JP2016070353A - 無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機の有段変速モードでの走行時に、一度の変速操作で運転者が所望するエンジンブレーキを得られる無段変速機の変速制御装置の提供を目的とした。【解決手段】運転者が有段変速モードを選択し、ダウンシフト操作をした時に、運転者の操作状況検出手段で検出された操作状況に基づいて、少なくとも２段以上のダウンシフトを行う。【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機の変速制御装置、とりわけ無段変速機において有段変速モードが選択されダウンシフト操作が行われたときの、自動変速制御に関する。

従来の無段変速機の変速制御として、金属ベルトの入力軸プーリと出力軸プーリへの巻き掛け半径の比、即ちプーリ比を走行状態に応じて最適に無段階で変化させ、燃費の向上を図るものがある。また、無段変速機においてもマニュアル変速を可能にするため、有段変速モードを備えた無段変速機の変速制御が提供されている。

上記したような有段変速モードを備えた無段変速機の変速制御において、例えばコーナーへの進入時等に大きなエンジンブレーキ力を得ようとすると、一度のダウンシフト操作で１段のダウンシフトが行われる変速制御構成の場合、ユーザの所望するエンジンブレーキ力が得られず、再度、シフト操作を行ってさらにダウンシフトを行う必要が生じ、操作が煩雑になるという問題があった。

例えば、特許文献１では通常モードとマニュアルモード（有段変速モード）との切替えが可能な変速制御装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の制御装置においては、所望のギヤポジションに応じた変速比に固定された変速が可能となるものの、大きなエンジンブレーキ力を得るためには複数回のシフト操作が必要であり、所望のエンジンブレーキ力を得るためには複数回のシフト操作が必要になり、操作が煩雑になるという問題が残る。

特開平８−８２３５４号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、無段変速機の有段変速モードでの走行時に、一度のダウンシフト操作で運転者が所望するエンジンブレーキ力を得られる変速段へのダウンシフト変速を行う無段変速機の変速制御装置の提供を目的とする。

本発明は、変速比を無段階に制御する通常モードと、前記変速比を有段階に制御する有段変速モードとが切替え可能な無段変速機の変速制御装置において、少なくともシフト操作検出手段と、車両速度検出手段と、アクセル操作度合い検出手段と、ブレーキ操作度合い検出手段と、減速度検出手段と、操舵度合い検出手段と、を含む運転者の操作状況検出手段を備え、前記有段変速モード時に、前記運転者の操作状況検出手段で検出された操作状況に基づいて、少なくとも２段以上のダウンシフトを行う多重ダウンシフト制御手段を有する無段変速機の変速制御装置を提供する。

尚、前記多重ダウンシフト制御手段は、車両の減速度合いに応じてダウンシフト後の変速段を決定することが望ましい。

本発明の無段変速機の変速制御装置によれば、運転者が上記有段変速モードを選択し、ダウンシフト操作をした時に、運転者の操作状況検出手段で検出された操作状況に基づき、必要に応じて一度のダウンシフト操作で少なくとも２段以上のダウンシフトが行われる。

従来の変速制御装置では、大きなエンジンブレーキ力を得るため２段以上のダウンシフトを行う場合、複数回のダウンシフト操作を必要としたが、上記により、一度のダウンシフト操作で運転者が所望するエンジンブレーキ力を得られる変速段へ速やかに変速する無段変速機の変速制御装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置における、各要素の作動状態を示したタイムチャートである。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置が採用される車両の、制御構成の概略を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置における、シフトレバーの操作パターンを示す略図である。 本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置における、有段変速モード時のダウンシフトを説明するための有段変速線図の略図である。

《従来の無段変速機の制御装置概略》
本発明の無段変速機の変速制御装置における、有段変速モード時の変速制御を説明する前提として、従来の無段変速機の変速制御装置における、有段変速モード時の変速制御の概略を、本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置、及び従来の変速制御装置における、各要素の作動状態を示したタイムチャートである図２、本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置、及び従来の変速制御装置が採用される車両の、制御構成の概略を示すブロック図である図３、本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置、及び従来の変速制御装置のシフトレバーの操作パターンを示す略図である図４、及び本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置、及び従来の変速制御装置における、有段変速モード時のダウンシフトを説明するための有段変速線図の略図である図５を参照しながら説明する。

図４は、図３に示すＥＣＵ１０で制御される車両（図示せず）における、シフトレバー（図示せず）の操作パターンの略図である。上記シフトレバーの操作パターンにより、運転者（図示せず）は、図示しない無段変速機（図３に２０として示す）において、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、自動変速ポジション（Ｄポジション）、有段変速ポジション（Ｍポジション）、及びアップシフト（＋）、ダウンシフト（−）を選択することができる。

