JP6323255B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は車両の制御装置に関し、特に、エンジンと自動変速機を備えた車両の制御装置に関する。

特許文献１には、車両の減速度に応じて目標ギヤ段を逐次算出するとともに、車両の前後方向の加速度が極小値となるタイミングで、自動変速機のギヤ段を現在のギヤ段から目標ギヤ段まで一括変速する方法が開示されている。この方法によれば、ギヤ段を１段ずつ順番に変速するよりも変速時間を短縮することができる。

特開２０１３−１８９９９９号公報

ところで、自動変速機を備えた車両では、ブレーキ減速時におけるダウン変速は、アクセル全閉状態でのコーストダウン変速を前提としている。コーストダウン変速では、自動変速機の係合要素の伝達トルク容量を上昇させて自動変速機の入力軸の回転数を持ち上げることにより変速を行なう。伝達トルク容量の上昇率を上げると、変速時間が短くなるが、入力軸のイナーシャ（主にエンジンイナーシャ）により減速感が出てしまう。したがって、伝達トルク容量の上昇率を上げることができないので、変速時間が長くなり、ギヤ段を１段ずつ順番に変速する方法では変速時間がさらに長くなる。

一方、変速時にエンジンの回転数と自動変速機の入力軸の回転数とが同期するようにエンジンの回転数を上昇させるブリッピングを行なえば、伝達トルク容量の上昇率を上げても減速感を出さずに変速することができ、変速時間を短縮することができる。ブリッピングを伴うダウン変速では、変速時間はエンジンの吹上量に依存する。

自動変速機のギヤ段を一括変速する方法ではブリッピング時におけるエンジンの吹上量が大きいのに対し、自動変速機のギヤ段を１段ずつ順番に変速する方法ではブリッピング時におけるエンジンの吹上量が小さい。このため、ブリッピングを伴うダウン変速では、ギヤ段を一括変速すると、ギヤ段を１段ずつ順番に変速するよりも変速時間が却って長くなるという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、自動変速機のギヤ段を迅速に変速することが可能な車両の制御装置を提供することである。

この発明に係る車両の制御装置は、エンジンと自動変速機を備えた車両の制御装置であって、車両の減速度に基づいて再加速時における自動変速機の目標ギヤ段を逐次算出し、エンジンと自動変速機の高応答制御が可能である第１の場合は、目標ギヤ段が変更される毎に自動変速機のギヤ段を目標ギヤ段に変速させ、高応答制御が可能でない第２の場合は、減速度が極小値となるタイミングで自動変速機のギヤ段を目標ギヤ段に一括変速させる変速制御部と、第１の場合は、エンジンの回転数と自動変速機の入力軸の回転数とが同期するようにエンジンの回転数を上昇させるブリッピング動作を自動変速機のギヤ段の変速時に実行し、第２の場合はブリッピング動作を実行しないエンジン制御部とを備えたものである。

したがって、高応答制御が可能である場合はブリッピングを伴う逐次変速を実行し、高応答制御が可能でない場合はブリッピングを伴わない一括変速を実行するので、変速時間の短縮化を図ることができる。

好ましくは、さらに、エンジンの冷却水と自動変速機の油の温度に基づいて高応答制御が可能か否かを判定する判定部を備える。変速制御部およびエンジン制御部の各々は判定部の判定結果に基づいて動作する。この場合は、高応答制御が可能か否かを容易に判定することができる。

好ましくは、判定部は、エンジンの冷却水の温度が予め定められた第１の温度よりも高く、自動変速機の油の温度が予め定められた第２の温度よりも高く、かつイグニッションスイッチがオンされた後における自動変速機のギヤ段の変速履歴がある場合に、高応答制御が可能であると判定する。この場合は、高応答制御が可能か否かを容易か確実に判定することができる。

好ましくは、車両の減速度は、車両の前後加速度と左右加速度との合成加速度である。この場合は、車両が旋回中であるか否かを容易かつ確実に検出することができる。

好ましくは、変速制御部は、第２の場合は、さらに、左右加速度が予め定められたしきい値を超えたときに自動変速機のギヤ段を目標ギヤ段に一括変速させる。この場合は、合成加速度が極小値とならない場合でも、車両の旋回時にギヤ段を一括変速させることができる。

好ましくは、自動変速機は、自動変速機のギヤ段の変速時に中継する必要のある中継ギア段を含む。変速制御部は、第２の場合は、さらに、目標ギヤ段が中継ギヤ段となったときに自動変速機のギヤ段を目標ギヤ段に一括変速させる。この場合は、減速度が極小値となったタイミングで中継ギヤ段を経て目標ギヤ段に変速するよりも迅速に変速することができる。

好ましくは、変速制御部は、第２の場合は、さらに、車両の速度が低下して目標ギヤ段が更新されたときに自動変速機のギヤ段を目標ギヤ段に一括変速させる。この場合は、減速度が極小値となったタイミングで一括変速するよりも迅速に変速することができる。

この発明に係る車両の制御装置では、高応答制御が可能である場合はブリッピングを伴う逐次変速を実行し、高応答制御が可能でない場合はブリッピングを伴わない一括変速を実行するので、変速時間の短縮化を図ることができる。

