JP2010077997A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機の制御装置において、適正なキックダウン制御を可能としてドライバビリティの向上を図ると共に燃費の向上を図る。
【解決手段】ドライバによるキックダウン操作を検出したとき、アクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定し、目標変速段が現在の変速段より低速側であるときには、スロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行する一方、目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときにはシフトダウンを禁止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に、アクセルペダルが所定開度以上に踏み込まれるキックダウン操作がなされたときの制御に関する。

自動変速機の制御装置を搭載した車両では、一般的に、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み操作に応じたアクセル開度（または、スロットル開度）と現在の車両の速度に応じて車両の目標駆動力が設定され、この目標駆動力に基づいてエンジン回転数と変速段が設定される。この自動変速機の制御装置にて、キックダウン変速領域が設定されている。即ち、車両が一定車速で走行しているとき、ドライバによりアクセルペダルが全開付近まで踏み込まれるキックダウン操作がなされたとき、変速段が最高駆動力を得られる変速段とするダウンシフト制御が実行される。

ところが、車両の走行状態によっては、このダウンシフト制御が乗心地を悪化させてしまうおそれがある。例えば、ドライバは、現在の変速段で加速したいにもかかわらず、アクセルペダルを徐々に踏み込んでいき、アクセル開度が所定値を超えるとキックダウン操作と判断され、ダウンシフト制御が実行され、乗心地が悪化してしまう。このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された自動変速機の変速制御装置は、スロットル開度の変化速度が所定値より大きいときにキックダウン変速領域を有する変速パターンにしたがって変速を制御する一方、スロットル開度の変化速度が所定値より小さいときにキックダウン変速領域を有しない変速パターンにしたがって変速を制御することで、適正なシフトダウン制御を可能とするものである。

特開平０４−１９４４４８号公報

上述した従来の自動変速機の変速制御装置では、予め、キックダウン変速領域を有する変速パターンとキックダウン変速領域を有しない変速パターンとを用意し、スロットル開度の変化速度により変速パターンを切換えている。この場合、キックダウン変速領域を有する変速パターンが選択されたとき、シフトダウンした後にアクセル開度や車速に応じてシフトアップするが、この一連の制御によっても乗心地を悪化させてしまうおそれがある。即ち、シフトダウンした後に直ちにシフトアップしたり、シフトダウンとシフトアップが繰り返し行われるビジーシフト現象が発生すると、ドライバは不快感を感じ、また、燃費も悪化させてしまう。

なお、ビジーシフト現象の発生を抑制するために、シフトダウンの判断とシフトアップの判断との間にヒステリシスを設けることが考えられる。ところが、このヒステリシスを小さくすると、燃費の面では有利であるが、変速動作が頻繁なものとなってドライバビリティを悪化させてしまう。一方、ヒステリシスを大きくすると、ドライバビリティの面では有利であるが、変速動作が緩慢なものとなって燃費を悪化させてしまうおそれがある。そのため、ヒステリシスの設定が困難となり、制御が複雑なものとなってしまう。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、適正なキックダウン制御を可能としてドライバビリティの向上を図ると共に燃費の向上を図る自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の自動変速機の制御装置は、内燃機関の駆動力を変速して出力する自動変速機の制御装置において、ドライバによるキックダウン操作を検出するキックダウン操作検出手段と、キックダウン操作が検出されたときにスロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行するキックダウン制御実行手段と、キックダウン操作が検出されたときにアクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときにはシフトダウンを抑制または禁止するキックダウン制御抑制禁止手段と、を備えることを特徴とするものである。

本発明の自動変速機の制御装置では、前記所定時間は、シフトダウンにかかる時間にドライバのビジーシフト感を加味して設定されることを特徴としている。

本発明の自動変速機の制御装置では、前記所定時間は、変速段、変速モード、車速アクセル開度に応じて設定されることを特徴としている。

本発明の自動変速機の制御装置では、前記目標変速段設定手段は、現在のアクセル開度と現在の車速に基づいて所定時間経過後の目標車速を推定し、この目標車速と現在のアクセル開度に基づいて目標変速段を設定することを特徴としている。

