JPH02199238A - 自動変速機付車両における変速時期検出方法 - 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） 本発明は自動変速機付車両におけるエンジン制御装置に
関し、より詳しくは変速ショックを低減するために変速
過程にあるときにはエンジンの発生出力を変更するもの
に関する。

（従来技術及びその問題点） 自動変速機を備えた車両は、変速に伴うトルクショック
、つまり変速ショックの問題を内蔵する。すなわち、変
速過程において、自動変速機の回転部材のイナーシャは
駆動トルクに一時的なピークを与え、この−時的なピー
クが変速ショックとなって表われる。したがって、変速
ショックを低減するには、上述した駆動トルクの一時的
なピークの発生を抑えればよいことになる。

従来−殻内な変速ショック低減策としては、変速機の回
転部材に摩擦要素を係合させて、変速機が保有するエネ
ルギの一部を摩擦熱として放散させ、これにより駆動ト
ルク側への流出割合を抑えることが行なわれている。

しかしながら、エンジンの高出力化が図られている今日
１．摩擦要素の信頼性と変速ショックとのかね合いが難
しくなる傾向にある。すなわち、エンジンの発生出力が
大きくなればなる程、摩擦熱として放散すべきエネルギ
量が大きくなり、このため摩擦要素の耐久性が問題とな
る。

例えば特開昭５９−９７３５０号公報には、エンジンの
発生出力そのものを調整することにより、変速過程に表
われる駆動トルクの一時的なピークを抑えるという技術
が開示されている。これによれば、摩擦要素の負担が軽
減されて、摩擦要素の信頼性と変速ショック低減との両
立が容易になるという利点があるものの、このエンジン
の発生出力の調整を変速タイミングに合致させる技術が
必要となる。つまり、変速過程に表われる駆動トルクの
一時的なピークを抑えるべく、エンジンの発生出力を強
制的に調整するものである以上、この強制的な調整が、
例えば変速終了後にも引き続いて行なわれたとすれば、
運転者の意図に反する結果となって運転フィーリングを
悪化させることになる。

変速終了時期を検出する方法として、特開昭６０−２２
７０４９号公報には、変速開始時のエンジン回転数と、
変速前後のギヤ比と、から変速終了時のエンジン回転数
を予測する、という開示がある。すなわち、変速開始時
のエンジン回転数にギヤ比を乗算して求めた変速終了時
の予測回転数を判定値として設定し、この判定値に対し
て実際の回転数を比較することで、変速終了時期を検出
するというものである。

これによれば、等速運転状態での変速に限って、その変
速終了時期を的確に検出できる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、等速運転状態での変速はむしろ例外的で
あり、通常の変速は加速状態あるいは減速状態で行なわ
れるのが一般的である。例えば、シフトアップを考えた
ときに、パワーオンシフトアップと呼ばれるように、加
速状態で変速が行なわれるのが一般的である。

このような場合、変速開始時と変速終了時とでは、その
時間的経過に伴なってエンジン回転数が変化しているの
が通例であり、このため上記の従来の手法では、例えば
パワーオンシフトアップ等の場合にその変速終了を的確
に検出できないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、変速前の運転状態にかかわら
ず、的確に変速終了時期を検出するようにした自動変速
機付車両における変速時期検出方法を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は変速過
程にエンジンが回転数が変化するのが通例ならば、この
変化分を加味して上記判定値を設定すればよいとの考え
に基づいて、以下のような構成としである。

すなわち、多段式変速機構を備えた自動変速機を有し、
該自動変速機の入力軸の実際の回転数と所定の判定値と
を比較することにより変速終了時期を検出する自動変速
機付車両における変速時期検出方法において、 前記判定値として、変速開始の際の前記入力軸の回転数
の変化率に、変速開始時からの経過時間を乗算し、これ
に変速開始の際の前記自動変速機の入力軸の回転数を加
算して予測エンジン回転数を求め、該予測エンジン回転
数に変速前後のギヤ比を乗算して求めた変速終了エンジ
ン回転数を設定するようにした、構成としである。

