JPH10196426A - 自動変速機を搭載した車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速時にスロットルバルブを閉じることによ
ってエンジントルクを低減するにあたり、動力性能の低
下を防止する。 【解決手段】 自動変速機による変速の際に該自動変速
機に入力されるトルクを低減させる自動変速機を搭載し
た車両の制御装置において、前記入力トルクの要求低減
量もしくは要求低減率の少なくともいずれか一方に基づ
いて、前記入力トルクの低減制御の継続時間を変更する
手段（ステップ３）を備えている。したがって入力トル
クの低減勾配を特に大きくすることなく、必要十分なト
ルク低減量を確保することができ、ショックが悪化しな
いうえに、変速前での出力制限を行う必要がなく、動力
性能が良好になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変速時に自動変
速機の入力トルクの低減制御を実行する車両の制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】摩擦係合装置の係合・解放によって変速
を実行する自動変速機を搭載した車両では、変速ショッ
クを抑制し、また変速時間を短縮し、さらには摩擦係合
装置の耐久性を良好にするために、変速時にエンジンの
出力トルクを低下させることが行われている。そのトル
ク低減制御は、応答性が良好であるなどの理由でエンジ
ンでの点火時期を遅角制御することによって行っている
のが一般的であるが、点火時期を遅角制御することによ
って得られるエンジントルクの低下量は比較的小さく、
また点火時期を遅らせた場合には、排気が悪化して排気
浄化装置に対する負荷が増大する。

【０００３】そこで従来、スロットル開度を低下させる
ことによって変速時のエンジントルクの低減制御を行う
技術が開発されており、その一例が特開平３−１５７５
６０号公報に記載されている。この公報に記載された発
明は、変速開始後のいわゆるトルク相において、メイン
スロットルバルブの上流側に配置してあるサブスロット
ルバルブの開度を減じて、エンジントルクを低下させる
制御を実行するよう構成した装置である。このようにエ
ンジンの吸気を制限してその出力を低下させれば、エン
ジントルクの低減量を大きくすることができる。しかし
ながら、その場合、エンジントルクを短時間の間に急激
に低下させると、その制御がトルク相で実行されるため
に、出力トルクの急激な低下として現れ、これが変速に
伴うショックとして体感され、乗り心地を損なう可能性
がある。

【０００４】特に第１速から第３速へのいわゆる飛び越
し変速などの場合、必要なトルク低減量が大きくなるか
ら、スロットル開度の大幅な低下は、ショックの原因と
なりやすい。そこでこのような不都合を回避するため
に、変速前の第１速などの変速段でのスロットル開度を
制限し、変速の際のスロットル開度の減少幅を抑制する
ことが試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように変速前の
変速段でのスロットル開度に上限値を設け、エンジン出
力を抑制すれば、飛び越し変速などの場合の変速時にお
けるトルク低減量が少なくなり、変速あるいはにそれに
伴うエンジントルクの低減制御によるショックを防止す
ることができる。その反面、第１速などの変速前の変速
段におけるエンジン出力が制限されることになる。その
ため上述したスロットル開度に上限値を設ける制御で
は、変速制御を良好に行うことができるものの、第１速
などの変速段でエンジン出力が制限されて動力性能が低
下する可能性があった。

【０００６】この発明は、上記の事情を背景にしてなさ
れたものであり、動力性能を低下させることなく、変速
時の入力トルクの低減制御を行うことのできる制御装置
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】この発明
は、上記の目的を達成するために、自動変速機による変
速の際に該自動変速機に入力されるトルクを低減させる
自動変速機を搭載した車両の制御装置において、前記入
力トルクの要求低減量もしくは要求低減率の少なくとも
いずれか一方に基づいて、前記入力トルクの低減制御の
継続時間を変更する手段を備えていることを特徴とする
ものである。

