもよい。さらに、パラメータを座標として表わしてもよい。

さらに、アクセル開度の代わりにスロットル開度を用いるようにしてもよい。アクセル開度とスロットル開度とは、略比例する関係にあるからである。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、変速マップにおいて、アクセル開度が大きいほど駆動力が小さくなるようにダウンシフト線が規定される点で前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造は、前述の第１の実施の形態と同じである。それらの機能についても同じである。従って、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図１３に示すように、車両の駆動力の変化率は、アクセル開度が大きいほどより小さくなる。アクセル開度がＰＡ（０）以下の領域（Ａ）においては、アクセル開度に対する車両の駆動力の変化率がしきい値以上である。アクセル開度がＰＡ（０）より大きい領域（Ｂ）においては、アクセル開度に対する車両の駆動力の変化率がしきい値より小さい。なお、図１３において、車両の駆動力の最大値をＦ（１）で示す。アクセル開度に対する車両の駆動力の変化率がしきい値より小さい領域（Ｂ）における車両の駆動力の最小値をＦ（２）で示す。

アクセル開度に対する車両の駆動力の変化率がしきい値以上である領域（Ａ）においては、アクセル開度の変化量に対する車両の駆動力の変化量が十分に大きい。したがって、駆動力を用いた変速マップに従ってギヤ段を設定し易い。

一方、アクセル開度に対する車両の駆動力の増加率がしきい値より小さい領域（Ｂ）においては、アクセル開度の変化量に対する車両の駆動力の変化量が小さい。したがって、駆動力を用いた変速マップに従ってギヤ段を設定し難い。

そこで、本実施の形態においては、アクセル開度が大きいほど駆動力が小さくなるようにダウンシフト線が規定される。以下、ダウンシフト線について説明する。なお、以下の説明では、説明を簡明にするため、車速がＶ（１）、Ｖ（２）およびＶ（３）（Ｖ（１）＜Ｖ（２）＜Ｖ（３））である場合について説明する。

アクセル開度に対する車両の駆動力の増加率がしきい値より小さい領域（Ｂ）中、アクセル開度がＰＡ（１）（ＰＡ（１）＞ＰＡ（０））以上の領域においては、図１４に示すように、車速がＶ（１）、Ｖ（２）およびＶ（３）である場合にダウンシフト線が規定される駆動力が、車両の駆動力の最大値Ｆ（１）よりも小さい。

一方、図１５に示すように、アクセル開度がＰＡ（１）以下である領域においては、車速がＶ（１）、Ｖ（２）およびＶ（３）である場合にダウンシフト線が規定される駆動力が、車両の駆動力の最大値Ｆ（１）よりも大きい。

これにより、車速がＶ（１）、Ｖ（２）およびＶ（３）である場合において、アクセル開度をＰＡ（１）より大きくすることにより、ダウンシフトすることができる。そのため、アクセル開度に対する駆動力の変化率が小さくても、ダウンシフトするアクセル開度を設定し易くすることができる。その結果、アクセル開度に対して適切なギヤ段を設定することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、前回ギヤ段を変更してからの（変速すると判断してからの）アクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件および前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件の両方が満たされない場合、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを禁止する点で前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造は、前述の第１の実施の形態もしくは第２の実施の形態と同じである。それらの機能についても同じである。従って、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図１６を参照して、ＥＣＵ７０００の機能について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ機能には、同じ番号を付してある。従って、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

ＥＣＵ７０００は、許可部７０７０および禁止部７０７２をさらに含む。許可部７０７０は、前回ギヤ段を変更してからの（変速すると判断してからの）アクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件または前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件が満たされた場合、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを許可する。

禁止部７０７２は、前回ギヤ段を変更してからのアクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件および前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件の両方が満たされない場合、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを禁止する。

なお、本実施の形態においては、前回ギヤ段を変更した際（変速すると判断した際）のアクセル開度と現在のアクセル開度との差の絶対値が、前回ギヤ段を変更してからのアクセル開度の変化量として検出される。同様に、前回ギヤ段を変更した際の駆動力と現在の駆動力との差の絶対値が、前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量として検出される。

図１７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ７０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは予め定められた周期で繰り返し実行される。また、前述の第１の実施の形態と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、それらの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ７０００は、前回ギヤ段を変更してからのアクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件または前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件が満たされたか否かを判断する。

前回ギヤ段を変更してからのアクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件または前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件が満たされた場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ７０００は、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを許可する。Ｓ２０４にて、ＥＣＵ７０００は、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを禁止する。

以上のような構造およびフローチャートに基づくＥＣＵ７０００の動作について説明する。

図１８において破線で囲んだ部分に示すように、変速マップにおいて、アップシフト線とダウンシフト線との間隔、すなわちヒステリシスが小さい部分があり得る。アクセル開度が大きい状態、すなわちアクセル開度に対する駆動力の変化率が小さい状態では、図１９に示すように、ヒステリシスが小さくても、アップシフトおよびダウンシフトが繰り返し難い。

一方、たとえば、運転者が設定した車速を、アクセルペダル８００８が操作されない状態で維持するクルーズコントロールの実行中においては、図２０に示すように、車両の駆動力（目標駆動力）が増減し得る。そのため、アップシフトおよびダウンシフトが頻繁に繰り返し得る。

そこで、前回ギヤ段を変更してからのアクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件および前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件の両方が満たされない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトが禁止される（Ｓ２０４）。

