WO2022181388A1

WO2022181388A1 - 自動変速機、自動変速機の制御方法、及びプログラム

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Publication number: WO2022181388A1
Application number: PCT/JP2022/005888
Authority: WO
Inventors: 誠一郎高橋; 孝治齊藤
Original assignee: ジヤトコ株式会社; 日産自動車株式会社
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-09-01
Also published as: JPWO2022181388A1; CN116888392A; JP7445082B2; US11976724B2; US20240044404A1

Abstract

［課題］運転者の加速要求が大きい場合に、エンジンの回転速度が高い状態でアップシフトを行う。［解決手段］動力伝達経路における駆動源の下流に配置されロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に配置され入力軸と出力軸との変速比を変更する変速機構と、を備える自動変速機は、前記ロックアップクラッチが締結されている状態では、前記入力軸の回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始し、前記ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始し、前記第１所定回転速度は、駆動源の出力トルクが大きいほど小さい。

Description

自動変速機、自動変速機の制御方法、及びプログラム

　本発明は、自動変速機、自動変速機の制御方法、及びプログラムに関する。

　特許文献１には、スロットル全開時の自動変速機の変速に用いられる変速線を、エンジンの回転速度がエンジン回転制御手段によって制御可能か否かに基づいて変更する車両の制御装置が開示されている。この制御装置では、エンジンの回転速度が制御可能な場合には、エンジンの回転速度が制御可能でない場合と比較して、エンジン回転速度が高い状態で変速が実行される。

特開２００４－２１８７８５号公報

　ところで、ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、エンジンの回転速度と変速機構の入力軸の回転速度とに差が生じる。そのため、変速機構の入力軸の回転速度に基づいてアップシフトを行う場合には、エンジンの回転速度の過度な上昇を抑制するために、エンジンの回転速度との回転速度差を考慮してエンジンの回転速度が低い状態でアップシフトを行う必要がある。これにより、運転者の加速要求が大きい場合であっても、エンジンの回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができないことがある。

　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジンの回転速度が高い状態でアップシフトを行うことを目的とする。

　本発明のある態様によれば、動力伝達経路における駆動源の下流に配置されロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に配置され入力軸と出力軸との変速比を変更する変速機構と、を備える自動変速機は、前記ロックアップクラッチが締結されている状態では、前記入力軸の回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始し、前記ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始し、前記第１所定回転速度は、駆動源の出力トルクが大きいほど小さい。

　上記態様では、エンジンの出力トルクが大きい場合には、第１所定回転速度が小さい。そのため、エンジンの回転速度がより高い状態でアップシフトを行うので、運転者の加速要求に沿ったエンジンの回転速度まで高めてから変速を行うことができる。したがって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジンの回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機を備える車両の概略構成図である。図２は、変速機コントローラが行う加速時の変速制御の処理をフローチャートで示す図である。図３は、アップシフト判定回転速度について概念的に説明する図である。図４は、加速時の変速制御について説明するタイミングチャートである。図５は、先読み車速について概念的に説明する図である。図６は、変速機コントローラが行う先読み車速に基づくディレイ制御をフローチャートで示す図である。図７は、先読み車速に基づくディレイ制御について概念的に説明する図である。図８は、図４の加速時の変速制御に先読み車速に基づくディレイ制御を更に適用した場合について説明するタイミングチャートである。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下において、変速比が大きい場合をＬｏｗ、変速比が小さい場合をＨｉｇｈと言う。また、変速比がＬｏｗ側に変更されることをダウンシフトと言い、Ｈｉｇｈ側に変更されることをアップシフトと言う。

　図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機２０を備える車両１００の概略構成図である。図１に示すように、車両１００は、駆動源としてのエンジン１０と、自動変速機２０と、エンジンコントローラ３０と、変速機コントローラ４０と、を備える。

　自動変速機２０は、トルクコンバータ２と、動力伝達機構としての前後進切替機構３と、変速機構としてのバリエータ４と、油圧制御回路５と、オイルポンプ６と、を備える。

　車両１００においては、エンジン１０で発生した回転が、トルクコンバータ２、前後進切替機構３、バリエータ４、歯車組７、ディファレンシャルギヤ装置８によって構成される動力伝達経路を介して駆動輪５０に伝達される。

　トルクコンバータ２は、動力伝達経路におけるエンジン１０の下流に配置される。トルクコンバータ２には、ロックアップクラッチ２ａが設けられる。ロックアップクラッチ２ａが締結されると、トルクコンバータ２の入力要素としての入力軸２ｂと出力要素としての出力軸２ｃとが直結し、入力軸２ｂと出力軸２ｃとが同速回転する。よって、ロックアップクラッチ２ａが締結された状態では、エンジン１０の出力軸１０ａの回転がそのままトルクコンバータ２の出力軸２ｃから前後進切替機構３に伝達される。

