JP2013245590A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク制御の遅れがある動力源を備えていてもクラッチ・ツウ・クラッチ変速の際の変速ショックを緩和する。
【解決手段】クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する際の動力源トルク要求値と係合側および解放側の係合機構のトルク容量の要求値とを制御指令信号として出力した時点の変速機の出力軸トルクを求める出力軸トルク算出手段（Ｂ２，Ｂ３）と、その出力軸トルク算出手段で求められた変速機の出力軸トルクが出力軸トルク目標値に一致するように動力源トルク要求値の要求値を補正する補正手段（Ｂ４）とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両における変速の制御を行う装置に関し、特にクラッチやブレーキなどの係合機構の解放と係合とを並行して進行させることにより変速段を変化させる変速制御を行う装置に関するものである。

車両の変速比は、エンジンなどの駆動力源から駆動輪へのトルクの伝達に関与する機構によって決まり、従来の一般的な車両用変速機は、複数のギヤ対からトルクの伝達に関与するギヤ対をクラッチによって選択し、あるいは複数組の遊星歯車機構によって構成されている伝動機構におけるトルク伝達経路をクラッチやブレーキなどの係合機構の係合および解放の状態に応じて選択し、また単一の遊星歯車機構における反力要素あるいは出力要素をクラッチやブレーキなどの係合機構の係合および解放の状態に応じて切り替えて前進段や後進段を選択するように構成されている。この種の変速機では、前進段と後進段との切り替えを含む変速段の変更は、変速前の変速段を設定していた係合機構を解放し、変速後の変速段を設定する係合機構を係合させることにより行う場合がある。このような変速はクラッチ・ツウ・クラッチ変速と称され、その変速を実行するために係合あるいは解放される係合機構のトルク容量が共に不足するとエンジンが吹き上がったり、駆動トルクが低下していわゆる引き込み感が生じたりし、また反対に両方の係合機構のトルク容量が過剰であれば、いわゆるタイアップ状態になって駆動トルクが減殺され、これがショックとなることがある。

クラッチ・ツウ・クラッチ変速では、このように係合側の係合機構と解放側の係合機構とのトルク容量が過剰にならず、また不足しないように制御する必要があり、そのためにに従来、種々の制御装置や制御方法が提案されている。例えば特許文献１には、エンジンのパワーオフ状態でのアップシフト制御の際に駆動トルクが負のトルクになることによるショックを軽減することを目的とした制御方法が記載されている。この特許文献１に記載された制御方法は、入力軸回転数が変速後の低速段での回転数に向けて変化する有効変速期間中における結合側クラッチの油圧を、入力軸回転数の変化率が第１目標変化率になるように制御し、かつ解放側のクラッチの油圧を、入力軸回転数の変化率が、第１目標変化率より大きい第２目標変化率となるように制御する方法である。すなわち、特許文献１に記載された変速制御方法は、入力軸回転数が変化するいわゆるイナーシャ相で各クラッチの油圧を制御する方法であり、解放側クラッチの油圧の変化を、係合側クラッチの油圧の変化に対して先行させるように構成されている。

上記の各目標変化率は、パワーオンやパワーオフ、第１速から第２速へのアップシフトあるいは第３速から第２速へのダウンシフトなど、各変速パターン毎に予め設定することになるが、それらの目標変化率を設計上決めるいわゆる適合作業を軽減することを目的とした発明が特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載された変速制御装置は、イナーシャ相中の係合側クラッチトルクを、目標出力トルクと各クラッチでのトルク分担率とに基づいて求め、トルク相中の解放側クラッチトルクを目標出力トルクと係合側クラッチトルクとに基づいて求めるように構成されている。この特許文献２に記載された発明によれば、いずれのクラッチトルクも目標出力トルクに基づいて決めることができるので、上記の適合作業を軽減できる、とされている。

