JP2014214865A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キックダウンによってシフトダウンした後、乗員の意図に沿ってシフトアップできるようにする。
【解決手段】制御装置５０は、アクセル操作量センサ３３が検出したアクセルペダル踏み込み量を基にキックダウンによってシフトダウンを行い、キックダウンによってシフトダウンを行った後にアクセル操作量センサ３３が検出したアクセルペダル踏み込み量が減少傾向に転じた場合、当該アクセルペダル踏み込み量に応じてシフトアップする変速制御部５３を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間にベルトを掛け渡して無段で変速を行う自動変速機を制御する技術に関する。

自動変速機を搭載する車両では、乗員が車両をより強く加速させたい場合にアクセルペダルを多めに踏み込むことで、現在よりも低速の変速段にシフトダウンさせる、いわゆるキックダウン制御が採用されている。
例えば、特許文献１には、アクセルペダルの踏み込みによるキックダウン時に低速段側の所定変速比に変速制御する変速モード（キックダウン第１モード）を備える技術が開示されている。

特許第４５５７５３４号

ところで、自動変速機には、乗員のシフト操作によって選択された所定の変速比で走行可能なマニュアル変速モードを備えるものがある。このマニュアル変速モードでは、選択した変速段の変速比を維持して車両を走行させることができる。
しかし、従来の制御では、キックダウン後、駆動力要求がなくなった場合でも、キックダウンによってシフトダウンした変速段をそのまま維持しつつ、プライマリプーリの回転数又はエンジン回転数が上限に達した場合にシフトアップしていた。

本発明の目的は、キックダウンによってシフトダウンした後、乗員の意図に沿ってシフトアップできるようにすることである。

前記課題を解決するために、（１）本発明の一態様は、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間にベルトを掛け渡して無段で変速を行う自動変速機を制御する車両の変速制御装置であって、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダル踏み込み量検出部と、前記アクセルペダル踏み込み量検出部が検出したアクセルペダル踏み込み量を基にキックダウンによってシフトダウンを行うキックダウン制御部と、前記キックダウン制御部がキックダウンによってシフトダウンを行った後に前記アクセルペダル踏み込み量検出部が検出したアクセルペダル踏み込み量が減少傾向に転じた場合、当該アクセルペダル踏み込み量に応じてシフトアップする変速制御部と、を有することを特徴とする車両の変速制御装置を提供する。

（２）本発明の一態様では、エンジン回転数又は前記プライマリプーリの回転数を検出する回転数検出部をさらに有し、前記変速制御部は、前記シフトアップする場合には、当該シフトアップ後に前記回転数検出部が検出する回転数が予め設定されている回転数判定用しきい値以下とならない変速段にシフトアップすることが好ましい。

（３）本発明の一態様では、前記自動変速機は、運転者が操作によって変速段を変更できるマニュアル変速モードによって変速段が変更可能とされるものであり、前記変速制御部は、前記キックダウン制御部がキックダウンによってシフトダウンを行った後に前記マニュアル変速モードによって運転者が変速段を変更する操作を行った場合、当該操作に応じた変速段に変更することが好ましい。

（４）本発明の一態様では、エンジン回転数又は前記プライマリプーリの回転数を検出する回転数検出部及び車速を検出する車速検出部の少なくとも何れかをさらに有し、前記変速制御部は、前記キックダウン制御部がキックダウンによってシフトダウンされた変速段である最中に、前記回転数検出部が検出する回転数が予め設定されているシフトダウン判定用回転数以下であること及び前記車速検出部が検出する車速が予め設定されているシフトダウン判定用車速以下であることの少なくとも何れかを満たす場合、更にシフトダウンを行うことが好ましい。

（１）の態様の効果によれば、車両の変速制御装置は、キックダウンによってシフトダウンした後にアクセルペダル踏み込み量に応じてシフトアップすることで、キックダウンによってシフトダウンした後、乗員の意思に合致した変速を行うことができる。これによって、車両の変速制御装置は、ドライバビリティを向上させるとともに、例えば、燃費の悪化も防止できる。

