(57)【要約】【課題】アクセルＯＦＦ後のスリップ領域におけるアップシフトを禁止して、デファレンシャルギヤの焼き付きを確実に防止できる自動変速機の制御装置を提供する。【解決手段】少なくともアクセル開度と出力軸回転数とから変速段を選択し、その変速段に制御する自動変速機であって、出力軸回転数の時間変化率が所定値以上であるとき、高速段へのアップシフトを禁止することで、デファレンシャルギヤの焼き付きを防止する。一方、アクセル開度が全閉であって、かつ出力軸回転数の時間変化率の上昇を検出したとき、タイヤグリップ復帰と判断して高速段へのアップシフト禁止を解除し、通常の変速制御に戻す。そのため、アップシフト禁止中にアクセルペダルを再踏み込みした時、出力軸回転数の時間変化率が上昇するまでアップシフト禁止を継続するので、デファレンシャルギヤの焼き付きを確実に防止できる。【選択図】      図７
2010054040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアクセル開度と出力軸回転数とから変速段を選択し、その変速段に自動的に制御する自動変速機において、
出力軸回転数の時間変化率が所定値以上であるとき、高速段への変速を禁止するアップシフト禁止手段と、
アクセル開度が全閉であって、かつ出力軸回転数の時間変化率の上昇を検出したとき、前記アップシフト禁止手段による高速段への変速禁止を解除し、通常の変速制御に戻す解除手段、とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機の制御装置、特に少なくともアクセル開度と出力軸回転数（車速）とから変速段を選択する自動変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動変速機を搭載した車両の場合、自動変速機の出力軸はデファレンシャルギヤと呼ばれる差動装置を介して車輪に連結されている。デファレンシャルギヤは、カーブ走行時などに左右の駆動車輪の回転数差を吸収し、円滑な走行を実現する装置である。ところが、片側の車輪が低μの路面上にあってスリップした場合、反対側の車輪との抵抗差が大きくなり、さらにスリップが増大するという問題がある。その結果、左右の車輪の差回転が上昇し、デファレンシャルギヤやドライブシャフトの焼付きが発生するおそれがある。
【０００３】
このような問題を解決するため、特許文献１のように、タイヤスリップが発生したと推定される条件下でアップシフトを禁止する制御を行う自動変速機の制御装置が提案されている。この制御装置は、アクセル開度と車速（出力軸回転数）とから変速段を選択する自動変速機において、アクセルペダルが踏み込まれ（アクセルＯＮ）、かつ車速の時間変化率が所定値以上であるとき、高速段への変速を禁止（アップシフト禁止）するものである。アクセルペダルから足を離すこと（アクセルＯＦＦ）又はブレーキペダルが踏み込まれたこと（ブレーキＯＮ）を検知すると、アップシフト禁止が解除され、通常の変速制御に戻る。
【０００４】
図８は、Ｄレンジで走行中にタイヤスリップが発生した場合の出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度、アップシフト禁止制御の時間変化を示したものである。アクセルＯＦＦ（アクセル全閉）状態で走行している状態でアクセルペダルを踏み込む（アクセルＯＮ）と、出力軸回転数が上昇し、出力軸回転数の時間変化率も上昇する。そのため、出力軸回転数の時間変化率が所定値を越えた時点ｔ１でアップシフト禁止制御が開始される。時刻ｔ２でアクセルＯＦＦすると、出力軸回転数は上限値から徐々に低下しはじめ、出力軸回転数の時間変化率はマイナスの領域まで急激に低下する。この時のアクセルＯＦＦ信号によって、タイヤスリップが解消したものと判断し、アップシフト禁止制御が解除され、通常の変速制御に戻る。時刻ｔ３で出力軸回転数は一定値まで低下した後、その回転数を維持する。図８では時刻ｔ２でアクセルＯＦＦとした時、アップシフトが許可されるが、その後もアクセルＯＦＦ状態を維持しているため、タイヤスリップが自然に解消（グリップ復帰）され、焼き付きの問題はない。
【０００５】
