JP3760875B2 - 自動変速機の制御装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トルクコンバータと有段式自動変速機構とを有して構成される自動変速機の制御装置に係り、特に、自動変速機の変速時に生じるトルク変動（変速ショック）を低減するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の制御方法は、例えば、特開昭63−254256号公報に記載のように、変速ショック低減のため、変速機構の入力軸回転数が予め定めた回転数になると、実際に変速機構が変速を開始したものとして、エンジン出力を補正制御するものや、特開昭64−4544号公報に記載のように、変速機構の入力軸回転数と出力軸回転数との比、つまり変速比に基づいて、実際の変速開始及び終了時を把握して、エンジン出力を補正制御するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭64−4544号公報に記載のもののように、変速機構の変速比に基づいて変速時のエンジン出力補正制御の開始を検出する場合、アップシフトにおいては、変速比の変化が顕著に現われず、トルクコンバータから出力されるトルクが変速前（ローギア側）のクラッチから変速後（ハイギア側）のクラッチに切り換わる時期を検出することが難しく、非常に遅れて駆動軸トルク制御開始を認識していた。また、ダウンシフトにおいては、トルクコンバータから出力されるトルクが変速前（ハイギア側）のクラッチから変速後（ローギア側）のクラッチに切り換わる時期を検出することができず、上記クラッチ切り換わり時期と変速比の関係を予め実験により求め駆動軸トルク補正制御開始を認識しなければならないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、アップシフト及びダウンシフト時の上記トルク伝達切り換わり時期を確実、且つマッチングレスで検出し、エンジン出力，変速機油圧等の制御開始時期を把握して、変速時の駆動軸トルク（変速ショック）を低減することができる自動変速機の制御装置及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明における自動変速機の制御装置は、自動変速機の出力軸の回転数変化率を検出する変速機構後信号検出手段と、トルクコンバータの出力軸の回転数変化率を検出する変速機構前信号検出手段と、前記変速機構後信号検出手段に基づいて、悪路走行中を判定する悪路判定手段と、前記変速機構前信号検出手段に基づいて前記自動変速機のアップシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段及び前記変速機構後信号検出手段に基づいて前記自動変速機のダウンシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段を有する変速時期検出手段と、前記悪路判定手段が悪路走行中であると判定したとき、前記変速時期検出手段に基づいて、前記自動変速機構の出力軸に出力されるエンジントルクを補正する第１のエンジントルク制御モードから、前記エンジントルクを補正しない第２のエンジントルク制御モードに切り換える切換手段とを有するものである。
【０００６】
さらに、本発明における自動変速機の制御装置は、好ましくは、トルクコンバータの出力軸の回転数変化率を検出する変速機構前信号検出手段を有し、前記変速時期検出手段は、前記変速機構前信号検出手段に基づいて前記自動変速機のアップシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段と、前記変速機構後信号検出手段に基づいて前記自動変速機のダウンシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段とを有するものである。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施例ブロック図である。アップシフト（ローギア側からハイギア側に変速）時のトルクコンバータから出力されるトルクが変速前のクラッチから変速後のクラッチに切り換わる時期は、自動変速機内変速機構より前の信号を用いて検出することができる。また、ダウンシフト（ハイギア側からローギア側に変速）時のトルクコンバータから出力されるトルクが変速前のクラッチから変速後のクラッチに切り換わる時期は、前記変速機構より後の信号を用いて検出することができる（後述）。それ故、前記検出信号を用いることにより、正確、且つマッチングのいらない変速時エンジントルク制御が可能となる。本発明では、前記アップシフト時の検出手段を変速機構前信号検出手段１，前記ダウンシフト時の検出手段を変速機構後信号検出手段２とした。前記検出手段１からの信号がアップシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段３及びアップシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段４に入力され、検出手段２からの信号がダウンシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段５及びダウンシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段６に入力される。前記認識手段３及び認識手段５では、前記検出手段１及び２で検出した現在の信号と記憶手段４及び６の記憶値と比較し、前記クラッチ切り換え時期になったかどうかを判断する。認識手段３で記憶値より大きくなったと判断した場合は、アップシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段７でフラグ等の制御開始信号を出力しエンジントルク制御手段８でエンジントルクの制御を開始する。認識手段５で記憶値より大きくなったと判断した場合は、ダウンシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段９でフラグ等の制御開始信号を出力しエンジントルク制御手段８でエンジントルクの制御を開始する。
【００１０】
図２はエンジン及び自動変速機まわりの概略構成である。エンジン１０は、本実施例においては４気筒エンジンである。このエンジン１０には、点火装置１１が設けられている。点火装置１１は、エンジン１０の気筒数に対応して４つの点火プラグ１２を有している。エンジン１０に空気を取り込むための吸気管１３には、ここを通る空気の流量を調節するスロットルバルブ１４，燃料を噴射する燃料噴射装置１５，アイドリング時にエンジン１０に供給する空気量を制御するためのＩＳＣ（Idle Speed Control）バルブ１６が設けられている。スロットルバルブ１４は、このバルブ開度がアクセルペダル１７の操作量に対してリニアに変化するように、アクセルペダル１７とワイヤ１８で連結されている。燃料噴射装置１５は、エンジン１０の気筒数に対応して４つの燃料噴射弁１９を有している。
【００１１】
エンジン１０のクランク軸２０にはフライホイール２１が取り付けられている。フライホイール２１には、クランク軸２０の回転数、すなわちエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ２２が取り付けられている。このフライホイール２１とトルクコンバータ２３は、ポンプ２４，タービン２５及びステータ２６から成っている。タービン２５の出力軸、つまりトルクコンバータ出力軸２７は、有段式変速機構２８と直結されている。トルクコンバータ出力軸２７には、タービン回転数Ｎｔを測定するタービン回転センサー２９が取り付けられている。有段式変速機構２８は、遊星歯車３０，３１やバンドブレーキ３２やクラッチ３３，３４等から構成されている。遊星歯車３１は、プロペラシャフト３５と直結されている。また、遊星歯車３１とプロペラシャフト３５との間には、変速機出力軸の回転数を検出する変速機出力軸回転数センサー３６が取り付けられており、車速の演算等にも用いられている。自動変速機３７には、前記バンドブレーキ３２等のクラッチ及び油圧を制御する油圧回路３８が設けられている。この油圧回路３８には、変速機内の油圧を制御する油圧制御バルブ３９，トルクコンバータ２３を直結制御（ロックアップ制御）するロックアップ制御バルブ４０及び変速位置を制御する変速制御バルブ４１等が設けられている。
【００１２】
