(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、
該スリップ検出手段により車輪のスリップが検出されると、自動変速機の変速段を車輪のスリップが検出された時点における変速段からアップシフトするスリップ時変速手段と、
該スリップ時変速手段によるアップシフトによって車輪のスリップが検出されなくなると、前記スリップ時変速手段によるアップシフトが行われる前の時点で設定されているダウンシフト線よりも低車速側にダウンシフト線を設定するダウンシフト線設定手段と、
車両が走行している路面の勾配を検出する路面勾配検出手段と、
該路面勾配検出手段により検出された路面勾配に応じて、自動変速機の変速パターンを切換える変速パターン切換手段とを備え、
前記ダウンシフト線設定手段は、前記スリップ時変速手段によるアップシフトによって車輪のスリップが検出されなくなると、前記変速パターン切換手段によって切換可能な変速パターンに切換える自動変速機の制御装置において、
車輪のスリップ量或いは減速量の大きさが大きくなると、前記ダウンシフト線設定手段により設定されるダウンシフト線の低速側への変位量が大きくなるように変化することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
前記スリップ検出手段は、自動変速機の入力軸トルクから推定される推定減速度と車軸の回転数から検出される車輪の実際の減速度との差から車輪のスリップ量を検出することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置に関するものであり、特に、車輪のスリップを抑制する制御を実行する形式の自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、特開昭６３−１５９１４９号公報に開示されている技術がある。この公報には、駆動輪の回転数を検出する手段と、非駆動輪の回転数を検出する手段と、駆動輪と非駆動輪の回転数差が所定値を越えたときにトランスミッションのギヤ段をシフトアップする手段とを備えたエンジン・ブレーキ・システムが開示されている。
【０００３】
この技術によると、駆動輪と非駆動輪の回転数差を直接検出し、その差でどの程度のスリップ状態なのかを判断することとしたので、正確な判断をすることができる。そして、回転数差が所定値を越えたとき、すなわちいずれかの車輪がスリップしたときにギヤ段をシフトアップするので、エンジンブレーキをかけたときのブレーキ力が駆動輪の接地力より大きくなって、駆動輪がスリップした場合には車両のエンジンブレーキ力を低下させ、完全なスリップ状態に至るのを回避することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両がスリップ状態であると判断されてからアップシフトが行われて完全なスリップ状態が回避された直後に、変速パターンに基づいてダウンシフトすると、ダウンシフトによるエンジンブレーキ力が駆動輪の接地力より大きくなってしまい、駆動輪が再びスリップしてしまう可能性が高く、車両の安定性を確保することが困難である。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、変速段をアップシフトすることによって車輪のスリップを抑制する形式の自動変速機において、可及的に車両を安定させることが可能な自動変速機の制御装置を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、スリップ検出手段により車輪のスリップが検出されると、自動変速機の変速段を車輪のスリップが検出された時点における変速段からアップシフトするスリップ時変速手段と、スリップ時変速手段によるアップシフトによって車輪のスリップが検出されなくなると、スリップ時変速手段によるアップシフトが行われる前の時点で設定されているダウンシフト線よりも低車速側にダウンシフト線を設定するダウンシフト線設定手段と、車両が走行している路面の勾配を検出する路面勾配検出手段と、路面勾配検出手段により検出された路面勾配に応じて、自動変速機の変速パターンを切換える変速パターン切換手段とを備え、ダウンシフト線設定手段は、スリップ時変速手段によるアップシフトによって車輪のスリップが検出されなくなると、変速パターン切換手段によって切換可能な変速パターンに切換える自動変速機の制御装置において、車輪のスリップ量或いは減速量の大きさが大きくなると、ダウンシフト線設定手段により設定されるダウンシフト線の低速側への変位量が大きくなるように変化することを特徴とする自動変速機の制御装置とした。
