JP2016003733A - 自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パック詰め制御の制御形態を適宜変えること。
【解決手段】パック詰め制御の目標実行時間とピストンストロークエンド圧とを実現させるためのパック圧の油圧指令値及び当該油圧指令値の出力時間を制御操作量として定めた油圧モデルであり、これらの組み合わせからなるパック詰め制御の油圧制御フェーズをｎ個（ｎ≧２）備えたものを算出する油圧モデル算出部と、２ｎ−１個の制御操作量を生成する制御操作量生成部と、パック詰め進行度に関わる拘束条件を２ｎ−２個算出する拘束条件算出部と、を制御操作量生成ＥＣＵ１に備え、制御操作量生成部は、目標実行時間とピストンストロークエンド圧と２ｎ−２個の拘束条件とに基づいて２ｎ−１個の制御操作量を生成すること。
【選択図】図５

Description

本発明は、作動油室の油圧調整によって制御される複数の係合装置を備えた自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置に関する。

従来、この種の自動変速機においては、それぞれの係合装置の係合状態と解放状態の調整によって変速比を切り替える。このような自動変速機の制御装置においては、作動油室の油圧を調整することによって、係合装置を係合状態となる直前で待機状態（いわゆるパック詰め状態）にするパック詰め制御を行う。そのパック詰め制御については、下記の特許文献１及び２に開示されている。尚、特許文献２の技術では、パック詰め制御を行うに際して、係合装置の入力軸回転数と作動油（ＡＴＦ）の温度に基づいてパック詰め制御における目標時間（準備終了時間）とパック圧（準備圧）をマップ検索し、その準備終了時間を係合装置における作動油の残量に基づいて補正して、その補正後の準備終了時間に準備圧を供給している。

特開２０１２−１０２８１０号公報 特開２００１−１６５２９０号公報

ところで、上記特許文献１の技術では、高い指示油圧を出力し、作動油室（油圧サーボ）に対して作動油を急速に充填すること（ファーストフィル制御）で、パック詰めの応答性を高めている。また、従来は、パック詰め制御の制御性を向上させるために、フィードバック制御を行っている。ここで、パック詰め制御の制御形態としては、変速制御の形態に応じた異なるものが求められる。例えば、素早い変速を行うためには、パック詰め制御の目標時間を短くした応答性の良いパック詰め制御の実施が望まれる。

そこで、本発明は、パック詰め制御の制御形態を適宜変えることのできる自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明に係る自動変速機の油圧制御操作量生成装置は、作動油室のパック圧に応じて動作するピストンを備えた複数の係合装置と、前記パック圧を調整する油圧制御回路と、それぞれの前記係合装置を目標変速段に応じて係合又は解放させることによって、自動変速機の変速段を前記目標変速段に変速させる変速制御部と、係合制御対象の前記係合装置を係合状態となる直前で待機状態にするパック詰め制御を油圧モデルに基づいて行うパック詰め制御部と、を備えた自動変速機の油圧制御操作量生成装置であって、前記パック詰め制御の目標実行時間と前記待機状態を保持するためのピストンストロークエンド圧とを実現させるための前記パック圧の油圧指令値及び当該油圧指令値の出力時間を制御操作量として定めた前記油圧モデルであり、該油圧指令値及び当該出力時間の組み合わせからなる前記パック詰め制御の油圧制御フェーズをｎ個（ｎ≧２）備えたものを算出する油圧モデル算出部と、ｎ個の前記油圧制御フェーズにおける２ｎ個の前記制御操作量の内、１つの前記油圧制御フェーズの前記出力時間を除いた２ｎ−１個の制御操作量を生成する制御操作量生成部と、パック詰め進行度に関わる拘束条件を２ｎ−２個算出する拘束条件算出部と、を備え、前記制御操作量生成部は、前記目標実行時間と前記ピストンストロークエンド圧と前記２ｎ−２個の拘束条件とに基づいて前記２ｎ−１個の制御操作量を生成することを特徴としている。

ここで、前記拘束条件は、ｎ−１箇所の前記パック詰め進行度と当該ｎ−１箇所のパック詰め進行度の時間微分値であることが望ましい。

また、前記拘束条件は、２ｎ−２箇所の前記パック詰め進行度であることが望ましい。

また、前記パック詰め進行度は、０〜１の値であり、前記ピストンのストローク量と前記作動油室への作動油の供給量と前記パック圧の内の少なくとも１つに基づいて算出することが望ましい。

また、それぞれの前記油圧制御フェーズは、前記油圧指令値のステップ波形、前記油圧指令値のスイープ波形、又は、該ステップ波形と当該スイープ波形の組み合わせであることが望ましい。

また、前記スイープ波形における前記油圧指令値は、該油圧指令値の出力時間内における油圧の勾配情報を含むことが望ましい。

また、上記目的を達成する為、本発明に係る自動変速機の制御装置は、作動油室のパック圧に応じて動作するピストンを備えた複数の係合装置と、前記パック圧を調整する油圧制御回路と、それぞれの前記係合装置を目標変速段に応じて係合又は解放させることによって、自動変速機の変速段を前記目標変速段に変速させる変速制御部と、係合制御対象の前記係合装置を係合状態となる直前で待機状態にするパック詰め制御を油圧モデルに基づいて行うパック詰め制御部と、前記パック詰め制御の目標実行時間を算出する目標時間算出部と、前記目標実行時間と前記待機状態を保持するためのピストンストロークエンド圧とを実現させるための前記パック圧の油圧指令値及び当該油圧指令値の出力時間を制御操作量として定めた前記油圧モデルであり、該油圧指令値及び当該出力時間の組み合わせからなる前記パック詰め制御の油圧制御フェーズをｎ個（ｎ≧２）備えたものを算出する油圧モデル算出部と、ｎ個の前記油圧制御フェーズにおける２ｎ個の前記制御操作量の内、１つの前記油圧制御フェーズの前記出力時間を除いた２ｎ−１個の制御操作量を生成する制御操作量生成部と、パック詰め進行度に関わる拘束条件を２ｎ−２個算出する拘束条件算出部と、を備え、前記制御操作量生成部は、前記目標実行時間と前記ピストンストロークエンド圧と前記２ｎ−２個の拘束条件とに基づいて前記２ｎ−１個の制御操作量を生成することを特徴としている。

