JP4678403B2 - 自動変速機の制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の自動変速機の制御に関し、特に、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機の制御に関する。

前進ポジション、駐車ポジション、後退ポジション、ニュートラルポジションなどの複数のシフトポジションに応じて制御される自動変速機を備えた車両が公知である。このような車両のＤポジションでの走行時においては、運転者の意思と無関係に、予め記憶された変速マップに従って車両の状態（車速やアクセル開度など）に基づく変速（以下、自動変速とも記載する）が行なわれる。近年においては、このような自動変速に加えて、運転者がスイッチやレバーを操作することにより任意の変速段を選択し得る変速（以下、手動変速とも記載する）を可能にした自動変速機が知られている。このような手動変速が可能な自動変速機を備えた車両において、エンジンの過回転（オーバーレブ）やストールを防止しながら運転者の変速指令を実行する技術が、たとえば特開平８−２１０４９５号公報（特許文献１）に開示されている。

この公報に開示された制御装置は、車速に応じた値を検出する車速検出部の出力とエンジン負荷に応じた値を検出するエンジン負荷検出部の出力とに基づいて自動変速機の変速を制御する車両用自動変速機の制御装置において、手動操作により所定の変速指令を出力する変速指令部と、車速検出部の出力またはエンジン負荷検出部の出力に基いて、変速指令部が出力した変速指令の実行を許可する許可領域と変速指令の実行を禁止する変速禁止領域とを設定する領域設定部と、変速禁止領域において変速指令手段が変速指令を出力してから所定期間以内に変速許可領域になったときに変速指令を実行する遅延部とを含む。なお、この制御装置は、変速スイッチを３回以上連続して操作した場合、２回目までの操作は記憶されているが、３回目以降の操作は無視される。

この公報に開示された制御装置によると、変速禁止領域において変速指令が出力されると変速指令の実行が遅延し、変速指令を出力してから所定期間以内に変速許可領域になったときに変速指令が実行されるので、不適切な変速指令を行ってもエンジンにオーバーレブやストールが発生することが防止されるだけでなく、ドライバーの変速指令を可及的に実行させて再操作の必要性をなくすことができる。
特開平８−２１０４９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された制御装置においては、短時間で複数回のダウンシフト操作が行なわれた場合に以下のような問題が生じる。すなわち、変速スイッチを３回以上連続して操作した場合、３回目以降の操作はエンジンが過回転しない車両状態であっても一律に無視されてしまうため、運転者に違和感を与えてしまう。さらに、シフト操作タイミングですべての変速の許否判断が行なわれるため、２回目の変速が許可されていた場合であっても、たとえばシフト操作タイミング後の１回目の変速実行中にアクセルオンされて車速が増加した場合には、２回目の変速実行ではエンジンが過回転となるおそれがある。さらに、２回目の変速出力が禁止されていた場合、２回目の変速判断を既に行なっているためアクセルが戻されたり車速が低下したりして変速許可領域になるまで変速出力を遅延させて２回目の変速を実行するので、シフト操作タイミングと２回目の変速実行タイミングとの間に更なるタイムラグが生じ、運転者に違和感を与えてしまう。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機において、エンジンの過回転を適切に抑制しつつ、運転者の操作に基づく手動変速を運転者に違和感を与えることなく実行することができる制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機を制御する。この制御装置は、運転者のダウンシフト操作を検出するための手段と、検出されたダウンシフト操作に対応する変速判断を行なうための手段と、変速判断に基づく変速出力を自動変速機に出力するための手段と、ダウンシフト操作が連続して検出されたことにより変速出力と異なる変速判断が存在する場合、異なる変速判断に基づくダウンシフトによりエンジンが過回転するか否かを判断するための判断手段と、エンジンが過回転すると判断された変速判断をキャンセルするための手段とを含む。第９の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第１または９の発明によると、運転者のダウンシフト操作に対応する変速判断が行なわれ、変速判断に基づく変速出力が自動変速機に出力される。ここで、ダウンシフト操作が連続して検出されて複数の変速判断が行なわれた場合に、たとえば実行中のダウンシフト完了（出力中の変速段のギヤ比での入力軸回転数と出力軸回転数との同期）を待ってから引き続く変速判断に基づく変速出力を出力する場合、運転者のダウンシフト操作と２回目以降のダウンシフト実行とにタイムラグが生じる。そこで、ダウンシフト操作が連続して検出されたことにより変速出力と異なる変速判断が存在する場合（すなわち、変速出力に対応する変速段より変速判断に対応する変速段が低速側である場合）、異なる変速判断に基づくダウンシフトによりエンジンが過回転するか否かが判断され、過回転すると判断された変速判断がキャンセルされる。このように、過回転すると判断された変速判断がキャンセルされるので、たとえばダウンシフト操作から２回目以降のダウンシフト実行までの間に車速などが増加してもエンジンの過回転を未然に防止することができるとともに、変速判断をキャンセルせずに変速判断に基づく変速出力を遅延させる場合に比べて、運転者が思いもよらないタイミングで突然ダウンシフトが行なわれることを抑制することができる。さらに、エンジンが過回転すると判断されない限り、運転者の操作に基づくダウンシフトを回数制限することなく実行することができる。その結果、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機において、エンジンの過回転を適切に抑制しつつ、運転者の操作に基づく手動変速を運転者に違和感を与えることなく実行することができる制御装置および制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、判断手段は、異なる変速判断が複数存在する場合、各異なる変速判断ごとに、変速出力と異なる間は継続して、エンジンが過回転するか否かを判断するための手段を含む。第１０の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第２または１０の発明によると、異なる変速判断が複数存在する場合であっても、各異なる変速判断ごとに、変速出力と異なる間は継続して、エンジンが過回転するか否かが判断される。そのため、エンジンが過回転するか否かを、各異なる変速判断に基づくダウンシフトが実行されるまで適切に判断することができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第１または２のいずれかの発明の構成に加えて、判断手段は、車速およびアクセル開度の少なくともいずれか１つに基づいて、エンジンが過回転するか否かを判断するための手段を含む。第１１の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第３または１１の発明によると、車速およびアクセル開度の少なくともいずれか１つに基づいて、エンジンが過回転するか否かが判断される。このようにすると、たとえば、ダウンシフト操作から２回目以降のダウンシフト実行までの間において、同じ車速であってもアクセル開度が小さい場合には、エンジンが過回転しないと判断して、ダウンシフトがキャンセルされることを抑制することができる。そのため、たとえば車速のみに基づいてエンジンの過回転を判断する場合に比べて、運転者が要求するダウンシフトが許容される領域を拡大することができる。