さらに、特許文献３には、クラッチ・ツウ・クラッチ変速の制御を各クラッチに油圧センサーを設けることなく変速ショックを低減することを目的として、回転部材の回転数の変化に基づいてクラッチ油圧を制御するように構成された発明が記載されている。具体的には、自動変速機を構成している回転部材を含む複数の回転部材の回転数の変化に基づいて出力軸トルクを算出し、その出力軸トルクが予め定めた目標トルク値に近づくようにクラッチの油圧をフィードバック制御するように構成された装置が特許文献３に記載されている。

特開平０６−３３１０１３号公報 特開２００８−５１１８６号公報 特開平０７−３１０８１２号公報

クラッチ・ツウ・クラッチ変速の場合、変速に関与する係合機構に掛かるトルクを低減して変速ショックを抑制し、あるいは係合機構の耐久性を向上させ、さらには変速応答性を向上させるために、変速機に入力されるトルクを変速時に低減することが望ましい。変速機に対する入力トルクを低下させるためにエンジンの出力トルクを低下させるとした場合、エンジントルクの指令値を加味して各クラッチの油圧を制御することになるが、エンジンの出力トルクの制御には不可避的な応答遅れがあり、特に過給器の付いているエンジンでは、その応答遅れが大きくなる。このような応答遅れが大きいと、変速機における出力軸トルクがその目標値から大きく外れてしまい、その結果、変速ショックの低減のためのエンジンの出力トルク制御が、却って変速ショックの要因になる可能性があり、少なくともエンジンの出力トルクを低減することによる変速ショックの改善効果が損なわれる。上述した各特許文献１，２，３にはクラッチ・ツウ・クラッチ変速の際の各クラッチのトルク容量あるいは油圧を制御する装置あるいは方法が開示されているものの、変速ショックの低減のためのエンジントルクの制御に関する技術は開示されていない。

また特に、特許文献１に記載された制御方法は、イナーシャ相で入力軸回転数を目標値に一致させるように構成された方法であるから、回転数の変化が生じないトルク相での制御には適用できない。さらに、特許文献１に記載されている変速制御方法において、変速中にエンジンの出力トルクを低減させるとしても、変速の進行状況は入力軸回転数が変化するイナーシャ相が開始した後でなければ判定できないので、エンジントルク制御もイナーシャ相の開始によって実行することになる。そのため、エンジンのトルク制御に上述したような制御遅れがあれば、実際にエンジントルクが変化する時点はイナーシャ相の開始からある程度時間が経過した後になり、その結果、変速ショックが生じる可能性が高くなる。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動力源トルクの制御を含むクラッチ・ツウ・クラッチ変速の制御の際に出力軸トルクの実際値と目標値との誤差を低減して変速ショックを抑制することのできる車両の変速制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、トルク容量を連続的に変化させることのできる複数の係合機構の係合および解放の状態に応じて複数の変速段が設定される変速機が動力源の出力側に連結され、所定の係合機構を解放するように該所定の係合機構のトルク容量を次第に低下させるとともに他の係合機構を係合させるように該他の係合機構のトルク容量を次第に増大させることにより所定の変速段から他の変速段に切り替えられるクラッチ・ツウ・クラッチ変速を行う車両の変速制御装置において、前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する際の動力源トルク要求値と係合側および解放側の係合機構のトルク容量の要求値とを制御指令信号として出力した時点の前記変速機の出力軸トルクを求める出力軸トルク算出手段と、その出力軸トルク算出手段で求められた前記変速機の出力軸トルクが出力軸トルク目標値に一致するように前記動力源トルク要求値の要求値を補正する補正手段とを備えていることを特徴とするものである。

また、この発明は、請求項２に記載されているように、請求項１の発明において、前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する際の動力源トルク要求値と係合側および解放側の係合機構のトルク容量の要求値とを制御指令信号として出力した時点の前記変速機の入力軸角加速度を求める入力軸角加速度算出手段を更に備え、前記補正手段は、その入力軸角加速度算出手段で求められた前記変速機の入力軸角加速度が入力軸角加速度目標値に一致するように前記各トルク容量の要求値を補正する手段を備えることができる。

さらに、この発明における前記出力軸トルク算出手段は、請求項３に記載されているように、前記変速機の入力軸トルクと前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における低速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における高速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記変速機の出力軸角加速度とを使用して前記変速機のトルク伝達経路についての運動方程式に基づいて前記出力軸トルクを推定する手段を含んでいてよい。

