(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸とを有し、前記入力軸から前記出力軸に対して自動的に変速比を変化させて動力を伝達する変速機の変速制御装置であって、
運転者のアクセル操作量を検出する加速操作量検出手段と、
路面勾配を検出する勾配検出手段と、
判定用アクセル操作量を前記路面勾配に基づいて設定し、前記アクセル操作量が前記判定用アクセル操作量を上回るときにキックダウンモードを実行する制御手段とを有し、
前記制御手段は、上り勾配が大きくなるほどに判定用アクセル操作量を大きく設定することを特徴とする変速機の変速制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の変速機の変速制御装置において、
車速を検出する車速検出手段を有し、
前記制御手段は、前記路面勾配と前記車速とに基づき設定される前記判定用アクセル操作量を前記車速が高くなるほどに大きく設定することを特徴とする変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の変速機の変速制御装置において、
前記制御手段は、下り勾配が大きくなるほどに前記判定用アクセル操作量を小さく設定することを特徴とする変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車に搭載される変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動的に変速操作を行う変速機には、変速比を無段階に制御する無段変速機と、歯車列による変速段に従い変速を行う自動変速機とがある。無段変速機（ＣＶＴ）にあっては、ベルトまたはチェーンと２つの可変溝幅プーリとにより変速が行われるベルトドライブ式と、２つのディスクとパワーローラとにより変速が行われるトロイダル式とがある。
【０００３】
一方、自動変速機にあっては、複数の変速比を形成する歯車列と、この歯車列のうち動力伝達を行う歯車列の切り換えを行う切換機構とを有しており、歯車列の形態によって、１軸上での変速を可能とする遊星歯車式と、手動変速機と同様に平行軸上での変速を可能とする平行軸式とがある。
【０００４】
このような変速機によって自動的に制御される変速比は、たとえば、特開平１１−１８２６６５号公報に開示されるように、車速およびスロットル開度等をパラメータとして、制御ユニットのメモリに記録される変速特性線図を参照することにより求められている。このように、無段変速機は車速とスロットル開度等から最適となる変速比を選択してローからオーバードライブまで連続的に変速を行い、自動変速機も車速とスロットル開度等から最適となる変速段を選択して段階的に変速を行っている。
【０００５】
この変速特性線図は、予め設定される一般的な走行状況において最適となるよう試験等によって設定されることが多い。このため、追い越し走行の際に急速な加速を必要とする場合には、変速比を急速に大きくしたり、変速段をダウンシフトすることで素速い加速走行が可能となるキックダウンモードを備える変速機が開発されている。
【０００６】
また、キックダウンモードの設定手段としては、車速に応じて設定されるアクセルの操作量に基づいて自動的にキックダウンモードの設定を行うものが開発されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、平坦路走行から登降坂路走行に移り路面勾配が変化した場合に、同じ車速で走行を続けようとすると、路面勾配つまり走行抵抗の増減に応じてアクセルの操作量を操作する必要がある。
【０００８】
従って、路面勾配によりアクセルの操作量が変動すると、車速に応じて設定されるアクセルの操作量に基づいてキックダウンモードに設定する変速機にあっては、運転者の意図しないタイミングでキックダウンモードに設定されてしまうおそれがあり、このようなキックダウンモードの設定は運転者に違和感を与えることになる。
【０００９】
