(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の摩擦係合要素を解放し、かつ、第２の摩擦係合要素を係合することにより第１の変速段から第２の変速段への変速が成される自動変速機の変速制御装置であって、
前記変速制御装置は、
前記第１の変速段から前記第２の変速段への変速時に前記自動変速機の入力軸に接続された動力源の回転数が前記第２の変速段の同期回転数となるように制御する回転数制御手段と、
前記自動変速機の入力軸回転数が前記第２の変速段の同期回転数の近傍であることを検出する回転同期検出手段と、
前記第１の変速段から前記第２の変速段への変速時に前記第１の摩擦係合要素を解放するとともに、前記回転数制御手段により前記自動変速機の入力軸回転数が前記第２の変速段の同期回転数の近傍とされたことが前記回転同期検出手段によって検出されたことにより、前記第２の摩擦係合要素の係合を開始するように前記第１の摩擦係合要素、および、前記第２の摩擦係合要素の係合・解放タイミングを制御するタイミング制御手段とを備え、
前記自動変速機は、前記第１の摩擦係合要素が解放された場合に前記動力源の動力を前記自動変速機の出力軸に伝達せず、かつ、前記自動変速機の出力軸側から入力される動力を前記自動変速機の入力軸に伝達する一方向係合要素を備える、自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記変速制御装置は、前記自動変速機の入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段をさらに備え、
前記回転同期検出手段は、前記入力軸回転数検出手段による検出結果に基づいて、回転同期を検出する、請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記第２の変速段は、前記第１の変速段の変速比よりも大きな変速比を有する、請求項１または２に記載の自動変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の変速を制御する技術に関し、特に、変速時に生じる変速ショックを抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される自動変速機は、摩擦係合要素と、一方向係合要素とを含む。変速制御装置は、この摩擦係合要素と一方向係合要素との係合状態を切り換えることにより、自動変速機を変速する。
【０００３】
一方向係合要素は、一つの方向に回転するとき係合する。このとき、トルクは伝達される。一方、逆の方向に回転するときには、一方向係合要素は、非係合の状態（いわゆるフリーの状態）となり空転する。このとき、トルクは伝達されない。したがって、フリーであった一方向係合要素が係合するとき、この係合によって伝達されるトルクによりショックが生じる場合がある。このいわゆる変速ショックを抑制するために、摩擦係合要素の係合状態を切り換える速度を遅くする処理等が実行される。
【０００４】
この変速ショックを抑制するため、たとえば、特開平１１−１５９６０３号公報は、摩擦係合要素の締結力を調整するための締結力調整回路と、車両の運転状態を検出するための検出回路と、検出された運転状態に基づいて、締結力調整回路を制御するための制御回路とを含む変速制御装置を開示する。
【０００５】
この変速制御装置において、制御回路は、一方向係合要素がフリーの状態から係合の状態に切り換わる変速の場合は、摩擦係合要素の係合状態を切り換える速度を、他の変速の場合に切り換える速度よりも遅くする。これにより、一方向係合要素が係合するときに生じるショックを抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、摩擦係合要素の係合状態を切り換える速度を遅くすると、摩擦係合要素が係合するまでに時間を要する。すなわち、変速が完了するまでの時間が長くなり、変速応答性が悪化する。図６に、従来の変速制御装置により変速した場合における、自動変速機の入力軸の回転数（「ＡＴ入力回転数」）の推移を示す。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、一方向係合要素が係合することにより生じるショックを抑制でき、さらには、変速応答性を向上できる変速制御装置および変速制御方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る変速制御装置は、第１の摩擦係合要素を解放し、かつ、第２の摩擦係合要素を係合することにより第１の変速段から第２の変速段への変速が成される自動変速機の変速制御装置であって、当該変速制御装置は、第１の変速段から第２の変速段への変速時に自動変速機の入力軸に接続された動力源の回転数が第２の変速段の同期回転数となるように制御する回転数制御手段と、自動変速機の入力軸回転数が第２の変速段の同期回転数の近傍であることを検出する回転同期検出手段と、第１の変速段から第２の変速段への変速時に第１の摩擦係合要素を解放するとともに、回転数制御手段により自動変速機の入力軸回転数が第２の変速段の同期回転数の近傍とされたことが回転同期検出手段によって検出されたことにより、第２の摩擦係合要素の係合を開始するように第１の摩擦係合要素、および、第２の摩擦係合要素の係合・解放タイミングを制御するタイミング制御手段とを備える。自動変速機は、第１の摩擦係合要素が解放された場合に動力源の動力を自動変速機の出力軸に伝達せず、かつ、自動変速機の出力軸側から入力される動力を自動変速機の入力軸に伝達する一方向係合要素を備える。
