(57)【要約】【課題】意図的な前後進操作を許容しながらも、誤操作による前進から後退への切り換え時の大きなショックを確実に防ぐ。【解決手段】コントロールユニット２０は、インヒビタスイッチ２２からのレンジ信号と車速センサ２１からの検出車速に基づいて、車両の前進中に後退レンジへ切り換えられると、検出した車速を第１の車速と比較するとともに、後退レンジへ切り換える以前に前進レンジが選択されていた時間と所定の判定時間とを比較し、検出した車速が第１の車速以下で、かつ、前進レンジが選択されていた時間が判定時間以下のときにはそのまま後退レンジへの切り換えを実行する一方、そうでない場合には後退レンジへの切り換えを遅延する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前進レンジまたは後退レンジのいずれかを選択するレンジ設定手段と、
車両の前進または後退を切り換える前後進切り換え手段と、
このレンジ設定手段で設定されたレンジに基づいて前後進切り換え手段を制御する自動変速機の制御装置において、
車両の前進中に後退レンジへ切り換えられたことを判定する前後進切り換え判定手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前進レンジが選択されていた時間を測定する前進時間測定手段と、
前記前後進切り換え判定手段が後退レンジへの切り換えを判定したときに、検出した車速が予め設定した第１の車速以下であることを判定する第１車速判定手段と、
前記前後進切り換え判定手段が後退レンジへの切り換えを判定したときに、前記時間と予め設定した判定時間とを比較する前進時間判定手段と、
前記検出した車速が第１の車速以下で、かつ、前記時間が判定時間以下のときには後退レンジへの切り換えを実行する一方、そうでない場合には後退レンジへの切り換えを遅延する前後進切り換え制御手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
前記前後進切り換え制御手段は、前記検出した車速が第１の車速以下で、かつ、前記時間が判定時間を超えるときには、前記第１の車速よりも小さく設定された第２の車速以下となるまで後退レンジへの切り換えを遅延することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項３】
前記前後進切り換え制御手段は、前記検出した車速が第１の車速を超える場合には、前記第１の車速よりも小さく設定された第２の車速以下となるまで後退レンジへの切り換えを遅延することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項４】
前記前後進切り換え制御手段は、前進レンジで締結する前進用摩擦締結要素と、後退レンジで締結する後退用摩擦締結要素とを備え、前記前後進切り換え制御手段は、前進用摩擦締結要素と後退用摩擦締結要素へ供給する油圧に応じて前進レンジと後進レンジを切り換えることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項５】
前記前後進切り換え制御手段は、エンジン回転速度を検出する手段を有し、車速が予め設定した第２の車速以下となったときのエンジン回転速度が予め設定した空ぶかし判定値を超えるときには、前記エンジンにトルクダウンの要求を行った後に前進レンジから後退レンジへ切り換えることを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項６】
前記第２の車速は前記第１の車速よりも小さく設定され、前記第１の車速は、前進レンジから後退レンジへの切り換えが誤操作によるものか否かを判定する車速であって、前記第２の車速は、前進中に後退レンジへの切り換えを判定する車速であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後進切り換え機構を備えた自動変速機の油圧制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される自動変速機では、シフトレバーの操作に応じて進行方向を切り換える前後進切り換え機構を備えており、前進レンジでは前進クラッチを締結し、後退レンジでは後退クラッチを締結している。そして、前進レンジ（Ｄレンジなど）で走行中に誤操作によって後退レンジへ切り換えられた場合、急減速が発生するのを防ぐため、後退クラッチを切って（解放し）、安全な車速まで低下したら後退クラッチを締結するものが知られている。
【０００３】
また、特開平９−１１９５１９号公報の第４頁のように、前進中に後進レンジへ切り換えられた場合、一旦ダウンシフトして後退クラッチの入力トルクを低減し、損傷を防止するものが知られている。
【０００４】
【特許文献】
