JP4811121B2

JP4811121B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP4811121B2
Application number: JP2006142510A
Authority: JP
Inventors: 元祥上村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-05-23
Also published as: JP2007315414A

Description

本発明は車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特に、手動変速モード実行時でも強制切換条件を満足する場合には自動的に変速比や変速レンジを切り換える自動切換手段を備えている変速制御装置の改良に関するものである。

(a) 自動変速機の複数の変速比（ギヤ段など）或いは変速レンジから成る変速要素を、運転者の手動操作による変速指令に従って順次高速側或いは低速側へ切り換える手動変速モードを備えているとともに、(b) 前記手動変速モードの実行時であっても、予め定められた強制切換条件を満足する場合には、前記変速要素を自動的に切り換える自動切換手段を有する車両用自動変速機の変速制御装置が知られている。すなわち、手動変速モードで変速比が大きい低速側のギヤ段や変速レンジが設定されている場合に車速が増加し、エンジンがオーバー回転となるような時には、ギヤ段や変速レンジを強制的に高速側へ切り換える必要がある。また、手動変速モードでギヤ段を切り換えるものにおいては、ノッキングやエンジンストールの発生を防止するために、車速が低下した時にギヤ段を強制的に低速側へ切り換える場合がある。

一方、上記自動切換手段によって変速要素を切り換えるために自動変速が行われる際に、実際に変速が完了する前、言い換えれば運転者がその変速を認識する前に、運転者によって変速のための手動操作が行われる場合があり、その場合には、変速が重複して一気に２速以上の変速が行われる可能性がある。このため、(c) 自動切換手段によって前記変速要素を自動的に切り換える際の自動変速実行時には、運転者の変速指令によるその変速要素の切換を規制する手動変速規制手段を設けることが提案されている。特許文献１に記載の装置はその一例で、自動変速が終了するまで運転者の手動操作による変速指令をキャンセルすることにより、運転者の意図に反して飛び変速等が行われることを防止している。また、このように自動変速が終了するまで一律に運転者の変速指令をキャンセルすると、運転者の意図した変速指令までキャンセルされて違和感を与える場合があることから、特許文献２では、自動変速の進行度合を算出し、自動変速が実行中であることを運転者が認識することができる程度に自動変速が進行している時には、自動変速終了後に運転者の変速指令に従って直ちに次の変速を実行するようになっている。
特開平９−２４２８６８号公報特開２００１−２６３４６８号公報

しかしながら、自動変速の進行度合が小さくて運転者の変速指令がキャンセルされる期間中に、運転者が２速以上の変速を意図して手動操作を行った場合でも、１速のみの自動変速が行われるだけであるため、運転者の意図が反映されず、違和感を生じさせる可能性がある。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、手動変速モードの実行中に強制的な自動変速と運転者の手動操作による変速指令とが重複した場合に、より運転者の意図に合致した変速が行われるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 自動変速機の複数の変速比或いは変速レンジから成る変速要素を、運転者の手動操作による変速指令に従って順次高速側或いは低速側へ切り換える手動変速モードを備えているとともに、(b) 前記手動変速モードの実行時であっても、予め定められた強制切換条件を満足する場合には、前記変速要素を自動的に切り換える自動切換手段と、(c) その自動切換手段によって前記変速要素を自動的に切り換える際の自動変速実行時には、運転者の手動操作による変速指令に従うその変速要素の切換を禁止する手動変速規制手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、(d) 前記手動変速規制手段によって前記手動操作による変速指令に従う前記変速要素の切換を禁止する規制が実行されている時に、その変速要素を切り換えるための変速指令の手動操作が行われた場合、１回目の手動操作による変速指令に従う前記変速要素の切換については前記手動変速規制手段による禁止を許容するが、２回目以降の手動操作による変速指令に従うその変速要素の切換についてはその手動変速規制手段による禁止を解除し、その手動操作による変速指令に従って前記変速要素が切り換えられるようにする規制解除手段を設けたことを特徴とする。

このような車両用自動変速機の変速制御装置においては、手動変速規制手段による規制が実行されている時に運転者が変速要素を切り換えるための変速指令の手動操作を２回以上行った場合には、その２回目以降の変速指令の手動操作については手動変速規制手段による規制を解除し、手動操作による変速指令に従って変速要素が切り換えられる。すなわち、１回目の手動操作による変速指令は、自動切換手段による変速要素の自動切換で置き換えることができるためキャンセルし、２回以上操作された場合には、運転者が２速以上の変速を意図しているものと判断して、その手動操作による変速指令に従って変速要素が切り換えられるようにしたのであり、これにより、自動切換手段による自動変速時においても運転者の意図に合致した変速制御が行われるようになる。

