JP4301235B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦係合装置の掴み換えによりダウンシフトを行う自動変速機の変速制御装置に係り、特に、入力軸回転速度に基づいて係合側摩擦係合装置の係合終了判定を行う際の所要時間を短縮する技術に関するものである。

複数の摩擦係合装置を選択的に係合させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させる自動変速機が自動車などに多用されている。特許文献１に記載の技術はその一例で、解放側摩擦係合装置と係合側摩擦係合装置との掴み換えによりダウンシフトを行うに当り、パワーＯＮダウンシフトであるかパワーＯＦＦダウンシフトであるかによって、摩擦係合装置の油圧の変化態様が異なっている。すなわち、パワーＯＮ時には変速中に入力軸回転速度が自ら上昇するのに対し、パワーＯＦＦ時には変速中に入力軸回転速度が自ら上昇しない。このため、パワーＯＮダウンシフトでは、解放側油圧によって入力軸回転速度の吹き上がりを抑えながらダウンシフトを行うことが一般に為され、パワーＯＦＦダウンシフトでは、解放側摩擦係合装置を早期に解放するとともに係合側油圧により入力軸回転速度を引き上げてダウンシフトを行うことが一般に為されている。また、特許文献２に示されるように、パワーＯＦＦダウンシフトの途中でアクセルがＯＮ操作される場合があるが、この場合には、係合側摩擦係合装置の油圧制御や原動機のトルク制御によって入力軸回転速度の吹き上がりを抑制しながらダウンシフトを行うことになる。

ところで、入力軸回転速度が変速後ギヤ段の同期回転速度近傍であることが判定されると、係合側摩擦係合装置の係合が終了した旨の係合終了判定を行い、油圧を最大値まで上昇させるなどして変速制御を終了するようになっている。その場合に、係合終了判定に誤判定が生じるのを防ぐため、上記判定が所定時間に亘って継続して為された場合に係合終了判定を行うようにしている。例えば、パワーＯＮダウンシフトでは、解放側油圧によって入力軸回転速度の吹き上がりを抑えながら変速が行われるため、入力軸回転速度の同期回転速度付近における停滞が、解放側油圧によるものか係合側油圧によるものか明らかでなく、解放側油圧を更に低下させても同期回転速度付近に維持されていることを確認して係合終了判定を行う必要があるため、判定時間を比較的長く設定する必要がある。
特開平９−６０７１７号公報 特開２００１−６５６８０号公報

しかしながら、このように誤判定防止のために判定時間を長く設定すると、変速時間が長くなる。このため、パワーＯＦＦダウンシフト中にアクセルがＯＮ操作されたような場合、運転者は駆動力を要求しているにも拘らず、変速に時間を要することになり、所望の駆動力が得られるようになるまでの時間が長く掛かって運転者に違和感を生じさせるという問題があった。特に、アクセルＯＮ操作に伴って原動機からのトルクを入力するための摩擦係合装置の掴み換えを必要とするギヤ段以下のギヤ段へと更にダウンシフトする多重変速判断が生じた場合、先ずは中間の中継ギヤ段へのダウンシフトを行い、中継ギヤ段への変速制御が終了した後に次の変速を行うため、上記判定時間が長いと中継ギヤ段の駆動力で停滞する時間が長くなり、上記問題が顕著になる。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、入力軸回転速度に基づいて係合側摩擦係合装置の係合が終了したことを判定して変速制御を終了する場合に、その係合終了判定に要する時間をできるだけ短縮することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、複数の摩擦係合装置を選択的に係合させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させる自動変速機に関し、解放側摩擦係合装置と係合側摩擦係合装置との掴み換えによるダウンシフトを実行させるための変速制御を行う変速制御装置において、(a) 前記ダウンシフトがパワーＯＮ状態での変速判断によるパワーＯＮダウンシフトの場合には、解放側摩擦係合装置によって前記自動変速機の入力軸回転速度の吹き上がりが抑制され、そのダウンシフトがパワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦ変速中にパワーＯＮ状態への変化に伴って切り換えられたパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトの場合には、解放側摩擦係合装置が速やかに解放されるとともに係合側摩擦係合装置の係合制御でその入力軸回転速度の吹き上がりが抑制されるように、異なる制御態様でダウンシフトを行うパワーＯＮダウンシフト変速制御手段と、(b) 前記入力軸回転速度が変速後ギヤ段の同期回転速度近傍にあることが所定時間に亘って継続して判定されると、前記係合側摩擦係合装置の係合終了判定を行うことにより前記変速制御を終了させる係合終了判定手段と、(c) 前記パワーＯＮダウンシフトであるときには前記所定時間を第１時間に設定し、前記パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトであるときには、前記所定時間を前記第１時間よりも短い第２時間に設定する判定時間設定手段と、を有することを特徴とする。
第２発明は、第１発明の自動変速機の変速制御装置において、前記第２時間は、前記パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトが中継ギヤ段への多重変速か、中継ギヤ段を経由しない多重変速か、或いは単にパワーＯＮ状態へ変化しただけの単一変速かによって異なる時間が設定されることを特徴とする。

このような自動変速機の変速制御装置においては、係合終了判定を行うに当り、パワーＯＦＦ変速中にパワーＯＮ状態への変化に伴って切り換えられたパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトの場合には、当初からパワーＯＮ状態のパワーＯＮダウンシフトの場合の第１時間よりも短い第２時間が係合終了判定のための所定時間として設定されるため、係合終了判定の誤判定を防止しつつ変速時間を短縮でき、速やかに所望の駆動力が得られるようになって運転者に違和感を生じさせることが抑制される。

