JP4238791B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特に、変速比の間隔が狭いギヤ列が設定されている場合でも手動操作による変速で駆動力（動力源ブレーキを含む）を速やかに変化させることができる変速制御装置に関するものである。

変速比の異なる複数の前進ギヤ段から成るギヤ列が予め複数定められており、これら複数のギヤ列の中の１つのギヤ列を選択的に用いて変速を行うようにした車両用自動変速機の変速制御装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、自動変速モードとマニュアル変速モードとを任意に選択することができるシフト装置を有し、自動変速モードが選択されたときには、第１のギヤ列を用いて変速を行うようにするとともに、マニュアル変速モードが選択されたときには、そのときに選択されている変速パターンに応じて変速に用いるギヤ列を設定するようにしている。例えば、マニュアル変速モードが選択されたときにパワーパターンが選択されていると、上記第１のギヤ列に比較して変速比が大きい前進ギヤ段を含むギヤ列を設定するとともに、前進ギヤ段を手動操作に従って切り換え、優れた発進・加速性能が得られるようにしている。また、エコノミーパターンが選択されているときには、上記第１のギヤ列に比較して変速比が小さい前進ギヤ段から成るギヤ列を設定することで、エンジン回転速度を低下させて燃費を向上させるようにしている。なお、ノーマルパターンが選択されているときには、上記第１のギヤ列を用いて手動変速を行うようにしている。

特開平５−６５９５３号公報

ところで、上記エコノミーパターンで用いるギヤ列は、ノーマルパターンで用いるギヤ列に比較して変速比の間隔が狭いため、１回のアップダウン変速で変化する駆動力（動力源ブレーキを含む）の変化量が小さく、マニュアル変速モードで所望の駆動力が得られるようにする場合、何回も変速操作を行う必要があり、操作性が悪いという問題があった。特に、前進ギヤ段の数が多い多段変速機では、変速のための操作回数が多くなるため、上記問題が一層顕著となる。

なお、自動変速モードでは、複数の前進ギヤ段の変速比の間隔が狭くても、変速条件に従って自動的に変速が行われるため、マニュアル変速モードのような操作性の悪化を生じる恐れはない一方、その変速により駆動力がきめ細かく制御されるため、走行条件に応じて優れた走行性能が得られる。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、変速比の間隔が狭いギヤ列が設定されている場合でも、手動操作による変速で駆動力（動力源ブレーキを含む）を速やかに変化させることができるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、変速比の異なる複数の前進ギヤ段から成るギヤ列が予め複数定められており、これら複数のギヤ列の中の１つのギヤ列を選択的に用いて変速を行うようにした車両用自動変速機の変速制御装置であって、(a) 自動変速モードとマニュアル変速モードとを任意に選択することができるモード選択手段と、(b) 前記複数のギヤ列の中から変速に用いるギヤ列を設定するとともに、前記自動変速モードが選択されたときには、そのギヤ列に属する複数の前進ギヤ段を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換え、前記マニュアル変速モードが選択されたときには、その複数の前進ギヤ段を手動操作に従って切り換えるギヤ段切換え、または自動的に変速が行われる変速範囲の最高速前進ギヤ段が異なる予め定められた複数の変速レンジを手動操作に従って切り換えるレンジ切換えを行う変速制御手段と、を有し、且つ、(c) その変速制御手段は、変速に用いるギヤ列として前記複数のギヤ列のうち変速比の間隔が狭いギヤ列を設定している時に前記マニュアル変速モードが選択された場合には、その変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段を飛ばして手動操作による変速が行われるように、前記ギヤ段切換えではその変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段を削減し、前記レンジ切換えではその変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段が最高速前進ギヤ段とされている変速レンジを削減する間引き手段を含むことを特徴とする。

このような車両用自動変速機の変速制御装置においては、変速比の間隔が狭いギヤ列を設定している時にマニュアル変速モードが選択された場合には、その変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段を飛ばして手動操作による変速が行われるため、その手動操作による変速で変化する駆動力（動力源ブレーキを含む）の変化量が大きくなって、少ない変速操作で所望の駆動力が速やかに得られるようになり、マニュアル変速モードの操作性が向上する。

本発明は、例えば遊星歯車式や平行軸式等の有段の自動変速機に好適に適用されるが、ベルト式やトロイダル型等の無段変速機であっても、変速比が異なる複数の変速段を設定して段階的に切り換える場合には、同様に適用され得る。特に、７段或いは８段以上の多段変速機に好適に適用されるが、６段以下の有段変速機に適用することもできる。複数の変速レンジの変速範囲は、通常は変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段は同じで、最高速前進ギヤ段が異なるだけである。

