JP3727373B2

JP3727373B2 - 自動変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP3727373B2
Application number: JP04440095A
Authority: JP
Inventors: 敏夫大塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: EP0730110A3; EP0730110A2; EP0730110B1; DE69614900D1; US5679097A; DE69614900T2; JPH08238959A; KR100186858B1; KR960034807A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は推定スロットル開度と検出車速とより変速段を自動的に切り換える自動変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載された自動変速機の変速制御装置の中には、スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度と、車速検出手段により検出された車速とを、予め設定された変速マップに照合して、自動変速機の変速段を自動的に切り換えるようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の変速制御装置では、スロットル開度検出手段が許容範囲内の検出誤差を有することから、アイドルスイッチのオン・オフによりスロットルバルブの全閉位置を学習する必要があった。また、変速マップでの変速段が画一的に定められていることから、その変速段が平地走行を基準に設定された場合、或るアップシフト点において、高地走行時には平地走行時よりもエンジントルクが低下し、そのエンジンの出力低下を感じた運転者がアクセルを踏み込むと、変速制御装置が自動変速機をダウンシフトして、自動車が加速し、以て、運転者がアクセルを戻すことによって、変速制御装置が自動変速機をアップシフトするというように、アクセル踏み込み→ダウンシフト→加速→アクセル戻し→アップシフトを繰り返し、走行フィーリングの悪化を招く。さらに、スロットル開度による各種パラメータは平地走行時の値が基準となっているため、高地走行時はエンジンの出力が低下している分、シフトショックが発生する。
【０００４】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、その第１の目的はスロットル開度検出手段の使用およびスロットルバルブの全閉位置の学習を省くことであり、第２の目的は大気圧の変化に左右されない良好な走行フィーリングを得ることであり、第３の目的はより良好な走行フィーリングを得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動変速機の変速制御装置は、回転速度検出手段、吸気管圧力検出手段、車速検出手段、スロットル開度推定手段、変速判断手段、バイパスエアー量検出手段、バイパスエアー流量比演算手段およびスロットル開度補正手段を備え、回転速度検出手段がエンジンの回転速度を検出し、吸気管圧力検出手段がエンジンの空気系統の吸気管圧力を検出し、車速検出手段が自動車の車速を検出し、スロットル開度推定手段がエンジンの検出回転速度および検出吸気管圧力によりスロットル開度を推定し、変速判断手段が推定スロットル開度および検出車速より自動変速機の変速段を切り換え、バイパスエアー量検出手段がエンジンの空気系統のスロットルバルブを迂回するバイパスエアー量を検出し、バイパスエアー流量比演算手段が検出されたバイパスエアー量と予め設定された制御可能なバイパスエアー量との比を演算し、スロットル開度補正手段が演算された流量比により上記推定されたスロットル開度を補正して変速判断手段に出力する構成であるうえ、スロットル開度推定手段が、バイパスエアー量＝０の場合における第１推定スロットル開度を推定する第１開度推定手段と、バイパスエアー量＝最大の場合における第２推定スロットル開度を推定する第２スロットル開度推定手段で構成されたものである。
【００１０】
【作用】
