JP4787293B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車速検出精度が問題となる極低車速時、通常の変速制御時に比べて変速進行速度を高める自動変速機の変速制御装置に関する。

従来、車速やギア比の検出が実質的に不可能な低車速で変速する場合に、指令油圧を一定勾配またはステップ的に上昇させることで、変速が冗長になることを防止する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）。
特開２００２−０８９６７４号公報

しかしながら、従来の自動変速機の変速制御装置にあっては、車速センサによる正確な車速検出ができないとき、変速開始域のプリチャージ制御や変速の進行にしたがって実行される各フェーズ制御を考慮することなく、指令油圧を一定勾配またはステップ的に上昇させている。このため、指令油圧の勾配を急にすると、変速時間の短縮化を図ることはできるものの、クラッチのピストンストローク完了時に変速ショックが発生する、という問題があった。一方、指令油圧の勾配を緩やかにすると、変速ショックを低減することはできるものの、意図する変速時間の短縮化を達成できない、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車速センサによる正確な検出ができない極低車速時、変速ショックの低減と変速時間の短縮化の両立を図ることができる自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、変速前のギア段にて締結されていた第１摩擦締結要素を解放するとともに、変速前のギア段にて解放されていた第２摩擦締結要素を締結して他のギア段に変速する変速制御手段を備え、検出されたギア比に基づいて前記第２摩擦締結要素の指令油圧を制御する自動変速の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、
車速センサによる正確な検出ができない極低車速であるとき、他のギア段への変速指令後に、前記第２摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させて、前記第２摩擦締結要素のピストンストロークを完了させるプリチャージ制御部と、
前記プリチャージ制御部による第２摩擦締結要素のピストンストロークの完了を判断した後、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときに比較して短い時間で前記第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる極低車速時制御部と、
を有することを特徴とする。

よって、本発明の自動変速機の変速制御装置にあっては、車速センサによる正確な検出ができない極低車速であるとき、変速制御手段のプリチャージ制御部による第２摩擦締結要素のピストンストロークの完了を判断した後、極低車速時制御部において、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときに比較して短い時間で第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる制御が行われる。
すなわち、車速センサによる正確な検出ができない極低車速であるときに、変速開始域のプリチャージ制御と、変速の進行にしたがって実行される各フェーズ制御を切り分け、プリチャージ制御側では、第２摩擦締結要素のピストンストロークの完了を待つ制御としているため、ピストンストローク完了時のショックが抑制される。そして、各フェーズ制御側では、短い時間で第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる制御が行われるため、ギア比に基づく指令油圧制御の場合に比べ、変速時間が短縮化される。
この結果、車速センサによる正確な検出ができない極低車速時、変速ショックの低減と変速時間の短縮化の両立を図ることができる。

以下、本発明の自動変速機の変速制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の変速制御装置が適用された自動変速機の一例を示すスケルトン図である。

実施例１における自動変速機は、前進７速後退１速の有段式自動変速機であり、エンジンEgの駆動力がトルクコンバータTCを介して入力軸Inputから入力され、４つの遊星ギアと７つの摩擦締結要素とによって回転速度が変速されて出力軸Outputから出力される。また、トルクコンバータTCのポンプインペラと同軸上にオイルポンプOPが設けられ、エンジンEgの駆動力によって回転駆動され、オイルを加圧する。

また、エンジンEgの駆動状態を制御するエンジンコントローラ１０（ＥＣＵ）と、自動変速機の変速状態等を制御する自動変速機コントローラ２０（ＡＴＣＵ）と、自動変速機コントローラ２０の出力信号に基づいて各摩擦締結要素の油圧を制御するコントロールバルブユニット３０（ＣＶＵ）と、が設けられている。なお、エンジンコントローラ１０と自動変速機コントローラ２０とは、ＣＡＮ通信線等を介して接続され、相互にセンサ情報や制御情報を通信により共有している。

前記エンジンコントローラ１０には、運転者のアクセルペダル操作量を検出するアクセル開度センサ１と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２とが接続されている。このエンジンコントローラ１０は、エンジン回転速度やアクセルペダル操作量に基づいて燃料噴射量やスロットル開度を制御し、エンジン出力回転速度及びエンジントルクを制御する。

前記自動変速機コントローラ２０には、第１キャリアPC1の回転速度を検出する第１タービン回転速度センサ３、第１リングギアR1の回転速度を検出する第２タービン回転速度センサ４、出力軸Outputの回転速度を検出する出力軸回転速度センサ５、及び運転者のシフトレバーにより選択されたレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ６が接続される。そして、Ｄレンジの選択時において、車速Vspとアクセルペダル操作量を示すアクセル開度APOとに基づく最適な指令変速段を選択し、コントロールバルブユニット３０に指令変速段を達成する制御指令を出力する。

次に、入力軸Inputと出力軸Outputとの間の変速ギア機構について説明する。
入力軸Input側から出力軸Output側までの軸上に、順に第１遊星ギアG1と第２遊星ギアG2による第１遊星ギアセットGS1及び第３遊星ギアG3と第４遊星ギアG4による第２遊星ギアセットGS2が配置されている。また、摩擦締結要素として第１クラッチC1、第２クラッチC2、第３クラッチC3及び第１ブレーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3、第４ブレーキB4が配置されている。また、第１ワンウェイクラッチF1と第２ワンウェイクラッチF2が配置されている。