図９は、時刻ｔ２でアクセルＯＦＦとした後に、アクセルペダルを再踏み込みした場合の制御方法である。時刻ｔ２でアクセルＯＦＦ（アクセル全閉）とすると、アップシフト禁止制御が解除され、アップシフト可能になる。そして、時刻ｔ３で再びアクセルペダルが踏み込まれる（アクセルＯＮ）と、アップシフト禁止制御が開始される。しかし、一旦アップシフトした後にアップシフト禁止となるため、スリップ発生時より出力軸回転数が高回転状態となり、デファレンシャルギヤやドライブシャフトの焼付きが発生する可能性がある。つまり、従来の制御では、アクセルＯＦＦ後もタイヤスリップが継続しているにも拘わらず、アクセルＯＦＦによってタイヤスリップが解消（グリップ復帰）したものと判断してアップシフト禁止制御を解除しているため、アクセルペダルを再踏み込みした場合などに焼き付きの問題が発生する懸念がある。
【０００６】
前記制御では、アクセルＯＦＦ信号によってアップシフト禁止制御を解除するようにしたが、出力軸回転数の時間変化率が所定値より低くなった時点でアップシフト禁止制御を解除する場合でも同様の問題が発生する。また、アクセルＯＦＦの後、所定時間（例えば１０秒）だけ遅延時間を設けた後でアップシフト禁止制御を解除する方法もあるが、遅延時間は走行条件によって変動するので、適正値を定めるのは困難である。遅延時間が長過ぎると、スリップ終了後の走行性能を悪化させる懸念がある。
【特許文献１】特開平６−５８８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、アクセルＯＦＦ後のスリップ領域におけるアップシフトを禁止して、デファレンシャルギヤの焼き付きを確実に防止できる自動変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、少なくともアクセル開度と出力軸回転数とから変速段を選択し、その変速段に自動的に制御する自動変速機において、出力軸回転数の時間変化率が所定値以上であるとき、高速段への変速を禁止するアップシフト禁止手段と、アクセル開度が全閉であって、かつ出力軸回転数の時間変化率の上昇を検出したとき、前記アップシフト禁止手段による高速段への変速禁止を解除し、通常の変速制御に戻す解除手段、とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置を提供する。
【０００９】
従来の制御方法では、タイヤのグリップ復帰を検出せずに、アクセルＯＦＦによってアップシフト禁止制御の解除を行うため、アクセルペダルを再踏み込みした場合などに焼き付きの問題が発生する懸念がある。これに対し、本発明では、アクセルＯＦＦに加えて、出力軸回転数の時間変化率の上昇という条件を解除条件に追加している。すなわち、自動変速機の出力軸回転数の時間変化率をモニターし、その時間変化率が低下から上昇に転じた時をグリップ復帰と判定している。車輪がスリップした状態でアクセルＯＦＦすると、出力軸回転数は急速に低下するが、車輪がグリップ状態に復帰すると、車輪と路面との摩擦力により出力軸回転数が上昇するので、グリップ復帰を正確に捉えることができる。このようにアクセルＯＦＦしても、即座にアップシフト禁止制御を解除せず、出力軸回転数の時間変化率を解除条件に追加することで、スリップ時のアップシフト禁止制御の実施領域を増大させることができる。そのため、アクセルＯＦＦの後でアクセルペダルを再踏み込みした場合でも、グリップ復帰を検出するまでアップシフト禁止制御を継続するため、低速段状態を保持でき、デファレンシャルギヤの焼き付きを確実に防止できる。また、タイヤスリップ後のグリップ復帰タイミングを確実に捉えてアップシフト禁止制御を解除するので、遅延時間を設けてアップシフト禁止制御を解除する場合のような走行性能の悪化を防止できる。
【００１０】
