JP2007327574A - パワートレーンの変速ショック軽減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジントルク低下または増大制御による変速ショック軽減が、トルク低下マージン不足または増大マージン不足により所定通りに行われなくなるのを防止する。
【解決手段】破線で示す変速比指令値を変速時定数補正係数により実線で示す目標変速比となるよう補正して変速速度が、エンジントルク低下マージンによって丁度相殺し得る程度の実線で示すイナーシャ放出トルクを発生する変速速度となるようにする。かかる変速速度での変速時におけるイナーシャ放出トルクは、遅い変速速度に起因して実線で示すごとくに小さくなり、これを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクダウン量もΔTedn−αの小さなものでよく、（ΔTedn−α）を反映させた実線で示す目標エンジントルクtTeを実現すべくスロットル開度TVOを実線で示すごとくに制御する。よって、tTeを確実に達成し得て実線で示すイナーシャ放出トルクを完全に相殺することができ、変速ショックを狙い通りに軽減し得る。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンおよび自動変速機を具えたパワートレーンにおいて、自動変速機の変速ショックを軽減するための装置に関するものである。

自動変速機はその変速時に、変速比変化に伴う入力回転数の変化を生じさせ、この入力回転変化に伴って発生するイナーシャトルクが変速ショックの原因となる。
自動変速機がロー側変速比からハイ側変速比へとアップシフトする場合は、変速機入力回転数が変速比変化分だけ低下され、この回転低下がイナーシャ分のトルクを放出させて、変速ショック（トルク突き出しショック）を生じさせる。
逆に自動変速機がハイ側変速比からロー側変速比へとダウンシフトする場合は、変速機入力回転数が変速比変化分だけ上昇され、この回転上昇がイナーシャ分のトルクを吸収して、変速ショック（トルク引き込みショック）を生じさせる。

かかる論理で発生するパワートレーンの変速ショックを軽減する技術としては従来、例えば特許文献1に記載のごときものが知られている。
この変速ショック軽減装置は、エンジンおよび無段変速機を具えたパワートレーンを前提とし、無段変速機の変速時入力回転変化に伴う上記のイナーシャトルクを相殺するようエンジントルクを補正して変速ショックを軽減するものである。

ちなみに、自動変速機のアップシフト時は、上記の通りイナーシャトルクの放出により変速ショック（トルク突き出しショック）を生ずることから、これを相殺するようエンジントルクを低下補正（トルクダウン）して変速ショックを軽減し、
逆に自動変速機のダウンシフト時は、上記の通りイナーシャトルクの吸収により変速ショック（トルク引き込みショック）を生ずることから、これを相殺するようエンジントルクを増大補正（トルクアップ）して変速ショックを軽減するというものである。
特開平１１−０２０５１２号公報

ところで、エンジン出力トルクTeは図7に例示するように、スロットル開度TVOや、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOや、ブースト圧などで代表されるエンジン要求負荷（エンジン負荷とも言う）ごとに異なるものの、エンジン回転数Neに応じて概ね図示のごとくに変化し、アクセルペダルの踏み込みでエンジン負荷が大きくなるほどエンジン出力トルクTeも大きくなる。

従って、エンジン高負荷運転時は、このエンジン負荷状態とエンジン回転数Neとで決まる現在の実エンジントルクと、最大負荷にした時のエンジントルク最大値との間におけるエンジントルク増大マージンA1が小さくなる傾向にあり、実エンジントルクと、最小負荷にした時のエンジントルク最小値との間におけるエンジントルク低下マージンA2が大きくなる傾向にある。
逆に、エンジン低負荷荷運転時は、このエンジン負荷状態とエンジン回転数Neとで決まる現在の実エンジントルクと、最大負荷にした時のエンジントルク最大値との間におけるエンジントルク増大マージンB1が大きくなる傾向にあり、実エンジントルクと、最小負荷にした時のエンジントルク最小値との間におけるエンジントルク低下マージンB2が小さくなる傾向にある。

これがため、前記した特許文献1に記載の従来の変速ショックを軽減技術では、以下のような問題を生ずる。
つまり、自動変速機のアップシフト時は、イナーシャトルクの放出により変速ショック（トルク突き出しショック）を生ずることから、これを相殺するようエンジントルクを低下補正（トルクダウン）して変速ショックを軽減することを趣旨とするが、
エンジン低負荷状態でアップシフトが発生した場合は、この低負荷運転時に上記の通りエンジントルク低下マージンB2（図7参照）が小さくなる傾向にあることから、変速ショック軽減用に要求されるトルクダウン量だけエンジントルクを低下させることができない事態が発生することがあり、変速ショックを狙い通りに軽減し得ないことがある。

