JPH01176839A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車の自動変速機の変速制御装置に関する
ものであり、さらに詳細には、エミッション成分および
燃費効率の悪化を未然に防止することのできる自動変速
機の変速制御装置に関するものである。

先行技術 特開昭６０−９１０５１号公報などに開示される自動変
速機を備えた自動車においては、変速特性が、あらかじ
めマツプの形で、自動車のコントロールユニットに記憶
され、このマツプにしたがって、運転状態に応じて、シ
フトレンジの切換えを自動的におこなうように構成され
ている。すなわち、通常は、変速特性を定めたマツプは
、燃費特性、ギア比、エンジン出力、エミッションなど
が最適化されるように、エンジン負荷と車速に対応する
値との関数としてあらかじめ定められた、シフトレンジ
をより高速段に切換える運転条件に対応するライン（以
下、シフトアップラインという。）およびシフトレンジ
をより低速段に切換える運転条件に対応するライン（以
下、シフトダウンラインという。）を有しており、エン
ジンの運転状態が変化し、マツプ上で、これらのライン
を横切ったとき、シフトレンジを、あるいはより高速段
に、あるいは低速段に切換えるように、変速制御がなさ
れている。

発明の解決しようとする問題点 しかしながら、このような変速特性マツプにしたがって
、シフトレンジの切換えをおこなう場合には、とくに、
加速によって、シフトレンジがより高速段に切換えられ
るときに、エンジン状態が空燃比が理論空燃比より小さ
いエンリッチ状態に制御されて、エミッション成分およ
び燃費効率が悪化することがあった。すなわち、運転者
は、加速をおこなう際、加速中、同じ加速感を得たいと
考えるのが通常であるが、加速をおこなっている間に、
運転状態が、シフトアップラインを横切って、より高速
段のシフトレンジに切換わると、同じスロットルバルブ
開度では、低速段におけるのと同一の加速感を得ること
ができず、同一の加速感を維持するために、運転者が、
アクセルペダルをさらに踏み込むことがしばしばあった
。このような場合に、空燃比が理論空燃比より燃料が過
剰になるように、すなわち、エンリッチ状態に制御され
ることがあり、エミッションの成分が悪化したり、燃費
効率が低下することがあった。

このような問題を解決するために、シフトアップライン
をより高車速側に移動させて設定することも考えられる
が、このように、シフトアップラインをより高車速側に
設定する場合には、燃費効率の低下、エンジン回転数の
望ましくない上昇などの新たな問題を生じる結果となり
、好ましくない。

発明の目的 本発明は、シフトアップ後のエミッション成分の悪化お
よび燃費効率の低下を防止することのできる自動変速機
の変速制御装置を提供することを目的とするものである
。

発明の構成 本発明のかかる目的は、自動変速機の変速制御装置に、
シフトレンジをより高速段に切換えた後のエンジン状態
を予測し、該エンジン状態の空燃比がエンリッチ状態で
あるときは、高速段への切換えを禁止するシフトアップ
禁止手段を設けることによって達成される。

本発明の好ましい実施態様においては、自動変速機の変
速制御装置のシフトアップ禁止手段は、車両の加速度に
対応する値を演算算出する加速度演算手段と該加速度演
算手段より出力される車両の加速度に対応する値の算出
信号に基づき、シフトレンジをより高速段に切換えた後
のエンジン状態を予測するエンジン状態予測手段とによ
り構成されている。

本発明の他の好ましい実施態様においては、自動変速機
の変速制御装置は、さらに、エンジン回転数を検出する
エンジン回転数検出手段を備え、前記シフトアップ禁止
手段が、エンジン負荷が所定値より小さく、かつ、エン
ジン回転数検出手段より出力されるエンジン回転数が所
定値より小さい運転領域においてのみ、シフトレンジを
高速段への切換えることを禁止するように構成されＣい
る。エンジン負荷が、所定値以上である場合には、運転
者が所定以上のエンジン出力を要求していると考えられ
るから、シフトアップ後のエンジン状態がエンリッチに
なっても、エンジン出力の要求を優先させることが望ま
しいし、また、エンジン回転数が所定値以上になると運
転フィーリングが悪化するので、所定のエンジン回転数
以上では、シフトアップを禁止することなく、運転フィ
ーリングを優先するのが好ましいという考えに基づくも
のである。

