JP5234295B2 - 自動変速機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機制御装置に係り、シフトスケジュールを可変とする技術に関する。

従来、自動変速機のシフトスケジュールは、平坦路での走行が最適となるように設定されている。また、登坂路でアップシフトにより駆動力が低下すると、走行抵抗が駆動力を上回り車両が減速するので、ドライバが車両を加速させるべくアクセルを踏み込むとダウンシフトするようにシフトスケジュールが予め設計されている。
しかしながら、アップシフトとダウンシフトを短時間に連続して行うと、シフトハンチングが発生しドライバに違和感を与えることとなる。また、アップシフト後の駆動力により車速が増加すると、駆動力と走行抵抗が共に変化し、やがてある車速に到達すると駆動力が不足しダウンシフトが必要となり、当該車速に到達するまでの時間が短いとシフトハンチングに似たような違和感をドライバに与えることとなる。

この様なことから、車速における走行抵抗と、アップシフト後の変速段での最大駆動力とを比較して、走行抵抗の方が小さい場合にのみアップシフトを許可することで、シフトハンチングを防止し、アップシフト後にどの程度の車速まで加速を続けられるかの加速性能を考慮した上でアップシフトを許可し、走行中にシフトハンチングに似たような違和感をドライバに与えることのない技術が開発されている（特許文献１）。

特開２００１−２０８１９４号公報

ところで、上記特許文献１の自動変速機の変速制御では、クラッチの断接や掴み代えを制御することにより変速を行っている。
しかしながら、変速時のクラッチ制御は、クラッチを制御した後に内燃機関の回転速度が変化することとなり、変速開始から内燃機関の回転速度が変化するまでに時間を要し、変速時間が増大することとなる。

このような変速時間の増大は、ドライバビリティの悪化につながり好ましいことではない。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ドライバビリティを良好にすることのできる自動変速機制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の自動変速機制御装置は、複数段からなる自動変速機の各ギヤ段のダウンシフトタイミングを示すダウンシフト線及び該各ギヤ段での最大出力を示す最大出力線からなるシフトスケジュールを有し、車両の車速を入力する車速入力手段と、前記車両の運転点での出力を入力する運転点出力入力手段と、前記車速と前記ダウンシフト線に基づき境界値を算出する境界値算出手段と、前記最大出力線に基づき前記車速での最大出力を算出する最大出力算出手段と、前記最大出力と前記運転点での出力との差を分母とし前記境界値と該運転点での出力との差を分子とする比率よりシフトパワー余裕率を算出し、更に該シフトパワー余裕率の時間での積分値である時間積分値を算出する余裕率算出手段と、前記時間積分値が所定値より小さければ、前記最大出力の方向に前記ダウンシフト線を移動して前記シフトスケジュールを補正し、該補正したシフトスケジュールを出力するシフト線移動手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項２の自動変速機制御装置は、請求項１において、車両に搭載され、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、ドライバのアクセルの操作度合を検出するアクセル開度検出手段と、前記車速と前記アクセル操作度合に基づきドライバの要求出力を算出する前記運転点出力入力手段としてのドライバ要求算出手段とを備え、前記境界値算出手段及び前記最大出力算出手段は、前記車速検出手段にて検出された前記車速を用いて前記境界値及び前記最大出力を算出し、前記余裕率算出手段は、前記最大出力と前記ドライバの要求出力との差を分母とし前記境界値と前記ドライバの要求出力との差を分子とする比率より前記シフトパワー余裕率を算出し、前記シフト線移動手段は、随時、前記時間積分値と前記所定値を比較し、該時間積分値が所定値より小さければ、前記最大出力の方向に前記ダウンシフト線を移動して前記シフトスケジュールを補正することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、最大出力と運転点での出力との差を分母とし境界値と運転点での出力との差を分子とする比率よりシフトパワー余裕率を算出し、更にシフトパワー余裕率の時間での積分値である時間積分値を算出し、時間積分値が所定値より小さければ、最大出力の方向にダウンシフト線を移動し、シフトスケジュールを補正し出力するようにしている。

このように、時間積分値が所定値より小さければ、ダウンシフト線を最大出力の方向に移動しているので、運転点での出力が高くなってもダウンシフト線を越えることを抑制することができる。
従って、運転点での出力が高くなってもダウンシフト線を越えることを抑制し、不要なダウンシフトを無くすことができ、変速による無駄時間を減らすことができるのでドライバビリティを良好にすることができる。

