JP2007263171A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タービン回転数よりもエンジン回転数の方が高いときのパワーオフダウンシフト時において、結合側摩擦要素の急係合を回避してショックの発生を防止する。
【解決手段】パワーオフダウンシフト実行時には、タービン回転数の変化を判定すると変速の進行度合いを表すパラメータが目標値となるよう低速側摩擦係合要素の油圧をフィードバック制御するように構成するとともに、アクセルオフでのダウンシフト実行時においてエンジン回転数が該タービン回転数よりも大きい間は、タービン回転数の変化を判定しても、低速側摩擦係合要素の油圧のフィードバック制御の開始を禁止するように構成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車に用いて好適の自動変速機の制御装置に関するものである。

一般に、自動車用の自動変速機としては、エンジンの回転をトルクコンバータを介して入力し、複数組のプラネタリギアを有する変速機構により変速してドライブシャフト又はプロペラシャフト（車軸側）に出力するものが普及している。
この種の自動変速機における変速機構は、入力軸（インプットシャフト）の回転をシフト位置に応じてプラネタリギアを構成する特定のギア又はキャリアに伝動したり、特定のギア又はキャリアの回転を適宜アウトプットシャフトに伝動したりすることで変速が実行される。また、変速時に適宜特定のギア又はキャリアの回転を拘束するために、通常複数のクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素（又は単に摩擦要素と称す）を備えており、これら摩擦係合要素の結合（係合又は締結とも称す）や解放の組み合わせにより伝動経路を切り換えて所定の変速が行われるよう構成されている。また、通常これらの摩擦係合要素は、油圧の給排状態によって係合状態が制御される油圧式のクラッチやブレーキが適用される。

また、このような自動変速機では、第１変速段から第２変速段に変速する際に、第１変速段では、締結状態だったクラッチを解放するとともに、それまで解放状態だったクラッチを締結することで第２変速段への変速が達成される、いわゆるクラッチｔｏクラッチのシフト制御が実施される場合がある。
例えば、スロットル開度が所定値以下のダウンシフト（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（結合側クラッチ）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させている。

そして、このようなスロットル開度が所定値以下のなどのダウンシフト（パワーオフダウンシフト）では、エンジンは自ら回転上昇するようなトルクを発生しないので、一般的に結合側のクラッチの締結状態を制御することでタービン回転数を引き上げる。
このような変速手法ではブレーキ感（減速度）を伴うことになるが、発生するブレーキ感に違和感が生じないように、実変速判定後は結合側の摩擦要素の制御油圧をタービン回転数の変化率を目標としてフィードバック制御を実行することが一般的に行われている（例えば下記の特許文献１参照）。

ところで、この特許文献１では、ストットル開度が所定値以下であり、かつ車速に基づいて変速終了後のタービン回転数がエンジン回転数よりも大きくなる場合であると変速種別がパワーオフダウンシフトであると判定し、パワーオフダウンシフトと判定した場合に上記の結合側の摩擦要素の制御油圧のフィードバック制御を実行している。
また、上記特許文献１では、フィードバック制御の開始判断は、実質的にはタービン回転数の変化率が所定値を越えたことを検知して、フィードバック制御を開始している。

さらには、タービン回転数ＮＴが変速前の同期タービン回転数ＮＴＩから所定回転数ΔＮＢ以上高くなると（タービン回転数ＮＴと変速前の同期タービン回転数ＮＴＩとの偏差ＮＴ−ＮＴＩが所定値ΔＮＢ以上となると）、実変速開始と判断し、この時点（ＳＢ点という）からタービン回転数の変化率が所定値となるようにフィードバック制御を実行することも一般的に知られている。
特開平９−２６９０６０号公報

ところで、上記特許文献１では、上述のようにスロットル開度と、変速終了時のタービン回転数の予測値とエンジン回転数の予測値との関係からパワーオフダウンシフトと判定した場合、タービン回転変化率が所定値を越えると結合側の摩擦要素のフィードバック制御を開始しているため、ダウンシフト開始時に「エンジン回転数ＮＥ＞タービン回転数ＮＴ」の状態（正駆動）でパワーオフダウンシフトが開始された場合〔例えばアクセルを軽く踏んだ状態（スロットル開度が所定値以下ではあるが若干エンジントルクが出ている状態）での手動のダウンシフトの場合〕には、以下の問題点が発生する。

すなわち、上記のようなダウンシフトの場合、エンジン回転数とタービン回転数とが等しくなるまで、タービン回転数ＮＴはこれよりも高いエンジン回転数ＮＥに引っ張られて上昇することとなる。
しかしながら、この状態でパワーオフダウンシフトロジックを適用すると、結合側の摩擦要素が係合開始していなくても、解放側摩擦要素のトルク容量が下がった時点でタービン回転数ＮＴがエンジン回転数ＮＥにつられて吹け上がり始め、タービン回転数変化率やタービン回転数が変化すると結合側の摩擦要素のフィードバック制御を開始してしまう。

ここで、フィードバック制御の開始時点では結合側摩擦要素は未締結であるため、フィーバック制御に関係なく、エンジン回転数ＮＥにつられてタービン回転数ＮＴが上昇していくことになるが、コントローラ側では結合側摩擦要素のフィードバック制御が機能してタービン回転数ＮＴが上昇しているものと誤判定して、タービン回転変化率に基づいてフィードバック制御を継続してしまう（フィードバック制御の空打ち現象）。

