(57)【要約】【課題】特にコーナリング中に限ることなく車両の運転状態を十分に反映して変速制御し、車両の走行安定性を良好に保ちつつ、車両性能を十分に発揮させることができ、自然なドライブフィーリングを実現する。【解決手段】Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、各センサ、各スイッチ、路面μ、路面勾配等の信号を基に変速制御を実行する。変速制御は、基本的にスロットル開度と車速とで定められる変速段マップに従って制御されるが、前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙを基に設定し、路面μと路面勾配とで補正して演算する変速判定値Ｃvecの値が、予め前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙで設定する判定領域上のアップシフト禁止領域にある場合はアップシフトを禁止する。また、変速判定値Ｃvecの値が、判定領域上に設けたダウンシフト領域にある場合はダウンシフトを実行させるべく制御信号を駆動回路に出力する。【選択図】図２
2007177966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
車両の前後加速度を検出する前後加速度検出手段と、
上記横加速度と上記前後加速度との関係から変速判定値を設定する変速判定値設定手段と、
上記変速判定値が、予め上記横加速度と上記前後加速度とで設定する判定領域に設けたアップシフトを禁止するアップシフト禁止領域に存在する際には変速機によるアップシフトを禁止させる変速制御手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を有し、
上記変速判定値設定手段は、上記変速判定値を上記路面摩擦係数で補正して設定することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項３】
路面勾配を推定する路面勾配推定手段を有し、
上記変速判定値設定手段は、上記変速判定値を上記路面勾配で補正して設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項４】
上記判定領域は、車両の略直進加速状態を判定する直進加速判定領域を有し、
上記変速制御手段は、上記変速判定値が上記直進加速判定領域に存在する場合は、アップシフトを許可することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項５】
上記判定領域は、車両の略直進急減速状態を判定する直進急減速判定領域を有し、
上記変速制御手段は、ブレーキが作動して上記変速判定値が上記直進急減速判定領域に存在する場合は、ダウンシフトを実行させることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の自動変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運動状態に応じて適切な変速制御を行う自動変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動変速機の変速制御としては、複数の変速線図（マップ）を設定し、このマップに従って変速段の切り換えを行うものが一般的に知られている。こうした、変速制御では、特に、コーナリング中等においてアップシフトが行われると、駆動力の変化が生じ、車両の挙動が不安定になる場合がある。
【０００３】
このため、例えば、特開平８−１５２０５９号公報では、コーナリング中の車両運転性の向上、及び、運転者への違和感の発生を抑制するべく、コーナリング中における変速制御において、コーナリング中の横加速度が所定以下のときに、アップシフトやダウンシフト等を許可する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１５２０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に示すような、コーナリング中の横加速度の値のみでアップシフトやダウンシフトの許可を判定する技術では、様々な走行を呈する車両運動に対し、的確に精度良く対応できないという問題がある。例えば、コーナリング中にブレーキを踏んで減速している場合には、横加速度が所定以下の領域でも、車両の挙動が不安定となる虞がある。これは、タイヤのグリップ力の限界に対して、ブレーキによる減速度分だけ余裕が無くなる為である。また、これとは逆に、横加速度が所定以上の領域であっても、タイヤのグリップ限界に十分余裕が有れば、アップシフトが可能な場合も存在する。