JP2015183702A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプの吐出量が増加の途上にある領域でトルク制限を実施した場合の動力性能を向上させる。
【解決手段】エンジン１からの入力トルクで駆動されるオイルポンプ４と、オイルポンプ４の吐出量に応じて決まる締結圧で締結されるクラッチと、を備える車両用の自動変速機の制御装置であって、入力トルクの制限開始が決定されると、自動変速機２の入力トルクの上限値を設定するトルク制限手段２０１を備え、トルク制限手段２０１は、入力トルクが所定値未満である入力トルクの増加時に、入力トルクの制限開始が決定されると、入力トルクの上限値を、制限開始が決定された時点のクラッチ許容トルクよりも大きい値に設定して、入力トルクの増加を許容すると共に、以降、増加した入力トルクが所定値になるまで、上限値を所定時間毎に所定量ずつ段階的に増加させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関する。

車両用の自動変速機では、エンジンから入力される回転駆動力の伝達経路上に、クラッチが設けられている。
このクラッチでは、駆動側（エンジン側）の摩擦板と、被駆動側の摩擦板とが、同軸上で相対回転可能に設けられており、これら駆動側の摩擦板と被駆動側の摩擦板を、油圧駆動されるピストンで回転軸方向に押圧すると、駆動側と被駆動側の摩擦板が相対回転不能に締結されて、クラッチの上流側と下流側との間で動力伝達が行われるようになっている。

ここで、駆動側と被駆動側の摩擦板を相対回転不能に締結しているときに、エンジンから自動変速機に入力されるトルク（入力トルク）が、駆動側の摩擦板と被駆動側の摩擦板とを相対回転不能に締結した状態を維持できる上限のトルク（クラッチ許容トルク）よりも大きくなると、駆動側の摩擦板と被駆動側の摩擦板とが互いに接触した状態で相対回転するスリップ状態になる。
かかる状態が長く続くと、駆動側の摩擦板と被駆動側の摩擦板が、スリップに起因する発熱により劣化して、耐久性が低下してしまう。

そのため、従来の自動変速機の制御装置では、締結していた駆動側と被駆動側の摩擦板がスリップ状態となった場合に所定の条件が満たされると、エンジン側から自動変速機に入力されるトルクを低下させるトルク制限を行って、エンジン側から入力されるトルクがクラッチ許容トルクよりも小さくなるようにすることで、駆動側の摩擦板と被駆動側の摩擦板を、スリップ状態から締結状態に戻すようにしている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−０８０３０８号公報

ここで、摩擦板を押圧するピストンの作動油圧を、エンジン駆動されるオイルポンプの吐出圧から調整する自動変速機の場合、エンジンの始動直後の入力トルクがゼロ（＝０）に近い領域では、オイルポンプの吐出量が増加の途上にあって、オイルポンプの吐出圧が小さいために、クラッチ許容トルクが小さくなる。

そのため、エンジンの始動直後では、運転者の加速要求によりエンジンからの入力トルクが上昇しているにも拘わらず、オイルポンプの吐出圧が上昇の途上にあるために、入力トルクがクラッチ許容トルクを超えないようにするトルク制限が実施されることがある。

かかる場合、トルク制限の実施により、自動変速機への入力トルクが低下することになるが、この入力トルクの低下は、エンジンからの入力回転の低下を引き起こすと共に、オイルポンプの吐出圧の低下と、ピストンの作動油圧の低下を引き起こすので、クラッチ許容トルクがさらに低下してしまう。
そうすると、トルク制限を実施する制御装置は、駆動側と被駆動側の摩擦板がスリップ状態となることを防止するために、自動変速機への入力トルクをさらに低下させることになり、この入力トルクの低下は、クラッチ許容トルクのさらなる低下を招いてしまう。

このように、トルク制限が実施される自動変速機では、エンジンの始動直後のように、オイルポンプの吐出量が増加の途上にある領域でオイルポンプを駆動しているときにトルク制限が実施されると、自動変速機への入力トルクが、次々とより低い値に制限される。そして、この入力トルクのより低い値への制限は、自動変速機を搭載した車両の走行状態によっては、車両の駆動力を低下させて、運転者が望む動力性能が発揮されなくなる場合がある。

そこで、オイルポンプの吐出量が増加の途上にある領域でトルク制限を実施した場合の動力性能を向上させることが求められている。

本発明は、
駆動源からの入力回転で駆動されるオイルポンプと、
前記オイルポンプの吐出量に応じて決まる締結圧で締結されるクラッチと、を備える車両用の自動変速機の制御装置であって、
自動変速機に入力される入力トルクの指令値を、前記駆動源の制御装置に出力する指令値出力手段と、
前記駆動源からの入力トルクが、前記クラッチ許容トルクに応じて決まる閾値トルクまで増加すると、前記入力トルクの上限値を設定して入力トルクを規制すると共に、前記設定した上限値を前記指令値とする入力トルク制限手段と、を備え、
前記入力トルク制限手段は、
締結されたクラッチをスリップさせずに保持できるクラッチ許容トルクを算出するクラッチ許容トルク算出部と、
前記入力トルクが前記閾値トルクまで増加すると、前記入力トルクの制限開始を決定する開始決定部と、
入力トルクの制限開始が決定されると、前記制限開始が決定された時点の前記クラッチ許容トルクに基づいて、前記入力トルクの上限値を設定する上限値設定部と、を備え、
前記上限値設定部は、
前記入力回転が所定値未満である前記入力回転の増加時に、前記制限開始が決定されると、トルク緩和による制限を実施し、
前記トルク緩和による制限では、前記上限値を、前記制限開始が決定された時点の前記クラッチ許容トルクよりも大きい値に設定して、前記入力トルクの増加を許容すると共に、以降、増加した前記入力回転が前記所定値になるまで、前記上限値を所定時間毎に前記所定量ずつ段階的に増加させる構成の自動変速機の制御装置とした。