本発明に係る自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置は、係合装置のパック詰め制御に関わるｎ個の油圧制御フェーズに応じた２ｎ−２個の拘束条件の式を定めることによって、パック詰め制御の任意の目標実行時間の実現が可能な油圧モデルにおける制御操作量を生成することができる。この自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置においては、例えば変速制御の形態に応じた目標実行時間の実現が可能な油圧モデルにおける制御操作量を生成することができる。このため、この自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置は、パック詰め制御を行う際に、変速制御の形態に応じた応答性を確保しつつ、変速ショックを抑えることができる。

図１は、本発明に係る自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置が適用される自動変速機の一例を示す図である。 図２は、変速機における作動係合表を示す図である。 図３は、パワーオンダウンシフト時のパック詰め制御におけるタイムチャートである。 図４は、マニュアルアップシフト時のパック詰め制御におけるタイムチャートである。 図５は、油圧モデルの一例を示す図である。 図６は、油圧モデルの一例を示す図である。 図７は、油圧モデル生成に関するフローチャートの一例である。

以下に、本発明に係る自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置の実施例を図１から図７に基づいて説明する。

自動変速機の油圧制御操作量生成装置は、図１に示す電子制御装置（以下、「制御操作量生成ＥＣＵ」という。）１を備え、自動変速機の係合装置の油圧制御に用いられる制御操作量の生成を行う。その制御操作量生成ＥＣＵ１は、後述する拘束条件算出部、制御操作量生成部及び油圧モデル算出部を備える。この油圧制御操作量生成装置は、自動変速機の制御プログラムを作る際（つまり自動変速機や車両の開発時）に用いることもできれば、車両に搭載し、走行中の自動変速機の変速制御の形態に応じて制御操作量を適宜生成させるために用いることもできる。後者の適用例では、下記の自動変速機の制御装置の演算処理機能の１つとして油圧制御操作量生成装置が使われる。

また、自動変速機の制御装置は、電子制御装置（以下、「変速機ＥＣＵ」という。）２を備え、自動変速機の目標変速段（目標変速比）への変速制御とニュートラル状態への変速制御とを行う。その変速機ＥＣＵ２は、後述する変速制御部、クラッチ制御部、目標時間算出部及びパック詰め制御部を備える。この自動変速機の制御装置は、更に制御操作量生成ＥＣＵ１も備えている。尚、自動変速機の制御装置においては、制御操作量生成ＥＣＵ１における各種演算処理機能を変速機ＥＣＵ２に持たせてもよい。

この油圧制御操作量生成装置や制御装置が適用される自動変速機について説明する。その自動変速機は、作動油室の油圧調整によって制御される複数の係合装置と、そのそれぞれの係合装置を係合又は解放させる油圧制御回路と、回転要素が係合装置の係合要素に繋がれた遊星装置と、を備える。変速機ＥＣＵ２の変速制御部は、そのそれぞれの係合装置を目標変速段に応じて係合又は解放させることによって、自動変速機の変速段を目標変速段に変速させる。

ここでは、具体的に、図１に示す前進６段の自動変速機１０を例示する。この自動変速機１０は、図１に示すように、トルクコンバータ２０と変速機本体３０とを備える。

トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２１とタービンランナ２２とステータ２３とを備える。このトルクコンバータ２０は、動力源１００の出力トルクを変速機本体３０に伝える。ポンプインペラ２１には、自動変速機１０の入力軸１１が一体となって回転できるように接続されている。その入力軸１１には、動力源１００の出力軸１０１が連結されている。タービンランナ２２には、中間軸１２が一体となって回転できるように接続されている。このタービンランナ２２は、その中間軸１２を介して変速機本体３０に接続される。ステータ２３は、筐体ＣＡにワンウェイクラッチ２４を介して接続されている。また、このトルクコンバータ２０には、ロックアップクラッチ２５が設けられている。そのロックアップクラッチ２５は、第１係合部と第２係合部との間の係合動作又は解放動作を油圧制御回路としてのアクチュエータ２６に実施させる。

尚、動力源１００とは、機関（内燃機関又は外燃機関等のエンジン）や回転機（電動機等）のことである。この動力源１００の動作（始動制御や停止制御、出力制御等）は、電子制御装置（以下、「動力源ＥＣＵ」という。）１１０によって制御される。

変速機本体３０は、第１及び第２の遊星装置３１，３２と、係合装置としての第１及び第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２並びに第１から第３のブレーキＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３と、ワンウェイクラッチＦと、を筐体ＣＡ内に備える。

第１遊星装置３１は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、サンギヤＳとリングギヤＲと複数のピニオンギヤＰとキャリアＣとを有する。第２遊星装置３２は、ラビニヨ型の遊星歯車機構であり、差動回転が可能な複数の回転要素として、第１サンギヤＳ１と、第２サンギヤＳ２と、リングギヤＲｒと、第２サンギヤＳ２とリングギヤＲｒとに噛み合う複数のロングピニオンギヤＰｌと、第１サンギヤＳ１とロングピニオンギヤＰｌとに噛み合う複数のショートピニオンギヤＰｓと、各ロングピニオンギヤＰｌと各ショートピニオンギヤＰｓとを保持するキャリアＣｒと、を有する。この変速機本体３０においては、第１遊星装置３１のキャリアＣと第２遊星装置３２の第１サンギヤＳ１とが一体になって回転できるように接続されている。また、第２遊星装置３２のキャリアＣｒの回転軸は、この自動変速機１０の出力軸であり、図示しないが差動装置等を介して駆動輪に繋がっている。

