JP2010286048A - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフトを適切な時期に発生させる。
【解決手段】車両用自動変速機の制御装置において、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト制御を行う際、ＥＣＵは、検出した車速及び機関負荷と、先に算出した車両の走行抵抗及び推定登坂勾配とに基づいて、車両の余裕駆動力を算出し、算出した余裕駆動力に応じて自動ダウンシフト車速テーブルを持ち替える補正を行うようにした。具体的には、余裕駆動力が小さい程、自動ダウンシフトが発生する車速が高車速側となるように持ち替えを行う。これにより、車両の余裕駆動力の低下に対して適切な時期に自動ダウンシフトを発生させることができるので、車速の停滞を防止でき、ロックアップクラッチのスリップ率がルーズ領域に停滞してトルクコンバータが高温になることを回避できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用自動変速機の制御装置に関し、詳細には、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフトを適切なタイミングで発生させることができる車両用自動変速機の制御装置に関する。

車両用の自動変速機は、複数のレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１などのシフトポジション）を備えており、自動変速レンジであるＤレンジは、予め記憶された変速特性（シフトマップ）に従って、走行状態を示す車速と機関負荷を示すスロットル開度とに基づいて自動的に変速が行われるオートシフトモードとして機能する。また、オートシフトモードからの操作モードの切り替えにより、シフトレバーあるいはステアリングに設けたスイッチなどを介して運転者が手動でシフトアップあるいはシフトダウンを指令できるマニュアルシフトモード（運転者指示モード）として機能するように構成した自動変速機がある。

マニュアルシフトモードでは、運転者が要求した変速段の設定では、機関回転数の低下による加速感の不足、あるいは低車速に対して高速段が選択されていることでエンジンブレーキが効きにくいなどの理由で、ドライバビリティが低下する場合がある。これを解消するため、マニュアルシフトモードにおいて運転者の手動操作とは無関係にダウンシフトを行う自動ダウンシフト機能が設けられている。マニュアルシフトモードの自動ダウンシフト機能では、各変速段で自動ダウンシフトを行う車速の分布（シフトマップ）が予め設定されている。特許文献１に示す従来の自動変速機の制御装置では、車両の推定登坂勾配に基づいて、自動ダウンシフト用の車速分布を平坦路側と登坂路側とで持ち替える制御が行われるようになっている。

一方、自動変速機にはトルクコンバータが搭載されているが、トルクコンバータには、ロックアップクラッチを設けることが多い。ロックアップクラッチの締結で動力伝達効率が高まり車両の燃費が向上するが、さらなる燃費の向上には、ロックアップクラッチの締結領域を拡大することが望ましい。しかしながら、ロックアップクラッチの締結領域では、エンジントルク変動が駆動系に直接伝達されるため、締結領域を拡大すると騒音や振動が増加する原因となる。

そこで、ロックアップクラッチを僅かに滑らせるスリップ制御を行うことで、エンジントルク変動の駆動系への伝達を抑える技術が用いられている。しかしながら、ロックアップクラッチを継続的に滑らせると、ロックアップクラッチが備える摩擦材（フェーシング材）の発熱量が増大して高温となる。このような高温の状態が長時間続くと、摩擦材表面の鏡面化、剥離、炭化などが起こり、摩擦力の低下が生じるおそれがある。また、摩擦材が高温になると、摩擦材の発熱に加えて、トルクコンバータのスリップ量が大きくなることで、ワークロスによる発熱が増大する。

特許３６３８３８９号公報

従来のマニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト制御では、自動ダウンシフト用の車速テーブル（車速分布）の持ち替えは、車両の走行勾配に基づいて行われており、かつ、平坦路向けと登坂路向けの二種類の持ち替えのみであった。しかしながら、車両の走行性に影響を及ぼす余裕駆動力は、走行勾配以外にも多くの要素によって決まるため、走行勾配のみに基づいて車速テーブルの持ち替えを行うと、必ずしも適切なタイミングで自動ダウンシフトが発生しないという問題があった。例えば、登坂路でのクルーズ走行状態（登坂路での牽引状態など）の場合、車両の余裕駆動力が小となり車速がスムーズに上昇せず停滞し易くなるが、そのような状況でも自動ダウンシフトが発生しない場合があった。

このように、余裕駆動力が小さい状態が継続して車速がスムーズに上昇しないと、ロックアップクラッチのスリップ率が大きい領域（ルーズ領域）に長時間停滞するおそれがあった。これにより、ロックアップクラッチのフェーシング発熱量が増大して、トルクコンバータ内の作動油（ＡＴＦ）の温度が上昇するという問題があった。

