JP5484856B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードを備えた自動変速機の制御装置に関する。

車両に搭載される自動変速機として、遊星歯車式の自動変速機やベルトドライブ式の無段変速機が開発されている。これらの自動変速機は所定の変速マップを備えており、この変速マップに従って変速段を自動的に切り換えるようにしている(例えば、特許文献１参照)。また、自動変速機の商品性を向上させるため、手動変速を可能とするマニュアルモードを備えた自動変速機が開発されている。この自動変速機においては、運転手のシフトレバー操作やパドルシフト操作に従い、１段ずつ変速段を切り換えることが可能となっている。

特開２００２−１３６２５号公報

しかしながら、近年の自動変速機においては、変速品質や燃費性能を向上させるため、変速段数の多段化が図られており、各変速段における変速比の差が小さく設定されている。このため、マニュアルモードを用いて、エンジンブレーキを得るためのダウンシフトや、加速力を得るためのダウンシフトを行う際には、続けて複数回のシフト操作が強いられることも多く、運転手に対して煩わしさを感じさせてしまう要因となっていた。

本発明の目的は、マニュアルモードの利便性を向上させることにある。

本発明の自動変速機の制御装置は、運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードを備えた自動変速機の制御装置であって、運転手のシフト操作を検出するシフト操作検出手段と、車速とアクセル開度とに基づいて目標変速段を設定する変速段設定手段と、シフト操作が検出されたときに、前記目標変速段に基づいて変速制御を行う変速制御手段と、車速とエンジントルクとに基づいて車両の最大加速度を設定する最大加速度設定手段と、アクセル開度に基づいて加速度係数を設定する係数設定手段と、を有し、前記変速段設定手段は、前記最大加速度と前記加速度係数とに基づいて車両に対する要求加速度を設定した後に、前記要求加速度に基づいて目標変速段を設定することを特徴とする。

本発明の自動変速機の制御装置は、前記係数設定手段は、路面勾配と車両制動状態と車両旋回状態とシフト操作回数との少なくともいずれか１つを加味して前記加速度係数を設定することを特徴とする。

本発明の自動変速機の制御装置は、前記変速段設定手段は、前記要求加速度に最も近い加速度が得られる変速段を前記目標変速段として設定することを特徴とする。

本発明の自動変速機の制御装置は、運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードを備えた自動変速機の制御装置であって、運転手のシフト操作を検出するシフト操作検出手段と、車速とアクセル開度とに基づいて目標変速段を設定する変速段設定手段と、シフト操作が検出されたときに、前記目標変速段に基づいて変速制御を行う変速制御手段と、を有し、前記目標変速段が現在の変速段に一致する場合に、前記変速制御手段は１段分の変速制御を行うことを特徴とする。

本発明の自動変速機の制御装置は、前記変速段設定手段は、ダウンシフト用の前記目標変速段を設定することを特徴とする。

本発明によれば、運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードにおいて、車速とアクセル開度とに基づき目標変速段を設定するようにしたので、必要に応じて変速段を飛ばしながら変速制御を実行することが可能となる。これにより、運転手のシフト操作回数を抑制することができ、利便性を向上させることが可能となる。

車両に搭載される無段変速機を示すスケルトン図である。 無段変速機の油圧制御系を示す概略図である。 マニュアルモードで使用される変速段の一例を示す線図である。 ＣＶＴ制御ユニットのダウンシフト制御系を示すブロック図である。 エンジントルク出力特性の一例を示す特性線図である。 (Ａ)は変速段毎に得られる車両加速度の一例を示す特性線図であり、(Ｂ)は走行抵抗を加味して修正した車両加速度を示す特性線図である。 基本設定率の一例を示す特性線図である。 勾配係数、ブレーキ係数、旋回係数の一例を示すテーブルデータである。 要求加速度に応じて目標変速段を設定する際の手順の一例を示す説明図である。 (Ａ)は変速段毎に得られる車両加速度の一例を示す特性線図であり、(Ｂ)は走行抵抗を加味して修正した車両加速度を示す特性線図である。 勾配係数の一例を示すテーブルデータである。 要求加速度に応じて目標変速段を設定する際の手順の一例を示す説明図である。 マニュアルモードにおける変速制御の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両に搭載される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、自動変速機である無段変速機１０は、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構１４が設けられており、セカンダリ軸１３と駆動輪１５との間には減速機構１６や差動機構１７が設けられている。

プライマリ軸１２にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０は固定シーブ２０ａと可動シーブ２０ｂとを備えている。可動シーブ２０ｂの背面側には作動油室２１が区画されており、作動油室２１内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリ軸１３にはセカンダリプーリ２２が設けられており、このセカンダリプーリ２２は固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとを備えている。可動シーブ２２ｂの背面側には作動油室２３が区画されており、作動油室２３内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。さらに、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とには駆動チェーン２４が巻き掛けられている。そして、プーリ２０，２２の溝幅を変化させて駆動チェーン２４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２からセカンダリ軸１３に対する無段変速が可能となる。

