JP2000154867A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】乗員の不快感の少ない変速と、制御定数を決定
する工数を低減できる自動変速機の制御装置を提供する
ことにある。 【解決手段】摩擦係数算出手段１０８は、摩擦部材の回
転数と自動変速機の作動油温に基づいて摩擦係数を算出
する。作動油圧算出手段１１４は、この摩擦係数に基づ
いて摩擦部材を締結する作用力を算出し、算出された作
用力に基づいて摩擦部材を締結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
の駆動力を自動変速機で変換し、車軸に伝達する動力伝
達機構に用いる自動変速機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの回転速度を自動変速機で変速
し、車輪に伝達するシステムを備える自動車では、変速
にかかる時間を最適に制御するため、摩擦部材に与える
作用力を運転状態に応じて制御している。それは、摩擦
部材に与える作用力が高いと、変速時に乗員に不快な変
速ショックが大きくなり、また、作用力が低いと変速時
間がかかりすぎて摩擦部材の寿命を短くし、さらに、変
速の間延び感がやはり乗員に不快感を与えてしまうため
である。

【０００３】従来の自動変速機の制御装置では、例え
ば、特開平９−２４９０５１号公報に記載されているよ
うに、摩擦部材回転数と摩擦係数が一定と考え、伝達ト
ルクと目標トルクから摩擦部材への作用力を決定してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−２４９０５１号公報に記載されている方法では、摩
擦部材回転数と摩擦係数が一定と考えているが、実際の
摩擦係数は摩擦部材回転数と作動油温により大きく変化
する。従って、変速中の摩擦係数がばらつき、変速時間
が一定せず、変速ショックを招く恐れがあるという問題
があった。また、低油温時は、通常時と摩擦係数が異な
るため、各油温毎に適合を行わねばならず多大な工数を
必要とするという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、乗員の不快感の少ない変
速と、制御定数を決定する工数を低減できる自動変速機
の制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、変速を指示する変速指令信号によ
り車両のエンジンの出力回転軸の出力を摩擦部材の締結
または開放により変速比を変えて変速を行う自動変速機
の制御装置において、上記摩擦部材の回転数と上記自動
変速機の作動油温に基づいて摩擦係数を算出し、この摩
擦係数に基づいて上記摩擦部材を締結する作用力を算出
する算出手段を備え、この算出手段により算出された作
用力に基づいて上記摩擦部材を締結するようにしたもの
である。かかる構成により、油温による摩擦係数のばら
つきが生じた場合でも、油温に基づいて摩擦係数を算出
し、摩擦部材の作用力を算出するようにしているので、
乗員の不快感の少ない変速と、制御定数を決定する工数
を低減し得るものとなる。

【０００７】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記算出手段は、さらに、走行距離数に基づいて劣化指
数を算出し、この劣化指数に基づいて上記摩擦部材の摩
擦係数を算出するようにしたものである。かかる構成に
より、走行距離の変化による経時変化をも補正して、さ
らに、乗員の不快感の少ない変速と、制御定数を決定す
る工数を低減し得るものとなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、図１〜図９を用いて、本
発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の構成及
び動作について説明する。最初に、図１を用いて、本実
施形態による自動変速機の制御装置の全体構成について
説明する。図１は、本発明の一実施形態による自動変速
機の制御装置の全体構成を示すシステム構成図である。

【０００９】エンジン１０の駆動力は、自動変速機（Ａ
Ｔ）２０によって変速され、プロペラシャフト３０及び
終減速機を兼ねる差動装置３２を介して、駆動輪３４に
伝達される。ＡＴ２０の内部は、さらに、トルクコンバ
ータ２２とギアトレイン２４とに分かれている。ＡＴ２
０は、マイクロコンピュータ内蔵のＡＴ電子制御装置
（ＡＴＣＵ）１００によって制御される。ＡＴＣＵ１０
０は、油圧回路２６の油圧制御ソレノイドバルブ２８を
介して、ＡＴ２０を制御する。エアークリーナ４０から
吸入された空気の吸入量は、スロットル制御器４２によ
って制御される。吸気マニホールド４４には、インジェ
クタ４６が取り付けられており、吸入された空気に燃料
を噴射する。

【００１０】マイクロコンピュータ内蔵のエンジン電子
制御装置（ＥＣＵ）５０には、クランク角センサ６０，
吸入空気量を検出するエアーフローセンサ６２，スロッ
トル制御器４２に取り付けられたスロットルセンサ６
４，図示しないエンジン冷却水温センサ，エンジン排気
管中の排気ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ，
排気温度センサ等のセンサ情報が入力され、エンジン回
転数他の諸演算を実行して、インジェクタ４６に開弁駆
動信号を出力し燃料量を制御し、また、アイドルスピー
ドコントロールバルブ（ＩＳＣ）４８に開弁駆動信号を
出力し、補助空気量を制御し、また、図示しない点火プ
ラグに点火信号を出力して点火時期を制御する等、種々
の制御を実行する。

【００１１】ＡＴＣＵ１００は、タービン回転数を検出
するタービンセンサ６６，ＡＴ出力軸回転数を検出する
車速センサ６８，ＡＴＦ（ＡＴ油）温度センサ７０等の
センサ情報、およびＥＣＵ５０からのエンジン回転数や
スロットル開度等の信号等が入力され、演算を実行し
て、油圧回路２６に装着された油圧制御用ソレノイドバ
ルブ２８に開弁駆動信号を出力する。