変速制御手段によって行われるマニュアル変速モードでの変速制御は、例えば運転者のアップダウン操作に従って前進ギヤ段、或いは変速レンジをアップダウンさせるように構成されるが、ダウンシフトおよびアップシフトの何れか一方、例えばダウンシフトのみを行うものでも良い。例えばレンジ切換えの場合、１回のアップシフト操作で最上位の変速レンジまで一気にアップシフトするようにしても良いなど、種々の態様が可能である。マニュアル変速モードで変速するための変速操作スイッチ（アップシフトスイッチやダウンシフトスイッチ）は、ステアリングホイールなど運転席の近傍に設けられる。

複数のギヤ列は、例えばオーバードライブ（ＯＤ）側の前進ギヤ段のみ、或いはアンダードライブ側すなわちロー側の前進ギヤ段のみ、変速比が相違する場合など、少なくとも一部の前進ギヤ段の変速比が相違することにより、変速比の間隔が異なるようになっておれば良く、前進ギヤ段の数が異なる場合であっても良い。

変速制御手段は、例えば運転者の選択操作に従って所定のギヤ列を設定するように構成されるが、平坦路か山道か、高速道路か一般道かなどの車両の走行条件などに応じて自動的に所定のギヤ列を設定するように構成することもできる。

間引き手段は、結果的に変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段を飛ばして変速制御が行われるようにするものであれば良く、変速制御手段の一部として組み込んで構成される。例えば、変速比の間隔が狭いギヤ列の中の所定の前進ギヤ段を除いたマニュアル変速モード専用のギヤ列を用意しておいて、マニュアル変速モードが選択された場合には、間引き手段により、そのマニュアル変速モード専用のギヤ列が設定されるように構成することができる。また、間引き手段により、予め定められた前進ギヤ段や変速レンジを飛ばして変速が行われるように構成することもできる。

マニュアル変速モードが変速レンジを切り換えるレンジ切換えの場合、上記間引き手段は、少なくとも手動操作によって変速レンジが切り換えられる場合に、変速比の狭い部分の前進ギヤ段を飛ばして変速が行われるようにするものであれば良く、所定の変速レンジで前進ギヤ段が自動的に切り換えられる場合にその前進ギヤ段を飛び越して変速することは必ずしも必要でない。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機１０の一例を説明する骨子図で、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６、ダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８、シングルピニオン型の第４遊星歯車装置２０、および第５遊星歯車装置２２を主体として構成されている第２変速部２４とを有し、入力軸２６の回転を変速して出力歯車２８から出力する。入力軸２６は入力部材に相当するもので、トルクコンバータ３２のタービン軸であり、走行用駆動源としてのエンジン（内燃機関）３０のクランク軸３１からトルクコンバータ３２を介して回転が入力される一方、出力歯車２８は出力部材に相当するもので、差動歯車装置などを介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この車両用自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。

上記第１変速部１４を構成している第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１は入力軸２６に連結されて回転駆動され、サンギヤＳ１は回転不能にケース３４に一体的に固定され、リングギヤＲ１は中間出力部材として入力軸２６の回転を減速して第２変速部２４へ出力する。このように入力軸２６から第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１、そのキャリアＣＡ１に配設されたピニオンギヤ、および中間出力部材としてのリングギヤＲ１を経て第２変速部２４へ伝達する経路が第２入力経路ＰＡ２で、第１遊星歯車装置１２のギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１に応じて定められる一定の変速比１／（１−ρ１）で減速される。また、上記第２入力経路ＰＡ２とは別に、第１変速部１４の第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１を経由して、入力軸２６の回転を変速比１．０でそのまま第２変速部２４へ伝達する第１入力経路ＰＡ１が設けられている。

前記第２変速部２４は主変速部に相当するもので、第２遊星歯車装置１６は、ピニオンギヤが大径部および小径部を有する段付ピニオン３６にて構成されており、その小径部が第２遊星歯車装置１６のピニオンギヤとして機能している一方、大径部には第５遊星歯車装置２２のリングギヤＲ５が噛み合わされている。また、第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８のキャリアＣＡ２およびＣＡ３、サンギヤＳ２およびＳ３は、それぞれ共通の部材にて構成されているとともに、第２遊星歯車装置１６のピニオンギヤ（段付ピニオン３６の小径部）は第３遊星歯車装置１８の第１ピニオンギヤ（サンギヤＳ３と噛み合うピニオンギヤ）を兼ねている。

