JP2018138802A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】変速ショックを抑制しかつ加速感を向上させる車両の変速制御装置を提供する。【解決手段】自動変速機および油圧制御部を制御するコントローラを備える。コントローラは、自動変速機の入力回転数が変速後の変速段での同期回転数に向けて変化するイナーシャ相のときに（Ｓ３）、複数の摩擦係合機構のうちの変速後の変速段を構成する特定の摩擦係合機構の油圧を、変速の際に、駆動源から出力される駆動トルクのうちの特定の摩擦係合機構に掛かる第１の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第１油圧を超え、かつ変速比の変化に伴う動力源側のイナーシャによって発生するイナーシャトルクが第１の駆動トルクに加わる第２の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第２油圧未満の油圧に設定する（Ｓ４，Ｓ５）。【選択図】図６

Description

本発明は、自動変速機を備えた車両の変速制御装置に関するものである。
複数の摩擦係合装置を選択的に係合させることにより変速比が異なる複数の変速段を成立させ、エンジンから入力軸に伝達された駆動トルクを増減して出力する車両用自動変速機の変速制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の変速制御装置は、アクセルペダルを踏み込むアクセルオンに伴う変速時に、変速比の変化に伴う動力源側のイナーシャによって発生するイナーシャトルクがパワーオンに伴って駆動源から出力される駆動トルクに加わることで自動変速機の出力トルクが一時的に急変し、これが変速ショックとなる。そこで、特許文献１に記載の装置では、タービン回転数を変速後の変速段での同期回転数まで低下させるイナーシャ相にてエンジンの点火時期を遅角させる遅角制御を実行している。
また、変速時に掴み換えを行う係合クラッチのうちの解放側クラッチをスリップさせて変速ショックを抑制する制御装置が知られている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。
さらに、変速時にトルクコンバータに設けたロックアップクラッチをスリップさせて変速ショックを抑制するロックアップクラッチの制御装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
さらにまた、エンジンと自動変速機との間に配置された直結クラッチを変速終了時にスリップまたは解放させる車両有段変速機の変速制御装置が知られている（例えば、特許文献５参照）。変速終了時とは、自動変速機の入力軸の回転速度が変速後の同期回転速度に一致または近接したことの条件が成立したときである。
特開２００７−１３８９０１号公報 特開２０１３−１５４７２３号公報 特開２０１１−２１８８３５号公報 特開２０１０−１５９８１５号公報 特開２００５−３１３７８６号公報
特許文献１に記載の装置では、出力軸トルクの変動を低減することを目的として、点火遅角を実行しているが、点火遅角量に制限があり、運転状態によっては出力軸トルクの変動を十分に抑えきることができないことがある。また、点火遅角制御は、動力源であるエンジンの出力を低下させる制御のため、アクセルペダルを踏み込むアクセルオンに伴って出力される駆動トルクのレスポンスの悪化や、燃費やエミッションの悪化などに繋がることがある。
変速時にロックアップクラッチをスリップさせる装置では、駆動トルクがクリープ力によって伝達されるため、完全な係合状態のときと比べて伝達トルクが減少する。このため、アクセルペダルの踏み込みに対して駆動輪に伝達される駆動力の応答性が悪くなる。
直結クラッチをスリップさせる装置では、直結クラッチがエンジンのクランク軸と自動変速機の入力軸との間に連結されている。このため、直結クラッチに対して駆動が伝達される方向における上流側（エンジン側）のイナーシャ（慣性）トルクを、下流側である自動変速機に伝達されるのを遮断可能であるが、直結クラッチに対して自動変速機を含む下流側で発生するイナーシャトルクの伝達を遮断することができない。
したがって、例えば運転者による加速操作に応じた変速制御において、変速ショックを抑制しながら、運転者に与えるもたつき感を解消してドライバビリティを向上させるにはさらに改善の余地がある。
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、運転者による加速操作に応じた変速制御において、変速ショックを抑制しながら加速感を向上させることができる車両の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、複数の摩擦係合機構を有する有段式の自動変速機が駆動源の出力軸側に連結されており、前記複数の摩擦係合機構の伝達トルク容量を設定する油圧が係合状態および解放状態に相当する油圧に切り換わるように油圧制御部が前記複数の摩擦係合機構の前記油圧を制御することで、変速比が異なる変速段を設定する車両の変速制御装置において、前記自動変速機および前記油圧制御部を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、変速中における前記自動変速機の入力回転数が変速後の変速段での同期回転数に向けて変化するイナーシャ相にて、前記複数の摩擦係合機構のうちの変速後の変速段を構成する特定の摩擦係合機構の油圧を、前記変速の際に、前記駆動源から出力される駆動トルクのうちの特定の摩擦係合機構に掛かる第１の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第１油圧を超え、かつ前記変速比の変化に伴う動力源側のイナーシャによって発生するイナーシャトルクを前記第１の駆動トルクに加える第２の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第２油圧未満の油圧に設定することを特徴とするものである。
