JP5636979B2

JP5636979B2 - 車両用自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP5636979B2
Application number: JP2011009771A
Authority: JP
Inventors: 圭祐太田; 近藤　真実; 真実近藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2031-01-20
Also published as: JP2012149726A

Description

本発明は、有段式の車両用自動変速機の制御装置に関し、特に、燃費を向上させつつビジーシフトを抑制するアップシフト変速を実現するための改良に関する。

予め定められた変速線図から車両の走行状態に基づいて複数の変速段を選択的に成立させる有段式の自動変速機が各種車両に広く用いられている。また、斯かる自動変速機において、アップシフト変速制御を好適化することで燃費の向上を図る技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機がそれである。この技術によれば、車速がアップシフト線よりも低車速側であり且つダウンシフト線よりも高車速側の領域で巡航状態にある場合には、アップシフト線を越えていない場合であってもアップシフト変速制御を実行することで、アップシフト実行タイミングを早めて燃費を向上させることができるとされている。

特開２００９−２１６１２２号公報

ところで、前記自動変速機においては、ドライバビリティ向上のためにビジーシフト（変速ハンチング）を回避する技術が実用されている。すなわち、車両の走行状態がアップシフト変速線乃至ダウンシフト変速線付近である場合に、アップシフト変速とダウンシフト変速とが短時間に繰り返されて運転者に違和感を与えるのを抑制するために、例えばアップシフト変速が判定された場合であっても所定の条件が成立する場合にはその変速の実行を遅延させるディレー処理が実行される。しかしながら、前記従来の技術は、巡航状態における制御であるため、アクセル操作に伴うビジーシフトの回避と燃費の向上とを両立させられるものではなかった。また、前記従来の技術は、アクセル状態は一定でも車速の上昇を伴う場合には適用されないものであるため、変速が判定された以降にビジーシフトを回避するために上記ディレー処理を行った場合、逆に燃費が悪化するおそれがあった。すなわち、燃費を向上させつつビジーシフトを抑制するアップシフト変速を実現する車両用自動変速機の制御装置は、未だ開発されていないのが現状である。

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、燃費を向上させつつビジーシフトを抑制するアップシフト変速を実現する車両用自動変速機の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、予め定められた変速線図から車両の走行状態に基づいて複数の変速段を選択的に成立させる有段式の車両用自動変速機の制御装置であって、前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、その判定時点から遡ること所定時間内におけるアクセル戻し量が予め定められた閾値以上である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行するが、前記判定時点から遡ること所定時間内におけるアクセル戻し量が前記閾値未満である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を非実行とすることを特徴とするものである。

このようにすれば、前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、その判定時点から遡ること所定時間内におけるアクセル戻し量が予め定められた閾値以上である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行するが、前記判定時点から遡ること所定時間内におけるアクセル戻し量が前記閾値未満である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を非実行とするものであることから、アクセル戻し量が比較的大きくキックダウン操作が行われる可能性がある場合には変速遅延処理を実行する一方、それ以外の場合には変速遅延処理を非実行とすることで、ビジーシフトの回避と燃費の向上の両立を図ることができる。すなわち、燃費を向上させつつビジーシフトを抑制するアップシフト変速を実現する車両用自動変速機の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。図１の自動変速機において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。図１の自動変速機の制御系統を説明する図である。図１の自動変速機の変速制御を行うために記憶装置に記憶された変速線図の一例を示す図である。図３の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図３の電子制御装置によるアップシフト変速制御の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機１０の構成を説明する骨子図であり、図２は、その自動変速機１０において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。この自動変速機１０は、ＦＦ車両等に好適に用いられる横置き型の装置であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１６及びシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体としてラビニヨ型に構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力回転部材２４から出力する。上記入力軸２２は入力部材に相当するものであり、本実施例では車両の動力を発生させるための内燃機関であるエンジン２８によって回転駆動されるトルクコンバータ３０のタービン軸である。また、上記出力回転部材２４は上記自動変速機１０の出力部材に相当するものであり、図示しない差動歯車装置に動力を伝達するためにそのデフドリブンギヤ（大径歯車）と噛み合う出力歯車すなわちデフドライブギヤとして機能している。上記エンジン２８の出力は、トルクコンバータ３０、自動変速機１０、差動歯車装置、及び駆動軸としての１対の車軸を介して１対の駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。なお、この自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１ではその中心線の下半分が省略されている。以下の説明において同じである。

