JP4214405B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、運転者の減速意思に基づいてエンジンブレーキを発生させるために実行されるダウンシフト制御中に、変速ショックを抑制するためにエンジン出力を増大させる制御を実行する機能を備えた自動変速機の制御装置に関する発明である。
近年の自動車の自動変速機は、油圧制御回路が切り換えられて油圧クラッチやブレーキ等の複数の摩擦系係合要素の係合状態が変更されることにより複数の変速段が達成される構成のものが多いが、このような自動変速機では、下り坂などでアクセルをOFF状態としても十分なエンジンブレーキ力が得られない場合、運転者がオーバードライブスイッチをOFFしたり、シフトレバーをDレンジからSレンジ、Lレンジへ切り換えたりなどして、ダウンシフトを行わせることにより、エンジンブレーキ力を増大させるようにしている。
ところで、このようなアクセルOFF状態で、運転者の減速意思(減速操作等)に基づいてエンジンブレーキ力を増大させるためのダウンシフトが行われる場合、ダウンシフトによって自動変速機の変速比が大きくなるため、それだけエンジンの回転速度を上昇させる必要がある。しかし、このようなエンジンブレーキを必要とする運転モードにおいては、スロットル弁が通常閉じられているため、ダウンシフト後の変速段を達成するための摩擦係合要素によるトルク伝達によって、アウトプット側のトルクがエンジン側へ伝達されることにより、エンジン回転速度が上昇させられることになる。このため、変速時間が長くなって必要なタイミングでエンジンブレーキの効果が得られなかったり、エンジン回転速度の上昇に伴うイナーシャトルクが車両の制動トルクとなって現れ、一時的にエンジンブレーキ力が増大して変速ショックを生じると言う問題があった。また、自動変速機の油圧制御などにより摩擦係合要素の伝達トルクを急増させると、エンジン回転速度が速やかに上昇して変速時間が短くなるものの、制動トルクが急増して変速ショックが一層大きくなってしまう。
このような問題を解決することを目的として、特許文献1(特許第2924463号公報)の制御技術が提案されている。このものは、アクセルが略OFF状態で自動変速機がエンジンブレーキの作用する低速段へダウンシフトされる際にエンジン出力を一時的に増大させるエンジン出力増大手段と、ダウシフトに際して例えば油圧制御回路を切り換える変速出力時点などの予め定められた計測開始時点からの経過時間を計測するタイマと、ダウンシフトの際に解放される高速段側の摩擦係合要素にすべりが生じ始めた後、そのダウンシフトの際に係合させられる低速段摩擦係合要素が完全係合させられるまでの間に、エンジン回転速度が上昇するように、前記タイマによって計測された経過時間に基づいてエンジン出力増大手段によるエンジン出力増大制御を開始し、その開始タイミングを前記摩擦係合要素の係合、解放遅れ時間及びエンジン出力の増大遅れ時間の少なくとも一方に影響を与える車両の作動状態(具体的には油圧制御回路内の油温やエンジン回転速度)に基づいて設定する構成となっている。
また、この特許文献1には、自動変速機の摩擦係合要素が実際に解放されたり係合したりするまでには遅れ時間が有り、また、エンジン出力を増大させるためにスロットル開き制御がなされた後、エンジン出力が実際に上昇するまでにも遅れ時間があるため、これらの遅れ時間を考慮して開始タイミングを設定することで、変速ショックを抑制しながら変速時間が短縮されることが開示され、さらに、高速段側の摩擦係合要素にすべりが生じ始めるタイミングに合わせてエンジンが吹き上がるようにスロットル弁の開き制御を行うことが望ましいことも開示されている。
また、特許文献2(特開平7−247874号公報)においても、エンジン出力増大制御には不可避的な遅れがあるために、自動変速機のギア比に変化を生じる実変速が開始される以前にエンジン出力増大制御を開始する技術が開示されている。
特許第2924463号公報(第1頁〜第3頁等) 特開平7−247874号公報(第2頁〜第3頁等)
上記従来のダウンシフト制御では、エンジン出力増大制御を開始してから実際にエンジン出力が増大するまでの遅れ時間を考慮して、ダウンシフトの油圧制御開始後に実変速が開始される以前にエンジン出力増大制御を開始するようにしているが、ダウンシフトの油圧制御では、変速前のギア比のトルク伝達経路にある解放側の摩擦係合要素の伝達トルク容量(油圧)を低下させることで実変速を開始させるため、この伝達トルク容量(油圧)を制御する油圧制御装置に何らかの異常が発生すると、想定通りの油圧低下が発生せず、実変速を開始できない異常事態が発生する。このような異常事態が発生すると、本来、エンジンブレーキが必要な状況であるにも拘らず、変速前の変速段のギア比(例えば4速→3速のダウンシフトの場合には4速のギア比)が維持された状態でエンジン出力が増大されることになるため、ダウンシフト制御中に車両が加速されてしまう等の不具合が発生する。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従って、本発明の目的は、運転者の減速意思に基づいてエンジンブレーキを発生させるために実行されるダウンシフト制御時に、油圧制御装置の異常等によって実変速を開始できない事態が発生しても、エンジン出力増大制御による車両の加速等の不具合を解消又は低減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。
本発明は、請求項1のように、変速機構の実変速開始を検出する実変速開始検出手段と、ダウンシフトの要求発生時又は前記ダウンシフトの油圧制御開始時からの経過時間を計測するタイマ手段を設け、このタイマ手段の計測時間と前記実変速開始検出手段の検出結果とに基づいてダウンシフトの油圧制御の進行状況を監視し、タイマ手段の計測時間が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも長く設定された所定時間に達しても前記実変速開始検出手段により実変速開始が検出されない場合には、ダウンシフトの油圧制御が正常に進行していないと判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしても良い。要するに、ダウンシフト制御時に油圧制御装置が正常に動作すれば、ほぼ想定通りのタイミングで実変速が開始されるため、このタイミングを越えても実変速が開始されなければ、実変速を正常に開始できない異常事態が発生していると判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するものである。このようにすれば、ダウンシフト制御時に実変速を開始できない異常事態が発生した時のエンジン出力増大制御による車両の加速等の不具合を解消又は低減することができる。
また、請求項2のように、解放側の摩擦係合要素の油圧指令値と実変速開始検出手段の検出結果とに基づいてダウンシフトの油圧制御の進行状況を監視し、ダウンシフトの油圧制御開始後に解放側の摩擦係合要素の油圧指令値が伝達トルク容量を無くすのに十分な低圧域に低下しても、実変速開始検出手段により実変速開始が検出されない場合に、ダウンシフトの油圧制御が正常に進行していないと判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしても良い。要するに、ダウンシフト制御時に油圧制御装置が正常に動作すれば、解放側の摩擦係合要素の油圧指令値が伝達トルク容量を無くすのに十分な低圧域に低下するまでに、実変速が開始されるため、この時期までに実変速が開始されなければ、実変速を正常に開始できない異常事態が発生しているものと判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するものである。このようにしても、ダウンシフト制御時に実変速を開始できない異常事態が発生した時のエンジン出力増大制御による車両の加速等の不具合を解消又は低減することができる。
この場合、請求項のように、実変速開始検出手段は、変速機構の入力軸回転速度と出力軸回転速度との比であるギア比が変速前の変速段に相当する値から変速後の変速段に相当する値に向かって変化し始めたことを検出することによって、実変速開始を検出するようにしても良い。これにより、実変速の開始を精度良く検出することができる。
ここで、ギア比=入力軸回転速度/出力軸回転速度であるから、次の関係が成り立つ。 入力軸回転速度=出力軸回転速度×ギア比
上式を考慮して、請求項のように、実変速開始検出手段は、変速機構の入力軸回転速度が、出力軸回転速度と変速前の変速段のギア比との積に相当する回転速度よりも大きくなり始めたことを検出することによって、実変速開始を検出するようにしても良い。このようにしても、上記請求項と同様に、実変速の開始を精度良く検出することができる。
また、請求項5のように、解放側の摩擦係合要素の油圧が低圧域であることを検出する油圧検出手段と、ダウンシフトの要求発生時又は前記ダウンシフトの油圧制御開始時からの経過時間を計測するタイマ手段を設け、このタイマ手段の計測時間と前記油圧検出手段の検出結果とに基づいてダウンシフトの油圧制御の進行状況を監視し、タイマ手段の計測時間がダウンシフトの油圧制御により解放側の摩擦係合要素の油圧が正常に低圧域に低下するまでの時間よりも長く設定された所定時間に達しても、前記油圧検出手段により前記解放側の摩擦係合要素の油圧が低圧域に低下したことが検出されない場合に、ダウンシフトの油圧制御が正常に進行していないと判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしても良い。要するに、ダウンシフト制御時に油圧制御装置が正常に動作すれば、解放側の摩擦係合要素の油圧が正常に低圧域に低下するまでの時間は、多少のばらつきがあってもほぼ想定通りの時間となるため、この時間を越えても解放側の摩擦係合要素の油圧が低圧域に低下したことが検出されなければ、油圧制御装置が正常に動作しない異常事態が発生していると判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するものである。このようにしても、ダウンシフト制御時に油圧制御装置が正常に動作しない異常事態が発生した時のエンジン出力増大制御による車両の加速等の不具合を解消又は低減することができる。
以上説明した請求項1〜に係る発明を電子スロットルシステムを搭載した車両に適用する場合は、請求項のように、エンジン出力増大制御をスロットルバルブの開き制御によって実行し、エンジン出力増大制御を中止する手段として、スロットルバルブの閉じ制御を用いるようにすると良い。これにより、エンジン出力増大制御の開始から中止に至るまでの制御を容易に行うことができる。
一般に、エンジンブレーキを発生させるダウンシフト制御は、燃料カット中に実行されるため、エンジン出力増大制御をスロットルバルブの開き制御によって実行する場合は、スロットルバルブの開き制御に合わせて燃料カットから復帰して燃料噴射を再開するようにすると良い。
更に、請求項のように、エンジン出力増大制御を中止する手段として、エンジンの燃料カットを用いるようにしても良い。燃料カットを行えば、エンジン出力を更に効果的に低下させることができる。
更に、請求項のように、エンジン出力増大制御を中止する手段として、エンジンの点火時期の遅角補正を用いるようにしても良い。例えば、エンジン出力増大制御を中止するために、燃料カットを行っても、吸気管内に残存する混合気やウエット(壁面付着燃料)が完全に無くなるまでの1〜数回の点火回数分の期間は、残存混合気やウエットが筒内に吸入されて燃焼し、エンジン出力が発生し続けるが、点火時期の遅角補正を行えば、エンジン出力を即座に低下させることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した5つの実施例1〜5を説明する。
本発明の実施例1を図1乃至図26に基づいて説明する。
まず、図1に基づいて内燃機関であるエンジン11の制御システム全体の概略構成を説明する。エンジン11の吸気管12の上流側にはエアクリーナ13が装着され、その下流側には吸入空気量Ga を測定するエアフローメータ14が設置され、更に、その下流側にスロットルバルブ15が設けられている。このスロットルバルブ15の回動軸15aにはDCモータ等のモータ17が連結され、このモータ17の駆動力によってスロットルバルブ15の開度(スロットル開度)が制御され、このスロットル開度がスロットル開度センサ18によって検出される。
スロットルバルブ15を通過した吸入空気をエンジン11の各気筒に導入する吸気マニホールド19には、インジェクタ20が取り付けられ、また、エンジン11の各気筒のシリンダヘッドには点火プラグ21が取り付けられている。エンジン11のクランク軸22に嵌着されたシグナルロータ23の外周に対向してクランク角センサ24が設置され、このクランク角センサ24から出力されるエンジン回転速度信号NeのパルスがエンジンECU25に取り込まれ、このエンジン回転速度信号Neのパルス周波数によってエンジン回転速度が検出される。
