JP4610871B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の自動変速機の制御装置に関する。

自動変速機は、自動車のエンジンと駆動輪との間に介設された変速機と、運転室内に設けられた変速レバーとを備え、変速レバーの位置に応じて変速機の変速動作を制御するものである。

変速レバーは、ニュートラル位置（Ｐレンジ、Ｎレンジ）と、走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ等）とに、切替可能となっている。変速機は、変速レバーがニュートラル位置に操作されるとエンジンの出力を駆動輪から切り離すニュートラル状態となり、変速レバーが走行位置に操作されるとエンジンの駆動力を駆動輪に伝達するギヤイン状態となる。ギヤイン状態のとき、車両は、変速機の所謂クリープにより、アクセルペダルが踏まれなくても、Ｄレンジでは前進されＲレンジでは後退される。

自動変速機として、ブレーキペダルを踏み込まなければ変速レバーをニュートラル位置から走行位置に操作できないようにしたものが知られている。これにより、（１）ブレーキペダルを踏み込んで変速レバーを操作する癖をつけ、不意な動き出しによるブレーキペダルとアクセルペダルとの踏み間違えに対する対処が可能となり、（２）停車中に身体が触れる等により変速レバーがニュートラル位置から走行位置に移動した場合に、車両の不意の動き出しを防止することができる。

この種の自動変速機は、ブレーキペダルが踏み込まれない状態で変速レバーをニュートラル位置から走行位置に操作しようとした場合、変速レバーの移動を機械的に固定する構造となっているものが多い。また、所謂シフトバイワイヤタイプのクリープを有する自動変速機では、形式的には変速レバーをニュートラル位置から走行位置に操作できるものの、ブレーキペダルが踏み込まれていない場合、実質的には変速機にてギヤイン動作がなされないように電気的に制御されるものも知られている（特許文献１参照）。

特公平４−７７８２５号公報

しかし、従来の自動変速機は、変速レバーがニュートラル位置（Ｐレンジ、Ｎレンジ）にある場合、ブレーキペダルを踏み込まなければ、ニュートラル状態の変速機をギヤインすることができないため、砂道、砂利道又は泥濘道等の低ミュー路で車両が所謂スタックした際に、車両を前後に揺すってスタックの脱出を図る揺り返し運転を行うことが非常に困難となる。

すなわち、スタック状態を脱出するには、駆動力を交互に逆方向に急発生させることで進行方向を変更して車両を前後に揺することが有効であるが、進行方向を切り替えるためには、変速レバーをニュートラル位置であるＮレンジから走行位置であるＤレンジとＲレンジとに交互に切り替える必要があり、この際、従来の自動変速機では、変速レバーをＮレンジからその両側に位置するＤレンジ又はＲレンジに切り替える度にブレーキペダルを踏み込まなければならないため、駆動力の素早い切替操作が困難であった。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、駆動力の素早い切替操作が可能な自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために創案された本発明は、ニュートラル位置と走行位置とに切替操作可能な変速レバーと、該変速レバーの位置に応じて変速機の変速動作を制御する制御部とを備えた自動変速機の制御装置であって、上記制御部は、変速レバーによる変速を制限する変速制限手段を有し、該変速制限手段は、変速レバーがニュートラル位置から走行位置に操作されたとき、車両が所定の停車条件を満たしている間における、変速レバーがニュートラル位置にある時間である停滞時間が所定時間以下の場合に変速機のギヤイン動作を許容し、上記停滞時間が上記所定時間を超えた場合には、変速レバーがニュートラル位置から走行位置に操作されたときが、ブレーキペダルの踏み込みを止めたときから別の所定時間以内であれば変速機のギヤイン動作を許容し、その別の所定時間を超えていれば変速機をニュートラル状態に保持するものである。

上記変速制限手段は、上記変速レバーがニュートラル位置に操作されるとオンされニュートラル位置から外れるとオフされるポジションセンサと、上記車両が停止しており且つ変速レバーがニュートラル位置に操作されて上記ポジションセンサがオンされてから車両が動く又は変速レバーがニュートラル位置から外れてポジションセンサがオフされるまでの時間を計測するタイマーと、その時間が所定時間以下の場合に変速機のギヤイン動作を許容すると共に所定時間を超えた場合には変速機をニュートラル状態に保持するＮロック部とを有していてもよい。

上記変速制限手段は、ブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキセンサと、該センサがブレーキペダルの踏み込みを検出したとき、変速レバーのニュートラル位置の停滞時間が所定時間を超えていても変速機のギヤイン動作を許容する制限解除手段とを有していてもよい。