実施例 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例にかかる自動変速機の変速制
御装置を含むエンジンの全体概略図である。

第１図において、エンジン１には、吸気通路２）が接続
され、吸気通路２内には、ＤＣモータなどのアクチュエ
ータ４により開閉駆動されるスロットルバルブ３が設け
られている。また、エンジン１には、自動変速機５が結
合されており、自動変速機５は、複数の変速用ソレノイ
ド６ａ、５ｂ、　５ｃとロックアツプ用ソレノイド７と
を有し、変速用ソレノイド６ａ、　６ｂ、　６ｃのオン
、オフの組み合わせによっ′て、図示しない油圧回路が
切換えられて、複数の油圧締結要素が選択的に締結され
ることにより、変速機構が複数の変速段に切換えられる
ように構成されており、また、ロックアツプ用ソレノイ
ド７のオン、オフによって、図示しないトルクコンバー
タ内のロックアツプクラッチが締結もしくは解放される
ようになっている。

さらに、コントロールユニット８が設けられており、ス
ロットルバルブ開度センサ９の検出したスロットルバル
ブ開度検出信号、車速センサ１０の検出した車速検出信
号、エンジン回転数センサ１１の検出したエンジン回転
数検出信号およびギアポジションセンサ１２の検出した
ギアポジション検出信号が、それぞれ人力され、これら
の入力信号に基づいて、演算をおこない、スロットルバ
ルブ３を駆動するアクチュエータ４にスロットルバルブ
開度制御信号を、変速用ソレノイド６ａ、　６ｂ、６Ｃ
に変速制御信号を、また、ロックアツプ用ソレノイド７
にロックアツプ制御信号を、それぞれ出力している。

第２図は、本実施例におけるコントロールユニット８内
のブロックダイアグラムを示すものであり、コントロー
ルユニット８は、燃費特性、キア比、エンジン出力、エ
ミッションなどが最適化されるように、エンジン負荷と
車速に対応する値の関数としてあらかじめ定めた変速特
性のマツプを記憶し、スロットルバルブ開度センサ９の
検出したスロットルバルブ開度検出信号および車速セン
サ１０の検出した車速検出信号が人力される変速信号出
力手段１３とスロットルバルブ開度センサ９の検出した
スロットルバルブ開度検出信号、車速センサ１０の検出
した車速検出信号およびエンジン回転数センサ１１の検
出したエンジン回転数検出信号が人力されるシフトアッ
プ禁止手段１４ならびにシフト段位ソレノイド選択手段
１５とが設けられている。

第３図には、変速特性マツプの例が示されている。第３
図の変速特性マツプは、エンジン負荷と車速に対応する
タービン回転数の関数として、シフトレンジをより高速
段に切換える複数のシフトアップラインＡ１、Ａ２）Ａ
３とシフトレンジをより低速段に切換える複数のシフト
ダウンラインＢ１、Ｂ２）Ｂ３とを含んでおり、変速信
号出力手段１３は、入力されたスロットルバルブ開度検
出信号および車速センサ１０の検出した車速検出信号が
変化し、これらのラインを横切ると、シフトアップ信号
あるいはシフトダウン信号を生成し、シフト段位ソレノ
イド選択手段１５に出力する。

