JP2004144293A - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

車両用自動変速機の変速制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】　本発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に関し、アクセルオフのダウンシフト時において、再度アクセル踏み込みがあった場合に確実にショックの発生を抑制できるようにする。
【解決手段】高速側摩擦係合要素の係合の解除後に低速側摩擦係合要素を係合させてダウンシフトを行なう車両用自動変速機の変速制御装置において、アクセルオフでのダウンシフト実行時における高速側摩擦係合要素の解放開始（ＳＳ）後から低速側摩擦係合要素の係合開始（ＳＢ′）までの間にアクセルの踏み込みが検出されると、低速側変速段への切り換えを禁止して該高速側変速段を保持するように構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

　本発明は、２つの摩擦係合要素の係合状態を切り換えることによりダウンシフトを行なう、車両用自動変速機の変速制御装置に関する。
　従来より、車両用の自動変速機として、トルクコンバータと遊星歯車機構とを組み合わせた自動変速機が広く普及している。ところで、このような自動変速機では、アクセルオフ（全閉）によるコースト走行時にダウンシフト（例えば３速から２速への変速）を実施する場合、それまで係合状態だった摩擦係合要素（解放側クラッチ）を解放側に制御するとともに、２速を達成する摩擦係合要素（係合側クラッチ）をフィードバック制御により解放状態から徐々に係合状態として２速へのダウンシフトを終了する。
　ここで、実変速開始後（係合側クラッチの係合開始後、即ちトルク伝達開始後）のフィードバック制御中において、ドライバが再びアクセルを踏み込んだ場合、トランスミッション入力軸回転速度（タービン回転速度）の急激な上昇を抑制するために解放側クラッチの油圧を立ち上げる方向にフィードバック制御が働く。
　しかし、ソレノイドのデューティ率変更に対する実際の油圧の立ち上がりに応答遅れがあり、エンジン回転が先行して吹け上がってしまう。そのため、油圧不足と判断して必要以上に大きな油圧を立ち上げてしまい、瞬間的に解放側クラッチ及び係合側クラッチの両方が係合して大きな変速ショックが発生するという問題があった。
　この問題に対する対策として、例えば特許文献１には、解放側クラッチの供給油圧に上限値を設定し、過剰な油圧を供給しないようにすることで両クラッチの同時係合を回避してショックの発生を抑制するような制御が開示されている。
特許第３０９７３３９号公報
　しかしながら、このような従来の技術は、実変速開始後にフィードバック制御を実行している段階でのアクセル踏み込みに対する対策であって、実変速開始前の段階でのアクセル踏み込みに対しては有効な対策となっていない。
　つまり、実変速開始前（変速開始指示から係合側クラッチがトルク伝達を開始するまでの状態であり、解放側クラッチのトルク容量が継続的に減少している状態）においてアクセル踏み込みがあった場合には、解放側クラッチにスリップが発生してエンジン回転速度が吹け上がり、その後油圧が追従して、係合側クラッチが急激に係合状態となり、ショックが発生してしまう。
　また、実変速開始後にフィードバック制御を実行している段階でアクセル踏み込みがあった場合には、上記の特許文献１の技術では単に解放側クラッチの供給油圧に上限値を設定してショックの発生を抑制しているのみで、この場合にはエンジン回転の吹き上がりを確実に防止できず、ドライバが意図するような加速感を得ることができない。
　本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、アクセルオフのコースト走行時におけるダウンシフト時において、実変速開始前又は実変速開始後にアクセル踏み込みがあった場合にエンジン回転の吹け上がりを防止するとともに、確実にショックの発生を抑制できるようにした、車両用自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
　本発明の車両用自動変速機の変速制御装置は、高速側変速段及び低速側変速段をそれぞれ確立させる高速側摩擦係合要素及び低速側摩擦係合要素を備え、該高速側摩擦係合要素の係合の解除後に該低速側摩擦係合要素を係合させて、該高速側変速段から該低速側変速段へのダウンシフトが実行される車両用自動変速機の変速制御装置において、アクセルオフでのダウンシフト実行時における変速開始指示後から該低速側摩擦係合要素のトルク伝達開始までの間にアクセルの踏み込みが検出されると、該低速側変速段への切り換えを禁止して該高速側変速段を保持することを特徴としている（請求項１）。
　また、本発明の車両用自動変速機の変速制御装置は、高速側変速段及び低速側変速段をそれぞれ確立させる高速側摩擦係合要素及び低速側摩擦係合要素を備え、該高速側摩擦係合要素の係合の解除後に該低速側摩擦係合要素を係合させて、該高速側変速段から該低速側変速段へのダウンシフトが実行される車両用自動変速機の変速制御装置において、アクセルオフでのダウンシフト実行時における該低速側摩擦係合要素のトルク伝達開始後（がた詰め終了後）から該低速側変速段への変速終了までの間にアクセルの踏み込みが検出されると、エンジンのトルクを所定のトルクに抑制することを特徴としている（請求項５）。
　本発明の車両用自動変速機の変速制御装置によれば、エンジン回転の吹け上がりを抑制でき、車両の加速感を損なうこともないという利点があるほか、その後の変速ショックの低減を図ることができる利点がある。
１．第１実施形態の説明
