JPH11344107A - 変速機のシフトダウン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動変速機を備えた車両において、シフトダ
ウン時の乗車フィーリングや変速装置の耐久性や変速フ
ィーリングを向上する。 【解決手段】 電子制御ユニット（１００）は、シフト
マップに基づきアクセル開度（θACC）および車速
（Ｖ）から変速機（３０）の目標変速段を求め、変速段
センサ（３５）によって検出した現変速段が、この目標
変速段よりも低速段である場合、現変速段と目標変速段
との段数差が設定段数以上であれば目標変速段へのシフ
トダウンを指示し、現変速段と目標変速段との段数差が
設定段数未満であれば所定時間にわたり現変速段を保持
するように指示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速機のシフトダ
ウン制御装置に関し、特に、車両用多段式自動変速機の
シフトダウン制御装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】重量物積載状態での走行や登坂走
行といった高負荷状態での運転頻度が高い車両たとえば
大型トラックやトラクタなどには、例えば７段を越える
多数の変速段を備えた多段式変速機が搭載されることが
多い。そして、多段式自動変速機での自動変速は、一般
には、トルクコンバータ付きの小型車用自動変速機の場
合と同様、車速とアクセル開度とに応じて予め定めたシ
フトマップに基づいて実施される。この様な自動変速に
おいて、シフト前の変速段とシフト後の変速段との間の
変速段を飛び越して変速を行ういわゆる飛び越しシフト
を実施することがある。

【０００３】例えば、特開昭６３−２０３９５０号に記
載された自動変速方法では、車両走行速度またはエンジ
ン回転速度がシフトダウンの変速点に達したときの車両
減速度が維持された場合における次段のシフトダウンの
変速点に達するまでの滞在時間が、次段への変速を開始
してから更に次段への変速が可能となる最短時間よりも
長ければ次段にシフトダウンする一方、滞在時間が最短
時間よりも短ければ１段の飛び越しシフトダウンを行う
ようにしている。この様なシフトダウン制御では、シフ
トダウンが促進されるので、高負荷状態での車両走行性
能が向上したり、降坂路でのエンジンブレーキの効きが
良くなる等の利点が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】その一方で、上記の自
動変速方法では、飛び越しシフトダウン時の車両減速度
が過大になり易く、特にバスなどの乗客の乗車フィーリ
ングを損なうことがある。また、エンジン回転数が低下
しないうちに飛び越しシフトダウンが実施されて、変速
装置の耐久性低下や変速フィーリングの悪化を招くこと
がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、シフ
トダウン時の乗車フィーリングや変速装置の耐久性や変
速フィーリングを向上できる、変速機のシフトダウン制
御装置を提供することを目的とする。

【０００６】本発明の請求項１に記載のシフトダウン制
御装置は、変速機の現変速段が、アクセル開度および車
速から決定される目標変速段よりも高速段であるときに
目標変速段へのシフトダウンを指示する変速指示手段を
備え、現変速段と目標変速段との段数差が設定段数未満
であれば、段数差が設定段数以上となるまで所定時間に
わたり現変速段を保持するように指示する一方、現変速
段と目標変速段との段数差が設定段数以上であれば、目
標変速段へのシフトダウンを指示することを特徴とす
る。

【０００７】上記構成のシフトダウン制御装置によれ
ば、一般に車両走行条件が大きく変化する場合に要請さ
れる設定段数以上の段数差のシフトダウンを一度にまと
めて行え、車両走行条件の大きな変化すなわちエンジン
負荷の大きな変化に即応した自動変速が可能になって車
両運転性能が向上すると共に、シフトダウンを１段毎に
実施する場合に比べてシフトダウン実施回数を大幅に低
減でき、従って、乗車フィーリングや変速機の耐久性お
よび変速フィーリングが向上する。なお、この様な多数
段の飛び越しシフトダウンは、一般には高車速側で行わ
れるので、シフトダウン時の車両減速度が過大になるお
それは少ない。

