JP2011149524A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】登坂時のエンジン静寂性と燃料経済性の向上および高地での駆動力の確保。
【解決手段】路面勾配検出手段５２は、アクセルペダル開度センサ２０７により検出されるアクセルペダル開度ＡＰＡＴと車速センサ２０４に検出される車速Ｎｖとに応じて、予想加速度および実加速度を求め、この差に応じて路面勾配を検出する。変速制御手段５３は、各種検出データ等に基づいて、シフトマップを決定する。シフトマップ切換手段５４は、路面勾配検出手段５２により車両が登坂中であると検出された場合には、変速制御手段５３により設定したシフトマップに比べ、車速Ｎｖやアクセルペダル開度ＡＰＡＴに対してロックアップクラッチのロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えるとともに、大気圧センサ２０９により測定される大気圧ＰＡが所定値よりも低いときには、ロックアップ領域の拡大を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、トルクコンバータのロックアップクラッチを車両の走行状態に応じて制御する自動変速機の制御装置に関し、より詳細には、車両の登坂中におけるロックアップクラッチの締結可能領域を拡大させる自動変速機の制御装置に関する。

従来、トルクコンバータを備える自動変速機を有する車両では、その走行時において、所定の運転領域ではトルクコンバータ内のロックアップクラッチ（以下、「ＬＣ」ともいう）を締結させることにより、エンジンの回転数を低く抑えて、車両の燃料経済性（燃費）の改善が図られている。

上記のような自動変速機では、車速およびアクセルペダル開度（またはスロットル開度）に基づいて変速段を設定するためのシフトマップ（変速マップ）が予め用意され、自動変速機を制御する電子制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ）内のメモリに格納されている。また、自動変速機がトルクコンバータを備える場合には、トルクコンバータのロックアップクラッチをオン／オフ制御するためにもこのシフトマップ（およびＬＣマップ）が用いられている。

ところで、車両が大きな勾配の登坂路を走行しているときには、通常のシフトマップを利用すると、ロックアップクラッチのオン／オフのハンチングが発生してしまうという問題がある。この問題を解決するために、登坂勾配が大きくなるほどロックアップ制御を行う車速（ロックアップ車速）を高く設定するように構成される自動変速機の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４２６０４４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示される自動変速機の制御装置では、登坂勾配が大きくなるほど、ロックアップ制御を行う車速が高くなってしまうため、ロックアップクラッチがオフとなる状況が多く発生してしまうという問題があった。車両の登坂時にロックアップクラッチがオフされると、以下のような問題も顕著となる。すなわち、トルクコンバータがスリップしながらエンジンの駆動力を自動変速機に伝達するため、エンジンの回転数が高くなってしまい、車両の静寂性や燃料経済性（燃費）が悪化してしまう。また、ユーザのアクセルペダルの踏み込みに対してダイレクトな走行感を得られない。さらに、トルク増幅をするために、レシオによっては自動変速機の出力において大きな駆動力が出てしまう領域がある。

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、車両の登坂時においてもエンジンの静寂性と燃料経済性を向上させることができ、また、高地においても駆動力を確保することができる自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様における自動変速機の制御装置は、駆動源（１）に連結する入力要素（２１）と、自動変速機（２）に連結される出力要素（２２）とを選択的にオン／オフ切替設定するロックアップクラッチ（３５）を備えたトルクコンバータ（３）を有する自動変速機（２）の制御装置（５）であって、車両の車速（Ｎｖ）を検出する車速検出手段（２０４）と、アクセルペダル（８）の開度（ＡＰＡＴ）を検出するアクセルペダル開度検出手段（２０７）と、車速検出手段（２０４）により検出される車速（Ｎｖ）と、アクセルペダル開度検出手段（２０７）により検出されるアクセルペダル（８）の開度（ＡＰＡＴ）との関係を二次元マップに示す自動変速機（２）のシフトマップを複数記憶するシフトマップ記憶手段（５１）と、車両が走行している路面勾配を検出する路面勾配検出手段（５２）と、路面勾配検出手段（５２）により車両が登坂中であると検出された場合には、シフトマップ記憶手段（５１）に記憶されている複数のシフトマップのうち、路面勾配検出手段（５２）により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、車速（Ｎｖ）およびアクセルペダル（８）の開度（ＡＰＡＴ）の少なくとも一方に対してロックアップクラッチ（３５）のロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えるシフトマップ切換手段（５４）とを備えることを特徴とする。

本発明の自動変速機の制御装置によれば、車両が登坂中であると検出されたときには、ロックアップクラッチのロックアップ領域（締結領域）を車速やアクセルペダル開度に対して拡大したシフトマップに切り換えるように構成しているので、登坂中にロックアップクラッチを締結する時間が長くなる。ロックアップクラッチを締結させている場合、トルクコンバータのタービン翼車がすべることがないため、登坂中の駆動源（エンジン）の駆動回転数を下げることができる。これにより、駆動源の静寂性および燃料経済性（燃費）の向上を期待することができる。また、ロックアップクラッチが締結（オン）状態であるため、ユーザである運転者にアクセルペダルの踏み込みに対してダイレクトな走行感を提供することができる。さらに、駆動源の駆動トルクを自動変速機にて増幅させることなく、適正な駆動力を確保することができるとともに、従来のようなトルク増幅による駆動力の過剰な状況を抑制することができる。