一方、アクセルペダル26の踏込量(アクセル操作量)がアクセルセンサ27によって検出され、このアクセル操作量に応じた電圧信号Apが電子制御ユニット25にA/D変換器28を介して取り込まれる。また、エアフローメータ14で検出した吸入空気量Ga やスロットル開度センサ18で検出したスロットル開度TAの各電圧信号も、エンジンECU25にA/D変換器28を介して取り込まれる。
このエンジンECU25は、CPU29、ROM30、RAM31等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成され、ROM30に記憶されているエンジン制御用の各種ルーチンをCPU29で実行することで、点火プラグ21の点火時期を制御すると共に、インジェクタ駆動回路45を介してインジェクタ20に与える噴射信号のパルス幅を制御し、燃料噴射量を制御する。
また、エンジンECU25は、ROM30に記憶されているスロットル制御用の各種ルーチンをCPU29で実行することで、スロットル開度センサ18で検出したスロットル開度を目標スロットル開度に一致させるように、モータ駆動回路32を介してスロットルバルブ15のモータ17をPID制御等によりフィードバック制御する。尚、電子スロットルシステムの異常時には、モータ駆動回路32からモータ17への通電路中に設けられた安全回路46が作動して、モータ17への通電がOFFされた状態に保たれる。この状態では、退避走行を可能にするために、スロットル開度が所定開度に保持される。
次に、図2及び図3に基づいて自動変速機51の概略構成を説明する。図3に示すように、エンジン11の出力軸には、トルクコンバータ52の入力軸53が連結され、このトルクコンバータ52の出力軸54に、油圧駆動式の変速歯車機構55(変速機構)が連結されている。トルクコンバータ52の内部には、流体継手を構成するポンプインペラ71とタービンランナ72が対向して設けられ、ポンプインペラ31とタービンランナ72との間には、オイルの流れを整流するステータ73が設けられている。ポンプインペラ71は、トルクコンバータ52の入力軸53に連結され、タービンランナ32は、トルクコンバータ52の出力軸54に連結されている。
また、トルクコンバータ52には、入力軸53側と出力軸54側との間を係合又は切り離しするためのロックアップクラッチ56が設けられている。エンジンの出力トルクは、トルクコンバータ52を介して変速歯車機構55に伝達され、変速歯車機構55の複数のギア(遊星歯車等)で変速されて、車両の駆動輪(前輪又は後輪)に伝達される。
変速歯車機構55には、複数の変速段を切り換えるための摩擦係合要素である複数のクラッチC0,C1,C2とブレーキB0,B1が設けられ、図4に示すように、これら各クラッチC0,C1,C2と各ブレーキB0,B1の係合/解放を油圧で切り換えて、動力を伝達するギアの組み合わせを切り換えることによって変速比を切り換えるようになっている。
尚、図4は4速自動変速機のクラッチC0,C1,C2とブレーキB0,B1の係合の組合せを示すもので、○印はその変速段で係合状態(トルク伝達状態)に保持されるクラッチとブレーキを示し、無印は解放状態を示している。例えば、Dレンジのスロットル踏み込み状態では、車速が上がるにつれて、1速、2速、3速、4速へとアップシフトしていく。1速から2速への変速では、C0及びB0の係合からB0を解放し、新たにB1を係合する。2速から3速への変速では、C0及びB1の係合からB1を解放し、新たにC2を係合する。3速から4速への変速では、C0及びC2の係合からC0を解放し、新たにB1を係合する。
ここで、例えば、2速から3速への変速時に、B1が何らかの原因で油圧が低圧状態にならず係合状態で固定された場合は、C2を係合することにより、インターロックが発生して駆動輪が停止してしまうことを回避するフェールセーフ機構を設けている。具体的には、変速歯車機構55内の各クラッチに作用する油圧を検出できる位置に各クラッチ毎に油圧スイッチ(図示せず)をフェール検出手段として設置している。この油圧スイッチは、実油圧が閾値以上のときにON(Hi出力)し、実油圧が閾値未満のときにOFF(Lo出力)するように構成され、この油圧スイッチの出力(実油圧)と油圧指令値との関係が合致するか否かを判定することで、異常のあるクラッチを検出するようにしている。この検出結果に基づき、上記のようなインターロックが発生する変速段に変速しないように制御している。
図2に示すように、変速歯車機構55には、エンジン動力で駆動される油圧ポンプ58が設けられ、作動油(オイル)を貯溜するオイルパン(図示せず)内には、油圧制御回路57(油圧制御装置)が設けられている。この油圧制御回路57は、ライン圧制御回路59、自動変速制御回路60、ロックアップ制御回路61、手動切換弁66等から構成され、オイルパンから油圧ポンプ58で汲み上げられた作動油がライン圧制御回路59を介して自動変速制御回路60とロックアップ制御回路61に供給される。ライン圧制御回路59には、油圧ポンプ58からの油圧を所定のライン圧に制御するライン圧制御用の油圧制御弁(図示せず)が設けられ、自動変速制御回路60には、変速歯車機構55の各クラッチC0,C1,C2と各ブレーキB0,B1に供給する油圧を制御する複数の変速用の油圧制御弁(油圧制御手段)が設けられている。また、ロックアップ制御回路61には、ロックアップクラッチ56に供給する油圧を制御するロックアップ制御用の油圧制御弁(図示せず)が設けられている。
各油圧制御弁は、例えばリニアソレノイドバルブにより構成され、所定のデューティにて電圧を印加して流れる電流により発生する吸引力にて油圧を制御している。このため、油圧制御弁の電流と油圧は、密接な関係となり、電流値を制御することにより油圧を制御している。また、デューティに対する電流値のばらつきを吸収するため、電流値を自動変速機電子制御回路(以下「AT−ECU」と表記する)70に設けた電流検出回路(後述する図8の異常検出回路82で兼用)によりモニタし、電流値をフィードバック制御するようにしている。
また、ライン圧制御回路59と自動変速制御回路60との間には、シフトレバー65の操作に連動して切り換えられる手動切換弁66が設けられている。シフトレバー65がニュートラルレンジ(Nレンジ)又はパーキングレンジ(Pレンジ)に操作されているときには、自動変速制御回路60の油圧制御弁への通電が停止(OFF)された状態になっていても、手動切換弁66によって変速歯車機構55に供給する油圧が変速歯車機構55をニュートラル状態とするように切り換えられる。
一方、変速歯車機構55には、変速歯車機構55の入力軸回転速度Nt(トルクコンバータ52の出力軸回転速度)を検出する入力軸回転速度センサ68と、変速歯車機構55の出力軸回転速度Noを検出する出力軸回転速度センサ69が設けられている。
これら各種センサの出力信号は、AT−ECU70に入力される。このAT−ECU70は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各ルーチンを実行することで、予め設定した図5の変速パターンに従って変速歯車機構55の変速が行われるように、シフトレバー65の操作位置や運転条件(スロットル開度、車速等)に応じて自動変速制御回路60の各油圧制御弁への通電を制御して、変速歯車機構55の各クラッチC0,C1,C2と各ブレーキB0,B1に作用させる油圧を制御することによって、図4に示すように、各クラッチC0,C1,C2と各ブレーキB0,B1の係合/解放を切り換えて、動力を伝達するギアの組み合わせを切り換えることで、変速歯車機構55の変速比を切り換える。
この際、AT−ECU70は、運転者の減速意思に基づいてエンジンブレーキを発生させるためのダウンシフトを図6に示すように実行する。以下の説明では、クラッチC0,C1,C2とブレーキB0,B1を総称して単に「クラッチ」と簡略化して表記する。また、ダウンシフト制御時に係合状態から解放状態に切り換えるクラッチを「解放側クラッチ」と表記し、解放状態から係合状態に切り換えるクラッチを「係合側クラッチ」と表記する。
図6は、運転者の減速意思に基づいてエンジンブレーキを発生させるために実行するダウンシフト中にエンジン出力増大制御を実行する“ETC協調ダウンシフト”の制御例を示すタイムチャートであり、以下、このETC協調ダウンシフトを説明する。
ETC協調ダウンシフト実行条件が成立してダウンシフトの変速指令が出力された時点t0 で、解放側クラッチの油圧指令値を待機油圧PtDr(解放側クラッチのリターンスプリングのセット荷重相当油圧PsDrよりも少し低い油圧)まで速やかに低下させる。この後は、この待機油圧PtDrによって解放側クラッチが係合力を発生する直前の状態に保持される。このようにする理由は、エンジン出力増大制御による入力軸回転速度Ntの吹き上がりを促進すると共に、該エンジン出力増大制御に伴う車両の飛び出し感を抑制するためである。
このETC協調ダウンシフトにおいても、係合側クラッチの油圧制御は、運転者がアクセルペダル26を踏み込んでダウンシフトする“パワーオンダウンシフト”とほぼ同じであり、ダウンシフトの変速指令が出力された時点t0 で、係合側クラッチの油圧指令値を所定の充填油圧Po に設定して、係合側クラッチに作動油を充填する充填制御を実行する。この充填制御を所定時間tF だけ実行して係合側クラッチが係合力を発生する直前の状態になった時点で、係合側クラッチの油圧指令値を待機油圧PtAp(係合側クラッチのリターンスプリングのセット荷重相当油圧PsAp付近)まで低下させて充填制御を終了する。この後は、係合クラッチによる待機油圧PtApによって係合側クラッチの係合力(油圧)が所望のエンジンブレーキを発生する状態に保持される。
その後、変速進行割合SftR[=100×(入力軸回転速度Nt−出力軸回転速度No ×変速前ギア比)/(出力軸回転速度No ×変速後ギア比−出力軸回転速度No ×変速前ギア比)]が所定値Dに達した時点で、係合側クラッチの油圧指令値を一定勾配で増加させる制御を開始する。そして、変速進行割合SftRが所定値Fに達した時点で、解放側クラッチの油圧指令値を一定勾配で低下させる。
そして、変速進行割合SftRが所定値Gに達した時点で、係合側クラッチの油圧指令値を最高圧に設定して、係合側クラッチの油圧を最高圧まで増加させる。このように制御することで、入力軸回転速度Ntがダウンシフト先の低速段相当の回転速度に上昇するタイミングに合わせて係合側クラッチの係合力を増加させてダウンシフトを完了する。
このETC協調ダウンシフトの特徴は、次のようにしてエンジン出力増大制御を実行することである。解放側クラッチの実油圧が待機油圧PtDrまで低下する過程で、解放側クラッチの伝達トルク容量が小さく又は無くなって、エンジン出力が増大しても加速感を生じない“開始油圧”まで低下した時点t6 で、エンジン出力増大制御を開始する。
この際、解放側クラッチの実油圧が開始油圧以下に低下する時点t6 を推定するために、解放側クラッチの油圧指令値に対する実油圧の応答を“1次遅れ+むだ時間”の伝達特性にて近似し、この伝達特性にて演算した実油圧の推定値を前記開始油圧と比較し、実油圧の推定値が前記開始油圧まで低下した時点t6 で、エンジン出力増大制御の開始タイミングに到達したと判定する。
このエンジン出力増大制御の開始タイミングと判定された時点t6 で、スロットル開度指令値を所定のスロットル開き指令値に設定してスロットル開き制御を開始し、それからやや遅れた時点t7 で、燃料カットフラグ(以下「F/Cフラグ」と表記する)をOFFして、燃料カットから復帰して燃料噴射復帰制御を開始し、燃料噴射を再開する。
このエンジン出力増大制御(スロットル開き制御と燃料噴射復帰制御)の開始から所定の遅れを持ってエンジン出力が増大する。このエンジン出力増大が遅れる要因として、スロットル開き制御に関しては、スロットルバルブ15の開弁動作の応答遅れ(Ta)と、スロットルバルブ15が実際に開いた時期からエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tb)があり、燃料噴射復帰制御に関しては、燃料噴射を再開してからエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tc)がある。
ここで、スロットルバルブ15の開弁動作の応答遅れ(Ta)については、電子スロットルシステムのモータ17の駆動応答性に関連したパラメータ(冷却水温、バッテリ電圧等)のマップにより演算される。また、スロットルバルブ15の開放からエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tb)については、スロットルバルブ15の開放により増加した吸入空気がシリンダ内に吸入されてから燃焼に至るまでの遅れと、吸気流速に関連したパラメータ(エンジン回転速度、スロットル開度等)のマップにより演算される。また、燃料噴射再開からエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tc)については、燃料噴射から燃焼に至るまでの時間(クランク軸が720℃A回転するのに要する時間T720℃A)により設定される。
