(57)【要約】【課題】車両の走行抵抗の大きさに見合った適切な候補ギア段を決定する。【解決手段】本発明に係る自動変速制御装置は、車両の走行抵抗を推定する推定部９と、推定された走行抵抗に基づいて余裕トルクを算出する余裕トルク算出部９と、算出された余裕トルクをエンジン１の最大トルクから減算してエンジンの許容トルクを算出する許容トルク算出部９と、変速後のエンジントルクが、算出された許容トルク以下となるように、変速先ギア段の候補である候補ギア段を決定する候補ギア段決定部９とを備える。【選択図】図１
2018017372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと変速機を備えた車両に搭載され、前記変速機を自動変速するための自動変速制御装置であって、
前記車両の走行抵抗を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された走行抵抗に基づいて余裕トルクを算出する余裕トルク算出部と、
前記余裕トルク算出部によって算出された余裕トルクを前記エンジンの最大トルクから減算して前記エンジンの許容トルクを算出する許容トルク算出部と、
変速後のエンジントルクが、前記許容トルク算出部によって算出された許容トルク以下となるように、変速先ギア段の候補である候補ギア段を決定する候補ギア段決定部と、
を備えたことを特徴とする自動変速制御装置。
【請求項２】
前記推定部は、車重および道路勾配の少なくとも一方に基づき前記走行抵抗を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速制御装置。
【請求項３】
前記推定部は、前記車両の操舵角に基づき前記走行抵抗を推定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速制御装置に係り、特に、エンジンと変速機を備えた車両に搭載され、変速機を自動変速するための自動変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる自動変速制御装置では、変速前に、変速後のギア段で支障なく車両を走行できるか否か判断している。特に、変速後のエンジントルクが、エンジンの最大トルクから一定値を減算して得られる許容トルク以下となるように、変速先ギア段の候補である候補ギア段を決定する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３３２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしこの場合、許容トルクが、エンジンの最大トルクから一定値を減算した値に固定される。よって車両の走行抵抗の大きさを考慮することなく一律に許容トルクが定まってしまい、車両の走行抵抗の大きさに見合った適切な候補ギア段を決定するのが困難である。
【０００５】
そこで本発明はかかる事情に鑑みて創案され、その目的は、車両の走行抵抗の大きさに見合った適切な候補ギア段を決定す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】
【０００６】
本発明の一の態様によれば、
エンジンと変速機を備えた車両に搭載され、前記変速機を自動変速するための自動変速制御装置であって、
前記車両の走行抵抗を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された走行抵抗に基づいて余裕トルクを算出する余裕トルク算出部と、
前記余裕トルク算出部によって算出された余裕トルクを前記エンジンの最大トルクから減算して前記エンジンの許容トルクを算出する許容トルク算出部と、
変速後のエンジントルクが、前記許容トルク算出部によって算出された許容トルク以下となるように、変速先ギア段の候補である候補ギア段を決定する候補ギア段決定部と、
を備えたことを特徴とする自動変速制御装置が提供される。
【０００７】
好ましくは、前記推定部は、車重および道路勾配の少なくとも一方に基づき前記走行抵抗を推定する。
【０００８】
好ましくは、前記推定部は、前記車両の操舵角に基づき前記走行抵抗を推定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両の走行抵抗の大きさに見合った適切な候補ギア段を決定することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の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。
