JP2009243638A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速進行状態に伴う摩擦材の表面温度変化によって生じる摩擦係数変化に起因する係合遅れや急係合を防止し、クラッチやブレーキの伝達トルクを目標通りに制御する。
【解決手段】目標伝達トルク設定手段２１が変速中におけるクラッチやブレーキの目標伝達トルクを設定する。発熱量演算手段２２ａが所定時間後までに上昇させる伝達トルクと摩擦材の相対回転数とに基づき予想発熱量を演算し、吸熱量演算手段２２ｂが摩擦材に供給される潤滑油量に基づき予想吸熱量を演算し、上昇温度演算手段２２が予想発熱量及び予想吸熱量から摩擦材の予想上昇温度を演算する。指令値設定手段２０は、変速進行状態判定手段２３の判定結果に基づき、変速の進行状態ごとに用意された指令値マップＭ１〜Ｍｎから１つを選定し、予想上昇温度と目標伝達トルクとを用いて指令値マップを参照して油圧指令値を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輌等に搭載される自動変速機の制御装置に係り、詳しくは、例えばクラッチやブレーキ等の摩擦部材を、変速の進行状態に応じて適正に摩擦係合させるための油圧制御を行う自動変速機の制御装置に関する。

一般に、車輌等に搭載される自動変速機において、動力伝達経路を形成するクラッチやブレーキは、油圧制御装置から供給される作動油圧によって係合制御されており、その作動油圧は、制御部（ＥＣＵ）等により演算された油圧指令値によってコントロールされている。この制御部により油圧指令値を演算する際は、あらかじめクラッチやブレーキの摩擦材の総面積、摩擦材の枚数、摩擦材の摩擦係数等から、それらのクラッチやブレーキにおける油圧指令値とトルク容量との関係を演算しておき、例えば変速時に係合ショック等が生じないように、その油圧指令値の大きさ、スイープ勾配、時間等を決定して油圧制御に用いている。

しかしながら、このように油圧指令値をあらかじめ演算する際に用いている摩擦材の摩擦係数は、一般的な摩擦材の単体試験を行って得られた値を用いているが、この試験自体が、摩擦材の性能限界等を考慮して、高負荷状態を想定した（例えば全開スロットル状態のパワーオンアップシフト等を想定した）試験となっており、その試験の結果で得られた摩擦係数が、どのような状況でも一定の摩擦係数であるかのように上記演算に用いられているという問題がある。即ち、実際には摩擦材の摩擦係数は、特にその表面温度によって変化するものであり、低負荷状態（低スロットル開度の変速）と高負荷状態（高スロットル開度の変速）とでは発熱量の違いから摩擦材の表面温度の推移が大きく相違する。

従って、上述のような高負荷状態を想定した試験で得られた摩擦係数を基にして油圧指令値を算出すると、特に低負荷状態の変速において、設計通りのトルク伝達が行われず、例えば変速初期に摩擦材の表面温度が低いことに起因して摩擦係合力が足りず、変速終了期に摩擦材の表面温度が上昇することに起因して急係合が生じてエンドショック（変速ショック）が発生してしまう虞があり、また、摩擦係数が一定であるとして設計されているために、油圧の学習制御においても誤学習を生じてしまう虞もあった。

そのため、摩擦材の温度を実測して摩擦係数の変化を制御に反映させようとしたものも提案されている（特許文献１参照）。このものは、変速クラッチのクラッチドラムの外周に油温センサを配設して、該変速クラッチを通過した潤滑油の温度を検出することで摩擦材の温度を実測し、その摩擦材の温度から摩擦係数を推定することで、目標の油圧を決定している。

特開２００７−２３９９００号公報

しかし、上記特許文献１のものにあっては、検出された潤滑油の温度を摩擦材の温度として用いているため、精度良く摩擦材の温度が検出できないという問題がある。また、潤滑油温の検出結果から摩擦係数を求めているため、クラッチの作動油圧を算出する際に該摩擦係数をフィードバック制御に用いることはできるものの、その後のクラッチの摩擦係数がどのように変化するかは検出することができないため、油圧指令からの油圧応答性を考慮すると、検出した摩擦係数に応じた油圧制御を行うまでにタイムラグが生じ、その間にも摩擦材のスリップによる発熱等によって該摩擦材の温度が変化してしまうので、結局はクラッチが目標通りの伝達トルクにならないという問題がある。

さらに、上述のようにクラッチの外周側において潤滑油の温度を検出するものでは、複数のクラッチやブレーキが備えられている多段式自動変速機において用いることができる場所が限られており、特に内周側に配置されているクラッチについては、潤滑油温の上昇を正確に検出することができないという問題もある。

そこで本発明は、摩擦係合の進行状態により変化する摩擦部材の予想表面温度に基づき油圧指令値を設定することを可能とし、もって上記課題を解決する自動変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図１３参照）、変速機構（５）の動力伝達経路を摩擦係合によって形成する摩擦部材（例えばＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３，Ｂ−１，Ｂ−２の摩擦材）と、油圧指令値（Ｐｓ）に基づき油圧（Ｐ）を調圧して前記摩擦部材を押圧する油圧サーボに供給する油圧制御手段（６）と、を備えた自動変速機（３）の制御装置（１）において、
前記摩擦係合の進行状態により変化する前記摩擦部材の予想表面温度（Ｔ）と、前記摩擦部材の目標伝達トルク（ＴｇＴｓ）と、に基づき前記油圧指令値（Ｐｓ）を設定する指令値設定手段（２０）を備えた、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図１及び図９参照）、前記摩擦部材における予想発熱量（ＰｒＣｖ）を演算する発熱量演算手段（２２ａ）と、前記摩擦部材における予想吸熱量（ＰｒＣａ）を演算する吸熱量演算手段（２２ｂ）と、を有し、前記予想発熱量（ＰｒＣｖ）と前記予想吸熱量（ＰｒＣａ）に基づき、前記摩擦部材の予想上昇温度（ΔＴ）を演算する上昇温度演算手段（２２）を備え、
前記指令値設定手段（２０）は、前記予想上昇温度（ΔＴ）を前記予想表面温度（Ｔ）として用いてなる、
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（１）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図１及び図９参照）、前記発熱量演算手段（２２ａ）は、所定時間後における、前記摩擦部材により摩擦係合させる２つの部材の相対回転数（Ｎｒ）と、前記目標伝達トルク（ＴｇＴｓ）に基づき上昇させる前記摩擦部材の伝達トルク（ΔＴｓ）と、に基づき前記予想発熱量（ＰｒＣｖ）を演算する、
ことを特徴とする請求項２記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図１及び図９参照）、前記吸熱量演算手段（２２ｂ）は、所定時間における、前記摩擦部材に供給される潤滑油量（Ｌｕｑ）に基づき前記予想吸熱量（ＰｒＣａ）を演算する、
ことを特徴とする請求項２または３記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図１参照）、前記摩擦部材の回転数と、潤滑油供給圧と、油温と、に対応してあらかじめ前記潤滑油量（Ｌｕｑ）が記録された潤滑油量マップ（２４）を備え、
前記吸熱量演算手段（２２ｂ）は、前記潤滑油量マップ（２４）を参照することで前記潤滑油量（Ｌｕｑ）を演算する、
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（１）にある。