本発明の自動変速機の制御装置では、車両の車外の大気圧（ＰＡ）を測定する大気圧測定手段（２０９）をさらに備え、シフトマップ切換手段（５４）は、大気圧測定手段（２０９）により測定される大気圧（ＰＡ）が所定値よりも低いときには、ロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えることを禁止すればよい。大気圧が所定値よりも低い場合、車両は高地を走行していることになる。このような高地では、適正な駆動力を期待することができないため、シフトマップにおけるロックアップ領域を拡大することを禁止することにより、トルク増幅を可能にするとともに、適正な駆動力を確保することができる。

また、本発明の別の態様における自動変速機の制御装置は、駆動源（１）に連結する入力要素（２１）と、自動変速機（２）に連結される出力要素（２２）とを選択的にオン／オフ切替設定するロックアップクラッチ（３５）を備えたトルクコンバータ（３）を有する自動変速機（２）の制御装置（５）であって、車両の車速（Ｎｖ）を検出する車速検出手段（２０４）と、アクセルペダル（８）の開度（ＡＰＡＴ）を検出するアクセルペダル開度検出手段（２０７）と、車速検出手段（２０４）により検出される車速（Ｎｖ）と、アクセルペダル開度検出手段（２０７）により検出されるアクセルペダル（８）の開度（ＡＰＡＴ）との関係を二次元マップに示す自動変速機（２）のシフトマップを複数記憶するシフトマップ記憶手段（５１）と、車両が走行している路面勾配を検出する路面勾配検出手段（５２）と、路面勾配検出手段（５２）により車両が登坂中であると検出された場合には、シフトマップ記憶手段（５１）に記憶されている複数のシフトマップのうち、路面勾配検出手段（５２）により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、車速（Ｎｖ）およびアクセルペダル（８）の開度（ＡＰＡＴ）の少なくとも一方に対してロックアップクラッチ（３５）のロックアップ領域が拡大されるように変更するシフトマップ変更手段（５４）とを備えることを特徴とする。このような構成においても、上述のように、登坂中の駆動源の回転数の低減による車両の静寂性および燃料経済性（燃費）の向上を期待することができ、運転のダイレクト感および適正な駆動力を確保することができる。

本発明の自動変速機の制御装置では、車両の車外の大気圧（ＰＡ）を測定する大気圧測定手段（２０９）をさらに備え、シフトマップ変更手段（５４）は、大気圧測定手段（２０９）により測定される大気圧（ＰＡ）が所定値よりも低いときには、ロックアップ領域が拡大されるように自動変速機（２）のシフトマップを変更することを禁止すればよい。これにより、上記と同様に、車両が高地を走行しているときには、ロックアップ領域を拡大することを禁止することにより、トルク増幅を可能にするとともに、適正な駆動力を確保することができる。

本発明の自動変速機の制御装置では、シフトマップ切換手段（５４）により切り換えられ、もしくは、シフトマップ変更手段（５４）により拡大するように変更されたシフトマップでは、ロックアップクラッチ（３５）をオンするＬＣオン線は、車両の登坂時におけるクルーズ走行状態を示す登坂時クルーズ線よりも車速（Ｎｖ）の小さい方に実質的に移動されていればよい。これにより、車両の登坂時には、ロックアップクラッチをオン（締結）している領域を最大限に確保するとともに、一度ロックアップクラッチがオフ（非締結）になったとしても、所定の条件下で再度ロックアップクラッチをオン（締結）させることができる。

なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態における対応する構成要素を参考のために例示するものである。また、上記で括弧内に記した車速や大気圧なども後述する実施形態における対応する符号を参考のために例示するものである。

本発明によれば、車両の登坂時にロックアップクラッチのロックアップ領域を拡大することにより、駆動源の静寂性および燃料経済性を向上させることができるとともに、高地における走行ではロックアップ領域の拡大を禁止することにより、トルク増幅を可能にするとともに、適正な駆動力を確保することができる。

本発明の一実施形態における自動変速機の御装置が適用される車両の駆動系の概略図である。 図１に示すＡＴ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 ロックアップ領域拡大時におけるアクセルペダル開度と車速の関係を示すシフトマップの一例である。 図３の各線を説明するための図である。 本発明の一実施形態におけるＡＴ−ＥＣＵの変速段決定シーケンスの全体フローを示すフローチャートである。 ＡＴ−ＥＣＵにより実行される登坂時ＬＣマップ切替・設定処理を示すフローチャートである。 ＡＴ−ＥＣＵにより実行される登坂時ＬＣマップ切替・設定処理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自動変速機の制御装置の好適な実施形態を詳細に説明する。

まず、本発明の一実施形態における自動変速機の制御装置が適用される車両の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態における自動変速機の制御装置が適用される車両の駆動系の概略図である。図１に示すように、本実施形態の車両は、エンジン１と、流体式のトルクコンバータ３を介してエンジン１と連結される自動変速機２と、エンジン１を制御するＦＩ−ＥＣＵ４と、トルクコンバータ３を含む自動変速機２を制御するＡＴ−ＥＣＵ５と、トルクコンバータ３の回転駆動やロックアップ制御および自動変速機２の複数の摩擦係合要素の締結（係合）・解放を制御する油圧制御装置６とを備えている。なお、本発明の自動変速機の制御装置は、図２において後述するようにＡＴ−ＥＣＵ５により実現される。

エンジン１の回転出力は、クランクシャフト（エンジン１の出力軸）２１に出力される。このクランクシャフト２１の回転は、トルクコンバータ３を介して自動変速機２のメインシャフト２２に伝達される。

