(57)【要約】【課題】運転者が上りまたは下り坂または曲がり道を前にして無段変速機のダウンシフト操作またはアップシフト操作を行ったとき、変速をこれから始まる登坂、降坂または曲がり走行に対しより一層適合したものに自動補正することにより車輌の手動変速モードに於けるドライバビリティと安全性をより一層高める。【解決手段】運転者が操作端をダウンシフト側に操作する度に無段変速機の変速比が増大され、アップシフト側に操作する度に無段変速機の変速比が減小されるようになっている車輌用変速装置に於いて、操作端の操作に対する変速比の増減の度合を前方道路状態探知する手段からの信号に応じて変更する。【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、前記手動変速手段の操作端がダウンシフト側に操作される度に前記無段変速機の変速比が増大され、前記手動変速手段の操作端がアップシフト側に操作される度に前記無段変速機の変速比が減小されるようになっている車輌用変速装置にして、前記操作端の操作に対する前記変速比の増減の度合が前方の道路状態を探知する手段からの信号に応じて変更されるようになっていることを特徴とする車輌用変速装置。
【請求項２】
前記前方道路状態は上り坂または下り坂のいずれかがあることであり、前記度合の変更は前記操作端がダウンシフト側に操作さることによる前記変速比の増大の幅が大きくされることであ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】
前記前方道路状態は上り坂または下り坂のいずれかがあることであり、前記度合の変更は前記操作端がアップシフト側に操作さることによる前記変速比の減小の幅が小さくされることであ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。
【請求項４】
前記前方道路状態は左方向または右方向のいずれかの曲がりがあることであり、前記度合の変更は前記操作端がダウンシフト側に操作さることによる前記変速比の増大の幅が大きくされることであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌用変速装置。
【請求項５】
前記前方道路状態は左方向または右方向のいずれかの曲がりがあることであり、前記度合の変更は前記操作端がアップシフト側に操作さることによる前記変速比の減小の幅が小さくされることであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輌用変速装置。
【請求項６】
前記変速比の増大は変速比に対しステップ状に増大する目標値を設定して行なわれ、前記幅を大きくすることは前記目標値のステップ状増大の偏倚を大きくすることにより行なわれることを特徴とする請求項２または４に記載の車輌用変速装置。
【請求項７】
前記変速比の減小は変速比に対しステップ状に減小する目標値を設定して行なわれ、前記幅を小さくすることは前記目標値のステップ状減小の偏倚を小さくすることにより行なわれることを特徴とする請求項３または５に記載の車輌用変速装置。
【請求項８】
前記変速比の増大は変速比に対し漸増する目標値を設定して行なわれ、前記幅を大きくすることは前記目標値漸増の最終偏倚を大きくすることにより行なわれることを特徴とする請求項２または４に記載の車輌用変速装置。
【請求項９】
前記変速比の減小は変速比に対し漸減する目標値を設定して行なわれ、前記幅を小さくすることは前記目標値漸減の最終偏倚を小さくすることにより行なわれることを特徴とする請求項３または５に記載の車輌用変速装置。
【請求項１０】
前記最終偏倚を大きくするとき前記目標値漸増の増大率を大きくすることを特徴とする請求項８に記載の車輌用変速装置。
【請求項１１】
前記最終偏倚を小さくするとき前記目標値漸減の減小率を小さくすることを特徴とする請求項９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６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７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、運転者の手動による変速を補助する補助オートシフトモードを設け、車輌が登坂ないし降坂状況にあると判断されるとき、補助オートシフトモードによるダウンシフトが作動する車速を高車速側に偏倚させ、ダウンシフトを早めに行うことが提案されている。また下記の特許文献２には、手動操作により無段変速機を変速させるときの変速速度を運転条件に合わせて可変とし、スロットル開度が大きいほどを、またスロットル開度の変化速度が大きいほど、運転者が指令した変速比までのアップシフトまたはダウンシフトの変速速度を大きくすることが提案されている。また下記の特許文献３には、無段変速機の手動による変速を速やかに行わせるに当って、目標変速比までの制御のフィードバックゲインを大きくすると変速がオーバーシュートしがちであることに鑑み、フィードバック制御よりも大きい操作量のフィードフォワード制御を一時停止実行することが提案されている。また下記の特許文献４には、無段変速機の手動変速による各変速段に対し車速の上限値を設定しておき、車速がそのような上限値を超えると、変速段をアップシフトする変速段の自動補正を行うことが提案されている。
