JP4311434B2

JP4311434B2 - 車両の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP4311434B2
Application number: JP2006290220A
Authority: JP
Inventors: 保之畑; 康嗣大島; 英司福代
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: US7774118B2; JP2008106849A; US20080103664A1

Description

本発明は、車両に搭載された自動変速機の制御に関し、特に、複数段にわたってダウンシフトする際に、変速指令を早期に確定して出力する制御に関する。

一般に、車両に搭載される自動変速機は、運転者の加速要求、車両の走行状態、自動変速機の作動状態などに基づいて変速する。たとえば、運転者がアクセルを深く踏み込むと、その踏み込み量、スロットル開度、および車速等に基づいて変速段が算出され、減速側の変速（ダウンシフト）を行なう。自動変速機の変速制御として、予め定められた変速パターンにしたがって、変速制御を実行する技術が公知である。

たとえば、特開平５−９９３１４号公報（特許文献１）は、各種の変速パターンの変速を行なう場合に最適な変速出力を行なうことができるようにする自動変速機の制御装置を開示する。この自動変速機の制御装置は、副変速ユニットおよび副変速ユニットに連結された主変速ユニットを有し、多段の変速段を達成する自動変速機の制御装置において、車両の走行条件を検出する手段と、走行条件の信号を受けて変速判断を行ない、変速判断信号を発生する変速判断手段と、各変速の種類を複数の変速パターンに類型化し、変速パターンごとに変速出力を対応させた変速パターンテーブルと、変速判断手段が発生した変速判断信号を受けて変速パターンテーブルを参照し、最適な変速出力を選択するパターン選択手段と、パターン選択手段によって選択された変速出力に対応して変速を設定する変速設定手段と、変速設定手段が発生した変速信号を受けて、各摩擦係合要素の油圧サーボに対して選択的に油を給排する油圧制御回路を有することを特徴とする。

上述した公報に開示された自動変速機の制御装置によると、各変速の種類に対応して最適の変速出力を行なうことができるので、変速時間が長くなったり変速ショックが発生するのを防止することができる。
特開平５−９９３１４号公報

しかしながら、上述した公報に開示された自動変速機の制御装置においては、スロットル開度の変化により次の変速が行なわれることを予測しており、また、複数段にわたる変速が開始される際には、中間変速段において変速指令が出力されないように、タイマにより予め定められた時間が経過後に、適切な変速段の変速指令が出力されている。

このとき、タイマはスロット開度に基づいて現在選択されている変速段と異なる変速段を目標変速段とした判定された時点から予め定められた時間が経過するまで作動する。

予め定められた時間は、３速段あるいは２速段等の複数段にわたってダウンシフトするなどの各種変速態様を考慮に入れて一律に設定される。そのため、中間変速段での変速出力を防止するため、予め定められた時間は、より長く設定される必要がある。その結果、変速指令が出力されるまで時間を要する場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数段にわたってダウンシフトする際に、確定された変速指令を早期に出力する車両の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、複数の変速段を有する有段式の自動変速機が搭載された車両の制御装置である。この制御装置は、運転者による、車両の駆動力上昇の要求の度合いを検出するための検出手段と、要求の度合いに基づいて、目標変速段を判定するための判定手段と、要求の度合いの変化率に基づいて、判定された目標変速段を確定するための確定手段と、確定された目標変速段に変速するように自動変速機を制御するための制御手段とを含む。確定手段は、判定された目標変速段が変更される毎に、要求の度合いの変化率に基づいて、目標変速段を確定するための手段を含む。第５の発明に係る車両の制御方法は、第１の発明に係る車両の制御装置と同様の構成を有する。

第１の発明によると、確定手段は、判定された目標変速段が変更される毎に、車両の駆動力上昇の要求の度合いの変化率に基づいて、目標変速段を確定する。目標変速段の判定時に車両の駆動力上昇の要求の度合いの変化率が大きいと、さらに減速側の変速段への変速が予測される。そのため、たとえば、目標変速段が変更される毎に、変更された目標変速段に対応する時間を待機時間として設定するようにすると、駆動力上昇の要求に応じて複数段にわたってダウンシフトする際に、ダウンシフトが判定された最先の時点から一律の時間を設定する場合よりも待機時間を短く設定することができる。これは、変更された目標変速段を基準としたその後の変速態様が限定的になるためである。これにより、確定された変速指令を早期に出力することが可能となる。また、要求の度合いの変化率が小さいと、さらにダウンシフトされることがないため、待機時間中であっても、速やかに目標変速段を確定するようにすると、確定された変速指令を早期に出力することが可能となる。したがって、複数段にわたってダウンシフトする際に、確定された変速指令を早期に出力する車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、確定手段は、要求の度合いの変化率が予め定められた値よりも大きく、目標変速段が変更されないと、目標変速段が判定された直近の時点から、判定された目標変速段に対応する予め定められた時間が経過した後に、目標変速段を確定するための手段を含む。

