JP2007016964A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワンウェイクラッチがロックするときに発生するショックをより精度良く抑制することのできる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン２の運転状態や車速センサ５９によって検出する車両の走行速度、更にはシフトポジション５０の操作量等に応じてＥＣＵ６０では、変速歯車機構２０を操作する。これに応じて変速歯車機構２０では、入力軸２２の回転速度を所定に変速して出力軸３０の回転速度として出力する。低速段への変速に際しては、変速比の成立時に入力軸２２の回転速度が略ゼロとなるように、対象となるクラッチの油圧を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低速の変速段への変速に際し、変速ショックを低減する自動変速機の制御装置に関する。

自動車用の自動変速機は、原動機の動力がトルクコンバータを介して入力軸に伝達されると、入力軸の回転速度を変速して出力軸に伝達する。最も一般的な自動変速機は、入力軸と出力軸との間に複数の歯車を備え、入力軸と出力軸との間に変速比の異なる複数の動力伝達経路を構成するとともに、各動力伝達経路中にクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素を設けている。そして、変速段切り替え要求に応じて各摩擦係合要素に作用させる油圧を個別に制御することで、入力軸及び出力軸間の動力伝達経路を切り替えて変速比を切り換るように構成されている。

この種の自動変速機においては、動力伝達経路を切り替える際に複数の摩擦係合要素の係合と解放を同時に行わせなければならない場合がある。その場合、一方の摩擦係合要素の解放に対し、他方の摩擦係合要素が係合するタイミングが早すぎると二重係合状態となって大きなショックが発生する。逆に他方の摩擦係合要素が係合するタイミングが遅すぎると一時的にニュートラル状態となって、エンジン回転速度の吹き上がりの原因となる。そこで、一般にこのような摩擦係合要素の係合、解放の煩雑さを避けるため可能な限りワンウェイクラッチを用いて摩擦係合要素を代替させている。

ところでこの種の自動変速機では、例えば４速から３速へ変速段が切替られる際、特にアクセル踏み込みによるダウンシフト時では、ワンウェイクラッチは空転状態から変速比成立と同時に締結状態へと移行しロックすることになる。このロックが発生することにより、ロック時が出力軸のトルクのピークとなり、ショックとして現れてしまう。また、衝撃的にワンウェイクラッチがロック状態となると、ワンウェイクラッチの耐久性にとっても好ましくない。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、クラッチ・ツゥ・クラッチ変速の終了時期での解放側摩擦係合要素の油圧を一時的に昇圧する制御を行うものも提案されている。この一時的な昇圧制御により、自動変速機の出力トルクを滑らかに変化させることができ、ひいては変速ショックを抑制することができる。

ただし、上記態様にて油圧を一時的に昇圧することで自動変速機の出力トルクを滑らかに変化させたとしても、その変化のさせ方によっては依然変速ショックが生じ得る。また、適切なタイミングにて適切な昇圧を行なえるよう適合を行なうことは、困難なものとなっている。
特開平９−６８２６７号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ワンウェイクラッチがロックするときに発生するショックをより精度良く抑制することのできる自動変速機の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

手段１は、複数の歯車及び該複数の歯車によって複数の動力伝達経路を形成するための複数の摩擦係合要素を備える変速歯車機構を備え、前記複数の摩擦係合要素による係合状態が調整されることにより入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比を調整する自動変速機について、変速段切り替え要求に応じて前記係合状態を制御することにより前記動力伝達経路を切り替えて所望の変速段に変速する制御を行う自動変速機の制御装置において、前記入力軸の回転速度を検出する手段の検出値と、前記出力軸の回転速度を検出する手段の検出値と、原動機の出力を検出する手段の検出値とを取り込む入力手段と、前記変速段切り替え要求に応じて低速の変速段への変速を行なうに際し、該低速の変速段における変速比の成立時に前記入力軸の回転速度の変化量が略ゼロとなるように、前記変速に際して係合状態を変化させる前記摩擦係合要素の制御態様を設定するための処理情報を記憶する記憶手段と、前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度と前記原動機の出力とについての前記入力手段により取り込まれた検出値を前記処理情報に反映させることで前記摩擦係合要素の制御態様を設定する設定手段と、該設定手段によって設定される制御態様に従って、前記摩擦係合要素を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

上記構成では、処理情報を用いることで、低速の変速段における変速比の成立時に、入力軸の回転速度の変化量が略ゼロとされる。このため、変速比が成立することでワンウェイクラッチがロックされたとしても、このときに出力軸のトルクがピークとなって生じるショックを好適に抑制することができる。このため、上記構成によれば、ワンウェイクラッチがロックするときに発生するショックをより精度良く抑制することができる。

手段２は、手段１において、前記処理情報は、前記入力軸の回転速度の変化量が、前記係合状態を変化させる前記摩擦係合要素による伝達トルクと前記入力軸のトルクとのトルク差ΔＴと前記歯車を含む回転要素のイナーシャＩとの積Ｉ×ΔＴで表されることに基づき、前記変速比の成立時に前記トルク差ΔＴが略ゼロとなるように前記トルク差ΔＴを減少制御するための情報であることを特徴とする。

