JPH02240448A - 自動変速機の変速制御方法 - 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、自動変速機の変速制御方法に関するものであ
って、とくに目標ギヤ位置の設定方法に関するものであ
る。

［従来の技術１ 一般に自動変速機においては、エンジントルクを自動的
に変速するためにトルクコンパ−タカ設けられ、さらに
変速範囲を広げるために、プラネタリギヤ列等で構成さ
れる機械式の補助変速機が設けられる。従来このような
自動変速機に対しては、車速に対応する油圧を出力する
ガバナバルブと、エンジン負荷に対応する油圧を出力す
るスロットルバルブと、上記両油圧の差に応じて補助変
速機をシフトアップまたはシフトダウンするシフトパル
プとを備えた油圧制御式の変速制御装置が設けられてい
た。

しかし、このような油圧制御式の変速制御装置を備えた
従来の自動変速機では、補助変速機が車速とエンジン負
荷とのみによって画一的にシフトされるだけなので、車
速、エンジン負荷以外の要素を考慮したり、あるいは運
転者の要求に応じて変速特性を変えたりするといったき
め細かな変速制御ができない。

そこで、吸気量、スロットル開度、車速、冷却水温等を
検出する各種センサを設け、これらのセンサの出力をマ
イクロコンピュータで構成されるコントロールユニット
に入力し、予メコントロールユニット内のＲＯＭに記憶
された変速マツプに従って変速制御を行うようにし、さ
らに異なるモードを有する複数の変速マツプを設け、走
行状態あるいは運転者の要求等に応じて上記マツプを切
り替え、きめ細かな変速制御を行えるようにした電子制
御式自動変速機が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記電子制御式自動変速機では各モード毎に
マツプを作成しなければならないが、マツプを記憶する
ＲＯＭの容量には限りがあるので、マツプの数をそれほ
ど増やすことができない。このため、設定できるモード
数は２〜３に限られ、実際には車速とエンジン負荷とを
パラメータとするマツプを、出力を重視するパワーモー
ドと燃費性能を重視するエコノミーモードとの２つのモ
ードで設定して、これらを切り替えているのが実状であ
る（例えば、特開昭５９−１３４３３８号公報参照）。

また、マツプを作成する際の各マツプの変速ポイントの
決定作業が容易ではないので、マツプ開発にかなりの期
間を要し、これが新車開発における開発期間短縮のネッ
クとなっているといった問題がある。

さらに、マツプの検索によってギヤ位置を決定する関係
上、同一変速段のシフトアップ位置とシフトダウン位置
とのずれ（いわゆるヒステリシス）を設ける必要がある
が、このヒステリシスの幅を小さく設定すると変速ポイ
ント近傍の運転領域で走行する場合には変速が頻繁に起
こり、その度に変速ショックが生じるといった問題があ
り、一方ヒステリシスの幅を大きく設定すると、変速操
作が遅れ気味となるので走行性あるいは燃費性能が低下
するといった問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、コントロールユニット内のＲＯＭを大容量化する必
要なしに、走行状態あるいは運転者の要求に応じてきめ
細かい変速制御を行うことができ、走行性、燃費性能等
の向上を図ることができる自動変速機の変速制御方法を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達するため、変速機に要求される
性能を示す評価関数を複数設定し、ギヤ比毎に各評価関
数の関数値を演算し、さらにギヤ比毎に各評価関数の関
数値の総合評価値を算出し、これらの総合評価値の中で
評価が最良となったものに対するギヤ比を目標ギヤ比に
設定して自動変速機を制御することを特徴とする自動変
速機の変速制御方法を提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、変速制御は複数の評価関数に従って行
なわれ、これらの評価関数はＲＯＭに記憶されるが、各
評価関数は数個の定数をもつだけなので、これらを記憶
するためのＲＯＭのメモリ容量は、マツプを記憶する場
合に比べて非常に少なくてすむ。また、各評価関数の定
数を取り替えるだけで各種モードを設定することができ
るので、わずかなメモリ容量で多数のモードを記憶する
ことができる。このため、限られたＲＯＭのメモリ容量
内に多数の評価関数とモードとを記憶させることができ
、運転状態あるいは運転者の要求等の多数の要素を考慮
することができる。

