JP7459685B2 - 変速機システム - Google Patents

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Description

本発明は、変速機システムに関し、特に、運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムに関する。
特開２００８－３７３１２号公報（特許文献１）には、自動変速機のシフト切換装置が記載されている。このシフト切換装置は、有段変速機のギア段を、車両の走行状態に応じて自動的に切り替えるように構成されている。また、特許文献１記載のシフト切換装置にはマニュアルモードが備えられており、マニュアルモードに設定されている場合には、運転者はパドルシフトスイッチ等を操作することにより、必要に応じて低速側又は高速側にギア段を切り替えることができる。
このように、自動変速機に備えられたマニュアルモードでは、一般に、運転者によりパドルシフトスイッチ等が操作されると、制御ユニットは、まず、変速機をニュートラルの状態に切り替える。次いで、制御ユニットは、エンジン回転数を切り替え後のギア段に適した回転数に自動的に調整し、その後、変速機を、運転者の操作に基づくギア段に切り替える。例えば、運転者がブレーキをかけながら、パドルシフトスイッチにより変速機を低速側に切り替える操作を行った場合、制御ユニットは、まず、変速機をニュートラルにし、次いで、エンジン回転数を上昇させた後、実際に変速機を低速側に切り替える。このため、自動変速機のマニュアルモードでは、一般に、運転者はエンジン回転数等を考慮することなく、パドルシフトスイッチ等により変速機を低速側又は高速側に切り替えることができる。
特開２００８－３７３１２号公報
しかしながら、車両の運転中に、走行状態やエンジン回転数に応じて適切なギア段を選択して変速機を切り替え、車両を自在に操ることは運転者の楽しみの一つである。例えば、高速段での走行中に交差点を左折し、左折後スムーズに加速を行うためには、変速機を予め低速側に切り替えておく必要がある。即ち、マニュアルトランスミッションの車両では、運転者は、ブレーキペダルをつま先で踏みながら、クラッチを切り、かかとでアクセルペダルを踏むことでエンジン回転数を上げ、変速機を低速側に切り替えた後、クラッチを接続する。これにより、エンジン回転数と変速機の回転数が適合するため、スムーズにシフトダウンすることができると共に、左折後の速やかな加速が可能になる。このような運転技術は「ヒールアンドトゥ」と呼ばれ、熟練した運転者により行われている。
マニュアルトランスミッションの車両を運転する運転者は、「ヒールアンドトゥ」のような様々な運転技術を習得しながら車両を自在に操ることができるようになり、これが運転の楽しみになっている。これに対して、自動変速機を搭載した車両では、マニュアルモードに設定した場合でも、上記のような運転技術は不要であり、運転が容易である反面、運転者は運転の楽しさを感じることができないという問題がある。
従って、本発明は、自動変速式の変速機であっても、運転者が運転の楽しさを感じることができる変速機システムを提供することを目的としている。
上述した課題を解決するために、本発明は、運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムであって、変速機を含み、エンジンの駆動力を車輪に伝達する動力伝達系と、運転者による変速操作を検知する変速操作検知部と、この変速操作検知部によって検知された変速操作に基づいて、変速を実行する変速制御部と、変速モード設定操作部と、を有し、変速制御部はマニュアル回転同期モードを実行可能に構成され、マニュアル回転同期モードは、変速機を低速側に変速するための第１の変速操作が、変速操作検知部によって検知されると、動力伝達系に備えられた断接機構に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第１ステップと、第２の変速操作が変速操作検知部によって検知されると、断接機構に制御信号を送り、変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第２ステップと、を有し、変速モード設定操作部により、１回の変速操作により低速側への変速が完了する自動回転同期モード、又はマニュアル回転同期モードを選択可能であることを特徴としている。
このように構成された本発明において、変速機を低速側に切り替える場合には、運転者は変速操作を行い、低速側に変速するための第１の変速操作が変速操作検知部によって検知されると、変速制御部は、断接機構に制御信号を送って駆動力の伝達を停止させる。次に、運転者による第２の変速操作が変速操作検知部によって検知されると、変速制御部は、断接機構に制御信号を送り、変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開し、変速機の低速側への切り替えが完了する。
このように構成された本発明によれば、運転者の第１の変速操作に基づく第１ステップと、運転者の第２の変速操作に基づく第２ステップにより、変速機の低速側への切り替えが完了する。また、駆動力の伝達が再開される第２ステップの実行時には、エンジンの回転数を変速機の回転数に適合させておく必要があり、回転数を適合させるために運転者にはアクセルペダル等の操作が必要になる。エンジンの回転数が不適切な状態で運転者が第２の変速操作を行うと、第２ステップの実行に伴い車両にショックが発生し、運転者は、自己の運転操作が不適切であったことを体感する。一方、適切な運転操作を行った場合には、ショックが発生することなく変速機の低速側への切り替えが完了し、スムーズな加速等が可能となる。これにより、運転者は、運転の楽しみを感じることができると共に、運転のスキルを向上させることができる。
このように構成された本発明によれば、変速モード設定操作部により、自動回転同期モード、又はマニュアル回転同期モードを選択することができるので、簡単な運転操作で快適な走行を行いたいという運転者の要求と、運転の楽しみを感じたいという運転者の要求を、両方とも満足させることができる。
本発明において、好ましくは、変速制御部は、路面状態センサにより所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、自動回転同期モードを実行する。
このように構成された本発明によれば、所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合でも、自動回転同期モードが実行される。このため、運転者による適切な運転操作が為されなかった場合に、乗員に強い不快感が与えられるような状況でマニュアル回転同期モードが実行されるのを防止することができ、乗員の快適性が著しく損なわれるのを回避することができる。
