(57)【要約】【課題】変速時のトルク分担率を一律に増加させているため、係合装置への油圧の供給が遅れた場合には、過度にタイアップしてしまいショックが生じる可能性がある。【解決手段】変速時に係合される係合装置と解放される係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を拘束条件として設定し、変速モデルを用いた自動変速機の変速目標値を算出する制御装置において、変速時にトルク相からイナーシャ相に移行する際、変速進行度に応じて解放される係合装置で受け持つトルク分担率に加算するタイアップ度合いをトルク相中よりもイナーシャ相中の方が大きくなるように設定する。これにより、係合側の係合装置による過度なタイアップを抑制することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源からのトルクを複数の回転要素を介して伝達する複数の係合装置を有し、該係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機を備えた車両の変速制御装置であって、
各回転要素の運動方程式に基づいて、変速を実行するモデルベース制御を実行し、前記モデルベース制御は、所定の変速段を形成する際に係合される係合側係合装置と、前記変速段を形成する際に解放される解放側係合装置とで受け持つトルクの分担率を拘束条件とした車両の変速制御装置において、
前記拘束条件は、前記変速中において前記解放側係合装置の前記分担率に、変速進行度に応じてトルク分担率を変化させるために設定されたタイアップ度合いが加えられ、前記タイアップ度合いは、トルク相中よりもイナーシャ相中の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする車両の変速制御装置。
【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を実行する車両の変速制御装置に係り、特に、変速モデルを用いて自動変速機の変速制御を実行する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この変速制御に関して、自動変速機を構成する各回転要素の運動方程式を基にして変速を実行する変速モデル制御が知られている。特許文献１に記載の技術においては、１つの変速目標値に対して１つの制御対象を操作することで、或いは２つの変速目標値に対して２つの制御対象を操作することで変速を実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００―９７３２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、変速モデル制御においては、自動変速機の入力軸に加えられるトルクに対して各係合装置で分担するトルクの割合を示すトルク分担率を拘束条件として運動方程式を解くことが知られており、これにより、例えば３つの制御対象に対して２つの変速目標値を算出することができる。また、特許文献１のようにイナーシャ相中のイナーシャトルクを相殺するために実行されるエンジントルクダウン制御を考慮して、変速時に解放される係合装置のトルク分担率にタイアップ度合を予め一律に加えたトルク分担率が用いられることも知られている。しかしながら、イナーシャ相に合わせて一律にタイアップ度合をトルク分担率に加えた場合、例えばアップシフト開始時のトルク相においても一律のタイアップ度合がトルク分担率に加えられているため、アップシフト時に解放される係合装置が開放されず、引き摺りが発生することで動力損失が大きくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、タイアップ度合をトルク分担率に加えた際の動力損失を抑制する車両の変速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】
【０００６】
前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、駆動力源からのトルクを複数の回転要素を介して伝達する複数の係合装置を有し、該係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機を備えた車両の変速制御装置であって、各回転要素の運動方程式に基づいて、変速を実行するモデルベース制御を実行し、前記モデルベース制御は、所定の変速段を形成する際に係合される係合側係合装置と、前記変速段を形成する際に解放される解放側係合装置とで受け持つトルクの分担率を拘束条件とした車両の変速制御装置において、前記拘束条件は、前記変速中において前記解放側係合装置の前記分担率に、変速進行度に応じてトルク分担率を変化させるために設定されたタイアップ度合が加えられ、前記タイアップ度合は、トルク相中よりもイナーシャ相中の方が大きくなるように設定されていることにある。
