JP2000337493A

JP2000337493A - 自動変速機の入力トルク推定装置

Info

Publication number: JP2000337493A
Application number: JP14782199A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nishino; 健司西野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】回転センサ出力の異常時もこれから求めたト
ルコン入力が異常値にならないようにし、機関トルクか
らこれを差引いた損失トルクの異常をなくす。【解決手段】非ロックアップ中、S9で機関からのトル
コン入力トルクＴ_eを求める際、機関回転数の二乗値Ｎ
_e ²にS8の容量係数τを乗じて求めた値と、エンジン性
能線図上で機関回転数Ｎ_eに応じた機関発生トルク最大
値Ｔ_imax（Ｎ_e）のうち、小さい方のｍｉｎ｛τ×Ｎ_e
²，Ｔ_imax（Ｎ_e）｝をＴ_eとし、このＴ _eがＴ
_imax（Ｎ_e）を超えないようにする。S9では更に、Ｔ_e
にS3のトルク比ｔを掛けて変速機入力トルクＴ_tを求め
る。S10 では、S4で求めた機関発生トルクＴ_iからＴ_e
を差引いた値と、０との小さい方ｍｉｎ｛（Ｔ_i−
Ｔ_e），０｝を機関損失トルクＴ_fとし、このＴ_fが負
値にならないようにし、S11 でＴ_fを学習値として更新
する。ロックアップ中はS14 で、Ｔ_i−Ｔ_fによりＴ_e
を求め、これをそのまま変速機入力トルク（タービント
ルク）Ｔ_tとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機の入力
トルクを推定するための装置、特にトルクコンバータが
入出力要素間を直結されたロックアップ状態である時に
有用な自動変速機の入力トルク推定装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機の多くは、トルクコンバータ
を介してエンジン回転を入力されるよう構成され、更
に、トルクコンバータは伝動効率の関係で、入力要素で
あるエンジン側のポンプインペラと、出力要素である変
速機入力軸側のタービンランナとの間を適宜直結するロ
ックアップ機構を設けたものが広く採用されている。そ
して自動変速機は、複数の油圧作動クラッチや、油圧作
動ブレーキ等の摩擦要素を選択的に締結作動させて変速
段の切り換えを行っているが、当該変速時のショックを
軽減するためには、トルクコンバータから自動変速機に
入力されるトルクつまりトルタコンバータの出力トルク
（タービントルク）を検出し、このタービントルクに応
じて摩擦要素の作動油圧を直接的に、若しくは、摩擦要
素の作動に供される自動変速機のライン圧を制御するこ
とが望まれる。

【０００３】しかし、トルクコンバータと自動変速機と
は極めて近接したレイアウトとなっており、実質的に一
体のハウジング内に収容されているので、実質上トルク
コンバータと自動変速機との間にタービントルク検出用
のトルクセンサを配設することはレイアウト上極めて困
難である。そのため、このタービントルクを他のパラメ
ータから推定する方法が種々考案されている。例えば、
本願出願人が先に特開平１−１１６３６３号公報により
提案した技術においては、エンジンの燃料噴射パルス幅
が機関発生トルクに略比例することから、当該燃料噴射
パルス幅と機関回転数とからテーブルルックアップ方式
により求めた機関発生トルクをタービントルク（変速機
入力トルク）として、これに応じライン圧を決定するよ
うにしている。

【０００４】しかし上記のような方法では、機関のフリ
クションやエンジン駆動補機の負荷に伴う損失トルクが
考慮されていないため、タービントルクの推定の精度を
高くすることができない。仮に損失トルクを予め実験的
に求めておき、これをデータテーブルの値に反映させる
ようにしたとしても、実際に生じる損失トルクにはかな
りのバラツキがあることから誤差が発生するのを免れ
ず、狙い通りの変速ショック軽減効果を達成することが
できないのが実情であった。

【０００５】一方本願出願人は先に特開平５−２９６８
８６号公報において、トルクコンバータの速度比ｅ（＝
トルクコンバータの出力回転数／入力回転数）からトル
クコンバータの性能線図をもとにトルク比ｔおよびトル
ク容量係数τを検索し、これらとエンジン回転数Ｎ_eを
用いて、先ずトルクコンバータ入力トルクＴ_eをＴ_e＝
（τ×Ｎ_e ²）により求め、次いでトルクコンバータ入
力トルクＴ_eにトルク比ｔを掛けてタービンランナから
のトルクコンバータ出力トルク（変速機入力トルク）Ｔ
_t＝ｔ×Ｔ_e＝ｔ×τ×Ｎ_e ²を算出し、さらにトルク
コンバータがロックアップ状態の場合、上記の関係が成
立しなくなるために、トルクコンバータの非ロックアッ
プ中に機関の発生トルクＴ_iと上記トルクコンバータ入
力トルクＴ_eとの差を運転条件ごとに機関の損失トルク
Ｔ _fとして記憶しておき、トルクコンバータのロックア
ップ中は変速機入力トルクＴ_tを、機関発生トルクＴ_i
から上記記憶しておいた運転条件ごとの機関の損失トル
クＴ_fを差し引いて求めるようにしたものを提案済みで
ある。この場合、トルクコンバータが非ロックアップ状
態である時は精度よくタービントルク（変速機入力トル
ク）Ｔ_tを推定することができ、トルクコンバータがロ
ックアップ状態である間も、タービントルクＴ_tの推定
が不可能になることがないという作用効果を奏し得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した先の提案技術
においても尚、以下に説明する問題があることを確かめ
た。つまり、トルクコンバータの上記速度比ｅを求める
ためにはトルクコンバータの出力回転数（タービン回転
数）Ｎ_tおよび入力回転数（エンジン回転数）Ｎ_eを知
る必要があり、これら回転数を検出するセンサが必須と
なる。しかして、これらセンサにはノイズが混入するこ
とが多く、また検出信号から対応する回転数を演算する
時に誤差も含まれるため、前記の演算Ｔ_e＝τ×Ｎ_e ²
により求めたトルクコンバータ入力トルクＴ_eが本来な
ら存在しないような大きな値になる危惧がある。この場
合、前記機関の損失トルクＴ_fも本来なら存在しない負
値になることがあり、これが真値から大きくかけ離れた
誤値である時にもそのまま記憶されて、次回のロックア
ップ時におけるタービントルク（変速機入力トルク）Ｔ
_tの推定に供され、当該タービントルク（変速機入力ト
ルク）Ｔ_tをもとに行う自動変速機の制御が不正確にな
る。

