(第1の実施の形態)
以下、本発明の実施の形態について、図面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FF(Front engine Front 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42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、トルクコンバータ3の出力軸42に連結されたタービン翼車43と、ワンウェイクラッチ44によってワンウェイ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。
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、トルクコンバータ3の出力軸42に接続されており、トルクコンバータ3からの回転動力が伝達されるようになっている。この変速機構4は、遊星歯車機構の第1セット51と、遊星歯車機構の第2セット52と、出力ギヤ55と、ギヤケースに固定されたブレーキB1、ブレーキB2およびブレーキB3と、クラッチC1およびクラッチC2と、ワンウェイクラッチFと、を備えている。
第1セット51は、シングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、サンギヤS1と、ピニオンギヤP1と、リングギヤR1と、キャリアCA1とを有している。
サンギヤS1は、トルクコンバータ3の出力軸42に連結されている。ピニオンギヤP1は、キャリアCA1に回転自在に支持されている。ピニオンギヤP1は、サンギヤS1およびリングギヤR1と噛合している。
リングギヤR1は、ブレーキB3によりギヤケース49に固定される。キャリアCA1は、ブレーキB1によりギヤケース49に固定される。
第2セット52は、ラビニヨ型の遊星歯車機構として構成されており、サンギヤS2と、ショートピニオンギヤP2と、キャリアCA2と、ロングピニオンギヤP3と、キャリアCA3と、サンギヤS3と、リングギヤR2(R3)と、を有している。
サンギヤS2は、キャリアCA1に連結されている。ショートピニオンギヤP2は、キャリアCA2に回転自在に支持されており、サンギヤS2およびロングピニオンギヤP3と噛合している。キャリアCA2は、出力ギヤ55に連結されている。
ロングピニオンギヤP3は、キャリアCA3に回転自在に支持されており、ショートピニオンギヤP2、サンギヤS3およびリングギヤR2(R3)と噛合している。キャリアCA3は、出力ギヤ55に連結されている。
サンギヤS3は、クラッチC1により出力軸42に連結されている。リングギヤR2(R3)は、ブレーキB2により、ギヤケース49に固定され、かつ、クラッチC2により出力軸42に連結されている。また、リングギヤR2(R3)は、ワンウェイクラッチFに連結されており、1速ギヤ段の駆動時に回転不能となっている。
ワンウェイクラッチFは、ブレーキB2と並列に設けられている。すなわち、ワンウェイクラッチFのアウターレースはギヤケース49に固定され、インナーレースはリングギヤR2(R3)に回転軸を介して連結されている。
ブレーキB1、ブレーキB2およびブレーキB3は、回転要素を静止させるものであり、クラッチC1およびクラッチC2は、回転する構成要素同士を結合および切断するものである。ブレーキB1〜B3およびクラッチC1、C2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って構成されている(以下、特に区別しない場合は単にクラッチC、ブレーキBともいう)。
各クラッチCおよび各ブレーキBは、後述する油圧制御回路6のリニアソレノイドSL1〜SL5弁などによって切り替えられ、係合状態および解放状態のうちいずれか一方を取り得るようになっている。
ワンウェイクラッチFは、ある回転要素から他の回転要素に回転伝達を行う際に、一方の回転方向においては二つの回転要素を結合し回転伝達を行うが、他方の回転方向においては結合が解除され空転状態とするものである。なお、ワンウェイクラッチFにより係合される二つの要素の一方は、回転要素でなく固定要素であってもよい。この場合、一方の回転方向において回転要素が固定され、他方の回転方向では回転が許容される。
車両1は、トルクコンバータ3によるトルク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、リニアソレノイド弁SL1〜SL5、リニアソレノイド弁SLTおよびSLUを有しており、自動変速機5の作動油の温度を測定するためのAT油温センサ32をさらに有している。
また、車両1は、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、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の出力軸回転数を検出するための出力軸回転数センサ26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、を備えている。
エンジン回転数センサ21は、エンジン2の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。なお、スロットルセンサ24は、本発明に係る目標変速段設定手段を構成している。
入力軸回転数センサ25は、変速機構4の入力軸回転数、すなわちトルクコンバータ3の出力軸42の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。また、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。なお、出力軸回転数センサ26は、本発明に係る目標変速段設定手段を構成している。
