(57)【要約】【課題】車両の状態によってロックアップが制限される変速段へのシフトアップの際にエンジン回転数が上昇することを抑制できる、自動変速機の変速制御装置を提供する。【解決手段】変速線図、アクセル開度および車速に基づいて、自動変速機の変速段がシフトアップまたはシフトダウンされる。変速線図は、シフトアップおよびシフトダウンの条件を定めている。車両の状態によるロックアップの許可／不許可に応じて、Ｎ−１変速段（Ｎ：２以上の自然数）からロックアップが車両の状態によらずに制限されるＮ変速段へのシフトアップおよびＮ変速段からＮ−１変速段へのシフトダウンの条件を定めた第１の変速線図Ｂと第１の変速線図よりも低車速でＮ−１変速段からＮ変速段にシフトアップおよびＮ変速段からＮ−１変速段にシフトダウンするように作成された第２の変速線図Ａとが切り替えられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、自動変速機およびロックアップ機構付きのトルクコンバータを搭載した車両であり、前記車両の状態によって前記ロックアップ機構によるロックアップが許可／不許可される前記車両に用いられて、前記自動変速機の変速段のシフトアップおよびシフトダウンを制御する変速制御装置であって、
シフトアップおよびシフトダウンの条件を定めた変速線図を記憶する記憶手段と、
変速線図および前記車両の走行状態に基づいて変速段を切り替える変速手段と、
Ｎ−１変速段（Ｎ：２以上の自然数）と前記ロックアップ機構によるロックアップが前記車両の状態によらずに制限されるＮ変速段とを切り替える際に前記変速手段に用いられる変速線図を、第１の変速線図と前記第１の変速線図よりも低車速でシフトアップおよびシフトダウンするように作成された第２の変速線図とに、前記車両の状態によるロックアップの許可／不許可に応じて切り替える切替手段とを含む、変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動変速機を搭載したＦＲ（Front-engine Rear-wheel-drive：フロントエンジン・リヤドライブ）車では、自動変速機からプロペラシャフトが後側に向かって延びている。プロペラシャフトの後端は、デファレンシャルギヤに接続されている。エンジンから自動変速機に入力される動力は、自動変速機で変速されて、プロペラシャフトを介してデファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の後輪に伝達される。
【０００３】
自動変速機は、トルクコンバータとともにユニット化されており、トルクコンバータには、トルク伝達効率の向上による車両の燃費の向上を図るため、ロックアップ機構（ロックアップクラッチ）が組み込まれている。ロックアップ機構は、トルクコンバータのポンプインペラとタービンランナとが分離されるロックアップ解除状態と、ポンプインペラとタービンランナとが直結されるロックアップ状態とに切り替えられる。ロックアップ状態では、ポンプインペラとタービンランナとの間でのエネルギ損失が低減する。
【０００４】
ところが、特定の変速段でのロックアップ状態では、エンジンの振動周波数とプロペラシャフトの振動周波数とが近くなり、それらの振動の干渉によるビート音が発生することがある。そのため、ロックアップ状態でのビート音の発生が懸念される特定の変速段でのロックアップを禁止し、その特定の変速段以外の変速段でロックアップすることにより、ビート音の発生を抑制しつつ、トルクコンバータでのエネルギ損失の低減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５９−１００１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ロックアップ状態で現在の変速段からロックアップが禁止された変速段にシフトアップする際に、ロックアップの解除を伴うので、トルクコンバータにロックアップ解除によるすべりが発生して、エンジン回転数が上昇する。その結果、運転者などがシフトアップであるのにエンジン回転数が上昇することによる違和感を感じるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、車両の状態によってロックアップが制限される変速段へのシフトアップの際にエンジン回転数が上昇することを抑制できる、自動変速機の変速制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る自動変速機の変速制御装置は、エンジン、自動変速機およびロックアップ機構付きのトルクコンバータを搭載した車両であり、車両の状態によってロックアップ機構によるロックアップが許可／不許可される車両に用いられて、自動変速機の変速段のシフトアップおよびシフトダウンを制御する変速制御装置であって、シフトアップおよびシフトダウンの条件を定めた変速線図を記憶する記憶手段と、変速線図および車両の走行状態に基づいて変速段を切り替える変速手段と、Ｎ−１変速段（Ｎ：２以上の自然数）とロックアップ機構によるロックアップが車両の状態によらずに制限されるＮ変速段とを切り替える際に変速手段に用いられる変速線図を、第１の変速線図と第１の変速線図よりも低車速でシフトアップおよびシフトダウンするように作成された第２の変速線図とに、車両の状態によるロックアップの許可／不許可に応じて切り替える切替手段とを含む。
