(57)【要約】【課題】アクセルペダルをほぼ全開で登坂路を走行する車両において、シフトハンチングの発生を抑制することができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】自動変速機ＥＣＵは、アクセル開度が第１所定値以上であり、かつ、エンジン回転加速度が第２所定値より小さい場合、変速段のアップシフトを禁止するアップシフト禁止部（ステップＳ１１８）と、アップシフトが禁止されているときに、エンジン回転速度を所定回転速度に維持するエンジン回転速度維持部（ステップＳ１２０）と、アップシフトが禁止されているときに、エンジン最大トルク値記録部（ステップＳ１２２）によって記録されたエンジンの最大トルク値と現在のエンジントルクとの差トルクが所定トルク値より大きい場合、アップシフト禁止部による変速段のアップシフトの禁止を解除するアップシフト禁止解除部（ステップＳ１２８）と、を備えている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
前記エンジンの出力回転を複数のギヤ比で変速して出力軸に出力する複数の変速段を備え、一の変速段から他の変速段にシフトしたとき、前記出力軸の回転が増加または減少するアップシフトまたはダウンシフトが可能な自動変速機と、
前記エンジンの出力を調整するアクセルペダルと、を備えた車両の制御装置であって、
前記アクセルペダルの開度が第１所定値以上であり、かつ、前記エンジンの回転加速度が第２所定値より小さい場合、前記変速段のアップシフトを禁止するアップシフト禁止部と、
前記アップシフト禁止部によって前記変速段のアップシフトが禁止されているときに、前記エンジンの回転速度を所定回転速度に維持するエンジン回転速度維持部と、
前記アップシフト禁止部によって前記変速段のアップシフトが禁止されているときに、前記エンジンの最大トルク値を記録するエンジン最大トルク値記録部と、
前記アップシフト禁止部によって前記変速段のアップシフトが禁止されているときに、前記エンジン最大トルク値記録部によって記録された前記エンジンの最大トルク値と現在のエンジントルクとの差トルクが所定トルク値より大きい場合、前記アップシフト禁止部による前記変速段のアップシフトの禁止を解除するアップシフト禁止解除部と、を備えた車両の制御装置。
【請求項２】
前記アップシフト禁止部は、前記アクセルペダルの開度が第１所定値以上であり、前記エンジンの回転加速度が第２所定値より小さく、かつ、前記エンジンの回転速度が第３所定値以下である場合、前記変速段のアップシフトを禁止する請求項１記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両の車速−駆動力特性は、前記各変速段における駆動力が前記エンジンの許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されている請求項１または請求項２記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記変速段のアップシフトは、前記エンジンの回転速度に基づいて行われる請求項１〜請求項３の何れか一項記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記第２所定値は、任意の前記変速段からアップシフトする変速点に対応する車速における、任意の前記変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当する、エンジン回転加速度である請求項１〜請求項４の何れか一項記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記所定トルク値は、任意の前記変速段からアップシフトする変速点に対応する車速における任意の前記変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当する、トルク値である請求項１〜請求項５の何れか一項記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制御装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、車両の制御装置においては、スロットル開度増大に伴うダウンシフトの判断が行われてから、所定の遅延時間が経過するまでは変速が保留されるようになっている。この場合、遅延時間は運転条件に応じてファジィ推論される。遅延時間経過後は、その時点の運転条件に応じて変速段が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２３１５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている車両の制御装置においては、所定の遅延時間が経過した場合には、アクセルペダルをほぼ全開で登坂路を走行する車両、特に図６（本願明細書）に示すような特性（車速−駆動力特性）を有する車両においていわゆるシフトハンチングを抑制することができないおそれがあった。すなわち、最大積載状態の車両が例えば２速で登坂路（例えば９％）をアクセルペダルをほぼ全開で走行する場合、２速での駆動力が走行抵抗（９％）より大きいため、車両は加速する。その後、駆動力が急に減少する直前の車速（２速でオーバーレブする車速）にて、オーバーレブを防止するため、変速段のアップシフト（３速へのアップシフト）が行われる。しかし、３速での駆動力が走行抵抗（９％）より小さいため、車両は減速する。その後、所定条件（例えば、車両が所定速度まで減速する）を満たすと、変速段のダウンシフト（２速へのダウンシフト）が行われる。このような、変速段のアップ・ダウンの繰り返しをシフトハンチングという。