第４の発明に係る制御装置においては、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機を制御する。この制御装置は、運転者のダウンシフト操作を検出するための手段と、ダウンシフト操作が連続して検出された場合、ダウンシフト操作時の車両の状態に基づいて、受け付けるダウンシフト回数を制限するための制限手段とを含む。第１２の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第４または１２の発明によると、たとえばダウンシフト操作回数に応じて複数のダウンシフトを実行する場合、ダウンシフト実行回数が多いほどダウンシフトによるエンジンの過回転が生じ易くなる。そこで、ダウンシフト操作が連続して検出された場合、ダウンシフト操作時の車両の状態に基づいて、受け付けるダウンシフト回数が制限される。このようにすると、ダウンシフト操作時の車両の状態がエンジンの過回転が生じ易い状態である場合には、受け付けるダウンシフト回数を少なくしてエンジンの過回転を抑制することができる。さらに、ダウンシフト操作時の車両の状態がエンジンの過回転が生じ難い状態である場合には、受け付けるダウンシフト回数を多くして運転者が要求するダウンシフトを不必要に制限することを抑制することができるので、運転者に違和感を与えることを抑制することができる。その結果、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機において、エンジンの過回転を適切に抑制しつつ、運転者の操作に基づく手動変速を運転者に違和感を与えることなく実行することができる制御装置および制御方法を提供することができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制限手段は、ダウンシフト操作時のアクセル開度、ダウンシフト操作時の車速、およびダウンシフト操作時に自動変速機で形成されている変速段の少なくともいずれかに基づいて、受け付けるダウンシフト回数を制限するための手段を含む。第１３の発明に係る制御方法は、第５の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第５または１３の発明によると、ダウンシフト操作時のアクセル開度、ダウンシフト操作時の車速、およびダウンシフト操作時に自動変速機で形成されている変速段の少なくともいずれかに基づいて、受け付けるダウンシフト回数が制限される。このようにすると、たとえば、アクセル開度が小さい場合は大きい場合に比べて、あるいは自動変速機で形成されている変速段が低速側である場合は高速側である場合に比べて、あるいはダウンシフト操作時の車速が低い場合は高い場合に比べて、ダウンシフトによるエンジンの過回転が生じ難いと判断して、受け付けるダウンシフト回数をより多くして運転者が要求するダウンシフトをより多く実行することができる。

第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、制限手段は、ダウンシフト操作時のアクセル開度が小さい場合は大きい場合に比べて、受け付けるダウンシフト回数を多くするための手段を含む。第１４の発明に係る制御方法は、第６の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第６または１４の発明によると、アクセル開度が小さい場合は大きい場合に比べて、受け付けるダウンシフト回数がより多くされる。そのため、アクセル開度が小さくエンジンの過回転が生じ難いと考えられる場合に、運転者が要求するダウンシフトをより多く実行することができる。

