JP7148224B2 - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の変速制御を実行する車両の制御装置に係り、特に変速モデルを用いて自動変速機の変速を実行する技術に関するものである。

駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、前記係合装置の係合と解放との切替えによって変速を実行する自動変速機を、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて変速を制御する車両の制御装置において、変速の前後において同一の係合装置の係合が保持される係合保持係合装置を有する場合に、ギヤトレーン運動方程式に拘束条件を導入することで前記変速モデルを用いて変速を実行する制御装置が知られている。また、特許文献１には、２つの係合装置の解放と２つの係合装置の係合とからなるギヤ段間での変速時には、変速前のギヤ段との間での第１変速及び変速後のギヤ段との間での第２変速が、各々、１つの係合装置の解放と１つの係合装置の係合とによって為される中間ギヤ段を経由して変速を実行することによって、前記変速モデルを用いた変速を実行する技術が開示されている。

特開２０１４－１３７１３７号

上述したように、１つの係合装置の解放と１つの係合装置の係合とによって為される中間ギヤ段を経由して変速を行なう場合、第１変速のトルク相が完了した時点すなわち中間ギヤ段において所定のトルク容量に達すると第２変速の運動方程式に切替えられる。ギヤトレーン運動方程式の前記第１変速から前記第２変速への切替えを実施した場合、前記第１変速の係合装置の要求係合トルクは、係合が完了し係合状態を維持するための係合装置のトルク容量へと変化する。このため、前記第１変速の係合装置への要求係合トルクが急増し、前記第１変速の係合装置の前記スリップの回転速度が零とされる急激な前記第１変速の係合装置の回転変動が生じる場合があり、この回転変動によって変速ショックが生じることとなる。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、前記第１変速から前記第２変速への切替えにおいて、前記第１変速の係合装置の要求係合トルクが急増し、前記第１変速の係合装置の前記スリップの回転速度が零とされる急激な前記第１変速の係合装置の回転変動が生じ、この回転変動によって生じる変速ショックを抑制することのできる車両用自動変速機の制御装置を提供することにある。

第１の発明の要旨とするところは、（ａ）駆動源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸と複数の係合装置とを有し、前記係合装置の係合と解放との切換によって変速を実行する車両用自動変速機において、変速目標値を実現させる制御操作量を決定するための予め設定されたギヤトレーン運動方程式に拘束条件を導入することで逐次算出した要求係合トルクで前記係合装置を逐次制御することで前記変速を実行し、２つの係合装置の解放と２つの係合装置の係合とにより達成される前記変速を、前記変速前のギヤ段から、１つの係合装置を解放させ、且つ他の１つの係合装置を解放状態からスリップによる係合トルク容量を発生させることで成立する中間ギヤ段への第１変速と、前記中間ギヤ段から、前記スリップによる係合トルク容量を発生させていた前記他の１つの係合装置の係合を保持させ、前記第１変速で係合保持していた係合保持係合装置を解放させ、且つさらに他の１つの係合装置を係合させることで成立する前記変速後のギヤ段への第２変速とを実行する車両用自動変速機の制御装置であって、（ｂ）前記変速目標値は、前記出力軸側の回転部材上のトルクと、前記入力軸側の回転部材の速度変化率との２つであり（ｃ）前記制御操作量は、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つであり、（ｄ）前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式は、前記変速目標値の１つである前記出力軸側の回転部材上のトルクと３つの前記制御操作量との関係を定式化した第１式と、前記変速目標値の他の１つである前記入力軸側の回転部材の速度変化量と３つの前記制御操作量との関係を定式化した第２式との２つであり、（ｅ）前記拘束条件は、前記変速の変速制御開始時からの経過時間に基づいて設定された、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担する各トルク分担率の和が１であることであり、（ｆ）前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式である第１式および第２式と前記トルク分担率とを用いて、前記変速目標値の２つの値に基づいて前記制御操作量の３つの値を決定することで、前記第１変速および前記第２変速がそれぞれ実行され、（ｇ）前記第１変速と前記第２変速との切換時に経由する前記中間ギヤ段を成立させるために前記第１変速の終了時にトルク容量が前記中間ギヤ段の目標出力トルクに到達した時点においてもスリップさせられる係合装置であって前記第２変速中には係合状態に保持される前記係合保持係合装置への要求係合トルクを、前記第１変速の終了時の要求係合トルクから、前記第２変速における前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式により演算される前記第２変速における要求係合トルクへ徐変させ、（ｈ）前記第１変速と前記第２変速との切替え時に前記第１変速終了時の要求係合トルクと前記第２変速における要求係合トルクとの差が所定のトルク以下であった場合、前記係合保持係合装置への要求係合トルクを前記第１変速終了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変を実施せずに、前記第２変速における要求係合トルクに切替えることを特徴とする。

第２の発明の要旨とするところは、第１の発明において、前記第１変速完了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変は、前記徐変の開始時から予め設定された所定時間を経過するまで実行され、前記所定時間を経過すると終了させられることを特徴とする。

第３の発明の要旨とするところは、第１の発明において、前記第１変速完了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変を、パワーオンダウンシフトとパワーオフアップシフトとにおいてのみ実施することを特徴とする。

第１の発明によれば、（ａ）駆動源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸と複数の係合装置とを有し、前記係合装置の係合と解放との切換によって変速を実行する車両用自動変速機において、変速目標値を実現させる制御操作量を決定するための予め設定されたギヤトレーン運動方程式に拘束条件を導入することで逐次算出した要求係合トルクで前記係合装置を逐次制御することで前記変速を実行し、２つの係合装置の解放と２つの係合装置の係合とにより達成される前記変速を、前記変速前のギヤ段から、１つの係合装置を解放させ、且つ他の１つの係合装置を解放状態からスリップによる係合トルク容量を発生させることで成立する中間ギヤ段への第１変速と、前記中間ギヤ段から、前記スリップによる係合トルク容量を発生させていた前記他の１つの係合装置の係合を保持させ、前記第１変速で係合保持していた係合保持係合装置を解放させ、且つさらに他の１つの係合装置を係合させることで成立する前記変速後のギヤ段への第２変速とを実行する車両用自動変速機の制御装置であって、（ｂ）前記変速目標値は、前記出力軸側の回転部材上のトルクと、前記入力軸側の回転部材の速度変化率との２つであり、（ｃ）前記制御操作量は、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つであり、（ｄ）前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式は、前記変速目標値の１つである前記出力軸側の回転部材上のトルクと３つの前記制御操作量との関係を定式化した第１式と、前記変速目標値の他の１つである前記入力軸側の回転部材の速度変化量と３つの前記制御操作量との関係を定式化した第２式との２つであり、（ｅ）前記拘束条件は、前記変速の変速制御開始時からの経過時間に基づいて設定された、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担する各トルク分担率の和が１であることであり、（ｆ）前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式である第１式および第２式と前記トルク分担率とを用いて、前記変速目標値の２つの値に基づいて前記制御操作量の３つの値を決定することで、前記第１変速および前記第２変速がそれぞれ実行され、（ｇ）前記第１変速と前記第２変速との切換時に経由する前記中間ギヤ段を成立させるために前記第１変速の終了時にトルク容量が前記中間ギヤ段の目標出力トルクに到達した時点においてもスリップさせられる係合装置であって前記第２変速中には係合状態に保持される前記係合保持係合装置への要求係合トルクを、前記第１変速の終了時の要求係合トルクから、前記第２変速における前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式により演算される前記第２変速における要求係合トルクへ徐変させる。これによって、拘束条件を複雑化させることのない簡明な制御によって、前記中間ギヤ段において入力軸回転速度を停滞させることなくスムーズな回転速度の変化が可能となるとともに、前記中間ギヤ段における前記要求係合トルクのトルク差によって生じるイナーシャトルクの変動によるショックの発生が抑制される。また、前記第１変速と前記第２変速との切替え時に前記第１変速終了時の要求係合トルクと前記第２変速における要求係合トルクとの差が所定のトルク以下であった場合、前記係合保持係合装置への要求係合トルクを前記第１変速終了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変を実施せずに、前記第２変速における要求係合トルクに切替えることによって、制御が複雑になることを避けることができる。