また、シフトアップ禁止手段１４は、人力されたスロッ
トルバルブ開度検出信号およびエンジン回転数検出信号
に基づき、スロットルバルブ開度が所定値以下で、かつ
、エンジン回転数が所定値以下であると判定したときに
は、シフトアップ禁止領域信号を生成するシフトアップ
禁止領域判定手段１６と、入力された車速検出信号に基
づいて、車両の加速度を演算算出する加速度演算手段１
７と、この加速度演算手段１７より出力される加速度演
算信号を受け、シフトアップ後のエンジン状態を演算し
、その結果、シフトアップ後のエンジン状態が、燃料が
理論空燃比より過剰のエンリッチ状態になると予測判定
し、かつ、シフトアップ禁止領域判定手段１６よりシフ
トアップ禁止領域信号を受けた場合に、シフトアップ禁
止信号を生成して、シフト段位ソレノイド選択手段１５
に出力するエンジン状態予測手段１８より構成されてい
る。

シフトアップ禁止領域判定手段１６は、第４図の斜線部
で示される、スロットルバルブ開度がａ以下で、かつ、
エンジン回転数がｂ以下の運転状態であるか否かを判定
し、かかる運転状態にあると判定した場合にのみ、シフ
トアップ禁止領域信号を生成して、エンジン状態予測手
段１８に出力するように構成されている。このように、
スロットルバルブ開度がａ以下で、かつ、エンジン回転
数がｂ以下の運転状態においてのみ、シフトアップを禁
止しているのは、スロットルバルブ開度がａを越えるよ
うなエンジン負荷の運転領域では、所定以上のエンジン
出力が要求され、そのために、エンジン状態がエンリッ
チになるように空燃比が制御されているのであるから、
このような運転領域において、シフトアップを禁止する
ことは、エンジン出力上、かえって望ましいことではな
く、したがって、スロットルバルブ開度がａを越えるよ
うなエンジン負荷の運転領域では、エンジン出力を優先
させて、シフトアップを、所定の変速特性マツプにした
がっておこなわせることが望ましいし、また、エンジン
回転数がｂを越えるような運転領域で、シフトアップを
禁止するときは、エンジン回転数が大きくなりすぎ、運
転フィーリング上、好ましくないので、かかる運転領域
においては、エンジン回転数を所定値以下に保つという
フィーリング上の要求を満足させるため、シフトアップ
を、所定の変速特性マツプにしたがっておこなわせるこ
とが望ましいが、第４図において斜線で示される領域、
すなわち、スロットルバルブ開度がａ以下で、かつ、エ
ンジン回転数がｂ以下の運転領域では、本来、空燃比が
エンリッチになることが予定されていない運転領域であ
り、したがって、かかる運転領域においてのみ、シフト
アップを禁止して、エンジン出力を低下させることなく
、また、運転フィーリングを損なうことなく、エミッシ
ョン成分および燃費効率の悪化を防止しようという考え
に基づくものである。

シフトアップ禁止手段１４のエンジン状態予測手段１８
には、エンジン負荷およびエンジン回転数に対して、空
燃比をどのように制御するかを、実験的に求めたマツプ
あるいはテーブルが、あらかじめ記憶せしめられており
、エンジン状態予測手段１９は、シフトアップ後のエン
ジン状態を演算算出し、このエンジン状態判定マツプあ
るいはテーブルにしたがって、シフトアップ後のエンジ
ン状態における空燃比がエンリッチ状態になるか否かを
判定する。第５図は、空燃比制御マツプの例を示すもの
であり、エンジン負荷とエンジン回転数の関数として、
空燃比をいかに制御するかがあらかじめ実験的に定めら
れて、マツプ化されている。

第５図において、実線で示された曲線は、エンリッチ状
態臨界カーブであり、その上側は、空燃比がエンリッチ
状態に制御される運転領域であり、その下側は、理論空
燃比に制御される運転領域である。第６図は、第５図に
基づいて作成されたエンリッチ状態判定テーブルの例を
示すものであり、あるエンジン回転数Ｎｉに対して、そ
れ以上のエンジン負荷のときに、空燃比をエンリッチ状
態に制御するエンジンの臨界負荷ＴＶＯｉが求められて
、テーブル化されている。

