(57)【要約】    【課題】  自動変速機のダウンシフト時の変速ショックを低減する。    【解決手段】  ダウンシフト時に、変速前のギア段のクラッチを開放してニュートラル状態にする（Ｓ１）と共に、エンジン回転数が変速後の変速機入力側の回転数と同期するようにエンジントルクをフィードバック制御する（Ｓ２、Ｓ３）。エンジン回転数の同期後に、変速後のギア段のクラッチを締結する（Ｓ４、Ｓ５）。クラッチの締結動作開始後は、所定のトルクアップ時間の間、アクセル開度に基づくドライバ要求トルクに、エンジン回転数を同期回転数に維持するための所定のトルクアップ量を加算して、目標エンジントルクを定め、この目標エンジントルクに制御する（Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のダウンシフト時に、変速前のギア段のクラッチを開放してニュートラル状態にすると共に、エンジン回転数が変速後の変速機入力側の回転数と同期するようにエンジントルクをフィードバック制御し、エンジン回転数の同期後に、変速後のギア段のクラッチを締結して変速する自動車用変速制御装置において、
クラッチの締結動作開始後、所定のトルクアップ時間の間、アクセル開度に基づくドライバ要求トルクに、エンジン回転数を同期回転数に維持するための所定のトルクアップ量を加算して、目標エンジントルクを定め、この目標エンジントルクに制御することを特徴とする自動車用変速制御装置。
【請求項２】
前記所定のトルクアップ時間は、少なくとも、エンジン回転数に基づいて可変設定することを特徴とする請求項１記載の自動車用変速制御装置。
【請求項３】
前記所定のトルクアップ時間は、少なくとも、変速後のギア段に基づいて可変設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動車用変速制御装置。
【請求項４】
前記所定のトルクアップ量は、少なくとも、エンジン回転数に基づいて可変設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の自動車用変速制御装置。
【請求項５】
前記所定のトルクアップ量は、少なくとも、変速後のギア段に基づいて可変設定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の自動車用変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機のダウンシフト時にエンジン回転数を変速機の入力側の回転数と同期させる回転同期制御を行うようにした自動車用変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速時など、自動変速機にてダウンシフトを行う場合、変速比が大きくなるため、エンジン回転数を上昇させる必要がある。この場合、高速側ギアのクラッチを開放して低速側ギアのクラッチを締結していくことにより、変速機の出力側からエンジン回転数を上昇させ、車速とエンジン回転数との比がギア比と釣り合ったところで変速が完了する。
しかし、低速側ギアのクラッチの締結時間が短すぎると、エンジン側のイナーシャトルクが急激に駆動輪に伝わり、変速ショックを生じるので、これを回避すべく締結時間を長く取らざるを得ず、これがため変速時間を短くできない。
【０００３】
そこで、特許文献１に示されるように、ダウンシフト時、低速側ギアのクラッチが締結する前に、エンジントルクを上昇させて、回転を吹き上がらせることで、変速時間を短縮すると共に、変速後ギア比と釣り合う回転数に同期させて変速ショックを低減することが知られている。
【特許文献１】特開平５−２２９３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジン回転数が変速後ギア比と釣り合う同期回転数に達した時点で、回転同期制御を終了し、目標エンジントルクを回転同期トルクからドライバ要求トルク（アクセル指示トルク）に戻す構成となっていたため、同期回転数に達した時点で回転同期制御が終了して変速後ギアのクラッチの締結が行われるが、締結クラッチの油圧上昇に応答遅れがあり、実際には変速後ギア比の釣り合いより低い回転数で締結されるため、変速ショックが発生するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑み、回転同期制御後、締結クラッチの油圧上昇に遅れがあっても、変速ショックを低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明では、エンジン回転数が同期回転数に達して、変速後のギア段のクラッチの締結動作が開始された後、所定のトルクアップ時間の間、アクセル開度に基づくドライバ要求トルクに、エンジン回転数を同期回転数に維持するための所定のトルクアップ量を加算して、目標エンジントルクを定め、この目標エンジントルクに制御する構成とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジン回転数が同期回転数に達した後も、同期回転数を維持するためのエンジントルクを出力するため、締結クラッチの応答遅れの間も、同期回転数を維持することができ、変速ショックを防止できる。
