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一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、FR(Front engine Rear drive)車両である。なお、FR以外の車両であってもよい。
車両は、エンジン1000と、オートマチックトランスミッション2000と、トルクコンバータ2100と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成するプラネタリギヤユニット3000と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成する油圧回路4000と、プロペラシャフト5000と、デファレンシャルギヤ6000と、後輪7000と、ECU(Electronic Control Unit)8000とを含む。
本実施の形態において、パワートレーンは、エンジン1000と、オートマチックトランスミッション2000とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばECU8000のROM(Read Only Memory)8002に記録されたプログラムを実行することにより実現される。
エンジン1000は、インジェクタ1002から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン1000の駆動力により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機1004が駆動される。なお、エンジン1000の代わりにもしくは加えて、動力源にモータを用いるようにしてもよい。
オートマチックトランスミッション2000は、トルクコンバータ2100を介してエンジン1000に連結される。オートマチックトランスミッション2000は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転速度を所望の回転速度に変速する。
オートマチックトランスミッション2000から出力された駆動力は、プロペラシャフト5000およびデファレンシャルギヤ6000を介して、左右の後輪7000に伝達される。
ECU8000には、シフトレバー8004のポジションスイッチ8006と、アクセルペダル8008のアクセル開度センサ8010と、ブレーキペダル8012の踏力センサ8014と、電子スロットルバルブ8016のスロットル開度センサ8018と、エンジン回転速度センサ8020と、入力軸回転速度センサ8022と、出力軸回転速度センサ8024と、油温センサ8026と、水温センサ8028とがハーネスなどを介して接続されている。
シフトレバー8004の位置(ポジション)は、ポジションスイッチ8006により検出され、検出結果を表わす信号がECU8000に送信される。シフトレバー8004の位置に対応して、オートマチックトランスミッション2000のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。
アクセル開度センサ8010は、アクセルペダル8008の開度を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。踏力センサ8014は、ブレーキペダル8012の踏力(運転者がブレーキペダル8012を踏む力)を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
スロットル開度センサ8018は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ8016の開度を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。電子スロットルバルブ8016により、エンジン1000に吸入される空気量(エンジン1000の出力)が調整される。
なお、電子スロットルバルブ8016の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ(図示せず)や排気バルブ(図示せず)のリフト量や開閉する位相を変更することにより、エンジン1000に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。
エンジン回転速度センサ8020は、エンジン1000の出力軸(クランクシャフト)の回転速度を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。入力軸回転速度センサ8022は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NI(トルクコンバータ2100のタービン回転速度NT)を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。出力軸回転速度センサ8024は、オートマチックトランスミッション2000の出力軸回転速度NOを検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
油温センサ8026は、オートマチックトランスミッション2000の作動や潤滑に用いられるオイル(ATF:Automatic Transmission Fluid)の温度(油温)を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
水温センサ8028は、エンジン1000の冷却水の温度(水温)を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
ECU8000は、ポジションスイッチ8006、アクセル開度センサ8010、踏力センサ8014、スロットル開度センサ8018、エンジン回転速度センサ8020、入力軸回転速度センサ8022、出力軸回転速度センサ8024、油温センサ8026、水温センサ8028などから送られてきた信号、ROM8002に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
本実施の形態において、ECU8000は、シフトレバー8004がD(ドライブ)ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション2000のシフトレンジにD(ドライブ)レンジが選択された場合、前進1速〜8速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション2000を制御する。前進1速〜8速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション2000は後輪7000に駆動力を伝達し得る。なおDレンジにおいて、8速ギヤ段よりも高速のギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。
