(57)【要約】【課題】  車両の燃費向上を図ることができる自動変速制御装置を提供する。【解決手段】  動力伝達効率が異なる複数のギア段を備えた変速機３を自動的に変速制御する変速制御装置において、エンジン１の運転状態と予め定められた燃料消費率マップとに基づいて、現在のエンジン出力を維持したときの燃料消費率を上記変速機３の各ギア段毎に算出する燃料消費率算出手段９と、その燃料消費率算出手段９により算出された上記各ギア段の燃料消費率を、上記各ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて補正する補正手段９と、その補正手段９により補正された上記各ギア段の補正後の燃料消費率を比較して、車両が失速しない範囲で最も燃料消費率が小さいギア段を目標ギア段として選定して、その目標ギア段に上記変速機３を変速する変速制御手段９とを備えたものである。【選択図】  図３
2006336714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達効率が異なる複数のギア段を備えた変速機を自動的に変速制御する変速制御装置において、
エンジンの運転状態と予め定められた燃料消費率マップとに基づいて、現在のエンジン出力を維持したときの燃料消費率を上記変速機の各ギア段毎に算出する燃料消費率算出手段と、
その燃料消費率算出手段により算出された上記各ギア段の燃料消費率を、上記各ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて補正する補正手段と、
その補正手段により補正された上記各ギア段の補正後の燃料消費率を比較して、車両が失速しない範囲で最も燃料消費率が小さいギア段を目標ギア段として選定して、その目標ギア段に上記変速機を変速する変速制御手段とを備えたことを特徴とする自動変速制御装置。
【請求項２】
上記補正手段は、上記燃料消費率算出手段により算出された上記各ギア段の燃料消費率に、上記各ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて各ギア段毎に予め決定された補正係数を乗じて、上記各ギア段の燃料消費率を各々補正するものであり、
上記補正係数は、動力伝達効率の良いギア段の値が、動力伝達効率の悪いギア段の値よりも小さくなるように設定される請求項１記載の自動変速制御装置。
【請求項３】
上記変速機が、入力軸の動力を変速ギアを介して出力軸に伝達する非直結ギア段と、上記入力軸の動力を上記変速ギアを介さずに上記出力軸に伝達する直結ギア段とを有し、
上記直結ギア段の補正係数が、上記非直結ギア段の補正係数よりも小さく設定された請求項２記載の自動変速制御装置。
【請求項４】
上記変速機が、入力軸の動力を変速ギアを介して出力軸に伝達する非直結ギア段と、上記入力軸の動力を上記変速ギアを介さずに上記出力軸に伝達する直結ギア段とを有し、
上記補正手段が、上記燃料消費率算出手段により算出された上記各ギア段の燃料消費率の内、上記直結ギア段の燃料消費率にのみ１未満の補正係数を乗じて補正し、上記非直結ギア段の燃料消費率は補正しない請求項１記載の自動変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機を車両が失速しない範囲で最も低燃費で走行可能なギア段へと自動変速する自動変速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変速機を自動的に変速する自動変速制御装置において、変速機のギア段を、車両が失速しない範囲で最も燃料消費率が小さいと判断されるギア段へと変速する低燃費モードと称される変速制御を実行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この低燃費モードの変速制御内容の概略を図４を用いて説明する。
【０００４】
図４中横軸がエンジン回転速度であり、縦軸が正味平均有効圧力Ｐｍｅ（エンジントルクに相当）である。図４中実線Ａで示す線図はエンジンの等燃費線図（燃料消費率マップ）であり、同一ライン上であれば燃料消費率ＳＦＣが同じであることを意味している。また、この等燃費線図Ａにおいて、内側のラインに近づくほど燃料消費率が低く、逆に外側のラインに近づくほど燃料消費率が高くなる。点線Ｂで示すラインは、エンジンの最大トルク線図である。
【０００５】
低燃費モードでは、車両の運転状態に基づいて、現在の運転状態を維持するために最低限必要な馬力（つまり現在の状態で定常走行するために必要なエンジン出力）を決定し、その等馬力線図Ｃを作成する。定常走行に必要な馬力は、走行条件（路面の勾配など）やアクセル開度、つまりエンジン負荷に応じて変化する。