前記第１遊星ギアG1は、第１サンギアS1と、第１リングギアR1と、両ギアS1,R1に噛み合う第１ピニオンP1を支持する第１キャリアPC1と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記第２遊星ギアG2は、第２サンギアS2と、第２リングギアR2と、両ギアS2,R2に噛み合う第２ピニオンP2を支持する第２キャリアPC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記第３遊星ギアG3は、第３サンギアS3と、第３リングギアR3と、両ギアS3,R3に噛み合う第３ピニオンP3を支持する第３キャリアPC3と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記第４遊星ギアG4は、第４サンギアS4と、第４リングギアR4と、両ギアS4,R4に噛み合う第４ピニオンP4を支持する第４キャリアPC4と、を有するシングルピニオン型遊星ギアである。

前記入力軸Inputは、第２リングギアR2に連結され、エンジンEgからの回転駆動力を、トルクコンバータTC等を介して入力する。前記出力軸Outputは、第３キャリアPC3に連結され、出力回転駆動力を、ファイナルギア等を介して駆動輪に伝達する。

前記第１リングギアR1と第２キャリアPC2と第４リングギアR4とは、第１連結メンバM1により一体的に連結される。前記第３リングギアR3と第４キャリアPC4とは、第２連結メンバM2により一体的に連結される。前記第１サンギアS1と第２サンギアS2とは、第３連結メンバM3により一体的に連結される。

前記第１遊星ギアセットGS1は、第１遊星ギアG1と第２遊星ギアG2とを、第１連結メンバM1と第３連結メンバM3とによって連結することで、４つの回転要素を有して構成される。また、第２遊星ギアセットGS2は、第３遊星ギアG3と第４遊星ギアG4とを、第２連結メンバM2によって連結することで、５つの回転要素を有して構成される。

前記第１遊星ギアセットGS1では、トルクが入力軸Inputから第２リングギアR2に入力され、入力されたトルクは第１連結メンバM1を介して第２遊星ギアセットGS2に出力される。前記第２遊星ギアセットGS2では、トルクが入力軸Inputから直接第２連結メンバM2に入力されると共に、第１連結メンバM1を介して第４リングギアR4に入力され、入力されたトルクは第３キャリアPC3から出力軸Outputに出力される。

前記第１クラッチC1（インプットクラッチI/C）は、入力軸Inputと第２連結メンバM2とを選択的に断接するクラッチである。前記第２クラッチC2（ダイレクトクラッチD/C）は、第４サンギアS4と第４キャリアPC4とを選択的に断接するクラッチである。前記第３クラッチC3（Ｈ＆ＬＲクラッチH&LR/C）は、第３サンギアS3と第４サンギアS4とを選択的に断接するクラッチである。

また、前記第２ワンウェイクラッチF2は、第３サンギアS3と第４サンギアS4の間に配置されている。これにより、第３クラッチC3が解放され、第３サンギアS3よりも第４サンギアS4の回転速度が大きい時、第３サンギアS3と第４サンギアS4とは独立した回転速度を発生する。よって、第３遊星ギアG3と第４遊星ギアG4が第２連結メンバM2を介して接続された構成となり、それぞれの遊星ギアが独立したギア比を達成する。

前記第１ブレーキB1（フロントブレーキFr/B）は、第１キャリアPC1の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。また、第１ワンウェイクラッチF1は、第１ブレーキＢ１と並列に配置されている。前記第２ブレーキB2（ローブレーキLOW/B）は、第３サンギアS3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第３ブレーキB3（２３４６ブレーキ2346/B）は、第１サンギアS1及び第２サンギアS2を連結する第３連結メンバM3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。前記第４ブレーキB4（リバースブレーキR/B）は、第４キャリアPC3の回転をトランスミッションケースCaseに対し選択的に停止させるブレーキである。

図２は、実施例１の変速制御装置が適用された自動変速機での変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表である。なお、図２において、○印は当該摩擦締結要素が締結状態となることを示し、（○）印はエンジンブレーキが作動するレンジ位置が選択されているときに当該摩擦締結要素が締結状態となることを示し、無印は当該摩擦締結要素が解放状態となることを示す。

上記のように構成された変速ギア機構に設けられた各摩擦締結要素の締結状態を、隣接する変速段間のアップシフトやダウンシフトにおいては、締結していた１つの摩擦締結要素を解放し、解放していた１つの摩擦締結要素を締結するという掛け替え変速を行うことで、下記のように、前進７速で後退１速の変速段を実現することができる。

すなわち、「１速段」では、第２ブレーキB2のみが締結状態となり、これにより第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2が係合する。「２速段」では、第２ブレーキB2及び第３ブレーキB3が締結状態となり、第２ワンウェイクラッチF2が係合する。「３速段」では、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3及び第２クラッチC2が締結状態となり、第１ワンウェイクラッチF1及び第２ワンウェイクラッチF2はいずれも係合しない。「４速段」では、第３ブレーキB3、第２クラッチC2及び第３クラッチC3が締結状態となる。「５速段」では、第１クラッチC1、第２クラッチC2及び第３クラッチC3が締結状態となる。「６速段」では、第３ブレーキB3、第１クラッチC1及び第３クラッチC3が締結状態となる。「７速段」では、第１ブレーキB1、第１クラッチC1及び第３クラッチC3が締結状態となり、第１ワンウェイクラッチF1が係合する。「後退速段」では、第４ブレーキB4、第１ブレーキB1及び第３クラッチC3が締結状態となる。

図３は、実施例１の自動変速機でＤレンジ選択時における変速制御に用いられる変速マップの一例を示す変速線図である。なお、図３において、実線はアップシフト線を示し、点線はダウンシフト線を示す。