本発明によれば、入力回転が所定値未満である入力回転の増加時に、入力トルクの制限が開始されると、以降、入力回転が所定値未満である間は、入力トルクの上限値が段階的に増加して、入力トルクの増加が許容される。
入力回転が所定値未満であるときには、オイルポンプの吐出量が増加の途上にあり、オイルポンプの吐出量は入力回転の変化に追従して変化するので、増加した入力トルクが閾値トルクになったのちも入力トルクの増加を許容すると、クラッチがスリップするものの、入力回転の増加に追従するオイルポンプの吐出量の増加によりクラッチ許容トルクが増加するので、クラッチのスリップは短時間で終了する。
よって、入力回転が所定値未満であって、オイルポンプの吐出量が入力トルクの変化に追従して変化する間、入力トルクの上限値を所定時間毎に所定量ずつ段階的に増加させると、クラッチの短時間のスリップを繰り返しながら、入力トルクを増加させることができる。
これにより、入力トルクが閾値トルクまで増大すると、以降、入力トルクがクラッチ許容トルクよりも小さい値に制限される従来の自動変速機のように、車両の駆動力が低下して、運転者が望む動力性能が発揮されなくなることがない。
よって、オイルポンプの吐出量が増加の途上にある領域でトルク制限を実施した場合の動力性能を向上させることができる。

実施の形態にかかる無段変速機を搭載した車両の概略構成図である。 ＣＶＴコントロールユニットの構成を説明する図である。 トルク制限を説明する図である。 オイルポンプの吐出量と入力トルクとの関係（油量収支）を説明する図である。 トルク緩和によるトルク制限を説明する図である。 目標トルク勾配マップを説明する図である。 トルク緩和量マップを説明する図である。 トルク制限手段で実行される処理のフローチャートである。 トルク制限手段で実行される処理のフローチャートである。 トルク緩和によるトルク制限の例を説明するタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態にかかる制御装置（ＣＶＴコントロールユニット２０）を適用した自動変速機２（無段変速機）を搭載した車両の概略構成図である。

自動変速機２は、トルクコンバータ３と、オイルポンプ４と、前後進切替機構５と、バリエータ６と、ＣＶＴコントロールユニット２０と、を有している。

トルクコンバータ３は、エンジン１の出力軸１ａに連結されるポンプインペラ３ａと、前後進切替機構５の入力軸５ｄに連結されるタービンランナ３ｂと、ステータ３ｃと、ロックアップクラッチ３ｄとを備えており、ポンプインペラ３ａに入力されたエンジン１の出力回転（入力トルク）が、トルクコンバータ３内の流体を介して、タービンランナ３ｂ側に伝達されるようになっている。
また、ロックアップクラッチ３ｄが完全に締結されたロックアップ状態では、エンジン１の出力軸１ａと前後進切替機構５の入力軸５ｄとがロックアップクラッチ３ｄを介して直結されて、エンジン１の出力回転が、前後進切替機構５にそのまま入力されるようになっている。

オイルポンプ４は、エンジン駆動されるギアポンプであり、タービンランナ３ｂと一体に回転するインナギヤ４ａと、インナギヤ４ａの外周を囲むアウタギア４ｂとが、オイルポンプカバー４ｃ内に収容された基本構成を有している。
インナギヤ４ａは、トルクコンバータ３に入力されるエンジン１の出力回転（入力トルク）で回転駆動されるようになっており、インナギヤ４ａが回転すると、図示しないオイルパン内のオイルが、オイルポンプ４により吸引・加圧されたのち、油圧制御回路３０に供給されるようになっている。

前後進切替機構５は、ダブルピニオン遊星歯車組５ａを主たる構成要素とし、そのサンギヤはトルクコンバータ３のタービンランナ３ｂに結合され、キャリアはバリエータ６のプライマリプーリ６１に結合されている。
前後進切替機構５は、ダブルピニオン遊星歯車組５ａのサンギヤとキャリアとの間を直結する前進クラッチ５ｂと、リングギヤを固定する後進ブレーキ５ｃと、をさらに備えており、前進クラッチ５ｂの締結時には、トルクコンバータ３を介して入力されるエンジン１の出力回転が、そのままプライマリプーリ６１に伝達され、後進ブレーキ５ｃの締結時には、エンジン１の出力回転が逆転されて、プライマリプーリ６１に伝達されるようになっている。

前進クラッチ５ｂと後進ブレーキ５ｃは、入力側（エンジン１側）の摩擦板と出力側（バリエータ６側）の摩擦板を、回転軸方向に交互に配置した基本構成を有しており、これら複数の摩擦板を回転軸方向に押圧するピストン５ｅ、５ｆを備えている。
実施の形態では、油圧制御回路３０が、オイルポンプ４の吐出圧からピストン５ｅ、５ｆのクラッチ圧Ｐ（締結圧）を調整するようになっており、車両の前進走行時には、前進クラッチ５ｂがピストン５ｆにより押されて締結されて、トルクコンバータ３を介して入力されるエンジン１の出力回転が、そのままプライマリプーリ６１に伝達されるようになっている。
また、車両の後退走行時には、後進ブレーキ５ｃがピストン５ｅにより押されて締結されて、エンジン１の出力回転が逆転されたのちに、プライマリプーリ６１に伝達されるようになっている。

バリエータ６は、一対のプライマリプーリ６１およびセカンダリプーリ６２の間にベルト６５を巻き掛けて構成されており、プライマリプーリ６１とセカンダリプーリ６２におけるベルト６５の巻き掛け半径（接触半径）を変化させることで、前後進切替機構５側から入力されるエンジン１の出力回転を所望の変速比で変速するようになっている。
そして、このバリエータ６で変速されたエンジン１の出力回転は、出力軸７、歯車組８、ディファレンシャル９を介して、駆動輪１０に伝達されるようになっている。