この発明の一実施の形態による車両の要部を示すブロック図である。 図１に示した高応答制御許可判定部の動作を示すフローチャートである。 図１に示した目標ギヤ段算出部の基本動作を示すフローチャートである。 車速とペダル開度とギヤ段との関係を示す図である。 図１に示した目標ギヤ段実現部の動作を示すフローチャートである。 コーナーにおける車両の加速度の変化を示す図である。 駆動力要求割合を説明するための図である。 減速時における目標ギヤ段算出部の動作を示すフローチャートである。 車速低下に伴うダウンシフト動作を説明するための図である。 図８に示した更新条件（１）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。 図８に示した更新条件（２）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。 図８に示した更新条件（３）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。 図８に示した更新条件（４）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。 図８に示した更新条件（５）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。 ブリッピング動作を伴うダウンシフト動作を示すタイムチャートである。

図１は、この発明の一実施の形態による車両の要部を示すブロック図である。図１において、この車両は、エンジン１、トルクコンバータ２、自動変速機３、出力軸４、油圧制御装置５、電子制御装置１０、および複数のセンサ２０〜２６を備える。

エンジン１は、走行用の駆動源であり、たとえば気筒内噴射される燃料の燃焼により駆動力を発生するガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン１の吸気配管には、エンジン１の吸入空気量を調節してエンジン１のエンジン回転数を変化させる電子スロットル弁が設けられている。エンジン１は、電子制御装置１０によって制御される。

トルクコンバータ２は、流体を介して動力伝達を行なう流体式動力伝達装置である。トルクコンバータ２は、エンジン１のクランク軸に連結されたポンプ翼車と、タービン軸を介して自動変速機３の入力軸に連結されたタービン翼車と、一方向クラッチにより一方向の回転が阻止されているステータ翼車を備えており、ポンプ翼車とタービン翼車との間で流体を介して動力伝達を行なう。ポンプ翼車とタービン翼車との間には、これらを直結するためのロックアップクラッチが設けられている。ロックアップクラッチは、油圧制御装置５によって制御される。

自動変速機３は、複数のギヤ段（たとえば６段）のいずれかが選択される多段段式変速機であり、入力軸の回転を変速して出力軸４に伝達させる。自動変速機３は、サンギヤ、キャリア、およびリングギア同士、またはそれらとトランスミッションケースとの係合状態に応じて、第１段から第６段の６つの前進ギヤ段と１つの後進ギヤ段とのうちのいずれかのギヤ段を成立させるためのクラッチおよびブレーキを備えている。サンギヤ、キャリア、およびリングギアの各々は回転要素と呼ばれ、クラッチおよびブレーキの各々は係合要素と呼ばれる。

油圧制御装置５は、電子制御装置１０によって制御される複数のソレノイドを含み、自動変速機３の係合要素の伝達トルク容量を立ち上げて自動変速機３のギヤ段を変速させる。

ペダル開度センサ２０は、アクセルペダルの開度を示すペダル開度信号を出力する。車速センサ２１は、車両の速度を示す車速信号を出力する。エンジン回転数センサ２２は、エンジン１の回転数を示すエンジン回転数信号を出力する。前後Ｇセンサ２３は、車両の前後Ｇ（前後加速度）を示す前後Ｇ信号を出力する。横Ｇセンサ２４は、車両の横Ｇ（横加速度）を示す横Ｇ信号を出力する。ＡＴＦ（Automatic transmission fluid：自動変速機油)温度センサ２５は、自動変速機３内に充填されたＡＴＦの温度を示すＡＴＦ温度信号を出力する。エンジン水温センサ２６は、エンジン１の冷却水の温度を示すエンジン水温信号を出力する。

電子制御装置１０は、これらのセンサ２０〜２６の出力信号などに基づいて、自動変速機３の変速制御、トルクコンバータ２のロックアップクラッチの係合制御、エンジン１の出力制御などを実行する。電子制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ、入出力インタフェースを備えたマイクロコンピュータなどで構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことで上記の制御を実行する。

電子制御装置１０は、高応答制御許可判定部１１、目標ギヤ段算出部１２、目標ギヤ段実現部１３、およびエンジン制御部１４を含む。高応答制御許可判定部１１は、ＡＴＦ温度センサ２５およびエンジン水温センサ２６の出力信号などに基づいて、エンジン１と自動変速機３の高応答制御の実行が可能か否かを判定し、判定結果に基づいて高応答制御を許可する信号または高応答制御を不許可とする信号を目標ギヤ段算出部１２、目標ギヤ段実現部１３、および油圧制御装置５に出力する。目標ギヤ段算出部１２、目標ギヤ段実現部１３、および油圧制御装置５は、自動変速機３を制御する変速制御部を構成する。

