JPS60215434A - 車両用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〕 この発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に関する
ものである。

〔従来技術〕

車両は、駆動輪と路面との間に生ずる摩擦力によって走
行する。このため、摩擦力に比べて駆動輪に与えられる
駆動力が大きいと、駆動輪が空転することになる。車輪
の空転は、発生したエネルギを無駄にするのみならず、
タイヤを摩耗する。

従って、このような駆動輪の空転は、発生しないように
するのが望ましい。

そこで、従来より車両の設計に当たっては、各運転状態
で駆動輪に伝えられる駆動力と、路面間に生ずる摩擦力
とをバランスさせるように、エンジン出力、変速機の変
速比、タイヤの特性などを適宜設定していた。

しかし、車両の設計時に前提とされる路面は、アスファ
ルト舗装路の如き摩擦係数μが０．６〜０゜７程度の路
面であるため、雪道、凍結路、砂利道などのように摩擦
係数μの低い低μ路において、車両を運転する際には、
駆動輪は空転しやすくなる。このような低μ路でも駆動
輪の空転が生しないようにするために、従来、駆動輪の
空転が生しる状況に至った場合には、エンジンの出力を
抑制して、駆動輪に与えられる駆動力を小さくする装置
が考えられている（特開昭５８−３８３４７号）。

ところが、かかる装置では、通常アクセルペダルとリン
ク結合されて開閉動作されるスロットルバルブを、アク
セルペダルから切り離して、アクセルペダルの運転者に
よる操作とは独立してスロットルバルブを開閉動作させ
るようにしなければならず、装置が複雑で高価となる問
題があった。

〔発明の目的〕

このような従来の問題に鑑み、本発明の目的とするとこ
ろは、駆動輪の空転が発生しそうな状況に至ったときに
、変速機の変速比を変更することによって、駆動輪に伝
達される駆動力を抑制し、路面の状態にかかわらず駆動
輪の空転が生しないようにすることにある。

〔発明の構成〕

この目的を達成するだめの本発明の構成を第１図によっ
て説明する。

車速センサによって、車速を検出し、エンジン負荷セン
サによって、エンジン負荷を代表する物理量（以下、エ
ンジン負荷という）を検出する。

そして、変速段選択手段では、車速とエンジン負荷とを
パラメータとして、選択されるべき変速段を定めた変速
パターンを予め記憶し、車速センサおよびエンジン負荷
センサが検出する車速およびエンジン負荷の両データに
よって前記変速パターンに定められた変速段を読み出し
、選択されるべき変速段とする。

一方、車輪加速度検出手段によって、車両の駆動輪の加
速度を検出し、予想加速度検出手段によって、駆動輪が
空転しない状態で、エンジンから駆動輪に対して与えら
れる駆動力によって生ずると予想される車両の加速度を
める。そして、判定手段では、予想加速度算出手段によ
ってめられる加速度と、車輪加速度検出手段によって検
出される加速度とを比較し、前者より後者が大きいか否
かを判定する。

判定手段によって、前記予想加速度より前記車輪加速度
が大きいと判定されると、変速段変更手段では、変速段
選択手段によって読み出された変速段を、高速側に所定
段数だけ変更し、駆動手段において、変速段変更手段に
よって変更され、最終的に選択されるべきとされた変速
段を、実現するように自動変速機内の変速制御用アクチ
ュエータを駆動する。

従って、車輪加速度検出手段によって検出される駆動輪
の加速度を常時監視し、駆動輪が空転しないときは、変
速段選択手段によって決められる変速段となるように駆
動手段を作用させ、駆動輪が空転するときには、変速段
選択手段によって決められる変速段に対しで、変速段変
更手段によって変更を加え、変速段が高速側になるよう
にして変速比を変更する。

（発明の効果〕 本発明によれば、駆動輪が空転しない状態では、自動変
速機の変速段が通常選択される変速段とされるが、例え
ば、低μ路を走行して、駆動輪に空転が生ずるときには
、変速段が高速側とされて駆動輪に伝達される駆動力が
抑制されるため、路面の状態にかかわらず駆動輪が空転
する事態を回避することができる。しかも、本発明によ
れば、自動変速機の変速制御装置における制御内容を小
変更するのみで、構造的な変更を必要としないため、極
めて容易に、かつ安価に実現できる効果を奏する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第２図は、一実施例の概略構成図であり、図中、１１は
車速センサ、１２はスロットルセンサ、２０は制御回路
、３１〜３３はソレノイドである。

