JP2011058540A

JP2011058540A - 自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2011058540A
Application number: JP2009207340A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Yahagi; 博道矢作; Tatsumune Nagura; 立統名倉
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-08
Also published as: JP5249881B2

Abstract

【課題】手動変速モードに切り換えた直後の変速比を運転者の意図に的確に適合させることができる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】ＴＣＵ２１は、セレクトレバー４３の操作による自動変速モードから手動変速モードへの切り換え直後の変速比εを低速側に変更するダウンシフトを行う制御において、手動変速モードから自動変速モードに切り換えられた後に再度手動変速モードに切り換えられたときの経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満である場合には、手動変速モードへの切り換え直後の変速比εの変更を禁止する。これにより、手動変速モードと自動変速モードとの切り換えが短時間のうちに繰り返し行われた場合にも変速比εの低速側への過剰な変更を防止することができ、手動変速モードに切り換えた直後の変速比εを運転者の意図に的確に適合させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ドライブレンジ等の自動変速モードの他に、手動操作で変速比を切り換える手動変速モードを有する自動変速機の制御装置に関する。

近年、車両用の自動変速機においては、予め設定された変速特性に従った変速制御によって変速比を自動的に切り換えるＤレンジ等の自動変速モードの他に、運転者の手動操作に連動させて変速比を切り換える手動変速モードを備えたものが実用化されている。

この種の自動変速機の制御において、自動変速モードから手動変速モードに切り換えた直後に運転者の要求に適合した変速状態を速やかに実現するため、例えば、特許文献１には、自動変速モードから手動変速モードへの切り換え操作時に、エンジン回転数が所定値より低い場合には、変速段を自動変速モードでの切り換え操作直前の変速段より１段シフトダウンし、エンジン回転数が所定値より高い場合には、１段シフトアップする技術が開示されている。

特開平１０−１０３４６８号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、単に、自動変速モードから手動変速モードへの切り換え操作に連動してシフトアップ或いはシフトダウンを行う場合、運転者の意思とは合致しない変速が行われる虞がある。例えば、誤操作等によって手動変速モードから自動変速モードへと切り換えられた直後に運転者が慌てて手動変速モードに戻した場合や、マニュアル車両から乗り換えた運転者等が無意識下にシフトレバーを揺動させた場合等に、運転者の意図しないシフトアップ或いはシフトダウンが繰り返し行われる虞がある。そして、特に、シフトダウンが繰り返し行われた場合、車両は運転者の意思に反して急減速してしまう等の虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、手動変速モードに切り換えた直後の変速比を運転者の意図に的確に適合させることができる自動変速機の制御装置を提供すること目的とする。

本発明は、予め設定された変速特性に従って変速比を自動的に切り換える自動変速モードと、運転者の手動操作に応じて変速比を切り換える手動変速モードとを有し、前記自動変速モードと前記手動変速モードとを運転者による選択操作部材の操作によって選択的に切換可能な自動変速機の制御装置において、前記選択操作部材の操作によって前記手動変速モードに切り換えられたときの変速比を直前の変速比とは異なる変速比に変更する変速比変更手段と、前記手動変速モードから当該手動変速モード以外の変速モードに切り換えられた後に再び前記手動変速モードに切り換えられるまでの経過時間が設定時間未満であるとき、前記変速比の変更を制限する変速比制限手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の自動変速機の制御装置によれば、手動変速モードに切り換えた直後の変速比を運転者の意図に的確に適合させることができる自動変速機の制御装置を提供する。

手動変速モード付き無段変速装置の概略構成図セレクト操作部の斜視図無段変速機の変速特性図手動変速モード制御ルーチンを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１は手動変速モード付き無段変速装置の概略構成図、図２はセレクト操作部の斜視図、図３は無段変速機の変速特性図、図４は手動変速モード制御ルーチンを示すフローチャートである。

