JP6565029B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置、とりわけ有段変速モードを備える自動変速機において、有段変速モードが選択されシフト操作が行われたときの自動変速制御に関する。

従来の自動変速機の制御装置として、自動変速機においても手動変速を可能にするため、通常の自動変速モードに加えて有段変速モードを備えた自動変速機の制御装置が提供されている。

図５に一例を示すように、この有段変速モードを有する制御装置は、変速段ごとに、車両速度と、自動変速機の目標入力回転速度との関係を示す有段速度線図を有する。有段変速モードでは、運転者からの変速指示がない場合は図中に太線で示すように、車両速度の上昇、又は下降によって変速段を変更しながら、エンジンから入力された回転速度を変速して出力し、車両を走行させる。

また、有段変速モードで、運転者からの変速指示をシフトレバー等の手動変速手段によって受けた場合は、指示変速段の変速線に移行して、エンジンから入力された回転速度を変速して出力し、車両を走行させる。

具体的に図５で例示すると、有段変速モードの７速で走行中に、車両速度Ｖａのときに運転者が一度のダウンシフト操作を行った場合、破線矢印に沿って６速の有段速度線へのダウンシフトが行われることとなる。また、二度のダウンシフト操作を行った場合、破線矢印に沿って５速の有段速度線へのダウンシフトが行われている。

同様にアップシフトについても、有段変速モードの４速で走行中に、車両速度Ｖｂのときに運転者が一度のアップシフト操作を行った場合、破線矢印に沿って５速の有段速度線へのアップシフトが行われ、二度のアップシフト操作を行った場合、破線矢印に沿って６速の有段速度線へのアップシフトが行われることとなる。

しかしながら、ダウンシフト時のエンジンの過回転や、アップシフト時のエンジンストップ、いわゆるエンスト等を防止するため、有段変速モードで走行中に運転者がシフト操作を行っても、受け付けられない場合がある。

上記図５では、７速で走行中に、エンジンブレーキを得るため車両速度Ｖｃ時に運転者が二度のダウンシフト操作を行った場合、指示変速段である５速へダウンシフトすると、自動変速機の目標入力回転速度（エンジンの回転速度に概ね一致）がＶＥ５となり、自動変速機の上限入力回転速度（エンジンの上限回転速度に概ね一致）であるＶＥｍａｘを超えてしまう。

このため、手動変速指示が受け付けられず、運転者は車両速度が低下するのを待って、再度、ダウンシフト操作を行う必要が生じ、操作が煩雑になるという問題があった。尚、この問題は、アップシフト操作の場合においても同様に生じる。

例えば、特許文献１では通常モードとマニュアルモード（有段変速モード）との切替えが可能な変速制御装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の制御装置においては、所望のギヤポジションに応じた変速比に固定された有段変速が可能となるものの、有段変速モードで走行中に運転者が要求する手動変速指示行っても、受け付けられない場合についての制御構成については言及されていない。このため、所望の変速段へ変速するために複数回のシフト操作が必要となる場合が生じ、操作が煩雑になるという問題が残る。

特開平８−８２３５４号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、自動変速機において有段変速モードで走行中にシフト操作が行われた場合に、運転者の手動変速指示が受け付けられる機会を増加させ、操作が煩雑になることを防止可能な自動変速機の制御装置の提供を目的とする。

本発明は、手動変速操作に応じて変速段を変更可能な手動変速モードを有する車両用の、自動変速機の制御装置を提供する。この自動変速機の制御装置では、
変速段ごとに、車両速度に対する目標入力回転速度を有し、
前記手動変速モードにおいては、
前記自動変速機に入力される実入力回転速度には、アップシフト操作時は下限に閾値が設定され、ダウンシフト操作時には上限に閾値が設定され、
前記手動変速操作により設定される指示変速段へ変速した場合に、該指示変速段における前記目標入力回転速度が前記閾値を超える場合であっても、前記指示変速段を採択すると共に、
前記自動変速機に入力される実入力回転速度が前記閾値を超えない範囲で、前記実入力回転速度を前記目標入力回転速度へ変速する。

またさらに、この自動変速機の制御装置では、少なくとも２段以上の手動変速操作を検知した場合において、 前記指示変速段における前記目標入力回転速度が、前記閾値を超える場合であっても、前記目標入力回転速度が、前記閾値を超えて、かつ該閾値に最も近い変速段を次変速段に設定し、該次変速段を採択すると共に、
前記自動変速機に入力される実入力回転速度が前記閾値を超えない範囲で、前記実入力回転速度を前記次変速段の前記目標入力回転速度へ変速する。