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特にコーナリング中に限ることなく車両の運転状態を十分に反映して変速制御し、車両の走行安定性を良好に保ちつつ、車両性能を十分に発揮させることができ、自然なドライブフィーリングを実現することが可能な自動変速機の変速制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、車両の前後加速度を検出する前後加速度検出手段と、上記横加速度と上記前後加速度との関係から変速判定値を設定する変速判定値設定手段と、上記変速判定値が、予め上記横加速度と上記前後加速度とで設定する判定領域に設けたアップシフトを禁止するアップシフト禁止領域に存在する際には変速機によるアップシフトを禁止させる変速制御手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による自動変速機の変速制御装置は、特にコーナリング中に限ることなく車両の運転状態を十分に反映して変速制御し、車両の走行安定性を良好に保ちつつ、車両性能を十分に発揮させることができ、自然なドライブフィーリングを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１乃至図６は本発明の実施の一形態を示し、図１は自動変速機の変速制御装置の概略構成を示す説明図、図２は変速制御のフローチャート、図３は変速判定値と判定領域を示す説明図、図４はスロットル開度と車速とで定められる変速段マップの一例を示す説明図、図５は判定領域に設けたダウンシフト領域の説明図、図６は図３とは異なる判定領域の説明図である。
【０００９】
図１において、符号１はエンジンを示し、このエンジン１の吸気系には、スロットルバルブを内設したスロットルボディ２が介装され、このスロットルボディ２の上流側にエアフローメータ３を介してエアークリーナ４が取付けられている。
【００１０】
また、エンジン１の出力側には自動変速機５が設けられており、この自動変速機５は、トルクコンバータ６、変速機構部７、油圧回路８、制御部（トランスミッションコントロールユニット、以下、トランスミッションをＴ／Ｍと略称）９とから主要に構成されている。
【００１１】
変速機構部７は、例えば、前進４段、後退１段に形成され、変速を行なうための各種油圧クラッチや、各種油圧ブレーキ等が設けられている。
【００１２】
油圧回路８は、Ｔ／Ｍコントロールユニット９によりＯＮ−ＯＦＦされる変速制御用のソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１や、トルクコンバータ６のロックアップ制御用の図示しないロックアップソレノイド等の複数のソレノイドと、これらソレノイドにより開閉され油圧経路を所定に形成する複数のバルブが設けられている。すなわち、公知の如く、前進４段の変速は、ソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１のＯＮ−ＯＦＦの組合わせで形成される油圧経路で変速機構部７の所定の油圧クラッチが動作され行なわれる。また、ロックアップソレノイドのＯＮ−ＯＦＦにより形成される油圧経路でロックアップクラッチが動作され、トルクコンバータ６のロックアップの実行、解除が行なわれる。
【００１３】
Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、マイクロコンピュータとその周辺回路で構成されており、このＴ／Ｍコントロールユニット９には、スロットルボディ２に設けられたスロットルバルブの開度θthを検出するスロットル開度センサ１２、Ｔ／Ｍ出力軸５ａの回転数を車速Ｖとして検出する車速センサ１３、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度検出手段としての前後加速度センサ１４、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度検出手段としての横加速度センサ１５等のセンサと、シフトレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ１６、ブレーキペダルのＯＮ−ＯＦＦを検出するブレーキスイッチ１７等のセンサが接続されている。
【００１４】
また、車両には、路面摩擦係数（以下、路面μと略称し、符号はμで示す）を推定する路面摩擦係数推定手段としての路面μ推定装置２１と、路面勾配ＳＬを推定する路面勾配推定手段としての路面勾配推定装置２２が設けられており、これら路面μ推定装置２１からの路面μと、路面勾配推定装置２２からの路面勾配ＳＬは、Ｔ／Ｍコントロールユニット９に入力される。
【００１５】
路面μ推定装置２１は、例えば、本出願人が特開平８−２２７４号公報で開示した方法、すなわち、車速、ハンドル角、実ヨーレートを用いて車両の横運動の運動方程式に基づき、前後輪のコーナリングパワーを非線形域に拡張して推定し、高μ路での前後輪の等価コーナリングパワーに対する推定した前後輪のコーナリングパワーの比を基に路面状況に応じて路面μを推定する。