本発明に係る自動変速機の変速制御装置によれば、検出されたエンジンの回転速度および検出された吸気管圧力によりスロットル開度を推定し、この推定されたスロットル開度および検出された車速より自動変速機の変速段を切り換えることから、スロットル開度検出手段の使用およびスロットルバルブの全閉位置の学習が省けるうえ、スロットル開度推定手段が、バイパスエアー量＝０の場合における第１推定スロットル開度を推定する第１開度推定手段と、バイパスエアー量＝最大の場合における第２推定スロットル開度を推定する第２スロットル開度推定手段で構成されたから、高地走行した場合のスロットル開度推定精度を向上することができる。また、バイパスエアー量検出手段、バイパスエアー流量比演算手段およびスロットル開度補正手段を備えことによって、現在制御中のバイパスエアー量と制御可能なバイパスエアー量との比により推定スロットル開度を補正するから、より良好な走行フィーリングが得られる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明する。
図１は実施例の全体を示す構成図、図２は同実施例の変速制御装置の内部を示すブロック図、図３は同実施例のフローチャート、図４は同実施例の作用を説明するための変速マップを示す図である。
【００１６】
図１において、１は自動車に搭載されたエンジン、２はエンジン１の空気系統におけるスロットルバルブを迂回するバイパス通路を通過するバイパスエアーの流量を制御する電磁弁により構成されたエアーバルブ、３はエンジン１の出力を変速して自動車の走行系統に伝達する自動変速機、４はエンジン１の冷却水の水温を検出してその水温に相当する電気信号を出力する水温検出手段としての水温センサ、５は自動車に搭載されたエアコンを駆動したり停止するエアコンスイッチ、６は自動変速機の変速位置を検出してその変速位置に相当する電気信号を出力する変速位置検出手段としてのシフトポジションスイッチ、７はエンジン１の回転速度を検出してその回転速度に相当する電気信号を出力する回転速度検出手段としての回転センサ、８はエンジン１の空気系統におけるエアークリーナからスロットルバルブまでの経路を構成する吸気管内の圧力としての吸気管圧力を検出してその吸気管圧力に相当する電気信号を出力する吸気管圧力検出手段としての吸気管圧力センサ、９は大気圧を検出してその大気圧に相当する電気信号を出力する大気圧検出手段としての大気圧センサ、１０はエンジン１を搭載した自動車の車速を検出する車速検出手段としての車速センサである。
【００１７】
１１はエンジン１と自動変速機３とを一体に制御する制御装置を示し、これは予め設定されたプログラムにより動作するマイクロコンピュータにより構成され、エンジンコントロール部１１ａと自動変速機コントロール部１１ｂとを有する。
【００１８】
エンジンコントロール部１１ａは水温センサ４からの水温信号、エアコンスイッチ５からのオン・オフ信号、およびシフトポジションスイッチ６からの変速位置信号をケーブルを通して受け取り、エンジン１の冷却水の水温、エアコンの駆動・停止、および変速位置に対応したバイパスエアー量を演算し、その演算したバイパスエアー量に相当する電気信号をケーブルを通してエアーバルブ２に出力することによって、エアーバルブ２の開度を制御し、結果として、エアーバルブ２がスロットルバルブを迂回するバイパス通路の開口断面積を、冷却水の水温、エアコンの駆動・停止、および変速位置に対応した開口断面積となるように制御することによって、バイパス通路を流れるバイパスエアーの流量を制御する。
【００１９】
自動変速機コントロール部１１ｂは回転センサ７からの回転速度（エンジン回転速度）信号、吸気管圧力センサ８からの吸気管圧力信号、大気圧センサ９からの大気圧信号、および車速センサ１０からの車速信号をケーブルを通して受け取るとともに、エンジンコントロール部１１ａからのバイパスエアー量信号をデータラインを通して受け取り、エンジン１の回転速度Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｂ、大気圧Ｐａ、車速Ｖｓ、およびバイパスエアー量Ｑｂｐａに対応した変速段を演算し、その演算した変速段に相当する電気信号をケーブルを通して油圧制御装置１２の電磁弁１２ａ，１２ｂに出力することによって、電磁弁１２ａ，１２ｂの開閉を制御し、結果として、油圧制御装置１２の内部における油路を変更することによって、自動変速機３の内部における摩擦係合機構の係合・離脱を制御し、以て、自動変速機３の歯車列の組み合わせを演算した変速段となるように制御する。
【００２０】
上記自動変速機コントロール部１１ｂは、図２に示すように、圧力補正手段１１ｂ−１、スロットル開度推定手段１１ｂ−２、バイパスエアー流量比演算手段１１ｂ−３、スロットル開度補正手段１１ｂ−４および変速判断手段１１ｂ−５を備えている。
【００２１】
圧力補正手段１１ｂ−１は、予め設定された圧力補正演算式Ｐｂ’＝７６０／Ｐａ×Ｐｂを有し、この圧力補正演算式Ｐｂ’＝７６０／Ｐａ×Ｐｂに大気圧センサ９からの大気圧Ｐａ、吸気管圧力センサ８からの吸気管圧力Ｐｂを代入することにより、大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’を計算してスロットル開度推定手段１１ｂ−２に出力する。