以上説明したエンジン１０及び自動変速機３７駆動のためのアクチュエータは、制御コントローラ４２により制御される。制御コントローラ４２には、スロットル開度θ，タービン回転数Ｎｔ，エンジン回転数Ｎｅ，変速機出力軸回転数Ｎｏ，変速機油温Ｔoil 等が入力され制御に用いられる。また、特殊なシステムにおいては、破線矢印に示すような変速機構前に取り付けられたトルクセンサーを用いて検出されたタービントルクＴｔ及び変速機構後に取り付けられたトルクセンサーを用いて検出された変速機出力軸トルクＴｏが制御コントローラ４２に取り込まれる。
【００１３】
なお、アクセルペダル１７の操作量に対して、独立して空気量を制御可能なデバイス（例えば、アクセルペダルと機械的にリンクされていない電子制御スロットル４３）が設けられている。このようなエンジンでは、制御コントローラ４２の信号により空気量制御が可能なため、大きくエンジントルクを変える場合や排気特性の悪化防止として有利になる。この場合、アクセルペダル１７にアクセル開度センサ４４を設け、ドライバの意図（要求トルク）を制御コントローラ４２に入力する必要がある。
【００１４】
図３は前記制御コントローラ４２のハードウェア構成である。各種センサーからの信号が入力するフィルタ４５及び波形整形回路４６とシングルチップマイクロコンピュータ４７と各種バルブ等のアクチュエータに駆動制御信号を出力する駆動回路４８を有して構成されている。コンピュータ４７は、各種演算を実行するＣＰＵ４９とＣＰＵ４９が実行するためのプログラム及びデータが記憶されているＲＯＭ５０と各種データ等が一時的に記憶されるＲＡＭ５１とタイマ５２とＳＣＩ（Serial Communication Interface）回路５３とＩ／Ｏ回路５４とＡ／Ｄ変換器５５を有して構成されている。すなわち、制御コントローラ４２の諸機能は、ＣＰＵ４９がＲＯＭ５０やＲＡＭ５１に記憶されているプログラムやデータ等で所定の演算を実行することにより達成される。
【００１５】
また、前記制御コントローラ４２のハードウェア構成として、前述のシングルチップ構成，複数個のシングルチップマイコンをデュアルポートＲＡＭを介して通信する構成及び複数個のシングルチップマイコンをＬＡＮ（Local Area Network）を介して通信する構成等が挙げられる。
【００１６】
図４はアップシフト時の変速特性、図５はダウンシフト時の変速特性である。図４のアップシフトにおいて、図２で示した自動変速機の変速機構では、タービン回転が変化し始める点、すなわちタービントルクが立ち上がる点，タービン回転数変化率がマイナスから０を通過する点が、トルク伝達比がローギアからハイギアに変化、すなわちローギア側クラッチからハイギア側のクラッチに切り換わる点となる。これらは、いずれも変速機構前の信号である。これに対し、変速機構後の信号、すなわち変速機出力軸トルク信号の最小値ｔ1 は、前記機構前のクラッチ切り換わり点に比べ遅れている。よって、前記機構前の信号がクラッチ切り換わり点の検出においては正確である。しかし、前記機構前の信号でもタービン回転では、その変化が顕著に現われないため前記タービン回転数変化率及びタービントルクを用いる必要がある。図５のダウンシフトにおいて、変速機構前の信号、すなわちタービン回転ではクラッチ切り換わり点を検出することができない。これに対し、変速機構後の信号、すなわち変速機出力軸トルク及び変速機出力軸回転数変化率の場合は、最小値ｔ2 の検出が可能である。
【００１７】
以上の結果、アップシフト時の駆動軸トルク補正制御開始は、変速機構前の信号、ダウンシフト時の駆動軸トルク補正制御開始は、変速機構後の信号を用いることにより変速ショック低減制御の制御性が向上し、且つ変速毎（１−２変速，２−３変速，２−１変速，・・・・）のマッチング等が不必要となり工数が低減する。
【００１８】
図６は一実施例の制御フローチャートである。まず、処理５６では、変速制御で決定された信号としてアップシフトフラグFlgU及びダウンシフトフラグFlgD，タービン回転Ｎｔ，変速機出力軸回転Ｎｏを読み込む。処理５７では、ＮｔとＮｏを用いて、今回の変速機の出力軸回転比ｇｒ（ｎ）を演算する。処理５８では、Ｎｔを微分し今回のタービン回転数変化率Ｎta（ｎ）を演算する。また、処理５９では、Ｎｏを微分し今回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ）を演算する。処理６０では、変速機出力軸回転変化率を用いた制御に悪影響を及ぼすと考えられる悪路を検出するサブルーチン（後述）を実行する。もし、悪路と判定された場合は、FlgCが１となるため、処理６１で処理６２，６３に進みリターンされる。悪路でない場合は、処理６４に進みアップシフト信号が出たかどうかを判断する。yes の場合は、処理６５に進みアップシフト時の駆動軸トルク補正制御を実行しているかどうかを判断するフラグFlgUC が１かどうかを判断する。初期値は０であるため、処理６６に進む。処理６６では、処理６２で求めた前回のタービン回転数変化率Ｎta（ｎ−１）とＮta（ｎ）を比較し、以上になった場合は、図４で説明したようにローギア側クラッチからハイギア側のクラッチに切り換わる点と判断し処理６７の前記補正制御開始フラグを１にする。これに応じて、後述のエンジントルク制御が実行される。そして、処理６４でアップシフト時のエンジントルク制御中フラグFlgUが０になるまで、処理６５，６７が実行される。前記フラグFlgUは、後述のエンジントルク制御フローチャートで０に書き換えられる。処理６４でnoの場合は、処理６８で前記フラグFlgUC を０にし、処理６９に進む。処理６９ではダウンシフト信号が出たかどうかを判断する。yes の場合は、処理７０に進みダウンシフト時の駆動軸トルク補正制御を実行しているかどうかを判断するフラグFlgDC が１かどうかを判断する。初期値は０であるため、処理７１に進む。処理７１では、今回の前記入出力軸回転比ｇｒ(ｎ)が前回の回転比ｇｒ（ｎ−１）以上かどうかを判断する。これは、ダウンシフト時信号発生初期の立上り特性とクラッチ切り換わり時期の特性を判別するためである。処理７１でyes の場合は、処理７２に進み、処理６３で求めた前回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ−１）とＮoa（ｎ）を比較する。以上になった場合は、図４で説明したようにハイギア側クラッチからローギア側のクラッチに切り換わる点と判断し処理７３の前記補正制御開始フラグFlgDC を１にする。アップシフトと同様に、後述のエンジントルク制御が実行され、処理６９でダウンシフト時のエンジントルク制御中フラグFlgDが０になるまで、処理７０，７３が実行される。前記フラグFlgDも、後述のエンジントルク制御フローチャートで０に書き換えられる。０になった場合は、処理６９から処理７４に進み、FlgDC を０にして処理６２，６３に進みリターンされる。また、トルクと回転数変化率は比例するという関係を用い、変速機構前後にトルクセンサを取り付け、前記機構前後のトルク変化検出により前記クラッチ切り換わり時期を検出ことができる。
【００１９】
図７（ａ),（ｂ）は駆動軸トルク補正制御の制御フローチャートである。まず、処理７５では、前記FlgUC，FlgDC，エンジン回転Ｎｅ，前記Ｎｔ，Ｎｏ及びｇｒ（ｎ）を読み込む。処理７６では、Ｎｔ及びＮｅを用いてトルクコンバータ入出力軸回転比ｅを演算する。処理７７では、前記回転比ｅの関数（実際はトルクコンバータ特性テーブル検索が一般的）ｆ1 及びｆ2 よりそれぞれトルクコンバータポンプ容量係数ｃ及びトルク比ｔを求める。処理７８では、前記演算したｃ，ｔと読み込んだＮｅを用いてタービントルクＴｔを演算する。このＴｔはトルクセンサーからの信号でも良い。次に、処理７９では、図６で示したアップシフト時の駆動軸トルク補正制御開始フラグFlgUC が１かどうかを判断する。yesの場合は、処理８０に進み演算したＴｔ及び前回の変速機構入出力軸回転比ｇｒ（ｎ−１)(ローギア側回転比）の関数ｆ3 により目標トルクＴtar を演算する。処理８１では、今回の変速機構入出力軸回転比ｇｒ（ｎ）を用いたハイギア側回転比の関数ｆ4 により、トルク伝達比ｔｄを演算する。そして、処理８２でアップシフト時の変速機出力軸トルクＴouを前記演算したＴｔとｔｄを用いて演算する。処理８３では、トルクフィードバック制御開始フラグFlgAが１かどうかを判断する。初期値は０のため処理８４に進む。駆動軸トルク補正制御初期は、目標トルク制御よりは一律にエンジントルクを低下する方が制御性が良いためタイマ制御とする。その後、トルクフィードバック制御を実行する。処理８４から８８がタイマ制御である。処理８４では、タイマ制御時間Ｋ2 経ったかどうかを判断する。noの場合は、処理８５でＴimer１に１を加え、処理８６で一律の点火時期リタード量Ｋ3 を補正点火時期Δadv に入力する。そして、処理８７で点火時期ＡＤＶを演算し、処理８８で出力する。処理８４でタイマ制御終了、つまりyesの場合は、処理８０で前記FlgAを１にし、処理９０で前記Ｔimerを０にして処理９０に進む。以後、トルクフィードバック制御が終了するまで、処理８３から処理９１にジャンプする。処理９１では、演算した実際の変速機出力軸トルクＴouと目標トルクＴtar の偏差ΔＴを演算し、処理９２でΔＴが０より小さくなったかどうかを判断する。noの場合は、処理９３に進みΔＴの関数ｆ5 により補正点火時期Δadv を演算する。これがトルクフィードバックの点火時期制御である。処理９２でyes になった場合は、処理９４に進み、タイマＴimer３がＫ7 になったかどうかを判断する。これは、アップシフト時の駆動軸トルクが目標トルクよりも小さくなり、且つ変速が終了したかどうかを判定するために実行される。noの場合は、処理９５でＴimer３をインクリメントし処理９３でフィードバック制御を続行する。yes の場合は、処理９６から１００でそれぞれFlgU，FlgD，FlgA，FlgB，Δadv を０にし処理８７に進む。これで、アップシフト時のトルク補正制御が終了する。
