JP5119807B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンともいう）と、そのエンジンに連結される自動変速機とが搭載された車両の制御装置に関する。

車両に搭載されるエンジンにおいては、吸気通路に設けた電子スロットルバルブを駆動するアクチュエータ（スロットルモータ）を設け、運転者のアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御可能とした電子スロットルシステムが知られている。電子スロットルシステムでは、エンジン回転数と運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジンの運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるようにスロットル開度が制御される。このような電子スロットルシステムでは、スロットル開度センサ等を用いて電子スロットルバルブの実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するように電子スロットルバルブのアクチュエータをフィードバック制御している。

一方、エンジンを搭載した車両において、エンジンが発生するトルクおよび回転速度を車両の走行状態に応じて適切に駆動輪に伝達する変速機として、エンジンと駆動輪との間の変速比を自動的に最適設定する自動変速機が知られている。車両に搭載される自動変速機としては、例えば、クラッチおよびブレーキと遊星歯車装置とを用いてギア段（以下では、変速段ともいう）を設定する遊星歯車式変速機や、変速比を無段階に調整するベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）などがある。

遊星歯車式の自動変速機が搭載された車両においては、車速およびスロットル開度（またはアクセル開度）に応じた最適なギア段を得るための変速線（ギア段の切り換えライン）を有する変速マップがＥＣＵなどに記憶されており、車速およびスロットル開度に基づいて変速マップを参照して目標ギア段を算出し、その目標ギア段に基づいて、摩擦係合要素であるクラッチ、ブレーキやワンウェイクラッチなどを、所定の状態に係合または解放することによってギア段を自動的に設定している。

そのような自動変速機が搭載された車両においては、パワーＯＮ状態（駆動状態）でのアップシフトの変速動作の際、変速時間を短縮するために、スロットル開度を制御してエンジンの出力トルクを一時的に低下させるトルクダウン制御が行われる。具体的には、パワーＯＮアップシフト時に、電子スロットルバルブを閉じるいわゆる電スロ閉じの制御によってエンジンの出力トルクを下げることで、エンジン回転数を下げて変速時間の短縮を図るようにしている。

しかしながら、自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧（トルク容量）をタービントルク（≒エンジンの出力トルク）によって制御する構成の場合、上記電スロ閉じの制御にともなってクラッチ圧も低下するため、かえって変速動作に長時間を要してしまうという不具合がある。従来では、そのような不具合を回避するため、パワーＯＮアップシフトの際、タービントルクつまり自動変速機の変速機後部への入力トルクをホールドする制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３２９２１７号公報

しかし、パワーＯＮアップシフトの際、上述のようなトルクホールド制御を行うと、次のような問題点がある。

すなわち、パワーＯＮ領域（パワーＯＮと判定される領域）内で、運転者がアクセルペダルを踏み込んだり、踏み戻したりというアクセル操作を行ったとしても、トルクホールド制御によりホールドされた自動変速機への入力トルク（タービントルク）は、その運転者の要求駆動力（アクセル開度）の変化に対応して変化しない。このため、トルクダウン制御の終了時（上記電スロ閉じの制御からの復帰時）に、スロットル開度が運転者の要求駆動力に応じた開度に制御されて、タービントルク（≒エンジン出力トルク）が急激に変化すると、ホールドされた入力トルク（仮タービントルク）との間に乖離が発生する可能性がある。つまり、仮タービントルクを一定値でホールドした場合（図１０で太い破線で示す）、実タービントルクと仮タービントルクとの乖離が大きくなる可能性がある。そして、自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足して変速動作が行えなかったり、クラッチ圧が大きすぎて変速ショックが発生したりする可能性があり、運転者の要求駆動力に応じた変速制御を行うことが困難になっている。

また、特許文献１には、イナーシャ相の開始時にトルクホールド制御を行うことが示されている。しかし、トルクダウン制御（上記電スロ閉じの制御）が開始した後にイナーシャ相の開始までの時間が長ければトルクダウンのレベルが大きくなる。このため、トルクダウン制御の終了時に、実タービントルクと仮タービントルクとの乖離が大きくなり、自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足するおそれがある。

上述のような問題点は、パワーＯＮアップシフトの際、トルクダウン制御やトルクホールド制御を行う車両の制御装置に特有のものであって、トルクダウン制御やトルクホールド制御を行わない場合には、運転者の要求駆動力に応じて電子スロットルの開度が変化してタービントルクも変化するため、そのような問題点は発生しない。

