JP6410017B2

JP6410017B2 - 自動変速制御装置

Info

Publication number: JP6410017B2
Application number: JP2014131206A
Authority: JP
Inventors: 哲郎小関; 繁幸森元; 吉崎　建二郎; 建二郎吉崎
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: JP2016008699A

Description

本発明は、自動変速制御装置に関する。

従来、自動変速機において、加速する際にはシフトダウンを行い、加速性を向上させる。一方で、特許文献１には、車速が許容車速よりも大きい場合に、不適切なシフトダウンにより起こる大きなエンジンブレーキの発生を抑制する技術が開示されている。

特開２００９−１６８２３２号公報

ところで、例えば、自車両が渋滞路を低車速で走行中に前方車が加速する等したとき、自車両のアクセルを踏み込み加速する場合がある。

この場合、自動変速機は、アクセルの踏み込み量や踏み込みの速度に応じてシフトダウン（いわゆるキックダウン）を自動的に行うことがあるが、シフトダウンが行われると変速動作のために時間を要し、その分だけ加速が遅れるという問題がある。

そのため、低車速での走行の状況に応じてシフトダウンを禁止することが望ましいが、特許文献１の技術は上記問題を解決しきれるものではない。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低車速での走行状況に応じて適切にシフトダウンを禁止し、円滑な加速を行うことのできる自動変速制御装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

本適用例に係る自動変速制御装置は、アクセル開度に応じて自動変速機のシフトダウンを指示する、中央処置装置を備えた制御ユニットと、前記自動変速機の変速段を検出する第１検出部と、自車両が走行している路面の勾配を検出する第２検出部と、前記自車両の加速度を検出する第３検出部と、前記自車両の車速を検出する第４検出部と、前記アクセル開度を検出する第５検出部と、を備え、前記制御ユニットは、前記第１検出部により検出された前記変速段が所定変速段以下であり、前記第２検出部により検出された前記路面勾配が所定勾配以下であり、前記第３検出部により検出された前記加速度が所定加速度以上であり、前記第４検出部により検出された前記車速が所定車速以上であり、前記第５検出部により検出された前記アクセル開度が所定アクセル開度以下である場合には、前記シフトダウンを禁止する。

上記手段を用いる本発明によれば、低車速での走行状況に応じて適切にシフトダウンを禁止し、円滑な加速を行うことができる。

本発明の一実施形態における自動変速制御装置を備えた車両の駆動系を示す概略構成図である。本発明の一実施形態における自動変速制御装置のＥＣＵが実行するシフトダウン禁止制御ルーチンを示すフローチャートである。本発明の一実施形態における自動変速制御装置によりシフトダウンを禁止した場合と禁止しなかった場合のそれぞれの各種運転状態を示したタイムチャートである。

以下、本発明を具体化した自動変速制御装置の一実施形態を説明する。

図１は本実施形態の自動変速制御装置を備えた車両の駆動系を示す全体構成図であり、以下同図に基づき本実施形態の構成について説明する。

本実施形態における車両はトラックであり、走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１の出力軸１ａにはクラッチ装置２を介して自動変速機（以下、単に変速機という）３の入力軸３ａが接続され、クラッチ装置２の接続時にエンジン１の回転が変速機３に伝達されるようになっている。当該変速機３は、例えば前進６段及び後進１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置２の断接操作を自動化した、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）である。

クラッチ装置２は、フライホイール４にクラッチ板５をプレッシャスプリング６により圧接させて接続される一方、フライホイール４からクラッチ板５を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板５にはアウタレバー７を介してエアシリンダ８が連結され、エアシリンダ８には電磁弁９が介装されたエア通路１０を介して圧縮エアを充填したエアタンク１１が接続されている。

電磁弁９の開弁時にはエアタンク１１からエア通路１０を介してエアシリンダ８に圧縮エアが供給され、エアシリンダ８が作動してアウタレバー７を介してクラッチ板５をフライホイール４から離間させ、これによりクラッチ装置２が接続状態から切断状態に切り替えられる。一方、電磁弁９が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ８が作動しなくなることから、クラッチ板５はプレッシャスプリング６によりフライホイール４に圧接され、これによりクラッチ装置２は切断状態から接続状態に切り替えられる。このように電磁弁９の開閉に応じてエアシリンダ８が作動して、クラッチ装置２を自動的に断接操作可能になっている。

変速機３には変速段を切り替えるためのギヤシフトユニット１２が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１２は、変速機３内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１２はエア通路１３を介して上記したエアタンク１１と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１１からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切替操作すると、切替操作に応じて変速機３の変速段のギヤ入れが行われる。このようにギヤシフトユニット１２の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機３を自動的に変速操作可能になっている。

車両内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２０が設置されており、エンジン１、クラッチ装置２、変速機３の総合的な制御を行う。