トルクコンバータ３は流体（作動油）を介してトルクの伝達を行うものである。トルクコンバータ３は、図１に示すように、フロントカバー３１と、このフロントカバー３１と一体に形成されたポンプ翼車（ポンプインペラ）３２と、フロントカバー３１とポンプ翼車３２との間でポンプ翼車３２に対向配置されたタービン翼車（タービンランナ）３３と、ポンプ翼車３２とタービン翼車３３との間に介設され、かつ一方向クラッチ３６を介してステータ軸（固定軸）３８上に回転自在に支持されたステータ翼車３４とを有する。図１に示すように、クランクシャフト２１は、フロントカバー３１を介して、トルクコンバータ３のポンプ翼車３２に接続され、タービン翼車３３はメインシャフト（自動変速機２の入力軸）２１に接続される。

また、タービン翼車３３とフロントカバー３１との間には、ロックアップクラッチ３５が設けられている。ロックアップクラッチ３５は、ＡＴ−ＥＣＵ５の指令に基づく油圧制御装置６による制御により、フロントカバー３１の内面に向かって押圧されることによりフロントカバー３１に係合（締結）し、押圧が解除されることによりフロントカバー３１との係合が解除されるロックアップ制御を行う。フロントカバー３１およびポンプ翼車３２により形成される容器内には作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）が封入されている。

ロックアップ制御がなされていない場合には、ポンプ翼車３２とタービン翼車３３の相対回転が許容される。この状態において、クランクシャフト２１の回転トルクがフロントカバー３１を介してポンプ翼車３２に伝達されると、トルクコンバータ３の容器を満たしている作動油は、ポンプ翼車３２の回転により、ポンプ翼車３２からタービン翼車３３に、次いでステータ翼車３４へと循環する。これにより、ポンプ翼車３２の回転トルクが、流体力学的にタービン翼車３３に伝達され、この間にトルクの増幅作用が行われ、メインシャフト２２を駆動する。このとき、ステータ翼車３４はそのトルクの反力（以下、「ステータ反力」という）を負担する。

一方、ロックアップ制御中には、ロックアップクラッチ３５が係合されている状態となり、フロントカバー３１からタービン翼車３３へと作動油を介して回転させるのではなく、フロントカバー３１とタービン翼車３３とが一体的に回転し、クランクシャフト２１の回転トルクがメインシャフト２２に直接伝達される。すなわち、クランクシャフト２１は、ロックアップ制御量に応じて、ロックアップクラッチ３５を介してメインシャフト２２に機械的に連結（直結）される。

図１において、ポンプ翼車３２の右端には、油圧制御装置６内の図示しない油圧ポンプを駆動するポンプ駆動歯車３７が設けられる。ステータ軸３８の右端には、作動油圧（ライン圧ＰＬ）が高ライン圧になっているとき、図示しないメインレギュレータバルブを制御するステータアーム３９が設けられる。

自動変速機２は、本実施形態では、例えば、前進６速段、後進１速段の車両用の自動変速機である。自動変速機２には、変速段に対応して複数の歯車列（ギヤトレーン）と、複数のクラッチ（摩擦係合要素）とが設けられ、各歯車列は、一対の駆動歯車と従動歯車とから構成される。自動変速機２の構成は、本発明の特徴部分ではないため、スケルトン図等を用いた詳細な説明を省略するが、当業者は公知の自動変速機の構成を適宜採用することができる。

メインシャフト２２の回転トルクは、図１では図示しないクラッチおよび歯車列、セカンダリシャフトやアイドルシャフトの歯車列等を介してカウンタシャフト２３に伝達される。また、カウンタシャフト２３の回転トルクは、図１では図示しない歯車列およびディファレンシャル機構を介して駆動輪に伝達される。

油圧制御装置６は、自動変速機２およびトルクコンバータ３に対応して自動変速機２内に設けられる。この油圧制御装置６は、対象となる摩擦係合要素（クラッチ）にライン圧ＰＬ（作動油圧）の作動油を供給することにより、自動変速機２内の図示しない複数の摩擦係合要素（クラッチ）の締結・解放（係合作動）を選択的に行わせて、複数の変速段のいずれかの変速段に設定するものである。

また、油圧制御装置６は、トルクコンバータ３のポンプ翼車３２に作動油圧の作動油を供給することにより、クランクシャフト２１の回転駆動をメインシャフト２２にどの程度伝達させるかを示すトルコンスリップ率ＥＴＲを制御するとともに、ロックアップクラッチ３５の図示しない油室に作動油圧の作動油を供給することにより、車両の巡航走行時などの所定の条件下、ロックアップクラッチ３５を係合（締結）させるように制御するものである。

さらに、油圧制御装置６は、メインシャフト２２やカウンタシャフト２３、図示しないセカンダリシャフトやアイドルシャフトを潤滑させるために潤滑圧の潤滑油をメインシャフト２２およびカウンタシャフト２３等に供給する。なお、セカンダリシャフトやアイドルシャフトは、自動変速機２の変速段数や形状に応じて設けられるものである。

クランクシャフト２１の近傍には、クランクシャフト２１（エンジン１）の回転数Ｎｅを検出するクランクシャフト回転数センサ２０１が設けられる。メインシャフト２２の近傍には、メインシャフト２２の回転数（自動変速機２の入力軸回転数）Ｎｉを検出するメインシャフト回転数センサ２０２が設けられる。カウンタシャフト２３の近傍には、カウンタシャフト２３の回転数（自動変速機２の出力軸回転数）Ｎｏを検出するカウンタシャフト回転数センサ２０３が設けられる。各回転数センサ２０１〜２０３により検出された回転数データはＡＴ−ＥＣＵ５に出力される。また、クランクシャフト回転数センサ２０１により検出された回転数データはＦＩ−ＥＣＵ４にも出力される。

