JP2017155900A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク相でエンジントルクをＦＢ制御するアップシフトにおいて、終了時のショックを防止もしくは抑制する。【解決手段】アップシフトのトルク相において低速側の変速段の変速比と自動変速機の出力軸回転数とで決まる低速側同期回転数より予め定めた回転数だけ高い回転数を目標エンジン回転数として設定し、実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との差に基づく制御偏差を用いてエンジンのトルクをフィードバック制御し（ステップＳ１０）、トルク相の終了時点におけるフィードバック偏差を第２摩擦係合機構の係合油圧についての補正油圧に置換し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、アップシフトのイナーシャ相における第２摩擦係合機構の油圧指令値を補正油圧によって補正する（ステップＳ１３）。【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、変速比をステップ的に変化させる自動変速機における変速を制御する装置に関するものである。

加速操作されて車速が増大し、それに伴って変速比を低下させるアップシフトは、エンジンなどの駆動力源の出力が増大している状態で駆動力源の回転数を低下させる変速になるので、変速に伴って駆動力が変化しやすい。特に低速側の変速段で係合していた係合機構を解放し、かつ変速後の高速側の変速段を設定する係合機構を係合させるクラッチ・ツウ・クラッチ変速では、切替過程における各係合機構のトルク容量の過不足などが原因で駆動力が落ち込んだり、あるいは駆動力の変化幅が大きくなってショックが生じたりしやすい。特許文献１には、クラッチ・ツウ・クラッチ変速におけるトルク相での駆動力の落ち込みやショックを低減するために、駆動力源であるモータあるいはエンジンでトルク補償を行うように構成された装置が記載されている。特許文献１に記載された装置では、トルク補償量を実験などによって決めておき、トルク補償のタイミングを学習している。また、その学習の進行の程度に応じてトルク補償率を変更しており、学習が進行していない状態ではトルク補償率を小さくしている。

また、自動変速機における変速に関与するクラッチの制御として、目標回転数と実回転数との偏差に基づいて、クラッチのトルク容量をフィードバック制御する装置が特許文献２に記載されている。さらに、特許文献３には、パワーオンダウンシフトの際にエンジントルクを補正するように構成された装置が記載されている。この特許文献３に記載された装置は、パワーオンダウンシフト時の入力回転数についての目標値と実際値との偏差に基づいてエネルギの過不足分を算出し、算出されたエネルギの過不足分に応じてエンジントルクを補正するように構成されている。

特開２０１０−１１５９８３号公報 特開２００７−２３９８３２号公報 特開２００１−１２４１９６号公報

特許文献１に記載された装置は、トルク相でのトルク補償量を実験で求めたトルクとしている。しかしながら、駆動力源としてエンジン（内燃機関）を使用している場合、エンジンの出力トルクには不可避的なばらつきがあり、また変速を実行するクラッチなどの摩擦係合機構の伝達トルク容量に不可避的なばらつきがある。そのため、トルク補償量を実験などで求めた一定値にすると、エンジントルクのばらつきや摩擦係合機構の伝達トルク容量のばらつきを反映した制御を行うことができないので、駆動力の落ち込みやショックを必ずしも十分には抑制することができない可能性がある。また、特許文献１に記載された装置では、学習制御によってトルク補償率を変更していることにより、トルク相でのエンジントルクやクラッチの伝達トルク容量が次第に適正化されることもある。しかしながら、トルク相でのトルク補償率がイナーシャ相でのトルク制御に影響を及ぼして変速終了時のトルク変化が大きくなり、これが原因でショックが生じる可能性がある。

トルク相でのエンジン回転数制御として、特許文献２に記載されているようにクラッチの伝達トルク容量をフィードバック制御することが可能である。しかしながら、トルク相が終了し、イナーシャ相が開始した時点においてもフィードバック偏差に基づく補正量が残っている場合がある。そのような場合には、残存している補正量を伴う制御がイナーシャ相において実行されることになり、その結果、変速終了時に前記補正量に応じたトルクの変化が生じ、これがショックとなる可能性がある。

