JP5383921B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、手動操作による変速指令が可能な自動変速機の制御装置に関する。

自動車用自動変速機の多くは、自動変速機モードに加えて、手動変速機モードを有する。特許文献１には、このような自動変速機において、手動変速モード時に自動変速する技術が開示されている。

ここで、特許文献１に記載のように手動変速モードにおける自動変速の場合を検討する。例えば、運転者がアクセルペダルを一気に踏み込むことでダウンシフトを行う所謂キックダウン指令が生じた際に、手動変速によりアップシフト操作を行った場合を想定する。このとき、ダウンシフト指令とアップシフト指令とが同時に生じることとなり、指令が相殺されることによって自動変速が達成されない。ここで、自動変速と逆方向の手動変速操作は運転者の誤操作であることが多いのが実情であり、このような誤操作に基づいて自動変速が為されないことで、結果として運転性が低下するという問題があった。

特開平７−８３３２７号公報

本発明の目的は、運転性の低下を招くことなく変速操作を達成可能な自動変速機の制御装置を提供することにある。
本発明では、変速マップによる自動ダウンシフト変速中、又は、手動操作に係らず行われる強制ダウンシフト変速中、自動ダウンシフト変速又は強制ダウンシフト変速と逆方向の手動アップシフト操作が行われたときに、一回目の前記手動アップシフト操作に基づくアップシフト変速を禁止し、二回目以降の逆方向の手動アップシフト操作に基づくアップシフト変速を許可する。

よって、誤操作の可能性が高い自動ダウンシフト変速又は強制ダウンシフト変速中の一回目の手動アップシフト操作に基づく変速を無効とすることで、本来、運転者が希望した変速を適正に行うことができ、運転性の向上を図ることができる。また、二回目以降の手動アップシフト操作は運転者の意図である可能性が高いため、二回目以降の手動アップシフト操作による変速は許可することで、運転者の意図に沿った変速を行うことができ、運転性の向上を図ることができる。

実施例の自動変速機の制御装置の概略を示すシステム図である。 実施例のシフトレバーデバイスの構成を示す概略図である。 実施例の強制変速マップを表す変速線図である。 実施例の誤操作防止制御処理を表すフローチャートである。 実施例の誤操作防止制御処理を表すタイムチャートである。

図１は実施例の自動変速機の制御装置の概略を示すシステム図である。図１のように、エンジン１０及び自動変速機１１は、エンジン用電子制御装置１２及び変速用電子制御装置１５によって制御される。エンジン用電子制御装置１２は、スロットル開度センサ１３から入力されるスロットル開度と、車速センサ１４から入力される車速とに基づいてエンジン１０の制御を行う。具体的には、走行状態に応じて図示しない燃料噴射弁及び点火装置の制御を行う。

変速用電子制御装置１５は、スロットル開度センサ１３から入力されるスロットル開度と、車速センサ１４から入力される車速と、操作位置センサ１６が検出したシフトレバー１７の位置と、アップシフトスイッチ１８及びダウンシフトスイッチ１９から入力されるアップシフト／ダウンシフト信号を入力する。そして、予め設定された変速マップに基づいて、走行状態に応じた適切な変速段（つまりギアポジションＧＰ）を求め、油圧制御回路２０に対し、適切な変速段を達成するための指令値を出力する。変速マップとは、横軸に車速、縦軸にスロットル開度を取った平面に適切な変速段領域が設定されており、現時点での車速とスロットル開度で特定される運転点が属する領域の変速段を目標変速段として設定する周知の構成であり、詳細は説明しない。

また、変速用電子制御装置１５は、後述する手動変速モードでは、変速マップとは独立して所望の変速段指令を出力できる構成であり、シフトスイッチ等により手動変速指令が出力されると、変速マップを用いた自動変速モードから手動変速モードに切り換えられ、要求された変速段に変速する。
油圧制御回路２０は、自動変速機１１内に備えられた図示しないクラッチやブレーキ等を作動させるための制御油圧を供給する。変速用電子制御装置１５から適切な変速段を達成すべき制御信号が出力されると、油圧制御回路２０内に備えられたソレノイド２１，２２に対し、各変速制御用の指令信号が出力される。また、油圧制御回路２０内に設けられた油温センサ２３は、作動油の温度を検知して変速用電子制御装置１５へ出力する。尚、図示の油圧制御回路２０では、ソレノイドが例として二つ示されるのみであるが、実際には動作させるべき自動変速機１１内のアクチュエータの数等に応じた個数が設けられている。

