JP6070921B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は自動変速機の制御装置に係り、詳しくはシフトアップ時にエンジンの過回転警告機能を適切に作動させる制御装置に関する。

車両に走行用動力源として搭載されているエンジンは、車速などに応じて回転変化しながら駆動力を駆動輪に伝達して車両を走行させている。エンジンには強度的な要因による上限回転が存在する。そこで、例えばエンジン回転速度が上昇して上限回転よりも若干低回転側に設定した警告回転速度を超えた時点でブザーを作動させて運転者に警告し、これによりアクセル戻しなどの対処を促す対策が講じられている。
このような警告回転速度に基づくエンジンの過回転を警告する対策を実施する一方、通常時には警告回転速度未満の回転域でエンジンを運転させるように各種制御を実行している。自動変速制御を例に挙げると、当該自動変速制御ではアクセル操作量や車速などに基づき所定のシフトマップから目標ギヤ段を決定しているが、このシフトマップの特性は、常に警告回転速度未満の回転域でエンジンを運転させるように設定されている。例えば車両の加速時には、車速と共にエンジン回転速度が上昇して警告回転速度に達する以前に、シフトマップから高ギヤ側の目標ギヤ段が決定されてシフトアップが実行され、それに伴ってエンジン回転速度がステップ状に低下して警告回転速度未満に抑制される。

以上のようにエンジン回転速度を警告回転速度未満に抑制する配慮はなされているものの、車両の走行状況によっては警告回転速度を超えてしまう場合もある。
例えばトラックやバスでは、貨物の積載状態や搭乗人数に応じた車両重量の格差が大であるため、空車状態で降坂路を加速しているときなどには車両への負荷が非常に少なくなる。一方で、トラックやバスなどに搭載される比較的大排気量のディーゼルエンジンはガソリンエンジンと比較して回転落ちが悪い。その対策として、加速中のシフトアップ時には圧縮開放ブレーキを作動させてエンジンに負荷を加えることにより回転落ちを早めているが、それでもシフトアップに伴う燃料カットから実際にエンジン回転速度が低下し始めるまでには無視できないタイムラグが発生する。

図４はこのシフトアップ時の制御状況を示すタイムチャートであり、目標ギヤ段の切換に呼応してシフトアップが開始され、まず変速に先立つ燃料カットの開始により０を目標値として燃料噴射量が次第に減少される（図４中のポイントａ）。それに伴ってエンジントルクが低下するとクラッチが切断操作され（ポイントｂ）、その後に圧縮開放ブレーキが作動を開始して（ポイントｃ）、エンジン回転速度Ｎeが上昇から低下に転じる（ポイントｄ）。この時点でギヤ段が現ギヤ段から目標ギヤ段に入れ替えられ（ポイントｅ）、エンジン回転速度Ｎeがシフトアップ後の値の近傍まで低下するとクラッチが接続操作されてシフトアップ完了となる（ポイントｆ）。
このようにシフトアップの開始後もエンジン回転速度Ｎeが上昇し続けるため、上記した車両負荷が少ない走行条件が重なった場合には、図４に示すようにエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpを超えてしまう事態が発生する。このときブザーによる警告は行われるが、警告回転速度ＮeUpの超過は一時的なものであり、且つアクセル操作とは関係のない自動変速制御によるシフトアップ過程で発生することから、運転者にとって意味のない無用な警告であり耳障りなだけである。

一方、シフトアップ時のエンジンの過回転を防止する技術として、特許文献１に記載のものが提案されている。当該技術は、ブザーによる警告に代えて、エンジンの過回転を積極的に防止する制御を実行するものである。
まず、車両の加速時においてエンジン回転数Ｎeがシフトアップの指示回転数Ｎetに達すると、変速信号を出力して油圧回路にシフトアップを実行させる。これと並行してシフトアップ中の実最大エンジン回転数Ｎerを読み込み、最大目標エンジン回転数Ｎec（エンジン或いは変速機の許容上限回転数であり、上記警告回転速度ＮeUpに相当）に対する実最大エンジン回転数Ｎerの偏差ΔＮeに基づき指示回転数Ｎetを補正する。そして、補正後の指示回転数Ｎetを新たな指示回転数Ｎetとして次回のシフトアップ時の処理に適用することにより、変速油圧や変速クラッチの摩擦状況などのバラツキに起因するエンジン及び変速機の過回転を防止している。