Ｄレンジの選択時には、出力軸回転速度センサ５（＝車速センサ）からの車速Vspと、アクセル開度センサ１からのアクセル開度APOに基づき決まる運転点が、変速マップ上において存在する位置を検索する。そして、運転点が動かない、あるいは、運転点が動いても図３の変速マップ上で１つの変速段領域内に存在したままであれば、そのときの変速段をそのまま維持する。一方、運転点が動いて図３の変速マップ上でアップシフト線を横切ると、横切る前の運転点が存在する領域が示す変速段から横切った後の運転点が存在する領域が示す変速段へのアップシフト指令を出力する。また、運転点が動いて図３の変速マップ上でダウンシフト線を横切ると、横切る前の運転点が存在する領域が示す変速段から横切った後の運転点が存在する領域が示す変速段へのダウンシフト指令を出力する。

図４は、実施例１の自動変速機コントローラ２０にて実行されるＤレンジの選択時にダウンシフトの変速指示があったときの変速制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する（変速制御手段）。なお、この変速制御処理中には、第１タービン回転速度センサ３および第２タービン回転速度センサ４から得られる変速機入力回転数と、出力軸回転速度センサ５から得られる変速機出力回転数により、実ギア比GRを演算し、実ギア比情報を常に読み込んでいる。また、変速指令（アップシフト指令とダウンシフト指令）を常に読み込んでいる。

ステップＳ４０では、Ｄレンジの選択時に変速指令の出力が有るか否かを判断し、YES（変速指令有り）の場合はステップＳ４１へ移行し、NO（変速指令無し）の場合はステップＳ４０の判断を繰り返す。

ステップＳ４１では、ステップＳ４０での変速指令有りとの判断に続き、変速指令が掛け替えによるダウンシフトの変速制御が行われるダウンシフト指令であるか否かを判断し、YES（変速指令がダウンシフト指令）の場合はステップＳ４３へ移行し、NO（変速指令がダウンシフト指令以外）の場合はステップＳ４２へ移行する。

ステップＳ４２では、ステップＳ４１での変速指令がダウンシフト指令以外であるとの判断に続き、他の変速制御（隣接段間のアップシフトや２段以上の変速段へのアップシフト等）を実行し、リターンへ移行する。

ステップＳ４３では、ステップＳ４１での変速指令がダウンシフト指令であるとの判断に続き、出力軸回転速度センサ５（車速センサ）から得られる車速Vspが、閾値α以下であるか否かを判断し、YES（Vsp≦α）の場合はステップＳ５２へ移行し、NO（Vsp＞α）の場合はステップＳ４４へ移行する。
ここで、「閾値α」は、出力軸回転速度センサ５により正確な車速Vspの検出ができない極低車速域の上限を決める値であり、例えば、α＝５km/h程度に設定される。

ステップＳ４４では、ステップＳ４３でのVsp＞α、つまり、出力軸回転速度センサ５により正確な車速Vspの検出が可能であるとの判断に続き、ダウンシフトの掛け替え変速に関与する締結側摩擦締結要素と解放側摩擦締結要素のうち、締結側摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させてピストンストロークを完了させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を所定の油圧まで低減させるプリチャージ制御を実行し、ステップＳ４５へ移行する。

ステップＳ４５では、ステップＳ４４での通常のプリチャージ制御に続き、プリチャージ制御開始時にスタートするタイマー値Ｔが第１設定値T1以上であるか否かを判断し、YES（Ｔ≧T1）の場合はステップＳ４６へ移行し、NO（Ｔ＜T1）の場合はステップＳ４４へ戻る。
ここで、「第１設定値T1」は、掛け替えダウンシフト時において締結側摩擦締結要素のピストンストロークを完了させるのに要する時間に設定される。

ステップＳ４６では、ステップＳ４５でのＴ≧T1であるとの判断、あるいは、ステップＳ４７でのギア比条件と時間条件の両方が不成立であるとの判断に続き、変速の進行途中で発生するトルクフェーズ（入力回転が変化しないで、出力軸トルクのみが変化する相）において締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を低下させるトルクフェーズ制御を実行し、ステップＳ４７へ移行する。

ステップＳ４７では、ステップＳ４６でのトルクフェーズ制御の実行に続き、実ギア比GR（現在のギア比）がイナーシャフェーズ開始判定ギア比GR_St以上というギア比条件、あるいは、トルクフェーズ制御開始時にスタートするトルクフェーズ制御用の第１バックアップタイマTB1が第１定常設定値TL1以上という時間条件の何れかが成立したか否かを判断し、YES（ギア比条件と時間条件の何れかが成立）の場合はステップＳ４８へ移行し、NO（ギア比条件と時間条件の両方が不成立）の場合はステップＳ４６へ戻る。なお、時間条件が成立してステップＳ４８へ移行する場合は、締結側摩擦締結要素の締結圧を所定のトルクフェーズ制御終了時下限油圧に急上昇させた後にステップＳ４８へ移行する。

ステップＳ４８では、ステップＳ４７でのギア比条件と時間条件の何れかが成立であるとの判断、あるいは、ステップＳ４９でのギア比条件と時間条件の両方が不成立であるとの判断に続き、変速の進行途中で発生するイナーシャフェーズ（駆動系の慣性力の変化を主な原因として変速機入力回転数が変化する相）において締結側摩擦締結要素の締結圧を徐々に上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を低下させるイナーシャフェーズ制御を実行し、ステップＳ４９へ移行する。

ステップＳ４９では、ステップＳ４８でのイナーシャフェーズ制御の実行に続き、実ギア比GR（現在のギア比）がイナーシャフェーズ終了判定ギア比GR_End以上というギア比条件、あるいは、イナーシャフェーズ制御開始時にスタートするイナーシャフェーズ制御用の第２バックアップタイマTB2が第２定常設定値TL2以上という時間条件の何れかが成立したか否かを判断し、YES（ギア比条件と時間条件の何れかが成立）の場合はステップＳ５０へ移行し、NO（ギア比条件と時間条件の両方が不成立）の場合はステップＳ４８へ戻る。なお、時間条件が成立してステップＳ５０へ移行する場合は、締結側摩擦締結要素の締結圧を所定のイナーシャフェーズ制御終了時下限油圧に急上昇させた後にステップＳ５０へ移行する。