従来の無段変速機の従来の変速制御装置では、図４の有段変速ポジション（Ｍポジション）において、一度のダウンシフト操作で１段のダウンシフトが行われる。詳述すると、図５において、例えばＭポジションを選択し、有段変速モードの６速で走行中、車速Ｖａでダウンシフト操作（上記シフトレバーを（−）方向に操作）した場合、破線矢印で示すように５速の有段変速線へ移行する。

しかしながら、例えばコーナーへの進入時等に大きなエンジンブレーキ力を得るため、運転者が一度目のダウンシフト操作を行った結果、所望する大きさのエンジンブレーキ力を得られなかった場合、例えば図４の車速Ｖｂで、二度目のダウンシフト操作を行って４速の有段変速線へ移行させる必要がある。

図２において、６速（図２の変速段Ｎｎとする）で走行中に、時間ｔ５で一度目のダウンシフト操作が行われ、５速（図２の変速段Ｎｎ−１とする）にダウンシフトし、所望する大きさのエンジンブレーキ力を得られなかった場合は、時間ｔ５ｄで二度目のダウンシフト操作が行われ、時間ｔ７ｄで４速（図２の変速段Ｎｎ−２とする）へのダウンシフトが完了される。

上記した二度のダウンシフト操作において、上記一度目のダウンシフト操作により、破線で示すように時間ｔ６でエンジンブレーキが作用して、車両速度Ｓが低下し始める。しかし、所望するエンジンブレーキ力を得られないため、時間ｔ５ｄで上記二度目のダウンシフト操作が行われ、時間ｔ６ｄで所望するエンジンブレーキ力が作用して、車両速度Ｓが時間ｔ８ｄで運転者が所望するＳｔまで低下することとなる。

上述したように、従来の変速制御装置では、所望のエンジンブレーキ力を得るため、複数回のダウンシフト操作を必要とする場合が生じてしまう。また、車両速度Ｓが、運転者が所望するＳｔへ低下するタイミングが遅れるため、上記した例では、コーナーから抜けて再加速が可能なタイミングも時間ｔ１０ｄとなり、スポーツライクな走行の妨げとなる。

《本発明の無段変速機の制御装置概略》
図３に示すように、本発明の無段変速機の制御装置６０は、シフト操作検出手段１２と、車両速度検出手段１４と、アクセル操作度合いを検出するアクセル開度検出手段３２と、ブレーキ操作度合いを検出するブレーキマスターシリンダ圧検出手段３４と、減速度検出手段１６と、操舵度合いを検出する操舵角検出手段１８とを含む運転者の操作状況検出手段５０を備える。

有段変速モード時には、運転者の操作状況検出手段５０で検出された操作状況に基づいて、少なくとも２段以上のダウンシフトを行う多重ダウンシフト制御手段５２を有する。この多重ダウンシフト制御手段５２は、車両の減速度合いに応じてダウンシフト後の変速段を決定する。

本発明の無段変速機の変速制御装置６０における、有段変速モード時の変速制御を、本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である図１、及び図２〜図５を参照しながら詳細に説明する。

運転者がシフトレバー（図示せず）を操作して、図４に示すシフト操作パターンにおけるダウンシフト操作（上記シフトレバーを（−）方向に操作）した場合、図２に示す時間ｔ５でダウンシフト信号が出力され、図３の制御構成のブロック図に示すシフト操作検出手段１２により検出される。

上記ダウンシフト信号が出力されると、図１の制御フローのＳＴＥＰ１１０（以下、単に「Ｓ１１０」と称す。他のＳＴＥＰも同様とする）で多重ダウンシフト制御が開始される。Ｓ１１２では、アクセルが踏まれていないことが確認される。この確認は、図３のアクセル開度検出手段３２からＥＣＵ１０へ入力される信号を用いて行われる。図１のＳ１１２でアクセルがＯＦＦ状態であれば、Ｓ１１４に進む。

尚、ＥＣＵ１０へ入力される信号は、ＥＣＵ１０が備える多重ダウンシフト制御手段５２にも入力される。このことは以降の制御ＳＴＥＰにおいても同様である。

Ｓ１１４では、ブレーキマスターシリンダ圧が所定値以上であることが確認される。この確認は、図３のブレーキマスターシリンダ圧検出手段３４からＥＣＵ１０へ入力される信号を用いて行われる。図１のＳ１１４でブレーキマスターシリンダ圧が所定値以上であれば、Ｓ１１６に進む。ブレーキマスターシリンダ圧が所定値よりも小さい場合は、運転者が大きなエンジンブレーキ力を必要としていないと判断され、多重ダウンシフト制御は中止される。

図１のＳ１１６では、車両の減速度合いが所定値以上であることが確認される。この確認は、図３の減速度検出手段１６からＥＣＵ１０へ入力される信号を用いて行われる。図１のＳ１１６で車両の減速度合いが所定値以上であれば、Ｓ１１８に進む。車両の減速度合いが所定値よりも小さい場合は、運転者が大きなエンジンブレーキ力を必要としていないと判断され、多重ダウンシフト制御は中止される。

