JP5870535B2 - 自動変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンに連結された変速機を変速する自動変速制御装置に関する。

車両のスリップや横滑りを防止するためにスリップ量や車両姿勢を検出してエンジン出力（エンジントルク）を制限する安全システム（例えば、ＡＳＲ（アンチ・スリップ・レギュレータ）やＥＳＣ（エレクトロニック・スタビリティ・コントロール））が車両に装備されている場合、それらの安全システムが作動しているときには変速機の自動変速を行わないことで安全システムの効果を高めている。

具体的には、安全システムがエンジン出力を制限している状態を検出した場合に、変速機の自動変速を禁止し、その後、安全システムがエンジン出力の制限を解除した状態を検出した場合には、変速機の自動変速禁止を解除して変速機の自動変速を許可する。

なお、特許文献１には、自動変速機に給排する油の油温を検出する油温検出手段と、前記油温が第１の所定油温よりも高くなった場合に、エンジンの出力を制限するエンジン出力制限手段と、前記油温が第１の所定油温よりも低い第２の所定油温よりも低くなった場合に、前記エンジンの出力制限を解除するエンジン出力制限解除手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、前記エンジンの出力制限中に前記車両に加速要求がされた場合に、前記エンジンの出力制限を中止するエンジン出力制限中止手段と、を備える自動変速機の制御装置が記載されている。

特開２００８−２１５２３７号公報

上述の安全システムは、エンジン出力の制限が不要になった場合に、エンジン出力の制限を急に解除せずにエンジン出力の制限を少しずつ解除する場合がある（徐変制御）。例えば、安全システムは、エンジン出力制限値を「５０％→１００％」と急に上げずに、エンジン出力制限値を「５０％→５５％→６０％→・・・・→８５％→１００％」のように段階的に１００％に近づけてからエンジン出力の制限を解除する。

これに対し、自動変速制御装置側は安全システム側がエンジン出力の制限を完全に停止するまでは変速機の自動変速を禁止しているため、エンジン出力制限手段がエンジン出力の制限を少しずつ解除している間も変速機の変速許可の判定を行わない。このため、変速機を自動変速できない状態が継続し、エンジン回転が上昇しているにも関わらずシフトアップできず煩わしいと運転者が感じる場合があった。

そこで、本発明の目的は、エンジン出力制限手段による徐変制御移行後に速やかに変速機の変速禁止を解除して変速機の変速を許可することで、変速機を適切に変速できる自動変速制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、エンジンに連結された変速機を変速する自動変速制御装置において、車両の走行状態に応じて、エンジン出力を制限するエンジン出力制限手段と、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力の制限中は、前記変速機の変速を禁止する変速禁止手段と、前記エンジン出力制限手段がエンジン出力の制限を徐々に解除する徐変制御を行っていると判定したときには、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力の制限中であっても、前記変速禁止手段による前記変速機の変速禁止を解除して前記変速機の変速を許可する変速禁止解除手段とを備えたものである。

前記エンジン出力制限手段は、車両の運転状態に応じて得られるエンジン出力に対してエンジン出力制限値を乗算することで、エンジン出力を制限するものであり、前記変速禁止解除手段は、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間継続し、且つ、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力制限値が所定値以上であるときに、前記エンジン出力制限手段が前記徐変制御を行っていると判定するものであっても良い。

エンジン出力制限値の所定値は、前記車両の積載量に応じて可変するように設定されても良い。

前記変速禁止解除手段は、前記エンジン出力制限手段が前記徐変制御を行っているという条件に加え、エンジン回転が所定値以上であるという条件が成立したときに、前記変速禁止手段による前記変速機の変速禁止を解除して前記変速機の変速を許可するものであっても良い。