図1に示すように、ECU8000は、エンジン1000を制御するエンジンECU8100と、オートマチックトランスミッション2000を制御するECT(Electronic Controlled Transmission)_ECU8200とを含む。
エンジンECU8100とECT_ECU8200とは、互いに信号を送受信可能であるように構成される。本実施の形態においては、エンジンECU8100からECT_ECU8200に、アクセル開度を表わす信号が送信される。ECT_ECU8200からエンジンECU8100には、エンジン1000が出力すべきトルクとして定められるトルク要求量を表わす信号が送信される。
図2を参照して、プラネタリギヤユニット3000について説明する。プラネタリギヤユニット3000は、クランクシャフトに連結された入力軸2102を有するトルクコンバータ2100に接続されている。
プラネタリギヤユニット3000は、フロントプラネタリ3100と、リアプラネタリ3200と、C1クラッチ3301と、C2クラッチ3302と、C3クラッチ3303と、C4クラッチ3304と、B1ブレーキ3311と、B2ブレーキ3312と、ワンウェイクラッチ(F)3320とを含む。
フロントプラネタリ3100は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構である。フロントプラネタリ3100は、第1サンギヤ(S1)3102と、1対の第1ピニオンギヤ(P1)3104と、キャリア(CA)3106と、リングギヤ(R)3108とを含む。
第1ピニオンギヤ(P1)3104は、第1サンギヤ(S1)3102および第1リングギヤ(R)3108と噛合っている。第1キャリア(CA)3106は、第1ピニオンギヤ(P1)3104が公転および自転可能であるように支持している。
第1サンギヤ(S1)3102は、回転不能であるようにギヤケース3400に固定される。第1キャリア(CA)3106は、プラネタリギヤユニット3000の入力軸3002に連結される。
リアプラネタリ3200は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。リアプラネタリ3200は、第2サンギヤ(S2)3202と、第2ピニオンギヤ(P2)3204と、リアキャリア(RCA)3206と、リアリングギヤ(RR)3208と、第3サンギヤ(S3)3210と、第3ピニオンギヤ(P3)3212とを含む。
第2ピニオンギヤ(P2)3204は、第2サンギヤ(S2)3202、リアリングギヤ(RR)3208および第3ピニオンギヤ(P3)3212と噛合っている。第3ピニオンギヤ(P3)3212は、第2ピニオンギヤ(P2)3204に加えて、第3サンギヤ(S3)3210と噛合っている。
リアキャリア(RCA)3206は、第2ピニオンギヤ(P2)3204および第3ピニオンギヤ(P3)3212が公転および自転可能であるように支持している。リアキャリア(RCA)3206は、ワンウェイクラッチ(F)3320に連結される。リアキャリア(RCA)3206は、1速ギヤ段の駆動時(エンジン1000から出力された駆動力を用いた走行時)に回転不能となる。リアリングギヤ(RR)3208は、プラネタリギヤユニット3000の出力軸3004に連結される。
ワンウェイクラッチ(F)3320は、B2ブレーキ3312と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチ(F)3320のアウターレースはギヤケース3400に固定され、インナーレースはリアキャリア(RCA)3206に連結される。
図3に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表わした作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、前進1速〜8速のギヤ段と、後進1速および2速のギヤ段が形成される。
図4を参照して、油圧回路4000の要部について説明する。なお、油圧回路4000は、以下に説明するものに限られない。
油圧回路4000は、オイルポンプ4004と、プライマリレギュレータバルブ4006と、マニュアルバルブ4100と、ソレノイドモジュレータバルブ4200と、SL1リニアソレノイド(以下、SL(1)と記載する)4210と、SL2リニアソレノイド(以下、SL(2)と記載する)4220と、SL3リニアソレノイド(以下、SL(3)と記載する)4230と、SL4リニアソレノイド(以下、SL(4)と記載する)4240と、SL5リニアソレノイド(以下、SL(5)と記載する)4250と、SLTリニアソレノイド(以下、SLTと記載する)4300と、B2コントロールバルブ4500とを含む。
オイルポンプ4004は、エンジン1000のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ4004が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ4004で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ4006により調圧され、ライン圧が生成される。
プライマリレギュレータバルブ4006は、SLT4300により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路4010を介してマニュアルバルブ4100に供給される。
マニュアルバルブ4100は、ドレンポート4105を含む。ドレンポート4105から、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104の油圧が排出される。マニュアルバルブ4100のスプールがDポジションにある場合、ライン圧油路4010とDレンジ圧油路4102とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102に油圧が供給される。このとき、Rレンジ圧油路4104とドレンポート4105とが連通させられ、Rレンジ圧油路4104のRレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
