(57)【要約】【課題】走行状況に応じた最適なタイミングで自動変速機のロックアップ解除やダウンシフトを判定し、実用燃費やドライブフィールの悪化を防止する。【解決手段】ＡＴＦ油温及びエンジン水温が共に所定値以下のとき、エンジントルク変化速度値ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅとの差が閾値ε１未満か否かを調べる。そして、ΔＴｑ−ΔＴｅ≧ε１の場合、ロックアップ解放判定をＯＦＦとし、ΔＴｑ−ΔＴｅ＜ε１の場合、ロックアップ解放判定をＯＮとする。これにより、エンジン駆動力に余裕がある場合にはロックアップクラッチを解放し難くして不必要なトルク増幅による損失を低減し、燃費悪化を回避することができる一方、十分な加速が期待できない場合には即座にロックアップクラッチを解放してトルク増幅を作動させ、必要な加速性能を確保してドライブフィールの悪化を防止することができる。【選択図】図６
2009180254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸にロックアップクラッチを介して連結されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに連結される変速機構とを有する自動変速機の制御装置において、
エンジン回転数の変化量とアクセル開度の変化量とに基づいて、エンジントルクの変化量の期待値を算出するエンジントルク変化量期待値算出部と、
エンジントルクの実変化量と上記期待値とに基づいて、上記ロックアップクラッチの開閉を含む変速状態の変更を判断する変速状態変更判断部と
を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
上記エンジントルクの実変化量と上記期待値との差が予め設定した閾値未満の場合、上記ロックアップクラッチの解放と判断することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
【請求項３】
上記エンジントルクの実変化量と上記期待値との差が予め設定した閾値未満の場合、現在の変速段のダウンシフトと判断することを特徴とする請求項１記載の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、エンジンの出力軸にロックアップクラッチを介して連結されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに連結される変速機構とを有する自動変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの駆動力をトルクコンバータを介して変速機構部に伝達する自動変速機においては、エンジンのクランク軸からの回転力を効率良く伝達して燃費等の向上を図るため、ロックアップクラッチを採用することが多い。このロックアップクラッチを有する自動変速機では、ドライバのアクセル操作量に基づいて、ロックアップクラッチの締結解除や変速段のダウンシフトを判定することが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、アクセル操作量がエンジン回転数に応じて設定される所定量を超えたとき、ロックアップクラッチの締結を解除する技術が提案されている。また、特許文献２には、コーストロックアップ状態からのアクセル踏込み速度が閾値以上のとき、一時的にロックアップを解除する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−９０４４８号公報
【特許文献２】特開２００１−９９３０６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、アクセル操作量に基づいてロックアップクラッチの解放やダウンシフトを判定する従来の技術では、判定閾値の設定にはトレードオフを探る必要があり、全ての状況を満足するチューニングは困難であった。
【０００５】
例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているようなロックアップ解除判定では、アクセル踏込み速度すなわちスロットル開度変化速度の閾値を低く設定し過ぎると、スリップロックアップ或いはロックアップ状態のままで加速可能な状況にも拘わらず、ロックアップクラッチが頻繁に解放されてしまい、実用燃費の悪化や煩雑な駆動力変化が発生することによるドライブフィールの悪化をもたらしてしまう。
