JP2011027210A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】摩擦係合要素を熱害から保護する。過剰な規制をかけずに最大限可能な駆動力を提供する。
【解決手段】摩擦係合要素の温度を算出するとともに、摩擦係合要素の入出力の差回転を検出し、該算出した摩擦係合要素の温度及び前記差回転と変速指令のパターンとに基づき摩擦係合要素の係合可否を判断し、係合不可と判断されたならば係合可と判断されるまで係合を遅延する。変速指令のパターンとは、アップシフト、１段ダウンシフト、２段以上の直接ダウンシフト、２段以上の順次ダウンシフト等、該変速指令に応じて行うべき変速態様である。摩擦係合要素の温度及び差回転を常に算出し、変速指令のパターンとの組み合わせから、摩擦係合要素に焼損を起こすおそれがある場合は係合不可と判断し、係合を遅延させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の変速歯車列からなる動力伝達経路を切り換えて、自動的に変速を行う変速クラッチ等の摩擦係合要素を備えた自動変速機の変速制御装置に関し、特に、摩擦係合要素のフェーシングを焼損等の熱害から保護することに関する。
従来より、車両においては、変速クラッチ等の摩擦係合要素を選択的に締結制御することで、複数の変速歯車列からなる動力伝達経路を切り換えて、自動的に変速を行う自動変速機が広く採用されている。ところで、近年においては、エンジンの高出力化や自動変速機の変速品質向上等を目的として、自動変速機の変速動作（摩擦係合要素の締結動作）が頻繁に行われる傾向にあり、それに伴い、自動変速機においては、変速に供する摩擦係合要素の締結動作時の発熱量が増加する傾向にある。この場合、変速動作時の発熱によって高温となった摩擦係合要素は、主として自動変速機の作動油（ＡＴＦ）との熱交換等によって当該ＡＴＦの油温と同等の温度まで冷却されることから、ＡＴＦの油温上昇を抑制することは、各摩擦係合要素のフェーシングを焼損等の熱害から保護するための重要な要件となる。
そこで、ＡＴＦの油温を検出し、検出した油温が所定温度以上であるときに、エンジンの発生トルクを継続的に低減させることが従来より行われている。しかし、各摩擦係合要素で発生した熱がＡＴＦとの熱交換によって冷却されるまでには所定の放熱時間を必要とし、放熱が完了するまでの間は、摩擦係合要素の温度とＡＴＦの温度との間に所定の温度差が発生する。この点に鑑みて、下記特許文献１においては、変速時に少なくとも締結すべき摩擦係合要素の温度を算出し、算出した温度が基準温度よりも高い場合に、該締結すべき摩擦係合要素を使用したアップシフトのタイミングを所定時間遅延させるようタイマ制御する技術が開示されている。この場合、アップシフトを行うタイミングを所定時間遅延させることで、締結すべき摩擦係合要素を冷却することができ、発熱を抑制する。
一方、下記特許文献２においては、ダウンシフト指令時において、エンジンの運転状態が所定の高負荷高回転領域にあり、かつ解放すべき摩擦係合要素の温度が所定の高温状態にあると判定したとき、該ダウンシフト指令に係るダウンシフト動作を禁止するようにした技術が開示されている。この場合、該摩擦係合要素の温度が所定の高温状態にあるときダウンシフト動作を禁止することにより、該摩擦係合要素を冷却することができ、発熱を抑制する。なお、摩擦係合要素の温度は実際に測定することなく、前回変速動作終了時からの経過時間をタイマで計測し、該経過時間が所定時間内のときは所定の高温状態にあると推定するようにしている。
特開２００８−１０１７０５ 特開２００６−４６５６９
上記特許文献１に示された技術においては、摩擦係合要素の温度の算出は変速時にのみ行われるので、高負荷のインギアの温度上昇を表現できない。また、発熱量及び温度上昇・冷却項はチューニングによるところが多く、開発手間がかかる。また、タイマ動作時間を最も厳しい条件で設定しなければ摩擦係合要素の保護を確実にすることができないので、規制時間（アップシフトタイミングの遅延時間）を長くする必要があり、応答遅れによりドライバーに提供する駆動力が乏しくなる可能性がある。また、アップシフトでの発熱にしか対処できず、ダウンシフトでの発熱には対処できなかった。更に、所定の閾値以上の温度で一律にアップシフトタイミングを遅延させるので、きめ細かな制御でなかった。
上記特許文献２に示された技術においては、タイマの所定動作時間中は摩擦係合要素の温度が所定の高温状態にあると推定しているので、タイマ動作時間を最も厳しい条件で設定しなければ摩擦係合要素の保護を確実にすることができない。したがって、規制時間（ダウンシフトを禁止する時間）が必要以上に長くなるおそれがあり、ドライバーに提供する駆動力が乏しくなる可能性がある。また、ダウンシフトでの発熱にしか対処できず、アップシフトでの発熱には対処できなかった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、摩擦係合要素を熱害から保護すると共に、そのために過剰な規制をかけることなく、最大限可能な駆動力をドライバーに提供することができるようにした自動変速機の変速制御装置を提供しようとするものである。