特開平９−１１９５１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前進走行中に後進へ切り換える運転操作は、運転者が意図的に行う場合もあり、例えば、悪路でスタックした場合には前後進を繰り返して脱出する運転操作が知られており、前進レンジで走行中に後退レンジへ切り換え、さらに後退中に前進レンジへ切り換えることを繰り返す。あるいは、駐車場の車庫入れなどの際にも前後進を繰り返して車両の向きを変更する場合があり、このときも前進レンジで停車する以前に後退レンジへ切り換え、迅速に車庫入れを行う場合もある。
【０００６】
しかしながら、上記従来例のように、前進走行中に後退レンジへの切り換えが発生してから安全な車速となるまで後退クラッチの締結を規制するものでは、後退クラッチ締結の許可する車速（しきい値）が低いと、上記のような意図的な前後進操作の際に後退クラッチが締結されない場合があり、運転性が低下するという問題がある。一方、後退クラッチ締結の許可する車速（しきい値）が高いと、後退クラッチへの入力トルクが過大になって、締結ショックの発生やクラッチの耐久性低下を招く場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、意図的な前後進操作を許容しながらも、誤操作による前進から後退への切り換え時の大きなショックを確実に防いで前後進切り換え機構のクラッチの耐久性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、前進レンジまたは後退レンジのいずれかを選択するレンジ設定手段と、車両の前進または後退を切り換える前後進切り換え手段と、このレンジ設定手段で設定されたレンジに基づいて前後進切り換え手段を制御する自動変速機の制御装置において、
車両の前進中に後退レンジへ切り換えられたことを判定する前後進切り換え判定手段と、車速を検出する車速検出手段と、前進レンジが選択されていた時間を測定する前進時間測定手段と、前記前後進切り換え判定手段が後退レンジへの切り換えを判定したときに、検出した車速が予め設定した第１の車速以下であることを判定する第１車速判定手段と、前記前後進切り換え判定手段が後退レンジへの切り換えを判定したときに、前記時間と予め設定した判定時間とを比較する前進時間判定手段と、前記検出した車速が第１の車速以下で、かつ、前記時間が判定時間以下のときには後退レンジへの切り換えを実行する一方、そうでない場合には後退レンジへの切り換えを遅延する前後進切り換え制御手段とを備える。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記前後進切り換え制御手段は、前記検出した車速が第１の車速以下で、かつ、前記時間が判定時間を超えるときには、前記第１の車速よりも小さく設定された第２の車速以下となるまで後退レンジへの切り換えを遅延する。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記前後進切り換え制御手段は、前記検出した車速が第１の車速を超える場合には、前記第１の車速よりも小さく設定された第２の車速以下となるまで後退レンジへの切り換えを遅延する。
【００１１】
また、第４の発明は、前記第１の発明において、前記前後進切り換え制御手段は、前進レンジで締結する前進用摩擦締結要素と、後退レンジで締結する後退用摩擦締結要素とを備え、前記前後進切り換え制御手段は、前進用摩擦締結要素と後退用摩擦締結要素へ供給する油圧に応じて前進レンジと後進レンジを切り換える。
【００１２】
また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記前後進切り換え制御手段は、エンジン回転速度を検出する手段を有し、車速が予め設定した第２の車速以下となったときのエンジン回転速度が予め設定した空ぶかし判定値を超えるときには、前記エンジンにトルクダウンの要求を行った後に前進レンジから後退レンジへ切り換える。
【００１３】
また、第６の発明は、前記第１ないし第５の発明のいずれか一つにおいて、前記第２の車速は前記第１の車速よりも小さく設定され、前記第１の車速は、前進レンジから後退レンジへの切り換えが誤操作によるものか否かを判定する車速であって、前記第２の車速は、前進中に後退レンジへの切り換えを判定する車速である。
【００１４】
【発明の効果】
したがって第１の発明は、車両の前進中に後退レンジへ切り換えられると、検出した車速を第１の車速と比較するとともに、後退レンジへ切り換える以前に前進レンジが選択されていた時間と所定の判定時間とを比較し、検出した車速が第１の車速以下で、かつ、前進レンジが選択されていた時間が判定時間以下のときにはそのまま後退レンジへの切り換えを実行する一方、そうでない場合には後退レンジへの切り換えを遅延することで、前進していた時間の長さに応じて、運転者の前後進切り換えの意図を判定し、誤操作の場合には急減速や大きな締結ショックが発生しないように後退レンジへの切り換えを遅延させながらも、スタックからの脱出などでは、迅速に前後進を切り換えて運転者の意図どおりに進行方向を切り換えることができ、自動変速機を備えた車両の運転性と耐久性を向上させることが可能となるのである。
