JP2003148602A - 車両用有段変速機の変速制御装置 - Google Patents

車両用有段変速機の変速制御装置

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JP2003148602A
JP2003148602A JP2001350552A JP2001350552A JP2003148602A JP 2003148602 A JP2003148602 A JP 2003148602A JP 2001350552 A JP2001350552 A JP 2001350552A JP 2001350552 A JP2001350552 A JP 2001350552A JP 2003148602 A JP2003148602 A JP 2003148602A
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shift
vehicle
driving force
gear
gear stage
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English (en)
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Kazuhiro Yamamoto
一洋 山本
Shinji Ogawa
真治 小川
Koji Naito
浩二 内藤
Takeya Amano
剛也 天野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0213Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal characterised by the method for generating shift signals

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の走行に用いられる自動変速範囲の最低
速ギヤ段よりも更に大きな駆動力を必要とする状態とな
ると、熟練を必要とすることなく、その最低速ギヤ段よ
りも大きな変速比の非常用低速ギヤ段へ切り換えられる
車両用有段変速機の変速制御装置を提供する。 【解決手段】 駆動力不足状態判定手段82により第1
速ギヤ段(最低速ギヤ段)G1 の成立時よりもさらに大
きな車両の駆動力を必要とする状態であると判定された
場合には、変速制御手段80によって有段変速機16が
第1速ギヤ段G1からさらに低速の非常用低速ギヤ段G
U へ自動的にダウン変速させられることから、通常の走
行に用いられる自動変速範囲の最低速ギヤ段すなわち第
1速ギヤ段G1 よりも更に大きな駆動力を必要とする状
態となると、熟練を必要とすることなくその第1速ギヤ
段G1 よりも大きな変速比の非常用低速ギヤ段が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動変速が可能な車
両用有段変速機の変速制御装置に係り、特に、自動変速
において常用されるギヤ段の範囲では車両の駆動力が不
足する状態においても最低速ギヤ段よりもさらに変速比
が大きい非常用低速ギヤ段を成立させることにより、車
両の駆動力不足を防止する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動変速が可能な車両用有段変速機が知
られている。たとえば常時噛合型平行2軸式手動変速機
に油圧シリンダなどのシフトアクチュエータを設けて自
動変速としたもの、複数組の遊星歯車装置の要素を選択
的に係合させるシフトアクチュエータにより自動的な変
速を可能とした自動変速機やベルト式無段変速機に、手
動変速操作スイッチからの指令に従って複数種類の変速
比のギヤ段を成立させる手動変速モードを設けたものな
どがそれである。
【0003】ところで、このような自動変速が可能な車
両用有段変速機を備えた車両における自動変速モードに
おいて常用される複数段のギヤ段の変速比は、平坦路
や、路面に通常採用される勾配の坂路で走行可能な駆動
力や好適な発進加速のための駆動力と良好な燃費とが両
立するように設定されるが、両者は相反するものであ
り、いずれか一方が犠牲にされる傾向があった。たとえ
ば、最低速ギヤ段の変速比を小さくすると、平坦路走行
および燃費が良好となる反面、登坂路や発進加速時にお
いては必要な駆動力が得られ難くなり、登坂路や発進加
速時においては必要な駆動力が得られるように最低速ギ
ヤ段の変速比を大きくすると、通常の平坦路走行におい
て燃費が悪化するというおそれがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これに対し、エクスト
ラローレンジを備えた車両の自動変速機において、その
エクストラローレンジが選択された場合は通常のレンジ
とは異なる変速範囲すなわち超低速ギヤ段を含む変速範
囲内で自動変速されるようにした変速制御装置が提案さ
れている。たとえば、特開平3−89069号公報に記