【０００７】
このようにすれば、解放側係合装置と係合側係合装置とのトルクの受け渡しを行う際に、変速進行度に応じてトルク分担率をトルク相中よりもイナーシャ相中の方が大きくなるように変化させるため、解放側係合装置にトルクを残した状態で係合側係合装置を係合させることができる。これにより、係合側係合装置に分担されるトルクが小さくなるため、変速を完了する際のショックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用される車両における動力伝達経路の概略構成を説明する図である。
【図２】電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明が適用される車両１０に備えられたエンジン１２から駆動輪２６までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。図１において、駆動力源としてのエンジン１２により発生させられた動力は、トルクコンバータ１４を経て入力軸１６から自動変速機１８に入力され、自動変速機１８の出力軸２０から差動歯車装置２２や一対の車軸２４などを順次介して左右の駆動輪２６へ伝達される。
【００１１】
自動変速機１８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内において１組または複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置とを有し、その係合装置によって複数のギヤ段が択一的に成立させられる遊星歯車式自動変速機である。
【００１２】
前記係合装置は、油圧制御回路２８によってそれぞれ係合と解放とが制御され、その油圧制御回路２８内のソレノイドバルブなどの調圧によりそれぞれのトルク容量すなわち係合力が変化させられて、係合と解放とを選択的に行うクラッチやブレーキである。
【００１３】
図１において、車両１０には、自動変速機１８の変速制御などに関連する変速制御装置を含む電子制御装置７０が備えられている。電子制御装置７０は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェースなどを備えた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車両１０の各種制御を実行する。
【００１４】
また、電子制御装置７０には、各回転速度センサ５０，５２，５４、アクセル開度センサ５６、スロットル弁開度センサ５８、シフトセンサ６０などの各種センサにより検出されたエンジン回転速度ωe、タービン回転速度ωt、変速機入力回転速度ωi、車速Ｖに対応する変速機出力回転速度ωo、運転者の要求量を表すアクセル開度Ａｃｃ、スロットル弁開度θｔｈ、シフトレバー或いはパドルスイッチによるシフト操作ＳＨなどの各種信号が供給される。また、電子制御装置７０からは、エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓｅ、自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する油圧制御回路２８を作動させるための油圧指令信号Ｓｐなどが出力される。
【００１５】
図２において、エンジン出力制御部７２は、要求されたエンジントルクＴｅが得られるように、スロットル制御のためにスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御のためにイグナイタなどの点火装置を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。
【００１６】
エンジン出力制御部７２は、アクセル開度Ａｃｃをパラメータとして車速Ｖと要求駆動力Ｆｄｅｍとの予め記憶された関係から実際のアクセル開度Ａｃｃ及び車速Ｖに基づいて要求駆動力Ｆｄｅｍを算出する。また、エンジン出力制御部７２は、駆動輪２６のタイヤ有効半径、現在の自動変速機１８のギヤ段におけるギヤ比、出力軸２０よりも駆動輪２６側の動力伝達経路における終減速比、トルクコンバータ１４のトルク比ｔに基づいて、要求駆動力Ｆｄｅｍが得られる要求エンジントルクＴｅｄｅｍを算出する。尚、トルクコンバータ１４のトルク比ｔは、効率、および容量係数とから実際の速度比ｅに基づいて算出される。
【００１７】