第１クラッチＣＬ１は、第２遊星装置３２の第２サンギヤＳ２と一体になって回転することが可能な第１係合部と、中間軸１２及び第１遊星装置３１のサンギヤＳと一体になって回転することが可能な第２係合部と、を備える。第２クラッチＣＬ２は、第２遊星装置３２のリングギヤＲｒと一体になって回転することが可能な第１係合部と、中間軸１２及び第１遊星装置３１のサンギヤＳと一体になって回転することが可能な第２係合部と、を備える。

これら第１及び第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２は、油圧駆動の摩擦係合装置（摩擦クラッチ）である。第１及び第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２は、それぞれにクラッチパック３３，３４を備える。そのクラッチパック３３（３４）は、作動油室に作動油が供給され、パック圧が増圧させられることによって、ピストンを押し動かし、第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）の第１係合部と第２係合部とを係合させる。また、このクラッチパック３３（３４）は、作動油室から作動油が排出されてパック圧が減圧させられることによって、ピストンが押し戻され、第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）の第１係合部と第２係合部とを解放させる。

そのクラッチパック３３，３４のパック圧の調整は、油圧制御回路としてのアクチュエータ３５に実施させる。そのアクチュエータ３５は、変速機ＥＣＵ２のクラッチ制御部又はパック詰め制御部の指令によって動作する第１クラッチＣＬ１用の第１電磁弁と第２クラッチＣＬ２用の第２電磁弁とを備える。このアクチュエータ３５は、第１電磁弁（第２電磁弁）の弁開度を調整することによってクラッチパック３３（３４）のパック圧を調整する。例えば、このアクチュエータ３５は、第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）を係合させる際に、パック詰め制御部の指令により、クラッチパック３３（３４）のパック圧を増圧し、その第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）を係合状態となる直前で待機状態（いわゆるパック詰め状態）にするパック詰め制御を行うことができる。第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）は、そのパック詰め状態でクラッチ制御部がパック圧を更に増圧させることによって、係合状態に制御される。このため、そのような係合動作においては、係合に伴うショック（いわゆる変速ショック）の発生を抑えることができる。また、アクチュエータ３５は、第１電磁弁（第２電磁弁）の閉弁に伴いクラッチパック３３（３４）のパック圧を減圧させることによって、第１クラッチＣＬ１（第２クラッチＣＬ２）を解放させることができる。

第１ブレーキＢＫ１は、第１遊星装置３１のキャリアＣと一体になって回転することが可能な第１係合部と、筐体ＣＡに固定された第２係合部と、を備える。第２ブレーキＢＫ２は、第２遊星装置３２のリングギヤＲｒと一体になって回転することが可能な第１係合部と、筐体ＣＡに固定された第２係合部と、を備える。第３ブレーキＢＫ３は、第１遊星装置３１のリングギヤＲと一体になって回転することが可能な第１係合部と、筐体ＣＡに固定された第２係合部と、を備える。

これら第１から第３のブレーキＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３は、油圧駆動の摩擦係合装置（摩擦ブレーキ）である。第１から第３のブレーキＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３は、それぞれにブレーキパック３６，３７，３８を備える。そのブレーキパック３６（３７，３８）は、作動油室に作動油が供給され、パック圧が増圧させられることによって、ピストンを押し動かし、第１ブレーキＢＫ１（第２ブレーキＢＫ２，第３ブレーキＢＫ３）の第１係合部と第２係合部とを係合させる。また、このブレーキパック３６（３７，３８）は、作動油室から作動油が排出されてパック圧が減圧させられることによって、ピストンが押し戻され、第１ブレーキＢＫ１（第２ブレーキＢＫ２，第３ブレーキＢＫ３）の第１係合部と第２係合部とを解放させる。

そのブレーキパック３６（３７，３８）のパック圧の調整は、油圧制御回路としてのアクチュエータ３９に実施させる。そのアクチュエータ３９は、変速機ＥＣＵ２のブレーキ制御部又はパック詰め制御部の指令によって動作する第１ブレーキＢＫ１用の第１電磁弁と第２ブレーキＢＫ２用の第２電磁弁と第３ブレーキＢＫ３用の第３電磁弁とを備える。このアクチュエータ３９は、第１電磁弁（第２電磁弁、第３電磁弁）の弁開度を調整することによってブレーキパック３６（３７，３８）のパック圧を調整する。例えば、このアクチュエータ３９は、第１ブレーキＢＫ１（第２ブレーキＢＫ２，第３ブレーキＢＫ３）を係合させる際に、パック詰め制御部の指令により、ブレーキパック３６（３７，３８）のパック圧を増圧し、その第１ブレーキＢＫ１（第２ブレーキＢＫ２，第３ブレーキＢＫ３）をパック詰め状態にするパック詰め制御を行うことができる。第１ブレーキＢＫ１（第２ブレーキＢＫ２，第３ブレーキＢＫ３）は、そのパック詰め状態でブレーキ制御部がパック圧を更に増圧させることによって、係合状態に制御される。このため、そのような係合動作においては、係合に伴うショック（変速ショック）の発生を抑えることができる。また、アクチュエータ３９は、第１電磁弁（第２電磁弁、第３電磁弁）の閉弁に伴いブレーキパック３６（３７，３８）のパック圧を減圧させることによって、第１ブレーキＢＫ１（第２ブレーキＢＫ２，第３ブレーキＢＫ３）を解放させることができる。