そして、現在の走行状態において変速機を各ギヤ比にセ
ットしたと仮定した場合の変速機の各種性能、例えば騒
音、燃費、加速、変速頻度等が、夫々ギヤ比毎に各評価
関数を用いて共通の評価基準をもつ関数値（評価要素）
としてあられされる。

そして、各ギヤ比毎に例えば各関数値の和を求めるなど
して総合評価値が演算され、これらの総合評価値の中で
評価が最も良いもの（運転者が最も満足するもの）に対
するギヤ比が変速機の目標ギヤ比として採用される。し
たがって、変速機の各種性能を総合的に考慮して、車両
の運転状態が最も良好となるようなギヤ比（シフト位置
）に変速機がシフトされるので、走行性、燃費性能、加
速性、騒音等を総合的に良好に保持することができる。

また、各関数値の演算は、評価関数にいくつかの入力情
報を代入するだけでよいので、マツプを用いる場合のよ
うな検索動作を必要としない。したがって、変速制御が
高速化されるので、制御の応答性を高めることができる
。

また、評価関数中の定数を変更するだけで新たなモード
を設定できるので、変速制御システムの開発が迅速化さ
れ、新車の開発期間を短縮することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、６気筒Ｖ型エンジンＶＥ（第１．
第２気筒＃ｌ、＃２のみ図示）は、例えば第１気筒＃■
については、吸気弁１が開かれたときに独立吸気通路２
から燃焼室３内に吸気（混合気）を吸入し、この吸気を
ピストン４で圧縮して点火プラグ（図示せず）で着火燃
焼させ、排気弁５が開かれたときに排気ガスを独立排気
通路６に排出し、これに伴ってクランク軸７が回転する
ようになっている。なお、第２気筒＃２についても第１
気筒＃ｌと同様の構成となっており、また図示していな
いが第３〜第６気筒についても同様の構成となっている
。

そして各気筒に吸気を供給するために共通吸気通路１１
が設けられ、この共通吸気通路１１には上流から順に、
吸気中の浮遊塵を除去するエアクリーナ１２と、吸気量
を検出するエア７０−メータ１３とが設けられている。

上記共通吸気通路１１は分岐部１４で、第１気筒＃ｌと
同じバンク側の各気筒に吸気を供給する第１吸気通路１
５と、第２気筒＃２と同じバンク側の各気筒に吸気を供
給する第２吸気通路１６とに分岐している。第１吸気通
路１５にはアクセルペダル１０と連動して開閉される第
１スロツトル弁１７が介設され、第１吸気通路１５の下
流側端部は２室で構成されるサージタンク１８の第１室
と連通している。一方、第２吸気通路１６にはリンク機
構（図示せず）を介して第１スロツトル弁１７と連動し
て開閉される第２スロツトル弁１９が介設されている。

第２吸気通路１６の下流側端部はサージタンク１８の第
２室と連通している。なお、サージタンク１８は中央の
壁部２１で第１゜第２室に仕切られ、この壁部２１には
両室の連通を制御する連通制御弁２２が設けられている
。なお、本願発明の要旨に直接関係しないので、詳しい
説明は省略するが、高回転時には連通制御弁２２が開か
れ、慣性効果による圧力波過給が行なわれるようになっ
ている。上記サージタンク１８には、対応する各気筒に
吸気を供給する独立吸気通路２が接続され、この独立吸
気通路２には燃料噴射弁２３が設けられている。なお、
アイドル時のアイドル吸気量を調節するためにアイドル
吸気量調節手段２４が設けられている。また、各独立排
気通路６は１つの共通排気通路２５に集合され、この共
通排気通路２５には排気ガス浄化装置２６が介設されて
いる。

また、エンジンＶＥのトルクを自動的に変速して車輪側
に伝達するために自動変速機ＡＴが設けられている。こ
の自動変速機ＡＴは、クランク軸７のトルクをオイルを
介して変速するトルクコンバータ２９．！ｌ：、　　ト
ルクコンバータ２９の出力トルクをさらに変速する機械
式の補助変速機２８とで構成されている。上記補助変速
機２８は、コントロールユニット３１からの信号に従っ
て作動するソレノイドバルブ３０によって４種のギヤ比
（シフト位置）に切り替えられるようになっている。