図8に示すごとく瞬時t1に第4速から第5速へのアップシフト変速指令が発せられ、これに呼応して変速比が破線で示すように指令され、これから所定の遅れをもって実変速比が実線で示すごとくに時系列変化して瞬時t2にアップシフトが終了した場合につき、上記の問題を以下に付言する。
実線で示す実変速比の時系列変化に伴う変速機入力回転数の低下に起因して放出されるイナーシャ放出トルクは実線で示すごときものであり、これを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクダウン量ΔTednを反映させた目標エンジントルクtTeが本来なら破線で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが破線で示すごとくに制御されるべきところながら、スロットル開度TVOは0未満にすることができず、実際は実線で示すように制御されることとなる。

これがため、破線で示す目標エンジントルクtTeに対して実際のエンジントルクはエンジントルク最低値Temin未満になし得ず、実線で示すごとくに経時変化してトルクダウン量不足の事態を生ずる。
従って、実線で示すごときイナーシャ放出トルクが破線で示す程度しか相殺され得ず、残存した破線で示すイナーシャ放出トルクが変速ショックを狙い通りに軽減し得なくするだけでなく、実線で示す車体加速度の経時変化から明らかなように大きな前後ショックを生じさせる。

逆に自動変速機のダウンシフト時は、イナーシャトルクの吸収により変速ショック（トルク引き込みショック）が生ずることから、これを相殺するようエンジントルクを増大補正（トルクアップ）して変速ショックを軽減することを趣旨とするが、
エンジン高負荷状態でダウンシフトが発生した場合は、この高負荷運転時に前記の通りエンジントルク増大マージンA1（図7参照）が小さくなる傾向にあることから、変速ショック軽減用に要求されるトルクアップ量だけエンジントルクを増大させることができない事態が発生することがあり、変速ショックを狙い通りに軽減し得ないことがある。

図9に示すごとく瞬時t1に第5速から第4速へのダウンシフト変速指令が発せられ、これに呼応して変速比が破線で示すように指令され、これから所定の遅れをもって実変速比が実線で示すごとくに時系列変化して瞬時t2にダウンシフトが終了した場合につき、上記の問題を以下に付言する。
実線で示す実変速比の時系列変化に伴う変速機入力回転数の上昇に起因して吸収されるイナーシャ吸収トルクは実線で示すごときものであり、これを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクアップ量ΔTeupを反映させた目標エンジントルクtTeが本来なら破線で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが破線で示すごとくに制御されるべきところながら、スロットル開度TVOは全開を超えて制御することができず、実際は実線で示すように制御されることとなる。

これがため、破線で示す目標エンジントルクtTeに対して実際のエンジントルクはエンジントルク最大値Temaxを超えることはあり得ず、実線で示すごとくに経時変化してトルクアップ量不足の事態を生ずる。
従って、実線で示すごときイナーシャ吸収トルクが破線で示す程度しか相殺され得ず、残存した破線で示すイナーシャ吸収トルクが変速ショックを狙い通りに軽減し得なくするだけでなく、実線で示す車体加速度の経時変化から明らかなように大きな前後ショックを生じさせる。

本発明は、上記の問題を生じさせるエンジントルク低下マージンB2（図7参照）やエンジントルク増大マージンA1（図7参照）の不足がエンジン負荷によって決まるとの観点から、
自動変速機の変速速度をエンジン負荷に応じて補正することで、上記のような問題を解決、若しくは、緩和するパワートレーンの変速ショック軽減装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明によるパワートレーンの変速ショック軽減装置は、請求項１に記載したごとく、
エンジンおよび自動変速機を具え、
前記自動変速機の変速時入力回転変化に伴うイナーシャトルクを相殺する方向に前記エンジンをトルク補正することで変速ショックを緩和するようにしたパワートレーンにおいて、
前記自動変速機の変速速度を前記エンジンの負荷状態に応じて補正する変速速度補正手段を設けたことを特徴とするものである。