【０００７】請求項１に記載の第１発明は、上記のよう
に算出するトルクコンバータ入力トルクの値に制限を与
えることで上記の問題が発生しないようにした自動変速
機の入力トルク推定装置を提案することを目的とする。

【０００８】請求項２に記載の第２発明は、第１発明の
ごとくトルクコンバータ入力トルク算出値に制限を与え
るに際し、前記損失トルクを求める時に必要な前記機関
発生トルクの算出データを利用して当該制限値を決定し
得るようにし、もって制限値のための新たなデータを要
することなく第１発明の作用効果を達成し得るようにし
た自動変速機の入力トルク推定装置を提案することを目
的とする。

【０００９】請求項３に記載の第３発明は、第１発明の
ごとくトルクコンバータ入力トルク算出値に制限を与え
るに際し、前記損失トルクを求める時に必要な前記機関
発生トルクの算出値を当該制限値とし、もって制限値の
ための新たなデータを要することなく第１発明の作用効
果を達成し得るようにした自動変速機の入力トルク推定
装置を提案することを目的とする。

【００１０】請求項４に記載の第４発明は、トルクコン
バータ入力トルク算出値に制限を与えるだけでなく、前
記記憶する機関の損失トルクにも制限を与えることによ
り前記の問題解決を更に確実にした自動変速機の入力ト
ルク推定装置を提案することを目的とする。

【００１１】請求項５に記載の第５発明は、前記記憶す
る機関の損失トルクに制限を与えるに際し、当該制限値
を最も簡単に決定し得るようにした自動変速機の入力ト
ルク推定装置を提案することを目的とする。

【００１２】請求項６に記載の第６発明は、機関損失ト
ルクの算出、変速機入力トルクの推定ができない、トル
クコンバータの非ロックアップ状態とロックアップ状態
との中間状態において、第１発明〜第５発明による機関
損失トルクの算出および記憶、変速機入力トルクの推定
が行われる愚を避け得るようにした自動変速機の入力ト
ルク推定装置を提案することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】これらの目的のため第１
発明による自動変速機の入力トルク推定装置は、トルク
コンバータ入出力要素間をロックアップ可能なトルクコ
ンバータを介し機関動力を入力される自動変速機に用い
られ、トルクコンバータ入出力要素間の相対回転を制限
しない非ロックアップ中に、機関の発生トルクと、トル
クコンバータのトルク容量係数および機関回転数から算
出したトルクコンバータ入力トルクとの差を運転条件ご
とに機関の損失トルクとして記憶し、トルクコンバータ
入出力要素間の相対回転を０にしたロックアップ中にお
けるトルクコンバータから自動変速機への入力トルクを
求める場合、前記機関の発生トルクから前記記憶した運
転条件ごとの機関の損失トルクを差し引いて該ロックア
ップ時変速機入力トルクを求めるようにした自動変速機
の入力トルク推定装置において、前記トルク容量係数お
よび機関回転数から算出するトルクコンバータ入力トル
クに上限を設定するよう構成したことを特徴とするもの
である。

【００１４】第２発明による自動変速機の入力トルク推
定装置は、第１発明において、前記算出したトルクコン
バータ入力トルクの上限を、機関回転数に応じた機関の
発生トルクの最大値とするよう構成したことを特徴とす
るものである。

【００１５】第３発明による自動変速機の入力トルク推
定装置は、第１発明において、前記算出したトルクコン
バータ入力トルクの上限を、前記機関の発生トルクとす
るよう構成したことを特徴とするものである。

【００１６】第４発明による自動変速機の入力トルク推
定装置は、第１発明〜第３発明のいずれかにおいて、前
記記憶する機関の損失トルクに下限を設定するよう構成
したことを特徴とするものである。

【００１７】第５発明による自動変速機の入力トルク推
定装置は、第４発明において、前記記憶する機関の損失
トルクの下限を０にするよう構成したことを特徴とする
ものである。

【００１８】第６発明による自動変速機の入力トルク推
定装置は、第１発明〜第５発明のいずれかにおいて、ト
ルクコンバータが前記非ロックアップ状態とロックアッ
プ状態との間の中間状態である間、前記機関損失トルク
の算出および記憶、変速機入力トルクの推定を禁止する
よう構成したことを特徴とするものである。

【００１９】

【発明の効果】第１発明においては、トルクコンバータ
のロックアップ中も、機関の損失トルクを考慮したトル
クコンバータから自動変速機への入力トルクを推定し得
るようにするために、トルクコンバータの非ロックアッ
プ中に、機関の発生トルクと、トルクコンバータのトル
ク容量係数および機関回転数から算出したトルクコンバ
ータ入力トルクとの差を運転条件ごとに機関の損失トル
クとして記憶しておき、トルクコンバータのロックアッ
プ中にトルクコンバータから自動変速機への入力トルク
を求める場合、機関の発生トルクから上記記憶した運転
条件ごとの機関の損失トルクを差し引いて該ロックアッ
プ時変速機入力トルクを求める。よって、ロックアップ
中も機関の損失トルクを考慮しつつ変速機入力トルクを
推定することができる。