第２の発明によれば、前記第１変速完了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変は、前記徐変の開始時から予め設定された所定時間を経過するまで実行され、前記所定時間を経過すると終了させられることによって、イナーシャトルクの変動によるショックの発生が抑制されるとともに、制御を簡便なものとすることができる。

第３の発明によれば、前記第１変速完了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変を、パワーオンダウンシフトとパワーオフアップシフトとにおいてのみ実施することを特徴とすることによって、前記第１変速と前記第２変速との切替え時に同一の係合装置の第１変速における要求係合トルクと第２変速における係合保持要求トルクとのトルク差が生じやすい変速において効果的にイナーシャトルクの変動によるショックの発生が抑制されるとともに、制御を簡便なものとすることができる。

本発明が適用される車両の走行に関わる各部の概略構成を説明する図であると共に、その各部を制御する為の制御系統の要部を説明する図である。 自動変速機の変速作動とそれに用いられる係合装置の作動の組み合わせとの関係を説明する作動図表（係合表）である。 図１の車両の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図４のフローチャートに示す制御作動において、クラッチトルクの徐変を実行しなかった場合のタイムチャートの一例である。 図４のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、パワーオンダウンシフトにおける多重変速に際して中間ギヤ段を設定し、クラッチトルクの徐変を実行する場合の一例である。 図６のタイムチャートにおいて、徐変の開始と終了におけるトルクの時間当りの変化率を減少させた曲線で徐変させる場合の一例である。 図６のタイムチャートにおいて、徐変の開始と終了におけるトルクの時間当りの変化を少なくとも３つの直線に基づいて徐変させる場合の一例である。 図４のフローチャートにおいて、徐変を予定しているクラッチの要求係合トルクの差が所定値以下の場合徐変を実行せずに第２変速を実施する場合のフローチャートの一例である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた駆動力源としてのエンジン１２から駆動輪２６までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。図１において、エンジン１２により発生させられた動力は、トルクコンバータ１４を経て入力軸１６から自動変速機１８に入力され、自動変速機１８の出力軸２０から差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２２や一対の車軸（ドライブシャフト）２４等を順次介して左右の駆動輪２６へ伝達される。

自動変速機１８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内において１組乃至複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置とを有し、その係合装置によって複数のギヤ段が択一的に成立させられる公知の遊星歯車式自動変速機である。例えば、自動変速機１８は、複数の係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち係合装置の係合と解放との切替えにより）変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機である。複数の係合装置はそれぞれ、エンジン１２からの動力を受ける入力軸１６と駆動輪２６に動力を伝達する出力軸２０との間で回転とトルクとを伝達する油圧式の摩擦係合装置である。この入力軸１６は、自動変速機１８の入力軸であるが、トルクコンバータ１４のタービン翼車によって回転駆動されるタービン軸でもある。

前記油圧式の摩擦係合装置は、油圧制御回路２８によってそれぞれ係合と解放とが制御され、その油圧制御回路２８内のソレノイドバルブ等の調圧によりそれぞれのトルク容量すなわち係合力が変化させられて、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するクラッチＣやブレーキＢ（以下、係合装置をクラッチＣ、ブレーキＢという）である。ここで、係合装置のトルク容量（以下、クラッチトルクという）は、例えば係合装置の摩擦材の摩擦係数や摩擦板を押圧する係合油圧によって決まるものである。係合装置を滑らすことなく（すなわち係合装置に差回転速度を生じさせることなく）入力軸１６と出力軸２０との間でトルク（例えば入力軸１６に入力される変速機入力トルクＴiすなわちタービントルクＴt）を伝達する為には、そのトルクに対して各係合装置にて受け持つ必要がある伝達トルク分（すなわち係合装置の分担トルク）が得られるトルク容量が必要になる。但し、伝達トルク分が得られるトルク容量においては、トルク容量を増加させても伝達トルクは増加しない。尚、本実施例では、便宜上、クラッチトルクと係合油圧とを同義に取り扱うこともある。

自動変速機１８におけるギヤ段としては、例えば図２の係合作動表に示すように、クラッチＣ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）及びブレーキＢ（Ｂ１，Ｂ２）のそれぞれの係合解放制御により、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて前進８段の各ギヤ段が成立させられる。例えば、クラッチＣ１とブレーキＢ２との係合により低車速側ギヤ段（ローギヤ段例えば第１速ギヤ段1st）が成立させられ、クラッチＣ１とブレーキＢ１との係合により高車速側ギヤ段（ハイギヤ段例えば第２速ギヤ段2nd）が成立させられる。従って、上記ローギヤ段とハイギヤ段との間の変速時には、ブレーキＢ２とブレーキＢ１とで掴み替えが行われる。本実施例では、変速時に掴み替えが行われる係合装置のうちで、ローギヤ段側の成立に関与する係合装置（例えばブレーキＢ２）をローギヤ段係合装置と称し、ハイギヤ段側の成立に関与する係合装置（例えばブレーキＢ１）をハイギヤ段係合装置と称する。また、係合装置であるクラッチＣとブレーキＢとを特に区別する必要が無い場合、特に区別せずにクラッチＣ、Ｂと総称する場合がある。また、ローギヤ段係合装置は、ローギヤ段からハイギヤ段へのアップシフト時には解放側の係合装置（以下、解放側クラッチという）となり、ハイギヤ段からローギヤ段へのダウンシフト時には係合側の係合装置（以下、係合側クラッチという）となる。一方で、ハイギヤ段係合装置は、上記アップシフト時には係合側クラッチとなり、上記ダウンシフト時には解放側クラッチとなる。

図１に戻り、車両１０には、例えば自動変速機１８の変速制御などに関連する変速制御装置を含む電子制御装置７０が備えられている。電子制御装置７０は、例えば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車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置７０は、エンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御等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や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。また、電子制御装置７０には、各種センサ（例えば各回転速度センサ５０，５２，５４、アクセル開度センサ５６、スロットル弁開度センサ５８、シフトセンサ６０など）により検出された各種信号（例えばエンジン１２の回転速度を表すエンジン回転速度ωe，入力軸１６の回転速度を表すタービン回転速度ωtすなわち変速機入力回転速度ωi、車速Ｖに対応する出力軸２０の回転速度を表す変速機出力回転速度ωo、車両１０の駆動力（駆動トルク）に対する運転者の要求量を表すアクセル開度Ａcc、スロットル弁開度θth、シフトレバー或いはパドルスイッチによるシフト操作信号ＳＨなど）が、それぞれ供給される。また、電子制御装置７０からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する油圧制御回路２８を作動させる為の油圧指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。