【００２２】
スロットル開度推定手段１１ｂ−２は、バイパスエアー流量＝０の場合における第１推定スロットル開度θ１を推定する第１スロットル開度推定手段１１ｂ−２ａと、バイパスエアー流量＝最大の場合における第２推定スロットル開度θ２を推定する第２スロットル開度推定手段１１ｂ−２ｂとを備えている。第１スロットル開度推定手段１１ｂ−２ａは、バイパスエアー流量＝０の場合に対応して予め設定された推定マップを有し、圧力補正手段１１ｂ−１からの大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’と回転センサ７からの回転速度Ｎｅとを推定マップに照合し、バイパスエアー量＝０の場合における第１推定スロットル開度θ１を求めてスロットル開度補正手段１１ｂ−４に出力する。具体的には、第１スロットル開度推定手段１１ｂ−２ａにおける補正マップは、横軸が回転速度Ｎｅを示し、横軸に直交する縦軸が大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’を表し、横軸と縦軸とで囲まれた平面には複数の第１推定スロットル開度θ１−ａ，θ１−ｂ，θ１−ｃ，θ１−ｄ，θ１−ｅを区分する実線で示す特性線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を有し、第１スロットル開度推定手段１１ｂ−２ａは、補正マップの横軸に回転センサ７からの回転速度Ｎｅをプロットし、補正マップの縦軸に圧力補正手段１１ｂ−１からの大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’をプロットし、その両方のプロット点を縦軸と横軸とに平行しつつ通る二本の点線で示した直線Ｌ６，Ｌ７の交点Ｐ１が例えば補正マップ上の特性線Ｌ３と特性線Ｌ４との間の領域に位置した場合には第１推定スロットル開度θ１としての第１推定スロットル開度θ１−ｄをスロットル開度補正手段１１ｂ−４に出力する。
【００２３】
第２スロットル開度推定手段１１ｂ−２ｂは、バイパスエアー流量＝最大の場合に対応して予め設定された推定マップを有し、圧力補正手段１１ｂ−１からの大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’と回転センサ７からの回転速度Ｎｅとを推定マップに照合し、バイパスエアー量＝最大の場合における第２推定スロットル開度θ２を求めてスロットル開度補正手段１１ｂ−４に出力する。具体的には、第２スロットル開度推定手段１１ｂ−２ｂにおける補正マップは、横軸が回転速度Ｎｅを示し、横軸に直交する縦軸が大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’を表し、横軸と縦軸とで囲まれた平面には複数の第２推定スロットル開度θ２−ａ，θ２−ｂ，θ２−ｃ，θ２−ｄ，θ２−ｅを区分する実線で示す特性線Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２を有し、第２スロットル開度推定手段１１ｂ−２ｂは、補正マップの横軸に回転センサ７からの回転速度Ｎｅをプロットし、補正マップの縦軸に圧力補正手段１１ｂ−１からの大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’をプロットし、その両方のプロット点を縦軸と横軸とに平行しつつ通る二本の点線で示した直線Ｌ１３，Ｌ１４の交点Ｐ２が例えば補正マップ上の特性線Ｌ１０と特性線Ｌ１１との間の領域に位置した場合には第２推定スロットル開度θ２としての第２推定スロットル開度θ２−ｄをスロットル開度補正手段１１ｂ−４に出力する。
【００２４】
バイパスエアー流量比演算手段１１ｂ−３はバイパスエアー検出手段からの現在制御中のバイパスエアー量として、エンジンコントロール部１１ａからのバイパスエアー量Ｑｂｐａを受け取り、その受け取った現在制御しているバイパスエアー量Ｑｂｐａと制御可能な最大バイパスエアー量との比（流量比）Ｋ＝Ｑｂｐａ／最大バイパスエアー量を計算してスロットル開度補正手段１１ｂ−４に出力する。
【００２５】
スロットル開度補正手段１１ｂ−４は予め設定された開度補正演算式θ＝（１−Ｋ）×θ１＋Ｋ×θ２を有し、この開度補正演算式θ＝（１−Ｋ）×θ１＋Ｋ×θ２に第１スロットル開度推定手段１１ｂ−２ａからの第１推定スロットル開度θ１、第２スロットル開度推定手段１１ｂ−２ｂからの第２推定スロットル開度θ２、およびバイパスエアー流量比演算手段１１ｂ−３からの比Ｋを代入して補正推定スロットル開度θを計算して変速判断手段１１ｂ−５に出力する。