本発明の自動変速機の制御装置では、車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段を設け、前記目標変速段設定手段は、アクセル開度と車速と走行抵抗に基づいて所定時間経過後の目標変速段を設定することを特徴としている。

本発明の自動変速機の制御装置によれば、ドライバのキックダウン操作が検出されたときにアクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定し、目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときにはシフトダウンを抑制または禁止している。従って、目標変速段が現在の変速段より低速側であれば、シフトダウンを許可する一方、目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であれば、シフトダウンを抑制または禁止することで、適正なキックダウン制御を可能としてドライバビリティの向上を図ることができると共に、燃費の向上を図ることができる。

以下に、本発明に係る自動変速機の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る自動変速機の制御装置を表す概略構成図、図２は、実施例１の自動変速機の制御装置におけるキックダウン制御を表すフローチャート、図３−１及び図３−２は、実施例１の自動変速機の制御装置におけるキックダウン制御を表すタイムチャートである。

実施例１の自動変速機の制御装置において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１は、シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されて構成され、複数の気筒が設けられている。そして、この各気筒にピストンが上下移動自在に嵌合し、この各ピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトが連結されている。

このエンジン１１には、トルクコンバータ１２を介して有段式の変速機１３が連結されており、トルクコンバータ１２と変速機１３により自動変速機１４が構成されている。そして、自動変速機１４にプロペラシャフトを介してデファレンシャルギア１５が連結され、このデファレンシャルギア１５を介して左右のドライブシャフト１６が連結され、このドライブシャフト１６に左右の駆動輪１７が連結されている。

従って、エンジン１１が駆動すると、その駆動力がクランクシャフトから出力され、トルクコンバータ１２を介して変速機１３の入力軸に入力され、ここで所定の変速比に減速される。そして、減速後の駆動力が自動変速機１４の出力軸からプロペラシャフトに出力され、このプロペラシャフトからデファレンシャルギア１５を介して左右のドライブシャフト１６に伝達され、左右の駆動輪１７を駆動回転することができる。

車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２１が搭載されており、このＥＣＵ２１は、インジェクタによる燃料噴射タイミングや点火プラグの点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。

即ち、吸気管の上流側にはエアフローセンサ２２が装着され、計測した吸入空気量をＥＣＵ２１に出力している。また、電子スロットル装置にはスロットルポジションセンサ２３が設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ２４が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をＥＣＵ２１に出力している。

また、ＥＣＵ２１は、自動変速機１４の油圧制御回路３１を制御することで、変速比や変速タイミングを制御可能となっており、検出したシフトポジション、スロットル開度、アクセル開度、車速などに基づいて変速段、変速タイミングなどを決定している。

即ち、車両には、ドライバが操作するシフトレバー装置が設けられており、このシフトレバー装置により、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）などの操作位置に操作可能となっている。このシフトレバー装置には、操作位置Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄを検出可能なシフトポジションセンサ３２が設けられており、操作位置信号がＥＣＵ２１に出力される。また、車両には、車両の速度を検出する車速センサ３３が設けられており、現在の車速がＥＣＵ２１に出力される。

ところで、自動変速機を搭載した車両では、スロットル開度と車速に応じて変速段が設定され、所定のタイミングで変速が実行される。また、ドライバによりアクセルペダルが全開付近まで踏み込まれるキックダウン操作がなされると、変速段が最高駆動力を得られる変速段とするダウンシフトが実行される。このキックダウン制御では、車両の走行状態によっては乗心地を悪化させてしまうおそれがある。即ち、シフトダウンした後に直ちにシフトアップしたり、シフトダウンとシフトアップが繰り返し行われるビジーシフト現象が発生すると、ドライバは不快感を感じ、また、燃費も悪化させてしまう。

そこで、実施例１の自動変速機の制御装置では、ドライバによるキックダウン操作を検出するキックダウン操作検出手段と、キックダウン操作が検出されたときにスロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行するキックダウン制御実行手段と、キックダウン操作が検出されたときにアクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、目標変速段が現在の変速段と同じであるときにはシフトダウンを禁止するキックダウン制御禁止手段（キックダウン制御抑制禁止手段）を設けている。

