JP3042221B2 - 自動変速機及びエンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーオンダウンシフ
ト時（エンジン側から車輪側へと動力が伝達されている
状態におけるダウンシフト時）にエンジントルクを低減
することにより、変速終了時のショックを低減するよう
に構成した自動変速機及びエンジンの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】変速時にエンジントルクを低減し、変速
ショックの低減を図る技術については、従来種々の提案
が成されている。

【０００３】この中で、パワーオンダウンシフトの終了
時に一方向クラッチの同期（空転状態から締結状態とな
ること）に伴うショックを低減するために、該ダウンシ
フトの終了時期近傍においてエンジントルクを低減させ
るようにした技術も提案されている（例えば特開昭５６
−３５８５７号公報）。

【０００４】この公報によれば、当該エンジントルクの
低減を開始するタイミング（当該ダウンシフトの終了直
前）をエンジン回転速度Ｎe 及び自動変速機の出力軸回
転速度Ｎo から（２）式の条件が満たされたときと規定
し、これからエンジントルクの低減を開始する方法が提
案されている。

【０００５】Ｎe ≧Ｎo ×Ｉ−Ｎ１ …（２）

【０００６】ここで、Ｉは自動変速機のダウンシフト後
のギヤ比、Ｎ１はエンジン負荷に依存した所定値であ
り、具体的にはエンジン回転速度とタービン回転速度と
の差（スリップ量）を補正するためのものとされてい
る。

【０００７】即ち、当該ダウンシフトの終了時期（一方
向クラッチの同期時期）は、自動変速機のタービン回転
速度Ｎt が出力軸回転速度Ｎo にダウンシフト後のギヤ
比Ｉをかけた値（Ｎo ×Ｉ）に一致するときと言えるも
のではあるが、タービン回転速度センサの設置はコスト
やスペースの確保等の観点で困難なことが多く、従って
この場合には該タービン回転速度Ｎt を例えばエンジン
回転速度Ｎe によって推定しなければならない。

【０００８】この場合、一般に、パワーオンのときはエ
ンジン回転速度Ｎe はトルクコンバータのスリップ分だ
けタービン回転速度Ｎt より常に大きいが、このスリッ
プ量は、一般にはエンジン負荷に依存する。このため、
上記（２）式に示されるように、エンジン回転速度Ｎe
がＮo ×Ｉからエンジン負荷に依存した所定値Ｎ１だけ
引いた値よりも更に大きくなったときをもって、該ダウ
ンシフトの終了付近を検出するようにしたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような（２）式に基づいてエンジンのトルクダウンの
開始タイミングを検出するようにした場合、現実には必
ずしも適切な開始タイミングを検出し得ないことがある
という問題があった。

【００１０】これは、例えば同一のエンジン負荷の状態
であっても、エンジン負荷の変化率が異なると、現実の
スリップ量が異なってくることに依ったためであると考
えられる。

【００１１】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
成されたものであって、パワーオンダウンシフト時のエ
ンジントルクの低減の開始タイミングをＮe ≧Ｎo ×Ｉ
−Ｎ２とすると共に、エンジン負荷の変化率が大きいと
きには、この所定値Ｎ２を大きく、一方、エンジン負荷
の変化率が小さいときには、該所定値Ｎ２を小さく設定
するようにして、エンジン回転速度Ｎe のみによる検出
でありながらより正確な開始タイミングを検出できるよ
うにすることをその目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、パワーオンダ
ウンシフト時にエンジントルクを低減することにより、
変速終了時のショックを低減するように構成した自動変
速機及びエンジンの制御装置において、エンジン回転速
度、自動変速機の出力軸回転速度、及びエンジン負荷の
変化率を検出する手段と、エンジン回転速度をＮe 、自
動変速機の出力軸回転速度をＮo 、ダウンシフト後の自
動変速機のギヤ比をＩ、Ｎ２を所定値としたときに、 Ｎe ≧Ｎo ×Ｉ−Ｎ２ …（１） が成立したときを、前記エンジントルクの低減制御の開
始タイミングとする手段と、を備え、且つ、前記エンジ
ン負荷の変化率が大きいときには、前記所定値Ｎ２を大
きく、エンジン負荷の変化率が小さいときには、該所定
値Ｎ２を小さく設定したことにより、上記課題を解決し
たものである。

【００１３】なお、エンジン負荷の変化率は、アクセル
開度、スロットル開度、吸入空気量、吸気管負圧その他
の検出値の変化率を演算すればよい。

【００１４】

【作用】図４に、同一車速における第３速段から第２速
段へのダウンシフト時のエンジン回転速度Ｎe 及び自動
変速機の出力回転速度Ｎo の変化状態を定性的に示した
ものである。