上記した本発明によるパワートレーンの変速ショック軽減装置によれば、
自動変速機の変速速度をエンジン負荷状態に応じて補正するようにしたから、
エンジン負荷ごとに異なるエンジントルク低下マージン（最大可能トルクダウン量）やエンジントルク増大マージン（最大可能トルクアップ量）を考慮しつつ変速速度を補正して適切なものとすることができ、
エンジントルクマージンの不足が原因で狙い通りの変速ショック軽減効果が得られないという問題が発生するのを解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例になる変速ショック軽減装置を具えた車両用パワートレーンを、その制御システムとともに示す。
パワートレーンはエンジン1および自動変速機2を具え、これらエンジン1および自動変速機2間をトルクコンバータや電磁クラッチ等の断接要素3により相互に結合する。

自動変速機2を本実施例では、Ｖベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機などの無段変速機とするが、有段式の自動変速機でもよいことは言うまでもない。
しかし、いずれにしても自動変速機2は図示せざるディファレンシャルギヤ装置を内蔵したオートマチックトランスアクスルとし、当該ディファレンシャルギヤ装置を介して自動変速機2の出力軸に左右駆動車輪（前輪）4L,4Rを結合する。

一方で無段変速機2は、図示せざるシフトレバーを自動変速列にセレクトした状態（自動変速モード）では、走行状態に応じて変速比を連続的に、且つ、自動的に変化させる自動変速を行うが、
当該シフトレバーをマニュアル変速列にセレクトした状態（マニュアル変速モード）では、このシフトレバーを中立位置（常態位置）からアップシフト位置またはダウンシフト位置にシフト操作する度に、第1速相当変速比（マニュアル第1速）〜第5速相当変速比（マニュアル第5速）間で、順次段階的にアップシフトまたはダウンシフトされるマニュアル変速を行うものとする。

図1のパワートレーンにおいては、エンジン1からの動力が断接要素3を経て自動変速機2に入力され、自動変速機2がエンジン動力を選択変速比に応じ変速し、変速後の動力がディファレンシャルギヤ装置から左右駆動車輪（前輪）4L,4Rに伝達されて車両を走行させることができる。

エンジン1は、図示しなかったが吸気管内におけるスロットルバルブを電子制御式とし、その開度を基本的にはアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOに応じたスロットル開度TVOとなすが、アクセル開度APOとは別のエンジン出力（トルク）制御要求（変速ショック軽減要求）に応じ適宜スロットル開度TVOを加減してエンジン1のトルクダウンや、トルクアップを行い得るものとする。
そしてエンジン1は、スロットルバルブにより制御された吸気量の空気と、インジェクタからの噴射により供給された燃料との混合気に、点火プラグからのスパークにより点火して運転を行うものとする。

スロットルバルブの電子制御、インジェクタからの燃料供給量制御、および点火プラグによる点火のタイミング制御は、他のエンジン制御（吸排気弁のバルブリフト量制御や圧縮比制御用のバルブ開閉タイミング制御）とともにエンジンコントローラ5により実行し、これらによりエンジン出力を決定する。
従って本実施例では、変速ショック軽減用のエンジントルク制御に、スロットル開度制御によるエンジントルク制御、燃料供給量制御によるエンジントルク制御、点火時期制御によるエンジントルク制御、吸排気弁リフト量制御によるエンジントルク制御、および、圧縮比制御によるエンジントルク制御を、単独でまたは任意に組み合わせて用いることができる。
しかし以下では、変速ショック軽減用のエンジントルク制御としてスロットル開度制御によるエンジントルク制御を用いることとして説明する。

無段変速機2は変速機コントローラ6によって制御し、これがため変速機コントローラ6には、
エンジンコントローラ5からのエンジントルクTeに関する信号およびエンジン回転数Neに関する信号を入力するほか、
アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ7からの信号、
車速VSPを検出する車速センサ8からの信号、
変速機入力回転数Niを検出する変速機入力回転センサ9からの信号、
上記シフトレバーをマニュアル変速モードでアップシフト位置にシフト操作する度にONされてアップシフト信号Supを発するアップシフトスイッチ10からの信号、および、
上記シフトレバーをマニュアル変速モードでダウンシフト位置にシフト操作する度にONされてダウンシフト信号Sdnを発するダウンシフトスイッチ11からの信号を入力する。