車速センサ１１は、自動変速機（図示せず）内あるいは
スピードメータ（図示せず）内にあって、周波数が車速
に比例するパルス信号を発生する公知のセンサであり、
スロットルセンサ１２は、その可動接点がスロットルバ
ルブの開閉動作に伴って動作されるようにされたポテン
ショメータから成り、制御回路２０内の定電圧回路２５
から定電圧を供給されてスロットルバルブ開度に比例し
たアナログ電圧を発生ずる。スロットルセンサ１２は、
本発明におけるエンジン負荷センサを成すものである。

制御回路２０は、汎用のマイクロコンピュータであるコ
ンピュータ２１を中心に構成され、コンピュータ２１に
信号を入力するためのアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）
変換器２６、入カバソファ２７および、コンピュータ２
１で演算された信号を出力するための出力へソファ２８
を有する。Ａ／Ｄ変換器２６は、コンピュータ２１から
の指示に従って、スロットルセンサ１２の発生する電圧
信号をディジタル信号に変換して、スロットル開度信号
としてコンピュータ２１に取り込み、入カバソファ２７
は、エンジンのディストリビュータ（図示せず）に設け
られた公知のクランク角センサ１３および車速センサ１
１が発生するパルス信号をコンピュータ２１に入力する
ものである。クランク角センサ１３および車速センサ１
１からのパルス信号は、コンピュータ２１に入力される
と割り込み要求信号となり、クランク角センサＩ３から
の信号による割り込みでは、エンジン回転数が演算され
、車速センサ１１からの信号による割り込みでは、車速
か演算される。

また、制御回路２０は、出カバソファ２８から出力され
た信号をソレノイド３１〜３３の駆動信号に変換するた
めの駆動回路２２〜２４を有するとともに、制御回路２
０内の各回路に定電圧を供給する定電圧回路２５を有す
る。定電圧回路２５および駆動回路２２〜２４には、バ
ッテリ４１によって電源電圧が供給されている。なお、
定電圧および電源電圧の供給回路については、一部のみ
を図示し、大部分は省略しである。

駆動回路２２〜２４は、全て同一構成であり、駆動回路
２２についてのみ、詳細を図示した。これから明らかな
ように、駆動回路２２は、互いにシュミット接続された
ＮＰＮ型のトランジスタ２２ａ、２２ｂと、トランジス
タ２２ｂに対してダーリントン接続されたＰＮＰ型のト
ランジスタ２２Ｃから成り、出カバソファ２８の対応す
る出力端子に所定のローレヘルの電圧信号が出力される
と、トランジスタ２２ａが非導通となって、トランジス
タ２２ｂ、２２ｃを導通するようになっている。駆動回
路２２．２３は、本発明における駆動手段の一部を構成
している。

ソレノイド３１〜３３は、自動変速機内に配置されたソ
レノイドバルブ（図示せず）のソレノイドであり、ソレ
ノイド３１．３２が通電、非通電されることによって、
第１表の如（、自動変速機の変速段を選択するようにな
っている。従って、ソレノイド３１．３２は、本発明に
おけるアクチュエータを成すものである。

第１表 なお、第１表において、ＯＤはオーバドライブを意味す
る。また、ソレノイド３３は、通電、非通電されること
によって自動変速機におけるロックアツプを制御するも
のである。

０ 周知のようにコンピュータ２１の動作は、コンピュータ
２１内のメモリ　（図示せず）に格納されたプログラム
によって制御される。以下、そのプログラム内容につい
て第３図〜第７図のフローチャートによって説明する。

第３図は、メイン処理ルーチンのゼネラルフローチャー
トであり、メインルーチンが起動されると、まず、ステ
ップ１００においてレジスタ類の初期化が行われ、次に
ステップ２００において、スリップ判定が行われる。こ
れは、駆動輪の空転が発生しているか否かを判定するも
のである。また、ステップ３００においては、車速、ス
ロットル開度（エンジン負荷）から選択されるべき変速
段が決定され、ステップ４００においては、ステップ２
００における判定の結果に基づいてステップ３００にお
いて決定された変速段を適宜変更する。つまり、ステッ
プ２００において駆動輪の空転が発生していると判定さ
れたときには、ステップ３００において決定された変速
段を所定段数だけ高速側に変更する。ステップ５００で
は、ステップ４００において変更され、最終的に選択さ
れた変速段を実現するよう出カバソファ２８に信号を出
力する。

