JP2018132093A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を係合する際や解放する際の制御性の向上を図る。【解決手段】複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際および解放する際には、対象要素について、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して油圧制御装置を制御する。そして、この際には、トルク容量指令に基づく対象要素における摩擦材の被押圧力と、油圧制御装置の作動油の油温に基づく対象要素におけるピストンのフリクションと、に基づいて油圧指令を設定する。【選択図】図７

Description

本開示は、変速装置に関する。

従来、この種の変速装置としては、複数の係合要素を選択的に係合して複数の変速段を形成する変速機と、複数の係合要素に油圧を供給する油圧制御装置とを備え、目標トルク容量を実現するために、供給油圧指令値を用いて油圧制御装置を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２４７３８０号公報

こうした変速装置では、複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際や解放する際には、対象要素において、ピストンの移動に対するフリクションが生じる。上述の変速装置では、このフリクションが適切に考慮されていないことから、供給油圧指令の精度ひいては制御性の向上に更に改善の余地がある。

本開示の変速装置は、複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を係合する際や解放する際の制御性の向上を図ることを主目的とする。

本開示の変速装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の変速装置は、
複数の係合要素を選択的に係合して複数の変速段を形成する変速機と、
前記複数の係合要素に油圧を供給する油圧制御装置と、
前記複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際および解放する際には、前記対象要素について、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して前記油圧制御装置を制御する制御装置と、
を備える変速装置であって、
前記制御装置は、前記トルク容量指令に基づく前記対象要素における摩擦材の被押圧力と、前記油圧制御装置の作動油の油温に基づく前記対象要素におけるピストンのフリクションと、に基づいて前記油圧指令を設定する、
ことを要旨とする。

この本開示の変速装置では、複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際および解放する際には、対象要素について、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して油圧制御装置を制御する。そして、この際には、トルク容量指令に基づく対象要素における摩擦材の被押圧力と、油圧制御装置の作動油の油温に基づく対象要素におけるピストンのフリクションと、に基づいて油圧指令を設定する。したがって、油温に基づくピストンのフリクション（油温に応じて変化するフリクション）を考慮して油圧指令を設定するから、このフリクションを考慮せずに或いはこのフリクションを一律の値として用いて油圧指令を設定するものに比して、油圧指令をより適切に設定することができる。この結果、対象要素を係合する際や解放する際の制御性の向上を図ることができる。ここで、「摩擦材の被押圧力」は、摩擦材がピストンから受ける力を意味する。

本開示の実施形態としての変速装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 自動変速機２５を有する変速装置２０の構成の概略を示す構成図である。 クラッチＣ１の構成の一例を示す構成図である。 自動変速機２５の各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４，ブレーキＢ１，Ｂ２，ワンウェイクラッチＦ１の作動状態との関係を表した作動表を示す説明図である。 油圧制御装置６０の構成の概略を示す構成図である。 係合側要素および解放側要素についてのトルク容量指令および油圧指令の一例を示す説明図である。 変速ＥＣＵ８０により実行される油圧指令設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆとの関係の一例を示す説明図である。 ピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐおよび油温Ｔｏとピストン５５のフリクション絶対値との関係の一例を示す説明図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示の実施形態としての変速装置２０を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、自動変速機２５を有する変速装置２０の構成の概略を示す構成図である。

自動車１０は、図１および図２に示すように、エンジン１２と、エンジン１２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）１６と、エンジン１２のクランクシャフト１４に取り付けられた流体伝動装置２３と、エンジン１２からの動力により駆動されるオイルポンプ２４と、を備える。また、自動車１０は、流体伝動装置２３の出力側に入力軸２６が接続されると共にギヤ機構４２やデファレンシャルギヤ４４を介して駆動輪１８ａ，１８ｂに出力軸２８が接続されて入力軸２６に入力された動力を変速して出力軸２８に伝達する有段の自動変速機２５と、オイルポンプ２４からの作動油を流体伝動装置２３や自動変速機２５に供給する油圧制御装置６０と、を備える。さらに、自動車１０は、油圧制御装置６０を制御することによって流体伝動装置２３や自動変速機２５を制御する変速機用電子制御ユニット（以下、「変速機ＥＣＵ」という）８０と、図示しない電子制御式油圧ブレーキユニットを制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）１７と、を備える。ここで、変速装置２０としては、主として、自動変速機２５，油圧制御装置６０，変速機ＥＣＵ８０が該当する。