エンジン回転の所定値は、前記車両の積載量に応じて可変するように設定されるものであっても良い。

本発明によれば、エンジン出力制限手段による徐変制御移行後に速やかに変速機の変速禁止を解除して変速機の変速を許可することで、変速機を適切に変速できる自動変速制御装置を提供することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る自動変速制御装置の概略図である。 変速禁止開始及び変速禁止解除の制御回路を示す図である。 エンジン出力制限値の時間変化を示す図である。 変速禁止開始及び変速禁止解除の制御回路の変形例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示すように、エンジン（本実施形態ではディーゼルエンジン）Ｅと変速機Ｔ／Ｍとの間には、流体継手（フルードカップリング、トルクコンバータ）２と変速クラッチ（湿式多板クラッチ）３とが直列に介設されている。流体継手２はエンジンＥ側に配置され、変速クラッチ３は変速機Ｔ／Ｍ側に配置されている。

流体継手２は、車両の発進時にクリープを生じさせるものであり、エンジンＥの出力軸（クランク軸）１ａに接続されたケーシング１８と一体に回転するポンプ部４と、ケーシング１８内でポンプ部４に対向され変速クラッチ３の入力軸３ａに接続されたタービン部５と、タービン部５とポンプ部４との間に介設されたステータ部６とから主に構成される。ポンプ部４とタービン部５とは、ロックアップ装置２０により、締結・切離される。ロックアップ装置２０は、ポンプ部４とタービン部５との間に介設されたロックアップクラッチ７と、そのロックアップクラッチ７を作動する油圧回路１９とからなる。

変速クラッチ３は、その入力軸３ａが流体継手２のタービン部５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍの入力軸８に接続されており、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間を断接するものである。変速クラッチ３は、変速機Ｔ／Ｍを変速する際、ギヤ抜き前に断され、ギヤイン後に接される。変速クラッチ３は、常時はスプリング（図示せず）で断方向に付勢され、油圧回路１９からの圧油によって接にされる。詳しくは、変速クラッチ３は、油が満たされたクラッチケーシング（図示せず）内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ互い違いにクラッチプレート（或いはクラッチディスク）がスプライン噛合され、これらクラッチプレート同士を押し付け合い、或いは解放して、変速クラッチ３の接続・分断を行うものである。なお、変速クラッチ３は、油圧によって作動されるものに限られず、オイル以外の流体（例えば水等）によって作動されるものでもよい。

変速機Ｔ／Ｍは、変速クラッチ３の出力側に連結された入力軸８と、この入力軸８と同軸に配置された出力軸９と、これら入力軸８及び出力軸９に平行に配置された副軸１０とを有し、所謂マニュアル式のものである。入力軸８には、入力主ギヤ１１が設けられている。出力軸９には、１速主ギヤＭ１と、２速主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、４速主ギヤＭ４と、リバース主ギヤＭＲとがそれぞれ軸支されていると共に、６速主ギヤＭ６が固設されている。副軸１０には、入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１に噛合する１速副ギヤＣ１と、２速主ギヤＭ２に噛合する２速副ギヤＣ２と、３速主ギヤＭ３に噛合する３速副ギヤＣ３と、４速主ギヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４と、リバース主ギヤＭＲにアイドルギヤＩＲを介して噛合するリバース副ギヤＣＲとがそれぞれ固設されていると共に、６速主ギヤＭ６に噛合する６速副ギヤＣ６が軸支されている。

この変速機Ｔ／Ｍによれば、出力軸９に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライン噛合すると、出力軸９がリバース回転し、上述のスリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛合すると、出力軸９が１速相当で回転する。出力軸９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にスプライン噛合すると、出力軸９が２速相当で回転し、上述のスリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプライン噛合すると、出力軸９が３速相当で回転する。出力軸９に固定されたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると、出力軸９が４速相当で回転し、上述のスリーブＳ／４５を入力主ギヤ１１のドグＤ５にスプライン噛合すると、出力軸９が５速相当（直結）で回転する。副軸１０に固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合すると、出力軸９が６速相当で回転する。