ここで、変速制御としては、例えば変速ショックや変速時間等が適切であるかを実車にて評価しつつ適合により予め定められた制御マップから、変速時のトルク容量（或いは油圧指令値）を決定して自動変速機１８の変速を実行する手法がある。このような制御マップを用いる手法では、どの変速の種類での変速であるかによって、各々異なる制御マップを作成する必要がある。その為、自動変速機１８のギヤ段が多段化される程、上記適合作業に多くの労力等が必要となってくる。上記変速の種類とは、例えばエンジン１２の駆動を伴う変速であるパワーオンアップシフト、パワーオンダウンシフト、およびエンジン１２の駆動を伴わないすなわちエンジン１２が非駆動におけるパワーオフアップシフト、パワーオフダウンシフトといった各種の変速パターン（変速様式）と、１速－２速間、２速－３速間などの各種のギヤ段間との組み合わせで表される各種の変速態様である。

本実施例では、変速制御として、上記制御マップを用いる手法に替えて、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する手法を採用する。上記変速目標値は、変速時に実現したい変化態様を定める要素（例えば変速時間、駆動力等）の目標値である。上記制御操作量は、制御対象に対して操作する要素（エンジントルク、クラッチトルク等）の要求値である。

以下において、変速モデルを用いた自動変速機１８の変速制御について説明する。自動変速機１８の変速中における運動方程式は、次式（１）及び次式（２）で表される。この式（１）及び式（２）は、自動変速機１８を構成する相互に連結された各回転要素毎の運動方程式、及び自動変速機１８を構成する遊星歯車装置における関係式から導き出されたものである。上記各回転要素毎の運動方程式は、各回転要素におけるイナーシャと回転速度時間変化率との積で表されるトルクを、遊星歯車装置の３つの部材（サンギヤ、キャリヤ、リングギヤ）、及び係合装置の両側の部材のうちで各回転要素に関与する部材に作用するトルクにて規定した運動方程式である。また、遊星歯車装置における関係式は、遊星歯車装置の歯車比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を用いて、その遊星歯車装置の３つの部材におけるトルクの関係と回転速度時間変化率の関係とを各々規定した関係式である。この式（１）及び式（２）において、dωt/dtは、タービン回転速度ωt（すなわち変速機入力回転速度ωi）の時間微分すなわち時間変化率であり、入力軸１６側の回転部材の速度変化量としての入力軸１６の角加速度（以下、入力軸角加速度）を表している（図面乃至数式においては時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ）。dωo/dtは、変速機出力回転速度ωoの時間変化率であり出力軸角加速度を表している。Ｔtは、入力軸１６側の回転部材上のトルクとしての入力軸１６上のトルクであるタービントルクすなわち変速機入力トルクＴiを表している。このタービントルクＴtは、トルクコンバータ１４のトルク比ｔを考慮すればエンジントルクＴe（＝Ｔt／ｔ）と同意である。Ｔoは、出力軸２０側の回転部材上のトルクとしての出力軸２０上のトルクである変速機出力トルクを表している。Ｔcaplは、係合側要求係合トルクであり、アップシフト時にはハイギヤ段側クラッチトルクとなり、ダウンシフト時にはローギヤ段側クラッチトルクとなる。Ｔcdrnは、開放側要求係合トルクであり、アップシフト時にはローギヤ段側クラッチトルクとなり、ダウンシフト時にはハイギヤ段側クラッチトルクとなる。ａ1,ａ2,ｂ1,ｂ2,ｃ1,ｃ2,ｄ1,ｄ2はそれぞれ、この式（１）及び式（２）を導き出した際に定数としたものであり、上記各回転要素におけるイナーシャ及び上記遊星歯車装置の歯車比から設計的に定められる係数である。この定数の具体的な数値は、例えば変速の種類（例えば変速パターンやギヤ段間）毎に異なる。従って、上記運動方程式としては１つの所定のものであるが、自動変速機１８の変速には、変速の種類毎に異なる定数とされたそれぞれの変速の種類に対応する運動方程式が用いられる。

前記式（１）及び式（２）は、変速目標値と制御操作量との関係を定式化した自動変速機１８のギヤトレーン運動方程式である。ここでの変速目標値は、変速時間及び駆動力の各目標値を表現でき、ギヤトレーン運動方程式上で取り扱えるものである。本実施例では、変速時間を表現できる要素の一例として、入力軸角加速度dωt/dtを用いている。また、駆動力を表現できる要素の一例として、変速機出力トルクＴoを用いている。つまり、本実施例では、変速目標値を、入力軸角加速度dωt/dtと、変速機出力トルクＴoとの２つの値で設定している。一方で、本実施例では、それら変速目標値を成立させる制御操作量を、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）と、係合側要求係合トルクＴcaplと、開放側要求係合トルクＴcdrnとの３つの値で設定している。そうすると、運動方程式が前記式（１）及び式（２）の２式で構成されることに対して制御操作量が３つある為に、２つの変速目標値を成立させる制御操作量を一意に解くことはできない。その為、変速モデルを用いて、２つの変速目標値を実現するような自動変速機１８の所望の変速を実行することができない。尚、出力軸角加速度dωo/dtは、回転速度センサ５４の検出値である変速機出力回転速度ωoから算出される。

ところで、前記式（１）及び式（２）の運動方程式に、ある拘束条件を追加することで制御操作量を一意に解くことができると考えられる。ここで、自動変速機１８の変速制御において難しいとされることは、解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡し（すなわち変速進行度）を制御することである。本実施例では、変速中のトルクの受け渡しを表現したり制御するのに適しており、また、何れの変速パターンにも対応することができる、解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を、上記拘束条件として設定する。つまり、変速中のトルクの受け渡しを運動方程式に組み込むことができ、且つ制御操作量を一意に解くことができる、伝達トルクのトルク分担率を上記拘束条件として設定することとする。上記トルク分担率は、自動変速機１８の変速時に解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ必要がある合計の伝達トルク（合計伝達トルク）を例えば入力軸１６上のトルク（入力軸上合計伝達トルク）に置き換えたときに、その入力軸上合計伝達トルクに対して両係合装置が各々分担する伝達トルクの割合である。本実施例では、係合側クラッチのトルク分担率を「ｘapl」とし、解放側クラッチのトルク分担率を「ｘdrn」として、それぞれのトルク分担率を、変速中のトルクの受け渡しを反映するように時系列で変化するトルク分担率ｘ（例えば０≦ｘ≦１）を用いて次式（３）及び次式（４）のように定義する。
ｘapl ＝ ｘ ・・・（３）
ｘdrn ＝ １－ｘ ・・・（４）

係合側要求係合トルクＴcaplと開放側要求係合トルクＴcdrnとの関係式は、入力軸１６上のトルクに置き換えた「Ｔcapl」及び「Ｔcdrn」と、前記式（３）及び式（４）とに基づいて、「ｘ」（＝ｘapl）と「１－ｘ」（＝ｘdrn）とを用いて定義することができる。そして、前記式（１）、前記式（２）、及び「Ｔcapl」と「Ｔcdrn」との関係式から、制御操作量である、タービントルクＴt、係合側要求係合トルクＴcapl、及び開放側要求係合トルクＴcdrnを算出する関係式が導き出される。タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）は、「ｘ」（＝ｘapl）、「１－ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、係合側要求係合トルクＴcaplは、「ｘ」（＝ｘapl）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、開放側要求係合トルクＴcdrnは、「１－ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。つまり、本実施例の変速モデルは、前記変速目標値と前記制御操作量とを含む自動変速機１８の運動方程式（前記式（１）,（２））と、前記トルク分担率を表す関係（前記式（３）,（４））とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものである。このように、本実施例では、前記式（１）,（２）に、トルク分担率ｘにて設定した拘束条件を追加することで、変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する。