【００２０】ところで第１発明においては特に、上記の
ようにトルク容量係数および機関回転数から算出するト
ルクコンバータ入力トルクに上限を設定するから、トル
ク容量係数のために必要なトルクコンバータ入出力回転
数の検出センサおよび機関回転数の検出センサにノイズ
が混入したり、またセンサ検出信号から対応する回転数
を演算する時に誤差が含まれることがあっても、上記の
トルクコンバータ入力トルク算出値が本来なら存在しな
いような大きな値になる危惧がなくなり、当該トルクコ
ンバータ入力トルク算出値から上記のごとくに求める機
関の損失トルクも本来なら存在しない負値になることが
ない。従って、上記のノイズ混入や演算誤差があっても
機関の損失トルクが真値から大きくかけ離れた誤値のま
ま記憶されることがなく、上記により制限された値を超
えて低下されることはない。これがため、次回のロック
アップ時に機関の発生トルクから機関の損失トルクを差
し引いて求める変速機入力トルクが真の値から著しくか
け離れて、これをもとに行う自動変速機の制御が不正確
になるといった従来の問題を解消することができる。

【００２１】第２発明においては、第１発明のごとくト
ルクコンバータ入力トルク算出値に上限を設定するに際
し、当該上限を、機関回転数に応じた機関の発生トルク
の最大値とするから、前記損失トルクを求める時に必要
な前記機関発生トルクの算出データを利用して当該上限
値を決定し得ることとなり、もって当該上限値のための
新たなデータを要することなく安価に第１発明の作用効
果を達成することができる。

【００２２】第３発明においては、第１発明のごとくト
ルクコンバータ入力トルク算出値に上限を設定するに際
し、当該上限を前記機関の発生トルクとするから、前記
損失トルクを求める時に必要な前記機関発生トルクの算
出値をそのまま当該上限値として定めることとなり、も
って当該上限値のための新たなデータを要することなく
安価に第１発明の作用効果を達成することができる。

【００２３】第４発明においては、第１発明〜第３発明
のようにトルクコンバータ入力トルク算出値に制限を与
えるだけでなく、前記記憶する機関の損失トルクに下限
を設定することから、当該下限の付与によっても前記従
来の問題解決が図られ、当該問題解決を更に確実なもの
にすることができる。

【００２４】第５発明においては、前記記憶する機関の
損失トルクの下限を０にすることから、当該下限の設定
を最も簡単に行うことができ、安価に第４発明の作用効
果を達成することができる。

【００２５】第６発明においては、トルクコンバータが
前記非ロックアップ状態とロックアップ状態との間の中
間状態である間、前記機関損失トルクの算出および記
憶、変速機入力トルクの推定を禁止するため、機関損失
トルクの算出および変速機入力トルクの推定ができない
トルクコンバータの非ロックアップ状態とロックアップ
状態との中間状態において、第１発明〜第５発明による
機関損失トルクの算出および記憶、変速機入力トルクの
推定が行われてこれらのトルク値が実際と違う値になっ
てしまう愚を避けることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形
態になる入力トルク推定装置を具えた自動変速機を伝動
系に有する車両のパワートレーンをその制御系と共に示
す。図において、１１は電子制御燃料噴射式の内燃機
関、１２は当該内燃機関１１の出力軸であるクランクシ
ャフト１３に駆動結合されたトルクコンバータ、１４は
トルクコンバータ１２を経て内燃機関１１からの回転を
入力される自動変速機であり、自動変速機１４は周知の
遊星歯車変速機構により構成する。自動変速機１４の出
力軸１５は、デイフアレンシヤルギヤ１６を介して駆動
輪１７の車軸に連結する。

【００２７】トルタコンバータ１２は入力要素であるポ
ンプインペラ１２ａと、出力要素であるタービンランナ
１２ｂと、これらトルクコンバータ入出力要素間を適宜
ロックアップ可能なロックアップクラッチ１９とで構成
し、ロックアップクラッチ１９の締結によりトルクコン
バータ１２を、入出力要素間が直結されないコンバータ
状態から入出力要素間が直結されたロックアップ状態へ
状態変化させ得るものとする。トルタコンバータ１２は
ポンプインペラ１２ａを内燃機関１１の出力軸１３に結
合し、タービン１２ｂを自動変速機１４の入力軸１８に
結合して内燃機関１１および自動変速機１４間に介挿
し、内燃機関１１の回転を上記コンバータ状態またはロ
ックアップ状態で自動変速機１４に伝達可能とする。

【００２８】以上の構成とした車両の伝動系において、
内燃機関１１はエンジンコントローラ２０により燃料噴
射量や点火時期等を総合的に制御することとし、自動変
速機１４は変速機コントローラ２１により変速段の切換
（変速）やロックアップクラッチ１９の制御、更には作
動圧であるライン圧の制御等を個々に行うものとする。
なお自動変速機１４はコントロールバルブ２２を有し、
これに挿置されたライン圧ソレノイド２３、ロックアッ
プソレノイド２４、シフトソレノイド２５，２６を変速
機コントローラ２１で電子制御することにより上記のラ
イン圧制御、ロックアップ制御、および変速制御を実行
されるものとする。ここで特に変速制御については周知
の如く、シフトソレノイド２５，２６のＯＮ，ＯＦＦの
組み合わせにより自動変速機１４の選択変速段が決定さ
れるものとする。

