JP2015113932A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】数学モデルで考慮する要件を過度に増やすことなく、変速時に考慮していない事象が生じてしまうことを有効に抑制できる自動変速機の制御装置を提供する。【解決手段】クラッチトゥクラッチ変速を行う自動変速機の制御装置であって、クラッチ伝達トルクを決定する出力パラメータＴｍｂを数学モデルを用いて算出するクラッチ伝達トルク算出部１５６と、数学モデルでの算出に考慮されない要件を考慮した適合値Ｔｔｂに基づいて出力パラメータを算出するクラッチ伝達トルク適合値算出部１５３とを備え、トルク算出部１５６が、複数の入力パラメータ値に基づいて出力パラメータＴｍｂの値を算出し、適合値算出部１５３が、一部の特定の入力パラメータ値に基づいて出力パラメータの適合値Ｔｔｂを算出し、トルク算出部１５６でモデル算出された出力パラメータＴｍｂの値に対して、適合値算出部１５３で算出された適合値Ｔｔｂを用いてガード処理がなされる。【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特にクラッチトゥクラッチ変速を行う自動変速機の制御装置に関する。

複数の摩擦係合要素の作動状態に応じて異なる複数の変速段が成立する自動変速機において、少なくとも特定の変速段への変速時に解放側の摩擦係合要素を解放させる制御と係合側の摩擦係合要素を係合させる制御とを同時に実行するクラッチトゥクラッチ変速（掴み替え変速ともいう）を行うものがある。

また、クラッチトゥクラッチ変速を行う自動変速機において、変速ショックを回避しつつドライバの加速要求等の操作入力に対する良好な応答性を確保すべく、係合側の摩擦係合要素と解放側の摩擦係合要素の切替えタイミングや伝達トルクのバランス等を制御する制御装置が知られている。

そのような自動変速機の制御装置としては、例えば変速機構の入力軸トルクを推定算出し、その推定値に見合う伝達トルク容量になるよう解放側と締結側の摩擦係合要素の係合圧を制御する一方、変速中の入力軸回転速度（機関回転速度変化）の目標値とその目標値に追従すべき入力軸回転速度の実際値とから、前記推定値を補正するための学習値を算出して、前記伝達トルク容量の制御精度を高めるものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、マップや数学的参照モデルを含む計算モジュールにより、アクセルペダル操作に応じてクラッチ伝達トルクおよびエンジントルクの時間的に変動する要求信号を生成し、それらを中間のトルク値に制御した状態でエンジン側の駆動軸と変速機入力軸との角加速度差が閾値まで低下した時点から、エンジントルク制御により変速による慣性変動を補償しつつ、駆動軸と変速機入力軸の同期をとるものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２２１３３４号公報 特開２００７−００１５６７号公報

しかしながら、上述のような従来の自動変速機の制御装置にあっては、クラッチ伝達トルクを決定する出力パラメータの算出のための数学モデルを構築する際に、例えば出力軸トルクの段差（急変）や自動変速機ごとの機差ばらつき等といった個別の要因が考慮されていなかった。

そのため、考慮されていない個別の要因によって数学モデル構築時に同定された特性と実際の自動変速機の変速特性が異なってしまい、変速時に、考慮していない事象、例えば変速ショックが発生したりいわゆるヘジテイション（一時的な加速不足感等）が生じたりする場合があった。

そして、そのような考慮していない事象を抑制するために、数学モデルに前記個別の要因を考慮しようとすると、数学モデルが非常に複雑になってしまうという問題があった。

また、自動変速機のシステム構成上で勘案すべき状態量が多い場合、全ての変速パターンに対し前記個別の要因を考慮した数学モデルを構築することは、事実上困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、数学モデルで考慮する要件を過度に増やすことなく、数学モデルで考慮できない要因により変速時に考慮していない事象が生じてしまうことを有効に抑制できる自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記目的達成のため、クラッチトゥクラッチ変速を行う自動変速機の制御装置であって、クラッチ伝達トルクを決定する出力パラメータを、数学モデルを用いて算出する数学モデル算出部と、前記出力パラメータを、前記数学モデルによる前記出力パラメータの算出に考慮されていない要件を考慮した適合値に基づいて算出する適合値算出部と、を備え、前記数学モデル算出部が、複数の入力パラメータの値に基づいて前記出力パラメータの値を算出し、前記適合値算出部が、前記複数の入力パラメータのうち一部の特定の入力パラメータの値に基づいて前記出力パラメータの適合値を算出し、前記数学モデル算出部によって算出された前記出力パラメータの値に対して、前記適合値算出部によって算出された前記出力パラメータの適合値を用いてガード処理がされることを特徴とする。

この構成により、本発明に係る自動変速機の制御装置では、数学モデル算出部で考慮されない個別の要因によって数学モデル算出部で算出された出力パラメータの値が不適当な値になったとしても、適合値算出部で算出された出力パラメータの適合値によって数学モデル算出部で算出された出力パラメータの値がガード処理される。したがって、数学モデルで考慮する要件を過度に増やすことなく、数学モデルで考慮できない要因により変速時に考慮していない事象が生じてしまうことを有効に抑制できる自動変速機の制御装置となる。