また、エンジン回転数が同期回転数に達した後は、フィードバック制御ではなく、オープン制御として、ドライバ要求トルクを反映させるため、ドライバのアクセル操作に対し不感帯となる時間を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す自動車用変速制御装置（エンジン及び自動変速機の協調制御装置）のシステム図である。
自動車に搭載されるエンジン（内燃機関）１は、その吸気通路２に吸入空気量制御用の電制スロットル弁３を備え、その開度は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４により制御される。エンジン１の燃料供給系については図示及び説明を省略するが、ＥＣＵ４により吸入空気量に対し所望の空燃比となるように供給燃料量が制御される。
【０００９】
エンジン１の出力側には、自動変速機５が設けられている。この自動変速機５は、エンジン１の出力軸に連結されるロックアップクラッチ付きトルクコンバータ６と、このトルクコンバータ６の出力側に連結される有段の変速機（ギア機構）７と、この変速機７中の各種変速要素（クラッチ等）の締結・開放操作を行う油圧制御機構８とを備えている。油圧制御機構８（詳しくは各種変速要素への油圧を制御して変速動作を行わせるシフトソレノイド）は、自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）９により制御される。
【００１０】
ＥＣＵ４及びＡＴＣＵ９には、各種センサより信号が入力されている。
アクセル開度センサ１０は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＰＯを検出し、対応する信号を出力する。
クランク角センサ１１は、クランク軸の回転に同期した信号を出力するもので、この信号からエンジン回転数Ｎｅを検出可能である。
【００１１】
車速センサ１２は、車速（変速機７の出力軸回転数）ＶＳＰを検出し、対応する信号を出力する。
また、ＥＣＵ４とＡＴＣＵ９とは、通信線１３により接続されており、センサ検出情報や内部制御情報を共有することで、協調制御が可能となっている。
ここにおいて、ＡＴＣＵ９では、自動変速モードにおいては、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとに応じて、手動変速モードにおいては、ドライバのシフト操作に応じて、目標ギア段（変速段）を設定し、現在のギア段との比較で、変速要求の有無を判定し、変速要求有りのときに変速動作を行わせる。
【００１２】
ＥＣＵ４では、アクセル開度ＡＰＯ（及びエンジン回転数Ｎｅ）に基づいてドライバ要求トルクを定め、通常（非変速中）は、目標エンジントルクｔＴｅ＝ドライバ要求トルクとする。そして、目標エンジントルクｔＴｅ（及びエンジン回転数Ｎｅ）に基づいて、これを得るための目標スロットル開度ｔＴＶＯを算出し、この目標スロットル開度ｔＴＶＯに従って電制スロットル弁３の開度を制御する。
【００１３】
その一方、変速時、特にダウンシフト時には、ＥＣＵ４での目標エンジントルクｔＴｅの算出に際し、ＡＴＣＵ９との間で協調制御を行う。
ダウンシフト時のＥＣＵ４とＡＴＣＵ９との協調制御（目標エンジントルクｔＴｅの算出）について、図２のフローチャートにより、説明する。
図２のフローは、ダウンシフト要求を受けて、目標エンジントルクｔＴｅの算出のために、主にＥＣＵ４でなされるものであり、ＡＴＣＵ９側での制御は点線ブロックで示している。
【００１４】
Ｓ１では、ダウンシフト要求を受けて、ＡＴＣＵ９側で、変速前のギア段（高速側ギア）のクラッチを開放し、ニュートラル状態とする。
Ｓ２では、変速後の変速機入力側の回転数にエンジン回転数を同期させるため、車速ＶＳＰを検出しつつ、車速ＶＳＰと変速後のギア比とから、変速後の変速機入力側の回転数に対応する目標同期回転数Ｎｓを算出する。
【００１５】
Ｓ３では、実際のエンジン回転数（実回転数）Ｎｅを検出しつつ、実回転数Ｎｅが目標同期回転数Ｎｓに一致するように、目標エンジントルクｔＴｅを算出する。
