JP7304308B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

車両用自動変速機の変速制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に関する。
車両用自動変速機の変速制御装置は、変速特性を求めるシフトマップを複数種類用意しておき、加速度を通じて走行抵抗を示す値を求めて車両が平坦路、登坂路又は降坂路にあるか否かを判断してシフトマップのいずれかを選択し、選択したシフトマップに基づいて変速比を制御するものが一般的である。すなわち、エンジン出力に基づいて予め設定される予想加速度と実際に求められる実加速度とを比較して、登降坂度合い(道路勾配)を判断して最適なシフトマップを選択し、選択したシフトマップに基づいて変速比を決定している。
このようにシフトマップに基づいて変速制御が行われる場合、変速を実行するときの走行状態が一義的に決定されてしまい、運転者にとって変速制御の自由度が少ない。そこで、設定すべき変速段若しくは変速比を走行状態に基づいて判断して変速動作を行う上記のような自動変速モードに加えて、ユーザの手動操作によって指示された変速動作を行う手動変速モードを備える自動変速機がある。このような自動変速機は、例えば、マニュアルレンジでのシフトレバー操作、あるいはステアリングホイールに設けられたパドルスイッチでアップシフト又はダウンシフトを指示することにより、手動操作によって変速動作を指示できるように構成されている(例えば、特許文献1を参照)。
そして、従来、運転者のブレーキ操作(ブレーキペダルの踏込操作による車両の制動操作)のみで降坂路を長時間走行するような状況では、運転者によるシフトレバーやパドルスイッチの操作によってダウンシフトを行うことでエンジンブレーキを実現していた。そのため、運転者の意図(車両を減速操作したいという意図)を事前に汲み取ることで自動的に変速段のダウンシフトを適切に行い、減速に必要なエンジンブレーキを最適なタイミングで実現するような変速制御は従来行われていなかった。
特開2007-132385号公報
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、運転者によるダウンシフトの操作が行われなくとも、降坂路の走行時などにエンジンブレーキが必要な状況を適切に判断して自動的にダウンシフトを行うことで、自動変速機の変速制御に対する運転者の安心感に対するフィーリングを向上させることができる車両用自動変速機の変速制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明は、車両(1)に搭載された駆動源(2)の回転を変速して駆動輪(W)側に出力する自動変速機(6)の変速制御装置(20)であって、各変速段毎にアップシフト及びダウンシフト変速パターンを設定する変速マップに従い前記自動変速機(6)のアップシフト変速制御及びダウンシフト変速制御を行う変速制御手段(20)と、車速を検出する車速検出手段(15)と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段(16)と、運転者によるブレーキ操作子(23)の操作を検出するブレーキ操作検出手段(18)と、前記ブレーキ操作子(23)の操作によるブレーキマスターシリンダ(24)の圧力を検出するブレーキ圧検出手段(19)と、を備え、前記変速制御手段(20)は、前記ブレーキ操作検出手段(18)で前記ブレーキ操作子(23)の操作が検出され、かつ前記アクセル開度検出手段(16)でアクセル全閉が検出された場合、前記車速検出手段(15)で検出した車速の変化量と、前記ブレーキ圧検出手段(19)で検出した前記ブレーキマスターシリンダ(24)の圧力とに基づいて前記自動変速機(6)のダウンシフトを実行するか否かを判断をするための判断カウンター値を算出し、前記判断カウンター値が第一の閾値以上の場合、前記自動変速機(6)のダウンシフトを実施することを特徴とする。