上記の構成により、例えばパワーオンシフトアップの場
合には、変速過程でのエンジン回転数の上昇分が上記判
定値に反映されることになる。

また等速運転状態での変速の場合には、変速開始時にお
ける回転数の変化率が「零１であることから、結果的に
変速開始時の回転数にのみ基づいて判定値が設定される
ことになる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第２図において、１はサイクル往復動型とされたオツト
ー式のエンジン本体で、このエンジン本体ｌは、既知の
ように−のバンク２と他のバンク３とが互いにＶ型に配
置された、いわゆる■型エンジンとされ、またーのバン
ク２と他のバンク３とには、夫々、３つの気筒４が設け
られて、合計６気筒備えた■型６気筒エンジンとされて
いる。

各気筒４は、ピストン５によって画成された燃焼室６を
有し、燃焼室６には図示を略した点火プラグが配置され
、また吸気ボート７、排気ボート８が開口されて、これ
ら各ボート７．８は、吸気弁９あるいは排気弁１０によ
り、エンジン出力軸（図示省略）と同期して周知のタイ
ミングで開閉される。

上記吸気ボート７は、−のバンク２と他のバンク３との
相対向する側面に開口されて、各吸気ボート７には燃料
噴射弁１１が配設されている。そして、各吸気ボート７
に連なる独立吸気通路１２は、各バンク２．３の側面か
ら遠のく方向に伸びた後略１８０度反転する通路形状と
されている。

すなわち、−のバンク２と他のバンク３とで挟まれた■
バンク中央空間１３には、上記独立吸気通路１２を形成
する長尺の独立吸気管１４が互いに交差して配設されて
いる。そして、このＶバンク中央空間１３には、吸気拡
大室を形成するサージタンク１５が配設されて、このサ
ージタンク１５に上記独立吸気管１４が接続されている
。また上記サージタンク１５より上流側の吸気通路１６
には、その上流側から下流側へ向けて、順次、エアクリ
ーナ１７．吸気温度を検出する吸気温センサ１８、吸入
空気量を検出するエア７０メータ１９、スロットル弁２
０、このスロットル弁２０の開度を検出するスロットル
ポジションセンサ２１が配設されている。

前記サージタンク１５はその内部空間が仕切壁２２によ
って−のバンク２用の拡大室１５ａと他のバンク３用の
拡大室１５ｂとの２室の区画され、この仕切壁２２には
、−の拡大室１５ａと他の拡大室１５ｂとの連通孔２２
ａが設けられて、連通孔２２ａにはアクチュエータとし
てのダイヤフラム２３により開閉動する開閉弁２４が配
設されている。この開閉弁２４は、後述するように、エ
ンジン回転数に応じて吸気の共鳴同調条件を形成するも
のである。また、上記−の拡大室１５ａと他の拡大室１
５ｂとは、上記スロットル弁２０をバイパスするバイパ
ス通路２５を介して、前記上流側吸気通路１６に連通さ
れ、このバイパス通路２５にはソレノイド弁２６が配設
されて、ソレノイド弁２６の開度を調節することにより
アイドル運転時のエンジン回転数の調整が行なわれるよ
うになっている。

他方、前記排気ボート８に連なる排気通路２８には、そ
の上流側から下流側へ順次、空燃比センサ２９．°排気
ガス浄化装置としての三元触媒３０、この三元触媒３０
の温度を検出する、いわゆるキャタセンサ３１が配置さ
れている。空燃比センサ２９は、いわゆるリーンセンサ
と呼ばれるように、排気ガスの空燃比（酸素余剰率）に
対応した信号を出力するものとなっている（空燃比に略
比例した信号を出力するものが既に実用化されている）
。