【００１２】なお、以上の例では、エンジン吸入空気量
の検出をエアーフローセンサ６２により直接行う方式に
ついて示しているが、本発明はこれに限定されることな
く、例えば、吸入マニホールド４４内の圧力と吸入空気
温度より計算により空気量を算出する方式、スロットル
開度とエンジン回転数より計算により空気量を算出する
方式等いずれでも良いものである。また、本例では、Ａ
ＴＣＵとＥＣＵを各々別個に設けたものを示している
が、本発明はこれに限定されることはなく、ＡＴＣＵと
ＥＣＵを一体にしたものでもよいものである。さらに、
本例では、フロントエンジン，リアドライブ方式の構成
例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、フ
ロントエンジン，フロントドライブ方式、リアエンジ
ン，リアドライブ方式、４輪駆動方式等いずれの方式で
もよいものである。

【００１３】次に、図２を用いて、本実施形態による自
動変速機のギア構成について説明する。図２は、本発明
の一実施形態による自動変速機のギア構成を示す模式図
である。

【００１４】本図は最も基本的な前進１〜４速を実現す
るギア構成を示しており、後退やエンジンブレーキ用の
クラッチは省略してある。構成要素は、２個の遊星ギア
と４個の摩擦部材である。接続としては、ＡＴ２０の入
力軸Ｐinには、ハイクラッチ２０Ａと、リア側サンギア
２０Ｂが接続され、ハイクラッチ２０Ａの逆側はフロン
トピニオンギア２０Ｃと、ローワンウェイクラッチ２０
Ｄと、フォワードワンウェイクラッチ２０Ｅが接続され
る。ローワンウェイクラッチ２０Ｄは、ハイクラッチ側
から正転（入力回転と同一方向）トルクが発生すると締
結状態になり、結果的に回転停止状態となる。また、フ
ォワードワンウェイクラッチ２０Ｅの逆側は、リアイン
ターナルギア２０Ｆに接続されている。フロントサンギ
ア２０Ｇは、ブレーキドラム２０Ｈに接続され、ブレー
キドラム２０Ｈは、バンドブレーキ２０Ｉの締結により
回転停止状態になる。また、フロントインターナルギア
２０Ｊは、リアピニオンギア２０Ｋと、出力軸Ｐoutに
接続されている。

【００１５】各摩擦部材とギア位置は、表１に示す締結
状態である。

【００１６】

【表１】

【００１７】これらの状態は、ＡＴＣＵ１００の指令を
受けて、油圧制御用ソレノイドバルブ２８が油圧回路２
６を切り換えることで実現される。

【００１８】次に、図３を用いて、各摩擦部材の回転数
の求め方について説明する。図３は図２に示した自動変
速機の構成例を基に、速度線図を表わしたものである。
図３において、横軸は、フロント遊星ギアの各歯車（サ
ンギア２０Ｇ，ピニオンギア２０Ｃ，インターナルギア
２０Ｊ）及びリア遊星ギアの各歯車（サンギア２０Ｂ，
ピニオンギア２０Ｋ，インターナルギア２０Ｆ）を表わ
している。また、縦軸は、回転数（０点より上方を正転
（入力と同一方向）、０点より下方を逆転（入力と反対
方向））を表わしている。

【００１９】また、横軸の間隔は、各遊星ギアのインタ
ーナルギアとサンギアの歯数の比となり、λ１とλ２
は、以下の式（１），（２）により求めることができ
る。 λ１＝（フロントインターナルギア歯数）/(フロントサンギア歯数) …（１） λ２＝（リアインターナルギア歯数）／（リアサンギア歯数） …（２） また、図３には、１速及び２速の速度線が表わされてい
る。１速の各ギアの回転数は、以下の式（３），
（４），（５），（６）の関係になる。 リアサンギア回転数（RS1）＝入力回転数 …（３） リアピニオンギア回転数（RP1）＝フロントインターナルギア回転数（FI1） ＝出力回転数 …（４） フロントピニオンギア回転数（FP1）＝リアインターナルギア回転数（RI1） ＝０ …（５） フロントサンギア回転数（FS1）＝（λ１／（１＋λ２））×RS1 …（６） なお、フロントピニオンギア２０Ｇ及びリアインターナ
ルギア２０Ｈは、（表１）に示すように、ローワンウェ
イクラッチ２０Ｄ及びフォワードワンウェイクラッチ２
０Ｅを締結しているため、回転数は０になる。

【００２０】また、２速の各ギアの回転数は、以下の式
（７），（８），（９），（１０）で表わされる。 リアサンギア回転数（RS2）＝入力回転数 …（７） リアピニオンギア回転数（RP2）＝フロントインターナルギア回転数（FI2） ＝出力回転数 …（８） フロントピニオンギア回転数（FP2）＝リアインターナルギア回転数（RI2） ＝（λ１／（１＋λ１＋λ２））×RS2 …（９） フロントサンギア回転数（FS2）＝０ …（１０） なお、フロントサンギア２０Ｇは、（表１）に示すよう
に、バンドブレーキ２０Ｉを締結しているため、回転数
は０になる。

