JP3085436B2 - 自動変速機の変速比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車速情報と予測された
アクセル操作量情報を用いて変速ギア比を決定する自動
変速機の変速比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機の変速比制御装置とし
ては、例えば、特開平４−１２５３５６号公報等に記載
のものが知られている。

【０００３】上記従来出典には、図８に示すように、ア
クセル開度センサからのアクセル開度検出値と車速セン
サからの車速検出値を予め設定される変速パターンと対
比しすることにより変速ギア比（ギア位置）を決定して
自動変速を行なう装置が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動変速機の変速比制御装置にあっては、変速ギア
比がドライバーのアクセル操作量により決定されるもの
であるため、実際のアクセル操作量が変速パターンの変
速線を横切らない限り変速が行なわれず、ドライバーの
アクセル操作に現われる変速期待に沿った変速が必ずし
も行なわれるとは限らないという問題がある。

【０００５】例えば、ドライバーが加速したくてアクセ
ルの踏み込み操作をしても、自動変速機自体の回転部分
のイナーシャやクラッチ，バンド等の締結，解放等に時
間を要し、即座に変速ギア比が変化しないのが実情であ
る。

【０００６】一方、最近の自動変速機には複数の変速パ
ターンが用意されており、市街地走行や山岳路走行等に
よって最適な変速パターンを任意に選択して運転するシ
ステムが存在している。また、一部の機種においては、
アクセル操作量等から運転のしかたを判断し、それによ
り自動的に最適な変速パターンに切り替えるシステムも
存在している（特開昭６０−１７５８５８号公報等参
照）。

【０００７】しかし、複数の変速パターンが存在してい
ても上記のように変速機自体が持つ機械的な遅れは回避
されず、変速パターンの選択によりある程度変速期待に
沿った変速となるが、必ずしも変速期待に対して満足で
きる変速が達成されるとは限らない。

【０００８】そこで、これらの問題を解決するために、
ドライバーのアクセル操作を予測し、自動変速機の機械
的な動作の遅れを補償するべく、早めにアクセル操作量
を指示することが考えられる。しかし、アクセル操作量
の予測は、ドライバーの意志に基づくアクセルの変化を
予測するものであり、ドライバーの意志に大きく依存し
ており、アクセル開度の予測は容易なものではない。

【０００９】すなわち、一般的に山岳路ではコーナや坂
の登り下りでアクセル操作が頻繁になり、アクセル操作
予測が困難になる。一方、市街地のような平坦で制限速
度が５０km/h程度で、信号毎に発進停止を繰り返して走
行する走行パターンの場合等では、アクセル操作が穏や
かで、アクセル操作予測が行ないやすい。

【００１０】このように、走行する道路や走行のしかた
によってアクセル操作の予測が困難であったり容易であ
ったりすることで、実際の走行状況に応じてアクセル操
作の予測手法を変更することが考えられる。

【００１１】しかし、この予測手法による場合にもしば
らく走行しなければ走行状況を把握することができず、
乗ってすぐ、アクセル操作予測によるきびきびした走り
を体感することができない。

【００１２】本発明は、上記課題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、車速情報と予測された
アクセル操作量情報を用いて変速ギア比を決定する自動
変速機の変速比制御装置において、変速パターンの選択
と同時に、選択された変速パターンでの走り方に合致す
る良好な運転性を即座に確保できる変速比制御を達成す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の自動変速機の変速比制御装置では、図１のクレ
ーム対応図に示すように、車速を検出する車速検出手段
ａと、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手
段ｂと、アクセル操作状況に基づき未来のアクセル操作
量を予測するアクセル操作量予測値算出手段ｃと、車速
情報とアクセル操作量情報に対する変速ギア比が予め設
定されている複数の変速パターンｄと、運転状況やドラ
イバーにより前記複数の変速パターンｄの中から１つの
変速パターンを選択する変速パターン選択手段ｅと、前
記車速検出手段ａからの車速情報と前記アクセル操作量
予測値算出手段ｃからのアクセル操作量情報とを前記選
択された変速パターンｄと対比して変速ギア比を決定す
る変速ギア比決定手段ｆと、前記選択された変速パター
ンがシフトアップしにくいパワー指向の変速パターンで
あるほど前記アクセル操作量予測値算出手段ｃで予測範
囲を狭めてアクセル操作量予測値を算出するように変更
するアクセル操作量予測範囲変更手段ｇと、を備えてい
ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】走行時には、変速パターン選択手段ｅにおい
て、運転状況やドライバーにより予め設定されている複
数の変速パターンｄの中から１つの変速パターンが選択
される。そして、アクセル操作量予測値算出手段ｃにお
いて、アクセル操作量検出手段ｂからの検出情報により
得られるアクセル操作状況に基づき未来のアクセル操作
量が予測され、変速ギア比決定手段ｆにおいて、車速検
出手段ａからの車速情報とアクセル操作量予測値算出手
段ｃからのアクセル操作量情報とを選択されている変速
パターンｄと対比して変速ギア比が決定される。