本発明の目的は、路面勾配が変化する走行状況であっても、運転者の意図するタイミングでキックダウンモードに設定する変速機の変速制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の変速機の変速制御装置は、エンジンにより駆動される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸とを有し、前記入力軸から前記出力軸に対して自動的に変速比を変化させて動力を伝達する変速機の変速制御装置であって、運転者のアクセル操作量を検出する加速操作量検出手段と、路面勾配を検出する勾配検出手段と、判定用アクセル操作量を前記路面勾配に基づいて設定し、前記アクセル操作量が前記判定用アクセル操作量を上回るときにキックダウンモードを実行する制御手段とを有し、前記制御手段は、上り勾配が大きくなるほどに判定用アクセル操作量を大きく設定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の変速機の変速制御装置は、車速を検出する車速検出手段を有し、前記制御手段は、前記路面勾配と前記車速とに基づき設定される前記判定用アクセル操作量を前記車速が高くなるほどに大きく設定することを特徴とする。
【００１２】
本発明の変速機の変速制御装置は、前記制御手段は、下り勾配が大きくなるほどに前記判定用アクセル操作量を小さく設定することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、判定用アクセル操作量を路面勾配に基づいて設定するようにしたので、運転者の意図するタイミングでキックダウンモードを実行することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は無段変速機１０を有する自動車の動力伝達系１１を示す概要図である。図１に示すように、動力伝達系１１はトルクコンバータ等により構成される発進クラッチ１２と、プラネタリギヤ等により構成され動力の回転方向を変換する前後進切換装置１３と、無段階に変速を行う無段変速機１０とからなり、動力伝達系１１はケース１４に組み込まれている。
【００２０】
エンジン１５のクランク軸１６は発進クラッチ１２に連結されており、発進クラッチ１２は前後進切換装置１３に連結されている。また、前後進切換装置１３に連結される入力軸１７にはプライマリ固定プーリ１８ａが固定されており、対面してプライマリ可動プーリ１８ｂがボールスプライン等により入力軸１７に対して摺動自在に装着されている。これら２つのプーリ１８ａ，１８ｂによってプライマリプーリ１８が構成される。
【００２１】
また、ケース１４内に回転自在に装着され入力軸１７に平行となる出力軸１９には、セカンダリ固定プーリ２０ａが固定されており、対面してセカンダリ可動プーリ２０ｂがボールスプラインにより出力軸１９に対して摺動自在に装着されている。これら２つのプーリ２０ａ，２０ｂによってセカンダリプーリ２０が構成される。
【００２２】
プライマリプーリ１８とセカンダリプーリ２０には、それぞれプライマリ油圧室２１とセカンダリ油圧室２２が形成されており、これらの油圧室２１，２２に油圧を供給することによってその容積が大きくなり２つの可動プーリ１８ｂ，２０ｂは軸方向に摺動される。また、プライマリプーリ１８とセカンダリプーリ２０との間には、駆動ベルト２３が掛け渡されており、可動プーリ１８ｂ，２０ｂの摺動によりコーン面間隔を変えることで駆動ベルト２３を保持するプーリ径が変化し、入力軸１７から出力軸１９に対して無段変速が行われる。
【００２３】
出力軸１９は、減速歯車列２４およびデファレンシャル装置２５を介して駆動輪２６に連結されており、エンジン１５から発生される駆動力は、前後進切換装置１３により回転方向を決定され、無段変速機１０、減速歯車列２４、およびデファレンシャル装置２５により適切な駆動力に変換されて駆動輪２６に伝達される。
【００２４】
図２は前述の無段変速機１０を作動するための変速制御装置を示す概略図である。図２に示すように、プライマリ油圧室２１には、オイルポンプ２８からの作動油が調圧されプライマリ油圧として供給されており、プライマリプーリ１８が作動することにより変速比が可変設定される。また同様に、セカンダリ油圧室２２には、調圧されたセカンダリ油圧が供給され、セカンダリプーリ２０が作動することにより駆動ベルト２３に対してトルク伝達に必要な圧力が与えられる。このように調圧される油圧は、後述するＣＶＴ制御ユニット２９からの信号により、車両の走行状況に基づいて設定され、２つのプーリ１８，２０のコーン面間隔は制御される。
【００２５】
