変速制御装置
【課題】変速制御装置において、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とする。
【解決手段】自動変速機３２によるアップシフト前のエンジン回転数を検出する回転数検出手段と、記自動変速機３２によるアップシフト後のエンジン回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数とエンジン回転数に応じた機関最大トルクと基づいて自動変速機３２によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段とを設ける。
【解決手段】自動変速機３２によるアップシフト前のエンジン回転数を検出する回転数検出手段と、記自動変速機３２によるアップシフト後のエンジン回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数とエンジン回転数に応じた機関最大トルクと基づいて自動変速機３２によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速制御装置に関し、特に、過給機付きの内燃機関にて、過給圧に応じてアップシフトの許可と禁止を判定する制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に接続された自動変速機の変速制御装置では、一般的に、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み操作に応じたアクセル開度（または、スロットル開度）と現在の車両の速度に応じて車両の目標駆動力が設定され、この目標駆動力に基づいてエンジン回転数と変速段が設定される。この自動変速機の変速制御装置にて、アップシフト変速領域が設定されている。即ち、ドライバがアクセルペダルを踏み込んで車両が加速しているとき、車両の速度の上昇に応じて、アップシフトする制御が実行される。
【０００３】
このような自動変速機の変速制御装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたパワートレインの制御装置では、過給機による過給状態に応じてアップシフト禁止条件を変更している。具体的には、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差が所定値より大きい場合には、過給圧が増大していないものと推定し、アップシフトを禁止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７７４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のパワートレインの制御装置では、過給機による過給状態が十分でないときには、アップシフトを禁止している。この過給機による過給状態が十分であるかどうかの判定条件として、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差、つまり、吸入空気量（過給圧）の増減遅れを用いている。
【０００６】
ところが、過給機による過給状態が十分であったとしても、変速機がアップシフトされるとエンジン回転数が低下し、エンジンの低回転領域など排気ガス量が少なくて過給が効きにくい領域では、アップシフト後にエンジントルクが低下してドライバビリティが悪化してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とする変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の変速制御装置は、過給機を有する内燃機関の回転数を変速して出力可能な自動変速機を制御する変速制御装置において、前記自動変速機によるアップシフト前の前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記自動変速機によるアップシフト後の前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数と前記内燃機関の回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて前記自動変速機によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の変速制御装置では、前記内燃機関から前記自動変速機に入力する変速機入力軸回転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、前記内燃機関と前記自動変速機との間に設けられるトルクコンバータのスリップ量を検出するスリップ量検出手段とを設け、 前記回転数推定手段は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定することを特徴としている。
【００１０】
本発明の変速制御装置では、前記過給機の過給圧を検出する過給圧検出手段と、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出する変速前駆動トルク算出手段と、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出する変速後駆動トルク算出手段とを設け、前記アップシフト判定手段は、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときに前記自動変速機によるアップシフトを禁止することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の変速制御装置によれば、自動変速機によるアップシフト前の内燃機関の実回転数と、自動変速機によるアップシフト後の内燃機関の推定回転数と、内燃機関の回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて自動変速機によるアップシフトを禁止している。従って、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る変速制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御を表すフローチャートである。
【図３】図３は、アップシフト制御によるエンジン回転数に対するエンジントルクを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る変速制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る変速制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御を表すフローチャート、図３は、アップシフト制御によるエンジン回転数に対するエンジントルクを表すグラフである。