　前後進切替機構３は、ダブルピニオン遊星歯車組を主たる構成要素とし、そのサンギヤをトルクコンバータ２を介してエンジン１０に結合し、キャリアをバリエータ４の入力軸４ｄ（プライマリプーリ４ａ）に結合する。前後進切替機構３は更に、ダブルピニオン遊星歯車組のサンギヤ及びキャリア間を直結する前進クラッチ３ａ、及びリングギヤを固定する後進ブレーキ３ｂを備え、前進クラッチ３ａの締結時にエンジン１０からトルクコンバータ２を経由した入力回転をそのままプライマリプーリ４ａに伝達し、後進ブレーキ３ｂの締結時にエンジン１０からトルクコンバータ２を経由した入力回転を逆転減速してプライマリプーリ４ａへ伝達する。

　バリエータ４は、動力伝達経路におけるエンジン１０及びトルクコンバータ２の下流に配置される。バリエータ４は、入力軸４ｄに伝達されたエンジン１０の回転を無段階で変速して出力軸４ｅから駆動輪５０に伝達する変速機構（無段変速機構）である。即ち、バリエータ４は、入力軸４ｄと出力軸４ｅとの変速比を無段階で変更するものである。バリエータ４は、動力伝達経路においてエンジン１０側に設けられたプライマリプーリ４ａと、駆動輪５０側に設けられたセカンダリプーリ４ｂと、プライマリプーリ４ａとセカンダリプーリ４ｂとに掛け回された無端状部材としてのベルト４ｃと、を備える。

　バリエータ４では、プライマリプーリ４ａに供給される油圧とセカンダリプーリ４ｂに供給される油圧とが制御されることで、各プーリ４ａ、４ｂとベルト４ｃとの接触半径が変更され、変速比が変更される。ベルト４ｃは、各プーリ４ａ、４ｂのシーブ面４ｆ、４ｇに当接して、プライマリプーリ４ａとセカンダリプーリ４ｂとの間で動力を伝達する。

　オイルポンプ６は、エンジン１０の回転が入力されエンジン１０の動力の一部を利用して駆動される機械式のオイルポンプである。オイルポンプ６から吐出された油は、油圧制御回路５に供給される。

　油圧制御回路５は、オイルポンプ６から供給された作動油の圧力を調圧して必要な油圧を生成するレギュレータバルブ５ａ、プライマリプーリ４ａに供給される油圧を調整するプライマリソレノイドバルブ５ｂ、セカンダリプーリ４ｂに供給される油圧を調整するセカンダリソレノイドバルブ５ｃ、ロックアップクラッチ２ａに供給される油圧を調整するロックアップソレノイドバルブ５ｄ、前進クラッチ３ａに供給される油圧及び後進ブレーキ３ｂに供給される油圧を調整するセレクトソレノイドバルブ５ｅ、前進クラッチ３ａ及び後進ブレーキ３ｂへの油圧の供給経路を切り換えるマニュアルバルブ５ｆ、等を有する。

　油圧制御回路５は、変速機コントローラ４０からの制御信号に基づき、調整された油圧をトルクコンバータ２、前後進切替機構３、バリエータ４の各部位に供給する。

　エンジンコントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータで構成される。エンジンコントローラ３０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することで各種の処理を行う。エンジンコントローラ３０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

　エンジンコントローラ３０は、車両１００の各部位の状態を検出する各種センサからの信号に基づきエンジン１０の回転速度及びトルク等を制御する。

　変速機コントローラ４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータで構成され、エンジンコントローラ３０と通信可能に接続される。変速機コントローラ４０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することで各種の処理を行う。変速機コントローラ４０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。変速機コントローラ４０とエンジンコントローラ３０とを統合して１つのコントローラとしてもよい。

　変速機コントローラ４０は、車両１００の各部位の状態を検出する各種センサからの信号に基づきロックアップクラッチ２ａの締結状態、バリエータ４の変速比、前進クラッチ３ａ及び後進ブレーキ３ｂの締結状態等を制御する。

　変速機コントローラ４０には、アクセルペダル開度ＡＰＯを検出するアクセルペダル開度センサ６１からの信号、ブレーキペダルの操作量に対応したブレーキ液圧ＢＲＰを検出するブレーキ液圧センサ６２からの信号、シフター６３の位置を検出するインヒビタスイッチ６４からの信号、トルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度Ｎｔを検出するタービン回転速度センサ６５からの信号、バリエータ４の入力軸４ｄ（プライマリプーリ４ａ）の回転速度Ｎｐを検出するプライマリ回転速度センサ６６からの信号、バリエータ４の出力軸４ｅ（セカンダリプーリ４ｂ）の回転速度Ｎｓを検出するセカンダリ回転速度センサ６７からの信号、プライマリプーリ４ａに供給されるプライマリ油圧Ｐｐを検出するプライマリ油圧センサ６８からの信号、セカンダリプーリ４ｂに供給されるセカンダリ油圧Ｐｓを検出するセカンダリ油圧センサ６９からの信号、等が入力される。