（２）の態様の効果によれば、車両の変速制御装置は、シフトアップ後のエンジンストールの発生を防止できる。

（３）の態様の効果によれば、車両の変速制御装置は、キックダウンによってシフトダウンした後に運転者の変速操作に応じた変速段に変更することで、乗員の意思に合致した変速を行うことができる。これによって、車両の変速制御装置は、ドライバビリティを向上させるとともに、例えば、燃費の悪化も防止できる。

（４）の態様の効果によれば、車両の変速制御装置は、キックダウンによってシフトダウンした変速段においてエンジン回転数又は前プライマリプーリの回転数が小さくなったり、車速が低くなったりする場合にさらにシフトダウンを行うことで、エンジンストールの発生を防止できる。

図１は、本実施形態に係る変速制御装置の構成例を示す側面図である。 図２は、制御装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、キックダウンの際の変速制御を実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、シフトダウン前の変速段が４速の場合のシフトダウンマップの一例を示す図である。 図５は、シフトダウン前の変速段が３速の場合のシフトダウンマップの一例を示す図である。 図６は、シフトダウン前の変速段が２速の場合のシフトダウンマップの一例を示す図である。 図７は、走行性能線図の一例を示す図である。 図８は、解除判定条件が満たされたときのシフトアップ制御の一例を示す図である。 図９は、運転者からのマニュアルによる変速要求が有った場合の走行性能線図上の変化の一例を示す図である。

本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、車両の変速制御装置を挙げている。そして、本実施形態では、変速制御装置は、乗員によって変速段を設定できるマニュアル変速モードによる変速が可能になっている。例えば、本実施形態では、自動変速機は、５速のマニュアル変速モードを有している。

（構成）
図１には、本実施形態に係る変速制御装置１の構成例を示す。
図１に示すように、変速制御装置１は、自動変速機１０、プライマリ回転数センサ３１、エンジン回転数センサ３２、アクセル操作量センサ３３、車速センサ３４、及び制御装置５０を有している。

本実施形態では、自動変速機１０は、ベルト式無段変速機であり、不図示のトルクコンバータ等を介してエンジン１１の駆動力が伝達される駆動側のプライマリ軸１２と、プライマリ軸１２に平行に配置された被駆動側のセカンダリ軸１３と、プライマリ軸１２に設けられているプライマリプーリ１４と、セカンダリ軸１３に設けられているセカンダリプーリ１８と、ベルト２２と、を有している。

プライマリプーリ１４は、固定プーリ１５及び可動プーリ１６を有している。固定プーリ１５は、プライマリ軸１２に一体となっている。また、可動プーリ１６は、ボールスプラインなどによってプライマリ軸１２に軸方向に摺動自在に装着されて固定プーリ１５に対向している。このような構成によって、プライマリプーリ１４は、プーリのコーン面間隔、つまりプーリ溝幅が可変となっている。

プライマリ回転数センサ３１は、プライマリプーリ１４（具体的には固定プーリ１５）の回転数を検出する。そして、プライマリ回転数センサ３１は、検出値を制御装置５０に出力する。
また、セカンダリプーリ１８は、固定プーリ１９及び可動プーリ２０を有している。ここで、固定プーリ１９は、セカンダリ軸１３に一体となっている。また、可動プーリ２０は、ボールスプラインなどによってセカンダリ軸１３に軸方向に摺動自在に装着されて固定プーリ１９に対向している。このような構成によって、セカンダリプーリ１８は、プーリのコーン面間隔、つまりプーリ溝幅が可変となっている。

ベルト２２は、これらプライマリプーリ１４とセカンダリプーリ１８とに掛け渡されている。自動変速機１０は、これらプーリ１４，１８の溝幅を変化させてそれぞれのプーリ１４，１８に対するベルト２２の巻き付け径の比率を変化させることによって、プライマリ軸１２の回転がセカンダリ軸１３に無段階に変速されて伝達される。