第２の発明によると、複数段にわたるダウンシフト時において、変速指令出力の待機時間は、目標変速段が判定されてから直近の時点から目標変速段に対応する時間が経過するまでの時間として設定される。そのため、ダウンシフトが判定された最先の時点から一律の時間を設定する場合よりも待機時間を短く設定することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、確定手段は、要求の度合いの変化率が予め定められた値以下であると、判定された目標変速段を確定するための手段を含む。

第３の発明によると、要求の度合いの変化率が予め定められた値以下であると、目標変速段が速やかに確定するため、変速指令を早期に出力することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、車両の速度に対応する物理量を検出するための速度検出手段をさらに含む。判定手段は、要求の度合いに加えて、検出された物理量に基づいて、目標変速段を判定するための手段を含む。

第４の発明によると、エンジンの要求の度合いに加えて、車両の速度に基づいて目標変速段を判定することにより、車両の走行状態に対応した目標変速段を精度よく判定することができる。

第６の発明に係るプログラムは、第５の発明に係る車両の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムであって、第７の発明に係る記録媒体は、第５の発明に係る車両の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した媒体である。

第６または第７の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第５の発明に係る車両の制御方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態では、自動変速機を、流体継手であるトルクコンバータと、変速機構とを有する自動変速機として説明する。なお、本発明は、複数の変速段を有する有段式の自動変速機に適用される。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、詳しくは、図１に示すＥＣＴ（Electronic Controlled Automatic Transmission）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０２０により実現される。

図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機構３００と、ＥＣＵ１０００とから構成される。

エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ１０２により検出されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。

トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチと、入力軸側のポンプ羽根車（図示せず）と、出力軸側のタービン羽根車と、ワンウェイクラッチを有しトルク増幅機能を発現するステータ（いずれも図示せず）とから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機構３００とは、回転軸２０６により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ２０４により検出される。自動変速機構３００の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサ３０４により検出される。

このような自動変速機構３００は、その内部に複数の摩擦要素であるクラッチやブレーキを備える。予め定められた作動表に基づいて、摩擦要素であるクラッチ要素（たとえばクラッチＣ１〜Ｃ４）や、ブレーキ要素（たとえばブレーキＢ１〜Ｂ４）、ワンウェイクラッチ要素（たとえばワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３）が、要求された各ギヤ段に対応して、係合および解放されるように油圧回路３０２が制御される。自動変速機構３００の変速ポジション（シフトポジション）には、パーキング（Ｐ）ポジション、後進走行（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、前進走行（Ｄ）ポジションがある。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機構３００を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０とを含む。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、出力軸回転数センサ３０４にて検出された出力軸回転数ＮＯＵＴを表わす信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、エンジン回転数センサ１０２にて検出されたエンジン回転数ＮＥを表わすエンジン回転数信号が入力される。さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、トルクコンバータのタービン回転数センサ２０４にて検出されたタービン回転数ＮＴを表わす信号が入力される。さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、スロットル開度センサ１０４にて検出されたスロットル開度を表すスロットル開度信号が入力される。

エンジン回転数センサ１０２は、エンジン１００の出力軸（トルクコンバータ２００の入力軸）に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられる。出力軸回転数センサ３０４は、自動変速機構３００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられる。タービン回転数センサ２０４は、トルクコンバータ２００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられる。

これらの回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機構３００の出力軸の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。

さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０にエンジン制御信号（たとえばスロットル開度信号）を出力し、エンジンＥＣＵ１０１０は、そのエンジン制御信号や他の制御信号に基づいてエンジン１００を制御する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、各種センサの検出結果に基づいてトルクコンバータ２００に設けられたロックアップクラッチの係合力（係合圧）を制御する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機構３００にソレノイド制御信号を出力する。このソレノイド制御信号に基づいて、自動変速機構３００の油圧回路３０２を構成するリニアソレノイドバルブやオンオフソレノイドバルブなどが制御され、所定の変速ギヤ段（たとえば第１速〜第５速）を構成するように、摩擦係合要素が係合および解放されるように制御される。

また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０を経由して、アクセル開度センサ２１００から、運転者により操作されたアクセルペダルの開度を表わす信号が入力される。さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０を経由して、車輪速センサ２２００から車輪の回転速度（以下、車輪の回転数あるいは車輪速ともいう）を表す信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、各種データ（しきい値、変速マップ等）やプログラムが記憶されたメモリを有する。