【００２０】
処理７９で、noの場合は処理１０１に進み、ダウンシフト時のトルク制御開始フラグFlgDC が１かどうかを判断する。noの場合は、処理１０２でΔadv を０にし処理８７に進む。yes の場合は、処理１０３に進み演算したＴｔ及び前回の変速機構入出力軸回転比ｇｒ（ｎ−１）（ローギア側回転比）の関数ｆ3 により目標トルクＴtar を演算する。処理１０４では、変速機出力軸回転数変化率Ｎoaとトルク換算定数Ｋ4 により、ダウンシフト時の変速機出力軸トルクＴodを演算する。このＴodは変速機出力軸に取り付けたトルクセンサーからの信号でも良い。処理１０５では、ダウンシフト時トルクフィードバック制御開始フラグFlgBが１かどうかを判断する。初期値は０のため処理１０６に進む。駆動軸トルク補正制御初期は、目標トルク制御よりは一律にエンジントルクを低下する方が制御性が良いためタイマ制御とする。その後、トルクフィードバック制御を実行する。処理１０６から１１０がタイマ制御である。処理１０６では、タイマ制御時間Ｋ5 経ったかどうかを判断する。noの場合は、処理１０７でＴimer２に１を加え、処理１０８で一律の点火時期リタード量Ｋ6 を補正点火時期Δadv に入力する。そして、処理８７で点火時期ＡＤＶを演算し、処理８８で出力する。処理１０６でタイマ制御終了、つまりyes の場合は、処理１０９で前記FlgBを１にし、処理１１０で前記Ｔimer２を０にして処理１１１に進む。以後、トルクフィードバック制御が終了するまで、処理１０５から処理１１１にジャンプする。処理１１１では、演算した実際の変速機出力軸トルクＴodと目標トルクＴtar の偏差ΔＴを演算し、以下アップシフトと同様のトルクフィードバック制御を実行する。
【００２１】
図８は悪路検出のサブルーチンフローチャートである。処理１１２では、タイマＴimer４が悪路判定期間Ｋ8 以上になったかどうかを判断する。初期値は０のため、処理１１３に進み、Ｔimer４をインクリメントし処理１１４に進む。処理１１４では、今回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ）が設定したプラス側の閾値Ｋ9 以上かどうかを判断する。yes の場合は、処理１１５に進み悪路判定係数ｘをインクリメントして、処理１１６に進む。また、処理１１４でnoの場合は、処理１１７に進み、今回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ）が設定したマイナス側の閾値Ｋ10以下かどうかを判断する。yes の場合は、処理１１８に進み悪路判定係数ｙをインクリメントして、処理１１６に進む。処理１１６では、前記ｘ及びｙがそれぞれ閾値係数Ｋ11 及びＫ12 以上かどうかを判断する。どちらも以上の場合は、Ｎoa（ｎ）がプラス，マイナスに大きく変動、すなわち悪路と判定し、処理１１９に進み悪路判定フラグFlgCに１を入力し、メインルーチン図６にリターンされる。処理１１６で、まだ、悪路と判定されない場合は、処理１２０に進み、FlgCが１かどうかを判断する。yes の場合は、まだ悪路が続いていると判断し処理１１９に進む。noの場合は、悪路かどうかの判断中を意味する。処理１１２で、yes の場合は、悪路判定時間が終了し、処理１２１，１２２，１２３，１２４でそれぞれｘ，ｙ，Ｔimer４，FlgCに０を入力しリターンされる。
【００２２】
図９は従来アップシフト時トルク制御のタイムチャート、図１０は本発明アップシフト時トルク制御のタイムチャートである。従来は、ｔ3 の時点でタービン回転が変化していたにもかかわらず、変速機構入出力軸回転比Ｎｔ／Ｎｏを用いていたため、回転比の変化が顕著に現われず黒丸ａの点がエンジントルク制御の開始時期となっていた。それゆえ、変速機出力軸トルクが破線のように変速途中から低下するようになり、変速ショックの抑制にあまり効果がなかった。また、変速終了把握時期ｂもエンジントルク制御終了と変速機出力軸トルクの変動を考慮し、マッチングにより求めていた。
【００２３】
これに対し、図１０の本発明では、タービントルクあるいはタービン回転数変化率のいずれにおいても確実にクラッチ切り換わり時期であるｔ3 を認識することができる。また、図６，図７に示した制御の実行により、変速機出力軸トルク（破線）が滑らかに変化しており、変速ショックがかなり抑制されている。図６，図７で示したフラグ及び定数が図１０のように変化する。また、目標トルクは、変速終了認識のためにも用いられているが、変速毎に変速機出力軸トルク変動が異なるため、変速毎に傾きを変える必要がある。
【００２４】
図１１は従来ダウンシフト時トルク制御のタイムチャート、図１２は本発明ダウンシフト時トルク制御のタイムチャートである。従来は、クラッチ切り換わり時期ａ後の変速機出力軸トルクの変動を抑制するため、ａ点を変速機構入出力軸回転比を用いて把握してした。前記回転比は、クラッチ切り換わり後一定に落ち着くため、実験によるマッチングによりクラッチ切り換わり時期と前記回転比の関係を求め前記切り換わり時期ａを把握していた。また、変速毎にマッチングしたデータを記憶しておく必要があり、ＲＯＭ容量も増大していた。
【００２５】
これに対し、図１２の本発明では、変速機出力軸トルクあるいは変速機出力軸回転数変化率のいずれにおいても確実にクラッチ切り換わり時期であるａを認識することができる。また、図６，図７に示した制御の実行により、変速機出力軸トルク（破線）が滑らかに変化しており、変速ショックがかなり抑制されている。図６，図７で示したフラグ及び定数が図１２のように変化する。また、目標トルクは、変速終了認識のためにも用いられているが、変速毎に変速機出力軸トルク変動が異なるため、変速毎に傾きを変える必要がある。
【００２６】
図１３は悪路検出時のタイムチャートである。Ｋ9 がプラス側閾値、Ｋ10がマイナス側閾値である。悪路検出時間Ｋ8 の間にＫ9 及びＫ10を超える値が、悪路判定数以上になると悪路判定フラグFlgCが１になる。悪路判定数以下になると悪路判定フラグFlgCが０になる。
【００２７】
図１４はアップシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャート、図１５はダウンシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャートである。図１４において、トルクコンバータ入出力軸回転数及びトルクコンバータ特性を用いて演算されたタービントルクＴｔ、あるいはトルクコンバータ出力軸に取り付けられたトルクセンサーにより得られたタービントルクＴｔとクラッチ切り換わり時期にトルク伝達状態がローギア側からハイギア側に変化するトルク伝達比ｔｄを掛け合わすことにより、アップシフト時の変速機出力軸トルクＴouが推定可能となる。
【００２８】
図１５において、変速機出力軸回転数から求まる回転数変化率Ｎoaと加速度からトルクに換算するトルク換算定数Ｋ4 を掛け合わすことにより、ダウンシフト時の変速機出力軸トルクＴodが推定可能となる。このシフト中変速機出力軸トルク推定の適用により、変速ショックの大幅な低減が可能となる。
【００２９】
また、上述した変速時の駆動軸トルク補正制御は、点火時期制御であったが、他に電子制御スロットルによる空気量制御やクラッチ締結圧制御を用いることにより排気性能のよいシステムが可能になる。
【００３０】