このような変速機構１４にエンジン動力を伝達するため、クランク軸２５とプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０は、クランク軸２５にフロントカバー３２を介して連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。このトルクコンバータ３０には、エンジン動力の伝達効率を向上させるため、クランク軸２５とタービン軸３４とを直結するロックアップクラッチ３６が設けられている。また、前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４０、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を備えている。これら前進クラッチ４１や後退ブレーキ４２を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えることが可能となる。

図２は無段変速機１０の油圧制御系を示す概略図である。図２に示すように、プライマリプーリ２０やセカンダリプーリ２２等に対して作動油を供給するため、油圧制御系にはエンジン１１に駆動されるオイルポンプ５０が設けられている。オイルポンプ５０に接続されるセカンダリ圧路５１は、セカンダリプーリ２２の作動油室２３に接続されるとともにセカンダリ圧制御弁５２の調圧ポート５２ａに接続されている。このセカンダリ圧制御弁５２を介して調圧されるライン圧としてのセカンダリ圧は、駆動チェーン２４に滑りを生じさせることのないように、エンジントルクや目標変速比等に基づいて調圧される。また、セカンダリ圧路５１はプライマリ圧制御弁５３の入力ポート５３ａに接続されており、プライマリ圧制御弁５３の出力ポート５３ｂから延びるプライマリ圧路５４はプライマリプーリ２０の作動油室２１に接続されている。このプライマリ圧制御弁５３を介して調圧されるプライマリ圧は、目標変速比に向けてプライマリプーリ２０の溝幅を制御するように、目標変速比やセカンダリ圧等に基づいて調圧される。

このような油圧制御系に対して制御信号を出力するＣＶＴ制御ユニット６０は、図示しないマイクロプロセッサ(ＣＰＵ)を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭには制御プログラムや各種マップデータなどが格納されており、ＲＡＭにはＣＰＵで演算処理したデータが一時的に格納されている。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサから車両状態を示す検出信号が入力される。ＣＶＴ制御ユニット６０に接続される各種センサとしては、プライマリプーリ２０の回転数を検出するプライマリ回転数センサ６１、セカンダリプーリ２２の回転数を検出するセカンダリ回転数センサ６２、車速Ｖを検出する車速センサ６３、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ６４、スロットルバルブのスロットル開度Ｔｏを検出するスロットル開度センサ６５、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルセンサ６６、ブレーキペダルの踏み込み量であるブレーキ操作量Ｂｒｋを検出するブレーキペダルセンサ６７、路面勾配Ｓを検出するジャイロセンサ６８、車両に作用する横加速度Ｌａを検出する横加速度センサ６９、セレクトレバー７０の操作状況を検出するシフト操作検出手段としてのインヒビタスイッチ７１等が設けられている。さらに、ＣＶＴ制御ユニット６０には、道路情報を処理するナビゲーションシステム７２や、車両前方の画像を処理するカメラシステム７３が接続されている。

続いて、無段変速機１０の変速制御について説明する。ＣＶＴ制御ユニット６０は、運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードを有している。ここで、図３はマニュアルモードで使用される変速段の一例を示す線図である。図３に示すように、マニュアルモードで使用される変速段として第１速〜第７速の変速段が設定されている。また、図２に示すように、セレクトレバー７０を案内するゲート７４には、マニュアルモード用のマニュアルゲート７５が設けられている。このマニュアルゲート７５内でセレクトレバー７０を前方(＋方向)に操作することにより、高速段(ハイ側)に向けて変速段を切り換えるアップシフト制御が実行される。このアップシフト制御においては、セレクトレバー７０が前方(＋方向)にシフト操作される毎に、１段ずつ変速段が切り換えられるようになっている。

また、マニュアルゲート７５内でセレクトレバー７０を後方(−方向)に操作することにより、低速段(ロー側)に向けて変速段を切り換えるダウンシフト制御が実行される。このダウンシフト制御においては、セレクトレバー７０が後方(−方向)にシフト操作される毎に、要求される車両加速度(要求加速度)に応じて目標変速段が設定されるようになっている。すなわち、ダウンシフト制御においては、後述する要求加速度の大きさに従い、１段飛ばして変速段を切り換えたり、２段飛ばして変速段を切り換えたりすることが可能となっている。なお、マニュアルモード用のシフトデバイスとして、セレクトレバー７０を用いているが、これに限られることはなく、ステアリング近傍に設けられるパドルシフトを用いても良い。

