JP7356637B2 - 変速機システム - Google Patents
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Description
このように構成された本発明によれば、運転者による駆動力の切断操作(第1操作量位置への操作およびその第1操作量位置での保持)と、運転者によるエンジン回転数合わせ操作後の変速操作および駆動力の伝達の再開操作(保持していた第1操作量位置から第2操作量位置に向けた変速操作)とを適切に区別して感じるようにさせ、これにより、より的確に各操作を行わせることができる。
このように構成された本発明によれば、より確実に、変速操作の操作量を検知することができる。
このように構成された本発明によれば、運転者が、変速モード設定操作部により、自動回転同期モードも選択することができるので、自らの意思によるタイミングで素早く的確にシフトダウンを行いたい、または、複雑な操作を行わずにシフトダウンを行いたいという要望にも応えることができる。
このように構成された本発明によれば、所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合でも、自動回転同期モードが実行される。このため、第1ステップの実行時から第2ステップの実行時までの間、駆動力の伝達が停止されていることに起因する危険な状態を回避することができる。
このように構成された本発明によれば、第1操作量の変速操作が行われた後、所定時間以内に第2操作量の変速操作が行われない場合には、車速またはエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択するので、第1ステップの実行により駆動力の伝達が停止された状態で車両が長時間走行するのを回避すると共に、車両の走行状態に応じた適切な変速段を選択することができる。
このように構成された本発明によれば、第2操作量の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、変速段が維持されるので、エンジン回転数が低い状況での低速側への変速による予期せぬエンジン停止や過度なショックが発生したりするのを防止することができる。
このように構成された本発明によれば、第2操作量の変速操作を行ったときのエンジン回転数が低く、変速段が維持された場合には、報知装置により報知されるので、運転者は自己の変速操作が不適切であったことを認識できる。また、変速段の維持が報知されることにより、変速操作を行ったにも関わらず変速が実行されなかったという誤解を運転者に与えるのを防止することができる。
このように構成された本発明によれば、第2ステップ実行時に所定値以上の加速度変動が検出された場合には、変速操作が不適切であった旨が報知されるので、運転者は自己の変速操作の適否を客観的に認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。
まず、図2に示すように、本実施形態の変速機システムを搭載した車両1の車室前部には、運転者が変速操作を行う変速操作部として、運転席の側方側に設けられ、シフトレバー14を備えるシフトレバー装置15と、ステアリングホイール装置16に設けられ、左右のパドルシフトレバー(パドルスイッチ)16a、16bを備えるパドルシフトレバー装置17とが設けられている。
ここで、本実施形態において、自動変速機6は、「自動変速モード」または「マニュアルモード」を設定可能に構成されている。
「自動変速モード」は、Dレンジにおいて、自動変速機6の変速タイミングおよび変速段の選択を自動で制御するモードである。一方、「マニュアルモード」は、自動変速機6の変速タイミングおよび変速段を運転者が任意に選択可能にするモードである。
ここで、「自動回転同期モード」は、運転者が選択した変速段へ変速する際、その変速段に合ったエンジン回転数となるようにエンジン2の回転数の同期が自動で実行されるモードである。一方、「マニュアル回転同期モード」は、後述するように、運転者が選択した低速側の変速段へ変速する際、その変速段に合わせるためのエンジン2の回転数の同期を運転者のアクセルペダル操作で行えるようにするモードである。
なお、このマニュアルモードでは、モーメンタリ式のシフト機構により、運転者がNポジション、「-」ポジション、または、「+」ポジションでシフトレバー14から手を離すなどして操作力を0にすると、シフトレバー14は、中立位置であるMポジションに復帰する。
図4に示すように、本実施形態では、上述したシフトレバー14のマニュアルモードにおいて、運転者が、中立位置であるMポジションから、Nポジションおよび「-」ポジションの各位置へシフトレバー14を操作する際に、操作力がストロークに対して非線形に変化する特性が得られるようにしている。