【００２１】ここで、１速から2速に変速するには、
（表１）に示すように、バンドブレーキ２０Ｉを締結
し、ローワンウェイクラッチ２０Ｄを解放すればよいも
のである。バンドブレーキ２０Ｉの回転数は、フロント
サンギア２０Ｇの回転数に等しく、ローワンウェイクラ
ッチ２０Ｄは、フロントピニオンギア２０Ｃの回転数に
等しいものである。また、変速にかかる時間は数百ｍｓ
であるため、その間の車速の変化＝出力軸の変化に等し
く、０にほぼ等しいとすると、１速から2速に変速する
時のフロントサンギアとフロントピニオンギアの回転数
は、以下の式（１１），（１２）のようになる。

【００２２】即ち、（FS1−変速中のフロントサンギア
回転数（FSn））：（RS1−変速中のリアサンギア回転数
（RSn））＝（１＋λ1）：λ2であるので、変速中のフ
ロントサンギア回転数（FSn）は、 FSn＝FS1−（１＋λ1）／λ2×（RS1- RSn）…（１１） のようになる。

【００２３】また、変速中のフロントピニオンギア回転
数（FPn）：（RS1−変速中のリアサンギア回転数（RS
n））＝１：λ2であるので、変速中のフロントピニオン
ギア回転数（FPn）は、 FPn＝１／λ2×（RS1- RSn）…（１２） のようになる。

【００２４】ここで、RS1及びRS2は、以下の式（１
３），（１４）により、 RS1＝変速直前の入力回転数 …（１３） FS1＝λ1／（１＋λ2）×RS1 …（１４） として求められる。

【００２５】また、同様に、以下の式（１５），（１
６）でも、フロントサンギア２０Ｇとフロントピニオン
ギア２０Ｃの回転数を求めることができる。

【００２６】即ち、変速中のフロントサンギア回転数
（FSn）：（変速中のリアサンギア回転数（RSn）- RS
2）＝（１＋λ1）：λ2であるので、変速中のフロント
サンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）／λ2×（RSn- RS2）…（１５） として求められる。

【００２７】また、（FP2−変速中のフロントピニオン
ギア回転数（FPn））：（変速中のリアサンギア回転数
（RSn）- RS2）＝１：λ2であるので、変速中のフロン
トピニオンギア回転数（FPn）は、 FPn＝FP2−１／λ2×（RSn- RS2）…（１６） として求めらる。

【００２８】ここで、RS1及びRS2は、以下の式（１
７），（１８）により、 RS2＝変速直前の車速×ファイナルギア比×２速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×２速のギア比 …（１７） RS2＝λ1／（１＋λ1＋λ2）×RS2 …（１８） として求められる。

【００２９】さらに、２速から１速に変速するには、
（表１）に示すように、バンドブレーキ２０Ｉを解放
し、ローワンウェイクラッチ２０Ｄを締結すればよいも
のである。バンドブレーキ２０Ｉの回転数は、フロント
サンギア２０Ｇの回転数に等しく、ローワンウェイクラ
ッチ２０Ｄは、フロントピニオンギア２０Ｃの回転数に
等しいものである。また、変速にかかる時間は数百ｍｓ
であるため、その間の車速の変化＝出力軸の変化に等し
く、０にほぼ等しいとすると、２速から１速に変速する
時のフロントサンギア２０Ｇとフロントピニオンギア２
０Ｃの回転数は、以下の式（１９），（２０）のように
なる。即ち、（FS1−変速中のフロントサンギア回転数
（FSn）：（RS1−変速中のリアサンギア回転数（RS
n））＝（１＋λ1）：λ2であるので、変速中のフロン
トサンギア回転数（FSn）は、 FSn＝FS1−（１＋λ1）／λ2×（RS1- RSn）…（１９） として求められる。

【００３０】また、変速中のフロントピニオンギア回転
数（FPn）：（RS1−変速中のリアサンギア回転数（RS
n））＝１：λ2であるので、 FPn＝１／λ2×（RS1- RSn）…（２０） となる。

【００３１】ここで、RS1及びRS2は、以下の式（２
１），（２２）により、 RS1＝変速直前の車速×ファイナルギア比×１速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×１速のギア比 …（２１） RS2＝λ1／（１＋λ2）×RS1 …（２２） としてに求められる。

【００３２】また、同様に、以下の式（２３），（２
４）でも、フロントサンギア２０Ｇとフロントピニオン
ギア２０Ｃの回転数を求めることができる。即ち、変速
中のフロントサンギア回転数（FSn）：（変速中のリア
サンギア回転数（RSn）- RS2）＝（１＋λ1）：λ2であ
るので、変速中のフロントサンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）／λ2×（RSn- RS2）…（２３） として求められる。

【００３３】また、（FP2−変速中のフロントピニオン
ギア回転数（FPn））：（変速中のリアサンギア回転数
（RSn）- RS2）＝１：λ2であるので、変速中のフロン
トピニオンギア回転数（FPn）は、 FPn＝FP2−１／λ2×（RSn- RS2）…（２４） として求められる。