【００１５】この変速比制御でアクセル操作量を予測す
る場合、アクセル操作量予測範囲変更手段ｇにおいて、
選択された変速パターンがシフトアップしにくいパワー
指向の変速パターンであるほど予測範囲を狭めてアクセ
ル操作量予測値を算出するように予測算出手法が変更さ
れる。

【００１６】例えば、比較的アクセル操作を単調にしな
がら走行を行なうノーマル指向の変速パターンを選択し
ている時には、アクセル操作量の予測が容易で予測精度
が高いため、アクセル操作量予測範囲変更手段ｇにおい
て、アクセル操作量予測値算出手段ｃでのアクセル操作
量予測範囲を広く、例えば、予測時間を長くするように
変更される。

【００１７】一方、比較的アクセル操作を頻繁にしなが
ら走行を行なうパワー指向の変速パターンを選択してい
る時には、アクセル操作量の予測が困難で予測精度が低
いため、アクセル操作量予測範囲変更手段ｇにおいて、
アクセル操作量予測値算出手段ｃでのアクセル操作量予
測範囲を狭く、例えば、予測時間を短くするように変更
される。

【００１８】したがって、選択される変速パターンの種
類によりアクセル操作量の予測精度を推定できることを
利用し、選択される変速パターンによりアクセル操作量
の予測範囲を変更するようにしていることで、変速パタ
ーンの選択と同時に、例えば、ノーマル指向の変速パタ
ーン選択時にはドライバーの変速期待に即座に応答する
変速比制御の達成、また、パワー指向の変速パターン選
択時にはドライバーへの違和感の防止や運転性欠如の防
止の達成のように、選択された変速パターンでの走り方
に合致する良好な運転性が即座に確保される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２０】まず、構成を説明する。

【００２１】（第１実施例）図２は本発明第１実施例の
自動変速機の変速比制御装置が適用された変速比制御シ
ステム図である。

【００２２】図２において、１は自動変速機、２はコン
トロールバルブユニット、３，４はシフトソレノイド、
５は車速センサ（車速検出手段ａに相当）、６はアクセ
ル開度センサ（アクセル操作量検出手段ｂに相当）、７
はＡＴコントローラ、８はＡＴモードスイッチ（変速パ
ターン選択手段ｅに相当）である。

【００２３】前記ＡＴコントローラ７の変速制御系に
は、アクセル開度予測値算出部７ａ（アクセル操作量予
測値算出手段ｃに相当）と、変速パターン設定部７ｂ
と、変速ギア比決定部７ｃ（変速ギア比決定手段ｆに相
当）と、アクセル開度予測時間変更部７ｆ（アクセル操
作量予測範囲変更手段ｇに相当）とを備えている。

【００２４】前記アクセル開度予測値算出部７ａは、現
在のアクセル開度Ａ（ｔ）や過去のアクセル開度Ａ（ｔ
−δ）等を入力し、後述する予測手法によってアクセル
操作状況に基づき未来のアクセル開度予測値ｙ（ｔ＋ｎ
δ）を算出する。ここで、ｔは現在の時刻、ｎは整数、
δは制御周期あるいはサンプリング周期である。

【００２５】前記変速パターン設定部７ｂは、ＡＴコン
トローラ７の記憶回路に予め図３に示すエコノミーパタ
ーンと図４に示すパワーパターン（複数の変速パターン
ｄに相当）が記憶設定してあり、ＡＴモードスイッチ８
によるスイッチ操作によりいずれかの変速パターンが選
択される。

【００２６】尚、エコノミーパターンは、図３に示すよ
うに、シフトアップしやすく経済運転に最適な変速パタ
ーンであり、また、パワーパターンは、図４に示すよう
に、エコノミーパターンに比べて変速点をシフトアップ
しにくい高速側にしてあり、パワー指向運転に最適な変
速パターンである。

【００２７】前記変速ギア比決定部７ｃは、前記車速セ
ンサ５からの車速ＶSPと前記アクセル開度予測値算出部
７ａからのアクセル開度予測値ｙ（ｔ＋ｎδ）とを選択
された変速パターンと対比して変速ギア位置を決定し、
決定した変速ギア位置が得られる制御指令を前記シフト
ソレノイド３，４に出力する。