【特許文献１】
特開平１０−１４１４８５号公報
【特許文献２】
特開平６−２５７６６５号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０８１５号公報
【特許文献４】
特開平９−１９６１６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
車輌の登坂時および降坂時並びに曲がり道の走行中には、一般に変速機の変速比は平地直線走行時に比して増大されるのが、ドライバビリティの点からもまた安全性の点からも好ましい。そこで、従来のＤ、２、Ｌレンジに切り換えられる自動変速機を備えた車輌に於いては、運転者はＤレンジにて走行中に上り坂は或いは下り坂または曲がり道にさしかかり、特に変速比を増大させたい場合には、シフトレバーをＤレンジから２レンジへ切り換えることを行っている。これと同様に、上記の如き無段変速機を備えた車輌を手動変速モードにて運転しているとき、車輌が上り坂は或いは下り坂または曲がり道にさしかかり、運転者が変速比増大を望めば、運転者はシフトレバー等の変速比操作端を操作してダウンシフトを行うであろう。この場合、図７に示した如く無段変速機の手動変速のために複数の変速段が予め設定されているものでは、運転者が上り坂は或いは下り坂または曲がり道を前にして操作端をダウンシフト側へ操作しても、変速機は運転者が平地直線走行時に操作端をダウンシフト側へ操作したときと同じダウンシフトを行う。
【０００８】
また、車輌の運行状況によっては、車輌が上り坂は或いは下り坂または曲がり道を前にした走行中であっても、運転者がアップシフトを望んで変速操作端をアップシフト側へ操作することも多々あり得る。この場合にも変速機は運転者が平地直線走行時に操作端をアップシフト側へ操作したときと同じアップシフトを行う。
【０００９】
しかし、図７に示した如き無段変速機の手動変速のための複数の変速段は、通常の最も一般的な平地直線走行時に車輌の加速或いは減速を滑らかに行うことができるよう比較的小さい変速比変更幅にて設定されており、車輌の登坂時または降坂時或は曲がり道走行中には、ドライバビリティおよび安全性の点から、変速機の変速比は平地直線走行時に比して増大されるのが望ましいことに鑑みれば、運転者が上り坂は或いは下り坂または曲がり道を前にして変速機のダウンシフト操作またはアップシフト操作を行ったのであれば、その変速操作をこれから始まる登坂或いは降坂走行または曲がり走行に対しより一層適合したものに自動的に補正し、車輌のドライバビリティと安全性に関する性能をより一層高めることが考えられる。本発明は、かかる着想に基づき、無段変速機を備え、手動変速モードにて運転される変速装置を備えた車輌の手動変速モードに於けるドライバビリティと安全性をより一層高めることを課題としている。
【００１０】
【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、前記手動変速手段の操作端がダウンシフト側に操作される度に前記無段変速機の変速比が増大され、前記手動変速手段の操作端がアップシフト側に操作される度に前記無段変速機の変速比が減小されるようになっている車輌用変速装置にして、前記操作端の操作に対する前記変速比の増減の度合が前方の道路状態を探知する手段からの信号に応じて変更されるようになっ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。
【００１１】
前記前方道路状態は、上り坂または下り坂のいずれかがあること、または左方向または右方向のいずれかの曲がりがあることであり、前記度合の変更は、前記操作端がダウンシフト側に操作さることによる前記変速比の増大の幅が大きくされること、或いは前記操作端がアップシフト側に操作さることによる前記変速比の減小の幅が小さくされることであってよい。
【００１２】
前記変速比の増大は変速比に対しステップ状に増大する目標値を設定して行なわれ、前記幅を大きくすることは前記目標値のステップ状増大の偏倚を大きくすることにより行なわれてよく、また前記変速比の減小は変速比に対しステップ状に減小する目標値を設定して行なわれ、前記幅を小さくすることは前記目標値のステップ状減小の偏倚を小さくすることにより行なわれてよい。
【００１３】