本発明は、変速比が異なる複数のギヤ段を有する遊星歯車式、平行軸式などの有段変速機にも、変速比を連続的に変化させることができるベルト式等の無段変速機にも適用され得る。

手動変速モードは、ギヤ段ホールド等の変速比を切り換えるものでも、変速レンジを切り換えるものでも良く、変速比切換かレンジ切換かを運転者が任意に選択できるものでも良い。変速比切換は、有段変速機におけるギヤ段切換（ギヤ段ホールド）だけでなく、無段変速機において変速比を段階的に変化させる場合も含む。この手動変速モードでは、例えばアップシフトスイッチおよびダウンシフトスイッチ（押釦やレバーなど）による変速指令に従って、それ等の変速比や変速レンジを順番に高速側或いは低速側へ切り換えるように構成される。

変速要素が変速レンジの場合、一般には変速比或いはギヤ段の変速範囲の上限（変速比が小さい高速側）が異なる複数の変速レンジが定められ、運転者の変速指令に従ってそれ等の変速レンジが電気的に切り換えられるように構成される。各変速レンジでは、例えば車速およびアクセル開度或いはスロットル弁開度等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップや演算式などの変速規則に従って、変速比或いはギヤ段の変速範囲内で自動的に変速が行われるが、運転者の変速指令に従って変速レンジが切り換えられる場合は、一般に下り坂などの動力源ブレーキの作動時であるため、各変速レンジにおける最高速の変速比或いはギヤ段の間で変速が行われる。

自動切換手段は、例えば手動変速モードで変速比が大きい低速側のギヤ段や変速レンジが設定されている場合に車速が増加し、エンジン等の動力源がオーバー回転となるような時に、ギヤ段や変速レンジを強制的に高速側へ切り換えるように構成される。また、変速要素が変速比（ギヤ段）の場合には、ノッキングやエンジンストールの発生を防止するために、車速が低下した時に変速比（ギヤ段）を強制的に低速側へ切り換えるように構成される。なお、動力源のオーバー回転やノッキング、或いはエンジンストールを回避するための自動切換に限定されるものではなく、その他の目的で強制的に変速要素を切り換える場合にも本発明は適用され得る。

手動変速規制手段は、例えば自動切換手段による自動変速が終了するまで運転者の手動操作による変速指令をキャンセルしたり、前記特許文献２のように、自動変速の進行度合に基づいて運転者が自動変速実行中であることを認識できない間だけ手動操作による変速指令をキャンセルしたり、或いは自動変速の開始時或いは判定時などから変速の種類等に応じて予め定められた所定時間（運転者が自動変速実行中であることを認識できるようになるまでの時間など）が経過するまで手動操作による変速指令をキャンセルしたりするなど、種々の態様が可能である。

手動変速規制手段による規制が規制解除手段によって解除されると、手動操作による変速指令に従って変速要素が切り換えられ、その変速要素の切換に応じて変速が実行されるが、例えば自動切換手段による自動変速を途中で中止して飛び変速を行うようにしても良いし、自動切換手段による自動変速が終了した後に手動操作による変速を実行するようにしても良いなど、種々の態様が可能である。自動切換手段による自動変速の進行度合に応じて、手動操作による変速の態様を変更することも可能である。

上記規制解除手段は、運転者の１回目の変速指令については手動変速規制手段によって変速要素の切換がキャンセルされるが、２回目以降の変速指令については、その変速指令に従って変速要素が切り換えられるようにするものであれば良い。したがって、例えば運転者の変速指令のための手動操作の回数を検知する操作回数検知手段を設け、その操作回数検知手段によって検知された操作回数が２回以上となった場合に、手動変速規制手段による規制を解除して、その２回目以降の手動操作による変速指令については、その変速指令に従って変速要素が切り換えられるように構成される。また、例えば１回目の変速指令の手動操作が検知された時に、その１回目の変速指令については手動変速規制手段によって変速要素の切換がキャンセルされることを許容するとともに、そのキャンセル後に手動変速規制手段による規制を終了させることにより、２回目以降の変速指令については、通常の手動変速モードによりその変速指令に従って変速要素が切り換えられるように構成することもできるなど、種々の態様が可能である。

手動変速モードの他に、総ての変速範囲で自動的に変速する自動変速モードを備えており、運転者がそれ等の変速モードを任意に選択できる変速制御装置が広く知られているが、本発明は、少なくとも手動変速モードを備えておれば良く、自動変速モードは必ずしも必要ない。例えば、変速要素がギヤ段或いは変速比の場合に、運転者の手動操作による変速指令だけで変速制御を行う変速制御装置にも本発明は適用され得る。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１の(a) は、車両用自動変速機１０の骨子図で、(b) は複数の変速段を成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。この自動変速機１０は、車両の前後方向（縦置き）に搭載するＦＲ車両に好適に用いられるもので、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力軸２４から出力する。入力軸２２は入力部材に相当するもので、本実施例では走行用の動力源であるエンジン３０によって回転駆動されるトルクコンバータ３２のタービン軸であり、出力軸２４は出力部材に相当するもので、プロペラシャフトや差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１(a) では中心線の下半分が省略されている。