なお、キックダウン操作検出手段、キックダウン制御実行手段、目標変速段設定手段、キックダウン制御抑制禁止手段は、ＥＣＵ２１が機能するものである。

即ち、ＥＣＵ２１は、ドライバによるキックダウン操作を検出（キックダウン操作検出手段）したとき、アクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定（目標変速段設定手段）し、目標変速段が現在の変速段より低速側であるときには、スロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行（キックダウン制御実行手段）する一方、目標変速段が現在の変速段と同じであるときにはシフトダウンを禁止（キックダウン制御禁止手段）している。

この場合、所定時間とは、自動変速機１４がシフトダウンにかかる時間に、ドライバのビジーシフト感を加味して設定されるものである。即ち、ドライバによるキックダウン操作があって、シフトダウンを実行するとき、変速機１３では、上位変速段側のアウトプット回転数を上昇して下位段側のアウトプット回転数に近似させてから、所定の変速点でギア比を切換えており、自動変速機１４がシフトダウンにかかる時間とは、この上位変速段側のアウトプット回転数を上昇して下位段側のアウトプット回転数に近似させる時間である。また、ドライバのビジーシフト感とは、ドライバがキックダウン操作をしたとき、シフトダウンが開始されてからシフトアップが完了するまでに要する時間が長く不快であると感じる時間である。

そして、この所定時間は、変速モード、変速段、車速アクセル開度、変速機油温、エンジン水温などのパラメータに応じて設定されるものである。例えば、通常の変速モードに対して、スポーツモードでは、この所定時間が短く設定される。この場合、各パラメータに応じた制御マップを設けるとよい。

また、実施例１の自動変速機の制御装置では、ＥＣＵ２１は、現在のアクセル開度と現在の車速に基づいて所定時間経過後の目標車速を推定し、この目標車速と現在のアクセル開度に基づいて目標変速段を設定している。

ここで、実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。

実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ２１は、通常の変速制御によるキックダウン判断があるかどうかを判定する。ここでは、アクセル開度の変化量に基づいてドライバによるキックダウン操作が検出されたかどうかを判定する。ここで、キックダウン操作が検出されなかったときには、何もしないでこのルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１１にて、キックダウン操作が検出されたら、ステップＳ１２にて、アクセル開度と現在の車速から車両の加速度を算出し、キックダウン操作が検出されてから予め設定された所定時間Ｔ１の経過後の車速を推定する。続いて、ステップＳ１３にて、この所定時間Ｔ１の経過後の車速と現在のアクセル開度から変速判断を行い、所定時間Ｔ１の経過後の目標変速段を推定する。

ステップＳ１４では、ＥＣＵ２１は、現在の変速段ｇ０と目標変速段ｇ２とを比較し、目標変速段ｇ２が現在の変速段ｇ０より低速側であるときには、ステップＳ１５に移行し、ここで、スロットル開度と車速に基づいて変速段ｇ１を設定し、この変速段ｇ１へのシフトダウンを実行する。一方、ステップＳ１４にて、目標変速段ｇ２が現在の変速段ｇ０と同じであるときには、ステップＳ１６にて、シフトダウンを禁止する。

ここで、上述した実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御について、図３−１及び図３−２のタイムチャートに基づいて具体的に説明する。

実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御において、図３−１に示すように、時間ｔ１にて、ドライバによるキックダウン操作が行われると、アクセル開度が増加して車速も上昇する。このとき、アクセル開度と現在の車速から所定時間Ｔ１の経過後の目標変速段を推定する。そして、目標変速段ｇ２＝２が現在の変速段ｇ０＝３より低速側であるため、この変速段ｇ２＝２へのシフトダウンを実行する。そして、時間ｔ２にて、シフトアップを実行する。