しかし、第３速ギヤ段と第８速ギヤ段との間の変速、第４速ギヤ段と第７速ギヤ段との間等の変速のように、２つの係合装置を解放し、２つの係合装置を係合する変速（以下、多重変速という）すなわち変速の前後において同一のクラッチＣ、Ｂの係合が保持される係合保持係合装置Ｃｍ（以降、係合保持クラッチＣｍという）を持たない変速が実行される場合がある。この場合の自動変速機１８の変速中における運動方程式は、次式（５）及び次式（６）で表される。この式（５）及び式（６）は、前記式（１）及び式（２）と同様に導き出されたものである。この式（５）及び式（６）において、Ｔcapl1及びＴcap2は、共に係合側要求係合トルクであり、Ｔcdrn1及びＴcdrn2は、共に開放側要求係合トルクである。従って、多重変速では、制御操作量が、タービントルクＴt、２つの係合側要求係合トルクＴcapl1，Ｔcapl2、及び２つの開放側要求係合トルクＴcdrn1，Ｔcdrn2の５つとなる。その為、係合側要求係合トルクＴcapl1と開放側要求係合トルクＴcdrn1とのトルク分担率ｘ1を拘束条件に追加するだけでは、ギヤトレーン運動方程式を一意に解けない。

そこで、電子制御装置７０は、多重変速時は、変速前のギヤ段との間での第１変速Ｓ１及び変速後のギヤ段との間での第２変速Ｓ２が、各々、１つの係合装置の解放と１つの係合装置の係合とによって為される中間ギヤ段Ｍ１を経由して変速を実行する。つまり、多重変速時は、変速前のギヤ段との間での変速が１要素解放１要素係合変速となり且つ変速後のギヤ段との間での変速が１要素解放１要素係合変速となる中間ギヤ段Ｍ１を設定し、変速前のギヤ段と中間ギヤ段Ｍ１との間での第１変速Ｓ１、中間ギヤ段Ｍ１と変速後のギヤ段との間での第２変速Ｓ２を順に実行する多重変速に、その係合変速の読み替えを行なう。言い替えれば、変速前のギヤ段と変速後のギヤ段とで共通の係合クラッチすなわち係合保持クラッチＣｍを持つ変速を、２つ組み合わせて係合変速を行なうことで制御操作量を減少し、係合側要求係合トルクＴcapl1と開放側要求係合トルクＴcdrn1とのトルク分担率ｘ1を拘束条件に追加するだけで、ギヤトレーン運動方程式を一意に解くことが可能となっている。

具体的には、多重変速中における運動方程式（前記式（５）,（６））を、第１変速中における運動方程式（次式（７）,（８））、及び第２変速Ｓ２中における運動方程式（次式（９）,（１０））に読み替える。この式（７）,（９）及び式（８）,（１０）は、前記式（１）及び式（２）と同様に導き出されたものである。この式（７）,（８）において、Ｔcapl1は第１変速Ｓ１における係合側クラッチ（第１変速係合側クラッチ）のトルク容量（第１変速係合側要求係合トルク）となり、Ｔcdrn1は第１変速Ｓ１における解放側クラッチ（第１変速解放側クラッチ）のトルク容量（第１変速開放側要求係合トルク）となる。この式（９）,（１０）において、Ｔcapl2は第２変速Ｓ２における係合側クラッチ（第２変速係合側クラッチ）のトルク容量（第２変速係合側要求係合トルク）となり、Ｔcdrn2は第２変速Ｓ２における解放側クラッチ（第２変速解放側クラッチ）のトルク容量（第２変速開放側要求係合トルク）となる。そして、前記式（３）,（４）と同様に、第１変速Ｓ１中における運動方程式（次式（７）,（８））で、第１変速係合側クラッチと第１変速解放側クラッチとのトルク分担率（ｘ1，ｘapl1，ｘdrn1）を設定し、且つ第２変速Ｓ２中における運動方程式（次式（９）,（１０））で、第２変速係合側クラッチと第２変速解放側クラッチとのトルク分担率（ｘ2，ｘapl2，ｘdrn2）を設定することで、制御操作量について各変速におけるギヤトレーン運動方程式を一意に解くことができ、結果として、変速モデルを用い多重変速を適切に実行することができる。

自動変速機１８の変速制御においては、前述のようにパワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった変速パターンがある。たとえば、パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトでは、エンジントルクＴe（パワーオン時の正トルク、或いはパワーオフ時の負トルク（エンジンフリクショントルク））によってタービン回転速度ωt（すなわち変速機入力回転速度ωi）が変化させられる方向と、変速に伴うタービン回転速度ωtの変化方向（変速によって進められる方向）とが異なる。すなわち、パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトでは、エンジントルクＴeにより自発的に変速を進行できない。従って、トルク分担率を変えないまま解放側要求係合トルクＴcdrnの絶対値のみを低下させるだけでは（すなわち解放側クラッチを解放に向かわせるだけでは）変速を進行させられないので、係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速に伴う変化方向へ変化させる必要がありトルク分担率を変化させる時期をイナーシャ相開始前としている。

また、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、エンジントルクＴeによってタービン回転速度ωtが変速に伴う変化方向へ変化させられる。すなわち、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、エンジントルクＴeにより自発的に変速を進行できる。従って、トルク分担率を変えないまま解放側要求係合トルクＴcdrnの絶対値のみを低下させるだけで変速を進行させられるので、係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速に伴う変化方向へ変化させる必要がない。パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、係合側クラッチにより変速を進行させようとすると、却ってイナーシャトルクが増大して変速ショックが悪化する可能性がある。そこで、変速を適切に進行させる為に、トルク分担率を変化させる時期をイナーシャ相終了時すなわちトルク相開始時としている。

また、第１変速終了後の同期回転速度において入力軸回転速度ωｉの停滞が生じないために、第１変速Ｓ１のトルク相終了時、すなわち第１変速Ｓ１における係合側クラッチのトルク容量が中間ギヤ段Ｍ１の目標出力トルクＴｏに達した時点においても、第１変速Ｓ１における係合側クラッチは係合を完了しておらず、第１変速Ｓ１における係合側クラッチにスリップ回転ωｓが生じるように設定されている。第１変速Ｓ１のトルク相終了時において第１変速Ｓ１中における運動方程式の拘束条件から、第２変速Ｓ２中における運動方程式の拘束条件への切替えを実施した場合、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1は、第２変速Ｓ２における係合状態を維持するための係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2に変更されることとなる。このため、第１変速Ｓ１のトルク相終了時、すなわち第１変速Ｓ１における係合側クラッチのトルク容量が中間ギヤ段Ｍ１の目標出力トルクＴoに達した時点においても、第１変速Ｓ１における係合側クラッチにスリップ回転ωｓが生じている場合には、第１変速Ｓ１における係合側クラッチのトルクはスリップ回転ωｓが生じるクラッチトルクＴcapl1から、第２変速Ｓ２において係合保持クラッチＣｍでありまた第２変速Ｓ２において完全係合となる係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2へと目標とされるクラッチトルクが増加する。（以降、運動方程式における制御操作量であるクラッチトルクを要求係合トルクともいう。）このため、パワーオフアップシフトおよびパワーオンダウンシフトでは、第１変速Ｓ１における係合側クラッチのスリップ回転速度ωｓが零に向かって急激に変化し、出力トルクＴｏにイナーシャトルクによる急激な変化が生じ、変速ショックとなる。このパワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトにおける変速ショックを軽減することが可能な技術を主にパワーオンダウンシフトを用いて以下に説明する。なお、パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトにおいては上記の変速ショックはほとんど生じない。

