JP2010261553A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機のマニュアルダウンシフト時の変速応答性と変速ショック抑制とを両立する。
【解決手段】自動変速機のマニュアルダウンシフトの際の変速後半において、ＡＴ入力回転数と変速後ギヤ段の同期回転数との差回転ｎｔｓ４ｘに応じてスイープ制御のスイープ率を上昇させることにより、エンジントルクのばらつきによって係合油圧（定圧待機圧Ｐｔ）が低下しても、その低下分をスイープ油圧の増圧にて吸収できるようにする。このような制御により、変速応答性を確保することができる。しかも、差回転ｎｔｓ４ｘが小さくなるにしたがってスイープ率を上昇させているので、変速ショックを十分に抑制することができる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンともいう）及び自動変速機が搭載された車両の変速制御装置に関する。

エンジンを搭載した車両において、エンジンが発生するトルク及び回転速度を車両の走行状態に応じて適切に駆動輪に伝達する変速機として、エンジンと駆動輪との間の変速比を自動的に最適設定する自動変速機が知られている。

車両に搭載される自動変速機としては、例えば、クラッチ及びブレーキ等の摩擦係合要素（以下、単に「係合要素」ともいう）と遊星歯車装置とを用いてギヤ段を設定する有段式自動変速機や、変速比を無段階に調整するベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）がある。

有段式自動変速機が搭載された車両においては、車速とアクセル開度（またはスロットル開度）に応じた最適なギヤ段を得るための変速線（ギヤ段の切り替えライン）を有する変速マップがＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等に記憶されており、車速及びアクセル開度に基づいて変速マップを参照して目標ギヤ段を算出し、その目標ギヤ段に基づいて、摩擦係合要素であるクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチなどを、所定の状態に係合または解放することによってギヤ段（変速比）を自動的に設定している。こうした有段式自動変速機の変速制御では、変速ショックの発生等によるドライバビリティの低下を抑制するために、変速機の変速時にその変速に係る係合要素のトルク容量を漸減（解放側係合要素）または漸増（係合側係合要素）させるスイープ制御が実行されている。

自動変速機が搭載された車両においては、運転者（ユーザ）により操作されるシフトレバーが設けられており、そのシフトレバーを操作することにより、自動変速機のシフトポジションを、例えばＰ位置（パーキングレンジ）、Ｒ位置（リバースレンジ）、Ｎ位置（ニュートラルレンジ）、Ｄ位置（ドライブレンジ）などに切り替えることが可能となっている。また、近年では、マニュアル変速モード（シーケンシャルモード）の選択が可能な自動変速機も実用化されており、運転者によるシフトレバーやパドルスイッチなどの操作によって自動変速機の変速比（ギヤ段）を任意に切り替えることも可能になっている（例えば、特許文献１及び２参照）。

そして、自動変速機が搭載された車両においては、例えば下り坂の走行時などにおいてアクセルをＯＦＦ（全閉）しても十分なエンジンブレーキ力が得られない場合、自動変速機のマニュアルダウンシフトを行うことにより、エンジンブレーキ力を増大させるようにしている。

このようなマニュアルダウンシフト時の制御として、自動変速機の入力回転数（タービン回転数）に応じて、その入力回転数の実際の変化量が目標変化量に収束するように自動変速機の係合要素油圧の定圧待機圧を学習制御する油圧学習制御を行っている。また、マニュアルダウンシフトの際に、変速時間の短縮（変速初期の変速応答性の向上）及び変速フィーリングの向上（変速ショック抑制）を目的として、エンジントルクを増大させて自動変速機の入力回転数（以下、ＡＴ入力回転数ともいう）を一時的に上昇させるブリッピング制御（吹き上げ制御）を併用している。

特開２００８−２６１４４０号公報 特開２００７−１３９０５９号公報 特開２００８−１６４１２１号公報 特開２００４−１８３７５８号公報 特開２００４−１８３７５９号公報

ところで、自動変速機の変速制御においては、上述したように、マニュアルダウンシフトの際に係合要素油圧の油圧学習制御とブリッピング制御とを併用しているが、エンジントルクのばらつきによっては、ブリッピング制御によるトルクアップ量が必要以上（もしくは不足）となる場合がある。こうした状況になると、係合要素油圧の油圧学習制御を実施しても変速応答性と変速ショック抑制とを両立することができない場合がある。つまり、変速応答性を上げるためにはトルク変化及び回転変化が必要となり、その変化をトルクアップと油圧制御でバランスをとることが困難となるので、ショックを抑えることができない。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、自動変速機のマニュアルダウンシフトの際の変速応答性と変速ショック抑制とを両立することが可能な車両の変速制御装置の提供を目的とする。