【００３４】ここで、RS1及びRS2は、以下の式（２
５），（２６）により、 RS2＝変速直前の入力回転数 …（２５） PF2＝λ1／（１＋λ1＋λ2）×RS2 …（２６） として求められる。以上で、１速から２速への変速及び
２速から１速への変速を行うことができる。

【００３５】次に、図４を用いて、２速及び３速におけ
る各摩擦部材の回転数の求め方について説明する。図４
は図２に示した自動変速機の構成例を基に、２速及び３
速の速度線図を表わしたものである。

【００３６】２速の各ギアの回転数は、上述した通りで
あるが、３速の各ギアの回転数は、以下の式（２７）の
関係になる。 入力回転数＝リアサンギア回転数（RS3）＝フロントサンギア回転数（FS3） ＝リアピニオンギア回転数（RP3）＝フロントインターナルギア回転数（FI3） ＝フロントピニオンギア回転数（FP3）＝リアインターナルギア回転数（RI3） ＝出力回転数 …（２７） ２速から３速に変速するには、（表１）に示すように、
バンドブレーキ２０Ｉを解放し、ハイクラッチ２０Ａを
締結すればよいものである。バンドブレーキ２０Ｉの回
転数は、フロントサンギア２０Ｇの回転数に等しく、ハ
イクラッチ２０Ａは、フロントピニオンギア２０Ｃとリ
アサンギア２０Ｂの相対的な回転数に等しいものであ
る。また、変速にかかる時間は数百ｍｓであるため、そ
の間の車速の変化＝出力軸の変化に等しく、０にほぼ等
しいとすると、２速から３速に変速する時のフロントサ
ンギア２０Ｇとフロントピニオンギア２０Ｃの回転数
は、以下の式（２８），（２９）のようになる。

【００３７】即ち、変速中のフロントサンギア回転数
（FSn）：（RS2−変速中のリアサンギア回転数（RS
n））＝（１＋λ1）：λ2であるので、変速中のフロン
トサンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）／λ2×（RS2- RSn）…（２８） として求められる。

【００３８】また、（変速中のフロントピニオンギア回
転数（FPn）−FP2）：（RS2−変速中のリアサンギア回
転数（RSn））＝１：λ2であるので、変速中のフロント
ピニオンギア回転数（FPn）は、 FPn＝１／λ2×（RS2- RSn）＋FP2 …（２９） として求められる。

【００３９】ここで、RS2及びFP2は、以下の式（３
０），（３１）により、 RS2＝変速直前の入力回転数 …（３０） FP2＝１／λ2×変速直前の入力回転数（RS2） …（３１） として求められる。

【００４０】また、同様に、以下の式（３２），（３
３）でも、フロントサンギア２０Ｇとフロントピニオン
ギア２０Ｃの回転数を求めることができる。即ち、変速
中のフロントサンギア回転数（FSn）：（変速中のリア
サンギア回転数（RSn）−RS3）＝（１＋λ1）：λ2なの
で、変速中のフロントサンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）／λ2×（RSn- RS3） …（３２） として求められる。

【００４１】また、（FP3−変速中のフロントピニオン
ギア回転数（FPn））：（変速中のリアサンギア回転数
（RSn）−RS3）＝１：λ2なので、変速中のフロントピ
ニオンギア回転数（FPn）は、 FPn＝FP3−１／λ2×（RSn- RS3） …（３３） として求められる。

【００４２】ここで、RS3及びFP3は、以下の式（３
４），（３５）により、 RS3＝変速直前の車速×ファイナルギア比×３速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×３速のギア比 …（３４） FP3＝１／λ2×RS3 …（３５） として求められる。

【００４３】従って、２速から３速に変速するハイクラ
ッチの回転数は、フロントピニオンギア２０Ｃとリアサ
ンギア２０Ｂの相対的な回転数となるため、以下の式
（３５）により、 ハイクラッチの回転数＝RSn−FPn …（３５） として求めることができる。さらに、３速から２速に変
速するには、（表１）に示すように、バンドブレーキ２
０Ｉを締結し、ハイクラッチ２０Ａを解放すればよいも
のである。バンドブレーキ２０Ｉの回転数は、フロント
サンギア２０Ｇの回転数に等しく、ハイクラッチ２０Ａ
は、フロントピニオンギア２０Ｃとリアサンギア２０Ｂ
の相対的な回転数に等しいものである。また、変速にか
かる時間は数百ｍｓであるため、その間の車速の変化＝
出力軸の変化に等しく、０にほぼ等しいとすると、３速
から２速に変速する時のフロントサンギア２０Ｇとフロ
ントピニオンギア２０Ｃの回転数は、以下の式（３
５），（３６）のようになる。

【００４４】即ち、変速中のフロントサンギア回転数
（FSn）：（RS2−変速中のリアサンギア回転数（RS
n））＝（１＋λ1）：λ2なので、変速中のフロントサ
ンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）／λ2×（RS2- RSn） …（３５） として求められる。

【００４５】また、（変速中のフロントピニオンギア回
転数（FPn）−FP2）：（RS2−変速中のリアサンギア回
転数（RSn））＝１：λ2なので、変速中のフロントピニ
オンギア回転数（FPn）は、 FPn＝１／λ2×（RS2- RSn）＋FP2 …（３６） として求められる。