しかしながら、ダウンシフト時には、変速後のタービン同期回転数＞エンジン回転数となるため、当然ながらエンジン回転数ＮＥではタービン回転数ＮＴを同期回転数まで上昇させることはできず、タービン回転数ＮＴがエンジン回転数ＮＥに近づくと、タービン回転数ＮＴの上昇が鈍化又は停止する。その結果、タービン回転数上昇率が所定値になるようにさらにフィードバック制御が過度に作用して、結合側の摩擦要素がいきなり高い油圧で締結してしまい、摩擦要素の急係合によりショックが発生するという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みて創案されたものであって、パワーオフダウンシフト時の結合側摩擦要素の急係合を回避してショックの発生を回避できるようにした、自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の自動変速機の制御装置は、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を解除するとともに該低速側摩擦係合要素を係合させることにより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自動変速機の変速制御装置であって、パワーオフダウンシフト実行時には、タービン回転数の変化を判定すると変速の進行度合いを表すパラメータが目標値となるよう該低速側摩擦係合要素の油圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、該パワーオフダウンシフト実行時にエンジン回転数が該タービン回転数よりも大きい間は、該タービン回転数の偏差が所定値以上となっても、該低速側摩擦係合要素の油圧のフィードバック制御の開始を禁止するフィードバック制御開始禁止手段とを有することを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の自動変速機の制御装置は、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を解除するとともに該低速側摩擦係合要素を係合させることにより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自動変速機の変速制御装置であって、パワーオフダウンシフト実行時には、タービン回転数の変化を判定すると変速の進行度合いを表すパラメータが目標値となるよう該低速側摩擦係合要素の油圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、該パワーオフダウンシフト実行時にエンジン回転数と該タービン回転数との偏差が所定値よりも大きい間は、該タービン回転数の変化を判定しても、該低速側摩擦係合要素の油圧のフィードバック制御の開始を禁止するフィードバック制御開始禁止手段とを有することを特徴としている（請求項２）。

また、該フィードバック制御手段は、該フィードバック制御を開始した後は、該エンジン回転数と該タービン回転数との関係が前記禁止の条件を満たしても該フィードバック制御を継続するのが好ましい（請求項３）。
また、該変速の進行度合いを表すパラメータは、該タービン回転数の変化率であってもよい（請求項４）。

本発明の自動変速機の制御装置によれば、パワーオフダウンシフト実行時には、タービン回転数の変化を判定しても、エンジン回転数がタービン回転数よりも大きい間（請求項１）、又はエンジン回転数とタービン回転数との偏差が所定値よりも大きい間（請求項２）は低速側摩擦係合要素の油圧のフィードバック制御の開始を禁止するので、フィードバック制御の開始タイミングを誤判断するのを防止することができ、この結果フィードバック制御の過補正によって生じていたショックを回避することができ、滑らかな変速動作を実現することができるという利点がある。

また、フィードバック制御を開始した後は、エンジン回転数がタービン回転数よりも大きくなってもフィードバック制御を継続するので、変速中のエンジン回転数の吹け上がりや変速の進行停滞を回避することができる。
また、従来の変速制御装置に対して簡単な制御ロジックを追加又は変更するだけでよいので、コスト増や重量増を招くことがない。さらには、簡単な制御ロジックを追加又は変更するだけでよいので、新たに製造される自動変速機のみならず、すでに製造或いは使用されている自動変速機にも適用することができる。

以下、図面により、実施形態について説明する
まず、本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置について説明すると、図１はその構成を示す機能ブロック図、図２は自動変速機の構成を示すスケルトン図である。図１に示すように、本変速制御装置は、コントローラ１，タービン２５及びタービンシャフト１０の回転数ＮＴを検出する入力軸回転数センサ（タービン軸回転数センサ）１２，出力軸２８の回転数Ｎｏを検出する出力軸回転数センサ（車速センサ）１３，ＡＴＦ（自動変速機用オイル）の温度を検出する油温センサ１４，図示しないエンジンのスロットル開度を検出するスロットルセンサ３０，エンジンの吸気量を検出するエアフローセンサ３１及びエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３２の各種センサと、自動変速機７の油圧回路１１とをそなえて構成され、コントローラ１により、上記各センサ１２，１３，１４，３０，３１，３２等からの検出信号に基づいて所望の目標変速段を決定するとともに、油圧回路１１を介して目標変速段を達成するための変速制御を行なうようになっている。なお、図１においては、便宜上、左側（エンジンから遠い側）をフロント側、右側（エンジン側）をリア側とする。

自動変速機７の変速段は、自動変速機７内に設けられたプラネタリギヤユニット，複数の油圧クラッチ及び油圧ブレーキ等の摩擦係合要素の係合関係により決まる。例えば、図１においては、自動変速機７は４段変速の場合について示しており、摩擦係合要素として第１クラッチ１５，第２クラッチ１７，第３クラッチ１９，第１ブレーキ２２，第２ブレーキ２３をそなえている。なお、この自動変速機７の詳細を図２に示す。また、図２において、各摩擦係合要素を示す符号は図１に示すものと対応している。

このコントローラ１による摩擦係合要素１５，１７，１９，２２，２３の制御は、図１に示す油圧回路１１を介して行なわれるようになっている。つまり、油圧回路１１には、図示しない複数のソレノイドバルブがそなえられ、これらのソレノイドバルブを適宜駆動（デューティ制御）することによって、オイルポンプから送り出されるＡＴＦが摩擦係合要素１５，１７，１９，２２，２３へ供給されるようになっている。コントローラ１では、スロットルセンサ３０により検出されるスロットル開度と、出力軸回転数センサ１３により検出される出力軸２８の回転数Ｎｏに基づいて演算される車速とに基づき目標変速段を決定し、決定した目標変速段への変速に該当する摩擦係合要素１５，１７，１９，２２，２３のソレノイドバルブに対して駆動信号（デューティ率信号）を出力するようになっている。なお、ＡＴＦは、図示しないレギュレータ弁により所定の油圧（ライン圧）に調圧されており、このライン圧に調圧されたＡＴＦが各摩擦係合要素１５，１７，１９，２２，２３を作動させるべく油圧回路１１へ供給されるようになっている。