図２は、高応答制御許可判定部１１の動作を示すフローチャートである。図２において、高応答制御許可判定部１１は、ステップＳ１においてＡＴＦ温度センサ２５からのＡＴＦ温度信号に基づいてＡＴＦ温度が所定温度Ｔｏ（℃）以上であるか否かを判別し、Ｔｏ以上である場合はステップＳ２に進み、Ｔｏ以上でない場合は高応答制御が可能でないと判定し、ステップＳ５において高応答制御を不許可とし、ステップＳ１に戻る。ＡＴＦ温度がＴｏよりも低い場合は、ＡＴＦの粘度が高く、自動変速機３を高精度で高速に制御することができない恐れがあるので、高応答制御を不許可としている。

ステップＳ２では、エンジン水温センサ２６からのエンジン水温信号に基づいてエンジン水温が所定温度Ｔｗ（℃）以上であるか否かを判別し、Ｔｗ以上である場合はステップＳ３に進み、Ｔｗ以上でない場合は高応答制御が可能でないと判定し、ステップＳ５において高応答制御を不許可とし、ステップＳ１に戻る。エンジン水温がＴｗよりも低い場合は、エンジン１の暖機が不十分であり、エンジン１を高精度で高速に制御することができない恐れがあるので、高応答制御を不許可としている。

ステップＳ３では、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンされた後における自動変速機３のギア段の変速履歴があるか否かを判別し、変速履歴がある場合は高応答制御が可能であると判定し、ステップＳ４で高応答性制御を許可する。高応答制御が許可されると、自動変速機３の変速時にブリッピングが実行され、変速時における伝達トルク容量の上昇率が大きく設定される。

また、ステップＳ３において自動変速機３のギア段の変速履歴がない場合は高応答制御が可能でないと判定し、ステップＳ５で高応答制御を不許可とする。イグニッションスイッチがオンされてから自動変速機３のギア段がまだ１回も変速されていない場合は、自動変速機３内にＡＴＦが十分に充填されておらず、ギア段の変速を高精度に高速に行なうことができない恐れがあるので、高応答制御を不許可としている。高応答制御が不許可とされると、自動変速機３の変速時にブリッピングが実行されず、変速時における伝達トルク容量の上昇率が小さな値に設定される。

目標ギヤ段算出部１２は、ペダル開度センサ２０、車速センサ２１、前後Ｇセンサ２３および横Ｇセンサ２４の出力信号、高応答制御許可判定部１１の判定結果などに基づいて最終目標ギヤ段ＧＳＴを算出する。

図３は、目標ギヤ段算出部１２の基本動作を示すフローチャートである。ステップＳ１１において目標ギヤ段算出部１２は、ペダル開度センサ２０によって検出されたペダル開度Ａｃｃ[％]と、車速センサ２１によって検出された車速Ｖ[ｋｍ／ｈ]と、たとえば図４に示すようなアップシフト線（実線）とダウンシフト線（破線）とを有する予め定められた関係（変速マップ）とに基づいて、自動変速機３の基本目標ギヤ段ＧＳＴＢを算出する。たとえば、ペダル開度Ａｃｃが一定である場合において、車速Ｖが上昇してアップシフト線を横切ると基本目標ギヤ段ＧＳＴＢが１段アップされ、車速Ｖが低下してダウンシフト線を横切ると基本目標ギヤ段ＧＳＴＢが１段ダウンされる。

ステップＳ１２において目標ギヤ段算出部１２は、前後Ｇセンサ２３および横Ｇセンサ２４の出力信号と、高応答制御許可判定部１１の判定結果とに基づいて上限ギヤ段ＧＳＬを算出する。上限ギヤ段ＧＳＬは、ダウン減速してコーナーを旋回した後に再加速するときのギヤ段である。上限ギヤ段ＧＳＬの算出方法については、後で詳細に説明する。

次に目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ１３において基本目標ギヤ段ＧＳＴＢが上限ギヤ段ＧＳＬ以上の高速段か否かを判別し、高速段でない場合はステップＳ１４において基本目標ギヤ段ＧＳＴＢを最終目標ギヤ段ＧＳＴＬとし、高速段である場合はステップＳ１５において上限ギヤ段ＧＳＬを最終目標ギヤ段ＧＳＴＬとする。ステップＳ１６において目標ギヤ段算出部１２は、最終目標ギヤ段ＧＳＴＬを目標ギヤ段実現部１３に出力し、ステップＳ１１に戻る。

目標ギヤ段実現部１３は、目標ギヤ段算出部１２で算出された最終目標ギヤ段ＧＳＴＬをソレノイドパターンに変換して油圧制御装置５に出力する。また、目標ギヤ段実現部１３は、高応答制御許可判定部１１によって高応答制御が許可されている場合は、ソレノイドパターンを出力するときに、ブリッピングの実行を指令するブリッピング指令信号をエンジン制御部１４に出力する。

図５は、目標ギヤ段実現部１３の動作を示すフローチャートである。図５において目標ギヤ段実現部１３は、ステップＳ２１において最終目標ギヤ段ＧＳＴＬが更新されるまで待機し、更新された場合はステップＳ２２において最終目標ギヤ段ＧＳＴＬをソレノイドパターンに変換する。

