JP2015059635A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダウンシフトにおける変速時間が間延びすることによって生じる加速応答遅れ感を抑制する。【解決手段】ダウンシフト判断時の推定吸入空気量Ｑairpが比較的少ない為に、ダウンシフトにおける変速時間ＴＭshに影響を及ぼすような変速期間中の最大トルク(Ａ)が比較的小さくされて、変速時間ＴＭshが比較的長くされてしまうときは、要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側のギヤ段Ｇへ一旦変速した後に要求ギヤ段Ｇdemへ変速するという変速制御が実行し易くされる。よって、ダウンシフトにおける変速時間ＴＭshが間延びすることによって生じる(換言すれば、自動変速機１８を介した動力伝達量が低下する期間が長くなることによって生じる)、加速応答遅れ感を抑制することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動要求量に基づいて設定された自動変速機の要求ギヤ段への変速制御を実行する車両の制御装置に関するものである。

エンジンの動力を駆動輪へ伝達する動力伝達経路の一部を構成する自動変速機を備えた車両において、駆動要求量に基づいてその自動変速機の変速すべきギヤ段(変速段)である要求ギヤ段を判断し、その判断した要求ギヤ段が得られるように自動変速機の変速制御を実行する車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用油圧作動式変速機の制御装置がそれである。この特許文献１には、油圧係合要素が駆動力を伝達し得る係合状態に移行するまでの応答時間に相当する値を油圧係合要素に作用している油圧(クラッチ圧)で表し、変速特性上確立可能な変速段の範囲に、応答性良く確立可能な変速段ＳＴＣが有れば、その変速段ＳＴＣを次に確立する変速段Ｓとして決定し、その範囲にその変速段ＳＴＣがない場合でも、現変速段とその範囲の変速段との間にその変速段ＳＴＣが有れば、変速段Ｓをその変速段ＳＴＣに決定することが開示されている。

特開平７−６３２５８号公報

ところで、例えば自動変速機のパワーオンダウンシフト時は、解放側クラッチの解放によりエンジン回転速度が変速後の同期回転速度近傍まで上昇した後、係合側クラッチを係合する。この際、高地環境下などでは、平地環境(低地環境と同意)下と比較して、外気圧が低い為にエンジンの吸入空気量が減少し、エンジントルクの増大が遅れ、エンジン回転速度の上昇が遅くなる可能性がある。そうすると、高地環境下では、平地環境下と比較して、変速に要する時間が延びてしまい、クラッチを介して伝達される動力伝達量が低下している期間が長くなる(すなわち出力トルクの立ち上がりが遅れる)可能性がある。このような吸入空気量の変化(減少)によって生じる変速遅れは、特許文献１に示された技術のようにクラッチ圧にて変速応答時間を推定することでは、対処することができない。尚、上述したような課題は未公知であり、平地や高地などの異なる環境によって生じる吸入空気量の違いを考慮したギヤ段へ変速することについて未だ提案されていない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ダウンシフトにおける変速時間が間延びすることによって生じる、加速応答遅れ感を抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) エンジンの動力を駆動輪へ伝達する動力伝達経路の一部を構成する自動変速機を備えた車両において、駆動要求量に基づいて設定された前記自動変速機の要求ギヤ段への変速制御を実行する、車両の制御装置であって、(b) 前記自動変速機のダウンシフト判断時に、前記エンジンの吸入空気量に基づいて、前記要求ギヤ段を含む、前記要求ギヤ段よりも高車速側のギヤ段を、現ギヤ段からの変速先となる目標ギヤ段に設定する目標ギヤ段設定部を含み、(c) 前記目標ギヤ段設定部は、前記吸入空気量が少ない場合は、前記目標ギヤ段を、前記吸入空気量が多い場合と比較して高車速側とすることにある。

このようにすれば、ダウンシフト判断時の吸入空気量が比較的少ない為に、ダウンシフトにおける変速時間に影響を及ぼすような変速期間中のエンジントルクが比較的小さくされて、変速時間が比較的長くされてしまうときは、要求ギヤ段よりも高車速側のギヤ段へ一旦変速した後に要求ギヤ段へ変速するという変速制御が実行し易くされる。よって、ダウンシフトにおける変速時間が間延びすることによって生じる(換言すれば、自動変速機を介した動力伝達量が低下する期間が長くなることによって生じる)、加速応答遅れ感を抑制することができる。

ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記吸入空気量は、前記ダウンシフト判断時に算出された、スロットル弁開度の増大に伴って増大する吸入空気の応答が収束するまでの所定の空気応答時間が経過したときの吸入空気量の推定値である。このようにすれば、前記目標ギヤ段設定部により目標ギヤ段が適切に設定される。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記吸入空気量は、大気圧、スロットル弁開度、及び前記エンジンの吸気管内の圧力に基づいて算出されることにある。このようにすれば、大気圧の違いを反映した吸入空気量が適切に算出され、前記目標ギヤ段設定部により目標ギヤ段が適切に設定される。