一方、図３−２に示すように、時間ｔ１にて、ドライバによるキックダウン操作が行われると、アクセル開度が増加して車速も上昇する。このとき、アクセル開度と現在の車速から所定時間Ｔ１の経過後の目標変速段を推定する。そして、目標変速段ｇ２＝３が現在の変速段ｇ０＝３と同じであるため、その直前の変速段ｇ１＝２へのシフトダウン（図３−２における一点鎖線）を禁止する。

このように実施例１の自動変速機の制御装置にあっては、ドライバによるキックダウン操作を検出したとき、アクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定し、目標変速段が現在の変速段より低速側であるときには、スロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行する一方、目標変速段が現在の変速段と同じであるときにはシフトダウンを禁止している。

従って、目標変速段が現在の変速段より低速側であれば、シフトダウンを許可する一方、目標変速段が現在の変速段と同じであれば、シフトダウンを禁止することで、ビジーシフト現象の発生を防止して適正なキックダウン制御を可能とし、ドライバビリティの向上を図ることができ、頻繁な変速を抑制することで燃費の向上を図ることができる。

また、実施例１の自動変速機の制御装置では、所定時間を、シフトダウンにかかる時間にドライバのビジーシフト感を加味して設定している。従って、ドライバに不快感を与えることなく、シフトダウン可否の判断を行うことができ、ドライバビリティの向上と燃費の向上の両立を図ることができる。

また、実施例１の自動変速機の制御装置では、所定時間を、変速段、変速モード、車速アクセル開度に応じて設定している。従って、車両の走行状態に応じて所定時間を変更することで、適正なキックダウン制御を行うことができる。

また、実施例１の自動変速機の制御装置では、現在のアクセル開度と現在の車速に基づいて所定時間経過後の目標車速を推定し、この目標車速と現在のアクセル開度に基づいて目標変速段を設定している。従って、所定時間経過後の目標車速を容易に算出することができる。

図４は、本発明の実施例２に係る自動変速機の制御装置を表す概略構成図、図５は、実施例２の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御を表すフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施例２の自動変速機の制御装置では、車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段（ＥＣＵ２１）を設け、ＥＣＵ２１は、アクセル開度と車速と走行抵抗に基づいて所定時間経過後の目標変速段を設定している。即ち、図４に示すように、車両には、車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出センサ４１が設けられており、検出した車両の走行抵抗をＥＣＵ２１に出力している。

なお、走行抵抗とは、道路の勾配、車両重量、前後加速度、横加速度などである。走行抵抗検出センサ４１としては、カーナビゲーションシステム、サスペンションシステム（ストロークセンサ）、積載量センサ、シートベルトセンサ、加速度センサなどである。ＥＣＵ２１は、このカーナビゲーションシステムからの地図（勾配）情報、サスペンションシステム（ストロークセンサ）からの車両重量、積載量センサからの車両重量、シートベルトセンサからの乗員（車両重量）情報、駆動力と車速変化からの前後加速度情報、加速度センサからの前後加速度及び横加速度情報を取り込むことで、走行抵抗を算出する。

ここで、実施例２の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御について、図５のフローチャートに基づいて説明する。

実施例２の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御において、図５に示すように、ステップＳ２１にて、ＥＣＵ２１は、通常の変速制御によるキックダウン判断があるかどうかを判定する。ここでは、アクセル開度の変化量に基づいてドライバによるキックダウン操作が検出されたかどうかを判定する。ここで、キックダウン操作が検出されなかったときには、何もしないでこのルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ２１にて、キックダウン操作が検出されたら、ステップＳ２２にて、アクセル開度と現在の車速と走行抵抗から車両の加速度を算出し、キックダウン操作が検出されてから予め設定された所定時間Ｔ１の経過後の車速を推定する。続いて、ステップＳ２３にて、この所定時間Ｔ１の経過後の車速と現在のアクセル開度から変速判断を行い、所定時間Ｔ１の経過後の目標変速段を推定する。

ステップＳ２４では、ＥＣＵ２１は、現在の変速段ｇ０と目標変速段ｇ２とを比較し、目標変速段ｇ２が現在の変速段ｇ０より低速側であるときには、ステップＳ２５に移行し、ここで、スロットル開度と車速に基づいて変速段ｇ１を設定し、この変速段ｇ１へのシフトダウンを実行する。一方、ステップＳ２４にて、目標変速段ｇ２が現在の変速段ｇ０と同じであるときには、ステップＳ２６にて、シフトダウンを禁止する。