また、請求項２の発明によれば、車速検出手段により検出される車速とドライバのアクセル操作度合いに基づき算出されるドライバ要求出力とを用いて、シフトパワー余裕率と、更にシフトパワー余裕率の時間での積分値である時間積分値を算出し、随時、時間積分値が所定値より小さければ、最大出力の方向にダウンシフト線を移動するようにシフトスケジュールを補正している。

このように、車速とドライバ要求出力を用いてダウンシフト線を制御してシフトスケジュールを補正しているので、ドライバの運転特性に合わせてダウンシフトを移動させることができる。
従って、ドライバの運転特性に合わせたシフトスケジュールとすることができるので、ドライバビリティを良好にすることができる。

本発明の第１実施例に係る自動変速機制御装置の全体構成を示す制御ブロック図である。 本発明の第１実施例に係る自動変速機制御装置におけるダウンシフト線の可変処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１実施例に係るダウンシフトを可変としたシフトスケジュールの一例を示す図である。 本発明の第２実施例に係る自動変速機制御装置の概略構成図である。 本発明の第２実施例に係る自動変速機制御装置におけるダウンシフト線の可変処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第２実施例に係るドライバ要求出力マップである。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
［第１実施例］
本発明の第１実施例に係る自動変速機制御装置は、予め設定された車両用自動変速機のシフトスケジュールを車両の運転状況に応じてシフトスケジュールを変更するものであって、例えば車両の運転条件を入力することによりシフトパワー余裕率を算出し、最適となるシフトパワー余裕率となるようにダウンシフト線を移動してシフトスケジュールを補正し、補正したシフトスケジュールを出力するように構成されている。

図１は、本発明の第１実施例に係る自動変速機制御装置の全体構成を示す制御ブロック図である。
図１に示すように、本発明の第１実施例に係る自動変速機制御装置は、運転点での出力Ｐreq及び車速Ｖをそれぞれ入力し、これらの入力条件に基づき、シフトパワー余裕率を算出し、シフトパワー余裕率が所定値以上となるようにダウンシフト線を移動するものである。

詳細は、同図に示すように、車速入力部（車速入力手段）１０から入力された車速Ｖに基づき境界値算出部（境界値算出手段）１４及び最大出力算出部（最大出力算出手段）１６において、該車速Ｖと予め設定された自動変速機のギヤ段のダウンシフトタイミングを示すダウンシフト線の交点であるダウンシフト境界値（境界値）Ｐdwn、及び車速Ｖと該ギヤ段で出力が可能である最大出力を示す最大出力線の交点である最大パワー（最大出力）Ｐmaxがそれぞれ算出される。

運転点出力入力部（運転点出力入力手段）１２から入力される運転点での出力Ｐreq、境界値算出部１４にて算出されたダウンシフト境界値Ｐdwn及び最大出力算出部１６にて算出された最大パワーＰmaxに基づいて、余裕率算出部（余裕率算出手段）１８にて、シフトパワー余裕率λが算出される。
また、余裕率算出部１８にて、シフトパワー余裕率λは瞬時値でありバラツキがあるため、シフトパワー余裕率λを時間積分した時間積分値Λが算出される。

シフト線移動部（シフト線移動手段）２０にて、余裕率算出部１８にて算出された時間積分値Λと車両特性等により設定される所定値とを比較し、時間積分値Λが所定値より小さければダウンシフト線を最大パワーＰmax方向に移動してシフトスケジュールを補正し、補正したシフトスケジュールが出力される。
以下、このように構成された本発明の第１実施例に係る自動変速機制御装置の作用及び効果について詳細に説明する。

図２は、自動変速機制御装置におけるダウンシフト線の可変処理のルーチンを示すフローチャートである。また、図３はダウンシフトを可変としたシフトスケジュールの一例を示す図であり、図中の実線は予め設定されているギヤ段のダウンシフトを行う出力を示すダウンシフト線、図中の破線はギヤ段で出力が可能である最大出力を示す最大出力線、図中の一点鎖線は移動後のダウンシフト線を示す。

図２に示すように、ステップＳ１０では、境界値算出部１４において、図３のダウンシフト線より、車速入力部１０から入力される車速Ｖでのダウンシフト境界値Ｐdwnを算出する。
ステップＳ１２では、最大出力算出部１６において、図３の最大出力線より、車速入力部１０から入力される車速Ｖでの最大パワーＰmaxを算出する。

ステップＳ１４では、余裕率算出部１８において、運転点出力入力部１２から入力される運転点での出力Ｐreq、算出されたダウンシフト境界値Ｐdwnと最大パワーＰmaxより、下記式（１）に基づいて、シフトパワー余裕率λを算出する。