図１において符号１はエンジンを示し、このエンジン１の出力軸は、電磁クラッチ或いはトルクコンバータ等の発進クラッチ２を介して、無段変速機３に連設されている。無段変速機３は、発進クラッチ２に連設する前後進切換装置４を有し、この前後進切換装置４から延出するプーリ入力軸５ｂにはプライマリプーリ５ａが軸支されている。また無段変速機３は、プーリ入力軸５ｂに平行なプーリ出力軸５ｃを有し、このプーリ出力軸５ｃにはセカンダリプーリ５ｄが軸支されている。そして、これらプライマリプーリ５ａとセカンダリプーリ５ｄとの間には、駆動ベルト５ｅが巻装されている。さらに、プーリ出力軸５ｃには、終減速装置６の減速歯車群６ａを介してディファレンシャル装置５ｂに連設され、このディファレンシャル装置６ｂに前輪或いは後輪の駆動輪７ａを軸着する駆動軸７が連設されている。

また、この無段変速機３のプライマリプーリ５ａにはプライマリ油圧室５ｆが併設され、このプライマリ油圧室５ｆに供給されるプライマリ油圧により、プライマリプーリ５ａのプーリ溝幅が調整される。一方、セカンダリプーリ５ｄにはセカンダリ油圧室５ｇが併設され、このセカンダリ油圧室５ｇに供給されるセカンダリ油圧により、トルク伝達に必要な張力が駆動ベルト５ｅに付与される。これらプライマリ圧及びセカンダリ圧は、後述するトランスミッション制御装置（ＴＣＵ）２１によりエンジン運転状態等に基づいて設定され、これらの油圧を通じて両プーリ５ａ，５ｄの溝幅が互いに反比例状態に制御されることにより、無段変速機３は所望の変速比を実現する。

ＴＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた周知のマイクロコンピュータを主体に構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って無段変速機３の変速比を設定する。

このＴＣＵ２１の入力側には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ３１、スロットル弁（図示せず）の開度（スロットル開度）θを検出するスロットル開度センサ３２、無段変速機３のプライマリプーリ５ａの回転数（プライマリ回転数）Ｎｐを検出するプライマリプーリ回転数センサ３３、セカンダリプーリ５ｄの回転数（セカンダリ回転数）Ｎｓを検出するセカンダリプーリ回転数センサ３４等が接続されている。さらに、ＴＣＵ２１の入力側には、車室内のセンタコンソール上のセレクト操作部４１に設けられたインヒビタスイッチ３５、アップシフトスイッチ３６ａ、ダウンシフトスイッチ３６ｂ、及び、マニュアルモードスイッチ３７等の各種スイッチ類が接続されている。

一方、ＴＣＵ２１の出力側には、変速制御用アクチュエータ１５を構成するライン圧制御用ソレノイド弁１５ａとプライマリ圧制御用ソレノイド弁１５ｂとが接続され、ＴＣＵ２１は、これら各制御用ソレノイド弁１５ａ，１５ｂを通じて無段変速機３の油圧を制御する。

ここで、図２に示すように、セレクト操作部４１のレンジエスカッション４２には、セレクトゲート４４が開口され、このセレクトゲート４４からは選択操作部材としてのセレクトレバー４３が突出されている。セレクトゲート４４は、例えば、互いに平行に形成されたメインゲート４４ａ及びサブゲート４４ｂと、それらを連通するスルーゲート４４ｃとを有する。

メインゲート４４ａには、例えば、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、及び、ドライブ（Ｄ）レンジを選択するためのシフトポジションが順に設定されている。このメインゲート４４ａには上述のインヒビタスイッチ３５が配設され、運転者がセレクトレバー４３をメインゲート４４ａ内で移動させると、セットされたレンジに応じたレンジ信号がＴＣＵ２１に出力される。