そして、エンジンＶＥ及び自動変速機ＡＴの各種制御を
行うためにマイクロコンピュータで構成されるコントロ
ールユニット３１が設けられ、このコントロールユニッ
・ト３１は、吸気温度センサ３２によって検出される吸
気温、エアフローメータ１３によって検出される吸気量
、スロットルポジションセンサ３３によって検出される
スロットル開度、水温センサ３４によって検出される水
温、０２センサ３５によって検出される排気ガス中の０
□濃度、触媒温度センサ３６によって検出される触媒温
度、ディストリビュータ３７に対して設けられたクラン
ク角センサ３８によって検出されるクランク角、イグニ
ッションコイル３９からの点火信号、トルクコンバータ
２９に対して設けられたタービン回転数センサ４１によ
って検出されるタービン回転数、インヒビタスイッチ４
２からの変速禁止信号、ブレーキペダル４３に対して設
けられたストップランプスイッチ４４によって検出され
るブレーキ信号、アクセルペダル１０に対して設けられ
たキックダウンスイッチ４６によって検出されるキック
ダウンスイッチ信号、車速センサ４７によって検出され
る車速、スタータ信号、パワステアリングスイッチ信号
、エアコンスイッチ信号、電気負荷信号等を入力情報と
して、所定の制御を行うようになっている。

以下、第１図に示す７０−チャートに従って、本願発明
の要旨に直接関係する自動変速機ＡＴの変速制御方法に
ついてのみ説明する。

ステップＳｌでは、現在の車速Ｖ　５ｐｅｅｄとスロッ
トル開度Ｔｖｏとに基づいて、ギヤ位置（シフト位置）
ｌをｌ速〜４速とした場合の、予想タービン回転数Ｎ１
（ｉ）と予想エンジン回転数Ｎｅ（ｉ）と予想吸気量Ｑ
ａ（ｉ）と予想加速度Ｇｒｅａｌ（ｉ）とが、次の式１
〜式４を用いて計算される。

Ｎ　Ｌ（ｉ）＝　Ｄ（ｉ）・Ｖｓｐｅｅｄ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・式ＩＮｅ（ｉ）−ｍ＋
（Ｎｔ（ｉ）、Ｔｖｏ）・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・式２Ｑａ（ｉ）＝ｍｚ（Ｎｅ（ｉ）、Ｔ
ｖｏ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式
３Ｇｒｅａｌ（ｉ）＝（Ｄ（ｉ）　・Ｑａ（ｉ）／　Ｎ
ｅ（ｉ））　・ｒ　−・・・・・・式４ ただし　　Ｄ（ｉ）・・・ｉ速におけるギヤ比ｒ・・・
走行抵抗 なお、上記のＮｅ（ｉ）とＱａ（ｉ）とは、夫々所定の
関数ｍ１とｍ、とを用いて算出されるが、関数ｍｌ＋ｍ
２のかわりに所定のマツプを用いるようにしてもよい。

このようなマツプは比較的メモリ容量が小さいからであ
る。

ステップＳ２では、ギヤ位置１（ｉ＝１〜４）毎に、４
つの不快感関数Ｆ　１（ｉ）、Ｆ　２（ｉ）、Ｆ　３（
ｉ）、Ｆ　４（１）の関数値と、これらの関数値の和Ｆ
（ｉ）とが、次の式５〜式９を用いて計算される。なお
、これらの不快感関数は本願請求項１に記載された評価
関数に相当し、関数値の和Ｆ　（ｉ）は本願請求項１に
記載された総合評価値に相当する。

