JP2018017324A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有段自動変速機を備える車両の制御装置において、タイアップによるショックを発生させることなく、変速進行を促す。
【解決手段】油圧制御を通じて複数の係合要素を選択的に係合または解放させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させる自動変速機を備える車両の制御装置である。被駆動アップシフト変速または駆動ダウンシフト変速の実行中、変速進行が停滞していると判定された場合（Ｓ３）に、解放側係合要素の係合油圧を低下側に補正する（Ｓ５）とともに、係合油圧を低下させることで解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になっても変速進行の停滞が解消されていないと判定された場合（Ｓ６、Ｓ７）には、係合側係合要素の係合油圧を増加側に補正する（Ｓ９）。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、有段自動変速機を備える車両の制御装置に関するものである。

油圧制御を通じて複数の係合要素を選択的に係合または解放させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させる自動変速機に関し、従来から、変速進行の停滞を解消するための様々な手法が提案されている。

例えば、特許文献１には、イナーシャ相の開始を検出したら、油圧制御の態様をイナーシャ相中の態様に移行する一方、イナーシャ相の開始検出時点から所定時間を経過すると変速動作を強制的に終了させる自動変速機の変速制御装置において、イナーシャ相の開始を検出できない場合には、バックアップ時間を上回った時にイナーシャ相開始異常と判断し、油圧制御の態様をイナーシャ相中の態様に強制的に移行するとともに、イナーシャ相開始異常と判断された時点から所定時間を経過した場合には変速動作を強制的に終了させることが提案されている。

この特許文献１のものによれば、イナーシャ相の開始検出時点またはイナーシャ相開始異常と判断された時点から所定時間を経過した場合には、変速動作を強制的に終了させることから、摩擦係合要素の耐久性を確保することができるとされている。

特開２００７−１２７１６２号公報

確かに、上記特許文献１のものによれば、変速進行の停滞が生じた場合でも、変速動作を強制的に終了させることで、変速進行の停滞を解消することができる。

もっとも、自動変速機における回転部材（例えば入力軸）の回転速度変化が停滞しているような場合には、変速動作を強制的に終了させるよりも、当該回転部材の回転速度変化を促すことで、自然な形で変速動作を終了させて変速進行の停滞を解消する方が望ましい。

そこで、例えば入力軸トルクだけでは変速を完了させるために必要なイナーシャトルクを確保することが困難であると判断した場合に、係合油圧を増圧して係合側係合要素を締結することで、係合側係合要素によって変速に必要なイナーシャトルクを確保して、変速進行の停滞を解消することが考えられる。

しかしながら、かかる手法では、解放側係合要素がトルク容量を持った状態で係合側係合要素を締結するとタイアップ状態となり、ショックが発生してドライバビリティが悪化するおそれがある。また、アイドルトルク付近ではトルク信号精度が悪化するため、入力軸トルクだけでは変速を完了させるのに必要なイナーシャトルクを確保することが困難か否かを判断すること自体が難しいことから、係合側係合要素の係合油圧を増圧する場合と増圧しない場合とが明確でなく、ドライバビリティが安定しないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有段自動変速機を備える車両の制御装置において、タイアップによるショックを発生させることなく、変速進行を促す技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両の制御装置では、先ず解放側係合要素によって変速進行の停滞の解消を図るとともに、解放側係合要素による停滞解消が困難である場合に初めて、係合側係合要素によって変速進行の停滞の解消を図るようにしている。

具体的には、本発明は、エンジンと、油圧制御を通じて複数の係合要素を選択的に係合または解放させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させて当該エンジンからの動力を駆動輪側へ伝達する自動変速機と、を備える車両の制御装置を対象としている。

そして、上記制御装置は、イナーシャ相開始に関連して発生する、上記自動変速機の回転部材の回転速度変化に基づいて変速進行状況を判定する変速進行状況判定手段を備え、上記自動変速機が被駆動状態でのアップシフト変速または上記自動変速機が駆動状態でのダウンシフト変速の実行中、上記変速進行状況判定手段によって変速進行が停滞していると判定された場合に、解放側係合要素の係合油圧を低下側に補正するとともに、係合油圧を低下側に補正することで当該解放側係合要素のトルク容量が略０になっても、上記変速進行状況判定手段によって変速進行の停滞が解消されていないと判定された場合には、係合側係合要素の係合油圧を増加側に補正することを特徴とするものである。

例えば、自動変速機が被駆動状態でのアップシフト変速（以下、被駆動アップシフト変速ともいう）では、駆動輪の連れ回りにより自動変速機の回転部材（例えば入力軸）が回転していることから、解放側係合要素の係合油圧を下げて係合を緩めることで、回転部材の回転速度が変化（低下）する。一方、自動変速機が駆動状態でのダウンシフト変速（以下、駆動ダウンシフト変速ともいう）では、動力により回転する自動変速機の回転部材（例えば入力軸）に対し、係合要素が恰も回転抵抗となっていることから、解放側係合要素の係合油圧を下げることで、回転部材の回転速度が変化（上昇）する。

そうして、本発明では、被駆動アップシフト変速または駆動ダウンシフト変速、換言すると、解放側係合要素の係合油圧によって回転部材の回転速度を制御する変速の実行中において、回転部材の回転速度変化が停滞している場合に、解放側係合要素の係合油圧を低下側に補正することから、回転部材の回転速度変化を促して変速進行の停滞の解消を図ることができる。

