(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル開度と車速とから車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、
現在のシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
前記目標駆動力と前記シフト位置とから目標エンジントルクを算出する算出手段と、
目標エンジントルクをエンジンのトルク特性から予め定められる設定値と比較する比較手段と、
この比較手段により、目標エンジントルクが前記設定値以上となっていると判断されたことを条件として、アクセルペダル開度変化量が正となった回数を積算する積算手段と、
この積算手段に積算された積算値がアクセルペダル開度積算しきい値を超えることを条件としてその時点のアクセルペダル開度をしきい値と比較し、その時点のアクセルペダル開度がしきい値を超えることを条件としてダウンシフトの命令を出力するダウンシフト制御手段とからなることを特徴とするシフトダウン制御装置。
【請求項２】
前記積算手段は、目標エンジントルクが前記設定値以上となっていると判断されたことを条件として、アクセルペダル開度変化量が正となる毎にカウントアップされるカウンタであることを特徴とする請求項１に記載のシフトダウン制御装置。
【請求項３】
前記積算手段は、目標エンジントルクが前記設定値以上となっていると判断された以降のアクセル踏み込みの継続時間を計時することを特徴とする請求項１に記載のシフトダウン制御装置。
【請求項４】
前記積算手段は、アクセルペダル開度がアクセルペダル開度しきい値を超えたことを条件として積算を中止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシフトダウン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速装置を備えた自動車におけるシフトダウン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクセルペダルの踏み込み量とスロットルバルブの開度とが機械的に連動して変化する方式に代えて、アクセルペダルの踏み込み量に対するスロットルバルブの開度の変化を走行条件に基づいて自動的に調整するようにした電気制御式のスロットルバルブ制御装置が知られている。
特開平５−１３９１８８号公報には、このような電気制御式のスロットル制御装置（以下単にスロットル制御装置という）を前提として以下のようにシフト切り替えの制御が行われている。すなわち、スロットルの開度と車速との関係に基づいて最適なシフト位置を示すシフトマップに従う判断と、当該シフト位置における最大トルクと目標トルクとの差に基づき、エンジントルクに余裕がない場合にシフトダウンすべきものとする判断とにより、必要に応じてシフトダウンを行う技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シフトマップに基づく判断と余剰エンジントルクに基づく判断とのいずれの判断を優先させてシフト切り替えを行うかによって自動車の走行が大きく影響を受ける。
具体的には、シフトマップに従う判断に重きをおいた場合、シフトマップ上の切り替えの境界線を横切らない限りシフトダウンされないため、アクセルペダル操作にシフトダウンの切り替えが追従することができず、ドライバビリティが低下する。また、余剰エンジントルクに基づく判断に重きをおいた場合、瞬間的なエンジントルク不足に対してもシフトダウンが行われてシフトダウンされ、また、シフトダウンによって余剰エンジントルクが生じるとともにシフトアップされて切り替えが繰り返されることとなる（いわゆるシフトビジィー現象が生じることとなる）。