JP2024087415A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者による変速操作のタイミングのバラツキを許容できる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】駆動力源と駆動輪との間の変速比を運転者によるシフト操作に応じて変更する自動変速機の制御装置であって、自動変速機の変速比を制御するコントローラを備え、コントローラは、運転者によるシフト操作によってダウンシフトが要求された時点（ステップＳ１でＹｅｓ）における自動変速機の出力回転数が予め定められた所定回転数よりも高回転数である場合（ステップＳ４でＮｏ）には、ダウンシフトの要求を記憶し（ステップＳ７）、出力回転数が所定回転数以下となった時点で（ステップＳ４でＹｅｓ）ダウンシフトを実行する（ステップＳ６）。
【選択図】図２

Description

この発明は、運転者のシフト操作に基づいて変速比を変更することができる自動変速機の制御装置に関するものである。

特許文献１には、運転者のシフト操作に基づいて変速比を変更することができる自動変速機の制御装置が記載されている。この自動変速機の制御装置は、比較的高車速での減速走行時にダウンシフト操作された場合に、そのダウンシフト操作時点での車速と、変速後の変速比とに基づくエンジン回転数が上限回転数となる場合であっても、変速可能に構成されている。具体的には、上記の制御装置は、ダウンシフトに必要な変速時間に所定時間を加算した前出し時間を、減速度に乗算して補正車速を算出する。すなわち、実際の変速が完了するまでの減速量を求める。そして、現在の変速段に応じたダウンシフト許可車速に、補正車速を加算し、その補正車速が加算された車速よりも現在の車速が低車速である場合に、ダウンシフトを実行する。

特開２０１７－６７２０９号公報

特許文献１に記載された自動変速機の制御装置は、減速性能や操作性を向上させるために、運転者のダウンシフト操作に応じた変速段への変速が可能な車速領域を拡張している。しかしながら、ダウンシフト許可車速に補正車速を加算した車速よりも高車速でダウンシフト操作された場合には、変速要求がリジェクトされることになる。したがって、ダウンシフト可能な車速よりも高車速でダウンシフト操作されると、その変速要求がリジェクトされて、再度のダウンシフト操作が必要となるため、操作性を向上させるための技術的な改善の余地がある。また、ダウンシフト可能な車速よりも僅かに高車速である場合に、変速要求がリジェクトされるのに対して、ダウンシフト可能な車速よりも僅かに低車速である場合に、変速要求が受け入れられて変速される。したがって、運転操作のタイミングの相違が、運転者が認識できない程度の僅かな相違であった場合に変速の可否が異なることになり、運転者が再現性がないと違和感を抱く可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、運転者による変速操作のタイミングのバラツキを許容できる自動変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と駆動輪との間の変速比を運転者によるシフト操作に応じて変更する自動変速機の制御装置であって、前記自動変速機の変速比を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記運転者によるシフト操作によってダウンシフトが要求された時点における前記自動変速機の出力回転数が予め定められた所定回転数よりも高回転数である場合には、前記ダウンシフトの要求を記憶し、前記出力回転数が前記所定回転数以下となった時点で前記ダウンシフトを実行することを特徴とするものである。

この発明では、前記コントローラは、予め定められた所定時間の間、前記ダウンシフトの要求を記憶してよい。

この発明では、前記所定時間は、前記運転者による前記シフト操作から前記ダウンシフトが実行されるまでに許容される時間に基づいて定められていてよい。

そして、この発明では、前記コントローラは、前記所定時間の間に、前記出力回転数が前記所定回転数以下とならない場合には、その時点の変速比を維持するとともに、前記運転者に告知を発するように構成され、前記所定時間は、前記シフト操作から前記告知を発するまでに許容される時間に基づいて定められていてよい。