【０００９】
この構成によれば、変速線図および車両の走行状態に基づいて、自動変速機の変速段がシフトアップまたはシフトダウンされる。変速線図は、シフトアップおよびシフトダウンの条件を定めている。
【００１０】
Ｎ−１変速段からロックアップが車両の状態によらずに制限されるＮ変速段へのシフトアップおよびＮ変速段からＮ−１変速段へのシフトダウンの条件を定めた変速線図には、相対的に高車速でシフトアップおよびシフトダウンが行われるように作成された第１の変速線図と、相対的に低車速でシフトアップおよびシフトダウンが行われるように作成された第２の変速線図とが用意されている。そして、車両の状態（たとえば、油／水温など）によってロックアップが許可されている状態では、第１の変速線図がＮ−１変速段とＮ変速段との切り替えに用いられ、車両の状態によってロックアップが許可されていない状態（不許可の状態）では、第２の変速線図がＮ−１変速段とＮ変速段との切り替えに用いられる。
【００１１】
この構成により、車両の状態によってロックアップが許可されていない状態でのシフトアップは、低車速で行われるので、車両が低い変速段で走行し続けることによる騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができる。
【００１２】
一方、車両の状態によってロックアップが許可されている状態でのシフトアップは、高車速で行われるので、ロックアップ状態で現在の変速段であるＮ−１変速段からロックアップが制限されるＮ変速段にシフトアップされても、シフトアップの前後でエンジン回転数が上昇することを抑制できる。よって、そのエンジン回転数の上昇による違和感を運転者などに与えることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両の状態（たとえば、油／水温）によってロックアップが制限された状態でもロックアップが制限される変速段へのシフトアップの際にエンジン回転数が上昇することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載された車両の要部の構成を示す図である。
【図２】トルクコンバータおよび自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図３】Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジにおけるクラッチ、ブレーキおよびワンウェイクラッチの状態を示す図である。
【図４】Ｄレンジにおける変速線図である。
【図５】変速線図切替処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
＜車両の要部構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が搭載された車両１の要部の構成を示す図である。
【００１７】
車両１は、エンジン２を駆動源とするＦＲ車または４ＷＤ（four-wheel-drive：四輪駆動）車である。
【００１８】
エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。また、エンジン２には、その始動のためのスタータが付随して設けられている。
【００１９】
エンジン２を含むパワープラントには、トルクコンバータ３、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）４、プロペラシャフトおよびデファレンシャルギヤ（図示せず）が含まれる。
【００２０】
車両１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１１が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。図１には、エンジン２、トルクコンバータ３および自動変速機４を含む駆動伝達系を制御するための１つのＥＣＵ１１のみが示されているが、車両１には、各部を制御するため、ＥＣＵ１１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ１１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ１１には、アクセルセンサ２１、エンジン回転数センサ２２および車速センサ２３など、制御に必要な各種センサが接続されている。
【００２２】
アクセルセンサ２１は、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力する。ＥＣＵ１１は、アクセルセンサ２１から入力される検出信号に基づいて、アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合、つまりアクセルペダルが踏み込まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大に踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度を演算により取得する。