【００２９】上記の制御のために両コントローラ２０，
２１にはそれぞれ以下の情報を入力することとする。先
ずエンジンコントローラ２０には、機関１１の冷却水温
Ｔｅｍｐを検出するエンジン水温センサ３１からの信号
と、機関１１の吸入空気量Ｑを計測する熱線式エアフロ
メータ等からなる吸入空気量センサ３２からの信号と、
機関１１のスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル
開度センサ３３からの信号と、自動変速機１４の出力回
転数Ｎ_Oを検出する変速機出力回転センサ３４からの信
号と、機関１１の回転数Ｎ_eを検出するエンジン回転セ
ンサ３５からの信号と、エアコンディショナのコンプレ
ッサをＯＮ，ＯＦＦするエアコンスイッチ３６からの信
号ＳＷａｃと、トルクコンバータ１２の出力回転である
タービンランナ１２ｂの回転数Ｎ_tを検出するタービン
回転センサ３８からの信号とを入力する。

【００３０】他方で変速機コントローラ２１には、上記
スロットル開度センサ３３からの信号と、変速機出力回
転センサ３４からの信号と、エンジン回転センサ３５か
らの信号と、オルタネータに負荷として作用する電流Ｉ
ａｇｃの大小を検出するオルタネータ電流センサ３７か
らの信号と、自動変速機１４のライン圧Ｐ_Lを検出する
ライン圧センサ３９からの信号とを入力する。なお、エ
ンジンコントローラ２０と変速機コントローラ２１との
間でも必要な信号が相互にやりとりされるものとする。

【００３１】詳しくは後述するように本発明において問
題とする機関１１の損失トルクＴ_fはいくつかの要因か
らなるのが実情であるが、本実施の形態においては、エ
アコンコンプレッサによる損失Ｔ_cと、オルタネータの
電気負荷Ｔ_aと、フリクション（ボンピングロスを含
む）Ｔ_frと、オイルポンプフリクションＴ_OPの４つに着
目することとする。ここで、エアコンコンプレッサ損失
Ｔ_cは上記ＳＷａｃおよび機関回転数Ｎ_eの関数と考え
ることができ、同様に電気負荷Ｔ_aは電流Ｉａｇｃの関
数、フリクションＴ_frは水温Ｔｅｍｐと機関回転数Ｎ_e
との関数、オイルポンプフリクションＴ_OPはライン圧Ｐ
_Lと機関回転数Ｎ_eとの関数と考えることができる。従
って損失トルクＴ_f全体は、ＳＷａｃ，Ｎ_e，Ｉａｇ
ｃ，Ｔｅｍｐ、Ｐ_Lの５次元のパラメータにて示すこと
ができ、本実施の形態では、一例としてこの５次元のパ
ラメータ配列でもって損失トルクＴｆを学習することと
する。

【００３２】次に、図２以降のフローチャートに基づい
て上記実施の形態の作用を詳述する。図２のフローチャ
ートは、エンジンコントローラ２０において例えば１０
msec毎に繰り返し実行される出力トルク推定処理の流れ
を示すもので、ここでは主に、タービントルクＴ_tの算
出および損失トルクＴ_fの学習を行うこととする。先
ず、ステップＳ１においては機関回転数Ｎ_eと、タービ
ン回転数Ｎ_tと、変速機出力回転数Ｎ_Oと、エアコンス
イッチ３６の信号ＳＷａｃと、オルタネータ電流Ｉａｇ
ｃと、機関冷却水温Ｔｅｍｐと、ライン圧Ｐ_Lとを読み
込む。

【００３３】ステップＳ２では、自動変速機１４のギヤ
比ｇｒをｇｒ＝Ｎ_t／Ｎ_Oの演算により求め、かつトル
クコンバータ１２の速度比ｅを、ｅ＝Ｎ_t／Ｎ_eの演算
により求める。ステップＳ３では、図７に例示するトル
クコンバータ１２の性能線図に対応したマップをもと
に、速度比ｅからトルクコンバータ１２のトルク比ｔを
検索する。

【００３４】次にステップＳ４で、内燃機関１１が発生
する筈の機関発生トルクＴ_iを、図８または図９に示す
機関の性能線図に対応したマップを用いて以下により推
定する。図８は、機関吸入空気量Ｑおよび機関回転数Ｎ
ｅをパラメータとする機関の性能線図を例示し、図９は
スロットル開度ＴＶＯおよび機関回転数Ｎｅをパラメー
タとする機関の性能線図を例示し、図８に対応したマッ
プを用いる場合、機関吸入空気量Ｑおよび機関回転数Ｎ
ｅから機関発生トルクＴ_iを検索し、図９に対応したマ
ップを用いる場合、スロットル開度ＴＶＯおよび機関回
転数Ｎｅから機関発生トルクＴ_iを検索する。なおその
他に、スロットルバルブ下流の吸気管圧力と機関回転数
Ｎ_eなどによってもシリンダ内に実際に吸入される空気
量が示されるので、これらに基づいて発生トルクＴ_iを
推定することもできる。

【００３５】次のステップＳ５では、図２のフローチャ
ートが開始された直後の初回か否かを判定し、初回の時
のみステップＳ６で、損失トルクＴ_fの初期値を後述す
る如くに求める前回の学習値に基づいて設定する。詳し
くは、損失トルクＴ_fの学習値が前述したように、損失
負荷条件となるＳＷａｃ，Ｎ_e，Ｉａｇｃ，Ｔｅｍｐ、
Ｐ_Lの５次元のパラメータ配列でもって格納されている
ので、そのときのエアコンＯＮ，ＯＦＦ等の損失負荷条
件に対応する学習値を学習メモリから読み出し、これを
損失トルクＴ_fの初期値として設定する。