無段変速機2の自動変速に際し変速機コントローラ6は、上記の入力情報から予定の変速マップをもとに無段変速機2の目標入力回転数を求め、無段変速機2の実入力回転数Niがこの目標入力回転数に所定の応答で追従するよう無段変速機2を自動変速制御する。
無段変速機2のマニュアル変速に際し変速機コントローラ6は、図2に示す制御プログラムを実行して、本発明が狙いとするパワートレーン（無段変速機2）の変速ショック軽減用に変速速度を以下のごとくに制御すると共にエンジントルク補正量を以下のごとくに決定してエンジンコントローラ5に指令する。

図2のステップＳ1においては、アップシフトスイッチ10からアップシフト信号Sup（マニュアルアップシフト指令）が出力されたか否かを、また、ステップＳ2においては、ダウンシフトスイッチ11からダウンシフト信号Sdn（マニュアルダウンシフト指令）が出力された否かをチェックする。
ステップＳ1およびステップＳ2の何れにおいてもマニュアル変速指令がないと判定するときは、本発明が狙いとする変速ショック軽減用の変速速度制御およびエンジントルク補正が不要であるから制御をそのまま終了して本ルーチンを閉じる。

ステップＳ1でアップシフト信号Sup（マニュアルアップシフト指令）が有ると判定した場合は、変速速度補正手段に相当するステップＳ3において、図3(a)に例示する予定のマップを基にスロットル開度TVO（エンジン負荷）から、アップシフト変速速度を決定するための変速時定数Tgtmに対する補正係数Kmを検索し、これらの乗算によりアップシフト用補正済変速時定数Tgtm’＝Tgtm×Kmを求める。
ステップＳ2でダウンシフト信号Sdn（マニュアルダウンシフト指令）が有ると判定した場合は、変速速度補正手段に相当するステップＳ4において、図3(b)に例示する予定のマップを基にスロットル開度TVO（エンジン負荷）から、ダウンシフト変速速度を決定するための変速時定数Tgtmに対する補正係数Kmを検索し、これらの乗算によりダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’＝Tgtm×Kmを求める。

ここで、補正前における通常の変速時定数Tgtmは周知のごとく、基本時定数Tgtm(0)と、選択レンジや変速比に応じた係数Koと、車速VSPに応じた車速係数Kvと、低温時やスピンリカバー等に応じた特殊条件時係数Ksとを乗算する次式により求めることができる。
Tgtm＝Tgtm(0)×Ko×Kv×Ks

また、通常の変速時定数Tgtmに対しスロットル開度TVO（エンジン負荷）応じた補正を施して上記のごとく補正済変速時定数Tgtm’＝ Tgtm×Kmを求めるための、図3(a)に例示したアップシフト用の時定数補正係数Km、および図3(b)に例示したダウンシフト用の時定数補正係数Kmはそれぞれ、
補正済変速時定数Tgtm’で決まる変速速度が、図8（アップシフト時）および図9（ダウンシフト時）につき前述した問題を生ずることのない、つまり、前記エンジントルクマージンによっても相殺し切れないほど大きなイナーシャトルクを発生することのないぎりぎりの変速速度となる補正係数とし、予め実験などにより求めて図3に示すごとくマップ化しておく。

ところで、図7につき前述したごとく、アップシフト変速ショック対策のために行うべきエンジントルクダウンに際して問題となるエンジントルク低下マージン不足が、図7にB2により示すように低負荷ほど（スロットル開度TVOが小さいほど）顕著になることから、アップシフト用の時定数補正係数Kmは図3(a)に示すごとくスロットル開度TVOが小さいほど大きくし、これにより、スロットル開度TVOが小さいほどアップシフト用補正済変速時定数Tgtm’を大きくして変速速度を遅くなるよう補正する。

一方で、同じく図7につき前述したごとく、ダウンシフト変速ショック対策のために行うべきエンジントルクアップに際して問題となるエンジントルク増大マージン不足が、図7にA1により示すように大負荷ほど（スロットル開度TVOが大きいほど）顕著になることから、ダウンシフト用の時定数補正係数Kmは図3(b)に示すごとくスロットル開度TVOが大きいほど大きくし、これにより、スロットル開度TVOが大きいほどダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’を大きくして変速速度を遅くなるよう補正する。