【００２３】
エンジン回転数センサ２２は、エンジン２の回転（クランクシャフトの回転）に同期したパルス信号を検出信号として出力する。ＥＣＵ１１は、エンジン回転数センサ２２の検出信号からエンジン２の回転数（エンジン回転数）を演算により取得する。
【００２４】
車速センサ２３は、たとえば、車両１の走行に伴って回転する回転体（たとえば、アウトプット軸４２）に設けられ、その回転体の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。ＥＣＵ１１は、車速センサ２３の検出信号から車速を演算により取得する。
【００２５】
ＥＣＵ１１は、各種センサの検出信号から取得した情報および／または他のＥＣＵから入力される種々の情報などに基づいて、エンジン２の始動、停止および出力調整などのため、エンジン２に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグなどを制御する。また、ＥＣＵ１１は、トルクコンバータ３のロックアップ機構３３によるロックアップおよびその解除を切り替えるため、また、自動変速機４のレンジまたは変速段を変更するため、トルクコンバータ３および自動変速機４の各部に油圧を供給するための油圧回路に含まれるバルブを制御する。
【００２６】
＜駆動系統の構成＞
図２は、トルクコンバータ３および自動変速機４の構成を示すスケルトン図である。
【００２７】
トルクコンバータ３は、ポンプインペラ３１、タービンランナ３２およびロックアップ機構（ロックアップクラッチ）３３を備えている。ポンプインペラ３１には、エンジン２の出力軸（Ｅ／Ｇ出力軸）が連結されており、ポンプインペラ３１は、Ｅ／Ｇ出力軸と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ３２は、ポンプインペラ３１と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップ機構３３は、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とを直結／分離するために設けられている。ロックアップ機構３３が係合されると、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とが直結され、ロックアップ機構３３が解放されると、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２とが分離される。
【００２８】
ロックアップ機構３３が解放された状態（ロックアップ解除状態）において、Ｅ／Ｇ出力軸が回転されると、ポンプインペラ３１が回転する。ポンプインペラ３１が回転すると、ポンプインペラ３１からタービンランナ３２に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ３２で受けられて、タービンランナ３２が回転する。このとき、トルクコンバータ３の増幅作用が生じ、タービンランナ３２には、Ｅ／Ｇ出力軸の動力（トルク）よりも大きな動力が発生する。
【００２９】
ロックアップ機構３３が係合された状態（ロックアップ状態）では、Ｅ／Ｇ出力軸が回転されると、Ｅ／Ｇ出力軸、ポンプインペラ３１およびタービンランナ３２が一体となって回転する。
【００３０】
自動変速機４は、前進４段／後進１段の変速段を有する４速ＡＴである。自動変速機４は、インプット軸４１、アウトプット軸４２、センタ軸４３およびラビニヨ型の遊星歯車機構４４を備えている。
【００３１】
インプット軸４１は、トルクコンバータ３のタービンランナ３２に連結され、タービンランナ３２と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
【００３２】
アウトプット軸４２は、インプット軸４１と平行に設けられている。
【００３３】
センタ軸４３は、インプット軸４１に対してエンジン２側と反対側に離間して、インプット軸４１と同一の回転軸線上に設けられている。
【００３４】
遊星歯車機構４４には、フロントサンギヤ５１、リヤサンギヤ５２、キャリア５３、リングギヤ５４、ロングピニオンギヤ５５およびショートピニオンギヤ５６が含まれる。フロントサンギヤ５１は、センタ軸４３に相対回転可能に外嵌されている。リヤサンギヤ５２は、フロントサンギヤ５１に対してエンジン２側と反対側に設けられ、センタ軸４３に相対回転可能に外嵌されている。キャリア５３には、センタ軸４３が接続され、キャリア５３は、センタ軸４３と一体的に回転可能に設けられている。キャリア５３は、ロングピニオンギヤ５５およびショートピニオンギヤ５６を回転可能に支持している。リングギヤ５４は、リヤサンギヤ５２の回転径方向の外側において、キャリア５３の周囲を取り囲む円環状を有し、ロングピニオンギヤ５５と噛合している。ロングピニオンギヤ５５は、ショートピニオンギヤ５６の軸長よりも長い軸長を有しており、フロントサンギヤ５１と噛合している。ショートピニオンギヤ５６は、リヤサンギヤ５２およびロングピニオンギヤ５５と噛合している。
【００３５】