その後、第1操作量(1段階目)のNポジション近傍で、ストローク量に対する操作力変化を一定とし、運転者がシフトレバー14をNポジションに保持し易くなるようにしている。
本実施形態では、図4のような操作力特性により、運転者が、シフトレバー14のMポジションからNポジションへの操作と、Nポジションでの保持操作と、Nポジションから「-」ポジションへの2段階目の操作とを適切に区別して感じるようにさせ、これにより、的確に各操作を行わせるようにしている。
図5に示すように、シフトレバー装置15のシフトレバー14は、回動軸15aまわりに回動するようになっており、操作反力発生機構18により、運転者によるシフトレバー14の操作に伴う回動量(ストローク量)に対して、図4に示すような操作反力を発生させるようになっている。
図6に示すように、変速機システム20は、ECU(電気制御ユニット/コントローラ)22と、これに信号を入力するシフトレバー装置15、変速モード設定操作部14a、パドルシフトレバー装置17、アクセル開度センサ24、車速センサ26、勾配センサ28、および、加速度センサ30を備えている。さらに、変速機システム20は、ECU22からの制御信号が入力される自動変速機6、クラッチ4、および、報知装置である表示装置32およびスピーカ34を備えている。また、ECU22には、エンジン2も接続されており、制御信号により制御される。
なお、変形例として、シフトレバー14の中立位置(Mポジション)に対する移動距離を1つのストロークセンサ(リニアセンサなど)で検出し、その信号をECU22に入力するように構成してもよい。
このようなシフトレバー装置15の各ポジションセンサまたはストロークセンサにより、シフトレバー14が、上述した第1操作量または第2操作量(図3(b)参照)に達したことが検知可能となる。
このようなパドルシフトレバー装置17の各ポジションセンサまたはストロークセンサにより、左側パドルシフトレバー16aが、上述した第1操作量または第2操作量(図3(b)参照)に達したことが検知可能となる。
車速センサ26は、変速機システム20が搭載されている車両1の車速を検出し、検出信号をECU22に入力するように構成されている。
勾配センサ28は、変速機システム20を搭載した車両1が走行している路面の勾配を検出し、検出信号をECU22に入力するように構成されている。
加速度センサ30は、変速機システム20が搭載されている車両1の前後方向加速度を検出し、検出信号をECU22に入力するように構成されている。
特に、変速操作検知部22bは、シフトレバー装置15の各ポジションセンサからの入力信号に基づいて、シフトレバー14が、マニュアルモードのNポジション、「-」ポジション、「+」ポジションに操作されたことを検知する。
また、変速操作検知部22bは、パドルシフトレバー装置17の各ポジションセンサからの入力信号に基づいて、左側パドルシフトレバー16aについてはNポジション、「-」ポジションに操作されたことを検知し、また、右側パドルシフトレバー16bについては「+」ポジションに操作されたことを検知する。
また、変速操作検知部22bは、左側パドルシフトレバー16aのNポジションと、「-」ポジションとを検知することにより、左側パドルシフトレバー16aが上述した第1操作量または第2操作量(図3(c)参照)に達したことを検知するよう構成されている。
変形例としてのストロークセンサを用いた場合は、変速操作検知部22bは、その検出されたストローク量に基づいて、シフトレバー14の第1操作量または第2操作量(図3(b)参照)、および、左側パドルシフトレバー16aの第1操作量または第2操作量(図3(c)参照)を検知するよう構成される。
変速制御部22aは、自動変速機6が「自動モード」に設定されている場合には、車速センサ26やアクセル開度センサ24によって検出された検出信号に基づいて適切な変速段を選択し、自動変速機6の変速段を切り替える。本実施形態において、自動変速機6は、遊星歯車機構による動力伝達経路を、変速用クラッチ6aである複数のクラッチ、ブレーキの断接により切り替える有段式の変速機である。変速制御部22aは、所定のタイミングでクラッチ4および変速用クラッチ6aを断接し、変速段を切り替えるように構成されている。
また、シフトレバー14がMポジションから「+」ポジションにシフトレバー14が操作され、または、右側パドルシフトレバー16bが操作されると、自動変速機6を高速側の変速段に変速するための操作が行われたことが変速操作検知部22bによって検知される。
