JP2022171219A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速に要する時間が長くなることを抑える。
【解決手段】制御装置１００は、車両のアクセル操作量が減少したときにアップ変速の変速指令がなされると、自動変速機４００が備える摩擦係合要素のうちでアップ変速後の高速側ギヤ段で係合される係合側摩擦係合要素に油圧を供給してその係合側摩擦係合要素を係合させる変速制御を実行する。また、制御装置１００は、変速制御の実行中にアップ変速が進行しているか否かを判定する判定処理と、前記判定処理にてアップ変速が進行していないと判定される場合には、アップ変速が進行していると判定されるまで前記係合側摩擦係合要素の油圧を増大させる油圧増大処理とを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関する。

内燃機関の出力軸と車両の駆動輪との間の駆動力伝達系に設けられる自動変速機は、油圧で動作する複数の摩擦係合要素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ギヤ段を形成するように構成されている。

こうした自動変速機を備える車両の走行中に、アクセルオフ等のようなアクセルペダルの操作量が減少する操作が行われたときには、車速の低下を抑える等の目的でアップ変速が行われる。

このアップ変速時には、アップ変速前の低速側ギヤ段で係合されており且つアップ変速後の高速側ギヤ段で解放される解放側摩擦係合要素の油圧を低下させる処理が行われる。また、同アップ変速が行われるときには、アップ変速後の高速側ギヤ段で係合される係合側摩擦係合要素に油圧を供給して同係合側摩擦係合要素を係合させる処理も併せて実行される。

ここで、一般に、アクセルペダルの操作量を減少させる操作が行われたときには、スロットルバルブの開度を緩やかに減少させる、いわゆるダッシュポッド制御が行われる。こうしたダッシュポッド制御が行われると、アクセルペダルの操作量を減少させたときに、機関トルクはただちに低下するのではなく緩やかに低下するようになり、いわゆるトルク残りが生じる。

上述したアップ変速時にそうしたトルク残りがあると変速ショックが生じるおそれがある。そのため、例えば特許文献１に記載の装置では、解放側摩擦係合要素の油圧を徐々に低下させることで、トルク残りに対して解放側摩擦係合要素のトルク容量が不足することに起因する変速ショックの発生を抑えるようにしている。

特開２００８－１５５７７３号公報

ところで、解放側摩擦係合要素の油圧を徐々に低下させると、解放側摩擦係合要素に油圧を供給している時間が長くなり、同解放側摩擦係合要素の解放が遅れるため、変速に要する時間が長くなるおそれがある。

上記課題を解決する自動変速機の制御装置は、内燃機関の出力軸と車両の駆動輪との間の駆動力伝達系に設けられて、油圧で動作する複数の摩擦係合要素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ギヤ段を形成する自動変速機を制御する。この制御装置は、前記車両のアクセル操作量が減少したときにアップ変速の変速指令がなされると、前記摩擦係合要素のうちでアップ変速後の高速側ギヤ段で係合される係合側摩擦係合要素に油圧を供給して同係合側摩擦係合要素を係合させる変速制御を実行するとともに、前記変速制御の実行中に、アップ変速が進行しているか否かを判定する判定処理と、前記判定処理にてアップ変速が進行していないと判定される場合には、アップ変速が進行していると判定されるまで前記係合側摩擦係合要素の油圧を増大させる油圧増大処理と、を実行する。

同構成によれば、アップ変速が進行していないと判定される場合、アップ変速が進行していると判定されるまで係合側摩擦係合要素の油圧が増大されることにより、同係合側摩擦係合要素のトルク容量が増大される。従って、トルク残りに対するトルク容量の不足が抑えられることにより、変速ショックの発生が抑制される。ここで、同構成では、係合側摩擦係合要素への油圧供給時間を長くするのではなく、油圧の大きさを変えることでトルク容量を調整している。そのため、変速に要する時間が長くなることを抑えつつ変速ショックの発生を抑制することができるようになる。

また、上記制御装置において、前記判定処理にてアップ変速が進行していると判定されると、アップ変速が進行していると判定されるまで増大された前記油圧を増大前の油圧にまで徐々に低下させる油圧低下処理を実行してもよい。

アップ変速が進行していると判定されることにより、それまで増大された油圧を増大前の油圧にまで速やかに低下させると、トルク容量が急激に低下するため、トルク残りがまだ残っていた場合にはショックが発生するおそれがある。この点、同構成では、増大された油圧を増大前の油圧にまで徐々に低下させるようにしているため、そうしたトルク容量の急激な低下が抑制される。従って、アップ変速が進行していると判定された以降にトルク残りがまだ残っている場合でも、変速ショックの発生を抑えることができる。