　続いて、図２から図４を参照して、変速機コントローラ４０が行う加速時の変速制御の処理について説明する。変速制御の処理は、変速機コントローラ４０にて一定時間ごとに実行される。

　まず、図２及び図３を参照して、変速機コントローラ４０が行う加速時の変速制御の処理について説明する。図２は、変速機コントローラ４０が行う加速時の変速制御の処理をフローチャートで示す図である。図３は、アップシフト判定回転速度を概念的に示す図である。

　加速時の変速制御は、例えば、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれて車両１００がフル加速するときなど、運転者の加速要求が大きい場合に実行される。ここでは、自動変速機２０は、有段変速機のように段階的な有段変速制御が行われる無段変速機である。

　トルクコンバータ２では、ロックアップクラッチ２ａが締結されている状態では、入力軸２ｂの回転速度（エンジン１０の回転速度）と出力軸２ｃの回転速度（バリエータ４の入力軸４ｄの回転速度）とが同一である。一方、トルクコンバータ２では、ロックアップクラッチ２ａが締結されていない状態では、入力軸２ｂの回転速度の方が出力軸２ｃの回転速度よりも高い。自動変速機２０では、入力軸４ｄの回転速度に基づきアップシフト判定を行うが、ロックアップクラッチ２ａが締結されていない状態では、エンジン１０の回転速度の過度な上昇を抑制するために、入力軸２ｂと出力軸２ｃとの回転速度差の分だけ余裕を持たせてアップシフト判定を行っている。

　しかしながら、例えば、ロックアップクラッチ２ａが完全に締結される直前の状態（スリップしている状態）では、ロックアップクラッチ２ａが解放されている状態よりも、入力軸２ｂと出力軸２ｃとの回転速度差が小さくなっている。即ち、入力軸２ｂと出力軸２ｃとの回転速度差は、ロックアップクラッチ２ａの締結度合いに応じて変化する。そのため、ロックアップクラッチ２ａが完全に締結される直前の状態で、ロックアップクラッチ２ａが解放されている場合と同様に入力軸２ｂと出力軸２ｃとの回転速度差の分だけ余裕を持たせてアップシフトを行うと、エンジン１０の回転速度が低いうちにアップシフトを行うおそれがある。そこで、自動変速機２０では、ロックアップクラッチ２ａの締結度合いを考慮し、以下のとおり加速時の変速制御を行う。

　図２のステップＳ１１では、変速機コントローラ４０は、現在のトルクコンバータ２の実スリップ回転速度を検出する。具体的には、変速機コントローラ４０は、エンジンコントローラ３０からの信号に基づき入力軸２ｂの回転速度を検出し、タービン回転速度センサ６５からの信号に基づき出力軸２ｃの回転速度を検出し、入力軸２ｂと出力軸２ｃとの回転速度差を実スリップ回転速度とする。

　ステップＳ１２では、変速機コントローラ４０は、エンジンコントローラ３０からの信号に基づき、エンジン１０の出力トルクを検出する。

　ステップＳ１３では、これから発生する可能性のあるトルクコンバータ２の余剰スリップ回転速度を演算する。余剰スリップ回転速度は、エンジン１０の現在の出力トルクと最大トルクとの差（出力トルクの余力）及びトルクコンバータ２の流体特性に基づいて演算される。

　具体的には、エンジン１０の現在の出力トルクと最大トルクとの差が大きいほど、アクセルペダルが更に踏み込まれた場合に発生するトルクコンバータ２のスリップ回転速度は大きくなる可能性がある。即ち、エンジン１０の現在の出力トルクが大きいほど最大トルクとの差が小さいので、アクセルペダルが更に踏み込まれた場合に発生する可能性のあるトルクコンバータ２のスリップ回転速度は小さい。そのため、余剰スリップ回転速度は、エンジン１０の現在の出力トルクが大きいほど小さくなるように設定される。

　ステップＳ１４では、変速機コントローラ４０は、ロックアップクラッチ２ａが締結された状態でのプライマリプーリ４ａの上限回転速度（ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度）から、ステップＳ１１にて検出した実スリップ回転速度とステップＳ１３にて演算された余剰スリップ回転速度とを減算して、アップシフト判定回転速度を演算する。

　具体的には、図３に示すように、エンジン１０の回転速度は、プライマリプーリ４ａの回転速度（ＰＲＩ回転速度）よりも現在の実スリップ回転速度の分だけ高い。そこで、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度から、現在の実スリップ回転速度と、これから発生する可能性のあるトルクコンバータ２の余剰スリップ回転速度とを減算した値を、アップシフト判定回転速度とする。なお、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度は、エンジン１０の回転速度の過度な上昇を抑制するために、エンジン１０の最高回転速度よりも低く設定されている。

　ロックアップクラッチ２ａが締結された状態では、実スリップ回転速度と余剰スリップ回転速度とは共に０である。そのため、アップシフト判定回転速度は、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度と同じである。

