JP2011075077A - 変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機内の同一軸上に複数の回転速度センサを設けることなく、変速機に入力されるトルクを精度よく算出する。
【解決手段】ＥＣＵは、変速機の入力軸と出力軸とが直結状態（変速比＝１）であるという条件を含む初期処理の実行条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、初期条件成立時の入力軸回転速度センサからのパルス信号および出力軸回転速度センサからのパルス信号に基づいて、直結状態かつ入力トルクが０である時の両パルス信号の位相差を表わす初期位相差Δｔを算出し（Ｓ１０２）、その後に直結状態が保持されていると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、両パルス信号の実際の位相差ｔから初期位相差Δｔを減じた値を捩れ位相差ｔａとして算出し（Ｓ１０６）、捩れ位相差ｔａに対応する入力トルクＴを、捩れ位相差と入力トルクとの関係を予め記憶した捩れマップを用いて算出する（Ｓ１０８）。
【選択図】図１１

Description

本発明は、変速機を制御する技術に関し、特に、変速機に入力されるトルクの算出する技術に関する。

一般に、車両に搭載される油圧式の自動変速機は、ライン圧を元圧として制御される。このライン圧は、通常、エンジンの動力で駆動するオイルポンプが出力する油圧を減圧して得られる。そのため、燃費向上を図るためには、ライン圧を可能な限り低くすることが望ましい。その一方で、ライン圧を低下させると各クラッチや各ブレーキの係合力が低下し、自動変速機に入力されるトルクによっては各クラッチや各ブレーキを係合状態に維持できなくなる可能性も生じる。

そのため、近年では、さまざまなパラメータを用いて自動変速機の入力トルクを算出（推定）し、算出した入力トルクに基づいてライン圧を制御している。したがって、適切なライン圧に設定するためには、自動変速機の入力トルクを精度よく算出することが重要となる。

このような自動変速機の入力トルクの算出に関する技術が、たとえば特開平３−１４９６１号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１に開示された技術は、変速機における同一駆動軸上の異なる二箇所に回転速度センサをぞれぞれ備え、それら２つの回転速度センサで検出された回転信号の間の位相差に基づいて、変速機の駆動トルクを算出するものである。

特開平３−１４９６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、同一駆動軸上に回転速度センサを２つ設ける必要があるため、少なくとも１つの回転速度センサはトルク算出のためだけに設置することになり、コストアップに繋がる。また、同一駆動軸上に回転速度センサを２つ設けることは、小型化が求められる変速機では実現が難しい。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速機内の同一軸上に複数の回転速度センサを設けることなく、変速機に入力されるトルクを精度よく算出することができる変速機の制御装置および制御方法を提供することである。

この発明に係る制御装置は、動力源に連結される第１軸と第１軸とは異なる第２軸とを有し、第１および第２軸が一体的に回転する直結状態と第１および第２軸が一体的には回転しない非直結状態との切換が可能な変速機を制御する。この制御装置は、第１軸の回転速度に応じた第１周期で第１パルス信号を出力する第１センサと、第２軸の回転速度に応じた第２周期で第２パルス信号を出力する第２センサと、第１および第２センサに接続された制御ユニットとを含む。制御ユニットは、直結状態かつ第１および第２軸間の捩れ量が零であるときの第１および第２パルス信号間の初期位相差と、直結状態であるときの第１および第２パルス信号間の実位相差とに基づいて、変速機の入力トルクを算出する。

好ましくは、制御ユニットは、第１軸の回転速度と変速機の入力トルクとの対応関係を示す第１マップと、変速機の入力トルクと直結状態のときの捩れ量に相当する値との対応関係を示す第２マップと、を予め記憶する記憶部と、直結状態であるという第１条件を含む。初期条件が成立した場合に、第１および第２マップを用いて初期位相差を算出する第１算出部と、初期位相差が算出された後に第１条件が継続して成立している場合に、実位相差と初期位相差とに基づいて捩れ量に相当する値を算出し、算出された捩れ量に相当する値に対応する入力トルクを第２マップを用いて算出する第２算出部とを含む。

より好ましくは、捩れ量に相当する値は、直結状態のときの第１および第２軸間の捩れによって生じる第１および第２パルス信号間の捩れ位相差である。

より好ましくは、第１算出部は、初期条件成立時の第１軸の回転速度に対応する入力トルクを第１マップを用いて算出し、第１マップを用いて算出した入力トルクに対応する捩れ位相差を第２マップを用いて算出し、第２マップを用いて算出した捩れ位相差と初期条件成立時の実位相差との差分を初期位相差として算出する。

好ましくは、動力源は、スロットル開度によって出力トルクが調整される内燃機関である。第１マップは、第１軸の回転速度およびスロットル開度に対する変速機の入力トルクを予め設定したマップである。初期条件は、第１条件に加えて、スロットル開度が予め定められた開度より小さくかつ第１軸の回転速度の単位時間あたりの変動量が予め定められた量よりも小さいという第２条件をさらに含む。

好ましくは、変速機は、動力源の動力で発生する油圧を調圧して得られるライン圧を元圧として制御される。制御ユニットは、第２算出部が算出した入力トルクに基づいてライン圧を制御するライン圧制御部をさらに含む。