そして、第２変速部２４を構成している第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８、第４遊星歯車装置２０、および第５遊星歯車装置２２は、一部が互いに連結されることによって６つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ６が構成されており、具体的には、第４遊星歯車装置２０のサンギヤＳ４によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２によって第２回転要素ＲＭ２が構成され、第５遊星歯車装置２２のリングギヤＲ５によって第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置１６のキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置１８のキャリアＣＡ３が互いに連結されて第４回転要素が構成され、第３遊星歯車装置１８のリングギヤＲ３および第４遊星歯車装置２０のキャリアＣＡ４が互いに連結されて第５回転要素ＲＭ５が構成され、第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２、第３遊星歯車装置１８のサンギヤＳ３、および第４遊星歯車装置２０のリングギヤＲ４が互いに連結されて第６回転要素ＲＭ６が構成されている。

また、上記第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ４）は第１ブレーキＢ１によってケース３４に選択的に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２）は第２ブレーキＢ２によってケース３４に選択的に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）は第３ブレーキＢ３によってケース３４に選択的に連結されて回転停止させられ、第６回転要素ＲＭ６（サンギヤＳ２、Ｓ３、およびリングギヤＲ４）は第１クラッチＣ１を介して中間出力部材である前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１すなわち第２入力経路ＰＡ２に選択的に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ４）は第２クラッチＣ２を介して同じくリングギヤＲ１すなわち第２入力経路ＰＡ２に選択的に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２）は第３クラッチＣ３を介して第１入力経路ＰＡ１すなわち入力軸２６に選択的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ５）は第４クラッチＣ４を介して第１入力経路ＰＡ１すなわち入力軸２６に選択的に連結され、第５回転要素ＲＭ５（リングギヤＲ３およびキャリアＣＡ４）は前記出力歯車２８に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第１ブレーキＢ１〜第３ブレーキＢ３、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。

図２の(a) は、上記第１変速部１４および第２変速部２４の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図であり、下の横線が回転速度「０」で、上の横線が回転速度「１．０」すなわち入力軸２６と同じ回転速度である。また、第１変速部１４の各縦線は、左側から順番にサンギヤＳ１、リングギヤＲ１、キャリアＣＡ１を表しており、それ等の間隔は第１遊星歯車装置１２のギヤ比ρ１に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ１＝０．４２７の場合である。第２変速部２４の６本の縦線は、左側から順番に第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ４）、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２）、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ５）、第４回転要素ＲＭ４（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）、第５回転要素ＲＭ５（リングギヤＲ３およびキャリアＣＡ４）、第６回転要素ＲＭ６（サンギヤＳ２、Ｓ３、およびリングギヤＲ４）を表しており、それ等の間隔は第２遊星歯車装置１６のギヤ比ρ２、第３遊星歯車装置１８のギヤ比ρ３、第４遊星歯車装置２０のギヤ比ρ４、第５遊星歯車装置２２のギヤ比ρ５に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ２＝０．３４９、ρ３＝０．４１９、ρ４＝０．３０１、ρ５＝０．２６２の場合である。なお、第２変速部２４の丸付きの数字「１」〜「６」はそれぞれ第１回転要素ＲＭ１〜第６回転要素ＲＭ６を表している。

そして、この共線図から明らかなように、第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第４回転要素ＲＭ４が回転停止させられると、出力歯車２８に連結された第５回転要素ＲＭ５は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比（＝入力軸２６の回転速度／出力歯車２８の回転速度）の第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」が成立させられる。第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられると、出力歯車２８に連結された第５回転要素ＲＭ５は「２ｎｄ」で示す回転速度で回転させられ、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」よりも変速比が小さい第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第５回転要素ＲＭ５は「３ｒｄ」で示す回転速度で回転させられ、第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」よりも変速比が小さい第３速前進ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合させられて、第２変速部２４が第１変速部１４を介して一体的に減速回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「４ｔｈ」で示す回転速度すなわち第１変速部１４のリングギヤＲ１と同じ回転速度で回転させられ、第３速前進ギヤ段「３ｒｄ」よりも変速比が小さい第４速前進ギヤ段「４ｔｈ」が成立させられる。

第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合させられて、第６回転要素ＲＭ６が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「５ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第４速前進ギヤ段「４ｔｈ」よりも変速比が小さい第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」が成立させられる。この第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」は、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４を係合させて成立させることもできる。第３クラッチＣ３および第４クラッチＣ４が係合させられて、第２変速部２４が入力軸２６と一体回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「６ｔｈ」で示す回転速度すなわち入力軸２６と同じ回転速度で回転させられ、第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」よりも変速比が小さい第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」が成立させられる。この第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」の変速比は１．０である。第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられると、第５回転要素ＲＭ５は「７ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」よりも変速比が小さい第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」が成立させられる。第３クラッチＣ３および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられるとともに第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第５回転要素ＲＭ５は「８ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」よりも変速比が小さい第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」が成立させられる。

