(57)【要約】【課題】無段変速機の変速比がシフトレバーの如き操作端の設定位置に対応して変えられる構成と、手動変速時に無段変速機の入力回転数が下限値に達したとき無段変速機が自動的にダウンシフトされる構成とを組み合わせる場合に、自動的にダウンシフトが生じた後変速比設定をどのように元の手動に復帰させるかの問題に対処する。【解決手段】自動的ダウンシフトよって生じた無段変速機の変速比と操作端による設定変速比の間の差をその後操作端が操作される機会に打ち消すようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機と、前記無段変速機の変速比を手動で設定する手動変速手段とを備えた車輌用変速装置にして、前記無段変速機の入力回転数が所定の下限値以上であるときには前記無段変速機は前記手動変速手段の操作端による変速比設定に対応した変速比にて作動し、前記入力回転数が前記下限値以下に下がろうとするときには前記操作端の変速比設定に凌駕して前記無段変速機の変速比が自動的に増大され、これによって生じた前記無段変速機の変速比と前記操作端による設定変速比の間の差をその後前記操作端が操作される機会に打ち消すよう構成されていることを特徴とする車輌用変速装置。
【請求項２】
前記差の打ち消しは、該差の当初の値が大きい程、前記操作端の１回の操作によってより大きく打ち消されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車輌用変速装置。
【請求項３】
前記差の打ち消しは、前記操作端の操作位置と変速比とを２つの交差座標軸とする座標系で見て、正規の変速線が変速比最大点と変速比最小点とを結ぶ直線として設定されるとき、前記正規の変速線上の前記自動設定変速比の点と前記正規の変速線上の前記変速比最小点とを前記操作端の操作位置と前記自動設定変速比とに対応する点を中間点として結ぶ折れ線を初期変速線として設定し、前記操作端の操作の度に前記初期変速線から前記正規の変速線へ近づけるよう変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌用変速装置に係り、特に無段変速機を用いた車輌用変速装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
駆動軸の回転数に対する被動軸の回転数（変速比）を無段階に連続して変えることができる無段変速機がベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機として知られており、車輌用変速装置として用いられている。またかかる無段変速機を用いて車輌用変速装置を構成する場合、無段変速機をその変速比が自動変速手段により車輌の運転状態に応じて自動的に設定される自動変速モードと、その変速比が手動変速手段により運転者の意図するところに応じて手動的に設定される手動変速モードとの間に随時切り換えて作動させることが行われている。
【０００３】
図４はそのような公知の車輌用変速装置を含む車輌駆動系の基本構成を示す概略図である。図に於いて、１０はエンジンであり、直結クラッチ１２を備えたトルクコンバータ１４、歯車変速機構１６、無段変速機（ＣＶＴ）１８、プロペラ軸２０、差動歯車２２、一対の車軸２４を経て一対の駆動輪２６を駆動するようになっている。エンジン１０、トルクコンバータの直結クラッチ１２、歯車変速機構１４、無段変速機１６の作動はマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）２８により制御されるようになっている。電子制御装置２８には、図には示されていないアクセルペダルよりその踏み込み量に関する信号、車速センサ３０より車速に関する信号、シフトレバーの如き操作端を備えた変速操作装置３２より運転者による変速指令信号、その他の電子制御装置の作動に必要が情報を与える信号が供給されている。
【０００４】