ステップＳ２３では、高応答制御許可判定部１１によって高応答制御が許可されているか否かを判定し、許可されていない場合はステップＳ２４においてソレノイドパターンを油圧制御装置５に出力し、ステップＳ２１に戻る。油圧制御装置５は、目標ギヤ段実現部１３から与えられたソレノイドパターンに従って自動変速機３のギヤ段を最終目標ギヤ段ＧＳＴＬに変速させる。このとき油圧制御装置５は、高応答制御が許可されていないので、自動変速機３の係合要素の伝達トルク容量を比較的小さな上昇率で持ち上げてギヤ段を比較的長い時間で変速させる。

また、ステップＳ２３で高応答制御が許可されていると判別した場合は、ステップＳ２５においてソレノイドパターンを油圧制御装置５に出力するとともにブリッピング指令信号をエンジン制御部１４に出力する。油圧制御装置５は、目標ギヤ段実現部１３から与えられたソレノイドパターンに従って自動変速機３のギヤ段を最終目標ギヤ段ＧＳＴＬに変速させる。このとき油圧制御装置５は、高応答制御が許可されているので、自動変速機３の係合要素の伝達トルク容量を比較的大きな上昇率で持ち上げてギヤ段を比較的短い時間で変速させる。また、エンジン制御部１４は、ブリッピング指令信号に応答してエンジン１を制御し、ギヤ段の変速時にブリッピングを実行させる。

エンジン制御部１４は、エンジン１の駆動を制御する。具体的には、エンジン制御部１４は、ペダル開度（アクセル操作量）Ａｃｃをパラメータとして車速Ｖと目標駆動力Ｆｔとの予め実験的または設計的に求められて記憶された（すなわち予め定められた）不図示の関係（駆動力マップ）と、実際のペダル開度Ａｃｃおよび車速Ｖとに基づいて、車両に対する運転者の駆動要求量（すなわちドライバ要求量）としての目標駆動力Ｆｔを算出する。

この駆動力マップは、たとえば車速Ｖが小さい程またペダル開度Ａｃｃが大きい程目標駆動力Ｆｔが大きくなるように設定されている。エンジン制御部１４は、伝達損失、補機負荷、自動変速機３のギヤ段などを考慮して、その目標駆動力Ｆｔが得られるエンジン１の出力トルク（エンジントルク）Ｔｅとなるように、スロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射装置による燃料噴射量や噴射時期を制御し、点火装置による点火時期を制御する。

またエンジン制御部１４は、目標ギヤ段実現部１３からのブリッピング指令信号に応答して、変速時にエンジン１の回転数と自動変速機３の入力軸の回転数とが同期するようにエンジン１の回転数を上昇させるブリッピングを行なう。

次に、目標ギヤ段算出部１２における上限ギヤ段ＧＳＬの算出方法について、より詳細に説明する。目標ギヤ段算出部１２は、たとえば図４の変速マップに従って自動変速機３のギヤ段（ギヤ比も同意）を決定することに加え、車両の減速中の加速度（すなわち減速度（減速Ｇともいう））に基づいて自動変速機３のギヤ段を決定する機能を有している。つまり、目標ギヤ段算出部１２は、再加速時の駆動要求量（再加速要求量という）を実現するための自動変速機３のギヤ段を減速Ｇに基づいて決定する機能を有している。

具体的には、コーナ進入時の減速Ｇに基づいて、コーナを抜けた後の立ち上がりにおける運転者の加速意図に合った自動変速機３のギヤ段を決定する。コーナ進入時の減速Ｇと再加速要求量（たとえば再加速時のアクセルペダルの踏み込み量）とは相関関係があり、その減速Ｇが大きい程、再加速要求量が大きくなることが実験的検証により見出されている。

図６（ａ）〜（ｃ）は、コーナにおける車両の加速度の変化を示す図である。図６（ａ）〜（ｃ）において、コーナへの進入からそのコーナを抜けて立ち上がるまでの走行は、大きく４つに分けることができる。すなわち、コーナへの進入に備えて減速する区間［１］、コーナ進入後からコーナ頂点までの区間［２］、コーナ頂点からコーナ出口までの区間［３］、コーナ出口から再加速する区間［４］の４つに分けることができる。

図６（ａ）〜（ｃ）において、区間［１］のコーナ進入時では、専ら前後Ｇが減速Ｇとなり、区間［２］および区間［３］のコーナ旋回時では、前後Ｇと左右Ｇとの合成加速度（合成Ｇという）が減速Ｇとなり、区間［４］のコーナ立ち上がり時では、専ら前後Ｇが加速度となる。

図６（ａ）〜（ｃ）の例では、区間［１］の前後Ｇのピーク値はコーナ進入まで更新されている。このため本実施の形態では、前後Ｇがピーク値となったときの減速Ｇ（合成Ｇ）（以下、ピークＧという）に基づいて再加速要求量を求める。つまり、前後Ｇのピーク値が更新される毎に、減速Ｇに基づいて再加速要求量を逐次求める。

ピークＧに基づいて求められた再加速要求量は、たとえば駆動要求量の絶対値で表わしても良いが、車種毎の適合を考えると、たとえばそのときの車速Ｖにおいて発生させることが可能な最大駆動力に対する、コーナ立ち上がりの際に推測される再加速時の目標駆動力Ｆｔの割合（駆動力要求割合ＤＲｒ［％］と称す）で表わすことが好適である。目標ギヤ段算出部１２は、この駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる自動変速機３のギヤ段を求める。

