| 【発明の名称】 |
変速制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉村 誠司
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| 【要約】 |
【課題】一時的な変速要求に対して、変速機の変速比を車両の走行状態に応じて制御し、かつ、変速制御モード切換装置の操作を簡略化する。
【解決手段】変速比切換装置を人為的に操作して変速機の変速比を切り換える第１の変速制御モードと、変速比切換装置を人為的に操作することなく、車両の状態に基づいて変速機の変速比を制御する第２の変速制御モードとを切り換え可能な変速制御装置において、第１の変速制御モードから第２の変速制御モードに切り換えるための変速制御モード切換装置が人為的に操作されて、第１の変速制御モードから第２の変速制御モードに切り換えられた際に、変速制御モード切換装置の人為的に操作することなく、第２の変速制御モードから第１の変速制御モードに自動的に復帰させる復帰手段（ステップＳ２ないしステップＳ５）を備えていることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 変速比切換装置を人為的に操作して変速機の変速比を切り換える第１の変速制御モードと、前記変速比切換装置を人為的に操作することなく、車両の状態に基づいて前記変速機の変速比を制御する第２の変速制御モードとを切り換え可能な変速制御装置において、前記第１の変速制御モードから前記第２の変速制御モードに切り換えるための変速制御モード切換装置が人為的に操作されて、前記第１の変速制御モードから前記第２の変速制御モードに切り換えられた際に、前記変速制御モード切換装置の人為的に操作することなく、前記第２の変速制御モードから前記第１の変速制御モードに自動的に復帰させる復帰手段を備えていることを特徴とする変速制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変速比切換装置を人為的に操作して変速機の変速比を切り換える第１の変速制御モードと、変速比切換装置を人為的に操作することなく、車両の状態に基づいて変速機の変速比を制御する第２の変速制御モードとを切り換え可能な変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、変速比切換装置の人為的な操作に基づき変速機の変速比を切り換える第１の変速制御モードと、変速比切換装置の人為的な操作によることなく、変速機の変速比を車両の走行状態に応じた変速比に制御する第２の変速制御モードとを、ドライバーの好みに応じて切り換えることのできる変速制御装置が提案されており、このような変速制御装置の一例が、特開平９−６８２３８号公報に記載されている。
【０００３】この公報に記載された変速制御装置においては、エンジンの出力側にはクラッチを介して変速機が設けられているとともに、クラッチを制御する油圧アクチュエータが設けられている。また、手動・自動切替スイッチ（変速制御モード選択装置）が設けられているとともに、チェンジレバーユニット（変速比切換装置）が設けられている。さらに車速信号、アクセル開度信号、手動・自動切替スイッチの操作信号、チェンジレバーユニットの操作信号などが入力される遠隔操作制御部が設けられている。そして、手動・自動切替スイッチの操作により自動シフトモード（第２の変速制御モード）が選択されると、発進時のクラッチの接続操作を除いて、車速およびアクセル開度に基づいて、変速機の変速およびクラッチの係合・解放が自動的におこなわれる。これに対して、手動変速モード（第１の変速制御モード）が選択された場合は、ドライバーの操作により、変速機の変速およびクラッチの係合・解放がおこなわれる。具体的には、チェンジレバーの操作１回毎に、変速比（言い換えれば変速段）が１段階ずつ変更されるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に記載されている手動変速モードが選択されている状態において、車両の走行状態やドライバーの好みにより、変速機の変速比を大幅に変更する要求が、一時的に生じる場合がある。例えば、車両の減速中において、変速機で第５速に設定されている状態から、再度加速するために手動操作により第１速にダウンシフトしようとすると、チェンジレバーを４回操作しなければならず、操作が面倒であった。これに対して、自動変速モードが選択されている場合は、上記のような要求が生じると、変速機の変速比が、車両の走行状態に応じて制御されるために、手動変速モードのような操作上の問題は生じない。
【０００５】しかしながら、このように手動変速モードが選択されている状況下において、変速機の変速比を、車両の走行状態に基づいた変速比に制御するような要求は一時的なものであり、手動変速モードから自動変速モードに切り換えて、その後に再び手動変速モードに切り換えるという操作をおこなわなければならず操作性が悪かった。