本発明に係る自動変速機の変速制御装置は、複数の摩擦係合要素を選択的に係合制御して変速制御を行う自動変速機の制御装置において、変速指令を発生する変速制御手段（２０）と、前記摩擦係合要素の温度を算出する温度算出手段（２１）と、前記摩擦係合要素の入出力の差回転を算出する差回転算出手段（２２）と、前記摩擦係合要素の温度及び前記差回転と前記変速指令のパターンとに基づき、前記摩擦係合要素の係合可否を判断する判断手段（２３）とを備え、前記変速制御手段（２０）から前記変速指令が発生されたときに前記判断手段（２３）が係合不可と判断したならば、係合可と判断されるまで係合を遅延することを特徴とする。なお、括弧内の参照番号は、後述する実施例における対応構成要素を参考のために例示するものである。
本発明によれば、摩擦係合要素の温度を算出（検出）するのみならず、摩擦係合要素の入出力の差回転を算出し、摩擦係合要素の温度及び前記差回転と変速指令のパターンとに基づき摩擦係合要素の係合可否を判断し、係合不可と判断されたならば係合可と判断されるまで係合を遅延することを特徴としている。ここで、変速指令のパターンとは、アップシフト、１段ダウンシフト、２段以上の直接ダウンシフト（１段以上を飛び越すダウンシフト）、２段以上の順次ダウンシフト等、今回与えられた変速指令に応じて行うべき変速パターンのことである。摩擦係合要素の温度及び差回転を随時検出（算出）し、変速指令のパターンとの組み合わせから、摩擦係合要素のフェーシングに焼損を起こすおそれがある場合は、係合不可と判断し、係合を遅延させる。これにより冷却期間が設定されるので、やがて摩擦係合要素の温度が下がると、係合可と判断され、変速のための摩擦係合要素の係合がなされることとなる。従って、摩擦係合要素を熱害から保護しつつ、係合制御を行うことができる。また、格別の時間計測動作が不要であるから、過剰な係合遅延も起こらない。従って、過剰な規制をかけることなく、最大限可能な駆動力をドライバーに提供することができる。また、温度のみならず、差回転も考慮して係合可否を判断するので、きめ細かな係合制御を行うことができ、その意味でも最大限可能な駆動力をドライバーに提供することができる。また、チューニング要素を極力排除することができるので、開発効率を向上させることができる。更に、変速指令のパターンを考慮して制御するので、アップシフトとダウンシフトの両方での発熱に対処することができる。
本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置を備えた車両の動力伝達系統及び制御系統の概略を示すブロック図である。 本発明に係る自動変速機の制御装置の機能的構成を示すブロック図。 本発明に係る自動変速機の制御装置の機能をコンピュータプログラムによって実現する場合の一例を示すフローチャート。 複数の温度領域の一例を示すグラフ。 各温度領域において変速指令のパターンと差回転との組み合わせに応じてクラッチ係合可否を判定する基準を規定する変速規制ルールを一覧する表。 特殊な変速規制ルールに従う係合可否判断及び制御の処理手順を例するフローチャート。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明しよう。
図１は、本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置を備えた車両の動力伝達系統及び制御系統の概略を示すブロック図である。車両の動力伝達系統は、動力源であるエンジン１と、エンジン１の回転出力を変速ギア機構３に伝達するための流体継手であるトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２の回転出力を入力して設定された速度比で変速して出力する変速ギア機構３と、変速ギア機構３の出力回転を左右の車輪（例えば後輪）５に分配するディファレンシャルギア機構４とを含む。トルクコンバータ２及び変速ギア機構３に付属して油圧制御装置６が設けられており、この油圧制御装置６はトルクコンバータ２及び変速ギア機構３内に設けられている油圧制御型の摩擦係合要素（クラッチなど）を所定の組み合わせで係合又は解放することにより、トルクコンバータ２のロックアップや、該変速ギア機構３における入出力速度比を所要の変速段に設定することを行う。車両の自動変速機は、これらのトルクコンバータ２、変速ギア機構３、油圧制御装置６などによって構成される。
