JP2004340287A

JP2004340287A - 自動変速機の変速制御方法

Info

Publication number: JP2004340287A
Application number: JP2003138568A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Sagawa; 歩佐川; Hiromichi Kimura; 弘道木村; Kazuyuki Watanabe; 和之渡辺; Yasutsugu Oshima; 康嗣大島; Koichi Okuda; 弘一奥田; Hirofumi Fujita; 浩文藤田; Takahiro Kondo; 貴裕近藤; Toshio Sugimura; 敏夫杉村; Atsushi Ayabe; 篤志綾部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】クラッチツークラッチ変速に際して係合側および解放側のトルク容量をそれぞれ直接制御する場合に、変速ショックを損なうことなく面倒な適合作業を軽減するとともに必要なデータ量を低減する。
【解決手段】係合側油圧Ｐ１については予め適合により定められた油圧指令パターンに従ってフィードフォワード制御を主体として制御する一方、解放側油圧Ｐ２については、Ｓ４で上記係合側油圧Ｐ１の油圧指令値ＤＰ１に基づいて係合側トルク容量Ｔ１を算出した後、Ｓ５で予め定められた釣り合い運動方程式に従って係合側トルク容量Ｔ１、入力トルクＴｉｎに基づいて解放側トルク容量Ｔ２を算出し、Ｓ６でその解放側トルク容量Ｔ２を解放側油圧Ｐ２に換算してリアルタイムで制御する。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の変速制御方法に係り、特に、クラッチツークラッチ変速を行う際の係合側および解放側の摩擦係合装置のトルク制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の摩擦係合装置の係合、解放状態に応じて変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速機が、例えば車両用自動変速機などに広く用いられている。例えば、特許文献１に記載の自動変速機はその一例で、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式摩擦係合装置が用いられているとともに、２−３変速や３−４変速では、複数の摩擦係合装置の何れかを解放するとともに他の何れかを係合させて変速段を切り換えるクラッチツークラッチ変速が行われるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９７３２５号公報
【特許文献２】
特開２０００−９７３２４号公報
【特許文献３】
特開平７−３１０８１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなクラッチツークラッチ変速に際して、係合側および解放側の各々のトルク容量（油圧など）をそれぞれリニアソレノイド弁などで直接制御することが考えられているが、その初期値や変化率、変化タイミングが合わないと駆動力源の吹き上がりやタイアップ（両係合）などによる変速ショックが発生する恐れがあるため、種々の運転状態（アクセル操作量や車速など）をパラメータとして係合側および解放側についてそれぞれきめ細かく設定する必要があり、データ量（ソフト容量）が膨大になるとともに、それ等の定数の適合（調整）に多大な時間が掛かるという問題があった。また、このような適合は変速の種類毎に行う必要があるため、総ての変速がクラッチツークラッチ変速である場合など、クラッチツークラッチ変速の数が多い場合に特に問題になる。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、クラッチツークラッチ変速に際して係合側および解放側のトルク容量をそれぞれ直接制御する場合に、変速ショックを損なうことなく面倒な適合作業を軽減するとともに必要なデータ量を低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、複数の摩擦係合装置の係合、解放状態に応じて変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速機において、その複数の摩擦係合装置の何れかを解放するとともに他の何れかを係合させて前記変速段を切り換えるクラッチツークラッチ変速を行う際に、そのクラッチツークラッチ変速に関与する前記複数の摩擦係合装置のうち係合側の摩擦係合装置のトルク容量Ｔ１、解放側の摩擦係合装置のトルク容量Ｔ２、および前記自動変速機の入力トルクＴｉｎの釣り合い関係を表す運動方程式から、それ等の係合側および解放側の何れか一方のトルク容量をリアルタイムで逐次算出して制御することを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明の自動変速機の変速制御方法において、前記運動方程式は、変速後の変速段において釣り合う前記入力トルクＴｉｎと前記トルク容量Ｔ１とのトルク比をＡ、変速前の変速段において釣り合う前記入力トルクＴｉｎと前記トルク容量Ｔ２とのトルク比をＢとした時、実際の変速状態に基づいて適宜変更される補正項Ｃを用いて次式（１）のように設定されていることを特徴とする。