以下、アクセルペダルが解放された状況でのダウンシフト制御、つまりエンジンブレーキの発生を目的としたマニュアルモードのダウンシフト制御について説明する。ここで、図４はＣＶＴ制御ユニット６０のダウンシフト制御系を示すブロック図である。また、図５はエンジントルク出力特性の一例を示す特性線図である。さらに、図６(Ａ)は変速段毎に得られる車両加速度の一例を示す特性線図であり、図６(Ｂ)は走行抵抗を加味して修正した車両加速度を示す特性線図である。なお、図６においては、エンジンブレーキによってマイナス側に発生する車両加速度(車両減速度)が示されている。

図４に示すように、ＣＶＴ制御ユニット６０は、トルク特性設定部８０、加速度特性設定部８１、最大加速度演算部８２を備えている。トルク特性設定部８０は、スロットル開度Ｔｏに基づき図５の特性線図を参照し、エンジントルクの出力特性線を設定する。ここで、アクセルペダルが踏み込まれていない場合には、スロットル開度Ｔｏが０であることから、図５に示す出力特性線Ｌ１が選択される。続いて、加速度特性設定部８１は、エンジントルクの出力特性線Ｌ１と各変速段の変速比とに基づいて、図６(Ａ)に示す車両加速度の特性線図を設定する。続いて、加速度特性設定部８１は、走行抵抗を加味して図６(Ａ)の車両加速度を修正し、図６(Ｂ)に示す車両加速度の特性線図を設定する。そして、最大加速度演算部８２は、車速Ｖに基づき図６(Ｂ)の特性線図を参照し、車両加速度の最大値である最大加速度Ｇを演算する。

また、図４に示すように、ＣＶＴ制御ユニット６０は、基本設定率α’を演算する基本設定率設定部８３を備えている。ここで、図７は基本設定率α’の一例を示す特性線図である。基本設定率設定部８３は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づき図７の特性線図を参照し、基本設定率α’を設定する。また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、勾配係数Ｋａ１を設定する勾配係数設定部８４、ブレーキ係数Ｋａ２を設定するブレーキ係数設定部８５、旋回係数Ｋａ３を設定する旋回係数設定部８６を備えている。ここで、図８は、勾配係数Ｋａ１、ブレーキ係数Ｋａ２、旋回係数Ｋａ３の一例を示すテーブルデータである。図８に示すように、路面勾配Ｓが大きくなる程に勾配係数Ｋａ１は小さく設定される一方、路面勾配Ｓが小さくなる程に勾配係数Ｋａ１は大きく設定される。また、ブレーキ操作量Ｂｒｋが大きくなる程にブレーキ係数Ｋａ２は小さく設定される一方、ブレーキ操作量Ｂｒｋが小さくなる程にブレーキ係数Ｋａ２は大きく設定される。さらに、車両の横加速度Ｌａが大きくなる程に旋回係数Ｋａ３は小さく設定される一方、車両の横加速度Ｌａが小さくなる程に旋回係数Ｋａ３は大きく設定される。また、図４に示すように、ＣＶＴ制御ユニット６０は、第１設定率αを演算する第１設定率演算部８７を備えている。第１設定率演算部８７には、基本設定率α’、勾配係数Ｋａ１、ブレーキ係数Ｋａ２、旋回係数Ｋａ３が入力されている。そして、第１設定率演算部８７は、基本設定率α’および係数Ｋａ１〜Ｋａ３に基づき加速度係数としての第１設定率α(α＝α’×Ｋａ１×Ｋａ２×Ｋａ３)を演算し、この第１設定率αを要求加速度演算部８８に対して出力する。

また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、増加係数βを演算する増加係数演算部８９を備えている。増加係数演算部８９には、アクセル開度Ａｃｃに応じた基本設定率β’、路面勾配Ｓに応じた勾配係数Ｋｂ１、ブレーキ操作量Ｂｒｋに応じたブレーキ係数Ｋｂ２、横加速度Ｌａに応じた旋回係数Ｋｂ３が入力されている。なお、基本設定率β’、勾配係数Ｋｂ１、ブレーキ係数Ｋｂ２および旋回係数Ｋｂ３は、前述した基本設定率α’、勾配係数Ｋａ１、ブレーキ係数Ｋａ２および旋回係数Ｋａ３と同様の手順によって求められている。そして、増加係数演算部８９は、基本設定率β’、勾配係数Ｋｂ１、ブレーキ係数Ｋｂ２および旋回係数Ｋｂ３に基づいて、増加係数β(β＝β’×Ｋｂ１×Ｋｂ２×Ｋｂ３)を演算する。また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、第２設定率(α×β)を演算する第２設定率演算部９０を備えている。第２設定率演算部９０には、前述した第１設定率αが入力されており、第２設定率演算部９０は第１設定率αに増加係数βを乗じて加速度係数としての第２設定率(α×β)を演算する。そして、第２設定率演算部９０は、第２設定率(α×β)を要求加速度演算部８８に対して出力する。