バリエータ６では、プライマリプーリ６１およびセカンダリプーリ６２の円錐板のうちの一方が、固定円錐板６１ａ、６２ａとされ、他方が、軸線方向へ変位可能な可動円錐板６１ｂ、６２ｂとされている。
可動円錐板６１ｂ、６２ｂは、プライマリプーリ室６１ｃおよびセカンダリプーリ室６２ｃに供給されるプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃにより、固定円錐板６１ａ、６２ａに向けて付勢されており、固定円錐板６１ａ、６２ａとの間に把持したベルト６５を介して、プライマリプーリ６１に入力された回転が、セカンダリプーリ６２側に伝達されるようになっている。

プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃの出力は、前進クラッチ５ｂ、後進ブレーキ５ｃの締結油圧（作動油圧）を調整する油圧制御回路３０において制御されるようになっており、この油圧制御回路３０からの出力は、ＣＶＴコントロールユニット２０からの信号に応答して制御されるようになっている。

ＣＶＴコントロールユニット２０は、プライマリプーリ６１の回転数Ｎｐｒｉを検出するプライマリプーリ回転センサ２６からの信号と、セカンダリプーリ６２の回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ回転センサ２７からの信号が入力される。
さらに、アクセルペダル踏み込み量を検出するアクセル操作量センサ２３からの信号と、車速センサ２４からの出力信号度、加速度センサ２５からの出力信号と、プライマリプーリ６１の入力軸６１ｄに入力されるトルク（伝達トルク）を検出するトルクセンサ２８からの信号、前後進切替機構５に供給される油圧を検出する油圧センサ２１からの出力信号など、が入力される。
また、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ１１）から、エンジン回転数Ｎｅやエンジンからの入力トルクＴｅ、そして燃料噴時間などを示す信号が入力される。

図２は、ＣＶＴコントロールユニット２０の構成を説明する図であり、トルク制限手段２０１を機能ブロック図で示した図である。
図３は、トルク制限を説明する図であって、（ａ）は、トルクダウンによるトルク制限が開始されたのちの、クラッチ許容トルクＴｃと入力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係を示す図であり、（ｂ）は、トルク緩和によるトルク制限が開始されたのちの、クラッチ許容トルクＴｃと入力トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとの関係を示す図である。
図４は、オイルポンプの油量収支を説明する図であって、入力回転Ｎｅと、オイルポンプ４の吐出量との関係を説明する図である。
図５は、トルク緩和時に設定される入力トルクの上限値Ｔｍのトルク緩和勾配と、トルク緩和量αと、緩和時間ｔとの関係と、トルク緩和時のクラッチ温度の変化を説明する図である。

図１に示すように、ＣＶＴコントロールユニット２０は、エンジン１から自動変速機２に入力される入力トルクの上限値を設定するトルク制限手段２０１と、エンジン１から自動変速機２に入力される入力トルクの指令値を設定する指令値出力手段２０８と、記憶手段２０９と、を有している。

図２に示すように、トルク制限手段２０１は、図示しないバスなどを介して、指令値出力手段２０８や記憶手段２０９と接続されており、トルク制限手段２０１は、クラッチ許容トルク算出部２０２と、開始決定部２０３と、制限内容決定部２０４と、トルク緩和勾配設定部２０５と、上限値設定部２０６と、を有している。

クラッチ許容トルク算出部２０２は、締結させたクラッチ（ブレーキ）の摩擦板をスリップさせずに保持できる上限の閾値トルク（クラッチ許容トルクＴｃ）を算出する。
例えば、車両が前進走行する場合には、前進クラッチ５ｂ（図１参照）の摩擦板をスリップさせずに保持できるクラッチ許容トルクＴｃが算出され、後進走行する場合には、後進ブレーキ５ｃの摩擦板をスリップさせずに保持できるクラッチ許容トルクＴｃが算出される。

実施の形態では、クラッチ許容トルク算出部２０２は、下記式（１）を用いて、クラッチ許容トルクＴｃを算出する。
Ｔｃ＝μＮＤ（ＡＰ−Ｆ）／ｉｃ （１）

ここで、μは、クラッチを構成する摩擦板の静摩擦係数であり、Ｎは、摩擦板の枚数であり、Ｄは、摩擦板の有効径であり、Ａは、摩擦板を押圧するピストンの受圧面積であり、Ｐは、クラッチ圧（締結圧）であり、Ｆは、ピストンを初期位置に復帰させる方向に付勢するスプリングの荷重であり、ｉｃは、分担比である。
クラッチ圧Ｐは、前後進切替機構５に供給される油圧を検出する油圧センサ２１の出力信号により特定され、他のパラメータの値（μ、Ｎ、Ｄ、Ｆ、ｉｃ）は、記憶手段２０９に記憶された基礎データを参照して取得される。

開始決定部２０３は、入力トルクＴｅと、クラッチ許容トルクＴｃと、に基づいて、トルク制限（入力トルクの制限）の開始の要否を判定する。
具体的には、開始決定部２０３は、エンジン１からの入力トルクＴｅと、算出されたクラッチ許容トルクＴｃとの差が所定値β未満である場合（β＞Ｔｃ−Ｔｅ）に、トルク制限の開始を決定する（図３の（ａ）参照）。

ここで、増加している入力トルクＴｅがクラッチ許容トルクＴｃを超えると、クラッチがスリップ状態になる。
実施の形態では、入力トルクの上限値Ｔｍをクラッチ許容トルクＴｃ以下の値に抑えるトルクダウン（図３の（ａ）参照）と、入力トルクの上限値Ｔｍをクラッチ許容トルクＴｃよりも大きい値に緩和するトルク緩和（図３の（ｂ）参照）が、トルク制限の実施態様として用意されている。

そのため、トルクダウンによるトルク制限が開始されたあとに、入力トルクがクラッチ許容トルクＴｃを超えて、クラッチがスリップ状態とならないようにするために、増加している入力トルクＴｅがクラッチ許容トルクＴｃよりも所定量β小さい値になった時点で、トルク制限の開始を決定することで、トルクダウンによるトルク制限が間に合わなくなって、入力トルクＴｅがクラッチ許容トルクＴｃを超えてしまうことがないようにしている。

なお、入力トルクＴｅは、エンジン１のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ１１）の出力信号から特定される。また、所定値βは、ＣＶＴコントロールユニット２０の記憶手段２０９から取得される。