上述の各スリーブＳは、運転者が運転室内のシフトレバー２１を操作することによって図示しないシフトフォーク及びシフトロッドを介してマニュアル操作されるか（マニュアル変速モード）、或いは図示しないギヤシフトアクチュエータがエンジンＥの運転状態（アクセルペダル２３の踏み込み量、車速等）に応じて上述のシフトフォーク及びシフトロッドを作動することでオートマチックに操作される（オート変速モード）。マニュアル変速モード或いはオート変速モードにより変速機Ｔ／Ｍのギヤ段が切り替えられる際には、現ギヤ段のギヤ抜き前に変速クラッチ３が断とされ、他のギヤ段へのギヤイン後に変速クラッチ３が接とされる。

変速機Ｔ／Ｍの入力主ギヤ１１又は入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２の近傍には、変速機Ｔ／Ｍの入力軸８の回転数（変速機入力軸回転数）を検出する回転センサ２７が設けられており、その回転センサ２７の検出値が制御手段（ＥＣＵ）２２に入力されるようになっている。ＥＣＵ２２は、回転センサ２７の検出値（変速機入力軸回転数）が設定値（例えば、８００ｒｐｍ）以下のときには、流体継手２のロックアップ装置２０（油圧回路１９）を断側に作動させてロックアップクラッチ７を断とし、設定値（例えば、１０００ｒｐｍ）以上となったとき、ロックアップ装置２０（油圧回路１９）を接側に作動させてロックアップクラッチ７を接とする。

また、アクセルペダル２３の踏み込み量は、アクセルセンサ２４により検出され、その踏み込み量がＥＣＵ２２に入力される。またブレーキペダル２５の踏み込み量は、ブレーキセンサ２６により検出され、その踏み込み量がＥＣＵ２２に入力される。

ここで、本実施形態に係る自動変速制御装置は、車両の走行状態に応じて、エンジン出力（エンジントルク）を制限するエンジン出力制限手段（安全システム）３０と、所定の変速禁止開始条件が成立したときに、変速機Ｔ／Ｍの変速を禁止する変速禁止手段３１と、変速機Ｔ／Ｍの変速禁止中に所定の変速禁止解除条件が成立したときに、変速禁止手段３１による変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可する変速禁止解除手段３２とを備える。本実施形態では、ＥＣＵ２２に、エンジン出力制限手段３０、変速禁止手段３１及び変速禁止解除手段３２が装着される。なお、エンジン出力制限手段３０、変速禁止手段３１及び変速禁止解除手段３２をそれぞれ、ＥＣＵ２２とは別のＥＣＵ等に設けても良い。

エンジン出力制限手段３０（ＥＣＵ２２）は、車両のスリップや横滑り等を防止するために、車両の走行状態（スリップ量や車両姿勢等）に応じて、エンジン出力を制限する。具体的には、エンジン出力制限手段３０は、車両の運転状態（例えば、回転センサ２７により検出される変速機入力軸回転数（エンジン回転）や、アクセルセンサ２４により検出されるアクセルペダル２３の踏み込み量）に応じて得られるエンジン出力に対して、車両の走行状態（スリップ量や車両姿勢等）に応じて得られるエンジン出力制限値（０％〜１００％）を乗算することで、目標となるエンジン出力を算出するようになっている。

図２に示すように、変速禁止手段３１（ＥＣＵ２２）は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が１００％から１００％以外に変化したとき、又は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値（所定値）以下であるとき、変速機Ｔ／Ｍの変速を禁止する変速禁止開始条件ＯＲ部３３を有する。よって、変速禁止手段３１は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が１００％から１００％以外に変化したという条件が成立したとき、又は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値（例えば、４０％）以下であるという条件が成立したとき、変速機Ｔ／Ｍの変速を禁止する。エンジン出力制限値が１００％から１００％以外に変化したときには、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力の制限が開始されたとみなせるためである。エンジン出力制限値がキャリ値（例えば、４０％）以下となったときを変速禁止開始条件とするのは、何らかの要因で所謂徐変制御から再びエンジン出力の制限に復帰したような場合に、変速機Ｔ／Ｍの変速を禁止する必要があるためである。