マニュアルバルブ4100のスプールがRポジションにある場合、ライン圧油路4010とRレンジ圧油路4104とが連通させられ、Rレンジ圧油路4104に油圧が供給される。このとき、Dレンジ圧油路4102とドレンポート4105とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102のDレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
マニュアルバルブ4100のスプールがNポジションにある場合、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104の両方と、ドレンポート4105とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102のDレンジ圧およびRレンジ圧油路4104のRレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
Dレンジ圧油路4102に供給された油圧は、最終的には、C1クラッチ3301、C2クラッチ3302およびC3クラッチ3303に供給される。Rレンジ圧油路4104に供給された油圧は、最終的には、B2ブレーキ3312に供給される。
ソレノイドモジュレータバルブ4200は、ライン圧を元圧とし、SLT4300に供給する油圧(ソレノイドモジュレータ圧)を一定の圧力に調圧する。
SL(1)4210は、C1クラッチ3301に供給される油圧を調圧する。SL(2)4220は、C2クラッチ3302に供給される油圧を調圧する。SL(3)4230は、C3クラッチ3303に供給される油圧を調圧する。SL(4)4240は、C4クラッチ3304に供給される油圧を調圧する。SL(5)4250は、B1ブレーキ3311に供給される油圧を調圧する。
SLT4300は、アクセル開度センサ8010により検出されたアクセル開度に基づいたECU8000からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、SLT油路4302を介して、プライマリレギュレータバルブ4006に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ4006のパイロット圧として利用される。
SL(1)4210、SL(2)4220、SL(3)4230、SL(4)4240、SL(5)4250およびSLT4300は、ECU8000から送信される制御信号により制御される。
B2コントロールバルブ4500は、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104のいずれか一方からの油圧を選択的に、B2ブレーキ3312に供給する。B2コントロールバルブ4500に、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104が接続されている。B2コントロールバルブ4500は、SLUソレノイドバルブ(図示せず)から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。
SLUソレノイドバルブがオンの場合、B2コントロールバルブ4500は、図4において左側の状態となる。この場合、B2ブレーキ3312には、SLUソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Dレンジ圧を調圧した油圧が供給される。
SLUソレノイドバルブがオフの場合、B2コントロールバルブ4500は、図4において右側の状態となる。この場合、B2ブレーキ3312には、Rレンジ圧が供給される。
図5を参照して、ECU8000についてさらに説明する。なお、以下に説明するECU8000の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。
ECU8000のエンジンECU8100は、トルク制御部8110を含む。トルク制御部8110は、ECT_ECU8200から出力されるトルク要求量を受け、このトルク要求量に対応したトルクがエンジン1000から出力されるように、電子スロットルバルブ8016のスロットル開度およびイグニッションプラグによる点火時期などを制御する。
ECU8000のECT_ECU8200は、トルク要求部8202と、車速検出部8204と、変速判断部8206と、第1漸減部8208と、トルクアップ要求部8210と、変化率判断部8212と、漸減中止部8214と、トルク容量制御部8216と、回転速度判断部8218と、漸増部8220と、第2漸減部8222と、同期判断部8224と、急増部8226と、トルク漸減部8228と、第3漸減部8230とを含む。
トルク要求部8202は、アクセル開度などに基づいて、エンジン1000に要求するトルクであるトルク要求量を設定する。
車速検出部8204は、オートマチックトランスミッション2000の出力軸回転速度NOから車速を算出(検出)する。
変速判断部8206は、図6に示すように、車速およびアクセル開度をパラメータとした変速線図にしたがって、アップシフトまたはダウンシフトの実行を判断する。変速線図においては、変速の種類(変速前のギヤ段と変速後のギヤ段の組合わせ)毎にアップシフト線およびダウンシフト線が設定される。
第1漸減部8208は、ダウンシフトを行なうと判断された場合、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量(摩擦係合要素が伝達し得るトルク)Tchが低下するように制御する。
たとえば、図7に示すように、トルク容量Tchが予め定められた値Tch(1)まで急低下し、予め定められた時間が経過した後、漸減(予め定められた低下率で低下)してイナーシャ相を開始するように制御される。なお、図7におけるTch(2)は、漸減後のトルク容量Tchを示す。
トルクアップ要求部8210は、ダウンシフトを行なうと判断された場合、アクセル開度などから定められるトルク要求量に加えて要求するトルクアップ量を設定する。設定されたトルクアップ量だけ、エンジン1000に要求するトルクが増大される。
変化率判断部8212は、イナーシャ相におけるオートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIの変化率が予め定められた目標変化率ΔN(1)に達したか否かを判断する。
漸減中止部8214は、イナーシャ相におけるオートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達した場合、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減を中止する。