たとえば、目標ギヤ段算出部１２は、この駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる自動変速機３のギヤ段のうちの最高車速側のギヤ段（最ハイギヤ段）を求める。図７は、各ギヤ段（たとえば第１速ギヤ段−第４速ギヤ段）毎に実現することができる車両駆動力（車両加速度）と車速Ｖとの予め定められた関係（ギヤ段毎駆動力マップ）上に駆動力要求割合ＤＲｒを示す図である。図７において、たとえば、ある車速Ｖにおいて駆動力要求割合ＤＲｒが点Ａの状態である場合、目標ギヤ段算出部１２は、その駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる第１速ギヤ段１ｓｔおよび第２速ギヤ段２ｎｄのうちの最ハイギヤ段である第２速ギヤ段２ｎｄをコーナ立上がり時の自動変速機３のギヤ段として選択する。

図８は、減速時のダウンシフト制御を示すフローチャートである。図８のステップＳ３１において、目標ギヤ段算出部１２は、開始条件が成立するまで待機する。開始条件とは、減速時のダウンシフト制御を開始するための条件であり、具体的には車両が減速時であるか否かを判定する。車両が減速時であるか否かは、前後Ｇセンサ２３からの前後Ｇ信号を所定のしきい値と比較することで判定し、前後Ｇ信号が減速(減速Ｇ)であることを示しており、かつ、その大きさが所定のしきい値以上であって有意の値を示している場合に減速時であると判定する。

ステップＳ３１において開始条件が成立すると判定した場合、目標ギヤ段算出部１２はステップＳ３２において、前後Ｇセンサ２３で検出された前後Ｇ信号と、横Ｇセンサ２４で検出された横Ｇ信号とに基づいて、前後Ｇと横Ｇを合成してなる合成Ｇを逐次算出し、ステップＳ３３において合成Ｇが極小値であるか否かを判別する。合成Ｇが極小値でない場合は、目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ３４において合成Ｇから再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを算出する。

すなわち、目標ギヤ段算出部１２は、予め定められた合成Ｇと再加速時の駆動力要求割合との関係を規定するマップにアクセスして、算出された合成Ｇに対応する再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを算出する。再加速時の駆動力は、減速して旋回部（カーブ）に進入し、その後に加速して旋回部を脱出する際の再加速に必要な駆動力である。再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒは、そのときの最大駆動力を１００とした場合の百分率で示され、合成Ｇが大きくなるほど再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒは大きくなるように予め設定される。具体的な対応関係は任意であるが、たとえば合成Ｇに対してリニアな関係となるように規定することもできる。予め設定された関係を規定するマップは、電子制御装置１０のメモリに予め記憶させておく。

次に、目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ３５においてその駆動力要求割合ＤＲｒを実現することが可能な逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎを算出し、ステップＳ３８に進む。駆動力要求割合ＤＲｒとこれを実現できるギヤ段との関係も予めマップで規定されてメモリに記憶されており、目標ギヤ段算出部１２は、このマップにアクセスすることで、算出した駆動力要求割合ＤＲｒを実現できる最も高いギヤ段を逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎとして算出する。

たとえば、算出した駆動力要求割合が６０％であり、これを実現できるギヤ段が１段〜４段である場合、目標ギヤ段算出部１２は、最も高いギヤ段として４段を算出する。また、算出した駆動力要求割合が８０％であり、これを実現できるギヤ段が１段〜３段である場合、目標ギヤ段算出部１２は、最も高いギヤ段として３段を算出する。

また、目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ３３において合成Ｇが極小値であると判別した場合は、ステップＳ３６において合成Ｇの極小値から再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを算出し、ステップＳ３７においてその駆動力要求割合ＤＲｒを実現することが可能な最ハイギヤ段ＧＳｈを算出し、ステップＳ３８に進む。

目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ３８において更新条件（１）〜（５）のうちのいずれかの更新条件が成立しているか否かを判別し、成立した更新条件に応じて目標ギヤ段ＧＳｔを更新する。

更新条件（１）は、高応答制御が不許可であり、かつ合成Ｇが極小値を更新した場合に成立する。減速Ｇが極小値である場合は、ドライバがブレーキペダルを緩めたので、再加速のための変速を開始する必要がある。この更新条件（１）が成立する場合は、目標ギヤ段ＧＳｔを最ハイギヤ段ＧＳｈに更新する。

更新条件（２）は、高応答制御が不許可であり、かつ横Ｇが所定のしきい値を超えた場合に成立する。横Ｇが所定のしきい値を超えた場合は、車両が旋回を開始したと判定される。減速Ｇが極小値をとらないまま旋回を開始してしまう場合もあり得るので、減速Ｇが極小値をとらないと変速が開始されないものとすると、ギヤ段がそのまま保持されて再加速が困難となるからである。この更新条件（２）が成立する場合は、目標ギヤ段ＧＳｔは逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎに更新される。

更新条件（３）は、高応答制御が不許可であり、かつ中継ギヤ段を経由しなければならない場合に成立する。自動変速機３によっては、ダウンシフトするためには構造上経由しなければならない中継ギヤ段が存在する。この更新条件（３）が成立する場合は、目標ギヤ段ＧＳｔは逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎに更新される。