【００４６】ここで、RS2及びFP2は、以下の式（３
７），（３８）により、 RS2＝変速直前の車速×ファイナルギア比×２速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×２速のギア比 …（３７） FP2＝１／λ2×RS2 …（３８） として求められる。

【００４７】また、同様に、以下の式（３８），（３
９）でも、フロントサンギア２０Ｇとフロントピニオン
ギア２０Ｃの回転数を求めることができる。即ち、変速
中のフロントサンギア回転数（FSn）：（変速中のリア
サンギア回転数（RSn）−RS3）＝（１＋λ1）：λ2なの
で、変速中のフロントサンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）／λ2×（RSn- RS3） …（３８） として求められる。

【００４８】また、（FP3−変速中のフロントピニオン
ギア回転数（FPn））：（変速中のリアサンギア回転数
（RSn）−RS3）＝１：λ2なので、変速中のフロントピ
ニオンギア回転数（FPn）は、 FPn＝FP3−１／λ2×（RSn- RS3） …（３９） として求められる。

【００４９】ここで、RS3及びFP3は、以下の式（４
０），（４１）により、 RS3＝変速直前の入力回転数 …（４０） FP3＝１／λ2×変速直前の入力回転数（RS3） …（４１） として求められる。

【００５０】従って、３速から２速に変速するハイクラ
ッチの回転数は、フロントピニオンギア２０Ｃとリアサ
ンギア２０Ｂの相対的な回転数となるため、以下の式
（４２）により、 ハイクラッチの回転数＝RSn−FPn …（４１） として求めることができる。以上で、２速から３速への
変速及び３速から２速への変速を行うことができる。

【００５１】次に、図５を用いて、３速及び４速におけ
る各摩擦部材の回転数の求め方について説明する。図５
は図２に示した自動変速機の構成例を基に、３速及び４
速の速度線図を表わしたものである。

【００５２】３速の各ギアの回転数は、上述した通りで
あるが、４速の各ギアの回転数は、以下の式（４２），
（４３），（４４），（４５）の関係になる。 リアサンギア回転数（RS1）＝フロントピニオンギア回転数（FP1） ＝入力回転数 …（４２） リアピニオンギア回転数（RP1）＝フロントインターナルギア回転数（FI1） ＝出力回転数 …（４３） リアインターナルギア回転数（RI1）＝（１＋λ2）／λ2×RS4＋RS4 ＝（１＋λ2）／λ2×RS4＋FP4 …（４４） フロントサンギア回転数（FS1）＝０ …（４５） ここで、フロントサンギア２０Ｇは、（表１）に示すよ
うに、バンドブレーキ２０Ｉを締結しているため、回転
数は０になる。

【００５３】３速から４速に変速するには、（表１）に
示すように、バンドブレーキ２０Ｉを締結し、フォワー
ドワンウェイクラッチ２０Ｅを解放すればよいものであ
る。バンドブレーキ２０Ｉの回転数は、フロントサンギ
ア２０Ｇの回転数に等しく、フォワードワンウェイクラ
ッチ２０Ｅは、リアインターナルギア２０Ｈとフロント
ピニオンギア２０Ｃの相対的な回転数に等しいものであ
る。また、変速にかかる時間は数百ｍｓであるため、そ
の間の車速の変化＝出力軸の変化に等しく、０にほぼ等
しいとすると、３速から４速に変速する時のフロントサ
ンギア２０Ｇとリアインターナルギア２０Ｈ及びフロン
トピニオンギア２０Ｃの回転数は、以下の式（４６），
（４７）のようになる。

【００５４】即ち、変速中のフロントサンギア回転数
（FSn）：（FP3−変速中のフロントピニオンギア回転数
（FPn））＝（１＋λ1）：１なので、変速中のフロント
サンギア回転数（FSn）は、 FSn＝（１＋λ1）×（FP3- FPn） …（４６） として求められる。

【００５５】また、（変速中のリアインターナルギア回
転数（RIn）−RI3）：（RS3−変速中のリアサンギア回
転数（RSn））＝１：λ2なので、変速中のリアインター
ナルギア回転数（RIn）は、 RIn＝１／λ2×（RS3- RSn）＋RI3 …（４６） として求められる。

【００５６】ここで、FP3、RI3及びRS3は、以下の式
（４７）により、 FP3＝RI3＝RS3＝変速直前の入力回転数 …（４７） として求められる。

【００５７】また、同様に、以下の式（４８），（４
９）でも、フロントサンギア２０Ｇとフロントピニオン
ギア２０Ｃの回転数を求めることができる。即ち、変速
中のフロントサンギア回転数（FSn）：（変速中のフロ
ントピニオンギア回転数（FPn）−FP4）＝（１＋λ
1）：１なので、変速中のフロントサンギア回転数（FS
n）は、 FSn＝（１＋λ1）×（FPn- FP4） …（４８） として求められる。

【００５８】また、（RI4−変速中のリアインターナル
ギア回転数（RIn））：（変速中のリアサンギア回転数
（RSn）−RS4）＝１：λ2なので、 RIn＝RI4−１／λ2×（RSn- RS4） …（４９） として求められる。