なお、高速段への変速を禁止するアップシフト禁止制御の開始条件としては、出力軸回転数の時間変化率が所定値以上であるときだけでなく、Ｄレンジ、アクセルＯＮ（アクセルペダル踏み込み）、ブレーキＯＦＦ（ブレーキペダル解放）などの条件を追加してもよい。また、アクセルペダルとブレーキペダルを同時に踏に込むことは通常考えられないので、アップシフト禁止制御の解除条件として、アクセルＯＦＦに代えてブレーキＯＮを条件としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、アップシフト禁止制御の解除条件として、アクセルＯＦＦに加えて、出力軸回転数の時間変化率の上昇という条件を追加したので、車輪がグリップ状態に復帰したことを正確に捉えることができ、アクセルＯＦＦ後のスリップ領域でのアップシフトを防止でき、デファレンシャルギヤの焼き付きを確実に防止できる。また、グリップ復帰に対応してアップシフト禁止制御が解除されるので、走行性能の悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明にかかる自動変速機を搭載した車両のシステムの一例を示す。エンジン１の出力は自動変速機２のトルクコンバータ３を経て変速機構４に伝達され、さらに変速機構４はドライブシャフト５を介して車輪６に連結されている。油圧制御装置７は変速制御用ソレノイドバルブを備えており、そのソレノイドバルブをＡＴコントローラ２０で制御することにより、変速機構４に内蔵されている各種係合要素の油圧を走行状態に応じて制御している。なお、油圧制御装置７には、変速制御用ソレノイドバルブの他に、ロックアップクラッチ制御用やライン圧制御用などの別のソレノイドバルブを設けてもよい。
【００１４】
ＡＴコントローラ２０には、センサ２１〜２５からエンジン回転数、アクセル開度、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｌなどのシフト位置、出力軸回転数、ブレーキ信号などの各信号が入力されている。ＡＴコントローラ２０のメモリには、変速マップ、変速制御用プログラムなどが格納され、車速（出力軸回転数）とアクセル開度とから変速マップによって変速段を決定し、その変速段で締結すべき係合要素を締結するべく油圧制御装置７を制御している。なお、変速段の決定に際し、車速とアクセル開度だけでなく、モード（例えばノーマルモード、スポーツモード）などの他の要素を加味して変速段を決定してもよい。
【００１５】
図２は変速機構４の一例を示す。この実施例の変速機構４は、変速機構４は、トルクコンバータ３を介してエンジン動力が伝達される入力軸１０、摩擦係合要素である３個のクラッチＣ１〜Ｃ３および２個のブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウエイクラッチＦ、ラビニヨウ型遊星歯車装置１１、デファレンシャルギヤ１４などを備えている。遊星歯車装置１１のフォワードサンギヤ１１ａと入力軸１０とはクラッチＣ１を介して連結されており、リヤサンギヤ１１ｂと入力軸１０とはクラッチＣ２を介して連結されている。フォワードサンギヤ１１ａはブレーキＢ１を介して変速機ケース１６と連結可能である。キャリヤ１１ｃはセンターシャフト１５と連結され、センターシャフト１５はクラッチＣ３を介して入力軸１０と連結されている。また、キャリヤ１１ｃはブレーキＢ２とキャリヤ１１ｃの正転（エンジン回転方向）のみを許容するワンウェイクラッチＦとを介して変速機ケース１６に連結されている。キャリヤ１１ｃは２種類のピニオンギヤ１１ｄ，１１ｅを支持しており、フォワードサンギヤ１１ａは軸長の長いロングピニオン１１ｄと噛み合い、リヤサンギヤ１１ｂは軸長の短いショートピニオン１１ｅを介してロングピニオン１１ｄと噛み合っている。ロングピニオン１１ｄのみと噛み合うリングギヤ１１ｆは出力ギヤ１２に結合されている。出力ギヤ１２は出力軸１３を介してデファレンシャルギヤ１４と接続されている。なお、出力軸回転数センサ２４は出力軸１３の回転数を検出するセンサであるが、出力軸回転数を検出すれば、デフギヤ比とタイヤ径等から車速を算出することができる。
【００１６】
図３は、変速機構４を構成するクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２及びワンウェイクラッチＦの作動状況を示し、前進４段、後退１段の変速段を実現している。Ｃ１クラッチはＲレンジのみ係合され、Ｃ２クラッチはＤレンジの１〜３速で係合され、Ｃ３クラッチはＤレンジの３，４速で係合され、Ｂ１ブレーキはＤレンジの２，４速で係合され、Ｂ２ブレーキはＲレンジとＬレンジ（図示せず）で係合される。
【００１７】