また、エンジン回転数センサ３２は、エンジン１１の回転数を検出する。そして、エンジン回転数センサ３２は、検出値を制御装置５０に出力する。また、アクセル操作量センサ３３は、アクセル操作量（すなわち、アクセルペダル踏み込み量）を検出する。そして、アクセル操作量センサ３３は、検出値を制御装置５０に出力する。また、車速センサ３４は、車速を検出する。そして、車速センサ３４は、検出値を制御装置５０に出力する。

制御装置５０は、自動変速機１０の駆動を制御する。制御装置５０は、例えば、マイクロコンピュータ及びその周辺回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）において構成されている。そのために、例えば、制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されている。ＲＯＭには、１又は２以上のプログラムが格納されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている１又は２以上のプログラムに従って各種処理を実行する。

そして、本実施形態では、制御装置５０は、プライマリ回転数センサ３１又はエンジン回転数センサ３２の検出値（プライマリ回転数（インプット回転数ともいう。）又はエンジン回転数）、アクセル操作量センサ３３の検出値（アクセル操作量）、及び車速センサ３４の検出値（車速）を基に、キックダウンの際の変速制御を行う。
図２には、そのような変速制御を実行する処理を行うための制御装置５０の構成例を示す。

図２に示すように、制御装置５０は、踏み込みダウン判定部５１、変速段記憶処理部５２、変速制御部５３、フラグ設定部５４、コーストダウンシフト判定部５５、解除判定部５６、及び記憶部５７を有している。
また、図３には、キックダウンの際の変速制御を実行する処理の一例のフローチャートを示す。以下に、図３に示す処理手順に沿って、図２に示す制御装置５０の各部の処理内容を具体的に説明する。

図３に示すように、先ず、ステップＳ１では、踏み込みダウン判定部５１は、踏み込みダウン判定条件を満たすか否かを判定する。ここで、踏み込みダウン判定条件は、次のような条件となる。
（１−１）アクセル開度（ＡＰ）≧踏み込みダウン判定用開度（ＡＰＫＤＯＮ）
（１−２）キックダウンによるシフトダウン後の到達プライマリ回転数＜シフトダウン禁止判定用プライマリ回転数
（１−３）１速以外である

ここで、踏み込みダウン判定用開度は、キックダウンの開始を判定するためのしきい値である。踏み込みダウン判定用開度は、例えば、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。また、シフトダウン禁止判定用プライマリ回転数は、シフトダウンによって変速機の機構上の許容回転数を上回ることを防止するためのしきい値である。シフトダウン禁止判定用プライマリ回転数は、例えば、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。また、前記（１−２）の条件を設けることによって、変速制御装置１は、シフトダウン後のプライマリ回転数が自動変速機１０の機構上の許容回転数を超えないようにしている。また、前記（１−１）の条件によって、変速制御装置１は、アクセル開度が減少傾向に転じたか否かを判定している。

そして、踏み込みダウン判定部５１は、踏み込みダウン判定条件（（前記（１−１）〜前記（１−３）の条件全て）を満たすと判定したときに、ステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、変速段記憶処理部５２は、現在の変速段情報を記憶部５７に記憶する。
次に、ステップＳ３では、変速制御部５３は、シフトダウンを行う。本実施形態では、変速制御部５３は、シフトダウンマップを参照してシフトダウンを行う。

図４には、シフトダウン前の変速段が４速の場合のシフトダウンマップの一例を示す。
図４に示すように、シフトダウンマップでは、アクセル開度と車速との関係でシフトダウンする変速段が選択されるようになっている。具体的には、シフトダウンマップでは、アクセル開度が大きいほど、低い変速段が選択されるようになっている。詳しくは、本実施形態では、アクセル開度が、シフトダウンマップで定義される「４→１」の線（例えば、シフトダウン判定線という。）の値以上だと、１速が選択される。また、アクセル開度が、シフトダウンマップで定義される「４→２」の線の値以上であり、かつ「４→１」の線の値未満だと、２速が選択される。また、アクセル開度が、シフトダウンマップで定義される「４→３」の線の値以上であり、かつ「４→２」の線の値未満だと、３速が選択される。また、アクセル開度が、シフトダウンマップで定義される「４→３」の線の値未満だと、４速に留まる。