前記特定の摩擦係合機構は、変速前後で前記係合状態に維持される摩擦係合機構としてよい。
前記特定の摩擦係合機構は、変速後に係合状態に相当する係合油圧に昇圧される複数の摩擦係合機構のうちの時系列として先に前記係合油圧に昇圧される摩擦係合機構としてよい。
前記第１油圧は、前記特定の摩擦係合機構に掛かるトルクに基づいて求まる理論値であり、前記第２油圧は、予め決められた安全率を前記理論値に加えた伝達トルク容量を設定する油圧としてよい。
前記特定の摩擦係合機構における前記駆動源から駆動力が伝達される入力側部材と前記入力側部材に係合する出力側部材との差回転数を検出する検出部を備え、前記イナーシャ相は、前記差回転数が第１閾値を超え、かつ第１閾値よりも値が大きい第２閾値未満の範囲となる回転同期相を含んでよい。
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを前記自動変速機の入力側に備え、前記コントローラは、少なくとも前記イナーシャ相にて、前記ロックアップクラッチを、前記駆動源から出力される駆動力を前記自動変速機に直接に伝達する完全な係合状態に維持するように前記トルクコンバータを制御してよい。
この発明によれば、イナーシャ相にて、複数の摩擦係合機構のうちの変速後の変速段を構成する特定の摩擦係合機構の油圧を、駆動源から出力される駆動トルクのうちの特定の摩擦係合機構に掛かる第１の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第１油圧を超え、かつ変速比の変化に伴って動力源側のイナーシャの変化により発生するイナーシャトルクが第１の駆動トルクに加わる第２の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第２油圧未満の油圧に設定する。これにより、特定の摩擦係合機構は、変速の際の第１の駆動トルクを出力側回転部材に伝達し、かつ第２の駆動トルクが伝達されるとスリップして第２の駆動トルクを出力側回転部材に伝達しないため、変速ショックを抑制しながら加速感を向上させることができる。
この発明に用いられる車両の一例を模式的に示すブロック図である。 自動変速機の一例を示すブロック図である。 複数の摩擦係合機構の動作と変速段との関係の一例を示す説明図である。 自動変速機を備えた駆動系の捩りモデルを示す模式図である。 制振制御部の一例を示すブロック図である。 制振制御部の動作手順の一例を示すフローチャートである。 クラッチ選択部の動作手順の一例を示すフローチャートである。 捻り係数算出部の動作手順の一例を示すフローチャートである。 目標油圧算出部の動作手順の一例を示すフローチャートである。 第５速から第３速への変速時の各部の動作の一例を示すタイムチャートである。 第８速から第３速への変速時の各部の動作の一例を示すタイムチャートである。
以下、図面を用いて実施例を説明する。図１は、この発明に用いられる車両の一例を模式的に示す。図１に示すように車両１０は、エンジン(ENG)９、トルクコンバータ(T/C)１２、および有段式の自動変速機(A/T)１３を備えている。エンジン９の出力軸（クランク軸）１４には、トルクコンバータ１２が連結されている。トルクコンバータ１２の出力側には、自動変速機１３の入力軸１５が連結されており、入力軸１５には、エンジン９から出力される駆動力が伝達される。自動変速機１３の出力軸１６は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１７に連結されている。デファレンシャルギヤ１７には、左右の車軸１８が連結されている。出力軸１６に伝達される駆動トルクは、車軸１８を介して駆動輪１９，２０に伝達される。なお、図１では駆動輪１９，２０は、車両１０の後輪となっているが、これに限らず前輪としてもよいし、前輪および後輪としてもよい。
エンジン９は、燃料の供給や点火時期など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エンジン制御用の電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）２１が設けられている。Ｅ−ＥＣＵ２１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９に出力するように構成されている。Ｅ−ＥＣＵ２１には、アクセル開度センサ２２、車速センサ２３およびエンジン回転数センサ２４などが接続されており、車両１０の走行状態を示すデータとして車速、アクセル開度およびエンジン回転数Neなどが各センサ２２〜２４から入力される。なお、エンジン９は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどを含む。また、車両１０としては、エンジンとモータとを組み合わせた駆動源を有するハイブリッドタイプの車両を含んでよい。
自動変速機１３は、入力軸１５と出力軸１６との間の動力伝達経路の一部を構成しており、変速要求に応じて変速前の変速段を設定する解放側の摩擦係合機構が解放状態に、かつ変速後の変速段を設定する係合側の摩擦係合機構が係合状態に変更されることより変速比を変化させる。複数の摩擦係合機構は、クラッチ機構およびブレーキ機構を含む。クラッチ機構は、入力側回転部材と出力側回転部材とを備えるとともに、油圧によって入力側回転部材と出力側回転部材とが係合するように構成される。ブレーキ機構は、回転部材と所定の固定部材とを備え、油圧によって回転部材を固定部に連結し、あるいはその連結を解除する。したがって、自動変速機１３は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する有段式の変速機である。