【００１６】
また、路面勾配推定装置２２は、例えば、車速Ｖの設定時間毎の変化率より求めた前後加速度Ｇｘ（m/s２）と前後加速度センサ値Ｇxsを用いて次の（１）式により路面勾配ＳＬ（％）を演算する。重力加速度をｇ（m/s２）とし、路面勾配の登り方向を（＋）として、
路面勾配ＳＬ＝（前後加速度センサ値Ｇxs−前後加速度Ｇｘ）／ｇ・１００
…（１）
尚、路面μと路面勾配ＳＬの推定方法は、上述の方法に限るものではなく、他の方法、例えば、路面μは車両前方を撮影するカメラ（図示せず）からの画像情報を基に得るようにしても良く、また、路面勾配ＳＬはナビゲーション装置（図示せず）から得られる高度情報を基に演算するようにしても良い。
【００１７】
また、Ｔ／Ｍコントロールユニット９からの出力信号は、図示しない駆動回路に出力されて、ソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１等の複数のソレノイドを制御可能に接続されている。
【００１８】
Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、各センサ１２，１３，１４，１５、インヒビタスイッチ１６、ブレーキスイッチ１７、路面μ推定装置２１、路面勾配推定装置２２から入力される信号を基に、後述の図２に示す変速制御のプログラムに従って、変速制御を実行する。この変速制御は、基本的にスロットル開度と車速とで定められる変速段マップに従って制御されるが、前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙを基に設定し、路面μと路面勾配ＳＬとで補正して演算する後述の変速判定値Ｃvecの値が、予め前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙで設定する判定領域（後述する）上のアップシフト禁止領域にある場合はアップシフトを禁止する。また、変速判定値Ｃvecの値が、判定領域上に設けたダウンシフト領域にある場合はダウンシフトを実行させるべく、制御信号をソレノイドＡ１０、ソレノイドＢ１１等を駆動させる駆動回路に出力する。すなわち、Ｔ／Ｍコントロールユニット９は、変速判定値設定手段と変速制御手段としての機能を有して構成されている。
【００１９】
尚、Ｔ／Ｍコントロールユニット９では、上述の変速制御以外に、ロックアップ制御、ライン圧制御、変速タイミング制御、…等、その他の自動変速機５に必要な制御も実行する。
【００２０】
次に、Ｔ／Ｍコントロールユニット９で実行される変速制御を図２、図４のフローチャートで説明する。    
図２のフローチャートは、所定時間毎に実行され、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、変速制御に必要なパラメータ、すなわち、スロットル開度θth、車速Ｖ、前後加速度センサ値Ｇxs、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、シフトレンジ位置、ブレーキペダルのＯＮ−ＯＦＦ信号、路面μ、路面勾配ＳＬの各信号を読み込む。
【００２１】
次いで、Ｓ１０２に進み、前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙを基に変速判定値Ｃvecを演算し、この変速判定値Ｃvecを、路面勾配ＳＬ、路面μで補正する。
【００２２】
具体的には、変速判定値Ｃvecは、図３のＣvec1〜Ｃvec3に示すように、前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙの平面上に示されるベクトル値であり、スカラー量Ｖｅと角度θｖとで表現される値となっている。従って、変速判定値Ｃvecのスカラー量Ｖｅは、
Ｖｅ＝（Ｇｘ２＋Ｇｙ２）１／２      …（２）
角度θｖは、
θｖ＝arctan（Ｇｘ／Ｇｙ）      …（３）
【００２３】
また、路面μと路面勾配ＳＬによる補正を考慮すると、（２）式は、例えば、以下の（４）式となる。  
Ｖｅ＝（（Ｇｘ＋ｇ・sin（ＳＬ／１００））２＋Ｇｙ２）１／２  ／μ    …（４）
【００２４】
次いで、Ｓ１０３に進むと、変速段マップを基に、変速位置を設定する。変速段マップは、例えば、図４に示すように、スロットル開度と車速による変速スケジュールが、各変速段毎に予め設定されている。
【００２５】
次に、Ｓ１０４に進むと、ブレーキスイッチ１７がＯＮか否か判定される。  
この判定の結果、ブレーキスイッチ１７がＯＦＦの場合は、Ｓ１０５に進み、Ｓ１０３の変速段マップの判定の結果がアップシフトであるか否か判定し、アップシフトでない場合はＳ１０８に進み、変速位置を出力してプログラムを抜ける。
【００２６】
