JP3757017B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に係り、詳しくは、車両の減速再加速制御時における加速性能の向上を図った変速制御装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
従来より、車両用の変速機として、変速操作を自動化した自動変速機が多用されている。この自動変速機は、小型車の場合にあっては、クラッチに代えてトルクコンバータを採用したものが主流になっている。しかしながら、バスやトラック等の大型車にあっては、駆動トルクの伝達量が大きいため、トルクコンバータではその駆動トルクを充分に伝達するのが困難となっている。
【０００３】
そこで、手動変速機と同様の機械式の変速機を用い、この変速機に自動的に断接可能なクラッチ装置を有した自動変速機が大型車用に開発されている。これにより、伝達駆動トルクが大きい場合であっても、変速タイミングに合わせてクラッチを自動制御することで、変速を自動で行うことが可能とされている。また、このようなクラッチ付きの自動変速機にあっては、車両が減速したときには、エンジンストールを回避すべく、クラッチを自動的に切断するようにしている。
【０００４】
さらには、このようにクラッチが自動的に切断された場合、クラッチが再び接続されたときに自動変速機の変速段がその時点の車速に応じたものとなるよう、クラッチが切断された状態であっても車速に応じて変速段が切換制御されるように構成した装置が特公平５−８０３７４号公報等に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バスやトラックでは、車両への積載重量（乗員数等）の変化、即ち車両重量の変化や道路状況の変化により車両負荷が大きく増減するものである。従って、例えばバスの場合において乗員数が多くなると、車両は乗員が少ない場合よりも大きな出力トルクを必要とする。また、車両が降坂路を走行している場合よりも平坦路を走行している場合の方が、平坦路を走行している場合よりも登坂路を走行している場合の方が大きな出力トルクを必要とする。この傾向は、特に発進時や減速走行後に低速から再加速するような場合、つまり、上記のようにクラッチが自動的に切断された状態のときにおいて顕著である。
【０００６】
しかしながら、上記公報に開示された装置では、単に車速に応じて変速段を切換制御しているにすぎず、上記のような車両負荷情報をも考慮して変速段を切換えるものとはなっていない。従って、上記公報に開示された装置では、積載重量（乗員数）が大きい場合において、クラッチを接とし再加速を行う際には運転者の意思に反して出力トルク不足となる虞がある。このように出力トルク不足となるとスムースな加速ができないことになり好ましいことではない。
【０００７】
本発明は、上述した事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、車両負荷に拘わらず減速再加速時において運転者の意思に応じたスムースな再加速を実現可能な車両用自動変速機の変速制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明では、車速を検出する車速検出手段と、アクセルペダルの操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、前記車速と前記アクセルペダルの操作状態とに基づき目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、運転者の加速意思を検出する加速意思検出手段と、車両の負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、前記アクセル操作状態検出手段により前記アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、少なくとも運転者の前記加速意思の大きさ及び前記車両負荷状態に基づき最適変速段を設定する最適変速段設定手段と、前記目標変速段設定手段からの前記目標変速段に応じて変速制御するとともに、前記アクセル操作状態検出手段により前記アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、前記目標変速段に優先して前記最適変速段設定手段からの前記最適変速段に応じて変速制御する変速段制御手段とを備え、前記目標変速段設定手段は、前記車速と前記アクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づき前記目標変速段を設定し、前記最適変速段設定手段は、少なくとも前記加速意思の大きさ及び前記車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に基づき前記最適変速段を設定することを特徴としている。
【０００９】
従って、目標変速段設定手段により、車速とアクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づいて目標変速段が設定される一方、最適変速段設定手段により、少なくとも運転者の加速意思の大きさ及び車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に基づき最適変速段が設定され、車両の走行中にアクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、目標変速段に優先して最適変速段による変速が実施される。
【００１０】
これにより、通常、アクセルペダルが操作されなくなり車両が一旦減速すると、車両負荷が大きい場合、つまり車両重量（乗員数等）が大きい場合や道路状況が変化している場合（降坂路から平坦路、平坦路から登坂路等）にあっては、次回再加速を行う場合において比較的大きな出力トルクを必要とし、運転者はアクセルペダルを大きく踏み込むことになるが、このような加速意思の大きな場合において変速段が通常の目標変速段よりも例えば低速段に切換えられることでより大きな駆動トルクを発生可能となり、車両のトルク不足が防止されてトルクフルな再加速走行が実現される。
また、このように加速意思の大きさ（アクセル開度、アクセル開度変化）や車両負荷状態等を入力パラメータとするファジイ推論を用いて最適変速段を設定することにより、きめ細かく最適変速段が設定され、より正確に運転者の意思に応じた変速制御が実施されて好適な再加速走行が実現される。
【００１１】
特に、本発明では、現在の変速段と最適変速段との差が２段以上であっても、一気に飛び越し変速が実現されるので、１段ずつ段階的に変速が実施されるときのようなシフトショックもなくレスポンスよくスムースに変速が達成される。
また、請求項２の発明では、前記アクセル操作状態検出手段はアクセル開度及びアクセル開度変化を検出するものであって、前記加速意思検出手段は、前記加速意思の大きさを前記アクセル開度及びアクセル開度変化に応じて検出することを特徴としている。
【００１２】
従って、加速意思の大きさは、アクセル開度及びアクセル開度変化から容易に求められ、最適変速段が容易に設定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態としての実施例を詳細に説明する。
図１には、本発明に係る変速制御装置の適用される車両（バス等）の駆動系の全体構成が示されている。以下、同図に基づき、変速制御装置を含む車両の駆動系の構成を説明する。
【００１５】
同図を参照すると、ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１からは、エンジン出力軸２が延びており、このエンジン出力軸２は、クラッチ装置３を介して歯車式変速機（以下、単に変速機という）４に接続されている。これにより、エンジン１の出力がクラッチ装置３を介して変速機４に伝達され、この変速機４において変速が実施される。変速機４は、後退段の他に前進５段の変速段（１速段〜５速段）を有した自動変速式の変速機であり、自動変速のみならず手動変速も可能とされている。クラッチ装置３は、変速機４が自動変速される際には、これに伴い自動的に断接制御されるように構成されており、詳細については後述する。
【００１６】
エンジン１には、エンジン１に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ（以下、噴射ポンプという）６が設けられている。この噴射ポンプ６は、ポンプ入力軸（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によりポンプを作動させ、燃料を噴射する装置である。この噴射ポンプ６には、燃料噴射量を調節するためのコントロールラック（図示せず）が備えられており、さらに、コントロールラックのラック位置（コントロールラック位置）ＳRCを検出するラック位置センサ９が設けられている。また、ポンプ入力軸近傍には、ポンプ入力軸の回転数を検出し、この回転数に基づきエンジン１の出力軸２の回転数、即ちエンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転センサ８が付設されている。
【００１７】
クラッチ装置３は、フライホイール１０にクラッチ板１２をプレッシャスプリング１１により圧接させて接続状態とする一方、フライホイール１０からクラッチ板１２を離間させることで切断状態とするような通常の機械摩擦式クラッチの操作を自動で実施可能としたものである。つまり、クラッチ板１２には、アウタレバー１２ａを介し、クラッチ断接用のクラッチアクチュエータとして機能するエアシリンダユニット１６が接続されている。