また、自動ダウンシフト制御で登坂路向けの車速テーブルが選択されていると、余裕駆動力が中程度以上であって車速がスムーズに上昇する場合など、本来はダウンシフトが必要で無い状況においても、自動ダウンシフトが発生するという問題があった。なお、オートシフトモード（Ｄレンジ）では、推定登坂勾配に応じた多種類のシフトマップが用意されているため、車両の走行状態に応じて余裕駆動力が大きい領域が適切に選択されるようになる。したがって、ロックアップクラッチのスリップ率がルーズ領域に長時間停滞するという問題は生じ難い。

さらに、従来のマニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト制御では、自動ダウンシフトが発生する車速は、機関負荷を示すスロットル開度の変化に対して一定の分布であった。そのため、登坂路でのクルーズ走行状態（スロットル開度が高い状態）に対して最適な自動ダウンシフト車速が設定されていると、同じ車速で軽登坂路や平坦路を走行した場合、スロットル開度が極めて低いかゼロの状態で自動ダウンシフトが生じるようになる。これにより、車両の減速駆動力（エンジンブレーキ）が強くなり過ぎて、ドライバビリティが悪化するという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフトを適切なタイミングで発生させることで、トルクコンバータの温度上昇の抑制、及び良好なドライバビリティの確保が可能な車両用自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、車速を検出する車速検出手段（３５）と、機関負荷を検出する機関負荷検出手段（３６）と、車両の走行抵抗を算出する走行抵抗算出手段（３０）と、車両の推定登坂勾配を算出する登坂勾配算出手段（３０）と、機関負荷、車速、走行抵抗、推定登坂勾配に基づいて車両の余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段（３０）と、少なくとも検出された車速と機関負荷から所定の変速特性に基づいて変速段を決定して自動変速を行う自動変速手段（３０）と、運転者によるシフトアップ指示あるいはシフトダウン指示を示すマニュアル変速信号を出力するマニュアル変速信号出力手段（ＳＷ３，ＳＷ４）と、マニュアル変速信号出力手段（ＳＷ３，ＳＷ４）の出力に応じ、所定の変速特性に基づいて決定された変速段からシフトアップ指示あるいはシフトダウン指示に従って変速を行うマニュアル変速手段（３０）と、自動変速手段（３０）による変速モードとマニュアル変速手段（３０）による変速モードとの作動を切り換える変速モード切換手段（５０）と、変速モード切換手段（５０）でマニュアル変速手段（３０）による変速モードが選択されているときに、検出された車速が変速段に応じて設定された自動ダウンシフト車速テーブル上の車速未満となった場合、自動ダウンシフトを発生させる自動ダウンシフト手段（３０）と、を備え、自動ダウンシフト手段（３０）は、余裕駆動力算出手段（３０）で算出した車両の余裕駆動力の大きさに応じて、自動ダウンシフト車速テーブルを高車速側又は低車速側へ持ち替える補正を行うことを特徴とする。
なお、ここでの自動ダウンシフト車速テーブルの持ち替えの具体例としては、余裕駆動力算出手段で算出した車両の余裕駆動力が小さい程、自動ダウンシフトが発生する車速が高車速側になるように、自動ダウンシフト車速テーブルを持ち替えるとよい。

本発明にかかる車両用自動変速機の制御装置によれば、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト車速テーブルを車両の余裕駆動力に応じて持ち替えることで、車両の余裕駆動力が推定登坂勾配だけでなく他の要素の影響を受けて決まる状況であっても、車両の余裕駆動力の低下に対して適切な時期に自動ダウンシフトを発生させることができるので、車速の停滞を効果的に防止できる。これにより、ロックアップクラッチのスリップ率がルーズ領域に長時間停滞することを防止できる。したがって、トルクコンバータの発熱による作動油の温度上昇を効果的に抑制できる。
また、車両の余裕駆動力に応じて自動ダウンシフト車速テーブルを持ち替えるので、車両の余裕駆動力が十分である場合、不要な自動ダウンシフトの発生を抑制できるようになる。