車両の動力伝達系統を制御するための制御系統は、車両の各部に設けられたセンサと、該各センサの出力が入力される電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０と、該電子制御ユニット１０によって制御される前記油圧制御装置６などで構成される。回転センサ１１はトルクコンバータ２の入力軸の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを検出し、回転センサ１２は変速ギア機構３の入力軸の回転数Ｎｉを検出し、回転センサ１３は変速ギア機構３の出力軸の回転数Ｎｏを検出し、車速センサ１４は車速Ｎｖを検出する。スロットルセンサ１５は、アクセルペダルの踏み込みに応じて開度が設定されるエンジン１のスロットルの開度を検出する。ＡＴＦ温度センサ１６は、油圧制御装置６における作動油の温度（ＡＴＦ油温）ＴＡＴＦを検出する。冷却水温センサ１７は、エンジン冷却液の温度を検出する。
図１に示した車両の動力伝達系統及び制御系統の具体的構成は、公知の構成を適宜採用してよい。本発明に係る自動変速機の制御装置は、電子制御ユニット１０に含まれるものであり、該電子制御ユニット１０が実現可能な種々の制御機能のうちの一つとして実施される。以下述べる実施例においては、本発明に係る自動変速機の制御装置は、電子制御ユニット１０が具備するコンピュータプログラムによって実行される。しかし、本発明に係る制御装置は、コンピュータプログラムに限らず、専用の電子回路ハードウェアで構成することができるのは勿論である。
図２は、本発明に係る自動変速機の制御装置の機能的構成を示すブロック図である。これらの機能は具体的には電子制御ユニット１０において実行される。
変速制御手段２０は、車両の運転状態に応じて最適な変速段を決定し、決定した変速段にギアシフトすべきことを指示する変速指令を発生するもので、車両の自動変速制御技術において公知の構成を用いてよい。
温度算出手段２１は、少なくとも変速に関係する摩擦係合要素（詳しくはクラッチプレート）の温度を算出するための演算を行う。具体的な温度算出法は、前記特許文献１などで公知の手法を用いてよい。
差回転算出手段２２は、少なくとも変速に関係する摩擦係合要素（クラッチ）の入出力差回転を算出するための演算を行う。具体的な差回転算出法は、前記特許文献１などで公知の手法を用いてよい。
判断手段２３は、算出した摩擦係合要素（クラッチ）の温度及び差回転と、前記変速制御手段２０から発生された変速指令のパターンとに基づき、該変速指令によって指示される摩擦係合要素の係合可否を判断する。ここで、変速指令のパターンとは、今回発生された変速指令がアップシフトであるか、ダウンシフトであるか、あるいは１段以上を飛び越すダウンシフトであるか、あるいは２段以上の順次ダウンシフトであるか等、今回行うべき変速態様のことである。変速制御手段２０から変速指令が発生されたときに該判断手段２３が係合不可と判断したならば、油圧制御装置６に対して変速のためのクラッチ係合制御信号が与えられず、クラッチ係合がなされない（係合が保留される）。これにより、係合による発熱によりクラッチフェーシングが焼きつくことを防止する。係合が保留されることで、クラッチが冷却されると、温度算出手段２１によりリアルタイムで算出される温度が低下する、あるいは差回転算出手段２２でリアルタイムで算出される差回転が低下することにより、判断手段２３が係合可と判断するようになり、油圧制御装置６に対して変速のためのクラッチ係合制御信号が与えられ、変速のためのクラッチ係合が行われる。こうして、クラッチの係合動作が適切に遅延される。
図３は、上記各手段２０〜２３の機能を電子制御ユニット１０に搭載したコンピュータプログラムによって実現する場合の一例を示すフローチャートである。図３（Ａ）におけるステップＳ１の「クラッチ発熱量推定」ルーチンと、ステップＳ２の「クラッチプレート温度推定」ルーチンが上記温度算出手段２１の機能に相当する。ステップＳ１の「クラッチ発熱量推定」ルーチンの詳細例が図３（Ｂ）に示されており、ステップＳ２の「クラッチプレート温度推定」ルーチンの詳細例が図３（Ｃ）に示されている。また、図３（Ｂ）のステップＳ１２で行われる「クラッチ差回転演算」が上記差回転算出手段２２の機能に相当する。これらは、公知の機能であるため、以下の説明では簡単に説明する。図３（Ａ）におけるステップＳ３の「クラッチプレート温度領域判定」ルーチン及びステップＳ４の「変速規制」ルーチンが上記判断手段２３の機能に相当する。図３の処理ルーチンはタイマ割り込みによって繰り返し実行され、温度算出、差回転算出、判断等の演算処理がリアルタイムに実行される。
図３（Ａ）において、ステップＳ１の「クラッチ発熱量推定」ルーチンでは、変速に関係する各クラッチ、つまり新たに係合されるクラッチ（ＯＮクラッチ）と係合解除されるクラッチ（ＯＦＦクラッチ）、毎にそこで発生している発熱量をリアルタイムに推定する演算を行う。
この「クラッチ発熱量推定」ルーチンにおいては、図３（Ｂ）に示すように、まず、「クラッチトルク推定」ステップＳ１１で、当該クラッチのクラッチトルクＴＣＬを推定する演算を行う。たとえば、クラッチ締結指示圧及びその他の必要なパラメータに基づきクラッチの油充填率を演算し、これに基づきクラッチトルクＴＣＬを算出する。