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、アクセルペダルをほぼ全開で登坂路を走行する車両において、シフトハンチングの発生を抑制することができる車両の制御装置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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る車両の制御装置の発明は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、エンジンの出力回転を複数のギヤ比で変速して出力軸に出力する複数の変速段を備え、一の変速段から他の変速段にシフトしたとき、出力軸の回転が増加または減少するアップシフトまたはダウンシフトが可能な自動変速機と、エンジンの出力を調整するアクセルペダルと、を備えた車両の制御装置であって、アクセルペダルの開度が第１所定値以上であり、かつ、エンジンの回転加速度が第２所定値より小さい場合、変速段のアップシフトを禁止するアップシフト禁止部と、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジンの回転速度を所定回転速度に維持するエンジン回転速度維持部と、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジンの最大トルク値を記録するエンジン最大トルク値記録部と、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジン最大トルク値記録部によって記録されたエンジンの最大トルク値と現在のエンジントルクとの差トルクが所定トルク値より大きい場合、アップシフト禁止部による変速段のアップシフトの禁止を解除するアップシフト禁止解除部と、を備えている。
【０００７】
従来では、例えば車両が２速駆動力より小さい走行抵抗の登坂路を走行している際、アクセルペダルはほぼ全開であるものの、エンジンの回転加速度がアクセルペダルの開度に対して比較的小さい場合であっても、オーバーレブを防止するため、変速段のアップシフトが行われ、ひいてはシフトハンチングが発生していた。しかし、請求項１に係る車両の制御装置の発明によれば、車両の制御装置は、アクセルペダルはほぼ全開であるものの、エンジンの回転加速度がアクセルペダルの開度に対して比較的小さい場合、変速段のアップシフトが行われた後において車両駆動力が走行抵抗に対して余裕がないと判断（予測）し、変速段のアップシフトを禁止するとともに、エンジンの回転速度を所定回転速度に維持することとなる。したがって、例えば車両が２速駆動力より小さい走行抵抗の登坂路を走行している際、アクセルペダルはほぼ全開であるものの、エンジンの回転加速度がアクセルペダルの開度に対して比較的小さい場合であっても、変速段のアップシフトが禁止されるため、アクセルペダルをほぼ全開で登坂路を走行する車両においてシフトハンチングの発生を確実に抑制することができる。さらに、シフトハンチングの発生を抑制しながら、必要な車両駆動力を確保しつつオーバーレブを確実に防止することができる。さらに、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジンの最大トルク値と現在のエンジントルクとの差トルクが所定トルク値より大きい場合、車両の制御装置は、車両駆動力が走行抵抗に対して余裕が十分あると判断し、変速段のアップシフトの禁止を適切に解除することができる。
【０００８】
請求項２に係る車両の制御装置の発明は、請求項１において、アップシフト禁止部は、アクセルペダルの開度が第１所定値以上であり、エンジンの回転加速度が第２所定値より小さく、かつ、エンジンの回転速度が第３所定値以下である場合、変速段のアップシフトを禁止することである。
これによれば、変速段のアップシフトを禁止する条件として、アクセルペダルの開度が第１所定値以上であり、エンジンの回転加速度が第２所定値より小さいことに、エンジンの回転速度が第３所定値以下であることが追加されることとなる。したがって、第３所定値を変速段の最大トルクが発生するエンジン回転速度より小さい値に設定することにより、エンジン最大トルク値記録部において変速段における最大トルクを確実に取得することができる。よって、アップシフト禁止解除部による変速段のアップシフト禁止の解除を正確かつ適切に行うことができる。
【０００９】
請求項３に係る車両の制御装置の発明は、請求項１または請求項２において、車両の車速−駆動力特性は、各変速段における駆動力がエンジンの許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されていることである。
これによれば、各変速段における駆動力がエンジンの許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されている、特別な車両の車速−駆動力特性を有する車両においても、アクセルペダルをほぼ全開で登坂路を走行する車両においてシフトハンチングの発生を確実に抑制することができる。
【００１０】
請求項４に係る車両の制御装置の発明は、請求項１〜請求項３の何れか一項において、変速段のアップシフトは、エンジンの回転速度に基づいて行われることである。
車速−駆動力特性が、各変速段における駆動力がエンジンの許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されている特性である場合、従来、変速段のアップシフトが変速線（車速とアクセル開度との関係で示されている）に基づいて行われていたため、オーバーレブが発生するおそれがあった。しかし、請求項４に係る車両の制御装置の発明によれば、変速段のアップシフトは、エンジンの回転速度に基づいて行われるため、オーバーレブの発生を確実に抑制することができる。
【００１１】
請求項５に係る車両の制御装置の発明は、請求項１〜請求項４の何れか一項において、第２所定値は、任意の変速段からアップシフトする変速点に対応する車速における任意の変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当する、エンジン回転加速度であることである。
これによれば、変速段のアップシフトが行われた後において車両駆動力が走行抵抗に対して余裕がないか否かを正確かつ適切に判断（予測）することでき、変速段のアップシフトの禁止を正確かつ適切に行うことができる。
【００１２】
請求項６に係る車両の制御装置の発明は、請求項１〜請求項５の何れか一項において、所定トルク値は、任意の変速段からアップシフトする変速点に対応する車速における任意の変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当する、トルク値であることである。