リングギヤ５４には、出力軸４５が連結されている。リングギヤ５４の回転は、出力軸４５を介してプロペラシャフト（図示せず）に伝達され、プロペラシャフトからデファレンシャルギヤに伝達される。そして、その回転がデファレンシャルギヤから左右に延びるドライブシャフトを介して、車両１の車輪（たとえば、左右の前輪）に伝達される。
【００３６】
また、自動変速機４は、３個のクラッチＣ１〜Ｃ３、２個のブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦを備えている。
【００３７】
クラッチＣ１は、インプット軸４１とフロントサンギヤ５１とを連結する係合状態（オン）と、その連結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００３８】
クラッチＣ２は、インプット軸４１とリヤサンギヤ５２とを連結する係合状態（オン）と、その連結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００３９】
クラッチＣ３は、インプット軸４１とセンタ軸４３（キャリア５３）とを連結する係合状態（オン）と、その連結を解除する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００４０】
ブレーキＢ１は、フロントサンギヤ５１を制動する係合状態（オン）と、フロントサンギヤ５１の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００４１】
ブレーキＢ２は、キャリア５３を制動する係合状態（オン）と、キャリア５３の回転を許容する解放状態（オフ）とに切り替えられる。
【００４２】
ワンウェイクラッチＦは、キャリア５３の正転（エンジン２の出力軸と同方向の回転）のみを許容する。
【００４３】
＜係合表＞
図３は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジにおけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦの状態を示す図である。
【００４４】
図３において、「○」は、クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦが係合状態であることを示している。
【００４５】
ＰレンジおよびＮレンジでは、クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。
【００４６】
Ｒレンジでは、クラッチＣ１およびブレーキＢ２が係合され、クラッチＣ２，Ｃ３およびブレーキＢ１が解放される。
【００４７】
Ｄレンジの１速段では、クラッチＣ２およびワンウェイクラッチＦが係合され、クラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。
【００４８】
Ｄレンジの２速段では、クラッチＣ２およびブレーキＢ１が係合され、クラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ２が解放される。
【００４９】
Ｄレンジの３速段では、クラッチＣ２，Ｃ３が係合され、クラッチＣ１およびブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。
【００５０】
Ｄレンジの４速段では、クラッチＣ３およびブレーキＢ１が係合され、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ２が解放される。
【００５１】
＜変速線図＞
図４は、Ｄレンジにおける変速線図である。
【００５２】
ＥＣＵ１１のＲＯＭまたはデータフラッシュなどの不揮発性メモリには、変速段を切り替える変速制御に用いられる変速線図が格納されている。
【００５３】
変速線図は、各変速段の変速の条件となるアクセル開度および車速を定めたものであり、マップの形態でＥＣＵ１１の不揮発性メモリに格納されている。変速線図には、１速段から２速段へのアップシフト線図、２速段から３速段へのアップシフト線図、３速段から４速段へのアップシフト線図、４速段から３速段へのダウンシフト線図、３速段から２速段へのダウンシフト線図および２速段から１速段へのダウンシフト線図が含まれるが、図４には、ロックアップ状態でエンジン２の振動とプロペラシャフトの振動との干渉によるビート音が発生する特定の変速段であるＮ速段（Ｎ：２以上の自然数）からＮ−１速段へのダウンシフト線図およびＮ−１速段からＮ速段へのアップシフト線図が示されている。Ｎ速段では、ビート音の発生をなくすため、トルクコンバータ３のロックアップ機構３３によるロックアップが制限ないし禁止される。Ｎ速段は、たとえば、４速段である。
【００５４】
変速制御では、ＥＣＵ１１により、現在のアクセル開度および車速が取得される。そして、変速線図が参照されて、現在の変速段、アクセル開度および車速に応じた目標変速段が設定され、目標変速段が構成されるように、油圧回路が制御されて、クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２が選択的に係合／解放される。
【００５５】