【００２８】前記アクセル開度予測時間変更部７ｄは、
ＡＴモードスイッチ８によりパワーパターンが選択され
ている場合には、予測時間ｎδの予測係数ｎを小さくす
る変更指令をアクセル開度予測値算出部７ａに出力し、
また、ＡＴモードスイッチ８によりエコノミーパターン
が選択されている場合には、予測時間ｎδの予測係数ｎ
を大きくする変更指令をアクセル開度予測値算出部７ａ
に出力する。

【００２９】次に、作用を説明する。

【００３０】［アクセル開度の予測］アクセル開度の予
測に関しては、本出願人が先に出願した特願平４−２６
４６７４号に記載のように自己回帰的にアクセル開度を
予測する手法により算定することができるが、ここで
は、所定の曲線に過去のデータをフィッティングし、そ
の関数から未来の値を算定する手法について説明する。

【００３１】例えば、図６に示すように、時刻ｔ，ｔ−
δ，ｔ−２δの過去と現在のアクセル開度が、Ａ
（ｔ），Ａ（ｔ−δ），Ａ（ｔ−２δ）とすると、この
３点を例えば２次関数でフィッティングし、その関数を
ｆ（ｔ）とすれば、未来のある時間でのアクセル開度も
この２次関数の曲線上に存在すると仮定することがで
き、現在からｎδだけ未来のアクセル開度Ａ（ｔ＋ｎ
δ）は、ｆ（ｔ＋ｎδ）によって表される。このように
して未来のアクセル開度を予測することができる。

【００３２】すなわち、ｆ（ｔ）＝ａｔ² ＋ｂｔ＋ｃと
して、この２次曲線が、以下の式を満足するとき、連立
方程式によりａ，ｂ，ｃを算定し、その関数に未来の値
を代入してアクセル開度予測値を算定する。

【００３３】ｆ（ｔ−２δ）＝ａ（ｔ−２δ）² ＋ｂ
（ｔ−２δ）＋ｃ＝Ａ（ｔ−２δ） ｆ（ｔ−δ）＝ａ（ｔ−δ）² ＋ｂ（ｔ−δ）＋ｃ＝Ａ
（ｔ−δ） ｆ（ｔ）＝ａ（ｔ）² ＋ｂ（ｔ）＋ｃ＝Ａ（ｔ） 上式により、ａ，ｂ，ｃを求め、ｆ（ｔ＋ｎδ）を算定
し、その値をｙ（ｔ＋ｎδ）とし、これを予測値として
変速制御に用いる。

【００３４】［予測時間変更作動］図４はＡＴコントロ
ーラ７のアクセル開度予測時間変更部７ｄで行なわれる
予測時間変更作動処理の流れを示すフローチャートで、
以下、各ステップについて説明する。

【００３５】ステップ５０では、ＡＴモードスイッチ８
により選択されている変速パターンがパワーパターンで
あるかどうかが判断される。

【００３６】ステップ５１では、パワーパターン選択時
に予測時間ｎδの予測係数ｎを小さくする変更指令がア
クセル開度予測値算出部７ａに出力される。

【００３７】ステップ５２では、フラグ＝１にセットさ
れる。

【００３８】ステップ５３では、エコノミーパターン選
択時に予測時間ｎδの予測係数ｎを大きくする変更指令
がアクセル開度予測値算出部７ａに出力される。

【００３９】ステップ５４では、フラグ＝０にセットさ
れる。

【００４０】ステップ５５では、現在のフラグと設定さ
れている昔のフラグが異なっているかどうかが判断され
る。

【００４１】ステップ５６では、フラグ≠昔のフラグの
時、設定されるフラグの書き換えが行なわれる。

【００４２】［変速パターンによる予測時間の変更］上
記予測手法等を用いて予測されるアクセル開度予測値ｙ
（ｔ＋ｎδ）が実際のアクセル開度Ａ（ｔ＋ｎδ）と同
じになれば良好なアクセル開度の予測ができたことにな
る。しかし、現実には、予測精度の高い走行状況や予測
精度の低い走行状況が存在し、常に良好なアクセル開度
の予測ができるとは限られない。よって、下記のよう
に、予測時間を変更し、予測精度のバラツキを抑えるよ
うにしている。