請求項６に係る本発明は（例えば図１及び図１０参照）、あらかじめ前記摩擦部材の予想上昇温度（ΔＴ）と前記目標伝達トルク（ＴｇＴｓ）とに対応した前記油圧指令値（Ｐｓ）が記録された指令値マップ（Ｍｎ）を、変速進行状態ごとに複数有し、
前記指令値設定手段（２０）は、前記変速進行状態に応じた指令値マップ（Ｍｎ）を、前記上昇温度演算手段（２２）により演算される予想上昇温度（ΔＴ）と前記目標伝達トルク（ＴｇＴｓ）とに基づき参照することで、前記油圧指令値（Ｐｓ）を設定してなる、
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項７に係る本発明は（例えば図１及び図１０参照）、前記複数の指令値マップ（Ｍｎ）は、少なくともトルク相用の指令値マップ（例えばＭ１，Ｍ２）、イナーシャ相用の指令値マップ（例えばＭ３〜Ｍｎ）からなる、
ことを特徴とする請求項６記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項８に係る本発明は（例えば図１参照）、変速開始からの経過時間を計時する計時手段（２３ａ）を備え、
前記トルク相用の指令値マップは、前記経過時間に応じた複数の指令値マップ（例えばＭ１，Ｍ２）からなり、
前記指令値設定手段（２０）は、前記経過時間に応じた指令値マップ（例えばＭ１，Ｍ２）を参照してなる、
ことを特徴とする請求項７記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項９に係る本発明は（例えば図１参照）、前記自動変速機（３）の入力軸回転数（Ｎｉｎ）を検出する入力軸回転数検出手段（４２）と、
前記自動変速機（３）の出力軸回転数（Ｎｏｕｔ）を検出する出力軸回転数検出手段（４３）と、
前記入力軸回転数（Ｎｉｎ）と前記出力軸回転数（Ｎｏｕｔ）とからギヤ比を算出し、該ギヤ比に基づき変速進行率を算出する変速進行率算出手段（２３ｂ）と、を備え、
前記イナーシャ相用の指令値マップは、前記変速進行率に応じた複数の指令値マップ（例えばＭ３〜Ｍｎ）からなり、
前記指令値設定手段（２０）は、前記変速進行率に応じた指令値マップ（例えばＭ３〜Ｍｎ）を参照してなる、
ことを特徴とする請求項７または８記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、摩擦係合の進行状態により変化する摩擦部材の予想表面温度と、摩擦部材の目標伝達トルクと、に基づき油圧指令値を設定するので、油圧応答性を加味しつつフィードフォワード制御により摩擦部材の摩擦係合を行うことが可能となり、摩擦係合の進行中にあって摩擦部材を目標通りの伝達トルクに推移させることができる。それにより、摩擦係合の進行に伴い表面温度が変化して摩擦係数が変化することに伴う係合遅れや急係合等に起因する係合ショックを防止することができ、また、油圧指令値の学習制御を正確に行うことも可能にすることができる。

また特に、スロットル開度が低い場合のパワーオンアップシフトにおいては、相対回転数が小さく、かつ伝達トルクが小さくて摩擦部材の温度上昇が少なく、つまり摩擦係数が低いために、例えば摩擦係数を一定として油圧指令値を設定した場合には、変速初期に係合遅れが生じると共に変速後期に急係合が生じる虞があったが、予想表面温度に応じた摩擦係数に基づき油圧指令値を設定することで、変速初期の摩擦係合状態が安定して、滑らかな変速を可能にすることができる。

請求項２に係る本発明によると、摩擦部材における予想発熱量と予想吸熱量とを演算し、それら予想発熱量と予想吸熱量に基づき摩擦部材の予想上昇温度を演算するので、精度良く摩擦部材の予想表面温度を演算することができ、つまり摩擦部材の摩擦係数を精度良く演算することができて、摩擦係合の進行に伴う摩擦係数の変化に起因する急係合や係合遅れ等を精度良く防止することができる。

請求項３に係る本発明によると、予想発熱量は、所定時間後における、摩擦部材により摩擦係合させる２つの部材の相対回転数と、目標伝達トルクに基づき上昇させる摩擦部材の伝達トルクと、に基づき演算することができる。

請求項４に係る本発明によると、予想吸熱量は、所定時間における、摩擦部材に供給される潤滑油量に基づき演算することができる。

請求項５に係る本発明によると、摩擦部材の回転数と、潤滑油供給圧と、油温と、に対応してあらかじめ潤滑油量が記録された潤滑油量マップを備え、潤滑油量マップを参照することで摩擦部材に供給される潤滑油量を演算するので、その都度膨大な演算を行うことなく、精度良く摩擦部材に供給される潤滑油量を求めることができ、つまり車輌に搭載される制御部（コンピュータ）により充分に処理し得る演算で、正確な予想吸熱量を得ることができる。

請求項６に係る本発明によると、あらかじめ摩擦部材の予想上昇温度と目標伝達トルクとに対応した油圧指令値が記録された指令値マップを、変速進行状態ごとに複数有して、変速進行状態に応じた指令値マップを、上昇温度演算手段により演算される予想上昇温度と目標伝達トルクとに基づき参照することで、油圧指令値を設定するので、その都度膨大な演算を行うことなく、精度良く油圧指令値を求めることができ、つまり車輌に搭載される制御部（コンピュータ）により充分に処理し得る演算で、精度良い油圧制御を可能にすることができる。

請求項７に係る本発明によると、複数の指令値マップが、少なくともトルク相用の指令値マップ、イナーシャ相用の指令値マップに分けられているので、変速の進行状況に応じた精度良い油圧制御を可能にすることができる。

請求項８に係る本発明によると、変速中のトルク相にあって、指令値設定手段が経過時間に応じた指令値マップを参照して油圧指令値を設定するので、変速の進行に伴い変化する表面温度（即ち摩擦係数）に応じた的確な油圧制御を可能にすることができる。

請求項９に係る本発明によると、変速中のイナーシャ相にあって、指令値設定手段が変速進行率に応じた指令値マップを参照して油圧指令値を設定するので、変速の進行に伴い変化する表面温度（即ち摩擦係数）に応じた的確な油圧制御を可能にすることができる。

以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図１３に沿って説明する。まず、本発明を適用し得る自動変速機３の概略構成について図１乃至図５に沿って説明する。図２に示すように、例えばＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車輌に用いて好適な自動変速機３は、エンジン２（図１参照）に接続し得る自動変速機３としての入力軸３ａを有しており、該入力軸３ａの軸方向を中心としてトルクコンバータ４と、自動変速機構（変速機構）５とを備えている。また、自動変速機構５には、後述する各クラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２の油圧サーボ（不図示）に供給する油圧、ロックアップクラッチ７の作動油圧等を、図示を省略したソレノイドバルブ等への電気的指令によって油圧制御するための油圧制御装置（油圧制御手段）６が備えられている。

上記トルクコンバータ４は、自動変速機３の入力軸３ａに接続されたポンプインペラ４ａと、作動流体を介して該ポンプインペラ４ａの回転が伝達されるタービンランナ４ｂとを有しており、該タービンランナ４ｂは、上記入力軸３ａと同軸上に配設された上記自動変速機構５の入力軸５ａに接続されている。また、該トルクコンバータ４には、ロックアップクラッチ７が備えられており、該ロックアップクラッチ７が油圧制御装置６の油圧制御によって係合されると、上記自動変速機３の入力軸３ａの回転が自動変速機構５の入力軸５ａに直接伝達される。

上記自動変速機構５には、入力軸５ａ上において、プラネタリギヤＳＰと、プラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。上記プラネタリギヤＳＰは、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。

また、該プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２、サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ２、及びリングギヤＲ２を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ３に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。