ところで、コントローラ１内には、図１に示すように、各種の機能を有する手段（詳細は後述する）が複数設けられるとともに、変速マップ３も設けられている。
また、自動変速機７には運転モードを切り換える切換レバー（図示せず）が装着されており、運転者がこの切換レバーを操作することにより、パーキングレンジ、走行レンジ（例えば、１速段〜４速段）、ニュートラルレンジ及び後退レンジ等の変速レンジの選択を手動で行えるようになっている。

また、この走行レンジには自動変速モードと手動変速モード（マニュアルシフトモード）の２つの変速モードがあり、自動変速モードが選択された場合には、スロットル開度θ_THと車速Ｖとに基づき予め設定された変速マップ３に従って自動的に変速が実施される（以下、通常変速又はスタンダード変速という）ようになっている。一方、マニュアルシフトモードが選択された場合には、変速段はこの変速マップ３にかかわらず選択された変速段に変速され、その後固定されるようになっている。

また、変速マップ３には、例えば図４に示すような特性が記憶されている。そして、通常変速時は、図４に示す変速マップ３に基づいて車速センサ１３で検出される車速Ｖ及びスロットルセンサ３０で検出されるスロットル開度θ_THに応じた目標変速段が設定され、上述の第１〜第３クラッチ１５、１７、１９及び第１〜第２ブレーキ２２、２３等の摩擦係合要素が、各々に設定されたソレノイドバルブによって制御され、図３に示すような結合あるいは解放の組み合わせにより、自動的に各変速段が確立されるようになっている。なお、図３の○印が各クラッチあるいは各ブレーキの結合を示している。

そして、図３に示すように、例えば第１クラッチ１５，第２ブレーキ２３が結合され、第２クラッチ１７，第３クラッチ１９，第１ブレーキ２２が解放されていると２速段が達成されるようになっている。また、２速段から３速段への変速は、結合していた第２ブレーキ２３を解放するとともに、第２クラッチ１７を結合することにより達成されるようになっている。これらの摩擦係合要素１５，１７，１９，２２，２３の係合状態は、コントローラ１によって制御されるようになっており、これらの摩擦係合要素１５，１７，１９，２２，２３の係合関係によって変速段が決まり、また、結合，解放のタイミングを適宜はかりながら変速制御を行なうようになっている。

また、変速時においては、各ソレノイドバルブに対しコントローラ１から駆動信号が出力されるようになっており、この駆動信号に基づき各ソレノイドバルブが所定のデューティ値（デューティ率）で駆動されて、シフトフィーリングの良い最適な変速制御が実行されるようになっている。
次に、本発明の要部であるパワーオフダウンシフトの変速制御を３速段から２速段へのダウンシフトを例に説明する。なお、図３から明らかなように、３速段から２速段への３−２ダウンシフトでは第２ブレーキ２３が結合側摩擦係合要素（低速側摩擦要素）に相当し、第２クラッチ１７が解放側摩擦係合要素（高速摩擦要素）に相当する。

さて、本発明の自動変速機の制御装置は、パワーオフダウンシフト時には図５（ａ）〜（ｃ）に実線で示すような特性で変速制御を実行するように設定されている。また、このようなダウンシフトを実現するために、コントローラ１内には、上述した変速マップ３以外にも、変速時における変速種別を判定する判定手段５と、判定手段５により変速種別がパワーオフダウンシフトと判定されると、当該ダウンシフトにおける結合側摩擦係合要素（低速側摩擦要素）及び解放側摩擦係合要素（高速側摩擦要素）に対して所定の制御信号を設定するパワーオフダウンシフト制御手段６とが設けられている。

また、このパワーオフダウンシフト制御手段６は、結合側摩擦要素に対して制御信号を出力する結合側摩擦要素制御手段８と、解放側摩擦要素に対して制御信号を出力する解放側摩擦要素制御手段９を備えており、さらには、結合側摩擦要素制御手段８は、パワーオフダウンシフト時にタービン回転数ＮＴの変化率（変速の進行度合いを表すパラメータ）が所定の変化率（又は目標値）となるように、結合側摩擦要素に対応するソレノイドバルブに対してデューティ値をフィードバック制御するフィードバック制御手段２と、所定の条件が成立するとフィードバック制御手段２によるフィードバック制御の開始を禁止するフィードバック制御開始禁止手段４とを有している。

以下、詳しく説明すると、コントローラ１では、車速センサ１３で得られる車速Ｖとスロットルセンサ３０で得られるスロットル開度θ_THとで規定される運転点が変速マップ３上の変速線を横切ると、このときの車両運転状態に基づいて変速種別を判定手段５で判定する。
特に、本第１実施形態の場合は、判定手段５により変速種別がパワーオフダウンシフトであるか否かが判定される。ここで、パワーオフダウンシフトであるか否かは、図示しないエンジン側のＥＣＵ（コントローラ）から得られるエンジントルク情報に基づいており、エンジントルクが所定値以下であればパワーオフダウンシフトであると判定するようになっている。

そして、判定手段５により変速種別がパワーオフダウンシフトであると判定されると、パワーオフダウンシフト制御手段６により各摩擦要素の作動が制御されるようになっている。なお、図示はしないが、コントローラ１には、パワーオフダウンシフト制御手段６以外にも、パワーオンダウンシフト制御手段、パワーオフアップシフト制御手段及びパワーオンアップシフト制御手段の各種変速制御手段が設けられており、判定手段５で判定された変速種別に応じた変速制御手段により変速制御が実行されるようになっている。

さて、パワーオフシフトダウンであると判定された場合（ここでは３−２ダウンシフト）には、結合側摩擦要素（第２ブレーキ２３）に対しては結合側摩擦要素制御手段８から制御信号が設定、出力されて、図５（ｂ）に示すような特性で第２ブレーキ２３が係合されるようになっている。また、解放側摩擦要素（第２クラッチ１７）に対しては解放側摩擦要素制御手段９から制御信号が設定、出力されて、図５（ｃ）に示すような特性で第２クラッチ１７が解放されるようになっている。