【０００７】
請求項１によると、車輪がスリップすると、スリップ時変速手段により自動変速機の変速段をアップシフトすることで車両のエンジンブレーキ力が低下し、エンジンブレーキによるブレーキ力が路面と車輪の間の接地力よりも小さくなると、車輪はスリップしなくなる。車輪のスリップが検出されなくなると、ダウンシフト線設定手段によってスリップ時変速手段によるアップシフトが行われる前の時点で設定されているダウンシフト線よりも低車速側にダウンシフト線が設定される。これによって、車輪のスリップが検出されなくなってからダウンシフト線設定手段により新たに設定されたダウンシフト線に達するまでは、アップシフトされた変速段、つまりエンジンブレーキ力を低下させた状態の変速段で車両が走行することになる。したがって、車輪のスリップが回避された直後に変速段がダウンシフトされることがなくなり、車両の安定性を確保することが可能になる。
【０００９】
さらに、ダウンシフト線設定手段が、変速パターン切換手段によって切換可能な変速パターンからダウンシフト線が低車速側となるような変速パターンに切換えるようにすることで、元々路面勾配に応じて設定されている変速パターンを用いることができ、ダウンシフト線設定手段による余分なダウンシフト線の設定が不要になり、好適である。
【００１２】
さらに、車輪のスリップ量或いは減速量の大きさが大きくなると、ダウンシフト線設定手段により設定されるダウンシフト線の低速側への変位量が大きくなるように変化させるので、車輪のスリップの回避後に確実にエンジンブレーキ力を低下させることができ、好適である。
【００１３】
請求項２の発明は、スリップ検出手段を具体的に示したものであり、請求項１において、スリップ検出手段は、自動変速機の入力軸トルクから推定される推定減速度と車軸の回転数から検出される車輪の実際の減速度との差から車輪のスリップ量を検出するようにしたことである。
【００１４】
請求項２によると、車両の各車輪毎の回転数を検出することなく車輪のスリップを検出することができるので、スリップの検出に必要な回転数センサの数が多くなることがなくなる。また、推定減速度と実際の減速度との差からスリップを検出することで、車輪のスリップを精度よく検出することができる。
【００１５】
尚、本発明における車輪のスリップとは、車両の走行時に、車両のエンジンブレーキ力が車輪と走行路面との間の接地力より大きくなって、車輪の回転に対して車両が実際に移動する距離が大きくなる状態となることを意味する。
【００１６】
本発明におけるスリップ量とは、車輪の回転に対する車両の実際の移動距離を数値として表したものであり、車輪の回転と車両の実際の移動距離との差が大きいほど、スリップ量は大きくなる。また、減速量とは、エンジンブレーキ力によって車両が減速される大きさのことであり、車両のエンジンブレーキ力が大きいほど、減速量は大きくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態における自動変速機の制御装置及びその周辺の装置を示す概略図である。前進５段の遊星歯車式自動変速機１０と、エンジン２０と、自動変速機１０とエンジン２０との間の動力を伝達するトルクコンバータ３０と、所望の変速段を画成すべく自動変速機１０内の図示しない摩擦係合要素を係合・非係合する油圧制御装置４０と、排気ブレーキ２２と、車両の各種信号を入力するとともに入力された信号に基づいてエンジン２０の作動や自動変速機１０の変速制御、更に排気ブレーキ２２のオン・オフ作動を制御する制御ユニット５０とを備えており、制御ユニット５０内に自動変速機１０の制御装置が含まれている。尚、油圧制御装置４０内には図示しない複数の電磁弁が配設されており、変速指令に基づいて制御ユニット５０がこれら電磁弁の通電を制御することによって摩擦係合要素に供給される油圧を制御して所望の変速段を達成するものである。また、トルクコンバータ３０には、トルクコンバータ３０の入力側と出力側とを直結可能な図示しないロックアップクラッチが内蔵されており、車両の状況に応じてロックアップクラッチのオン・オフの切換えが行われる。更に、出力軸１１はディファレンシャル６０を介して車軸６１と連結されている。車軸６１の両端には車輪６２が取り付けられている。