なお上記では、図3(a),(b)における時定数補正係数Kmにつき、補正済変速時定数Tgtm’で決まる変速速度が、エンジントルクマージンによっても相殺し切れないほど大きなイナーシャトルクを発生することのないぎりぎりの変速速度となる補正係数であると述べたが、
かようにエンジントルクマージンによって丁度相殺されるようなイナーシャトルクを発生する変速速度となる補正係数である必要はなく、変速ショックが若干あっても変速応答を希望する味付けが要求される場合は、エンジントルクマージンによって全部を相殺し切れないようなイナーシャトルクを発生する変速速度となる補正係数であってもよいことは言うまでもない。

図2のステップＳ3（アップシフト時）またはステップＳ4（ダウンシフト時）で、アップシフト用補正済変速時定数Tgtm’またはダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’を決定した後は、
ステップＳ5において、変速比を変速前マニュアル変速段変速比から変速後マニュアル変速段変速比へ、補正済変速時定数Tgtm’により決まる変速速度で向かわせるための時々刻々の目標変速比を求めて無段変速機2の変速アクチュエータ（図示せず）に指令し、無段変速機2の実変速比が補正済変速時定数Tgtm’により決まる変速速度で変速後マニュアル変速段変速比に至るよう変速制御する。

次のステップＳ6においては、上記のようにして変速される無段変速機2の変速時イナーシャトルクを、変速期間中における変速機入力回転数Niの時間変化割合と、慣性モーメントとの乗算により求め、これを相殺するためのエンジントルク補正量（アップシフト時はトルクダウン量ΔTedn、ダウンシフト時はトルクアップ量ΔTeup）を演算してエンジンコントローラ5に向け出力する。
エンジンコントローラ5は、変速時イナーシャトルクを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルク補正量（アップシフト時はトルクダウン量ΔTedn、ダウンシフト時はトルクアップ量ΔTeup）を受けて、これを反映させたエンジン1のスロットル開度制御により、当該エンジントルク補正を達成して変速ショックを軽減させる。

上記実施例の作用効果を、図4（アップシフトの場合）、および、図5（ダウンシフトの場合）につき以下に説明する。
図4は、図8におけると同様、瞬時t1に第4速から第5速へのアップシフト変速指令が発せられ、瞬時t2に第4速から第5速へのアップシフトが終了する場合の動作タイムチャートを示す。
従来は図8につき前述したごとく、当該アップシフト変速指令に呼応して変速比が破線（図8の変速比指令値と同じ）で示すように指令されていたため、変速に伴う変速機入力回転数の低下に起因したイナーシャ放出トルクが破線（図8に実線で示すと同じもの）で示すごとくに大きくなる。
従って、このイナーシャ放出トルクを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクダウン量ΔTednを反映させた目標エンジントルクtTeが破線（図8と同じもの）で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが破線（図8と同じもの）で示すごとくに制御されるべきところながら、スロットル開度TVOは0未満にすることができない。
つまり、破線で示す目標エンジントルクtTeに対し実際のエンジントルクをエンジントルク最低値Temin未満になし得ないことから、αで示すトルクダウン量不足を生じて、破線で示すイナーシャ放出トルクを完全には相殺し得ず、残存したイナーシャ放出トルクが変速ショックを狙い通りに軽減し得なくするだけでなく、破線で示す車体加速度の経時変化から明らかなように大きな前後ショックを生じさせる。

ところで本実施例においては、図2のステップＳ3で図3(a)に例示する予定のマップを基にスロットル開度TVO（エンジン負荷）から、図4に破線で示す変速比指令値（図8におけると同じもの）の時間変化割合（アップシフト変速速度）を決定するための変速時定数Tgtmに対する補正係数Kmを検索すると共に、これらの乗算によりアップシフト用補正済変速時定数Tgtm’＝Tgtm×Kmを求め、
このアップシフト用補正済変速時定数Tgtm’で決まる変速速度が、図8につき前述した上記の問題を生ずることのない、つまり、エンジントルク低下マージンによっても相殺し切れないほど大きなイナーシャ放出トルクを発生することのないぎりぎりの（エンジントルク低下マージンによって丁度相殺し得る程度の図4に実線で示すイナーシャ放出トルクを発生する）変速速度（図4に実線で示した目標変速比の時間変化割合）となるようにする。

