JP4277820B2 - 変速機の変速段表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機の変速段を表示する変速段表示装置に関するものである。

走行中の変速機の変速段を表示する自動変速機の表示装置が知られている。

（例えば、特許文献１）。

上記文献等の自動変速機の変速段表示装置は、変速指令が出力されると同時に目標変速段の表示を行うようにしている。
特開平６−９４１１１号

しかし、車両の運転状態に基づき変速段が自動的に切換えられる変速機においては、運転者は変速に伴う車両挙動変化が発生するまで、変速が行われたことを感じることはない。

従って、変速指令の出力と同時に、変速段の表示が変更されると、運転者が変速に気付く前に、現在の変速段から目標変速段へと表示が変更されるため、運転者に違和感を与えるおそれがあった。

そこで、本発明は、変速の実態に応じた変速機の変速段表示を行うようにすることを課題としたものである。

本発明の第１の発明に係る変速機の変速段表示装置は、複数の変速段を有する変速機と、変速指令を出力する変速制御手段と、変速機の変速段を表示する変速段表示部と、前記変速指令に基づく変速段の変速状態を検出する変速状態検出手段と、前記変速状態検出手段によって、実際の変速開始と判断した後に前記変速制御手段からの変速指令に基づく変速段表示を行うようにしたことを特徴とするものである。

本発明の第１の発明によると、実際に変速が開始されると変速指令された目標変速段を表示するようにしたので、運転者にとって違和感の少ない変速段の表示が可能となる。

本発明の第２の発明に係る自動変速機の表示装置は、第１の発明の構成に加え、前記変速状態検出手段は、変速機の回転数の変化率を検出する回転数変化率検出手段と、回転数変化率検出手段によって検出された回転数変化率が所定値以上となったときに変速指令に基づく変速開始と判断して、前記変速段表示部に変速制御手段からの変速指令に基づく変速段表示を行うようにしたことを特徴とする。

第２の発明によると、変速機の回転数の変化率に基づいて、変速指令に基づく変速段表示を行うため、変速指令に伴う変速開始を正確に検出できるとともに、運転者への違和感を更に軽減することができる。

本発明の第３の発明に係る変速機の変速段表示装置は、発明１の発明の構成に加え、変速機は運転状態に応じて自動的に変速段が変速制御される自動変速モードと、任意の変速段あるいは変速レンジに手動操作可能な手動変速モードとを選択可能であり、自動変速モード時にのみ、前記変速状態検出手段によって実際の変速開始と判断した後に変速指令に基づく変速段表示を行うことを特徴とする。

第３の発明によると、自動変速モード時にのみ、実際に変速が開始されると変速指令された目標変速段を表示するようにしたので、運転者にとって違和感の少ない変速段の表示が可能となる。

本発明の第４の発明に係る変速機の変速段表示装置は、発明２の発明の構成に加え、変速機は運転状態に応じて自動的に変速段が変速制御される自動変速モードと、任意の変速段あるいは変速レンジに手動操作可能な手動変速モードとを選択可能であり、自動変速モード時にのみ、前記回転数変化率検出手段による回転数変化率が所定値以上となったときに変速開始と判断して変速指令に基づく変速段の表示を行うことを特徴とする。

第４の発明によると、自動変速モード時にのみ、変速機の回転数の変化率に基づいて、変速指令に基づく変速段表示を行うため、変速指令に伴う変速開始を正確に検出できるとともに、運転者への違和感を更に軽減することができる。

本発明によると、例えば、５速から４速を経由して３速へシフトダウンするような変速時に、極短時間しか維持されない変速段（４速）は変速段表示装置に表示させないため、ドライバーの体感と合致した変速段表示となり、ドライバーへの違和感を軽減することができる。

また、手動変速モードでの運転時は、変速制御にドライバーの意図が大きく反映される。例えば、５速から３速へ変速する場合は、経由変速段である４速を経て３速へ変速させる意図をドライバーが持っている場合が多い。このような手動変速モード時に経由変速段の表示を禁止してしまうと、逆にドライバーへ違和感を与える虞がある。よって、手動変速モードでの運転時には経由変速段の表示の禁止を解除するため、ドライバーにとって違和感の少ない変速段の表示ができる。