変速操作装置３２は、図示の如くＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ、＋、−の各シフト位置を備えたＪ字型の溝と、これに沿って各シフト位置の間に手にて移動されるシフトレバー（図示せず）とを備えている。Ｐ、Ｒ、Ｎはそれぞれパーキング、リバース、ニュートラルのシフト位置である。シフトレバーがＤ位置にあるとき、無段変速機１８は電子制御装置２８の制御判断に従って所定の変速比を達成する状態に制御され、またシフトレバーがＭ位置にあるとき、無段変速機１８は運転者によるシフトレバーの操作に従って所定の変速比を達成する状態に制御される。この場合、図示の公知例に於いては、シフトレバーは運転者がこれを手にて操作することによりＭ位置より＋位置または−位置へ任意にシフトされるが、運転者がシフトレバーに加える力を解除すると、シフトレバーはばね力によりＭ位置に戻されるようになっている。そしてシフトレバーがＭ位置より＋位置へシフトされる度に無段変速機は１段階だけアップシフトされ、またシフトレバーがＭ位置より−位置へシフトされる度に無段変速機は１段階だけダウンシフトされるようになっている。
【０００５】
即ち、無段変速機１８による変速は、自動変速モードにて作動されるときには、図５に示す如きＣＶＴ入力回転数を縦軸とし車速を横軸とする座標系で見て、例えば変速線Ａ−Ｂ−Ｃの如き経過を経て無段階にアップシフトされ、また変速線Ｃ−Ｄの如き経過を経て無段階にダウンシフトされるが、手動変速モードにて作動されるときには、図にＲ１〜Ｒ９にて示す如く予め複数の変速段が設定され、シフトレバーがＭ位置より＋位置または−位置へシフトされる度に、これらの予め設定された変速段の間で１段ずつアップシフト側またはダウンシフト側へ変速段が切換えられ、例えばアップシフトは変速線Ｌ−Ｍ−Ｎ−Ｏ−……−Ｐの如き経過を経て段階的に行われ、ダウンシフトは変速線Ｐ−Ｑ−Ｒ−……−Ｓの如き経過を経て段階的に行われるようになっている。
【０００６】
かかる自動変速モードや手動変速モードに関する制御態様やその間の切り換え制御について、如何にそれをより好適に行うかについて、従来より種々の提案がなされている。特に手動変速モードに於ける制御態様については、例えば、下記の特許文献１には、手動変速モードに於ける変速比は、手動変速制御の操作端であるシフトレバーの設定位置に対応して連続的に変えられ、従ってシフトレバーが最大変速比設定位置と最小変速比設定位置の間で任意の位置に設定されれば、その位置に対応して最大変速比から最小変速比までの任意の変速比が得られるような車輌用無段変速機の制御構造が提案されている。また下記の特許文献２には、手動変速用に複数の変速段が用意されている場合に、車速が低下してきたにも拘わらず運転者がダウンシフト操作を行わないのでエンジン回転数が次第に低下し、所定の下限値に達したときには、更なる車速の低下に対し、エンジン回転数が該下限値を下回ることとならないよう、この下限値に沿って変速機を自動的にダウンシフトさせることが提案されている。
【特許文献１】
特開平９−１３７８５３号公報
【特許文献２】
特開平９−２２９１８２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献２に於いては、無段変速機のアップシフトまたはダウンシフトは、それぞれ運転者がセレクトレバーを一方向または他方向へ動かしてアップシフトスイッチまたはダウンシフトスイッチを作動させ、それによってアップシフト信号またはダウンシフト信号が発せられる度に変速段が一段ずつアップシフトまたはダウンシフトされるようになっているので、運転者がダウンシフト操作を行わないでエンジン回転数が低下したとき、自動的にダウンシフトがされても、その後の運転に於いては、無段変速機の変速状態と手動による変速段設定の間には何の齟齬も生ぜず、その後の変速装置の運転は、無段変速機が自動的にダウンシフトされた状態から出発して、アップシフトスイッチが作動されることに応じて一段ずつアップシフトされていけばよい。しかし、この様に手動による変速設定から外れて自動変速機が自動的にダウンシフトされる構成を、上記特許文献１に於ける如く、手動変速制御の操作端の設定位置に対応して変速比が変えられる構成と組み合わせたいとき、無段変速機がシフトレバーによる変速比設定値から離れて自動的に変速されると、手動による変速比設定値と実際の変速比との間に齟齬が生じ、かかる齟齬が一旦生じたとき、これをどう修復するかが問題である。
【０００８】