　図２に戻って、ステップＳ１５では、変速機コントローラ４０は、目標プライマリプーリ回転速度（目標ＰＲＩ回転速度）がアップシフト判定回転速度以上か否かを判定する。ステップＳ１５にて、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度以上であると判定された場合には、ステップＳ１６に移行する。一方、ステップＳ１５にて、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度以上でない、即ち目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度よりも低いと判定された場合には、ステップＳ１１からステップＳ１５の処理を繰り返す。

　ステップＳ１６では、変速機コントローラ４０は、アップシフトを実行すると判定する。そして、ステップＳ１７では、変速機コントローラ４０は、自動変速機２０のアップシフトを実行する。具体的には、変速機コントローラ４０は、ＰＲＩ回転速度がひとつ上の変速段に相当する回転速度になるまでアップシフトを行う。

　次に、図４を参照して、変速機コントローラ４０が行う加速時の変速制御について具体的に説明する。図４は、加速時の変速制御について説明するタイミングチャートである。

　図４では、横軸は、時間［ｓｅｃ］であり、縦軸は、アクセルペダル開度ＡＰＯ、車速［ｋｍ／ｈ］、目標プライマリプーリ回転速度（目標ＰＲＩ回転速度：破線）［ｒｐｍ］、エンジン回転速度（実線）［ｒｐｍ］、プライマリプーリ回転速度（ＰＲＩ回転速度：細実線）［ｒｐｍ］、比較例の目標プライマリプーリ回転速度（目標ＰＲＩ回転速度：細破線）［ｒｐｍ］、目標変速比（破線）、及び実変速比（実線）を各々示す。

　比較例の目標ＰＲＩ回転速度は、本実施形態を適用せずに、ロックアップクラッチ２ａが締結されている場合と締結されていない場合との二つの閾値を用いてアップシフト判定を行った場合を示すものである。具体的には、ロックアップクラッチ２ａが締結されている場合には、ロックアップ上限プライマリプーリ回転速度（ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度）を閾値とし、ロックアップクラッチ２ａが締結されていない場合には、アンロックアップ上限プライマリプーリ回転速度（ＵｎＬＵ上限ＰＲＩ回転速度）を閾値とする。

　時刻Ｔ１１では、比較例に係る自動変速機では、目標ＰＲＩ回転速度がＵｎＬＵ上限ＰＲＩ回転速度に達したので、変速機コントローラ４０はアップシフト判定を行う。同様に、時刻Ｔ１２では、比較例に係る自動変速機は、目標ＰＲＩ回転速度がＵｎＬＵ上限ＰＲＩ回転速度に達したので、変速機コントローラ４０はアップシフト判定を行う。

　このように、比較例に係る自動変速機では、エンジン１０の回転速度が充分に高くなる前にアップシフト判定を行い、アップシフトが実行される。よって、エンジン１０を高回転まで使用することができない。

　これに対して、本実施形態に係る自動変速機２０では、ロックアップクラッチ２ａが締結された状態でのプライマリプーリ４ａのＬＵ上限ＰＲＩ回転速度から現在の実スリップ回転速度とこれから発生する可能性のあるトルクコンバータ２の余剰スリップ回転速度とを引いたアップシフト判定回転速度を閾値としている。

　時刻Ｔ２１では、変速機コントローラ４０は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したので、アップシフト判定を行う。即ち、ロックアップクラッチ２ａが解放若しくはスリップしている状態では、入力軸２ｂの回転速度がＬＵ上限ＰＲＩ回転速度から現在の実スリップ回転速度とこれから発生する可能性のあるトルクコンバータ２の余剰スリップ回転速度とを引いたアップシフト判定回転速度になったらアップシフトを開始する。これにより、時刻Ｔ１１よりもエンジン１０の回転速度が上昇した状態でアップシフト判定が行われるので、時刻Ｔ２２にてエンジン１０の回転速度が充分に高くなってからアップシフトが実行される。よって、エンジン１０をより高回転まで使用することができる。

　時刻Ｔ２３では、変速比が有段変速制御におけるひとつ上の変速段に変速されたときのエンジン１０の回転速度まで低下しており、ここから再びエンジン１０の回転速度が上昇してゆく。

　同様に、時刻Ｔ２４では、本実施形態に係る自動変速機２０は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したので、変速機コントローラ４０はアップシフト判定を行う。このとき、ロックアップクラッチ２ａは、完全に締結される直前の状態である。そのため、実スリップ回転速度及びこれから発生する可能性のあるトルクコンバータ２の余剰スリップ回転速度は、時刻Ｔ２１のときよりも小さい。よって、アップシフト判定回転速度は、時刻Ｔ２１のときよりも高く設定される。このように、時刻Ｔ１２よりもエンジン１０の回転速度が上昇した状態でアップシフト判定が行われるので、時刻Ｔ２５にてエンジン１０の回転速度が充分に高くなってからアップシフトが実行される。よって、エンジン１０をより高回転まで使用することができる。