Ｎ−１速段からＮ速段へのアップシフト線図およびＮ速段からＮ−１速段へのダウンシフト線図には、相対的に低車速でシフトアップおよびシフトダウンが行われるようにそれぞれ作成されたアップシフト線図およびダウンシフト線図の組「変速線図Ａ」と、相対的に高車速でシフトアップおよびシフトダウンが行われるようにそれぞれ作成されたアップシフト線図およびダウンシフト線図の組「変速線図Ｂ」とが用意されている。変速線図Ｂのアップシフト線図では、シフトアップによるエンジン回転数の低減幅がロックアップの解除によるエンジン回転数の上昇幅よりも大きくなるように変速の条件となるアクセル開度および車速が定められている。
【００５６】
＜変速線図切替処理＞
図５は、変速線図切替処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
変速線図Ａおよび変速線図Ｂのどちらを変速制御に使用するかを決定するため、ＥＣＵ１１により、変速線図切替処理が実行される。
【００５８】
変速線図切替処理では、現在の変速段がＮ変速段またはＮ−１変速段であるか否かが判別される（ステップＳ１）。
【００５９】
現在の変速段がＮ変速段であるか、または、Ｎ−１変速段である場合には（ステップＳ１のＮＯ）、変速線図切替処理が終了される。
【００６０】
現在の変速段がＮ変速段およびＮ−１変速段のどちらでもない場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、現在、トルクコンバータ３のロックアップ機構３３によるロックアップが不可（不許可）の状態であるか否かが判別される（ステップＳ３）。車両１では、車両１の状態（たとえば、油／水温など）によっては、トルクコンバータ３のロックアップ機構３３によるロックアップが許可されない。たとえば、自動変速機４で使用されているオイルの温度（油温）が適温範囲外である場合、ロックアップ機構３３によるロックアップが行われると、係合ショックが発生するので、ロックアップ機構３３によるロックアップが許可されない。
【００６１】
現在、ロックアップが不可である場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、変速線図Ａの使用が決定されて（ステップＳ４）、変速線図切替処理が終了される。
【００６２】
ロックアップ機構３３によるロックアップが不可でない場合、つまりロックアップが許可されている場合（ステップＳ３のＮＯ）、変速線図Ｂの使用が決定されて（ステップＳ２）、変速線図切替処理が終了される。
【００６３】
＜作用効果＞
以上のように、変速線図および車両１の走行状態（アクセル開度および車速）に基づいて、自動変速機４の変速段がシフトアップまたはシフトダウンされる。変速線図は、シフトアップおよびシフトダウンの条件を定めており、ロックアップ状態で現在の変速段からロックアップが制限される変速段であるＮ速段にシフトアップする際に用いられるアップシフト線図のうち、変速線図Ｂに含まれるアップシフト線図は、シフトアップによるエンジン回転数の低減幅がロックアップの解除によるエンジン回転数の上昇幅よりも大きくなる条件を定めている。そのため、ロックアップ状態でＮ−１速段からロックアップが制限されるＮ速段にシフトアップされても、シフトアップの前後でエンジン回転数が上昇することを抑制できる。よって、そのエンジン回転数の上昇による違和感を運転者などに与えることを抑制できる。
【００６４】
ロックアップが許可される変速段からロックアップが制限される変速段へのシフトアップの条件を定めた変速線図に、当該シフトアップによるエンジン回転数の低減幅がロックアップの解除によるエンジン回転数の上昇幅よりも大きくなるように作成されたアップシフト線図を含む変速線図Ｂと、変速線図Ｂに基づくシフトアップよりも低車速でシフトアップおよびシフトダウンするように作成された変速線図Ａとが含まれ、ロックアップが不可（不許可）の状態では、変速制御に変速線図Ａが使用され、ロックアップが許可された状態では、変速制御に変速線図Ｂが使用される。
【００６５】
これにより、ロックアップの解除を伴わないＮ速段へのシフトアップが低車速で行われるので、車両１がＮ−１速段で走行し続けることによる騒音の発生および燃費の悪化を抑制することができる。
【００６６】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００６７】
たとえば、前述の各センサは、本発明に特に関連するセンサを例示したものに過ぎず、ＥＣＵ１１には、その他のセンサが接続されていてもよい。
【００６８】
また、１つのＥＣＵ１１により、エンジン２、トルクコンバータ３および自動変速機４の制御が行われる構成を取り上げたが、エンジン２の制御とトルクコンバータ３および自動変速機４の制御とは、別のＥＣＵにより制御されてもよい。
【００６９】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１：車両
２：エンジン
３：トルクコンバータ
４：自動変速機
１１：ＥＣＵ（変速制御装置、記憶手段、変速手段、切替手段）
３３：ロックアップ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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