また、上記制御装置において、前記判定処理は、アップ変速の進行度合いを示す値であってアップ変速開始後の経過時間に応じて値が増大していく変速進行度についてその目標値と実値とを算出するとともに、前記目標値が規定の閾値以上かつ前記実値が「０」の場合に、アップ変速が進行していないと判定する処理を実行してもよい。

また、上記制御装置において、前記判定処理は、前記実値が規定の閾値以上である場合にアップ変速が進行していると判定する処理を実行してもよい。

一実施形態にかかる車両の構成を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （ａ）は同実施形態のアップ変速の実行状態、（ｂ）はアップ変速時のタービン回転速度の変化、（ｃ）はアップ変速時の係合側摩擦係合要素の油圧指令値の変化、（ｄ）はアップ変速時の解放側摩擦係合要素の油圧指令値の変化、（ｅ）はアップ変速時の目標変速進行度の変化、（ｆ）はアップ変速時の実変速進行度の変化をそれぞれ示すタイムチャート。

＜車両の構成＞
以下、内燃機関の出力軸と車両の駆動輪との間の駆動力伝達系に設けられた自動変速機の制御装置についてその一実施形態を図１～図３を参照して説明する。

図１に示すように、車両５００が備える内燃機関１０は、吸気通路１１や、吸気通路１１に設けられたスロットルバルブ１２や、気筒に燃料を供給する燃料噴射弁１３などを備えている。内燃機関１０の燃焼室では、吸入された空気と燃料噴射弁１３から噴射された燃料との混合気が燃焼することにより機関出力が得られる。

内燃機関１０の出力軸であるクランクシャフト１８は、ロックアップクラッチ４５を有するトルクコンバータ４２の入力軸４１に接続されている。トルクコンバータ４２の出力軸は、自動変速機４００の入力軸４１０に接続されている。

トルクコンバータ４２は、入力軸４１に接続されたポンプインペラ４２Ｐと、自動変速機４００の入力軸４１０に接続されたタービンインペラ４２Ｔとを備えている。このトルクコンバータ４２では、流体のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）を介してポンプインペラ４２Ｐとタービンインペラ４２Ｔとの間におけるトルク伝達が行われることにより、当該トルクコンバータ４２の入力軸４１と出力軸との間におけるトルク伝達が行われる。

自動変速機４００は周知の構造を有した遊星歯車式の多段変速機であり、複数の遊星歯車機構と、油圧で動作する複数の摩擦係合要素４３０であるクラッチ及びブレーキを有している。そして、それら摩擦係合要素４３０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ギヤ段が形成される。

自動変速機４００の出力軸４２０はディファレンシャルギヤ６０に接続されている。ディファレンシャルギヤ６０の出力軸には車両５００の駆動輪６５が接続されている。
自動変速機４００の摩擦係合要素４３０の操作、ロックアップクラッチ４５の操作は、図示しないオイルポンプから作動油が供給される油圧制御回路９０内に設けられた複数のソレノイドバルブ９０ａを制御することにより実施される。

＜制御装置１００について＞
制御装置１００は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分比率等を制御すべく、内燃機関１０の各種操作部を操作する。また、制御装置１００は、ロックアップクラッチ４５及び自動変速機４００を制御する油圧制御回路９０を制御対象とし、その制御量である油圧を制御すべく、ソレノイドバルブ９０ａを操作する。

制御装置１００は、上記制御量を制御する際、クランクシャフト１８の回転角を検出するクランク角センサ７０の出力信号Ｓｃｒを参照する。また、制御装置１００は、エアフロメータ７１によって検出される内燃機関１０の吸入空気量ＧＡや、アクセルポジションセンサ７２によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを参照する。また、制御装置１００は、油温センサ７３によって検出される上記作動油の温度である油温Ｔｏｉｌや、回転速度センサ７４によって検出される自動変速機４００の出力軸４２０の回転速度であるアウトプット回転速度Ｎｏｕｔを参照する。また、制御装置１００は、回転速度センサ７５によって検出されるタービンインペラ４２Ｔの回転速度であるタービン回転速度ＮＴを参照する。

なお、制御装置１００は、クランク角センサ７０の出力信号Ｓｃｒに基づいて機関回転速度ＮＥを演算する。また、制御装置１００は、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて機関負荷率ＫＬを演算する。また、制御装置１００は、アウトプット回転速度Ｎｏｕｔに基づいて車両５００の車速ＳＰを演算する。