図２は、上記自動変速機１０の第１変速部１４および第２変速部２０の各回転要素（サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリアＣＡ１〜ＣＡ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３）の回転速度を直線で表すことができる共線図で、下の横線が回転速度「０」で、上の横線が回転速度「１．０」すなわち入力軸２２と同じ回転速度であり、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態（係合、解放）に応じて第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」の８つの前進ギヤ段が成立させられるとともに、第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」および第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」の２つの後進ギヤ段が成立させられる。図１の(b) の作動表は、上記各ギヤ段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態との関係をまとめたもので、「○」は係合、「◎）」はエンジンブレーキ時のみ係合を表している。第１速ギヤ段「１ｓｔ」を成立させるブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦ１が設けられているため、発進時（加速時）には必ずしもブレーキＢ２を係合させる必要は無いのである。また、各ギヤ段の変速比（＝入力軸回転速度Ｎ_IN／出力軸回転速度Ｎ_OUT）は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、および第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められ、第１速ギヤ段「１ｓｔ」の変速比が最も大きく、高速側（第８速ギヤ段「８ｔｈ」側）程小さくなる。なお、図１(a) の符号２６はトランスミッションケースで、符号４８は機械式のオイルポンプである。

上記クラッチＣ１〜Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路９８（図３参照）に設けられたソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブの励磁、非励磁、或いは電流値制御などにより、係合、解放状態が切り換えられるとともに係合、解放時の過渡油圧などが制御される。

図３は、図１の自動変速機１０などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量であるアクセル開度Ａccがアクセル開度センサ５２により検出されるとともに、そのアクセル開度Ａccを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル開度Ａccは出力要求量に相当する。また、エンジン３０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン３０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、吸入空気の温度Ｔ_Aを検出するための吸入空気温度センサ６２、エンジン３０の電子スロットル弁の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットルセンサ６４、車速Ｖ（出力軸２４の回転速度Ｎ_OUTに対応）を検出するための車速センサ６６、エンジン３０の冷却水温Ｔ_Wを検出するための冷却水温センサ６８、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ７０、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ７４、タービン回転速度ＮＴ（＝入力軸２２の回転速度Ｎ_IN）を検出するためのタービン回転速度センサ７６、前記第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２の回転速度ＮＳ２を検出するためのＮＳ２回転速度センサ７７、油圧制御回路９８内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_OILを検出するためのＡＴ油温センサ７８、アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２などが設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度Ｔ_A、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ、エンジン冷却水温Ｔ_W、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、タービン回転速度ＮＴ、サンギヤ回転速度ＮＳ２、ＡＴ油温Ｔ_OIL、変速レンジのアップシフト指令Ｒ_UP、ダウンシフト指令Ｒ_DN、などを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。

上記シフトレバー７２は、例えば運転席の近傍に配設され、図４に示すように、５つのレバーポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、または「Ｓ」へ手動操作されるようになっている。「Ｐ」ポジションは、自動変速機１０内の動力伝達を遮断してニュートラル状態（中立状態）とし、且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸２４の回転を阻止（ロック）するための駐車ポジションである。「Ｒ」ポジションは、後進走行を行うための後進走行ポジションで、前記第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」または第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」が成立させられる。「Ｎ」ポジションは、自動変速機１０内の動力伝達を遮断してニュートラル状態（中立状態）とするためのニュートラルポジションである。

また、「Ｄ」ポジションは、自動変速機１０の全変速範囲である第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」の総ての前進ギヤ段を用いて変速制御を行う自動変速モード（Ｄレンジ）を成立させる前進走行ポジションである。「Ｓ」ポジションは、前進ギヤ段の変速範囲を制限した複数種類の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能なシーケンシャルモード（以下、Ｓモードという）を成立させる前進走行ポジションである。この「Ｓ」ポジションには、シフトレバー７２の操作毎に変速レンジをアップ側（高速側）にシフトさせるためのアップシフト位置「＋」、シフトレバー７２の操作毎に変速レンジをダウン側（低速側）にシフトさせるためのダウンシフト位置「−」が備えられており、それ等の操作が前記アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２によって検出される。アップシフト位置「＋」およびダウンシフト位置「−」は何れも不安定で、シフトレバー７２はスプリング等の付勢手段により自動的に「Ｓ」ポジションへ戻されるようになっており、アップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」への操作回数に応じて変速レンジが変更される。

図３の電子制御装置９０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン３０の出力制御や自動変速機１０の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や変速制御用などに分けて構成される。