【００１８】
そして、このエアシリンダユニット１６には、エア供給通路であるエア通路３０を介してエアタンク３４が接続されている。従って、エア通路３０を介してエアタンク３４からエアが供給されることにより、エアシリンダユニット１６が自動的に作動する。これにより、クラッチ板１２が移動し、クラッチの断接が自動的に実施される。
【００１９】
クラッチ装置３には、クラッチ板１２の移動量、即ちクラッチストローク量ＳCLを検出するクラッチストロークセンサ１７が取付けられている。また、変速機４の入力軸２０には、入力軸２０の回転数、即ちクラッチ回転数ＮCLを検出するクラッチ回転センサ２２が付設されている。
チェンジレバー６０は、変速機４のセレクトレバーであり、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及び自動変速モードに相当するＤ（ドライブ）レンジが設けられている。
【００２０】
チェンジレバー６０には、各レンジ位置を検出するセレクト位置センサ６２が設けられており、このセレクト位置センサ６２はＥＣＵ８０に接続されている。また一方で、ＥＣＵ８０は、変速機４のギヤの噛み合い、即ちギヤ位置を切換えるためのギヤシフトユニット６４に接続されている。これにより、セレクト位置センサ６２からの位置信号に応じてＥＣＵ８０から駆動信号がギヤシフトユニット６４に供給されて作動し、変速機４のギヤ位置が、選択されたセレクトレンジに応じて切換えられる。セレクト位置がＤレンジである場合にあっては、後述の自動変速制御に応じてギヤ位置が切換えられる。
【００２１】
ギヤシフトユニット６４は、ＥＣＵ８０からの作動信号により作動する複数個の電磁弁（図１では１つのみ示した）６６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動させる複数のパワーシリンダ（図示せず）とを有している。ギヤシフトユニット６４のこれらのパワーシリンダは、上記電磁弁６６、エア通路６７を介して前述のエア通路３０に接続されており、従って、エアタンク３４から高圧作動エアが供給されることにより作動する。つまり、上記電磁弁６６にＥＣＵ８０から作動信号が与えられると、各パワーシリンダが作動信号に応じて作動し、これにより歯車式変速機４の噛み合い状態が適宜変更される。
【００２２】
変速機４のギヤシフトユニット６４近傍には、各変速段を検出するギヤ位置センサ６８が付設されており、このギヤ位置センサ６８からは現在のギヤ位置信号、即ち変速段信号がＥＣＵ８０に向けて出力される。
アクセルペダル７０にはアクセル開度センサ（アクセル操作状態検出手段）７２が備えられている。このアクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７０の踏込量、即ちアクセル開度ＶＡを出力するものである。また、変速機４の出力軸７６には、車速Ｖを検出する車速センサ（車速検出手段）７８が付設されている。さらに、ブレーキペダル５０にはブレーキセンサ５２が備えられている。
【００２３】
図１中符号８２は、ＥＣＵ８０とは別に設けられたエンジンコントロールユニットを示している。エンジンコントロールユニット８２は、噴射ポンプ６内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各センサからの情報やアクセル開度情報ＶＡ等に応じたＥＣＵ８０からの信号を供給する装置であり、エンジン１の駆動制御を行うものである。即ち、エンジンコントロールユニット８２から電子ガバナに指令信号が供給されると、コントロールラックが作動して燃料の増減操作が実施され、エンジン回転速度Ｎeの増減が制御される。
【００２４】
ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入力出力信号処理を行うインタフェイス等で構成されている。
ＥＣＵ８０の入力側には、上述のエンジン回転センサ８、ラック位置センサ９、クラッチストロークセンサ１７、クラッチ回転センサ２２、ブレーキセンサ５２、セレクト位置センサ６２、ギヤ位置センサ６８、アクセル開度センサ７２及び車速センサ７８等がそれぞれ接続されており、これら各センサ等からの情報が入力される。
【００２５】
一方、ＥＣＵ８０の出力側には、上述の電磁弁６６、エンジンコントロールユニット８２及びエアシリンダユニット１６が接続されている。
ところで、ＥＣＵ８０のメモリには、セレクト位置がＤレンジとされているとき、車速Ｖ、アクセル開度ＶＡやエンジン回転速度Ｎeの各値に基づいて目標変速段を決定するためのシフトマップ（図５参照）が記憶されている。従って、Ｄレンジである場合には、ＥＣＵ８０は、通常この目標変速段に応じたシフト信号をギヤシフトユニット６４の各電磁弁６６に与えることになり、これにより、ギヤ位置が目標変速段に切換えられ、自動変速制御が実施される。
【００２６】
このように、変速機４のギヤが上記目標変速段に切換えられて変速が完了すると、ギヤ位置センサ６８からギヤ位置信号が出力され、これにより、現在の変速段が認識可能とされ、シフト信号に対してギヤ位置の切換えが確実に行われたか否か、即ち噛み合いが正常な状態であるか否かが確認可能とされる。
ところで、上記のようにして目標変速段が決定されると、ＥＣＵ８０は、目標変速段に応じたシフト信号をギヤシフトユニット６４の各電磁弁６６に与えるとともに、エアシリンダユニット１６に駆動信号を供給する。これにより、変速の開始と同時にエアシリンダユニット１６が自動的に作動してクラッチ板１２がフライホイール１０から離れ、クラッチ装置３が切断状態とされる。その後、変速が達成されると、エアシリンダユニット１６が戻り作動し、クラッチ板１２がフライホイール１０に圧接され、クラッチ装置３は再び接続状態とされる。
【００２７】
以下、このように構成された変速制御装置の本発明に係る作用について説明する。
図２、図３を参照すると、ＥＣＵ８０が実行する、Ｄレンジにおける自動変速制御のうち減速後に加速を行う場合の減速再加速制御ルーチンのフローチャートが示されており、また、図４を参照すると、ファジイ制御を用いた変速制御のブロック図、即ち本発明の概念を示すブロック図が示されており、図５を参照すると、目標変速段設定のためのシフトマップが示されている。なお、当該シフトマップには、説明の便宜上２速段から４速段までの間の変速パターンのみを示してある。
【００２８】
先ず、図４に基づき変速制御の概略手順について簡単に説明すると、各種センサからの入力により目標変速段設定部（目標変速段設定手段）１１０が目標変速段を設定する。一方、判断部９０が車両負荷度算出部（負荷状態検出手段）１００と最適変速段決定部（最適変速段設定手段）１２０とから構成されており、当該最適変速段決定部１２０は、車両負荷度算出部１００で算出された車両負荷度αVL（車両負荷状態）と上記目標変速段設定部１１０により設定された目標変速段とに基づき最適変速段を設定する。そして、変速段制御部（変速段制御手段）１３０が上記最適変速段決定部１２０からの出力情報に基づき変速機４の変速段を最適変速段に制御する。
【００２９】
以下、図２、図３のフローチャートを参照して本発明に係る減速再加速制御について詳細に説明する。
図２のステップＳ１０では、上記各種センサからの検出情報を読込む。
そして、次のステップＳ１２では、図４中の車両負荷度算出部１００において車両負荷度αVL（車両負荷状態）を算出する。車両負荷度αVLは、車両の重量及び車両の勾配抵抗に相当するパラメータであって、主としてラック位置センサ９からのラック位置信号ＳRC、エンジン回転センサ８からのエンジン回転速度情報Ｎe、車速センサ７８からの車速情報Ｖとに基づき算出される。
【００３０】
詳しくは、車両負荷度αVLは、以下の手順で算出される。
先ず、ラック位置信号ＳRCとエンジン回転速度情報ＮeとからエンジントルクＴeが予め設定されたマップ等から算出され、このエンジントルクＴeから車両の駆動力Ｆが例えば次式(1)より算出される。
Ｆ＝（Ｔe・ｉt・ｉf・η）／ｒw …(1)
ここに、ｉtは変速段のギヤ比、ｉfは終減速ギヤ比（デファレンシャルギヤ比）、ηは動力伝達効率、ｒwはタイヤ動半径である。
【００３１】
また一方で、車両の空気抵抗Ｒlが算出される。ここでは、車速情報Ｖから車両の走行抵抗としての空気抵抗Ｒlを次式(2)から算出する。
Ｒl＝λ・Ａs・Ｖ2 …(2)
ここに、λは空気抵抗係数、Ａsは車両の前面投影面積である。
次に、上記駆動力情報Ｆと空気抵抗情報Ｒlとから、直線平坦路空車相当加速度α0を次式(3)から算出する。
【００３２】
α0＝ｇ・｛Ｆ−（μＷ0＋Ｒl）｝／（Ｗ0＋Ｗr） …(3)
ここに、ｇは重力加速度、μは路面摩擦係数、Ｗ0は空車重量、Ｗrは回転部重量である。
そして、この直線平坦路空車相当加速度α0と車速情報Ｖがら求められた実加速度情報αとから車両負荷度αVLが次式(4)から算出される。
【００３３】
αVL＝α0−α …(4)
上述したように、この車両負荷度情報αVLは、車両の重量及び車両の勾配抵抗に相当するものである。つまり、αVL＞０であれば車両負荷が重く、αVL＜０であれば車両負荷が軽いということができる。従って、このαVLの値の大きさから、どの程度車両負荷が重い（或いは軽い）のかを判定することができることになる。例えば、バスにおいて、乗員の人数（重量）が多く或いは車両が登坂路を走行しているような場合には車両負荷度αVLは非常に大きく、車両負荷はかなり重いといえる。