【００１５】
本実施例の変速制御装置において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１は、図示しないが、シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されて構成され、複数の気筒が配列されて形成され、この各気筒にピストンが昇降自在に嵌合し、各ピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。
【００１６】
エンジン１１の燃焼室（気筒）には、吸気ポートを介して吸気マニホールド１２が連結され、この吸気マニホールド１２にはサージタンク１３を介して吸気管１４が連結されている。この吸気管１４は、空気取入口にエアクリーナ１５が取付けられており、エアクリーナ１５の下流側に位置してスロットル弁を有する電子スロットル装置１６が設けられている。
【００１７】
また、エンジン１１の燃焼室（気筒）には、排気ポートを介して排気マニホールド１７が連結され、この排気マニホールド１７に排気管１８が連結されており、この排気管１８には、三元触媒１９，２０が装着されている。
【００１８】
吸気管１４及び排気管１８には、ターボ過給機２１が設けられている。このターボ過給機２１は、吸気管１４に設けられたコンプレッサ２１ａと排気管１８に設けられたタービン２１ｂとが駆動軸２１ｃにより一体に連結されてなる。そして、このターボ過給機２１におけるコンプレッサ２１ａの下流側の吸気管１４には、このコンプレッサ２１ａにより過給されて温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラ２２が設けられている。
【００１９】
なお、エンジン１１の内部には、吸気ポートまたは燃焼室に燃料を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室の混合気に対して点火する点火プラグが装着されている。
【００２０】
車両には、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２３が搭載されており、このＥＣＵ２３は、インジェクタによる燃料噴射量や噴射時期、点火プラグによる点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２１】
即ち、吸気管１４の上流側にはエアフローセンサ２４が装着され、計測した吸入空気量をＥＣＵ２３に出力している。電子スロットル装置１６にはスロットルポジションセンサ２５が設けられ、現在のスロットル開度をＥＣＵ２３に出力している。クランクシャフトにはクランク角センサ２６が設けられ、検出したクランク角度をＥＣＵ２３に出力し、ＥＣＵ２３はクランク角度に基づいてエンジン回転数を算出する。サージタンク１３には、ターボ過給機２１（コンプレッサ２１ａ）により過給された吸気の過給圧を検出する過給圧センサ２７が設けられ、検出した過給圧をＥＣＵ２３に出力している。また、アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２８が設けられており、検出したアクセル開度をＥＣＵ２３に出力している。
【００２２】
このように構成されたエンジン１１には、トルクコンバータ３１を介して有段式の自動変速機３２が連結されている。そして、自動変速機３２は、出力側にプロペラシャフト３３が連結され、このプロペラシャフト３３にデファレンシャルギア３４を介して左右のドライブシャフト３５が連結され、このドライブシャフト３５に左右の駆動輪３６が連結されている。
【００２３】
従って、エンジン１１が駆動すると、その駆動力がクランクシャフトから出力され、トルクコンバータ３１を介して自動変速機３２の入力軸に入力され、ここで所定の変速比に減速される。そして、減速後の駆動力が自動変速機３２の出力軸からプロペラシャフト３３に出力され、このプロペラシャフト３３からデファレンシャルギア３４を介して左右のドライブシャフト３５に伝達され、左右の駆動輪３６を駆動回転することができる。
【００２４】
この自動変速機３２は、油圧制御装置３７により油圧制御される。上述したＥＣＵ２３は、この油圧制御装置３７を制御して自動変速機３２を油圧制御することで、変速タイミングなどを制御可能となっている。即ち、自動変速機３２には、入力軸回転数を検出する入力軸回転数センサ３８が設けられており、検出した入力軸回転数をＥＣＵ２３に出力している。運転者が操作するシフトレバー装置には、操作位置、つまり、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）を検出するシフトセンサ３９が設けられ、検出した操作信号をＥＣＵ２３に出力している。車両には、速度を検出する車速センサ４０が設けられており、検出した車速をＥＣＵ２３に出力している。
【００２５】
従って、ＥＣＵ２３は、シフトセンサ３９により、シフトレバー装置の操作位置がドライブ（Ｄ）にあるとき、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）と車速に応じて、自動変速機３２の変速を制御している。
【００２６】
この場合、ＥＣＵ２３は、予め設定された変速マップ（変速線）に基づいて自動変速機３２による変速制御を実行する。この変速マップは、例えば、縦軸をアクセル開度とし、横軸を車速としたものであり、車両の走行状態としてのアクセル開度及び車速と、自動変速機３２の変速段の目標値である目標変速段との対応関係を定めたものである。つまり、ＥＣＵ２３は、アクセル開度と車速に応じて複数の変速段の切り替えタイミングが設定され、アップシフト制御やダウンシフト制御を実行する。
【００２７】
そして、本実施例の変速制御装置では、自動変速機３２によるアップシフト前のエンジン１１の回転数を検出する回転数検出手段と、自動変速機３２によるアップシフト後のエンジン１１の回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数とエンジン回転数に応じたエンジン最大トルクとに基づいて自動変速機によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段とを設けている。
【００２８】
本実施例にて、回転数検出手段は、ＥＣＵ２３及びクランク角センサ２６が機能し、回転数推定手段は、ＥＣＵ２３が機能し、アップシフト判定手段は、ＥＣＵ２３が機能する。また、エンジン回転数に応じたエンジン最大トルクは、エンジン１１の設計値であり、予め設定されている。
【００２９】
