(57)【要約】【課題】無段変速機の手動変速に於いて、一度のシフトレバー操作により生ずる変速幅を小さくすることにより繊細な変速比設定が得られると共に、一度のシフトレバー操作により大幅な変速を得ることも可能にする。【解決手段】シフトレバーの操作速度、単位時間当たりの操作回数、またはこれら両方に応じて変速幅が変更され、操作速度が速いとき操作速度が遅いときより、操作回数が多いとき操作回数が少ないときより、また操作速度と操作回数の積が大きいとき該積が小さいときより、変速幅を大きくする。【選択図】    図４
2004204934.tif 000002
【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ステップ状に増大され、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ステップ状に減小されるようになっている車輌用変速装置にして、前記操作端の操作速度に応じて前記変速比のステップ状増減の幅が変更され、該操作速度が速いとき該操作速度が遅いときより前記幅が大きく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】
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ステップ状に増大され、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ステップ状に減小されるようになっている車輌用変速装置にして、前記操作端の単位時間当たりの操作回数に応じて前記変速比のステップ状増減の幅が変更され、該操作回数が多いとき該操作回数が少ないときより前記幅が大きく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３】
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ステップ状に増大され、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ステップ状に減小されるようになっている車輌用変速装置にして、前記操作端の操作速度と単位時間当たりの操作回数に応じて前記変速比のステップ状増減の幅が変更され、該操作速度と該操作回数の積が大きいとき該積が小さいときより前記幅が大きく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。
【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３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４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、各変速比間の切り換えについて時定数が設定されている場合に、ある第一の変速比の切り換えが終了しないうちに第二の変速比の切り換えが行われると、時定数の重なりにより変速速度が速くなってしまうことに鑑み、第一の変速比切り換えに第二の変速比切り換えが重なるようなとき、変速時定数設定手段により設定される変速時定数に変速速度を遅くする補正を加えることが提案されている。また下記の特許文献２には、手動変速モードに於けるシフトレバーの操作速度が速いほど摩擦係合要素の係合速度を速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、通常の走行時に選択される第一のシフトレンジと、設定可能な変速比の幅もしくはエンジンブレーキの発生状態が第一のシフトレンジとは異なる第二のシフトレンジとを選択可能な無段変速機に於いて、第一のシフトレンジが選択されている場合の変速速度と第二のシフトレンジが選択されている場合の変速速度とを異ならせることが提案されている。
【特許文献１】
特開２００１−９９２８６
【特許文献２】
特開平１０−１８４８８５
【特許文献３】
特開２００１−３３０１２２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
無段変速機の手動変速モードに於いて、図６にＲ１〜Ｒ９として例示した如く複数の変速比が設定されている場合、各変速段間の変速比の幅を小さくすればそれだけ多数の異なる変速比が得られ、それらの間に変速比を切替えることにより変速比の繊細な設定が得られる。しかし一方、各変速段間の変速比の幅が小さくされると、一時に変速比を大きく変化させたい場合に、シフトレバー等の操作端を何度も繰り返して操作しなければならないという不便がある。
【０００８】
本発明は、無段変速機を備えた車輌用変速装置の手動変速に於ける変速比変更幅の設定に関する上記の如き一長一短の問題に鑑み、変速比の繊細な設定が望まれるときにはそれを可能にし、また一度に大幅な変速比の変更を行いたいときにはそれを可能にするような手動変速性能を備え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、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ステップ状に増大され、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ステップ状に減小されるようになっている車輌用変速装置にして、前記操作端の操作速度または前記操作端の単位時間当たりの操作回数またはこれら両方に応じて前記変速比のステップ状増減の幅が変更され、該操作速度が速いとき該操作速度が遅いときより前記幅が大きくされ、該操作回数が多いとき該操作回数が少ないときより前記幅が大きくされ、該操作速度と該操作回数の積が大きいとき該積が小さいときより前記幅が大きく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。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