以上のような構成を有する車両において、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、運転者による、車両の駆動力上昇の要求の度合いに基づいて、目標変速段を判定する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、要求の度合いの変化率に基づいて、判定された目標変速段を確定する。さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、確定された目標変速段に変速するように自動変速機構３００の油圧回路３０２を制御する。本発明は、特にＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０が、判定された目標変速段が変更される毎に、要求の度合いの変化率に基づいて、目標変速段を確定する点に特徴を有する。なお、本実施の形態において、「車両の駆動力上昇の要求の度合い」をスロットル開度により検出するものとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、スロットル開度に代えてアクセル開度を用いて検出するようにしてもよい。

以下、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の構成について、図２に示す機能ブロック図を用いて説明する。

図２に示すように、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０および各種センサから信号を受信する入力インターフェース（以下、入力Ｉ/Ｆと記載する）４００と、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される演算処理部５００と、メモリ等により実現される記憶部６００と、演算処理部５００において演算された結果に基づくソレノイド制御信号を油圧回路３０２に送信する出力インターフェース（以下、出力Ｉ/Ｆと記載する）７００とが設けられる。

本実施の形態において、入力Ｉ/Ｆ４００は、エンジンＥＣＵ１０１０および各種センサから車速信号と、出力軸回転数信号と、タービン回転数信号と、エンジン回転数信号と、スロットル開度信号と、アクセル開度信号とを受信する。

演算処理部５００は、変速判定部５０２と、スロットル開度変化量判定部５０４と、ＴＤ（１）タイマ部５０６と、ＴＤ（２）タイマ部５０８と、ＴＤ（３）タイマ部５１０とと、目標変速段確定部５１２と、変速指令出力部５１４とを含む。

変速判定部５０２は、スロットル開度に基づいて、目標変速段を判定する。より具体的には、変速判定部５０２は、スロットル開度と車速と変速線図とに基づいて、目標変速段を判定する。

変速線図には、スロットル開度と車速とに基づく最適な変速段へのアップシフトのタイミングおよびダウンシフトのタイミングを示す。変速線図には、複数のダウンシフト線と複数のアップシフト線とを含む。変速判定部５０２は、検出されたスロットル開度と車速とに基づいて特定される変速線図上の位置がダウンシフト線をダウンシフト側に横切ると（たとえば、車両の定速走行時においてスロットル開度が増加すると）、横切ったダウンシフト線に対応する変速段を目標変速段とする。

なお、変速線図は、エンジン１００に対する要求の度合いと車両の速度に対応する物理量との関係におけるダウンシフトおよびアップシフトのタイミングを示すマップであれば、特に、スロットル開度と車速と限定されるものではない。変速線図は、たとえば、アクセル開度と出力軸回転数との関係、スロットル開度と出力軸回転数との関係およびアクセル開度と車速との関係のうちのいずれかにおけるダウンシフトおよびアップシフトのタイミングを示すマップであってもよい。

本実施の形態において、変速判定部５０２は、１回の変速制御において、目標変速段が確定するまでに、多くとも４回の変速判定を実施する。すなわち、変速判定部５０２は、目標変速段が確定するまで、ダウンシフト線を横切る毎に変速判定を実施する。目標変速段の確定後には変速判定は実施されない。以下の説明において、１回目〜４回目の変速判定を変速判定（１）〜（４）と記載する。なお、変速判定は４回に特に限定されるものではない。

なお、変速判定部５０２は、たとえば、変速判定（１）〜（４）が実施される毎に、変速判定フラグ（１）〜（４）をオンするようにしてもよい。

スロットル開度変化量判定部５０４は、スロットル開度センサ１０４にて検出されるスロットル開度の単位時間あたりの変化量（以下、単に変化量と記載する）ΔＴＨが判定後の変速段に対応する予め定められた変化量よりも大きいか否かを判定する。

具体的には、変速判定（１）〜（４）のそれぞれにおいて、スロットル開度の変化量ΔＴＨが判定後の変速段に対応する予め定められた変化量ΔＴＨ（１）〜（４）よりも大きいか否かがそれぞれ判定される。

なお、変速判定（１）〜（４）における判定後の変速段に対応する予め定められた変化量ΔＴＨ（１）〜（４）は、たとえば、それぞれ異なる値であってもよいし、すべて同じ値であってもよく、特に限定されるものではない。

スロットル開度変化量判定部５０４は、検出されたスロットル開度の変化量ΔＴＨがΔＴＨ（１）〜（４）のいずれかよりも大きいと、変化量判定フラグ（１）〜（４）のうちの対応するフラグをオンするようにしてもよい。たとえば、変速判定（１）の判定後に、ΔＴＨがΔＴＨ（１）よりも大きければ、変化量判定フラグ（１）をオンし、変速判定（４）の判定後にΔＴＨがΔＴＨ（４）よりも大きければ、変化量判定フラグ（４）をオンする。