好ましくは、変速機は、動力源の動力で発生する油圧を調圧して得られるライン圧を元圧として制御される。制御ユニットは、第２算出部が算出した入力トルクに基づいて、第１マップが示す第１軸の回転速度と変速機の入力トルクとの対応関係を補正する補正部と、第１センサの出力結果で得られた第１軸の回転速度に対応する入力トルクを第１マップを用いて算出し、第１マップを用いて算出した入力トルクに基づいてライン圧を制御するライン圧制御部とをさらに含む。

好ましくは、第１センサの検出対象および第２センサの検出対象は、直結状態であるときの第１周期および第２周期のいずれか一方が他方の自然数倍となる態様で設けられる。

この発明の別の局面に係る制御方法は、動力源に連結される第１軸と第１軸とは異なる第２軸とを有し、第１および第２軸が一体的に回転する直結状態と第１および第２軸が一体的には回転しない非直結状態との切換が可能な変速機の制御装置が行なう制御方法である。制御装置には、第１軸の回転速度に応じた第１周期で第１パルス信号を出力する第１センサと、第２軸の回転速度に応じた第２周期で第２パルス信号を出力する第２センサとが接続される。制御装置は、第１軸の回転速度と変速機の入力トルクとの対応関係を示す第１マップと、変速機の入力トルクと直結状態のときの第１および第２軸間の捩れ量に相当する値との対応関係を示す第２マップと、を予め記憶する。制御方法は、直結状態であるという第１条件を含む。初期条件が成立した場合に、第１および第２マップを用いて、直結状態かつ捩れ量が零であるときの第１および第２パルス信号間の初期位相差を算出するステップと、初期位相差が算出された後に第１条件が継続して成立している場合に、第１および第２パルス信号間の実位相差と初期位相差とに基づいて捩れ量に相当する値を算出し、算出された捩れ量に相当する値に対応する入力トルクを第２マップを用いて算出するステップとを含む。

本発明によれば、変速機内の同一軸上に複数の回転速度センサを設けることなく、変速機に入力されるトルクを精度よく算出することができる。

ＥＣＵが搭載される車両構造を示す図である。 自動変速機におけるギヤユニットのスケルトン図である。 自動変速機の作動表を示す図である。 入力軸回転速度センサの出力信号および出力軸回転速度センサの出力信号の波形図である。 捩れ位相差と入力トルクとの関係を示すマップである。 ＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 タービン回転速度およびスロットル開度をパラメータとしてタービントルクを予め設定したマップである。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 初期位相差の算出手法を説明するための図である。 入力トルクの算出手法を説明するための図である。 ＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、有段自動変速機を搭載したＦＦ（Front engine Front drive）車両である。

車両は、エンジン１０００と、自動変速機２０００と、自動変速機２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、自動変速機２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。

自動変速機２０００は、トルクコンバータ３２００を介してエンジン１０００に連結される。自動変速機２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転速度を所望の回転速度に変速する。

自動変速機２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を介して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００６、アクセルペダルポジションセンサ８０１０、ストロークセンサ８０１４、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転速度センサ８０２０、入力軸回転速度センサ８０２２、出力軸回転速度センサ８０２４、水温センサ８０２６とがハーネスなどを介して接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転速度から車速Ｖを検出する。ポジションスイッチ８００６は、シフトレバー８００４の位置（シフトポジション）ＳＰを検出する。アクセルペダルポジションセンサ８０１０は、アクセルペダル８００８の操作量（アクセル開度）ＡＣＣを検出する。ストロークセンサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２のストローク量を検出する。スロットル開度センサ８０１８は、電子スロットルバルブ８０１６の開度（スロットル開度）θｔｈを検出する。エンジン回転速度センサ８０２０は、エンジン回転速度Ｎｅを検出する。入力軸回転速度センサ８０２２は、自動変速機２０００の入力軸回転速度として、トルクコンバータ３２００のタービン回転速度Ｎｔを検出する。出力軸回転速度センサ８０２４は、自動変速機２０００の出力軸回転速度として、自動変速機２０００のカウンタドライブギヤ回転速度Ｎｃを検出する。水温センサ８０２６は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）ＴＨｗを検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、各センサから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の状態となるように、エンジン１０００や自動変速機２０００などの機器類を制御する。

ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションである場合、１〜６速のギヤ段（変速比）のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、自動変速機２０００を制御する。１〜６速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることによって、自動変速機２０００は前輪７０００に駆動力を伝達し得る。なお、ギヤ段は１〜６速であることに限定されない。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、トルクコンバータ３２００を介してエンジン１０００に接続されている。

トルクコンバータ３２００は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結された入力軸３１００と、入力軸３１００に連結されたポンプ羽根車３２０１と、ポンプ羽根車３２０１のトルクが流体を媒体として伝達されるタービン羽根車３２０２と、タービン羽根車３２０２に連結された出力軸３２１０と、入力軸３１００と出力軸３２１０とを直結状態にするロックアップクラッチ３２０３と、ワンウェイクラッチ３２０４を有しトルク増幅機能を発現するステータ３２０５とから構成される。