第４図は、加速度算出処理ルーチンであり、１秒毎に起
動される割り込みルーチンである。このルーチンが起動
されると、まず、ステップ６１０の処理が行われ、車速
■をめる計算が行われる。

これは、当該ルーチンが起動される間隔である１秒間に
、車速センサ１１から出力されるパルス信号の数をカウ
ントし、そのカウント数に定数を乗算することによって
められる請求められた車速Ｖに関するデータは、コンピ
ュータ２１内のメモリに格納される。

ステップ６２０では、ステップ６１０においてめられた
車速Ｖと前回の処理時にめられた車速Ｖｏとの差をめ、
その結果を車輪加速度やとして、やはりメモリに格納し
ておく。そして、ステップ６３０では、ステップ６１０
においてめられた車速■を■０として、メモリに格納し
、次回のステップ６２０の処理に使用する。

１ 第５図は、第３図におけるステップ２００の詳細を示す
フローチャートであり、ステップ２１１〜２１４におい
て、駆動輪が空転しない状態で、エンジンから駆動輪に
対して与えられる駆動力によって生ずると予想される車
両の加速度をめる。

また、ステップ２２１〜２２７においては、上述のよう
に予想される車両の加速度と、第４図のステップ６２０
においてめられた駆動輪の加速度とを比較し、前者より
後者が大きいか否かを判定する。

まず、ステップ２１１においては、車速■、エンジン回
転数Ｎｅおよび変速比Ｔのマツプによって、エンジンの
発生トルクと自動変速機の出力軸トルクとの比であるト
ルク比ｔをめる。また、ステップ２１２では、Ｋ・θｔ
−ｔ−Ｌの演算式によって車両加速度αをめる。ここで
、θｔはスロットル開度、Ｋ、Ｌは定数である。つまり
、ステップ２１１，２１２では、そのときの車両の運転
状態によって決るトルク比ｔをめ、そのトルク比ｔとス
ロットル開度θｔに基づいて予想さ３ ２ れる車両加速度をめる。

次に、ステップ２１３では請求められた車両加速度αが
路面のスリップ率μより大きいか否かが判定される。こ
の場合、μは、舗装路におけるスリップ率、０．７とさ
れる。しかし、路面のスリップ率を、その都度検出して
、その検出値をμとしても良い。ステップ２１３におい
て、加速度αがスリップ率μより大きい場合には、ステ
ップ２１４に進んで、ここで、αはμによって置換され
る。

つまり、ステップ２１３．２１４の処理によって加速度
αはスリップ率μよりは大きくされないことになる。な
ぜなら、スリップ率を上回る加速は有りえないからであ
る。

ステップ２１３．２１４によって車両加速度αが決定さ
た後は、ステップ２２１に進んで、ここでは、第４図の
ステップ６２０でめられ、メモリに格納されている車輪
加速度※が、車両加速度αよりも大きいか否か判定され
る。車輪加速度※が車両加速度αよりも大きければ、駆
動輪の空転が生じているので、ステップ２２２において
スリ４ ノブカウンタＳＣにｒｌＪをセットし、ステップ２２３
に進む・。ステップ２２３では、Ｍ・α十Ｎの演算式に
よって車両加速度αよりも若干大きめの車両加速度βを
める。ここで、Ｍ、Ｎは、定数であり、例えば、Ｍは１
．２、Ｎは０．２である。

ステップ２２４では、車輪加速度※が車両加速度βより
も大きいか否かを判定する。そして、車輪加速度※が車
両加速度βよりも大きければ、ステップ２２５に進んで
、スリップカウンタＳＣに「３」をセットする。さらに
、ステップ２２６では、車輪加速度※が一定値Ｃよりも
小さいか否かを判定する。一定値Ｃは、α、βよりも小
さな値で、この一定値Ｃよりも車輪加速度■が小さけれ
ば、駆動輪の空転は生していないとして、ステップ２２
９においてスリップカウンタＳＣに「０」をセットする
。

従って、ステップ２２１〜２２７の処理が行われること
によって、駆動輪の空転が生じているとスリップカウン
タＳＣが１１」にセントされ、その空転状態がひどい場
合には、スリップカウンタＳＣが「３」とされ、空転が
生じていなければ、スリップカウンタＳＣは「０」とさ
れる。