すなわち、パワーオフダウンシフトが判定される（図５のＳＳ点）と、解放側摩擦要素制御手段９では、第２クラッチ１７の抜け時間ｔ０を算出するとともに、結合側摩擦要素制御手段８では、第２ブレーキ２３のがた詰め（プリチャージ）時間ｔＦを算出するようになっている。ここで、抜け時間とは、解放側ソレノイドバルブのデューティ値を０％にしてから摩擦要素のピストンが戻り始めるまでに必要な時間である。

また、プリチャージとは、結合側ソレノイドバルブへの初期油圧指令後のピストンの無効ストロークを解消するために変速初期に一旦高圧の油圧指令を行なうものであって、本実施形態ではプリチャージ時のデューティ値は１００％に設定されている。
そして、これらの時間ｔ０，ｔＦを比較して、解放側の抜け時間ｔ０の方が大きければただちに解放側摩擦要素のデューティ値をｔ０時間だけ０に設定し、また、プリチャージ時間ｔＦが大きければ直ちにプリチャージを開始する。なお、本実施形態の場合には、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、ｔ０＞ｔＦの場合を説明しており、変速判定と同時に解放側摩擦要素のデューティ値が０に設定される。

そして、その後ＳＳ点から（ｔ０−ｔＦ）時間経過すると、図５（ｂ）に示すように、結合側摩擦要素のプリチャージが開始されて、その後ＳＳ点からｔ０時間経過すると、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、抜き時間制御及びプリチャージが同時に終了する（ＩＦ点）。
プリチャージが終了すると、結合側摩擦要素制御手段８では第２ブレーキ２３に対し所定の初期係合油圧を求め、この初期係合油圧を達成するデューティ値ＤＡ１を設定し出力する。なお、デューティ値に応じて油圧が決定されるので、以下ではデューティ値と油圧とを同じ意味で扱うこととし、例えば「初期係合油圧を達成するデューティ値ＤＡ１」を単に「初期係合油圧ＤＡ１」と記す。

一方、解放側摩擦要素制御手段９では、抜き時間が経過すると摩擦要素（第２クラッチ１７）のピストンがストロークせずに現在の状態を保持できる保持デューティ値ＤＫＡを求め、このデューティ値ＤＫＡを保持する。
そして、初期係合油圧ＤＡ１を出力後は、結合側摩擦要素制御手段８ではタービン回転数センサ１２からの情報に基づいてタービン回転数ＮＴの変化を監視し、タービン回転数ＮＴが変速前の同期タービン回転数ＮＴＩから所定回転数ΔＮＢ（例えばΔＮＢ＝５０ｒｐｍ）以上高くなったか否かを判定する。

ここで、従来では、ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢが成立すると、実変速開始と判断し（ＳＢ点）、これ以降は例えばタービン回転数ＮＴの変化率が所定値となるようにデューティ値のフィードバック制御が開始されるが、本発明の変速制御装置では、ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢが成立してもすぐにフィードバック制御を開始するのではなく、所定条件が成立している間は、フィードバック制御の開始が禁止されるようになっている。

すなわち、ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢが成立して実変速開始と判定されると、結合側摩擦要素制御手段８に設けられたフィードバック制御開始禁止手段４により、エンジン回転数センサ３２で得られるエンジン回転数ＮＥ及びタービン回転数センサ１２で得られるタービン回転数に基づいて、エンジン回転数ＮＥとタービン回転数ＮＴとの大小が比較されるようになっている。

そして、エンジン回転数ＮＥがタービン回転数ＮＴよりも大きい間はフィードバック制御の開始が禁止されるようになっている。つまり、フィードバック制御開始禁止手段４では、具体的には式（１）が成立している間は結合側摩擦要素のフィードバック制御の開始を禁止し、その後下式（２）が成立すると、上記フィードバック制御の開始を許容するようになっている。

ＮＴ≦ＮＥ・・・（１）
ＮＴ＞ＮＥ・・・（２）
つまり、図５（ａ）のタイムチャートに示すように、パワーオフダウン時であっても状況よっては変速開始時にエンジン回転数ＮＥの方がタービン回転数ＮＴよりも高くなる場合があり、このような場合には、結合側摩擦要素のフィードバック制御を実行しなくても、摩擦要素が未締結のためタービン回転数ＮＴはエンジン回転数ＮＥにつられて上昇していく。

このため、結合側摩擦要素制御手段８でフィードバック制御を実行すると、コントローラ１では、このフィードバック制御が機能してタービン回転数ＮＴが上昇しているものと誤判定して、図５（ｂ）に破線で示すように、結合側摩擦要素のデューティ値のフィードバック制御を継続してしまうこととなる。
さらに、この状態で、タービン回転数ＮＴがエンジン回転数ＮＥに近づくと、タービン回転数ＮＴの上昇が鈍化又は停止するため、コントローラ１ではタービン回転数ＮＴの上昇率が所定値になるようにフィードバック制御が過度に作用して、高い油圧を出力してしまい、摩擦要素（第２ブレーキ２３）が締結する際に、急係合してショックが発生しまうことになる。

これに対して、本発明の変速制御装置では、図５（ｂ）に実線で示すように、実変速判定（ＳＢ点）後、ＮＴ＞ＮＥが成立するまでは、解放側摩擦要素制御手段８のフィードバック制御開始禁止手段４により、ＩＦ点で出力したデューティ値ＤＫＡが保持され、ＮＴ≧ＮＥの成立後（ＳＢ′点参照）、フィードバック制御手段２による結合側摩擦要素のフィードバック制御が開始するようになっている。