また、車両の所定の位置には、車両の車速Ｎｖを検出する車速センサ２０４が設けられる。車速センサ２０４により検出された車速データはＡＴ−ＥＣＵ５に出力される。なお、車速Ｎｖを専用に検出する車速センサ２０４を設けることなく、メインシャフト２２の回転数Ｎｉまたはカウンタシャフト２３の回転数Ｎｏから車速Ｎｖを算出するようにしてもよい。例えば、「Ｎｖ＝Ｎｉ×変速レシオ×タイヤ周長」あるいは「Ｎｖ＝Ｎｏ×タイヤ周長」のような関係式に基づいて車速Ｎｖを検出（算出）することができる。

エンジン１の近傍には、エンジン１を冷却するためのエンジン冷却水の温度Ｔｗを検出する冷却水温センサ２０５と、エンジン１の図示しないスロットルの開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ２０６と、エンジン１に供給される空気の元圧となる大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ２０９とが設けられる。冷却水温センサ２０５により検出されたエンジン冷却水の温度データ、スロットル開度センサ２０６により検出されたスロットル開度データ、および大気圧センサ２０９により検出された大気圧データはＦＩ−ＥＣＵ４に出力される。なお、図示を省略したが、エンジン１に供給される空気の温度（吸気温度）を検出する吸気温度センサや空気流量を検出する流量センサ等も設けられている。

アクセルペダル８の近傍には、アクセルペダル８に図示しないワイヤ等で連結され、アクセルペダル８の開度（アクセルペダル開度）ＡＰＡＴを検出するアクセルペダル開度センサ２０７が設けられる。アクセルペダル開度センサ２０７により検出されたアクセルペダル開度データはＦＩ−ＥＣＵ４に出力される。

また、油圧制御装置６内の図示しないオイルタンクの近傍には、油圧制御装置６の作動油（および潤滑油）の温度ＴＡＴＦを検出する油温センサ２０８が設けられる。油温センサ２０８により検出された作動油の温度（油温）データはＡＴ−ＥＣＵ５に出力される。

ＦＩ−ＥＣＵ４は、各センサ２０１、２０５〜２０７、２０９から入力された検出データやＡＴ−ＥＣＵ５から入力される各種データに基づいて、エンジン１の出力、すなわちエンジン１の回転数Ｎｅを制御するものである。また、ＡＴ−ＥＣＵ５は、各センサ２０１〜２０４、２０８から入力された検出データやＦＩ−ＥＣＵ４から入力された各種データに基づいて、後述する油圧制御装置６内のバルブ群を制御して、複数の摩擦係合要素（クラッチ）のいずれかの係合を行うものである。さらに、ＡＴ−ＥＣＵ５は、所定の運転領域で油圧制御装置６を介してロックアップ制御量を増大させ、ロックアップクラッチ３５の係合を行うものである。

次に、本実施形態におけるＡＴ−ＥＣＵ５の構成（機能）を説明する。図２は、図１に示すＡＴ−ＥＣＵ５の機能ブロック図である。本実施形態のＡＴ−ＥＣＵ５は、図２に示すように、メモリ（シフトマップ記憶手段）５１と、路面勾配検出手段５２と、変速制御手段５３と、シフトマップ切換手段５４とを備える。

メモリ５１には、車速センサ２０４により検出される車速Ｎｖと、アクセルペダル開度センサ２０７により検出されるアクセルペダル開度ＡＰＡＴとの関係を二次元マップに示す自動変速機２のシフトマップ（およびＬＣマップ）が複数（本実施形態では、従来から用いられている５種のシフトマップ（すなわち、登坂路の勾配（傾斜角度）に応じて、平坦路用、軽登坂用、中登坂用、重登坂用、および２重登坂用）に加えて、後述するように、これらのシフトマップのロックアップ領域を拡大した対応する５種のシフトマップを含む１０種）記憶されている。なお、本実施形態では、平坦路においてロックアップ領域を拡大させる制御を行わないため、追加のシフトマップは平坦路分を除いた４種だけであってもよい。シフトマップの例は図３および図４を用いて後述する。

路面勾配検出手段５２は、車両が走行している路面の勾配を検出するものである。具体的には、メモリ５１には、アクセルペダル開度センサ２０７により検出されるアクセルペダル開度ＡＰＡＴ（もしくは、スロットル開度センサ２０６により検出されるスロットル開度ＴＨ）と、車速センサ２０４に検出される車速Ｎｖとに応じて平坦路を走行するときに車両に期待される予想加速度（３速段についてのみ）が予め格納（設定）されている。路面勾配検出手段５２は、車速センサ２０４により検出される車速Ｎｖから実際に車両に発生している実加速度を求め、メモリ５１に予め格納されている係数を乗じて３速段相当の加速度値に補正する。次いで、路面勾配検出手段５２は、予想加速度と実加速度とを比較し、その差分の平均値を算出し、算出平均値に応じて路面勾配を検出する。路面勾配検出手段５２は、このように検出した路面勾配が所定角度（例えば、３°）以上の登坂路面であるか否かを検出し、この検出結果を変速制御手段５３に出力する。

変速制御手段５３は、各センサ２０１〜２０４、２０８から入力される検出データやＦＩ−ＥＣＵ４から入力された各種データに基づいて、メモリ５１に格納されているシフトマップの切替や変更を行う。具体的には、変速制御手段５３は、路面勾配検出手段５２から取得した路面勾配に基づいて、変速段のシフトマップを選択する（切り換える）ものである。本実施形態では、変速制御手段５３は、上述のようなメモリ５１に格納されている５種のシフトマップのいずれかを選択する。

また、変速制御手段５３は、上記のように選択されたシフトマップと、取得した車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴとに基づいて、変速段を決定し、あるいは変速制御を実行して、油圧制御装置６を介してクラッチ群７を制御する。