かかる変速速度での変速に伴う変速機入力回転数の低下に起因したイナーシャ放出トルクは、遅い変速速度に起因して図4に実線で示すごとくに小さくなり、
このイナーシャ放出トルクを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクダウン量も従来のΔTednからαを差し引いた小さなものでよく、このエンジントルクダウン量（ΔTedn−α）を反映させた目標エンジントルクtTeが実線で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが実線で示すごとくに制御される。
よって、目標エンジントルクtTeがエンジントルク最低値Temin未満になることがなく、これを確実に達成し得て実線で示すイナーシャ放出トルクを完全に相殺することができ、イナーシャ放出トルクの残存により変速ショックを狙い通りに軽減し得ないという問題を回避することができると共に、実線で示す車体加速度の経時変化から明らかなように大きな前後ショックを生じさせることもない。

ダウンシフト時における上記実施例の作用効果を図5に基づき以下に説明するに、
図5は、図9におけると同様、瞬時t1に第5速から第4速へのダウンシフト変速指令が発せられ、瞬時t2に第5速から第4速へのダウンシフトが終了する場合の動作タイムチャートである。
従来は図9につき前述したごとく、当該ダウンシフト変速指令に呼応して変速比が破線（図9の変速比指令値と同じ）で示すように指令されていたため、変速に伴う変速機入力回転数の上昇に起因したイナーシャ吸収トルクが破線（図9に実線で示すと同じもの）で示すごとくに大きくなる。
従って、このイナーシャ吸収トルクを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクアップ量ΔTeupを反映させた目標エンジントルクtTeが破線（図9と同じもの）で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが破線（図9と同じもの）で示すごとくに制御されるべきところながら、スロットル開度TVOは全開を超えて大きくすることができない。
つまり、破線で示す目標エンジントルクtTeに対し実際のエンジントルクをエンジントルク最大値Temaxを超えた大きさになし得ないことから、βで示すトルクアップ量不足を生じて、破線で示すイナーシャ吸収トルクを完全には相殺し得ず、残存したイナーシャ吸収トルクが変速ショックを狙い通りに軽減し得なくするだけでなく、破線で示す車体加速度の経時変化から明らかなように大きな前後ショックを生じさせる。

ところで本実施例においては、図2のステップＳ4で図3(b)に例示する予定のマップを基にスロットル開度TVO（エンジン負荷）から、図5に破線で示す変速比指令値（図9におけると同じもの）の時間変化割合（ダウンシフト変速速度）を決定するための変速時定数Tgtmに対する補正係数Kmを検索すると共に、これらの乗算によりダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’＝Tgtm×Kmを求め、
このダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’で決まる変速速度が、図9につき前述した上記の問題を生ずることのない、つまり、エンジントルク増大マージンによっても相殺し切れないほど大きなイナーシャ吸収トルクを発生することのないぎりぎりの（エンジントルク吸収マージンによって丁度相殺し得る程度の図5に実線で示すイナーシャ吸収トルクを発生する）変速速度（図5に実線で示した目標変速比の時間変化割合）となるようにする。

かかる変速速度での変速に伴う変速機入力回転数の上昇に起因したイナーシャ吸収トルクは、遅い変速速度に起因して図5に実線で示すごとくに小さくなり、
このイナーシャ吸収トルクを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクアップ量も従来のΔTeupからβを差し引いた小さなものでよく、このエンジントルクアップ量（ΔTeup−β）を反映させた目標エンジントルクtTeが実線で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが実線で示すごとくに制御される。
よって、目標エンジントルクtTeがエンジントルク最大値Temaxを超えて大きくなることがなく、これを確実に達成し得て実線で示すイナーシャ吸収トルクを完全に相殺することができ、イナーシャ吸収トルクの残存により変速ショックを狙い通りに軽減し得ないという問題を回避することができると共に、実線で示す車体加速度の経時変化から明らかなように大きな前後ショックを生じさせることもない。

なお上記では、図3(a),(b)における時定数補正係数Kmにつき、補正済変速時定数Tgtm’で決まる変速速度が、エンジントルクマージンによっても相殺し切れないほど大きなイナーシャトルクを発生することのないぎりぎりの変速速度となる補正係数であることとして述べたが、
かようにエンジントルクマージンによって丁度相殺されるようなイナーシャトルクを発生する変速速度となる補正係数である必要はなく、ダウンシフト時のように急変速を要求されることが多い変速にあっては、変速ショックが若干あっても変速速度が速くなるような味付けの変速ショック軽減制御とすることができる。