尚、車両の減速度合いは、上記したように減速度検出手段１６、例えばＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等が備える加速度センサ（図示せず）により検知される減速度（マイナスの加速度）を用いても良いし、図３の車両速度検出手段１４により検出される車両速度の、単位時間毎の減少量から算出しても良い。

このとき、図示しない運転者の操作状況検出手段（図３に５０として示す）で検出された操作状況に基づいて、ダウンシフト後の変速段が決定されるが、図示しないＥＣＵが備える多重ダウンシフト制御手段（図３に１０、５２として示す）により、車両の減速度合いに応じて、ダウンシフト後の変速段が決定されることが望ましい。

図１のＳ１１８では、ハンドル（図示せず）の操舵角が所定値以下であることが確認される。この確認は、図３の操舵角検出手段１８からＥＣＵ１０へ入力される信号を用いて行われる。図１のＳ１１８でハンドルの操舵角が所定値以下であれば、Ｓ１２０に進む。ハンドルの操舵角が所定値よりも大きい場合は、大きなエンジンブレーキ力を発生させると、急減速により車両の挙動が乱れる等の懸念がある状況と判断され、多重ダウンシフト制御は中止される。

図１のＳ１２０では、現在の変速段、及び車両速度が確認される。この確認は各々、図３のシフト操作検出手段１２からＥＣＵ１０へ入力された信号、車両速度検出手段１４からＥＣＵ１０へ入力される信号を用いて行われ、Ｓ１２２へ進む。

図１のＳ１２２では、図２のＳ１２０で確認された現在の変速段、及び車両速度をもとに、多重変速を行った場合の変速先の変速段でのエンジン回転速度が、図示しない多重ダウンシフト制御手段（図３に５２として示す）で算出され、所定値以下であることが確認される。Ｓ１２２で変速先の変速段でのエンジン回転速度が所定値以下であれば、Ｓ１２０に進む。

尚、上記エンジン回転速度の所定値は、多重ダウンシフト制御によってエンジン回転速度が上昇し、図示しないエンジン（図３に３０として示す）の上限許容回転速度（レブリミット）を超過することを防止可能に設定される。２段のダウンシフトにより上記エンジン回転速度が所定値を超過する場合、多重ダウンシフト制御は中止される。

図１のＳ１２４では、Ｓ１１２〜Ｓ１２２までの結果を受け、図示しない多重ダウンシフト制御手段（図３に５２として示す）により多重ダウンシフトが実行され、Ｓ１２６で多重ダウンシフト制御が終了される。

尚、図示しない多重ダウンシフト制御手段（図３に５２として示す）により決定される、多重ダウンシフトで移行する変速先の変速段は、上記では車両の減速度合いに応じて決定されることとしたが、変速先の変速段の決定方法はこれに限定されるものではない。

詳述すると、例えば予め現在の変速段よりも２段下の変速段に設定されても良いし、上記したエンジン回転速度の所定値や、エンジンの上限許容回転速度（図５にＮＥｍａｘとして示す）を超過しない範囲で最大の変速段数を多重ダウンシフトするように設定されることとしても良い。また、上記の設定を、運転者が変速モード切替えスイッチ等の選択手段（図示せず）により選択できるようにしても良い。

上記で説明してきたように、本発明の無段変速機の変速制御装置６０によれば、図５に実線矢印で示すように、例えば有段変速モードの６速で走行中に、車両速度Ｖａ１で行われる一度のダウンシフト操作のみにより、運転者が所望するエンジンブレーキ力を得られる４速の有段変速線へ速やかに移行することを達成し得る。

上述した多重ダウンシフト制御について、本発明の一実施形態に係る無段変速機の変速制御装置、及び従来の変速制御装置における、各要素の作動状態を示したタイムチャートである図２を参照しながら説明する。

例えばコーナーへの進入時等に、図２に示す時間ｔ１でアクセルがＯＦＦとなり、運転者（図示せず）がブレーキペダル（図示せず）に踏みかえることにより、時間ｔ２でブレーキがＯＮとなる。その後、運転者によるブレーキペダルの踏力が増大され、ブレーキマスターシリンダ圧Ｐが初期値Ｐｓから上昇し、時間ｔ３で所定値Ｐｔを超える。また、車両減速度合いＳＤも初期値ＳＤｓから上昇し、時間ｔ４で所定値ＳＤｔを超える。

時間ｔ５でダウンシフト信号が出力されると、多重ダウンシフト制御が開始され、時間ｔ６で変速段Ｎが現在の変速段Ｎｎから、２段下の変速段Ｎｎ−２への移行が開始され、時間ｔ７で変速段Ｎｎ−２へダウンシフトする。