【００３４】
このように車両負荷度αVLが算出されたら、ステップＳ１４に進み、アクセルペダル７０がオフ状態であるか否かを判別する。具体的には、アクセル開度センサ７２からのアクセル開度信号ＶＡが非常に小さく、例えば全開時の１０％以下であるか否かを判別する。
ステップＳ１４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、アクセルペダル７０がオフ状態（例えば、開度１０％以下）と判定された場合には、運転者には加速走行の意思がなく、車両は減速状態にあると判定できる。従って、この場合には次にステップＳ１６に進む。
【００３５】
ステップＳ１６では、図４中の目標変速段設定部（目標変速段設定手段）１１０において、上記ＥＣＵ８０のメモリに記憶されたシフトマップのうちの減速マップ（図５中に破線で示す）に基づき目標変速段を設定する。つまり、減速マップから現在の車速Ｖとアクセル開度ＶＡとに応じた目標変速段を読み出す。なお、通常車両がバスの場合には、当該減速マップ（図５中の破線）に示すように、目標変速段は、アクセルペダル７０がオフ状態（例えば、開度１０％以下）で車速Ｖが低下したときにおいて同一変速段が比較的低速域まで長く保持されるよう設定されている。これにより、減速と加速とを頻繁に行うような路線バスであっても、加減速によるシフトショックの発生回数が極力低減され、乗り心地がよいものとされている。
【００３６】
次のステップＳ１８では、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1以下であるか否かを判別する。この判別は、エンジン回転速度Ｎeが低下したときにエンジンストールを発生させないよう上記クラッチ装置３を自動的に切断状態とすることを目的として行うものである。ここでは、所定値Ｎe1は、例えば、通常設定されたアイドリング回転数よりもやや高めの値（例えば、１５００rpm）とされる。
【００３７】
ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1以下である場合には、ステップＳ２０に進んでクラッチ断、即ちクラッチ装置３を自動的に切断状態とする。つまり、ＥＣＵ８０からエアシリンダユニット１６に駆動信号を供給し、エアタンク３４からのエア圧によりクラッチ板１２をフライホイール１０から離す。
【００３８】
そして、ステップＳ２２では、図４中の変速段制御部１３０において、上記のようにして減速マップに基づき設定された目標変速段に向けて変速段制御を行う。つまり、ステップＳ２２では、目標変速段に応じた信号がＥＣＵ８０から電磁弁６６、エンジンコントロールユニット８２及びエアシリンダユニット１６にそれぞれ供給される。これにより、クラッチ装置３が断状態に保持されるとともに、ギヤ位置が減速マップに基づき所望の変速段に切換制御される。なお、この変速段制御では、実際には別途設けられたサブルーチン（図示せず）が実行される。
【００３９】
一方、ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1よりも大きい場合には、エンジンストールの心配はないと判定できる。従って、この場合には、ステップＳ２０を実行することなく、つまりクラッチ装置３を断状態にすることなくステップＳ２２に進み、やはり減速マップに基づき変速段制御を実施する。但し、変速段制御においては、当然ながら上述したようにしてクラッチ装置３は断接操作される。
【００４０】
ところで、一旦アクセルペダル７０がオフ状態（例えば、開度１０％以下）とされ（ステップＳ１４）、減速マップに基づく変速段制御（ステップＳ２２）が実施された後、アクセルペダル７０が再びオン状態（例えば、開度１０％より大）とされて所謂再加速が実施されたような場合には、ステップＳ１４の判別結果は偽（Ｎｏ）とされる。故に、この場合には次に図３のステップＳ２４に進む。
【００４１】
このようにアクセルペダル７０がオン状態である場合には運転者に加速走行の意思があると判定できる。従って、ステップＳ２４では、図４中の目標変速段設定部１１０において、上記ＥＣＵ８０のメモリに記憶されたシフトマップのうちの加速マップ（図５中に実線で示す）に基づいて目標変速段を設定する。つまり、加速マップから現在の車速Ｖとアクセル開度ＶＡとに応じた目標変速段を読み出す。加速マップより目標変速段が求められたら、次にステップＳ２６以降に進む。
【００４２】
ステップＳ２６乃至ステップＳ３２は、図４の最適変速段決定部１２０において実行されるファジイ制御のルーチンである。このファジイ制御におけるファジイ推論には、例えばメンバシップ関数を用いたファジイ推論法が用いられる。
ここで、表１を参照すると、当該ファジイ制御のファジイルールが示されており、以下この表１をも参照して説明する。なお、実際にはファジイルールはここに示すもの以外にも複数設定されており、種々のファジイ制御が実施されているが、それらについてはここでは関係がないため説明を省略する。
【００４３】
【表１】
【００４４】
ステップＳ２６では、上記のようにして算出された車両負荷度αVL（車両負荷情報）が大（正に大）であり且つアクセル開度ＶＡ（加速意思の大きさ）が大であって当該アクセル開度情報ＶＡに基づくアクセル開度変化ΔＶＡ（加速意思の大きさ）が大（正に大）であり且つ車速Ｖが小であるか否かを判別する（加速意思検出手段）。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）で、車両負荷度αVLが大であり且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大であり且つ車速Ｖが小である場合には、次にステップＳ２８に進む。
【００４５】
ステップＳ２８では、変速段を２速段（目標変速段よりも低速段側の最適変速段）にすべく変速制御を実施する。つまり、ここでは、低車速で車両負荷度αVLが大であり且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大であるような場合は、車両重量（乗員数等）が大きく或いは道路状況が変化しており（降坂路から平坦路、平坦路から登坂路等）、運転者の加速意思が大で大きな加速トルクを必要としている状況とファジイ推論でき、このような場合には、上記表１の第１のファジイルールＲ1に基づき、上記ステップＳ２４で設定した目標変速段に拘わらず、変速段を通常の走行状態で使用する変速段のうち最も大きなトルクを発生可能な２速段（最適変速段）に変速することを決定する。
【００４６】
そして、次のステップＳ２９で、変速段制御部１３０において、２速段（最適変速段）への変速段制御を実施する。
これにより、通常再加速時において運転者はレスポンスのよい加速を望む傾向にあり、その際車両は大きな加速トルクを必要とするのであるが、このような場合であっても、変速段が速やかに２速段（最適変速段）に変速制御されることになり、減速から再加速に移行する際のドライバビリティが向上する。つまり、Ｄレンジで自動変速制御が実施されていても、運転者の意思に応じてマニュアル操作を行った場合と略等しく変速段を２速段として大きな出力トルクを得ることができるのである。
【００４７】
また、この場合、ステップＳ２４で目標変速段が設定された後、直ちにファジイ制御（ステップＳ２６、ステップＳ２８）に基づき変速段制御部１３０において変速段が最適変速段である２速段まで速やかに切換えられるので、例えば変速が１段ずつ段階的に順次実施されるようなことがなく、故に運転者が不愉快なシフトショックやタイムラグを感じるようなことが極力防止される。
【００４８】
つまり、車両がバスの場合にあっては、図５に示すように、アクセルペダル７０がオフ状態でＡ1位置まで比較的大きく減速したとしても、上述したように４速段が低速領域まで保持され、再加速が行われるとアクセル開度ＶＡの増加に伴いポイントがＡ2位置に移行し目標変速段が加速マップ上で３速段とされるのであるが、この時点で車両負荷度αVLが大で且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大と判定されると、目標変速段の３速段に拘わらず変速段が一気にワンモーションでもって４速段から最適変速段である２速段まで切換えられることになり、スムースにして速やかに大きな出力トルクが発生可能とされるのである。
【００４９】
そして、次のステップＳ３６では、上記ステップＳ２０においてクラッチ断とされていたクラッチ装置３を接続状態に戻すべくクラッチ接とする。このように、一旦クラッチ装置３が断状態とされた後、最適変速段である２速段への変速が完了するまでまでクラッチ断状態を保持し、変速完了時点で初めてクラッチ接とすることにより、例えば上記のように４速段から２速段に変速する場合のように現在の変速段と最適変速段との差が２段以上であっても１段毎にクラッチの断接が行われることがなく、故にクラッチの接続時に発生するショックが極力防止される。なお、クラッチ断とされていない場合にはクラッチ装置３はそのまま接続状態に保持される。
【００５０】
ところで、上記第１のファジイルールＲ1の前件部の条件が満たされなくなると当該第１のファジイルールＲ1はもはや成立しなくなる。しかしながら、再加速中、例えば登坂路走行中であって乗員の人数が多く車両負荷度αVLが大きいような場合には、実際には依然として大きな出力トルクを必要としている場合が多い。