或いはまた、前記変速比の増大は変速比に対し漸増する目標値を設定して行なわれ、前記幅を大きくすることは前記目標値漸増の最終偏倚を大きくすることにより行なわれてよく、また前記変速比の減小は変速比に対し漸減する目標値を設定して行なわれ、前記幅を小さくすることは前記目標値漸減の最終偏倚を小さくすることにより行なわれてもよい。この場合、更に前記最終偏倚を大きくするとき前記目標値漸増の増大率を大きくしてよく、また前記最終偏倚を小さくするとき前記目標値漸減の減小率を小さくしてよい。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
上記の通り、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、前記手動変速手段の操作端がダウンシフト側に操作される度に前記無段変速機の変速比が増大され、前記手動変速手段の操作端がアップシフト側に操作される度に前記無段変速機の変速比が減小されるようになっている車輌用変速装置に於いて、前記操作端の操作に対する前記変速比の増減の度合が前方の道路状態を探知する手段からの信号に応じて変更されるようになっていれば、前方に上り坂または下り坂或いは左方向または右方向の曲がり等がある走行時に、運転者が操作端を操作してダウンシフトまたはアップシフトを図ったとき、１回の操作により生ずる変速比の変更を坂や曲がり道の走行によりよく適合したものとすることができる。
【００１５】
即ち、前方に上り坂または下り坂或いは左方向または右方向の曲がりがあるとき運転者がダウンシフトを行ったときには、変速比の増大の幅が自動的に大きくされることにより、その後の登坂、降坂或いは曲がり走行に於いて十分大きい変速比による良好なドライバビリティと高い安全性とが確保され、また前方に上り坂または下り坂或いは左方向または右方向の曲がりがあるとき運転者がアップシフトを行ったときには、変速比の減小の幅が自動的に小さくされることにより変速比の低下を控えめにし、その後の登坂、降坂或いは曲がり走行に於いて尚まだ十分大きい変速比による良好なドライバビリティと高い安全性とが確保される。
【００１６】
無段変速機の変速比の変更は、変速比の目標値がステップ状に変更されても徐々に進行するので、手動によるダウンシフトまたはアップシフト操作に対する変速比目標値の変更はステップ状になされてよい。従ってこの場合、前方道路状態による変速比変更の度合の変更は、運転者によるダウンシフトまたはアップシフト指令に応じた変速比目標値のステップ状変更の偏倚幅を変更することにより変速比変更に滑らかに組み入れられる。
【００１７】
また、変速比の増大が変速比に対し漸増する目標値を設定して行なわれる場合には、前記幅を大きくすることは前記目標値漸増の最終偏倚を大きくすることによりその効果が得られ、また前記変速比の減小が変速比に対し漸減する目標値を設定して行なわれる場合には、前記幅を小さくすることは前記目標値漸減の最終偏倚を小さくすることによりその効果が得られる。またその場合に最終偏倚を大きくするとき目標値漸増の増大率も大きくし、最終偏倚を小さくするとき目標値漸減の減小率も小さくするようにしておけば、変速比の増大や減小に対しその度合を変更することをその変更の緩急の度合の変更を含めて調節することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は上記の如き制御を実行する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である。かかるフローチャートによる制御は、図６に示す電子制御装置２８の如き車輌運転制御手段により行なわれ、この種の技術分野に於ける周知の要領により、車輌のイグニションスイッチの閉成と同時に開始され、車輌の運転中数十ミリセカンド毎の周期にて繰り返される。
【００１９】
制御が開始されると、ステップ１にて制御が手動変速モードにあるか否かが判断される。答がノーであればその回の制御はそれにて終了するが、答がイエスであれば制御はステップ２へ進み、前方道路状態の探知が行われる。探知すべき前方道路状態としては坂および曲がりがあり、坂の場合には上りか下りの別およびその勾配が同時に探知されてよい。かかる情報はカーナビゲータより得られてよく、或は本発明による制御に必要な情報を得る任意の他の手段が用いられてよい。
【００２０】
次いでステップ３に於いて、シフトレバー（一般的には任意の操作端）の操作によるダウンシフトが指令されたか否かが判断される。答がイエスのときには制御はステップ４へ進み、ステップ２にて探知された上り坂または下り坂およびこの実施の形態ではその勾配、或いは道路の曲がりの場合にはその曲率に応じて、ダウンシフトによる変速比増大の度合を大きくすることが行われる。かかる制御は、上り坂または下り坂の別およびその勾配または道路の曲がりの曲率に応じて変速比増大の度合を大きくする程度を示す適当なマップまたは計算式を用意しておくことにより行える。
