JP2011179590A - 変速指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に煩わしさを感じさせることを低減することができる変速指示装置を提供する。
【解決手段】ＥＦＩ−ＥＣＵは、車両の走行状態を取得し（ステップＳ１１）、燃費を向上するための目標変速段を算出する（ステップＳ１２）。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、現在の変速段を取得する（ステップＳ１３）。次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、現在の変速段と目標変速段とが異なっている場合には、変速要求が発生していると判断（ステップＳ１４でＹＥＳ）する。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中であり（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１２において算出した目標変速段が、ＡＩ制御において禁止されている制限変速段であると判断した場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）、変速指示を非提示とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、変速指示装置に関し、より詳しくは手動変速が可能な変速機を搭載した車両の変速指示装置に関する。

一般に、手動による変速を可能とする変速機を搭載した車両は、変速機に形成される変速段を運転者によりシフトするためのシフトレバーを備えており、運転者によるシフトレバーの操作に応じて変速されるようになっている。

このような変速機を搭載した車両においては、変速段の選択や変速操作のタイミングにおいて個人差があるため、車両の走行状態に対して最適とされる変速段とは異なる変速段で走行している可能性がある。例えば、運転者が、最適とされる変速段よりも低い変速段で車両を走行させた場合には、エンジン回転数が不必要に上昇し、燃費の悪化に繋がることとなる。

このような問題を解決するために、現在の変速段がエンジン負荷や車速などから求まる最適変速段と異なる場合には、最適変速段にシフトするよう運転者に指示する変速指示制御を実行する変速指示装置（Gear Shift Indicator、以下ＧＳＩという）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のＧＳＩは、車両の走行状態に応じて最適な変速段を算出する制御部と、コンビネーションメータ内に設置される表示部とを備えている。表示部は、運転者にシフトアップを指示するためのシフトアップランプおよびシフトダウンを指示するためのシフトダウンランプを有している。また、制御部は、自動変速機において変速段を設定する際に参照する公知の変速マップと同様の変速マップを有しており、エンジン負荷および車速に基づいて変速マップから求まる最適変速段と、現在の変速段とが異なっている場合に、最適変速段に変速するようシフトアップランプまたはシフトダウンランプを表示部に点灯させるようになっている。

一方、自動変速機を備えた車両において、車両の走行状態に応じて所定の変速段への変速を制限することにより変速制御を最適化し、ドライバビリティの向上および運転操作の負担を軽減するＡＩ（Artificial Intelligence）制御を実行する変速制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載された変速制御装置は、車両走行環境や運転操作などに基づいて変速制御を行う制御手段を備えており、例えば、コーナー走行時にアクセルが急閉操作された場合には、シフトアップを禁止して現在の変速段をホールドするようになっている。これにより、コーナー走行時に適切なエンジンブレーキが得られるとともに、再加速時にシフトダウンが発生しないため、短時間にアップダウン変速が行われる所謂ビジーシフトを回避できる。したがって、変速段が安定し、コーナー走行時の運転操作が容易になる。また、制御手段は、スロットル開度および車速などに基づいて、車両が登り坂あるいは下り坂を走行しているか否かを判定し、登り坂を走行していると判定した場合には常に適切な駆動力が得られるように不要なシフトアップを抑制する一方、下り坂を走行していると判定した場合には適切なブレーキ力が動力源により得られるよう自動的にシフトダウンするようになっている。

これにより、特許文献２に開示された変速制御装置は、自動変速機を備えた車両において、車両の走行状態に応じた変速段の制限により変速制御を最適化するＡＩ制御を実行することにより、運転者の望まない変速を防止し、運転操作の負担を軽減するようになっていた。

特開２００９−１５６４２０号公報 特開２００７−３０９４７５号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された従来のＧＳＩは、手動変速時に変速指示制御を実行するようになっていた。これに対し、特許文献２に記載された変速制御装置は、一般に、車速が所定値以下である場合など特定の走行状況下を除いては手動変速時にＡＩ制御を停止するようになっていた。したがって、従来の変速指示制御は、ＡＩ制御と同時に実行されることが想定されていないという問題があった。

そのため、ＡＩ制御が手動変速時にも実行されるようになった場合には、変速指示制御とＡＩ制御とが同時に実行されるので、ＡＩ制御の実行により所定の変速段への変速が制限されているにもかかわらず、ＧＳＩが当該変速段への変速を指示する可能性があり、運転者に煩わしさを感じさせる可能性があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、手動により変速が可能な変速機を備えた車両において、運転者に煩わしさを感じさせることを低減することができる変速指示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る変速指示装置は、上記目的達成のため、手動変速が可能な変速機が搭載された車両に用いられ、運転者に変速指示を促す変速指示装置において、前記車両の走行状態に基づいて目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、現在の変速段と前記目標変速段とが異なる場合に変速指示を提示する提示手段と、前記車両の走行状態に基づいて所定の変速段への移行を制限する制限手段と、を備え、前記提示手段は、前記目標変速段が前記制限手段により制限された変速段である場合には、変速指示の提示を制限することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、制限されている変速段への変速指示が提示手段により行われることを防止できるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