また、上記の車両用自動変速機の制御装置では、自動ダウンシフト手段（３０）はさらに、機関負荷検出手段（３６）で検出した機関負荷が所定の閾値よりも高い場合と低い場合とで、自動ダウンシフト車速テーブルを高車速側又は低車速側へ持ち替える補正を行うようにするとよい。これによれば、車両の余裕駆動力が推定登坂勾配だけでなく他の要素の影響も受けて決まる状況でのトルクコンバータの温度上昇の効果的な抑制と、車両減速時の過剰なエンジンブレーキの抑制による良好なドライバビリティ確保との両立が可能となる。なお、ここでの自動ダウンシフト車速テーブルの持ち替えの具体例としては、機関負荷が閾値よりも高い場合の方が、低い場合よりも自動ダウンシフトが発生する車速が高車速側になるように自動ダウンシフト車速テーブルを持ち替えるとよい。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる車両用自動変速機の制御装置によれば、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフトを車両の余裕駆動力に応じた適切な時期に発生させることで、トルクコンバータの温度上昇の抑制、及び良好なドライバビリティの確保が可能となる。

車両に搭載された駆動系及びその制御装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は、ロックアップクラッチのスリップ率に対するフェーシング発熱量の推定値（計算値）の分布を示すグラフであり、（ｂ）は、車速とスロットル開度に対するロックアップクラッチのスリップ率の設定例を示す図である。 マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト線（ダウンシフト車速テーブル）を示すグラフであり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、余裕駆動力が「大」、「中」、「小」の自動ダウンシフト線を示すグラフである。 （ａ）は、スロットル開度と余裕駆動力の関係を示すグラフであり、低スロットル開度側データを使用する領域と、高スロットル開度側データを使用する領域との分布を示すグラフである。（ｂ）は、車速と余裕駆動力の関係を示すグラフであり、低スロットル開度側データによるダウンシフト車速テーブル、及び高スロットル開度側データによるダウンシフト車速テーブルを示すグラフである。 スロットル開度に応じた自動ダウンシフト車速テーブルの持ち替え手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、車両に搭載された駆動系及びその制御装置の構成を示す概略図である。同図に示す駆動系は、エンジン１０のクランク軸１１に接続された自動変速機２０を備えている。自動変速機２０は、クランク軸１１に連結されたトルクコンバータ２１と、トルクコンバータ２１の出力側に連結される多段変速ギヤ機構２２とを備えている。トルクコンバータ２１は、ポンプインペラ２３及びタービンランナ２４を有するとともに、ポンプインペラ２３とタービンランナ２４とを連結するためのロックアップクラッチ２５を備えている。トルクコンバータ２１及び多段変速ギヤ機構２２は、油圧制御機構２６によって制御される。

油圧制御機構２６は、ロックアップクラッチ２５の係合／非係合を切り替えるオンオフ型のソレノイド弁（以下「第１ソレノイド弁」という）２７と、第１ソレノイド弁２７がオンされ、ロックアップクラッチ２５が係合状態にあるときの係合圧を制御するデューティ制御型のソレノイド弁（以下「第２ソレノイド弁」という）２８と、多段変速ギヤ機構２２のシフト位置（ギヤ比）を制御する変速アクチュエータ２９を含んでいる。

本実施形態の制御装置１では、第１ソレノイド弁２７、第２ソレノイド弁２８及び変速アクチュエータ２９は、自動変速機制御用の電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という。）３０に接続されており、ＥＣＵ３０は、第１ソレノイド弁２７及び第２ソレノイド弁２８を介してロックアップクラッチ２５の係合状態の制御を行うと共に、変速アクチュエータ２９を介して多段変速ギヤ機構２２のシフト位置の制御を行うようになっている。

また、制御装置１には、多段変速ギヤ機構２２のシフト位置を検出するシフト位置センサ３１が設けられている。シフト位置センサ３１の検出信号は、ＥＣＵ３０に供給される。エンジン１０の出力は、クランク軸１１からトルクコンバータ２１、多段変速ギヤ機構２２、差動装置３２を順次経て、左右の駆動輪３３，３４に伝達される。また、自動変速機２０の出力側には、車速を検出する車速センサ（車速検出手段）３５が設けられており、その検出信号はＥＣＵ３０に供給されるようになっている。

また、エンジン１０には、吸気管１２の途中に設けられたスロットル弁１３の開度を検出するスロットル弁開度センサ（機関負荷検出手段）３６と、エンジン１０の冷却水温を検出するエンジン水温センサ３７と、エンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ３８が設けられており、これら各センサの検出信号は、ＥＣＵ３０に供給されるようになっている。

