JP4725450B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、有段式自動変速機の変速制御に関し、特に、２段以上離れた変速制御（たとえば、６速変速機における５速→２速パワーオンダウンシフト）に関する。

車両に搭載される自動変速機の中には、トルクコンバータなどの流体継手と歯車式変速機構とから構成される有段式の自動変速機や、油圧によって有効径を変化させる２つのプーリとそれらプーリに巻き掛けらた金属ベルトとから構成される無段式の自動変速機がある（なお、無段変速機にはベルト式以外のものもある）。

有段式の自動変速機は、エンジンと、トルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。有段式の自動変速機は、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構（歯車式変速機構）から構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。有段式の自動変速機においては、摩擦要素である、クラッチ要素やブレーキ要素やワンウェイクラッチ要素が、所定の状態に係合および解放されることにより、ギヤ段が決定される。

このような自動変速機（以下、６速変速機と想定する）において、２段以上の離れた変速段に変速する場合がある。このような変速時において、たとえば、第１摩擦要素と第２摩擦要素とを締結して成立する第６速（６ｔｈ）から、第１摩擦要素と第２摩擦要素以外の２つ以上の摩擦要素（第３摩擦要素と第４摩擦要素とする）とを締結して成立する第３速（３ｒｄ）への変速をするような、同時に２つ以上の摩擦要素を解放し２つ以上の摩擦要素を締結する、いわゆる二重掛け換え変速となる場合に、スムーズな変速と変速時間の短縮とが図られている。

具体的には、６速の状態から第１摩擦要素の解放を開始し、その後第２摩擦要素の解放を開始し、第３摩擦要素の締結を完了した後に第４の摩擦要素の締結を完了することで、同時に４つの摩擦要素を滑らせるようにして、第２摩擦要素と第３摩擦要素または第４摩擦要素とを締結することによって成立する６速と３速の間にある中間変速段を成立させず、最終目標変速段まで変速が２段階とならないよう連続的に行なうことでスムーズな変速と、変速時間の短縮とを図っている。

このような自動変速機の変速制御装置にあっては、通常一連の変速制御を行なう場合には、制御中の摩擦要素が変化することや、油圧が急激に変動することによる変速ショックを防止するために、変速制御が始まった後の所定期間後から、最終目標変速段が成立して変速制御が終了するまでは目標となる変速段の変更を禁止する、いわゆる再変速禁止制御が行なわれるため、二重掛け変え変速中に、たとえば運転者がアクセルの踏み込み量の変更を行ない、変速線図上の変速段と現在行なわれている二重掛け変え変速の最終目標変速段とが異なるような状況となってしまった場合、運転者の意図に沿った変速線上の変速段を最終的に得るのに時間がかかってしまうという問題がある。再公表ＷＯ２００３／０２９６９９号公報（特許文献１）は、このような複数の掛け換え制御を行なうことで変速を達成する変速時において、運転者が目標変速段の変更が禁止された後に変速意図を変更し、他の変速段への変速を要求した場合でも、素早く要求に応え、かつ、二重掛け換え制御をスムーズに達成することができる自動変速機の変速制御装置を開示する。この公報に開示された自動変速機の変速制御装置は、自動変速機の変速に関与する複数の摩擦要素の締結・解放制御により複数の前進変速段を達成する変速制御部を設けた自動変速機の変速制御装置であって、少なくとも第１の摩擦要素と第２の摩擦要素を締結状態とすることにより達成される第Ｎ速段から、少なくとも第１の摩擦要素と第２の摩擦要素とを解放状態とし、第３の摩擦要素と第４の摩擦要素とを締結することにより達成され、第Ｎ速段との間には、第２の摩擦要素と第３の摩擦要素とを締結することにより達成される少なくとも１段以上の中間変速段を有する第（Ｎ−α）速段への変速を判断する二重掛け換え変速判断部と、二重掛け換え変速判断時、少なくとも第１の摩擦要素を解放し、第４の摩擦要素を締結し、ギヤ比が中間変速段相当のギヤ比に到達する前に、第２の摩擦要素の締結力を低下させ、ギヤ比が中間変速段相当のギヤ比を通過後に、少なくとも第２の摩擦要素を解放し第３の摩擦要素を締結することで、第Ｎ速段から第（Ｎ−α）速段までの変速を達成する飛び越し変速制御部と、第Ｎ速段から第（Ｎ−α）段への変速を行なうに当たって、変速開始後の所定タイミングで目標変速段を第（Ｎ−α）段から変更することを変速制御の終了まで禁止する判断をする目標変速段変更禁止部と、ギア比が中間変速段相当のギア比に到達したときに、運転者の変速意図を再度確認し、目標変速段が（Ｎ−α）段と異なる場合には、目標変速段の変更が禁止されている場合であっても運転者の意図に応じた変速段への目標変速段の変更を許可する目標変速段変更許可部とを備える。