特開２００４−９２７０３号公報

端的に表現すると、上記特許文献１の技術は前回のシフトアップ時に最適値として算出した指示回転数Ｎetが今回のシフトアップ時においても最適値であるという観点に基づくものである。この発想は、変速油圧や変速クラッチの摩擦状況などのように緩やかに変化する要件に対しては有効であるが、突発的な状況変化には対応できない。
例えば、登坂路と降坂路とでは最適な指示回転数Ｎetが相違する。登坂路では車両負荷の増加に起因してシフトアップ中のエンジン回転速度Ｎeの上昇が緩慢になるため、警告回転速度ＮeUpを超えることはない。よって、特許文献１の技術によれば、シフトアップの開始タイミングを遅延させるべく指示回転数Ｎetが増加補正され、次回のシフトアップが遅いタイミングで開始される。ところが、このとき車両が降坂路を走行中であると、車両負荷の減少に起因してシフトアップ中にエンジン回転速度Ｎeが急激に上昇して警告回転速度ＮeUpを超えてしまう。

以上のように特許文献１の技術では、前回と今回のシフトアップ時の路面勾配の相違などのような突発的な状況変化に対しては対応できない。このため、上記降坂路などではシフトアップ時のブザーなどによる無用な警告を防止することができなかった。
本発明はこのような問題点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、常にシフトアップの開始タイミングを適切に設定でき、もって降坂路などでのシフトアップ中にエンジン回転速度が警告回転速度を超える事態を未然に防止でき、これに起因する無用なエンジン過回転の警告を回避することができる自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、変速機の変速操作及び変速操作に伴うクラッチ操作をアクチュエータで行うように構成され、変速制御手段により所定のシフトマップから決定された目標ギヤ段に基づき各アクチュエータを駆動制御して、車両の走行用動力源であるエンジンを上限回転速度よりも低回転側に予め設定された警告回転速度未満の回転域で運転させながら目標ギヤ段を達成するように変速制御を実行し、シフトマップから決定された高ギヤ側の目標ギヤ段に基づきシフトアップするときには、エンジンの燃料カットを開始してクラッチを切断操作した上で、回転負荷手段によりエンジンに負荷を加え、エンジン回転速度が上昇から低下に転じた後に変速機を上記目標ギヤ段に入れ替えてクラッチを接続操作するシフトアップ処理を実行する自動変速機の制御装置において、シフトアップ処理による燃料カットの開始から回転負荷手段の負荷によりエンジン回転速度が低下し始めるまでの回転落ち時間を記憶している記憶手段を備え、車両の加速に伴うエンジン回転速度の上昇中に、シフトマップに基づくタイミングでシフトアップを開始したときにエンジン回転速度が警告回転速度を超える場合は、エンジン回転速度の上昇度合い及び記憶手段に記憶された回転落ち時間に基づき、エンジン回転速度の警告回転速度への到達よりも回転落ち時間だけ先行するタイミングでシフトアップ処理を開始するものである。

請求項２の発明は、請求項１において、変速制御手段が、燃費重視のシフトマップと走行性能重視のシフトマップとを選択的に適用し、選択したシフトマップから決定された目標ギヤ段に基づき変速制御を実行し、変速制御手段により燃費重視のシフトマップが適用されているときには、予め設定された低回転側の警告回転速度に基づきシフトアップ処理を開始し、変速制御手段により走行性能重視のシフトマップが適用されているときには、予め設定された高回転側の警告回転速度に基づきシフトアップ処理を開始するものである。

以上説明したように請求項１の発明の自動変速機の制御装置によれば、変速制御手段のシフトアップ処理による燃料カットの開始からエンジン回転速度が低下し始めるまでの回転落ち時間を記憶させ、車両の加速に伴うエンジン回転速度の上昇中に、シフトマップに基づくタイミングでシフトアップを開始したときにエンジン回転速度が警告回転速度を超える場合は、その上昇度合い及び回転落ち時間に基づき、エンジン回転速度がエンジンの警告回転速度に到達するよりも回転落ち時間だけ先行するタイミングでシフトアップ処理を開始するようにした。
例えば空車状態で降坂路を加速しているときには車両への負荷が非常に少なくなるため、シフトマップによる目標ギヤ段の決定に基づくタイミングでシフトアップした場合には、燃料カットの開始後もエンジン回転速度が上昇し続けてエンジンの警告回転速度を超える事態が発生する。本発明によれば、このような状況では、エンジン回転速度が警告回転速度に到達するよりも回転落ち時間だけ先行するタイミングで強制的にシフトアップ処理が開始される。従って、エンジン回転速度が警告回転速度を超える事態を未然に防止でき、これに起因する無用な警告を回避することができる。