上記構成では、入力軸の回転速度の変化量が積Ｉ×ΔＴで表されることに基づきΔＴを減少制御することで、入力軸の回転速度の変化量が変速比の成立時に略ゼロとなるような制御を行う処理情報を簡易に作成することができる。

手段３は、手段１又は２において、前記処理情報は、前記低速の変速段における変速比と前記出力軸の回転速度とに基づき、前記変速比の成立時の前記入力軸の回転速度である目標回転速度を算出する目標速度算出情報と、前記原動機の出力に基づき前記入力軸に付与されるトルクを算出する入力軸トルク算出情報と、前記目標速度算出情報を用いて算出される目標回転速度と実際の前記入力軸の回転速度との差と、前記入力軸トルク算出情報によって算出されるトルクとに基づき、前記トルク差ΔＴが前記変速比の成立時に略ゼロとなるように、前記伝達トルクを設定する伝達トルク設定情報とを備えることを特徴とする。

上記構成において、上記目標回転速度と実際の回転速度との差をゼロとするタイミングは、上記積Ｉ×ΔＴの設定によって変化する。換言すれば、低速の変速段における変速比の成立タイミングは、上記積Ｉ×ΔＴの設定によって変化する。このため、変速比の成立タイミングにおいて上記積が略ゼロとなるようにΔＴを設定することで、変速比の成立時において入力軸の回転速度の変化量を略ゼロとすることができる。そして、トルク差ΔＴが設定されたなら、これと上記入力軸トルク算出情報によって算出されるトルクとに基づき、伝達トルクを設定することができる。しかも、上記性質を用いることで、換言すれば、入力軸の回転速度の変化量が積Ｉ×ΔＴで表現されるとの状態方程式を用いることで、変速比の成立時に入力軸の回転速度の変化量が略ゼロとなる設定を実際の計測に基づく適合により行なう場合と比較して、簡易に行なうこともできる。

手段４は、手段３において、前記伝達トルク設定情報は、時刻ｔにおける前記トルク差ΔＴを、前記目標回転速度と現在の前記入力軸の回転速度との差ΔωＴと、現在の時刻ｔｎｏｗと、前記入力軸トルク算出情報を用いた算出結果と前記係合状態を変化させる摩擦係合要素の制御態様とに基づき算出される現在のトルク差ΔＴ０とを用いて、下式が成立するとの条件で設定するトルク差設定情報と、

前記トルク差設定情報により設定される時刻ｔにおけるトルク差ΔＴと前記入力軸トルク算出情報により算出される時刻ｔにおける入力軸のトルクとに基づき、時刻ｔにおける伝達トルクを算出するトルク算出情報とを備えることを特徴とする。

上記構成では、変速比が成立すると想定される時刻である目標変速比成立時間ｔｅｎｄにおいて、上記トルク差ΔＴが略ゼロとなるように設定される。

手段５は、手段４において、前記トルク差設定情報は、前記速度算出情報によって算出される回転速度と前記入力軸の回転速度とが前記トルク差ΔＴが一定であるとの条件で一致するまでに要する時間の２倍を「ｔ＿ｔｒｇ−ｔｎｏｗ」として算出する成立時間算出情報を備え、時刻「ｔｎｏｗ＋Δｔ」における前記トルク差ΔＴを下式
ΔＴ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）＝ΔＴ０＋｛ΔＴ０／ｔｎｏｗ−ｔ＿ｔｒｇ｝×Δｔ
によって設定することを特徴とする。

上記構成では、上記トルク差ΔＴは、時間の経過とともに単調に減少する関数となっている。しかも、時刻ｔ＿ｔｒｇに変速比が成立して且つトルク差ΔＴがゼロとなる。このため、トルク差ΔＴを時間と共に減少する一次式として簡易に設定することができる。

手段６は、手段３〜５のいずれかにおいて、前記入力軸は、前記原動機の出力がトルクコンバータを介して付与されるものであって、前記原動機の出力を検出する手段は、該原動機の回転速度を検出するものであって、前記入力軸トルク算出情報は、前記原動機の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の比に基づき、前記入力軸のトルクを算出することを特徴とする。

上記構成では、原動機の出力がトルクコンバータを介して入力軸に付与される。このため、入力軸に付与されるトルクは、原動機のトルクがトルクコンバータによって変換されたものとなっている。この点、上記構成によれば、トルクコンバータの入力と出力とのトルク比等を上記比に基づき適切に算出することができる。これにより、トルクコンバータの出力軸のトルクである変速歯車機構の入力軸のトルクを適切に算出することができる。

手段７は、手段１〜６のいずれかにおいて、前記出力軸の回転速度から把握される変速比の成立時の前記入力軸の回転速度と実際の回転速度との差を定量化した変速進行率を算出する手段を更に備え、前記制御手段は、前記変速進行率が予め設定された値以上となるときに、前記設定手段によって設定される制御態様に従った前記制御を行うことを特徴とする。

上記構成では、変速がある程度進行してから上記処理情報を用いた制御を行うために、変速進行率が予め設定された値未満であるときには、変速比の成立時に入力軸の回転速度が略ゼロとなるような設定とは無関係に摩擦係合要素の制御を行うことができる。このため、変速開始から変速比が成立するまでに要する時間を短縮するように摩擦係合要素の制御態様を設定することも容易となる。