本発明において、好ましくは、変速制御部は、第１の変速操作が検知された後、所定時間以内に第２の変速操作が検知されない場合には、車速又はエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する。
このように構成された本発明によれば、第１の変速操作が行われた後、所定時間以内に第２の変速操作が行われない場合には、変速段が自動的に選択されるので、第１ステップの実行により駆動力の伝達が停止された状態で車両が長時間走行するのを回避することができる。また、変速段が車速又はエンジン回転数に基づいて選択されるので、車両の走行状態に応じて適切な変速段を設定することができる。
本発明において、好ましくは、変速制御部は、マニュアル回転同期モードの実行中において、第２の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速を実行せず、第１の変速操作を検知した時点における変速段を維持する。
このように構成された本発明によれば、第２の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、変速段が維持されるので、エンジン回転数が低い状況での低速側への変速により、エンジンが停止したり、過度なショックが発生したりするのを防止することができる。
本発明において、好ましくは、さらに、報知装置、及び報知制御部を有し、報知制御部は、第１の変速操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。
このように構成された本発明によれば、第２の変速操作を行ったときのエンジン回転数が低く、変速段が維持された場合には、報知装置により報知されるので、運転者は自己の変速操作が不適切であったことを認識できる。また、変速段の維持が報知されることにより、変速操作を行ったにも関わらず変速が実行されなかったという誤解を運転者に与えるのを防止することができる。
本発明において、好ましくは、さらに、加速度センサ、報知装置、及び報知制御部を有し、報知制御部は、第２ステップ実行時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が加速度センサによって検出された場合には、報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。
本発明において、第１の変速操作を行った後、第２の変速操作が行われた際のエンジン回転数が不適切であると、駆動力の伝達が再開された際にショックが発生し、車両には加速度変動が生じる。上記のように構成された本発明によれば、第２ステップ実行時に所定値以上の加速度変動が検出された場合には、変速操作が不適切であった旨が報知されるので、運転者は自己の変速操作の適否を客観的に認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。
本発明の変速機システムによれば、自動変速式の変速機であっても、運転者が運転の楽しさを感じることができる。
本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の駆動系を示すブロック図である。 本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の運転席を模式的に示す図である。 本発明の実施形態による変速機システムのブロック図である。 本発明の実施形態による変速機システムにおいてマニュアル回転同期モードが設定された場合における処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による変速機システムを説明する。
図１は、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の駆動系を示すブロック図である。図２は、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の運転席を模式的に示す図である。図３は、本発明の実施形態による変速機システムのブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両１は、原動機であるエンジン２と、エンジン２の出力軸の回転数を変換する変速機である自動変速機６と、を備えたオートマチック車両である。さらに、車両１は、エンジン２と自動変速機６の間の接続／非接続を切り替える断接機構であるクラッチ４と、自動変速機６の出力軸の動力を伝達するプロペラシャフト８及びドライブシャフト１０と、車輪１２と、を有する。これらのうち、クラッチ４、自動変速機６、プロペラシャフト８、及びドライブシャフト１０は、エンジン２の駆動力を車輪１２に伝達する動力伝達系として機能する。
次に、図２を参照して、車両１に備えられている各操作部の配置を説明する。
図２に示すように、本実施形態の変速機システムを搭載した車両１は、シフトレバー１４が運転席と助手席の間のフロアに配置された所謂「フロアシフト」タイプの車両である。運転者は、このシフトレバー１４により、自動変速機６を、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、及びニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、及びドライブレンジ（Ｄレンジ）の各変速レンジに切り替えることができる。また、車両１のステアリングホイール１６には、変速操作部であるパドルシフトスイッチ１６ａ、１６ｂが設けられている。
本実施形態において、自動変速機６は、「自動変速モード」又は「マニュアルモード」を設定可能に構成されている。また、運転者は、シフトレバー１４がドライブレンジにされ、「マニュアルモード」が設定されている状態では、パドルシフトスイッチ１６ａ、１６ｂにより変速段を切り替えることができる。即ち、運転者が左側のパドルシフトスイッチ１６ａを操作することにより低速側への変速（シフトダウン）を、右側のパドルシフトスイッチ１６ｂを操作することにより高速側への変速（シフトアップ）を行うことができる。なお、本実施形態においては、パドルシフトスイッチにより変速段の切り替えを可能としているが、変形例として、シフトレバーの他、任意の変速操作部を使用して変速段の切り替えができるように本発明を構成することができる。