好ましくは、前記提示手段は、前記目標変速段および前記目標変速段を上限変速段とする変速レンジのうちいずれか一方を提示することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、手動変速により変速段がシフトされる場合および変速レンジがシフトされる場合のいずれの場合においても、制限手段により制限されている変速段あるいは当該変速段を上限変速段とする変速レンジへの変速指示が提示手段により行われることを防止できるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

好ましくは、前記提示手段は、前記目標変速段が前記制限手段により制限された変速段である場合には、変速指示を非提示とすることを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、制限されている変速段への変速指示を非提示とすることができるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

好ましくは、前記提示手段は、前記目標変速段が前記制限手段により制限された変速段である場合には、所定時間の経過後に変速指示を提示することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、制限されている変速段への変速指示が提示手段により行われる頻度を低減できるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

好ましくは、前記目標変速段設定手段は、現在の変速段よりも燃費が低減される変速段を目標変速段として設定することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、燃費が向上される変速段への変速を運転者に促すことにより、車両の燃費を向上できるとともに、制限されている変速段への変速指示が提示手段により行われることを防止できるので、運転者に煩わしさを感じさせることを防止できる。

好ましくは、前記制限手段は、前記車両が走行している路面の傾斜の度合いに基づいて制限される変速段を設定することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、例えば、山道など路面が傾斜している道路を車両が走行する際に、制限手段により変速段を制限することにより、アクセルペダルの開放と踏み込みのたびに変速段がシフトするビジーシフトを防止できる。また、このような走行状態においても、変速指示装置は、制限されている変速段への変速指示が提示手段により行われることを防止できるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

好ましくは、前記制限手段は、前記変速機に供給される作動油の油温に基づいて制限される変速段を設定することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、作動油の油温が高温になっている場合には、制限手段が低変速段への変速を制限するので、変速機を保護することができる。また、このような走行状態においても、変速指示装置は、制限されている変速段への変速指示が提示手段により行われることを防止できるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

好ましくは、前記車両は、前記車両の現在地および少なくとも前記現在地の前方の道路情報を表す信号を出力するナビゲーション装置を備え、前記制限手段は、前記ナビゲーション装置から入力した信号に基づいて制限される変速段を設定することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る変速指示装置は、ナビゲーション装置から入力される信号に基づいて変速段を制限し、車両の走行を最適化できるとともに、このような走行状態においても、制限されている変速段への変速指示が提示手段により行われることを防止できるので、提示手段による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

本発明によれば、手動により変速が可能な変速機を備えた車両において、運転者に煩わしさを感じさせることを低減できる変速指示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る変速指示装置を搭載した車両を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の構成を示す骨子図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機の作動表である。 シフトレバーの操作位置を説明するためのゲートパターンを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る変速指示制御を示すフロー図である。 本発明の実施の形態に係る変速指示制御の別の例を示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態に係る変速指示装置について、図１ないし図６を参照して説明する。まず、構成について説明する。

なお、本実施の形態においては、自動変速機を搭載したＦＲ（Front engine Rear drive）車両に本発明に係る変速指示装置を適用した場合について説明する。

図１、２に示すように、車両１は、エンジン２と、エンジン２により出力された回転トルクを増大させるトルクコンバータ３と、トルクコンバータ３の出力軸の回転速度を変速して出力する変速機構４と、を備えており、変速機構４から出力される回転トルクは、図示しないディファレンシャルギアを介して駆動輪に伝達されるようになっている。

エンジン２は、ガソリンあるいは軽油などの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の内燃機関により構成されている。また、トルクコンバータ３および変速機構４は、自動変速機５を構成している。

トルクコンバータ３は、エンジン２と変速機構４との間に配置されており、エンジン２に連結されたポンプ翼車４１と、変速機構４の入力軸４２に連結されたタービン翼車４３と、一方向クラッチ４４によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車４５とを有している。ポンプ翼車４１とタービン翼車４３とは、流体を介して動力を伝達するようになっている。

さらに、トルクコンバータ３は、ポンプ翼車４１とタービン翼車４３との間を直結するためのロックアップクラッチ４６を備えており、車両１の高速走行時において、作動油によりポンプ翼車４１とタービン翼車４３とを機械的に直結することにより、エンジン２から変速機構４への動力の伝達効率を上げるようになっている。ここで、トルクコンバータ３は、ロックアップクラッチ４６を所定の滑り率でスリップさせるフレックスロックアップを実行するようにしてもよい。

また、ポンプ翼車４１には、変速機構４を変速制御するための油圧や、各部に潤滑油を供給するための油圧を発生する機械式のオイルポンプ４７が設けられている。

変速機構４は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置４８と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置４９および第３遊星歯車装置５０と、を備えている。第１遊星歯車装置４８のサンギヤＳ１は、クラッチＣ３を介して入力軸４２に連結可能であるとともに、一方向クラッチＦ２およびブレーキＢ３を介してハウジング５１に連結可能となっている。また、入力軸４２の回転方向と逆方向への回転が阻止されるようになっている。