　時刻Ｔ２６では、変速比が有段変速制御におけるひとつ上の変速段に変速されたときのエンジン１０の回転速度まで低下しており、ここから再びエンジン１０の回転速度が上昇してゆく。

　時刻Ｔ２７では、本実施形態に係る自動変速機２０は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したので、変速機コントローラ４０はアップシフト判定を行う。このとき、ロックアップクラッチ２ａは、完全に締結された状態である。よって、アップシフト判定回転速度は、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度と一致している。

　以上のように、自動変速機２０では、ロックアップクラッチ２ａが締結されている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始し、ロックアップクラッチ２ａが解放若しくはスリップしている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始する。このとき、第１所定回転速度は、エンジン１０の出力トルクが大きいほど小さく設定される。具体的には、第１所定回転速度は、ロックアップクラッチ２ａの実スリップ回転速度と、アップシフトが開始されるまでに発生する可能性のあるロックアップクラッチ２ａの余剰スリップ回転速度と、の和である。

　エンジン１０の出力トルクが大きい場合には、現在の実スリップ回転速度とこれから発生する可能性のあるトルクコンバータ２の余剰スリップ回転速度との和（第１所定回転速度）が小さく設定される。そのため、エンジン１０の回転速度がより高い状態でアップシフトを行うので、運転者の加速要求に沿ったエンジン１０の回転速度まで高めてから変速を行うことができる。よって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。また、この場合、エンジン１０の最大トルクとの差が小さいので、アップシフトの前にエンジン１０の出力トルクが大きくなってもエンジン１０の回転速度の過度な上昇を抑制することができる。

　一方、エンジン１０の出力トルクが小さい場合は、出力トルクが大きい場合と比較して、エンジン１０の最大トルクと乖離している場合がある。このような状態では、アップシフトを行う前にエンジン１０の出力トルクが大きくなり、アップシフトするべきエンジン１０の回転速度を超えるおそれがある。

　これに対して、自動変速機２０では、エンジン１０の出力トルクが小さい場合には、その分だけ低いエンジン１０の回転速度でアップシフトを行うので、アップシフトのタイミングが遅れることでエンジン１０の回転速度が過度に上昇することを抑制することができる。

　また、ロックアップクラッチ２ａがスリップしている状態であっても、第１の回転速度から、実スリップ回転速度及びアップシフトが開始されるまでに発生する可能性のある余剰スリップ回転速度を引いた第２の回転速度となったら、アップシフトを開始する。よって、エンジン１０の回転速度が過度に上昇することを抑制しながら、エンジン１０が最大トルクに近い状態で走行している場合には高い回転速度でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。

　また、バリエータ４は、入力軸２ｂと出力軸４ｅとの変速比を無段階で変更する無段変速機構であり、ロックアップクラッチ２ａが締結されている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第１の回転速度になったら第３の回転速度までアップシフトを行い、ロックアップクラッチ２ａが解放若しくはスリップしている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第２の回転速度になったら第３の回転速度になるまでアップシフトを行う。

　これにより、本実施形態に係る加速時の変速制御が、有段変速機のように段階的な有段変速制御が行われる無段変速機に適用されたときにも、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。

　続いて、図５から図８を参照して、変速機コントローラ４０が行う加速時の変速制御における先読み車速に基づくディレイ制御について説明する。先読み車速に基づくディレイ制御は、変速機コントローラ４０にて一定時間ごとに実行される。

　まず、図５から図７を参照して、変速機コントローラ４０が行う先読み車速に基づくディレイ制御について説明する。図５は、先読み車速について概念的に説明する図である。図６は、変速機コントローラ４０が行う先読み車速に基づくディレイ制御をフローチャートで示す図である。図７は、先読み車速に基づくディレイ制御について概念的に説明する図である。

　図５に示すように、自動変速機２０では、アップシフト判定が行われて実際にアップシフトが開始されると、ＰＲＩ回転速度は、なだらかに上昇した後でアップシフト後の目標ＰＲＩ回転速度に向かって下降する。そのため、自動変速機２０では、エンジン１０の回転速度がオーバーシュートして過度に上昇することを防止するために、先読み時間（第１所定時間）後のＰＲＩ回転速度、即ち先読み時間後の車速（先読み車速）から目標ＰＲＩ回転速度を設定している。この先読み時間は、例えば０．２５［ｓｅｃ］に設定される。

　この場合、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したときにアップシフトが開始されると、ＰＲＩ回転速度が低いうちにアップシフトが開始されるので、先読み時間後のＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達しないおそれがある。即ち、運転者の加速要求が大きい場合であっても、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができないことがある。そこで、自動変速機２０では、先読み車速を考慮し、以下のとおり加速時の変速制御を行う。

　図６のステップＳ２１では、変速機コントローラ４０は、アップシフト判定があったか否かを判定する。ステップＳ２１にて、アップシフト判定があったと判定された場合には、ステップＳ２２に移行する。このステップＳ２１の処理は、図２のステップＳ１６にてアップシフト判定があった場合に「Ｙｅｓ」と判定する。一方、ステップＳ２１にて、アップシフト判定がないと判定された場合には、ステップＳ２１の処理を繰り返す。