上記の如く無段変速機の手動変速に於けるアップシフト操作またはダウンシフト操作の操作速度、または単位時間当たりの操作回数、またはこれら両者の積に基づいて、その値が大きいときには、その値が小さいときより、一度の変速に於ける変速比変更の幅が大きくなるようにされていれば、運転者はシフトレバー等の操作端を操作する手加減により変速比幅を変えることができ、車輌運転中、時と好みに応じて、繊細な変速比の選定と大幅な変速比の速やかな変更のいずれをも得ることができる。
【００１１】
人は一般にシフトレバー等の操作端を手にて操作することにより装置に或る所期の作動或いは効果を求めようとするとき、それに対する要求の度合が高いほど、操作端をより速く操作し、或いは短時間内により多くその操作を繰り返すものである。従って、シフトレバーの如き操作端に対する操作が変速比の変更を求めてなされるものであるとき、操作速度、または単位時間当たりの操作回数、またはこれら両者の積に基づいて、その値が大きいときには、その値が小さいときより、１回の操作に対する変速比変更の幅が大きくなるようにされていれば、変速をより強く求めるときには変速を緩やかに求めるときより無意識にシフトレバー等をより激しく操作する運転者の自然の行動態様を利用して車輌用変速装置を運転者の要求に合わせて作動させることができる。
【００１２】
【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第一の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。
【００１３】
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。
【００１４】
ステップ２に於いては、アップシフトまたはダウンシフトのためのシフトレバーの操作がなされたか否かが判断される。ここでも答がノーであれば、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３へ進み、シフトレバーの操作速度に応じて定められた変速幅によるアップシフトまたはダウンシフトが行われる。
【００１５】
図２に、上記の要領によるアップシフトをおよびダウンシフトの例が、ＣＶＴ入力回転数を縦軸とし車速を横軸とする図６の座標系と同じ座標系にて示されている。今、車輌の運転状態がＡ点にあり、無段変速機は手動変速モードによってＡ点に対応する変速比Ｒaに設定されているとする。かかる運転状態より始まって、運転者がシフトレバーを操作して変速装置に対し一度のアップシフトを指令したとする。このときのシフトレバーの操作速度が比較的緩やかであれば、無段変速機はシフトレバーの操作速度に対応した比較的小さい変速幅にて変速比Ｒbsまで変速され、その間に幾分かの車速の増大があって変速終了時点には車輌の運転状態はＢs点に至る。
【００１６】
これに対し、車輌の運転状態が同じＡ点にあって、シフトレバーによる一度のアップシフトが行われたときにも、シフトレバーの操作がより速く行われると、それによって変更される変速比の幅はより大きい幅とされ、変速終了時の車輌の運転状態はＢf点にあり、無段変速機の変速比はＲbsより小さいＲbfとなる。
【００１７】
ダウンシフトの場合も同様であり、車輌の運転状態がＣ点にあり、変速比がＲcである状態から始まって、シフトレバーの一度の操作によりダウンシフトされるとき、シフトレバーの操作速度が緩やかであれば、無段変速機はシフトレバーの操作速度に対応した小さな変速幅にて増大されてＲdsとなり、車輌の運転状態はＤs点に至るが、シフトレバーの操作速度が速いと、無段変速機はその変速比がより大きく増大されてＲdfとなり車輌の運転状態はＤf点に至る。
【００１８】
図３は、本発明による車輌用自動変速装置の第二の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。この実施の形態に於いては、図１の実施の形態に於けると同様のステップ１および２に於いて答がイエスであると、制御はステップ４へ進み、後述するステップ７に於いて増分されるカウント値Ｎが０にリセットされる。このことについてはさらに後述する。次いで制御はステップ５へ進むと同時に、ステップ１０１へも進む。
【００１９】
ステップ５に於いてはカウント値Ｃを１だけ増分することが行われる。上述のＮもそうであるが、この種のカウント値は制御の開始時に全て０にリセットされるものであり、従って制御が初めてステップ５に至ったときカウント値Ｃは１とされ、その後リセットされることなく制御がステップ５に至る度にカウント値Ｃは更に１ずつ増分される。次いで制御はステップ６へ進み、カウント値Ｃに応じた変速幅による変速、即ちステップ２於いて判断されたシフトレバーの操作に応じてアップシフトまたはダウンシフトされる。