上記のように、変速ショックが若干あっても速やかな変速を要求されることが多いダウンシフト時の変速ショック軽減要領を、図5と同様なタイムチャートである図6に基づき以下に説明する。
図6に示す実施例ではダウンシフトに際し、上記実施例とは異なり、許容範囲内の変速ショックならこれが発生しても変速応答を優先させるべく、図2のステップＳ4でダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’を求めるに当たって用いる図3(b)のマップにおけるスロットル開度TVOごとのダウンシフト用時定数補正係数Kmを図示の値よりも小さくし、これによりダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’を上記した実施例よりも小さくしてダウンシフト変速速度を速くする。

これにより目標変速比が図6に実線で示すごとく変速中において、図5との比較から明らかなように一層高い時間変化割合で5速変速比から４速変速比へと向かい、
かかる変速速度での変速に伴う変速機入力回転数の上昇に起因したイナーシャ吸収トルクは、速い変速速度に起因して図6に実線で示すごとく図5の場合よりも大きくなる。
ここで、このイナーシャ吸収トルクを相殺して変速ショックを軽減するためのエンジントルクアップ量は、従来のΔTeupからβを差し引いた値に、イナーシャ吸収トルク増大分相当のγを加算した値となる。
このエンジントルクアップ量（ΔTeup−β＋γ）を反映させた目標エンジントルクtTeが本来なら実線で示すように設定され、これを実現するようスロットル開度TVOが実線で示すごとくに制御されるべきところながら、スロットル開度TVOは全開を超えて制御することができず、実際はスロットル開度TVO＝全開で頭打ちとなる。

これがため、実線で示す目標エンジントルクtTeに対して実際のエンジントルクはエンジントルク最大値Temaxを超えることはあり得ず、Temaxで頭打ちとなってトルクアップ不足γを生ずる。
従って、実線で示すイナーシャ吸収トルクの全てを相殺することはできず、トルクアップ不足γにより残存したイナーシャ吸収トルクが、実線で示す車体加速度の経時変化から明らかなようにトルク引き込みショックΔGを生じさせる。
しかし、上記のごとくダウンシフト用時定数補正係数Kmを小さくするに際し、このトルク引き込みショックΔGが許容範囲内のものとなる程度に小さくすることにより、このトルク引き込みショックΔGが問題になることはなく、ダウンシフト用時定数補正係数Kmを小さくした分だけダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’が小さくなってダウンシフト変速速度を要求に符合するよう速くすることができる。

ところで上記何れの実施例においても、アップシフト用の時定数補正係数Kmは図3(a)に示すごとくスロットル開度TVOが小さいほど大きくし、これにより、スロットル開度TVOが小さいほどアップシフト用補正済変速時定数Tgtm’を大きくして変速速度を遅くなるよう補正するため、
図7につき前述したごとく、アップシフト変速ショック対策のために行うべきエンジントルクダウンに際して問題となるエンジントルク低下マージン不足が、図7にB2により示すように低負荷ほど（スロットル開度TVOが小さいほど）顕著になるのに符合して、エンジン負荷ごとに前記した作用効果を確実に達成することができる。

また、ダウンシフト用の時定数補正係数Kmは図3(b)に示すごとくスロットル開度TVOが大きいほど大きくし、これにより、スロットル開度TVOが大きいほどダウンシフト用補正済変速時定数Tgtm’を大きくして変速速度を遅くなるよう補正するため、
図7につき前述したごとく、ダウンシフト変速ショック対策のために行うべきエンジントルクアップに際して問題となるエンジントルク増大マージン不足が、図7にA1により示すように大負荷ほど（スロットル開度TVOが大きいほど）顕著になるのに符合して、エンジン負荷ごとに前記した作用効果を確実に達成することができる。

なお上記では、変速ショック軽減用のエンジントルク制御に、スロットル開度制御を用いる場合について述べたが、その代わりに、或いはこれと共に、これよりも制御応答に優れた燃料供給量制御によるエンジントルク制御や、点火時期制御によるエンジントルク制御や、吸排気弁リフト量制御によるエンジントルク制御や、圧縮比制御によるエンジントルク制御を、単独でまたは任意に組み合わせて用いることができる。