請求項２の発明の自動変速機の制御装置によれば、請求項１に加えて、燃費重視のシフトマップの適用時には、低回転側の警告回転速度に基づきシフトアップ処理を開始し、走行性能重視のシフトマップの適用時には、高回転側の警告回転速度に基づきシフトアップ処理を開始するようにした。
例えば燃費重視のシフトマップでは、シフトアップ処理のタイミングが早められてエンジンが低回転域で運転されることにより燃費低減が達成される。また、走行性能重視のシフトマップでは、シフトアップ処理のタイミングが遅くされてエンジンが高回転域で運転されることにより良好な加速性能が達成される。
そして、エンジン回転速度の上昇抑制のために、より先行するタイミングでシフトアップする場合でも、燃費重視のシフトマップの適用時には、低回転側の警告回転速度に基づき早めのタイミングでシフトアップ処理が開始される。また、走行性能重視のシフトマップの適用時には、高回転側の警告回転速度に基づき遅めのタイミングでシフトアップ処理が開始される。結果として通常時のシフトマップの変速特性に倣って、燃費重視或いは走行性能重視の特性でシフトアップ処理が実行されるため、運転者の違和感を未然に防止することができる。

実施形態の自動変速機の制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。 ＥＣＵが実行する強制シフトアップルーチンを示すフローチャートである。 実施形態のＥＣＵによるシフトアップ時の制御状況を示すタイムチャートである。 従来技術によるシフトアップ時の制御状況を示すタイムチャートである。

以下、本発明を具体化した自動変速機の制御装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の自動変速機の制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。
車両には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１は、加圧ポンプによりコモンレールに蓄圧した高圧燃料を各気筒の燃料噴射弁に供給し、各燃料噴射弁の開弁に伴って筒内に噴射する所謂コモンレール式機関として構成されている。なお、エンジン１の形式はこれに限ることはなく、コントロールラックの作動に応じて各気筒への燃料噴射を制御する従来形式のディーゼル機関としてもよいし、ガソリンエンジンとしてもよい。

エンジン１の出力軸１ａにはクラッチ装置２を介して自動変速機（以下、単に変速機という）３の入力軸３ａが接続され、クラッチ装置２の接続時にエンジン１の回転が変速機３に伝達されるようになっている。当該変速機３は、前進１２段（１速段〜１２速段）及び後退１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置２の断接操作を自動化したものである。言うまでもないが、変速機３の変速段は上記に限ることなく任意に変更可能である。

クラッチ装置２は、フライホイール４にクラッチ板５をプレッシャスプリング６により圧接させて接続される一方、フライホイール４からクラッチ板５を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板５にはアウタレバー７を介してエアシリンダ８（アクチュエータ）が連結され、エアシリンダ８には電磁弁９が介装されたエア通路１０を介して圧縮エアを充填したエアタンク１１が接続されている。
電磁弁９の開弁時にはエアタンク１１からエア通路１０を経てエアシリンダ８に圧縮エアが供給され、エアシリンダ８が作動してアウタレバー７を介してクラッチ板５をフライホイール４から離間させ、これによりクラッチ装置２が接続状態から切断状態に切り換えられる。一方、電磁弁９が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ８が作動しなくなることから、クラッチ板５はプレッシャスプリング６によりフライホイール４に圧接され、これによりクラッチ装置２は切断状態から接続状態に切り換えられる。このように電磁弁９の開閉に応じてエアシリンダ８が作動して、クラッチ装置２を自動的に断接操作可能になっている。

変速機３にはギヤ段を切り換えるためのギヤシフトユニット１４（アクチュエータ）が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１４は、変速機３内の各ギヤ段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１４はエア通路１５を介して上記したエアタンク１１と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１１からの圧縮エアがエア通路１５を経て対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切換操作すると、切換操作に応じて変速機３のギヤ段が切り換えられる。