第１遊星歯車装置４８のキャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１を介してハウジング５１に連結可能となっている。また、キャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１と並列に設けられた一方向クラッチＦ１により、常に逆方向の回転が阻止されるようになっている。

第１遊星歯車装置４８のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車装置４９のリングギヤＲ２と連結されており、ブレーキＢ２を介してハウジング５１に連結可能となっている。第２遊星歯車装置４９のサンギヤＳ２は、第３遊星歯車装置５０のサンギヤＳ３と連結されており、クラッチＣ４を介して入力軸４２に連結可能となっている。また、サンギヤＳ２は、一方向クラッチＦ４およびクラッチＣ１を介して入力軸４２に連結可能となっており、逆方向への回転が阻止されるようになっている。

第２遊星歯車装置４９のキャリアＣＡ２は、第３遊星歯車装置５０のリングギヤＲ３と連結されており、クラッチＣ２を介して入力軸４２に連結可能であるとともに、ブレーキＢ４を介してハウジング５１に連結可能となっている。また、キャリアＣＡ２は、ブレーキＢ４と並列に設けられた一方向クラッチＦ３により、逆方向への回転が阻止されるようになっている。また、第３遊星歯車装置５０のキャリアＣＡ３は、出力軸５２に連結されている。

クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ４（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置により構成されている。また、クラッチＣおよびブレーキＢは、後述する油圧制御回路６のトランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、およびリニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵの励磁、非励磁や図示しないマニュアルバルブの作動状態によって切換えられる油圧回路に応じて、係合状態および解放状態のいずれか一方の状態をとるようになっている。したがって、変速機構４は、図３に示すように、これらのクラッチＣおよびブレーキＢの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。本実施の形態に係る変速機構４は、１速〜６速により構成される６つの前進変速段および１つの後進変速段のうちいずれかの変速段をとるようになっている。

車両１は、さらに、トルクコンバータ３によるトルクの増大比および変速機構４の変速段を油圧により制御するための油圧制御回路６を備えている。油圧制御回路６は、トランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、リニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵおよび作動油の油温を測定するためのＡＴ油温センサ３２を有している。

車両１は、さらに、エンジン２の回転数を測定するためのエンジン回転数センサ２１と、エンジン２の吸入空気量を測定する吸入空気量センサ２２と、エンジン２に吸入される空気の温度を測定する吸入空気温度センサ２３と、スロットル弁３１の開度を測定するためのスロットルセンサ２４と、変速機構４の入力軸４２の回転数を検出するための入力軸回転数センサ２５と、変速機構４の出力軸５２の回転数を検出するための出力軸回転数センサ２６と、ブレーキペダルに対する踏力を測定するブレーキセンサ２７と、を備えている。車両１は、さらにシフトレバー２８と、シフトレバー２８のポジションを検出する操作位置センサ２９と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ３０と、操舵角センサ３３と、を備えている。

エンジン回転数センサ２１は、図示しないクランクシャフトの回転に基づいて、エンジン２の回転数を計測し、エンジン回転数を表す信号を後述するＥＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Fuel Injection - Electronic Control Unit）１３に出力するようになっている。

スロットルセンサ２４は、スロットル弁３１のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されており、スロットル開度を表す信号を後述するＥＦＩ−ＥＣＵ１３に出力するようになっている。入力軸回転数センサ２５は、変速機構４の入力軸回転数を表す信号を後述するＥＦＩ−ＥＣＵ１３に出力するようになっている。

出力軸回転数センサ２６は、変速機構４の出力軸回転数を表す信号を後述するＥＦＩ−ＥＣＵ１３に出力するようになっている。操作位置センサ２９は、運転者により操作されたシフトレバー２８の操作位置を検出するようになっている。

ブレーキセンサ２７は、ブレーキペダルに対する運転者の操作踏力に応じたマスターシリンダ圧の変化あるいは操作ストロークを測定するようになっており、測定された踏力に応じたブレーキ踏力信号をＥＦＩ−ＥＣＵ１３に出力するようになっている。

アクセル開度センサ３０は、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、車両１に搭載されたアクセルペダルが運転者により操作されると、アクセルペダルの位置、すなわちアクセル開度を表す信号を、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３に出力するようになっている。

操舵角センサ３３は、ステアリングホイールに連結された操舵軸の操舵トルクを検出するようになっており、操舵トルクに応じた信号をＥＦＩ−ＥＣＵ１３に出力するようになっている。ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、操舵角センサ３３から入力された信号に基づいて、ステアリングホイールの左方向または右方向への操舵量を算出するようになっている。

車両１は、さらに、後述する変速指示制御において変速要求が発生した場合に、運転者に対しシフトアップあるいはシフトダウンを指示する表示部３５を備えている。表示部３５は、シフトアップを指示する場合に点灯するシフトアップランプ３６と、シフトダウンを指示する場合に点灯するシフトダウンランプ３７を有している。シフトアップランプ３６およびシフトダウンランプ３７は、ＬＥＤにより構成されている。