本発明によれば、数学モデルで考慮する要件を過度に増やすことなく、数学モデルで考慮できない要因により変速時に考慮していない事象が生じてしまうことを有効に抑制できる自動変速機の制御装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置を備えた自動変速機付き車両の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機を含むハイブリッド式の走行駆動装置の概略構成を示すスケルトン図である。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の要部概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の要部概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１ないし図３は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の概略構成を示している。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る自動変速機の制御装置を搭載したハイブリッド車両１は、内燃機関であるエンジン１０とそれぞれ発電可能な電動機であるモータジェネレータ（以下、単にモータという）ＭＧ１、ＭＧ２とを含む、走行駆動用のハイブリッド駆動装置２０を備えている。このハイブリッド車両１は、さらに、ハイブリッド駆動装置２０から入力される回転動力を車両１の車速等の運転状態やドライバからのアクセル操作等の要求操作入力に応じ自動変速して出力する自動変速機５０と、公知の差動装置８０と、ハイブリッド駆動装置２０および自動変速機５０を統合制御する制御ユニット１００とを備えている。

ハイブリッド駆動装置２０は、エンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２のうち少なくとも１つから出力される回転動力に応じて、ハイブリッド車両１を走行駆動する走行駆動力を発生させることができる。

エンジン１０は、多気筒の内燃機関、例えば４サイクルのガソリンエンジンである。また、モータＭＧ１、ＭＧ２は、それぞれ変速機ケース５（詳細図示せず）の内部に収納されており、変速機ケース５はエンジン１０に締結されている。

モータＭＧ１、ＭＧ２は、それぞれ例えば永久磁石同期発電電動機として構成され、供給される電力を回転動力に変換して出力する電動機の機能と、入力された回転動力を電力に変換して出力する発電機の機能とを併有している。また、モータＭＧ１は主に発電機として用いられ、モータＭＧ２は主に電動機として用いられるようになっている。

そして、ハイブリッド駆動装置２０は、エンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２のうち少なくとも１つから出力される回転動力を、動力分割統合機構４０を介して自動変速機５０に入力させるようになっている。

図２に示すように、動力分割統合機構４０は、例えばエンジン１０からの動力をダンパＤを介してキャリアＣＡ０に入力する遊星歯車機構で構成されており、キャリアＣＡ０により自転および公転可能に支持された複数のピニオンＰ０に、外歯のサンギヤＳ０および内歯のリングギヤＲ０が噛合している。また、サンギヤＳ０にモータＭＧ１のロータＭＧ１Ｒが連結され、リングギヤＲ０にモータＭＧ２のロータＭＧ２Ｒが連結されている。

この動力分割統合機構４０は、エンジン１０からキャリアＣＡ０に入力される回転動力を走行駆動用と発電用の動力に分割したり、エンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２のうちいずれか１つまたは複数からの原動機出力を統合して出力したりする機能を有している。

自動変速機５０は、変速機入力軸５１と、変速機入力軸５１に入力された回転動力を変速する多段変速可能な変速機構５２と、変速機構５２で変速された回転動力を出力する変速機出力軸５３と、変速機構５２における変速比（変速段）を複数の油圧式の摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）の作動状態に応じて多段に制御する油圧制御装置５４と、変速機入力軸５１により駆動されるオイルポンプ５５（図１参照）とを有している。

具体的には、変速機構５２は、例えば図２にその上半部をスケルトン図で示すように、ブレーキＢ１、Ｂ２、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ワンウェイクラッチＦ１、プラネタリギヤＧ１、Ｇ２、回転要素Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３等を含んで構成されている。

プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１には回転要素Ｍ３が連結され、プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１にはプラネタリギヤＧ２のキャリアＣＡ２が連結され、プラネタリギヤＧ１の複数のピニオンＰ１を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ１には回転要素Ｍ２が一体に連結されている。また、プラネタリギヤＧ２のサンギヤＳ２には回転要素Ｍ１が連結され、プラネタリギヤＧ２のリングギヤＲ２には回転要素Ｍ２が連結され、プラネタリギヤＧ２の複数のピニオンＰ２を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ２には変速機出力軸５３が連結されている。

変速機入力軸５１に入力される回転動力は、クラッチＣ１〜Ｃ３を介して３つの回転要素Ｍ１〜Ｍ３のうちいずれか１つまたは２つに選択的に入力される。そして、回転要素Ｍ２の回転方向がワンウェイクラッチＦ１によって一方向に制限されるとともに、回転要素Ｍ２、Ｍ３の回転がブレーキＢ１、Ｂ２によって選択的に制限されることにより、多段の変速比のうちいずれか１つの変速比で変速された回転動力が変速機出力軸５３から出力されるようになっている。なお、変速機出力軸５３からの出力回転は、差動装置８０を介して左右の駆動車輪６Ｌ、６Ｒ側に伝達される。

油圧制御装置５４は、変速機構５２で形成すべき変速段に応じて、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３およびブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態（係合状態と解放状態）をリニアソレノイドバルブ等によって切り替えるようになっており、変速機構５２の少なくとも特定の変速段への変速時にクラッチトゥクラッチ変速を実行させるようになっている。油圧制御装置５４は、また、オイルポンプ５５からのライン油圧を調圧するモジュレータバルブや、ドライバのセレクト操作に応じて切り換えられるマニュアルバルブ相当のバルブを含んで構成されている。