また、第２クラッチＣ２および第２ブレーキＢ２が係合させられると、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられることにより、第５回転要素ＲＭ５は「Ｒｅｖ」で示す回転速度で逆回転させられ、後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられる。なお、第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３を係合させ、第１回転要素ＲＭ１を第１変速部１４を介して減速回転させるとともに第４回転要素ＲＭ４を回転停止させることにより、上記後進ギヤ段「Ｒｅｖ」よりも変速比が大きい後進ギヤ段を成立させることも可能で、どちらの後進ギヤ段を採用しても良いし、必要に応じて２段で変速することも可能である。

図２の(b) は、上記各ギヤ段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ３の作動状態との関係をまとめて示す作動表で、「○」は係合、空欄は解放を表しており、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ３の何れか２つを掴み替えるだけで、連続する各前進ギヤ段の変速を行うことができる。また、各前進ギヤ段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８、第４遊星歯車装置２０の各ギヤ比ρ１〜ρ４によって適宜定められ、例えばρ１＝０．４２７、ρ２＝０．３４９、ρ３＝０．４１９、ρ４＝０．３０１とすれば、図２(b) に示す変速比が得られる。

一方、第１入力経路ＰＡ１から伝達される回転速度（実施例では変速比１．０）よりも高回転の増速側変速段である第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」および第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」は、第３クラッチＣ３を係合させる代わりに第４クラッチＣ４を係合させ、第３回転要素ＲＭ３を入力軸２６と一体回転させることによっても成立させることができる。これ等のギヤ段の変速比は、第３クラッチＣ３を係合させる場合よりも大きくなり、図２(a) における第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ５）の位置すなわち第５遊星歯車装置２２のギヤ比ρ５に応じて適宜定められる。

図３は、第３クラッチＣ３の代わりに第４クラッチＣ４を係合させて第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」および第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」を成立させる場合で、第３クラッチＣ３および第４クラッチＣ４以外のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じである。すなわち、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部１４を介して減速回転させられるとともに第３回転要素ＲＭ３が入力軸２６と一体回転させられることにより第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」が成立させられ、第４クラッチＣ４および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第３回転要素ＲＭ３が入力軸２６と一体回転させられるとともに第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられることにより第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」が成立させられる。

これ等の前進ギヤ段「７ｔｈ」および「８ｔｈ」を用いた変速制御においても、２つの係合要素（クラッチ、ブレーキ）を掴み替えるだけで、連続する各ギヤ段の変速を行うことができる。また、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」および第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の変速比は、第５遊星歯車装置２２のギヤ比ρ５に応じて適宜定められ、例えばρ５＝０．２６２とすれば図３(b) に示す変速比が得られる。これを第３クラッチＣ３を係合させる図２の場合と比較すると、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」では０．７８０が０．８８１になるとともに、第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」では０．６０２が０．６４８になり、何れも少し大きな値になって駆動トルクが大きくなる。すなわち、図２の場合に比較してオーバードライブ（ＯＤ）側の変速比の間隔が狭いクロスギヤレシオとなり、高速時の走行性能が高くなる。

このように本実施例の車両用自動変速機１０は、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」および第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の変速比が異なる２種類のギヤ列が定められており、運転者の選択により何れかのギヤ列が設定される。

図４は、上記自動変速機１０やエンジン３０などを制御するために車両に設けられた制御系統の概略を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量Ａccがアクセル操作量センサ５２により検出されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Ａccは出力要求量に相当する。エンジン３０の吸気配管には、スロットルアクチュエータ５４によってアクセル操作量Ａccに応じた開き角（開度）θ_THとされる電子スロットル弁５６が設けられている。また、エンジン３０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン３０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、上記電子スロットル弁５６の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットル弁開度センサ６２、車速Ｖ（出力歯車２８の回転速度Ｎout に対応）を検出するための車速センサ６４、タービン回転速度ＮＴ（＝入力軸２６の回転速度Ｎin）を検出するためのタービン回転速度センサ６６、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ６８、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ７４、Ｍモードスイッチ７６、パワーモードスイッチ７８、アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２などが設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ、タービン回転速度ＮＴ、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、変速レンジを手動操作で切り換えることができるＭモード（マニュアル変速モード）の選択の有無、走行性能を重視したパワーモードの選択の有無、変速レンジのアップ指令Ｒ_UP、ダウン指令Ｒ_DN、などを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。

