JP4286658B2 - 自動車の自動変速機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の車両運転状態に到達すると自動変速機の現行変速比の変更の要求が自動的に又は手動シフトモードで手動設定により発生され、その際作動された手動シフトモードが自動シフトモードより優先する自動変速機の制御方法に関する。

元来自動的にシフトする変速機を第１の自動操作方式のための選択装置と、運転者が介入する第２の操作方式、いわゆる手動シフトモードのための選択装置により操作するため の装置及び方法がドイツ特許出願公開ＤＥ４３１１８８６Ａ１により周知である。第１の選択装置を用いて第１の選択装置の選択レバーを位置Ｄから位置Ｍに移動するか、又はステアリングホイールに配置され、ロッカ又はその他のシフト手段として構成することができる第２の選択装置によりシフト信号を送出することによって、自動シフトモードと手動シフトモードとの切換えを行うことができる。

同様に２つの選択装置により手動シフトモードから自動シフトモードへの切換えも行われるように構成されている。その場合選択レバーを位置Ｍから位置Ｄに移動するか、又は操作方式の切換えを行うために第２の選択装置の信号が所定の期間のあいだ働いていなければならない。

今挿入した変速段で車両が、装置にとって認識可能な運転限界（ここで例えば過速度又はエンジンストップが起こる）に達すると、車両を再び許容運転限界内に持ってゆくために、運転者のシフト命令がなくてもシフト操作が起動される。また所定の期間の経過の後に運転者が再び手動シフトを要求しなければ手動シフトモードが中止され、自動シフトモードが作動される。

ドイツ特許出願公開公報ＤＥ１９７ ０９ ５０６ Ａ１には、自動シフトの代わりに手動シフトを行うことができる自動車自動変速機が記載されている。自動シフトの場合はコントローラが車速及びスロットル弁開度に基づき適当な変速比を選択する。

運転者が手動シフトを望み、シフトレバーをＭレンジ位置に移せば、コントローラがＭレンジで手動シフト制御を行うための制御プログラムを実行する。手動シフトモードでは車両特にエンジン及び自動変速機の所定の運転状態に応じて、自動シフトを必要とする臨界運転状態に到達したか否かが確かめられる。当該の問合せの結果、このような臨界運転状態に達していることが判明すれば、例えば非常に低い車速の場合は強制ダウンシフトが自動的に開始され、高いエンジン回転数に伴って生じる高い車速の場合は自動的に強制アップシフトが行われる。

ところが自動シフトモードと手動シフトモードとの切換えのための、先行技術で周知のこの解決策は、定時制御のもとで経過し、−いずれにせよ− 特定の運転状況しか考慮しないという欠点がある。しかも車両の運転者に対して不十分な操作快適性しか提供しない。

特にアップ又はダウンシフトのために選択レバーレーンで２つの方向（＋／−）に移動される選択レバーのほかに、別の選択装置として例えばステアリングホイールの適当なセンサに触れることにより次に下位又は次に上位の変速段にシフトできるいわゆる「タッチシフト」用のシフト装置を設けた実際に知られている解決策で、不十分な操作快適性の問題が起こる。運転者がステアリングホイールのこのようなタッチスイッチを操作して手動シフトモードを作動した場合、実際に知られている解決策では自動操作への切換えのために通常、選択レバーを手動操作のための選択レバーレーンに移動して、この位置から再び戻さなければならない。

本発明の課題は、車両変速機の制御を現在の運転状況及び当該の運転者の運転スタイルに個別に適応させるとともに車両の優れた運転安全性を保証し、運転者にとって高い操作快適性が得られる自動変速式車両変速機の制御方法を提供することである。

この課題は本発明に基づき請求項１の特徴を有する方法によって解決される。

現行の車速がしきい値より小さいか又は車両の縦加速が所定の範囲内にあり、車両の横加速がしきい値より小さく、かつ運転者タイプ評価点数が限界値より小さければ、手動シフトモードが中止されるという本発明の方法は、手動シフトモードからの離脱が当該の運転状況及び車両運転者の当該の運転者タイプに適応して行われる利点がある。