図３に戻り、電子制御装置７０による制御機能の要部を示す機能ブロック線図を説明する。電子制御装置７０は、エンジン出力制御部７２、変速制御部７４、要求係合トルク算出部７６、多重変速制御部８２とから構成されている。また要求係合トルク算出部７６は、トルク分担率算出手段すなわちトルク分担率算出部７８と、変速目標値算出手段すなわち変速要求値算出部８０とを備えている。多重変速制御部８２は、中間ギヤ段設定手段すなわち中間ギヤ段設定部８４と、クラッチトルク徐変算出手段すなわちクラッチトルク徐変算出部８６とを備えている。

エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部７２は、例えば要求されたエンジントルクＴe（以下、要求エンジントルクＴedem）が得られるように、スロットル制御の為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、燃料噴射量制御の為に燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御の為にイグナイタ等の点火装置を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。

変速制御手段すなわち変速制御部７４は、自動変速機１８の変速制御を実行する。具体的には、変速制御部７４は、車速Ｖ及びアクセル開度Ａccを変数として予め記憶された公知の関係（変速マップ、変速線図）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて変速判断を行う。そして、変速制御部７４は、自動変速機１８の変速を実行すべきと判断した場合には、変速すべきギヤ段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。例えば、変速制御部７４は、判断したギヤ段が達成されるように、自動変速機１８の変速に関与する係合装置を係合及び／又は解放させる油圧指令信号Ｓpを油圧制御回路２８へ出力する。この油圧指令信号Ｓpとしては、例えば解放側クラッチのトルク容量（以下、開放側要求係合トルクという）を得る為の油圧指令値、及び係合側クラッチのトルク容量（以下、係合側要求係合トルクという）を得る為の油圧指令値である。

要求係合トルク算出手段すなわち要求係合トルク算出部７６は、変速制御部７４により自動変速機１８の変速中であると判定された場合には、上記変速モデルを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出する。具体的には、要求係合トルク算出部７６は、トルク分担率算出部７８と、変速要求値算出部８０とを備えている。

トルク分担率算出部７８は、例えばトルク分担率ｘを変化させる態様（例えば傾き等）が予め定められた関係（変速進行度マップ）から、変化開始時（或いは変速制御開始時、前回算出時等）からの経過時間に基づいてトルク分担率ｘを算出する。そして、トルク分担率算出部７８は、前記式（３）及び式（４）から、その算出したトルク分担率ｘに基づいて係合側クラッチのトルク分担率ｘaplと解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnとを算出する。上記変速進行度マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。また、トルク分担率ｘの初期値は、「０」とされている。

変速要求値算出部８０は、例えばイナーシャ相中のタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化が変速ショックの抑制と変速時間とを両立させる所定変化となるように入力軸角加速度dωt/dtを変化させる態様が予め定められた関係（入力軸角加速度変化マップ）から、イナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてイナーシャ相中の入力軸角加速度dωt/dtの目標値を算出する。また、変速要求値算出部８０は、例えばイナーシャ相中以外では、タービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化に基づいて入力軸角加速度dωt/dtの目標値を算出する。加えて、変速要求値算出部８０は、例えば変速機出力トルクＴoを変化させる態様が予め定められた関係（変速機出力トルク変化マップ）から、エンジン出力制御部７２により算出された要求駆動力Ｆdem及び変速制御開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいて変速機出力トルクＴoの目標値を算出する。尚、上記入力軸角加速度変化マップ及び変速機出力トルク変化マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。

要求係合トルク算出部７６は、前記制御操作量を算出する関係式から、トルク分担率算出部７８により算出された係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）、及び変速要求値算出部８０により算出された各変速目標値（dωt/dt、Ｔoの各目標値）に基づいて、制御操作量としての、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）、係合側要求係合トルクＴcapl、及び開放側要求係合トルクＴcdrnの各要求値を算出する。

実行されている変速が、パワーオンダウンシフトもしくはパワーオフアップシフトであり、且つ上記の変速モデルを１段の変速では用いることのできない多重変速、すなわち係合保持クラッチＣｍの切替えが必要と変速制御部７４が判断すると、多重変速制御部８２の中間ギヤ段設定部８４は、予め記憶されたマップに基づいて中間ギヤ段Ｍ１の設定を行う。要求係合トルク算出部７６は、設定された第１変速Ｓ１における制御操作量タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）、係合側要求係合トルクＴcapl、及び開放側要求係合トルクＴcdrnの各要求値を算出する。エンジン出力制御部７２と変速制御部７４とは、要求係合トルク算出部７６によって算出された制御量に基づいて、エンジントルクＴt、係合側要求係合トルクＴcapl、及び開放側要求係合トルクＴcdrnとを制御する。なお、中間ギヤ段の設定は、実行されている変速がパワーオンダウンシフトもしくはパワーオフアップシフトの場合であり、且つ多重変速の場合に中間ギヤ段の設定とクラッチトルクの徐変とを行なうものとしたが、パワーオンダウンシフトおよびパワーオフアップシフトと比較して第１変速と第２変速との切替え時にトルク差が生じにくいパワーオフダウンシフトおよびパワーオンアップシフトにおいても下記する制御すなわち徐変の必要性の判断に基づいて徐変を実施するものとしても良い。

変速制御部７４が、たとえば変速機出力トルクＴｏが第２変速Ｓ２のイナーシャ相における目標出力トルクＴoに達し、かつタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）が各ギヤ段毎に予め記憶されている所定の回転速度に達した場合に第１変速Ｓ１の終了を判断する。変速制御部７４が、第１変速Ｓ１の終了を判断すると、クラッチトルク徐変算出部８６は、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1から、第２変速Ｓ２の運動方程式で定められる係合保持クラッチＣｍの要求値すなわち第１変速Ｓ１における係合側クラッチを完全係合とするために必要な第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2への緩やかな時間的な変化である徐変Ｔｇを、たとえば予め変速段（変速の種類）毎に記憶された関係（マップ）に基づいて設定し、変速制御部７４を介して制御する。好適には第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1と完全係合とするために必要な目標トルクである第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2とを予め設定された時間ｔａで変化をする設定が選択される。徐変Ｔｇの開始後、要求係合トルク算出部７６のトルク分担率算出部７８と変速要求値算出部８０とが第２変速Ｓ２における運動方程式を第１変速Ｓ１と同様の方法で解くことによって制御操作量を逐次算出し、第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2への緩やかな時間的な変化である徐変Ｔｇもその演算に基づいて逐次変化する。徐変Ｔｇは予め定められた所定時間を経過すると第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2に設定する。また所定時間経過後、係合の維持のための所定の安全率が考慮されたトルクへと増加され、第２変速Ｓ２が実行される。