【０００８】したがってこの発明の制御装置によれば、
自動変速機での変速の際に、その入力トルクが低減され
る。その入力トルクの低減制御の継続時間は、必要とす
るトルク低減量あるいは低減率に基づいて設定される。
例えばトルク低減量の要求量が大きい場合には、小さい
場合に比較して長い時間に亘って、入力トルクの低減制
御が実行される。その結果、入力トルクの低減勾配を緩
やかにしても、要求を満たす程度に大きくトルクを低下
させることができる。そのため、入力トルクの変動に起
因するショックが生じないうえに、変速前の変速段での
トルクを制限する必要がないので、その変速段での動力
性能を良好にすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図面に基づいて
より具体的に説明する。まず、この発明で対象とするエ
ンジンＥおよび自動変速機Ａの一例について説明する
と、図４はその全体的な制御系統図であって、自動変速
機Ａを連結してあるエンジンＥは、その出力を電気的に
制御するように構成されており、サーボモータからなる
スロットルアクチュエータ１６によって駆動される電子
スロットルバルブ１３が吸気管路１２に設けられてい
る。一方、エンジンＥの出力を制御するためのアクセル
ペダル１５の踏み込み量すなわちアクセル開度は、図示
しないセンサによって検出され、その検出信号がエンジ
ン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１７に入力されてい
る。この電子制御装置１７は、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入出力
インターフェースを主体とするものであって、この電子
制御装置１７には、制御のためのデータとして、エンジ
ン（Ｅ／Ｇ）回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度、
スロットル開度、車速、エンジン水温、ブレーキスイッ
チからの信号などの各種の信号が入力されている。そし
てこれらのデータに基づいて電子スロットルバルブ１３
の開度を制御し、またエンジンＥの燃料噴射量および点
火時期などを制御するようになっている。

【００１０】自動変速機Ａは、油圧制御装置１８によっ
て変速およびロックアップクラッチやライン圧あるいは
所定の摩擦係合装置の係合圧が制御される。その油圧制
御装置１８は、電気的に制御されるように構成されてお
り、また変速を実行するための第１ないし第３のシフト
ソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 、エンジンブレーキ状態
を制御するための第４ソレノイドバルブＳ4 、ライン圧
を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLT、アキュ
ームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバル
ブＳLN、ロックアップクラッチや所定の摩擦係合装置の
係合圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLUが
設けられている。

【００１１】これらのソレノイドバルブに信号を出力し
て変速やライン圧あるいはアキュームレータ背圧などを
制御する自動変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１９
が設けられている。この自動変速機用電子制御装置１９
は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体と
するものであって、この電子制御装置１９には、制御の
ためのデータとしてスロットル開度、車速、エンジン水
温、ブレーキスイッチからの信号、シフトポジション、
パターンセレクトスイッチからの信号、オーバドライブ
スイッチからの信号、後述するクラッチＣ0 の回転速度
を検出するＣ0 センサからの信号、自動変速機Ａの油
温、マニュアルシフトスイッチからの信号など各種の信
号が入力されている。

【００１２】またこの自動変速機用電子制御装置１９と
エンジン用電子制御装置１７とは、相互にデータ通信可
能に接続されており、エンジン用電子制御装置１７から
自動変速機用電子制御装置１９に対しては、１回転当た
りの吸入空気量（Ｑ／Ｎ）などの信号が送信され、また
自動変速機用電子制御装置１９からエンジン用電子制御
装置１７に対しては、各ソレノイドバルブに対する指示
信号と同等の信号および変速段を指示する信号などが送
信されている。

【００１３】すなわち自動変速機用電子制御装置１９
は、入力されたデータおよび予め記憶しているマップに
基づいて変速段やロックアップクラッチのＯＮ／ＯＦ
Ｆ、あるいはライン圧や係合圧の調圧レベルなどを判断
し、その判断結果に基づいて所定のソレノイドバルブに
指示信号を出力し、さらにフェイルの判断やそれに基づ
く制御を行うようになっている。またエンジン用電子制
御装置１７は、入力されたデータに基づいて燃料噴射量
や点火時期あるいは電子スロットルバルブ１３の開度な
どを制御することに加え、自動変速機Ａでの変速時に燃
料噴射量を削減し、あるいは点火時期を変え、もしくは
電子スロットルバルブ１３の開度を絞ることにより、出
力トルクを一時的に低下させるようになっている。

【００１４】図５は上記の自動変速機Ａの歯車列の一例
を示す図であり、ここに示す構成では、前進５段・後進
１段の変速段を設定するように構成されている。すなわ
ちここに示す自動変速機Ａは、トルクコンバータ２０
と、副変速部２１と、主変速部２２とを備えている。そ
のトルクコンバータ２０は、ロックアップクラッチ２３
を有しており、このロックアップクラッチ２３は、ポン
プインペラ２４に一体化させてあるフロントカバー２５
とタービンランナ２６を一体に取付けた部材（ハブ）２
７との間に設けられている。エンジンのクランクシャフ
ト（それぞれ図示せず）はフロントカバー２５に連結さ
れ、またタービンランナ２６を連結してある入力軸２８
は、副変速部２１を構成するオーバドライブ用遊星歯車
機構２９のキャリヤ３０に連結されている。