Ｔｉｎ＝Ａ・Ｔ１＋Ｂ・Ｔ２＋Ｃ・・・（１）
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明の自動変速機の変速制御方法において、変速比を小さくするアップシフト時のクラッチツークラッチ変速において、トルク相における解放側のトルク容量Ｔ２を、前記トルク容量Ｔ１に関するトルク指令値を用いて前記運動方程式に従って算出して制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
このような自動変速機の変速制御方法においては、係合側の摩擦係合装置のトルク容量Ｔ１、解放側の摩擦係合装置のトルク容量Ｔ２、および自動変速機の入力トルクＴｉｎの釣り合い関係を表す運動方程式から、それ等の係合側および解放側の何れか一方のトルク容量をリアルタイムで逐次算出して制御するため、その一方のトルク容量の直接制御に関するデータや適合作業が不要になる。このため、例えば他方のトルク制御に関する初期値や変化率、変化タイミングなどを運転状態に応じて設定するだけで良く、全体のデータ量が低減されるとともに面倒な適合作業が軽減される。
【００１０】
第２発明では、実際の変速状態に基づいて適宜変更される補正項Ｃを用いて運動方程式が設定されているため、入力トルクＴｉｎやトルク容量Ｔ１、Ｔ２に誤差が含まれる場合や個体差、摩擦要素などの経時変化等に拘らず、クラッチツークラッチ変速が適切に行われるようになり、変速ショック等を安定して防止できるロバスト性が向上する。
【００１１】
第３発明では、アップシフト時に変速に伴う入力側の回転速度変化が殆ど認められないトルク相においても、解放側および係合側のトルク容量が適切に制御されて駆動力変動が抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、車両用の自動変速機の変速制御に好適に適用されるが、車両用以外の自動変速機にも適用され得る。自動変速機は、例えば油圧アクチュエータによって摩擦係合させられるクラッチやブレーキ等の油圧式摩擦係合装置を有する遊星歯車式等の自動変速機が好適に用いられるが、トルク容量を制御可能な他の摩擦係合装置によって変速段が切り換えられる自動変速機にも適用され得る。
【００１３】
クラッチツークラッチ変速は、必ずしもクラッチとクラッチとの繋ぎ替えである必要はなく、クラッチとブレーキとの繋ぎ替えであっても良い。また、一般には係合側および解放側の摩擦係合装置はそれぞれ１個であることが望ましいが、複数の摩擦係合装置を同時に解放したり、複数の摩擦係合装置を同時に係合したりして変速を行う場合にも適用され得る。
【００１４】
トルク容量Ｔ１およびＴ２の一方は運動方程式に従って制御されるが、他方のトルク容量については、例えば従来と同様に種々の運転状態をパラメータとして初期値や変化率、変化タイミングなどが定められ、フィードフォワード制御を主体として制御されるが、フィードバック制御など他の制御方法を採用することもできる。
【００１５】
第２発明では、実際の変速状態に基づいて適宜変更される補正項Ｃを用いて運動方程式が定められているが、第１発明の実施に際しては必ずしも補正項Ｃは必要でなく、補正項Ｃ＝０であっても良い。補正項Ｃは、例えば入力トルクＴｉｎが正のパワーＯＮ時の変速の場合、入力回転速度の吹き上がりやタイアップを検出して、それ等を抑制するようにリアルタイムでトルク容量Ｔ１またはＴ２を変化させるフィードバック補正項であるが、次回の変速時にトルク容量Ｔ１またはＴ２を増減させる学習補正項などでも良く、種々の態様が可能である。
【００１６】
第３発明では、解放側のトルク容量Ｔ２が運動方程式に従って算出されて制御されるが、他の発明の実施に際しては、係合側のトルク容量Ｔ１を運動方程式に従って算出して制御するようにしても良い。係合側のトルク容量Ｔ１の制御は、クラッチツークラッチ変速の全域で運動方程式に従って制御する必要はなく、例えば解放側の摩擦係合装置が完全に解放された後のイナーシャ相などでは、入力側の回転速度が所定の変化率で変化するように制御するなど、種々の態様が可能である。
【００１７】
また、第３発明では、係合側のトルク容量Ｔ１に関するトルク指令値を用いて解放側のトルク容量Ｔ２が求められるが、実際のトルク容量Ｔ１を検出することが可能であれば、その実際のトルク容量Ｔ１を用いて計算するようにしても良い。トルク容量Ｔ１を運動方程式に従って算出する場合の解放側のトルク容量Ｔ２についても同様である。
【００１８】
入力トルクＴｉｎについては、例えば電動モータから入力される場合には、その電動モータのトルク指令値を用いることができるが、エンジン等の内燃機関からトルクコンバータ等を介して入力される場合は、スロットル弁開度や吸入空気量、回転速度、トルクコンバータの速度比などをパラメータとして入力トルクＴｉｎを算出（推定）するようにしても良い。この入力トルクＴｉｎについては、従来から広く知られている算出方法に従って求められた推定値を用いることができる。
【００１９】