更新条件（４）は、高応答制御が不許可であり、かつ車速Ｖが低下した場合に成立する。図９は、各ギヤ段（たとえば第１速ギヤ段−第５速ギヤ段）毎に実現することができる車両駆動力（車両加速度）と車速Ｖとの予め定められた関係（ギヤ段毎駆動力マップ）上に駆動力要求割合ＤＲｒを示す図である。図９中の破線は、駆動力要求割合ＤＲｒが６０％の場合を示している。ステップＳ３４で駆動力要求割合ＤＲｒが６０％と算出された場合、ＤＲｒ＝６０％を実現できる逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎは車速Ｖに応じて変化する。そこで、車両駆動力を示す曲線（実線）と駆動力要求割合ＤＲｒを示す曲線（破線）との交点に車速Ｖが低下した場合、更新条件（４）が成立したとして、目標ギヤ段ＧＳｔを逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎに更新する。これら（１）〜（４）の条件は、単独で、あるいは互いに組合せて用いることができる。

図８に戻って、更新条件（５）は、逐次変速条件が成立する場合に成立する。逐次変速条件が成立する場合とは、高応答制御が許可され、かつ逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎが前回の目標ギヤ段ＧＳｔよりも小さい場合である。ブリッピングを伴うダウンシフト変速では、ギヤ段を一括変速するよりもギヤ段を１段ずつ順番に変速する方が変速時間を短縮できる。この更新条件（５）が成立する場合は、目標ギヤ段ＧＳｔは逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎに更新される。

ステップＳ３８の終了後はステップＳ３９において目標ギヤ段算出部１２は、目標ギヤ段ＧＳｔが更新されたか否かを判別し、更新されなかった場合はステップＳ３１に戻り、更新された場合はステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、目標ギヤ段ＧＳｔはダウン方向に更新されたか否かを判別し、ダウン方向に更新された場合はステップＳ４１で上限ギヤ段ＧＳＬを目標ギヤ段ＧＳｔで更新する。ダウン方向に更新されなかった場合はステップＳ４３で、保持していた上限ギヤ段ＧＳＬを解除してステップＳ３１に戻る。

次に目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ４２において終了条件が成立しているか否かを判別する。この終了条件は、ステップＳ３１における開始条件と対をなす条件である。具体的には、目標ギヤ段算出部１２は、車両の減速が終了して加速しているか否かを前後Ｇセンサ２３からの前後Ｇ信号を用いて判定する。終了条件が成立していない場合、目標ギヤ段算出部１２は、ステップＳ４４で上限ギヤ段ＧＳＬをそのまま保持し、ステップＳ４５で旋回走行が行なわれているか否かを判定する。

旋回走行が行なわれているか否かの判定は、横Ｇセンサ２４からの横Ｇ信号を用いて行なわれる。そして、旋回走行が行なわれている場合にはステップＳ４４に戻り、保持している上限ギヤ段ＧＳＬを引き続き保持して旋回終了後の再加速に備える。また、旋回走行が終了した場合には、ステップＳ３２に戻る。また、ステップＳ４２において終了条件が成立している場合、すなわり減速が終了して再加速に移行した場合には、ステップＳ４３で、保持していた上限ギヤ段ＧＳＬを解除し、ステップＳ３１に戻る。次に、更新条件（１）〜（５）について、それぞれ詳細に説明する。

＜更新条件（１）＞
図１０（ａ）〜（ｄ）は、更新条件（１）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。図１０（ａ）は、前後Ｇセンサ２３によって検出される前後Ｇの時間変化を示している。車両が加速している場合は前後Ｇは正の値になり、車両が減速している場合は前後Ｇは負の値になる。ある時点から車両が減速を開始し、あるタイミングにおいて前後Ｇが極小値となるものとする。前後Ｇが極小値となるタイミングでドライバがブレーキペダルを緩めたものとする。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した前後Ｇから算出された再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎの時間変化を示している。減速度が大きくなるほどギア段ＧＳｈｎは低速側にシフトしていく。たとえば、５段で走行中に減速を開始するものとすると減速度が順次増大するとともに、これに応じてギヤ段ＧＳｈｎも５段→４段→３段→２段と低速側にシフトしていく。

図１０（ｃ）は、比較例の自動変速機のダウンシフト動作を示している。この比較例では、算出された目標ギヤ段となるように、その都度、自動変速機３がダウンシフトされる。順次算出される目標ギヤ段に応じて自動変速機３のギヤ段が第１変速、第２変速、第３変速と変速制御される。第１変速は５段から４段のダウンシフト、第２変速は４段から３段のダウンシフト、第３変速は３段から２段のダウンシフトである。変速時にブリッピングを行なわないので、各変速には比較的長い時間を要する。また、その都度ダウンシフトすると、１つの変速が終了するまで次の変速が不可となるから最終的に全ての変速が終了するまでに時間を要してしまう。