前述したスロットル開き制御(エンジン出力増大制御)の開始タイミング判定により制御開始と判定されると、所望の変速時間及び変速フィーリングを実現する入力軸回転速度Nt挙動となるように設定されたスロットル開き指令値を出力して保持する。このスロットル開き指令値は、エンジン11のフリクションロス、変速前後の入力軸回転速度Ntの変化量に影響を与えるパラメータ(変速パターン[ギア比変化]、冷却水温、入力軸回転速度Nt等)の検出結果及び所望の変速時間に基づき設定される。更に、路面勾配の大きさや車体の減速度の大きさによってスロットル開き指令値を変更すれば、よりフィーリングを詳細に所望の状態に合わせることができる。この場合、減速時は、スロットル開き指令値を少なく、加速時は多く設定される。また、スロットル開き指令値は、エアフロメータ14の出力にて補正されるようになっている。これにより、解放側クラッチの油圧が待機油圧PtDr付近に到達した時点で変速歯車機構55の入力軸回転速度Nt(トルクコンバータ52の出力軸回転速度)が上昇し始める。
このエンジン出力増大制御の実行中は、最終的にダウンシフトが終了する時点(変速進行割合SftRが100%となる時点)に合わせてエンジン出力増大制御による実際のエンジン出力増大を終了させるための終了判定をしつつ所定量のエンジン出力増大量を保持するようにしている。この終了判定は、前記変速進行割合SftR及び該変速進行割合の単位時間ΔT当たりの変化量ΔSftRにより終了指令から実際にエンジン出力増大がなくなるまでの応答遅れ分を考慮し、この応答遅れ分を相殺可能な制御終了時期は、変速進行割合SftRがいくつになった時点かを演算し、変速進行割合SftRがその演算値を上回ったか否かにて、エンジン出力増大制御であるスロットル開き制御及び燃料噴射復帰制御の終了時期(t8 ,t9 )をそれぞれ判定する。その結果、終了時期(t8 ,t9 )と判定されると、スロットル開き制御においては、スロットル開き指令値を“0”に減衰させるべく、終了制御を実施する。この終了制御では、電子スロットルの過渡再現性が確保するために所定の勾配をもってスロットル開き制御指令値を“0”まで減衰させている。また、燃料噴射復帰制御については、終了判定に従いF/CフラグをONに復帰させて燃料カットを再開する。但し、エンジン回転速度の急激な低下その他の原因でエンジン11側からの燃料カット要求が消滅した場合は、この限りでない。
エンジン出力増大終了応答遅れの要因として、スロットル開き制御に関しては、スロットルバルブ15の全閉動作の応答遅れ(Td)と、スロットルバルブ15が実際に全閉してから実際にエンジン出力増大がなくなるまでの応答遅れ(Te)と、更に終了判定からスロットル開き指令値を“0”に減衰させるまでの時間(Tsd)がある。また、燃料噴射復帰制御に関しては、燃料カットを再開してからエンジン出力がなくなるまでの応答遅れ(Tf)がある。
ここで、スロットルバルブ15の閉弁動作の応答遅れ(Td)については、電子スロットルシステムのモータ17の駆動応答性に関連したパラメータ(冷却水温、バッテリ電圧等)のマップにより演算される。また、スロットルバルブ15の全閉からエンジン出力増大がなくなるまでの応答遅れ(Te)については、スロットルバルブ15の全閉により減少した吸入空気がシリンダ内に吸入されてから燃焼に至るまでの遅れと、吸気流速に関連したパラメータ(エンジン回転速度、スロットル開度等)のマップにより演算される。また、終了判定からスロットル開き指令値を“0”に減衰させるまでの時間(Tsd)については、スロットル開き指令値/減衰勾配により算出される。また、燃料カットを再開してからエンジン出力がなくなるまでの応答遅れ(Tf)については、燃料カット再開から燃料カットを実施した気筒が燃焼行程に至るまでの時間(クランク軸が720℃A回転するのに要する時間T720℃A)により設定される。
一方、解放側クラッチの油圧指令値に関しては、変速進行割合SftRが100%に到達した時点で、一定勾配で減衰させる。このように制御することで、ETC協調ダウンシフトを完了する。
ところで、本実施例1のETC協調ダウンシフトでは、エンジン出力増大制御を開始してから実際にエンジン出力が増大するまでの遅れ時間を考慮して、ダウンシフトの油圧制御開始後に実変速が開始される以前にエンジン出力増大制御を開始するようにしているが、ダウンシフトの油圧制御では、変速前のギア比のトルク伝達経路にある解放側クラッチの伝達トルク容量(油圧)を低下させることで実変速を開始させるため、この伝達トルク容量(油圧)を制御する油圧制御回路50に何らかの異常が発生すると、想定通りの油圧低下が発生せず、実変速を開始できない異常事態が発生する(図7参照)。このような異常事態が発生すると、本来、エンジンブレーキが必要な状況であるにも拘らず、変速前の変速段のギア比(例えば4速→3速のダウンシフトの場合には4速のギア比)が維持された状態でエンジン出力が増大されることになるため、エンジン出力増大制御を続けると、ダウンシフト制御中に車両が加速されてしまう等の不具合が発生する。
そこで、本実施例1では、油圧制御回路50の主要な異常発生原因が、油圧制御弁のソレノイド81(図9参照)やその配線系の断線、抵抗値の異常増加等の電気的な異常(以下単に「ソレノイド81の断線」という)であることを考慮して、図9に示すように、油圧制御弁のソレノイド81の断線を検出する異常検出回路82(異常検出手段)を設け、ダウンシフトの油圧制御開始後に異常検出回路82により油圧制御弁のソレノイド81の断線が検出された時点t1 で、直ちにエンジン出力増大制御中止指令を出力して、エンジン出力増大制御を直ちに中止する。このエンジン出力増大制御の中止は、スロットルバルブ15の閉じ制御と燃料カットによって行い、更に、必要に応じて、点火時期の遅角補正を行うようにしても良い。
ここで、異常検出回路82(電流検出回路)の構成を説明する。電源電圧Vbからスイッチング素子83を介してソレノイド81に通電する通電路中に、電流検出抵抗84を設け、この電流検出抵抗84の両端の電位を差動増幅器85に入力して、電流検出抵抗84の両端の電位差(電流検出抵抗84に流れる電流値ISに応じた電圧)を差動増幅して、この差動増幅器85から検出電流ISの信号をA/D変換器86に出力する。AT−ECU70は、差動増幅器85から出力される検出電流ISの信号を所定のサンプリング周期でA/D変換器86によってA/D変換して読み込むことで、電流検出抵抗84を介してソレノイド81に流れる電流値ISを検出すると共に、AT−ECU70からドライバ回路87に出力された電流指令値ITと検出電流ISとの差(IT−IS)が所定の異常判定値Ithよりも大きいか否かで、ソレノイド81の断線の有無を判定する。
また、AT−ECU70は、前回の電流指令値ITと検出電流ISとの差(IT−IS)に応じて今回の電流指令値ITをフィードバック補正し、補正後の電流指令値ITによってドライバ回路87を駆動してスイッチング素子83のON/OFFのデューティを制御することで電流検出抵抗84を介してソレノイド81に流れる電流値ISをデューティ制御する。
更に、本実施例1では、ソレノイド81の断線検出の他に、実変速開始タイミングに基づいてダウンシフト制御時の油圧制御異常を診断する機能を備えている。以下、この油圧制御異常診断機能について、図8を用いて説明する。
ダウンシフト制御時に油圧制御回路50が正常に動作すれば、ほぼ想定通りのタイミングで実変速が開始されるため、このタイミングを越えても実変速が開始されなければ、実変速を正常に開始できない異常事態が発生していると判断することができる。そこで、本実施例1では、ダウンシフトの油圧制御開始時t0 (ダウンシフトの要求発生時)からの経過時間を計測する経過時間タイマ(タイマ手段)を設け、この経過時間タイマの計測時間が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間に達しても実変速開始が検出されない場合には、油圧制御異常と判断して、直ちにエンジン出力増大制御中止指令を出力して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしている。
この場合、実変速開始の検出方法は、次のいずれかの方法を用いれば良い。
[実変速開始検出方法(その1)]
変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntと出力軸回転速度Noとの比であるギア比(Nt/No)が変速前の変速段に相当する値から変速後の変速段に相当する値に向かって変化し始めたことを検出することによって、実変速開始を検出する。
ここで、ギア比(Nt/No)が変速後の変速段に相当する値に向かって変化し始めたか否かは、ギア比(Nt/No)が実変速開始判定値を越えたか否かで判定すれば良い。
[実変速開始検出方法(その2)]
ギア比=入力軸回転速度Nt/出力軸回転速度Noであるから、次の関係が成り立つ。
入力軸回転速度Nt=出力軸回転速度No×ギア比
上式を考慮して、変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntが、出力軸回転速度Noと変速前の変速段のギア比との積に相当する回転速度よりも大きくなり始めたことを検出することによって、実変速開始を検出する。具体的には、入力軸回転速度Ntが、出力軸回転速度Noと変速前の変速段のギア比との積よりも少し大きい実変速開始判定値を越えたか否かで実変速が開始したか否かを判定すれば良い。
以上説明した本実施例1の変速制御及び異常診断は、AT−ECU70とエンジンECU25とが協調して以下の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
[変速制御]
図10の変速制御ルーチンは、エンジン運転中に所定時間毎(例えば8〜32msec毎)に実行される変速制御のメインルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ100で、変速が必要か否か(変速指令が出力されたか否か)を判定し、変速が必要でなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
一方、変速が必要であれば、ステップ101に進み、後述する図11の変速種類判定ルーチンを実行して、現在の変速指令に対応する変速種類を判定する。この後、ステップ102に進み、ETC協調ダウンシフト実行フラグxEtc1又はxEtc2がETC協調ダウンシフト実行条件成立を意味するONにセットされているか否かを判定し、xEtc1とxEtc2の両方がOFFにセットされていれば、ステップ105に進み、変速種類に応じた変速油圧制御ルーチン(図示せず)を実行して、現在の変速指令に応じた変速段に変速して本ルーチンを終了する。
これに対して、ETC協調ダウンシフト実行フラグxEtc1とxEtc2のいずれか一方がONにセットされていれば、ETC協調ダウンシフト実行条件成立と判断して、ステップ102からステップ103に進み、後述する図17のスロットル開き制御ルーチンを起動して、スロットル開き制御を実行し、次のステップ104で、後述する図22の燃料噴射復帰制御ルーチンを起動して、燃料噴射復帰制御を実行する。この後、ステップ105に進み、後述する図12の変速油圧制御ルーチンを実行して、現在の変速指令に応じた変速段に変速して本ルーチンを終了する。
[変速種類判定]
図11の変速種類判定ルーチンは、図10の変速制御ルーチンのステップ101で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ111で、現在の変速指令がアップシフトかダウンシフトかを判定し、アップシフトと判定されれば、ステップ112に進み、自動変速機51に加わる負荷状態がパワーオン(エンジン11側から自動変速機51が駆動される状態)かパワーオフ(駆動輪側から自動変速機51が駆動される状態)かを判定する。そして、この判定結果に応じて、現在の変速指令に応じた変速種類がパワーオンアップシフト(ステップ118)、パワーオフアップシフト(ステップ119)のいずれに該当するかを判定する。