本発明にかかる車両用自動変速機の制御装置によれば、変速制御手段は、ブレーキ操作子の操作が検出され、かつアクセル全閉が検出された場合、車速の変化量とブレーキマスターシリンダの圧力とに基づいて算出した判断カウンター値が第一の閾値以上の場合、自動変速機のダウンシフトを実施するので、車両の運転者によるブレーキ操作子の操作が行われたことを適切に判断して、それに基づいて自動変速機のダウンシフトを実施することができる。これにより、運転者の減速意思を適切に汲み取って減速に必要なエンジンブレーキを実現することができる。したがって、降坂路の走行時などにおける自動変速機の変速制御(ダウンシフト制御)に対する運転者のフィーリングを向上させることができる。
また、この車両用自動変速機の制御装置では、前記変速制御手段(20)は、前記ブレーキマスターシリンダ(24)の圧力が第二の閾値以上の場合、前記自動変速機(6)のダウンシフトを実施するようにしてもよい。
この構成によれば、ブレーキマスターシリンダの圧力が第二の閾値以上の場合、自動変速機のダウンシフトを実施するようにしたことで、運転者によるブレーキ操作子の操作と自動変速機のダウンシフトを同期させることができる。したがって、運転者の減速意思を適切に汲み取って減速に必要なエンジンブレーキをより適切なタイミングで実現することができる。
また、この車両用自動変速機の制御装置では、前記変速制御手段(20)は、前記車速の変化量と前記ブレーキマスターシリンダ(24)の圧力とに基づいて予め設定された加減算値のテーブルを有し、前記加減算値のテーブルに従って前記加減算値を加減算することで、当該加減算した値に基づいて前記判断カウンター値を算出するようにしてもよい。
この構成によれば、車速の変化量とブレーキマスターシリンダの圧力とに基づいて予め設定された加減算値のテーブルに従って加減算値を加減算し、当該加減算した値に基づいて判断カウンター値を算出するようにしたことで、車速の変化量とブレーキマスターシリンダの圧力とに基づいて運転者の減速意思をより適切に汲み取ることが可能となり、より適切なタイミングで減速に必要なエンジンブレーキを実現することができる。
また、前記加減算値のテーブル内の各加減算値は、その加減算回数の重み付けが設定されており、前記ブレーキマスターシリンダ(24)の圧力が大きいほど前記加減算回数が多く、かつ前記車速の変化量が大きいほど前記加減算回数が多く設定されていてもよい。
この構成によれば、ブレーキマスターシリンダの圧力が大きいほど加減算回数が多く、かつ車速の変化量が大きいほど加減算回数が多く設定されているので、運転者によるブレーキ操作子の操作量が大きいほど加減算回数が多くなり、かつ車両の減速度が大きいほど加減算回数が多くなる。したがって、運転者の減速意思に応じてより適切なタイミングでダウンシフトを実施することで、減速に必要なエンジンブレーキを実現することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
本発明にかかる車両用自動変速機の制御装置によれば、運転者によるダウンシフトの操作が行われなくとも、降坂路の走行時などにエンジンブレーキが必要な状況を適切に判断して自動的にダウンシフトを行うことで、自動変速機の変速制御に対する運転者の安心感に対するフィーリングを向上させることができる。
本発明の一実施形態にかかる変速制御装置を備えた車両の概略構成図である。 本実施形態の変速制御装置によるブレーキ操作に基づくダウンシフト制御の手順を示すフローチャートである。 判断カウンター値を生成するために用いる加減算値テーブルを示す表である。 変速制御装置による変速制御における各値の変化を示すタイミングチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置を備えた車両の概略構成図である。図1に示すように、車両1は、駆動源であるエンジン2と、クランク軸4と、自動変速機(トランスミッション)6と、ECU(制御手段)20と、油圧制御装置14とを備える。
エンジン2のクランク軸4が自動変速機6に連結されている。自動変速機6に設けられたトルクコンバータ(T/C)8は、流体であるATF(作動油)を介してエンジントルクの伝達を行うものであり、クランク軸4に連結されたフロントカバー8aと一体のポンプインペラ8bと、フロントカバー8aとポンプインペラ8bとの間でポンプインペラ8bに対向配置されたタービンランナ8cと、ステータ8dとを有する。
タービンランナ8cとフロントカバー8aとの間には、ロックアップクラッチ9が設けられている。ロックアップクラッチ9は、ECU20の指令に基づく油圧制御装置14による制御により、フロントカバー8aの内面に向かって押圧されることによりフロントカバー8aに係合し、押圧が解除されることにより係合が解除される。