この場合、エンジン１１から自動変速機３２に入力する変速機入力軸回転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、エンジン１１と自動変速機３２との間に設けられるトルクコンバータ３１のスリップ量を検出するスリップ量検出手段とを設け、回転数推定手段としてのＥＣＵ２３は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定している。
【００３０】
本実施例にて、変速機入力軸回転数検出手段は、入力軸回転数センサ３８が機能する。また、スリップ量検出手段は、トルクコンバータ３１の作動状態に応じて異なるスリップ量を設定する。即ち、トルクコンバータ３１は、ロックアップ機構を有していることから、ロックアップＯＮ時と、フレックスロックアップ時と、ロックアップＯＦＦ時でスリップ量が異なる。ロックアップＯＮ時は、エンジン１１のクランクシャフトと自動変速機３２の入力軸が直結状態になることから、スリップ量は０となる。フレックスロックアップ時は、トルクコンバータ３１（ロックアップクラッチ）を所定の回転数で定常的に滑らせて使用することから、スリップ量は設定値となる。ロックアップＯＦＦ時は、トルクコンバータ３１（ロックアップクラッチ）が車両の走行状態に応じて滑らせて使用することから、スリップ量は初期値を０とし、マップにより求める。このマップは、アクセル開度と変速機入力軸回転数とに応じてスリップ量を設定するものであり、データを学習制御により蓄積していく。
【００３１】
また、本実施例の変速制御装置では、ターボ過給機２１の過給圧を検出する過給圧検出手段と、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出する変速前駆動トルク算出手段と、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出する変速後駆動トルク算出手段とを設け、アップシフト判定手段としてのＥＣＵ２３は、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときに自動変速機３２によるアップシフトを禁止している。
【００３２】
この場合、過給圧検出手段は、過給圧センサ２７が機能し、変速前駆動トルク算出手段、変速後駆動トルク算出手段は、ＥＣＵ２３が機能する。
【００３３】
ここで、本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御について、図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００３４】
本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ２３は、車速とアクセル開度を読込み、ステップＳ１２にて、アップシフトの判断を行う。このアップシフトの判断とは、前述した変速マップ（車速−アクセル開度−変速段）を用い、アップシフトが必要であるかを判定する。ここで、アップシフトが必要でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００３５】
一方、ステップＳ１２にて、アップシフトが必要であると判定されたら、ステップＳ１３にて、ＥＣＵ２３は、アクセル開度の変化量が０以上かどうかを判定する。ここで、アクセル開度の変化量が０以上でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、アクセル開度の変化量が０以上であると判定されたら、ステップＳ１４に移行する。
【００３６】
ステップＳ１４にて、ＥＣＵ２３は、アップシフト（変速）前、つまり、現在のエンジン回転数（実回転数）と現在の過給圧を読込み、ステップＳ１５にて、アップシフト（変速）後のエンジン回転数（推定回転数）を算出する。この場合、ＥＣＵ２３は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト（変速）後のエンジン回転数（推定回転数）を算出する。なお、スリップ量、トルクコンバータ３１の作動状態に応じて設定する。
【００３７】
そして、ステップＳ１６にて、アップシフト（変速）前のエンジントルクと、アップシフト（変速）後のエンジントルク最大値を算出する。この場合、アップシフト前のエンジン回転数と過給圧とに基づいてアップシフト（変速）前駆動トルクを算出する。また、アップシフト後のエンジン回転数と機関最大トルクとに基づいてアップシフト（変速）後駆動トルクを算出する。この場合、エンジン１１の設計値に基づいて、回転数に応じた最大トルクが設定されており、ＥＣＵ２３は、これを、例えば、マップとして記憶している。
【００３８】
ステップＳ１７にて、ＥＣＵ２３は、アップシフト前駆動トルクとアップシフト後駆動トルク最大値との偏差（差分）が予め設定された所定値ａより小さいかどうかを判定する。ここで、アップシフト前駆動トルクとアップシフト後駆動トルク最大値との偏差が所定値ａより小さいと判定されたら、アップシフト後駆動トルクの低下が大きくないため、ステップＳ１８にて、自動変速機３２によるアップシフトを許可する。一方、アップシフト前駆動トルクとアップシフト後駆動トルク最大値との偏差が所定値ａ以上であると判定されたら、アップシフト後駆動トルクの低下が大きいため、ステップＳ１９にて、自動変速機３２によるアップシフトを禁止する。
【００３９】
即ち、アップシフト前駆動トルクに対して、アップシフト後駆動トルク最大値がそれほど低くないときには、自動変速機３２によるアップシフトを実行しても車両のトルク変動が少ないため、このアップシフトを許可する。一方、アップシフト前駆動トルクに対して、アップシフト後駆動トルクが低いときには、自動変速機３２によるアップシフトを実行すると車両のトルク変動が大きいため、このアップシフトを禁止する。
【００４０】
図３のアップシフト制御によるエンジン回転数（ｒｐｍ）に対するエンジントルク（Ｎｍ）を表すグラフで詳細に説明する。図３のグラフにて、横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジントルクであり、最大エンジントルク（機関最大トルク）が設定されると共に、エンジン１１が発揮できるエンジントルクの領域が過給圧−４０〜８０ｋＰａに応じて区画されている。
【００４１】
このグラフからわかるように、アップシフト前駆動トルクＴ１（□）に対して、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ２（△）を推定すると、アップシフト後は、エンジン回転数が低下すると共に過給圧が低下し、且つ、最大エンジントルクにより規定されることから、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ２（△）は低下することとなり、この場合、アップシフトを禁止する。