前記エンジン本体１は、その出力軸に自動変速機３２が
連結され、そして、ここではエンジン出力軸と自動変速
機３２との間にトルクコンバータ３３が介設されている
。上記自動変速機３２は、遊星歯車機構からなる多段変
速機と、油圧式の制御回路（図示省略）と、から構成さ
れ、その変速動作は複数のソレノイドパルプ３４のオン
、オフ組合わせに基づいてクラッチ、ブレーキ等の摩擦
要素を適宜作動させることにより行なわれるようになっ
ている。尚、上記トルクコンバータ３３、には、図示を
省略したロックアツプクラッチが付設され、このロック
アツプクラッチはソレノイドバルブ３５のオン、オフに
基づいて制御される。

第２図中、符号４０．４１は、マイクロコンピュータに
よって構成された制御ユニットで、既知のようにＣＰＵ
、ＲＡＭ、ＲＯＭから主として構成されて、−の制御ユ
ニット４０はエンジン制御用とされ、他の制御ユニット
４１は自動変速機３２の変速制御用（トルクコンバータ
３３のロックアツプ制御を含む）とされている。

前記各センサ１８．１９．２１．２９．３１からの信号
は上記エンジン制御用ユニット４０に入力され、このエ
ンジン制御用ユニット４０には、この他に、センサ４２
〜４９からの信号が入力されるようになっている。上記
センサ４２はブレーキペダル５１に付設されたストップ
ランプスイッチである。また、上記センサ４４はデスト
リピユータ５４に付設されてクランク角すなわちエンジ
ン回転数を検出するものであり、センサ４９はエンジン
冷却水温を検出するものである。そして、このエンジン
制御用ユニット４０からは、燃料噴射弁１１、前記ソレ
ノイド弁２６並びにイグナイタ５３に対して制御信号が
出力される。例えばイグナイタ５３に対して所定の点火
時期信号が制御ユニット４０から出力されると、点火コ
イル５４の一次電流が遮断されてその二次側に高電圧が
発生され、この二次側の高電圧がデストリピユータ５２
を介して点火プラグ（図示省略）に供給される。

前記変速制御用ユニット４１には、センサ６０〜６２か
らの信号が入力される。・センサ６０はアクセルペダル
６４に付設されたキックダウンスイッチであり、センサ
６１はセレクトレバーユニット６５に付設されたインヒ
ビタスイッチである。センサ６２はトルクコンバータ３
３に付設されて、タービン回転数を検出するものである
。

前記エンジン制御用ユニット４０は、点火時期制御、空
燃比制御、アイドル回転数制御及び吸気の慣性過給制御
を行なうようになっている。例えば空燃比の制御は、従
来同様、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて基本
の燃料噴射量を決定すると共に、吸気温、エンジン冷却
水温、加減速等に応じてこの基本燃料噴射量を補正し、
空燃比センサ２９からの出力を受けつつ、所望の空燃比
となるようにフィードバック制御するものである。また
吸気の慣性過給制御は、エンジン回転数に応じて前記開
閉弁２４を開閉することにより、低回転運転域と高回転
運転域との共鳴同調条件を形成するものである。すなわ
ち、上記開閉弁２４のアクチュエータとしてのダイヤフ
ラム２３はその作動源として吸気負圧が用いられて、そ
の導気管６３に付設されたソレノイドバルブ（図示省略
）を制御することにより、低回転域では上記開閉弁２２
が閉じられ、高回転域では上記開閉弁２２が開かれるよ
うになっている。他の点火時期制御、アイドル回転数制
御については、基本的には従来と同様であるので、その
詳細な説明を省略し、本発明と関係ある部分についての
み後述する。

（以下余白） 前記変速制御用ユニット４１は、基本的には、第３図に
示す制御マツプに基づいて、スロットル開度と車速とに
応じて所定の変速段が選定されるようになっている。尚
、同図中、実線ｕｌ＝ｕ３はアップシフトの場合の変速
切換線を示し、破線ｄｉ−ｄ３はダウンシフトの場合の
変速切換線を示す。より具体的には、アップシフト！Ｉ
ｕ１は１速から２速への変速のためのものであり、Ｕ２
は２速から３速への変速、Ｕ３は３速から４速への変速
のためのものである。ダウンシフト線ｄｉは２速から１
速への変速のためのものであり、ｄ２は３速から２速へ
の変速、ｄ３は４速から３速への変速のためのものであ
る。また、この制御ユニット４１は、第４図に示す制御
マツプに基づいて、トルクコンバータ３３のロックアツ
プ制御を行なうものとされ、このロックアツプ制御はス
ロットル開度が小さいときを除いて、前記変速マツプ（
第３図）における切換線ｕ３、ｄ３と同一とされ、３速
から４速へのアップシフト、４速から３速へのダウンシ
フトと同期してロツクアッブのオン、オフ制御が行なわ
れるようになっている。