車両１０は、変速機制御用の電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２５を備える。Ｔ−ＥＣＵ２５は、油圧制御部２６を介して自動変速機１３を制御する。Ｔ−ＥＣＵ２５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−ＥＣＵ２１とデータ通信可能に接続されている。Ｔ−ＥＣＵ２５は、Ｅ−ＥＣＵ２１を介して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（油圧指令値を含む）として油圧制御部２６に出力するように構成されている。Ｔ−ＥＣＵ２５が予め記憶しているデータには、変速線図が含まれる。変速線図には、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ている。変速の判断は、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。Ｔ−ＥＣＵ２５は、この発明の実施形態におけるコントローラの一例である。Ｔ−ＥＣＵ２５は、詳しくは後述する制振制御部２７、および変速後の変速段での入力側部材と出力側部材との差回転数を検出する検出部２８を備える。
図２は、自動変速機１３の一例を示す。図２に示すように自動変速機１３は、歯車機構３０を備えている。歯車機構３０は、車両１０のフロント側に配置されたダブルピニオン型遊星歯車機構３１と、リヤ側に配置されたラビニョ型遊星歯車機構３２とを備えている。エンジン９の出力軸１４から出力される駆動トルクは、トルクコンバータ１２を介して歯車機構３０に入力される。トルクコンバータ１２は、出力軸１４に連結されているフロントカバー２９に一体的に設けられたポンプインペラー３３と、ポンプインペラー３３に対向して配置されたタービンランナー３４と、これらポンプインペラー３３とタービンランナー３４との間でこれらの回転中心側に配置されたステータ３５とを有する。ステータ３５は、ワンウェイクラッチ３６を介して、例えば自動変速機１３のケーシングなどの固定部３７に連結されている。
トルクコンバータ１２は、ロックアップクラッチ３８を有する。ロックアップクラッチ３８は、例えばポンプインペラー３３およびタービンランナー３４を収容する係合側油圧室３９の油圧とロックアップピストン４０を介して対向する解放側油圧室４１の油圧との差圧を制御することで、タービンランナー３４およびフロントカバー２９を完全に係合させる完全係合状態、タービンランナー３４およびフロントカバー２９を半係合させる半係合状態、およびタービンランナー３４およびフロントカバー２９を解放させる解放状態のいずれかの状態に変更される。図２では、歯車機構３０やトルクコンバータ１２は、出力軸１４の中心軸線Ｃｎｔに対して略対称的に構成されており、中心軸線Ｃｎｔの下半分を省略している。なお、トルクコンバータ１２を自動変速機１３に内蔵してもよい。
フロント側の遊星歯車機構３１におけるサンギヤＳ１が固定部３７に連結されて固定要素となっている。また、リングギヤＲ１は、遊星歯車機構３１の出力要素となっている。サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合っている複数のピニオンギヤＰ１は、キャリヤＣＡ１により保持されている。キャリヤＣＡ１は、入力要素であってタービンランナー３４に連結されている。キャリヤＣＡ１をタービンランナー３４に連結している回転軸が入力軸１５であり、その回転数が入力回転数(Nin)である。
ラビニョ型遊星歯車機構３２は、ロングピニオンＰ２が第１サンギヤＳ２とリングギヤＲＲとに噛み合っており、そのロングピニオンＰ２に噛み合っているショートピニオンＰ３に第２サンギヤＳ３が噛み合い、そしてそれらロングピニオンＰ２とショートピニオンＰ３とがキャリヤＲＣＡによって保持されている。リングギヤＲＲは、出力要素となっていて出力軸１６に連結されている。出力軸１６の回転数は出力回転数(No)としている。なお、この発明では、図２に示すスケルトン図に限らず、従来知られている車両用自動変速装置のものと同様な構成のものであってよい。
複数の摩擦係合機構は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２を有する。第１クラッチＣ１は、リングギヤＲ１と第２サンギヤＳ３とを選択的に連結する。第２クラッチＣ２は、入力軸１５とキャリヤＲＣＡとを選択的に連結する。第３クラッチＣ３は、リングギヤＲ１と第１サンギヤＳ２とを選択的に連結する。第４クラッチＣ４は、キャリヤＣＡ１と第１サンギヤＳ２とを選択的に連結する。
第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ２の回転を止める。第２ブレーキＢ２は、キャリヤＲＣＡの回転を止める。なお、第２ブレーキＢ２と並列にワンウェイクラッチＦ１が設けられている。ワンウェイクラッチＦ１は、キャリヤＲＣＡが出力軸１６の回転方向とは反対方向に回転しようとするときに係合状態に切り替わってキャリヤＲＣＡの逆回転を阻止するように構成されている。
トルクコンバータ１２は、機械式のオイルポンプ４４を備えている。オイルポンプ４４は、エンジン９から出力される回転により駆動されることでオイルを昇圧し、昇圧したオイルを元油として油圧制御部２６に供給する。自動変速機１３には、エンジン回転数(Ne)を検出するエンジン回転数センサ２４、およびトルクコンバータ１２の出力軸回転数（入力軸１５の回転数(Nin））を検出するタービン回転数センサ４５が設けられている。さらに、自動変速機１３には、リングギヤ（出力要素）ＲＲの回転数(No)を検出する出力軸回転数センサ４６が設けられている。エンジン回転数センサ２４、タービン回転数センサ４５、および出力軸回転数センサ４６から得られる信号は、Ｔ−ＥＣＵ２５およびＥ−ＥＣＵ２１に送られる。車速(V)は、リングギヤＲＲの回転数(No)に対応した値になる。