【００３６】初回以外はステップＳ６がステップＳ７へ
制御を進めて以下の制御が行われる。先ずステップＳ７
において、図１のロックアップソレノイド２４に向かう
信号を基にトルクコンバータ１２のロックアップクラッ
チ１９が締結（ロックアップ＝Ｌ／Ｕ）状態であるの
か、釈放（非ロックアップ＝コンバータ＝Ｃ／Ｖ）状態
であるのか、これらの間の中間的なスリップ（Ｓ／Ｌ）
状態であるのかを判定する。

【００３７】非ロックアップ状態であればステップＳ８
において、図７に例示するトルクコンバータ１２の性能
線図に対応したマップをもとに、ステップＳ２における
速度比ｅからトルクコンバータ１２のトルク容量係数τ
を検索する。次いでステップＳ９において、機関１１か
らトルクコンバータ１２への実際の入力トルクＴ_eを求
めるが、この時入力トルクＴ_eは、周知のごとく機関回
転数の二乗値Ｎ_e ²にトルク容量係数τを乗じて求めた
演算値（τ×Ｎ_e ²）と、図８または図９に示すエンジ
ン性能線図上で現在の機関回転数Ｎ_eに応じた機関発生
トルクＴ_iの最大値Ｔ_imax（Ｎ_e）のうち、小さい方の
値ｍｉｎ｛τ×Ｎ_e ²，Ｔ_imax（Ｎ_e）｝を選択してト
ルクコンバータ入力トルクＴ_eとする。

【００３８】かようにトルクコンバータ入力トルクＴ_e
を決定することで以下の作用効果が奏し得られる。つま
り、当該トルクコンバータ入力トルクＴ_eを求める過程
で必要な速度比ｅの検索に必須のトルクコンバータの出
力回転数（タービン回転数）Ｎ_tおよび入力回転数（エ
ンジン回転数）Ｎ_eを検出するセンサ３８，３５にはノ
イズが混入することが多く、また検出信号から対応する
回転数を演算する時に誤差も含まれるため、前記の演算
Ｔ_e＝τ×Ｎ_e ²により求めたトルクコンバータ入力ト
ルクＴ_eが本来なら存在しないような大きな値になる危
惧がある。しかして上記のごとくＴ_e＝ｍｉｎ｛τ×Ｎ
_e ²，Ｔ_imax（Ｎ_e）｝によりトルクコンバータ入力ト
ルクＴ_eを求めるようにすれば、上記のノイズや演算誤
差があったとしてもトルクコンバータ入力トルクＴ_eが
機関回転数Ｎ_eに応じた機関発生トルクＴ_iの最大値Ｔ
_imax（Ｎ_e）を超えることがなく、トルクコンバータ入
力トルクＴ_eが本来なら存在しないような大きな値にな
る危惧を払拭することができる。

【００３９】ステップＳ９では更に、上記のごとくに求
めたトルクコンバータ入力トルクＴ _eにステップＳ３で
求めたトルク比ｔを掛けて、変速機入力トルクとなるト
ルクコンバータ出力トルク（タービントルク）Ｔ_tを求
め、これを図５および図６につき後述する変速機の制御
に供する。次いでステップＳ１０において、機関１１が
フリクションやエンジン駆動補機から被った損失トルク
Ｔ_fを以下により求めるが、この時機関損失トルクＴ_f
は、ステップＳ４で求めた機関発生トルクＴ_iからトル
クコンバータ１２への実際の入力トルクＴ_eを差し引く
演算により求めた通常通りの値（Ｔ_i−Ｔ_e）と、０と
の小さい方ｍｉｎ｛（Ｔ_i−Ｔ_e），０｝を選択して機
関損失トルクＴ_fとする。

【００４０】かように機関損失トルクＴ_fを決定するこ
とで以下の作用効果が奏し得られる。つまり、当該機関
損失トルクＴ_fを求めるに先立って前記の通り決定すべ
きトルクコンバータ入力トルクＴ_eを求める時にセンサ
３８，３５へのノイズ混入などでトルクコンバータ入力
トルクＴ_eが本来なら存在しないような大きな値になる
と、損失トルクＴ_fも本来なら存在しない負値になるこ
とがあるが、上記のごとくＴ_f＝ｍｉｎ｛（Ｔ_i−
Ｔ_e），０｝により機関損失トルクＴ_fを求めるように
すれば、上記のノイズ等があったとしても機関損失トル
クＴ_fが本来なら存在しない０よりも小さな負値になる
危惧を払拭することができる。

【００４１】ステップＳ１１では、上記のようにして求
めた機関損失トルクＴ_fを、損失負荷条件となるＳＷａ
ｃ，Ｎ_e，Ｉａｇｃ，Ｔｅｍｐ、Ｐ_Lの５次元のパラメ
ータ配列に対する学習値として更新し、損失トルクＴ_f
を学習する。従って、非ロックアップ状態で運転が継続
される間に、種々の損失負荷条件に対して割り付けられ
た損失トルクＴ_fの学習値が、逐次更新される。そして
ステップＳ１２で、ロックアップクラッチ１９がスリッ
プ状態でないことを示すようにフラグＦＬＡＧを０にリ
セットする。

【００４２】一方、ステップＳ７でロックアップ（Ｌ／
Ｕ）中であると判定した場合には、ステップＳ１３にお
いて、そのときの損失負荷条件に対応する損失トルクＴ
_fを学習値に基づいて設定する。つまり、前記５次元の
パラメータ配列を有する学習メモリから、損失負荷条件
に該当する学習値を読み出して損失トルクＴ_fとに設定
する。次にステップＳ１４で、機関発生トルクＴ_iから
損失トルクＴ_fを差し引く演算（Ｔ_i−Ｔ_f）によりト
ルクコンバータ入力トルクＴ_eを求め、更に、ロックア
ップ状態であるが故にこのトルクコンバータ入力トルク
Ｔ_eをそのまま、変速機入力トルクとなるトルクコンバ
ータ出力トルク（タービントルク）Ｔ_tとし、これを図
５および図６につき後述する変速機の制御に供する。そ
してステップＳ１５で、ロックアップクラッチ１９がス
リップ状態でないことを示すようにフラグＦＬＡＧを０
にリセットする。