さらに、係合油圧を低下側に補正することで解放側係合要素のトルク容量が略０になっても、変速進行の停滞が解消されていない場合には、係合側係合要素の係合油圧を増加側に補正することから、変速に必要なイナーシャトルクを確保して変速進行の停滞の解消を確実に図ることができる。加えて、解放側係合要素のトルク容量が略０になって初めて係合側係合要素の係合油圧を増加側に補正することから、タイアップによるショック発生を確実に抑えることができる。

また、上記制御装置では、上記解放側係合要素のトルク容量を略０にする場合には、当該解放側係合要素のトルク容量が略０になる油圧のうち最も高い油圧値になるように、当該解放側係合要素の係合油圧を低下側に補正することが好ましい。

この構成によれば、解放側係合要素のトルク容量が略０になる油圧のうち最も高い油圧値になるように、係合油圧を補正することから、運転者が不意にアクセルペダルを踏み込んだ場合でも、直ぐにトルク容量を略０よりも高くすることができるので、タービン吹き等が生じるのを抑えることができる。

以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置によれば、タイアップによるショックを発生させることなく、変速進行の停滞を解消することができ、これにより、ドライバビリティを安定させることができる。

本発明の実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。 トルクコンバータおよび自動変速機の構成を示すスケルトン図である。 自動変速機における変速段毎の第１クラッチ〜第４クラッチ、第１ブレーキおよび第２ブレーキの係合状態を示す係合表である。 車両の制御系の構成を示すブロック図である。 変速進行の停滞がない場合のタイムチャートの一例である。 係合油圧とトルク容量との関係を模式的に説明する図である。 変速進行制御の処理手順を説明するためのフローチャート図である。 変速進行制御を行った場合のタイムチャートの一例である。 従来の制御における変速進行が停滞した場合のタイムチャートの一例である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

先ず、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る車両１００について説明する。

車両１００は、図１に示すように、エンジン１と、トルクコンバータ２と、自動変速機３と、油圧制御装置４と、ＥＣＵ５と、を備えている。この車両１００は、たとえばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であり、エンジン１の出力が、トルクコンバータ２および自動変速機３を介してデファレンシャル装置６に伝達され、左右の駆動輪（前輪）７に分配されるようになっている。

−エンジン−
エンジン１は、走行用の駆動力源であり、たとえば多気筒ガソリンエンジンである。エンジン１は、スロットルバルブのスロットル開度（吸入空気量）、燃料噴射量、点火時期などにより運転状態を制御可能に構成されている。

−トルクコンバータ−
トルクコンバータ２は、図２に示すように、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１ａに連結されたポンプインペラ２１と、自動変速機３に連結されたタービンランナ２２と、トルク増幅機能を有するステータ２３と、エンジン１と自動変速機３とを直結するためのロックアップクラッチ２４とを含んでいる。なお、図２では、トルクコンバータ２および自動変速機３の回転中心軸に対して、下側半分を省略して上側半分のみを模式的に示している。

−自動変速機−
自動変速機３は、エンジン１と駆動輪７との間の動力伝達経路に設けられ、入力軸３ａの回転を変速して出力軸３ｂに出力するように構成されている。この自動変速機３では、入力軸３ａがトルクコンバータ２のタービンランナ２２に連結され、出力軸３ｂがデファレンシャル装置６などを介して駆動輪７に連結されている。

自動変速機３は、第１遊星歯車装置３１ａを主体として構成される第１変速部（フロントプラネタリ）３１、第２遊星歯車装置３２ａと第３遊星歯車装置３２ｂとを主体として構成される第２変速部（リアプラネタリ）３２、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２などによって構成されている。

第１変速部３１を構成する第１遊星歯車装置３１ａは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であって、サンギヤＳ１と、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１と、これらピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリアＣＡ１と、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１とを備えている。

プラネタリキャリアＣＡ１は、入力軸３ａに連結され、その入力軸３ａと一体的に回転するようになっている。サンギヤＳ１は、トランスミッションケース３０に固定され、回転不能である。リングギヤＲ１は、中間出力部材として機能し、入力軸３ａに対して減速されてその減速回転を第２変速部３２に伝達する。

第２変速部３２を構成する第２遊星歯車装置３２ａは、シングルピニオン型の遊星歯車機構であって、サンギヤＳ２と、ピニオンギヤＰ２と、そのピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリアＲＣＡと、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲＲとを備えている。

また、第２変速部３２を構成する第３遊星歯車装置３２ｂは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であって、サンギヤＳ３と、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２およびＰ３と、それらピニオンギヤＰ２およびＰ３を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリアＲＣＡと、ピニオンギヤＰ２およびＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲＲとを備えている。なお、ピニオンギヤＰ２、プラネタリキャリアＲＣＡおよびリングギヤＲＲは、第２遊星歯車装置３２ａおよび第３遊星歯車装置３２ｂで共用されている。

サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢ１によりトランスミッションケース３０に選択的に連結される。また、サンギヤＳ２は、第３クラッチＣ３を介してリングギヤＲ１に選択的に連結される。さらに、サンギヤＳ２は、第４クラッチＣ４を介してプラネタリキャリアＣＡ１に選択的に連結される。サンギヤＳ３は、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に選択的に連結される。プラネタリキャリアＲＣＡは、第２ブレーキＢ２によりトランスミッションケース３０に選択的に連結される。また、プラネタリキャリアＲＣＡは、第２クラッチＣ２を介して入力軸３ａに選択的に連結される。リングギヤＲＲは、出力軸３ｂに連結され、その出力軸３ｂと一体的に回転するようになっている。

第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２は、いずれも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる摩擦係合要素であり、油圧制御装置４およびＥＣＵ５によって制御される。なお、請求項との関係では、これら第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が、油圧制御を通じて選択的に係合または解放される「係合要素」に相当する。

図３は、変速段（ギヤ段）毎の第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２の係合状態または解放状態を示した係合表である。なお、図３の係合表において、○印は「係合状態」を示し、空白は「解放状態」を示している。

図３に示すように、この例の自動変速機３では、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合されることにより、変速比（入力軸３ａの回転速度ωi／出力軸３ｂの回転速度ωo）が最も大きい第１変速段（１ｓｔ）が成立する。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合されることにより第２変速段（２ｎｄ）が成立する。

第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合されることにより第３変速段（３ｒｄ）が成立し、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合されることにより第４変速段（４ｔｈ）が成立する。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合されることにより第５変速段（５ｔｈ）が成立し、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合されることにより第６変速段（６ｔｈ）が成立する。第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合されることにより第７変速段（７ｔｈ）が成立し、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合されることにより第８変速段（８ｔｈ）が成立する。なお、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が係合されることにより後進段（Ｒｅｖ）が成立する。

−油圧制御装置−
油圧制御装置４は、自動変速機３の摩擦係合要素の状態（係合状態または解放状態）を制御するために設けられている。なお、油圧制御装置４は、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２４を制御する機能も有する。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ（制御装置）５は、エンジン１の運転制御および自動変速機３の変速制御などを行うように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５は、図４に示すように、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、バックアップＲＡＭ５４と、入力インターフェース５５と、出力インターフェース５６とを含んでいる。

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ５２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１による演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ５４は、イグニッションをオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

入力インターフェース５５には、クランクポジションセンサ８１、入力軸回転速度センサ８２、出力軸回転速度センサ８３、アクセル開度センサ８４およびスロットル開度センサ８５などが接続されている。

クランクポジションセンサ８１は、エンジン１の回転速度Ｎeを算出するために設けられている。入力軸回転速度センサ８２は、自動変速機３の入力軸３ａの回転速度（入力軸回転速度ωi）（＝タービン回転速度ωt）を算出するために設けられている。出力軸回転速度センサ８３は、自動変速機３の出力軸３ｂの回転速度（出力軸回転速度ωo）を算出するために設けられている。なお、出力軸３ｂの回転速度から車速Ｖを算出することが可能である。アクセル開度センサ８４は、アクセルペダルの踏込量（操作量）であるアクセル開度Ａccを検出するために設けられている。スロットル開度センサ８５は、スロットルバルブのスロットル開度を検出するために設けられている。

出力インターフェース５６には、インジェクタ９１、イグナイタ９２、スロットルモータ９３および油圧制御装置４などが接続されている。インジェクタ９１は、燃料噴射弁であり、燃料噴射量を調整可能である。イグナイタ９２は、点火プラグによる点火時期を調整するために設けられている。スロットルモータ９３は、スロットルバルブのスロットル開度を調整するために設けられている。

そして、ＥＣＵ５は、各センサの検出結果などに基づいて、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期などを制御することにより、エンジン１の運転状態を制御可能に構成されている。また、ＥＣＵ５は、油圧制御装置４を制御することにより、自動変速機３の変速制御およびトルクコンバータ２のロックアップクラッチ２４の制御を実行可能に構成されている。

ＥＣＵ５による変速制御では、例えば、車速Ｖおよびアクセル開度Ａccをパラメータとする変速マップ（図示せず）に基づいて目標変速段が設定され、現在の変速段が目標変速段になるように油圧制御装置４が制御される。

また、本実施形態では、ＥＣＵ５は、自動変速機３が被駆動状態でのアップシフト変速（以下、被駆動アップシフト変速ともいう）、または、自動変速機３が駆動状態でのダウンシフト変速（以下、駆動ダウンシフト変速ともいう）の実行中、変速進行状況に応じて、解放側係合要素の係合油圧、または、解放側および係合側係合要素の係合油圧を補正する制御（以下、変速進行制御ともいう）を行うが、その詳細については後述する。

−変速モデルを用いた変速制御−
本実施形態において実行される変速進行制御を説明する前に、前述した自動変速機３において変速目標値を実現させる制御操作量を決定するための変速制御の概略について説明する。

一般的な変速制御としては、例えば変速ショックや変速時間等が適切であるか否かを実車にて評価しつつ適合により予め定められた制御マップに基づいて、変速時の各摩擦係合要素のトルク容量（或いは油圧指令値）を決定して変速を実行する手法がある。この制御マップを用いる手法では、パワーオンダウンシフトやパワーオフアップシフト等の変速パターンおよび変速前後の変速段の組み合わせに応じて、多数の制御マップを作成しておく必要がある。そのため、自動変速機の変速段が多段化されるほど、適合作業に多くの労力が必要となってしまう。