第６図は、第３図におけるステップ３００の詳細を示す
フローチャートであり、ここでは、そのときの車速およ
びスロットル開度（エンジン負荷）によって、第８図の
如く定められた変速パターンの変速段を読み出し、選択
されるべき変速段を決定する。第８図の変速パターンは
、コンピュータ２１のメモリに格納されており、車速、
つまり、自動変速機の出力軸（アウトプットシャフト）
回転数とスロットル開度とをパラメータとして定められ
ている。ここで、実線は、低速側から高速側の変速段に
切り換えられるシフトアンプパターンであり、破線は、
高速側から低速側の変速段に切り換えられるシフトダウ
ンパターンである。また、ＯＤはオーバドライブを表す
。この変速パターンと同様にして図示しないがロックア
ンプパターンも定められている。

第６図において、ステップ３１１では、レジスタＮに「
４」をセントして、あるべき変速段を４速とする。次に
、ステップ３１２では、シフトメモリＳＨＭに記憶され
、現実に選択されている変速段がレジスタＮにセットさ
れた「４」と一致しているか否か判定される。いま、現
実の変速段が４速であり、シフ１メモリＳＨＭの値とレ
ジスタＮの値とが一致していると、ステップ３１２が肯
定判断されてステップ３２４に進み、ステップ３２４で
は、メモリに格納されているスロットル開度θｔとレジ
スタＮの値とから第８図の変速パターン中のＯＤ→３シ
フトダウンパターンの変速点Ｖｔを読み出す。そして、
ステップ３２５では、読み出された変速点Ｖｔとメモリ
に格納されている車速ＳＰＤとを比較し、変速点Ｖｔよ
り車速ＳＰＤの方が大きいときには、シフトダウンする
必要がないので、このステップ３２５が肯定判断され、
本ルーチンの処理を終了する。従って、レジスタＮの値
は、「４」のままとされる。しかし、変速点Ｖｔより車
速ＳＰＤの方が小さいときには、シフトダウンする必要
があるため、ステップ３２５が否定判断されて、ステッ
プ３２６に進み、こ７ １に で、レジスタＮの値を１４」から１３」にする。

一方、ステップ３１２の処理時、現実の変速段が３速で
、シフトメモリＳＨＭの値が「３」であった場合には、
ステップ３１２は否定判断されて、ステップ３１３に進
み、ここでは、スロットル開度θｔとレジスタＮの値と
から第８図の変速パターン中の３→ＯＤシフトアンプパ
ターンの変速点Ｖｔを読み出す。そして、ステップ３１
４では、読み出された変速点Ｖｔと車速ＳＰＤとを比較
し、変速点Ｖｔより車速ＳＰＤの方が大きいときには、
シフトアップする必要があるので、このステップ３１４
が肯定判断されて本ルーチンの処理を終了する。従って
、レジスタＮの値は「４」のままとされる。しかし、変
速点Ｖｔより車速ＳＰＤの方が小さいときには、シフト
アップする必要がないため、ステップ３１４が否定判断
されてステップ３１５に進み、ここで、レジスタＮの値
を「４」から「３」にされる。次に、ステップ３１６で
は、シフトメモリＳＨＭＯ値とレジスタＮの値とが一致
しているか否かが判定され、いま、共に「３」８ で一致している場合には、ステップ３１６が肯定判断さ
れて、ステップ３２７に進む。ステップ３２７では、ス
テップ３２４の場合と同様にして３−２シフトダウンパ
ターンの変速点Ｖｔを読み出し、ステップ３２８で変速
点Ｖｔと車速ＳＰＤとを比較する。以後、ステップ３２
８．３２９の処理は、レジスタＮの値が違うのみで、ス
テップ３２５．３２６と同様に行われ、ステップ３３０
．３３１．３３２もこれらと同様である。また、ステッ
プ３１７．３１８．３１９および３２１．３２２．３２
３の処理は、ステップ３１３．３１４．３１５のそれと
、それぞれ同様である。