本発明は、内燃機関と自動変速機とが搭載されており、運転者による手動操作にて前記自動変速機を変速するマニュアル変速モードの選択が可能な車両に適用され、前記自動変速機の変速の際に係合側係合要素のトルク容量のスイープ制御を実行する変速制御装置を前提としている。そして、このような変速制御装置において、マニュアルダウンシフトの際に、前記自動変速機の入力回転数と変速後の同期回転数との差回転に応じて前記係合側係合要素のスイープ制御のスイープ率を制御することを技術的特徴としている。具体的には、自動変速機の入力回転数と変速後の同期回転数との差回転（絶対値）が小さい場合は大きい場合と比較して前記スイープ制御のスイープ率を大きく設定することを特徴としている。

本発明の具体的な構成として、マニュアルダウンシフトの際に、自動変速機の入力回転数と変速後の同期回転数との差回転（絶対値）が判定閾値よりも小さくなったときに前記スイープ率制御を実行するという構成を挙げることができる。

本発明によれば、自動変速機のマニュアルダウンシフトの際の変速応答性と変速ショック抑制とを両立することができる。この点について説明する。

まず、本発明では、マニュアルダウンシフトの変速前半において、ＡＴ入力回転数の変化量に応じて係合要素油圧の油圧学習制御及びブリッピング制御（トルクアップ制御）を実行することにより、目標の変速応答性を損なわないように制御する。

次に、変速後半（特に、変速終盤）において、ＡＴ入力回転数と変速後ギヤ段の同期回転数との差回転に応じてスイープ制御のスイープ率を制御する。具体的には、ＡＴ入力回転数と同期回転数との差回転に応じてスイープ率を上昇させることにより、例えば、エンジントルクのばらつきによって係合油圧（定圧待機圧）が低下しても、その低下分をスイープ油圧の増圧にて吸収できるようにする。このような制御によって、変速応答性を確保しながら、変速ショックを抑制することができる。

本発明を適用する車両の一部を示す概略構成図である。 図１の車両に適用されるエンジンの概略構成図である。 図１の車両に適用されるエンジン、トルクコンバータ、自動変速機の概略構成図及び制御系の概略構成図を併記して示す図である。 図３に示す自動変速機の作動表である。 シフト操作装置の要部斜視図（ａ）及びシフト操作装置のシフトゲート（ｂ）を併記して示す図である。 アップシフトスイッチ及びダウンシフトスイッチが設けられたステアリングホイールを示す図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 変速制御に用いるマップの一例を示す図である。 ロックアップ制御に用いるマップの一例を示す図である。 トルクアップ量算出用のマップの一例を示す図である。 マニュアルダウンシフトの際に実行するスイープ率制御の一例を示すフローチャートである。 マニュアルダウンシフト時の変速制御の一例を示すタイミングチャートである。 スイープ率算出用のマップの一例を示す図である。 従来のマニュアルダウンシフト時の変速制御を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用する車両の一例を示す概略構成図である。

この例の車両は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両であって、エンジン１、トルクコンバータ２を有する自動変速機３、及び、ＥＣＵ１００などを備えており、そのＥＣＵ１００により実行されるプログラムによって本発明の車両の変速制御装置が実現される。これらエンジン１、トルクコンバータ２、自動変速機３、及び、ＥＣＵ１００等の各部について以下に説明する。

−エンジン−
エンジン１は、例えば４気筒ガソリンエンジンであって、図２に示すように、各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内に、上下方向に往復運動するピストン１ｂが設けられている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１１に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１７によってクランクシャフト１１の回転へと変換される。クランクシャフト１１はトルクコンバータ２の入力軸に接続される。

クランクシャフト１１の回転数（エンジン回転数Ｎｅ）は、エンジン回転数センサ２０１によって検出される。エンジン回転数センサ２０１は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１１が回転する際にシグナルロータ１８の突起１８ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１ａには、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ２０７が配置されている。エンジン１の燃焼室１ｃには点火プラグ１５が配置されている。点火プラグ１５の点火タイミングはイグナイタ１６によって調整される。イグナイタ１６はＥＣＵ１００によって制御される。

エンジン１の燃焼室１ｃには吸気通路１ｄと排気通路１ｅとが接続されている。吸気通路１ｄと燃焼室１ｃとの間に吸気バルブ１ｆが設けられており、この吸気バルブ１ｆを開閉駆動することにより、吸気通路１ｄと燃焼室１ｃとが連通または遮断される。また、燃焼室１ｃと排気通路１ｅとの間に排気バルブ１ｇが設けられており、この排気バルブ１ｇを開閉駆動することにより、燃焼室１ｃと排気通路１ｅとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１ｆ及び排気バルブ１ｇの開閉駆動は、クランクシャフト１１の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。

吸気通路１ｄには、熱線式のエアフロメータ（吸入空気量センサ）２０８、吸気温センサ２０９（エアフロメータ２０８に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ１２が配置されている。スロットルバルブ１２はスロットルモータ１３によって駆動される。スロットルバルブ１２は、運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、その開度（スロットル開度）はスロットル開度センサ２０２によって検出される。また、スロットルモータ１３はＥＣＵ１００によって駆動制御される。

具体的には、エンジン回転数センサ２０１によって検出されるエンジン回転数Ｎｅと運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジン１の運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットルバルブ１２のスロットル開度を制御している。より詳細には、スロットル開度センサ２０２を用いてスロットルバルブ１２の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するようにスロットルバルブ１２のスロットルモータ１３をフィードバック制御している。

