JPH0625589B2 - 自動変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主としてアクセルペダルの操作だけで変速操
作が可能な車両用の自動変速制御装置に係り、特にディ
ーゼル自動車に好適な自動変速制御装置に関する。

〔従来の技術〕

推進用の原動機として、ディーゼルエンジンやガソリン
エンジンなどの内燃機関を用いた自動車では、その原動
機の回転速度・トルク特性から、その推進駆動系に動力
伝達遮断機能と変速比変換機能とを必要とし、このた
め、その運転操作が煩雑な上、それには或る程度以上の
体力が必要で、安全性などに問題なしとしなかった。

そこで、変速操作を自動化し、主としてアクセルペダル
とブレーキペダルの操作だけで自動車の運転ができるよ
うにした、いわゆるオートマチック車（AT車）が広く実
用化されるようになってきており、その一例を、特開昭
５９−９７３５１号公報の開示に見ることができるが、
この従来技術では、車速とアクセルペダルの踏込操作量
に応じて走行駆動系での変速比が制御されるようになっ
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来技術では、上記したように、車速とアク
セルペダルの踏込操作量に応じて制御が進むため、良好
な自動変速特性が得られるようにするためには、アクセ
ルペダルの踏込操作量が正確に検出できることを要件と
し、このため、いかにアクセルペダルの踏込操作量を精
度良く検出し得るかが問題になり、アクセルペダルの踏
込操作量を検出するセンサ、いわゆるアクセルセンサ自
体の高精度化と共に、その品質のバラツキや取付精度の
保持、さらには、その特性の経年変化への対応が必要に
なるが、上記従来技術では、これらの点について配慮が
されておらず、アクセルセンサの精度低下による走行性
能の低下や、センサの取付作業の簡素化の点で問題があ
った。

本発明の目的は、アクセルセンサの検出特性の変化にも
かかわらず、常に高精度でアクセルペダルの踏込操作量
の検出を行なうことができ、一定した走行性能を安定し
て保つことができる自動変速制御装置を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、アクセルペダルの踏込操作量が、アクセル
センサの検出結果とは独立に検出できる状況を設定し、
この状況が確立された時点でのアクセルペダルの踏込操
作量によって、そのときでのアセルセンサの検出結果を
補正するようにし、これにより、アクセルセンサによる
アクセルペダルの踏込操作量検出特性が、逐次、学習さ
れ、較正されてゆくようにして達成される。

〔作用〕

アクセルセンサによるアクセルペダルの踏込操作量の検
出に誤差が存在したり、検出特性に変化を生じても、上
記した所定の状況が確立される毎に、その都度、補正が
行なわれ、学習されてゆくため、アクセルペダルの踏込
操作量の検出を常に高精度に保持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明による自動変速制御装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、本発明をディーゼル自動
車の自動変速装置に適用した場合の実施例であり、図に
おいて、１はエンジン、２は変速機、３はクラッチ、４
はクラッチアクチュエータ、５はセレクトアクチュエー
タ、６はシフトアチュータ、７は燃料噴射ポンプ、８は
アクセルペダル、９は制御回路、１０はセレクトハンド
ル、１１はエンジン回転数センサ、１２は車速センサ、
１３は排気ブレーキ用のバルブ、そして１４はアクセル
センサである。

エンジン１は、通常、アクセルペダル８を介しての運転
者によるアクセルワークで燃料噴射ポンプ７が制御操作
されることにより、回転速度制御されているが、さらに
制御回路９からの制御信号ｆにより燃料噴射ポンプ７が
制御されることによっても回転速度制御されるようにも
なっている。

変速機２は第２図に模式的に示すように、クラッチ３に
結合したインプットシャフト２８とアウトプットシャフ
ト２９の間に、それぞれ固有のギヤ比を持つギヤ対２１
〜２７を備え、シフトアクチュエータ５とセレクトアク
チュエータ６によって選択作動される作動子５０〜５３
を介して、それに対応するドッグクラッチ３１〜３４を
動かし、常時噛み合い式の歯車変速機で構成され、セレ
クトアクチュエータ５とシフトアクチュエータ６に対し
て、制御回路９から供給されるセレクト信号ｓ₁とシフ
ト信号ｓ₂とによって制御され、自動変速動作を行な
う。なお、３０はサブシャフトで、ギヤ対２５を介して
インプットシャフト２８により常時回転させられてお
り、ギヤ対２１にエンジン回転数センサ１１が、そして
アウトプットシャフト２９に取付けられているギヤ３５
に車速センサ１２が組合わされている。

