JP2007085507A - 自動変速装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両の燃費向上を図ることができる自動変速装置を提供する。
【解決手段】 車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機3を変速させる基本変速制御手段9を備えた自動変速装置であって、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第一所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であるときには、上記基本変速制御手段9によるシフトアップを禁止する変速禁止手段9を備えたものである。
【選択図】 図2

Description

本発明は、変速機を車両が失速しない範囲で最も低燃費で走行可能なギア段へと自動変速する自動変速装置に関するものである。
変速機を自動的に変速する自動変速装置において、変速機のギア段を、車両が失速しない範囲で最も燃料消費率が小さいと判断されるギア段へと変速する低燃費モードと称される変速制御を実行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この低燃費モードの変速制御内容の概略を図6を用いて説明する。
図6中横軸がエンジン回転速度であり、縦軸が正味平均有効圧力Pme(エンジントルクに相当)である。図6中実線Aで示す線図はエンジンの等燃費線図(燃料消費率マップ)であり、同一ライン上であれば燃料消費率SFCが同じであることを意味している。また、この等燃費線図Aにおいて、内側のラインに近づくほど燃料消費率が低く、逆に外側のラインに近づくほど燃料消費率が高くなる。点線Bで示すラインは、エンジンの最大トルク線図である。
低燃費モードでは、車両の運転状態に基づいて、現在の運転状態を維持するために最低限必要な馬力(つまり現在の状態で定常走行するために必要なエンジン出力)を決定し、その等馬力線図Cを作成する。定常走行に必要な馬力は、走行条件(路面の勾配など)やアクセル開度、つまりエンジン負荷に応じて変化する。
今、変速機のギア段がN段で、エンジン回転速度がR(N)で走行しているとする。すると、まず、現ギア段Nで現在の運転状態を維持するために最低限必要となる必要トルクT(N)が算出され、その必要トルクT(N)とエンジン回転速度R(N)とに基づいて等馬力線図Cが作成される。なお、図6において、エンジン回転速度R及びエンジントルクTの括弧内の記号は対応するギア段を示している。
次に、現在のエンジン回転速度R(N)と変速機の各ギア段のギア比とに基づいて、変速機の各ギア段毎に変速後の仮想エンジン回転速度を決定し、その仮想エンジン回転速度と等馬力線図Cとに基づいて、各ギア段毎に、変速後現在のエンジン出力を維持するために必要となる必要トルクを決定する。つまり、図6において、変速機を現ギア段Nから1段シフトアップした後の仮想エンジン回転速度がR(N+1)であり、そのN+1段で現在のエンジン出力を維持するために必要なトルクはT(N+1)である。また、変速機を現ギア段Nから2段シフトアップした後の仮想エンジン回転速度がR(N+2)であり、N+2段で現在のエンジン出力を維持するために必要なトルクはT(N+2)である。なお、図6では、現ギア段NからN+2段までしか示されていないが、変速機の全てのギア段に対して変速後の仮想エンジン回転速度Rと必要トルクTとが決定される。そして、その仮想エンジン回転速度R及び必要トルクTと等燃費線図Aとに基づいて、変速機の各ギア段毎に燃料消費率が決定される。
次に、必要トルクTが、エンジンの最大トルクB以下であるギア段のみを選択可能なギア段として決定する。これは、必要トルクTがエンジンの最大トルクBよりも大きいギア段に変速すると、変速後に車両が失速してしまうからである。そして、選択可能なギア段のなかで、最も燃料消費率の低いギア段を目標ギア段として選定し、変速機をその目標ギア段へ変速する。
図6の例では、選択可能なギア段として、現ギア段Nと、現ギアよりも一つ高いギア段N+1が決定され、両者の燃料消費率が比較される。ここでは、現ギア段NよりもN+1段の方が燃料消費率が低いので、変速機がN+1段にシフトアップされることになる。
このように、低燃費モードでは、変速機を最もエンジンの燃料消費率が低いギア段に変速することで、車両の低燃費化を図っている。
特開平11−082084号公報
しかしながら、上述の低燃費制御では、例えば、車両が坂路を降坂するときに、ドライバーの意図しないシフトアップが行われてしまい、ドライバーのシフトフィーリングが悪化してしまう懸念があった。
具体的には、車両がエキゾーストブレーキを効かせて坂路を下っているときに、ドライバーが、一時的にエキゾーストブレーキを切りたいと思いアクセルペダルを踏み込むことがある。その場合に、上述した低燃費制御では、エキゾーストブレーキが切られるだけでなく、アクセルペダルが踏み込まれることで、定常走行に必要な馬力が変化したと判断されて、シフトアップが行われてしまう場合がある。そのシフトアップにより、車両は、高速ギア段で降坂することになる。