車両１は、さらに、エンジン２における燃料噴射および自動変速機５における変速を制御するための電子制御装置１１を備えている。電子制御装置１１は、上記の各センサから入力された車速およびスロットル開度などのデータ、ＲＯＭに記憶され変速線図を表す変速マップおよび変速制御を実行するためのプログラムなどに基づいて、エンジン２や自動変速機５などを制御するようになっている。

電子制御装置１１は、エンジン２を制御するＥＦＩ−ＥＣＵ１３と、自動変速機５を制御するＥＣＴ（Electronic Controlled Automatic Transmission）−ＥＣＵ１４とを備えている。なお、電子制御装置１１は、車両１のブレーキを制御するブレーキＥＣＵなど図示しない複数のＥＣＵをさらに備えるようにしてもよい。

本発明の変速指示装置を構成するＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力インターフェースを有しており、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン２が制御されるよう、エンジン２に対してエンジン制御信号を出力するようになっている。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、エンジン回転数センサ２１、吸入空気量センサ２２、吸入空気温度センサ２３、スロットルセンサ２４、入力軸回転数センサ２５、出力軸回転数センサ２６、ブレーキセンサ２７、操作位置センサ２９およびＡＴ油温センサ３２と接続されており、これらのセンサからエンジン回転数、吸入空気量、吸入空気温度、スロットル開度、入力軸回転数、出力軸回転数、ブレーキ踏力、シフトレバー２８の操作位置およびＡＴ油温を表す信号をそれぞれ入力するようになっている。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、これらのセンサから入力された情報や、ＲＯＭに記憶された変速線図を表す変速マップに基づいて、ＥＣＴ−ＥＣＵ１４に対し変速を指示する信号を送信したり、後述するＡＩ制御および変速指示制御を実行するようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、車両１の走行状態に応じて変速段を選択する自動変速モードと、手動操作に応じて変速段を選択する手動変速モードとを有するようになっている。ここで、車両１の走行状態とは、車両１の速度、スロットル開度、入力軸回転数およびＡＴ油温などの状態を意味する。

ＥＣＴ−ＥＣＵ１４は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースを有しており、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３からシフトすべき変速段を表す信号を取得したり、スロットルセンサ２４、出力軸回転数センサ２６、入力軸回転数センサ２５、ブレーキセンサ２７、操作位置センサ２９およびＡＴ油温センサ３２からスロットル開度、出力軸回転数、入力軸回転数、ブレーキ踏力、シフトレバー２８の操作位置および作動油温を表す信号をそれぞれ入力するようになっている。ＥＣＴ−ＥＣＵ１４は、これらの入力した信号に基づいて、自動変速機５のトルクコンバータ３や変速段が制御されるよう油圧制御回路６を制御するようになっている。また、ＥＣＴ−ＥＣＵ１４は、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３により実行されるＡＩ制御の制御情報に基づいて変速段を制御するようになっている。また、ＲＯＭには、変速制御を実行するためのプログラムなどが記憶されている。

シフトレバー２８は、図４に示すように、車両１の後方から前方に向かって、ドライブレンジに対応するＤポジション、中立レンジに対応するＮポジション、後進レンジに対応するＲポジション、駐車レンジに対応するＰポジションを取るようになっており、ゲートパターンに従ってポジションがシフトされるようになっている。

シフトレバー２８は、さらに、手動変速モードにおいて自動変速機５の変速レンジをシフトするためのマニュアルポジションを表すＳポジション、シフトアップを指示するためのプラスポジション（＋ポジション）およびシフトダウンを指示するためのマイナスポジション（−ポジション）を取るようになっている。

ＳポジションはＤポジションの横に位置しており、シフトレバー２８は、運転者によりＤポジションから横に移動されると、図示しないばねにより、Ｓポジションに保持されるようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８が＋ポジションや−ポジションに移動されることにより、現在の変速レンジから一つ上あるいは一つ下の変速レンジにそれぞれ移行するシーケンシャルシフトを実現するようになっている。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８が＋ポジションあるいは−ポジションに移動されることによりシフトアップあるいはシフトダウンが指示されると、それぞれ変速レンジのアップあるいはダウンを行うレンジホールドを実行するようになっている。このレンジホールドにおいて、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８により指示された変速レンジに対応する値を上限変速段とし、１速を下限変速段とする複数の変速段から、車速、スロットル開度および変速マップに基づいて最適な変速段を選択するようになっている。例えば、手動変速モードにおいて６レンジが指示されている場合には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速段を１速から６速の間で選択し、４レンジが指示されている場合には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速段を１速から４速の間で選択するようになっている。

なお、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、レンジホールドに代えて、シフトレバー２８が＋ポジションあるいは−ポジションに移動されることにより、現在の変速段を一つ上あるいは一つ下の変速段にそれぞれ移行するギヤ段ホールドを実行してもよい。

なお、以下の説明においては、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３が、レンジホールドを実行するとともに、ＡＩ制御により所定の変速段を制限する場合を例に説明するが、これに限定されず、ＡＩ制御により所定の変速レンジを制限するようにしてもよい。この場合、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、制限された変速段を含む変速レンジを制限された変速レンジとして設定するようにする。例えば、制限された変速段が５速および６速であるならば、制限される変速レンジは５レンジおよび６レンジとなる。