【００１５】
また、第２の発明は、車両の前進中に後退レンジへ切り換えられた時点の車速が第１の車速以下で、かつ、前進レンジの選択時間が判定時間を超えるときには、運転者の意図は前進と推定される。したがって、誤操作の可能性が高いので車速が予め設定した第２の車速以下となるまで後退レンジへの切り換えを遅延することで、前進レンジから後退レンジへの切り換えショックを抑制して、運転者の意図に反する急減速を抑制することができる。
【００１６】
また、第３の発明は、車両の前進中に後退レンジへ切り換えられた時点の車速が第１の車速を超える場合には、前進レンジの選択時間の長さに関わらず運転者の意図は前進と推定される。したがって、誤操作の可能性が極めて高いので車速が予め設定した第２の車速以下となるまで後退レンジへの切り換えを遅延することで、前進レンジから後退レンジへの切り換えショックを抑制して、運転者の意図に反する急減速を抑制することができる。
【００１７】
また、第４の発明は、前後進切り換え制御手段を油圧制御の前進用摩擦締結要素と、後退用摩擦締結要素から構成した場合には、前進中に後退用摩擦締結要素を締結するときの大きな締結ショックの発生を防ぐことができ、車両挙動の安定性を確保するとともに後退用摩擦締結要素の耐久性を確保することが可能となる。
【００１８】
また、第５の発明は、前進時に車速が第２の車速以下となって後退用摩擦締結要素を締結する際に、エンジン回転速度が予め設定した空ぶかし判定値を超えるときには、エンジンにトルクダウンの要求を行った後に前進レンジから後退レンジへ切り換えることで、後退用摩擦締結要素の耐久性を確保することが可能となる。
【００１９】
また、第６の発明は、第２の車速は前記第１の車速よりも小さく設定され、前記第１の車速は、前進レンジから後退レンジへの切り換えが誤操作によるものか否かを判定する車速であって、前記第２の車速は、前進中に後退レンジへの切り換えを判定する車速で、２つの車速で判定することにより、誤操作の有無の判定と、後退レンジへの切り換えタイミングの設定を、それぞれ正確に行うことが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１はＶベルト式無段変速機（自動変速機）の概略構成図を示す。
【００２２】
図１において、自動変速機は、エンジン１に連結された前後進切り換え機構４と、前後進切り換え機構４の出力軸に連結された無段変速機５を主体に構成され、無段変速機５は、一対の可変プーリとして入力軸側のプライマリプーリ１０と、出力軸１３に連結されたセカンダリプーリ１１とを備え、これら一対の可変プーリ１０、１１はＶベルト１２によって連結されている。なお、出力軸１３はアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪１４に連結される。また、前後進切り換え機構４の入力側と、エンジン１との間には、トルクコンバータなどの発進要素（図示せず）が介装される。
【００２３】
前後進切り換え機構４は、エンジン１側とプライマリプーリ１０との動力伝達経路を切り換える遊星歯車４０、前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２から構成され、車両の前進時には前進クラッチ４１を締結し、車両の後退時には後退クラッチ４２を締結し、中立位置（ニュートラルやパーキング）では前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２を共に解放する。
【００２４】
これら前進クラッチ４１、後退クラッチ４２は、コントロールユニット２０からの指令に応じて前進クラッチ圧と後退クラッチ圧を供給するクラッチ圧調整装置３０によって締結状態の制御が行われる。
【００２５】
なお、クラッチ圧調整装置３０は、油圧ポンプ１５からの油圧を元圧として前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧を調整する。また、油圧ポンプ１５は、前後進切り換え機構４の入力側などに連結されてエンジン１に駆動される。
【００２６】
コントロールユニット２０は、車速センサ２１からの車速信号、シフトレバーに応動するインヒビタスイッチ２２からのレンジ信号、エンジン１（またはエンジン制御装置）からのエンジン回転速度信号等の運転状態及び運転操作に基づいて、油圧指令値を決定してクラッチ圧調整装置３０へ指令する。なお、インヒビタスイッチ２２は、前進（Ｄレンジ）、中立位置＝ニュートラル（Ｎレンジ）、後退（Ｒレンジ）のいずれか一つを選択する例を示す。
【００２７】
クラッチ圧調整装置３０は、この油圧指令値に応じて前進クラッチ圧と後退クラッチ圧を調整して前進クラッチ４１と後退クラッチ４２の締結または解放を行う。