これらの運転者の変速操作が変速操作検知部22bによって検知されると、変速制御部22aは、変速操作に応じて自動変速機6を低速側または高速側の変速段に切り替える。
図7は、本発明の実施形態による変速機システム20においてマニュアル回転同期モードが設定された場合における処理を示すフローチャートであり、図8乃至図12は、本発明の実施形態による変速機システム20のマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。図7において、Sは各ステップを示す。
図9では、本実施形態の変形例として、ストロークセンサが、シフトレバー14またはパドルシフトレバー16aのストローク量に対して線形に変化するシフトダウン信号(電圧)を出力する場合を示す。この変形例では、このようなシフトダウン信号に対して、2つのシフトダウン信号閾値1、2を用いて、上述した第1のシフトダウン要求操作および第2のシフトダウン要求操作を検知する。すなわち、ECU22の変速操作検知部22bは、図9に示すように、シフトダウン信号が第1の閾値を超えた時点(時刻t2)を、第1のシフトダウン要求操作がなされた時点と検知し、その後、シフトダウン信号が第2の閾値に達した時点(時刻t6)を、第2のシフトダウン要求操作がなされた時点と検知する。
まず、図10に示す例では、時刻t11において、第1のシフトダウン要求操作を行っている。これにより、図7に示すフローチャートにおける処理は、S3からS4に進む。S4では、変速制御部22aは、マニュアル回転同期モードの第1ステップとして、クラッチ4に信号を送り、駆動力の伝達を停止させる。さらに、変速制御部22aは自動変速機6に信号を送り、図10の時刻t12において、自動変速機6がニュートラルに切り替えられる。
まず、図11に示す例では、時刻t21において、運転者はブレーキペダル(図示せず)を踏み込み、車両1を減速させている。次いで、時刻t22において、第1のシフトダウン要求操作を行っている。これにより、図7に示すフローチャートにおける処理は、S3からS4に進む。S4では、変速制御部22aはクラッチ4および自動変速機6に信号を送り、図11の時刻t23において、自動変速機6をニュートラルに切り替える。S4の後、図7に示すフローチャートにおける処理は、S5→S10→S5の処理を繰り返し、運転者による第2のシフトダウン要求操作を待っている。
まず、図12に示す例では、時刻t31において、運転者はブレーキペダル(図示せず)を踏み込み、車両1を減速させている。次いで、時刻t32において、第1のシフトダウン要求操作を行っている。これにより、図7に示すフローチャートにおける処理は、S3からS4に進む。S4では、変速制御部22aはクラッチ4および自動変速機6に信号を送り、図12の時刻t33において、自動変速機6をニュートラルに切り替える。
本発明の実施形態の変速機システム20によれば、運転者によるシフトレバー14、16aの変速操作の操作量が所定の第1操作量(図3(b)、図3(c)、図7の時刻t2等)に達したことが検知されると、動力伝達系の断接機構であるクラッチ4に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第1ステップと、変速操作の操作量が第1の操作量より大きい所定の第2操作量(図3(b)、図3(c)、図7の時刻t2等))に達したことが検知されると、クラッチ4に制御信号を送り、変速機6が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第2ステップと、によって変速機6の低速側への切り替えが完了する。このとき、駆動力の伝達が停止される第1ステップの実行時から、駆動力の伝達が再開される第2ステップの実行時までの間に、運転者は、自ら、エンジン2の回転数を低速側の変速機の回転数に合わせるためにアクセルペダル等の操作(図7の実線、時刻t4~t5等)を行うことができる。これにより、運転者に車両を操る感覚をより感じさせることができ、また、手動運転スキルの向上という楽しみも感じさせることができる。
2 エンジン
4 クラッチ(断接機構)
6 自動変速機(変速機)
6a 変速用クラッチ
8 プロペラシャフト
10 ドライブシャフト
12 車輪
14 シフトレバー(変速操作部)
14a 変速モード設定操作部
16 ステアリングホイール
16a、16b パドルシフトレバー(変速操作部)
18 操作反力発生機構(操作反力発生装置)
20 変速機システム
22 ECU
22a 変速制御部
22b 変速操作検知部
22c 報知制御部
24 アクセル開度センサ
26 車速センサ
28 勾配センサ(路面状態センサ)
30 加速度センサ