そこで、本実施形態では、変速制御として、制御マップを用いる手法に代えて、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する変速モデルを用いて変速を実行する手法を採用している。変速目標値は、変速時に実現したい変化態様を定める要素（例えば変速時間、駆動力等）の目標値である。制御操作量は、制御対象に対して操作する要素（エンジントルク、クラッチトルク等）の要求値である。

以下、変速モデルを用いた変速制御について説明する。変速中における運動方程式は、下記の式（１）および式（２）で表される。

この式（１）および式（２）は、自動変速機３を構成する相互に連結された各回転要素毎の運動方程式、および、自動変速機３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。各回転要素毎の運動方程式は、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、遊星歯車装置の３つの部材、および摩擦係合要素の両側の部材のうち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。また、遊星歯車装置における関係式は、遊星歯車装置の歯車比を用いて、その遊星歯車装置の３つの部材におけるトルクの関係と回転速度時間変化率の関係とを各々規定した関係式である。

式（１）および式（２）において、ｄωt／ｄｔは、タービン回転速度ωt（すなわち自動変速機３の入力軸回転速度ωi）の時間微分すなわち時間変化率であり、入力軸３ａ側の回転部材の速度変化量としての入力軸３ａの角加速度（以下、入力軸角加速度という）を表している。ｄωo／ｄｔは、自動変速機３の出力軸回転速度ωoの時間変化率であり、出力軸角加速度を表している。Ｔtは、入力軸３ａ側の回転部材上のトルクとしての入力軸３ａ上のトルクであるタービントルクすなわち自動変速機３の入力軸トルクＴiを表している。このタービントルクＴtは、トルクコンバータ２のトルク比ｔを考慮すればエンジントルクＴe（＝Ｔt／ｔ）と同意である。Ｔoは、出力軸３ｂ側の回転部材上のトルクとしての出力軸３ｂ上のトルクである出力軸トルクを表している。Ｔcaplは、変速時に係合動作を行う摩擦係合要素のトルク容量（以下、係合側クラッチトルクともいう）である。Ｔcdrnは、変速時に解放動作を行う摩擦係合要素のトルク容量（以下、解放側クラッチトルクともいう）である。ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２はそれぞれ、式（１）および式（２）を導き出した際に定数としたものであり、各回転要素におけるイナーシャおよび遊星歯車装置の歯車比から設計的に定められる係数である。この定数の具体的な数値は、例えば変速の種類（例えば変速パターンや変速前後の変速段の組み合わせ）毎に異なる。従って、運動方程式としては１つの所定のものであるが、自動変速機３の変速には、変速の種類毎に異なる定数とされたそれぞれの変速の種類に対応する運動方程式が用いられる。

式（１）および式（２）は、変速目標値と制御操作量との関係を定式化した自動変速機３のギヤトレーン運動方程式である。変速目標値は、変速時間および駆動力の各目標値を表現でき、ギヤトレーン運動方程式上で取り扱えるものである。本実施形態では、変速時間を表現できる物理量の一例として、入力軸角加速度ｄωt／ｄｔを用いている。また、駆動力を表現できる物理量の一例として、出力軸トルクＴoを用いている。つまり、本実施形態では、変速目標値を、入力軸角加速度ｄωt／ｄｔと、出力軸トルクＴoとの２つの値で設定している。

一方、本実施形態では、変速目標値を成立させる制御操作量を、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）と、係合側クラッチトルクＴcaplと、解放側クラッチトルクＴcdrnとの３つの値で設定している。そうすると、運動方程式が式（１）および式（２）の２式で構成されることに対して制御操作量が３つあるため、２つの変速目標値を成立させる制御操作量を一意に解くことはできない。尚、各式中の出力軸角加速度ｄωo／ｄｔは、出力軸回転速度センサ８３の検出値である出力軸回転速度ωoから算出される。

そこで、式（１）および式（２）の運動方程式に、拘束条件を追加して制御操作量を一意に解くことについて検討した。そして、本実施形態では、変速中のトルクの受け渡しを表現したり制御したりするのに適しており、また、何れの変速パターンにも対応することができる拘束条件として、解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を用いることとしている。つまり、変速中のトルクの受け渡しを運動方程式に組み込むことができ、且つ制御操作量を一意に解くことができる、伝達トルクのトルク分担率を拘束条件として設定することとしている。トルク分担率は、自動変速機３の変速時に解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ必要がある合計の伝達トルク（合計伝達トルク）を、例えば入力軸３ａ上のトルク（入力軸上合計伝達トルク）に置き換えたときに、その入力軸上合計伝達トルクに対して両摩擦係合要素が各々分担する伝達トルクの割合である。本実施形態では、係合側クラッチのトルク分担率を「ｘapl」とし、解放側クラッチのトルク分担率を「ｘdrn」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（例えば０≦ｘ≦１）を用いて次式（３）および次式（４）のように定義する。