サブゲート４４ｂの中央部には、メインゲート４４ａの後端に設定されたＤレンジが、スルーゲート４４ｃを介して連通されている。このサブゲート４４ｂの中央部には、メインゲート４４ａ側から導入されたセレクトレバー４３を弾性支持する中立位置が設定されている。また、中立位置を中心とするサブゲート４４ｂ上の前後端部は、アップシフト（＋）位置及びダウンシフト（−）位置として設定され、これら各位置には上述のアップシフトスイッチ３６ａ及びダウンシフトスイッチ３６ｂが配設されている。これら両シフトスイッチ３６ａ，３６ｂは常開スイッチで構成され、運転者が外部操作によりセレクトレバー４３を介して押圧したときにのみＯＮ信号が出力される。

スルーゲート４４ｃには、上述したマニュアルモードスイッチ３７が配設されている。このマニュアルモードスイッチ３７は、例えば、シーソスイッチ或いはスライドスイッチ等で構成され、セレクトレバー４３がメインゲート４４ａ側からサブゲート４４ｂ側へ移動するとＯＮ信号が継続的に出力され、サブゲート４４ｂ側からメインゲート４４ａ側へ移動するとＯＦＦ信号が継続的に出力される。

次に、無段変速機３の油圧回路について説明する。図１の符号１１はエンジン駆動式、或いは電動式のオイルポンプであり、このオイルポンプ１１の吐出口がライン圧油路１２を介してライン圧制御弁１３に連通されている。さらに、このライン圧制御弁１３がライン圧油路１２を介して無段変速機３のセカンダリ油圧室５ｇ、プライマリ圧制御弁１４、及び変速制御用アクチュエータ１５を構成するライン圧制御用ソレノイド弁１５ａとプライマリ圧制御用ソレノイド弁１５ｂとにオリフィス１６を介して連通されている。

ライン圧制御用ソレノイド弁１５ａ及びプライマリ圧制御用ソレノイド弁１５ｂは、ＴＣＵ２１から出力されるデューティ比等のプライマリプーリ駆動用信号にて制御動作され、ライン圧制御用ソレノイド弁１５ａから油路１７を経てライン圧制御弁１３にライン動作圧を供給し、また、プライマリ圧制御用ソレノイド弁１５ｂからプライマリ圧制御弁１４へ油路１８を経てプライマリ圧を供給する。

ライン圧制御弁１３は、ライン動作圧により、変速比ε及びエンジントルクＴに基づくライン圧Ｐｓの制御を行う。また、プライマリ圧制御弁１４は、元圧であるライン圧Ｐｓとプライマリ圧との圧力の釣り合いにより、プライマリ圧制御弁１４上流のライン圧油路１２と無段変速機３のプライマリ油圧室５ｆに連通する油路１９とを接続する給油位置と、油路１２，１９を遮断すると共に該油路１９をドレーンする排油位置と、を切換動作することで、プライマリ油圧室５ｆに供給する油圧を制御して変速制御を行う。

ＴＣＵ２１は、マニュアルモードスイッチ３７からＯＦＦ信号が出力されているときは、インヒビタスイッチ３５で検出されるシフトポジションに応じた無段変速機３の制御を行い、特に、走行レンジであるＤレンジの選択時には自動変速モードを実行する。自動変速モードが実行されると、ＴＣＵ２１は、例えば、車両の走行状態に応じてプライマリ回転数Ｎｐと車速Ｖ（セカンダリ回転数Ｎｓ）との関係が、図３中に２点鎖線で示す変速領域内において、スロットル開度センサ３２で検出したスロットル開度θで決まる最適値となるよう変速比ε（ε＝Ｎｐ／Ｎｓ）を設定する。