載された変速制御装置がそれである。このようにすれ
ば、登坂路や発進加速時においてはエクストラローレン
ジが選択されることにより必要な駆動力が得られる一方
で、通常の走行時にはDレンジが選択されることにより
良好な燃費が得られるようになる。
【0005】しかしながら、そのような変速制御装置で
は、運転者がそのときの車両状況に応じてDレンジかエ
キストラローレンジかをシフトレバーを用いて選択操作
する必要があることから、熟練していない運転者である
場合にはシフトレバーによる車両状況に応じた適切な切
換操作を期待できないので、車両の燃費が悪化する場合
があった。
【0006】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、通常の走行に用
いられる自動変速範囲の最低速ギヤ段よりも更に大きな
駆動力を必要とする状態となると、熟練を必要とするこ
となく、その最低速ギヤ段よりも大きな変速比の非常用
低速ギヤ段へ切り換えられる車両用有段変速機の変速制
御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、自動変速に用いられ
る複数段のギヤ段のうちの最低速ギヤ段よりもさらに変
速比が大きい非常用低速ギヤ段を備えた車両用有段変速
機の変速制御装置であって、(a) 予め記憶された関係か
ら前記最低速ギヤ段成立時の駆動力よりもさらに大きい
車両の駆動力が必要とされる駆動力不足状態であるか否
かを判定する駆動力不足状態判定手段と、(b) その駆動
力不足状態判定手段により前記最低速ギヤ段成立時の駆
動力よりもさらに大きい車両の駆動力を必要とする状態
であると判定された場合には、前記有段変速機を前記非
常用低速ギヤ段へ自動的にダウン変速させる変速制御手
段とを、含むことにある。
【0008】
【発明の効果】このようにすれば、駆動力不足状態判定
手段により前記最低速ギヤ段成立時よりもさらに大きい
車両の駆動力を必要とする状態であると判定された場合
には、変速制御手段によって有段変速機が最低速ギヤ段
からさらに前記非常用低速ギヤ段へ自動的にダウン変速
させられることから、通常の走行に用いられる自動変速
範囲の最低速ギヤ段よりも更に大きな駆動力を必要とす
る状態となると、熟練を必要とすることなくその最低速
ギヤ段よりも大きな変速比の非常用低速ギヤ段が得られ
る。したがって、通常走行において燃費が損なわれるこ
となく、車両の駆動力不足状態において大きな駆動力が
自動的に得られる。
【0009】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記駆動力不足
状態判定手段は、前記車両の最低速ギヤ段で登坂可能な
予め設定された登坂勾配よりも実際の登坂勾配が大きい
状態となったことに基づいて前記車両の駆動力が不足す
る状態であると判定するものである。このようにすれ
ば、車両の急登坂走行時において必要とされる大きな駆
動力が自動的に得られる。
【0010】また、好適には、前記車両は、エンジンと
前記有段変速機との間の動力伝達経路に介そうされた自
動クラッチを備え、前記駆動力不足状態判定手段は、前
記車両が停止状態或いは略停止状態であり且つ該自動ク
ラッチのすべり速度が所定値以上となったことに基づい
て前記車両の駆動力が不足する状態であると判定するも
のである。このようにすれば、車両の停止或いは略停止
状態において自動クラッチのすべりが所定以上であると
きには、有段変速機の変速比が一層大きくされるので、
必要とされる大きな駆動力が自動的に得られる。
【0011】また、好適には、前記変速制御装置は、予
め記憶された変速線図から実際の車両状態に基づいて前
記有段変速機のギヤ段を自動的に切り換える自動変速モ
ードと、運転者の手動変速操作にしたがって前記有段変
速機のギヤ段を切り換える手動変速モードとを備え、前
記変速制御手段は、その自動変速モードが選択されてい
るときに、前記有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へ自
動的にダウン変速させるものである。このようにすれ
ば、自動変速モードが選択されているときに、車両の駆
動力が不足する状態となると、有段変速機が非常用低速
ギヤ段へ自動的にダウン変速させられる。
【0012】また、好適には、前記変速制御装置は、予
め記憶された変速線図から実際の車両状態に基づいて前
記有段変速機のギヤ段を自動的に切り換える自動変速モ
ードと、運転者の手動変速操作にしたがって前記有段変
速機のギヤ段を切り換える手動変速モードとを備え、前
記変速制御手段は、その手動変速モードが選択されてい
るときに、手動変速指令スイッチの操作に応答して前記
有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へダウン変速させる
ものである。このようにすれば、手動変速モードが選択
されているときでも、手動変速指令スイッチの操作に応
答して有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へダウン変速
