(57)【要約】【課題】自動変速機の変速段をシフトアップする場合に、許容最高速度を超えることを防止しつつ、エンジンの本来の性能を十分に引き出すことが可能な車両の変速制御装置を提供する。【解決手段】エンジンに連結された有段式自動変速機の変速段の切替え制御を行なうための制御手段３は、自動変速機２を所定の変速段から次の変速段にシフトアップする際に、前記所定の変速段について予め定められた許容最高速度Ｖmaxから車両の走行加速度αと自動変速機２の変速所要時間Ｔaとの積を差し引いた値、またはこの値に対応した値を求めることにより、変速開始車速Ｖsを決定し、車速が変速開始車速Ｖsに到達した時点でシフトアップを開始させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結された有段式の自動変速機と、
この自動変速機の変速段の切替え制御を行なうための制御手段と、
を備えている、車両の変速制御装置であって、
前記制御手段は、前記自動変速機を所定の変速段から次の変速段にシフトアップする際に、前記所定の変速段について予め定められた許容最高速度Ｖmaxから車両の走行加速度αと前記自動変速機の変速所要時間Ｔaとの積を差し引いた値、またはこの値に対応した値を求めることにより、変速開始車速Ｖsを決定し、車速が前記変速開始車速Ｖsに到達した時点で、前記自動変速機に前記シフトアップを開始させる制御を実行するように構成されていることを特徴とする、車両の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両の変速制御装置、さらに詳しくは、エンジンに連結された有段式の自動変速機を備えたタイプの車両の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機における変速段の切替え動作は、変速線図に基づいて行なわれているのが通例である。変速線図は、車速およびアクセル開度をパラメータとし、変速段をいずれにするかを定めたデータである。このような変速線図に基づく制御においては、アクセル開度が同一であれば、変速段の切替え開始時期は車速に基づいて決定されることとなり、車速が所定の速度になると、変速段の切替え動作が開始される。
【０００３】
しかしながら、前記した制御を実行するだけでは、次のような不具合が生じる。
【０００４】
すなわち、変速線図においては、たとえばアクセル開度が全開であって、変速機の変速段を１速段から２速段にシフトアップする際には、エンジン回転数がレッドゾーンに突入しないように、シフトアップ開始時の車速（変速開始車速）が決定されている。ただし、この変速開始車速は、たとえば車両の走行路が下り勾配３％の降坂路である場合を想定して決定されている。降坂路の場合には、平坦路や登坂路の場合よりもエンジン回転数が高くなり易いため、エンジン回転数がレッドゾーンに突入することを的確に回避するには、降坂路を基準とすることが好ましいからである。
ところが、前記したような変速線図に基づいて変速制御を行なうと、平坦路や登坂路の場合の方が、降坂路の場合よりもシフトアップの完了が低速でなされ、車両の走行性能が十分に引き出されない不具合を生じる。この点について、図４を参照して以下に説明する。
【０００５】
図４は、エンジン回転数の変化を示し、ラインＬａ〜Ｌｃは、それぞれ降坂路走行時、平坦路走行時、登坂路走行時のものである。いずれの場合も、アクセル開度は全開のままであり、時刻ｔ１に車速が所定の変速開始車速Ｖs'となり、１速段から２速段へのシフトアップが開始されている。ただし、シフトアップ完了までには、たとえば１秒程度の所要時間を要し、シフトアップ開始後においてもエンジン回転数はなおも継続して上昇する。エンジン回転数の上昇は、シフトアップの完了時刻ｔ２まで継続し、その後エンジン回転数は低下していく。
ラインＬａ〜Ｌｃを対比すれば明らかなように、降坂路走行時のエンジン回転数の最高値Ｎ１と比べて、平坦路走行時のエンジン回転数の最高値Ｎ２は低く、登坂路走行時のエンジン回転数の最高値Ｎ３はさらに低くなる。エンジンの性能を十分に引き出すには、平坦路や登坂路の場合にも、降坂路の走行時と同様なエンジン回転数に設定することが要望されるが、この要望に対し、従来の制御方式では十分に応え得るものではない。具体例を挙げると、急勾配の登坂路を走行する際には、たとえば駆動力の高い１速段でできる限り高車速まで引っ張りたいという要求があるが、従来では、このようなことに十分に対応できない。
【０００６】