Ｆ　ｌ　（ｉ）　−ＣＩ　−ｆ　ｌ　（Ｎｅ（ｉ））−
・−・−式５％式％ ・Ｖｓｐｅｅｄ）　−Ｇｒｅａｔ（ｉ）　　）・−式６
Ｆ　３　（ｉ）＝　Ｃ３・ｆ　３　（Ｑａ（ｉ））・−
・・山−式７Ｆ　４　（ｉ）＝　Ｃ４・ｆ　４　（ｉ、
ｊ、ｔ）　−−−−−式８Ｆ　（ｉ）＝　Ｆ　ｌ　（ｉ
）＋　Ｆ　２　（ｉ）＋　Ｆ　３　（ｉ）十Ｆ４（ｉ）
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・式９ただし、 ｉ＝１〜４ Ｆｌ（ｉ）・・・エンジン騒音による不快感Ｆ２（ｉ）
・・・加速不足による不快感Ｆ３（ｉ）・・・燃費によ
る不快感 Ｆ４（ｉ）・・・変速ショックによる不快感Ｆ（１）・
・・総不快感 ｆ　１　、ｆ２　、ｆ３　、ｆ４・・・基本関数Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ２１，ｃ２２・・・定数本実施例
においては、自動変速機ＡＴの性能を示す各評価関数の
共通の評価基準として運転者の不快感を用いている。す
なわち、走行状態が運転者の要求に合致すれば運転者は
その走行状態に満足するのであるから、走行状態に関す
る各評価要素を運転者が好むか好まないかの度合、すな
わち不快感を基準にして統一的に評価することができる
からである。

そして、走行状態を示す評価要素として騒音と加速不足
感と燃費と変速ショックとを用いているが、これら以外
の評価要素を加えてもよいのはもちろんである。なお、
上記評価要素の１つである燃費による不快感とは、燃料
消費量が増加して燃費がかさむことによる不快感、すな
わち燃費性能が低下することによって生じる不快感を意
味する。

そして、上記の各評価要素は夫々運転者に不快感を与え
るが、各評価要素の不快感を全てなくすことは不可能で
ある。そこで、各評価要素を、式５〜式８により共通の
評価基準である不快感に換算し、４つの評価要素の不快
感の和が最小となるようなギヤ位置に補助変速機２８を
シフトするようにしている。このようにして、走行状態
に対する運転者の満足度が最も大きくなるギヤ位置にシ
フトされるようになっている。

具体的には、エンジン騒音による不快感Ｆｌ（ｉ）が式
５を用いて計算される。エンジン騒音はエンジン回転数
Ｎｅ（ｉ）が高いときほど大きくなるので、エンジン騒
音による不快感はエンジン回転数Ｎｅ（ｉ）の関数とし
てあられすようにしている。この不快感のエンジン回転
数に対する基本関数ｆｌは第３図に示すような特性に設
定されている。そして、不快感Ｆｌ（ｉ）は上記基本関
数ｆ１によって算出された値に、定数Ｃ１を乗じて計算
される。この定数ＣＩは、運転者の要求等に基づく各モ
ード毎に異なる値が設定されており、モード選択はこれ
らの中から１つ定数ＣＩを選択することにより行なわれ
る。

加速不足による不快感Ｆ２（ｉ）は弐〇を用いて計算さ
れる。式６の右辺において（Ｃ２１−Ｔｖ。

＋Ｃ２２・Ｖ　５ｐｅｅｄ）は運転者の要求加速度をあ
られし、Ｇｒｅａｌ（ｉ）は補助変速機２８をｉ速にセ
ットした場合の実際の予想加速度をあられす。したがっ
て、これらの差が加速不足量をあられすことになり、加
速不足による不快感Ｆ２（ｉ）は上記加速不足量の関数
としてあられすようにしている。この不快感の加速不足
量に対する基本関数ｆ２は第４図に示すような特性に設
定されている。そして、不快感Ｆ２（ｉ）は上記基本関
数ｆ２によって算出された値に、定数０２を乗じて計算
される。この定数Ｃ２は、Ｃ１と同様に運転者の要求等
に基づく各モード毎に異なる値が設定されている。

燃費による不快感Ｆ３（ｉ）は式７を用いて計算される
。燃費すなわち燃料消費量は吸気ｊｉＱａ（ｉ）にほぼ
比例するので、この不快感Ｆ３（ｉ）は吸気量Ｑａ（ｉ
）の関数としてあられすようにしている。

この不快感の吸気量Ｑａ（ｉ）に対する基本関数ｆ３は
第５図に示すような特性に設定されている。そして、不
快感Ｆ３（ｉ）は上記基本関数ｆ３によって算出された
値に、定数０３を乗じて計算される。