次の「クラッチ差回転演算」ステップＳ１２では、当該クラッチの入出力差回転Δωを算出する。これは、変速機の入力回転数Ｎｉ及び出力回転数Ｎｏ及びギヤ比に基づき算出される。
次の「クラッチ発熱量演算」ステップＳ１３では、当該クラッチの単位時間のクラッチ発熱量ΔＱを、例えばクラッチトルクＴＣＬと差回転Δωの積（ΔＱ＝ＴＣＬ・Δω）として、算出する。なお、ここで、単位時間とは、図３の処理ルーチンをタイマ割り込みによって繰り返すときの割り込み周期に相当する。
図３（Ａ）において、ステップＳ２の「クラッチプレート温度推定」ルーチンでは、各クラッチのクラッチプレート温度を推定する演算を行う。ここでは、すべてのクラッチの現在のクラッチプレート温度を推定し、管理する。すなわち、発熱による温度上昇は締結クラッチで発生するが、係合解除後の冷却による温度低下はすべてのクラッチでリアルタイムに進行し、当該非締結クラッチが変速操作によって次の係合対象となるとき、即座に現在のクラッチプレート温度を算出できるようにするためには、すべてのクラッチの現在のクラッチプレート温度を推定し、管理する必要がある。
この「クラッチプレート温度推定」ルーチンにおいては、図３（Ｃ）に示すように、まず、「上昇温度演算」ステップＳ２１で、上記クラッチ発熱量ΔＱに基づき当該クラッチの上昇温度Ｈｐを算出する。上昇温度Ｈｐとは、タイマ割り込みで繰り返し実行される図３の処理ルーチンのタイマ割り込み１周期当りの時間で上昇すると推定される温度増分である。なお、今回の変速に関係しないクラッチについては、その上昇温度Ｈｐを実質的に０としてよい。
「冷却温度演算」ステップＳ２２では、各クラッチについての冷却温度Ｃｐを算出する。この冷却温度Ｃｐとは、上記タイマ割り込み１周期当りの時間で低下すると推定される温度減分である。例えば、温度低下要因となる各クラッチの潤滑油の油量と潤滑油温をパラメータとして冷却温度Ｃｐを算出する。
「プレート温度演算」ステップＳ２３では、各クラッチについての現在のクラッチプレート温度Ｔｐを算出する。これは、当該クラッチについて前回演算で求めたクラッチプレート温度Ｔｐ_prevに対して上記上昇温度Ｈｐと冷却温度Ｃｐを加算及び減算することにより求められる。すなわち、
Ｔｐ＝Ｔｐ_prev ＋Ｔｐ ＋Ｃｐ
である。なお、Ｃｐの符号はマイナスであるとする。
図３（Ａ）において、ステップＳ３の「クラッチプレート温度領域判定」ルーチンでは、各クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが複数の温度領域のいずれに属しているかを判定する。一例として、図４に示すように、クラッチプレート温度領域として３つの温度領域が設定される。例えば、第１の温度領域（許可領域）は摂氏０度から２００度程度までの範囲、第２の温度領域（一部許可領域）は摂氏２００度程度から３００度程度までの範囲、第３の温度領域（禁止領域）は摂氏３００度程度以上の範囲である。なお、説明の便宜上、図４に示す例では、複数の温度領域の設定に際しては温度上昇時と下降時においてヒステリシスが設定されていないかのように簡略化して示している。しかし、温度上昇時と下降時とでは、各領域を定義する閾値が幾分異なるようにヒステリシスを設定するとよい。例えば、クラッチプレート温度Ｔｐの上昇時において適用する温度領域設定閾値を、クラッチプレート温度Ｔｐの下降時において適用する温度領域設定閾値よりも幾分高く設定するとよい。例えば、温度上昇時の各領域の閾値を図４に図示のように摂氏２００度程度及び３００度程度に設定した場合、温度下降時の各領域の閾値を例えばそれぞれ摂氏１８０度程度及び２８０度程度に設定する。このようなヒステリシス設定により、境界におけるハンチング現象（温度領域の境界をまたぐプレート温度の微妙な増減に即応して変速規制を行ったり解除したりすることを頻繁に行ってしまうこと）を防ぐことができる。なお、設定する温度領域の数は３に限らずもっと多くてもよい。
ステップＳ４の「変速規制」ルーチンでは、クラッチの係合可否を規定する所定の変速規制ルール（テーブル）を参照して、各クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが属する温度領域において係合が許可されるか否かを判断する。
この変速規制ルール（テーブル）は、例えば図５に示すように、上記のように設定された各温度領域において変速指令のパターンと差回転との組み合わせに応じてクラッチ係合可否を判定する基準を規定するものである。図５において、○は係合可を示し、・は係合不可を示し、△は差回転が所定閾値より大であれば係合不可とする若しくは条件付きで係合可とすることを示す。なお、△マークに付記された記号（※１）（※２）（※３）は、差回転が所定閾値より大であるときの係合制御の形態が変速指令のパターンに応じて異なることを示している。