制御装置１００は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１０や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ１２０を備えている。そして、メモリ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより各種制御量を制御する。

制御装置１００は、油圧供給が停止されていた自動変速機４００の摩擦係合要素４３０に対して油圧供給を開始する際には、摩擦係合要素４３０への供給油圧を一次的に増大させる周知のクイックアプライ制御を実行する。このクイックアプライ制御の実行により、摩擦係合要素４３０に対して作動油が速やかに供給される。

また、制御装置１００は、アクセル操作量ＡＣＣＰが規定量以上に減少したときには、スロットルバルブ１２の開度を緩やかに減少させるダッシュポッド制御を実行することにより、機関トルクの急変を抑える。

また、制御装置１００は、アクセル操作量ＡＣＣＰの減少に併せてアップ変速を実行することにより、車速の低下などを抑えるようにする。以下、アクセル操作量ＡＣＣＰの減少に併せたアップ変速のことをアクセルオフアップ変速という。

以下、アクセルオフアップ変速時における係合側摩擦係合要素への油圧指令値Ｐの算出について説明する。なお、アクセルオフアップ変速時における係合側摩擦係合要素とは、アップ変速前の低速側ギヤ段で解放されており、且つアップ変速後の高速側ギヤ段で係合される摩擦係合要素のことである。

＜フローチャートについて＞
図２に、制御装置１００が実行する処理を示す。図２に示す処理は、メモリ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、この処理は、アップ変速の変速指令がなされて上記クイックアプライ制御が完了すると開始される。また、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

本処理を開始すると、まず、ＣＰＵ１１０は、今回のアップ変速がアクセルオフアップ変速であるか否かを判定する（Ｓ１００）。そして、アクセルオフアップ変速であると判定する場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、目標変速進行度Ｒｔを算出する（Ｓ１１０）。変速進行度とは、アップ変速の進行度合いを示す値であってアップ変速開始後の経過時間に応じて増大していく値である。より詳細には、本実施形態では、この変速進行度としてイナーシャ相の進行度を算出するようにしており、イナーシャ相が開始されるまでは変速進行度は「０」である。イナーシャ相が終了すると変速進行度は「１」である。そして、イナーシャ相が開始されてから終了するまでは、変速進行度は「０」から「１」に向かって徐々に増大する。こうしたイナーシャ相の進行度に関する制御上の目標値である上記目標変速進行度Ｒｔは、アップ変速が開始されてからの経過時間、油温Ｔｏｉｌ、アウトプット回転速度Ｎｏｕｔ等に基づいて算出される。

次に、ＣＰＵ１１０は、次式（１）に基づいて実変速進行度Ｒｒを算出する（Ｓ１２０）。
Ｒｒ＝（ＮＴｂｆ－ＮＴ）／（ＮＴ－ＮＴｔｇ）…（１）
Ｒｒ：実変速進行度
ＮＴｂｆ：アップ変速開始前のタービン回転速度ＮＴ
ＮＴ：現在のタービン回転速度
ＮＴｔｇ：アップ変速完了後のタービン回転速度ＮＴ（同期回転速度）
次に、ＣＰＵ１１０は、アップ変速が進行しているか否かを判定する判定処理を実行する（Ｓ１３０）。Ｓ１３０の判定処理では、ＣＰＵ１１０は、Ｓ１１０で算出した目標変速進行度Ｒｔが規定の閾値Ｒｔｒｅｆ以上であり、且つＳ１２０で算出した実変速進行度Ｒｒが「０」の場合に、アップ変速が進行していないと判定する。なお、閾値Ｒｔｒｅｆは「０」よりも大きい値であり、アップ変速が進行していないと判定するのに適した値が設定されている。

Ｓ１３０にて、アップ変速が進行していないと判定する場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、係合側摩擦係合要素の油圧補正量Ｐａｄを算出する（Ｓ１５０）。ＣＰＵ１１０は、例えばＳ１１０で算出した目標変速進行度Ｒｔに基づき、当該目標変速進行度Ｒｔの値が大きいほど油圧補正量Ｐａｄの値が大きくなるように同油圧補正量Ｐａｄを算出する。