【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、第１の変速制御モードが選択されている状態で一時的な変速要求が発生した場合に、変速機の変速比を車両の走行状態に応じたものに制御することができ、かつ、第１の変速制御モードに復帰するための変速制御モード選択装置の操作を簡略化することのできる変速制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、変速比切換装置を人為的に操作して変速機の変速比を切り換える第１の変速制御モードと、前記変速比切換装置を人為的に操作することなく、車両の状態に基づいて前記変速機の変速比を制御する第２の変速制御モードとを切り換え可能な変速制御装置において、前記第１の変速制御モードから前記第２の変速制御モードに切り換えるための変速制御モード切換装置が人為的に操作されて、前記第１の変速制御モードから前記第２の変速制御モードに切り換えられた際に、前記変速制御モード切換装置の人為的に操作することなく、前記第２の変速制御モードから前記第１の変速制御モードに自動的に復帰させる復帰手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】請求項１の発明によれば、変速制御モード切換装置が人為的に操作されて第１の変速制御モードから第２の変速制御モードに切り換えられた場合は、変速制御モード切換装置を人為的に操作することなく、第２の変速制御モードから第１変速制御モードに自動的に復帰される。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図２は、この発明を適用した車両のシステムの概略構成図である。車両には駆動力源としてのエンジン１が搭載されている。このエンジン１の出力側には、クラッチ２を介して変速機３が設けられている。クラッチ２としては、例えば乾式クラッチを用いることができる。前記エンジン１としては、内燃機関、具体的にはガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンを用いることができる。以下、この実施形態においては、エンジン１としてガソリンエンジンを用いた場合を例として説明する。
【００１０】エンジン１は、燃料噴射弁４、吸排気装置（図示せず）、冷却装置（図示せず）、点火時期制御装置（図示せず）などを備えた公知のものである。そして、エンジン１の吸気管には、電子スロットルバルブ５が設けられているとともに、この電子スロットルバルブ５は、アクセルペダル６の操作状態およびその他の条件に基づいて、その開度が電気的に制御されるように構成されている。また燃料噴射弁４による燃料噴射量を電気的に制御するために、ＥＦＩ（electronic fuelinjection）用電子制御装置７が設けられている。
【００１１】変速機３は、複数のプラネタリギヤユニットを有する歯車変速機構（図示せず）と、歯車変速機構の回転要素のトルク伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置（図示せず）とを備えている。つまり、変速機３は、摩擦係合装置の係合・解放状態を切り換えることにより、変速段が不連続的（言い換えれば段階的）に切り換えられる、いわゆる有段式の変速機である。さらに、変速機３の摩擦係合装置の係合・解放を制御する油圧制御装置８と、クラッチ２の係合・解放を制御するアクチュエータとしてのクラッチ制御装置９とが設けられている。
【００１２】また、変速機３で設定される変速比自体、または、変速比の切換範囲（もしくは制御範囲）を、人為的な操作あるいは自動的に制御するためのシフト装置１０が設けられている。図２に示すシフト装置１０は、フロアーシフト形式に相当するシフト装置１０を平面的に表している。以下、シフト装置１０の構成を具体的に説明する。まず、シフトコントロールプレート１１にはゲート溝１２が形成されており、ゲート溝１２に沿って操作されるシフトレバー１３が設けられている。
【００１３】このゲート溝１２は直線部分と屈曲部分とを有しており、このゲート溝１２には、リバースポジションＲとニュートラルポジションＮと電子制御ポジションＥとシーケンシャルポジションＳとが、上記の順序で配置されている。また、シーケンシャルポジションＳの前方にはダウンシフト要求ポジションＤ１が配置され、シーケンシャルポジションＳの後方にはアップシフト要求ポジションＵ１が配置されている。
【００１４】図３は、シフトレバー１３の操作を規制する機構の構成を示す平面図である。図３に示すように、シフトコントロールプレート１１の下面側には、押圧部材１４が設けられている。この押圧部材１４は、スプリング１５により電子制御ポジションＥ側からシーケンシャルポジションＳ側に向けて付勢されている。押圧部材１４には、傾斜面１６および凹部１７が形成されている。また、シフトレバー１３を、シーケンシャルポジションＳからダウンシフト要求ポジションＤ１またはアップシフト要求ポジションＵ１に操作してからその操作力を解除すると、シフトレバー１３をシーケンシャルポジションＳに自動的に復帰させる復帰装置（図示せず）が設けられている。