　以下、図面により、本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置について説明すると、図１中において符号１はエンジンであって、このエンジン１の出力は、自動変速機２を介して駆動輪（図示せず）に伝達されるようになっている。また、自動変速機２は、トルクコンバータ４，遊星歯車式の変速機構３，油圧回路５及び制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）４０等をそなえて構成されている。また、変速機構３は、例えば、前進４段後進１段の遊星歯車機構と、遊星歯車のギヤ比を切り換えて変速操作を行なう多数の油圧クラッチや油圧ブレーキ等の摩擦係合要素をそなえている。
　また、変速機構３は、コントローラ（ＥＣＵ）４０からの制御信号に基づきその作動が制御されるようになっている。ここで、ＥＣＵ４０は、図示しないＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置、中央演算装置、入出力装置、タイマとして使用するカウンタ等を内蔵しており、トルクコンバータ４のタービン（入力軸）３ａの回転速度Ｎｔを検出するタービン回転速度センサ（Ｎｔセンサ）２１、図示しないトランスファドライブギヤの回転速度Ｎｏを検出するトランスファドライブギヤ回転速度センサ（Ｎｏセンサ）２２、エンジン１の吸気通路中に配設されたスロットル弁の開度θｔを検出するスロットル弁開度センサ（θｔセンサ）２３、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ（Ｎｅセンサ）２４、及びアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセル開度センサ（図示省略）等が接続されている。なお、ＥＣＵ４０では、上記回転速度Ｎｏに基づいて車速Ｖを演算するようになっており、Ｎｏセンサ２２は車速センサとしても機能するようになっている。
　次に、図２を用いて変速機構３の動作について簡単に説明する。なお、図２では変速機構３の機能説明を簡略化するために遊星歯車式ではなく２軸平行歯車式変速機構を用いてその動作を説明する。
図示するように、変速機構３の入力軸３ａ周りには、第１駆動ギヤ３１及び第２駆動ギヤ３２が回転自在に配置されている。また、第１駆動ギヤ３１及び第２駆動ギヤ３２間の入力軸３ａには、摩擦係合要素としての油圧クラッチ３３，３４が固設されており、各駆動ギヤ３１，３２は、それぞれクラッチ３３，３４が係合することにより入力軸３ａと一体に回転するようになっている。
　また、入力軸３ａと平行に配置された中間伝達軸３５は、図示しない最終減速歯車装置を介して駆動車軸に接続されている。この中間伝達軸３５には、第１被駆動ギヤ３６と第２被駆動ギヤ３７が固設されており、これらの被駆動ギヤ３６及び３７は、前記駆動ギヤ３１及び３２とそれぞれ噛み合っている。
　したがって、クラッチ３３が係合している場合には、入力軸３ａの回転は、クラッチ３３，第１駆動ギヤ３１，第１被駆動ギヤ３６，中間伝達軸３５に伝達され、これにより例えば２速が確立される。また、クラッチ３４が係合している場合には、入力軸３ａの回転は、クラッチ３４，第２駆動ギヤ３２，第２被駆動ギヤ３７，中間伝達軸３５に伝達され、これにより例えば３速が確立される。
　そして、２速側のクラッチ（低速側摩擦係合要素）３３が係合している状態から、このクラッチ３３の係合を解除しながら、３速側のクラッチ（高速側摩擦係合要素）３４を係合させることで、２速から３速へのアップシフトが実行される。逆に、クラッチ３４が係合している状態から、このクラッチ３４の係合を解除しながら、クラッチ３３を係合させることで、３速から２速へのダウンシフトが実行されることになる。
　以下、これらのクラッチ３３，３４の構成について、低速側のクラッチ３３を用いて説明する。なお、高速側のクラッチ３４も低速側クラッチ３３と同様に構成されたものであり、このため高速側クラッチ３４の説明については省略する。
　図３に示すように、クラッチ３３は多数の摩擦係合板５０をそなえた油圧式多板クラッチとして構成されている。また、この摩擦係合板５０は入力軸３ａ（図２参照）と一体回転する複数の摩擦係合板と、第１駆動ギヤ３１（図２参照）と一体回転する複数の摩擦係合板とが交互に重合して構成されている。
　そして、油路１４からポート５１を介してこのクラッチ３３内に作動油が供給されると、リターンスプリング５３の付勢力に抗してピストン５２が往動して摩擦係合板５０が密着し、クラッチ３３が係合状態となる。一方、ポート５１から油路１４に作動油を排出することにより、リターンスプリング５３の付勢力によりピストン５２が押圧されてピストン５２が復動し、各摩擦係合板５０同士の摩擦係合が解除される。
　ところで、クラッチ３３のピストン５２には、係合を完全に解除する待機位置が設けられており、待機位置では、各摩擦係合板５０間にいわゆる引きずりトルクが発生しないように充分なクリアランスが設けられている。このため、クラッチ３３を係合させる場合には、まず、上述のクリアランスを略０にする位置、即ち、摩擦係合が生じる直前位置にまで各摩擦係合板５０を移動させる、所謂「がた詰め」を行う必要がある。このため、がた詰め操作には、がた詰めのための時間（以下がた詰め時間という）を要する。
　一方、クラッチ３３の係合状態において、各摩擦係合板５０同士が離間し始めても暫くの間は上述の引きずりトルクが発生することから、クラッチ３３の係合を完全に解除するまでには、クラッチ３３から作動油を排出させ始めてから無駄時間としての油圧解放時間が必要となる。
　次に、図４を用いて油圧回路５について説明すると、油圧回路５は、上述の各摩擦係合要素（即ち、各クラッチやブレーキ）にそれぞれ対応するデューティソレノイド弁（以下、単にソレノイド弁という）１１を有しており、このソレノイド弁１１の作動を制御することで対応する摩擦係合要素への作動油の給排状態を制御するようになっている。なお、各ソレノイド弁１１は、いずれも同様に構成されたものであるので、以下ではクラッチ３３を制御するソレノイド弁１１について説明し、他のソレノイド弁についての説明は省略する。