【００４３】ステップＳ７において、ロックアップクラ
ッチ１９が締結状態と釈放状態との間の中間的なスリッ
プ（Ｓ／Ｌ）状態であると判定する時は、ステップＳ１
６において、当該状態であることを示すようにフラグＦ
ＬＡＧを１にセットする。そしてここでは、制御をその
まま終了することによりステップＳ８〜ステップＳ１５
をスキップし、これらステップで行う上記した機関損失
トルクＴ_fの算出および学習、変速機入力トルク（ター
ビントルク）Ｔ_tの推定を禁止する。

【００４４】次に、ステップＳ９，１４で上記のごとく
に求めたタービントルク（変速機入力トルク）Ｔ_tを用
いた自動変速機１４の制御を図３，４および図５により
説明する。図３のフローチャートは、自動変速機１４の
変速時におけるクラッチ締結油圧の制御を示し、ここで
決定されたクラッチ締結油圧Ｐ_cLの制御信号を図４に示
すルーチンによって例えば１０ｍｓ毎に出力することと
する。

【００４５】図３のステップＳ２０においては、所定の
変速パターンに基づきスロットル開度ＴＶＯおよび変速
機出力回転数Ｎ_O（車速）から変速の時期や態様を決定
し、ここで変速実行と決定した場合にのみステップＳ２
１以降におけるクラッチ締結油圧Ｐ_cLの制御を行うこと
とする。ステップＳ２１では、図２において定めたフラ
グＦＬＡＧが１か否かにより、ロックアップクラッチ１
９が締結状態と釈放状態との間の中間的なスリップ（Ｓ
／Ｌ）状態であるか否かを判定し、スリップ（Ｓ／Ｌ）
状態でなければ図２により求めた変速機入力トルクＴ_t
が有用であることから、以下のごとくにクラッチ締結油
圧Ｐ_cLの制御を行う。

【００４６】先ずステップＳ２２において、当該変速制
御ルーチンを実行するのが初回か否かを判定し、初回で
あればステップＳ２３において、当該変速制御ルーチン
の実行回数をカウントするタイマＴＭをリセットし、加
えて、当該変速の最終目標ギヤ比ｇｒｍおよび最適変速
時間ｔｍｒを決定する。ここで最終目標ギヤ比ｇｒ
_mは、ステップＳ２０での変速判断が第２速から第３速
への変速指令である場合、第３速のギヤ比と同じ値に決
定され、また最適変速時間ｔｍｒは、当該変速の種類
や、機関１１の回転数を含む運転状態や、機関冷却水温
などに応じて、２→３変速時について例示すると図１０
に示すごとくに定める。

【００４７】次のステップＳ２４においては、変速直前
の変速機出力トルクＴ_O1をタービントルクＴ_t、タービ
ントルクＴ_t、変速前ギヤ比ｇｒ、変速機出力回転数Ｎ
_Oの微分値Ｎ_Oｄｔ（車両の加速度）、および駆動系の
イナーシャＩ_Oから、Ｔ_O1＝Ｔ_t×ｇｒ＋Ｎ_Oｄｔ×Ｉ
_Oの演算により算出する。次のステップＳ２５において
は、上記の変速直前出力トルクＴ_O1をパラメータとする
所定のデータテーブルから変速機入力軸１８の目標入力
回転変化率Ｎ_tｄｔに係わる初期値を図１０（ｂ）のよ
うに設定する。次いでステップＳ２６において、このＮ
_tｄｔの初期値を最適変速時間ｔｍｒで除算することに
より、単位時間当たりに変化させるべきＮ_tｄｔの割合
Ｎ_tｓｔｅｐを図１０（ｂ）のように求める。

【００４８】２回目以後はステップＳ２２が制御をステ
ップＳ２７に進め、ここでタイマＴＭを歩進させること
により当該変速開始からの経過時間（以下では便宜上、
同じ符号ＴＭを用いることとする）を計測する。そして
ステップＳ２８で上記の経過時間ＴＭが前記の最適変速
時間ｔｍｒになったか否かを判定し、ステップＳ２９で
ギヤ比ｇｒが前記の最終目標ギヤ比ｇｒ _mに達したか否
かを判定する。経過時間ＴＭが最適変速時間ｔｍｒにな
るまでの、若しくは、ギヤ比ｇｒが最終目標ギヤ比ｇｒ
_mになるまでの変速過渡期においては、制御をステップ
Ｓ３０〜Ｓ３２に進め、以下の如くにクラッチ締結油圧
Ｐ_cLの制御を行う。

【００４９】ステップＳ３０では、図２において前記の
ごとくに求めた変速機入力トルクＴ _tと、これに係わる
回転イナーシャおよびギヤ比ｇｒにより決まる係数Ｉ₁
との乗算値、また、後続のステップＳ３２で前回求めた
目標入力回転変化率Ｎ_tｄｔと、これに係わる回転イナ
ーシャおよびギヤ比ｇｒにより決まる係数Ｉ₂との乗算
値、更に、変速機出力回転数Ｎ_Oの微分値Ｎ_Oｄｔ（車
両の加速度）と、これに係わる回転イナーシャおよびギ
ヤ比ｇｒにより決まる係数Ｉ₃との乗算値を合算して要
求クラッチ締結力Ｔ_cL（＝Ｔ_t×Ｉ₁＋Ｎ_tｄｔ×Ｉ₂
＋Ｎ_Oｄｔ×Ｉ ₃）を算出する。この要求クラッチ締結
力Ｔ_cLは、目標入力回転変化率Ｎ_tｄｔがステップＳ３
２におけるように、ステップＳ２６において求めた一定
割合Ｎ_tｓｔｅｐで減算されることから、入力回転変化
率を図１０（ｂ）に目標入力回転変化率Ｎ_tｄｔとして
示すごとく初期値から最適変速時間ｔｍｒをかけて０に
するようなクラッチ締結力を表す。