トルク容量制御部8216は、摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減を中止した後、予め定められたマップに従い、図7において一点鎖線で示すように、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクTtに応じて、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchを制御する。
さらに、トルク容量制御部8216は、図7において二点鎖線で示すように、イナーシャ相におけるオートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIの変化率を目標変化率ΔN(1)に維持するようにトルク容量Tchを制御する。
たとえば、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)より大きくなると、トルク容量Tchが大きくされる。入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)より小さくなると、トルク容量Tchが小さくされる。なお、図7のΔTch(2)は、入力軸回転速度NIの変化率を目標変化率ΔN(1)に維持する際におけるトルク容量Tchの補正量を示す。
オートマチックトランスミッション2000の入力トルクTtを算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。また、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクTtの代わりに、エンジン1000の出力トルクを用いるようにしてもよい。
回転速度判断部8218は、イナーシャ相中に、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIが、ダウンシフト後のギヤ段の同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になったか否かを判断する。
なお、本実施の形態において、入力軸回転速度NIが同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態とは、たとえば入力軸回転速度NIが同期回転速度より大きく、かつ同期回転速度としきい値A(1)との和以下である状態を意味する。しきい値A(1)は、正値である。
漸増部8220は、イナーシャ相中に、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIが、ダウンシフト後のギヤ段の同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になると、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増(予め定められた増大率で増大)するように制御する。たとえば、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが、制御終期毎に予め定められた値だけ増大される。
第2漸減部8222は、イナーシャ相中に、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIがダウンシフト後のギヤ段の同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になると、下記の式(1)において定められるトルク容量Tchになるように、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減する。
Tch=k(1)×Tt−k(2)×Tcl・・・(1)
なお、式(1)における「k(1)」および「k(2)」は、ギヤトレーン毎に定まる定数である。
ダウンシフトのイナーシャ相におけるオートマチックトランスミッション2000の出力トルクToは、下記の式(2)により算出される。
To=k(3)×Tch+k(4)×Tcl・・・(2)
なお、式(2)における「k(3)」および「k(4)」は、ギヤトレーン毎に定まる定数である。
ダウンシフトのトルク相におけるオートマチックトランスミッション2000の出力トルクToは、下記の式(3)により算出される。
To=k(5)×Tt−k(6)×Tch・・・(3)
なお、式(3)における「k(5)」および「k(6)」は、ギヤトレーン毎に定まる定数である。
式(2)および式(3)における出力トルクToが等しいとすると、下記の式(4)が得られる。
k(3)×Tch+k(4)×Tcl=k(5)×Tt−k(6)×Tch・・・(4)
この式(4)を変形することにより、上述した式(1)が得られる。
したがって、イナーシャ相終了時におけるオートマチックトランスミッション2000の出力トルクToとトルク相開始時における出力トルクToとが同じになるような関係で、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減されるとともに、解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増される。
その結果、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclと係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchとは、図8に示すような関係で変化する。
同期判断部8224は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIがダウンシフト後のギヤ段の同期回転速度とが同期したか否かを判断する。たとえば、入力軸回転速度NIと同期回転速度との差がしきい値A(2)以下になると、入力軸回転速度NIと同期回転速度とが同期したと判断される。なお、しきい値A(2)は正値であって、かつしきい値A(1)よりも小さい値である。
急増部8226は、入力軸回転速度NIと同期回転速度とが同期したと判断されると、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが急増するように制御する。
トルク漸減部8228は、入力軸回転速度NIと同期回転速度とが同期したと判断されると、トルクアップ量を漸減する(トルクアップ量の漸減を開始する)。すなわち、エンジン1000に要求するトルクが漸減される。