本発明に基づき最小車速を下回ると手動シフトモードから離脱することによって、例えば車両の低速運転時に、手動操作中であるからシフト操作をしなければならないことを運転者が忘れているという運転状況を考慮することができる。他方では縦及び横加速並びに運転者評価点数という基準により、極めてスポーティーな運転者が手動操作から自動シフトモードにあまりに早く切換えることが防止される。運転者タイプ評価に相当するドライブアクティビティーによる離脱は、例えば先行技術で周知の指定時間による離脱よりも、運転者にはるかによく適応する。

同時に本発明に基づく方法は車両の縦加速及び横加速並びに現行の車速を考慮することにより、危険な運転状況でシフトモードの切換えを抑制するから、安全性の向上に役立つ。さもなければ、こうした切換えが場合によっては運転の安全性を脅かすことになる。

また本発明に基づく方法では、運転者が例えばステアリングホイールのタッチスイッチを操作して手動シフトモードを作動した場合、手動シフトモードから自動シフトモードへ自動切換えが行われるので、車両運転者に大きな操作快適性が与えられる利点がある。現行の車速、車両の縦加速、車両の横加速及び運転者タイプ評価点数によって定義される危険のない運転状況が存在するときは、運転者は自動シフトモードへの復帰のために選択装置の補助操作を行わないでよい。

選択装置による別の手動設定がない場合は、手動シフトモードの作動を中止すれば特に好都合である。その場合は運転者がもはや変速比の選択に積極的に介入する意向がないと想定することができるから、運転者にとって快適な、しかも燃費が最適化された自動シフトモードが働くべきである。

発明の主題のその他の利点及び有利な実施態様は下記の説明、特許請求の範囲及び図面で明らかである。

発明の実施の形態

本発明に係る自動変速機の制御方法を図面に基づき以下の説明で詳述する。

図１に電子制御装置２により制御される自動車の自動変速機３のためのシフト装置１が示されている。なお自動変速機３は図１に単に記号として示唆されている。シフト装置１は動的シフトプログラムのための第１のスイッチ装置４を有する。スイッチ装置４では適応変速機制御の設定に従って駐車のためのシフト位置Ｐ、後退のためのシフト位置Ｒ、アイドリングのためのシフト位置Ｎ及び自動前進のためのシフト位置Ｄを選択することにより、種々の自動切換え式変速段が予選択される。選択装置の役割をする選択レバー５がこのために使用される。選択レバー５は前述のシフト位置のためのセンサが配置された第１のシフトレーン６の中で移動することができる。この第１のシフトレーン６にシフト位置Ｐ、Ｒ、Ｎ及びＤのほかに、さらに別のシフト位置、４速のための“４”、３速のための“３”及び２速のための“２”が設けられている。

自動シフトモードのための第１のシフトレーン６のほかに、手動シフトモードの実行のために第１のシフトレーン６と平行して配置された第２のシフトレーン７が設けられ、横通路８を経てこのシフトレーン７に選択レバー５を切換えることができる。自動シフトモードのための第１のシフトレーン６と手動シフトモードのための第２のシフトレーン７の間の切換え運動の検出のために、図１に記号で示唆したセンサ９が横通路８の区域に配置されている。センサにより検出された選択レバー５の位置は信号伝送装置１０、１１により信号として電子制御装置２に送出される。

選択レバー５が第２のシフトレーン７にあるときは、ばね１３、１４によって図１に破線で示した中立の中間位置に保持され、この位置から手動操作により矢印１５で示唆したアップシフトのための第１の方向及び矢印１６で示唆したダウンシフトのための第２の方向に移動することができる。

選択レバー５をアップシフトのための方向に移動すると、次に上位の変速段へのアップシフトのためのシフト位置“＋”に到達し、ここでプラスセンサ１７が応答し、当該の信号を電子制御装置２へ送出する。運転者が選択レバー５を第２のシフトレーン７の中間位置から逆の運動方向１６へ、ダウンシフトのためのシフト位置“−”に移動すると、マイナスセンサ２０が当該のダウンシフト信号を電子制御装置２へ送出する。

シフト装置１は図２に示す第２のスイッチ装置２１を有する。この場合選択装置としてタッチコントロール２２が多機能ステアリングホイール２３に設けられている。ここでダウンシフトのための第１のキー２４とアップシフトのための第２のキー２５を有するタッチコントロール２２によって、運転者は同じく手動的にアップシフト又はダウンシフトを要求することができる。なお選択装置２２のキー２４及び２５の構造設計は、キーについて周知の構造に相当する。