なお、上記１〜７のいずれかにおいては、手段８によるように、前記摩擦係合要素の制御は、該摩擦係合要素に作用させる油圧の制御として行なわれるものであり、前記処理情報は、前記摩擦係合要素に作用させる油圧の設定のための情報であり、前記設定手段は、前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度と前記原動機の出力とについての前記入力手段により取り込まれた検出値を前記処理情報に反映させることで前記摩擦係合要素に作用させる油圧を設定するものであり、前記制御手段は、前記設定手段によって設定される油圧となるように前記摩擦係合要素に作用させる油圧を制御するものであることを特徴とするようにしてもよい。

以下、本発明にかかる自動変速機の制御装置の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図１に、上記自動変速機及びその制御装置の構成を示す。

図示されるように、エンジン２の出力軸４には、トルクコンバータ６の入力軸８が連結されている。トルクコンバータ６の内部には、流体継手を構成するポンプインペラ１０とタービンランナ１２とが対向して設けられ、ポンプインペラ１０とタービンランナ１２との間には、オイルの流れを整流するステータ１４が設けられている。ポンプインペラ１０は、トルクコンバータ６の入力軸８に連結され、タービンランナ１２は、トルクコンバータ６の出力軸１６に連結されている。また、トルクコンバータ６には、入力軸８側と出力軸１６側との間を係合又は切り離しするためのロックアップクラッチ１８が設けられている。

トルクコンバータ６の出力軸１６は、変速歯車機構２０の入力軸２２に連結されている。変速歯車機構２０は、複数の歯車と同歯車によって複数の伝達経路を形成するための摩擦係合要素とを備えて構成されている。具体的には、上記歯車として、遊星歯車機構２４〜２８を備えている。また、摩擦係合要素として複数のクラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３と、複数のワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２とを備えている。

上記エンジン２の出力トルクは、トルクコンバータ６を介して変速歯車機構２０の入力軸２２に取り込まれ、変速歯車機構２０において所定に変速されて出力軸３０から出力される。そして、出力軸３０から出力される出力トルクが車両の駆動輪に伝達される。

図２に、本実施形態にかかる上記変速歯車機構２０におけるクラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２、ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１，Ｆ２の係合の組合せを示す。図２では、一重丸や二重丸、菱形の各印によって、その変速段で係合状態（トルク伝達状態）に保持されるクラッチとブレーキを示し、無印は解放状態を示している。ここで、クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とは、油圧によってその係合／解放が切り替えられるものである。これらの係合／解放が油圧で切り替えられると、遊星歯車機構２４〜２８のギヤの組み合わせが切り替えられ、変速比が切り替えられる。例えば、３速から２速にダウンシフトするときには、３速で係合状態に保持されていたクラッチＣ１が解放され、その代わりに、ブレーキＢ２が係合されることで、２速にダウンシフトされる。また、３速から４速にアップシフトするときには、３速で係合状態に保持されていたブレーキＢ１が解放され、その代わりに、クラッチＣ０が係合されることで、４速にアップシフトされる。

図１に示すように、変速歯車機構２０には、エンジン２の動力で駆動される油圧ポンプ（図示せず）が設けられ、作動油（オイル）を貯溜するオイルパン（図示せず）内には、油圧制御回路４０が設けられている。この油圧制御回路４０は、ライン圧制御回路４２、自動変速制御回路４４、ロックアップ制御回路４６、手動切換弁４８を備えて構成されている。

ここで、自動変速制御回路４４とロックアップ制御回路４６とには、ライン圧制御回路４２を介して、オイルパン（図示せず）から油圧ポンプで汲み上げられた作動油が供給される。ライン圧制御回路４２には、油圧ポンプからの油圧を所定のライン圧に制御するライン圧制御用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。自動変速制御回路４４には、変速歯車機構２０の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に供給する油圧を制御する複数の変速用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。また、ロックアップ制御回路４６には、ロックアップクラッチ１８に供給する油圧を制御するロックアップ制御用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。

上記手動切換弁４８は、ライン圧制御回路４２と自動変速制御回路４４との間に設けられ、シフトレバー５０の操作に連動して切り替えられる弁体である。この手動切換弁４８は、自動変速制御回路４４の油圧制御弁への通電が停止された状態であっても、シフトレバー５０の操作によって手動で変速段を切り替えるためのものである。すなわち、シフトレバー５０がニュートラルレンジ（Ｎレンジ）又はパーキングレンジ（Ｐレンジ）に操作され、自動変速制御回路４４の油圧制御弁への通電が停止（ＯＦＦ）された状態になっていても、手動切換弁４８により変速歯車機構２０に供給する油圧が変速歯車機構２０をニュートラル状態とするように切り替えられる。

一方、エンジン２の出力軸４には、その回転角度を検出するクランク角センサ５２が設けられている。また、変速歯車機構２０の入力軸２２には、その回転角度を検出する入力側回転センサ５４が設けられており、変速歯車機構２０の出力軸３０には、その回転角度を検出する出力側回転センサ５６が設けられている。また、シフトレバー５０には、その操作位置を検出するシフトポジションセンサ５７が設けられている。