更に、通常、アップシフト側への変速速度は比較的遅く、経由変速段の維持時間も比較的長くなる。このような場合に、経由変速段の表示を禁止してしまうと、逆にドライバーへ違和感を与える虞がある。よって、アップシフト側の変速時には経由変速段の表示の禁止を解除するため、ドライバーにとって違和感の少ない変速段の表示ができる。

次に、以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る変速機の表示装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施例に関る装置は、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、シフトレバーアッセンブリ５００と、コンビネーションメータ７００と、制御装置（ＥＣＵ）１０００とから構成される。

エンジン１００と自動変速機３００とは、トルクコンバータ２００を介して接続され、エンジン１００の出力軸がトルクコンバータ２００の入力軸に接続される。すなわち、エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結される。

トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ２２０と、出力軸側のタービン２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を実現するステータ２４０とから構成される。

トルクコンバータ２００のタービン２３０と自動変速機３００とが回転軸により接続される。タービン２３０の回転数は、タービン回転数センサ４１０により検出される。自動変速機３００の出力軸回転数は、出力軸回転数センサ４２０により検出される。

シフトレバーアッセンブリ５００は、アップシフトスイッチ５０２と、ダウンシフトスイッチ５０４と、手動変速モードスイッチ５０６から構成され、後述するＥＣＵ１０００に含まれる自動変速機３００を制御する制御装置（以下ＥＣＴ＿ＥＣＵと称する）１０２０に、アップシフトスイッチ５０２からの信号と、ダウンシフトスイッチ５０４からの信号と、手動変速モードスイッチ５０６からの信号を出力する。

コンビネーションメータ６００は、図１に示すとおり、変速段表示部６０２と、変速段表示部６０２に接続されたメータＥＣＵ６０４と、通信インターフェース６０４とから構成され、図２に示すとおり、速度メータ７０２と、タコメータ７０４と、燃料メータ７０６と、水温メータ７０８を備えている。

変速段表示部６０２は、例えば、前進６速の変速機の場合において、変速段が最も小さい変速比での前進走行状態であるときには「６」、変速段が２番目に大きい変速比での前進走行状態であるときには「２」、変速段が最も大きい変速比での前進走行状態であるときには「１」を示す文字をそれぞれ点灯させる。

この変速段表示部６０２は、後述するように本発明の変速制御手段を含むＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０からの変速信号に基づき変速段を点灯表示するようになっている。

図３に自動変速機３００の作動表を示す。図３の作動表は、摩擦要素であるクラッチ（図中のＣ１〜Ｃ４）、ブレーキ（Ｂ１〜Ｂ４）、及び、ワンウェイクラッチ（Ｆ０〜Ｆ３）が各変速段を形成する場合の係合および解放を示している。各クラッチ、ブレーキ、及び、ワンウェイクラッチはＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０によって、車両の運転状態に応じた変速段を形成するよう係合、解放制御される。図３において○印は係合状態、◎印はエンジンブレーキを効かせるために係合すること、△印は係合してもトルク伝達に関係しないことを、空欄は解放状態をそれぞれ示す。
また、自動変速機３００は、自動的に変速段を変速制御する自動変速モードと、ドライバの手動操作に基づいて任意の変速段に変速制御する手動変速モードとを選択可能となっている。ドライバは、例えば、図示しないシフトレバーを操作して、手動変速モードスイッチ５０６をオンおよびオフのいずれかにすることにより、自動変速モードおよび手動変速モードのいずれかを選択することができる。図４に示すように、ドライバは、シフトゲート１２４に形成されたシフト通路に沿ってシフトレバーを操作して、手動変速モードを示す「Ｍ」の位置にシフトレバーを移動させると、手動変速モードスイッチ５０６がオンされる。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、手動変速モードスイッチ５０６のオン信号を受信すると、手動変速モードが選択されたと判断する。このとき、ドライバがシフトレバーを「Ｍ」の位置から「＋」位置（図４の上方向）に移動させると、アップシフトスイッチ５０２がオンされる。アップシフトスイッチ５０２がオンされると、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速比を増大させるように各摩擦要素に係合、解放を指令する。また、運転車がシフトレバーを「Ｍ」位置から「−」位置（図６の下方向）に移動させると、ダウンシフトスイッチ５０４がオンされ、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速比を減少させるように各摩擦要素に係合、解放を指令する。このとき、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０からの信号に基づいて、変速段表示部６０２の点灯制御を行う。