図５は、上記電子制御装置９０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図５において、エンジン出力制御手段１０２は、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射制御のために燃料噴射装置による燃料噴射を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置による点火時期を制御するなどしてエンジン３０の出力制御を実行する。スロットル制御は、予め記憶された関係からアクセル開度Ａccに基づいてスロットルアクチュエータを駆動し、アクセル開度Ａccが増加するほどスロットル弁開度θ_THを増加させるように行われる。

変速制御手段１０４は、自動変速機１０の変速制御を行うもので、シフトレバー７２が「Ｄ」ポジションへ操作されることにより前記自動変速モード（Ｄレンジ）を成立させ、例えば図６に示すように車速Ｖおよびアクセル開度Ａccをパラメータとして予め設定された変速マップに従って、総ての前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を用いて自動変速を行う。図６の変速マップは変速規則に相当するもので、実線はアップシフトを判断するためのアップシフト線であり、破線はダウンシフトを判断するためのダウンシフト線である。また、シフトレバー７２が「Ｓ」ポジションへ操作されることにより前記Ｓモードを成立させ、アップシフト指令Ｒ_UPやダウンシフト指令Ｒ_DNに従って図７に示すように最高速ギヤ段すなわち変速比が小さい高速側の変速範囲が異なる８つの変速レンジＤ、７、６、５、４、３、２、Ｌを順次高速側（アップ側）または低速側（ダウン側）へ切り換えるとともに、各変速レンジの変速範囲内において前記図６の変速マップに従って自動変速を行う。したがって、例えば下り坂などでシフトレバー７２をダウンシフト位置「−」へ繰り返し操作すると、変速レンジが例えば６レンジから、５レンジ、４レンジ、３レンジへ切り換えられ、第６速ギヤ段「６ｔｈ」から第５速ギヤ段「５ｔｈ」、第４速ギヤ段「４ｔｈ」、第３速ギヤ段「３ｒｄ」へ順次ダウンシフトされて、エンジンンブレーキ力が増大させられる。このＳモードで成立させられる第１速ギヤ段「１ｓｔ」は、エンジンブレーキ作用が得られるように前記ブレーキＢ２が係合させられる。上記Ｓモードは手動変速モードに相当し、そのＳモードで運転者のシフトレバー操作に従って切り換えられる複数の変速レンジは変速要素であり、アップシフト指令Ｒ_UPおよびダウンシフト指令Ｒ_DNは変速指令に相当する。

電子制御装置９０はまた、上記Ｓモードでの走行時であっても所定の強制切換条件を満足する場合には、変速レンジを強制的に切り換えるＳモード時レンジ自動切換手段１１０を備えている。Ｓモード時レンジ自動切換手段１１０は、手動変速規制手段１１２、規制解除手段１１４、および操作回数検知手段１１６を備えており、図８のフローチャートに従って信号処理を行う。図８のステップＳ２およびＳ３は、Ｓモード時レンジ自動切換手段１１０の主要部で、ステップＳ２は強制切換条件を満足するか否かを判断するステップである。また、ステップＳ７は手動変速規制手段１１２に相当し、ステップＳ６およびＳ９は規制解除手段１１４に相当し、ステップＳ５およびＳ８は操作回数検知手段１１６に相当する。なお、規制解除手段１１４および操作回数検知手段１１６を合わせて請求項１の規制解除手段と見做すこともできる。

図８のステップＳ１では手動変速モード実行中か否か、すなわちシフトレバー７２が「Ｓ」ポジションへ操作されて前記Ｓモードによる変速制御が行われているか否かを判断し、Ｓモードでなければそのまま終了するが、Ｓモードの場合にはステップＳ２以下を実行する。ステップＳ２ではエンジン回転速度ＮＥが所定の上限値ＮＥmax 以上か否かを判断し、ＮＥ＜ＮＥmax の場合にはそのまま終了するが、ＮＥ≧ＮＥmax の場合にはステップＳ３以下を実行する。上限値ＮＥmax は、エンジン３０がオーバー回転となる前にアップシフトが行われるように、予め一定値が定められるか、その時のギヤ段或いはエンジン回転速度ＮＥの変化速度等に基づいて設定される。本実施例では、エンジン回転速度ＮＥが上限値ＮＥmax 以上であることが強制切換条件である。なお、エンジン回転速度ＮＥの代りに、タービン回転速度ＮＴや出力軸回転速度Ｎ_OUTなどエンジン回転速度ＮＥに対して略一定の関係を有する回転速度を用いることも可能である。