【００４２】
一方、アップシフト前駆動トルクＴ３（□）に対して、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ４（○）を推定すると、アップシフト後は、エンジン回転数が低下するものの、過給圧が低下することはなく、且つ、最大エンジントルクが十分に高いことから、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ４（○）は低下することはなく、この場合、アップシフトを許可する。なお、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ４（○）は、最大エンジントルクに依存することで、過給圧が８０を超えるが、実際に、アップシフト後駆動トルクは、アップシフト後のアクセル開度（スロットル開度）に依存することから、アップシフト後駆動トルクＴ５（○）となる。
【００４３】
このように本実施例の変速制御装置にあっては、ターボ過給機２１を有するエンジン１１の回転数を変速して出力可能な自動変速機３２を制御するように構成し、自動変速機３２によるアップシフト前のエンジン回転数を検出する回転数検出手段と、自動変速機３２によるアップシフト後のエンジン回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数とエンジン回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて自動変速機３２によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段とを設けている。
【００４４】
従って、エンジントルクが機関最大トルクにより規定されることで、アップシフト前後のエンジン回転数と機関最大トルクとに基づいてアップシフト後のトルク変動が推定されることから、この構成により自動変速機３２によるアップシフトの許可と禁止を適正に判定することができ、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とすることができる。
【００４５】
また、本実施例の駆動力制御装置では、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定している。従って、アップシフト後の推定回転数を高精度に検出することができる。
【００４６】
また、本実施例の駆動力制御装置では、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出し、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出し、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときには、自動変速機３２によるアップシフトを禁止している。従って、アップシフト後の駆動トルクが低下すると推定されるときには、アップシフトを禁止することで、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とすることができる。
【００４７】
なお、上述した実施例では、アップシフト前のエンジン回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出したが、過給圧に代えて、スロットル開度、吸入空気量などを適用してもよい。また、アップシフト後のエンジン回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出したが、アップシフト後のエンジン回転数と機関最大トルクに加えて、スロットル開度を加えて変速後駆動トルク最大値を算出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明に係る変速制御装置は、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいてアップシフトの許可と禁止を判定することで、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とするものであり、いずれの車両に適用しても有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１１ エンジン（内燃機関）
２１ ターボ過給機
２３ 電子制御ユニット、ＥＣＵ（回転数検出手段、回転数推定手段、アップシフト判定手段、スリップ量検出手段、変速前駆動トルク算出手段、変速後駆動トルク算出手段）
２６ クランク角センサ（回転数検出手段）
２７ 過給圧センサ（過給圧検出手段）
３１ トルクコンバータ
３２ 自動変速機
３７ 油圧制御装置
３８ 入力軸回転数センサ（変速機入力軸回転数検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速制御装置に関し、特に、過給機付きの内燃機関にて、過給圧に応じてアップシフトの許可と禁止を判定する制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に接続された自動変速機の変速制御装置では、一般的に、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み操作に応じたアクセル開度（または、スロットル開度）と現在の車両の速度に応じて車両の目標駆動力が設定され、この目標駆動力に基づいてエンジン回転数と変速段が設定される。この自動変速機の変速制御装置にて、アップシフト変速領域が設定されている。即ち、ドライバがアクセルペダルを踏み込んで車両が加速しているとき、車両の速度の上昇に応じて、アップシフトする制御が実行される。
【０００３】
このような自動変速機の変速制御装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたパワートレインの制御装置では、過給機による過給状態に応じてアップシフト禁止条件を変更している。具体的には、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差が所定値より大きい場合には、過給圧が増大していないものと推定し、アップシフトを禁止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７７４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のパワートレインの制御装置では、過給機による過給状態が十分でないときには、アップシフトを禁止している。この過給機による過給状態が十分であるかどうかの判定条件として、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいた標準トルクと、吸入空気量とエンジン回転数とに基づいた実トルクとの差、つまり、吸入空気量（過給圧）の増減遅れを用いている。