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の操作位置を表す信号を後述する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、後述するEFI−ECU13に出力するようになっている。
AT油温センサ32は、自動変速機5の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度を検出し、検出結果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。このように、AT油温センサ32は、本発明に係る検出手段を構成している。
車両1は、変速要求が発生した場合に、運転者に対してシフトアップおよびシフトダウンを促す変速指示表示部35を備えている。変速指示表示部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とを有している。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、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、上記各センサから入力された各データ、ROMに記憶された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を制御する複数のECUをさらに備えるようにしてもよい。
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、図示しない吸入空気量センサ、吸入空気温度センサ、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、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、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。
ECT−ECU14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いる。また、ECT−ECU14は、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、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、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EFI−ECU13から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、シフトすべき変速段を算出するようになっており、この算出結果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、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。そして、ECT−ECU14は、上記各センサから出力された情報や、ROMに記憶された変速線図を表す変速マップに基づいて、後述する変速指示制御を実行するようになっている。なお、本実施の形態に係るECT−ECU14は、本発明に係る変速指示装置の主要部を構成している。
図3の作動表は、上記各ギヤ段とクラッチC1、C2、ブレーキB1〜B3、ワンウェイクラッチFの作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「×」は解放、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合、「△」は駆動時のみ係合を表している。第1速ギヤ段「1st」を成立させるブレーキB2には並列にワンウェイクラッチFが設けられているため、発進時(加速時)にはクラッチC1のみを係合させ、エンジンブレーキを作用させるときにはクラッチC1とブレーキB2とを係合させるようになっている。
このように本実施の形態に係る自動変速機5は、複数の係合装置すなわちクラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3を選択的に係合させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させるものであり、図3の作動表から明らかなように、クラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3の何れか2つを掴み替える所謂クラッチ・ツウ・クラッチにより連続するギヤ段の変速を行うことができる。このように自動変速機5は、1速〜6速により構成される6つの前進変速段と、1つの後進変速段と、のうちいずれかの変速段をとるようになっている。
図4に示すように、油圧制御回路6は、クラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)AC1、AC2、AB1、AB2、AB3の作動を制御するリニアソレノイド弁SL1〜SL5を備えている。
各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3には、ライン油圧PLがそれぞれリニアソレノイド弁SL1〜SL5によりECT−ECU14からの指令信号に応じた係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3に調圧されてそれぞれ直接的に供給されるようになっている。
このライン油圧PLは、エンジン2により回転駆動される機械式のオイルポンプ47(図2参照)から発生する油圧を元圧として図示しないリリーフ型調圧弁(レギュレータバルブ)によって、調圧されるようになっている。
リニアソレノイド弁SL1〜SL5は、ECT−ECU14によりそれぞれ独立に制御され、各油圧アクチュエータAC1、AC2、AB1、AB2、AB3に供給される油圧が調圧されて、クラッチC1、C2、およびブレーキB1〜B3の係合圧PC1、PC2、PB1、PB2、PB3が制御されるようになっている。そして、自動変速機5は、図3の係合作動表に示すように所定のクラッチC、ブレーキBが係合させられることによって各ギヤ段が成立させられる。