このため、エキゾーストブレーキを再度効かせたとき(次にアクセルペダルをOFFしたとき)には、アクセルペダルを踏み込む前に比べてエキゾーストブレーキの効きが悪くなり、サービスブレーキの使用またはシフトダウンを行わなければならなくなってしまう。つまり、降坂中の車速のコントロールが困難になってしまう。
このように、上述の低燃費制御では、降坂中にドライバー意思に反するシフトアップが行われ、その結果、ドライバーのシフトフィーリングが悪化してしまう可能性があった。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、低燃費を実現しつつ、良好なシフトフィーリングを供することができる自動変速装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第一所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であるときには、上記基本変速制御手段によるシフトアップを禁止する変速禁止手段を備えたものである。
上記目的を達成するために本発明は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第一所定開度以上で第二所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつエンジン回転速度が第一所定回転速度より大きいときには、上記基本変速制御手段による変速を禁止する変速禁止手段を備えたものである。
上記目的を達成するために本発明は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ上記基本変速制御手段が判断した目標ギア段が、現ギア段より高速側のギア段であり、かつエンジン回転速度が第二所定回転速度以下のときには、上記基本変速制御手段による変速を禁止する変速禁止手段を備えたものである。
上記目的を達成するために本発明は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ上記基本変速制御手段が判断した目標ギア段が、現ギア段より高速側のギア段であり、かつエンジン回転速度が第二所定回転速度より大きいときには、上記基本変速制御手段によるシフトアップを禁止すると共に、上記変速機を一段だけシフトアップする変速禁止手段を備えたものである。
好ましくは、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、現ギア段が、上記所定ギア段もしくは上記所定ギア段より低速側のギア段であるときか、または、現ギア段が、上記所定ギア段より高速側のギア段であっても、アクセル開度が、第三所定開度以上であるときには、上記変速禁止手段による変速禁止を解除すると共に、上記基本変速制御手段による変速を実行するものである。
本発明によれば、低燃費を実現しつつ、良好なシフトフィーリングを供することができるという優れた効果を発揮するものである。
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1に基づき、本実施形態に係る車両の自動変速装置の概略構造を説明する。
本実施形態の自動変速装置は、トラック等の車両に搭載されるディーゼルエンジン1にクラッチ2を介して連結された多段変速機3を自動変速するものである。
エンジン1はエンジン制御手段(ECU)6によって制御される。ECU6は基本的には、エンジン1の回転速度を検出するエンジン回転センサ7と、アクセルペダル5(アクセル)の開度を検出するアクセル開度センサ8との検出値からエンジンの運転状態(エンジン回転速度及びエンジン負荷)を読取り、そのエンジン運転状態に基づいてエンジン1の燃料噴射時期及び燃料噴射量(エンジン出力)等を制御する。
クラッチ2及び変速機3は、TMCU9によって自動制御される。ECU6とTMCU9とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能となっている。
クラッチ2にはクラッチアクチュエータ10が設けられ、TMCU9はこのクラッチアクチュエータ10に信号を出力し、クラッチアクチュエータ10を介してクラッチ2を断接制御する。なお、本実施形態では、クラッチ2はクラッチペダル11によるマニュアル断接も可能となっている。クラッチ2には、クラッチプレート(図示せず)の位置を検出するためのクラッチストロークセンサ14が設けられ、クラッチストロークセンサ14の検出値はECU6及びTMCU9に送信される。
また、変速機3にはギアシフトユニット(GSU)12が設けられ、TMCU9はこのGSU12に信号を出力し、GSU12を介して変速機3を変速制御する。変速機3には、そのギアポジションを検出するためのギアポジションセンサ23が設けられ、そのギアポジションセンサ23の検出値がTMCU9に送信される。また、変速機3には、その出力軸22(図参照)の回転速度を検出するためのアウトプットシャフトセンサ28が設けられ、そのアウトプットシャフトセンサ28の検出値がTMCU9に送信される。TMCU9は、アウトプットシャフトセンサ28の検出値に基づいて車速を算出する。