車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２１が設置されており、エンジン１、クラッチ装置２、変速機３の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、変速機３の入力軸３ａの回転速度（クラッチ回転速度）を検出するクラッチ回転速度センサ２３、レバー操作部１３のチェンジレバー１３ａの切換位置を検出するレバー位置センサ２４、変速機３のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ２５、アクセルペダル２６の操作量θaccを検出するアクセルセンサ２７、及び変速機３の出力軸３ｂに設けられて車速Ｖを検出する車速センサ２８などのセンサ類が接続されている。

また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記したクラッチ装置２の電磁弁９、ギヤシフトユニット１４の各電磁弁、エンジン１の過回転を警告するために図示しない車両のインストルメントパネルに設けられたブザー３０、後述するエンジン１に負荷を加えるための圧縮開放ブレーキ２９などが接続されると共に、図示はしないが、コモンレール蓄圧用の加圧ポンプや各気筒の燃料噴射弁などが接続されている。
なお、このように単一のＥＣＵ２１で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２１とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。

そして、例えばＥＣＵ２１は、エンジン回転速度センサ２２により検出されたエンジン回転速度Ｎe及びアクセルセンサ２７により検出されたアクセル操作量θaccに基づき図示しないマップから加圧ポンプにより蓄圧されるコモンレールのレール圧や各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量Ｑに基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。これらの算出値に基づき加圧ポンプを駆動制御すると共に、各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン１を運転させる。

また、ＥＣＵ２１は、レバー位置センサ２４により検出されたレバー操作部１３のレンジに応じて変速機３の制御を実行する。例えばＤレンジの検出時には、変速機３の自動変速制御を実行する（変速制御手段）。即ち、アクセル操作量θacc及び車速センサ２８により検出された車速Ｖに基づき図示しないシフトマップ上で現在の運転ポイントを特定して目標ギヤ段tgtＧを決定する。そして、クラッチ装置２を断接操作させながら変速機３の所定のシフトフォークを切換操作して目標ギヤ段tgtＧを達成し、これにより常に適切なギヤ段をもって車両を走行させる。

一方、このような自動変速制御においてシフトアップを実行する場合、ＥＣＵ２１はエンジン１に備えられた圧縮開放ブレーキ２９（回転負荷手段）を作動させてエンジン１の回転落ちを早める制御を実行する。図３はシフトアップ時の制御状況を示すタイムチャートであり、ＥＣＵ２１はシフトマップに基づき高ギヤ側の目標ギヤ段tgtＧが決定されてシフトアップを開始すると、まず燃料カットを開始して０を目標値として燃料噴射量を次第に減少させる（図３中のポイントａ）。それに伴ってエンジントルクが低下するとクラッチ装置２を切断操作し（ポイントｂ）、その後に圧縮開放ブレーキ２９の作動を開始して（ポイントｃ）、エンジン回転速度Ｎeが上昇から低下に転じる（ポイントｄ）。この時点でギヤ段を現ギヤ段から目標ギヤ段に入れ替え（ポイントｅ）、エンジン回転速度Ｎeがシフトアップ後の値の近傍まで低下するとクラッチ装置２を接続操作してシフトアップを完了している（ポイントｆ）。

なお、圧縮開放ブレーキ２９の構成は、例えば特開２００７−２４７６２８号公報などの文献に開示されているため詳細な説明は省略するが、各気筒の圧縮上死点直前で排気弁を強制開弁させて筒内の圧縮空気を排出する機構である。圧縮開放ブレーキ２９の本来の目的は、車両減速時の運転者の負担軽減にある。車両減速時に圧縮開放ブレーキ２９を作動させて圧縮上死点直前で筒内空気を排出すると、続く膨張行程でピストンの下降を妨げる力が発生するため、エンジンブレーキ力が増大して運転者のフットブレーキ操作の頻度を減少可能となる。

さらに、ＥＣＵ２１はＤレンジによる車両走行中にエンジン１の過回転を防止するための過回転防止制御を実行する。この過回転防止制御のために、本実施形態では予めエンジン１の上限回転よりも若干低回転側にＦ／Ｃ回転速度が設定され、さらにＦ／Ｃ回転速度よりも若干低回転側に警告回転速度ＮeUpが設定されている。ＥＣＵ２１はエンジン回転速度Ｎeが上昇して警告回転速度ＮeUpを超えると、上記ブザー３０を作動させてエンジン１の過回転を運転者に警告し、注意を喚起された運転者がアクセル操作を緩める。また、このような運転者の対処が行われない場合、エンジン回転速度Ｎeがさらに上昇してＦ／Ｃ回転速度を超え、ＥＣＵ２１はエンジン１の燃料噴射を中止する燃料カットを実行して、強制的にエンジン回転速度Ｎeを低下させる。