【００２１】
ステップ３の答がノーであるときには、制御はステップ５へ進み、シフトレバー等の操作端の操作によるアップシフトが行われたか否かが判断される。そして答がイエスのときには制御はステップ６へ進み、同じくステップ２にて探知された上り坂または下り坂およびその勾配、或いは道路の曲がりの場合にはその曲率に応じて、アップシフトによる変速比減小の度合を小さくすることが行われる。
【００２２】
図２は、手動によるダウンシフトやアップシフトに於いて変速比の目標値がステップ状に変更される場合に、前方に上り坂または下り坂或は左方または右方向への道路の曲がりが探知されることにより変速比目標値の変更の度合が変更される態様の一例を示す線図である。この場合、時点ｔ１に於いて手動によるダウンシフトが指令されたとき、通常ならば変速比目標値はそれ迄の値γaからγbへ増大されるところ、前方に上り坂または下り坂或は左方または右方向への道路の曲がりが探知されることによりγaからγcへ増大される。また時点ｔ２に於いて手動によるアップシフトが指令されたとき、通常ならば変速比はそれ迄の値γcからγdまで減小されるところ、前方に上り坂または下り坂或は左方または右方向への道路の曲がりが探知されることにより変速比目標値はγcからγeまでしか減小されない。
【００２３】
γaからγbまでとγaからγcまでの変速比増大幅の変更を異ならせる度合は、探知された坂が上り坂であるか下り坂であるかの違いおよび上り坂または下り坂の勾配或いは道路の曲がりの曲率の値に応じて変えられてよいが、かかる変速比増大幅の変更の実行を開始する坂の勾配または曲がりの曲率のしきい値を適当に設定することにより、変更の幅は一定の標準的な値とされてもよい。このことはアップシフトに於けるγcからγdまでとγcからγeまでの変速比増減小の変更についても同様である。
【００２４】
図３は、ダウンシフトに於ける変速比の増大およびアップシフトに於ける変速比の減小に際して目標値の設定が漸増または漸減するように行われる場合に、本発明による変速比の変更度合の変更を組み込む要領の他の一例を示す図２と同様の線図である。この例では、時点ｔ１１に於いて指令されたダウンシフトにより変速比が通常ならばγfよりγgまで漸増されるところ,本発明による変更により変速比は同じ漸増率にてより長い時間をかけて増大された変速比γhに達するまで漸増される。同様にアップシフトの場合には、時点ｔ１２にてアップシフトが指令されると、変速比はγiまで減小される代わりに、減小された変速比変更幅だけ同じ減小率にてより短い時間にてγjまで減小される。
【００２５】
ダウンシフトに於ける変速比の増大およびアップシフトに於ける変速比の減小が目標値を漸増または漸減させて行われる場合、本発明による変速比変更の修正は、図４に示されている如く、漸増または漸減の最終値を変えることに加えて、漸増または漸減の漸増率または漸減率をも変える要領にて行われてもよい。
【００２６】
更にまた、図５に示されている如く、本発明による変速比変更の変更は、ダウンシフトに於ける変速比の漸増の開始時に変速比をある程度ステップ状に増大させた後、増大された変速比最終位置まで変速比を漸増させる要領にて行われてもよく、またアップシフトに於ける変速比の変更の変更は、アップシフトの指令があってから暫時時間を遅らせて目標値の漸減を開始し、変速比減小の幅を縮めて変速比変更終了とする要領にて行われてもよい。
【００２７】
以上に於いては本発明をいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、これらの実施の形態について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】手動によるダウンシフトやアップシフトに於いて、変速比の目標値がステップ状に変更される場合に、前方に上り坂または下り坂或は左方または右方向への道路の曲がりが探知されることにより変速比目標値が変更される態様の一例を示す線図。
【図３】変速比目標値変更態様の他の一例を示す図２と同様の線図。
【図４】変速比目標値変更態様の更に他の一例を示す図２または図３と同様の線図。
【図５】変速比目標値変更態様の更に他の一例を示す図２〜図４と同様の線図。
【図６】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７】図６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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【図６】
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【図７】
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