図２は実施例のシフトレバーデバイスの構成を示す概略図である。図２のシフトレバーデバイス１７では、自動変速機による自動的なアップシフト・ダウンシフトを行う自動変速モードと、運転者の手動操作によるシフトアップ・シフトダウンを行う手動変速モードの双方のモードによる操作が可能に構成されている。図２のシフトレバーデバイス１７において、セレクトレバー２４により、「Ｐ」レンジ、「Ｒ」レンジ、「Ｎ」レンジ、「Ｄ」レンジ、「２」レンジ、「１」レンジに加え、「Ｍ」レンジ（手動変速モード）を選択可能に構成されている。ここで「Ｄ」レンジが自動変速モードである。

シフトレバーデバイス１７には、セレクトレバー２４を案内する略Ｈ字型のガイド溝２５が形成されており、セレクトレバー２４を「Ｄ」レンジ側から右側に倒した位置が「Ｍ」レンジになり、「Ｍ」レンジ位置にて前後に傾倒可能に構成されている。「Ｍ」レンジにおいてセレクトレバー２４を前方（＋方向）へ倒すと、アップシフトスイッチ１８（図１参照）が作動し、シフトアップ信号（Ｍ＋）が変速用電子制御装置１５へ送られ、後方（−方向）へ倒すと、ダウンシフトスイッチ１９が作動してシフトダウン信号（Ｍ−）が変速用電子制御装置１５へ送られる。変速用電子制御装置１５では、１回目のセレクトレバー２４の操作で生じるシフトアップ信号及びダウンシフト信号によって１変速段分の変速を判断する。具体的には、現在の変速段が第ｎ速のときにアップシフト信号が１回入力されると、第（ｎ＋１）速への変速と判断し、第ｎ速のときにダウンシフト信号が１回入力されると、第（ｎ−１）速への変速と判断する。

本実施例ではさらに、ステアリングホイールにシフトスイッチを設け、スイッチの上側を押すとアップシフト、下側を押すとダウンシフトを指令することもできる。また、ステアリングホイールにシフトスイッチを設ける代わりに、ステアリングコラムにレバー型のシフトスイッチを設け、レバーを上方に持ち上げるとアップシフトスイッチが作動し、下方へ押し下げるとダウンシフトスイッチが作動するように構成してもよい。このような構成の場合、「Ｍ」レンジが選択されることなくシフトアップ信号やシフトダウン信号が出力される場合があるため、自動変速中に手動変速による指令を受け得る。この場合には、基本的に手動操作による変速動作を優先して自動変速モードから手動変速モードに切り替えつつ、アップシフトやダウンシフトを実施する。

実施例の自動変速機の制御装置において、自動変速モードが選択されているときは、変速マップに基づいて走行状態に応じた適切な変速段が選択され、この適切な変速段に向けて変速指令が出力される。手動変速モードが選択されているときは、基本的には運転者の手動操作に基づく変速が実行されるが、状況に応じて強制的に変速する強制変速も実行される。以下、強制変速について説明する。

まず、強制アップシフトについて説明すると、エンジン回転数が限界回転数付近（オーバーレブ状態）に到達した場合、エンジン保護の観点から、エンジン回転数を低下させるべく、運転者の操作に係らず強制的にアップシフトする。次に、強制ダウンシフトについて説明する。図３は実施例の強制変速マップを表す変速線図である。例えば、手動変速モードが選択され、現時点で２速が選択されていたとする。このとき、強制ダウンシフト線が設定された強制変速マップ内に、現在の車速とスロットル開度とによって規定される運転点が設定される。この状態で、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込むと、手動変速モードが選択されていたとしても、図３内の矢印（Ａ）に示すように、運転点は強制ダウンシフト線を横切って２速領域から１速領域に遷移するため、１速への強制ダウンシフトが実行される。これは、所謂キックダウンといわれる制御であり、手動変速モードでも採用されている。これにより、運転者のアクセルペダル操作に応じた車両の運動性能を達成する。

また、車速低下に伴ってエンジンストールの発生が懸念されるときは、図３内の矢印（Ｂ）に示すように、運転点は強制ダウンシフト線を横切って２速領域から１速領域に遷移するため、１速への強制ダウンシフトが実行される。この強制ダウンシフト線は各変速段において設定されており、それぞれ手動変速モードにおいて選択されている変速段に応じて適宜マップが選択されて制御される。