加えて、上記アップシフトあるいはダウンシフトの際に
は、その変速が開始された時点から終了までの間、つま
り変速期間の検出が行なわれ、この変速期間中は点火時
期を変更させて、エンジン発生トルクを変更し、これに
よって変速ショックの低減が図られている。ここに変速
期間中に行なわれる点火時期変更制御は、従来と同様で
あるので、その詳しい説明を省略する。なお、この点火
時期変更制御似必要とされる変速期間の検出について、
その概要を説明すると、変速開始時期と変速終了時期の
検出は、以下のようにして行なわれる。

先ず、変速開始時期の検出にあっては、前記変速マツプ
（第３図）に基づいて変速信号が生成された時のトルク
コンバータ３３のタービン回転数記す）と、現在のター
ビン回転数（Ｎｔ）の変化判値αよりも大きくなった時
をもって変速開始点と判別するようにされている（第６
図、第８図参照）。他方、変速終了時期の検出にあって
は、変速終了時に予測される予測タービン回転数Ｎｔｅ
ｎｄを求めて、この予測タービン回転ｒｒＩＮ　ｔ　ｅ
　ｎｄと現在のタービン回転数Ｎｔとを比較することに
より行なわれる（第７図、第９図参照）尚、上記予測タ
ービン回転数Ｎｔｅｎｄの求め方については後述する。

勿論、変速開始と判別されたときには、これと同期して
点火時期の変更制御が行なわれ、変速終了と判別された
ときには、これと同期して上記点火時期変更制御の停止
がなされる。

以上のことを前提として、第５図以後のフローチャート
に基づいて、具体的に説明する。

第５図は変速及びロックアツプ制御を示すものである。

先ず、ステップＳｌ及びＳ２において、過去のタービン
回転数Ｎｔ及びその変化率ＤＮｔの書き変えがなされた
後、次のステップＳ３では、現在のタービン回転数Ｎｔ
及びその変化率ＤＮｔを求め、次のステップＳ４におい
て、シフトレンジの判定がなされる。このステップＳ４
でＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジにあると判別されたと
きには、ステップＳ５へ進んで、後述するフラグＦｓ、
Ｆｕ、Ｆｄのリセット等の処理がなされる。逆に上記ス
テップＳ４において、Ｄレンジ、Ｓレンジ、Ｌレンジに
あると判別されたときには、ステップＳ６へ進んでフラ
グＦｓがセットされているか否かの判別がなされ、ｒＹ
ＥＳＪのときにはステップＳ２６へ進み、「ＮＯ」のと
きにはステップＳ７へ進む。ここに、フラグＦｓは変速
実行中であるか否かを表わすものであり、フラグＦｓ＝
１は現在変速実行中であることを意味し、Ｆｓ＝０は変
速が終了していることを意味する。そして、前述した点
火時期の変更制御はこのフラグＦｓのセット状態を受け
て行なわれるようになっている。

これ以降の制御について、説明を解り易くするために、
第１図に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する
こととする。尚、この第１図に表わしたタイミングチャ
ートは、加速過程での２速から３速へのアップシフトを
表わしている。

