JP6035515B2 - 車両の自動変速機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、登坂路において良好なドラビリの確保とクラッチの発熱量の低減とを同時に解決し得る車両の自動変速機の制御方法に関する。

車両の自動変速機においてクラッチは変速時に発熱する。この発熱量が一定量を超えるとクラッチの許容を超え、クラッチの焼き付き等の問題が生じる。とりわけ１回の変速での発熱量が大きいものとして一気に複数段変速する所謂「飛び変速」があり、通常の１段変速よりも発熱量が大きくクラッチ耐久性の要求も大きい。

特に、カーブを有する登坂路において「飛び変速」でパワーオンオフを繰り返すような運転をしているときが顕著である。例えば、３速から１速への変速（以後、[３→１]変速のように表記）した後に、アクセルが緩められることで変速が元の３速に戻すように[１→３]変速を実行し、その後、アクセルを踏んで再び[３→１]変速に飛び変速するような運転のときになどは著しくクラッチ発熱量が大きい（この点に発明者は注目した）。

従来、「飛び変速」時のクラッチ発熱量を低減することでクラッチを保護すべく特許文献１に自動変速機における「飛び変速」を規制する変速制御方法が開示されている。具体的に特許文献１では、反転飛び変速の判断がなされたときにクラッチ発熱量が厳しいときは飛び変速を「許可しない」ように制御する方法が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１の変速制御方法の場合、車速とエンジン出力トルクとの関係において飛び変速を許容する範囲を規定するマップが用意され、このマップに基づく許容範囲内でないと反転飛び変速ができないこととしているだけであり、発熱量が発生しても許容範囲内であると反転飛び変速を実行でき、また許容範囲外でも飛び変速自体は行われている（反転が規制されることはある）。したがって、「飛び変速」によるクラッチ発熱量の規制としては不完全であると言える。

一方、「飛び変速」は良好なドライビングアビリティ（以下、「ドラビリ」と称す）を確保する手段として有用であり、むやみに「飛び変速」を規制することも好ましくない。

特許第４９６１８８２号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、カーブを有する登坂路において、クラッチの発熱量の十分に低減しつつ、良好なドラビリを確保し得るよう「飛び変速」を規制する車両の自動変速機の変速制御方法の提供を目的とする。

本発明は、車両の自動変速機の変速制御方法を提供する。具体的には、
本変速制御方法は、車両が走行する道路が、登坂路であるか否かを判定する登坂路判定手段と、コーナーの多い道路であるか否かを判定するコーナー判定手段とを備えている。前記登坂路判定手段により登坂路であると判定され、且つコーナー判定手段によりコーナーの多い道路であると判定されたときには、両判定時以降の飛び変速を禁止する。

本発明の車両の自動変速機の変速制御方法では、クラッチ発熱量が特に大きい状況として登坂路における「飛び変速」時に注目した。発明者はこの登坂路での「飛び変速」のうち特にパワーオンオフを繰りかえす道路、すなわちコーナーの多い道路での「飛び変速」時のクラッチ発熱量が大きいという知見を得た。したがって、登坂路におけるクラッチ発熱量を十分に低減するにはコーナーの多い道路走行中の「飛び変速」を規制すれば良いことがわかった。一方、コーナーの多い登坂路以外の登坂路では「飛び変速」を規制しないので登坂路走行全体としてのドラビリの不具合は最小限にすることができる。

換言すれば本発明は、登坂路かつコーナーが多いという限定的な条件の下、「飛び変速」を規制にすることで「ドラビリ」と「クラッチ発熱」の問題を同時に解決し得るという点で有利である。また、クラッチ発熱量を低減し得るので結果としてクラッチ寿命の向上にも資する。

Ｄレンジにおける自動変速線図が示されている。 本発明の制御方法において、登坂路のコーナーが多い路面において飛び変速を規制した場合のタービン回転数を時系列で示したグラフ図の一例が示されている。 本変速制御方法における制御解除前後のタービン回転数を時系列で示したグラフ図の一例が示されている。 その開始条件及び解除条件の判定フロー図である。

本発明の自動変速機の変速制御方法を説明する前提として、まず所謂「飛び変速」について言及しておく。
図１にはＤレンジにおける自動変速線図（以下、単に「変速線図」とも称する）の一例が示されている。図１の変速線図では、とりわけ１速領域から３速領域での変速線図が示されている。具体的には、２速から１速へのダウンシフト線図（２→１線図）、１速から２速へのアップシフト線図（１→２線図）および３速から２速へのダウンシフト線図（３→２線図）が示されている。なお、図１の縦軸はスロット開度が示され、横軸は車速ｖが示されている。