これによれば、変速段のアップシフトが禁止されているときに、車両駆動力が走行抵抗に対して余裕が十分あるか否かを正確かつ適切に判断（予測）することができ、変速段のアップシフトの禁止の解除を正確かつ適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による車両の制御装置を備えた車両の一実施形態の概要を示す概要図である。
【図２】シフトアップ用の変速線が示されている図である。
【図３】出力軸回転速度−出力軸駆動力特性を示す図である。
【図４】図１に示した自動変速機ＥＣＵにて実行される制御プログラムのフローチャートである。
【図５】通常モード中におけるアップシフトを説明するタイムチャートである。
【図６】通常モード中におけるアップシフトを説明する出力軸回転速度−出力軸駆動力特性を示す図である。
【図７】主としてアップシフト禁止モード中における作動を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による車両の制御装置を適用した車両の一実施形態について図面を参照して説明する。図１はその車両の構成を示す概要図である。
車両Ｍは、図１に示すように、エンジン１１、自動変速機１２、プロペラシャフト１３、ディファレンシャル装置１４、駆動輪（左右後輪）Ｗｒｌ，Ｗｒｒおよび従動輪（操舵輪；左右前輪）Ｗｆｌ，Ｗｆｒを備えている。
【００１５】
エンジン１１は、燃料の燃焼によって作動され駆動力を発生させるものである。エンジン１１の駆動力は、自動変速機１２、プロペラシャフト１３、およびディファレンシャル装置１４を介して駆動輪Ｗｒｌ，Ｗｒｒに伝達されるように構成されている。エンジン１１の吸気通路１１ａには、アクセルペダル１５（後述する）の操作量に応じて開閉されるスロットルバルブ１１ｂが設けられている。スロットルバルブ１１ｂは、エンジンＥＣＵ２１（後述する）からの指示によりスロットル用モータ１１ｃによって開閉される。スロットルバルブ１１ｂの開度（以下、スロットル開度という）は、スロットル開度センサ１１ｄによって検出されており、検出結果はエンジンＥＣＵ２１に出力されるようになっている。さらに、エンジン１１には、回転速度センサ１１ｅが設けられている。回転速度センサ１１ｅは、エンジン１１のクランク軸の回転速度（すなわちエンジン回転速度）を検出するものであり、その検出値をエンジンＥＣＵ２１に出力している。
【００１６】
自動変速機１２は、エンジン１１の出力回転を複数のギヤ比で変速して出力軸１２ｃに出力する複数の変速段を備え、一の変速段から他の変速段にシフトしたとき、出力軸１２ｃの回転が増加または減少するアップシフトまたはダウンシフトが可能なものである。自動変速機１２は、一般的なトルコン式の自動変速機であり、トルクコンバータ１２ａ、プラネタリギヤユニット１２ｂ、出力軸１２ｃおよび油圧制御装置（図示省略）を含んで構成されている。自動変速機１２は、エンジン１１の出力を増減して出力軸１２ｃから出力するものであって、複数の変速段（例えば前進５段および後進１段）を備えている。前進段は、低速段から高速段に行くに従ってギヤ比が小さくなるように設定されている。
【００１７】
自動変速機１２は、前記変速段のアップシフトおよびダウンシフトが行われるものである。具体的には、自動変速機１２は、アクセルペダル開度（スロットル開度）が第１所定値Ａ１（例えば９０％）未満である場合、スロットル開度（アクセルペダル開度）と出力軸１２ｃの回転速度との関係を示す変速線を使用して前記変速段が変更されるものである。一方、自動変速機１２は、アクセルペダル開度（スロットル開度）が第１所定値Ａ１（例えば９０％）以上である場合、エンジン１１の回転速度に基づいて前記変速段がアップシフトされるものである。
変速線は、アップシフト時に使用されるアップシフト変速線と、ダウンシフト時に使用されるダウンシフト変速線とがある。本実施形態では、なお、自動変速機１２は、上述したトルコン式の自動変速機以外に、デュアルクラッチトランスミッション、セミオートマチックトランスミッション（ＡＭＴなど）などで構成してもよい。
【００１８】
また、自動変速機１２の出力軸１２ｃは、プロペラシャフト１３に連結されている。出力軸１２ｃ付近には、出力軸１２ｃの回転速度を検出して自動変速機ＥＣＵ２２（後述する）に出力する出力軸回転速度センサ１２ｄが設けられている。
【００１９】
車両Ｍにおいては、エンジン１１はエンジンＥＣＵ２１に電気的に接続され、自動変速機１２は自動変速機ＥＣＵ２２に電気的に接続されている。エンジンＥＣＵ２１および自動変速機ＥＣＵ２２は、ＣＡＮ等により互いに通信可能に接続されている。エンジンＥＣＵ２１は、エンジン１１を制御するＥＣＵ（エレクトロニック コントロール ユニット：電子制御装置。本明細書において同様。）である。自動変速機ＥＣＵ２２は、自動変速機１２を制御するＥＣＵである。
【００２０】
エンジンＥＣＵ２１には、エンジン１１の出力を調整するアクセルペダル１５に付設されてその開度を検出するアクセル開度センサ１５ａが電気的に接続されている。アクセル開度センサ１５ａの検出結果は、エンジンＥＣＵ２１に出力されるようになっている。エンジンＥＣＵ２１は、アクセルペダル１５の開度に応じてスロットルバルブ１１ｂの開度を調整している。
各ＥＣＵ２１，２２はそれぞれ、演算処理を実行するＣＰＵ部と、プログラムや各種マップ（後述する変速線および出力軸回転速度−出力軸駆動力特性）などを保存するＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部と、情報を交換するための入出力部とを備えて構成されている。
【００２１】
なお、本出願の「車両の制御装置」は、自動変速機ＥＣＵ２２だけで構成されているが、エンジンＥＣＵ２１だけで構成するようにしてもよいし、エンジンＥＣＵ２１および自動変速機ＥＣＵ２２で構成するようにしてもよい。
【００２２】
自動変速機ＥＣＵ２２は、シフトアップ用およびシフトダウン用の変速線を記憶している。シフトアップ用の変速線（アップシフト変速線）は、低速段から高速段にシフトアップする際に使用されるものである。シフトダウン用の変速線（ダウンシフト変速線）は、高速段から低速段にシフトダウンする際に使用されるものである。