【００１５】ところで、図２に示すシフト装置１０は、車両の前進方向における右側にステアリングホイール１８が取り付けられているとともに、運転席と助手席との間にシフト装置１０が設けられている場合を示している。そして、ステアリングホイール１８の表面側に、ダウンシフトスイッチ１９が設けられ、ステアリングホイール１８の裏面側にアップシフトスイッチ２０が設けられている。なお、図２においては、両方のスイッチ１９，２０を共にステアリングホイール１８の表面側に示してある。
【００１６】上記の油圧制御装置９およびＥＦＩ用電子制御装置７および電子スロットルバルブ５およびクラッチ制御装置８を制御する総合電子制御装置（ＭＭＴ（マルチモード・マニュアル・トランスミッション）−ＥＣＵ）２１が設けられている。総合電子制御装置２１は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを有するマイクロコンピュータにより構成されている。
【００１７】総合制御装置２１に対しては、アップシフトスイッチ２０およびダウンシフトスイッチ１９の信号、ブレーキペダル２２の操作状態を検出するブレーキペダルスイッチ２３の信号、アクセルペダル６の操作状態を検出するアクセル開度センサ２４の信号、シフトレバー１３の操作状態を示すシフトポジションセンサ２５の信号、エンジン回転数センサ（図示せず）の信号、変速機３の出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサ（図示せず）の信号などが入力されている。総合制御装置２１からは、インストルメントパネルに設けられているインジケータランプ２６に対する制御信号、電子スロットルバルブ５に対する制御信号、燃料噴射弁４に対する制御信号、油圧制御装置９に対する制御信号、クラッチ制御装置８に対する制御信号などが出力されている。なお、インジケータランプ２６は、変速機３により設定されている変速段を示すものである。
【００１８】上記構成において、変速機３は、シフトレバー１３の操作状態、およびアップシフトスイッチ２０ならびにダウンシフトスイッチ１９、あるいは車両の走行状態などの条件に基づいて制御される。具体的には、シフトレバー１３によりシーケンシャルポジションＳが選択されている状態では、総合電子制御装置２１により第１の変速制御モードが選択される。この第１の変速制御モードにおいては、、シフトレバー１３が、アップシフト要求ポジションＵ１またはダウンシフト要求ポジションＤ１に向けて人為的に操作されると、その１回の操作ごとに、変速機３の変速段が１段ずつアップシフトまたはダウンシフトされる。
【００１９】これに対して、シフトレバー１３が人為的に操作されて電子制御ポジションＥが選択された場合は、第２の変速制御モードが選択される。この第２の変速制御モードが選択された場合は、シフトレバー１３の操作、またはアップシフトスイッチ２０およびダウンシフトスイッチ１９の人為的な操作によることなく、その時点における車両の走行状態、例えばエンジン回転数、車速、アクセル開度などに基づいて、変速機３の変速段が自動的に制御される。
【００２０】この実施形態において、変速機３の歯車変速機構は、前進段において複数の変速段、例えば第１速ないし第５速を設定することができるように構成されている。ここで、変速段を示す数字が大きくなるほど、設定される変速比は小さくなる。なお、後進段では単一の変速比に固定される。このように、変速機３は、主としてシフトレバー１３の操作およびアップシフトスイッチ２０の操作ならびにダウンシフトスイッチ１９の操作により、変速段をアップシフトまたはダウンシフトさせることのできる、いわゆるシーケンシャル・マニュアル・トランスミッションである。なお、変速機３の変速段が切り換えられる際にはクラッチ２が解放され、変速段の切り換え後にクラッチ２が係合される。
【００２１】ここで、この実施形態の構成と、この発明の構成との対応関係を説明する。シフトレバー１３およびアップシフトスイッチ２０ならびにダウンシフトスイッチ１９が、この発明の変速比切換装置に相当し、シフトレバー１３がこの発明の変速制御モード切換装置に相当し、シフトレバー１３がシーケンシャルポジションＳに操作されることにより選択される制御態様、つまり、シフトレバー１３の人為的な操作、またはアップシフトスイッチ２０およびダウンシフトスイッチ１９の人為的な操作により変速比が切り換えられる制御態様が、この発明の第１の変速制御モードに相当する。また、シフトレバー１３が電子制御ポジションＥに人為的に操作されることにより選択される制御態様、つまり、変速比が車両の走行状態に基づいて制御される制御態様が、この発明の第２の変速制御モードに相当する。このように、この実施形態においては、シフトレバー１３が、変速比切換装置としての機能と、変速制御モード切換装置としての機能を兼備している。