車両速度Ｓは、時間ｔ１でアクセルがＯＦＦとなると緩やかに低下し、時間ｔ２でブレーキペダルが踏まれると減速が促進される。時間ｔ６で上記した多重ダウンシフトが開始されると、車両速度Ｓはエンジンブレーキ力により速やかに低減され、時間ｔ８で運転者の所望する車両速度Ｓｔに到達する。

時間ｔ９で再びアクセルがＯＮとなり、運転者は、エンジンブレーキ力による減速と、アクセルを踏むことにより得られる図示しないエンジン（図３に３０として示す）の駆動力による加速との関係をコントロールし、略一定の車両速度を維持して、コーナーを走行する。時間ｔ１０でコーナーを抜けて再加速が開始され、車両速度はＳｔから上昇する。また、車両減速度合いＳＤは、車両速度が上昇すると初期値ＳＤｓへ低下する。

先述したように、従来の無段変速機の制御装置では、所望する大きさのエンジンブレーキ力を得るために、複数回のシフト操作が必要となる。このため、図２に示す場合、変速段Ｎｎから変速段Ｎｎ−２へのダウンシフトが完了する時間が本発明の無段変速機の変速制御装置６０と比して、図２に遅れ時間ＴＤとして示す時間、遅延する。

このため、車両速度Ｓが運転者の所望する車両速度Ｓｔまで減速される時間ｔ８ｄ、及び車両がコーナーを抜けて再加速が開始される時間ｔ１０ｄも、本発明の無段変速機の変速制御装置６０と比して遅れ時間ＴＤ分、遅延してしまう。

換言すると、本発明の無段変速機の変速制御装置６０によれば、一度のダウンシフト操作により従来の変速制御装置と比して時間ＴＤ分だけ早く、所望する大きさのエンジンブレーキ力を得られる。加えて、コーナーを抜けて再加速を開始可能となるまでの時間も短縮でき、スポーツライクな走行を可能とする。

尚、上記ではシフトレバー（図示せず）により運転者がダウンシフト操作を行うこととしたが、シフト操作の手段はこれに限定されるものではなく、例えばハンドル近傍に配設される変速用パドルや、変速用スイッチ等を用いても良い。

また、シフトレバーが、図４に示すシフト操作パターンの自動変速ポジション（Ｄポジション）にある状態で、上記した変速用パドル等が操作された場合、所定の時間、シフトレバーが有段変速ポジション（Ｍポジション）にある場合と同様に、変速用パドル等により上記多重ダウンシ制御が実行されるように設定することが好ましい。

以上、本発明の無段変速機の変速制御装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

１０ ＥＣＵ
１２ シフト操作検出手段
１４ 車両速度検出手段
１６ 減速度検出手段
１８ 操舵角検出手段
２０ 無段変速機
３０ エンジン
３２ アクセル開度検出手段
３４ ブレーキマスターシリンダ圧検出手段
５０ 運転者の操作状況検出手段
５２ 多重ダウンシフト制御手段
６０ 無段変速機の制御装置
Ｖａ 従来の制御装置のダウンシフト開始時の車両速度
Ｖｂ 従来の制御装置の二度目のダウンシフト操作時の車両速度
Ｖａ１ 本発明の制御装置のダウンシフト開始時の車両速度
Ｎｎ ダウンシフト開始時の変速段
Ｎｎ−１ ダウンシフト開始時より１段下の変速段
Ｎｎ−２ ダウンシフト開始時より２段下の変速段
Ｐ ブレーキマスターシリンダ圧
Ｐｓ ブレーキマスターシリンダ圧初期値
Ｐｔ ブレーキマスターシリンダ圧所定値
ＳＤ 車両減速度合い
ＳＤｓ 車両減速度合い初期値
ＳＤｔ 車両減速度合い所定値
Ｓ 車両速度
Ｓｓ ダウンシフト前の車両速度
Ｓｔ ダウンシフト後の車両速度（所望の車両速度）
ＮＥｍａｘ エンジンの上限許容回転速度

Claims (2)

1. 変速比を無段階に制御する通常モードと、前記変速比を有段階に制御する有段変速モードとが切替え可能な無段変速機の変速制御装置において、
   シフト操作検出手段と、車両速度検出手段と、アクセル操作度合い検出手段と、ブレーキ操作度合い検出手段と、減速度検出手段と、操舵度合い検出手段と、を含む運転者の操作状況検出手段を備え、
   前記有段変速モード時に、前記運転者の操作状況検出手段で検出された操作状況に基づいて、少なくとも２段以上のダウンシフトを行う多重ダウンシフト制御手段を有する、
   ことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
2. 前記多重ダウンシフト制御手段は、車両の減速度合に応じてダウンシフト後の変速段を決定する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。