一方、ＴＣＵ２１は、マニュアルモードスイッチ３７からＯＮ信号が出力されているときは、手動変速モードを実行する。この手動変速モードが実行されると、ＴＣＵ２１は、基本的には、プライマリ回転数Ｎｐと車速Ｖとの関係が、例えば、図３中に実線で示す１速〜７速の変速段線で規定される関係となるよう、変速比（固定変速比）εの設定を行う。そして、ＴＣＵ２１は、アップシフトスイッチ３６ａからのＯＮ信号が検出されたとき、現在の変速比よりも１段高速側の変速段の変速比を新たな変速比εとして設定し、ダウンシフトスイッチ３６ｂからのＯＮ信号が検出されたとき、現在の変速比よりも１段低速側の変速段の変速比を新たな変速比εとして設定する。

ここで、ＴＣＵ２１は、セレクトレバー４３の操作によって手動変速モードに切り換えられたときの変速比εの初期値を、切り換え直前の変速比εとは異なる変速比に変更する。具体的には、ＴＣＵ２１は、例えば、手動変速モードに切り換えられた直後の変速比εを、切り換え直前の変速比よりも低速側の変速段で定められる変速比に変更する。より具体的には、サブゲート４４ｂの中立位置がメインゲートのＤレンジに連通されている本実施形態においては、手動変速モードに切り換えられたときの変速比が、自動変速モードにて設定されていた直前の変速比よりも低速側の変速段で定められる変速比に変更される。なお、変速比の変更は、低速側の変速比への変更のみに限定されるものではなく、例えば、エンジン回転数が高い場合等には、高速側の変速比への変更を行うよう設定することも可能である。

但し、ＴＣＵ２１は、セレクトレバー４３の操作によって手動変速モードから当該手動変速モード以外の変速モードに切り換えられた後に再び手動変速モードに切り換えられるまでの経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満であるとき、切り換え直後の変速比ε（初期値）の変更を制限する。具体的には、ＴＣＵ２１は、例えば、経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満であるとき、切り換え直前の変速比からの変更を禁止する。

加えて、ＴＣＵ２１は、経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満の場合であっても、手動変速モードに切り換えられたときの自車の走行状態が予め設定された走行状態に達していないとき（例えば、切り換え時の車速Ｖが設定車速Ｖ１未満であるとき）、切り換え直後の変速比εの変更を制限する。

このように、本実施形態において、ＴＣＵ２１は、変速比変更手段、及び、変速比制限手段としての各機能を実現する。

次に、ＴＣＵ２１で実行される手動変速モード制御について、図４に示す手動変速モード制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンは設定時間毎に繰り返し実行されるもので、ルーチンがスタートすると、ＴＣＵ２１は、先ず、ステップＳ１０１において、マニュアルモードスイッチ３７からの信号に基づき、現在、手動変速モード（Ｍモード）であることが検出されているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０１において、マニュアルモードスイッチ３７からＯＮ信号が出力されており、現在、手動変速モードであることが検出されていると判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１０２に進み、今回の処理が手動変速モードに再度切り換えられてから最初の処理であるか否かを調べる。すなわち、ステップＳ１０２において、ＴＣＵ２１は、今回の処理が、以前に手動変速モードから自動変速モード等への切り換えを経験した上で、再び手動変速モードに切り換えられた直後の処理であるか否かを調べる。本実施形態において、この判定は、例えば、フラグＭに基づいて行われ、フラグＭが「１」にセットされている場合には、今回の処理が手動変速モードに再度切り換えられてから最初の処理であると判定される。一方、フラグＭが「０」にリセットされている場合には、今回の処理が、手動変速モードに初めて切り換えられたときの処理、或いは、手動変速モードに再度切り換えられてから２回目以降の処理であると判定される。

なお、手動変速モードに初めて切り換えられた場合と再度切り換えられた場合とを的確に区別するため、このフラグＭは、例えば、エンジン始動時或いはＰレンジ検出時等に「０」にリセットされることが望ましい。