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、あるシフト位置における加速要求に対してトルクが不足した場合に確実にシフトダウンを行って良好なドライバビリティを発揮することができ、しかも、シフトビジー状態を招くことのないシフトダウン制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１のシフトダウン制御装置は、アクセルペダル開度と車速とから車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、現在のシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、前記目標駆動力と前記シフト位置とから目標エンジントルクを算出する算出手段と、目標エンジントルクをエンジンのトルク特性から予め定められる設定値と比較する比較手段と、この比較手段により、目標エンジントルクが前記設定値以上となっていると判断されたことを条件として、アクセルペダル開度変化量が正となった回数を積算する積算手段と、この積算手段に積算された積算値がアクセルペダル開度積算しきい値を超えることを条件としてその時点のアクセルペダル開度をしきい値と比較し、その時点のアクセルペダル開度がしきい値を超えることを条件としてダウンシフトの命令を出力するダウンシフト制御手段とからなることを特徴とし、前記積算を行うことにより、加速意志の継続を判断して、この判断に基づいてシフトダウンを行うことができ、さらに、運転者が強い加速意志を持っている旨を判断することができる。請求項２は、前記積算手段は、目標エンジントルクが前記設定値以上となっていると判断されたことを条件として、アクセルペダル変化量が正となる毎にカウントアップされるカウンタであることを特徴とするものであり、また、請求項３は、前記積算手段は、目標エンジントルクが前記設定値以上となっていると判断された以降のアクセル踏み込みの継続時間を計時することを特徴とするものであるから、ソフトウエア上の簡単な処理によって加速意志が継続するか否かを判断することができる。請求項４は、前記積算手段は、アクセルペダル開度がアクセルペダル開度しきい値を超えたことを条件として積算を中止することを特徴とするものであるから、加速意志の継続をさらに確実に判断することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
まず、図１によりこの実施形態のシフトダウン制御装置の構成を説明する。
符号１は目標駆動力算出手段で、この目標駆動力算出手段１は、アクセルペダル操作量ＡＰおよび車速Ｖの検出値に基づき、運転者の加速意志に基づく目標駆動力（エンジンが発生すべきトルク）を算出する。すなわち、目標駆動力算出手段１には、図６に示すようにアクセルペダル開度毎に目標駆動力と速度Ｖとの関係を示すマップが記憶されている。図６において、イ〜ロ〜ハ〜ニの順で順次アクセルペダル開度が大きくなって行くとすると、 ある速度Ｖ1において、アクセルペダル開度がイのように小さい場合には、より高い速度への加速の要求が小さいことになるため目標駆動力が小さいものと判断し、アクセルペダル開度がニのように大きい場合には、当該速度においてより高い速度への加速を要求していることになるため、目標駆動力が大きいものと判断する。符号２はシフト位置算出手段で、このシフト位置算出手段２は、開度ＡＰと速度Ｖとエンジン回転数Ｎｅとの関係を示すシフトマップを記憶するとともに、後述するシフトダウン判定手段の判断結果に基づいてシフトダウン命令を出力する。
【０００６】
前記目標駆動力およびシフト位置の信号は演算器３へ供給され、この演算器３は、前記目標駆動力と、前記シフト位置に対応する減速比とに基づいて、必要な目標エンジントルクを算出する。前記演算器３で演算された目標エンジントルクはスロットル制御手段４へ供給され、目標エンジントルクを実現するために必要なスロットル開度となるようにスロットル調整用の命令がスロットル制御手段４から出力される。また、前記目標エンジントルクはシフトダウン判定手段５へ供給され、このシフトダウン判定手段５において、アクセルペダル開度ＡＰと前記目標エンジントルクとに基づいてシフトダウンの要否が判断される。
【０００７】