　ステップＳ２２では、変速機コントローラ４０は、プライマリ回転速度センサ６６からの信号に基づき、ＰＲＩ回転速度を検出する。

　ステップＳ２３では、変速機コントローラ４０は、アップシフトを開始してからアップシフト中に増加するプライマリプーリ４ａの増加回転速度を演算する。

　ステップＳ２４では、変速機コントローラ４０は、ＰＲＩ回転速度と増加回転速度との和がアップシフト判定時のアップシフト判定回転速度（第１の目標回転速度）以上であるか否かを判定する。ステップＳ２４にて、ＰＲＩ回転速度と増加回転速度との和がアップシフト判定時のアップシフト判定回転速度以上ではない、即ちアップシフト判定時のアップシフト判定回転速度よりも低いと判定された場合には、ステップＳ２２からステップＳ２４の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２４にて、ＰＲＩ回転速度と増加回転速度との和がアップシフト判定時のアップシフト判定回転速度以上であると判定された場合には、ステップＳ１７に移行する。つまり、変速機コントローラ４０は、ＰＲＩ回転速度と増加回転速度との和がアップシフト判定時のアップシフト判定回転速度に達するまでステップＳ２４の処理を繰り返すことで、ディレイ制御を行っている。

　ここで、図７を参照して、ディレイ制御について具体的に説明する。

　時刻Ｔ１では、アップシフトの判定があり、自動変速機２０の目標変速比がＲ１からＲ２に変更される。ここで、変速機コントローラ４０は、時刻Ｔ１にてアップシフトを実行した場合に、アップシフト中に増加する増加回転速度ΔＳ１を演算する。

　時刻Ｔ２では、変速機コントローラ４０は、ＰＲＩ回転速度と増加回転速度ΔＳ２との和がアップシフト判定回転速度に達したと判定する。変速機コントローラ４０は、アップシフト判定があった時刻Ｔ１からディレイした時刻Ｔ２にて、自動変速機２０のアップシフトを開始する。このとき、アップシフトを行うと判定された時刻Ｔ１からアップシフトが開始される時刻Ｔ２までの間に増加したディレイ分増加回転速度Ｓａが、所定回転速度に該当する。ディレイ分増加回転速度ΔＳａは、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達してから、実際にアップシフトを行うまでに上昇するＰＲＩ回転速度に基づいて設定される。これにより、ＰＲＩ回転速度をアップシフト判定回転速度の高さまで使用することができる。したがって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が更に高い状態でアップシフトを行うことができる。

　同様に、時刻Ｔ３では、アップシフトの判定があり、自動変速機２０の目標変速比がＲ２からＲ３に変更される。ここで、変速機コントローラ４０は、時刻Ｔ３にてアップシフトを実行した場合に、アップシフト中に増加する増加回転速度ΔＳ３を演算する。

　時刻Ｔ４では、変速機コントローラ４０は、ＰＲＩ回転速度と増加回転速度ΔＳ４との和がアップシフト判定回転速度に達したと判定する。変速機コントローラ４０は、アップシフト判定があった時刻Ｔ３からディレイした時刻Ｔ４にて、自動変速機２０のアップシフトを開始する。このとき、アップシフトを行うと判定された時刻Ｔ３からアップシフトが開始される時刻Ｔ４までの間に増加したディレイ分増加回転速度Ｓｂが、所定回転速度に該当する。ディレイ分増加回転速度ΔＳｂもまた、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達してから、実際にアップシフトを行うまでに上昇するＰＲＩ回転速度に基づいて設定される。これにより、ＰＲＩ回転速度をアップシフト判定回転速度の高さまで使用することができる。したがって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が更に高い状態でアップシフトを行うことができる。

　図６に戻って、ステップＳ１７では、変速機コントローラ４０は、自動変速機２０のアップシフトを実行する。具体的には、変速機コントローラ４０は、ＰＲＩ回転速度が第２の回転速度になったら、ＰＲＩ回転速度がひとつ上の変速段に相当する回転速度（第２の目標回転速度）になるまでアップシフトを行う。

　次に、図８を参照して、変速機コントローラ４０が行う加速時の変速制御について具体的に説明する。図８は、図４の加速時の変速制御に先読み車速に基づくディレイ制御を更に適用した場合について説明するタイミングチャートである。

　図８では、横軸は、時間［ｓｅｃ］であり、縦軸は、アクセルペダル開度ＡＰＯ、先読み車速（破線）［ｋｍ／ｈ］，実車速（実線）［ｋｍ／ｈ］、目標プライマリプーリ回転速度（目標ＰＲＩ回転速度：破線）［ｒｐｍ］、エンジン回転速度（実線）［ｒｐｍ］、プライマリ回転速度（ＰＲＩ回転速度：細実線）［ｒｐｍ］、比較例のエンジン回転速度（細破線）［ｒｐｍ］、目標変速比（破線）、及び実変速比（実線）を各々示す。