【０００８】一方、目標変速段と現変速段との段数差が
小さい飛び越しシフトダウンは、低車速域で要請される
ことが多く、低速段からより低速段への飛び越しシフト
ダウンの実施時に過大な車両減速度が生じることがあ
る。そこで、本発明では、目標変速段と現変速段との段
数差が設定段数未満であれば、現変速段を所定時間にわ
たって保持して、段数差が小さい飛び越しシフトダウン
を抑制するようにしている。この様に現変速段が保持さ
れている間に車速ひいてはエンジン回転数が徐々に低下
するので、現変速段を所定時間にわたり保持した後で、
段数差の小さい飛び越しシフトダウンが実施された場合
には、シフトダウン時の車両減速度が過大になるおそれ
は少なくなる。このため、特にバスなどの乗員の乗車フ
ィーリングが向上する。また、複数回のシフトダウンを
まとめて行うこととシフトダウン実施時点までにエンジ
ン回転数が相当程度低下していることとが相まって、変
速機の耐久性や変速フィーリングが向上する。また、現
変速段の保持中、所定時間が経過する前に目標変速段が
現変速段よりも設定段数以上大きくなれば所定時間の経
過を待たずに目標変速段へのシフトダウンが行われ、こ
れにより、車両走行条件変化に即応した自動変速が行わ
れる。なお、段数差の小さい飛び越しシフトダウンは、
段数差の大きい飛び越しシフトダウンの場合に比べて車
両走行条件の変化が比較的小さい場合に要請されること
が多いので、この様なシフトダウンの実施が遅れても車
両運転性能が阻害されるおそれは少ない。

【０００９】請求項２に記載のシフトダウン制御装置で
は、現変速段と目標変速段との段数差が所定時間にわた
って設定段数未満であれば、変速指示手段は、目標変速
段へのシフトダウンを指示する。

【００１０】この好適態様によれば、例えば、所定時間
以上の時間をおいて１段のシフトダウン（飛び越しシフ
トダウンではない通常のシフトダウン）が要請された場
合、すなわち、典型的には緩やかな車両減速が行われて
いる場合に、この要請に応じて１段のシフトダウンが即
座に実施され、車両走行状態に適合した変速段が確立さ
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態によるシフトダウン制御装置を有する自動変
速機について説明する。

【００１２】図１に示すように、例えばディーゼルエン
ジンであるエンジン１の出力軸２は、クラッチ装置１０
を介して歯車式変速機３０に接続され、変速機３０の出
力軸３１は、図示しないバスやトラック、トラクタ等の
車両の駆動輪に連結されている。

【００１３】エンジン１に設けられた燃料噴射ポンプ４
は、エンジン出力軸２に連結されたポンプ入力軸（図示
略）を有しエンジン１により駆動されてエンジンへの燃
料供給を行うもので、この噴射ポンプ４には、コントロ
ールラック（図示せず）の作動を制御して噴射ポンプ４
からエンジン１への燃料噴射量を調節する電子ガバナ５
が接続されている。エンジンコントロールユニット１０
２を介して、電子ガバナ５は、図示しないコンピュー
タ、メモリ、インタフェースなどからなる電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）１００に接続されている。

【００１４】エンジンコントロールユニット１０２は、
エンジン１を総合的に駆動制御するもので、このユニッ
ト１０２には、ＥＣＵ１００の他、アクセルペダル８の
踏込量をアクセル開度θACCとして検出するアクセル開
度センサ（アクセル開度検出手段）９やエンジン回転セ
ンサ６が接続されている。エンジンコントロールユニッ
ト１０２は、例えば、通常運転時において、アクセル開
度情報θACCおよびエンジン回転速度Ｎeに応じたラック
位置信号を電子ガバナ５に供給してコントロールラック
を作動させ、エンジン１への燃料供給量ひいてはエンジ
ン回転速度Ｎeを増減制御するようになっている。