すなわち、パワーＯＦＦ変速中にパワーＯＮ状態への変化に伴って切り換えられたパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトでは、パワー状態が変化しただけで変速先が同じ同一変速（ダウンシフト）が維持される場合はパワーＯＦＦの段階で解放側摩擦係合装置が解放される一方、変速先が変化する多重変速の場合には解放側摩擦係合装置の係合状態が不明で、速やかに解放されるため、何れの場合も係合側摩擦係合装置の係合制御や必要に応じて行われる動力源のトルクダウン制御等により入力軸回転速度の吹き上がりを抑制しながらダウンシフトが行われる。このため、入力軸回転速度の同期回転速度付近における停滞が解放側摩擦係合装置の係合による可能性は無く、係合側摩擦係合装置の係合によるものとして短時間（第２時間）で係合終了判定を行うことができるのである。

本発明は、車両用の自動変速機に好適に適用され、燃料の燃焼によって駆動力を発生するエンジン駆動車両や、電動モータによって走行する電気自動車など、種々の車両用自動変速機に適用され得る。自動変速機としては、例えば遊星歯車式や平行軸式など、複数のクラッチやブレーキの作動状態に応じて複数のギヤ段が成立させられる種々の自動変速機が用いられる。

摩擦係合装置としては油圧式のものが好適に用いられ、例えばソレノイド弁等による油圧制御やアキュムレータの作用などで油圧（係合力）を所定の変化パターンで変化させたり、所定のタイミングで油圧を変化させたりすることによって変速制御が行われるが、電磁式等の他の摩擦係合装置を用いることもできる。これ等の摩擦係合装置は、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合させられる単板式或いは多板式のクラッチやブレーキ、ベルト式のブレーキなどである。

本発明は、パワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦダウンシフト（第１変速）中にアクセルのＯＮ操作によりパワーＯＮ状態へ変化し、入力クラッチの掴み換えが必要なギヤ段以下へのダウンシフト判断が為された場合に、一旦中間の中継ギヤ段までダウンシフトする多重変速（第２変速）を行い、その中継ギヤ段への変速制御が終了した後に目的とする最終ギヤ段までダウンシフト（第３変速）する場合に特に有効で、中継ギヤ段の係合終了判定が短時間（第２時間）で行われることにより、その中継ギヤ段での停滞時間が短くなり、目的とする最終ギヤ段が成立するまでの変速時間が短縮されて、所望の駆動力ができるだけ速やかに得られるようになる。

本発明はまた、パワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦダウンシフト中にアクセルのＯＮ操作によりパワーＯＮ状態へ変化することにより、中継ギヤ段を経ることなく目的とするギヤ段へ更にダウンシフトする多重変速や、パワーＯＦＦダウンシフト中に単にパワーＯＮ状態へ変化しただけのパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフト、或いはパワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦアップシフト中にアクセルのＯＮ操作によりパワーＯＮ状態へ変化することによりダウンシフトする多重変速（中継ギヤ段でも可）など、パワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦ変速中にパワーＯＮ状態への変化に伴って切り換えられた種々のパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトに有効で、変速時間が短縮されることにより所望の駆動力が速やかに得られるようになる。また、このように変速時間が短縮されることにより、前記中継ギヤ段を経由する場合も含めて、その後の多重変速が抑制されるとともに、摩擦係合装置の負担が軽減されて耐久性が向上する、といった別の効果も得られる。

係合終了判定手段による係合終了判定は、例えば変速後ギヤ段の同期回転速度±所定値αの範囲内に入力軸回転速度が所定時間継続して入っているか否かを判断することによって行われ、所定値αは回転速度センサの誤差等を考慮してできるだけ小さい値を設定することが望ましい。所定のサイクルタイムで繰り返し判定を行う場合には、判定時間（第１時間、第２時間）として判定回数を設定することもできる。

判定時間設定手段によって設定される第１時間、第２時間は、予め一定値が定められても良いが、変速の種類（どのギヤ段からどのギヤ段への変速か）や変速に関与する摩擦係合装置の種類、車速、エンジン回転速度、入力軸回転速度、作動油温度、等の車両状態、運転状態などに応じて設定されるようにすることもできる。第２時間は、前記パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトの変速態様、具体的には中継ギヤ段への多重変速か、中継ギヤ段を経由しない多重変速か、或いは単にパワーＯＮ状態へ変化しただけの単一変速か、等によって異なる時間が定められても良い。