そして、吸気通路１ｄには燃料噴射用のインジェクタ（燃料噴射弁）１４が配置されている。インジェクタ１４には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１ｄに燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ｃに導入される。燃焼室１ｃに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ１５にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ｃ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１１が回転する。以上のエンジン１の運転状態はＥＣＵ１００によって制御される。

−トルクコンバータ−
トルクコンバータ２は、図３に示すように、入力軸側のポンプインペラ２１と、出力軸側のタービンランナ２２と、トルク増幅機能を発現するステータ２３と、ワンウェイクラッチ２４とを備え、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間で流体を介して動力伝達を行う。

トルクコンバータ２には、入力側と出力側とを直結状態にするロックアップクラッチ２５が設けられており、このロックアップクラッチ２５を完全係合させることにより、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とが一体回転する。また、ロックアップクラッチ２５を所定のスリップ状態で係合させることにより、駆動時には所定のスリップ量でタービンランナ２２がポンプインペラ２１に追随して回転する。トルクコンバータ２と自動変速機３とは回転軸によって接続される。トルクコンバータ２のタービン回転数Ｎｔは、タービン回転数センサ２０３によって検出される。トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２５の係合または解放は、油圧制御回路３００及びＥＣＵ１００によって制御される。

なお、タービン回転数センサ２０３は、例えば自動変速機３の入力軸３０と同回転するクラッチドラム（図示せず）のパルス数（例えば上記したシグナルロータ１８と同様な手法で検出されるパルス数）からタービン回転数Ｎｔを検出している。

−自動変速機−
自動変速機３は、図３に示すように、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置３１、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置３２、及び、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置３３を備えた遊星歯車式の変速機である。自動変速機３の出力軸３４から出力される動力は、プロペラシャフト、デファレンシャルギヤ及びドライブシャフト等を介して駆動輪に伝達される。

自動変速機３の第１遊星歯車装置３１のサンギヤＳ１はクラッチＣ３を介して入力軸３０に選択的に連結される。また、サンギヤＳ１は、ワンウェイクラッチＦ２及びブレーキＢ３を介してハウジングに選択的に連結され、逆方向（入力軸３０の回転と反対方向）の回転が阻止される。第１遊星歯車装置３１のキャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１を介してハウジングに選択的に連結されるとともに、そのブレーキＢ１と並列に設けられたワンウェイクラッチＦ１により、常に逆方向の回転が阻止される。第１遊星歯車装置３１のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車装置３２のリングギヤＲ２と一体的に連結されており、ブレーキＢ２を介してハウジングに選択的に連結される。

第２遊星歯車装置３２のサンギヤＳ２は、第３遊星歯車装置３３のサンギヤＳ３と一体的に連結されており、クラッチＣ４を介して入力軸３０に選択的に連結される。また、サンギヤＳ２は、ワンウェイクラッチＦ０及びクラッチＣ１を介して入力軸３０に選択的に連結され、その入力軸３０に対して相対的に逆方向へ回転することが阻止される。

第２遊星歯車装置３２のキャリアＣＡ２は、第３遊星歯車装置３３のリングギヤＲ３と一体的に連結されており、クラッチＣ２を介して入力軸３０に選択的に連結されるとともに、ブレーキＢ４を介してハウジングに選択的に連結される。また、キャリアＣＡ２は、ブレーキＢ４と並列に設けられたワンウェイクラッチＦ３によって、常に逆方向の回転が阻止される。そして、第３遊星歯車装置３３のキャリアＣＡ３は出力軸３４に一体的に連結されている。自動変速機３の出力軸３４の回転数は、出力回転数センサ２０４によって検出される。

なお、出力回転数センサ２０４は、例えば、出力軸３４とギヤにて結合されているカウンタギヤ（図示せず）のパルス数（例えば上記したシグナルロータ１８と同様な手法で検出されるパルス数）を検出しており、その検出したパルス数から自動変速機３の出力回転数（出力回転数＝［パルス数］×［カウンタギヤ比］）を算出している。

以上の自動変速機３のクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ４、及び、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３の係合・解放状態を図４の作動表に示す。図４の作動表において「○」は「係合」を表し、「空欄」は「解放」を表している。また、「◎」は「エンジンブレーキ時の係合」を表し、「△」は「動力伝達に関係しない係合」を表している。

図４に示すように、この例の自動変速機３において、前進ギヤ段の１速（１ｓｔ）では、クラッチＣ１が係合され、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ３が作動する。前進ギヤ段の２速（２ｎｄ）では、クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３が係合され、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２が作動する。

前進ギヤ段の３速（３ｒｄ）では、クラッチＣ１，Ｃ３が係合されるとともに、ブレーキＢ３が係合され、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１が作動する。前進ギヤ段の４速（４ｔｈ）では、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３が係合されるとともに、ブレーキＢ３が係合され、ワンウェイクラッチＦ０が作動する。