これに対して、ステップ111で、ダウンシフトと判定されれば、ステップ113に進み、自動変速機51に加わる負荷状態がパワーオンかパワーオフかを判定し、パワーオフと判定されれば、運転者のシフトレバー65の操作によるマニュアルダウンシフトであるか否かを判定する。その結果、マニュアルダウンシフトと判定されれば、ステップ116に進み、ETC協調ダウンシフト実行条件が成立しているか否かを、例えば制御性確保のために、作動油の油温が、油圧指令値に対する油圧応答の再現性の良い温度領域であるか否かを判定する。その結果、ETC協調ダウンシフト実行条件が成立していると判定された場合は、ステップ117に進み、第1のETC協調ダウンシフト実行フラグxEtc1をONにセットした後、ステップ121に進み、現在の変速の種類をETC協調ダウンシフトと判定する。
また、前記ステップ115でマニュアルダウンシフトでないと判定された場合は、ステップ123に進み、オートダウンシフトであるか否かを判定し、オートダウンシフトと判定されれば、ステップ124に進み、前記ステップ116と同様の方法で、ETC協調ダウンシフト実行条件が成立しているか否かを判定する。その結果、ETC協調ダウンシフト実行条件が成立していると判定された場合は、ステップ125に進み、第2のETC協調ダウンシフト実行フラグxEtc2をONにセットした後、ステップ121に進み、現在の変速の種類をETC協調ダウンシフトと判定する。
一方、ステップ123で、オートダウンシフトでないと判定された場合、又は、ステップ116とステップ124のいずれかでETC協調ダウンシフト実行条件が不成立と判定された場合は、ステップ122に進み、現在の変速の種類をパワーオフダウンシフトと判定する。
また、前記ステップ113で、パワーオンと判定された場合は、ETC協調ダウンシフト制御(エンジン出力増大制御)によるパワーオンと、アクセルペダル26の踏み込みによるパワーオンとを区別するため、ステップ114に進み、2つのETC協調ダウンシフト実行フラグxEtc1又はxEtc2がONにセットされているか否かを判定し、ONにセットされていれば、ステップ121に進み、現在の変速の種類がETC協調ダウンシフトと判定し、2つのETC協調ダウンシフト実行フラグxEtc1,xEtc2が両方ともOFFにセットされていれば、ステップ120に進み、現在の変速の種類がパワーオンダウンシフトと判定する。
[変速油圧制御]
図12の変速油圧制御ルーチンは、変速種類がETC協調ダウンシフトの場合に実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ130で、後述する図14に示す解放側クラッチ油圧制御ルーチンを実行して、解放側クラッチの油圧を制御すると共に、次のステップ131で、後述する図16に示す係合側クラッチ油圧制御ルーチンを実行して、係合側クラッチの油圧を制御する。
この後、ステップ132に進み、後述する図13に示すソレノイド断線検出ルーチンを実行して、ソレノイド81の断線の有無を判定した後、ステップ133に進み、ソレノイド断線検出フラグFlagSOL=ON又は油圧制御異常検出フラグFlagOP=ONであるか否かで、ソレノイド81の断線又は油圧制御異常が検出されているか否かを判定し、この断線又は油圧制御異常が検出されていなければ、ステップ134に進み、ダウンシフトが完了したか否かを、後述する制御段階フラグFlag1=4、且つ、Flag2=5であるか否かで判定する。そして、ダウンシフトが完了した時点で、ステップ135に進み、制御段階フラグFlag1とFlag2を共に初期値「0」にリセットすると共に、その他のフラグxEtc1、xEtc2、xEtcTSt、xEtcFSt、xEtcTEd、xEtcFEdを全てOFFにリセットして、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ133で、ソレノイド断線検出フラグFlagSOL=ON又は油圧制御異常検出フラグFlagOP=ONと判定された場合、つまりソレノイド81の断線又は油圧制御異常が検出されている場合は、ダウンシフトを正常に実行できないと判断して、ステップ136に進み、解放側クラッチ油圧を最大圧に設定し、次のステップ137で、係合側クラッチ油圧を最低圧(ゼロ)に設定して、ダウンシフトを中止する。
この後、ステップ138に進み、燃料カット制御が再開されているか否かを判定し、燃料カット制御が再開されていなければ、そのまま本ルーチンを終了するが、燃料カット制御が再開されていれば、ステップ139に進み、点火遅角制御が終了しているか否かを判定する。この段階で、まだ、点火遅角制御が終了していなければ、そのまま本ルーチンを終了するが、点火遅角制御が終了していれば、ステップ135に進み、制御段階フラグFlag1とFlag2を共に初期値「0」にリセットすると共に、その他のフラグxEtc1、xEtc2、xEtcTSt、xEtcFSt、xEtcTEd、xEtcFEdを全てOFFにリセットして、本ルーチンを終了する。
[ソレノイド断線検出]
図13のソレノイド断線検出ルーチンは、図12の変速油圧制御ルーチンのステップ132で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう異常検出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ126で、ソレノイド81に流れる電流値を異常検出回路82で検出して、その検出電流ISを読み込む。この後、ステップ127に進み、電流指令値ITと検出電流ISとの差(IT−IS)を所定の異常判定値Ithと比較してソレノイド81の断線の有無を判定する。もし、電流指令値ITと検出電流ISとの差(IT−IS)が異常判定値Ithよりも大きければ、ソレノイド81の断線と判断して、ステップ128に進み、ソレノイド断線フラグFlagSOLを「ソレノイド断線」を意味するONにセットし、電流指令値ITと検出電流ISとの差(IT−IS)が異常判定値Ith以下であれば、ソレノイド81の断線無しと判断して、ステップ129に進み、ソレノイド断線フラグFlagSOLを「ソレノイド断線無し」を意味するOFFに維持する。
[解放側クラッチ油圧制御]
図14の解放側クラッチ油圧制御ルーチンは、図12の変速油圧制御ルーチンのステップ130で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ140で、制御段階フラグFlag1の値が0〜3のいずれであるか否かで、現在の解放側クラッチ油圧制御の段階を判定する。この制御段階フラグFlag1は、解放側クラッチ油圧制御の各段階に進む毎に1ずつ増加するフラグであり、初期値は0で最大値は4である。従って、解放側クラッチ油圧制御は、4段階のシーケンス制御となる。
解放側クラッチ油圧制御を開始する時点t0 では、制御段階フラグFlag1は初期値(0)に設定されているため、ステップ141に進み、制御段階フラグFlag1を「1」にセットし、次のステップ142で、ダウンシフトの油圧制御開始時(ダウンシフトの要求発生時)からの経過時間を計測するタイマをリセットする。この後、ステップ143に進み、今回のETC協調ダウンシフトで解放制御する解放側クラッチ(y)の実油圧推定値Prealの初期値を当該解放側クラッチ(y)の油圧指令値PyDrで更新した後、ステップ144に進み、当該解放側クラッチの油圧指令値を待機油圧PtDrに設定して、解放側クラッチに供給する油圧を待機油圧PtDrまで低下させる(第1段階の制御)。
次回の本ルーチンの起動時には、既にFlag1=1になっているため、ステップ145に進み、解放側クラッチの油圧を待機油圧PtDrに保持し、次のステップ146で、変速進行割合SftRが100%に近い所定値Fに達したか否かを判定し、所定値Fに達していなければ、ステップ153に進み、後述する図15の油圧制御異常判定ルーチンを実行して、油圧制御異常が発生しているか否かを判定する。
その後、変速進行割合SftRが所定値Fに達した時点で、ステップ146からステップ147に進み、制御段階フラグFlag1を「2」にセットして、この第2段階の制御を終了し、第3段階の制御に移行する。
この第3段階の制御では、まずステップ148で、解放側クラッチの油圧指令値を一定勾配で低下させる。そして、次のステップ149で、解放側クラッチの油圧指令値が0以下に低下したか否かを判定し、解放側クラッチの油圧指令値が0以下に低下するまで、この第3段階の制御(油圧減圧制御)を継続する。その後、解放側クラッチの油圧指令値が最小値(0以下)まで低下した時点で、ステップ150に進み、制御段階フラグFlag1を「3」にセットして、この第3段階の制御を終了し、第4段階の制御に移行する。
この第4段階の制御では、まずステップ151で、解放側クラッチの油圧指令値を0に設定して、解放側クラッチを完全に解放させた状態に維持する。そして、次のステップ152で、制御段階フラグFlag1を「4」にセットして解放側クラッチ油圧制御を終了する。
[油圧制御異常判定]
図15の油圧制御異常判定ルーチンは、図14の解放側クラッチ油圧制御ルーチンのステップ153で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ154で、タイマをカウントアップしてダウンシフトの油圧制御開始時(ダウンシフトの要求発生時)からの経過時間を計測する。この後、ステップ155に進み、実変速開始が検出されたか否かを、ギア比(Nt/No)が変速前の変速段に相当する値から変速後の変速段に相当する値に向かって変化し始めたか否か、又は変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntが出力軸回転速度Noと変速前の変速段のギア比との積よりも少し大きい実変速開始判定値を越えたか否かによって判定する。このステップ155の処理が特許請求の範囲でいう実変速開始検出手段としての役割を果たす。
このステップ155で、実変速開始が検出されれば、そのまま本ルーチンを終了するが、まだ実変速開始が検出されていなければ、ステップ156に進み、タイマ値(ダウンシフトの油圧制御開始からの経過時間)が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間を越えたか否かを判定する。
まだ、実変速開始が検出されていなくても、タイマ値が異常判定時間を越えていなければ、そのまま本ルーチンを終了するが、実変速開始が検出されずに、タイマ値が異常判定時間を越えれば、油圧制御異常と判断して、ステップ157に進み、油圧制御異常検出フラグFlagOPを「油圧制御異常」を意味するONにセットして、本ルーチンを終了する。
[係合側クラッチ油圧制御]
図16の係合側クラッチ油圧制御ルーチンは、図12の変速油圧制御ルーチンのステップ131で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ161で、制御段階フラグFlag2の値が0〜4のいずれであるか否かで、現在の係合側クラッチ油圧制御の段階を判定する。この制御段階フラグFlag2は、係合側クラッチ油圧制御の各段階に進む毎に1ずつ増加するフラグであり、初期値は0で最大値は5である。従って、係合側クラッチ油圧制御は、5段階のシーケンス制御となる。
係合側クラッチ油圧制御を開始する時点t0 では、制御段階フラグFlag2は初期値(0)に設定されているため、ステップ162に進み、係合側クラッチが係合力を発生する直前の状態になるように、係合側クラッチの油圧指令値を所定の充填油圧Po に設定して、係合側クラッチに作動油を充填する充填制御を実行する。そして、次のステップ163で、制御段階フラグFlag2を「1」にセットした後、ステップ164に進み、充填制御時間をカウントするタイマtを0にリセットして、本ルーチンを終了する。
次回の本ルーチンの起動時には、既にFlag2=1になっているため、ステップ165に進み、充填制御時間タイマtをカウントアップして、現在までの充填制御時間をカウントし、次のステップ166で、充填制御時間タイマtの値が所定時間tF 以上になったか否かを判定し、充填制御時間が所定時間tF になるまでは、係合側クラッチの油圧指令値を充填油圧Po に保持して、充填制御を継続する(ステップ169)。
ここで、所定時間tF は、充填制御により係合側クラッチが係合力を発生する直前の状態になるのに必要な時間であり、予め実験又はシミュレーション等により設定されている。
その後、充填制御時間が所定時間tF になった時点(充填制御により係合側クラッチが係合力を発生する直前の状態になった時点)で、ステップ167に進み、制御段階フラグFlag2を「2」にセットし、次のステップ168で、係合側クラッチの油圧指令値を待機油圧PtApまで低下させて充填制御を終了する。この後は、待機油圧PtApによって係合側クラッチが係合力を発生する直前の状態に保持される。
係合側クラッチの油圧を待機油圧PtApに制御しているときには、制御段階フラグFlag2が「2」になっているため、ステップ170に進み、変速進行割合SftRが所定値D以上(図6参照)に達したか否かを判定し、変速進行割合SftRが所定値D以上に達するまでは、係合側クラッチの油圧指令値を待機油圧PtApに保持する(ステップ173)。