制限内容決定部２０４は、入力トルクＴｅと、クラッチ許容トルクＴｃと、クラッチ温度Ｔｅｍｐと、に基づいて、トルクダウンによるトルク制限と、トルク緩和によるトルク制限のうちの一方を、トルク制限の実施態様として決定する。

ここで、実施の形態にかかる自動変速機２では、クラッチの締結圧を、油圧制御回路３０が、エンジン駆動されるオイルポンプ４の吐出圧から調整するようになっている。
そのため、図４に示すように、エンジン１からの入力回転Ｎｅがゼロ（＝０）に近い領域では、オイルポンプ４の吐出量が少ないために、調整されるクラッチの締結圧が低くなってしまう。
ここで、オイルポンプ４の吐出量は、エンジン１からの入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満の領域（Ｎｅ＜Ｔｈ１）では、入力回転Ｎｅの増減に連動して大きく変化し、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１以上の領域（Ｎｅ≧Ｔｈ１）では、入力回転Ｎｅの増減の影響を大きく受けずにゆっくりと変化する。

実施の形態では、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満の領域（Ｎｅ＜Ｔｈ１）では、入力回転Ｎｅの増加に対するオイルポンプ４の吐出量の増加率が大きいことに着目して、入力回転Ｎｅの大きさが所定値Ｔｈ１未満（Ｎｅ＜Ｔｈ１）である場合であって、締結しているクラッチのクラッチ温度Ｔｅｍｐが所定温度Ｔｘ以下である場合には、入力トルクの上限値Ｔｍを、その時点のクラッチ許容トルクＴｃから段階的に大きくするトルク緩和を実施して、クラッチの一時的なスリップを許容しつつ入力トルクを段階的に増加させることで、自動変速機２を搭載する車両の駆動性能を確保するようにしている。

ここで、入力トルクの上限値Ｔｍを段階的に大きくする場合、上限値を大きくした直後は、入力トルクＴｅがクラッチ許容トルクＴｃよりも大きくなるので、クラッチがスリップ状態になる。
しかし、入力回転Ｎｅの大きさが所定値Ｔｈ１未満の領域では、入力回転Ｎｅが大きくなると、入力回転Ｎｅの増大に追従してオイルポンプの回転が増すことで、オイルポンプ４の吐出量が増加すると共に、この吐出量の増加に追従してクラッチの締結圧が大きくなるので、スリップ状態になったクラッチは、短時間で締結状態に戻ることになる。

ここで、入力トルクの上限値Ｔｍを段階的に大きくするトルク緩和を実施すると、クラッチの一時的なスリップに起因してクラッチの温度Ｔｅｍｐが上昇する（図５参照）。
実施の形態では、上昇したクラッチの温度が、締結状態に戻ったクラッチが再びスリップ状態になるまでの間で十分に下がらない虞がある場合には、トルク緩和によるトルク制限を行わないようにしている。
そして、締結状態に戻ったクラッチが再びスリップ状態になるまでの間で、上昇したクラッチの温度が十分に下がるか否かを判定するためのパラメータとして、トルク制限の開始が決定された時点でのクラッチ温度Ｔｅｍｐを採用している。

そのため、実施の形態では、トルク制限の開始が決定された時点で、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満（Ｎｅ＜Ｔｈ１）であっても、締結しているクラッチのクラッチ温度Ｔｅｍｐが、所定温度Ｔｘよりも高い場合には、トルク制限の実施態様として、トルクダウンを決定するようにしている。

また、トルク制限の開始が決定された時点で、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１以上（Ｎｅ≧Ｔｈ１）である場合にも、トルク制限の実施態様として、トルクダウンを決定するようにしている。
なお、トルク制限の実施態様として、トルクダウンが決定された場合には、入力トルクの上限値Ｔｍが、トルク制限の開始が決定された時点のクラッチ許容トルクＴｃよりも小さい値に制限される。これにより、自動変速機２への入力トルクが、クラッチ許容トルクＴｃよりも小さい値に制限されるので、締結されたクラッチは、スリップ状態となることなく締結状態で保持されるようになっている。

なお、このクラッチ温度Ｔｅｍｐは、オイルパン内に貯留されたオイル（作動油）の温度を検出する温度センサ（図示せず）などの出力信号に基づいて推定される。

トルク緩和勾配設定部２０５は、トルク緩和を実施する際に、入力トルクの上限値Ｔｍの目標とする増加率（目標トルク勾配）を設定し、設定した目標トルク勾配に基づいて、トルク緩和量αと、緩和時間ｔとを決定する（図５参照）。

実施の形態では、車両の走行状態に応じて決まる車両負荷Ｌと、車速Ｖとアクセル開度Ｔｖｏとの乗算値Ｈとを、目標トルク勾配を設定するためのパラメータとしたマップデータ（トルク緩和勾配マップＭＰ１：図６参照）が、ＣＶＴコントロールユニット２０の記憶手段２０９に記憶されている。トルク緩和勾配設定部２０５は、トルク緩和の実施が決定された時点での車両負荷Ｌと、車速Ｖと、アクセル開度Ｔｖｏと、に基づいてトルク緩和勾配マップＭＰ１を参照して、目標トルク勾配を決定する。

なお、トルク緩和勾配マップＭＰ１では、車両負荷Ｌと乗算値Ｈの両方が小さいときに、目標トルク勾配が最も小さくなり、車両負荷Ｌと乗算値Ｈの両方が大きいときに、目標トルク勾配が最も大きくなるように設定されている。

さらに、トルク緩和勾配設定部２０５は、設定した目標トルク勾配と、車両負荷Ｌと、車速Ｖとアクセル開度Ｔｖｏとの乗算値Ｈとに基づいて、入力トルクの上限値Ｔｍの緩和量（トルク緩和量α）を設定する。
実施の形態では、車両の走行状態に応じて決まる車両負荷Ｌと、車速Ｖとアクセル開度Ｔｖｏとの乗算値Ｈとを、トルク緩和量αを設定するためのパラメータとしたマップデータ（緩和量マップＭＰ２：図７参照）が、記憶手段２０９に記憶されており、この緩和量マップＭＰ２は、目標トルク勾配毎に用意されている。