この油圧制御装置５４は、詳細な構成を図示しないが、例えば複数のソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブ（電磁比例バルブ）の出力圧によって、複数の油圧式摩擦係合要素であるクラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１、Ｂ２の作動油圧を、個別に制御するようになっている。このような油圧制御自体は、公知のものと同様であり、例えば始動スイッチがＯＮとなるのに連動してソレノイドバルブのいずれかを励磁してクラッチ作動油圧を制御したり、リニアソレノイドバルブ（電磁比例バルブ）の出力圧に応じてブレーキ作動油圧を制御したりするようになっている。

油圧制御装置５４により制御される変速機構５２の変速段は、主として車速とスロットル開度をパラメータとするシフトパターンに従って、制御ユニット１００により決定される。そして、変速機構５２内のクラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１、Ｂ２が、制御ユニット１００により決定されたシフトパターンに従って、最適な変速段を形成するように制御される。

図１に示すように、制御ユニット１００には、ハイブリッド車両１のアクセルペダル６１の踏込み量を検知するアクセル開度センサ７１と、エンジン１０のスロットルバルブ６２の開度を検出するスロットル開度センサ７２と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ７３と、エンジン１０の吸入空気温度を検出する吸入空気量センサ７４と、所定角度毎のクランク回転角を検出可能なエンジン回転速度センサ７５とが装着されている。

また、制御ユニット１００には、ハイブリッド車両１のブレーキペダル６６の踏込み量又はブレーキペダル６６に加えられる踏力を検出するブレーキペダルセンサ７６と、車室内に設けられたシフトレバー６７のアップ・ダウン操作を検出するシフト位置センサ７７とが装着されている。

さらに、制御ユニット１００には、変速機入力軸５１の回転速度Ｎｔ１［ｒｐｍ］を検出する回転速度センサ７８Ａと、変速機出力軸５３の回転速度Ｎｔ２［ｒｐｍ］を検出する回転速度センサ７８Ｂと、駆動車輪６Ｌ、６Ｒの回転速度を検出する車速センサとしての車輪速センサ７９とが接続されている。

制御ユニット１００は、ハイブリッド駆動装置２０の出力を制御したり自動変速機５０の変速を制御したりするコンピュータ構成のもので、ＨＶＥＣＵ１１０、エンジンＥＣＵ１２０、モータＥＣＵ１３０およびトランスミッション制御ＥＣＵ１４０を含んで構成されている。

この制御ユニット１００は、詳細な構成を図示しないが、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび書換え可能な不揮発性メモリを備えるとともに、Ａ／Ｄ変換器を有する入力インターフェース回路、ドライバやリレースイッチを有する出力インターフェース回路、他の車載ＥＣＵとの間でデータ通信を行う通信ポート等を含んで構成されている。制御ユニット１００のＲＯＭおよび書換え可能な不揮発性メモリ（以下、ＲＯＭ等という）には、後述する複数の機能部のそれぞれの機能を達成するための制御プログラムが格納されるとともに、各種のマップや設定値データ等が格納されている。

ＨＶＥＣＵ１１０は、ハイブリッド駆動装置２０を制御する電子制御ユニットであり、原動機であるエンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２を要求出力に応じて作動させる統合制御プログラムを内蔵している。ここにいう要求出力（要求パワー）とは、ドライバのアクセルペダル操作に対応する要求出力であるが、クルーズコントロール等の他の走行制御機能から要求される要求出力分を考慮したものであってもよい。

ＨＶＥＣＵ１１０は、例えばアクセル開度センサ７１からの要求アクセル開度、車輪速センサ７９からの車速信号、エンジン回転速度センサ７５からのエンジン回転速度信号等を入力するとともに、例えば図示しないスキッド制御ＥＣＵからの駆動力分割比（エンジン１０からの走行駆動のための配分動力と発電機作動時のモータＭＧ１またはＭＧ２への配分動力との比率）の要求値を入力する。

そして、ＨＶＥＣＵ１１０は、要求出力に対応するハイブリッド駆動装置２０のトータル出力値および駆動力分割比を設定するとともに、ハイブリッド駆動装置２０に要求されるトータル出力値とエンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２の作動により発生するトータル出力値とのエネルギ収支を合わせるよう、エンジン１０に要求されるパワー指令値やモータＭＧ１、ＭＧ２に要求されるトルク指令値等を算出して、エンジンパワー指令値およびエンジン回転速度指令値をエンジンＥＣＵ１２０に出力するとともに、ＭＧトルク指令値をモータＥＣＵ１３０に出力するようになっている。

エンジンＥＣＵ１２０は、前記パワー指令値および各種センサ情報を基にエンジン１０の出力を制御するための制御プログラムやマップを有している。このエンジンＥＣＵは、パワー指令値を入力すると、そのパワー指令値に対応するエンジン出力が得られるスロットル開度と、燃料噴射時間（燃料噴射量および噴射期間）および点火時期とを、マップおよび各種センサ情報を基に算出して、図示しない電子制御スロットル弁、インジェクタおよびイグニッションコイルに対して制御信号を出力するようになっている。

モータＥＣＵ１３０は、インバータ回路１３１を介してモータＭＧ１、ＭＧ２を制御するための制御プログラムを有しており、ＨＶＥＣＵ１１０からのトルク指令値に応じてインバータ回路１３１からモータＭＧ１、ＭＧ２のステータＭＧ１Ｓ、ＭＧ２Ｓに３相交流電力を供給させる。このモータＥＣＵ１３０は、モータＭＧ１、ＭＧ２の電動機としての出力トルクや回転速度あるいは発電機出力を、ＨＶＥＣＵ１１０からの指令値に応じて制御するようになっている。さらに、モータＥＣＵ１３０は、モータＭＧ１、ＭＧ２のいずれかによってエンジン１０を始動させる場合に、その始動に必要な電力量を算出できるようになっている。