本発明は、そのような点に着目してなされたものであり、パワーＯＮアップシフトの際、トルクダウン制御およびトルクホールド制御を行う車両の制御装置において、運転者の要求駆動力に応じた変速制御を可能にすることを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、内燃機関とこの内燃機関に連結される自動変速機とが搭載された車両の制御装置であって、前記自動変速機のパワーＯＮアップシフトの際に内燃機関の機関トルクを低下させるトルクダウン制御を行うトルクダウン制御手段と、前記トルクダウン制御の開始時に自動変速機の入力トルクをホールドする入力トルクホールド手段とを備え、前記入力トルクホールド手段によりトルクダウン制御の開始時にホールドされた入力トルクにしたがい自動変速機の変速制御を行うように構成されている。そして、運転者の要求駆動力の変化量を算出する要求駆動力変化量算出手段と、前記トルクダウン制御の実行中に、前記入力トルクホールド手段によりトルクダウン制御の開始時にホールドされた入力トルクを前記要求駆動力変化量に基づいて変更する変更手段とを備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、運転者の要求駆動力の変化に追従させてホールドした自動変速機の入力トルク（仮タービントルクという）を変化させているので、運転者の要求駆動力に応じた変速制御が可能になるとともに、トルクダウン制御の影響を変速制御に与えないようにすることができる。

具体的に、トルクダウン制御の終了時に、スロットル開度が運転者の要求駆動力に応じた開度に制御されることで実タービントルク（≒機関トルク）が急に変化したとしても、その実タービントルクと仮タービントルクとの乖離を小さく抑えることができる。これにより、自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足して変速動作が行えなかったり、クラッチ圧が大きすぎて変速ショックが発生したりすることを回避できる。また、トルクダウン制御の実行中、仮タービントルクによって自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧を制御し、変速制御を行うので、自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足して変速動作が行えなかったり、クラッチ圧が大きすぎて変速ショックが発生したりすることを回避できる。

好ましくは、本発明において、前記要求駆動力変化量は、運転者のアクセルペダル操作に応じて算出される構成とする。

また、好ましくは、本発明において、前記トルクダウン制御は、内燃機関のスロットル開度を制御することによって行われる構成とする。つまり、内燃機関の電子スロットルバルブを閉じる制御（電スロ閉じの制御という）によって機関トルクを低下させるようにする。

この構成によれば、運転者の要求駆動力に応じた変速制御が可能になるとともに、電スロ閉じの制御の影響を変速制御に与えないようにすることができる。具体的に、電スロ閉じの制御からの復帰時に実タービントルク（≒機関トルク）が急激に変化しても、仮タービントルクは電スロ閉じの制御の実行中に要求駆動力の変化に追従して変化するため、その電スロ閉じの制御からの復帰時に、実タービントルクと仮タービントルクとの乖離を小さく抑えることができる。これにより、自動変速機の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足して変速動作が行えなかったり、クラッチ圧が大きすぎて変速ショックが発生したりする状況を回避できる。

本発明によれば、運転者の要求駆動力の変化に追従させてホールドした自動変速機の入力トルクを変化させているので、運転者の要求駆動力に応じた変速制御が可能になるとともに、トルクダウン制御の影響を変速制御に与えないようにすることができる。

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。

まず、車両のパワートレーンの構成、自動変速機の基本動作等について説明する。図１は、実施形態における車両のパワートレーンを示す概略構成図である。図２は、図１の自動変速機２の一例を示すスケルトン図である。図３は、図１，図２の変速機構部３０を模式的に示す斜視図である。

図１に例示する車両のパワートレーンには、エンジン１、自動変速機２、エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）３、トランスミッション制御装置（変速機ＥＣＵ）５などが搭載されている。

−エンジン−
エンジン１は、外部から吸入する空気と燃料噴射弁１１から噴射される燃料とを適宜の比率で混合した混合気を燃焼させることにより、回転動力を発生するものである。この燃料噴射弁１１は、エンジン制御装置３により制御される。エンジン１の出力軸であるクランクシャフト８は、トルクコンバータ２０の入力軸に接続される。クランクシャフト８の回転数（エンジン回転数）は、エンジン回転数センサ９１によって検出される。

エンジン１に吸入される空気量は、電子制御式の電子スロットルバルブ１２により調整される。電子スロットルバルブ１２は、運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、その開度（スロットル開度）はスロットル開度センサ９６によって検出される。

電子スロットルバルブ１２のスロットル開度は、エンジン制御装置３によって駆動制御される。具体的には、エンジン回転数センサ９１によって検出されるエンジン回転数、運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）等のエンジン１の運転状態に応じた最適な吸入空気量（目標吸気量）が得られるように電子スロットルバルブ１２のスロットル開度を制御している。より詳細には、スロットル開度センサ９６を用いて電子スロットルバルブ１２の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度（目標スロットル開度）に一致するように、電子スロットルバルブ１２のスロットルモータ１３をフィードバック制御している。