ｘapl＝ｘ …（３）
ｘdrn＝１−ｘ …（４）
係合側クラッチトルクＴcaplと解放側クラッチトルクＴcdrnとの関係式は、入力軸３ａ上のトルクに置き換えた「Ｔcapl」および「Ｔcdrn」と、式（３）および式（４）とに基づいて、「ｘ」（＝ｘapl）と「１−ｘ」（＝ｘdrn）とを用いて定義することができる。そして、式（１）、式（２）、および、「Ｔcapl」と「Ｔcdrn」との関係式から、制御操作量である、タービントルクＴt、係合側クラッチトルクＴcapl、および、解放側クラッチトルクＴcdrnを算出する関係式が導き出される。タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）は、「ｘ」（＝ｘapl）、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度ｄωt／ｄｔ、および、出力軸トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、係合側クラッチトルクＴcaplは、「ｘ」（＝ｘapl）、入力軸角加速度ｄωt／ｄｔ、および、出力軸トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、解放側クラッチトルクＴcdrnは、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度ｄωt／ｄｔ、および、出力軸トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。

つまり、本実施形態の変速モデルは、変速目標値と制御操作量とを含む自動変速機３の運動方程式（式（１）,（２））と、トルク分担率を表す関係（式（３）,（４））とを用いて、変速目標値に基づいて制御操作量を算出するものである。このように、本実施形態では、式（１）,（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、変速モデルを用いて自動変速機３の変速を実行する。よって、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても、変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定することができる。この変速モデルとしては１つの所定のものであるが、上述したように変速の種類（例えば変速パターンや変速前後の変速段の組み合わせ）毎に異なる定数とされたギヤトレーン運動方程式が用いられるので、自動変速機３の変速には、それぞれの変速の種類に対応する変速モデルが用いられることになる。

−変速進行制御−
上述の如く、本実施形態では、被駆動アップシフト変速または駆動ダウンシフト変速の実行中、変速進行状況に応じて、解放側クラッチ（解放側係合要素）の係合油圧、または、解放側クラッチおよび係合側クラッチ（係合側係合要素）の係合油圧を補正する変速進行制御を行う。ここで、本実施形態の理解を容易にするために、かかる変速進行制御の説明に先立ち、変速進行の停滞が生じていない正常な駆動ダウンシフト変速と、変速進行が停滞した場合における従来の駆動ダウンシフト変速制御について説明する。

図５は、変速進行の停滞がない場合のタイムチャートの一例である。例えばアクセルペダルの踏み込みにより駆動ダウンシフト変速であるとの判定がなされると、解放側クラッチトルクＴcdrnを十分に下げることによって入力軸回転速度ωiを変化させるために、図５の時刻ｔ₁において解放側クラッチの指示油圧が低下され、それに応じて図５の時刻ｔ₂において入力軸回転速度ωiが上昇し始める。

そうして、図５の時刻ｔ₂〜時刻ｔ₃にかけて、目標とする入力軸角加速度に応じて上記式（１）および式（２）の運動方程式によって決定される係合側クラッチトルクＴcaplおよび解放側クラッチトルクＴcdrnに基づいて、係合側クラッチの係合油圧および解放側クラッチの指示油圧を制御することで、図５の上段に示すように、入力軸回転速度ωiが狙い通りに上昇する。

図５の時刻ｔ₃において、入力軸回転速度ωiが狙い通りの同期回転速度に達すると、解放側クラッチの指示油圧を低下させるとともに、係合側クラッチの指示油圧を増加させる。そうして、低下させた解放側クラッチの指示油圧が、解放側クラッチトルクＴcdrn≒０に対応する油圧（以下、トルク容量０油圧ともいう）を下回って、図５の時刻ｔ₄において下限油圧に達すると、変速を完了させるために係合側クラッチの指示油圧を一気に増加させる係合スイープが開始される。以上のような係合側および解放側クラッチの指示油圧の制御により、図５の時刻ｔ₅において変速が完了する。

本実施形態においても、変速進行の停滞が生じていない場合には、このような制御を行うことで変速を完了させる。

一方、図９は従来の駆動ダウンシフト変速制御における変速進行が停滞した場合のタイムチャートの一例である。例えばアクセルペダルの踏み込みにより駆動ダウンシフト変速であるとの判定がなされると、解放側クラッチトルクＴcdrnを十分に下げることによって入力軸回転速度ωiを変化させるために、図９の時刻ｔ₁において解放側クラッチの指示油圧が低下され、それに応じて図９の時刻ｔ₂において入力軸回転速度ωiが上昇し始める。

ここで、図９の破線楕円Ａに示すように、入力軸回転速度ωiがほとんど変化しない変速進行の停滞が生じると、図９の時刻ｔ₃において、入力軸３ａの回転を促して変速進行の停滞を解消するべく、解放側クラッチの指示油圧を低下させるとともに、係合側クラッチの指示油圧を増加させる制御が行われる。このような従来の駆動ダウンシフト変速制御では、図９の時刻ｔ₄において解放側クラッチの指示油圧をトルク容量０油圧まで低下させても、変速進行の停滞が解消されない場合には、図９の破線楕円Ｂに示すように、解放側クラッチの指示油圧を下限油圧まで低下させる。

解放側クラッチの指示油圧の低下および係合側クラッチの指示油圧の増加により、図９の時刻ｔ₅において入力軸回転速度ωiが再び上昇し始め、図９の時刻ｔ₆において入力軸回転速度ωiが同期回転速度に達すると、係合側クラッチの指示油圧をさらに増加させる。その後、図９の時刻ｔ₇において係合スイープが開始されると、図９の時刻ｔ₈において変速が完了する。