　図４に示すように、ソレノイド弁１１は、ここではノーマルクローズタイプ（常閉型）の２位置切換弁であって、３箇所にポート１１ａ〜１１ｃを有している。第１ポート１１ａには、オイルポンプ（図示省略）から作動油が供給される第１油路１３が接続されている。また、この第１油路１３の途中には、図示しない調圧弁等が介装されており、所定圧に調圧された作動油圧（ライン圧）が供給されるようになっている。
　また、第２ポート１１ｂには、油圧クラッチ３３に延びる第２油路１４が、第３ポート１１ｃには、図示しないオイルタンクへ延びる第３油路１５がそれぞれ接続されている。また、これら第２及び第３油路１４，１５の途中には、それぞれ絞り１６，１７が設けられている。なお、第２油路１４に設けられた絞り１６の流路面積は、第３油路１５に設けられた絞り１７の流路面積に比べて大きく設定されている。さらに、クラッチ３３と絞り１６間の第２油路１４の途中には、アキュームレータ１８が接続されている。
　ソレノイド弁１１は、ＥＣＵ４０に電気的に接続されており、このＥＣＵ４０により所定周期（例えば５０ヘルツ）でデューティ比が制御されるようになっている。そして、ソレノイド弁１１のソレノイド１１ｅが消勢されている場合には、弁体１１ｆはリターンスプリング１１ｇに押圧されて第１のポート１１ａと第２ポート１１ｂを遮断すると共に、第２のポート１１ｂと第３のポート１１ｃを連通させる。一方、ソレノイド１１ｅが励磁されている場合には、弁体１１ｆは、リターンスプリング１１ｇのばね力に抗してリフトし、第１のポート１１ａと第２のポート１１ｂを連通させると共に、第２のポート１１ｂと第３のポート１１ｃとを遮断する。
　次に、本発明の要部について説明すると、本発明の自動変速機の変速制御装置は、アクセルオフでのダウンシフト実行時において、実変速開始前にドライバが再びアクセルを踏み込んだ場合の変速制御に特徴がある。なお、本実施形態において、実変速開始前とは、ダウンシフトの変速指示（３速から２速のダウンシフト実行時ではクラッチ３４の解放指示）から低速側摩擦係合要素（同じくクラッチ３３）のがた詰めが完了するまで（クラッチ３３の係合が開始されるまで、即ち同クラッチ３３によるトルク伝達が開始されるまで）をいう。
　本装置による制御を具体的に説明すると、ＥＣＵ４０内には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような自動動変速機２の変速制御特性（具体的にはソレノイド弁の制御特性）が記憶されており、このような特性にしたがってダウンシフトが実行されるようになっている。以下、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、アクセルオフでのダウンシフト時の制御（例えばドライバが赤信号により車両を停止させるべくアクセルオフにした場合）について説明する。
　この場合、ＥＣＵ４０では、まずスロットル開度センサ２３及びＮｏセンサ（車速センサ）からの情報に基づきダウンシフトを実行する条件が成立したか否か（ダウンシフト線を越えたか否か）を判定する。
　そして、ダウンシフト条件が成立している場合には、現在の変速段（高速側変速段、例えば３速）から１段低速の変速段（低速側変速段、例えば２速）への切り換えが実行される。つまり、図５（ａ）に示すように、変速開始の指示（図中ＳＳ点）により、まず３速側のクラッチ３４（高速側摩擦係合要素）のソレノイド弁のデューティ率を１００％から０に切り換えてクラッチ３４の解放が開始される。
　次に、図５（ｂ）に示すように、それまで解放状態だった２速側のクラッチ３３（低速側摩擦係合要素）のソレノイド弁のデューティ率を一旦１００％にする（図中ＳＳ１点）。ここでデューティ率を１００％にするのは、クラッチ３３のがた詰めを行なうためであり、一時的なものである。
　なお、クラッチ３４のデューティ率を０にしてからクラッチ３３のデューティ率を１００％にするまでの間（ＳＳ〜ＳＳ１）にタイムラグがあるのは、クラッチ３４のデューティ率を０にしてもすぐにクラッチ３４の係合が完全に解除されるものではなく、引きずりトルクがなくなるまでの無駄時間が存在するからである。このため、この無駄時間が経過してからクラッチ３３のがた詰めを実行するようになっている。
　そして、その後アクセルペダルの踏み込みがなければ、クラッチ３３のデューティ率を予め設定された時間（がた詰め時間）ｔN だけ１００％に保持〔図５（ｂ）の一点鎖線及びＳＢ′点参照〕した後、クラッチ３３がトルク伝達を開始できる程度の比較的低圧の初期係合デューティ率Ｄｓに低減し、その後タービンの回転速度Ｎｔの変化率に基づいてソレノイド弁のデューティ率をフィードバック制御してクラッチ３３の係合を徐々に進行させ、低速段の同期が検出された時点（ＳＦ′点）でデューティ率を１００％に上昇させてクラッチ３３の係合を完了させる。この間、解放側のクラッチ３４では、図５（ａ）で一点鎖線で示す如く、完全解放される直前で係合力が保持される程度の値まで再びデューティ率を上昇させ、その時点からタービン回転速度Ｎｔの変化率に基づいてデューティ率をフィードバック制御してクラッチ３４の解放を徐々に進行させ、低速段の同期が検出された時点（ＳＦ′点）でデューティ率を０％に下降させてクラッチ３４の解放を完了させる。これにより、低速段への変速が終了する。
　一方、クラッチ３４の解放開始（ＳＳ点）からクラッチ３３のがた詰め完了（ＳＢ′点）までの間においてアクセル踏み込みが検出されると、ＥＣＵ４０では低速段（ここでは２速）への変速制御を所定時間禁止して変速開始前の高速段（同じく３速）への変速制御を実行する（以下、後戻り制御又は切り換え禁止制御という）ようになっている。
　なお、このアクセルの踏み込みは、図５（ｃ）に示すように、アクセル開度の変化量ΔＡｃｃに基づいて判定されるようになっており、具体的にはΔＡｃｃが所定値以上となると、アクセルが踏み込まれたと判定されるようになっている。また、上述のようなアクセルオフによるダウンシフト時におけるアクセルの再踏み込みとしては、例えば赤信号で停車しようとしてアクセルオフした後、停車前に信号が青に変わった場合にドライバが車両を加速させるべくアクセルオンする場合等が考えられる。