また、この発明における前記入力角加速度算出手段は、請求項４に記載されているように、前記変速機の入力軸トルクと前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における低速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における高速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記変速機の出力軸角加速度とを使用して前記変速機のトルク伝達経路についての運動方程式によって前記入力軸角加速度を推定する手段を含んでいてよい。

一方、この発明における前記動力源は、請求項５に記載されているように、過給器を備えた内燃機関を含むことができる。

そして、この発明は、請求項６に記載されているように、前記出力軸トルク算出手段による前記出力軸トルクの算出および前記補正手段による前記要求値の補正は、前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速におけるトルク相およびイナーシャ相で実行されるように構成することができる。

この発明によれば、クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する際に動力源のトルクを制御する場合、その動力源トルクの要求値を、出力軸トルクの実際値もしくは推定値に基づいて補正するように構成されているので、動力源トルクの制御に遅れがあっても、その遅れに相当して前記要求値を補正するから、出力軸トルクに対する動力源のトルク制御の遅れの影響を解消もしくは低減できる。そのため、例えばトルク制御遅れが比較的大きい過給器付き内燃機関を動力源とする車両であっても、クラッチ・ツウ・クラッチ変速の際の変速ショックを低減することができる。また、この発明では、出力軸トルクに基づいて補正を行うので、変速の実行による回転数変化が生じていないトルク相においても補正を行うことが可能であり、したがって出力軸トルクの実際値と目標値との乖離がトルク相およびイナーシャ相の変速中の全体に亘って少なくなり、この点においても変速ショックの低減を図ることができる。

この発明に係る変速制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 その変速制御装置によりアップシフトを実行した場合の入力軸回転数、および出力軸トルクならびに動力源トルクの変化の一例を模式的に示す図である。 この発明を適用できる車両の制御系統を模式的に示すブロック図である。

先ず、この発明で対象とすることのできる車両について説明すると、この発明で対象とする車両は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速が行われる自動変速機を備えた車両である。これをブロック図で模式的に示すと図３のとおりであり、動力源１の出力側に自動変速機２が連結されている。この動力源１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関あるいはモータによって構成され、あるいは内燃機関とモータとを組み合わせたハイブリッドタイプの動力源である。この発明は、これらのうち、制御の応答遅れがある内燃機関もしくは過給器の付いた内燃機関を動力源に含む車両を対象とする場合に、より有効である。なお、図３には自動変速機２に対して入力されるトルクを発生する装置を動力源としてあり、したがってトルクコンバータを備えた車両の場合には、トルクコンバータは動力源に含まれる。

この動力源１は、出力トルクを適宜に制御できるように構成されている。例えばガソリンエンジンなどの内燃機関にあっては、スロットル開度や点火時期あるいは燃料供給量（燃料噴射量）などを電気的に変更できるように構成されている。また、内燃機関と電動機（もしくはモータ・ジェネレータ）とを備えたハイブリッド車にあっては、スロットル開度や点火時期あるいは燃料供給量（燃料噴射量）などを電気的に変更する構成に加えて、あるいはその構成を備えずに、電動機によって出力トルクを加減するように構成されている。

自動変速機２は、係合機構を係合させることにより所定の変速段を設定し、またその係合機構を解放するとともに他の係合機構を解放状態から係合状態に切り替えることにより他の変速段が設定されるように構成された変速機である。その係合機構は、共に回転する部材同士を連結し、またその連結を解除するクラッチ機構と、回転部材を所定の固定部に連結し、あるいはその連結を解除するブレーキ機構とのいずれであってもよい。したがって、上記の自動変速機２は、有段式の変速機である。なお、設定可能な変速比の全体に亘るすべての変速がクラッチ・ツウ・クラッチ変速である必要はなく、少なくとも一つの変速がクラッチ・ツウ・クラッチ変速となる変速機であってよい。