【００２２】つぎに、この発明の制御の一例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。図１の制御が開始されて、シフトレバー１３の操作によりシーケンシャルポジションＳが選択されている状態においては、アップシフトスイッチ２０またはダウンシフトスイッチ１９の人為的な操作、またはシフトレバー１３をダウンシフト要求ポジションＤ１またはアップシフト要求ポジションＵ１に移動させる人為的な操作に基づいて、変速機３の変速比が切換えられる（ステップＳ１）。
【００２３】ついで、最適シフトダウン要求があるか否かが判断される（ステップＳ２）。具体的には、シフトレバー１３が人為的に操作されて、シーケンシャルポジションＳから電子制御ポジションＥに切り換えられたことが検出された場合に、ステップＳ２で肯定的に判断される。このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、車両の走行状態に基づいて、変速機３の変速段（言い換えればシフト位置）ｎを選定する（ステップＳ３）。
【００２４】このステップＳ３で変速機３の変速段を選定するために用いられる変速段選定マップの一例が、図４に示されている。図４のマップは、車両の走行状態、具体的にはエンジン回転数および車速に基づいて、変速機３の変速段を選定するものであり、第１速ないし第５速の各変速段に相当する走行状態（言い換えれば領域）が、複数の変速線（言い換えれば変速点）により区画されている。なお、車速は、出力軸回転数センサの信号に基づいて求められる。
【００２５】ついで、ステップＳ３で選定された変速段ｎが、変速機３の現在の変速段よりも低速段（言い換えれば、Ｌｏギヤ）であるか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４で肯定的に判断された場合は、変速機３の変速段を、ステップＳ３で選定された変速段ｎにダウンシフトする制御をおこない（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。例えば、変速機３により第５速が設定されている状態において、ステップＳ３で第１速が選定された場合は、ステップＳ５において、変速機３の変速段を第５速から第１速にダウンシフトさせる制御がおこなわれる。
【００２６】一方、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、変速機３の変速段をダウンシフトすることなくこの制御ルーチンを終了する。また、ステップＳ２で否定的に判断された場合も、この制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２で肯定的に判断され、かつ、シフトレバー１３に対する操作力が解除されると、スプリング１５の弾性力によりシフトレバー１３が電子制御ポジションＥからシーケンシャルポジションＳに自動的に復帰する。この復帰制御は、ステップＳ３ないしステップＳ５の制御に並行しておこなわれる。
【００２７】つまり、図１の制御例は、アップシフトスイッチ２０またはダウンシフトスイッチ１９の人為的な操作、あるいはシフトレバー１３をダウンシフト要求ポジションＤ１またはアップシフト要求ポジションＵ１に移動させる人為的な操作に基づき変速機３の変速比を切り換えることのできる第１の変速制御モードの選択中に、変速機３の変速比を車両の走行状態に応じて自動的に制御する第２の変速制御モードを、一時的（言い換えれば単発的）に割り込ませる処理をおこなうものであると言える。
【００２８】このように、図１の制御例においては、シフトレバー１３によりシーケンシャルポジションＳが選択されている状態から、シフトレバー１３を電子制御ポジションＥに向けて動作させる１回の操作だけで、変速機３の変速段が、車両の走行状態に対応する最適な変速段に変更される。例えば、変速機３により第５速が設定され、かつ、車両の減速中に、再度加速するためにシーケンシャルポジションＳから電子制御ポジションＥにシフトレバー１３を１回操作するだけで、変速機３の変速段を、第５速から第１速にダウンシフトすることもできる。したがって、一時的な変速要求が発生した場合におけるシフトレバー１３の操作回数が低減され、その操作を簡略化することができるとともに、加速性能およびドライバビリティを向上させることができる。
【００２９】また、シフトレバー１３を電子制御ポジションＥに操作してから操作力を解除することにより、シフトレバー１３がシーケンシャルポジションＳに自動的に復帰する。これにともない、変速機３の変速制御モードが第２の変速制御モードから第１の変速制御モードに復帰するように、総合制御装置２１で信号やデータの処理がおこなわれる。したがって、第２の変速制御モードから第１の変速制御モードに復帰させる人為的な操作が不要であり、操作性が一層向上する。