また、特許文献３に記載された装置は、パワーオンダウンシフトの際のエンジントルクを制御する装置であるから、アップシフトの制御に直ちには使用することができない。しかも、特許文献３に記載された装置は、変速の際のエネルギの過不足をエンジントルクで是正するように構成されているので、入力回転数を目標値に追従させることができるとしても、アップシフトの際のトルク相での駆動力の落ち込みやショックを抑制することは困難である。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、クラッチ・ツウ・クラッチ変速でのアップシフトの際における駆動力の落ち込みやショックなどを効果的に抑制することのできる変速制御装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記の目的を達成するために、低速側の変速段を設定するために油圧によって係合させられる第１摩擦係合機構と、前記低速側の変速段より変速比が小さい高速側の変速段を設定するために油圧によって係合させられる第２摩擦係合機構とを有する自動変速機がエンジンの出力側に連結され、前記エンジンがトルクを出力している状態で、第１摩擦係合機構を解放させかつ前記第２摩擦係合機構を係合させることによりアップシフトを行う自動変速機の変速制御装置において、前記第１摩擦係合機構および第２摩擦係合機構の油圧と前記エンジンのトルクとを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記アップシフトのトルク相において前記低速側の変速段の変速比と前記自動変速機の出力軸回転数とで決まる低速側同期回転数より予め定めた回転数だけ高い回転数を目標エンジン回転数として設定し、実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との差に基づく制御偏差を用いて前記エンジンのトルクをフィードバック制御し、前記トルク相の終了時点における前記フィードバック偏差を前記第２摩擦係合機構の係合油圧についての補正油圧に置換し、前記アップシフトのイナーシャ相における前記第２摩擦係合機構の油圧指令値を前記補正油圧によって補正するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、クラッチ・ツウ・クラッチ変速のアップシフトにおけるトルク相では、エンジンの回転数が変速前の低速段での同期回転数より高い回転数となるように、エンジントルクがフィードバック制御される。エンジントルクや摩擦係合機構のトルクのバラツキは、エンジン回転数の増大もしくは低下となって現れる。本発明の変速制御装置では、トルク相において、エンジン回転数を変速前の低速段での同期回転数より高い回転数を目標回転数として制御するので、エンジントルクや摩擦係合機構のトルクのバラツキがあってもエンジン回転数が同期回転数を大きく下回ることを抑制することができる。そして、エンジン回転数のそのような制御は、エンジントルクをフィードバック制御することにより行われるので、エンジントルクはエンジン回転数を同期回転数に維持するトルクより大きくなる。そのため、エンジントルクや摩擦係合機構の伝達トルク容量にバラツキがあっても、アップシフトのトルク相において駆動トルクが大きく落ち込むことを防止もしくは抑制することができる。

トルク相の終了時、すなわちイナーシャ相の開始時においても、トルク相で実行していたフィードバック制御による制御偏差が生じていることがある。これに対して、イナーシャ相における係合側の摩擦係合装置の伝達トルク容量すなわち油圧は、変速前の変速段と変速後の変速段などの変速の内容に応じて決められるとしても、トルク相において残存する制御偏差に応じた油圧は制御量に含まれていない。そこで、本発明では、前述したように、トルク相において残存した制御偏差に応じて前記係合側摩擦係合装置の油圧が補正される。そのため、本発明によれば、上記の制御偏差がイナーシャ相において解消されるので、変速終了時の駆動トルクの変化が滑らかになり、変速ショックを改善することができる。

本発明の変速制御装置で対象とする車両のパワートレーンおよび制御系統を模式的に示すブロック図である。 本発明の変速制御装置で実行される制御の一例の一部を説明するためのフローチャートである。 本発明の変速制御装置で実行される制御の一例の他の部分を説明するためのフローチャートである。 図２Ａおよび図２Ｂに示す制御を実行した場合のエンジン回転数、クラッチの油圧、エンジントルク、ならびに駆動トルクの変化の一例を模式的に示すタイムチャートである。

図１は本発明で対象とする自動変速機を有する車両のパワートレーンを模式的に示しており、駆動力源であるエンジン（内燃機関）１の出力側に自動変速機２が連結されている。自動変速機２は、変速比が互いに異なる複数の変速段を設定することのできる有段変速機であり、クラッチやブレーキなどの係合機構（以下、単にクラッチと記す）の係合および解放の組み合わせに応じた変速段（変速比）が設定されるように構成されている。そのクラッチは、一例として、油圧によって係合および解放させられ、また油圧に応じた伝達トルク容量を持つ油圧式の摩擦係合機構である。図１には、所定の低速側の変速段で係合させられるクラッチＣ１と、その低速側の変速段より高速側の他の変速段で係合させられるクラッチＣ２とを模式的に示してある。なお、クラッチＣ１が本発明の実施形態における第１摩擦係合機構に相当し、クラッチＣ２が本発明の実施形態における第２摩擦係合機構に相当する。自動変速機２の出力側にプロペラシャフト３が連結され、そのプロペラシャフト３は終減速機であるデファレンシャルギヤ４に連結されている。そのデファレンシャルギヤ４から左右の車軸５を介して駆動輪６に駆動力（駆動トルク）を伝達するように構成されている。