この自動変速機の変速制御装置によると、二重掛け換え変速判断部において、少なくとも第１の摩擦要素と第２の摩擦要素とを締結することにより達成される第Ｎ速段から、少なくとも第１の摩擦要素と第２の摩擦要素とを解放状態とし、第３の摩擦要素と第４の摩擦要素とを締結することにより達成され、第Ｎ速段との間には少なくとも１段以上の中間変速段を有する第（Ｎ−α）速段への変速が判断され、この二重掛け換え変速判断時、飛び越し変速制御部において、少なくとも第１の摩擦要素を解放し、第４の摩擦要素を締結し、ギヤ比が中間変速段相当のギヤ比に到達する前に、第２の摩擦要素の締結力を低下させ、ギヤ比が中間変速段相当のギヤ比を通過後に、少なくとも第２の摩擦要素を解放し第３の摩擦要素を締結することで、第Ｎ速段から第（Ｎ−α）速段までの変速が達成される。そして、目標変速段変更許可部において、入力回転と出力回転の比、すなわち、ギヤ比が第２の摩擦要素と第３の摩擦要素とを締結することにより達成される中間変速段相当のギア比に到達したときに、運転者の変速意図が再度確認され、目標変速段が（Ｎ−α）段と異なる場合には、目標変速段の変更が禁止された後であっても、運転者の意図に応じた変速段への目標変速段変更が許可される。よって、二重掛け換え制御中に運転者の変速意図が変更された場合、それが目標変速段の変更が禁止された後であっても、二重掛け換えが終了してから再度変速をするのではなく、二重掛け換え変速の途中で運転者の変速意図に対応することが可能となり、素早く運転者の要求に応じた変速を達成することができる。
再公表ＷＯ２００３／０２９６９９号公報

たとえば、上述の変速制御のように、第Ｎ速段から第（Ｎ−２）速段へのダウンシフト変速時において、第（Ｎ−１）速段が形成される場合において、第Ｎ速段では解放状態であって第（Ｎ−１）速段および第（Ｎ−２）速段では係合される摩擦係合要素（自動変速機のクラッチやブレーキであって、たとえば入力クラッチと呼ばれる摩擦係合要素）について以下のような問題が発生する。このような摩擦係合要素を解放状態から係合状態に切換えるダウンシフト制御においては、変速制御のフィーリング向上や摩擦係合要素の耐久性向上のために、エンジンのトルクを規制するために電子スロットル開度を規制していた。

ところが、第（Ｎ−２）速段の同期時において最適なエンジントルクが発生するように電子スロットル開度規制（緩い規制であるのでスロットル開度は大きく開くことがある）を一律に実行すると、タービン回転数（トルクコンバータの出力軸回転数であって歯車式変速機構の入力軸回転数）の噴き上がりが大きいため、中間段である第（Ｎ−１）速段を形成するための摩擦係合要素の油圧制御が良好でなくなる（係合油圧供給タイミングが判断しにくく変速ショックを生じ易い）。

一方、第（Ｎ−１）速段の同期時において最適なエンジントルクが発生するように電子スロットル開度規制（強い規制であるのでスロットル開度は大きく開くことがない）を一律に実行すると、タービン回転数の噴き上がりが小さいため、最終段である第（Ｎ−２）速段を形成するまでの変速時間が長くなる。