図１６は、ダウンシフト時のショック低減制御タイムチャートである。上記に示したように変速機出力軸回転数変化率Ｎoaは、変速機出力軸トルクとほぼ比例している。これは、タイヤと変速機出力軸間のトルク変動、つまり軸振動がほとんど無い場合である。また、この場合、Ｎoaの信号は車体に取り付けた加速度センサの信号ともほぼ一致する。それ故、図６に示すような方式でクラッチ締結時が把握可能となる。これに対し、タイヤと変速機出力軸間のトルク変動、つまり軸振動が発生する場合を変速機出力軸回転数変化率Ｎoa２に示す。この信号は、リアドライブのようなタイヤと変速機間に長いシャフトが存在する場合に生じる。よって、このＮoa２信号を用いてクラッチ締結時期を検出する場合は、Ｎoa２の急激な立上り点（黒丸）を把握する必要がある。このタイミングでエンジントルクを低下させることにより、ダウンシフト時のショックが破線のように抑制できる。また、点火時期リタード等のエンジントルク低下制御には、Ｎoa２の信号波形を用いＮoa２信号の変化に合わせることができる。これにより、エンジントルク低下量及び時間をテーブルで記憶しておく必要がなくＲＯＭ（Read Only Memory）容量の低減が図れる。
【００３１】
図１７は、図１６のＮoa２を用いた場合のショック低減制御フローチャートである。まず、処理１３０では、変速制御で決定された信号として、ダウンシフト開始フラグFlgD、上記軸振動が生じる場合の変動機出力軸回転数Ｎｏ２を読み込む。処理１３１では、Ｎｏ２の変化率Ｎoa２を演算する。処理１３２では、FlgDが１になったかどうか、つまりダウンシフト信号が発生したか否かを判断する。noの場合は、処理１３３に進み、補正点火時期Δadv に０を入力し処理１３４に進む。そして、実際の基準点火時期ＡＤＶからリタード量Δadv を差し引き、処理１３５で出力する。処理１３２でyes の場合は、処理１３６に進み、ダウンシフト時エンジントルク低減制御開始フラグFlgDCSが１かどうかを判断する。noの場合は、処理１３７に進み、Ｎoa２がダウンシフト時エンジントルク低減制御開始定数ｋ10以上かどうかを判断する。noの場合は、処理１３３に進む。yes の場合は、処理１３８に進み、上記FlgDCSに１を入力する。そして、処理１３９でΔadv をＮoa２の関数ｆ10により求め処理１３４に進む。この時期が、図１６（ａ）点である。処理１３６でFlgDCSが１の場合は、処理１４０に進み、Ｎoa２がダウンシフト時エンジントルク低減制御終了定数ｋ11以下かどうか、つまりエンジントルク低減中かどうかの判断する。エンジントルク低減中、つまりnoの場合は、処理１３６に進む。終了、つまりyes の場合、処理１４１，１４２及び１４３に進み、それぞれFlgD，FlgDCS及びΔadv に０を入力し処理１３４に進む。これにより、Ｎoa２信号を用いたダウンシフト時ショック低減制御が正確且つコストアップ無しで実現可能となる。
【００３２】
図１８は、アップシフト時のショック低減制御タイムチャートである。アップシフトにおいても図１６と同様にＮoaとＮoa２の信号波形が存在する。Ｎoaは、出力軸トルクと同様の波形を示すが、Ｎoa２は変速中図１８のような大きな振動が生じる。アップシフト側へのクラッチ締結時期は、少々遅れるがＮoa２の立ち下がりによりほぼ把握でき、この時期よりエンジントルク低減制御を開始する。この時の制御目標値は、アップシフト信号（FlgU）発生時のＮoa２を用いて求める。そして、目標値と実際のＮoa２との偏差によりエンジントルクを制御しショックを抑制する。これにより、破線のようなアップシフト時のトルク特性が得られる。
【００３３】
図１９は、図１７のＮoa２を用いた場合のショック低減制御フローチャートである。まず、処理１４４では、変速制御で決定された信号として、アップシフト開始フラグFlgU、上記軸振動が生じる場合の変速機出力軸回転数Ｎｏ２を読み込む。処理１４５では、Ｎｏ２の変化率Ｎoa２を演算する。処理１４６では、アップシフト開始信号が発生した時にＮoa２の信号をラッチしておくための処理回避フラグFlgLが１になったかどうかを判定する。noの場合は、処理１４７に進み、FlgUが１になったかどうか、つまりアップシフト信号が発生したか否かを判断する。noの場合は、処理１４８に進み、補正点火時期Δadv に０を入力し処理149に進む。そして、実際の基準点火時期ＡＶＤからリタード量Δavd を差し引き、処理１５０で出力する。処理１４７でyes の場合は、処理１５１に進み、Ｎoa２の値をｋ12に入力しラッチする。そして、処理１５２で上記FlgLに１を入力する。処理１５３では、エンジントルク低減制御終了時期決定のためのタイマＴimerが終了時期定数ｋ13以上かどうかを判断する。noの場合は、処理１５４に進みＴimerをインクリメントする。そして、処理１５５に進み、Ｎoa２が上記目標値設定定数ｋ12の関数ｆ11で求めたエンジントルク制御目標値以上かどうかを判断する。ここでは、エンジントルク制御に点火時期リタードを用いているため、エンジントルク低減制御のみを示した。例えば、スロットルバルブ制御システムが付加されている場合等は、エンジントルクの増減制御が可能となる。処理１５５でnoの場合は処理１４８に進む。yes の場合は、処理１５６に進み、Δadv をＮoa２の関数ｆ10により求め処理１４９に進む。この時期が、図１８（ａ）点である。処理１５３でＴimerがｋ13以上の場合は、アップシフト時エンジントルク制御終了と判断し、処理１５７，１５８，１５９及び１６０に進み、それぞれ FlgL, FlgU, Δadv 及びＴimerに０を入力し処理１４９に進む。これにより、 Ｎoa２信号を用いたアップシフト時ショック低減制御が正確且つコストアップ無しで実現可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
駆動軸トルクの補正制御を的確なタイミングで実行でき、変速ショックの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】エンジン及び自動変速機まわりの概略構成。
【図３】制御コントローラのハードウェア構成。
【図４】アップシフト時の変速特性。
【図５】ダウンシフト時の変速特性。
【図６】本発明の一実施例のフローチャート。
【図７】駆動軸トルク補正制御の制御フローチャート。
【図８】悪路検出のサブルーチンフローチャート。
【図９】従来のアップシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１０】本発明のアップシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１１】従来のダウンシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１２】本発明のダウンシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１３】悪路検出時のタイムチャート。
【図１４】アップシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャート。
【図１５】ダウンシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャート。
【図１６】ダウンシフト時ショック低減制御タイムチャート。
【図１７】ダウンシフト時ショック低減制御フローチャート。
【図１８】アップシフト時ショック低減制御タイムチャート。
【図１９】アップシフト時ショック低減制御フローチャート。
【符号の説明】
１…変速機構前信号検出手段、２…変速機構後信号検出手段、３…アップシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段、４…アップシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段、５…ダウンシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段、６…ダウンシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段、７…アップシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段、８…エンジントルク制御手段、９…ダウンシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段。
【産業上の利用分野】