【００２３】
図２には、シフトアップ用の変速線が示されており、具体的には、２速から３速にシフトアップする際に使用される２→３変速線、３速から４速にシフトアップする際に使用される３→４変速線、および４速から５速にシフトアップする際に使用される４→５変速線が示されている。２→３変速線は３→４変速線より出力軸回転速度が小さくなるように設定されており、３→４変速線は４→５変速線より出力軸回転速度が小さくなるように設定されている。なお、本明細書では、シフトダウン用の変速線の説明は省略する。
【００２４】
さらに、自動変速機ＥＣＵ２２は、図３に示すように、車両の走行性能の一つである出力軸回転速度−出力軸駆動力特性（車速−駆動力線図）を記憶している。この出力軸回転速度−出力軸駆動力特性は、各変速段に対応した駆動力線から構成されている。本実施形態では、１速駆動力線から６速駆動力線までが示されている。また、この出力軸回転速度−出力軸駆動力特性は、スロットル開度毎に設定されており、スロットル開度毎の出力軸回転速度−出力軸駆動力特性が記憶されている。本実施形態では、スロットル開度が１００％である場合を示している。図３では、横軸が出力軸回転速度であり、縦軸が出力軸駆動力である。この出力軸回転速度−出力軸駆動力特性は車両に固有の特性である。
【００２５】
本実施形態における出力軸回転速度−出力軸駆動力特性は、図３に示すように、各変速段における駆動力がエンジン１１の許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されている。エンジン１１の許容回転速度は、エンジン１１の限界回転速度であり、許容回転速度を超える（オーバーレブ）とエンジン１１が破壊される。
【００２６】
次に、このように構成された車両の制御装置の動作の一例について図４に示すフローチャートを参照して説明する。
自動変速機ＥＣＵ２２は、図示しないスタートスイッチ（またはイグニッションスイッチ）がオン状態にあるとき、所定の短時間毎に、上記フローチャートに対応したプログラムを繰り返し実行する。なお、自動変速機ＥＣＵ２２は、アップシフトに関するモードの初期設定を通常モードに設定する。通常モードは、変速段のアップシフトを許容するモードである。具体的には、アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１（後述する）未満である場合には、変速段のアップシフトおよびダウンシフトは、出力軸回転速度センサ１２ｄにより検出された出力軸の回転速度、スロットル開度センサ１１ｄにより検出されたスロットル開度、およびアップシフト用およびダウンシフト用の変速線に基づいて行われる。アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１以上である場合には、変速段のアップシフトは、回転速度センサ１１ｅにより検出されたエンジン１１の回転速度に基づいて行われる。
【００２７】
自動変速機ＥＣＵ２２は、図４のステップＳ１００にてプログラムの実行を開始する毎に、ステップＳ１０２において、アクセル開度センサ１５ａにより検出されたアクセル開度Ａが第１所定値Ａ１以上であるか否かを判定する。第１所定値Ａ１はアクセル開度Ａがほぼ全開であることを示す値に設定されており、例えば９０％に設定されている。
アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１未満である場合、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０２にて「ＮＯ」と判定し、アクセル開度Ａがほぼ全開に達していないと判断し、プログラムをステップＳ１１６に進めて、本プログラムを一旦終了する（所定の短時間毎に本プログラムがループされる）。
【００２８】
一方、アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１以上である場合、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０２にて「ＹＥＳ」と判定し、アクセル開度Ａがほぼ全開であると判断して、プログラムをステップＳ１０４に進める。自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０４において、現在のアップシフトに関するモードがアップシフト禁止モードであるか通常モードであるかを判定する。なお、アップシフト禁止モードは、変速段のアップシフトが禁止されているモードである。通常モードは、変速段のアップシフトが許容（許可）されているモードである。
【００２９】
自動変速機ＥＣＵ２２は、現在のアップシフトに関するモードが通常モードである場合、ステップＳ１０４にて「ＮＯ」と判定し、変速段のアップシフトを許可する（ステップＳ１０６）とともに、記憶部（図示省略）に記録されている最大エンジントルクをクリアする（ステップＳ１０８）。
【００３０】
そして、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１１０において、エンジン回転加速度αｅが第２所定値αｅ１以下であり、かつ、エンジン回転速度ωｅが第３所定値ωｅ１以下であるか否かを判定する。エンジン回転速度ωｅは、回転速度センサ１１ｅから取得される。エンジン回転加速度αｅは、エンジン回転速度の単位時間あたりの変化量であり、回転速度センサ１１ｅから取得されたエンジン回転速度ωｅから導出される。
【００３１】
第２所定値αｅ１は、任意の変速段からアップシフトする変速点に対応する車速（出力軸回転速度）における、任意の変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当するエンジン回転加速度である。具体的には、第２所定値αｅ１は、図３に示すように、２速から３速にアップシフトする際に、その変速点ＡＵ２→３に対応する出力軸回転速度ωｏ２における、２速の駆動力と３速の駆動力との差である駆動力差Ｆａに相当するエンジン回転加速度である。この駆動力差Ｆａは、出力軸回転速度ωｏ２における余裕駆動力であり、２速駆動力と３速駆動力との差である。図３に示すように、勾配７％の走行抵抗を示す線（破線）が点Ｃ（出力軸回転速度ωｏ２上）にて３速駆動力線と交差しているので、出力軸回転速度ωｏ２における３速駆動力は、出力軸回転速度ωｏにおける勾配７％の走行抵抗と等価である。
