JP2016138631A - 自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速時に運転者の意図したキックダウン操作による頻繁な変速を抑制して、燃費及びドライバビリティを向上する自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法を提供する。【解決手順】自動変速機１４の制御装置２０を、シフトマップＭ１に設定されているアップシフト線Ｌｕにおけるアクセル開度Ａｏの全開（１００％）のときの車速である高開度車速Ｖｕ２から低車速側に、予め設定された車速軸Ｌｂ方向の車速幅Δｄを有した不感帯Ｒを設け、不感帯Ｒでキックダウンスイッチ２４がオンになった場合には、変速段のダウンシフトを禁止する制御を行い、不感帯Ｒの範囲より低車速でキックダウンスイッチ２４がオンになった場合には、変速段のダウンシフトを実行する制御を行うように構成される。にした。【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法に関し、より詳細には、自動変速時にキックダウン操作による頻繁な変速を抑制して、燃費及びドライバビリティを向上する自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法に関する。

自動変速機の変速操作の一つに、運転者が加速しようとアクセルペダルを踏み込んだときに変速段を一段下げる、つまり変速段をダウンシフトするキックダウン操作がある。

これに関して、アクセル開度の全開を超えてアクセルペダルの更なる踏み込み操作を検出するキックダウンスイッチを備えて、運転者にキックダウンの意図がある場合、すなわちアクセルペダルの更なる踏み込み操作があった場合にその踏み込み操作をキックダウン操作として、ダウンシフトを行える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この装置は、キックダウンスイッチを用いることで、運転者の意図するキックダウン操作が可能になるが、一方、車速やアクセル開度がアップシフト線の付近にある状況で、キックダウン操作が行われると、ダウンシフトした後に直ぐにアップシフトする、所謂シフトビジーの状態が発生するので、燃費及びドライバビリティが悪化するという問題がある。

特開２０１３−８７７８２号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、自動変速時にキックダウン操作による頻繁な変速を抑制して、燃費及びドライバビリティを向上する自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の自動変速機の制御装置は、車速及びアクセルペダルのアクセル開度に基づいたアップシフト線及びダウンシフト線が変速段ごとに設定されたシフトマップを有して、自動変速時に、該シフトマップを用いて自動変速機の変速段のアップシフト及びダウンシフトを実行する制御を行うと共に、前記アクセル開度が全開を超えても踏み込み可能に構成されたアクセルペダルに設けられたキックダウンスイッチと接続されて、該アクセルペダルに前記アクセル開度の全開を超えて踏み込まれるキックダウン操作が生じて、該キックダウンスイッチがオンになった場合に、変速段のダウンシフトを実行する制御を行う自動変速機の制御装置において、前記アップシフト線における前記アクセル開度の全開のときの車速である高開度車速から低車速側に、予め設定された車速軸方向の車速幅を有した不感帯を設け、前記不感帯で前記キックダウンスイッチがオンになった場合には、変速段のダウンシフトを禁止する制御を行い、前記不感帯の範囲より低車速で前記キックダウンスイッチがオンになった場合には、変速段のダウンシフトを実行する制御を行う構成にしたことを特徴とするものである。

また、上記の課題を解決するための本発明の自動変速機の変速方法は、自動変速時に、車速及びアクセル開度に基づいたシフトマップに設定されたダウンシフト線及びアップシ
フト線に基づいて自動変速機の変速段をアップシフトする及びダウンシフトする自動変速機の変速方法において、車速が前記ダウンシフト線を超えて減速する場合には、前記ダウンシフト線に基づいて変速段をダウンシフトし、それ以外の場合には、アクセルペダルに前記アクセル開度の全開を超えて踏み込まれるキックダウン操作が、前記アップシフト線における前記アクセル開度の全開のときの車速である高開度車速から低車速側に設けた不感帯の範囲より低車速で生じたときに限って、変速段をダウンシフトすることを特徴とする方法である。

本発明の自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法によれば、シフトマップに設定されているアップシフト線の高開度車速から低車速側に設けた不感帯で、キックダウン操作が生じた場合には、変速段をダウンシフトしないので、ダウンシフトした後に直ぐにアップシフトすることを回避できる。これにより、自動変速時に運転者の意図したキックダウン操作による頻繁な変速を抑制して、燃費及びドライバビリティを向上できる。

