JP5621454B2 - 車両自動用変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特に、エンジン過回転を防止するために自動変速機のアップシフトが運転者のアップシフト操作なしに実行される制御の制御精度向上に関するものである。

従来より、エンジン保護、触媒焼損防止、トランスミッションのベルト破損防止等を目的として、運転者のアップシフト操作なしに自動変速機を強制的にアップシフトすることで、エンジン過回転を防止する制御が知られている。このように自動変速機が強制的にアップシフトされることによって、エンジン回転速度が引き下げられるに従い、エンジン回転速度の過回転化が防止される。ところで、例えば高出力エンジンを搭載した車両や低μ路（低摩擦路）走行中の車両においては、エンジン回転速度の急激な上昇に対してアップシフトが間に合わない場合がある。そこで、アップシフトの変速指示を早めれば、確実にエンジン過回転を防止することができるが、その背反として通常使用領域（通常の回転領域）において不要なアップシフトが実行され、運転者に違和感を与える可能性が生じる。これに対して、特許文献１の自動変速機の制御装置では、エンジン回転速度の変化勾配が大きくなる程、自動変速機のアップシフト開始を指示する回転速度を低く設定することで、自動変速機のアップシフトが実際に開始される回転速度を、エンジン回転速度の変化勾配に拘わらずほほ同じ回転速度とする技術が開示されている。

特開２００８−２３２２９８号公報

ところで、特許文献１に記載の自動変速機の制御装置において、アップシフトの必要性を正確に判断するために、エンジン回転速度の変化勾配を精度良く算出する必要がある。例えば、変化勾配を算出する算出時間を長くとれば変化勾配が平均化されて正確な値が得られるが、変化勾配の算出に時間がかかるため、アップシフトの判定にも時間がかかり、アップシフトの実施が遅れてしまう可能性が生じる。また、例えばアクセル操作等による回転速度変化に対応しにくくなる。一方、算出時間を短くとると、エンジンの微小な回転変動等によるノイズを拾って誤判断を起こしやすくなり、不要なアップシフトが実施されてしまう可能性が生じる。特許文献１では、エンジン回転速度の変化勾配の算出に関する具体的な記載がないため、適正なタイミングで自動変速機がアップシフトされない可能性があり、上述したアップシフトの遅れや不要なアップシフトが実施される可能性があった。また、例えばタイヤと路面とがスリップおよびグリップを繰り返す所謂タイヤジャダーが発生するなどして、エンジン回転速度が周期的に振動することがあり、このような場合に最適なエンジン回転速度の変化勾配に基づいてアップシフトの可否を判断することが困難であった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンの過回転を防止するため、自動変速機のアップシフトを運転者のアップシフト操作なしに実行する制御手段を備えた車両用自動変速機の変速制御装置において、好適なエンジン回転速度の変化勾配に基づいて自動変速機を正確にアップシフトすることができる車両用自動変速機の変速制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)自動的に変速比を変速可能な自動変速機と、エンジンのエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出装置と、そのエンジンの過回転を防止するため運転者のアップシフト操作なしに前記自動変速機をアップシフトさせる変速制御手段とを、備えた車両用自動変速機の変速制御装置であって、(b)予め求められているエンジン回転速度の周期的変化発生時の周期における半周期のエンジン回転速度の差分をエンジン回転速度の変化勾配として逐次算出し、その算出されたエンジン回転速度の変化勾配が、予め設定されている所定の判定閾値を超えると、前記自動変速機のアップシフト指令を出力するものであって、且つ、前記周期内において前記逐次算出されたエンジン回転速度の変化勾配を示す値が前記判定閾値を連続して２回以上越えた場合に、前記自動変速機のアップシフト指令を出力するものであり、(c)前記エンジン回転速度の周期的変化は、前記エンジンによって駆動されるタイヤで発生するタイヤジャダーによって発生し、前記周期は、そのタイヤジャダー発生時の周期に設定されていることを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両用自動変速機の変速制御装置によれば、予め求められているエンジン回転速度の周期的変化発生時の周期における半周期のエンジン回転速度の差分をエンジン回転速度の変化勾配として算出することで、エンジン回転速度がその周期で上下に変化しても、半周期の差分で算出される変化勾配に基づいてエンジン回転速度の上昇を正確に判断することができる。したがって、前記変化勾配に基づいて、正確かつ速やかに自動変速機のアップシフトの可否を判断することが可能となり、アップシフトの遅れや不要なアップシフトの実行を防止することができる。また、前記周期内において前記逐次算出されたエンジン回転速度の変化勾配を示す値が前記判定閾値を連続して２回以上越えた場合に前記自動変速機のアップシフト指令を出力するため、１回で判断した場合に生じ易くなるノイズ等の影響による判断ミスを防止することができる。また、前記周期は、そのタイヤジャダー発生時の周期に設定されているため、タイヤジャダー発生中のエンジン回転速度の上昇を正確に判断することができる。

本発明が適用される車両の構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図１の車両に備えられた自動クラッチの構造を示す図である。 複数種類のシフトポジションを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置の一例を示す図である。 図１の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 タイヤジャダーが発生した場合において、逐次算出される勾配をタイムステップ毎にプロットした図である。 図４の電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン過回転を防止するために自動変速機をアップシフトするに際して、そのアップシフトの判断を正確に実施する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。