前進ギヤ段の５速（５ｔｈ）では、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３が係合されるとともに、ブレーキＢ１，Ｂ３が係合される。前進ギヤ段の６速（６ｔｈ）では、クラッチＣ１，Ｃ２が係合されるとともに、ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３が係合される。また、後進ギヤ段（Ｒ）では、クラッチＣ３が係合されるとともに、ブレーキＢ４が係合され、ワンウェイクラッチＦ１が作動する。

以上のように、この例の自動変速機３では、摩擦係合要素であるクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ４、及び、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３などが、所定の状態に係合または解放されることによってギヤ段（変速比）が設定される。これらクラッチＣ１〜Ｃ４及びブレーキＢ１〜Ｂ４の係合または解放は油圧制御回路３００及びＥＣＵ１００（図１参照）によって制御される。

−シフト操作装置−
一方、車両の運転席の近傍には図５に示すようなシフト装置５が配置されている。シフト装置５にはシフトレバー５１が変位可能に設けられている。

この例のシフト操作装置５には、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、及び、Ｄ（ドライブ）ポジションが設定されており、ドライバが所望のポジションへシフトレバー５１を変位させることが可能となっている。これらＰポジション、Ｒポジション、Ｎポジション、Ｍポジション（下記のＭポジションのアップシフト（＋）位置及びダウンシフト位置（−）位置も含む）の各位置は、シフトポジションセンサ２０６（図７参照）によって検出される。シフトポジションセンサ２０６の出力信号はＥＣＵ１００に入力される。なお、ＥＣＵ１００は、シフトポジションセンサ２０６の出力信号、後述するアップシフトスイッチ５１１及びダウンシフトスイッチ５１２の操作信号に基づいて、自動変速モードまたは手動変速モードのいずれのモードが選択されているのかを判別することができる。

Ｐポジション及びＮポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであり、Ｒポジション及びＤポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションである。

シフトレバー５１にてＰポジションが選択されると、図４に示すように、自動変速機３のクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ４、及び、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３の全てが解放されるとともに、パーキング機構（図示せず）によって出力軸３４がロックされる。Ｎポジションが選択されると、自動変速機３のクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ４、及び、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３の全てが解放される。

Ｄポジションが選択されると、車両の運転状態などに応じて自動変速機３を自動的に変速する自動変速モードが設定され、自動変速機３の複数の前進ギヤ段（前進６速）が自動的に変速制御される。Ｒポジションが選択されると、自動変速機３は後進ギヤ段に切り替えられる。

また、シフト操作装置５には、図５（ｂ）に示すように、Ｍ（マニュアル）ポジション５２が設けられており、シフトレバー５１がＭポジション５２に操作されたときに、手動にて変速操作を行うマニュアル変速モード（シーケンシャルモード）が設定される。このマニュアル変速モードにおいてシフトレバー５１がアップシフト（＋）またはダウンシフト（−）に操作されると、自動変速機３の前進ギヤ段がアップまたはダウンされる。具体的には、アップシフト（＋）への１回操作ごとにギヤ段が１段ずつアップ（例えば１ｓｔ→２ｎｄ→・・→６ｔｈ）される。一方、ダウンシフト（−）への１回操作ごとにギヤ段が１段ずつダウン（例えば６ｔｈ→５ｔｈ→・・→１ｓｔ）される。

また、この例においては、図６に示すように、車両の運転席の前方に配設されるステアリングホイール５００に、アップシフトスイッチ５１１及びダウンシフトスイッチ５１２が設けられている。アップシフトスイッチ５１１及びダウンシフトスイッチ５１２は、例えばパドルスイッチ（モーメンタリスイッチ（自動復帰型スイッチ））であって、これらアップシフトスイッチ５１１及びダウンシフトスイッチ５１２の各操作信号はＥＣＵ１００に入力される。

そして、上記シフトレバー５１が例えばＤポジションに操作されている場合に、ダウンシフトスイッチ５１２が操作されると、そのダウンシフトスイッチ５１２の１回操作ごとに、変速機３のギヤ段が１段ずつダウン（例えば６ｔｈ→５ｔｈ→４ｔｈ→・・→１ｓｔ）される。一方、アップシフトスイッチ５１１が１回操作されるごとに、変速機３のギヤ段がアップ（例えば１ｓｔ→２ｎｄ→３ｒｄ→・・→６ｔｈ）される。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図７に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２には、車両の基本的な運転に関する制御の他、車両の走行状態に応じて自動変速機３のギヤ段を設定する変速制御を実行するためのプログラムを含む各種プログラムなどが記憶されている。この変速制御の具体的な内容については後述する。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び、バックアップＲＡＭ１０４はバス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、エンジン回転数センサ２０１、スロットル開度センサ２０２、タービン回転数センサ２０３、出力回転数センサ２０４、アクセルペダル４の開度を検出するアクセル開度センサ２０５、シフトポジションセンサ２０６、水温センサ２０７、エアフロメータ２０８、吸気温センサ２０９、及び、車両の速度を検出する車速センサ２１０、並びに、アップシフトスイッチ５１１及びダウンシフトスイッチ５１２などが接続されており、これらの各種センサ類からの信号がＥＣＵ１００に入力される。