変速判断手段１１ｂ−５は予め設定された変速マップを有し、スロットル開度補正手段１１ｂ−４からの補正推定スロットル開度θと車速センサ１０からの車速Ｖｓとを変速マップに照合して第１速、第２速および第３速などの変速段を求めて図１に示す油圧制御装置１２に出力することによって自動変速機３の変速段を切り換える。
【００２６】
次に、この実施例の動作を自動変速機コントロール部１１ｂの変速制御を中心として図３のフローチャートを参照しながら説明する。運転者が図外のキープレートを自動車のイグニションキーに差し込んで電源スイッチおよびスタータスイッチをオン操作すると、電源スイッチのオンにより制御装置１１が起動し、スタータスイッチのオンによりエンジン１が駆動し、起動した制御装置１１が変速制御処理の実行を開始し、ステップ１０１で回転センサ７からの回転速度Ｎｅ、吸気管圧力センサ８からの吸気管圧力Ｐｂ、大気圧センサ９からの大気圧Ｐａ、および車速センサ１０からの車速Ｖｓを読み込む入力処理を行ってステップ１０２に進む。ステップ１０２では圧力補正演算式Ｐｂ’＝７６０／Ｐａ×Ｐｂにステップ１０１で読み込んだ大気圧Ｐａと吸気管圧力Ｐｂを代入して大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’を計算することで、吸気管圧力Ｐｂに対する大気圧補正を加えてステップ１０３に進む。ステップ１０３ではステップ１０１で読み込んだ回転速度Ｎｅとステップ１０２で求めた大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’とを開度補正マップに照合してバイパスエアー流量＝０の場合の第１推定スロットル開度θ１とバイパスエアー流量＝最大の場合の第２推定スロットル開度θ２とを抽出してステップ１０４に進む。ステップ１０４ではエンジンコントロール部１１ａから出力されるバイパスエアー量信号により現在制御中のバイパスエアー量Ｑｂｐａを計算する。この現在制御中のバイパスエアー量Ｑｂｐａの計算方法は、この実施例のようにエアーバルブ２がデユーディ制御される電磁弁の場合は、デユーディ（％）×１デユーディ（％）あたりのエアー量として求めてステップ１０５に進む。ステップ１０５ではステップ１０４で求めた現在制御しているバイパスエアー量Ｑｂｐａと予め設定されている制御可能な最大バイパスエアー量との比Ｋ＝Ｑｂｐａ／最大バイパスエアー量を計算してステップ１０６に進む。ステップ１０６では開度補正演算式θ＝（１−Ｋ）×θ１＋Ｋ×θ２にステップ１０３で抽出した第１推定スロットル開度θ１と第２推定スロットル開度θ２とステップ１０５で求めた比Ｋとを代入して補正推定スロットル開度θを計算してステップ１０７に進む。ステップ１０７ではステップ１０６で求めた補正推定スロットル開度θを変速マップに照合してステップ１０１で読み込んだエンジン１の回転速度Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｂ、大気圧Ｐａ、車速Ｖｓおよびステップ１０４で求めバイパスエアー量Ｑｂｐａに対応した変速段を演算して油圧制御装置１２に出力して自動変速機３の変速段を切り替える。このステップ１０１からステップ１０７までの処理はイグニションキーの電源スイッチがオフ操作されるまで繰り返される。
【００２７】
要するに、この実施例によれば、吸気管圧力センサ８で検出された吸気管圧力Ｐｂに大気圧補正を加えて大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’を求め、この大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’と回転センサ７で検出された回転速度Ｎｅとによりバイパスエアー流量＝０の場合の第１推定スロットル開度θ１とバイパスエアー流量＝最大の場合の第２推定スロットル開度θ２とを求め、これら第１・第２推定スロットル開度θ１，θ２と比Ｋとにより補正推定スロットル開度θを推定し、この補正推定スロットル開度θおよび車速センサ１０で検出された車速Ｖｓを変速マップに照合して自動変速機３の変速段を切り替えるので、スロットル開度検出手段の使用およびスロットルバルブの全閉位置の学習を省くことができる。換言するならば、この実施例のように、エンジン１と自動変速機３との一体制御に使用される吸気管圧力センサ８、大気圧センサ９、車速センサ１０を利用すれば、スロットル開度検出手段の使用およびスロットルバルブの全閉位置の学習を省略するとともに、一体制御に使用される現状のプログラムをほぼ流用することが可能となり、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