そして、シフトダウン前の変速段が５速、３速、２速の場合のシフトダウンマップも存在する。
図５、図６には、シフトダウン前の変速段が３速、２速の場合のシフトダウンマップの一例をそれぞれ示す。

図５、図６に示すように、これらのシフトダウンマップも同様、アクセル開度と車速との関係でシフトダウンする変速段が選択されるようになっている。
変速制御部５３は、以上のようなシフトダウンマップを参照し、現在の車速及びアクセル開度に対応する変速段にシフトダウンする。

ここで、図７には、走行性能線図の一例を示す。
図７に示すように、この走行性能線図では、車速とインプット回転数（プライマリ回転数、又はエンジン回転数）との関係のみを示している。
そして、図７には、変速制御部５３が４速のシフトダウンマップ（図４）を参照して４速から２速にシフトダウンしたときの様子（図７に示す実線の矢印）を示す。ここでは、４速から２速へのシフトダウンによって、走行性能線図では、４速の線（例えば、マニュアルモード変速線という。）上から２速の線上に遷移し、その後、車速（又はインプット回転数）に応じてその２速の線上を移動している。

次に、ステップＳ４では、フラグ設定部５４は、変速制御状態フラグＦＬＧに１を設定する（ＦＬＧ＝１）。
次に、ステップＳ５では、変速制御部５３は、運転者からのマニュアルによる変速要求（具体的には、マニュアル変速モードの選択）が有るか否かを判定する。変速制御部５３は、変速要求が有ると判定すると、ステップＳ１４に進む。また、変速制御部５３は、変速要求が無いと判定すると、ステップＳ６に進む。

次に、ステップＳ６では、解除判定部５６は、キックダウン制御の解除判定条件を満たすか否かを判定する。ここで、解除判定条件は、次のような条件となる。
（２−１）アクセル開度（ＡＰ）＜解除判定用開度（ＡＰＫＤＯＦＦ）
ここで、解除判定用開度は、キックダウン制御の解除（すなわち、シフトアップ）を判定するためのしきい値である。解除判定用開度は、例えば、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。

そして、解除判定部５６は、解除判定条件（前記（２−１）の条件）を満たすと判定すると、ステップＳ７に進む。また、解除判定部５６は、解除判定条件を満たさないと判定すると、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、コーストダウンシフト判定部５５は、コーストダウンシフトになっているか否かを判定する。具体的には、コーストダウンシフト判定部５５は、車速又はプライマリ回転数が現変速段における許容下限車速又は最低プライマリ回転数を下回っている場合、コーストダウンシフトになっていると判定する。ここで、許容下限車速や最低プライマリ回転数は、例えば、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。そして、コーストダウンシフト判定部５５は、コーストダウンシフトになっていると判定すると、ステップＳ１１に進む。また、コーストダウンシフト判定部５５は、コーストダウンシフトになっていないと判定すると、前記ステップＳ５に進む。

ステップＳ１１では、変速制御部５３は、シフトダウンを行う。そして、変速制御部５３は、前記ステップＳ５に進む。
また、ステップＳ７では、解除判定部５６は、シフトアップ制限判定条件を満たすか否かを判定する。ここで、シフトアップ制限判定条件は、次のような条件となる。
（３−１）元の変速段へのシフトアップ時の目標プライマリ回転数≦シフトアップ時の最低回転数