シフトマップ切換手段５４は、路面勾配検出手段５２により車両が登坂中であると検出された場合には、メモリ５１に記憶されている複数のシフトマップのうち、変速制御手段５３により選択されているシフトマップを、車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴの少なくとも一方に対してロックアップクラッチ３５のロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えるものである。

本実施形態では、メモリ５１には、従来の１組（５種）のシフトマップに加え、登坂時用にロックアップ領域を拡大したもう１組（５種または４種）のシフトマップが格納されている。路面勾配検出手段５２により路面勾配が所定角度以上であることが検出された場合には、シフトマップ切換手段５４は、現在用いている通常のシフトマップに代えて、ロックアップ領域を拡大させた対応するシフトマップ（登坂ＬＣ領域拡大シフトマップ）を選択して切り換えるものである。

なお、このようにシフトマップを切り換えるシフトマップ切換手段５４に代えて、路面勾配検出手段５２により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴの少なくとも一方に対してロックアップクラッチ３５のロックアップ領域が拡大されるように変更するシフトマップ変更手段５４が設けられていてもよい。この場合、対応するシフトマップに対して、車両の登坂時にロックアップ領域をどの程度拡大させるかを示す拡大領域データがメモリ５１に記憶されていればよい。

ここで、本実施形態では、シフトマップ切換手段５４（もしくは、シフトマップ変更手段５４）は、大気圧センサ２０９により測定される大気圧ＰＡが所定値（例えば、６００ｍｍＨｇ≒８．０×１０^４Ｐａ（パスカル））よりも低いときには、ロックアップ領域が拡大されるように自動変速機２のシフトマップを切り換えたり、変更したりすることを禁止している。大気圧ＰＡが所定値よりも低い場合、車両は高地を走行していることになるが、このような高地では、エンジン１の出力トルクが低下してしまうので、適正な駆動力を期待することができない。そのため、シフトマップにおけるロックアップ領域を拡大することを禁止することにより、トルク増幅を可能にするとともに、適正な駆動力を確保することができる。なお、高地としては、例えば海抜（標高）１６００（ｍ）程度以上と設定されればよい。

次に、図３および図４を用いて、通常時およびロックアップ領域拡大時におけるアクセルペダル開度と車速の関係を説明する。図３は、ロックアップ領域拡大時におけるアクセルペダル開度と車速の関係を示すシフトマップの一例である。図４は、図３の各線を説明するための図である。

図３では、従来のシフトマップにおいても設定されているように、１本のシフトダウン線（ここでは、例えば３速段から２速段への３−２シフトダウン線：１点鎖線）と、所定の変速段（ここでは、３速段）におけるトルクコンバータ３のロックアップクラッチ３５を締結させるための１本のＬＣオン線（通常：点線）と、締結しているロックアップクラッチ３５を非締結にするための１本のＬＣオフ線（通常：点線）とが示される。また、本実施形態では、これら３本の変速またはロックアップオン／オフ線に加え、登坂時のロックアップ領域拡大時におけるＬＣオン線（登坂：実線）と、ＬＣオフ線（登坂：実線）とが示される。

図３の矢印で示すように、ＬＣオフ線（通常）とＬＣオフ線（登坂）とに囲まれた領域（図３において斜線領域）は、登坂時において通常よりも拡大されたロックアップクラッチ３５の締結（オン）領域、すなわち拡大されたロックアップ領域となる。

図３には、さらに、車両のエンジン１、自動変速機２等の特性から予め算出される登坂時におけるクルージングを可能とする登坂時クルーズ線（実線）も示される。本実施形態では、ロックアップ領域がこの登坂時クルーズ線をカバーすることができるように、ＬＣオフ線（登坂）およびＬＣオン線（登坂）が低車速、高アクセルペダル開度側にシフトされている。このように、本実施形態では、シフトマップ切換手段５４により切り換えられ、もしくは、シフトマップ変更手段５４により拡大するように変更されたシフトマップにおいて、ロックアップクラッチ３５をオン（締結）するＬＣオン線（登坂）は、車両の登坂時におけるクルーズ走行状態を示す登坂時クルーズ線よりも車速Ｎｖの小さい方およびアクセルペダル開度ＡＰＡＴの大きい方に実質的に移動（シフト）されればよい。これにより、車両の登坂時には、ロックアップクラッチ３５を締結している領域を最大限に確保することができる。また、ＬＣオン線（登坂）がＬＣオフ線（登坂）に近い領域までシフトされているため、一度ロックアップクラッチ３５が非締結になったとしても、所定の条件（例えば、車速Ｎｖが上昇したり、アクセルペダル開度ＡＰＡＴが小さくなったりなど）下で再度ロックアップクラッチ３５を締結させることができる。

ここで、図４に示すように、シフトダウン線（図４において左側）は、矢印の示す方向にこの線を跨ぐとＡＴ−ＥＣＵ５がシフトダウン（変速段を１段下げる）制御を行う線である。例えば、図４において左側にシフトするとき、すなわち、車速Ｎｖが低下（減速）するとき、あるいは、図４において上側にシフトするとき、すなわち、アクセルペダル８が急激に踏み込まれ、アクセルペダル開度ＡＰＡＴが急激に大きくなるときに、対応するシフトダウンが行われる。

また、ＬＣオフ線（図４において中央）は、ロックアップクラッチ３５が締結している状態（ＬＣオン時）において矢印の示す方向にこの線を跨ぐとＡＴ−ＥＣＵ５がロックアップクラッチ３５の非締結（オフ）制御を行う線である。一方、ＬＣオン線（図４において右側）は、ロックアップクラッチ３５が非締結の状態（ＬＣオフ時）において矢印の方向にこの線を跨ぐとＡＴ−ＥＣＵ５がロックアップクラッチ３５の締結（オン）制御を行う線である。