【００１８】
排気ブレーキ２２は、エンジン２０の排気管２２ａに設けられていて、排気ブレーキ２２のオン時には自動変速機１０との協働作用によって所望のエンジンブレーキ作用が得られるようになっている。尚、エンジン２０の吸気管２１ａには図示しないアクセルペダルと連動するスロットルバルブ２１が設けられている。
【００１９】
制御ユニット５０には、各種センサからの信号が車両の各種信号として入力される。各種センサとして、自動変速機１０の出力軸１１の回転速度を検出する出力軸回転センサ５１、スロットルバルブ２１のスロットル開度θを検出するスロットルセンサ５２、路面の勾配αを検出する路面勾配検出手段である路面勾配センサ５３、入力軸１２のトルクを検出するトルク検出センサ５４が設けられている。スロットル開度θは運転者によって操作されるアクセルペダルの踏込み量に比例した開度である。そして、制御ユニット５０は本発明における自動変速機の制御装置であって、車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、自動変速機１０の変速段を車輪のスリップが検出された時点における変速段からアップシフトするスリップ時変速手段と、スリップ時変速手段によるアップシフトが行われる前の時点で設定されているダウンシフト線よりも低車速側にダウンシフト線を設定するダウンシフト線設定手段と、路面勾配センサ５３により検出された路面勾配に応じて自動変速機１０の変速パターンを切換える変速パターン切換手段とを備えている。
【００２０】
制御ユニット５０は、車速Ｖとスロットル開度θに基づいてアップシフト及びダウンシフト変速を行なう通常変速パターンと、スロットル開度θが所定開度以下（アクセルペダルがオフのときに相当）且つ走行路面が降板である車両の減速状態時において路面勾配αと車速Ｖに基づいて変速を行なう図２に示す減速時変速パターンの２つの変速パターンを設定している。図２ではダウンシフト変速線のみを示し、アップシフト変速線を省略している。減速時変速パターンは、図２に示すように路面勾配αを０からα１、α１からα２、α２からα３、α３からα４、α４からα５及びα５以上、の６つの領域に分けて、それぞれの領域で異なる変速パターンとなるように６つの減速時変速パターンを設定している。このように、減速時変速パターンとして路面勾配αの大きさに応じた６つの変速パターンが設定されており、路面勾配αが降板方向に大きくなるに従ってエンジンブレーキ力を増大させる方向に変速線を設定している。つまり、路面勾配αが降板方向に大きくなるに従ってダウンシフト線が高車速側となるように、減速時変速パターンが設定されている。尚、本実施の形態では、車速Ｖは自動変速機１０の出力軸回転センサ５１からの信号に基づいて演算される。また、減速時変速パターンに従って変速する際には、ロックアップクラッチのオン・オフ及び排気ブレーキ２２のオン・オフも路面勾配αと車速Ｖに従って切換えられるように設定されている。
【００２１】
制御ユニット５０にて行なわれる自動変速機１０の変速制御のうち、本発明に関係する変速制御について、図３のフローチャートを用いて説明する。この制御は所定の時間毎に開始され、ステップ１０１にて路面勾配α、車速Ｖ、スロットル開度θ（アクセル開度）等の各種信号が制御ユニット５０に入力される。そして、ステップ１０２にて路面勾配αに基づき、車両が走行している路面が降板（下り坂）であるか否かを判断する。走行路面が降板であると判断されるとステップ１０２でＹｅｓと判断され、ステップ１０３に進む。ステップ１０３ではアクセルペダルがオフ、つまり運転者がアクセルペダルを踏んでいないか否かを判断する。アクセルペダルがオフであると判断されると、ステップ１０４に進んで減速時変速パターンによる変速指令に従って変速する。減速時変速パターンについて説明する。路面が降板の場合には路面勾配に応じた重力加速度が車両の進行方向に付加されることで平坦路に比べて車両の減速度が小さくなってしまうため、平坦路と同じ通常の変速パターンで降板を走行中には車両のエンジンブレーキ力に対する車両の減速度が十分に得られなくなってしまう。そこで、通常の変速パターンに対してエンジンブレーキ力が増大する方向に自動変速機１０の変速パターンを設定する減速時変速パターンに従って変速することで、通常の変速パターンに比べて高車速側でダウンシフトを行なうようにしている。これによってエンジンブレーキ力が増大し、降板であっても適正な減速度で車両を減速させることが可能になる。