ここで、好適には、車両用自動変速機として、複数組の遊星歯車装置の回転要素が係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段（変速段）が択一的に達成される例えば前進４段、前進５段、前進６段、さらにはそれ以上の変速段を有する種々の遊星歯車式自動変速機、常時噛み合う複数対の変速ギヤ段を２軸間に備えてそれら複数対の変速ギヤ段のいずれかを同期装置を用いて変速アクチュエータが択一的に動力伝達状態とする同期噛合型平行２軸式変速機、同期噛合型平行２軸式変速機であるが入力軸を２系統備えて各系統の入力軸にクラッチがそれぞれつながり更にそれぞれ偶数段と奇数段へと繋がっている形式の変速機である所謂ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）、動力伝達部材として機能する伝動ベルトが有効径が可変である一対の可変プーリに巻き掛けられ変速比が無段階に連続的に変化させられる所謂ベルト式無段変速機、或いは、共通の軸心まわりに回転させられる一対のコーンとその軸心と交差する回転中心回転可能な複数個のローラがそれら一対のコーンの間で狭圧されそのローラの回転中心と軸心との交差角が変化させられることによって変速比が可変とされた所謂トラクション型無段変速機などで構成される。

また、好適には、タイヤジャダーとは、タイヤが路面に対してスリップおよびグリップを周期的に繰り返す現象であり、このタイヤジャダーが発生すると、エンジン回転速度も同様に周期的に上下に振動する。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両用駆動装置１０（以下、「駆動装置１０」という）の概略構成を説明する骨子図である。その駆動装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両用のものであり、走行用駆動源としてのエンジン１２と、自動クラッチ１４と、同期噛合式の変速機である車両用自動変速機１６（以下、「自動変速機１６」という）と、差動歯車装置１８とを備えている。

自動クラッチ１４は、例えば図２に示すような乾式単板式の摩擦クラッチで、エンジン１２のクランクシャフト２０に取り付けられたフライホイール２２、クラッチ出力軸２４に配設されたクラッチディスク２６、クラッチカバー２８に配設されたプレッシャープレート３０、プレッシャープレート３０をフライホイール２２側へ付勢することによりクラッチディスク２６を挟圧して動力伝達するためのダイヤフラムスプリング３２、クラッチレリーズシリンダ３４によりレリーズフォーク３６を介して図２の右方向へ移動させられることにより、ダイヤフラムスプリング３２の内端部を図２の右方向へ変位させてクラッチを解放（遮断）するレリーズスリーブ３８、を有して構成されている。上記クラッチレリーズシリンダ３４は、自動クラッチ１４を解放或いは継合（係合）させるためのクラッチアクチュエータとして機能している。

図１に戻り、自動変速機１６と差動歯車装置１８とは一つのトランスアクスルを構成しており、そのため、自動変速機１６のギヤケース４０は差動歯車装置１８のケースと一体となっている。そのギヤケース４０は車体に固定された非回転部材であり、自動変速機１６のギヤやベアリング等の可動部品は、ギヤケース４０内に所定量だけ充填された潤滑油に浸漬され、差動歯車装置１８と共に潤滑されるようになっている。自動変速機１６は、所謂常時噛合式の平行軸型変速機であって、平行に設けられた２軸間すなわち入力軸４２、出力軸４４間の一方に相対回転可能に設けられた第１ギヤとその平行な２軸の他方に相対回転不能に設けられた第２ギヤとから成る、その平行な２軸間を動力伝達可能に連結する為のギヤ比が異なる複数の常時噛み合う変速ギヤ対（ギヤ対）４６ａ−４６ｅが配設されると共に、それ等の変速ギヤ対４６ａ−４６ｅの被同期側歯車すなわち第１ギヤを入力軸４２或いは出力軸４４に選択的に連結する為のすなわち変速ギヤ対４６ａ−４６ｅ毎に設けられてシフトアクチュエータとして機能する後述のシフトシリンダ７８により選択的に係合させられることにより入力軸４２と出力軸４４とを変速ギヤ対４６ａ−４６ｅを介して連結する為のシンクロメッシュタイプの複数の同期噛合クラッチ（同期噛合装置）４８ａ−４８ｅが設けられた、２軸噛合式の変速機構を備えている。すなわち、自動変速機１６は、上記複数の変速ギヤ対４６ａ−４６ｅが択一的に動力伝達可能とされることにより変速段（ギヤ段）が成立する変速機である。

また、自動変速機１６は、同期噛合クラッチ４８ａ−４８ｅの構成に含まれる３つのクラッチハブスリーブ（結合スリーブ）５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対して入力軸４２または出力軸４４の軸心まわりに相対回転可能にそれぞれ係合させられてクラッチハブスリーブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃを入力軸４２または出力軸４４の軸心方向に選択的に移動させることにより何れかの変速段を成立させる３つのフォーク５１（他の２本は図示せず）が設けられた、互いに平行な３本のフォークシャフト５２（他の２本は図示せず）と、それらフォークシャフト５２に略直角な方向に設けられて、セレクトアクチュエータとして機能する後述のセレクトシリンダ７６の作動に従って機械的にフォークシャフト５２に略直角な軸方向であるセレクト方向へ移動させられることにより上記３本のフォークシャフト５２のうちの任意の一つに選択的に係合させられると共に、シフトアクチュエータとして機能する後述のシフトシリンダ７８の作動に従って例えば本実施例ではフォークシャフト５２に略直角な軸心まわりに回動させられることによりフォークシャフト５２をそのフォークシャフト５２の軸方向へ移動させて、所定の変速段を成立させるシフトアンドセレクトシャフト５９とを備えている。