また、第４の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記エンジンは、過給機付きエンジンであり、前記吸入空気量は、大気圧、スロットル弁開度、及び前記エンジンの吸気管内の圧力に基づいて算出されることにある。このようにすれば、大気圧の違いやエンジンの過給ラグ(過給遅れ)によって生じる過渡特性を反映した吸入空気量が適切に算出され、前記目標ギヤ段設定部により目標ギヤ段が適切に設定される。

また、第５の発明は、前記第４の発明に記載の車両の制御装置において、前記要求ギヤ段よりも高車速側の目標ギヤ段へ変速した後に、前記要求ギヤ段へ変速を行う際は、前記目標ギヤ段にあるときに、前記過給機付きエンジンの過給圧が過給遅れ後に前記駆動要求量に対応する程の値まで上昇したことを条件とすることにある。このようにすれば、過給圧が十分に上昇した後に要求ギヤ段へダウンシフトすることで、要求ギヤ段へ迅速に変速を行うことができる。

また、第６の発明は、前記第１の発明乃至第５の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記ダウンシフト判断時に、前記吸入空気量に基づいてエンジントルクを算出する比較用数値算出部を更に備え、前記目標ギヤ段設定部は、前記比較用数値算出部により算出されたエンジントルクが所定の許容トルク以上であるか否かに基づいて、前記目標ギヤ段を設定することにある。このようにすれば、前記吸入空気量に基づいて前記目標ギヤ段が適切に設定される。又、ダウンシフトにおける変速時間に影響を及ぼすような変速期間中のエンジントルクが、前記要求ギヤ段に対応する所定の許容トルク未満であるときには、前記要求ギヤ段へのダウンシフトが適切な変速時間とならない為に、要求ギヤ段よりも高車速側のギヤ段へ一旦ダウンシフトした後に要求ギヤ段へダウンシフトするという変速制御が実行される。

また、第７の発明は、前記第６の発明に記載の車両の制御装置において、前記所定の許容トルクは、前記目標ギヤ段への変速時間を目標変速時間以内とする為の予め定められたエンジントルク下限値である。このようにすれば、前記目標ギヤ段設定部により、目標変速時間以内でダウンシフトが達成されるか否かに基づいて、目標ギヤ段が適切に設定される。又、例えば前記エンジンが過給機付きエンジンである場合、エンジンの過給ラグによって生じる過渡特性を反映したエンジントルク(初期応答トルク)が適切に算出され、前記目標ギヤ段設定部により目標ギヤ段が適切に設定される。過給機付きエンジンの過給ラグ時の初期応答トルクが高い場合は、エンジン回転速度の立ち上がりが早くなることから変速時間は短くなり、反対に、初期応答トルクが低い場合は、エンジン回転速度の立ち上がりが遅くなることから変速時間は長くなる。この初期応答トルクは、吸入空気量やエンジンの作動状態に応じて変化することから、例えば初期応答トルクに基づいて目標ギヤ段を設定することで、より精度良く目標変速時間内に変速可能か否かを判断することができる。

また、第８の発明は、前記第１の発明乃至第５の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記ダウンシフト判断時に、前記吸入空気量に基づいて変速時間を算出する比較用数値算出部を更に備え、前記目標ギヤ段設定部は、前記比較用数値算出部により算出された変速時間が目標変速時間以内であるか否かに基づいて、前記目標ギヤ段を設定することにある。このようにすれば、前記吸入空気量に基づいて前記目標ギヤ段が適切に設定される。従って、要求ギヤ段へのダウンシフトが目標変速時間を達成できず、動力伝達量が低下する期間が長引いてしまうときは、要求ギヤ段よりも高車速側のギヤ段へ一旦ダウンシフトした後に要求ギヤ段へダウンシフトするという変速制御が実行される。又、例えば前記エンジンが過給機付きエンジンである場合、エンジンの過給ラグによって生じる過渡特性を反映した変速時間が適切に算出され、前記目標ギヤ段設定部により目標ギヤ段が適切に設定される。

また、第９の発明は、前記第８の発明に記載の車両の制御装置において、前記比較用数値算出部は、前記吸入空気量に基づいてエンジントルクを算出し、前記エンジントルクと前記自動変速機のダウンシフトに関与する解放側クラッチのトルクとに基づいて、前記変速時間を算出するものである。このようにすれば、前記吸入空気量に基づいて前記目標ギヤ段が適切に設定される。又、例えば前記エンジンが過給機付きエンジンである場合、エンジンの過給ラグによって生じる過渡特性を反映したエンジントルク(初期応答トルク)に基づいて変速時間を算出することで、より精度良く目標変速時間内に変速可能か否かを判断することができる。

また、第１０の発明は、前記第８の発明又は第９の発明に記載の車両の制御装置において、前記目標ギヤ段は、前記目標変速時間を達成するダウンシフトとなるギヤ段である。このようにすれば、目標変速時間以内でダウンシフトできるギヤ段を中継することで、加速応答遅れ感を抑制することができる。

また、第１１の発明は、前記第１の発明乃至第１０の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記自動変速機のダウンシフト判断時は、前記自動変速機のパワーオンダウンシフト判断時である。このようにすれば、加速要求に対して、本発明により、加速応答遅れ感が適切に抑制される。