本発明は、単純なパワーＯＮダウンシフトかパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトかによって摩擦係合装置の係合、解放制御の態様が異なる場合に適用され、そのように異なる制御態様でダウンシフトを行うパワーＯＮダウンシフト変速制御手段を有して構成される。すなわち、パワーＯＮ時には変速中に入力軸回転速度が自ら上昇することから、通常のパワーＯＮダウンシフトでは、解放側油圧によって入力軸回転速度の吹き上がりを抑えながら入力軸回転速度を上昇させ、変速後ギヤ段の同期回転速度付近に達するかそれを上回ったら係合側摩擦係合装置を係合させるとともに、入力軸回転速度が吹き上がらないことを確認しながら解放側油圧を低下させるようにしてダウンシフトを行う。また、パワーＯＦＦ時には変速中に入力軸回転速度が自ら上昇しないため、解放側摩擦係合装置を早期に解放するとともに係合側油圧により入力軸回転速度を引き上げる必要があるのに対し、変速途中でパワーＯＮ状態に変化するパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトでは、同一変速では解放側の摩擦係合装置は既に解放されており、多重変速では解放側摩擦係合装置の係合状態が不明であることから速やかに解放することが望ましい。これにより、パワーＯＮに伴って入力軸回転速度は自ら速やかに上昇するようになるため、係合側摩擦係合装置の係合や動力源のトルクダウン制御等により入力軸回転速度の吹き上がりを抑制しながらダウンシフトを行うことになる。

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。
図１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型の車両用駆動装置の骨子図であり、ガソリンエンジン等の内燃機関によって構成されているエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２、自動変速機１４を経て、図示しない差動歯車装置から駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。上記エンジン１０は車両走行用の動力源で、トルクコンバータ１２は流体継手である。

自動変速機１４は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置２０を主体として構成されている第１変速部２２と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置２８を主体として構成されている第２変速部３０とを同軸線上に有し、入力軸３２の回転を変速して出力歯車３４から出力する。入力軸３２は入力部材に相当するもので、本実施例ではトルクコンバータ１２のタービン軸であり、出力歯車３４は出力部材に相当するもので、差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、自動変速機１４は中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。

上記第１変速部２２を構成している第１遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１の３つの回転要素を備えており、サンギヤＳ１が入力軸３２に連結されて回転駆動されるとともに、リングギヤＲ１が第３ブレーキＢ３を介して回転不能にケース３６に固定されることにより、キャリアＣＡ１が中間出力部材として入力軸３２に対して減速回転させられて出力する。また、第２変速部３０を構成している第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８は、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されており、具体的には、第３遊星歯車装置２８のサンギヤＳ３によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置２６のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置２８のリングギヤＲ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置２８のキャリアＣＡ３が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置２６のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。上記第２遊星歯車装置２６および第３遊星歯車装置２８は、キャリアＣＡ２およびＣＡ３が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤＲ２およびＲ３が共通の部材にて構成されており、且つ第２遊星歯車装置２６のピニオンギヤが第３遊星歯車装置２８の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。

上記第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は第１ブレーキＢ１によって選択的にケース３６に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は第２ブレーキＢ２によって選択的にケース３６に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は第１クラッチＣ１を介して選択的に前記入力軸３２に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は第２クラッチＣ２を介して選択的に入力軸３２に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は中間出力部材である前記第１遊星歯車装置２０のキャリアＣＡ１に一体的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）は前記出力歯車３４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。

上記クラッチＣ１、Ｃ２およびブレーキ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バンド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、油圧制御回路９８（図３参照）のリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ５の励磁、非励磁や図示しないマニュアルバルブによって油圧回路が切り換えられることにより、図２に示すように係合、解放状態が切り換えられ、シフトレバー７２（図３参照）の操作位置（ポジション）に応じて前進６段、後進１段の各ギヤ段が成立させられる。図２の「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」は前進の第１速ギヤ段〜第６速ギヤ段を意味しており、「Ｒｅｖ」は後進ギヤ段であり、それ等の変速比（＝入力軸回転速度Ｎ_IN／出力軸回転速度Ｎ_OUT ）は、前記第１遊星歯車装置２０、第２遊星歯車装置２６、および第３遊星歯車装置２８の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。図２の「○」は係合、空欄は解放を意味している。

上記シフトレバー７２は、例えば図４に示すシフトパターンに従って駐車ポジション「Ｐ」、後進走行ポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、前進走行ポジション「Ｄ」、「４」、「３」、「２」、「Ｌ」へ操作されるようになっており、「Ｐ」および「Ｎ」ポジションでは動力伝達を遮断するニュートラルが成立させられるが、「Ｐ」ポジションでは図示しないメカニカルパーキング機構によって機械的に駆動輪の回転が阻止される。

図３は、図１のエンジン１０や自動変速機１４などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量（アクセル開度）Ａccがアクセル操作量センサ５１により検出されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Ａccは出力要求量に相当する。また、エンジン１０の吸気配管には、スロットルアクチュエータ５４によって開度θ_THが変化させられる電子スロットル弁５６が設けられている。この他、エンジン１０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン１０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、吸入空気の温度Ｔ_A を検出するための吸入空気温度センサ６２、上記電子スロットル弁５６の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットルセンサ６４、車速Ｖに対応する出力歯車３４の回転速度（出力軸回転速度に相当）Ｎ_OUT を検出するための車速センサ６６、エンジン１０の冷却水温Ｔ_W を検出するための冷却水温センサ６８、フットブレーキ操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ７０、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ７４、タービン回転速度ＮＴを検出するためのタービン回転速度センサ７６、油圧制御回路９８内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_OIL を検出するためのＡＴ油温センサ７８、イグニッションスイッチ８２などが設けられており、それらのセンサから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度Ｔ_A 、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ（出力軸回転速度Ｎ_OUT ）、エンジン冷却水温Ｔ_W 、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、タービン回転速度ＮＴ、ＡＴ油温Ｔ_OIL 、イグニッションスイッチ８２の操作位置などを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。上記タービン回転速度ＮＴは、入力部材である入力軸３２の回転速度（入力軸回転速度Ｎ_IN）と同じである。