エンジンＥＣＵ１６は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートと、を備える。エンジンＥＣＵ１６には、クランクシャフト１４に取り付けられたクランク角センサ１４ａからのクランク角θｅなどのエンジン１２の運転状態を検出する各種センサからの信号や、アクセルペダル９１の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ９２からのアクセル開度Ａｃｃ，車速センサ９８からの車速Ｖなどの信号が入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ１６は、クランク角センサ１４ａからのクランク角θｅに基づいてエンジン回転速度Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ１６からは、スロットルバルブを駆動するスロットルモータへの駆動信号や燃料噴射弁への制御信号，点火プラグへの点火信号などが出力ポートを介して出力されている。

流体伝動装置２３は、エンジン１２のクランクシャフト１４にフロントカバーを介して接続される入力側のポンプインペラや、自動変速機２５の入力軸２６に接続される出力側のタービンランナ，ポンプインペラおよびタービンランナの内側に配置されてタービンランナからポンプインペラへの作動油の流れを整流するステータ，ステータの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ，フロントカバーと入力軸２６とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するロックアップクラッチ等を有するトルクコンバータとして構成されている。オイルポンプ２４は、ポンプボディおよびポンプカバーからなるポンプアッセンブリや、流体伝動装置２３のポンプインペラに接続される外歯ギヤ，外歯ギヤと噛合する内歯ギヤ等を有するギヤポンプとして構成されている。

自動変速機２５は、８段変速式の変速機として構成されており、図２に示すように、ダブルピニオン式の第１遊星歯車機構３０と、ラビニヨ式の第２遊星歯車機構３５と、入力側から出力側までの動力伝達経路を変更するための４つのクラッチＣ１〜Ｃ４，２つのブレーキＢ１，Ｂ２，ワンウェイクラッチＦ１と、を備える。

第１遊星歯車機構３０は、外歯歯車であるサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３２と、互いに噛合すると共に一方がサンギヤ３１に、他方がリングギヤ３２に噛合する２つのピニオンギヤ３３ａ，３３ｂの組を自転自在（回転自在）かつ公転自在に複数保持するプラネタリキャリヤ３４と、を有する。図示するように、第１遊星歯車機構３０のサンギヤ３１は、トランスミッションケース２２に固定されており、第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４は、入力軸２６に一体回転可能に連結されている。第１遊星歯車機構３０は、いわゆる減速ギヤとして構成されており、入力要素であるプラネタリキャリヤ３４に伝達された動力を減速して出力要素であるリングギヤ３２から出力する。

第２遊星歯車機構３５は、外歯歯車である第１サンギヤ３６ａおよび第２サンギヤ３６ｂと、第１，第２サンギヤ３６ａ，３６ｂと同心円上に配置される内歯歯車であるリングギヤ３７と、第１サンギヤ３６ａに噛合する複数のショートピニオンギヤ３８ａと、第２サンギヤ３６ｂおよび複数のショートピニオンギヤ３８ａに噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のロングピニオンギヤ３８ｂと、複数のショートピニオンギヤ３８ａおよび複数のロングピニオンギヤ３８ｂを自転自在（回転自在）かつ公転自在に保持するプラネタリキャリヤ３９と、を有する。第２遊星歯車機構３５のリングギヤ３７は、自動変速機２５の出力部材として機能し、入力軸２６からリングギヤ３７に伝達された動力は、ギヤ機構４２やデファレンシャルギヤ４４を介して左右の駆動輪１８ａ，１８ｂに伝達される。また、プラネタリキャリヤ３９は、ワンウェイクラッチＦ１を介してトランスミッションケース２２により支持され、プラネタリキャリヤ３９の回転方向は、ワンウェイクラッチＦ１により一方向に制限される。

クラッチＣ１〜Ｃ４は、いずれも、ピストン，複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート），作動油が供給される油室（係合油室およびキャンセル油室），リターンスプリング，シール部材等により構成される油圧サーボを有し、２つの回転系を互いに接続すると共に両者の接続を解除する摩擦式油圧クラッチとして構成されている。また、ブレーキＢ１，Ｂ２は、いずれも、ピストン，複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート），作動油が供給される油室（係合油室およびキャンセル油室），リターンスプリング，シール部材等により構成される油圧サーボを有し、回転系を固定系に回転不能に固定すると共にその固定を解除する摩擦式油圧ブレーキとして構成されている。