例えば、変速指令のパターンが「アップシフト」の場合、変速後の変速段（目標段）を実現するためのクラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐがどの温度領域に属しているかを判定する。これは、アップシフトの場合は、変速後（目標段）のクラッチ（係合しようとするクラッチ）の方が発熱が大であるからである。図５の「アップシフト」のコラムに示すように、当該クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）に属しているならば即座に当該クラッチの係合を許可する。しかし、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（一部許可領域）又は第３の温度領域（禁止領域）に属しているならば、当該クラッチの係合を許可しない。この場合の係合制御の具体例を図４を参照して更に説明する。
図４において、「冷却特性」と付記されたカーブは、クラッチの冷却特性の一例を参考として示すもので、横軸は時間である。例えば、０秒のときに摂氏４５０度であったクラッチは、特段の発熱要因が加わらない限り（つまり係合されない限り）、図示の「冷却特性」カーブに従って冷却される（温度が低下する）。
例えば、０秒のときに或る変速指令が発生され、その変速指令が「アップシフト」であり、かつ、係合すべきクラッチの温度が４５０度程度であると仮定する。第３の温度領域（禁止領域）であるため、係合不可であり、当該クラッチに対する係合指令は発生されない。よって、当該クラッチは係合されないまま徐々に冷却され、約９秒後位に第１の温度領域（許可領域）までプレート温度Ｔｐが低下すると、係合可と判断され、当該クラッチが係合され、目的の変速段が実現される。
あるいは、「アップシフト」の変速指令が発生されたとき、係合すべきクラッチの温度が３１０度程度であるとすると、第３の温度領域（禁止領域）内であるため、係合不可であり、当該クラッチに対する係合指令は発生されない。よって、当該クラッチは係合されないまま徐々に冷却され、その約６秒後位に第１の温度領域（許可領域）までプレート温度Ｔｐが低下すると、係合可と判断され、当該クラッチが係合され、目的の変速段が実現される。
次に、変速指令のパターンが「ダウンシフト」の場合について説明する。「ダウンシフト」の場合は、変速前の変速段を実現しているクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の現在のクラッチプレート温度Ｔｐがどの温度領域に属しているかを判定する。これは、ダウンシフトの場合は、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の方が発熱が大であるからである。
変速指令のパターンが「１段のダウンシフト」の場合、図５の「キックダウン・１段変速」のコラムに示すように、当該クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）又は第２の温度領域（一部許可領域）に属しているならば係合可と判断し（○）、当該クラッチの係合解除と変速後（目標変速段）のクラッチの係合を許可する。しかし、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属しているならば当該クラッチの差回転Δωを考慮した係合可否判断を行う（△（※１））。図６（Ａ）は、「△（※１）」に係る係合可否判断を行うためのフローチャートを略示する。すなわち、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属しており、かつ当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値Ｒω以上であれば係合不可と判断する（ステップＳ３１のＹＥＳ）。一方、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属していても、当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値Ｒω未満であれば係合可と判断する（ステップＳ３１のＮＯ）。これは、クラッチの差回転Δωが大きいほど発熱量が大であるため、同じ温度領域でも発熱の度合いがクラッチ差回転Δωの程度に依存して異なるからである。この場合、係合不可と判断されたならば、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の係合が持続されるが、やがて当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値Ｒω未満となるか又は温度が第２の温度領域（一部許可領域）まで下がれば、係合可と判断され、変速指令に応じたダウンシフトが実行される。このように、変速規制を受ける領域では、係合可と判断されるまで係合が遅延されることとなる。尚、該所定の閾値Ｒωは、適用する車両又は変速機等の仕様に応じて実験的若しくは実証的に適宜定めればよい。なお、該所定の閾値Ｒωについても、差回転上昇時と下降時とで適宜のヒステリシス特性を設定するか、若しくは適宜の不感帯（値又は時間）を設定するようにするとよい。
