JP3497265B2 - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通常のシフトマップに
基づく自動変速に加えて手動操作による変速が可能な車
両用自動変速機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車速やエンジン負荷等の検出値を
パラメータとしてシフトマップを検索することにより最
適な変速段を選択し、その変速段が確立されるように自
動的に変速操作を行う自動変速機が知られている。かか
る自動変速機では、一般的な走行状態を基準として変速
特性が設定されているため、全ての走行状態において最
適の変速段を選択することが難しく、ドライバーの意思
を反映すべくスロットル開度やアクセルペダルの踏込み
量を検出してはいるものの、結局は一律に変速段が決定
されてしまう問題がある。また、動力性能を重視した変
速特性や燃費を重視した変速特性を選択し得るものもあ
るが、何れもドライバーの好みに応じた変速特性を完全
に実現するものとは言い難い。

【０００３】そこで、ドライバーがスイッチやレバーを
操作することにより任意の変速段を選択し得るようにし
た自動変速機が提案されている（特開昭５９−３７３５
９号公報、特開平２−８５４５号公報、特開平２−１２
５１７４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる自動変速機の自
動変速モードでは、エンジン保護の観点からスロットル
全開領域においては車速ではなくエンジン回転数に基づ
いて変速を行っており、且つスロットル全開領域におい
て変速を行う変速エンジン回転数を、変速時間等のばら
つきを考慮して安全マージンを設定し、エンジンの許容
限界回転数ではなくそれよりも低回転数側に設定してい
る。

【０００５】一方、手動変速モードにおいても、エンジ
ン回転数が許容限界回転数に近づくとエンジン保護のた
めに自動的にシフトアップが行われるが、その際に前記
自動変速モードと同様の変速エンジン回転数を設定する
と、ドライバーが望まない早い時期にシフトアップが行
われてしまい、元来手動変速モードにおいて期待されて
いるスポーティな走りが阻害される問題がある。

【０００６】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、手動変速機モードにおける変速エンジン回転数を適
切に設定することによりドライバーの意思に沿った変速
を可能とすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、車速に応じた値を検
出する車速検出手段と、エンジン負荷に応じた値を検出
するエンジン負荷検出手段と、車速検出手段の出力及び
エンジン負荷検出手段の出力並びに予め設定された変速
特性に基づいて自動的に変速を行う自動変速モードと、
手動操作により所定の変速比に変速するための変速指令
を出力する変速指令手段と、変速指令手段の操作に基づ
いて変速を行うとともに、少なくともエンジン回転数が
許容限界回転数に接近したときに自動的にシフトアップ
する手動変速モードとを備えており、手動変速モードと
自動変速モードとを選択可能な車両用自動変速機の制御
装置において、前記手動変速モードが選択されている状
態である変速段へ自動的にシフトアップする際のエンジ
ン回転数又は車速を、前記自動変速モードが選択されて
いる状態で前記変速段へ自動的にシフトアップする際に
設定されている最大エンジン回転数又は最大車速よりも
高く設定し、前記手動変速モードが選択されている状態
で自動的に行われるシフトアップが、スロットル開度に
関わらず所定の高エンジン回転数又は高車速で行われる
ことを特徴とする。

【０００８】

【０００９】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記自動変速モードが選択されてい
る状態で自動的にシフトアップする際のエンジン回転数
又は車速を、高変速比のときほど低く設定したことを特
徴とする。

【００１０】また請求項３に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記手動変速モードが選択されてい
る状態で自動的にシフトアップする際のエンジン回転数
又は車速を、低温時ほど低く設定したことを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】請求項１の構成によれば、手動変速モードが選
択されている状態で自動的にシフトアップする場合に
は、自動変速モードが選択されている状態で自動的にシ
フトアップする場合に比べて、高いエンジン回転数又は
車速においてシフトアップが行われる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００１３】図１〜図７は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は車両用自動変速機及びその制御装置の全体構
成図、図２はマニュアルシフトレバーと共用されるセレ
クトレバーの斜視図、図３はステアリングコラムに設け
られたマニュアルシフトレバーの斜視図、図４はセレク
トポジション及び変速段のインジケータを示す図、図５
はセレクトポジション及び変速段のインジケータの別案
を示す図、図６は１速変速段から２速変速段への変速時
のシフトマップ、図７は高負荷領域におけるシフトマッ
プである。