本発明が適用される車両に備えられた動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、その車両における制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちダウンシフトにおける変速時間が間延びすることによって生じる加速応答遅れ感を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図２のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。 本発明が適用される車両における制御機能の要部を説明する図であって、図１における制御機能の要部の別の実施例である。

本発明において、好適には、前記車両は、前記自動変速機は、所定の係合装置の係合と解放との切替えによって各々異なる変速比(ギヤ比)を有する複数の変速段(ギヤ段)が択一的に形成される有段式自動変速機である。例えば、この有段式自動変速機は、公知の遊星歯車式自動変速機により構成される。この遊星歯車式自動変速機における係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはバンドブレーキ等の係合装置が広く用いられる。また、前記車両は、例えば複数の係合装置の油圧アクチュエータにそれぞれ油圧を供給する油圧制御回路を備えている。この油圧制御回路は、例えばリニアソレノイドバルブやＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブ等を備え、それらソレノイドバルブの出力油圧を直接的或いはシフトコントロールバルブ等を介して間接的に係合装置の油圧アクチュエータにそれぞれ供給する。尚、上記「油圧を供給する」とは、「油圧を作用させる」或いは「ある油圧に制御された作動油を供給する」ことを意味する。

また、好適には、前記エンジンは、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。又、このエンジンは、例えば単独で或いは電動機等の原動機と組み合わせて用いられる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた、エンジン１２の動力を駆動輪１４へ伝達する動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用駆動力源としてのエンジン１２、上記動力伝達経路の一部を構成する、トルクコンバータ１６や自動変速機１８やディファレンシャルギヤ２０や一対のドライブシャフト２２などを備えている。車両１０では、エンジン１２により発生させられた動力は、トルクコンバータ１６を経て入力軸２４から自動変速機１８に入力され、自動変速機１８の出力軸２６からディファレンシャルギヤ２０や一対のドライブシャフト２２等を順次介して左右の駆動輪１４へ伝達される。

エンジン１２は、吸気管２８内に設けられたポンプ翼車３０と排気管３２内に設けられたタービン翼車３４とを有する、公知の排気タービン式過給機３６を備えている。タービン翼車３４は、排気の流れにより回転駆動される。ポンプ翼車３０は、タービン翼車３４に連結されており、タービン翼車３４によって回転駆動されることでエンジン１２への吸入空気を圧縮(過給)する。排気管３２には、ウエイストゲート弁３８を備えてタービン翼車３４をバイパスするバイパス通路４０が並列に設けられている。ウエイストゲート弁３８は、タービン翼車３４を通過する排気ガス量とバイパス通路４０を通過する排気ガス量との比率を変化させる為のものであり、ウエイストゲート弁３８の開度調整により吸気管２８内の過給圧Ｐaが調節される。吸気管２８には、ポンプ翼車３０の下流部分に、スロットルアクチュエータ４２によって開閉制御される電子スロットル弁４４が設けられている。

自動変速機１８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内において１組乃至複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置とを有し、その係合装置によって変速比(ギヤ比)γ(＝変速機入力軸回転速度Ｎin／変速機出力軸回転速度Ｎout)が異なる複数の変速段(ギヤ段Ｇ)が択一的に成立させられる公知の遊星歯車式自動変速機である。例えば、自動変速機１８は、複数の係合装置の何れかの掴み替えにより(すなわち係合装置の係合と解放との切替えにより)変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機である。複数の係合装置はそれぞれ、エンジン１２からの動力を受ける入力軸２４と駆動輪１４に動力を伝達する出力軸２６との間で回転とトルクとを伝達する油圧式の摩擦係合装置である。この入力軸２４は、自動変速機１８の入力回転部材であるが、トルクコンバータ１６のタービン翼車によって回転駆動されるタービン軸と一体的に形成されたトルクコンバータ１６の出力回転部材でもある。前記油圧式の摩擦係合装置は、油圧制御回路４６によってそれぞれ係合と解放とが制御され、その油圧制御回路４６内のソレノイドバルブ等の調圧によりそれぞれのトルク容量すなわち係合力が変化させられて、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するクラッチＣやブレーキＢである。

車両１０には、例えば自動変速機１８の変速制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置７０が備えられている。電子制御装置７０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置７０は、エンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や油圧制御用等に分けて構成される。電子制御装置７０には、各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ５０、入力軸回転速度センサ５２、出力軸回転速度センサ５４、アクセル開度センサ５６、スロットル弁開度センサ５８、吸気温センサ内蔵のエアフローメータ６０、外気圧センサ６２、吸気圧センサ６４など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン回転速度Ｎe、タービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸回転速度Ｎin、車速Ｖに対応する変速機出力軸回転速度Ｎout、運転者による車両１０に対する駆動要求量に対応するアクセル開度θacc、スロットル弁開度θth、エンジン１２の吸入空気量Ｑair、外気温に対応する吸気温ＴＰair、電子スロットル弁４４の上流圧に対応する大気圧すなわち外気圧Ｐatm、電子スロットル弁４４の下流圧に対応する吸気管２８内の圧力である負圧Ｐnegaなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置７０からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路４６に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させる為の油圧制御指令信号Ｓpなどが、スロットルアクチュエータ４２や燃料噴射装置等のエンジン制御装置、油圧制御回路４６などへそれぞれ出力される。