出力インターフェース１０６には、スロットルバルブ１２のスロットルモータ１３、インジェクタ１４、点火プラグ１５のイグナイタ１６、及び、油圧制御回路３００などが接続されている。

ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ１２の開度制御、点火時期制御（イグナイタ１６の駆動制御）、燃料噴射量制御（インジェクタ１４の開閉制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

また、ＥＣＵ１００は、自動変速機３のギヤ段を設定するソレノイド制御信号（油圧指示信号）を油圧制御回路３００に出力する。このソレノイド制御信号に基づいて、油圧制御回路３００のリニアソレノイドバルブやＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブの励磁・非励磁などが制御され、所定の変速ギヤ段（１速〜６速）を構成するように、自動変速３のクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ４、及び、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３などが、所定の状態に係合または解放される。

さらに、ＥＣＵ１００は、油圧制御回路３００にロックアップクラッチ制御信号（油圧指示信号）を出力する。このロックアップクラッチ制御信号に基づいて、油圧制御回路３００のロックアップコントロールバルブなどが制御されてトルクコンバータ２のロックアップクラッチ２５が係合、半係合または解放される。

次に、以上のＥＣＵ１００が実行する［変速制御］、［ロックアップ制御］、［油圧学習制御・ブリッピング制御］、及び、［マニュアルダウンシフト時のスイープ制御］などについて以下に説明する。

−変速制御−
まず、この例の変速制御に用いる変速マップについて図８を参照して説明する。

図８に示す変速マップは、車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃをパラメータとし、それら車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃに応じて、適正なギヤ段（最適な燃費となるギヤ段）を求めるための複数の領域が設定されたマップであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。変速マップの各領域は複数の変速線（ギヤ段の切り替えライン）によって区画されている。

なお、図８に示す変速マップにおいて、シフトアップ線（変速線）を実線で示し、ダウンシフト線（変速線）を破線で示している。また、シフトアップ及びダウンシフトの各切り替え方向を図中に数字と矢印とを用いて示している。

次に、変速制御の基本動作について説明する。

ＥＣＵ１００は、車速センサ２１０の出力信号から車速Ｖを算出するとともに、アクセル開度センサ２０５の出力信号からアクセル開度Ａｃｃを算出し、それら車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃに基づいて図８の変速マップを参照して目標ギヤ段を算出し、その目標ギヤ段と現状ギヤ段とを比較して変速操作が必要であるか否かを判定する。

その判定結果により、変速の必要がない場合（目標ギヤ段と現状ギヤ段とが同じで、ギヤ段が適切に設定されている場合）には、現状ギヤ段を維持するソレノイド制御信号（油圧指示信号）を油圧制御回路３００に出力する。

一方、目標ギヤ段と現状ギヤ段とが異なる場合には変速制御を行う。例えば、自動変速機３のギヤ段が「５速」の状態で走行している状況から、車両の走行状態が変化して、例えば図８に示す点Ｘａから点Ｘｂに変化した場合、ダウンシフト変速線［５→４］を跨ぐ変化となるので、変速マップから算出される目標ギヤ段が「４速」となり、その４速のギヤ段を設定するソレノイド制御信号（油圧指示信号）を油圧制御回路３００に出力して、５速のギヤ段から４速のギヤ段への変速（５→４ダウンシフト変速）を行う。なお、車速Ｖは、出力回転数センサ２０４の出力信号から算出するようにしてもよい。

また、ＥＣＵ１００は、マニュアル変速モードにおいてシフトレバー５１がアップシフト（＋）またはダウンシフト（−）に操作された場合や、アップシフトスイッチ５１１またはダウンシフトスイッチ５１２が操作された場合、そのマニュアル変速要求に応じて、ソレノイド制御信号（油圧指示信号）を油圧制御回路３００に出力して自動変速機３のギヤ段を設定する。

−ロックアップ制御−
この例のロックアップ制御に用いる係合マップについて図９を参照して説明する。

図９に示す係合マップは、車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃをパラメータとし、それら車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃに応じて、ロックアップクラッチ２５の係合または解放を判定するための領域（ＯＮ領域、ＯＦＦ領域）が設定されたマップであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

図９に示す係合マップにおいて、ロックアップＯＮ線を実線で示し、ロックアップＯＦＦ線を破線で示している。これらロックアップＯＮ線（実線）とロックアップＯＦＦ線（破線）とは所定のヒステリシスを有して設定されている。このようにヒステリシスを設ける理由はハンチングを防止するためである。また、図９に示す係合マップにおいて、ロックアップＯＮ線及びロックアップＯＦＦ線は、車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃに応じて燃費が最適となるように設定されている。

そして、ＥＣＵ１００は、車速センサ２１０及びアクセル開度センサ２０５の各センサの出力信号から得られる車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃに基づいて、図９の係合マップを参照してロックアップクラッチ２５の係合または解放を行う。