図示のシフト装置１においては、こうして運転者が手動操作方式を選択することができ、即ち所望の変速比を実際に手動的に設定することができるように、選択レバー５の機能が拡張されている。運転者が第２のシフトレーン７に切換える場合は、車両変速機のこれまでのシフトプログラムの現行の変速比又は現行の変速段が継承され、維持される。

さらに運転者は多機能ステアリングホイール２３及び選択装置の役割をするタッチスイッチ２２により手動シフトモードを作動することもできる。

選択レバー５を操作するときも、タッチコントロール２２を操作するときも、タッチパルスカウンタ又はタッチカウンタにより変速機のシフト操作が起動される。運転者が例えば第２のシフトレーン又はマニュアルレーン７で選択レバー５を位置“＋”又は“−”に衝接すれば、タッチパルス“＋”又は“−”が発信される。タッチパルスはタッチカウンタで加算又は減算される。シフト要求によってタッチカウンタは“０”になるまで「働かされる」。カウンタが０より大きければ、アップシフトが要求され、カウンタが０より小さければ、ダウンシフトが要求される。アップシフトのつどタッチカウンタは再び値“１”ずつ減少され、ダウンシフトのつどタッチカウンタは値“１”ずつ増加される。

手動シフトモードでタッチシフトプログラムが作動される。タッチシフトプログラムには当該の変速段及びコンバータ特性曲線が含まれている。例えば車両が停止するまで制動した場合、シフト操作が必要なのに運転者がシフト操作を行わなければ、このタッチシフトプログラムにより例えば強制シフトが行われる。従ってタッチ操作は運転操作のある範囲内でだけ可能であり、運転プログラムの所定の特性曲線に到達すると強制的にシフトされる。このためにタッチシフトプログラムは各車両メーカーが調節することができる上限値及び下限値並びに所定の最大値及び最小値を含むことができ、これによって変速機の損傷、例えば低速高トルクで流体トルクコンバータのクラッチを切り、続いてコンバータクラッチを（極めて低い回転数で流体トルクコンバータを）連結することによる損傷が防止される。

さらにタッチシフトプログラムはキックダウン認識機能を有することが好ましい。その場合例えばアクセルペダルが最大しきい値を超えるとキックダウンが認識される。キックダウンの評価は自動シフトモードの場合と同様に行われるが、キックダウン状態が最大限持続する適用可能時間だけ拡張される。キックダウン状態の適用可能時間を設定することによって変速機の保護が得られる。なぜならキックダウン回転数限界が場合によっては極端に設計されることがあり、場合によってはこの回転数に到達した後に初めてシフト操作が行われ、その間に変速機で別の限界値を超え、有害な結果を招くことがあるからである。

遅くとも適用可能キックダウン時間の経過の後に最大アクセルペダルしきい値を再び下回るならば、キックダウン状態が中止される。改めてキックダウンを認識するには、いずれにしてもまず第一に最大アクセルペダルしきい値を再び下回らなければならない。

キックダウン状態の中止の後に遅延時間をスタートすることが好ましい。この時間の間に、運転者がそれでも再びキックダウン運転に切換える意向がないか見守るのである。０秒ないし１０秒のこの遅延時間の後に初めてアップシフトが許可される。

運転者がタッチシフトを起動又は要求したが、この要求が不当と認められたため実行されない場合は、本例では図面に詳しく図示しない表示器により運転者に光学信号が送出される。またタッチ操作の誤り又は不当なシフト要求について音響又は触覚により運転者に知らせることも可能である。

運転者が例えば多機能ステアリングホイール２３のタッチスイッチ２２により手動シフトモードを作動した場合は、車速が最小しきい値を下回れば、運転者が別に干渉しなくても簡単に手動シフトモードから離脱することができる。車両の縦加速が所定の範囲内にあり、車両の横加速がしきい値より小さく、運転者タイプ評価点数が所定の限界値より小さく、従って下記で詳しく説明する運転者タイプ基準が満たされるならば、同様に手動シフトモードからの離脱が行われる。