電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン３０の出力制御や自動変速機１０の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。電子制御装置９０にはまた、インストルメントパネル等に設けられたＭモードインジケータ１００、レンジインジケータ１０２、ギヤ段インジケータ１０４が接続されており、Ｍモードインジケータ１００にマニュアル変速モードが選択されている旨を表示し、レンジインジケータ１０２に現在の変速レンジを表示し、ギヤ段インジケータ１０４に現在のギヤ段を表示する。

上記電子制御装置９０によるエンジン３０の出力制御は、スロットルアクチュエータ５４により電子スロットル弁５６を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置９２を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置９４を制御する。電子スロットル弁５６の制御は、例えば実際のアクセル操作量Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ５４を駆動し、アクセル操作量Ａccが増加するほどスロットル弁開度θ_THを増加させる。また、エンジン３０の始動時には、スタータ（電動モータ）９６によってエンジン３０のクランク軸３１をクランキングする。

自動変速機１０の変速制御は、図５に示す変速制御手段１１０によって実行される。変速制御手段１１０は、機能的にギヤ列設定手段１１２、自動変速手段１１４、変速レンジ設定手段１１６、マニュアル変速手段１１８を備えており、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SHに応じて変速制御を行う。シフトレバー７２は運転席の近傍に配設され、図６に示すシフトパターン１２０に従って移動操作されるようになっており、シフトパターン１２０は、それぞれ一列で形成された第１レバー通路１２２と第２レバー通路１２４とを備えており、第１レバー通路１２２には５つのレバーポジション「Ｐ（パーキング）」、「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライブ）」、および「Ｍ（マニュアル）」が設けられて、シフトレバー７２はその何れかのレバーポジションへ択一的に操作される。これ等のレバーポジション「Ｐ」〜「Ｍ」のうち「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、および「Ｄ」は、レバーポジション「Ｄ」が車両の後方側となるように、車両の前後方向に沿って設けられており、レバーポジション「Ｍ」は、レバーポジション「Ｄ」から車両の幅方向であって運転席に近い側に設けられている。また、第２レバー通路１２４は、レバーポジション「Ｍ」において第１レバー通路１２２と略直角に交差するように、車両の前後方向に沿って形成されており、その前後方向の両端部すなわちレバーポジション「Ｍ」を挟んで互いに反対側に「＋」位置および「−」位置が設けられている。

上記レバーポジション「Ｐ」は駐車位置で、自動変速機１０は動力伝達遮断状態とされるとともに、例えばシフトレバー７２の移動操作に従ってパーキングロック機構などにより機械的に出力歯車２８、すなわち駆動輪が回転不能に固定される。レバーポジション「Ｒ」は後進走行を行なう後進走行位置で、例えばシフトレバー７２の移動操作に従って油圧制御回路９８（図４参照）のマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機１０は前記後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられる。レバーポジション「Ｎ」は動力伝達遮断位置で、例えばシフトレバー７２の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機１０はクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ３の全部または一部が解放されて動力伝達遮断状態とされる。これらのレバーポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」へシフトレバー７２が操作されると、そのことがレバーポジションセンサ７４によって検出され、レンジインジケータ１０２にそれ等のポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」である旨が表示される。

レバーポジション「Ｄ」は、自動変速機１０の前進ギヤ段を自動的に切り換えて前進走行する前進走行位置すなわち前進走行ポジションで、例えばシフトレバー７２の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、総ての前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を成立させることが可能とされ、自動変速手段１１４によりそれ等の総ての前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「８ｔｈ」を用いて自動的に変速する最上位のＤレンジ（自動変速モード）が成立させられる。すなわち、シフトレバー７２がレバーポジション「Ｄ」へ操作されると、そのことをレバーポジションセンサ７４の信号から判断してＤレンジを電気的に成立させ、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の総ての前進ギヤ段を用いて変速制御を行う。具体的には、油圧制御回路９８に設けられた複数のソノレイド弁やリニアソレノイド弁のＡＴソレノイド９９の励磁、非励磁を制御することにより油圧回路を切り換え、図２(b) または図３(b) に示すようにクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ３の作動状態を変化させて、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の何れかの前進ギヤ段を成立させるのである。この変速制御は、例えば車速Ｖおよびアクセル操作量Ａccをパラメータとして予め記憶された変速マップ等の変速条件に従って行われ、車速Ｖが低くなったりアクセル操作量Ａccが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の前進ギヤ段を成立させる。このレバーポジション「Ｄ」では、レバーポジションセンサ７４からの信号に基づいてＤレンジであることがレンジインジケータ１０２に表示されるとともに、変速制御によって逐次切り換えられる実際の前進ギヤ段がギヤ段インジケータ１０４に表示される。