次に、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の自動変速機２のＡＴ−ＥＣＵ５の全体フローを説明する。図５は、本実施形態のＡＴ−ＥＣＵ５の変速段決定シーケンスの全体フローを示すフローチャートである。この全体フローは車両の走行中に所定の時間毎に行われる。

まず、ＡＴ−ＥＣＵ５は、登降坂判定を実行する（ステップＳ１）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、車速Ｎｖとエンジン負荷（スロットル開度センサ２０６により検出されたスロットル開度ＴＨ）とに基づいてＡＴ−ＥＣＵ５のメモリ５１内に記憶されたマップ上の規範加速度（予想加速度）を特定し、特定した規範加速度と実加速度との差に応じて、登降坂度合い（勾配）を推定する。ここで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、実加速度と規範加速度が概略一致するときは車両が平坦路を走行していると判定し、実加速度が規範加速度を超えるときには車両が降坂路を走行していると判定し、実加速度が規範加速度よりも小さいときには車両が登坂路を走行していると判定する。このように規範加速度と実加速度とを比較することにより、傾斜センサを用いることなく車両走行路の登降坂判定を行うことができる。本実施形態では、後述する登坂時ＬＣマップ切替・設定処理（図６および図７参照）においてこの登降坂判定処理が示される。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、路面μ判定処理を実行する（ステップＳ２）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、車速センサ２０４により検出された車速Ｎｖ、図示しない車輪速センサにより検出された各車輪の車輪速度Ｎｗ、アクセルペダル開度センサ２０７により検出されたアクセルペダル開度ＡＰＡＴ、図示しないシフトレバーポジションセンサにより検出されたシフトレバーのポジション（レバー操作）、ステップＳ１において推定された登降坂度合い（推定勾配）等に基づいて、路面のμ状態を判断する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、シフトマップ選択処理を実行する（ステップＳ３）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、自動変速機２において現在設定されている変速段、上記登降坂度合い、アクセル操作、図示しないブレーキセンサにより検出されたブレーキ操作等に基づいて、メモリ５１内に記憶されている複数のシフトマップから走行路に適したシフトマップを選択する。本実施形態では、後述する登坂時ＬＣマップ切替・設定処理（図６および図７参照）においてこのシフトマップ選択処理が示される。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、変速段決定処理を実行する（ステップＳ４）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ステップＳ３において選択されたシフトマップを基準にして、シフトレバーの操作や変速禁止条件などを加味して、最終の変速段を決定する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、クラッチ圧制御処理を実行する（ステップＳ５）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、油圧制御装置６を制御することにより、ステップＳ４において決定された変速段に基づいて、この変速段のクラッチ圧を制御して、最終の変速段を締結させるように油圧制御装置６を制御する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、Ｆｉ協調制御処理を実行する（ステップＳ６）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、最終の変速段の設定時に、エンジン１の制御と協調して、入力トルクを制御する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ＬＣ領域判断処理を実行する（ステップＳ７）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ステップＳ１において推定された登降坂度合い、ステップＳ４において決定された最終変速段、アクセル操作、ブレーキ操作等に基づいて、トルクコンバータ３のロックアップクラッチ３５のＬＣ（ロックアップ）制御を決定する。このＬＣ制御の決定としては、アクセルペダル開度センサ２０７により検出されたアクセルペダル開度ＡＰＡＴ（もしくは、スロットル開度センサ２０６により検出されたスロットル開度ＴＨ）と車速センサ２０４により検出された車速Ｎｖとに基づいて、ロックアップ可能領域であるかを判断し、その判断結果に応じて、ロックアップクラッチ３５をＯＦＦにするか、スリップ制御（加速または減速）にするか、タイト制御（ロックアップクラッチ３５のＯＮ制御）にするかなどが決定される。本実施形態では、後述する登坂時ＬＣマップ切替・設定処理（図６および図７参照）においてこのＬＣ領域判断処理が示される。

最後に、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ＬＣ圧制御処理を実行する（ステップＳ８）。すなわち、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ステップＳ７において判断されたＬＣ制御に基づいて、油圧制御装置６において設定されるロックアップクラッチ（ＬＣ）３５への供給油圧を制御する。このＬＣ圧制御処理を終えると、ＡＴ−ＥＣＵ５は、変速段決定シーケンスの全体フローを終了し、次の処理を実行するタイミングまで待機する。

次に、図５の全体フローのステップＳ１、Ｓ３およびＳ７における各処理において実行される登坂時ＬＣマップ切替・設定処理について説明する。図６および図７は、ＡＴ−ＥＣＵ５により実行される登坂時ＬＣマップ切替・設定処理を示すフローチャートである。

この登坂時ＬＣマップ切替・設定処理では、ＡＴ−ＥＣＵ５は、まず各種センサの検出値を読み込む（取得する）（ステップＳ１０１）。本実施形態では、後段の処理で利用するために、ＡＴ−ＥＣＵ５は、少なくとも車速センサ２０４から車速Ｎｖと、アクセルペダル開度センサ２０７からアクセルペダル開度ＡＰＡＴと、大気圧センサ２０９から大気圧ＰＡとを取得する。