一方、ドライバはシフトゲート１２４に形成されるシフト通路に沿ってシフトレバーを「Ｄ」、「２」、「Ｌ」のいずれかに操作することにより自動変速モードが選択される。ドライバは、シフトレバーの位置を変更することにより、自動変速機３００の動力伝達状態を選択することができる。たとえば、ドライバがシフトレバーの位置を「Ｄ」の位置に移動させると、車両は、自動変速モードでの前進走行状態になる。具体的には、ニュートラルスタートスイッチ８０２から送信される前進走行状態に対応する変速指令信号に基づいて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機を前進走行状態になるように制御する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０からの信号に基づいて、変速段表示部６０２の制御を行う。

本実施例における車両のパワートレインを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機３００を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０とを含む。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、本発明の変速制御手段、変速状態検出手段とを含み、ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従って本発明にかかる変速段の点灯表示を行う。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は本発明の変速制御手段を含み、タービン回転数センサ４１０からタービン回転数を表わす信号、出力軸回転数センサ４２０から出力軸回転数を表わす信号、ニュートラルスタートスイッチ８０２からの信号、エンジンＥＣＵ１０１０からスロットルポジションセンサにて検知されたスロットル開度を表わす信号が入力される。また、変速制御手段は上記出力軸回転数センサ４２０から入力される出力軸回転数を表す信号とエンジンＥＣＵ１０１０から入力されるエンジン回転数を表す信号から所定の変速線図に基づいて適切な変速段の選択、変速の実行を判断するようになっている。

更に、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、入力されたタービン回転数を表わす信号に基づいてタービン回転数の変化を算出し変速進行度を検出するようになっている。

上記自動変速機の制御装置の一制御例を、図３、図７に基づいて説明する。図７は、本実施例に係るプログラムのフローチャートを示している。

まず、ステップ１において、変速判断の有無が判断される。具体的には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０内の変速状態検出手段により、ニュートラルスタートスイッチ８０２からの信号とエンジンＥＣＵ１０１０からのスロットル開度を表す入力信号、及び、出力軸回転数センサ４２０からの入力信号とに基づいて所定の変速線図により現在の変速段と異なる目標変速段への変速が判断されることにより、若しくは、手動変速モードスイッチと、アップシフトスイッチ５０２もしくはダウンシフトスイッチ５０４からの信号がＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０に入力されたか否かにより変速判断の有無を判断する。

ここで、ステップ１で変速が無いと判断された場合は本制御を終了しリターンする。一方、ステップ1で変速判断が有ると判断された場合は、ステップ２に進み、手動操作による変速であるか否かを判断する。具体的には、アップシフトスイッチ５０２もしくはダウンシフトスイッチ５０４からの信号がＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０に入力されたか否かを判断する。

ステップ２で肯定判断された場合は、後述するステップ６へ進む。ステップ２で否定判断された場合は、ステップ３に進み、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０にて目標変速段が現在の変速段から２段以上離れた変速段であるか否かを判断する。

ステップ３で否定判断された場合は、ステップ４に進み、ステップ１の変速判断に基づいて実行されている変速の進行度を検出する。変速の進行度は、タービン回転数センサ４１０からＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０に入力されるタービン回転数の変化に基づいて判断する。

続くステップ５にて、ステップ４にて検出された変速の進行度が所定値以上であるか否かを判断する。本実施例においては、この所定値を例えば車速と各変速段の変速比とから求められる現在の変速段でのタービン回転数と目標変速段でのタービン回転数との差分の約１０％に設定する。本所定値は変速が実行される過程において、変速ショックが発生するタイミングに合わせることにより適宜設定することが可能である。より望ましくは、ドライバが体感可能な程度の大きさである変速ショックで変速動作の開始から最初に発生するタイミングに合わせることが望ましい。