その後、変速進行割合SftRが所定値D以上に達した時点で、ステップ171に進み、制御段階フラグFlag2を「3」にセットし、次のステップ172で、係合側クラッチの油圧指令値を一定勾配で増加させる制御に移行する。
この後、本ルーチンが起動された時は、制御段階フラグFlag2が「3」になっているため、ステップ174に進み、変速進行割合SftRが100%に近い所定値Gに達したか否かを判定し、変速進行割合SftRが所定値Gに達するまでは、係合側クラッチの油圧指令値を一定勾配で増加させる制御を継続する(ステップ177)。
その後、変速進行割合SftRが所定値Gに達した時点で、ステップ175に進み、制御段階フラグFlag2を「4」にセットし、次のステップ176で、係合側クラッチの油圧指令値を最高圧に設定して、係合側クラッチの油圧を最高圧まで増加させる。このように制御することで、入力軸回転速度Ntがダウンシフト先の低速段相当の回転速度に上昇するタイミングに合わせて、係合側クラッチの係合力を増加させてダウンシフトを完了する。
この後、本ルーチンが起動された時は、制御段階フラグFlag2が「4」になっているため、ステップ178に進み、制御段階フラグFlag2が「4」にセットされてから所定時間が経過したか否か(つまり変速進行割合SftRが所定値Gに達してから所定時間が経過したか否か)を判定し、所定時間が経過した時点で、ステップ179に進み、制御段階フラグFlag2を「5」にセットして、係合側クラッチ油圧制御を終了する。
[スロットル開き制御]
図17のスロットル開き制御ルーチンは、図10の変速制御ルーチンのステップ103で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうエンジン出力増大制御手段としての役割を果たす。
本ルーチンが起動されると、まずステップ200で、ソレノイド断線検出フラグFlagSOL=ON又は油圧制御異常検出フラグFlagOP=ONであるか否かで、ソレノイド81の断線又は油圧制御異常が検出されているか否かを判定し、この断線又は油圧制御異常が検出されていなければ、ステップ201に進み、スロットル開き制御開始フラグxEtcTStがスロットル開き制御の開始前を意味するOFFであるか否かを判定し、OFFであれば、ステップ203に進み、後述する図18のスロットル開き制御開始判定ルーチンを実行して、スロットル開き制御の開始タイミングであるか否かを判定し、その判定結果に応じてスロットル開き制御開始フラグxEtcTStをセット/リセットする。 この後、ステップ205に進み、スロットル開き制御開始フラグxEtcTStが引き続きOFFのままであるか否かを判定し、OFFのままであれば、ステップ207に進み、スロットル開き制御開始前の吸入空気量の記憶値GaBを現在のエアフローメータ14の検出値Gaで更新して本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ205で、スロットル開き制御開始フラグxEtcTStがONにセットされたと判定された場合は、ステップ209に進み、スロットル開度指令値tangleat(スロットル開き量)を図21のスロットル開き量設定マップを用いて、ダウンシフトする変速段と水温と入力軸回転速度Ntに応じて設定する。この後、ステップ210に進み、後述する図20のスロットル開き量補正制御ルーチンを実行して、本ルーチンを終了する。
また、前記ステップ201で、スロットル開き制御開始フラグxEtcTStがスロットル開き制御の実行中を意味するONであると判定された場合には、ステップ202に進み、スロットル開き制御終了フラグxEtcTEdがスロットル開き制御の終了前を意味するOFFであるか否かを判定し、OFFであれば、ステップ204に進み、後述する図19のスロットル開き制御終了判定ルーチンを実行して、スロットル開き制御の終了タイミングであるか否かを判定し、その判定結果に応じてスロットル開き制御終了フラグxEtcTEdをセット/リセットする。
この後、ステップ206に進み、スロットル開き制御終了フラグxEtcTEdが引き続きOFFのままであるか否かを判定し、OFFのままであれば、ステップ209、210の処理を実行して、スロットル開き制御を継続する。
これに対して、上記ステップ206で、スロットル開き制御終了フラグxEtcTEdがONにセットされたと判定された場合は、ステップ208に進み、スロットル開度指令値tangleatを所定量dtangleatずつ減量補正して、スロットル開き指令値tangleatを所定の勾配で“0”に減衰させる終了制御を実行する。
一方、前記ステップ200で、ソレノイド断線検出フラグFlagSOL=ON又は油圧制御異常検出フラグFlagOP=ONと判定された場合、つまりソレノイド81の断線又は油圧制御異常が検出された場合は、ステップ211に進み、スロットル開度指令値tangleat(スロットル開き量)を0にセットして、直ちにエンジン出力増大制御を中止すると共に、次のステップ212で、後述する図25の点火遅角制御ルーチンを実行して、点火時期を遅角補正してエンジン出力を低下させると共に、続くステップ213で、後述する図26の燃料カット制御ルーチンを実行して、燃料カットを再開する。
尚、上記ステップ200、211〜213の処理が特許請求の範囲でいうフェールセーフ手段としての役割を果たす。
[スロットル開き制御開始判定]
図18のスロットル開き制御開始判定ルーチンは、図17のスロットル開き制御ルーチンのステップ203で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ221で、今回のETC協調ダウンシフトで解放制御する解放側クラッチ(y)の実油圧推定値Prealを当該解放側クラッチ(y)の油圧指令値PyDrの1次遅れ系で近似し、今回の解放側クラッチ(y)の実油圧推定値Prealを次のなまし処理式により算出する。
Preal=m・PyDr+(1−m)・PrealO
ここで、PrealOは前回の実油圧推定値、mはなまし係数(0<m<1)である。尚、実油圧推定値Prealの初期値は、図14の解放側クラッチ油圧制御ルーチンのステップ143で、待機油圧設定直前の解放側クラッチの油圧指令値PyDrに設定される。
上式において、なまし係数mは、演算処理の簡略化のために予め設定した一定値としても良いが、油圧指令値PyDrに対する実油圧の応答性が油温(作動油の粘度)やクラッチの種類等によって変化することを考慮して、油温やクラッチの種類等に応じてマップ又は数式によりなまし係数mを算出するようにしても良い。
実油圧推定値Prealの算出後、ステップ222に進み、今回算出した実油圧推定値Prealを後述する応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFの初期値として記憶した後、ステップ223に進み、応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFの演算回数をカウントするカウンタcountを0にリセットする。この後、ステップ224に進み、スロットルバルブ15の開弁動作の応答遅れ(Ta)と、スロットルバルブ15が実際に開いた時期からエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tb)を演算する。この際、スロットルバルブ15の開弁動作の応答遅れ(Ta)については、電子スロットルシステムのモータ17の駆動応答性に関連したパラメータ(冷却水温、バッテリ電圧等)のマップにより演算される。また、スロットルバルブ15の開放からエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tb)については、スロットルバルブ15の開放により増加した吸入空気がシリンダ内に吸入されてから燃焼に至るまでの遅れと、吸気流速に関連したパラメータ(エンジン回転速度、スロットル開度等)のマップにより演算される。
この後、ステップ225に進み、上記2つの応答遅れの合計時間(Ta+Tb)内における実油圧推定値PrealFの演算回数Nを計算する。
N=(Ta+Tb)/tcal
ここで、tcalは実油圧推定値Prealの演算周期である。尚、演算回数Nは、小数点以下を切り捨て又は四捨五入して整数値とする。
この後、ステップ226に進み、カウンタcountの値が上記Nに達したか否かを判定し、「No」と判定されれば、ステップ227に進み、応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFを油圧指令値PyDrの1次遅れ系で近似し、この実油圧推定値PrealFを次のなまし処理式により算出する。
PrealF=m・PyDr+(1−m)・PrealFO
ここで、PrealFOは前回の実油圧推定値PrealF、mはなまし係数(0<m<1)である。この後、ステップ228で、カウンタcountをカウントアップして前記ステップ226に戻る。このような処理を繰り返すことで、カウンタcountの値が上記Nに達するまで、応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFの演算を繰り返す。
そして、カウンタcountの値が上記Nに達した時点で、ステップ226からステップ229に進み、実油圧推定値PrealFが開始油圧(所定の伝達トルク容量相当油圧)以下に低下したか否かを判定する。ここで、開始油圧(所定の伝達トルク容量相当油圧)は、解放側クラッチの伝達トルク容量が小さく又は無くなって、エンジン出力が増大しても加速感を生じない油圧に設定されている。この開始油圧は、演算処理の簡略化のために予め設定した一定値としても良いが、エンジン出力が増大しても加速感を生じない油圧は、クラッチの種類や入力トルクTin等によって変化することを考慮して、クラッチの種類や入力トルクTin等に応じてマップ又は数式により開始油圧を算出するようにしても良い。
尚、入力トルクTinは、エンジン運転条件やトルクコンバータ52の特性に基づいて例えば次式により推定すれば良い。
Tin=C(e)×tr(e)×Ne2
C(e):トルクコンバータ容量係数
tr(e):トルク比
Ne:エンジン回転速度
ここで、トルクコンバータ容量係数C(e)とトルク比tr(e)は、それぞれ速度比e(=Nt/Ne)に応じてマップ又は数式等により算出される。
この他、エンジン11の出力トルクを、吸入空気量やスロットル開度を基にして算出して、これに上記トルク比tr(e)を乗算して入力軸トルクTinとする方法を用いても良い。
前述したステップ229で、実油圧推定値PrealFが開始油圧以下に低下していないと判定された場合は、そのまま本ルーチンを終了する。そして、実油圧推定値PrealFが開始油圧以下に低下した時点で、ステップ230に進み、油圧応答の無駄時間Tm分のディレイ処理を行った上で、ステップ231に進み、スロットル開き制御開始フラグxEtcTStをONにセットして本ルーチンを終了する。
[スロットル開き制御終了判定]
図19のスロットル開き制御終了判定ルーチンは、図17のスロットル開き制御ルーチンのステップ204で実行されるサブルーチンである。
本ルーチンが起動されると、まずステップ241で、スロットルバルブ15の全閉動作の応答遅れ(Td)と、スロットルバルブ15が実際に全閉してから実際にエンジン出力増大がなくなるまでの応答遅れ(Te)と、更に終了判定からスロットル開き指令値を“0”に減衰させるまでの時間(Tsd)を演算する。ここで、スロットルバルブ15の閉弁動作の応答遅れ(Td)については、電子スロットルシステムのモータ17の駆動応答性に関連したパラメータ(冷却水温、バッテリ電圧等)のマップにより演算される。また、スロットルバルブ15の全閉からエンジン出力増大がなくなるまでの応答遅れ(Te)については、スロットルバルブ15の全閉により減少した吸入空気がシリンダ内に吸入されてから燃焼に至るまでの遅れと、吸気流速に関連したパラメータ(エンジン回転速度、スロットル開度等)のマップにより演算される。また、終了判定からスロットル開き指令値を“0”に減衰させるまでの時間(Tsd)については、スロットル開き指令値/減衰勾配により算出される。
この後、ステップ242に進み、スロットル開き制御終了時(終了制御開始時)の変速進行割合SftRedを次式により算出する。
SftRed=100−DSftR×(Td+Te+Tsd)/tsmp
ここで、DSftRは、変速進行割合SftRの演算周期当たりの変化量(SftRの今回値−前回値)であり、tsmpは、DSftRの演算周期である。上式により、変速後ギア比(SftR=100%)に対してスロットル開き制御の終了に関わるシステムの応答遅れ(Td+Te+Tsd)を考慮して、スロットル開き制御終了時(終了制御開始時)の変速進行割合SftRedが設定される。