【００１４】図１は７ポジションの車両用自動変速機Ｔ
を示すもので、セレクトレバーによって７種類のレン
ジ、即ち「Ｐ」レンジ（パーキングレンジ）、「Ｒ」レ
ンジ（リバースレンジ）、「Ｎ」レンジ（ニュートラル
レンジ）、「Ｄ」レンジ（１速〜４速自動変速レン
ジ）、「Ｍ」レンジ（１速〜４速手動変速レンジ）、
「２」レンジ（２速固定レンジ、３速変速段→２速変速
段のシフトダウンを含む）及び「１」レンジ（１速固定
レンジ、２速変速段→１速ホールド変速段のシフトダウ
ンを含む）の何れかを選択することが可能である。

【００１５】自動変速機Ｔは、エンジンＥのクランクシ
ャフト１にロックアップクラッチＬを有するトルクコン
バータ２を介して接続されたメインシャフトＭＳと、こ
のメインシャフトＭＳに平行に配置されたカウンタシャ
フトＣＳ及びセカンダリシャフトＳＳとを備える。

【００１６】メインシャフトＭＳには、メイン１速ギヤ
３、メイン２速−３速ギヤ４、メイン４速ギヤ５及びメ
インリバースギヤ６が支持される。カウンタシャフトＣ
Ｓには、メイン１速ギヤ３に噛合するカウンタ１速ギヤ
７、メイン２速−３速ギヤ４に噛合するカウンタ２速−
３速ギヤ８、メイン４速ギヤ５に噛合するカウンタ４速
ギヤ９、カウンタ２速ギヤ１０、メインリバースギヤ６
にリバースアイドルギヤ１１を介して接続されるカウン
タリバースギヤ１２が支持される。セカンダリシャフト
ＳＳには、カウンタ２速−３速ギヤ８に噛合する第１セ
カンダリ２速ギヤ１３及びカウンタ２速ギヤ１０に噛合
する第２セカンダリ２速ギヤ１４が支持される。

【００１７】メインシャフトＭＳに相対回転自在に支持
したメイン１速ギヤ３を１速クラッチＣ₁ でメインシャ
フトＭＳに結合すると、１速変速段が確立する。１速ク
ラッチＣ₁ は２速〜４速変速段の確立時にも係合状態に
保持されるため、カウンタ１速ギヤ７は一方向クラッチ
Ｃ_OWを介して支持される。セカンダリシャフトＳＳに相
対回転自在に支持した第２セカンダリ２速ギヤ１４を２
速クラッチＣ₂ でセカンダリシャフトＳＳに結合する
と、２速変速段が確立する。カウンタシャフトＣＳに相
対回転自在に支持したカウンタ２速−３速ギヤ８を３速
クラッチＣ₃ でカウンタシャフトＣＳに結合すると、３
速変速段が確立する。

【００１８】カウンタシャフトＣＳに相対回転自在に支
持したカウンタ４速ギヤ９をセレクタギヤＳＧでカウン
タシャフトＣＳに結合した状態で、メインシャフトＭＳ
に相対回転自在に支持したメイン４速ギヤ５を４速−リ
バースクラッチＣ_4RでメインシャフトＭＳに結合する
と、４速変速段が確立する。カウンタシャフトＣＳに相
対回転自在に支持したカウンタリバースギヤ１２をセレ
クタギヤＳＧでカウンタシャフトＣＳに結合した状態
で、メインシャフトＭＳに相対回転自在に支持したメイ
ンリバースギヤ６を４速−リバースクラッチＣ_4Rでメイ
ンシャフトＭＳに結合すると、後進変速段が確立する。

