JP6825893B2 - 自動変速機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置及び制御方法に関する。

ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）等の自動変速機が搭載された車両では、走行状態に応じて、エンジンの出力を駆動輪に伝達するためのギアが自動的に選択される。このような、自動変速機では、ドライバの操作による意図的な変速要求を受け付けることが可能に構成されているものが多い。例えば、自動変速機において運転者による意図的なシフトダウンが実行された後、所定時間の経過後に、自動的に変速制御を行う状態に復帰する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２５７４８５号公報

変速機においてシフトダウンが実施されると、エンジンの回転数が高くなり、この状態が維持されると燃費悪化の原因となる。一方、車両には、速度を制限する制御であるスピードリミッタの機能が搭載されている場合がある。特に、大型の商用車には、スピードリミッタが搭載されている場合が多い。このようなスピードリミッタでは、法規で定められた速度及びユーザにより任意に設定された速度が、上限速度として設定され、上限速度を超えて加速がされないように制御される。

そこで、本発明は、無駄にエンジンが高回転とされることを抑えて、燃費悪化を防止する、自動変速機の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る制御装置は、車両の自動変速機を制御し、自動的に変速を行う制御状態である自動変速モードを有し、自動変速モードに制御されているときに変速要求を受け付けることが可能であり、変速要求に応じた変速を実施した場合に、所定条件が満たされるまで、自動的な変速を実施しない変速保留の状態に制御する、制御装置であって、車速を制限するスピードリミッタの作動状態を取得する監視部と、自動変速モードに制御されているときにおいて、シフトダウンの変速要求の取得時以後、シフトダウンが実施され、変速保留の状態の解除前に、スピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態を解除する制御部と、を備える。

本発明に係る制御方法は、車両の自動変速機を制御する制御装置における制御方法であって、制御装置は、自動的に変速を行う制御状態である自動変速モードを有し、自動変速モードに制御されているときに変速要求を受け付けることが可能であり、変速要求に応じた変速を実施した場合に、所定条件が満たされるまで、自動的な変速を実施しない変速保留の状態に制御し、当該制御方法は、車速を制限するスピードリミッタの作動状態を取得する監視工程と、自動変速モードに制御されているときにおいて、シフトダウンの変速要求の取得時以後、シフトダウンが実施され、変速保留の状態の解除前に、スピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態を解除する制御工程と、を有する。

この制御装置及び制御方法では、自動変速モードに制御されているときにシフトダウンの変速要求が取得されると、自動的な変速を実施しない変速保留の状態に制御される。このような制御状態においてスピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態が解除される。シフトダウンの変速要求は、ドライバが車両を加速させたいときに発生させるが、スピードリミッタが作動しているときには、その時点で発生している車速以上の速度に加速できない。かかる場合に、本発明では、変速保留の状態が解除され、自動変速モードの制御に従って適切なギアが選択されるので、無駄にエンジンが高回転とされることが抑制される。従って、燃費の悪化が防止される。

本発明によれば、無駄にエンジンが高回転とされることを抑えて、燃費悪化を防止する、自動変速機の制御装置及び制御方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る制御装置を含む、車両の構成を示す概略構成図である。 シフトチェンジレバーの模式図である。 ＡＭＴＥＣＵの機能ブロック図である。 シフトダウンの変速要求に基づく変速制御を示すフローチャートである。 変速保留の状態の解除の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る制御装置１を含む車両Ｖの構成を示す概略構成図である。車両Ｖは、制御装置１、エンジン２、クラッチ３、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）４（自動変速機）及びシフトチェンジレバー５を含む。

本実施形態の制御装置１は、ＡＭＴＥＣＵ１０、エンジンＥＣＵ２０及び車速検出部３０を含んで構成される。制御装置１の詳細については、図３〜図５を参照して後に詳細に説明する。

エンジン２は、内燃機関の一例であり、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(LiquefiedPetroleum Gas)、又は代替燃料等を内部で燃焼させて、車両Ｖを走行させる動力を発生させるように構成される。