この後、ステップ243に進み、現在の変速進行割合SftRが上記SftRed以上になったか否かを判定し、変速進行割合SftRがまだ上記SftRedに達していなければ、そのまま本ルーチンを終了する。そして、変速進行割合SftRが上記SftRedに達した時点で、ダウンシフトが実質的に終了する所定の状態になったと判断して、ステップ244に進み、スロットル開き制御終了フラグxEtcTEdをONにセットする。
[スロットル開き量補正制御]
図20のスロットル開き量補正制御ルーチンは、図17のスロットル開き制御ルーチンのステップ210で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ251で、スロットル開き量補正制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。この実行条件は、例えば、スロットル開き指令からの経過時間が応答遅れ相当時間以上であるか否かで判定し、スロットル開き指令からの経過時間が応答遅れ相当時間未満である場合は、スロットル開き量補正制御の実行条件が不成立となり、そのまま本ルーチンを終了する。その後、スロットル開き指令からの経過時間が応答遅れ相当時間以上になった時点で、スロットル開き量補正制御の実行条件が成立し、ステップ252に進み、スロットル開度指令値tangleat(スロットル開き量)を次式により補正する。
tangleat=tangleat×DGaT/(Ga−GaB)
ここで、DGaTは、吸入空気量Gaのスロットル開き制御による増大量目標値で、スロットル開度指令値tangleatに応じてテーブル等により設定される。GaBは、図17のスロットル開き制御ルーチンのステップ207で記憶されたスロットル開き制御開始直前の吸入空気量である。上式によりスロットル開度指令値tangleat(スロットル開き量)を補正することで、システムの製造ばらつき、経時変化によるばらつき、大気圧や吸気温等の運転条件によるばらつきを補正する。
[燃料噴射復帰制御]
図22の燃料噴射復帰制御ルーチンは、図10の変速制御ルーチンのステップ104で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうエンジン出力増大制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ300で、エンジン側で燃料カット要求が発生しているか否かを判定し、燃料カット要求が発生していない場合は、ステップ307に進み、燃料噴射を継続する。
これに対して、ステップ300で、燃料カット要求が発生している(燃料カット中)と判定された場合は、ステップ301に進み、燃料噴射復帰制御開始フラグxEtcFStが燃料噴射復帰制御の開始前を意味するOFFであるか否かを判定し、OFFであれば、ステップ303に進み、後述する図23の燃料噴射開始判定ルーチンを実行して、燃料噴射復帰制御の開始タイミングであるか否かを判定し、その判定結果に応じて燃料噴射復帰制御開始フラグxEtcFStをセット/リセットする。
この後、ステップ305に進み、燃料噴射復帰制御開始フラグxEtcFStが引き続きOFFのままであるか否かを判定し、OFFのままであれば、そのまま本ルーチンを終了するが、ONにセットされたと判定された場合は、ステップ308に進み、燃料噴射を実施する。
また、前記ステップ301で、燃料噴射復帰制御開始フラグxEtcFStが燃料噴射復帰制御の実行中を意味するONであると判定された場合には、ステップ302に進み、燃料噴射復帰制御終了フラグxEtcFEdが燃料噴射復帰制御の終了前を意味するOFFであるか否かを判定し、OFFであれば、ステップ304に進み、後述する図24の燃料噴射終了判定ルーチンを実行して、燃料噴射復帰制御の終了タイミングであるか否かを判定し、その判定結果に応じて燃料噴射復帰制御終了フラグxEtcFStをセット/リセットする。
この後、ステップ306に進み、燃料噴射復帰制御終了フラグxEtcFEdが引き続きOFFのままであるか否かを判定し、OFFのままであれば、ステップ308に進み、燃料噴射を実施する。
また、前記ステップ306で、燃料噴射復帰制御終了フラグxEtcFEdが燃料噴射復帰制御の終了を意味するONと判定された場合は、ステップ309へ進み、燃料カットを再開する。
[燃料噴射開始判定]
図23の燃料噴射開始判定ルーチンは、図22の燃料噴射復帰制御ルーチンのステップ303で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ321で、前記図18のステップ221と同様の方法で、解放側クラッチの油圧指令値PyDr、前回の実油圧推定値PrealO、なまし係数mを用いて、今回の解放側クラッチの実油圧推定値Prealをなまし処理により算出する。
Preal=m・PyDr+(1−m)・PrealO
この後、ステップ322に進み、今回算出した実油圧推定値Prealを後述する応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFの初期値として記憶した後、ステップ323に進み、応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFの演算回数をカウントするカウンタcountを0にリセットする。この後、ステップ324に進み、燃料噴射再開からエンジン出力が増大するまでの応答遅れ(Tc)を算出する。この際、クランク軸が720℃A回転するのに要する時間T720℃Aを応答遅れ(Tc)として算出する。
この後、ステップ325に進み、上記応答遅れ(Tc)内における実油圧推定値PrealFの演算回数Mを計算する。
M=Tc/tcal
ここで、tcalは実油圧推定値Prealの演算周期である。尚、演算回数Mは、小数点以下を切り捨て又は四捨五入して整数値とする。
この後、ステップ326に進み、カウンタcountの値が上記Mに達したか否かを判定し、「No」と判定されれば、ステップ327に進み、応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFを油圧指令値PyDrのなまし処理により算出する。
PrealF=m・PyDr+(1−m)・PrealFO
この後、ステップ328で、カウンタcountをカウントアップして前記ステップ326に戻る。このような処理を繰り返すことで、カウンタcountの値が上記Mに達するまで、応答遅れ期間の実油圧推定値PrealFの演算を繰り返す。
そして、カウンタcountの値が上記Mに達した時点で、ステップ326からステップ329に進み、前記図18のステップ229と同様に、実油圧推定値PrealFが開始油圧(所定の伝達トルク容量相当油圧)以下に低下したか否かを判定する。ここで、開始油圧(所定の伝達トルク容量相当油圧)は、解放側クラッチの伝達トルク容量が小さく又は無くなって、エンジン出力が増大しても加速感を生じない油圧に設定されている。このステップ329で、実油圧推定値PrealFがまだ開始油圧以下に低下していないと判定された場合は、そのまま本ルーチンを終了する。そして、実油圧推定値PrealFが開始油圧以下に低下した時点で、ステップ330に進み、油圧応答の無駄時間Tm分のディレイ処理を行った上で、ステップ331に進み、燃料噴射復帰制御開始フラグxEtcFStをONにセットして本ルーチンを終了する。
[燃料噴射終了判定]
図24の燃料噴射終了判定ルーチンは、図22の燃料噴射復帰制御ルーチンのステップ304で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ341で、燃料カットを再開してからエンジン出力がなくなるまでの応答遅れ(Tf)を算出する。この際、クランク軸が720℃A回転するのに要する時間T720℃Aを応答遅れ(Tf)として算出する。
この後、ステップ342に進み、燃料噴射復帰制御終了時(終了制御開始時)の変速進行割合SftRedを次式により算出する。
SftRed=100−DSftR×Tf/tsmp
ここで、DSftRは、変速進行割合SftRの演算周期当たりの変化量(SftRの今回値−前回値)であり、tsmpは、DSftRの演算周期である。上式により、変速後ギア比(SftR=100%)に対して燃料噴射復帰制御の終了に関わるシステムの応答遅れ(Tf)を考慮して、燃料噴射復帰制御終了時(終了制御開始時)の変速進行割合SftRedが設定される。
この後、ステップ343に進み、現在の変速進行割合SftRが上記SftRed以上になったか否かを判定し、変速進行割合SftRがまだ上記SftRedに達していなければ、そのまま本ルーチンを終了する。そして、変速進行割合SftRが上記SftRedに達した時点で、ダウンシフトが実質的に終了する所定の状態になったと判断して、ステップ344に進み、燃料噴射復帰制御終了フラグxEtcFEdをONにセットする。
[点火遅角制御]
図25の点火遅角制御ルーチンは、図17のスロットル開き制御ルーチンのステップ212で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ351で、点火進角フラグがONであるか否かを判定し、点火進角フラグがOFFであれば、ステップ352に進み、点火遅角開始から設定時間が経過したか否かを判定する。まだ、点火遅角開始から設定時間が経過していなければ、ステップ353に進み、点火遅角量を設定量に設定して、点火遅角を継続する。
その後、点火遅角開始から設定時間が経過した時点で、ステップ352からステップ354に進み、点火進角フラグをONにセットし、次のステップ355で、点火遅角量を一定量ずつ戻す(進角させる)。この後、ステップ356に進み、点火時期がベース点火時期に到達したか否かを判定し、「No」と判定されれば、そのまま本ルーチンを終了する。これにより、点火時期がベース点火時期に到達するまで、点火遅角量を一定量ずつ戻す処理を繰り返し、点火時期がベース点火時期に到達した時点で、ステップ357に進み、点火遅角制御終了フラグをONにセットして、点火遅角制御を終了する。
[燃料カット制御]
図26の燃料カット制御ルーチンは、図17のスロットル開き制御ルーチンのステップ213で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ361で、燃料カットを再開した後、ステップ362に進み、再開フラグをONにセットして本ルーチンを終了する。
以上説明した本実施例1によれば、運転者の減速意思に基づいてエンジンブレーキを発生させるためのETC協調ダウンシフトを実行する際に、運転者のアクセル操作によらずエンジン出力を増大させるエンジン出力増大制御を実行するシステムにおいて、(1) ダウンシフトの油圧制御開始後に油圧制御弁のソレノイド81の断線を検出したとき、また、(2) ダウンシフトの油圧制御開始からの経過時間が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間に達しても実変速開始が検出されないときに、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしたので、エンジン出力増大制御の開始後であっても、ソレノイド81の断線や油圧制御の異常が検出された時点で、直ちにエンジン出力増大制御を中止することができて、運転者の減速意思に基づいてエンジンブレーキを発生させるために実行されるダウンシフト制御時に、ソレノイド81の断線や油圧制御の異常によって実変速を開始できない事態が発生しても、エンジン出力増大制御による車両の加速等の不具合を解消又は低減することができる。
しかも、本実施例1では、エンジン出力増大制御を中止する手段として、スロットルバルブの閉じ制御に加えて、燃料カットと点火時期の遅角補正を併用するようにしたので、エンジン出力増大制御の中止指令に応じてエンジン出力を即座に且つより確実に低下させることができる。しかし、本発明は、これに限定されず、エンジン出力増大制御を中止するときに、点火時期の遅角補正を実施しないようにしても良い。
上記実施例1では、図8に示すように、ダウンシフトの油圧制御開始からの経過時間が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間に達しても実変速開始が検出されないときに、油圧制御異常と判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしたが、本発明の実施例2では、解放側クラッチの油圧が待機油圧付近の低圧域であることを検出する油圧スイッチ(油圧検出手段)を設け、ダウンシフトの油圧制御開始からの経過時間をタイマで計測して、このタイマの計測時間が解放側クラッチの油圧が正常に待機油圧付近の低圧域に低下するまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間に達しても、解放側クラッチの油圧が待機油圧付近の低圧域に低下したことが油圧スイッチにより検出されない場合に、油圧制御異常と判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしている。尚、油圧スイッチは、ON/OFFの作動しきい値が待機油圧よりも少し高い油圧に設定され、解放側クラッチの油圧が油圧スイッチの作動しきい値以下に低下したときに、油圧スイッチの出力がONからOFFに切り換わるようになっている。