本発明の自動変速機の制御装置の実施形態を例示する説明図である。 図１のシフトマップの説明図である。

以下、本発明の自動変速機の制御装置及び自動変速機の変速方法について説明する。図１は、本発明の自動変速機１４の制御装置２０の実施形態の構成を例示している。この制御装置２０は、自動変速時に、シフトマップＭ１とキックダウンスイッチ２４とに基づいて自動変速機の変速段のアップシフト及びダウンシフトを実行する制御を行うものである。

図１に示すように、自動変速機１４を備えた車両１０においては、エンジン１１の動力が、フルードカップリング（流体継手）１２に伝達され、フルードカップリング１２からクラッチ（摩擦係合要素）１３を経由して自動変速機１４に伝達されている。そして、自動変速機１４から推進軸（プロペラシャフト）１５を介して差動装置（デファレンシャルギア）１６に伝達され、差動装置１６より駆動軸（ドライブシャフト）１７を介して駆動輪１８に伝達されている。なお、自動変速機１４としては、ＡＭＴを例に説明するが、ＡＭＴに限定されずに、例えば、トルクコンバータ式ＡＴでもよい。

自動変速機１４は変速比の異なる複数の変速段（後退用変速段も含む）を有しており、図示しないシフトレバーにより手動変速モードが選択されている場合には、運転者によるそのシフトレバーの操作に基づいて制御装置２０により変速段のアップシフト及びダウンシフトが実行されている。また、この自動変速機１４は、シフトレバーにより自動変速モードが選択されている場合には、車速センサ２１の検出する車速Ｖ、及びアクセル開度センサ２２の検出するアクセルペダル２３のアクセル開度Ａｏに基づいて制御装置２０により変速段のアップシフト及びダウンシフトが実行されている。

制御装置２０は、自動変速機１４の変速段の変速制御とクラッチ１３の断接制御とを行うものであり、図示しないエンジン１１を制御するエンジン制御装置と通信接続されている。この制御装置２０は、シフトレバーにより自動変速モードが選択された場合に用いるシフトマップＭ１を有している。シフトマップＭ１は車速Ｖ及びアクセル開度Ａｏに基づいたアップシフト線Ｌｕ及びダウンシフト線Ｌｄが変速段ごとに設定されている。

アクセルペダル２３は、アクセル開度Ａｏが全開（１００％）を超えても踏み込み可能に構成されたペダルであり、アクセル開度センサ２２によりアクセル開度Ａｏを検出して
エンジン１１の燃料噴射量などが電子制御される電子制御式で構成されている。なお、実施形態のアクセルペダル２３は、吊り下げ式のペダルを例に説明するが、オルガン式のペダルで構成してもよい。また、このアクセルペダル２３においては、アクセル開度Ａｏが全開を超えてキックダウンスイッチ２４がオンになるまでに踏み込みに対する抵抗を徐々に大きくする、あるいは全開になったときに踏み込みの感覚を異ならせると共に全開を超えてキックダウンスイッチ２４がオンになったときに更に感覚を異ならせるように構成することが好ましい。これにより、アクセル開度Ａｏが全開になったことを、更に、アクセル開度Ａｏが全開を超えたときには、キックダウンスイッチ２４がオンになったことを運転者に知らせることができる。

このアクセルペダル２３には、アクセル開度Ａｏを検出するアクセル開度センサ２２に加えて、キックダウンスイッチ２４が設けられている。キックダウンスイッチ２４は、アクセルペダル２３が踏み込まれた場合に、アクセル開度Ａｏが全開を超えない場合にはオフになり、アクセル開度Ａｏが全開を超えた場合にはオンになるオンオフスイッチで構成されている。