【図２】エンジントルクマップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の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。本実施形態の自動変速制御装置は、エンジン（内燃機関）としてのディーゼルエンジン１と多段変速機３を備えた車両（図示せず）に搭載され、変速機３を自動変速するためのものである。エンジン１はクラッチ２を介して変速機３に連結される。変速機３は本実施形態では前進１２段を有するが、その段数は任意である。
【００１３】
エンジン１は、エンジン制御部もしくはエンジンコントローラをなすエンジン制御ユニット（ＥＣＵという）６によって制御される。ＥＣＵ６は、エンジンの回転速度（単位はｒｐｍ）を検出するためのエンジン回転センサ７と、アクセルペダル５の操作量（アクセル開度）を検出するためのアクセル開度センサ８との出力から実際のエンジン回転速度及びアクセル開度を検出し、主にこれらに基づいて燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御し、エンジン出力を制御する。
【００１４】
クラッチ２及び変速機３は、変速機制御部もしくは変速機コントローラをなす変速機制御ユニット（ＴＭＣＵという）９によって制御される。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。なお、ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９を一体化して一つの制御ユニット（制御部もしくはコントローラ）によりエンジン１、クラッチ２および変速機３を制御するようにしてもよい。
【００１５】
クラッチ２にはクラッチアクチュエータ１０が連結される。ＴＭＣＵ９は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を作動させることで、クラッチ２を自動断接する。なお本実施形態ではクラッチペダル１１によるクラッチ２のマニュアル断接も可能となっている。
【００１６】
また、変速機３にはギアシフトユニット（ＧＳＵという）１２が連結される。ＴＭＣＵ９はＧＳＵ１２に信号を出力し、ＧＳＵ１２を作動させることで、変速機３を自動変速する。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、ギアポジションセンサ２３の検出値はＴＭＣＵ９に送信される。なお本実施形態では、シフトレバー装置２９による変速機３のマニュアル変速も可能となっている。
【００１７】
変速機３を自動変速する際、ＴＭＣＵ９はまずクラッチアクチュエータ１０を作動させてクラッチ２を断し、次いでＧＳＵ１２を作動させて変速機３の変速操作（ギア抜き、ギアイン）を実行し、変速操作が完了したならば、再度クラッチアクチュエータ１０を作動させてクラッチ２を接続する。
【００１８】
また、車速を検出するための車速センサ１５と、車両の前後傾角すなわち路面勾配を検出するための勾配センサ１６と、操舵輪の操舵角を検出するための操舵角センサ１７とが設けられ、ＴＭＣＵ９はこれらセンサの出力から車速、路面勾配および操舵角を検出する。
【００１９】
また、本実施形態の車両はエアサスペンションを備えており、ＴＭＣＵ９は当該エアサスペンションの空気圧に基づき車重（車両重量）を検出する。なおエアサスペンションを備えていない車両の場合、ＴＭＣＵ９は、車両の惰行減速時における検出車速の低下速度に基づいて車重を検出することができる。この場合、検出車速の低下速度が小であるほど車重は大である。
【００２０】
次に、本実施形態における変速制御について説明する。かかる変速制御は主としてＥＣＵ６とＴＭＣＵ９により実行されるものである。なおＥＣＵ６とＴＭＣＵ９を総称して「制御ユニット」と称する。
【００２１】
まずＴＭＣＵ９は、検出した車重、路面勾配、操舵角等に基づき車両の走行抵抗を推定する。すなわちＴＭＣＵ９は、車重が重いほど、また登坂路の路面勾配が大きいほど、また操舵角が大きいほど、大きい値の走行抵抗を推定する。このとき、所定のマップまたは関数を用いて、車重等に応じた走行抵抗が算出される。
【００２２】
走行抵抗推定の基礎となるパラメータは、必ずしも車重、路面勾配、操舵角の３つでなくてもよい。車重および路面勾配の少なくとも一方とすることができるし、操舵角のみとすることもできる。これら３つ以外のパラメータを用いてもよい。
【００２３】
次にＴＭＣＵ９は、推定した走行抵抗に基づいて余裕トルクを算出する。
【００２４】