−自動変速機−
自動変速機２は、主として、トルクコンバータ２０、変速機構部３０、油圧制御装置４０、オイルポンプ６０を含んで構成されており、この実施形態では、前進８段、後進１段の変速が可能になっている。

トルクコンバータ２０は、エンジン１に回転連結されるもので、入力側のポンプインペラ２１、出力側のタービンランナ２２、トルク増幅機能を備えるステータ２３、ワンウェイクラッチ２４、ステータシャフト２５、ロックアップクラッチ２６を含む構成となっており、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２との間で流体を介して動力伝達を行うものである。

ワンウェイクラッチ２４は、ステータ２３を自動変速機２のケース２ａに一方向の回転のみ許容して支承するものである。ステータシャフト２５は、ワンウェイクラッチ２４のインナレースを自動変速機２のケース２ａに固定するものである。

ロックアップクラッチ２６は、トルクコンバータ２０のポンプインペラ２１とタービンランナ２２とを直結可能とするものであり、必要に応じて、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とを直結する係合状態と、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とを切り離す解放状態と、係合状態と解放状態との中間の半係合状態とに切り換えられる。

変速機構部３０は、トルクコンバータ２０から入力軸９に入力される回転動力を変速して出力軸１０に出力するものであって、図２、図３に示すように、フロントプラネタリ３１と、リアプラネタリ３２と、中間ドラム３３と、第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４と、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを含む構成となっている。

フロントプラネタリ３１は、ダブルピニオンタイプと呼ばれる歯車式遊星機構とされており、第１サンギアＳ１と、第１リングギアＲ１と、複数個のインナーピニオンギアＰ１と、複数個のアウターピニオンギアＰ２と、第１キャリアＣＡ１とを含む構成となっている。

第１サンギアＳ１は、自動変速機２のケース２ａに固定されて回転不可能とされ、第１リングギアＲ１は、中間ドラム３３に第３クラッチＣ３を介して一体回転可能な状態または相対回転可能な状態に支持され、第１リングギアＲ１の内径側に第１サンギアＳ１が同心状に挿入されている。

複数個のインナーピニオンギアＰ１および複数個のアウターピニオンギアＰ２は、第１サンギアＳ１と第１リングギアＲ１との対向環状空間の円周複数箇所に介装されており、複数個のインナーピニオンギアＰ１は第１サンギアＳ１に噛合され、また、複数個のアウターピニオンギアＰ２はインナーピニオンギアＰ１および第１リングギアＲ１に噛合されている。

第１キャリアＣＡ１は、両ピニオンギアＰ１，Ｐ２を回転可能に支持するもので、この第１キャリアＣＡ１の中心軸部が入力軸９に一体的に連結され、この第１キャリアＣＡ１において両ピニオンギアＰ１，Ｐ２を支持する各支持軸部が、第４クラッチＣ４を介して中間ドラム３３に一体回転可能な状態または相対回転可能な状態に支持されている。

中間ドラム３３は、第１リングギアＲ１の外径側に回転可能に配置されており、第１ブレーキＢ１を介して自動変速機２のケース２ａに回転不可能な状態または相対回転可能な状態に支持されている。

リアプラネタリ３２は、ラビニオタイプと呼ばれる歯車式遊星機構とされており、大径の第２サンギアＳ２と、小径の第３サンギアＳ３と、第２リングギアＲ２と、複数個のショートピニオンギアＰ３と、複数個のロングピニオンギアＰ４と、第２キャリアＣＡ２とを含む構成となっている。

第２サンギアＳ２は、中間ドラム３３に連結され、第３サンギアＳ３は、第１クラッチＣ１を介してフロントプラネタリ３１の第１リングギアＲ１に一体回転可能または相対回転可能に連結され、第２リングギアＲ２は、出力軸１０に一体に連結されている。

複数個のショートピニオンギアＰ３は、第３サンギアＳ３に噛合され、また、複数個のロングピニオンギアＰ４は、第２サンギアＳ２および第２リングギアＲ２に噛合するとともにショートピニオンギアＰ３を介して第３サンギアＳ３に噛合されている。

第２キャリアＣＡ２は、両ピニオンギアＰ３，Ｐ４を回転可能に支持するもので、この第２キャリアＣＡ２の中心軸部が第２クラッチＣ２を介して入力軸９に連結され、この第２キャリアＣＡ２において両ピニオンギアＰ３，Ｐ４を支持する各支持軸部が、第２ブレーキＢ２およびワンウェイクラッチＦ１を介して自動変速機２のケース２ａに支持されている。