図２に示すように、変速禁止解除手段３２（ＥＣＵ２２）は、後述する変速禁止解除条件ＡＮＤ部３５からの出力信号が入力されたとき、又は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が１００％であるとき、又は、エンジン出力制限手段３０から信号の受信が所定時間（一定時間）できないとき、変速禁止手段３１による変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可する変速禁止解除条件ＯＲ部３４を有する。

変速禁止解除条件ＡＮＤ部３５には、変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可する必須の条件として２つの信号が入力されている。

第１の信号は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間（一定時間）継続したことを示す信号である。エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間（例えば、０．２ｓ）継続した状態は、エンジン出力制限手段３０がエンジン出力の制限を急に解除せずにエンジン出力の制限を徐々に解除する徐変制御を行っているとみなせるためである。第１の信号は、エンジン出力制限手段３０からの信号を図示しない比較器に適用することで得られる。

第２の信号は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値（所定値）以上であることを示す信号である。エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値（例えば、５０％）以上であるときは、スリップや横滑りの防止のためにエンジン出力の制限を行っているのではなく徐変制御に移行したとみなせるためである。第２の信号は、エンジン出力制限手段３０からの信号を図示しない比較器に適用することで得られる。

よって、変速禁止解除手段３２は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間（例えば、０．２ｓ）継続し、且つエンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値（例えば、５０％）以上であるという条件が成立したとき、又は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が１００％であるという条件が成立したとき、又は、エンジン出力制限手段３０から信号の受信が所定時間（例えば、１ｓ）できないという条件が成立したとき、変速禁止手段３１による変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可する。エンジン出力制限値が１００％であるときには、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力の制限が停止したとみなせるためである。エンジン出力制限手段３０から信号の受信が所定時間（例えば、１ｓ）できないときを変速禁止解除条件とするのは、何らかの不具合でエンジン出力制限手段３０から信号の受信ができないときには、変速禁止手段３１による変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可する必要があるためである。

さらに、本実施形態に係る自動変速制御装置では、車両の積載量（或いは重量）によってスリップし易さ等が異なるため、上述のキャリ値（エンジン出力制限値の所定値）を、車両の積載量によって可変できるように設定した。具体的には、上述のキャリ値（エンジン出力制限値の所定値）を、車両の積載量が大きくなるに従い小さくなるように設定した。車両の積載量が大きくなる程スリップ等し易くなるため、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力制限値が小さくなり、徐変制御へもエンジン出力制限値がより小さい領域で移行すると考えられるためである。車両の積載量は、例えば、従来より車両に具備されている加速度センサからの加速度信号に基づいて算出される。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。

図３は、エンジン出力制限手段３０が車両発進時のスリップを防止するためにエンジン出力の制限を行っているときのデータ（エンジン出力制限値の時間変化）である。

図３に示すＡの領域ではエンジン出力制限手段３０が意図的にエンジン出力の制限を行っているが、次のＢの領域ではエンジン出力制限手段３０がエンジン出力の制限を解除するまでの徐変制御を行っている場合がある。図３に示すＢの領域では変速機Ｔ／Ｍを変速しても安全であるが、従来の自動変速制御装置では変速機Ｔ／Ｍの変速禁止が継続するため煩わしいと運転者が感じる場合がある。

そこで、本実施形態に係る自動変速制御装置では、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力の制限が図３に示すＢの領域であるか否か（つまり、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力の制限が徐変制御に移行したか否か）を判断し、図３に示すＢの領域である（つまり、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力の制限が徐変制御に移行した）と判定したときに、変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可するようにしている。

具体的には、変速禁止解除手段３２は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間継続し、且つエンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値以上であるという条件が成立したときには、エンジン出力制限手段３０によるエンジン出力の制限中（エンジン出力制限値が１００％以外である状態）であっても、変速禁止手段３１による変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可するようになっている。

