JP5010932B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は自動変速機の変速制御装置に関し、特に、キックダウン変速時の変速制御装置に関する。

車両用自動変速機において、キックダウン時等の変速段が１段を超えて変化する場合に、油圧制御回路の２以上のシフトバルブが関連動作するため、過渡的な状態として最高速或いは最低速の変速段が設定されることがあり、変速ショックが大きくなることがある。

例えば、前進３速から前進１速へ変化する場合、２以上のシフトバルブが変化するが、変速途中に前進４段が設定されて前進３速→４速→１速と変化することもありえ、変速ショックが大きくなって乗り心地が損なわれることがあった。

このような問題を解決するため、特公昭６１−５８６９７号公報では、目標変速段と現在の変速段との段差が２以上であるか否かを判別する手段を備え、段差が２以上のキックダウンの場合には、まず１段低い変速段へダウンシフトし、これに伴い起動したタイマによって定められた時間が経過するまでその変速段を保持し、その後に最終段へダウンシフトする自動変速機の変速制御装置が開示されている。

この変速制御装置によると、中間変速段がタイマ制御によって所定時間保持された後、最終段へ変速するので、一挙に変速比が大きく変化することが回避されてエンジン回転数が急激に増大することが回避され、これに伴い変速制御用の摩擦係合装置の摩擦要素に大きい摩擦力が瞬間的に作用することが防止されてその耐久性が確保され、またエンジンがオーバーランすることが回避される。

しかし、上記公告公報に開示された変速制御装置によると、２段以上のキックダウンを行う場合、変速段を１段ずつ所定時間をおいて変化させることで、エンジン回転数が急激に増大することを回避し、エンジンのオーバーランを回避しているが、中間段に保持される時間が固定されているため、最終段に切り替わるまでに若干の時間遅れが生じ、加速性能が低下することがあるという問題がある。

さらに、一挙に目標段に変速するか１段ずつ変速するかをスロットル開度の大小に応じてまず判断し、次いで、変速段差が２以上であるか否かによって変速制御処理の内容を異ならしめている。そのため、変速段差が２以上であるか否かの判別手段が必要であるとともに、変速制御処理が複雑になるという問題がある。

この問題を解決する技術として、特公平８−１５８５３号公報には、スロットル開度の大小に拘わらず常に変速比の大小に従った順序に変速することで、変速ショックを低減するとともに、変速制御処理の簡略化を図り、更に２段以上のダウンシフトを行う場合は中間段に保持する時間を、スロットル開度に基づいて変更可能にすることで、スロットル開度がほぼ全開のときには最終段まで短時間で変速できるようにし、加速性能の確保を図った自動変速機の変速制御装置が開示されている。
特公昭６１−５８６９７号公報 特公平８−１５８５３号公報

しかし、特許文献２記載の変速制御装置では、運転者の本来の意思に関係なく、車速とアクセル開度によってダウンシフト判断を行うため、不用意なアクセルペダル操作により深く踏み込んでしまった場合に、必要以上のダウンシフトにより、過大な加速力が発生することがあり、スムーズな運転とならずドライバビリティが悪化するという問題がある。また、高回転運転となることにより燃費悪化を招くことがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転者の様々な運転操作に対して、最適な駆動力特性を発生させることにより、スムーズな運転が可能となる自動変速機の変速制御装置を提供することである。

本発明によると、車速及びエンジン負荷に応じて複数のアップシフト線及び複数のダウンシフト線を設定した変速マップを用いて変速制御を行う自動変速機の変速制御装置において、高変速段から段差が２以上の低変速段へのダウンシフト指令を検出するキックダウン検出手段と、前記ダウンシフト指令に応じて前記低変速段よりも一段高い変速段である中間変速段への前記変速マップに基づくダウンシフトを許可する中間ダウンシフト許可手段と、前記キックダウン検出手段によるキックダウン検出時に所定時間を計時するタイマを作動させるタイマ作動手段と、前記タイマが前記所定時間を計時後、前記変速マップ上の変速段が前記低変速段であれば該低変速段への変速を許可し、前記変速マップ上の変速段が前記中間変速段であれば前記低変速段への変速を許可せずに前記中間変速段の設定を維持するように最終変速段を決定する最終変速段決定手段と、を具備したことを特徴とする自動変速機の変速制御装置が提供される。

本発明によると、２段以上のキックダウン操作を行う場合、中間変速段に一旦ダウンシフトし、所定時間経過後に加速意思が継続している場合に最終変速段へのダウンシフトを許可するため、運転者の様々な運転操作に対して、最適な駆動力特性を発生させることができ、ドライバビリティを向上することができる。

図１は本発明実施形態の車両用自動変速機の変速制御装置の概略的システム構成図である。図１において、１２はエンジン、１４は自動変速機であり、エンジン１２の出力は自動変速機１４を介して図示しない駆動輪へ伝達される。

自動変速機１４は、トルクコンバータ１６と多段変速歯車機構１８とから構成されている。このトルクコンバータ１６は、図示を省略したロックアップクラッチを備えており、ロックアップ用のソレノイド２０を制御することにより、ロックアップクラッチがオン（締結）オフ（締結解除）される。