【００２２】
上述したステップ１０４にて、路面勾配αに応じた減速時変速パターンによる変速指令に従って変速しながら車両が走行すると、ステップ１０５に進んで車輪のスリップ状態を検出する。車輪のスリップは、自動変速機１０の入力軸１２のトルクから推定される推定減速度と車軸６１の回転数から検出される車両の実際の減速度との差から検出される。推定減速度は、入力軸１２のトルクにギヤ比とデフ比（ディファレンシャル６０の減速比）を積した値を、車輪６２の半径と車両重量で割ることによって得られる。また、実際の減速度は、単位時間当たりの出力軸１１の回転数の変化量に、車輪６２の円周距離を積することによって得られる。そして、車輪６２のスリップは上記のように得られた推定減速度と実際の減速度との差を時間で積分することにより算出される。そしてステップ１０６で、ステップ１０５にて算出された車輪６２のスリップ量が所定量Ａより大きいか否かを判断する。所定量Ａは非常に小さい量であり、ステップ１０５で算出されたスリップ量が所定量Ａより大きいときには車輪６２が確実にスリップしていると判断できる量である。
【００２３】
ステップ１０６にてスリップ量が所定量Ａより大きいと判定されると、車輪６２がスリップしていると判断し、ステップ１０７のスリップ時変速制御に進む。スリップ時変速制御について図４のフローチャートを用いて説明する。スリップ時変速制御が実行されると、ステップ２０１にてロックアップクラッチがオンされているか否かを判断し、オンされているときにはステップ２０２に進んでロックアップクラッチをオフしてからステップ２０３に進み、オンされていなければ直接ステップ２０３に進む。ステップ２０３では排気ブレーキ２２がオンされているか否かを判断し、オンされているときにはステップ２０４に進んで排気ブレーキ２２をオフしてからステップ２０５に進み、オンされていなければ直接ステップ２０５に進む。そして、ステップ２０５で、目標の変速段を現在の変速段から１段シフトアップした変速段に設定する。尚、ステップ２０５での目標変速段の設定時に自動変速機１０がダウンシフト側に変速中である場合には、変速直前の変速段を現在の変速段として設定する。次に、ステップ２０６にて自動変速機１０がダウンシフト側に変速中であるか否かを判断し、ダウンシフト側への変速中でないと判断した場合、つまり変速が行われていない場合或いはアップシフト側への変速中である場合にはステップ２０９に進んでアップシフト側への変速を実行し、ステップ２１０にてアップシフト側への変速が終了されたと判断されるとステップ２１１に進む。ステップ２０６にてダウンシフト側への変速中であると判断されると、ステップ２０７に進んで戻し変速処理が行われる。戻し変速処理とは、ダウンシフト側への変速を行なわずに元の変速段に戻すための処理であり、自動変速機１０がアップシフト側へ変速するのと同等の処理である。ステップ２０８にて戻し変速処理が終了したと判断されるとステップ２１１に進み、スリップ時変速制御を開始した時点におけるスリップ量を記憶する。そしてステップ２１２にて再びステップ１０５と同様のスリップ量の算出を行い、ステップ２１３にてスリップ量が所定量Ｂより小さいか否かを判断する。所定量Ｂは非常に小さい量であって、ステップ１０６における所定量Ａと同等或いは所定量Ａより小さい量である。つまり所定量Ｂは、スリップ量が所定量Ｂより小さいときには車輪６２がスリップしていないと判断できる量である。ステップ２１３でスリップ量が所定量Ｂ以上と判断されると、車輪６２のスリップが回復していない（車輪６２は未だスリップし続けている）と判定してステップ２１４に進み、ステップ２０５で設定した目標変速段を保持する。目標変速段が保持されることで車両のエンジンブレーキ力が低下し、エンジンブレーキによるブレーキ力が路面と車輪６２の間の接地力よりも小さくなって車輪６２がスリップしなくなるとステップ２１３でスリップ量が所定量Ｂよりも小さいと判断し、図４のフローチャートを終了して、図３のステップ１０８へと進む。