そのため、トルク緩和勾配設定部２０５は、記憶手段２０９に記憶されている緩和量マップＭＰ２の中から、トルク緩和勾配設定部２０５で設定された目標トルク勾配について用意された緩和量マップＭＰ２を参照して、トルク緩和の実施が決定された時点での車両負荷Ｌと、車速Ｖと、アクセル開度Ｔｖｏとに基づいて、トルク緩和量αを決定する。

さらにトルク緩和勾配設定部２０５は、増加させた指令値の保持時間（緩和時間ｔ）を、目標トルク勾配と、トルク緩和量αとに基づいて設定する。
図５に示すように、実施の形態では、入力トルクの上限値Ｔｍを経時的に増加させる際の変化率が目標トルク勾配により規定されている。そのため、トルク緩和量αが設定されると、設定されたトルク緩和量αと目標トルク勾配とにより、設定できる最長の緩和時間ｔが決まるようになっている。

ここで、トルク緩和量αが大きくなると、クラッチ許容トルクＴｃと、自動変速機２に実際に入力される入力トルクＴｅとの差が大きくなるので、クラッチがスリップ状態になる時間が長くなる。そうすると、スリップに起因するクラッチ温度の上昇幅が大きくなるので、締結状態に戻ったクラッチが再びスリップ状態になるまでの間でクラッチ温度を下げるために、クラッチを締結状態で保持する時間（緩和時間ｔ）を長くする必要が生じる。

実施の形態では、トルク緩和量αの上限値α＿ｍａｘと、緩和時間ｔの最短時間ｔ＿ｍｉｎと、が予め用意されており、これら上限値α＿ｍａｘと最短時間ｔ＿ｍｉｎとが、車両の走行状態などに応じて決まるようになっている。
そのため、トルク緩和勾配設定部２０５は、設定したトルク緩和量αが上限値α＿ｍａｘ以上になった場合や、設定した緩和時間ｔが、最短の最短時間ｔ＿ｍｉｎよりも短くなった場合には、設定した目標トルク勾配を、より小さい変化率の目標トルク勾配に変更したうえで、トルク緩和量αと緩和時間ｔを再設定するようになっている。

そして、上限値設定部２０６は、トルク緩和によるトルク制限の開始が決定された場合には、トルク緩和勾配設定部２０５で設定されたトルク緩和量αと、緩和時間ｔとに基づいて、その時点での入力トルクの上限値を設定し、設定した上限値を指令値出力手段２０８に出力するようになっている。

一方、上限値設定部２０６は、トルクダウンによるトルク制限の開始が決定された場合には、トルク制限の開始が決定された時点のクラッチ許容トルクＴｃよりも小さい値を、入力トルクの上限値として設定し、設定した上限値を、指令値出力手段２０８に出力する。

指令値出力手段２０８は、トルク制限手段２０１で設定された入力トルクの上限値Ｔｍを、エンジン１から自動変速機２に入力されるトルクの指令値としてエンジン１のコントロールユニット（ＥＣＵ１１）に出力する。
これにより、エンジン１が指令値に基づいて制御されて、自動変速機２に入力される入力トルクが、上限値で規定された値に制限される。

以下、トルク制限手段２０１で実行される処理を、図８および図９のフローチャートと、図２および図１０を参照して説明する。
始めに、ステップＳ１０１においてクラッチ許容トルク算出部２０２が、クラッチ許容トルクＴｃを算出する。

続くステップＳ１０２において開始決定部２０３が、現時点における自動変速機２への入力トルクＴｅと、算出されたクラッチ許容トルクＴｃとに基づいて、入力トルクの制限（トルク制限）の開始の要否を判定する。
具体的には、開始決定部２０３は、入力トルクＴｅとクラッチ許容トルクＴｃとの差が所定値β未満である場合（β＞Ｔｃ−Ｔｅ）にトルク制限の開始を決定し、所定値β以上である場合には、トルク制限の開始を決定しない。

トルク制限の開始を決定しない場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）には、ステップＳ１０１の処理にリターンする。そのため、トルク制限の開始が決定されるまでの間は、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の処理が繰り返し実施される。

ここで、図１０に示すタイムチャートの場合、時刻ｔ０において、入力トルクＴｅとクラッチ許容トルクＴｃとの差が所定値β未満（β＞Ｔｃ−Ｔｅ）になっているので、この時刻ｔ０において、開始決定部２０３が、トルク制限の開始を決定する。

トルク制限の開始が決定された場合には（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、制限内容決定部２０４が、ステップＳ１０３以降の処理を行って、トルク制限を、トルク緩和と、トルクダウンの何れの態様にて実施するのかを決定する。
具体的には、ステップＳ１０３において、制限内容決定部２０４は、トルク制限の開始が判定された時点の入力回転Ｎｅが、所定値未満（Ｎｅ＜Ｔｈ１）であるか否かを確認する。

入力回転Ｎｅが所定値未満（Ｎｅ＜Ｔｈ１）である場合には（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４において制限内容決定部２０４が、その時点でのクラッチ温度Ｔｅｍｐを推定し、ステップＳ１０５において制限内容決定部２０４が、クラッチ温度Ｔｅｍｐが、所定温度Ｔｘ以下であるか否かを確認する。

そして、クラッチ温度Ｔｅｍｐが、所定温度Ｔｘ以下である場合には（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、制限内容決定部２０４が、トルク緩和によるトルク制限の開始を決定する。

一方、クラッチ温度Ｔｅｍｐが、所定温度Ｔｘ以下でない場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、トルク制限の開始を決定した時点の入力回転Ｎｅが所定値未満（Ｎｅ＜Ｔｈ１）でない場合には（ステップＳ１０３、Ｎｏ）には、制限内容決定部２０４が、トルクダウンによるトルク制限の開始を決定する。