なお、前記したような不具合を抑制する手段として、特許文献１に記載の手段がある。同文献に記載の手段においては、車両の走行加速度に基づき、たとえば走行路が重登坂路、軽登坂路、平坦路、重降坂路、および軽降坂路の５種類の走行路のいずれであるかを判断する。次いで、前記した５種類の走行路に対応させて予め定めた５つの変速線図のうちから１つを選択し、この選択された変速線図に基づいて変速段の切替えを行なう。
しかしながら、このような手段によれば、たとえば５つの変速線図を利用して変速制御
を行なう場合には、５段階の制御がなされるに過ぎず、その制御はきめ細かさに欠ける。具体例を挙げると、実際の走行路が、重登坂路と軽登坂路との丁度中間の勾配である中間登坂路である場合、この中間登坂路に対して適切に対応した制御は困難である。また、特許文献1においては、変速線図として、多くの変速線図を制御装置のメモリに記憶させておく必要があるため、メモリ容量の確保に苦慮するといった不利もある。その他、特許文献１では、あく迄も変速線図に基づいて変速段の制御を行なうために、車両やエンジンの経年劣化に伴うトルク減などを反映した制御も難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２８９７１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、自動変速機の変速段をシフトアップする場合に、許容最高速度を超えることを防止しつつ、エンジンの本来の性能を十分に引き出すことが可能な車両の変速制御装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本発明により提供される車両の変速制御装置は、エンジンに連結された有段式の自動変速機と、この自動変速機の変速段の切替え制御を行なうための制御手段と、を備えている、車両の変速制御装置であって、前記制御手段は、前記自動変速機を所定の変速段から次の変速段にシフトアップする際に、前記所定の変速段について予め定められた許容最高速度Ｖmaxから車両の走行加速度αと前記自動変速機の変速所要時間Ｔaとの積を差し引いた値、またはこの値に対応した値を求めることにより、変速開始車速Ｖsを決定し、車速が前記変速開始車速Ｖsに到達した時点で、前記自動変速機に前記シフトアップを開始させる制御を実行するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、自動変速機の変速段のシフトアップの際に、エンジン回転数が許容最高速度Ｖmaxを超えないように制御できることに加え、次のような効果が得られる。
第１に、変速開始車速Ｖsは、許容最高速度Ｖmaxから車両の走行加速度αと自動変速機の変速所要時間Ｔaとの積を差し引いた値、またはこれに対応した値であるため、車両の走行加速度αが大きいほど変速開始車速Ｖsは低速となる。ここで、車両の走行加速度αは、登坂路での加速度＜平坦路での加速度＜降坂路での加速度の関係となる。したがって、図４に示した従来技術とは異なり、降坂路を走行する場合よりも平坦路や登坂路を走行する場合の方が低速でシフトアップされるという不具合は解消され、走行路が登坂路、降坂路、平坦路のいずれであっても、エンジンの性能を十分に引き出し、車両の走行性能を高めることができる。たとえば、急勾配の登坂路を走行する際に、１速段のまま、かなり高車速まで引っ張るといったことが可能となる。
第２に、変速開始車速Ｖsは、演算により無段階で求めることが可能である。たとえば、走行路が登坂路の場合には、その登坂路の具体的な上り勾配（走行加速度αの具体値）に正確に対応させた変速開始車速Ｖsを求めることが可能である。したがって、登坂路をたとえば重登坂路と軽登坂路との２種類の登坂路のみに区別して変速制御を行なっていた特許文献１と比較すると、かなりきめ細かな変速制御が可能となる。
第３に、変速開始車速Ｖsは、既述したように演算により求めることが可能であるため、特許文献１とは異なり、変速線図を多く用いる必要はない。したがって、多くの変速線
図のデータを記憶するためのメモリ容量確保に苦慮するといった不具合も回避することができる。
第４に、車両の走行加速度αに基づいて変速開始車速Ｖsを求めれば、車両やエンジンの経年劣化に伴うトルク減などを反映した制御も可能となる。
【００１２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る車両の変速制御装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す車両の変速制御装置の制御部の動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す車両の変速制御装置で実行される動作制御におけるエンジン回転数の変化の例を示す図である。