【００１５】エンジン回転センサ６は、ポンプ入力軸近
傍に付設されており、検出したポンプ入力軸の回転数に
基づいてエンジン出力軸２の回転数をエンジン回転速度
Ｎeとして検出するように構成されている。このエンジ
ン回転センサ６は、エンジンコントロールユニット１０
２のみならずＥＣＵ１００にも接続されている。

【００１６】クラッチ装置１０は、フライホイール１２
にクラッチ板１４をプレッシャスプリング１６により圧
接させてクラッチ接続状態とする一方、フライホイール
１２からクラッチ板１４を離間させることでクラッチ切
断状態を確立する通常の機械摩擦式クラッチの動作を、
自動で実施可能としたものである。

【００１７】詳しくは、クラッチ板１４には、クラッチ
断接用アクチュエータとして機能するエアシリンダユニ
ット１８がアウタレバー１４ａを介して接続されてお
り、このエアシリンダユニット１８は、エア通路２４を
介してエアタンク２６に接続されている。さらに、エア
通路２４には、ＥＣＵ１００に電気的に接続された三方
電磁弁２８が介装されている。従って、この三方電磁弁
２８がＥＣＵ１００からの信号供給に応じて開弁する
と、エア通路２４を介してエアタンク２６からのエアが
エアシリンダユニット１８に供給され、エアシリンダユ
ニット１８内のピストン（図示略）によりアウタレバー
１４ａを介してクラッチ板１４をフライホイール１２か
ら離間する方向へ移動させて、クラッチを自動的に断状
態にする。一方、三方電磁弁２８が大気開放されてエア
シリンダユニット１８が非作動化されると、クラッチ板
１４はプレッシャスプリング１６によってフライホイー
ル１２に圧接状態とされ、クラッチ装置１０は接続状態
に保持される。なお、この自動によるクラッチの断接
は、変速機３０の自動変速に合わせて実施される。

【００１８】また、エアシリンダユニット１８には、ク
ラッチペダル２０の作動に連動して油圧を発生する油圧
マスタシリンダ２２が油路２２ａを介して接続されてい
る。従って、クラッチペダル２０が踏まれて油圧マスタ
シリンダ２２からの作動油が油路２２ａを介してエアシ
リンダユニット１８側に供給されると、エアシリンダユ
ニット１８内のピストンがクラッチ板１４をクラッチ断
方向へ移動させる。即ち、クラッチ装置１０は、自動の
みならず手動操作可能にされている。

【００１９】歯車式変速機３０は、通常の手動変速機と
同様の構造を有した多段変速機であり、例えば、後退段
の他に前進７段の変速段（１速段〜７速段）を有してい
る。この変速機３０には、変速段を自動切換えするため
のギヤシフトユニット３２が設けられている。つまり、
この変速機３０は機械式自動変速機として構成されてい
る。

【００２０】ギヤシフトユニット３２は、変速機３０内
の複数のシフトフォーク（図示せず）をそれぞれ作動さ
せる複数のパワーシリンダ（図示せず）を有しており、
これらのパワーシリンダは、エア通路３４を介してエア
通路２４に接続されている。さらに、各パワーシリンダ
とエア通路３４との間にはＥＣＵ１００からの作動信号
により作動する電磁弁（図示せず）がそれぞれ設けられ
ている。従って、ＥＣＵ１００から所要の電磁弁に作動
信号が与えられると、作動信号に対応したパワーシリン
ダが作動して、作動信号に対応したシフトフォークがエ
アタンク２６からの高圧作動エアの供給に応じて作動
し、変速機３０のギヤの噛み合いが自動で変更される。

【００２１】また、変速機３０には、現在の変速段を検
出する変速段センサ（変速段検出手段）３５が設けら
れ、変速機出力軸３１には、その回転速度に基づいて車
速Ｖを検出する車速センサ（車速検出手段）３９が付設
されている。