クラッチ３は、エンジン２及び駆動輪に連結されており、エンジン２により発生される駆動力を、駆動輪に伝達する。クラッチ３は、ＡＭＴ４により制御される。なお、図１に示す車両Ｖは、エンジン２のみを動力源として有しているが、モータジェネレータを動力源としてさらに有するハイブリッド車両であってもよい。その場合には、モータジェネレータは、クラッチ３を介してエンジンに連結され、ハイブリッド車両は、利用する動力源を適宜切り替えると共に、各動力源からの駆動力の割合を適宜変更しながら走行する。

ＡＭＴ４は、機械式自動変速機として構成され、エンジン２の動力を駆動輪に伝達するギアの変更（変速）並びにクラッチの接続及び分離等の変速動作を自動に行う。ＡＭＴ４の動作は、ＡＭＴ４と通信可能に接続されたＡＭＴＥＣＵ１０によって制御される。ＡＭＴ４は、シフトアクチュエータ４１を含む。シフトアクチュエータ４１は、ＡＭＴＥＣＵ１０による制御に基づいてギアを変更するための構成要素を駆動する。

シフトチェンジレバー５は、制御状態の指定、変速要求等をＡＭＴＥＣＵ１０に指示するために、ドライバにより操作される入力機器である。図２は、シフトチェンジレバー５の模式図である。図２に示す例では、シフトチェンジレバー５は、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｒ（リバース）レンジを有し、各レンジに応じたチェンジレバー信号を、ＡＭＴＥＣＵ１０に送信する。

シフトチェンジレバー５がＮレンジに操作されると、エンジン２の駆動力が駆動輪に伝達されない、いわゆるニュートラルの状態にＡＭＴ４が制御される。シフトチェンジレバー５がＤレンジに操作されると、自動的に変速を行う自動変速モードにＡＭＴ４が制御される。シフトチェンジレバー５がＲレンジに操作されると、車両Ｖを後退させるためのリバースギアが選択されるように、ＡＭＴ４が制御される。

シフトチェンジレバー５がＤレンジに操作されているとき、即ち、自動変速モードに制御されているときには、シフトチェンジレバー５を「＋」または「−」に操作することにより、ドライバの意図的なシフトアップまたはシフトダウンの変速要求の指示をＡＭＴＥＣＵ１０に与えることができる。例えば、矢印ｒに示される方向にシフトチェンジレバー５が操作されると、シフトダウンの変速要求の指示をＡＭＴＥＣＵ１０に与えることができる。

次に、図１及び図３を参照して、制御装置１の機能を説明する。前述のとおり、制御装置１は、ＡＭＴＥＣＵ１０、エンジンＥＣＵ２０及び車速検出部３０を含む。

ＡＭＴＥＣＵ１０は、ＡＭＴ４を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であって、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信回路等を有するコンピュータとして構成される。ＡＭＴＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよく、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を含んで構成されてもよい。

ＡＭＴＥＣＵ１０は、ＣＡＮを介してエンジンＥＣＵ２０と相互に通信が可能であり、エンジンＥＣＵ２０から、スピードリミッタの作動状態を示す情報を取得できる。また、ＡＭＴＥＣＵ１０は、ギア位置を示すセンサ信号をＡＭＴ４から取得できる。

エンジンＥＣＵ２０は、エンジン２を制御するＥＣＵであって、ＡＭＴＥＣＵ１０と同様にＣＰＵ等を有するコンピュータとして構成される。エンジンＥＣＵ２０は、例えば、エンジン回転数を示すセンサ信号をエンジン２から取得できる。また、エンジンＥＣＵ２０は、車速検出部３０から車両Ｖの車速を示す情報を取得する。

エンジンＥＣＵ２０は、車両Ｖの速度を制限するスピードリミッタとしての機能を有する。エンジンＥＣＵ２０は、設定された上限速度に車両Ｖの車速が達した場合に、上限速度を超えて加速がされないようにエンジン２を制御する。具体的には、エンジンＥＣＵ２０は、エンジン２に供給される燃料をカットすることにより、車両Ｖの車速が上限速度以下になるように制御する。エンジンＥＣＵ２０には、法規で設定された速度及びユーザにより任意に設定された速度が上限速度として設定される。