具体的には、目標同期回転数Ｎｓと実回転数Ｎｅとの偏差（Ｎｓ−Ｎｅ）を求め、この偏差に基づく比例分トルクＰ×（Ｎｓ−Ｎｅ）と、オーバーシュート抑制のための微分分トルクＤ×ｄＮｅ／ｄｔを求め、現在の目標エンジントルクｔＴｅに、比例分トルクを加算し、微分分トルクを減算することで、目標エンジントルクｔＴｅを更新する。
【００１６】
ｔＴｅ＝ｔＴｅ前回値＋Ｐ×（Ｎｓ−Ｎｅ）−Ｄ×ｄＮｅ／ｄｔ
目標エンジントルクｔＴｅが求まると、目標エンジントルクｔＴｅ（及びエンジン回転数Ｎｅ）に基づいて、これを得るための目標スロットル開度ｔＴＶＯを算出し、この目標スロットル開度ｔＴＶＯに従って電制スロットル弁３の開度を制御する。
Ｓ４では、実回転数Ｎｅと目標同期回転数Ｎｓとを比較し、実回転数Ｎｅが目標同期回転数Ｎｓに達した（Ｎｅ≧Ｎｓ）か否かを判定する。すなわち、エンジン回転数Ｎｅが変速後の変速機入力側の回転数に同期したか否かを判定する。
【００１７】
Ｎｅ＜Ｎｓであれば、Ｓ２、Ｓ３へ戻って、回転同期制御を続行する。
Ｎｅ≧Ｎｓとなると、Ｓ５へ進む。
Ｓ５では、ＡＴＣＵ９側で、変速後のギア段（低速側ギア）のクラッチを締結する（締結動作を開始する）。
Ｓ６では、締結動作中のトルクアップ時間、トルクアップ量を算出する。
【００１８】
トルクアップ時間は、変速後ギア段のクラッチの締結完了までの時間に相当し、エンジン回転数Ｎｅ及び変速後ギア段（変速種）によって、締結遅れ時間が異なることから、これらに応じて、変化させる。
すなわち、変速後ギア段（１速、２速、３速…、変速種では、２→１変速、３→２変速、４→３変速…）毎に、エンジン回転数Ｎｅに応じてトルクアップ時間を定めたテーブルを有し、このテーブルを参照して、トルクアップ時間を設定し、具体的には、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、締結遅れ時間が長くなるので、トルクアップ時間を長く設定する。また、変速後ギア段毎のテーブル間では、変速後ギア段が低速側であるほど、締結遅れ時間が長くなるので、トルクアップ時間を長くする。
【００１９】
トルクアップ量は、エンジン等のフリクションに打ち勝って、エンジン回転数Ｎｅを同期回転数に維持するためもので、エンジン回転数Ｎｅ及び変速後ギア段（変速種）によってフリクションが異なることから、これらに応じて変化させる。
すなわち、変速後ギア段（１速、２速、３速…、変速種では、２→１変速、３→２変速、４→３変速…）毎に、エンジン回転数Ｎｅに応じてトルクアップ量を定めたテーブルを有し、このテーブルを参照して、トルクアップ量を設定し、具体的には、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、フリクションが大となるので、トルクアップ量を大きく設定する。また、変速後ギア段毎のテーブル間では、変速後ギア段が低速側であるほど、フリクションが大となるので、トルクアップ量を大きくする。
【００２０】
Ｓ７では、アクセル開度に基づくドライバ要求トルクに、トルクアップ量を加算して、目標エンジントルクｔＴｅを算出する。
目標エンジントルクｔＴｅが求まると、目標エンジントルクｔＴｅ（及びエンジン回転数Ｎｅ）に基づいて、これを得るための目標スロットル開度ｔＴＶＯを算出し、この目標スロットル開度ｔＴＶＯに従って電制スロットル弁３の開度を制御する。
【００２１】
Ｓ８では、トルクアップ時間が経過したか否かを判定する。
トルクアップ時間内の場合は、Ｓ７へ戻って、トルクアップ制御（同期回転数維持制御）を続行する。
トルクアップ時間が経過した場合は、Ｓ９へ進み、通常制御に移行する。従って、以降は、目標エンジントルク＝ドライバ要求トルクとし、アクセル開度に基づくドライバ要求トルクを実現するように電制スロットル弁３の開度を制御する。
【００２２】
図３には、図２のフローを制御ブロック図で記してある。
ＡＴＣＵからのダウンシフト時の回転同期要求信号で、同期判定回路１０１による同期判定が開始され、Ｎｅ＜Ｎｓの状態では、同期判定回路１０１の出力が「１」となり、第１切換スイッチ１０２が「１」側に切換わり、ＯＦＦディレイ回路１０３の出力も「１」となるので、第２切換スイッチ１０４も「１」側に切換わる。
【００２３】
この状態では、回転同期トルク演算回路１０５にて、回転数偏差（Ｎｓ−Ｎｅ）に基づくＰゲインとＤゲインとから回転同期トルクが算出され、これが、第１及び第２切換スイッチ１０２、１０４を介し、目標エンジントルクとして出力される。