２速から３速への変速信号が出力される前段階において
は、上記フラグＦｓはリセット状態にあることから、ス
テップＳ７へ進み、フラグＦｕがセットされているか否
かの判別がなされる。ここにフラグＦｕ＝１はアップシ
フト信号が出力されたことを意味する。今はアップシフ
ト信号が出力される前段階であることから、このステッ
プＳ７においてＮｏと判定されて、次のステップＳ８へ
進み、フラグＦＤがセットされているか否かの判別がな
される。ここにフラグＦＤ＝１はダウンシフト信号が出
力されたことを意味する。したがって、ここでは、フラ
グＦＤ＝Ｏであることから、ＮＯと判定されて、次のス
テップＳ９へ進み、タービン回転数Ｎｔ及び現在の変速
段（ここでは２速）に基づいて、車速Ｖの検出がなされ
る。ぞして、との車速Ｖと現在のスロットル開度ＴＨと
に基づいて、第３図、第４図に示すマツプから変速ある
いはロックアツプブの判定がなされる（ステップＳ９）
。いま、２速から３速へのアップシフト切換線ｕ２を越
えたと仮定すると、このステップＳｌＯにおいて、２速
から３速へのアップシフト信号（変速信号）が出力され
て（第１図中、ポイントＴｏ）、次のステップＳｌｌで
前記ソレノイドバルブ３４のオン、オフ制御が実行され
る。

次のステップＳ１２あるいはステップＳ１３は、上記変
速信号が生成される前の変速段（ＧＥＡＲθ）と変速さ
れるべき変速段（ＧＥＡＲＰ）との比較に基づいて、こ
れがアップシフトであるのかダウンシフトであるのかの
判定を行なうものである。ここでアップシフトであると
きにはステップＳ１２からステップＳ１４へ移行して、
上記フラグＦｕのセットが行なわれ、ダウンシフトであ
るときには、ステップＳ１３からステップＳ１５へ進ん
でフラグＦＤのセットが行なわれれる。したがって、い
ま２速から３速へのアップシフトの場合を仮定している
ことから、上記ステップＳ１４において、フラグＦｕの
セットが行なわれることとなる。そして、次のステップ
Ｓ１６において、変速されるべき変速段の記憶、保存が
なされ、その後前記ステップＳ１へ戻る。

上記変速信号が出力された直後は、フラグＦｕ＝１、フ
ラグＦｓ＝Ｏの状態にある。したがって、ステップＳ７
からステップＳ１７へ進み、このステップＳ１７におい
て、変速動作が実際に開始されたか否かの判定がなされ
る。

第６図はその詳細を示すものである。アップシフトの変
速が実際に開始されたときには、第１Ｏ図に示すように
、タービン回転数Ｎｔが低下する。すなわち、タービン
回転数の変化率ＤＮｔは、それ以前のタービン回転数の
変化率ＤＮｔＯから「負ｊに向けて大きく変化すること
になる。

このことから、ＤＮｔＯ−ＤＮｔが判定値α１よりも大
きくなった時をもって変速が開始されたものと判定する
ようにされている（ステップ５２０）。尚、現在の変化
率ＤＮｔの比較基準となる変化率として、ここでは、複
数回前の変化率ＤＮｔｌとされているが、これに変えて
変速信号が出力されたときの変化率であってもよい。こ
の判定結果をもって初めて前記フラグＦｓのセットがな
される（ステップ５２１）。このフラグＦｓがセットさ
れたポイントを第１図中Ｔ１で示しである。したがって
点火時期の変更制御、つまりここでは遅角制御はポイン
トＴＩから開始されることになる。そして、次のステッ
プＳ２２ないしステップＳ２３において、変速開始の際
のタービン回転数Ｎｔｋあるいはその変化率ＤＮｔｋを
、ＮｔＯあるいはＤＮｔＯとして保存される。このター
ビン回転数ＮｔＯあるいはその変化率ＤＮｔＯは後述す
るシフト終了予測回転数Ｎｔｅｎｄを求める際に用いら
れる（第７図、ステップＳ３１参照）。次のステップＳ
２４ではタイマーＴがセットされる。ここにタイマＴは
変速開始からの経過時間をカウントするものである。