油圧制御回路９８は、自動変速機１４の変速制御に関して図５に示す回路を備えている。図５において、オイルポンプ４０から圧送された作動油は、リリーフ型の第１調圧弁１００により調圧されることによって第１ライン圧ＰＬ１とされる。オイルポンプ４０は、例えば前記エンジン１０によって回転駆動される機械式ポンプである。第１調圧弁１００は、タービントルクＴ_T すなわち自動変速機１４の入力トルクＴ_IN、或いはその代用値であるスロットル弁開度θ_THに応じて第１ライン圧ＰＬ１を調圧するもので、その第１ライン圧ＰＬ１は、シフトレバー７２に連動させられるマニュアルバルブ１０４に供給される。そして、シフトレバー７２が「Ｄ」ポジション等の前進走行ポジションへ操作されているときには、このマニュアルバルブ１０４から第１ライン圧ＰＬ１と同じ大きさの前進ポジション圧Ｐ_D がリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ５へ供給される。リニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ５は、それぞれ前記クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３に対応して配設されており、電子制御装置９０から出力される駆動信号に従ってそれぞれ励磁状態が制御されることにより、それ等の係合油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2、Ｐ_B1、Ｐ_B2、Ｐ_B3がそれぞれ独立に制御され、これにより第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第６速ギヤ段「６ｔｈ」の何れかを択一的に成立させることができる。リニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ５は何れも大容量型で、出力油圧がそのままクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３に供給され、それ等の係合油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2、Ｐ_B1、Ｐ_B2、Ｐ_B3を直接制御する直接圧制御が行われる。

前記電子制御装置９０は、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、図６に示すようにエンジン制御手段１２０および変速制御手段１３０の各機能を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。

エンジン制御手段１２０は、エンジン１０の出力制御を行うもので、前記スロットルアクチュエータ５４により電子スロットル弁５６を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射弁９２（図３参照）を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置９４を制御する。電子スロットル弁５６の制御は、例えば図７に示す関係から実際のアクセル操作量Ａccに基づいてスロットルアクチュエータ５４を駆動し、アクセル操作量Ａccが増加するほどスロットル弁開度θ_THを増加させる。また、エンジン１０の始動時には、スタータ（電動モータ）９６によってクランキングする。

変速制御手段１３０は、自動変速機１４の変速制御を行うもので、例えば図８に示す予め記憶された変速線図（変速マップ）から実際のスロットル弁開度θ_THおよび車速Ｖに基づいて自動変速機１４の変速すべきギヤ段を決定し、すなわち現在のギヤ段から変速先のギヤ段への変速判断を実行し、その決定されたギヤ段への変速作動を開始させる変速出力を実行するとともに、駆動力変化などの変速ショックが発生したりクラッチＣやブレーキＢの摩擦材の耐久性が損なわれたりすることがないように、油圧制御回路９８のリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ５の励磁状態を連続的に変化させる。前記図２から明らかなように、本実施例の自動変速機１４は、クラッチＣおよびブレーキＢの何れか１つを解放するとともに他の１つを係合させるクラッチツークラッチ変速により、連続するギヤ段の変速が行われるようになっている。図８の実線はアップシフト線で、破線はダウンシフト線であり、車速Ｖが低くなったりスロットル弁開度θ_THが大きくなったりするに従って、変速比が大きい低速側のギヤ段に切り換えられるようになっており、図中の「１」〜「６」は第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第６速ギヤ段「６ｔｈ」を意味している。

そして、シフトレバー７２が「Ｄ」ポジションへ操作されると、総ての前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」を用いて自動的に変速する最上位のＤレンジ（自動変速モード）が成立させられる。また、シフトレバー７２が「４」〜「Ｌ」ポジションへ操作されると、４、３、２、Ｌの各変速レンジが成立させられる。４レンジでは第４速ギヤ段「４ｔｈ」以下の前進ギヤ段で変速制御が行われ、３レンジでは第３速ギヤ段「３ｒｄ」以下の前進ギヤ段で変速制御が行われ、２レンジでは第２速ギヤ段「２ｎｄ」以下の前進ギヤ段で変速制御が行われ、Ｌレンジでは第１速ギヤ段「１ｓｔ」に固定される。したがって、例えばＤレンジの第６速ギヤ段「６ｔｈ」で走行中に、シフトレバー７２を「Ｄ」ポジションから「４」ポジション、「３」ポジション、「２」ポジションへ操作すると、変速レンジがＤ→４→３→２へ切り換えられて、第６速ギヤ段「６ｔｈ」から第４速ギヤ段「４ｔｈ」、第３速ギヤ段「３ｒｄ」、第２速ギヤ段「２ｎｄ」へ強制的にダウンシフトさせられ、手動操作でギヤ段を変更することができる。

このような自動または手動による自動変速機１４の変速制御は、係合側油圧や解放側油圧を予め定められた変化パターンに従って変化させたり、所定の変化タイミングで変化させたりすることによって行われ、この変化パターンや変化タイミング等の制御態様は、クラッチＣおよびブレーキＢの耐久性や変速応答性、変速ショック等を総合的に考慮して、アップシフトかダウンシフトか、パワーＯＮ状態かパワーＯＦＦ状態か、或いは多重変速か単一変速か、等の変速の態様に応じて定められる。