電子制御装置７０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部７２、及び変速制御手段すなわち変速制御部７４を備えている。

エンジン出力制御部７２は、例えばアクセル開度Ａccをパラメータとして車速Ｖと要求駆動力Ｆdemとの予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)公知の関係(駆動力マップ；不図示)から実際のアクセル開度Ａcc及び車速Ｖに基づいて、運転者による車両１０に対する駆動要求量としての要求駆動力Ｆdemを算出する。エンジン出力制御部７２は、例えば駆動輪１４のタイヤ有効半径、現在の自動変速機１８のギヤ段Ｇにおけるギヤ比γ、出力軸２６よりも駆動輪１４側の動力伝達経路における終減速比、及びトルクコンバータ１６のトルク比ｔに基づいて、要求駆動力Ｆdemが得られる要求エンジントルクＴedemを算出する。そして、エンジン出力制御部７２は、例えば要求エンジントルクＴedemが得られるように、スロットルアクチュエータ４２により電子スロットル弁４４を開閉制御する他、燃料噴射量制御の為に燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御の為にイグナイタ等の点火装置を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。尚、トルクコンバータ１６のトルク比ｔは、例えば速度比ｅ(＝タービン回転速度Ｎt／ポンプ回転速度Ｎp(エンジン回転速度Ｎe))とトルク比ｔ、効率、及び容量係数とのそれぞれの予め定められた公知の関係(トルクコンバータ１６の作動特性図；不図示)から実際の速度比ｅに基づいて、電子制御装置７０により算出される。又、前記駆動要求量としては、駆動輪１４における要求駆動力Ｆdem[Ｎ]の他に、駆動輪１４における要求駆動トルク[Ｎｍ]、駆動輪１４における要求駆動パワー[Ｗ]、出力軸２６における要求変速機出力トルク等を用いることもできる。又、駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[％]やスロットル弁開度θth[％]や吸入空気量Ｑair[g/sec]等を用いることもできる。又、要求エンジントルクＴedemは、運転者により要求されたエンジントルクＴeであるドライバ要求トルクであり、要求駆動力Ｆdemを算出することなく、直接的にアクセル開度Ａcc等に基づいて算出されても良い。

変速制御部７４は、例えば車速Ｖと駆動要求量(例えばアクセル開度θacc)との予め定められた公知の関係(変速線図、変速マップ；不図示)から実際の車速Ｖ及び駆動要求量(例えばアクセル開度θacc)に基づいて、成立させるべき自動変速機１８のギヤ段Ｇを判断し、そのギヤ段Ｇを要求ギヤ段Ｇdemとして設定する。変速制御部７４は、その要求ギヤ段Ｇdemが得られる為の変速指令値を油圧制御回路４６へ出力して、自動変速機１８の変速制御を実行する。この変速指令値は、油圧制御指令信号Ｓpの１つである。前記変速マップは、車速Ｖと駆動要求量(例えばアクセル開度θacc)とを変数とする二次元座標上に、アップシフトが判断される為の変速線(アップシフト線)、及びダウンシフトが判断される為の変速線(ダウンシフト線)を有している。この変速マップにおける各変速線は、例えばある駆動要求量を示す線上において実際の車速Ｖが線を横切ったか否か、又は、ある車速Ｖを示す線上において実際の駆動要求量が線を横切ったか否か、すなわち変速線上の変速を実行すべき値(変速点)を横切ったか否かを判断する為のものであり、この変速点の連なりとして予め定められている。

ここで、例えばコースト走行中のアクセルオン時や定常走行中のアクセル踏み増し時などのパワーオン時には、変速制御部７４によりダウンシフトが判断され易くなる。このようなパワーオンダウンシフトでは、例えば駆動要求量の増大量が大きい程、現在のギヤ段Ｇ(以下、現ギヤ段Ｇという)に対してより低車速側(すなわちギヤ比γの大きなローギヤ側)のギヤ段Ｇが要求ギヤ段Ｇdemとして設定される。つまり、６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフト(以下、６→３変速というように表す)、６→２変速などのような、ギヤ段間が隣接しない飛び変速となる要求ギヤ段Ｇdemが設定される。ところで、このようなパワーオンダウンシフトでは、変速に関与する解放側係合装置の解放によって駆動輪１４側からの拘束が緩められたエンジン１２において、エンジントルクＴeの増大に伴ってエンジン回転速度Ｎeが上昇させられる。このようなエンジン回転速度Ｎeの上昇によって変速機入力軸回転速度Ｎinも上昇させられ、その変速機入力軸回転速度Ｎinが変速後の同期回転速度近傍まで上昇したら係合側係合装置が係合させられて変速が終了させられる。この際、例えば高地環境下では、平地環境(低地環境と同意)下と比較して、外気圧Ｐatmが低い為に吸入空気量Ｑairが減少し、パワーオンダウンシフトの変速時間ＴＭshに影響を及ぼすような期間におけるエンジントルクＴeである初期応答トルクが低くされて、パワーオンダウンシフト毎に予め定められた目標変速時間ＴＭshtgt内で変速を完了できない可能性がある。目標変速時間ＴＭshtgtは、例えば変速ショックの抑制と加速応答とをバランス良く両立できるように、予め定められているものであり、目標変速時間ＴＭshtgt内で変速を完了できないということは、加速応答遅れ感を生じさせ易くなる。又、目標変速時間ＴＭshtgt内に変速を完了させる為に、係合側係合装置を係合してエンジン回転速度Ｎeを引き上げると変速ショックが増大する可能性がある。上述したような問題は、エンジン１２のように、良く知られた過給遅れによって、自然吸気エンジンと比較して初期応答トルクが低くされる、排気タービン式過給機を備えるエンジンにて顕著である。