また、シフトレバー１４の近傍には、変速モード設定操作部１４ａが設けられている。「マニュアルモード」が設定されている状態では、変速モード設定操作部１４ａにより、「自動回転同期モード」又は「マニュアル回転同期モード」を選択することができる。なお、本実施形態においては、変速モード設定操作部１４ａとして、独立した１つの操作部が設けられているが、変速モード設定操作部１４ａを他の押しボタン（図示せず）等と兼用にすることもできる。この場合には、押しボタンの「長押し」等の特殊操作により、「自動回転同期モード」と「マニュアル回転同期モード」を切り替え可能に構成することもできる。これらの各モードにおける具体的な作用については後述する。
次に、図３を参照して、本発明の実施形態による変速機システム２０を説明する。
図３に示すように、変速機システム２０は、ＥＣＵ（電気制御ユニット）２２と、これに信号を入力するシフトレバー１４、変速モード設定操作部１４ａ、パドルシフトスイッチ１６ａ、１６ｂ、アクセル開度センサ２４、車速センサ２６、勾配センサ２８、及び加速度センサ３０を備えている。さらに、変速機システム２０は、ＥＣＵ２２からの制御信号が入力される自動変速機６、クラッチ４、及び報知装置である表示装置３２及びスピーカ３４を備えている。また、ＥＣＵ２２には、エンジン２も接続されており、制御信号により制御される。
アクセル開度センサ２４は、変速機システム２０が搭載されている車両１のアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
車速センサ２６は、変速機システム２０が搭載されている車両１の車速を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
勾配センサ２８は、変速機システム２０を搭載した車両１が走行している路面の勾配を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
加速度センサ３０は、変速機システム２０が搭載されている車両１の前後方向加速度を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
ＥＣＵ２２は、具体的には、マイクロプロセッサ、メモリ、インターフェイス回路、及びこれらを作動させるプログラム等（以上、図示せず）から構成されている。ＥＣＵ２２は、これらのハードウェア、ソフトウェアにより、変速制御部２２ａ、変速操作検知部２２ｂ、報知制御部２２ｃ等の機能を実現している。
変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、変速段を切り替えるように構成されている。変速操作検知部２２ｂは、変速操作部であるパドルシフトスイッチ１６ａ、１６ｂの、運転者による操作を検知するように構成されている。また、変速制御部２２ａは、変速操作検知部２２ｂによって検知された変速操作に基づいて、変速を実行するように構成されている。さらに、報知制御部２２ｃは、ＥＣＵ２２に接続されている表示装置３２及びスピーカ３４に制御信号を送り、変速機システム２０の作動状況等を運転者に報知するように構成されている。
表示装置３２は、図２に示すように、変速機システム２０が搭載されている車両１のインストゥルメントパネルに設けられたディスプレイであり、車両１の運転者や乗員に対し、種々の情報を提示するように構成されている。ＥＣＵ２２に内蔵された報知制御部２２ｃは、表示装置３２に制御信号を送り、表示装置３２に種々の情報を表示させる。また、表示装置３２をタッチパネルとし、表示装置３２により種々の情報の表示及び入力を可能にすることもできる。例えば、変速モード設定操作部１４ａを、タッチパネル上に表示されるコマンドボタン（図示せず）によって構成することもできる。
スピーカ３４は、図２に示すように、車両１の運転者や乗員に対し、音声により種々の情報を伝達する音声発生装置である。また、ＥＣＵ２２に内蔵された報知制御部２２ｃは、スピーカ３４に音声信号を送り、種々の音声、報知音、警告音等を発生させるように構成されている。
ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａは、自動変速機６が「自動モード」に設定されている場合には、車速センサ２６やアクセル開度センサ２４によって検出された検出信号に基づいて適切な変速段を選択し、自動変速機６の変速段を切り替える。本実施形態において、自動変速機６は、遊星歯車機構による動力伝達経路を、変速用クラッチ６ａである複数のクラッチ、ブレーキの断接により切り替える有段式の変速機である。変速制御部２２ａは、所定のタイミングでクラッチ４及び変速用クラッチ６ａを断接することにより、変速段を切り替えるように構成されている。
一方、自動変速機６が「マニュアルモード」に設定されている場合には、変速制御部２２ａは、運転者によるパドルシフトスイッチ１６ａ、１６ｂの操作に基づいて、自動変速機６の変速段を切り替える。本実施形態においては、ステアリングホイール１６の左側に設けられたパドルシフトスイッチ１６ａが操作されると、自動変速機６を低速側に変速するための操作が行われたことが変速操作検知部２２ｂによって検知される。また、右側に設けられたパドルシフトスイッチ１６ｂが操作されると、自動変速機６を高速側に変速するための操作が行われたことが変速操作検知部２２ｂによって検知される。運転者の変速操作が変速操作検知部２２ｂによって検知されると、変速制御部２２ａは、変速操作に応じて自動変速機６を低速側又は高速側に切り替える。
さらに、本実施形態の変速機システム２０では、自動変速機６の「マニュアルモード」においては、変速モード設定操作部１４ａを操作することにより、「自動回転同期モード」又は「マニュアル回転同期モード」を選択することができる。「自動回転同期モード」においては、運転者による１回のパドルシフトスイッチの操作により、自動変速機６の変速段を切り替えることができる。即ち、運転者は、パドルシフトスイッチ１６ａを１回操作することにより、自動変速機６を１段階低速側に切り替えることができ、パドルシフトスイッチ１６ｂを１回操作することにより、自動変速機６を１段階高速側に切り替えることができる。
「自動回転同期モード」において、運転者がシフトダウンをするためにパドルシフトスイッチ１６ａを操作すると、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａは、まず、クラッチ４に制御信号を送り、これを切断させる。次いで、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、自動変速機６をニュートラルに切り替える。さらに、変速制御部２２ａは、エンジン２に制御信号を送り、変速後の変速段（１段階低速側の変速段）に相当する回転数になるよう、エンジン２を制御する。次いで、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送って変速段を１段階低速側に切り替えた後、クラッチ４に制御信号を送ってクラッチ４を接続し、変速を完了する。