本発明は、手動変速制御の操作端の設定位置に対応して変速比が変えられる構成と、無段変速機の入力回転数が下限値に達したとき、自動的にダウンシフトがされる構成とを組み合わせる場合に於ける上記の問題に着目し、かかる問題を解決した車輌用変速装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、無段変速機と、前記無段変速機の変速比を手動で設定する手動変速手段とを備えた車輌用変速装置にして、前記無段変速機の入力回転数が所定の下限値以上であるときには前記無段変速機は前記手動変速手段の操作端による変速比設定に対応した変速比にて作動し、前記入力回転数が前記下限値以下に下がろうとするときには前記操作端の変速比設定に凌駕して前記無段変速機の変速比が自動的に増大され、これによって生じた前記無段変速機の変速比と前記操作端による設定変速比の間の差をその後前記操作端が操作される機会に打ち消すよう構成されていることを特徴とする車輌用変速装置を提案するものである。
【００１０】
前記差の打ち消しは、該差の当初の値が大きい程、操作端の１回の操作によってより大きく打ち消されるようになっていてよい。
【００１１】
また、より詳細な一つの実施の形態として、前記差の打ち消しは、操作端の操作位置と変速比とを２つの交差座標軸とする座標系で見て、正規の変速線が変速比最大点と変速比最小点とを結ぶ直線として設定されるとき、前記正規の変速線上の前記自動設定変速比の点と前記正規の変速線上の前記変速比最小点とを操作端の操作位置と前記自動設定変速比とに対応する点を中間点として結ぶ折れ線を初期変速線として設定し、操作端の操作の度に前記初期変速線から前記正規の変速線へ近づけるよう変化させるようになっていてよい。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
上記の如く、無段変速機と、該無段変速機の変速比を手動で設定する手動変速手段とを備えた車輌用変速装置に於いて、無段変速機の入力回転数が所定の下限値以上であるときには無段変速機は手動変速手段の操作端による変速比設定に対応した変速比にて作動し、無段変速機の入力回転数が下限値以下に下がろうとするときには操作端の変速比設定に凌駕して無段変速機の変速比が自動的に増大されるように構成されているとき、かかる構成が作動するのは、専ら手動操作端による変速比の設定が中速ないしそれ以上になされているままの状態で車輌が信号待ち等のために停車されるときのような場合であると考えられる。従って、それに続く車輌の発進に於いて、操作端の設定をそのままにしてアクセルペダルが踏み込まれても発進が滑らかに行えるよう、無段変速機の変速段はひとまず増大されたままの状態とされるのが好ましい。そして、車輌発進後、運転者が車輌の走行性能に現れる変速比に満足せず、操作端を操作（この場合、専らアップシフト操作）して変速比を変えようとすれば、その機会をとらえて実際の変速比を操作端による設定値に一致させる修正を行うようにすれば、運転者が変速性能について求める傾向に合わせて実際の変速比と操作端による変速比設定の間の差を打ち消すことができる。
【００１３】
また、この場合に、前記差の打ち消しが、該差の当初の値が大きい程、操作端の１回の操作によってより大きく打ち消されるようにされていれば、実際の変速比と操作端による変速比設定値との間の差の大小に拘わらず、操作端を数回操作すれば上記の差が打ち消されるようにすることができる。
【００１４】
また、一つの実施の形態ではあるが、前記差の打ち消しが、操作端の操作位置と変速比とを２つの交差座標軸とする座標系で見て、正規の変速線が変速比最大点と変速比最小点とを結ぶ直線として設定されるとき、前記正規の変速線上の前記自動設定変速比の点と前記正規の変速線上の前記変速比最小点とを操作端の操作位置と前記自動設定変速比とに対応する点を中間点として結ぶ折れ線を初期変速線として設定し、前記操作端の操作の度に前記初期変速線から前記正規の変速線へ近づけるよう変化させるようにされれば、前記差が生じた操作端の設定位置がどこにあっても実際の変速比と操作端に変速比設定値との間の差を滑らかに解消することができる。尚、上例には操作端の操作位置と変速比とを２つの交差座標軸とする座標系で見て、正規の変速線は変速比最大点と変速比最小点とを結ぶ直線であるとし、初期変速線は該正規の変速線上の自動設定変速比の点と正規の変速線上の変速比最小点とを操作端の操作位置と自動設定変速比とに対応する点を中間点として結ぶ折れ線（即ち直線の足し合わせ）であるとしたが、これは２つの座標軸の目盛を限定しない上での表現であり、即ち２つの座標軸が等間隔目盛りであれば正規の変速線や初期変速線は曲線となるような場合であっても、座標軸の目盛を適当に設定すれば正規の変速線や初期変速線を直線や折れ線として表せるとの認識を踏まえての記載である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による車輌用自動変速装置の一つの基本的な実施の形態をその作動態様に於いて示すフローチャートである。かかるフローチャートによる車輌用変速装置の作動制御は、この技術の分野に於いては周知の通り、車輌のイグニションスイッチが閉じられることにより開始され、車輌の運転中数十ミリセカンド程度の周期にて繰り返し実行される。