　そして、後戻り制御時には、アクセル踏み込みが判定された時点（図中ＳＳ２点）で、すぐにクラッチ３３のデューティを最低デューティ率Ｄｍｉｎ（上記ＳＳ１点からＳＳ２点までの間にストロークしたクラッチ３３のピストン５２がリターンスプリング５３の付勢力に抗して同ストローク位置を保持できるような油圧に対応したデューティ率、即ち、低速側クラッチ３３をアクセルの踏み込みが検出された時（ＳＳ２点）の状態に保持するデューティ率）まで低下させるとともに、同時にクラッチ３４のデューティを１００％に切り換えて変速段が３速に保持されるようになっている。
　ここで、最低デューティ率Ｄｍｉｎの具体的な設定手法について説明すると、この最低デューティ率Ｄｍｉｎは、例えばがた詰開始時（ＳＳ１点）からアクセル踏み込みが判定された時点（ＳＳ２点）までの時間ｔ0 からピストンストロークに要した作動油の流量を算出し、アクセル踏み込みが判定された時点ＳＳ２でのピストンストローク位置を維持する油圧に換算して、これに対応するデューティ率として設定されるようになっている。
　また、上記以外にも、最低デューティ率Ｄｍｉｎを予め設定された所定のデューティ率としても良い。つまり、がた詰め時間ｔN に対するアクセル踏み込みが判定された時間の長さｔ0 に関係なく、ピストン５２がある程度ストロークしている位置であって、ストロークが完了していない程度の油圧に対応するデューティ率を一義的に設定しておき、この一義的に設定された最低デューティ率Ｄｍｉｎとしてもよい。なお、このように最低デューティ率Ｄｍｉｎを一義的に設定する場合には、上記の油圧はできる限りピストンストロークを完了する油圧に近い値が好ましい。
　また、その後はデューティ率１００％を所定時間ｔF 保持することにより、この所定時間ｔF 内はダウンシフトが禁止されるようになっている。なお、この所定時間ｔF は高速側のクラッチ３４が確実に係合状態となるために必要な最低の時間として設定されている。つまり、クラッチ３４のデューティを１００％に切り換えてもすぐにクラッチ３４が係合状態となるわけではないので、確実にクラッチ３４が係合するまでの待機時間として所定時間ｔF が設定されている。
　そして、このような後戻り制御を実行することにより、クラッチ３４の係合力が低下が開始され、且つクラッチ３３が未だに解放状態にあるタイミングでアクセルが踏み込まれても、速やかにクラッチ３４を係合状態として高速側変速段に戻すので、ショックの発生を防止できる。また、この所定時間ｔF 内においては変速段は３速に保持される（３速インギア状態）ので、アクセルが踏み込まれてもエンジンが吹け上がることなく車両を加速させることができる。
　そして、所定時間ｔF 経過した後は、アクセル開度と車速とに基づく通常の変速制御が実行されるようになっている。つまり、アクセル開度と車速とに基づいて変速マップと照合し、現状の高速段を保持するのか、低速段への変速制御を行なうかを判定するようになっている。
　ここで、アクセルが踏み込まれた状態でのダウンシフト（パワーオンダウンシフト）が判定されると（図中ＩＦ点）、図５（ａ）に実線で示すように、まずクラッチ３４のデューティ率を１００％から所定のデューティ率にまで速やかに低下させ、その後クラッチ３４が滑り始める（ＳＢ点）まで一定の割合で徐々にデューティ率を低下させていく。そして、タービン回転速度Ｎｔの変化量によりクラッチ３４のスリップが検出されると、これ以降は、タービン回転速度Ｎｔの変化率に基づいてデューティ率をフィードバック制御してクラッチ３４の解放を徐々に進行させ、低速段の同期が検出された時点（ＳＦ点）でデューティ率を０％に下降させてクラッチ３４の解放を完了させる。
　この間、２速側クラッチ３３の係合が実行されるが、まずデューティ率を１００％に切り換えてクラッチ３３のがた詰め処理が行なわれ、上記ＳＢ点以前でがた詰め処理が終了するようにその開始が設定されている。ここで、すでにクラッチ３３は一旦がた詰め処理が行なわれており（ＳＳ１〜ＳＳ２）、その後最低デューティ率に保持されているため、クラッチ３３のがた詰め時間は、本来のがた詰め時間（通常時のがた詰め時間）ｔN からＳＳ１〜ＳＳ２までの時間ｔ0 を差し引いた時間に設定される。
　そして、がた詰めが終了（がた詰め時間が経過）すると、クラッチ３３のデューティ率を、一旦初期係合デューティ率（この時の入力トルクに応じた値であり、上記デューティ率Ｄｓの近似値）に低減し、クラッチ３４のスリップが検出された時点からタービン回転速度Ｎｔの変化率に基づいてフィードバック制御してクラッチ３３の係合を徐々に進行させ、低速段の同期が検出された時点（ＳＦ点）で１００％に上昇させて、クラッチ３３の係合を完了させる。これにより、再度のダウンシフト処理が終了する。
　なお、上記所定時間ｔF 経過時点（ＩＦ点）で、既にアクセルが再び解放（開度０）されており、且つダウンシフト条件が成立している場合には、それ以降、図５に実線で示した制御でなく、一点鎖線で示したパワーオフダウンシフトの制御が実行されることとなる。
　本発明の第１実施形態に係る車両用自動変速機の変速制御装置は上述のように構成されているので、その要部に着目すると、例えば図６に示すようなフローチャートに沿って変速制御が実行される。
　まず、ステップＳ１においてアクセルオフ時（コースト走行時）のダウンシフト条件が成立したか否かが判定され、ダウンシフト条件が成立した場合にはステップＳ２に進み、ダウンシフト制御が開始される。また、ダウンシフト条件が成立していない場合にはそのままリターンする。