ここで、上記指示変速段や次変速段を変速段を採択する、とは、実際にその変速段へ変速を行うのではなく、その変速段を変速先の変速段として採用するという意味である。

尚、前記自動変速機の制御装置では、変速段ごとに所定の変速規制車両速度領域を有し、車両速度が所定の変速規制車両速度領域にある場合は、前記指示変速段、及び／又は前記次変速段への変速が規制されることが好ましい。

本発明の自動変速機の変速制御装置によれば、自動変速機において有段変速モードで走行中にシフト操作が行われた場合、従来の自動変速機の変速制御装置では上述した運転者の手動変速指示が受け付けられない場合においても変速が許可されるため、運転者の手動変速指示が受け付けられる機会が増加され、変速操作が煩雑になることを防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である。 本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置における、各要素の作動状態を示したタイムチャートである。 本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置における、自動変速機の目標回転速度の変化を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置における、シフトレバーの操作パターンを示す略図である。 有段変速モード時の変速を説明するための有段変速線図の略図である。

《従来の自動変速機の制御装置概略》
本発明の自動変速機の制御装置における、有段変速モード時の変速制御を説明する前提として、従来の自動変速機の変速制御装置における、有段変速モード時の変速制御の概略を、本発明の一実施形態及び従来の自動変速機の制御装置における、シフトレバーの操作パターンを示す略図である図４、及び有段変速モード時の変速を説明するための有段変速線図の略図である図５を参照しながら説明する。

図４に示すシフトレバーの操作パターンにより、運転者（図示せず）は、有段変速モードを備える自動変速機（図示せず）において、駐車ポジション（Ｐポジション）、後進走行ポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、自動変速ポジション（Ｄポジション）、有段変速ポジション（Ｍポジション）、及びアップシフト（＋）、ダウンシフト（−）を選択することができる。

従来の自動変速機の変速制御装置では、図４の有段変速ポジション（Ｍポジション）において、一度のシフト操作により１変速段のアップシフト、又はダウンシフトが行われる。詳述すると、図５において、例えばＭポジションを選択し、有段変速モードの７速で走行中、車両速度Ｖａでダウンシフト操作（上記シフトレバーを（−）方向に操作）した場合、破線矢印で示すように６速の有段変速線へ移行する。

しかしながら、７速で走行中に、例えばコーナーへの進入時等に大きなエンジンブレーキ力を得るため、運転者が車両速度Ｖｃで二度のダウンシフト操作を行った場合、指示変速段である５速へダウンシフトすると、先述したようにエンジンの回転速度に概ね一致する自動変速機の目標入力回転速度がＶＥ５となり、エンジンの上限回転速度に概ね一致する自動変速機の目標入力回転速度ＶＥｍａｘを超えてしまう。このため、手動変速指示が受け付けられない。このため、運転者は車両速度が低下するのを待って、再度、ダウンシフト操作を行う必要が生じてしまう。

《本発明の自動変速機の制御装置概略》
本発明の自動変速機の制御装置は、上記したような従来の自動変速機の制御装置では手動変速指示が受け付けられない場合においても、手動変速指示を受け付け可能とするものである。本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置における、自動変速機の目標回転速度の変化を説明するための概略図である図３を参照しながら、本発明の自動変速機の制御装置における有段変速モード時の変速制御を詳細に説明する。

本発明の自動変速機の制御装置は、図５に示した有段変速線図のように、変速段ごとに、車両速度に対する自動変速機の目標入力回転速度を有する。図３は、自動変速機の目標回転速度の変化を説明するために図５の一部を抜粋したものである。図３に示すように、手動変速モードにおいては、上記自動変速機に入力される実入力回転速度には上限、及び／又は下限に、それぞれ閾値、即ち上限実回転速度、及び／又は下限実回転速度が設定される。

本発明の自動変速機の制御装置では、アップシフト、又はダウンシフトの手動変速操作により設定される指示変速段へ変速した場合に、その指示変速段における自動変速機の目標回転速度が、上記上限実回転速度、及び／又は下限実回転速度を超える場合であっても、指示変速段の採択を許可すると共に、上記自動変速機に入力される実又は目標入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、上記実入力回転速度を上記自動変速機の目標入力回転速度へ変速させる。