上記プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、ミッションケース９に一体的に固定されている不図示のボス部に接続されて回転が固定されている。また、上記リングギヤＲ１は、上記入力軸５ａの回転と同回転（以下「入力回転」という。）になっている。更に上記キャリヤＣＲ１は、該固定されたサンギヤＳ１と該入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３に接続されている。

上記プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、ブレーキＢ−１に接続されてミッションケース９に対して固定自在となっていると共に、上記クラッチＣ−３に接続され、該クラッチＣ−３を介して上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤＳ３は、クラッチＣ−１に接続されており、上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。

更に、上記キャリヤＣＲ２は、入力軸５ａの回転が入力されるクラッチＣ−２に接続され、該クラッチＣ−２を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−２に接続されて、該ワンウェイクラッチＦ−１を介してミッションケース９に対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキＢ−２を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤＲ２は、不図示の駆動車輪に回転を出力する出力ギヤ５ｂに接続されている。

つづいて、上記構成に基づき、自動変速機３の作用について図２、図３及び図４に沿って説明する。なお、図４に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤＳＰの部分において、横方向最端部（図４中左方側）の縦軸はサンギヤＳ１に、以降図中右方側へ順に縦軸は、キャリヤＣＲ１、リングギヤＲ１に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤユニットＰＵの部分において、横方向最端部（図４中右方側）の縦軸はサンギヤＳ３に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤＲ２、キャリヤＣＲ２、サンギヤＳ２に対応している。

例えばＤ（ドライブ）レンジであって、前進１速段（１ＳＴ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びワンウェイクラッチＦ−１が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、キャリヤＣＲ２の回転が一方向（正転回転方向）に規制されて、つまりキャリヤＣＲ２の逆転回転が防止されて固定された状態になる。すると、サンギヤＳ３に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進１速段としての正転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

なお、エンジンブレーキ時（コースト時）には、ブレーキＢ−２を係止してキャリヤＣＲ２を固定し、該キャリヤＣＲ２の正転回転を防止する形で、上記前進１速段の状態を維持する。また、該前進１速段では、ワンウェイクラッチＦ−１によりキャリヤＣＲ２の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチＦ−１の自動係合により滑らかに行うことができる。

前進２速段（２ＮＤ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１が係合され、ブレーキＢ−１が係止される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、ブレーキＢ−１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、キャリヤＣＲ２がサンギヤＳ３よりも低回転の減速回転となり、該サンギヤＳ３に入力された減速回転が該キャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進２速段としての正転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

前進３速段（３ＲＤ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ−３の係合によりキャリヤＣＲ１の減速回転がサンギヤＳ２に入力される。つまり、サンギヤＳ２及びサンギヤＳ３にキャリヤＣＲ１の減速回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットＰＵが減速回転の直結状態となり、そのまま減速回転がリングギヤＲ２に出力され、前進３速段としての正転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

前進４速段（４ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−２が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ−２に係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ３に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、上記前進３速段より高い減速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進４速段としての正転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

前進５速段（５ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−２及びクラッチＣ−３が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ２に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、入力回転より僅かに高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進５速段としての正転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

前進６速段（６ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−２が係合され、ブレーキＢ−１が係止される。すると、図２及び図４に示すように、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。また、ブレーキＢ−１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、固定されたサンギヤＳ２によりキャリヤＣＲ２の入力回転が上記前進５速段より高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進６速段としての正転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

後進１速段（ＲＥＶ）では、図３に示すように、クラッチＣ−３が係合され、ブレーキＢ−２が係止される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、ブレーキＢ−２の係止によりキャリヤＣＲ２の回転が固定される。すると、サンギヤＳ２に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、後進１速段としての逆転回転が出力ギヤ５ｂから出力される。

なお、例えばＰ（パーキング）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジでは、クラッチＣ−１、クラッチＣ−２、及びクラッチＣ−３、が解放される。すると、キャリヤＣＲ１とサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３との間、即ちプラネタリギヤＳＰとプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となる。また、入力軸５ａとキャリヤＣＲ２との間が切断状態となる。これにより、入力軸５ａとプラネタリギヤユニットＰＵとの間の動力伝達が切断状態となり、つまり入力軸５ａと出力ギヤ５ｂとの動力伝達が切断状態となる。

つづいて、本発明の要部となる自動変速機の制御装置１について図１、図５乃至図１０に沿って説明する。本自動変速機の制御装置１は、制御部（ＥＣＵ）１０を有しており、該制御部１０には、変速判断手段１１、変速マップ１２、指令値設定手段２０、目標伝達トルク設定手段２１、発熱量演算手段２２ａ及び吸熱量演算手段２２ｂを有する上昇温度演算手段２２、計時手段２３ａ或いは変速進行率算出手段２３ｂを有する変速進行状態判定手段２３、潤滑油量マップ２４、トルク相用マップ３１とイナーシャ相用マップ３２とに分けられている指令値マップ３０、が備えられている。

また、該制御部１０には、エンジン２に接続されてエンジントルク信号が入力されていると共に、不図示の運転席に設置されたアクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ４１、上記自動変速機３の入力軸３ａの回転数を検出する入力軸回転数センサ（入力軸回転数検出手段）４２、上記出力ギヤ５ｂの回転数を検出する出力軸回転数（車速）センサ（出力軸回転数検出手段）４３、自動変速機３内の油温（特に潤滑油の油温）を検出する油温センサ４４、が接続されて構成されている。なお、上記入力軸回転数センサ４２は、自動変速機構５としての入力軸５ａの回転数を検出するものでもよい。

ここで、上記クラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２等における摩擦部材の摩擦特性について図５乃至図８に沿って説明する。なお、本実施の形態で説明する摩擦部材とは、正確には多板式のクラッチやブレーキにおける外摩擦板或いは内摩擦板に付設された摩擦材を指すものである。

自動変速機に用いられる摩擦材は、いわゆる湿式ペーパ摩擦材からなり、例えばセルロース繊維と熱硬化樹脂とを基材として、グラファイトカシューダスト、アラミド繊維、カーボンファイバー等が充填されて形成されている。このような摩擦材は、図５に示すように、表面温度Ｔが低いと摩擦係数が低く、温度が上がるに連れて摩擦係数が高くなると共に、さらに温度が上昇すると徐々に摩擦係数が低くなる傾向にある。

上記摩擦材の摩擦特性を、スロットル開度別に実際の変速状況に合わせて実験的に求めたものが図６乃至図８に示すものである。図６に示すように、高スロットル開度θｄ−ｈｉの場合（例えばスロットル開度１００％）は、変速前後の回転数差が大きく、変速開始当初は外摩擦板と内摩擦板との相対回転数Ｎｒが大きく、変速が進行するに連れて相対回転数Ｎｒは徐々に小さくなる。この際、摩擦材の摩擦係数μは、相対回転数Ｎｒが大きい段階で最大値を迎え、相対回転数Ｎｒが小さくなるに連れて該摩擦係数μが徐々に小さくなる。なお、図中の範囲ＴＳは、一般的な摩擦材の性能評価試験が行われる範囲であり、この摩擦材の摩擦特性は、該範囲ＴＳの試験結果から、変速中に摩擦係数μが下降する負勾配特性といわれる。