なお、この実施形態では、キックダウンスイッチ２４を用いて、アクセル開度Ａｏが全開を超えたことを検出する構成を例にしたが、キックダウンスイッチ２４の代わりに、設定が変更されたアクセル開度センサを用いてもよい。このキックダウンスイッチ２４の代わりのアクセル開度センサにおいては、アクセル開度Ａｏの全閉（０％）から全開（１００％）を超えた値（例えば、１１０％）まで検出すると共に、検出したアクセル開度Ａｏの全閉を全閉として出力し、全開を全開未満の値（例えば、９０％）として出力し、及び全開を超えた値を全開として出力するように設定される、つまり、従来では、０％〜１００％を使用していたところを、０％〜９０％の範囲に置き換え、９０％を超えたときに１００％を出力するように設定される。また、キックダウンスイッチ２４の代わりに設定が変更されたアクセル開度センサを用いる場合には、その設定の変更と同様に制御装置２０の設定も変更する。

このアクセルペダル２３をアクセル開度Ａｏの全開を超えて踏み込んで、キックダウンスイッチ２４をオンにするキックダウン操作を行うと、制御装置２０は、自動変速機１４の選択されている変速段を一段高い変速比の変速段に変速するダウンシフトを実行する制御を行う。

このように、全開を超えても踏み込み可能に構成されたアクセルペダル２３に設けられたキックダウンスイッチ２４がオンになったときに、キックダウン操作が生じたことを検出するので、運転者の意図したキックダウン操作を正確に反映したダウンシフトを実行できる。

従来技術の制御装置においては、車速やアクセル開度がアップシフト線の付近にある状況で、キックダウン操作が行われると、ダウンシフトした後に直ぐにアップシフトする、所謂シフトビジーの状態が発生するので、燃費及びドライバビリティが悪化していた。

そこで、本発明の制御装置２０においては、シフトマップＭ１に設定されているアップシフト線Ｌｕにおけるアクセル開度Ａｏの全開（１００％）のときの車速である高開度車速Ｖｕ２から低車速側に、予め設定された車速軸Ｌｂ方向の車速幅Δｄを有した不感帯Ｒを設け、不感帯Ｒでキックダウンスイッチ２４がオンになった場合には、変速段のダウンシフトを禁止する制御を行い、不感帯Ｒの範囲より低車速でキックダウンスイッチ２４がオンになった場合には、変速段のダウンシフトを実行する制御を行うように構成される。

図２は、シフトマップＭ１を示している。シフトマップＭ１は、車速Ｖとアクセル開度
Ａｏに基づいた複数のダウンシフト線Ｌｄ及び複数のアップシフト線Ｌｕが変速段ごとに設定されている。例えば、自動変速機１４が１〜６速までの変速段を有している場合には、シフトマップＭ１には、５本のダウンシフト線Ｌｄと５本のアップシフト線Ｌｕが設定される。

ダウンシフト線Ｌｄは、ダウンシフト線Ｌｄにおける高開度側の車速を低開度車速Ｖｄ１に近づけた形状、この実施形態においては、アクセル開度軸Ｌａに対して平行な直線形状に設定される。低開度車速Ｖｄ１は、アクセル開度Ａｏの全閉（０％）に設定された車速であり、高開度側の車速は、アクセル開度Ａｏの全開（１００％）に設定された車速であり、それぞれは、予め実験や試験により求められた車速である。

このように高開度側の車速を低開度車速Ｖｄ１に近づけると、車速Ｖがダウンシフト線Ｌｄを超えて減速する場合、並びに、車速Ｖが低開度車速Ｖｄ１及び高開度側の車速の間でアクセル開度Ａｏが全開付近に到達した場合には、そのダウンシフト線Ｌｄに基づいて変速段Ｇ２を変速段Ｇ１にダウンシフトし、それ以外の場合には、アクセルペダル２３にアクセル開度Ａｏの全開を超えて踏み込まれるキックダウン操作が生じたときに限って、すなわちキックダウンスイッチ２４がオンになったときに限って、変速段をダウンシフトするようになるので、運転者の意図しないキックダウン操作の発生を抑制して、意図しないキックダウンによるダウンシフトの回数を減少でき、燃費及びドライバビリティの向上に有利になる。

また、自動変速モードで走行中に、運転者の意図したキックダウン操作により自動変速機１４の変速段をダウンシフトできるので、上記のシフトマップＭ１を平坦路用に作成したものを使用しても、坂路では、そのキックダウン操作を利用することができる。その結果、シフトマップＭ１の他に坂路用のシフトマップを使用しなくても、坂路を走行することができるようになり、自動変速機１４の制御の複雑化を回避できる。