ＴＤ（１）タイマ部５０６は、変速判定部５０２により変速判定（１）が実施され、かつ、スロットル開度の変化量ΔＴＨが、判定された変速段に対応する予め定められた変化量ΔＴＨ（１）よりも大きいと、予め定められた時間（１）が経過するまで時間計測を開始する。「予め定められた時間（１）」は、変速段毎に設定される。すなわち、ＴＤ（１）タイマ部５０６は、変速判定（１）において判定された変速段に対応する予め定められた時間が経過するまでの時間計測を開始する。

なお、ＴＤ（１）タイマ部５０６は、たとえば、変速判定フラグ（１）がオンであって、変化量判定フラグ（１）がオンであると、時間計測を開始するようにしてもよい。

ＴＤ（２）タイマ部５０８は、変速判定部５０２により変速判定（２）が実施され、かつ、スロットル開度の変化量ΔＴＨが、判定された変速段に対応する予め定められた変化量ΔＴＨ（２）よりも大きいと、予め定められた時間（２）が経過するまで時間計測を開始する。「予め定められた時間（２）」は、変速段毎に設定される。すなわち、ＴＤ（２）タイマ部５０８は、変速判定（２）において判定された変速段に対応する予め定められた時間が経過するまでの時間を計測する。

なお、ＴＤ（２）タイマ部５０８は、たとえば、変速判定フラグ（２）がオンであって、変化量判定フラグ（２）がオンであると、時間計測を開始するようにしてもよい。

ＴＤ（３）タイマ部５１０は、変速判定部５０２により変速判定（３）が実施され、かつ、スロットル開度の変化量ΔＴＨが、判定された変速段に対応する予め定められた変化量ΔＴＨ（３）よりも大きいと、予め定められた時間（３）が経過するまで時間計測を開始する。「予め定められた時間（３）」は、変速段毎に設定される。すなわち、ＴＤ（３）タイマ部５０８は、変速判定（３）において判定された変速段に対応する予め定められた時間が経過するまでの時間を計測する。

なお、ＴＤ（３）タイマ部５１０は、たとえば、変速判定フラグ（３）がオンであって、変化量判定フラグ（３）がオンであると、時間計測を開始するようにしてもよい。

また、予め定められた時間（１）〜（３）のそれぞれは、低速段側になるほど短い時間が設定される。また、同じ変速段に対応する予め定められた時間（１）〜（３）は、すべて同じ時間が設定されてもよい。

目標変速段確定部５１２は、変速判定部５０２、スロットル開度変化量判定部５０４およびＴＤ（１）タイマ部５０６、ＴＤ（２）タイマ部５０８およびＴＤ（３）タイマ部５１０における演算結果に基づいて、目標変速段を確定する。

具体的には、目標変速段確定部５１２は、変速判定（１）において、スロットル開度の変化量ΔＴＨがΔＴＨ（１）以下であると、変速判定（１）において判定された変速段を目標変速段として確定する。なお、目標変速段確定部５１２は、変速判定フラグ（１）がオンであって、変速判定フラグ（２）〜（４）がオフであって、かつ、変化量判定フラグ（１）がオフであると、変速判定（１）において判定された変速段を目標変速段として確定するようにしてもよい。

目標変速段確定部５１２は、変速判定（２）において、スロットル開度の変化量ΔＴＨがΔＴＨ（２）以下であると、ＴＤ（１）タイマ部５０６により計測された時間にかかわらず、変速判定（２）において判定された変速段を目標変速段として確定する。なお、目標変速段確定部５１２は、変速判定フラグ（２）がオンであって、変速判定フラグ（３）および（４）がオフであって、かつ、変化量判定フラグ（２）がオフであると、変速判定（２）において判定された変速段を目標変速段として確定するようにしてもよい。

目標変速段確定部５１２は、変速判定（３）において、スロットル開度の変化量ΔＴＨがΔＴＨ（３）以下であると、ＴＤ（１）タイマ部５０６およびＴＤ（２）タイマ部５０８により計測された時間にかかわらず、変速判定（３）において判定された変速段を目標変速段として確定する。なお、目標変速段確定部５１２は、変速判定フラグ（３）がオンであって、変速判定フラグ（４）がオフであって、かつ、変化量判定フラグ（３）がオフであると、変速判定（３）において判定された変速段を目標変速段として確定するようにしてもよい。