ステップＳ１６では、シフトパワー余裕率λは瞬時値でありバラツキがあるため、下記式（２）に基づいて、シフトパワー余裕率λを時間積分した時間積分値Λを算出する。

ステップＳ１８では、時間積分値Λが所定値より小さいか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で時間積分値Λが所定値より小さければ、ステップＳ２０に進み、判別結果が偽（Ｎｏ）で時間積分値Λが所定値以上であれば、当該ルーチンを抜ける。
ステップＳ２０では、シフト線移動部２０において、ダウンシフト線を最大パワーＰmax方向に移動し、シフトスケジュールを補正する。

ステップＳ２２では、補正したシフトスケジュールを出力する。
このように、本発明の自動変速機制御装置では、入力された車速Ｖと予め設定されたシフトスケジュールに基づいて、シフト境界値Ｐdwnと最大パワーＰmaxを算出し、最大パワーＰmaxと入力された運転点での出力Ｐreqの差とシフト境界値Ｐdwnと入力された運転点での出力Ｐreqの差との比であるシフトパワー余裕率λを算出し、更にシフトパワー余裕率λの時間での積分値である時間積分値Λを算出し、時間積分値Λが所定値より小さければ、最大パワーＰmaxの方向にダウンシフト線を移動し、補正したシフトスケジュールを出力するようにしている。

このことにより、時間積分値Λが所定値より小さければ、ダウンシフト線を最大パワーＰmaxの方向に移動するので、運転点での出力Ｐreqが高くなってもダウンシフト線を越えることを抑制することができる。
また、車両或いはドライバの特性等により所定値を決定することにより、それぞれの特性に合ったシフトスケジュールに補正することができる。

従って、運転点での出力Ｐreqが高くなってもダウンシフト線を越えることを抑制し、不要なダウンシフトを無くすことができ、変速による無駄時間を減らすことができるのでドライバビリティを良好にすることができる。
［第２実施例］
図４は、本発明の第２実施例に係る自動変速機制御装置の概略構成図である。

図４に示すように、自動変速機制御装置は、ドライバ要求出力算出部（ドライバ要求算出手段）９、境界値算出部（境界値算出手段）１４、最大出力算出部（最大出力算出手段）１６、余裕率算出部（余裕率算出手段）１８、シフト線移動部（シフト線移動手段）２０、自動変速機制御部２２、アクセルポジションセンサ（アクセル開度検出手段）３１、車速センサ（車速検出手段）３２で構成される。

アクセルポジションセンサ３１は、ドライバのアクセルの操作度合を検出し、アクセル要求信号（アクセル操作度合）θapsをドライバ要求出力算出部９に供給するものである。
車速センサ３２は、図示しない車両の車速Ｖを検出し、ドライバ要求出力算出部９、境界値算出部１４及び最大出力算出部１６に供給するものである。

ドライバ要求出力算出部９は、アクセルポジションセンサ３１にて検出されたアクセル要求信号θapsと車速センサ３２にて検出された車速Ｖに基づき、ドライバ要求出力（ドライバの要求出力）Ｐreqを算出し、算出結果を余裕率算出部１８に供給する。
境界値算出部１４及び最大出力算出部１６は、車速センサ３２にて検出された車速Ｖと予め設定された自動変速機のシフトスケジュールに基づき、車速Ｖとダウンシフト線及び最大出力線のそれぞれの交点より、ダウンシフト境界値（境界値）Ｐdwn及び最大パワー（最大出力）Ｐmaxをそれぞれ算出し、算出結果を余裕率算出部１８に供給する。

余裕率算出部１８は、供給されたドライバ要求出力Ｐreq、ダウンシフト境界値Ｐdwn及び最大パワーＰmaxに基づいて、第１実施例と同様にシフトパワー余裕率λを算出し、更にシフトパワー余裕率λを時間積分した時間積分値Λを算出し、算出結果をシフト線移動部２０に供給する。
シフト線移動部２０は、第１実施例と同様に算出された時間積分値Λと所定値とを比較し、時間積分値Λが所定値より小さければダウンシフト線を最大パワーＰmax方向に移動し、シフトスケジュールを補正し、補正したシフトスケジュールを自動変速機制御部２２に供給する。

自動変速機制御部２２は、供給された補正したシフトスケジュールに基づき、自動変速機４１のギヤシフトを制御する。
以下、このように構成された本発明の第２実施例に係る自動変速機制御装置の作用及び効果について詳細に説明する。
図５は、自動変速機制御装置において周期的に実行されるダウンシフト線の可変処理のルーチンを示すフローチャートであり、図６は、ドライバ要求出力マップであり、車速Ｖとアクセル要求信号θapsよりドライバが要求する出力であるドライバ要求出力Ｐreqを算出するものである。ここに、ドライバ要求出力マップは、予め実験等に基づき設定される。