また、手動変速モードにおいて、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、コンビネーションメータ内のシフトレンジインジケータに、シフトレバー２８により指示された変速レンジの値を表示させるようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８がＤポジションに位置していることを操作位置センサ２９から取得した場合には、自動変速モードに移行し、車速、スロットル開度および変速マップに基づき、油圧制御回路６を介して自動変速機５の変速段をシフトするようになっている。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８がＳポジションに位置していることを操作位置センサ２９から取得した場合には、手動変速モードに移行するとともに、運転者により指示された変速レンジに応じて自動変速機５の変速段をシフトするようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、通常走行時に使用する通常走行用変速マップ、車両１の高負荷時に使用する高負荷状態用変速マップ、パワー走行時および雪道走行時に使用する変速マップなど、複数の変速マップをＲＯＭに記憶するようになっている。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、車両１の走行状態に応じて変速段を制限することにより、登坂路あるいは降坂路におけるドライバビリティの向上、エンジン２や自動変速機５の保護、暖機運転の促進などを実行するＡＩ制御を実行するようになっている。

このＡＩ制御において、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、車両１が登坂路あるいは降坂路を走行していると判断した場合には、所定の変速段への変速を禁止するようになっている。

具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、スロットルセンサ２４および出力軸回転数センサ２６より入力される信号に基づいて、車両１の走行状態および車両１が走行する路面の勾配状態を判断すると、予めＲＯＭに記憶されているシフトアップマップおよびシフトダウンマップを参照するようになっている。このシフトアップマップおよびシフトダウンマップは、車速および路面の勾配状態と、シフトアップおよびシフトダウンが禁止される変速段とをそれぞれ対応付けたものである。ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、操作位置センサ２９から入力される信号に基づき、シフトレバー２８がＤポジションにあると判断した場合には、変速機構４に形成される変速段がシフトアップマップおよびシフトダウンマップにより禁止されていない変速段となるようＥＣＴ−ＥＣＵ１４を介して油圧制御回路６を制御するようになっている。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８がＳポジションにあると判断した場合には、シフトアップマップおよびシフトダウンマップにより禁止されている変速段を含まない変速レンジへのシフトアップあるいはシフトダウンのみを許可するようになっている。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中において、ＡＴ油温センサ３２から入力される信号に基づいて、ＡＴ油温が予め定められた閾値を超えていると判断した場合には、低変速段へのシフトを制限したり、シフトアップおよびシフトダウンを通常時よりも低速側で実行するようになっている。この閾値は、作動油が高温になることに起因した油圧応答性や冷却性の低下を防止可能とする温度に設定されている。

また、車両１は、ナビゲーション装置３８を備えている。ナビゲーション装置３８は、複数のＧＰＳ衛星から送信された信号をＧＰＳアンテナ３９を介して受信し車両１の現在地を特定すると、予め記憶している道路情報のうち車両１の前方の道路情報と車両１の現在地情報とをＥＦＩ−ＥＣＵ１３に送信するようになっている。ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中において、これらの道路情報および現在地情報に基づいて、車両１前方の道路の曲率を算出し、この曲率が所定値より大きい場合には、上限変速段を制限したり、変速機構４に形成される変速段が高変速段から低変速段にシフトするようＥＣＴ−ＥＣＵ１４に信号を送信するようになっている。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中において、操舵角センサ３３あるいは車両１の横方向の加速度を検出する加速度センサに基づいて、車両１が旋回していると判断した場合には、旋回の度合いに応じて上限変速段を制限したり、変速機構４に形成される変速段が高変速段から低変速段にシフトするようＥＣＴ−ＥＣＵ１４に信号を送信するようになっている。

したがって、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、本発明に係る制限手段を構成する。

なお、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフトレバー２８がＤポジションにある場合のみならず、Ｓポジションに位置する場合にもＡＩ制御を実行するようになっている。したがって、シフトレバー２８が運転者により＋ポジションや−ポジションに移動され、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３にシフト指示を表す信号が入力された場合に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、シフト指示により移行すべき変速段または変速レンジがＡＩ制御により制限されている場合には、運転者によるシフト指示を無効とし、現在の変速段または変速レンジを維持するようになっている。また、本発明において、所定の変速段あるいは所定の変速レンジへの移行を制限するとは、当該変速段あるいは変速レンジへのシフトを禁止することのみならず、所定時間の経過後など予め定められた条件が成立した場合に当該変速段あるいは変速レンジへのシフトを許可することも意味する。

さらに、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、燃費を向上するために、車両１の走行状態に基づき、現在の変速段からシフトアップあるいはシフトダウンをするよう運転者に指示する変速指示制御を実行するようになっている。