車速検出部３０は、車両Ｖの現在の車速を検出してエンジンＥＣＵ２０に出力する車速センサである。車速検出部は、例えば、車輪速センサにより構成される。

図３は、ＡＭＴＥＣＵ１０の機能的構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＡＭＴＥＣＵ１０は、監視部１１及び制御部１２を備える。

監視部１１は、スピードリミッタの作動状態を取得する。具体的には、監視部１１は、エンジンＥＣＵ２０から、スピードリミッタの作動状態を示す情報を、ＣＡＮを介して取得する。

制御部１２は、自動変速モードに制御されているとき（例えばシフトチェンジレバー５がＤレンジに操作されているとき）において、シフトダウンの変速要求の取得時以後、変速保留の状態の解除前に、スピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態を解除する。

まず図４を参照して、制御部１２における変速保留の状態を解除する制御の前提として、シフトダウンの変速要求が発生したときの制御処理を説明する。図４は、シフトダウンの変速要求に基づく変速制御を示すフローチャートである。

まず、シフトダウンの変速要求が発生したことをシフトチェンジレバー５からの信号に基づいて取得すると、ステップＳ１において、制御部１２は、シフトダウンを実施したときに、エンジンがオーバーレブの状態とならないか否かを判定する。

具体的には、制御部１２は、エンジンＥＣＵ２０を介して取得したエンジンの回転数及び車両Ｖの現在の車速、並びにシフトチェンジの前及び後のギア位置等に基づいて、シフトダウンを実施した場合のエンジン２の回転数を算出する。
算出した回転数がエンジン２における上限の回転数以下である場合には、処理はステップＳ２に進められる。一方、算出した回転数がエンジン２における上限の回転数を超える場合には、変速要求に基づく制御処理が終了され、自動変速モードによる制御が継続される。

ステップＳ２において、制御部１２は、シフトダウンを実施する。そして、ステップＳ３において、制御部１２は、変速保留の制御を実施する。変速保留の制御は、所定条件が満たされるまで、自動的な変速を実施しない制御状態である。ドライバが意図的にシフトダウンの操作を行ったときは、現在選択されているギアよりも低いギア比のギアにより車両Ｖを加速させたいときである。従って、その加速が実現されるように、低いギア比のギアによる走行が一定期間維持されるべきである。このような、ギアの維持を実現させるために、制御部１２は、変速保留の制御を行う。

なお、制御部１２は、所定条件が成立したときに、変速保留の制御状態を解除する。所定条件の成立は、後に図５を参照して説明する場合の他、所定時間の経過、速度の増加及び勾配の変化等に基づいて判断されてもよい。

次に、図５を参照して、本実施形態にかかる、変速保留の状態の解除の制御方法の処理を説明する。シフトダウンの変速要求が発生したことをシフトチェンジレバー５からの信号に基づいて取得すると、ステップＳ１１において、制御部１２は、自動変速モードで制御中であるか否かを判定する。即ち、図２に示す例においては、制御部１２は、シフトチェンジレバー５がＤレンジに操作されているか否かを判定する。自動変速モードで制御中であると判定された場合には、処理はステップＳ１２に進む。一方、自動変速モードで制御中であると判定されなかった場合には、変速保留の状態の解除の制御処理は終了する。

ステップＳ１２において、制御部１２は、変速保留の状態に制御されているか否かを判定する。具体的には、制御部１２は、図４に示すフローチャートにおいて、シフトダウンが実施され（ステップＳ２）、変速保留の制御が実施されている（ステップＳ３）か否かを判定する。このフローチャートに示す処理は、変速保留の状態を解除するものであるので、その前提として、変速保留の状態であるか否かが判定される。変速保留の状態に制御されていると判定された場合には、処理はステップＳ１３に進む。一方、変速保留の状態に制御されていると判定されなかった場合には、変速保留の状態の解除の制御処理は終了する。

ステップＳ１３において、制御部１２は、エンジンＥＣＵ２０からＣＡＮを介して取得した情報に基づいて、スピードリミッタが作動中であるか否かを判定する（監視工程）。スピードリミッタが作動中であると判定された場合には、処理はステップＳ１４に進む。一方、スピードリミッタが作動中であると判定されなかった場合には、変速保留の状態の解除の制御処理は終了する。