また、第３発明はアップシフト時のクラッチツークラッチ変速に関するものであるが、ダウンシフト時のクラッチツークラッチ変速のトルク相などに適用することも可能である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１の（ａ）は、本発明が適用された車両用自動変速機１０の骨子図で、（ｂ）は複数の変速段を成立させる際の係合要素を説明する作動表である。この車両用自動変速機１０は、ＦＦ車両などの横置き用のもので、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力歯車２４から出力する。入力軸２２は入力部材に相当するもので、走行用駆動力源としてのエンジン４０によって回転駆動されるトルクコンバータ４２のタービン軸であり、出力歯車２４は出力部材に相当するもので、図示しない差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この車両用自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１（ａ）では中心線の下半分が省略されている。
【００２１】
上記第１変速部１４を構成している第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、プラネタリキャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１の３つの回転要素を備えており、サンギヤＳ１が入力軸２２に連結されて回転駆動されるとともに、リングギヤＲ１が第３ブレーキＢ３を介して回転不能にケース２６に固定されることにより、プラネタリキャリアＣＡ１が中間出力部材として入力軸２２に対して減速回転させられて出力する。また、第２変速部２０を構成している第２遊星歯車装置１６および第３遊星歯車装置１８は、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されており、具体的には、第３遊星歯車装置１８のサンギヤＳ３によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置１８のリングギヤＲ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置１６のプラネタリキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置１８のプラネタリキャリアＣＡ３が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。
【００２２】
上記第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は第１ブレーキＢ１によって選択的にケース２６に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は第２ブレーキＢ２によって選択的にケース２６に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は第１クラッチＣ１を介して選択的に前記入力軸２２に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は第２クラッチＣ２を介して選択的に入力軸２２に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は中間出力部材である前記第１遊星歯車装置１２のプラネタリキャリアＣＡ１に一体的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（プラネタリキャリアＣＡ２、ＣＡ３）は前記出力歯車２４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。
【００２３】
上記第１ブレーキＢ１〜第３ブレーキＢ３、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２（以下、特に区別しない場合は単にブレーキＢ、クラッチＣという）は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路９８（図２参照）のソレノイド弁Ｓｏｌ１〜Ｓｏｌ５、およびリニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２の励磁、非励磁や図示しないマニュアルバルブによって油圧回路が切り換えられることにより、図１（ｂ）に示すように係合、解放状態が切り換えられ、シフトレバー７２（図４参照）の操作位置（ポジション）に応じて６つの前進変速段（１ｓｔ〜６ｔｈ）および１つの後進変速段が成立させられる。図１（ｂ）の「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」は前進の第１変速段〜第６変速段を意味しており、第１変速段「１ｓｔ」から第６変速段「６ｔｈ」へ向かうに従って変速比（入力軸２２の回転速度Ｎｉｎ／出力歯車２４の回転速度Ｎｏｕｔ）は小さくなり、第４変速段「４ｔｈ」の変速比は１．０である。また、図１（ｂ）において「○」は係合、「×」は解放を表しており、本実施例では総ての前進変速段の切換えに際して、何れか１つの摩擦係合装置を解放するとともに他の１つの摩擦係合装置を係合させるクラッチツークラッチ変速が行われる。
【００２４】