なお、第１変速Ｓ１において係合保持クラッチＣｍである第２変速解放側クラッチは、第１変速Ｓ１中は係合を維持するように、係合圧が例えば最大係合圧に維持されたままとなる。その為、第１変速Ｓ１から第２変速Ｓ２への切替え時に第２変速開放側要求係合トルクが過剰に残存することとなり、第２変速解放側クラッチが差回転を速やかに生じることができず、変速に伴う変速機入力回転速度ωiの変化過程でその変化の遅れが生じることによって、変速ショックが発生する可能性がある。そこで、本実施例では、電子制御装置７０は、第１変速Ｓ１の過渡中には、第２変速開放側要求係合トルクを、第１変速Ｓ１の開始前と比べて低下させる。つまり、第２変速Ｓ２への切替え時に第２変速解放側クラッチが速やかに差回転を発生させられるように、その第２変速Ｓ２に備えて、第１変速Ｓ１中から予め第２変速開放側要求係合トルクを低下させている。

図４は、電子制御装置７０の制御作動の要部すなわち多重変速が発生したとしても変速モデルを用いて自動変速機１８の所望の変速を適切に実行し、また第１変速Ｓ１と第２変速Ｓ２との間において発生する可能性のある第１変速Ｓ１の係合側要求係合トルクの変動に伴って生じるショックを軽減する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図４において、変速制御部７４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、変速中であるか否かが判定される。このＳ１０の判定が否定された場合、Ｓ１０からの判定が繰り返される。またＳ１０の判定が肯定された場合、変速制御部７４に対応するＳ２０において、実行されている変速がパワーオンダウンシフトもしくはパワーオフアップシフトか否かが判定される。このＳ２０の判定が否定された場合は、Ｓ１０からの判定が繰り替えされる。またＳ２０の判定が肯定された場合は、変速制御部７４に対応するＳ３０において、係合保持クラッチＣｍの切替えが生じる変速すなわち多重変速であるか否かが判定される。このＳ３０の判定が否定される場合すなわち係合保持クラッチＣｍの切り替えが必要ないと判定された場合は、要求係合トルク算出部７６とエンジン出力制御部７２と変速制御部７４との機能に対応するＳ５０において、中間ギヤ段が設定されることなく、１つの運動方程式に基づく変速が実施される。また、Ｓ３０の判定が肯定された場合は、多重変速制御部８２の中間ギヤ段設定部８４の機能に対応するＳ４０において、中間ギヤ段Ｍ１が設定される。要求係合トルク算出部７６とエンジン出力制御部７２と変速制御部７４との機能に対応するＳ６０において、第１変速Ｓ１が実行される。また、第１変速Ｓ１の実施後、クラッチトルク徐変算出部８６と変速制御部７４との機能に対応するＳ７０において、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1から、第２変速Ｓ２の運動方程式で定められる係合保持クラッチＣｍの要求値すなわち第１変速Ｓ１における係合側クラッチを完全係合とするために必要な第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2へ向かって徐変するようにクラッチトルクの徐変Ｔｇの算出とクラッチトルクの制御が行われる。徐変Ｔｇの開始から予め設定された所定時間の経過後、要求係合トルク算出部７６とエンジン出力制御部７２と変速制御部７４との機能に対応するＳ８０において、第２変速Ｓ２が実行される。

図５において、第１変速Ｓ１の完了後に第２変速Ｓ２が実施される一例が示されている。ｔ１時点において、目標ギヤ段が第８速ギヤ段8thから第３速ギヤ段3rdに変更され、第８速ギヤ段8thから第３速ギヤ段3rdへのダウン変速が係合保持クラッチＣｍの変更を伴う多重変速であることから、中間ギヤ段Ｍ１である第５速ギヤ段5thが変速後のギヤ段として設定されている。なお、図５の第８速ギヤ段8thから第３速ギヤ段3rdへの変速においては、クラッチＣ２が第１変速Ｓ１における係合保持クラッチＣｍであり、クラッチＣ１が第２変速Ｓ２における係合保持クラッチＣｍとなっている。ｔ２時点において、第２変速解放側クラッチ、すなわち第１変速係合保持クラッチＣ２の要求係合トルクＴct1がＴ２４から減少され、ｔ３時点において、Ｔ２３に減少されている。これは前述のように、第１変速Ｓ１から第２変速Ｓ２への切替え時に第２変速開放側要求係合トルクが過剰に残存することとなり、変速に伴う変速機入力回転速度ωiの変化過程でその変化の遅れが生じることを避けるためである。ｔ４時点において、第１変速Ｓ１におけるイナーシャ相が開始され入力軸回転速度ωiの増加が開始されるとともに、第１変速係合側クラッチＣ１のスリップ回転速度ωｓもＮｓ２からの減少が開始されている。なお、図５は、図３のクラッチトルク徐変算出部８６、図４のＳ７０に対応するクラッチトルク徐変制御のない場合の作動を示している。

ｔ５時点において、入力軸回転速度ωｉが第５速ギヤ段5thの同期回転速度に達し、第１変速Ｓ１のトルク相が開始されている。また、第１変速係合側クラッチＣ１のスリップ回転速度ωｓは略零を示している。ｔ５時点から第１変速Ｓ１におけるトルク分担率（ｘ1，ｘapl1，ｘdrn1）が変化され、第１変速係合側要求係合トルクＴcapl1が上昇している。ｔ６時点において、トルク相が終了し、出力トルクＴｏが第２変速Ｓ２におけるイナーシャ相における出力トルクＴｏ２に達することに基づいて第２変速Ｓ２への切替えが行なわれる。トルク相の終了は、たとえば第５速ギヤ段5thへの到達から予め定められた所定時間を経過したことで判定されるものとしても良い。また第１変速係合側クラッチＣ１のスリップ回転速度ωｓは、Ｎs1となっている。

ｔ６時点において、第２変速Ｓ２が開始される。すなわち変速前ギヤ段と変速後ギヤ段とが、第１変速Ｓ１における第８速ギヤ段8thと第５ギヤ段5thとから第５ギヤ段5thと第３ギヤ段3rdへと切替えられる。第２変速Ｓ２への切り替えによって、クラッチＣ１のトルクすなわち第１変速係合側要求係合トルクＴcapl1は、クラッチＣ１のスリップを生じる第１変速終了時の要求値Ｔcf1すなわち第１変速Ｓ１におけるギヤトレーン運動方程式を用いて定められる第１変速Ｓ１の終了時のクラッチＣ１の要求係合トルクＴ12から、クラッチＣ１が完全係合を示す第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2すなわち第２変速Ｓ２におけるギヤトレーン運動方程式を用いて定められるクラッチＣ１の要求係合トルクＴ13へ上昇され、クラッチＣ１のスリップ回転速度ωｓがＮs1から略零へと急激に変化させられる。これによって変速機出力トルクＴｏの変動によるショックが生じている。ｔ７時点において第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2は係合の維持のための所定の安全率が考慮されたＴ１４に向けてさらに上昇される。ｔ８時点において、第２変速Ｓ２におけるトルク相が開始すると、第２変速Ｓ２におけるトルク分担率（ｘ２，ｘapl２，ｘdrn２）が変化される。なお、入力軸回転速度ωｉが第３ギヤ段3rdの同期回転速度に達したことによって、第２変速Ｓ２におけるトルク相が判断されても良い。ｔ９時点において、出力トルクＴｏもＴｏ３に達し第２変速Ｓ２のトルク相が終了され、第３ギヤ段3rdへの変速が完了される。