上記各種センサの出力信号を始め、エンジン２のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ５８の出力信号、車両の速度を検出する車速センサ５９の出力信号は、自動変速機用の電子制御装置（ＥＣＵ６０）に入力される。ＥＣＵ６０は、マイクロコンピュータ６２を主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ６４に記憶された変速制御用の各プログラムを実行する。すなわち、シフトレバー５０の操作位置やエンジン２の運転条件（スロットル開度、車速等）に応じて発生する変速段切り替え要求（目標変速段の切り替え要求）に応じて、予め設定した図３の変速パターンに従って変速歯車機構２０の変速が行われるように、自動変速制御回路４４の各油圧制御弁への通電操作を行なう。これにより、変速歯車機構２０の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に作用させる油圧が制御され、先の図２に示したように、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の係合／解放が切り替えられる。これにより、動力を伝達する各遊星歯車機構２４〜２８のギヤの組み合わせが切り替えられることで、変速歯車機構２０の変速比が切り替えられる。

ちなみに、ＥＣＵ６０においては、先の図３に示した変速パターンに従った変速を行なう際に、図４に示す処理を行なってもよい。

この図４に示す処理では、ステップＳ１において、アップシフト時であるかダウンシフト時であるかを判断する。また、ステップＳ２，Ｓ３では、スロットル開度の変化により車速が加速状態となるパワーオンであるか、車速が減速状態となるパワーオフであるかを判断する。これにより、パワーオン且つアップシフト時（Ｓ４）、パワーオフ且つアップシフト時（Ｓ５）、パワーオン且つダウンシフト（Ｓ６）、又はパワーオフ且つダウンシフト（Ｓ７）のいずれにあるかを判断する。

ところで、先の図２に示されるように、４速から３速への変速時にワンウェイクラッチＦ０がロックする等、低速側への変速時においてはワンウェイクラッチがロックすることがある。ただし、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ２のロックに際しては、変速ショックが生じることについては上述した。

そこで本実施形態では、低速側への変速時における上記ショックを低減すべく、低速段での変速比が成立するときの変速歯車機構２０の入力軸２２の回転速度の変化量を略ゼロとする制御を行う。以下、これについて、４速から３速への変速時を例にとって説明する。

図５に、上記４速から３速への変速時の処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ６０により、ＲＯＭ６４に記憶されたプラグラムが例えば所定周期で繰り返し実行されることで行なわれる。

この一連の処理では、ステップＳ１０において、解放側の摩擦係合要素であるクラッチＣ０の油圧を制御する。一方、ステップＳ１２においては、係合側の摩擦係合要素であるブレーキＢ１の油圧を制御する。更に、ステップＳ１４では、変速が終了したか否かを判断する。そして、ステップＳ１４において変速が終了したと判断されると、ステップＳ１６において解放側の制御段階フラグＦｌａｇＲＬと、係合側の制御段階フラグＦｌａｇＡＰとを初期化する。

なお、ステップＳ１４において変速が終了していないと判断されるときや、ステップＳ１６の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。

上記ステップＳ１０の処理は、詳しくは図６に示す処理となる。

図６に示す一連の処理においては、ステップＳ２０において上記解放側の制御段階フラグＦｌａｇＲＬの値を判断し、それ以降の処理を決定する。４速から３速への変速に際して最初にこの図６に示す処理を行なうときには、先の図５のステップＳ１６のために、制御段階フラグＦｌａｇＲＬがゼロとされているため、ステップＳ２２に移行する。このステップＳ２２においては、クラッチＣ０の油圧指令値を初期油圧に設定して、クラッチＣ０に供給する油圧を初期油圧まで低下させる（図７における第１段階の制御ｐｈａｓｅ１）。続くステップＳ２４では、制御段階フラグＦｌａｇＲＬを「１」にセットする。

一方、制御段階フラグＦｌａｇＲＬが「１」であると判断されるときには、ステップＳ２６に進み、クラッチＣ０の油圧指令値を一定勾配で緩やかに減少させる減圧制御を実行する（図７における第２段階の制御ｐｈａｓｅ２）。これにより、クラッチＣ０の係合力が低下して、エンジン２側から入力されるトルクに対して、クラッチＣ０の伝達トルク容量が低下するため、変速歯車機構２０の入力軸２２の回転速度ＮＴ（トルクコンバータ６の出力軸１６の回転速度）が吹き上がり始める。

この解放側クラッチの減圧制御は、ステップＳ２８において、入力軸２２の回転速度ＮＴの吹き上りを検出するまで継続される。この吹き上がりは、４速の変速比ｇ１を用いた条件「ＮＴ−Ｎ０×ｇ１≧Δｎ１」が成立したときとして検出される。そして、入力軸２２の回転速度Ｎｔの吹き上りを検出した時点（図７の時刻ｔ１）で、ステップＳ３０に進み、制御段階フラグＦｌａｇＲＬを「２」にセットする。

また、制御段階フラグＦｌａｇＲＬが「２」であると判断されるときには、ステップＳ３２に進み、入力軸２２の回転速度ＮＴの吹き上り勾配が所定値になるようにクラッチＣ０の油圧をフィードバック制御する。そして、ステップＳ３４において、変速の進行率を算出する。