なお、変速指令のパターンが「１段のダウンシフト」の場合の変速規制ルールの別の例として、クラッチプレート温度が所定の高い温度領域内に属する場合、クラッチ差回転を考慮することなく一律に係合不可と判断するような当該所定の高い温度領域を設定するようにしてもよい。
変速指令のパターンが「１段以上を飛び越すダウンシフト」の場合、図５の「キックダウン・２段以上の直接変速」のコラムに示すように、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）に属しているならば係合可と判断し（○）、当該クラッチの係合解除と変速後（目標変速段）のクラッチの係合を許可する。しかし、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属しているならば、係合不可と判断する（・）。一方、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（一部許可領域）に属しているならば当該クラッチの差回転Δωを考慮した係合可否判断及び制御を行う（△（※２））。このような「１段以上を飛び越すダウンシフト」の場合（例えば６速から４速にキックダウンする若しくは５速から３速にキックダウンするような場合）、公比の大きい後段に切り換わるまで前段のクラッチが仕事をするため、変速動作時に前段のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）に生じる発熱量は大きい。従って、前記「１段のダウンシフト」の場合は第２の温度領域（一部許可領域）では変速規制がない（○）のに対して、「１段以上を飛び越すダウンシフト」の場合は第２の温度領域（一部許可領域）では条件付きの変速規制（△（※２））を行うようにしている。
この条件付きの変速規制（△（※２））とは、第２の温度領域（一部許可領域）において当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値以上であれば単純に係合不可と判断するのではなく、前段（例えば６速）から１段以上を飛び越す後段（例えば４速）への直接変速を不可とし、それに代えて、中間段（例えば５速）を経由する１段毎の順次ダウンシフトに変速指令を変更した上で係合可と判断して係合を行わせることからなる。図６（Ｂ）は、「△（※２）」に係る係合可否判断及び制御を行うためのフローチャートを略示する。すなわち、当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値Ｒω以上であれば、中間段を経由する１段毎の順次ダウンシフトに変速指令を変更した上で、係合可と判断する（ステップＳ３２のＹＥＳからステップＳ３３の処理）。これにより、前段（例えば６速）のクラッチの係合解除を指示すると共に、ダウンシフトの目標段として中間段（例えば５速）を指示して該中間段（例えば５速）のクラッチの係合を行わせる。その後、該中間段（例えば５速）のクラッチの係合解除を指示すると共に、ダウンシフトの目標段として後段（例えば４速）を指示して該後段（例えば４速）のクラッチの係合を行わせる。こうして、１段毎の順次ダウンシフトに切り換えてダウンシフトを行う。このように、１段以上を飛び越す直接変速ではなく、１段毎の順次ダウンシフトに変更することにより、前段クラッチの仕事分を中間段のクラッチに請け負わせることで前段クラッチの仕事量を下げ、もって発熱量を抑え、前段クラッチ（例えば６速）を焼損から保護する。なお、この条件付きの変速規制（△（※２））においては、当該クラッチの温度が第２の温度領域（一部許可領域）に属していても、その差回転Δωが該所定の閾値未満であれば係合可と判断する（ステップＳ３２のＮＯ）。
なお、変速指令のパターンが「１段以上を飛び越すダウンシフト」の場合の変速規制ルールの別の例として、クラッチプレート温度が所定の温度領域内に属する場合、クラッチ差回転を考慮することなく、一律に、上記△（※２）の変速規制を適用するような当該所定の温度領域を設定するようにしてもよい。すなわち、クラッチプレート温度が当該所定の温度領域内に属する場合は、クラッチ差回転を考慮することなく、前段（例えば６速）から１段以上を飛び越す後段（例えば４速）への直接変速を不可とし、それに代えて、中間段（例えば５速）を経由した１段毎の順次ダウンシフトに変速指令を変更した上で係合可と判断して係合を行わせるようにしてもよい。