このようにして過回転防止制御によりエンジン１の過回転が防止されるが、通常時には過回転防止制御が機能することはない。その理由は、自動変速制御において目標ギヤ段tgtＧを決定するためのシフトマップの特性が、常に警告回転速度ＮeUp未満の回転域でエンジン１を運転させるように設定されているためである。
ところが、［背景技術］で述べたように、トラックが空車状態で降坂路を加速しているときなどには車両への負荷が非常に少なくなるため、上記シフトマップの設定にも拘わらず、シフトアップ中にエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpを超えてしまう事態が発生する。このときブザー３０による警告は行われるが、警告回転速度ＮeUpの超過が一時的なものであり、且つ自動変速によるシフトアップ過程で発生することから、運転者にとっては意味のない無用な警告となってしまう。

このような不具合を鑑みて本発明者は、車両の加速に伴うエンジン回転速度Ｎeの上昇度合い（後述する回転速度Ｎe及び増加率ＤＮe）、及びシフトアップのために燃料カットを開始してから実際にエンジン回転速度Ｎeが低下し始めるまでの回転落ち時間Ｔに基づき、適切なシフトアップ開始タイミングを特定できることを見出した。
適切なシフトアップ開始タイミングとは、より具体的には、車両の加速に伴って上昇中のエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpに達する時点（超える直前）よりも回転落ち時間Ｔだけ先行するタイミングである。このシフトアップ開始タイミングでシフトアップを開始（以下、強制シフトアップという）して燃料カットすれば、上昇中のエンジン回転速度Ｎeは警告回転速度ＮeUpに達した時点で低下し始め、警告回転速度ＮeUpを超える事態を防止できることになる。

シフトアップをさらに早めても上記警告回転速度ＮeUpの超過を防止できるが、それに伴ってエンジン回転速度Ｎeの過剰な低下によりエンジン１が最適回転域を外れてしまう。これらの双方の要件を考慮した結果、上記した回転落ち時間Ｔだけ先行するタイミングが導き出されているのである。
なお、以上のシフトアップ開始タイミングに基づく強制シフトアップは、あくまでも警告回転速度ＮeUpの超過による無用な警告を防止するものであり、基本的にはシフトマップに基づく自動変速制御を優先すべきである。そこで、シフトマップに基づくシフトアップタイミング（高ギヤ側の目標ギヤ段tgtＧが決定されたタイミング）よりも先行してシフトアップ開始タイミングが特定された場合に限って、シフトアップ開始タイミングでシフトアップを開始する。以下、このような知見に基づきＥＣＵ２１が実行する処理について説明する。

図２はＥＣＵ２１が実行する強制シフトアップルーチンを示すフローチャートであり、車両のイグニションスイッチが投入されているときにＥＣＵ２１は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず、ステップＳ２で現在車両の加速に伴いエンジン回転速度Ｎeが上昇中であるか否かを判定し、判定がＮo（否定）のときには一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ２の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ４に移行し、アクセルセンサ２７により予め設定された判定値θacc0以上のアクセル操作量θaccが所定時間に亘って継続して検出されたか否かを判定する。

アクセル操作量θaccが判定値θacc0未満の場合には、エンジン回転速度Ｎeの上昇がそれほど急激でないためシフトアップ中に上記警告回転速度ＮeUpを超える可能性はないと見なせる。また、アクセル操作量θaccが判定値θacc0以上であっても所定時間に亘って継続しない場合には、運転者の癖などでアクセルペダルが無闇に煽られていると推測でき、シフトアップ開始タイミングを適切に特定できない可能性がある。
よって、これらの状況では強制シフトアップを実行しない方が望ましいため、ＥＣＵ２１はステップＳ４でＮoの判定を下すとルーチンを終了する。

また、ステップＳ４の判定がＹesのときにはステップＳ６に移行し、現在の変速機３のギヤ段がシフトマップから決定された目標ギヤ段tgtＧと一致しているか否かを判定する。続くステップＳ８ではアクセル操作量θacc及び車速Ｖから特定される現在の運転ポイントがシフトマップ上のシフトアップ線を横切っていないか否かを判定する。
ステップＳ６或いはステップＳ８の判定がＮoのときには既にシフトアップ中であるため、強制シフトアップを実行する余地がないと見なしてルーチンを終了する。