【０００６】
ところが、過給機による過給状態が十分であったとしても、変速機がアップシフトされるとエンジン回転数が低下し、エンジンの低回転領域など排気ガス量が少なくて過給が効きにくい領域では、アップシフト後にエンジントルクが低下してドライバビリティが悪化してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とする変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の変速制御装置は、過給機を有する内燃機関の回転数を変速して出力可能な自動変速機を制御する変速制御装置において、前記自動変速機によるアップシフト前の前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記自動変速機によるアップシフト後の前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数と前記内燃機関の回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて前記自動変速機によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の変速制御装置では、前記内燃機関から前記自動変速機に入力する変速機入力軸回転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、前記内燃機関と前記自動変速機との間に設けられるトルクコンバータのスリップ量を検出するスリップ量検出手段とを設け、 前記回転数推定手段は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定することを特徴としている。
【００１０】
本発明の変速制御装置では、前記過給機の過給圧を検出する過給圧検出手段と、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出する変速前駆動トルク算出手段と、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出する変速後駆動トルク算出手段とを設け、前記アップシフト判定手段は、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときに前記自動変速機によるアップシフトを禁止することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の変速制御装置によれば、自動変速機によるアップシフト前の内燃機関の実回転数と、自動変速機によるアップシフト後の内燃機関の推定回転数と、内燃機関の回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて自動変速機によるアップシフトを禁止している。従って、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る変速制御装置を表す概略構成図である。
【図２】図２は、本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御を表すフローチャートである。
【図３】図３は、アップシフト制御によるエンジン回転数に対するエンジントルクを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る変速制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る変速制御装置を表す概略構成図、図２は、本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御を表すフローチャート、図３は、アップシフト制御によるエンジン回転数に対するエンジントルクを表すグラフである。
【００１５】
本実施例の変速制御装置において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１は、図示しないが、シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されて構成され、複数の気筒が配列されて形成され、この各気筒にピストンが昇降自在に嵌合し、各ピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。
【００１６】
エンジン１１の燃焼室（気筒）には、吸気ポートを介して吸気マニホールド１２が連結され、この吸気マニホールド１２にはサージタンク１３を介して吸気管１４が連結されている。この吸気管１４は、空気取入口にエアクリーナ１５が取付けられており、エアクリーナ１５の下流側に位置してスロットル弁を有する電子スロットル装置１６が設けられている。
【００１７】
また、エンジン１１の燃焼室（気筒）には、排気ポートを介して排気マニホールド１７が連結され、この排気マニホールド１７に排気管１８が連結されており、この排気管１８には、三元触媒１９，２０が装着されている。
【００１８】
吸気管１４及び排気管１８には、ターボ過給機２１が設けられている。このターボ過給機２１は、吸気管１４に設けられたコンプレッサ２１ａと排気管１８に設けられたタービン２１ｂとが駆動軸２１ｃにより一体に連結されてなる。そして、このターボ過給機２１におけるコンプレッサ２１ａの下流側の吸気管１４には、このコンプレッサ２１ａにより過給されて温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラ２２が設けられている。
【００１９】
なお、エンジン１１の内部には、吸気ポートまたは燃焼室に燃料を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室の混合気に対して点火する点火プラグが装着されている。
【００２０】
車両には、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２３が搭載されており、このＥＣＵ２３は、インジェクタによる燃料噴射量や噴射時期、点火プラグによる点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２１】