目標変速段確定部５１２は、変速判定（４）において、スロットル開度の変化量ΔＴＨがΔＴＨ（４）以下であると、ＴＤ（１）タイマ部５０６、ＴＤ（２）タイマ部５０８およびＴＤ（３）タイマ部５１０により計測された時間にかかわらず、変速判定（４）において判定された変速段を目標変速段として確定する。なお、目標変速段確定部５１２は、変速判定フラグ（１）〜（３）がオンであって、変速判定フラグ（４）がオフであって、かつ、変化量判定フラグ（４）がオフであると、変速判定（４）において判定された変速段を目標変速段として確定するようにしてもよい。

また、目標変速段確定部５１２は、変速判定（２）が実施されることなく、ＴＤ（１）タイマ部５０６により計測された時間が予め定められた時間（１）を経過すると、変速判定（１）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

目標変速段確定部５１２は、たとえば、変速判定フラグ（１）のみがオンであって、ＴＤ（１）タイマ部５０６により計測される時間が予め定められた時間（１）を経過すると、変速判定（１）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

また、目標変速段確定部５１２は、変速判定（４）が実施され、かつ、スロットル開度の変化量ΔＴＨがΔＴＨ（４）よりも大きいと、ＴＤ（１）タイマ部５０６により計測された時間が予め定められた時間（１）を経過したときに、変速判定（４）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

目標変速段確定部５１２は、たとえば、変速判定フラグ（１）〜（４）がオンであって、変化量判定フラグ（４）がオンであると、ＴＤ（１）タイマ部５０６により計測された時間が予め定められた時間（１）を経過したときに、変速判定（４）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

さらに、目標変速段確定部５１２は、変速判定（２）が実施され、かつ、変速判定（３）が実施されることなく、ＴＤ（２）タイマ部５０８により計測された時間が予め定められた時間（２）を経過すると、変速判定（２）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

目標変速確定部５１２は、たとえば、変速判定（１）および（２）のみがオンであって、ＴＤ（２）タイマ部５０８により計測された時間が予め定められた時間（２）を経過すると、変速判定（２）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

さらに、目標変速段確定部５１２は、変速判定（３）が実施され、かつ、変速判定（４）が実施されることなく、ＴＤ（３）タイマ部５１０において計測された時間が予め定められた時間（３）を経過すると、変速判定（３）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

目標変速確定部５１２は、たとえば、変速判定（１）〜（３）のみがオンであって、ＴＤ（３）タイマ部５１０により計測された時間が予め定められた時間（３）を経過すると、変速判定（３）において判定された変速段を目標変速段として確定する。

変速指令出力部５１４は、確定された目標変速段を示す変速指令に対応するソレノイド制御信号を出力Ｉ／Ｆ７００を経由して油圧回路３０２に送信する。

記憶部６００には、上述した変速線図、各変速段に対応して設定される、ΔＴＨ（１）〜（４）および予め定められた時間（１）〜（３）等のしきい値を含む各種情報および各種プログラムが予め記憶される。

本実施の形態において、変速判定部５０２、スロットル開度変化量判定部５０４、ＴＤ（１）タイマ部５０６、ＴＤ（２）タイマ部５０８、ＴＤ（３）タイマ部５１０、目標変速段確定部５１２および変速指令出力部５１４は、いずれも演算処理部５００であるＣＰＵが記憶部６００に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記録媒体に記録されて車両に搭載される。

以上のような構成を有する本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０で実行されるプログラムの制御構造について図３を用いて説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（１）が実施されたか否かを判定する。変速判定（１）が実施されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻されて、変速判定（１）が実施されるまで待機する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが変速判定（１）において判定された変速段に対応するΔＴＨ（１）よりも大きいか否かを判定する。ΔＴＨがΔＴＨ（１）よりも大きいと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（１）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマを起動する。Ｓ１０８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマの起動とともに変速指令の出力を遅延する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（２）が実施されたか否かを判定する。変速判定（２）が実施されると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１３６に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが変速判定（２）において判定された変速段に対応するΔＴＨ（２）よりも大きいか否かを判定する。ΔＴＨがΔＴＨ（２）よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマによる変速指令の出力遅延を無効とし、変速判定（２）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１１６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマによる時間計測（カウント）を継続するとともに、ＴＤ（２）タイマを起動する。Ｓ１１８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（３）が実施されるか否かを判定する。変速判定（３）が実施されると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。

Ｓ１２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（２）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（２）に到達すると、変速判定（２）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１２２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが変速判定（３）において判定された変速段に対応するΔＴＨ（３）よりも大きいか否かを判定する。ΔＴＨがΔＴＨ（３）よりも大きいと（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２６に移される。もしそうでないと（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１２４に移される。

Ｓ１２４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマおよびＴＤ（２）タイマによる変速指令の出力遅延を無効とし、変速判定（３）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１２６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマおよびＴＤ（２）タイマによる時間計測を継続するとともに、ＴＤ（３）タイマを起動する。