ステップＳ３では、現在の変速レンジよりも一つだけ高速側の変速レンジに強制的に切り換える自動アップシフトを実施する。このように変速レンジが高速側へ切り換えられると、最高速ギヤ段が高速側へ１つ増加する一方、前記図６の変速マップはエンジン３０がオーバー回転とならないように前記上限値ＮＥmax よりも低い回転速度でアップシフトが行われるように定められているため、変速レンジが高速側へ１つ切り換えられることにより、自動変速機１０のギヤ段は新たな最高速ギヤ段へアップシフトされる。これにより、エンジン回転速度ＮＥが低下させられ、オーバー回転が回避される。図９は、Ｓモード時に強制的に自動アップシフトが行われた場合の変速レンジ指令値のタイムチャートの一例で、時間ｔ₁は、ステップＳ２の判断がＹＥＳ（肯定）となってステップＳ３が実行され、自動アップシフト指令が出力された時間であり、２レンジから３レンジへ切り換える場合である。この図９はあくまでも変速レンジの指令値のタイムチャートで、必ずしもギヤ段の指令値と一致するわけではないが、第２速ギヤ段「２ｎｄ」から第３速ギヤ段「３ｒｄ」への変速指令は略同時に行われる。ステップＳ３ではまた、運転者の手動操作によるアップシフトの禁止履歴を表すフラグＮｕをリセットして「０」にする。

次のステップＳ４では、所定の規制終了条件を達成したか否かを判断し、規制終了条件に達していない間はステップＳ５以下を実行するが、規制終了条件を達成した場合には一連の制御を終了する。規制終了条件は、ステップＳ３の自動アップシフトを知らない運転者のシフトレバー操作（手動操作）によるアップシフト指令Ｒ_UPで、アップシフトが重複して行われることを防止するためのもので、本実施例では自動アップシフト判定（ステップＳ２がＹＥＳとなった時間）からの経過時間が所定時間ｔｉｍＵを経過したか否かによって判断する。所定時間ｔｉｍＵは、運転者が自動アップシフト実行中であることを認識できるようになるまでの時間で、変速の種類等に応じて予め設定される。すなわち、運転者が自動アップシフトを認識できるようになれば、それ以後は手動操作に従って変速レンジを切り換えれば良いため、運転者が自動アップシフト実行中であることを認識できない間だけ規制すれば良いのである。

ステップＳ５では、運転者がアップシフト操作を行ったか否か、すなわちシフトレバー７２がアップシフト位置「＋」へ操作されてアップシフト指令Ｒ_UPが入力されたか否かを判断し、アップシフト指令Ｒ_UPが入力されなければステップＳ４を繰り返す。アップシフト操作が行われた場合には、ステップＳ５に続いてステップＳ６を実行し、手動アップシフト禁止履歴を表すフラグＮｕが「１」か否かを判断する。この手動アップシフト禁止履歴を表すフラグＮｕは、ステップＳ３で「０」にリセットされているため、最初のアップシフト操作時にはＮｕ＝０でステップＳ６の判断はＮＯ（否定）となり、ステップＳ７を実行する。

ステップＳ７では、運転者のアップシフト操作に伴うアップシフトを禁止する。これにより、自動アップシフトと重複して変速レンジが高速側へ切り換えられ、運転者の意に反して飛越しアップシフトや２速の連続アップシフトが行われることが防止される。そして、次のステップＳ８で手動アップシフト禁止履歴を表すフラグＮｕを「１」にした後、ステップＳ４以下を繰り返す。

上記ステップＳ８で手動アップシフト禁止履歴を表すフラグＮｕが「１」とされることから、運転者が２速以上のアップシフトを意図してアップシフト操作を２回以上行った場合には、ステップＳ５に続いて実行されるステップＳ６の判断はＹＥＳ（肯定）となる。このため、そのステップＳ６に続いてステップＳ９を実行し、ステップＳ３の自動アップシフトとは別にアップシフト操作に従って変速レンジを更に１つ高速側へ切り換える。これにより、最高速ギヤ段が更に高速側へ１つ増加し、図６のアップシフト条件を満たせばその最高速ギヤ段まで飛びアップシフト、或いは２速の連続アップシフトが行われる。図９の時間ｔ₂は、２回目のアップシフト操作が行われてステップＳ６の判断がＹＥＳ（肯定）となり、ステップＳ９が実行されてアップシフト指令が出力された時間であり、前記所定時間ｔｉｍＵを経過する前でも、運転者のアップシフト操作に従って３レンジから４レンジへ切り換えられる。アップシフト操作が３回行われた場合には、再びステップＳ９が実行されることにより、変速レンジが更に１つ高速側へ切り換えられ、図６の変速マップに従ってアップシフトが行われる。

なお、アップシフト操作が２回行われてステップＳ９を実行した後は、ステップＳ４の規制終了条件を達成する前であっても一連の自動アップシフト時の制御を終了し、運転者のシフトレバー操作に従って変速レンジのアップダウンを行う通常のＳモードの変速制御へ移行するようにしても良い。また、１回目のアップシフト操作時にステップＳ６に続いてステップＳ７を実行し、そのアップシフト操作に伴うアップシフトを禁止した後に、一連の自動アップシフト時の制御を終了して通常のＳモードの変速制御へ移行するようにしても良い。