シフトレバー28は、図5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76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。
ECT−ECU14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。なお、ECT−ECU14は、例えばハンドルに設けられた図示しないパドル操作部によって検出された検出結果に基づいて、シーケンシャルシフトを実現するようにしてもよい。
また、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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。
また、手動変速モードにおいて、ECT−ECU14は、コンビネーションメータ内の現在の変速段表示部91(図1参照)に現在の変速段の値を表示させるようになっている。なお、ECT−ECU14は、手動変速モードにおいて、現在の変速段の値でなくシフトレバー28によって指示された変速レンジの値を現在の変速段表示部91に表示させるようにしてもよい。
ECT−ECU14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、ECT−ECU14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。
ECT−ECU14は、図6に示すように、車速およびアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線(変速段の切り換え線)を有する変速マップをROMに記憶するようになっている。この変速マップは、シフトアップ用の変速線を実線で示し、シフトダウン用の変速線を破線で示している。また、シフトアップおよびシフトダウンの各切り換え方向を矢印で示し、各変速段を数字で示している。
また、ECT−ECU14は、AT油温センサ32によって予め定められた設定油温未満の場合に、設定温度以上になるまで例えば2速などの所定の変速段(中間段)への変速を禁止するようになっている。本実施の形態に係る変速機構4は、低温時で作動油の粘性が高い場合、2速への変速を許容すると変速ショックが生じるため、ECT−ECU14は、変速を禁止するようになっている。したがって、ECT−ECU14は、中間段を構成する2速への変速を禁止する一方、その他の変速段への変速を許容するよう制御するようになっている。
これは、2速の変速段を禁止して変速ショックを防止する一方、2速を超えて例えば3速の変速段をとる場合、ある程度車速が高い状態となるので暖機運転の促進を図ることができ、作動油の温度を即座に設定温度以上に維持できるからである。このため、2速の変速段以外の変速段で例えば高い変速段(3速から6速)への変速を許容するようになっている。なお、禁止変速段は、設定温度と対応付けてROMに予め記憶されている。
さらに、ECT−ECU14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促す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、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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。一方、ECT−ECU14は、現在の変速段と目標変速段とが一致している場合には、運転者に対し変速指示を非提示にするようになっている。なお、本実施の形態において前述した変速マップは、図6で示した自動変速モードで用いられる変速マップを用いており、変速線を超えた場合に変速指示を提示することとなる。したがって、本実施の形態に係るECT−ECU14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、ECT−ECU14は、上記のように変速要求が発生した場合には、変速指示表示部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。ECT−ECU14は、図7(a)に示すように、例えばアップシフトの変速要求が発生した場合には、シフトアップランプ36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。なお、本実施の形態においては、シフトアップランプ36あるいはシフトダウンランプ37の点灯状態を図中黒色の矢印で示している。
したがって、本実施の形態に係るECT−ECU14は、変速指示表示部35(シフトアップランプ36およびシフトダウンランプ37)と協働して、現在の変速段と目標変速段とが異なる場合に目標変速段への変速指示を提示する提示手段を構成する。ここで、提示とは、シフトアップランプ36およびシフトダウンランプ37を点灯させる、もしくは点滅させることを意味する。
また、ECT−ECU14は、変速指示表示部35(シフトアップランプ36およびシフトダウンランプ37)と協働して、現在の変速段と目標変速段とが一致する場合に目標変速段への変速指示を非提示する提示手段を構成する。ここで、非提示とは、シフトアップランプ36およびシフトダウンランプ37を点灯させない、もしくは消灯させることを意味する。
また、ECT−ECU14は、運転者によってシフトアップが行われ、当該シフトレバー28の操作を検出した場合には、図7(b)に示すように、変速段表示部91に現在の変速段としての2速を表示させ、シフトアップランプ36を消灯させるよう制御する。また、ECT−ECU14は、運転者によってシフトアップが行われずに、現在の変速段と目標変速段とが一致するような車両の走行状態の場合には、シフトアップランプ36を消灯するよう制御する。