そして、このような制御により、従来技術ではフィードバック制御の過補正によって生じていたショックを回避することができ、滑らかな変速動作を実現することができる。
また、フィードバック制御手段２は、フィードバック制御開始後は、エンジン回転数ＮＥがタービン回転数ＮＴよりも大きくなってもフィードバック制御を中止することなく継続するようになっている。これは、例えばフィードバック制御開始後にアクセルが踏み込まれてエンジン回転数ＮＥが上昇し、エンジン回転数ＮＥ＞タービン回転数ＮＴとなった場合、再度フィードバック制御を禁止してしまうと、エンジン回転数ＮＥが吹け上がってしまったり、結合側の油圧を下げすぎてＮＥ＞ＮＴとなった場合に変速が進行しなくなってしまうからである。

そこで、本実施形態では、フィードバック制御開始後にＮＥ＞ＮＴとなってもフィードバック制御を継続するように構成することで、変速中のエンジン回転数ＮＥの吹け上がりや変速の進行停滞を回避するようにしている。
なお、フィードバック制御開始後の変速制御は従来と同様である。すなわち、結合側摩擦要請制御手段８では、上記ＳＢ′点においてタービン回転数ＮＴの変化率が所定値となるようにデューティ値のフィードバック制御を開始した後は、タービン回転数ＮＴが変速後の同期タービン回転数ＮＴＪに近づいたと判定すると、所定油圧ＤＥを所定時間出力し、その後所定時間経過するとデューティ値を１００％として結合側摩擦要素の制御が終了する。

具体的には、同期タービン回転数ＮＴＪとタービン回転数ＮＴとの偏差（ＮＴＪ−ＮＴ）が所定値ΔＮＦ以内になったか否かを判定し、この偏差が所定値以内になると同期したと判定する（同期判定、図中のＦＦ点参照）。そして、同期判定が行われると、摩擦係合要素が確実に係合し、且つショックが発生しないように設定された所定油圧ＤＥが出力され、その後、所定時間経過するとデューティ値１００％が出力されて結合側摩擦要素の制御が終了する（ＳＦ点）。なお、この所定油圧ＤＥはフィードバック制御終了時（ＦＦ点）における油圧（デューティ値）に対して所定油圧ΔＤＥを加算することにより設定される。

一方、解放側摩擦要素制御手段９では、ＩＦ点で油圧値ＤＫＡを出力した後は、結合側擦要素制御手段８と同様に、タービン回転数ＮＴが変速前の同期タービン回転数ＮＴＩから所定回転数ΔＮＢ（例えばΔＮＢ＝５０ｒｐｍ）以上高くなったか否かを判定する。
そして、ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢが成立して実変速開始が判定されると（ＳＢ点）、解放側初期デューティ値ＤＲが出力され、所定時間（１００ｍｓ程度）だけこのデューティ値が保持される。このデューティ値はタービントルクが大きいほど大きな値に設定され、本実施形態のようにパワーオフダウンシフトでは解放側容量をほとんど持たない程度の小さな値に設定される。

その後は、タービン回転数の変化率が結合側摩擦要素での目標変化率よりも大きな値になるようにフィードバック制御される。ここで解放側のタービン回転数の目標変化率は、例えば結合側の目標変化率×１〜２程度に設定される。そして、このように解放側のタービン回転数の目標変化率を結合側よりも大きく設定することで、解放側の油圧低下を促進させて、結合側摩擦要素の制御でタービン回転数ＮＴを容易にコントロールすることができる。

また、同期タービン回転数ＮＴＪとタービン回転数ＮＴとの偏差（ＮＴＪ−ＮＴ）に基づいて同期判定が実行される（つまり、ＳＦ点に達する）と、油圧を０に設定して変速制御が終了する。
本発明の第１実施形態に係る自動変速機の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６〜図１０のフローチャート及び図１１のタイムチャートを用いて説明すると以下のようになる。まず、図６に基づいて本実施形態に係る変速制御装置のメインルーチンについて簡単に説明すると、ステップＳ１において、変速機７の状態がパワーオフダウンシフトへ移行したか否かを判定する。なお、パワーオフダウンシフトの判定は、上述したように、エンジンＥＣＵからエンジンの出力トルク情報に基づいて判定する。

そして、パワーオフダウンシフトと判定すると、ステップＳ２で結合側摩擦要素の制御を実行するとともに、ステップＳ３で解放側摩擦要素の制御を実行し、ダウンシフトを完了する。なお、ステップＳ２の処理は結合側摩擦要素制御手段８により実行されるサブルーチンであって、同様に、ステップＳ３の処理は解放側摩擦要素制御手段９により実行されるサブルーチンである。

また、ステップＳ１でパワーオフダウンシフトが判定されなければ、そのままリターンして、ステップＳ１に戻り上記制御を繰り返す。
次に、図７及び図８を用いてステップＳ２のサブルーチンであるパワーオフダウンシフト時の結合側摩擦要素の制御内容について説明するとともに、図９及び図１０を用いてステップＳ３のサブルーチンであるパワーオフダウンシフト時の解放側摩擦要素の制御内容について説明する。

さて、ステップＳ１において、パワーオフダウンシフトが判定されると、図７に示す結合側摩擦要素の制御が開始されるとともに、図９に示す解放側摩擦要素の制御が開始される。まず、図７のステップＳ１１において、結合側摩擦要素に対する所定時間ｔＦに亘るがた詰め制御（プリチャージ；図中ではｔＦ出力制御と記す）が実行されるとともに、図９のステップＳ３１において解放側摩擦要素に対する所定時間ｔ０に亘る油圧抜き制御が実行される。

このがた詰め制御及び油圧抜き制御は、それぞれ図８及び図１０に示すサブルーチンにしたがって実行される。ここで、これらのサブルーチンは、がた詰め制御と油圧抜き制御との２つの制御の終了時点が一致するように、がた詰め制御及び油圧抜き制御の開始時点を設定するべく設けられているものであって、略同時に処理実行される。
以下、図８及び図１０を用いて説明する。さて、がた詰め制御が開始されると図８のステップＳ２１で、また、油圧抜き制御が実行されると図１０のステップＳ４１でそれぞれ解放側の抜け時間ｔ０及び結合側のがた詰め時間ｔＦが算出される。そして、ステップＳ２２及びステップＳ４２においてそれぞれ、抜け時間ｔ０とがた詰め時間ｔＦとが比較される。