このように実施例２の自動変速機の制御装置にあっては、ドライバによるキックダウン操作を検出したとき、アクセル開度と車速と走行抵抗に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定し、目標変速段が現在の変速段より低速側であるときには、スロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行する一方、目標変速段が現在の変速段と同じであるときにはシフトダウンを禁止している。

従って、目標変速段が現在の変速段より低速側であれば、シフトダウンを許可する一方、目標変速段が現在の変速段と同じであれば、シフトダウンを禁止することで、ビジーシフト現象の発生を防止して適正なキックダウン制御を可能とし、ドライバビリティの向上を図ることができ、頻繁な変速を抑制することで燃費の向上を図ることができる。

また、実施例２の自動変速機の制御装置では、車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出センサ４１を設け、ＥＣＵ２１は、アクセル開度と車速と走行抵抗に基づいて所定時間経過後の目標変速段を設定している。従って、車両の走行環境に拘らず、目標変速段を高精度に算出することができ、キックダウン制御の制御性を向上することができる。

なお、上述した各実施例では、所定時間経過後の目標変速段が現在の変速段と同じであるときに、シフトダウンを禁止したが、所定時間経過後の目標変速段が現在の変速段より高速側であるときにも、シフトダウンを禁止する。また、所定時間経過後の目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときに、シフトダウンを禁止したが、所定時間経過後の目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときに、シフトダウンを抑制、つまり、２速以上のシフトダウンであるときには、１速だけのシフトダウンを許可するようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る自動変速機の制御装置は、キックダウン操作がなされたときに、所定時間経過後の目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときに、シフトダウンを抑制または禁止することで、適正なキックダウン制御を可能としてドライバビリティの向上を図ると共に燃費の向上を図るものであり、いずれの内燃機関にも有用である。

本発明の実施例１に係る自動変速機の制御装置を表す概略構成図である。 実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御を表すフローチャートである。 実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御を表すタイムチャートである。 実施例１の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御を表すタイムチャートである。 本発明の実施例２に係る自動変速機の制御装置を表す概略構成図である。 実施例２の自動変速機の制御装置によるキックダウン制御を表すフローチャートである。

符号の説明

１１ エンジン（内燃機関）
１２ トルクコンバータ
１３ 変速機
１４ 自動変速機
２１ 電子制御ユニット、ＥＣＵ（キックダウン操作検出手段、キックダウン制御実行手段、目標変速段設定手段、キックダウン制御抑制禁止手段）
２３ スロットルポジションセンサ
２４ アクセルポジションセンサ
３３ 車速センサ
４１ 走行抵抗検出センサ

Claims (5)

1. 内燃機関の駆動力を変速して出力する自動変速機の制御装置において、
   ドライバによるキックダウン操作を検出するキックダウン操作検出手段と、
   キックダウン操作が検出されたときにスロットル開度と車速に基づいてシフトダウンを実行するキックダウン制御実行手段と、
   キックダウン操作が検出されたときにアクセル開度と車速に基づいてキックダウン操作から予め設定された所定時間経過後の目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、
   目標変速段が現在の変速段と同じかまたは高速側であるときにシフトダウンを抑制または禁止するキックダウン制御抑制禁止手段と、
   を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記所定時間は、シフトダウンにかかる時間にドライバのビジーシフト感を加味して設定されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記所定時間は、変速段、変速モード、車速アクセル開度に応じて設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記目標変速段設定手段は、現在のアクセル開度と現在の車速に基づいて所定時間経過後の目標車速を推定し、この目標車速と現在のアクセル開度に基づいて目標変速段を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の自動変速機の制御装置。
5. 車両の走行抵抗を検出する走行抵抗検出手段を設け、前記目標変速段設定手段は、アクセル開度と車速と走行抵抗に基づいて所定時間経過後の目標変速段を設定することを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の制御装置。

Images