また、スロットル弁１３には、例えば、電動モータからなるスロットルアクチュエータ３９が連結されており、このスロットルアクチュエータ３９は、ＥＣＵ３０に接続されている。ＥＣＵ３０には、車両のアクセルペダル１４の踏込量（以下「アクセルペダル開度」という）を検出するアクセルペダル開度センサ４０が接続されており、その検出信号がＥＣＵ３０に供給される。即ち、本実施形態では、アクセルペダル１４とスロットル弁１３とは機械的に連結されておらず、アクセルペダル開度及び他の運転状態に応じてスロットル弁開度が制御されるようになっている。

本実施形態の制御装置１は、車両の運転席に設けられたシフトレバー機構５０の操作に基づく指令を受けて、自動変速機２０に対する変速制御を行うようになっている。シフトレバー機構５０は、メインゲート５１とサブゲート５２およびそれらを連絡する連通路５３を有する略Ｈ字型の溝に沿って移動自在に設置されたシフトレバー５４を備えている。また、シフトレバー機構５０には、メインゲート５１のシフトポジションを検出するためのポジションスイッチＳＷ１と、シフトレバー５４がメインゲート５１にあるかサブゲート５２にあるかにより、オートシフトモードとマニュアルシフトモードのいずれが選択されているかを検出する選択モード検出スイッチＳＷ２と、サブゲート５２においてシフトレバー５４がアップシフト方向（＋方向）に操作されたことを検出するアップシフトスイッチＳＷ３と、ダウンシフト方向（−方向）に操作されたことを検出するダウンシフトスイッチＳＷ４が設けられている。ポジションスイッチＳＷ１、選択モード検出スイッチＳＷ２、アップシフトスイッチＳＷ３、ダウンシフトスイッチＳＷ４の検出信号は、ＥＣＵ３０に出力されるようになっている。

メインゲート５１は、自動変速モード（オートシフトモード）用であり、シフトレバー５４の操作に応じて、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１などからなるレンジ（ポジション）のいずれかが選択される。また、サブゲート５２は、前進の変速段について手動によるシフトアップおよびシフトダウン操作を行うマニュアルシフトモード用である。具体的には、運転者がシフトレバー５４をメインゲート５１からサブゲート５２に移動させた後、＋方向に移動させると、アップシフトスイッチＳＷ３によってＥＣＵ３０にシフトアップが指令され、−方向に移動させると、ダウンシフトスイッチＳＷ４によってＥＣＵ３０にシフトダウンが指令される。なお、ここでは、マニュアルシフトモード用の操作子として、サブゲート５２にあるシフトレバー５４を例に説明したが、これ以外にも、図示は省略するが、マニュアルシフトモードのシフト操作は、ステアリングに設けたパドルスイッチなどで行うように構成してもよい。

本実施形態の制御装置１では、シフトレバー機構５０でオートシフトモード（自動変速レンジ）が選択されているときは、選択されているシフトポジションに応じて、予め記憶されたシフトマップに従った変速が自動的に行われる。このオートシフトモードによる変速制御は、従来の自動変速機による変速制御と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。

一方、シフトレバー機構５０でマニュアルシフトモードが選択されていると、手動によるシフトアップあるいはシフトダウンが可能となる。このマニュアルシフトモードにおいて、運転者が要求した変速段が車両の走行状態に合致していない場合のドライバビリティ低下などの不都合を回避するため、運転者によって選択されたシフトポジションに関わらずダウンシフトを発生させる自動ダウンシフト機能が設けられている。この自動ダウンシフト機能では、変速段ごとにドライバビリティなどの問題がないと判断される車速が決められており、当該車速を下回ったときに自動ダウンシフトが発生するようになっている。以下では、このマニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト制御が行われる場合について説明する。

自動ダウンシフト制御を説明するにあたって、まず、本実施形態の制御装置１が行っているロックアップクラッチ２５のスリップ制御について説明する。図２（ａ）は、ロックアップクラッチ２５のスリップ率に対する発熱量（フェーシング発熱量）Ｑ／Ａの計算値（推定値）の分布を示すグラフである。ここでいうフェーシング発熱量Ｑ／Ａとは、ロックアップクラッチ２５が備える摩擦材２５ａの単位表面積および単位時間あたりの発熱量（ｃａｌ／ｃｍ²／ｓｅｃ）である。フェーシング発熱量Ｑ／Ａは、スリップ率の変化に対して増加から減少に転ずる境界点（変曲点）を有する分布になっており、高スロットル開度の状態では、ロックアップクラッチ２５の定常使用領域において、ルーズ側とタイト側の間のスリップ率でフェーシング発熱量Ｑ／Ａが許容範囲（限界値）を超える過発熱領域（図の網掛け領域）Ａが存在する。そのため、ロックアップクラッチ２５の目標スリップ率は、フェーシング発熱量Ｑ／Ａが許容範囲となる過発熱領域Ａよりもルーズ寄りのスリップ率Ｂと、過発熱領域Ａよりもタイト寄りのスリップ率Ｃとのいずれかの目標設定が必要となる。