ダウンシフト線Ｌｄにおいては、ダウンシフト線Ｌｄにおける車速Ｖの上限値である高開度側の車速を、アップシフト線Ｌｕにおける車速Ｖの下限値である低開度車速Ｖｕ１未満に設定されることが望ましい。このように設定することで、高開度側の車速から低開度車速Ｖｕ１までの間における運転者の意図に反した変速段のダウンシフトを抑制できる。

また、この高開度側の車速は、低開度車速Ｖｄ１に対して近づく程、運転者の意図に反した変速段のダウンシフトを抑制できるので、この実施形態のように、アクセル開度Ａｏの全閉（０％）から全開（１００％）までの車速を一定にする、つまり、シフトマップＭ１におけるアクセル開度軸Ｌａに対して平行な直線形状に設定されることがより望ましい。

このようにダウンシフト線Ｌｄを直線形状に設定することで、ダウンシフト線Ｌｄの近傍で、アクセルペダル２３にアクセル開度Ａｏの全開以下のアクセル操作が生じた場合でも、確実にキックダウンによるダウンシフトを回避できるので、運転者の意図しないキックダウンの発生の抑制に有利になる。また、ダウンシフト線Ｌｄを低開度車速Ｖｄ１に対してフラットな形状に形成して、アップシフト線Ｌｕの高開度車速Ｖｕ２をより低車速側に下げることができるので、早期のアップシフトを図ることができる。これにより、燃料消費率（ＳＦＣ）が高い領域でエンジン１１を運転する機会が増加するので、燃費向上にも有利になる。

従って、制御装置２０は、このダウンシフト線Ｌｄに基づいて、シフトマップＭ１の右方から左方へ車速Ｖがダウンシフト線Ｌｄを超えて減速したときに、すなわちダウンシフト線Ｌｄが右方から左方へ横切られたときに現在選択されている変速段よりも一段高い変
速比の変速段にダウンシフトし、ダウンシフト線Ｌｄとアップシフト線Ｌｕにおける低開度車速Ｖｕ１との間の範囲で車速Ｖが変化しても変速段をダウンシフトさせずに、キックダウンスイッチ２４がオンになった場合に限って、現在選択されている変速段よりも一段高い変速比の変速段にダウンシフトする。

アップシフト線Ｌｕは、アクセル開度Ａｏの高開度側の高開度車速Ｖｕ２が低開度側の低開度車速Ｖｕ１よりも高車速側になるように設定され、詳しくは、アクセル開度Ａｏが低開度の部分では、変速段に基づいて設定された低開度車速Ｖｕ１を示す線に対して略重なり、高開度になるに連れて車速Ｖのより高速側に高開度車速Ｖｕ２なるように湾曲した形状に設定されている。

従って、制御装置２０は、このアップシフト線Ｌｕに基づいて、シフトマップＭ１の左方から右方へ車速Ｖがアップシフト線Ｌｕを超えて増加したときに、及びシフトマップＭ１の上方から下方へアクセル開度Ａｏがアップシフト線Ｌｕを超えて閉じる方向に戻ったときに現在選択されている変速段よりも一段低い変速比の変速段にアップシフトする。

不感帯Ｒは、アップシフト線Ｌｕにおけるアクセル開度Ａｏの全開のときの車速である高開度車速Ｖｕ２から低車速側に設けられる。不感帯Ｒの車速軸Ｌｂ方向の車速幅Δｄの値は、予め実験や試験により、アクセルペダル２３がアクセル開度Ａｏの全開を超えて踏み込まれて、キックダウンスイッチ２４がオンになり、キックダウン操作による変速段のダウンシフトを実行した際に、ダウンシフトの直後にアップシフト線Ｌｕを超えて変速段のアップシフトが実行されない範囲に設定されることが好ましい。