第７の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、制限手段は、ダウンシフト操作時に自動変速機で形成されている変速段が低速側である場合は高速側である場合に比べて、受け付けるダウンシフト回数を多くするための手段を含む。第１５の発明に係る制御方法は、第７の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第７または１５の発明によると、自動変速機で形成されている変速段が低速側である場合は高速側である場合に比べて、受け付けるダウンシフト回数がより多くされる。そのため、自動変速機で形成されている変速段が低速段でありエンジンの過回転が生じ難いと考えられる場合に、運転者が要求するダウンシフトをより多く実行することができる。

第８の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、制限手段は、ダウンシフト操作時の車速が低い場合は高い場合に比べて、受け付けるダウンシフト回数を多くするための手段を含む。第１６の発明に係る制御方法は、第８の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第８または１６の発明によると、ダウンシフト操作時の車速が低い場合は高い場合に比べて、受け付けるダウンシフト回数が多くされる。そのため、車速が低くエンジンの過回転が生じ難いと考えられる場合に、運転者が要求するダウンシフトをより多く実行することができる。

第１７の発明に係るプログラムにおいては、第９〜１６のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させる。第１８の発明に係る記録媒体は、第９〜１６のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した媒体である。

第１７または１８の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第９〜１６のいずれかの発明に係る制御方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両１０について説明する。この車両１０は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両１０は、エンジン１００と、トルクコンバータ２１０と、オートマチックトランスミッション２００と、駆動輪１２と、ディファレンシャルギヤ１４と、ドライブシャフト１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００とを含む。

エンジン１００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。

オートマチックトランスミッション２００は、プラネタリギヤユニット３００と、油圧回路２２０とを含む。オートマチックトランスミッション２００は、トルクコンバータ２１０を経由してエンジン１００に連結される。油圧回路２２０は、プラネタリギヤユニット３００内部のクラッチ要素およびブレーキ要素の作動状態を、ＥＣＵ４００からの変速指令に応じて制御する。これにより、オートマチックトランスミッション２００は、所望のギヤ段を形成し、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。

オートマチックトランスミッション２００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ１４と噛合っている。ディファレンシャルギヤ１４にはドライブシャフト１６がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト１６を経由して、左右の駆動輪１２に動力が伝達される。

ＥＣＵ４００には、車速センサ５０と、シフトゲート８０に形成されたシフト通路に沿って移動可能に設けられるシフトレバー５２のポジションスイッチ５４と、アクセルペダル５６のアクセル開度センサ５８と、ブレーキペダル６０のストロークセンサ６２と、電子スロットルバルブ１１４のスロットル開度センサ６４と、エンジン回転数センサ６６と、入力軸回転数センサ７０と、出力軸回転数センサ７２とが、ハーネスなどを介在させて接続されている。

車速センサ５０は、ドライブシャフト１６の回転数から車両１０の車速Ｖを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

ポジションスイッチ５４は、シフトレバー５２の位置（シフトポジション）ＳＰを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。シフトポジションＳＰに対応して、オートマチックトランスミッション２００のギヤ段が自動で形成される。

アクセル開度センサ５８は、アクセルペダル５６の開度（アクセル開度）ＡＣＣを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

ストロークセンサ６２は、ブレーキペダル６０のストローク量（ブレーキストローク量）ＢＳを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

スロットル開度センサ６４は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ１１４の開度（スロットル開度）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。電子スロットルバルブ１１４により、エンジン１００に吸入される空気量（エンジン１００の出力）が調整される。

エンジン回転数センサ６６は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

入力軸回転数センサ７０は、オートマチックトランスミッション２００の入力軸回転数ＮＩＮを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。出力軸回転数センサ７２は、オートマチックトランスミッション２００の出力軸回転数ＮＯＵＴを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ４００に送信する。

ＥＣＵ４００は、車速センサ５０、ポジションスイッチ５４、アクセル開度センサ５８、ストロークセンサ６２、スロットル開度センサ６４、エンジン回転数センサ６６、入力軸回転数センサ７０、出力軸回転数センサ７２などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１０が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ４００は、シフトレバー５２がＤ（ドライブ）ポジションに位置することにより、オートマチックトランスミッション２００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、１速〜６速段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２００を制御する。１速〜６速段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２００は駆動輪１２に駆動力を伝達し得る。なお、オートマチックトランスミッション２００で形成されるギヤ段は、１速〜６速段に限定されない。

図２を参照して、シフトゲート８０について説明する。図２に示すように、シフトゲート８０には、シフト通路８２が形成されている。シフトレバー５２は、シフト通路８２に沿って移動可能に設けられる。シフトゲート８０には、オートマチックトランスミッション２００における各変速ポジションに対応した複数のシフトポジションがシフト通路８２に設定される。複数のシフトポジションは、たとえば、前進ポジション（以下、（Ｄ）ポジションと記載する）と、ニュートラルポジション（以下、（Ｎ）ポジションと記載する）と、パーキングポジション（以下、（Ｐ）ポジションと記載する）と、リバースポジション（以下、（Ｒ）ポジションと記載する）とを含む。シフトゲート８０は、シフトレバー５２が（Ｐ）ポジションに対応する位置から図２の紙面下方側の、（Ｒ）ポジション、（Ｎ）ポジションおよび（Ｄ）ポジションに移動可能に形成される。