しかしながら、中スロットル開度θｄ−ｍｉｄの場合（例えばスロットル開度５０％）では、相対回転数Ｎｒがあまり変化しない間に摩擦係数μが最大値近くまで上昇してから、相対回転数Ｎｒが小さくなるに連れて摩擦係数μが小さくなる。また、低スロットル開度θｄ−ｌｏｗの場合（例えばスロットル開度１０％）では、相対回転数Ｎｒがあまり変化しない間に摩擦係数μが急上昇し、さらに相対回転数Ｎｒが小さくなるに連れて摩擦係数μが大きくなる。従って、摩擦材の摩擦係数μを相対回転数Ｎｒとの関係だけで演算によって求めることはできないことが分かる。

また、図７に示すように、高スロットル開度θｄ−ｈｉの場合（例えばスロットル開度１００％）にあって、摩擦係合するための油圧Ｐ（即ち係合力）を大きくしていくと、油圧Ｐが小さい段階で最大値を迎え、油圧Ｐが大きくなるに連れて該摩擦係数μが徐々に小さくなる。

しかしながら、中スロットル開度θｄ−ｍｉｄの場合（例えばスロットル開度５０％）では、油圧Ｐを大きくしていく変速の中期に摩擦係数μが最大値まで上昇してから、さらに油圧Ｐを大きくしていくと摩擦係数μが小さくなる。また、低スロットル開度θｄ−ｌｏｗの場合（例えばスロットル開度１０％）では、油圧Ｐがあまり変化しない間に摩擦係数μが急上昇し、さらに油圧Ｐが大きくなるに連れて摩擦係数μが大きくなる。従って、摩擦材の摩擦係数μを油圧Ｐとの関係だけで演算によって求めることはできないことも分かる。

ここで、図８に示すように、摩擦係合の進行に応じて生じる発熱量Ｃｖと摩擦係数μとの関係を見ると、低スロットル開度θｄ−ｌｏｗの場合（例えばスロットル開度１０％）、中スロットル開度θｄ−ｍｉｄ１の場合（例えばスロットル開度５０％）、中スロットル開度θｄ−ｍｉｄ２の場合（例えばスロットル開度７０％）、高スロットル開度θｄ−ｈｉの場合（例えばスロットル開度１００％）、のそれぞれにあって、上記図５に示す摩擦材の表面温度による摩擦特性に近似されているものであることが分かる。この図８に示す発熱量Ｃｖと摩擦係数μとの関係は、実験的なものであり、潤滑油による吸熱が考慮されていない。従って、発熱量Ｃｖと吸熱量Ｃａとから摩擦材の温度上昇ΔＴを算出することで、それを表面温度Ｔに近似して、摩擦材の摩擦係数μを求めることができることが分かる。

また、摩擦材の摩擦係数μが求まると、その摩擦材を有するクラッチやブレーキにおける単体の伝達トルク容量と油圧との関係は、
摩擦材の伝達トルク容量＝摩擦材の総面積×押圧力（油圧Ｐ）×摩擦係数μ
であり、摩擦材の総面積は、自動変速機３の設計に基づき定数として与えることができるので、そのクラッチやブレーキの油圧サーボに供給する油圧Ｐの大きさ、つまり油圧指令値Ｐｓは摩擦係数μから求めることができる。そして、摩擦係数μは、上述のように摩擦材の表面温度Ｔから一義的に求めることができ、その表面温度Ｔは、特に通常の自動変速機の使用環境にあって、摩擦材の上昇温度ΔＴにより略々近似できるので、上記発熱量Ｃｖと上記吸熱量Ｃａとから摩擦係数μを求めることができる。

なお、実際の変速における摩擦材の目標伝達トルクＴｇＴｓは、相対回転数Ｎｒにより動摩擦係数として変化が生じるため、単純に上記摩擦係数μを用いるだけでは好ましくない。そのため、目標伝達トルクＴｇＴｓ、上記油圧指令値Ｐｓ、上記上昇温度ΔＴ、相対回転数Ｎｒは、互いの４つのパラメータによる関係となる。

つづいて、以上説明した各値の関係に基づく本自動変速機の制御装置１による変速制御を、図９のフローチャートに沿って図１を参照しつつ説明する。

図９に示すように、本自動変速機の制御装置１による制御は、例えばイグニッションＯＮ等により開始され（Ｓ１）、所定時間のサイクルで繰り返される。例えば車輌の前進走行中にあっては、変速判断手段１１が、アクセル開度センサ４１により検出されるアクセル開度と、出力軸回転数センサ４３により検出される車速とに基づき変速マップ１２を参照して変速を行うか否かを判断しており（Ｓ２）、変速が開始されるまで繰り返し待機する（Ｓ２のＮｏ、Ｓ１０）。

上記変速判断手段１１により変速が判断され、変速中となると（Ｓ２のＹｅｓ）、まず、指令値設定手段２０は、油圧制御装置６における、係合側のクラッチ又はブレーキの油圧サーボに供給する油圧を調圧するソレノイドバルブに指令を与え、油圧サーボのピストンと摩擦板との間のガタ詰め動作を行う。このガタ詰め動作は、時間的な制御で行われ、ガタ詰めの時間が経過すると、トルク相における油圧制御に移行する。

すると、まず目標伝達トルク設定手段２１が、当該係合側のクラッチ又はブレーキの目標伝達トルクＴｇＴｓを設定する（Ｓ３）。この目標伝達トルクＴｇＴｓは、エンジン２のスロットル開度と、入力軸３ａの入力軸回転数Ｎｉｎ（又はエンジン回転数Ｎｅ）と、エンジントルクＴｅとに基づき、変速進行状態に合わせた係合側のクラッチ又はブレーキの伝達トルクとして理想的な値となるように、つまり係合遅れや急係合が生じない理想値として設定される。

ついで、発熱量演算手段２２ａが、所定時間後（例えば１００ｍｓｅｃ後）までに発熱する予想発熱量ＰｒＣｖを演算する（Ｓ４）。この予想発熱量ＰｒＣｖは、上記目標伝達トルクＴｇＴｓに基づき所定時間後までに上昇させる摩擦材の伝達トルクΔＴｓと、相対回転数Ｎｒとから演算する。なお、相対回転数Ｎｒは、上述の入力軸回転数Ｎｉｎに、入力軸３ａから当該摩擦材までの伝達経路のギヤ比を乗算した回転数と、出力軸回転数Ｎｏｕｔに出力ギヤ５ｂから当該摩擦材までの伝達経路のギヤ比を乗算した回転数と、から求められる。

次に、吸熱量演算手段２２ｂが、所定時間の間に当該摩擦材を潤滑する潤滑油の量Ｌｕｑに基づき予想吸熱量ＰｒＣａを演算する（Ｓ５）。具体的に摩擦材表面に供給される潤滑油量（表面を流れて通過する潤滑油量）Ｌｕｑは、ライン圧或いはセカンダリ圧に基づき潤滑油路から当該摩擦材に向かって供給（噴出）される潤滑油の圧力（潤滑油供給圧）と、油温センサ４４により検出される油温に基づく潤滑油の粘性係数と、摩擦材のミッションケース９に対する絶対回転数と、から求めることができる。しかしながら、これら３つのパラメータに基づき上記摩擦材に供給される潤滑油量Ｌｕｑを演算すると、コンピュータである制御部１０の処理能力として足りない虞があるので、あらかじめ潤滑油供給圧と油温と絶対回転数との関係に対応した上記潤滑油量Ｌｕｑが記録された潤滑油量マップ２４を用意し、吸熱量演算手段２２ｂは、該潤滑油量マップ２４を参照して潤滑油量Ｌｕｑを取得し、その潤滑油量Ｌｕｑから上記予想吸熱量ＰｒＣａを演算する。