図２の油圧制御回路９８は、上記変速用のソレノイド弁Ｓｏｌ１〜Ｓｏｌ５、リニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２の他に、主にロックアップ油圧を制御するリニアソレノイド弁ＳＬＵ、主にライン油圧ＰＬを制御するリニアソレノイド弁ＳＬＴを備えており、油圧制御回路９８内の作動油は、トルクコンバータ４２のロックアップクラッチへも供給されるとともに、自動変速機１０等の各部の潤滑にも使用される。
【００２５】
図２は、図１の自動変速機１０やエンジン４０などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量Ａｃｃがアクセル操作量センサ５１により検出されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Ａｃｃは出力要求量に相当する。エンジン４０の吸気配管には、スロットルアクチュエータ５４によってアクセル操作量Ａｃｃに応じた開き角（開度）θ_ＴＨとされる電子スロットル弁５６が設けられている。また、アイドル回転速度制御のために上記電子スロットル弁５６をバイパスさせるバイパス通路５２には、エンジン４０のアイドル回転速度ＮＥ_ＩＤＬを制御するために電子スロットル弁５６の全閉時の吸気量を制御するＩＳＣ（アイドル回転速度制御）バルブ５３が設けられている。この他、エンジン４０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン４０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、吸入空気の温度Ｔ_Ａを検出するための吸入空気温度センサ６２、上記電子スロットル弁５６の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_ＴＨを検出するためのアイドルスイッチ付スロットルセンサ６４、車速Ｖ（出力歯車２４の回転速度Ｎｏｕｔに対応）を検出するための車速センサ６６、エンジン４０の冷却水温Ｔ_Ｗを検出するための冷却水温センサ６８、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ７０、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_ＳＨを検出するためのレバーポジションセンサ７４、タービン回転速度ＮＴ（＝入力軸２２の回転速度Ｎｉｎ）を検出するためのタービン回転速度センサ７６、油圧制御回路９８内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_ＯＩＬを検出するためのＡＴ油温センサ７８、アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２などが設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度Ｔ_Ａ、スロットル弁開度θ_ＴＨ、車速Ｖ、エンジン冷却水温Ｔ_Ｗ、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_ＳＨ、タービン回転速度ＮＴ、ＡＴ油温Ｔ_ＯＩＬ、変速レンジのアップ指令Ｒ_ＵＰ、ダウン指令Ｒ_ＤＮ、などを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。
【００２６】
電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン４０の出力制御や自動変速機１０の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。
【００２７】
エンジン４０の出力制御は、スロットルアクチュエータ５４により電子スロットル弁５６を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置９２を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置９４を制御し、アイドル回転速度制御のためにＩＳＣバルブ５３を制御する。電子スロットル弁５６の制御は、例えば図３に示す関係から実際のアクセル操作量Ａｃｃに基づいてスロットルアクチュエータ５４を駆動し、アクセル操作量Ａｃｃが増加するほどスロットル弁開度θ_ＴＨを増加させる。また、エンジン４０の始動時には、スタータ（電動モータ）９６によってエンジン４０のクランク軸をクランキングする。
【００２８】
自動変速機１０の変速制御は、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_ＳＨに応じて行われる。シフトレバー７２は運転席の近傍に配設され、図４に示す４つのレバーポジション「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライブ）」、または「Ｓ（シーケンシャル）」へ手動操作されるようになっている。「Ｒ」ポジションは後進走行位置で、「Ｎ」ポジションは動力伝達遮断位置で、「Ｄ」ポジションは自動変速による前進走行位置で、「Ｓ」ポジションは変速可能な高速側の変速段が異なる複数の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能な前進走行位置であり、シフトレバー７２がどのレバーポジションへ操作されているかが前記レバーポジションセンサ７４によって検出される。