ここで、元の変速段へのシフトアップ時の目標プライマリ回転数は、キックダウン制御の解除により元の変速段（前記ステップＳ２の処理で記憶部５７に記憶されている変速段）にシフトアップしたときのプライマリ回転数である。また、シフトアップ時の最低回転数は、キックダウン制御の解除により元のシフトアップしたときに最低限必要となるプライマリ回転数である。このシフトアップ時の最低回転数は、例えば、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている値である。

また、図７に例として示しているようにキックダウン制御によって４速から２速になっている場合、元の変速段へのシフトアップ時の目標プライマリ回転数は、同図に示す点線のように変化した４速時のプライマリ回転数である。
そして、解除判定部５６は、シフトアップ制限判定条件（前記（３−１）の条件）を満たすと判定すると、ステップＳ１２に進む。また、解除判定部５６は、シフトアップ制限判定条件を満たさないと判定すると、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、変速制御部５３は、元の変速段（記憶部５７に記憶されている変速段）までシフトアップする。
すなわち、図７に例として示しているようにキックダウン制御によって４速から２速になっている場合、同図に示す点線のように、２速から４速にシフトアップする。

次に、ステップＳ９では、フラグ設定部５４は、変速制御状態フラグＦＬＧに０を設定する（ＦＬＧ＝０）。そして、制御装置５０は、ステップＳ１から再び処理を開始する。
一方、ステップＳ１２では、変速制御部５３は、変速可能な変速段までシフトアップする。具体的には、変速制御部５３は、最低回転数以上となる目標プライマリ回転数となる変速段にシフトアップする。例えば、２速（キックダウン制御後の変速段）からシフトアップ予定の４速（元の変速段）の目標プライマリ回転数が最低回転数未満となるが、３速の目標プライマリ回転数が最低回転数以上となる場合、変速制御部５３は、変速可能な変速段として３速にシフトアップする。

次に、ステップＳ１３では、フラグ設定部５４は、変速制御状態フラグＦＬＧに０を設定する（ＦＬＧ＝０）。そして、制御装置５０は、ステップＳ１から再び処理を開始する。
また、ステップＳ１４では、変速制御部５３は、前記ステップＳ５で運転者からマニュアル変速（マニュアルアップ又はマニュアルダウン）で要求された変速段に、シフトアップ又はシフトダウンする。

次に、ステップＳ１５では、フラグ設定部５４は、変速制御状態フラグＦＬＧに２を設定する（ＦＬＧ＝２）。そして、制御装置５０は、ステップＳ１から再び処理を開始する。
（動作、作用等）
次に、制御装置５０の動作、及びその作用等の一例について説明する。

制御装置５０は、踏み込みダウン判定条件が満たされた場合、現在の変速段情報を記憶部５７に記憶するとともに、シフトダウンマップを参照してシフトダウンを行う（前記ステップＳ１〜前記ステップＳ３）。そして、変速制御装置１は、変速制御状態フラグＦＬＧに１を設定する（前記ステップＳ４）。

そして、制御装置５０は、コーストダウンシフトになっている場合、更にシフトダウンを行う（前記ステップＳ１０、前記ステップＳ１１）。
また、制御装置５０は、解除判定条件が満たされた場合であって、シフトアップ制限判定条件が満たされないときに、元の変速段までシフトアップするとともに、変速制御状態フラグＦＬＧに０を設定する（前記ステップＳ６〜前記ステップＳ９）。

一方、制御装置５０は、解除判定条件が満たされた場合であって、シフトアップ制限判定条件が満たされたときには、変速可能な変速段までシフトアップするとともに、変速制御状態フラグＦＬＧに０を設定する（前記ステップＳ６、前記ステップＳ７、前記ステップＳ１２、前記ステップＳ１３）。

また、制御装置５０は、運転者からのマニュアルによる変速要求が有ると、運転者からマニュアル変速で要求された変速段にシフトアップ又はシフトダウンするとともに、変速制御状態フラグＦＬＧに２を設定する（前記ステップＳ５、前記ステップＳ１４、前記ステップＳ１５）。