即ち、吸気管１４の上流側にはエアフローセンサ２４が装着され、計測した吸入空気量をＥＣＵ２３に出力している。電子スロットル装置１６にはスロットルポジションセンサ２５が設けられ、現在のスロットル開度をＥＣＵ２３に出力している。クランクシャフトにはクランク角センサ２６が設けられ、検出したクランク角度をＥＣＵ２３に出力し、ＥＣＵ２３はクランク角度に基づいてエンジン回転数を算出する。サージタンク１３には、ターボ過給機２１（コンプレッサ２１ａ）により過給された吸気の過給圧を検出する過給圧センサ２７が設けられ、検出した過給圧をＥＣＵ２３に出力している。また、アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２８が設けられており、検出したアクセル開度をＥＣＵ２３に出力している。
【００２２】
このように構成されたエンジン１１には、トルクコンバータ３１を介して有段式の自動変速機３２が連結されている。そして、自動変速機３２は、出力側にプロペラシャフト３３が連結され、このプロペラシャフト３３にデファレンシャルギア３４を介して左右のドライブシャフト３５が連結され、このドライブシャフト３５に左右の駆動輪３６が連結されている。
【００２３】
従って、エンジン１１が駆動すると、その駆動力がクランクシャフトから出力され、トルクコンバータ３１を介して自動変速機３２の入力軸に入力され、ここで所定の変速比に減速される。そして、減速後の駆動力が自動変速機３２の出力軸からプロペラシャフト３３に出力され、このプロペラシャフト３３からデファレンシャルギア３４を介して左右のドライブシャフト３５に伝達され、左右の駆動輪３６を駆動回転することができる。
【００２４】
この自動変速機３２は、油圧制御装置３７により油圧制御される。上述したＥＣＵ２３は、この油圧制御装置３７を制御して自動変速機３２を油圧制御することで、変速タイミングなどを制御可能となっている。即ち、自動変速機３２には、入力軸回転数を検出する入力軸回転数センサ３８が設けられており、検出した入力軸回転数をＥＣＵ２３に出力している。運転者が操作するシフトレバー装置には、操作位置、つまり、パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）を検出するシフトセンサ３９が設けられ、検出した操作信号をＥＣＵ２３に出力している。車両には、速度を検出する車速センサ４０が設けられており、検出した車速をＥＣＵ２３に出力している。
【００２５】
従って、ＥＣＵ２３は、シフトセンサ３９により、シフトレバー装置の操作位置がドライブ（Ｄ）にあるとき、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）と車速に応じて、自動変速機３２の変速を制御している。
【００２６】
この場合、ＥＣＵ２３は、予め設定された変速マップ（変速線）に基づいて自動変速機３２による変速制御を実行する。この変速マップは、例えば、縦軸をアクセル開度とし、横軸を車速としたものであり、車両の走行状態としてのアクセル開度及び車速と、自動変速機３２の変速段の目標値である目標変速段との対応関係を定めたものである。つまり、ＥＣＵ２３は、アクセル開度と車速に応じて複数の変速段の切り替えタイミングが設定され、アップシフト制御やダウンシフト制御を実行する。
【００２７】
そして、本実施例の変速制御装置では、自動変速機３２によるアップシフト前のエンジン１１の回転数を検出する回転数検出手段と、自動変速機３２によるアップシフト後のエンジン１１の回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数とエンジン回転数に応じたエンジン最大トルクとに基づいて自動変速機によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段とを設けている。
【００２８】
本実施例にて、回転数検出手段は、ＥＣＵ２３及びクランク角センサ２６が機能し、回転数推定手段は、ＥＣＵ２３が機能し、アップシフト判定手段は、ＥＣＵ２３が機能する。また、エンジン回転数に応じたエンジン最大トルクは、エンジン１１の設計値であり、予め設定されている。
【００２９】
この場合、エンジン１１から自動変速機３２に入力する変速機入力軸回転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、エンジン１１と自動変速機３２との間に設けられるトルクコンバータ３１のスリップ量を検出するスリップ量検出手段とを設け、回転数推定手段としてのＥＣＵ２３は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定している。
【００３０】
本実施例にて、変速機入力軸回転数検出手段は、入力軸回転数センサ３８が機能する。また、スリップ量検出手段は、トルクコンバータ３１の作動状態に応じて異なるスリップ量を設定する。即ち、トルクコンバータ３１は、ロックアップ機構を有していることから、ロックアップＯＮ時と、フレックスロックアップ時と、ロックアップＯＦＦ時でスリップ量が異なる。ロックアップＯＮ時は、エンジン１１のクランクシャフトと自動変速機３２の入力軸が直結状態になることから、スリップ量は０となる。フレックスロックアップ時は、トルクコンバータ３１（ロックアップクラッチ）を所定の回転数で定常的に滑らせて使用することから、スリップ量は設定値となる。ロックアップＯＦＦ時は、トルクコンバータ３１（ロックアップクラッチ）が車両の走行状態に応じて滑らせて使用することから、スリップ量は初期値を０とし、マップにより求める。このマップは、アクセル開度と変速機入力軸回転数とに応じてスリップ量を設定するものであり、データを学習制御により蓄積していく。
【００３１】
また、本実施例の変速制御装置では、ターボ過給機２１の過給圧を検出する過給圧検出手段と、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出する変速前駆動トルク算出手段と、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出する変速後駆動トルク算出手段とを設け、アップシフト判定手段としてのＥＣＵ２３は、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときに自動変速機３２によるアップシフトを禁止している。
【００３２】
この場合、過給圧検出手段は、過給圧センサ２７が機能し、変速前駆動トルク算出手段、変速後駆動トルク算出手段は、ＥＣＵ２３が機能する。
【００３３】
ここで、本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御について、図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００３４】
本実施例の変速制御装置におけるアップシフト制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ２３は、車速とアクセル開度を読込み、ステップＳ１２にて、アップシフトの判断を行う。このアップシフトの判断とは、前述した変速マップ（車速−アクセル開度−変速段）を用い、アップシフトが必要であるかを判定する。ここで、アップシフトが必要でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。