図５に示すように、ステップＳ８では、アクセルポジションセンサ３１で検出されたアクセル要求信号θapsと車速センサ３２で検出された車速Ｖより、図６に示すドライバ要求出力マップに基づき、ドライバ要求出力Ｐreqを算出する。
ステップＳ１０では、第１実施例と同様にダウンシフト線より、車速センサ３２で検出された車速Ｖでのダウンシフト境界値Ｐdwnを算出する。

ステップＳ１２では、第１実施例と同様に最大出力線より、車速センサ３２で検出された車速Ｖでの最大パワーＰmaxを算出する。
ステップＳ１４では、アクセルポジションセンサ３１で検出されたアクセル要求信号θapsに基づいてドライブ要求出力算出部９にて算出されたドライバ要求出力Ｐreqとダウンシフト境界値Ｐdwnと最大パワーＰmaxより、下記式（３）に基づいて、シフトパワー余裕率λを算出する。なお、式（３）は第１実施例の式（１）と同じである。

ステップＳ１６〜Ｓ２０では、第１実施例と同様にシフトパワー余裕率λを時間積分した時間積分値Λを算出し、時間積分値Λが所定値より小さければ、ダウンシフト線を最大パワーＰmax方向に移動し、シフトスケジュールを補正する。
このように、本発明の自動変速機制御装置では、アクセルポジションセンサ３１で検出されたアクセル要求信号θapsと車速センサ３２で検出された車速Ｖに基づいてシフトパワー余裕率λを算出し、更にシフトパワー余裕率λの時間での積分値である時間積分値Λを算出し、時間積分値Λが所定値より小さければ、最大パワーＰmaxの方向にダウンシフト線を移動するようにシフトスケジュールを補正している。

このことにより、実際の車速Ｖと更にはドライバの要求する出力であるドライバ要求出力Ｐreqに基づいて、ダウンシフト線を移動するように制御しているので、ドライバの運転特性に合わせてダウンシフト線を移動させることができる。
従って、ドライバの運転特性に合わせたシフトスケジュールとすることができるので、ドライバビリティを良好にすることができる。

９ ドライバ要求出力算出部（ドライバ要求算出手段）
１０ 車速入力部（車速入力手段）
１２ 運転点出力入力部（運転点出力入力手段）
１４ 境界値算出部（境界値算出手段）
１６ 最大出力算出部（最大出力算出手段）
１８ 余裕率算出部（余裕率算出手段）
２０ シフト線移動部（シフト線移動手段）
３１ アクセルポジションセンサ（アクセル開度検出手段）
３２ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (2)

1. 複数段からなる自動変速機の各ギヤ段のダウンシフトタイミングを示すダウンシフト線及び該各ギヤ段での最大出力を示す最大出力線からなるシフトスケジュールを有し、
   車両の車速を入力する車速入力手段と、
   前記車両の運転点での出力を入力する運転点出力入力手段と、
   前記車速と前記ダウンシフト線に基づき境界値を算出する境界値算出手段と、
   前記最大出力線に基づき前記車速での最大出力を算出する最大出力算出手段と、
   前記最大出力と前記運転点での出力との差を分母とし前記境界値と該運転点での出力との差を分子とする比率よりシフトパワー余裕率を算出し、更に該シフトパワー余裕率の時間での積分値である時間積分値を算出する余裕率算出手段と、
   前記時間積分値が所定値より小さければ、前記最大出力の方向に前記ダウンシフト線を移動して前記シフトスケジュールを補正し、該補正したシフトスケジュールを出力するシフト線移動手段とを備えることを特徴とする自動変速機制御装置。
2. 車両に搭載され、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   ドライバのアクセルの操作度合を検出するアクセル開度検出手段と、
   前記車速と前記アクセル操作度合に基づきドライバの要求出力を算出する前記運転点出力入力手段としてのドライバ要求算出手段とを備え、
   前記境界値算出手段及び前記最大出力算出手段は、前記車速検出手段にて検出された前記車速を用いて前記境界値及び前記最大出力を算出し、
   前記余裕率算出手段は、前記最大出力と前記ドライバの要求出力との差を分母とし前記境界値と前記ドライバの要求出力との差を分子とする比率より前記シフトパワー余裕率を算出し、
   前記シフト線移動手段は、随時、前記時間積分値と前記所定値を比較し、該時間積分値が所定値より小さければ、前記最大出力の方向に前記ダウンシフト線を移動して前記シフトスケジュールを補正することを特徴とする、請求項１に記載の自動変速機制御装置。

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