図１０（ｄ）は、本実施の形態の自動変速機３のダウンシフト動作を示している。本実施の形態では、前後Ｇに応じてその都度、目標ギヤ段ＧＳｔを算出し、前後Ｇが極小値となったタイミングで一括して現在のギヤ段から最終目標ギヤ段ＧＳｔに変速制御する。たとえば、順番変速では、５段→４段→３段→２段となるべきところ、図１０（ｄ）では前後Ｇが極小となるタイミングで５段→２段と一括変速する。このように本実施の形態では、高応答制御が許可されていない場合は、順番変速を行なうと変速時間が長くなるので、前後Ｇが極小となるタイミングで５段→２段と一括変速する。

＜更新条件（２）＞
図１１（ａ）〜（ｃ）は、更新条件（２）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。図１１（ａ）は、前後Ｇセンサ２３によって検出される前後Ｇと、横Ｇセンサ２４によって検出される横Ｇとの時間変化を示している。ある時点から車両が減速を開始し、順次減速度が増大するものとする。つまり、図１０（ａ）のように極小値をとらないものとする。車両は、ある時点から旋回を開始し、横Ｇは、あるタイミングにおいて所定のしきい値を超えるものとする。

図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）と同様に、図１１（ａ）に示す前後Ｇから求めた再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎの時間変化を示している。逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎは、前後Ｇに応じてその都度算出される。減速度が大きくなるほどギヤ段ＧＳｈｎは低速側にシフトしていく。たとえば、５段で走行中に減速を開始するものとすると減速度が順次増大するとともに、これに応じてギヤ段ＧＳｈｎも５段→４段→３段→２段と低速側にシフトしていく。

図１１（ｃ）は、横Ｇが所定のしきい値を超えたタイミングにおいて一括して現在のギヤ段から目標ギヤ段ＧＳｔに変速する様子を示している。更新条件（１）では前後Ｇが極小となるタイミングにおいて一括変速しているが、図１１（ａ）に示すように前後Ｇが極小値をとらずに単調に減速度が増大するケースでは、前後Ｇが極小となるタイミングで一括変速するものとすると、いつまでも変速が実行されないことになる。そこで、更新条件（２）では、横Ｇが所定のしきい値を超えたタイミングで一括変速する。これにより、たとえ前後Ｇが極小値とならなくてもギヤ段を一括変速によりダウンシフトできる。

＜更新条件（３）＞
図１２（ａ）〜（ｃ）は、更新条件（３）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。図１２（ａ）は、前後Ｇセンサ２３によって検出される前後Ｇの時間変化を示している。前後Ｇは、図１０（ａ）と同様に変化し、あるタイミングにおいて極小値となるものとする。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した前後Ｇから算出された再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎの時間変化を示している。逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎは、図１０（ｂ）と同様に変化し、５段→４段→３段→２段と低速側にシフトしていくものとする。

図１２（ｃ）は、比較例の自動変速機のダウンシフト動作を示している。この比較例では、前後Ｇが極小値をとるタイミングで現在のギヤ段から目標ギヤ段まで変速する際に、自動変速機３の構造上、中継ギヤ段を経由して変速する。たとえば、５段から２段に一括変速すべきところ、自動変速機３の構造上、４段を経由しなければ２段に変速できない場合、５段からまず４段に変速し、その後に４段から２段に変速する。この場合、中継ギヤ段を経由しなければならず、一種の順番変速と同様に変速遅延が生じてしまう。すなわち、５段から４段に変速が終了してから２段に変速するため、最終的に２段に変速するまでに時間を要してしまう。

図１２（ｄ）は、本実施の形態の自動変速機３のダウンシフト動作を示している。本実施の形態では、その都度算出される目標ギヤ段が中継ギヤ段に一致するタイミング（更新要件（３）が成立したタイミング）において一旦中継ギヤ段にダウンシフトし、その後、前後Ｇが極小となるタイミング（更新要件（１）が成立したタイミング）で一括変速する。予め中継ギヤ段にダウンシフトしているため、前後Ｇが極小となるタイミングで中継ギヤ段を経由することなく一括して目標ギヤ段ＧＳｔまで変速できる。たとえば、５段から予め中継ギヤ段の４段に変速しておき、前後Ｇ信号１００が極小となるタイミングで４段から２段に一括変速する。これにより、順番変速による変速遅延を防止できる。

＜更新条件（４）＞
図１３（ａ）〜（ｃ）は、更新条件（４）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。図１３（ａ）は、前後Ｇセンサ２３によって検出される前後Ｇの時間変化を示している。前後Ｇは、図１０（ａ）と同様に変化し、あるタイミングにおいて極小値となるものとする。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した前後Ｇから算出された再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎの時間変化を示している。逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎは、図１０（ｂ）と同様に変化し、５段→４段→３段→２段と低速側にシフトしていくものとする。

図１３（ｃ）は、自動変速機３のダウンシフト動作を示している。逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎが４段である場合において、ある時刻ｔ０に車速Ｖが図９の車速Ｖ４よりも低下したものとする。この時点ｔ０（更新要件（４）が成立したタイミング）において一旦、４段にダウンシフトし、その後、前後Ｇが極小となるタイミング（更新要件（１）が成立したタイミング）で４段から２段に一括変速する。これにより、順番変速による変速遅延を防止できる。