また、シフト通路８２には、サブゲート８４が接続される。シフト通路８２は、サブゲート８４の図２の紙面上下方向の中央部に接続される。サブゲート８４の中央部は、運転者によるシフトレバー５２の操作に応じて運転者が任意のギヤ段を選択できる手動変速モードに対応するシフトポジション（以下、（Ｍ）ポジションという）が設定される。シフトレバー５２を（Ｄ）ポジションから図２の紙面右方向に移動させると（Ｍ）ポジションに到達する。

サブゲート８４において、シフトレバー５２を（Ｍ）ポジションから図２の紙面上方向に移動すると（＋）ポジションに到達し、図２の紙面下方向に移動すると（−）ポジションに到達する。なお、シフトゲート８０の形状は、特にこれに限定されるものではない。また、シフトゲート８０は、図２の紙面上方向が車両の前方向になるようにして、運転席に設けられるようにしてもよいし、図２の紙面上方向が車両の上方向になるようにして、運転席に設けられるようにしてもよい。

運転者は、シフトゲート８０に形成されるシフト通路８２に沿ってシフトレバー５２を操作して、シフトレバー５２を所望の位置（シフトポジション）に移動させる。運転者は、シフトレバー５２の位置を変更することにより、オートマチックトランスミッション２００の動力伝達状態を選択することができる。

運転者がシフトレバー５２を（Ｄ）ポジションに移動させると、ポジションスイッチ５４から（Ｄ）ポジションが選択されたことを示す信号が送信される。ＥＣＵ４００は、ポジションスイッチ５４から（Ｄ）ポジションが選択されたことを示す信号を受信すると、自動変速モードで前進走行するようにオートマチックトランスミッション２００を制御する。

自動変速モードが選択されると、ＥＣＵ４００は、車速Ｖとアクセル開度ＡＣＣとをパラメータとする変速マップに基づいて、オートマチックトランスミッション２００の自動変速を行なう。

運転者がシフトレバー５２を（Ｍ）ポジションに移動させると、ポジションスイッチ５４から（Ｍ）ポジションが選択されたことを示す信号が送信される。ＥＣＵ４００は、ポジションスイッチ５４から（Ｍ）ポジションが選択されたことを示す信号を受信すると、手動変速モードで前進走行するようにオートマチックトランスミッション２００を制御する。

運転者がシフトレバー５２を（Ｍ）ポジションから（＋）ポジションに移動（以下、（＋）操作とも記載する）したことを表わす信号をポジションスイッチ５４から受信すると、ＥＣＵ４００は、現在形成されているギヤ段よりも１段高速側の変速比に対応するギヤ段を形成するように、オートマチックトランスミッション２００を制御する。すなわち、手動変速モードにおいては、運転者の（＋）操作により手動でアップシフトされる。

運転者がシフトレバー５２を（Ｍ）ポジションから（−）ポジションに移動（以下、（−）操作とも記載する）したことを表わす信号をポジションスイッチ５４から受信すると、ＥＣＵ４００は、現在形成されているギヤ段よりも１段低速側の変速比に対応するギヤ段を形成するように、オートマチックトランスミッション２００を制御する。すなわち、手動変速モードにおいては、運転者の（−）操作により手動でダウンシフトされる。

図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。図３に示すように、この制御装置は、ダウンシフト受付部４１０と、許可変速段記憶部４２０と、許可変速段受付キャンセル部４３０と、手動変速制御部４４０とを含む。

ダウンシフト受付部４１０は、シフトポジションＳＰ、アクセル開度ＡＣＣ、車速Ｖ（あるいは出力軸回転数ＮＯＵＴ）、入力軸回転数ＮＩＮに基づいて、運転者によるダウンシフト操作に対応する変速判断を行ない、変速判断に対応する要求変速段を算出し、ダウンシフト後にエンジン回転数ＮＥが予め定められた過回転数領域に含まれない要求変速段を、許可変速段として受け付ける。なお、要求変速段とは、変速判断に基づくダウンシフト後の変速段である。