第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４および第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２は、オイルの粘性を利用した湿式多板摩擦係合装置とされている。

第１クラッチＣ１は、リアプラネタリ３２の第３サンギアＳ３をフロントプラネタリ３１の第１リングギアＲ１に対して一体回転可能な係合状態または相対回転可能な解放状態とするものである。

第２クラッチＣ２は、リアプラネタリ３２の第２キャリアＣＡ２を入力軸９に対して一体回転可能な係合状態または相対回転可能な解放状態とするものである。

第３クラッチＣ３は、フロントプラネタリ３１の第１リングギアＲ１を中間ドラム３３に対して一体回転可能な係合状態または相対回転可能な解放状態とするものである。

第４クラッチＣ４は、フロントプラネタリ３１の第１キャリアＣＡ１を中間ドラム３３に対して一体回転可能な係合状態または相対回転可能な解放状態とするものである。

第１ブレーキＢ１は、中間ドラム３３を自動変速機２のケース２ａに対して一体化して回転不可能な係合状態または相対回転可能な解放状態とするものである。

第２ブレーキＢ２は、リアプラネタリ３２の第２キャリアＣＡ２を自動変速機２のケース２ａに対して一体化して回転不可能な係合状態または相対回転可能な解放状態とするものである。

また、ワンウェイクラッチＦ１は、リアプラネタリ３２の第２キャリアＣＡ２の一方向のみの回転を許容するものである。

変速機構部３０では、摩擦係合要素である第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２、および、ワンウェイクラッチＦ１が、所定の状態に係合または解放されることによってギア段（変速段）が設定される。第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放は、油圧制御回路４０によって制御される。

油圧制御装置４０は、変速機構部３０の変速動作を制御するもので、リニアソレノイドバルブ、ＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブ、アキュームレータなどを含む構成になっている。そして、リニアソレノイドバルブおよびＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブの励磁・非励磁を制御して油圧回路を切り換えることによって、変速機構部３０の第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放を制御するようにしている。油圧制御回路４０のリニアソレノイドバルブおよびＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブの励磁・非励磁は、トランスミッション制御装置５からのソレノイド制御信号（指示油圧信号）によって制御される。

−エンジン制御装置およびトランスミッション制御装置−
エンジン制御装置３およびトランスミッション制御装置５は、一般的に公知のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とされ、ともにほぼ同様のハードウエア構成になっている。ここでは、トランスミッション制御装置５の具体構成について、図４に示している。

トランスミッション制御装置５は、油圧制御装置４０を制御することにより変速機構部３０における適宜の変速段つまり動力伝達経路を成立させるものである。すなわち、トランスミッション制御装置５は、図４に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３と、バックアップＲＡＭ５４と、入力インターフェース５５と、出力インターフェース５６とが、双方向性バス５７によって相互に接続された構成になっている。

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された各種制御プログラムや制御マップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ５２には、変速機構部３０の変速動作を制御するための各種制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ５４は、各種の保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。

入力インターフェース５５には、エンジン回転数センサ９１、入力軸回転数センサ９２、出力軸回転数センサ９３、シフトポジションセンサ９４、アクセル開度センサ９５、スロットル開度センサ９６、車速センサ９７などが接続されており、これらの各センサからの信号がトランスミッション制御装置５に入力される。また、出力インターフェース５６には、油圧制御装置４０の構成要素である上述したリニアソレノイドバルブ、ＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブ、アキュームレータなどが接続されている。

入力軸回転数センサ９２は、入力軸９の回転数を検出するものである。出力軸回転数センサ９３は、出力軸１０の回転数を検出するものである。シフトポジションセンサ９４は、車両の運転席の近傍に設けられるシフトレバーの操作位置を検知するものである。アクセル開度センサ９５は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）、言い換えれば、運転者の要求駆動力を検出するものである。車速センサ９７は、車両の走行速度を検出するものである。なお、トランスミッション制御装置５は、エンジン制御装置３との間で送受信可能に接続されており、必要に応じてエンジン制御装置３からエンジン制御に関する種々の情報を取得するようになっている。

ここで、自動変速機２における各変速段（第１速段〜第８速段、後進段）を成立させる条件について、図５、図６により説明する。

図５は、第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２、および、ワンウェイクラッチＦ１における係合状態または解放状態と各変速段との関係を示す係合表（作動表）である。この図５において、○印は「係合状態」、×印は「解放状態」、◎印は「エンジンブレーキ時に係合状態」、△印は「駆動時のみ係合状態」を示す。