上記エンジン２８は、走行用の駆動力を発生させる駆動源（主動力源）であり、燃料の燃焼によって車両の駆動力を発生させるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ３０は、上記エンジン２８のクランク軸に連結されたポンプ翼車３０ａと、上記自動変速機１０の入力軸２２に連結されたタービン翼車３０ｂと、一方向クラッチを介して上記自動変速機１０のハウジング（変速機ケース）２６に連結されたステータ翼車３０ｃとを備えており、上記エンジン２８により発生させられた動力を上記自動変速機１０へ流体を介して伝達する流体伝動装置である。また、上記ポンプ翼車３０ａ及びタービン翼車３０ｂの間には、直結クラッチであるロックアップクラッチ３２が設けられており、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは解放状態とされるようになっている。このロックアップクラッチ３２が完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車３０ａ及びタービン翼車３０ｂが一体回転させられる。

図２の作動表は、前記自動変速機１０により成立させられる各変速段とクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合、空欄は解放をそれぞれ表している。前記自動変速機１０に備えられたクラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、図３に示す油圧制御回路４２に備えられたリニアソレノイド弁の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられると共に係合、解放時の過渡油圧などが制御されるようになっている。

前記自動変速機１０では、前記第１変速部１４及び第２変速部２０の各回転要素（サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリアＣＡ１〜ＣＡ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３）の連結状態の組み合わせに応じて第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の６つの前進変速段が成立させられると共に、後進変速段「Ｒ」の後進変速段が成立させられる。図２に示すように、例えば前進ギヤ段では、クラッチＣ１及びブレーキＢ２の係合により第１速ギヤ段「１ｓｔ」が、クラッチＣ１及びブレーキＢ１の係合により第２速ギヤ段「２ｎｄ」が、クラッチＣ１及びブレーキＢ３の係合により第３速ギヤ段「３ｒｄ」が、クラッチＣ１及びクラッチＣ２の係合により第４速ギヤ段「４ｔｈ」が、クラッチＣ２及びブレーキＢ３の係合により第５速ギヤ段「５ｔｈ」が、クラッチＣ２及びブレーキＢ１の係合により第６速ギヤ段「６ｔｈ」が、それぞれ成立させられるようになっている。また、ブレーキＢ２及びブレーキＢ３の係合により後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられ、クラッチＣ、ブレーキＢのいずれもが解放されることによりニュートラル状態となるように構成されている。本実施例の自動変速機１０では、第１変速段「１ｓｔ」を成立させるブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦ１が設けられているため、発進時（加速時）には必ずしもブレーキＢ２を係合させる必要は無いのである。また、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、及び第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。

図３は、前記自動変速機１０の制御系統を説明する図である。この図３に示すように、前記自動変速機１０には、その変速制御をはじめとする各種制御を行うための電子制御装置４０が備えられている。この電子制御装置４０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、前記自動変速機１０の変速制御及び後述する変速遅延制御等を実行する。また、前記自動変速機１０には、上記電子制御装置４０による各種制御に用いられる関係を記憶する記憶装置３８が備えられており、その電子制御装置４０は、斯かる記憶装置３８に記憶された関係から車両の走行状態等に基づいて上記各種制御を実行する。また、前記自動変速機１０の変速制御等を行うために、上記電子制御装置４０からの指令に応じて所定の油圧を調圧する油圧制御回路４２が備えられている。

また、図３に示すように、上記電子制御装置４０には、車両の各部に設けられてその車両の状態を示す各種センサからの信号が入力されるようになっている。すなわち、車速センサ３４により検出された前記自動変速機１０の出力回転速度に対応する車速Ｖを表す車速信号、及びアクセル開度センサ３６により検出されたアクセルペダルの操作量（踏込量）に対応するアクセル開度Ａ_CCを表すアクセル開度信号等が供給されるようになっている。また、上記電子制御装置４０からは、車両の各部に備えられた機器に対してその作動を制御するための制御信号が出力されるようになっている。

図５は、前記電子制御装置４０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図５に示す変速制御手段５０は、前記油圧制御回路４２を介して前記自動変速機１０の変速制御を実行する。例えば、予め定められて前記記憶装置３８に記憶された図４に示すような関係（変速線図）から、前記車速センサ３４により検出される車速Ｖ及びアクセル開度センサ３６により検出されるアクセル開度Ａ_CCに基づいて、前記自動変速機１０において成立させられるべき変速段を判定し、その変速段が成立させられるように前記油圧制御回路４２における電磁制御弁を介して前記自動変速機１０におけるクラッチＣ及びブレーキＢの係合状態を制御するための油圧を発生させる。なお、図４においては、アップシフト変速線すなわち低速段側から高速段側への変速の判定に用いられる変速線を実線で、ダウンシフト変速線すなわち高速段側から低速段側への変速の判定に用いられる変速線を破線でそれぞれ示している。