以上のような係合側および解放側クラッチの指示油圧の制御により、従来の駆動ダウンシフト変速制御においても、何らかの理由で変速進行の停滞が生じた場合にも、変速進行の停滞を解消して変速を完了させることは可能である。しかしながら、従来の駆動ダウンシフト変速制御では、図９の時刻ｔ₃〜時刻ｔ₄にかけて、解放側クラッチが解放側クラッチトルクＴcdrnを持った状態で係合側クラッチを締結するため、タイアップ状態となり、ショックが発生してドライバビリティが悪化するおそれがある。

そこで、本実施形態では、先ず解放側クラッチによって変速進行の停滞の解消を図るとともに、解放側クラッチによる停滞解消が困難である場合に初めて、係合側クラッチによって変速進行の停滞の解消を図るようにしている。具体的には、被駆動アップシフト変速または駆動ダウンシフト変速の実行中、変速進行が停滞していると判定された場合には、解放側クラッチの係合油圧を低下側に補正するとともに、係合油圧を低下側に補正することで解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になっても、変速進行の停滞が解消されていないと判定された場合には、係合側クラッチの係合油圧を増加側に補正するように、ＥＣＵ５を構成している。

より詳しくは、ＥＣＵ５は、出力軸回転速度センサ８３の出力信号から現在の車速Ｖを算出するとともに、アクセル開度センサ８４の出力信号からアクセルペダルの踏込量であるアクセル開度Ａccを算出する。ＥＣＵ５は、これら車速Ｖおよびアクセル開度Ａccに基づき変速マップを参照して目標変速段を算出する。さらに、ＥＣＵ５は、入力軸回転速度センサ８２および出力軸回転速度センサ８３の出力信号から現在の変速段を推定し、現在の変速段と目標変速段とを比較して、アップシフト変速であるかダウンシフト変速であるかを判定する。

また、ＥＣＵ５は、例えば、車速Ｖおよびアクセル開度Ａccに応じて設定される判定マップ（図示せず）を用いたり、自動変速機３の入力軸回転速度ωiおよび入力軸トルクＴiに応じて設定される判定マップ（図示せず）を用いたりすることで、自動変速機３が被駆動状態か駆動状態かを判定する。これらの判定の組合せにより、ＥＣＵ５は、被駆動アップシフト変速または駆動ダウンシフト変速が行われるか否かを判定する。

そうして、ＥＣＵ５は、入力軸回転速度センサ８２の出力信号から入力軸回転速度ωi（＝タービン回転速度ωt）を算出し、所定の演算処理周期毎に、このタービン回転速度ωtを時間微分して入力軸角加速度ｄωt／ｄｔを算出する。ＥＣＵ５は、例えば駆動ダウンシフト変速の場合、算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔが０よりも大きくなると、イナーシャ相開始と判定する。

また、ＥＣＵ５は、駆動ダウンシフト変速であれば、例えば、演算処理周期に算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔが目標とする入力軸角加速度よりも所定値以上小さい場合や、複数の演算処理周期に算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔの移動平均が、目標とする入力軸角加速度よりも所定値以上小さい場合等に変速進行が停滞していると判定する。

これとは逆に、ＥＣＵ５は、駆動ダウンシフト変速であれば、例えば、演算処理周期に算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔと目標とする入力軸角加速度との差が所定値内に収まった場合や、複数の演算処理周期に算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔの移動平均と目標とする入力軸角加速度との差が所定値内に収まった場合等に変速進行の停滞が解消されたと判定する。

なお、請求項との関係では、ＥＣＵ５が、所定の演算処理周期毎に入力軸角加速度ｄωt／ｄｔを算出し、当該入力軸角加速度ｄωt／ｄｔに基づいて、イナーシャ相開始、変速進行の停滞および変速進行の停滞の解消等を判定する処理が、「イナーシャ相開始に関連して発生する、自動変速機の回転部材の回転速度変化に基づいて変速進行状況を判定する変速進行状況判定手段」としての処理に相当する。

さらに、ＥＣＵ５は、例えばＲＯＭ５２に記憶された図６に示すようなマップに基づいて、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０であるか否かを判定するように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５は、解放側クラッチの指示油圧がピストンストロークエンド圧以下であれば、図６に示すマップに基づいて、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０であると判定する。

そうして、ＥＣＵ５は、被駆動アップシフト変速または駆動ダウンシフト変速、換言すると、解放側クラッチの係合油圧によって入力軸回転速度ωiを制御する変速の実行中において、入力軸角加速度ｄωt／ｄｔに基づいて変速進行が停滞していると判定した場合には、先ず解放側クラッチの係合油圧を低下側に補正するように構成されている。これにより、入力軸３ａの回転速度変化を促して変速進行の停滞の解消を図ることができる。