図２（ｂ）は、車速とスロットル開度に対するロックアップクラッチ２５のスリップ率の設定例を示す図である。同図に示す低車速／高スロットル開度の領域Ｓ１では、大きな駆動力を要するため、図２（ａ）に示すルーズ寄りのスリップ率Ｂの設定が必要である。一方、領域Ｓ１以外の領域（低スロットル開度、及び高車速／高スロットル開度の領域）Ｓ２では、図２（ａ）に示すタイト寄りのスリップ率Ｃを使用することが可能である。

しかしながら、ルーズ寄りのスリップ率Ｂの設定でロックアップクラッチ２５を継続的に滑らせると、ロックアップクラッチ２５の発熱量が増大して高温となる。このような高温の状態が長時間続くと、摩擦材（フェーシング材）２５ａの表面の鏡面化などが起こり、摩擦力の低下が生じるおそれがある。また、摩擦材２５ａが高温になると、摩擦材２５ａの発熱に加えて、トルクコンバータ２１のスリップ量が大きくなることで、ワークロスによる発熱が増大する。したがって、車両の走行中は、車速とスロットル開度の関係が、図２（ｂ）に示す領域Ｓ１に長時間停滞しないようにする必要がある。

図３は、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト用の車速テーブルを示す図で、車速とスロットル開度（又はアクセルペダル開度）との関係を示すグラフである。自動ダウンシフト制御では、予め記憶された変速特性に従って、走行状態を示す車速とエンジン負荷を示すスロットル開度（又はアクセルペダル開度）が所定の閾値を越えて変化した場合に自動ダウンシフトが発生するようになっている。本実施形態の制御装置１では、この変速特性として、後述するように、車両の余裕駆動力に応じて選択される複数の車速テーブルが記憶されている。

図３（ａ）は、後述する手順で算出した車両の余裕駆動力が「大」である場合の自動ダウンシフト用の車速テーブル（以下、「自動ダウンシフト線」という。）を示し、図３（ｂ）は、余裕駆動力が「中」である場合の自動ダウンシフト線を示し、図３（ｃ）は、余裕駆動力が「小」である場合の自動ダウンシフト線を示している。各グラフにおいて、◎印は、現在の車速に対するスロットル開度を示すプロットである。また、各グラフ中の網掛けを施した部分は、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域（図２（ｂ）に示すスリップ率Ｂの領域）に設定されている範囲を示している。

ここで、車両の余裕駆動力の算出手順について説明する。余裕駆動力を算出するにあたって、まず、車両が走行する路面の登降坂度合いの判定が行われる。登降坂度合いの判定では、事前のテストなどに基づいて、ある車速とあるアクセル開度（又はスロットル開度）で平坦路及び登降坂路を走行した場合の加速度のデータを蓄積しておく。そして、現在の走行車速及びアクセル開度での実際の加速度を時間あたりの車速の変化から算出する。算出した実際の加速度と、データに記憶されている加速度とを比較し、登降坂路状態を判定する。即ち、算出値が平坦路での加速度（基準加速度）より大きい場合は降坂、小さい場合は登坂と判定し、さらにその大小の度合いにより軽い、中くらい、重い登坂又は降坂であると判定する。

次に、余裕駆動力の算出の具体例を示すと、スロットル開度の変化量を積分することで、スロットル開度が求められ、このスロットル開度がトルクに変換される。このトルクをタイヤ半径で除算することで、車両の駆動力（軸トルク）が求められる。当該駆動力から空気抵抗（車速の二乗値と空気抵抗係数と車両の前面面積との積）および転がり抵抗などの走行抵抗を減算し、さらに、先に算出した登降坂度合いに応じた数値が加減されることで、余裕駆動力が算出される。

ここでは、上記の手順で算出した車両の余裕駆動力をその大きさに応じて便宜的に「大」、「中」、「小」の三段階に区分し、いずれの区分に該当するかに応じて自動ダウンシフトを発生させる車速テーブルを選択するようにしている。これにより、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、余裕駆動力が「大」、「中」、「小」のいずれであるかに応じて自動ダウンシフト線の持ち替えが行われる。ここでは、余裕駆動力が「大」→「中」→「小」と変化するに従って、自動ダウンシフト線は、低車速側から高車速側へ順に移動するように持ち替えられる。