この発明によれば、運転者によるシフト操作によってダウンシフトが要求された時点における自動変速機の出力回転数が予め定められた所定回転数よりも高回転数である場合には、ダウンシフトの要求を記憶し、出力回転数が所定回転数以下となった時点でダウンシフトを実行する。したがって、ダウンシフトの要求時点での出力回転数が許容回転数よりも僅かに高回転数であることにより、ダウンシフトを実行できない場合であっても、再度のダウンシフト操作を行うことなく、出力回転数が許可回転数以下となった時点でダウンシフトを実行することができる。すなわち、シフト操作するタイミングの僅かな相違を許容することができる。そのため、シフト操作するタイミングの僅かな相違でダウンシフトの実行の可否が異なることを抑制できる。また、出力回転数が許可回転数以下となった時点でダウンシフトが実行されるため、ダウンシフトが実行されるタイミングがバラつくことを抑制できる。

この発明の実施形態における自動変速機を備えた車両の一例を説明するための模式図である。 この発明の実施形態における制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図２に示す制御例を実行した場合におけるダウンシフト操作、ドライバ要求ギヤ段、目標ギヤ段、出力回転数、リジェクトフラグ、および予約フラグの変化を説明するためのタイムチャートである。

この発明の実施形態における自動変速機を備えた車両Ｖｅの一例を図１に示してある。図１に示す車両Ｖｅは、駆動力源としてのエンジン（ＥＮＧ）１を備えている。エンジン１は、従来のガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどと同様に構成することができる。すなわち、供給される燃料と空気との混合気を燃焼することにより駆動トルクを出力し、また、その混合気の燃焼を停止することにより、フリクショントルクやポンピングロスなどに応じた制動トルクを出力することができるように構成されている。なお、この発明の実施形態における「駆動力源」は、エンジン１に限らず、モータであってもよく、エンジン１とモータとを備えていてもよい。

エンジン１の出力軸２には、トルクコンバータ３が連結されている。このトルクコンバータ３は、従来のトルクコンバータと同様に構成することができる。すなわち、エンジン１の出力軸２に連結されたポンプインペラー４と、ポンプインペラー４に対向して配置されたタービンランナー５と、ポンプインペラー４とタービンランナー５との間に配置され、ポンプインペラー４からタービンランナー５に向けて流動する作動油の流動方向を調整する図示しないステータと、ポンプインペラー４とタービンランナー５との差回転数が所定回転数以下となった場合に、ポンプインペラー４とタービンランナー５とを連結して一体化させる図示しないロックアップクラッチとによって、トルクコンバータ３が構成されている。

タービンランナー５には、入力軸６を介して自動変速機（Ｔ／Ｍ）７が連結されている。この自動変速機７は、複数の変速段を設定することができる有段式の変速機構によって構成することができる。例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構（以下、クラッチ機構とブレーキ機構とをまとめて、係合機構と記す。）を備え、それらの係合機構のうちから所定の係合機構を係合することにより、所定の変速段を設定し、他の係合機構を係合することにより、他の変速段を設定する。すなわち、変速時には、変速開始時における変速段を設定するための係合機構を解放し、変速後の変速段を設定するための係合機構を係合する。

なお、自動変速機は、複数の変速段を設定することができるように構成されていればよく、例えば、ベルトの巻き掛け半径を変更することにより変速比を変更するベルト式変速機構や、パワーローラの傾き角度を変更することにより変速比を変更するトロイダル式変速機構などの無段式変速機構であって、設定するモードなどに応じてステップ的に定められた変速比を設定できるように構成された自動変速機であってもよい。

上記の自動変速機７には、プロペラシャフトなどの出力軸８を介してデファレンシャルギヤユニット９が連結され、そのデファレンシャルギヤユニット９に左右のドライブシャフト１０を介して駆動輪１１が連結されている。