さらに、ＣＶＴ制御ユニット６０は、第３設定率γを設定する第３設定率設定部９１を備えている。第３設定率設定部９１には、予め設定された基本設定率γ’と前述した第２設定率(α×β)が入力されている。そして、第３設定率設定部９１は、基本設定率γ’と第２設定率(α×β)とを比較判定し、基本設定率γ’が第２設定率(α×β)を上回る場合には、基本設定率γ’を加速度係数である第３設定率γとして設定する。一方、基本設定率γ’が第２設定率(α×β)を下回る場合には、第２設定率(α×β)を上回る値を加速度係数である第３設定率γとして設定することになる。そして、第３設定率設定部９１は、第３設定率γを要求加速度演算部８８に対して出力する。

また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、運転手のシフト操作回数を検出するシフト回数検出部９２を備えている。シフト回数検出部９２は、インヒビタスイッチ７１の出力信号Ｄｓに基づき、所定時間(例えば０．５秒)内におけるシフト操作回数(１回目のシフト操作，２回目のシフト操作，３回目のシフト操作)を検出し、検出されたシフト操作回数を要求加速度演算部８８に出力する。そして、要求加速度演算部８８は、シフト操作回数に応じた設定率(α，α×β，γ)を最大加速度Ｇに対して乗算し、車両に対する要求加速度Ｇｒを演算する。すなわち、要求加速度演算部８８は、１回目のダウンシフト操作時に、最大加速度Ｇに第１設定率αを乗じて要求加速度Ｇｒを演算する。また、要求加速度演算部８８は、２回目のダウンシフト操作時に、最大加速度Ｇに第２設定率(α×β)を乗じて要求加速度Ｇｒを演算する。さらに、要求加速度演算部８８は、３回目のダウンシフト操作時に、最大加速度Ｇに第３設定率γを乗じて要求加速度Ｇｒを演算する。

また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、要求変速段設定部９３、現変速段検出部９４、目標変速段設定部９５を備えている。要求変速段設定部９３は、要求加速度Ｇｒに最も近い車両加速度が得られる変速段(要求変速段)を設定し、この要求変速段を目標変速段設定部９５に出力する。また、現変速段検出部９４は、現在の変速段(現変速段)を検出し、この現変速段を目標変速段設定部９５に出力する。そして、目標変速段設定部９５は、要求変速段と現変速段とを比較判定した上で、変速可能な目標変速段を設定する。すなわち、要求変速段が現変速段よりもロー側の変速段である場合には、要求変速段をそのまま目標変速段として設定する。また、要求変速段と現変速段とが一致している場合、或いは要求変速段が現変速段よりもハイ側の変速段である場合には、現変速段よりも１段分ロー側の変速段を目標変速段として設定する。

そして、目標変速段設定部９５によって設定された目標変速段は、変速制御部９６の駆動回路を介して制御電流に変換される。この制御電流はプライマリ圧制御弁５３やセカンダリ圧制御弁５２に供給され、目標変速段に向けてダウンシフト制御が実行されることになる。このように、ＣＶＴ制御ユニット６０は、変速段設定手段、変速制御手段、最大加速度設定手段および係数設定手段として機能することになる。また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、インヒビタスイッチ７１と共に、運転手のシフト操作回数を検出するシフト操作検出手段としても機能することになる。なお、図３に示すように、車速領域によっては変速可能な変速段が制限されるため、現変速段が既にその車速領域における最もロー側の変速段に達している場合には、ダウンシフト操作が為されたとしてもダウンシフトが実行されることはない。

続いて、目標変速段を設定する際の手順について図を用いて説明する。ここで、図９は要求加速度Ｇｒに応じて目標変速段を設定する際の手順の一例を示す説明図である。なお、ダウンシフト操作時の車両状態としては、変速段が第７速であり、アクセルペダルが解放状態であり、車速がＶ１である。また、ダウンシフト操作時の車両状態(アクセル開度Ａｃｃ，路面勾配Ｓ，ブレーキ操作量Ｂｒｋ，横加速度Ｌａ)に基づき、第１設定率αは３０％、第２設定率(α×β)は４５％、第３設定率γは９０％となっている。

図９に示すように、１回目のダウンシフト操作が行われた場合には、車速Ｖ１における最大加速度Ｇ１に第１設定率αが乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒａ１が設定される。そして、要求加速度Ｇｒａ１に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第４速の変速段が設定される(符号Ｓａ１)。ここで、現在の変速段が第７速であることから(符号Ｓａ０)、要求変速段の第４速がそのまま目標変速段として設定され、第７速から第４速に２段飛ばしてダウンシフトが実行される。

また、所定時間内に続けて２回目のダウンシフト操作が行われた場合には、最大加速度Ｇ１に第２設定率(α×β)が乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒａ２が設定される。そして、要求加速度Ｇｒａ２に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第３速の変速段が設定される(符号Ｓａ２)。ここで、現在の変速段が第４速であることから、要求変速段の第３速がそのまま目標変速段として設定され、第４速から第３速にダウンシフトが実行される。

