JPH0565953A - マニユアルモードを選択可能な自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マニュアルモードでの加速性を向上させる。 【構成】 シフト装置１０によって選択されている変速
モードをモード判断手段１１が判断し、オートモードが
選択されていると判断された場合は、変速指令手段１２
が、設定可能な変速段から選ばれた複数の変速段からな
る第１の変速段列のうちの変速段を走行状態に基づいて
選択して設定し、かつマニュアルモードが選択されてい
ると判断された場合は、設定可能な変速段から選ばれた
他の複数の変速段からなる第２の変速段列のうちの変速
段を前記手動操作に基づいて選択して設定する。そして
第２の変速段列は第１の変速段列に対して、最低速段の
変速比が大きい値に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動変速機における変
速を制御する装置に関し、特に走行状態に基づいて変速
を実行するオートモードと手動操作に基づいて変速を実
行するマニュアルモードとを選択することのできる自動
変速機での変速を制御する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように車両用の自動変速機は車速
やエンジン負荷などの走行状態に基づいて、設定すべき
変速段を判断して変速を実行するよう構成されている。
その変速点は、パワーパターンやエコノミーパターンな
どのシフトパターンの変更によって変えることができる
場合もあるが、いずれにしても基本的には、エンジンの
性能や車両に要求される特性などによって変速点を予め
決めている。したがって自動変速機は設計段階で決めら
れる加速性や燃費などを得ることができるが、運転者に
よる選択の自由度は低い。そこで従来、運転者による手
動操作によって変速段を選択することのできる自動変速
機が、特開平２−８５４５号公報によって提案されてい
る。これは通常の自動変速機に備えられているシフト装
置に、アップシフト信号とダウンシフト信号とを出力す
るマニュアルシフト機能を付加したものであって、シフ
トレバーをＤレンジ位置からマニュアルシフト位置に移
動し、ここで「＋」（プラス）側もしくは「−」（マイ
ナス）側にシフトレバーを一回倒すごとに一段づつアッ
プシフトもしくはダウンシフトするよう構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の自動変
速機は、シフトレバーをＤレンジ位置からマニュアルモ
ード位置に移動させるよう構成され、したがってマニュ
アル位置に移動した際には従前のＤレンジでの変速段が
維持され、その変速段から一段ずつ手動操作によってア
ップシフトあるいはダウンシフトすることになるが、そ
のマニュアル操作は、運転者が車両の走行状態や路面状
態などを判断して任意に行う。したがってこのような変
速パターンは、自動変速機に準じて言えば、変速点を任
意に変える変速パターンであり、この点においては運転
者による変速の自由度が増す。

【０００４】しかしながら上記従来の自動変速機では、
マニュアルモードで設定できる変速段はオートモードで
設定できる変速段と変わるところがない。そのため、例
えば車速がある程度高くなるまでアップシフトを遅らせ
ることにより加速性が良くなるものの、各変速段での変
速比はオートモードの場合の変速比と変わらないから、
駆動トルクはエンジントルクの増大以上には増大せず、
所謂スポーティな走行を目的としてマニュアルモードを
選択した場合には、加速性あるいは動力性能に不満足感
を覚える可能性があった。

【０００５】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、マニュアルモードでの走行時の加速性を向上
させることを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、図１に示す
構成とすることにより、上記の目的を達成するものであ
る。すなわちこの発明は、走行状態に基づいて自動的に
変速段を設定するオートモードと手動操作で選択された
変速段を設定するマニュアルモードとを選択するシフト
装置１０を備えたマニュアルモードを選択可能な自動変
速機Ａの制御装置において、前記シフト装置１０によっ
て選択されている変速モードがオートモードかマニュア
ルモードかを判断するモード判断手段１１と、このモー
ド判断手段１１によってオートモードが選択されている
と判断された場合は、設定可能な変速段から選ばれた複
数の変速段からなる第１の変速段列のうちの変速段を走
行状態に基づいて選択して設定し、かつマニュアルモー
ドが選択されていると判断された場合は、設定可能な変
速段から選ばれた他の複数の変速段からなる第２の変速
段列のうちの変速段を前記手動操作に基づいて選択して
設定する変速指令手段１２とを有し、前記第２の変速段
列は第１の変速段列に対して、最低速段の変速比が大き
い値に設定されていることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明においては、シフト装置１０によって
オートモードとマニュアルモードとが選択される。オー
トモードは車速やエンジン負荷などの車両の走行状態に
基づいて変速段を設定する変速様式であり、またマニュ
アルモードは手動操作で選択した変速段を設定する変速
様式である。このシフト装置１０によって選択された変
速モードは、モード判断手段１１によって判断され、そ
の判断結果は変速指令手段１２に出力される。変速指令
手段１２は、オートモードが選択れさているときには第
１の変速段列のうちから走行状態に基づいて変速段を選
択し、その変速段を設定するよう変速指令信号を出力す
る。またマニュアルモードが選択されているときには、
第２の変速段列のうち手動操作によって選択された変速
段を設定するよう変速指令信号を出力する。この第２の
変速段列は、その最低速段の変速比が第１変速段列より
も大きく設定されているので、第２の変速段列に従った
変速を行うことにより変速比の大きい最低速段で走行可
能となり、その結果、加速性がオートモードの場合に比
較して優れたものとなる。