自動変速機が３速領域にある走行中にアクセルを踏んでスロットルを全開（７／８開以上）にすると、図１の変速線図で点（１）起点の矢印が３→２線図と２→１線図を上方に亘って点（２）を終点としていることがわかる。この場合、３速から２速を超えて一気にシフトダウンする。このような高変速段から複数段一気にシフトダウン又はシフトアップする変速を「飛び変速」と称する。ここでは「飛び変速」として[３→１]変速が実行されることが示されている。このとき点（２）を起点とする矢印に示すように車速ｖはアクセルを踏んだ時点ｖ＝ｖ１から上昇してｖ＝ｖ２に到達し、[３→１]変速が終了する（終点（３）参照）。このような変速制御を「飛び変速」と称する。

さらに、この「飛び変速」を反復する場合がある。例えば、上記[３→１]変速が終了前にアクセルを緩めた場合、再び元の３速に戻されることとなる。従来より、アップシフトにおける「飛び変速」はクラッチ発熱量が大きいため禁止されており、一旦、[３→１]変速が終了した後であれば、[３→２]、[２→１]と順番に変速されるが、[３→１]変速途中で変速を止めた場合は、元の変速段に戻される。このとき図１の始点（３）から終点（４）に示すように、[３→１]変速が終了前に元に戻された場合は[１→３]変速が実行され、車速ｖは一定である。そして、再度アクセルが踏まれスロットが全開になると、再び３速から１速に「飛び変速」し（始点（４）〜終点（５）参照）、車速ｖはｖ２からｖ３に上昇する（終点（６））。そして、点（６）以降、[３→１]変速途中で、またアクセルを緩めると３速に戻される。このように始点（３）から終点（４）や点（６）以降のようなアップシフト段階での事実上の「飛び変速」が何度も回反復する。

このようなアップシフトにおける「飛び変速」（「飛び変速類似」）が反復する現象は、代表的にはカーブを有する登坂路の走行中に生じる。コーナーを有する登坂路の場合、コーナー入口ではアクセルを戻してブレーキングし、そこからコーナー出口に向かってアクセルを踏み込むようなパワーオンオフを繰り替えすからである。一方、同じ登坂路であってもカーブのない一本道の場合には生じない。一本道の場合、一回アクセルを踏み込んだら登坂路終了までアクセルを戻したり踏み込んだりする必要がないからである。したがって、本発明では、登坂路におけるクラッチ発熱量を十分に低減するためにコーナーの多い道路走行中のみの「飛び変速」を規制することとした。

そこで本自動変速機の変速制御方法では、まず、勾配センサ等で登坂路であるかを判定し、舵角センサ等でコーナーの多い登坂路を判定することとした。そして、登坂路であり且つコーナーの多い路面であると判定されたときには、それ以降の飛び変速を禁止するように制御する。図２は本発明の制御方法において、登坂路のコーナーが多い路面において飛び変速を規制した場合のタービン回転数を時系列で示したグラフ図の一例が示されている。

まず、３速領域走行中にアクセルが踏み込まれスロットルが全開等する指令が発信されると自動変速機に[３→１]変速の指令が発信される（時間ｔ＝ｔ０）。このときタービン回転数は増加し、車速が上昇する。そして、登坂路である場合には勾配センサが登坂路であることの判定をする（時間ｔ＝ｔｈ）。この判定が飛び変速禁止制御開始の「第一要件」となる。次に[３→１]変速終了前にアクセルを緩めている（時間ｔ＝ｔ１）。アクセルを緩めると元の３速に戻るべく[１→３]変速が実行されタービン回転数も減少していく（時間ｔ＝ｔ１〜ｔ２）。そして変速終了すると３速領域を維持する（時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３）。

次に、再びアクセルが踏み込まれると（時間ｔ＝ｔ３）、時間ｔ０〜ｔ１同様に再度[３→１]の飛び変速が実行され、再び[３→１]変速終了までにアクセルが緩められると（時間ｔ４）、同様に[１→３]変速が実行される（時間ｔ＝ｔ４〜ｔ５）。その途中の時間ｔｃにおいて舵角センサがコーナーが多い路面走行であると判定する。この判定は、舵角センサが所定時間中に所定値・所定回数以上の舵角変動を検出することで行われる。この判定が飛び変速禁止制御開始の「第二要件」となる。この「第二要件」と上記「第一条件」の両者を満足すると、これ以後（時間ｔｃ以後）の「飛び変速」を禁止するよう制御する。

したがって、飛び変速が禁止された時間ｔｃ以降は、３速領域から再度アクセルが踏み込まれスロットル全開指令が発信されたとき（時間ｔ＝ｔ６）であっても、[３→１]変速は実行されず、[３→２]変速がなされた後（時間ｔ＝ｔ６〜ｔ７）、[２→１]変速が実行される（時間ｔ＝ｔ７〜ｔ８）。

さらに、再び[２→１]変速終了までにアクセルが緩められると（時間ｔ８）、ここでも「飛び変速」は禁止され、[１→２]変速がなされた後（時間ｔ＝ｔ８〜ｔ９）、[２→３]変速が実行される（時間ｔ＝ｔ９〜ｔ１０）。