ＥＣＵ２０の入力側には、変速機３の現変速段を検出する変速段センサ２１（第１検出部）、自車両が走行している路面の勾配を検出する勾配センサ２２（第２検出部）、自車両の加速度を検出する加速度センサ２３（第３検出部）、変速機３の出力軸３ｂに設けられて出力軸回転速度から車速を検出する車速センサ２４（第４検出部）、アクセルペダル１４の操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２５（第５検出部）、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２６、変速機３の入力軸３ａの回転速度（クラッチ回転速度）を検出するクラッチ回転速度センサ２７、運転席に設けられたチェンジレバー１５の切替位置を検出するレバー位置センサ２８、ブレーキペダル１６の操作を検出するブレーキスイッチ２９、クラッチ装置２のクラッチストロークを検出するクラッチストロークセンサ３０などのセンサ類が接続されている。

また、ＥＣＵ２０の出力側には、上記したクラッチ装置２の電磁弁９、ギヤシフトユニット１２の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン１の燃料噴射弁などが接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２０で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２０とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。

そして、例えばＥＣＵ２０は、エンジン回転速度センサ２６により検出されたエンジン回転速度及びアクセルセンサ２５により検出されたアクセル開度に基づき、図示しないマップからエンジン１の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度及び燃料噴射量に基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン１を運転する。

また、ＥＣＵ２０は、レバー位置センサ２８によりチェンジレバー１５のＤ（ドライブ）レンジへの切替が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル開度及び車速センサ２４により検出された車速に基づき、図示しないシフトマップから目標変速段を算出する。そして、クラッチ装置２の電磁弁９を開閉してエアシリンダ８によりクラッチ装置２を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１２の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切替操作して目標変速段にギヤ入れし、これにより常に適切な変速段をもって車両を走行させる。

なお、チェンジレバー１５が選択可能なシフト位置としては、駐車時に選択するＰ（パーキング）レンジ、変速機３のギヤをニュートラルとするＮ（ニュートラル）レンジ、前進走行時に選択するＤ（ドライブ）レンジ、後進時に選択するＲ（リバース）レンジ、手動で変速段をシフトアップ又はシフトダウン可能なＭ（マニュアル）レンジ等がある。また、図示しないが、車両には発進時に使用する変速段（発進段という）を選択する発進段選択スイッチも備えており、ＥＣＵ２０は車両の発進時においては当該発進段選択スイッチにより選択された発進段を目標変速段とする。

またＥＣＵ２０は、車両走行時にアクセルペダル１４が急激に踏み込まれた場合には、加速性を向上させるべく、トルクの大きい低速側のギヤにシフトダウンさせる、いわゆるキックダウンを行うよう変速機３を制御する（指示部）。その一方で、渋滞路などで自車両が低車速で走行している状態からアクセルペダル１４が急激に踏み込まれた場合には、加速のもたつきを生じないように、シフトダウンを禁止するシフトダウン禁止制御を実行する。

ここで、図２を参照すると、ＥＣＵ２０が実行するシフトダウン禁止制御ルーチンを表すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿ってシフトダウン禁止制御について詳しく説明する。

ＥＣＵ２０は、図２に示すステップＳ１からステップＳ５の条件を満たしたときにシフトダウンを禁止する。

詳しくは、まずステップＳ１として、ＥＣＵ２０は変速段センサ２１により検出された変速段が所定変速段以下であるか否かを判別する。つまり、当該判別では低車速状態から加速するのに十分なトルクを発揮可能な所定変速段（ギヤ段）以下にあるかを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち比較的低速段で走行している場合は、次のステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ＥＣＵ２０は勾配センサ２２により検出された勾配が所定勾配以下であるか否かを判別する。つまり、当該判別では、登坂路での加速性とクラッチ装置２への負担を考慮し、シフトダウンなしで加速可能な所定勾配以下であるかを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち比較的低勾配の路面を走行中は、次のステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、ＥＣＵ２０は加速度センサ２３により検出された加速度が所定加速度以上であるか否かを判別する。つまり、当該判別では、車両の加速度（減速度）から運転者の停車意思を推定し、停車意思がないとみなせる所定加速度以上であるかを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち停車意思がないと推定できる場合は、次のステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、ＥＣＵ２０は車速センサ２４により検出された車速が所定車速以上であるか否かを判別する。つまり、当該判別では、車両が停止状態または停止直前状態になく、走行状態とみなせる所定車速以上であるか判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち車両が停止状態又は停止直前状態になく、走行状態である場合は、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、ＥＣＵ２０はアクセルセンサ２５により検出されたアクセル開度が所定アクセル開度以下であるか否かを判別する。つまり、当該判別では、アクセル開度から運転者の加速意思の度合いを推定し、運転者のアクセルの踏み込みがアクセル全開付近の急加速を要求していないとみなせる所定アクセル開度以下であるかを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち運転者が急加速までは要求していない場合は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、ＥＣＵ２０は、通常変速制御ではシフトダウンを行うようなアクセルの踏み込みがあった場合でも、シフトダウンを行わないようシフトダウンを禁止し、当該ルーチンをリターンする。