【００１９】カウンタシャフトＣＳの回転はファイナル
ドライブギヤ１５及びファイナルドリブンギヤ１６を介
してディファレンシャルＤに伝達され、そこから左右の
車軸１７，１７を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

【００２０】更に、１速クラッチＣ₁ を係合させた状態
で、１速ホールドクラッチＣ_LHでカウンタ１速ギヤ７を
カウンタシャフトＣＳに結合すると、１速ホールド変速
段が確立する。エンジンブレーキが必要なときに１速ホ
ールド変速段を確立すれば、一方向クラッチＣ_OWがスリ
ップしても駆動輪Ｗ，ＷのトルクをエンジンＥに逆伝達
することができる。

【００２１】自動変速機Ｔを制御する電子制御ユニット
ＵｔはＣＰＵ１８、ＲＯＭ１９、ＲＡＭ２０、入力回路
２１及び出力回路２２から構成される。

【００２２】エンジンＥに設けたスロットル開度センサ
Ｓ₁ で検出したスロットル開度ＴＨと、エンジンＥに設
けたエンジン回転数センサＳ₂ で検出したエンジン回転
数Ｎｅと、メインシャフトＭＳに設けたメインシャフト
回転数センサＳ₃ で検出したメインシャフト回転数Ｎｍ
と、カウンタシャフトＣＳに設けたカウンタシャフト回
転数センサＳ₄ で検出したカウンタシャフト回転数Ｎｃ
と、ディファレンシャルＤに設けた車速センサＳ₅ で検
出した車速Ｖと、セレクトレバーポジションセンサＳ₆
で検出したセレクトレバーポジションＰと、後述するシ
フトアップスイッチＳ₇ と、後述するシフトダウンスイ
ッチＳ₈ と、エンジンＥに設けた水温センサＳ₉ で検出
した冷却水温Ｔｗとが、電子制御ユニットＵｔの入力回
路２１に入力される。

【００２３】電子制御ユニットＵｔの出力回路２２は、
自動変速機Ｔの１速クラッチＣ₁ 、２速クラッチＣ₂ 、
３速クラッチＣ₃ 、４速−リバースクラッチＣ_4R、１速
ホールドクラッチＣ_LH、セレクタギヤＳＧ及びロックア
ップクラッチＬの作動を制御すべく、油圧制御回路Ｏに
設けられた５個のソレノイドＳＬ₁ 〜ＳＬ₅ に接続され
る。ソレノイドＳＬ₁ はロックアップクラッチＬのＯＮ
／ＯＦＦを司り、ソレノイドＳＬ₂ はロックアップクラ
ッチＬの容量の制御を司り、ソレノイドＳ₃ ，Ｓ₄ は１
速クラッチＣ₁ 、２速クラッチＣ₂ 、３速クラッチ
Ｃ₃ 、４速−リバースクラッチＣ_4R及び１速ホールドク
ラッチＣ_LHのＯＮ／ＯＦＦ、並びにセレクタギヤＳＧの
作動を司り、ソレノイドＳＬ₅ はクラッチ油圧の制御を
司る。

【００２４】図２に示すように、セレクトレバー２５に
より選択されるレンジは、通常の「Ｐ」レンジ、「Ｒ」
レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｄ」レンジ、「２」レンジ及
び「１」レンジに加えて「Ｍ」レンジ（１速〜４速手動
変速レンジ）を備える。セレクトレバー２５を案内する
ガイド溝２６は略Ｈ形に形成されており、セレクトレバ
ー２５を「Ｄ」レンジから右側に倒した位置が「Ｍ」レ
ンジになり、そこでセレクトレバー２５は前後に傾倒可
能である。「Ｍ」レンジにおいてセレクトレバー２５を
前方（＋方向）に倒すと前記シフトアップスイッチＳ₇
が作動してシフトアップ指令が出力され、またセレクト
レバー２５を後方（−方向）に倒すと前記シフトダウン
スイッチＳ₈ が作動してシフトダウン指令が出力され
る。