しかしながら、上述した特許文献は、２段以上の段数の差がある変速制御において、少なくとも１段以上の中間変速段を経由してから次の変速を行なうことを開示しているに過ぎず、上述した問題を解決し得ない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、２段以上離れた変速制御において、変速ショックの発生を回避しつつ変速時間を長引かせない、自動変速機の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機の制御装置は、複数の摩擦係合要素を係合および解放のいずれかの状態に切換えることにより所望の変速段を形成する、歯車機構を備えた有段自動変速機を制御する。この自動変速機においては、２段以上離れた変速が中間変速段を経由して実行された場合、少なくとも１つの摩擦係合要素について変速前の変速段における状態と中間変速段および変速後における状態とでは異なる。この制御装置は、中間変速段を経由して２段以上離れた変速を実行することを検出するための検出手段と、中間変速段が形成される前後において、自動変速機に連結されたエンジンの電子スロットル開度の制御態様を変更するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、２段以上離れた変速が行なわれる場合に経由する中間変速段においては、少なくとも１つの摩擦係合要素について変速前の変速段における状態と中間変速段状態とでは異なる。たとえば、変速前は解放状態であって中間変速段では係合状態になる。変速開始からこの中間変速段が形成されるまでの電子スロットル開度の制御態様とこの中間変速段が形成されてから変速終了までの電子スロットル開度の制御態様とを変更する。変速開始からこの中間変速段が形成されるまでは、電子スロットル開度の制限を緩くして電子スロットルが大きく開かれることを許容して自動変速機への入力回転数（タービン回転数）を速やかに中間変速段の同期回転数まで上昇させて（ダウンシフトの場合）、変速時間を長引かせない。この中間変速段が形成されてから変速終了までは、電子スロットル開度の制限を強くして電子スロットルが大きく開かれることを許容しないで自動変速機への入力回転数（タービン回転数）を緩やかに最終変速段の同期回転数まで上昇させて（ダウンシフトの場合）、最終変速段の同期回転数よりも大きく噴き上がることを回避して、変速ショックの発生を回避する。その結果、２段以上離れた変速制御において、変速ショックの発生を回避しつつ変速時間を長引かせない、自動変速機の制御装置を提供することができる。

なお、制御態様については以下のようにすることも考えられる。変速開始からこの中間変速段が形成されるまでは、電子スロットル開度の制限を強くして電子スロットルが大きく開かれることを許容しないで自動変速機への入力回転数（タービン回転数）を緩やかに中間変速段の同期回転数まで上昇させて（ダウンシフトの場合）、中間変速段の同期回転数よりも大きく噴き上がることを回避して、変速ショックの発生を回避する。この中間変速段が形成されてから変速終了までは、電子スロットル開度の制限を緩くして電子スロットルが大きく開かれることを許容して自動変速機への入力回転数（タービン回転数）を速やかに最終変速段の同期回転数まで上昇させて（ダウンシフトの場合）、変速時間を長引かせない。

第２の発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、歯車機構に入力される入力回転数を検知するための検知手段をさらに含む。２段以上離れた変速はダウンシフト変速である。制御手段は、入力回転数が予め定められた回転数以上になると、中間変速段が形成された後であると判断して、電子スロットル開度の制御態様を変更するための手段を含む。

第２の発明によると、２段以上離れた変速はダウンシフト変速である場合には、歯車機構に入力される入力回転数（いわゆるタービン回転数）の上昇に基づいて、中間変速段が形成された後であることを判断できる。

第３の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、制御手段は、入力回転数が、中間変速段の同期回転数に対応付けて設定された回転数以上になると、中間変速段が形成された後であると判断して、電子スロットル開度の制御態様を変更するための手段を含む。

第３の発明によると、入力回転数（いわゆるタービン回転数）が中間変速段の同期回転数に余裕回転数を加算した回転数以上になると、中間変速段が形成された後であることを判断できる。特に、余裕回転数を加算した回転数で判断しているので、エンジンや自動変速機の個体差を勘案して、中間変速段が形成された後であることを的確に判断できる。

第４の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、中間変速段が形成される前後において、電子スロットル開度の制限態様を変更するための手段を含む。

第４の発明によると、中間変速段が形成される前後において、電子スロットル開度の制限態様（たとえば、制限量）を変更して、変速ショックを回避したり、変速時間が長引くことを回避したりできる。

第５の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、中間変速段が形成される後においては中間変速段が形成される前よりも、電子スロットル開度の開度制限量を大きくするための手段を含む。