次に、制御装置２０の行う自動変速機１４の変速方法について説明する。ここで、自動変速機１４の複数の変速段のうちの一つをＧ１、その変速段Ｇ１よりも一段低い変速比を有する変速段をＧ２として、ダウンシフト線Ｌｄを変速段Ｇ２から変速段Ｇ１へのダウンシフト線とし、アップシフト線Ｌｕを変速段Ｇ１から変速段Ｇ２へのアップシフト線とする。また、シフトマップＭ１における運転状況、つまりアクセルペダル２３の踏み込み操作を点Ａ１〜Ａ９で示す。

変速段Ｇ２が選択されている場合で、点Ａ１から点Ａ２にアクセルペダル２３を踏み込んだ場合には、ダウンシフト線Ｌｄを横切っていない、且つキックダウンスイッチ２４がオフになっているため、制御装置２０は自動変速機１４の変速段Ｇ２を変速しない。

変速段Ｇ２が選択されている場合で、点Ａ１から点Ａ３にアクセルペダル２３を踏み込んだ場合には、ダウンシフト線Ｌｄを横切っていないが、アクセル開度Ａｏが全開（１００％）を超えて、且つ不感帯Ｒの範囲より低車速でキックダウンスイッチ２４がオンになるため、制御装置２０は自動変速機１４の変速段Ｇ２を変速段Ｇ１にダウンシフトする。

変速段Ｇ２が選択されている場合で、点Ａ４から点Ａ５に車速Ｖが減速した場合には、キックダウンスイッチ２４はオフになっているが、ダウンシフト線Ｌｄを横切るため、制御装置２０は自動変速機１４の変速段Ｇ２を変速段Ｇ１にダウンシフトする。

変速段Ｇ１が選択されている場合で、点Ａ６から点Ａ７に車速Ｖが加速し、アップシフト線Ｌｕを横切るため、制御装置２０は自動変速機１４の変速段Ｇ１を変速段Ｇ２にアップシフトする。

変速段Ｇ２が選択されている場合で、点Ａ８から点Ａ９にアクセルペダル２３を踏み込んだ場合には、アクセル開度Ａｏが全開（１００％）を超えてキックダウンスイッチ２４がオンになるが、点Ａ８及び点Ａ９が不感帯Ｒの範囲内のため、制御装置２０は自動変速
機１４の変速段Ｇ２を変速しない。

このように、この自動変速機１４の変速方法においては、自動変速モードでの走行中に、車速Ｖがダウンシフト線Ｌｄを超えて減速する場合には、ダウンシフト線Ｌｄに基づいて変速段Ｇ２を変速段Ｇ１にダウンシフトし、それ以外の場合には、アクセルペダル２３にアクセル開度Ａｏの全開を超えて踏み込まれるキックダウン操作が、アップシフト線Ｌｕの近傍に設けた不感帯Ｒの範囲より低車速で生じたときに限って、変速段Ｇ２を変速段Ｇ１にダウンシフトする。

図２の一点鎖線の点Ａ９から点Ａ１０は、従来技術の不感帯Ｒを設けていない場合、つまり不感帯Ｒで生じたキックダウン操作により変速段のダウンシフトを実行した直後の状態を示している。従来技術においては、変速段Ｇ２が選択されている場合で、点Ａ８から点Ａ９にアクセルペダル２３を踏み込んだ場合には、アクセル開度Ａｏが全開（１００％）を超えてキックダウンスイッチ２４がオンになるため、制御装置２０は自動変速機１４の変速段Ｇ２を変速段Ｇ１にダウンシフトしてしまう。そして、点Ａ９から点Ａ１０に車速Ｖが増加すると共に、アクセル開度Ａｏが戻るので、アップシフト線Ｌｕを横切るため、制御装置２０は自動変速機１４の変速段Ｇ１を変速段Ｇ２にアップシフトする。このように、従来技術においては、不感帯Ｒでキックダウン操作が生じた場合には、シフトビジーとなる。

一方、上記の制御装置２０においては、変速段Ｇ２が選択されている場合で、点Ａ８から点Ａ９にアクセルペダル２３を踏み込んだ場合でも、前述した通り、自動変速機１４の変速段Ｇ２を変速させずにそのまま維持する。