多段変速歯車機構１８は、本実施形態では前進６段とされ、既知のように変速操作手段としての複数個の変速用ソレノイド２２の励磁、消磁の組み合わせを変更することにより、所望の変速段が設定される。もちろん、上記各ソレノイド２０，２２は、ロックアップ用或いは変速用の油圧式アクチュエータの作動態様を切り替えるものである。

符号２４はマイクロコンピュータを利用した制御ユニット（ＥＣＵ）であり、スロットル開度センサ２６、車速センサ２８及びギヤ位置センサ３０からの信号が制御ユニット２４に入力される。

スロットル開度センサ２６は、スロットル弁３２の開度すなわちスロットル開度を検出するものである。車速センサ２８は車速を検出し、ギヤ位置センサ３０は自動変速機１４の現在のギヤ位置、すなわち変速段を検出するものである。

符号３４はシフトレバーのシフト位置を示している。よく知られているように、Ｐは駐車レンジ、Ｒは後進レンジ、Ｎは中立レンジである。Ｄはドライブレンジであり、シフトレバーがＤレンジにあるときには、決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自動変速モードとなる。Ｓはスポーツレンジ又はマニュアルシフトレンジであり、自動変速機においてマニュアルライクな走行を可能とする。

制御ユニット２４には更に、シフトレバー位置３４及びブレーキの作動を検出するブレーキスイッチ３６の信号が入力される。制御ユニット２４からはソレノイド２０に対してロックアップクラッチのオン・オフ用の制御信号が、またソレノイド２２に対して変速制御用の信号が出力される。

制御ユニット２４は、基本的にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、クロック（ソフトタイマ）を備えるほか、Ａ／Ｄ変換器或いはＤ／Ａ変換器、更には入出力インターフェースを有するが、これらはマイクロコンピュータを利用する場合の既知の構成なので、その説明を省略する。

図２は本発明の原理ブロック図を示している。キックダウン検出手段４０は、高変速段から段差が２以上の低変速段へのダウンシフト指令を検出する。キックダウン検出手段４０が段差が２以上のダウンシフト指令を検出すると、中間ダウンシフト許可手段４２が、ダウンシフト指令に応じて高変速段と低変速段との間の中間変速段へのダウンシフトを許可する。

タイマ作動手段４４は、キックダウン検出手段４０によるキックダウン検出時に所定時間を計時するタイマを作動させる。最終変速段決定手段４６は、タイマが所定時間計時後、変速マップに従い最終変速段を決定する。

すなわち、タイマが所定時間を計時したとき、変速マップで低変速段の場合には、加速意思が継続していると判断して、最終変速段決定手段４６が低変速段への変速を許可する。

一方、タイマが所定時間を計時したとき、変速マップで中間変速段の場合には、アクセルペダルの不用意な踏み込みで加速意思が継続していないと判断し、最終変速段決定手段４６は中間変速段を維持する。

次に、図３のフローチャートを参照して、本発明実施形態にかかる自動変速機の変速制御装置の作用について説明する。まず、ステップＳ１０で４，５又は６速からのキックダウンか否かを判定する。肯定判定の場合には、ステップＳ１１へ進んでタイマＡを所定時間にセットする。

次いで、ステップＳ１２でタイマＡが所定時間経過したか否かを判定し、経過していない場合にはステップＳ１３へ進んでシフトマップ上は２ＮＤか否かを判定する。肯定判定の場合には、ステップＳ１４へ進んで３ＲＤへのキックダウンを許可し、否定判定の場合には本処理を終了する。

ステップＳ１２でタイマＡが所定時間経過したと判定された場合には、ステップＳ１５へ進んでシフトマップ上は２ＮＤか否かを判定する。肯定判定の場合には、ステップＳ１６へ進んで２ＮＤへのキックダウンを許可し、否定判定の場合には、ステップＳ１４でダウンシフトを許可した３ＲＤを維持する。

すなわち、この実施形態では、４，５又は６速から２ＮＤへのダウンシフト指示があったときは、一旦３ＲＤまでダウンシフトし、タイマで計時する所定時間後に加速意思が継続している場合には、２ＮＤへダウンシフトし、加速意思が継続していない場合には、３ＲＤを維持する。

このように制御することにより、運転者の様々な運転操作に対して、最適な駆動力特性を発生させることができ、スムーズな運転が可能となり、ドライバビリティを向上することができる。

次に、図４及び図５のタイムチャートを参照して、本発明のキックダウンディレイ制御を更に説明する。図４のタイムチャートにおいて、時間ｔ１において５速から２速へのキックダウンがなされたとすると、まず３速への変速指示がなされる。これに応じて、実変速比は５速から３速へダウンシフトされ、時間ｔ１からある時間遅延した時間ｔ２においてタイマＡがセットされる。

タイマＡが所定時間経過した時間ｔ３において、シフトマップ上の変速段は２速のままであるため、時間ｔ３において２速への変速指示が出されて実変速比が２速へダウンシフトされる。