Ｓ１２８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（４）が実施されるか否かを判定する。変速判定（４）が実施されると（Ｓ１２８にてＹＥＳ）、処理はＳ１３２に移される。もしそうでないと（Ｓ１２８にてＮＯ）、処理はＳ１３０に移される。

Ｓ１３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（３）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（３）に到達すると、変速判定（３）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１３２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが変速判定（４）において判定された変速段に対応するΔＴＨ（４）よりも大きいか否かを判定する。ΔＴＨがΔＴＨ（４）よりも大きいと（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３６に移される。もしそうでないと（Ｓ１３２にてＮＯ）、処理はＳ１３４に移される。

Ｓ１３４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマおよびＴＤ（２）タイマおよびＴＤ（３）タイマによる変速指令の出力遅延を無効とし、変速判定（４）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１３６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ＴＤ（１）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（１）に到達すると、直近に判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。たとえば、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（１）のみが実施された場合には、変速判定（１）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（４）が実施された場合には、変速判定（４）において判定された変速段を目標変速段として確定して、変速指令を出力する。

Ｓ１３８にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、出力された変速指令に基づいて変速制御を実行する。具体的には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、確定した目標変速段に変速するように油圧回路３０２の各種ソレノイドバルブを制御する。

以上のような構造、フローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置の動作について図４〜図７を参照しつつ説明する。

なお、以下の説明において、図４〜図７に示す、スロットル開度ＴＨ（１）は、６速段から５速段へのダウンシフト線を横切るスロットル開度を示す。また、スロットル開度ＴＨ（２）は、５速段から４速段へのダウンシフト線を横切るスロットル開度を示す。さらに、スロットル開度ＴＨ（３）は、４速段から３速段へのダウンシフト線を横切るスロットル開度を示す。なお、ダウンシフト線は、車速に応じても変化するものであるが、説明の便宜上、アクセルペダルを踏み込みに応じたスロットル開度の変化時において車速変化は微小であるものとして説明する。

＜２速段にわたるダウンシフト時であって、本発明が適用されない場合＞
自動変速機構３００において形成される変速段が６速段であるとする。この場合、スロットル開度および車速と変速線図とに基づいて判定される変速段が６速段であって、また、６速段を示す変速指令が出力される。油圧回路３０２においては、すでに６速段が形成されており、この時点で変速は行なわれない。

図４に示すように、時間Ｔ（０）において、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどすると、スロットル開度が上昇を開始する。

時間Ｔ（１）において、スロットル開度がＴＨ（１）を超えたときに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、目標変速段を６速段から５速段に変更する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが５速段に対応するΔＴＨ（０）よりも大きいと、５速段への変更とともにＴＤ（１）タイマを起動して、変速指令の出力を遅延する。このとき、ＴＤ（１）タイマは、５速段に対応する予め定められた時間（１）を計測する。

時間Ｔ（２）において、スロットル開度がさらに上昇してＴＨ（２）を超えると、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、目標変速段を５速段から４速段に変更する。この間、ＴＤ（１）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（１）が経過していないため、変速指令の出力遅延が継続される。

時間Ｔ（３）において、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を調整することにより、スロットル開度がＴＨ（２）とＴＨ（３）との間で略一定の状態になる。

時間Ｔ（４）において、ＴＤ（１）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（１）を経過すると、変速指令の出力遅延が終了して、４速段を示す変速指令を出力することとなる。

＜２速段にわたるダウンシフト時であって、本発明が適用された場合＞
自動変速機構３００において形成される変速段が６速段であるとする。この場合、スロットル開度および車速と変速線図とに基づいて判定される変速段が６速段であって、また、６速段を示す変速指令が出力される。油圧回路３０２においては、すでに６速段が形成されており、この時点で変速は行なわれない。

図５に示すように、時間Ｔ’（０）において、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどすると、スロットル開度が上昇を開始する。

時間Ｔ’（１）において、スロットル開度がＴＨ（１）を超えたときに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速判定（１）が実施されて（Ｓ１００にてＹＥＳ）、目標変速段を６速段から５速段に変更する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが５速段に対応する変化量ΔＴＨ（１）よりも大きいと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、５速段への変更とともにＴＤ（１）タイマを起動して（Ｓ１０６）、変速指令の出力を遅延する（Ｓ１０８）。このとき、ＴＤ（１）タイマは、５速段に対応する予め定められた時間（１）を計測する。

時間Ｔ’（２）において、スロットル開度がさらに上昇してＴＨ（２）を超えると、変速判定（２）が実施されて（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、目標変速段を５速段から４速段に変更する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ΔＴＨが４速段に対応するΔＴＨ（２）よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、ＴＤ（１）タイマによる時間計測を継続するとともに、ＴＤ（２）タイマを起動する（Ｓ１１６）。このとき、ＴＤ（２）タイマは、４速段に対応する予め定められた時間（２）を計測する。