詳述すると、図３においてＮ速で走行中、車両速度がＶＵのときにｎ速（ｎ段）のアップシフトの手動変速操作がされた場合、Ｎ＋ｎ速の有段変速線図へ移行しようとすると、上記下限実回転速度を超えることとなる。したがって、従来の制御装置では変速が拒否（受け付けられない）され、運転者は車両速度がＶＵｄまで上昇するのを待って、再度、手動変速操作を行う必要があった。

本発明の制御装置では、図３に太線矢印で示すように、このような場合においてもＮ＋ｎ速を採択すると共に、上記実入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、上記実入力回転速度を上記自動変速機の目標入力回転速度、即ちＮ＋ｎ速の有段変速線へ変速させる。

一例として図３において、５速（Ｎ速）で走行中に１速（１段）のアップシフトの手動変速操作がされた場合、６速（Ｎ＋ｎ速）の有段変速線へ移行すると下限実回転速度を超えてしまい、エンスト等が生じる懸念がある。したがって、自動変速機が無段変速機（ＣＶＴ）の場合、まず、６速を採択し、下限実回転速度を超えない、例えば５．８速程度の変速比に移行させ、次に、自動変速機に入力される実入力回転速度を６速の有段変速線へ変速させる。

また、自動変速機が有段変速機の場合、まず、６速を採択し、下限実回転速度を超えない範囲で、６速で係合、又は解放される例えば２つの摩擦係合要素を滑らせながら、上記実入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、自動変速機に入力される実入力回転速度を６速の有段変速線へ遷移させる。

尚、上記では図３のＮ速を５速、Ｎ＋ｎ速を６速とし、アップシフトの場合について説明したが、他の変速段間でも同様であり、ダウンシフトの場合も上限実回転速度を超えないように同様の変速が行われる。

上記により、従来の自動変速機の変速制御装置では運転者の手動変速指示が受け付けられない場合においても変速が許可され、実行される。これにより、運転者の手動変速指示が受け付けられる機会が増加され、変速操作が煩雑になることを防止することが可能となる。

また、本発明の自動変速機の制御装置では、少なくとも２段以上の手動変速操作を検知した場合において、指示変速段Ｎｎにおける上記目標入力回転速度が、上記上限実回転速度、及び／又は下限実回転速度を超える場合であっても、上記目標入力回転速度が、上記上限実回転速度、及び／又は下限実回転速度を超えて、かつ上記上限／又は下限実入力回転速度に最も近い変速段を次変速段Ｎｎｓに設定し、次変速段Ｎｎｓを採択すると共に、上記実入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、上記実入力回転速度を次変速段Ｎｎｓの目標入力回転速度へ変速させる。

詳述すると、図３においてＮ＋ｎ速で走行中、車両速度がＶＤのときにｎ速（ｎ段）のダウンシフトの手動変速操作がされた場合、Ｎ速の有段変速線図へ移行しようとすると、上限実回転速度を超えることとなる。したがって、従来の制御装置では変速が拒否（受け付けられない）され、運転者は車両速度がＶＤｄまで低下するのを待って、再度、手動変速操作を行う必要があった。

本発明の制御装置では、図３に太線矢印で示すように、このような場合においても次変速段Ｎｎｓ速を採択すると共に、上記実入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、上記実入力回転速度を、上記自動変速機の目標入力回転速度、即ちＮｎｓ速の有段変速線へ変速させる。

一例として図３において、７速（Ｎ＋ｎ速）で走行中に、２速（２段）のダウンシフトの手動変速操作がされた場合、５速（Ｎ速）の有段変速線へ移行すると上限実回転速度を超えてしまい、エンジンが過回転する等の懸念がある。このような場合、自動変速機に入力される目標入力回転速度が上限実回転速度を超えて、かつ上記上限実入力回転速度に最も近い５速を次変速段Ｎｎｓに設定し、５速（Ｎｎｓ速）を採択すると共に、上記実入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、上記実入力回転速度を５速（Ｎｎｓ速）の目標入力回転速度へ変速させる。

詳述すると、７速（Ｎ＋ｎ速）で走行中に５速（Ｎ速）への変速指示を検知した場合、自動変速機に入力される実入力回転速度が上限実回転速度を超えないＮ−１速（６速）ではなく、自動変速機に入力される実入力回転速度が上限実回転速度を超えて上記目標入力回転速度に最も近い変速段をＮ速（５速）を次変速段に設定する。