変速機3を変速する際には、TMCU9はまずクラッチアクチュエータ10に信号を出力してクラッチ2を断し、次いでGSU12に信号を出力して変速機3のギア抜き・ギアインを実行し、その後クラッチ2を接続する。なお、本実施形態では、変速機3はシフトチェンジ手段29によるマニュアル変速もできるようになっている。
本実施形態の自動変速装置は、車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機3を変速させる基本変速制御手段と、その基本変速制御手段による変速を、アクセル開度に基づき禁止する変速禁止手段とを備える。本実施形態では、上記TMCU9が、基本変速制御手段と変速禁止手段との両方をなす。
TMCU9は、基本的には、「背景技術」の欄で説明したような低燃費モードと称される変速制御(以下、通常制御という)を実行するが、アクセルペダル5がOFFになった状態から再びアクセル操作が行われた際に、その踏み込み量が所定値よりも小さい場合には、シフトアップまたはシフトダウンを行わないようにしている。詳しくは後述するが、TMCU9は、上記通常制御によるシフトアップまたはシフトダウンを行うか否かを判断するに際して、再アクセル操作時のアクセル開度を四つの領域(第一所定開度未満、第一所定開度以上第二所定開度未満、第二所定開度以上第三所定開度未満、第三所定開度以上)に区分する。
また、TMCU9は、現ギア段が、所定ギア段よりも高速側のギア段である場合にのみ、変速禁止制御を実行するようにしている。これは、現ギア段が所定ギア段であるか、もしくは所定ギア段より低速側のギア段の場合に変速を禁止すると、通常走行時にエンストなどの支障が生じる虞があるからである。
以下に、TMCU9による変速禁止制御の概略を説明する。
本実施形態のTMCU9は、アクセルペダル5が戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第一所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であるときには、上記基本変速制御手段によるシフトアップを禁止する。つまり、この場合には、TMCU9は、上記通常制御によるシフトアップを行わない。
この第一所定開度は、例えば、ドライバーが加速以外の目的でアクセルペダル5を踏み込んだと判断される開度で、降坂時にエキゾーストブレーキを切るためだけに踏み込んだときの開度が考えられる。そこで、アクセル開度が、第一所定開度より小さい場合には、シフトアップを禁止するようにしている。
次に、アクセルペダル5が戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第一所定開度以上で第二所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつエンジン回転速度が第一所定回転速度より大きいときには、TMCU9は、上記基本変速制御手段による変速を禁止する。つまり、この場合には、TMCU9は、上記通常制御による変速を行わない。
アクセル開度が、第一所定開度以上で第二所定開度より小さい場合には、ドライバーが加速のためにアクセルペダル5を踏み込んだのか否かを判断し難い。そこで、基本的には、変速を禁止して現状を維持するようにし、ドライバーのシフトフィーリングを損ねないようにしている。ただし、車両が降坂路以外を通常走行していると考えられるような場合、具体的には、エンジン回転速度が第一所定回転速度以下の場合には、低燃費やエンスト防止などを考慮して、通常制御による変速制御を実行するようにしている。
次に、アクセルペダル5が戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ上記基本変速制御手段が判断した目標ギア段が、現ギア段より高速側のギア段であり、かつエンジン回転速度が第二所定回転速度より大きいときには、TMCU9は、上記基本変速制御手段によるシフトアップを禁止すると共に、上記変速機3を一段だけシフトアップする。
アクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さい場合にも、上述した第一所定開度以上で第二所定開度より小さい場合と同様に、ドライバーが加速のためにアクセルペダル5を踏み込んだのか否かを判断し難い。しかし、上述の場合と比べるとアクセル開度が大きいので、ドライバーが加速を意図してアクセルを踏み込んだ可能性が高い(車両が平坦路などを通常走行中である可能性が高い)。そこで、さらに通常制御による変速指示とエンジン回転速度とによりドライバーの加速意思を判断する。具体的には、エンジン回転速度が第二所定回転速度よりも大きく、かつ通常制御でシフトアップ指示がある場合には、ドライバーが加速を意図している可能性が高いと判断する。その場合、シフトアップを行うが、通常制御の指示通り複数段のシフトアップを行った場合に、もし、シフトアップがドライバーの意思に反するとシフトフィーリングを大きく損ねることになる。そこで、本実施形態では、そのようなリスクを最小にすべく、一段だけシフトアップを行う。