自動変速機6は、更に、メインシャフト10a、メインシャフト10aに平行に配設されたカウンタシャフト10b及び互いに異なるギア比に設定されている複数のメインシャフト10a側とカウンタシャフト10b側に設けられたギア対(図示せず)からなるギア機構45を備える。
自動変速機6のカウンタシャフト10bと一体に設けられた出力側ファイナルギア50aと、車両1の駆動輪Wに接続された駆動軸52と一体に設けられた駆動側ファイナルギア50bとはファイナルギア対をなし、常に噛み合っている。
また、ECU20への情報入力用の検出手段として、少なくとも、エンジン回転数センサ11、メインシャフト回転数センサ12、カウンタシャフト回転数センサ13、車速センサ15、アクセル開度センサ16、自動変速機6のシフト位置を検出するシフトポジションセンサ17、車両1の運転者がブレーキペダル(ブレーキ操作子)23を操作したか否かを検知するブレーキスイッチ(ブレーキ操作検出手段)18、ブレーキペダル23の踏込操作に応じたブレーキマスターシリンダ24からの作動油の吐出圧を検出するブレーキ作動圧センサ(液圧センサ:ブレーキ圧検出手段)19などが設けられている。
エンジン回転数センサ11は、エンジン2のクランク軸4の回転数Neを検出するエンジン回転数検出手段である。メインシャフト回転数センサ12は、メインシャフト10aの回転数Nmを検出する入力軸回転数検出手段である。カウンタシャフト回転数センサ13は、カウンタシャフト10bの回転数Ncを検出する出力軸回転数検出手段である。
なお、ブレーキペダル23が踏込操作されると、当該ブレーキペダル23の踏力が倍力装置(図示せず)により増大され、ブレーキマスターシリンダ24から適宜の作動圧が各車輪(一の駆動輪Wのみ図示)のブレーキ装置25に印加されるようになっている。ブレーキ装置25は、一般的に公知のディスクブレーキやドラムブレーキ等である。
ECU20には、制御パラメータとして、アクセル開度センサ16で検出されたアクセルペダル開度(アクセル開度)、ブレーキスイッチ18で検出されたブレーキペダル23のオンオフ、ブレーキ作動圧センサ19で検出されたブレーキマスターシリンダ圧、車速センサ15で検出された車速データ、シフトポジションセンサ17からのシフト位置(ギヤ段)のデータなどが入力される。
ECU20は、エンジン2の制御を行うほか、油圧制御装置14を通してギア機構45に対するトランスミッションオイル(以下、ATFという。)の油圧制御を行う。これにより、自動変速機6で設定される変速比の制御(変速制御)を行うことができる。
ここで、ECU20は、変速特性を求める変速マップ(シフトマップ)を複数種類備えており、自動変速モードにおいては、加速度を通じて走行抵抗を示す値を求めて車両1が平坦路、登坂路又は降坂路にあるか否かを判断して変速マップのいずれかを選択し、選択した変速マップに基づいて自動変速機6の変速比を制御する。すなわち、エンジン2の出力に基づいて予め設定される予想加速度と実際に求められる実加速度とを比較して、登降坂度合い(道路勾配)を判断して最適な変速マップを選択し、選択した変速マップに基づいて変速比を決定している。
また、ECU20は、車両1の運転者の手動操作によって指示された変速動作を行う手動変速モードでは、マニュアルレンジでのシフトレバー27の操作、あるいはステアリングホイールに設けられたパドルスイッチ(図示せず)の操作でアップシフト又はダウンシフトを指示することにより、手動操作によって自動変速機6の変速を指示できるように構成されている。
さらに、本実施形態の変速制御装置では、上記の自動変速モード又は手動変速モードの変速制御において、さらに下記内容の制御(以下、この制御を「ブレーキ操作に基づくダウンシフト制御」という。)を行うようになっている。以下、当該ブレーキ操作に基づくダウンシフト制御の具体的な内容について詳細に説明する。
図2は、本実施形態の変速制御装置によるブレーキ操作に基づくダウンシフト制御の手順を示すフローチャートである。このブレーキ操作に基づくダウンシフト制御では、まず、自動変速機6のダウンシフトを実行するか否かを判断をするための判断カウンター値を生成する(ステップST1)。