そこで、電子制御装置７０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、更に、目標ギヤ段設定手段すなわち目標ギヤ段設定部７６を備える。目標ギヤ段設定部７６は、変速制御部７４による自動変速機１８のダウンシフト判断時(特には、飛び変速となる要求ギヤ段Ｇdemが設定されるパワーオンダウンシフト判断時)に、吸入空気量Ｑairに基づいて、変速制御部７４により設定された要求ギヤ段Ｇdemを含む、その要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側(すなわちギヤ比γの小さなハイギヤ側)のギヤ段Ｇを、現ギヤ段Ｇからの変速先となる目標ギヤ段Ｇtgtに設定する。つまり、目標ギヤ段設定部７６は、飛び変速となるパワーオンダウンシフトの要求ギヤ段Ｇdem設定時に、吸入空気量Ｑairが比較的多いことで、初期応答トルクが高く、要求ギヤ段Ｇdemへの変速が目標変速時間ＴＭshtgtを達成できる場合には、要求ギヤ段Ｇdemをそのまま目標ギヤ段Ｇtgtに設定する。この場合、変速制御部７４は、要求ギヤ段Ｇdemを目標ギヤ段Ｇtgtとして、現ギヤ段Ｇから要求ギヤ段Ｇdemへの飛び変速を実行する。一方で、目標ギヤ段設定部７６は、飛び変速となるパワーオンダウンシフトの要求ギヤ段Ｇdem設定時に、吸入空気量Ｑairが比較的少ないことで、初期応答トルクが低く、要求ギヤ段Ｇdemへの変速が目標変速時間ＴＭshtgtを達成できない場合には、目標変速時間ＴＭshtgtを達成できる変速先のギヤ段Ｇを目標ギヤ段Ｇtgtに設定する。この場合、変速制御部７４による要求ギヤ段Ｇdemへの変速は、その目標ギヤ段Ｇtgtを中継ギヤ段として分割され、変速制御部７４は、その中継ギヤ段を介して要求ギヤ段Ｇdemへ変速する。その為、目標ギヤ段設定部７６は、吸入空気量Ｑairが少ない場合は、目標ギヤ段Ｇtgtを、吸入空気量Ｑairが多い場合と比較して高車速側とする。又、目標ギヤ段Ｇtgtは、目標変速時間ＴＭshtgtを達成するダウンシフトとなるギヤ段Ｇである。又、目標ギヤ段Ｇtgtは、更に、燃費に対する影響も考慮したギヤ段Ｇとしても良い。

目標ギヤ段設定部７６による目標ギヤ段Ｇtgtの設定の基になる吸入空気量Ｑairは、変速制御部７４によるダウンシフト判断時点における実際の吸入空気量Ｑair(すなわちエアフローメータ６０による検出値)ではない。電子スロットル弁４４が開いてから実際に空気が入って、そのときのスロットル弁開度θthに相応した吸入空気量となるまでには(すなわち空気の応答が落ち着くまでには)、相応の時間(例えば100〜200ms)を要する。その為、目標ギヤ段Ｇtgtの設定の基になる吸入空気量Ｑairは、ダウンシフト判断時点において電子制御装置７０によって算出される、スロットル弁開度θthの増大に伴って増大する吸入空気の応答が収束するまでの所定の空気応答時間が経過したときの吸入空気量Ｑairの推定値(以下、推定吸入空気量Ｑairpという)である。

電子制御装置７０は、外気圧Ｐatm、スロットル弁開度θth、及び負圧Ｐnegaに基づいて推定吸入空気量Ｑairpを算出する。例えば、電子制御装置７０は、予め定められたモデル式から、外気圧Ｐatm、スロットル弁開度θth、及び負圧Ｐnegaに基づいて推定吸入空気量Ｑairpを算出する。これにより、外気圧Ｐatmの違いを反映した推定吸入空気量Ｑairpが適切に算出される。又、排気タービン式過給機を備えるエンジン１２では、アクセルオンからの当初は過給が効いていないが、上記推定吸入空気量Ｑairpの算出では、エンジン１２の過給ラグ(過給遅れ)によって生じる過渡特性も反映される。例えば、外気圧Ｐatmが低くなる高地環境下や過給が効いていない期間では、比較的少ない推定吸入空気量Ｑairpが算出されるので、結果、それに対応する初期応答トルクも低くされる。尚、推定吸入空気量Ｑairpの算出では、更に、吸気温ＴＰairがパラメータに加えられても良い。