許可変速段記憶部４２０は、ダウンシフト受付部４１０が受け付けた許可変速段を一時的に記憶する。

許可変速段受付キャンセル部４３０は、アクセル開度ＡＣＣ、車速Ｖ（あるいは出力軸回転数ＮＯＵＴ）、入力軸回転数ＮＩＮに基づいて、許可変速段記憶部４２０に記憶されている許可変速段をキャンセルする。すなわち、許可変速段受付キャンセル部４３０は、運転者によるダウンシフト操作に対応する変速判断をキャンセルする。許可変速段受付キャンセル部４３０によりキャンセルされた許可変速段へのダウンシフトは、たとえダウンシフト操作時に受け付けられたダウンシフトであっても実行されない。

手動変速制御部４４０は、許可変速段記憶部４２０に記憶された許可変速段への変速を実行させる変速指令（以下、変速出力とも記載する）を油圧回路２２０へ出力する。手動変速制御部４４０は、許可変速段記憶部４２０に記憶された許可変速段が複数存在する場合、出力中の許可変速段へのダウンシフト完了（出力中の許可変速段のギヤ比での入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとの同期）を待ってから、引き続く許可変速段への変速指令を出力する。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ４００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。

図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００が、運転者によりダウンシフト操作された場合に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ４００は、ポジションスイッチ５４から送信されるシフトポジションＳＰに基づいて、運転者によるダウンシフト操作（すなわち（−）操作）があったか否かを判断する。ダウンシフト操作があったと判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ４００は、要求変速段を算出する。要求変速段とは、上述したように、変速判断に基づくダウンシフト後の変速段である。たとえば、ＥＣＵ４００は、６速での走行中に、連続して３回のダウンシフト操作があったと判断された場合、要求変速段を、５速段、４速段および３速段と算出する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ４００は、ダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが予め定められた過回転数領域となるか否かを、各要求変速段ごとに判断する。たとえば、ＥＣＵ４００は、図５に示すような、アクセル開度ＡＣＣおよび車速Ｖ（あるいは出力軸回転数ＮＯＵＴ）をパラメータとするマップに基づいて過回転数領域となるか否かを判断する。図５に示すマップにおいては、ダウンシフト後の変速段（１速〜６速）ごとにしきい線が設けられる。これらのしきい線は、ダウンシフト後の変速段が高速側であるほど高くなり、アクセル開度ＡＣＣが低いほど高くなる。ＥＣＵ４００は、アクセル開度ＡＣＣと車速Ｖとの交点が含まれる領域がしきい線を越えている場合に、ダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが過回転数領域となると判断する。したがって、車速Ｖが同じであれば、アクセル開度ＡＣＣが低いほど過回転数領域と判断され難くなり、アクセル開度ＡＣＣが同じであれば、車速Ｖが低いほど過回転数領域と判断され難くなる。また、アクセル開度ＡＣＣおよび車速Ｖが同じであれば、ダウンシフト後の変速段が高速側であるほど過回転数領域と判断され難くなる。なお、ダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが過回転数領域となるか否かの判断方法はこれに限定されない。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ４００は、過回転数領域となる要求変速段があるか否かを判断する。過回転数領域となる要求変速段があると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ４００は、過回転数領域となる要求変速段の受付をキャンセルする。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ４００は、過回転数領域とならない要求変速段を、許可変速段として受け付けて記憶する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ４００は、手動変速制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ４００は、受け付けた許可変速段をオートマチックトランスミッション２００に形成させる変速指令を油圧回路２２０へ出力する。許可変速段が複数ある場合、ＥＣＵ４００は、出力中の許可変速段へのダウンシフト完了を待ってから、引き続く許可変速段への変速指令を出力する。たとえば、５速段、４速段、３速段の３つの許可変速段がある場合、ＥＣＵ４００は、まず５速段へのダウンシフトを実行させる指令を出力する。５速段へのダウンシフト完了後（すなわち５速段が形成された後）に、４速段への変速指令を出力する。４速段へのダウンシフト完了後に、３速段への変速指令を出力する。なお、以下の説明においては、変速指令によってＥＣＵ４００から油圧回路２２０に形成指示されている変速段を、出力変速段とも記載する。

図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００が手動変速実行中に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、手動変速実行中において、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ４００は、許可変速段が複数あるか否かを判断する。許可変速段が複数あると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５２に移される。そうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１５２にて、ＥＣＵ４００は、第２変速段以降の許可変速段が出力変速段より低速側であるか否かを判断する。第２変速段以降の許可変速段とは、複数の許可変速段（すなわち変速判断に対応する変速段）のうち最も高速側の許可変速段を除いたものである。たとえば、５速段、４速段、３速段の３つの許可変速段がある場合、第２変速段以降の許可変速段は、最も高速側の５速段を除いた４速段および３速段である。また、出力変速段とは、上述したように、変速指令によってＥＣＵ４００から油圧回路２２０に形成指示されている変速段（すなわち変速出力に対応する変速段）である。第２変速段以降の許可変速段が出力変速段より低速側であると（Ｓ１５２にてＹＥＳ）、処理はＳ１５４に移される。そうでないと（Ｓ１５２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１５４にて、ＥＣＵ４００は、ダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが予め定められた過回転数領域となるか否かを、出力変速段より低速側であると判断された各許可変速段ごとに判断する。たとえば、ＥＣＵ４００は、上述した図５に示すような、アクセル開度ＡＣＣおよび車速Ｖ（あるいは出力軸回転数ＮＯＵＴ）をパラメータとするマップに基づいて過回転数領域となるか否かを判断する。なお、ＥＣＵ４００は、図５に示すマップとは異なるマップに基づいてダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが過回転数領域となるか否かを判断するようにしてもよい。