【０００６】
今、変速機のギア段がＮ段で、エンジン回転速度がＲ（Ｎ）で走行しているとする。すると、まず、現ギア段Ｎで現在の運転状態を維持するために最低限必要となる必要トルクＴ（Ｎ）が算出され、その必要トルクＴ（Ｎ）とエンジン回転速度Ｒ（Ｎ）とに基づいて等馬力線図Ｃが作成される。なお、図４において、エンジン回転速度Ｒ及びエンジントルクＴの括弧内の記号は対応するギア段を示している。
【０００７】
次に、現在のエンジン回転速度Ｒ（Ｎ）と変速機の各ギア段のギア比とに基づいて、変速機の各ギア段毎に変速後の仮想エンジン回転速度を決定し、その仮想エンジン回転速度と等馬力線図Ｃとに基づいて、各ギア段毎に、変速後現在のエンジン出力を維持するために必要となる必要トルクを決定する。つまり、図４において、変速機を現ギア段Ｎから１段シフトアップした後の仮想エンジン回転速度がＲ（Ｎ＋１）であり、そのＮ＋１段で現在のエンジン出力を維持するために必要なトルクはＴ（Ｎ＋１）である。また、変速機を現ギア段Ｎから２段シフトアップした後の仮想エンジン回転速度がＲ（Ｎ＋２）であり、Ｎ＋２段で現在のエンジン出力を維持するために必要なトルクはＴ（Ｎ＋２）である。なお、図４では、現ギア段ＮからＮ＋２段までしか示されていないが、変速機の全てのギア段に対して変速後の仮想エンジン回転速度Ｒと必要トルクＴとが決定される。そして、その仮想エンジン回転速度Ｒ及び必要トルクＴと等燃費線図Ａとに基づいて、変速機の各ギア段毎に燃料消費率が決定される。
【０００８】
次に、必要トルクＴが、エンジンの最大トルクＢ以下であるギア段のみを選択可能なギア段として決定する。これは、必要トルクＴがエンジンの最大トルクＢよりも大きいギア段に変速すると、変速後に車両が失速してしまうからである。そして、選択可能なギア段のなかで、最も燃料消費率の低いギア段を目標ギア段として選定し、変速機をその目標ギア段へ変速する。
【０００９】
図４の例では、選択可能なギア段として、現ギア段Ｎと、現ギアよりも一つ高いギア段Ｎ＋１が決定され、両者の燃料消費率が比較される。ここでは、現ギア段ＮよりもＮ＋１段の方が燃料消費率が低いので、変速機がＮ＋１段にシフトアップされることになる。
【００１０】
このように、低燃費モードでは、変速機を最もエンジンの燃料消費率が低いギア段に変速することで、車両の低燃費化を図っている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−０８２０８４号公報
【特許文献２】特開２００３−２９１６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、車両の実際の燃費は、エンジン単体で定まる燃料消費率だけでなく、変速機の動力伝達効率などによっても左右される。そのため、エンジンの燃料消費率のみを比較して目標ギア段を選定する従来の自動変速制御装置では、ギア段によって動力伝達効率が異なる変速機において、車両の燃費向上を十分に図ることができない可能性がある。
【００１３】
例えば、変速機が、入力軸の動力を変速ギアを介して出力軸に伝達する非直結ギア段と、入力軸の動力を変速ギアを介さずに出力軸に直接伝達する直結ギア段とを備える場合、動力伝達効率は直結ギア段のほうが非直結ギア段よりも良くなる。そのため、図４の等馬力線図Ｃにおいて、同一ライン上に位置する直結ギア段と非直結ギア段とで、燃料消費率が同一であっても、車両の実際の燃費は直結ギア段のほうが良くなる。
【００１４】
このように、動力伝達効率が異なるギア段を備えた変速機を変速する場合、エンジンの燃料消費率だけを比較したのでは、車両の燃費の良悪を正確に判断することができない。
【００１５】
つまり、従来の自動変速制御装置では、エンジン単体で定まる燃料消費率のみを比較して目標ギア段を選定するため、車両の燃費が最も良いギア段が選定されない可能性があり、車両の燃費向上を十分に図ることができないという懸念がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、動力伝達効率の異なる複数のギア段を備えた変速機を有する車両であっても、燃費向上を確実に図ることができる自動変速制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、動力伝達効率が異なる複数のギア段を備えた変速機を自動的に変速制御する変速制御装置において、エンジンの運転状態と予め定められた燃料消費率マップとに基づいて、現在のエンジン出力を維持したときの燃料消費率を上記変速機の各ギア段毎に算出する燃料消費率算出手段と、その燃料消費率算出手段により算出された上記各ギア段の燃料消費率を、上記各ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて補正する補正手段と、その補正手段により補正された上記各ギア段の補正後の燃料消費率を比較して、車両が失速しない範囲で最も燃料消費率が小さいギア段を目標ギア段として選定して、その目標ギア段に上記変速機を変速する変速制御手段とを備えたものである。