また、上記の自動変速機７は、要求駆動力や車速などの走行状態に基づいて変速段を自動的に設定することに加えて、運転者のダウンシフト要求やアップシフト要求に基づいて変速段を変更することができるように構成されている。したがって、ダウンシフト要求やアップシフト要求するためのシフト操作部１２を備えている。このシフト操作部１２は、例えば、ステアリングホイールに設けられたパドルや、スイッチ、あるいはシフトレバーなどによって構成されている。すなわち、シフト操作部１２が操作されてアップシフトが要求されている場合には、その時点で設定されている変速段よりも変速比が一段階小さい変速段にアップシフトし、ダウンシフトが要求されている場合には、その時点で設定されている変速段よりも変速比が一段階大きい変速段にダウンシフトする。

上述した自動変速機７を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵと記す。）１３が設けられている。このＥＣＵ１３は、従来の車両に設けられたＥＣＵと同様にマイクロコンピュータを主体として構成されていて、車両Ｖｅに設けられた種々のセンサから信号が入力され、その入力された信号と予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて自動変速機７で設定する変速段を決定し、その決定された変速段を設定するための信号を図示しないアクチュエータに出力するように構成されている。このＥＣＵ１３が、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当する。

ＥＣＵ１３に入力される信号は、例えば、エンジン１の回転数を検出するためのクランク角センサ、タービンランナー５の回転数を検出する入力回転数センサ、自動変速機７の出力軸８の回転数を検出する出力回転数センサ、図示しない運転者のアクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサ、ブレーキペダルの操作量や踏力を検出するブレーキセンサ、シフト操作部１２の操作を検出するシフトセンサなどの出力信号である。なお、図１には、便宜上、上記の各センサをまとめて一つのセンサ１４として示してある。

上述したＥＣＵ１３は、要求駆動力と車速とをパラメータとして変速段を設定するための変速マップを備えている。したがって、アクセル開度センサにより検出される信号に基づいて要求駆動力を求め、かつ出力回転数センサにより検出される信号に基づいた車速を求めることにより、目標変速段が決定され、その目標変速段と現在の変速段とが異なる場合には、自動的に変速が行われる。

また、上記のように自動的に変速段を定めて走行している間に、シフト操作部１２が操作されると、変速マップに基づいて定められる変速段に優先して、シフト操作部１２の操作に応じた変速段を設定するように構成されている。例えば、変速マップに基づいた変速段を設定して走行している間に、シフト操作部１２が操作されてダウンシフトが要求された場合には、変速マップに基づいた変速段よりも一段小さい（変速比が大きい）変速段に変速する。

一方、比較的高車速の減速走行時に、エンジンブレーキ力を増大させるためや再加速のためなどにシフト操作部１２が操作されてダウンシフトが要求された（以下、ダウンシフト操作と記す。）場合には、ダウンシフトを実行するとエンジン回転数が上限回転数以上となる場合がある。そのような場合には、ダウンシフトを実行せずに、単にダウンシフト操作をリジェクトすると、再度、ダウンシフト操作することになる。また、ダウンシフト可能な車速よりも僅かに高車速である場合に、ダウンシフト操作がリジェクトされるのに対して、ダウンシフト可能な車速よりも僅かに低車速である場合に、ダウンシフト操作に基づくダウンシフトが実行されることになる可能性がある。そのような場合には、僅かな車速の相違のみでダウンシフトの実行の有無が異なることになるから、運転者は、再現性にバラツキがあると不快感を抱く可能性がある。

そのため、この発明の実施形態における制御装置は、ダウンシフト操作時にダウンシフト可能車速以上であっても、所定時間の間、ダウンシフト操作の要求を記憶しておき、ダウンシフト操作可能車速まで低下した時点でダウンシフトを行うように構成されている。

その制御の一例を説明するためのフローチャートを図２に示してある。この制御例は、シフト操作部１２が操作された場合に実行されるように構成されていて、まず、そのシフト操作部１２の操作が、ダウンシフト操作であるか否かを判断し（ステップＳ１）、ダウンシフト操作でないことにより否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。それとは反対に、ダウンシフト操作であることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、ドライバ要求ギヤ段として、現在のギヤ段よりも一段小さいギヤ段に設定する（ステップＳ２）。