Ｓ１５６にて、ＥＣＵ４００は、過回転数領域となる許可変速段があるか否かを判断する。過回転数領域となる許可変速段があると（Ｓ１５６にてＹＥＳ）、処理はＳ１５８に移される。そうでないと（Ｓ１５６にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１５８にて、ＥＣＵ４００は、過回転数領域となる許可変速段へのダウンシフトが実行されないように、過回転数領域となる許可変速段をキャンセルする。すなわち、ＥＣＵ４００は、過回転数領域となる変速判断をキャンセルする。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００により制御されるオートマチックトランスミッション２００の動作について説明する。

６速段での走行中に、連続して３回のダウンシフト操作があった場合を想定する。この場合、ダウンシフト操作時において、５速段、４速段および３速段が要求変速段として算出され（Ｓ１０２）、ダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが過回転数領域となるか否かが、各要求変速段ごとに判断される（Ｓ１０４）。

ダウンシフト操作時において、すべての要求変速段（５速段、４速段および３速段）が過回転数領域とならないと判断されると（Ｓ１０６にてＮＯ）、これらの要求変速段が許可変速段として受け付けられて記憶される（Ｓ１１０）。

許可変速段が受け付けられると手動変速制御が実行され（Ｓ１１２）、まず６速段の変速比に最も近い５速段へのダウンシフトが実行される。４速段へのダウンシフトは、５速段へのダウンシフト完了後に実行される。そのため、４速段へのダウンシフト実行は運転者のダウンシフト操作に対して遅れてしまう。さらに、３速段へのダウンシフトの実行は、４速段へのダウンシフト完了後に実行される。そのため、３速段へのダウンシフトの実行は、運転者のダウンシフト操作に対してさらに遅れてしまう。

そこで、出力変速段が５速段である間（５速段へのダウンシフト実行中）は継続して、出力変速段（５速段）より低速側の４速段および３速段へのダウンシフト後のエンジン回転数ＮＥが予め定められた過回転数領域となるか否かが各変速段ごとに判断される（Ｓ１５２にてＹＥＳ、Ｓ１５４）。

この時点で４速段あるいは３速段へのダウンシフトが過回転数領域となると判断されると（Ｓ１５６にてＹＥＳ）、過回転数領域となると判断された変速段へのダウンシフトはキャンセルされる（Ｓ１５８）。そのため、ダウンシフト操作時に許可された４速段あるいは３速段へのダウンシフトを、５速段へのダウンシフト実行中のアクセル開度ＡＣＣや車速Ｖの変化によりエンジンが過回転するおそれが生じた時点でキャンセルすることができる。さらに、過回転するおそれが生じた時点で４速段あるいは３速段へのダウンシフトをキャンセルするので、所定時間経過後に非過回転数領域となった時点で突然ダウンシフトが行なわれることはなく、運転者に違和感を与えることはない。

一方、４速段および３速段へのダウンシフトが過回転数領域となると判断されない限り（Ｓ１５６にてＮＯ）、４速段および３速段へのダウンシフトがキャンセルされることなく実行される（Ｓ１１２）。そのため、運転者の操作に基づく３回のダウンシフトを回数制限することなく実行することができる。

さらに、ダウンシフト操作時の過回転数領域判断（Ｓ１０４）およびダウンシフト操作後の過回転数領域判断（Ｓ１５４）は、上述した図５に示すようなマップに基づいて行なわれる。すなわち、上述したように、車速Ｖが同じであっても、アクセル開度ＡＣＣが低いほど過回転数領域と判断され難くなる。そのため、車速Ｖのみに基づいてエンジンの過回転を判断する場合に比べて、運転者が要求するダウンシフトが許容される領域を拡大することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、ダウンシフト操作が複数回連続して検出された場合、変速判断に対応する要求変速段が変速出力に対応する出力変速段より低速側であると、低速側である要求変速段へのダウンシフトによりエンジンが過回転するか否かが判断され、過回転すると判断された要求変速段に対応する変速判断はキャンセルされる。そのため、ダウンシフト操作時に一旦許可された要求変速段であっても、ダウンシフト操作後の車速増加などによりエンジンの過回転が生じるおそれがある要求変速段へのダウンシフトはキャンセルされる。これにより、エンジンが過回転になることを未然に抑制するとともに、変速判断をキャンセルせずに非過回転数領域になるまで変速出力を遅延させる場合に比べて、突然ダウンシフトが行なわれることを抑制することができる。さらに、エンジンが過回転すると判断されない限り、運転者の操作に基づくダウンシフトを回数制限することなく実行することができる。