一方、後述するように、通常制御でシフトアップ指示があっても、エンジン回転数が第二所定回転速度以下のときには、ドライバーに加速意思がない可能性が高い(例えば、車両が降坂走行している可能性が高い)ので、変速を禁止して現ギア段を維持する。つまり、アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、そのアクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さく、かつ現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ上記基本変速制御手段が判断した目標ギア段が、現ギア段より高速側のギア段であり、かつエンジン回転速度が第二所定回転速度以下のときには、TMCU9は、上記基本変速制御手段による変速を禁止する。
また、アクセルペダル5が戻された状態から踏み込まれた際に、現ギア段が、上記所定ギア段もしくは上記所定ギア段より低速側のギア段であるときか、または、現ギア段が、上記所定ギア段より高速側のギア段であっても、アクセル開度が、第三所定開度以上であるときには、TMCU9は、上記基本変速制御手段による変速を禁止せず、上記基本変速制御手段による変速を許容する。つまり、この場合には、TMCU9は、基本変速制御手段として通常制御を行う。
以上のように、本実施形態では、再アクセル操作時に、アクセル開度に基づいて通常制御によるシフトアップまたはシフトダウンを行うか否かを判断することで、平坦路などの通常走行時には低燃費を実現することができ、かつ坂路の降坂走行時には良好なシフトフィーリングを得ることができる。
次に、図2から図5に基づき、本実施形態の自動変速装置による変速制御の一例を説明する。
まず、図2のフローチャートを用いて、詳細な制御内容を説明する。
ステップS20では、ギアポジションセンサ23により検出された現ギア段が所定ギア段(図例では5段であり、図2において設定値1)より高速側のギア段であるか否かを判断する。
ステップS20で、所定ギア段より高速側のギア段であると判断された場合、ステップS21に進む。
ステップS21では、アクセル開度センサ8により検出されたアクセル開度(図2においてA)が、第一所定開度(図例では5%であり、図2において設定値2)より小さいか否かを判断する。ステップS21で、アクセル開度が第一所定開度より小さいと判断された場合、ステップS22で、アクセルOFFフラグをONに設定した後、ステップS23でアクセルモード0を実行する。図3に示すように、そのアクセルモード0では、ステップS30でシフトアップが禁止される。なお、アクセルOFFフラグの値は、ステップS22または後述するステップS28で設定後、次にステップS28またはステップS22で変更されるまで、同じ値に維持される。
図2に戻り、一方、ステップS21で、アクセル開度が第一所定開度以上と判断された場合には、ステップS24で、さらにアクセル開度が第二所定開度(図例では20%であり、図2において設定値3)より小さいか否かを判断する。ステップS24で、アクセル開度が第二所定開度より小さいと判断された場合、ステップS25で後述するアクセルモード1を実行する。
一方、ステップS24で、アクセル開度が第二所定開度以上と判断された場合には、ステップS26で、さらにアクセル開度が第三所定開度(図例では40%であり、図2において設定値4)より小さいか否かを判断する。ステップS26で、アクセル開度が第三所定開度より小さいと判断された場合、ステップS27で後述するアクセルモード2を実行する。
一方、ステップS26で、アクセル開度が第三所定開度以上と判断された場合、または、ステップS20で現ギア段が所定ギア段より高速側のギア段でないと判断された場合には、ステップS28で、アクセルOFFフラグにOFFを設定する。その後、ステップS29で、アクセルモード3として、上述した通常制御(低燃費モード制御)を実行する。
次に、図4に基づきアクセルモード1の変速制御を説明する。
ステップS40では、上述したステップS22またはステップS28で設定されたアクセルOFFフラグが、ONか否かを判断し、アクセルOFFフラグがONであると判断された場合、ステップS41に進む。
ステップS41では、エンジン回転センサ7により検出されたエンジン回転速度が第一所定回転速度(図例では1200rpmであり、図4において設定回転値1)より大きいか否かを判断し、エンジン回転速度が第一所定回転速度より大きいと判断された場合、変速を禁止する。
一方、ステップS40でアクセルOFFフラグがONでないと判断された場合、またはステップS41でエンジン回転速度が第一所定回転速度以下と判断された場合は、通常制御を行う。
次に、図5に基づきアクセルモード2の変速制御を説明する。
ステップS51では、ステップS22またはステップS28で設定されたアクセルOFFフラグがONか否かを判断し、アクセルOFFフラグがONであると判断した場合、ステップS52に進む。
ステップS52では、上述した通常制御(低燃費モード制御)で、シフトアップ指示があるか否かを判断し、シフトアップ指示の場合には、ステップS53に進む。