【００１５】図において、一点鎖線はアクセルペダル速
踏み（エンジン負荷の変化率大）のときのエンジン回転
速度Ｎe を、実線は遅踏み（エンジン負荷の変化率小）
のときのエンジン回転速度Ｎe をそれぞれ示している。
両線とも変速判断時におけるスロットル開度は同一であ
る。アクセルペダルを速く踏み込んだ場合は、変速判断
直前の低スロットル開度（スリップ量小）から高スロッ
トル開度（スリップ量大）にまで変化する。このとき、
アクセル開度の変化に対し、エンジン回転速度Ｎe は追
従し切れず、その変化はゆるやかである。これはエンジ
ンの出力性能の過渡特性によるものと考えられる。この
結果、スリップ量の変化もゆるやかとなる。

【００１６】これに対し、アクセルペダルを遅く踏み込
んだ場合は、スロットル開度の変化が小さいため、エン
ジンの出力性能に応答遅れはなく、スリップ量は定常時
の値に等しい。

【００１７】即ち、このことはアクセルペダルの速踏み
と遅踏み、即ちエンジン負荷の変化率によってエンジン
回転速度Ｎe の変化態様が異なることを意味する。

【００１８】しかるに、従来はダウンシフト時のエンジ
ントルクの低下タイミングをＮe ≧Ｎo ×Ｉ−Ｎ１と
し、且つこのＮ１をエンジン負荷（例えばスロットル開
度θ）自体のみに依存して設定するようにしていたた
め、この場合Ｎ１は同一となり、従ってこのエンジン回
転速度Ｎe の立上りの遅い速いが直接的に開始タイミン
グに影響されるようになっていた。即ち、ダウンシフト
の場合は、変速によってタービン回転速度Ｎt は上昇す
るが、パワーオンの場合はこの間も常にエンジン回転速
度Ｎe はタービン回転速度Ｎt を上回る状態で上昇す
る。しかしながら、アクセルペダルを速踏みした場合
は、もともとエンジン回転速度Ｎe が低い状態からスタ
ートすることと相まって、該エンジン回転速度Ｎe の絶
対値はなかなか上昇せず、従って、前述の（２）式はな
かなか成立しない。一方、逆の場合は早めに成立してし
まう。

【００１９】従って、もしエンジン負荷の変化率大のと
きに合せて所定値Ｎ１を設定した場合には、負荷変化率
小のときには変速が終期に至るかなり前の段階から（場
合によって最初から）エンジン回転速度Ｎe が閾値を上
回ってしまうため、エンジントルクダウンが早く実行さ
れて出力性能の悪化を招き、逆に、負荷変化率小のとき
に合せてＮ１を設定すると、負荷変化率大のときには真
の変速終了時点（一方向クラッチの同期時点）に間に合
うようにエンジントルクを低減させることができず、変
速ショックを招いていたものである。

【００２０】本発明は、開始タイミングを判定するため
の式として、 Ｎe ≧Ｎo ×Ｉ−Ｎ２ …（１） を採用すると共に、エンジン負荷の変化率が大きいとき
には、この所定値Ｎ２を大きく設定し、一方、エンジン
負荷の変化率が小さいときには、該所定値Ｎ２を小さく
設定するようにしたため、こうした不具合を解消でき、
エンジン負荷の変化状態に拘らず、最適なタイミングで
エンジンのトルクダウンを開始できるようになる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２２】図２にこの実施例が適用される車両用自動
変速機及びエンジンの全体概要を示す。

【００２３】この自動変速機は、そのトランスミッショ
ン部としてトルクコンバータ２０と、オーバードライブ
機構部４０と、前進３段、後進１段のアンダードライブ
機構部６０とを備える。

【００２４】前記トルクコンバータ２０は、ポンプ２
１、タービン２２、ステータ２３、及びロックアップク
ラッチ２４を備える。ポンプ２１は、エンジン１のクラ
ンク軸１０と連結され、タービン２２はオーバードライ
ブ機構部４０における遊星歯車装置のキャリア４１に連
結されている。

【００２５】前記オーバードライブ機構部４０において
は、このキャリア４０によって回転可能に支持されたプ
ラネタリピニオン４２がサンギヤ４３及びリングギヤ４
４と噛合している。又、サンギャ４３とキャリア４１と
の間には、クラッチＣ0 及び一方向クラッチＦ0 が設け
られており、サンギヤ４３とハウジングＨu との間に
は、ブレーキＢ0 が設けられている。