ワンウェイクラッチＦは、第２遊星装置３２のリングギヤＲｒ及び第２クラッチＣＬ２の第１係合部及び第２ブレーキＢＫ２の第１係合部と一体になって回転することが可能な第１係合部と、筐体ＣＡに固定された第２係合部と、を備える。このワンウェイクラッチＦは、そのリングギヤＲｒ等の一方向への回転を禁止する。

図２は、その第１及び第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２と第１から第３のブレーキＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３とワンウェイクラッチＦの変速レンジ毎の作動係合表である。この作動係合表において、丸印は係合状態を表し、空欄は解放状態を表している。尚、本図の「Ｐ」は、駐車レンジを表している。「Ｒ」は、後退レンジを表している。「Ｎ」は、ニュートラルレンジを表している。「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」、「５ｔｈ」及び「６ｔｈ」は、それぞれに前進レンジＤにおける１速から６速までの変速段を表している。

係合装置（第１及び第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２並びに第１から第３のブレーキＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３）のパック詰め制御について詳述する。

変速機ＥＣＵ２のパック詰め制御部は、係合制御対象の係合装置に対してパック詰め制御を実施する。

パック詰め制御を行う際には、パック詰め制御の目標実行時間（以下、「パック詰め目標時間」という。）ＴＥを設定する。そのパック詰め目標時間ＴＥとは、パック詰め制御部がパック詰め制御に関わるパック圧の指示油圧の指令値（以下、「油圧指令値」という。）ｐをアクチュエータ３５（３９）に与え始めてから、実際のパック圧（以下、「実パック圧」という。）Ｐｒがピストンストロークエンド圧ＰＥになるまでの目標時間のことである。そのピストンストロークエンド圧ＰＥとは、パック詰め状態を保持するためのパック圧のことである。

変速機ＥＣＵ２の目標時間算出部は、パック詰め目標時間ＴＥを算出する。パック詰め目標時間ＴＥは、例えば変速制御の形態に応じて算出する。パック詰め目標時間ＴＥは、変速制御の形態に対応させたものを予めマップとして用意している。例えば、２段以上の変速を続けて行う多重変速の場合には、それぞれの変速に要する時間の短縮が求められるので、それぞれの変速段で係合制御対象となる係合装置のトルク容量を素早く増加させる必要がある。このため、この場合、目標時間算出部は、例えば１段のみの変速（通常変速）の場合よりもパック詰め目標時間ＴＥを短くする。より具体的な例を挙げるならば、パック詰め目標時間ＴＥは、パワーオンダウンシフトの場合、例えば通常のダウンシフトの場合よりも長くし（図３）、マニュアルアップシフトの場合、例えば通常のアップシフトの場合よりも短くする（図４）。パワーオンダウンシフトとは、運転者のアクセルペダルに対するキックダウン操作に伴うスロットル開度の増加と共に行われるダウンシフトのことである。通常のダウンシフトとは、例えば運転者のアクセルオフ操作と車速の低下に伴い行われるダウンシフトのことである。マニュアルアップシフトとは、運転者のシフト操作部（シフトレバー等）に対するアップシフト操作が行われたときのアップシフトのことである。通常のアップシフトとは、キックダウン操作よりも緩やかな運転者のアクセルオン操作に伴うスロットル開度の増加と共に行われるアップシフトのことである。尚、その図３及び図４は、パック詰め制御におけるスロットル開度、目標変速段、タービン回転数、パック圧の油圧指令値、自動変速機１０の出力軸トルクのタイムチャートである。このパック詰め目標時間ＴＥは、変速制御の形態に応じた応答性を実現させるものであると共に、変速ショックを抑えることができる時間とすることが望ましい。

また、目標変速段で係合制御対象となる複数の係合装置が存在している場合には、パック詰め目標時間ＴＥを算出する際に、それぞれの係合装置の間における係合時の応答性のばらつきを考慮することが望ましい。例えば、その係合制御対象の複数の係合装置のパック詰め目標時間ＴＥは、そのばらつきの範囲内で求めてもよく、このばらつきの範囲内で求めた値から所定の時間だけ前後させた時間にしてもよい。具体的に、パック詰め目標時間ＴＥは、目標変速段で係合制御対象となる複数の係合装置が存在している場合、係合時の応答性が低い係合装置ほど短い時間に設定する。これにより、応答性が低い係合装置の場合には、パック詰め状態から係合させる際の応答遅れを抑えることができる。一方、応答性が高い係合装置の場合には、想定よりも早いパック詰まりが起こりにくくなるので、変速ショックの発生を抑えることができる。よって、自動変速機１０においては、目標変速段へと変速させる際に、変速の応答遅れを抑えつつ、変速ショックの発生を抑えることができる。

パック詰め制御部は、パック圧の油圧指令値ｐに関する油圧モデルに基づいてパック詰め制御を実施する。その油圧モデルとは、パック詰め目標時間ＴＥとピストンストロークエンド圧ＰＥとを実現させるための制御操作量を少なくとも定めたものである。その制御操作量とは、パック圧の油圧指令値ｐと当該油圧指令値ｐの出力時間ｔｐのことである。つまり、この油圧モデルとは、変速制御の形態に応じたパック詰め制御における油圧指令値ｐの出力形態が定められたものである。

以下においては、その油圧モデルにおける制御操作量を生成するための制御操作量生成ＥＣＵ１について説明する。尚、前述したように、油圧制御操作量生成装置は、自動変速機１０や車両の開発段階で変速制御の形態に応じた油圧モデルにおける制御操作量を複数種類予め生成しておくために利用することもできれば、走行中に自動変速機１０の変速制御の形態に応じた油圧モデルにおける制御操作量を適宜生成させるために利用することもできる。

油圧モデルは、制御操作量生成ＥＣＵ１（変速機ＥＣＵ２）の油圧モデル算出部に算出させる。また、この油圧モデルにおける制御操作量は、制御操作量生成ＥＣＵ１（変速機ＥＣＵ２）の制御操作量生成部に生成させる。