また、レバーポジション「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ（Ｓ）」は車両の前後方向（図４の上方が車両前側）に沿って設けられており、シフトレバー７２にケーブルやリンクなどを介して連結された図示しないマニュアルバルブがシフトレバー７２の前後操作に伴って機械的に作動させられることにより、油圧回路が切り換えられるようになっており、「Ｒ」ポジションではリバース用回路が機械的に成立させられるなどして後進変速段が成立させられ、「Ｎ」ポジションではニュートラル回路が機械的に成立させられて総てのクラッチＣおよびブレーキＢが解放され、動力伝達を遮断するニュートラルが成立させられる。
【００２９】
また、前進走行位置である「Ｄ」ポジションまたは「Ｓ」ポジションへ操作された場合は、同じくシフトレバー７２の操作に従ってマニュアルバルブにより油圧回路が切り換えられることにより前進用回路が機械的に成立させられ、前進変速段である第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」で変速しながら前進走行することが可能となる。シフトレバー７２が「Ｄ」ポジションへ操作された場合は、そのことをレバーポジションセンサ７４の信号から判断して自動変速モードを成立させ、第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の総ての前進変速段を用いて変速制御を行う。すなわち、前記ソレノイド弁Ｓｏｌ１〜Ｓｏｌ５、およびリニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２の励磁、非励磁をそれぞれ制御することにより、油圧回路を切り換えて第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の何れかの前進変速段を成立させるのである。この変速制御は、例えば図５に示すように車速Ｖおよびスロットル弁開度θ_ＴＨをパラメータとして予め記憶された変速マップ（変速条件）に従って行われ、車速Ｖが低くなったりスロットル弁開度θ_ＴＨが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の変速段を成立させる。
【００３０】
シフトレバー７２が「Ｓ」ポジションへ操作された場合は、そのことをレバーポジションセンサ７４の信号から判断してマニュアル変速モードを成立させる。「Ｓ」ポジションは、車両の前後方向において上記「Ｄ」ポジションと同じ位置において車両の幅方向に隣接して設けられており、油圧回路は「Ｄ」ポジションの時と同じであるが、「Ｄ」ポジションで変速可能な変速範囲内すなわち第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の間で定められた複数の変速レンジを任意に選択できるマニュアル変速モードを電気的に成立させるのである。「Ｓ」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「（＋）」、およびダウンシフト位置「（−）」が設けられており、シフトレバー７２がそれ等のアップシフト位置「（＋）」またはダウンシフト位置「（−）」へ操作されると、そのことが前記アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２によって検出され、アップ指令Ｒ_ＵＰやダウン指令Ｒ_ＤＮに従って最高速段すなわち変速比が小さい高速側の変速範囲が異なる複数の変速レンジが電気的に成立させられる。したがって、例えば下り坂などでシフトレバー７２をダウンシフト位置「−」へ繰り返し操作すると、変速レンジが切り換えられて最高速段が低下させられることにより、例えば第４変速段「４ｔｈ」から第３変速段「３ｒｄ」、第２変速段「２ｎｄ」、第１変速段「１ｓｔ」へ順次ダウンシフトされて、エンジンブレーキが段階的に増大させられる。
【００３１】
上記アップシフト位置「（＋）」およびダウンシフト位置「（−）」は何れも不安定で、シフトレバー７２はスプリング等の付勢手段により自動的に「Ｓ」ポジションへ戻されるようになっており、アップシフト位置「（＋）」またはダウンシフト位置「（−）」への操作回数或いは保持時間などに応じて変速レンジが変更される。
【００３２】
電子制御装置９０はまた、自動変速機１０の変速制御に関して図６に示すように、変速判断手段１００、入力トルク推定手段１０２、係合側油圧指令手段１０４、および解放側油圧指令手段１１０の各機能を備えているとともに、解放側油圧指令手段１１０は更に係合側トルク容量算出手段１１２、解放側トルク容量算出手段１１４、および解放側油圧換算手段１１６を備えており、図７、図８に示すフローチャートに従ってクラッチツークラッチ変速を行うようになっている。図９は、アクセルペダル５０が踏込み操作されているパワーＯＮ時に変速比が小さい高速側の変速段へ切り換えるパワーＯＮアップシフトの際に、図７のフローチャートに従ってクラッチツークラッチ変速が行われた場合の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。