図３は、複数の摩擦係合機構の動作と変速段との関係の一例を示す。図３に示すように、自動変速機１３は、第１速（1st）、第２速（2nd）、第３速（3rd）、第４速（4th）、第５速（5th）、第６速（6th）、第７速（7th）および第８速(8th)を含む複数の変速段を設定可能となっている。複数の摩擦係合機構Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦ１は、「〇」印が係合状態、「空白」が解放状態を表している。「（〇）」は、係合または解放のどちらの状態でも可能であることを表す。
第１クラッチＣ１は、第１速から第５速の中で変速段を変更する変速の場合に、常時係合状態に維持される特定の摩擦係合機構である。第２クラッチＣ２は、第５速から第８速の中で変速段を変更する変速の場合に、常時係合状態に維持される特定の摩擦係合機構である。また、第５速を挟んで第６速から第８速の中の任意の変速段と、第１速から第４速までの中の任意の変速段との間で変速が実行される特別なパターンの場合には、変速後に係合油圧に昇圧される複数の摩擦係合機構のうちの時間的に先に係合油圧に昇圧される摩擦係合機構を特定の摩擦係合機構に選択する。ここで係合油圧は、摩擦係合機構の伝達トルク容量を、完全な係合状態に設定するための油圧である。特別なパターンの場合としては、例えば第５速を跨いで第８速から第３速に変速する場合には、変速後に係合油圧に昇圧される第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３のうちの時間的に先に係合油圧に昇圧される第３クラッチＣ３が特定の摩擦係合機構として選択される。なお、変速後に係合油圧に昇圧する順番は、変速段の組み合わせごとに予め決められている。
図４は、自動変速機１３を備えた駆動系の捩りモデルを示す。図４に示すＩ１は、動力源となるエンジン９を主体するエンジン系の慣性モーメント（イナーシャ）を表す。Ｉ２は、自動変速機１３を含む変速機系の慣性モーメントを表す。変速段を構成する複数の摩擦係合機構は、図面の簡略化を図るために、１つの摩擦係合機構４８としてエンジン９と自動変速機１３との間に記載している。
アクセルペダルの踏み込みに伴う変速時には、変速比の変化に伴って、アクセルペダルを踏み込むアクセルオンに伴ってエンジン９から出力される駆動トルクのうちの特定の摩擦係合機構に掛かる第１の駆動トルクに、運転者が車両１０の前後振動として感じる低周波成分を含む駆動トルクが変動トルクとなって加わる。つまり、第１の駆動トルクに変動トルクが加わる第２の駆動トルクが自動変速機１３の出力軸１６に伝達され、エンジン９系のイナーシャＩ１によって発生するイナーシャトルクが、変速機系の慣性モーメントＩ２のトルクを超える。
第２の駆動トルクは、係合状態の摩擦係合機構４８、および自動変速機１３を経てデファレンシャルギヤ１７で最終減速比で減じられて車軸１８に伝達される。この第２のトルクが駆動輪１９（タイヤ）に伝達され、路面と駆動輪１９との間に粘着力が発生した直後に、駆動反力が車軸１８に働く。駆動反力を受けてエンジン９および自動変速機１３は大きくロールし、ロールを受け持つ車両１０のマウントを起振する。車両１０のマウントに入力される振動は、駆動系の捻り振動である一次固有周波数が主体となった過渡振動となる。車両１０には、マウントが振動伝達を受けることに伴って衝撃振動が発生する。つまり第２の駆動トルクは、係合状態の摩擦係合機構４８を介して自動変速機１３系の出力軸１６に伝達されることで、変速ショックとなって車両１０に表れる。エンジン９の質量をＭ１、自動変速機１３の質量をＭ２とすると、第２の駆動トルクに含まれる固有周波数はＭ１＋Ｍ２となる。そして、摩擦係合機構４８に対して制振制御を実行すると、出力軸１６に伝達される駆動トルクに含まれる固有周波数を、以下に示す式（1)から算出される固有周波数に変換することができる。
√（Ｋ／Ｍ２） ・・・(1)
式(1)に記載の「Ｋ」は、例えば自動変速機１３の出力軸１６（ドライブシャフト）および駆動輪１９系を含むバネ係数（捩り剛性）である。
Ｔ−ＴＥＣＵ２５は、特定の摩擦係合機構に対して制振制御を実行する制振制御部２７を備える。制振制御部２７は、特定の摩擦係合機構の伝達トルク容量を設定する油圧を、第１の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第１油圧を越え、かつ第２の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第２油圧未満の油圧に設定する。つまり、制振制御は、第１の駆動トルクが特定の摩擦係合機構の入力側回転部材に伝達されると、第１の駆動トルクを特定の摩擦係合機構の出力側回転部材に伝達可能な係合状態に維持し、かつ第２の駆動トルクが特定の摩擦係合機構の入力側回転部材に伝達されると、第２の駆動トルクの特定の摩擦係合機構の出力側回転部材への伝達を遮断するようにスリップする油圧に、特定の摩擦係合機構の油圧を設定する。制振制御を実行する期間は、自動変速機１３の入力回転数が変速後の変速段での同期回転数に向けて変化するイナーシャ相であり、例えば、イナーシャ相における終了前または終了付近の回転同期相である。これにより、制振制御は、第２の駆動トルクの固有振動周波数成分に含まれる低周波成分を除去する。つまり、制振制御は、第２の駆動トルクに含まれる低周波成分の振動を運転者が振動と感じない高周波成分の振動に変換する。
図５は、制振制御部２７の一例を示す。図５に示すように制振制御部２７は、クラッチ選択部５１、捻り係数算出部５２、記憶部５３および目標油圧算出部５４を備える。なお、クラッチ選択部５１、捻り係数算出部５２、記憶部５３および目標油圧算出部５４についは、以下で詳しく説明する。
図６は、制振制御部２７の動作手順の一例を示す。図６に示す手順は、例えばエンジン９が運転している間に、一定時間ごとに繰り返して実行される。図６に示すようにステップＳ１にて制振制御部２７は、変速制御が実行中か否かを判断する。肯定（Ｙｅｓ側）の場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合（Ｎｏ側）にはリターンされる。