【００５０】次いでステップＳ３１において、上記の要
求クラッチ締結力Ｔ_cLを所定のクラッチ係数ｋ_cLで除し
て、要求クラッチ締結力Ｔ_cLを達成するための必要クラ
ッチ締結油圧Ｐ_cLを図１０（ｃ）に破線で示すごとく算
出し、これを図１のライン圧ソレノイド２３に出力す
る。ここで実際のクラッチ締結油圧Ｐ_cL1は図１０
（ｃ）に実線で示すごとく、必要クラッチ締結油圧Ｐ_cL
に対して若干の時間遅れをもって発生すること勿論であ
る。

【００５１】更にステップＳ３２においては、目標入力
回転変化率Ｎ_tｄｔをステップＳ２５で定めた初期値か
らステップＳ２６で求めた単位時間当たりの変化割合Ｎ
_tｓｔｅｐづつ減算する。この目標入力回転変化率Ｎ_t
ｄｔは図１０（ｂ）に示すごとく、ステップＳ２５で定
めた初期値から最適変速時間ｔｍｒの間に丁度０に達す
るよう変化され、次回のステップＳ３０での要求クラッ
チ締結力Ｔ_cLの演算に供される。従って、この要求クラ
ッチ締結力Ｔ_cLを達成するためのステップＳ３１におけ
る必要クラッチ締結油圧Ｐ_cLは、変速機入力軸１８の回
転変化率を図１０（ｂ）に示す目標入力回転変化率Ｎ_t
ｄｔに沿わせることができる。

【００５２】図１０に示す以上の制御によれば、変速機
出力トルクＴ_Oが変速直前のトルク値Ｔ_O1である時から
目標入力回転変化率Ｎ_tｄｔの初期値が与えられ、この
目標入力回転変化率Ｎ_tｄｔが最適変速時間ｔｍｒ経過
時にちょうど０となる一定割合Ｎ_tｓｔｅｐで変化する
ようクラッチ締結油圧Ｐ_cLが制御されることから、変速
機出力トルクＴ_Oが図１０（ａ）に示すように最適変速
時間ｔｍｒをかけて変速開始前のトルク値Ｔ_O1から変速
終了時点のトルク値Ｔ_O2へと滑らかにつながるようにな
り、変速ショックの軽減を実現することができる。そし
て本実施の形態においては特に、変速機入力トルク（タ
ービントルク）Ｔ _tを非ロックアップ中とロックアップ
中の双方で精度よく推定することができるので、目標入
力回転変化率Ｎ_tｄｔの初期値が適正に与えられるよう
になり、高精度な油圧制御で変速ショックの軽減を確実
なものにすることができる。

【００５３】ステップＳ２８で変速指令からの経過時間
ＴＭが最適変速時間ｔｍｒになったと判定するか、ステ
ップＳ２９でギヤ比ｇｒが前記の最終目標ギヤ比ｇｒ_m
に達したと判定する場合は変速終了後であるから、ステ
ップＳ３３においてクラッチ締結油圧Ｐ_cLの最高値Ｐ
_maxを図１のライン圧ソレノイド２３に指令し、クラッ
チを完全締結させる。

【００５４】ところで図２のステップＳ１６でフラグＦ
ＬＡＧが１にセットされる時は、つまりロックアップク
ラッチ１９が締結状態と釈放状態との間の中間的なスリ
ップ状態である時は、図３のステップＳ２１がステップ
Ｓ３４を選択して制御をそのまま終了することから、上
記した変速機入力トルク（タービントルク）Ｔ_tに基づ
く変速制御が行われず、ステップＳ３４で、これに代わ
るスロットル開度ＴＶＯに応じた変速制御を行うことと
する。従って、ロックアップクラッチ１９がスリップ状
態である時、変速機入力トルク（タービントルク）Ｔ_t
の推定が行われないにもかかわらず、これに基づく変速
制御が継続される不都合をなくすことができる。

【００５５】なお変速機入力トルク（タービントルク）
Ｔ_tおよびフラグＦＬＡＧに応じた変速機の制御として
は、上記のような変速中におけるクラッチ締結圧の過渡
制御に限らず、図５に示すような以下のライン圧制御も
可能である。ステップＳ４１でフラグＦＬＡＧが１であ
るか否かをチェックし、１でなければロックアップクラ
ッチ１９が締結状態または釈放状態であって図２により
変速機入力トルク（タービントルク）Ｔ_tの推定が行わ
れ得ることから、ステップＳ４２で当該変速機入力トル
ク（タービントルク）Ｔ_tに基づくライン圧制御を行
う。しかし、フラグＦＬＡＧが１であればロックアップ
クラッチ１９が締結状態と釈放状態との間の中間的なス
リップ状態であって図２により変速機入力トルク（ター
ビントルク）Ｔ_tを推定し得ないことから、ステップＳ
４３で当該変速機入力トルク（タービントルク）Ｔ_tに
代えてスロットル開度ＴＶＯに基づくライン圧制御を行
う。