【００１０】
第２の発明に係る変速制御装置は、第１の発明の構成に加えて、自動変速機の入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段をさらに備える。回転同期検出手段は、入力軸回転数検出手段による検出結果に基づいて、回転同期を検出する。
【００１２】
第３の発明に係る変速制御装置は、第１または第２の発明の構成に加えて、第２の変速段は、第１の変速段の変速比よりも大きな変速比を有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２５】
図１に、本発明の実施の形態に係る変速制御装置を含む、自動変速システムの制御ブロック図を示す。この車両は、エンジン１００と、車速センサ１０２と、スロットルポジションセンサ１０４と、ＥＣＴ(Electronically Controlled Automatic Transmission）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０６と、リニアソレノイド１０８と、入力回転数センサ１１０と、出力回転数センサ１１２と、自動変速機１１６と、シフトポジションセンサ１１８と、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０と、入力トルクセンサ１２２とを含む。
【００２６】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６および自動変速機１１６は、入力回転数センサ１１０と、出力回転数センサ１１２とを介してリニアソレノイド１０８に接続される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０およびスロットルポジションセンサ１０４を介したエンジン１００と、車速センサ１０２と、シフトポジションセンサ１１８とに接続される。
【００２７】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、エンジン用ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、トランスミッション用ＣＰＵと、メモリとを含む。このメモリは、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０によるエンジン１００の吸入空気量に対する点火タイミングおよび燃料噴射量を記憶する。
【００２８】
自動変速機１１６は、摩擦係合要素と一方向係合要素とを含む。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、リニアソレノイド１０８を介して、これらの摩擦係合要素の係合状態を切り換えることにより、自動変速機１１６を変速させる。
【００２９】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、車速センサ１０２を介して、車速を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、スロットルポジションセンサ１０４を介して、エンジン１００のスロットル開度を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、入力回転数センサ１１０を介して、自動変速機１１６の入力軸の回転数を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、出力回転数センサ１１２を介して、自動変速機１１６の出力軸の回転数を検出する。
【００３０】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、シフトポジションセンサ１１８を介して、車両の運転者により選択されたシフトポジションを検出する。
【００３１】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、このシフトポジションに基づいて変速段を算出すると、リニアソレノイド１０８に、その変速段を成立させるための信号を送信する。リニアソレノイド１０８は、その信号を受信すると、算出された変速段が成立するように、摩擦係合要素の係合状態を切り換える。
【００３２】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、入力トルクセンサ１２２を介して、自動変速機１１６への入力トルク（すなわち、エンジン１００の出力トルク）を検出する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、車速、変速段などに基づいて、エンジン回転を第２の変速段まで上昇させるのに必要なトルク量を算出する。
【００３３】
点火システムまたは電子スロットルシステム１２０は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６により算出されたトルク量から求められた点火タイミング、スロットル開度または燃料噴射量等に基づいて、エンジン１００を制御する。この制御により、エンジン１００が出力するトルクは調整される。