エンジン１は、燃料の供給や点火時期あるいは燃焼気筒数を電気的に制御できるように構成されている。その制御を行うための電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）７が設けられている。このＥ−ＥＣＵ７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号としてエンジン１に出力するように構成されている。このＥ−ＥＣＵ７には、車速センサ８やアクセル開度センサ９、エンジン回転数センサ（図示せず）などが連結され、車両の走行状態を示すデータとして車速やアクセル開度、エンジン回転数などが各センサからＥ−ＥＣＵ７に入力されている。

自動変速機２は、上記のクラッチの係合および解放の状態に応じて所定の変速段に設定される歯車変速機構と、その歯車変速機構の入力側に配置されたトルクコンバータ（図示せず）とを備えている。なお、歯車変速機構は例えば前掲の特許文献１に記載されている構成と同様の構成の機構であってよい。また、トルクコンバータはロックアップクラッチを有する従来知られている構成のものであってよい。そのロックアップクラッチや前述したクラッチの係合や解放の制御を主として行う油圧制御部１０が設けられている。油圧制御部１０は、電気的に制御されるバルブ（図示せず）によってライン圧を制御し、またロックアップクラッチやクラッチなどに対する油圧の供給および排出、ならびにクラッチの伝達トルク容量を設定するための油圧などを制御するように構成されている。この油圧制御部１０は、従来知られている車両用自動変速機に備えられている油圧制御部と同様の構成のものであってよい。

油圧制御部１０を介して自動変速機２を制御するための電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１１が設けられている。このＴ−ＥＣＵ１１は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、上記のＥ−ＥＣＵ７とデータ通信可能に接続されている。また、Ｔ−ＥＣＵ１１は、車速やアクセル開度などのデータが入力され、それらの入力されたデータおよび予め記憶しているデータを使用して演算を行い、演算結果を制御指令信号として油圧制御部１０に出力するように構成されている。Ｔ−ＥＣＵ１１が予め記憶しているデータには、変速線図が含まれる。変速線図は、一例として、車速とアクセル開度とによって変速段の領域を定めた線図であって、アップシフト線とダウンシフト線とが定められ、車速とアクセル開度とによって決まる走行状態がアップシフト線を横切るように変化することによりアップシフトの判断が成立し、また走行状態がダウンシフト線を横切るように変化することによりダウンシフトの判断が成立するように構成されている。

車速の増大によってアップシフトの判断が成立し、そのアップシフトがクラッチＣ１を解放し、かつクラッチＣ２を係合させる変速（クラッチ・ツウ・クラッチ変速）の場合、本発明の実施形態における変速制御装置は、以下に説明する制御を実行するように構成されている。図２Ａおよび図２Ｂにその制御の一例をフローチャートで記載してあり、ここに示す各ステップでの制御は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速のアップシフトにおけるトルク相およびイナーシャ相において、前述したＥ−ＥＣＵ７あるいはＴ−ＥＣＵ１１によって実行される。したがってこれらＥ−ＥＣＵ７およびＴ−ＥＣＵ１１が、本発明の実施形態におけるコントローラに相当している。図２Ａに示すトルク相での制御例では、先ず、アップシフトの条件が成立した否かが判断される（ステップＳ１）。このアップシフトは、ここで説明している制御例では、前述した一方のクラッチＣ１（以下、解放側クラッチと記すことがある。）を解放し、かつ他方のクラッチＣ２（以下、係合側クラッチと記すことがある。）を係合させる変速である。このステップＳ１の判断は、前述したように、走行状態がアップシフト線を高車速側に横切るように変化したか否か、もしくはそのような走行状態の変化によって出力される変速信号の有無などによって行うことができる。

ステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく図１に示すルーチンを一旦終了する。これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合には、解放側クラッチＣ１に掛かるトルクが算出され、かつドライバーが要求する駆動力を伝達できる最低トルク（最低伝達トルク容量）が算出される（ステップＳ２）。エンジン１が出力するトルクは吸入空気量や燃料噴射量などに応じたトルクとなり、またアップシフト前の変速段での変速比やその変速段を設定しているクラッチＣ１の歯車機構中の位置などによってクラッチＣ１のトルクの入力トルクに対する比率が決まるから、これらエンジントルクや歯車機構の構成などに基づいてクラッチＣ１に掛かるトルクが算出される。また、ドライバーの要求駆動力は、車速やアクセル開度ならびに予め用意されている駆動力マップに基づいて求められ、その要求駆動力に応じたクラッチＣ１のトルク、すなわち要求駆動力を滑りを生じることなく伝達できるクラッチＣ１の最低トルクが算出される。

自動変速機２で変速を生じることなく車両が定常的に走行している場合にはクラッチＣ１にはライン圧もしくはこれに近い油圧が供給され、その伝達トルク容量は要求駆動力に応じた伝達トルク容量よりも大きくなっている。そこで、ステップＳ２で上記の最低トルクが算出されると、アップシフトを実行するために、先ず、解放側クラッチＣ１の油圧が、上記の最低トルクに相当する油圧（最低伝達トルク容量を設定する油圧）にまで低下させられる。そして、解放側クラッチＣ１の油圧が前記最低トルクに相当する油圧からスイープダウンされる（ステップＳ３）。この場合の油圧の低下勾配は、変速の遅れの原因とならず、また制御がオーバーシュートすることがないなどの条件を満たすように設計上、予め決めておくことができる。なお、係合側クラッチＣ２の油圧が次第に増大させられる。

ついで、エンジン１の回転数Ｎｅの吹き上がりが判定される（ステップＳ４）。回転数の吹き上がりとは、回転数が想定もしくは規定している回転数より高い回転数になることであり、ここで説明している例では、エンジン１の回転数Ｎｅが変速前の低速側変速段での同期回転数より高回転数になることである。なお、同期回転数は低速側変速段での変速比と車速（もしくは前記プロペラシャフト３の回転数である出力軸回転数）とに基づいて求められる。したがって、ステップＳ４の判定は、エンジン１の回転数Ｎｅが同期回転数に対して予め定められた回転数（例えば数十ｒｐｍ）上回ったことによって行うことができる。

上記のステップＳ３での油圧のスイープダウンは、解放側クラッチＣ１が前記要求駆動力を滑りを生じることなく伝達できる最低の伝達トルク容量となっている状態からの油圧の低下であるから、ステップＳ３の制御を開始した後に解放側クラッチＣ１に滑りが生じてエンジン１の回転数Ｎｅが吹き上がる。したがって、エンジン１の回転数Ｎｅが吹き上がらずにステップＳ４で否定的に判断されている間は、ステップＳ３の制御が継続される。そして、解放側クラッチＣ１の油圧が低下してエンジン１の回転数Ｎｅが吹き上がることによりステップＳ４で肯定的に判断される。その場合は、ステップＳ５に進んで、エンジントルクＴｅと係合側クラッチＣ２のトルクが、自動変速機２のギヤトレーンの構成に応じた運動方程式から算出される。また、同時にエンジン１の回転数Ｎｅを同期回転数より高い回転数（目標回転数）に維持するようにエンジントルクＴｅがフィードバック（ＦＢ）制御される。その運動方程式の一例は、以下のとおりである。
Ｔ_ｏ＝Ａ・Ｔ_ｔ−Ｂ・Ｔ_Ｃ１＋Ｃ・Ｔ_Ｃ２
ｄω_ｔ／ｄｔ＝Ｄ・Ｔ_ｔ＋Ｅ・Ｔ_Ｃ１−Ｆ・Ｔ_Ｃ２
ここで、Ｔ_ｏは出力軸トルク（自動変速機２から出力されるトルク）であり、Ｔ_ｔは自動変速機２におけるトルクコンバータのタービンのトルクであって入力トルクに相当し、トルクコンバータにおけるロックアップクラッチが係合している場合にはエンジントルクＴｅに一致し、ロックアップクラッチが解放している場合には、エンジントルクＴｅにトルクコンバータの速度比を掛けた値となる。Ｔ_Ｃ１は解放側クラッチＣ１のトルク、Ｔ_Ｃ２は係合側クラッチＣ２のトルク、ω_ｔはタービンの回転速度、ＡからＦのそれぞれは実験などに基づいて求められた定数である。