このように、「自動回転同期モード」においては、変速制御部２２ａが、自動的に、エンジン２の回転数を変速後の変速段の回転数に同期させる。このため、運転者はエンジン２の回転数を考慮することなく、パドルシフトスイッチの１回の操作で、自動変速機６の変速段を切り替えることができる。なお、運転者がシフトアップをするためにパドルシフトスイッチ１６ｂを操作した場合にも、同様の処理が行われ、自動変速機６の変速段が高速側に切り替えられる。
一方、「マニュアル回転同期モード」においては、運転者がパドルシフトスイッチ１６ａを２回操作することで、自動変速機６の変速段を１段階低速側に切り替えることができる。また、パドルシフトスイッチ１６ｂによる高速側への切り替えについては、変速モード設定操作部１４ａが「マニュアル回転同期モード」に設定されている場合においても１回の操作で自動変速機６の変速段を切り替えることができる。
次に、図４乃至図７を参照して、本発明の実施形態による変速機システム２０の、マニュアル回転同期モードにおける作用を説明する。
図４は、本発明の実施形態による変速機システム２０においてマニュアル回転同期モードが設定された場合における処理を示すフローチャートである。図５乃至図８は、本発明の実施形態による変速機システム２０のマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。
図４に示すフローチャートは、変速モード設定操作部１４ａにより「マニュアル回転同期モード」が設定されている場合において、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａにより所定の時間間隔で繰り返し実行される。なお、図５乃至図７に示すタイムチャートは、上段から順に、ブレーキスイッチ信号（ブレーキペダルが踏まれているか否かの信号）、パドルシフトスイッチ１６ａの操作、自動変速機６の変速段、アクセル開度センサ２４の検出信号、エンジン２の回転数を示し、横軸は時間を表している。また、図５及び図６において、運転者が適切なアクセルペダル操作を行った場合を実線で示し、操作が適切でない場合を一点鎖線で示している。
まず、図４のステップＳ１においては、各種信号がＥＣＵ２２に読み込まれる。ステップＳ１において読み込まれる信号には、運転者によるシフトレバー１４及びパドルシフトスイッチ１６ａ、１６ｂの操作に関する信号、アクセル開度センサ２４からのアクセル開度の信号、車速センサ２６からの車両１の速度に関する信号が含まれている。さらに、ステップＳ１において読み込まれる信号には、勾配センサ２８からの、走行中の路面の勾配に関する信号、及び加速度センサ３０からの車両１の前後方向加速度に関する信号が含まれている。
次いで、ステップＳ２においては、所定の路面状態が検出されているか否かが判断される。具体的には、ステップＳ２においては、路面状態センサである勾配センサ２８によって検出された走行路面の勾配が所定の勾配閾値以上であるか否か、走行路面の路面摩擦が所定の摩擦閾値以下であるか否かが判断される。所定の勾配閾値以上である場合、又は所定の摩擦閾値以下である場合には、ステップＳ３以下の処理が実行されることなく、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。この場合においては、変速モード設定操作部１４ａによりマニュアル回転同期モードが設定されていても、自動回転同期モードが実行される。このように、本実施形態の変速機システム２０においては、所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、自動回転同期モードが実行される。
即ち、急な勾配の路面や、路面摩擦の小さい路面においてマニュアル回転同期モードが実行されると、運転者の変速操作が不適切であった場合には、運転者や乗員に強い不快感を与える可能性がある。本実施形態においては、このような路面状態においてマニュアル回転同期モードが実行され、運転者や乗員に強い不快感を与えるのを回避している。このように、マニュアル回転同期モードが選択されているにも関わらず、自動回転同期モードが実行された場合には、表示装置３２やスピーカ３４によって、運転者にその旨を報知しても良い。
なお、走行路面の路面摩擦は、エンジン２の駆動力と、車輪１２の車輪速の関係から推定することができる。即ち、路面摩擦が小さく、車輪１２にスリップが発生している場合には、エンジン２が発生する駆動力に対して車輪速が大きくなる。従って、この場合には、エンジン２の駆動力を検出するセンサ、車輪速を検出するセンサ、及び駆動力と車輪速から路面摩擦を推定する演算装置（以上、図示せず）が、路面状態センサとして機能する。
次に、ステップＳ３においては、運転者により、シフトダウンの要求があったか否かが判断される。即ち、パドルシフトスイッチ１６ａによる運転者の変速操作が、変速操作検知部２２ｂによって検知されたか否かが判断される。シフトダウンの要求があった場合にはステップＳ４に進み、シフトダウンの要求がない場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。即ち、図４に示すフローチャートにおけるステップＳ４以下の処理は、運転者により、シフトダウン用のパドルシフトスイッチ１６ａが操作された場合に実行され、シフトアップ用のパドルシフトスイッチ１６ｂが操作された場合には実行されない。
図５に示す例においては、運転者は、車両１を減速させながら自動変速機６を３速から２速へシフトダウンを行うべく、時刻ｔ1において、車両１のブレーキペダル（図示せず）を踏み込んでいる。次いで、運転者は、時刻ｔ2において、第１の変速操作としてパドルシフトスイッチ１６ａを操作している。
パドルシフトスイッチ１６ａの操作が、変速操作検知部２２ｂによって検知されると、図４に示すフローチャートにおける処理はステップＳ４に進む。ステップＳ４において、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第１ステップとして、クラッチ４に制御信号を送ってクラッチ４を切断させ、駆動力の伝達を停止させる。さらに、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送って自動変速機６をニュートラルの状態に切り替える。図５に示す例では、時刻ｔ3において、クラッチ４が切断されると共に、自動変速機６がニュートラルにされている。