第５の発明によると、変速開始からこの中間変速段が形成されるまでは、電子スロットル開度の制限を緩くして電子スロットルが大きく開かれることを許容して自動変速機への入力回転数（タービン回転数）を速やかに中間変速段の同期回転数まで上昇させて、変速時間を長引かせないことができる。この中間変速段が形成されてから変速終了までは、電子スロットル開度の制限を強くして電子スロットルが大きく開かれることを許容しないで自動変速機への入力回転数（タービン回転数）を緩やかに最終変速段の同期回転数まで上昇させて、最終変速段の同期回転数よりも大きく噴き上がることを回避して、変速ショックの発生を回避することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、ＦＦ以外の車両であってもよいし、６速以外のオートマチックトランスミッションを搭載した車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、６速のオートマチックトランスミッション２０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ３２００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。

オートマチックトランスミッション２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を介して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、水温センサ８０２６とがハーネスなどを介して接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転数から車両の速度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。シフトレバー８００４の位置は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。ストロークセンサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２のストローク量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量（エンジン１０００の出力）が調整される。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ３２００のタービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

水温センサ８０２６は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、ストロークセンサ８０１４、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、水温センサ８０２６などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の状態（オートマチックトランスミッション２０００の作動状態）となるように、機器類を制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトポジションにＤ（ドライブ）ポジションが選択された場合、１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。１速〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２０００は前輪７０００に駆動力を伝達し得る。なおＤポジションにおいて、６速ギヤ段よりも高速のギヤ段、すなわち７速ギヤ段や８速ギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。

形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして予め作成された変速線図に基づいて決定される。なお、このような変速線図に基づいて形成するギヤ段を決定することに加えて、運転者によるシフトレバー８００４の操作に応じてアップシフトもしくはダウンシフトを行ない形成するギヤ段を形成する変速機であってもよい。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸３１００を有するトルクコンバータ３２００に接続されている。プラネタリギヤユニット３０００は、遊星歯車機構の第１セット３３００と、遊星歯車機構の第２セット３４００と、出力ギヤ３５００と、ギヤケース３６００に固定されたＢ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０およびＢ３ブレーキ３６３０と、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０と、ワンウェイクラッチＦ３６６０とを含む。

第１セット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０と、ピニオンギヤ３３２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０とを含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と噛合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０は、Ｂ３ブレーキ３６３０によりギヤケース３６００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）３３４０は、Ｂ１ブレーキ３６１０によりギヤケース３６００に固定される。

第２セット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０と、ショートピニオンギヤ３４２０と、キャリアＣ（１）３４２２と、ロングピニオンギヤ３４３０と、キャリアＣ（２）３４３２と、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０とを含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と噛合している。キャリアＣ（１）３４２２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と噛合している。キャリアＣ（２）３４３２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）３４４０は、Ｃ１クラッチ３６４０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、Ｂ２ブレーキ３６２０により、ギヤケース３６００に固定され、Ｃ２クラッチ３６５０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、ワンウェイクラッチＦ３６６０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。

ワンウェイクラッチＦ３６６０は、Ｂ２ブレーキ３６２０と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチＦ３６６０のアウターレースはギヤケース３６００に固定され、インナーレースはリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０に回転軸を介して連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。○は係合を表している。×は解放を表している。◎はエンジンブレーキ時のみの係合を表している。△は駆動時のみの係合を表している。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。たとえば、５速（５ｔｈ）から２速（２ｎｄ）へのパワーオンダウンシフトにおいては、Ｃ１クラッチ３６４０が解放から係合に、Ｃ２クラッチ３６５０が係合から解放される。なお、このような変速（５速から２速）は、ある摩擦係合要素（クラッチやブレーキであって、ここではＣ２クラッチ３６５０）を係合状態から解放状態として、他の摩擦係合要素（クラッチやブレーキであって、ここではＣ１クラッチ３６４０）を解放状態から係合状態とする、クラッチtoクラッチ変速（入力切換）とも呼ばれる。

このような５速（５ｔｈ）から２速（２ｎｄ）へのパワーオンダウンシフトにおいては、中間の変速ギヤ段である４速（４ｔｈ）を経由する。このような変速は、２段以上離れた変速であって中間変速段を経由して実行される場合である。そして、少なくとも１つの摩擦係合要素（ここでは、Ｃ１クラッチ３６４０）について変速前の変速段（５速）における状態（解放状態）と中間変速段（４速）および変速後（２速）における状態（係合状態）とでは異なる。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００は、電子スロットル開度規制制御における規制値を、中間変速ギヤ段の形成前後（タービン回転数と中間変速ギヤ段の同期回転数とを比較して判断）で変更する。詳しくは、中間変速ギヤ段である４速形成までは、電子スロットル開度規制量をＡとしておいて、中間変速ギヤ段である４速形成後（タービン回転数が４速同期回転数よりしきい値α以上に到達した後）最終変速ギヤ段の形成までは、電子スロットル開度規制量をＡよりも大きなＢとする。

