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Title:
TRANSMISSION SHIFT CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/105511
Kind Code:
A1
Abstract:
A transmission shift control device for changing the transmission ratio based on information on a corner. The transmission shift control device changes (S8) the transmission ratio by using, as a target transmission ratio (S6), the larger value between a first target transmission ratio (S4) and a second target transmission ratio (S5). The first target transmission ratio (S4) is set based on deceleration required to pass the corner, and the second target transmission ratio (S5) is set based on required drive power obtained from road information after passing the corner. Drivability of the vehicle when it travels through a corner is improved.

Inventors:
TAKANAMI YOJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/053562
Publication Date:
September 04, 2008
Filing Date:
February 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOYOTA MOTOR CO LTD (JP)
TAKANAMI YOJI (JP)
International Classes:
F16H61/02; F16H61/68; F16H61/684; F16H59/18; F16H59/66
Foreign References:
JP2006177442A2006-07-06
JP2007016826A2007-01-25
Attorney, Agent or Firm:
SAKAI, Hiroaki (Kasumigaseki Building 2-5, Kasumigaseki 3-chome, Chiyoda-k, Tokyo 20, JP)
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Claims:
 コーナーの情報に基づいて変速比を変更する変速制御装置であって、
 前記コーナーを通過する際の必要減速度に基づき設定した第1目標変速比と、前記コーナーの立上り後の道路の情報から求めた必要駆動力に基づき設定した第2目標変速比との最大値を目標変速比として、前記変速比の変更を行う
 ことを特徴とする変速制御装置。
 請求項1記載の変速制御装置において、
 前記道路の情報には、直線路の距離、路面勾配、及び道路幅の少なくともいずれか一つが含まれる
 ことを特徴とする変速制御装置。
 請求項1または2に記載の変速制御装置において、
 前記必要駆動力は、前記道路の情報に加えて、運転者の情報に基づいて求められる
 ことを特徴とする変速制御装置。
Description:
変速制御装置

 本発明は、変速制御装置に関し、特に、 ーナーを走行するに際してよりドライバビ ティを向上させることの可能な変速制御装 に関するものである。

 コーナー情報に基づいて、変速比を変更す 変速制御装置が知られている。例えば、特 2002-122225号公報(特許文献1)には、車両周辺 いは車両前方の状況に関連した情報に基づ て自動変速機の協調変速制御を行う場合に 協調変速制御手段において、予め記憶され ダウン変速マップから道路の曲がり情報(曲 半径R)および路面傾斜情報(路面勾配θ )に基づいて自動変速機の変速を直接判断し その判断された変速が行われるように変速 が切り換えられ、これにより、道路のカー や路面傾斜に即した変速段或いは変速比が ちに得られる車両用変速制御装置が開示さ ている。

特開2002-122225号公報

 変速制御装置において、変更先の変速比 求める場合、例えば、コーナーの曲がり度 い(半径Rなど)、路面勾配、及び車速から算 した変速比では、コーナー立上り後の道路 況によっては、適切な変速比とはならない 合がある。例えば、図8及び図9に示すよう 、コーナー701,702の半径Rと路面勾配が同一で あっても、コーナー701,702の後の道路の直線 合いや路面勾配によっては、コーナー立ち がり時にダウンシフトが必要になったり(パ ーオンダウン、図9参照)、一方、コーナー ち上がり時にダウンシフトしないようにコ ナー進入時の変速比を設定すると、必要以 にローギヤになってしまうことがあった(図8 参照)。

 上記のように、制御の効果を出そうとす と、運転者に違和感が出る場合があり、ま 、ATの多段化やCVT、HVへの適用の際には、選 択ギヤ比が多くなり、よりきめ細かい条件で 変速比を決める必要が出てくる。

 本発明の目的は、コーナーを走行するに してよりドライバビリティを向上させるこ の可能な変速制御装置を提供することであ 。

 本発明の変速制御装置は、コーナーの情 に基づいて変速比を変更する変速制御装置 あって、前記コーナーを通過する際の必要 速度に基づき設定した第1目標変速比と、前 記コーナーの立上り後の道路の情報から求め た必要駆動力に基づき設定した第2目標変速 との最大値を目標変速比として、前記変速 の変更を行うことを特徴としている。