図６は、第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２、および、ワンウェイクラッチＦ１の係合により成立される変速段（第１速段〜第８速段、後進段）と、そのときの前後２つのプラネタリ３１，３２における各構成要素の回転数比との関係を示す速度線図である。この図６において、各縦軸方向は、２つのプラネタリ３１，３２における各構成要素の速度比であり、各縦軸の間隔は、各要素のギア比に応じて設定される。また、第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４、第１，第２ブレーキＢ１，Ｂ２、および、ワンウェイクラッチＦ１が係合される点に、Ｃ１〜Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｆ１を記入している。さらに、図６に記載している入力１〜入力４とは、入力軸９からの回転動力の入力位置を示し、また、図６に記載している出力とは、出力軸１０に出力させる回転動力の出力位置を示している。

−変速制御−
続いて、自動変速機２の変速制御に用いられる変速マップについて図７を参照して説明する。

図７に示す変速マップは、車速およびアクセル開度をパラメータとし、それら車速およびアクセル開度に応じて、適正なギア段を求めるための複数の領域が設定されたマップである。変速マップは、トランスミッション制御装置５のＲＯＭ５２に記憶されている。変速マップの各領域は、複数の変速線（ギア段の切り換えライン）によって区画されている。なお、図７において、シフトアップ線（変速線）を実線で示し、シフトダウン線（変速線）を破線で示している。また、シフトアップおよびシフトダウンの各切り換え方向を図中に数字と矢印とを用いて示している。

次に、変速制御の基本動作について説明する。

トランスミッション制御装置５は、車速センサ９７の出力信号から車速を算出するとともに、アクセル開度センサ９５の出力信号からアクセル開度を算出し、それら車速およびアクセル開度に基づいて、図７の変速マップを参照して目標ギア段を算出し、その目標ギア段と現状ギア段とを比較して変速動作が必要であるか否かを判定する。その判定結果により、変速動作が必要ない場合には（目標ギア段と現状ギア段とが同じで、ギア段が適切に設定されている場合には）、現状ギア段を維持するソレノイド制御信号（指示油圧信号）を自動変速機２の油圧制御装置４０に出力する。

一方、目標ギア段と現状ギア段とが異なる場合には変速動作を行う。例えば、自動変速機２のギア段が「２速」の状態で走行している状況から、車両の走行状態が変化して、例えば図７の点ＰＡから点ＰＢに変化した場合、シフトダウン変速線［２→３］を跨ぐ変化となるので、変速マップから算出される目標ギア段が「３速」となり、その３速のギア段を設定するソレノイド制御信号（指示油圧信号）を自動変速機２の油圧制御装置４０に出力して、２速のギア段から３速のギア段への変速（２→３アップシフト）を行う。

−実施形態の特徴部分−
この実施形態の特徴部分は、自動変速機２において、パワーＯＮアップシフトの際に、トルクダウン制御の実行中に、そのトルクダウン制御の開始時にホールドした自動変速機の入力トルクを、運転者の要求駆動力（アクセル開度）の変化量に応じて変更することにある。つまり、パワーＯＮアップシフトの際にエンジン１の出力トルクを低下させるトルクダウン制御手段と、そのトルクダウン制御の開始時に自動変速機２への入力トルクをホールドする入力トルクホールド手段と、運転者の要求駆動力の変化量を算出する要求駆動力変化量算出手段と、トルクダウン制御の実行中にホールドした入力トルクをその要求駆動力変化量に基づいて変更する変更手段とを設けたことにある。

具体的に、パワーＯＮアップシフトの際にエンジン１の出力トルクを低下させるトルクダウン制御の開始時に自動変速機２への入力トルクを一旦ホールドし、そのホールドした入力トルクにしたがい変速制御を行うように構成された自動変速機２において、トルクダウン制御の実行中に、ホールドした入力トルクを運転者の要求駆動力の変化量に基づいて変更することを特徴としている。以下、この制御の詳細について、図８のフローチャートおよび図１０のタイムチャートを参照しながら説明する。

図８に示す変速制御ルーチンは、トランスミッション制御装置５において実行される。このルーチンは、エンジン１の始動後の所定時間ごと（例えば、数ｍｓｅｃごと）に実行される。

まず、ステップＳＴ１において、上述した各種センサやエンジン制御装置３からのトランスミッション制御装置５への入力情報に基づいて、パワーＯＮアップシフトの変速出力（変速指示）があるか否かを判定する。ここでは、車両状態がパワーＯＮであるか否かの判定、言い換えれば、パワーＯＮかパワーＯＦＦかのパワーＯＮ・ＯＦＦ判定（駆動・被駆動判定）と、アップシフトの変速出力があるか否かの判定とが行われる。