抜け時間ｔ０＞がた詰め時間ｔＦであれば、結合側では、ステップＳ２３においてｔ０−ｔＦ時間だけ経過後デューティ値Ｄｃ＝１００％に設定し、これをｔＦ時間に亘り保持する。また、このとき解放側では、ステップＳ４３において、直ちにデューティ値Ｄｃ＝０％に設定し、これをｔ０時間に亘り保持する。
一方、ステップＳ２２及びステップＳ４２において、抜け時間ｔ０≦がた詰め時間ｔＦと判定されると、結合側ではステップＳ２４において、直ちにデューティ値Ｄｃ＝１００％に設定し、これをｔＦ時間に亘り保持する。また、解放側では、ｔＦ−ｔ０時間だけ経過後デューティ値Ｄｃ＝１００％に設定し、これをｔ０時間に亘り保持する。

そして、このような制御を実行することにより、がた詰め制御と油圧抜き制御とが同時に終了する（図５のＩＦ点参照）。
次に、図７及び図９に戻って説明する。なお、ここでは先に結合側摩擦要素のフローチャートを説明し、その後解放側摩擦要素のフローチャートを説明するが、これらの各フローチャートも独立して略同時に処理、実行されるものである。

さて、図７においてステップＳ１１でがた詰め制御が終了すると、ステップＳ１２に進み、結合側摩擦要素に対する所定の初期係合油圧ＤＡ１を求め、デューティ値Ｄｃとして上記の初期係合油圧ＤＡ１を出力する。
そして、ステップＳ１３に進んで、現在のタービン回転数ＮＴが変速前の同期タービン回転数ＮＴＩから所定回転数ΔＮＢより高くなったか否かを判定する（即ちタービン回転数の偏差ＮＴ−ＮＴＩが所定回転数ΔＮＢより大きくなったか否かを判定する）。ここで、タービン回転数の偏差ＮＴ−ＮＴＩが所定回転数ΔＮＢ以下であれば、ステップＳ１２に戻り、初期係合油圧ＤＡ１が保持される。また、タービン回転数偏差ＮＴ−ＮＴＩが所定回転数ΔＮＢより大きくなると、実変速開始と判断（図５のＳＢ点参照）する。

実変速開始と判断と判断されると、ステップＳ１４に進み、タービン回転数ＮＴとエンジン回転数ＮＥとを比較する。そして、この結果、エンジン回転数ＮＥの方が高いとステップＳ１２に戻り、初期係合油圧ＤＡ１の保持が継続される。
つまり、この場合にはパワーオフダウンシフトであるにもかかわらずエンジン回転数ＮＥのほうがタービン回転数ＮＴよりも高い正駆動状態であり、このような状態では通常のパワーオフダウンシフトの制御ロジックを適用してもショックが発生するおそれがある。このため、本実施形態では、ＮＴ≦ＮＥが成立している間は、フィードバック制御を開始せずに初期係合油圧ＤＡ１の保持を継続する（フィードバック制御の開始禁止）。

一方、ＮＴ＞ＮＥとなると、ステップＳ１４ではタービン回転数ＮＴが確実にエンジン回転数ＮＥを上回ったと判定して、次にステップＳ１５に進み、このステップＳ１５において、タービン回転数ＮＴの変化率が所定の目標値（目標スリップ回転変化率）となるようにデューティ値のフィードバック制御を開始する。
そして、ステップＳ１６において、変速後の同期タービン回転数ＮＴＪとタービン回転数ＮＴとの偏差（ＮＴＪ−ＮＴ）が所定値ΔＮＦ内になったか否かを判定し、この偏差が所定値以内になるまではステップＳ１５のフィードバック制御を実行し、偏差が所定値以内になると、変速が同期したと判定して（同期判定、図中のＦＦ点参照）、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７で同期判定が行われると、摩擦係合要素が確実に係合し、且つショックが発生しないように設定されたデューティ値ＤＥが出力される。そして、ステップＳ１８において、上記タービン回転数偏差（ＮＴＪ−ＮＴ）が所定値ΔＮＦ内となったことを所定時間連続して検出すると、ステップＳ２０に進みデューティ値１００％を出力して、結合側摩擦要素の変速制御を終了する。

また、ステップＳ１８でＮＴＪ−ＮＴ＜ΔＮＦを所定時間連続して検出できなかった場合には、次に、ステップＳ１９に進み、デューティ値ＤＥを出力してから所定時間（ステップＳ１９の所定時間はステップＳ１８の所定時間と同じであっても良いし異なっていても良い）経過したかを判定し、デューティ値ＤＥを出力後所定時間経過していれば、たとえタービン回転数偏差が所定値ΔＮＦ以内であることを所定時間連続して検出できなくても、十分変速が終了したと判定して、ステップＳ２０に進んでデューティ値Ｄｃを１００％に設定する。また、ステップＳ１９で所定時間経過していなければステップＳ１７に戻り、ステップＳ１７以降の制御を繰り返し実行する。

一方、解放側摩擦要素では、図９のステップＳ３１で上述した解放側油圧抜き制御（図１０のステップＳ４１〜Ｓ４４）が実行されると、次に、ステップＳ３２に進み、所定の抜き時間経過後に所定の保持デューティ値ＤＫＡを求め、このデューティ値ＤＫＡを出力する。ここで、デューティ値ＤＫＡは解放側摩擦要素のピストンがストロークせずに現在の状態を保持できる程度の油圧値に対応している。