図６は、図３のクラッチトルク徐変算出部８６および図４のＳ７０に対応するクラッチトルク徐変制御によって、図５におけるｔ６時点において生じるクラッチＣ１のスリップ回転速度ωｓの急激な変化を抑制する作動を説明したもので、その点以外は図５と同一であり、ｔ１５時点から説明する。ｔ１５時点において入力軸回転速度ωｉが第５速ギヤ段5thの同期回転速度に達し、第１変速Ｓ１のトルク相が開始されている。また、第１変速係合側クラッチＣ１のスリップ回転速度ωｓは略零を示している。ｔ１６時点においてトルク相が終了し、出力トルクＴｏが第２変速Ｓ２のイナーシャ相における出力トルクＴｏ１２に達すると、係合保持クラッチＣｍの切替え条件の判断が行なわれ、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1と同じクラッチＣ１すなわち第２変速Ｓ２の変速中において係合状態に保持される係合保持クラッチＣｍとなる第１変速係合側クラッチＣ１に第２変速Ｓ２において設定されている第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2との差が算出されその差を所定の時間間隔ｔａすなわちｔ１６からｔ１７の経過時間で除することで第１変速係合側要求係合トルクの時間変化が算出され、それを目標としてクラッチＣ１の油圧制御が行われる。また、徐変中、第２変速Ｓ２の運動方程式によって逐次演算が行なわれそれに基づいて第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2への変更が行われる。

ｔ１７時点において、第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2は、完全係合となる係合トルクＴ１１３に達し、スリップ回転速度が略零となる。すなわち第１変速Ｓ１におけるギヤトレーン運動方程式を用いて定められる第１変速Ｓ１の終了時のクラッチＣ１の要求係合トルクＴ１１２から、クラッチＣ１が完全係合を示す第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2すなわち第２変速Ｓ２におけるギヤトレーン運動方程式を用いて定められるクラッチＣ１の要求係合トルクＴ１１３へ徐変される。またｔ１６時点以降は、第１変速係合側クラッチＣ１すなわち第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2は、係合の維持のため所定の安全率が考慮されたＴ１１４に向けてさらに上昇されている。またｔ１７時点において、係合保持クラッチＣｍの切替え判断は終了されている。ｔ１８時点において第２変速Ｓ２のトルク相が開始し、第２変速Ｓ２におけるトルク分担率の変化が行なわれ、ｔ１９時点において、第２変速Ｓ２が完了される。

本実施例によれば、エンジン１２からの動力を受ける入力軸１６と駆動輪２６に動力を伝達する出力軸２０と複数のクラッチＣ、Ｂとを有し、クラッチＣ、Ｂの係合と解放との切換によって変速を実行する自動変速機１８において、変速目標値Ｔｏ、dwt/dtを実現させる制御操作量を決定するための予め設定されたギヤトレーン運動方程式に拘束条件を導入することで算出した要求係合トルクでクラッチＣ、Ｂを制御することで変速を実行し、２つのクラッチＣ、Ｂの解放と２つのクラッチＣ、Ｂの係合とにより達成される変速は、変速前のギヤ段との間での第１変速Ｓ１および変速後のギヤ段との間での第２変速Ｓ２が、各々、１つのクラッチＣ、Ｂの解放と１つのクラッチＣ、Ｂの係合とによって成立される中間ギヤ段Ｍ１を経由して実行する自動変速機１８の制御装置７０であって、 第２変速Ｓ２との切換時に経由する中間ギヤ段Ｍ１を成立させるために係合されるクラッチＣ、Ｂのうち第１変速Ｓ１の終了時に係合されるクラッチＣ、Ｂであって第２変速Ｓ２中には係合保持されている係合保持クラッチＣｍに対する、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1と第２変速Ｓ２における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2とのトルク差について、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1から第２変速Ｓ２における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2へ徐変させる。すなわち第１変速Ｓ１におけるギヤトレーン運動方程式を用いて定められる第１変速Ｓ１の終了時のクラッチＣ１の要求係合トルクＴ１１２から、クラッチＣ１が完全係合を示す第２変速Ｓ２の第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2すなわち第２変速Ｓ２におけるギヤトレーン運動方程式を用いて定められるクラッチＣ１の要求係合トルクＴ１１３へ徐変される。これによって、拘束条件を複雑化させることのない簡明な方法によって、中間ギヤ段Ｍ１において入力軸回転速度ωiを停滞させることなくスムーズな回転速度の変化が可能となるとともに、中間ギヤ段Ｍ１における要求係合トルクのトルク差によって生じるイナーシャトルクの変動によるショックの発生が抑制される。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図６において、要求係合トルクの算出を第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1と第２変速Ｓ２において係合保持クラッチＣｍとなる第１変速Ｓ１における係合側クラッチが設定されている第２変速係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2との差を算出し、その差を所定の時間間隔すなわちｔ１６からｔ１７の経過時間で除することで第１変速係合側要求係合トルクＴcapl1の時間変化が算出されるものとしたが、特にこれに限らず、図７に示すように、徐変開始から徐変終了までの第１変速終了時の要求値Ｔ２１２から第２変速Ｓ２において係合保持クラッチＣｍとなる第１変速Ｓ１における係合側クラッチが設定されている目標トルクＴ２１３までの変化を、たとえばｔ２６からｔ２７の経過時間における第１変速係合側要求係合トルクＴcapl1の変化に基づくショックをさらに減少するために徐変の開始と終了におけるトルクの時間当り変化率を減少させた曲線Ｃｕ１およびＣｕ２に基づいて変化させる、すなわち、ｔ２６時点の近傍およびｔ２７時点の近傍における要求係合トルクの時間当りの変化率を他の時間領域であるｔ２６時点とｔ２７時点との中央に近い領域と比較して緩やかに設定するものとしても良い。図７は、徐変におけるトルクの時間当りの変化率が示されており、徐変前および徐変後のトルクの記載は省略されている。なお、上記２曲線Ｃｕ１およびＣｕ２の間に直線が介在されても良い。この曲線Ｃｕ１およびＣｕ２や、それの間の直線は制御サイクル毎にステップ状に変化する階段状の直線から成る要求係合トルクによって近似された曲線もしくは直線であってもよい。

第１変速Ｓ１における第１変速終了時の要求値Ｔcf1から第２変速Ｓ２における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2への徐変において、前記徐変の開始と終了においてトルクの時間当り変化率を減少させた曲線に基づいて変化させることによって、イナーシャトルクの変動を更に効果的に抑制できる。

図６において、要求係合トルクの算出を第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1と第２変速Ｓ２において係合保持クラッチＣｍとなる第１変速Ｓ１における係合側クラッチＣ１が設定されている第２変速における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2との差を算出し、その差を所定の時間間隔すなわちｔ１６からｔ１７の経過時間で除することで第１変速係合側要求係合トルクの時間変化が算出するものとしたが、特にこれに限らず、図８に示すように、徐変開始から徐変終了までの第１変速終了時の要求値Ｔ３１２から第２変速Ｓ２において係合保持クラッチＣｍとなる第１変速Ｓ１における係合側クラッチが設定されている目標トルクＴ３１３までの変化を、たとえばｔ３６からｔ３７の経過時間における第１変速係合側要求係合トルクの変化に基づくショックをさらに減少するために、たとえば、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1から第２変速Ｓ２における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2への徐変において、徐変の開始と終了においてトルクの時間当り変化率を減少させた少なくとも３つの直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に基づいて変化させることとしても良い。なお、図８は、徐変におけるトルクの時間当りの変化率が示されており、徐変前および徐変後のトルクの記載は省略されている。