そして、それらの係合機構（以下、単にクラッチと記す場合がある。）Ｃ１，Ｃ２は所定のアクチュエータによってトルク容量が制御されるように構成されており、そのアクチュエータは油圧アクチュエータや電動アクチュエータであってよく、したがってトルク容量が電気的に制御されるように構成されている。より具体的には、自動変速機３は複数の電磁弁によって油圧が制御される油圧回路を備えており、その電磁弁によって油路を切り替えて変速を実行し、またその変速の過程でのクラッチのトルク容量や変速段を設定している状態でのクラッチのトルク容量を電磁弁によって制御するように構成されている。この自動変速機３の出力軸４から出力されたトルクが終減速機を構成しているデファレンシャル５に伝達され、このデファレンシャル５から左右の駆動輪６に駆動トルクが伝達されるように構成されている。

上記の動力源１や自動変速機３を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）７が設けられている。この電子制御装置７は、動力源１用の制御装置および自動変速機３用の制御装置を統合したものであってもよく、あるいはそれらの制御装置に制御信号を出力するように構成されたものであってもよい。この電子制御装置７は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、予め記憶している各種のマップやデータ、およびプログラム、ならびに外部から入力される各種データに基づいて演算を行い、その演算結果を制御指令信号として動力源１や自動変速機３に出力するように構成されている。そのマップは、各種のパラメータに対応させて制御目標値を実験やシミュレーションなどによって定めたものであり、変速段を決める変速線図、運転者の要求に応じた駆動力を定める駆動力マップ、出力軸４の角加速度や入力軸２の角加速度の目標値、解放側クラッチのトルク要求値などのマップである。また、外部から入力される信号の例を挙げると、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ、自動変速機３で設定されている変速比γなどである。

この発明に係る変速制御装置は、いわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する特有のシステムを備えており、その一例を図１に制御ブロック図で記載してある。制御対象は前述した動力源１および自動変速機３を備えている車両１０である。変速制御装置は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する場合、動力源１が出力する動力源トルク（推定値を含む。以下同じ）と、変速に関与する係合側クラッチが受け持つクラッチトルク（トルク容量）および解放側クラッチが受け持つクラッチトルク（トルク容量）とを制御するように構成されており、そのためのトルク演算部Ｂ１を備えている。このトルク演算部Ｂ１は、変速前後の変速段もしくは変速比で決まる変速パターンと、アクセル開度で表される駆動要求量と、車速となどの車両１０の走行状態に基づいて動力源トルクや各クラッチトルクの要求値を求めるように構成されている。動力源トルクは、動力源１が例えばガソリンエンジンであれば、アクセル開度に対応するスロットル開度あるいは吸入空気量に基づいて、予め定めたマップから求めることができる。また、クラッチトルクは従来知られている種々の方法で求めることができ、例えば目標とする変速時間や変速後に係合側クラッチが受け持つべきトルクなどに基づいて、係合側クラッチのトルクを予め定めておき、変速パターンやアクセル開度などを引数としてその係合側クラッチのトルクを求める。その係合側クラッチのトルクと、係合側および解放側の各クラッチのトルク分担率とに基づいて解放側クラッチのトルクが求められる。

このトルク演算部Ｂ１で求められた動力源トルクおよび各クラッチトルクは制御量もしくは制御指令値であり、実トルクはトルク演算部Ｂ１で求められた動力源トルクおよび各クラッチトルクとは幾分異なったものとなる。そこで図１に示す変速制御装置は、トルク演算部Ｂ１で求められた各トルク要求値もしくはこれを補正した値に基づいて、動力源トルクおよび各クラッチトルクの実際値を推定するトルク推定部Ｂ２を備えている。実トルクの推定は従来知られている種々の方法によって行うことができ、例えば対象とする車両における動力源トルクおよび係合側と解放側とのクラッチのトルクの応答性を１次遅れなどの式もしくは係数で表し、これをトルク演算部Ｂ１で求めた各トルクの要求値もしくはその要求値を補正した値に乗算して実トルクを推定する。