【００１６】
制御が開始されると、ステップ１にて変速装置の作動が手動変速モードにあるか否かが判断される。答がノーであれば、一度の制御はそれにて終了する。答がイエスであれば制御はステップ２へ進む。
【００１７】
ステップ２に於いては、操作端の操作位置に対応する変速比と実際の変速比との差ΔＲが検出される。この差ΔＲが或る程度の制御誤差や変速制御に於ける通常の遅れによる偏差を越えて増大するのは、上記の如く手動による変速比設定が或る中ないしそれ以上の車速に対する変速比として設定されたままで車速が低下し、エンジン回転数が所定の下限値を下回ろうとするような状態が生じたことにより、無段変速機か手動による変速比設定から外れる自動シフトダウンされたときである。
【００１８】
次いで制御はステップ３へ進み、シフトレバーの操作による変速指令（本発明による制御効果が期待される運転時に生じるのはアップシフト指令）が発せられたか否かが判断される。答がノーであれば一回の制御はこれにて終了する。答がイエスであれば、制御はステップ４へ進み、ステップ２にて検出された差ΔＲが制御誤差や変速制御に於ける通常の遅れによる偏差以上の値に設定された或るしきい値ａ以上であるか否かが判断される。答がノーであれば、制御はステップ５へ進み、通常通りの変速比設定による手動変速か行われるあが、答がイエスとあれば，制御はステップ６へ進み、上記の差ΔＲを漸減しつつ変速比設定が行われる。
【００１９】
図２は、上記のステップ６にて行われるΔＲの漸減を伴う変速比設定の要領の一例を操作端操作位置と変速比との関係に於いて示す線図である。この線図に於いて、横軸の操作端操作位置に於けるＬ位置は低速用の最も大きい変速比を設定する操作位置であり、Ｈ位置は高速用の最も小さい変速比を設定する操作位置であり、縦軸の変速比に於けるＲtは操作端がＬ位置に設定されたとき無段変速機に於いて達成される最大変速比であり、Ｒbは操作端がＨ位置に設定されたとき無段変速機に於いて達成される最小変速比である。そして点（Ｌ，Ｒt）と点（Ｈ，Ｒb）とを結ぶ直線ｓが正規の変速線であるとする。
【００２０】
ここで今、操作端が操作位置Ｘoに設定されている状態で例えば車速が低下することにより無段変速機の入力回転数が所定の下限値以下に低下しようとしたため、自動ダウンシフト制御が作動して、無段変速機の実際の変速比がＸoに対応する変速比ＲoよりＲsの値まで増大された状態が生じ、その結果、図１のフローチャートに於けるステップ４の答がイエスとなり、制御がステップ６に至ったとする。（尚、無段変速機が自動ダウンシフトにより設定される変速比ＲsはＲtとされてもよく、その場合にはＲsに対応するＬsはＬに一致する。）従って、この状態では無段変速機の実際の変速比Ｒsと操作端の設定による変速比Ｒoとの間にはΔＲの差が生じている。かかる状態が生じたとき、図示の実施の形態では、一先ず変速線を正規の変速線ｓ上の自動設定変速比の点Ａと正規の変速線ｓ上の変速比最小点Ｂとを操作端の操作位置Ｘoと自動設定変速比Ｒsとに対応する点Ｃを中間点として結ぶ折れ線ｐ０−ｑ０を初期変速線として設定し、操作端の操作の度に変速線を初期変速線から正規の変速線へ近づけるよう、順にｐ１−ｑ１、ｐ２−ｑ２、ｐ３−ｑ３、ｐ４−ｑ４の如く変化させることが行われる。
【００２１】
図３はその要領の一例を示すフローチャートである。この場合、ステップ１０に於いて変速モードが手動変速モードであることが判定されると、制御はステップ１１へ進み、フラグＦが１にセットされているか否かが判断される。かかるフラグはイグニッションスイッチが閉じられることによってこのフローチャートによる制御が開始されたとき０にリセットされ、またその後は制御がステップ２４に至る度に０にリセットされるものである。従って、制御開始後制御が初めてステップ１１に至ったとき、或いは一度の制御が完了して制御がステップ２４を経て終了した後、制御が再びステップ１１に至ったときの答はノーであり、そのとき制御はステップ１２へ進む。
【００２２】
ステップ１２に於いては、ΔＲが以下の式により計算される。