ステップＳ５０では、ステップＳ４９でのギア比条件と時間条件の何れかが成立であるとの判断、あるいは、ステップＳ５１でのギア比条件と時間条件の両方が不成立であるとの判断に続き、実ギア比が変速後のギア比に到達したことを確認し、締結側摩擦締結要素の締結圧を最大値まで上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を最小値（ドレーン圧）まで低下させる変速終了フェーズ制御を実行し、ステップＳ５１へ移行する。
この「変速終了フェーズ制御」は、実ギア比が変速後のギア比に到達したと判定されるまでの「同期判定フェーズ制御」と、同期判定により開始され締結圧が最大値となり解放圧が最小値となったときに終了する「終了処理制御」を併せた制御である。なお、「同期判定フェーズ制御」と「終了処理制御」に分けた場合は、それぞれについてバックアップタイマを設ける制御とする。

ステップＳ５１では、ステップＳ５０での変速終了フェーズ制御の実行に続き、実ギア比GR（現在のギア比）が次変速段ギア比GRnとなって第２設定時間T2を経過したというギア比条件、あるいは、変速終了フェーズ制御開始時にスタートする変速終了フェーズ制御用の第３バックアップタイマTB3が第３定常設定値TL3以上であるか否かを判断し、YES（ギア比条件と時間条件の何れかが成立）の場合はリターンへ移行し、NO（ギア比条件と時間条件の両方が不成立）の場合はステップＳ５０へ戻る。なお、時間条件が成立してリターンへ移行する場合は、締結側摩擦締結要素の締結圧を最大圧まで急上昇させた後にリターンへ移行する。
なお、ステップＳ４４〜ステップＳ５１は、通常変速制御部に相当する。

ステップＳ５２では、ステップＳ４３でのVsp≦α、つまり、出力軸回転速度センサ５により正確に車速Vspを検出することができないとの判断に続き、ダウンシフトの掛け替え変速に関与する締結側摩擦締結要素と解放側摩擦締結要素のうち、締結側摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させてピストンストロークを完了させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を最小値（ドレーン圧）まで低減させる極低車速時プリチャージ制御を実行し、ステップＳ５３へ移行する。
なお、この「極低車速時プリチャージ制御」は、解放側摩擦締結要素の解放圧をドレーン圧まで低減させる点で、ステップＳ４４での「プリチャージ制御」と異なる。よって、極低車速時プリチャージ制御を終了すると、その後の各フェーズ制御では、締結側摩擦締結要素の指令油圧のみを制御する。

ステップＳ５３では、ステップＳ５２での極低車速時プリチャージ制御に続き、極低車速時プリチャージ制御開始時にスタートするタイマー値Ｔが第１設定値T1以上であるか否かを判断し、YES（Ｔ≧T1）の場合はステップＳ５４へ移行し、NO（Ｔ＜T1）の場合はステップＳ５２へ戻る。
ここで、「第１設定値T1」は、ステップＳ４５での「第１設定値T1」と同様に、掛け替えダウンシフト時において締結側摩擦締結要素のピストンストロークを完了させるのに要する時間に設定される。
なお、ステップＳ５２からステップＳ５３へ進む流れの繰り返しは、プリチャージ制御部に相当する。

ステップＳ５４では、ステップＳ５３でのＴ≧T1であるとの判断、あるいは、ステップＳ５５でのTB1＜TS1であるとの判断に続き、締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させるトルクフェーズ制御を実行し、ステップＳ５５へ移行する。

ステップＳ５５では、ステップＳ５４でのトルクフェーズ制御の実行に続き、トルクフェーズ制御開始時にスタートするトルクフェーズ制御用の第１バックアップタイマTB1が第１短縮設定値TS1（＜TL1）以上であるか否かを判断し、YES（TB1≧TS1）の場合はステップＳ５６へ移行し、NO（TB1＜TS1）の場合はステップＳ５４へ戻る。なお、ステップＳ５６へは、締結側摩擦締結要素の締結圧を所定のトルクフェーズ制御終了時下限油圧に急上昇させた後にステップＳ５６へ移行する。

ステップＳ５６では、ステップＳ５５でのTB1≧TS1であるとの判断、あるいは、ステップＳ５７でのTB2＜TS2であるとの判断に続き、締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させるイナーシャフェーズ制御を実行し、ステップＳ５７へ移行する。

ステップＳ５７では、ステップＳ５６でのイナーシャフェーズ制御の実行に続き、イナーシャフェーズ制御開始時にスタートするイナーシャフェーズ制御用の第２バックアップタイマTB2が第２短縮設定値TS2（＜TL2）以上であるか否かを判断し、YES（TB2≧TS2）の場合はステップＳ５８へ移行し、NO（TB2＜TS2）の場合はステップＳ５６へ戻る。なお、ステップＳ５８へは、締結側摩擦締結要素の締結圧を所定のイナーシャフェーズ制御終了時下限油圧に急上昇させた後にステップＳ５８へ移行する。

ステップＳ５８では、ステップＳ５７でのTB2≧TS2であるとの判断、あるいは、ステップＳ５９でのTB3＜TS3であるとの判断に続き、締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させる変速終了フェーズ制御を実行し、ステップＳ５９へ移行する。