レバーポジション「Ｍ」は手動変速ポジションで、予め定められた複数の変速レンジを手動操作に従って電気的に切り換えるマニュアル変速モードが成立させられ、シフトレバー７２のアップダウン操作すなわち「＋」位置または「−」位置への操作に従って、マニュアル変速手段１１８により変速レンジが切り換えられる。図７の(a) 、(b) は、予め定められた変速レンジとその変速範囲を示す図で、(a) は８つの変速レンジでレンジ切換えを行う場合で、(b) は(a) に比較して「７」レンジを除いた７つの変速レンジでレンジ切換えを行う場合である。ギヤ段の欄の数字「１」〜「８」は第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」を表しており、変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段は何れも第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」で、最高速前進ギヤ段が１つずつ（(b) の７レンジ切換えにおけるＤ−６間を除く）変化している。また、各変速レンジでは、第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」からその最高速前進ギヤ段までの範囲で、前記Ｄレンジと同じ変速条件に従って自動的に変速が行なわれる。

前記「＋」位置はアップシフト位置で、「−」位置はダウンシフト位置であり、シフトレバー７２がそれ等の「＋」位置または「−」位置へ操作されると、そのことが前記アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２によって検出され、アップ指令Ｒ_UPやダウン指令Ｒ_DNに従って変速レンジが電気的に変更される。したがって、例えば下り坂などでシフトレバー７２を「−」位置へ繰り返し操作すると、図７(a) の８レンジ切換えの場合、変速レンジが例えば「Ｄ」レンジから、「７」レンジ、「６」レンジ、「５」レンジ・・・へ切り換えられ、前進ギヤ段が第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」から第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」、第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」、第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」・・・へ順次ダウンシフトされて、エンジンブレーキが増大させられる。上記「＋」位置および「−」位置は何れも不安定で、シフトレバー７２はばね等の付勢手段により自動的にシフトポジション「Ｍ」へ戻されるようになっており、「＋」位置または「−」位置への操作回数或いは保持時間などに応じて変速レンジが変更される。

このマニュアル変速モードでは、シフトレバー７２がレバーポジション「Ｍ」へ移動操作されたことをＭモードスイッチ７６からのＯＮ信号によって判断し、マニュアル変速モードが選択されたことを前記Ｍモードインジケータ１００に表示するとともに、現在の変速レンジをレンジインジケータ１０２に表示し、且つ変速制御によって逐次切り換えられる実際の前進ギヤ段をギヤ段インジケータ１０４に表示する。Ｍモードスイッチ７６を含むシフトレバー７２がモード選択手段に相当する。

また、前記ギヤ列設定手段１１２および変速レンジ設定手段１１６は、図８のフローチャートに従って、上記自動変速手段１１４およびマニュアル変速手段１１８によって変速制御が行われる前進ギヤ段のギヤ列を設定するとともに、マニュアル変速手段１１８によって切り換えられる変速レンジを設定する。図８のステップＳ１〜Ｓ８はギヤ列設定手段１１２によって実行され、ステップＳ９およびＳ１０は変速レンジ設定手段１１６によって実行される。変速レンジ設定手段１１６によって実行されるステップＳ１０は、間引き手段に相当する。

図８のステップＳ１では、シフトレバー７２が前進走行ポジションであるＤポジションまたはＭポジションへ操作されているか否かをレバーポジションＰ_SHを表す信号によって判断し、ＤまたはＭポジションの場合にはステップＳ２を実行する。ステップＳ２では、マニュアル変速モードか否か、すなわちシフトレバー７２がＭポジション（±位置を含む）へ操作されているか否かをＭモードスイッチ７６からの信号によって判断し、マニュアル変速モードの場合にはステップＳ６以下を実行するが、そうでない場合、すなわちＤポジションで自動変速モードの場合にはステップＳ３を実行する。

ステップＳ３では、パワーモードスイッチ７８によりパワーモードが選択されているか否かを判断し、パワーモードが選択されていない場合には、ステップＳ４で、オーバードライブ（ＯＤ）の変速比の間隔が広いワイドギヤレシオの８段の前進ギヤ段から成るギヤ列、具体的には前記図２に示す第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」のギヤ列を選択する。これにより、パワーモードが選択されていない自動変速モードでは、前記自動変速手段１１４により図２に示す第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」を用いて変速制御が行われる。