プラネタリギヤユニット３０００は、ギヤケース３６００に覆われている。プラネタリギヤユニット３０００は、第１ギヤセット３３００、第２ギヤセット３４００、カウンタドライブギヤ３５００、Ｂ１〜Ｂ３ブレーキ３６１０，３６２０，３６３０、Ｃ１クラッチ３６４０、Ｃ２クラッチ３６５０、ワンウェイクラッチＦ３６６０を含む。

プラネタリギヤユニット３０００は、各クラッチおよび各ブレーキの少なくともいずれかを係合させることによって、トルクコンバータ３２００から入力されるトルクをカウンタドライブギヤ３５００に出力する。

第１ギヤセット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１ギヤセット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０、ピニオンギヤ３３２０、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０を含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と噛合している。

Ｂ１ブレーキ３６１０およびＢ３ブレーキ３６３０は、ギヤケース３６００に固定されている。Ｂ１ブレーキ３６１０を係合させることによって、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０がギヤケース３６００に固定される。Ｂ３ブレーキ３６３０を係合させることによって、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０がギヤケース３６００に固定される。

第２ギヤセット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２ギヤセット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０、ショートピニオンギヤ３４２０、キャリアＣ（１）３４２２、ロングピニオンギヤ３４３０、キャリアＣ（２）３４３２、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０を含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と噛合している。

キャリアＣ（１）３４２２は、カウンタドライブギヤ３５００に連結されている。カウンタドライブギヤ３５００は、図示しないカウンタドリブンギヤを介して、ディファレンシャルギヤ５０００に連結される。したがって、キャリアＣ（１）３４２２がプラネタリギヤユニット３０００（すなわち自動変速機２０００）の出力軸となる。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と噛合している。キャリアＣ（２）３４３２は、キャリアＣ（１）３４２２（カウンタドライブギヤ３５００）に連結されている。

Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０は、Ｃ１ドラム３６４２に固定されている。Ｃ１ドラム３６４２の外周面には、Ｃ１ドラム３６４２の回転方向に対して所定間隔で並ぶように配置された複数のスリット３６４４が形成されている。Ｃ１ドラム３６４２は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。したがって、Ｃ１クラッチ３６４０を係合させることによって、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０がトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、Ｃ２クラッチ３６５０を係合させることによって、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０がトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。

Ｂ２ブレーキ３６２０は、ギヤケース３６００に固定されている。Ｂ２ブレーキ３６２０を係合させることによって、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０がトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。

ワンウェイクラッチＦ３６６０は、Ｂ２ブレーキ３６２０と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチＦ３６６０のアウターレースはギヤケース３６００に固定され、インナーレースはリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０に回転軸を介して連結される。ワンウェイクラッチＦ３６６０が機能することによって、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。

図３は、各ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表である。○は係合を表し、×は解放を表し、◎はエンジンブレーキ時のみの係合を表し、△は駆動時のみの係合を表している。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。各クラッチおよび各ブレーキは、油圧回路４０００が各クラッチおよび各ブレーキの係合油圧を制御することにより作動する。

ＥＣＵ８０００は、車速Ｖ、アクセル開度ＡＣＣなどに基づいて目標ギヤ段を決定し、目標ギヤ段および図３の作動表に基づいて、各クラッチおよび各ブレーキを作動させる変速指令を油圧回路４０００に出力する。

たとえば４速の前進ギヤ段を形成する場合、Ｃ１クラッチ３６４０が係合状態とされ、Ｃ２クラッチ３６５０が係合状態とされ、その他のＢ１〜Ｂ３ブレーキ３６１０〜３６３０がそれぞれ解放状態とされる。４速の前進ギヤ段では、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態となって一体的に回転する。つまり、４速の前進ギヤ段の変速比（タービン回転速度Ｎｔ／カウンタドライブギヤ回転速度Ｎｃ）は「１」となる。

次に、入力軸回転速度センサ８０２２および出力軸回転速度センサ８０２４について説明する。これらのセンサは、ともに検出対象が接近したことを非接触で検出できる近接センサである。

入力軸回転速度センサ８０２２の検出対象は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０と一体的に回転するＣ１ドラム３６４２の外周面に形成された複数のスリット３６４４である。なお、Ｃ１ドラム３６４２の外周面から外周方向に突出する複数の歯をＣ１ドラム３６４２の回転方向に対して所定間隔で並ぶように形成し、これらの歯を入力軸回転速度センサ８０２２の検出対象としてもよい。入力軸回転速度センサ８０２２は、各スリット３６４４が接近した場合にパルス信号Ｓｔを出力する。このパルス信号Ｓｔの単位時間あたりの検出回数をカウントすることによってタービン回転速度Ｎｔが検出される。

一方、出力軸回転速度センサ８０２４の検出対象は、カウンタドライブギヤ３５００の各歯である。出力軸回転速度センサ８０２４は、カウンタドライブギヤ３５００の歯が接近した場合にパルス信号Ｓｃを出力する。このパルス信号Ｓｃの単位時間あたりの検出回数をカウントすることによってカウンタドライブギヤ回転速度Ｎｃが検出される。

図４は、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが一体的に回転する直結状態である場合（４速の前進ギヤ段が形成されて変速比＝１である場合）のパルス信号Ｓｔおよびパルス信号Ｓｃの波形図である。

タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態である場合、図４にも示すように、パルス信号Ｓｔの周期Ｐｔとパルス信号Ｓｃの周期Ｐｃとは一致する。すなわち、本実施の形態においては、変速比＝１の時にパルス信号Ｓｔの周期Ｐｔがパルス信号Ｓｃの周期Ｐｃと一致するように、Ｃ１ドラム３６４２の各スリット３６４４同士の間隔と、カウンタドライブギヤ３５００の各歯同士のピッチとの調整が図られている。

また、パルス信号Ｓｔとパルス信号Ｓｃとの間にはパルス位相差ｔが存在している。本実施の形態においては、スリット３６４４の数とカウンタドライブギヤ３５００の歯数とを一致させている。これにより、任意のタイミングでパルス位相差ｔを算出することができるというメリットがある。なお、必ずしもスリット３６４４の数とカウンタドライブギヤ３５００の歯数とを一致させる必要はないが、パルス位相差ｔを算出し易くするためには、少なくとも両パルス信号のいずれか一方の周期が他方の周期の自然数倍となるように、スリット３６４４の数とカウンタドライブギヤ３５００の歯数とを調整することが望ましい。

図４に示すパルス位相差ｔには、初期位相差Δｔと、捩れ位相差とが含まれる。つまり、パルス位相差ｔ、初期位相差Δｔ、捩れ位相差の間には、パルス位相差ｔ＝初期位相差Δｔ＋捩れ位相差という関係がある。

ここで、初期位相差Δｔとは、直結状態でかつ自動変速機２０００に入力されるトルク（以下、単に「入力トルク」という）が「０」である時（すなわち直結状態でかつＣ１ドラム３６４２からカウンタドライブギヤ３５００までの動力伝達部材の捩れ量が零である時）の両パルス信号の位相差である。

一方、捩れ位相差とは、直結状態で入力トルクが「０」以外の値となりＣ１ドラム３６４２からカウンタドライブギヤ３５００までの動力伝達部材が捩れることによって生じる両パルス信号の位相差である。したがって、捩れ位相差は、Ｃ１ドラム３６４２からカウンタドライブギヤ３５００までの動力伝達部材の捩れ量（捩れ角）に相当する。

図５に、捩れ位相差と入力トルクとの関係を示す。図５に示すように、捩れ位相差は、入力トルクが０の時に「０」となり、入力トルクにほぼ比例して大きくなる。

次に、図６を参照して、ＥＣＵ８０００が行なうライン圧制御について説明する。なお、ライン圧とは、各クラッチおよび各ブレーキに供給される作動油圧の元圧であって、エンジン１０００の動力で駆動するオイルポンプ（図示せず）の出力油圧を減圧して得られる油圧である。ＥＣＵ８０００は、そのライン圧を以下のように制御する。

図６に示すように、まず、ＥＣＵ８０００は、タービントルク曲線を用いて、タービン回転速度Ｎｔ（パルス信号Ｓｔの単位時間あたりの検出回数）およびスロットル開度θｔｈに対応するタービントルクを算出する（Ｓ１０）。なお、タービントルクとは、エンジン１０００からトルクコンバータ２１００のタービン羽根車３２０２に伝達されるトルクである。したがって、タービントルクと入力トルクとは技術的に同じ意味である。

図７に、タービントルク曲線の一例を示す。タービントルク曲線は、タービン回転速度Ｎｔおよびスロットル開度θｔｈをパラメータとしてタービントルクを予め設定したマップである。なお、図７では、スロットル開度θｔｈを、全開時に対する割合（パーセント）で示している。図７に示すように、スロットル開度θｔｈが高い領域ではタービントルクは高く設定され、スロットル開度θｔｈが低い領域ではタービントルクは低く設定されている。また、タービントルクは、タービン回転速度Ｎｔが低いほど大きい値に設定される傾向にある。特に、スロットル開度θｔｈが低い領域（たとえば２５パーセント以下の領域）では、タービン回転速度Ｎｔの全域に渡って、タービン回転速度Ｎｔの変化量に対するタービントルクの変化量が大きくなる。

図６に戻って、ＥＣＵ８０００は、タービントルク曲線を用いて算出したタービントルクに基づいて、目標ライン圧を算出する（Ｓ２０）。本実施の形態では、目標ライン圧＝（タービントルク）×（トルク分担率の最大値）×（安全率）に算出される。ここで、トルク分担率の最大値とは、タービントルクが各クラッチおよび各ブレーキに分担される割合のうちの最大値である。トルク分担率の最大値は、変速段（各クラッチおよび各ブレーキの係合状態の組み合わせ）に応じて予め設定されている。安全率は、タービントルク曲線を用いて算出したタービントルクと実際の入力トルクとのずれを考慮し、目標ライン圧を高めに設定するための係数である。したがって、安全率は「１」よりも大きい値に設定される。

そして、ＥＣＵ８０００は、実際のライン圧を目標ライン圧とする制御信号を油圧回路４０００に送信する（Ｓ３０）。これにより、油圧回路４０００が作動し、実際のライン圧が目標ライン圧に制御される。