【００５１】
従って、ステップＳ２６の判別結果が偽（Ｎｏ）と判別された場合には、次のステップＳ３０において、今度は上記表１に示す第２のファジイルールＲ2に基づいてファジイ推論を行い、現在の変速段が目標変速段よりも小（現段＜目標段）で且つ相変わらず上記車両負荷度αVLが大（正に大）であるか否かを判別する。
【００５２】
目標変速段が３速段である一方で第１のファジイルールＲ1に基づき最適変速段が２速段とされている場合には現在の変速段は目標変速段よりも小（現段＜目標段）である。従って、アクセル開度ＶＡ或いはアクセル開度変化ΔＶＡが小とされて上記第１のファジイルールＲ1の条件を外れた時点で相変わらず車両負荷度αVLが大きければ、ステップＳ３０の判別結果は真（Ｙｅｓ）であり、このような場合には、次のステップＳ３２において現段保持制御を行う。つまり、ステップＳ３２では、第２のファジイルールＲ2に基づき、目標変速段に拘わらず変速段を現在の変速段（ここでは２速段）に保持（現段保持）することを決定する。
【００５３】
そして、次のステップＳ３３で、変速段制御部１３０において、変速段を現段に保持する。
これにより、車両負荷度αVLが大きいような場合であっても、再加速中にトルク不足となってしまうことが好適に防止され、加速走行を良好に継続することができる。
【００５４】
一方、ステップＳ３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、第２のファジイルールＲ2が成立せず現在の変速段が目標変速段よりも小（現段＜目標段）である一方で例えば車両が平坦路走行或いは降坂路走行となり車両負荷度αVLが減少したような場合には、もはや大きな出力トルクは必要ないと判定できる。従って、このような場合には、次にステップＳ３４に進み、変速段制御部１３０において、上記図５の加速マップに基づく通常の変速段制御を行う。
【００５５】
以上、説明したように、本発明の車両用自動変速機の変速制御装置では、車両が減速した後に再加速するような場合において、低車速で車両負荷度αVLが大きく且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大であって、つまりファジイ推論により第１のファジイルールＲ1が成立するような場合には、変速段を目標変速段に拘わらず目標変速段よりも低速段側の２速段（最適変速段）とするようにしている。
【００５６】
従って、乗員の人数或いは荷物の積載量が多いような場合、或いは車両が登坂路を走行している場合であっても、運転者が減速後にトルクフルな加速を望むようなときにおいて高い出力トルクで速やかに車両を加速させることが可能となる。特に、本発明を減速と加速を頻繁に行う一方で乗員の増減の激しい路線バス等に適用するようにすれば、減速時には比較的低車速まで変速（シフトダウン）を実施しないようにしてシフトショックを低減可能であるとともに（図５の減速マップ参照）、再加速時にあっては乗員の人数（重量）に拘わらずトルク不足なく極めて良好な加速を行うことが可能とされる。
【００５７】
この際、再加速時の変速段が例えば４速段であるような場合にあっては、４速段から２速段まで一気に２段階飛び越し変速することが可能であるので、１段ずつ段階的に変速を行う場合と異なりシフトショックなくレスポンスのよいスムースな加速が実現可能とされる。
また、変速段を２速段とした後、さらに継続して大きな出力トルクが必要な場合には、第２のファジイルールに基づき２速段（最適変速段）とされた変速段が良好に継続維持されるので、トルクフルな加速が充分に実施されることになる。
【００５８】
なお、上記実施例では、車両負荷度αVLが大きく且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大である場合には、第１のファジイルールＲ1の後件部に示すように最適変速段を２速段としたが、この最適変速段、即ち第１のファジイルールＲ1の後件部を例えば「目標変速段より１段以上低速段」としてもよい。この場合、１段だけ低速段にすればよいのか或いは２段階以上低速段にする必要があるのかが問題となるが、これについては、第１のファジイルールＲ1の後件部の適合度の出力値に応じて決定すればよい。このようにすれば、上記実施例で示したように、例えば４速段（図５中のＡ1位置）で再加速を開始した場合に限られず、それ以外の変速段（例えば、５速段等）で再加速を行った場合でもトルク不足のないスムースな加速を実現することができる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、ファジイ推論法を用いるようにしているが、このようなファジイ推論を行うことなく単に閾値判別によって２速段（最適変速段）にすべきか否の判別を行うようにしても同様の効果が得られる。
また、上記実施形態においては、自動変速機として機械式の歯車式変速機４を用いるようにしたが、これに限られず、当該変速制御装置を、通常乗用車に搭載されるようなトルクコンバータと遊星歯車からなる自動変速機に適用することも可能である。
【００６０】
また、上記チェンジレバー６０には、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及びＤ（ドライブ）レンジの他、１速段〜５速段の各Ｍ（マニュアル）レンジも設けられており、上記自動変速のみならず手動での変速も可能とされている。なお、チェンジレバー６０は、これら１速段〜５速段の各Ｍレンジに代えてＭレンジが現変速段ホールド位置から変速段をアップ（＋）及びダウン（−）指示して変速段を切換え操作するようなタイプのものであってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の請求項１の車両用自動変速機の変速制御装置によれば、車速とアクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づいて目標変速段を設定する一方、アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行時には、目標変速段に優先して運転者の加速意思の大きさ及び車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に応じたきめ細かな最適変速段で変速制御を行うことができ、これにより、車両負荷が大きい場合、例えば車両重量（乗員数等）や勾配抵抗が大きい場合、再加速を行う際の運転者の加速意思が大である場合には、通常の目標変速段よりもより大きな駆動トルクを発生可能となり、車両のトルク不足を防止してトルクフルな再加速走行を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００６２】
また、本発明では、現在の変速段と最適変速段との差が２段以上であっても、一気に飛び越し変速が実現されるので、１段ずつ段階的に変速が実施されるときのようなシフトショックもなく、レスポンスよくスムースに変速を達成できる。また、請求項２の車両用自動変速機の変速制御装置によれば、加速意思の大きさをアクセル開度及びアクセル開度変化から容易に求めることができ、最適変速段を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速制御装置が適用される車両の駆動系の全体構成を示す図である。
【図２】本発明に係る減速再加速制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【図３】図２に続く、減速再加速制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図４】変速制御手順を示す制御ブロック図である。
【図５】目標変速段設定用のシフトマップ（減速マップ及び加速マップ）を示す図である。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン
３ クラッチ装置
４ 変速機
８ エンジン回転センサ
６８ ギヤ位置センサ
７０ アクセルペダル
７２ アクセル開度センサ（アクセル操作状態検出手段）
７８ 車速センサ（車速検出手段）
８０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
９０ 判断部
１００ 車両負荷度算出部（負荷状態検出手段）
１１０ 目標変速段設定部（目標変速段設定手段）
１２０ 最適変速段決定部（最適変速段設定手段）
１３０ 変速段制御部（変速段制御手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に係り、詳しくは、車両の減速再加速制御時における加速性能の向上を図った変速制御装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
従来より、車両用の変速機として、変速操作を自動化した自動変速機が多用されている。この自動変速機は、小型車の場合にあっては、クラッチに代えてトルクコンバータを採用したものが主流になっている。しかしながら、バスやトラック等の大型車にあっては、駆動トルクの伝達量が大きいため、トルクコンバータではその駆動トルクを充分に伝達するのが困難となっている。
【０００３】
そこで、手動変速機と同様の機械式の変速機を用い、この変速機に自動的に断接可能なクラッチ装置を有した自動変速機が大型車用に開発されている。これにより、伝達駆動トルクが大きい場合であっても、変速タイミングに合わせてクラッチを自動制御することで、変速を自動で行うことが可能とされている。また、このようなクラッチ付きの自動変速機にあっては、車両が減速したときには、エンジンストールを回避すべく、クラッチを自動的に切断するようにしている。
