JP4248202B2 - 自動変速機のレンジ切換え装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータによってレンジ切換えを行う自動変速機のレンジ切換え装置に関し、詳しくは、レーシングセレクトに対して自動変速機を保護する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、空吹かし状態での走行レンジへのシフト操作（レーシングセレクト）に対して自動変速機を保護する技術として、レーシングセレクトを行った回数が所定以上になると、ニュートラルレンジでのエンジン出力トルクに制限を加える構成としたものがあった（特開平１０−１６９４８１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、運転者が操作するシフトレバーとレンジ切換えバルブとがワイヤー等により機械的にリンクしている機構では、運転者のシフト操作がダイレクトに自動変速機に作用するため、走行レンジへのシフト自体を回避することができない。
【０００４】
このため、レーシングセレクトに対して自動変速機を保護するには、走行レンジに切換えられた時点での入力トルクを低く制限する必要がある。
しかし、レーシングセレクトが検知されてからエンジン負荷（エンジン出力トルク）を絞る制御を行ったのでは、エンジン負荷の低下が遅れるために、自動変速機を充分に保護することができない。
【０００５】
また、ニュートラルレンジで常にエンジン負荷を絞ってしまう構成では、シフト要求がない状態でもエンジン負荷が制限されることで運転者に違和感を与える可能性があり、更に、エンジン負荷が不当に絞られることを回避しつつ、自動変速機の保護を図ることが困難であるという問題があった。
ここで、モータによってレンジ切換えを行う電動式のレンジ切換え装置であれば、運転者のシフト要求とは独立に、実際のレンジを制御することができるという特性を有する。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、アクチュエータによってレンジ切換えを行う装置を用いて、エンジン負荷が不当に制限されることを回避でき、かつ、レーシングセレクトに対して自動変速機を確実に保護できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明は、パーキング又はニュートラルレンジから走行レンジへの切換え要求が発生したときに、エンジン負荷が所定値以上である場合には、エンジン負荷が高いほど長い遅延時間を設定し、前記遅延時間が経過してから前記切換え要求に対応する走行レンジへの切換えを実行すると共に、前記走行レンジへの切換えが遅延されている間において警告を発する構成とした。
【０００９】
上記構成によると、運転者がパーキング又はニュートラルレンジから走行レンジへの切換えを要求する操作を行っても、そのときのエンジン負荷が所定値以上である場合には、要求に対応する走行レンジへの切換えが直ちに行われず、切換え要求発生時のエンジン負荷が高いほど長い時間だけ遅延させて、走行レンジへの切換えが行われる。また、前記走行レンジへの切換えが遅延されている間において警告を発する。
【００１０】
従って、例えば運転者が空吹かしと略同時に走行レンジへの切換えを要求する操作を行ったとしても、実際の走行レンジへの切換えは、空吹かしによるトルクが低下してから行われるようにでき、自動変速機の保護が図られる。請求項２記載の発明は、パーキング又はニュートラルレンジから走行レンジへの切換え要求が発生したときに、エンジン負荷が所定値未満であれば、前記切換え要求に対応するレンジ切換えを実行し、前記切換え要求発生から所定時間が経過するまでの間、エンジン負荷が前記所定値以上を保持した場合には、前記切換え要求に対応するレンジ切換えを禁止する構成とした。
【００１１】
上記構成によると、エンジン負荷が所定値以上である状態で、走行レンジへの切換え要求が発生すると、その後、走行レンジへの切換えが許可できるエンジン負荷になるまで待機させてから走行レンジに切換え、所定時間内エンジン負荷が低下しなかった場合には、切換え要求に対応するレンジ切換えを禁止する。
従って、エンジン負荷が直ぐに低下する状態で過剰に走行レンジへの切換えが遅れることがなく、また、エンジン負荷が高い状態を維持するときに走行レンジへの切換えが行われてしまうことを回避できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における自動変速機のレンジ切換え装置のシステム構成図である。
この図１において、車両用自動変速機１には、後述するレンジ切換バルブ６を駆動するためのモータ２（アクチュエータ）が取り付けられる。
【００１４】
前記モータ２の出力軸には減速歯車機構３が設けられ、該減速歯車機構３を介してレンジ切換シャフト４を回転駆動するよう構成される。
尚、前記減速歯車機構３とレンジ切換シャフト４との間には、回転方向に遊びが設けられている。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジそれぞれに対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