ところで、従来においては、タービントルク曲線を用いたタービントルクの算出精度が低く、タービントルクと実際の入力トルクとのずれが大きいため、目標ライン圧を設定する際に用いる安全率を比較的大きい値（たとえば１．５程度の値）に設定していた。そのため、必要以上に高いライン圧が設定されており、燃費が悪化する要因となっていた。

このような問題を解決すべく、本実施の形態においては、同一軸上に複数の回転速度センサを設けることなく入力トルクを精度よく算出する。具体的には、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態である場合に、既存の入力軸回転速度センサ８０２２および出力軸回転速度センサ８０２４の出力と、図５、図７に示したマップとを用いて初期位相差Δｔを求める初期処理を実行する。その後、直結状態が保持されている場合、実際のパルス位相差ｔから初期位相差Δｔを減じた値を捩れ位相差として算出し、算出した捩れ位相差に対応する入力トルクを上述の図５に示したマップを用いて精度よく推定する。

さらに、本実施の形態においては、精度よく推定した入力トルクとタービントルク曲線を用いて算出したタービントルクとを比較することにより、タービントルク曲線の精度を検証し、その精度が低い場合には、その入力トルクを用いてタービントルク曲線を補正する。

これらの点が、本実施の形態に係る発明の最も特徴的な点である。以下、これらの点について説明する。

図８に、ＥＣＵ８０００の機能ブロック図を示す。
ＥＣＵ８０００は、入力インターフェイス８１００と、記憶部８３００と、演算処理部８２００と、出力インターフェイス８４００とを含む。

入力インターフェイス８１００は、入力軸回転速度センサ８０２２からのパルス信号Ｓｔ、出力軸回転速度センサ８０２４からのパルス信号Ｓｃ、スロットル開度センサ８０１８からのスロットル開度θｔｈなどの各センサなどからの情報を受信し、受信した情報を演算処理部８２００に送信する。

記憶部８３００は、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部８２００からデータが読み出されたり格納されたりする。記憶部８３００には、図５に示した捩れ位相差と入力トルクとの関係を示すマップ（以下、「捩れマップ」ともいう）、および図７に示したタービントルク曲線が予め記憶されている。

演算処理部８２００は、入力インターフェイス８１００および記憶部８３００からの情報に基づいて演算処理を行ない、処理結果を出力インターフェイス８４００を経由して各機器に出力する。

演算処理部８２００は、ライン圧制御部８２１０、推定部８２２０、第１補正部８２３０、第２補正部８２４０を含む。

ライン圧制御部８２１０は、上述の図６のフローチャートで説明したライン圧制御を実行する。すなわち、ライン圧制御部８２１０は、タービン回転速度Ｎｔおよびスロットル開度θｔｈに対応するタービントルクを、記憶部８３００に記憶されたタービントルク曲線（図７参照）を用いて算出する。そして、目標ライン圧＝（タービントルク）×（トルク分担率の最大値）×（安全率）に設定し、実際のライン圧を目標ライン圧とする制御信号を油圧回路４０００に送信する。

推定部８２２０は、記憶部８３００に記憶されている捩れマップおよびタービントルク曲線を用いて、入力トルクを推定（算出）する。推定部８２２０は、初期処理部８２２１と、トルク算出部８２２２とを含む。

初期処理部８２２１は、トルク算出部８２２２が入力トルクを算出するための初期処理として、初期位相差Δｔの算出する。

初期処理部８２２１は、まず、初期処理の実行条件が成立したか否かを判断する。初期処理の実行条件は、第１条件と第２条件とを含んでいる。

第１条件は、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態である（すなわち現在のギヤ段が変速比＝１である４速の前進ギヤ段である）という条件である。この第１条件は、捩れ位相差と実際の入力トルクとの間に図５の捩れマップに示す関係が成立している状態であるか否かを判断することを目的として設定されている。

第２条件は、スロットル開度θｔｈが予め定められた開度よりも小さくかつタービン回転速度Ｎｔの単位時間あたりの変動量が予め定められた量よりも小さいという条件である。この第２条件は、仮に図７のタービントルク曲線を用いて算出したタービントルクと実際の入力トルクとの間に誤差があったとしても、実際の入力トルクが低く、その誤差が許容可能な程度に小さい状態であるか否かを判断することを目的として設定されている。

初期処理部８２２１は、初期処理の実行条件が成立した場合（第１条件、第２条件の双方の条件が成立した場合）、その時のパルス信号Ｓｔ、Ｓｃ間の実際の位相差を求めて「パルス位相差ｔ１」とするとともに、その時のスロットル開度θｔｈ、タービン回転速度Ｎｔに対応するタービントルクをタービントルク曲線を用いて求めて「タービントルクＴｔ０」とする。

そして、初期処理部８２２１は、図９に示すように、タービントルク曲線で求めたタービントルクＴｔ０を正しいものとしてタービントルクＴｔ０に対応する捩れ位相差を図５の捩れマップを用いて算出して「捩れ位相差ｔ０」とし、この捩れ位相差ｔ０とパルス位相差ｔ１との差を、初期位相差Δｔとして算出し、初期処理を終了する。