このように、本実施例の車両用自動変速機の変速制御装置においては、手動変速モードであるＳモードでの走行時に、エンジン３０のオーバー回転を回避するためにステップＳ３で強制的な自動アップシフトが実施される場合に、所定の規制終了条件を達成してステップＳ４の判断がＹＥＳ（肯定）となる前であっても、運転者がシフトレバー７２をアップシフト位置「＋」へ操作するアップシフト操作を２回以上行った場合にはステップＳ９を実行し、ステップＳ３の自動アップシフトとは別にアップシフト操作に従って変速レンジを更に１つ高速側へ切り換える。すなわち、１回目のアップシフト操作によるアップシフト指令Ｒ_UPは、ステップＳ３の自動アップシフトで置き換えることができるためキャンセルし、２回以上操作された場合には、運転者が２速以上の変速を意図しているものと判断して、そのアップシフト操作に従って変速レンジを切り換えるようにしたのであり、これにより、エンジン３０のオーバー回転を回避するために強制的なアップシフトが実施されている場合でも運転者の意図に合致した変速制御が行われるようになる。

これに対し、従来は所定の規制終了条件を達成してステップＳ４の判断がＹＥＳ（肯定）となるまで、運転者のアップシフト操作によるアップシフト指令Ｒ_UPがキャンセルされるため、運転者が２速以上のアップシフトを意図してアップシフト操作を２回以上行っても、図９に点線で示すように強制的な自動アップシフトが行われるだけで３レンジに保持されるため、運転者に違和感を生じさせる可能性がある。

なお、上記実施例は、シフトレバー７２をアップシフト位置「＋」またはダウンシフト位置「−」へ操作するシフトレバー操作で変速レンジを切り換える場合であるが、そのシフトレバー操作でギヤ段そのものを切り換える場合、すなわちアップシフト指令Ｒ_UPが入力される毎に前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を１速ずつアップ側（高速側）へ切り換える一方、ダウンシフト指令Ｒ_DNが入力される毎に前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を１速ずつダウン側（低速側）へ切り換える場合にも、本発明は適用され得る。その場合はギヤ段が変速要素である。

図１０〜図１２は、このようにＳモードでギヤ段そのものを手動操作で切り換える場合の実施例で、図１０は前記図５に対応する機能ブロック線図であり、前記Ｓモード時レンジ自動切換手段１１０の替わりにＳモード時ギヤ段自動切換手段１２０を備えている。このＳモード時ギヤ段自動切換手段１２０は、前記実施例のようにエンジン３０のオーバー回転を回避するために強制的にアップシフトを行うだけでなく、エンジン３０のノッキングやエンジンストールを防止するために強制的にダウンシフトを行うように構成されており、手動変速規制手段１２２、規制解除手段１２４、および操作回数検知手段１２６を備えている。そして、強制的な自動アップシフトに関しては、前記図８のフローチャートと同様にして、その自動アップシフトの実行時であっても一定の条件下で手動操作によるアップシフトを実行する一方、強制的な自動ダウンシフトに関しては、図１１のフローチャートに従って自動ダウンシフトの実行時であっても一定の条件下で手動操作によるダウンシフトを実行する。図１１のステップＲ２およびＲ３は、Ｓモード時ギヤ段自動切換手段１２０によって強制的に自動ダウンシフトを行う主要部で、ステップＲ２は強制切換条件を満足するか否かを判断するステップである。また、ステップＲ７は手動変速規制手段１２２に相当し、ステップＲ６およびＲ９は規制解除手段１２４に相当し、ステップＲ５およびＲ８は操作回数検知手段１２６に相当する。なお、規制解除手段１２４および操作回数検知手段１２６を合わせて請求項１の規制解除手段と見做すこともできる。

図１１のステップＲ１では手動変速モード実行中か否か、すなわちシフトレバー７２が「Ｓ」ポジションへ操作されてＳモードによる変速制御が行われているか否かを判断し、Ｓモードでなければそのまま終了するが、Ｓモードの場合にはステップＲ２以下を実行する。ステップＲ２ではエンジン回転速度ＮＥが所定の下限値ＮＥmin 以下か否かを判断し、ＮＥ＞ＮＥmin の場合にはそのまま終了するが、ＮＥ≦ＮＥmin の場合にはステップＲ３以下を実行する。下限値ＮＥmin は、エンジン３０がノッキングを発生する前にダウンシフトが行われるように、予め一定値が定められるか、その時のギヤ段或いはエンジン回転速度ＮＥの変化速度等に基づいて設定される。本実施例では、エンジン回転速度ＮＥが下限値ＮＥmin 以下であることが強制切換条件である。なお、エンジン回転速度ＮＥの代りに、タービン回転速度ＮＴや出力軸回転速度Ｎ_OUTなどエンジン回転速度ＮＥに対して略一定の関係を有する回転速度を用いることも可能である。