なお、本実施の形態においては、シフトレバー５２の操作に基づき任意のギヤ段が選択される場合について説明したが、シフトレバー５２の操作に代えて、たとえばパドルスイッチの操作に基づいて任意のギヤ段が選択されるようにしてもよい。

また、たとえば自動変速モードにおいて上述したパドルスイッチの操作に基づき自動変速される最高速側の変速段（すなわち自動変速される変速比の範囲）が選択される場合には、自動変速モードにおける最高速側の変速段の選択時に本発明を適用するようにしてもよい。この場合において、手動変速モードでのギヤ段選択時と自動変速モードでの最高速側の変速段選択時とで、図５に示したしきい線の値（エンジンの過回転を判断する値）を変更するようにしてもよい。

また、スポーツモードやノーマルモードなど、運転者が要求する走行特性が異なるモードを複数備える車両においては、各モードごとに図５に示したしきい線の値を変更するようにしてもよい。

＜実施の形態の変形例＞
上述の実施の形態に係るＥＣＵ４００が運転者によりダウンシフト操作された場合に実行するプログラムの制御構造を、前述の図４のフローチャートに示す構造に代えて、図７のフローチャートに示す構造に変更してもよい。

図７を参照して、本変形例に係る制御装置であるＥＣＵ４００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図７に示したフローチャートの中で、前述の図４に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４００は、連続ダウン操作回数をカウントする。ＥＣＵ４００は、たとえば予め定められた時間よりも短い時間内に、複数のダウンシフト操作があったと判断された回数を、連続ダウン操作回数としてカウントする。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ４００は、車速Ｖ、ダウンシフト操作前にオートマチックトランスミッション２００で形成されていた変速段、およびアクセル開度ＡＣＣの少なくともいずれかに基づいて、連続ダウン制限回数を算出する。連続ダウン制限回数とは、連続して実行してもエンジン回転数ＮＥが過回転数領域とならないと予測されるダウンシフト回数の最大値である。たとえば、ＥＣＵ４００は、図８に示すように、車速Ｖが低速領域に含まれるほど連続ダウン制限回数を大きな値に算出する。また、たとえば、ＥＣＵ４００は、図９に示すように、ダウンシフト操作前にオートマチックトランスミッション２００で形成されていた変速段が低速段領域に含まれるほど連続ダウン制限回数を大きな値に算出する。また、たとえば、ＥＣＵ４００は、図１０に示すように、アクセル開度ＡＣＣが低い領域に含まれるほど連続ダウン制限回数を大きな値に算出する。なお、車速Ｖ、ダウンシフト操作前の変速段、およびアクセル開度ＡＣＣのうちの２つ以上のパラメータに基づいて連続ダウン制限回数を算出し、算出された連続ダウン制限回数のうち、最も少ない回数の連続ダウン制限回数を選択するようにしてもよい。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ４００は、連続ダウン操作回数が連続ダウン制限回数を超えているか否かを判断する。連続ダウン操作回数が連続ダウン制限回数を超えていると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。そうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０８に移される。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ４００は、連続ダウン制限回数を超えた分の要求変速段の受付をキャンセルする。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ４００は、連続ダウン制限回数を超えなかった分の要求変速段を許可変速段として受け付けて記憶する。

以上のようにすると、ダウンシフト操作が複数回連続して検出された場合、ダウンシフト操作時において、連続ダウンシフト回数が、連続して実行してもエンジン回転数ＮＥが過回転数領域とならないと予測される連続ダウン制限回数に制限される（Ｓ２０６）。そのため、ダウンシフト操作時において、受け付けるダウンシフト回数を少なくしてエンジンの過回転を抑制することができる。