【００３３】
図７のステップＳ１では、前記変速判断手段１００により前記図５の変速マップに従って変速すべき判断が為されたか否か、具体的にはパワーＯＮ時のアップシフト指令が出力されたか否かを判断する。そして、パワーＯＮ時のアップシフト指令が出力されると、ステップＳ２を実行し、係合側油圧Ｐ１については予め定められた油圧指令パターンに従って油圧指令値ＤＰ１を係合側油圧制御装置１２０に出力する一方、解放側油圧Ｐ２については予め定められたサージ制御用の油圧指令値ＤＰ２を解放側油圧制御装置１２２に出力する。係合側油圧制御装置１２０、解放側油圧制御装置１２２は、変速に関与する前記クラッチＣやブレーキＢの油圧すなわちトルク容量を直接制御できるもので、前記リニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２などにより油圧を直接制御したりコントロールバルブを介して制御したりするように構成され、その励磁電流のデューティ比などを制御する油圧指令値ＤＰ１、ＤＰ２はトルク容量Ｔ１、Ｔ２に対応する。なお、これ等の係合側油圧制御装置１２０、解放側油圧制御装置１２２によってトルク容量が制御されるクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３には、油圧制御の応答性を損なうことなく油圧の振動を抑制するために、必要に応じて小型のアキュムレータが設けられる。
【００３４】
上記油圧指令値ＤＰ１の油圧指令パターンは、例えば図１０に示すように予め定められていて、フィードフォワード制御を主体として出力されるようになっている。図１０の第１フェーズ▲１▼は、油圧アクチュエータのピストンを速やかにストロークエンドまで移動させるためのピストン詰め制御部で、油圧指令値ＤＰ１の最大値（デューティ比１００％）が、１→２変速、２→３変速等の変速の種類やクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３のうちの何れかの制御対象に応じて、アクセル操作量θ_ＴＨなどの運転状態をパラメータとして予め適合により定められた所定時間だけ出力される。第２フェーズ▲２▼は待機圧制御部で、上記油圧アクチュエータのピストンがストロークエンドに達することができる程度の予め定められた待機圧に相当する油圧指令値ＤＰ１が、同じく制御対象などに応じてアクセル操作量θ_ＴＨなどの運転状態をパラメータとして予め適合により定められた所定時間だけ出力される。第３フェーズ▲３▼は、応答性向上のためのサージ制御部で、その大きさおよび時間は制御対象などに応じて適合により予め最適値が設定されており、これにより以後の油圧指令値ＤＰ１の変化に対する実際の係合側油圧Ｐ１の追従性が向上する。第４フェーズ▲４▼は、イナーシャ相開始までの第１スウィープ制御部で、その変化率は制御対象などに応じてアクセル操作量θ_ＴＨなどの運転状態をパラメータとして予め適合により定められる。第５フェーズ▲５▼は、イナーシャ相で行う第２スウィープ制御部で、同じく制御対象などに応じてアクセル操作量θ_ＴＨなどの運転状態をパラメータとして変化率が予め定められるが、必要に応じてタービン回転速度ＮＴの変化率などに基づいてフィードバック補正や学習補正を行うこともできる。第６フェーズ▲６▼は終期制御部で、タービン回転速度ＮＴが変速後の同期回転速度に達する直前に、油圧指令値ＤＰ１を予め定められた所定量だけ低下させ、完全係合する際のショックを抑制する。第７フェーズ▲７▼は制御終了部で、タービン回転速度ＮＴが変速後の同期回転速度に達したら、油圧指令値ＤＰ１を最大値まで上昇させて係合側摩擦係合装置を完全係合させる。図９の時間ｔ_１は変速指令が出力された時間で、時間ｔ_１〜ｔ_２は油圧指令値ＤＰ１の第１フェーズ▲１▼のピストン詰め制御部に相当する。
【００３５】
解放側の油圧指令値ＤＰ２のサージ制御は、応答性向上のためのもので、図９に示されているように変速指令（時間ｔ_１）から制御対象などに応じて予め適合により定められた一定時間だけ油圧指令値ＤＰ２＝０とすることにより、解放側油圧Ｐ２を速やかに低下させるとともに、サージ制御後は、解放側摩擦係合装置が未だ係合状態を維持できるようにアクセル操作量θ_ＴＨなどの運転状態をパラメータとして定められる一定値に保持される。
【００３６】
図７に戻って、ステップＳ３では、係合側の油圧制御が第２フェーズ▲２▼の待機圧制御部に入ったか否かを、例えば油圧指令値ＤＰ１などに基づいて判断し、待機圧制御部に入ったらステップＳ４〜Ｓ６を所定のサイクルタイムで繰り返し実行することにより、係合側の油圧指令値ＤＰ１に応じて解放側油圧Ｐ２を予め定められた運動方程式に従って逐次算出してリアルタイムで制御する。ステップＳ４では、待機圧制御部以降では油圧指令値ＤＰ１が実際の係合側油圧Ｐ１と略一致するものと見做して、前記係合側トルク容量算出手段１１２によりその油圧指令値ＤＰ１をパラメータとして油圧アクチュエータの受圧面積や係合側摩擦係合装置の摩擦板の枚数、径寸法などに応じて予め定められた演算式に従って係合側トルク容量Ｔ１を算出する。油圧指令値ＤＰ１は、係合側のトルク容量Ｔ１に関するトルク指令値に相当する。
【００３７】