【００２２】チェンジレバー３６は、変速機３０のレン
ジ位置を切換操作するセレクトレバーであり、パーキン
グレンジ、後退レンジ、ニュートラルレンジ及びドライ
ブ（D)レンジ間で切換操作可能とされている。チェンジ
レバー３６の手動操作後のレンジ位置がレンジ位置選択
スイッチ３８により検出されて、この検出信号がＥＣＵ
１００に供給されると、ＥＣＵ１００からの駆動信号に
よりギヤシフトユニット３２の所要の電磁弁が作動し、
変速機３０は、そのギヤ位置が選択レンジ位置に合致す
るように切換操作される。但し、Ｄレンジが選択されて
いる場合には、車速Ｖとアクセル開度θACCとに応じて
ＥＣＵ１００による自動変速制御が行われる。

【００２３】この自動変速制御では、車速Ｖおよびアク
セル開度θACCに基づいて目標変速段が決定され、この
目標変速段が現在の変速段と比較される。そして、目標
変速段が現変速段と異なる場合には、シフト信号がギヤ
シフトユニット３２の各電磁弁に与えられる。すなわ
ち、ＥＣＵ１００は、アクセル開度および車速から目標
変速段を決定する変速段決定手段の機能と、現変速段と
目標変速段とが異なるときに目標変速段へのシフトダウ
ンまたはシフトアップを指示する変速指示手段の機能と
を奏し、後述の変速制御とくにシフトダウン制御を実施
する変速制御装置とくにシフトダウン制御装置の主要部
を構成している。

【００２４】上記の自動変速制御の開始と同時に三方電
磁弁２８に駆動信号が供給され、エアシリンダユニット
１８が作動してクラッチ装置１０が切断状態とされ、円
滑な自動変速を可能にする。また、自動変速の完了時に
は、三方電磁弁２８に供給されていた駆動信号が断たれ
て三方電磁弁２８は閉弁され、クラッチ装置１０が接続
状態とされる。なお、自動変速制御に応じて電子ガバナ
５もエンジンコントロールユニット１０２によって制御
され、変速時の燃料供給量が調節される。

【００２５】以下、ＥＣＵ１００により実施される変速
制御をさらに説明する。

【００２６】ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転中、図
２および図３に示す変速制御ルーチンを所定周期で実行
する。この変速制御ルーチンにおいて、アクセル開度セ
ンサ９、車速センサ３９および変速段センサ３５からア
クセル開度θACC、車速Ｖおよび現変速段がＥＣＵ１０
０にそれぞれ読み込まれ（図２のステップＳ２）、次
に、アクセル開度θACCおよび車速Ｖの関数として各シ
フト線を規定してなるシフトマップ（図示略）に基づ
き、ステップＳ２で読み込まれたアクセル開度θACCお
よび車速Ｖに応じた目標変速段が決定される（ステップ
Ｓ４）。次に、ステップＳ２において読み込まれた現変
速段がステップＳ４で決定された目標変速段と異なるか
否かが判別される（ステップＳ６）。この判別結果が否
定、すなわち、現変速段が目標変速段と同一であれば、
自動変速は不要であると判断され、現変速段が維持され
る（図３のステップＳ２２）。

【００２７】その後、変速制御ルーチンが繰り返し実行
されている間に車両走行条件が変化して、現変速段が目
標変速段と異なることがステップＳ６で判別されると、
現変速段が目標変速段よりも高速段であるか否かが判定
される（ステップＳ８）。そして、この判定結果が否
定、すなわち、現変速段が目標変速段よりも低速段であ
ることがステップＳ８で判別されると、現変速段から目
標変速段へのシフトアップ指示が発せられ、目標変速段
へのシフトアップが実行される（図３のステップＳ２
４）。

【００２８】一方、ステップＳ６において現変速段が目
標変速段と異なることが判別され、次いで、現変速段が
目標変速段よりも高速段であることがステップＳ８で判
別された場合には、目標変速段と設定段数Ｎ（例えば２
段）との和で表される変速段よりも現変速段が小さいか
（低速段であるか）否かが判別される（ステップＳ１
０）。この判別結果が否定、すなわち、現変速段が目標
変速段と設定段数Ｎとの和に等しい変速段以上の高速段
であれば、タイマリセット（ステップＳ２６）を経由し
て、現変速段から目標変速段へのシフトダウン指示が発
せられ、目標変速段へのシフトダウンが実施される（ス
テップＳ２８）。