エンジントルクＴｅおよび係合側クラッチＣ２のトルクＴ_Ｃ２を演算するのにあたって、出力軸トルクＴ_Ｏの値は、一定値に設定される。すなわち変化量ΔＴ_Ｏが「０」（ΔＴ_Ｏ＝０）となる値に設定される。その一定値は、アップシフトの判断が成立した時点のトルク値であってよい。また、タービン回転数ω_ｔの変化率（ｄω_ｔ／ｄｔ）は、変速開始の前後で同じになるように設定し、具体的にはアップシフトの判断が成立した時点の同期回転数の変化率（Δ変速前同期回転数）と同じに設定する。そして、解放側クラッチＣ１のトルクは、ステップＳ３でスイープダウンされている油圧に応じた値となる。したがって、上述した二つの式に基づいてエンジントルクＴｅおよび係合側クラッチＣ２のトルクＴ_Ｃ２を算出することができる。

また、維持されるエンジン回転数Ｎｅもしくは目標回転数は、アップシフト前の変速段（低速段）での同期回転数に所定の偏差（スリップ回転数）を加算した回転数である。したがって、エンジン回転数Ｎｅを維持する制御は、上述した同期回転数に加算される回転数（いわゆるスリップ回転数）を一定に維持する制御になる。設計上定められたスリップ回転数と検出された実際の回転数との差を制御偏差として、エンジントルクＴｅがＦＢ制御される。その制御は、前記運動方程式から求めたエンジントルクＴｅを補正する制御であってよい。エンジン１の出力トルクは、吸入空気量および燃料噴射量によって変化し、またガソリンエンジンであれば、点火時期によっても変化するから、エンジントルクＴｅのＦＢ制御は、スロットル開度あるいは点火時期を変化させることにより行ってもよい。なお、本発明の実施形態における変速制御装置は、要は、エンジントルクＴｅを、上記の設計上定められたスリップ回転数を加味した前記目標回転数と検出された実際の回転数との差を制御偏差としてＦＢ制御するから、前述した運動方程式から求められたエンジントルクＴｅをＦＢ制御によって補正することに替えて、アップシフト制御開始時のエンジントルクＴｅや適宜に設定したエンジントルク値を上記のＦＢ制御によって補正することとしてもよい。

エンジントルクＴｅをＦＢ制御している過程で解放側クラッチＣ１のトルクＴ_Ｃ１が「０」になったか否かが判断される（ステップＳ６）。このステップＳ６の判断は、より具体的には、解放側クラッチＣ１の油圧もしくはその指令値が予め定めた「０」に近い所定値以下になったか否かを判断することにより行われる。このステップＳ６で否定的に判断された場合、すなわち解放側クラッチＣ１のトルクが「０」に到っていない（解放状態に到っていない）場合には、ステップＳ５に戻って従前の制御が継続される。

これとは反対にステップＳ６で肯定的に判断された場合には、上記の運動方程式に基づいたトルクの算出を終了する処理が実行される（ステップＳ７）。これと同時に、もしくはこれに続けて、エンジントルクＴｅをその時点の値に保持する制御と、係合側クラッチＣ２のトルク（油圧）をその時点までの上昇勾配（増大率）と同様の勾配（増大率）で増大させる制御とが開始される（ステップＳ８）。このステップＳ８の制御が実行されている過程でイナーシャ相の開始が判定される（ステップＳ９）。イナーシャ相は、自動変速機２のエンジン１を含むパワートレーンにおける回転部材の回転数が変速後の変速段での同期回転数に向けて変化している期間であり、その判定は、従来知られているように、エンジン回転数Ｎｅが変速前の低速段での同期回転数に対して予め定めた回転数、低下したことによって判定してもよく、あるいは解放側クラッチＣ１のトルクもしくは油圧に基づいて判定してもよく、さらにはエンジントルクＴｅの内容が上記のステップＳ８による制御に変化したことに基づいて判定してもよい。

イナーシャ相の開始の判定が成立しないことによりステップＳ９で否定的に判断された場合には、ステップＳ８に戻って従前の制御が継続される。これとは反対に、イナーシャ相の判定が成立してステップＳ９で肯定的に判断された場合には、イナーシャ相での制御である図２Ｂに示す制御が実行される。