ついで、ダウンシフト操作から所定時間が経過していないか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３における所定時間は、後述するステップＳ９が実行されて告知が発せられるまでの時間や、ダウンシフト操作から実際にダウンシフトが実行されて減速度が増大するまでの許容時間などを考慮して予め定められた時間である。したがって、所定時間は、実験やシミュレーションを行うことによって決定することができる。なお、所定時間は、車両Ｖｅの走行状態に拘わらず一定の時間に定められた固定値であってもよく、ステップＳ３の実行時点で設定されている変速比や、ステップＳ３の実行時点での車速などに応じて変化する可変値であってもよい。

ダウンシフト操作から所定時間が経過していないことによりステップＳ３で肯定的に判断された場合は、自動変速機７の出力回転数（すなわち、出力軸８の回転数）が許可回転数以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。この許可回転数は、ダウンシフトを開始可能であるか否かを判断するための回転数である。したがって、例えば、エンジン１の上限回転数と、ダウンシフト後の変速比とを乗算した回転数に設定することができる。または、減速走行時であればダウンシフトを開始してからダウンシフトが完了するまでの間に出力軸回転数が低下するため、上記のようにエンジン１の上限回転数とダウンシフト後の変速比とを乗算した回転数に、ダウンシフトに要する時間と現在の減速度とを乗算した回転数低下量を加算して許可回転数としてもよい。さらに、ダウンシフトを実行している間に、ブレーキ操作量が低下し、またはアクセルペダルが踏み込まれるなどによって、減速度が低下する可能性があるため、そのような後発的な要因を考慮して、許可回転数を定めてもよい。

出力回転数が許可回転数以下であることによりステップＳ４で肯定的に判断された場合は、目標ギヤ段に、ステップＳ２で設定されたドライバ要求ギヤ段を反映し（ステップＳ５）、その目標ギヤ段とするための信号を自動変速機７に出力して（ステップＳ６）、このルーチンを一旦終了する。すなわち、ダウンシフトを実行する。

それとは反対に、出力回転数が許容回転数よりも高回転数であることによりステップＳ４で否定的に判断された場合は、その時点でダウンシフトを開始すると、エンジン回転数が上限回転数よりも高回転数となる可能性がある。そのため、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、目標ギヤ段を維持して（ステップＳ７）、ステップＳ６に移行する。すなわち、現在のギヤ段を維持する信号を自動変速機７に出力する。この場合、ドライバ要求ギヤ段は、ステップＳ２で設定されたギヤ段としてＥＣＵ１３に記憶しておく。具体的には、予約フラグをオンに設定する。したがって、ダウンシフト操作から所定時間が経過するまでの間、または出力回転数が許容回転数以下となってステップＳ４で肯定的に判断されるまでの間は、ドライバ要求ギヤ段が維持されるとともに、ダウンシフトは実行されない。言い換えると、ダウンシフト操作から所定時間が経過する以前に、出力回転数が許容回転数以下となってステップＳ４で肯定的に判断されることにより、再度のダウンシフト操作を行うことなく、ダウンシフトが実行される。

一方、ダウンシフト操作から所定時間が経過したことによりステップＳ３で否定的に判断された場合は、ドライバ要求ギヤ段に、現在のギヤ段を反映する（ステップＳ８）。その場合、目標ギヤ段は、更新などされないため、現在のギヤ段となる。すなわち、ダウンシフト操作をリジェクトする。具体的には、リジェクトするためのフラグをオンに切り替える。続いて、ダウンシフト操作をリジェクトした旨を運転者に告知するための告知音や、警告灯などを制御するアクチュエータに告知信号を出力する（ステップＳ９）。なお、上記のように目標ギヤ段は更新などされないため、ステップＳ９に続くステップＳ５では、現在のギヤ段を維持するための信号を自動変速機７に出力する。