上記変速制限手段は、変速レバーがニュートラル位置から走行位置に操作されても変速機をニュートラル状態に保持するとき、運転者に変速レバーのシフト操作無効を知らせるべく作動する警報ブザー及び／又は警報灯を有していてもよい。

本発明に係る自動変速機の制御装置によれば、駆動力の素早い切替が可能となる。

本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に示すように、自動車のエンジンＥには、変速機Ｔ／Ｍが取り付けられている。変速機Ｔ／Ｍは、エンジンＥの回転を調速して駆動輪（図示せず）に伝達する。変速機Ｔ／Ｍには、変速動作を行うギヤシフトアクチュエータａが取り付けられている。アクチュエータａには、ＥＣＵ（電子制御ユニット）等からなる制御部ｃが、電気的に接続されている。制御部ｃには、運転室に設けられた変速レバーｒが、電気的に接続されている。

変速レバーｒは、ニュートラル位置（Ｐレンジ、Ｎレンジ）と走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）とに切替操作可能となっている。なお、これらの各レンジは、例示であり、少なくともＮレンジとＤレンジとＲレンジとに切替可能となっていればよく、２レンジ、１レンジ等は省略できる。

変速レバーｒがニュートラル位置（Ｐレンジ、Ｎレンジ）に操作されたとき、制御部ｃは、アクチュエータａに変速機Ｔ／Ｍをニュートラル状態にする指令を与える。これにより、変速機Ｔ／Ｍがニュートラル状態となり、エンジンＥの駆動力は、駆動輪に対して切断され、車両を前進又は後退させることはない。

変速レバーｒが走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）に操作されたとき、制御部ｃは、アクチュエータａに変速機Ｔ／Ｍをギヤインする指令を与える。これにより、変速機Ｔ／Ｍが各レンジに応じたギヤにギヤインされ、車両は、Ｄレンジ、２レンジ、１レンジではクリープにより前進し、Ｒレンジではクリープにより後退する。

制御部ｃは、変速レバーｒがニュートラル位置から走行位置に操作されたとき、変速レバーｒのニュートラル位置における停滞時間Ｔが所定時間以下の場合に変速機Ｔ／Ｍのギヤイン動作を許容し、停滞時間Ｔが所定時間を超えた場合には変速機Ｔ／Ｍをニュートラル状態に保持する変速制限手段１を備える。

変速制限手段１は、変速レバーｒがニュートラル位置に操作されるとオンされニュートラル位置から外れるとオフされるポジションセンサ２と、そのセンサ２のオンからオフまでの時間Ｔを計測するタイマー３と、その時間Ｔが所定時間以下の場合に変速機Ｔ／Ｍのギヤイン動作を許容すると共に所定時間を超えた場合には変速機Ｔ／Ｍをニュートラル状態に保持するＮロック部４とを有する。ポジションセンサ２は、変速レバーｒの近傍に設けられ、タイマー３及びＮロック部４は、制御部ｃに設けられている。

また、変速制限手段１は、ブレーキペダルｂの踏み込みを検出するブレーキセンサ５と、そのセンサ５がブレーキペダルｂの踏み込みを検出したとき、上記停滞時間Ｔが所定時間を超えていても変速機Ｔ／Ｍのギヤイン動作を許容する制限解除手段６を有する。ブレーキセンサ５は、ブレーキペダルｂの近傍又はブレーキの油圧配管の途中に設けられ、制限解除手段６は、制御部ｃに設けられている。

また、変速制限手段１は、上記停滞時間Ｔが所定時間を超えており、変速レバーｒがニュートラル位置から走行位置に操作されても変速機Ｔ／Ｍをニュートラル状態に保持するとき、運転者に変速レバーｒのシフト操作無効を知らせるべく作動する警報ブザーｓ及び／又は警報灯（図示せず）を有する。警報ブザーｓ及び／又は警報灯は、運転室内に設けられている。

変速制限手段１の制御フローを図２〜図４を用いて説明する。

図４は、上記タイマー３（Ｎロックタイマー）の始動・クリアの流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１にて、車速が０ｋｍ／ｈであるか、即ち停車しているか判断する。車速は、公知の車速センサによって検出する。イエスなら、即ち停車していれば、ステップＳ２に向かう。そして、変速レバーｒがニュートラル位置（Ｎレンジ、Ｐレンジ）にあるか判断する。イエスなら、即ち変速レバーｒがニュートラル位置であれば、ステップＳ３に向かい、タイマー３のカウントが開始される。