【０００４】
さらには、このようにクラッチが自動的に切断された場合、クラッチが再び接続されたときに自動変速機の変速段がその時点の車速に応じたものとなるよう、クラッチが切断された状態であっても車速に応じて変速段が切換制御されるように構成した装置が特公平５−８０３７４号公報等に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バスやトラックでは、車両への積載重量（乗員数等）の変化、即ち車両重量の変化や道路状況の変化により車両負荷が大きく増減するものである。従って、例えばバスの場合において乗員数が多くなると、車両は乗員が少ない場合よりも大きな出力トルクを必要とする。また、車両が降坂路を走行している場合よりも平坦路を走行している場合の方が、平坦路を走行している場合よりも登坂路を走行している場合の方が大きな出力トルクを必要とする。この傾向は、特に発進時や減速走行後に低速から再加速するような場合、つまり、上記のようにクラッチが自動的に切断された状態のときにおいて顕著である。
【０００６】
しかしながら、上記公報に開示された装置では、単に車速に応じて変速段を切換制御しているにすぎず、上記のような車両負荷情報をも考慮して変速段を切換えるものとはなっていない。従って、上記公報に開示された装置では、積載重量（乗員数）が大きい場合において、クラッチを接とし再加速を行う際には運転者の意思に反して出力トルク不足となる虞がある。このように出力トルク不足となるとスムースな加速ができないことになり好ましいことではない。
【０００７】
本発明は、上述した事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、車両負荷に拘わらず減速再加速時において運転者の意思に応じたスムースな再加速を実現可能な車両用自動変速機の変速制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明では、車速を検出する車速検出手段と、アクセルペダルの操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、前記車速と前記アクセルペダルの操作状態とに基づき目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、運転者の加速意思を検出する加速意思検出手段と、車両の負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、前記アクセル操作状態検出手段により前記アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、少なくとも運転者の前記加速意思の大きさ及び前記車両負荷状態に基づき最適変速段を設定する最適変速段設定手段と、前記目標変速段設定手段からの前記目標変速段に応じて変速制御するとともに、前記アクセル操作状態検出手段により前記アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、前記目標変速段に優先して前記最適変速段設定手段からの前記最適変速段に応じて変速制御する変速段制御手段とを備え、前記目標変速段設定手段は、前記車速と前記アクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づき前記目標変速段を設定し、前記最適変速段設定手段は、少なくとも前記加速意思の大きさ及び前記車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に基づき前記最適変速段を設定することを特徴としている。
【０００９】
従って、目標変速段設定手段により、車速とアクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づいて目標変速段が設定される一方、最適変速段設定手段により、少なくとも運転者の加速意思の大きさ及び車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に基づき最適変速段が設定され、車両の走行中にアクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、目標変速段に優先して最適変速段による変速が実施される。
【００１０】
これにより、通常、アクセルペダルが操作されなくなり車両が一旦減速すると、車両負荷が大きい場合、つまり車両重量（乗員数等）が大きい場合や道路状況が変化している場合（降坂路から平坦路、平坦路から登坂路等）にあっては、次回再加速を行う場合において比較的大きな出力トルクを必要とし、運転者はアクセルペダルを大きく踏み込むことになるが、このような加速意思の大きな場合において変速段が通常の目標変速段よりも例えば低速段に切換えられることでより大きな駆動トルクを発生可能となり、車両のトルク不足が防止されてトルクフルな再加速走行が実現される。
また、このように加速意思の大きさ（アクセル開度、アクセル開度変化）や車両負荷状態等を入力パラメータとするファジイ推論を用いて最適変速段を設定することにより、きめ細かく最適変速段が設定され、より正確に運転者の意思に応じた変速制御が実施されて好適な再加速走行が実現される。
【００１１】
特に、本発明では、現在の変速段と最適変速段との差が２段以上であっても、一気に飛び越し変速が実現されるので、１段ずつ段階的に変速が実施されるときのようなシフトショックもなくレスポンスよくスムースに変速が達成される。
また、請求項２の発明では、前記アクセル操作状態検出手段はアクセル開度及びアクセル開度変化を検出するものであって、前記加速意思検出手段は、前記加速意思の大きさを前記アクセル開度及びアクセル開度変化に応じて検出することを特徴としている。
【００１２】
従って、加速意思の大きさは、アクセル開度及びアクセル開度変化から容易に求められ、最適変速段が容易に設定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態としての実施例を詳細に説明する。
図１には、本発明に係る変速制御装置の適用される車両（バス等）の駆動系の全体構成が示されている。以下、同図に基づき、変速制御装置を含む車両の駆動系の構成を説明する。
【００１５】
同図を参照すると、ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１からは、エンジン出力軸２が延びており、このエンジン出力軸２は、クラッチ装置３を介して歯車式変速機（以下、単に変速機という）４に接続されている。これにより、エンジン１の出力がクラッチ装置３を介して変速機４に伝達され、この変速機４において変速が実施される。変速機４は、後退段の他に前進５段の変速段（１速段〜５速段）を有した自動変速式の変速機であり、自動変速のみならず手動変速も可能とされている。クラッチ装置３は、変速機４が自動変速される際には、これに伴い自動的に断接制御されるように構成されており、詳細については後述する。
【００１６】
エンジン１には、エンジン１に燃料を供給するための燃料噴射ポンプ（以下、噴射ポンプという）６が設けられている。この噴射ポンプ６は、ポンプ入力軸（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によりポンプを作動させ、燃料を噴射する装置である。この噴射ポンプ６には、燃料噴射量を調節するためのコントロールラック（図示せず）が備えられており、さらに、コントロールラックのラック位置（コントロールラック位置）ＳRCを検出するラック位置センサ９が設けられている。また、ポンプ入力軸近傍には、ポンプ入力軸の回転数を検出し、この回転数に基づきエンジン１の出力軸２の回転数、即ちエンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転センサ８が付設されている。
【００１７】
クラッチ装置３は、フライホイール１０にクラッチ板１２をプレッシャスプリング１１により圧接させて接続状態とする一方、フライホイール１０からクラッチ板１２を離間させることで切断状態とするような通常の機械摩擦式クラッチの操作を自動で実施可能としたものである。つまり、クラッチ板１２には、アウタレバー１２ａを介し、クラッチ断接用のクラッチアクチュエータとして機能するエアシリンダユニット１６が接続されている。
【００１８】
そして、このエアシリンダユニット１６には、エア供給通路であるエア通路３０を介してエアタンク３４が接続されている。従って、エア通路３０を介してエアタンク３４からエアが供給されることにより、エアシリンダユニット１６が自動的に作動する。これにより、クラッチ板１２が移動し、クラッチの断接が自動的に実施される。
【００１９】
クラッチ装置３には、クラッチ板１２の移動量、即ちクラッチストローク量ＳCLを検出するクラッチストロークセンサ１７が取付けられている。また、変速機４の入力軸２０には、入力軸２０の回転数、即ちクラッチ回転数ＮCLを検出するクラッチ回転センサ２２が付設されている。
チェンジレバー６０は、変速機４のセレクトレバーであり、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及び自動変速モードに相当するＤ（ドライブ）レンジが設けられている。