各余裕駆動力において、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域にあるときの走行状態について説明する。まず、図３（ａ）に示す余裕駆動力が「大」の状態では、◎印の位置にある現在の車速よりも自動ダウンシフト線Ｄ１の方が低車速側であるため、車速が上昇しても自動ダウンシフトは発生しない。しかしながら、余裕駆動力が「大」であるため、自動ダウンシフトが発生しなくても車速のスムーズな上昇が可能である。したがって、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域に停滞せずに済むため、トルクコンバータ２１の温度が上昇するなどの問題は生じない。

これに対して、図３（ｂ）に示す余裕駆動力が「中」の状態では、余裕駆動力が「大」の状態に対して、低車速側の自動ダウンシフト線Ｄ１から中車速側の自動ダウンシフト線Ｄ２への自動ダウンシフト線の持ち替えが行われる。ところが、持ち替えられた自動ダウンシフト線Ｄ２は、依然として現在の車速（◎印）よりも低車速側であるため、車速が上昇しても自動ダウンシフトが発生しない。しかしながら、余裕駆動力が「中」であるため、車速の比較的スムーズな上昇が可能であり、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域に停滞せずに済む。したがってこの場合も、トルクコンバータ２１の温度が上昇するなどの問題は生じない。

また、図３（ｃ）に示す余裕駆動力が「小」の状態では、余裕駆動力が「中」の状態に対して、中車速側の自動ダウンシフト線Ｄ２から、低車速側の自動ダウンシフト線Ｄ３への自動ダウンシフト線の持ち替えが行われる。これにより、自動ダウンシフト線Ｄ３が現在の車速（◎印）よりも高車速側になるため、車速の上昇に伴い自動ダウンシフトが発生する。この状態では、余裕駆動力が「小」であるため、もし、自動ダウンシフトが発生しなければ、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域に停滞するおそれがあるところ、自動ダウンシフト線の高車速側への持ち替えによって、適切なタイミングで自動ダウンシフトが発生して余裕駆動力が大きくなる。これにより、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域に停滞することを回避できる。

このように、本実施形態の車両用自動変速機の制御装置１では、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフトにおいて、車両の余裕駆動力に応じて自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えが行われる。したがって、登坂路でのクルーズ走行時（トレーラ牽引登坂時）など、余裕駆動力が「小」の場合でも、適切なタイミングで自動ダウンシフトが発生するようになるので、余裕駆動力を大きくして車速をスムーズに上昇させることができる。したがって、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域に長時間停滞することを効果的に防止できる。これにより、トルクコンバータ２１の発熱による作動油（ＡＴＦ）の温度上昇を抑制できる。

また、本実施形態の車両用自動変速機の制御装置１では、上記の余裕駆動力に応じた自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えに加えて、さらに、スロットル開度（機関負荷）に応じて自動ダウンシフト用の車速テーブルを持ち替える制御が行われる。以下、この制御について説明する。図４（ａ）は、スロットル開度と余裕駆動力の関係を示すグラフであり、ダウンシフト用の車速テーブルとして低スロットル開度側データＴＨＬを使用する領域と、高スロットル開度側データＴＨＨを使用する領域、及び両領域の境界であるスロットル開度閾値ＴＨ１のラインを示している。また、図４（ｂ）は、車速と余裕駆動力の関係を示すグラフであり、低スロットル開度側データＴＨＬの分布と、高スロットル開度側データＴＨＨの分布とを示している。

図４（ａ）に示すように、余裕駆動力が「小」の状態（重登坂相当）及び余裕駆動力が「中」の状態（中登坂相当）においては、スロットル開度閾値ＴＨ１よりもスロットル開度ＴＨが低い側では、低スロットル開度側データＴＨＬを使用し、スロットル開度閾値ＴＨ１よりもスロットル開度ＴＨが高い側では、高スロットル開度側データＴＨＨを使用する。また、余裕駆動力がスロットル開度閾値ＴＨ１ラインの上限よりも大きい領域では、スロットル開度ＴＨの高低に関わらず、常に高スロットル開度側データＴＨＨを使用するようになっている。