　比較例のＰＲＩ回転速度は、先読み車速に基づくディレイ制御を適用していない図４に示すエンジン１０の回転速度である。

　時刻Ｔ３１では、変速機コントローラ４０は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したので、アップシフト判定を行う。アップシフト判定については、図４の時刻Ｔ２１と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

　比較例に係る無段変速機では、時刻Ｔ３１にてアップシフトが開始されて、時刻Ｔ３２にてエンジン１０の回転速度が変速中の最大値となっている。そして、そこから一つ上の変速段に変速されるまでＰＲＩ回転速度及びエンジン１０の回転速度が低下する。

　これに対して、先読み車速に基づくディレイ制御が適用される場合には、アップシフトの実行がディレイされて、時刻Ｔ３２よりも遅い時刻Ｔ３３にてエンジン１０の回転速度が変速中の最大値となる。このとき、ＰＲＩ回転速度は、アップシフト判定が行われたときのアップシフト判定回転速度に達しており、エンジン１０の回転速度は、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度に達している。

　同様に、時刻Ｔ３４では、本実施形態に係る自動変速機２０は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したので、変速機コントローラ４０はアップシフト判定を行う。そして、アップシフトの実行がディレイされて、時刻Ｔ３５にてエンジン１０の回転速度が変速中の最大値となる。このときもまた、ＰＲＩ回転速度は、アップシフト判定が行われたときのアップシフト判定回転速度に達しており、エンジン１０の回転速度は、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度に達している。

　時刻Ｔ３６では、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達したので、変速機コントローラ４０はアップシフト判定を行う。そして、アップシフトの実行がディレイされて、時刻Ｔ３７にてエンジン１０の回転速度が変速中の最大値となる。このときもまた、ＰＲＩ回転速度は、アップシフト判定が行われたときのアップシフト判定回転速度に達しており、エンジン１０の回転速度は、ＬＵ上限ＰＲＩ回転速度に達している。

　以上のように、自動変速機２０は、先読み時間（第１所定時間）が経過したときに到達する車速に基づいて設定される目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度（第１の目標回転速度）になったら、ＰＲＩ回転速度がひとつ上の変速段に相当する回転速度（第２の目標回転速度）になるまでアップシフトを行うと判定され、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度（第１の目標回転速度）に達してからＰＲＩ回転速度がディレイ分増加回転速度（所定回転速度）だけ増加した後にアップシフトを開始する。

　これにより、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達して第２の目標回転速度までアップシフトを行うと判定されてから、更にＰＲＩ回転速度が増加した後にアップシフトが開始される。よって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。

　また、ディレイ分増加回転速度は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達してから、実際にアップシフトを行うまでに上昇するプライマリプーリ４ａ（入力軸４ｄ）のＰＲＩ回転速度に基づいて設定される。

　これにより、アップシフトを開始するときのエンジン１０の回転速度を高く設定しても、エンジン１０の回転速度が高くなりすぎるのを防止することができる。

　なお、上記実施形態では、第１所定時間が経過したときに到達する車速に基づいて設定される目標ＰＲＩ回転速度が第１の目標回転速度になったら第２の目標回転速度までアップシフトを行うと判定され、ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達してからディレイ分増加回転速度だけ増加した後にアップシフトを開始している。

　これに代えて、ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達してから第２所定時間が経過した後にアップシフトを開始するようにしてもよい。この第２所定時間は、目標ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達してから、実際にアップシフトを行うまでに上昇するプライマリプーリ４ａ（入力軸４ｄ）のＰＲＩ回転速度に基づいて設定される。

　この場合にも同様に、ＰＲＩ回転速度がアップシフト判定回転速度に達して第２の目標回転速度までアップシフトを行うと判定されてから、更にＰＲＩ回転速度が増加した後にアップシフトが開始される。よって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。

　以上の本実施形態の構成及び作用効果について、まとめて説明する。

　（１）（４）動力伝達経路におけるエンジン１０の下流に配置されロックアップクラッチ２ａを有するトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２の下流に配置されるバリエータ４と、を備え、入力軸２ｂと出力軸４ｅとの変速比を変更する自動変速機２０は、ロックアップクラッチ２ａが締結されている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始し、ロックアップクラッチ２ａが解放若しくはスリップしている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始し、第１所定回転速度は、エンジン１０の出力トルクが大きいほど小さい。

　この構成では、エンジン１０の出力トルクが大きい場合には、第１所定回転速度が小さい。そのため、エンジン１０の回転速度がより高い状態でアップシフトを行うので、運転者の加速要求に沿ったエンジン１０の回転速度まで高めてから変速を行うことができる。よって、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。また、この場合、エンジン１０の最大トルクとの差が小さいので、アップシフトの前にエンジン１０の出力トルクが大きくなってもエンジン１０の回転速度の過度な上昇を抑制することができる。