そして、ステップＳ１０２において、フラグＭが「１」であり、今回の処理が手動変速モードに切り換えられてから最初の処理であると判定してステップＳ１０３に進むと、ＴＣＵ２１は、車速Ｖが設定車速Ｖ１以上であるか否かを調べる。ここで、設定車速Ｖ１には、例えば、通常の走行時において１速に割り当てられる車速が設定され、本実施形態においては、１５〜２０Ｋｍ／ｈの範囲内の車速が好適に設定される。

そして、ステップＳ１０３において、車速Ｖが設定車速Ｖ１未満であると判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１０５にジャンプする。

一方、ステップＳ１０３において、車速Ｖが設定車速Ｖ１以上であると判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１０４に進み、前回手動変速モードから自動変速モードに切り換えられてからの経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満であるか否かを調べる。ここで、設定時間Ｔ１には、例えば、０．５〜数秒の範囲内の時間を好適に設定することが可能であり、本実施形態においては１秒が設定されている。

そして、ステップＳ１０４において、経過時間Ｔが設定時間Ｔ１よりも長いと判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１０５に進み、現在の変速比εを低速側で直近の変速段によって規定される変速比に変更するダウンシフト制御を行った後、ステップＳ１０８に進む。例えば、直前の自動変速モードでの変速比εが２速で規定される変速比と３速で規定される変速比との間の変速比である場合、ＴＣＵ２１は、ダウンシフト制御により、手動変速モードに切り換えられた直後の変速比ε（初期値）として２速で規定される変速比を設定する。

一方、ステップＳ１０４において、経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満であると判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１０６に進み、現在の変速比εをそのまま初期値として維持したまま、ステップＳ１０８に進む。

また、ステップＳ１０２において、フラグＭが「０」であり、今回の処理が手動変速モードに切り換えられてから２回目以降の処理等であると判定してステップＳ１０７に進むと、ＴＣＵ２１は、通常の手動変速モード制御を行った後、ステップＳ１０８に進む。すなわち、ＴＣＵ２１は、例えば、１速〜７速の変速段で規定される固定変速比に基づいて変速比εの設定を行い、アップシフトスイッチ３６ａからのＯＮ信号が検出された場合には現変速比εを１段高速側の変速段の固定変速比に変更（アップシフト）し、ダウンシフトスイッチ３６ｂからのＯＮ信号が検出された場合には現変速比εを１段低速側の変速段の固定変速比に変更（ダウンシフト）する。

そして、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、或いは、ステップＳ１０７からステップＳ１０８に進むと、ＴＣＵ２１は、フラグＭを「０」にリセットした後、ルーチンを抜ける。

また、ステップＳ１０１において、マニュアルモードスイッチ３７からＯＦＦ信号が出力されており、現在、手動変速モードであることが検出されていないと判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１０９に進み、前回（前ループ）のモードが手動変速モードであったか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０９において、前ループのモードが手動変速モードであったと判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１１０に進み、フラグＭを「１」にセットし、続くステップＳ１１１において、経過時間Ｔを示すタイマを「０」にクリアした後、ルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１０９において、前ループのモードが手動変速モード以外であったと判定した場合、ＴＣＵ２１は、ステップＳ１１２に進み、経過時間Ｔを示すタイマをインクリメントした後、ルーチンを抜ける。これにより、手動変速モードから切り換えられた直後に限り、フラグＭが「１」にセットされ、当該タイミングからの経過時間Ｔが計時される。

このような実施形態によれば、セレクトレバー４３の操作による自動変速モードから手動変速モードへの切り換え直後の変速比εを低速側に変更するダウンシフト制御において、手動変速モードから自動変速モードに切り換えられた後に再度手動変速モードに切り換えられたときの経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満である場合には、手動変速モードへの切り換え直後の変速比εの変更を禁止することにより、手動変速モードと自動変速モードとの切り換えが短時間のうちに繰り返し行われた場合にも変速比εの低速側への過剰な変更を防止することができ、手動変速モードに切り換えた直後の変速比εを運転者の意図に的確に適合させることができる。