変速制御部７４は、自動変速機１８の変速制御を実行する。具体的には、変速制御部７４は、車速Ｖ及びアクセル開度Ａｃｃを変数としてあらかじめ記憶された変速マップまたは変速線図に基づいて変速判断を行う。また、変速制御部７４は、自動変速機１８の変速を実行すべきと判断した場合には、変速すべきギヤ段が得られるように自動変速機１８の変速制御を実行する。
【００１８】
本実施例では、変速制御として、制御対象を操作するための要求値を決定するために変速モデル制御を用いて自動変速機１８の変速を実行する。この変速モデル制御において、変速目標値とは、変速時に実現したい変速態様を定める入力軸の角加速度や駆動力などの目標値である。また、要求値とは、エンジントルクやクラッチトルクなどである。
【００１９】
以下において、自動変速機１８の変速モデル制御について説明する。変速中、自動変速機１８の運動方程式は、式（１）及び式（２）で表される。式（１）及び式（２）は、自動変速機１８を構成する相互に連結された各回転要素及び自動変速機１８を構成する遊星歯車装置における関係式から導き出されたものである。上記各回転要素の運動方程式は、各回転要素におけるイナーシャと回転速度時間変化率との積で表されるトルクを、遊星歯車装置を構成するサンギヤとリングギヤとキャリヤ、及び所定の変速段において係合される係合装置と解放される係合装置とのうちで各回転要素に関与する部材に作用するトルクにて規定した運動方程式である。
【００２０】
式（１）及び式（２）において、dωt／dtは、タービン回転速度ωtの時間微分であり、入力軸１６側の回転部材の速度変化量として入力軸１６の角加速度を表している。Dωo／dtは、変速機出力回転速度ωoの時間微分である出力軸角加速度を表している。Ttは、入力軸１６側の回転部材上のトルクとして入力軸１６上のトルクであるタービントルクを表している。タービントルクTtは、トルクコンバータ１４のトルク比tを考慮すればエンジントルクTe（＝Tt／t）となる。Toは、出力軸２０側の回転部材上のトルクとして出力軸２０上のトルクである変速機出力トルクを表している。Tcrは、所定の変速時に解放される係合装置が出力するクラッチトルクであり、本実施例においては、アップシフト時の解放側クラッチトルクである。Tceは、所定の変速時に係合される係合装置が出力するクラッチトルクであり、本実施例においては、アップシフト時の係合側クラッチトルクである。a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2は、それぞれ式（１）及び式（２）を導き出した際に定数としてまとめたものであり、各回転要素におけるイナーシャ及び遊星歯車装置の歯車比などから設計的に定められる係数である。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
式（１）及び式（２）において、変速目標値は、変速時間及び駆動力の各目標値として運動方程式上で表現されている。本実施例では、変速目標値を入力軸角加速度dωt／dtと、変速機出力トルクToとの２つの値を設定している。また、要求値をタービントルクTtと、解放側クラッチトルクTcrと、係合側クラッチトルクTceと３つの値で設定している。このように、運動方程式が式（１）及び式（２）の２式で構成されることに対して要求値が３つある場合には、２つの変速目標値を成立させる要求値を一意に解くためには、拘束条件が必要となる。
【００２３】
本実施例においては、所定の変速段において、解放される係合装置と係合される係合装置とで分担する伝達トルクのトルク分担率を拘束条件とすることで、要求値を一意に解いている。
【００２４】
トルク分担率とは、自動変速機１８が所定の変速段へと変速するときに係合状態から解放される係合装置と解放状態から係合される係合装置とで受け持つ合計の伝達トルクを入力軸上のトルクに置き換えたときに、入力軸上合計伝達トルクに対して両係合装置が各々分担する伝達トルクの割合である。
【００２５】
解放される係合装置のトルク分担率を「xr」とし、係合される係合装置のトルク分担率を「xe」として、それぞれのトルク分担率を変速中のトルクの受け渡しを反映するように時系列で変化するトルク分担率xを用いて式（３）及び式（４）のように定義する。尚、後述するタイアップ度合を加える前のベースとなるトルク分担率については、「xr0」と「xe0」とし、タイアップ度合を加えたトルク分担率とは区別して記載している。
【００２６】
【数２】
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【００２７】
解放される係合装置のトルクとなる解放側クラッチトルクTcrと、係合される係合装置のトルクとなる係合側クラッチトルクTceとは、式（３）及び式（４）と、式（５）とに基づいて、「x」と「1−x」とを用いて表現することができ、要求値であるタービントルクTt、及び解放側クラッチトルクTcr、係合側クラッチトルクTceは、「x」を用いて表されることになる。