させられて、大きな車両の駆動力が得られる。
【0013】また、好適には、前記変速制御装置は、予
め記憶された変速線図から実際の車両状態に基づいて前
記有段変速機のギヤ段を自動的に切り換える自動変速モ
ードと、運転者の手動変速操作にしたがって前記有段変
速機のギヤ段を切り換える手動変速モードとを備え、前
記変速制御手段は、その手動変速モードが選択されてい
るときに、前記有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へ自
動的にダウン変速させるものである。このようにすれ
ば、手動変速モードが選択されているときでも、車両の
駆動力が不足する状態となると、有段変速機が非常用低
速ギヤ段へ自動的にダウン変速させられる。
【0014】また、好適には、前記有段変速機は、平行
2軸常時噛合型変速機である。このようにすれば、フリ
クションが少なく損失の少ない平行2軸常時噛合型変速
機が用いられるので、燃費が一層良好とされる。
【0015】また、好適には、前記非常用低速ギヤ段
は、常時非噛合状態とされている歯車が噛み合わせられ
ることによって成立させられるものである。このように
すれば、非常用低速ギヤ段を成立させるための歯車は常
時非噛合状態とされているので、有段変速機の回転損失
が低下し、燃費が一層改善される。
【0016】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0017】図1は、車両用駆動装置10の構成および
制御装置を概略説明する図である。動力源或いは駆動源
としてのエンジン12から出力された動力は、自動クラ
ッチ14を介して有段変速機16へ入力され、その有段
変速機16からの出力は図示しない差動歯車装置および
車軸を介して駆動輪へ伝達されるようになっている。図
2は、上記自動クラッチ14および有段変速機16の構
成を説明する骨子図である。
【0018】自動クラッチ14は、エンジン12のクラ
ンクシャフト18に取り付けられたクラッチケース20
内に設けられ、クラッチアクチュエータとして機能する
第1クラッチレリーズモータ22aおよび第2クラッチ
レリーズモータ22bにより自動的に係合或いは解放さ
せられる乾式単板型の一対の第1摩擦クラッチ24aお
よび第2摩擦クラッチ24bから成る。上記クラッチケ
ース20はフライホイールとしても機能している。摩擦
クラッチ24aおよび第2摩擦クラッチ24bは、互い
に同心の第1クラッチ出力軸(有段変速機16の第1入
力軸)26aおよび第2クラッチ出力軸(有段変速機1
6の第2入力軸)26bに配設された第1クラッチディ
スク28aおよび第2クラッチディスク28bと、それ
らを挟圧可能にクラッチケース20内にそれぞれ配設さ
れた第1固定挟圧板30a、第1可動挟圧板30b、お
よび第2固定挟圧板32a、第2可動挟圧板32bと、
第1可動挟圧板30bおよび第2可動挟圧板32bを第
1固定挟圧板30aおよび第2固定挟圧板32a側へ付
勢することにより28aおよび第2クラッチディスク2
8bを挟圧して動力伝達させる第1ダイヤフラムスプリ
ング34aおよび第2ダイヤフラムスプリング34bと
有して構成されている。上記第1クラッチレリーズモー
タ22aおよび第2クラッチレリーズモータ22bは、
第1ダイヤフラムスプリング34aおよび第2ダイヤフ
ラムスプリング34bに直接或いは間接的に係合してそ
の第1可動挟圧板30bおよび第2可動挟圧板32bに
与える付勢力を低下させることにより、第1摩擦クラッ
チ24aおよび第2摩擦クラッチ24bをそれぞれ開放
させ、その付勢力を増加させることによりそれぞれ係合
させる。
【0019】有段変速機16は、手動変速機としてよく
知られた常時噛合式平行2軸型であるが、電気式或いは
油圧式のセレクトアクチュエータ50およびシフトアク
チュエータ52によりギヤ段Gi (i=1〜5)すなわ
ち変速比γ(=第1入力軸26aまたは第2入力軸26
bの回転速度NIN/出力軸48の回転速度NOUT )が自
動的に切り換えられることが可能な自動変速機でもあ
る。この有段変速機16は、(a) 互いに同心の第1入力
軸26aおよび第2入力軸26bと、(b) それら第1入
力軸26aおよび第2入力軸26bに対して平行に設け
られたカウンタ軸42と、(c) 第1入力軸26aおよび
第2入力軸26bとカウンタ軸42との間に常時噛み合
う状態で配設されたギヤ比が異なる複数の変速ギヤ対4
4a〜44e、後進ギヤ対44r、および非常用低速ギ
ヤ対44uと、(d) それ等の変速ギヤ対44a〜44
e、後進ギヤ対44r、および非常用低速ギヤ対44u
に対応して複数のシンクロメッシュタイプの噛合クラッ
チ46a〜46e、46r、46uと、(e) 上記カウン
タ軸42に平行に配設され且つその軸端に連結された出
力軸48とを備え、上記噛合クラッチ46a〜46e、
46r、46uに作動的に連結された4つのシフトフォ
ークのうちセレクトアクチュエータ50によって選択さ
れた1つのシフトフォークをシフトアクチュエータ52