ステップ５にて、ステップ４で否定判断された場合は、変速の進行度が所定値以上となるまで待機するためステップ４にリターンする。一方、ステップ５にて肯定判断された場合は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０から変速段表示部６０２へ変速後の変速段の表示が指令され、ステップ７へ進む。

ステップ７で、変速段表示部６０２へ指令された変速後の変速段が、目標変速段と一致しいているか否かが判断される。一致していれば本制御を終了し、リターンする。一致していない場合はステップ４へリターンする。

ステップ３に戻り、ステップ３にて２段以上離れた変速段であると判断された場合は、ステップ８に進み、今回実行される変速が現在の変速段と目標変速段との間に存在する経由変速段を経由する変速であるか否かを判断する。

ステップ８で経由変速段を経由しないと判断された場合は、ステップＳ４に進む。一方、経由変速段を経由すると判断された場合は、ステップ９へ進み、経由変速段への変速が感じ難いか否かが判断される。この経由変速段への変速が感じ難いか否かの判断は、現在の変速段から目標変速段が達成されるまでに要する時間により判断する。本実施例においては、アップシフトの場合に変速に要する時間が長いと判断され、ダウンシフトの場合に変速に要する時間が短いと判断される。これは、２段以上離れた変速段へのダウンシフトが判断される場合の多くはドライバによりアクセルペダルが踏込まれていることが考えられ、目標変速段への回転同期が比較的早期に終了するが、２段以上離れた変速段へのアップシフトが行われる場合には、目標変速段への回転同期は主に摩擦要素の係合操作により行われることによる。

ステップ９にて、否定判断された場合はステップ４に進む。一方肯定判断された場合は、ステップ１０へ進み、現在の変速段から目標変速段への変速の見かけの変速進行度が検出される。変速進行度は、ステップ５での変速進行度の検出と同様にタービン回転数センサ４００からＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０に入力されるタービン回転数の変化に基づいて判断するが、本ステップにおける見かけの変速進行度は、車速と各変速段の変速比とから求められる現在の変速段でのタービン回転数と目標変速段でのタービン回転数との差分から変速進行度を検出し、上記経由変速段におけるタービン回転数は考慮しない。

続くステップ１１で、ステップ１０にて検出された変速の進行度が所定値以上であるか否かを判断する。本実施例においては、この所定値を例えば車速と各変速段の変速比とから求められる現在の変速段でのタービン回転数と目標変速段でのタービン回転数との差分の約１０％に設定する。本所定値は変速が実行される過程において、変速ショックが発生するタイミングに合わせることにより適宜設定することが可能である。

ステップ１１にて、ステップ１１で否定判断された場合は、変速の進行度が所定値以上となるまで待機するためステップ１０にリターンする。一方、ステップ１１にて肯定判断された場合は、メータＥＣＵ６０４から変速段表示部６０２へ目標変速段の表示が指令され、本制御を終了しリターンする。

次に、本実施例の実際の動作を図５、図６に基づいて説明する。

図５は、本制御におけるダウンシフト時を表すタイムチャートであり、現在の変速段が５速であり、Ａ１時点で目標変速段が３速に設定された場合の変速段の表示切換えタイミングを表す。この場合、ステップ３で２段以上離れた変速段への変速が判断されるため、ステップ８に進み、経由変速段である４速を経由する変速であることが判断されることによりステップＳ９に進む。ここで、本変速がダウンシフトであることによりステップ９にて経由変速段への変速が感じ難いと判断されるため、現在の変速段である５速でのタービン回転数と目標変速段である３速でのタービン回転数との差分の約１０％に相当するＢ１時点でメータ表示の５から３への切換えを実行する。この場合、経由変速段である４速は、ステップ９にて変速が感じ難いと判断されたため、４を表示しない。