また、入力軸４２及び出力軸４４には、互いに噛み合わない状態にて後進ギヤ対５４が配設され、図示しないカウンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車がその後進ギヤ対５４のそれぞれと噛み合わされることにより後進変速段が成立させられるようになっている。尚、入力軸４２は、スプライン嵌合継手５５を介して自動クラッチ１４のクラッチ出力軸２４に連結されていると共に、出力軸４４には出力歯車５６が配設されて差動歯車装置１８のリングギヤ５８と噛み合わされている。差動歯車装置１８は傘歯車式のものであり、一対のサイドギヤ８０Ｒ，８０Ｌにはそれぞれドライブシャフト８２Ｒ，８２Ｌがスプライン嵌合などによって連結され、左右の前車輪（車両１０の駆動輪）８４Ｒ，８４Ｌがドライブシャフト８２Ｒ，８２Ｌにより回転駆動される。つまり、自動変速機１６は、自動クラッチ１４を介して入力軸４２に入力されたエンジン１２の動力を、出力軸４４に設けられた出力歯車５６から、差動歯車装置１８、左右のドライブシャフト８２Ｒ，８２Ｌ等を順次介して左右の駆動輪８４Ｒ，８４Ｌへ伝達する。尚、図１は、入力軸４２、出力軸４４、及びリングギヤ５８の軸心を共通の平面内に示した展開図である。

前述のようにシフトアンドセレクトシャフト５９は、セレクトシリンダ７６により３本のフォークシャフト５２のうちの任意の一つに選択的に係合させられるセレクト方向の３位置、例えば本実施例では、フォークシャフト５２及びフオーク５１を介してクラッチハブスリーブ５０ｃと係合可能な第１セレクト位置、クラッチハブスリーブ５０ｂと係合可能な第２セレクト位置、或いはクラッチハブスリーブ５０ａと係合可能な第３セレクト位置に位置決めされる。

また、上述のようにシフトアンドセレクトシャフト５９は、シフトシリンダ７８によりフォークシャフト５２に略直角な軸心まわりに回動させられることにより、例えば本実施例では、フォークシャフト５２及びフォーク５１を介してクラッチハブスリーブ５０ａ，５０ｂ，５０ｃが図１の右方向に移動させられて同期クラッチ４８ａ，４８ｃ，４８ｅの何れか１が係合される第１シフト位置、クラッチハブスリーブ５０ｂ，５０ｃが図１の左方向に移動させられて同期クラッチ４８ｂまたは４８ｄが係合される第２シフト位置、或いは同期噛合クラッチ４８ａ−４８ｅの何れも係合されないニュートラル状態となるニュートラル位置に位置決めされる。

上記第１セレクト位置の第１シフト位置では、噛合クラッチ４８ｅが連結されることにより変速比γ（＝入力軸４２の回転速度Ｎin／出力軸４４の回転速度Ｎout）が最も大きい第１変速段Ｇ１が成立させられる。また、第１セレクト位置の第２シフト位置では、噛合クラッチ４８ｄが連結されることにより変速比γが２番目に大きい第２変速段Ｇ２が成立させられる。また、第２セレクト位置の第１シフト位置では、噛合クラッチ４８ｃが連結されることにより変速比γが３番目に大きい第３変速段Ｇ３が成立させられる。また、第２セレクト位置の第２シフト位置では、噛合クラッチ４８ｂが連結されることにより変速比γが４番目に大きい第４変速段Ｇ４が成立させられる。この第４変速段Ｇ４の変速比γは略１である。また、第３セレクト位置の第１シフト位置では、噛合クラッチ４８ａが連結されることにより変速比γが最も小さい第５変速段Ｇ５が成立させられる。更に、第３セレクト位置の第２シフト位置では、後進変速段が成立させられる。フォークシャフト５２及びシフトアンドセレクトシャフト５９を移動させるセレクトシリンダ７６及びシフトシリンダ７８は、運転者の操作力を要しないで自動変速機１６のギヤ段（変速段）を切り換える為に作動させられる変速用油圧アクチュエータとして機能している。従って、自動変速機１６は、運転者の操作力を要しないで自動で変速が実行される同期噛合式自動変速機である。

図１に戻り、油圧制御回路８６は、例えばアクチュエータ部８８に備えられているクラッチレリーズシリンダ３４、セレクトシリンダ７６、シフトシリンダ７８などを作動させる為にそのアクチュエータ部８８へ供給する油圧を制御する。この油圧制御回路８６には、例えばリザーバーから作動油を圧送する油圧ポンプ、その油圧ポンプから供給された作動油圧すなわちライン圧を蓄圧するアキュムレータ、クラッチレリーズシリンダ３４の油室に対する作動油の供給と排出とを切り換える為のクラッチソレノイドバルブ、セレクトシリンダ７６の油室に対する作動油の供給と排出とを切り換える為のセレクトソレノイドバルブ、シフトシリンダ７８の油室に対する作動油の供給と排出とを切り換える為のシフトソレノイドバルブなどが備えられている。

そして、例えば上記クラッチソレノイドバルブからクラッチレリーズシリンダ３４の油室に作動油が供給されることによって自動クラッチ１４が遮断され、クラッチレリーズシリンダ３４の油室から作動油の流出が許容されると自動クラッチ１４のダイヤフラムスプリング３２の付勢力に従ってクラッチレリーズシリンダ３４のピストンが押し返されると共に、自動クラッチ１４が係合される。また、油圧制御回路８６は、例えば変速に際して、変速段が成立している同期噛合クラッチ４８ａ−４８ｅの何れか１の噛み合いが解除されてニュートラル状態となるまではシフトシリンダ７８に作動油圧を供給し、同期噛合クラッチ４８ａ−４８ｅの何れか１がクラッチハブスリーブ５０ａの押込ストローク開始に先立つ、クラッチハブスリーブ５０ａによるシンクロナイザリングの押圧開始前の予め決められたシフトシリンダ７８の作動位置であるニュートラル状態のときに、セレクトシリンダ７６及びシフトシリンダ７８への作動油圧の供給を遮断する。