この初期処理で算出された初期位相差Δｔは、図４で説明したように、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態で、かつ入力トルクが「０」である時（捩れが生じていない時）の両パルス信号Ｓｔ、Ｓｃの位相差を表わす値である。なお、初期位相差Δｔは、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが新たに直結状態となるたび（４速段が形成されるたび）に変化し得る。そのため、初期処理部８２２１は、初期処理の実行条件が成立するたびに、初期位相差Δｔを改めて算出する。

トルク算出部８２２２は、初期処理部８２２１での初期処理の終了後、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態に保持されている間、パルス信号Ｓｔ、Ｓｃからパルス位相差ｔを求め、さらに、パルス位相差ｔから初期処理で求めた初期位相差Δｔを減じた値を「捩れ位相差ｔａ」として算出する。

そして、トルク算出部８２２２は、図１０に示すように、捩れ位相差ｔａに対応する入力トルクを図５の捩れマップを用いて算出して「入力トルクＴ」とする。このとき算出される入力トルクＴは、図５の捩れマップで算出されているため、タービントルク曲線で算出したタービントルクよりも、実際の入力トルクに近い精度のよい値となる。

このように、推定部８２２０は、同一軸上に複数の回転速度センサを設けることなく、既存の入力軸回転速度センサ８０２２および出力軸回転速度センサ８０２４の出力から入力トルクを精度よく推定することができる。

第１補正部８２３０は、初期処理部８２２１での初期処理の終了後、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態に保持されている間、タービントルク曲線を用いてタービン回転速度Ｎｔおよびスロットル開度θｔｈに対応するタービントルクを算出して「タービントルクＴｔ」とする。そして、第１補正部８２３０は、タービントルク曲線を用いて算出したタービントルクＴｔと、トルク算出部８２２２が捩れマップを用いて算出した入力トルクＴとを比較して、タービントルク曲線の精度を検証する。

第１補正部８２３０は、タービントルクＴｔと入力トルクＴとの差の絶対値が予め定められたしきい値よりも大きい場合、タービントルク曲線の精度が低いと判断し、入力トルクＴの値を用いて図７のタービントルク曲線を補正する。なお、タービントルク曲線を補正する手法については、さまざまな学習アルゴリズムを適用することが考えられる。たとえば、タービントルクＴｔと入力トルクＴとの差の絶対値の大きさに応じてタービントルク曲線の補正量や補正範囲を設定すればよい。また、精度が低いと判断された頻度が予め定められた頻度を越えた場合に、タービントルク曲線を補正するようにしてもよい。

第１補正部８２３０がタービントルク曲線の補正を繰返すことによってタービントルク曲線の精度が徐々に向上し、タービントルク曲線を用いて算出されるタービントルクの値が実際の入力トルクに徐々に近づく。そのため、ライン圧制御部８２１０が設定する目標ライン圧の値を、実際の入力トルクに適切に対応した値に近づけることができる。

第２補正部８２４０は、第１補正部８２３０によるタービントルク曲線の精度の向上の度合いに応じて、ライン圧制御部８２１０が目標ライン圧の算出に用いる安全率を１に近づけるように補正する。これにより、各クラッチや各ブレーキの係合状態を維持可能な範囲でライン圧を低減することができ、燃費の向上が図られる。なお、安全率の補正手法についても、さまざまな学習アルゴリズムを適用することが考えられる。たとえば、タービントルク曲線のほぼ全域において精度が高いと判断される頻度が予め定められた頻度を越えるようになった時点から、精度が高いと判断される頻度が高くなるにしたがって、安全率を徐々に低下させるようにしてもよい。

上述した機能は、ソフトウェアによって実現されるようにしてもよく、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。

図１１に、上述した推定部８２２０、第１補正部８２３０、第２補正部８２４０の機能を実現するためのＥＣＵ８０００の制御処理手順の一例を示す。なお、図９に示す処理は、予め定められたサイクルタイムで繰り返し行なわれる。

Ｓ１００にて、ＥＣＵ８０００は、初期処理の実行条件が成立したか否かを判断する。ＥＣＵ８０００は、上述したタービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００とが直結状態である（すなわち現在のギヤ段が変速比＝１である４速の前進ギヤ段である）という第１条件およびスロットル開度θｔｈが予め定められた開度よりも小さくかつタービン回転速度Ｎｔの単位時間あたりの変動量が予め定められた量よりも小さいという第２条件の双方が成立した場合に、初期処理の実行条件が成立したと判断する。初期処理の実行条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、初期位相差Δｔを算出する。上述したように、ＥＣＵ８０００は、初期条件成立時のパルス信号Ｓｔとパルス信号Ｓｃと間のパルス位相差ｔ１を求めるとともに、初期条件成立時のスロットル開度θｔｈ、タービン回転速度Ｎｔに対応するタービントルクＴｔ０をタービントルク曲線を用いて求め、タービントルクＴｔ０に対応する捩れ位相差ｔ０を捩れマップから算出し、捩れ位相差ｔ０とパルス位相差ｔ１との差を初期位相差Δｔとして算出する（図９参照）。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、タービン羽根車３２０２とカウンタドライブギヤ３５００との直結状態が保持されているか否か（すなわち現在のギヤ段が４速の前進ギヤ段に保持されているか否か）を判断する。直結状態が保持されていると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、現在のパルス信号Ｓｔ、Ｓｃからパルス位相差ｔを求め、さらに、パルス位相差ｔから初期処理で求めた初期位相差Δｔを減じた値を「捩れ位相差ｔａ」として算出する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、捩れ位相差ｔａに対応する入力トルクＴを捩れマップを用いて算出する（図１０参照）。