自動変速機が無段変速機（ＣＶＴ）の場合、まず、次変速段に設定された５速を採択し、上限実回転速度を超えない、例えば５．８速程度の変速比に移行させ、次に、自動変速機に入力される実入力回転速度を５速の有段変速線へ遷移させる。

また、自動変速機が有段変速機の場合、まず、次変速段に設定された５速を採択し、上限実回転速度を超えない範囲で、５速で係合、又は解放される例えば２つの摩擦係合要素を滑らせながら、上記実入力回転速度が上記閾値を超えない範囲で、自動変速機に入力される実入力回転速度を５速の有段変速線へ遷移させる。

尚、上記では図３の次変速段Ｎ速（Ｎｎｓ速）を５速、Ｎ＋ｎ速を７速とし、ダウンシフトの場合について説明したが、他の２速（２段）以上の変速段間でも同様であり、アップシフトの場合も下限実回転速度を超えないように同様の変速が行われる。

上記により、従来の自動変速機の変速制御装置では、運転者の手動変速指示が受け付けられない場合においても、より指示変速段に近い次変速段への変速が許可される。これにより、運転者の手動変速指示が受け付けられる機会が増加されて、変速操作が煩雑になることを防止することが可能となるとともに、より運転者の所望する変速段に近い変速段（次変速段）への変速を達成し得る。

尚、本発明の自動変速機の制御装置では、変速段ごとに所定の変速規制車両速度領域をアップシフト時と、ダウンシフト時とに各々有し、車両速度が所定の変速規制車両速度領域にある場合は、上記指示変速段、及び／又は上記次変速段への変速が規制されることが好ましい。これにより、必要な場合にのみ変速を許可することが可能となり、円滑な加速、及び減速が実現される。

本発明の自動変速機の制御装置における、有段変速モード時の変速制御のフローを、本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置の、制御フローの概略を示したフロー図である図１、本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置における、アップシフト時の各要素の作動状態を例示したタイムチャートである図２、及び図３〜図５を参照しながら詳細に説明する。

運転者がシフトレバー（図示せず）を操作して、図４に示すシフト操作パターンにおける有段変速ポジション（Ｍポジション）が選択されると、図１の制御フローのＳＴＥＰ１１０（以下、単に「Ｓ１１０」と称す。他のＳＴＥＰも同様とする）で有段変速モードでの変速制御が開始される。

Ｓ１１２では、手動変速操作の有無と、手動変速操作がアップシフトであるか、ダウンシフトであるかが確認される。手動変速操作がない場合は、図５に太線で示す有段変速線に沿って、変速が行われる。この場合、Ｓ１１８で自動変速の要否が判定され、自動変速が必要な場合はＳ１２９で目標変速段と、目標変速段における自動変速機の目標入力回転速度とが算出され、自動変速が実施されて、Ｓ１３０で変速制御が終了される。

Ｓ１１２でアップシフト操作（上記シフトレバーを図４に示す（＋）方向に操作）、又はダウンシフト操作（上記シフトレバーを図４に示す（−）方向に操作）が行われた場合、アップシフトの場合を例示する図２に示す時間ｔ１でアップシフト信号が出力される。

上記アップシフト信号が自動変速機の制御装置により検出されると、Ｓ１１４へ進む。Ｓ１１４では、上記アップシフト操作での指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓが算出される。ダウンシフト信号が検出されると、Ｓ１１６に進み、上記ダウンシフト操作での指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓが算出される。Ｓ１１４、又はＳ１１６で指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓが算出され、Ｓ１２０へ進む。

Ｓ１２０では、現変速段Ｎでの目標入力回転速度が、アップシフト操作があった場合は図３に示す下限実回転速度以上であるか、ダウンシフト操作があった場合は上限実回転速度以下であるかが確認される。Ｓ１２０での確認結果が満足されれば、Ｓ１２４へ進み、手動変速操作が受け付けられて、指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓへの変速が開始され、Ｓ１２８へ進む。

Ｓ１２０での確認結果が満足されない場合、Ｓ１２２へ進む。Ｓ１２２では、指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓでの目標入力回転速度が、アップシフト操作があった場合は図３に示す下限実回転速度以上であるか、ダウンシフト操作があった場合は上限実回転速度以下であるかが確認される。