他方、ステップＳ１にてノウなら、即ち車両が動いていれば、ステップＳ４に向かい、タイマー３がクリア（リセット）される。また、ステップＳ２にてノウなら、即ち変速レバーｒがニュートラル位置（Ｎレンジ、Ｐレンジ）以外の位置にあれば、ステップＳ４に向かい、タイマー３がクリアされる。以上要するに、タイマー３は、車両が停止しており且つ変速レバーｒがニュートラル位置にあるときにカウントされ始めて停滞時間Ｔを計測し、車両が動いたとき又は変速レバーｒが走行位置に移動されたときにクリアされる。

図３は、上記タイマー３で計測された停滞時間Ｔを、所定時間（図例では５００ｍｓ）と比較し、Ｎロックフラグのオン・オフを決定する流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１１にて、タイマー３で計測された停滞時間Ｔが所定時間（５００ｍｓ）以内か判断する。ノウなら、即ち停滞時間Ｔが５００ｍｓを超えていれば、ステップＳ１２に向かう。

そして、ブレーキペダルｂが踏み込まれているか、又はブレーキペダルｂの踏み込みを止めたときから５００ｍｓ以内か判断する。この時間は、別のタイマー又は上記タイマー３を用いて計測する。ノウなら、即ちブレーキペダルｂが踏み込まれていないか、又はブレーキペダルの踏み込みを止めたときから５００ｍｓを超えていれば、ステップＳ１３に向かい、Ｎロックフラグをオンする。

他方、ステップＳ１１にてイエスなら、即ち停滞時間Ｔが５００ｍｓ以内であれば、ステップＳ１４に向かい、Ｎロックフラグをオフする。また、ステップＳ１２にてイエスなら、即ちブレーキペダルｂが踏み込まれているか、又はブレーキペダルｂの踏み込みを止めたときから５００ｍｓ以内であれば、ステップＳ１４に向かい、Ｎロックフラグをオフする。

図２は、上記Ｎロックフラグのオン・オフに応じて変速機Ｔ／Ｍのギヤイン又はニュートラルを制御する流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ２１にて、変速レバーｒがニュートラル位置（Ｎレンジ、Ｐレンジ）から走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）に操作されることが、本フローチャートの前提となる。この操作の検出は、上記ポジションセンサ２によってなされる。なお、スタック脱出時には、Ｎレンジからその両側に位置するＤレンジとＲレンジとに交互に切り替えられることが多い。

ステップＳ２１の操作が行われたなら、ステップＳ２２に向かい、Ｎロックフラグがオンか判断する。ノウなら、即ちＮロックフラグがオフなら、ステップＳ２３に向かい、変速機Ｔ／Ｍにて、走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）に移動された変速レバーｒの各レンジに応じたギヤインがなされる。この結果、車両は、アクセルペダルが踏み込まれなくてもクリープによって前進又は後退し、アクセルペダルが踏み込まれればそれに応じて前進又は後退する。

他方、ステップＳ２２にてイエスなら、即ちＮロックフラグがオンならステップＳ２４に向かい、変速レバーｒがニュートラル位置から走行位置に操作されても、変速機Ｔ／Ｍにてニュートラル状態が保持される。そして、ステップＳ２５に向かい、運転者に変速レバーｒのシフト操作無効を知らせる警報ブザーｓがオンされる。そして、ステップＳ２６に向かい、変速レバーｒがニュートラル位置に戻されたか判断する。イエスならステップＳ２７に向かい警報ブザーｓがオフされ、ノウならステップＳ２５に向かい変速レバーｒがニュートラル位置に戻されるまで警報ブザーｓのオンが継続される。

以上説明したように、本実施形態に係る自動変速機の制御装置１は、停車時に変速レバーｒがニュートラル位置（Ｎレンジ又はＰレンジ）から走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）に操作されることが、制御動作の前提となる。そして、この際、ブレーキペダルｂが踏み込まれると、変速機Ｔ／Ｍにてギヤインが許容される。

これにより、（１）ブレーキペダルｂを踏み込んで変速レバーＲを操作する癖をつけ、不意な動き出しによるブレーキペダルｂとアクセルペダルとの踏み間違えに対する対処が可能となり、（２）停車中に身体が触れる等により変速レバーｒがニュートラル位置から走行位置に移動した場合に、車両の不意の動き出しを防止することができ、変速レバーｒの誤操作等による車両の不意のクリープ発進を防止できる。