【０００８】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて説明す
る。エンジンＥに連結された自動変速機Ａは、油圧制御
装置Ｃにおけるソレノイドバルブ（図示せず）を電子制
御装置（ＥＣＵ）２０によって制御するとともにシフト
レバーによって操作するシフト装置２１によりマニュア
ルバルブ（図示せず）を動作させて所定の変速段に設定
するよう構成されている。このシフト装置２１は図２に
示すように、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュ
ートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）、第２速保持（Ｓ）、
第１速保持（Ｌ）の各レンジ位置と第１速ないし第４速
のマニュアルシフト位置とをシフトレバーによって選択
するようになっており、そのマニュアルシフト位置に
は、シフトレバーによって動作させられて電子制御装置
２０に信号を出力するスイッチＳw1，Ｓw2，Ｓw3，Ｓw4
が配置されている。

【０００９】そして電子制御装置２０は、中央演算処理
装置（ＣＰＵ）および記憶素子（ＲＯＭ，ＲＡＭ）なら
びに入出力インターフェース（それぞれ図示せず）を主
たる要素とするものであって、前記スイッチＳw1，〜Ｓ
w4のいずれかから信号が入力されるとマニュアルモード
と判定し、その選択されたスイッチに応じた変速段を設
定するように油圧制御装置Ｃに変速指令信号を出力する
よう構成されている。またこの電子制御装置２０は、前
記各レンジ位置をシフトレバーによって選択している場
合には、オートモードと判定して走行状態に応じて設定
すべき変速段を判断し、かつ油圧制御装置Ｃに変速指令
信号を出力するようになっている。そしてこの電子制御
装置２０には、車速Ｖ、スロットル開度θ、ブレーキ信
号、エンジン水温、パターンセレクト信号等の各種の信
号が入力されている。

【００１０】ここで上記の自動変速機Ａにおける歯車列
の一例を示すと図３のとおりである。すなわちここに示
す例は、三組のシングルピニオン型遊星歯車機構１，
２，３を主体として歯車列を構成した例を示すものであ
って、それらの遊星歯車機構１，２，３における各要素
が次のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機
構１のキャリヤ１C と第３遊星歯車機構３のリングギヤ
３Rとが一体となって回転するよう連結されるととも
に、第２遊星歯車機構２のリングギヤ２R と第３遊星歯
車機構３のキャリヤ３C とが一体となって回転するよう
連結されている。また第１遊星歯車機構１のサンギヤ１
S は第２クラッチ手段Ｋ2 を介して第２遊星歯車機構２
のキャリヤ２C に連結される一方、第４クラッチ手段Ｋ
4 を介して第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S に連結さ
れ、さらに第２遊星歯車機構２のキャリヤ２Cは第３遊
星歯車機構３のサンギヤ３S に連結されている。

【００１１】なお、上記の各要素の連結構造としては、
中空軸や中実軸もしくは適宜のコネクティングドラムな
どの一般の自動変速機で採用されている連結構造などを
採用することができる。

【００１２】入力軸４は、トルクコンバータや流体継手
などの動力伝達手段を介してエンジン（それぞれ図示せ
ず）に連結されており、この入力軸４と第１遊星歯車機
構１のリングギヤ１R との間には、両者を選択的に連結
する第１クラッチ手段Ｋ1 が設けられ、また入力軸４と
第１遊星歯車機構１のサンギヤ１S との間には、両者を
選択的に連結する第３クラッチ手段Ｋ3 が設けられてい
る。