変速指令のパターンが「２段以上の順次ダウンシフト」の場合、図７の「キックダウン・２段以上の順次変速」のコラムに示すように、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）又は第２の温度領域（一部許可領域）に属しているならば係合可と判断し（○）、当該クラッチの係合解除と中間段のクラッチの係合を許可し、その後、目標段まで順次ダウンシフトしてゆくことを許可する。しかし、当該クラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属しているならば、当該クラッチの差回転Δωを考慮した変速規制を行う（△（※３））。
この△（※３）の変速規制とは、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属しかつ当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値以上であれば変速前の変速段（現在の変速段）から中間段への係合不可と判断して該中間段への係合を遅延させる第１規制と、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第３の温度領域（禁止領域）に属しかつ当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値未満であれば変速前の変速段（現在の変速段）から中間段への係合可と判断して該中間段への係合を即座に行うが、該中間段から次段（例えば目標段）への係合には遅延を持たせる第２規制とからなる。なお、第２規制に従い中間段から次段（例えば目標段）への係合に遅延を持たせるための手段としては、適宜のタイマで所定の遅延時間を計測するようにしてもよいが、それに限らず、例えば、変速前の変速段に係るクラッチの温度又は差回転が所定値以下となったことをもって適切な遅延時間が確保されたとみなすようにするやり方でもよい。
上記第２規制を実行する理由は、クラッチプレート温度Ｔｐが高い変速段から２段以上の順次ダウンシフトを行う場合においては、中間段に仕事を請け負わせた後にも、前段クラッチの油が抜けて該前段クラッチが容量を持たなくなるまでに時間がかかることを考慮したものである。この油抜けは回転が高くなるほど抜けにくくなるため、回転上昇が継続すると前段クラッチが容量を持たなくなるまでの時間が延び、更に差回転も大きくなるため、該前段クラッチの発熱量が増す。そのため、中間段のクラッチを係合しているときに次段への変速に遅延をもたせることにより、油抜きを行い、通常の単段変速と同等の発熱量まで低減させるようにしている。
図６（Ｃ）は、「△（※３）」に係る係合可否判断及び制御を行うためのフローチャートを略示する。当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値Ｒω以上であれば係合不可と判断する（ステップＳ３４のＹＥＳ：第１規制）。一方、当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値Ｒω未満であれば変速前の変速段（現在の変速段）から中間段への係合可と判断して該中間段への係合を即座に行うが、該中間段から次段への係合には遅延を持たせる（ステップＳ３４のＮＯからステップＳ３５の処理：第２規制）。
例えば６速→５速→４速の順次ダウンシフトの場合、上記第１規制に該当するならば、６速（現在の変速段）から５速（中間段）に変速するためのクラッチ係合を不可と判断し、６速（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の係合が持続される。その場合、やがて当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値未満となるか又は温度が第２の温度領域（一部許可領域）まで下がれば、係合可と判断される。このように、第１規制においては、係合可と判断されるまで係合が遅延されることとなる。一方、上記第２規制に該当するならば、６速（現在の変速段）から５速（中間段）に変速するためのクラッチ係合を可と判断するので、６速（現在の変速段）のクラッチが係合解除されると共に５速（中間段）のクラッチが係合されるようになる。そして、５速（中間段）から次段（４速つまり目標段）に変速するためのクラッチ係合には適宜の遅延を持たせるよう制御がなされる。
なお、変速指令のパターンが「２段以上の順次ダウンシフト」の場合の変速規制ルールの別の例として、クラッチプレート温度が所定の温度領域内に属する場合、クラッチ差回転を考慮することなく、前記第２規則を適用するような当該所定の温度領域を設定するようにしてもよい。すなわち、クラッチプレート温度が当該所定の温度領域内に属する場合、クラッチ差回転を考慮することなく、変速前の変速段（現在の変速段）から中間段への係合可と判断して該中間段への係合を即座に行うが、該中間段から次段（例えば目標段）への係合には遅延を持たせるようにしてもよい。
なお、変速指令のパターンが「アップシフト」の場合の変速規制ルールの別の例として、クラッチプレート温度が所定の温度領域内に属する場合、当該クラッチの差回転を考慮し、該クラッチの差回転Δωが所定の閾値以上であれば係合不可と判断する一方で、該クラッチ差回転Δωが所定の閾値未満であれば係合可と判断するような当該所定の温度領域を設定するようにしてもよい。