図２Ｂに示すステップＳ１０は、前述した図２Ａに示すステップＳ９において肯定的に判断された場合に実行される。このステップＳ１０では、イナーシャ相におけるエンジン回転数Ｎｅについての目標回転数が算出され、またセンサによって検出された実際のエンジン回転数Ｎｅとその目標回転数と偏差に基づくエンジントルクＴｅのフィードバック（ＦＢ）制御が実行される。目標回転数は、イナーシャ相の開始時とイナーシャ相終了時（または変速終了時）とにおけるエンジン回転数の変化量を、設計上予め定めたイナーシャ相の時間（目標イナーシャ相時間）で除算して求めることができる。したがって、目標回転数は、単位時間ごとに所定回転数を減じた回転数と言うことができる。

前述したようにトルク相においてもエンジントルクのＦＢ制御が実行されていたので、トルク相の終了時点においてフィードバック残差（ＦＢ残差）が生じていることがある。ＦＢ残差は、トルク相の終了時におけるフィードバック補正量（ＦＢ補正量）であり、エンジントルクや係合側クラッチＣ２の伝達トルク容量（もしくは油圧）などのバラツキが要因となって生じる。したがってＦＢ偏差は、正の値の場合もあり、あるいは負の値になる場合もある。ステップＳ１１では、前述した運動方程式を用いて、ＦＢ残差が係合側のクラッチＣ２のトルクに換算される。
Ｄ・ΔＴ_ｔ＝Ｆ・ΔＴ_Ｃ２
ここで、ΔＴ_ｔはＦＢ残差であり、ΔＴ_Ｃ２は係合側クラッチＣ２のトルクについての補正量であり、ＤおよびＦは前述した係数である。

ついで、係合側クラッチＣ２のトルクについての補正量ΔＴ_Ｃ２（Ｎｍ）が油圧（ｋＰａ）に換算される（ステップＳ１２）。クラッチのトルクとそのクラッチの油圧との関係は、クラッチごとにその構造や経時変化などに応じて予め決まっているので、その関係を用いて上記の補正量ΔＴ_Ｃ２を油圧に換算することができる。なお、上記のステップＳ１０の制御とステップＳ１１およびステップＳ１２との制御は、いずれを先に実行してもよく、あるいは同時並行的に実行してもよい。

係合側クラッチＣ２のトルクについての補正量ΔＴ_Ｃ２を換算した油圧（以下、補正油圧という）と、設計上予め定めてあるイナーシャ相の時間（目標イナーシャ相時間）とに基づいて、係合側クラッチＣ２の油圧の増減スイープ率（変化率もしくは変化勾配）が算出され、そのスイープ率にしたがって係合側クラッチＣ２の係合油圧がスイープ制御される（ステップＳ１３）。係合側クラッチＣ２のトルクあるいは油圧は、変速のパターン（変速前後の変速段）や車速あるいはアクセル開度などに応じて予め決めておき、フィードフォワード制御（ＦＦ制御）することができ、あるいは変速パターンごとに目標油圧を予め定めてＦＢ制御することができる。このような一般的な制御による係合側クラッチＣ２のトルクあるいは油圧の変化は、所定の勾配で次第に低下（スイープダウン）する変化となる。ステップＳ１３では、このようにして定まる油圧に、上述したスイープ率で変化する補正油圧を加減算して、係合側クラッチＣ２の油圧の制御量（制御値）が求められる。

係合側クラッチＣ２の油圧のスイープ制御が開始された後、変速が終了したか否かが判定される（ステップＳ１４）。この判定は、エンジン回転数Ｎｅと、変速後の変速段での同期回転数（変速比と出力回転数との積）との差が所定値以下になったか否かを判定することにより行うことができる。このステップＳ１４で否定的に判断された場合にはステップＳ１３に戻って従前の制御を継続する。これとは反対にステップＳ１４で肯定的に判断された場合には、図２Ａおよび図２Ｂに示す一連のルーチンを一旦終了する。