ステップＳ５９では、ステップＳ５８での変速終了フェーズ制御の実行に続き、変速終了フェーズ制御開始時にスタートする変速終了フェーズ制御用の第３バックアップタイマTB3が第３短縮設定値TS3（＜TL3）以上であるか否かを判断し、YES（TB3≧TS3）の場合はリターンへ移行し、NO（TB3＜TS3）の場合はステップＳ５８へ戻る。なお、リターンへは、締結側摩擦締結要素の締結圧を最大圧まで急上昇させた後にリターンへ移行する。
なお、ステップＳ５４〜ステップＳ５９は、極低車速時制御部に相当する。

次に、作用を説明する。
実施例１の自動変速機の変速制御装置における作用を、「正確な車速検出が可能な車速でのダウンシフト制御作用」、「極低車速でのダウンシフト制御作用」、「７速状態からの急減速による７→６→４→２→１変速作用」に分けて説明する。

［正確な車速検出が可能な車速でのダウンシフト制御作用］
例えば、走行中にドライバーが加速を意図してアクセル踏み込み操作をする走行シーンでは、アクセル踏み込みに伴って、正確な車速検出ができる５km/hを超える車速条件下でダウンシフト指令が出力される。

車速Vspが閾値αを超えた走行中にダウンシフト指令が出力されると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４０→ステップＳ４１→ステップＳ４３→ステップＳ４４へと進み、ステップＳ４４にて、締結側摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点から指令油圧を徐々に上昇させてピストンストロークを完了させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を所定の油圧まで低減させるプリチャージ制御が実行される。そして、プリチャージ制御開始時にスタートするタイマー値Ｔが第１設定値T1以上になるまでは、ステップＳ４４→ステップＳ４５へと進む流れが繰り返され、プリチャージ制御が維持される。

そして、タイマー値Ｔが第１設定値T1以上になると、ステップＳ４５からステップＳ４６へ進み、ステップＳ４６にて、変速の進行途中で発生するトルクフェーズにおいて締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を低下させるトルクフェーズ制御が実行される。そして、ステップＳ４７にてギア比条件と時間条件の何れかが成立するまでは、ステップＳ４６→ステップＳ４７へと進む流れが繰り返され、トルクフェーズ制御が維持される。

そして、ステップＳ４７にてギア比条件と時間条件の何れかが成立すると、ステップＳ４７からステップＳ４８へと進み、ステップＳ４８では、変速の進行途中で発生するイナーシャフェーズにおいて締結側摩擦締結要素の締結圧を徐々に上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を低下させるイナーシャフェーズ制御が実行される。そして、ステップＳ４９にてギア比条件と時間条件の何れかが成立するまでは、ステップＳ４８→ステップＳ４９へと進む流れが繰り返され、イナーシャフェーズ制御が維持される。

そして、ステップＳ４９にてギア比条件と時間条件の何れかが成立すると、ステップＳ４９からステップＳ５０へと進み、ステップＳ５０では、実ギア比が変速後のギア比に到達したことを確認し、締結側摩擦締結要素の締結圧を最大値まで上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を最小値（ドレーン圧）まで低下させる変速終了フェーズ制御が実行される。そして、ステップＳ５１にてギア比条件と時間条件の何れかが成立するまでは、ステップＳ５０→ステップＳ５１へと進む流れが繰り返され、変速終了フェーズ制御が維持される。そして、ステップＳ５１にてギア比条件と時間条件の何れかが成立すると、ステップＳ５１からリターンへと進み、通常のダウンシフト制御を終了する。

このように、通常のダウンシフト制御でのトルクフェーズ制御、イナーシャフェーズ制御、変速終了フェーズ制御は、基本的に実ギア比GR（現在のギア比）に基づいて締結側摩擦締結要素の指令油圧が制御される。しかし、この場合、検出値からの演算により取得した実ギア比GRの値が、制御系フェイル等で異常な演算値を示すと、何時までたっても変速が終了に至らなくなる可能性がある。例えば、現実には変速が進行してギア比が変化しているにもかかわらず、取得した実ギア比GRの値が変化しないような場合には、何れかのフェーズ制御で止まったままとなる。

したがって、車速Vspが閾値αを超えた走行中での通常ダウンシフト制御では、トルクフェーズ制御に第１バックアップタイマTB1を設け、イナーシャフェーズ制御に第２バックアップタイマTB2を設け、変速終了フェーズ制御に第３バックアップタイマTB3を設け、ギア比条件が成立しなくてもバックアップタイマTB1,TB2,TB3による設定時間が経過すると、変速を進行させるようにしている。このため、実ギア比GRの検出異常が生じたとしても、確実に、トルクフェーズ制御→イナーシャフェーズ制御→変速終了フェーズ制御と進めて、変速を終了することができる。

［極低車速でのダウンシフト制御作用］
図５は、実施例１の自動変速機で極低車速時の４速→２速ダウンシフト時における変速指令・締結側指示油圧・解放側指示油圧の各特性を示すタイムチャートである。

例えば、走行中にドライバーが急減速を意図してアクセル足離し操作やブレーキ操作を行うような減速シーンでは、車速の低下に伴って、正確な車速検出ができない５km/h以下という車速条件下でダウンシフト指令が出力されることがある。

車速Vspが閾値α以下の極低車速走行中にダウンシフト指令が出力されると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４０→ステップＳ４１→ステップＳ４３→ステップＳ５２へと進み、ステップＳ５２にて、締結側摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させてピストンストロークを完了させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を最小値（ドレーン圧）まで低下させる極低車速時プリチャージ制御が実行される。そして、この極低車速時プリチャージ制御開始時にスタートするタイマー値Ｔが第１設定値T1以上になるまでは、ステップＳ５２→ステップＳ５３へと進む流れが繰り返され、極低車速時プリチャージ制御が維持される。