ステップＳ３の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちパワーモードが選択されている場合には、ステップＳ５で、オーバードライブ（ＯＤ）の変速比の間隔が狭いクロスギヤレシオの８段の前進ギヤ段から成るギヤ列、具体的には前記図３に示す第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」のギヤ列を選択する。これにより、パワーモードが選択されている自動変速モードでは、前記自動変速手段１１４により図３に示す第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」を用いて変速制御が行われる。

また、シフトレバー７２がＭポジションへ操作されている場合に実行するステップＳ６では、ステップＳ３と同様にパワーモードスイッチ７８によりパワーモードが選択されているか否かを判断し、パワーモードが選択されていない場合には、ステップＳ７で、オーバードライブ（ＯＤ）がワイドギヤレシオの８段の前進ギヤ段から成るギヤ列、具体的には前記図２に示す第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」のギヤ列を選択するとともに、ステップＳ９で、前記図７の(a) に示すように「Ｄ」レンジ、「７」レンジ、「６」レンジ、・・・「Ｌ」レンジの８つの変速レンジでレンジ切換えを行う８レンジ切換えに設定する。これにより、パワーモードが選択されていないマニュアル変速モードでは、前記マニュアル変速手段１１８により図７の(a) に示す８つの変速レンジ「Ｄ」〜「Ｌ」を用いてレンジ切換えが行われるとともに、各変速レンジで定められた前進ギヤ段の範囲内で変速制御が行われる。したがって、「Ｄ」レンジにおいて第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」で走行中にシフトレバー７２が「−」位置へ操作されると、「７」レンジに切り換えられ、第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」から第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」へダウンシフトされるとともに、シフトレバー７２が更に「−」位置へ操作されると「６」レンジに切り換えられ、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」から第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」へ順番にダウンシフトされる。

ステップＳ６の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちパワーモードが選択されている場合には、ステップＳ８で、オーバードライブ（ＯＤ）がクロスギヤレシオの８段の前進ギヤ段から成るギヤ列、具体的には前記図３に示す第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」のギヤ列を選択するとともに、ステップＳ１０で、前記図７の(b) に示すように「７」レンジを削減した「Ｄ」レンジ、「６」レンジ、「５」レンジ、・・・「Ｌ」レンジの７つの変速レンジでレンジ切換えを行う７レンジ切換えに設定する。これにより、パワーモードが選択されているマニュアル変速モードでは、前記マニュアル変速手段１１８により図７の(b) に示す７つの変速レンジ「Ｄ」〜「Ｌ」を用いてレンジ切換えが行われるとともに、各変速レンジで定められた前進ギヤ段の範囲内で変速制御が行われる。したがって、「Ｄ」レンジにおいて第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」で走行中にシフトレバー７２が「−」位置へ操作されると、「６」レンジに切り換えられ、第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」から第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」を飛び越して第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」へダウンシフトされる。

このように、本実施例の変速制御装置においては、シフトレバー７２がＭポジションへ操作されてマニュアル変速モードが選択された場合にパワーモードが設定されている時には、そのパワーモードの選択に基づいてステップＳ８で図３に示すようにオーバードライブ（ＯＤ）の変速比の間隔が狭いクロスギヤレシオのギヤ列が選択されるとともに、ステップＳ１０で図７の(b) に示すように「７」レンジを削減した７レンジ切換えが設定され、マニュアル変速手段１１８は、シフトレバー７２によるアップダウン操作に従って変速比の間隔が狭い第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」を飛ばして変速を行う。これにより、元々のギヤ列が変速比の間隔が狭いクロスギヤレシオであっても、シフトレバー７２による変速操作で変化する駆動力（動力源ブレーキを含む）の変化量が大きくなって、少ない変速操作で所望の駆動力が速やかに得られるようになり、マニュアル変速モードの操作性が向上する。

なお、上記実施例では「７」レンジが削減され、手動操作による変速で第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」を飛ばして変速が行われるようになっていたが、変速比の間隔が狭い第６速前進ギヤ段「６ｔｈ」を飛ばして、第７速前進ギヤ段「７ｔｈ」から第５速前進ギヤ段「５ｔｈ」へダウンシフトされるように、「７」レンジの代わりに「６」レンジを削減するようにしても良い。

また、上記実施例の自動変速機１０は、オーバードライブ（ＯＤ）の変速比の間隔が異なる２種類のギヤ列を選択できるものであったが、図９〜図１１に示す車両用自動変速機２１０のように、アンダードライブ（具体的には第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」および第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」）の変速比の間隔が異なる２種類のギヤ列を選択できるものにも、本発明は適用できる。すなわち、シフトレバー７２がＭポジションへ操作されてマニュアル変速モードが選択された場合に、図１１に示すようにアンダードライブの変速比の間隔が狭いクロスギヤレシオのギヤ列が選択されている時には、その変速比の間隔が狭い第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」或いは第３速前進ギヤ段「３ｒｄ」を飛ばして手動操作による変速が行われるように、「２」レンジ或いは「３」レンジを削除するのである。