さらに、運転者は、時刻ｔ2においてパドルシフトスイッチ１６ａを操作した後、図５の実線に示すように、時刻ｔ4～ｔ5の間、アクセルペダル（図示せず）を踏み込んでいる。これにより、時刻ｔ1からのブレーキペダルの踏み込みにより低下していたエンジン２の回転数が上昇する。
次に、図４のステップＳ５においては、時刻ｔ2において第１の変速操作としてパドルシフトスイッチ１６ａが操作された後、再びパドルシフトスイッチ１６ａが操作されたか否かが判断される。パドルシフトスイッチ１６ａが再び操作された場合にはステップＳ６に進み、操作されていない場合にはステップＳ１０に進む。ステップＳ１０においては、時刻ｔ2において１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われた後、所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間が経過した場合にはステップＳ１１に進み、経過していない場合にはステップＳ５に戻る。従って、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作の後、パドルシフトスイッチ１６ａが操作されていない場合には、ステップＳ５→Ｓ１０→Ｓ５の処理が所定時間繰り返される。本実施形態においては、１回目にパドルシフトスイッチ１６ａが操作された後の所定時間として、３秒が設定されている。
図５のタイムチャートに示す例では、時刻ｔ2において１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われた後、所定時間が経過する前の時刻ｔ6において第２の変速操作として２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われている。これにより、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ５からステップＳ６に進む。
ステップＳ６においては、エンジン２の回転数が所定の回転数閾値以上であるか否かが判断され、回転数閾値以上である場合にはステップＳ７へ進み、回転数閾値未満である場合にはステップＳ１２へ進む。図５のタイムチャートに示す例では、時刻ｔ2においてパドルシフトスイッチ１６ａを操作した後、運転者は、時刻ｔ4～ｔ5の間、アクセルペダル（図示せず）を踏み込んでいるので、エンジン２の回転数は所定の回転数閾値以上に上昇されており、ステップＳ７に進んでいる。ステップＳ７において、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、自動変速機６を１段階低速側に切り替える。さらに、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第２ステップとして、クラッチ４に制御信号を送って、クラッチ４を接続させ、エンジン２の駆動力の伝達を再開させる。図５に示す例においては、時刻ｔ7において、自動変速機６が３速から２速に切り替えられ、自動変速機６が低速側に切り替えられた状態でクラッチ４が接続され、駆動力の伝達が再開されている。
次に、ステップＳ８においては、自動変速機６の切り替え時において、加速度センサ３０によって検出された車両１の前後方向加速度が、所定の加速度閾値以上であったか否かが判断される。前後方向加速度が所定の加速度閾値以上であった場合にはステップＳ９に進む。一方、所定の加速度閾値未満であった場合には、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了し、パドルシフトスイッチの操作によるシフトダウンを完了する。
即ち、図５の実線に示すように、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作の後、運転者が適切にアクセルペダル（図示せず）を操作し、エンジン２が適切な回転数にされている場合には、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作によりクラッチ４が接続された時も、車両１はスムーズに走行する。この場合には、ステップＳ８の後、そのまま図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作、アクセルペダル（図示せず）の操作、及び２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作によりシフトダウンを行い、車両１をスムーズに走行させることにより、運転者はマニュアル式の車両を運転しているような運転の楽しさを感じることができる。
一方、図５の一点鎖線に示すように、時刻ｔ2においてパドルシフトスイッチ１６ａを操作した後、運転者がアクセルペダル（図示せず）の操作を行っていない場合には、エンジン回転数が低いままにされる。このため、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作によりクラッチ４が接続される時点で、エンジン回転数が自動変速機６の２速相当の回転数とは大きく食い違ってしまう。このような場合には、時刻ｔ7において自動変速機６が切り替えられ、クラッチ４が接続された際、ショックが発生し、これが加速度センサ３０により、前後方向の加速度変動として検出される。
図４のステップＳ８において、クラッチ４の接続時（図５の時刻ｔ7）における加速度変動が、所定の加速度閾値以上であると判定された場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９において、ＥＣＵ２２の報知制御部２２ｃは、報知装置である表示装置３２及びスピーカ３４に信号を送り、変速操作が適切でなかった旨を運転者に報知し、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、変速制御部２２ａは、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が加速度センサ３０によって検出された場合には、表示装置３２及びスピーカ３４に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。これにより、運転者は、自己の変速操作が適切でなかったために、車両１の走行にショックが発生したことを認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。
次に、図６を参照して、車両１を加速させるために自動変速機６を３速から２速へシフトダウンする際の変速操作の一例を説明する。