よって、図４のタイムチャートの場合は、タイマＡにより設定された所定のディレイ時間後に、加速意思が継続していると判断して、２速へのダウンシフトを許可している。

一方、図５のタイムチャートの場合には、時間ｔ１で５速から２速へのキックダウンが成され、時間ｔ２でタイマＡがセットされるのは図４のタイムチャートと同様であるが、タイマＡが所定時間経過しない時間ｔ２´において、シフトマップ上の変速段が２速から３速へアップシフトし、タイマＡが所定時間経過した時間ｔ３においてもシフトマップ上では３速が維持されている。

よって、このタイムチャートの場合には、タイマＡが所定時間経過した時間ｔ３においては、加速意思が継続していないと判断して、２速へのダウンシフトを許可せずに３速を維持する。

次に、図６乃至図９のシフトマップ（変速マップ）を参照して、本発明のキックダウンディレイ制御をより具体的に説明する。これらのシフトマップは前進６段の自動変速機用シフトマップである。各シフトマップにおいて、実線はアップシフト線を示しており、一点鎖線はダウンシフト線を示している。

実線で示されたアップシフト線は、左から順に１−２アップシフト線、２−３アップシフト線、３−４アップシフト線、４−５アップシフト線、５−６アップシフト線である。一点鎖線で示されたダウンシフト線は、右から順に６−５ダウンシフト線、５−４ダウンシフト線、４−３ダウンシフト線、３−２ダウンシフト線、２−１ダウンシフト線である。

図６に示したケースでは、５速から２速へのキックダウンがなされたが、まず３速へのダウンシフトを許可し、３−２ダウンシフトはペンディングする。ディレイタイマで設定された所定時間が経過したとき、２速領域にいるので、このとき３−２ダウンシフトを許可する。

一方、図７に示されたケースでは、図６の場合と同様に５速から２速へのキックダウンがなされたが、ディレイタイマが経過した所定時間後にはアクセルペダルが戻されて３速にいるため、３−２ダウンシフトを許可せずに３速を維持する。

すなわち、この場合には、一旦５−２キックダウンがなされたが、ディレイタイマが経過した所定時間後には加速意思が継続していないと判断して、２速へのダウンシフトを許可せずに、３速を維持して運転者の意思に反した過大な加速力が発生することを防止する。

図８に示したケースでは、４速から２速へのキックダウンがなされたが、まず３速へのダウンシフトを許可し、３−２ダウンシフトはペンディングする。ディレイタイマで設定された所定時間経過後にシフトマップ上は２速にいるため、加速意思が継続していると判断して、２速へのダウンシフトを許可する。

一方、図９に示されたケースでは、図８に示された場合と同様に４速から２速へのキックダウンがなされたが、ディレイタイマで設定した所定のディレイ時間後にはアクセルペダルが戻されてシフトマップ上３速領域にいるため、加速意思が継続していないと判断して、２速へのダウンシフトを許可せずに３速を維持する。

本発明実施形態に係る自動変速機の変速制御装置の概略的システム構成図である。 本発明の原理を示す原理ブロック図である。 本発明実施形態の変速制御装置の作用を示すフローチャートである。 本発明実施形態のタイムチャートである（その１）。 本発明実施形態のタイムチャートである（その２）。 本発明実施形態の５−２キックダウンを説明するシフトマップである。 図６に類似しているが、所定のディレイ時間後に３−２ダウンシフトを許可しないことを説明するシフトマップである。 本発明実施形態の４−２キックダウンを説明するシフトマップである。 図８に類似しているが、所定のディレイ時間後に３−２ダウンシフトを許可しないことを説明するシフトマップである。

符号の説明

１２ エンジン
１４ 自動変速機
２４ 制御ユニット（ＥＣＵ）
２６ スロットル開度センサ
２８ 車速センサ
３０ ギヤ位置センサ
３６ ブレーキスイッチ
４０ キックダウン検出手段
４２ 中間ダウンシフト許可手段
４４ タイマ作動手段
４６ 最終変速段決定手段

Claims (1)

1. 車速及びエンジン負荷に応じて複数のアップシフト線及び複数のダウンシフト線を設定した変速マップを用いて変速制御を行う自動変速機の変速制御装置において、
   高変速段から段差が２以上の低変速段へのダウンシフト指令を検出するキックダウン検出手段と、
   前記ダウンシフト指令に応じて前記低変速段よりも一段高い変速段である中間変速段への前記変速マップに基づくダウンシフトを許可する中間ダウンシフト許可手段と、
   前記キックダウン検出手段によるキックダウン検出時に所定時間を計時するタイマを作動させるタイマ作動手段と、
   前記タイマが前記所定時間を計時後、前記変速マップ上の変速段が前記低変速段であれば該低変速段への変速を許可し、前記変速マップ上の変速段が前記中間変速段であれば前記低変速段への変速を許可せずに前記中間変速段の設定を維持するように最終変速段を決定する最終変速段決定手段と、
   を具備したことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。