トランスミッション制御ＥＣＵ１４０は、シフト位置、車速およびスロットル開度等に応じて、油圧制御装置５４内の複数のリニアソレノイドバルブその他のバルブ（以下、単にソレノイドバルブ等という）を制御する信号を生成して、変速機構５２の変速点制御を実行する。

トランスミッション制御ＥＣＵ１４０は、また、変速機構５２におけるクラッチトゥクラッチ変速時に、クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１、Ｂ２の一部であってその変速時に掴み替えを行う係合側の摩擦係合要素（以下、単に係合側のクラッチという）および解放側の摩擦係合要素（以下、単に解放側のクラッチという）の伝達トルクを、対応するソレノイドバルブ等による供給油圧制御によって、制御できるようになっている。

例えば、トランスミッション制御ＥＣＵ１４０は、制御ユニット１００の他のＥＣＵ１１０、１２０、１３０等と協働して、変速機構５２の入力トルク（入力軸トルク）を推定し、その推定値に見合う伝達トルクになるよう解放側と締結側の摩擦係合要素の係合油圧を制御する。そして、トランスミッション制御ＥＣＵ１４０は、変速機構５２における変速ショックを抑制しつつ、ドライバからの加速要求等の操作入力に対する良好な応答性を確保すべく、係合側のクラッチと解放側のクラッチの切替えタイミングや伝達トルクのバランス等を制御する機能を有している。

具体的には、トランスミッション制御ＥＣＵ１４０は、係合側のクラッチの油圧指令値については、例えば予めの適合時に定められた油圧指令パターンに従って、従来知られているフィードフォワード制御を主体として制御する（例えば、特開２００４−３４０２８７号公報参照）。

一方、解放側のクラッチの油圧指令値については、トランスミッション制御ＥＣＵ１４０は、例えば係合側の油圧指令値に基づいて係合側トルク容量を算出した後、予め設定し釣り合い運動方程式に従って係合側トルク容量および入力トルクを基に解放側トルク容量を算出し、その解放側トルク容量を解放側の油圧指令値に換算することで、リアルタイムの制御を実行するようになっている。

制御ユニット１００は、そのような制御機能を発揮するために、ＨＶＥＣＵ１１０およびトランスミッション制御ＥＣＵ１４０の機能の一部として、図３に機能ブロック図で示すような複数の機能部を有している。

すなわち、制御ユニット１００は、アクセル操作情報入手部１５１、推定入力トルク算出部１５２、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３、変速指示入力判定部１５４、回転変化率指示値算出部１５５、クラッチ伝達トルク算出部１５６、パワー収支制限値算出部１５７、ガード処理部１５８、油圧値算出部１５９、ソレノイド制御出力部１６０、適合有無判定部１６１および回転変化率変更指示値算出部１６２を含んで構成されている。

アクセル操作情報入手部１５１は、アクセル開度センサ７１の検出情報を基にアクセル開度Ｐａｃｃを検出する。このアクセル操作情報入手部１５１は、さらに、アクセル開度Ｐａｃｃの関数として算出可能な加速要求変化量ｆ（Ｐａｃｃ）を入手するものであってもよい。

推定入力トルク算出部１５２は、アクセル操作情報入手部１５１からのアクセル開度Ｐａｃｃ等に基づいて、ハイブリッド駆動装置２０のトータルの出力値に対応する変速機入力軸５１の推定入力トルクＴｉｎおよび回転速度Ｎｔ１を算出するようになっている。この推定入力トルク算出部１５２での推定算出方法については、従来知られている各種の方法が採用できる。

クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３は、推定入力トルクＴｉｎおよび回転速度Ｎｔ１に基づいて、油圧算出対象となっている解放側のクラッチＣＬｂについて予め作成されたクラッチ伝達トルク適合値マップを参照し、変速機構５２の入力トルクＴｉｎおよび入力回転速度Ｎｔ１に対応するクラッチ伝達トルクの適合値Ｔｔｂを算出する適合値算出部となっている。なお、クラッチ伝達トルク適合値マップは、クラッチトゥクラッチ変速に係る解放側のクラッチＣＬｂについて、自動変速機５０の適合作業時等に変速機構５２の入力トルクＴｉｎおよび入力回転速度Ｎｔ１を変化させた各変速条件での実クラッチ伝達トルクの適合値をマップ化したものである。また、そのクラッチ伝達トルク適合値は、各変速条件での実クラッチ伝達トルクの許容限界値を特定可能な値（許容誤差と併用して許容限界値を特定可能な基準値、許容限界を示す上限値、下限値等）であり、クラッチ摩擦係数等を考慮して、変速ショックとして許容できない限界値を適合により探し出して設定している。

クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３は、さらに、係合側のクラッチＣＬａに対して予めの適合作業時に定められた油圧指令パターンに従って、従来と同様なフィードフォワード制御を実行するフィードフォワード制御部の機能を併有し、係合側のクラッチＣＬａに対応するクラッチ伝達トルク指令値Ｔｔａを出力するようになっている。