詳しくは、この変速進行率の算出は、図８に示す処理として行なわれる。すなわち、ステップＳ３４ａにおいて、まず上記入力側回転センサ５４によって検出される入力軸２２の回転速度ＮＴを取得する。続くステップＳ３４ｂでは、目標とする入力軸２２の回転速度を算出する。これは、出力軸３０の回転速度ＮＯと、３速での変速比ｇ２とを用いて、「ＮＯ×ｇ２」によって表される。更にステップＳ３４ｃにおいては、入力軸２２の現在の回転速度ＮＴが目標とする回転速度「ＮＯ×ｇ２」にどれだけ近づいたかを示す変速進行率を算出する。これは、「ＮＯ×ｇ２−ＮＴ」で定量化される。ステップＳ３４ｃの処理が完了することで、先の図６のステップＳ３４の処理が完了する。

一方、ステップＳ３６では、変速進行率が所定値以上であるかを判断する。そして、変速進行率が所定値以上であると判断されると（図７の時刻ｔ２）、ステップＳ３８に進み、制御段階フラグＦｌａｇＲＬを「３」にセットする。なお、ステップＳ３６において変速進行率が所定値未満であると判断されるときや、ステップＳ３８の処理が完了するときには、図６に示す一連の処理を一旦終了する。

また、制御段階フラグＦｌａｇＲＬが「３」であると判断されるときには、ステップＳ４０において後述の伝達トルク制御を行う。この処理は、ステップＳ４２において変速比が成立したと判断されるまで行なわれる（図７の時刻ｔ３）。換言すれば、「ＮＯ×ｇ２−ＮＴ」の値が略零となるまで行なわれる。そして、ステップＳ４２において変速比が成立したと判断されるとステップＳ４４において制御段階フラグＦｌａｇＲＬを「４」にセットする。

制御段階フラグｐｈａｓｅＲＬが「４」であるときには、ステップＳ４６においてクラッチＣ０の油圧指令値を「０」に向けて一定勾配で低下させる最終減圧制御を実行する。この処理は、次のステップＳ４８においてクラッチＣ０の油圧指令値が「０」以下に低下したと判断されるまで行なわれる。そして、クラッチＣ０の油圧指令値が「０」以下に低下したと判断されると、ステップＳ５０において、制御段階フラグＦｌａｇＲＬを「５」にセットする。これにより、この図６に示す一連の処理を全て終了する。

なお、先の図５のステップＳ１２にかかる処理は、図６のステップＳ４２において変速比が成立したと判断されたときに、ブレーキＢ１の油圧を上昇させる制御として行われる（図７のｐｈａｓｅ５）。

ここで、上記ステップＳ４０の処理について図９を用いて詳述する。

この一連の処理では、まずステップＳ６０において、変速歯車機構２０の入力軸２２のトルクＴｔを、エンジン２の出力軸４の回転速度ＮＥとトルクコンバータ６の特性とに基づき推定する。具体的には、変速歯車機構２０の入力軸２２のトルクＴｔ（トルクコンバータ６の出力軸１６のトルク）は、トルクコンバータ６の容量Ｃ（ｅ）と、出力軸４と出力軸１６とのトルク比ｔｒ（ｅ）とに基づき、下式にて推定すればよい。

Ｔｔ＝Ｃ（ｅ）×ｔｒ（ｅ）×ＮＥ
ここで、容量Ｃ（ｅ）とトルク比ｔｒ（ｅ）とは、いずれも出力軸４の回転速度ＮＥに対する出力軸１６の回転速度ＮＴの比ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）に応じてマップ又は数式等により算出される。また、トルクコンバータ６の容量Ｃ（ｅ）を用いる代わりに、エンジン２の出力トルク（出力軸４のトルク）を吸入空気量やスロットル開度等に基づき算出して、これにトルク比ｔｒ（ｅ）を乗じて入力軸２２のトルクＴｔを推定してもよい。

一方、ステップＳ６２では、現在のクラッチＣ０に対する指令油圧値Ｐｉｎｃに基づき、クラッチＣ０を介して入力軸２２側から出力軸３０側に伝達されるトルクである伝達トルクＴｉｎｃを算出する。具体的には、伝達トルクＴｉｎｃは、油圧を摩擦力に換算する換算係数ｋと、クラッチＣ０の摩擦係数μとによって、下式（ｂ１）にて表される。

Ｔｉｎｃ＝Ｐｉｎｃ×μ×ｋ …（ｂ１）
続くステップＳ６４〜Ｓ６８の処理は、入力軸２２の回転速度ＮＴと、クラッチＣ０の伝達トルクＴｉｎｃ及び入力軸２２のトルクＴｔとの関係を表す状態方程式に基づき、伝達トルクＴｉｎｃの変化態様を設定する処理である。

下式（ｃ１）は、上記状態方程式を表す。

ただし、式（ｃ１）では、クラッチＣ０を含む回転要素のイナーシャＩを用いている。

３速の変速比が成立するタイミングにおいて変速ショックを低減するためには、同タイミングにおいて上記トルク差ΔＴがゼロとなる設定とすることが望ましい。すなわち、現在の時刻ｔｎｏｗと、現在の時刻ｔｎｏｗにおけるトルク差ΔＴ０（＝Ｔｔ（ｔｎｏｗ）−Ｔｉｎｃ（ｔｎｏｗ））とを用いて、下記の設定条件が成立するようにトルク差ΔＴを変化させることが望ましい。