が駆動することにより、前進5段の変速段Gi (i=1
〜5)のうちの所望のギヤ段が成立させられるようにな
っている。なお、上記後進ギヤ対44rの間には、出力
軸48の回転方向を前進時に対して反転させるためにそ
れらの間で相互に噛み合うピニオンが設けられている
が、図示は省略されている。
【0020】図2において、噛合クラッチ46aの係合
により変速ギヤ対44aを介して動力伝達される場合は
変速比γ1 (たとえば3.56程度)が常用自動変速範
囲内では最大である第1速ギヤ段G1 が成立させられ、
噛合クラッチ46bの係合により変速ギヤ対44bを介
して動力伝達される場合は変速比γ2 が変速比γ1 より
も小さい第2速ギヤ段G2 が成立させられ、噛合クラッ
チ46cの係合により変速ギヤ対44cを介して動力伝
達される場合は変速比γ3 が変速比γ2 よりも小さい第
3速ギヤ段G3 が成立させられ、噛合クラッチ46dの
係合により変速ギヤ対44dを介して動力伝達される場
合は変速比γ4 (=1)が変速比γ3 よりも小さい第4
速ギヤ段G4 が成立させられ、噛合クラッチ46eの係
合により変速ギヤ対44eを介して動力伝達される場合
は変速比γ5 (<1)が変速比γ 4 よりも小さい第5速
ギヤ段G5 が成立させられる。また、噛合クラッチ46
rの係合により変速ギヤ対44rを介して動力伝達され
る場合は後進ギヤ段Gr が成立させられる。そして、噛
合クラッチ46uの係合により変速ギヤ対44uを介し
て動力伝達される場合は変速比γu (たとえば4.50
程度)が第1速ギヤ段の変速比γ1 よりも大きい非常用
低速ギヤ段Gu が成立させられる。
【0021】上記有段変速機16においては、第1速ギ
ヤ段G1 を成立させるための変速ギヤ対44a、第3速
ギヤ段G3 を成立させるための変速ギヤ対44c、第5
速ギヤ段G5 を成立させるための変速ギヤ対44eが第
2入力軸26bとカウンタ軸42との間に設けられてお
り、第2速ギヤ段G2 を成立させるための変速ギヤ対4
4b、第4速ギヤ段G4 を成立させるための変速ギヤ対
44d2が第1入力軸26aとカウンタ軸42との間に
設けられており、隣接するギヤ段へ順次変速される場合
には第1摩擦クラッチ24aと第2摩擦クラッチ24b
とが交互に開閉制御される。したがって、後述の電子制
御装置60によって第1摩擦クラッチ24aおよび第2
摩擦クラッチ24bの一方をすべらせながら解放しつつ
他方を係合させることにより、変速時のトルク抜けが好
適に解消され得るようになっている。
【0022】図1に戻って、シフト操作装置54は例え
ば運転席の横に配設されている。そのシフト操作装置5
4に備えられたシフトレバー56は、後進走行のための
後進走行位置R、噛合クラッチ46a〜46e、46
r、46uのいずれも係合状態とされないために有段変
速機16内の動力伝達経路が遮断された中立状態とする
中立位置N、自動変速モードでの前進走行位置D、手動
変速モードにおけるアップ変速指令位置「+」、手動変
速モードにおけるダウン変速指令位置「−」へそれぞれ
操作可能に設けられている。シフト操作装置54には、
シフトレバー56の各操作位置を検出するための図示し
ないスイッチを備えている。なお、有段変速機16の出
力軸48をロックするための駐車位置Pが上記後進走行
位置Rに隣接して設けられていてもよい。
【0023】上記シフト操作装置54は、運転者によっ
て操作されるシフトレバー56の操作位置を表す信号を
変速用の電子制御装置60へ供給する。スロットル開度
センサ62はエンジン12のスロットル開度θTH(%)
を検出し、そのスロットル開度θTHを表す信号を電子制
御装置60へ供給する。アクセル開度センサ64は、図
示しないアクセルペダルの開度θACC (%)を検出し、
そのアクセルペダルの開度θACC を表す信号を電子制御
装置60へ供給する。エンジン回転速度センサ66は、
エンジン12のクランク軸18の回転速度NE すなわち
摩擦クラッチ24a、24bの入力回転速度を検出し、
そのエンジン回転速度NE を表す信号を電子制御装置6
0へ供給する。第1入力軸回転速度センサ68aおよび
第2入力軸回転速度センサ68bは第1入力軸26aお
よび第2入力軸26bの回転速度NINaおよびNINbを
検出し、その第1入力軸回転速度NINaおよび第2入力
軸回転速度NINbを表す信号を電子制御装置60へそれ
ぞれ供給する。また、車速センサ70は、たとえば有段
変速機16の出力軸48の回転速度NOUT を検出し、そ
の出力軸回転速度NOUT に基づいて車両の速度すなわち
車速V(km/h)を算出し、その出力軸回転速度N
OUT および車速Vを表す信号を電子制御装置60へ供給
する。
【0024】上記電子制御装置60は、CPU、RO
M、RAM、入出力インタフェースなどを含む所謂マイ
クロコンピュータであって、RAMの一時記憶機能を利
用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って入
力信号を処理し、自動クラッチ14の係合制御、有段変