【００２５】図３はセレクトレバー２５とは別個に独立
したマニュアルシフトレバー２７を設けたもので、ステ
アリングホイール２８を支持するステアリングコラム２
９の左側面に上下揺動可能なマニュアルシフトレバー２
７が設けられる。図示せぬセレクトレバー２５は「Ｄ」
レンジと「２」レンジとの間に「Ｍ」レンジを備えてお
り、セレクトレバー２５で「Ｍ」レンジを選択した状態
でマニュアルシフトレバー２７を上方（＋方向）に倒す
と前記シフトアップスイッチＳ₇ が作動してシフトアッ
プ指令が出力され、またマニュアルシフトレバー２７を
下方（−方向）に倒すと前記シフトダウンスイッチＳ₈
が作動してシフトダウン指令が出力される。

【００２６】図４に示すように、スピードメータ３０及
びタコメータ３１を備えたメータパネル３２に設けられ
たインジケータ３３により、セレクトレバー２５により
選択されたレンジが表示されるとともに、「Ｍ」レンジ
が選択されているときには現在確立している変速段が表
示される。或いは、図５に示すように、タコメータ３１
等に設けたインジケータ３３に、セレクトレバー２５に
より選択されたレンジが表示されるとともに、「Ｍ」レ
ンジが選択されているときには現在確立している変速段
が表示される。

【００２７】尚、図４及び図５において、現在確立して
いる変速段の表示を点滅させれば視認性が更に向上す
る。また１速変速段〜４速変速段を数字の１〜４で表示
するかわりに、その変速段のギヤ比を表示することも可
能である。

【００２８】而して、セレクトレバー２５により「Ｄ」
レンジが選択されているとき、車速センサＳ₅ で検出し
た車速Ｖ及びスロットル開度センサＳ₁ で検出したスロ
ットル開度ＴＨをパラメータとするシフトマップに基づ
いて、１速変速段〜４速変速段間のシフトアップ及びシ
フトダウンが自動的に実行される。また、「２」レンジ
が選択されると２速変速段が確立するが、「２」レンジ
を選択したときの車速が大きくて２速変速段ではオーバ
ーレブが発生する場合には、先ず３速変速段が確立し、
車速が低下した後に２速変速段にシフトダウンされて２
速変速段に固定される。同様に、「１」レンジを選択し
たときの車速が大きくて１速ホールド変速段ではオーバ
ーレブが発生する場合には、先ず２速変速段が確立し、
車速が低下した後に１速ホールド変速段にシフトダウン
されて１速ホールド変速段に固定される。

【００２９】「Ｄ」レンジから「Ｍ」レンジに切り換え
た場合、切り換え前の「Ｄ」レンジにおける変速段が１
速変速段〜３速変速段であれば、切り換え後の「Ｍ」レ
ンジにおいて同一の変速段にホールドされる。切り換え
前の「Ｄ」レンジにおける変速段が４速変速段であれ
ば、切り換え後の「Ｍ」レンジにおいて３速変速段が確
立する。但し、３速変速段を確立するとオーバーレブが
発生する場合には例外的に４速変速段が確立する。

【００３０】「２」レンジから「Ｍ」レンジに切り換え
た場合、切り換え前の「２」レンジにおける変速段が３
速変速段及び２速変速段の何れであっても、切り換え後
の「Ｍ」レンジにおいて３速変速段が確立する。但し、
停車時に前記「２」レンジから「Ｍ」レンジへの切り換
えを行った場合には、切り換え後の「Ｍ」レンジにおい
て１速変速段が確立する。

【００３１】更に、「Ｍ」レンジで停車中にシフトアッ
プスイッチＳ₇ 又はシフトダウンスイッチＳ₈ を操作す
ることにより、発進時の変速段として１速変速段又は２
速変速段を選択可能である。また、「Ｍ」レンジでの走
行中にエンジン回転数が限界回転数に接近してオーバー
レブが発生しそうになると、１速変速段の場合は手動に
よるシフトアップ指令を必要とすることなく自動的に２
速変速段にシフトアップされる。「Ｍ」レンジの２速変
速段〜４速変速段で走行中にエンジン回転数が限界回転
数に接近した場合には、フュエルカットによりオーバー
レブの発生が防止される。