電子制御装置２は詳しく図示しない運転者タイプ評価を含む。運転者タイプ評価はそれ自体公知であり、キックファースト評価、キックダウン評価及び運転操作認識、例えば定速運転が存在するか否か、を包含することができる。運転者タイプ評価は通常、点数値によって行われる。点数値は特定の運転者タイプ又は運転スタイルに対応する所定の点数値範囲に区分される。点数には加点と減点があり、加点は値０で始まり、連続的に例えば１００の点数値まで上昇し、逆方向に経過する減点はこの場合１００の最大点数値で始まり、連続的に点数値０まで下降する。点数値範囲は運転者タイプ又は運転挙動のスポーツ性の諸段階を表し、点数値範囲又は点数の数値の上昇とともに車両運動のスポーツ性が高く査定される。従って点数値０の運転者は経済的な運転者、点数値１００の運転者は極めてスポーツ的な運転者とみなされる。運転者タイプ評価は自動シフトモードでも手動シフトモードでも働いている。

運転者が例えばタッチコントロール２２を操作して、自動シフトモードより優先させた手動シフトモードを作動すれば、運転者タイプ評価点数の現在値にオフセット値が加算される。続いて手動設定なしで手動シフトモードが作動されるならば、運転者タイプ評価点数は所定の限界値を下回るまで減点又は減少される。多機能ステアリングホイール２３のタッチコントロール２２をその間に操作しなければ、この限界値で再び自動シフトモードに切換えられる。

例えば自動シフトモードでの運転者タイプ評価点数が手動シフトモードへの切換えの時に４０の値を有するとすれば、例えば３０のオフセット値が運転者タイプ評価点数に加算されるから、全体として著しく高いドライブアクティビティーが生じる。例えば１分以内の短い期間の後に、運転者タイプ評価点数が例えば３０の所定の限界値を下回るとする。この限界値で手動シフトモードが再び中止される。その場合手動シフトモードでの運転者のドライブアクティビティー又はこれを表す運転者タイプ評価点数が、自動シフトモードでのドライブアクティビティーとちょうど一致する瞬時に、自動シフトモードに切換えられる。

運転者が手動シフトモードでタッチ操作をせずに非常にスポーツ的に運転する場合は、それに対応して自動シフトモードへの離脱は長くかかる。なぜなら出力指向の運転手法では運転者タイプ評価点数の減少が燃費指向の運転手法に比して長引くからである。運転者が再三繰返し手動選択装置例えばタッチコントロール２２を操作する場合は、手動選択装置の操作のつど運転者タイプ評価点数のドライブアクティビティーに再びオフセットが加算される。但しそれは最大限で運転者タイプ評価の、この場合値１００の上限値までである。従ってマニュアルレーン７で選択装置の選択レバー５により又はタッチコントロール２２により手動設定を行う場合は、手動シフトモードからの離脱は長くかかる。

ところが手動シフトモードから自動シフトモードに切換えるときは、手動シフトモードの中止とともに運転者タイプ評価点数の現在値に対応する自動シフトモードのシフトプログラムが作動されるから、このシフトプログラムは現行のドライブアクティビティーと一致する。

しかしこれの代案として、手動シフトモードから自動シフトモードに切換えるときに既定シフトプログラムが作動され、こうしてドライブアクティビティーが確定されるように構成することもできる。この場合は既定シフトプログラムとして、意欲的な運転者にも十分な車両自発性を提供するスポーツ的プログラムを設定することが好ましい。

自動シフトモードから手動シフトモードに切換える前に特別シフトプログラム例えばスポーツプログラム又は冬期運転プログラムが作動されていた場合は、手動シフトモードの中止の後にこの特別シフトプログラムが再び選択される。即ちスポーツ的運転操作のためのシフトプログラム又は冬期運転プログラムが回復される。

またここで紹介した構成では車両変速機又はエンジンの不当に高い温度が確認さると、手動シフトモードが中止されるようになっている。その場合は自動シフトモードのシフト特性曲線が選択され、それが当該の温度を低下させる。

図示の構成では手動シフトモードの上記の自動的中止及び自動運転操作への切換えのほかに、運転者の希望でマニュアルレーン又は第２のシフトレーン７から自動シフトモードのための第１のシフトレーン６の方向へ選択レバー５を手動的に操作することによって、手動シフトモードから自動シフトモードへの切換えを実現することももちろん可能である。