【００３２】
第２所定値αｅ１は、下記数１で表される値である。
(数１)
αｅ１＝Ｆａ／（Ｍａ・ｉ・ｃ）
ここで、Ｆａは、上述した駆動力差であり、余裕駆動力（駆動力−走行抵抗）である。Ｍａは、車両Ｍの車両質量であり、ｉは、車両Ｍの総減速比（＝自動変速機１２の変速比×ディファレンシャル装置１４の最終減速比）であり、ｃは、伝達効率である。
【００３３】
なお、上記数１は、次のように算出される。車両Ｍの加速度をａとし、駆動輪の角加速度（回転加速度）をαｔとし、駆動輪の有効半径をｒとすると、余裕駆動力はＦａであるので、余裕駆動力Ｆａは下記数２で表される。
（数２）
Ｆａ＝Ｍａ・ａ
さらに、車両Ｍの加速度ａは、駆動輪の有効半径ｒ×駆動輪の角加速度αｔで表されるので、余裕駆動力Ｆａは下記数３で表される。
（数３）
Ｆａ＝Ｍａ・ｒ・αｔ
【００３４】
一方、駆動輪の回転加速度αｔとエンジンの回転加速度αｅとの関係は、下記数４で表される。
（数４）
αｔ：αｅ＝（ｉ・ｃ）／ｒ：１
エンジンの回転加速度αｅは、上記数４から下記数５のように表される。
（数５）
αｅ＝（ｒ／（ｉ・ｃ））・αｔ
上記数５に数３を代入すると、エンジンの回転加速度αｅは、下記数６に示すように、余裕駆動力Ｆａ、車両質量Ｍａ、総減速比ｉおよび伝達効率ｃで表される。
（数６）
αｅ＝（ｒ／（ｉ・ｃ））・Ｆａ／（Ｍａ・ｒ）
＝Ｆａ／（Ｍａ・ｉ・ｃ）
なお、車両質量をより正確に算出するためには、エンジン１１のイナーシャ分など回転部分の慣性質量を等価質量として車両質量に加算することが望ましい。具体的には、上記各数にて、Ｍａの代わりにＭａ（１＋ε）を代入すればよい。εは回転部分の等価質量（ΔＭ）／車両質量である。
【００３５】
第３所定値ωｅ１は、変速段毎に最大トルクが発生するエンジン回転速度より小さい値に設定されている。後述するように、アップシフト禁止モードの解除は、最大エンジントルクに基づいて決定されているため、最大エンジントルクを正確に取得する必要がある。このため、アップシフト禁止モードの開始時点は、エンジントルクの最大トルクに達する時点前、すなわち、エンジン回転速度が変速段の最大トルクが発生するエンジン回転速度に達する時点前に設定される必要がある。アップシフト禁止モードの開始時点が、エンジントルクの最大トルクに達する時点より後に設定された場合、正しい最大エンジントルクを取得できないからである。例えば、変速段が２速であるとき、エンジン１１の最大トルクが回転数４０００ｒｐｍに相当する回転速度にて発生する場合には、第３所定値ωｅ１は、回転数３５００ｒｐｍに相当する回転速度に設定される。
【００３６】
エンジン回転加速度が第２所定値αｅ１以下であり、かつ、エンジン回転速度が第３所定値ωｅ１以下である場合、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１１０にて「ＹＥＳ」と判定し、アップシフト禁止モードを開始する（ステップＳ１１４）。その後、自動変速機ＥＣＵ２２は、プログラムをステップＳ１１６に進めて、本プログラムを一旦終了する。
【００３７】
一方、エンジン回転加速度が第２所定値αｅ１より大きい場合、または、エンジン回転速度が第３所定値ωｅ１より大である場合、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１１０にて「ＮＯ」と判定し、通常モードを継続する（ステップＳ１１２）。その後、自動変速機ＥＣＵ２２は、プログラムをステップＳ１１６に進めて、本プログラムを一旦終了する。
【００３８】
自動変速機ＥＣＵ２２は、現在のアップシフトに関するモードがアップシフト禁止モードである場合、ステップＳ１０４にて「ＹＥＳ」と判定し、変速段のアップシフトを禁止する（ステップＳ１１８）。そして、自動変速機ＥＣＵ２２は、エンジン１１の回転速度を所定回転速度ωｅａに維持するようにエンジン１１を制御する。所定回転速度ωｅａは、現在の変速段の変速点の回転速度（出力軸回転速度ωｏ２に相当する）より小さい値に設定されている。本実施形態では、所定回転速度ωｅａは、回転数４４５０ｒｐｍに相当する回転速度である。
【００３９】
自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１２２において、アップシフト禁止モードが開始された時点以降、現在までのエンジン１１の最大トルクを算出して記憶する。具体的には、記憶部（図示省略）に記録されている最大トルクと現在のエンジントルクとを比較し、大きい方を新たな最大トルクとして記憶する。このとき、現在のエンジントルクは、エンジンＥＣＵ２１から取得したものを使用してもよく、アクセル開度Ａと、エンジン回転速度ωｅと、アクセル開度毎におけるエンジン回転速度とエンジントルクとの相関関係を示すマップとから算出するようにしてもよい。
【００４０】
自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１２４において、エンジンの最大トルクと現在のエンジントルクとの差（差トルク）が所定トルク値Ｔｅ１より大きいか否かを判定する。エンジンの最大トルクは、ステップＳ１２２で記憶した値である。現在のエンジントルクは、ステップＳ１２２で取得した値である。所定トルク値Ｔｅ１は、上述したステップＳ１１０での説明と同様に、任意の変速段からアップシフトする変速点に対応する車速（出力軸回転速度）における、任意の変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当するトルク値である。
【００４１】
具体的には、所定トルク値Ｔｅ１は、図３に示すように、２速から３速にアップシフトする際に、その変速点ＡＵ２→３に対応する出力軸回転速度ωｏ２における、２速の駆動力と３速の駆動力との差である駆動力差Ｆａに相当するトルク値である。例えば、勾配９％の登坂路を車両Ｍが走行しているとき、すなわち差トルクが駆動力差Ｆａ未満である場合には、現在の変速段（例えば２速）からアップシフトすると、勾配９％の走行抵抗が３速駆動力より大きくなり余裕駆動力が無くなるため車速が低下するおそれがある。しかし、勾配５％の登坂路を車両Ｍが走行しているとき、すなわち差トルクが駆動力差Ｆａより大きい場合には、現在の変速段（例えば２速）からアップシフトすると、３速駆動力が勾配５％の走行抵抗より大きくなり余裕駆動力が十分確保できるため車速が低下するおそれがない。