【００３５】
一方、ステップＳ１２にて、アップシフトが必要であると判定されたら、ステップＳ１３にて、ＥＣＵ２３は、アクセル開度の変化量が０以上かどうかを判定する。ここで、アクセル開度の変化量が０以上でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、アクセル開度の変化量が０以上であると判定されたら、ステップＳ１４に移行する。
【００３６】
ステップＳ１４にて、ＥＣＵ２３は、アップシフト（変速）前、つまり、現在のエンジン回転数（実回転数）と現在の過給圧を読込み、ステップＳ１５にて、アップシフト（変速）後のエンジン回転数（推定回転数）を算出する。この場合、ＥＣＵ２３は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト（変速）後のエンジン回転数（推定回転数）を算出する。なお、スリップ量、トルクコンバータ３１の作動状態に応じて設定する。
【００３７】
そして、ステップＳ１６にて、アップシフト（変速）前のエンジントルクと、アップシフト（変速）後のエンジントルク最大値を算出する。この場合、アップシフト前のエンジン回転数と過給圧とに基づいてアップシフト（変速）前駆動トルクを算出する。また、アップシフト後のエンジン回転数と機関最大トルクとに基づいてアップシフト（変速）後駆動トルクを算出する。この場合、エンジン１１の設計値に基づいて、回転数に応じた最大トルクが設定されており、ＥＣＵ２３は、これを、例えば、マップとして記憶している。
【００３８】
ステップＳ１７にて、ＥＣＵ２３は、アップシフト前駆動トルクとアップシフト後駆動トルク最大値との偏差（差分）が予め設定された所定値ａより小さいかどうかを判定する。ここで、アップシフト前駆動トルクとアップシフト後駆動トルク最大値との偏差が所定値ａより小さいと判定されたら、アップシフト後駆動トルクの低下が大きくないため、ステップＳ１８にて、自動変速機３２によるアップシフトを許可する。一方、アップシフト前駆動トルクとアップシフト後駆動トルク最大値との偏差が所定値ａ以上であると判定されたら、アップシフト後駆動トルクの低下が大きいため、ステップＳ１９にて、自動変速機３２によるアップシフトを禁止する。
【００３９】
即ち、アップシフト前駆動トルクに対して、アップシフト後駆動トルク最大値がそれほど低くないときには、自動変速機３２によるアップシフトを実行しても車両のトルク変動が少ないため、このアップシフトを許可する。一方、アップシフト前駆動トルクに対して、アップシフト後駆動トルクが低いときには、自動変速機３２によるアップシフトを実行すると車両のトルク変動が大きいため、このアップシフトを禁止する。
【００４０】
図３のアップシフト制御によるエンジン回転数（ｒｐｍ）に対するエンジントルク（Ｎｍ）を表すグラフで詳細に説明する。図３のグラフにて、横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジントルクであり、最大エンジントルク（機関最大トルク）が設定されると共に、エンジン１１が発揮できるエンジントルクの領域が過給圧−４０〜８０ｋＰａに応じて区画されている。
【００４１】
このグラフからわかるように、アップシフト前駆動トルクＴ１（□）に対して、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ２（△）を推定すると、アップシフト後は、エンジン回転数が低下すると共に過給圧が低下し、且つ、最大エンジントルクにより規定されることから、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ２（△）は低下することとなり、この場合、アップシフトを禁止する。
【００４２】
一方、アップシフト前駆動トルクＴ３（□）に対して、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ４（○）を推定すると、アップシフト後は、エンジン回転数が低下するものの、過給圧が低下することはなく、且つ、最大エンジントルクが十分に高いことから、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ４（○）は低下することはなく、この場合、アップシフトを許可する。なお、アップシフト後駆動トルク最大値Ｔ４（○）は、最大エンジントルクに依存することで、過給圧が８０を超えるが、実際に、アップシフト後駆動トルクは、アップシフト後のアクセル開度（スロットル開度）に依存することから、アップシフト後駆動トルクＴ５（○）となる。
【００４３】
このように本実施例の変速制御装置にあっては、ターボ過給機２１を有するエンジン１１の回転数を変速して出力可能な自動変速機３２を制御するように構成し、自動変速機３２によるアップシフト前のエンジン回転数を検出する回転数検出手段と、自動変速機３２によるアップシフト後のエンジン回転数を推定する回転数推定手段と、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数とエンジン回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて自動変速機３２によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段とを設けている。
【００４４】
従って、エンジントルクが機関最大トルクにより規定されることで、アップシフト前後のエンジン回転数と機関最大トルクとに基づいてアップシフト後のトルク変動が推定されることから、この構成により自動変速機３２によるアップシフトの許可と禁止を適正に判定することができ、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とすることができる。
【００４５】
また、本実施例の駆動力制御装置では、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定している。従って、アップシフト後の推定回転数を高精度に検出することができる。
【００４６】
また、本実施例の駆動力制御装置では、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出し、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出し、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときには、自動変速機３２によるアップシフトを禁止している。従って、アップシフト後の駆動トルクが低下すると推定されるときには、アップシフトを禁止することで、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とすることができる。