【００１５】この遊星歯車機構２９におけるキャリヤ３
０とサンギヤ３１との間には、多板クラッチＣ0 と一方
向クラッチＦ0 とが設けられている。なお、この一方向
クラッチＦ0 はサンギヤ３１がキャリヤ３０に対して相
対的に正回転（入力軸２８の回転方向の回転）する場合
に係合するようになっている。またサンギヤ３１の回転
を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。
そしてこの副変速部２１の出力要素であるリングギヤ３
２が、主変速部２２の入力要素である中間軸３３に接続
されている。さらにその多板クラッチＣ0 の回転数すな
わち入力回転数を検出するためのＮC0センサ３４が設け
られている。

【００１６】したがって副変速部２１は、多板クラッチ
Ｃ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊
星歯車機構２９の全体が一体となって回転するため、中
間軸３３が入力軸２８と同速度で回転し、低速段とな
る。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ３１の回転
を止めた状態では、リングギヤ３２が入力軸２８に対し
て増速されて正回転し、高速段となる。

【００１７】他方、主変速部２２は三組の遊星歯車機構
４０，５０，６０を備えており、それらの回転要素が以
下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構
４０のサンギヤ４１と第２遊星歯車機構５０のサンギヤ
５１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機
構４０のリングギヤ４３と第２遊星歯車機構５０のキャ
リヤ５２と第３遊星歯車機構６０のキャリヤ６２との三
者が連結され、かつそのキャリヤ６２に出力軸６５が連
結されている。さらに第２遊星歯車機構５０のリングギ
ヤ５３が第３遊星歯車機構６０のサンギヤ６１に連結さ
れている。

【００１８】この主変速部２２の歯車列では後進段と前
進側の四つの変速段とを設定することができ、そのため
のクラッチおよびブレーキが以下のように設けられてい
る。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されて
いる第２遊星歯車機構５０のリングギヤ５３および第３
遊星歯車機構６０のサンギヤ６１と中間軸３３との間に
第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第
１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１および第２遊星歯車
機構５０のサンギヤ５１と中間軸３３との間に第２クラ
ッチＣ2 が設けられている。

【００１９】つぎにブレーキについて述べると、第１ブ
レーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機
構４０および第２遊星歯車機構５０のサンギヤ４１，５
１の回転を止めるように配置されている。またこれらの
サンギヤ４１，５１（すなわち共通サンギヤ軸）とケー
シング６６との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板
ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されて
おり、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ４１，５
１が逆回転（入力軸２８の回転方向とは反対方向の回
転）しようとする際に係合するようになっている。多板
ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構４
０のキャリヤ４２とケーシング６６との間に設けられて
いる。そして第３遊星歯車機構６０のリングギヤ６３の
回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブ
レーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがケーシング６
６との間に並列に配置されている。なお、この第２一方
向クラッチＦ2 はリングギヤ６３が逆回転しようとする
際に係合するようになっている。

【００２０】上記の自動変速機Ａでは、各クラッチやブ
レーキを図６の作動表に示すように係合・解放すること
により前進５段・後進１段の変速段を設定することがで
きる。なお、図６において○印は係合状態、●印はエン
ジンブレーキ時に係合状態、△印は係合・解放のいずれ
でもよいこと、空欄は解放状態をそれぞれ示す。そして
これらの変速段は、前述したシフトソレノイドバルブＳ
1 ，〜Ｓ3 のオン・オフの組み合わせによって設定され
る。

【００２１】上記の自動変速機Ａを搭載した車両では、
変速の際に自動変速機Ａの入力トルクすなわちエンジン
Ｅの出力トルクの低減制御を行う。そのトルク低減制御
は、トルク相での制御とイナーシャ相開始後の制御とが
あり、またトルクの低減は、点火時期の遅角制御とスロ
ットル開度を減少させる制御とによって実行される。そ
の一例として第１速から第３速へのいわゆる飛び越し変
速の際の入力トルクの低減制御の例について説明する。

【００２２】図１は、その制御例を説明するためのフロ
ーチャートであって、入力信号の処理（ステップ１）を
行った後、第１速から第３速への飛び越し変速であるア
ップシフトが生じたか否かが判断される（ステップ
２）。このステップ２で否定判断された場合には、特に
制御を行うことなくこのルーチンから抜ける。またステ
ップ２で肯定判断された場合、これは、図２のタイムチ
ャートにおけるｔ0 時点であって、この場合は、第３速
への変速出力を行うタイミングを決めるタイマ値ＴU13
が設定される（ステップ３）。