具体的に、この油圧モデルは、パック圧の油圧指令値ｐ（ｍ）及び当該油圧指令値ｐ（ｍ）の出力時間ｔｐ（ｍ）の組み合わせからなるパック詰め制御の油圧制御フェーズｍをｎ個（ｎ≧２）備える（ｍ＝１，２，…，ｎ）。このため、そのｎ個の油圧制御フェーズｍには、ｎ個の油圧指令値ｐ（ｍ）とｎ個の出力時間ｔｐ（ｍ）による２ｎ個の制御操作量が存在する。但し、その２ｎ個の制御操作量の内、ある１つの油圧制御フェーズｍｘの出力時間ｔｐ（ｍｘ）については、残りの油圧制御フェーズｍの出力時間ｔｐ（ｍ）とパック詰め目標時間ＴＥとから算出できる。よって、ｎ個の油圧制御フェーズｍを有するパック詰め制御の油圧モデルは、その１つの油圧制御フェーズｍｘの出力時間ｔｐ（ｍｘ）を除いた２ｎ−１個の制御操作量が決まることで構築できる。従って、制御操作量生成部は、ｎ個の油圧制御フェーズｍにおける２ｎ個の制御操作量の内、１つの油圧制御フェーズｍｘの出力時間ｔｐ（ｍｘ）を除いた２ｎ−１個の制御操作量を生成する。例えば、ここでは、パック詰め制御で最後に実施される油圧制御フェーズｎの出力時間ｔｐ（ｎ）を除外対象にする。

その油圧制御フェーズｍは、油圧指令値ｐ（ｍ）のステップ波形、油圧指令値ｐ（ｍ）のスイープ波形、又は、そのステップ波形とスイープ波形の組み合わせである。

例えば、図５には、ステップ波形とスイープ波形の組み合わせからなるパック詰め制御の油圧制御フェーズｍがｎ個設けられた油圧モデルを示している。この油圧モデルにおいて、「Ｔｄｌｙ（ｍ）」は、それぞれの油圧制御フェーズｍにおける油圧指令値ｐ（ｍ）に対する実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）の応答遅れ時間である。尚、「Ｔｄｌｙ（ｎ）」は、パック詰め制御終了直後の油圧制御フェーズにおける応答遅れ時間である。「Ｐｓ」は、パック詰め制御が開始される前の実パック圧である。パック詰め制御が開始される前は、係合装置が解放状態になっているので、実パック圧Ｐｓが油圧指令値ｐと共に０になっている。また、スイープ波形の油圧制御フェーズｍにおける油圧指令値ｐ（ｍ）は、出力時間ｔｐ（ｍ）内で時間ｔによって変化する油圧の勾配情報ａ（ｍ）を含むものである。

この油圧モデルにおいて、時間ｔが「０≦ｔ≦Ｔｄｌｙ（１）」のときには、応答遅れにより、油圧指令値ｐ（１）による実パック圧Ｐｒ（１，ｔ）が供給されていないので、パック詰め制御開始前の油圧指令値ｐによる実パック圧Ｐｓ（＝０）が供給されている。尚、ここでは、パック詰め制御の開始時を起点（ｔ＝０）にしている。また、それぞれの油圧制御フェーズｍにおける実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）は、下記の式１で表される。但し、パック詰め制御の最初の油圧制御フェーズ１における実パック圧Ｐｒ（１，ｔ）｛＝Ｆｉｎ（１）＋Ｆ１（ｔ，ｐ（１））｝は、時間ｔが「Ｔｄｌｙ（１）＜ｔ≦ｔｐ（１）＋Ｔｄｌｙ（２）」のときに供給される。一方、２つ目以降の油圧制御フェーズｍ（ｍ≧２）における実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）は、時間ｔが下記の式２のときに供給される。

ここで、「Ｆｉｎ（ｍ）」は、油圧制御フェーズｍにおける実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）の初期値である。その初期値Ｆｉｎ（ｍ）は、１つ前の油圧制御フェーズｍ−１における実パック圧Ｐｒ（ｍ−１，ｔ）の最終的な値になる。例えば、最初の油圧制御フェーズ１における初期値Ｆｉｎ（１）は、「０≦ｔ≦Ｔｄｌｙ（１）」のときの実パック圧Ｐｒ（＝Ｐｓ）である。

また、「Ｆｍ（ｔ，ｐ（ｍ））」は、油圧制御フェーズｍの時間ｔにおける油圧指令値ｐ（ｍ）に応じた実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）の関数である。この関数Ｆｍ（ｔ，ｐ（ｍ））については、油圧制御フェーズｍをステップ波形にする際のものと、油圧制御フェーズｍをスイープ波形にする際のものと、を用意すればよい。この関数Ｆｍ（ｔ，ｐ（ｍ））を１次遅れ系とした場合、この関数Ｆｍ（ｔ，ｐ（ｍ））は、下記の式３のように表される。「Ｔｃｓｔ（ｍ）」は、油圧制御フェーズｍにおいての時定数である。

本実施例においては、油圧指令値ｐ（ｍ）に対する実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）の応答遅れを考慮した所定時間ｔにおける実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）に関わる拘束条件を２ｎ−２個算出する。その拘束条件は、上記の式１を用いて制御操作量生成ＥＣＵ１（変速機ＥＣＵ２）の拘束条件算出部が算出する。その拘束条件の算出に際しては、それぞれの油圧制御フェーズｍをステップ波形にするのかスイープ波形にするのか予め決めておけばよい。このため、制御操作量生成ＥＣＵ１には、大まかな油圧モデルの形態（油圧制御フェーズｍの個数と波形形状の組み合わせ）を予め複数用意しておくことが望ましい。例えば、油圧モデル算出部は、制御操作量生成ＥＣＵ１の図示しない記憶装置等からベースとなる油圧モデルを変速制御の形態等に基づいて読み込む。そして、制御操作量を生成する際には、そのベースとなる油圧モデルに基づいて拘束条件の設定等を行えばよい。