まず、図６に示す例では、時刻ｔ11において、第１の変速操作として、運転者は１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行っている。これにより、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ３からステップＳ４に進む。ステップＳ４では、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第１ステップとして、クラッチ４に信号を送り、駆動力の伝達を停止させる。さらに、変速制御部２２ａは自動変速機６に信号を送り、図６の時刻ｔ12において、自動変速機６がニュートラルに切り替えられる。
次いで、運転者は、エンジン２の回転数を上昇させるべく、図６の実線に示すように、時刻ｔ13においてアクセルペダル（図示せず）の踏み込みを開始し、時刻ｔ14において一旦アクセルペダルの踏み込みを緩めた後、時刻ｔ15において再びアクセルペダルの踏み込みを行う。さらに、運転者は、時刻ｔ16において、第２の変速操作として２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行う。これにより、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ５からステップＳ６に進む。
さらに、運転者は、エンジン２の回転数を上昇させているので、フローチャートにおける処理は、ステップＳ６からステップＳ７に進む。ステップＳ７において、変速制御部２２ａは自動変速機６に信号を送り、自動変速機６が２速に切り替える。さらに、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第２ステップとして、クラッチ４に信号を送り、これを接続して駆動力の伝達を再開させ、図６の時刻ｔ17において、変速が完了する。この際、エンジン２の回転数は、自動変速機６の２速に相当する回転数まで上昇されているので、車両１にショックが発生することなく、スムーズにシフトダウンが完了する（図４のステップＳ８→リターン）。また、時刻ｔ15の後、運転者は、さらにアクセルペダルを踏み込んでいるので、エンジン回転数は更に上昇し、車両１は加速される。
一方、図６の一点鎖線に示す例では、時刻ｔ11において、運転者が１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行った後（図４のステップＳ３→Ｓ４）、アクセルペダル（図示せず）の踏み込みを行わないまま、時刻ｔ16において、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行っている（図４のステップＳ５→Ｓ６）。この場合には、時刻ｔ17において、自動変速機６が２速に切り替えられ、クラッチ４が接続される際のエンジン回転数が、自動変速機６の２速に相当する回転数とは大きく食い違っているため、クラッチ４の接続時にショックが発生する。この場合には、加速度センサ３０によって検出される加速度が所定の加速度閾値以上となる（図４のステップＳ８→Ｓ９）ため、ステップＳ９において、変速操作が不適切であった旨が運転者に報知される。
次に、図７を参照して、運転者が変速操作を誤った場合における変速機システム２０の作用の一例を説明する。
まず、図７に示す例では、時刻ｔ21において、運転者はブレーキペダル（図示せず）を踏み込み、車両１を減速させている。次いで、時刻ｔ22において、第１の変速操作として、運転者は１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行っている。これにより、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ３からステップＳ４に進む。ステップＳ４では、変速制御部２２ａはクラッチ４及び自動変速機６に信号を送り、図６の時刻ｔ22において、自動変速機６をニュートラルに切り替える。ステップＳ４の後、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ５→Ｓ１０→Ｓ５の処理を繰り返し、運転者による２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作（第２の変速操作）を待っている。
一方、運転者は、エンジン２の回転数を上昇させるべく、時刻ｔ24～ｔ25においてアクセルペダル（図示せず）の踏み込みを行い、エンジン回転数を上昇させているが、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行っていない。さらに、時刻ｔ22において１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行った後、所定時間が経過した時刻ｔ26において、図４のフローチャートにおける処理は、ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１において、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａは、車速センサ２６によって検出された車速、及びエンジン回転数に基づいて適切な変速段を選択し、選択した変速段に自動変速機６を自動的に切り替える。図７に示す例では、時刻ｔ24～ｔ25において運転者がエンジン２の回転数を上昇させているため、変速制御部２２ａによって２速が選択され、時刻ｔ26において、自動変速機６が２速に切り替えられている。このように、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が検知された後、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が所定時間以内に検知されない場合には、変速制御部２２ａが自動的に変速段を選択して自動変速機６を切り替える。
これにより、自動変速機６がニュートラルに切り替えられた状態で、車両１が長時間走行するのを防止することができる。また、変速制御部２２ａは、車速及びエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する。なお、車速及びエンジン回転数の何れか１方のみに基づいて、変速段が選択されるように本発明を構成することもできる。