この場合、手動シフトモードの中止とともに、例えば０秒ないし１０秒の遅延時間がスタートするようになっている。遅延時間が経過した後に初めて自動シフトモードで最初の変速比変更が行われる。こうして運転者が誤って自動シフトモードに切換えることを防止するのである。

本発明に係る方法が上記の構造のシフト装置に限定されず、手動シフトモード及び自動シフトモードの実現のための任意の他の構造の選択装置にも適用できることはいうまでもない。

電子制御装置により制御され、本発明に基づく方法で操作される車両自動変速機のためのシフト装置の概略図である。 多機能ステアリングホイールにタッチキーとして形成され、図１のシフト装置に接続された選択装置の図である。

符号の説明

１ シフト装置
２ 電子制御装置
３ 自動変速機
４ 第１のスイッチ装置
５ 選択装置、選択レバー
６ 第１のシフトレーン
７ 第２のシフトレーン、マニュアルレーン
８ 横通路
９ センサ
１０ 信号伝送装置
１１ 信号伝送装置
１３ ばね
１４ ばね
１５ アップシフトのための選択装置のシフト運動方向
１６ ダウンシフトのための選択装置のシフト運動方向
１７ プラスセンサ
２０ マイナスセンサ
２１ 第２のスイッチ装置
２２ 選択装置、タッチコントロール
２３ 多機能ステアリングホイール
２４ 第１のキー
２５ 第２のキー

Claims (14)

1. 所定の車両運転状態に到達すると自動変速機（３）の現行変速比の変更の要求が自動的に発生されるか又は手動シフトモードで手動設定により発生され、その際作動された手動シフトモードが自動シフトモードより優先する自動変速機（３）の制御方法であって、現行の車速がしきい値より小さいときに手動シフトモードが中止されるものにおいて、
   現行の車速がしきい値より小さいときだけでなく、下記の３つの基準、即ち
   −車両の縦加速が所定の範囲内にあり、
   −車両の横加速がしきい値より小さく、
   −運転者タイプ評価点数が限界値より小さい
   という基準が満たされたときにも、
   手動シフトモードが中止されることを特徴とする方法。
2. 手動設定により手動シフトモードが作動されると、運転者タイプ評価点数にオフセット値が加算されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 手動シフトモードで手動設定するときは、運転者タイプ評価点数にオフセット値が加算されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 手動設定せずに手動シフトモードを作動すれば、運転者タイプ評価点数が減点されることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の方法。
5. 選択装置の選択レバー（５）をマニュアルレーン（７）に移動するか、又は選択装置のタッチコントロール（２２）を操作すれば、手動設定が行われることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の方法。
6. 手動シフトモードに切換えるとき、自動変速機（３）のこれまでのシフトプログラムの現行変速比が継承され、維持されることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法。
7. 自動シフトモードに切換えるとき、現行の運転タイプ評価点数に対応するシフトプログラムが作動されることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。
8. 自動シフトモードに切換えるとき、既定シフトプログラムが作動されることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の方法。
9. 手動シフトモードへの切換えの前に有効であった特別シフトプログラムが、手動シフトモードの中止の後に再び選択されることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の方法。
10. 手動シフトモードから自動シフトモードへの切換えが選択装置（５、２２）を操作することによって行われ、その際手動シフトモードの中止とともにとりわけ遅延期間が開始され、この期間の経過の後に自動シフトモードで最初の変速比変更が実行されることを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の方法。
11. 手動シフトモードでタッチシフトプログラムが作動され、このプログラムに当該の変速段及びコンバータ特性曲線が保存されていることを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の方法。
12. タッチシフトプログラムがキックダウン認識機能を有し、キックダウン状態が最大で適用可能時間のあいだ持続することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. タッチシフトプログラムが運転者のシフト要求を不当と認めたときは、音響、触覚又は光学信号が送出されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
14. 自動変速機及び／又はエンジンの不当に高い温度が確認されると手動シフトモードが中止され、自動シフトモードのシフト特性曲線が選択され、それが当該の温度を低下させることを特徴とする請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の方法。

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