ステップＳ２にてクラッチ選択部５１は、変速後の変速段を構成する複数の摩擦係合機構のうちの特定の摩擦係合機構を選択する。その後、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３にてＴ−ＥＣＵ２５は、変速がイナーシャ相における回転同期相（同期相）を実行中か否かを判断する。検出部２８は、特定の摩擦係合機構におけるエンジン９から駆動力が伝達される入力側部材と入力側部材に係合する出力側部材との差回転数を検出する。入力側部材の回転数は、入力軸１５の回転数、つまりタービン回転数(Nin)に対応した値となる。回転同期相は、差回転数が第１閾値を超え、かつ第１閾値よりも値が大きい第２閾値未満の範囲となる相である。Ｔ−ＥＣＵ２５は、検出部２８から得られる差回転数に基づいて回転同期相か否かを判断する。肯定（Ｙｅｓ側）の場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合（Ｎｏ側）にはリターンされる。
ステップＳ４にて捻り係数算出部５２は、第２の駆動トルクのピーク値を求めるための捻り係数を算出する。その後ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５にて目標油圧算出部５４は、捻り係数算出部５２で算出された捻り係数に基づいて特定の摩擦係合機構が受け持つ伝達トルク容量を求め、求めた伝達トルク容量に基づいて特定の摩擦係合機構に供給する目標油圧を求める。
ステップＳ６にてＴ−ＥＣＵ２５は、目標油圧算出部５４で求めた目標油圧に対応する油圧指令値を油圧制御部２６に出力して、特定の摩擦係合機構の油圧を、制振制御時に設定される制振油圧に設定する。
図７は、クラッチ選択部５１の動作手順の一例を示す。図７に示すようにクラッチ選択部５１は、変速前後で係合状態に維持される摩擦係合機構を特定の摩擦係合機構として選択する。変速前後で係合状態に維持される摩擦係合機構が存在しない変速の場合には、変速後に係合油圧に昇圧される複数の摩擦係合機構のうちの時間的に先に係合油圧に昇圧される摩擦係合機構を特定の摩擦係合機構として選択する。
つまり、ステップＳ７にてクラッチ選択部５１は、変速前後で係合状態に維持される摩擦係合機構が存在するか否かを判断する。肯定（Ｙｅｓ側）の場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合（Ｎｏ側）にはステップＳ９に移行される。
ステップＳ８にてクラッチ選択部５１は、変速前後で係合状態に維持される摩擦係合機構を特定の摩擦係合機構に選択する。
ステップＳ９にてクラッチ選択部５１は、変速後に係合状態に相当する係合油圧に昇圧される複数の摩擦係合機構のうちの時間的に先に係合油圧に昇圧される摩擦係合機構を、特定の摩擦係合機構に選択する。なお、図７では、図面の煩雑化を防ぐために摩擦係合機構をクラッチとして表記している。
図８は、捻り係数算出部５２の動作手順の一例を示す。図８に示すようにステップＳ１０にて捻り係数算出部５２は、エンジン９から出力される推定のエンジン出力トルクの変速前後の差トルクを算出する。記憶部５３は、アクセルペダルの踏み込みに伴って増大するスロットル開度（または吸入空気量）、エンジン回転数およびエンジン出力トルクとの関係を予め実験的に求めて決めた第１マップを記憶する。推定のエンジン出力トルクは、記憶部５３から第１マップを読み出し、実際のエンジン回転数およびスロットル開度（または吸入空気量）に基づいて第１マップを参照して求められる。その後ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１にて捻り係数算出部５２は、差トルクに基づいて捻り係数を算出する。例えば記憶部５３は、差トルクと捻り係数との関係を予め実験的に求めて決めた第２マップを記憶する。捻り係数算出部５２は、記憶部５３から第２マップを読み出し、差トルクに基づいて第２マップを参照して捻り係数を求める。捩れ係数は、車両１０に生じる振動の大きさを推定するパラメータとなる。その後リターンされる。
図９は、目標油圧算出部５４の動作手順の一例を示す。図９に示すようにステップ１２にて目標油圧算出部５４は、変速後の変速段を設定する複数の摩擦係合機構に掛かるトルクに基づいて求まる理論値に捻り係数を加えたトルク、例えば理論値に捻り係数を乗じた第１伝達トルク容量を算出する。その後ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３にて目標油圧算出部５４は、ステップＳ１２で求めた第１伝達トルク容量に、変速後の変速段を設定する複数の摩擦係合機構におけるトルク分担率を乗じて第２伝達トルク容量を算出する。その後ステップＳ１４に移行する。
トルク分担率は、変速後の変速段のギヤ比と、各変速段を設定する各摩擦係合機構の入力側回転部材のギヤと出力側回転部材のギヤとのギヤ比の比率とに基づいて予め決められている。具体的には変速後の変速段が第２速の場合には、図３で説明したように第１ブレーキＢ１および第１クラッチＣ１が係合状態に設定される。第２速のギヤ比が、例えば「１．９」であれば、第１ブレーキＢ１のクラッチトルク分が「１」に対して第１クラッチＣ１のクラッチトルク分は「０．９」とされる場合には、第１クラッチＣ１のトルク分担率が「０．９／１．９」とされる。
図９に示すステップＳ１４にて目標油圧算出部５４は、トルク分担率から求めた第２伝達トルク容量に基づいて、特定の摩擦係合機構に供給する目標油圧を求める。記憶部５３は、例えば第２伝達トルク容量と特定の摩擦係合機構に供給する目標油圧との関係を予め実験的に決めた第３マップを記憶する。目標油圧算出部５４は、記憶部５３から第３マップを読み出し、第２伝達トルク容量に基づいて第３マップを参照して特定の摩擦係合機構に供給する目標油圧を求める。その後リターンされる。
なお、第３マップを参照する代わりに、以下に示す物理式(2)を用いて第２伝達トルク容量から目標油圧を算出してもよい。