【００１３】なお、実用にあたっては、上記の各クラッ
チ手段Ｋ1 ，〜Ｋ4 を多板クラッチや一方向クラッチあ
るいはこれらを組合せた構成とすることができ、また各
構成部材の配置上の制約があるから、各クラッチ手段Ｋ
1，〜Ｋ4 に対する連結部材としてコネクティングドラ
ムなどの適宜の中間部材を介在させ得ることは勿論であ
る。

【００１４】また上記の遊星歯車機構１，２，３におけ
る回転部材の回転を阻止するブレーキ手段として、第２
遊星歯車機構２のキャリヤ２C とトランスミッションケ
ース（以下、単にケースと記す）６との間に配置した第
２ブレーキ手段Ｂ2 と、第２遊星歯車機構２のサンギヤ
２S とケース６との間に配置した第３ブレーキ手段Ｂ3
とが設けられている。これらのブレーキ手段Ｂ2 ，Ｂ3
としては、多板ブレーキやバンドブレーキあるいはこれ
らと一方向クラッチとを組合せた構成などを採用するこ
とができ、またこれらのブレーキ手段Ｂ2 ，Ｂ3 とその
ブレーキ手段Ｂ2 ，Ｂ3 によって固定すべき部材との間
もしくはケース６との間に適宜の連結部材を介在させ得
ることは勿論である。

【００１５】そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ
（それぞれ図示せず）に回転を伝達する出力軸５が、互
いに連結された第２遊星歯車機構２のリングギヤ２R と
第３遊星歯車機構３のキャリヤ３C とに対して連結され
ている。

【００１６】上記の歯車列を備えた自動変速機Ａで設定
することのできる変速段およびそれぞれの変速段での変
速比は図４の作動表のとおりである。これらの変速段
は、第１表で○印を付した摩擦係合装置を係合させると
ともに空欄の摩擦係合装置を解放させることによって設
定され、これらの変速段への変速は、前述した電子制御
装置２０からの指令信号に基づいて油圧制御装置Ｃが所
定の摩擦係合装置に油圧を送ってこれを係合させ、ある
いは排圧して解放させることによって達成される。な
お、図４に示す各変速比は、各遊星歯車機構１，２，３
のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）
を、ρ1 ＝0.450 、ρ2 ＝0.405 、ρ3 ＝0.405 とした
場合の値であり、また＊印は係合させてもよいことを示
す。さらに，…の符号を付した欄は、当該変速段を
設定するためのそれぞれ異なる係合・解放パターンを示
すものである。

【００１７】前述した電子制御装置２０は前進段におい
て図４に示す全ての変速段を設定するよう指令信号を出
力せずに、それらから選ばれた複数の変速段からなる変
速段列に従って変速を実行するよう変速指令信号を出力
する。この実施例で設けてある変速段列は四種類であっ
て、これを図示すれば図５のとおりである。

【００１８】すなわち第１変速段列は、図４に示す変速
段から選ばれた第１速、第２速、第３速、第４速の四つ
の変速段からなるものでる。また第２変速段列は図４に
示す変速段から選ばれた第２速、第３速、第４速、第５
速からなるものである。さらに第３変速段列は図４にお
ける第2.5 速、第3.2 速、第４速、第５速からなり、そ
して第４変速段列は図４における第２速、第３速、第４
速、第５速からなるものである。これらの変速段列のう
ち第１変速段列は、その最低速段の変速比が“3.149 ”
であり、第４変速段列に比べて大きい値とされている。