速機16を変速制御のために、第1クラッチレリーズモ
ータ22a、第2クラッチレリーズモータ22b、セレ
クアクチュエータ50、シフトアクチュエータ52を制
御する。
【0025】図3は、上記電子制御装置60の制御機能
の要部を説明する機能ブロック線図である。変速制御手
段80は、自動変速モードが選択されている場合たとえ
ばシフトレバー56がD位置に操作されている場合に
は、たとえば図4に示す通常走行用すなわち常用の変速
線図から実際の車両状態(車速Vおよびスロットル開度
θTH)に基づいて変速判断を実行し、判断された変速が
実行されるようにすなわち判断された変速先のギヤ段が
成立するように、第1クラッチレリーズモータ22a、
第2クラッチレリーズモータ22b、セレクアクチュエ
ータ50、シフトアクチュエータ52を制御する。この
自動変速モードにおける変速範囲は、図4から明らかな
ように、第1速ギヤ段G1 乃至第5速ギヤ段G5 の範囲
である。
【0026】駆動力不足判定手段82は、予め記憶され
た関係から有段変速機16の最低速ギヤ段すなわち第1
速ギヤ段G1 の成立時の駆動力よりもさらに大きい車両
の駆動力が必要とされる駆動力不足状態であるか否かを
判定する。この駆動力不足判定手段82は、車両の駆動
力が第1速ギヤ段G1 の成立時より不足する状態である
か否かを判定するために、実際の登坂路の勾配が第1低
速ギヤ段G1 で登坂可能な予め設定された登坂勾配より
も大きい状態となったか否かを、平坦路における現スロ
ットル開度θTHに対応する車両加速度よりも実際の車両
加速度(車速Vの変化率)が所定値以上大きいことに基
づいて判定する登坂勾配判定手段84と、車両の駆動力
が第1速ギヤ段G1 の成立時より不足する状態であるか
否かを判定するために、車速Vが略停止状態を判定する
ために予め設定された車速判定値V0 (たとえば5km
/h程度)よりも低く且つ自動クラッチ14のすべり速
度(=NE −NIN)すなわち第1摩擦クラッチ24aお
よび第2摩擦クラッチ24bのうちそのときに係合状態
である側の摩擦クラッチのすべり速度(=NE −N IN
またはNE −NINb)が所定値以上となったか否かを判
定するクラッチすべり速度判定手段86とを備えてい
る。
【0027】前記変速制御手段80は、自動変速モード
或いは手動変速モードにおいて、上記駆動力不足判定手
段82により、有段変速機16の最低速ギヤ段すなわち
第1速ギヤ段G1 の成立時の駆動力よりもさらに大きい
車両の駆動力が必要とされる駆動力不足状態であると判
定されると、たとえば図5に示す非常用の変速線図に切
り換え、この非常用の変速線図から実際の車両状態(車
速Vおよびスロットル開度θTH)に基づいて変速判断を
実行し、変速判断された変速が実行されるようにすなわ
ち判断された変速先のギヤ段が成立するように、第1ク
ラッチレリーズモータ22a、第2クラッチレリーズモ
ータ22b、セレクアクチュエータ50、シフトアクチ
ュエータ52を制御する。このような駆動力不足時の変
速範囲は、図5から明らかなように、非常用低速ギヤ段
U 乃至第5速ギヤ段G5 の範囲である。ここで、上記
登坂勾配判定手段84或いはクラッチすべり速度判定手
段86により第1速ギヤ段G1 の成立時の駆動力よりも
さらに大きい車両の駆動力が必要とされる駆動力不足状
態であると判定されると、車両の停止状態或いは比較的
低車速状態であって上記第1速ギヤ段G1 で走行中に判
定される場合が殆どであることから、その第1速ギヤ段
1 から非常用の低速ギヤ段GU へ自動的にダウン変速
される。
【0028】駆動力不足解消判定手段88は、車両の駆
動力不足状態が解消されたか否かを、たとえば車速Vが
予め20km/h程度に設定された判定車速値V1 を超
えたことなどに基づいて判定する。前記変速制御手段8
0は、上記駆動力不足解消判定手段88によって車両の
駆動力不足状態が解消されたと判定されると、図5に示
す非常用の変速線図から図4に示す常用の変速線図へ切
り換え、以後はその常用の変速線図を用いて自動変速制
御を実行する。
【0029】また、上記変速制御手段80は、シフトレ
バー56の操作によって手動変速モードが選択されたと
きは、そのシフトレバー56の操作位置「+」或いは
「−」に対応するアップ変速指令或いはダウン変速指令
に応じて有段変速機16のギヤ段をそのときのギヤ段か
ら1段だけアップ変速或いはダウン変速させる。この手
動変速モードにおける変速可能範囲は非常用低速ギヤ段
U 乃至第5速ギヤ段G 5 の範囲であるので、運転者に
よって駆動力不足と判定されたときにはシフトレバー5
6の操作に従って非常用低速ギヤ段GU へダウン変速さ
れることが可能となっている。
【0030】以下、前記変速用の電子制御装置60の制
御作動の要部すなわち駆動力不足時の変速マップ切換制
御を図6のフローチャートを用いて説明する。図6に示
すルーチンは、自動変速モード或いは手動変速モードに
おいて、たとえば数m乃至十数m秒の周期などの所定の
サイクルタイムで繰り返し実行される。