前記シフトダウン判定手段５によってシフトダウンすべきと判断された場合、シフトダウン判定手段５から前記シフト算出手段２へシフトダウン命令が出力される。このシフト算出手段は、現シフト位置についての信号と、シフトダウン命令の有無とにより、シフト制御手段６へ現在のシフト位置と同じシフト位置信号、あるいは、シフトダウンされたシフト位置の信号を供給し、対応するシフト位置を実現すべく、シフトダウンのメカニズムを駆動するための命令がシフト制御手段６から出力される。
【０００８】
次いで、図２のフローチャートを参照して、前記シフトダウン判定手段５で行われる制御の内容をシフトダウン制御装置の動作とともに説明する。
ステップＳＰ１  フラグ  ＭＴＤＮ１に１が立てられているか否かを判断し、Ｎｏを条件としてステップＳＰ２へ進む。Ｙｅｓの場合には制御を終了する。このフラグ  ＭＴＤＮ１は、シフトダウン制御がいかなる段階にあるかをフラグＭＴＤＮ２とともに表すもので、これらのフラグがいかなる条件でセットされあるいはリセットされるかについては後述する。
ステップＳＰ２  測定された速度が現在のシフト位置ｎより下のシフト位置ｎ−１におけるダウンシフト限界車速ＶＭＡＸn-1より大きいか否かを判断し、Ｎｏを条件としてステップＳＰ３へ進み、Ｙｅｓの場合にはステップＳＰ５へ進む。前記ＶＭＡＸは、変速機の機械的性能等に基づいて、各シフト位置毎に定められて所定の記憶領域へ予め記憶されたデータである。すなわち、シフトダウンすべきと判断された場合であっても、シフトダウン限界車速ＶＭＡＸn-1より車速Ｖが大きい場合のシフトダウンを禁止することによって変速機の損傷等を防止するようになっている。
【０００９】
ステップＳＰ３  エンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅとの関係についてＲＯＭ上に予め記憶されたトルク特性のテーブルから、現在の回転数に対応するエンジントルクの予め定められる設定値ＴＥＭＡＸを検索する。この設定値は、現在のシフト位置ｎにおいて、仮に、スロットル制御手段によりスロットル開度を全開相当にした場合の出力可能なエンジントルクである。
ステップＳＰ４  アクセルペダル開度ＡＰに基づいて決定された要求エンジントルクＴＥＣＭＤが前記選択されたＴＥＭＡＸより大きいか否かを判断し、すなわち、目標エンジントルクが設定値以上になっていると判断し、大きいことを条件としてステップＳＰ６へ進み、Ｎｏの場合には、トルクに余裕があってシフトダウンが不要であるからステップＳＰ５へ進んでフラグＭＴＤＮ１およびＭＴＤＮ２をクリアする。
ステップＳＰ６  フラグＭＴＤＮ２がセットされているか否かを判断し、Ｎｏの場合にはステップＳＰ７へ、Ｙｅｓの場合にはステップＳＰ８へ進む。
【００１０】
ステップＳＰ７  以下の各種パラメータに所定の値を代入する。判断開始時点のアクセルペダル開度ＡＰＢＫＤ１にアクセルペダル開度の測定値ＡＰを代入する。
ＲＯＭに予め記憶されたテーブルから、シフトダウン制御の実行および解除の判断基準となるアクセルペダル開度変化量ΔＡＰのしきい値ＤＡＰＢＫＤ１（実行時）および２（解除時）を検索する。（一般に、速度が高いほど、加速のために必要なアクセルペダル開度が大きくなるから、ＤＡＰＢＫＤ１も大きな値となる）
前記ΔＡＰが増加方向へ変化する度にカウントアップされるカウンタのカウント値ｃＴＸＫＤをリセットする。
フラグ  ＭＴＤＮ１をクリアし、フラグＭＴＤＮ２に１をセットする。
【００１１】
ステップＳＰ８  アクセルペダル開度変化量ΔＡＰが正であるか否かを判断し、Ｙｅｓを条件としてステップＳＰ９へ進む。Ｎｏの場合には、アクセルペダルをさらに踏み込んで加速する意志がないものとみなし、制御を終了する。
ステップＳＰ９  前記カウンタのカウント値ｃＴＸＫＤをインクリメントする。
ステップＳＰ１０  前記カウント値ｃＴＸＫＤがアクセルペダル開度積算しきい値ＬＩＭＴＸＫＤを越えるかを判断し、Ｙｅｓを条件としてステップＳＰ１１へ進む。Ｎｏの場合には、アクセルペダル開度を上げる意志が小さいものと見なして（加速意志が小さくものと見なして）制御を終了する。