さらに、所定時間内に続けて３回目のダウンシフト操作が行われた場合には、最大加速度Ｇ１に第３設定率γが乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒａ３が設定される。そして、要求加速度Ｇｒａ３に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第２速の変速段が設定される(符号Ｓａ３)。ここで、現在の変速段が第３速であることから、要求変速段の第２速がそのまま目標変速段として設定され、第３速から第２速にダウンシフトが実行される。

続いて、他の例として車速がＶ２である場合のダウンシフト制御について説明する。ダウンシフト操作時の車両状態としては、変速段が第７速であり、アクセルペダルが解放状態であり、車速がＶ２である。また、ダウンシフト操作時の車両状態(アクセル開度Ａｃｃ，路面勾配Ｓ，ブレーキ操作量Ｂｒｋ，横加速度Ｌａ)に基づき、第１設定率αは４０％、第２設定率(α×β)は６４％、第３設定率γは９０％となっている。

図９に示すように、１回目のダウンシフト操作が行われた場合には、車速Ｖ２における最大加速度Ｇ２に第１設定率αが乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒｂ１が設定される。そして、要求加速度Ｇｒｂ１に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第６速の変速段が設定される(符号Ｓｂ１)。ここで、現在の変速段が第７速であることから(符号Ｓｂ０)、要求変速段の第６速がそのまま目標変速段として設定され、第７速から第６速にダウンシフトが実行される。

また、所定時間内に続けて２回目のダウンシフト操作が行われた場合には、最大加速度Ｇ２に第２設定率(α×β)が乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒｂ２が設定される。そして、要求加速度Ｇｒｂ２に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第４速の変速段が設定される(符号Ｓｂ２)。ここで、現在の変速段が第６速であることから、要求変速段の第４速がそのまま目標変速段として設定され、第６速から第４速に１段飛ばしてダウンシフトが実行される。

さらに、所定時間内に続けて３回目のダウンシフト操作が行われた場合には、最大加速度Ｇ２に第３設定率γが乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒｂ３が設定される。そして、要求加速度Ｇｒｂ３に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第４速の変速段が設定される(符号Ｓｂ３)。ここで、現在の変速段と要求変速段とが共に第４速であることから、目標変速段として第３速が設定されることになるが、車速Ｖ２においては変速可能な最低変速段が第４速であるため、ダウンシフトを実行せずに第４速を維持することになる。

このように、マニュアルモードのダウンシフト制御においては、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき車両に対する要求加速度を設定し、この要求加速度に基づいて目標変速段を設定するようにしたので、ダウンシフト後に適切な車両加速度を得ることが可能となる。すなわち、車両加速度の観点から目標変速段を設定するようにしたので、ダウンシフトによって運転手の意図したエンジンブレーキを発生させることができ、車両品質を向上させることが可能となる。しかも、要求加速度に基づいて目標変速段を設定するため、ダウンシフト操作毎に１段ずつダウンシフトを実行するのではなく、必要に応じて変速段を飛ばしながらダウンシフトを実行することが可能となる。これにより、運転手に複数回のダウンシフト操作を強いることがなく、利便性を向上させることが可能となる。

また、アクセル開度Ａｃｃに基づき要求加速度を設定する際に、路面勾配Ｓ、車両制動状態を示すブレーキ操作量Ｂｒｋ、車両旋回状態を示す横加速度Ｌａを加味するようにしたので、車両に対する要求加速度をより適切に設定することが可能となる。図８に示すように、エンジンブレーキの発生を目的としたダウンシフト制御においては、路面勾配Ｓが大きくなる程に勾配係数Ｋａ１を小さく設定している。これにより、大きなエンジンブレーキが必要とならない上り勾配においては、要求加速度Ｇｒを小さく設定してダウンシフト量を抑制することができ、エンジンブレーキの発生を抑制することが可能となる。

また、ブレーキ操作量Ｂｒｋが大きくなる程にブレーキ係数Ｋａ２が小さく設定されている。すなわち、ブレーキペダルが踏み込まれた場合には、要求加速度Ｇｒを小さく設定してダウンシフト量を抑制することができ、エンジンブレーキの発生を抑制することが可能となる。これにより、車両制動に対するエンジンブレーキの影響度を引き下げることができ、車両の制動状態を容易にコントロールすることが可能となる。さらに、横加速度Ｌａが大きくなる程に旋回係数Ｋａ３が小さく設定されている。すなわち、車両が旋回状態である場合には、要求加速度Ｇｒを小さく設定してダウンシフト量を抑制することが可能となる。これにより、車両旋回時においては駆動トルクの変動を抑制することができるため、車両の安定性を向上させることが可能となる。