具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、出力軸回転数センサ２６およびスロットルセンサ２４から出力軸回転数およびスロットル開度を表す信号を取得すると、ＲＯＭに記憶されている変速マップを参照し、燃費を向上可能とする目標変速段を算出する。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、現在の変速段と目標変速段とが異なっている場合には、運転者に対し変速指示を提示するようになっている。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、スロットルセンサ２４から入力される信号がスロットル弁３１の全閉状態を表しており、かつ、エンジン回転数センサ２１から入力される信号が、エンジン回転数が復帰回転数以上であることを表している場合には、燃料噴射を停止する公知のフューエルカット制御を実行するようになっている。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速指示制御において、フューエルカット制御が実行中であるか否かを参照するようになっており、フューエルカット制御の実行中においては、エンジン回転数が復帰回転数まで低下する時間を遅延させフューエルカット制御の実行時間を長引かせるために、運転者にシフトダウンを指示しエンジン回転数を上昇させるようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、フューエルカット制御の実行時間を長引かせるためのフューエルカット継続マップをＲＯＭに記憶している。このフューエルカット継続マップは、フューエルカット制御実行中の車両１の減速時において、エンジン回転数が復帰回転数以上に維持されるようシフトダウンを実行すべき車速と、シフトダウンにより変速機構４に形成される変速段とを対応付けたものである。復帰回転数は、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３がフューエルカット制御を終了しエンジン２への燃料供給を再開した際に、エンジンストールを発生させないためのエンジン回転数の下限値として定義されている。したがって、シフトダウンを実行すべき車速は、この復帰回転数を変速機構４のギヤ比やファイナルギヤのギヤ比などに基づいて車速に変換することにより定義される。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、出力軸回転数センサ２６から入力された信号に基づき車速を算出し、この車速がフューエルカット継続マップに記載された車速まで低下したと判断した場合に、自動変速モードにおいては、ＥＣＴ−ＥＣＵ１４を介して変速を実行するようになっており、手動変速モードにおいては、シフトダウンすべき変速段を目標変速段として設定するようになっている。

したがって、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、車両の走行状態に基づいて目標変速段を設定する目標変速段設定手段を構成する。

そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、上記のように変速要求が発生した場合には、表示部３５を制御して、シフトアップランプ３６あるいはシフトダウンランプ３７を点灯させ、運転者に対し変速指示を提示するようになっている。

したがって、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、現在の変速段と目標変速段とが異なる場合に変速指示を提示する提示手段を構成する。

なお、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、表示部３５による変速指示に代えて、音声信号など運転者が認識し得る方法によりシフトアップ指示あるいはシフトダウン指示を行うようにしてもよい。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速指示制御において算出された目標変速段が、ＡＩ制御において制限されている変速段であるならば、表示部３５における変速指示を制限するようになっている。

具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速指示制御の実行中において、ＡＩ制御の実行中であるか否かを判断し、ＡＩ制御の実行中であると判断した場合には、ＡＩ制御により制限されている変速段を表す情報を参照するようになっている。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速指示制御において算出された目標変速段が、ＡＩ制御により制限されている変速段に含まれているならば、変速要求の発生にかかわらず表示部３５における変速指示を非提示とするようになっている。

次に、変速指示制御の動作について図５を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、予めＥＦＩ−ＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているプログラムによって実現され、シフトレバー２８がＳポジションにあることを条件にＣＰＵにより所定の時間間隔で実行される。

図５に示すように、まず、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、車両１の走行状態を取得する（ステップＳ１１）。本実施の形態においては、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、走行状態として出力軸回転数センサ２６およびスロットルセンサ２４から出力軸回転数およびスロットル開度を表す信号を取得するとともに、出力軸回転数センサ２６から入力された信号に基づき車両１の車速を算出する。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、フューエルカット制御の実行中であるか否かを参照する。

次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ステップＳ１１において取得した走行状態に基づいて、燃費を向上するための目標変速段を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、フューエルカット制御の実行中でない場合には、ＲＯＭに記憶されており、燃費を向上させるための目標変速段を表す変速マップを参照し、ステップＳ１１において取得したスロットル開度および算出した車速から目標変速段を算出する。一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、フューエルカット制御の実行中であるならば、上述したフューエルカット継続マップを参照し、出力軸回転数センサ２６から入力された信号に基づき算出される車速が、シフトダウンをすべき車速に低下しているならば、シフトダウンすべき変速段を目標変速段として設定する。

次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、現在の変速段を取得する（ステップＳ１３）。具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、入力軸回転数センサ２５および出力軸回転数センサ２６から変速機構４の入力軸回転数および出力軸回転数を表す信号をそれぞれ取得する。そして、これらの比と変速段とを対応付けたマップを参照し、変速機構４に形成されている現在の変速段を算出する。

次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速要求が発生しているか否かを判断する（ステップＳ１４）。具体的には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ステップＳ１２において算出した目標変速段と、ステップＳ１３において算出した現在の変速段とが異なっているか否かを判断する。そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、現在の変速段と目標変速段とが異なっている場合には、変速要求が発生していると判断し（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行する。一方、現在の変速段と目標変速段とが等しい場合には、変速要求が発生していないと判断し（ステップＳ１４でＮＯ）、ＲＥＴＵＲＮに移行する。