ステップＳＰ１１  シフトダウン制御開始時点のアクセルペダル開度ＡＰＢＫＤ１と実行判断のためのアクセルペダル開度のしきい値ＤＡＰＢＫＤ１との和とアクセルペダル開度ＡＰとを比較し、アクセルペダル開度ＡＰがこれらの和より大きい場合には、ステップＳＰ１２へ進み、小さい場合には、シフトダウン不要と判断して制御を終了する。すなわち、アクセルペダル開度ＡＰがアクセルペダル開度しきい値以上に増大したことを条件として、シフトダウンを実行すべくＳＰ１２へ進む。
【００１２】
ステップＳＰ１２  ダウンシフトを実行すべく各パラメータを以下のように設定する。シフト位置を示すパラメータＳＨＩＦＴにＳＨＩＦＴ−１を設定する。
すなわち、シフト位置を示すＳＨＩＦＴの値から１を減ずることにより、１段下のシフト位置を示す値を設定する。
ダウンシフトが実行されている旨を示すフラグＭＴＤＮ１に１をセットする。
この結果、ＭＴＤＮ１がクリアされない限り、ステップＳＰ１の判断がＹｅｓとなり、シフトダウン制御が行われないまま、ＳＨＩＦＴ−１の位置に保持される。
シフトダウン実行時のアクセルペダル開度ＡＰをＡＰＢＫＤ２にセットする。
【００１３】
一方、シフトホールドの解除動作を図３のフローチャートにより説明する。
ステップＳＰ２１において、解除判断アクセルペダル変化量ＡＰＢＫＤ２から解除判断のしきい値ＤＡＰＢＫ２を減じた値と現在のアクセルペダル開度ＡＰとを比較し、アクセルペダル開度が所定の値を下回ったと判断された場合には、ステップＳＰ２２へ進み、フラグＭＴＤＮ１およびＭＴＤＮ２の双方をクリアする。したがって、ステップＳＰ１における判断に基づくシフトダウン制御が可能な状態となって制御が終了する。すなわち、アクセルペダル開度ＡＰが所定以上にわたって小さくなった場合には、加速意志が継続していないものと見なし、積算を中止すべく制御を終了する。また、下回らない場合には、前記各フラグＭＴＤＮ１およびＭＴＤＮ２を操作することなく、ステップＳＰ２１の判断を繰り返す。
【００１４】
前述の制御を実際のアクセルペダル開度変化を示す図４に沿って説明する。
ｔ=０からアクセルペダル開度が大きくなり、ｔ１においてＴＥＭＡＸを超えると前記ステップＳＰ７における処理によりフラグＭＴＤＮ２に１がセットされる。ＭＴＤＮ２=１がセットされるため、ステップＳＰ６〜ステップＳＰ８〜ステップＳＰ９の各ステップへ進み、ｃＴＸＫＤがカウントアップされる。すなわち、所定以上のアクセルペダル開度が維持され続けるとｃＴＸＫＤがカウントアップされ続け、ｔ２において、ｃＴＸＫＤがアクセルペダル開度積算しきい値ＬＩＭＴＸＫＤを超えたと判断される。このようなアクセルペダル開度の積算は、格別な装置を用いることなくソフトウエア上の処理によって容易に行うことができる。これに対して、運転者がアクセルの踏み込みを中止すると、ｃＴＸＫＤがカウントアップされないため、シフトダウンされることがなく、したがって、運転者の継続的な加速意志に基づいてのみシフトダウンが行われる。
なお、前述のような積算のやり方に代えて、アクセルペダルがしきい値を超えた旨が判断されることを条件としてクロックパルスをカウントし、このカウント値（アクセルペダルが所定以上に踏み込まれた以後の経過時間）をアクセルペダル開度積算値として用いるようにしてもよく、この場合も、ソフトウェア上の処理によって容易にアクセルペダル開度を積算することができる。
【００１５】
さらに、ステップＳＰ１１において、アクセルペダル開度ＡＰがアクセルペダル開度しきい値ＴＥＭＡＸを所定の値ＤＡＰＢＫＤ１以上に上回っていると判断されると、ダウンシフトを実行すべきと判断され、ステップＳＰ１２においてフラグＭＴＤＮ１に１がセットされるとともに、ダウンシフトが実行される。以後、シフトホールド状態となる。したがって、エンジントルクに余裕がなく、シフトダウンが必要となった場合に、運転者の加速意志が継続していることを条件としてシフトダウンを行うから、運転者の加速意志に基づくシフトダウンによって良好なドライバビリティを発揮することができるとともに、過剰なシフト切り替えの発生を防止することができる。また、運転者の加速意志が強い場合に限って、シフトダウンすべきとの判断がなされる。さらに、ｔ３において、アクセルペダル開度ＡＰが解除判断のしきい値ＤＡＰＢＫＤ２以上に減少すると、ステップＳＰ２１における判断に基づいてステップＳＰ２２で各フラグＭＴＤＮ１および２がクリアされ、次回のシフトダウン制御への待機状態となる。