【００５９】ここで、RS3及びFP3は、以下の式（５０）
を用いて（５１），（５２）のように、 FP4＝RS4＝変速直前の車速×ファイナルギア比×４速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×４速のギア比 …（５０） RI4＝（１＋λ2）／λ2×RS4＋RS4 ＝（１＋λ2）／λ2×RS4＋FP4 ＝１／λ2×RS4＋RS3 …（５１） RS3＝変速直前の入力回転数 …（５２） として求められる。

【００６０】従って、３速から４速に変速するフォワー
ドワンウェイクラッチ２０Ｅの回転数は、リアインター
ナルギア２０Ｈとフロントピニオンギア２０Ｃの相対的
な回転数となるため、以下の式（５３）により、 フォワードワンウェイクラッチの回転数＝RIn−FPn …（５３） として求めることができる。

【００６１】さらに、４速から３速に変速するには、
（表１）に示すように、バンドブレーキ２０Ｉを解放
し、フォワードワンウェイクラッチ２０Ｅを締結すれば
よいものである。バンドブレーキ２０Ｉの回転数は、フ
ロントサンギア２０Ｇの回転数に等しく、フォワードワ
ンウェイクラッチ２０Ｅは、リアインターナルギア２０
Ｈとフロントピニオンギア２０Ｃの相対的な回転数に等
しいものである。また、変速にかかる時間は数百ｍｓで
あるため、その間の車速の変化＝出力軸の変化に等し
く、０にほぼ等しいとすると、４速から３速に変速する
時のフロントサンギア２０Ｇとリアインターナルギア２
０Ｈ及びフロントピニオンギア２０Ｃの回転数は、以下
の式（５４），（５５）のようになる。

【００６２】即ち、変速中のフロントサンギア回転数
（FSn）：（FP3−変速中のフロントピニオンギア回転数
（FPn））＝（１＋λ1）：１なので、 FSn＝（１＋λ1）×（FP3- FPn） …（５４） として求められる。

【００６３】また、（変速中のリアインターナルギア回
転数（RIn）−RI3）：（RS3−変速中のリアサンギア回
転数（RSn））＝１：λ2なので、 RIn＝１／λ2×（RS3- RSn）＋RI3 …（５５） として求められる。

【００６４】ここで、FP3、RI3及びRS3は、以下の式
（５６）により、 FP3＝RI3＝RS3＝変速直前の車速×ファイナルギア比×３速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×３速のギア比 …（５６） として求められる。

【００６５】また、同様に、以下の式（５７），（５
８）でも、フロントサンギア２０Ｇとフロントピニオン
ギア２０Ｃの回転数を求めることができる。即ち、変速
中のフロントサンギア回転数（FSn）：（変速中のフロ
ントピニオンギア回転数（FPn）−FP4）＝（１＋λ
1）：１なので、変速中のフロントサンギア回転数（FS
n）は、 FSn＝（１＋λ1）×（FPn- FP4） …（５７） として求められる。

【００６６】また、（RI4−変速中のリアインターナル
ギア回転数（RIn））：（変速中のリアサンギア回転数
（RSn）−RS4）＝１：λ2なので、変速中のリアインタ
ーナルギア回転数（RIn）は、 RIn＝RI4−１／λ2×（RSn- RS4） …（５８） として求められる。

【００６７】ここで、RS3及びFP3は、以下の式（５９）
を用いて、式（６０），（６１）により、 FP4＝RS4＝変速直前の入力回転数 …（５９） RI4＝（１＋λ2）／λ2×RS4＋RS4 ＝（１＋λ2）／λ2×RS4＋FP4 ＝１／λ2×RS4＋RS3 …（６０） RS3＝変速直前の車速×ファイナルギア比×３速のギア比 ＝変速直前の出力軸回転数×３速のギア比 …（６１） として求められる。

【００６８】従って、４速から３速に変速するフォワー
ドワンウェイクラッチ２０Ｅの回転数は、リアインター
ナルギア２０Ｈとフロントピニオンギア２０Ｃの相対的
な回転数となるため、以下の式（６２）により、 フォワードワンウェイクラッチの回転数＝RIn−FPn …（６２） として求めることができる。

【００６９】以上をまとめると、各変速に伴う摩擦部材
と摩擦部材の回転数は、（表２）のようになる。

【００７０】

【表２】

【００７１】また、本実施形態では、図２に示された構
成により説明してきたが、これに限定されることなく、
あらゆる構成にも適応されることは云うまでもないもの
である。

【００７２】次に、図６を用いて、本実施形態による変
速時モデルタイムチャートについて説明する。図６
（ａ）は、入力トルクを示しており、図６（ｂ）は、入
力回転数を示している。変速前の入力トルクは、図６
（ａ）に示すように、Ｔｔ１とする。また、このときの
入力回転数は、図６（ｂ）に示すように、Ｎｔ１とす
る。入力回転数Ｎｔ１は、入力軸の各速度ωｔ１に相当
する。また、変速後の入力回転数は、図６（ｂ）に示す
ように、Ｎｔ２とする。入力回転数Ｎｔ２は、入力軸の
各速度ωｔ２に相当する。

【００７３】変速時の入力軸上のクラッチトルクＴｃ’
は、以下の式（６３）のように、 Ｔｃ’＝Ｉｅ×（ｄωｔ／ｄｔ）＋Ｔｔ１ …（６３） となる。ここで、Ｉｅは、エンジン慣性モーメント
（含、トルコン分）である。