【００２９】上記のような設定段数Ｎ以上の段数差のシ
フトダウン（本実施態様では２段の飛び越しシフトダウ
ン）は一般に車両走行条件が大きく変化する場合に要請
され、この様な多段の飛び越しシフトダウンを実施する
ことにより複数回のシフトダウンを一度にまとめて行う
ことにより、車両走行条件変化に即応した自動変速が可
能になって車両運転性能が向上すると共にシフトダウン
実施回数を大幅に低減でき、乗車フィーリングや変速機
の耐久性および変速フィーリングが向上する。また、こ
の様な飛び越しシフトダウンは、一般には高車速側で行
われるので、シフトダウン時の車両減速度が過大になる
おそれは少ない。

【００３０】そして、変速制御ルーチンにおいて、変速
段センサ３５により検出された現変速段がステップＳ４
で求めた目標変速段に等しくなり、ステップＳ２８での
シフトダウンが完了したことが検出されると、シフトダ
ウン完了時点からの経過時間を計測するタイマ（図示
略）をスタートさせる（ステップＳ３０）。

【００３１】一方、現変速段が目標変速段よりも高速段
であることがステップＳ８で判別され、次いで、現変速
段が目標変速段と設定段数Ｎとの和で表される変速段よ
りも小さいこと（低速段であること）がステップＳ１０
で判別された場合には、上記のタイマによる計時時間に
基づいて、前回のシフトダウンの完了時点から所定時間
ｔ秒が経過したか否かが判別される（ステップＳ１
２）。

【００３２】ステップＳ１２での判別結果が否定、すな
わち、現時点から過去へ向かう時間軸でみて所定時間ｔ
秒以内に前回のシフトダウンが実施されていれば、現変
速段が保持される（ステップＳ２２）。一方、前回シフ
トダウンの完了時点から所定時間ｔ秒が既に経過してお
り、従って、現時点以前の所定時間ｔ秒以内にシフトダ
ウンが行われていないことがステップＳ１２で判別され
た場合には、タイマをリセットし（ステップＳ２６）、
次いで、現変速段から目標変速段へのシフトダウン指示
が発せられて目標変速段へのシフトダウンが実施され
（ステップＳ２８）、タイマが起動される（ステップＳ
３０）。

【００３３】さらに、ステップＳ１２での判定結果が否
定になり、次の制御ルーチン実行サイクルのステップＳ
１０での判定結果が否定となった場合には、ステップＳ
２６でタイマリセットし、ステップＳ２８で目標変速段
へシフトダウンする。すなわち、現変速段を保持してい
る間において所定時間（ｔ秒間）が経過する前に、目標
変速段が現変速段よりも設定段数以上大きくなったとき
には、所定時間の終了を待たずに目標変速段へのシフト
ダウンが実行される。

【００３４】上記のように、現変速段を所定時間ｔ秒に
わたって保持すると、現変速段が保持されている間に車
速ひいてはエンジン回転数が徐々に低下するので、その
後のシフトダウン時の車両減速度が過大になるおそれは
少なくなり、特にバスなどの乗員の乗車フィーリングが
向上する。また、段数差の小さい飛び越しシフトダウン
は、車両走行条件の変化が小さい場合に要請されること
が多いので、この様なシフトダウンの実施が遅れても車
両運転性能が阻害されるおそれは少ない。更に、緩やか
な車両減速が行われている場合等では、シフトダウンの
要請に応じてシフトダウンが即座に実施され、車両走行
状態に適合した変速段が確立される。