具体的には、ロックアップクラッチ２５が解放（ＯＦＦ）状態にあるときから、車速Ｖが高車速側に変化したり、アクセル開度Ａｃｃが低アクセル開度側に変化してロックアップＯＮ線（実線）を横切った場合（例えば図９に示すＸｃからＸｄに変化（ロックアップＯＦＦ→ＯＮ）した場合）には、ロックアップオンと判断してロックアップクラッチ２５を係合する。

一方、ロックアップクラッチ２５が係合（ＯＮ）状態にあるときから、車速が低車速側に変化したり、アクセル開度が高アクセル開度側に変化してロックアップＯＦＦ線（破線）を横切った場合（ロックアップＯＮ→ＯＦＦ）には、ロックアップオフと判断してロックアップクラッチ２５を解放する。

−油圧学習制御・ブリッピング制御−
ＥＣＵ１００が実行する油圧学習制御及びブリッピング制御について説明する。

［油圧学習制御］
この例においては、マニュアルダウンシフトの際に、自動変速機３の入力回転数（ＡＴ入力回転数（タービン回転数Ｎｔ））に応じて、そのＡＴ入力回転数の実際の変化量（単位時間当たりの変化量）ΔＮｔｆ（図１２参照）が目標変化量ΔＮｔｔ（図１２参照）に収束するように（実際の変化量ΔＮｔｆと目標変化量ΔＮｔｔとの偏差が所定値以内（許容範囲内）に収束に収束するように）、自動変速機３の係合要素油圧の定圧待機圧を学習制御する油圧学習制御を行っている。

具体的には、変速初期におけるＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｔよりも大きい場合には、ＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｔに収束するように係合側係合要素の係合油圧（定圧待機圧）を下げる側に学習制御する。一方、変速初期におけるＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｔよりも小さい場合には、ＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｔに収束するように係合側係合要素の係合油圧（定圧待機圧）を上げる側に学習制御する。

そして、このような油圧学習制御は、マニュアルダウンシフトの要求がある毎に実施され、その油圧学習値（定圧待機圧値）が順次記憶・更新されていく。

［ブリッピング制御］
この例では、マニュアルダウンシフトの際に、変速時間短縮及び変速フィーリングの向上を目的として、エンジントルクを増大させて自動変速機３の入力回転数（ＡＴ入力回転数）を一時的に上昇させるブリッピング制御を併用している。この例のブリッピング制御では、マニュアルダウンシフトの際に、車速センサ２１０からの出力信号から得られる車速Ｖに基づいて図１０のマップを参照してトルクアップ量を求め、そのトルクアップ量を通常制御時のエンジントルク（目標トルク）に加算してエンジン１の運転を制御する。

図１０のマップは、車速Ｖをパラメータとし、実験・計算等によってトルクアップ量（ブリッピング量）を適合をした値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。図１０に示すマップにおいて、車速Ｖが大きくなるほどトルクアップ量が小さい値になるように設定されている。

−マニュアルダウンシフト時のスイープ制御−
まず、上述したように、マニュアルダウンシフトの際には自動変速機３の係合要素油圧の定圧待機圧を油圧学習制御により上下させることによって、ＡＴ入力回転数（タービン回転数Ｎｔ）の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｔに収束するように制御している。しかし、エンジントルクのばらつきによっては、ブリッピング制御によるトルクアップ量が必要以上（または不足）となる場合がある。こうした状況になると、係合要素油圧の油圧学習制御を実施しても変速応答性と変速ショック抑制とを両立することができない場合がある。

具体的には、マニュアルダウンシフトの際に、例えばＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｔに対して大きい場合、油圧学習制御により定圧待機圧を下げる側に制御するが、この下げ側への油圧学習制御により定圧待機圧が低くなった場合、従来制御では、変速後半（特に変速終盤）において十分な油圧を得ることができず、このため、図１４に示すように、変速時間が長くなって変速応答性を確保できなくなる。一方、変速時間短縮のために、タービン回転数Ｎｔ（ｎｔｓ４ｘ）が変速後ギヤ段の同期回転数（目標ギヤ段のｎｔｓ４ｘ＝０）に達する前のタイミングｔｕｐで係合要素油圧を一気に上昇させると（図１４の二点鎖線で示す油圧アップ）、タービン回転数Ｎｔと目標ギヤ段の同期回転数との差回転ｎｔｓ４ｘが大きい状態での係合油圧アップとなるので変速ショックが発生する。

このような点を考慮し、この例では、マニュアルダウンシフトの変速前半においては、ＡＴ入力回転数の変化量ΔＮｔｆに応じて係合要素油圧の油圧学習制御及びブリッピング制御（トルクアップ制御）を実行することにより、目標の変速応答性を損なわないように制御する。さらに、変速後半（特に、変速終盤）において、係合側係合要素の係合油圧のスイープ率（単位時間当たりのスイープ油圧変化量）を効果的に制御することによって、変速応答性を確保しながら、変速ショックを抑制する点に特徴がある。