また、図４（ｂ）に示すように、余裕駆動力が「大」の状態（軽登坂あるいは平坦相当）では、低スロットル開度側データＴＨＬと高スロットル開度側データＴＨＨとが同じ車速分布になっているが、余裕駆動力が「小」の状態（重登坂相当）及び余裕駆動力が「中」の状態（中登坂相当）においては、低スロットル開度側データＴＨＬの方が、高スロットル開度側データＴＨＨよりも低車速寄りの分布になっている。なお、図４（ｂ）には、参考として、推定登坂勾配に基づく従来のダウンシフト用車速分布のデータも併記している。

スロットル開度に応じた自動ダウンシフト車速テーブルの持ち替えの手順について説明する。図５は、この手順を説明するためのフローチャートである。ここでは、まず、先に説明した算出手順に従って余裕駆動力を算出する（ステップＳＴ１）。そして、算出した余裕駆動力からスロットル開度閾値ＴＨ１を検索する。（ステップＳＴ２）。スロットル開度閾値ＴＨ１の検索は、図４（ａ）のデータ持替用スロットル開度閾値テーブルに基づいて行われる。続けて、現在の実スロットル開度ＴＨＡが、検索したスロットル開度閾値ＴＨ１以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。

その結果、現在の実スロットル開度ＴＨＡがスロットル開度閾値ＴＨ１以上であれば（ＹＥＳ）、高スロットル開度側データＴＨＨから、先に算出した余裕駆動力に対応する車速を検索する（ステップＳＴ４）。この具体例を余裕駆動力が「小」の場合について説明すると、図３（ｃ）に示す自動ダウンシフト線Ｄ３における、スロットル開度閾値ＴＨ１よりも高スロットル開度側の車速Ｖ２が選択された状態になるので、当該車速Ｖ２で自動ダウンシフトが発生するようになる。

一方、現在の実スロットル開度ＴＨＡがスロットル開度閾値ＴＨ１未満であれば（ＮＯ）、低スロットル開度側データＴＨＬから、先に算出した余裕駆動力に対応する車速を検索する（ステップＳＴ５）。この具体例を余裕駆動力が「小」の場合について説明すると、図３（ｃ）に示す自動ダウンシフト線Ｄ３において、スロットル開度閾値ＴＨ１よりも低スロットル開度側の車速Ｖ１が選択された状態になるので、当該車速Ｖ１で自動ダウンシフトが発生するようになる。

このように、本実施形態の制御装置１では、実スロットル開度ＴＨＡがスロットル開度閾値ＴＨ１よりも大きい場合と小さい場合とで、自動ダウンシフト車速テーブルを持ち替えるようにしたので、図３（ｃ）に示す余裕駆動力が「小」の場合のように、同じ車速に対して、スロットル開度ＴＨＡが閾値ＴＨ１よりも大きい場合にのみ自動ダウンシフトを発生させ、小さい場合は自動ダウンシフトを発生させないという制御が可能となる。すなわち、スロットル開度が大きくロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域にある状態（「◎」印）では、自動ダウンシフトを発生させることで車速の停滞を防止しながら、同じ車速においてスロットル開度（又はアクセルペダル開度）が極めて小さいかゼロであるとき（「☆」印）には、自動ダウンシフトの発生を回避して、減速駆動力（エンジンブレーキ）が強く利き過ぎることを防止できる。したがって、登坂路でのクルーズ走行状態におけるトルクコンバータ２１の温度上昇の効果的な抑制と、アクセルペダル全閉時のエンジンブレーキの利き過ぎによるドライバビリティの悪化防止との両方を実現可能となる。

以上説明したように、本実施形態の車両用自動変速機の制御装置１では、マニュアルシフトモードにおける自動ダウンシフト用の車速テーブルを車両の余裕駆動力に応じて持ち替えるようにした。これにより、登坂路でのクルーズ走行などにおいても、余裕駆動力の低下に対する適切な自動ダウンシフトの発生によって、車速の停滞を効果的に防止でき、ロックアップクラッチ２５のスリップ率がルーズ領域に停滞することを効果的に防止できる。したがって、トルクコンバータ２１の発熱による作動油の温度上昇を効果的に抑制できる。また、車両の余裕駆動力に応じて自動ダウンシフト用の車速テーブルを持ち替えることで、余裕駆動力が十分である場合の不要な自動ダウンシフトの発生を抑制できる。