【００１９】上記の変速段列を利用した変速制御の例を
図６のフローチャートに従って説明する。先ずステップ
１では、車速Ｖ、スロットル開度θ、パターンセレクト
信号、オートモード信号およびマニュアルモード信号、
ならびにその他の信号の入力処理を行う。ついでステッ
プ２で選択されている変速モードがオートモードか否か
の判断を行い、その判断結果が“ノー”であれば、すな
わちマニュアルモードが選択されていれば、ステップ３
に進んで、パワー（Ｐ）パターンが選択されているか否
かを判断する。Ｐパターンやノーマル（Ｎ）パターンな
どの変速パターンは、シフト装置２１とは別に設けてあ
るセレクトスイッチによって選択され、オートモードの
際の変速パターンを指定するものであるが、これは車両
の走行特性に対する運転者の要求を表わしているから、
マニュアルモードにおいてもステップ３の判断を行う。
そしてステップ３の判断結果が“イエス”であれば、ス
テップ４に進んで第１変速段列を選択する。さらにこれ
に続くステップ５では、シフト装置２１によって選択さ
れて動作しているスイッチＳw1，〜Ｓw4に応じた変速段
を設定する信号を出力する。具体的には、第１速位置に
あるスイッチＳw1が動作しているときには、第１変速段
列における最低速段である第１速が設定され、第２速位
置にあるスイッチＳw2が動作しているときには、第１変
速段列での第２番目の変速段である第２速が設定され
る。また第３速位置にあるスイッチＳw3が動作している
ときには、第１変速段列における３番目の変速段である
第３速が設定され、第４速位置にあるスイッチＳw4が動
作しているときには、第１変速段列における最高速段で
ある第４速が設定される。

【００２０】これに対してステップ３の判断結果が“ノ
ー”であれば、ステップ６に進み、Ｎパターンが選択さ
れているか否かを判断する。その判断結果が“イエス”
であれば、運転者は特段の加速性を求めてはいないこと
になるので、ステップ７に進んで第２変速段列を選択す
る。しかる後ステップ５に進んでシフト装置２１によっ
て選択されて動作しているスイッチＳw1，〜Ｓw4に応じ
た変速段を設定する信号を出力する。具体的には、第１
速位置にあるスイッチＳw1が動作しているときには、第
２変速段列の最低速段である第２速が設定され、第２速
位置にあるスイッチＳw2が動作しているときには、第２
変速段列での２番目の変速段である第３速が設定され
る。さらに第３速位置にあるスイッチＳw3が動作してい
るときには、第２変速段列での３番目の変速段である第
４速が設定され、第４速位置にあるスイッチＳw4が動作
しているときには、第２変速段列での最高速段である第
５速が設定される。

【００２１】他方、ステップ６の判断結果が“ノー”で
あれば、エコノミー（Ｅ）パターンが選択され、運転者
は燃費の良い走行を望んでいることなる。したがってこ
の場合は、ステップ８に進んで第３変速段列を選択し、
しかる後、ステップ５に進んで、シフト装置２１によっ
て選択されて動作しているスイッチＳw1，〜Ｓw4に応じ
た変速段を設定する信号を出力する。すなわち第１速位
置のスイッチＳw1が動作していれば第2.5 速が、また第
２速位置のスイッチＳw2が動作していれば第3.2 速が、
さらに第３速位置のスイッチＳw3が動作していれば第４
速が、そして第４速位置のスイッチＳw4が動作していれ
ば第５速が、それぞれ設定される。

【００２２】また一方、ステップ２において判断結果が
“イエス”となれば、オートモードが選択されているこ
とになり、この場合はステップ９に進んで第４変速段列
を選択する。しかる後、ステップ１０において変速パタ
ーンを設定するとともに、ステップ１１では車速Ｖおよ
びスロットル開度θに応じて変速段を選択し、ステップ
１２ではその選択された変速段を設定するための変速信
号を出力する。

【００２３】したがって上述した制御装置によれば、マ
ニュアルモードの場合、特にマニュアルモードのＰパタ
ーンが選択されている場合には、全体として変速比の大
きい変速段からなる第１変速段列に従って変速を行うか
ら、変速のタイミングを任意に選べることと相まって優
れた加速性を得ることができる。これに対してマニュア
ルモードであってもＥパターンを選択している場合やオ
ートモードの際には、変速比の小さい変速段からなる第
３変速段列あるいは第４変速段列に従って変速を行うか
ら、燃費を向上させることができる。また特に、オート
モードで選択する第４変速段列は、変速比が等比級数に
近い関係となる変速段によって構成されているから、オ
ートモードでの変速制御が容易になり、またスムースな
走行を行うことができる。

【００２４】なお、前述した説明から明らかなようにこ
の発明は、設定可能な変速段の数が多く、それらのうち
の適宜の変速段を選んで複数種類の変速段列を設定する
ことのできる自動変速機を対象とする制御装置について
実施できるのであり、この種の自動変速機における歯車
列の他の例を示せば以下のとおりである。