拘束条件算出部は、油圧制御フェーズｍにおける所定時間ｔｘ（ｍ）の実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔｘ（ｍ））を拘束条件の１つとして算出する（式４）。「β（ｍ）」は、その油圧制御フェーズｍにおいてのパック詰め進行度である。パック詰め進行度とは、パック詰め状態に対してパッククリアランスがどの程度まで詰められているのかを示すものである。つまり、言い換えるならば、拘束条件算出部は、油圧制御フェーズｍにおける所定時間ｔｘ（ｍ）でのパック詰め進行度β（ｍ）を拘束条件の１つとして算出するものであるといえる。

ここで、そのパック詰め進行度β（ｍ）は、パック詰めの進行度合いを表す値であり、０〜１の値をとる。このパック詰め進行度β（ｍ）は、実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ（ｍ））に基づいて算出される値である。但し、パック詰め進行度β（ｍ）は、ピストンのストローク量や作動油室への作動油の供給量からも算出することができる。このため、パック詰め進行度β（ｍ）は、ピストンのストローク量と作動油室への作動油の供給量と実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ（ｍ））の内の少なくとも１つに基づいて算出すればよい。

拘束条件算出部は、拘束条件として定めた実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔｘ（ｍ））の時間微分値ｄ（ｍ）を別の拘束条件として算出する（式５）。「ｄ（ｍ）」は、パック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値である。このため、拘束条件算出部は、油圧制御フェーズｍにおける所定時間ｔｘ（ｍ）でのパック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ）を拘束条件の１つとして算出するものであるといえる。

拘束条件算出部は、ｎ個の油圧制御フェーズｍの中からパック詰め進行度β（ｍ）に関わる拘束条件（パック詰め進行度β（ｍ）、パック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ））を２ｎ−２個算出すればよい。その算出に際して、拘束条件算出部は、例えば、それぞれの油圧制御フェーズｍにおける油圧指令値ｐ（ｍ）の最終出力値に応じた実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ）が出力される時間を所定時間ｔｘ（ｍ）として定める。具体例として、パック詰め制御の最初の油圧制御フェーズ１においては、この油圧制御フェーズ１で実パック圧Ｐｒ（１，ｔｘ（１））を拘束するための所定時間ｔｘ（１）として「ｔｐ（１）＋Ｔｄｌｙ（２）」が設定される。

例えば、拘束条件算出部は、ｎ−１個の油圧制御フェーズｍから油圧制御フェーズｍ毎にそれぞれ２個ずつ拘束条件を求める。つまり、拘束条件算出部は、１つの油圧制御フェーズｍにおいて、パック詰め進行度β（ｍ）と、このパック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ）と、を求める。そして、この拘束条件算出部は、そのパック詰め進行度β（ｍ）と当該パック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ）の算出をｎ−１個の油圧制御フェーズｍに対して各々実施する。言い換えるならば、拘束条件算出部は、ｎ−１箇所のパック詰め進行度β（ｍ）と、そのｎ−１箇所のパック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ）と、を拘束条件として算出する。そのｎ−１個から外れる油圧制御フェーズｍは、例えば、前述した除外対象の出力時間ｔｐ（ｍｘ）を有する油圧制御フェーズｍｘに決めればよい。

この例示では、所定時間ｔｘ（ｍ）における実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔｘ（ｍ））のパック詰め進行度β（ｍ）に関わる拘束条件を求めた。しかし、拘束条件算出部は、油圧制御フェーズｍの所定の実パック圧における所定時間を拘束条件にしてもよい。但し、前者と比較すると、後者の方が拘束条件の演算式が複雑になり、演算処理の負荷が高い。このため、拘束条件としては、前者の所定時間ｔｘ（ｍ）における実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔｘ（ｍ））のパック詰め進行度β（ｍ）に関わるものを求めることが望ましい。

制御操作量生成部は、その２ｎ−２個の拘束条件とパック詰め目標時間ＴＥとピストンストロークエンド圧ＰＥとに基づいて、前述した２ｎ−１個の制御操作量（パック圧の油圧指令値ｐ（ｍ）及び当該油圧指令値ｐ（ｍ）の出力時間ｔｐ（ｍ））を生成する。

例えば、ある油圧制御フェーズｍの油圧指令値ｐ（ｍ）と出力時間ｔｐ（ｍ）は、この油圧制御フェーズｍにおける拘束条件に基づいて設定すればよい。例えば他の油圧制御フェーズｍ＋１との関わりを持たせないことで、この油圧制御フェーズｍにおける上記の式の単純化が図れるからである。

また、例えば係合装置の仕様により、油圧指令値ｐ（ｍ）や出力時間ｔｐ（ｍ）に上限値や下限値が設定されている場合もある。この場合、制御操作量生成部は、生成した制御操作量が上限値を上回っているならば、その上限値を最終的な制御操作量とし、生成した制御操作量が下限値を下回っているならば、その下限値を最終的な制御操作量とすればよい。

制御操作量生成部は、その２ｎ−１個の制御操作量の中の出力時間ｔｐ（ｍ）の和とパック詰め目標時間ＴＥとに基づいて、これまでの演算処理から除外していた出力時間ｔｐ（ｍｘ）を算出する。