 本発明の変速制御装置において、前記道 の情報には、直線路の距離、路面勾配、及 道路幅の少なくともいずれか一つが含まれ ことを特徴としている。

 本発明の変速制御装置において、前記必 駆動力は、前記道路の情報に加えて、運転 の情報に基づいて求められることを特徴と ている。

 本発明によれば、コーナーを走行するに してよりドライバビリティを向上させるこ が可能となるという効果を奏する。

図1は、本発明の変速制御装置の第1実 形態の動作を示すフローチャートである。 図2は、本発明の変速制御装置の第1実 形態の概略構成図である。 図3は、本発明の変速制御装置の第1実 形態のコーナー制御を説明するための図で る。 図4は、本発明の変速制御装置の第1実 形態において車速と減速度に対応する変速 を示す図である。 図5は、本発明の変速制御装置の第1実 形態におけるコーナー脱出用目標変速段算 用マップを示す図である。 図6は、本発明の変速制御装置の第1実 形態における効果を説明するための図であ 。 図7は、本発明の変速制御装置の第1実 形態における効果を説明するための他の図 ある。 図8は、従来技術を説明するための図で ある。 図9は、従来技術を説明するための他の 図である。

符号の説明

 10 自動変速機
 40 エンジン
 90 加速度センサ
 95 ナビゲーションシステム装置
 114 スロットル開度センサ
 116 エンジン回転数センサ
 118 道路勾配計測・推定部
 122 車速センサ
 123 シフトポジションセンサ
 130 制御回路
 131 CPU
 133 ROM
 701 コーナー
 702 コーナー
 703 3速の領域
 704 4速の領域
 705 5速の領域
 706 境界線
 707 境界線
 708 境界線
 C コーナー
 L コーナーまでの距離
 G 横G
 Greqx 目標減速度
 P 現在位置
 Q 入口
 R コーナーの曲率半径
 X 車両

 以下、本発明の変速制御装置の一実施形 について説明する。

 図1から図7を参照して、第1実施形態につ て説明する。

 本実施形態では、コーナー情報に基づく 速比の制御において、コーナーの曲がり度 いと、路面勾配と、現在の車速に基づいて 標減速度(必要減速度)を算出するとともに その目標減速度に基づいて最適変速比(第1最 適変速比)を算出する制御にプラスして、コ ナー立上り後の直線距離と路面勾配に基づ て必要駆動力を算出するとともに、その必 駆動力に基づいて最適変速比(第2最適変速比 )を算出し、上記第1及び第2最適変速比のミニ マム値(ローギヤ比)を選択する。

 コーナー進入のための第1最適変速比を決 めるだけだと、コーナー立上り後の直線距離 や道路勾配によっては、適切なギヤ比となら ない場合がある。そこで、本実施形態では、 コーナー立上り時の必要駆動力に基づく第2 適変速比とのミニマム値とすることにより 従来以上にドライバー感性に合う設定とす ことができる。

 本実施形態の構成としては、以下に詳述 るように、コーナーに対してダウンシフト 御を行う手段を有する自動変速機(有段の自 動変速機、CVT、自動変速モード付きマニュア ルトランスミッション等)と、コーナーの曲 り度合い(コーナーの半径、コーナーの曲率) を検知又は推定する手段(ナビゲーションシ テム等)とを備えている。ハイブリッドシス ム制御装置にも適用可能である。

 図2において、符号10は有段の自動変速機 40はエンジンである。自動変速機10は、電磁 弁121a、121b、121cへの通電/非通電により油圧 制御されて5段変速が可能である。図2では、 3つの電磁弁121a、121b、121cが図示されるが、 磁弁の数は3に限定されない。電磁弁121a、121 b、121cは、制御回路130からの信号によって駆 される。

 スロットル開度センサ114は、エンジン40 吸気通路41内に配置されたスロットルバルブ 43の開度を検出する。エンジン回転数センサ1 16は、エンジン40の回転数を検出する。車速 ンサ122は、車速に比例する自動変速機10の出 力軸120cの回転数を検出する。シフトポジシ ンセンサ123は、シフトポジションを検出す 。パターンセレクトスイッチ117は、変速パ ーンを指示する際に使用される。加速度セ サ90は、車両の減速度(減速加速度)を検出す 。

 ナビゲーションシステム装置95は、自車 を所定の目的地に誘導することを基本的な 能としており、演算処理装置と、車両の走 に必要な情報(地図、直線路、カーブ、登降 、高速道路など)が記憶された情報記憶媒体 と、自立航法により自車両の現在位置や道路 状況を検出し、地磁気センサやジャイロコン パス、ステアリングセンサを含む第1情報検 装置と、電波航法により自車両の現在位置 道路状況などを検出するためのもので、GPS ンテナやGPS受信機などを含む第2情報検出装 等を備えている。