上述したように、自動変速中又は強制変速中（以下、これら手動操作以外の指令に基づいて変速する状態を、総称して「意図外変速中」と記載する。）に、運転者の手動操作に基づいて意図外変速と逆方向のアップシフト信号やダウンシフト信号が出力された場合、どのように対処するかが問題となる。すなわち、自動変速は燃費の向上や運動性能の確保といった要請に基づいて行われ、同様に、強制変速はエンジン保護、エンジンストール防止、運動性能の確保といった要請に基づいて行われるものである。このとき、手動操作により意図外変速と逆方向の信号が出力されると、意図外変速はキャンセルされてしまい、上記各要請に応えられない。

手動操作による変速指令が運転者の意図として確実ならばさほど問題にはならない（もしくは意図通りであり問題ない）。しかしながら、実際の運転状況を詳細に検討してみると、運転者の誤操作によって手動変速による変速信号が出力されている場合が多いことが理解されてきた。また、運転者が意図的に手動操作を行うときは、最初の手動操作によって変速がキャンセルされた場合、再度の手動操作を行って変速を実行しようとすることも理解されてきた。

運転者は基本的にアクセル操作によって車両の駆動力をコントロールしているため、特にキックダウン変速が行われるようなアクセル操作に基づく運転者の意図と、手動操作によるアップシフト変速とを比較すると、手動操作の方が誤操作である可能性が高いのである。

これらを踏まえ、実施例では、意図外変速中に、この変速とは逆方向の変速指令が出力されたときは、一回目の手動操作に基づく変速をキャンセル（つまり禁止）し、二回目以降の手動操作に基づく変速を許可する誤操作防止制御を導入することとした。実施例では、意図外ダウンシフト中に手動操作によるマニュアルアップシフト指令が出力されたときに、誤操作防止制御を実施することとした。
尚、実施例において、意図外アップシフト中における逆方向の手動操作による変速（手動操作によるダウンシフト指令）は運転者の誤操作であるとは限らないため、一回目の手動操作から変速を許可している。例えば、アクセルペダルから足を素早く離したことで意図外アップシフトされるような場合、運転者は減速度を欲しているからアクセルペダルを離したと考えることが妥当である。このとき、更にエンジンブレーキ力を得る為にアップシフトを回避してダウンシフト要求を手動操作によって出すことが考えられるからである。

〔誤操作防止制御処理〕
図４は実施例の誤操作防止制御処理を表すフローチャートである。このフローチャートでは、自動変速モード中及び手動変速モード中のいずれの場合であっても、シフトスイッチ等から手動変速によるシフト信号が出力されたときに、手動操作による変速を実行するか否かを示す。
ステップＳ１では、手動操作によるアップシフト要求（Ｍ＋操作）が有るか否かを判断し、アップシフト要求があるときはステップＳ２に進み、アップシフト要求が無いときはステップＳ７に進む。

ステップＳ２では、意図外変速中か否かを判断し、意図外変速中と判断したときはステップＳ３に進み、非変速状態である定常状態もしくは手動変速モードによる変速中のときはステップＳ５に進む。
ステップＳ３では、意図外変速がダウンシフトか否かを判断し、意図外アップシフトのときは、意図外変速によって変速される変速方向と、手動操作によって変速される変速方向とが同一方向であるからステップＳ５に進む。一方、意図外変速がダウンシフトのとき、つまり意図外変速によって変速される変速方向と、手動操作によって変速される変速方向とが逆方向のときはステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、手動操作に基づくアップシフトを一回無視したか否かを判断し、一回無視したときはステップＳ５に進み、一回も無視していないときはステップＳ６に進んでアップシフト指令を無視する。これら無視したか否かは後述する一回無視フラグのオン・オフにより判断する。

ステップＳ５では、運転者の要求変速段を（現在の目標変速段＋１）の値にセットしてステップＳ９に進む。すなわち、アップシフト要求を出力する。
ステップＳ６では、運転者の要求変速段を（現在の目標変速段）の値のまま維持してステップＳ９に進む。すなわち、変速段のキープ要求を出力する。

ステップＳ７では、手動操作によるダウンシフト要求（Ｍ−操作）が有るか否かを判断し、ダウンシフト要求があるときはステップＳ８に進み、ダウンシフト要求が無いときは手動操作が何ら為されていないことからステップＳ６に進む。
ステップＳ８では、運転者の要求変速段を（現在の目標変速段−１）の値にセットしてステップＳ９に進む。すなわち、ダウンシフト要求を出力する。