ブレーキペダルｂが踏み込まれない場合、変速レバーｒのニュートラル位置（Ｎレンジ又はＰレンジ）における停滞時間Ｔが所定時間（図例では５００ｍｓ）を超えていると、変速レバーｒが走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）移動されても、変速機Ｔ／Ｍがニュートラル状態に保持される。よって、エンジンＥの駆動力が駆動輪に伝達されることはない。このとき、変速レバーｒのシフト操作無効を知らせる警報ブザーｓ（ピーピーピー等）が作動する。

また、ブレーキペダルｂが踏み込まれず、且つ変速レバーｒのニュートラル位置（Ｎレンジ又はＰレンジ）における停滞時間Ｔが所定時間（図例では５００ｍｓ）以下である場合には、変速レバーｒが走行位置（Ｄレンジ、Ｒレンジ、２レンジ、１レンジ）移動されると、変速機Ｔ／Ｍにて各レンジに応じたギヤのギヤイン動作がなされる。よって、エンジンＥの駆動力が駆動輪に伝達される。これにより、スタック時に、駆動力を素早く前後に切り替えることができ、揺り返し運転が可能となる。

詳しくは、スタック時に揺り返し運転を行う場合、揺り返し振動の振幅の中間部にて変速レバーｒをＮレンジを挟んでＤレンジ又はＲレンジに切り替えると、振幅の両端部にて車速が略零となるため、丁度両端部にて前進ギヤ又は後退ギヤにギヤインがなされる。よって、揺り返し振動の振幅の両端部にて駆動方向が切り替えられることになり、効果的にスタックを脱出することができる。

本発明の好適実施形態に係る自動変速機の制御装置の概要を示す説明図である。 変速制限手段のフローチャートを示す説明図である。 Ｎロックフラグのフローチャートを示す説明図である。 Ｎロックタイマのフローチャートを示す説明図である。

符号の説明

１ 変速制限手段
２ ポジションセンサ
３ タイマー
４ Ｎロック部
５ ブレーキセンサ
６ 制限解除手段
Ｔ／Ｍ 変速機
Ｅ エンジン
ｒ 変速レバー
ｃ 制御部
ｂ ブレーキペダル
ｓ 警報ブザー
Ｎ ニュートラル位置としてのＮレンジ（中立レンジ）
Ｐ ニュートラル位置としてのＰレンジ（停車レンジ）
Ｄ 走行位置としてのＤレンジ（運転レンジ）
Ｒ 走行位置としてのＲレンジ（後退レンジ）

Claims (4)

1. ニュートラル位置と走行位置とに切替操作可能な変速レバーと、該変速レバーの位置に応じて変速機の変速動作を制御する制御部とを備えた自動変速機の制御装置であって、
   上記制御部は、変速レバーによる変速を制限する変速制限手段を有し、
   該変速制限手段は、
   変速レバーがニュートラル位置から走行位置に操作されたとき、
   車両が所定の停車条件を満たしている間における、変速レバーがニュートラル位置にある時間である停滞時間が所定時間以下の場合に変速機のギヤイン動作を許容し、
   上記停滞時間が上記所定時間を超えた場合には、変速レバーがニュートラル位置から走行位置に操作されたときが、ブレーキペダルの踏み込みを止めたときから別の所定時間以内であれば変速機のギヤイン動作を許容し、その別の所定時間を超えていれば変速機をニュートラル状態に保持する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 上記変速制限手段は、上記変速レバーがニュートラル位置に操作されるとオンされニュートラル位置から外れるとオフされるポジションセンサと、上記車両が停止しており且つ変速レバーがニュートラル位置に操作されて上記ポジションセンサがオンされてから車両が動く又は変速レバーがニュートラル位置から外れてポジションセンサがオフされるまでの時間を計測するタイマーと、その時間が所定時間以下の場合に変速機のギヤイン動作を許容すると共に所定時間を超えた場合には変速機をニュートラル状態に保持するＮロック部とを有する請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 上記変速制限手段は、ブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキセンサと、該センサがブレーキペダルの踏み込みを検出したとき、変速レバーのニュートラル位置の停滞時間が所定時間を超えていても変速機のギヤイン動作を許容する制限解除手段とを有する請求項１又は２記載の自動変速機の制御装置。
4. 上記変速制限手段は、変速レバーがニュートラル位置から走行位置に操作されても変速機をニュートラル状態に保持するとき、運転者に変速レバーのシフト操作無効を知らせるべく作動する警報ブザー及び／又は警報灯を有する請求項１〜３いずれかに記載の自動変速機の制御装置。

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