ＣＶＴ制御ユニット２９はマイクロコンピュータ等からなり、図２に示すように、入力ポートには、ブレーキペダル踏み込み時にＯＮ作動するブレーキスイッチ３０、選択されるセレクトレンジを検出するレンジ検出センサ３１、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ３２、プライマリプーリ１８の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ３３、セカンダリプーリ２０の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ３４、およびエンジン制御ユニット３５が接続されており、このエンジン制御ユニット３５からアクセル開度センサ３６の出力信号に基づいて算出されたアクセル操作量Ａｏ、クランク角センサ３７の出力信号に基づいて算出されたエンジン回転数Ｎｅ、および各種センサ３８の出力信号に基づいて算出された各種演算情報が入力される。
【００２６】
また、ＣＶＴ制御ユニット２９の出力ポートには、プライマリ油圧とセカンダリ油圧とを調圧する変速制御バルブ４０とライン圧制御バルブ４１との比例ソレノイド４０ａ，４１ａがそれぞれ接続されている。
【００２７】
なお、アクセル開度センサ３６は図示しないアクセルペダルに装着されており、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量が、アクセル操作量Ａｏの電気信号としてエンジン制御ユニット３５に入力され、このアクセル操作量Ａｏに基づきスロットルバルブの開度が設定され図示しないスロットルバルブが駆動制御される。次いで、スロットル開度センサ３２によりスロットルバルブ開度量Ｔｏがエンジン制御ユニット３５に入力され、フィードバック制御がなされるとともに、スロットルバルブ開度量ＴｏはＣＶＴ制御ユニット２９に入力され無段変速機１０の変速制御に用いられる。このようにアクセル操作量Ａｏとスロットルバルブ開度量Ｔｏとは相関しており、いずれも運転者によるアクセルの操作に基づく加速要求を表すものである。
【００２８】
また、図２に示すように、オイルポンプ２８とセカンダリ油圧室２２とを接続する油路４２には、ライン圧制御バルブ４１が接続されており、オイルポンプ２８の吐出圧からライン圧に調圧された作動油が、セカンダリ油圧としてセカンダリ油圧室２２に供給される。また、油路４２から分岐してプライマリ油圧室２１に接続する油路４３には、変速制御バルブ４０が接続されており、ライン圧から調圧されたプライマリ油圧がプライマリ油圧室２１に供給される。
【００２９】
以下、ＣＶＴ制御ユニット２９による通常走行モードと、キックダウンモードとの変速制御について説明する。ＣＶＴ制御ユニット２９は、変速制御バルブ４０に連設する比例ソレノイド４０ａの動作量を制御し、２つのプーリ１８，２０の溝幅を変更して変速を行うため以下のように機能する。
【００３０】
図３は走行時の変速特性を示す変速特性線図である。なお、図３に破線で示すのは、２つのプーリ１８，２０により可能となる最大の変速比Ｌと最小の変速比ＯＤであり、実線で示すのは、キックダウンモードにおいてスロットル開度が全開のときの変速特性線θKDmaxと、スロットル開度が全閉のときの変速特性線θminである。走行中は図３に実線で示される範囲内で変速比が設定され変速が行われる。
【００３１】
図３に示す変速特性線図はＣＶＴ制御ユニット２９のメモリに記録されており、ＣＶＴ制御ユニット２９に設けられる変速比設定手段により変速特性線図から目標変速比ｉｓが算出される。この目標変速比ｉｓの算出方法としては、まず図３にＡで示す変速特性線θAに対応するスロットル開度での走行状態から、運転者により変速特性線θBに対応するスロットル開度となるまでアクセルが踏み込まれると、２つのプーリ１８，２０の回転数ＮＰｉ，ＮＳｏから現時点の実変速比ｉａが算出され、この実変速比ｉａと変速特性線θBとにより、目標プライマリプーリ回転数ＮＰが算出される。
【００３２】
次いで、この目標プライマリプーリ回転数ＮＰと実セカンダリプーリ回転数ＮＳｏとの比から目標変速比ｉｓを算出し、実変速比ｉａを目標変速比ｉｓへ収束させるためのソレノイド電流を設定する。このソレノイド電流を変速制御バルブ４０の比例ソレノイド４０ａに駆動電流として出力することで、変速制御バルブ４０によりプライマリ油圧が調圧され可動プライマリプーリ１８ｂが軸方向に摺動し、実プライマリプーリ回転数ＮＰｉが目標プライマリプーリ回転数ＮＰに収束するよう制御される。また、この目標変速比ｉｓは所定時間毎に新たに設定され続けながら変速が行われる。
【００３３】
通常走行モードでは、図３に示す変速特性線θmaxまでの範囲内において目標プライマリプーリ回転数ＮＰが設定され目標変速比ｉｓが設定されるのに対して、キックダウンモードでは、変速特性線θKDmaxまで目標プライマリプーリ回転数ＮＰの上限が上げられるため、変速時の目標変速比ｉｓが大きく設定されるとともに目標プライマリプーリ回転数ＮＰ、つまりエンジン回転数Ｎｅの上限が引き上げられ、通常走行モードに比べて急速に加速を行うことが可能となる。