図3は、判断カウンター値を生成するために用いる加減算値テーブルを示す表である。同図の表は、ブレーキ作動圧センサ19で検出されたブレーキマスターシリンダ圧の値及びその重み付け回数と、車速センサ15で検出された車速の変化量(すなわち、車両1の加減速度)の値及びその重み付け回数とに対する加減算値の一覧表である。この表に定める加減算値は、予め実験や試験に基づいて車両1の運転者によるブレーキペダル23の踏込操作の強さ(=ブレーキマスターシリンダ圧)と車両1の加減速度とに対して、運転者の減速意思の重み付けを考慮した数値を割り当てたものである。この加減算値テーブルでは、加減算値の傾向として、ブレーキペダル23の踏込操作が強い(ブレーキマスターシリンダ圧が高い)ほど加減算値が大きくなっており、また、車両1の加速度が大きい(すなわち減速度が小さい)ほど加減算値が大きくなっている。また、加減算値の加減算回数(加減算する回数)の傾向として、ブレーキペダル23の踏込操作が強い(ブレーキマスターシリンダ圧が高い)ほど加減算の回数が多くなっており、また、車両1の加速度が大きい(すなわち減速度が小さい)ほど加減算の回数が多くなっている。
図2のフローチャートに戻り、ステップST1の判断カウンター値の生成において、図3の加減算値テーブルに基づいて、車両1の加減速度(車速の変化量)とブレーキマスターシリンダ圧とによる加減算値を検索する。そして、検索した加減算値を用いて下記式により判断カウンター値を生成する(ステップST2)。なお、判断カウンター値の生成は所定時間ごと(一例として10msごと)に行う。
判断カウンター値=前回判断カウンター値+加減算値
次に、ブレーキペダル23の操作(ブレーキ操作)が行われているか否かの判断を行う(ステップST3)。この判断はブレーキスイッチ18のオンオフを検出することで行う。その結果、ブレーキ操作が行われていなければ(NO)、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御は行わず、通常の変速マップAに従う変速制御(ダウンシフト又はアップシフトの制御)を行う(ステップST4)。一方、ステップST3でブレーキ操作が行われている場合(YES)、続けてアクセル全閉か否かを判断する(ステップST5)。この判断はアクセル開度センサ16で検出されたアクセル開度に基づいて行われる。その結果、アクセル全閉でなければ(NO)、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御は行わず、通常の変速マップに従う変速制御(ダウンシフト又はアップシフトの制御)を行う(ステップST4)。一方、ステップST5でアクセル全閉の場合(YES)、続けて、車速センサ15で検出した車速が所定の閾値以上、かつ車速の変化量(加減速度)が所定の閾値以上であるか否かを判断する(ステップST6)。その結果、車速が所定の閾値以上でないか又は車速の変化量(加減速度)が所定の閾値以上でない場合(NO)には、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御は行わず、通常の変速マップBに従う変速制御(ダウンシフト又はアップシフトの制御)を行う(ステップST7)。なお、ステップST4の変速マップAは、ブレーキペダル23の操作(ブレーキ操作)が行われていない場合に用いる変速マップであり、ステップST7の変速マップBは、ブレーキ操作が行われている場合に用いる変速マップである。そして、変速マップBでは、変速マップAと比較して同じ車速域での変速段がより低速段側の変速段となるように設定されている。
一方、先のステップST6で車速センサ15で検出した車速が所定の閾値以上かつ車速の変化量(加減速度)が所定の閾値以上である場合(YES)には、続けて車速センサ15で検出した車速が所定の閾値以上、かつ判断カウンター値が所定の閾値(第一の閾値)以上、かつブレーキ作動圧センサ19で検出したブレーキマスターシリンダ圧が所定の閾値(第二の閾値)以上であるか否かを判断する(ステップST8)。その結果、車速が所定の閾値未満、又は判断カウンター値が所定の閾値(第一の閾値)未満、又はブレーキマスターシリンダ圧が所定の閾値(第二の閾値)未満であれば(NO)、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御は行わず、通常の変速マップBに従う変速制御(ダウンシフト又はアップシフトの制御)を行う(ステップST7)。一方、ステップST8で車速が所定の閾値以上、かつ判断カウンター値が所定の閾値(第一の閾値)以上、かつブレーキマスターシリンダ圧が所定の閾値(第二の閾値)以上であれば(YES)、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御による変速段のダウンシフトを実行する(ステップST9)。