また、前述の説明では、アクセルペダルを解放した状態のもとでのダウンシフト制御、つまりエンジンブレーキの発生を目的としたダウンシフト制御について説明したが、これに限られることはなく、アクセルペダルを踏み込んだ状態のもとでのダウンシフト制御、つまり車両加速度の増大を目的としたダウンシフト制御についても本発明を有効に適用することが可能となる。ここで、図１０(Ａ)は変速段毎に得られる車両加速度の一例を示す特性線図であり、図１０(Ｂ)は走行抵抗を加味して修正した車両加速度を示す特性線図である。なお、図１０においては、アクセルペダルの踏み込みによってプラス側に発生する車両加速度が示されている。

まず、ＣＶＴ制御ユニット６０のトルク特性設定部８０は、スロットル開度Ｔｏに基づき図５の特性線図を参照することにより、エンジントルクの出力特性線を設定する。ここで、アクセルペダルが踏み込まれている場合には、スロットル開度Ｔｏに基づき図５を参照することにより、エンジントルクの出力特性線(例えばＬ２)が選択される。続いて、加速度特性設定部８１は、エンジントルクの出力特性線Ｌ２と各変速段の変速比とに基づいて、図１０(Ａ)に示す車両加速度の特性線図を設定する。続いて、加速度特性設定部８１は、走行抵抗を加味して図１０(Ａ)の車両加速度を修正し、図１０(Ｂ)に示す車両加速度の特性線図を設定する。そして、最大加速度演算部８２は、車速Ｖに基づき図１０(Ｂ)の特性線図を参照し、車両加速度の最大値である最大加速度Ｇを演算する。

また、ＣＶＴ制御ユニット６０は、前述したダウンシフト制御と同様の手順に従って、第１設定率α、第２設定率(α×β)、第３設定率γを演算し、これらを最大加速度Ｇに乗じて要求加速度Ｇｒを演算する。そして、ＣＶＴ制御ユニット６０は、要求加速度Ｇｒに基づき要求変速段を設定するとともに、この要求変速段と現変速段とを比較判定した上で、変速可能な目標変速段を設定することになる。なお、図１１は、アクセルペダルが踏み込まれた状況において参照される勾配係数Ｋａ１の一例を示すテーブルデータである。図１１に示すように、路面勾配Ｓが大きくなる程に勾配係数Ｋａ１は大きく設定される一方、路面勾配Ｓが小さくなる程に勾配係数Ｋａ１は小さく設定されている。また、ブレーキ係数Ｋａ２や旋回係数Ｋａ３は、図８に示すテーブルデータを用いて設定されている。

続いて、目標変速段を設定する際の手順について図を用いて説明する。ここで、図１２は要求加速度Ｇｒに応じて目標変速段を設定する際の手順の一例を示す説明図である。なお、ダウンシフト操作時の車両状態としては、変速段が第７速であり、アクセルペダルが踏み込まれた状態であり、車速ＶがＶ３である。また、ダウンシフト操作時の車両状態(アクセル開度Ａｃｃ，路面勾配Ｓ，ブレーキ操作量Ｂｒｋ，横加速度Ｌａ)に基づき、第１設定率αは５０％、第２設定率(α×β)は７５％、第３設定率γは９０％となっている。

図１２に示すように、１回目のダウンシフト操作が行われた場合には、車速Ｖ３における最大加速度Ｇ３に第１設定率αが乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒｃ１が設定される。そして、要求加速度Ｇｒｃ１に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第３速の変速段が設定される(符号Ｓｃ１)。ここで、現在の変速段が第７速であることから(符号Ｓｃ０)、要求変速段の第３速がそのまま目標変速段として設定され、第７速から第３速に３段飛ばしてダウンシフトが実行される。

また、所定時間内に続けて２回目のダウンシフト操作が行われた場合には、最大加速度Ｇ３に第２設定率(α×β)が乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒｃ２が設定される。そして、要求加速度Ｇｒｃ２に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第２速の変速段が設定される(符号Ｓｃ２)。ここで、現在の変速段が第３速であることから、要求変速段の第２速がそのまま目標変速段として設定され、第３速から第２速にダウンシフトが実行される。

さらに、所定時間内に続けて３回目のダウンシフト操作が行われた場合には、最大加速度Ｇ３に第３設定率γが乗算され、要求加速度ＧｒとしてＧｒｃ３が設定される。そして、要求加速度Ｇｒｃ３に最も近い車両加速度が得られる要求変速段として第２速の変速段が設定される(符号Ｓｃ３)。ここで、現在の変速段と要求変速段とが共に第２速であることから、目標変速段として第１速が設定されることになるが、車速Ｖ３においては変速可能な最低変速段が第２速であるため、ダウンシフトを実行せずに第２速を維持することになる。