第７図は、本実施例に係る自動変速機の変速制御装置に
おける制御のフローチャートを示すものである。

第７図において、まず、スロットルバルブ開度センサ９
の検出したスロットルバルブ開度検出信号、車速センサ
ｌＯの検出した車速検出信号、エンジン回転数センサ１
１の検出したエンジン回転数検出信号およびギアポジシ
ョンセンサ１２の検出したギアポジション検出信号が、
それぞれ、コントロ−ルユニット８に人力され、読み込
まれる。ついで、これらの入力値に基づいて、その時点
におけるシフトレンジが演算算出されるとともに、変速
信号出力手段１３により、シフトアップ条件を満足して
いるか否かが判定される。

その結果、ＮＯと判定されたときは、その旨の信号が、
シフト段位ソレノイド選択手段１５に出力され、演算算
出されたシフトレンジに対応する変速用ソレノイド５ａ
、　５ｂ、６Ｃが選択される。

他方、ＹＥＳと判定されたときは、シフトアップ禁止領
域判定手段１６により、運転領域が、スロットルバルブ
開度ＴＶＯがａ以下で、かつ、エンジン回転数Ｎがｂ以
下のシフトアップ禁止領域か否かが判定され、判定信号
が、エンジン状態予測手段１８に出力される。

その結果、シフトアップ禁止領域ではない旨の判定信号
が、エンジン状態予測手段１８に出力されたときは、エ
ンジン状態予測手段１８は、シフトアップ後のエンジン
状態の予測をおこなわず、また、シフトアップ禁止信号
も生成出力しない。しだがって、シフト段位ソレノイド
選択手段１５は変速信号出力手段１３より出力された判
定信号にしたがって、シフトアップがなされるように、
変速用ソレノイド５ａ、　５ｂ、６Ｃを選択する。

これに対して、シフトアップ禁止領域である旨の判定信
号が、エンジン状態予測手段１８に出力されたときは、
エンジン状態予測手段１８は、加速度検出手段１７によ
り演算算出され、人力された車両の加速度の値を用いて
、シフトアップ後の運転状態におけるエンジン負荷ＴＶ
Ｏおよびエンジン回転数Ｎｉを演算算出し、こうして算
出された値と、記憶しているエンジン状態判定マツプま
たはテーブルを用いて、シフトアップ後の運転状態にお
いて、空燃比がエンリッチ状態になるか否か、すなわち
次式が満足されるか否かを判定する。

ＴＶＯ＜ＴＶＯｉ ここに、ＴＶＤＩは、エンジン回転数Ｎｉのときに、空
燃比をエンリッチに制御するエンジン負荷の最小値、す
なわち、臨界負荷である。このように、その時点で検出
された加速度の値を用いて、シフトアップ後の運転状態
におけるエンジン負荷ＴＶＯおよびエンジン回転数Ｎｉ
を演算算出するようにしているのは、運転者は、加速中
、同じ加速感を得たいと考えるのが、通常であるという
考えに基づくものである。

その結果、シフトアップ後のエンジン負荷ＴＶＯが、臨
界負荷ＴＶＤｉより大きいときは、シフトアップをする
と、空燃比がエンリッチ状態になり、エミッションの成
分および燃費効率が悪化するので、エンジン状態予測手
段１８は、シフトアップ禁止信号を、シフト段位ソレノ
イド選択手段１５に出力する。シフト段位ソレノイド選
択手段１５は、変速信号出力手段１３よりシフトアップ
信号を受けていても、エンジン状態予測手段１８よりシ
フトアップ禁止信号を受けたときは、シフトアップ信号
を生成せず、したがって、シフト段位ソレノイド選択手
段１５は、前回の変速用ソレノイド６ａ、　６ｂ、　６
ｃを、そのまま選択する。

他方、シフトアップ後のエンジン負荷ＴＶＯが、臨界負
荷ＴＶＯｉより小さいと、判定したときは、シフトアッ
プをしても、空燃比がエンリッチ状態になることはない
から、エンジン状態予測手段１８は、シフトアップ禁止
信号を生成せず、したがって、シフト段位ソレノイド選
択手段１５は、変速信号出力手段１３より受けたシフト
アップ信号にしたがって、シフトアップがなされるよう
に、変速用ソレノイド６ａ、　６ｂ、６ｃを選択する。