次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中においては、ＡＩ制御の実行中を表すフラグを立てるようになっており、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、このフラグを参照することによりＡＩ制御の実行中であるか否かを判断するようになっている。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中でないと判断した場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、表示部３５を制御して、シフトアップランプ３６あるいはシフトダウンランプ３７を点灯させることにより変速指示を提示する（ステップＳ１６）。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中であると判断した場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１２において算出した目標変速段が、ＡＩ制御において禁止されている制限変速段であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、目標変速段がＡＩ制御において禁止されている制限変速段でないと判断した場合には（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１６に移行し、上述のように変速指示を提示する。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、目標変速段がＡＩ制御において形成が禁止されている制限変速段であると判断した場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１８に移行し、シフトアップランプ３６およびシフトダウンランプ３７を点灯させず、変速指示を非提示とする。

以上のように、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、制限されている変速段への変速指示が行われることを防止できるので、変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、手動変速により変速段がシフトされる場合および変速レンジがシフトされる場合のいずれの場合においても、制限されている変速段あるいは当該変速段を上限変速段とする変速レンジへの変速指示が表示部３５により行われることを防止できるので、表示部３５による変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、燃費が向上される変速段への変速を運転者に促すことにより、車両１の燃費を向上できるとともに、制限されている変速段への変速指示が行われることを防止できるので、運転者に煩わしさを感じさせることを防止できる。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、例えば、山道など路面が傾斜している道路を車両１が走行する際に、変速段を制限することにより、アクセルペダルの開放と踏み込みのたびに変速段がシフトするビジーシフトを防止できる。また、このような走行状態においてもＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、制限されている変速段への変速指示が行われることを防止できるので、変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、作動油の油温が高温になっている場合には、低変速段への変速を制限するので、自動変速機５を保護することができる。また、このような走行状態においても、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、制限されている変速段への変速指示が行われることを防止できるので、変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ナビゲーション装置３８から入力される信号に基づいて変速段を制限し、車両１の走行を最適化できるとともに、このような走行状態においても、制限されている変速段への変速指示が行われることを防止できるので、変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

なお、以上においては、低燃費を実現するための目標変速段がＡＩ制御において形成が禁止されている制限変速段である場合には、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は変速指示を非提示とする場合について説明した。しかしながら、低燃費を実現するための目標変速段がＡＩ制御において形成が禁止されている制限変速段である場合において、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、所定時間の経過後に変速指示を提示させるようにしてもよい。

以下、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３が所定時間の経過後に変速指示を提示させる場合における変速指示制御の動作について、図６を参照して説明する。

なお、以下に説明する処理は、予めＥＦＩ−ＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているプログラムによって実現され、シフトレバー２８がＳポジションにあることを条件にＣＰＵにより所定の時間間隔で実行される。

まず、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、上述したステップＳ１１ないしステップＳ１３と同様の方法で、走行状態を取得し（ステップＳ２１）、この取得した走行状態に基づいて低燃費を実現する目標変速段を算出する（ステップＳ２２）とともに、現在の変速段を取得する（ステップＳ２３）。

次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、上述したステップＳ１４と同様の方法で、変速要求が発生しているか否かを判断する（ステップＳ２４）。

そして、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速要求が発生していないと判断した場合には（ステップＳ２４でＮＯ）、ステップＳ２５に移行し、タイマによる計時を０とする。このとき、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、変速要求が発生していないため、変速指示を非提示とする（ステップＳ２６）。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ステップＳ２４において、変速指示が発生していると判断した場合には、上述したステップＳ１５と同様の方法で、ＡＩ制御の実行中であるか否かを判断する（ステップＳ２７）。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中でないと判断した場合には（ステップＳ２７でＮＯ）、ステップＳ２８に移行し、タイマによる計時を０とする。このとき、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ステップＳ２２において算出した目標変速段にシフトアップあるいはシフトダウンするよう、変速指示を提示する（ステップＳ２９）。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、ＡＩ制御の実行中であると判断した場合には、ステップＳ２２において算出した目標変速段が、ＡＩ制御において禁止されている制限変速段であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、目標変速段がＡＩ制御において禁止されている制限変速段でないと判断した場合には（ステップＳ３０でＮＯ）、ステップＳ２８に移行し、上述のように変速指示を提示する。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、目標変速段がＡＩ制御において形成が禁止されている制限変速段であると判断した場合には（ステップＳ３０でＹＥＳ）、ステップＳ３１に移行し、タイマによる計時を実行する（ステップＳ３１）。

次に、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、タイマによる計時が所定時間Ｔｔｈ以上となったか否かを判断する（ステップＳ３２）。

ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、タイマによる計時が所定時間Ｔｔｈ以上となったと判断した場合には（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ２９に移行し、ステップＳ２２において算出した目標変速段にシフトアップあるいはシフトダウンするよう、変速指示を提示する（ステップＳ２９）。

一方、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、タイマによる計時が所定時間が所定時間Ｔｔｈ以上になっていないと判断した場合には（ステップＳ３２でＮＯ）、シフトアップランプ３６およびシフトダウンランプ３７を点灯させず、変速指示を非提示とする（ステップＳ３３）。

以上のように、本実施の形態に係るＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、制限されている変速段への変速指示が行われる頻度を低減できるので、変速指示に対し運転者が煩わしさを感じることを防止できる。