【００１５】
前記ディテント機構５は、図２に示すように、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５Ａ、ディテントレバー５Ａの周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを前記凹部に向けて押圧付勢するディテントスプリング５Ｂから構成される。
そして、前記ディテント機構５は、上記構成によってレンジ切換シャフト４を、Ｐレンジ（パーキングレンジ），Ｒレンジ（リバースレンジ），Ｎレンジ（ニュートラルレンジ），Ｄレンジ（ドライブレンジ），２レンジ，１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
【００１６】
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Ａとレンジ切換バルブ６との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切り換えられ、各シフトレンジに応じてライン圧を配送する。
前記ディテントレバー５Ａに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Ｐレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００１７】
また、前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４の角度を連続的に検出するポテンショメータ２１が備えられる一方、自動変速機１が各レンジのいずれに切り換えられているかを検出するインヒビタスイッチ２２が設けられる。
また、運転者によって操作されるレンジセレクトスイッチ２３が設けられている。
【００１８】
前記ポテンショメータ２１，インヒビタスイッチ２２及びレンジセレクトスイッチ２３からの信号は、Ａ／Ｔコントロールユニット（Ａ／Ｔ Ｃ／Ｕ）２４に入力される。
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４には、前記自動変速機１の入力軸に連結されるエンジン（図示省略）の負荷（出力トルク）を検出するエンジン負荷センサ２５からの検出信号が入力される。
【００１９】
尚、前記エンジン負荷センサ２５は、例えば、スロットルバルブの開度やシリンダ吸入空気量などを検出するセンサである。
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、レンジセレクトスイッチ２３に対応するレンジ切換シャフト４の目標角度を設定し、前記ポテンショメータ２１で検出される実際の角度が前記目標角度に一致するように、前記モータ２の駆動信号をフィードバック制御する。
【００２０】
本実施形態では、モータ２に対する電源供給を高周波でＯＮ・ＯＦＦするときのＯＮ時間割合で平均印加電圧を制御するようになっており、前記駆動信号は、前記ＯＮ時間割合を示すオンデューティ比（％）として演算される。
図３のフローチャートは、前記レンジ切換え装置におけるレンジ切換え制御の参考例を示す。
【００２１】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、レンジセレクトスイッチ２３が変化したか否かを判別する。
ここで、レンジセレクトスイッチ２３に変化がないとき、即ち、運転者によるレンジ切換え要求がないときには、そのまま本ルーチンを終了させる。
一方、ステップＳ１でレンジセレクトスイッチ２３が変化したと判定されると、ステップＳ２へ進み、今回のレンジ切換え要求が、パーキングレンジＰ又はニュートラルレンジＮからの走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換えであるか否かを判別する。
【００２２】
Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求ではなく、例えば走行レンジからＮレンジへの切換えや、走行レンジ間での切換えであるときには、ステップＳ４へ進み、通常にレンジ切換え制御を行う。
前記通常のレンジ切換え制御とは、切換え後のレンジに対応するレンジ切換シャフト４の目標角度を設定し、実際の角度と前記目標角度との偏差に応じた比例・積分・微分制御によってモータ２の駆動デューティを算出するものである。
【００２３】
尚、簡便には、実際の角度が前記目標角度の所定角度前になるまでは、１００％ＯＮデューティでモータ２を駆動し、前記所定角度前になって時点でモータ２の駆動を停止させて、ディテント機構５による自走を行わせる構成であっても良く、レンジ切換え制御を限定するものではない。
一方、Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求であるときには、ステップＳ３へ進み、そのときのエンジン負荷（エンジン出力トルク）が所定値以上であるか否かを判別する。