上記設定条件を満たすようにトルク差ΔＴの変化態様を設定するために、本実施形態では、トルク差ΔＴを時間に比例して減少する一次式にて表現する。これは以下の手順によって行なわれる。

まず上記ステップＳ６４において、トルク差ΔＴが一次式であるとして変速比が成立する時刻を設定する。具体的には、ここではまず、トルク差ΔＴが時間の経過にかかわらず一定であると想定して（時間についてのゼロ次関数であると想定して）、変速比の成立時刻ｔｉを算出する。この場合、下式（ｃ２）が成立する。

上式（ｃ２）によれば、成立時刻ｔｉは、「ｔｎｏｗ＋（ＩΔωＴ／ΔＴ）」と算出される。このとき、上記トルク差ΔＴが時間に比例して減少する場合には、現在時刻ｔｎｏｗから変速比が成立するまでに要する時間Ｔは、「ｔｉ−ｔｎｏｗ」の２倍となる。これは、以下の理由による。

図１０において、現在の時刻ｔｎｏｗにおける上記トルク差ΔＴ（ｔｎｏｗ）を、時刻ｔｎｏｗから時刻ｔｉまで積分した値は、長方形ｓ１ｓ２ｓ３ｓ４の囲う面積となる。これに対し、トルク差ΔＴを時間に比例して減少させたときに、トルク差ΔＴの時間積分値は、三角形ｓ１ｓ３ｓ５の囲う面積となる。そして、三角形ｓ１ｓ３ｓ５の囲う面積を上記長方形ｓ１ｓ２ｓ３ｓ４の囲う面積と等しくするためには、変速比が成立する目標変速比成立時間ｔ＿ｔｒｇを、上記時間Ｔ（＝ｔ＿ｔｒｇ−ｔｎｏｗ）が時間Ｔ１（＝ｔｉ−ｔｎｏｗ）の２倍となるように設定する。

上記理由から、上記トルク差ΔＴが目標変速比成立時間ｔ＿ｔｒｇでゼロとなる一次式は、下式（ｃ３）によって表される。

ΔＴ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）＝ΔＴ０＋｛ΔＴ０／ｔｎｏｗ−ｔ＿ｔｒｇ｝×Δｔ…（ｃ３）

ここで、目標変速比成立時間ｔ＿ｔｒｇが、先の図９に示したステップＳ６４によって定まり、続くステップＳ６６によって上記式（ｃ３）が定まる。

一方、ステップＳ６８においては、上記ステップＳ６０において算出される入力軸２２のトルクＴｔと、上記ステップＳ６６において算出されるトルク差ΔＴとに基づき、目標とする伝達トルクＴｉｎｃ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）を算出する。すなわち、都度の入力軸２２のトルクＴｔ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）から上記トルク差ΔＴ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）を減算することで、都度目標とする伝達トルクＴｉｎｃ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）を算出する。

更に、ステップＳ７０では、上式（ｂ１）に基づき、都度の目標伝達トルクＴｉｎｃ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）を、都度の指令油圧値Ｐｉｎｃ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）に変換する。

なお、このステップＳ７０の処理の完了により、先の図６のステップＳ４０の処理が完了する。

上記態様の制御により、先の図１０に示すように、３速の変速比が成立するときに入力軸２２の回転速度ＮＴを略ゼロとすることができ、ひいては、変速時のトルクショックを低減することができる。しかも、トルク差ΔＴを時間に比例して単調に減少させることで、目標とする回転速度ＮＯ×ｇ２と入力軸２２の回転速度ＮＴとの差を、回転速度ＮＴが目標とする回転速度ＮＯ×ｇ２に近づくにつれて徐々に小さくなるようにすることもできる。これに対し、図１０に一点鎖線で示すように、トルク差ΔＴを一定とする場合には、入力軸２２の回転速度ＮＴが目標とする回転速度ＮＯ×ｇ２に急激に近づいていく。

以上詳述した本実形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）低速の変速段における変速比の成立時に、入力軸２２の回転速度ＮＴの変化量が略ゼロとなるように制御した。このため、変速比が成立することでワンウェイクラッチＦ０等がロックされたとしても、このときに出力軸３０のトルクがピークとなって生じるショックを好適に抑制することができる。このため、ワンウェイクラッチＦ０等がロックするときに発生するショックをより精度良く抑制することのできる。

（２）時刻ｔにおけるトルク差ΔＴの変化態様を、目標とする入力軸２２の回転速度ＮＯ×ｇ２と現在の入力軸２２の回転速度ＮＴとの差ΔωＴと、現在の時刻ｔｎｏｗとを用いて、上記設定条件の下で設定した。これにより、変速比が成立するときの入力軸２２の回転速度ＮＴを略ゼロとすることができる。しかも、変速比が成立するときの入力軸２２の回転速度ＮＴを略ゼロとするための制御を実験値等に基づき適合する場合と比較して、その設定を容易に行なうこともできる。