このように、マニュアルモードのダウンシフト制御においては、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき車両に対する要求加速度を設定し、この要求加速度に基づいて目標変速段を設定するようにしたので、ダウンシフト後に適切な車両加速度を得ることが可能となる。すなわち、車両加速度の観点から目標変速段を設定するようにしたので、ダウンシフトによって運転手の意図した車両加速状況を得ることができ、車両品質を向上させることが可能となる。しかも、要求加速度に基づいて目標変速段を設定するため、ダウンシフト操作毎に１段ずつダウンシフトを実行するのではなく、必要に応じて変速段を飛ばしながらダウンシフトを実行することが可能となる。これにより、運転手に複数回のダウンシフト操作を強いることがなく、利便性を向上させることが可能となる。

また、アクセル開度Ａｃｃに基づき要求加速度を設定する際に、路面勾配Ｓ、車両制動状態を示すブレーキ操作量Ｂｒｋ、車両旋回状態を示す横加速度Ｌａを加味するようにしたので、車両に対する要求加速度をより適切に設定することが可能となる。図１１に示すように、車両加速度の増大を目的としたダウンシフト制御においては、路面勾配Ｓが大きくなる程に勾配係数Ｋａ１を大きく設定している。すなわち、大きな車両加速度が必要となる上り勾配においては、要求加速度Ｇｒを大きく設定してダウンシフト量を増大させることができ、車両加速度を増大させることが可能となる。

また、ブレーキ操作量Ｂｒｋが大きくなる程にブレーキ係数Ｋａ２が小さく設定されている。すなわち、ブレーキペダルが踏み込まれた場合には、要求加速度Ｇｒを小さく設定してダウンシフト量を抑制することができ、車両の加速力を低く抑えることが可能となる。これにより、車両制動に相反する加速力を抑制することができ、車両の制動状態を容易にコントロールすることが可能となる。さらに、横加速度Ｌａが大きくなる程に旋回係数Ｋａ３が小さく設定されている。すなわち、車両が旋回状態である場合には、要求加速度Ｇｒを小さく設定してダウンシフト量を抑制することが可能となる。これにより、車両旋回時においては駆動トルクの変動を抑制することができるため、車両の安定性を向上させることが可能となる。

続いて、前述したマニュアルモードにおける変速制御の手順をフローチャートに沿って説明する。ここで、図１３はマニュアルモードにおける変速制御の手順の一例を示すフローチャートである。図１３に示すように、ステップＳ１ではアップシフト操作されているか否かが判定される。ステップＳ１において、アップシフト操作されていると判定された場合には、ステップＳ２に進み、変速可能であるか否かが判定される。ステップＳ２において、現変速段が第１速〜第６速の変速段であり、変速可能であると判定された場合には、ステップＳ３に進み、ハイ側に変速段を１段切り換えるアップシフトが実行される。一方、ステップＳ２において、現変速段が第７速であり、変速不可能であると判定された場合には、アップシフトを実行することなくルーチンを抜ける。

また、ステップＳ１において、アップシフト操作されていないと判定された場合には、ステップＳ４に進み、ダウンシフト操作されているか否かが判定される。ステップＳ４において、ダウンシフト操作されていないと判定された場合には、そのままルーチンを抜ける。一方、ステップＳ４において、ダウンシフト操作されていると判定された場合には、ステップＳ５に進み、アップシフト操作の操作回数が判定される。そして、ステップＳ５において、１回目のアップシフト操作であると判定された場合には、ステップＳ６に進み、最大加速度Ｇに第１設定率αを乗じて要求加速度Ｇｒが演算される。

次いで、ステップＳ７において要求加速度Ｇｒに基づき要求変速段が設定され、ステップＳ８において要求変速段と現変速段とが比較判定される。要求変速段と現変速段とが一致している場合、或いは要求変速段が現変速段よりもハイ側の変速段である場合には、ステップＳ９に進み、要求変速段よりも１段ロー側に変速可能であるか否かが判定される。ステップＳ９において、変速可能であると判定された場合には、ステップＳ１０に進み、現変速段よりも１段ロー側に目標変速段が設定され、この目標変速段に基づいてダウンシフトが実行される。一方、ステップＳ９において、変速不可能であると判定された場合には、ダウンシフトを実行することなくルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ８において、要求変速段が現変速段よりもロー側の変速段である場合には、ステップＳ１１に進み、要求変速段に対して変速可能であるか否かが判定される。ステップＳ１１において、要求変速段に対して変速可能であると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、要求変速段がそのまま目標変速段として設定され、この目標変速段に基づいてダウンシフトが実行される。一方、ステップＳ１１において、要求変速段に対する変速が不可能であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、変速可能な変速段が目標変速段として設定され、この目標変速段に基づいてダウンシフトが実行される。