変速指示入力判定部１５４は、トランスミッション制御ＥＣＵ１４０で変速指示信号が生成されたか（変速指示入力有りか）否かを判定する。

回転変化率指示値算出部１５５は、変速指示入力判定部１５４で変速指示入力有りと判定されたとき、その変速指示で指示される変速条件（変速パターン）に基づいて、エンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２の回転速度［ｒｐｍ］の変化率の指示値Ｋｅ、Ｋｍ１、Ｋｍ２を算出するようになっている。ここにいう変化率とは、変速中の入力回転数の変化率である。変速後の入力軸回転数になった時点で変速が完了すると考えると、変速中の入力回転数の変化率を与えることで変速時間を設定でき、それにより、変速の進行度と出力軸回転数による変速毎の適合マップを用いる変速制御が可能になる。

クラッチ伝達トルク算出部１５６は、まず、回転変化率指示値算出部１５５からの回転変化率指示値Ｋｅ、Ｋｍ１、Ｋｍ２、推定入力トルク算出部１５２からの推定入力トルクＴｉｎおよび回転速度Ｎｔ１、前述の動力分割比率の要求値に対応するエンジン１０のパワー指令値およびモータＭＧ１、ＭＧ２のトルク指令値等の入力パラメータに基づいて、エンジン１０に要求される出力トルクを算出する。

そして、クラッチ伝達トルク算出部１５６は、エンジン１０に要求される出力トルクに基づき、変速機構５２の入力トルクＴｉｎ、係合側のクラッチ伝達トルクおよび解放側クラッチ伝達トルクの釣り合い関係を表す運動方程式に相当する数学モデルを用いて、解放側のクラッチのＣＬｂの伝達トルクの推定値Ｔｍｂを算出するようになっている。すなわち、クラッチ伝達トルク算出部１５６は、数学モデル算出部となっている。

ここにいう運動方程式は、例えば変速後の変速ギヤ段（変速比）において釣り合う推定入力トルクＴｉｎと係合側のクラッチＣＬａのトルク容量Ｔ１とのトルク比をＡとし、変速前の変速段において釣り合う推定入力トルクＴｉｎと解放側のクラッチＣＬｂのトルク容量Ｔ２とのトルク比をＢとするとき、実際の変速状態に基づいて適宜変更される補正項Ｃを用いて、次式（１）のように表すことができる（例えば、特開２００４−３４０２８７号公報参照）。
Ｔｉｎ＝Ａ・Ｔ１＋Ｂ・Ｔ２＋Ｃ ・・・（１）
なお、ここでのトルク容量Ｔ１、Ｔ２は、対応する摩擦係合要素であるクラッチＣＬａ、ＣＬｂがそれぞれの係合時に伝達できる最大のトルクを意味する。

クラッチ伝達トルク算出部１５６は、あるいは、ハイブリッド駆動装置２０からの推定入力トルクＴｉｎ、変速機入力軸５１の角加速度、自動変速機５０の各回転要素の慣性モーメント等を考慮した他の運動方程式を用いて、クラッチ伝達トルクを算出するものであってもよい（例えば、特開２００７−２７０９２４号公報参照）。

パワー収支制限値算出部１５７は、ハイブリッド駆動装置２０に要求されるトータル出力値とエンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２の作動により発生するトータル出力値とのエネルギ収支を合わせるように各原動機出力を制限するためのトルク制限値を設定する。このトルク制限値は、クラッチ伝達トルク算出部１５６に入力され、例えば前述の補正項Ｃがトルク制限値に応じて変更される。

ガード処理部１５８は、解放側のクラッチＣＬｂについて、クラッチ伝達トルク算出部１５６で算出されたクラッチ伝達トルクＴｍｂを入力するとともに、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３でクラッチ伝達トルク適合値マップから抽出されたクラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂを入力する。そして、ガード処理部１５８は、クラッチ伝達トルク算出部１５６で数学モデルにより算出されたクラッチ伝達トルクの推定値Ｔｍｂを、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３から取り込んだ実クラッチ伝達トルクの許容限界値に相当するクラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂで、ガード処理するようになっている。

ここにいうガード処理は、クラッチ伝達トルク算出部１５６で数学モデルにより算出されたクラッチ伝達トルクの推定値Ｔｍｂが、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３から取り込んだ対応する実クラッチ伝達トルクの許容限界値Ｔｔｂを超える場合に、その値をクラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂに制限する処理であり、例えばトルク（例えば駆動方向を正とするときにはトルクの絶対値）の最小値に制限するＭｉｎ調停処理として実行することができる。

油圧値算出部１５９は、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３から取り込んだ係合側のクラッチ伝達トルク指令値Ｔｔａと、ガード処理部１５８でガード処理された後の要求される解放側のクラッチ伝達トルクＴｃｂと、係合側のクラッチＣＬａおよび解放側のクラッチＣＬｂのそれぞれの摩擦プレートの面積や枚数、復帰ばね力、有効半径および摩擦係数等とに基づいて、要求されるクラッチ伝達トルクに対応するクラッチＣＬａ、ＣＬｂへの制御油圧値Ｐｃａ、Ｐｃｂを算出するようになっている。