【００２８】
このように、式（１）及び式（２）にトルク分担率xにて設定した拘束条件を追加することで、２つの変速目標値に対して３つの要求値があったとしても変速モデルを用いて３つの要求値を適切に決定することができる。
【００２９】
また、所定の変速段において、解放される係合装置と係合される係合装置との間でトルクを受け渡す際にタイアップさせることで、吹き上がりを抑制することができる。例えば、アップシフト中のイナーシャ相において解放側クラッチトルクTcrを上昇させて変速機出力トルクToの変化を受け持たせることで、変速機出力トルクToの変化を緩和させることができる。
【００３０】
また、式（６）及び式（７）に示すように、解放される係合装置のトルク分担率xr及び係合される係合装置のトルク分担率xeの少なくとも一方のトルク分担率にタイアップ度合αを加えたトルク分担率を算出し、要求値の算出に用いる。しかし、タイアップ度合αが一律に加えられていると、係合装置への油圧の供給などが遅れた場合には変速が完了するタイミングが遅れるため、タイアップによるショックが大きくなる可能性がある。
【００３１】
【数３】
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【００３２】
そこで、本実施例では、タイアップ度合αを変速進行度に応じて、トルク相中よりもイナーシャ相中の方が大きくなるように変化させることで、トルク相中のタイアップを低下させ、ショックを抑制させる。具体的には、変速進行度が小さいほど、すなわち変速し始めほどタイアップ度合が小さく、変速進行度が大きいほど、すなわち変速完了に近づくほどタイアップ度合が大きくなるように設定されている。
【００３３】
図３を用いて、本実施例を以下で説明する。まず、変速制御部７４は、自動変速機１８の変速中であるか否かを入力回転速度ωi及び出力回転速度ωoの回転数差に基づいて判定する。次に、要求値算出部７６は、変速制御部７４により変速中であると判定された場合、変速モデルを用いて変速目標値に基づいて後述するように要求値を算出する。また、要求値算出部７６は、トルク分担率算出部７８と変速目標値算出部８０とを備えている。
【００３４】
トルク分担率算出部７８は、変速の進行度合いに応じたタイアップ度合を予め定めた変速進行度マップを用いて、変速制御開始時からの経過時間に応じてトルク分担率xを算出する。さらに、トルク分担率算出部７８は、式（３）及び式（４）から、トルク分担率xに基づいて、解放される係合装置のベースとなるトルク分担率xr0と、係合される係合装置のベースとなるトルク分担率xe0とを算出する。さらに、式（６）及び式（７）のように、変速進行度マップに基づいてタイアップ度合α分をトルク分担率xr0, xe0に加え、要求値を算出するためのトルク分担率xr, xeを算出する。
【００３５】
変速目標算出部８０は、イナーシャ相中では、入力軸角加速度dωt／dtを変化させる態様が予め定められた入力軸角加速度変化マップを用いて、イナーシャ相開始時からの経過時間に基づいてイナーシャ相中の入力軸角加速度dω／dtの目標値を算出する。
また、変速目標値算出部８０は、イナーシャ相中以外の変速時には変速機出力トルクToを変化させる態様が予め定められた出力トルク変化マップからエンジン出力制御部７２により算出された要求駆動力Fdem及び変速制御開始時からの経過時間に基づいて変速機出力トルクToの目標値を算出する。
【００３６】
より具体的には、要求値算出部７６は、要求値を算出する関係式において、変速目標値算出部８０により算出された入力軸角加速度dωt／dtと変速機出力トルクToとの各目標値を用いる。また、要求値算出部７６は、タービントルクTtの算出時には、トルク分担率算出部７８により算出された係合装置のトルク分担率xr, xeを用いる。その後、要求値算出部７６は、解放側クラッチトルクTcr及び係合側クラッチトルクTceのうちで解放側クラッチトルクの算出時には、タイアップ度合α分を加えたトルク分担率xrを用いる。
【００３７】
エンジン出力制御部７２は、変速制御部７４により自動変速機１８の変速中であると判定された場合には、要求値算出部７６により算出されたタービントルクTtの要求値が得られるように、エンジン出力制御指令信号Seを出力する。変速制御部７４は、自動変速機１８の変速を実行すべきと判断した場合には、判断したギヤ段が達成されるように、要求値算出部７６により算出された解放側クラッチトルクTcr及び係合側クラッチトルクTceの各要求値を得るための油圧指令信号Spを油圧制御回路２８へ出力する。