【００４７】
なお、上述した実施例では、アップシフト前のエンジン回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出したが、過給圧に代えて、スロットル開度、吸入空気量などを適用してもよい。また、アップシフト後のエンジン回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出したが、アップシフト後のエンジン回転数と機関最大トルクに加えて、スロットル開度を加えて変速後駆動トルク最大値を算出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明に係る変速制御装置は、アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいてアップシフトの許可と禁止を判定することで、アップシフトによる駆動トルクの低下を抑制してドライバビリティの向上を可能とするものであり、いずれの車両に適用しても有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１１ エンジン（内燃機関）
２１ ターボ過給機
２３ 電子制御ユニット、ＥＣＵ（回転数検出手段、回転数推定手段、アップシフト判定手段、スリップ量検出手段、変速前駆動トルク算出手段、変速後駆動トルク算出手段）
２６ クランク角センサ（回転数検出手段）
２７ 過給圧センサ（過給圧検出手段）
３１ トルクコンバータ
３２ 自動変速機
３７ 油圧制御装置
３８ 入力軸回転数センサ（変速機入力軸回転数検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を有する内燃機関の回転数を変速して出力可能な自動変速機を制御する変速制御装置において、
前記自動変速機によるアップシフト前の前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記自動変速機によるアップシフト後の前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、
アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数と前記内燃機関の回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて前記自動変速機によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段と、
を備えることを特徴とする変速制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関から前記自動変速機に入力する変速機入力軸回転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、前記内燃機関と前記自動変速機との間に設けられるトルクコンバータのスリップ量を検出するスリップ量検出手段とを設け、
前記回転数推定手段は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定することを特徴とする変速制御装置。
【請求項３】
前記過給機の過給圧を検出する過給圧検出手段と、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出する変速前駆動トルク算出手段と、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出する変速後駆動トルク算出手段とを設け、
前記アップシフト判定手段は、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときに前記自動変速機によるアップシフトを禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の変速制御装置。
【請求項１】
過給機を有する内燃機関の回転数を変速して出力可能な自動変速機を制御する変速制御装置において、
前記自動変速機によるアップシフト前の前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記自動変速機によるアップシフト後の前記内燃機関の回転数を推定する回転数推定手段と、
アップシフト前の実回転数とアップシフト後の推定回転数と前記内燃機関の回転数に応じた機関最大トルクとに基づいて前記自動変速機によるアップシフトの許可と禁止を判定するアップシフト判定手段と、
を備えることを特徴とする変速制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関から前記自動変速機に入力する変速機入力軸回転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、前記内燃機関と前記自動変速機との間に設けられるトルクコンバータのスリップ量を検出するスリップ量検出手段とを設け、
前記回転数推定手段は、アップシフト前の変速機入力軸回転数とアップシフトにより変更されるギア比とに基づいてアップシフト後の変速機入力軸回転数を算出し、アップシフト後の変速機入力軸回転数にスリップ量を加算することで、アップシフト後の推定回転数を推定することを特徴とする変速制御装置。
【請求項３】
前記過給機の過給圧を検出する過給圧検出手段と、アップシフト前の実回転数と過給圧とに基づいて変速前駆動トルクを算出する変速前駆動トルク算出手段と、アップシフト後の推定回転数と機関最大トルクとに基づいて変速後駆動トルク最大値を算出する変速後駆動トルク算出手段とを設け、
前記アップシフト判定手段は、変速前駆動トルクと変速後駆動トルク最大値との偏差が予め設定された所定値以上であるときに前記自動変速機によるアップシフトを禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の変速制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２１００４２（Ｐ２０１０−２１００４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８１３８（Ｐ２００９−５８１３８）
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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