【０００６】
一方、アクセル開度変化速度の閾値設定を高くすると、登坂路走行等で駆動力が不足した際のロックアップクラッチの解放タイミングに遅れが生じ、これもドライブフィールの悪化に繋がる。ダウンシフトの判定についても、ロックアップクラッチの解放判定と同様のことが言える。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、走行状況に応じた最適なタイミングで自動変速機のロックアップ解除やダウンシフトを判定し、実用燃費やドライブフィールの悪化を防止することのできる自動変速機の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による自動変速機の制御装置は、エンジンの出力軸にロックアップクラッチを介して連結されるトルクコンバータと、該トルクコンバータに連結される変速機構とを有する自動変速機の制御装置において、エンジン回転数の変化量とアクセル開度の変化量とに基づいて、エンジントルクの変化量の期待値を算出するエンジントルク変化量期待値算出部と、エンジントルクの実変化量と上記期待値とに基づいて、上記ロックアップクラッチの開閉を含む変速状態の変更を判断する変速状態変更判断部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、走行状況に応じた最適なタイミングで自動変速機のロックアップ解除やダウンシフトを判定することができ、実用燃費やドライブフィールの悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図８は本発明の実施の一形態に係り、図１は変速機制御系の構成図、図２はエンジントルク変化速度期待値算出に用いるアクセル開度係数の説明図、図３はエンジントルク変化速度期待値算出に用いる回転速度係数の説明図、図４は変速制御に係る機能ブロック図、図５はエンジントルク変化速度期待値及びエンジントルク変化速度値の算出処理を示すフローチャート、図６はロックアップ解放判定処理を示すフローチャート、図７はダウンシフト判定処理を示すフローチャート、図８は変速モードの切換例を示す説明図である。
【００１１】
図１において、符号１はエンジンであり、このエンジン１の出力側に自動変速機２が連設されている。自動変速機２は、エンジン１の出力軸に連結されるトルクコンバータ３と、このトルクコンバータ３に連結される主変速機構４と、主変速機構４に一体的に形成される油圧制御部５とを備えて構成されている。
【００１２】
トルクコンバータ３には、インペラとタービンとを係合するためのロックアップクラッチが備えられ、主変速機構４には、前進・後退の切換や変速切り換えを行うための各種油圧クラッチや各種油圧ブレーキ等からなるクラッチ機構部やプラネタリギヤ等が備えられている。また、油圧制御部５は、トルクコンバータ３や主変速機構４の各部へのライン圧やパイロット圧を制御する各種制御弁を一体的に備えている。
【００１３】
一方、符号５０は自動変速機２を制御するＡＴコントロールユニットであり、マイクロコンピュータを中心として構成され、入出力回路やタイマ・カウンタ等の周辺回路を備えている。ＡＴコントロールユニット５０は、自動変速機２の運転状態やドライバの変速操作（変速レンジ位置）を検出する各種センサ類が接続され、また、車載のネットワーク（図示せず）に接続されている。
【００１４】
車載ネットワークは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づくネットワークとして構成され、エンジン１を制御するコントロールユニット等の他の複数のコントロールユニット（図示せず）が接続されている。車載の複数のコントロールユニットは、センサによって検出したデータや演算データ等の制御情報をネットワークに送出し、ネットワークを介して互いに情報交換を行う。
【００１５】