【００３４】
図２に、本実施の形態に係る変速制御装置が自動変速機１１６を制御するために使用する摩擦係合要素の作動表を示す。「Ｐ」、「ＲＥＶ」、・・・、「６ＴＨ」は、自動変速機１１６において成立する変速段を表わす。「Ｃ１」、「Ｃ２」、・・・、「Ｂ４」は、自動変速機１１６に含まれる摩擦係合要素を表わす。
【００３５】
この作動表において、「○」の記号は、該当する摩擦係合要素が、該当する変速段において係合しており、かつ、トルクを伝達していることを表わす。「●」の記号は、該当する摩擦係合要素が該当する変速段において係合しており、かつ、トルクを伝達しないことを表わす。
【００３６】
たとえば、自動変速機１１６の変速段が６速（図２において、「６ＴＨ」）であるとき、「Ｃ１」、「Ｃ２」、「Ｂ１」、「Ｂ２」および「Ｂ３」は、係合の状態である。自動変速機１１６の変速段が５速（図２において、「５ＴＨ」）であるとき、「Ｃ１」、「Ｃ２」、「Ｃ３」、「Ｂ１」および「Ｂ３」は、係合の状態である。したがって、たとえば自動変速機１１６が６速から５速へ変速するとき、「Ｂ２」は解放され、「Ｃ３」は係合される。
【００３７】
図３を参照して、自動変速機１１６が前進６段であって、６速で走行中の車両が５速に変速する場合において、本実施の形態に係る自動変速システムが実行する制御の手順をフローチャートを用いて説明する。
【００３８】
Ｓ３０２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、６速から５速への変速指示が検出されたか否かを判断する。６速から５速への変速指示が検出されたとき（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、処理はＳ３０４に移される。６速から５速への変速指示が検出されないとき（Ｓ３０２にてＮＯ）、処理はＳ３０２に戻される。
【００３９】
Ｓ３０４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、トランスミッション用ＣＰＵを介して、摩擦係合要素「Ｂ２」を解放の状態にするための信号を、リニアソレノイド１０８に出力する。リニアソレノイド１０８は、受信した信号に基づいて、摩擦係合要素「Ｂ２」から油圧を解放する。
【００４０】
Ｓ３０６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、リニアソレノイド１０８に出力された信号に基づいて、摩擦係合要素「Ｂ２」により伝達されるトルクが０であるか否かを判断する。摩擦係合要素「Ｂ２」により伝達されるトルクが０であると判断されたとき（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、処理はＳ３０８に移される。摩擦係合要素「Ｂ２」により伝達されるトルクが０でないと判断されたとき（Ｓ３０６にてＮＯ）、処理はＳ３１８に移される。
【００４１】
Ｓ３０８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、入力軸の回転数が第１の基準回転数に到達したか否かを判断する。この第１の基準回転数は、同期回転数から第１の遅れ回転数（図３における「α」）を引いた値である。なお、同期回転数とは、変速により成立する変速段（本実施の形態では、５速）の変速比と、出力軸の回転数とから算出される回転数である。第１の遅れ回転数は、入力トルクが増加する間に変化する回転数である。
【００４２】
入力軸の回転数が第１の基準回転数に到達したと判断されたとき（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、処理はＳ３１０に移される。入力軸の回転数が第１の基準回転数に到達していないと判断されたとき（Ｓ３０８にてＮＯ）、処理はＳ３１２に移される。
【００４３】
Ｓ３１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、エンジンＣＰＵを介して、エンジンから出力されるトルクを増加する処理を終了するように、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０を制御する。
【００４４】
Ｓ３１２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、エンジンＣＰＵを介して、エンジン１００から出力されるトルクを増加するように、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０を制御する。このとき、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０がエンジン１００への入力を切り換える。この入力が切り換えられると、エンジン１００の出力トルクは増加される。
【００４５】
Ｓ３１４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、入力軸の回転数が、第２の基準回転数に到達したか否かを判断する。なお、第２の基準回転数は、同期回転数から第２の遅れ回転数（図３における「β」）を引いた値である。第２の遅れ回転数は、摩擦係合要素「Ｃ３」を係合する指示が出力されてから、その係合が完了するまでに変化する回転数である。