ΔＲ＝(Ｒs−Ｒb)(Ｘo−Ｌs)/(Ｈ−Ｌs)
【００２３】
次いで制御はステップ１３へ進み、上に計算されたΔＲが所定のしきい値ａより大きいか否かが判断される。このしきい値ａは図１のフローチャートのステップ４に於けるしきい値ａと同じものである。答がイエスであれば制御はステップ１４へ進み、ΔＲを所定の整数値ｎcにより除してΔｒなる値が算出される。このｎcなる整数値は、図２にて初期変速線して設定された折れ線ｐ０−ｑ０を何度の操作端操作にて正規の変速線ｓまで戻すかの度数を表すものであり、図２の例ではｐ１−ｑ１、ｐ２−ｑ２、ｐ３−ｑ３、ｐ４−ｑ４に対応する４である。従って、この実施の形態では、変速比の差ΔＲの打ち消しは、該差の当初の値が大きい程、操作端の１回の操作によってより打ち消される変速比差Δｒが大きくされるようになっている。そしてかかる制御が行われたときには、それを示すようステップ１５にてフラグＦが１にセットされ、制御はステップ１６へ進む。ステップ１３の答がノーであるときには、上記の差を打ち消す制御は不要として、ステップ１４および１５は省略される。
【００２４】
ステップ１６に於いては、操作端であるシフトレバーが操作されたか否かが判断される。答がノーであれば、この回の制御はここで終了するが、答がイエスであれば制御はステップ１７へ進み、フラグＦが１であるか否かが判断される。ここで答がノーであることは、ΔＲがしきい値ａに満たなかったことであり、このときには無段変速機の変速比が操作端による設定値に追従した状態にあるか、または無段変速機の変速比が自動でダウンシフトされた場合にも、それによって生じた変速比に関する差は特に打ち消し制御を要しない程度のものであるとして、制御はステップ１８へ進み、変速比は下記の式により正規の変速線ｓに沿って計算されたものとされる。
Ｒ＝(Ｒt−Ｒb)(Ｈ−Ｘo)/(Ｈ−Ｌ)
【００２５】
これに対しステップ１７の答がイエスのときには、制御はステップ１９へ進み、ここでカウント値ｎが０にリセットされた状態から始まって１ずつ増大され、そのカウント値に基づいて、ステップ２０にてそのとき操作端の操作位置が当初のＸoに対し低速側に偏倚されたか（Ｘ１）否か（Ｘ２）に基づいてステップ２１またはステップ２２へ進み、その何れかに於いて下記の式により変速比Ｒが計算される。
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【００２６】
以上いずれの場合にもその後制御はステップ２３へ進み、カウント値ｎがｎcに達したか否かが判断される。答がノーのときには、この回の制御はこれにて一旦終了するが、その場合、フラグＦおよびカウント値ｎはそのまま保持されるので、次回にシフトレバーが操作されたとき、制御はステップ１２〜１５を省略し、ステップ１９以降を繰り返す。そしてその繰り返しによりｎがｎcに達すると、制御はステップ２４へ進み、フラグＦおよびカウント値ｎを０にリセットして一連の制御が完了する。
【００２７】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について、上述の如く図２に於いて変速比ＲsをＲtに等しくすることにより点ＡをＬ−Ｒtの位置に一致させることの他に、本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌用変速装置の一つの実施の形態をその作動の形態に於いて示すフローチャート。
【図２】本発明による車輌用変速装置の一つの実施の形態を操作端操作位置と変速比との関係に於いて示す線図。
【図３】図１に示す実施の形態の作動をより詳細に示すフローチャート。
【図４】本発明による改良の対象となる車輌用変速装置を含む車輌駆動系の公知の基本構成を示す概略図。
【図５】図４に示す公知の車輌用変速装置の公知の変速作動態様をＣＶＴ入口回転数を縦軸とし車速を横軸とする座標系に於いて示す線図。
【符号の説明】
１０…エンジン、１２…直結クラッチ、１４…トルクコンバータ、１６…歯車変速機構、１８…無段変速機（ＣＶＴ）、２０…プロペラ軸、２２…差動歯車、２４…車軸、２６…駆動輪、２８…電子制御装置（ＥＣＵ）、３０…車速センサ、３２…変速操作装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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