また、変形例として、ステップＳ１１の後、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われなかった旨を、表示装置３２やスピーカ３４により、運転者に報知するように本発明を構成することもできる。なお、図７に示す例では、時刻ｔ26におけるエンジン回転数が高いため、変速制御部２２ａにより２速が選択されているが、所定時間経過時における車速やエンジン回転数によっては、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作前の変速段や、他の変速段が選択される。
次に、図８を参照して、変速操作が不適切であり、エンジン回転数が極度に低下した場合における変速機システム２０の作用の一例を説明する。
まず、図８に示す例では、時刻ｔ31において、運転者はブレーキペダル（図示せず）を踏み込み、車両１を減速させている。次いで、時刻ｔ32において、第１の変速操作として、運転者は１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行っている。これにより、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ３からステップＳ４に進む。ステップＳ４では、変速制御部２２ａはクラッチ４及び自動変速機６に信号を送り、図８の時刻ｔ33において、自動変速機６をニュートラルに切り替える。
ここで、図８に示す例においては、運転者は、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行った後、アクセルペダル（図示せず）の踏み込みを行っていない。また、図８に示す例においては、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込みが強いため、エンジン２の回転数は極度に低下している。
次いで、時刻ｔ34において、第２の変速操作として、運転者が２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を行うと、図４に示すフローチャートにおける処理は、ステップＳ５からステップＳ６に進む。ステップＳ６においては、エンジン回転数が所定の回転数閾値以上であるか否かが判断される。図８に示す例においては、時刻ｔ34においてエンジン２の回転数が極度に低下し、所定の回転数閾値未満になっているため、フローチャートにおける処理は、ステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２において、変速制御部２２ａは変速を実行せず、自動変速機６をニュートラルの状態から従前の変速段（図８の例では３速）に切り替える。即ち、図８に示す例では、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われたにも関わらず、変速制御部２２ａはシフトダウンを実行せず、自動変速機６を、１回目にパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われた時点における変速段（図８の例では３速）に戻している。これは２回目にパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われた時点におけるエンジン回転数が極端に低く、運転者の操作に従ってシフトダウンを行うとエンジン２が停止してしまう虞があるためである。このため、２回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作が行われた時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速が実行されず、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を検知した時点における変速段が維持される。これにより、運転者の不適切な変速操作による、エンジン停止を回避することができる。
次いで、ステップＳ１３においては、ＥＣＵ２２の報知制御部２２ｃが、表示装置３２及びスピーカ３４に信号を送り、シフトダウンが可能なエンジン回転数を下回ったため、変速を実行しなかった旨を運転者に報知し、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、変速制御部２２ａは、１回目のパドルシフトスイッチ１６ａの操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、報知制御部２２ｃに信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。これにより、運転者は、自己の変速操作が不適切であったことを認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。
本発明の実施形態の変速機システム２０によれば、運転者の１回目の変速操作（第１の変速操作、図５の時刻ｔ2等）に基づく第１ステップと、運転者の２回目の変速操作（第２の変速操作、図５の時刻ｔ6等）に基づく第２ステップにより、自動変速機６の低速側への切り替えが完了する。また、駆動力の伝達が再開される２回目の変速操作の実行時には、エンジン２の回転数を自動変速機６の回転数に適合させておく必要があり、回転数を適合させるために運転者にはアクセルペダル等の操作（図５の実線、時刻ｔ4～ｔ5等）が必要になる。エンジン２の回転数が不適切な状態で運転者が第２の変速操作を行うと（図５の一点鎖線、時刻ｔ7等）、第２ステップの実行に伴い車両１にショックが発生し、運転者は、自己の運転操作が不適切であったことを体感する。一方、適切な運転操作を行った場合には、ショックが発生することなく自動変速機６の低速側への切り替えが完了し、スムーズな加速等が可能となる。これにより、運転者は、運転の楽しみを感じることができると共に、運転のスキルを向上させることができる。
また、本実施形態の変速機システム２０によれば、変速モード設定操作部１４ａ（図２）により、自動回転同期モード、又はマニュアル回転同期モードを選択することができるので、簡単な運転操作で快適な走行を行いたいという運転者の要求と、運転の楽しみを感じたいという運転者の要求を、両方とも満足させることができる。
さらに、本実施形態の変速機システム２０によれば、所定の路面状態が検出されている場合（図４のステップＳ２→リターン）には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合でも、自動回転同期モードが実行される。このため、運転者による適切な運転操作が為されなかった場合に、乗員に強い不快感が与えられるような状況でマニュアル回転同期モードが実行されるのを防止することができ、乗員の快適性が著しく損なわれるのを回避することができる。