さらに、ＥＣＵ５は、解放側クラッチの係合油圧を低下側に補正することで解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になっても、変速進行の停滞が解消されていないと判定した場合に初めて、係合側クラッチの係合油圧を増加側に補正するように構成されている。これにより、変速に必要なイナーシャトルクを確保して変速進行の停滞を確実に解消することができるとともに、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になって初めて係合側クラッチの係合油圧を増加側に補正することから、タイアップによるショック発生を確実に抑えることができる。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ５は、解放側クラッチトルクＴcdrnを略０にする場合には、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になる油圧のうち最も高い油圧値、すなわちトルク容量０油圧になるように、解放側クラッチの係合油圧を低下側に補正するように構成されている。これにより、運転者が不意にアクセルペダルを踏み込んだ場合でも、直ぐに解放側クラッチトルクＴcdrnを略０よりも高くすることができるので、タービン吹き等が生じるのを抑えることができる。

−変速進行制御ルーチン−
次に、本実施形態に係る変速進行制御の手順を図７のフローチャートに沿って説明する。

先ず、ステップＳ１では、ＥＣＵ５が、現在の車速Ｖやアクセル開度Ａccや入力軸トルクＴiに基づき変速マップや判定マップ等を参照して、駆動ダウンシフト変速または被駆動アップシフト変速が行われるか否かを判定する。このステップＳ１での判定がＮＯの場合には、本発明が適用される場面ではないので、そのままＥＮＤする。一方、ステップＳ１での判定がＹＥＳの場合にはステップＳ２に進む。

次のステップＳ２では、ＥＣＵ５が、イナーシャ相が開始したか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５は、入力軸回転速度センサ８２の出力信号に基づいて算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔが０よりも大きくなると、イナーシャ相開始と判定する。このステップＳ２での判定がＮＯの場合には、ステップＳ４に進み解放側クラッチトルクＴcdrnが０よりも大きいか否かを判定し、このステップＳ４の判定がＹＥＳであれば（通常、イナーシャ相開始前はＹＥＳとなる）、ステップＳ５に進み解放側クラッチトルクＴcdrnを下げることによって、イナーシャ相の開始を促す。一方、このステップＳ２での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ３に進む。

次のステップＳ３では、ＥＣＵ５が、変速が進行しているか否かを判定する。ＥＣＵ５は、例えば、演算処理周期毎に算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔと目標とする入力軸角加速度との差が所定値内に収まっている場合には変速が進行していると判定する。そうして、ステップＳ３での肯定判定（ＹＥＳ）が、入力軸回転速度ωiが同期回転速度に達するまで続けば、そのままＥＮＤする。これらステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ＥＮＤという流れは、上記図５で例示した正常な変速制御に相当する。

これに対し、入力軸回転速度ωiが同期回転速度に達するまでに、ステップＳ３での判定がＮＯになった場合（当初からＮＯの場合も含む）、換言すると、変速進行が停滞していると判定された場合には、ステップＳ４に進む。

次のステップＳ４では、ＥＣＵ５が、上記図６に例示したマップを参照して、現在の指示油圧とピストンストロークエンド圧とを比較することで、解放側クラッチトルクＴcdrnが０よりも大きいか否かを判定する。このステップＳ４での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ５に進む。

次のステップＳ５では、ＥＣＵ５が、解放側クラッチの指示油圧を低下側に補正し、解放側クラッチトルクＴcdrnを下げることによって、停滞している入力軸３ａの回転を促した後、ステップＳ６に進む。

次のステップＳ６では、ＥＣＵ５が、変速進行の停滞が解消されたか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５は、演算処理周期に算出した入力軸角加速度ｄωt／ｄｔと目標とする入力軸角加速度との差が所定値内に収まった場合等に変速進行の停滞が解消されたと判定する。このステップＳ６での判定がＹＥＳの場合、すなわち、解放側クラッチトルクＴcdrnを下げることによって変速進行の停滞が解消された場合には、そのままＥＮＤする。一方、この次のステップＳ６での判定がＮＯの場合にはステップＳ７に進む。

次のステップＳ７では、ＥＣＵ５が、現在の指示油圧とピストンストロークエンド圧とを比較することで、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になったか否かを判定する。このステップＳ７での判定がＮＯの場合には、解放側クラッチトルクＴcdrnを更に下げることによって、停滞している入力軸３ａの回転を促す余地があることから、ステップＳ５に戻る。そうして、ＥＣＵ５は、解放側クラッチの指示油圧を低下側に補正することで、変速進行の停滞が解消されれば（ステップＳ６の判定がＹＥＳ）、そのままＥＮＤし、変速進行の停滞が解消されていなければ（ステップＳ６の判定がＮＯ）、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になったか否かを判定するという手順を繰り返す。

一方、ステップＳ７での判定がＹＥＳの場合、換言すると、係合油圧を低下側に補正することで解放側クラッチトルクＴcdrnが略０になっても変速進行の停滞が解消されていない場合には、ステップＳ８に進む。次のステップＳ８では、タイアップが生じるのを回避すべく、ＥＣＵ５が、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０と判定されてから、解放側クラッチの応答遅れ時間が経過したか否かを判定する。このステップＳ８での判定がＮＯの場合には、解放側クラッチの応答遅れ時間が経過するまで当該ステップＳ８の判定を繰り返す。一方、ステップＳ８での判定がＹＥＳの場合にはステップＳ９に進む。