制御回路９はアセルペダル８に取付けられているアクセ
ルセンサ１４からの加速信号ａと、クラッチアチュエー
タ４、セレクトアクチュエータ５、シフトアクチュエー
タ６、燃料噴射ポンプ７の各アクチュエータからの、そ
れぞれの機器の作動状態を現わすフィードバック信号
ｃ、ｐ₁、ｐ₂、ｂと、それにエンジン回転数センサ１
１、車速センサ１２からの信号ｎ、ｖ、さらにはセレク
トハンドル１０からのセレクト信号ｓ₀などを取り込
み、それらの演算処理結果としての各種の制御信号を発
生し、燃料噴射ポンプ７と排気ブレーキ用のバルブ１３
に対する制御信号ｆ、ｅによりエンジン回転数を制御
し、クラッチアクチュエータ４、セレクトアクチュエー
タ５、シフトアクチュエータ６のそれぞれに対する制御
信号ｄ、ｓ₁、ｓ₂により所定の変速比（ギヤ比）の自動
選択制御を遂行する。

次に、この実施例における自動変速制御動作について説
明する。

変速機２のギヤ比の選択は、主として車速とアクセルペ
ダルの踏込操作量によって決定され、その状態は、第３
図に示すシフトスケジュールのようになっている。

この第３図で、実線はシフトアップ時の特性を、そして
破線はシフトダウン時のものであり、各領域Ｉ〜Ｖはギ
ヤ比を表わす。そして、この特性から変速比が選択され
る。

いま、ギヤ比が領域IIにあり、このとき、信号ｖ、ａか
ら求まる現在の車速Ｖ(Km/h)とアクセルペダルの踏込操
作量α(%)が第３図のＡ点にあったとし、ここからアク
セルペダル８がさらに踏込まれて加速されたとすると、
次第に速度Ｖが増加してＢ点に達した時点で変速が行な
われることが判る。

また、車速Ｖが一定であっても、アクセルペダル踏込操
作量αが変化した場合には、図のＣ点からＢ点への移動
で示されるように、シフトダウンされることが判る。

このように、自動変速制御装置では、変速機の制御の重
要なフアクターがアクセルペダルの踏込操作量αとなっ
ており、このため、アクセルセンサ１４の検出精度が問
題になる。

第４図は、アクセルセンサ１４の一実施例で、アクセル
ペダル８の踏込操作量をリニヤー可変抵抗器によって検
出するようになっているものである。なお、４０はキッ
クダウンスイッチである。

従って、このようなアクセルセンサでは、そのセンサ自
体の高精度化と共に、そのアクセルペダル８との組合わ
せ取付状態が問題になる。

ここで、まず、アクセルペダル８のストロークは、その
機構上、ほぼ一定に保たれので、これを前提とし、第４
図のようにしてアクセルセンサ１４を組合わせ、アクセ
ルペダル８の踏込操作量が０％のときのアクセルセンサ
１４の出力電圧をＶ_o、100%でのそれをＶ_Fとすれば、ア
クセルペダル８の踏込操作量の全ストローク幅Ｗでの出
力電圧の変化幅はＶ_F−Ｖ_oとなり、これでアクセルペダ
ル８の踏込操作量αとアクセルセンサ１４の検出信号ａ
との対応がとれ、これらの電圧によりアクセルペダルの
踏込操作量αを正確に検出し、正しい変速制御を得るこ
とができる筈である。すなわち、正確な制御のために
は、アクセルペダル８のストローク位置とアクセルセン
サ１４による検出信号とのマッチングが常に正確に保た
れている必要があり、そして、このとき、特に問題にな
るのが、アクセルペダル８のゼロストローク位置とフル
ストローク位置に対するアクセルセンサ１４の検出信号
の対応で、これは、相互の取付位置関係で変化する。

そこで従来技術では、アクセルセンサ１４の取付、調整
を正確に行ない、かつ、その精度維持が充分に得られる
ようにしなければならなかったのである。

一方、この実施例では、制御回路９の中に、アクセルセ
ンサ１４の検出信号ａとアクセルペダル８の踏込操作量
αとの変換関係を記憶するメモリが設けられ、これによ
り、制御回路９はアクセルセンサ１４からの検出信号ａ
をアクセルペダルの踏込操作量αに変換して読込むよう
にし、かつ、このメモリに記憶してある変換関係が、第
１と第２の判定手段により学習され、順次、書替えられ
てゆくように構成してある。