【００２８】
これら前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）では、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ４１を締結させる一方、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退クラッチ４２を解放する。後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）では、前進クラッチ圧をドレンに接続して前進クラッチ４１を解放させる一方、後退クラッチ圧を供給して後退クラッチ４２を締結させる。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧と後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ４１及び後退クラッチ４２を共に解放させる。
【００２９】
なお、無段変速機５の変速比やＶベルトの接触摩擦力は、コントロールユニット２０からの指令に応動する油圧コントロールユニット（図示せず）によって制御される。
【００３０】
図２はコントロールユニット２０で行われる前後進切り換え制御の一例を示すフローチャートで、所定の周期（例えば、数十ｍｓｅｃ）で実行されるものである。
【００３１】
まず、ステップＳ１では、インヒビタスイッチ２２からのレンジ信号レンジを読み込んで、現在のシフトレバー（またはシフトスイッチ）のセレクト位置が前進レンジ（以下Ｄレンジ）または中立位置（以下、Ｎレンジ）から後退レンジ（以下、Ｒレンジ）へ切り換えられたか否かを判定する。つまり、前回制御時のレンジ信号がＲレンジ以外で、現在のレンジ信号がＲレンジとなったかを判定する。
【００３２】
そして、ＤレンジまたはＮレンジからＲレンジへ切り換えた場合ではステップＳ２へ進む一方、そうでない場合にはステップＳ１２へ進んで、通常のセレクト制御を行う。なお、ステップＳ１２の通常のセレクト制御では、選択したレンジ（あるいは進行方向）に応じて前進クラッチ４１または後退クラッチ４２の締結、解放を行うもので、前後進切り換え機構４の通常のクラッチ締結制御を示す。
【００３３】
ＤレンジまたはＮレンジからＲレンジへ切り換えられたステップＳ２では、誤操作によってＲレンジへ切り換えられたか否かを判定する。
【００３４】
すなわち、検出した車速が第１の所定値（例えば、１５Ｋｍ／ｈ）以上であれば、締結するクラッチを前進クラッチ４１から後退クラッチ４２へ切り換えると急減速となるので、この場合はステップＳ３へ進んで誤操作と判定し、さらに、ステップＳ６に進んで後退クラッチ４２を解放状態にする（締結を禁止する）。
【００３５】
一方、車速が第１の所定値未満の場合では誤操作の可能性は低いため、ステップＳ４に進んで、運転者の意図を推定する。
【００３６】
ステップＳ４では、Ｒレンジへ切り換える直前に、Ｄレンジで走行した時間が所定時間（例えば、１０秒）以上あるかを判定し、この時間が所定時間未満の場合には、運転者が意図的にＤレンジからＲレンジへ切り換えたと判定してステップＳ１２に進み、運転者の意図どおりＲレンジへの切り換えを行う。なお、Ｄレンジでの走行時間は、Ｄレンジが選択されるたびにコントロールユニット２０でカウントされるもので、ＮレンジまたはＲレンジからＤレンジへ切り換えられた時点でリセットされ、新たにカウントされるものである。
【００３７】
一方、Ｄレンジで走行した時間が所定時間以上の場合には、ステップＳ５に進み、車速は所定値未満であるが、締結するクラッチを前進クラッチ４１から後退クラッチ４２へ切り換えると締結ショックが発生したり、エンストを引き起こす可能性があると判定し、ステップＳ６へ進んで後退クラッチ４２を解放状態にしておく。
【００３８】
後退クラッチ４２を解放状態にした後、ステップＳ７では、セレクト位置がＲレンジへ切り換えられたか否かを判定する。セレクト位置がＲレンジ以外へ切り替わっていれば、ＤレンジまたはＮレンジのいずれかであるので、ステップＳ１２へ進んでレンジ信号に応じた通常のセレクト制御を行う。
【００３９】
一方、ステップＳ７の判定で、Ｒレンジが維持されている場合には、ステップＳ８へ進んで、現在の車速を読み込んで、締結するクラッチを前進クラッチ４１から後退クラッチ４２へ切り換えてもよい第２の所定値（例えば、（７〜８Ｋｍ／ｈ））以下になったか否かを判定する。
【００４０】
このステップＳ８では、車速が第２の所定値以下となるまでステップＳ６からＳ８のループを繰り返し、第２の所定値以下になればステップＳ９に進む。
【００４１】
なお、第２の所定値は、車両に応じて異なるもので、例えば、駆動系のイナーシャや車重などに応じて、車両の前進中に後退クラッチ４２を締結しても急減速やクラッチの損傷を抑制可能な速度に設定される。
【００４２】