以上のように、本実施例においては、エンジン負荷が所
定値以下で、かつ、エンジン回転数が所定値以下の運転
領域においては、シフトアップ条件が満たされても、シ
フトアップ後に、空燃比がエンリッチになると予想され
るときは、シフトアップを禁止するように、変速が制御
されているので、運転者が、一定の加速感を得ようとし
て、アクセルペダルを踏み続けたような場合にも、エミ
ッション成分および燃費効率が悪化することが防止され
るとともに、エンジン出力が要求される運転領域では、
所定の変速特性にしたがって、シフトアップがなされ、
また、エンジン回転数が所定値以上になる運転領域でも
、エンジン回転数が過大にならないように、所定の変速
特性にしたがって、シフトアップがなされているので、
エンジン出力を低下させることなく、また、運転フィー
リングを悪化させることなく、エミッション成分の悪化
および燃費効率の低下を防止することが可能となる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらもまた、本発明の範囲内に包含されるもの
であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施例においては、コントロールユニッ
ト８内に、変速信号出力手段１３、シフトアップ禁止手
段１４、シフト段位ソレノイド選択手段１５、シフトア
ップ禁止領域判定手段１６、加速度演算手段１７および
エンジン状態予測手段１８を、それぞれ設けているが、
これらの手段は、物理的なものであることを要せず、コ
ントロールユニット８を、たとえば、マイクロコンピュ
ータなどにより構成し、ソフト的にこれらの機能を実現
するものも、本発明の範囲に包含される。

したがって、前記実施例においては、シフト段位ソレノ
イド選択手段１５が、変速信号出力手段１３よりシフト
アップ信号を受けた場合でも、エンジン状態予測手段１
８よりシフトアップ禁止信号を受けたときは、シフトア
ップが禁止されるように、変速用ソレノイド６ａ、　６
ｂ、　６ｃを選択し、変速信号出力手段１３よりシフト
アップ信号が入力され、エンジン状態予測手段１８より
シフトアップ禁止信号が人力されない場合には、シフト
アップがされるように、変速用ソレノイド５ａ、　（ｉ
ｂ、６ｃを選択するように構成しているが、たとえば、
エンジン状態予測手段１８の出力信号を変速信号出力手
段１３に入力し、エンジン状態予測手段１８よりシフト
アップ禁止信号が入力されない場合にかぎって、変速信
号出力手段１３がシフトアップ信号を生成し、出力する
ように構成するなど、種々の構成が可能であり、それら
も本発明に包含される。

また、前記実施例においては、シフトレンジによらず、
第４図の斜線部に対応する一定の運転領域においてのみ
、エンジン状態予測手段１８がシフトアップ禁止信号を
生成するように構成しているが、エンジン状態予測手段
１８がシフトアップ禁止信号を生成する運転領域を、シ
フトレンジ毎に、設定してもよい。このように、シフト
アップ禁止信号を生成する運転領域を設定するときは、
シフトレンジが高速段であるほど、車輪の駆動トルク。

が小さくなるので、空燃比をエンリッチ状態に制御する
必要性があり、したがって、臨界エンジン負荷の値ａを
小さく設定し、また、シフトレンジが低速段であるほど
、エンジン回転数が大きくても、運転フィーリングが悪
化することがないので、臨界エンジン回転数の値すを大
きく設定することが望ましい。

のみならず、運転者のフィーリングよりもシフトアップ
後のエミッション成分の悪化および燃費効率の低下を優
先させて、臨界エンジン回転数すを設定しないこともで
きる。