Pc＝4/((Dpo2−DPi2）・π)(4・TC1/(n・μ・(Do・Di))＋Fr) ・・・(2)
物理式(2)に記載の記号は、「Pc」が第１クラッチＣ１の目標油圧(Kpa)を、「TC1」が第１クラッチＣ１の伝達トルク容量(Nm)を、「μ」が第１クラッチＣ１の摩擦係数を、「n」が摩擦面の数を、「Dpo」がピストン大径(m)を、「Dpi」がピストン小径(m)を、「Fr」がピストンリターンスプリングセット荷重(N)を、「Do」が第１クラッチＣ１の摩擦面大径(m)を、「Di」が第１クラッチＣ１の摩擦面小径(m)をそれぞれ表す。
図１０は、第５速から第３速への変速時の各部の動作の一例を示す。図１０に示す各部は、縦軸の上から順に、ロックアップクラッチ（ＬＵ）の状態、エンジン出力トルク(ENGトルク)(Nm)、解放側の第２クラッチＣ２の油圧（油圧指令値）、係合側の第３クラッチＣ３の油圧（油圧指令値）、特定の第１クラッチＣ１の油圧（油圧指令値）、および車両１０の前後加速度(G)である。ロックアップクラッチ（ＬＵ）の状態は、ＯＮの状態が完全な係合状態、ＯＦＦの状態が解放状態を表す。
図１０に示す車両１０の初期状態は、アクセルペダルが踏み込まれたパワーオンの状態で、エンジン出力トルクが目標エンジントルクに基づいて一定量に維持された状態にある（同図に示す符号１０Ａ）とともに、所定の車速(V)以上で走行されており、よってロックアップクラッチが完全な係合状態（ON）となっている（符号１０Ｂ）。
時刻ｔ１にて、第５速から第３速にダウンシフトの要求が出力されることに応答して、変速制御が開始される。第５速から第３速へのダウンシフトは、図３で説明したように第２クラッチＣ２を解放し、かつ第３クラッチＣ３を係合させるとともに、変速前後で第１クラッチＣ１を係合状態に維持する。
変速制御が開始されると、第３クラッチＣ３の油圧を速やかに引き上げるため、第３クラッチＣ３に対する油圧指令値を一時的に高い値に設定するファーストフィル制御を実行する（符号１０Ｃ）。また、第２クラッチＣ２の油圧を、係合油圧から理論値まで低下させる（符号１０Ｄ）。なお、係合油圧は、予め決められた所定の安全率を理論値に乗じた油圧値である。理論値は、摩擦係合機構に掛かるトルクに基づいて求まる油圧値である。
時刻ｔ２にて、ファーストフィル制御を終了した後の第３クラッチＣ３の油圧を、トルクを伝達する直前（低圧待機）の油圧に低下させる（符号１０Ｅ）。これにより第２クラッチＣ２はスリップ係合し、かつ第３クラッチＣ３は、ピストンのストロークエンド圧付近で保持される。ストロークエンド圧は、摩擦係合機構において、ドライブプレートとドリブンプレートが離れた解放状態から油圧によってピストンが移動することにより、２つのプレートが丁度当接するとき、つまりトルクを伝達しない程度の油圧である。
時刻ｔ３にて、予め決められた所定勾配で第２クラッチＣ２の油圧が次第に低下するように油圧指令値を設定するスイープダウン処理を実行する（符号１０Ｆ）。またスイープダウン処理と併行して、第３クラッチＣ３に対する油圧が予め決められた所定勾配で次第に上昇するように油圧指令値を設定するスイープアップ処理を実行する（符号１０Ｇ）。これにより、解放側の第２クラッチＣ２が受け持っていたトルクの一部を係合側の第３クラッチＣ３が受け持つトルク相になる。トルク相は、入力軸１５の回転数(Nin)を第３速の変速段での同期回転数まで低下させるためのトルク移譲期間である。
時刻ｔ４にて、受け持つトルクの大小の関係が次第に逆転して、入力軸の回転数、つまりタービン回転数(Nt)が第３速の変速段での同期回転数に向けて変化するイナーシャ相となる。これにより、車両１０の前後加速度(G)が右肩上がりに上昇する（符号１０Ｈ）。この時点では、ＴーＥＣＵ２５は、検出部２８を介してタービン回転数(Nt)と第３クラッチＣ３の出力軸の回転数（第３速の変速段での同期回転数）との差回転数を監視する。
時刻ｔ５にて、タービン回転数(Nt)と第３クラッチＣ３の出力軸の回転数との差回転数が所定の範囲に収まる回転同期相となる。このとき、制振制御部２７は、係合状態に維持される第１クラッチＣ１に対して制振制御を実行する（符号１０Ｉ）。回転同期相に達したことは、差回転数が第１閾値を超え、かつ第１閾値よりも値が大きい第２閾値未満の範囲と収まることで検出する。第１クラッチＣ１は、時刻ｔ５以前では理論値に所定の安全率を乗じた係合油圧に維持されている（符号１０Ｊ）。
係合油圧は、予め決められた所定の安全率を理論値に乗じた油圧、つまり第２の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する油圧である。理論値は、第１クラッチＣ１に掛かる駆動トルクに基づいて求まる値、つまり第１の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する油圧である（符号１０Ｋ）。理論値は、この発明の実施例における第１油圧の一例であり、係合油圧は、この発明の実施例における第２油圧の一例である。
時刻ｔ５にて制振制御部２７は、係合油圧よりも低く、かつ理論値よりも高い制振油圧（符号１０Ｌ）となるように第１クラッチＣ１の油圧指令値を設定する。これにより、第２の駆動トルクに含まれる低周波成分の振動が、運転者が振動と感じない高周波成分の振動に変換されて、回転同期相にて従来発生していた変速ショック（図１０に点線で示す符号１０Ｍ）を抑制することができる。
時刻ｔ６にて制振制御部２７は、タービン回転数(Nt)が第３速の変速段での同期回転数付近に到達する。このとき、制振制御部２７は、制振制御を終了する（符号１０Ｎ）。タービン回転速度(Nt)が第３速の変速段での同期回転数付近に達したことは、タービン回転速度(Nt)と同期回転数との偏差がゼロに近い正の所定値内に入ったことで検出する。
時刻ｔ７にて制振制御部２７は、制振制御を終了すると、第１クラッチＣ１の油圧を係合油圧まで上昇するように第１クラッチＣ１の油圧指令値を設定する（符号１０Ｏ）。