また、アクチュエータ部８８には、例えばクラッチレリーズシリンダ３４の作動量或いは作動位置であるクラッチストロークＳＴclを検出する為のクラッチストロークセンサ９０、セレクトシリンダ７６の作動量或いは作動位置であるセレクトストロークＳＴseすなわちフォークシャフト５２の軸心方向に略直交する方向に移動させられるシフトアンドセレクトシャフト５９の移動位置或いは移動距離を例えばセレクトシリンダ７６の上記中立位置を基準として検出する為のセレクトストロークセンサ９２、シフトシリンダ７８の作動量或いは作動位置であるシフトストロークＳＴshすなわちシフトシリンダ７８のロッドに図示しないリンク機構を介して連結されて前記セレクト方向の軸心まわりに回転させられるシフトアンドセレクトシャフト５９の回転位置或いは回転量を例えばシフトシリンダ７８の上記中立位置を基準として検出することにより入力軸４２の軸心方向に平行な方向に移動させられるフォークシャフト５２の移動位置或いは移動距離を前記ニュートラル状態を基準として検出する為のシフトストロークセンサ９４が備えられている。

更に、車両１０には、例えば自動変速機１６の変速制御などの為の車両用同期噛合式変速機の制御装置を含む電子制御装置１２０が備えられている。電子制御装置１２０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置１２０は、エンジン１２の出力制御や自動変速機１６の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン１２の出力制御用や自動変速機１６の変速制御用等に分けて構成される。

電子制御装置１２０には、例えばエンジン回転速度センサ９６（エンジン回転速度検出装置）により検出されたクランクシャフト２０のクランク角度（位置）Ａcr及びクランクシャフト２０の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、インプット回転速度センサ９８により検出された入力軸４２の回転速度であるインプット回転速度Ｎinを表す信号、アウトプット回転速度センサ１００により検出された車速Ｖに対応する出力軸４４の回転速度であるアウトプット回転速度Ｎoutを表す信号、アクセル開度センサ１０２により検出された運転者の加速要求量としてのアクセルペダル１０４の操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、スロットル弁開度センサ１０６により検出されたエンジン１２の吸気配管１０８に備えられた電子スロットル弁１１０の開き角であるスロットル弁開度θthを表す信号、クラッチストロークセンサ９０により検出されたクラッチレリーズシリンダ３４の作動量或いは作動位置であるクラッチストロークＳＴclを表す信号、セレクトストロークセンサ９２により検出されたセレクトシリンダ７６の作動量或いは作動位置であるセレクトストロークＳＴseを表す信号、シフトストロークセンサ９４により検出されたシフトシリンダ７８の作動量或いは作動位置であるシフトストロークＳＴshを表す信号、シフト操作装置１０９のシフトレバー１１１の操作位置であるシフトポジションＰshを表す信号などが供給されている。

図３は複数種類のシフトポジションＰshを人為的操作により切り換える切換装置としてのシフト操作装置１０９の一例を示す図である。このシフト操作装置１０９０は、例えば運転席の横に配設され、複数種類のシフトポジションＰshを選択するために操作されるシフトレバー１１１を備えている。

そのシフトレバー１１１は、車両用駆動装置１０内つまり自動変速機１６内の動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態すなわち中立状態とし且つ自動変速機１６の出力軸４４をロックするための駐車ポジション「Ｐ（パーキング）」、後進走行のための後進走行ポジション「Ｒ（リバース）」、車両用駆動装置１０内の動力伝達経路が遮断された中立状態とするための中立ポジション「Ｎ（ニュートラル）」、自動変速モードを成立させて車両の走行状態に応じて自動変速機１６を第１変速段Ｇ１〜第５変速段Ｇ５の範囲で自動変速制御する前進自動変速走行ポジション「Ｄ（ドライブ）」、または、運転者の所望する変速段を成立させるため運転者によるシフトレバー操作に応じて自動変速機１６を変速させる前進手動変速ポジション「Ｍ（マニュアル）」へ手動操作されるように設けられている。

上記「Ｐ」乃至「Ｍ」ポジションに示す各シフトポジションＰshにおいて、「Ｐ」ポジションおよび「Ｎ」ポジションは、車両を走行させないときに選択される非走行ポジションであって、自動変速機１６において同期噛合クラッチ４８ａ−４８ｅの何れも係合されないニュートラル状態となるための非駆動ポジションである。また、「Ｒ」ポジション、「Ｄ」ポジションおよび「Ｍ」ポジションは、車両を走行させるときに選択される走行ポジションであって、自動変速機１６において同期噛合クラッチ４８ａ−４８ｅの何れか係合されて動力伝達状態となる駆動ポジションである。