本実施例2では、図15の油圧制御異常判定ルーチンに代えて、図28の油圧制御異常判定ルーチンを実行する。その他の各ルーチンの処理は、前記実施例1と同じである。
図28の油圧制御異常判定ルーチンが起動されると、まずステップ401で、タイマをカウントアップしてダウンシフトの油圧制御開始時(ダウンシフトの要求発生時)からの経過時間を計測する。この後、ステップ402に進み、油圧スイッチがOFFしたか否か(解放側クラッチの油圧が待機油圧付近の低圧域に低下したか否か)を判定し、油圧スイッチがOFFしていれば(つまり解放側クラッチの油圧が待機油圧付近の低圧域に低下したことが検出されていれば)、そのまま本ルーチンを終了するが、まだ油圧スイッチがOFFしていなければ、ステップ403に進み、タイマ値(ダウンシフトの油圧制御開始からの経過時間)が解放側クラッチの油圧が正常に待機油圧付近の低圧域に低下するまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間を越えたか否かを判定する。
まだ、油圧スイッチがOFFしていなくても、タイマ値が異常判定時間を越えていなければ、そのまま本ルーチンを終了するが、油圧スイッチがOFFせずに、タイマ値が異常判定時間を越えれば、油圧制御異常と判断して、ステップ404に進み、油圧制御異常検出フラグFlagOPを「油圧制御異常」を意味するONにセットして、本ルーチンを終了する。
以上説明した本実施例2においても、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
ダウンシフトの油圧制御開始後に解放側クラッチの油圧が低圧域に低下しない異常事態が発生すると、解放側クラッチの係合状態が解放されないまま、係合側クラッチの油圧が上昇して係合側の摩擦係合要素が係合されて、解放側・係合側の両方のクラッチが同時に係合されたインターロック状態となることがある。ダウンシフト時にインターロック状態が発生すると、変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntや出力軸回転速度Noが車両減速度によって低下される現象が発生する(図29参照)。
この現象に着目して、図29乃至図33に示す本発明の実施例3では、ダウンシフトの油圧制御開始後に変速歯車機構55の入力軸回転速度Nt(又は出力軸回転速度No)が油圧制御開始時の回転速度よりも異常低下判定値ΔNth以上低下した時点で、回転速度異常(インターロック発生)と判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしている。
本実施例3では、図30の変速制御ルーチン、図31の変速油圧制御ルーチン、図32の回転速度異常判定ルーチンを実行する。その他の各ルーチンの処理は、前記実施例1と同じである。
図30の変速制御ルーチンは、前記実施例1で説明した図10の変速制御ルーチンのステップ104とステップ105との間に2つのステップ106と107を追加したものであり、それ以外の各ステップの処理は、図10の変速制御ルーチンと同じである。図30の変速制御ルーチンでは、ステップ102→103→104の処理手順でETC協調ダウンシフトを実行するときに、ステップ106に進み、ダウンシフトの油圧制御開始時の入力軸回転速度NtをRAMに記憶すると共に、次のステップ107で、ダウンシフトの油圧制御開始時の車両減速度をRAMに記憶する。
図31の変速油圧制御ルーチンは、前記実施例1で説明した図12の変速油圧制御ルーチンのステップ132→133の処理をステップ132→132a→133aの処理に変更したものであり、それ以外の各ステップの処理は、図12の変速油圧制御ルーチンと同じである。
図31の変速油圧制御ルーチンでは、ステップ132で、図13のソレノイド断線検出ルーチンを実行して、ソレノイド81の断線の有無を判定した後、ステップ132aに進み、図32の回転速度異常判定ルーチンを実行して、回転速度異常の有無を判定する。この後、ステップ133aに進み、ソレノイド断線検出フラグFlagSOL=ON又は油圧制御異常検出フラグFlagOP=ON又は回転速度異常検出フラグFlagN=ONであるか否かで、ソレノイド81の断線又は油圧制御異常又は回転速度異常が検出されているか否かを判定し、いずれかの異常が検出されている場合は、ダウンシフトを正常に実行できないと判断して、ステップ136に進み、解放側クラッチ油圧を最大圧に設定し、次のステップ137で、係合側クラッチ油圧を最低圧(ゼロ)に設定して、ダウンシフトを中止する。
図32の回転速度異常判定ルーチンは、図31の変速油圧制御ルーチンのステップ132aで実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ411で、図33のマップを検索して、ダウンシフトの油圧制御開始時の車両減速度に応じた異常低下判定値ΔNthを算出する。この理由は、インターロック発生時の入力軸回転速度Ntと出力軸回転速度Noの低下幅が車両減速度によって変化するためであり、油圧制御開始時の車両減速度に応じて異常低下判定値ΔNthを設定することで、回転速度異常の判定精度を高めることができる。
この後、ステップ412に進み、現在の入力軸回転速度Ntが油圧制御開始時の入力軸回転速度Ntよりも異常低下判定値ΔNth以上低下したか否かを判定し、「Yes」と判定されれば、回転速度異常(インターロック発生)と判断して、ステップ413に進み、回転速度異常検出フラグFlagNをONにセットする。一方、上記ステップ412で、「No」と判定された場合は、回転速度異常が発生していないと判断して、そのまま本ルーチンを終了する。
尚、上記ステップ412で、現在の入力軸回転速度Ntに代えて、現在の出力軸回転速度Noが油圧制御開始時の出力軸回転速度Noよりも異常低下判定値ΔNth以上低下したか否かを判定するようにしても良い。
以上説明した本実施例3においても、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
前記実施例1では、図8に示すように、ダウンシフトの油圧制御開始からの経過時間が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも少し長く設定された異常判定時間に達しても実変速開始が検出されないときに、油圧制御異常と判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしたが、本発明の実施例4では、図34に示すように、ダウンシフトの油圧制御開始後に解放側クラッチの油圧指令値が伝達トルク容量を無くすのに十分な低圧域(係合力低下判定値以下)に低下しても、実変速開始が検出されないときに、解放側クラッチの係合力異常と判断して、エンジン出力増大制御を直ちに中止する。尚、実変速開始の検出方法は前記実施例1と同じ方法を使用すれば良い。
本実施例4では、図35の解放側クラッチ油圧制御ルーチンと図36の係合力異常判定ルーチンを実行する。その他の各ルーチンの処理は、前記実施例1と同じである。
図35の解放側クラッチ油圧制御ルーチンでは、まずステップ140で、制御段階フラグFlag1の値が0〜4のいずれであるか否かで、現在の解放側クラッチ油圧制御の段階を判定する。この制御段階フラグFlag1は、解放側クラッチ油圧制御の各段階に進む毎に1ずつ増加するフラグであり、初期値は0で最大値は5である。従って、解放側クラッチ油圧制御は、5段階のシーケンス制御となる。
解放側クラッチ油圧制御を開始する時点t0 では、制御段階フラグFlag1は初期値(0)に設定されているため、ステップ141に進み、制御段階フラグFlag1を「1」にセットし、次のステップ143で、今回のETC協調ダウンシフトで解放制御する解放側クラッチ(y)の実油圧推定値Prealの初期値を当該解放側クラッチ(y)の油圧指令値PyDrで更新した後、ステップ144aに進み、当該解放側クラッチの油圧指令値を初期油圧に設定して、解放側クラッチに供給する油圧を初期油圧まで低下させる(第1段階の制御)。
次回の本ルーチンの起動時には、既にFlag1=1になっているため、ステップ144bに進み、解放側クラッチの油圧指令値を一定勾配で低下させる。そして、次のステップ144cで、変速進行割合SftRが所定値Aに達したか否かを判定し、所定値Aに達していなければ、ステップ144dに進み、図36の係合力異常判定ルーチンを実行して、係合力異常が発生しているか否かを判定する。
その後、変速進行割合SftRが所定値Aに達した時点で、ステップ144cからステップ144eに進み、制御段階フラグFlag1を「2」にセットして、この第2段階の制御を終了し、第3段階の制御に移行する。
この第3段階の制御では、まずステップ145で、解放側クラッチの油圧を待機油圧PtDrに保持し、次のステップ146で、変速進行割合SftRが100%に近い所定値Fに達したか否かを判定し、変速進行割合SftRが所定値Fに達するまで、この第3段階の制御(待機油圧PtDrの保持)を継続する。
その後、変速進行割合SftRが所定値Fに達した時点で、ステップ146からステップ147aに進み、制御段階フラグFlag1を「3」にセットして、この第3段階の制御を終了し、第4段階の制御に移行する。
この第4段階の制御では、まずステップ148で、解放側クラッチの油圧指令値を一定勾配で低下させる。そして、次のステップ149で、解放側クラッチの油圧指令値が0以下に低下したか否かを判定し、解放側クラッチの油圧指令値が0以下に低下するまで、この第3段階の制御(油圧減圧制御)を継続する。その後、解放側クラッチの油圧指令値が最小値(0以下)まで低下した時点で、ステップ150aに進み、制御段階フラグFlag1を「4」にセットして、この第4段階の制御を終了し、第5段階の制御に移行する。
この第5段階の制御では、まずステップ151で、解放側クラッチの油圧指令値を0に設定して、解放側クラッチを完全に解放させた状態に維持する。そして、次のステップ152aで、制御段階フラグFlag1を「5」にセットして解放側クラッチ油圧制御を終了する。
図36の係合力異常判定ルーチンは、図35の解放側クラッチ油圧制御ルーチンのステップ114dで実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ501で、実変速開始が検出されたか否かを、ギア比(Nt/No)が変速前の変速段に相当する値から変速後の変速段に相当する値に向かって変化し始めたか否か、又は変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntが出力軸回転速度Noと変速前の変速段のギア比との積よりも少し大きい実変速開始判定値を越えたか否かによって判定する。
このステップ501で、実変速開始が検出されれば、そのまま本ルーチンを終了するが、まだ実変速開始が検出されていなければ、ステップ502に進み、解放側クラッチの油圧指令値が係合力低下判定値以下に低下したか否かを判定する。
まだ、実変速開始が検出されていなくても、解放側クラッチの油圧指令値が係合力低下判定値以下に低下していなければ、そのまま本ルーチンを終了するが、実変速開始が検出されずに、解放側クラッチの油圧指令値が係合力低下判定値以下に低下すれば、係合力異常と判断して、ステップ503に進み、係合力異常検出フラグFlagOPを「係合力異常」を意味するONにセットして、本ルーチンを終了する。
以上説明した本実施例4においても、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
図37に示す本発明の実施例5では、ダウンシフトの油圧制御開始後に変速歯車機構55の実変速が開始する以前に、トルクコンバータ52の駆動状態がエンジンブレーキの働く逆駆動状態からエンジン動力で車両を加速する正駆動状態に変化したことを検出したときに、エンジン出力増大制御を直ちに中止するようにしている。要するに、エンジンブレーキを発生させるために実行されるダウンシフト制御中に、トルクコンバータ52の駆動状態がエンジン動力で車両を加速する正駆動状態に変化するということは、エンジン出力増大制御により車両が加速される異常事態が発生していることを意味するため、トルクコンバータ52の駆動状態がエンジン動力で車両を加速する正駆動状態に変化したことを検出した時点で、エンジン出力増大制御を直ちに中止するものである。このようにしても、ダウンシフト制御時に油圧制御回路50が正常に動作しない異常事態が発生した時のエンジン出力増大制御による車両の加速等の不具合を解消又は低減することができる。