【００５６】図６は本発明の他の実施の形態を示し、本
実施の形態においてはステップＳ９で機関１１からトル
クコンバータ１２への実際の入力トルクＴ_eを求めるに
際し図２の場合と異なり、機関回転数の二乗値Ｎ_e ²に
トルク容量係数τを乗じて求めた演算値（τ×Ｎ_e ²）
と、ステップＳ４で求めた機関発生トルクＴ_iのうち、
小さい方の値ｍｉｎ｛τ×Ｎ_e ²，Ｔ_i｝を選択してト
ルクコンバータ入力トルクＴ_eとする。かようにトルク
コンバータ入力トルクＴ_eを決定することで以下の作用
効果が奏し得られる。つまり、当該トルクコンバータ入
力トルクＴ_eを求める過程で必要な速度比ｅの検索に必
須のトルクコンバータの出力回転数（タービン回転数）
Ｎ_tおよび入力回転数（エンジン回転数）Ｎ_eを検出す
るセンサ３８，３５にはノイズが混入することが多く、
また検出信号から対応する回転数を演算する時に誤差も
含まれるため、前記の演算Ｔ_e＝τ×Ｎ_e ²により求め
たトルクコンバータ入力トルクＴ_eが本来なら存在しな
いような大きな値になる危惧がある。しかして上記のご
とくＴ_e＝ｍｉｎ｛τ×Ｎ_e ²，Ｔ_i｝によりトルクコ
ンバータ入力トルクＴ_eを求めるようにすれば、上記の
ノイズや演算誤差があったとしてもトルクコンバータ入
力トルクＴ_eが、ステップＳ４で求めた機関発生トルク
Ｔ_iを超えることがなく、トルクコンバータ入力トルク
Ｔ_eが本来なら存在しないような大きな値になる危惧を
払拭することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態になる入力トルク推定装
置を具えた自動変速機を含む車両のパワートレーンをそ
の制御系と共に示すシステム図である。

【図２】同実施の形態における変速機入力トルク推定プ
ログラムを示すフローチャートである。

【図３】同実施の形態における自動変速機の制御の一例
として、変速中におけるクラッチ締結圧制御のプログラ
ムを示すフローチャートである。

【図４】同クラッチ締結圧制御信号の出力プログラムを
示すフローチャートである。

【図５】同実施の形態における自動変速機の制御の一例
として、ライン圧制御のプログラムを示すフローチャー
トである。

【図６】本発明の他の実施の形態を示す、図２と同様な
変速機入力トルク推定プログラムを示すフローチャート
である。

【図７】トルクコンバータの速度比に対するトルク比お
よびトルク容量係数の変化特性として示すトルクコンバ
ータの性能線図である。

【図８】機関の発生トルクを求めるに際して用いる機関
の性能線図を例示する線図である。

【図９】機関の発生トルクを求めるに際して用いる機関
の他の型式の性能線図を例示する線図である。

【図１０】図３および図４による変速時クラッチ締結圧
制御の動作タイムチャートを示し、（ａ）は、変速機出
力トルクの変化タイムチャート、（ｂ）は、目標入力回
転変化率の変化タイムチャート、（ｃ）は、クラッチ締
結圧の変化タイムチャートである。

【符号の説明】

11 機関 12 トルクコンバータ 14 自動変速機 16 ディファレンシャルギヤ 17 駆動車輪 18 変速機入力軸 20 エンジンコントローラ 21 変速機コントローラ 22 コントロールバルブ 23 ライン圧ソレノイド 24 ロックアップソレノイド 25 シフトソレノイド 26 シフトソレノイド 31 エンジン水温センサ 32 吸入空気量センサ 33 スロットル開度センサ 34 変速機出力回転センサ 35 エンジン回転センサ 36 エアコンスイッチ 37 オルタネータ電流センサ 38 タービン回転センサ 39 ライン圧センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トルクコンバータ入出力要素間をロック
アップ可能なトルクコンバータを介し機関動力を入力さ
れる自動変速機に用いられ、トルクコンバータ入出力要素間の相対回転を制限しない
非ロックアップ中に、機関の発生トルクと、トルクコン
バータのトルク容量係数および機関回転数から算出した
トルクコンバータ入力トルクとの差を運転条件ごとに機
関の損失トルクとして記憶し、トルクコンバータ入出力
要素間の相対回転を０にしたロックアップ中におけるト
ルクコンバータから自動変速機への入力トルクを求める
場合、前記機関の発生トルクから前記記憶した運転条件
ごとの機関の損失トルクを差し引いて該ロックアップ時
変速機入力トルクを求めるようにした自動変速機の入力
トルク推定装置において、前記トルク容量係数および機関回転数から算出するトル
クコンバータ入力トルクに上限を設定するよう構成した
ことを特徴とする自動変速機の入力トルク推定装置。
【請求項２】請求項１において、前記算出したトルク
コンバータ入力トルクの上限を、機関回転数に応じた機
関の発生トルクの最大値とするよう構成したことを特徴
とする自動変速機の入力トルク推定装置。
【請求項３】請求項１において、前記算出したトルク
コンバータ入力トルクの上限を、前記機関の発生トルク
とするよう構成したことを特徴とする自動変速機の入力
トルク推定装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項におい
て、前記記憶する機関の損失トルクに下限を設定するよ
う構成したことを特徴とする自動変速機の入力トルク推
定装置。
【請求項５】請求項４において、前記記憶する機関の
損失トルクの下限を０にするよう構成したことを特徴と
する自動変速機の入力トルク推定装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項におい
て、トルクコンバータが前記非ロックアップ状態とロッ
クアップ状態との間の中間状態である間、前記機関損失
トルクの算出および記憶、変速機入力トルクの推定を禁
止するよう構成したことを特徴とする自動変速機の入力
トルク推定装置。