また、ステップＳ８の判定がＹesのときにはステップＳ１０に移行し、シフトアップ後のエンジン回転速度Ｎeが予め設定された下限回転速度ＮeLo（例えばアイドル回転速度）以上であるか否かを判定する。判定がＮoのときには、シフトアップするとエンジン回転速度Ｎeの急落によりエンジン１を正常な回転域に保持できなくなると見なしてルーチンを終了する。

また、ステップＳ１０の判定がＹesのときにはステップＳ１２に移行し、次式（１）が成立するか否かを判定する。
ＮeUp≦Ｎe＋ＤＮe×Ｔ……（１）
上記のようにＮeUpは警告回転速度であり、Ｎeは現在のエンジン回転速度、ＤＮeは単位時間当たりのエンジン回転速度Ｎeの増加率、Ｔは回転落ち時間である。これら現在のエンジン回転速度Ｎe及びその増加率ＤＮeが、本発明のエンジン回転速度Ｎeの上昇度合いに相当する。
回転落ち時間Ｔとは、上記シフトアップ処理について説明した手順の内、燃料カットの開始から圧縮開放ブレーキ２９の作動によりエンジン回転速度Ｎeが低下し始めるまでの所要時間を意味する。回転落ち時間Ｔは、予め実施した試験に基づき設定されてＥＣＵ２１の記憶装置に記憶されている（記憶手段）。この試験では変速機３を実際にシフトアップさせて、シフトアップ中のエンジン１の回転低下に基づき実際に燃料カットの開始からエンジン回転速度Ｎeの低下開始までの所要時間が算出され、その所要時間が回転落ち時間Ｔとして記憶される。

従って、ＥＣＵ２１はステップＳ１２の処理に際して、記憶装置から回転落ち時間Ｔを読み出した上で、式（１）に基づく判定を行う。この判定に基づき、エンジン回転速度Ｎeの警告回転速度ＮeUpへの到達よりも回転落ち時間Ｔだけ先行するタイミングとしてシフトアップ開始タイミングが特定される。そして、後述するように自動変速制御でシフトマップから高ギヤ側の目標ギヤ段tgtＧが決定される以前に、式（１）からシフトアップ開始タイミングが特定された場合には、その時点で強制的に変速機３のシフトアップが開始される（変速制御手段）。

ステップＳ１２の判定がＮoのときにはルーチンを終了し、ＹesのときにはステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、２段シフトアップ条件が成立しているか否かを判定する。
２段シフトアップとは、トラックなどの多数ギヤ段の変速機３を搭載した大型車両特有の変速操作である。この種の車両では積載状態での登坂路走行のようにエンジン駆動力に余裕がない場合を想定して、可能な限りエンジン１を適切な回転域に保持して駆動力を確保するために変速機３のギヤ段が細分化されている。このため、降坂路などのようにエンジン駆動力に余裕がある走行状態で通常の１段刻みのシフトアップを行うと、かえって変速毎のトルク抜けによる弊害が顕著になることから、この場合には１段飛び越した２段シフトアップを実行している。

ステップＳ１４の判定はシフトマップに基づき行われる。ステップＳ６，８でＮoの判定を下していることから、このときシフトマップ上では未だシフトアップ後の目標ギヤ段tgtＧは決定されていない。しかし、現在の運転ポイントからシフトアップ後の目標ギヤ段tgtＧを推定できるため、ステップＳ１４では推定した目標ギヤ段tgtＧに基づき判定を行っている。ステップＳ１４の判定がＮoのときにはステップＳ１６で強制１段シフトアップを実行し、判定がＹesのときにはステップＳ１８で強制２段シフトアップを実行し、その後にルーチンを終了する。

次に、以上のＥＣＵ２１の処理による変速制御の実行状況を説明する。
ＥＣＵ２１は図２のステップＳ２〜１０の全ての条件が満足されている場合には、ステップＳ１２で式（１）に基づく判定処理を制御インターバル毎に逐次実行している。通常の車両の加速時には、シフトマップに基づくタイミングでシフトアップが開始された場合であっても、圧縮開放ブレーキ２９の作動によりエンジン回転速度Ｎeは警告回転速度ＮeUpを超える以前に低下し始める。このため式（１）の成立よりも先行して、自動変速制御でシフトマップに基づき目標ギヤ段tgtＧが決定される。
よって、ＥＣＵ２１は図２では変速制御に関して何ら処理することなくルーチンを終了し、変速機３のシフトアップはシフトマップにより目標ギヤ段tgtＧが決定されたタイミングで実行されることになる。