ソレノイド制御出力部１６０は、油圧値算出部１５９で算出された制御油圧値Ｐｃａ、Ｐｃｂとライン油圧値等に基づいて、係合側のクラッチＣＬａおよび解放側のクラッチＣＬｂに対応するソレノイドバルブ等を制御する制御信号、例えばリニアソレノイドバルブＳｖａ、Ｓｖｂを制御するデューティ制御信号を出力して、係合側のクラッチＣＬａおよび解放側のクラッチＣＬｂのクラッチ伝達トルクを要求される値に制御する。

適合有無判定部１６１は、ガード処理部１５８においてクラッチ伝達トルク適合値を選択するガード処理がなされたか否かを判定する。

回転変化率変更指示値算出部１６２は、適合有無判定部１６１からガード処理部がなされたことを示す判定結果が入力されたとき、そのガード処理によるクラッチ伝達トルクの修正分に対応するエンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２の回転速度変化率指示値の修正量を、修正係数に相当する回転変化率変更指示値として算出し、回転変化率指示値算出部１５５にフィードバックするようになっている。この算出は、例えばクラッチ伝達トルクの算出に用いた演算式の逆演算等により可能である。

このように、制御ユニット１００では、クラッチトゥクラッチ変速に際して制御ユニット１００で要求される係合側および解放側のクラッチ伝達トルクが算出されるとき、クラッチ伝達トルク算出部１５６が、複数の入力パラメータＴｉｎ、Ｎｔ１、Ｋｅ、Ｋｍ１、Ｋｍ２等の値に基づいて、数学モデルで出力パラメータＴｍｂの値を算出する。また、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３が、入力パラメータのうち一部の特定の入力パラメータＴｉｎ、Ｎｔ１の値に基づいて、出力パラメータの適合値であるクラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂを算出する。そして、ガード処理部１５８が、予めクラッチ伝達トルク算出部１５６で数学モデルを用いて算出した出力パラメータＴｍｂを、その数学モデルでの算出に考慮されていない個別の要件（許容限界値までの変化を生じさせ得る特定の条件）を考慮したことになるクラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂを用いて、ガード処理する構成となっている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の自動変速機の制御装置においては、制御ユニット１００でのハイブリッド駆動制御の制御周期毎に、アクセル開度センサ７１からの要求アクセル開度Ｐａｃｃやその時点での車速その他の車両走行状態に関するセンサ情報を基に、エンジンパワー指令値やＭＧトルク指令値が生成され、ハイブリッド駆動装置２０の出力が制御される。

また、本実施形態の制御ユニット１００では、ハイブリッド駆動制御の制御周期に対応する所定の周期で、図３に概略の流れを示したようなクラッチ油圧制御が実行され、クラッチトゥクラッチ変速を要求する変速指示が発生すると、要求される変速時間内に変速指示に従った変速後の変速段が成立するように、係合側のクラッチＣＬａおよび解放側のクラッチＣＬｂの作動油圧が前述のように制御される。

そして、クラッチ伝達トルク算出部１５６での数学モデルを用いた算出に考慮されない個別の何らかの要因によって、クラッチ伝達トルク算出部１５６で算出されたクラッチ伝達トルクの推定値Ｔｍｂの値が不適当な出力パラメータ値になったときには、ガード処理部１５８において、そのクラッチ伝達トルクの推定値Ｔｍｂが、クラッチ伝達トルク適合値算出部１５３で算出されたクラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂによってガード処理された上で、クラッチ伝達トルクＴｃｂとして出力される。

したがって、クラッチ伝達トルク算出部１５６の数学モデルで考慮する要件を過度に増やすことなく、その数学モデルで考慮できない要因により変速時に考慮していない事象、例えば変速ショックが発生したりいわゆるヘジテイションが生じたりすることを有効に抑制することができる。

なお、変速指示入力判定部１５４で変速指示入力が無いと判定された場合や、適合有無判定部１６１で適合値を選択するガード処理が無かった（Ｔｍｂ＝Ｔｃｂ）と判定された場合には、その判定部より下流側の部録での処理は実行されることなく、その回の処理が終了する。

このように、本実施形態では、クラッチトゥクラッチ変速に係るクラッチ作動油圧を制御するための出力パラメータを算出する数学モデルについて、考慮する要件（入力パラメータ）を過度に増やすことなく、数学モデルで考慮できない一部の特定の要因により変速時に考慮していない事象が生じてしまうことを有効に抑制できる構成の簡素な自動変速機の制御装置を提供することができる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の要部概略構成を示している。

なお、本実施形態は、自動変速機５０の変速機構５２や油圧制御装置５４の構成が第１実施形態と同一であるが、クラッチトゥクラッチ変速時の油圧制御に係る制御ユニット２００の構成の一部が第１実施形態とは相違するものである。したがって、第１実施形態と同一または類似する構成については、図１ないし図３に示した第１実施形態の対応する構成要素の符号を用いて、以下、特に第１実施形態との相違する点について説明する。

本実施形態では、ハイブリッド車両１が、走行駆動用のハイブリッド駆動装置２０と、自動変速機５０と、差動装置８０と、ハイブリッド駆動装置２０および自動変速機５０を統合制御する制御ユニット２００とを備えている。

そして、制御ユニット２００は、クラッチトゥクラッチ変速時の油圧制御に係る制御機能を発揮すべく、ＨＶＥＣＵ１１０およびトランスミッション制御ＥＣＵ１４０の機能の一部として、図４に機能ブロック図で示すような複数の機能ブロックを構成している。