【００２３】このタイマ値ＴU13 は、第１速から第３速
への変速判断が成立したｔ0 時点から第３速の変速出力
を行うまでの時間であって、変速時の要求トルク低減量
あるいは要求トルク低減率に応じて設定される。その一
例を図３にマップとして示してあり、この図３に示す例
は、スロットル開度θに応じて前記タイマ値ＴU13 を設
定したものであって、スロットル開度θが大きいほどタ
イマ値ＴU13 が長くなるように設定されている。換言す
れば、予め定めた一定時間内にトルク低減制御を実行す
るとすれば、その低減勾配すなわちスイープダウン率が
大きくなる場合には、前記タイマ値ＴU13 が長くなるよ
うに設定されている。

【００２４】ついで変速判断の成立したｔ0 時点からの
経過時間Ｔが予め定めた時間Ｔ1 を越えたか否かが判断
される（ステップ４）。この時間Ｔ1 は、変速判断を確
定するための時間であって、この時間Ｔ1 が経過するこ
とによりステップ４で肯定判断されたｔ1 時点に、第３
速への仮の変速出力が行われる（ステップ５）。この仮
の変速出力は、トルク低減制御を行うための出力であっ
て、変速の実行を指示するものではない。その一例とし
て、前述したシフトソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 のオ
ン・オフパターンの出力がある。例えば図１に示す例で
は、第１速から第３速へのアップシフトであるから、こ
のｔ1 時点では、第１速を設定するためのシフトソレノ
イドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 のオン・オフパターンを、第１
速を設定するオン・オフパターンと同一とした仮の変速
出力を行う。その出力によってトルク低減制御が開始さ
れるが、オン・オフパターンが第１速と同じであるため
に、変速は指示されない。

【００２５】このｔ1 時点にトルクダウン制御が開始さ
れ、その時点からの経過時間ＴD が、予め設定した時間
ＴSTに達したか否かが判断され（ステップ６）、この設
定時間ＴSTを経過してステップ６で肯定判断されたｔ2
時点にトルク低減のためのスイープ制御が開始される
（ステップ７）。

【００２６】このスイープ制御は、前述した電子スロッ
トルバルブ１３を所定開度に減少させ、その後に徐々に
閉じる制御であって、エンジン用電子制御装置１７から
アクチュエータ１６に信号を出力することにより実行さ
れる。そのトルクの低減勾配あるいはスイープダウンの
勾配は、エンジントルクの低下によるショックが生じな
い程度の低減勾配に設定されている。またエンジントル
クが過剰に低下しないようにするために、いわゆる下限
値（ガード値）が設定されており、そのガード値に到っ
た時点でエンジントルク（スロットル開度）は、そのガ
ード値に維持される。

【００２７】このようにしてスイープ制御を実行してい
る間においても、第３速へのアップシフトの判断成立か
らの経過時間Ｔがカウントされており、その時間Ｔが前
記ステップ３で設定したタイマ値ＴU13 に到ったか否か
が判断され（ステップ８）、このステップ８で肯定判断
されると、第３速へのアップシフトの変速出力が行われ
る（ステップ９）。これは、具体的には、第３速を設定
するシフトソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 のオン・オフ
パターンを出力することにより行われる。したがってシ
フトソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 が第３速を設定する
ように切り替わるため、それに伴う油圧信号によって油
圧制御装置１８における図示しないシフトバルブが切り
替わり、所定の摩擦係合装置（すなわち第３ブレーキＢ
3 ）に油圧が供給され、これが係合し始める。なお、上
述した自動変速機Ａでは、この第３ブレーキＢ3 の係合
圧がリニアソレノイドバルブＳLUによって直接制御され
る。

【００２８】第３ブレーキＢ3 に油圧が供給されること
により、自動変速機Ａにおける歯車変速機構においてト
ルク変動が生じ、ついには回転変動が生じる。すなわち
イナーシャ相が開始する。そのイナーシャ相の開始は、
例えば入力回転数と出力回転数とを検出し、それらを比
較することによって判断することができ、これは通常の
自動変速機と同様である。すなわち出力回転数に変速前
の変速比を掛けた値と入力回転数との差が予め定めた値
を超えることによりイナーシャ相の開始を判断できる。
このイナーシャ相の開始がステップ１０によって判断さ
れるまで、ステップ７のスイープダウン制御を継続し、
イナーシャ相が開始することによってステップ１０で肯
定判断された場合には、ステップ７におけるスイープダ
ウン制御を終了する（ステップ１１）。これは、図２の
タイムチャートにおけるｔ4 時点である。そしてイナー
シャ相が開始した後は、従来行われているイナーシャ相
でのトルク低減制御が実行される。