上記の図２Ａおよび図２Ｂに示す制御を行った場合のエンジン回転数Ｎｅ、各クラッチＣ１，Ｃ２の油圧（もしくはその指令値：以下、油圧と記す。）、エンジントルクＴｅ、ＦＢ補正量、駆動トルクの各変化を図３にタイムチャートで模式的に示してある。図３において、アップシフトの判断が成立したｔ_０時点では、解放側クラッチＣ１の油圧が高くなっていて解放側クラッチＣ１が係合し、係合側クラッチＣ２の油圧が「０」になっていて係合側クラッチＣ２が解放している。その直後のｔ_１時点に係合側クラッチＣ２に対するファーストフィル制御が実行される。ファーストフィル制御は、係合側クラッチＣ２に生じているクリアランス（パッククリアランスと称されることがある。）を詰めるための制御であって、油圧が一時的に高められる。

ファーストフィルの後、係合側クラッチＣ２の油圧は、パッククリアランスが開かない程度の定圧（低圧）に維持され、その過程で解放側クラッチＣ１の油圧が、ドライバーの要求駆動力を伝達できる最低トルクを設定する圧力に低下させられる。この制御が前述した図２Ａに示すステップＳ２における制御である。これに続けて解放側クラッチＣ１の油圧がスイープダウンされる。この制御が前述した図２Ａに示すステップＳ３における制御である。

解放側クラッチＣ１の油圧が低下することにより伝達トルク容量が低下するので、解放側クラッチＣ１に滑りが生じてエンジン回転数Ｎｅが変速前の同期回転数より増大する（ｔ_２時点）。すなわち、エンジン回転数Ｎｅの吹き上がりが生じる。これは、前述した図２Ａに示すフローチャートにおけるステップＳ４で肯定的判断された状態である。

解放側クラッチＣ１の油圧をステップ的に低下させる制御と同時に、あるいは相前後してエンジントルクＴｅのＦＢ制御が開始される。この制御が前述した図２Ａに示すステップＳ５における制御である。上記のように解放側クラッチＣ１の油圧の低下によってエンジン回転数Ｎｅが上昇するので、エンジン回転数Ｎｅの増大を抑制するようにエンジントルクＴｅが低下させられる。したがって、ＦＢ制御量は一時的に小さい値（負の値）となる。その後、実エンジン回転数が目標回転数に一致するように，エンジントルクＴｅがＦＢ制御される。そのときの目標回転数は、前述したように、変速前の変速段における同期回転数より所定回転数（スリップ回転数）だけ高い回転数である。したがって、エンジントルクＴｅは、エンジン回転数Ｎｅが変速前の同期回転数に一致するいわゆる理想状態でのトルク（図３に破線で示すトルク）より大きいトルクとなる。エンジントルクＴｅがこのように増大補正されるから、駆動トルクは図３に実線で示すように、変速制御の開始前のトルクもしくは目標駆動トルクより大きいトルクとなる。

一方、係合側クラッチＣ２のトルクが前述した運動方程式から求められ、したがって係合側クラッチＣ２の油圧が、解放側クラッチＣ１の油圧の低下に伴って次第に増大させられる。このように、トルク相では、解放側クラッチＣ１が受け持っていたトルクの一部を係合側クラッチＣ２が受け持つようになり、その後、受け持つトルクの大小の関係が次第に逆転する。このようなクラッチ・ツウ・クラッチ変速において、トルクを受け持つクラッチを変更する制御がクラッチの架け替えと称される制御である。

スイープダウンされる解放側クラッチＣ１の油圧（伝達トルク容量）が「０」になるなど、所定値以下の圧力に達すると（ｔ_３時点）、そのｔ_３時点付近で実エンジン回転数Ｎｅが低下し始める。そのため、ＦＢ制御における偏差が増大するので、ＦＢ補正量が増大させられ、エンジントルクＴｅおよび駆動トルクが増大する。その後、実エンジン回転数Ｎｅが変速前の同期回転数を下回るようになり、実エンジン回転数Ｎｅと変速前の同期回転数との偏差が予め定めた判断基準値に達することによりイナーシャ相の開始の判定が成立する（ｔ_４時点）。なお、係合側クラッチＣ２の油圧は、図２ＡのステップＳ８に示してあるように、このｔ_４時点まで従前の勾配で増大させられる。

トルク相においてはエンジントルクＴｅのＦＢ制御が実行されているから、トルク相の終了時点すなわちイナーシャ相の開始時点（ｔ_４時点）においても制御偏差が生じていることがある。図３に示す例では、正の値（エンジントルクＴｅを増大させる値）の制御偏差（すなわちＦＢ残差）Ａが生じている。イナーシャ相ではこのようなＦＢ残差Ａに応じて、係合側クラッチＣ２の油圧が制御される。