なお、更新条件（１）〜（４）のうちのいずれか１つの更新条件を単独で用いることもできるし、それらのうちの２つ、３つ、または４つの更新条件を組み合わせて用いることもできる。

＜更新条件（５）＞
図１４（ａ）〜（ｃ）は、更新条件（５）が成立する場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。図１４（ａ）は、前後Ｇセンサ２３によって検出される前後Ｇの時間変化を示している。前後Ｇは、図１０（ａ）と同様に変化し、あるタイミングにおいて極小値となるものとする。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示した前後Ｇから算出された再加速時の駆動力要求割合ＤＲｒを実現することができる逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎの時間変化を示している。逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎは、図１０（ｂ）と同様に変化し、５段→４段→３段→２段と低速側にシフトしていくものとする。

上記更新条件（１）〜（４）では、高応答制御が許可されず、変速時にブリッピングが実行されないが、本更新条件（５）では、高応答制御が許可され、ブリッピングが実行される。上述したように、ブリッピングを実行する場合は、自動変速機３の係合要素の伝達トルク容量の上昇率を上げても減速感を出さずに変速することができ、変速時間を短縮することができる。ブリッピングを伴うダウン変速では、変速時間はエンジンの吹上量に依存する。また、自動変速機３のギヤ段を一括変速する方法ではブリッピング時におけるエンジンの吹上量が大きいのに対し、自動変速機３のギヤ段を１段ずつ順番に変速する方法ではブリッピング時におけるエンジンの吹上量が小さい。このため、ブリッピングを伴うダウン変速では、ギヤ段を一括変速すると、ギヤ段を１段ずつ順番に変速するよりも変速時間が長くなる。

そこで、本実施の形態では図１４（ｃ）に示すように、高応答制御が許可されて変速時にブリッピングが実行される場合は、逐次最ハイギヤ段ＧＳｈｎが低速側にシフトされる毎に目標ギヤ段ＧＳｔも低速側にシフトされ、その都度、自動変速機３のギヤ段がダウンシフトする。これにより、図１４（ｄ）に示すように、前後Ｇが極小値になったときに一括変速するよりも、迅速にダウンシフトすることができる。

図１５（ａ）〜（ｃ）は、更新条件（５）が成立した場合のダウンシフト動作を示すタイムチャートである。図１５（ａ）はエンジン１の電子スロットルの開度を示し、図１５（ｂ）は自動変速機３の開放側クラッチ圧を示し、図１５（ｃ）は自動変速機３の係合側クラッチ圧を示している。まず時刻ｔ０において自動変速機３の開放側クラッチ（たとえば５段用クラッチ）の圧力が所定圧力から０に向かって徐々に下げられる。時刻ｔ１で開放側クラッチが解放されると、エンジン１の電子スロットルが予め定められた時間だけ予め定められた開度で開けられ、エンジン１の回転数が上げられる（ブリッピング）。次に、自動変速機３の係合側クラッチ（たとえば４段用クラッチ）の圧力が０から所定圧力に向かって徐々に上げられる。時刻ｔ２で係合側クラッチが係合されると、ダウンシフトが終了する。

以上のように、本実施の形態では、自動変速機３の目標ギヤ段ＧＳｔを逐次算出し、高応答制御が可能でない場合は減速度が極小値となるタイミングで自動変速機３のギヤ段を目標ギヤ段ＧＳｔに一括変速させ、高応答制御が可能である場合は自動変速機のギヤ段を目標ギヤ段ＧＳｔに逐次変速させるので、変速時間の短縮化を図ることができる。

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。

１ エンジン、２ トルクコンバータ、３ 自動変速機、４ 出力軸、５ 油圧制御装置、１０ 電子制御装置、１１ 高応答制御許可判定部、１２ 目標ギヤ段算出部、１３ 目標ギヤ段実現部、１４ エンジン制御部、２０ ペダル開度センサ、２１ 車速センサ、２２ エンジン回転数センサ、２３ 前後Ｇセンサ、２４ 横Ｇセンサ、２５ ＡＴＦ温度センサ、２６ エンジン水温センサ。

Claims (1)

1. エンジンと自動変速機を備えた車両の制御装置であって、
   前記車両の減速度に基づいて再加速時における前記自動変速機の目標ギヤ段を逐次算出し、前記エンジンの回転数と前記自動変速機の入力軸の回転数とが同期するように前記エンジンの回転数を上昇させるブリッピング動作を行なうこと、および、前記自動変速機の係合要素の伝達トルク容量の上昇率を上昇させることを許可する許可条件が成立している第１の場合は、前記目標ギヤ段が変更される毎に前記自動変速機のギヤ段を前記目標ギヤ段に変速させ、前記許可条件が成立していない第２の場合は、前記減速度が極小値となるタイミングで前記自動変速機のギヤ段を前記目標ギヤ段に一括変速させる変速制御部と、
   前記第１の場合は前記ブリッピング動作を前記自動変速機のギヤ段の変速時に実行し、前記第２の場合は前記ブリッピング動作を実行しないエンジン制御部とを備える、車両の制御装置。

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