【００４２】
また、ステップＳ１１０においてアップシフト禁止モードの開始判定はエンジン回転加速度に基づいて行われるのに対して、ステップＳ１２４においてアップシフト禁止モードの解除判定がエンジントルクに基づいて行われるのは、次の理由による。アップシフト禁止モード中においてはエンジン回転速度が所定回転速度ωｅａに維持されてエンジン加速度が０になるため、エンジン回転速度を判定する要素として採用できないからである。
【００４３】
エンジンの最大トルクと現在のエンジントルクとの差（差トルク）が所定トルク値Ｔｅ１より大きい場合、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１２４にて「ＹＥＳ」と判定し、アップシフト禁止モードを解除する、すなわち通常モードを開始する（ステップＳ１２８）。その後、自動変速機ＥＣＵ２２は、プログラムをステップＳ１１６に進めて、本プログラムを一旦終了する。
【００４４】
一方、差トルクが所定トルク値Ｔｅ１以下である場合、自動変速機ＥＣＵ２２は、ステップＳ１２４にて「ＮＯ」と判定し、アップシフト禁止モードを継続する（ステップＳ１２６）。その後、自動変速機ＥＣＵ２２は、プログラムをステップＳ１１６に進めて、本プログラムを一旦終了する。
【００４５】
さらに、通常モード中の作動を図５に示すタイムチャートおよび図６に示す作動説明図に基づいて説明する。通常モード中においては、変速段のアップシフトが許容されている。具体的には、上述したように、アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１（本実施形態では９０％）未満である場合には、変速段のアップシフトは、出力軸回転速度センサ１２ｄにより検出された出力軸の回転速度、スロットル開度センサ１１ｄにより検出されたスロットル開度、およびアップシフト用およびダウンシフト用の変速線に基づいて行われる。
【００４６】
一方、アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１以上である場合には、変速段のアップシフトは、回転速度センサ１１ｅにより検出されたエンジン１１の回転速度に基づいて行われる。すなわち、変速段のアップシフトは、エンジン回転速度が所定回転速度ωｅｍａｘにてアップシフトされるように制御される。
【００４７】
所定回転速度ωｅｍａｘは、エンジン１１の最大回転速度（例えば、回転数４６００ｒｐｍに相当する回転速度である）であり、各変速段において駆動力が急激に減少する出力軸回転速度（車速）に応じた値である。なお、時刻ｔ２において、すなわちエンジン回転速度が所定回転速度ωｅｍａｘとなった時点にて、変速前の変速段（前変速段）から変速後の変速段（後変速段）に変速するための油圧が切り替わる時点である。
【００４８】
また、図６に示す各変速点ＡＵ１→２〜ＡＵ５→６に対応するエンジン回転速度（以下、変速点エンジン回転速度という。）ωｅｂは、エンジン１１の最大回転速度より小さい値（例えば、回転数４５００ｒｐｍに相当する回転速度である）である。変速点エンジン回転速度ωｅｂは、（エンジン１１の最大回転速度−エンジン回転加速度×変速に必要な時間）で算出される。変速に必要な時間は、変速開始時点から、変速前の変速段（前変速段）から変速後の変速段（後変速段）に変速するための油圧が切り替わる時点までの時間である。図５にて、アップシフト開始指示が出された時点（時刻ｔ１）から時刻ｔ２までの時間が、変速に必要な時間である。
【００４９】
さらに、通常モード中においては、上述したステップＳ１２０にて行われたエンジン回転速度を所定回転速度ωｅａに維持する制御は解除され、通常のエンジン制御が行われる。すなわち、エンジン１１の出力回転がアクセルペダル１５の開度（踏込量）に応じて制御される。
【００５０】
図６を参照して、アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１以上である場合、通常のアップシフトが行われた場合について説明する。車両Ｍが１速で加速しており、出力軸回転速度が変速点ＡＵ１→２未満である場合には、変速段は１速に維持される。出力軸回転速度が変速点ＡＵ１→２（出力軸回転速度ωｏｂ１）に到達すると、１速から２速へのアップシフト開始が指示され、出力軸回転速度ωｏｍａｘ１にて１速から２速へのアップシフトが行われて、変速段は２速にアップシフトされる。さらに、車両Ｍが２速で加速しており、出力軸回転速度が変速点ＡＵ２→３未満である場合には、変速段は２速に維持される。出力軸回転速度が変速点ＡＵ２→３（出力軸回転速度ωｏｂ２）に到達すると、２速から３速へのアップシフト開始が指示され、出力軸回転速度ωｏｍａｘ２にて２速から３速へのアップシフトが行われて、変速段は３速にアップシフトされる。
【００５１】
同様に、出力軸回転速度が変速点ＡＵ３→４（出力軸回転速度ωｏｂ３）に到達すると、出力軸回転速度ωｏｍａｘ３にて３速から４速へのアップシフトが行われる。出力軸回転速度が変速点ＡＵ４→５（出力軸回転速度ωｏｂ４）に到達すると、出力軸回転速度ωｏｍａｘ４にて４速から５速へのアップシフトが行われる。出力軸回転速度が変速点ＡＵ５→６（出力軸回転速度ωｏｂ５）に到達すると、出力軸回転速度ωｏｍａｘ５にて５速から６速へのアップシフトが行われる。なお、各出力軸回転速度ωｏｍａｘ１〜５はエンジン１１の最大回転速度ωｅｍａｘに相当し、各出力軸回転速度ωｏｂ１〜５は変速点エンジン回転速度ωｅｂに相当する。
【００５２】
次に、アップシフト禁止モード中の作動を図７に示すタイムチャートに基づいて説明する。なお、図７においては、上段にエンジン回転速度を、上から２段目にエンジントルクを、上から３段目に道路の勾配を、下段に変速段を示している。