図４はＡＴコントローラ２０に設定されているＤレンジの変速マップの一例を示す。変速マップは、自動変速機２が自動的に変速段を切り替える変速点を、横軸に車速（出力軸回転数）、縦軸にアクセル開度（スロットル開度）をとり、図式化したものである。実線はアップシフト線、破線はダウンシフト線を表す。例えば動作点Ａ（２速段）で走行している時、片側の車輪が凍結路のような低μ路面上でスリップすると、デファレンシャルギヤ１４の作用により出力軸回転数が急上昇し、動作点がＢ点のような高変速段（例えば４速段）へ移行してしまう。そのため、デファレンシャルギヤ１４が高差回転状態となり、焼き付きなどの問題が発生する可能性がある。本発明では、このような焼き付きを防止するため、アクセルＯＮ状態で出力軸回転数の時間変化率が所定値を越えた時、高速段への変速を禁止するアップシフト禁止制御を開始する。つまり、動作点Ａにおける変速段を維持し、デファレンシャルギヤ１４が高差回転状態となるのを防止する。一方、アップシフト禁止制御中に、アクセルＯＦＦでかつ出力軸回転数の時間変化率の上昇を検出したとき、アップシフト禁止制御を解除し、通常の変速制御に戻す。
【００１８】
ここで、本発明を適用したＤレンジ走行中における変速制御、特にアップシフト禁止制御の切替の一例を図５を参照しながら説明する。まず最初に、出力軸回転数の時間変化率を計算する（ステップＳ１）。この計算は、出力軸回転数を常時モニターし、その時間微分を演算することにより簡単に求めることができる。次に、フラグＦが１、つまりアップシフト禁止制御中であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。Ｆ＝１である場合には、ステップＳ６へ移行する。Ｆ＝０、つまりアップシフト禁止制御中でない場合には、続いてアクセルＯＮであるかどうかを判定する（ステップＳ３）。つまり、アクセルペダルを踏み込んでいるかどうかを判定する。アクセルＯＮである場合には、次にステップＳ１で求めた出力軸回転数の時間変化率を所定値と比較する（ステップＳ４）。この所定値は、タイヤスリップ状態かどうかを判定するための閾値であり、通常の変速ではあり得ない出力軸回転数の上昇率を設定する。出力軸回転数の時間変化率が所定値以上である場合には、タイヤスリップ状態と判定してフラグＦ＝１に設定し（ステップＳ５）、アップシフト禁止制御を開始する。なお、アップシフト禁止制御中でない場合に、アクセルＯＦＦ又はブレーキＯＮのときや、出力軸回転数の時間変化率が所定値未満のときには、アップシフト禁止制御を行わずにリターンする。
【００１９】
一方、ステップＳ２において、Ｆ＝１（アップシフト禁止制御中）である場合には、アクセル開度がＯＦＦ（全閉）であるかどうかを判定し（ステップＳ６）、アクセルＯＦＦの場合には続いて出力軸回転数の時間変化率が最小値から上昇に転じたかどうかを判定する（ステップＳ７）。つまり、アクセルＯＦＦ状態で車輪がグリップ状態に復帰すると、車輪と路面との摩擦力により出力軸回転数が上昇するので、このタイミングをグリップ復帰と捉えている。出力軸回転数の時間変化率が上昇に転じた場合には、グリップ復帰と捉え、フラグＦ＝０に設定してアップシフト禁止制御を解除し（ステップＳ８）、通常の変速処理（車速とアクセル開度とを用いた変速制御）に戻す。なお、アップシフト禁止制御中である場合に、アクセルＯＮのときや、出力軸回転数の時間変化率が上昇に転じないときには、アップシフト禁止制御を続行してリターンする。
【００２０】
図５では、ステップＳ６でアクセルＯＦＦがどうかを判定したが、通常の運転ではブレーキペダルを踏み込む時にはアクセルペダルから足を離しているため、アクセルＯＦＦに代えてブレーキＯＮかどうかを判定してもよい。
【００２１】
図６は、本発明に係る変速制御の一例のタイムチャートを示す。即ち、Ｄレンジで走行中にタイヤスリップが発生した後、グリップ復帰した場合の出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度、アップシフト禁止制御の時間変化を示したものである。図８に示す従来例と比べて、出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度の変化は同じであるが、アップシフト禁止制御を出力軸回転数の時間変化率が最小値から上昇に転じるまで（時刻ｔ３）継続している点で相違する。つまり、グリップ復帰を検出するまでアップシフト禁止制御を継続することにより、アップシフト禁止領域を拡大している。但し、図６では図８と同様に自然にグリップ復帰するため、デファレンシャルギヤの焼き付きの懸念はない。