このトルク推定部Ｂ２で求められた動力源トルク推定値と、係合側クラッチトルク推定値と、解放側クラッチトルク推定値と、出力軸角加速度とに基づいて、従来知られている下記の（１）式で表される運動方程式を利用して出力軸トルク（アウトプットトルク）推定値および入力軸（インプット軸）角加速度推定値を求める出力推定部Ｂ３が設けられている。

ここで、ω_ｔドット（ｄω_ｔ／ｄｔ）は算出するべき入力軸角加速度推定値、ω_ｏドット（ｄω_ｏ／ｄｔ）は出力軸角加速度であって車速に相当する検出値（例えば回転数センサーの検出値）の変化率（前後加速度）から求められ、Ｔｏは算出するべき出力軸トルク推定値、Ｔｔは動力源トルク推定値、Ｔclowは変速前あるいは変速後の低速側の変速段で係合するクラッチのトルク推定値、Ｔchi は変速前あるいは変速後の高速側の変速段で係合するクラッチのトルク推定値である。ａ１，ａ２，b１，b２，c１，ｃ２，ｄ１，ｄ２のそれぞれは対象とする自動変速機３におけるギヤトレーンの運動方程式での定数であって予め求めておくことができる値である。より具体的には、変速比と各回転軸などの回転部材のイナーシャモーメントと係合機構の係合または解放の状態とに基づいて算出することができる。

一方、変速パターンおよびアクセル開度が判っているのであるから、変速後の出力軸トルクは一義的に定まり、また変速時間は設計上定めることができるから、これらのデータに基づいて出力軸トルクの目標値を定めることができる。例えば、出力軸トルクの目標値を変速パターンやアクセル開度に応じて定めたマップを用意しておき、そのマップから出力軸トルク目標値が求められる。また、変速後の動力源１の回転数すなわち入力軸回転数は、車速や変速後の変速比に基づいて決まるから、変速前後での入力軸回転数の差や変速時間などに基づいて入力軸角加速度目標値を定めることができる。これら出力軸トルク目標値および入力軸角加速度目標値は、あくまでも設計値であり、これに対して上記の出力推定部Ｂ３で推定された値は、制御の結果として生じる実際の出力軸トルクおよび入力軸角加速度に近いものである。そこで出力軸トルクの目標値と推定値、および入力軸角加速度の目標値と推定値には偏差が生じている場合がある。この発明に係る変速制御装置は図１に示すように、これら出力軸トルクの目標値と推定値との偏差（ΔＴo）、および入力軸角加速度の目標値と推定値との偏差（Δｄω_ｔ／ｄｔ）に基づいて、動力源トルクおよび係合側と解放側とのクラッチトルクを補正するフィードバック制御を行うＦＢ制御部（以下、仮に第１ＦＢ制御部と記す）Ｂ４が設けられている。

上記の出力推定部Ｂ３で得られた推定値に基づく第１ＦＢ制御部Ｂ４での制御は、上記の各偏差（ΔＴo），（Δｄω_ｔ／ｄｔ）を下記の（２）式で表されるトルク補正算出式に代入し、動力源トルク要求値補正量ΔＴt 、および係合側と解放側とのクラッチトルク要求値補正量ΔＴclow，ΔＴchi を算出することにより行われる。なお、上記の偏差にはＰＩＤ（比例・積分・微分）ゲインを乗じてもよい。

ここで、（２）式について説明すると、クラッチ・ツウ・クラッチ変速で係合あるいは解放の状態が切り替えられる係合機構のトルク分担率ｘは、自動変速機３のギヤトレーンの構成によって予め決まり、アップシフトの場合、その予め決まるトルク分担率ｘを低速段で係合させられる低速段側クラッチのトルク分担率ｘlow とおくことができる（ｘ＝ｘlow ）。この低速段側クラッチのトルク分担率ｘlow は、高速段で係合させられる高速段側クラッチのトルク分担率ｘhiとの関係では、「１」から「０」に次第に減少し、高速段側クラッチのトルク分担率ｘhiは「０」から「１」に次第に増大する。したがって高速段側クラッチのトルク分担率ｘhiは「１−ｘ」で表すことができ、クラッチ・ツウ・クラッチ変速中における各トルク分担率ｘlow ，ｘhiは、ギヤトレーンの構成から決まる上記のトルク分担率ｘに基づいて算出することができる。