前回ギヤ段を変更してからのアクセル開度の変化量がしきい値より大きいという条件または前回ギヤ段を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという条件が満たされた場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトが許可される（Ｓ２０２）。

これにより、図２１に示すように、不必要な変速が行なわれる回数を低減することができる。そのため、適切に設定されたギヤ段を維持し易くすることができる。その結果、自動変速機のギヤ比をきめ細かく制御することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

車両を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 パラメータを調停する方法を示す図（その１）である。 パラメータα（ＯＵＴ）を示す図である。 変速マップを示す図（その１）である。 本発明の第１の実施の形態における変速マップの変速線を示す図（その１）である。 変速マップを示す図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態におけるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 車速が増加するにしたがって駆動力が低下する部分を有する変速線を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における変速マップの変速線を示す図（その２）である。 パラメータを調停する方法を示す図（その２）である。 パラメータを調停する方法を示す図（その３）である。 アクセル開度と駆動力との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における変速マップの変速線を示す図（その１）である。 本発明の第２の実施の形態における変速マップの変速線を示す図（その２）である。 本発明の第３の実施の形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 本発明の第３の実施の形態におけるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態における変速マップの変速線を示す図である。 駆動力、ギヤ段およびアクセル開度の推移を示すタイミングチャートである。 駆動力およびギヤ段の推移を示すタイミングチャート（その１）である。 駆動力およびギヤ段の推移を示すタイミングチャート（その２）である。

符号の説明

１０００ エンジン、２０００ トルクコンバータ、３０００ オートマチックトランスミッション、４０００ ディファレンシャルギヤ、５０００ ドライブシャフト、６０００ 前輪、７０００ ＥＣＵ、７００２ 車速検出部、７０１０ 操作検出部、７０２０ 走行環境検出部、７０３１ 設定部、７０３２ 設定部、７０４０ 設定部、７０５０ ギヤ設定部、７０６０ 制御部、７０７０ 許可部、７０７２ 禁止部、８００２ 車輪速センサ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションセンサ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ ストロークセンサ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、９０００ ナビゲーションシステム。

Claims (4)

1. 車両に搭載された自動変速機の制御装置であって、
   車速を検出するための手段と、
   運転者の操作を示す第１の情報を検出するための手段と、
   前記車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するための手段と、
   前記検出された車速、前記第１の情報および前記第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するための手段と、
   アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定め、かつアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方に応じて駆動力が異なるようにダウンシフト線が規定されたマップおよび前記パラメータに従って、ギヤ比を設定するための手段と、
   前記設定されたギヤ比に従って変速するように前記自動変速機を制御するための手段とを備え、
   前記ダウンシフト線は、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方が大きいほど駆動力が小さくなるように規定される、自動変速機の制御装置。
2. 車両に搭載された自動変速機の制御装置であって、
   車速を検出するための手段と、
   運転者の操作を示す第１の情報を検出するための手段と、
   前記車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するための手段と、
   前記検出された車速、前記第１の情報および前記第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するための手段と、
   アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定めたマップおよび前記パラメータに従って、ギヤ比を設定するための手段と、
   前記設定されたギヤ比に従って変速するように前記自動変速機を制御するための手段と、
   前回ギヤ比を変更してからのアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方の変化量がしきい値より大きいという第１の条件および前回ギヤ比を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという第２の条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合に、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを許可するための手段と、
   前記第１の条件および前記第２の条件の両方が満たされない場合に、アップシフト後の
   ダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを禁止するための手段とを備える、自動変速機の制御装置。
3. 車両に搭載された自動変速機の制御方法であって、
   車速を検出するステップと、
   運転者の操作を示す第１の情報を検出するステップと、
   前記車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するステップと、
   前記検出された車速、前記第１の情報および前記第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するステップと、
   アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定め、かつアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方に応じて駆動力が異なるようにダウンシフト線が規定されたマップおよび前記パラメータに従って、ギヤ比を設定するステップと、
   前記設定されたギヤ比に従って変速するように前記自動変速機を制御するステップとを備え、
   前記ダウンシフト線は、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方が大きいほど駆動力が小さくなるように規定される、自動変速機の制御方法。
4. 車両に搭載された自動変速機の制御方法であって、
   車速を検出するステップと、
   運転者の操作を示す第１の情報を検出するステップと、
   前記車両が走行する環境を示す第２の情報を検出するステップと、
   前記検出された車速、前記第１の情報および前記第２の情報に応じて、アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力を成分として有するパラメータを設定するステップと、
   アクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方、車速および駆動力に応じてギヤ比を定めたマップおよび前記パラメータに従って、ギヤ比を設定するステップと、
   前記設定されたギヤ比に従って変速するように前記自動変速機を制御するステップと、
   前回ギヤ比を変更してからのアクセル開度およびスロットル開度のうちのいずれか一方の変化量がしきい値より大きいという第１の条件および前回ギヤ比を変更してからの駆動力の変化量がしきい値より大きいという第２の条件のうちの少なくともいずれか一方の条件が満たされた場合に、アップシフト後のダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを許可するステップと、
   前記第１の条件および前記第２の条件の両方が満たされない場合に、アップシフト後の
   ダウンシフトおよびダウンシフト後のアップシフトを禁止するステップとを備える、自動変速機の制御方法。

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