 制御回路130は、スロットル開度センサ114 エンジン回転数センサ116、車速センサ122、 フトポジションセンサ123、加速度センサ90 各検出結果を示す信号を入力し、また、パ ーンセレクトスイッチ117のスイッチング状 を示す信号を入力し、また、ナビゲーショ システム装置95からの信号を入力する。

 制御回路130は、周知のマイクロコンピュ タによって構成され、CPU131、RAM132、ROM133、 力ポート134、出力ポート135、及びコモンバ 136を備えている。入力ポート134には、上述 各センサ114、116、122、123、90からの信号、 述のスイッチ117からの信号、ナビゲーショ システム装置95からの信号が入力される。出 力ポート135には、電磁弁駆動部138a、138b、138c が接続されている。

 道路勾配計測・推定部118は、CPU131の一部 して設けられることができる。道路勾配計 ・推定部118は、加速度センサ90により検出 れた加速度に基づいて、道路勾配を計測又 推定するものであることができる。また、 路勾配計測・推定部118は、平坦路での加速 を予めROM133に記憶させておき、実際に加速 センサ90により検出した加速度と比較して道 路勾配を求めるものであることができる。

 ROM133には、予め図1のフローチャートに示 す動作(制御ステップ)が記述されたプログラ 、及び、図4及び図5のマップが格納されて るとともに、変速制御の動作(図示せず)が記 述されたプログラムが格納されている。制御 回路130は、入力した各種制御条件に基づいて 、自動変速機10の変速を行う。

 図1から図3を参照して、本実施形態の動作 説明する。
 コーナーの曲がり度合い(大きさ)を示す情 として、コーナーの半径、コーナーの曲率 考えられる。以下において、コーナーの半 Rが用いられて説明される箇所は、コーナー 半径Rに代えて、コーナーの曲率が用いられ ることができる。

 図3は、コーナー進入時の目標減速度(必 減速度)を説明するための図である。図3にお いて、符号Xは車両、符号Pは車両Xの現在位置 、符号Cは車両Xの前方のコーナーを示してい 。また、符号QはコーナーCの入口、符号Rは ーナーCの曲率半径、符号Lは車両Xの現在位 PからコーナーCの入口Qまでの距離、符号Vは 車両Xの現在の車速、符号VreqはコーナーCを目 標横G(目標横加速度)で旋回するための目標旋 回車速、符号Greqxは現在の車速がVである車両 XがコーナーCの入口Qにおいて目標旋回車速Vre qになるために必要な減速度(コーナー制御に いて車両に作用させるべき目標減速度)をそ れぞれ示している。上記において、目標横G は、コーナーCを旋回するに当たってどの位 横Gで旋回すべきかを示す目標値であって、 予め設定された例えば0.3~0.4Gの値である。

[ステップS1]
 図1のステップS1では、制御回路130により、 方にコーナーがあるか否かが判定される。 御回路130は、ナビゲーションシステム装置9 5から入力した信号に基づいて、ステップS1の 判定を行う。ステップS1の判定の結果、前方 コーナーがあると判定された場合には、ス ップS2に進み、そうでない場合には、本制 フローは終了する。図3の例では、車両Xの前 方にコーナーCがあるため、ステップS2に進む 。

[ステップS2]
 ステップS2では、制御回路130により、コー ーCの目標旋回車速Vreqが算出される。その算 出に際して、まず、制御回路130は、ナビゲー ションシステム装置95の地図情報に基づいて コーナーCの曲率半径Rを算出する。次に、 御回路130は、ナビゲーションシステム装置95 から入力した信号に基づいて、現在の地点P おけるコーナーCの入口Qまでの距離Lと、現 の車速Vを求める。次に、制御回路130により 予め設定された目標横Gと、コーナーCの曲 半径Rに基づいて、コーナーCの入口Qにおけ 車速(目標旋回車速Vreq)が求められる。制御 路130は下記式[数1]より、目標旋回車速Vreq[m/s ]を求める。ステップS2の次に、ステップS3が われる。

[ステップS3]
 ステップS3では、制御回路130により、目標 速度(必要減速度)が算出される。制御回路130 は、現在の位置PからコーナーCの入口Qまでの 距離Lと、現在の位置Pでの車速Vと、Q地点で 目標旋回車速Vreqに基づいて、目標減速度を める。目標減速度Greqxは下記式2により求め れる。ステップS3の次にステップS4が行われ る。