図３には、図２に示す制御例を実行した場合におけるダウンシフト操作、ドライバ要求ギヤ段、目標ギヤ段、出力回転数、リジェクトフラグ、および予約フラグの変化を説明するためのタイムチャートを示してある。図３に示す例は、減速走行時にダウンシフト操作が行われた例を示してあり、ｔ０時点では、前進第５速段が設定されている。すなわち、ドライバ要求ギヤ段および目標ギヤ段が、前進第５速段となっている。

ｔ１時点で、ダウンシフト操作されると、ステップＳ２が実行されることにより、ドライバ要求ギヤ段が、前進第４速段に切り替えられる。また、この時点では、出力回転数が許可回転数よりも高回転数であるため、ステップＳ７が実行される。すなわち、目標ギヤ段が前進第５速段に維持されるとともに、予約フラグがオンに切り替えられる。

ｔ２時点で、出力回転数が許可回転数以下となることにより、ステップＳ４で肯定的に判断される。その結果、目標ギヤ段が、前進第５速段に切り替えられ、ダウンシフトが実行される。なお、図３に示す例では、出力回転数が所定時間内に許可回転数以下となっているため、ダウンシフト操作はリジェクトされないため、ｔ０時点からリジェクトフラグがオフのまま維持されている。

上述したようにダウンシフト操作されてから所定時間、ドライバ要求ギヤ段を記憶している。したがって、ダウンシフト操作された時点での出力回転数が許容回転数よりも僅かに高回転数であることにより、ダウンシフトを実行できない場合であっても、再度のダウンシフト操作を行うことなく、出力回転数が許可回転数以下となった時点でダウンシフトを実行することができる。すなわち、ダウンシフト操作するタイミングの僅かな相違を許容することができる。そのため、ダウンシフト操作するタイミングの僅かな相違でダウンシフトの実行の可否が異なることを抑制できる。また、出力回転数が許可回転数以下となった時点でダウンシフトが実行されるため、ダウンシフトが実行されるタイミングがバラつくことを抑制できる。

さらに、出力回転数が許可回転数以下となったことを運転者が認識した上で、再度のダウンシフト操作を行う場合と比較して、ダウンシフトが実行されるまでの時間を短縮することができる。そのため、減速度を早期に増大させることができ、走行性能を向上させることができる。

１ エンジン
２，８ 出力軸
３ トルクコンバータ
４ ポンプインペラー
５ タービンランナー
６ 入力軸
７ 自動変速機
９ デファレンシャルギヤユニット
１０ ドライブシャフト
１１ 駆動輪
１２ シフト操作部
１３ 電子制御装置（ＥＣＵ）
１４ センサ
Ｖｅ 車両

Claims (4)

1. 駆動力源と駆動輪との間の変速比を運転者によるシフト操作に応じて変更する自動変速機の制御装置であって、
   前記自動変速機の変速比を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記運転者によるシフト操作によってダウンシフトが要求された時点における前記自動変速機の出力回転数が予め定められた所定回転数よりも高回転数である場合には、前記ダウンシフトの要求を記憶し、前記出力回転数が前記所定回転数以下となった時点で前記ダウンシフトを実行する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載の自動変速機の制御装置であって、
   前記コントローラは、
   予め定められた所定時間の間、前記ダウンシフトの要求を記憶する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 請求項２に記載の自動変速機の制御装置であって、
   前記所定時間は、前記運転者による前記シフト操作から前記ダウンシフトが実行されるまでに許容される時間に基づいて定められている
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 請求項２に記載の自動変速機の制御装置であって、
   前記コントローラは、
   前記所定時間の間に、前記出力回転数が前記所定回転数以下とならない場合には、その時点の変速比を維持するとともに、前記運転者に告知を発するように構成され、
   前記所定時間は、前記シフト操作から前記告知を発するまでに許容される時間に基づいて定められている
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。

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