ＡＴコントロールユニット５０による自動変速機２の制御は、自動変速機２の運転状態やドライバの変速操作（変速レンジ位置）を検出する各種センサ類からの情報、ネットワークを介して入力される情報に基づいて実行される。ＡＴコントロールユニット５０に入力される情報は、アクセル開度センサ６によって検出したアクセル開度Ａｐ、エンジン回転数センサ７によって検出したエンジン回転数Ｎｅ、油温センサ８によって検出した変速機作動油（ＡＴＦ）の油温Ｔｆ、水温センサ９によって検出したエンジン１の冷却水温Ｔｗ、車速センサ１０によって検出した車速ＶＳＰ、エンジン１を制御するＥ／Ｇコントロールユニットで演算したエンジントルクＴｑ、ビークルダイナミクスコントロール装置（ＶＤＣ）からの作動情報、トラクションコントロール装置（ＴＣＳ）からの作動情報、変速レンジ位置や変速パターン等の変速モード情報等であり、これらの情報は、直接或いはネットワークを介してＡＴコントロールユニット５０に入力される。
【００１６】
ＡＴコントロールユニット５０は、これらの情報に基づいて、油圧制御部５の各制御弁を介してトルクコンバータ３のロックアップ制御（ロックアップクラッチの締結・スリップ・解放）や主変速機構４の変速制御を実行する。このロックアップ制御及び変速制御においては、ＡＴコントロールユニット５０は、ロックアップクラッチの解放及びダウンシフトの判定条件を、アクセル開度の変化速度とエンジン回転数の変化速度との双方を考慮して最適化し、実用燃費の悪化や煩雑な駆動力変化によるドライブフィールの悪化を防止するようにしている。
【００１７】
すなわち、通常の使用域において、エンジントルクは、図２に示すように、ドライバのアクセルペダルの踏み込みによるスロットル開度の増大に対応して増加する一方、図３に示すように、エンジン回転数の上昇に対してエンジントルクの変化は減少傾向となり、このような特性は、ドライバの加速操作に対する自然なレスポンスとして受け入れられている。ＡＴコントロールユニット５０は、このような特性からエンジントルク変化速度の期待値を定量化して実際のエンジントルクの変化速度が期待値に沿う変化を示しているか否かを判断し、ロックアップ解放やダウンシフトを判定する。
【００１８】
このため、ＡＴコントロールユニット５０には、ロックアップクラッチの解放及びダウンシフトを判定するための機能として、図４に示すように、エンジン回転数の変化量とアクセル開度の変化量とに基づいてエンジントルクの変化量の期待値を算出するエンジントルク変化量期待値算出部５１と、エンジントルクの実変化量と期待値とに基づいてロックアップクラッチの開閉を含む変速状態の変更を判断する変速状態変更判断部５２とを備えている。
【００１９】
エンジントルク変化量期待値算出部５１は、図２に示すように、アクセル開度の変化速度ΔＡｐに対するエンジントルクの変化速度ΔＴの比（ΔＴ／ΔＡｐ）をアクセル開度係数Ｋａとして導入し、通常使用域でのアクセル開度係数Ｋａを基本値としてチューニングした値を、予めエンジン回転の各領域毎にアクセル開度に対応してマップ等に格納して保有している。また、図３に示すように、エンジン回転の変化速度ΔＮｅに対するエンジントルクの変化速度ΔＴの比（ΔＴ／ΔＮｅ）を回転速度係数係数Ｋｎとして導入し、通常使用域での回転速度係数Ｋｎを基本値としてチューニングした値を、予めアクセル開度の各領域毎にエンジン回転数に対応してマップ等に格納して保有している。
【００２０】
そして、運転時のアクセル開度Ａｐとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、マップ参照等により各係数Ｋａ，Ｋｎを求め、以下の（１）式に示すように、アクセル開度の変化速度ΔＡｐとエンジン回転の変化速度ΔＮｅとに各係数Ｋａ，Ｋｎを適用し、エンジントルク変化速度の期待値ΔＴｅを算出する。  
ΔＴｅ＝Ｋａ×ΔＡｐ＋Ｋｎ×ΔＮｅ  …（１）
このエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅは、実際のエンジントルクの変化速度ΔＴｑがロックアップ解除或いはシフトダウンを実施しても燃費やドライブフィールを悪化させることのない運転状態であるか否かを判断するためのものである。
【００２１】
変速状態変更判断部５２は、エンジントルク変化速度期待値ΔＴｅと実エンジントルクの変化速度ΔＴｑとの差が予め設定した閾値未満のとき、ロックアップクラッチの解放或いは変速のダウンシフトを実施可と判定し、ロックアップ解除信号或いはダウンシフトの変速制御信号を出力する。
【００２２】
これにより、不必要にロックアップクラッチが解放されることによる実用燃費の悪化を防止することができ、一方、加速力が不足している走行状況下では、ロックアップクラッチの解放タイミングを早めることが可能となる。また、ダウンシフトについても、同様であり、ドライブフィールを向上することができる。