この場合、トルクコンバータ52の駆動状態が正駆動状態であるか否かはエンジン回転速度Neと変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntとの大小関係で判別できるため、本実施例5では、図38の係合力異常判定ルーチンを実行することで、変速歯車機構55の実変速が開始する以前に、エンジン回転速度Neが変速歯車機構55の入力軸回転速度Ntを上回った状態を検出したときに(ステップ501、502a)、トルクコンバータ52の駆動状態が正駆動状態に変化したと判断して、係合力異常検出フラグFlagOPを「係合力異常」を意味するONにセットする(ステップ503)。その他の処理は、前記実施例4と同じである。
尚、上記各実施例においては、スロットル開き制御+燃料噴射復帰制御によりエンジン出力増大制御を実現させているが、このエンジン出力増大制御の一つに燃料増量制御又は点火遅角制御を追加したり、或は、スロットル開き制御+燃料噴射復帰制御を燃料増量制御又は点火遅角制御で置き換えても、エンジン出力増大制御を同様の考え方で実現できる。また、上記各実施例は、ガソリンエンジンの実施例であるが、ディーゼルエンジンにおいても、エンジン出力増大制御として燃料噴射量を増量する制御を実施するようにしても本発明を実現できる。
本発明の各実施例のエンジン制御システム全体の概略構成図である。 自動変速機全体の概略構成を示す図である。 自動変速機の機械的構成を模式的に示す図である。 各変速段毎のクラッチC0〜C2とブレーキB0,B1の係合/解放の組み合わせを示す図である。 変速パターンの一例を示す図である。 実施例1の正常時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 実施例1のソレノイド断線時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 実施例1の油圧制御異常時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 異常検出回路の構成を示す電気回路図である。 実施例1の変速制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の変速種類判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の変速油圧制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のソレノイド断線検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の解放側クラッチ油圧制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の油圧制御異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の係合側クラッチ油圧制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のスロットル開き制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のスロットル開き制御開始判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のスロットル開き制御終了判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のスロットル開き量補正ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1のスロットル開き量設定マップの一例を示す図である。 実施例1の燃料噴射復帰制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の燃料噴射開始判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の燃料噴射終了判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の点火遅角制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例1の燃料カットルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例2の油圧制御異常時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 実施例2の油圧制御異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例3の回転速度異常時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 実施例3の変速制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例3の変速油圧制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例3の回転速度異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例3の異常低下判定値ΔNthの算出マップを説明する図である。 実施例4の係合力異常時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 実施例4の解放側クラッチ油圧制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例4の係合力異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例5の係合力異常時のETC協調ダウンシフト制御の一例を示すタイムチャートである。 実施例5の係合力異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、14…エアフローメータ、15…スロットルバルブ、17…モータ、18…スロットル開度センサ、25…エンジンECU(エンジン出力増大制御手段)、26…アクセルペダル、27…アクセルセンサ、34…アクセルレバー、51…自動変速機、52…トルクコンバータ、53…変速歯車機構(変速機構)、56…ロックアップクラッチ、57…油圧制御回路(油圧制御装置)、58…油圧ポンプ、59…ライン圧制御回路、60…自動変速制御回路、61…ロックアップ制御回路、66…手動切換弁、70…AT−ECU(エンジン出力増大制御手段,異常検出手段,フェールセーフ手段,実変速開始検出手段,タイマ手段)、81…ソレノイド、82…異常検出回路(異常検出手段)、84…電流検出抵抗、C0〜C2…クラッチ(摩擦係合要素)、B0,B1…ブレーキ(摩擦係合要素)

Claims (8)

  1. 複数の摩擦係合要素に作用させる油圧を油圧制御装置で個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて変速機構の変速段を切り換える自動変速機の制御装置において、
    前記変速機構の実変速開始を検出する実変速開始検出手段と、
    運転者の減速意思に基づいて前記変速機構がエンジンブレーキの働く変速段にダウンシフトされる際に前記油圧制御装置により前記ダウンシフトの油圧制御が開始されてから前記変速機構の実変速が開始する以前にエンジン出力を増大させるエンジン出力増大制御を開始するエンジン出力増大制御手段と、
    前記ダウンシフトの要求発生時又は前記ダウンシフトの油圧制御開始時からの経過時間を計測するタイマ手段と、
    前記タイマ手段の計測時間と前記実変速開始検出手段の検出結果とに基づいて前記ダウンシフトの油圧制御の進行状況を監視し、前記タイマ手段の計測時間が正常時の実変速開始タイミングまでの時間よりも長く設定された所定時間に達しても前記実変速開始検出手段により実変速開始が検出されない場合には、前記ダウンシフトの油圧制御が正常に進行していないと判断して、前記エンジン出力増大制御手段によるエンジン出力増大制御を直ちに中止するフェールセーフ手段と
    を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
  2. 複数の摩擦係合要素に作用させる油圧を油圧制御装置で個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて変速機構の変速段を切り換える自動変速機の制御装置において、
    前記変速機構の実変速開始を検出する実変速開始検出手段と、
    運転者の減速意思に基づいて前記変速機構がエンジンブレーキの働く変速段にダウンシフトされる際に前記油圧制御装置により前記ダウンシフトの油圧制御が開始されてから前記変速機構の実変速が開始する以前にエンジン出力を増大させるエンジン出力増大制御を開始するエンジン出力増大制御手段と、
    解放側の摩擦係合要素の油圧指令値と前記実変速開始検出手段の検出結果とに基づいて前記ダウンシフトの油圧制御の進行状況を監視し、前記ダウンシフトの油圧制御開始後に解放側の摩擦係合要素の油圧指令値が伝達トルク容量を無くすのに十分な低圧域に低下しても前記実変速開始検出手段により実変速開始が検出されない場合には、前記ダウンシフトの油圧制御が正常に進行していないと判断して、前記エンジン出力増大制御手段によるエンジン出力増大制御を直ちに中止するフェールセーフ手段と
    を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
  3. 前記実変速開始検出手段は、前記変速機構の入力軸回転速度と出力軸回転速度との比であるギア比が変速前の変速段に相当する値から変速後の変速段に相当する値に向かって変化し始めたことを検出することによって、実変速開始を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の自動変速機の制御装置。
  4. 前記実変速開始検出手段は、前記変速機構の入力軸回転速度が、出力軸回転速度と変速前の変速段のギア比との積に相当する回転速度よりも大きくなり始めたことを検出することによって、実変速開始を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の自動変速機の制御装置。
  5. 複数の摩擦係合要素に作用させる油圧を油圧制御装置で個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて変速機構の変速段を切り換える自動変速機の制御装置において、
    解放側の摩擦係合要素の油圧が低圧域であることを検出する油圧検出手段と、
    運転者の減速意思に基づいて前記変速機構がエンジンブレーキの働く変速段にダウンシフトされる際に前記油圧制御装置により前記ダウンシフトの油圧制御が開始されてから前記変速機構の実変速が開始する以前にエンジン出力を増大させるエンジン出力増大制御を開始するエンジン出力増大制御手段と、
    前記ダウンシフトの要求発生時又は前記ダウンシフトの油圧制御開始時からの経過時間を計測するタイマ手段と、
    前記タイマ手段の計測時間と前記油圧検出手段の検出結果とに基づいて前記ダウンシフトの油圧制御の進行状況を監視し、前記タイマ手段の計測時間が前記ダウンシフトの油圧制御により解放側の摩擦係合要素の油圧が正常に低圧域に低下するまでの時間よりも長く設定された所定時間に達しても、前記油圧検出手段により前記解放側の摩擦係合要素の油圧が低圧域に低下したことが検出されない場合には、前記ダウンシフトの油圧制御が正常に進行していないと判断して、前記エンジン出力増大制御手段によるエンジン出力増大制御を直ちに中止するフェールセーフ手段と
    を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
  6. エンジンのスロットルバルブを電気アクチュエータで駆動する電子スロットルシステムを搭載した車両に適用され、
    前記エンジン出力増大制御手段は、前記エンジン出力増大制御を前記スロットルバルブの開き制御によって実行し、
    前記フェールセーフ手段は、前記エンジン出力増大制御を中止する手段として、前記スロットルバルブの閉じ制御を用いることを特徴とする請求項1乃至に記載の自動変速機の制御装置。
  7. 前記フェールセーフ手段は、前記エンジン出力増大制御を中止する手段として、エンジンの燃料カットを用いることを特徴とする請求項1乃至に記載の自動変速機の制御装置。
  8. 前記フェールセーフ手段は、前記エンジン出力増大制御を中止する手段として、エンジンの点火時期の遅角補正を用いることを特徴とする請求項1乃至に記載の自動変速機の制御装置。
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