次に、ＣＰＵ１１０は、係合側摩擦係合要素の油圧指令値Ｐｒを算出する（Ｓ１８０）。ＣＰＵ１１０は、基本油圧指令値Ｐｂに上記油圧補正量Ｐａｄを加算した値を油圧指令値Ｐｒとして算出する。上記基本油圧指令値Ｐｂは、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊や油温Ｔｏｉｌに基づいて算出される。また、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊は駆動輪６５に付与すべきトルクの指令値であり、アクセル操作量ＡＣＣＰなどに基づいて制御装置１００が別途算出する。そして、この算出される油圧指令値Ｐｒに基づいてソレノイドバルブ９０ａが操作されることにより、係合側摩擦係合要素の油圧が制御される。なお、Ｓ１５０及びＳ１８０の処理は、係合側摩擦係合要素の油圧を増大させる油圧増大処理を構成する。

一方、上記Ｓ１３０にて否定判定される場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１２０で算出した実変速進行度Ｒｒが規定の閾値Ｒｒｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１４０）。閾値Ｒｒｒｅｆとしては、実変速進行度Ｒｒが閾値Ｒｒｒｅｆ以上であることに基づき、アップ変速が進行していることを的確に判定することができるように、その値の大きさは設定されている。より詳細には、本実施形態では、イナーシャ相が実際に開始されていることを的確に判定することができるように、閾値Ｒｒｒｅｆの値の大きさは設定されている。なお、Ｓ１４０の処理も、アップ変速が進行しているか否かを判定する判定処理を構成する。

そして、実変速進行度Ｒｒが閾値Ｒｒｒｅｆ未満であると判定する場合（Ｓ１４０：ＹＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、上述したＳ１５０及びＳ１８０の処理を実行する。
一方、Ｓ１４０にて、実変速進行度Ｒｒが規定の閾値Ｒｒｒｅｆ以上であると判定する場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、油圧補正量Ｐａｄの低減処理を実行する（Ｓ１７０）。このＳ１７０において、ＣＰＵ１１０は、今現在の油圧補正量Ｐａｄから規定の低減量Ｐａｄｓｗを減算した値を新たな油圧補正量Ｐａｄとして算出する。こうして油圧補正量Ｐａｄの低減処理を実行した後、ＣＰＵ１１０は、新たな油圧補正量Ｐａｄを上記基本油圧指令値Ｐｂに加算して油圧指令値Ｐｒを算出する（Ｓ１８０）。Ｓ１７０及びＳ１７０で算出された油圧補正量Ｐａｄを使って油圧指令値Ｐｒを算出するＳ１８０の処理は、アップ変速が進行していると判定されるまで増大された油圧を増大前の油圧にまで徐々に低下させる油圧低下処理を構成する。

そして、ＣＰＵ１１０は、Ｓ１８０の処理を終了した場合や、Ｓ１００にて否定判定する場合には、図２に示す一連の処理を一旦終了する。
＜作用＞
本実施形態の作用を説明する。

図３に、アクセルオフアップ変速制御の実行時における各種値の変化を示す。なお、図３（ａ）はアップ変速の実行状態、図３（ｂ）はアップ変速時のタービン回転速度の変化、図３（ｃ）はアップ変速時の係合側摩擦係合要素の油圧指令値の変化、図３（ｄ）はアップ変速時の解放側摩擦係合要素の油圧指令値の変化、図３（ｅ）はアップ変速時の目標変速進行度の変化、図３（ｆ）はアップ変速時の実変速進行度の変化をそれぞれ示す。

時刻ｔ１においてアップ変速が開始されると、まず、解放側摩擦係合要素の油圧指令値Ｐｃが低下されることにより、解放側摩擦係合要素が解放される。なお、解放側摩擦係合要素とは、アップ変速前の低速側ギヤ段で係合されており且つアップ変速後の高速側ギヤ段で解放される摩擦係合要素のことである。

解放側摩擦係合要素が解放されると、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間においてクイックアプライ制御が実行される。そして、このクイックアプライ制御が終了すると、油圧指令値Ｐｒは基本油圧指令値Ｐｂとなり、図２に示した一連の処理が開始される。

目標変速進行度Ｒｔは、アップ変速が開始されてから規定時間が経過するまでは「０」になっており、規定時間が経過すると「１」に向かって徐々に増大されていく。また、実変速進行度Ｒｒは、実際のタービン回転速度ＮＴの変化に応じて「０」から「１」へと徐々に変化していく。

時刻ｔ４において、目標変速進行度Ｒｔが閾値Ｒｔｒｅｆ以上であり且つ実変速進行度Ｒｒが「０」であることによりアップ変速が進行していないと判定されると、油圧補正量Ｐａｄが算出されて油圧増大処理が開始される。これにより油圧指令値Ｐｒは徐々に増大していく。