しかも、この実施例によれば、図２の圧力補正手段１１ｂ−１に示すように、大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’が検出吸気管圧力Ｐｂよりも高くなるように大気圧補正するので、大気圧補正済み吸気管Ｐｂ’を使用して推定したスロットル開度が検出吸気管圧力Ｐｂを使用した推定したスロットル開度よりも高くなり、結果として、同一のスロットル開度では高地になるほど、つまり大気圧が下がるほど、低変速段での走行を長くして駆動力を増し、良好な走行フィーリングを得ることができる。この点を、図４の変速マップを用いて説明すると、平地走行時複数の変速段が実線で示す変速線Ｌ１５，Ｌ１６で区分され、大気圧補正された場合の高地走行時の複数の変速段が点線で示す変速線Ｌ１７，Ｌ１８で区分されるので、図４に例えばスロットル開度の中高開度を示す仮想点線Ｌ１９を描くと、同一のスロットル開度では大気圧補正された変速マップの方がローギヤでの走行状態が長くなるのが理解できるであろう。
【００２９】
また、この実施例によれば、エンジン冷却水の水温、自動車に搭載されたエアコンのオン・オフ、または自動変速機の変速位置などで調整される現在制御中のバイパスエアー量と制御可能な最大バイパスエアー量との比により推定スロットル開度を補正するので、エンジン１の負荷変動に応じた変速段を適確に選定して、より良好な走行フィーリングを得ることができる。
【００３０】
上記実施例では大気圧補正済み吸気管圧力Ｐｂ’および流量比Ｋを用いたが、検出された吸気管圧力Ｐｂを大気圧補正せずにそのまま用いてスロットル開度を推定するか、または流量比Ｋを使用した補正を行わない推定スロットル開度をそのまま用い変速マップから変速段を求めれば、演算処理を高速化することができる。
【００３１】
また、上記実施例では現在制御中のバイパスエアー量Ｑｂｐａの計算をデユーディ制御の場合を例示して説明したが、エアーバルブ２がステップモータ駆動弁の場合には、現在制御中のバイパスエアー量Ｑｂｐａの計算は、ステップ数×１ステップあたりのエアー量として求めることができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、推定スロットル開度および検出車速より変速段を切り換えることにより、スロットル開度検出手段の使用およびスロットルバルブの全閉位置の学習を省くことができるうえ、高地走行した場合のスロットル開度推定精度を向上することができる。しかも、バイパスエアー量検出手段、バイパスエアー流量比演算手段およびスロットル開度補正手段を備えことにより、現在制御中のバイパスエアー量と制御可能な最大バイパスエアー量との比により推定スロットル開度を補正することにより、エンジンの負荷変動に応じた変速段を適確に選び、より良好な走行フィーリングを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の全体を示す構成図である。
【図２】実施例の変速制御装置の内部を示すブロック図である。
【図３】実施例のフローチャートである。
【図４】実施例の作用を説明するための変速マップを示す図である。
【符号の説明】
１エンジン、２エアーバルブ、３自動変速機、７回転センサ（回転速度検出手段）、８吸気管圧力センサ（吸気管圧力検出手段）、９大気圧センサ（大気圧検出手段）、１０車速センサ（車速検出手段）、１１制御装置、１１ｂ自動変速機コントロール部、１１ｂ−１圧力補正手段、１１ｂ−２スロットル開度推定手段、１１ｂ−３バイパスエアー流量比演算手段、１１ｂ−４スロットル開度補正手段、１１ｂ−５変速判断手段。

Claims

エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、エンジンの空気系統の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、自動車の車速を検出する車速検出手段と、検出されたエンジンの回転速度および吸気管圧力によりスロットル開度を推定するスロットル開度推定手段と、推定されたスロットル開度および検出された車速より自動変速機の変速段を切り換える変速判断手段と、エンジンの空気系統のスロットルバルブを迂回するバイパスエアー量を検出するバイパスエアー量検出手段と、検出されたバイパスエアー量と予め設定された制御可能なバイパスエアー量との比を演算するバイパスエアー流量比演算手段と、この演算された流量比により上記推定されたスロットル開度を補正して変速判断手段に出力するスロットル開度補正手段とを備え、スロットル開度推定手段が、バイパスエアー量＝０の場合における第１推定スロットル開度を推定する第１開度推定手段と、バイパスエアー量＝最大の場合における第２推定スロットル開度を推定する第２スロットル開度推定手段で構成されたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。