目標ギヤ段設定部７６による目標ギヤ段Ｇtgtの設定の具体的手法について、以下に説明する。電子制御装置７０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、更に、比較用数値算出手段すなわち比較用数値算出部７８を備えている。

比較用数値算出部７８は、例えば目標ギヤ段設定部７６による目標ギヤ段Ｇtgtを設定する際に参照する数値(すなわち予め定められた判定閾値との比較に用いる数値)を算出する。この比較に用いる数値は、例えばエンジントルクＴe(すなわち初期応答トルク)である。具体的には、比較用数値算出部７８は、変速制御部７４によるダウンシフト判断時点にて、推定吸入空気量Ｑairpに基づいてエンジントルクＴe(すなわち初期応答トルク)を算出するトルク算出手段すなわちトルク算出部８０を機能的に備えている。このときのエンジントルクＴeは、例えば空気応答時間経過後に発生するであろう最大のエンジントルクＴe(以下、最大トルク(Ａ)という)であり、パワーオンダウンシフトの変速時間ＴＭshに影響を与えるエンジントルクとなる。トルク算出部８０は、例えば吸入空気量Ｑairをパラメータとしてエンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとの予め定められた公知の関係(エンジントルクマップ；不図示)から、推定吸入空気量Ｑairp及び実際のエンジン回転速度Ｎeに基づいて最大トルク(Ａ)を算出する。

目標ギヤ段設定部７６は、トルク算出部８０により算出された最大トルク(Ａ)が所定の許容トルク以上であるか否かに基づいて、目標ギヤ段Ｇtgtを設定する。上記所定の許容トルクは、例えば目標ギヤ段Ｇtgtへの変速時間ＴＭshを目標変速時間ＴＭshtgt以内とする為の予め定められたエンジントルク下限値(すなわち最大トルク(Ａ)の下限値)である。又、上記所定の許容トルクは、例えばダウンシフトにおけるギヤ段間毎に予め定められており、更に、車速Ｖに応じて変化するように予め定められていても良い。又、目標変速時間ＴＭshtgtは、例えばダウンシフトにおけるギヤ段間毎に予め定められており、更に、車速Ｖに応じて変化するように予め定められていても良い。

上述した、目標ギヤ段Ｇtgtの設定の具体的手法により、推定吸入空気量Ｑairpに基づいて目標ギヤ段Ｇtgtが適切に設定される。この際、目標変速時間ＴＭshtgt以内でダウンシフトが達成されるか否かに基づいて、目標ギヤ段Ｇtgtが適切に設定される。又、最大トルク(Ａ)が、要求ギヤ段Ｇdemへの飛び変速に対応する所定の許容トルク未満であるときには、要求ギヤ段Ｇdemへのダウンシフトが適切な変速時間ＴＭshとならない為に、要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側のギヤ段Ｇである目標ギヤ段Ｇtgtへ一旦ダウンシフトした後に、要求ギヤ段Ｇdemへダウンシフトするという変速制御が実行される。又、エンジン１２の過給ラグによって生じる過渡特性を反映した最大トルク(Ａ)が適切に算出され、目標ギヤ段Ｇtgtが適切に設定される。最大トルク(Ａ)が高い場合は、エンジン回転速度Ｎeの立ち上がりが早くなることから変速時間ＴＭshは短くなり、反対に、最大トルク(Ａ)が低い場合は、エンジン回転速度Ｎeの立ち上がりが遅くなることから変速時間ＴＭshは長くなる。この最大トルク(Ａ)は、推定吸入空気量Ｑairpやエンジン１２の作動状態に応じて変化することから、例えば最大トルク(Ａ)に基づいて目標ギヤ段Ｇtgtを設定することで、より精度良く目標変速時間内に変速可能か否かを判断することができる。

図２は、電子制御装置７０の制御作動の要部すなわちダウンシフトにおける変速時間ＴＭshが間延びすることによって生じる加速応答遅れ感を抑制する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図３は、図２のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。

図２において、先ず、変速制御部７４に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、例えば実際の車速Ｖ或いは実際の駆動要求量(例えばアクセル開度θacc)がダウンシフト線を横切ったか否かに基づいて、飛び変速となる要求ギヤ段Ｇdemが設定されるパワーオンダウンシフトを実行すべきか否かが判断される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は目標ギヤ段設定部７６に対応するＳ２０において、例えば初回の実行時は、現ギヤ段(現在ギヤ段)Ｇが仮の目標ギヤ段Ｇtgt(以下、仮目標ギヤ段Ｇtgttという)に設定される。又、例えば２回目以降の実行時は、仮目標ギヤ段Ｇtgttよりも１段低車速側のギヤ段である(仮目標ギヤ段Ｇtgtt−１)が仮目標ギヤ段Ｇtgttに設定される。次いで、目標ギヤ段設定部７６に対応するＳ３０において、例えば前記Ｓ２０にて設定された仮目標ギヤ段Ｇtgttと、前記Ｓ１０にて設定された要求ギヤ段Ｇdemとが一致するか否かが判断される。このＳ３０の判断が否定される場合は目標ギヤ段設定部７６に対応するＳ４０において、例えば最大トルク(Ａ)が(仮目標ギヤ段Ｇtgtt−１)へのダウンシフトに対応する所定の許容トルク以上であり、且つ(仮目標ギヤ段Ｇtgtt−１)へのダウンシフトによってエンジン回転速度Ｎeが予め定められた上限エンジン回転速度Ｎelimまで上昇しないか否かに基づいて、(仮目標ギヤ段Ｇtgtt−１)のギヤ段Ｇを目標ギヤ段Ｇtgtに設定できるか否かが判断される。この上限エンジン回転速度Ｎelimは、例えばエンジン１２の過回転を防止する為のフューエルカットを実行するエンジン回転速度領域に入らないエンジン回転速度Ｎeの上限値である。上記Ｓ４０の判断が肯定される場合は、上記Ｓ２０に戻る。一方で、上記Ｓ３０の判断が肯定されるか或いは上記Ｓ４０の判断が否定される場合は目標ギヤ段設定部７６に対応するＳ５０において、例えば上記Ｓ２０にて設定された仮目標ギヤ段Ｇtgttが目標ギヤ段Ｇtgtに設定される。次いで、変速制御部７４に対応するＳ６０において、例えば現ギヤ段Ｇから目標ギヤ段Ｇtgtへのダウンシフト制御が実行される。