Ｓ１２２での確認結果が満足されれば、Ｓ１２４へ進み、手動変速操作が受け付けられて、指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓへの変速が開始され、Ｓ１２８へ進む。Ｓ１２２での確認結果が満足されない場合、Ｓ１２６へ進み、手動変速操作が拒否されて、Ｓ１３０で変速制御が終了される。

Ｓ１２８では、指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓでの目標入力回転速度が、アップシフト操作があった場合は図３に示す下限実回転速度以上に維持され、ダウンシフト操作があった場合は上限実回転速度以下に維持されて、図２の時間ｔ１〜ｔ２にかけて指示変速段Ｎｎ、又は次変速段Ｎｎｓの有段変速線へ遷移され、Ｓ１３０で変速制御が終了される。

上記で説明してきたように、本発明の自動変速機の制御装置によれば、自動変速機が備える有段変速モードで走行中にシフト操作が行われた場合、従来の自動変速機の変速制御装置では上述した運転者の手動変速指示が受け付けられない場合においても変速が許可される。これにより、運転者の手動変速指示が受け付けられる機会が増加され、従来の自動変速機の変速制御装置では、図２の時間ｔ１ｄで再度、手動変速操作を行う必要がなくなり、変速操作が煩雑になることを防止することが可能となる。

尚、上記ではシフトレバー（図示せず）により運転者がシフト操作を行うこととしたが、シフト操作の手段はこれに限定されるものではなく、例えばステアリングホイール近傍に配設される変速用パドルや、変速用スイッチ等を用いても良い。

また、シフトレバーが、図４に示すシフト操作パターンの自動変速ポジション（Ｄポジション）にある状態で、上記した変速用パドル等が操作された場合、所定の時間、シフトレバーが有段変速ポジション（Ｍポジション）にある場合と同様に、変速用パドル等により上記有段変速制御が実行されるように設定することも可能である。

以上、本発明の自動変速機の制御装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

Ｖａ 従来の制御装置で５速へのダウンシフトが行われる車両速度
Ｖｂ 従来の制御装置でアップシフトが行われる車両速度
Ｖｃ 従来の制御装置で５速へのダウンシフトが受け付けられない車両速度
ＶＥ５ エンジンの回転速度に概ね一致する自動変速機の目標入力回転速度
ＶＥｍａｘ エンジンの上限回転速度に概ね一致する自動変速機の目標入力回転速度
ＶＵ 本発明の制御装置でｎ速（ｎ段）のアップシフトの手動変速操作がされるときの車両速度
ＶＤ 本発明の制御装置でｎ速（ｎ段）のダウンシフトの手動変速操作がされるときの車両速度
Ｎ 手動変速開始時の変速段
ｎ 手動変速時の指示変速段数
Ｎｎ 手動変速時の指示変速段
Ｎｎｓ 手動変速時の次変速段
ｔ１ アップシフト信号が出力され変速が開始される時間
ｔ２ 有段変速線への遷移が終了する時間
ｔ１ｄ 従来の制御装置で再度の手動変速操作が行われる時間

Claims (1)

1. アップシフト操作及びダウンシフト操作の手動変速操作に応じて変速段を変更可能な手動変速モードを有する車両用の、自動変速機の制御装置であって、
   変速段ごとに、車両速度に対する目標入力回転速度を有し、
   前記手動変速モードにおいては、
   前記自動変速機に入力される実又は目標入力回転速度には、アップシフト操作時は下限に閾値が設定され、ダウンシフト操作時には上限に閾値が設定され、
   前記手動変速操作により設定される指示変速段へ変速した場合に、該指示変速段における前記目標入力回転速度が前記閾値を超える場合であっても、前記指示変速段を採択すると共に、
   前記自動変速機に入力される実又は目標入力回転速度が前記閾値を超えない範囲で、前記目標入力回転速度へ変速し、
   少なくとも２段以上の手動変速操作を検知した場合において、
   前記指示変速段における前記目標入力回転速度が、前記閾値を超える場合であっても、
   前記目標入力回転速度が、前記閾値を超えて、かつ該閾値に最も近い変速段を次変速段に設定し、該次変速段を採択すると共に、
   前記自動変速機に入力される実又は目標入力回転速度が前記閾値を超えない範囲で、前記次変速段の前記目標入力回転速度へ変速し、
   前記自動変速機の制御装置では、変速段ごとに所定の変速規制車両速度領域を有し、車両速度が前記変速規制車両速度領域にある場合は、前記指示変速段、及び／又は前記次変速段への変速が規制される、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。