なお、以上の説明においては、本発明に係る変速指示装置が６速の自動変速機５を搭載したＦＲ車両に適用される場合について説明した。

しかしながら、本発明に係る変速指示装置は、６速以外の変速段を有する自動変速機を搭載した車両や、ＦＦ（Front engine Front drive）車両に適用されるようにしてもよい。また、本実施の形態における自動変速機５の構成は単なる一例にすぎず、自動変速機がこの他の構成を有していてもよい。

さらに、遊星歯車装置を備えた自動変速機のみならず、運転者の手動操作に応じて自動的に変速を行う機械式の自動変速機に適用されるようにしてもよい。このような機械式の自動変速機の例としては、常時噛合い式のギヤトレーンからなる変速機によって構成され、クラッチの断続動作を手動ではなく電動機等を用いて自動的に実行するとともに、変速段の変速操作を手動ではなくシフトレバーの操作に応じた電動機等の作動により自動的に行う、シーケンシャル・マニュアル・トランスミッション（Sequential Manual Transmission）がある。

また、以上の説明においては、電子制御装置１１がＥＦＩ−ＥＣＵ１３およびＥＣＴ−ＥＣＵ１４を備え、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３が変速指示制御およびＡＩ制御を実行する場合について説明した。しかしながら、変速指示制御およびＡＩ制御は、車両１が搭載するいずれのＥＣＵにより実行されてもよく、互いに異なるＥＣＵによりそれぞれ実行されるようにしてもよい。また、複数のＥＣＵが互いに協働して変速指示制御あるいはＡＩ制御を実行するようにしてもよい。

また、以上の説明においては、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、目標変速段と現在の変速段とが異なる場合に変速要求が発生していると判断する場合について説明した。しかしながら、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、レンジホールドの実行時に、目標変速段と現在の変速段とが等しい場合であっても、運転者によって選択されている変速レンジの上限変速段が目標変速段と異なっているならば変速要求が発生していると判断するようにしてもよい。また、ＥＦＩ−ＥＣＵ１３は、レンジホールドおよびギヤ段ホールドのいずれの場合においても上述した変速指示制御を実行するようにしてもよい。

以上説明したように、運転者が感じる煩わしさを低減することができるという効果を奏するものであり、手動により変速が可能な変速機を備えた車両の変速指示装置に有用である。

１ 車両
２ エンジン
３ トルクコンバータ
４ 変速機構
５ 自動変速機
６ 油圧制御回路
１１ 電子制御装置
１３ ＥＦＩ−ＥＣＵ
１４ ＥＣＴ−ＥＣＵ
２１ エンジン回転数センサ
２２ 吸入空気量センサ
２３ 吸入空気温度センサ
２４ スロットルセンサ
２５ 入力軸回転数センサ
２６ 出力軸回転数センサ
２７ ブレーキセンサ
２８ シフトレバー
２９ 操作位置センサ
３０ アクセル開度センサ
３１ スロットル弁
３２ ＡＴ油温センサ
３３ 操舵角センサ
３５ 表示部
３６ シフトアップランプ
３７ シフトダウンランプ
３８ ナビゲーション装置
３９ ＧＰＳアンテナ
４１ ポンプ翼車
４２ 入力軸
４３ タービン翼車
４４ 一方向クラッチ
４５ ステータ翼車
４６ ロックアップクラッチ
４７ オイルポンプ
５２ 出力軸

Claims (8)

1. 手動変速が可能な変速機が搭載された車両に用いられ、運転者に変速指示を促す変速指示装置において、
   前記車両の走行状態に基づいて目標変速段を設定する目標変速段設定手段と、
   現在の変速段と前記目標変速段とが異なる場合に変速指示を提示する提示手段と、
   前記車両の走行状態に基づいて所定の変速段への移行を制限する制限手段と、を備え、
   前記提示手段は、前記目標変速段が前記制限手段により制限された変速段である場合には、変速指示の提示を制限することを特徴とする変速指示装置。
2. 前記提示手段は、前記目標変速段および前記目標変速段を上限変速段とする変速レンジのうちいずれか一方を提示することを特徴とする請求項１に記載の変速指示装置。
3. 前記提示手段は、前記目標変速段が前記制限手段により制限された変速段である場合には、変速指示を非提示とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速指示装置。
4. 前記提示手段は、前記目標変速段が前記制限手段により制限された変速段である場合には、所定時間の経過後に変速指示を提示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速指示装置。
5. 前記目標変速段設定手段は、現在の変速段よりも燃費が低減される変速段を目標変速段として設定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の変速指示装置。
6. 前記制限手段は、前記車両が走行している路面の傾斜の度合いに基づいて制限される変速段を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の変速指示装置。
7. 前記制限手段は、前記変速機に供給される作動油の油温に基づいて制限される変速段を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項に記載の変速指示装置。
8. 前記車両は、前記車両の現在地および少なくとも前記現在地の前方の道路情報を表す信号を出力するナビゲーション装置を備え、
   前記制限手段は、前記ナビゲーション装置から入力した信号に基づいて制限される変速段を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１の請求項に記載の変速指示装置。

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