　次に、ステップＳ３においてアクセルが踏み込まれたか否かが判定され、踏み込まれていれば（アクセルオンであれば）ステップＳ４に進み、そうでなければステップＳ５に進む。ここで、ステップＳ４に進んだ場合には、アクセルオンが実変速開始前か否かが判定される。この実変速開始前か否かは、３速側クラッチ３４の解放開始点（ＳＳ点）から２速側クラッチ３３のがた詰め完了（ＳＢ′点）までの間であるか否かにより判定される。
　そして、ステップＳ４においてアクセルオンが実変速開始後であると判定された場合には、ステップＳ５に進み、そのままダウンシフトが実行される。なお、詳しくは説明しないが、この場合のダウンシフト制御は、例えば特許第３０９７３３９号公報に開示された技術が適用される。
　一方、ステップＳ４で実変速開始前であると判定されると、次にステップＳ６に進み、上述した後戻り制御が実行される。つまり、この場合には高速側（例えば３速側）のクラッチ３４が係合状態に戻されて、ダウンシフト前の変速段（３速）が所定時間ｔF 保持される。
　そして、このように実変速開始前にアクセル踏み込みがあった場合に、一旦高速側の変速段に戻して、この変速段を所定時間ｔF だけ保持することにより、クラッチ３４の係合力が低下し且つクラッチ３３が未だに解放状態にあるタイミングでアクセルが踏み込まれても、速やかにクラッチ３４を係合状態として高速側変速段に戻すので、エンジンの吹け上りを防止でき、その後のショックの発生を防止することができるという利点がある。また、この場合には高速側変速段に保持されるので、エンジンが吹け上がることなく車両を加速させることができ、ドライバビリティが向上するという利点もある（以上、請求項１に対応）。
　また、この場合には、低速側クラッチ３３を最低デューティ率に保持する（低速側クラッチ３３をストロークした位置に保持する）ので、その後のダウンシフトにも速やかに対応することができ、変速時間も低減することができるという利点がある（以上、請求項２に対応）。
　また、後戻り制御（切り換え禁止制御）が実行された後において、ダウンシフト条件が維持されている場合には、再度ダウンシフトを実行するので、高速側変速段が維持されて加速力が不足するという不具合も回避できる（以上、請求項３に対応）。
　特に、第１実施形態の場合には、低速側クラッチ３３のピストン５２をアクセルの踏み込みが検出された時（ＳＳ２点）のストローク位置に保持し、且つ、その後のダウンシフトにおいては、低速側クラッチ３３の本来のがた詰め時間ｔN から、がた詰開始時（ＳＳ１点）〜アクセル踏み込み判定時（ＳＳ２点）の時間ｔ0を差し引いた時間だけがた詰め制御が行なわれるため、その後のダウンシフトにおいて、低速側クラッチ３３の油圧を精度良く制御でき、変速ショックの発生を抑制できる。
２．第２実施形態の説明
　次に、本発明の第２実施形態について説明すると、上述した第１実施形態が、アクセルオフでのダウンシフト実行時における実変速開始前にドライバが再びアクセルを踏み込んだ場合の変速制御に関するものであるのに対して、本第２実施形態は、アクセルオフでのダウンシフト実行時における実変速開始（ＳＢ′点）後にドライバが再びアクセルを踏み込んだ場合の変速制御に関するものであり、これ以外は第１実施形態と同様である。
　したがって、この第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみに着目して説明し、重複する部分については極力説明を省略する。また、第１実施形態と同様に構成された部分については同様の符号を付して説明する。
　以下、図７（ａ）〜（ｅ）を用いて第２実施形態について説明すると、まず、ＥＣＵ４０はスロットル開度センサ２３及びＮｏセンサ（車速センサ）からの情報に基づきダウンシフトを実行する条件が成立したか否か（ダウンシフト線を越えたか否か）を判定し、ダウンシフト条件が成立している場合には、現在の変速段（高速側変速段、例えば３速）から１段低速の変速段（低速側変速段、例えば２速）への切り換えを実行する。
　すなわち、図７（ｂ）に示すように、変速開始が指示されると（図中ＳＳ点）、まず３速側のクラッチ３４（高速側摩擦係合要素又は解放側クラッチ）のソレノイド弁のデューティ率を１００％から０に切り換えてクラッチ３４の解放が開始される。これにより、図７（ａ）に示すように、３速側のクラッチ（解放側クラッチ）３４の油圧が低下していく。
　そして、クラッチ３４の引きずりトルクがなくなるまでの無駄時間経過後、図７（ｃ）に示すように、それまで解放状態だった２速側のクラッチ３３（低速側摩擦係合要素又は係合側クラッチという）のソレノイド弁のデューティ率を１００％にする（図中ＳＳ１点）。さらに、この状態を予め設定されたがた詰め時間ｔN だけ保持して、クラッチ３３のがた詰めを行なう。これにより、図７（ａ）に示すように、２速側クラッチ３３では比較的低圧の油圧が立ち上がり、クラッチ３３のピストン５２がトルク伝達可能な状態にまでストロークする。なお、本第２実施形態においても、２速側クラッチ３３のがた詰めが完了した時点（クラッチ３３の係合が開始される時点、又はクラッチ３３によるトルク伝達が開始される時点）をＳＢ′点といい、このＳＢ′点を実変速開始点という。
　その後、図７（ｃ）に示すように、２速側のクラッチ３３のソレノイド弁のデューティ率を、上述のがた詰め状態を維持できる程度の比較的低圧の初期係合デューティ率Ｄｓに低減するとともに、この初期係合デューティ率Ｄｓを３速から２速への変速開始が検出されるまで保持する。そして、３速から２速への変速開始が検出されると〔図７（ｅ）のＩＦ点〕、タービンの回転速度Ｎｔの変化率に基づいてソレノイド弁のデューティ率をフィードバック制御してクラッチ３３の係合を徐々に進行させる。
　また、３速から２速への変速開始が検出されると、３速側クラッチ３４も、図７（ｂ）に示すように、係合力が保持できる程度の値まで再度デューティ率を上昇させ、ＩＦ点から所定時間経過するまでこのデューティ率を保持し、その後タービン回転速度Ｎｔの変化率に基づいてデューティ率をフィードバック制御してクラッチ３４の解放を徐々に行なう。