図６において、変速制御手段１３０が備えているパワーＯＮダウンシフト変速制御手段１３２は、パワーＯＮダウンシフト時の解放側および係合側摩擦係合装置（前記クラッチＣおよびブレーキＢ）の油圧制御に関するもので、パワーＯＮ状態での変速判断による単純なパワーＯＮダウンシフトである場合と、パワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦダウンシフト中にアクセルＯＮ操作（アクセルペダル５０の踏み込み操作）によりパワーＯＮ状態となったパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトである場合とに分けて定められている。パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトとしては、(i) 中継ギヤ段への多重変速、(ii)中継ギヤ段を経由しない多重変速、(iii) 単にパワー状態が変化しただけの単一変速を含む。

そして、上記パワーＯＮダウンシフトでは、変速中にタービン回転速度ＮＴが自ら上昇することから、解放側油圧によってタービン回転速度ＮＴの吹き上がりを抑えながらタービン回転速度ＮＴを上昇させ、変速後ギヤ段の同期回転速度付近に達するかそれを上回ったら係合側摩擦係合装置を係合させるとともに、タービン回転速度ＮＴが吹き上がらないことを確認しながら解放側油圧を低下させるようにしてダウンシフトを行う。例えば図１０の４→２ダウンシフトは、中継ギヤ段である第４速ギヤ段「４ｔｈ」から第２速ギヤ段「２ｎｄ」へのダウンシフトであるが、第４速ギヤ段「４ｔｈ」への変速が完全に終了してから行われるため、単純なパワーＯＮダウンシフトの一例である。

ここで、図１０のタービン回転速度ＮＴの欄の縦軸の目盛り「２ｎｄ」、「４ｔｈ」、「５ｔｈ」、「６ｔｈ」は、それ等のギヤ段の同期回転速度で、車速すなわち出力軸回転速度Ｎ_OUT と各ギヤ段の変速比とを掛け算することによって求められ、タービン回転速度ＮＴがそれ等の同期回転速度と一致する場合は、そのギヤ段が成立していることを意味しており、それ等の同期回転速度の中間に位置している場合は変速途中であることを意味している。また、油圧指示値ＳＰＢ３、ＳＰＣ１、ＳＰＢ１、ＳＰＣ２は、それぞれ第３ブレーキＢ３の油圧Ｐ_B3、第１クラッチＣ１の油圧Ｐ_C1、第１ブレーキＢ１の油圧Ｐ_B1、第２クラッチＣ２の油圧Ｐ_C2に対応するもので、それ等の油圧を制御するリニアソレノイド弁ＳＬ５、ＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ２の励磁電流に対応し、実際の油圧Ｐ_B3、Ｐ_C1、Ｐ_B1、Ｐ_C2は、その油圧指示値ＳＰＢ３、ＳＰＣ１、ＳＰＢ１、ＳＰＣ２よりも遅れて且つなまされた形で変化する。

図１０において、時間ｔ₅ は４→２ダウンシフト指令が出力された時間で、それに伴って解放側摩擦係合装置である第２クラッチＣ２が解放制御されるとともに、係合側摩擦係合装置である第１ブレーキＢ１が所定のタイミングで係合制御される。具体的には、パワーＯＮダウンシフトではタービン回転速度ＮＴが自ら上昇するため、第２クラッチＣ２の油圧指示値ＳＰＣ２は、タービン回転速度ＮＴが所定の勾配で上昇するように徐々に低下させられ、タービン回転速度ＮＴが変速後ギヤ段である第２速ギヤ段「２ｎｄ」の同期回転速度ｎｔｄｏｋｉ２付近に達するかそれを上回ったら、油圧指示値ＳＰＢ１を上昇させて第１ブレーキＢ１を係合させるとともに、タービン回転速度ＮＴが吹き上がらないことを確認しながら油圧指示値ＳＰＣ２を低下させて第２クラッチＣ２を解放する。

次に、前記パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトの３種類の態様の油圧制御について説明する。
(i) 中継ギヤ段への多重変速
中継ギヤ段への多重変速は、パワーＯＦＦダウンシフト（第１変速）中にアクセルＯＮ操作によりパワーＯＮ状態へ変化し、入力クラッチ（前記自動変速機１４ではクラッチＣ１、Ｃ２）の掴み換えが必要なギヤ段以下へのダウンシフト判断が為された場合に、一旦中間の中継ギヤ段までダウンシフトする多重変速（第２変速）を行い、その中継ギヤ段への変速制御が終了した後に目的とする最終ギヤ段までダウンシフト（第３変速）する場合に、その中継ギヤ段へダウンシフトする際の変速である。図１０のタイムチャートはその一例で、パワーＯＦＦの６→５ダウンシフト（第１変速）の変速中にアクセルＯＮ操作により５→２ダウンシフト判断が為されるが、４つのクラッチＣやブレーキＢの係合状態を切り換える必要があることから、中継ギヤ段として第４速ギヤ段「４ｔｈ」を設定し、一旦５→４ダウンシフト（第２変速）を行い、第４速ギヤ段「４ｔｈ」への変速が終了した後に４→２ダウンシフト（第３変速）を行って、目的とする第２速ギヤ段「２ｎｄ」までダウンシフトする場合で、その中の５→４ダウンシフト（第２変速）がパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトである。