ステップＲ３では、現在のギヤ段よりも一つだけ低速側のギヤ段に強制的に切り換える自動ダウンシフトを実施する。これにより、エンジン回転速度ＮＥが上昇させられ、ノッキングやエンジンストールが回避される。図１２は、Ｓモード時に強制的に自動ダウンシフトが行われた場合のギヤ段指令値のタイムチャートの一例で、時間ｔ₁は、ステップＲ２の判断がＹＥＳ（肯定）となってステップＲ３が実行され、自動ダウンシフト指令が出力された時間であり、第６速ギヤ段「６ｔｈ」から第５速ギヤ段「５ｔｈ」へダウンシフトする場合である。ステップＲ３ではまた、運転者の手動操作によるダウンシフトの禁止履歴を表すフラグＮｄをリセットして「０」にする。

次のステップＲ４では、所定の規制終了条件を達成したか否かを判断し、規制終了条件に達していない間はステップＲ５以下を実行するが、規制終了条件を達成した場合には一連の制御を終了する。規制終了条件は、ステップＲ３の自動ダウンシフトを知らない運転者のシフトレバー操作（手動操作）によるダウンシフト指令Ｒ_DNで、ダウンシフトが重複して行われることを防止するためのもので、本実施例では自動ダウンシフト判定（ステップＲ２がＹＥＳとなった時間）からの経過時間が所定時間ｔｉｍＤを経過したか否かによって判断する。所定時間ｔｉｍＤは、運転者が自動ダウンシフト実行中であることを認識できるようになるまでの時間で、変速の種類等に応じて予め設定される。すなわち、運転者が自動ダウンシフトを認識できるようになれば、それ以後は手動操作に従ってギヤ段を切り換えれば良いため、運転者が自動ダウンシフト実行中であることを認識できない間だけ規制すれば良いのである。

ステップＲ５では、運転者がダウンシフト操作を行ったか否か、すなわちシフトレバー７２がダウンシフト位置「−」へ操作されてダウンシフト指令Ｒ_DNが入力されたか否かを判断し、ダウンシフト指令Ｒ_DNが入力されなければステップＲ４を繰り返す。ダウンシフト操作が行われた場合には、ステップＲ５に続いてステップＲ６を実行し、手動ダウンシフト禁止履歴を表すフラグＮｄが「１」か否かを判断する。この手動ダウンシフト禁止履歴を表すフラグＮｄは、ステップＲ３で「０」にリセットされているため、最初のダウンシフト操作時にはＮｄ＝０でステップＲ６の判断はＮＯ（否定）となり、ステップＲ７を実行する。

ステップＲ７では、運転者のダウンシフト操作に伴うダウンシフトを禁止する。これにより、自動ダウンシフトと重複してギヤ段が低速側へ切り換えられ、運転者の意に反して飛越しダウンシフトや２速の連続ダウンシフトが行われることが防止される。そして、次のステップＲ８で手動ダウンシフト禁止履歴を表すフラグＮｄを「１」にした後、ステップＲ４以下を繰り返す。

上記ステップＲ８で手動アップシフト禁止履歴を表すフラグＮｄが「１」とされることから、運転者が２速以上のダウンシフトを意図してダウンシフト操作を２回以上行った場合には、ステップＲ５に続いて実行されるステップＲ６の判断はＹＥＳ（肯定）となる。このため、そのステップＲ６に続いてステップＲ９を実行し、ステップＲ３の自動ダウンシフトとは別にダウンシフト操作に従ってギヤ段を更に１つ低速側へ切り換える。これにより、飛びダウンシフト或いは２速の連続ダウンシフトが行われる。図１２の時間ｔ₂は、２回目のダウンシフト操作が行われてステップＲ６の判断がＹＥＳ（肯定）となり、ステップＲ９が実行されてダウンシフト指令が出力された時間であり、前記所定時間ｔｉｍＤを経過する前でも、運転者のダウンシフト操作に従って第５速ギヤ段「５ｔｈ」から第４速ギヤ段「４ｔｈ」へ切り換えられる。ダウンシフト操作が３回行われた場合には、再びステップＲ９が実行されることにより、ギヤ段が更に１つ低速側へ切り換えられてダウンシフトが行われる。