図２は、ＴＭＣＵ９に記憶されたエンジントルクマップを示す。横軸はエンジン回転速度ＮＥ（ｒｐｍ）、縦軸はエンジントルクＴ（Ｎｍ）である。エンジントルクＴはエンジン１の出力トルクであり、正味平均有効圧Ｐｍｅに相当する。線ａはＴＭＣＵ９に記憶された最大トルク線である。最大トルク線は、各エンジン回転速度の最大トルク点を結んだ線である。最大トルクとは、アクセル開度が略全開（１００％）のときにエンジンが発生するトルクを意味する。
【００２５】
余裕トルクとは、最大トルクに対する乖離幅を定めるトルクをいう。図２に一例として正の余裕トルクΔＴ１と、負の余裕トルクΔＴ２とを示す。本実施形態の場合、余裕トルクは一定値ではなく、推定した走行抵抗に基づいて算出される可変値である。ＴＭＣＵ９は、予め定められた所定のマップまたは関数に従い、走行抵抗に対応した余裕トルクを算出する。走行抵抗が大きいほど、大きな値の余裕トルクが算出される。
【００２６】
次にＴＭＣＵ９は、算出された余裕トルクを、エンジンの最大トルクから減算して、エンジンの許容トルクを算出する。線ｂ１，ｂ２は、余裕トルクΔＴ１，ΔＴ２に対応した許容トルク線である。許容トルク線は、各エンジン回転速度の最大トルクから余裕トルクΔＴ１（ΔＴ２）を減算して得られた値の点を結んだ線である。このように許容トルクは各エンジン回転速度について算出され、図示の如く許容トルク線としてエンジントルクマップ上に更新可能に記憶される。
【００２７】
次にＴＭＣＵ９は、変速後のエンジントルクが、算出された許容トルク以下となるように、変速先ギア段の候補である候補ギア段を決定する。なおここでは変速例としてシフトアップの場合を示す。
【００２８】
図２中のプロットＮは、現ギア段Ｎでの車両走行中における現在の時点での実際のエンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＴを示す。実際のエンジン回転速度ＮＥはエンジン回転センサ７により検出される。実際のエンジントルクＴは、実際のエンジン回転速度ＮＥと、アクセル開度センサ８により検出された実際のアクセル開度ＡＣとに基づき、ＥＣＵ６によって推定される。
【００２９】
このプロットＮに基づき、仮にシフトアップした場合の候補ギア段が決定される。まずプロットＮに基づき、プロットＮを通る等出力線（もしくは等馬力線）ｃが決定される。この等出力線ｃ上の値は、仮に変速したとしても車両が失速せず定常走行でき、同一のエンジン出力が得られるような値である。
【００３０】
次に、仮に変速した場合の複数のギア段に対応する等出力線ｃ上の複数のプロットが決定される。具体的には、プロットＮに対応する現在のエンジントルクＴNにエンジン回転速度ＮＥN（および必要な係数）を乗じて現在のエンジン出力ＰN（ｋＷ）を求める。そして、現ギア段Ｎより１段高いギア段Ｎ＋１にシフトアップしたと仮定した場合のエンジン回転速度ＮＥN+1を、現在のエンジン回転速度ＮＥNと、ギア段Ｎ＋１のギア比とから求める。現在のエンジン出力ＰNを、シフトアップ後のエンジン回転速度ＮＥN+1（および必要な係数）で除して、シフトアップ後のエンジントルクＴN+1を求める。シフトアップ後のエンジン回転速度ＮＥN+1およびエンジントルクＴN+1から、ギア段Ｎ＋１に対応するプロットＮ＋１が決定される。
【００３１】
こうした演算をギア段Ｎ＋２，Ｎ＋３・・・について繰り返すことにより、複数のギア段に対応する等出力線ｃ上の複数のプロットが決定される。図にはギア段Ｎ＋１，Ｎ＋２，Ｎ＋３に対応する等出力線ｃ上のプロットＮ＋１，Ｎ＋２，Ｎ＋３を示す。ここで留意すべきは、最大トルク線ａを超えるギア段Ｎ＋３についてもプロットが決定される点である。その理由は後に明らかとなるであろう。
【００３２】
次に、各プロットの中から、エンジントルクが許容トルク（もしくは許容トルク線）以下となるようなプロットが求められ、このプロットに対応したギア段が候補ギア段として決定される。例えば許容トルク線がｂ１の場合、許容トルク線ｂ１以下の唯一のギア段Ｎ＋１が候補ギア段に決定される。また例えば許容トルク線がｂ２の場合、許容トルク線ｂ２以下の３つのギア段Ｎ＋１，Ｎ＋２，Ｎ＋３が候補ギア段に決定される。
【００３３】
こうして候補ギア段が決定されたら、ＴＭＣＵ９は、所定のタイミングにおいて、候補ギア段のうちの一つのギア段である変速先ギア段に変速機３を変速制御する。例えば候補ギア段がギア段Ｎ＋１のみの場合、ＴＭＣＵ９はギア段Ｎ＋１を変速先ギア段に決定し、変速機３をギア段Ｎ＋１にシフトアップさせる。また候補ギア段がギア段Ｎ＋１，Ｎ＋２，Ｎ＋３の三つの場合、ＴＭＣＵ９は、三つのギア段の中から所定の基準に従い一つのギア段を変速先ギア段に決定し、当該変速先ギア段に変速機３をシフトアップさせる。例えば車両が燃費優先の走行モードで走行されている場合には、燃費上最も有利な最も高いギア段Ｎ＋３を変速先ギア段として変速機３をシフトアップさせる。また車両がドライバビリティ優先の走行モードで走行されている場合には、ドライバビリティ上最も有利な最も低いギア段Ｎ＋１を変速先ギア段として変速機３をシフトアップさせる。