【００４６】
入力軸の回転数が第２の基準回転数に到達したと判断されたとき（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、処理はＳ３１６に移される。入力軸の回転数が第２の基準回転数に到達していないと判断されたとき（Ｓ３１４にてＮＯ）、処理はＳ３１８に移される。
【００４７】
Ｓ３１６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、トランスミッション用ＣＰＵを介して、リニアソレノイド１０８に、摩擦係合要素「Ｃ３」を係合するための信号を出力する。リニアソレノイド１０８は、受信した信号に基づいて、摩擦係合要素「Ｃ３」を係合するための油圧を供給する。
【００４８】
Ｓ３１８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、入力軸の回転数が、予め定められた時間（図３における「γ秒」）、５速における同期回転数から一定の範囲に収束しているか否かを判断する。入力軸の回転数が、予め定められた時間、５速における同期回転数から一定の範囲に収束していると判断されたとき（Ｓ３１８にてＹＥＳ）、処理はＳ３２０に移される。入力軸の回転数が、予め定められた時間、５速における同期回転数から一定の範囲に収束していないと判断されたとき（Ｓ３１８にてＮＯ）、その後、処理はＳ３０４に戻される。
【００４９】
Ｓ３２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６は、エンジンからのトルクを増加するための制御を終了する。処理は、Ｓ３０２に戻される。
【００５０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る自動変速システムの動作を説明する。このとき、トルクを調整する動作と、摩擦係合要素に油圧を供給する動作とが実行される。以下、車両が６速で走行中であって、自動変速機１１６が６速から５速へ変速する場合について説明する。
【００５１】
［トルクを調整する動作］
車両が６速の変速段で走行しているとき、運転者または自動変速装置がシフトポジションを６速から５速へ移すように指示すると、この変速指示がＥＣＴ＿ＥＣＵ１０６により検出される（Ｓ３０２）。
【００５２】
この変速指示と予め定められた作動表とに基づいて、摩擦係合要素の切り換えが開始される。まず、摩擦係合要素「Ｂ２」を解放するための信号が出力される。摩擦係合要素「Ｂ２」に供給されていた油圧は、この信号を受信したリニアソレノイド１０８により解放される（Ｓ３０４）。
【００５３】
摩擦係合要素「Ｂ２」のトルク容量が０であることが検出される（Ｓ３０６にてＹＥＳ）。その後、入力軸の回転数は第１の基準回転数に到達していないと判断されると（Ｓ３０８にてＮＯ）、エンジン１００の出力トルクを増加するための指示が、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０に出力される。この信号を受信した点火システムまたは電子スロットルシステム１２０は、出力トルクを増加するように、エンジン１００を制御する（Ｓ３１２）。
【００５４】
その後、入力軸の回転数は第２の基準回転数に到達していないと判断され（Ｓ３１４にてＮＯ）、さらに、入力軸の回転数は５速における同期回転数から一定の範囲に到達していないと判断されると（Ｓ３１８にてＮＯ）、処理はＳ３０４に戻される。この出力トルクを増加する処理は、入力軸の回転数が第１の基準回転数に到達したと判断されるまで（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、継続される。
【００５５】
［摩擦係合要素に油圧を供給する動作］
リニアソレノイド１０８は、予め定められた作動表に基づいて、摩擦係合要素「Ｂ２」を解放する。これにより、摩擦係合要素「Ｂ２」を係合させていた油圧は解放される（Ｓ３０４）。
【００５６】
摩擦係合要素「Ｂ２」のトルク容量が０であることが検出される（Ｓ３０６にてＹＥＳ）。入力軸の回転数は第１の基準回転数に到達していると判断される（Ｓ３０８にてＹＥＳ）。この判断に基づいて、エンジン１００の出力トルクを増加する処理を終了するための指示が、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０に出力される。エンジン１００からの出力トルク量は、トルクの調整を開始する前の量に戻される（Ｓ３１０）。
【００５７】
その後、入力軸の回転数は第２の基準回転数に到達していると判断されると（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、摩擦係合要素「Ｃ３」に油圧が供給される（Ｓ３１６）。その後、入力軸の回転数が５速における同期回転数から一定の範囲に到達しているか否かが判断され、到達していると（Ｓ３１８にてＹＥＳ）、トルクを調整する処理が終了する（Ｓ３２０）。その後、自動変速機１１６に対する変速指示の検出が再開される（Ｓ３０２）。
【００５８】