この定数０３は、Ｃ１と同様に運転者の要求等に基づく
各モード毎に異なる値が設定されている。

変速ショックによる不快感Ｆ４（ｉ）は式８を用いて計
算される。変速ショックは補助変速機２８の変速が行な
われるたびに起こる。そして、現在のシフト位置と目標
シフト位置とが異なる場合のみ変速が起こり、また一定
時間内の変速回数が多いときほど変速ショックの生じる
頻度が高くなるので、この不快感Ｆ４（ｉ）は、現在の
シフト位置ｊと、目標シフト位置１と、前回変速してか
らの経過時間りの関数としてあられすようにしている。

ここにおいて、Ｉ−Ｊのときには現在のシフト位置と目
標シフト位置とが一致しており変速が生じることがない
ので不快感は０となるようにしている。

ｉ≠ｊのときには、この不快感の前回変速後の経過時間
ｔに対する基本関数ｆ４は第６図に示すような特性に設
定されている。そして、不快感Ｆ４（ｉ）は上記基本関
数ｆ４によって算出されｔ；値に、定数０４を乗じて計
算される（ただし、ｌ＝Ｊの場合はＦ４（ｉ）Ｏとなる
）。この定数０４は、Ｃ１と同様に運転者の要求等に基
づく各モード毎に異なる値が設定されている。なお、上
記不快感関数Ｆ１、Ｆ２．Ｆ３．Ｆ４は非線型であるが
、これらを線型関数に設定してもよい。

そして、式９により各ギヤ位置（シフト位置）毎に、各
不快感の和、すなわち組下快感Ｆ（ｉ）が計算される。

ステップＳ３では、組下快感Ｆ（ｉ）が最小となるシフ
ト位置ｉが選択され、この選択されたギヤ位置がｊに代
入される。そして、このフローチャートには示していな
いが、べつの制御ルーチンにより、補助変速機２８が目
標ギヤ位置をＪとして変速制御が行なわれる。

この後、制御ルーチンはステップＳ１に復帰して続行さ
れる。

なお、上記実施例のように不快感関数のみを用いて変速
制御を行うのでなく、従来のマツプ検索方法を兼用した
制御方法を用いてもよい。本実施例のように、不快感関
数のみを用いて変速制御を行った場合、実際に使用され
るギヤ位置が不明瞭となるので、排出ガス規制をクリア
するのがやや難しくなる。このため、排出ガスが規制さ
れる運転領域では、従来のマツプ検索方法により変速制
御を行い、その他の領域では不快感関数に基づいて変速
制御を行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第り図は、本発明にかかる自動変速機の変速制御方法を
示すフローチャートである。 第２図は、自動変速機を備えた６気筒Ｖ型エンジンのシ
ステム構成図である。 第３図はエンジン騒音による不快感の基本関数のエンジ
ン回転数に対する特性を示す図である。 第４図は加速不足による不快感の基本関数の加速不足量
に対する特性を示す図である。 第５図は燃費による不快感の基本関数の吸気量に対する
特性を示す図である。 第６図は変速ショックによる不快感の基本関数の前回変
速後の経過時間に対する特性を示す図である。 ＶＥ・・・エンジン、ＡＴ・・・自動変速機、３・・・
燃焼室、７・・・クランク軸、１３・・・エア７０−メ
ータ、２３・・・燃料噴射弁、２８・・・補助変速機、
２９・・・トルクコンバータ、３１・・・コントロール
ユニット、３３・・・スロットルポジシ３ンセンサ、３
７・・・ディストリビュータ、３８・・・クランク角セ
ンサ、４１・・・タービンセンサ、４７・・・車速セン
サ。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）変速機に要求される性能を示す評価関数を複数設
   定し、ギヤ比毎に各評価関数の関数値を演算し、さらに
   ギヤ比毎に各評価関数の関数値の総合評価値を算出し、
   これらの総合評価値の中で評価が最良となったものに対
   するギヤ比を目標ギヤ比に設定して自動変速機を制御す
   ることを特徴とする自動変速機の変速制御方法。