図４を参照して、本実施の形態に係る自動変速機の制御装置の機能ブロック図について説明する。

図４に示すように、この制御装置は、入力回転数（タービン回転数ＮＴ）検出部１０１００と、中間変速段を経由した２段以上離れた変速段への変速判断部１０２００と、入力回転数（タービン回転数ＮＴ）検出部１０１００および中間変速段を経由した２段以上離れた変速段への変速判断部１０２００に接続された、中間変速段形成判断部１０３００と、中間変速段形成判断部１０３００に接続された、電子スロットル開度制限量設定部１０４００と、電子スロットル開度制限量設定部１０４００に接続された、電子スロットル開度制御部１０５００と、電子スロットル開度制御部１０５００に接続された、電子スロットルモータ制御部１０６００とを含む。

中間変速段形成判断部１０３００は、中間変速段を経由した２段以上離れた変速段への変速があると判断された場合に入力回転数（タービン回転数ＮＴ）に基づいて、中間変速段が形成されたか否かを判断する。たとえば、タービン回転数ＮＴが中間変速段の同期回転数よりもしきい値分α（＞０）を加算した回転数以上に到達すると中間変速段が形成されたと判断する。このようにすると、エンジンや自動変速機の個体差を勘案して、確実に中間変速段が形成されたことを判断できる。

電子スロットル開度制限量設定部１０４００は、電子スロットルの開度制限量を、中間変速段を経由した２段以上離れた変速段への変速が開始されてから中間変速段の形成される前までの制限量（ここでは、この制限量をＡとする）と、中間変速段の形成されてから最終変速段が形成される前までの制限量（ここでは、この制限量をＢ（＞Ａ）とする）とを切換えてることにより、設定する。なお、本発明は、このような制限量切換に限定されない。すなわち、制限量を切換える以外にも、中間変速段の形成前後で、電子スロットル開度の制限を変更するものであれば、構わない。また、制限量Ａと制限量Ｂとの大小関係も一例であって、逆の場合でも本発明が成立することもある。

電子スロットル開度制御部１０５００は、電子スロットル開度制限量設定部１０４００にて設定された制限量を上回らないように電子スロットルバルブ８０１６の開度を制御する。すなわち、変速開始からこの中間変速段である４速が形成されるまでは、電子スロットルバルブ８０１６の開度の制限を緩くして（制限量が小さい）、電子スロットルバルブ８０１６が大きく開かれることを許容してタービン回転数ＮＴを速やかに中間変速段である４速の同期回転数（ＮＴ（４））まで上昇させて、変速時間を長引かせない。この中間変速段である４速が形成されてから変速終了（２速形成）までは、電子スロットルバルブ８０１６の開度の制限を強くして（制限量が大きい）、電子スロットルバルブ８０１６が大きく開かれることを許容しないでタービン回転数ＮＴを緩やかに最終変速段である２速の同期回転数まで上昇させて、２速の同期回転数よりも大きく噴き上がることを回避して、変速ショックの発生を回避する。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る自動変速機の制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ８０００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。

図５を参照して、図４のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ８０００は、５速から２速へのダウンシフト変速判断が出力されたか否かを判断する。このとき、ＥＣＵ８０００は、アクセルペダル開度、車速、ダウンシフト変速線等に基づいて、判断する。５速から２速へのダウンシフト変速判断が出力されたと判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻されて５速から２速へのダウンシフト変速判断が出力されたと判断されるまで待つ。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ８０００は、電子スロットル開度をＡ（＞０）に規制（制限）する。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転数ＮＴを検出する。このとき、ＥＣＵ８０００は、入力軸回転数センサ８０２２からの入力信号に基づいて、タービン回転数ＮＴを検出する。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転数ＮＴ≧（中間変速段である４速同期回転数ＮＴ（４）＋α）（ただし、α＞０）が成立したか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ８０００は、タービン回転数ＮＴが中間変速段である４速の同期回転数ＮＴ（４）よりもしきい値分α（＞０）を加算した回転数以上に到達したか否かを判断する。タービン回転数ＮＴ≧（中間変速段である４速同期回転数ＮＴ（４）＋α）が成立すると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ３００へ戻される。