このようにして、レジスタＮに選択されるべき変速段が
ストアされる。なお、レジスタＮが「４」とされたとき
の変速段はオーバドライブである。

第７図は、第３図におけるステップ４００の詳細を示さ
れており、ステップ４１１においては、レジスタＮの値
にスリップカウンタＳＣの値が加算されて、改めてレジ
スタＮの値とされる。レジスタＮの値は、車速とスロッ
トル開度とから決定された選択されるべき変速段を表し
ており、スリップカウンタＳＣの値は、駆動輪の空転状
態に合わせて空転が生じている状態では、ｒｌＪ以上の
値にされているため、ステップ４１１の処理が行われる
ことによって、選択さるべき変速段が駆動輪の空転状態
に合わせて高速側に変更されることになる。

次に、ステップ４１２では、レジスタＮの値が「４」よ
りも大きいか否か判定され、「４」より大きい場合には
、ステップ４１７において、レジスタＮの値は「４」に
される。つまり、変速段は最も高速側がオーバドライブ
であるので、レジスタＮの値がオーバドライブに相当す
る「４」よりも大きくなったときには、「４」とされる
。

以」二の第３図〜第７図のフローチャートで説明したプ
ログラムが順次実行されることによって、車速とスロッ
トル開度とによって決められる変速段に、駆動輪に空転
が生しているか否かによって変更が加えられ、最終的に
選択されるべきとされた変速段が、第２図において、コ
ンピュータ２１９ から出カバソファ２８に出力され、出カバソファ２８で
は、選択されるべきとされた信号を出力し、ソレノイド
３１．３２の通電、非通電を制御する。

例えば、選択されるべき変速段が３速とされた場合には
、出カバソファ２８から駆動回路２２にハイレベルの電
気信号、駆動回路２３にローレベルの電気信号が出力さ
れる。従って、ソレノイド３１は、非通電とされ、ソレ
ノイド３２は、通電される。この結果、前記第１表から
明らかなように、自動変速機における変速段は３速とさ
れる。

出カバソファ２８からは、駆動回路２４に対しても、ロ
ックアツプをするか否かによって電圧信号が出力され、
従って、駆動回路２４はソレノイド３３の通電、非通電
を制御してロックアンプの有無を制御することになる。

なお、第３図〜第７図のフローチャートにおいて、ステ
ップ３００．３１１〜３３２の処理は、本発明における
変速段選択手段に相当し、ステ・２プロ１０〜６３０の
処理は、本発明における車輪加速度検出手段に相当し、
ステップ２１１〜２１１ ０ ４の処理は、本発明における予想加速度算出手段に相当
し、ステップ２２１〜２２７の処理は、本発明における
判定手段に相当し、ステップ４１１〜４１３の処理は、
本発明における変速段変更手段に相当し、ステップ５０
０の処理は、本発明における駆動手段に相当する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クレーム対応図、第２図は、本発明の一実施
例の概略構成図、第３図〜第７図は、第２図のコンピュ
ータのプログラムを示すフローチャート、第８図は、変
速パターンの一例を示す線図である。 １１−−−〜−−車速センサ １２−−−−−−スロットルセンサ １３−−−−クランク角センサ ２（１−−−−一制御回路 ２１−−−−−−コンピュータ ２２〜２４−−−−−−駆動回路 ３１〜３３−−−−−−ソレノイド（アクチュエータ）
２ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車速を検出する車速センサと、 エンジン負荷を代表する物理量（以下、エンジン負荷と
   いう）を検出するエンジン負荷センサと、車速とエンジ
   ン負荷とをパラメータとして、選択されるべき変速段を
   定めた変速パターンを予め記憶し、車速センサおよびエ
   ンジン負荷センサが検出する車速およびエンジン負荷の
   両データによって前記変速パターンに定められた変速段
   を読み出し、選択されるべき変速段とする変速段選択手
   段と、 車両の駆動輪の加速度を検出する車輪加速度検出手段と
   、 駆動輪が空転しない状態で、エンジンから駆動輪に対し
   て与えられる駆動力によって生ずると予想される車両の
   加速度をめる予想加速度算出手段と、 予想加速度算出手段によってめられる加速度と、車輪加
   速度検出手段によって検出される加速度とを比較し、前
   者より後者が大きいか否かを判定する判定手段と、 判定手段によって、前記予想加速度より前記車輪加速度
   が大きいと判定されると、変速段選択手段によって読み
   出された変速段を、高速側に所定段数だけ変更する変速
   段変更手段と、 変速段変更手段によって変更され、最終的に選択される
   べきとされた変速段を、実現するように自動変速機内の
   変速制御用アクチュエータを駆動する駆動手段と、 を備えることを特徴とする車両用自動変速機の変速制御
   装置。