また、シフトレバー１１１が「Ｍ」ポジションに操作されると、運転者のシフトレバー操作に応じた変速段に変速可能な手動変速モード（Ｍモード）に切り替えられる。Ｍモードに切り替えられると、図３の「Ｍ」ポジションから、シフトレバー１１１を「＋」側または「−」側に操作することにより、自動変速機１６の変速段がシフトレバー１１１の操作方向に応じて切り替えられる。例えば、シフトレバー１１１が「−」側に一回操作される度に、自動変速機１６の変速段が１段ダウンされ、「−」側に複数回操作されると、その操作回数に応じた変速段にダウンシフトされる。また、シフトレバー１１１が「＋」側に一回操作される度に自動変速機１６の変速段が１段アップシフトされ、「＋」側に複数回操作されると、その操作回数に応じた変速段にアップシフトされる。なお、シフトレバー１１１が「Ｍ」ポジションにある場合、シフトレバー１１１を「＋」側または「−」側に操作した状態で手を離しても、図示しないスプリング等によってシフトレバー１１１が「Ｍ」ポジションに自動的に復帰するように構成されている。

図１に戻り、電子制御装置１２０からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓeとして、電子スロットル弁１１０の開閉を制御する為のスロットルアクチュエータ１１２への駆動信号や燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御する為の噴射信号や点火装置によるエンジン１２の点火時期を制御する為の点火時期信号などが出力される。また、例えば自動変速機１６の変速制御の為の変速制御指令信号Ｓshとして、クラッチレリーズシリンダ３４の作動を制御して自動クラッチ１４の係合と解放とを切り換える為に油圧制御回路８６に含まれる不図示のクラッチソレノイドバルブを作動させる為のバルブ指令信号やセレクトシリンダ７６及びシフトシリンダ７８の作動を制御して自動変速機１６のギヤ段の切替えを実行する（すなわち自動変速機１６の所定のギヤ段を構成する）為に油圧制御回路８６に含まれる不図示のセレクトソレノイドバルブやシフトソレノイドバルブ等を作動させる為のバルブ指令信号などが出力される。なお、スロットルアクチュエータ１１２への駆動信号では、基本的には、例えばアクセル開度Ａccに応じた要求駆動トルクが得られる為のスロットル弁開度θthとなるように電子スロットル弁１１０の開閉を制御する為の信号が出力されるが、アクセル開度Ａccとは独立にすなわちアクセル開度Ａccに拘わらず電子スロットル弁１１０の開閉を制御することが可能である。

ところで、シフト操作装置１０９において、シフトレバー１１１が前進手動変速ポジション（「Ｍ」ポジション）に操作されると、運転者のシフト操作によって自動変速機１６の変速段が任意に切替可能となる。このとき、高車速走行時においてアップシフトされずにいると、エンジン回転速度Ｎeが高回転化され、予め設定されている過回転回転速度Ｎefcまで到達すると、エンジン保護のためエンジン１２のフューエルカットが実行される。このようなエンジン過回転を防止するため、電子制御装置１２０は、運転者のアップシフト操作なしに自動変速機１６を自動的にアップシフトさせる制御機能を備えている。自動変速機１６がアップシフトされると、エンジン回転速度Ｎeが低下されるため、エンジン回転速度Ｎeの過回転すなわちエンジン回転速度Ｎeの過回転回転速度Ｎefcへの到達が防止される。

この自動変速機１６のアップシフト指令を出力するか否かは、例えばエンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeに基づいて判断される。具体的には、エンジン回転速度Ｎeが過回転化される可能性が生じる予め設定されている回転速度領域まで到達すると、エンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeを逐次算出し、その変化勾配ΔＮeが予め設定されている閾値を超えた場合にアップシフト指令を出力することでエンジン過回転を防止することができる。このようにエンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeに基づいてアップシフト指令を出力するか否かを判断する場合、適切な変化勾配ΔＮeを算出する必要がある。

上記変化勾配ΔＮeを算出するに際して、例えば変化勾配ΔＮeの算出時間を長くとると、変化勾配ΔＮeが平均化されてノイズの影響が少なくなり、誤判定の少ない変化勾配ΔＮeが得られる。しかしながら、変化勾配算出に要する時間が長くなり、アップシフト指令を出力するタイミングに遅れが生じる可能性が生じる。また、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作等による変化勾配ΔＮeの変化に対応することが困難となる。一方、変化勾配ΔＮeの算出時間を短くとると、変化勾配ΔＮeがノイズの影響を受け易く、結果としてアップシフトの誤判定を生じる可能性が生じる。

ところで、例えば発進加速操作時のような車両の加速走行中において、タイヤ（駆動輪８４）が路面に対してスリップとグリップとを周期的に繰り返すことで、そのタイヤに動力伝達可能に連結されているエンジン１２のエンジン回転速度Ｎeも上下に振動する所謂タイヤジャダー（タイヤによるスリップスティック）が発生することが知られている。このタイヤジャダーが発生すると、変化勾配ΔＮeがその影響を受けることとなる。このような場合において、エンジン回転速度Ｎeの上昇を判断することが特に困難となる。そこで、本実施例では、上記タイヤジャダー発生時の周期Ｔ１（ｍｓ）を予め求めておき、その周期Ｔ１の半周期Ｔ２（＝Ｔ１／２）の差分を変化勾配ΔＮeとして逐次算出し、その算出された変化勾配ΔＮeに基づいて、タイヤジャダー発生中のエンジン回転速度Ｎeの上昇を正確に判断する。以下、上記制御内容を中心に説明する。

図４は、電子制御装置１２０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図４において、変速制御部すなわち変速制御手段１２２は、例えば車速Ｖに対応するアウトプット回転速度Ｎoutと要求負荷に対応するアクセル開度Ａccとを変数として予め記憶された公知の関係（変速線図、変速マップ）から実際のアウトプット回転速度Ｎout及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて自動変速機１６の変速を実行すべきか否かを判断する。すなわち、変速制御手段１２２は、上記変速マップから実際の車両状態に基づいて自動変速機１６の変速すべき変速段を判断する。この変速マップは、例えば車両１０の燃費効率（燃費性能）と走行性能（動力性能）とを両立させる変速段にて運転可能なように、予め求められて設定されたものである。