ステップＳ９では、運転者の要求変速段はエンジン過回転（すなわち、オーバレブ）しないか否かを判断し、オーバレブすると判断したときはステップＳ１３に進み、オーバレブしないと判断したときはステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、運転者の要求変速段はエンジンストールしないか否かを判断し、エンジンストールすると判断したときはステップＳ１２に進み、エンジンストールしないと判断したときはステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、次の目標変速段を運転者の要求変速段に沿って設定する。すなわち、運転者の要求を受け付ける。
ステップＳ１２では、次の目標変速段を（運転者の要求変速段−１）の値として設定する。すなわち、運転者の要求変速段に対して１段階ダウンシフトした変速段を目標変速段に設定することでエンジンストールを回避する。
ステップＳ１３では、次の目標変速段を（運転者の要求変速段＋１）の値として設定する。すなわち、運転者の要求変速段に対して１段階アップシフトした変速段を目標変速段に設定することでオーバレブを回避する。

次に、上記制御フローに基づく作用について説明する。図５は実施例の誤操作防止制御処理を表すタイムチャートである。初期条件として自動変速モードが選択され、第ｎ速が選択されているときに、ダウンシフト変速線を横切って自動的に第（ｎ−１）速へダウンシフト制御が実行される状態を表す。尚、手動変速モードを選択中に強制ダウンシフト制御が実行される場合も基本的に同じ動作である。

図５中、「NxtGp」とは変速用電子制御装置１５において設定される目標変速段を表し、「CurGp」とは実変速段を表し、「Ｍ＋操作」とはアップシフトスイッチ１８がオンとなる状態を表し、「モード」とは自動変速モードと手動変速モードの選択状態を表し、「Ｍ信号」とは実際に受け付けられたアップシフトスイッチ１８のオン信号を表し、「Ｍ変速」とはＭ信号に基づいて変速要求を出力している状態を表し、「一回無視フラグ」とは意図外変速中に「Ｍ＋操作」の一回目を無視したときにオンとなり、意図外変速が終了した時点でクリアされるフラグを表す。

時刻ｔ１において、車速の低下によって変速マップのダウンシフト線を横切り、目標変速段が第（ｎ−１）速に設定され、第ｎ速から第（ｎ−１）速へダウンシフト制御が行われる。尚、車速の低下に限らず、キックダウン等によってダウンシフトを行う場合であっても同様である。
ダウンシフト制御を実施中の時刻ｔ２において、運転者により手動でのアップシフト操作つまり「Ｍ＋操作」が行われ、自動変速モードから手動変速モードに切り替わる。ただし、このときは自動変速モードによるダウンシフト制御中であるため、一回目の「Ｍ＋操作」は無視され、一回無視フラグがオンとなる。これにより、誤操作の可能性が高い一回目の逆方向手動操作を無効にすることができ、本来運転者が希望した変速を適正に行うことができるため、運転性の向上を図ることができる。

時刻ｔ３において、自動変速モード時に開始されたダウンシフト制御が継続中に二回目の「Ｍ＋操作」が為されると、この手動操作は受け付けられる。よって、Ｍ信号として「Ｍ＋」が出力され、目標変速段が第（ｎ−１）速から第ｎ速になり、Ｍ変速がオンとなって手動変速による変速要求が出力される。ただし、自動変速モード時に開始されたダウンシフト制御が終了していないため、この制御が終了するまでは待機状態となる。すなわち、二回目以降の手動操作は運転者の意図である可能性が高いため、二回目以降の手動操作による変速を許可することで、運転者の希望する変速を行い、運転性を向上するものである。

時刻ｔ４において、自動変速モード時に開始されたダウンシフト制御が終了すると、実変速段は第（ｎ−１）速段になる。このとき、「Ｍ変速」がオンであり、目標変速段が第ｎ速であるから、アップシフト制御を開始する。時刻ｔ５において、ダウンシフト制御の終了に伴い一回無視フラグはクリアされる。
時刻ｔ６において、Ｍ信号に基づくアップシフト制御が終了すると、実変速段は第ｎ速となり、目標変速段と実変速段とが一致することで「Ｍ変速」はオフとされ、変速制御を終了する。