【００３０】図５は、シフト装置１０の他の構成例を示す平面図である。このシフト装置１０も運転席側から見て、運転席の左側に配置されている。図５のシフト装置１０においては、ニュートラルポジションＮに続けてシーケンシャルポジションＳが配置れ、このシーケンシャルポジションＳに続けて電子制御ポジションＥが配置されている。図５のその他の構成は、図２および図３の構成と同様である。この図５に示すシフト装置１０においても、シフトレバー１３をシーケンシャルポジションＳから電子制御ポジションＥに操作した後、操作力を解除するとシフトレバー１３が自動的にシーケンシャルポジションＳに復帰する。
【００３１】そして、図５のシフト装置１０を、図２および図３のシフト装置１０に代えて用いた場合に、シフトレバー１３の操作がシフトポジションセンサにより検知され、その信号が総合電子制御装置２１に入力される。そして、図５のシフト装置により図１の制御ルーチンをおこなった場合の効果は、図２および図３のシフト装置１０により図１の制御ルーチンをおこなった場合の効果と同様である。
【００３２】なお、図１のステップＳ３において、図４のマップの代わりに別のマップ（図示せず）を用いることもできる。この別のマップとしては、例えば、車速およびアクセル開度をパラメータとして変速段の選定をおこなうマップを挙げることができる。また、この実施形態は、シフト装置が、ステアリングコラム付近、またはインストルメントパネル付近に取り付けられている構成の変速制御装置に対しても適用することができる。また図１の制御例は、変速比を連続的に（無段階に）制御する無段変速機の変速制御装置に対して適用することもできる。
【００３３】また、この実施形態において、押しボタンまたはタッチスイッチの人為的な操作により、シーケンシャルポジションＳおよび電子制御ポジションＥを含む全てのシフトポジションの切り換えをおこなうように、シフト装置を構成することもできる。このように構成した場合は、押しボタンスイッチまたはタッチスイッチの人為的な操作により、シーケンシャルポジションＳと電子制御ポジションＥとが切り換えられ、これにともない第１の変速制御モードと第２の変速制御モードとが切り換えられる。この構成の場合は、押しボタンまたはタッチスイッチが、この発明の変速制御モード選択装置に相当する。そして、このような変速制御装置に対しても、図１の制御例を適用することができる。さらに、図２および図３ならびに図５に示すシフト装置１０を、運転席から見て運転席の右側に配置する構成の車両、つまり、車両の左側にステアリングホイールが設けられている車両に適用することもできる。
【００３４】さらに、クラッチとしては電磁クラッチまたは湿式クラッチを用いることもできる。さらにまた、変速制御モード切換装置と変速比切換装置とを別々に構成することもできる。さらにまた、各シフトポジションのうち、電子制御ポジションのみを、スイッチや押しボタンにより選択するように構成し、スイッチや押しボタンの人為的な操作により電子制御ポジションが選択されたとき（第２の変速制御モードが選択されたとき）に、スイッチや押しボタンを人為的に操作することなく、電子制御ポジションから自動的にシーケンシャルポジション（第１の変速制御モード）に復帰するように構成することもできる。ここで、図１に示す機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ２ないしステップＳ５が、この発明の復帰手段に相当する。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によれば、変速制御モード切換装置が人為的に操作されて、第１の変速制御モードから第２の変速制御モードに切り換えられた場合は、変速制御モード切換装置を人為的に操作することなく、第２の変速制御モードから第１変速制御モードに自動的に復帰する。したがって、第１の変速制御モードの選択中に第２の変速制御モードを一時的に選択する場合に、変速制御モード切換装置の操作が簡略化され、その操作性が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３９９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 丈夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１５３７（Ｐ２００１−２４１５３７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５０１７９（Ｐ２０００−５０１７９） |
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