具体的に説明すると、前述した図２ＢのステップＳ１０においてエンジン回転数Ｎｅに対して目標回転数が設定され、それに伴ってエンジントルクＴｅが前述した運動方程式で求まるトルクにステップ的に低下させられ、その後、目標回転数に追従して実際のエンジン回転数Ｎｅが低下するようにエンジントルクＴｅおよびＦＢ補正量が次第に低下させられる。

一方、イナーシャ相開始時のＦＢ残差Ａが係合側クラッチＣ２の油圧の補正量に換算され、その補正量を加味して係合側クラッチＣ２の油圧が制御される。そのＦＢ残差Ａを、イナーシャ相において次第に解消するように制御されるから、ＦＢ補正量は図３に実線で示すように「０」に向けて次第に低下し、また係合側クラッチＣ２の油圧も次第に低下させられる。その結果、イナーシャ相（変速）の終了するｔ_５時点においてＦＢ補正量が「０」になる。また、エンジントルクＴｅはそのＦＢ制御が終了されてアクセル開度に応じたトルクに制御される。そして、駆動トルクは変速後の変速段で発生するべき目標駆動トルクにほぼ一致する。このように、この発明の実施形態における変速制御装置によれば、エンジントルクＴｅのＦＢ制御によって目標駆動トルクより増大させられている駆動トルクが、イナーシャ相で次第に低下し、変速の終了時には目標駆動トルクにほぼ一致する。すなわち、変速終了時に駆動トルクがステップ的に変化せずに滑らかに変化するので、変速ショックを回避もしくは抑制することができる。

参考として、ＦＢ残差Ａが生じたまま変速を継続した場合の係合側クラッチＣ２の油圧およびＦＢ補正量および駆動トルクの変化を図３に鎖線で示してある。ＦＢ残差Ａによる油圧の補正を行わない場合には、図３に示す例では、係合側クラッチＣ２の油圧が高めの油圧に維持され、また駆動トルクがＦＢ残差Ａに応じたトルク分、目標駆動トルクより大きいトルクに維持される。そして、変速の終了時にＦＢ制御が終了することにより、ＦＢ残差Ａが放出されて駆動トルクが急激に低下し、これがショックとなることがある。これに対して、本発明の実施形態における変速制御装置によれば、前述したように、また図３に示すように、ＦＢ残差Ａがイナーシャ相中に減少もしくは解消されるので、イナーシャ相の終了時（変速の終了時）における駆動トルクと目標駆動トルクとの差が小さくなり、もしくは殆どなくなり、その結果、ショックを防止もしくは抑制することができる。

１…エンジン（内燃機関）、 ２…自動変速機、 Ｃ１…クラッチ、 Ｃ２…クラッチ、 ３…プロペラシャフト、 ４…デファレンシャルギヤ、 ５…車軸、 ６…駆動輪、 ７…電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）、 ８…車速センサ、 ９…アクセル開度センサ、 １０…油圧制御部、 １１…電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）。

Claims (1)

1. 低速側の変速段を設定するために油圧によって係合させられる第１摩擦係合機構と、前記低速側の変速段より変速比が小さい高速側の変速段を設定するために油圧によって係合させられる第２摩擦係合機構とを有する自動変速機がエンジンの出力側に連結され、前記エンジンがトルクを出力している状態で、第１摩擦係合機構を解放させかつ前記第２摩擦係合機構を係合させることによりアップシフトを行う自動変速機の変速制御装置において、
   前記第１摩擦係合機構および第２摩擦係合機構の油圧と前記エンジンのトルクとを制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記アップシフトのトルク相において前記低速側の変速段の変速比と前記自動変速機の出力軸回転数とで決まる低速側同期回転数より予め定めた回転数だけ高い回転数を目標エンジン回転数として設定し、実エンジン回転数と前記目標エンジン回転数との差に基づく制御偏差を用いて前記エンジンのトルクをフィードバック制御し、
   前記トルク相の終了時点における前記フィードバック偏差を前記第２摩擦係合機構の係合油圧についての補正油圧に置換し、
   前記アップシフトのイナーシャ相における前記第２摩擦係合機構の油圧指令値を前記補正油圧によって補正するように構成されている
   ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。

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