そこで、この学習動作について説明すると、以下のよう
になる。すなわち、まず、第１の判定手段は、所定の条
件が成立したことにより、アクセルペダル８のストロー
クがゼロにあることをアクセルセンサ１４の検出信号と
は無関係に検出し、そのときに得られているアクセルセ
ンサ１４の出力電圧値をＶ_oとし、これに対応するアク
セルペダルの踏込操作量αが０％になるようにした新た
な変換関係を、それまでの変換関係に代えてメモリに格
納する。

また、第２の判定手段は、アクセルペダル８がフルスト
ロークにあることを、これもまた、アクセルセンサ１４
の検出信号とは無関係に、所定の条件が成立したことに
より検出し、そのときに得られているアクセルセンサ１
４の出力電圧値をＶ_Fとし、それに対応するアクセルペ
ダルの踏込操作量αが100%になるようにした新たな変換
関係を、これまた、それまでの変換関係に代えてメモリ
に格納するのである。なお、これら第１と第２の判定手
段は、いずれも制御回路９に含まれているマイコンなど
の機能の一つとして構成されているものである。

従って、このメモリの書替えは、上記した所定の条件が
成立したことにより、その都度、繰り返されることにな
り、常に最新の学習結果による変換関係に基いてアクセ
ルセンサ１４の検出信号ａからアクセルペダルの踏込操
作量αへの変換が得られ、結局、この実施例によれば、
アクセルセンサ１４の取付精度や、経年変化などによる
アクセルペダル８との相対取付位置の変動にもかかわら
ず、常に正確なアクセルペダルの踏込操作量の検出が得
られ、充分な走行性能を維持することができる。

つぎに、上記した所定の条件の成立について説明する。

本来、アクセルセンサ１４は、アクセルペダル８のスト
ローク位置の検出のために設けてあるのであるから、も
しも、このアクセルセンサ１４とは無関係にアクセルペ
ダルの踏込操作量が検出できるのなら、このアクセルセ
ンサ１４は不要な筈である。つまり、このアクセルセン
サ１４が用いられているということは、他に検出手段が
無いことを意味する。

しかしながら、この発明は、アクセルペダルの踏込操作
量の全域にわたる位置検出は不能であるとしても、アク
セルセンサの検出特性からして、そのゼロ位置とフルス
トローク位置さえ確定できれば、学習による補正には充
分であることを見出してなされたものであり、このた
め、この実施例では、上記の所定の条件として、以下に
説明する条件を採用したものである。

まず、アクセルペダル８の踏込操作量がフルストローク
位置にあることの条件としては、第４図に示すキックダ
ウンスイッチ４０のオン状態を採用している。

次に、アクセルペダル８の踏込操作量がゼロ位置にある
条件として、この実施例では、車速信号ｖを用い、これ
により、車速の減少方向での変化率−ΔＶが所定値Ｖｃ
以上になったことを用いるように構成してある。すなわ
ち、 ｜−ΔＶ｜≧Ｖｃ を条件とするのである。

ここで、この所定値Ｖｃとしては、坂道走行に入ったと
きにも起こり得る減速状態を考慮して、アクセルペダル
８を全て戻したときだけに現われる減速変化率となるよ
うに定めてやればよい。

これは、実際の運転状態では、アクセルペダルを離した
ときだけ大きな減速度が得られるであろうことを前提と
している。なお、このため、ブレーキペダルの踏込を検
出することも考えられるが、これだとヒールアンドトウ
操作に対応できず、誤学習の虞れがあり、好ましくな
い。

従って、この実施例によれば、充分に確実な学習が得ら
れ、常に正確なアクセルペダル踏込操作量の検出が可能
で、正しい運転性能を安定に維持することができる。

次に、本発明の他の一実施例におけるアクセルペダルの
踏込操作量のゼロストローク位置検出のための所定の条
件について説明する。

この実施例では、セレクトアクチュエータ５とシフトア
クチュエータ６からの位置信号ｐ₁、ｐ₂により、変速機
２が中立位置にあることが検出されているときで、エン
ジン回転数センサ１１からの信号ｎにより検出されるエ
ンジン回転数Ｎの減少率−ΔＮが所定値Ｎｃを超えたと
き、すなわち、 ｜−ΔＮ｜≧Ｎｃ これは、エンジンの減速度は、無負荷時でアクセルペダ
ルがゼロ開度まで戻されたときには、所定値以下になる
であろうことを前提としているものである。