本発明は、トルクコンバータと有段式自動変速機構とを有して構成される自動変速機の制御装置に係り、特に、自動変速機の変速時に生じるトルク変動（変速ショック）を低減するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の制御方法は、例えば、特開昭63−254256号公報に記載のように、変速ショック低減のため、変速機構の入力軸回転数が予め定めた回転数になると、実際に変速機構が変速を開始したものとして、エンジン出力を補正制御するものや、特開昭64−4544号公報に記載のように、変速機構の入力軸回転数と出力軸回転数との比、つまり変速比に基づいて、実際の変速開始及び終了時を把握して、エンジン出力を補正制御するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭64−4544号公報に記載のもののように、変速機構の変速比に基づいて変速時のエンジン出力補正制御の開始を検出する場合、アップシフトにおいては、変速比の変化が顕著に現われず、トルクコンバータから出力されるトルクが変速前（ローギア側）のクラッチから変速後（ハイギア側）のクラッチに切り換わる時期を検出することが難しく、非常に遅れて駆動軸トルク制御開始を認識していた。また、ダウンシフトにおいては、トルクコンバータから出力されるトルクが変速前（ハイギア側）のクラッチから変速後（ローギア側）のクラッチに切り換わる時期を検出することができず、上記クラッチ切り換わり時期と変速比の関係を予め実験により求め駆動軸トルク補正制御開始を認識しなければならないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、アップシフト及びダウンシフト時の上記トルク伝達切り換わり時期を確実、且つマッチングレスで検出し、エンジン出力，変速機油圧等の制御開始時期を把握して、変速時の駆動軸トルク（変速ショック）を低減することができる自動変速機の制御装置及び方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明における自動変速機の制御装置は、自動変速機の出力軸の回転数変化率を検出する変速機構後信号検出手段と、トルクコンバータの出力軸の回転数変化率を検出する変速機構前信号検出手段と、前記変速機構後信号検出手段に基づいて、悪路走行中を判定する悪路判定手段と、前記変速機構前信号検出手段に基づいて前記自動変速機のアップシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段及び前記変速機構後信号検出手段に基づいて前記自動変速機のダウンシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段を有する変速時期検出手段と、前記悪路判定手段が悪路走行中であると判定したとき、前記変速時期検出手段に基づいて、前記自動変速機構の出力軸に出力されるエンジントルクを補正する第１のエンジントルク制御モードから、前記エンジントルクを補正しない第２のエンジントルク制御モードに切り換える切換手段とを有するものである。
【０００６】
さらに、本発明における自動変速機の制御装置は、好ましくは、トルクコンバータの出力軸の回転数変化率を検出する変速機構前信号検出手段を有し、前記変速時期検出手段は、前記変速機構前信号検出手段に基づいて前記自動変速機のアップシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段と、前記変速機構後信号検出手段に基づいて前記自動変速機のダウンシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段とを有するものである。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施例ブロック図である。アップシフト（ローギア側からハイギア側に変速）時のトルクコンバータから出力されるトルクが変速前のクラッチから変速後のクラッチに切り換わる時期は、自動変速機内変速機構より前の信号を用いて検出することができる。また、ダウンシフト（ハイギア側からローギア側に変速）時のトルクコンバータから出力されるトルクが変速前のクラッチから変速後のクラッチに切り換わる時期は、前記変速機構より後の信号を用いて検出することができる（後述）。それ故、前記検出信号を用いることにより、正確、且つマッチングのいらない変速時エンジントルク制御が可能となる。本発明では、前記アップシフト時の検出手段を変速機構前信号検出手段１，前記ダウンシフト時の検出手段を変速機構後信号検出手段２とした。前記検出手段１からの信号がアップシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段３及びアップシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段４に入力され、検出手段２からの信号がダウンシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段５及びダウンシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段６に入力される。前記認識手段３及び認識手段５では、前記検出手段１及び２で検出した現在の信号と記憶手段４及び６の記憶値と比較し、前記クラッチ切り換え時期になったかどうかを判断する。認識手段３で記憶値より大きくなったと判断した場合は、アップシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段７でフラグ等の制御開始信号を出力しエンジントルク制御手段８でエンジントルクの制御を開始する。認識手段５で記憶値より大きくなったと判断した場合は、ダウンシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段９でフラグ等の制御開始信号を出力しエンジントルク制御手段８でエンジントルクの制御を開始する。
【００１０】
図２はエンジン及び自動変速機まわりの概略構成である。エンジン１０は、本実施例においては４気筒エンジンである。このエンジン１０には、点火装置１１が設けられている。点火装置１１は、エンジン１０の気筒数に対応して４つの点火プラグ１２を有している。エンジン１０に空気を取り込むための吸気管１３には、ここを通る空気の流量を調節するスロットルバルブ１４，燃料を噴射する燃料噴射装置１５，アイドリング時にエンジン１０に供給する空気量を制御するためのＩＳＣ（Idle Speed Control）バルブ１６が設けられている。スロットルバルブ１４は、このバルブ開度がアクセルペダル１７の操作量に対してリニアに変化するように、アクセルペダル１７とワイヤ１８で連結されている。燃料噴射装置１５は、エンジン１０の気筒数に対応して４つの燃料噴射弁１９を有している。
【００１１】
エンジン１０のクランク軸２０にはフライホイール２１が取り付けられている。フライホイール２１には、クランク軸２０の回転数、すなわちエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ２２が取り付けられている。このフライホイール２１とトルクコンバータ２３は、ポンプ２４，タービン２５及びステータ２６から成っている。タービン２５の出力軸、つまりトルクコンバータ出力軸２７は、有段式変速機構２８と直結されている。トルクコンバータ出力軸２７には、タービン回転数Ｎｔを測定するタービン回転センサー２９が取り付けられている。有段式変速機構２８は、遊星歯車３０，３１やバンドブレーキ３２やクラッチ３３，３４等から構成されている。遊星歯車３１は、プロペラシャフト３５と直結されている。また、遊星歯車３１とプロペラシャフト３５との間には、変速機出力軸の回転数を検出する変速機出力軸回転数センサー３６が取り付けられており、車速の演算等にも用いられている。自動変速機３７には、前記バンドブレーキ３２等のクラッチ及び油圧を制御する油圧回路３８が設けられている。この油圧回路３８には、変速機内の油圧を制御する油圧制御バルブ３９，トルクコンバータ２３を直結制御（ロックアップ制御）するロックアップ制御バルブ４０及び変速位置を制御する変速制御バルブ４１等が設けられている。
【００１２】
以上説明したエンジン１０及び自動変速機３７駆動のためのアクチュエータは、制御コントローラ４２により制御される。制御コントローラ４２には、スロットル開度θ，タービン回転数Ｎｔ，エンジン回転数Ｎｅ，変速機出力軸回転数Ｎｏ，変速機油温Ｔoil 等が入力され制御に用いられる。また、特殊なシステムにおいては、破線矢印に示すような変速機構前に取り付けられたトルクセンサーを用いて検出されたタービントルクＴｔ及び変速機構後に取り付けられたトルクセンサーを用いて検出された変速機出力軸トルクＴｏが制御コントローラ４２に取り込まれる。
【００１３】
なお、アクセルペダル１７の操作量に対して、独立して空気量を制御可能なデバイス（例えば、アクセルペダルと機械的にリンクされていない電子制御スロットル４３）が設けられている。このようなエンジンでは、制御コントローラ４２の信号により空気量制御が可能なため、大きくエンジントルクを変える場合や排気特性の悪化防止として有利になる。この場合、アクセルペダル１７にアクセル開度センサ４４を設け、ドライバの意図（要求トルク）を制御コントローラ４２に入力する必要がある。