　ここで、３速から２速への変速開始の判定手法について簡単に説明すると、ＥＣＵ４０では、Ｎｔセンサ２１により検出されるタービン回転速度Ｎｔと、Ｎｏセンサにより検出されたトランスファドライブギヤ回転速度（以下、出力軸回転速度という）Ｎｏとに基づいて変速開始が判定されるようになっている。
　つまり、変速機が３速インギア状態であれば、Ｎｔ＝ｒ・Ｎｏ（ｒ：３速の変速比）となり、また、変速が開始されるとＮｔ≠ｒ・Ｎｏとなる。そこで、Ｎｔ−ｒ・Ｎｏ＞所定値（例えば３０ｒｐｍ）となった場合に、２速への変速が開始されたと判定するようになっている。なお、当然ながら、この変速開始点（ＩＦ点）は実変速開始点（ＳＢ′点）後になる。
　そして、本第２実施形態においては、クラッチ３３のトルク伝達開始後〔即ち、がた詰め完了（ＳＢ′点）以降〕から変速終了（ｔ２点）までの間においてアクセル踏み込み（アクセルオン）が判定又は検出されると、エンジン１のトルクを所定のトルクに抑制するエンジントルク抑制制御を実行するようになっている。なお、このアクセルの踏み込みは、第１実施形態と同様の手法により判定されるようになっている。即ち、図７（ｄ）に示すように、アクセル開度の変化量ΔＡｃｃが所定値以上となると、アクセルが踏み込まれたと判定されるようになっている。
　以下、エンジントルク抑制制御について説明すると、がた詰め完了（ＳＢ′点）以降にアクセルの踏み込みが判定される（図中のｔ１点）と、図７（ｄ）に示すように、エンジン１のトルクが抑制されるようになっている。また、このときのエンジントルクはアクセルの踏み込み量に関係なく予め設定された所定のエンジントルクＴｒ１に抑制されるようになっている。
　ここで、ダウンシフトの実変速開始後から変速終了前の期間にアクセルの再踏み込みがあった場合にエンジントルクを抑制するのは、主に以下の理由による。つまり、この場合に、仮にアクセルの踏み込みに応じたエンジントルクを出力すると、クラッチ３３，３４が係合状態とはなっていないため、エンジン回転が急激に上昇して２速同期回転数以上に吹け上がってしまい、加速感を損なうことになる。また、その後フィードバック制御により高速側クラッチ３４の係合油圧が急激に立ち上がり、大きな変速ショックが生じるという課題が生じる。
　そこで、本第２実施形態では、ダウンシフトの実変速開始後から変速終了前の期間中にアクセルの再踏み込みがあった場合には、エンジントルクを所定のトルクＴｒ１に抑制することで、エンジン回転の急上昇を抑制し、低速側変速段（ここでは２速）の同期回転数以上に吹け上がるのを防止しているのである。また、エンジントルクを所定のトルクまでは上昇させることで、エンジンの吹け上がりを防止しながらも車両が加速しないという違和感を極力抑制することができる。また、エンジンの同期回転数以上の吹け上がりが生じないために、その後の過度なフィードバック制御が抑制され、変速ショックも防止することができる。
　ところで、本第２実施形態では、エンジントルク抑制制御を実行する際には、スロットル開度を抑制することでエンジントルクを抑制するように構成されている。即ち、本第２実施形態では、図示はしないが、アクセルペダルとスロットル弁とが電気的に接続された、いわゆるスロットルバイワイヤシステム又は電子制御式スロットル弁（ＥＴＶ）が適用されており、ＥＣＵ４０からの制御信号により図示しないスロットル弁の開度を適宜変更できるようになっている。
　そして、通常走行時には、アクセル開度に対応したスロットル開度となるように、スロットル弁の開度が制御されるとともに、上述のようにダウンシフト時のがた詰め終了時（ＳＢ′点）以降にアクセルの再踏み込みが検出されると、スロットル開度が所定の開度に抑制される。なお、図７（ｄ）の破線は、このような所定のスロットル開度に対応するアクセル開度特性（仮想アクセル開度特性）を示すものである。
　そして、このようなスロットル制御を実行することにより、エンジンの吸気量が制限されてエンジントルクが抑制されるようになっている。なお、上記の所定のスロットル開度は、予め目標エンジントルクＴｒ１に応じて決定された値であるが、アクセルの踏み込み判定点（ｔ１点）におけるスロットル開度を所定のスロットル開度として適用してもよい。
　一方、このとき２速側クラッチ３３及び３速側クラッチ３４では、タービンの回転速度Ｎｔの変化率に基づいてソレノイド弁のデューティ率をフィードバック制御している。ここで、アクセル再踏み込みが検出されると（ｔ１点）、このアクセル踏み込みに対応すべく速やかに油圧を高める必要があるが、このようなフィードバック制御では油圧に応答遅れが生じて、すぐには油圧が高められない。特に、３速側クラッチ３４は再踏み込みされるまではアクセルオフ（コースト）状態であるため、アクセルの踏み込みが検出されるときには、クラッチ３４のピストンがストローク完了前の状態になっている可能性があり、クラッチ３４の油圧をすぐには高められない。
　そこで、このような油圧の応答遅れを考慮して、アクセルの踏み込みが検出されると、図７（ｃ）に示すように、その時点でピストンのストロークが完了しているために応答性のよい２速側クラッチ３３のデューティ率（係合指示値）を所定量ΔＤだけ増加させるようになっている。
　そして、このようにアクセルの踏み込みが検出された時点（ｔ１点）で２速側クラッチ３３のデューティ率を所定量ΔＤだけ増加させることにより、図７（ａ）に示すように、２速側クラッチ３３の係合油圧が増大して、クラッチ３３の係合力を速やかに高めることができる。
　つまり、本制御では、アクセルの再踏み込み時にエンジントルクの上昇を完全に抑制するのではなく、図７（ｄ）に示すように、アイドル相当のエンジントルクから所定のエンジントルクＴｒ１までトルクが上昇する。この場合、２速側クラッチ３３及び３速側クラッチ３４の係合油圧はフィードバック制御されているので、このエンジントルクの上昇に伴うタービン回転数Ｎｔの上昇に応じてデューティ比が設定されることになるが、油圧自体に応答遅れがあるため、エンジン回転が同期回転数以上に吹け上がることになる。そして、このような吹け上がりが生じると、ＥＣＵ４０では３速側クラッチ３４に油圧が足りないものと判定して、必要以上の係合油圧をクラッチ３４に供給し（即ち、必要以上のデューティ比を設定し）、これにより急激にクラッチ３４が係合して、やはり変速ショックが生じてしまう。