一方、例えばトラックが空車状態で降坂路を加速している場合などには、シフトマップに基づくタイミングでシフトアップを開始すると、圧縮開放ブレーキ２９を作動させてもエンジン回転速度が警告回転速度ＮeUpを超えてしまう場合がある。このときには、自動変速制御でシフトマップに基づき目標ギヤ段tgtＧが決定されるタイミングよりも先行して図２のステップＳ１２で式（１）が成立し、その成立タイミングで変速制御としてステップＳ１６またはステップＳ１８で強制シフトアップが開始される。

強制シフトアップは通常のシフトマップに基づくシフトアップに比較して開始タイミングが相違するだけあり、その制御状況は同一である。従って、図３に基づき説明したように、シフトアップ開始と共に燃料カットを開始し（図３中のポイントａ）、その後にクラッチ装置２の切断操作（ポイントｂ）、圧縮開放ブレーキ２９の作動開始（ポイントｃ）、エンジン回転速度の低下開始（ポイントｄ）、ギヤ段の入れ替え（ポイントｅ）、クラッチ装置２の接続操作（ポイントｆ）の順を経て強制シフトアップが完了する。

上記のように回転落ち時間Ｔは、燃料カットの開始からエンジン回転速度Ｎeが低下し始めるまでの所要時間として設定されている。そして、式（１）に基づき、上昇中のエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpに達する時点よりも回転落ち時間Ｔだけ先行するタイミングで強制シフトアップが開始される。
従って、図３に示すように、上昇中のエンジン回転速度Ｎeは図中に実線で示す警告回転速度ＮeUpに達した時点で低下し始めることから、シフトアップ中にエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpを超える事態を未然に防止でき、これに起因する無用なエンジン過回転の警告を回避することができる。

また、式（１）において適用されるエンジン回転速度Ｎe及び増加率ＤＮeは今回のシフトアップ直前の値であり、例えば特許文献１の技術の指示回転数Ｎetのような前回値ではない。従って、例えば前回と今回のシフトアップ時の路面勾配が相違する場合でも、前回値に影響されることなく、今回のシフトアップ直前の値に基づき式（１）から最適なシフトアップ開始タイミングを特定でき、ひいては無用な警告をより確実に防止することができる。
加えて、図２のフローチャートに基づく制御をＥＣＵ２１に追加するだけのため、製造コストの高騰を抑制した上で上記作用効果を達成することができる。

なお、以上の説明では、降坂路での走行中にエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpを超えてしまう場合について述べたが、車両の走行状態はこれに限ることはない。例えば登坂路の走行中においても、シフトアップ中にエンジン回転速度Ｎeが警告回転速度ＮeUpを超える可能性があるときには、図２のルーチンに従って強制シフトアップが実行される。
そして、このような登坂路の走行中には、車両重量や路面勾配などの諸条件によってはシフトマップに基づきシフトアップすると車両が失速してしまう場合がある。この不具合に対する周知の対策として、車両重量や路面勾配などに基づくファジィ制御により現ギヤ段の継続が妥当と推定されるときには、たとえシフトマップに基づくシフトアップタイミングであってもシフトアップせずに現ギヤ段を継続する場合がある。但し、この対策と並行して本発明の図２のルーチンを実行する場合には、無用な警告の回避のために図２のルーチンを優先させるべきである。よって、ファジィ制御に基づくシフトアップのキャンセル中であっても、図２のルーチンで式（１）が成立したときには直ちに強制シフトアップを実行することが望ましい。