また、変速制御手段１２２は、シフトレバー１１１が「Ｍ」ポジションに操作された場合において、エンジン１２の過回転を防止するため運転者のアップシフト操作なしに自動変速機１６をアップシフトさせる機能を有している。この自動変速機１６をアップシフトする否かは、アップシフト判断手段１２４によって判断される。アップシフト判断手段１２４は、エンジン回転速度Ｎeが予め設定されている回転速度Ｎe2に到達したことを判断すると、後述する勾配算出手段１２６によって算出されたエンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeが予め設定された判定閾値αを超えたか否かに基づいて、自動変速機１６をアップシフトさせるアップシフト指令を出力するか否かを判定する。具体的には、アップシフト判断手段１２４は、変化勾配ΔＮeが判定閾値αを超えた場合にアップシフトの判断を肯定し、変速制御手段１２２に自動変速機１６をアップシフトさせるアップシフト指令を出力する。なお、アップシフト判断手段１２４は、算出された変化勾配ΔＮeが前記判定閾値αを１回超えただけではアップシフトの判断をせず、変化勾配ΔＮeがタイヤジャダーの周期Ｔ１内において判定閾値αを連続して２回以上（本実施例では３回）越えた場合にアップシフトの判断を肯定する。

勾配算出手段１２６は、アップシフト判断手段１２４によって判断される指標となる変化勾配ΔＮeを逐次算出する。勾配算出手段１２６は、予め求められているタイヤジャダーの周期Ｔ１の半周期Ｔ２間の上昇勾配を変化勾配ΔＮeに設定する。具体的には、検出されたエンジン回転速度Ｎeに対する変化勾配ΔＮeが下式（１）で算出される。下式（１）において、Ｎe'は検出されたエンジン回転速度Ｎeに対して半周期（Ｔ２）前に検出されたエンジン回転速度Ｎe'に対応している。すなわち、変化勾配ΔＮeは、タイヤジャダーの半周期Ｔ２のエンジン回転速度Ｎeの差分として算出される。
ΔＮe＝Ｎe−Ｎe' ・・・・（１）

ここで、変化勾配ΔＮeを算出するに際して、変化勾配ΔＮeをタイヤジャダーの周期Ｔ１の半周期Ｔ２のエンジン回転速度Ｎeの差分としたのは、タイヤジャダーが発生した場合において、１周期（Ｔ１）内で複数個算出される勾配ΔＮeにおいて、エンジン回転速度Ｎeの上昇勾配が判定できる変化勾配ΔＮeが必ず存在するためである。図５は、タイヤジャダーが発生した場合において、式（１）に基づいてタイムステップ（本実施例では８ｍｓ）毎に逐次算出される変化勾配ΔＮe（ｒｐｍ／４８ｍｓ）をプロットした図である。図５において、横軸が時間経過ｔを示しており、縦軸がエンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮe（ｒｐｍ／４８ｍｓ）を示している。本実施例の車両では、タイヤジャダーの周期Ｔ１が１００ｍｓとされている。この周期Ｔ１は、予め実験的に求められるものであり、タイヤジャダーが発生した際のエンジン回転速度Ｎeの変化を逐次検出することで求められる。なお、タイヤジャダーの周期Ｔ１は車両毎に変化するため、車両が変わる毎に実験的に求める必要がある。タイヤジャダーの周期Ｔ１が具体的に求められると、その半周期Ｔ２（＝Ｔ１／２）も同様に求められる。本実施例では、周期Ｔ１が１００ｍｓであるため、半周期Ｔ２は５０ｍｓ（＝１００／２）となる。

図５に示すように、タイヤジャダーが発生すると、変化勾配ΔＮe（ｒｐｍ／４８ｍｓ）が周期Ｔ１で周期的に振動する。なお、図５において変化勾配ΔＮeが４８ｍｓ前のエンジン回転速度Ｎeの差分とされるのは、本実施例ではエンジン回転速度Ｎeが８ｍｓ毎に検出されるためであり、半周期Ｔ２（５０ｍｓ）前に最も近い時点で検出されるエンジン回転速度Ｎeが４８ｍｓ（８ｍｓ×６）前に検出される値であるためである。したがって、図５の変化勾配ΔＮe（ｒｐｍ／４８ｍｓ）は、半周期前（Ｔ２）の検出値に対する変化勾配ΔＮeと実質的に変わらない。また、タイヤジャダーの半周期Ｔ２の変化勾配ΔＮeが算出されることで、タイヤジャダーが発生してエンジン回転速度Ｎeが振動しても、図５に示すように１周期中（１００ｍｓ）において必ず上昇周期が存在する。具体的には、図５に示すようにｔ１時点〜ｔ３時点において上昇周期が存在している。本実施例では、この上昇周期中の変化勾配ΔＮeに基づいてエンジン回転速度Ｎeの上昇が正確に判断される。