ここで、上述の実施形態のように無段変速機３を採用した構成においては、例えば、手動変速モードに切り換えられたときの経過時間Ｔが設定時間Ｔ１未満である場合の変速比εの変更量を、経過時間Ｔが設定時間Ｔ１よりも長いときの変速比εの変更量よりも相対的に小さくするよう制御することも可能である。このように構成すれば、運転者による手動変速モードへの切り換え操作が繰り返された場合にも、変速比εの所定の変更を許容しつつ、変速比εの過剰な変更を抑制することができる。

なお、上述の実施形態においては、制御対象として無段変速機を用いた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、有段変速機等にも適用可能であることは勿論である。

１ … エンジン
２ … 発進クラッチ
３ … 無段変速機
４ … 前後進切換装置
５ａ … プライマリプーリ
５ｂ … プーリ入力軸
５ｂ … ディファレンシャル装置
５ｃ … プーリ出力軸
５ｄ … セカンダリプーリ
５ｅ … 駆動ベルト
５ｆ … プライマリ油圧室
５ｇ … セカンダリ油圧室
６ … 終減速装置
６ａ … 減速歯車群
６ｂ … ディファレンシャル装置
７ … 駆動軸
７ａ … 駆動輪
１１ … オイルポンプ
１２ … ライン圧油路
１３ … ライン圧制御弁
１４ … プライマリ圧制御弁
１５ … 変速制御用アクチュエータ
１５ａ … ライン圧制御用ソレノイド弁
１５ｂ … プライマリ圧制御用ソレノイド弁
１６ … オリフィス
１７〜１９ … 油路
２１ … トランスミッション制御装置（変速比変更手段、変速比制限手段）
３１ … エンジン回転数センサ
３２ … スロットル開度センサ
３３ … プライマリプーリ回転数センサ
３４ … セカンダリプーリ回転数センサ
３５ … インヒビタスイッチ
３６ａ … アップシフトスイッチ
３６ｂ … ダウンシフトスイッチ
３７ … マニュアルモードスイッチ
４１ … セレクト操作部
４２ … レンジエスカッション
４３ … セレクトレバー
４４ … セレクトゲート
４４ａ … メインゲート
４４ｂ … サブゲート
４４ｃ … スルーゲート

Claims

予め設定された変速特性に従って変速比を自動的に切り換える自動変速モードと、運転者の手動操作に応じて変速比を切り換える手動変速モードとを有し、前記自動変速モードと前記手動変速モードとを運転者による選択操作部材の操作によって選択的に切換可能な自動変速機の制御装置において、
前記選択操作部材の操作によって前記手動変速モードに切り換えられたときの変速比を直前の変速比とは異なる変速比に変更する変速比変更手段と、
前記手動変速モードから当該手動変速モード以外の変速モードに切り換えられた後に再び前記手動変速モードに切り換えられるまでの経過時間が設定時間未満であるとき、前記変速比の変更を制限する変速比制限手段と、を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
前記変速比変更手段は、前記選択操作部材の操作によって前記手動変速モードに切り換えられたときの変速比を、予め設定された変速段毎の変速比の何れかに変更するものであり、
前記変速比制限手段は、前記経過時間が設定時間未満であるとき、前記変速比の変更を禁止することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
前記変速比制限手段は、前記経過時間が設定時間未満であるときの変速比の変更量を、前記経過時間が設定時間以上であるときの変速比の変更量よりも相対的に小さくすることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
前記変速比制限手段は、前記経過時間が設定時間以上であっても、自車が予め設定された走行状態に達していないとき、前記変速比の変更を制限することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の自動変速機の制御装置。
前記選択操作部材によって選択される前記手動変速モードの選択位置は、前記自動変速モードの選択位置に隣接して設定されるものであって、当該自動変速モードの選択位置から直接的に切換可能な中立位置と、当該中立位置から選択可能な高速側変速比選択位置及び低速側変速比選択位置とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の自動変速機の制御装置。