また、前記実施例においては、運転者は、加速をおこな
う際、加速中、同じ加速感を得たいと思うのが通常であ
るという考えのもとに、シフトアップ前の加速度が維持
されるものとして、シフトアップ後のエンジン負荷ＴＶ
Ｏを演算しているが、運転者が違和感を感することのな
い範囲で、シフトアップ前の加速度の値を基準として、
これに適当な修正を加え、シフトアップ後のエンジン負
荷ＴＶＯを演算するようにしてもよい。

さらには、前記実施例においては、車速センサ１０の検
出した車速に対応する値に基づいて、加速度検出手段１
７が、加速度を演算するように構成しているが、加速度
センサを用いて、加速度を検出して、コントロールユニ
ット８に人力し、この加速度の検出値に基づいて、コン
トロールユニット８が、シフトアップ後のエンジン状態
を演算算出するようにしてもよいし、また、スロットル
バルブ開度センサ９、エンジン回転数センサ１１などの
運転状態検出手段も、他の等価なものを用いることがで
き、たとえば、エンジン負荷も、スロットルバルブ開度
センサ９の代わりに、ブーストセンサやアクセルペダル
センサなどを用いて検出するようにしてもよい。

発明の効果 本発明によれば、シフトアップ後のエミッション成分の
悪化および燃費効率の低下を防止することのできる自動
変速機の変速制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる自動変速機の変速制
御装置を含むエンジンの全体概略図である。第２図は、
本発明の実施例にかかるコントロールユニット内のブロ
ックダイアダラムである。 第３図、第４図、第５図および第６図は、それぞれ、変
速特性マツプの例を示す図面、シフトアップ禁止領域を
判定するマツプの例を示す図面、空燃比制御マツプの例
を示す図面、エンリッチ状態判定テーブルを示す図面で
ある。第７図は、本発明の実施例にかかる自動変速機の
変速制御装置における変速制御の方法を示すフローチャ
ートである。 １・・・エンジン、　２・・・吸気通路、３・・・スロ
ットルバルブ、 ４・・・アクチユエータ、 ５・・・自動変速機、 ６ａ、５ｂ、　（３ｃ・・・変速用ソレノイド、７・・
・ロックアツプ用ソレノイド、 ８・・・コントロールユニット、 ９・・・スロットルバルフ開度センサ、１０・・・車速
センサ、 １１・・・エンジン回転数センサ、 １２・・・ギアポジションセンサ、 １３・・・変速信号出力手段、 １４・・・シフトアップ禁止手段、 １５・・・シフト段位ソレノイド選択手段、１６・・・
シフトアップ禁止領域判定手段、１７・・・加速度演算
手段、 １８・・・エンジン状態予測手段。 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段
   と、車速に対応した値を検出する車速検出手段と、前記
   エンジン負荷検出手段により検出されたエンジン負荷の
   検出値と前記車速検出手段により検出された車速に対応
   する値の検出値とに基づき、変速信号を出力する変速信
   号出力手段と、シフトレンジをより高速段に切換えた後
   のエンジン状態を予測し、該エンジン状態における空燃
   比がエンリッチ状態であるときは、高速段への切換えを
   禁止するシフトアップ禁止手段を設けたことを特徴とす
   る自動変速機の変速制御装置。
2. （２）　特許請求の範囲第１項に記載の自動変速機の変
   速制御装置において、前記シフトアップ禁止手段が、車
   両の加速度に対応する値を演算算出する加速度演算手段
   と該加速度演算手段より出力される車両の加速度に対応
   する値の算出信号に基づき、シフトレンジをより高速段
   に切換えた後のエンジン状態を予測するエンジン状態予
   測手段とを含んでいることを特徴とする自動変速機の変
   速制御装置。
3. （３）　特許請求の範囲第２項に記載の自動変速機の変
   速制御装置において、さらに、エンジン回転数を検出す
   るエンジン回転数検出手段が設けられ、前記シフトアッ
   プ禁止手段が、エンジン負荷が所定値より小さく、かつ
   、エンジン回転数検出手段より出力されるエンジン回転
   数が所定値より小さい運転領域においてのみ、シフトレ
   ンジを高速段への切換えることを禁止するように構成さ
   れていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。