【００３４】
次に、本実施形態の作用効果を、本発明の着想前の比較例と比較しつつ説明する。
【００３５】
図２に示すように、本実施形態における正の余裕トルクΔＴ１は、例えば車重が重い、登坂路の路面勾配が大きい、操舵角が大きい等の理由で、大きくなった走行抵抗に対応する値である。このとき、最大トルクから正の余裕トルクΔＴ１が減算され、許容トルク（線ｂ１）は最大トルクから低トルク側に乖離した、最大トルクよりも小さい値となる。余裕トルクΔＴ１が走行抵抗に基づいて算出された値であることから、許容トルクも車両の走行抵抗の大きさに見合った適切な値となる。
【００３６】
この許容トルク以下となるように候補ギア段を決定するので、候補ギア段のうちの一つ、具体的にはギア段Ｎ＋１にシフトアップしたとしても、現状の車両走行状態に即した適切なギア段にシフトアップすることができ、好適なドライブフィーリングを得ることができる。
【００３７】
これに対し、比較例においては、図２に線ｄで示すように、余裕トルクΔＴｄは正の一定値であり、従って許容トルクも最大トルクから一定値ΔＴｄを減算した値に固定される。これだと、許容トルク（線ｄ）以下のギア段Ｎ＋２も候補ギア段に含まれてしまい、ギア段Ｎ＋２にシフトアップされてしまうことがある。
【００３８】
しかしこのギア段Ｎ＋２は、現状の車両の走行抵抗の大きさに鑑みれば高すぎるギア段である。従ってこのギア段Ｎ＋２にシフトアップされてしまうと、ドライバの意思に対し車両が失速気味になるなど、必ずしも満足なドライブフィーリングを得ることができない。本実施形態はこうした比較例の欠点を解消できる点で非常に好適である。
【００３９】
また、本実施形態における負の余裕トルクΔＴ２は、例えば降坂路走行中である等の理由で、負となった走行抵抗に対応する値である。このとき、最大トルクから負の余裕トルクΔＴ２を減算すると、最大トルクよりも大きい許容トルク（線ｂ２）が算出される。走行抵抗が負のとき、エンジンはむしろ外部から駆動され、エンジントルク上余裕が生じる。言い換えれば変速後に、計算上最大トルクを超えたとしても、実用上は問題とならない。よってこのとき、本実施形態ではより積極的に、最大トルク（線ａ）を超えるようなギア段Ｎ＋３も候補ギア段として、当該候補ギア段にシフトアップ可能としている。これにより、好適なドライブフィーリングを確保しつつ、より高いギア段を選択可能として、エンジンの燃費を抑制できる。
【００４０】
これに対し比較例では、当然に、こうした最大トルク（線ａ）を超えるようなギア段Ｎ＋３を選択することはできず、上記効果は得られない。
【００４１】
なお、比較例の余裕トルクΔＴｄおよび許容トルク（線ｄ）は本来、車両のバラツキや経時劣化等があっても変速後にエンジンの最大トルクを確実に超えないように設定された値である。変速後に最大トルクを超えるとアクセル開度が略全開なのに車両が失速気味となり、ドライブフィーリングが悪化するからである。本実施形態では当然に、かかる問題に対処しており、特に余裕トルク算出の際に、車両のバラツキや経時劣化等があっても変速後にドライブフィーリングを悪化させない値が算出されるようになっている。
【００４２】
このように本実施形態では、車両の走行抵抗の大きさに見合った適切な候補ギア段を決定することができる。そして当該候補ギア段の中から一つの変速先ギア段を決定し、当該変速先ギア段に変速することにより、好適なドライブフィーリングを獲得することができ、またエンジンの燃費抑制にも有利となる。
【００４３】
以上説明したように本実施形態において、ＴＭＣＵ９は、本発明にいう推定部、余裕トルク算出部、許容トルク算出部および候補ギア段決定部をなす。
【００４４】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  エンジン
２  クラッチ
３  変速機
６  エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
９  変速機制御ユニット（ＴＭＣＵ）
１０  クラッチアクチュエータ
１２  ギアシフトユニット（ＧＳＵ）
１５  車速センサ
１６  勾配センサ
１７  操舵角センサ
【図１】
2018017372.tif 000003
【図２】
2018017372.tif 000004