32 表示装置(報知装置)
34 スピーカ(報知装置)
Claims (9)
- 運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムであって、
エンジンの駆動力を車輪に伝達する動力伝達系であって、駆動力の断接機構および変速機を含む動力伝達系と、
運転者が変速操作を行う変速操作部と、
運転者による上記変速操作部の変速操作の操作量を検知する変速操作検知部と、
この変速操作検知部によって検知された変速操作量に基づいて、上記変速機の変速および上記断接機構による駆動力の断接切り替えを実行する変速制御部と、を有し、
上記変速制御部はマニュアル回転同期モードを実行可能に構成され、
上記マニュアル回転同期モードは、
上記変速操作部の変速操作の操作量が所定の第1操作量に達したことが上記変速操作検知部により検知されると、上記動力伝達系の断接機構に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第1ステップと、
上記変速操作部の変速操作の操作量が上記第1の操作量より大きい所定の第2操作量に達したことが上記変速操作検知部により検知されると、上記断接機構に制御信号を送り、上記変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第2ステップと、を有することを特徴とする変速機システム。 - さらに、上記変速操作部の運転者の変速操作量に対して所定の操作反力を与える操作反力発生装置を有し、
上記操作反力発生装置は、運転者が上記第1操作量の操作位置に上記変速操作部を保持するときの操作力に対して、運転者が上記第1操作量の操作位置から上記第2操作量の操作位置に向けて上記変速操作部を操作し始めるときの操作力が大きくなるように上記変速操作部に操作反力を与える、請求項1に記載の変速機システム。 - 上記変速操作検知部は、上記変速操作部の変速操作の操作量を、上記第1操作量と上記第2操作量とをそれぞれ検出可能な2つのポジションセンサの信号、または、上記第1操作量および上記第2操作量を検出可能な1つのストロークセンサの信号に基づいて検知する、請求項1または請求項2に記載の変速機システム。
- さらに、変速モード設定操作部を有し、この変速モード設定操作部により、上記マニュアル回転同期モードと、上記第1操作量の操作または上記第2操作量の操作のみで上記変速機の低速側への変速が完了する自動回転同期モードとを選択可能である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の変速機システム。
- 上記変速制御部は、路面状態センサにより所定の路面状態が検出されている場合には、上記マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、上記自動回転同期モードを実行する、請求項4に記載の変速機システム。
- 上記変速制御部は、上記第1操作量の変速操作が検知された後、所定時間以内に上記第2操作量の変速操作が検知されない場合には、車速またはエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する、請求項1乃至5の何れか1項に記載の変速機システム。
- 上記変速制御部は、上記マニュアル回転同期モードの実行中において、上記第2操作量の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速を実行せず、上記第1操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持する、請求項1乃至6の何れか1項に記載の変速機システム。
- さらに、報知装置、および報知制御部を有し、上記報知制御部は、上記第1操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、上記報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する、請求項7記載の変速機システム。
- さらに、加速度センサ、報知装置、および報知制御部を有し、上記報知制御部は、上記第2ステップ実行時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が上記加速度センサによって検出された場合には、上記報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する、請求項1乃至8の何れか1項に記載の変速機システム。
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