第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1の第１変速終了時の要求値Ｔcf1から第２変速Ｓ２における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2への徐変において、前記徐変の開始と終了においてトルクの時間当り変化率を減少させた少なくとも３つの直線に基づいて変化させることによって、容易な方法によってイナーシャトルクの変動を更に効果的に抑制できる。

図６において、第１変速Ｓ１と第２変速Ｓ２との切替え時に同一の係合クラッチＣ、Ｂの第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1と第２変速Ｓ２における係合保持クラッチＣｍへの要求係合トルクＴct2との差が所定のトルク以下であった場合、図９のフローチャートに示したように、第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1から第２変速Ｓ２における係合保持クラッチＣｍへの要求係合トルクＴct2への徐変を実施せずに、前記第２変速における係合保持クラッチＣｍへの要求係合トルクＴct2に切替えることを特徴とすることとしても良い。なお、図９のフローチャートは、図４のフローチャートとＳ１０からＳ６０まで同一であり、Ｓ６０を除いてＳ１０からＳ５０までのステップの記載は省略されている。

第１変速Ｓ１と第２変速Ｓ２との切替え時に同一の係合クラッチＣ、Ｂの第１変速Ｓ１における係合側要求係合トルクＴcapl1と第２変速Ｓ２における係合保持クラッチ要求係合トルクＴct2とのトルク差が所定値以下の場合に、前記第１変速における目標トルクから前記第２変速における係合保持クラッチＣｍへの係合保持要求トルクへの徐変を実施せずに、前記第２変速における係合保持要求トルクに切替えることによって、発生するショックが所定以下の場合に制御が複雑になることを避けることができる。

前述の実施例では、出力軸２０側の回転部材として出力軸２０を例示したが、これに限らず、出力軸２０側の回転部材は、出力軸２０から駆動輪２６までの動力伝達経路における回転部材であれば良い。入力軸１６側の回転部材として入力軸１６を例示したが、これに限らず、入力軸１６側の回転部材は、エンジン１２から入力軸１６までの動力伝達経路における回転部材であれば良い。

尚、上述したの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。

１２：エンジン（駆動力源）
１６：入力軸
１８：自動変速機（車両用自動変速機）
２０：出力軸
２６：駆動輪
７０：電子制御装置（制御装置）
Ｂ１、Ｂ２：ブレーキ（複数の係合装置）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４：クラッチ（複数の係合装置）
Ｃ１：８→３ダウン変速内の第２変速時の係合保持クラッチ（係合側の係合装置，係合保持係合装置）
Ｃ２：８→３ダウン変速内の第１変速時の係合保持クラッチ（係合側の係合装置）
Ｓ１：第１変速
Ｓ２：第２変速
Ｍ１：中間ギヤ段
Ｃｍ：係合保持クラッチ（係合側の係合装置，係合保持係合装置）
Ｔｏ：変速機出力トルク（出力軸側の回転部材上のトルク，変速目標値）
dωt/dt：入力軸角加速度（入力軸側の回転部材の速度変化量，変速目標値）
Ｔe：エンジントルク（入力軸側の回転部材上のトルク，制御操作量）
Ｔt：タービントルク（入力軸側の回転部材上のトルク，制御操作量）
Ｔcapl1：第１変速時における係合側要求係合トルク（係合側の係合装置のトルク容量，制御操作量）
Ｔcapl2：第２変速時における係合側要求係合トルク（係合側の係合装置のトルク容量，制御操作量）
Ｔcdrn1：第１変速時における解放側要求係合トルク（解放側の係合装置のトルク容量，制御操作量）
Ｔcdrn2：第２変速時における解放側要求係合トルク（解放側の係合装置のトルク容量，制御操作量）
Ｔcf1：第１変速終了時の要求値（第１変速完了時の要求係合トルク）
Ｔct2：第２変速係合保持クラッチ要求係合トルク（第２変速における要求係合トルク）
ｔａ：徐変所定時間（所定時間）

Claims (3)

1. 駆動源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸と複数の係合装置とを有し、前記係合装置の係合と解放との切換によって変速を実行する車両用自動変速機において、変速目標値を実現させる制御操作量を決定するための予め設定されたギヤトレーン運動方程式に拘束条件を導入することで逐次算出した要求係合トルクで前記係合装置を逐次制御することで前記変速を実行し、２つの係合装置の解放と２つの係合装置の係合とにより達成される前記変速を、前記変速前のギヤ段から、１つの係合装置を解放させ、且つ他の１つの係合装置を解放状態からスリップによる係合トルク容量を発生させることで成立する中間ギヤ段への第１変速と、前記中間ギヤ段から、前記スリップによる係合トルク容量を発生させていた前記他の１つの係合装置の係合を保持させ、前記第１変速で係合保持していた係合保持係合装置を解放させ、且つさらに他の１つの係合装置を係合させることで成立する前記変速後のギヤ段への第２変速とを実行する車両用自動変速機の制御装置であって、
   前記変速目標値は、前記出力軸側の回転部材上のトルクと、前記入力軸側の回転部材の速度変化率との２つであり、
   前記制御操作量は、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つであり、
   前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式は、前記変速目標値の１つである前記出力軸側の回転部材上のトルクと３つの前記制御操作量との関係を定式化した第１式と、前記変速目標値の他の１つである前記入力軸側の回転部材の速度変化量と３つの前記制御操作量との関係を定式化した第２式との２つであり、
   前記拘束条件は、前記変速の変速制御開始時からの経過時間に基づいて設定された、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ合計の伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担する各トルク分担率の和が１であることであり、
   前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式である第１式および第２式と前記トルク分担率とを用いて、前記変速目標値の２つの値に基づいて前記制御操作量の３つの値を決定することで、前記第１変速および前記第２変速がそれぞれ実行され、
   前記第１変速と前記第２変速との切換時に経由する前記中間ギヤ段を成立させるために前記第１変速の終了時にトルク容量が前記中間ギヤ段の目標出力トルクに到達した時点においてもスリップさせられる係合装置であって前記第２変速中には係合状態に保持される前記係合保持係合装置への要求係合トルクを、前記第１変速の終了時の要求係合トルクから、前記第２変速における前記予め設定されたギヤトレーン運動方程式により演算される前記第２変速における要求係合トルクへ徐変させ、
   前記第１変速と前記第２変速との切替え時に前記第１変速終了時の要求係合トルクと前記第２変速における要求係合トルクとの差が所定のトルク以下であった場合、前記係合保持係合装置への要求係合トルクを前記第１変速終了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変を実施せずに、前記第２変速における要求係合トルクに切替える
   ことを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。
2. 前記第１変速終了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変は、前記徐変の開始時から予め設定された所定時間を経過するまで実行され、前記所定時間を経過すると終了させられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。
3. 前記第１変速終了時の要求係合トルクから前記第２変速における要求係合トルクへの前記徐変を、パワーオンダウンシフトとパワーオフアップシフトとにおいてのみ実施する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。

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