アップシフト判断手段１２４は、勾配算出手段１２６によってタイムステップ毎に逐次算出される図５の拡大図に示すような変化勾配ΔＮeが予め設定されている判定閾値αを超えるか否かに基づいてアップシフト指令を出力するか否かを判断する。具体的には、アップシフト判断手段１２４は、変化勾配ΔＮeが判定閾値αを越えることが１周期Ｔ１内に連続して３回以上あった場合に、アップシフト指令を出力する判断をする。ここで、自動変速機１６のアップシフトを判断をするに際して、変化勾配ΔＮeが判定閾値αを越えることが連続して複数回（本実施例では３回）ある場合としたのは、実際には自動変速機１６がアップシフトされなくともエンジン１２が過回転されないにも拘わらず、タイヤの一瞬の滑りやノイズ等によって１回のみ変化勾配ΔＮeが判定閾値αを越えてしまう可能性がある。このような場合を考慮して、変化勾配ΔＮeが判定閾値αを連続して複数回越えた場合にアップシフト指令を出力する判断を肯定することで、アップシフトの誤判断を防止する。なお、判定閾値αは予め実験や計算によって求められて記憶されている値であり、変化勾配ΔＮeがその判定閾値αを越えてもアップシフト指令が出力されない場合には、エンジン回転速度Ｎeの上昇によって過回転回転速度Ｎefcに到達してしまう値に設定されている。

このように、本実施例では、エンジン回転速度上昇の判断が難しくなるタイヤジャダー発生時を基準とし、そのタイヤジャダー発生時の変化勾配ΔＮeを式（１）に基づいて算出することで上昇勾配を判定できる変化勾配ΔＮeが算出され、その変化勾配ΔＮeに基づいてエンジン回転速度Ｎeの上昇が正確に判断される。なお、タイヤジャダーの周期Ｔ１よりも小さな周期で振動する変化はノイズとして処理される。また、本制御は、タイヤジャダー発生時を想定し、その際のエンジン回転速度Ｎeの上昇を正確に判断するものであるが、タイヤジャダーが発生しない場合であっても本制御は有効に機能する。タイヤジャダー発生しない場合には、変化勾配ΔＮeが略一定となり、その変化勾配ΔＮeに基づいて同様の判断が実行される。

図６は、電子制御装置１２０の制御作動の要部すなわち例えば自動変速機１６が手動変速モードが選択されている際にエンジン過回転を防止するために自動変速機１６をアップシフトするに際して、そのアップシフトの判断を正確に実施する為の制御作動を説明するフローチャートであり、数ｍsec程度（例えば８ｍｓ程度）の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図６において、先ず、勾配算出手段１２６に対応するステップＳ１０（以下、ステップを省略）において、その時点における変化勾配ΔＮeが式（１）に基づいて算出される。なお、算出された勾配ΔＮeは逐次記憶されることで蓄積される。また、Ｓ１０の実行は、電子制御装置１２０の処理速度に余裕があれば常時変化勾配ΔＮeを算出しても構わないが、電子制御装置１２０の処理負荷を軽減するため、エンジン回転速度Ｎeが予め設定されている回転速度Ｎe1に到達した際に勾配算出を開始するものであっても構わない。なお、上記回転速度Ｎe１は、実験等によって求められ、自動変速機１６をアップシフトするか否かの判断を要する後述するエンジン回転速度Ｎe2に到達する間に少なくともタイヤジャダーの１周期間分の変化勾配ΔＮeが算出可能な回転速度に設定される。上記は、エンジン１２の応答性等に応じて決定される。例えば高出力のエンジンであるほど速やか（短時間）にエンジン回転速度Ｎeが上昇するため、回転速度Ｎe1は低く設定される。

次いで、アップシフト判断手段１２４に対応するＳ２０において、エンジン回転速度Ｎeの過回転を防止する為に自動変速機１６をアップシフトさせるか否かを判断するエンジン回転速度Ｎe2に到達したか否かが判断される。上記エンジン回転速度Ｎe2は、予め実験や計算によって求められ、エンジン１２や自動変速機１６の特性等に応じて決定される。具体的には、アップシフト指令が出力されてから実際に自動変速機１６がアップシフトされてエンジン回転速度Ｎeが低下するまでの応答性やエンジン回転速度Ｎeのアクセル操作に対する応答性等を加味して設定され、エンジン回転速度Ｎeの上昇勾配によってはエンジン回転速度Ｎeが過回転回転速度Ｎefcに到達する可能性があり、且つ、自動変速機１６をアップシフトさせた際には、高回転領域においてアップシフトが実行される回転速度Ｎe2に設定される。Ｓ２０が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。

一方、Ｓ２０が肯定される場合、アップシフト判断手段１２４に対応するＳ３０において、その時点からタイヤジャダーの１周期間で遡って算出された変化勾配ΔＮeのうち（例えば１３個）判定閾値αを越える値が連続して３回以上あるか否かが判断される。Ｓ３０が否定される場合、エンジン回転速度Ｎeは、自動変速機１６を変速させなくとも過回転回転速度Ｎefcには到達しないものと判断され、自動変速機１６のアップシフト指令は出力されない。一方、Ｓ３０が肯定される場合、変速制御手段１２２に対応するＳ４０において、過回転回転速度Ｎefcに到達するものと判断され、アップシフト指令が出力される。