１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 変速ギア機構
６ 油圧制御装置
１０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２０ 変速制御手段
２１ 温度算出手段
２２ 差回転算出手段
２３ 判断手段

Claims (6)

  1. 複数の摩擦係合要素を選択的に係合制御して変速制御を行う自動変速機の制御装置において、
    変速指令を発生する変速制御手段と、
    前記摩擦係合要素の温度を算出する温度算出手段と、
    前記摩擦係合要素の入出力の差回転を算出する差回転算出手段と、
    前記摩擦係合要素の温度及び前記差回転と前記変速指令のパターンとに基づき、前記摩擦係合要素の係合可否を判断する判断手段と
    を備え、前記変速制御手段から前記変速指令が発生されたときに前記判断手段が係合不可と判断したならば、係合可と判断されるまで係合を遅延することを特徴とする自動変速機の制御装置。
  2. 前記判断手段は、複数の温度領域を設定し、各温度領域において前記変速指令のパターンと前記摩擦係合要素の前記差回転との組み合わせに応じて前記摩擦係合要素の係合可否を判定するテーブルを有し、前記摩擦係合要素の温度及び前記差回転と前記変速指令のパターンとにより該テーブルを参照することにより前記摩擦係合要素の係合可否を判定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
  3. 前記変速指令のパターンが１段のダウンシフトである場合、前記摩擦係合要素の温度が所定の温度領域に属しかつ前記摩擦係合要素の前記差回転が所定の閾値以上であれば係合不可と判断して係合を遅延させ、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域に属していても前記摩擦係合要素の前記差回転が該所定の閾値未満であれば係合可と判断し、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域よりも低い温度領域に属していれば係合可と判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機の制御装置。
  4. 前記変速指令のパターンが１段以上を飛び越すダウンシフトである場合、前記摩擦係合要素の温度が所定の温度領域に属しかつ前記摩擦係合要素の前記差回転が所定の閾値以上であれば１段毎の順次ダウンシフトに前記変速指令を変更した上で係合可と判断し、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域に属していても前記摩擦係合要素の前記差回転が該所定の閾値未満であれば係合可と判断し、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域よりも低い温度領域に属していれば係合可と判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
  5. 前記変速指令のパターンが２段以上の順次ダウンシフトである場合、前記摩擦係合要素の温度が所定の温度領域に属しかつ前記摩擦係合要素の前記差回転が所定の閾値以上であれば係合不可と判断して中間段に変速するための係合を遅延させ、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域に属しかつ前記摩擦係合要素の前記差回転が該所定の閾値未満であれば係合可と判断して中間段に変速するための係合を行わせると共に該中間段から次段に変速するための係合には遅延を持たせ、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域よりも低い温度領域に属していれば係合可と判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
  6. 前記変速指令のパターンがアップシフトである場合、前記摩擦係合要素の温度が所定の温度領域に属しかつ前記摩擦係合要素の前記差回転が所定の閾値以上であれば係合不可と判断して係合を遅延させ、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域に属していても前記摩擦係合要素の前記差回転が該所定の閾値未満であれば係合可と判断し、前記摩擦係合要素の温度が該所定の温度領域よりも低い温度領域に属していれば係合可と判断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
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