また、本実施形態の変速機システム２０によれば、１回目の変速操作（図７の時刻ｔ22）が行われた後、所定時間（図７の時刻ｔ22～ｔ26）以内に第２の変速操作が行われない場合（図４のステップＳ１０→Ｓ１１）には、変速段が自動的に選択（図４のステップＳ１１）されるので、駆動力の伝達が停止された状態で車両が長時間走行するのを回避することができる。また、変速段が車速又はエンジン回転数に基づいて自動的に選択されるので、車両１の走行状態に応じて適切な変速段を設定することができる。
さらに、本実施形態の変速機システム２０によれば、２回目の変速操作を検知した時点（図８の時刻ｔ34）におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合（図４のステップＳ６→Ｓ１２）には、変速段が維持されるので（図４のステップＳ１２、図８の時刻ｔ35）、エンジン回転数が低い状況での低速側への変速により、エンジン２が停止したり、過度なショックが発生したりするのを防止することができる。
また、本実施形態の変速機システム２０によれば、２回目の変速操作を行ったときのエンジン回転数が低く、変速段が維持された場合（図４のステップＳ６→Ｓ１２）には、報知装置である表示装置３２及びスピーカ３４により報知される（図４のステップＳ１３）ので、運転者は自己の変速操作が不適切であったことを認識できる。また、変速段の維持が報知されることにより、変速操作を行ったにも関わらず変速が実行されなかったという誤解を運転者に与えるのを防止することができる。
さらに、本実施形態の変速機システム２０によれば、第２ステップ実行時に所定値以上の加速度変動が検出された場合（図４のステップＳ８→Ｓ９）には、変速操作が不適切であった旨が報知される（図４のステップＳ９）ので、運転者は自己の変速操作の適否を客観的に認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、変速機として、動力を伝達するギアを、内蔵されたクラッチ及びブレーキの断接により切り替える自動変速機が備えられていた。これに対し、変形例として、一時的に２組のギアを同時に噛み合わせることによってシフトアップを行うシームレストランスミッション等、種々の形式の変速機を備えた変速機システムに本発明を適用することができる。
また、上述した実施形態においては、マニュアル回転同期モードの第１ステップにおける駆動力伝達の停止、及び第２ステップにおける駆動力伝達の再開が、自動変速機とは別に設けられた断接機構であるクラッチにより、実行されていた。これに対し、変形例として、変速機の内部に設けられた断接機構により、駆動力伝達の停止及び再開を行うように本発明を構成することもできる。また、変速機の外部に断接機構を備えていない動力伝達系を備えた変速機システムに本発明を適用することもできる。
１ 車両
２ エンジン
４ クラッチ（断接機構）
６ 自動変速機（変速機）
６ａ 変速用クラッチ
８ プロペラシャフト
１０ ドライブシャフト
１２ 車輪
１４ シフトレバー
１４ａ 変速モード設定操作部
１６ ステアリングホイール
１６ａ、１６ｂ パドルシフトスイッチ（変速操作部）
２０ 変速機システム
２２ ＥＣＵ
２２ａ 変速制御部
２２ｂ 変速操作検知部
２２ｃ 報知制御部
２４ アクセル開度センサ
２６ 車速センサ
２８ 勾配センサ（路面状態センサ）
３０ 加速度センサ
３２ 表示装置（報知装置）
３４ スピーカ（報知装置）

Claims (6)

  1. 運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムであって、
    変速機を含み、エンジンの駆動力を車輪に伝達する動力伝達系と、
    運転者による変速操作を検知する変速操作検知部と、
    この変速操作検知部によって検知された変速操作に基づいて、変速を実行する変速制御部と、
    変速モード設定操作部と、を有し、
    上記変速制御部はマニュアル回転同期モードを実行可能に構成され、
    上記マニュアル回転同期モードは、
    上記変速機を低速側に変速するための第１の変速操作が、上記変速操作検知部によって検知されると、上記動力伝達系に備えられた断接機構に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第１ステップと、
    第２の変速操作が上記変速操作検知部によって検知されると、上記断接機構に制御信号を送り、上記変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第２ステップと、を有し、
    上記変速モード設定操作部により、１回の変速操作により低速側への変速が完了する自動回転同期モード、又は上記マニュアル回転同期モードを選択可能であることを特徴とする変速機システム。
  2. 上記変速制御部は、路面状態センサにより所定の路面状態が検出されている場合には、上記マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、上記自動回転同期モードを実行する請求項１記載の変速機システム。
  3. 上記変速制御部は、上記第１の変速操作が検知された後、所定時間以内に上記第２の変速操作が検知されない場合には、車速又はエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する請求項１又は２に記載の変速機システム。
  4. 上記変速制御部は、上記マニュアル回転同期モードの実行中において、上記第２の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速を実行せず、上記第１の変速操作を検知した時点における変速段を維持する請求項１乃至３の何れか１項に記載の変速機システム。
  5. さらに、報知装置、及び報知制御部を有し、上記報知制御部は、上記第１の変速操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、上記報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する請求項４記載の変速機システム。
  6. さらに、加速度センサ、報知装置、及び報知制御部を有し、上記報知制御部は、上記第２ステップ実行時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が上記加速度センサによって検出された場合には、上記報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する請求項１乃至５の何れか１項に記載の変速機システム。
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