【００２９】なお、図１におけるフローチャートでは、
ステップ６，８，１０などの判断プロセスにおいて否定
判断された場合に、それより以前のステップに戻るよう
に記載してあるが、これに替えて、否定判断されること
により適宜のフラグをオンとしてリターンし、次の走査
過程でそのフラグに基づいて所定のステップに進むよう
に構成することもできる。

【００３０】したがって図１に示す制御によれば、変速
判断の成立からＴ1 時間が経過したｔ1 時点に、トルク
低減制御が開始され、トルク相におけるトルク低減制御
がイナーシャ相の開始するｔ4 時点まで継続されること
になる。そのイナーシャ相を開始する実質的なアップシ
フトの変速制御は、前記ステップ３で設定されたタイマ
値ＴU13 が経過したｔ3 時点に行われる。したがってそ
のタイマ値ＴU13 が長いほどイナーシャ相の開始が遅く
なり、それに伴ってエンジントルクすなわち自動変速機
Ａの入力トルクのスイープダウン制御の継続時間が長く
なる。そしてそのタイマ値ＴU13 が要求トルク低減量も
しくは要求トルク低減率に応じて設定されるから、トル
ク低減率を特に大きくしなくても、必要十分に入力トル
クを下げることができる。

【００３１】したがってトルクの低減勾配が特に大きく
なることがないので、変速時のトルク低減に伴ってショ
ックが生じることが防止される。また変速前の変速段に
おけるエンジントルクを下げておかなくても、変速時に
エンジントルクをある程度大きく低下させることができ
るので、変速前の変速段（上記の例では第１速）におけ
るスロットル開度に上限値を設定する必要がない。その
ため第１速でのエンジン出力を充分確保し、動力性能の
低下を防止することができる。

【００３２】なお、上述したタイマ値ＴU13 は、スロッ
トル開度θのみならず、油温をもパラメータとした２次
元マップによって定めることができる。また、上記の例
では、実質的な変速出力を遅延させることにより、入力
トルクの低減制御の継続時間を長くするように構成した
が、これに替えてトルク低減制御の開始時点を変更して
その制御の継続時間を長くし、あるいは短くするように
構成してもよい。さらにこの発明は、上述したギヤトレ
ーンや制御系統を備えた自動変速機のみならず、他の一
般的な自動変速機を搭載した車両を対象とする制御装置
に適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、変速時に要求される自動変速機への入力トルクの低
減量もしくは低減勾配に基づいてそのトルク低減制御の
継続時間を変更するよう構成したので、入力トルクの低
下勾配を特に大きくすることなく、必要とするトルク低
減量を確保でき、したがって変速時の入力トルクの低下
に起因するショックを有効に防止することができる。ま
た、ショックを悪化させることなく、トルク低減量を確
保できることにより、変速前の変速段でのエンジンなど
の動力源の出力を制限する必要がなくなり、その結果、
第１速などの変速前の変速段での動力性能の低下を未然
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の制御装置で実行される入力トルクの
スイープダウン制御を説明するためのフローチャートで
ある。

【図２】その制御を行った場合の入力トルクの低減制御
信号の出力状態を説明するためのタイムチャートであ
る。

【図３】その制御におけるタイマ値のマップの一例を示
す図である。

【図４】この発明で対象とする車両の制御系統を示すブ
ロック図である。

【図５】その自動変速機のギヤトレーンを示すスケルト
ン図である。

【図６】その自動変速機の各変速段を設定するための係
合作動表を示す図表である。

【符号の説明】

Ｅ エンジン Ａ 自動変速機 １３ 電子スロットルバルブ １７ エンジン用電子制御装置 １９ 自動変速機用電子制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機による変速の際に該自動変速
   機に入力されるトルクを低減させる自動変速機を搭載し
   た車両の制御装置において、 前記入力トルクの要求低減量もしくは要求低減率の少な
   くともいずれか一方に基づいて、前記入力トルクの低減
   制御の継続時間を変更する手段を備えていることを特徴
   とする自動変速機を搭載した車両の制御装置。