例えば、図６には、ステップ波形からなる油圧制御フェーズｍが２個設けられた油圧モデルを示している。

油圧制御フェーズ１の油圧指令値ｐ（１）に応じた実パック圧Ｐｒ（１，ｔ）は、前述したように、時間ｔが「Ｔｄｌｙ（１）＜ｔ≦ｔｐ（１）＋Ｔｄｌｙ（２）」のときに、「Ｐｒ（１，ｔ）＝Ｆｉｎ（１）＋Ｆ１（ｔ，ｐ（１））」になる。その１次遅れ系の関数Ｆ１（ｔ，ｐ（１））は、式３に「ｍ＝１」を代入したものとなる。また、油圧制御フェーズ２の油圧指令値ｐ（２）に応じた実パック圧Ｐｒ（２，ｔ）は、式２に「ｍ＝２」を代入した時間ｔのときに、「Ｐｒ（２，ｔ）＝Ｆｉｎ（２）＋Ｆ２（ｔ，ｐ（２））」になる（式１に「ｍ＝２」を代入）。その１次遅れ系の関数Ｆ２（ｔ，ｐ（１））は、式３に「ｍ＝２」を代入したものとなる。尚、「Ｐｒ（２，ｔｐ（１）＋ｔｐ（２））」は、ピストンストロークエンド圧ＰＥと同値である。

拘束条件算出部は、例えば、「ｍ＝１」を代入した式４から得られるパック詰め進行度β（１）と、「ｍ＝１」を代入した式５から得られるパック詰め進行度β（１）の時間微分値ｄ（１）と、を油圧制御フェーズ１における拘束条件として設定する。そして、制御操作量生成部は、その２個の拘束条件とパック詰め目標時間ＴＥとピストンストロークエンド圧ＰＥとに基づいて、油圧制御フェーズ１における油圧指令値ｐ（１）及び出力時間ｔｐ（１）と油圧制御フェーズ２における油圧指令値ｐ（２）とを生成する。

自動変速機１０等の開発段階においては、ここで説明したようにして生成された油圧モデルにおける制御操作量を変速制御の形態に応じて複数用意し、これを自動変速機１０の制御プログラムに適用する。

また、油圧制御操作量生成装置が車両に搭載されている場合には、自動変速機１０の変速制御の形態が把握された際に、上記のようにして油圧モデルにおける制御操作量を生成し、この油圧モデルに基づいてパック詰め制御を実施する。その際の制御について図７のフローチャートに基づき説明する。

目標時間算出部は、目標変速段への変速制御中であるのか否かを判定する（ステップＳＴ１）。変速中でない場合は、この演算処理を一旦終わらせる。

目標時間算出部は、変速制御中の場合、その目標変速段で新たに係合制御対象となる係合装置のパック詰め制御が開始される前なのか否かを判定する（ステップＳＴ２）。

パック詰め制御の開始前の場合、目標時間算出部は、その係合装置のパック詰め制御におけるパック詰め目標時間ＴＥを算出する（ステップＳＴ３）。そして、拘束条件算出部は、拘束条件を算出する（ステップＳＴ４）。しかる後、制御操作量生成部は、この係合装置のパック詰め制御における２ｎ−１個の制御操作量を生成する（ステップＳＴ５）。

パック詰め制御部は、その生成された制御操作量が含まれている油圧モデルを用いて係合装置のパック詰め制御を行う（ステップＳＴ６）。

その後、この車両においては、その係合装置をクラッチ制御部やブレーキ制御部が係合させると共に、動力源ＥＣＵ１１０の出力制御部が動力源１００の出力トルクを制御する（ステップＳＴ７）。

尚、ステップＳＴ２でパック詰め制御の開始前ではないと判定された場合、パック詰め制御部は、パック詰め制御が終了しているのか否かを判定する（ステップＳＴ８）。パック詰め制御が実行中の場合には、ステップＳＴ６に進んで、パック詰め制御を継続させる。一方、パック詰め制御が終了している場合には、ステップＳＴ７に進む。

以上示したように、本実施例における自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置は、係合装置（第１及び第２のクラッチＣＬ１，ＣＬ２並びに第１から第３のブレーキＢＫ１，ＢＫ２，ＢＫ３）のパック詰め制御に関わるｎ個の油圧制御フェーズに応じた２ｎ−２個の拘束条件の式を定めることによって、任意のパック詰め目標時間ＴＥの実現が可能な油圧モデルにおける制御操作量を生成することができる。この自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置においては、例えば変速制御の形態に応じたパック詰め目標時間ＴＥの実現が可能な油圧モデルにおける制御操作量を生成することができる。このため、この自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置は、パック詰め制御を行う際に、変速制御の形態に応じた応答性を確保しつつ、変速ショックを抑えることができる。例えば、この自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置は、その油圧モデルにおける制御操作量によって、多重変速を行う際に、それぞれの変速段で係合制御対象となる係合装置のトルク容量を素早く増加させることができる。よって、多重変速時には、変速段の素早い切り替わりによって、駆動輪に向けて繋がり良く駆動力を出力することができる。

ここで、拘束条件については、先に説明したようなパック詰め進行度β（ｍ）と当該パック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ）の両方を用いずに、パック詰め進行度β（ｍ）と当該パック詰め進行度β（ｍ）の時間微分値ｄ（ｍ）の内の何れか一方であってもよい。

例えば、ｎ個の油圧制御フェーズｍを有する油圧モデルがベースとして選択されている場合には、パック詰め目標時間ＴＥ内の２ｎ−２箇所の所定時間ｔ（ｋ）における実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ（ｋ））、つまり、その２ｎ−２箇所のパック詰め進行度β（ｍ，ｔ（ｋ））を拘束条件として設定する（ｋ＝１，２，…，２ｎ−２）。下記の式６は、その実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ（ｋ））やパック詰め進行度β（ｍ，ｔ（ｋ））を表したものである。