【００２０】
チェンジレバー６０には、各レンジ位置を検出するセレクト位置センサ６２が設けられており、このセレクト位置センサ６２はＥＣＵ８０に接続されている。また一方で、ＥＣＵ８０は、変速機４のギヤの噛み合い、即ちギヤ位置を切換えるためのギヤシフトユニット６４に接続されている。これにより、セレクト位置センサ６２からの位置信号に応じてＥＣＵ８０から駆動信号がギヤシフトユニット６４に供給されて作動し、変速機４のギヤ位置が、選択されたセレクトレンジに応じて切換えられる。セレクト位置がＤレンジである場合にあっては、後述の自動変速制御に応じてギヤ位置が切換えられる。
【００２１】
ギヤシフトユニット６４は、ＥＣＵ８０からの作動信号により作動する複数個の電磁弁（図１では１つのみ示した）６６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動させる複数のパワーシリンダ（図示せず）とを有している。ギヤシフトユニット６４のこれらのパワーシリンダは、上記電磁弁６６、エア通路６７を介して前述のエア通路３０に接続されており、従って、エアタンク３４から高圧作動エアが供給されることにより作動する。つまり、上記電磁弁６６にＥＣＵ８０から作動信号が与えられると、各パワーシリンダが作動信号に応じて作動し、これにより歯車式変速機４の噛み合い状態が適宜変更される。
【００２２】
変速機４のギヤシフトユニット６４近傍には、各変速段を検出するギヤ位置センサ６８が付設されており、このギヤ位置センサ６８からは現在のギヤ位置信号、即ち変速段信号がＥＣＵ８０に向けて出力される。
アクセルペダル７０にはアクセル開度センサ（アクセル操作状態検出手段）７２が備えられている。このアクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７０の踏込量、即ちアクセル開度ＶＡを出力するものである。また、変速機４の出力軸７６には、車速Ｖを検出する車速センサ（車速検出手段）７８が付設されている。さらに、ブレーキペダル５０にはブレーキセンサ５２が備えられている。
【００２３】
図１中符号８２は、ＥＣＵ８０とは別に設けられたエンジンコントロールユニットを示している。エンジンコントロールユニット８２は、噴射ポンプ６内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各センサからの情報やアクセル開度情報ＶＡ等に応じたＥＣＵ８０からの信号を供給する装置であり、エンジン１の駆動制御を行うものである。即ち、エンジンコントロールユニット８２から電子ガバナに指令信号が供給されると、コントロールラックが作動して燃料の増減操作が実施され、エンジン回転速度Ｎeの増減が制御される。
【００２４】
ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入力出力信号処理を行うインタフェイス等で構成されている。
ＥＣＵ８０の入力側には、上述のエンジン回転センサ８、ラック位置センサ９、クラッチストロークセンサ１７、クラッチ回転センサ２２、ブレーキセンサ５２、セレクト位置センサ６２、ギヤ位置センサ６８、アクセル開度センサ７２及び車速センサ７８等がそれぞれ接続されており、これら各センサ等からの情報が入力される。
【００２５】
一方、ＥＣＵ８０の出力側には、上述の電磁弁６６、エンジンコントロールユニット８２及びエアシリンダユニット１６が接続されている。
ところで、ＥＣＵ８０のメモリには、セレクト位置がＤレンジとされているとき、車速Ｖ、アクセル開度ＶＡやエンジン回転速度Ｎeの各値に基づいて目標変速段を決定するためのシフトマップ（図５参照）が記憶されている。従って、Ｄレンジである場合には、ＥＣＵ８０は、通常この目標変速段に応じたシフト信号をギヤシフトユニット６４の各電磁弁６６に与えることになり、これにより、ギヤ位置が目標変速段に切換えられ、自動変速制御が実施される。
【００２６】
このように、変速機４のギヤが上記目標変速段に切換えられて変速が完了すると、ギヤ位置センサ６８からギヤ位置信号が出力され、これにより、現在の変速段が認識可能とされ、シフト信号に対してギヤ位置の切換えが確実に行われたか否か、即ち噛み合いが正常な状態であるか否かが確認可能とされる。
ところで、上記のようにして目標変速段が決定されると、ＥＣＵ８０は、目標変速段に応じたシフト信号をギヤシフトユニット６４の各電磁弁６６に与えるとともに、エアシリンダユニット１６に駆動信号を供給する。これにより、変速の開始と同時にエアシリンダユニット１６が自動的に作動してクラッチ板１２がフライホイール１０から離れ、クラッチ装置３が切断状態とされる。その後、変速が達成されると、エアシリンダユニット１６が戻り作動し、クラッチ板１２がフライホイール１０に圧接され、クラッチ装置３は再び接続状態とされる。
【００２７】
以下、このように構成された変速制御装置の本発明に係る作用について説明する。
図２、図３を参照すると、ＥＣＵ８０が実行する、Ｄレンジにおける自動変速制御のうち減速後に加速を行う場合の減速再加速制御ルーチンのフローチャートが示されており、また、図４を参照すると、ファジイ制御を用いた変速制御のブロック図、即ち本発明の概念を示すブロック図が示されており、図５を参照すると、目標変速段設定のためのシフトマップが示されている。なお、当該シフトマップには、説明の便宜上２速段から４速段までの間の変速パターンのみを示してある。
【００２８】
先ず、図４に基づき変速制御の概略手順について簡単に説明すると、各種センサからの入力により目標変速段設定部（目標変速段設定手段）１１０が目標変速段を設定する。一方、判断部９０が車両負荷度算出部（負荷状態検出手段）１００と最適変速段決定部（最適変速段設定手段）１２０とから構成されており、当該最適変速段決定部１２０は、車両負荷度算出部１００で算出された車両負荷度αVL（車両負荷状態）と上記目標変速段設定部１１０により設定された目標変速段とに基づき最適変速段を設定する。そして、変速段制御部（変速段制御手段）１３０が上記最適変速段決定部１２０からの出力情報に基づき変速機４の変速段を最適変速段に制御する。
【００２９】
以下、図２、図３のフローチャートを参照して本発明に係る減速再加速制御について詳細に説明する。
図２のステップＳ１０では、上記各種センサからの検出情報を読込む。
そして、次のステップＳ１２では、図４中の車両負荷度算出部１００において車両負荷度αVL（車両負荷状態）を算出する。車両負荷度αVLは、車両の重量及び車両の勾配抵抗に相当するパラメータであって、主としてラック位置センサ９からのラック位置信号ＳRC、エンジン回転センサ８からのエンジン回転速度情報Ｎe、車速センサ７８からの車速情報Ｖとに基づき算出される。
【００３０】
詳しくは、車両負荷度αVLは、以下の手順で算出される。
先ず、ラック位置信号ＳRCとエンジン回転速度情報ＮeとからエンジントルクＴeが予め設定されたマップ等から算出され、このエンジントルクＴeから車両の駆動力Ｆが例えば次式(1)より算出される。
Ｆ＝（Ｔe・ｉt・ｉf・η）／ｒw …(1)
ここに、ｉtは変速段のギヤ比、ｉfは終減速ギヤ比（デファレンシャルギヤ比）、ηは動力伝達効率、ｒwはタイヤ動半径である。
【００３１】
また一方で、車両の空気抵抗Ｒlが算出される。ここでは、車速情報Ｖから車両の走行抵抗としての空気抵抗Ｒlを次式(2)から算出する。
Ｒl＝λ・Ａs・Ｖ2 …(2)
ここに、λは空気抵抗係数、Ａsは車両の前面投影面積である。
次に、上記駆動力情報Ｆと空気抵抗情報Ｒlとから、直線平坦路空車相当加速度α0を次式(3)から算出する。
【００３２】
α0＝ｇ・｛Ｆ−（μＷ0＋Ｒl）｝／（Ｗ0＋Ｗr） …(3)
ここに、ｇは重力加速度、μは路面摩擦係数、Ｗ0は空車重量、Ｗrは回転部重量である。
そして、この直線平坦路空車相当加速度α0と車速情報Ｖがら求められた実加速度情報αとから車両負荷度αVLが次式(4)から算出される。
【００３３】
αVL＝α0−α …(4)
上述したように、この車両負荷度情報αVLは、車両の重量及び車両の勾配抵抗に相当するものである。つまり、αVL＞０であれば車両負荷が重く、αVL＜０であれば車両負荷が軽いということができる。従って、このαVLの値の大きさから、どの程度車両負荷が重い（或いは軽い）のかを判定することができることになる。例えば、バスにおいて、乗員の人数（重量）が多く或いは車両が登坂路を走行しているような場合には車両負荷度αVLは非常に大きく、車両負荷はかなり重いといえる。
【００３４】
このように車両負荷度αVLが算出されたら、ステップＳ１４に進み、アクセルペダル７０がオフ状態であるか否かを判別する。具体的には、アクセル開度センサ７２からのアクセル開度信号ＶＡが非常に小さく、例えば全開時の１０％以下であるか否かを判別する。
ステップＳ１４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、アクセルペダル７０がオフ状態（例えば、開度１０％以下）と判定された場合には、運転者には加速走行の意思がなく、車両は減速状態にあると判定できる。従って、この場合には次にステップＳ１６に進む。
【００３５】