ステップS53では、エンジン回転速度が第二所定回転速度(図例では1400rpmであり、図5において設定回転値2)より大きいか否かを判断し、エンジン回転速度が第二所定回転速度より大きい場合と判断された場合、通常制御に判断されたシフトアップの段数にかかわらず、1段だけシフトアップする。一方、ステップS53で、エンジン回転速度が第二所定回転速度以下と判断された場合には、変速を禁止する。
また、ステップS50でアクセルOFFフラグがONでないと判断された場合、またはステップS51で通常制御でシフトアップ指示でないと判断された場合には、通常制御を行う。
このように、本実施形態の自動変速装置によれば、車両が坂路を降坂するときに、ドライバーの意図しないシフトアップを防止することができ、良好なシフトフィーリングを供することができる。
また、降坂時の不必要なシフトアップが防止されるので、エキゾーストブレーキの効きが悪化することなく、降坂中の車速のコントロールを容易に行うことができる。
また、平坦路などを通常走行するときには、低燃費を実現することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
本発明の一実施形態に係る自動変速装置の概略図である。 変速禁止手段の制御内容を示す制御フローである。 変速禁止手段の制御内容を示す制御フローである。 変速禁止手段の制御内容を示す制御フローである。 変速禁止手段の制御内容を示す制御フローである。 低燃費モードによる変速制御を説明するための図である。
符号の説明
1 エンジン
2 クラッチ
3 変速機
5 アクセルペダル
6 ECU
7 エンジン回転センサ
8 アクセル開度センサ
9 TMCU(基本変速制御手段、変速禁止手段)

Claims (5)

  1. 車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、
    アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、
    そのアクセル開度が、第一所定開度より小さく、かつ
    現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であるときには、
    上記基本変速制御手段によるシフトアップを禁止する変速禁止手段を備えたことを特徴とする自動変速装置。
  2. 車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、
    アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、
    そのアクセル開度が、第一所定開度以上で第二所定開度より小さく、かつ
    現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ
    エンジン回転速度が第一所定回転速度より大きいときには、
    上記基本変速制御手段による変速を禁止する変速禁止手段を備えたことを特徴とする自動変速装置。
  3. 車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、
    アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、
    そのアクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さく、かつ
    現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ
    上記基本変速制御手段が判断した目標ギア段が、現ギア段より高速側のギア段であり、かつ
    エンジン回転速度が第二所定回転速度以下のときには、
    上記基本変速制御手段による変速を禁止する変速禁止手段を備えたことを特徴とする自動変速装置。
  4. 車両が失速しない範囲で燃料消費率が最も小さいと判断される目標ギア段に変速機を変速させる基本変速制御手段を備えた自動変速装置であって、
    アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、
    そのアクセル開度が、第二所定開度以上で第三所定開度より小さく、かつ
    現ギア段が、所定ギア段より高速側のギア段であり、かつ
    上記基本変速制御手段が判断した目標ギア段が、現ギア段より高速側のギア段であり、かつ
    エンジン回転速度が第二所定回転速度より大きいときには、
    上記基本変速制御手段によるシフトアップを禁止すると共に、上記変速機を一段だけシフトアップする変速禁止手段を備えたことを特徴とする自動変速装置。
  5. アクセルが戻された状態から踏み込まれた際に、
    現ギア段が、上記所定ギア段もしくは上記所定ギア段より低速側のギア段であるときか、
    または、現ギア段が、上記所定ギア段より高速側のギア段であっても、アクセル開度が、第三所定開度以上であるときには、
    上記変速禁止手段による変速禁止を解除すると共に、上記基本変速制御手段による変速を実行する請求項1から4いずれかに記載の自動変速装置。
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