次に、本変速制御方法の解除条件について説明する。図３は本変速制御方法における制御解除前後のタービン回転数を時系列で示したグラフ図の一例が示されている。
図３では、まず飛び変速の禁止制御が継続されている状態で３速領域で走行している。

したがって、時間ｔ１１でアクセルが踏み込まれスロットル全開指令が発信されたときには、[３→１]飛び変速が実行されず、１段ずつ順に[３→２]変速がなされた後（時間ｔ＝ｔ１１〜ｔ１２）、[２→１]変速が実行される（時間ｔ＝ｔ１２〜ｔ１３）。そして、図２同様に[２→１]変速終了までにアクセルが緩められると（時間ｔ１３）、ここでも「飛び変速」は禁止され、[１→２]変速がなされた後（時間ｔ＝ｔ１３〜ｔ１４）、[２→３]変速が実行され（時間ｔ＝ｔ１４〜ｔ１５）、３速領域が維持される（ｔ＝ｔ１５〜ｔ１６）。

図３の例の場合、３速領域走行中の時間ｔ１５〜t１６の途中の時間ｔｎｈで登坂路終了と判定されている。この判定は登坂路判定と同様の勾配センサを用いており、この判定が本飛び変速禁止制御の解除要件となる。なお、ここでは解除要件として勾配センサにより登坂路終了を検知しているが、他に前述のコーナー判定で使用した舵角センサにより舵角の変動が所定以下になった場合を解除条件とすること等もあり得る。

次に再び、アクセルが踏み込まれスロットルが全開等する指令が発信されると、飛び変速の禁止が解除されたため[３→１]変速の指令が発信される（時間ｔ＝ｔ１６）。そして、タービン回転数の増加、車速上昇を経て、[３→１]変速終了前にアクセルが緩められると（時間ｔ１７）、３速に戻される。また、図示しないが[３→１]変速終了後にアクセルが緩められた場合は、[１→２]変速がなされた後、[２→３]変速が実行される。

以上、本変速制御方法における飛び変速の禁止制御の開始条件と解除条件とについて説明してきた。以下、その開始条件及び解除条件の判定フローについて図４を参照しつつ説明する。まず、車両の走行中は常時、勾配センサにより勾配の角度θ（°）を測定している（ＳＴＥＰ１０）。同時に舵角センサにより車両の舵角λ（°）を測定する（ＳＴＥＰ１２）。この勾配θが所定の角度以上（θ≧α）か否かを常時判定する（ＳＴＥＰ１４）。θ＞αの場合は路面傾斜が大きくなく通常の路面と判定する。一方、θ≧αの場合には登坂路であると判定する。これが開始条件のうちの第一条件となる。

登坂路である場合には、舵角λが所定時間内に所定角度β（°）以上になる回数ｎを測定する（ＳＴＥＰ１６）。そして、一定時間内に舵角β（°）以上のハンドル操作を複数回反復するような路面は、コーナーの多い道路であってパワーオンオフの激しい走行をしていると判断する。所定角度β以上になる回数ｎが所定回数Ｎより多い場合には、以後、解除条件を満たすまでの「飛び変速」を禁止する（ＳＴＥＰ２０）。これが開始条件のうちの第二条件であり、上述する第一条件と相まって開始条件を構成する。

「飛び変速」禁止制御は、以後、登坂路でなくなり通常の道路になるまで継続する。そして、路面の勾配θが再び所定角度αより小さくなったと判定されると（ＳＴＥＰ２２）、解除条件を満たし「飛び変速」が可能となる。
なお、図４では解除条件を 勾配θ＜α（＝開始条件と同一）、としているが、解除条件となる勾配角は開始条件であるαより小さく設定しても良い。その他、解除条件として舵角λの変動が所定回数以下になった場合を路面のコーナーが少なくなったと判定させる場合もあり得ることは上述した通りである。

以上、本発明の自動変速機の変速制御方法についての実施形態およびその概念について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

例えば、上記実施形態における説明では、３速領域からスロットル全開にし１速に「飛び変速」する場合の制御構成例を示しているが、本発明は高変速段から２段以上ダウンシフトする他の「飛び変速」にも適用される。また、上記実施形態では、３速〜１速への変速のみを例示しているが、実際には[４→２]変速や[５→３]変速などにも本発明が適用される。

Claims (1)

1. 車両の自動変速機の制御方法であって、
   該車両が走行する道路が、
   登坂路であるか否かを判定する登坂路判定手段と、
   コーナーの多い道路であるか否かを判定するコーナー判定手段とを備え、
   前記登坂路判定手段により登坂路であると判定され、且つコーナー判定手段によりコーナーの多い道路であると判定されたときには、両判定時以降の飛び変速を禁止する、ことを特徴とする自動変速機の制御方法。