　一方、エンジン１０の出力トルクが小さい場合は、出力トルクが大きい場合と比較して、エンジン１０の最大トルクと乖離している場合がある。このような状態では、アップシフトを行う前にエンジン１０の出力トルクが大きくなり、アップシフトするべきエンジン１０の回転速度を超えるおそれがある。これに対して、自動変速機２０では、エンジン１０の出力トルクが小さい場合には、その分だけ低いエンジン１０の回転速度でアップシフトを行うので、アップシフトのタイミングが遅れることでエンジン１０の回転速度が過度に上昇することを抑制することができる。

　（２）第１所定回転速度は、ロックアップクラッチ２ａの実スリップ回転速度と、アップシフトが開始されるまでに発生する可能性のあるロックアップクラッチ２ａの余剰スリップ回転速度と、の和である。

　この構成では、ロックアップクラッチ２ａがスリップしている状態であっても、第１の回転速度から、実スリップ回転速度及びアップシフトが開始されるまでに発生する可能性のある余剰スリップ回転速度を引いた第２の回転速度となったら、アップシフトを開始する。よって、エンジン１０の回転速度が過度に上昇することを抑制しながら、エンジン１０が最大トルクに近い状態で走行している場合には高い回転速度でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。

　（３）バリエータ４は、入力軸２ｂと出力軸４ｅとの変速比を無段階で変更する無段変速機構であり、ロックアップクラッチ２ａが締結されている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第１の回転速度になったら第３の回転速度までアップシフトを行い、ロックアップクラッチ２ａが解放若しくはスリップしている状態では、入力軸２ｂの回転速度が第２の回転速度になったら第３の回転速度になるまでアップシフトを行う。

　この構成によれば、有段変速機のように段階的な有段変速制御が行われる無段変速機に適用されたときにも、運転者の加速要求が大きい場合に、エンジン１０の回転速度が高い状態でアップシフトを行うことができる。したがって、運転者の意向に沿った変速を行うことができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　例えば、上記実施形態では、自動変速機２０が有段変速機のように段階的な有段変速制御が行われる無段変速機である場合について説明した。しかしながら、自動変速機２０は、有段変速制御が行われない無段変速機であってもよく、有段変速機構を有する自動変速機であってもよい。また、運転者が手動で有段変速を操作することのできる無段変速機にて、運転者がアップシフト操作を行わずにエンジン１０の回転速度が上昇して、変速機コントローラ４０が自動的にアップシフトを実行する場合にも適用可能である。

　変速機コントローラ４０が実行する各種プログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体に記憶されたものを用いてもよい。

２０　　　自動変速機
２　　　　トルクコンバータ
２ａ　　　ロックアップクラッチ
２ｂ　　　入力軸
４　　　　バリエータ（変速機構，無段変速機構）
４ｅ　　　出力軸
１０　　　エンジン（駆動源）

Claims

　動力伝達経路における駆動源の下流に配置されロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に配置され入力軸と出力軸との変速比を変更する変速機構と、を備える自動変速機であって、
　前記ロックアップクラッチが締結されている状態では、前記入力軸の回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始し、
　前記ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始し、
　前記第１所定回転速度は、前記駆動源の出力トルクが大きいほど小さい、
自動変速機。
　請求項１に記載の自動変速機であって、
　前記第１所定回転速度は、前記ロックアップクラッチの実スリップ回転速度と、アップシフトが開始されるまでに発生する可能性のある前記ロックアップクラッチの余剰スリップ回転速度と、の和である、
自動変速機。
　請求項１又は２に記載の自動変速機であって、
　前記変速機構は、前記入力軸と前記出力軸との変速比を無段階で変更する無段変速機構であり、
　前記ロックアップクラッチが締結されている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第１の回転速度になったら第３の回転速度までアップシフトを行い、
　前記ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第２の回転速度になったら前記第３の回転速度になるまでアップシフトを行う、
自動変速機。
　動力伝達経路における駆動源の下流に配置されロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に配置され入力軸と出力軸との変速比を変更する変速機構と、を備える自動変速機の制御方法であって、
　前記ロックアップクラッチが締結されている状態では、前記入力軸の回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始し、
　前記ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始し、
　前記第１所定回転速度は、前記駆動源の出力トルクが大きいほど小さい、
自動変速機の制御方法。
　動力伝達経路における駆動源の下流に配置されロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの下流に配置され入力軸と出力軸との変速比を変更する変速機構と、を備える自動変速機のコンピュータが実行可能なプログラムであって、
　前記ロックアップクラッチが締結されている状態では、前記入力軸の回転速度が第１の回転速度になったらアップシフトを開始する手順と、
　前記ロックアップクラッチが解放若しくはスリップしている状態では、前記入力軸の回転速度が前記第１の回転速度から第１所定回転速度を引いた第２の回転速度になったらアップシフトを開始する手順と、を前記コンピュータに実行させ、
　前記第１所定回転速度は、前記駆動源の出力トルクが大きいほど小さい、
プログラム。