【００３８】
図３は、電子制御装置７０の制御作動の要部であり、２つの変速目標値に対して３つの要求値があったとしても変速モデルを用いて自動変速機１８の所望の変速を実行するための制御作動を説明するフローチャートである。
【００３９】
図３において、変速制御部７４に対応するステップＳ１０において、自動変速機１８の変速中であるか否かが判定される。Ｓ１０の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、トルク分担率算出部７８に対応するＳ２０において、係合装置のトルク分担率が算出される。
【００４０】
変速目標値算出部８０に対応するＳ３０において、入力軸の角加速度の変化を予め規定した入力軸角加速度変化マップに基づきイナーシャ相中の入力軸角加速度dω／dtの目標値と、変速機の出力軸のトルクの変化を規定した出力トルク変化マップから変速機出力トルクToの目標値を算出する。これにより、各変速目標値が算出される。
【００４１】
次いで、要求値算出部７６に対応するＳ４０において、要求値を算出する関係式である式（３）及び式（４）を用いて、Ｓ２０にて算出された係合装置のトルク分担率、及びＳ３０にて算出された各変速目標値に基づいて、要求値が算出される。また、このとき、変速の進行度合いに応じたタイアップ度合を予め定めた変速進行度マップを用いて、タイアップ度合αが算出され、タイアップ度合αがトルク分担率に加算される。
【００４２】
次いで、エンジン出力制御部７２及び変速制御部７４に対応するＳ５０において、Ｓ４０にて算出された各要求値に応じたエンジン出力制御指令信号Se及び油圧指令信号Spが出力されて、エンジン１２、解放側の係合装置、及び係合側の係合装置が制御される。
【００４３】
図４は、図３のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、パワーオンアップシフト時の一例である。
【００４４】
図４において、破線は、タイアップ度合αをトルク分担率に加えない場合の変速目標値及び要求値である。実線は、タイアップ度合αをトルク分担率に加えた場合の変速目標値及び要求値である。まず、ｔ１時点において、入力回転速度ωi及び出力回転速度ωoの回転数差が所定回転数以上となったことで変速制御が開始されたと判断される。次に、ｔ２時点において、変速制御開始からの経過時間に基づいて現在のギヤ比が所定値以上のギヤ比か否かを判断し、所定値以上のギヤ比に相当する経過時間の場合には、イナーシャ相が開始されたと判断している。ｔ３時点は、変速開始からの経過時間から変速制御が終了したと判断した時点であり、ｔ２〜ｔ３時点の間であるイナーシャ相中において、タイアップ度合αをトルク分担率に加えていない破線は、イナーシャトルク分だけ変速機出力トルクToが上昇させられるので、イナーシャ相開始後に変速機出力トルクToが大きく変化させられている。
【００４５】
これに対して、図４の実線は、解放される係合装置のトルク分担率xrには、変速の進行度合いに応じたタイアップ度合を予め定めた変速進行度マップを用いて、タイアップ度合αを算出し、トルク分担率にタイアップ度合αを加算し、変速度合に応じてタイアップさせた本実施例を示している。この場合、解放される係合装置のイナーシャ相中におけるトルク分担率を変速進行度に応じて変化させることができる為、トルク相中のタイアップ度合よりもイナーシャ相中のタイアップ度合を増加させることができる。これにより、変速の進行が遅れたとしても、変速進行度に応じて解放される係合装置に受け持たせるトルクをトルク相中よりもイナーシャ相中の方が大きくなるように設定することで、解放される係合装置にもトルクを持たせるため、係合される係合装置へ伝わるトルクを低下させることができるため、イナーシャ相中のショックを抑制することができる。
【００４６】
尚、上述したの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。
【符号の説明】
【００４７】
１０    車両
１２    エンジン
１６    入力軸
１８    自動変速機
２０    出力軸
２６    駆動輪
７０    電子制御装置
Ｂ１，Ｂ２    ブレーキ
Ｃ１    クラッチ
【図２】
2017067281.tif 000006
【図１】
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【図３】
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【図４】
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