時間Ｔ’（３）において、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を調整することにより、スロットル開度がＴＨ（２）とＴＨ（３）との間で略一定の状態になる。

時間Ｔ’（４）において、変速判定（３）が実施されないまま（Ｓ１１８にてＮＯ）、ＴＤ（２）タイマにより予め定められた時間（２）の計測が完了すると、変速判定（２）において判定された４速段を目標変速段として確定して変速指令を出力する（Ｓ１２０）。

ＴＤ（２）タイマにより予め定められた時間（２）の計測が完了する時点は、ＴＤ（１）タイマにより予め定められた時間（１）の計測が完了する時点よりも前の時点となる。出力された変速指令に基づいて、自動変速機構３００において４速段が形成される（Ｓ１３８）。

＜３速段にわたるダウンシフト時であって、本発明が適用されない場合＞
自動変速機構３００において形成される変速段が６速段であるとする。この場合、スロットル開度および車速と変速線図とに基づいて判定される変速段が６速段であって、また、６速段を示す変速指令が出力される。油圧回路３０２においては、すでに６速段が形成されており、この時点で変速は行なわれない。

図６に示すように、時間Ｔ（０）において、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどすると、スロットル開度が上昇を開始する。

時間Ｔ（１）において、スロットル開度がＴＨ（１）を超えたときに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、目標変速段を６速段から５速段に変更する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、スロットル開度の変化量ΔＴＨが５速段に対応するΔＴＨ（０）よりも大きいと、５速段への変更とともにＴＤ（１）タイマを起動して、変速指令の出力を遅延する。

時間Ｔ（３）において、スロットル開度がさらに上昇してＴＨ（３）を超えると、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、目標変速段を４速段から３速段に変更する。この間、ＴＤ（１）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（１）が経過していないため、変速指令の出力遅延が継続される。

時間Ｔ（４）において、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を調整することにより、スロットル開度がＴＨ（３）を超えたところで略一定の状態なる。

時間Ｔ（５）において、ＴＤ（１）タイマにより計測された時間が予め定められた時間（１）が経過すると、変速指令の出力遅延が終了して、３速段を示す変速指令を出力することとなる。

＜３速段にわたるダウンシフト時であって、本発明が適用された場合＞
自動変速機構３００において形成される変速段が６速段であるとする。この場合、スロットル開度および車速と変速線図とに基づいて判定される変速段が６速段であって、また、６速段を示す変速指令が出力される。油圧回路３０２においては、すでに６速段が形成されており、この時点で変速は行なわれない。

図７に示すように、時間Ｔ’（０）において、運転者がアクセルペダルを踏み込むなどすると、スロットル開度が上昇する。

時間Ｔ’（３）において、スロットル開度がさらに上昇してＴＨ（３）を超えると、変速判定（３）が実施されて（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、目標変速段を４速段から３速段に変更する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ΔＴＨが３速段に対応するΔＴＨ（３）よりも大きいと（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、ＴＤ（１）タイマおよびＴＤ（２）タイマによる時間計測が継続されるとともに、ＴＤ（３）タイマが起動する（Ｓ１２６）。このとき、ＴＤ（３）タイマは、３速段に対応する予め定められた時間（３）を計測する。

時間Ｔ’（４）において、変速判定（４）が実施されないまま（Ｓ１２８にてＮＯ）、ＴＤ（３）タイマにより予め定められた時間（３）の計測が完了すると、変速判定（３）において判定された３速段を目標変速段として確定して変速指令を出力する（Ｓ１３０）。

時間Ｔ’（６）において、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を調整することにより、スロットル開度がＴＨ（３）を超えたところで略一定の状態になる。