ステップＳ１６では、図４中の目標変速段設定部（目標変速段設定手段）１１０において、上記ＥＣＵ８０のメモリに記憶されたシフトマップのうちの減速マップ（図５中に破線で示す）に基づき目標変速段を設定する。つまり、減速マップから現在の車速Ｖとアクセル開度ＶＡとに応じた目標変速段を読み出す。なお、通常車両がバスの場合には、当該減速マップ（図５中の破線）に示すように、目標変速段は、アクセルペダル７０がオフ状態（例えば、開度１０％以下）で車速Ｖが低下したときにおいて同一変速段が比較的低速域まで長く保持されるよう設定されている。これにより、減速と加速とを頻繁に行うような路線バスであっても、加減速によるシフトショックの発生回数が極力低減され、乗り心地がよいものとされている。
【００３６】
次のステップＳ１８では、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1以下であるか否かを判別する。この判別は、エンジン回転速度Ｎeが低下したときにエンジンストールを発生させないよう上記クラッチ装置３を自動的に切断状態とすることを目的として行うものである。ここでは、所定値Ｎe1は、例えば、通常設定されたアイドリング回転数よりもやや高めの値（例えば、１５００rpm）とされる。
【００３７】
ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1以下である場合には、ステップＳ２０に進んでクラッチ断、即ちクラッチ装置３を自動的に切断状態とする。つまり、ＥＣＵ８０からエアシリンダユニット１６に駆動信号を供給し、エアタンク３４からのエア圧によりクラッチ板１２をフライホイール１０から離す。
【００３８】
そして、ステップＳ２２では、図４中の変速段制御部１３０において、上記のようにして減速マップに基づき設定された目標変速段に向けて変速段制御を行う。つまり、ステップＳ２２では、目標変速段に応じた信号がＥＣＵ８０から電磁弁６６、エンジンコントロールユニット８２及びエアシリンダユニット１６にそれぞれ供給される。これにより、クラッチ装置３が断状態に保持されるとともに、ギヤ位置が減速マップに基づき所望の変速段に切換制御される。なお、この変速段制御では、実際には別途設けられたサブルーチン（図示せず）が実行される。
【００３９】
一方、ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1よりも大きい場合には、エンジンストールの心配はないと判定できる。従って、この場合には、ステップＳ２０を実行することなく、つまりクラッチ装置３を断状態にすることなくステップＳ２２に進み、やはり減速マップに基づき変速段制御を実施する。但し、変速段制御においては、当然ながら上述したようにしてクラッチ装置３は断接操作される。
【００４０】
ところで、一旦アクセルペダル７０がオフ状態（例えば、開度１０％以下）とされ（ステップＳ１４）、減速マップに基づく変速段制御（ステップＳ２２）が実施された後、アクセルペダル７０が再びオン状態（例えば、開度１０％より大）とされて所謂再加速が実施されたような場合には、ステップＳ１４の判別結果は偽（Ｎｏ）とされる。故に、この場合には次に図３のステップＳ２４に進む。
【００４１】
このようにアクセルペダル７０がオン状態である場合には運転者に加速走行の意思があると判定できる。従って、ステップＳ２４では、図４中の目標変速段設定部１１０において、上記ＥＣＵ８０のメモリに記憶されたシフトマップのうちの加速マップ（図５中に実線で示す）に基づいて目標変速段を設定する。つまり、加速マップから現在の車速Ｖとアクセル開度ＶＡとに応じた目標変速段を読み出す。加速マップより目標変速段が求められたら、次にステップＳ２６以降に進む。
【００４２】
ステップＳ２６乃至ステップＳ３２は、図４の最適変速段決定部１２０において実行されるファジイ制御のルーチンである。このファジイ制御におけるファジイ推論には、例えばメンバシップ関数を用いたファジイ推論法が用いられる。
ここで、表１を参照すると、当該ファジイ制御のファジイルールが示されており、以下この表１をも参照して説明する。なお、実際にはファジイルールはここに示すもの以外にも複数設定されており、種々のファジイ制御が実施されているが、それらについてはここでは関係がないため説明を省略する。
【００４３】
【表１】
ステップＳ２６では、上記のようにして算出された車両負荷度αVL（車両負荷情報）が大（正に大）であり且つアクセル開度ＶＡ（加速意思の大きさ）が大であって当該アクセル開度情報ＶＡに基づくアクセル開度変化ΔＶＡ（加速意思の大きさ）が大（正に大）であり且つ車速Ｖが小であるか否かを判別する（加速意思検出手段）。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）で、車両負荷度αVLが大であり且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大であり且つ車速Ｖが小である場合には、次にステップＳ２８に進む。
【００４５】
ステップＳ２８では、変速段を２速段（目標変速段よりも低速段側の最適変速段）にすべく変速制御を実施する。つまり、ここでは、低車速で車両負荷度αVLが大であり且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大であるような場合は、車両重量（乗員数等）が大きく或いは道路状況が変化しており（降坂路から平坦路、平坦路から登坂路等）、運転者の加速意思が大で大きな加速トルクを必要としている状況とファジイ推論でき、このような場合には、上記表１の第１のファジイルールＲ1に基づき、上記ステップＳ２４で設定した目標変速段に拘わらず、変速段を通常の走行状態で使用する変速段のうち最も大きなトルクを発生可能な２速段（最適変速段）に変速することを決定する。
【００４６】
そして、次のステップＳ２９で、変速段制御部１３０において、２速段（最適変速段）への変速段制御を実施する。
これにより、通常再加速時において運転者はレスポンスのよい加速を望む傾向にあり、その際車両は大きな加速トルクを必要とするのであるが、このような場合であっても、変速段が速やかに２速段（最適変速段）に変速制御されることになり、減速から再加速に移行する際のドライバビリティが向上する。つまり、Ｄレンジで自動変速制御が実施されていても、運転者の意思に応じてマニュアル操作を行った場合と略等しく変速段を２速段として大きな出力トルクを得ることができるのである。
【００４７】
また、この場合、ステップＳ２４で目標変速段が設定された後、直ちにファジイ制御（ステップＳ２６、ステップＳ２８）に基づき変速段制御部１３０において変速段が最適変速段である２速段まで速やかに切換えられるので、例えば変速が１段ずつ段階的に順次実施されるようなことがなく、故に運転者が不愉快なシフトショックやタイムラグを感じるようなことが極力防止される。
【００４８】
つまり、車両がバスの場合にあっては、図５に示すように、アクセルペダル７０がオフ状態でＡ1位置まで比較的大きく減速したとしても、上述したように４速段が低速領域まで保持され、再加速が行われるとアクセル開度ＶＡの増加に伴いポイントがＡ2位置に移行し目標変速段が加速マップ上で３速段とされるのであるが、この時点で車両負荷度αVLが大で且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大と判定されると、目標変速段の３速段に拘わらず変速段が一気にワンモーションでもって４速段から最適変速段である２速段まで切換えられることになり、スムースにして速やかに大きな出力トルクが発生可能とされるのである。
【００４９】
そして、次のステップＳ３６では、上記ステップＳ２０においてクラッチ断とされていたクラッチ装置３を接続状態に戻すべくクラッチ接とする。このように、一旦クラッチ装置３が断状態とされた後、最適変速段である２速段への変速が完了するまでまでクラッチ断状態を保持し、変速完了時点で初めてクラッチ接とすることにより、例えば上記のように４速段から２速段に変速する場合のように現在の変速段と最適変速段との差が２段以上であっても１段毎にクラッチの断接が行われることがなく、故にクラッチの接続時に発生するショックが極力防止される。なお、クラッチ断とされていない場合にはクラッチ装置３はそのまま接続状態に保持される。
【００５０】
ところで、上記第１のファジイルールＲ1の前件部の条件が満たされなくなると当該第１のファジイルールＲ1はもはや成立しなくなる。しかしながら、再加速中、例えば登坂路走行中であって乗員の人数が多く車両負荷度αVLが大きいような場合には、実際には依然として大きな出力トルクを必要としている場合が多い。
【００５１】
従って、ステップＳ２６の判別結果が偽（Ｎｏ）と判別された場合には、次のステップＳ３０において、今度は上記表１に示す第２のファジイルールＲ2に基づいてファジイ推論を行い、現在の変速段が目標変速段よりも小（現段＜目標段）で且つ相変わらず上記車両負荷度αVLが大（正に大）であるか否かを判別する。
【００５２】
目標変速段が３速段である一方で第１のファジイルールＲ1に基づき最適変速段が２速段とされている場合には現在の変速段は目標変速段よりも小（現段＜目標段）である。従って、アクセル開度ＶＡ或いはアクセル開度変化ΔＶＡが小とされて上記第１のファジイルールＲ1の条件を外れた時点で相変わらず車両負荷度αVLが大きければ、ステップＳ３０の判別結果は真（Ｙｅｓ）であり、このような場合には、次のステップＳ３２において現段保持制御を行う。つまり、ステップＳ３２では、第２のファジイルールＲ2に基づき、目標変速段に拘わらず変速段を現在の変速段（ここでは２速段）に保持（現段保持）することを決定する。
【００５３】
そして、次のステップＳ３３で、変速段制御部１３０において、変速段を現段に保持する。