そして、タイマー値Ｔが第１設定値T1以上になると、ステップＳ５３からステップＳ５４へ進み、ステップＳ５４にて、締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させ、解放側摩擦締結要素の解放圧を低下させるトルクフェーズ制御が実行される。そして、トルクフェーズ制御開始時にスタートするトルクフェーズ制御用の第１バックアップタイマTB1が第１短縮設定値TS1以上となるまでの短い時間は、ステップＳ５４→ステップＳ５５へと進む流れが繰り返される。

そして、第１バックアップタイマTB1が第１短縮設定値TS1以上になると、ステップＳ５５からステップＳ５６へ進み、ステップＳ５６にて、締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させるイナーシャフェーズ制御が実行される。そして、イナーシャフェーズ制御開始時にスタートするイナーシャフェーズ制御用の第２バックアップタイマTB2が第２短縮設定値TS2以上となるまでの短い時間は、ステップＳ５６→ステップＳ５７へと進む流れが繰り返される。

そして、第２バックアップタイマTB2が第２短縮設定値TS2以上になると、ステップＳ５７からステップＳ５８へ進み、ステップＳ５８にて、締結側摩擦締結要素の締結圧を上昇させる変速終了フェーズ制御が実行される。そして、変速終了フェーズ制御開始時にスタートする変速終了フェーズ制御用の第３バックアップタイマTB3が第３短縮設定値TS3以上となるまでの短い時間は、ステップＳ５８→ステップＳ５９へと進む流れが繰り返される。そして、ステップＳ５９にて第３バックアップタイマTB3が第３短縮設定値TS3以上になったと判断されると、ステップＳ５９からリターンへと進み、極低車速時のダウンシフト制御を終了する。

このように、車速センサである出力軸回転速度センサ５による正確な検出ができない極低車速であるときには、ステップＳ５２→ステップＳ５３の繰り返しによる極低車速時プリチャージ制御により、締結側摩擦締結要素のピストンストロークを完了させると共に、解放側摩擦締結要素の解放圧をドレーン圧まで低下される。そして、極低車速時プリチャージ制御の終了を判断した後、ステップＳ５４〜ステップＳ５９において、正確な検出が可能な車速のときに比較して短い時間で締結側摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる制御が行われる。

すなわち、出力軸回転速度センサ５による正確な検出ができない極低車速であるとき、変速開始から変速終了までの制御を、変速開始域のプリチャージ制御と、変速の進行にしたがって実行される各フェーズ制御と、に切り分けている。そして、プリチャージ制御側では、通常変速制御時と同様に、締結側摩擦締結要素のピストンストロークの完了を待つと共に、解放側摩擦締結要素の解放圧をドレーンまで進める極低車速時プリチャージ制御としているため、ピストンストローク完了時に生じるショックが抑制される。
特に、ピストンストローク中にアクセルを踏み込まれた場合や極低車速時にダウンシフトを行う場合は、ピストンストローク完了時に大きなショックが発生しやすいが、ピストンストロークの完了を待つ制御を採用することにより、ピストンストローク完了時のショックを抑制することができる。

そして、各フェーズ制御側では、短い時間で第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる制御が行われるため、ギア比に基づく指令油圧制御の場合に比べ、変速時間が短縮化される。例えば、４速→２速ダウンシフト時には、図５に示すように、トルクフェーズ制御開始時にスタートするトルクフェーズ制御用の第１バックアップタイマTB1が第１短縮設定値TS1（＜TL1）とされ、イナーシャフェーズ制御開始時にスタートするイナーシャフェーズ制御用の第２バックアップタイマTB2が第２短縮設定値TS2（＜TL2）とされ、変速終了フェーズ制御開始時にスタートする変速終了フェーズ制御用の第３バックアップタイマTB3が第３短縮設定値TS3（＜TL3）とされる。このため、４速→３速ダウンシフトの所要時間は、通常制御での所要時間に比べ、
ΔＴ＝(TL1−TS1)＋(TL2−TS2)＋(TL3−TS3)
の式により得られる時間差ΔＴだけ短縮される。

さらに、実施例１では、トルクフェーズ制御・イナーシャフェーズ制御・変速終了フェーズ制御の各フェーズ制御において、設定時間内に終了しなかった場合に油圧を上昇させるバックアップタイマTB1,TB2,TB3を、極低車速時のときは、極低車速時以外の車速にて変速されるときよりも短い時間に設定することで、ピストンストロークの完了を判断したときから変速終了までに要する時間を短くしている。

このように構成すれば、極低車速時専用の制御ロジックを新たに設ける必要がなく、既存のバックアップタイマTB1,TB2,TB3に、極低車速時用の定数（設定時間決める数）を追加すればよいだけなので、メモリ容量を節約することができる。

［７速状態からの急減速による７→６→４→２→１変速作用］
例えば、図３の運転点Ａにある７速での走行中にドライバーが急減速を意図してアクセル足離し操作とブレーキ操作を行う急減速シーンでは、車速が急激に低下するのに伴って、運転点が図３のＡ点からＢ点へ移動し、正確な車速検出ができない５km/h以下（例えば、０km/h）という車速条件下で、７速→１速ダウンシフト指令が出力されることがある。特に、急減速により駆動輪が制動ロック状態、あるいは、制動ロックに近い状態になると、車速センサである出力軸回転速度センサ５から検出される車速Vspは、Vsp≒０km/hとなる。