【００３２】図６は、１速変速段から２速変速段に自動
的にシフトアップする場合のシフトマップを、「Ｄ」レ
ンジ及び「Ｍ」レンジのそれぞれについて示したもので
ある。「Ｄ」レンジのシフトマップは階段状に設定され
ており、低スロットル開度ほど低車速で１速変速段→２
速変速段のシフトアップが行われ、高スロットル開度ほ
ど高車速で前記シフトアップが行われる。前述したよう
に「Ｍ」レンジにおいても１速変速段から２速変速段へ
のシフトアップは自動的に行われる。「Ｍ」レンジのシ
フトマップは直線状に設定されており、スロットル開度
に関わらず所定の高車速で１速変速段→２速変速段のシ
フトアップが行われる。

【００３３】高スロットル開度領域において「Ｄ」レン
ジのシフトマップと「Ｍ」レンジのシフトマップとを比
較すると明らかなように、「Ｍ」レンジの方が「Ｄ」レ
ンジよりも高い車速（即ち、高いエンジン回転数）でシ
フトアップが行われる。

【００３４】これを図７に基づいて更に説明すると、
「Ｄ」レンジの１速変速段でアクセルペダルを踏み込む
とエンジン回転数が増加し、エンジン回転数がａ点に達
すると１速変速段から２速変速段にシフトアップされ、
エンジン回転数がｂ点に低下する。更にアクセルペダル
を踏み込んでエンジン回転数がｃ点に達すると、２速変
速段から３速変速段にシフトアップされてエンジン回転
数がｄ点に低下する。更にアクセルペダルを踏み込んで
エンジン回転数がｅ点に達すると、３速変速段から４速
変速段にシフトアップされてエンジン回転数がｆ点に低
下する。ａ点、ｃ点及びｅ点の位置を比較すると明らか
なように、低変速段ほど（即ち、高変速比のときほど）
低いエンジン回転数でシフトアップすることにより、車
両のスムーズな加速が可能となる。

【００３５】一方、「Ｍ」レンジの１速変速段でアクセ
ルペダルを踏み込むとエンジン回転数が増加し、エンジ
ン回転数がａ′点に達すると１速変速段から２速変速段
にシフトアップされ、エンジン回転数がｂ′点に低下す
る。尚、前述したように、「Ｍ」レンジでは２速変速段
→３速変速段のシフトアップ及び３速変速段→４速変速
段のシフトアップは自動的に行われることはなく、エン
ジン回転数が限界回転数に近づくとフュエルカットによ
りエンジン回転数の増加が抑制される。

【００３６】図７において、１速変速段から２速変速段
にシフトアップされるエンジン回転数は、「Ｄ」レンジ
では限界回転数よりもかなり低いａ点に設定されている
が、「Ｍ」レンジでは前記ａ点よりも高回転数であって
限界回転数に極めて近いａ′点に設定されている。ａ′
点を限界回転数よりも僅かに低めに設定したのは、変速
に要する時間のばらつきによってエンジン回転数が限界
回転数を越えるのを防止するためである。

【００３７】而して、「Ｍ」レンジにおいて自動的にシ
フトアップされるエンジン回転数を「Ｄ」レンジにおけ
るそれよりも高く設定したことにより、ドライバーが任
意の変速段を選択できるという手動変速モードの特性を
充分に発揮させ、ドライバーの意思に沿った変速を行う
ことが可能となる。

【００３８】尚、図６の「Ｍ」レンジにおいてシフトア
ップが行われる車速（即ち、エンジン回転数）を、水温
センサＳ₉ で検出した冷却水温Ｔｗが低い場合（或い
は、図示せぬ油温センサで検出した油温が低い場合）ほ
ど低く設定することができる。これにより、変速に時間
が掛かる低温時であっても、変速の遅れによりエンジン
回転数が限界回転数を越えることが回避される。