ステップＳ５では、前記解放側トルク容量算出手段１１４により入力トルク推定手段１０２によって算出された入力トルクＴｉｎおよび上記係合側トルク容量Ｔ１をパラメータとして予め定められた演算式に従って解放側トルク容量Ｔ２を算出する。入力トルク推定手段１０２は、例えばエンジン４０の吸入空気量Ｑやエンジン回転速度ＮＥ、トルクコンバータ４２の速度比などをパラメータとして予め定められた演算式に従って入力トルクＴｉｎを算出するもので、解放側トルク容量算出手段１１４は、前記（１）式の釣り合い運動方程式を基本として自動変速機１０の具体的構成に基づいて変速の種類毎に予め定められた次式（２）〜（６）の演算式に従って解放側トルク容量Ｔ２を算出する。
【００３８】

【００３９】
上記演算式（２）〜（６）のρ１、ρ２、ρ３は、それぞれ前記第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、第３遊星歯車装置１８のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）で、Ｃは補正項であり、各演算式における入力トルクＴｉｎの係数は、前記（１）式におけるトルク比Ｂの逆数に相当し、係合側トルク容量Ｔ１の係数は、前記（１）式におけるトルク比Ａとトルク比Ｂとの比Ａ／Ｂに相当する。また、１→２変速時の係合側トルク容量Ｔ１は第１ブレーキＢ１のトルク容量で、解放側トルク容量Ｔ２は第２ブレーキＢ２のトルク容量であり、２→３変速時の係合側トルク容量Ｔ１は第３ブレーキＢ３のトルク容量で、解放側トルク容量Ｔ２は第１ブレーキＢ１のトルク容量であり、３→４変速時の係合側トルク容量Ｔ１は第２クラッチＣ２のトルク容量で、解放側トルク容量Ｔ２は第３ブレーキＢ３のトルク容量であり、４→５変速時の係合側トルク容量Ｔ１は第３ブレーキＢ３のトルク容量で、解放側トルク容量Ｔ２は第１クラッチＣ１のトルク容量であり、５→６変速時の係合側トルク容量Ｔ１は第１ブレーキＢ１のトルク容量で、解放側トルク容量Ｔ２は第３ブレーキＢ３のトルク容量である。
【００４０】
また、補正項Ｃは、変速の種類毎にアクセル操作量θ_ＴＨなどの運転状態をパラメータとして設定されているとともに、図８に示すように実際の変速状態に基づいて適宜フィードバック補正または学習補正されるようになっている。フィードバック補正は、変速時に逐次図８のフローチャートを実行してリアルタイムで補正項Ｃを変更するもので、学習補正は、一連の変速制御が終了した後に図８のフローチャートを実行し、必要に応じて補正項Ｃを書き換えることにより、次回の変速時に新たな補正項Ｃを用いて制御が行われるようにするものであり、フィードバック補正および学習補正の両方を含んでいても良い。
【００４１】
図８のステップＲ１では、入力回転すなわちタービン回転速度ＮＴが所定値以上吹き上がったか否かを判断し、所定値以上吹き上がった場合にはステップＲ３で補正項Ｃを予め定められた所定値αだけ増大させることにより、解放側トルク容量Ｔ２を増大させて吹き上がりを抑制する。所定値αは、予め定められた一定値であっても良いが、タービン回転速度ＮＴの吹き量をパラメータとして異なる値が設定されるようにしても良い。
【００４２】
ステップＲ１の判断がＮＯの場合、すなわち入力回転吹きが発生していない場合は、ステップＲ２を実行し、タイアップが発生したか否かをタービン回転速度ＮＴの変化などに基づいて判断する。そして、タイアップが発生した場合は、ステップＲ４で補正項Ｃを予め定められた所定値βだけ減少させることにより、解放側トルク容量Ｔ２を減少させてタイアップを抑制する。所定値βは、予め定められた一定値であっても良いが、タイアップの程度に応じて異なる値が設定されるようにしても良い。また、ステップＲ２の判断がＮＯの場合、すなわち入力回転吹きもタイアップも発生していない場合は、ステップＲ５で現在の補正項Ｃの値をそのまま維持して終了する。
【００４３】
図７に戻って、ステップＳ６では、前記解放側油圧換算手段１１６により前記ステップＳ５で求めた解放側トルク容量Ｔ２が得られる解放側油圧Ｐ２を算出するとともに、その解放側油圧Ｐ２となるように油圧を制御するための油圧指令値ＤＰ２を解放側油圧制御装置１２２に出力する。解放側油圧Ｐ２は、例えば油圧アクチュエータの受圧面積や解放側摩擦係合装置の摩擦板の枚数、径寸法などに応じて予め定められた演算式に従って求められる。
【００４４】
次のステップＳ７では、イナーシャ相が始まったか否かをタービン回転速度ＮＴに基づいて判断し、イナーシャ相が始まるまでステップＳ４〜Ｓ６を繰り返す。これにより、イナーシャ相が始まるまでのトルク相等における解放側油圧Ｐ２が、係合側油圧Ｐ１および入力トルクＴｉｎに応じて、入力回転吹きやタイアップを防止しつつ適切に制御される。なお、係合側の油圧制御が第３フェーズ▲３▼のサージ制御部の間は、前記ステップＳ４〜Ｓ６の解放側油圧制御を一時的に中断し、制御対象などに応じて予め適合により定められた所定の大きさの油圧指令値ＤＰ２を所定時間出力することにより、係合側と同様にその後の油圧変化に対する応答性を向上させる。また、前記演算式（２）〜（６）に従って求められる解放側トルク容量Ｔ２が０になった場合には、ステップＳ７の判断がＮＯの場合でも直ちにステップＳ８以下を実行する。図９の時間ｔ_３は、上記第３フェーズ▲３▼のサージ制御部が始まった時間で、時間ｔ_４は、イナーシャ相が始まってタービン回転速度ＮＴが低下し始めた時間であり、それ等の時間ｔ_３〜ｔ_４の間が略トルク相に相当する。