図4は、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御における各値の変化を示すタイミングチャートである。同図のタイミングチャートでは、自動変速機6の変速段、ブレーキマスターシリンダ圧、車速の変化量(加減速度)、エンジン回転数、判断カウンター値それぞれの経過時間tに対する変化を示している。本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御では、車両1がたとえば降坂路を走行している際に、運転者によるブレーキペダル23の踏込操作が行われることで、上記の判断カウンター値の算出が行われる。そして、同図のタイミングチャートに示すように、判断カウンター値が閾値(第一の閾値)以上となり、かつブレーキマスターシリンダ圧が閾値(第二の閾値)以上となる時刻t1において、4速段(4th)から3速段(3rd)への自動変速機6のダウンシフトが実行される。そして、当該ダウンシフトによりエンジン回転数がΔN増加することで、車両1にエンジンブレーキが作用する。この時刻t1における4速段から3速段へのダウンシフトが本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフトである。なお、ここでの判断カウンター値の閾値(第一の閾値)は、例えば、3,000回とすることができる。
以上説明したように、本実施形態の変速制御装置によるブレーキ操作に基づくダウンシフト制御では、ブレーキスイッチ(ブレーキ操作検出手段)18でブレーキペダル23の操作が検出され、かつアクセル開度センサ(アクセル開度検出手段)16でアクセル全閉が検出された場合、車速の変化量と、ブレーキマスターシリンダ24の圧力とに基づいて自動変速機6のダウンシフトを実行するか否かを判断をするための判断カウンター値を算出し、この判断カウンター値が閾値(第一の閾値)以上の場合、自動変速機6のダウンシフトを実施する。
このようなブレーキ操作に基づくダウンシフト制御によれば、車速の変化量とブレーキマスターシリンダ24の圧力とに基づいて算出した判断カウンター値が閾値以上の場合、自動変速機6のダウンシフトを実施するので、車両1の運転者によるブレーキペダル23の操作が行われたことを適切に判断してそれに基づいて自動変速機6のダウンシフトを実施することができる。これにより、運転者の減速意思を適切に汲み取って減速に必要なエンジンブレーキを実現することができる。したがって、降坂路の走行時などにおける自動変速機6の変速制御(ダウンシフト制御)に対する運転者のフィーリングを向上させることができる。
また、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御では、ブレーキマスターシリンダ24の圧力が閾値(第二の閾値)以上の場合、自動変速機6のダウンシフトを実施するようにしたことで、運転者によるブレーキペダル23の操作と自動変速機6のダウンシフトを同期させることができる。したがって、運転者の減速意思を適切に汲み取って減速に必要なエンジンブレーキをより適切なタイミングで実現することができる。
また、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御では、車速の変化量とブレーキマスターシリンダ24の圧力とに基づいて予め設定された加減算値のテーブルを有し、当該加減算値のテーブルに従って加減算値を加減算することで、当該加減算した値に基づいて判断カウンター値を算出するようにしている。
このように、車速の変化量とブレーキマスターシリンダ24の圧力とに基づいて予め設定された加減算値のテーブルに従って加減算値を加減算し、当該加減算した値に基づいて判断カウンター値を算出するようにしたことで、車速の変化量とブレーキマスターシリンダ24の圧力とに基づいて運転者の減速意思をより適切に汲み取ることが可能となり、より適切なタイミングで減速に必要なエンジンブレーキを実現することができる。