逆に、Ｓ１０５でアップシフトの場合は、Ｓ１０６に進み、Ｓ１０２で演算した変速判定値Ｃvecが、予め設定しておいた判定領域のアップシフト許可領域か否か判定する。この判定領域は、例えば、図３に示すように設定されており、摩擦円から考慮し設定したタイヤグリップ限界の内側にアップシフトによる駆動力の変動があっても十分に車両が安定性を保ちうるアップシフト許可領域を予め実験、計算等により設定したものである。また、この判定領域では、前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙとの関係から略正のＧｘ軸に近い領域に直進加速判定領域が設けられており、この直進加速判定領域では、アップシフトが許可される。
【００２７】
Ｓ１０６の判定の結果、変速判定値Ｃvecが、アップシフト許可領域にあると判定された場合、例えば、図３におけるＣvec1、或いは、Ｃvec3（直進加速判定領域内）の場合は、Ｓ１０８に進み、変速位置を出力してプログラムを抜ける。
【００２８】
また、Ｓ１０６の判定の結果、変速判定値Ｃvecが、アップシフト許可領域にないと判定された場合（図３中の斜線で示す、アップシフト禁止領域にあると判定された場合、例えば、Ｃvec2のような場合）は、Ｓ１０７に進み、Ｓ１０３で設定される変速段をアップシフト前の位置に変更し、Ｓ１０８に進み、変速位置を出力してプログラムを抜ける。
【００２９】
一方、上述のＳ１０４でブレーキスイッチ１７がＯＮの場合は、Ｓ１０９に進み、変速判定値Ｃvecが、判定領域に予め設けたダウンシフト領域にあるか否か判定する。このダウンシフト領域は、図５の斜線の領域に示すように、前後加速度Ｇｘと横加速度Ｇｙとの関係から負のＧｘ軸のタイヤグリップ限界近傍から外側の領域に設けられており、このダウンシフト領域では、アップシフトすることなくダウンシフトとする信号が出力されるようになっている。つまり、車両が略直進急減速状態にあるときには運転者が強めのブレーキをかけていると判断して、減速度を稼ぐために、Ｓ１０３にて変速マップに基づいて求めた変速位置よりも更にダウンシフトした位置に設定するようになっている。
【００３０】
Ｓ１０９の判定の結果、変速判定値Ｃvecが、ダウンシフト領域にないと判定された場合（例えば、図５におけるＣvec5の場合）は、Ｓ１０５からの判定を繰り返し、逆に、ダウンシフト領域と判定された場合（例えば、図５におけるＣvec4の場合）は、Ｓ１１０に進み、変速位置をダウンシフトした位置に設定し、Ｓ１０８に進み、変速位置を出力してプログラムを抜ける。
【００３１】
このように本発明の実施の形態によれば、単に、横加速度のみならず、前後加速度をも考慮して、総合的にアップシフトの許可、不許可を判定するようになっているため、特にコーナリング中に限ることなく車両の運転状態を十分に反映して変速制御し、車両の走行安定性を良好に保ちつつ、車両性能を十分に発揮させることができ、自然なドライブフィーリングを実現することが可能となる。
【００３２】
また、判定領域に直進加速判定領域や直進急減速判定領域を設け、これらの状態に応じたシフトアップの許可（直進加速判定領域）、強制的なダウンシフト（直進急減速判定領域）が行えるので、レスポンスの良い自然な変速制御が行える。
【００３３】
尚、本実施の形態においては、判定領域は、角度とスカラー量を判定する領域で形成するものを例として説明しているが、例えば、図６に示すように、単純な２次元マップ上の領域で判定するものあっても良い。
【００３４】
また、本実施の形態では、基本的な変速段を図４に示すような変速段マップで設定する例で説明しているが、他の変速段マップであってももちろん良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】自動変速機の変速制御装置の概略構成を示す説明図
【図２】変速制御のフローチャート
【図３】変速判定値と判定領域を示す説明図
【図４】スロットル開度と車速とで定められる変速マップの一例を示す説明図
【図５】判定領域に設けたダウンシフト領域の説明図
【図６】図３とは異なる判定領域の説明図
【符号の説明】
【００３６】
１    エンジン
５    自動変速機
６    トルクコンバータ
７    変速機構部
８    油圧回路
９    Ｔ／Ｍコントロールユニット（変速判定値設定手段、変速制御手段）
１０    ソレノイドＡ
１１    ソレノイドＢ
１２    スロットル開度センサ
１３    車速センサ
１４    前後加速度センサ（前後加速度検出手段）
１５    横加速度センサ（横加速度検出手段）
１６    インヒビタスイッチ
１７    ブレーキスイッチ
２１    路面μ推定装置（路面摩擦係数推定手段）
２２    路面勾配推定装置（路面勾配推定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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