このように予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａとが求められると、上昇温度演算手段２２は、予想発熱量ＰｒＣｖから予想吸熱量ＰｒＣａを減算して、摩擦材の予想上昇温度ΔＴを算出する（Ｓ６）。

ここで、上述したように油圧指令値Ｐｓ、該目標伝達トルクＴｇＴｓ、予想上昇温度ΔＴ、相対回転数Ｎｒは、それら４つの値の関係から成り立つため、例えばこれらの値をマップ化すると４次元マップとなり、さらに油圧指令値Ｐｓを読み取る毎に線形補完演算を行うことが必要となるが、このような演算を行うと、コンピュータである制御部１０の処理能力として足りない虞がある。

そこで、あらかじめ変速進行状態ごとに分けて複数の油圧指令値Ｐｓのマップ（以下、「指令値マップ」という）３０を用意する。即ち、変速進行状態ごとに分けられた第１〜第ｎ指令値マップＭ１〜Ｍｎには、その時点の値で演算して求めることができるので、相対回転数Ｎｒを盛込んだ形で第１〜第ｎ指令値マップＭ１〜Ｍｎを準備する。これにより、第１〜第ｎ指令値マップＭ１〜Ｍｎは、目標伝達トルクＴｇＴｓと油圧指令値Ｐｓと予想上昇温度ΔＴとの３つの関係が記録されたもので足り、データ容量（コンピュータの記憶領域）としても少なくて足りる。また、トルク相用マップ３１に比して、特に相対回転数Ｎｒの変化が大きいイナーシャ相用マップ３２を細分化しておくことで、上述のような線形補完を不要にすることも可能になる。

具体的には、この指令値マップは、図１０に示す一例のように、予想上昇温度ΔＴに対する、目標伝達トルクＴｇＴｓと油圧指令値Ｐｓとの関係が記録されているものであり、図中破線で示す温度上昇が無い状態（即ち０）のΔＴ_０では、目標伝達トルクＴｇＴｓに対して油圧指令値Ｐｓが比例する。摩擦材の温度が上昇していくと、摩擦係数μが大きくなるので（図５参照）、ΔＴａ、ΔＴｂ、ΔＴｃの順で示すように、例えば同じ目標伝達トルクＴｇＴｓであっても油圧指令値Ｐｓが小さくて足りる。そして、摩擦係数μの最大値となる摩擦材の上昇温度ΔＴｃよりもさらに温度が上昇したΔＴｄでは、摩擦係数μが小さくなるので、例えば同じ目標伝達トルクＴｇＴｓにするための油圧指令値Ｐｓが上昇温度ΔＴｃよりも大きくなる。

以上説明したように、図９のステップＳ６において予想上昇温度ΔＴが演算されると、変速進行状態判定手段２３が変速進行状態を取得する（Ｓ７）。即ち、変速にあって解放側のクラッチ又はブレーキと係合側のクラッチ又はブレーキとのトルク分担を変更するトルク相にあっては、例えば解放側のクラッチ又はブレーキの解放制御が変速開始からの経過時間に基づき制御されるので、係合側となるクラッチ又はブレーキの係合制御も変速開始からの経過時間に基づき制御する必要がある。そのため、計時手段２３ａが変速開始からの経過時間を計時し、その経過時間を変速進行状態として取得する。

そして、指令値設定手段２０は、上記経過時間に基づき、経過時間に対応付けられたトルク相用マップ３１の第１指令値マップＭ１、第２指令値マップＭ２を順次選択する形で使用する指令値マップ３０を選定し（Ｓ８）、該選定した指令値マップ３０を参照して、上記予想上昇温度ΔＴと目標伝達トルクＴｇＴｓとに基づき、所定時間後の油圧指令値Ｐｓを設定し（Ｓ９）、所定時間後に当該摩擦材を有するクラッチ又はブレーキの油圧サーボの係合油圧が油圧指令値Ｐｓ通りになるように、油圧制御装置６の図示を省略したソレノイドバルブに指令して、リターンする（Ｓ１０）。

また、上記ステップＳ７において、係合側のクラッチ又はブレーキの摩擦係合を進行させて実際にギヤ比（つまり回転数）を変更するイナーシャ相にあっては、変速進行率算出手段２３ｂが、入力軸回転数センサ４２により検出される入力軸回転数Ｎｉｎと出力軸回転数センサ４３により検出される出力軸回転数Ｎｏｕｔとから現在のギヤ比を算出し、現在のギヤ比から変速進行率を算出して、その変速進行率を変速進行状態として取得する。

そして、指令値設定手段２０は、上記変速進行率に基づき、変速進行率に対応付けられたイナーシャ相用マップ３２の第３指令値マップＭ３〜第ｎ指令値マップＭｎを順次選択する形で使用する指令値マップ３０を選定し（Ｓ８）、上述と同様に、該選定した指令値マップ３０を参照して、上記予想上昇温度ΔＴと目標伝達トルクＴｇＴｓとに基づき、所定時間後の油圧指令値Ｐｓを設定し（Ｓ９）、所定時間後に当該摩擦材を有するクラッチ又はブレーキの油圧サーボの係合油圧が油圧指令値Ｐｓ通りになるように、油圧制御装置６の図示を省略したソレノイドバルブに指令して、リターンする（Ｓ１０）。なお、本実施の形態においては、このイナーシャ相における変速進行状態としてギヤ比から求まる変速進行率を用いたものを説明したが、トルク相と同様に経過時間を用いるようにしてもよい。

ついで、以上説明した本自動変速機の制御装置１による制御を、スロットル開度が高い（高スロットル開度）状態（例えば１００％）の変速制御（図１１）、スロットル開度が中程度（中スロットル開度）の状態（例えば５０％）の変速制御（図１２）、スロットル開度が低い（低スロットル開度）状態（例えば１０％）の変速制御（図１３）、の３つの例に沿って説明する。なお、以下の説明においては、本発明の理解を容易にするため、ワンウェイクラッチＦ−１が自動的に解放されると共にブレーキＢ−１を係合制御する前進１速段から前進２速段へのパワーオンアップシフト（図２乃至図４参照）であるものとして説明する。

図１１に示すように、例えば運転者によりアクセルが全開に踏まれた高スロットル開度の状態にあって、変速判断手段１１が時点ｔ１において１−２アップシフトを判断すると（Ｓ２のＹｅｓ）、指令値設定手段２０は、時点ｔ２において、ブレーキＢ−１のガタ詰め動作を行うための油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を不図示のソレノイドバルブに指令し、実際の油圧Ｐ_Ｂ１を上昇させてブレーキＢ−１の油圧サーボに供給する。

その後、変速開始の時点ｔ１からの経過時間に基づき時点ｔ３になると、変速制御としてトルク相の制御に移行し、目標伝達トルク設定手段２１が、目標伝達トルクＴｇＴｓを、スロットル開度と、入力軸回転数Ｎｉｎと、エンジントルクＴｅに基づくブレーキＢ−１への入力トルクと、に基づき、出力トルクＴｏｕｔができるだけ変動しないような理想的な値に設定する（Ｓ３）。即ち、目標伝達トルクＴｇＴｓは、トルク相における解放側（この場合はワンウェイクラッチＦ−１）から係合側へのトルク分担の変更に合わせてスイープアップされ、トルク分担がブレーキＢ−１に完全に移行したイナーシャ相においては、伝達トルクが一定となるように設定される。