そして、時刻ｔ５において、実変速進行度Ｒｒが閾値Ｒｒｒｅｆ以上になることでアップ変速が進行していると判定されると、油圧低下処理が開始される。これにより、油圧指令値Ｐｒは増大前の油圧である基本油圧指令値Ｐｂに向けて徐々に低下していく。

時刻ｔ６において、タービン回転速度ＮＴが同期回転速度ＮＴｔｇになると、係合側摩擦係合要素を完全に係合させるために、油圧指令値Ｐｒは規定の油圧Ｐｋに向けて増大される。そして、アップ変速が終了する。

＜効果＞
本実施形態の効果を説明する。
（１）アップ変速が進行していないと判定される場合、アップ変速が進行していると判定されるまで係合側摩擦係合要素の油圧を増大させる油圧増大処理を実行することにより、同係合側摩擦係合要素のトルク容量が増大される。従って、トルク残りに対するトルク容量の不足が抑えられることにより、変速ショックの発生が抑制される。ここで、係合側摩擦係合要素への油圧供給時間を長くするのではなく、油圧の大きさを変えることでトルク容量を調整している。そのため、変速に要する時間が長くなることを抑えつつ変速ショックの発生を抑制することができるようになる。

（２）アップ変速が進行していると判定されることにより、それまで増大された油圧を増大前の油圧にまで速やかに低下させると、トルク容量が急激に低下するため、トルク残りがまだ残っていた場合にはショックが発生するおそれがある。この点、本実施形態では、上述した油圧低下処理を実行することにより、増大された油圧を増大前の油圧にまで徐々に低下させるようにしている。そのため、そうしたトルク容量の急激な低下が抑制される。従って、アップ変速が進行していると判定された以降にトルク残りがまだ残っている場合でも、変速ショックの発生を抑えることができる。

＜変更例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・目標変速進行度Ｒｔや実変速進行度Ｒｒを他の態様で算出してもよい。
・油圧補正量Ｐａｄを他の態様で算出してもよい。
・アップ変速が進行しているか否かを他の態様で判定してもよい。

・上述した油圧低下処理の実行を省略してもよい。この場合でも上記（２）以外の作用及び効果を得ることができる。
・変速進行度はイナーシャ相の進行度であったが、変速の進行度を示す他の進行度、例えば変速を開始してから終了するまでの進行度としてもよい。

・制御装置１００としては、ＣＰＵ１１０とメモリ１２０とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

１０…内燃機関
１１…吸気通路
１２…スロットルバルブ
１３…燃料噴射弁
１８…クランクシャフト
４１…入力軸
４２…トルクコンバータ
４２Ｐ…ポンプインペラ
４２Ｔ…タービンインペラ
４５…ロックアップクラッチ
６０…ディファレンシャルギヤ
６５…駆動輪
７０…クランク角センサ
７１…エアフロメータ
７２…アクセルポジションセンサ
７３…油温センサ
７４、７５…回転速度センサ
９０…油圧制御回路
９０ａ…ソレノイドバルブ
１００…制御装置
４００…自動変速機
４３０…摩擦係合要素
５００…車両

Claims (4)

1. 内燃機関の出力軸と車両の駆動輪との間の駆動力伝達系に設けられて、油圧で動作する複数の摩擦係合要素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ギヤ段を形成する自動変速機を制御する装置であって、
   前記車両のアクセル操作量が減少したときにアップ変速の変速指令がなされると、前記摩擦係合要素のうちでアップ変速後の高速側ギヤ段で係合される係合側摩擦係合要素に油圧を供給して同係合側摩擦係合要素を係合させる変速制御を実行するとともに、
   前記変速制御の実行中に、アップ変速が進行しているか否かを判定する判定処理と、
   前記判定処理にてアップ変速が進行していないと判定される場合には、アップ変速が進行していると判定されるまで前記係合側摩擦係合要素の油圧を増大させる油圧増大処理と、を実行する
   自動変速機の制御装置。
2. 前記判定処理にてアップ変速が進行していると判定されると、アップ変速が進行していると判定されるまで増大された前記油圧を増大前の油圧にまで徐々に低下させる油圧低下処理を実行する
   請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記判定処理は、アップ変速の進行度合いを示す値であってアップ変速開始後の経過時間に応じて値が増大していく変速進行度についてその目標値と実値とを算出するとともに、前記目標値が規定の閾値以上かつ前記実値が「０」の場合に、アップ変速が進行していないと判定する処理を実行する
   請求項１または２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記判定処理は、前記実値が規定の閾値以上である場合にアップ変速が進行していると判定する処理を実行する
   請求項３に記載の自動変速機の制御装置。

Images