　そこで、このような変速ショックを防止するべく、アクセルの踏み込みが検出された時点（ｔ１点）で予めピストンのストロークが完了していて応答性のよい２速側クラッチ３３のデューティ率（係合指示値）を所定量ΔＤだけ増加させて係合油圧を増加側に補正して、エンジン回転が２速同期回転数まで急上昇しても同期回転以上になるのをこの増圧補正により抑制しているのである。
　なお、このときの補正量ΔＤは、図７（ｄ）にΔＴで示すエンジントルクの増大分に対応して設定されている。ここで、アクセル踏み込み前のエンジントルクはアイドル運転時相当のエンジントルクであり、アクセル踏み込み後のエンジントルクは上述したようにアクセル開度に関係なく所定値Ｔｒ１に設定されているので、エンジントルク増大分ΔＴは所定の値（即ち、一定値）とみなすことができる。したがって、トルク増大分ΔＴに応じて設定される補正量ΔＤを予め決めておくことができ、これにより、制御ロジックも簡素なものとすることができる。
　そして、その後タービン回転速度Ｎｔと出力軸回転速度Ｎｏとに基づいて２速への同期が判定されると（ＳＦ点）、２速側クラッチ３３のデューティ率を予め設定されたデューティ率Ｄ1 に設定するとともに、このデューティ率Ｄ1 を所定の待機時間だけ保持する。また、３速側クラッチ３４についてはフィードバック制御を続行する。
　ここで、待機時間は、２速へのダウンシフトを確実なものとするべく設けられた時間であって、この待機時間中もエンジントルク抑制制御は継続される。
　そして、上記待機時間が経過すると（ｔ２）、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、２速側クラッチ３３のデューティ率を１００％に、また、３速側クラッチ３４のデューティ率を０％に設定し、一連のダウンシフト制御が終了する（変速終了）。
　また、図７（ｄ）に示すように、上記変速の終了と同時にエンジントルク抑制制御を終了する。この場合、スロットル開度を所定の勾配で増大させて実際のアクセル開度に相当するスロットル開度に一致させることにより、エンジントルクが復帰して、２速での加速状態に移行する。
　本発明の第２実施形態に係る車両用自動変速機の変速制御装置は上述のように構成されているので、その作用について図８を用いて説明すると以下のようになる。
　まず、ステップＳ１１においてアクセルオフ時（コースト走行時）のダウンシフト条件が成立したか否かが判定され、ダウンシフト条件が成立した場合にはステップＳ１２に進み、ダウンシフト制御が開始される。また、ダウンシフト条件が成立していない場合にはそのままリターンする。
　次に、ステップＳ１３においてアクセルが踏み込まれたか否かが判定され、踏み込まれていれば（アクセルオンであれば）ステップＳ１４に進み、そうでなければステップＳ１５に進んで通常のシフトダウンを実行後、リターンする。
　また、ステップＳ１４に進んだ場合には、アクセルオンが実変速開始前か否かが判定される。この実変速開始前か否かは、低速側（２速側）クラッチ３３のがた詰め完了（ＳＢ′点）以前か否かにより判定される。
　そして、ステップＳ１４においてアクセルオンが実変速開始前（ＳＢ′点以前）であると判定されると、次にステップＳ１６に進み、第１実施形態で説明した後戻り制御が実行される。
　一方、アクセルオンが実変速開始後（ＳＢ′点以降）であると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、上述したエンジントルク抑制制御が実行される。すなわち、この場合には、アクセルの踏み込み変化量ΔＡｃｃが所定値以上となると（ｔ１点）、スロットル開度が所定の開度に固定され、これによりエンジントルクが所定値Ｔｒ１に抑制される。そして、待機時間経過後に低速段への変速が終了したと判定してエンジントルク抑制制御を終了する。
　そして、このようにエンジントルクを抑制することにより、エンジン回転の急上昇を抑制して同期回転以上への吹け上がりを抑制することができる。また、エンジントルクを完全に抑制するのではなく、ある程度許容することにより車両が加速しないという違和感が極力抑制される。また、エンジンの吹け上がりが抑制されるので、その後のフィードバック制御により急激に３速側クラッチが係合するような事態を回避でき、変速ショックの発生を防止することができる（以上、請求項４,５に対応）。
　また、アクセルオンを検出したときには、ピストンストロークの完了している２速側クラッチ３３のデューティ率を増圧補正するので、油圧の応答遅れを最小限に抑制することができる。また、エンジン回転が同期回転数へ上昇した場合に２速クラッチ３３をΔＤだけ増圧補正するので、同期回転以上への吹け上がりを抑制することができる。
　また、上述の補正量ΔＤを、エンジントルク抑制制御中における所定のエンジントルクＴｒ１に応じて設定することにより、補正量ΔＤを予め容易に設定することができ、制御ロジックも簡素なものとすることができる（請求項４,５に対応）。
　また、スロットルの開度を抑制することによりエンジントルクを抑制しているので、エンジントルクの抑制を容易に行なうことができる（請求項７に対応）。なお、エンジントルクを抑制する手法としては上述のものに限定されず、燃料噴射量を低減したり、点火時期を変更することによりエンジントルクを抑制するようにしてもよい。
　また、２速への同期が判定されると（ＳＦ点）、２速側クラッチ３３のデューティ率を予め設定されたデューティ率Ｄ1 に設定するとともに、このデューティ率Ｄ1 を所定の待機時間だけ保持するので、確実に２速への変速を実行することができる。