【００２６】前記アンダードライブ機構部６０には、遊
星歯車装置としてフロント側及びリヤ側の２列が備えら
れている。この遊星歯車装置は、それぞれ共通のサンギ
ヤ６１、リングギヤ６２、６３、プラネタリピニオン６
４、６５、及びキャリア６６、６７からなる。

【００２７】オーバードライブ機構部４０のリングギヤ
４４は、クラッチＣ1 を介して前記リングギヤ６２に連
結されている。又、前記リンクギヤ４４とサンギヤ６１
との間にはクラッチＣ2 が設けられている。更に、前記
キャリア６６は、前記リングギヤ６３と連結されてお
り、これらキャリア６６及びリングギヤ６３は出力軸７
０と連結されている。

【００２８】一方、前記キャリア６７とハウジングＨu
との間にはブレーキＢ3 及び一方向クラッチＦ2 が設け
られており、更に、サンギヤ６１とハウジングＨu との
間には、一方向クラッチを介してブレーキＢ2 が設けら
れ、又、サンギヤ６１とハウジングＨu との間には、ブ
レーキＢ1 が設けられている。

【００２９】この自動変速機は、上述の如きトランスミ
ッション部を備え、エンジン１の負荷状態を反映してい
るスロットル開度θを検出するスロットルセンサ１０
０、及び車速を検出する車速センサ１０２（自動変速機
の出力軸７０の回転速度Ｎo を検出するセンサ）等の信
号を入力された自動変速機コントロールコンピュータ１
０４Ａによって、予め設定された変速パターンに従って
油圧制御回路１０６内の電磁ソレノイドバルブＳ1 〜Ｓ
3 が駆動・制御され、図３に示されるような、各クラッ
チ、ブレーキ等の係合の組合せが行われて変速制御がな
される。

【００３０】図３において、○印は当該クラッチあるい
はブレーキが係合されていることを示し、◎印は当該一
方向クラッチがパワーオン時に係合（同期）されること
を示している。

【００３１】前記電磁ソレノイドバルブＳ1 、Ｓ2 は、
アンダードライブ機構部６０の第１速状態〜第３速状態
の制御を行い、前記電磁ソレノイドバルブＳ3 は、トル
クコンバータ２０のロックアップクラッチ２４の制御を
それぞれ行うようになっている。

【００３２】なお、図２において、符号１１０はシフト
ポジションセンサで、運転者によって操作されるＮ、
Ｄ、Ｒ等の位置を検出するもの、１１２はパターンセレ
クトスイッチで、Ｅ（経済走行）、Ｐ（パーキング走
行）等を選択するものであり、又、１１４はエンジン回
転速度を検出するクランク角センサを示し、１１６はフ
ットブレーキ、１１８はサイドブレーキの作動を検出す
るブレーキスイッチをそれぞれ示している。

【００３３】又、エンジン１は、エンジンコントロール
コンピュータ１０４Ｂによってその燃料噴射量及び点火
時期等が制御されているが、このエンジンコントロール
コンピュータ１０４Ｂには自動変速機コントロールコン
ピュータ１０４Ａからエンジントルクを低減あるいは復
帰すべき旨の信号ＳＧ1 が入力されるようになってい
る。

【００３４】エンジンコントロールコンピュータ１０４
Ｂは、自動変速機コントロールコンピュータ１０４Ａか
らのこの信号ＳＧ1 により指令に基づいて、エンジント
ルクが低減あるいは復帰されるようにエンジン１を制御
する。

【００３５】なお、エンジン出力を低減する構成自体に
ついては周知のものが採用できる。例えば、点火時期を
遅らせる方法（遅角制御）を採用してもよいし、あるい
はサブスロットル弁を設けてこれをモータによって開閉
するような構成を採用してもよい。この実施例では遅角
制御によってエンジントルクを低減している。

【００３６】次に、図５にダウンシフトの変速判断から
エンジントルク制御実行までに、自動変速機コントロー
ルコンピュータ１０４Ａによって実行される制御フロー
を示す。

【００３７】まず、ステップ２０２において、スロット
ル開度θの変化率 dθが演算される。なお、このスロッ
トル開度θの変化率 dθの計算は、常時行われている。

【００３８】ステップ２０４では、変速判断が成された
か否かが判定される。即ち、ここでパワーオン状態か否
かの判定を含め、本実施例の対象となるべきダウンシフ
ト判断が成されたか否かが判定される。

【００３９】パワーオンダウンシフトの変速が成されな
いときは、ステップ２０２に戻る。一方、ここでパワー
オンダウンシフトの変速判断があったときには、ステッ
プ２０６に進んで、ステップ２０２において常に演算さ
れているスロットル開度θの変化率 dθが確定される。