また、本実施形態のブレーキ操作に基づくダウンシフト制御では、加減算値のテーブル内の各加減算値は、その加減算回数の重み付けが設定されており、ブレーキマスターシリンダ24の圧力が大きいほど加減算回数が多く、かつ車速の変化量が大きいほど加減算回数が多く設定されている。
このように、ブレーキマスターシリンダ24の圧力が大きいほど加減算回数が多く、かつ車速の変化量が大きいほど加減算回数が多く設定されているので、運転者によるブレーキペダル23の操作量が大きいほど加減算回数が多くなり、かつ車両1の減速度が大きいほど加減算回数が多くなるので、運転者の減速意思に応じて適切なタイミングでダウンシフトを実施することで減速に必要なエンジンブレーキを実現することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
1 車両
2 エンジン(駆動源)
4 クランク軸
6 自動変速機
9 ロックアップクラッチ
10a メインシャフト
10b カウンタシャフト
11 エンジン回転数センサ
12 メインシャフト回転数センサ
13 カウンタシャフト回転数センサ
14 油圧制御装置
15 車速センサ(車速検出手段)
16 アクセル開度センサ(アクセル開度検出手段)
17 シフトポジションセンサ
18 ブレーキスイッチ(ブレーキ操作検出手段)
19 ブレーキ作動圧センサ(ブレーキ圧検出手段)
20 ECU(変速制御手段)
23 ブレーキペダル(ブレーキ操作子)
24 ブレーキマスターシリンダ
25 ブレーキ装置
27 シフトレバー
45 ギア機構
50a 出力側ファイナルギア
50b 駆動側ファイナルギア
52 駆動軸
W 駆動輪

Claims (4)

  1. 車両に搭載された駆動源の回転を変速して駆動輪側に出力する自動変速機の変速制御装置であって、
    各変速段毎にアップシフト及びダウンシフト変速パターンを設定する変速マップに従い前記自動変速機のアップシフト変速制御及びダウンシフト変速制御を行う変速制御手段と、
    車速を検出する車速検出手段と、
    アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
    運転者によるブレーキ操作子の操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
    前記ブレーキ操作子の操作によるブレーキマスターシリンダの圧力を検出するブレーキ圧検出手段と、を備え、
    前記変速制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段で前記ブレーキ操作子の操作が検出され、かつ前記アクセル開度検出手段でアクセル全閉が検出された場合、
    前記車速検出手段で検出した車速の変化量と、前記ブレーキ圧検出手段で検出した前記ブレーキマスターシリンダの圧力とに基づいて前記自動変速機のダウンシフトを実行するか否かを判断をするための判断カウンター値を算出し、
    前記判断カウンター値が第一の閾値以上の場合、前記自動変速機のダウンシフトを実施する
    ことを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。
  2. 前記変速制御手段は、前記ブレーキマスターシリンダの圧力が第二の閾値以上の場合、前記自動変速機のダウンシフトを実施する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  3. 前記変速制御手段は、前記車速の変化量と前記ブレーキマスターシリンダの圧力とに基づいて予め設定された加減算値のテーブルを有し、
    前記加減算値のテーブルに従って前記加減算値を加減算することで、当該加減算した値に基づいて前記判断カウンター値を算出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  4. 前記加減算値のテーブル内の各加減算値は、その加減算回数の重み付けが設定されており、
    前記ブレーキマスターシリンダの圧力が大きいほど前記加減算回数が多く、かつ前記車速の変化量が大きいほど前記加減算回数が多く設定されている
    ことを特徴とする請求項3に記載の車両用自動変速機の制御装置。
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