具体的には、制御ユニット２００は、アクセル操作情報入手部１５１、推定入力トルク算出部１５２、変速指示入力判定部１５４、回転変化率指示値算出部１５５、クラッチ伝達トルク算出部１５６、パワー収支制限値算出部１５７およびソレノイド制御出力部１６０を備えるとともに、油圧適合値算出部２５３、油圧値算出部２５８、ガード処理部２５９、適合有無判定部２６１および回転変化率変更指示値算出部２６２を含んで構成されている。

油圧適合値算出部２５３は、推定入力トルクＴｉｎおよび回転速度Ｎｔ１に基づいて、油圧算出対象となっている解放側のクラッチＣＬｂについて予め作成された油圧適合値マップを参照し、変速機構５２の入力トルクＴｉｎおよび入力回転速度Ｎｔ１に対応する油圧適合値Ｐｔｂを算出する適合値算出部となっている。なお、油圧適合値マップは、クラッチトゥクラッチ変速に係る解放側のクラッチＣＬｂについて、自動変速機５０の適合作業時等に変速機構５２の入力トルクＴｉｎおよび入力回転速度Ｎｔ１を変化させた各変速条件での実クラッチ作動油圧または実ブレーキ作動油圧の適合値をマップ化したものである。また、その油圧適合値Ｐｔｂは、各変速条件での実クラッチ作動油圧の許容限界値を特定可能な値（許容誤差と併用して許容限界値を特定可能な基準値、許容限界を示す上限値および下限値等）である。

油圧適合値算出部２５３は、さらに、係合側のクラッチＣＬａに対して予めの適合作業時に定められた油圧指令パターンに従って、従来と同様なフィードフォワード制御を実行するフィードフォワード制御部の機能を併有し、そのフィードフォワード制御部で得られるクラッチ伝達トルクに対しトルク・油圧変換処理を行って、係合側のクラッチＣＬａに対応する油圧指令値Ｐｔａを出力するようになっている。

油圧値算出部２５８は、クラッチ伝達トルク算出部１５６で算出された解放側のクラッチ伝達トルクの推定値Ｔｍｂと、解放側のクラッチＣＬｂの摩擦プレートの面積や枚数、復帰ばね力、有効半径および摩擦係数等とに基づいて、クラッチ伝達トルクの推定値Ｔｍｂに対応する解放側のクラッチＣＬｂの制御油圧推定値Ｐｍｂを算出するようになっている。

ガード処理部２５９は、解放側のクラッチＣＬｂについてモデル算出されたクラッチ伝達トルク推定値Ｔｍｂから油圧値算出部２５８によりトルク・油圧変換された制御油圧推定値Ｐｍｂを入力するとともに、油圧適合値算出部２５３により油圧適合値マップから抽出された油圧適合値Ｐｔｂを入力する。そして、ガード処理部２５９は、数学モデル算出結果に対応する油圧値算出部２５８からの制御油圧推定値Ｐｍｂを、油圧適合値算出部２５３から取り込んだ実クラッチ作動油圧（または実ブレーキ作動油圧）の許容限界値に相当する油圧適合値Ｐｔｂで、ガード処理するようになっている。

ここでのガード処理は、クラッチ伝達トルク算出部１５６で数学モデルにより算出された後に油圧算出部２５８でトルク・油圧変換された制御油圧値（推定値）Ｐｍｂが、油圧適合値算出部２５３から取り込んだ対応する実クラッチ作動油圧の許容限界値（適合値）Ｐｔｂを超える場合に、その油圧値を適合値Ｐｔｂに制限した油圧値Ｐｃｂを算出する処理である。勿論、そのガード処理は、第１実施形態の場合と同様に、油圧値の最小値を選択してその油圧値に制限するＭｉｎ調停処理として実行することができる。

適合有無判定部２６１は、ガード処理部２５９において油圧適合値を選択するガード処理がなされたか否かを判定する。

回転変化率変更指示値算出部２６２は、適合有無判定部２６１からガード処理部がなされたことを示す判定結果が入力されたとき、そのガード処理によるクラッチ伝達トルクの修正分に対応するエンジン１０およびモータＭＧ１、ＭＧ２の回転速度変化率指示値の修正量を、修正係数に相当する回転変化率変更指示値として算出し、回転変化率指示値算出部１５５にフィードバックするようになっている。

このように、制御ユニット２００では、クラッチトゥクラッチ変速に際して制御ユニット２００で要求される係合側および解放側のクラッチＣＬａ、ＣＬｂの作動油圧が算出されるとき、クラッチ伝達トルク算出部１５６が、複数の入力パラメータＴｉｎ、Ｎｔ１、Ｋｅ、Ｋｍ１、Ｋｍ２等の値に基づいて数学モデルで出力パラメータＴｍｂの値を算出する。そして、油圧算出部２５８が、その出力パラメータＴｍｂの値を制御油圧値の推定値Ｐｍｂにトルク・油圧変換する。

さらに、油圧適合値算出部２５３が、入力パラメータのうち一部の特定の入力パラメータＴｉｎ、Ｎｔ１の値に基づいて、出力パラメータの適合値である油圧適合値Ｐｔｂを算出する。そして、ガード処理部２５９が、予めクラッチ伝達トルク算出部１５６で数学モデルを用いて推定算出した後、トルク・油圧変換した油圧値（出力パラメータ）Ｐｍｂを、その数学モデルでの算出に考慮されていない個別の要件（許容限界値までの変化を生じさせ得る特定の条件）を考慮したことになる油圧適合値Ｐｔｂを用いて、ガード処理する構成となっている。