上記自動変速機２１０は、第１遊星歯車装置２１２を主体として構成されている第１変速部２１４と、第２遊星歯車装置２１６、第３遊星歯車装置２１８、および第４遊星歯車装置２２０を主体として構成されている第２変速部２２２とを有し、入力軸２６の回転を変速して出力軸２２６から出力するように構成されている。そして、図１０、図１１に示すようにクラッチＣ１〜Ｃ５、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合、解放状態を切り換えることにより第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速前進ギヤ段「８ｔｈ」の８つの前進ギヤ段を成立させることができるとともに、図１０に示すように第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」および第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」の変速比の間隔が広いワイドギヤレシオのギヤ列と、図１１に示すように第１速前進ギヤ段「１ｓｔ」および第２速前進ギヤ段「２ｎｄ」の変速比の間隔が狭いクロスギヤレシオのギヤ列との２種類のギヤ列を選択することが可能で、運転者の選択により何れかのギヤ列が設定される。図１０および図１１に示す各ギヤ段の変速比は、第１遊星歯車装置２１２、第２遊星歯車装置２１６、第３遊星歯車装置２１８、第４遊星歯車装置２２０の各ギヤ比ρ１〜ρ４が、ρ１＝０．５００、ρ２＝０．４４４、ρ３＝０．５００、ρ４＝０．４８３の場合である。図９〜図１１は、それぞれ前記図１〜図３に対応する。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が好適に適用される車両用自動変速機の一例を説明する骨子図である。 図１の車両用自動変速機において、オーバードライブの前進ギヤ段がワイドギヤレシオのギヤ列を説明する共線図および作動表を示す図である。 図１の車両用自動変速機において、オーバードライブの前進ギヤ段がクロスギヤレシオのギヤ列を説明する共線図および作動表を示す図である。 図１の自動変速機を備えている車両の制御系統の要部を説明するブロック線図である。 自動変速機の変速制御に関して図４の電子制御装置が備えている機能を説明するブロック線図である。 図４のシフトレバーのシフトパターンを示す図である。 ２種類のレンジ切換えに関する変速レンジとその変速範囲を説明する図である。 図５のギヤ列設定手段および変速レンジ設定手段によって行われる信号処理の具体的内容を説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される別の車両用自動変速機を説明する骨子図である。 図９の車両用自動変速機において、アンダードライブの前進ギヤ段がワイドギヤレシオのギヤ列を説明する共線図および作動表を示す図である。 図９の車両用自動変速機において、アンダードライブの前進ギヤ段がクロスギヤレシオのギヤ列を説明する共線図および作動表を示す図である。

符号の説明

１０、２１０：車両用自動変速機 ７２：シフトレバー（モード選択手段） ７６：Ｍモードスイッチ ７８：パワーモードスイッチ １１０：変速制御手段 １１２：ギヤ列設定手段 １１４：自動変速手段 １１６：変速レンジ設定手段（間引き手段） １１８：マニュアル変速手段

Claims (1)

1. 変速比の異なる複数の前進ギヤ段から成るギヤ列が予め複数定められており、これら複数のギヤ列の中の１つのギヤ列を選択的に用いて変速を行うようにした車両用自動変速機の変速制御装置であって、
   自動変速モードとマニュアル変速モードとを任意に選択することができるモード選択手段と、
   前記複数のギヤ列の中から変速に用いるギヤ列を設定するとともに、前記自動変速モードが選択されたときには、該ギヤ列に属する複数の前進ギヤ段を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換え、前記マニュアル変速モードが選択されたときには、該複数の前進ギヤ段を手動操作に従って切り換えるギヤ段切換え、または自動的に変速が行われる変速範囲の最高速前進ギヤ段が異なる予め定められた複数の変速レンジを手動操作に従って切り換えるレンジ切換えを行う変速制御手段と、
   を有し、且つ、該変速制御手段は、変速に用いるギヤ列として前記複数のギヤ列のうち変速比の間隔が狭いギヤ列を設定している時に前記マニュアル変速モードが選択された場合には、該変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段を飛ばして手動操作による変速が行われるように、前記ギヤ段切換えでは該変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段を削減し、前記レンジ切換えでは該変速比の間隔が狭い部分の前進ギヤ段が最高速前進ギヤ段とされている変速レンジを削減する間引き手段を含む
   ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。

Images