【００３９】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００４０】例えば、「Ｍ」レンジにおける高エンジン
回転数領域で、２速変速段→３速変速段のシフトアップ
や３速変速段→４速変速段のシフトアップを自動的に行
わせることも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載された発明
によれば、手動変速モードが選択されている状態である
変速段へ自動的にシフトアップする際のエンジン回転数
又は車速を、自動変速モードが選択されている状態で前
記変速段へ自動的にシフトアップする際に設定されてい
る最大エンジン回転数又は最大車速よりも高く設定し、
前記手動変速モードが選択されている状態で自動的に行
われるシフトアップが、スロットル開度に関わらず所定
の高エンジン回転数又は高車速で行われるので、手動変
速モードにおいてドライバーが望まない早い時期にシフ
トアップが行われることを防止し、手動変速モードの特
性であるドライバーの意思に沿った変速を行うことが可
能となる。

【００４２】

【００４３】また請求項２に記載された発明によれば、
自動変速モードが選択されている状態で自動的にシフト
アップする際のエンジン回転数又は車速を、高変速比の
ときほど低く設定したので、自動変速モードにおいてス
ムーズな加速が可能となる。

【００４４】また請求項３に記載された発明によれば、
手動変速モードが選択されている状態で自動的にシフト
アップする際のエンジン回転数又は車速を、低温時ほど
低く設定したので、変速に時間が掛かる低温時であって
も変速の遅れによるエンジンのオーバーレブが回避され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用自動変速機及びその制御装置の全体構成
図

【図２】マニュアルシフトレバーと共用されるセレクト
レバーの斜視図

【図３】ステアリングコラムに設けられたマニュアルシ
フトレバーの斜視図

【図４】セレクトポジション及び変速段のインジケータ
を示す図

【図５】セレクトポジション及び変速段のインジケータ
の別案を示す図

【図６】１速変速段から２速変速段への変速時のシフト
マップ

【図７】高負荷領域におけるシフトマップ

【符号の説明】

Ｅ エンジン Ｓ₁ スロットル開度センサ（エンジン負荷検出
手段） Ｓ₅ 車速センサ（車速検出手段） Ｓ₉ 水温センサ Ｔ 自動変速機 Ｕｔ 電子制御ユニット ２５ セレクトレバー（変速指令手段） ２７ マニュアルシフトレバー（変速指令手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−235455（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−294466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−67450（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−136836（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−229462（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車速に応じた値を検出する車速検出手段
   と、 エンジン負荷に応じた値を検出するエンジン負荷検出手
   段と、 車速検出手段の出力及びエンジン負荷検出手段の出力並
   びに予め設定された変速特性に基づいて自動的に変速を
   行う自動変速モードと、 手動操作により所定の変速比に変速するための変速指令
   を出力する変速指令手段と、 変速指令手段の操作に基づいて変速を行うとともに、少
   なくともエンジン回転数が許容限界回転数に接近したと
   きに自動的にシフトアップする手動変速モードと、 を備えており、手動変速モードと自動変速モードとを選
   択可能な車両用自動変速機の制御装置において、 前記手動変速モードが選択されている状態である変速段
   へ自動的にシフトアップする際のエンジン回転数又は車
   速を、前記自動変速モードが選択されている状態で前記
   変速段へ自動的にシフトアップする際に設定されている
   最大エンジン回転数又は最大車速よりも高く設定し、前
   記手動変速モードが選択されている状態で自動的に行わ
   れるシフトアップは、スロットル開度に関わらず所定の
   高エンジン回転数又は高車速で行われることを特徴とす
   る、車両用自動変速機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記自動変速モードが選択されている状
   態で自動的にシフトアップする際のエンジン回転数又は
   車速を、高変速比のときほど低く設定したことを特徴と
   する、請求項１記載の車両用自動変速機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記手動変速モードが選択されている状
   態で自動的にシフトアップする際のエンジン回転数又は
   車速を、低温時ほど低く設定したことを特徴とする、請
   求項１記載の車両用自動変速機の制御装置。