次いで、路面勾配検出手段５２は、ステップＳ１０１において取得した車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴに基づいて、車両が現在走行している路面勾配を推定する（ステップＳ１０２）。すなわち、路面勾配検出手段５２は、予想加速度と実加速度との差に基づいて、路面勾配を推定（検出）する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ステップＳ１０１において取得した大気圧ＰＡに基づいて、車両が現在走行しているのが所定の標高以上の高地であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。高地であると判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ５は、登坂ＬＣ拡大フラグをＯＦＦにして（ステップＳ１０４）、処理フローはステップＳ１０７に移行する。

一方、高地ではない、すなわち、所定の標高未満の標高を車両が現在走行していると判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ５は、続いて、ステップＳ１０２において推定された路面勾配に基づいて、車両が現在登坂中であるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。登坂中ではないと判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ５は、登坂ＬＣ拡大フラグをＯＦＦにして（ステップＳ１０４）、処理フローはステップＳ１０７に移行する。また、車両が現在登坂中であると判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ５は、登坂ＬＣ拡大フラグをＯＮにして（ステップＳ１０６）、処理フローはステップＳ１０７に移行する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ステップＳ１０２において推定された路面勾配と、ステップＳ１０４またはＳ１０６において設定された登坂ＬＣ拡大フラグのＯＮ／ＯＦＦとに基づいて、全体フローのステップＳ３（またはステップＳ７）に示すようにシフトマップを選択する（ステップＳ１０７）。ここで、ステップＳ１０６において登坂ＬＣ拡大フラグがＯＮされている場合には、シフトマップ切換手段５４は、通常のシフトマップを登坂時ＬＣ拡大時のシフトマップに切り換える。その代わりに、シフトマップ変更手段５４は、通常のシフトマップにおいてロックアップ領域が拡大するように変更する。

次いで、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ステップＳ１０１において取得した車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴのそれぞれがシフトマップ上の設定領域内にあるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴのいずれかが設定領域内にないと判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ロックアップクラッチ３５に対するロックアップ制御をオフにして（ステップＳ１１０）、この登坂時ＬＣマップ切替・設定処理を終了する。

一方、車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴが設定領域内であると判断した場合には、ＡＴ−ＥＣＵ５は、ロックアップクラッチ３５に対するロックアップ制御をＯＮにして（ステップＳ１０９）、この登坂時ＬＣマップ切替・設定処理を終了する。

以上説明したように、本発明の自動変速機２の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ５）は、エンジン１に連結するクランクシャフト２１と、自動変速機２に連結されるメインシャフト２２とを選択的にオン／オフ切替設定するロックアップクラッチ３５を備えたトルクコンバータ３を有する自動変速機２のＡＴ−ＥＣＵ５であって、車両の車速Ｎｖを検出する車速センサ２０４と、アクセルペダル８のアクセルペダル開度ＡＰＡＴを検出するアクセルペダル開度センサ２０７と、車速センサ２０４により検出される車速Ｎｖと、アクセルペダル開度センサ２０７により検出されるアクセルペダル開度ＡＰＡＴとの関係を二次元マップに示す自動変速機２のシフトマップ（変速マップおよびＬＣマップ）を複数記憶するメモリ５１と、車両が走行している路面勾配を検出する路面勾配検出手段５２と、路面勾配検出手段５２により車両が登坂中であると検出された場合には、メモリ５１に記憶されている複数のシフトマップのうち、路面勾配検出手段５２により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、車速Ｎｖおよびアクセルペダル開度ＡＰＡＴの少なくとも一方に対してロックアップクラッチ３５のロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えるシフトマップ切換手段５４、もしくは、路面勾配検出手段５２により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、車速Ｎｖおよびアクセルペダル８のアクセルペダル開度ＡＰＡＴの少なくとも一方に対してロックアップクラッチ３５のロックアップ領域が拡大されるように変更するシフトマップ変更手段５４とを備えることとした。本発明の自動変速機２の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ５）によれば、路面勾配検出手段５２により車両が登坂中であると検出されたときには、ロックアップクラッチ３５のロックアップ領域（ロックアップクラッチ締結領域）を車速Ｎｖやアクセルペダル開度ＡＰＡＴに対して拡大したシフトマップに切換または変更するように構成しているので、登坂中にロックアップクラッチ３５を締結する時間が長くなる。ロックアップクラッチ３５を締結させている場合、トルクコンバータ３のタービン翼車（タービン）３３がすべることがないため、登坂中のエンジン１の回転数Ｎｅを下げることができる。これにより、エンジン１の静寂性および燃料経済性（燃費）の向上を期待することができる。また、ロックアップクラッチ３５が締結状態であるため、ユーザである運転者にアクセルペダル８の踏み込みに対してダイレクトな走行感を提供することができる。さらに、エンジン１の駆動トルクを自動変速機２にて増幅させることなく、適正な駆動力を確保することができるとともに、従来のようなトルク増幅による駆動力の過剰な状況を抑制することができる。

本発明の自動変速機２の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ５）では、車両の車外の大気圧ＰＡを測定する大気圧センサ２０９をさらに備え、シフトマップ切換手段５４またはシフトマップ変更手段５４は、大気圧センサ２０９により測定される大気圧ＰＡが所定値（例えば、６００ｍｍＨｇ≒８．０×１０^４Ｐａ（パスカル））よりも低いときには、ロックアップ領域が拡大されるように自動変速機２のシフトマップを切り換えたり、変更したりすることを禁止すればよい。大気圧ＰＡが所定値よりも低い場合、車両は高地を走行していることになるが、このような高地では、適正な駆動力を期待することができないため、シフトマップにおけるロックアップ領域を拡大することを禁止することにより、トルク増幅を可能にするとともに、適正な駆動力を確保することができる。