【００２０】
この場合、今、運転者がシフトレバーを一度アップシフト側へ操作したとする。そうするとステップ６に於いては、Ｃ＝１に対応する変速幅による自動変速機のアップシフトが開始される。運転者が当分それ以上にシフトレバーを操作しなければ、Ｃ＝１に対応する変速幅によるアップシフトが完了するが、かかるアップシフトが完了する前に運転者が続けてシフトレバーをアップシフト側へ操作したとすると、それによって制御が再びステップ２をイエスの側に通過してステップ５に至り、変速機がアップシフトされつつある途中に於いてＣは２なり、その時点から変速幅はＣ＝２対応した変速幅に変更される。自動変速機の変速比変更にはそれなりの時間を要するので、運転者がシフトレバーを立て続けに同方向、即ちアップシフト側またはダウンシフト側に操作すると、それに応じてＣの値は増大して行き、Ｃの値に対応して変速幅が適当に大きくされていれば、Ｃの値の増大に応じて一度に行われる変速の変速幅が適当に大きくされる。
【００２１】
但し、シフトレバーの操作が行われ、制御がステップ２をイエスの側へ通過する度に、制御は同時にステップ１０１へ進み、その都度或るタイマをリセットした後、該タイマによりタイムカウントが行われ（ステップ１０２）、該タイマによりセットされた時間が経過すると、ステップ１０３にてカウント値Ｃが１ずつ減らされるようになっている。従って、シフトレバーが一度操作され、カウント値Ｃが１だけ増大されても、その後前記タイマによりセットされた時間が経過するまで次のシフトレバーの操作が行われなければ、上に１だけ増大されたカウント値Ｃは元に戻されるようになっている。従って、上記タイマの設定時間がシフトレバーの一度の操作により無段変速機が変速を終える時間に概略合わされていれば、シフトレバーの一度の操作により無段変速機が変速を終える前に再度シフトレバーが重ねて操作されるとき、その重ね合わせの大きさに応じて一度の変速に於ける変速幅を大きくすることができる。こうして或る単位時間内に於けるシフトレバーの操作回数が多いほど一度の変速に於ける変速幅を大きくすることができる。
【００２２】
いずれにしても一度の変速が終わったときには、次回の変速までは或る程度の時間が空くので、そのことはステップ７および８に於いて、かかるフローチャートのサイクルタイムである数十ミリセカンドを単位とするカウント値Ｎに対するしきい値Ｎtを適当に設定しておくことにより一度の変速の終了を知ることができる。そしてステップ８の答がイエスとなったとき、ステップ９および１０に於いてそれぞれカウント値ＣおよびＮを０にリセットしておけば、制御を次回のアップシフトまたはダウンシフトに備えた状態とすることができる。かかる実施の形態による変速態様も、運転者が一度の変速に於いて変速したいと願う要求の度合が、シフトレバー操作速度に代わって、単位時間内に於けるシフトレバーの操作回数として表れることにより、図２に示す要領と同じ要領にて表される。
【００２３】
図４は、本発明による車輌用自動変速装置の第三の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。この実施の形態は図１に示す第一の実施の形態と図３に示す第二の実施の形態とを組み合わせたものである。従って、図４のフローチャートに於いては、図１または図３のフローチャートで於けるステップに対応するステップは、図１または図３に於けると同じステップ番号により示されている。
【００２４】
この第三の実施の形態の於いては、ステップ１１に於いてステップ５にて得られたカウント値Ｃとステップ２にて検出されたシフトレバー操作の操作速度とが掛け合わされてその積を示すパラメータ値Ｍが計算され、ステップ１２に於いてＭが所定のしきい値Ｍs以上であるか否かが判断され、答がイエスのときステップ１３にてパラメータ値Ｍに応じた変速幅による変速が行われるようになっている。かかる実施の形態によれば、運転者が変速装置に変速を指令するシフトレバー操作の操作速度が速いほど、また一度のシフトレバー操作による変速が終わらないような所定時間内に繰り返してシフトレバーを操作する回数が多いほど、一度の変速に於いて変速比が変化される変速幅が相乗的に大きくされる。
【００２５】
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第一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】図１に示すフローチャートによる車輌用変速装置の作動の要点を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。
【図３】本発明による車輌用変速装置の第二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４】本発明による車輌用変速装置の第三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５】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６】図５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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