アップシフト禁止モード中においては、変速段のアップシフトが禁止されている。例えば、勾配９％の登坂路を車両Ｍが２速で加速しており、すなわち、アクセル開度Ａが第１所定値Ａ１以上であり、エンジン回転加速度αｅが第２所定値αｅ１以下であり、かつ、エンジン回転速度ωｅが第３所定値ωｅ１に到達したとき（図７にて時刻ｔ１１）、アップシフト禁止モードが開始され（ステップＳ１１４）、変速段のアップシフトが禁止される（ステップＳ１１８）。さらに、エンジン回転速度ωｅが所定回転速度ωｅａに維持されるようにフィードバック制御が開始される（ステップＳ１２０）。
【００５３】
時刻ｔ１２において、エンジン回転速度ωｅが回転数４０００ｒｐｍに相当する回転速度ωｅ２に達すると、エンジン１１は最大トルクを発生する。さらに、時刻ｔ１３にて、エンジン回転速度ωｅが所定回転速度ωｅａに維持され始める。時刻ｔ１３以降、アップシフト禁止モードが解除されるまで、エンジン回転速度ωｅが所定回転速度ωｅａに維持される。このとき、車両Ｍは勾配９％の登坂路を２速にて所定回転速度ωｅａで加速しているため、２速駆動力線は勾配９％の走行抵抗に対して余裕駆動力が発生する。
【００５４】
時刻ｔ１４にて、登坂路の勾配が９％から５％に緩やかになり始めると、エンジン１１１は回転速度フィードバック制御をされているため、エンジントルクは低下する。これにより、さらに余裕駆動力が大きくなる。その後、時刻ｔ１５にて、エンジンの最大トルクと現在のエンジントルクとの差（差トルク）が所定トルク値Ｔｅ１より大きくなると、アップシフト禁止モードを解除して通常モードを開始する（ステップＳ１２８）。
【００５５】
通常モードが開始されると（時刻ｔ１５）、所定回転速度ωｅａに維持されていたエンジン回転速度の制限が解除され（ステップＳ１０６）、変速段のアップシフトはエンジン回転速度が所定回転速度ωｅｍａｘにてアップシフトされるように制御される。具体的には、時刻ｔ１６に、エンジン回転速度が変速点エンジン回転速度を所定回転速度ωｅｂに達すると、変速段の変速（２速から３速への変速）を開始する。そして、時刻ｔ１６から変速に必要な時間が経過した時点（時刻ｔ１７）に、エンジン回転速度が所定回転速度ωｅｍａｘに達すると、変速段がアップシフトされる。
【００５６】
なお、アップシフト禁止モードが設けられていない場合について図６を参照して説明する。最大積載状態の車両Ｍが例えば２速で登坂路（例えば９％）をアクセルペダル１５をほぼ全開（アクセル開度が９０％以上である）で走行する場合、２速での駆動力が走行抵抗（９％）より大きいため、車両は加速する。その後、駆動力が急に減少する直前の出力軸回転速度すなわち車速（２速でオーバーレブする車速）にて、オーバーレブを防止するため、変速段のアップシフト（３速へのアップシフト）が行われる。しかし、３速での駆動力が走行抵抗（９％）より小さいため、アクセルペダル１５が全開であっても車両は減速する。その後、所定条件（例えば、車両が所定速度まで減速する）を満たすと、変速段のダウンシフト（２速へのダウンシフト）が行われる。このような、変速段のアップ・ダウンの繰り返し、いわゆるシフトハンチング（図６にて一点破線で示す）が発生する。
【００５７】
上述した本実施形態に係る車両の制御装置（自動変速機ＥＣＵ２２）によれば、燃料の燃焼によって作動するエンジン１１と、エンジン１１の出力回転を複数のギヤ比で変速して出力軸１２ｃに出力する複数の変速段を備え、一の変速段から他の変速段にシフトしたとき、出力軸１２ｃの回転が増加または減少するアップシフトまたはダウンシフトが可能な自動変速機１２と、エンジン１１の出力を調整するアクセルペダル１５と、を備えた車両の制御装置であって、アクセルペダル１５の開度（アクセル開度Ａ）が第１所定値Ａ１以上であり、かつ、エンジン１１の回転加速度（エンジン回転加速度αｅ）が第２所定値αｅ１より小さい場合、変速段のアップシフトを禁止するアップシフト禁止部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１１８）と、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに（時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５）、エンジン１１の回転速度（エンジン回転速度ωｅ）を所定回転速度ωｅａに維持するエンジン回転速度維持部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１２０）と、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジン１１の最大トルク値を記録するエンジン最大トルク値記録部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１２２）と、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジン最大トルク値記録部によって記録されたエンジン１１の最大トルク値と現在のエンジントルクとの差トルクが所定トルク値Ｔｅ１より大きい場合（ステップＳ１２４にて「ＹＥＳ」と判定）、アップシフト禁止部による変速段のアップシフトの禁止を解除するアップシフト禁止解除部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１２８）と、を備えている。
【００５８】
従来では、例えば車両Ｍが２速駆動力より小さくかつ３速駆動力より大きい走行抵抗の登坂路を走行している際、アクセルペダル１５はほぼ全開であるものの、エンジン１１の回転加速度がアクセルペダル１５の開度に対して比較的小さい場合であっても、オーバーレブを防止するため、変速段のアップシフトが行われ、ひいてはシフトハンチングが発生していた（図６参照）。しかし、本実施形態に係る車両の制御装置の発明によれば、車両の制御装置は、アクセルペダル１５はほぼ全開であるものの、エンジン１１の回転加速度がアクセルペダル１５の開度に対して比較的小さい場合、変速段のアップシフトが行われた後において車両駆動力が走行抵抗に対して余裕がないと判断（予測）し、変速段のアップシフトを禁止するとともに、エンジン１１の回転速度を所定回転速度ωｅａに維持することとなる。