【００３４】
このようなキックダウンモードは、ＣＶＴ制御ユニット２９内に設けられる制御手段により設定される。以下、制御手段によってキックダウンモードの設定および設定解除を行うキックダウンモード処理について説明する。なお、このキックダウンモード処理は、たとえば１０ｍｓｅｃ等の所定時間毎に実行されるものである。
【００３５】
図４はキックダウンモード処理の手順を示すフローチャートである。図４に示すように、ステップＳ１では、現在の走行モードがキックダウンモードであるか否かをフラグにより判定する。通常走行モードである場合はステップＳ２からのキックダウンモードの設定処理に進む一方、すでにキックダウンモードである場合はステップＳ１０からのキックダウンモードの解除処理に進む。
【００３６】
ステップＳ２では、加速操作量検出手段であるアクセル開度センサ３６からのアクセル操作量Ａｏ、ＣＶＴ制御ユニット２９に設けられる車速検出手段からの車速Ｖ、およびクランク角センサ３７からのエンジン回転数Ｎｅがそれぞれ制御手段に読み込まれる。なお、車速Ｖは、セカンダリプーリ回転数センサ３４の出力信号に基づいて算出される実セカンダリプーリ回転数ＮＳｏ、減速歯車列２４とデファレンシャル装置２５の減速比、および駆動輪２６の半径ｒを用いて算出される。
【００３７】
ステップＳ３では、走行中の路面勾配Ｒｉが、ＣＶＴ制御ユニット２９に設けられる勾配検出手段により求められる。この路面勾配Ｒｉは平坦路を走行基準とした走行抵抗増加量ΔＲを、スロットルバルブ開度量Ｔｏと車速Ｖ等に基づく所定のマップに参照して求める。なお、スロットルバルブ開度量Ｔｏに代えてアクセル操作量Ａｏを用いたマップを参照しても良い。走行抵抗増加量ΔＲは駆動輪２６の発生駆動力Ｆｏと走行抵抗Ｒとの差から次式から演算される。
ΔＲ＝Ｆｏ−Ｒａ−Ｒｒ−Ｒｈ
ここで、走行抵抗増加量ΔＲは登坂路或いは降坂路走行時の重量勾配抵抗に相当するものであり、Ｒａは空気抵抗、Ｒｒは転がり抵抗、Ｒｈは加速抵抗であり、この各抵抗Ｒａ，Ｒｒ，Ｒｈの総和が車両の走行抵抗Ｒである。
【００３８】
また、上記発生駆動力Ｆｏは、
Ｆｏ＝Ｔｅ・Ｇｅａｒ／ｒ
から求める。ここで、Ｔｅはエンジントルク、Ｇｅａｒは総減速比、ｒは駆動輪２６の半径であり、総減速比Ｇｅａｒは、
Ｇｅａｒ＝ｉａ・ｉｒ
から求める。ここで、ｉａは無段変速機１０の実変速比（ｉａ＝ＮＰｉ／ＮＳｏ）であり、ｉｒは減速歯車列２４、デファレンシャル装置２５等、無段変速機１０以降の減速比を示す定数（固定値）である。また、エンジントルクＴｅを算出する際には、エンジン回転数Ｎｅとスロットルバルブ開度量Ｔｏとをパラメータとし、ＣＶＴ制御ユニット２９のメモリに記録されるエンジントルクマップを補間計算付きで参照する。
【００３９】
なお、本形態では、上記空気抵抗Ｒａは、空気抵抗係数および車速Ｖに基づいて算出し、上記転がり抵抗Ｒｒは、舗装路面走行を基準に定数として与え、上記加速抵抗Ｒｈは、車速Ｖから得られる車体加速抵抗と、動力伝達系慣性モーメントおよび角加速度に基づいて算出した回転抵抗との合計で与える。
【００４０】
ステップＳ４では、キックダウンモードの設定に必要なアクセルの操作量となる判定用アクセル操作量ＤＡｏが、ステップＳ２において読み込まれた車速ＶとステップＳ３において算出された路面勾配Ｒｉとに基づいて設定される。このとき設定される判定用アクセル操作量ＤＡｏは、予め試験等により適切となるように算出され、ＣＶＴ制御ユニット２９のメモリに記録される判定用アクセル操作量ＤＡｏのマップから参照されるものである。なお、図５に判定用アクセル操作量ＤＡｏの一例を示す。図５に示すように、平坦路を基準として、上り勾配が大きくなるほど、キックダウンモードに設定するためのアクセル操作量Ａｏは大きくなるように判定用アクセル操作量ＤＡｏは設定される一方、下り勾配が大きくなるほど、キックダウンモードに設定するためのアクセル操作量Ａｏは小さくなるように判定用アクセル操作量ＤＡｏは設定されている。
【００４１】
続くステップＳ５では、運転者の操作によるアクセル操作量Ａｏと、路面勾配Ｒｉと車速Ｖとにより設定される判定用アクセル操作量ＤＡｏとを比較することにより、キックダウンモードの設定の可否を判断する。判定用アクセル操作量ＤＡｏ以上に運転者がアクセルペダルを踏み込んでいれば、ステップＳ６に進みキックダウンモードの設定が許可され、続くステップＳ７でキックダウン継続フラグが設定され、ステップＳ８でキックダウンモードに設定されるのに対して、運転者のアクセル踏み込み量が判定用アクセル操作量ＤＡｏに満たなければ、ステップＳ９に進み、キックダウンモードの設定が許可されずに設定処理は終了する。