なお、ECT−ECU14は、変更指示表示部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、ECT−ECU14は、AT油温センサ32によって作動油の温度が予め定められた設定温度(閾値)より小さい場合に、予め定められた禁止変速段への変速を禁止するようになっている。本実施の形態おいては、禁止変速段は例えば2速であり、この禁止変速段を予めROMに記憶している。このため、ECT−ECU14は、本発明に係る変速禁止手段を構成している。なお、本実施の形態おいては、禁止変速段は例えば2速であるが、本発明に係る禁止変速段は、自動変速機が取り得る変速段のうち最高変速段(例えば6速)と最低変速段(例えば1速)との間の中間変速段(2速〜5速)であればよい。
このように、ECT−ECU14は、変速要求が発生した場合に、変速指示制御において算出された目標変速段が、上記禁止変速段であるならば、変速指示表示部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、ECT−ECU14は、変速指示制御の実行中において、ROMに記憶された禁止変速段を表す情報を参照するようになっている。そして、ECT−ECU14は、現在の変速段と目標変速段とが異なり、変速指示制御において算出された目標変速段が、前述した禁止変速段に対応する場合に、飛び変速が発生すると判定するようになっている。このため、ECT−ECU14は、仮に変速指示表示部35によって提示された変速指示に従って運転者によって変速操作が実行された場合に、飛び変速が発生するか否かを判定するようになっている。このように、ECT−ECU14は、本発明に係る判定手段を構成している。
ECT−ECU14は、飛び変速が発生すると判定した場合には、変速指示表示部35による変速指示の提示を制限するように制御するようになっている。具体的には、ECT−ECU14は、図8に示すように、例えばアップシフトの変速要求が発生した場合であっても、シフトアップランプ36を非提示すなわち点灯させずに、運転者に対し変速指示を提示しないようになっている。したがって、変速指示表示部35による変速指示が制限されるので、飛び変速が発生することを抑制することができる。このように、ECT−ECU14は、本発明に係る提示制限手段を構成する。
次に、変速指示制御の動作について図9を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、予めECT−ECU14のROMに記憶されているプログラムによって実現され、CPUにより所定の時間間隔で実行される。
図9に示すように、まず、ECT−ECU14は、マニュアルモード中か否かを判断する(ステップS10)。具体的には、ECT−ECU14は、シフトレバー28がSポジションにあるか否かを、操作位置センサ29の検出結果に基づいて判断する。そして、ECT−ECU14は、シフトレバー28がSポジションにある場合には、マニュアルモード中であると判断し(ステップS10でYES)、ステップS11に移行する。一方、シフトレバー28がSポジションにない場合には、マニュアルモード中でないと判断し(ステップS10でNO)、RETURNに移行する。
次に、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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。
次に、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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(図6参照)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。
次に、ECT−ECU14は、現在の変速段を取得する(ステップS13)。具体的には、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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、ECT−ECU14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)、ステップS18に移行する。
次に、ECT−ECU14は、中間段にギヤ段制限があるか否かを判断する(ステップS15)。具体的には、ECT−ECU14は、ステップS12において算出された目標変速段がROMに記憶された禁止変速段に対応するか否かを判断する。そして、ECT−ECU14は、目標変速段が禁止変速段に対応する場合には、中間段にギヤ段制限があると判断し(ステップS15でYES)、ステップS16に移行する。一方、目標変速段が禁止変速段に対応しない場合には、中間段にギヤ段制限がないと判断し(ステップS15でNO)、ステップS17に移行する。
ECT−ECU14は、中間段にギヤ段制限があると判断した場合には(ステップS15でYES)、変速指示表示部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を点灯させず、変速指示を非提示とする(ステップS16)。
一方、ECT−ECU14は、中間段にギヤ段制限がないと判断した場合には(ステップS15でNO)、変速指示表示部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S17)。
次に、ECT−ECU14は、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)、変速指示表示部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を点灯させず、変速指示を非提示する(ステップS18)。