そして、ステップＳ３３で実変速が開始したか（ＳＢ点）を判定する。つまり、現在のタービン回転数ＮＴが変速前の同期タービン回転数ＮＴＩから所定回転数ΔＮＢより高くなったか否かを判定する（ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢ）。なお、このステップＳ３３の判定処理は、図７の係合側摩擦要素のフローチャートにおけるステップＳ１３の判定処理と同じである。

ステップＳ３３でＮＴ−ＮＴＩ≦ΔＮＢと判定されると、ステップＳ３２に戻り、初期係合油圧ＤＫＡが保持される。また、ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢとなると（ＳＢ点）、ステップＳ３４に進み、所定時間だけデューティ値ＤＲが出力される。なお、このデューティ値ＤＲはタービントルクが大きいほど大きな値に設定され、本実施形態のようにパワーオフダウンシフトでは解放側容量をほとんど持たない程度の小さな値に設定される。

デューティ値ＤＲが出力されて所定時間経過すると、次にステップＳ３５に進み、タービン回転数変化率が結合側摩擦要素での目標変化率よりも大きな値になるように解放側摩擦要素の係合油圧がフィードバック制御される。そして、このように解放側のタービン回転数の目標変化率を結合側よりも大きく設定することで、解放側の油圧低下を促進させる側にフィードバック制御が進行する。

そして、ステップＳ３６において、変速後の同期タービン回転数ＮＴＪとタービン回転数ＮＴとの偏差（ＮＴＪ−ＮＴ）が所定値ΔＮＦ内になったか否かを判定し、この偏差が所定値以内になるまではステップＳ３５のフィードバック制御を実行する。また、偏差が所定値以内になると、変速が同期したと判定して（同期判定、図中のＦＦ点参照）、ステップＳ３７に進み、フィードバック制御の目標タービン回転数変化率を変更してフィードバック制御を継続する。なお、この場合目標タービン回転数変化率はそれまでよりも小さい値に設定される。

その後、ステップＳ３８に進み、係合側摩擦要素制御手段８において、結合制御終了（ＳＦ点）が判定されると、ステップＳ３９でデューティ値Ｄｃ＝０％を出力して解放側摩擦要素の変速制御を終了する。
図１１は本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置と従来の技術との差を説明するための図であって、（ａ）〜（ｃ）は従来技術における解放側摩擦要素、結合側摩擦要素、エンジン回転数及びタービン回転数の特性を示す図であって、（ｄ）〜（ｆ）は本実施形態における解放側摩擦要素、結合側摩擦要素、エンジン回転数及びタービン回転数の特性を示す図である。

図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、従来は、パワーオフダウンシフト判定時にエンジン回転数ＮＥ＞タービン回転数ＮＴの状態であると、実変速開始（ＳＢ点）が判定されると、このＳＢ点からタービン回転数の変化率が所定の目標値となるようにフィードバック制御を開始するが、結合側摩擦要素は容量をもっておらず、タービン回転数ＮＴはエンジン回転数ＮＥに引き上げられて上昇しているため、結合側摩擦要素のフィードバック制御ではコントロールできない。さらに、結合側摩擦要素の未締結状態がフィードバック制御で保持され、その後、タービン回転数ＮＴがエンジン回転数ＮＥに近づいて、タービン回転数ＮＴの上昇が鈍化したときにフィードバック制御が過度に作用して、高い油圧を出力してしまい、摩擦要素の急係合によりショックが発生する。

これに対して、本装置では、図１１（ｄ）〜（ｆ）に示すように、パワーオフダウンシフト時には、エンジン回転数ＮＥ＞タービン回転数ＮＴの状態であると、タービン回転数変化率が所定の目標値となるような結合側摩擦要素のフィードバック制御の開始を禁止するので、上述したようなショックが生じることがなく滑らかな変速動作を実現することができる。

また、フィードバック制御を開始した後は、再びエンジン回転数ＮＥがタービン回転数ＮＴよりも大きくなってもフィードバック制御を継続するので、変速中のエンジン回転数ＮＥの吹け上がりや変速の進行停滞を回避することができる。
また、本装置では、従来の変速制御装置に対して簡単な制御ロジックを追加又は変更するだけでよいので、コスト増や重量増を招くことがない。さらには、簡単な制御ロジックを追加又は変更で実現可能であるため、新たに製造される自動変速機のみならず、すでに製造或いは使用されている自動変速機にも本発明を適用することができるという特有の利点がある。

次に、図１２に基づき本発明の第２実施形態に係る自動変速機の変速制御装置について説明する。なお、この第２実施形態は、上述した第１実施形態に対してフィードバック制御開始禁止手段の作用が異なるのみであって、これ以外は第１実施形態と同様に構成されている。したがって、以下では主に第１実施形態と異なる部分について説明し、それ以外の説明は極力省略する。

さて、上述した第１実施形態では、パワーオフダウンシフト時において、ＮＴ−ＮＴＩ＞ΔＮＢが成立してもすぐにフィードバック制御を開始するのではなく、ＮＴ≦ＮＥが成立している間はフィードバック制御開始禁止手段４により結合側摩擦要素のフィードバック制御の開始を禁止するように構成されているが、本第２実施形態では、フィードバック制御開始禁止手段４は、タービン回転数ＮＴに所定値ΔＮＴ（ΔＮＴ≧０）を加えた値とエンジン回転数ＮＥとを比較し、下式（３）が成立している間は結合側摩擦要素のフィードバック制御の開始を禁止するようになっている。また、その後下式（４）が成立すると、上記フィードバック制御の開始を許容するようになっている。

ＮＴ＋ΔＮＴ≦ＮＥ・・・（３）
ＮＴ＋ΔＮＴ＞ＮＥ・・・（４）
ここで、本来は第１実施形態のように、タービン回転数ＮＴとエンジン回転数ＮＥとの大小でフィードバック制御の開始を判断するのが好ましいが、実際にはセンサ（タービン回転数センサ１２やエンジン回転数センサ３２）の検出誤差により、ＮＴ＞ＮＥになっているにも関わらず、これをセンサが正確に検出できず、フィードバック制御が開始しないといった事態が生じることが考えられる。