図７は、図６のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。図７において、横軸が時間経過を示し、縦軸がエンジン回転速度Ｎeを示している。なお、図７においてエンジン回転速度Ｎeは直線状に上昇しているが、タイヤジャダーが発生するなどすると波状に変化しつつ上昇する。図７に示すように、ｔ１時点においてエンジン回転速度Ｎeが回転速度Ｎe1（例えば８０００ｒｐｍ）に到達すると、変化勾配ΔＮeの算出がタイムステップ毎に逐次実行されて記憶される。なお、本実施例では例えば８ｍｓ毎に実施され、その時点でのエンジン回転速度Ｎeと半周期（５０ｍｓ）前のエンジン回転速度Ｎe'との差分が変化勾配ΔＮeとして逐次算出される。そして、ｔ２時点においてエンジン回転速度Ｎeが回転速度Ｎe2（例えば８７００ｒｐｍ）に到達すると、その時点からタイヤジャダーの１周期Ｔ１の間に蓄積された変化勾配ΔＮeのうち判定閾値αを越えた値が連続して３個以上あるか否かが判定される。このとき、判定閾値αを越える変化勾配ΔＮeが３個以上連続してあると判断されると、ｔ２時点においてアップシフト指令が出力される。これより、エンジン回転速度Ｎeが高回転領域（９０００〜９５００ｒｐｍ）内で自動変速機１６のアップシフトが実行され、エンジン回転速度Ｎeが過回転回転速度Ｎefcに到達することが防止される。このように、本実施例では変速判断が必要な回転速度Ｎe2に到達すると、予め算出されて蓄積されている変化勾配ΔＮeを利用して速やかなアップシフト判断が可能であるため、アップシフトの遅れが防止される、すなわち好適なタイミングで自動変速機１６をアップシフトさせることが可能となる。なお、従来では、破線で示すように変速判断が遅れることで過回転回転速度Ｎefcに到達する、或いは、一点鎖線で示すように、エンジン回転速度Ｎeが高回転化領域に到達せずにアップシフトされて運転者に違和感を与えてしまう場合がある。

上述のように、本実施例によれば、予め求められているタイヤジャダー発生時の周期Ｔ１における半周期Ｔ２のエンジン回転速度Ｎeの差分をエンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeとして算出することで、エンジン回転速度Ｎeがその周期Ｔ１で上下に変化しても、半周期Ｔ２の差分で算出される変化勾配ΔＮeに基づいてエンジン回転速度Ｎeの上昇を正確に判断することができる。したがって、変化勾配ΔＮeに基づいて、正確かつ速やかに自動変速機１６のアップシフトの可否を判断することが可能となり、アップシフトの遅れや不要なアップシフトの実行を防止することができる。

また、本実施例によれば、周期Ｔ１内において、逐次算出されたエンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeを示す値が連続して２回以上越えた場合に自動変速機１６のアップシフト指令を出力するため、１回で判断した場合に生じ易くなるノイズ等の影響による判断ミスを防止することができる。

また、本実施例によれば、エンジン回転速度Ｎeの変化勾配ΔＮeの周期Ｔ１は、エンジン１２によって駆動されるタイヤ（駆動輪８４）で発生するタイヤジャダー発生時の周期に設定されているため、タイヤジャダー発生中のエンジン回転速度Ｎeの上昇を正確に判断することができる。

また、本実施例によれば、自動変速機１６をアップシフトさせる制御は、運転者のシフト操作によって変速可能な手動変速モードが選択されているときに実行されるため、手動変速モード選択中に発生するエンジン回転速度Ｎeの過回転を効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、自動変速機１６は、常時噛合式の平行２軸型変速機であったが、必ずしも上記構成に限定されない。例えば複数組の遊星歯車装置の回転要素が係合装置によって選択的に連結されることにより複数のギヤ段（変速段）が択一的に達成される例えば前進４段、前進５段、前進６段、さらにはそれ以上の変速段を有する種々の遊星歯車式自動変速機などの他の形式の自動変速機に適用することができる。

また、前述の実施例では、エンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度検出装置として、エンジン１２に設けられているエンジン回転速度センサ９６が使用されるが、自動変速機１６の入力軸４２に設けられているインプット回転速度センサ９８、自動変速機１６の出力軸４４に設けられているアウトプット回転速度センサ１００を介してエンジン回転速度Ｎeを検出する構成であっても構わない。すなわち、エンジン回転速度Ｎeを検出可能な構成であれば、エンジン回転速度センサ９６以外の装置であても構わない。

また、前述の実施例において適用されている具体的な数値はあくまで一例であって、車両の形式等に基づいて適宜変更されるものである。

また、前述の実施例では、アップシフト判断手段１２４は、判定閾値αを越える変化勾配ΔＮeが連続して３回以上ある場合に、自動変速機１６のアップシフト指令を出力するとしたが、必ずしも３回に限定されず、２回、或いは、４回以上に設定されても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：エンジン
１６：自動変速機（車両用自動変速機）
９６：エンジン回転速度センサ（エンジン回転速度検出装置）
１２０：電子制御装置（制御装置）
１２２：変速制御手段
Ｎe：エンジン回転速度
ΔＮe：変化勾配
α：判定閾値

Claims (1)

1. 自動的に変速比を変速可能な自動変速機と、エンジンのエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出装置と、該エンジンの過回転を防止するため運転者のアップシフト操作なしに前記自動変速機をアップシフトさせる変速制御手段とを、備えた車両用自動変速機の変速制御装置であって、
   予め求められているエンジン回転速度の周期的変化発生時の周期における半周期のエンジン回転速度の差分をエンジン回転速度の変化勾配として逐次算出し、該算出されたエンジン回転速度の変化勾配が、予め設定されている所定の判定閾値を超えると、前記自動変速機のアップシフト指令を出力するものであって、且つ、前記周期内において前記逐次算出されたエンジン回転速度の変化勾配を示す値が前記判定閾値を連続して２回以上越えた場合に、前記自動変速機のアップシフト指令を出力するものであり、
   前記エンジン回転速度の周期的変化は、前記エンジンによって駆動されるタイヤで発生するタイヤジャダーによって発生し、前記周期は、該タイヤジャダー発生時の周期に設定されている
   ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。

Images