これにより、車両負荷度αVLが大きいような場合であっても、再加速中にトルク不足となってしまうことが好適に防止され、加速走行を良好に継続することができる。
【００５４】
一方、ステップＳ３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、第２のファジイルールＲ2が成立せず現在の変速段が目標変速段よりも小（現段＜目標段）である一方で例えば車両が平坦路走行或いは降坂路走行となり車両負荷度αVLが減少したような場合には、もはや大きな出力トルクは必要ないと判定できる。従って、このような場合には、次にステップＳ３４に進み、変速段制御部１３０において、上記図５の加速マップに基づく通常の変速段制御を行う。
【００５５】
以上、説明したように、本発明の車両用自動変速機の変速制御装置では、車両が減速した後に再加速するような場合において、低車速で車両負荷度αVLが大きく且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大であって、つまりファジイ推論により第１のファジイルールＲ1が成立するような場合には、変速段を目標変速段に拘わらず目標変速段よりも低速段側の２速段（最適変速段）とするようにしている。
【００５６】
従って、乗員の人数或いは荷物の積載量が多いような場合、或いは車両が登坂路を走行している場合であっても、運転者が減速後にトルクフルな加速を望むようなときにおいて高い出力トルクで速やかに車両を加速させることが可能となる。特に、本発明を減速と加速を頻繁に行う一方で乗員の増減の激しい路線バス等に適用するようにすれば、減速時には比較的低車速まで変速（シフトダウン）を実施しないようにしてシフトショックを低減可能であるとともに（図５の減速マップ参照）、再加速時にあっては乗員の人数（重量）に拘わらずトルク不足なく極めて良好な加速を行うことが可能とされる。
【００５７】
この際、再加速時の変速段が例えば４速段であるような場合にあっては、４速段から２速段まで一気に２段階飛び越し変速することが可能であるので、１段ずつ段階的に変速を行う場合と異なりシフトショックなくレスポンスのよいスムースな加速が実現可能とされる。
また、変速段を２速段とした後、さらに継続して大きな出力トルクが必要な場合には、第２のファジイルールに基づき２速段（最適変速段）とされた変速段が良好に継続維持されるので、トルクフルな加速が充分に実施されることになる。
【００５８】
なお、上記実施例では、車両負荷度αVLが大きく且つアクセル開度ＶＡ及びアクセル開度変化ΔＶＡが大である場合には、第１のファジイルールＲ1の後件部に示すように最適変速段を２速段としたが、この最適変速段、即ち第１のファジイルールＲ1の後件部を例えば「目標変速段より１段以上低速段」としてもよい。この場合、１段だけ低速段にすればよいのか或いは２段階以上低速段にする必要があるのかが問題となるが、これについては、第１のファジイルールＲ1の後件部の適合度の出力値に応じて決定すればよい。このようにすれば、上記実施例で示したように、例えば４速段（図５中のＡ1位置）で再加速を開始した場合に限られず、それ以外の変速段（例えば、５速段等）で再加速を行った場合でもトルク不足のないスムースな加速を実現することができる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、ファジイ推論法を用いるようにしているが、このようなファジイ推論を行うことなく単に閾値判別によって２速段（最適変速段）にすべきか否の判別を行うようにしても同様の効果が得られる。
また、上記実施形態においては、自動変速機として機械式の歯車式変速機４を用いるようにしたが、これに限られず、当該変速制御装置を、通常乗用車に搭載されるようなトルクコンバータと遊星歯車からなる自動変速機に適用することも可能である。
【００６０】
また、上記チェンジレバー６０には、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及びＤ（ドライブ）レンジの他、１速段〜５速段の各Ｍ（マニュアル）レンジも設けられており、上記自動変速のみならず手動での変速も可能とされている。なお、チェンジレバー６０は、これら１速段〜５速段の各Ｍレンジに代えてＭレンジが現変速段ホールド位置から変速段をアップ（＋）及びダウン（−）指示して変速段を切換え操作するようなタイプのものであってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の請求項１の車両用自動変速機の変速制御装置によれば、車速とアクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づいて目標変速段を設定する一方、アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行時には、目標変速段に優先して運転者の加速意思の大きさ及び車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に応じたきめ細かな最適変速段で変速制御を行うことができ、これにより、車両負荷が大きい場合、例えば車両重量（乗員数等）や勾配抵抗が大きい場合、再加速を行う際の運転者の加速意思が大である場合には、通常の目標変速段よりもより大きな駆動トルクを発生可能となり、車両のトルク不足を防止してトルクフルな再加速走行を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００６２】
また、本発明では、現在の変速段と最適変速段との差が２段以上であっても、一気に飛び越し変速が実現されるので、１段ずつ段階的に変速が実施されるときのようなシフトショックもなく、レスポンスよくスムースに変速を達成できる。また、請求項２の車両用自動変速機の変速制御装置によれば、加速意思の大きさをアクセル開度及びアクセル開度変化から容易に求めることができ、最適変速段を容易に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速制御装置が適用される車両の駆動系の全体構成を示す図である。
【図２】本発明に係る減速再加速制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【図３】図２に続く、減速再加速制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図４】変速制御手順を示す制御ブロック図である。
【図５】目標変速段設定用のシフトマップ（減速マップ及び加速マップ）を示す図である。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン
３ クラッチ装置
４ 変速機
８ エンジン回転センサ
６８ ギヤ位置センサ
７０ アクセルペダル
７２ アクセル開度センサ（アクセル操作状態検出手段）
７８ 車速センサ（車速検出手段）
８０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
９０ 判断部
１００ 車両負荷度算出部（負荷状態検出手段）
１１０ 目標変速段設定部（目標変速段設定手段）
１２０ 最適変速段決定部（最適変速段設定手段）
１３０ 変速段制御部（変速段制御手段）
Claims (2)
- 車速を検出する車速検出手段と、
アクセルペダルの操作状態を検出するアクセル操作状態検出手段と、
前記車速と前記アクセルペダルの操作状態とに基づき目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、
運転者の加速意思を検出する加速意思検出手段と、
車両の負荷状態を検出する負荷状態検出手段と、
前記アクセル操作状態検出手段により前記アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、少なくとも運転者の前記加速意思の大きさ及び前記車両負荷状態に基づき最適変速段を設定する最適変速段設定手段と、
前記目標変速段設定手段からの前記目標変速段に応じて変速制御するとともに、前記アクセル操作状態検出手段により前記アクセルペダルのオフ状態からオン状態への移行が検出されると、前記目標変速段に優先して前記最適変速段設定手段からの前記最適変速段に応じて変速制御する変速段制御手段とを備え、
前記目標変速段設定手段は、前記車速と前記アクセルペダルの操作状態とに応じて予め設定されたシフトマップに基づき前記目標変速段を設定し、
前記最適変速段設定手段は、少なくとも前記加速意思の大きさ及び前記車両負荷状態を入力パラメータとするファジイ推論に基づき前記最適変速段を設定することを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。 - 前記アクセル操作状態検出手段はアクセル開度及びアクセル開度変化を検出するものであって、
前記加速意思検出手段は、前記加速意思の大きさを前記アクセル開度及びアクセル開度変化に応じて検出することを特徴とする、請求項１記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP4243997A JP3757017B2 (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 車両用自動変速機の変速制御装置 |
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