【００１８】
上記補正手段は、上記燃料消費率算出手段により算出された上記各ギア段の燃料消費率に、上記各ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて各ギア段毎に予め決定された補正係数を乗じて、上記各ギア段の燃料消費率を各々補正するものであり、上記補正係数は、動力伝達効率の良いギア段の値が、動力伝達効率の悪いギア段の値よりも小さくなるように設定されるものでもよい。
【００１９】
上記変速機が、入力軸の動力を変速ギアを介して出力軸に伝達する非直結ギア段と、上記入力軸の動力を上記変速ギアを介さずに上記出力軸に伝達する直結ギア段とを有し、上記直結ギア段の補正係数が、上記非直結ギア段の補正係数よりも小さく設定されたものでもよい。
【００２０】
上記変速機が、入力軸の動力を変速ギアを介して出力軸に伝達する非直結ギア段と、上記入力軸の動力を上記変速ギアを介さずに上記出力軸に伝達する直結ギア段とを有し、上記補正手段が、上記燃料消費率算出手段により算出された上記各ギア段の燃料消費率の内、上記直結ギア段の燃料消費率にのみ１未満の補正係数を乗じて補正し、上記非直結ギア段の燃料消費率は補正しないものでもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、動力伝達効率の異なる複数のギア段を備えた変速機を有する車両であっても、燃費向上を確実に図ることができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る車両の自動変速制御装置の概略図である。
【００２４】
本実施形態の自動変速制御装置は、トラック等の車両に搭載されるディーゼルエンジン１にクラッチ２を介して連結された多段変速機３（ここでは前進六段変速機）を自動変速するものである。
【００２５】
エンジン１はエンジン制御手段（ＥＣＵ）６によって制御される。ＥＣＵ６は基本的には、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転センサ７と、アクセルペダル５の開度を検出するアクセル開度センサ８との検出値からエンジンの運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）を読取り、そのエンジン運転状態に基づいてエンジン１の燃料噴射時期及び燃料噴射量（エンジン出力）等を制御する。
【００２６】
クラッチ２及び変速機３は、ＴＭＣＵ（変速制御手段）９によって自動制御される。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能となっている。
【００２７】
クラッチ２にはクラッチアクチュエータ１０が設けられ、ＴＭＣＵ９はこのクラッチアクチュエータ１０に信号を出力し、クラッチアクチュエータ１０を介してクラッチ２を断接制御する。なお、本実施形態では、クラッチ２はクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能となっている。クラッチ２には、クラッチプレート（図示せず）の位置を検出するためのクラッチストロークセンサ１４が設けられ、クラッチストロークセンサ１４の検出値はＥＣＵ６及びＴＭＣＵ９に送信される。
【００２８】
図２に示すように、変速機３は、入力軸２１と、これと同軸に配置された出力軸２２と、これらに平行に配置された副軸２４とを有する。入力軸２１には、入力主ギア２５が設けられている。出力軸２２には、１速主ギアＭ１と、２速主ギアＭ２と、３速主ギアＭ３と、４速主ギアＭ４と、リバース主ギアＭＲとが夫々軸支されていると共に、６速主ギアＭ６が固設されている。副軸２４には、入力主ギア２５に噛合する入力副ギア２６と、１速主ギアＭ１に噛合する１速副ギアＣ１と、２速主ギアＭ２に噛合する２速副ギアＣ２と、３速主ギアＭ３に噛合する３速副ギアＣ３と、４速主ギアＭ４に噛合する４速副ギアＣ４と、リバース主ギアＭＲにアイドルギアＩＲを介して噛合するリバース副ギアＣＲとが固設されていると共に、６速主ギアＭ６に噛合する６速副ギアＣ６が軸支されている。
【００２９】