パワーＯＮ・ＯＦＦ判定は、例えば、図９に示すようなパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップを参照して行われる。このパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップは、トランスミッション制御装置５のＲＯＭ５２に記憶されている。図９のパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップは、車速およびスロットル開度をパラメータとして、予め実験・計算等によってパワーＯＮ領域とパワーＯＦＦ領域とを求め、その結果を基にパワーＯＮとパワーＯＦＦとを区分する判定線（境界線）を設定したマップである。具体的に、パワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップは、このマップ上で左下方から右上方に向けて単調増加傾向にある判定線Ｌ１を挟んで、スロットル開度が大きい側のパワーＯＮ領域Ｇ１と、スロットル開度が小さい側のパワーＯＦＦ領域Ｇ２とに区分されている。

パワーＯＮ・ＯＦＦ判定は、車速センサ９７の出力信号（または出力軸回転数センサ９３の出力信号）およびスロットル開度センサ９６の出力信号に基づいて算出された車速およびスロットル開度が、図９のパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップ上でいずれの領域に属するかを判断することによって行われる。そして、パワーＯＮ領域Ｇ１に属していれば、車両状態がパワーＯＮであると判定され、パワーＯＦＦ領域Ｇ２に属していれば、車両状態がパワーＯＦＦであると判定される。なお、図９のパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップに替えて、車両の走行状態に関する他のパラメータに基づくパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップを用いてもよい。例えば、車速およびエンジン負荷をパラメータとするパワーＯＮ・ＯＦＦ判定マップを用いてもよい。

アップシフトの変速出力があるか否かの判定は、例えば車両の現在の走行状態および図８の変速マップに基づく変速要求があるか否かによって行うことが可能である。より詳細には、図８の変速マップ上で、車両の走行状態がシフトアップ線を跨いで変化した場合に、アップシフトの変速要求があると判定される。

そして、ステップＳＴ１の判定結果が肯定判定の場合にはステップＳＴ２に進む。図１０では時刻ｔ１でパワーＯＮアップシフトの変速出力（ここでは１→２アップシフト）が発生している。一方、判定結果が否定判定の場合には、パワーＯＮアップシフトの変速出力があるまで（肯定判定が得られるまで）、ステップＳＴ１の判定を繰り返し行う。

次に、ステップＳＴ２において、上記電スロ閉じの制御が開始されたか否かを判定する。上記電スロ閉じの制御は、上記パワーＯＮアップシフトの変速要求があった場合に行われ、エンジン制御装置３によって行われる。パワーＯＮアップシフトの変速動作の際に上記電スロ閉じの制御を行うのは、エンジン１の出力トルクを一時的に低下させることでエンジン１の回転数を下げるトルクダウン制御を行うためである。

このステップＳＴ２の判定は、エンジン制御装置３からのトランスミッション制御装置５への入力情報に基づいて、上記パワーＯＮアップシフトの変速要求に応じた電子スロットル１２の閉じ要求があったか否かを判定することによって行うことが可能である。なお、この判定をスロットル開度センサ９６の出力信号に基づいて行ってもよい。そして、ステップＳＴ２の判定結果が肯定判定の場合にはステップＳＴ３に進む。図１０では時刻ｔ２で上記電スロ閉じの制御（トルクダウン制御）が開始されている。一方、判定結果が否定判定の場合には、上記電スロ閉じの制御が開始されるまで待機する。

次に、ステップＳＴ３において、上記電スロ閉じの制御が開始されたタイミング（時刻ｔ２）で、自動変速機２の入力トルクつまりタービントルクを一旦ホールドするトルクホールドの制御を行う。ここでは、ホールドした入力トルク（タービントルク）を仮タービントルクｔｔｈｄと呼ぶ。トルクホールド制御は、例えばトルクコンバータ２０によるトルク増幅量（増幅率）を制御することによって行われる。ステップＳＴ３では、具体的に、上記電スロ閉じの制御が開始されたタイミングにおけるタービントルクを仮タービントルクｔｔｈｄの基準値として設定する処理を行っている。このときホールドされた入力トルク、つまり、設定された仮タービントルクｔｔｈｄの基準値は、ＲＡＭ５３に一旦記憶される。