本実施形態においても、前述の第１実施形態と同様に、クラッチトゥクラッチ変速に係るクラッチ作動油圧を制御するための出力パラメータを算出する数学モデルについて、考慮する要件（入力パラメータ）を過度に増やすことなく、数学モデルで考慮できない一部の特定の要因により変速時に考慮していない事象が生じてしまうことを有効に抑制できる構成の簡素な自動変速機の制御装置を提供することができる。

なお、上述の各実施形態に係る自動変速機の制御装置おいては、クラッチトゥクラッチ変速に係る係合側のクラッチＣＬａおよび解放側のクラッチＣＬｂをそれぞれ１つずつとしていたが、係合側のクラッチＣＬａや解放側のクラッチＣＬｂは、いずれも２つ以上の摩擦係合要素であってもよい。また、係合側のクラッチＣＬａや解放側のクラッチＣＬｂがブレーキであってもよいことは前述の通りである。

また、前述の第１、第２実施形態のように、クラッチ伝達トルクを決定する出力パラメータは、数学モデルを用いて算出する値そのものであるクラッチ伝達トルク推定値Ｔｍｂであってもよいし、それをトルク・油圧変換したクラッチ作動油圧推定値Ｐｍｂであってもよい。

さらに、クラッチ伝達トルク適合値Ｔｔｂや油圧適合値Ｐｔｂは、個々の自動変速機５０ごとの変速機構５２の部品のばらつきや油圧制御装置５４の部品のばらつき等の影響を含み得るが、それらを考慮した上で適合調整される段階で設定されるので、本発明にいう数学モデルによる出力パラメータの算出に考慮されていない要件を考慮した出力パラメータとなっていることはいうまでもない。

以上説明したように、本発明は、数学モデルで考慮する要件を過度に増やすことなく、数学モデルで考慮できない要因により変速時に考慮していない事象が生じてしまうのを有効に抑制できる自動変速機の制御装置を提供することができる。このような本発明は、クラッチトゥクラッチ変速を行う自動変速機の制御装置全般に有用である。

１…ハイブリッド車両（車両）、１０…エンジン（内燃機関，原動機）、２０…ハイブリッド駆動装置（駆動力源）、５０…自動変速機、５１…変速機入力軸、５２…変速機構、５４…油圧制御装置、７１…アクセル開度センサ、７５…エンジン回転速度センサ（クランク角センサ）、７７…シフト位置センサ、７８Ａ…回転速度センサ（入力回転速度センサ）、７８Ｂ…回転速度センサ（出力回転速度センサ）、７９…車輪速センサ（車速センサ）、１００…制御ユニット、１１０…ＨＶＥＣＵ、１２０…エンジンＥＣＵ、１３０…モータＥＣＵ、１４０…トランスミッション制御ＥＣＵ、１５１…アクセル操作情報入手部、１５２…推定入力トルク算出部、１５３…クラッチ伝達トルク適合値算出部（適合値算出部）、１５４…変速指示入力判定部、１５５…回転変化率指示値算出部、１５６…クラッチ伝達トルク算出部（数学モデル算出部）、１５７…パワー収支制限値算出部、１５８…ガード処理部、１５９…油圧値算出部、１６０…ソレノイド制御出力部、１６１…適合有無判定部、１６２…回転変化率変更指示値算出部、２００…制御ユニット、２５３…油圧適合値算出部（適合値算出部）、２５８…油圧値算出部、２５９…ガード処理部、２６１…適合有無判定部、２６２…回転変化率変更指示値算出部、ＣＬａ…係合側のクラッチ（係合側の摩擦係合要素）、ＣＬｂ…解放側のクラッチ（解放側の摩擦係合要素）、Ｋｅ，Ｋｍ１，Ｋｍ２…回転変化率指示値（入力パラメータ）、ＭＧ１，ＭＧ２…モータ（モータジェネレータ）、Ｎｔ１…回転速度（入力回転速度，入力パラメータ）、Ｎｔ２…回転速度（出力回転速度）、Ｐｃａ，Ｐｃｂ…制御油圧値、Ｐｍｂ…制御油圧推定値（出力パラメータ）、Ｐｔｂ…油圧適合値（適合値）、Ｔｉｎ…推定入力トルク（入力パラメータ）、Ｔｍｂ…クラッチ伝達トルクの推定値（出力パラメータ）、Ｔｔｂ…クラッチ伝達トルク適合値

Claims (1)

1. クラッチトゥクラッチ変速を行う自動変速機の制御装置であって、
   クラッチ伝達トルクを決定する出力パラメータを、数学モデルを用いて算出する数学モデル算出部と、
   前記出力パラメータを、前記数学モデルによる前記出力パラメータの算出に考慮されていない要件を考慮した適合値に基づいて算出する適合値算出部と、を備え、
   前記数学モデル算出部が、複数の入力パラメータの値に基づいて前記出力パラメータの値を算出し、
   前記適合値算出部が、前記複数の入力パラメータのうち一部の特定の入力パラメータの値に基づいて前記出力パラメータの適合値を算出し、
   前記数学モデル算出部によって算出された前記出力パラメータの値に対して、前記適合値算出部によって算出された前記出力パラメータの適合値を用いてガード処理がされることを特徴とする自動変速機の制御装置。

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