図３において、実線は平地における一例であり、太破線はその平地よりも標高が高い高地における一例である。何れの例も、現ギヤ段Ｇは６速ギヤ段であり、要求ギヤ段Ｇdemが２速ギヤ段の飛び変速となるパワーオンダウンシフトが判断されている。平地では、ｔ１時点のパワーオンダウンシフト判断時に、最大トルク(Ａ)_平地が要求ギヤ段Ｇdemへのダウンシフトに対応する所定の許容トルク以上であり、且つ要求ギヤ段Ｇdemへのダウンシフトによってエンジン回転速度Ｎeが上限エンジン回転速度Ｎelimまで上昇しないと判定されたことで、要求ギヤ段Ｇdemがそのまま目標ギヤ段Ｇtgtに設定され、第１変速で、その目標ギヤ段Ｇtgtである２速ギヤ段へのダウンシフトが実行されている。一方で、高地では、ｔ１時点のパワーオンダウンシフト判断時に、平地と比較して低くされた最大トルク(Ａ)_高地が要求ギヤ段Ｇdemへのダウンシフトに対応する所定の許容トルク未満である為に、最大トルク(Ａ)_高地が所定の許容トルク以上となることを満たす目標ギヤ段Ｇtgtである４速ギヤ段が中継ギヤ段として設定され、第１変速で、その４速ギヤ段へのダウンシフトが実行されている。そして、ｔ２時点の第１変速終了時点から、要求ギヤ段Ｇdemである２速ギヤ段へのダウンシフトが実行されている。

上述のように、本実施例によれば、ダウンシフト判断時の推定吸入空気量Ｑairpが比較的少ない為に、ダウンシフトにおける変速時間ＴＭshに影響を及ぼすような変速期間中の最大トルク(Ａ)が比較的小さくされて、変速時間ＴＭshが比較的長くされてしまうときは、要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側のギヤ段Ｇへ一旦変速した後に要求ギヤ段Ｇdemへ変速するという変速制御が実行し易くされる。よって、ダウンシフトにおける変速時間ＴＭshが間延びすることによって生じる(換言すれば、自動変速機１８を介した動力伝達量が低下する期間が長くなることによって生じる)、加速応答遅れ感を抑制することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、目標ギヤ段設定部７６による目標ギヤ段Ｇtgtを設定する際に参照する数値は、エンジントルクＴe(すなわち初期応答トルク)であったが、これに限らない。例えば、この参照する数値は、変速時間ＴＭshであっても良い。具体的には、図４に示すように、比較用数値算出部７８は、トルク算出部８０を機能的に備えることに替えて、変速制御部７４によるダウンシフト判断時点にて、推定吸入空気量Ｑairpに基づいて変速時間ＴＭshを算出する変速時間算出手段すなわち変速時間算出部８２を機能的に備えている。変速時間算出部８２は、トルク算出部８０と同等の機能も有しており、推定吸入空気量Ｑairpに基づいて最大トルク(Ａ)を算出し、最大トルク(Ａ)と自動変速機１８のダウンシフトに関与する解放側係合装置のトルク容量とに基づいて、要求ギヤ段Ｇdemへの変速時間ＴＭshを算出する。例えば、変速時間算出部８２は、最大トルク(Ａ)にトルクコンバータ１６のトルク比ｔを乗じたトルクである自動変速機１８の入力トルクＴin(＝最大トルク(Ａ)×ｔ)と、解放側係合装置のトルク容量とで、変速機入力軸回転速度Ｎinが変速後の同期回転速度へ向かって上昇するときの傾きを算出し、その変速後の同期回転速度に到達するまでの時間を変速時間ＴＭshとして算出する。或いは、変速時間算出部８２は、トルク算出部８０と同等の機能を有することなく、ダウンシフトにおけるギヤ段間毎に予め定められた吸入空気量Ｑairに応じた変速時間ＴＭshから、推定吸入空気量Ｑairp及びダウンシフトにおけるギヤ段間に基づいて変速時間ＴＭshを算出しても良い。そして、目標ギヤ段設定部７６は、変速時間算出部８２により算出された変速時間ＴＭshが目標変速時間ＴＭshtgt以内であるか否かに基づいて、目標ギヤ段Ｇtgtを設定する。その為、要求ギヤ段Ｇdemへの変速時間ＴＭshが要求ギヤ段Ｇdemに対応する変速時間ＴＭsh以内とならない場合には、要求ギヤ段Ｇdemよりも１段高車速側のギヤ段である(要求ギヤ段Ｇdem＋１)への変速時間ＴＭshが算出され、その変速時間ＴＭshが(要求ギヤ段Ｇdem＋１)に対応する変速時間ＴＭsh以内であるか否かに基づいて、目標ギヤ段Ｇtgtを設定するというように、変速時間ＴＭsh以内となる目標ギヤ段Ｇtgtが設定されるまで、１段ずつ高車速側へ変更されたギヤ段Ｇにおいて、変速時間ＴＭshがそのギヤ段Ｇに対応する変速時間ＴＭsh以内であるか否かが判定される。このようにすれば、推定吸入空気量Ｑairpに基づいて目標ギヤ段Ｇtgtが適切に設定される。従って、要求ギヤ段Ｇdemへのダウンシフトが目標変速時間ＴＭshtgtを達成できず、動力伝達量が低下する期間が長引いてしまうときは、要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側のギヤ段Ｇである目標ギヤ段Ｇtgtへ一旦ダウンシフトした後に、要求ギヤ段Ｇdemへダウンシフトするという変速制御が実行される。又、エンジン１２の過給ラグによって生じる過渡特性を反映した変速時間ＴＭshが適切に算出され、目標ギヤ段Ｇtgtが適切に設定される。又、最大トルク(Ａ)に基づいて変速時間ＴＭshを算出することで、より精度良く目標変速時間ＴＭshtgt内に変速可能か否かを判断することができる。