このフローチャートに示す処理の契機となるシフトダウンの変速要求は、ドライバが車両を加速させたいときに発生させるものである。しかしながら、スピードリミッタが作動しているときには、その時点で発生している車速以上の速度に加速できない。このような場合において、シフトダウンにより選択されたギアによる走行を続けることは、エンジンが無駄に高回転に維持され、燃費の悪化を招来する。従って、スピードリミッタが作動しているときには、シフトダウンにより選択されたギアを維持するような変速保留の状態が解除されることが好ましい。

ステップＳ１４において、制御部１２は、変速保留の状態を解除する（制御工程）。変速保留の状態が解除されると、制御部１２は、自動変速モードにより、ギア選択の制御を行う。これにより、無駄にエンジンが高回転に維持されることが抑制され、燃費の悪化を防止できる。

自動変速モードでは、アクセル開度及びエンジン回転数に応じてシフトアップまたはシフトダウンの要求が自動的に発せられる。シフトの変更の要求が発せられると、制御部１２は、シフト変更後のエンジン回転数及び加速度を推定演算し、演算値が予め設定された目標値を満たすか否かが判定され、目標値を満たすと判定された場合に、そのシフト変更が実施される。

加速度は、当該車両における駆動力と走行抵抗の差として求められる。駆動輪において発生できる駆動力は、エンジン２により発生されるトルクと、トランスミッションにおけるギア比に基づいて、算出される。また、走行抵抗は、車両重量及び勾配等に基づいて算出される空気抵抗、転がり抵抗及び勾配抵抗等の総和として算出される。自動変速モードでは、このような演算に基づいてギアが選択されるので、走行状態に対して適切なギアが選択されることとなる。

以上説明したように、本実施形態の制御装置１及び制御方法では、自動変速モードに制御されているときにシフトダウンの変速要求が取得されると、自動的な変速を実施しない変速保留の状態に制御される。このような制御状態においてスピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態が解除される。シフトダウンの変速要求は、ドライバが車両Ｖを加速させたいときに発生させるが、スピードリミッタが作動しているときには、その時点で発生している車速以上の速度に加速できない。かかる場合に、本実施形態では、変速保留の状態が解除され、自動変速モードの制御に従って適切なギアが選択されるので、無駄にエンジンが高回転とされることが抑制される。従って、燃費の悪化が防止される。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１…制御装置、２…エンジン、３…クラッチ、４…ＡＭＴ、５…シフトチェンジレバー、１１…監視部、１２…制御部、３０…車速検出部、４１…シフトアクチュエータ、１０…ＡＭＴＥＣＵ、２０…エンジンＥＣＵ、Ｖ…車両。

Claims (2)

1. 車両の自動変速機を制御し、自動的に変速を行う制御状態である自動変速モードを有し、前記自動変速モードに制御されているときに変速要求を受け付けることが可能であり、前記変速要求に応じた変速を実施した場合に、所定条件が満たされるまで、自動的な変速を実施しない変速保留の状態に制御する、制御装置であって、
   車速を制限するスピードリミッタの作動状態を取得する監視部と、
   前記自動変速モードに制御されているときにおいて、シフトダウンの変速要求の取得時以後、シフトダウンが実施され、変速保留の状態の解除前に、前記スピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態を解除する制御部と、
   を備える制御装置。
2. 車両の自動変速機を制御する制御装置における制御方法であって、
   前記制御装置は、
   自動的に変速を行う制御状態である自動変速モードを有し、前記自動変速モードに制御されているときに変速要求を受け付けることが可能であり、
   前記変速要求に応じた変速を実施した場合に、所定条件が満たされるまで、自動的な変速を実施しない変速保留の状態に制御し、
   当該制御方法は、
   車速を制限するスピードリミッタの作動状態を取得する監視工程と、
   前記自動変速モードに制御されているときにおいて、シフトダウンの変速要求の取得時以後、シフトダウンが実施され、変速保留の状態の解除前に、前記スピードリミッタが作動していることを取得した場合に、変速保留の状態を解除する制御工程と、
   を有する制御方法。

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