第3漸減部8230は、入力軸回転速度NIと同期回転速度とが同期したと判断されると、トルクアップ量(エンジンの出力トルク)の漸減の開始および完了に同期するように、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchを漸減する。
すなわち、ダウンシフトのトルク相における、エンジン1000のトルクアップ量の漸減およびトルク容量Tchの低下が同期して(同じタイミングで)開始される。同様に、ダウンシフトのトルク相における、エンジン1000のトルクアップ量の漸減およびトルク容量Tchの低下が同期して(同じタイミングで)完了される。
図9を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU8000が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、ECU8000は、変速判断がなされたか否かを判断する。変速判断がなされると(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)、この処理は終了する。
S102にて、ECU8000は、パワーオンダウンシフト(アクセル開度が増大することによるダウンシフト)を行なうか否かを判断する。パワーオンダウンシフトを行なう場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでないと(S102にてNO)、この処理は終了する。
S104にて、ECU8000は、現時点のエンジン回転速度Neにおいてエンジン1000が出力し得る最大の出力トルクTemおよびそのときのタービントルクTtmを算出する。ここで、最大の出力トルクTemとは、スロットル開度の全開時における出力トルクを意味する。タービントルクTtmは、エンジン1000の出力トルクTemから算出される。タービントルクTtmを算出する方法には周知の一般的な方法を利用さればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。S106にて、ECU8000は、エンジン1000のトルクアップを行なう。
S108にて、ECU8000は、イナーシャ相での目標変速時間tshiftを設定する。目標変速時間tshiftは、たとえば、変速の種類(変速前後のギヤ段の組み合わせ)および車速などをパラメータに持つマップにしたがって設定される。なお、目標変速時間tshiftを設定する方法はこれに限らない。
S110にて、ECU8000は、目標変化率ΔN(1)を算出する。目標変化率ΔN(1)は、下記の式(5)から算出される。
ΔN(1)=(N(2)−N(1))/tshift・・・(5)
なお、式(5)における「N(2)」は、変速後(ダウンシフト後)のギヤ段におけるオートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NI(同期回転速度)である。「N(1)」は、変速前のギヤ段における入力軸回転速度NIである。
S112にて、ECU8000は、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの予想値Tcheを算出する。予想値Tcheは、下記の式(6)から算出される。
Tche=(Ttm−I×ΔN(1))/k(7)・・・(6)
なお、式(6)における「I」は、オートマチックトランスミッション2000の入力系のイナーシャを表わす定数である。「k(7)」は、ギヤトレーンごとに定まる定数である。
S114にて、ECU8000は、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素に供給される油圧の予想値Pcheを算出する。予想値Pcheは、下記の式(7)から算出する。
Pche=(Tche/μ/r+W)・・・(7)
なお、式(7)における「μ」は、摩擦係合要素のピストンの摩擦係数である。「r」は、摩擦係合要素のピストンの半径である。「W」は、ピストン移動後のリターン荷重である。
S116にて、ECU8000は、前述した図7に示すように、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchが予め定められた値Tch(1)まで急低下し、予め定められた時間が経過した後、漸減してイナーシャ相を開始するように制御する。
図9に戻って、S118にて、ECU8000は、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素に供給される油圧Pclを、トルク容量が発生しない程度の値に維持する。
S120にて、ECU8000は、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素が滑り始めたか否かを判断する。摩擦係合要素が滑り始めたか否かは、たとえば、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIが変化したか否かにより判断される。摩擦係合要素が滑り始めると(S120にてYES)、処理はS122に移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS104に戻される。
S122にて、ECU8000は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達したか否かを判断する。入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達すると(S122にてYES)、処理はS124に移される。もしそうでないと(S122にてNO)、処理はS104に戻される。
S124にて、ECU8000は、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減を中止する。
S126にて、ECU8000は、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクTtに応じて、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchを制御するとともに、入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に維持されるように、トルク容量Tchを制御する。
S128にて、ECU8000は、イナーシャ相中に、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIが、ダウンシフト後のギヤ段の同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になったか否かを判断する。入力軸回転速度NIが同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になると(S128にてYES)、処理はS130に移される。もしそうでないと(S128にてNO)、処理はS126に戻される。