つづいて、発熱量演算手段２２ａが、目標伝達トルクＴｇＴｓに基づき所定時間後までに上昇させる摩擦材の伝達トルクΔＴｓと相対回転数Ｎｒとから所定時間後の予想発熱量ＰｒＣｖを演算する（Ｓ４）と共に、吸熱量演算手段２２ｂが、潤滑油量マップ２４を参照して潤滑油量Ｌｕｑを取得し、その潤滑油量Ｌｕｑから予想吸熱量ＰｒＣａを演算し（Ｓ５）、上昇温度演算手段２２が、予想発熱量ＰｒＣｖから予想吸熱量ＰｒＣａを減算して、摩擦材の予想上昇温度ΔＴを算出する（Ｓ６）。

さらに、変速進行状態判定手段２３の計時手段２３ａにより計時される変速開始からの経過時間に基づき（Ｓ７）、指令値設定手段２０が第１指令値マップＭ１を選定し（Ｓ８）、目標伝達トルクＴｇＴｓと予想上昇温度ΔＴとに基づき該第１指令値マップＭ１を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を設定すると（Ｓ９）、ブレーキＢ−１の油圧Ｐ_Ｂ１が上昇し、時点ｔ４から実際のブレーキＢ−１の伝達トルクＴｓが、摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように上昇する。

また、その後のトルク相の時間的な中程になると、上記経過時間に伴い第２指令値マップＭ２が選定されて、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づき該第２指令値マップＭ２を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が再設定され、時点ｔ５のトルク相終了まで該油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１によりブレーキＢ−１が摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように油圧制御される。

さらに、時点ｔ５になりイナーシャ相に移行すると、変速進行状態判定手段２３の変速進行率算出手段２３ｂにより算出される変速進行率に基づき（Ｓ７）、指令値設定手段２０が第３指令値マップＭ３を選定し（Ｓ８）、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づき該第３指令値マップＭ３を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を設定すると（Ｓ９）、ブレーキＢ−１の油圧Ｐ_Ｂ１が更に上昇され、実際のブレーキＢ−１の伝達トルクＴｓが、摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように上昇する。

その後は、時点ｔ６のイナーシャ相の終了まで、変速進行率算出手段２３ｂにより算出される変速進行率に基づき（Ｓ７）、指令値設定手段２０が順次第４指令値マップＭ４、・・・、第ｎ指令値マップＭｎを選定し（Ｓ８）、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づきそれら第４〜第ｎ指令値マップＭ４〜Ｍｎを参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が設定されていく（Ｓ９）。

この間、摩擦材の表面温度、つまり上昇温度ΔＴは、トルク相のブレーキＢ−１の係合開始から高スロットル開度に基づく大きなエンジントルクＴｅ及び大きな相対回転数Ｎｒによって急上昇していくため、摩擦係数μは図５に示す摩擦特性のように、最大値まで上昇した後、一旦急激に下がり、その後、徐々に小さくなる。そのため、従来の油圧制御による油圧Ｐ_Ｂ１’のように、摩擦係数μが負勾配で一定であるものとして制御していた状態の緩やかなスイープアップだけでは、摩擦係数μが急激に下がる際にブレーキＢ−１の伝達トルクが小さくなり、摩擦係数μの下がり方が少なくなると、そのまま該伝達トルクが上昇してしまうため、従来の出力トルクＴｏｕｔ’で示すように、一旦大きくなって下がることになっていまい、つまり目標伝達トルクＴｇＴｓ通りに追従しない。

しかしながら、本発明のように予想上昇温度ΔＴに基づき油圧指令値Ｐｓをフィードフォワード制御することで、摩擦係数μの下降の変動に対応して、油圧Ｐ_Ｂ１の上昇を行った後、さらに摩擦係数μの下がり方が緩やかになるに連れて油圧Ｐ_Ｂ１を僅かに下げることになるので、実際のブレーキＢ−１の伝達トルクＴｓが目標通りに追従して安定し、それによって変速中の出力トルクＴｏｕｔが安定して、つまり係合遅れや急係合による変速ショックを生じることなく、出力トルクＴｏｕｔを略々目標伝達トルクＴｇＴｓ通りに制御することが可能となる。

なお、このようにトルク相、イナーシャ相の変速制御が終了すると、時点ｔ６から終期制御に移行し、指令値設定手段２０が、ブレーキＢ−１の係合を完了するため、油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を急勾配でスイープアップし、時点ｔ７に油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を完全に上昇させて、以上により１−２アップシフトを終了する。

次に、中スロットル開度における１−２アップシフトにあっては、図１２に示すように、上述と同様に、時点ｔ１に変速判断がなされ、時点ｔ２から時点ｔ３までの間に油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１及び油圧Ｐ_Ｂ１で示すようにガタ詰め動作が行われた後、時点ｔ３からトルク相になると、目標伝達トルクＴｇＴｓが設定される。この目標伝達トルクＴｇＴｓは、上述したようにスロットル開度と入力軸回転数ＮｉｎとブレーキＢ−１への入力トルクとに基づき設定されるので、上記高スロットル開度の際よりも小さな値となる。

そして、同様に所定時間後の予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａとを演算して予想上昇温度ΔＴを演算すると、それに基づき第１指令値マップＭ１が参照されて油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が設定され、ブレーキＢ−１の摩擦材が摩擦係合されて時点ｔ４から実際の伝達トルクＴｓが摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように上昇を開始する。

また、トルク相の時間的な中程になると、経過時間に伴い第２指令値マップＭ２が選定されて、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づき該第２指令値マップＭ２を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が再設定され、時点ｔ５のトルク相終了まで該油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１によりブレーキＢ−１が摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように油圧制御される。

さらに、時点ｔ５になりイナーシャ相に移行すると、変速進行率に基づき第３指令値マップＭ３を選定し、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づき該第３指令値マップＭ３を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を設定され、その後は、時点ｔ６のイナーシャ相の終了まで、変速進行率に基づき順次第４指令値マップＭ４、・・・、第ｎ指令値マップＭｎを選定し、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づきそれら第４〜第ｎ指令値マップＭ４〜Ｍｎを参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が設定されていく。

なお、その後は、時点ｔ６から終期制御に移行し、ブレーキＢ−１の係合を完了するため、油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を急勾配でスイープアップし、時点ｔ７に油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を完全に上昇させて、以上により１−２アップシフトを終了する。

ところで、この中スロットル開度における１−２アップシフトにあっては、目標伝達トルクＴｇＴｓで示すようにブレーキＢ−１が伝達するトルクが上記高スロットル開度の際よりも小さく、変速判断がエンジン回転数Ｎｅの低い段階でなされるために相対回転数Ｎｒも小さいので、予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａとに基づく予想上昇温度ΔＴも小さく、摩擦係数μが緩やかに上昇することになる。

そのため、従来の油圧制御による油圧Ｐ_Ｂ１’のように、高スロットル開度の試験領域ＴＳ（図６乃至図８参照）で求められた摩擦係数μで制御していた状態の緩やかなスイープアップでは、実際には摩擦係数μが小さく、ブレーキＢ−１の伝達トルクが足りず、つまり従来の出力トルクＴｏｕｔ’で示すように、係合遅れが生じてしまい、つまり目標伝達トルクＴｇＴｓ通りに追従しない。