【００１４】
図３は前記制御コントローラ４２のハードウェア構成である。各種センサーからの信号が入力するフィルタ４５及び波形整形回路４６とシングルチップマイクロコンピュータ４７と各種バルブ等のアクチュエータに駆動制御信号を出力する駆動回路４８を有して構成されている。コンピュータ４７は、各種演算を実行するＣＰＵ４９とＣＰＵ４９が実行するためのプログラム及びデータが記憶されているＲＯＭ５０と各種データ等が一時的に記憶されるＲＡＭ５１とタイマ５２とＳＣＩ（Serial Communication Interface）回路５３とＩ／Ｏ回路５４とＡ／Ｄ変換器５５を有して構成されている。すなわち、制御コントローラ４２の諸機能は、ＣＰＵ４９がＲＯＭ５０やＲＡＭ５１に記憶されているプログラムやデータ等で所定の演算を実行することにより達成される。
【００１５】
また、前記制御コントローラ４２のハードウェア構成として、前述のシングルチップ構成，複数個のシングルチップマイコンをデュアルポートＲＡＭを介して通信する構成及び複数個のシングルチップマイコンをＬＡＮ（Local Area Network）を介して通信する構成等が挙げられる。
【００１６】
図４はアップシフト時の変速特性、図５はダウンシフト時の変速特性である。図４のアップシフトにおいて、図２で示した自動変速機の変速機構では、タービン回転が変化し始める点、すなわちタービントルクが立ち上がる点，タービン回転数変化率がマイナスから０を通過する点が、トルク伝達比がローギアからハイギアに変化、すなわちローギア側クラッチからハイギア側のクラッチに切り換わる点となる。これらは、いずれも変速機構前の信号である。これに対し、変速機構後の信号、すなわち変速機出力軸トルク信号の最小値ｔ1 は、前記機構前のクラッチ切り換わり点に比べ遅れている。よって、前記機構前の信号がクラッチ切り換わり点の検出においては正確である。しかし、前記機構前の信号でもタービン回転では、その変化が顕著に現われないため前記タービン回転数変化率及びタービントルクを用いる必要がある。図５のダウンシフトにおいて、変速機構前の信号、すなわちタービン回転ではクラッチ切り換わり点を検出することができない。これに対し、変速機構後の信号、すなわち変速機出力軸トルク及び変速機出力軸回転数変化率の場合は、最小値ｔ2 の検出が可能である。
【００１７】
以上の結果、アップシフト時の駆動軸トルク補正制御開始は、変速機構前の信号、ダウンシフト時の駆動軸トルク補正制御開始は、変速機構後の信号を用いることにより変速ショック低減制御の制御性が向上し、且つ変速毎（１−２変速，２−３変速，２−１変速，・・・・）のマッチング等が不必要となり工数が低減する。
【００１８】
図６は一実施例の制御フローチャートである。まず、処理５６では、変速制御で決定された信号としてアップシフトフラグFlgU及びダウンシフトフラグFlgD，タービン回転Ｎｔ，変速機出力軸回転Ｎｏを読み込む。処理５７では、ＮｔとＮｏを用いて、今回の変速機の出力軸回転比ｇｒ（ｎ）を演算する。処理５８では、Ｎｔを微分し今回のタービン回転数変化率Ｎta（ｎ）を演算する。また、処理５９では、Ｎｏを微分し今回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ）を演算する。処理６０では、変速機出力軸回転変化率を用いた制御に悪影響を及ぼすと考えられる悪路を検出するサブルーチン（後述）を実行する。もし、悪路と判定された場合は、FlgCが１となるため、処理６１で処理６２，６３に進みリターンされる。悪路でない場合は、処理６４に進みアップシフト信号が出たかどうかを判断する。yes の場合は、処理６５に進みアップシフト時の駆動軸トルク補正制御を実行しているかどうかを判断するフラグFlgUC が１かどうかを判断する。初期値は０であるため、処理６６に進む。処理６６では、処理６２で求めた前回のタービン回転数変化率Ｎta（ｎ−１）とＮta（ｎ）を比較し、以上になった場合は、図４で説明したようにローギア側クラッチからハイギア側のクラッチに切り換わる点と判断し処理６７の前記補正制御開始フラグを１にする。これに応じて、後述のエンジントルク制御が実行される。そして、処理６４でアップシフト時のエンジントルク制御中フラグFlgUが０になるまで、処理６５，６７が実行される。前記フラグFlgUは、後述のエンジントルク制御フローチャートで０に書き換えられる。処理６４でnoの場合は、処理６８で前記フラグFlgUC を０にし、処理６９に進む。処理６９ではダウンシフト信号が出たかどうかを判断する。yes の場合は、処理７０に進みダウンシフト時の駆動軸トルク補正制御を実行しているかどうかを判断するフラグFlgDC が１かどうかを判断する。初期値は０であるため、処理７１に進む。処理７１では、今回の前記入出力軸回転比ｇｒ(ｎ)が前回の回転比ｇｒ（ｎ−１）以上かどうかを判断する。これは、ダウンシフト時信号発生初期の立上り特性とクラッチ切り換わり時期の特性を判別するためである。処理７１でyes の場合は、処理７２に進み、処理６３で求めた前回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ−１）とＮoa（ｎ）を比較する。以上になった場合は、図４で説明したようにハイギア側クラッチからローギア側のクラッチに切り換わる点と判断し処理７３の前記補正制御開始フラグFlgDC を１にする。アップシフトと同様に、後述のエンジントルク制御が実行され、処理６９でダウンシフト時のエンジントルク制御中フラグFlgDが０になるまで、処理７０，７３が実行される。前記フラグFlgDも、後述のエンジントルク制御フローチャートで０に書き換えられる。０になった場合は、処理６９から処理７４に進み、FlgDC を０にして処理６２，６３に進みリターンされる。また、トルクと回転数変化率は比例するという関係を用い、変速機構前後にトルクセンサを取り付け、前記機構前後のトルク変化検出により前記クラッチ切り換わり時期を検出ことができる。
【００１９】
図７（ａ),（ｂ）は駆動軸トルク補正制御の制御フローチャートである。まず、処理７５では、前記FlgUC，FlgDC，エンジン回転Ｎｅ，前記Ｎｔ，Ｎｏ及びｇｒ（ｎ）を読み込む。処理７６では、Ｎｔ及びＮｅを用いてトルクコンバータ入出力軸回転比ｅを演算する。処理７７では、前記回転比ｅの関数（実際はトルクコンバータ特性テーブル検索が一般的）ｆ1 及びｆ2 よりそれぞれトルクコンバータポンプ容量係数ｃ及びトルク比ｔを求める。処理７８では、前記演算したｃ，ｔと読み込んだＮｅを用いてタービントルクＴｔを演算する。このＴｔはトルクセンサーからの信号でも良い。次に、処理７９では、図６で示したアップシフト時の駆動軸トルク補正制御開始フラグFlgUC が１かどうかを判断する。yesの場合は、処理８０に進み演算したＴｔ及び前回の変速機構入出力軸回転比ｇｒ（ｎ−１)(ローギア側回転比）の関数ｆ3 により目標トルクＴtar を演算する。処理８１では、今回の変速機構入出力軸回転比ｇｒ（ｎ）を用いたハイギア側回転比の関数ｆ4 により、トルク伝達比ｔｄを演算する。そして、処理８２でアップシフト時の変速機出力軸トルクＴouを前記演算したＴｔとｔｄを用いて演算する。処理８３では、トルクフィードバック制御開始フラグFlgAが１かどうかを判断する。初期値は０のため処理８４に進む。駆動軸トルク補正制御初期は、目標トルク制御よりは一律にエンジントルクを低下する方が制御性が良いためタイマ制御とする。その後、トルクフィードバック制御を実行する。処理８４から８８がタイマ制御である。処理８４では、タイマ制御時間Ｋ2 経ったかどうかを判断する。noの場合は、処理８５でＴimer１に１を加え、処理８６で一律の点火時期リタード量Ｋ3 を補正点火時期Δadv に入力する。そして、処理８７で点火時期ＡＤＶを演算し、処理８８で出力する。処理８４でタイマ制御終了、つまりyesの場合は、処理８０で前記FlgAを１にし、処理９０で前記Ｔimerを０にして処理９０に進む。以後、トルクフィードバック制御が終了するまで、処理８３から処理９１にジャンプする。処理９１では、演算した実際の変速機出力軸トルクＴouと目標トルクＴtar の偏差ΔＴを演算し、処理９２でΔＴが０より小さくなったかどうかを判断する。noの場合は、処理９３に進みΔＴの関数ｆ5 により補正点火時期Δadv を演算する。これがトルクフィードバックの点火時期制御である。処理９２でyes になった場合は、処理９４に進み、タイマＴimer３がＫ7 になったかどうかを判断する。これは、アップシフト時の駆動軸トルクが目標トルクよりも小さくなり、且つ変速が終了したかどうかを判定するために実行される。noの場合は、処理９５でＴimer３をインクリメントし処理９３でフィードバック制御を続行する。yes の場合は、処理９６から１００でそれぞれFlgU，FlgD，FlgA，FlgB，Δadv を０にし処理８７に進む。これで、アップシフト時のトルク補正制御が終了する。