S130にて、ECU8000は、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増するように制御する。たとえば、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが、予め定められた周期毎に予め定められた値だけ増大される。
S132にて、ECU8000は、前述した式(1)において定められるトルク容量Tchになるように、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減する。
S134にて、ECU8000は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIとダウンシフト後のギヤ段の同期回転速度とが同期したか否かを判断する。入力軸回転速度NIと同期回転速度とが同期すると(S134にてYES)、処理はS136に移される。もしそうでないと(S134にてNO)、処理はS130に戻される。
S136にて、ECU8000は、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが急増するように制御する。
S138にて、ECU8000は、ダウンシフトのトルク相における、開始および完了が同期するように、エンジン1000のトルクアップ量を漸減する(トルクアップ量の漸減を開始する)とともに、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchを漸減する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU8000の動作について説明する。なお、ここでは、図10に示すように、車両の走行中に時間T(A)以後、アクセル開度が増大したことにより、時間T(B)において、変速判断がなされた(S100にてYES)と想定する。アクセル開度が増大して変速判断がなされると、パワーオンダウンシフトが行なわれる(S102にてYES)。
この場合、現時点のエンジン回転速度Neにおいてエンジン1000が出力し得る最大の出力トルクTemおよびそのときのタービントルクTtmが算出される(S104)。また、エンジン1000のトルクアップが行なわれる(S106)。
さらに、イナーシャ相での目標変速時間tshiftが設定される(S108)。この目標変速時間を用いた式(5)により、目標変化率ΔN(1)が算出される(S110)。
この目標変化率ΔN(1)を用いた式(6)により、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの予想値Tcheが算出される(S112)。予想値Tcheを用いた式(7)により、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素に供給される油圧の予想値Pcheが算出される(S114)。
エンジン1000のトルクアップが行なわれると同時に、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchが予め定められた値Tch(1)まで急低下し、予め定められた時間(図10のT(C)からT(D)までの時間)が経過した後、漸減してイナーシャ相を開始するように制御される(S116)。このとき、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素に供給される油圧Pclは、トルク容量が発生しない程度の値で維持される(S118)。
図10の時間T(E)において、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素が滑り始めると(S120にてYES)、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達したか否かが判断される(S122)。
図10の時間T(F)において、入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達すると(S122にてYES)、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減が中止される(S124)。
これにより、摩擦係合要素のトルク容量Tchが必要以上に低下しないようにすることができる。そのため、イナーシャ相中にオートマチックトランスミッション2000の出力トルクが低下しないようにすることができる。その結果、イナーシャ相からトルク相への移行時における出力トルクの変動を小さくすることができる。
漸減が中止された後は、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクTtに応じて、摩擦係合要素のトルク容量Tchが制御されるとともに、入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に維持されるように、トルク容量Tchが制御される(S126)。
その後、変速が進行して、図10の時間T(G)において、イナーシャ相中に、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIが同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になると(S128にてYES)、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増される(S130)。
同時に、前述した式(1)において定められるトルク容量Tchになるように、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchが漸減される(S132)。
すなわち、イナーシャ相終了時におけるオートマチックトランスミッション2000の出力トルクToとトルク相開始時における出力トルクToとが同じになるような関係で、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減されるとともに、解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増される。