　そして、待機時間経過後に低速段への変速が終了したと判定してエンジントルク抑制制御を終了する。また、変速終了後にはドライバのアクセル操作に応じたエンジントルクが出力されるのでドライバが違和感を覚えることもなく、ドライバビリティを損なうこともない（請求項６に対応）。なお、エンジントルク抑制制御終了後は、スロットル開度を所定の勾配で増大させて実際のアクセル開度に相当するスロットル開度に一致させることにより、実アクセル開度に応じたエンジントルクにリニアに復帰できるので、やはりドライバが違和感を覚えるような事態を回避することができる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、高速側変速段から低速側変速段へのダウンシフトの一例として３速から２速へのダウンシフト制御について説明したが、２つの摩擦係合要素のうち一方を係合状態から解放状態とし、他方を解放状態から係合状態とすることで変速を行なうダウンシフトについて広く適用可能である。
本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置における自動変速機の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置における自動変速機の内部構成を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置における摩擦係合要素の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置における油圧回路を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置における制御特性を説明するための図である。 本発明の第１実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）はいずれも本発明の第２実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置における制御特性を説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかる車両用自動変速機の変速制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
　１　エンジン
　２　自動変速機
　３　変速機構
　５　油圧回路
　１１　ソレノイド弁
　３３　低速側クラッチ（低速側摩擦係合要素）
　３４　高速側クラッチ（高速側摩擦係合要素）
　４０　制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）

Claims (7)

  1. 　高速側変速段及び低速側変速段をそれぞれ確立させる高速側摩擦係合要素及び低速側摩擦係合要素を備え、
    　該高速側摩擦係合要素の係合の解除後に該低速側摩擦係合要素を係合させて、該高速側変速段から該低速側変速段へのダウンシフトが実行される車両用自動変速機の変速制御装置において、
    　アクセルオフでのダウンシフト実行時における変速開始指示後から該低速側摩擦係合要素のトルク伝達開始までの間にアクセルの踏み込みが検出されると、該低速側変速段への切り換えを禁止して該高速側変速段を保持する
    ことを特徴とする、車両用自動変速機の変速制御装置。
  2. 　該低速側変速段への切り換え禁止時には、該高速側摩擦係合要素を再度係合状態とするとともに、低速側摩擦係合要素を該アクセルの踏み込みが検出された時の状態に保持する
    ことを特徴とする、請求項１記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
  3. 　該低速側変速段への切り換え禁止制御の実行後において、ダウンシフト条件が維持されている場合は、再度ダウンシフトを実行する
    ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
  4. 　アクセルオフでのダウンシフト実行時における該低速側摩擦係合要素のトルク伝達開始後から該低速側変速段への変速終了までの間にアクセルの踏み込みが検出されると、エンジンのトルクを所定のトルクに抑制するエンジントルク抑制制御を実行するとともに、
    　該アクセルの踏み込み検出時に、該低速側摩擦係合要素に対する係合指示値を、該所定のトルクに応じて設定された所定量だけ加算する
    ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
  5. 　高速側変速段及び低速側変速段をそれぞれ確立させる高速側摩擦係合要素及び低速側摩擦係合要素を備え、
    　該高速側摩擦係合要素の係合の解除後に該低速側摩擦係合要素を係合させて、該高速側変速段から該低速側変速段へのダウンシフトが実行される車両用自動変速機の変速制御装置において、
    　アクセルオフでのダウンシフト実行時における該低速側摩擦係合要素のトルク伝達開始後から該低速側変速段への変速終了までの間にアクセルの踏み込みが検出されると、エンジンのトルクを所定のトルクに抑制するエンジントルク抑制制御を実行するとともに、
    　該アクセルの踏み込み検出時に、該低速側摩擦係合要素に対する係合指示値を、該所定のトルクに応じて設定された所定量だけ加算する
    ことを特徴とする、車両用自動変速機の変速制御装置。
  6. 　該低速段への変速終了が判定されると、該エンジントルク抑制制御を終了する
    ことを特徴とする、請求項４又は５記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
  7. 　該エンジンに付設されたスロットル開度を制御することにより、該エンジントルク抑制制御を実行する
    ことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
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