そして、トルク緩和によるトルク制限の開始が決定されると、トルク緩和勾配設定部２０５が、トルク緩和勾配と、トルク緩和量αと、緩和時間ｔと、を設定する。

以下、トルク緩和勾配設定部２０５での処理を説明する。
図９に示すように、ステップＳ２０１においてトルク緩和勾配設定部２０５は、トルク制限の開始が判定された時点での車両負荷Ｌと、車速Ｖと、アクセル開度Ｔｖｏと、に基づいてトルク緩和勾配マップＭＰ１（図６）を参照して、目標トルク勾配を決定する。

続くステップＳ２０２においてトルク緩和勾配設定部２０５は、記憶手段２０９に記憶されている緩和量マップＭＰ２の中から、トルク緩和勾配設定部２０５で設定された目標トルク勾配について用意された緩和量マップＭＰ２を参照して、トルク制限の開始が決定された時点での車両負荷Ｌと、車速Ｖと、アクセル開度Ｔｖｏと、に基づいて、トルク緩和量αを決定する。

ステップＳ２０３においてトルク緩和勾配設定部２０５は、決定したトルク緩和量αと、現時点の車両の状態に応じて決まる上限値α＿ｍａｘとを比較する。そして、トルク緩和量αが上限値α＿ｍａｘ未満である場合には（ステップＳ２０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４においてトルク緩和勾配設定部２０５が、トルク緩和量αと目標トルク勾配とに基づいて、緩和時間ｔを設定する。

続くステップＳ２０５においてトルク緩和勾配設定部２０５は、設定した緩和時間ｔと、車両の走行状態とクラッチ温度Ｔｅｍｐとに応じて決まる最短の緩和時間ｔ＿ｍｉｎとを比較する。そして、緩和時間ｔが、最短の緩和時間ｔ＿ｍｉｎ以上である場合には、先に設定したトルク緩和量αと、緩和時間ｔとを、上限値設定部２０６に出力する。

なお、緩和時間ｔが最短の緩和時間ｔ＿ｍｉｎ未満である場合（ステップＳ２０５、Ｎｏ）、トルク緩和量αが上限値α＿ｍａｘ以上である場合（ステップＳ２０３、Ｎｏ）、ステップＳ２０１の処理にリターンして、先のステップＳ２０１の処理で決定した目標トルク勾配を、より小さい変化率の目標トルク勾配が決定されることになる。

このようにして、目標トルク勾配と、トルク緩和量αと、緩和時間ｔとが設定されると、上限値設定部２０６が、設定されたトルク緩和量αと緩和時間ｔとに基づいて、トルク緩和によるトルク制限の開始後の入力トルクの上限値Ｔｍを設定する。

ここで、図１０のタイムチャートの場合には、トルク制限の開始が決定された時刻ｔ０以降、入力トルクの上限値Ｔｍが、所定時間（緩和時間ｔ）毎に所定量（トルク緩和量α）ずつ段階的に上昇するので、指令値出力手段２０８からＥＣＵ１１に出力される入力トルクの指令値もまた、時刻ｔ０以降、クラッチ許容トルクＴｃよりも大きい値に段階的に上昇することになる。

そうすると、エンジン回転数Ｎｅが、この指令値の段階的な上昇に追従して上昇するので、自動変速機２に入力される入力トルクＴｅもまた、上昇することになる。
ここで、入力トルクの上限値Ｔｍが段階的に大きくなると、上限値Ｔｍが大きくなった直後は、入力トルクＴｅがクラッチ許容トルクＴｃよりも大きくなるので、クラッチがスリップ状態になる。
しかし、トルク緩和によるトルク制限が実施される領域（入力回転Ｎｅの大きさが所定値Ｔｈ１未満の領域）では、入力トルクＴｅが大きくなると、入力トルクＴｅの増大に追従してオイルポンプ４の吐出量が増加すると共に、この吐出量の増加に追従してクラッチの締結圧が大きくなるので、スリップ状態になったクラッチは、短時間で締結状態に戻ることになる。

そして、入力トルクＴｅの上限値が段階的に大きくなると、クラッチがスリップと締結を繰り返すことになるので、クラッチ温度Ｔｅｍｐは、図１０に示すように、クラッチがスリップしている間の上昇と、クラッチが締結されている間の低下とを、交互に繰り返すことになる。

このように、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満である間は、入力トルクの上限値Ｔｍを段階的に大きくするトルク緩和によるトルク制限を実施して、クラッチの一時的なスリップを許容しつつ入力トルクＴｅを段階的に増加させることで、エンジン回転数が段階的に大きくなるので、自動変速機２を搭載する車両の駆動性能が確保されるようになっている。

そして入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１まで上昇すると（図１０：時刻ｔ１参照）、オイルポンプ４の吐出量（吐出圧）の増加が、最大圧Ｐｍａｘ付近で頭打ちになるので、この時刻ｔ１の時点で、トルク緩和によるトルク制限の実施を終了して、通常のトルクダウンによるトルク制限の実施が行われることになる。

なお、通常のトルクダウンによるトルク制限では、図３の（ａ）に示すように、トルク制限が開始されると、入力トルクの上限値Ｔｍが、その時点のクラッチ許容トルクＴｃよりも小さい値に制限されるので、指令値出力手段２０８からＥＣＵ１１に出力される入力トルクの指令値もまた、トルクダウンによりトルク制限が開始された時点のクラッチ許容トルクＴｃよりも大きい値に制限されることになる。

そうすると、トルクの指令値が経時的に低下して、エンジン回転数Ｎｅもまた、この指令値の低下に追従して低下するので、自動変速機２に入力される入力トルクＴｅが低下することになる。
よって、トルクダウンによるトルク制限が開始されたのちは、入力トルクＴｅがクラッチ許容トルクＴｃよりも小さい値に抑えられて、クラッチが締結状態で保持されることになる。