【００３５】本発明は、上記実施形態に限定されず、種
々に変形可能である。

【００３６】例えば、上記実施形態では、バスやトラッ
ク、トラクタ等に装備され第１速段ないし第７速段を備
えた機械式自動変速機に本発明を適用した場合について
説明したが、本発明は、各種車両に装備される種々の自
動変速機に適用可能であり、例えばトルクコンバータ付
きの小型乗用車用の自動変速機にも適用可能である。ま
た、自動変速機が備える変速段数も７段に限定されず、
例えば４段でも１０段でも良い。また、上記実施形態で
は、現変速段と目標変速段との段数差の判定における設
定段数Ｎを２段としたが、自動変速機が備える変速段数
や自動変速機が装備される車両の使用用途に応じて、こ
の設定段数Ｎを２段以外の適宜の段数にすることも可能
である。更に、本発明は、ファジィ変速制御付きの自動
変速機にも適用可能であり、例えば、ファジィ演算実行
中に本発明の変速制御を実施してファジィ変速制御を補
完できる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明のシフトダウン
制御装置は、現変速段が目標変速段よりも高速段である
ときに目標変速段へのシフトダウンを指示する変速指示
手段を備え、現変速段と目標変速段との段数差が設定段
数未満であれば段数差が設定段数以上となるまで所定時
間にわたる現変速段保持を指示する一方、現変速段と目
標変速段との段数差が設定段数以上であれば目標変速段
へのシフトダウンを指示するので、設定段数以上の段数
差のシフトダウンを一度にまとめて行え、車両走行条件
変化に即応した自動変速が可能になると共にシフトダウ
ン実施回数を大幅に低減でき、乗車フィーリングや変速
機の耐久性および変速フィーリングを向上できる。しか
も、シフトダウン時における過大な車両減速度の発生を
防止でき、特にバスなどの乗員の乗車フィーリングを向
上できる。

【００３８】請求項２に記載のシフトダウン制御装置に
よれば、現変速段と目標変速段との段数差が所定時間に
わたって設定段数未満である状態が続いた場合に目標変
速段へのシフトダウンを指示するので、緩やかな車両減
速が行われている場合などにおいて、シフトダウンの要
請に応じてシフトダウンを即座に実施して車両走行状態
に適合した変速段を確立できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるシフトダウン制御装
置の主要部を構成する電子制御ユニットをこの制御ユニ
ットの制御下で作動する機械式自動変速機を装備したエ
ンジンと共に示す概略図である。

【図２】図１に示した電子制御ユニットにより実行され
る変速制御ルーチンのフローチャートの一部である。

【図３】変速制御ルーチンのフローチャートの残部であ
る。

【符号の説明】

９ アクセル開度センサ １０ クラッチ装置 ３０ 機械式自動変速機 ３５ 変速段センサ ３９ 車速センサ １００ 電子制御ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセル開度を検出するアクセル開度検
   出手段と、車速を検出する車速検出手段と、変速機の現
   変速段を検出する変速段検出手段と、前記アクセル開度
   手段および前記車速検出手段によりそれぞれ検出された
   アクセル開度および車速から目標変速段を決定する変速
   段決定手段と、前記変速段検出手段により検出された前
   記現変速段が前記変速段決定手段により決定された前記
   目標変速段よりも高速段であるときに前記目標変速段へ
   のシフトダウンを指示する変速指示手段とを有するシフ
   トダウン制御装置において、 前記現変速段と前記目標変速段との段数差が設定段数未
   満であれば、前記変速指示手段が、段数差が前記設定段
   数以上となるまで所定時間にわたる前記現変速段の保持
   を指示し、前記現変速段と前記目標変速段との段数差が
   前記設定段数以上であれば、前記変速指示手段が、前記
   目標変速段へのシフトダウンを指示することを特徴とす
   る、変速機のシフトダウン制御装置。
2. 【請求項２】 前記現変速段と前記目標変速段との段数
   差が前記所定時間にわたって前記設定段数未満であれ
   ば、前記変速指示手段が前記目標変速段へのシフトダウ
   ンを指示することを特徴とする、請求項１に記載の変速
   機のシフトダウン制御装置。