[ステップS4]
 ステップS4では、制御回路130により、上記 テップS3で求めた目標減速度に基づいて、コ ーナーへの進入時の変速制御に際して選択す べき変速段(コーナー進入用目標変速段)が求 られる。予めROM133に、図4に示すようなアク セルOFF時の各変速段の車速毎の減速Gを示す 両特性のデータが登録されている。

 ここで、出力回転数が1000[rpm]であり、目 減速度が-0.12Gである場合を想定すると、図4 において、出力回転数が1000[rpm]のときの車速 に対応し、かつ目標減速度の-0.12Gに最も近い 減速度となる変速段は、4速であることが判 。これにより、上記例の場合、コーナー進 用目標変速段は、4速であると決定される。

 なお、ここでは、目標減速度に最も近い 速度となる変速段をコーナー進入用目標変 段として選択したが、コーナー進入用目標 速段は、目標減速度以下(又は以上)の減速 であって目標減速度に最も近い減速度とな 変速段を選択してもよい。また、上記にお ては、各変速段のエンジンブレーキと目標 速度とを比較してコーナー進入用目標変速 を求めたが、その求め方に代えて、例えば 目標減速度に応じてコーナー進入用目標変 段が求められる予め設定されたマップ(図示 ず)に基づいて求めてもよい。ステップS4の にステップS5に進む。

[ステップS5]
 ステップS5では、制御回路130により、コー ーからの脱出時(立上り時)の変速制御に際し て選択すべき変速段(コーナー脱出用目標変 段)が求められる。この場合、コーナー脱出 目標変速段は、以下の方法により求められ ことができる。

 ナビゲーションシステム装置95から入力 たコーナーからの立上り後の直線路の距離 、路面勾配に基づいて、以下の(1)または(2) 方法によりコーナー脱出用目標変速段が求 られることができる。

(1)まず、上記直線路の距離毎に予め設定さ れた目標車速を求める。直線路の距離が長い ほど、目標車速は高い値に設定される。次に 、その目標車速に到達する目標時間を設定す る。ここで、目標時間は予め設定された固定 値であることができる。次に、その目標時間 で目標車速を達成する必要駆動力を算出する 。次いで、その必要駆動力と予め設定された 余裕代の和を満足するギヤ比をコーナー脱出 用目標変速段として求めることができる。

(2)予め図5のようなマップを設定しておき 上記直線路の距離と路面勾配に基づいて、 ヤ比をコーナー脱出用目標変速段として求 ることができる。図5のマップにおいて例え 、符号703で示す領域は3速、符号704で示す領 域は4速、符号705で示す領域は5速をそれぞれ している。直線路の距離が長く、又は路面 配が大きいほどコーナー脱出用目標変速段 ローギヤ側に設定される。

 上記の領域703~705の境界線706~708は、現在 車速により変化させてもよい。現在の車速 高いほど、境界線706~708がマップの右上に位 するように変化させることにより、低車速 あるほど、コーナー脱出用目標変速段は、 ーギヤになりやすいように設定することが きる。現在の車速が低いほど、速く加速し いと目標時間で目標車速に到達しないこと ら、低車速であるほどローギヤになりやす ように設定することができる。

 上記(1)において、必要駆動力に代えて、 要加速度に基づいて、コーナー脱出用目標 速段を求めても良く、その必要加速度の算 には、路面勾配を用いることができる。ま 、コーナー脱出用目標変速段は、上記直線 の距離及び/又は路面勾配に加えて、又は代 えて、道路の幅や運転指向に応じて設定する ことができる。道路の幅が大きいほど、目標 車速(運転者が適当であると思う車速)が高く 定されることができる。運転指向や今まで 走行履歴に応じて目標車速が変更されるこ ができる。

 また、上記において、上記直線路の距離 、実質的に判断され、直線路の途中に信号 があれば、その信号等がある箇所までが直 路であると判断される。尚、目標車速を決 する指標として、直線路の距離に代えて、 ーナーの曲がり度合いを用いることができ 。

 本例では、コーナー脱出用目標変速段は 3速であるとする。ステップS5の次にステッ S6に進む。

[ステップS6]
 ステップS6では、制御回路130により、上記 テップS4にて求められたコーナー進入用目標 変速段と、上記ステップS5で求められたコー ー脱出用目標変速段のミニマム値(ローギヤ 側)が最終目標変速段として選択される。上 例では、コーナー進入用目標変速段(4速)と コーナー脱出用目標変速段(3速)のミニマム である3速が最終目標変速段として選択され 。ステップS6の次に、ステップS7に進む。