なお、Ｓ１００〜Ｓ１０８の処理は、図８の推定部８２２０に相当する。
続くＳ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、現在のタービン回転速度Ｎｔおよびスロットル開度θｔｈに対応するタービントルクＴｔをタービントルク曲線を用いて算出する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ８０００は、Ｓ１０８の処理で求めた入力トルクＴとＳ１１０の処理で求めたタービントルクＴｔとの差の絶対値が予め定められたしきい値よりも大きいか否かを判断する。差の絶対値が予め定められたしきい値よりも大きいと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。そうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ８０００は、タービントルク曲線を用いて求めたタービントルクＴｔの精度が低いと判断する。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ８０００は、タービントルク曲線を用いて求めたタービントルクＴｔの精度が高いと判断する。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ８０００は、タービントルク曲線を補正する。なお、タービントルク曲線を補正する手法については、上述したように、さまざまな学習アルゴリズムを適用すればよい。

なお、Ｓ１１０〜Ｓ１１８の処理は、図８の第１補正部８２４０に相当する。
続くＳ１２０にて、ＥＣＵ８０００は、Ｓ１１８のタービントルク曲線の補正に伴なうタービントルク曲線の精度向上の度合いに応じて、目標ライン圧の算出に用いられる安全率を１に近づけるように補正する。なお、安全率の補正手法についても、上述したように、さまざまな学習アルゴリズムを適用すればよい。

以上のように、本実施の形態によれば、自動変速機内の同一軸上に複数の回転速度センサを設けることなく、既存の入力軸回転速度センサおよび出力軸回転速度センサの出力と、図５、図７に示したマップとを用いて、入力トルクを精度よく推定することができる。

なお、異なる２つのセンサで回転速度がそれぞれ検出される２つの回転軸を直結状態（変速比＝１）とすることが可能な変速機であれば本発明の適用が可能であるため、本発明が適用できる変速機は、実施の形態で説明した有段の自動変速機に限定されず、無段の自動変速機や手動変速機であってもよい。

たとえば、入力側プーリと出力側プーリとにベルトを巻掛けて変速比（プーリの回転数比）を無段階に調整可能なベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）の場合、入力側プーリ回転速度センサと、出力側プーリ回転速度センサとがそれぞれ設けられている。したがって、プーリの回転数比＝１のときを直結状態とし、入力側プーリ回転速度センサ、出力側プーリ回転速度センサの出力を用いれば、無段変速機にも本発明が適用できる。

なお、エンジンの出力がトルクコンバータ、前後進切換装置（前進と後進とを切り換えるためのクラッチ装置）の順に経由して入力側プーリに伝達されるタイプの無段変速機では、通常、入力側プーリ回転速度センサ（すなわち前後進切換装置の出力軸回転速度を検出するセンサ）に加えて、タービン回転速度センサ（すなわち前後進切換装置の入力軸回転速度を検出するセンサ）も別途設けられている。したがって、前後進切換装置が係合される前進中あるいは後進中であるときを直結状態とし、タービン回転速度センサ、入力側プーリ回転速度センサの出力を用いることによっても、本発明が適用できる。特に、このタイプでは、前進中は常に入力トルクの推定が可能となるため、推定したトルクでタービントルク曲線を補正するのではなく、推定したトルクに基づいて直接的にライン圧あるいはベルト挟圧力を制御することが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０００ エンジン、２０００ 自動変速機、２１００ トルクコンバータ、３０００ プラネタリギヤユニット、３１００ 入力軸、３２００ トルクコンバータ、３２０１ ポンプ羽根車、３２０２ タービン羽根車、３２０３ ロックアップクラッチ、３２０４ ワンウェイクラッチ、３２０５ ステータ、３２１０ 出力軸、３３００ ギヤセット、３３２０ ピニオンギヤ、３４００ ギヤセット、３４２０ ショートピニオンギヤ、３４３０ ロングピニオンギヤ、３５００ カウンタドライブギヤ、３６００ ギヤケース、３６１０ Ｂ１ブレーキ、３６２０ Ｂ２ブレーキ、３６３０ Ｂ３ブレーキ、３６４０ Ｃ１クラッチ、３６４２ Ｃ１ドラム、３６４４ スリット、３６５０ Ｃ２クラッチ、４０００ 油圧回路、５０００ ディファレンシャルギヤ、６０００ ドライブシャフト、７０００ 前輪、８０００ ＥＣＵ、８００２ 車速センサ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセルペダルポジションセンサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ ストロークセンサ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転速度センサ、８０２２ 入力軸回転速度センサ、８０２４ 出力軸回転速度センサ、８０２６ 水温センサ、８１００ 入力インターフェイス、８２００ 演算処理部、８２１０ ライン圧制御部、８２２０ 推定部、８２２１ 初期処理部、８２２２ トルク算出部、８２３０ 第１補正部、８２４０ 第２補正部、８３００ 記憶部、８４００ 出力インターフェイス。

Claims (9)