ＴＤ（３）タイマにより予め定められた時間（３）の計測が完了する時点（Ｔ’（４））は、ＴＤ（１）タイマの予め定められた時間（１）の計測が完了する時点（Ｔ’（７））およびＴＤ（２）タイマの予め定められた時間（２）の計測が完了する時点（Ｔ’（５））よりも前の時点となる。出力された変速指令に基づいて、自動変速機構３００において４速段が形成される（Ｓ１３８）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、ＥＣＴ＿ＥＣＵは、判定された目標変速段が変更される毎に、スロットル開度の変化量に基づいて、目標変速段を確定する。目標変速段の判定時にスロットル開度の変化量が大きいと、さらに減速側の変速段への変速が予測される。そのため、たとえば、目標変速段が変更される毎に、変更された目標変速段に対応する時間を待機時間として設定するようにすると、駆動力上昇の要求に応じて複数段にわたってダウンシフトする際に、ダウンシフトが判定された最先の時点から一律の時間を設定する場合よりも待機時間を短く設定することができる。これは、変更された目標変速段を基準としたその後の変速態様が限定的になるためである。これにより、確定された変速指令を早期に出力することが可能となる。また、スロットル開度の変化量が小さいと、さらに減速側の変速段に変速されることがないため、速やかに目標変速段を確定するようにすると、確定された変速指令を早期に出力することが可能となる。したがって、複数段にわたってダウンシフトする際に、確定された変速指令を早期に出力する車両の制御装置、制御方法およびその制御方法をコンピュータに実現させるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る車両の制御装置が搭載される車両のパワートレーンの構成を示す図である。本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵの構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。本発明が適用されない場合の変速動作を示すタイミングチャート（その１）である。本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである（その１）。本発明が適用されない場合の変速動作を示すタイミングチャート（その２）である。本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである（その２）。

符号の説明

１００エンジン、１０２エンジン回転数センサ、１０４スロットル開度センサ、１０６スロットル開度センサ、２００トルクコンバータ、２０４タービン回転数センサ、２０６回転軸、３００自動変速機構、３０２油圧回路、３０４出力軸回転数センサ、４００入力Ｉ／Ｆ、５００演算処理部、５０２変速判定部、５０４スロットル開度変化量判定部、５０６ＴＤ（１）タイマ部、５０８ＴＤ（２）タイマ部、５１０ＴＤ（３）タイマ部、５１２目標変速段確定部、５１４変速指令出力部、６００記憶部、７００出力Ｉ／Ｆ、１０００ＥＣＵ、１０１０エンジンＥＣＵ、１０２０ＥＣＴ＿ＥＣＵ、２１００アクセル開度センサ、２２００車輪速センサ。

Claims

複数の変速段を有する有段式の自動変速機が搭載された車両の制御装置であって、
運転者による、前記車両の駆動力上昇の要求の度合いを検出するための検出手段と、
前記要求の度合いに基づいて、目標変速段を判定するための判定手段と、
前記判定手段により目標変速段が判定されたときに、前記要求の度合の変化率が、前記判定手段により直近で判定された目標変速段に応じて定められた所定値より大きいか否かを判定するための変化率判定手段と、
前記変化率判定手段により、前記要求の度合の変化率が所定値より大きいと判定されたときに、前記判定された目標変速段に応じて設定された所定時間を計時するためのタイマ手段と、
前記タイマ手段により前記所定時間の計時が完了すると前記判定手段により判定された目標変速段を確定するための第１の確定手段と、
前記タイマ手段による前記所定時間の計時中に、判定された目標変速段と異なる目標変速段が前記判定手段により判定され、かつ、前記変化率判定手段により前記要求の度合の変化率が所定値より大きくないと判定されたときは、前記タイマ手段による計時を無効にして、前記判定手段により直近で判定された目標変速段を確定するための第２の確定手段と、
前記確定された目標変速段に変速するように前記自動変速機を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
前記第１の確定手段は、前記要求の度合いの変化率が所定値よりも大きく、前記目標変速段が変更されないと、前記目標変速段が判定された直近の時点から、前記判定された目標変速段に対応する前記所定時間が経過した後に、前記目標変速段を確定するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記制御装置は、前記車両の速度に対応する物理量を検出するための速度検出手段をさ
らに含み、
前記判定手段は、前記要求の度合いに加えて、前記検出された物理量に基づいて、前記目標変速段を判定するための手段を含む、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
複数の変速段を有する有段式の自動変速機が搭載された車両の制御方法であって、
運転者による、前記車両の駆動力上昇の要求の度合いを検出するステップと、
前記要求の度合いに基づいて、目標変速段を判定する判定ステップと、
前記判定ステップにて目標変速段が判定されたときに、前記要求の度合の変化率が、前記判定ステップにて直近で判定された目標変速段に応じて定められた所定値より大きいか否かを判定するステップと、
前記要求の度合の変化率が所定値より大きいと判定されたとき、前記判定された目標変速段に応じて設定された所定時間を計時する計時ステップと、
前記計時ステップにて、前記所定時間の計時が完了すると前記判定ステップにて判定された目標変速段を確定するステップと、
前記所定時間の計時中に、判定された目標変速段と異なる目標変速段が前記判定ステップにて判定され、かつ、要求の度合の変化率が所定値より大きくないと判定されたときは、前記所定時間の計時を無効にして、前記判定ステップにて直近で判定された目標変速段を確定するステップと、
前記確定された目標変速段に変速するように前記自動変速機を制御するための制御手段とを含む、車両の制御方法。
請求項４に記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
請求項４に記載の制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体。