次のステップＳ９では、ＥＣＵ５が、係合側クラッチの指示油圧を増加側に補正し、停滞している入力軸３ａの回転を促した後、ＥＮＤする。

−制御例−
次に、本実施形態の変速進行制御による制御例を図８のタイムチャートに沿って説明する。なお、解放側および係合側クラッチの指示油圧における破線で示す指示油圧は、変速進行の停滞が生じないと仮定した場合の正常な指示油圧（以下、正常時指示油圧ともいう）を表しており、これら正常時指示油圧等は、上記式（１）および式（２）の運動方程式によって決定される係合側クラッチトルクＴcaplおよび解放側クラッチトルクＴcdrnに基づいて設定される。

例えばアクセルペダルの踏み込みにより駆動ダウンシフト変速であるとの判定がなされると、解放側クラッチトルクＴcdrnを下げることによって入力軸回転速度ωiを変化させるために、図８の時刻ｔ₁において解放側クラッチの指示油圧が低下され、それに応じて図８の時刻ｔ₂において入力軸回転速度ωiが上昇し始める。

ここで、図８の時刻ｔ₃において、図８の破線楕円Ａに示すように、入力軸回転速度ωiがほとんど変化しない変速進行の停滞が生じると、入力軸３ａの回転を促して変速進行の停滞を解消するべく、解放側クラッチの指示油圧が低下側に補正される。かかる補正により、白抜き矢印で示すように、正常時指示油圧よりも低い指示油圧にて、その後の解放側クラッチの制御が行われることになる。

そうして、図８の時刻ｔ₄において解放側クラッチの指示油圧をトルク容量０油圧まで低下させても、変速進行の停滞が解消されない場合には、解放側クラッチの指示油圧をトルク容量０油圧に維持する。このように、解放側クラッチの指示油圧をトルク容量０油圧よりも下げないことによって、運転者が不意にアクセルペダルを踏み込んだ場合でも、直ぐに解放側クラッチトルクＴcdrnを略０よりも高くすることができるので、タービン吹き等が生じるのを抑えることができる。

そうして、図８の時刻ｔ₄から解放側クラッチの応答遅れ時間が経過した図８の時刻ｔ₅において、係合側クラッチの指示油圧が増加側に補正されると、変速進行の停滞が解消され、再び入力軸回転速度ωiが上昇し始める。このとき、解放側クラッチの指示油圧はトルク容量０油圧に維持されているので、タイアップによるショックの発生が確実に抑えられる。かかる補正により、黒塗り矢印で示すように、正常時指示油圧よりも高い指示油圧にて、その後の係合側クラッチの制御が行われることになる。

図８の時刻ｔ₆において入力軸回転速度ωiが同期回転速度に達すると、解放側クラッチの指示油圧が低下され、図８の時刻ｔ₇において係合スイープが開始されると、図８の時刻ｔ₈において変速が完了する。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、車両１００がＦＦである例を示したが、これに限らず、車両が、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）であってもよいし、４輪駆動であってもよい。

また、上記実施形態では、エンジン１がガソリンエンジンである例を示したが、これに限らず、エンジンはディーゼルエンジンであってもよい。

さらに、上記実施形態では、解放側クラッチの指示油圧がピストンストロークエンド圧以下であれば、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０であると判定するようにしたが、これに限らず、例えば、種々の条件を考慮して、解放側クラッチの指示油圧が、ピストンストロークエンド圧に適合値を加えた油圧値以下であれば、解放側クラッチトルクＴcdrnが略０であると判定するようにてもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、変速進行の停滞が生じた場合でも、タイアップによるショックを発生させることなく、変速進行の停滞を解消することができるので、有段自動変速機を備える車両の制御装置に適用して極めて有益である。

３ 自動変速機
３ａ 入力軸（回転部材）
５ ＥＣＵ（制御装置）（変速進行状況判定手段）
１００ 車両
Ｂ１ 第１ブレーキ（係合要素）
Ｂ２ 第２ブレーキ（係合要素）
Ｃ１ 第１クラッチ（係合要素）
Ｃ２ 第２クラッチ（係合要素）
Ｃ３ 第３クラッチ（係合要素）
Ｃ４ 第４クラッチ（係合要素）

Claims (2)

1. エンジンと、油圧制御を通じて複数の係合要素を選択的に係合または解放させることにより変速比が異なる複数のギヤ段を成立させて当該エンジンからの動力を駆動輪側へ伝達する自動変速機と、を備える車両の制御装置であって、
   イナーシャ相開始に関連して発生する、上記自動変速機の回転部材の回転速度変化に基づいて変速進行状況を判定する変速進行状況判定手段を備え、
   上記自動変速機が被駆動状態でのアップシフト変速または上記自動変速機が駆動状態でのダウンシフト変速の実行中、上記変速進行状況判定手段によって変速進行が停滞していると判定された場合に、解放側係合要素の係合油圧を低下側に補正するとともに、係合油圧を低下側に補正することで当該解放側係合要素のトルク容量が略０になっても、上記変速進行状況判定手段によって変速進行の停滞が解消されていないと判定された場合には、係合側係合要素の係合油圧を増加側に補正することを特徴とする車両の制御装置。
2. 上記請求項１に記載の車両の制御装置において、
   上記解放側係合要素のトルク容量を略０にする場合には、当該解放側係合要素のトルク容量が略０になる油圧のうち最も高い油圧値になるように、当該解放側係合要素の係合油圧を低下側に補正することを特徴とする車両の制御装置。

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