【００１６】
以上の動作における前記フラグＭＴＤＮ１および２の状態を整理すれば、図５に示すとおりである。すなわちシフトダウン制御が行われていない状態では、前記ステップＳＰ１２が実行されることによってこれらのフラグがともにクリア状態に維持され、エンジントルクＴｅがＴＥＭＡＸを上回った後、シフトダウンが実行されるまではＭＴＤＮ２のみに１がセットされ、さらに、シフトダウン実行後、アクセルペダル開度ＡＰの減少がＤＡＰＢＫＤ２に達するまではＭＴＤＮ１および２の双方に１がセットされる。
【００１７】
なお、上記実施形態では現実のアクセルペダル開度の検出値ＡＰを用いて制御を行ったが、これに代えて、ファジー制御によって走行環境を推定し、推定された走行環境に基づいて修正されたアクセルペダル開度を用いてもよい。例えば、坂道走行の場合には実際のアクセルペダル開度より大きくアクセルペダル開度を調整すべく係数を乗じ、また、渋滞走行の場合には実際のアクセルペダル開度より小さくアクセルペダル開度を調整すべく係数を乗じることによって得られたアクセルペダル開度に基づいて制御を行うようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明は、アクセルペダルの開度に基づいてエンジントルクに余裕が有るか否かを判断し、エンジントルクに余裕がなく、シフトダウンが必要と判断された場合に、さらに、運転者の加速意志が継続したか否かを判断して、加速意志が継続している場合にシフトダウンを行うようにしたから、加速意志に基づいてシフトダウンを行って良好なドライバビリティを実現するとともに、過剰なシフト切り替えの繰り返しを防止することができるという効果を奏する。
また、アクセルペダル開度の積算中にアクセルペダル開度がアクセルペダル開度しきい値以上に大きくなることを条件としてダウンシフトを命令すれば、運転者が強い加速意志を持っていることを確実に判断し、シフトダウンを行って加速意志を走行に反映させることができる。
さらに、積算手段として、目標エンジントルクが所定のアクセルペダル開度しきい値以上となる毎にカウントアップされるカウンタ、あるいは、目標エンジントルクが所定のしきい値以上となっていると判断された以降のアクセル踏み込みの継続時間の計時手段を用いているから、ソフトウエア上の簡単な処理によって運転者の継続的な加速意志を確実に判断して的確なシフトダウンを行うことができる。
さらにまた、アクセルペダル開度がしきい値を超えた後、所定以上にわたって小さくなったことを条件として積算を中止することにより、加速意志の継続をより確実に判断することにより、無用なシフトダウンを避けて、より的確な判断に基づくシフトダウンを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態のブロック図。
【図２】  一実施形態におけるシフトダウン制御実行処理のフローチャート。
【図３】  一実施形態におけるシフトダウン制御解除処理のフローチャート。
【図４】  一実施形態におけるシフトダウン制御のタイミングチャート。
【図５】  一実施形態におけるフラグセットの条件を示す表。
【図６】  目標駆動力と速度とアクセルペダル開度との関係を示す図表。
【符号の説明】
１  目標駆動力算出手段          ２  シフト算出手段
３  演算器                      ４  スロットル制御手段
５  シフトダウン判定手段        ６  シフト制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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