このタイミングでは、仮タービントルクｔｔｈｄの基準値は、エンジン出力トルクとほぼ同じになっている。しかし、上記電スロ閉じの制御（トルクダウン制御）が進むにしたがって、図１０の細い実線で示すように、実際のタービントルク（実タービントルク）は、エンジン出力トルクの低下にともない低下する。これに対し、仮タービントルクｔｔｈｄは、以下の制御によって、図１０の太い実線で示すように変化する。そして、トルクダウン制御の実行中は、そのような仮タービントルクｔｔｈｄによって自動変速機２の摩擦係合要素のクラッチ圧が制御され、変速制御が行われるようになっている。

次に、ステップＳＴ４において、運転者がアクセルペダルを踏み込んだり、踏み戻したりというアクセル操作があったか否かを判定する。言い換えれば、運転者の要求駆動力が変化したか否かを判定する。この判定は、アクセル開度センサ９５の出力信号に基づいて行うことが可能である。

ここで、車両統合制御（例えばＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）など）を行う車両においては、運転者がアクセル操作を行わなくても、車両統合制御によるスロットル要求によりスロットル開度を制御するスロットル制御が行われる場合がある。この場合、車両統合制御によるスロットル要求はアクセル操作として現れないため、ステップＳＴ４において、上記の判定に替え、あるいは、上記判定とともに、車両統合制御によるスロットル要求があったか否かを判定する。

そして、ステップＳＴ４の判定結果が肯定判定の場合にはステップＳＴ５に進む。一方、判定結果が否定判定の場合にはステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ７では、上記電スロ閉じの制御が終了されたか否かを判定し、その判定結果が肯定判定の場合にはこの変速制御ルーチンを一旦終了する。一方、判定結果が否定判定の場合にはステップＳＴ４に戻る。図１０では時刻ｔ３で上記電スロ閉じの制御が終了している。

したがって、トルクダウン制御の実行中（ステップＳＴ７の判定が肯定判定になるまでの間）、要求駆動力の変化が１回も検出されなければ、仮タービントルクｔｔｈｄは上記基準値に設定されたままである。しかし、トルクダウン制御の実行中、要求駆動力の変化が少なくとも１回検出されれば、以下のステップＳＴ５，ＳＴ６の処理によって、仮タービントルクｔｔｈｄが上記基準値から変化することになる。

ステップＳＴ５においては、上記要求駆動力の変化量（単位時間あたりの変化量）ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔを算出する処理を行う。この処理は、アクセル開度センサ９５の出力信号に基づいて算出されたアクセル開度の変化量を算出することで行うことが可能である。なお、上記要求駆動力の変化量ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔは、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合には正の値になり、逆に、アクセルペダルを踏み戻した場合には負の値になる。

ここで、上記ステップＳＴ４で車両統合制御によるスロットル要求があったか否かを判定する場合、このステップＳＴ５では、車両統合制御により要求されたスロットル開度の変化量を算出することで要求駆動力の変化量の算出を行うようにする。

次に、ステップＳＴ６において、上記要求駆動力の変化量ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔに基づいて仮タービントルクｔｔｈｄを変更する処理を行う。このステップＳＴ６の処理は、上記電スロ閉じの制御（トルクダウン制御）の実行中、図１０では時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、運転者の要求駆動力が変化するたびに随時行われる。具体的に、ステップＳＴ４で上記要求駆動力の変化が検出されるたびに、ステップＳＴ５でその要求駆動力の変化量ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔが算出され、ステップＳＴ６でその変化量ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔに基づいてＲＡＭ５３に記憶される仮タービントルクｔｔｈｄの値が更新される［ｔｔｈｄ（ｉ）＝ｔｔｈｄ（ｉ−１）＋ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔ］。つまり、現在（（ｉ）回目）のステップＳＴ６の処理では、前回（（ｉ−１）回目）のステップＳＴ６の処理で更新された仮タービントルクｔｔｈｄ（ｉ−１）に対し、ステップＳＴ５で算出された要求駆動力の変化量ｄｒｉｖｅｘｐｄｔｔが加算され、その結果、現在の仮タービントルクｔｔｈｄ（ｉ）が得られる。そして、更新された仮タービントルクｔｔｈｄが得られるように、トルクコンバータ２０によるトルク増幅量（増幅率）を制御する。なお、初回のステップＳＴ６の処理では、上記基準値として設定された仮タービントルクが更新される。

これにより、上記電スロ閉じの制御の実行中は、運転者の要求駆動力の変化に追従して仮タービントルクｔｔｈｄが変化するようになる。図１０では、要求駆動力が増加する場合（運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合）の仮タービントルクｔｔｈｄの変化を細い破線で示している。そして、仮タービントルクｔｔｈｄを示す曲線（太い実線）は、ちょうど要求駆動力の変化を示す曲線をシフトさせたものになっている。