Ｓ５００にて、ＥＣＵ８０００は、電子スロットル開度をＢ（＞Ａ＞０）に規制（制限）する。

Ｓ６００にて、ＥＣＵ８０００は、タービン回転数ＮＴ等に基づいて、変速が終了したか否かを判断する。変速（５速→２速）が終了すると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、処理はＳ５００に戻される。

Ｓ７００にて、ＥＣＵ８０００は、電子スロットル開度の規制（制限）を解除する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る自動変速機の制御装置の動作を、図６のタイミングチャートを参照して説明する。

５速から中間変速段である４速を経由した２速までのパワーオンダウンシフト変速判断がオートマチックトランスミッション２０００に出力されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、電子スロットル開度をＡに規制する（Ｓ２００）。このタイミングが図６の時刻ｔ（１）である。

電子スロットル開度がＡに規制されながらも次第に上昇するタービン回転数ＮＴが検出されて（Ｓ３００）、タービン回転数ＮＴが（中間変速段である４速同期回転数ＮＴ（４）＋α）になると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、電子スロットル開度をＢ（＞Ａ）に規制する（Ｓ５００）。このタイミングが図６の時刻ｔ（２）である。

この後、電子スロットル開度がさらに強くＢに規制されながらも次第に上昇するタービン回転数ＮＴ等に基づいて、変速が終了したと判断されると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、電子スロットル開度規制が解除される（Ｓ７００）。このタイミングが図６の時刻ｔ（３）である。

以上のようにして、本実施の形態に係る自動変速機の制御装置によると、電子スロットルの開度制限量を、中間変速段を経由した２段以上離れた変速段への変速が開始されてから中間変速段が形成される前までの制限量Ａと、中間変速段が形成されてから最終変速段が形成される前までの制限量Ｂ（＞Ａ）とを切換える。変速開始からこの中間変速段である４速が形成されるまでは、電子スロットル開度の制限を緩くして（制限量が小さいＡ）、電子スロットルが大きく開かれることを許容してタービン回転数ＮＴを速やかに中間変速段である４速の同期回転数（ＮＴ（４））まで上昇させて、変速時間を長引かせない。この中間変速段である４速が形成されてから変速終了（２速形成）までは、電子スロットルの開度の制限を強くして（制限量がＡより大きいＢ）、電子スロットルが大きく開かれることを許容しないでタービン回転数ＮＴを緩やかに最終変速段である２速の同期回転数まで上昇させて、２速の同期回転数よりも大きく噴き上がることを回避して、変速ショックの発生を回避する。これにより、２段以上離れた変速制御において、変速ショックの発生を回避しつつ変速時間を長引かせないことが実現できる。

なお、上述した実施の形態における記載は、ＡとＢとの大小関係が逆である場合を、本発明の範囲から積極的に外すものではないことを確認的に記載する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより制御されるパワートレーンを示す概略構成図である。 オートマチックトランスミッションにおけるギヤトレーンを示すスケルトン図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより実行された場合の、自動変速機の状態を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０００ エンジン、２０００ オートマチックトランスミッション、３０００ プラネタリギヤユニット、３２００ トルクコンバータ、４０００ 油圧回路、５０００ ディファレンシャルギヤ、６０００ ドライブシャフト、７０００ 前輪、８０００ ＥＣＵ、８００２ 車速センサ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ ストロークセンサ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ 水温センサ。

Claims (2)

1. 複数の摩擦係合要素を係合および解放のいずれかの状態に切換えることにより所望の変速段を形成する、歯車機構を備えた有段自動変速機の制御装置であって、
   中間変速段を挟んだ２段以上離れた変速が実行された場合、少なくとも１つの摩擦係合要素について変速前における状態と変速後における状態とでは異なり、
   ２段以上離れた変速を実行することを検出するための検出手段と、
   前記自動変速機の入力軸回転数が前記中間変速段に相当する回転数に達した後は、前記入力軸回転数が当該回転数に達する前よりも、前記自動変速機に連結されたエンジンの電子スロットル開度を大きくするための制御手段とを含む、自動変速機の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記自動変速機の入力軸回転数が前記中間変速段に相当する回転数に達する前後において、前記電子スロットルを制限する、請求項１に記載の自動変速機の制御装置。

Images