時刻ｔ８にてＴ−ＥＣＵ２５は、タービン回転数(Nt)が第３クラッチＣ３の出力軸の回転数付近になると、第２クラッチＣ２の油圧が完全に解放されるように第２クラッチＣ２の油圧指令値が設定され（符号１０Ｐ）、かつ第３クラッチＣ３の油圧が係合油圧に上昇するように第３クラッチＣ３の油圧指令値を設定することで、ダウンシフト制御を終了する（符号１０Ｑ）。
ところで、Ｔ−ＥＣＵ２５は、入力軸１５の回転数(Nin）と第３速の変速段での同期回転数との差回転数を監視して制振制御の開始タイミングを検出する。従来、差回転数は、変速時の第３クラッチＣ３の係合状態の油圧と相関関係があるため、第３クラッチＣ３の出力軸の駆動トルクが変速ショックなく滑らかに増大するように、予め定めた目標差回転数となるように、第３クラッチＣ３の伝達トルク容量を設定する油圧がフィードバック制御されていた。しかし、この実施形態では、イナーシャ相における回転同期相にて制振制御を実行するため、前述した第３クラッチＣ３の油圧のフィードバック制御を実行しない。つまり、この実施形態では、初期圧から予め決められた一定の時間勾配(時間変化率)に従って第３クラッチＣ３の油圧をスイープアップ処理（昇圧制御）する。
このようにすると、係合側の第３クラッチＣ３の係合時にショック（係合ショック）が発生する。係合ショックは、エンジン側のイナーシャトルクやアクセルオンに伴う駆動トルクも入り交じって変速ショックとして出力される。この実施形態では、係合ショックを含む変速ショックになるエネルギを使って、解放側クラッチの解放と係合側クラッチの係合とを併行して実施するクラッチの掛け替え制御を実施しない第１クラッチＣ１をスリップさせることで、第１クラッチＣ１に対して駆動伝達方向における上流側のイナーシャを遮断する。つまり、この実施形態では、クラッチの掛け変え制御を、例えば時間的に早く実施して係合ショックを出すようにし、その係合ショックに相当するエネルギ分で第１クラッチＣ１をスリップさせる。これにより、駆動トルクに含まれる上流側のイナーシャトルクを排除して、駆動トルクに含まれる固有周波数を高周波に変えて制振する。なお、クラッチの掛け替え制御としては、予め一定の時間勾配が決められたスイープ制御に限らない。この実施形態では、係合ショックを考慮しないクラッチの掛け替え制御を実行可能であるため、変速時間を短縮することができる。
また、従来、イナーシャ相が終了する前に、変速ショックを抑制するために点火遅角制御（図１０に点線で示す符号１０Ｒ）を実施していた。従来は、点火遅角制御を実行することにより変速制御の終了が、時刻ｔ８から点火遅角制御が終了する時刻ｔ９まで延長されていた。この実施形態では、点火遅角制御を実行しなくて済む分、変速時間を短縮することができる。さらに、従来、エンジン９の運転状態などの制約により点火遅角制御を実行できない場合がある。この場合には変速ショックが出力されていた。この実施形態では、点火遅角制御を実行しなくても確実に変速ショックを抑制することができる。
図１０で説明したダウンシフトは、第５速から第３速への変速として説明しているが、特別なパターンの場合の変速、例えば第８速から第３速へのダウンシフトとしてもよい。この場合には、図３で説明したように、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とをそれぞれ解放状態に、かつ第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とをそれぞれ係合状態に切り替えることで変速が完了する。つまり、この場合の変速は、変速時に係合状態に維持される摩擦係合機構が存在しない変速となる。
図１１は、第８速から第３速への変速時の各部の動作の一例を示す。図１１に示す各部は、縦軸の上から順に、第１ブレーキＢ１の油圧（油圧指令値）、第３クラッチＣ３の油圧（油圧指令値）、第２クラッチＣ２の油圧（油圧指令値）、第１クラッチＣ１の油圧（油圧指令値）、および車両１０の前後加速度(G)となっている。
図１１に示す時刻ｔ１０にて第８速が設定されている。その後、時刻ｔ１１に達する前に第３速へのダウンシフトの要求が出力される。
時刻ｔ１１にて変速制御が開始される。変速制御は、解放側の第１ブレーキＢ１の油圧が解放油圧（略ゼロ油圧）に向けて低下されるように油圧指令値を設定するスイープダウン処理が実行され（図１１に示す符号１１Ａ）、かつ係合側の第３クラッチＣ３の油圧が係合油圧に向けて昇圧されるように油圧指令値を設定するスイープアップ処理が実行される（符号１１Ｂ）。この間、他方の解放側の第２クラッチＣ２の油圧は係合油圧に維持され（符号１１Ｃ）、かつ他方の係合側の第１クラッチＣ１の油圧は解放油圧に維持される（符号１１Ｄ）。なお、変速段を設定する複数の摩擦係合機構の油圧を制御する順番は、予め決められている。
時刻ｔ１２の前では第１ブレーキＢ１の油圧が解放油圧に低下され、かつ第３クラッチＣ３の油圧が上昇している。時刻ｔ１２にて第３クラッチＣ３がトルクを持ち出す前に、第２クラッチＣ２の油圧が解放油圧に向けて低下されるように油圧指令値を設定するスイープダウン処理が実行される（符号１１Ｅ）。
時刻ｔ１３にて、第１クラッチＣ１の油圧が係合油圧に向けて昇圧されるように油圧指令値を設定するスイープアップ処理が実行される（符号１１Ｆ）。
時刻ｔ１４は、第２クラッチＣ２の油圧が解放油圧に向けて低下され、かつ第１クラッチＣ１の油圧が係合油圧に向けて上昇する途中である。時刻ｔ１４にて、第１クラッチＣ１がトルクを持ち出す前に、第３クラッチＣ３の油圧が係合油圧に昇圧される（符号１１Ｇ）。
時刻ｔ１５にて、第２クラッチＣ２の油圧が解放油圧に達する（符号１１Ｈ）。そして、第１クラッチＣ１がトルクを持ち出すことで、車両の前後加速度(G)が右肩上がりに上昇する（符号１１Ｉ）。
時刻Ｔ１６は、第１クラッチＣ１が係合油圧に到達する時点、またはその前の時点である。時刻ｔ１６にて制振制御部２７は第３クラッチＣ３の油圧を制振油圧に低下させる制振制御を実行する（１１Ｊ）。