ところで、本実施形態では単一のシフトマップに基づき自動変速制御を実行したが、例えば走行モードをノーマルモードとエコモードとの間で切り換え、各走行モードに応じて異なる特性のシフトマップを適用するようにした車両も存在する。このような車両では、上記警告回転速度ＮeUpをシフトマップに応じて相違させてもよく、以下、この別例を説明する。
エコモードは燃費を重視した走行モードであり、このエコモードに対してノーマルモードは走行性能重視の走行モードと見なせる。例えば走行モードは運転者のスイッチ操作に応じて切り換えられ、それに応じてシフトマップも切り換えられる。エコモードではシフトアップ線を低車速側に設定したシフトマップが適用され、エンジン１が低回転域で運転されることにより燃費低減が達成される。これに対してノーマルモードではシフトアップ線を高車速側に設定したシフトマップが適用され、エンジン１が高回転域で運転されることにより良好な加速性能が達成される。なお、このように走行モードの切換に応じて自動変速制御の内容を切り換えるだけでなく、それに加えてエンジン１の出力特性を切り換えるようにしてもよい。

そして、予めエコモード用のシフトマップに対応して低回転側の警告回転速度ＮeUpが設定され（図３に破線で示す）、ノーマルモード用のシフトマップに対応して高回転側の警告回転速度ＮeUpが設定されている（図３に実線で示す）。従って、エコモードの実行中には、式（１）の判定により低回転側の警告回転速度ＮeUpに基づき早めのシフトアップ開始タイミングが特定される。また、ノーマルモードの実行中には、高回転側の警告回転速度ＮeUpに基づき遅めのシフトアップ開始タイミングが特定される。結果として通常時の走行モードに応じた変速特性に倣って、燃費重視或いは走行性能重視の特性でシフトアップが実行されるため、運転者の違和感を未然に防止することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、トラックを対象とした自動変速機３の制御装置として具体化したが、適用対象となる車両はこれに限るものではなく、例えばバスや乗用車に適用してもよい。
また、上記実施形態では、シフトアップ時にエンジン１の回転落ちを早めるために圧縮開放ブレーキ２９を作動させたが、回転負荷手段はこれに限ることはない。例えば圧縮開放ブレーキ２９に代えて、或いは圧縮開放ブレーキ２９に加えて、エンジン１の吸気系に設けた吸気絞り弁を閉弁制御したり、エンジン１の排気系に設けた排気絞り弁を閉弁制御したりしてもよい。

１ エンジン
２ クラッチ装置
３ 変速機
８ エアシリンダ（アクチュエータ）
１４ ギヤシフトユニット（アクチュエータ）
２１ ＥＣＵ（記憶手段、変速制御手段）
２９ 圧縮開放ブレーキ（回転負荷手段）

Claims (2)

1. 変速機の変速操作及び該変速操作に伴うクラッチ操作をアクチュエータで行うように構成され、変速制御手段により所定のシフトマップから決定された目標ギヤ段に基づき上記各アクチュエータを駆動制御して、車両の走行用動力源であるエンジンを上限回転速度よりも低回転側に予め設定された警告回転速度未満の回転域で運転させながら上記目標ギヤ段を達成するように変速制御を実行し、上記シフトマップから決定された高ギヤ側の目標ギヤ段に基づきシフトアップするときには、上記エンジンの燃料カットを開始して上記クラッチを切断操作した上で、回転負荷手段により上記エンジンに負荷を加え、エンジン回転速度が上昇から低下に転じた後に上記変速機を上記目標ギヤ段に入れ替えて上記クラッチを接続操作するシフトアップ処理を実行する自動変速機の制御装置において、
   上記シフトアップ処理による燃料カットの開始から上記回転負荷手段の負荷により上記エンジン回転速度が低下し始めるまでの回転落ち時間を記憶している記憶手段を備え、
   上記車両の加速に伴う上記エンジン回転速度の上昇中に、上記シフトマップに基づくタイミングでシフトアップを開始したときに上記エンジン回転速度が上記警告回転速度を超える場合は、該エンジン回転速度の上昇度合い及び上記記憶手段に記憶された回転落ち時間に基づき、該エンジン回転速度の上記警告回転速度への到達よりも上記回転落ち時間だけ先行するタイミングで上記シフトアップ処理を開始することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 上記変速制御手段は、燃費重視のシフトマップと走行性能重視のシフトマップとを選択的に適用し、該選択したシフトマップから決定された目標ギヤ段に基づき変速制御を実行し、
   上記変速制御手段により上記燃費重視のシフトマップが適用されているときには、予め設定された低回転側の警告回転速度に基づき上記シフトアップ処理を開始し、上記変速制御手段により上記走行性能重視のシフトマップが適用されているときには、予め設定された高回転側の警告回転速度に基づき上記シフトアップ処理を開始す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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