【図４】従来技術の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１５】
図１に示す車両の変速制御装置Ａは、エンジン（内燃機関）１、自動変速機２、および制御部３を備えている。制御部３には、エンジン回転数センサ４ａ、アクセル開度センサ４ｂ、および車速センサ４ｃなどからの検出信号が入力される。
【００１６】
自動変速機２は、エンジン１の出力軸に駆動連結された入力軸を有し、この入力軸が受けた回転を複数段の変速比に変速し、車両の駆動輪と駆動連結された出力軸に伝達するものである。この有段式の自動変速機２自体の構成は、従来既知であるため、その詳細な説明は省略する。
【００１７】
制御部３は、たとえばＥＣＵであり、本発明でいう制御手段の一例に相当し、自動変速機２の変速段の切替えを制御する。この制御の詳細については後述するが、自動変速機２の所定の変速段のシフトアップを行なうにあたり、車両の走行加速度αなどに基づいて変速開始車速Ｖsを算出する処理や、その他の処理を実行するように構成されている。
【００１８】
次に、制御部３の動作処理手順の一例について、図２のフローチャートを参照して説明する。併せて、車両の変速制御装置Ａの作用を説明する。
【００１９】
まず、制御部３は、車両の走行時において、自動変速機２の変速段が１速段ではない場合や、仮に変速段が１速段であっても、アクセル開度が小さく、所定以上にない場合には、自動変速機２の変速段の切替え制御を変速線図に基づいて実行し、本発明が意図する制御は実行しない（Ｓ１：ＮＯ，Ｓ６）。変速線図に基づく制御は、車速とエンジン回転数とに基づいて変速段を選択する内容であり、従来既知の制御と同様である。
【００２０】
前記とは異なり、自動変速機２の変速段が１速段であり、かつアクセル開度が大きく、所定以上である場合には、制御部３は、本発明が意図する制御の実行モードとなり、車両の走行加速度αを算出し、変速開始車速Ｖsを算出する（Ｓ１：ＹＥＳ，Ｓ２：ＹＥＳ，Ｓ３〜Ｓ５）。なお、アクセル開度が所定以上である場合とは、たとえばアクセル開度が９５％〜１００％の場合などが相当する。ただし、これに限定されない。
【００２１】
車両の走行加速度αは、車速センサ４ｃを利用して得られる車速の変化率に相当し、車速の変化に基づき演算により求められる。
変速開始車速Ｖsは、自動変速機２を１速段から２速段にシフトアップさせる際（シフトアップ開始時）の車速であり、次の式１により求められる。
Ｖs＝Ｖmax−α・Ｔa    …式１
ここで、Ｖmaxは、１速段のまま車両が走行する際の許容最高速度であり、この許容最高速度Ｖmaxは、エンジンの過酷な運転を回避するなどの目的の下に、１速段で走行する際の最高速度として設計上において許容された速度である。たとえば、この許容最高速度Ｖmaxは、エンジン回転数がレッドゾーンに入る速度よりもやや低い速度である。許容最高速度Ｖmaxは、たとえば５０km／hである。
Ｔaは、変速所要時間であり、自動変速機２にシフトアップの指令を発してからシフトアップが完了するまでの所要時間である。この変速所要時間Ｔaは、車両の走行速度には殆ど関係なく略一定である。変速所要時間Ｔaは、たとえば１秒である。
【００２２】
制御部３は、前記した変速開始車速Ｖsの値を算出した場合において、車速が変速開始車速Ｖsになると、その時点で自動変速機２に対して２速段にシフトアップを開始する旨を指令する（Ｓ４：ＹＥＳ，Ｓ５）。車速が変速開始車速Ｖsよりも低い場合には、２速段へのシフトアップは待機されるが、この期間中においても、変速開始車速Ｖsの算出処理は、繰り返し実行される（Ｓ４：ＮＯ，Ｓ１〜Ｓ３）。車両の走行時には、その走行加速度αが変化するが、制御部３は、そのような変化後の走行加速度αに基づいて変速開始車速Ｖsを常に算出し直している。したがって、変速開始車速Ｖsは、車両の実際の走行に対し、略リアルタイムで適切に対応した値とすることができる。
【００２３】