【００７４】また、変速時間Δｔは、以下の式（６４）
のように、 Δｔ＝（ωｔ１−ωｔ２）／（ｄωｔ／ｄｔ） …（６４） となる。

【００７５】一方、入力軸上のクラッチトルクＴｃ’を
受け止める出力軸上のクラッチトルクＴｃは、以下の式
（６５）で表わすことができる。 Ｔｃ＝μ×Ｓ×Ｒ１×ＰＬ−Ｆｓ×Ｒ２ …（６９） ここで、 μ：クラッチの摩擦係数 Ｓ ：クラッチ面積 Ｒ１：クラッチの有効半径 Ｒ２：バネの有効半径 Ｆｓ：バネの反力 ＰＬ：摩擦部材を制御する作動油圧 である。この中で、Ｓ，Ｒ１，Ｒ２，Ｆｓは固定値であ
るため、クラッチトルクＴｃは、摩擦係数μと摩擦部材
を制御する作動油圧ＰＬの関数となる。

【００７６】従来は、摩擦係数μも一定と考え、摩擦部
材を制御する作動油圧ＰＬのみをスロットル開度または
入力トルクまたはクラッチの慣性モーメントから算出し
ていた。しかしながら、クラッチの摩擦係数は、摩擦部
材の回転数に依存する傾向がある。

【００７７】ここで、図７を用いて、クラッチの摩擦係
数と摩擦部材の回転数の関係について説明する。図７
は、本発明の一実施形態による自動変速機におけるラッ
チの摩擦係数と摩擦部材の回転数の関係の説明図であ
る。

【００７８】図７に示すように、摩擦部材が低回転数の
場合、摩擦係数は、一旦上昇した後、低下し、さらに、
摩擦部材の回転数の増加とともに、摩擦係数も増加す
る。従って、最終的に制御される作動油圧PLoutは、以
下の式（７０）により、 PLout＝摩擦係数（μ）×スロットル開度などから算出した作動油圧（PL）… （７０） により求める。

【００７９】摩擦係数μの算出方法は、（表２）に示し
たように変速毎に使用される摩擦部材の回転数を求め、
その回転数から摩擦係数μを求める。回転数と摩擦係数
μとの関係は、各摩擦部材毎，即ち、バンドブレーキ２
０Ｉ，ローワンウェイクラッチ２０Ｄ，ハイクラッチ２
０Ａ，フォワードワンウェイクラッチ２０Ｅ毎に設けた
テーブルまたは近似式でもよいし、摩擦部材が同様のも
のが使用される場合は、1つのテーブルまたは近似式で
もよいものである。

【００８０】また、図７に示すように、摩擦部材は、図
中に実線及び波線で示すように、作動油温により摩擦係
数μが変化する性質がある。従って、摩擦係数μは、作
動油温をもとに補正または算出する必要がある。作動油
温と摩擦係数μとの関係は、回転数により求めた摩擦係
数μを補正するテーブルまたは近似式でもよいし、回転
数と作動油温のマップでもよいものである。

【００８１】次に、図８を用いて、クラッチの摩擦係数
と摩擦部材の回転数の経時変化の関係について説明す
る。図８に示すように、摩擦部材が新品の初期状態のと
きは、比較的摩擦係数が小さく、使用することにより経
時変化して、劣化すると、摩擦係数も増加する。

【００８２】従って、摩擦係数μは、経時変化の程度を
示す劣化指数をもとに補正または算出する必要がある。
劣化指数と摩擦係数μとの関係は、回転数により求めた
摩擦係数μを補正するテーブルまたは近似式でもよい
し、回転数と劣化指数のマップでもよいし、作動油温と
回転数と劣化指数のの３次元マップでもよいものであ
る。

【００８３】ここで、劣化指数の算出方法について説明
する。経時劣化は、摩擦部材の締結回数に起因するた
め、劣化指数は、走行距離数により近似できるため、走
行距離数により求める。または、劣化指数は、走行距離
数を指数とするテーブルより求めてもよいものである。
このように、走行距離数を用いることにより、制御装置
内のメモリ容量を小さくすることができる。

【００８４】次に、図９を用いて、本実施形態による自
動変速機の制御装置における作動油圧信号の算出方法に
ついて説明する。図９は、本発明の一実施形態による自
動変速機の制御装置における作動油圧信号の算出のため
のブロック図である。

【００８５】ギア位置識別及び変速開始識別手段１０２
は、現在のギア位置及び変速開始を識別する。動作クラ
ッチ／動作ブレーキ識別手段１０４は、ギア位置識別及
び変速開始識別手段１０２によって識別された現在のギ
ア位置及び（表１）に基づいて、動作すべきクラッチ又
は、ブレーキを識別する。例えば、現在のギア位置が１
速の場合、２速に変速するためには、（表１）に従っ
て、バンドブレーキを締結し、ローワンウェイクラッチ
を解放することを識別する。