また図3(a)，(b)では、エンジン負荷を表す量としてスロットル開度TVOを用いたが、これとエンジン回転数との組み合わせによりエンジン負荷を求めたり、アクセル開度APOや、ブースト圧や、燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）や、エンジン吸気量や、エンジントルク推定値からエンジン負荷を求めて用いることも可能であることは言うまでもない。

さらに上記では、アップシフト時およびダウンシフト時の双方で変速速度をエンジン負荷（スロットル開度TVO）に応じて補正することとしたが、いずれか一方のみで変速速度を補正するようにしてもよい。
また、上記では無段変速機2をマニュアル変速させる時について説明したが、大きなアクセル操作などにより変速比が大きく急変する場合においては、無段変速機2を自動変速させる時にも同様の考え方を適用して所期の目的を達成することができる。
勿論、自動変速機2が有段式自動変速機である場合においても、同様の考え方を適用して所期の目的を達成することができる。

本発明の一実施例になる変速ショック軽減装置を具えた車両のパワートレーンを、その制御システムと共に示す略線図である。 図1における変速機コントローラが実行する変速ショック軽減制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 図2に示す変速ショック軽減用に用いる変速時定数補正係数のマップを示し、 (a)は、アップシフト用変速時定数補正係数のマップ図、 (b)は、ダウンシフト用変速時定数補正係数のマップ図である。 図2に示す変速ショック軽減制御のアップシフト時における動作タイムチャートである。 図2に示す変速ショック軽減制御のダウンシフト時における動作タイムチャートである。 ダウンシフト時における変速ショック軽減制御の他の実施例を示す、図5と同様な動作タイムチャートである。 エンジン出力トルクの変化特性図である。 従来行われていたアップシフト時における変速ショック軽減制御の動作タイムチャートである。 従来行われていたダウンシフト時における変速ショック軽減制御の動作タイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 自動変速機
３ 断接素子
4L,4R 左右駆動車輪
５ エンジンコントローラ
６ 変速機コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ 変速機入力回転センサ
10 アップシフトスイッチ
11 ダウンシフトスイッチ

Claims (5)

1. エンジンおよび自動変速機を具え、
   前記自動変速機の変速時入力回転変化に伴うイナーシャトルクを相殺する方向に前記エンジンをトルク補正することで変速ショックを緩和するようにしたパワートレーンにおいて、
   前記自動変速機の変速速度を前記エンジンの負荷状態に応じて補正する変速速度補正手段を設けたことを特徴とするパワートレーンの変速ショック軽減制御装置。
2. 請求項1に記載の変速ショック軽減装置において、
   前記変速速度補正手段は、自動変速機の変速方向がアップシフト方向である場合、前記エンジン負荷状態が大きいほど前記変速速度を速くなるよう補正し、自動変速機の変速方向がダウンシフト方向である場合、前記エンジン負荷状態が大きいほど前記変速速度が遅くなるよう補正するものであることを特徴とするパワートレーンの変速ショック軽減制御装置。
3. 請求項1または2に記載の変速ショック軽減装置において、
   前記変速速度補正手段は、前記イナーシャトルクが、現在のエンジン負荷状態から求めた実エンジントルクとエンジントルク最大値および最小値との間におけるエンジントルクマージンにより相殺可能なトルク値以下となるよう、前記変速速度の補正を行うものであることを特徴とするパワートレーンの変速ショック軽減制御装置。
4. 請求項1または2に記載の変速ショック軽減装置において、
   前記変速速度補正手段は、前記変速速度の補正程度を自動変速機の変速方向に応じて異ならせるものであることを特徴とするパワートレーンの変速ショック軽減制御装置。
5. 請求項4に記載の変速ショック軽減装置において、
   前記変速速度補正手段は、自動変速機の変速方向がアップシフト方向である場合、前記イナーシャトルクが、現在のエンジン負荷状態から求めた実エンジントルクとエンジントルク最小値との間におけるエンジントルク低下マージンにより相殺可能なトルク値以下となるよう、前記変速速度の補正を行い、
   自動変速機の変速方向がダウンシフト方向である場合、前記イナーシャトルクが、前記実エンジントルクとエンジントルク最大値との間におけるエンジントルク増大マージンにより相殺可能なトルク値を超えた、変速ショック上許容される範囲内のトルク値となるよう、前記変速速度の補正を行うものであることを特徴とするパワートレーンの変速ショック軽減制御装置。

Images