そのスイープ率制御の一例について図１１のフローチャートを参照して説明する。図１１の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期（例えば数ｍｓｅｃ（４ｍｓｅｃ）〜数十ｍｓｅｃ程度）毎に繰り返して実行される。

まず、ステップＳＴ１０１では、シフトポジションセンサ２０６の出力信号及びダウンシフトスイッチ５１２の操作信号に基づいて、運転者によるマニュアルダウンシフト要求（Ｎ速→［Ｎ−１］速）が発生したか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合はリターンする。

ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定である場合（マニュアルダウンシフト要求があった場合）は制御を開始する（ステップＳＴ１０２）。制御を開始すると、上記した油圧学習制御及びブリッピング制御により、ＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆ（図１２参照）が目標変化量ΔＮｔｔ（図１２参照）に収束するように、係合側係合要素の係合油圧（定圧待機圧）を学習制御する。

次に、ステップＳＴ１０３では、ダウンシフト変速過程において、図１２に示す差回転ｎｔｓ４ｘ［ｒｐｍ］の絶対値が判定閾値Ｔｈ［ｒｐｍ］よりも小さくなったか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合（Ｔｈ≦｜ｎｔｓ４ｘ｜）は待機状態を維持する（ステップＳＴ１１０）。そして、ステップＳＴ１０３の判定結果が肯定判定（｜ｎｔｓ４ｘ｜＜Ｔｈ）になった時点でステップＳＴ１０４に進んで可変スイープ制御を開始する。

ここで、差回転ｎｔｓ４ｘはタービン吹き回転数であって、現在ギヤ段でのタービン回転数Ｎｔ（ＡＴ入力回転数）と各ギヤ段（目標ギヤ段）における同期回転数との差（［タービン回転数Ｎｔ］−［目標ギヤ段の同期回転数］）である。差回転ｎｔｓ４ｘ［ｒｐｍ］は、タービン回転数Ｎｔが目標ギヤ段の同期回転数よりも小さい状態のときは負の値であり、タービン回転数Ｎｔが目標ギヤ段の同期回転数に一致したときに「０」になる。差回転ｎｔｓ４ｘは、例えば４ｍｓｅｃ毎の周期で算出される。また、タービン回転数Ｎｔも例えば４ｍｓｅｃ毎の周期で算出される。

また、ステップＳＴ１０３の判定処理に用いる判定閾値Ｔｈ［ｒｐｍ］は、ダウンシフト変速の終盤であるか否かを判定するための閾値であって、この例では、判定閾値Ｔｈを例えば１００ｒｐｍとしている。

そして、ステップＳＴ１０４において可変スイープ制御を開始すると、例えば４ｍｓｅｃ毎の周期で算出される差回転ｎｔｓ４ｘ「ｒｐｍ」に応じてスイープ制御のスイープ率を上昇させていく。具体的には、例えば図１３に示すマップを用いて、現在の差回転ｎｔｓ４ｘ［ｒｐｍ］からスイープ率［ｋＰａ／時間］を算出し、そのスイープ率に基づいて係合側係合要素のスイープ油圧を制御する。このスイープ制御により、タービン回転数Ｎｔが変速後ギヤ段の同期回転数に到達した時点（目標ギヤ段のｎｔｓ４ｘ＝０）でＭＡＸ圧（ライン圧）まで一気に上昇させて制御を終了する（ステップＳＴ１０６）。

次に、上記したスイープ率制御を含むマニュアルダウンシフト時の変速制御について、図１２のタイミングチャートを参照して具体的に説明する。

まず、基本的な変速制御（油圧制御）について説明する。運転者によってシフトレバー５１がダウンシフト位置（−）に操作されるか、または、ダウンシフトスイッチ５１２が操作されて、マニュアルダウンシフト要求（Ｎ速→［Ｎ−１］速）が発生すると、解放側係合要素の油圧指示値（図示せず）は速やかに０まで低下させられる一方、係合側係合要素の油圧指示は予め定められた変化パターンで変化させられる。

具体的には、図１２に示すように、まずは所定のファーストフィル圧Ｐｆで作動油を急速充填した後、所定の定圧待機圧Ｐｔに保持する。このとき、係合油圧でタービン回転数Ｎｔを上昇させてダウンシフトを進行させ、タービン回転数Ｎｔが変速後ギヤ段の同期回転数付近（変速終盤）に達した時点でスイープ制御によりスイープ率を制御して係合要素油圧を上昇させる。さらに、タービン回転数Ｎｔが変速後ギヤ段の同期回転数に到達した時点（目標ギヤ段のｎｔｓ４ｘ＝０）でＭＡＸ圧（ライン圧）まで一気に上昇させて油圧制御を終了する。

そして、この例では、マニュアルダウンシフトの際の変速前半と後半とにフェーズを分けて油圧制御を行っている点に特徴がある。

その変速前半においては、図１２に示すように、ＡＴ入力回転数の実際の変化量ΔＮｔｆが目標変化量ΔＮｔｆに一致するように係合要素油圧（定圧待機圧Ｐｔ）の油圧学習制御及びブリッピング制御（トルクアップ制御）を実行することにより、目標の変速応答性を損なわないように制御する。