【００４３】ここで、ドライバーによって選択されてい
る変速パターンが山岳路モードやパワーパターンの名で
示されるようなアップシフトの変速点が低めの車速で設
定されているパターンが選択されている場合、経験的
に、こうした変速パターンを要求する場合の走行パター
ンは、アクセルの動きが激しく、あまり未来を予測する
と大きな誤差につながる場合があるため、予測する未来
の時間を短くする。すなわち、図５のフローチャート
で、ステップ５０→ステップ５１へと進む流れとなり、
ステップ５１では上記予測係数ｎを小さくする。具体的
には、ｎ＝ｎ−ｋ（ｋは定数、ｋ＜ｎ）とする。

【００４４】また、ドライバーによって選択されている
変速パターンがエコノミーモードやノーマルパターンの
名で示されるような比較的アップシフトの車速が高め
で、あまりエンジン回転数を上げないパターンが選択さ
れている場合、経験的に、こうした変速パターンを要求
する場合の走行パターンは、アクセル操作の変化が小さ
く不意なアクセルの動きがないため、未来を予測すると
大きな誤差につながる場合があるため、予測する未来の
時間を長くする。すなわち、図５のフローチャートで、
ステップ５０→ステップ５３へと進む流れとなり、ステ
ップ５３では上記予測係数ｎを大きくする。具体的に
は、ｎ＝ｎ＋ｋ（ｋは定数）とする。

【００４５】［予測が大きくはずれる理由］アクセルの
予測が実際のアクセル操作量と大きくはずれる理由を説
明する。

【００４６】まず、予測は、かなり良好な予測関数が存
在したとしても、人間の操作が非エルゴート的であり、
かつ、時変的なパラメータを持った非線形特性を持って
おり、かつ、そのパラメータ変化が外から観測できない
構造的な問題を持っていることから、予測残差はかなら
ず発生する。

【００４７】この傾向は、ドライバーの特性にもより、
急加速や急停車等を行なうドライバーにとっては、この
予測残差は大きくなり、比較的穏やかな運転をするドラ
イバーにとっては、かなり予測が的中する場合が考えら
れる。このように、予測し易いドライバーと予測しにく
いドライバーが存在する。

【００４８】また、高速道路のように比較的運転の操作
が単調な走行状況では予測し易いが、屈曲した山岳路等
の運転の操作の多様性が大きい走行状況では予測しにく
い。

【００４９】このように、運転者の特性や走行道路の環
境によって予測が大きくはずれたり予測がかなり的中す
るというように予測状況は大きく変わる。

【００５０】［予測時間変更の有効性］上記のように、
運転者の特性や走行道路の環境によって予測精度が変化
するのに対し、予測時間を固定してしまうと、予測精度
の低い走行時には、誤った予測による変速制御によっ
て、ドライバーに大きな違和感をあたえたり、運転性の
欠如を印象づけることになる。

【００５１】よって、選択される変速パターンにより予
測精度をみながら、予測精度が高いエコノミー指向のパ
ターンを選択しての走行状況では予測時間を長くし、ま
た、予測精度が低いパワー指向のパターンを選択しての
走行状況では予測時間を短くすることで、変速パターン
の選択と同時に、エコノミーパターンの選択時にはドラ
イバーの変速期待に即座に応答する変速制御の達成され
るし、また、パワーパターンの選択時にはドライバーへ
の違和感や運転性欠如の防止が達成されるというよう
に、選択された変速パターンでの走り方に合致する良好
な運転性を即座に確保できる。このように、予測による
変速制御では、選択される変速パターンをみながらの予
測時間変更が極めて有効となる。

【００５２】次に、効果を説明する。

【００５３】以上説明してきたように、第１実施例の自
動変速機の変速比制御装置にあっては、アクセル開度予
測時間変更部７ｄは、エコノミーパターンとパワーパタ
ーンのいずれかをドライバーによる操作で切り換えるＡ
Ｔモードスイッチ８と、ＡＴモードスイッチ８によりパ
ワーパターンが選択されている場合には、予測時間ｎδ
の予測係数ｎを小さくする変更指令をアクセル開度予測
値算出部７ａに出力し、また、ＡＴモードスイッチ８に
よりエコノミーパターンが選択されている場合には、予
測時間ｎδの予測係数ｎを大きくする変更指令をアクセ
ル開度予測値算出部７ａに出力するアクセル開度予測時
間変更部７ｄと備えた装置としたため、変速パターンの
選択と同時に、選択された変速パターンでの走り方に合
致する良好な運転性を即座に確保できる変速比制御を達
成することができる。