しかしながら、本発明のように予想上昇温度ΔＴに基づき油圧指令値Ｐｓをフィードフォワード制御することで、摩擦係数μの緩やかな上昇に対応して、一旦油圧Ｐ_Ｂ１の上昇を行った後、さらに摩擦係数μの上昇に伴って伝達トルクＴｓを上昇させる形で油圧Ｐ_Ｂ１の上昇を待機させ、或いは僅かに油圧Ｐ_Ｂ１を下げる形となって、実際のブレーキＢ−１の伝達トルクＴｓが目標通りに追従して、特に変速初期で安定し、それによって変速中の出力トルクＴｏｕｔが安定して、つまり係合遅れを生じることなく、出力トルクＴｏｕｔを略々目標伝達トルクＴｇＴｓ通りに制御することが可能となる。

なお、従来の油圧制御にあっては、上述のように変速初期にあって実際には摩擦係数μが小さいために生じる係合遅れに起因して、その後に急係合が生じてエンドショックが生じることがあり、そのため、従来の油圧Ｐ_Ｂ１’で示すように、変速が終了する前にエンドショックを吸収するために油圧Ｐ_Ｂ１’を一旦下げる、いわゆるなまし制御を行っていたが、本制御のように摩擦係数μ（予想上昇温度ΔＴ）により正確な油圧制御を行うことで、このなまし制御も不要にすることが可能になる。

次に、低スロットル開度における１−２アップシフトにあっては、図１３に示すように、上述と同様に、時点ｔ１に変速判断がなされ、時点ｔ２から時点ｔ３までの間に油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１及び油圧Ｐ_Ｂ１で示すようにガタ詰め動作が行われた後、時点ｔ３からトルク相になると、目標伝達トルクＴｇＴｓが設定される。この目標伝達トルクＴｇＴｓは、上述したようにスロットル開度と入力軸回転数ＮｉｎとブレーキＢ−１への入力トルクとに基づき設定されるので、上記中スロットル開度の際よりも更に小さな値となる。

そして、同様に所定時間後の予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａとを演算して予想上昇温度ΔＴを演算すると、それに基づき第１指令値マップＭ１が参照されて油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が設定され、ブレーキＢ−１の摩擦材が摩擦係合されて時点ｔ４から実際の伝達トルクＴｓが摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように上昇を開始する。

また、トルク相の時間的な中程になると、経過時間に伴い第２指令値マップＭ２が選定されて、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づき該第２指令値マップＭ２を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が再設定され、時点ｔ５のトルク相終了まで該油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１によりブレーキＢ−１が摩擦係数μに応じて目標伝達トルクＴｇＴｓに追従するように油圧制御される。

さらに、時点ｔ５になりイナーシャ相に移行すると、変速進行率に基づき第３指令値マップＭ３を選定し、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づき該第３指令値マップＭ３を参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を設定され、その後は、時点ｔ６のイナーシャ相の終了まで、変速進行率に基づき順次第４指令値マップＭ４、・・・、第ｎ指令値マップＭｎを選定し、目標伝達トルクＴｇＴｓと再度算出された予想上昇温度ΔＴとに基づきそれら第４〜第ｎ指令値マップＭ４〜Ｍｎを参照して油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１が設定されていく。

なお、その後は、時点ｔ６から終期制御に移行し、ブレーキＢ−１の係合を完了するため、油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を急勾配でスイープアップし、時点ｔ７に油圧指令値Ｐｓ_−Ｂ１を完全に上昇させて、以上により１−２アップシフトを終了する。

ところで、この低スロットル開度における１−２アップシフトにあっても、目標伝達トルクＴｇＴｓで示すようにブレーキＢ−１が伝達するトルクが上記高スロットル開度の際や上記中スロットル開度の際よりも更に小さく、変速判断がエンジン回転数Ｎｅの低い段階でなされるために相対回転数Ｎｒも小さいので、予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａとに基づく予想上昇温度ΔＴも更に小さく、摩擦係数μが更に緩やかに上昇することになる。なお、この低スロットル開度の変速にあっては、摩擦係数μが最大値まで到達するか否かの段階で変速が終了してしまうため、摩擦係数μが負勾配ではなく正勾配のままである。

そのため、従来の油圧制御による油圧Ｐ_Ｂ１’のように、高スロットル開度の試験領域ＴＳ（図６乃至図８参照）で求められた摩擦係数μで制御していた状態の緩やかなスイープアップでは、特に摩擦材があまり温度上昇しないことに起因して、実際には摩擦係数μが小さく、ブレーキＢ−１の伝達トルクが足りず、つまり従来の出力トルクＴｏｕｔ’で示すように、係合遅れが生じてしまい、つまり目標伝達トルクＴｇＴｓ通りに追従しない。

しかしながら、本発明のように予想上昇温度ΔＴに基づき油圧指令値Ｐｓをフィードフォワード制御することで、摩擦係数μの緩やかな上昇に対応して、一旦油圧Ｐ_Ｂ１の上昇を行った後、さらに摩擦係数μの上昇に伴って伝達トルクＴｓを上昇させる形で油圧Ｐ_Ｂ１を下げる形となって、実際のブレーキＢ−１の伝達トルクＴｓが目標通りに追従して、特に変速初期で安定し、それによって変速中の出力トルクＴｏｕｔが安定して、つまり係合遅れを生じることなく、出力トルクＴｏｕｔを略々目標伝達トルクＴｇＴｓ通りに制御することが可能となる。

また、特にこの低スロットル開度の変速にあって、従来の油圧制御では、上述のように変速初期にあって実際には摩擦係数μが小さいために生じる係合遅れが生じ易く、その後の急係合によるエンドショックが略々毎回生じるため、従来の油圧Ｐ_Ｂ１’で示すように、変速が終了する前にエンドショックを吸収する、なまし制御を行っていたが、本制御のように摩擦係数μ（予想上昇温度ΔＴ）により正確な油圧制御を行うことで、係合遅れや急係合が生じることが防止され、このなまし制御も不要にすることが可能になる。

さらに、従来の油圧制御では、高スロットル開度の試験領域で求めた摩擦係数μを用いて油圧制御を行っていたため、上記係合遅れや急係合が、例えば油圧応答性等の問題で、つまり油圧制御に起因するものと考えられており、そのため、これら係合遅れや急係合を無くすために油圧の学習を行っていたが、この学習自体、摩擦係数μが一定であるかのように考えられた上で行われていたため、学習しても誤学習となってしまっていたが、本制御では、摩擦係数μ（予想上昇温度ΔＴ）により正確な油圧制御を行うので、このような問題も解消されることになる。

以上説明したように、本発明に係る自動変速機の制御装置１によると、摩擦係合の進行状態により変化する摩擦材の予想表面温度（即ち予想上昇温度ΔＴ）と、摩擦材の目標伝達トルクＴｇＴｓと、に基づき油圧指令値Ｐｓを設定するので、所定時間後における油圧応答性を加味しつつフィードフォワード制御により摩擦材の摩擦係合を行うことが可能となり、摩擦係合の進行中にあって摩擦材を目標通りの伝達トルクに推移させることができる。それにより、摩擦係合の進行に伴い表面温度が変化して摩擦係数μが変化することに伴う係合遅れや急係合による係合ショックを防止することができ、また、油圧指令値Ｐｓの学習制御も正確に行うことが可能となる。

また特に、スロットル開度が低い場合（試験領域ＴＳではない場合）のパワーオンアップシフトにおいては、相対回転数Ｎｒが小さく、かつ伝達トルクが小さくて摩擦材の温度上昇が少なく、つまり摩擦係数μが低いために、例えば高スルットル開度の試験領域ＴＳで求めた摩擦係数μを、そのまま略々一定のものとして油圧指令値Ｐｓの設定に用いた場合には、変速初期に係合遅れが生じると共に変速後期に急係合が生じる虞があったが、予想上昇温度ΔＴに応じた摩擦係数μに基づき油圧指令値Ｐｓを設定することで、変速初期の摩擦係合状態が安定して、滑らかな変速を可能にすることができる。