この実施形態では、運転者の要求駆動力の変化に追従させて仮タービントルクｔｔｈｄ（自動変速機２の入力トルク）を変化させているので、運転者の要求駆動力に応じた変速制御が可能になるとともに、トルクダウン制御（上記電スロ閉じの制御）の影響を変速制御に与えないようにすることができる。

具体的に、トルクダウン制御の終了時（上記電スロ閉じの制御からの復帰時）に、スロットル開度が運転者の要求駆動力に応じた開度に制御されることで実タービントルク（≒エンジン出力トルク）が急に変化したとしても、その実タービントルクと仮タービントルクｔｔｈｄとの乖離を小さく抑えることができる。つまり、図１０に示すように、仮タービントルクを一定値でホールドした場合（図１０では太い破線で示す）に比べて、実タービントルクと仮タービントルクｔｔｈｄとの乖離を小さく抑えることができる。これにより、自動変速機２の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足して変速動作が行えなかったり、クラッチ圧が大きすぎて変速ショックが発生したりすることを回避できる。例えば、図１０に示すように、上記電スロ閉じの制御からの復帰時に実タービントルクが急激に増加しているが、仮タービントルクｔｔｈｄはトルクダウン制御の実行中に要求駆動力の増加に追従して増加しているため、上記電スロ閉じの制御からの復帰時に、実タービントルクと仮タービントルクｔｔｈｄとの乖離を小さく抑えることができる。これにより、摩擦係合要素のクラッチ圧が不足する状況を回避できる。

また、トルクダウン制御の実行中、仮タービントルクｔｔｈｄによって自動変速機２の摩擦係合要素のクラッチ圧を制御し、変速制御を行うので、自動変速機２の摩擦係合要素のクラッチ圧が不足して変速動作が行えなかったり、クラッチ圧が大きすぎて変速ショックが発生したりすることを回避できる。例えば、図１０に示すように、要求駆動力が増加する場合、仮タービントルクｔｔｈｄも追従して増加するので、摩擦係合要素のクラッチ圧が不足する状況を回避でき、変速時間の短縮を図ることができる。

−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。

（１）上記実施形態では、前進８段変速の自動変速機の変速制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、他の任意の変速段の自動変速機の変速制御にも適用可能である。

（２）上記実施形態では、車速とアクセル開度に基づいて適正な変速段を求めて変速制御を実行する例を示したが、本発明はこれに限られることなく、車速とスロットル開度に基づいて適正な変速段を求めて変速制御を実行するようにしてもよい。また、車両の走行状態に関する他のパラメータに基づいて適正な変速段を求めて変速制御を実行するようにしてもよい。

（３）本発明が適用される車両に搭載されるエンジンとしては、ガソリンエンジンであってもよいし、あるいは、ディーゼルエンジンであってもよい。

実施形態に係る車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 自動変速機の一例を示すスケルトン図である。 自動変速機の変速機構部を模式的に示す斜視図である。 トランスミッション制御装置の構成を示すブロック図である。 自動変速機の変速機構部における各クラッチおよび各ブレーキの変速段ごとの係合状態を示す図である。 自動変速機の変速機構部の両プラネタリにおける各構成要素の回転数比を変速段ごとに示す速度線図である。 自動変速機の変速制御に用いる変速マップを示す図である。 自動変速機の変速制御の一例を示すフローチャートである。 パワーＯＮ・ＯＦＦ判定に用いるマップを示す図である。 図８の動作説明に関連したタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 自動変速機
３ エンジン制御装置
５ トランスミッション制御装置
３０ 変速機構部
４０ 油圧制御回路

Claims (3)

1. 内燃機関とこの内燃機関に連結される自動変速機とが搭載された車両の制御装置において、
   前記自動変速機のパワーＯＮアップシフトの際に内燃機関の機関トルクを低下させるトルクダウン制御を行うトルクダウン制御手段と、前記トルクダウン制御の開始時に自動変速機の入力トルクをホールドする入力トルクホールド手段とを備え、前記入力トルクホールド手段によりトルクダウン制御の開始時にホールドされた入力トルクにしたがい自動変速機の変速制御を行うように構成され、
   運転者の要求駆動力の変化量を算出する要求駆動力変化量算出手段と、
   前記トルクダウン制御の実行中に、前記入力トルクホールド手段によりトルクダウン制御の開始時にホールドされた入力トルクを前記要求駆動力変化量に基づいて変更する変更手段とを備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記要求駆動力変化量は、運転者のアクセルペダル操作に応じて算出されることを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記トルクダウン制御は、内燃機関のスロットル開度を制御することによって行われることを特徴とする車両の制御装置。

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