【0031】図6において、ステップ(以下、ステップ
を省略する)S1では、駆動力不足を示す駆動力不足フ
ラグFU がクリアされているか否か、すなわち駆動力不
足フラグFU の内容が「0」であるか否かが判断され
る。この駆動力不足フラグFUは急登坂路判定フラグと
も称され得る。当初はこのS1の判断が肯定されるの
で、前記駆動力不足判定手段82すなわち登坂勾配判定
手段84或いはクラッチすべり判定手段86に対応する
S2乃至S3が実行される。S2では、第1速ギヤ段G
1 では駆動力不足となるような急登坂路判定条件が成立
したか否かが判断される。この急登坂路判定条件は、実
際の車両加速度が平坦地におけるそのときのスロットル
開度θTHに対応した車両加速度よりも所定値以上低いこ
と、或いは車速Vが略零状態における自動クラッチ14
のすべりが所定値を上回ったことである。このS2の判
断が肯定された場合は、S3において、車両状態が予め
定められた車両停止状態であるか否かが、車速Vが零、
ブレーキペダルがオン状態、サイドブレーキがオン状態
であるか否かに基づいて判断される。
【0032】このS3の判断が肯定される場合は、S4
において駆動力不足フラグFU が「1」にセットされ、
前記変速制御手段80に対応するS5において、それま
での図4の変速線図から駆動力不足時用の図5の変速線
図に切り換えられる。このため、第1速ギヤ段G1 から
非常用低速ギヤ段GU へ自動的にダウン変速が実行さ
れ、その非常用低速ギヤ段GU での走行が開始される。
次いで、前記駆動力不足解消判定手段88に対応するS
6において、車両状態が予め設定された状態たとえば車
速Vが20km/h以上であるか否かが判断される。当
初はこのS6の判断が否定されるので、前記S1以下が
繰り返し実行される。
【0033】上記制御サイクルにおいて駆動力不足フラ
グFU が「1」にセットされているので、次の制御サイ
クルのS1の判断が否定され、図5の変速マップによる
変速制御すなわち非常用低速ギヤ段GU での走行が継続
される。このような高駆動力走行状態が持続されるうち
に車速Vが上昇してS6の判断が肯定されると、S7に
おいて駆動力不足フラグFU の内容が「0」にクリアさ
れ、前記変速制御手段80に対応するS8において、そ
れまでの図5の非常用変速線図から図4の常用の変速線
図に切り換えられ、以後は通常の自動変速制御が実行さ
れる。
【0034】上述のように、本実施例によれば、駆動力
不足状態判定手段82(S2)により第1速ギヤ段(最
低速ギヤ段)G1 の成立時よりもさらに大きな車両の駆
動力を必要とする状態であると判定された場合には、変
速制御手段80(S5)によって有段変速機16が第1
速ギヤ段G1 からさらに低速の非常用低速ギヤ段GU
自動的にダウン変速させられることから、通常の走行に
用いられる自動変速範囲の最低速ギヤ段すなわち第1速
ギヤ段G1 よりも更に大きな駆動力を必要とする状態と
なると、熟練を必要とすることなくその第1速ギヤ段G
1 よりも大きな変速比の非常用低速ギヤ段が得られる。
したがって、通常走行において燃費が損なわれることな
く、車両の駆動力不足状態において大きな駆動力が自動
的に得られる。
【0035】また、本実施例によれば、駆動力不足状態
判定手段82は、車両の第1速ギヤ段(最低速ギヤ段)
1 で登坂可能な予め設定された登坂勾配よりも実際の
登坂勾配が大きい状態となったことに基づいて車両の駆
動力が不足する状態であると判定するものであるので、
車両の急登坂走行時において必要とされる大きな駆動力
が自動的に得られる。
【0036】また、本実施例によれば、駆動力不足状態
判定手段82は、車両が停止状態或いは略停止状態であ
り且つ自動クラッチ14のすべり速度が所定値以上とな
ったことに基づいて車両の駆動力が不足する状態である
と判定するものであることから、車両の停止或いは略停
止状態において自動クラッチのすべりが所定以上である
ときには、有段変速機の変速比が一層大きくされるの
で、必要とされる大きな駆動力が自動的に得られる。
【0037】また、本実施例によれば、変速制御装置8
0は、たとえば図4に示す予め記憶された変速線図から
実際の車両状態に基づいて有段変速機16のギヤ段を自
動的に切り換える自動変速モードと、運転者の手動変速
操作にしたがって有段変速機16のギヤ段を切り換える
手動変速モードとを備え、その変速制御手段80は、そ
の自動変速モード或いは手動変速モードが選択されてい
るときに、駆動力不足判定時には有段変速機16を第1
速ギヤ段(最低速ギヤ段)G1 から非常用低速ギヤ段G
U へ自動的にダウン変速させるものであるので、車両の
駆動力が不足する状態となると、熟練を要することな
く、有段変速機16が非常用低速ギヤ段G U へ自動的に
ダウン変速させられ、高い駆動力と良好な燃費とが両立
できる。また、変速制御手段80は、手動変速モードが
選択されているときに、シフト操作装置54のシフトレ
バー56による手動変速指令スイッチの操作に応答して
有段変速機16を非常用低速ギヤ段GU へダウン変速さ