【００２３】
以上のエンジントルク変化量期待値算出部５１及び変速状態変更判断部５２の機能は、具体的には、ＡＴコントロールユニット５０におけるソフトウエア処理によって実現される。次に、このＡＴコントロールユニット５０の変速制御に係るソフトウエア処理について、図５〜図７のフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
図５のフローチャートは、エンジントルク変化速度期待値及びエンジントルク変化速度値の算出処理を示し、先ず、ステップＳ１において、エンジントルク変化速度期待値ΔＴｅを算出する。すなわち、ステップＳ１では、現在のアクセル開度Ａｐとエンジン回転数Ｎｅとからマップ参照等によりアクセル開度係数Ｋａ，回転速度係数Ｋｎを求めると共に、ドライバのアクセルペダルの踏込みによるアクセル開度Ａｐの変化速度ΔＡｐと、これに対応して変化するエンジン回転数Ｎｅの変化速度ΔＮｅとを求め、前述の（１）式によりエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅを算出する（ΔＴｅ＝Ｋａ×ΔＡｐ＋Ｋｎ×ΔＮｅ）。
【００２５】
次に、ステップＳ２へ進み、実エンジントルクの単位時間当たりの変化率を、エンジントルク変化速度値ΔＴｑとして算出する。そして、このエンジントルク変化速度値ΔＴｑ及びエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅをメモリにストアして本処理を抜ける。
【００２６】
以上の処理で算出されたエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅ及びエンジントルク変化速度値ΔＴｑは、図６のロックアップ解放判定処理、図７のダウンシフト判定処理で参照され、それぞれ、ロックアップクラッチの解放、ダウンシフトの可否が判定される。
【００２７】
先ず、図６のロックアップ解放判定処理について説明する。この処理では、最初のステップＳ１１，Ｓ１２において、ロックアップ解放判定実施の条件として、自動変速機２のＡＴＦ油温（ＡＴＦ温度）Ｔｆが所定値以下か否か、エンジン１の冷却水温（エンジン水温）Ｔｗが所定値以下か否かを調べる。
【００２８】
その結果、ＡＴＦ温度Ｔｆ及びエンジン水温Ｔｗの少なくとも一方は所定値を超えている場合には、ロックアップ解放判定実施の条件が成立しないとして本処理を抜け、ＡＴＦ温度Ｔｆ及びエンジン水温Ｔｗの双方が所定値以下の場合、ステップＳ１３でエンジントルク変化速度値ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅとの差（ΔＴｑ−ΔＴｅ）が閾値ε１未満か否かを調べる。
【００２９】
閾値ε１は、十分な加速を得ることのできるトルク値であり、車両特性に応じて車両毎に最適な値に設定されている。この車両毎の閾値ε１は、予めシミュレーション或いは実験等によって決定され、ＡＴコントロールユニット５０内に記憶されている。
【００３０】
そして、エンジントルク変化速度ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅの差が閾値ε１以上の場合には、ステップＳ１３からステップＳ１４へ進み、ロックアップ解放判定をＯＦＦとして本処理を抜ける。これにより、エンジンの駆動力に余裕がある場合には、ロックアップクラッチを解放し難くしてトルクコンバータ３による不必要なトルク増幅による損失を低減し、燃費悪化を回避することができる。
【００３１】
一方、エンジントルク変化速度ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅの差が閾値ε１を下回っている場合には、ステップＳ１３からステップＳ１５へ進み、ロックアップ解放判定をＯＮとして本処理を抜ける。これにより、十分な加速が期待できない（エンジン回転数の上昇が見込めない）場合には、ロックアップ解放判定ＯＮによって即座にロックアップクラッチを解放してトルクコンバータ３によるトルク増幅を作動させ、必要な加速性能を確保してドライブフィールの悪化を防止することができる。
【００３２】