また、クラッチ・ツウ・クラッチ変速が開始される前の状態では、高速段側もしくは低速段側のクラッチが解放されているから、そのクラッチトルクＴclow，Ｔchi は「０」であり、したがって例えばアップシフトの場合は、高速段側のクラッチトルクＴchi が「０」であるから、低速段側のクラッチトルクＴclowは下記の（３）式で表される。

アップシフトの場合、この低速段側のクラッチトルクＴclowは変速の開始および進行に伴って次第に低下させられ、これと並行して高速段側のクラッチトルクＴchi が次第に増大させられる。変速過渡状態での各クラッチのトルクの関係は、係合側クラッチのトルク分担率が「０」から「１」に向けて次第に増大し、それに併せて解放側クラッチのトルク分担率が次第に低下する関係になる。したがって、低速段側のクラッチトルクＴclowおよび高速段側のクラッチトルクＴchi とを前述したトルク分担率ｘを用いて表せば、下記の（４）式および（５）式のようになる。

したがって、

と置き換えれば、前述した（１）式を得ることができる。

前述したトルク演算部Ｂ１で求められた動力源トルクおよび各クラッチトルクの目標値を、第１ＦＢ制御部Ｂ４で求められた各補正量ΔＴt ，ΔＴclow，ΔＴchi で補正するように構成されている。すなわち、変速パターンおよび駆動要求量（アクセル開度）ならびに車速に応じた動力源トルクおよび各クラッチトルクが、出力軸トルクあるいは入力軸角加速度に応じたトルクに設定される。

一方、クラッチ・ツウ・クラッチ変速では、エンジン回転数などの入力側の回転数（入力軸回転数）を、想定した変化率あるいは態様で変化させることにより、ショックや応答遅れのない変速を行うことができるから、入力軸角加速度に目標値を設定し、実際の入力軸角加速度がその目標値に一致し、あるいは追従するように動力源トルクや各クラッチトルクをフィードバック制御する。そのためのフィードバック制御を行うＦＢ制御部（以下、仮に第２ＦＢ制御部と記す）Ｂ５が設けられている。この第２ＦＢ制御部Ｂ５自体は従来知られている制御部であり、車両１０における自動変速機３の入力軸２の回転数をセンサーで検出し、その検出値に微分あるいは差分などの処理を施して入力軸２の実角加速度を求め、その実角加速度と入力軸角加速度との偏差に基づいて動力源トルクや各クラッチトルクの補正量を求めるように構成されている。その処理は例えば前記偏差に所定のゲインを乗算して補正量を得る処理であってよく、あるいは前記偏差に所定のゲインを乗算した値を予め定めた補正量に加算もしくは減算して得る処理であってよい。

前述した第１ＦＢ制御部Ｂ４で求められた各補正量によって補正された動力源トルク要求値および係合側と解放側との各クラッチトルク要求値が、第２ＦＢ制御部Ｂ５で得られた各補正量によって更に補正されるように構成されている。すなわち、入力軸角加速度の実際値と目標値との偏差が小さくなるように動力源トルク要求値および各クラッチトルク要求値が補正される。このようにして補正された動力源トルク要求値が動力源トルク制御部Ｂ６に入力され、その要求値を達成するように動力源１が制御される。また、補正された各クラッチトルク要求値がクラッチトルク制御部Ｂ７に入力され、その要求値を達成するように自動変速機３における係合側および解放側のクラッチトルクが制御される。

この発明に係る変速制御装置によって上記のクラッチ・ツウ・クラッチ変速を行った場合の入力軸回転数、出力トルクならびに動力源トルクの変化を図２に示してある。ここに示す例はアップシフトの例であり、変速の判断の成立によって出力トルク目標値が設定され、かつその出力トルク目標値を達成するように動力源トルクおよび係合側と解放側とのクラッチトルクが制御される。具体的には、低速段側（解放側）のクラッチのトルク容量が次第に低下させられ、それに合わせて高速段側（係合側）のクラッチのトルク容量が次第に増大させられる。各クラッチトルクがこのように制御されることによりトルク相が開始し（ｔ1 時点）、出力軸トルク目標値はそのトルク相の開始から次第に低下するように設定され、また動力源トルク目標値はトルク相の開始から所定の勾配で増大するように設定される。動力源１の実際の出力トルクは応答遅れのためにトルク相の開始から所定時間、遅れて増大し始める。したがって、出力軸トルクは動力源１の実際の出力トルクが増大し始めるまでの間は、目標値より小さいトルクになる。