また、摩擦材における予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａとを演算し、それら予想発熱量ＰｒＣｖと予想吸熱量ＰｒＣａに基づき摩擦材の予想上昇温度ΔＴを演算するので、精度良く摩擦材の予想上昇温度ΔＴを演算することができ、つまり摩擦材の摩擦係数μを精度良く演算した形となって、摩擦係合の進行に伴う摩擦係数μの変化に起因する急係合や係合遅れ等を精度良く防止することができる。

さらに、摩擦材の絶対回転数と、潤滑油供給圧と、油温と、に対応してあらかじめ潤滑油量が記録された潤滑油量マップ２４を備えて、潤滑油量マップ２４を参照することで摩擦材に供給される潤滑油量を演算することで、その都度膨大な演算を行うことなく、精度良く摩擦材に供給される潤滑油量を求めることができ、車輌に搭載される制御部（コンピュータ）により充分に処理し得る演算で、正確な予想吸熱量ＰｒＣａを得ることができる。

また、あらかじめ摩擦材の予想上昇温度ΔＴと目標伝達トルクＴｇＴｓとに対応した油圧指令値Ｐｓが記録された指令値マップ３０を、変速進行状態ごとに複数有して、変速進行状態に応じた指令値マップ３０を、該予想上昇温度ΔＴと該目標伝達トルクＴｇＴｓとに基づき参照することで、油圧指令値Ｐｓを設定することで、その都度膨大な演算を行うことなく、精度良く油圧指令値Ｐｓを求めることができ、つまり車輌に搭載される制御部（コンピュータ）により充分に処理し得る演算で、精度良い油圧制御を可能にすることができる。

なお、以上説明した本実施の形態においては、自動変速機をＦＦ車輌に用いて好適な多段式自動変速機であるものとして説明したが、どのような自動変速機であってもよいことは、勿論である。

また、以上の本実施の形態で説明した各種パラメータの演算手法、即ち、予想表面温度Ｔ、予想上昇温度ΔＴ、予想発熱量ＰｒＣｖ、予想吸熱量ＰｒＣａ、目標伝達トルクＴｇＴｓ、それらに基づく油圧指令値Ｐｓ等の演算手法や近似手法は、種々の設計的変更が可能なものであり、それらの変更も本発明の適用範囲内である。

本発明に係る自動変速機の制御装置を示すブロック図。 本発明を適用し得る自動変速機を示すスケルトン図。 自動変速機の係合表。 自動変速機の速度線図。 摩擦材の表面温度と摩擦係数との関係を示す図。 各スロットル開度における摩擦材の相対回転数と摩擦係数との関係を示す図。 各スロットル開度における係合油圧と摩擦係数との関係を示す図。 各スロットル開度における発熱量と摩擦係数との関係を示す図。 本発明に係る変速制御を示すフローチャート。 指令値マップの一例を示す図。 高スロットル開度における変速進行状態を示すタイムチャート。 中スロットル開度における変速進行状態を示すタイムチャート。 低スロットル開度における変速進行状態を示すタイムチャート。

符号の説明

１ 自動変速機の制御装置
３ 自動変速機
３ａ 入力軸
５ 変速機構（自動変速機構）
６ 油圧制御手段（油圧制御装置）
２０ 指令値設定手段
２２ 上昇温度演算手段
２２ａ 発熱量演算手段
２２ｂ 吸熱量演算手段
２３ａ 計時手段
２３ｂ 変速進行率算出手段
２４ 潤滑油量マップ
４２ 入力軸回転数検出手段（入力軸回転数センサ）
４３ 出力軸回転数検出手段（出力軸回転数センサ）
Ｍｎ 指令値マップ
Ｐ 油圧
Ｐｓ 油圧指令値
ＰｒＣｖ 予想発熱量
ＰｒＣａ 予想吸熱量
Ｌｕｑ 潤滑油量
Ｔ 予想表面温度
ΔＴ 予想上昇温度
ＴｇＴｓ 目標伝達トルク
ΔＴｓ 上昇させる伝達トルク
Ｎｉｎ 入力軸回転数
Ｎｏｕｔ 出力軸回転数
Ｎｒ 相対回転数

Claims (9)

1. 変速機構の動力伝達経路を摩擦係合によって形成する摩擦部材と、油圧指令値に基づき油圧を調圧して前記摩擦部材を押圧する油圧サーボに供給する油圧制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記摩擦係合の進行状態により変化する前記摩擦部材の予想表面温度と、前記摩擦部材の目標伝達トルクと、に基づき前記油圧指令値を設定する指令値設定手段を備えた、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記摩擦部材における予想発熱量を演算する発熱量演算手段と、前記摩擦部材における予想吸熱量を演算する吸熱量演算手段と、を有し、前記予想発熱量と前記予想吸熱量に基づき、前記摩擦部材の予想上昇温度を演算する上昇温度演算手段を備え、
   前記指令値設定手段は、前記予想上昇温度を前記予想表面温度として用いてなる、
   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. 前記発熱量演算手段は、所定時間後における、前記摩擦部材により摩擦係合させる２つの部材の相対回転数と、前記目標伝達トルクに基づき上昇させる前記摩擦部材の伝達トルクと、に基づき前記予想発熱量を演算する、
   ことを特徴とする請求項２記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記吸熱量演算手段は、所定時間における、前記摩擦部材に供給される潤滑油量に基づき前記予想吸熱量を演算する、
   ことを特徴とする請求項２または３記載の自動変速機の制御装置。
5. 前記摩擦部材の回転数と、潤滑油供給圧と、油温と、に対応してあらかじめ前記潤滑油量が記録された潤滑油量マップを備え、
   前記吸熱量演算手段は、前記潤滑油量マップを参照することで前記潤滑油量を演算する、
   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. あらかじめ前記摩擦部材の予想上昇温度と前記目標伝達トルクとに対応した前記油圧指令値が記録された指令値マップを、変速進行状態ごとに複数有し、
   前記指令値設定手段は、前記変速進行状態に応じた指令値マップを、前記上昇温度演算手段により演算される予想上昇温度と前記目標伝達トルクとに基づき参照することで、前記油圧指令値を設定してなる、
   ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか記載の自動変速機の制御装置。
7. 前記複数の指令値マップは、少なくともトルク相用の指令値マップ、イナーシャ相用の指令値マップからなる、
   ことを特徴とする請求項６記載の自動変速機の制御装置。
8. 変速開始からの経過時間を計時する計時手段を備え、
   前記トルク相用の指令値マップは、前記経過時間に応じた複数の指令値マップからなり、
   前記指令値設定手段は、前記経過時間に応じた指令値マップを参照してなる、
   ことを特徴とする請求項７記載の自動変速機の制御装置。
9. 前記自動変速機の入力軸回転数を検出する入力軸回転数検出手段と、
   前記自動変速機の出力軸回転数を検出する出力軸回転数検出手段と、
   前記入力軸回転数と前記出力軸回転数とからギヤ比を算出し、該ギヤ比に基づき変速進行率を算出する変速進行率算出手段と、を備え、
   前記イナーシャ相用の指令値マップは、前記変速進行率に応じた複数の指令値マップからなり、
   前記指令値設定手段は、前記変速進行率に応じた指令値マップを参照してなる、
   ことを特徴とする請求項７または８記載の自動変速機の制御装置。

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