前記第５図に戻って、上記フラグＦｓのセットがなされ
た後は、前記ステップＳ６からステップＳ２６へ進み、
このステップＳ２６においてアップシフトか否かの判別
がなされる。ここでは、アップシフトの場合を仮定して
いることから、ＹＥＳとしてステップＳ２７へ進み、ア
ップシフトの変速動作が終了したか否かの判定がなされ
る。

第７図はその詳細を示すものである。先ずステップＳ３
０でタイマーのカウントアツプがなされ、その後ステッ
プＳ３１において、シフト終了回転数Ｎｔｅｎｄの算出
がなされる。ここに、シフト終了予測回転数Ｎｔｅｎｄ
は下記の式に基づいて演算算出される。

Ｎｔｅｎｄ＝変速前後のギヤ比× （ＮｔＯ＋ＤＮｔＯＸｋＸＴ） ここにに：変速ロックアツプルーチン処理時間Ｔ：タイ
ヤＴのカウンタ したがって、シフト終了予測回転数ＮＴｅｎｄは変速開
始の際のタービン回転数の変化率ＤＮｔｏの大小あるい
は変速開始からの経過時間Ｔの大小に応じた値として求
められることになる。このようにして求められたシフト
終了予測回転数ＮＴｅｎｄは変速終了の判定値として設
定され、次のステップＳ３２において、現在のタービン
回転数Ｎｔと上記シフト終了予測回転数ＮＴｅｎｄとの
差分が所定値βｌよりも小さくなったときをもって変速
終了と判定される。ここに、上記β１は、第１図に示す
ように、遅角制御の終了が徐々に行なわれるようになっ
ているため（徐々に復帰）、この遅角変更量が零となる
点と実際の変速終了（第１図、ポイントＴ２）とが一致
するようにするためのものである。

そして、上記ステップＳ３２において変速終了と判定さ
れたときには、ステップＳ３３、ステップＳ３４へ進み
、フラグＦｓ、フラグＦｕのリセットが行なわれる。こ
のフラグＦｓがリセットされたポイントを第１図中Ｔ２
で示しである。したがって点火時期の遅角制御はポイン
トＴ２での時点で解除されることになる。

以上、２速かも３速への変速を例に説明したが、ダウン
シフトのときには、前述したようにステップＳ１３にお
いてフラグＦＤのセットがなされ、その後ステップＳ１
８においてダウンシフト開始の判別（詳細には第８図に
示す）、ステップ３２８においてダウンシフト終了の判
別（詳細には第９図に示す）がなされる。ここに、ダウ
ンシフトにおける変速開始あるいは変速終了は、前記ア
ップシフトのときと同一の手法であるので、その詳細な
説明を省略する。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、変速
終了時期の検出を、変速開始前の運転状態に係らず適確
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の制御内容を表わすタイミングチャート
。 第２図はシステムの全体系統図。 第３図は変速制御に用いられるマツプ。 第４図はロックアツプ制御に用いられるマツプ。 第５図乃至第９図は制御の一例を示すフローチャート。 第１図 Ｎｔ。 Ｔｅｎｄ ＤＮｔ。 ＤＮｔ ：エンジン本体 ：自動変速機 ：トルクコンバータ ：イグナイタ ：タービン回転数センサ ：変速開始の際のタービン回転数 ：変速終了予測タービン回転数 ：変速開始の際の タービン回転数の変化率 ：実際のタービン回転数の変化率

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多段式変速機構を備えた自動変速機を有し、該自
   動変速機の入力軸の実際の回転数と所定の判定値とを比
   較することにより変速終了時期を検出する自動変速機付
   車両における変速時期検出方法において、 前記判定値として、変速開始の際の前記入力軸の回転数
   の変化率に、変速開始時からの経過時間を乗算し、これ
   に変速開始の際の前記自動変速機の入力軸の回転数を加
   算して予測エンジン回転数を求め、該予測エンジン回転
   数に変速前後のギヤ比を乗算して求めた変速終了エンジ
   ン回転数を設定するようにした、 ことを特徴とする自動変速機付車両における変速時期検
   出方法。