次に、変速後半（変速終盤）において、ＡＴ入力回転数と変速後ギヤ段の同期回転数との差回転ｎｔｓ４ｘ（絶対値）が判定閾値Ｔｈよりも小さくなった時点ｔ１（図１１のフローチャートのステップＳＴ１０３の判定結果が肯定判定となった時点）で可変スイープ制御を実行する。具体的には、例えば４ｍｓｅｃ毎の周期で算出される差回転ｎｔｓ４ｘ「ｒｐｍ」に応じて、図１３のマップに基づいてスイープ制御のスイープ率［ｋＰａ／時間］を上昇させていく。

このようにしてマニュアルダウンシフトの変速後半において、ＡＴ入力回転数と変速後ギヤ段の同期回転数との差回転ｎｔｓ４ｘに応じてスイープ制御のスイープ率を上昇させることにより、エンジントルクのばらつきに応じて係合油圧（定圧待機圧）を下げる側に学習制御して、係合油圧が低下した状態となっても、その低下分をスイープ油圧の増圧にて吸収することができる。これによって変速応答性を確保することができる。しかも、差回転ｎｔｓ４ｘ（絶対値）が小さくなるにしたがってスイープ率を上昇させているので、適正なスイープ油圧を設定することができ、スイープ油圧を一気に上昇させる場合と比較して、変速ショックを十分に抑制することができる。

以上のように、この例の制御によれば、マニュアルダウンシフトの際の変速応答性と変速ショック抑制とを両立することができる。

なお、以上の制御において、係合側係合要素の係合油圧（定圧待機圧）を上げる側に学習制御する場合であっても、ＡＴ入力回転数と変速後ギヤ段の同期回転数との差回転ｎｔｓ４ｘに応じてスイープ率を変更することにより、適正なスイープ油圧を設定することができ、変速ショックを抑制することができる。

ここで、図１３のマップは、現在ギヤ段のＡＴ入力回転数と変速後ギヤ段の同期回転数との差回転ｎｔｓ４ｘをパラメータとし、係合要素の係合時の変速ショックを考慮して、スイープ率（単位時間当たりのスイープ油圧の変化量）を実験・計算等によって適合をした値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。図１３に示すマップにおいて、差回転ｎｔｓ４ｘが小さくなるほどスイープ率［ｋＰａ／時間］が大きい値になるように設定されている。

なお、スイープ率［ｋＰａ／時間］は図１３に示すような数値に限定されない。例えばエンジン１及び自動変速機３の機種などを考慮して、実験・計算等によって適合した他の数値のスイープ率を設定したマップを用いてもよい。

また、以上の例では、スイープ率を単位時間当たりのスイープ油圧の変化量［ｋＰａ／時間］としているが、これに替えて、図１１に示す制御ルーチンの１周期当たりのスイープ油圧の変化量［ｋＰａ／周期］をスイープ率としてもよい。

−他の実施形態−
以上の例では、前進６段変速の自動変速機が搭載された車両の変速制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、他の任意の変速段の有段式自動変速機が搭載された車両の変速制御にも適用可能である。

以上の例では、ポート噴射型ガソリンエンジンを搭載した車両の変速制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、筒内直噴型ガソリンエンジンを搭載した車両の変速制御にも適用可能である。また、本発明は、ガソリンエンジンを搭載した車両の変速制御に限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の変速制御にも適用可能である。

さらに、本発明は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両に限れられることなく、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両や、４輪駆動車の変速制御にも適用できる。

本発明は、内燃機関（エンジン）及び自動変速機が搭載された車両の変速制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、運転者による手動操作によって自動変速機を変速するマニュアル変速モードの選択が可能な車両の変速制御装置に利用することができる。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
１００ ＥＣＵ
２０１ エンジン回転数センサ
２０２ スロットル開度センサ
２０３ タービン回転数センサ
２０４ 出力回転数センサ
２０５ アクセル開度センサ
２０６ シフトポジションセンサ
２１０ 車速センサ
３００ 油圧制御回路
５１１ アップシフトスイッチ
５１２ ダウンシフトスイッチ

Claims (3)

1. 内燃機関と自動変速機とが搭載されており、運転者による手動操作にて前記自動変速機を変速するマニュアル変速モードの選択が可能な車両に適用され、前記自動変速機の変速の際に係合側係合要素のトルク容量のスイープ制御を実行する変速制御装置において、
   マニュアルダウンシフトの際に、前記自動変速機の入力回転数と変速後の同期回転数との差回転に応じて前記係合側係合要素のスイープ制御のスイープ率を制御することを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 請求項１記載の車両の変速制御装置において、
   前記自動変速機の入力回転数と変速後の同期回転数との差回転が小さい場合は大きい場合と比較して前記スイープ制御のスイープ率を大きく設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
3. 請求項１または２記載の車両の変速制御装置において、
   前記自動変速機の入力回転数と変速後の同期回転数との差回転が判定閾値よりも小さくなったときに、前記スイープ率制御を実行することを特徴とする車両の変速制御装置。

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