この場合に、５→４ダウンシフト指令が出力された時間ｔ₂ では、解放側摩擦係合装置である第３ブレーキＢ３の係合状態が明らかでないため、その第３ブレーキＢ３を直ちに解放するように油圧指示値ＳＰＢ３を所定の勾配で速やかに低下させる。そして、このように解放側摩擦係合装置である第３ブレーキＢ３が解放されると、タービン回転速度ＮＴはエンジン１０の出力増大に伴って自ら速やかに上昇するため、変速後ギヤ段である第４速ギヤ段「４ｔｈ」の同期回転速度ｎｔｄｏｋｉ４付近に達したら、係合側摩擦係合装置である第１クラッチＣ１の係合制御（油圧指示値ＳＰＣ１の制御）で吹き上がりを抑制しながらダウンシフトを行う。その場合に、変速ショックや過度の吹き上がりを防止するため、エンジン１０の電子スロットル弁５６を閉じ制御するなどのトルクダウン制御が併せて行われる。

(ii)中継ギヤ段を経由しない多重変速
中継ギヤ段を経由しない多重変速は、パワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦダウンシフト（第１変速）中にアクセルのＯＮ操作によりパワーＯＮ状態へ変化することにより、中継ギヤ段を経ることなく目的とするギヤ段へ更にダウンシフトする多重変速（第２変速）である。例えば前記図１０において、パワーＯＦＦの６→５ダウンシフト（第１変速）中にアクセルＯＮ操作によりパワーＯＮ状態へ変化し、５→４ダウンシフト判断が為されることにより、直ちにその５→４ダウンシフト（第２変速）を行う場合で、中継ギヤ段へのダウンシフトとして５→４ダウンシフトを行う場合（図１０）と実質的に同じ変速制御が行われる。

(iii) 単にパワー状態が変化しただけの単一変速
単にパワー状態が変化しただけの単一変速は、パワーＯＦＦダウンシフト中に単にパワーＯＮ状態へ変化しただけのパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトで、例えば図１１の６→５ダウンシフトはその一例であり、パワーＯＦＦの６→５ダウンシフトの変速中に、時間ｔ₂ でアクセルＯＮ操作されることによりパワーＯＮ状態となった場合である。時間ｔ₁ でパワーＯＦＦの６→５ダウンシフト指令が出力されることにより、解放側摩擦係合装置である第１ブレーキＢ１の油圧指示値ＳＰＢ１は比較的速やかに低下させられ、第１ブレーキＢ１が解放されるため、パワーＯＦＦ→ＯＮに伴ってタービン回転速度ＮＴが上昇する際に、第１ブレーキＢ１によりタービン回転速度ＮＴの吹き上がりを抑制することはできない。このため、前記図１０のパワーＯＮの５→４ダウンシフトと同様に、係合側摩擦係合装置である第３ブレーキＢ３の係合制御（油圧指示値ＳＰＢ３の制御）でタービン回転速度ＮＴの吹き上がりを抑制しながらダウンシフトを行うことになる。その場合に、変速ショックや過度の吹き上がりを防止するため、エンジン１０の電子スロットル弁５６を閉じ制御するなどのトルクダウン制御が併せて行われる。

図６に戻って、前記変速制御手段１３０はまた、上記パワーＯＮダウンシフト変速制御手段１３２に関連して、タービン回転速度ＮＴが変速後ギヤ段における同期回転速度付近に所定時間継続して保持されているか否かにより係合終了判定を行うため、係合終了判定手段１３４および判定回数設定手段１３６を備えており、図９のフローチャートに従って信号処理を行うようになっている。図９のステップＳ１〜Ｓ４は判定回数設定手段１３６に相当し、ステップＳ５は係合終了判定手段１３４に相当し、ステップＳ６は前記パワーＯＮダウンシフト変速制御手段１３２によって実行される。なお、判定回数設定手段１３６は判定時間設定手段に相当する。

図９は、ダウンシフトの実行中で且つアクセルペダル５０が踏み込み操作されたパワーＯＮ時、すなわちアイドルスイッチがＯＦＦの時で、実質的に前記パワーＯＮダウンシフト変速制御手段１３２による変速制御の実行中に実行される。ステップＳ１では、今回の変速がパワーＯＦＦ→ＯＮ変速か否か、言い換えれば前記(iii) の単にパワー状態が変化しただけの単一変速か否かを判断し、パワーＯＦＦ→ＯＮ変速であればステップＳ４でパワーＯＦＦ→ＯＮ時の係合終了判定回数Ｎoffon を設定する。ステップＳ１の判断がＮＯ（否定）の場合はステップＳ２を実行し、今回の変速がパワーＯＦＦ→ＯＮ多重変速か否か、言い換えれば前記(i) の中継ギヤ段への多重変速、および(ii)中継ギヤ段を経由しない多重変速の何れかであるか否かを判断する。そして、それ等のパワーＯＦＦ→ＯＮ多重変速の場合には、同じくステップＳ４でパワーＯＦＦ→ＯＮ時の係合終了判定回数Ｎoffon を設定する。なお、ステップＳ１とステップＳ２とを区別することなく、多重変速を含めてパワーＯＦＦ→ＯＮ変速か否かを判断してステップＳ４を実行するようにしても良い。