したがって、例えば車両Ｍが２速駆動力より小さくかつ３速駆動力より大きい走行抵抗の登坂路を走行している際、アクセルペダル１５はほぼ全開であるものの、エンジン１１の回転加速度がアクセルペダル１５の開度に対して比較的小さい場合であっても、変速段のアップシフトが禁止されるため、アクセルペダル１５をほぼ全開で登坂路を走行する車両Ｍにおいてシフトハンチングの発生を確実に抑制することができる。さらに、シフトハンチングの発生を抑制しながら、必要な車両駆動力を確保しつつオーバーレブを確実に防止することができる。さらに、アップシフト禁止部によって変速段のアップシフトが禁止されているときに、エンジン１１の最大トルク値と現在のエンジントルクとの差トルクが所定トルク値Ｔｅ１より大きい場合、車両の制御装置は、車両駆動力が走行抵抗に対して余裕が十分あると判断し、変速段のアップシフトの禁止を適切に解除することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る車両の制御装置においては、アップシフト禁止部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１１８）は、アクセルペダル１５の開度が第１所定値Ａ１以上であり、エンジン１１の回転加速度が第２所定値αｅ１より小さく、かつ、エンジン１１の回転速度が第３所定値ωｅ１以下である場合、変速段のアップシフトを禁止することである。
これによれば、変速段のアップシフトを禁止する条件として、アクセルペダル１５の開度が第１所定値Ａ１以上であり、エンジン１１の回転加速度が第２所定値αｅ１より小さいことに、エンジン１１の回転速度が第３所定値ωｅ１以下であることが追加されることとなる。したがって、第３所定値ωｅ１を変速段の最大トルクが発生するエンジン回転速度ωｅ２より小さい値に設定することにより、エンジン最大トルク値記録部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１２２）において変速段における最大トルクを確実に取得することができる。よって、アップシフト禁止解除部（自動変速機ＥＣＵ２２；ステップＳ１２８）による変速段のアップシフト禁止の解除を正確かつ適切に行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態に係る車両の制御装置の発明において、車両Ｍの車速−駆動力特性は、各変速段における駆動力がエンジン１１の許容回転速度に応じて設定された車速（例えば出力軸回転速度ωｏｍａｘ１〜５に相当する車速）にて急激に減少するように設定されている。
これによれば、各変速段における駆動力がエンジン１１の許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されている、特別な車両の車速−駆動力特性を有する車両Ｍにおいても、アクセルペダル１５をほぼ全開で登坂路を走行する車両Ｍにおいてシフトハンチングの発生を確実に抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態に係る車両の制御装置において、変速段のアップシフトは、エンジン１１の回転速度に基づいて行われている。
車速−駆動力特性が、各変速段における駆動力がエンジン１１の許容回転速度に応じて設定された車速にて急激に減少するように設定されている特性である場合、従来、変速段のアップシフトが変速線（車速とアクセル開度との関係で示されている）に基づいて行われていたため、オーバーレブが発生するおそれがあった。しかし、本実施形態に係る車両の制御装置によれば、変速段のアップシフトは、エンジン１１の回転速度に基づいて行われるため、オーバーレブの発生を確実に抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態に係る車両の制御装置において、第２所定値αｅ１は、任意の変速段からアップシフトする変速点に対応する車速における任意の変速段とアップシフトした変速段との駆動力差Ｆａに相当するトルク値に相当する、エンジン回転加速度であることである。
これによれば、変速段のアップシフトが行われた後において車両駆動力が走行抵抗に対して余裕がないか否かを正確かつ適切に判断（予測）することでき、変速段のアップシフトの禁止を正確かつ適切に行うことができる。
【００６３】
また、本実施形態に係る車両の制御装置において、所定トルク値Ｔｅ１は、任意の変速段からアップシフトする変速点に対応する車速における任意の変速段とアップシフトした変速段との駆動力差に相当する、トルク値であることである。
これによれば、変速段のアップシフトが禁止されているときに、車両駆動力が走行抵抗に対して余裕が十分あるか否かを正確かつ適切に判断（予測）することができ、変速段のアップシフトの禁止の解除を正確かつ適切に行うことができる。
【００６４】
なお、上述した実施形態においては、ステップＳ１１０において、エンジン回転加速度αｅが第２所定値αｅ１以下であり、かつ、エンジン回転速度ωｅが第３所定値ωｅ１以下であるか否かを判定しているが、エンジン回転加速度αｅが第２所定値αｅ１以下であるか否かのみを判定するようにしてもよい。これによっても、アクセル開度が第１所定値以上であり、かつ、エンジン回転加速度αｅが第２所定値αｅ１以下である場合には、アップシフト禁止モードを開始させることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１１…エンジン、１１ｂ…スロットルバルブ、１１ｅ…回転速度センサ、１２…自動変速機、１２ｃ…出力軸、１２ｄ…出力軸回転速度センサ、１３…プロペラシャフト、１４…ディファレンシャル装置、１５…アクセルペダル、１５ａ…アクセル開度センサ、２１…エンジンＥＣＵ、２２…自動変速機ＥＣＵ（車両の制御装置、アップシフト禁止部、エンジン回転速度維持部、エンジン最大トルク値記憶部、アップシフト禁止解除部）、Ｍ…車両、Ｗｒｌ，Ｗｒｒ…駆動輪（左右後輪）、Ｗｆｌ，Ｗｆｒ…従動輪（左右前輪）。
【図１】
2015078766.tif 000003
【図２】
2015078766.tif 000004
【図３】
2015078766.tif 000005
【図４】
2015078766.tif 000006
【図５】
2015078766.tif 000007
【図６】
2015078766.tif 000008
【図７】
2015078766.tif 000009