そこで、本実施形態では、実際のセンサ誤差に応じたキャリブレーションを施したものであって、この誤差（ΔＮＴ）を考慮して、ＮＴ＋ΔＮＴ＞ＮＥとなるとフィードバック制御を開始するようになっているのである。
なお、図１２は本第２実施形態に係る自動変速機の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が、本第２実施形態では、第１実施形態で説明した図７のステップＳ１４を「ＮＴ＋ΔＮＴ＞ＮＥとなったか？」と読み替えるだけでよいので、これ以上の説明は省略する。

本発明の第２実施形態に係る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、上述の第１実施形態と同様の作用や効果が得られるほか、センサの誤差を吸収でき、フィードバック制御の禁止時期や開始時期を正確に検出することができるという利点がある。
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なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形態においては、３−２ダウンシフト時を例にして説明したが、パワーオフダウンシフト時における全てのダウンシフトに適用するのが好ましい。

また、解放側摩擦要素及び結合側摩擦要素の作動特性は、図５に示すようなものに限定されるものではない。すなわち、少なくともパワーオフダウンシフト時にエンジン回転数ＮＥ＞タービン回転数ＮＴである間は結合側摩擦要素のフィードバック制御を禁止するものであれば、他の特性については種々変更可能である。また、上述した実施の形態においては、変速マップ３に基づくパワーオフダウンシフト時を例に説明したが、マニュアルシフトによる変速時に本発明を適用してもよい。

さらに、上述した実施形態では、「変速の進行度合いを表すパラメータ」として、タービン回転数ＮＴの変化率を適用しているがこれに限られるものではない。
また、上述の実施形態では、「タービン回転数の変化の判定」として、タービン回転数ＮＴが変速前の同期タービン回転数ＮＴＩから所定回転数ΔＮＢ（例えばΔＮＢ＝５０ｒｐｍ）以上高くなったか否かに基づいて判定しているが、タービン回転数の変化に基づいて判断するものであればよく、例えば特許文献１のようにタービン回転変化率が所定値を越えたことをもちいて判定するものでもよい。

また、上述の実施形態では、「パワーオフダウンシフト」を、エンジン側のＥＣＵ（コントローラ）から得られるエンジントルクが所定値以下であればパワーオフダウンシフトであると判定しているが、要はエンジントルクが所定値以下の状態で発生したダウンシフトであることを検出するものであればよく、スロットル開度が所定値以下であるか否かに基づいて判定したり、様々な手段の組み合わせを用いて判定してするものでもよい。

また、第２実施形態においては、センサ誤差を考慮して、ＮＴ＋ΔＮＴ＞ＮＥ（ΔＮＥ≧０）が検出されるまでは、フィードバック制御を禁止するように構成されているが、ΔＮＥは実際のセンサの誤差に応じて設定すればよく、ΔＮＥ≦０であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の要部構成を示す模式図である。 本発明が適用される自動変速機の構造を示すスケルトン図である。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の各変速段における摩擦締結要素の係合状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の変速マップを示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の変速タイミングについて説明するためのタイムチャートである。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の変速タイミングについて従来の技術と比較しながら説明するためのタイムチャートであって、（ａ）〜（ｃ）は従来の技術におけるタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）は本発明におけるタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ コントローラ
２ フィードバック制御手段
３ 変速マップ
４ フィードバック制御開始禁止手段
５ 判定手段
６ パワーオフダウン制御手段
７ 自動変速機
８ 結合側摩擦要素制御手段
９ 解放側摩擦要素制御手段
１０ 入力軸又はタービンシャフト
１２ 入力軸回転数センサ（タービン回転数センサ）
１５ 第１クラッチ（摩擦係合要素）
１７ 第２クラッチ（摩擦係合要素）
１９ 第３クラッチ（摩擦係合要素）
２２ 第１ブレーキ（摩擦係合要素）
２３ 第３ブレーキ（摩擦係合要素）
３５ 油圧クラッチ機構（摩擦係合要素）

Claims (4)

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を解除するとともに該低速側摩擦係合要素を係合させることにより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自動変速機の変速制御装置であって、
   パワーオフダウンシフト実行時には、タービン回転数の変化を判定すると変速の進行度合いを表すパラメータが目標値となるよう該低速側摩擦係合要素の油圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
   該パワーオフダウンシフト実行時にエンジン回転数が該タービン回転数よりも大きい間は、該タービン回転数の変化を判定しても、該低速側摩擦係合要素の油圧のフィードバック制御の開始を禁止するフィードバック制御開始禁止手段とを有する
   ことを特徴とする、自動変速機の変速制御装置。
2. 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を解除するとともに該低速側摩擦係合要素を係合させることにより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自動変速機の変速制御装置であって、
   パワーオフダウンシフト実行時には、タービン回転数の変化を判定すると変速の進行度合いを表すパラメータが目標値となるよう該低速側摩擦係合要素の油圧をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
   該パワーオフダウンシフト実行時にエンジン回転数と該タービン回転数との偏差が所定値よりも大きい間は、該タービン回転数の変化を判定しても、該低速側摩擦係合要素の油圧のフィードバック制御の開始を禁止するフィードバック制御開始禁止手段とを有する
   ことを特徴とする、自動変速機の変速制御装置。
3. 該フィードバック制御手段は、該フィードバック制御を開始した後は、該エンジン回転数と該タービン回転数との関係が前記禁止の条件を満たしても該フィードバック制御を継続する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の自動変速機の変速制御装置。
4. 該変速の進行度合いを表すパラメータは、該タービン回転数の変化率である
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の自動変速機の変速制御装置。
   

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