上記係合終了判定回数Ｎoffon は、ステップＳ５において所定のサイクルタイムで繰り返し係合終了判定を行う際に連続して係合終了判定条件を満たす回数で、実質的に係合終了判定条件を満足する継続時間に対応し、請求項１の第２時間に相当する。ここで、(i) 中継ギヤ段への多重変速、(ii)中継ギヤ段を経由しない多重変速、(iii) 単にパワー状態が変化しただけの単一変速は、何れも係合側摩擦係合装置の係合制御やエンジン１０のトルクダウン制御によりタービン回転速度ＮＴの吹き上がりを抑制しながらダウンシフトが行われるため、タービン回転速度ＮＴの変速後ギヤ段における同期回転速度付近における停滞が解放側油圧による可能性は無く、係合側摩擦係合装置の係合によるものと判断できるため、比較的短時間で係合終了判定を行うことができ、係合終了判定回数Ｎoffon も比較的小さな値が設定される。この係合終了判定回数Ｎoffon は、一定値が定められても良いが、本実施例ではどのギヤ段からどのギヤ段への変速かを表す変速の種類に応じて異なる値が設定されるようになっている。

前記ステップＳ１、Ｓ２の判断が何れもＮＯ（否定）の場合、すなわちパワーＯＮ状態でダウンシフト判断が為されたパワーＯＮダウンシフトの場合には、ステップＳ３でパワーＯＮ時の係合終了判定回数Ｎonを設定する。この係合終了判定回数Ｎonは、前記係合終了判定回数Ｎoffon と同じくステップＳ５において所定のサイクルタイムで繰り返し係合終了判定を行う際に連続して係合終了判定条件を満たす回数で、実質的に係合終了判定条件を満足する継続時間に対応し、請求項１の第１時間に相当する。ここで、パワーＯＮ状態でダウンシフト判断が為されたパワーＯＮダウンシフトは、解放側油圧によってタービン回転速度ＮＴの吹き上がりを抑えながらタービン回転速度ＮＴを上昇させ、変速後ギヤ段の同期回転速度付近に達するかそれを上回ったら係合側摩擦係合装置を係合させるとともに、タービン回転速度ＮＴが吹き上がらないことを確認しながら解放側油圧を低下させるようにしてダウンシフトが行われる。このように、タービン回転速度ＮＴの変速後ギヤ段における同期回転速度付近における停滞が、解放側油圧によるものか係合側油圧によるものか明らかでなく、タービン回転速度ＮＴが同期回転速度付近に維持されていることを確認しながら解放側油圧を低下させる必要があることから、係合終了判定に比較的長時間を必要とし、係合終了判定回数Ｎonとしては前記係合終了判定回数Ｎoffon よりも大きな値が設定される。この係合終了判定回数Ｎonは、一定値が定められても良いが、本実施例ではどのギヤ段からどのギヤ段への変速かを表す変速の種類に応じて異なる値が設定されるようになっている。

ステップＳ５では、タービン回転速度ＮＴが次式(1) の係合終了判定条件を満足するか否かを判断するとともに、係合終了判定が為されるまでステップＳ１以下が所定のサイクルタイムで繰り返し実行されることにより、その(1) 式の係合終了判定条件を満足するか否かの判断を繰り返す。そして、その(1) 式の係合終了判定条件を連続して満足する回数をカウントアップし、その回数が前記ステップＳ３またはＳ４で設定された係合終了判定回数ＮonまたはＮoffon に達したら、係合側摩擦係合装置が係合した旨の係合終了判定を行う。(1) 式のｎｔｄｏｋｉは変速後ギヤ段の同期回転速度で、αはタービン回転速度センサ７６の検出誤差等に基づいて定められた定数であり、実質的にタービン回転速度ＮＴが同期回転速度ｎｔｄｏｋｉに保持されているか否かを判断する。
ｎｔｄｏｋｉ＋α≧ＮＴ≧ｎｔｄｏｋｉ−α ・・・(1)

上記ステップＳ５で係合終了判定が為されると、ステップＳ６で変速終了処理を実行し、係合側油圧を最大値ＭＡＸまで上昇させたり、必要に応じてエンジン１０に関する変速時のトルクダウン制御等を終了させる。図１０の実線は、パワーＯＦＦ→ＯＮによる５→４ダウンシフト時にステップＳ４でパワーＯＦＦ→ＯＮ時の係合終了判定回数Ｎoffon が設定され、その係合終了判定回数Ｎoffon に基づいて時間ｔ₄ で係合終了判定が行われた場合であり、時間ｔ₃ 〜ｔ₄ が上記(1) 式を満足している時間で、係合終了判定回数Ｎoffon に対応する。そして、その係合終了判定に伴い変速終了処理が行われた後の時間ｔ₅ で、目的とする第２速ギヤ段「２ｎｄ」への４→２ダウンシフト指令が出力され、その４→２ダウンシフトが開始される。その場合に、パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフト（多重変速を含む）か、単純なパワーＯＮダウンシフトかを区別することなく、パワーＯＮダウンシフトとして一律に前記係合終了判定回数Ｎonを用いて係合終了判定が行われると、係合終了判定回数Ｎoffon との差（Ｎon−Ｎoffon ）に相当する時間だけ４→２ダウンシフト指令が遅くなり（図１０の括弧書きの４→２参照）、タービン回転速度ＮＴの変化も破線で示すように遅くなって、最終的な変速終了時間が本実施例の変速終了時間ｔ₆ よりも遅くなる。