以上のように、実施の形態に係るECT−ECU14は、変速指示表示部35によって提示される変速指示に従って変速操作が実行されると飛び変速が発生すると判定された場合に、変速指示の提示を制限することができる。このため、ECT−ECU14は、運転者が変速指示に従って変速操作をしたのにもかかわらず、運転者が意図した変速段を飛び越えて次の変速段に移行することを抑制することができるので、運転者に対する違和感を与えることを防止することができる。
具体的には、ECT−ECU14は、飛び変速が生じ得る場合には、変速指示表示部35によってシフトダウン指示が提示されないので、飛びシフトダウンを抑制することができ、運転者が想定した以上の減速度や加速度が発生し、運転者に対して違和感を与えるといったことがなく、ドライバビリティに影響を与えることがない。
一方、ECT−ECU14は、飛び変速が生じ得る場合には、変速指示表示部35によってシフトアップ指示が提示されないので、飛びシフトアップを抑制することができ、坂路走行中等で想定していた駆動力より低下してしまうといった違和感を運転者に対して与えるといったことがなく、ドライバビリティに影響を与えることがない。
このように、ECT−ECU14は、従来と比較して最適な変速指示を実行でき、運転者に対して違和感を与えてしまうことを抑制することができる。
また、ECT−ECU14は、現在の変速段と目標変速段とが一致する場合に、変速指示を非提示にするよう変速指示表示部36を制御するので、運転者に対して変速を促さず、最適な変速指示を実行できる。
本実施の形態に係るECT−ECU14は、作動油の油温が設定温度未満で中間ギヤ段にギヤ段制限がある場合には、変速指示の提示を制限するようになっているが、以下に説明する第2の実施の形態に係るECT−ECU14のように、作動油の油温が設定温度未満で中間ギヤ段にギヤ段制限がある場合には、予め異なる変速マップを記憶しておき、この変速マップを用いて変速指示の提示を行うようにしてもよい。
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態における変速指示装置について、説明する。なお、本実施の形態における車両の構成については、第1の実施の形態における車両1と略同様の構成であるので、同一の構成部は同一の符号を付して、その説明を省略する。
まず、本発明の実施の形態における変速指示装置を備えた車両1の特徴的な構成について、説明する。
図10(a)は、本実施の形態に係る通常時の変速マップを示す図であり、説明の便宜上1速〜3速の変速線のみ示している。
ECT−ECU14は、図10(a)に示すように、車速およびアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線(変速段の切り換え線)を有する通常時の変速マップを予めROMに記憶するようになっている。この変速マップは、シフトアップ用の変速線を実線で示し、シフトダウン用の変速線を破線で示している。また、シフトアップおよびシフトダウンの各切り換え方向を矢印で示し、各変速段を数字で示している。
図10(b)は、本実施の形態に係る制限時の変速マップを示す図であり、説明の便宜上1速〜3速のみ示している。
また、ECT−ECU14は、図10(b)に示すように、前述した変速マップと異なり、車速およびアクセル開度に応じた最適な変速段を得るための変速線(変速段の切り換え線)を有する制限時の変速マップを予めROMに記憶するようになっている。この変速マップは、シフトアップ用の変速線を実線で示し、シフトダウン用の変速線を破線で示している。また、シフトアップあるいはシフトダウンの前後における変速段を各変速線の上部に数字で示している。
また、ECT−ECU14は、AT油温センサ32によって予め定められた設定油温未満の場合に、設定温度以上になるまで例えば2速などの所定の変速段(中間段)への変速を禁止するようになっている。本実施の形態に係る変速機構4は、低温時で作動油の粘性が高い場合、2速への変速を許容すると変速ショックが生じるため、ECT−ECU14は、変速を禁止するようになっている。したがって、ECT−ECU14は、中間段を構成する2速への変速を禁止する一方、その他の変速段への変速を許容するよう制御するようになっている。
これは、2速の変速段を禁止して変速ショックを防止する一方、2速を超えて例えば3速の変速段をとる場合、ある程度車速が高い状態となるので暖機運転の促進を図ることができ、作動油の温度を即座に設定温度以上に維持できるからである。このため、2速の変速段以外の変速段で例えば高い変速段(3速から6速)への変速を許容するようになっている。なお、禁止変速段は、設定温度と対応付けてROMに予め記憶されている。
そこで、図10(b)に示す制限時の変速マップは、例えば2速などの中間ギヤ段が制限されている場合に、図10(a)と比較して飛び変速が発生しても運転者に対して違和感のない領域に変速線を定義している。すなわち、図10(b)に示す制限時の変速マップは、ECT−ECU14が、アクセル開度が低開度のときは1速で極力引っ張ってアップシフト指示、3速で極力低車速まで粘ってダウンシフト指示するよう定義している。
ECT−ECU14は、手動変速モード、すなわちマニュアル変速モードで、作動油の油温が設定温度未満で中間ギヤ段にギヤ段制限がある場合には、通常の変速マップから制限時の変速マップに切り替えて変速指示制御を実行するようになっている。また、ECT−ECU14は、自動変速モードの場合、通常時の変速マップと制限時の変速マップとを作動油の油温に応じて切り替えて変速制御を実行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11を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、予めECT−ECU14のROMに記憶されているプログラムによって実現され、CPUにより所定の時間間隔で実行される。