この発明に係る変速制御装置は、前述したように、動力源トルク要求値や各クラッチトルク要求値を、出力軸トルクの目標値と推定値との偏差および入力軸角加速度の目標値と推定値との偏差に基づいて補正するように構成されており、したがって出力軸トルク目標値は上記の補正を行わない場合に比較して大きい値に設定される。そのため、出力軸トルクの実際値と目標値との偏差は、トルク相中に次第に減少する。出力軸トルクの変化の勾配はその推定値から求めることができるから、出力軸トルクの実際値（もしくは推定値）がその目標値に一致するタイミングすなわちイナーシャ相の開始時点を予測でき、その予測されたイナーシャ相の開始時点に対して動力源１の応答遅れに相当する時間分、早い時点に動力源トルク目標値が低下させられる。その低下量は、イナーシャ相で発生する慣性トルクに相当する量である。なお、ここで説明している例はアップシフトの例であるからイナーシャ相では慣性トルクが発生するが、ダウンシフトの場合は動力源などの回転部材に対して慣性トルクを与える必要があるので、動力源トルク要求値は増大させることになる。また、イナーシャ相の開始のタイミングは、目標値として予め設定し、その目標とするタイミングでイナーシャ相が開始するように制御するとともに、その目標とするイナーシャ相開始タイミングに対して、動力源１の応答遅れに相当する時間分、早い時点に動力源トルク目標値が低下させるように構成してもよい。

このようにして動力源トルク要求値を低下させると、その時点から動力源の応答遅れ時間が経過した時点（ｔ2 時点）に、動力源トルクの増大分がほぼゼロに戻り、また出力軸トルクの実際値が目標値にほぼ一致し、イナーシャ相が開始する。それ以降は、動力源１などの回転部材の回転数が変化することによる慣性トルクが、動力源トルクの低下によって相殺され、その結果、出力軸トルクは目標値にほぼ沿って変化する。そして、出力軸トルクの推定値に基づいて、出力軸トルクが変速後のトルクに達する時点（ｔ3 時点）を予測でき、動力源１の応答遅れを考慮して、そのｔ3 時点に動力源トルクの変化量がゼロになるように、すなわちクラッチ・ツウ・クラッチ変速のための動力源トルクの制御量がゼロになるように、動力源トルクのいわゆる復帰制御が実行される。その結果、入力軸回転数が変速後の変速比に応じた回転数に達する変速終了時点に出力軸トルクが変速後のトルクに滑らかに到達する。このようにこの発明に係る上記の変速制御装置によれば、イナーシャ相の開始の前後、および変速の終了の前後で動力源トルクや出力軸トルクが大きくかつ急激に変化することがないので、変速ショックを防止もしくは抑制することができる。また、予め想定した変速時間内に変速を完了させることができるので、変速遅れが生じることもない。

図２にはイナーシャ相の開始が検出されることによって駆動力源トルクや各クラッチトルクを変更する従来の制御による出力軸トルクの変化を「従来技術」と表示した細い破線で示してある。従来の制御では、動力源の応答遅れによりイナーシャ相が開始した後の出力軸トルクが目標値に対して大きくなってしまい、その後に動力源トルクが低下するので、出力軸トルクの実際値と目標値との偏差が大きくなる。また、入力軸回転数が変速後の回転数値に達した時点に動力源トルクのいわゆる復帰制御を実行するために、応答遅れによって出力軸トルクが変速終了後に低下する。このように出力軸トルクが目標値から大きく外れ、これが変速ショックとなってしまう。