制振制御の開始タイミングは、第１クラッチＣ１が係合油圧に到達する前、つまり変速後の変速段を構成する複数の摩擦係合機構における最後に係合油圧に昇圧される摩擦係合機構が係合油圧に到達する前である。例えば、タービン回転数(Nt)と第１クラッチＣ１の出力軸の回転数との差回転数が第１閾値を超え、かつ第１閾値よりも値が大きい第２閾値未満の範囲となる回転同期相で実行してもよい。
時刻ｔ１７にてタービン回転数(Nt)が第１クラッチＣ１の出力軸での回転数付近に達する。このときまたはその直前に、制振制御部２７は、制振制御を終了する（符号１１Ｋ）。これにより第１クラッチＣ１の油圧は、制振油圧から係合油圧に昇圧される（符号１１Ｌ）。
以上、上記で説明した各実施形態は本発明の例示であり、ある実施形態に特有の構造および機能は他の実施形態にも適用できる。また、本発明は、上述した各実施形態に限定されないのであって、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。例えば上記各実施形態で説明した変速は、ダウンシフトで説明しているが、この発明ではこれに限らず、アップシフトでも制振制御を実行してよい。
アップシフトの場合でも変速前後で係合状態に維持される摩擦係合機構を特定の摩擦係合機構に選択する。特別なパターンの場合には、変速後に係合油圧に昇圧される複数の摩擦係合機構のうちの時系列として先に係合油圧に昇圧される摩擦係合機構を特定の摩擦係合機構に選択すればよい。
さらに、アップシフトの場合は、アクセルペダルの踏み込みに伴う推定のエンジン出力トルクが主な出力源になる。このため、アップシフトの場合も、図９のステップＳ１２で説明した理論値を算出するときに使用する推定のエンジン出力トルクを用いれば、目標油圧算出部５４による処理によってダウンシフトと同じまたは同様にして制振制御を実行可能である。
９…エンジン、 １０…車両、 １３…自動変速機、 ２１…電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）、 ２２…アクセル開度センサ、 ２３…車速センサ、 ２４…エンジン回転数センサ、 ２５…電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）、 ２７…制振制御部、 ５１…クラッチ選択部、 ５２…捩り係数算出部、 ５３…記憶部、 ５４…目標油圧算出部。

Claims (6)

  1. 複数の摩擦係合機構を有する有段式の自動変速機が駆動源の出力軸側に連結されており、前記複数の摩擦係合機構の伝達トルク容量を設定する油圧が係合状態および解放状態に相当する油圧に切り換わるように油圧制御部が前記複数の摩擦係合機構の前記油圧を制御することで、変速比が異なる変速段を設定する車両の変速制御装置において、
    前記自動変速機および前記油圧制御部を制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、変速中における前記自動変速機の入力回転数が変速後の変速段での同期回転数に向けて変化するイナーシャ相にて、前記複数の摩擦係合機構のうちの変速後の変速段を構成する特定の摩擦係合機構の油圧を、前記変速の際に、前記駆動源から出力される駆動トルクのうちの特定の摩擦係合機構に掛かる第１の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第１油圧を超え、かつ前記変速比の変化に伴う動力源側のイナーシャによって発生するイナーシャトルクを前記第１の駆動トルクに加える第２の駆動トルクと等しい伝達トルク容量を設定する第２油圧未満の油圧に設定する
    ことを特徴とする車両の変速制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両の変速制御装置において、
    前記特定の摩擦係合機構は、変速前後で前記係合状態に維持される摩擦係合機構である
    ことを特徴とする車両の変速制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両の変速制御装置において、
    前記特定の摩擦係合機構は、変速後に前記係合状態に相当する係合油圧に昇圧される複数の摩擦係合機構のうちの時系列として先に前記係合油圧に昇圧される摩擦係合機構である
    ことを特徴とする車両の変速制御装置。
  4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両の変速制御装置において、
    前記第１油圧は、前記特定の摩擦係合機構に掛かるトルクに基づいて求まる理論値であり、
    前記第２油圧は、予め決められた安全率を前記理論値に加えた伝達トルク容量を設定する油圧である
    ことを特徴とする車両の変速制御装置。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両の変速制御装置において、
    前記特定の摩擦係合機構における前記駆動源から駆動力が伝達される入力側部材と前記入力側部材に係合する出力側部材との差回転数を検出する検出部を備え、
    前記イナーシャ相は、前記差回転数が第１閾値を超え、かつ第１閾値よりも値が大きい第２閾値未満の範囲となる回転同期相を含む
    ことを特徴とする車両の変速制御装置。
  6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両の変速制御装置において、
    ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを前記自動変速機の入力側に備え、
    前記コントローラは、少なくとも前記イナーシャ相にて、前記ロックアップクラッチを、前記駆動源から出力される駆動力を前記自動変速機に直接に伝達する完全な係合状態に維持するように前記トルクコンバータを制御する
    ことを特徴とする車両の変速制御装置。
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