【００５４】（第２実施例）まず、構成を説明する。

【００５５】図７は本発明の第２実施例の自動変速機の
変速比制御装置が適用された変速比制御システム図であ
る。

【００５６】図７において、１〜７は第１実施例装置と
同様の構成である。

【００５７】ＡＴコントローラ７の変速制御系には、第
１実施例装置のＡＴモードスイッチ８に代え、変速モー
ド判断部７ｅ（変速パターン選択手段ｅに相当）が設け
られている。

【００５８】この変速モード判断部７ｅは、アクセル開
度の変化速度や変化加速度等によりアクセル操作状況を
判断し、例えば、アクセル操作量の変化が設定変化より
大きいような場合には変速パターンとしてパワーパター
ンを自動的に選択する指令を出力し、また、アクセル操
作量の変化が設定変化より小さいような場合には変速パ
ターンとしてエコノミーパターンを自動的に選択する指
令を出力する。

【００５９】尚、アクセル開度予測値算出部７ｄでは、
変速モード判断部７ｅからの変速パターン選択指令によ
り予測時間ｎδの予測係数ｎが変更される。

【００６０】第２実施例装置の作用効果については、ド
ライバーによるＡＴモードスイッチ８の切り換え操作で
変速パターンが選択されるか、アクセル操作状況を判断
して自動的に変速パターンを選択するかの相違があるの
みで、第１実施例装置と同様の作用効果が第２実施例装
置でも得られることで、説明を省略する。

【００６１】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００６２】例えば、実施例では、有段変速機への適用
例を示したが、無段変速機へも適用することができる。

【００６３】実施例では、アクセル操作予測範囲変更手
段として、アクセル開度の予測時間を変更する例を示し
たが、予測時間を一定時間とし、選択された変速パター
ンがシフトアップしにくいパワー指向の変速パターンで
あるほどアクセル開度予測値算出部でのアクセル開度予
測値を実際のアクセル開度に近づけるように変更する予
測値の変更による手段を採用してもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明にあっ
ては、車速情報と予測されたアクセル操作量情報を用い
て変速ギア比を決定する自動変速機の変速比制御装置に
おいて、運転状況やドライバーにより複数の変速パター
ンの中から１つの変速パターンを選択する変速パターン
選択手段と、選択された変速パターンがシフトアップし
にくいパワー指向の変速パターンであるほどアクセル操
作量予測値算出手段で予測範囲を狭めてアクセル操作量
予測値を算出するように変更するアクセル操作量予測範
囲変更手段とを備えた装置としたため、変速パターンの
選択と同時に、選択された変速パターンでの走り方に合
致する良好な運転性を即座に確保できる変速比制御を達
成することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動変速機の変速比制御装置を示すク
レーム対応図である。

【図２】第１実施例の自動変速機の変速比制御装置が適
用された変速比制御システム図である。

【図３】第１実施例装置のＡＴコントローラに設定され
ているエコノミーパターンの例を示す図である。

【図４】第１実施例装置のＡＴコントローラに設定され
ているパワーパターンの例を示す図である。

【図５】第１実施例装置のＡＴコントローラのアクセル
開度予測時間変更部で行なわれるアクセル開度予測時間
変更作動の流れを示すフローチャートである。

【図６】２次関数曲線を用いてアクセル開度を予測する
アクセル開度特性図である。

【図７】第２実施例の自動変速機の変速比制御装置が適
用された変速比制御システム図である。

【図８】従来の自動変速機の変速比制御装置を示す図で
ある。

【符号の説明】

ａ 車速検出手段 ｂ アクセル操作量検出手段 ｃ アクセル操作量予測値算出手段 ｄ 変速パターン ｅ 変速パターン選択手段 ｆ 変速ギア比決定手段 ｇ アクセル操作量予測範囲変更手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/00 - 61/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車速を検出する車速検出手段と、 アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、 アクセル操作状況に基づき未来のアクセル操作量を予測
   するアクセル操作量予測値算出手段と、 車速情報とアクセル操作量情報に対する変速ギア比が予
   め設定されている複数の変速パターンと、 運転状況やドライバーにより前記複数の変速パターンの
   中から１つの変速パターンを選択する変速パターン選択
   手段と、 前記車速検出手段からの車速情報と前記アクセル操作量
   予測値算出手段からのアクセル操作量情報とを前記選択
   された変速パターンと対比して変速ギア比を決定する変
   速ギア比決定手段と、 前記選択された変速パターンがシフトアップしにくいパ
   ワー指向の変速パターンであるほど前記アクセル操作量
   予測値算出手段で予測範囲を狭めてアクセル操作量予測
   値を算出するように変更するアクセル操作量予測範囲変
   更手段と、 を備えていることを特徴とする自動変速機の変速比制御
   装置。