回転同期（Ｎｅ≧Ｎｓ）後は、同期判定回路１０１の出力が「０」になり、第１切換スイッチ１０２は「０」側に切換わるが、ＯＦＦディレイ回路１０３により、ＯＦＦディレイ回路１０３の出力は、所定時間（所定のトルクアップ時間）の間、「１」に保たれ、第２切換スイッチ１０４は「１」側に保持される。
【００２４】
この状態では、加算器１０６にて、ドライバ要求トルクと同期回転維持トルク（所定のトルクアップ量）とが加算され、この加算値が、第１及び第２切換スイッチ１０２、１０４を介し、目標エンジントルクとして出力される。
所定のトルクアップ時間が経過すると、ＯＦＦディレイ回路１０３の出力が「０」になり、第２切換スイッチ１０４が「０」側に切換わる。
【００２５】
この状態では、ドライバ要求トルクのみが、第２切換スイッチ１０４を介し、目標エンジントルクとして出力される。
次に本実施形態の作用効果について説明する。
図４を参照し、ダウンシフト時に、変速前のギア段のクラッチを開放してニュートラル状態とすると共に、エンジン回転数が変速後の変速機入力側の回転数と同期するようにエンジントルクをフィードバック制御し、エンジン回転数の同期後に、変速後のギア段のクラッチを締結することにより、変速ショックを低減することができる。
【００２６】
しかしながら、エンジン回転数が同期回転数に達した時点で、回転同期制御を終了し、図４に点線で示すように、目標エンジントルクを回転同期トルクからドライバ要求トルク（アクセル指示トルク）に戻すと、変速後ギアのクラッチの締結遅れの間に、エンジン回転数が低下してしまい、締結時に回転ズレによる変速ショックが発生する。
そこで、本実施形態では、エンジン回転数が同期回転数に達して、変速後のギア段のクラッチの締結動作が開始された後、図４に実線で示すように、所定のトルクアップ時間の間、アクセル開度に基づくドライバ要求トルクに、エンジン回転数を同期回転数に維持するためのフリクション分の所定のトルクアップ量を加算して、目標エンジントルクを定め、この目標エンジントルクに制御する。
【００２７】
このように、エンジン回転数が同期回転数に達した後も、同期回転数を維持するためのフリクション分のエンジントルクを出力するため、締結クラッチの応答遅れの間も、同期回転数を維持することができ、変速ショックを防止できる。
また、エンジン回転数が同期回転数に達した後は、フィードバック制御ではなく、オープン制御として、ドライバ要求トルクを反映させるため、ドライバのアクセル操作に対し不感帯となる時間を少なくすることができる。すなわち、回転同期制御中は、ドライバのアクセル操作があっても、これを無視することになるが、所定のトルクアップ量分のトルクを上乗せするのであれば、ドライバのアクセル操作があれば、ドライバ要求トルクとして、目標エンジントルクに反映させることができ、アクセル操作を考慮した制御が可能となる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、変速後ギア段のクラッチの締結完了までの時間（締結遅れ時間）に相当するトルクアップ時間は、エンジン回転数や変速後ギア段により決まるので、これらに応じて可変設定することにより、最適な制御が可能となる。
また、本実施形態によれば、同時回転数を維持するためのフリクション分のトルクアップ量は、エンジン回転数や変速後ギア段により決まるので、これらに応じて可変設定することにより、最適な制御が可能となる。更には、徐々に締結されるクラッチの動きに合わせるように、トルクアップ量は、時間経過と共に徐々に減少させるようにしてもよいし、始めは一定量として、途中から徐々に減少させるようにしてもよい。
【００２９】
尚、本実施形態では、エンジントルクを制御するためのスロットル開度を制御したが、応答性の良い点火時期制御を併用してより微細な制御を可能とするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態を示す自動車用変速制御装置のシステム図
【図２】ダウンシフト時の協調制御のフローチャート
【図３】協調制御の制御ブロック図
【図４】協調制御のタイムチャート
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン
２  吸気通路
３  電制スロットル弁
４  ＥＣＵ
５  自動変速機
６  トルクコンバータ
７  変速機
８  変速制御機構
９  ＡＴＣＵ
１０  アクセル開度センサ
１１  クランク角センサ
１２  車速センサ
１３  通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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