【００２２】
図７は、時刻ｔ２でアクセルＯＦＦとした後に、アクセルペダルを再踏み込みした場合の本発明に係る制御方法の例である。時刻ｔ２でアクセルＯＦＦ（アクセル全閉）とすると、従来であればアップシフト禁止制御が解除されるが（図９参照）、出力軸回転数の時間変化率が最小値から上昇に転じたことを検出していないので、アップシフト禁止制御を解除しない。時刻ｔ３で再びアクセルペダルが踏み込まれた時（アクセルＯＮ）、時刻ｔ２でアップシフト禁止制御を解除していないため、時刻ｔ３でも継続してアップシフト禁止状態であり、一旦アップシフトした後にアップシフト禁止となるといった不具合がない。時刻ｔ４で出力軸回転数の時間変化率が上昇に転じても、アクセルがＯＮ状態のため、アップシフト禁止制御は解除されない。このようにアクセルペダルを再踏み込みした場合に、スリップ発生時と同じ低変速比を保持するので、出力軸回転数が高回転状態となるのを防止でき、デファレンシャルギヤやドライブシャフトの焼付きを防止できる。本発明では、出力軸回転数の時間変化率が上昇に転じたことを検出してからアップシフト禁止制御を解除するため、実際にはタイヤスリップが継続しているにも拘わらずアップシフト禁止制御を解除するという事態を防止でき、デファレンシャルギヤの焼付きを確実に防止できる。
【００２３】
本発明に係る自動変速機とは、少なくともアクセル開度と車速（出力軸回転数）とから変速段を選択し、その変速段に自動的に制御するものであればよくく多板クラッチを用いた有段式の自動変速機のほか、ベルト式やトロイダル型などの無段変速機でもよい。また、図１のようなＦＦ式の自動変速機に限らず、ＦＲ式などの他の形式の自動変速機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る車両のシステム図である。
【図２】図１の自動変速機の変速機構のスケルトン図である。
【図３】図２に示す変速機構の摩擦係合要素の作動表である。
【図４】変速マップの一例の図である。
【図５】本発明に係る制御方法の一例のフローチャート図である。
【図６】本発明に係るＤレンジで走行中にタイヤスリップが発生した後、グリップ復帰した場合の出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度、アップシフト禁止制御の時間変化図である。
【図７】本発明に係るＤレンジで走行中にタイヤスリップが発生した後、アクセルペダルを再踏み込みした場合の出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度、アップシフト禁止制御の時間変化図である。
【図８】従来のＤレンジで走行中にタイヤスリップが発生した後、グリップ復帰した場合の出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度、アップシフト禁止制御の時間変化図である。
【図９】従来のＤレンジで走行中にタイヤスリップが発生した後、アクセルペダルを再踏み込みした場合の出力軸回転数、出力軸回転数の時間変化率、アクセル開度、アップシフト禁止制御の時間変化図である。
【符号の説明】
【００２５】
１            エンジン
２            自動変速機
４            変速機構
５            ドライブシャフト
７            油圧制御装置
１３          出力軸
１４          デファレンシャルギヤ
２０          ＡＴコントローラ
２２          アクセル開度センサ
２３          シフト位置センサ
２４          出力軸回転数センサ
【図１】
2010054040.tif 000003
【図２】
2010054040.tif 000004
【図３】
2010054040.tif 000005
【図４】
2010054040.tif 000006
【図５】
2010054040.tif 000007
【図６】
2010054040.tif 000008
【図７】
2010054040.tif 000009
【図８】
2010054040.tif 000010
【図９】
2010054040.tif 000011