図11に示すように、まず、ECT−ECU14は、マニュアルモード中か否かを判断する(ステップS20)。具体的には、ECT−ECU14は、シフトレバー28がSポジションにあるか否かを、操作位置センサ29の検出結果に基づいて判断する。そして、ECT−ECU14は、シフトレバー28がSポジションにある場合には、マニュアルモード中であると判断し(ステップS20でYES)、ステップS21に移行する。一方、シフトレバー28がSポジションにない場合には、マニュアルモード中でないと判断し(ステップS20でNO)、RETURNに移行する。
次に、ECT−ECU14は、車両1の走行状態を取得する(ステップS21)。本実施の形態においては、ECT−ECU14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。
次に、ECT−ECU14は、ステップS21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S22)。具体的には、ECT−ECU14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S21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。
次に、ECT−ECU14は、現在の変速段を取得する(ステップS23)。具体的には、ECT−ECU14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、ECT−ECU14は、変速要求が発生しているか否かを判断する(ステップS24)。具体的には、ECT−ECU14は、ステップS12において算出した目標変速段と、ステップS23において取得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、ECT−ECU14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S24でYES)、ステップS25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S24でNO)、RETURNに移行する。
次に、ECT−ECU14は、中間段にギヤ段制限があるか否かを判断する(ステップS25)。具体的には、ECT−ECU14は、ステップS22において算出された目標変速段がROMに記憶された禁止変速段に対応するか否かを判断する。そして、ECT−ECU14は、目標変速段が禁止変速段に対応する場合には、中間段にギヤ段制限があると判断し(ステップS25でYES)、ステップS26に移行する。一方、目標変速段が禁止変速段に対応しない場合には、中間段にギヤ段制限がないと判断し(ステップS25でNO)、ステップS27に移行する。
ECT−ECU14は、中間段にギヤ段制限があると判断した場合には(ステップS25でYES)、図10(b)に示す制限時の変速マップ、すなわち制限時の閾値に基づいて変速指示表示部35を制御し、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S26)。
一方、ECT−ECU14は、中間段にギヤ段制限がないと判断した場合には(ステップS25でNO)、図10(a)に示す通常の変速マップ、すなわち通常の閾値に基づいて変速指示表示部35を制御し、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S27)。
以上のように、実施の形態に係るECT−ECU14は、手動変速モードで、作動油の油温が設定温度未満で中間ギヤ段にギヤ段制限がある場合には、通常の変速マップから制限時の変速マップに切り替えて変速指示制御を実行することができる。この結果、飛び変速が発生し得る場合であっても運転者に対して違和感のない領域で変速指示を提示することができる。したがって、意図しない変速段へ移行した場合であっても運転者に対する違和感を与えることを防止することができる。
具体的には、ECT−ECU14は、飛び変速が生じ得る場合には、変速指示表示部35によってシフトダウン指示が運転者に対して違和感のない車両の走行状態(アクセル開度および車速)で提示されるので、運転者が想定した以上の減速度や加速度が発生し、運転者に対して違和感を与えるといったことがなく、ドライバビリティに影響を与えることがない。
一方、ECT−ECU14は、飛び変速が生じ得る場合には、変速指示表示部35によってシフトアップ指示が運転者に対して違和感のない車両の走行状態(アクセル開度および車速)で提示されるので、坂路走行中等で想定していた駆動力より低下してしまうといった違和感を運転者に対して与えるといったことがなく、ドライバビリティに影響を与えることがない。
このように、ECT−ECU14は、従来と比較して最適な変速指示を実行でき、運転者に対して違和感を与えてしまうことを抑制することができる。
なお、上述した各実施の形態では、トルクコンバータ3および変速機構4を用いて自動変速機5を構成しているが、自動変速機5は図示したものに限定されない。本発明に係る自動変速機は、所謂手動変速機におけるクラッチ操作を自動化させた半自動変速機も含む。
上述した各実施の形態では、運転者による手動変速を可能にするため、自動変速機5は、シフトレバー28を備えた構成であるが、シフトレバー28の他にパドルなどの他の形態の操作子を含む構成であってもよい。この場合、自動変速モードでパドルが操作された場合には、手動変速モードに移行するようにする。
上述した各実施の形態では、本発明に係る変速指示装置としてECT−ECU14を用いて説明したが、これに限定されず、車両1に用いられる他のECUを用いて構成することができる。
以上のように、本発明に係る変速指示装置は、従来と比較して最適な変速指示を実行でき、運転者に対して違和感を与えてしまうことを抑制することができるという効果を奏するものであり、車両に搭載される変速指示装置として有用である。