ここで、図８には、解除判定条件が満たされたときのシフトアップ制御の一例を示す。
図８に（１）として示すように、元の変速段となる４速にシフトアップしても、その目標プライマリ回転数が最低回転数以下とならないような場合には、制御装置５０は、２速から４速にシフトアップする。

一方、図８に（２）として示すように、元の変速段となる４速にシフトアップすると、その目標プライマリ回転数が最低回転数以下となってしまうような場合には、制御装置５０は、２速から、目標プライマリ回転数が最低回転数以下とならない３速にシフトアップする。

また、図９には、運転者からのマニュアルによる変速要求が有った場合の走行性能線図上の変化の一例を示す。
運転者がマニュアル変速モードで２速から４速に操作すると、車両は、図９に示すような変化を示す。

なお、前述の実施形態では、アクセル操作量センサ３３は、例えば、アクセルペダル踏み込み量検出部を構成する。また、踏み込みダウン判定部５１及び変速制御部５３は、例えば、キックダウン制御部を構成する。

（本実施形態の変形例等）
本実施形態では、自動変速機１０は、５速のマニュアル変速モードを有している。しかし、本実施形態は、これに限定されず、自動変速機１０は、それ以外の５速以外（例えば、６速、８速等）のマニュアル変速モードを有するものでも良い。この場合、本実施形態に係る制御装置５０は、その変速段数に応じた数のシフトダウンマップを有することになる。

また、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項１により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

１ 変速制御装置、１０ 自動変速機、１１ エンジン、１４ プライマリプーリ、１８ セカンダリプーリ、２２ ベルト、３１ プライマリ回転数センサ、３２ エンジン回転数センサ、３３ アクセル操作量センサ、３４ 車速センサ、５０ 制御装置、５１ 踏み込みダウン判定部、５２ 変速段記憶処理部、５３ 変速制御部、５４ フラグ設定部、５５ コーストダウンシフト判定部、５６ 解除判定部、５７ 記憶部

Claims (4)

1. プライマリプーリとセカンダリプーリとの間にベルトを掛け渡して無段で変速を行う自動変速機を制御する車両の変速制御装置であって、
   アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダル踏み込み量検出部と、
   前記アクセルペダル踏み込み量検出部が検出したアクセルペダル踏み込み量を基にキックダウンによってシフトダウンを行うキックダウン制御部と、
   前記キックダウン制御部がキックダウンによってシフトダウンを行った後に前記アクセルペダル踏み込み量検出部が検出したアクセルペダル踏み込み量が減少傾向に転じた場合、当該アクセルペダル踏み込み量に応じてシフトアップする変速制御部と、
   を有することを特徴とする車両の変速制御装置。
2. エンジン回転数又は前記プライマリプーリの回転数を検出する回転数検出部をさらに有し、
   前記変速制御部は、前記シフトアップする場合には、当該シフトアップ後に前記回転数検出部が検出する回転数が予め設定されている回転数判定用しきい値以下とならない変速段にシフトアップすることを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記自動変速機は、運転者が操作によって変速段を変更できるマニュアル変速モードによって変速段が変更可能とされるものであり、
   前記変速制御部は、前記キックダウン制御部がキックダウンによってシフトダウンを行った後に前記マニュアル変速モードによって運転者が変速段を変更する操作を行った場合、当該操作に応じた変速段に変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の変速制御装置。
4. エンジン回転数又は前記プライマリプーリの回転数を検出する回転数検出部及び車速を検出する車速検出部の少なくとも何れかをさらに有し、
   前記変速制御部は、前記キックダウン制御部がキックダウンによってシフトダウンされた変速段である最中に、前記回転数検出部が検出する回転数が予め設定されているシフトダウン判定用回転数以下であること及び前記車速検出部が検出する車速が予め設定されているシフトダウン判定用車速以下であることの少なくとも何れかを満たす場合、更にシフトダウンを行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両の変速制御装置。

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