【００２４】
ステップ１０８では、自動変速機１０のダウンシフト線が切換えられる。ステップ１０８では、減速時変速パターンとして設定されている６つの変速パターンの中から、ステップ１０４で設定した変速パターンに対してダウンシフト線が低車速側に設定されている変速パターンを選択する。例えば、走行路面がα４からα５の範囲内にあるときには、ステップ１０４では路面勾配がα４からα５の領域の変速パターンに従って変速し、ステップ１０７のスリップ時変速制御が終了すると、路面勾配がα４からα５の範囲内にあっても路面勾配がα４より小さい領域の変速パターンに切換えられる。ステップ１０８において、どの変速パターンに切換えられるかは、図４のステップ２１１で記憶されたスリップ量の大きさによって決定される。つまり、スリップ量が大きい程、ダウンシフト線の低車速側への変位量が大きくなるように変速パターンが切換えられる。これ以外にも、車輪６２のスリップ時における車輪６２の減速量の大きさによって、ダウンシフト線の低車速側への変位量を変化させるように変速パターンを切換えてもよい。ステップ１０８におけるダウンシフト線の切換により、スリップ時変速制御が終了した直後にダウンシフトが実行されて再び車輪６２がスリップしてしまうのを防止することができる。
【００２５】
本実施の形態において、路面勾配αが０からα１の範囲内にあるときにおけるダウンシフト線よりも低車速側にはダウンシフト線が設定されていないので、路面勾配αが０からα１の範囲内で車輪６２のスリップが発生した場合には、スリップの回復後にダウンシフト線を低車速側へ切換えることはできない。したがって、このような場合にはスリップの回復後にはダウンシフト線が低車速側に切換えられない。しかしながら、車輪６２のスリップが発生するのは路面勾配αが比較的急降板の場合であるので、実際には路面勾配αが０からα１の範囲内で車輪６２がスリップすることはほとんどない。また、必要であれば路面勾配αが０からα１の範囲内で車輪６２がスリップした場合に、スリップの回復後にダウンシフト線が低車速側となるように新たなダウンシフト線を設定してもよい。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨に沿った形態であればよい。例えば、路面勾配αによらずスリップ時変速制御を実行するようにしてもよい。この場合、スリップ時変速制御後に設定されるダウンシフト線をスリップ時変速制御専用に設定すればよい。また、路面勾配αをセンサ５３で直接検出するのではなく、自動変速機１０の入力軸トルク等から計算により算出するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によると、車輪のスリップが検出されなくなってからダウンシフト線設定手段により新たに設定されたダウンシフト線に達するまでは、アップシフトされた変速段、つまりエンジンブレーキ力を低下させた状態の変速段で車両が走行することになる。したがって、車輪のスリップが回避された直後に変速段がダウンシフトされることがなくなり、車両の安定性を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における自動変速機の制御装置に係る概略図である。
【図２】本実施の形態における自動変速機の制御を示すフローチャートである。
【図３】減速時変速パターンを示す図である。
【図４】図２のスリップ時変速制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・自動変速機
２０・・・エンジン
２２・・・排気ブレーキ
３０・・・トルクコンバータ
４０・・・油圧制御装置
５０・・・制御ユニット（制御装置）
５３・・・路面勾配センサ（路面勾配検出手段）
６０・・・ディファレンシャル
６１・・・車軸
６２・・・車輪
【図１】
0004810760.tif 000002
【図２】
0004810760.tif 000003
【図３】
0004810760.tif 000004
【図４】
0004810760.tif 000005