【００４０】ステップ２０８では、該変化率 dθが閾値
αより小さいか否かが判定される。即ち、ここでエンジ
ン負荷の変化率が大きいか否かが判定される。 dθがα
よりも小さかったとき、即ちエンジン負荷の変化率が小
さかったときは、ステップ２１０に進んで、 dθ＜α時
における各種制御定数の読み込みが行われる。具体的な
読み込みパラメータとしては、（１）式におけるＮ２に
関係した情報Ｎ２Ａの他に、ＴR 、Ｔ11、Ｔ12、Ｔo そ
れに遅角量等がある。これらの値はダウンシフトの種類
毎に予めマップ化されている。ここで、ＴR はトルクダ
ウンを開始してから復帰するまでのタイマ、Ｔo は復帰
させる際の時間（Ｔo の時間をかけてエンジントルクを
復帰させていく）、Ｔ11は誤判定を防止するために、シ
フト指令があってからＴ11までの間はエンジントルクの
開始タイミングの判定を行わないようにするためのガー
ドタイマ、Ｔ12は、エンジントルクの低減を開始してか
らＴ12後に強制的にエンジントルクを復帰させるための
ガードタイマ、を示すパラメータをそれぞれ示してい
る。

【００４１】ステップ２０８で変化率 dθが所定値αよ
りも大きいと判定されたときには、ステップ２１２に進
んで、 dθ≧α時における制御定数を同様にして予め設
定しているマップから読み込む。

【００４２】ステップ２１４では、このようにしてスロ
ットル開度θの変化率 dθの大小に依存してそれぞれに
読み込まれた制御定数に基づいて、エンジントルクの低
減の開始タイミングが判定される。

【００４３】なお、この実施例では、コンピュータの演
算上の都合その他により、エンジン回転速度Ｎe がＮo
×Ｉから一律に比較的大きな値βだけ減じた値（Ｎo ×
Ｉ−β）にＮ２Ａを足した値よりも大きくなったか否か
を判定することによって開始タイミングを判定してい
る。

【００４４】即ち、この実施例では、（Ｎ２Ａ−β）が
（１）式におけるＮ２に相当していることになる。従っ
て、この実施例では、ステップ２１０（ dθ＜α）にお
けるＮ２Ａが、ステップ２１２（ dθ≧α）におけるＮ
２Ａよりも大きく設定されており、結果として dθ＜α
時の（１）式におけるＮ２相当部分が小さく、又、 dθ
≧α時における（１）式のＮ２相当部分が大きくなるよ
うにしている。

【００４５】この結果、各変速の種類に応じてエンジン
負荷の変化態様の如何に拘らず、最適なタイミングでエ
ンジントルクの低減（遅角制御）を開始し、又、終了す
ることができるようになっている。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、パ
ワーオンダウンシフト時におけるエンジントルクの低減
制御を常に最適なタイミングで開始することができるよ
うになるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明が適用された車両用自動変速機及びエン
ジンの全体概略構成図

【図３】上記自動変速機の各摩擦係合装置及び一方向ク
ラッチの係合状態を示す線図

【図４】第３速段から第２速段へのパワーオンダウンシ
フトが実行されるときのエンジン回転速度の変化状態を
示す線図

【図５】上記実施例装置で実行される制御フローを示す
流れ図

【符号の説明】

１…エンジン Ｆo 、Ｆ１、Ｆ２…一方向クラッチ ２０…トルクコンバータ ４０…オーバードライブ機構部 ６０…アンダードライブ機構部 １０４Ａ…自動変速機コントロールコンピュータ １０４Ｂ…エンジンコントロールコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−35857（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−261558（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−3545（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−1583（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−69148（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 41/06 F02D 29/00 F16H 59/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーオンダウンシフト時にエンジントル
   クを低減することにより、変速終了時のショックを低減
   するように構成した自動変速機及びエンジンの制御装置
   において、 エンジン回転速度、自動変速機の出力軸回転速度、及び
   エンジン負荷の変化率を検出する手段と、 エンジン回転速度をＮe 、自動変速機の出力軸回転速度
   をＮo 、ダウンシフト後の自動変速機のギヤ比をＩ、Ｎ
   ２を所定値としたときに、 Ｎe ≧Ｎo ×Ｉ−Ｎ２ …（１） が成立したときを、前記エンジントルクの低減制御の開
   始タイミングとする手段と、を備え、且つ、 前記エンジン負荷の変化率が大きいときには、前記所定
   値Ｎ２を大きく、エンジン負荷の変化率が小さいときに
   は、該所定値Ｎ２を小さく設定したことを特徴とする自
   動変速機及びエンジンの制御装置。