図８は、本制御におけるアップシフト時を表すタイムチャートであり、現在の変速段が３速であり、Ａ２時点での目標変速段が５速に設定された場合の変速段の表示切換えタイミングを表す。この場合、ステップ３で２段以上離れた変速段への変速が判断されるため、ステップ８に進み、経由変速段である４速を経由する変速であることが判断されることによりステップ９に進む。ここで、本変速がアップシフトであることによりステップ９にて否定判断され、現在の変速段である３速でのタービン回転数と経由変速段である４速でのタービン回転数との差分の約１０％に相当するＢ２時点でメータ表示の３から４への切換えを実行する。続いて、Ｃ２時点で４速から５速への変速が指令された後、現在の変速段である４速でのタービン回転数と目標変速段である５速でのタービン回転数との差分の約１０％に相当するＤ２時点でメータ表示の４から５への切換えを実行する。

本実施例において、ステップ９にて経由変速段が感じ難いか否かをアップシフトである場合とダウンシフトである場合で判断したが、比較的変速比変化の小さくなる所定の変速比以上の領域での変速である場合に感じ難いと判断し、所定の変速比を跨ぐ、若しくは、所定の変速比以下の領域での変速である場合に否定判断することもできる。

また、本実施例において、手動変速モードを備えた自動変速機を例示したが、手動変速モードを備えなくても良い。また、手動操作により変速レンジ切換える自動変速機にも適用することができる。

本発明の実施に係る装置の構成を示す図である。 本実施の形態における自動変速機のコンビネーションメータの外観を示す図である。 本発明の実施に係る変速機の係合表である。 本実施の形態における自動変速機のシフトゲートの外観を示す図である。 本実施に係る、自動変速機を備えた車両の、自動変速モードにおける、変速指令からの時間経過に伴うタービン回転数と、車両加速度の関係を示す図である。 本実施に係る、自動変速機を備えた車両の、手動変速モードにおける、変速指令からの時間経過に伴うタービン回転数と、車両加速度の関係を示す図である。 本実施の形態に係る自動変速機の表示装置に含まれるメータＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２
０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイク
ラッチ、３００ 自動変速機、３１０ 入力クラッチ、４００ エンジン回転数センサ、
４１０ タービン回転数センサ、４２０ 出力軸回転数センサ、５００ シフトレバーアッセンブリ、５０２ アップシフトスイッチ、５０４ ダウンシフトスイッチ、５０６ 手動変速モードスイッチ、６００ コンビネーションメータ、６０２ 変速段表示部、６０４ メータＥＣＵ、６０６ 通信インターフェース、８０２ ニュートラルスタートスイッチ

Claims (4)

1. 複数の変速段を有する変速機と、変速指令を出力する変速制御手段と、変速機の変速段を表示する変速段表示部と、前記変速指令に基づく変速の変速状態を検出する変速状態検出手段とを備え、前記変速状態検出手段によって検出された変速状態に基づく変速進行度合いが変速ショックの発生するタイミングに合わせて設定される所定の度合いに達した時点で、前記変速制御手段からの変速指令に基づく変速段表示を行うようにしたことを特徴とする変速機の変速段表示装置。
2. 請求項１に記載の変速機の変速段表示装置において、前記変速状態検出手段は、変速機の入力回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記回転数検出手段によって検出された入力回転数が変速ショックの発生するタイミングに合わせて設定される所定の回転数に達した時点で、前記検出された入力回転数が前記変速指令に基づく変速段に応じた回転数へ変化し始めたと判断して、前記変速制御手段からの変速指令に基づく変速段表示を行うようにしたことを特徴とする変速機の変速段表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の変速機の変速段表示装置において、前記変速指令に基づく変速前の変速段での入力回転数と前記変速指令に基づく変速後の変速段での入力回転数との差分に基づいて、前記所定の度合いあるいは前記所定の回転数を設定するようにしたことを特徴とする変速機の変速段表示装置。
4. 請求項１に記載の変速機の変速段表示装置において、変速機は運転状態に応じて自動的に変速段が変速制御される自動変速モードと、任意の変速段あるいは変速レンジに手動操作可能な手動変速モードとを選択可能であり、自動変速モード時にのみ、前記変速進行度合いが前記所定の度合いに達した時点で変速指令に基づく変速段の表示を行うことを特徴とする変速機の変速段表示装置。