上述した具体例は、アップシフトの例であるが、この発明に係る変速制御装置は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速における低速段側で係合するクラッチのトルクおよび高速段側で係合するクラッチのトルクで整理したギヤトレーン運動方程式を用いて動力源トルクなどの制御を行うように構成されているので、アップシフトに限らずダウンシフトの場合も同一のギヤトレーン運動方程式定数を使用できる。そのため、必要とするデータ量や制御ステップが少なくなって制御ソフト容量の増加を抑制することができる。また、動力源毎に制御応答遅れが異なることがあり、動力源を変更した場合には制御内容を変更する必要があるが、上述したようにこの発明に係る制御装置では、出力推定部Ｂ３を変更すれば、動力源の変更に伴う応答遅れの変更に対応することができる。

なお、この発明では、動力源トルク要求値補正量ΔＴt 、および係合側と解放側とのクラッチトルク要求値補正量ΔＴclow，ΔＴchi を算出する演算式を前述した（２）式に替えて下記の（６）式を用いることもでき、あるいは現代制御理論に基づく演算式を使用することもできる。

ここで、この（６）式は前述した（１）式を各要求トルクで偏微分した下記の結果から導出した。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、出力軸トルクの推定値を求める替わりに、トルクセンサーなどによって検出した実際の出力軸トルクを用いてもよい。

ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１に示すブロックＢ２，Ｂ３の機能的手段もしくは前述した電子制御装置７がこの発明における出力軸トルク算出手段あるいは入力軸角加速度算出手段に相当し、またブロックＢ４の機能的手段もしくは前述した電子制御装置７がこの発明における補正手段に相当している。

１…動力源、 ２…入力軸、 ３…自動変速機、 Ｃ１，Ｃ２…係合機構、 ４…出力軸、 ５…デファレンシャル、 ６…駆動輪、 ７…電子制御装置（ＥＣＵ）。

Claims (6)

1. トルク容量を連続的に変化させることのできる複数の係合機構の係合および解放の状態に応じて複数の変速段が設定される変速機が動力源の出力側に連結され、所定の係合機構を解放するように該所定の係合機構のトルク容量を次第に低下させるとともに他の係合機構を係合させるように該他の係合機構のトルク容量を次第に増大させることにより所定の変速段から他の変速段に切り替えられるクラッチ・ツウ・クラッチ変速を行う車両の変速制御装置において、
   前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する際の動力源トルク要求値と係合側および解放側の係合機構のトルク容量の要求値とを制御指令信号として出力した時点の前記変速機の出力軸トルクを求める出力軸トルク算出手段と、
   その出力軸トルク算出手段で求められた前記変速機の出力軸トルクが出力軸トルク目標値に一致するように前記動力源トルク要求値の要求値を補正する補正手段と
   を備えていることを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速を実行する際の動力源トルク要求値と係合側および解放側の係合機構のトルク容量の要求値とを制御指令信号として出力した時点の前記変速機の入力軸角加速度を求める入力軸角加速度算出手段を更に備え、
   前記補正手段は、その入力軸角加速度算出手段で求められた前記変速機の入力軸角加速度が入力軸角加速度目標値に一致するように前記各トルク容量の要求値を補正する手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記出力軸トルク算出手段は、前記変速機の入力軸トルクと前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における低速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における高速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記変速機の出力軸角加速度とを使用して前記変速機のトルク伝達経路についての運動方程式によって前記出力軸トルクを推定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 前記入力角加速度算出手段は、前記変速機の入力軸トルクと前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における低速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速における高速段側で係合させられる前記係合機構のトルク容量と前記変速機の出力軸角加速度とを使用して前記変速機のトルク伝達経路についての運動方程式によって前記入力軸角加速度を推定する手段を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の車両の駆動力制御装置。
5. 前記動力源は、過給器を備えた内燃機関を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両の駆動力制御装置。
6. 前記出力軸トルク算出手段による前記出力軸トルクの算出および前記補正手段による前記要求値の補正は、前記クラッチ・ツウ・クラッチ変速におけるトルク相およびイナーシャ相で実行されるように構成されているとを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両の変速制御装置。

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