次に、図７のダウンシフト判定処理について説明する。このダウンシフト判定処理では、最初のステップＳ２１からステップＳ２５までにおいて、ダウンシフト判定実施条件が成立するか否かを調べる。すなわち、ステップＳ２１で、エンジン水温Ｔｗが所定値以下の条件が成立する否かを調べ、ステップＳ２２でＶＤＣやＴＣＳが非作動である条件が成立するか否かを調べる。更に、ステップＳ２３，Ｓ２４で、それぞれ、エンジン回転数Ｎｅが所定値以下の条件が成立するか否か、車速ＶＳＰが所定値以下の条件が成立するか否かを調べ、ステップＳ２５でトルクコンバータ３によるトルク変換動作状態（トルクコンバータ状態；ロックアップ解放）か否かを調べる。
【００３３】
ステップＳ２１〜Ｓ２５において何れかの条件が成立しない場合には、ダウンシフト判定実施の条件が成立しないとして本処理を抜け、ステップＳ２１〜Ｓ２５の条件が全て成立する場合、ステップＳ２６でエンジントルク変化速度値ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅとの差が閾値ε２未満か否かを調べる。
【００３４】
閾値ε２は、ロックアップ解除判定の用いる閾値ε１に対して、例えば図８に示すような変速モードに応じて適宜設定する。図８は、通常走行用のノーマルモードと、スポーツ走行用のスポーツモードと省燃費を考慮したＥＣＯモードとの３つの変速モードを有する例を示しており、Ｄレンジのセレクト位置でノーマルモード、ＳレンジでスポーツモードのスイッチがＯＮとなり、「＋」，「−」の２段階の位置を選択することができる。また、ＥＣＯレンジは、セレクトレバーがＤレンジ位置でのみ選択可能となっている。閾値ε２の値は、スポーツモード、ノーマルモード、ＥＣＯモードの順に、大きくなるように設定されている。
【００３５】
そして、エンジントルク変化速度ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅの差が閾値ε２以上の場合には、ステップＳ２６からステップＳ２７へ進み、ダウンシフト判定をＯＦＦとして本処理を抜ける。これにより、エンジンの駆動力に余裕がある場合には、現在の変速段を維持して不必要にダウンシフトされないようにし、燃費悪化を回避することができる。
【００３６】
一方、エンジントルク変化速度ΔＴｑとエンジントルク変化速度期待値ΔＴｅの差が閾値ε２を下回っている場合には、ステップＳ２６からステップＳ２８へ進み、ダウンシフト判定をＯＮとして本処理を抜ける。これにより、現在の変速段では、十分な加速が期待できない場合には、速やかにダウンシフトさせて十分な加速を確保することができ、ドライブフィールの悪化を防止することができる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態においては、ロックアップ解除やダウンシフトの条件として、アクセル開度変化速度にエンジン回転数の変化速度を追加するようにしている。これにより、平地や下り坂或いは低変速段での走行中等の駆動力に余裕がある状況で加速可能（エンジン回転上昇可能）な場合には、ロックアップ解除やダウンシフトを判定し難くして燃費悪化を回避することができ、一方、登り坂等の十分な加速が期待できない（エンジン回転数上昇が見込めない）状況に対しては、即座にロックアップ解放やダウンシフトを可能としてドライブフィールの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】変速機制御系の構成図
【図２】エンジントルク変化速度期待値算出に用いるアクセル開度係数の説明図
【図３】エンジントルク変化速度期待値算出に用いる回転速度係数の説明図
【図４】変速制御に係る機能ブロック図
【図５】エンジントルク変化速度期待値及びエンジントルク変化速度値の算出処理を示すフローチャート
【図６】ロックアップ解放判定処理を示すフローチャート
【図７】ダウンシフト判定処理を示すフローチャート
【図８】変速モードの切換例を示す説明図
【符号の説明】
【００３９】
１  エンジン
２  自動変速機
３  トルクコンバータ
４  主変速機構
５１  エンジントルク変化量期待値算出部
５２  変速状態変更判断部
Ａｐ  アクセル開度
Ｎｅ  エンジン回転数
ΔＴｅ  エンジントルク変化速度期待値
ΔＴｑ  エンジントルク変化速度値
ε１，ε２  閾値
【図１】
2009180254.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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