【００２５】図７に示す例は、図３に示す構成のうち第
２遊星歯車機構２のキャリヤ２C と第３遊星歯車機構３
のサンギヤ３C との間に両者を選択的に連結する第５ク
ラッチ手段Ｋ5 を配置し、また第３遊星歯車機構３のサ
ンギヤ３S を単独で固定できる第１ブレーキ手段Ｂ1
と、第１遊星歯車機構１のサンギヤ１S を単独で固定で
きる第４ブレーキ手段Ｂ4とを更に設けたものである。
その作動表を図８に示す。

【００２６】また図９に示す例は、図７に示す構成のう
ち第２遊星歯車機構２のリングギヤ２R を第３遊星歯車
機構３のキャリヤ３C に替えてリングギヤ３R に連結
し、かつ第４ブレーキ手段Ｂ4 を廃止し、他の構成は図
７に示す構成と同様としたものである。その作動表を図
１０に示す。

【００２７】これらの図７あるいは図９に示す歯車列を
備えた自動変速機を対象とする場合にも、前述した実施
例と同様に、マニュアルモード用の変速段列として、最
低速段を第１速とし、かつ最高速段を第４速とした変速
段列などの変速比が全体として大きい値となる変速段列
を設定すればよい。例えば図９に示す歯車列を備えた自
動変速機を対象とする場合、第１変速段列として第１
速、第２速、第３速、第４速からなるものとし、第２変
速段列として第２速、第３速、第４速、第4.5 速からな
るものとし、第３変速段列として第２速、第３速、第４
速、第５速からなるものとし、第４変速段列として第２
速、第３速、第４速、第4.5 速からなるものとすればよ
い。なお、第４変速段列の最高速段として第4.5 速を設
定するのは、第４速から最高速段への変速の際に、変速
ショックが大きくならないように、変速比幅を小さくし
たほうがよいという理由による。

【００２８】またこの発明におけるシフト装置は、上記
の実施例で示したものに限定されないのであって、例え
ば前掲の特開平２−８５４５号公報に記載されているよ
うに、「＋」（プラス）側にシフトレバーを一回倒すご
とにアップシフト信号を出力し、また「−」（マイナ
ス）側にシフトレバーを一回倒すごとにダウンシフト信
号を出力するよう構成したものを採用することができ
る。

【００２９】また変速段数として４段の例を示したが、
変速段数は４段以上設定してもよく、各変速段列に、第
2.5 速、第3.2 速、第3.5速等の中間段を適宜設定し
て、変速比のクロス化を図るようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の制御装置
によれば、マニュアルモードで設定される最低速段の変
速比が、オートモードで設定される対応する最低速段の
変速比より大きくなるから、変速のタイミングを任意に
設定できることと相まって、運転者の要求に応じた優れ
た加速性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な構成を概略的に示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の一実施例の構成を概略的に示すブロ
ック図である。

【図３】歯車列の一例を示すスケルトン図である。

【図４】その作動表である。

【図５】四種類の変速段列を示す説明図である。

【図６】変速制御を説明するためのフローチャートであ
る。

【図７】他の歯車列のスケルトン図である。

【図８】その作動表である。

【図９】更に他の歯車列のスケルトン図である。

【図１０】その作動表である。

【符号の説明】

１０ シフト装置 １１ モード判断手段 １２ 変速指令手段 Ａ 自動変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北條 康夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 岡田 孝幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 犬塚 武 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内 (72)発明者 服部 雅士 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行状態に基づいて自動的に変速段を設
   定するオートモードと手動操作で選択された変速段を設
   定するマニュアルモードとを選択するシフト装置を備え
   たマニュアルモードを選択可能な自動変速機の制御装置
   において、 前記シフト装置によって選択されている変速モードがオ
   ートモードかマニュアルモードかを判断するモード判断
   手段と、このモード判断手段によってオートモードが選
   択されていると判断された場合は、設定可能な変速段か
   ら選ばれた複数の変速段からなる第１の変速段列のうち
   の変速段を走行状態に基づいて選択して設定し、かつマ
   ニュアルモードが選択されていると判断された場合は、
   設定可能な変速段から選ばれた他の複数の変速段からな
   る第２の変速段列のうちの変速段を前記手動操作に基づ
   いて選択して設定する変速指令手段とを有し、前記第２
   の変速段列は第１の変速段列に対して、最低速段の変速
   比が大きい値に設定されていることを特徴とするマニュ
   アルモードを選択可能な自動変速機の制御装置。