なお、ダウンシフト操作が２回行われてステップＲ９を実行した後は、ステップＲ４の規制終了条件を達成する前であっても一連の自動ダウンシフト時の制御を終了し、運転者のシフトレバー操作に従ってギヤ段のアップダウンを行う通常のＳモードの変速制御へ移行するようにしても良い。また、１回目のダウンシフト操作時にステップＲ６に続いてステップＲ７を実行し、そのダウンシフト操作に伴うダウンシフトを禁止した後に、一連の自動ダウンシフト時の制御を終了して通常のＳモードの変速制御へ移行するようにしても良い。

このように、手動変速モードであるＳモードでの走行時に、エンジン３０のノッキングやエンジンストールを回避するためにステップＲ３で強制的な自動ダウンシフトが実施される場合に、所定の規制終了条件を達成してステップＲ４の判断がＹＥＳ（肯定）となる前であっても、運転者がシフトレバー７２をダウンシフト位置「−」へ操作するダウンシフト操作を２回以上行った場合にはステップＲ９を実行し、ステップＲ３の自動ダウンシフトとは別にダウンシフト操作に従ってギヤ段を更に１つ低速側へ切り換える。すなわち、１回目のダウンシフト操作によるダウンシフト指令Ｒ_DNは、ステップＲ３の自動ダウンシフトで置き換えることができるためキャンセルし、２回以上操作された場合には、運転者が２速以上の変速を意図しているものと判断して、そのダウンシフト操作に従ってギヤ段を切り換えるようにしたのであり、これにより、エンジン３０のノッキングやエンジンストールを回避するために強制的なダウンシフトが実施されている場合でも運転者の意図に合致した変速制御が行われるようになる。

これに対し、従来は所定の規制終了条件を達成してステップＲ４の判断がＹＥＳ（肯定）となるまで、運転者のダウンシフト操作によるダウンシフト指令Ｒ_DNがキャンセルされるため、運転者が２速以上のダウンシフトを意図してダウンシフト操作を２回以上行っても、図１２に点線で示すように強制的な自動ダウンシフトが行われるだけで第５速ギヤ段「５ｔｈ」に保持されるため、運転者に違和感を生じさせる可能性がある。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された車両用自動変速機を説明する図で、(a) は骨子図、(b) は各変速段を成立させるための係合要素の作動状態を説明する作動表である。図１の車両用自動変速機において、変速段毎に各回転要素の回転速度を直接で結ぶことができる共線図である。図１の車両用自動変速機が備えている制御系統の要部を説明するブロック線図である。図３のシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。図３の電子制御装置が備えている機能を説明するブロック線図である。図１の車両用自動変速機の変速段を運転状態に応じて自動的に切り換える変速マップの一例を説明する図である。図４のシフトレバーの操作で切り換えられる変速レンジを説明する図である。図５のＳモード時レンジ自動切換手段による信号処理の内容を具体的に説明するフローチャートである。図８のフローチャートに従って自動アップシフトが行われる場合の変速レンジ指令値の変化を説明するタイムチャートの一例である。Ｓモードでギヤ段を直接切り換える場合の実施例を説明する図で、前記図５に対応する機能ブロック線図である。図１０のＳモード時ギヤ段自動切換手段による信号処理の内容を具体的に説明するフローチャートである。図１１のフローチャートに従って自動ダウンシフトが行われる場合のギヤ段指令値の変化を説明するタイムチャートの一例である。

符号の説明

１０：自動変速機７２：シフトレバー９０：電子制御装置１０４：変速制御手段１１０：Ｓモード時レンジ自動切換手段（自動切換手段）１１２、１２２：手動変速規制手段１１４、１２４：規制解除手段１１６、１２６：操作回数検知手段１２０：Ｓモード時ギヤ段自動切換手段（自動切換手段）Ｓモード：シーケンシャルモード（手動変速モード）Ｒ_UP：アップシフト指令（変速指令）Ｒ_DN：ダウンシフト指令（変速指令）

Claims

自動変速機の複数の変速比或いは変速レンジから成る変速要素を、運転者の手動操作による変速指令に従って順次高速側或いは低速側へ切り換える手動変速モードを備えているとともに、
前記手動変速モードの実行時であっても、予め定められた強制切換条件を満足する場合には、前記変速要素を自動的に切り換える自動切換手段と、
該自動切換手段によって前記変速要素を自動的に切り換える際の自動変速実行時には、運転者の手動操作による変速指令に従う該変速要素の切換を禁止する手動変速規制手段と、
を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、
前記手動変速規制手段によって前記手動操作による変速指令に従う前記変速要素の切換を禁止する規制が実行されている時に、該変速要素を切り換えるための変速指令の手動操作が行われた場合、１回目の手動操作による変速指令に従う前記変速要素の切換については前記手動変速規制手段による禁止を許容するが、２回目以降の手動操作による変速指令に従う該変速要素の切換については該手動変速規制手段による禁止を解除し、該手動操作による変速指令に従って前記変速要素が切り換えられるようにする規制解除手段を設けた
ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。