図４に、自動変速機１１６の入力回転数（以下、「ＡＴ入力回転数」という。）の変化と、調整されるトルク量（以下、「ＥＮＧトルクアップ量」という。）の変化とを示す。時刻Ａにおいて、トルクを増加する処理が開始されると（Ｓ３１２）、ＡＴ入力回転数が増加し始める。ＡＴ入力回転数が５ＴＨ同期回転数からある範囲に到達したタイミングにおいて（すなわち、図４（ｂ）における時刻Ｄにおいて）、トルクを増加する処理は終了する（Ｓ３１０）。このとき、トルクを増加するために出力されていた「ＥＮＧトルクアップ要求量」は０となる。なお、時刻Ｄは、ＡＴ入力回転数が５ＴＨ同期回転数となる時刻Ｂから、遅れ時間分を控除することで算出される。
【００５９】
図５に、自動変速機１１６の駆動トルクの変化と、摩擦係合要素（「Ｂ２」と「Ｃ３」）の係合圧の変化とを示す。図５（ａ）を参照して、時刻Ａにおいて、トルクを増加する制御が開始されると（Ｓ３１２）、一方向係合要素が解放され、駆動トルクは０となる。この状態は、摩擦係合要素「Ｃ３」が係合されて（Ｓ３１６）、５速が成立するとき（Ｓ３１８にてＹＥＳ）まで継続する。
【００６０】
図５（ｂ）を参照して、摩擦係合要素「Ｂ２」が、解放の状態になったとき（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、トルクを調整する処理が開始される。その処理が開始されると、時刻Ａにおいて、アウトプットトルクは０となる（図５（ａ）参照）。摩擦係合要素「Ｃ３」は、予め定められたタイミングに基づいて、係合するための油圧の供給が開始される。時刻Ｃにおいて、摩擦係合要素「Ｃ３」の係合が終了したとき、５速への変速は完了する。このとき、駆動トルクは、図５（ａ）に示された「５ＴＨ非駆動レベル」に達する。
【００６１】
以上により、この変速制御装置は、検出された開始タイミングから終了タイミングまで、予め算出された調整量に基づいて出力トルクを増加するように、点火システムまたは電子スロットルシステム１２０を介してエンジン１００を制御する。すなわち、エンジン１００の出力トルクを調整する指示が出力されると、第１の変速段（６速）を成立する一方向係合要素が解放され、出力トルクの増加にともなって入力回転数が上昇する。第２の変速段（５速）の成立が検出されると、第２の変速段を成立する摩擦係合要素（「Ｃ３」）が係合される。
【００６２】
このようにすると、第１の変速段から第２の変速段へのダウンシフトにおいては、第１の変速段を成立する一方向係合要素の作用により、エンジンの回転数が不必要に低下することが抑制される。したがって、第２の変速段の摩擦係合要素による回転引き上げ時の変速ショックは発生しない。また、一方向係合要素によってエンジン回転が不必要に低下しない。これにより、摩擦係合要素が完全に解放するまでの時間を確保した上でトルクの調整（トルクアップ）をすることができる。さらに、そのトルクの調整により動力源の回転数の変化が早められ、第１の変速段の回転数から第２の変速段の回転数へ変化するために必要な時間が短縮される。これにより、第１の変速段から第２の変速段への変速応答性は向上する。その結果、ダウンシフト時に生じる変速ショックを抑制でき、さらには、変速応答性を向上できる変速制御装置を提供することができる。
【００６３】
なお、本実施の形態において、指示された変速段における回転数から予め定められた範囲に到達したか否かの判定（すなわち、同期回転数付近であるか否かの判定）は、検出された入力軸の回転数と、出力軸の回転数および変速比から算出された回転数とを比較することにより行なった（Ｓ３１８）。この判定は、たとえば、変速の制御が開始されてから経過した時間が、予め定められた時間を経過したか否かに基づいてもよい。これにより、変速制御を予め定められた時間内に終了できる。その結果、変速の遅延を抑制できる変速制御装置を提供できる。
【００６４】
なお、本発明は、駆動輪から駆動力を受けるときに、変速段を成立させている一方向係合要素が係合し、逆に、車両に駆動力を伝達するときに、その一方向係合要素が空転する変速段を含む自動変速機が、その変速段からダウンシフトする場合を対象とした。
【００６５】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る変速制御装置を含む制御ブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る自動変速機に含まれる摩擦係合要素の作動表を表す図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】  本発明の実施の形態に係る自動変速機の入力回転数の推移および増加されるトルク量の推移を表わす図である。
【図５】  本発明の実施の形態に係る、一方向係合要素に作用する駆動輪からのトルクと、摩擦係合要素の係合状態の変化とを表わす図である。
【図６】  従来の変速制御装置に制御された自動変速機の入力回転数の推移を表わす図である。
【符号の説明】
１００  エンジン、１０２  車速センサ、１０４  スロットルポジションセンサ、１０６  ＥＣＴ＿ＥＣＵ、１０８  リニアソレノイド、１１０  入力回転数センサ、１１２  出力回転数センサ、１１６  自動変速機、１１８  シフトポジションセンサ、１２０  点火システムまたは電子スロットルシステム、１２２  入力トルクセンサ。
【図１】
0003744471.tif 000002
【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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