【００２０】
処理７９で、noの場合は処理１０１に進み、ダウンシフト時のトルク制御開始フラグFlgDC が１かどうかを判断する。noの場合は、処理１０２でΔadv を０にし処理８７に進む。yes の場合は、処理１０３に進み演算したＴｔ及び前回の変速機構入出力軸回転比ｇｒ（ｎ−１）（ローギア側回転比）の関数ｆ3 により目標トルクＴtar を演算する。処理１０４では、変速機出力軸回転数変化率Ｎoaとトルク換算定数Ｋ4 により、ダウンシフト時の変速機出力軸トルクＴodを演算する。このＴodは変速機出力軸に取り付けたトルクセンサーからの信号でも良い。処理１０５では、ダウンシフト時トルクフィードバック制御開始フラグFlgBが１かどうかを判断する。初期値は０のため処理１０６に進む。駆動軸トルク補正制御初期は、目標トルク制御よりは一律にエンジントルクを低下する方が制御性が良いためタイマ制御とする。その後、トルクフィードバック制御を実行する。処理１０６から１１０がタイマ制御である。処理１０６では、タイマ制御時間Ｋ5 経ったかどうかを判断する。noの場合は、処理１０７でＴimer２に１を加え、処理１０８で一律の点火時期リタード量Ｋ6 を補正点火時期Δadv に入力する。そして、処理８７で点火時期ＡＤＶを演算し、処理８８で出力する。処理１０６でタイマ制御終了、つまりyes の場合は、処理１０９で前記FlgBを１にし、処理１１０で前記Ｔimer２を０にして処理１１１に進む。以後、トルクフィードバック制御が終了するまで、処理１０５から処理１１１にジャンプする。処理１１１では、演算した実際の変速機出力軸トルクＴodと目標トルクＴtar の偏差ΔＴを演算し、以下アップシフトと同様のトルクフィードバック制御を実行する。
【００２１】
図８は悪路検出のサブルーチンフローチャートである。処理１１２では、タイマＴimer４が悪路判定期間Ｋ8 以上になったかどうかを判断する。初期値は０のため、処理１１３に進み、Ｔimer４をインクリメントし処理１１４に進む。処理１１４では、今回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ）が設定したプラス側の閾値Ｋ9 以上かどうかを判断する。yes の場合は、処理１１５に進み悪路判定係数ｘをインクリメントして、処理１１６に進む。また、処理１１４でnoの場合は、処理１１７に進み、今回の変速機出力軸回転数変化率Ｎoa（ｎ）が設定したマイナス側の閾値Ｋ10以下かどうかを判断する。yes の場合は、処理１１８に進み悪路判定係数ｙをインクリメントして、処理１１６に進む。処理１１６では、前記ｘ及びｙがそれぞれ閾値係数Ｋ11 及びＫ12 以上かどうかを判断する。どちらも以上の場合は、Ｎoa（ｎ）がプラス，マイナスに大きく変動、すなわち悪路と判定し、処理１１９に進み悪路判定フラグFlgCに１を入力し、メインルーチン図６にリターンされる。処理１１６で、まだ、悪路と判定されない場合は、処理１２０に進み、FlgCが１かどうかを判断する。yes の場合は、まだ悪路が続いていると判断し処理１１９に進む。noの場合は、悪路かどうかの判断中を意味する。処理１１２で、yes の場合は、悪路判定時間が終了し、処理１２１，１２２，１２３，１２４でそれぞれｘ，ｙ，Ｔimer４，FlgCに０を入力しリターンされる。
【００２２】
図９は従来アップシフト時トルク制御のタイムチャート、図１０は本発明アップシフト時トルク制御のタイムチャートである。従来は、ｔ3 の時点でタービン回転が変化していたにもかかわらず、変速機構入出力軸回転比Ｎｔ／Ｎｏを用いていたため、回転比の変化が顕著に現われず黒丸ａの点がエンジントルク制御の開始時期となっていた。それゆえ、変速機出力軸トルクが破線のように変速途中から低下するようになり、変速ショックの抑制にあまり効果がなかった。また、変速終了把握時期ｂもエンジントルク制御終了と変速機出力軸トルクの変動を考慮し、マッチングにより求めていた。
【００２３】
これに対し、図１０の本発明では、タービントルクあるいはタービン回転数変化率のいずれにおいても確実にクラッチ切り換わり時期であるｔ3 を認識することができる。また、図６，図７に示した制御の実行により、変速機出力軸トルク（破線）が滑らかに変化しており、変速ショックがかなり抑制されている。図６，図７で示したフラグ及び定数が図１０のように変化する。また、目標トルクは、変速終了認識のためにも用いられているが、変速毎に変速機出力軸トルク変動が異なるため、変速毎に傾きを変える必要がある。
【００２４】
図１１は従来ダウンシフト時トルク制御のタイムチャート、図１２は本発明ダウンシフト時トルク制御のタイムチャートである。従来は、クラッチ切り換わり時期ａ後の変速機出力軸トルクの変動を抑制するため、ａ点を変速機構入出力軸回転比を用いて把握してした。前記回転比は、クラッチ切り換わり後一定に落ち着くため、実験によるマッチングによりクラッチ切り換わり時期と前記回転比の関係を求め前記切り換わり時期ａを把握していた。また、変速毎にマッチングしたデータを記憶しておく必要があり、ＲＯＭ容量も増大していた。
【００２５】
これに対し、図１２の本発明では、変速機出力軸トルクあるいは変速機出力軸回転数変化率のいずれにおいても確実にクラッチ切り換わり時期であるａを認識することができる。また、図６，図７に示した制御の実行により、変速機出力軸トルク（破線）が滑らかに変化しており、変速ショックがかなり抑制されている。図６，図７で示したフラグ及び定数が図１２のように変化する。また、目標トルクは、変速終了認識のためにも用いられているが、変速毎に変速機出力軸トルク変動が異なるため、変速毎に傾きを変える必要がある。
【００２６】
図１３は悪路検出時のタイムチャートである。Ｋ9 がプラス側閾値、Ｋ10がマイナス側閾値である。悪路検出時間Ｋ8 の間にＫ9 及びＫ10を超える値が、悪路判定数以上になると悪路判定フラグFlgCが１になる。悪路判定数以下になると悪路判定フラグFlgCが０になる。
【００２７】
図１４はアップシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャート、図１５はダウンシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャートである。図１４において、トルクコンバータ入出力軸回転数及びトルクコンバータ特性を用いて演算されたタービントルクＴｔ、あるいはトルクコンバータ出力軸に取り付けられたトルクセンサーにより得られたタービントルクＴｔとクラッチ切り換わり時期にトルク伝達状態がローギア側からハイギア側に変化するトルク伝達比ｔｄを掛け合わすことにより、アップシフト時の変速機出力軸トルクＴouが推定可能となる。
【００２８】
図１５において、変速機出力軸回転数から求まる回転数変化率Ｎoaと加速度からトルクに換算するトルク換算定数Ｋ4 を掛け合わすことにより、ダウンシフト時の変速機出力軸トルクＴodが推定可能となる。このシフト中変速機出力軸トルク推定の適用により、変速ショックの大幅な低減が可能となる。
【００２９】
また、上述した変速時の駆動軸トルク補正制御は、点火時期制御であったが、他に電子制御スロットルによる空気量制御やクラッチ締結圧制御を用いることにより排気性能のよいシステムが可能になる。
【００３０】
図１６は、ダウンシフト時のショック低減制御タイムチャートである。上記に示したように変速機出力軸回転数変化率Ｎoaは、変速機出力軸トルクとほぼ比例している。これは、タイヤと変速機出力軸間のトルク変動、つまり軸振動がほとんど無い場合である。また、この場合、Ｎoaの信号は車体に取り付けた加速度センサの信号ともほぼ一致する。それ故、図６に示すような方式でクラッチ締結時が把握可能となる。これに対し、タイヤと変速機出力軸間のトルク変動、つまり軸振動が発生する場合を変速機出力軸回転数変化率Ｎoa２に示す。この信号は、リアドライブのようなタイヤと変速機間に長いシャフトが存在する場合に生じる。よって、このＮoa２信号を用いてクラッチ締結時期を検出する場合は、Ｎoa２の急激な立上り点（黒丸）を把握する必要がある。このタイミングでエンジントルクを低下させることにより、ダウンシフト時のショックが破線のように抑制できる。また、点火時期リタード等のエンジントルク低下制御には、Ｎoa２の信号波形を用いＮoa２信号の変化に合わせることができる。これにより、エンジントルク低下量及び時間をテーブルで記憶しておく必要がなくＲＯＭ（Read Only Memory）容量の低減が図れる。
【００３１】