図５に示すように、上記変速制御手段５０は、変速遅延制御手段５２を含んでいる。この変速遅延制御手段５２は、上記変速線図から車速Ｖ及びアクセル開度Ａ_CCに基づいて変速が判定された場合であっても、所定の条件が成立する場合にはその変速の実行を遅延させる。特に、車速Ｖ及びアクセル開度Ａ_CCに基づいて上記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、所定の条件が成立するまでそのアップシフト変速の実行を遅延させる。例えば、予め定められた規定時間以内に上記変速線図におけるアップシフト変速線を戻った（跨ぎ返した）ことが判定された場合には、該当するアップシフト変速を実行しない（非実行とする）。斯かる変速遅延制御により不要なアップシフト変速を抑制し、駆動力低下によって引き起こされるビジーシフト（変速ハンチング）を回避する効果が期待できる。

図５に示すアクセル戻し量判定手段５４は、前記変速制御手段５０により前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、その判定直前のアクセル戻し量ΔＡ_CCが予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。この判定に係るアクセル戻し量ΔＡ_CCは、例えば上記アップシフト変速線を越えたことが判定された時点から遡ること所定時間内における負のアクセル操作量であり、前記アクセル開度センサ３６により検出されるアクセル開度Ａ_CCの減少量に対応する。また、上記アクセル戻し量判定手段５４は、上記判定直前のアクセル開度Ａ_CCの変化速度（時間変化率）に基づいて上記戻し量ΔＡ_CCが予め定められた閾値以上であるか否かを判定するものであってもよい。

前記変速遅延制御手段５２は、前記変速制御手段５０により前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、その判定直前のアクセル戻し量ΔＡ_CCが上記アクセル戻し量判定手段５４により予め定められた閾値以上と判定される場合には、前記ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行するが、前記判定直前のアクセル戻し量ΔＡ_CCが前記閾値未満であると判定される場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を非実行として即座にアップシフト変速を実行する。すなわち、上記アクセル戻し量判定手段５４による判定が肯定される場合にのみ前記ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行する。

前記変速遅延制御手段５２は、換言すれば、前記変速制御手段５０により前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、アクセル戻し量ΔＡ_CCが比較的大きく、主にアクセル操作（アクセルの踏み戻し）に応じてそのアップシフト変速線を越えたと判定される場合には、キックダウン操作が行われる可能性があるため前記ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行する。一方、アクセル戻し量ΔＡ_CCが比較的小さく、主に車速の上昇に応じてそのアップシフト変速線を越えたと判定される場合には、前記ビジーシフト防止用の変速遅延処理を非実行として即座にアップシフト変速を実行する。なお、アップシフト変速開始後のアクセル踏み込みによってダウンシフト変速が実行される可能性も考えられるが、それは本実施例の制御が適用されない場合にも起こりうる現象であり、特にドライバビリティの低下には結びつかない。

図６は、前記電子制御装置４０によるアップシフト変速制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、車速Ｖ及びアクセル開度Ａ_CCに基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定されたか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、Ｓ１の判定直前のアクセル戻し量ΔＡ_CCが予め定められた閾値以上であるか否かが判断される。このＳ２の判断が否定される場合には、Ｓ５において、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を行うことなくＳ１の判定に係るアップシフト変速が実行された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ２の判断が肯定される場合には、Ｓ３において、ビジーシフト防止用の変速遅延処理が実行される。次に、Ｓ４において、変速遅延処理が終了した後、車速Ｖ及びアクセル開度Ａ_CCが前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えた領域内であるか否かが判断される。このＳ４の判断が肯定される場合には、Ｓ５において、Ｓ１の判定に係るアップシフト変速が実行された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ４の判断が否定される場合には、Ｓ１の判定に係るアップシフト変速は行われることなくそれをもって本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１、Ｓ４、及びＳ５が前記変速制御手段５０の動作に、Ｓ３が前記変速遅延制御手段５２の動作に、Ｓ２が前記アクセル戻し量判定手段５４の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、その判定直前のアクセル戻し量ΔＡ_CCが予め定められた閾値以上である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行するが、前記判定直前のアクセル戻し量ΔＡ_CCが前記閾値未満である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を非実行とするものであることから、アクセル戻し量ΔＡ_CCが比較的大きくキックダウン操作が行われる可能性がある場合には変速遅延処理を実行する一方、それ以外の場合には変速遅延処理を非実行とすることで、ビジーシフトの回避と燃費の向上の両立を図ることができる。すなわち、燃費を向上させつつビジーシフトを抑制するアップシフト変速を実現する車両用自動変速機１０の制御装置４０を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両用自動変速機
４０：電子制御装置

Claims

予め定められた変速線図から車両の走行状態に基づいて複数の変速段を選択的に成立させる有段式の車両用自動変速機の制御装置であって、
前記車両の走行状態に基づいて前記変速線図におけるアップシフト変速線を越えたことが判定された際、該判定時点から遡ること所定時間内におけるアクセル戻し量が予め定められた閾値以上である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を実行するが、前記判定時点から遡ること所定時間内におけるアクセル戻し量が前記閾値未満である場合には、ビジーシフト防止用の変速遅延処理を非実行とするものであることを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。