従って、本実施形態に係る自動変速制御装置によれば、エンジン出力の制限を解除するまでの徐変制御移行後に速やかに変速機Ｔ／Ｍの変速禁止が解除されて変速機Ｔ／Ｍの変速が許可されることとなるので、変速機Ｔ／Ｍを適切に変速できる。

また、本実施形態に係る自動変速制御装置では、上述のキャリ値（エンジン出力制限値の所定値）を車両の積載量によって可変できるように設定したので、車両の積載量によって変わり得る徐変制御移行時期を的確に判断でき、変速機Ｔ／Ｍをより適切に変速できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、変速禁止解除手段３２（ＥＣＵ２２）は、エンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間継続し、且つエンジン出力制限手段３０からのエンジン出力制限値がキャリ値（所定値）以上であり、且つエンジン回転がキャリ値（所定値）以上であるという条件が成立したときに、変速禁止手段３１による変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可するものであっても良い。

係る場合、図４に示すように、変速禁止解除手段３２は、変速禁止解除条件ＡＮＤ部３６を有する。変速禁止解除条件ＡＮＤ部３６には、変速機Ｔ／Ｍの変速禁止を解除して変速機Ｔ／Ｍの変速を許可する必須の条件として、上述の第１及び第２の信号に加え、第３の信号が入力される。第３の信号は、エンジン回転（エンジン回転数）がキャリ値（例えば、２５００ｒｐｍ）以上であることを示す信号である。エンジン回転がキャリ値（例えば、２５００ｒｐｍ）以上である状態は、シフトアップが可能であるとみなせるためである。第３の信号は、回転センサ２７からの信号を図示しない比較器に適用することで得られる。また、上述のキャリ値（エンジン出力制限値の所定値、エンジン回転の所定値）をそれぞれ、車両の積載量によって可変できるように設定しても良い。具体的には、上述のキャリ値（エンジン出力制限値の所定値、エンジン回転の所定値）をそれぞれ、車両の積載量が大きくなるに従い小さくなるように設定することが考えられる。

２２ ＥＣＵ
３０ エンジン出力制限手段
３１ 変速禁止手段
３２ 変速禁止解除手段
Ｅ エンジン
Ｔ／Ｍ 変速機

Claims (4)

1. エンジンに連結された変速機を変速する自動変速制御装置において、
   車両の走行状態に応じて、エンジン出力を制限するエンジン出力制限手段と、
   前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力の制限中は、前記変速機の変速を禁止する変速禁止手段と、
   前記エンジン出力制限手段がエンジン出力の制限を徐々に解除する徐変制御を行っていると判定したときには、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力の制限中であっても、前記変速禁止手段による前記変速機の変速禁止を解除して前記変速機の変速を許可する変速禁止解除手段と、
   を備え、
   前記エンジン出力制限手段は、車両の運転状態に応じて得られるエンジン出力に対してエンジン出力制限値を乗算することで、エンジン出力を制限するものであり、前記変速禁止解除手段は、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力制限値が増加方向である状態が所定時間継続し、且つ、前記エンジン出力制限手段によるエンジン出力制限値が所定値以上であるときに、前記エンジン出力制限手段が前記徐変制御を行っていると判定する
   ことを特徴とする自動変速制御装置。
2. エンジン出力制限値の所定値は、前記車両の積載量に応じて可変するように設定される請求項１に記載の自動変速制御装置。
3. 前記変速禁止解除手段は、前記エンジン出力制限手段が前記徐変制御を行っているという条件に加え、エンジン回転が所定値以上であるという条件が成立したときに、前記変速禁止手段による前記変速機の変速禁止を解除して前記変速機の変速を許可する請求項１又は２に記載の自動変速制御装置。
4. エンジン回転の所定値は、前記車両の積載量に応じて可変するように設定される請求項３に記載の自動変速制御装置。