以上の通り、実施の形態では、エンジン１（駆動源）からの入力回転Ｎｅで駆動されるオイルポンプ４と、オイルポンプ４の吐出量に応じて決まる締結圧で締結されるクラッチ（前進クラッチ５ｂ、後進ブレーキ５ｃ）と、を備える車両用の自動変速機の制御装置（ＣＶＴコントロールユニット２０）であって、
自動変速機に入力される入力トルクＴｅの指令値を、エンジン１の制御装置（ＥＣＵ１１）に出力する指令値出力手段２０８と、
エンジン１からの入力トルクＴｅが、クラッチ許容トルクＴｃに応じて決まる閾値トルクまで増加すると、入力トルクの上限値Ｔｍを設定して入力トルクＴｅを規制すると共に、設定した上限値Ｔｍを指令値とするトルク制限手段２０１（入力トルク制限手段）と、を備え、
トルク制限手段２０１は、
締結されたクラッチをスリップさせずに保持できるクラッチ許容トルクＴｃを算出するクラッチ許容トルク算出部２０２と、
入力トルクＴｅが閾値トルク（クラッチ許容トルクＴｃ−β）まで増加すると、入力トルクＴｅの制限開始を決定する開始決定部２０３と、
入力トルクの制限開始が決定されると、制限開始が決定された時点のクラッチ許容トルクＴｃに基づいて、入力トルクの上限値Ｔｍを設定する上限値設定部２０６と、を備え、
上限値設定部２０６は、
入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満である入力回転Ｎｅの増加時に、制限開始が決定されると、トルク緩和による入力トルクの制限を実施し、
トルク緩和による入力トルクの制限では、上限値Ｔｍを、制限開始が決定された時点のクラッチ許容トルクＴｃよりも大きい値に設定して、入力トルクＴｅの増加を許容すると共に、以降、増加した入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１になるまで、上限値Ｔｍを所定時間毎に所定量ずつ段階的に増加させる構成とした。

このように構成すると、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満である入力回転Ｎｅの増加時に、入力トルクＴｅの制限が開始されると、以降、入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満である間は、入力トルクの上限値Ｔｍが段階的に増加して、入力トルクＴｅの増加が許容される。
入力回転Ｎｅが所定値Ｔｈ１未満であるときには、オイルポンプ４の吐出量が増加の途上にあり、オイルポンプ４の吐出量は入力回転Ｎｅの変化に追従して変化するので、増加した入力トルクＴｅが閾値トルクになったのちも入力トルクの増加を許容すると、クラッチがスリップするものの、入力回転Ｎｅの増加に追従するオイルポンプの吐出量の増加によりクラッチ許容トルクが増加するので、クラッチのスリップは短時間で終了する。
よって、入力回転Ｎｅが所定値未満であって、オイルポンプの吐出量が入力トルクの変化に追従して変化する間、入力トルクの上限値Ｔｍを所定時間（監査時間ｔ）毎に所定量（トルク緩和量α）ずつ段階的に増加させると、クラッチの短時間のスリップを繰り返しながら、入力トルクを増加させることができる。
よって、オイルポンプの吐出量が増加の途上にある領域でトルク制限を実施した場合における動力性能を向上させることができるので、運転者が望む動力性能が発揮されなくなることを好適に防止できる。

上限値設定部２０６は、制限開始が決定された時点のクラッチ温度Ｔｅｍｐが、所定温度Ｔｘ以下である場合に、トルク緩和による制限を実施する構成とした。

入力トルクの上限値Ｔｍを段階的に大きくするトルク緩和を実施すると、クラッチの一時的なスリップに起因してクラッチの温度Ｔｅｍｐが上昇する（図５参照）。
クラッチ温度Ｔｅｍｐの上昇は、クラッチの耐久性に影響を及ぼすので、耐久性に影響を及ぼさない上限の温度から、スリップによる温度上昇分を減じた温度を、トルク緩和の実施を判定するための閾値温度Ｔｘし、制限開始が決定された時点のクラッチ温度Ｔｅｍｐが、閾値温度Ｔｘ以下である場合にトルク緩和による制限を実施することで、トルク緩和による制限時の発熱で、クラッチの耐久性が低下することを好適に防止できる。

トルク緩和による制限では、クラッチが入力トルクの上限値Ｔｍが増加するたびに一時的にスリップ状態になり、
緩和時間ｔは、スリップ状態となったことで上昇したクラッチ温度が、スリップ状態になる前の温度まで低下するのに必要な長さに設定されている構成とした。

このように構成すると、トルク緩和による制限時に、クラッチの間欠的なスリップにより、クラッチの温度が上昇しても、クラッチが次にスリップ状態になるまでの間に、クラッチ温度が低下するので、間欠的なスリップによる発熱が蓄積されて、クラッチが高温状態になることを好適に防止でき、トルク緩和による制限時の発熱で、クラッチの耐久性が低下することを好適に防止できる。

前記した実施の形態では、エンジン１を駆動源として備える車両用の自動変速機の場合を例示したが、エンジンとモータの両方を駆動源として備えるハイブリット車両用の自動変速機に適用しても良い。
ハイブリット車両の場合には、エンジン停止させてモータの出力回転のみで車両を走行させるモードがあり、このモードから、エンジンの出力回転で車両を走行させるモードに切り替わる際には、オイルポンプの吐出量が増加の途上にある領域でトルク制限が実施されることがある。そのため、前記したトルク緩和によるトルク制限の実施を行うことで、発熱によるクラッチの耐久性の低下を抑えつつ、運転者が求める動力性能を発揮されることが可能となる。

さらに、前記した実施の形態では、自動変速機がベルト式の無断変速機である場合を例示したが、複数のクラッチの締結・解放の組合せにより複数の変速段を実現する自動変速機であっても良い。

前記した実施の形態では、車両の走行状態に応じて決まる車両負荷Ｌと、車速Ｖとアクセル開度Ｔｖｏとの乗算値Ｈとに基づいて、トルク緩和勾配マップＭＰ１（図６）、緩和量マップＭＰ２（図７）を参照して、目標トルク勾配と、トルク緩和量αを設定する場合を例示したが、ＣＶＴコントロールユニット２０は、車両の走行状態を推定する推定手段を備えている場合には、車両の走行状態を加味したうえで、目標トルク勾配と、トルク緩和量αを設定するようにしても良い。