さらに、上述した図８、図９および図１０に示すように、アクセル開度が小さい場合、あるいはダウンシフト操作前の変速段が低速側である場合、あるいは車速が低い場合など、エンジンの過回転が生じ難い状態である場合には、連続ダウン制限回数は大きな値に算出される（Ｓ２０２）。そのため、運転者が要求するダウンシフトを不必要に制限することが抑制される。そのため、エンジンの過回転を適切に抑制しつつ、運転者の操作に基づく手動変速を運転者に違和感を与えることなく実行することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 本発明の実施の形態におけるシフトゲートの形状を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置を構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 エンジン回転数の過回転数領域とアクセル開度と車速との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置を構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その２）である。 本発明の実施の形態の変形例に係る制御装置を構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 車速と連続ダウン制限回数との関係を示す図である。 操作前の変速段と連続ダウン制限回数との関係を示す図である。 アクセル開度と連続ダウン制限回数との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 車両、１２ 駆動輪、１４ ディファレンシャルギヤ、１６ ドライブシャフト、５０ 車速センサ、５２ シフトレバー、５４ ポジションスイッチ、５６ アクセルペダル、５８ アクセル開度センサ、６０ ブレーキペダル、６２ ストロークセンサ、６４ スロットル開度センサ、６６ エンジン回転数センサ、７０ 入力軸回転数センサ、７２ 出力軸回転数センサ、８０ シフトゲート、８２ シフト通路、８４ サブゲート、１００ エンジン、１１４ 電子スロットルバルブ、２００ オートマチックトランスミッション、２１０ トルクコンバータ、２２０ 油圧回路、３００ プラネタリギヤユニット、４００ ＥＣＵ、４１０ ダウンシフト受付部、４２０ 許可変速段記憶部、４３０ 許可変速段受付キャンセル部、４４０ 手動変速制御部。

Claims (8)

1. エンジンに連結され、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機の制御装置であって、
   前記運転者のダウンシフト操作を検出するための手段と、
   前記検出されたダウンシフト操作に対応する変速判断を行なうための手段と、
   前記変速判断に基づく変速出力を前記自動変速機に出力するための手段と、
   前記ダウンシフト操作が連続して検出されたことにより前記変速出力と異なる変速判断が存在する場合、前記異なる変速判断に基づくダウンシフトにより前記エンジンが過回転するか否かを判断するための判断手段と、
   前記エンジンが過回転すると判断された変速判断をキャンセルするための手段とを含み、
   前記判断手段は、前記異なる変速判断が複数存在する場合、各前記異なる変速判断ごとに、前記変速出力と異なる間は継続して、前記エンジンが過回転するか否かを判断するための手段を含み、
   前記判断手段は、車速が同じであってもアクセル開度が小さいほど前記エンジンが過回転するとの判断がなされ難くなるように、前記車速および前記アクセル開度に基づいて前記エンジンが過回転するか否かを判断する、制御装置。
2. 前記判断手段は、前記車速が基準値よりも高い場合に前記エンジンが過回転すると判断し、前記車速が前記基準値よりも低い場合に前記エンジンが過回転しないと判断し、
   前記基準値は、前記アクセル開度が小さいほど大きい値に設定される、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記判断手段は、前記車速が基準値よりも高い場合に前記エンジンが過回転すると判断し、前記車速が前記基準値よりも低い場合に前記エンジンが過回転しないと判断し、
   前記基準値は、前記アクセル開度が所定値よりも大きい範囲では予め定められた一定値に設定され、前記アクセル開度が前記所定値よりも小さい範囲では前記アクセル開度が小さいほど大きい値に設定される、請求項１に記載の制御装置。
4. エンジンに連結され、運転者の操作に基づく手動変速が可能な自動変速機の制御方法であって、
   前記運転者のダウンシフト操作を検出するステップと、
   前記検出されたダウンシフト操作に対応する変速判断を行なうステップと、
   前記変速判断に基づく変速出力を前記自動変速機に出力するステップと、
   前記ダウンシフト操作が連続して検出されたことにより前記変速出力と異なる変速判断が存在する場合、前記異なる変速判断に基づくダウンシフトにより前記エンジンが過回転するか否かを判断する判断ステップと、
   前記エンジンが過回転すると判断された変速判断をキャンセルするステップとを含み、
   前記判断ステップは、前記異なる変速判断が複数存在する場合、各前記異なる変速判断ごとに、前記変速出力と異なる間は継続して、前記エンジンが過回転するか否かを判断するステップを含み、
   前記判断ステップは、車速が同じであってもアクセル開度が小さいほど前記エンジンが過回転するとの判断がなされ難くなるように、前記車速および前記アクセル開度に基づいて前記エンジンが過回転するか否かを判断するステップを含む、制御方法。
5. 前記判断ステップは、前記車速が基準値よりも高い場合に前記エンジンが過回転すると判断し、前記車速が前記基準値よりも低い場合に前記エンジンが過回転しないと判断するステップを含み、
   前記基準値は、前記アクセル開度が小さいほど大きい値に設定される、請求項４に記載の制御方法。
6. 前記判断ステップは、前記車速が基準値よりも高い場合に前記エンジンが過回転すると判断し、前記車速が前記基準値よりも低い場合に前記エンジンが過回転しないと判断するステップを含み、
   前記基準値は、前記アクセル開度が所定値よりも大きい範囲では予め定められた一定値に設定され、前記アクセル開度が前記所定値よりも小さい範囲では前記アクセル開度が小さいほど大きい値に設定される、請求項４に記載の制御方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
8. 請求項４〜６のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。

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