車速が第２の所定値以下に低下するとステップＳ９では、エンジン１の回転速度を読み込んで、このエンジン回転速度と空ぶかし判定用の所定値とを比較して、エンジン１が空ぶかし状態ではないかを判定する。空ぶかし判定の所定値は、例えば、２０００ｒｐｍなどに設定され、現在のエンジン回転速度が空ぶかし判定値以下であれば、締結ショックを抑制できるのでステップＳ１０に進んで後退クラッチ４２の締結を行い、エンジン回転速度が空ぶかし判定値を超えている場合には、ステップＳ１１へ進んでエンジン１（またはエンジン制御装置）に対してトルクダウン要求信号を送信した後に、後退クラッチ４２を締結する。なお、エンジン１はコントロールユニット２０からトルクダウン要求信号を受けると、燃料噴射カットやタイミングリタードなどのトルクダウン制御を行ってエンジン回転速度及びエンジントルクを低減し、後退クラッチ締結時のショックを抑制する。
【００４３】
以上の制御により、上述のようにスタックからの脱出や車庫入れなどで運転者が意図的に前後進を繰り返すような場合では、Ｒレンジ以外からＲレンジへ切り換えられた時点の車速が極めて低く、つまり、車速は第１の所定値未満で、かつ、Ｄレンジで前進した時間が所定時間よりも短いため（ステップＳ２、Ｓ４）、締結するクラッチを前進クラッチ４１から後退クラッチ４２へ切り換えても締結ショックやエンストの発生を抑制可能と判断して、運転者の意図どおりに後退クラッチ４２を締結し、進行方向を切り換える。
【００４４】
一方、Ｒレンジへ切り換えられた時点の車速が第１の所定値以上の場合は、誤操作によってＲレンジへ切り換えられたと判定し、車速が第２の所定値以下となるまで待って、さらにクラッチ４２を締結するときのエンジン回転速度が空ぶかし判定値以下の場合のみ、そのまま後退クラッチ４２を締結するので、急減速や大きな締結ショックを発生することなく後退クラッチ４２を締結することができる。
【００４５】
また、後退クラッチ４２を締結するときのエンジン回転速度が空ぶかし判定値を超える場合には、エンジン１のトルクダウンを行ってから後退クラッチ４２を締結するので、空ぶかし状態による大きな締結ショックを抑制しつつ後退クラッチ４２を締結することができる。
【００４６】
また、Ｒレンジへ切り換えられた時点の車速が第１の所定値未満であっても、Ｄレンジで前進した経験が所定時間以上の場合は、運転者は前進する意図が強く、誤操作の可能性が高いので、エンストや締結ショックが大きくなるのを防止すべく上記誤操作と同様の制御を行うことで、急減速や大きな締結ショックの発生を防いで後退クラッチ４２を締結し、車両挙動の安定性を確保するとともに後退クラッチ４２の耐久性も確保することが可能となる。
【００４７】
こうして、Ｒレンジ以外からＲレンジへ切り換えられた時点の車速に加えて、前進の経験の長さに応じて、運転者の前後進切り換えの意図を判定するようにしたので、誤操作の場合には急減速や大きな締結ショックが発生しないように後退クラッチ４２の締結制御を行いながらも、スタックからの脱出などでは、迅速に前後進を切り換えて運転者の意図どおりに進行方向を切り換えることができ、自動変速機を備えた車両の運転性と耐久性を向上させることが可能となるのである。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、自動変速機としてＶベルト式の無段変速機を採用した例を示したが、遊星歯車式やトロイダル式を採用した場合にも同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、シフトレバーに応動するインヒビタスイッチ２２が、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジの何れかを選択する例を示したが、前進レンジとして、１レンジ（１速固定）や２レンジ（２速固定）、ＤＳレンジ（スポーツモード）あるいはＭレンジ（マニュアルモード）を備えるものでも良く、前進レンジまたはＮレンジから後退レンジへ切り換えられたときに上記制御を行えばよい。
【００５０】
また、前後進切り換え機構４により駆動輪の回転方向を切り換える例について述べたが、ハイブリッド車両や電気自動車、燃料電池車両においては、前後進クラッチの締結制御を、モータの回転方向を切り換える制御に置き換えればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す自動変速機の概略構成図である。
【図２】同じくコントロールユニットで行われる前後進クラッチの締結制御の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１　エンジン
４　前後進切り換え機構
５　無段変速機
１０　プライマリプーリ
１１　セカンダリプーリ
２０　コントロールユニット
２１　車速センサ
３０　クラッチ圧調整装置
【図１】
2004108516.tif 000003
【図２】
2004108516.tif 000004