また、本実施形態の車両用自動変速機の制御装置１は、上記の余裕駆動力による自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えに加えて、機関負荷を示すスロットル開度（又はアクセルペダル開度）が閾値よりも高い場合と低い場合とで、自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えを行うようにしている。これにより、トルクコンバータ２１の温度上昇の抑制と、車両減速時の過剰なエンジンブレーキの抑制による良好なドライバビリティ確保との両立が可能となる。

なお、本実施形態の車両用自動変速機の制御装置１では、余裕駆動力による自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えと、機関負荷（スロットル開度）による自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えとの両方を行うように構成した場合を説明したが、本発明にかかる車両用自動変速機の制御装置は、これ以外にも、余裕駆動力による自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えと、機関負荷（スロットル開度）による自動ダウンシフト用の車速テーブルの持ち替えとのいずれかのみを行うように構成したものであってもよい。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１ 制御装置
１０ エンジン
２０ 自動変速機
２１ トルクコンバータ
２２ 多段変速ギヤ機構
２５ ロックアップクラッチ
２６ 油圧制御機構
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１ シフト位置センサ
３５ 車速センサ（車速検出手段）
３６ スロットル弁開度センサ（機関負荷検出手段）
４０ アクセルペダル開度センサ
５０ シフトレバー機構
Ｄ１ 自動ダウンシフト線（低車速側）
Ｄ２ 自動ダウンシフト線（中車速側）
Ｄ３ 自動ダウンシフト線（高車速側）
ＳＷ１ ポジションスイッチ
ＳＷ２ 選択モード検出スイッチ
ＳＷ３ アップシフトスイッチ
ＳＷ４ ダウンシフトスイッチ

Claims (3)

1. 車速を検出する車速検出手段と、
   機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、
   車両の走行抵抗を算出する走行抵抗算出手段と、
   車両の推定登坂勾配を算出する登坂勾配算出手段と、
   前記機関負荷、前記車速、前記走行抵抗、前記推定登坂勾配に基づいて車両の余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、
   少なくとも前記検出された車速と機関負荷から所定の変速特性に基づいて変速段を決定して自動変速を行う自動変速手段と、
   運転者によるシフトアップ指示あるいはシフトダウン指示を示すマニュアル変速信号を出力するマニュアル変速信号出力手段と、
   前記マニュアル変速信号出力手段の出力に応じ、前記所定の変速特性に基づいて決定された変速段から前記シフトアップ指示あるいはシフトダウン指示に従って変速を行うマニュアル変速手段と、
   前記自動変速手段による変速モードと前記マニュアル変速手段による変速モードとの作動を切り換える変速モード切換手段と、
   前記変速モード切換手段で前記マニュアル変速手段による変速モードが選択されているときに、前記検出された車速が変速段に応じて設定された自動ダウンシフト車速テーブル上の車速未満となった場合、自動ダウンシフトを発生させる自動ダウンシフト手段と、を備え、
   前記自動ダウンシフト手段は、前記余裕駆動力算出手段で算出した車両の余裕駆動力の大きさに応じて、前記自動ダウンシフト車速テーブルを高車速側又は低車速側へ持ち替える補正を行う
   ことを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。
2. 前記自動ダウンシフト手段はさらに、前記機関負荷検出手段で検出した機関負荷が所定の閾値よりも高い場合と低い場合とで、前記自動ダウンシフト車速テーブルを高車速側又は低車速側へ持ち替える補正を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。
3. 車速を検出する車速検出手段と、
   機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、
   少なくとも前記検出された車速と機関負荷から所定の変速特性に基づいて変速段を決定して自動変速を行う自動変速手段と、
   運転者によるシフトアップ指示あるいはシフトダウン指示を示すマニュアル変速信号を出力するマニュアル変速信号出力手段と、
   前記マニュアル変速信号出力手段の出力に応じ、前記所定の変速特性に基づいて決定された変速段から前記シフトアップ指示あるいはシフトダウン指示に従って変速を行うマニュアル変速手段と、
   前記自動変速手段による変速モードと前記マニュアル変速手段による変速モードとの作動を切り換える変速モード切換手段と、
   前記変速モード切換手段で前記マニュアル変速手段による変速モードが選択されているときに、前記検出された車速が変速段に応じて設定された自動ダウンシフト車速テーブル上の車速未満となった場合、自動ダウンシフトを発生させる自動ダウンシフト手段と、を備え、
   前記自動ダウンシフト手段は、前記機関負荷検出手段で検出した機関負荷が所定の閾値よりも高い場合と低い場合とで、前記自動ダウンシフト車速テーブルを高車速側又は低車速側へ持ち替える補正を行う
   ことを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。

Images