【００２４】
エンジン負荷が所定値よりも小さいときには、ステップＳ４へ進んで、通常にレンジ切換え制御を行う。
また、エンジン負荷が所定値以上であるときには、ステップＳ５へ進み、今回の運転者の要求に従った走行レンジへのレンジ切換えを禁止する。
更に、次のステップＳ６では、レーシングセレクト要求であったためにレンジ切換え要求がキャンセルされたことを警告すると共に、エンジン負荷を低下させて再度レンジセレクト操作を行うことを促す表示を、例えば車両の運転席付近に設けた表示装置において行わせ、同時に、警告音を発生させる。
【００２５】
エンジン負荷が所定値以上である状態で、エンジンからの動力伝達が遮断されるＰ又はＮから、エンジンの出力トルクが伝達される走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換えが行われると、急激なトルク変動が自動変速機１に加わって、自動変速機１を損傷させる可能性がある。
そこで、図３のフローチャートに示す参考例では、エンジン負荷が所定値以上である状態では、Ｐ又はＮレンジから走行レンジへのレンジ切換えが禁止されるようにしてあり、これにより自動変速機１が保護される。
【００２６】
例えば、運転者がＰ又はＮレンジで空吹かしを行っている状態で走行レンジへのレンジ切換えを、レンジセレクトスイッチ２３によって指示しても、走行レンジへの切換えが禁止されて、Ｐ又はＮレンジを維持するから、大きなトルクが自動変速機１に急激に加わることがなく、自動変速機１が保護される。
運転者は、表示装置によって走行レンジへの切換え要求がキャンセルされたことを知り、エンジン負荷を低下させてから再度レンジセレクトスイッチ２３を操作すれば、所望の走行レンジへの切換えが行われることになる。
【００２７】
図４のフローチャートは、本願発明に係るレンジ切換え制御の第１実施形態を示す。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、レンジセレクトスイッチ２３が変化したか否かを判別する。
ここで、レンジセレクトスイッチ２３に変化がないとき、即ち、運転者によるレンジ切換え要求がないときには、そのまま本ルーチンを終了させる。
【００２８】
一方、ステップＳ１１でレンジセレクトスイッチ２３が変化したと判定されると、ステップＳ１２へ進み、今回のレンジ切換え要求が、パーキングレンジＰ又はニュートラルレンジＮからの走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換えであるか否かを判別する。
Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求ではなく、例えば走行レンジからＮレンジへの切換えや、走行レンジ間での切換えであるときには、ステップＳ１５へ進み、前記ステップＳ４と同様に、通常にレンジ切換え制御を行う。
【００２９】
一方、Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求であるときには、ステップＳ１３へ進み、そのときのエンジン負荷（エンジン出力トルク）が所定値以上であるか否かを判別する。
エンジン負荷が所定値よりも小さいときには、ステップＳ１５へ進んで、通常にレンジ切換え制御を行う。
【００３０】
また、エンジン負荷が所定値以上であるときには、ステップＳ１４へ進み、走行レンジへの切換え要求発生時のエンジン負荷が高いときほど長い時間に設定される遅延時間だけ経過したか否かを判定し、前記遅延時間が経過してから、ステップＳ１５へ進む。
即ち、Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求時であって、エンジン負荷が所定値以上であるときには、直ちに走行レンジへの切換えを行うのではなく、切換え要求に対して実際のレンジ切換え動作を遅らせるようになっている。
【００３１】
例えば、運転者がＰ又はＮレンジの状態でアクセルを一時的に踏み込んで、同時に、走行レンジへの切換えを指示した場合、走行レンジへの切換えを遅延させることで、レンジ切換えを遅延させている間でのエンジン負荷の低下が見込まれる。
従って、切換え要求に伴って直ちに走行レンジへの切換えを行った場合に比べて、より低いエンジン負荷状態で、Ｐ又はＮレンジから走行レンジへの切換えを行わせることができ、自動変速機１の保護を図れる。
【００３２】
また、上記第１実施形態では、走行レンジへの切換えは遅れるものの実行されるから、運転者の再操作を必要としないという利点がある。
尚、走行レンジへの切換えが遅延されている間は、警告音を発するなどして、運転者に遅延処理中であることを知らせる。
【００３３】
また、前記遅延時間を、走行レンジへの切換え要求発生時のエンジン負荷が高いときほど長い時間に設定するから、エンジン負荷が大きいときほど所定値以下にまで低下するのに時間を要することに対応して、遅延時間が設定され、過剰に長い時間走行レンジへの切換えが遅れることを回避できる。