（３）上記設定条件を満たすトルク差ΔＴを、上式（ｃ３）にて表記される一次式にて設定した。これにより、トルク差ΔＴを時間と共に減少する関数として簡易に設定することができる。

（４）入力軸２２のトルクＴｔを、エンジン２の回転速度ＮＥに対する入力軸２２の回転速度ＮＴの比に基づき算出した。これにより、入力軸２２のトルクＴｔを適切に算出することができる。

（５）変速進行率が予め設定された値以上となることで、変速比の成立時に入力軸２２の回転速度ＮＴが略ゼロとなる制御を開始した。これにより、変速開始から変速比が成立するまでに要する時間を短縮する制御態様の設定が容易となる。すなわち、先の図６のステップＳ３２等の処理においては、入力軸２２の回転速度ＮＴを目標とする回転速度ＮＯ×ｇ２に迅速に近づける制御を行うことができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記設定条件に基づくトルク差ΔＴの設定態様は、上記一次式とするものに限らない。例えば、上記トルク差ΔＴを時間に関しての２次式等としてもよい。なお、このトルク差ΔＴの設定に際しては、トルク差ΔＴが時間と共に単調に減少する関数であることが望ましい。

・先の図６のステップＳ４０の処理の前に行なう処理としては、ステップＳ２２，Ｓ２６，Ｓ３２の処理に限らない。例えばステップＳ３６において変速進行率が所定値以上と判断されるまで、クラッチＣ０に対する油圧を一定勾配で制御しつづけてもよく（ステップＳ２６の処理を継続して行なってもよく）、またステップＳ２６の処理を行なわず、ステップＳ３２の処理のみを行なってもよい。更に、ステップＳ３６の処理を行なわず、変速開始に際して適宜のタイミングでステップＳ４０の処理を行なってもよい。ただし、この場合には、変速の初期においては、入力軸２２の回転速度ＮＴが目標とする回転速度ＮＯ×ｇ２に迅速に近づくようにΔＴを設定することが望ましい。

・上記実施形態では、ステップＳ４０において、現在のトルク差ΔＴ０と、現在の回転速度の差ΔωＴとを用いて上記設定条件を満たすように時刻ｔにおけるトルク差ΔＴを定める処理をＥＣＵ６０内で行なった。すなわち、ＥＣＵ６０において、目標変速比成立時間ｔ＿ｔｒｇを、入力軸２２の回転速度ＮＴと目標とする回転速度ＮＯ×ｇ２とについての現在の差ΔωＴ（ｔｎｏｗ）と現在のトルク差ΔＴ０とから求め、上式（ｃ３）を、目標変速比成立時間ｔ＿ｔｒｇと現在のトルク差ΔＴ０とから求めた。これは、現在の差ΔωＴ（ｔｎｏｗ）と現在のトルク差ΔＴ０とを用いて上式（ｃ３）が定まり、これに時刻「ｔ＋Δｔ」を代入することで時刻「ｔ＋Δｔ」におけるトルク差ΔＴ（ｔ＋Δｔ）が定まることを意味する。このため、これら現在の差ΔωＴ（ｔｎｏｗ）と現在のトルク差ΔＴ０と時刻「ｔ＋Δｔ」と、時刻「ｔ＋Δｔ」におけるトルク差ΔＴ（ｔ＋Δｔ）との関係を定めるマップを予め作成してＥＣＵ６０のＲＯＭ６４に備える構成とすることもできる。この場合、ＥＣＵ６０では、先の図９のステップＳ６４，Ｓ６６の処理を行なわないが、現在の差ΔωＴ（ｔｎｏｗ）と現在のトルク差ΔＴ０と時刻「ｔ＋Δｔ」とをマップに入力することで、時刻「ｔ＋Δｔ」におけるトルク差ΔＴ（ｔ＋Δｔ）を定めることができる。

・低速段への変速に際し制御対象となるクラッチ（実施形態ではクラッチＣ０）を制御する処理としては、先の図９のステップＳ６８、Ｓ７０の処理等をＥＣＵ６０にて行なうものにも限らない。例えば、トルク差ΔＴと、入力軸２２のトルクＴｔと制御対象の指令油圧値との関係を定める２次元マップをＥＣＵ６０のＲＯＭ６４に記憶し、このマップに基づき指令油圧値を定めてもよい。

・その他、変速歯車機構２０の構成等は、先の図１に例示したものに限らず、要は、低速への変速段への変速に際してワンウェイクラッチが係合する構成であればよい。

本発明にかかる自動変速機の制御装置の一実施形態の構成を示す図。 同実施形態における各変速段におけるクラッチやブレーキの係合態様を示す図。 同実施形態の変速態様を定義する図。 同実施形態において変速時に行なう処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態において４速から３速への変速時の制御の手順を示すフローチャート。 上記変速時において解放されるクラッチの油圧制御の手順を示すフローチャート。 上記制御の手順に従った制御の態様を示すタイムチャート。 同実施形態における変速進行率の算出にかかる処理の手順を示すフローチャート。 上記変速進行率が所定以上となったときに行なわれる処理の手順を示すフローチャート。 上記変速進行率が所定以上となったときの制御の態様を示すタイムチャート。