この７速→１速ダウンシフト指令が出力されると、第３ブレーキB3を締結し第１ブレーキB1を解放する「７速→６速ダウンシフト」と、第２クラッチC2を締結し第１クラッチC1を解放する「６速→４速ダウンシフト」と、第２ブレーキB2を締結し第１クラッチC1を解放する「４速→２速ダウンシフト」と、第１ブレーキB1を締結し第３ブレーキB3を解放する「２速→１速ダウンシフト」という４つの変速動作を経過して７速から１速へと変速される（図２参照）。

この場合、実施例１の極低車速時制御部を採用していない車両では、車速０km/hで実ギア比＝０となるというように、実ギア比GRに基づく変速制御ができず、バックアップタイマTB1,TB2,TB3を用いた変速制御となるため、７速から１速まで変速するのにかかる所要時間が10秒以上となる。

このように、７速から１速までの所要時間が10秒以上になると、例えば、急減速の直後からアクセル踏み込みにより再発進する場合、１速までの変速が終了せずに、高速段から発進となる場合があり、発進性能が低下する等の問題がある。このため、車両の急減速時には、できる限り速やかに高速段から低速段にダウンシフトする必要がある。

これに対し、本発明者は、極低車速時変速制御にてやりたいこととして、(a)速やかなダウンシフトの進行、(b)ギア比をトリガにしない制御移行、(c)締結側容量を確保してからの変速進行、を掲げた。そして、(a),(b)を実現するべく、バックアップタイマ及び必要なタイマの設定時間短縮によりフェーズを進行させる構成を採用し、(c)を実現するべく、前処理を実施してピストンストロークを完了させる構成を採用した。

そして、前処理を実施してピストンストロークを完了させる構成の採用により、一気にピストンストロークをさせる場合のように、４つの各変速動作でのピストンストローク完了時に発生するショックを抑えられる。また、ピストンストローク完了以降の各フェーズ制御では、フェーズ毎の各バックアップタイマTB1,TB2,TB3の設定時間を、通常変速制御の場合に比べ短く設定することで、７速から１速までの所要時間が極低車速時制御部を採用していない車両に比べて大幅に短縮される。例えば、各バックアップタイマTB1,TB2,TB3の設定時間を通常変速時の約５割程度とした場合、４つの各変速動作による７速から１速までの所要時間は、極低車速時制御部を採用していない車両に比べて５割程度の時間に短縮することができる。

したがって、実施例１によれば、変速ショックを抑えながら、車両の急減速時に速やかに高速段から低速段にダウンシフトしたいという要求に応え、変速時間を短くすることができ、車両の急減速時においても適切な変速段へのダウンシフトが可能である。

次に、効果を説明する。
実施例１の自動変速機の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 変速前のギア段にて締結されていた第１摩擦締結要素を解放するとともに、変速前のギア段にて解放されていた第２摩擦締結要素を締結して他のギア段に変速する変速制御手段（図４）を備え、検出されたギア比に基づいて前記第２摩擦締結要素の指令油圧を制御する自動変速の変速制御装置において、前記変速制御手段（図４）は、車速センサ（出力軸回転速度センサ５）による正確な検出ができない極低車速であるとき（ステップＳ４３でYES）、他のギア段への変速指令後に、前記第２摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させて、前記第２摩擦締結要素のピストンストロークを完了させるプリチャージ制御部（ステップＳ５２、ステップＳ５３）と、前記プリチャージ制御部による第２摩擦締結要素のピストンストロークの完了を判断した後、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときに比較して短い時間で前記第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる極低車速時制御部（ステップＳ５４〜ステップＳ５９）と、を有する。このため、車速センサ（出力軸回転速度センサ５）による正確な検出ができない極低車速時、変速ショックの低減と変速時間の短縮化の両立を図ることができる。

(2) 前記変速制御手段（図４）は、車速センサ（出力軸回転速度センサ５）による正確な車速検出が可能なとき（ステップＳ４３でNO）、検出されたギア比に基づいて前記第２摩擦締結要素の指令油圧を制御するとともに、該ギア比に基づく制御により前記他のギア段への変速状態がバックアップタイマTB1,TB2,TB3の設定時間TL1,TL2,TL3内に進行しない場合、バックアップタイマTB1,TB2,TB3による設定時間TL1,TL2,TL3が経過すると前記第２摩擦締結要素の指令油圧を上昇させて前記変速状態を進行させる通常変速制御部（ステップＳ４４〜ステップＳ５１）を有し、前記極低車速時制御部（ステップＳ５４〜ステップＳ５９）は、車速センサ（出力軸回転速度センサ５）による正確な検出ができない極低車速であるときに（ステップＳ４５でYES）、ピストンストロークの完了以降に設定された前記バックアップタイマTB1,TB2,TB3の設定時間TS1,TS2,TS3を、車速センサ（出力軸回転速度センサ５）による正確な検出が可能な車速のときよりも短い時間に設定した。このため、極低車速時専用の制御ロジックを新たに設ける必要がなく、既存のバックアップタイマTB1,TB2,TB3に、極低車速時用の定数を追加すればよく、メモリ容量を節約することができる。

(3) 前記変速制御手段（図４）は、プリチャージ制御の終了後に実行されるトルクフェーズ制御とイナーシャフェーズ制御と変速終了フェーズ制御の各フェーズ制御にバックアップタイマTB1,TB2,TB3を設け、前記極低車速時制御部（ステップＳ５４〜ステップＳ５９）は、フェーズ制御毎のバックアップタイマTB1,TB2,TB3による設定時間TS1,TS2,TS3のそれぞれを、車速センサ（出力軸回転速度センサ５）による正確な検出が可能な車速のときよりも短い時間に設定した。このため、フェーズ制御毎に時間調整幅を設定できるという自由度を持つと共に、フェーズ制御毎のバックアップタイマTB1,TB2,TB3での時間短縮分を加算した時間が変速時間の短縮代になり、変速時間の短縮効果を向上させることができる。