図１１に示すパワーＯＦＦ→ＯＮの６→５ダウンシフトについても、ステップＳ４でパワーＯＦＦ→ＯＮ時の係合終了判定回数Ｎoffon が設定され、その係合終了判定回数Ｎoffon に基づいて係合終了判定が行われるため、係合終了判定回数Ｎonとの差（Ｎon−Ｎoffon ）に相当する時間だけ係合終了判定時間ｔ₄ が前出しされ、それに伴って変速終了時間ｔ₅ も早くなる。

このように本実施例の変速制御装置によれば、ステップＳ５で係合終了判定を行うに当り、パワーＯＦＦダウンシフト中にパワーＯＮ状態への変化に伴って切り換えられたパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフト（多重変速を含む）の場合には、当初からパワーＯＮ状態の単純なパワーＯＮダウンシフトの場合の係合終了判定回数Ｎonよりも少ない係合終了判定回数Ｎoffon が設定されるため、係合終了判定の誤判定を防止しつつ変速時間を短縮でき、速やかに所望の駆動力が得られるようになって運転者に違和感を生じさせることが抑制される。特に、図１０のように中継ギヤ段である第４速ギヤ段「４ｔｈ」へダウンシフトする際に、係合終了判定回数Ｎoffon に基づいて係合終了判定が為されると、係合終了判定回数Ｎonとの差（Ｎon−Ｎoffon ）に相当する時間だけ４→２ダウンシフト指令が早く出力されるようになり、中継ギヤ段である第４速ギヤ段「４ｔｈ」に停滞している時間が短縮されるとともに、第２速ギヤ段「２ｎｄ」がそれだけ早く成立させられ、優れた加速応答性が得られるようになる。

また、このように変速時間が短縮されると、その後の多重変速が抑制されるとともに、摩擦係合装置の負担が軽減されて耐久性が向上する、といった別の効果も得られる。

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、これ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。

本発明が適用された車両用駆動装置の骨子図である。 図１の自動変速機の各ギヤ段を成立させるためのクラッチおよびブレーキの係合、解放状態を説明する図である。 図１の実施例の車両に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。 図３のシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。 図３の油圧制御回路のうち自動変速機の変速制御に関連する部分の構成を説明する回路図である。 図３の電子制御装置が備えている機能を説明するブロック線図である。 図６のエンジン制御手段によって行われるスロットル制御で用いられるアクセル操作量Ａccとスロットル弁開度θ_THとの関係の一例を示す図である。 図６の変速制御手段によって行われる自動変速機の変速制御で用いられる変速線図（マップ）の一例を示す図である。 図６の係合終了判定手段および判定回数設定手段の処理内容を具体的に説明するフローチャートである。 パワーＯＦＦの６→５ダウンシフトの変速中にパワーＯＮとなり、一旦第４速ギヤ段まで変速した後に目的とする第２速ギヤ段まで更に変速する場合に、５→４ダウンシフトの係合終了判定が図９のフローチャートに従って行われた場合のタイムチャートの一例である。 パワーＯＦＦの６→５ダウンシフトの変速中にパワーＯＮとなっても、その６→５ダウンシフトが継続される場合に、係合終了判定が図９のフローチャートに従って行われた場合のタイムチャートの一例である。

符号の説明

１４：自動変速機 ９０：電子制御装置 １３０：変速制御手段 １３２：パワーＯＮダウンシフト変速制御手段 １３４：係合終了判定手段 １３６：判定回数設定手段（判定時間設定手段） ＮＴ：タービン回転速度（入力軸回転速度） Ｃ１、Ｃ２：クラッチ（摩擦係合装置） Ｂ１〜Ｂ３：ブレーキ（摩擦係合装置） Ｎon：係合終了判定回数（第１時間） Ｎoffon ：係合終了判定回数（第２時間）

Claims (2)

1. 複数の摩擦係合装置を選択的に係合させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させる自動変速機に関し、解放側摩擦係合装置と係合側摩擦係合装置との掴み換えによるダウンシフトを実行させるための変速制御を行う変速制御装置において、
   前記ダウンシフトがパワーＯＮ状態での変速判断によるパワーＯＮダウンシフトの場合には、解放側摩擦係合装置によって前記自動変速機の入力軸回転速度の吹き上がりが抑制され、該ダウンシフトがパワーＯＦＦ状態での変速判断によるパワーＯＦＦ変速中にパワーＯＮ状態への変化に伴って切り換えられたパワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトの場合には、解放側摩擦係合装置が速やかに解放されるとともに係合側摩擦係合装置の係合制御で該入力軸回転速度の吹き上がりが抑制されるように、異なる制御態様でダウンシフトを行うパワーＯＮダウンシフト変速制御手段と、
   前記入力軸回転速度が変速後ギヤ段の同期回転速度近傍にあることが所定時間に亘って継続して判定されると、前記係合側摩擦係合装置の係合終了判定を行うことにより前記変速制御を終了させる係合終了判定手段と、
   前記パワーＯＮダウンシフトであるときには前記所定時間を第１時間に設定し、前記パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトであるときには、前記所定時間を前記第１時間よりも短い第２時間に設定する判定時間設定手段と、
   を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 前記第２時間は、前記パワーＯＦＦ→ＯＮダウンシフトが中継ギヤ段への多重変速か、中継ギヤ段を経由しない多重変速か、或いは単にパワーＯＮ状態へ変化しただけの単一変速かによって異なる時間が設定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。

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