符号の説明

２…エンジン、６…トルクコンバータ、２０…変速歯車機構、２２…入力軸、２４〜２８…遊星歯車機構、３０…出力軸、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）、６２…ＲＯＭ（記憶手段の一実施形態）、Ｃ０〜Ｃ２…クラッチ、Ｂ１〜Ｂ２…ブレーキ、Ｆ０〜Ｆ２…ワンウェイクラッチ。

Claims (8)

1. 複数の歯車及び該複数の歯車によって複数の動力伝達経路を形成するための複数の摩擦係合要素を備える変速歯車機構を備え、前記複数の摩擦係合要素による係合状態が調整されることにより入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比を調整する自動変速機について、変速段切り替え要求に応じて前記係合状態を制御することにより前記動力伝達経路を切り替えて所望の変速段に変速する制御を行う自動変速機の制御装置において、
   前記入力軸の回転速度を検出する手段の検出値と、前記出力軸の回転速度を検出する手段の検出値と、原動機の出力を検出する手段の検出値とを取り込む入力手段と、
   前記変速段切り替え要求に応じて低速の変速段への変速を行なうに際し、該低速の変速段における変速比の成立時に前記入力軸の回転速度の変化量が略ゼロとなるように、前記変速に際して係合状態を変化させる前記摩擦係合要素の制御態様を設定するための処理情報を記憶する記憶手段と、
   前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度と前記原動機の出力とについての前記入力手段により取り込まれた検出値を前記処理情報に反映させることで前記摩擦係合要素の制御態様を設定する設定手段と、
   該設定手段によって設定される制御態様に従って、前記摩擦係合要素を制御する制御手段とを備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記処理情報は、前記入力軸の回転速度の変化量が、前記係合状態を変化させる前記摩擦係合要素による伝達トルクと前記入力軸のトルクとのトルク差ΔＴと前記歯車を含む回転要素のイナーシャＩとの積Ｉ×ΔＴで表されることに基づき、前記変速比の成立時に前記トルク差ΔＴが略ゼロとなるように前記トルク差ΔＴを減少制御するための情報であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記処理情報は、前記低速の変速段における変速比と前記出力軸の回転速度とに基づき、前記変速比の成立時の前記入力軸の回転速度である目標回転速度を算出する目標速度算出情報と、前記原動機の出力に基づき前記入力軸に付与されるトルクを算出する入力軸トルク算出情報と、前記目標速度算出情報を用いて算出される目標回転速度と実際の前記入力軸の回転速度との差と、前記入力軸トルク算出情報によって算出されるトルクとに基づき、前記トルク差ΔＴが前記変速比の成立時に略ゼロとなるように、前記伝達トルクを設定する伝達トルク設定情報とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記伝達トルク設定情報は、時刻ｔにおける前記トルク差ΔＴを、前記目標回転速度と現在の前記入力軸の回転速度との差ΔωＴと、現在の時刻ｔｎｏｗと、前記入力軸トルク算出情報を用いた算出結果と前記係合状態を変化させる摩擦係合要素の制御態様とに基づき算出される現在のトルク差ΔＴ０とを用いて、下式が成立するとの条件で設定するトルク差設定情報と、
   

   

   前記トルク差設定情報により設定される時刻ｔにおけるトルク差ΔＴと前記入力軸トルク算出情報により算出される時刻ｔにおける入力軸のトルクとに基づき、時刻ｔにおける伝達トルクを算出するトルク算出情報とを備えることを特徴とする請求項３記載の自動変速機の制御装置。
5. 前記トルク差設定情報は、前記速度算出情報によって算出される回転速度と前記入力軸の回転速度とが前記トルク差ΔＴが一定であるとの条件で一致するまでに要する時間の２倍を「ｔ＿ｔｒｇ−ｔｎｏｗ」として算出する成立時間算出情報を備え、時刻「ｔｎｏｗ＋Δｔ」における前記トルク差ΔＴを下式
   ΔＴ（ｔｎｏｗ＋Δｔ）＝ΔＴ０＋｛ΔＴ０／ｔｎｏｗ−ｔ＿ｔｒｇ｝×Δｔ
   によって設定することを特徴とする請求項４記載の自動変速機の制御装置。
6. 前記入力軸は、前記原動機の出力がトルクコンバータを介して付与されるものであって、
   前記原動機の出力を検出する手段は、該原動機の回転速度を検出するものであって、
   前記入力軸トルク算出情報は、前記原動機の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の比に基づき、前記入力軸のトルクを算出することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
7. 前記出力軸の回転速度から把握される変速比の成立時の前記入力軸の回転速度と実際の回転速度との差を定量化した変速進行率を算出する手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記変速進行率が予め設定された値以上となるときに、前記設定手段によって設定される制御態様に従った前記制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
8. 前記摩擦係合要素の制御は、該摩擦係合要素に作用させる油圧の制御として行なわれるものであり、
   前記処理情報は、前記摩擦係合要素に作用させる油圧の設定のための情報であり、前記設定手段は、前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度と前記原動機の出力とについての前記入力手段により取り込まれた検出値を前記処理情報に反映させることで前記摩擦係合要素に作用させる油圧を設定するものであり、前記制御手段は、前記設定手段によって設定される油圧となるように前記摩擦係合要素に作用させる油圧を制御するものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。

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