前述の実施例において、要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側のギヤ段Ｇである目標ギヤ段Ｇtgtへ一旦ダウンシフトする場合には、そのダウンシフトの終了時点では、過給ラグが解消されて、実エンジントルクＴeは駆動要求量に対応するトルク値を発生していると考えられる。しかしながら、過給ラグによっては、未だ、駆動要求量に対応する実エンジントルクＴeとならない可能性がある。そこで、変速制御部７４は、要求ギヤ段Ｇdemよりも高車速側の目標ギヤ段Ｇtgtへダウンシフトした後に、要求ギヤ段Ｇdemへダウンシフトする際は、その目標ギヤ段Ｇtgtにあるときに、エンジン１２の過給圧が過給遅れ後に駆動要求量に対応する程の値まで上昇したことを条件としても良い。このようにすれば、過給圧が十分に上昇した後に要求ギヤ段Ｇdemへダウンシフトすることで、その要求ギヤ段Ｇdemへ迅速に変速を行うことができる。

また、前述の実施例では、エンジン１２は排気タービン式過給機３６を備えたエンジンであったが、これに限らない。例えば、このような排気タービン式過給機３６に換えて、エンジン１２によって回転駆動される機械ポンプ式の過給機が単独で或いは排気タービン式過給機３６と併用で設けられていても良い。或いは、過給機は必ずしも備えられていなくても良い。自然吸気エンジンであっても、標高の違い等で吸入空気量Ｑairが変化させられる為、本発明を自然吸気エンジンに適用した場合でも、加速応答遅れ感を抑制するという一定の効果を得ることができる。

また、前述の実施例では、自動変速機１８は公知の遊星歯車式自動変速機であったが、これに限らない。例えば、自動変速機１８は、変速過渡中に動力伝達量が低下する期間があるような自動変速機であれば良い。具体的には、自動変速機１８は、公知の同期噛合型平行２軸式変速機ではあるがアクチュエータによりギヤ段が自動的に切換られる同期噛合型平行２軸式自動変速機、その同期噛合型平行２軸式自動変速機であるが入力軸を２系統備える公知のＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）などであっても良い。

また、前述の実施例では、トルクコンバータ１６が用いられていたが、トルク増幅作用のない流体継手などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又、トルクコンバータ１６は必ずしも設けられなくても良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：エンジン
１４：駆動輪
１８：自動変速機
７０：電子制御装置(制御装置)

Claims (1)

1. エンジンの動力を駆動輪へ伝達する動力伝達経路の一部を構成する自動変速機を備えた車両において、駆動要求量に基づいて設定された前記自動変速機の要求ギヤ段への変速制御を実行する、車両の制御装置であって、
   前記自動変速機のダウンシフト判断時に、前記エンジンの吸入空気量に基づいて、前記要求ギヤ段を含む、前記要求ギヤ段よりも高車速側のギヤ段を、現ギヤ段からの変速先となる目標ギヤ段に設定する目標ギヤ段設定部を含み、
   前記目標ギヤ段設定部は、前記吸入空気量が少ない場合は、前記目標ギヤ段を、前記吸入空気量が多い場合と比較して高車速側とすることを特徴とする車両の制御装置。

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