せるものであることから、手動変速モードが選択されて
いるときでも、手動変速指令スイッチの操作に応答して
有段変速機16を非常用低速ギヤ段GU へダウン変速さ
せられて、必要に応じて大きな車両の駆動力が得られ
る。
【0038】また、本実施例によれば、有段変速機16
は平行2軸常時噛合型変速機であることから、フリクシ
ョンが少なく損失も少ないので、燃費が一層良好とされ
る。
【0039】図7は、本発明の他の実施例の有段変速機
16の構成例を示す骨子図である。本実施例において前
述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明
を省略する。
【0040】図7の有段変速機16は、図2の有段変速
機16に比較して、非常用低速ギヤ対44U が常時非噛
み合い状態とされている点、その非常用低速ギヤ対44
U に対して常時非噛合状態とされている互いに噛み合う
一対の歯車90、92が噛み合わせられることによって
非常用低速ギヤ段GU が成立させられるようになってい
る点、非常用低速ギヤ用の噛合クラッチ46uが設けら
れていない点が相違する。この一対の歯車90、92
は、アクチュエータ或いは手動操作レバーによって操作
される噛合操作レバー94により回転軸心方向へ移動可
能に支持されている。本実施例によれば、非常用低速ギ
ヤ段GU を成立させるための非常用低速ギヤ対歯車対4
U は常時非噛合状態とされているので、有段変速機1
6の回転損失が一層低下し、燃費が一層改善される。
【0041】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加
えた態様で実施することができる。
【0042】たとえば、前述の実施例の有段変速機16
は、常時噛合式平行2軸型の手動変速機であったが、複
数組の遊星歯車装置の要素を選択的に係合させるシフト
アクチュエータにより自動的な変速を可能とした自動変
速機や、有効径が可変な一対の可変プーリに伝動ベルト
が巻き掛けられて自動変速可能なベルト式無段変速機
に、シフトレバーや手動変速操作スイッチからの手動変
速動指令に従って複数種類の変速比のギヤ段を選択的に
成立させる手動変速モードを設けたもの、副変速機付の
無段変速機などであってもよい。
【0043】また、前述の実施例では、自動クラッチ1
4は電気で駆動される第1クラッチレリーズモータ22
a、第2クラッチレリーズモータ22bによって開放係
合作動させられていたが、油圧シリンダなどの他のアク
チュエータによって作動させられるものであってもよ
い。また、自動クラッチ14は一対の第1摩擦クラッチ
24aおよび第2摩擦クラッチ24bによって構成され
ていたが、1個の摩擦クラッチから構成されていてもよ
い。さらに、上記自動クラッチ14は、湿式多板型、電
磁石による吸着力にしたがって摩擦板が押し付けられる
電磁型、磁粉がギャップ内に吸着されることによりその
磁粉を介して動力が伝達される磁粉式電磁型などの他の
型式であってもよい。
【0044】また、前述の実施例の変速制御手段80に
おいて、スロットル開度θTHおよび車速Vにより決まる
車両状態に基づいて変速判断されていたが、そのスロッ
トル開度θTHに替えて、アクセル開度θACC 、吸入空気
量、吸気管負圧、燃料噴射量などのエンジン負荷を表す
パラメータが用いられてもよい。
【0045】また、前述の実施例の変速制御手段80で
は、駆動力不足判定手段82により駆動力不足状態であ
ると判定された場合には、図4に示す常用の変速線図か
ら図5に示す非常用の変速線図に切り換えられることに
より非常用低速ギヤ段GU が自動的に成立させられてい
たが、そのような変速線図の切り換えに替えて、第1速
ギヤ段G1 から非常用低速ギヤ段GU へ優先的に単にダ
ウン変速させるようにしてもよい。
【0046】また、前述の実施例の駆動力不足状態判定
手段82では、スロットル開度θTHに基づく登坂勾配が
所定値以上、自動クラッチ14のすべりが所定以上のと
きに駆動力不足状態が行われていたが、傾斜角度検出装
置により検出された路面傾斜角度など他の条件が判定に
用いられてもよい。
【0047】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である車両用変速機の変速制
御装置を備えている車両用駆動装置の概略構成を示す図
である。
【図2】図1の自動クラッチおよび有段変速機の構成を
説明する骨子図である。
【図3】図1の変速用の電子制御装置の制御機能の要部
を説明する機能ブロック線図である。
【図4】図3の変速制御手段において通常の変速制御の
ために用いられる常用変速線図を示す図である。
【図5】図3の変速制御手段において、駆動力不足状態
における変速制御のために用いられる非常用変速線図を
示す図である。
【図6】図1の変速用の電子制御装置の制御作動の要部
を説明するフローチャートである。
【図7】本発明の他の実施例における有段変速機の構成
を説明する骨子図であって、図2に相当する図である。
【符号の説明】