以上説明したように、この実施例では、下記のような利点を有する。
実施例の変速用電子制御装置１５では、予め設定された変速マップに基づいて変速を行う自動変速モードと、運転者の手動操作に基づいて変速を行う手動変速モードと、自動変速モードが選択され、変速マップによる自動変速中、又は、手動変速モードが選択され、手動操作に係らず行われる強制変速中、自動変速又は強制変速と逆方向の手動操作が行われたとき、ステップＳ４→ステップＳ６に示すように、一回目の手動操作に基づく変速を禁止し、ステップＳ４→ステップＳ５に示すように、二回目以降の逆方向の手動操作に基づく変速を許可する誤操作防止制御処理を実施する。
これにより、誤操作の可能性が高い一回目の手動操作に基づく変速を無効とすることで、本来、運転者が希望した変速を適正に行うことができ、運転性の向上を図ることができる。また、二回目以降の手動操作は運転者の意図である可能性が高いため、二回目以降の手動操作による変速は許可することで、運転者の意図に沿った変速を行うことができ、運転性の向上を図ることができる。

さらに、制御装置１５では、自動変速又は強制変速によるダウンシフト中に、手動操作によるアップシフトが行われたときに誤操作防止制御処理を実施する。
すなわち、アクセルペダルから足を素早く離したことで意図外アップシフトされるような場合、運転者は減速度を欲しているからアクセルペダルを離したと考えることが妥当である。このとき、更にエンジンブレーキ力を得る為にアップシフトを回避してダウンシフト要求を手動操作によって出すことが考えられる。そこで、意図外ダウンシフト中に手動操作によるアップシフト指令が出力されたときに、誤操作防止制御を実施する。これにより、本来運転者が希望した変速を更に適正に行うことができ、運転性を更に向上することができる。
尚、実施例では意図外ダウンシフト中に手動操作によるアップシフト指令が出力されたときについて説明したが、意図外アップシフト中に手動操作によるダウンシフト指令が出力されたときについて、一回目の手動操作に基づく変速をキャンセル（つまり禁止）し、二回目以降の手動操作に基づく変速を許可してもよい。

以上、実施例について説明したが、本願発明は上記構成に限られず、他の構成であっても構わない。
実施例の強制変速や自動変速は、第２速から第３速への変速といった一段変速の場合も有れば、第２速から第４速への変速といった飛び変速の場合も含まれる。
実施例では有段式自動変速機に適用した例を示したが、無段変速機であって手動変速モードを備えている構成であれば、同様に適用できる。
実施例では全ての意図外変速を対象とした制御としたが、キックダウン中に限って誤操作防止制御処理を実行する構成としてもよい。ただし、キックダウンによるダウンシフト中に手動操作によるアップシフト指令が受け付けられたとしても、エンジンストールするおそれがあるような場合には、アップシフトが禁止されることは言うまでもない。
実施例では意図外ダウンシフト中に手動アップシフト操作（Ｍ＋操作）があったときに誤操作防止制御処理を実行する構成としたが、制御の簡略化のため意図外アップシフト中にアップシフト操作（Ｍ＋操作）があったときも誤操作防止制御処理を実行する構成、すなわち、意図外変速中（アップシフト、ダウンシフトにかかわらず）にアップシフト操作（Ｍ＋操作）があったときに常に誤操作防止制御処理を実行する構成としてもよい。

Claims (2)

1. 予め設定された変速マップに基づいて変速を行う自動変速モードと、
   運転者の手動操作に基づいて変速を行う手動変速モードと、
   を備えてなる自動変速機の制御装置であって、
   前記自動変速モードが選択され、前記変速マップによる自動ダウンシフト変速中、又は、前記手動変速モードが選択され、前記手動操作に係らず行われる強制ダウンシフト変速中、前記自動ダウンシフト変速又は強制ダウンシフト変速と逆方向の手動アップシフト操作が行われたときに、一回目の前記手動アップシフト操作に基づくアップシフト変速を禁止し、二回目以降の逆方向の手動アップシフト操作に基づくアップシフト変速を許可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において、
   前記自動変速モードが選択され、前記変速マップによる自動アップシフト変速中、又は、前記手動変速モードが選択され、前記手動操作に係らず行われる強制アップシフト変速中、前記自動アップシフト変速又は強制アップシフト変速と逆方向の手動ダウンシフト操作が行われたときは、一回目の前記手動ダウンシフト操作に基づくダウンシフト変速を許可する自動変速機の制御装置。

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