つまり、本発明の自動変速機１４の制御装置２０及びその変速方法によれば、シフトマップＭ１に設定されているアップシフト線Ｌｕの高開度車速Ｖｕ２から低車速側に不感帯Ｒを設けることで、その不感帯Ｒでキックダウン操作が生じた場合には、変速段をダウンシフトしないようにできるので、ダウンシフトした後に直ぐにアップシフトすることを回避できる。これにより、自動変速モードで走行中にキックダウン操作による頻繁な変速を抑制して、燃費及びドライバビリティを向上できる。

上記の制御装置２０においては、不感帯Ｒの車速幅Δｄが、不感帯Ｒで変速段のダウンシフトが実行されたと仮定した場合の加速度に基づいて設定されることがより望ましい。

キックダウンスイッチ２４をオンにするキックダウン操作による変速段のダウンシフトを実行すると、現在選択されている変速段よりも一段高い変速比の変速段にダウンシフトする。従って、そのときの車速Ｖは、ダウンシフトされた変速段による駆動力に基づいた加速度により増加する。なお、加速度は駆動力及び走行抵抗の差分を車重で除算して求めることができる。

この車速Ｖの増加分によりキックダウン操作後に直ぐにアップシフト線Ｌｕを超えない範囲は、予め実験や試験により求めておくことができ、その範囲を不感帯Ｒの車速幅Δｄの値とすることで、より確実にシフトビジーを回避しながら、運転者の意図によるキックダウン操作を反映し易くできる。この不感帯Ｒの車速幅Δｄの値は、変速比の高い変速段からのアップシフト線Ｌｕに対しては広くし、変速比の低い変速段からのアップシフト線Ｌｕに対しては狭くすることが好ましい。

１０ 車両
１４ 自動変速機
２０ 制御装置
２１ 車速センサ
２２ アクセル開度センサ
２３ アクセルペダル
２４ キックダウンスイッチ
Ａｏ アクセル開度
Ｌａ アクセル開度軸
Ｌｂ 車速軸
Ｌｄ ダウンシフト線
Ｌｕ アップシフト線
Ｍ１ シフトマップ
Ｖ 車速
Ｖｄ１ 低開度車速
Ｖｕ２ 高開度車速
Ｒ 不感帯

Claims (4)

1. 車速及びアクセルペダルのアクセル開度に基づいたアップシフト線及びダウンシフト線が変速段ごとに設定されたシフトマップを有して、自動変速時に、該シフトマップを用いて自動変速機の変速段のアップシフト及びダウンシフトを実行する制御を行うと共に、
   前記アクセル開度が全開を超えても踏み込み可能に構成されたアクセルペダルに設けられたキックダウンスイッチと接続されて、該アクセルペダルに前記アクセル開度の全開を超えて踏み込まれるキックダウン操作が生じて、該キックダウンスイッチがオンになった場合に、変速段のダウンシフトを実行する制御を行う自動変速機の制御装置において、
   前記アップシフト線における前記アクセル開度の全開のときの車速である高開度車速から低車速側に、予め設定された車速軸方向の車速幅を有した不感帯を設け、
   前記不感帯で前記キックダウンスイッチがオンになった場合には、変速段のダウンシフトを禁止する制御を行い、
   前記不感帯の範囲より低車速で前記キックダウンスイッチがオンになった場合には、変速段のダウンシフトを実行する制御を行う構成にしたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記車速幅を、前記不感帯で変速段のダウンシフトが実行されたと仮定した場合の加速度に基づいて設定した請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記ダウンシフト線を、前記ダウンシフト線における高開度側の車速を低開度側の車速に近づける形状に設定した請求項１又は２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 自動変速時に、車速及びアクセル開度に基づいたシフトマップに設定されたダウンシフト線及びアップシフト線に基づいて自動変速機の変速段をアップシフトする及びダウンシフトする自動変速機の変速方法において、
   車速が前記ダウンシフト線を超えて減速する場合には、前記ダウンシフト線に基づいて変速段をダウンシフトし、
   それ以外の場合には、アクセルペダルに前記アクセル開度の全開を超えて踏み込まれるキックダウン操作が、前記アップシフト線における前記アクセル開度の全開のときの車速である高開度車速から低車速側に設けた不感帯の範囲より低車速で生じたときに限って、変速段をダウンシフトすることを特徴とする自動変速機の変速方法。

Images