以上、本発明の自動変速機の変速制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、極低車速時にバックアップタイマを極短時間に設定して変速時間を短くするものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、ピストンストローク終了後に油圧を最大値にステップ的に上昇させるものであってもよい。

実施例１では、トルクフェーズ制御・イナーシャフェーズ制御・変速終了フェーズ制御の各バックアップタイマTB1,TB2,TB3を全て極短時間に設定して変速時間を短くするものを示したが、これに限定されるものではなく、各バックアップタイマTB1,TB2,TB3の一部について極短時間に設定しても良い。要するに、設定された変速のフェーズ制御毎に、適宜バックアップタイマTB1,TB2,TB3の設定値を決めるようにすれば良い。

実施例１の変速制御装置は、パワーオフダウンシフトでの締結側摩擦締結要素への指示油圧の制御例を示したが、パワーオンアップシフトでの締結側摩擦締結要素への指示油圧の制御にも適用できる。

実施例１では、前進７速後退１速の有段式自動変速機の変速制御装置への適用例を示したが、複数の前進変速段を有する他の有段式自動変速機の変速制御装置に対しても勿論適用することができる。

実施例１の変速制御装置が適用された自動変速機の一例を示すスケルトン図である。 実施例１の変速制御装置が適用された自動変速機での変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表である。 実施例１の自動変速機でＤレンジ選択時における変速制御に用いられる変速マップの一例を示す変速線図である。 実施例１の自動変速機コントローラ２０にて実行されるＤレンジの選択時にダウンシフト指令があったときの変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の自動変速機で極低車速時の４速→２速ダウンシフト時における変速指令・締結側指示油圧・解放側指示油圧の各特性を示すタイムチャートである。

符号の説明

Eg エンジン
TC トルクコンバータ
Input 入力軸
Output 出力軸
OP オイルポンプ
１０ エンジンコントローラ（ＥＣＵ）
２０ 自動変速機コントローラ（ＡＴＣＵ）
３０ コントロールバルブユニット（ＣＶＵ）
１ アクセル開度センサ
２ エンジン回転速度センサ
３ 第１タービン回転速度センサ
４ 第２タービン回転速度センサ
５ 出力軸回転速度センサ（車速センサ）
６ インヒビタスイッチ
GS1 第１遊星ギアセット
G1 第１遊星ギア
G2 第２遊星ギア
GS2 第２遊星ギアセット
G3 第３遊星ギア
G4 第４遊星ギア
C1 第１クラッチ（摩擦締結要素）
C2 第２クラッチ（摩擦締結要素）
C3 第３クラッチ（摩擦締結要素）
B1 第１ブレーキ（摩擦締結要素）
B2 第２ブレーキ（摩擦締結要素）
B3 第３ブレーキ（摩擦締結要素）
B4 第４ブレーキ（摩擦締結要素）

Claims (4)

1. 変速前のギア段にて締結されていた第１摩擦締結要素を解放するとともに、変速前のギア段にて解放されていた第２摩擦締結要素を締結して他のギア段に変速する変速制御手段を備え、検出されたギア比に基づいて前記第２摩擦締結要素の指令油圧を制御する自動変速の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、
   車速センサによる正確な検出ができない極低車速であるとき、他のギア段への変速指令後に、前記第２摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させて、前記第２摩擦締結要素のピストンストロークを完了させるプリチャージ制御部と、
   前記プリチャージ制御部による第２摩擦締結要素のピストンストロークの完了を判断した後、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときに比較して短い時間で前記第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる極低車速時制御部と、
   を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 変速前のギア段にて締結されていた第１摩擦締結要素を解放するとともに、変速前のギア段にて解放されていた第２摩擦締結要素を締結して他のギア段に変速する変速制御手段を備え、検出されたギア比に基づいて前記第２摩擦締結要素の指令油圧を制御する自動変速の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、
   車速センサによる正確な検出ができない極低車速であるとき、他のギア段への変速指令後に、前記第２摩擦締結要素の指令油圧を急上昇させた後急降下させ、該急降下時点の指令油圧を徐々に上昇させて、前記第２摩擦締結要素のピストンストロークを完了させ、前記第１摩擦締結要素の解放圧を最小値まで低減させる極低車速時プリチャージ制御部と、
   前記極低車速時プリチャージ制御部による第２摩擦締結要素のピストンストロークの完了を判断した後、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときに比較して短い時間で前記第２摩擦締結要素の指令油圧を最大値まで上昇させる極低車速時制御部と、
   を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された自動変速機の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、車速センサによる正確な車速検出が可能なとき、検出されたギア比に基づいて前記第２摩擦締結要素の指令油圧を制御するとともに、該ギア比に基づく制御により前記他のギア段への変速状態がバックアップタイマの設定時間内に進行しない場合、バックアップタイマによる設定時間が経過すると前記第２摩擦締結要素の指令油圧を上昇させて前記変速状態を進行させる通常変速制御部を有し、
   前記極低車速時制御部は、車速センサによる正確な検出ができない極低車速であるときに、ピストンストロークの完了以降に設定された前記バックアップタイマの設定時間を、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときよりも短い時間に設定したことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
4. 請求項３に記載された自動変速機の変速制御装置において、
   前記変速制御手段は、プリチャージ制御の終了後に実行されるトルクフェーズ制御とイナーシャフェーズ制御と変速終了フェーズ制御の各フェーズ制御にバックアップタイマを設け、
   前記極低車速時制御部は、フェーズ制御毎のバックアップタイマによる設定時間のそれぞれを、車速センサによる正確な検出が可能な車速のときよりも短い時間に設定したことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。

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