1. 動力源に連結される第１軸と前記第１軸とは異なる第２軸とを有し、前記第１および第２軸が一体的に回転する直結状態と前記第１および第２軸が一体的には回転しない非直結状態との切換が可能な変速機の制御装置であって、
   前記第１軸の回転速度に応じた第１周期で第１パルス信号を出力する第１センサと、
   前記第２軸の回転速度に応じた第２周期で第２パルス信号を出力する第２センサと、
   前記第１および第２センサに接続された制御ユニットとを含み、
   前記制御ユニットは、前記直結状態かつ前記第１および第２軸間の捩れ量が零であるときの前記第１および第２パルス信号間の初期位相差と、前記直結状態であるときの前記第１および第２パルス信号間の実位相差とに基づいて、前記変速機の入力トルクを算出する、変速機の制御装置。
2. 前記制御ユニットは、
   前記第１軸の回転速度と前記変速機の入力トルクとの対応関係を示す第１マップと、前記変速機の入力トルクと前記直結状態のときの前記捩れ量に相当する値との対応関係を示す第２マップと、を予め記憶する記憶部と、
   前記直結状態であるという第１条件を含む初期条件が成立した場合に、前記第１および第２マップを用いて前記初期位相差を算出する第１算出部と、
   前記初期位相差が算出された後に前記第１条件が継続して成立している場合に、前記実位相差と前記初期位相差とに基づいて前記捩れ量に相当する値を算出し、算出された前記捩れ量に相当する値に対応する入力トルクを前記第２マップを用いて算出する第２算出部とを含む、請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. 前記捩れ量に相当する値は、前記直結状態のときの前記第１および第２軸間の捩れによって生じる前記第１および第２パルス信号間の捩れ位相差である、請求項２に記載の変速機の制御装置。
4. 前記第１算出部は、前記初期条件成立時の前記第１軸の回転速度に対応する入力トルクを前記第１マップを用いて算出し、前記第１マップを用いて算出した入力トルクに対応する前記捩れ位相差を前記第２マップを用いて算出し、前記第２マップを用いて算出した前記捩れ位相差と前記初期条件成立時の前記実位相差との差分を前記初期位相差として算出する、請求項３に記載の変速機の制御装置。
5. 前記動力源は、スロットル開度によって出力トルクが調整される内燃機関であり、
   前記第１マップは、前記第１軸の回転速度および前記スロットル開度に対する前記変速機の入力トルクを予め設定したマップであり、
   前記初期条件は、前記第１条件に加えて、前記スロットル開度が予め定められた開度より小さくかつ前記第１軸の回転速度の単位時間あたりの変動量が予め定められた量よりも小さいという第２条件をさらに含む、請求項２に記載の変速機の制御装置。
6. 前記変速機は、前記動力源の動力で発生する油圧を調圧して得られるライン圧を元圧として制御され、
   前記制御ユニットは、前記第２算出部が算出した入力トルクに基づいて前記ライン圧を制御するライン圧制御部をさらに含む、請求項２に記載の変速機の制御装置。
7. 前記変速機は、前記動力源の動力で発生する油圧を調圧して得られるライン圧を元圧として制御され、
   前記制御ユニットは、
   前記第２算出部が算出した入力トルクに基づいて、前記第１マップが示す前記第１軸の回転速度と前記変速機の入力トルクとの対応関係を補正する補正部と、
   前記第１センサの出力結果で得られた前記第１軸の回転速度に対応する入力トルクを前記第１マップを用いて算出し、前記第１マップを用いて算出した入力トルクに基づいて前記ライン圧を制御するライン圧制御部とをさらに含む、請求項２に記載の変速機の制御装置。
8. 前記第１センサの検出対象および前記第２センサの検出対象は、前記直結状態であるときの前記第１周期および前記第２周期のいずれか一方が他方の自然数倍となる態様で設けられる、請求項１に記載の変速機の制御装置。
9. 動力源に連結される第１軸と前記第１軸とは異なる第２軸とを有し、前記第１および第２軸が一体的に回転する直結状態と前記第１および第２軸が一体的には回転しない非直結状態との切換が可能な変速機の制御装置が行なう制御方法であって、
   前記制御装置には、前記第１軸の回転速度に応じた第１周期で第１パルス信号を出力する第１センサと、前記第２軸の回転速度に応じた第２周期で第２パルス信号を出力する第２センサとが接続され、
   前記制御装置は、前記第１軸の回転速度と前記変速機の入力トルクとの対応関係を示す第１マップと、前記変速機の入力トルクと前記直結状態のときの前記第１および第２軸間の捩れ量に相当する値との対応関係を示す第２マップと、を予め記憶し、
   前記制御方法は、
   前記直結状態であるという第１条件を含む初期条件が成立した場合に、前記第１および第２マップを用いて、前記直結状態かつ前記捩れ量が零であるときの前記第１および第２パルス信号間の初期位相差を算出するステップと、
   前記初期位相差が算出された後に前記第１条件が継続して成立している場合に、前記第１および第２パルス信号間の実位相差と前記初期位相差とに基づいて前記捩れ量に相当する値を算出し、算出された前記捩れ量に相当する値に対応する入力トルクを前記第２マップを用いて算出するステップとを含む、変速機の制御方法。

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