【００４２】
ステップＳ１においてキックダウンモードと判定されたとき、あるいはステップＳ７において新たに継続フラグが設定されたときには、ステップＳ１０以降でキックダウンモードの設定解除が判定される。
【００４３】
ステップＳ１０では、前回サンプリングされたアクセル操作量Ａｏに対してアクセル操作量Ａｏが減少していないかを判断する。アクセル操作量Ａｏの減少がなく運転者に減速の意志がない場合には解除処理は終了する。一方、アクセル操作量Ａｏが減少しているときにはステップＳ１１に進む。
【００４４】
ステップＳ１１では、ステップＳ５と同様に、アクセル操作量Ａｏと判定用アクセル操作量ＤＡｏとが比較されてキックダウンモードの設定解除の可否が判定される。判定用アクセル操作量ＤＡｏ以上に運転者がアクセルペダルを踏み込みんでいれば、ステップＳ１２に進みキックダウンモードの設定解除が許可されず、キックダウンモードを維持したまま解除処理は終了する。一方、運転者のアクセル踏み込み量が判定用アクセル操作量ＤＡｏに満たなければ、ステップＳ１３に進みキックダウンモードの設定解除が許可され、続くステップＳ１４で継続フラグが解除され、ステップＳ１５でキックダウンモードが設定解除され通常走行モードに設定が戻される。
【００４５】
このように本発明の変速機の変速制御装置は、運転者によるアクセルの操作量であるアクセル操作量Ａｏに基づいてキックダウンモードを設定する際に、走行抵抗を示す路面勾配Ｒｉを考慮して判定用アクセル操作量ＤＡｏの設定を行うため、平坦路とは同一速度でのアクセル操作量Ａｏが異なる登降坂路を走行する際であっても、平坦路と同等の操作量を確保するように判定用アクセル操作量ＤＡｏを設定でき、運転者に違和感を与えることなくキックダウンモードを設定することができる。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、アクセル開度センサ３６により運転者によるアクセル操作量Ａｏを検出しているが、スロットル開度センサ３２のスロットルバルブ開度量Ｔｏを用いて運転者の加速要求であるアクセル操作量Ａｏを算出しても良い。
【００４７】
また、図５に示す判定用アクセル操作量ＤＡｏは、車速Ｖに比例させているが比例関係を用いて変化させなくても使用することができる。
【００４８】
さらに、前記実施の形態において図示する変速機はベルトドライブ式の無段変速機であるが、トロイダル式の無段変速機に適用しても良く、遊星歯車式または平行軸式の自動変速機に適用しても良い。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、判定用アクセル操作量を路面勾配に基づいて設定するようにしたので、運転者の意図するタイミングでキックダウンモードを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】変速機を有する自動車の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施の形態である変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図３】プライマリプーリ回転数とセカンダリプーリ回転数とをパラメータとした変速特性線図である。
【図４】制御手段によるキックダウンモード処理を示すフローチャートである。
【図５】路面勾配に応じて変化する判定用アクセル操作量を示す線図である。
【符号の説明】
１０    無段変速機（変速機）
１５    エンジン
１７    入力軸
１９    出力軸
２６    駆動輪
２９    ＣＶＴ制御ユニット（勾配検出手段，制御手段，車速検出手段）
３２    スロットル開度センサ（加速操作量検出手段）
３６    アクセル開度センサ（加速操作量検出手段）
Ａｏ    アクセル操作量
ＤＡｏ  判定用アクセル操作量
Ｒｉ    路面勾配
Ｔｏ    スロットルバルブ開度量
Ｖ      車速
【図１】
0004310059.tif 000002
【図２】
0004310059.tif 000003
【図３】
0004310059.tif 000004
【図４】
0004310059.tif 000005
【図５】
0004310059.tif 000006