図３は、前記したステップＳ１〜Ｓ５の一連の制御が実行される場合のエンジン回転数の変化を示している。同図において、ラインＬ１は登坂路の走行時、ラインＬ２は平坦路の走行時、ラインＬ３は降坂路の走行時におけるエンジン回転数の変化を示している。まず、登坂路Ｌ１の場合においては、車両の走行加速度αが比較的小さいために、式１で求められる変速開始車速Ｖs（図３のＶs1）は高めの値となる。車速がこの変速開始車速Ｖs1に達した時刻tａにシフトアップが開始されると、その後の時刻tｂのシフトアップ完了時には、車速が許容最高速度Ｖmaxとなる。このことは、式1における(α・Ｔa)の値が、変速所要時間Ｔa中における速度の増加分に相当する値であることからも理解できる。
【００２４】
次いで、図３の平坦路Ｌ２の場合には、登坂路Ｌ１の場合よりも車両の走行加速度αが小さいために、変速開始車速Ｖs（Ｖs2）は、変速開始車速Ｖs1よりも低速となる。降坂路Ｌ３の場合には、車両の走行加速度αはさらに小さく、変速開始車速Ｖs（Ｖs３）はさらに低速となる。ただし、平坦路Ｌ２，Ｌ３のいずれの場合においても、登坂路Ｌ１の場合と同様に、時刻ｔｂのシフトアップ完了時には、車速が許容最高速度Ｖmaxとなる。理解のため具体例を挙げると、変速開始車速Ｖs1〜Ｖs3は、それぞれ４５km／h、４３km／h、４０km／hである。
【００２５】
このように、前記した一連の動作制御によれば、車両の走行路が登坂路、平坦路、降坂路のいずれであっても、シフトアップ動作時の最高車速を許容最高速度Ｖmaxとすることができる。したがって、エンジン回転数がレッドゾーンを超えることは適切に防止されることに加え、走行路が登坂路、平坦路、降坂路のいずれであるかによって、１速段による車両の最高車速が低速に抑えられる現象、すなわちエンジン回転数が低く抑えられる現象が生じないようにすることができる。その結果、エンジン１の能力を十分に引き出し、車両の走行性能を高めることが可能である。本実施形態によれば、急勾配の登坂路を走行する際に、１速段のまま、かなり高車速まで引っ張ることが可能である。
【００２６】
変速開始車速Ｖsは、既述したように、式１を用いた演算処理によって求められており、走行路の具体的な勾配（走行加速度αの具体値）に正確に対応させた値として無段階で求めることが可能である。したがって、登坂路をたとえば重登坂路と軽登坂路との２種類
の登坂路のみに区別して変速制御するような場合と比較すると、実情に合致したきめ細かな変速制御が可能となる。
【００２７】
その他、本実施形態によれば、自動変速機２の変速制御用の変速線図として、多くの変速線図を用いる必要もない。したがって、制御部に具備されているメモリに、多くの変速線図のデータを記憶させる必要がなく、メモリ容量確保に苦慮するといった不具合も回避できる。さらに、前記した変速制御によれば、車両やエンジン１の経年劣化に伴うトルク減などを反映した制御も行なわれることとなる。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両の変速制御装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【００２９】
上述した実施形態においては、変速開始車速Ｖsを決定するための手段として、式１を利用し、車両の走行加速度αをパラーメタとして変速開始車速Ｖsを直接演算したが、本発明はこれに限定されない。走行加速度αに代えて、エンジン回転数の上昇加速度の値を利用し、変速開始車速Ｖsに対応するエンジン回転数を求め、このエンジン回転数が変速開始車速Ｖsに対応する回転数に達した際に、シフトアップを開始させるようにしてもよい。自動変速機の変速段が一定に維持されている場合には、エンジン回転数と車速とは比例関係にあるため、車速や走行加速度αに代えて、エンジン回転数を代用することによって変速開始車速Ｖsを決定することが可能である。
【００３０】
上述した実施形態においては、本発明が意図する制御方式が、自動変速機の変速段を１速段から２速段に切替える場合のみに採用されているが、やはりこれに限定されない。２速段から３速段へのシフトアップ、あるいはこれ以外の変速段についてのシフトアップ動作についても、本発明が意図する制御方式を採用することが可能である。許容最高速度Ｖmaxの具体的な値は限定されない。許容最高速度Ｖmaxの具体的な値は、エンジン回転数のレッドゾーンに突入しない範囲、あるいはエンジンへの燃料供給カットを回避し得る範囲内などにおいて、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン
２  自動変速機
３  制御部（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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