従って、この実施例によっても、確実にアクセルペダル
踏込操作量の学習が得られ、常に安定した走行性能の維
持が可能になる。

ところで、以上の実施例は、本発明をディーゼルエンジ
ンに適用した場合について説明したが、本発明は、この
ようにディーゼルエンジンに適用した場合、特に効果的
である。すなわち、ディーゼルエンジンは、その実用的
なトルク状態での回転速度範囲が比較的狭く、このた
め、自動車用としては、変速操作を正確に行なう必要
が、特に必要であり、この結果、アクセルペダルの踏込
操作量の検出を充分正確に行なう必要があり、本発明の
特質が充分に活せることになるからである。しかして、
本発明は、この実施例に限らず、ガソリンエンジンな
ど、どのような内燃機関を用いた自動車にも適用可能な
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、アクセルペダルの踏込操作量とアクセ
ルセンサの検出信号との関係が、常に学習されてゆくた
め、高精度の検出が安定に維持され、アクセルセンサの
取付けや、その後の精度維持が容易で、安定した運転性
能の自動変速制御装置をローコストで確実に、しかも容
易に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動変速制御装置の一実施例を示
すブロツク構成図、第２図は変速機の一実施例の構成
図、第３図はシフトスケジュールの説明図、第４図はア
クセルセンサの取付状態の説明図である。 １……エンジン、２……変速機、３……クラッチ、４…
…クラッチアクチュエータ、５……セレクトアクチュエ
ータ、６……シフトアクチュエータ、７……燃料噴射ポ
ンプ、８……アクセルペダル、９……制御回路、１０…
…セレクトハンドル、１１……エンジン回転数センサ、
１２……車速センサ、１３……排気ブレーキ用のバル
ブ、１４……アクセルセンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 干畑 政二 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (56)参考文献 特開 昭59−97351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−120365（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクセルペダルに連動したセンサ手段の検
   出信号を、予め設定してある所定の変換関係にしたがっ
   て上記アクセルペダルの踏込操作量を表わす出力データ
   に変換する演算手段を備え、該演算手段の出力データに
   基いて車両推進用原動機による駆動系の変速比を制御す
   る方式の車両用自動変速制御装置において、上記アクセ
   ルペダルの踏込操作量がその可動範囲の下限位置にある
   ことを上記センサ手段の検出信号とは無関係に検出する
   第１の判定手段と、上記アクセルペダルの踏込操作量が
   その可動範囲の上限位置にあることを上記センサ手段の
   検出信号とは無関係に検出する第２の判定手段とを設
   け、上記第１の判定手段による検出結果に応じて上記所
   定の変換関係による上記アクセルペダルの踏込操作量の
   下限位置の補正が行なわれ、上記第２の判定手段による
   検出結果に応じて上記所定の変換関係による上記アクセ
   ルペダルの踏込操作量の上限位置の補正が行なわれるよ
   うに構成したことを特徴とする自動変速制御装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記第１
   の判定手段が、車両の減速度を検出し、それが所定値を
   超えたことを条件として上記アクセルペダルの踏込操作
   量の下限位置が検出されたものと判断するように構成さ
   れていることを特徴とする自動変速制御装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、上記第１
   の判定手段が、車両推進用原動機から車両の駆動機構へ
   の動力伝達が遮断されている状態で、該車両推進用原動
   機の回転速度の降下速度が所定値を超えていることを条
   件として上記アクセルペダルの踏込操作量の下限位置が
   検出されたものと判断するように構成されていることを
   特徴とする自動変速制御装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項において、上記第２
   の判定手段が、上記アクセルペダルがその可動範囲の上
   限位置に踏込操作されたときに作動されるスイッチ手段
   で構成されていることを特徴とする自動変速制御装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項において、上記スイ
   ッチ手段が、自動車のキックダウンスイッチであること
   を特徴とする自動変速制御装置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項において、上記車両
   推進用原動機が、回転速度可変制御範囲が比較的狭い内
   燃機関であることを特徴とする自動変速制御装置。