図５のフローチャートは、本願発明に係るレンジ切換え制御の第２実施形態を示す。
【００３４】
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、レンジセレクトスイッチ２３が変化したか否かを判別する。
ここで、レンジセレクトスイッチ２３に変化がないとき、即ち、運転者によるレンジ切換え要求がないときには、そのまま本ルーチンを終了させる。
一方、ステップＳ２１でレンジセレクトスイッチ２３が変化したと判定されると、ステップＳ２２へ進み、今回のレンジ切換え要求が、パーキングレンジＰ又はニュートラルレンジＮからの走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換えであるか否かを判別する。
【００３５】
Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求ではなく、例えば走行レンジからＮレンジへの切換えや、走行レンジ間での切換えであるときには、ステップＳ２４へ進み、前記ステップＳ４と同様に、通常にレンジ切換え制御を行う。
一方、Ｐ又はＮレンジから走行レンジ（Ｒ，Ｄ，２，１）への切換え要求であるときには、ステップＳ２３へ進み、そのときのエンジン負荷（エンジン出力トルク）が所定値以上であるか否かを判別する。
【００３６】
エンジン負荷が所定値よりも小さいときには、ステップＳ２４へ進んで、通常にレンジ切換え制御を行う。
また、エンジン負荷が所定値以上であるときには、ステップＳ２４へ進み、Ｐ又はＮレンジから走行レンジへの切換え要求が発生してからの経過時間ｔを計測させるようにする。
【００３７】
そして、ステップＳ２６では、前記経過時間ｔが所定時間ｔ１以上になったか否かを判別し、経過時間ｔが所定時間ｔ１未満であれば、ステップＳ２３に戻るようにし、経過時間ｔが所定時間ｔ１未満である間に、エンジン負荷が所定値よりも小さい状態になれば、ステップＳ２４へ進んで、走行レンジへの切換えを行わせる。
【００３８】
また、ステップＳ２６で前記経過時間ｔが所定時間ｔ１以上になったと判別されたときには、ステップＳ２７へ進み、走行レンジへの切換えを禁止する。
更に、次のステップＳ２８では、前記ステップＳ６と同様に、走行レンジへの切換えがキャンセルされたこと、及び、エンジン負荷を低下させた上で走行レンジへの切換えを再度指示すべきことを警告するようにする。
【００３９】
上記構成によると、エンジン負荷が高い状態で、Ｐ又はＮレンジから走行レンジへの切換えが行われることを確実に回避でき、かつ、エンジン負荷が所定時間ｔ１以内で低下すれば、そのまま走行レンジへの切換えが行われるので、過剰に走行レンジへの切換えが遅れることがなく、かつ、運転者の操作負担が少ない。
更に、エンジン負荷が高いままで継続する場合に、走行レンジへの切換え要求が長い時間に渡って実行されないまま推移することがなく、安定した制御とすることができる。
【００４０】
尚、本実施形態では、モータ２によってレンジ切換バルブ６を変位させることでレンジの切換えを行わせる構成のレンジ切換え装置を用いたが、レンジ切換えをソレノイドバルブによる油路の切換えによって行う構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機のレンジ切換装置を示すシステム構成図。
【図２】レンジ切換シャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図３】レンジ切換え制御の参考例を示すフローチャート。
【図４】レンジ切換え制御の第１実施形態を示すフローチャート。
【図５】レンジ切換え制御の第２実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…モータ（アクチュエータ）、３…減速機構、４…レンジ切換シャフト、５…ディテント機構、６…レンジ切換バルブ、２１…ポテンショメータ、２２…インヒビタースイッチ、２３…レンジセレクトスイッチ、２４…Ａ／Ｔコントロールユニット、２５…エンジン負荷センサ

Claims (2)

1. アクチュエータによってレンジ切換えを行う自動変速機のレンジ切換え装置であって、
   パーキング又はニュートラルレンジから走行レンジへの切換え要求が発生したときに、エンジン負荷が所定値以上である場合には、エンジン負荷が高いほど長い遅延時間を設定し、前記遅延時間が経過してから前記切換え要求に対応する走行レンジへの切換えを実行すると共に、前記走行レンジへの切換えが遅延されている間において警告を発することを特徴する自動変速機のレンジ切換え装置。
2. アクチュエータによってレンジ切換えを行う自動変速機のレンジ切換え装置であって、
   パーキング又はニュートラルレンジから走行レンジへの切換え要求が発生したときに、エンジン負荷が所定値未満であれば、前記切換え要求に対応するレンジ切換えを実行し、前記切換え要求発生から所定時間が経過するまでの間、エンジン負荷が前記所定値以上を保持した場合には、前記切換え要求に対応するレンジ切換えを禁止することを特徴する自動変速機のレンジ切換え装置。

Images