これにより、イナーシャ相からトルク相への移行時に、オートマチックトランスミッション2000の出力トルクToを連続的に繋ぐことができる。そのため、イナーシャ相からトルク相への移行時における出力トルクToの変動を小さくすることができる。
図10の時間T(H)において、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転速度NIが同期回転速度と同期すると(S134にてYES)、ダウンシフトにより解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが急増するように制御される(S136)。
また、トルク相における、開始および完了が同期するように、エンジン1000のトルクアップ量が漸減される(トルクアップ量の漸減が開始される)とともに、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchが漸減される(S138)。
すなわち、図10の時間T(H)において開始が同期し、かつ時間T(I)において完了が同期するように、トルクアップ量が漸減されるとともに、トルク容量Tchが漸減される。
これにより、トルク相において、エンジン1000の出力トルクTe、すなわちオートマチックトランスミッション2000の入力トルクTtに対して、摩擦係合要素のトルク容量Tchが大きくなったり、不足したりしないようにすることができる。そのため、オートマチックトランスミッション2000の出力トルクの変動を小さくすることができる。
また、入力軸回転速度NIが同期回転速度よりも予め定められた範囲内で大きい状態で、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減されるとともに、解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増して、入力軸回転速度NIが同期回転速度まで低下される。
入力軸回転速度NIを低下することは、増大することに比べて制御性がよい。そのため、入力軸回転速度NIを同期回転速度まで滑らかに低下させて、変速中におけるオートマチックトランスミッション2000の出力トルクToの変動を小さくすることができる。
さらに、入力軸回転速度NIが同期回転速度まで低下した場合、エンジン1000のトルクアップ量が漸減される。これにより、イナーシャ相の終期においては、エンジン1000の出力トルクを変化させずに、2つの摩擦係合要素のトルク容量のみを変化させることができる。
2つの摩擦係合要素のトルク容量のみを変化させることは、2つの摩擦係合要素のトルク容量に加えてエンジン1000の出力トルクTeを変化させることに比べて制御性がよい。そのため、オートマチックトランスミッション2000の出力トルクToの変動を小さくすることができる。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるECUによれば、入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達すると、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減が中止される。これにより、摩擦係合要素のトルク容量Tchが低下しないようにすることができる。そのため、イナーシャ相中にオートマチックトランスミッションの出力トルクが低下しないようにすることができる。その結果、イナーシャ相からトルク相への移行時における出力トルクの変動を小さくすることができる。
また、イナーシャ相中に、オートマチックトランスミッションの入力軸回転速度NIが同期回転速度よりも予め定められた範囲で大きい状態になると、イナーシャ相終了時における出力トルクToとトルク相開始時における出力トルクToとが同じになるような関係で、解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減されるとともに、係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増される。これにより、イナーシャ相からトルク相への移行時に、出力トルクToを連続的に繋ぐことができる。そのため、イナーシャ相からトルク相への移行時における出力トルクToの変動を小さくすることができる。
さらに、オートマチックトランスミッションの入力軸回転速度NIが同期回転速度と同期すると、トルク相における、開始および完了が同期するように、エンジンのトルクアップ量が漸減されるとともに、解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchが漸減される。これにより、トルク相において、オートマチックトランスミッションの入力トルクTtに対して、摩擦係合要素のトルク容量Tchが大きくなったり、不足したりしないようにすることができる。そのため、オートマチックトランスミッションの出力トルクToの変動を小さくすることができる。
さらに、入力軸回転速度NIが同期回転速度よりも予め定められた範囲内で大きい状態で、解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減されるとともに、係合状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tclが漸増して、入力軸回転速度NIが同期回転速度まで低下される。これにより、入力軸回転速度NIを同期回転速度まで滑らかに低下させて、変速中におけるオートマチックトランスミッションの出力トルクToの変動を小さくすることができる。
さらに、入力軸回転速度NIが同期回転速度まで低下した場合、エンジンのトルクアップ量が漸減される。これにより、イナーシャ相の終期においては、エンジンの出力トルクを変化させずに、2つの摩擦係合要素のトルク容量のみを変化させることができる。これにより、オートマチックトランスミッションの出力トルクToの変動を小さくすることができる。
なお、入力軸回転速度NIの変化率が目標変化率ΔN(1)に達すると、ダウンシフトにより係合状態から解放状態にされる摩擦係合要素のトルク容量Tchの漸減を中止する代わりに、変速比の変化率が予め定められた目標値に達すると、トルク容量Tchの漸減を中止するようにしてもよい。
また、トルク容量Tchの漸減を中止した後、入力軸回転速度NIの変化率を目標変化率ΔN(1)に維持するようにトルク容量Tchを制御する代わりに、変速比の変化率を目標値に維持するようにしてもよい。これらの場合、出力軸回転速度を入力軸回転速度NIで除算することにより変速比を算出するようにしてもよい。
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。