「Ｆｚ（ｋ）」は、実パック圧Ｐｒ（ｍ，ｔ（ｋ））の推定値を求めるための関数である。例えば、ベースとしての油圧モデルが２個の油圧制御フェーズｍを有するものであり、所定時間ｔ（１）が油圧制御フェーズ１の出力時間ｔｐ（１）内に存在している場合、「ｋ＝１」のときの関数Ｆｚ（１）は、下記の式７で示されるように、油圧制御フェーズ１における油圧指令値ｐ（１）及び出力時間ｔｐ（１）と、所定時間ｔ（１）と、油圧制御フェーズ２における油圧指令値ｐ（２）と、をパラメータとする関数になる。また、所定時間ｔ（２）が油圧制御フェーズ２の出力時間ｔｐ（２）内に存在している場合、「ｋ＝２」のときの関数Ｆｚ（２）は、下記の式８で示されるように、油圧制御フェーズ１における油圧指令値ｐ（１）及び出力時間ｔｐ（１）と、所定時間ｔ（２）と、油圧制御フェーズ２における油圧指令値ｐ（２）と、をパラメータとする関数になる。

このような拘束条件に設定しても、この自動変速機の油圧制御操作量生成装置及び自動変速機の制御装置は、先の例示と同様の効果を得ることができる。

１ 制御操作量生成ＥＣＵ
２ 変速機ＥＣＵ
ＢＫ１ 第１ブレーキ（係合装置）
ＢＫ２ 第２ブレーキ（係合装置）
ＢＫ３ 第３ブレーキ（係合装置）
ＣＬ１ 第１クラッチ（係合装置）
ＣＬ２ 第２クラッチ（係合装置）
１０ 自動変速機
３０ 変速機本体
３３，３４ クラッチパック
３５ アクチュエータ
３６，３７，３８ ブレーキパック
３９ アクチュエータ

Claims (7)

1. 作動油室のパック圧に応じて動作するピストンを備えた複数の係合装置と、前記パック圧を調整する油圧制御回路と、それぞれの前記係合装置を目標変速段に応じて係合又は解放させることによって、自動変速機の変速段を前記目標変速段に変速させる変速制御部と、係合制御対象の前記係合装置を係合状態となる直前で待機状態にするパック詰め制御を油圧モデルに基づいて行うパック詰め制御部と、を備えた自動変速機の油圧制御操作量生成装置であって、
   前記パック詰め制御の目標実行時間と前記待機状態を保持するためのピストンストロークエンド圧とを実現させるための前記パック圧の油圧指令値及び当該油圧指令値の出力時間を制御操作量として定めた前記油圧モデルであり、該油圧指令値及び当該出力時間の組み合わせからなる前記パック詰め制御の油圧制御フェーズをｎ個（ｎ≧２）備えたものを算出する油圧モデル算出部と、
   ｎ個の前記油圧制御フェーズにおける２ｎ個の前記制御操作量の内、１つの前記油圧制御フェーズの前記出力時間を除いた２ｎ−１個の制御操作量を生成する制御操作量生成部と、
   パック詰め進行度に関わる拘束条件を２ｎ−２個算出する拘束条件算出部と、
   を備え、
   前記制御操作量生成部は、前記目標実行時間と前記ピストンストロークエンド圧と前記２ｎ−２個の拘束条件とに基づいて前記２ｎ−１個の制御操作量を生成することを特徴とした自動変速機の油圧制御操作量生成装置。
2. 前記拘束条件は、ｎ−１箇所の前記パック詰め進行度と当該ｎ−１箇所のパック詰め進行度の時間微分値であることを特徴とした請求項１に記載の自動変速機の油圧制御操作量生成装置。
3. 前記拘束条件は、２ｎ−２箇所の前記パック詰め進行度であることを特徴とした請求項１に記載の自動変速機の油圧制御操作量生成装置。
4. 前記パック詰め進行度は、０〜１の値であり、前記ピストンのストローク量と前記作動油室への作動油の供給量と前記パック圧の内の少なくとも１つに基づいて算出することを特徴とした請求項２又は３に記載の自動変速機の油圧制御操作量生成装置。
5. それぞれの前記油圧制御フェーズは、前記油圧指令値のステップ波形、前記油圧指令値のスイープ波形、又は、該ステップ波形と当該スイープ波形の組み合わせであることを特徴とした請求項１，２，３又は４に記載の自動変速機の油圧制御操作量生成装置。
6. 前記スイープ波形における前記油圧指令値は、該油圧指令値の出力時間内における油圧の勾配情報を含むことを特徴とした請求項１，２，３，４又は５に記載の自動変速機の油圧制御操作量生成装置。
7. 作動油室のパック圧に応じて動作するピストンを備えた複数の係合装置と、
   前記パック圧を調整する油圧制御回路と、
   それぞれの前記係合装置を目標変速段に応じて係合又は解放させることによって、自動変速機の変速段を前記目標変速段に変速させる変速制御部と、
   係合制御対象の前記係合装置を係合状態となる直前で待機状態にするパック詰め制御を油圧モデルに基づいて行うパック詰め制御部と、
   前記パック詰め制御の目標実行時間を算出する目標時間算出部と、
   前記目標実行時間と前記待機状態を保持するためのピストンストロークエンド圧とを実現させるための前記パック圧の油圧指令値及び当該油圧指令値の出力時間を制御操作量として定めた前記油圧モデルであり、該油圧指令値及び当該出力時間の組み合わせからなる前記パック詰め制御の油圧制御フェーズをｎ個（ｎ≧２）備えたものを算出する油圧モデル算出部と、
   ｎ個の前記油圧制御フェーズにおける２ｎ個の前記制御操作量の内、１つの前記油圧制御フェーズの前記出力時間を除いた２ｎ−１個の制御操作量を生成する制御操作量生成部と、
   パック詰め進行度に関わる拘束条件を２ｎ−２個算出する拘束条件算出部と、
   を備え、
   前記制御操作量生成部は、前記目標実行時間と前記ピストンストロークエンド圧と前記２ｎ−２個の拘束条件とに基づいて前記２ｎ−１個の制御操作量を生成することを特徴とした自動変速機の制御装置。

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