図１７は、図１６のＮoa２を用いた場合のショック低減制御フローチャートである。まず、処理１３０では、変速制御で決定された信号として、ダウンシフト開始フラグFlgD、上記軸振動が生じる場合の変動機出力軸回転数Ｎｏ２を読み込む。処理１３１では、Ｎｏ２の変化率Ｎoa２を演算する。処理１３２では、FlgDが１になったかどうか、つまりダウンシフト信号が発生したか否かを判断する。noの場合は、処理１３３に進み、補正点火時期Δadv に０を入力し処理１３４に進む。そして、実際の基準点火時期ＡＤＶからリタード量Δadv を差し引き、処理１３５で出力する。処理１３２でyes の場合は、処理１３６に進み、ダウンシフト時エンジントルク低減制御開始フラグFlgDCSが１かどうかを判断する。noの場合は、処理１３７に進み、Ｎoa２がダウンシフト時エンジントルク低減制御開始定数ｋ10以上かどうかを判断する。noの場合は、処理１３３に進む。yes の場合は、処理１３８に進み、上記FlgDCSに１を入力する。そして、処理１３９でΔadv をＮoa２の関数ｆ10により求め処理１３４に進む。この時期が、図１６（ａ）点である。処理１３６でFlgDCSが１の場合は、処理１４０に進み、Ｎoa２がダウンシフト時エンジントルク低減制御終了定数ｋ11以下かどうか、つまりエンジントルク低減中かどうかの判断する。エンジントルク低減中、つまりnoの場合は、処理１３６に進む。終了、つまりyes の場合、処理１４１，１４２及び１４３に進み、それぞれFlgD，FlgDCS及びΔadv に０を入力し処理１３４に進む。これにより、Ｎoa２信号を用いたダウンシフト時ショック低減制御が正確且つコストアップ無しで実現可能となる。
【００３２】
図１８は、アップシフト時のショック低減制御タイムチャートである。アップシフトにおいても図１６と同様にＮoaとＮoa２の信号波形が存在する。Ｎoaは、出力軸トルクと同様の波形を示すが、Ｎoa２は変速中図１８のような大きな振動が生じる。アップシフト側へのクラッチ締結時期は、少々遅れるがＮoa２の立ち下がりによりほぼ把握でき、この時期よりエンジントルク低減制御を開始する。この時の制御目標値は、アップシフト信号（FlgU）発生時のＮoa２を用いて求める。そして、目標値と実際のＮoa２との偏差によりエンジントルクを制御しショックを抑制する。これにより、破線のようなアップシフト時のトルク特性が得られる。
【００３３】
図１９は、図１７のＮoa２を用いた場合のショック低減制御フローチャートである。まず、処理１４４では、変速制御で決定された信号として、アップシフト開始フラグFlgU、上記軸振動が生じる場合の変速機出力軸回転数Ｎｏ２を読み込む。処理１４５では、Ｎｏ２の変化率Ｎoa２を演算する。処理１４６では、アップシフト開始信号が発生した時にＮoa２の信号をラッチしておくための処理回避フラグFlgLが１になったかどうかを判定する。noの場合は、処理１４７に進み、FlgUが１になったかどうか、つまりアップシフト信号が発生したか否かを判断する。noの場合は、処理１４８に進み、補正点火時期Δadv に０を入力し処理149に進む。そして、実際の基準点火時期ＡＶＤからリタード量Δavd を差し引き、処理１５０で出力する。処理１４７でyes の場合は、処理１５１に進み、Ｎoa２の値をｋ12に入力しラッチする。そして、処理１５２で上記FlgLに１を入力する。処理１５３では、エンジントルク低減制御終了時期決定のためのタイマＴimerが終了時期定数ｋ13以上かどうかを判断する。noの場合は、処理１５４に進みＴimerをインクリメントする。そして、処理１５５に進み、Ｎoa２が上記目標値設定定数ｋ12の関数ｆ11で求めたエンジントルク制御目標値以上かどうかを判断する。ここでは、エンジントルク制御に点火時期リタードを用いているため、エンジントルク低減制御のみを示した。例えば、スロットルバルブ制御システムが付加されている場合等は、エンジントルクの増減制御が可能となる。処理１５５でnoの場合は処理１４８に進む。yes の場合は、処理１５６に進み、Δadv をＮoa２の関数ｆ10により求め処理１４９に進む。この時期が、図１８（ａ）点である。処理１５３でＴimerがｋ13以上の場合は、アップシフト時エンジントルク制御終了と判断し、処理１５７，１５８，１５９及び１６０に進み、それぞれ FlgL, FlgU, Δadv 及びＴimerに０を入力し処理１４９に進む。これにより、 Ｎoa２信号を用いたアップシフト時ショック低減制御が正確且つコストアップ無しで実現可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
駆動軸トルクの補正制御を的確なタイミングで実行でき、変速ショックの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】エンジン及び自動変速機まわりの概略構成。
【図３】制御コントローラのハードウェア構成。
【図４】アップシフト時の変速特性。
【図５】ダウンシフト時の変速特性。
【図６】本発明の一実施例のフローチャート。
【図７】駆動軸トルク補正制御の制御フローチャート。
【図８】悪路検出のサブルーチンフローチャート。
【図９】従来のアップシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１０】本発明のアップシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１１】従来のダウンシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１２】本発明のダウンシフト時トルク制御のタイムチャート。
【図１３】悪路検出時のタイムチャート。
【図１４】アップシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャート。
【図１５】ダウンシフト時変速機出力軸トルク推定タイムチャート。
【図１６】ダウンシフト時ショック低減制御タイムチャート。
【図１７】ダウンシフト時ショック低減制御フローチャート。
【図１８】アップシフト時ショック低減制御タイムチャート。
【図１９】アップシフト時ショック低減制御フローチャート。
【符号の説明】
１…変速機構前信号検出手段、２…変速機構後信号検出手段、３…アップシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段、４…アップシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段、５…ダウンシフト時クラッチ切り換え時期信号認識手段、６…ダウンシフト時クラッチ切り換え前信号記憶手段、７…アップシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段、８…エンジントルク制御手段、９…ダウンシフト時駆動軸トルク補正制御開始信号出力手段。
Claims (2)
- 自動変速機の出力軸の回転数変化率を検出する変速機構後信号検出手段と、
トルクコンバータの出力軸の回転数変化率を検出する変速機構前信号検出手段と、
前記変速機構後信号検出手段に基づいて、悪路走行中を判定する悪路判定手段と、
前記変速機構前信号検出手段に基づいて、前記自動変速機のアップシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段及び前記変速機構後信号検出手段に基づいて、前記自動変速機のダウンシフト時のクラッチの切り換え時期を検出する手段を有する変速時期検出手段と、
前記悪路判定手段が悪路走行中であると判定したとき、前記変速時期検出手段に基づいて、前記自動変速機構の出力軸に出力されるエンジントルクを補正する第１のエンジントルク制御モードから、前記エンジントルクを補正しない第２のエンジントルク制御モードに切り換える切換手段と
を有する自動変速機の制御装置。 - 自動変速機の出力軸の回転数変化率を検出し、
トルクコンバータの出力軸の回転数変化率を検出し、
前記回転数変化率の検出値に基づいて、悪路走行中を判定し、
前記トルクコンバータの出力軸の回転数変化率の検出結果に基づいて前記自動変速機のアップシフト時のクラッチの切り換え時期を検出し、前記自動変速機の出力軸の回転数変化率の検出結果に基づいて前記自動変速機のダウンシフト時のクラッチの切り換え時期を検出し、
前記悪路判定により悪路走行中であると判定したとき、前記変速時期の検出結果に基づいて自動変速機構の出力軸に出力されるエンジントルクを補正する第１のエンジントルク制御モードから、前記エンジントルクを補正しない第２のエンジントルク制御モードに切り換える自動変速機の制御方法。
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