例えば、図６および図７に示すように、トルク緩和勾配マップＭＰ１と緩和量マップＭＰ２に、車両の走行状態（例えば、通常発進、市街地走行）などの領域を設定しておき、推定された車両の走行状態の領域の中から、車両負荷Ｌと、車速Ｖとアクセル開度Ｔｖｏとの乗算値Ｈに基づいて、目標トルク勾配と、トルク緩和量αを設定するようにしても良い。
このように構成すると、走行状態に応じて、目標トルク勾配（入力トルクの上限値Ｔｍの変化率）と、トルク緩和量αをより好ましい値に設定して、トルク制限が実施された場合の動力性能を向上させることができるので、トルク制限を実施した場合でも、運転者が望む動力性能により近い動力性能を発揮させることができる。

さらに、前記した実施の形態では、記憶手段２０９に記憶されているトルク緩和量αの上限値α＿ｍａｘと、緩和時間ｔの最短時間ｔ＿ｍｉｎとにより、トルク緩和勾配設定部２０５で設定したトルク緩和量αと、緩和時間ｔの適否を判定する場合を例示したが、トルク緩和によるトルク制限を実施した際の実際のクラッチ温度Ｔｅｍｐに基づいて、トルク緩和量αの上限値α＿ｍａｘと、緩和時間ｔの最短時間ｔ＿ｍｉｎとを補正するようにしても良い。

クラッチ温度Ｔｅｍｐの変化には、自動変速機の機体差も影響するので、トルク緩和によるトルク制限を実施した際の実際のクラッチ温度Ｔｅｍｐに基づいて、トルク緩和量αの上限値α＿ｍａｘと、緩和時間ｔの最短時間ｔ＿ｍｉｎとを補正することで、トルク緩和によるトルク制限時の、トルク緩和量αと、緩和時間ｔとをより適切に設定できるようになる。
よって、発熱によるクラッチの耐久性の低下を抑えつつ、運転者が求める動力性能を発揮されることが可能となる。

さらに、前記した実施の形態では、トルク緩和量αを、車両負荷Ｌと、車速Ｖとアクセル開度Ｔｖｏとの乗算値Ｈとに基づいて、入力トルクの上限値Ｔｍの緩和量（トルク緩和量α）を設定する場合を例示したが、トルク制限の開始が判定された時点でのクラッチ温度Ｔｅｍｐと、クラッチの熱劣化を抑えることができる上限温度（耐熱温度）との差に基づいて、設定しても良い。例えば、上限温度との差が大きくなるほど、トルク緩和量αを大きくすることで、発熱によるクラッチの耐久性の低下を抑えつつ、運転者が求める動力性能を発揮されることが可能となる。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ トルクコンバータ
４ オイルポンプ
５ 前後進切替機構
６ バリエータ
７ 出力軸
８ 歯車組
９ ディファレンシャル
１０ 駆動輪
１１ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２０ ＣＶＴコントロールユニット
２１ 油圧センサ
２３ アクセル操作量センサ
２４ 車速センサ
２５ 加速度センサ
２８ トルクセンサ
３０ 油圧制御回路
３１ 油圧センサ
６１ プライマリプーリ
６２ セカンダリプーリ
６５ ベルト
２０１ トルク制限手段
２０２ クラッチ許容トルク算出部
２０３ 開始決定部
２０４ 制限内容決定部
２０５ トルク緩和勾配設定部
２０６ 上限値設定部
２０８ 指令値出力手段
２０９ 記憶手段
Ｔｃ クラッチ許容トルク
Ｔｅ 入力トルク

Claims (4)

1. 駆動源からの入力回転で駆動されるオイルポンプと、
   前記オイルポンプの吐出量に応じて決まる締結圧で締結されるクラッチと、を備える車両用の自動変速機の制御装置であって、
   前記駆動源から自動変速機に入力される入力トルクの指令値を、前記駆動源の制御装置に出力する指令値出力手段と、
   前記駆動源からの入力トルクが、前記クラッチ許容トルクに応じて決まる閾値トルクまで増加すると、前記入力トルクの上限値を設定して入力トルクを規制すると共に、前記設定した上限値を前記指令値とする入力トルク制限手段と、を備え、
   前記入力トルク制限手段は、
   締結されたクラッチをスリップさせずに保持できるクラッチ許容トルクを算出するクラッチ許容トルク算出部と、
   前記入力トルクが前記閾値トルクまで増加すると、前記入力トルクの制限開始を決定する開始決定部と、
   入力トルクの制限開始が決定されると、前記制限開始が決定された時点の前記クラッチ許容トルクに基づいて、前記入力トルクの上限値を設定する上限値設定部と、を備え、
   前記上限値設定部は、
   前記入力回転が所定値未満である前記入力回転の増加時に、前記制限開始が決定されると、トルク緩和による制限を実施し、
   前記トルク緩和による制限では、前記上限値を、前記制限開始が決定された時点の前記クラッチ許容トルクよりも大きい値に設定して、前記入力トルクの増加を許容すると共に、以降、増加した前記入力回転が前記所定値になるまで、前記上限値を所定時間毎に前記所定量ずつ段階的に増加させることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記上限値設定部は、前記制限開始が決定された時点の前記クラッチの温度が、所定温度以下である場合に、前記トルク緩和による制限を実施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. 前記トルク緩和による制限では、前記上限値が増加するたびに前記クラッチが一時的にスリップ状態になり、
   前記所定時間は、前記スリップ状態となったことで上昇した前記クラッチの温度が、スリップ状態になる前の温度まで低下するのに必要な長さに設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記上限値は、前記制限開始は決定された時点の前記クラッチの温度と、クラッチの耐熱温度との差に応じて設定され、
   前記クラッチの温度と前記耐熱温度との差が大きくなるほど、大きい値に設定されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の自動変速機の制御装置。

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