また、ステップＳ５において、２回目のアップシフト操作であると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、最大加速度Ｇに第２設定率(α×β)を乗じて要求加速度Ｇｒが演算される。そして、ステップＳ７において、要求加速度Ｇｒに基づき要求変速段が設定され、ステップＳ８以降の手順に従って、前述したダウンシフト制御が実行されることになる。さらに、ステップＳ５において、３回目のアップシフト操作であると判定された場合には、ステップＳ１５に進み、最大加速度Ｇに第３設定率γを乗じて要求加速度Ｇｒが演算される。そして、ステップＳ７において、要求加速度Ｇｒに基づき要求変速段が設定され、ステップＳ８以降の手順に従って、前述したダウンシフト制御が実行されることになる。

また、前述の説明では、１回目のダウンシフト操作が為されたときに、最大加速度Ｇに第１設定率αを乗じて要求加速度Ｇｒを設定しているが、走行状況によっては、１回目のダウンシフト操作が為されたときに、最大加速度Ｇに第２設定率(α×β)や第３設定率γを乗じて要求加速度Ｇｒを設定しても良い。例えば、ナビゲーションシステム７２から入力されるカーブ情報や、カメラシステム７３から入力される車間距離情報に基づいて、減速が推奨される走行状況が検出された場合には、最大加速度Ｇに第２設定率(α×β)や第３設定率γを乗じて要求加速度Ｇｒを大きく演算し、ダウンシフト量を増大させてエンジンブレーキを大きく発生させるようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、マニュアルモードを備えた無段変速機１０について説明しているが、これに限られることはなく、マニュアルモードを備えた遊星歯車式や平行軸式の自動変速機に対して本発明を適用しても良い。また、前述の説明では、ダウンシフト制御に対して本発明を適用しているが、これに限られることはなく、アップシフト制御に対して本発明を適用しても良い。

また、前述の説明では、第１設定率αおよび第２設定率(α×β)を演算によって求め、第３設定率γを予め設定しているが、第１設定率αおよび第２設定率(α×β)を予め設定しても良く、第３設定率γを演算しても良い。さらに、前述の説明では、ブレーキ操作量Ｂｒｋを用いてブレーキ係数Ｋａ２を設定しているが、ブレーキ配管の圧力に基づいてブレーキ係数Ｋａ２を設定しても良い。さらに、横加速度Ｌａを用いて旋回係数Ｋａ３を設定しているが、ステアリングの舵角や各車輪の回転数差に基づいて旋回係数Ｋａ３を設定しても良い。なお、アクセル開度Ａｃｃやスロットル開度Ｔｏを用いて各種制御を実施しているが、アクセル開度Ａｃｃに代えてスロットル開度Ｔｏを用いても良く、スロットル開度Ｔｏに代えてアクセル開度Ａｃｃを用いても良い。

１０ 無段変速機(自動変速機)
６０ ＣＶＴ制御ユニット(シフト操作検出手段，変速段設定手段，変速制御手段，最大加速度設定手段，係数設定手段)
７１ インヒビタスイッチ(シフト操作検出手段)
Ｖ 車速
Ａｃｃ アクセル開度
Ｇ 最大加速度
Ｇｒ 要求加速度
α 第１設定率(加速度係数)
α×β 第２設定率(加速度係数)
γ 第３設定率(加速度係数)

Claims (5)

1. 運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードを備えた自動変速機の制御装置であって、
   運転手のシフト操作を検出するシフト操作検出手段と、
   車速とアクセル開度とに基づいて目標変速段を設定する変速段設定手段と、
   シフト操作が検出されたときに、前記目標変速段に基づいて変速制御を行う変速制御手段と、
   車速とエンジントルクとに基づいて車両の最大加速度を設定する最大加速度設定手段と、
   アクセル開度に基づいて加速度係数を設定する係数設定手段と、を有し、
   前記変速段設定手段は、前記最大加速度と前記加速度係数とに基づいて車両に対する要求加速度を設定した後に、前記要求加速度に基づいて目標変速段を設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 運転手のシフト操作に応じて変速段を切り換えるマニュアルモードを備えた自動変速機の制御装置であって、
   運転手のシフト操作を検出するシフト操作検出手段と、
   車速とアクセル開度とに基づいて目標変速段を設定する変速段設定手段と、
   シフト操作が検出されたときに、前記目標変速段に基づいて変速制御を行う変速制御手段と、を有し、
   前記目標変速段が現在の変速段に一致する場合に、前記変速制御手段は１段分の変速制御を行うことを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
   前記係数設定手段は、路面勾配と車両制動状態と車両旋回状態とシフト操作回数との少なくともいずれか１つを加味して前記加速度係数を設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 請求項１または３記載の自動変速機の制御装置において、
   前記変速段設定手段は、前記要求加速度に最も近い加速度が得られる変速段を前記目標変速段として設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記変速段設定手段は、ダウンシフト用の前記目標変速段を設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。

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