【００４５】
イナーシャ相が始まったらステップＳ８を実行し、解放側油圧Ｐ２を０とする油圧指令値ＤＰ２を出力するとともに、ステップＳ９で変速が終了したか否かを判断し、変速が終了したら一連の変速制御を終了する。変速が終了したか否かは、例えばタービン回転速度ＮＴが変速後の同期回転速度に達したか否かによって判断することができる。図９の時間ｔ_５は変速終了時間で、係合側油圧Ｐ１については、変速が終了するまで前記図１０の油圧指令パターンに従って油圧制御が行われる。
【００４６】
このように、本実施例では係合側油圧Ｐ１については従来と同様に予め適合により定められた油圧指令パターンに従ってフィードフォワード制御を主体として制御しているが、解放側油圧Ｐ２については、（２）〜（６）式の釣り合い運動方程式に従って係合側トルク容量Ｔ１、入力トルクＴｉｎに基づいて解放側トルク容量Ｔ２をリアルタイムで算出し、その解放側トルク容量Ｔ２に応じて制御するようになっているため、その解放側油圧Ｐ２の制御に関する初期値や変化率、変化タイミングなどのデータや適合作業が不要になり、全体のデータ量が低減されるとともに面倒な適合作業が軽減される。
【００４７】
また、本実施例では実際の変速状態に基づいてフィードバック制御や学習制御により逐次変更される補正項Ｃを用いて運動方程式（２）〜（６）が設定されているため、入力トルクＴｉｎや係合側トルク容量Ｔ１に誤差が含まれる場合や個体差、摩擦要素などの経時変化等に拘らず、クラッチツークラッチ変速が常に適切に行われるようになり、変速ショック等を安定して防止できるロバスト性が向上する。
【００４８】
また、アップシフト時に変速に伴う入力側の回転速度変化、すなわちタービン回転速度ＮＴの変化が殆ど認められないトルク相においても、係合側トルク容量Ｔ１に応じて解放側トルク容量Ｔ２が適切に制御されて駆動力変動が抑制される。
【００４９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両用自動変速機を説明する図で、（ａ）は骨子図、（ｂ）は各変速段を成立させるための作動表である。
【図２】図１の車両用自動変速機が備えている制御系統の要部を説明するブロック線図である。
【図３】図２の電子スロットル弁のスロットル弁開度とアクセル操作量との関係を示す図である。
【図４】図２のシフトレバーを具体的に示す斜視図である。
【図５】図１の自動変速機の変速段を運転状態に応じて自動的に切り換える変速マップの一例を説明する図である。
【図６】図１の自動変速機の変速制御に関して図２の電子制御装置が備えている各機能を説明するブロック線図である。
【図７】変速制御に関して図６の各機能によって実施される信号処理の具体的内容を説明するフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ５で解放側トルク容量Ｔ２を算出する際に用いられる補正項Ｃを説明するフローチャートである。
【図９】図７のフローチャートに従ってクラッチツークラッチ変速が行われる際の各部の作動状態の変化を説明するタイムチャートの一例である。
【図１０】図７のステップＳ２で出力される係合側油圧Ｐ１の油圧指令パターンの一例を説明する図である。
【符号の説明】
１０：車両用自動変速機（自動変速機）９０：電子制御装置Ｃ１、Ｃ２：クラッチ（摩擦係合装置）Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３：ブレーキ（摩擦係合装置）Ｐ１：係合側油圧Ｐ２：解放側油圧ＤＰ１：係合側油圧指令値（トルク指令値）ＤＰ２：解放側油圧指令値

Claims

複数の摩擦係合装置の係合、解放状態に応じて変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速機において、該複数の摩擦係合装置の何れかを解放するとともに他の何れかを係合させて前記変速段を切り換えるクラッチツークラッチ変速を行う際に、
該クラッチツークラッチ変速に関与する前記複数の摩擦係合装置のうち係合側の摩擦係合装置のトルク容量Ｔ１、解放側の摩擦係合装置のトルク容量Ｔ２、および前記自動変速機の入力トルクＴｉｎの釣り合い関係を表す運動方程式から、該係合側および解放側の何れか一方のトルク容量をリアルタイムで逐次算出して制御する
ことを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
前記運動方程式は、変速後の変速段において釣り合う前記入力トルクＴｉｎと前記トルク容量Ｔ１とのトルク比をＡ、変速前の変速段において釣り合う前記入力トルクＴｉｎと前記トルク容量Ｔ２とのトルク比をＢとした時、実際の変速状態に基づいて適宜変更される補正項Ｃを用いて次式（１）のように設定されている
Ｔｉｎ＝Ａ・Ｔ１＋Ｂ・Ｔ２＋Ｃ・・・（１）
ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御方法。
変速比を小さくするアップシフト時のクラッチツークラッチ変速において、トルク相における解放側のトルク容量Ｔ２を、前記トルク容量Ｔ１に関するトルク指令値を用いて前記運動方程式に従って算出して制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の変速制御方法。