この変速機３によれば、出力軸２２に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライン噛合すると出力軸２２がリバース回転し、スリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛合すると出力軸２２が１速相当で回転する。同様に、出力軸２２に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にスプライン噛合すると出力軸２２が２速相当で回転し、スリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプライン噛合すると出力軸２２が３速相当で回転する。また、出力軸２２に固定されたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると出力軸２２が４速相当で回転する。そして、副軸２４に固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合すると出力軸２２が６速相当で回転する。
【００３０】
これらの場合、出力軸２２には、入力軸２１から変速ギアをなす主ギアＭ１〜Ｍ４，Ｍ６，ＭＲおよび副ギアＣ１〜Ｃ４，Ｃ６、ＣＲを介して動力が伝達される。つまり、変速機３は、非直結ギア段にギアインされていることになる。本実施形態では、後述する５速以外は、全て非直結ギア段である。
【００３１】
また、スリーブＳ／４５を、入力主ギア２５のドグＤ５にスプライン噛合すると出力軸２２が５速相当で回転する。この場合、出力軸２２には、変速ギアを介すことなく入力軸２１から直接動力が伝達される。つまり、変速機３が直結ギア段にギアインされていることになり、その直結ギア段では、変速ギアを介さない分だけ非直結ギア段に比べて動力伝達効率が良くなる。
【００３２】
このように本実施形態の変速機３は、動力伝達効率が異なる複数のギア段を備える。
【００３３】
図１に戻り、変速機３にはギアシフトユニット（ＧＳＵ）１２が設けられ、ＴＭＣＵ９はこのＧＳＵ１２に信号を出力し、ＧＳＵ１２を介して変速機３を変速制御する。変速機３には、そのギアポジションを検出するためのギアポジションセンサ２３が設けられ、そのギアポジションセンサ２３の検出値がＴＭＣＵ９に送信される。また、変速機３には、その出力軸２２（図２参照）の回転速度を検出するためのアウトプットシャフトセンサ２８が設けられ、そのアウトプットシャフトセンサ２８の検出値がＴＭＣＵ９に送信される。ＴＭＣＵ９は、アウトプットシャフトセンサ２８の検出値に基づいて車速を算出する。
【００３４】
変速機３を変速する際には、ＴＭＣＵ９はまずクラッチアクチュエータ１０に信号を出力してクラッチ２を断し、次いでＧＳＵ１２に信号を出力して変速機３のギア抜き・ギアインを実行し、その後クラッチ２を接続する。なお、本実施形態では、変速機３はシフトチェンジ手段２９によるマニュアル変速もできるようになっている。
【００３５】
本実施形態のＴＭＣＵ９は、以下に述べるような変速制御を実行する。
【００３６】
まず、ＴＭＣＵ９は、変速機３の各ギア段毎に、変速後に現在のエンジン出力を維持したと仮定した時の仮想エンジン運転状態（具体的には、仮想トルクおよび仮想エンジン回転速度）を求める。次に、ＴＭＣＵ９は、それら仮想エンジン運転状態及び現在のエンジン運転状態と予め定められた燃料消費率マップとに基づいて、変速後に現在のエンジン出力を維持したと仮定したときの各ギア段の仮想燃料消費率と現ギア段の燃料消費率とを求める。
【００３７】
次に、ＴＭＣＵ９は、それら求められた各ギア段の仮想燃料消費率と現ギア段の燃料消費率とを、ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて補正する。
【００３８】
補正後、ＴＭＣＵ９は、補正された全ギア段の補正後の燃料消費率を各々比較して、車両が失速しない範囲で（つまり、仮想トルクが、エンジンの最大トルクを超えないギア段の中で）最も燃料消費率が小さいギア段を目標ギア段として選定して、その目標ギア段へと変速機３を自動変速する。
【００３９】
したがって、本実施形態では、ＴＭＣＵ９が、エンジンの運転状態と予め定められた燃料消費率マップとに基づいて、現在のエンジン出力を維持したときの燃料消費率を変速機３の各ギア段毎に算出する燃料消費率算出手段と、算出された各ギア段の燃料消費率を、各ギア段間の動力伝達効率の差に基づいて補正する補正手段とをなす。
【００４０】
本実施形態の自動変速制御装置の特徴は、エンジン単体の燃料消費率のみならず各ギア段の動力伝達効率をも考慮して、変速すべきギア段を選定する点にある。
【００４１】