【００８６】動作クラッチ／動作ブレーキ回転数算出手
段１０６は、タービンセンサ６０によって検出されたタ
ービンの入力回転数，ＡＴＣＵ１００が保持している現
在のギア位置情報及び車速センサ６８によって検出され
た車速に基づいて、（表２）を用いて、動作すべきクラ
ッチ又はブレーキの回転数を算出する。例えば、１速か
ら２速に変速場合には、バンドブレーキの回転数をFS1-
(1+α)/α2×(RS1-RSn)とし、ローワンウェイクラッチ
の回転数を1/α2×(RS1-RSn)とする。なお、この際、
（表２）に示すように、バンドブレーキの回転数を(1+
α)/α2+(RSn-RS2)とし、ローワンウェイクラッチの回
転数をFP2-1/α2×(RSn-RS2)としてもよいものである。

【００８７】摩擦係数算出手段１０８は、動作クラッチ
／動作ブレーキ回転数算出手段１０６が算出した動作ク
ラッチや動作ブレーキの回転数と、劣化指数算出手段１
１０が走行距離に基づいて算出した劣化指数と、ＡＴオ
イルの油温情報に基づいて、摩擦係数を算出する。ここ
で、劣化指数算出手段１１０は、走行距離の情報に基づ
いて、新品時に対して摩擦部材がどの程度劣化している
かを示す劣化指数を算出する。摩擦係数算出手段１０８
は、図７に示したように、動作クラッチや動作ブレーキ
毎に、変速時の回転数及びＡＴオイルの油温に基づい
て、摩擦係数を算出し、さらに、劣化指数による補正を
して、摩擦係数を算出する。

【００８８】基本作動油圧信号算出手段１１２は、車速
センサ６８によって検出された車速と、スロットルセン
サ６４によって検出されたスロットル開度と、式（６
３）によって求められた入力トルクＴｃ’と、エンジン
慣性モーメントＩｅとを用いて、式（６９）に基づい
て、摩擦部材である動作クラッチや動作ブレーキを制御
する基本作動油圧信号ＰＬを算出する。

【００８９】さらに、作動油圧信号算出手段１１４は、
基本作動油圧信号算出手段１１２によって算出された基
本作動油圧信号ＰＬに基づいて、式（７０）を用いて、
作動油圧信号ＰＬoutを算出して、出力する。

【００９０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、油温に基づいて、摩擦係数を算出し、この算出され
た摩擦係数に基づいて作動油圧を変更するようにしてい
るため、実車での適合工数を削減して、制御定数を容易
に求めることができ、また、変速時間を一定にでき、変
速ショックを低減することができる。また、摩擦係数
は、走行距離に基づいても補正するようにしているた
め、経時変化も低減して、変速ショックを低減すること
ができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、乗員の不快感の少ない
変速と、制御定数を決定する工数を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による自動変速機の制御装
置の全体構成を示すシステム構成図である。

【図２】本発明の一実施形態による自動変速機のギア構
成を示す模式図である。

【図３】本発明の一実施形態による自動変速機における
速度線図である。

【図４】本発明の一実施形態による自動変速機における
２速及び３速の速度線図である。

【図５】本発明の一実施形態による自動変速機における
３速及び４速の速度線図である。

【図６】本発明の一実施形態による自動変速機における
変速時モデルのタイムチャートである。

【図７】本発明の一実施形態による自動変速機における
ラッチの摩擦係数と摩擦部材の回転数の関係の説明図で
ある。

【図８】本発明の一実施形態による自動変速機における
ラッチの摩擦係数と摩擦部材の回転数の経時変化の関係
の説明図である。

【図９】本発明の一実施形態による自動変速機の制御装
置における作動油圧信号の算出のためのブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０…エンジン ２０…ＡＴ ２２…トルクコンバータ ２４…ギアトレイン ２６…ＡＴの油圧回路 ２８…油圧制御用ソレノイドバルブ ３０…駆動軸（プロペラシャフト） ３２…差動装置 ３４…駆動輪 ４０…エアクリーナ ４２…スロットル制御器 ４４…吸入マニホールド ４６…インジェクタ ４８…アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣ） ５０…ＥＣＵ ６０…クラッチ ６２…エアフロ−センサ ６４…スロットルセンサ ６６…タービンセンサ ６８…車速センサ １００…ＡＴＣＵ １０２…ギア位置／変速開始識別手段 １０４…動作クラッチ／動作ブレーキ識別手段 １０６…動作クラッチ／動作ブレーキ回転数識別手段 １０８…摩擦係数算出手段 １１０…劣化係数算出手段 １１２…基本作動油圧信号算出手段 １１４…作動油圧信号算出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速を指示する変速指令信号により車両の
   エンジンの出力回転軸の出力を摩擦部材の締結または開
   放により変速比を変えて変速を行う自動変速機の制御装
   置において、 上記摩擦部材の回転数と上記自動変速機の作動油温に基
   づいて摩擦係数を算出し、この摩擦係数に基づいて上記
   摩擦部材を締結する作用力を算出する算出手段を備え、 この算出手段により算出された作用力に基づいて上記摩
   擦部材を締結することを特徴とする自動変速機の制御装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動変速機の制御装置にお
   いて、 上記算出手段は、さらに、走行距離数に基づいて劣化指
   数を算出し、この劣化指数に基づいて上記摩擦部材の摩
   擦係数を算出することを特徴とする自動変速機の制御装
   置。