[ステップS7]
 ステップS7では、制御回路130により、アイ ル接点ONか否かが判定される。本例では、ア イドル接点オン(アクセル開度が全閉)のとき 、運転者の減速意思有りと判定される。ス ップS7では、スロットル開度センサ114から 信号に基づいて、アクセルがOFFの状態(全閉) か否かが判定される。ステップS7の結果、ア セルがOFFの状態であると判定されれば、ス ップS8に進む。一方、アクセルがOFFの状態 あると判定されなければ、本制御フローは ターンされる。

[ステップS8]
 ステップS8では、制御回路130により、上記 テップS6にて選択された最終目標変速段(上 例では3速)に係る変速指令が出力される。即 ち、制御回路130のCPU131から電磁弁駆動部138a~1 38cにダウンシフト指令(変速指令)が出力され 。ダウンシフト指令に応答して、電磁弁駆 部138a~138cは、電磁弁121a~121cを通電又は非通 にする。これにより、自動変速機10では、 ウンシフト指令に指示された最終目標変速 への変速が実行される。最終目標変速段へ ダウンシフトにより、エンジンブレーキ力( 速度)が増加し、車速が低下する。ステップ S8の次にステップS9が実行される。

[ステップS9]
 ステップS9では、制御回路130により、車両 コーナーを通過したか否かが判定される。 御回路130は、ナビゲーションシステム装置95 からの情報に基づいて、ステップS9の判定を うことができる。その判定の結果、車両が ーナーを通過したと判定された場合には、 テップS10に進み、そうでない場合には、ス ップS9に戻る。

[ステップS10]
 ステップS10において、制御回路130は、変速 御を通常変速パターンに基づく変速に復帰 せる。ここで、通常変速パターンとは、ア セル開度と車速に基づいて変速段が決定さ る通常一般の変速マップに基づくものであ 。ステップS10の次に、本制御フローはリタ ンされる。

 本実施形態によれば、以下の効果を奏す ことができる。

 本実施形態では、コーナー情報に基づい 、変速比を変更する変速制御装置において コーナーを通過する際の必要減速度に基づ て設定した第1目標変速比と、コーナーから の立上り後の道路情報(路面勾配、直線距離 )に基づいて設定した第2目標変速比の最大値 (ローギヤ側)を目標変速比として変速比の変 を行う。これにより、ドライバビリティが 上する。

 従来技術によれば、図8及び図9に示すよ に、コーナー701,702の半径Rと路面勾配が同一 であっても、コーナー701,702の後の道路の直 度合いや路面勾配によっては、コーナー立 上がり時にダウンシフトが必要になったり( ワーオンダウン、図9参照)、一方、コーナ 立ち上がり時にダウンシフトしないように ーナー進入時の変速比を設定すると、必要 上にローギヤになってしまうことがあった( 8参照)。

 これに対して、本実施形態によれば、コ ナー進入用目標変速段とコーナー脱出用目 変速段の2種類の目標変速段を求め、それら のミニマム値(ローギヤ側)を最終目標変速段 して制御する。よって、図6及び図7に示す うに、コーナー701,702の半径Rと路面勾配が同 一であっても、コーナー701,702の後の道路の 線度合いや路面勾配によって、コーナー701 コーナー脱出用目標変速段は、4速に設定さ 、コーナー702のコーナー脱出用目標変速段 、3速に設定される。

 これにより、コーナー701,702のコーナー進 入用目標変速段は、共に4速であるとしても コーナー701,702のコーナー進入用目標変速段 コーナー脱出用目標変速段のミニマム値は それぞれ、4速と3速となる。コーナー701で 、必要以上にローギヤになることが抑制さ る。コーナー702では、コーナー立上り後に 速が予測されるため、コーナー進入時に前 って3速にダウンシフトされ、コーナー立上 後はそのまま加速することが可能となる。 、図6から図9において、括弧書きの数字は 最適変速段を示している。

 また、上記各実施形態における変速機と て、CVT、HVの適用が可能である。また、上 においては、車両が減速すべき量を示す減 度は、減速加速度(G)を用いて説明したが、 速トルクをベースに制御を行うことも可能 ある。

 以上のように、本発明にかかる変速制御 置は、コーナーを走行するに際してよりド イバビリティを向上させることの可能な変 制御装置に有用であり、特に、コーナーを 行するに際してよりドライバビリティを向 させるのに適している。