一方、上記ステップＳ１〜Ｓ５の判別結果のいずれかが偽（Ｎｏ）である場合は、ステップＳ７に進む。例えば、車両が比較的高速段で走行している場合（ステップＳ１がＮｏ）、比較的高勾配の路面を走行している場合（ステップＳ２がＮｏ）、停車意思があるとみなせるような加速度である場合（ステップＳ３がＮｏ）、車両が停止状態にある場合（ステップＳ４がＮｏ）、又は運転者がアクセル全開付近の急加速を要求している場合は（ステップＳ５がＮｏ）、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、アクセルペダル１４が急激に踏み込まれた場合にはシフトダウンを行う通常変速制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０はアクセルセンサ２５により検出されるアクセル開度からアクセルペダル１４の踏み込み量や踏み込み速度を算出する。そして、ＥＣＵ２０は当該踏み込み量及び踏み込み速度が所定値以上である場合に、シフトダウンを行う。

ここで、図３を参照すると、上述のＥＣＵ２０によるシフトダウンを禁止した場合と禁止しなかった場合の各種運転状態がタイムチャートで示されており、以下同図に基づき本実施形態の自動変速制御装置の作用及び効果について説明する。なお、図３では各種運転状態として、アクセルセンサ２５により検出されるアクセル開度、ＥＣＵ２０において設定される目標変速段、変速段センサ２１により検出される現変速段、クラッチストロークセンサ３０により検出されるクラッチストローク、エンジン回転速度センサ２６により検出されるエンジン回転数、クラッチ回転速度センサ２７により検出されるクラッチ回転数、及び車速センサ２４により検出される車速を示している。

図３では、シフトダウンを禁止した状態を実線で、シフトダウンを禁止せず通常変速制御を行った状態を破線で示している。また、図３のタイムチャートは発進段が２速に設定された車両で、渋滞路を３速で低速走行している状態から開始されている。

まず、通常変速制御では、ｔ１時点にて前走車が加速するのに追随するために、運転者によりアクセルペダル１４が急激に踏み込まれると、シフトダウンを行うべく、目標変速段が３速から２速に変更され、クラッチ装置２の切断が開始される。クラッチ装置２が完全に切断されたｔ２時点にて、変速機３の変速段が目標変速段である２速にシフトダウンされる。そして、クラッチ装置２が再度接続されるｔ３時点付近で２速での加速が開始され、車速が上昇し始める。

このように通常変速制御では、シフトダウンを行うためにクラッチ装置２を一度切断し、再度接続されるｔ３時点付近で加速が開始されるため、アクセルペダル１４を踏み込んでから加速が開始されるまでのｔ１時点からｔ３時点まで加速のもたつきが生じる。

一方、本実施形態のようにシフトダウンを禁止した場合は、ｔ１時点にてアクセルペダル１４が踏み込まれても、ＥＣＵ２０は目標変速段を変更せず３速のまま維持する。従って、通常変速制御で行われるような変速動作がなくなり、アクセルペダル１４の踏み込み時点ｔ１から速やかに加速が開始される。

このようにＥＣＵ２０は、低車速での走行中に、図２のステップＳ１〜Ｓ５で示した条件を全て満たすような適切な状況でシフトダウンを禁止することで、円滑な加速を行うことができる。

以上で本発明に係る自動変速制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、車両をトラックとしているが、本発明を適用することのできる車両はこれに限られるものではなく、乗用車にも適用することができる。

また、上記実施形態では、エンジン１はディーゼルエンジンであるが、エンジンはこれに限られず、例えばガソリンエンジンでもよい。また、上記実施形態では、変速機は前進６段後進１段の変速段を有したものであるが、変速機の構成はこれに限られず、前進１２段又は１６段等の多段変速機であってもよい。

１エンジン
２クラッチ装置
３変速機
１４アクセルペダル
１５チェンジレバー
１６ブレーキペダル
２０ＥＣＵ（制御ユニット）
２１変速段センサ（第１検出部）
２２勾配センサ（第２検出部）
２３加速度センサ（第３検出部）
２４車速センサ（第４検出部）
２５アクセルセンサ（第５検出部）

Claims

アクセル開度に応じて自動変速機のシフトダウンを指示する、中央処置装置を備えた制御ユニットと、
前記自動変速機の変速段を検出する第１検出部と、
自車両が走行している路面の勾配を検出する第２検出部と、
前記自車両の加速度を検出する第３検出部と、
前記自車両の車速を検出する第４検出部と、
前記アクセル開度を検出する第５検出部と、を備え、
前記制御ユニットは、前記第１検出部により検出された前記変速段が所定変速段以下であり、前記第２検出部により検出された前記路面勾配が所定勾配以下であり、前記第３検出部により検出された前記加速度が所定加速度以上であり、前記第４検出部により検出された前記車速が所定車速以上であり、前記第５検出部により検出された前記アクセル開度が所定アクセル開度以下である場合には、前記シフトダウンを禁止する自動変速制御装置。