14:自動クラッチ 16:有段変速機 60:電子制御装置(変速制御装置) 80:変速制御手段 82:駆動力不足状態判定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 浩二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 天野 剛也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3J552 MA04 MA13 NA01 NB01 PA22 PA35 RB23 RC14 SA22 SB10 VA62Z VB01W VC01Z VC03W VD02Z

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動変速に用いられる複数段のギヤ段の
    うちの最低速ギヤ段よりもさらに変速比が大きい非常用
    低速ギヤ段を備えた車両用有段変速機の変速制御装置で
    あって、 予め記憶された関係から前記最低速ギヤ段成立時の駆動
    力よりもさらに大きい車両の駆動力が必要とされる駆動
    力不足状態であるか否かを判定する駆動力不足状態判定
    手段と、 該駆動力不足状態判定手段により前記最低速ギヤ段成立
    時の駆動力よりもさらに大きい車両の駆動力を必要とさ
    れる駆動力不足状態であると判定された場合には、前記
    有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へ自動的にダウン変
    速させる変速制御手段とを、含むことを特徴とする車両
    用有段変速機の変速制御装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動力不足状態判定手段は、前記車
    両の最低速ギヤ段で登坂可能な予め設定された登坂勾配
    よりも実際の登坂勾配が大きい状態となったことに基づ
    いて前記車両の駆動力が不足する状態であると判定する
    ものである請求項1の車両用有段変速機の変速制御装
    置。
  3. 【請求項3】 前記車両は、エンジンと前記有段変速機
    との間の動力伝達経路に介そうされた自動クラッチを備
    え、 前記駆動力不足状態判定手段は、前記車両が停止状態或
    いは略停止状態であり且つ該自動クラッチのすべり速度
    が所定値以上となったことに基づいて前記車両の駆動力
    が不足する状態であると判定するものである請求項1の
    車両用有段変速機の変速制御装置。
  4. 【請求項4】 前記変速制御装置は、予め記憶された変
    速線図から実際の車両状態に基づいて前記有段変速機の
    ギヤ段を自動的に切り換える自動変速モードと、運転者
    の手動変速操作にしたがって前記有段変速機のギヤ段を
    切り換える手動変速モードとを備え、 前記変速制御手段は、該自動変速モードが選択されてい
    るときに、前記有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へ自
    動的にダウン変速させるものである請求項1乃至3のい
    ずれかの車両用有段変速機の変速制御装置。
  5. 【請求項5】 前記変速制御装置は、予め記憶された変
    速線図から実際の車両状態に基づいて前記有段変速機の
    ギヤ段を自動的に切り換える自動変速モードと、運転者
    の手動変速操作にしたがって前記有段変速機のギヤ段を
    切り換える手動変速モードとを備え、 前記変速制御手段は、該手動変速モードが選択されてい
    るときに、手動変速指令スイッチの操作に応答して前記
    有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へダウン変速させる
    ものである請求項1乃至3のいずれかの車両用有段変速
    機の変速制御装置。
  6. 【請求項6】 前記変速制御装置は、予め記憶された変
    速線図から実際の車両状態に基づいて前記有段変速機の
    ギヤ段を自動的に切り換える自動変速モードと、運転者
    の手動変速操作にしたがって前記有段変速機のギヤ段を
    切り換える手動変速モードとを備え、 前記変速制御手段は、該手動変速モードが選択されてい
    るときに、前記有段変速機を前記非常用低速ギヤ段へ自
    動的にダウン変速させるものである請求項1乃至3のい
    ずれかの車両用有段変速機の変速制御装置。
  7. 【請求項7】 前記有段変速機は、平行2軸常時噛合型
    変速機である請求項1乃至6のいずれかの車両用有段変
    速機の変速制御装置。
  8. 【請求項8】 前記非常用低速ギヤ段は、常時非噛合状
    態とされている歯車が噛み合わせられることによって成
    立させられるものである請求項7の車両用有段変速機の
    変速制御装置。
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