以下、この点について図３のフローチャートを用いて説明する。以下の説明において、ＴＭＣＵ９に予め格納された燃料消費率マップ（等燃費線図、例えば図４の線図Ａ参照）の燃料消費率を標準燃料消費率とし、目標ギア段を選定する際に比較される燃料消費率を実燃料消費率とする。図３のフローチャートは、ＴＭＣＵ９が、所定周期毎に全てのギア段を対象として各ギア段ずつ実行するものである。
【００４２】
まず、ステップＳ０では、ＴＭＣＵ９に、実燃料消費率を算出する対象となるギア段（以下、対象ギア段）と、その対象ギア段の仮想トルクおよび仮想エンジン回転速度とが入力される。
【００４３】
次に、ステップＳ１では、ＴＭＣＵ９が、入力された対象ギア段が直結ギア段であるか否かを判定する。ステップＳ１で、対象ギア段が直結ギア段であると判定された場合、ステップＳ２に進む。
【００４４】
ステップＳ２では、ＴＭＣＵ９に予め格納された燃料消費率マップから、仮想トルクおよび仮想エンジン回転速度を基に対象ギア段の標準燃料消費率（マップ値）を読取る。その後、その標準燃料消費率に、予め設定された補正係数を乗じて実燃料消費率を算出する。補正係数は、直結ギア段と非直結ギア段の伝達効率の差を燃料消費率に換算して決定され、例えば、車両を直結ギア段で走行させた場合に非直結ギア段で走行させた場合よりも２％の燃費向上が見込める（達成できる）ときには、非直結ギア段の補正係数を１とした場合、直結ギア段の補正係数が０．９８となる。したがって、直結ギア段の実燃料消費率は、標準燃料消費率に０．９８を乗じたものとなる。このように直結ギア段の場合には、標準燃料消費率が、非直結ギア段に対する車両としての燃費向上分だけ減量補正される。
【００４５】
一方、ステップＳ１で、対象ギア段が直結ギア段でないと判定された場合、すなわち、対象ギア段が非直結ギア段であると判定された場合、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、燃料消費率マップから仮想トルクおよび仮想エンジン回転速度を基に対象ギア段の標準燃料消費率（マップ値）を読取り、標準燃料消費率をそのまま非直結ギア段の実燃料消費率とする。このように本実施形態では、非直結ギア段の補正係数が１とされ、標準燃料消費率の実質的な補正は実行しない。
【００４６】
以上により、各ギア段の実燃料消費率が算出された後、それら実燃料消費率を比較することで目標ギア段が選定される。
【００４７】
このように、本実施形態の自動変速制御装置によれば、直結ギア段の燃料消費率の補正係数を、非直結ギア段の燃料消費率の補正係数よりも小さくすることで、直結ギア段と非直結ギア段との動力伝達効率の差が、燃料消費率に反映されることとなる。これにより、エンジン単体の燃料消費率に加えて、変速機の動力伝達効率をも考慮することで、最も適当なギア段に変速することができ、更なる燃費向上を図ることができる。
【００４８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００４９】
例えば、本実施形態では、非直結ギア段を基準にして、直結ギア段を補正するようにしたが、これに限定されず、直結ギア段を基準にして、非直結ギア段を補正するようにしてもよい。
【００５０】
また、補正係数を、変速機の入力軸や出力軸の回転速度に応じて異なる値に設定することも考えられる。例えば、変速機の入力軸の回転速度が大きくなるほど、非直結ギア段と直結ギア段との動力伝達効率の差が大きくなる（非直結ギア段の動力伝達効率が悪化する）場合には、直結ギア段の補正係数を回転速度に応じて小さくすることも考えられる。
【００５１】
また、予め補正された（補正係数が乗じられた）補正燃料消費率マップを、燃料消費率マップとは別に、ＴＭＣＵなどに格納することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動変速制御装置の概略図である。
【図２】本実施形態の変速機の概略図である。
【図３】補正手段の制御内容を説明するための図である。
【図４】低燃費モードによる変速制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
２  クラッチ
３  変速機
５  アクセルペダル
６  ＥＣＵ
７  エンジン回転センサ
８  アクセル開度センサ
９  ＴＭＣＵ（燃料消費率算出手段、補正手段、変速制御手段）
２８  アウトプットシャフトセンサ
【図１】
2006336714.tif 000003
【図２】
2006336714.tif 000004
【図３】
2006336714.tif 000005
【図４】
2006336714.tif 000006