本発明の自動変速機２の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ５）では、シフトマップ切換手段５４により切り換えられ、もしくは、シフトマップ変更手段５４により拡大するように変更されたシフトマップでは、ロックアップクラッチ３５をオン（締結）するＬＣオン線は、車両の登坂時におけるクルーズ走行状態を示す登坂時クルーズ線よりも車速Ｎｖの小さい方に実質的に移動されていればよい。これにより、車両の登坂時には、ロックアップクラッチ３５を締結している領域を最大限に確保するとともに、一度ロックアップクラッチ３５が非締結になったとしても、所定の条件下で再度ロックアップクラッチ３５を締結させることができる。

以上、本発明の自動変速機の制御装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明したが、本発明は、これらの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および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。なお、直接明細書および図面に記載のない形状・構造・機能を有するものであっても、本発明の作用・効果を奏する以上、本発明の技術的思想の範囲内である。すなわち、上記実施形態の自動変速機２の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ５）を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

なお、上述の実施形態では、駆動源としてエンジン１を備える車両に基づいて本発明を説明したが、本発明はこのような車両の自動変速機２の制御装置（ＡＴ−ＥＣＵ５）に限らない。例えば、駆動源として、エンジン１だけでなく、モータ−ジェネレータも併せて備えるいわゆるハイブリッド車両であっても、ロックアップクラッチを備えるトルクコンバータを有する限り、本発明を適用することができる。

また、上述の実施形態では、エンジン１や自動変速機２の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）がＦＩ−ＥＣＵ４およびＡＴ−ＥＣＵ５の２つから構成される場合について説明したが、本発明はこのような構成に限らず、これら２つのＦＩ−ＥＣＵ４およびＡＴ−ＥＣＵ５が一体的に構成された１つのＥＣＵであってもよい。

さらに、上述の実施形態では、ＡＴ−ＥＣＵ５が図５に示す全体フローの各ステップＳ１〜Ｓ８をその順番で実行する場合について説明したが、本発明ではこのようなステップ順に限らず、ステップＳ１〜ステップＳ８の処理順が必要に応じて適宜入れ替わるような構成であってもよい。また、本発明では、全体フローのいずれか２つ以上のステップが並列的に実行されてもよい。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ トルクコンバータ
４ ＦＩ−ＥＣＵ
５ ＡＴ−ＥＣＵ
６ 油圧制御装置
８ アクセルペダル
２１ クランクシャフト
２２ メインシャフト
３５ ロックアップクラッチ
５１ メモリ（シフトマップ記憶手段）
５２ 路面勾配検出手段
５３ 変速制御手段
５４ シフトマップ切換手段（シフトマップ変更手段）
２０１ クランクシャフト回転数センサ
２０２ メインシャフト回転数センサ
２０３ カウンタシャフト回転数センサ
２０４ 車速センサ
２０５ 冷却水温センサ
２０６ スロットル開度センサ
２０７ アクセルペダル開度センサ
２０８ 油温センサ
２０９ 大気圧センサ

Claims (5)

1. 駆動源に連結する入力要素と、自動変速機に連結される出力要素とを選択的にオン／オフ切替設定するロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有する自動変速機の制御装置であって、
   車両の車速を検出する車速検出手段と、
   アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
   前記車速検出手段により検出される車速と、前記アクセルペダル開度検出手段により検出される前記アクセルペダルの開度との関係を二次元マップに示す前記自動変速機のシフトマップを複数記憶するシフトマップ記憶手段と、
   前記車両が走行している路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
   前記路面勾配検出手段により前記車両が登坂中であると検出された場合には、前記シフトマップ記憶手段に記憶されている前記複数のシフトマップのうち、前記路面勾配検出手段により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、前記車速および前記アクセルペダルの開度の少なくとも一方に対して前記ロックアップクラッチのロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えるシフトマップ切換手段と
   を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記車両の車外の大気圧を測定する大気圧測定手段をさらに備え、
   前記シフトマップ切換手段は、前記大気圧測定手段により測定される大気圧が所定値よりも低いときには、前記ロックアップ領域を拡大させたシフトマップに切り換えることを禁止することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 駆動源に連結する入力要素と、自動変速機に連結される出力要素とを選択的にオン／オフ切替設定するロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有する自動変速機の制御装置であって、
   車両の車速を検出する車速検出手段と、
   アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度検出手段と、
   前記車速検出手段により検出される車速と、前記アクセルペダル開度検出手段により検出される前記アクセルペダルの開度との関係を二次元マップに示す前記自動変速機のシフトマップを複数記憶するシフトマップ記憶手段と、
   前記車両が走行している路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
   前記路面勾配検出手段により前記車両が登坂中であると検出された場合には、前記シフトマップ記憶手段に記憶されている前記複数のシフトマップのうち、前記路面勾配検出手段により検出される路面勾配に対応して設定されたシフトマップを、前記車速および前記アクセルペダルの開度の少なくとも一方に対して前記ロックアップクラッチのロックアップ領域が拡大されるように変更するシフトマップ変更手段と
   を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 前記車両の車外の大気圧を測定する大気圧測定手段をさらに備え、
   前記シフトマップ変更手段は、前記大気圧測定手段により測定される大気圧が所定値よりも低いときには、前記ロックアップ領域が拡大されるように変更することを禁止することを特徴とする請求項３に記載の自動変速機の制御装置。
5. 前記シフトマップ切換手段により切り換えられ、もしくは、前記シフトマップ変更手段により拡大するように変更されたシフトマップでは、前記ロックアップクラッチをオンするＬＣオン線は、前記車両の登坂時におけるクルーズ走行状態を示す登坂時クルーズ線よりも前記車速の小さい方に実質的に移動されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。

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