ここで、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２のうちクラッチＣ１の構成の一例について、図３を用いて説明する。クラッチＣ２〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２については、クラッチＣ１と同様に考えることができる。図３に示すように、クラッチＣ１は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に連結されるクラッチハブ５１と、第２遊星歯車機構３５の第１サンギヤ３６ａに連結されるクラッチドラム５２と、両面に摩擦材５３ａが貼付されると共にクラッチハブ５１に形成されたスプラインに嵌合される複数の摩擦プレート５３と、クラッチドラム５２の外筒部５２ａ（クラッチハブ５１と径方向で対向する部分）に形成されたスプラインに嵌合される複数のセパレータプレート５４およびバッキングプレート５４ａと、複数の摩擦プレート５３および複数のセパレータプレート５４のうち最近接のセパレータプレート５４を押圧する押圧部５５ａを有するピストン５５と、を備える。ピストン５５は、クラッチドラム５２に対してクラッチＣ１の軸方向（図中左右方向）に移動自在となるようにクラッチドラム５２の内筒部５２ｂに嵌合される。ピストン５５の内周部とクラッチドラム５２の内筒部５２ｂとの間には、ゴムなどにより形成されたシール部材５８ａが配置され、ピストン５５の突出部５５ｂとクラッチドラム５２の中間筒部５２ｃとの間には、ゴムなどにより形成されたシール部材５８ｂが配置される。これにより、クラッチドラム５２とピストン５５との軸方向における間には、係合油室５９ａが画成される。クラッチドラム５２の内筒部５２ｂのうち軸方向におけるピストン５５よりもクラッチハブ５１側（図中右側）には、キャンセルプレート５６が固定される。キャンセルプレート５６の外筒部５６ａとピストン５５の突出部５５ｂとの間には、ゴムなどにより形成されたシール部材５８ｃが配置される。これにより、ピストン５５とキャンセルプレート５６との軸方向における間には、係合油室５９ａ内で発生する遠心油圧をキャンセルするためのキャンセル油室５９ｂが画成される。ピストン５５とキャンセルプレート５６との間には、リターンスプリング５７が配置される。このクラッチＣ１では、クラッチドラム５２の内筒部５２ｂに形成された油孔５２ｈを介して係合油室５９ａに係合油圧（作動油）が供給されると、ピストン５５がキャンセルプレート５６に接近する側（図中右側）に移動し、複数の摩擦プレート５３および複数のセパレータプレート５４が押圧されて係合する。また、クラッチＣ１は、係合油室５９ａの係合油圧が油孔５２ｈを介して排出されると、リターンスプリング５７の付勢力によりピストン５５がキャンセルプレート５６から離間する側（図中左側）に移動し、複数の摩擦プレート５３および複数のセパレータプレート５４の押圧が解除されて係合が解除する。

クラッチＣ１は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２と第２遊星歯車機構３５の第１サンギヤ３６ａとを互いに接続すると共に両者の接続を解除することができる。クラッチＣ２は、入力軸２６と第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３９とを互いに接続すると共に両者の接続を解除することができる。クラッチＣ３は、第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３２と第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂとを互いに接続すると共に両者の接続を解除することができる。クラッチＣ４は、第１遊星歯車機構３０のプラネタリキャリヤ３４と第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂとを互いに接続すると共に両者の接続を解除することができる。

ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構３５の第２サンギヤ３６ｂをトランスミッションケース２２に回転不能に固定すると共に第２サンギヤ３６ｂのトランスミッションケース２２に対する固定を解除することができる。ブレーキＢ２は、第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３９をトランスミッションケース２２に回転不能に固定すると共にプラネタリキャリヤ３９のトランスミッションケース２２に対する固定を解除することができる。

ワンウェイクラッチＦ１は、第２遊星歯車機構３５のプラネタリキャリヤ３９に連結（固定）されるインナーレースや、トランスミッションケース２２に固定されるアウターレース，インナーレースとアウターレースとの間に配置されたトルク伝達部材（複数のスプラグ等）を有し、プラネタリキャリヤ３９の一方向の回転のみを許容する。

これらのクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧制御装置６０による作動油の給排を受けて動作する。図４に自動変速機２５の各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４，ブレーキＢ１，Ｂ２，ワンウェイクラッチＦ１の作動状態との関係を表した作動表を示す。自動変速機２５は、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２を図４の作動表に示す状態とすることにより、第１速〜第８速の前進段および第１速，第２速の後進段とを提供する。具体的には、図４に示すように、前進１速は、クラッチＣ１を係合すると共にクラッチＣ２〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより形成される。なお、前進１速は、エンジンブレーキ時には、ブレーキＢ２も係合される。前進２速は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１を係合すると共にクラッチＣ２〜Ｃ４およびブレーキＢ２を解放することにより形成される。前進３速は、クラッチＣ１，Ｃ３を係合すると共にクラッチＣ２，Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより形成される。前進４速は、クラッチＣ１，Ｃ４を係合すると共にクラッチＣ２，Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより形成される。前進５速は、クラッチＣ１，Ｃ２を係合すると共にクラッチＣ３，Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより形成される。前進６速は、クラッチＣ２，Ｃ４を係合すると共にクラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより形成される。前進７速は、クラッチＣ２，Ｃ３を係合すると共にクラッチＣ１，Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２を解放することにより形成される。前進８速は、クラッチＣ２およびブレーキＢ１を係合すると共にクラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ４およびブレーキＢ２を解放することにより形成される。後進１速は、クラッチＣ３およびブレーキＢ２を係合すると共にクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ４およびブレーキＢ１を解放することにより形成される。後進２速は、クラッチＣ４およびブレーキＢ２を係合すると共にクラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１を解放することにより形成される。

油圧制御装置６０は、図５に示すように、オイルポンプ２４から圧送される作動油の一部をクーラ７１やギヤ，ベアリング等の潤滑対象７２に供給しながら調圧してライン圧用油路６３にライン圧ＰＬを発生させるレギュレータバルブ６２と、ライン圧用油路６３のライン圧ＰＬを調圧してクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２の各油圧サーボに供給するリニアソレノイドバルブＳＬＣ１〜ＳＬＣ４，ＳＬＢ１，ＳＬＢ２（ＳＬＣ２〜ＳＬＣ４とＳＬＢ１は図示省略）と、を備える。

変速機ＥＣＵ８０は、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートと、を備える。変速機ＥＣＵ８０には、油圧制御装置６０内の作動油の油温を検出する油温センサ６８からの油温Ｔｏや、ライン圧ＰＬを検出する油圧センサ６９からのライン圧ＰＬ，シフトレバー９５の位置を検出するシフトポジションセンサ９６からのシフトポジションＳＰ，車速センサ９８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。変速機ＥＣＵ８０からは、油圧制御装置６０（リニアソレノイドバルブＳＬＣ１〜ＳＬＣ４，ＳＬＢ１，ＳＬＢ２）への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

なお、エンジンＥＣＵ１６とブレーキＥＣＵ１７と変速機ＥＣＵ８０とは、相互に通信ポートを介して接続されており、相互に制御に必要な各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。変速機ＥＣＵ８０は、エンジン回転速度Ｎｅやイグニッションスイッチからのイグニッション信号，アクセルペダルポジションセンサ９２からのアクセル開度ＡｃｃをエンジンＥＣＵ１６を介して通信により入力したり、ブレーキペダル９３の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ９４からのブレーキ開度ＢｒａをブレーキＥＣＵ１７を介して通信により入力したりしている。

こうして構成された本実施形態の自動車１０に搭載される変速装置２０では、変速機ＥＣＵ８０は、エンジン１２の運転中に、アクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに基づいて自動変速機２５の目標変速段が変更された（変速要求が行なわれた）ときには、変速制御として、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２のうち、係合すべき係合要素としての係合側要素が係合されると共に解放すべき係合要素としての解放側要素が解放されるように油圧制御装置６０を制御する。例えば、前進第６速から前進第５速に切り替える際には、クラッチＣ１，Ｃ４がそれぞれ係合側要素，解放側要素に該当する。この変速制御の際には、係合側要素および解放側要素のそれぞれについて、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して油圧制御装置６０を制御する。

図６は、係合側要素および解放側要素についてのトルク容量指令および油圧指令の一例を示す説明図である。係合側要素および解放側要素についてのトルク容量指令は、変速制御の開始からの時間に基づいて設定されるものとした。

変速制御が開始すると、係合側要素についてのトルク容量指令は、値０で保持されるように設定され、解放側要素についてのトルク容量指令は、係合状態のときの値が保持されるように設定される（時刻ｔ１１〜ｔ１２）。このとき、係合側要素についての油圧指令は、ストローク制御が実行されるように設定され、解放側要素についての油圧指令は、第１段階解放制御が実行されるように設定される。ストローク制御は、係合側要素のピストンと最近接の摩擦係合プレートとの隙間を詰める（ピストンをストロークさせる）ファストフィルと、その後に油圧を比較的低い待機圧で保持する低圧待機と、を行なう制御である。第１段階解放制御は、油圧を１段低下させて解放側要素をスリップ係合させる制御である。

続いて、係合側要素についてのトルク容量指令およびこれに基づく油圧指令は、トルク相制御が実行されるように設定され、解放側要素のトルク容量指令およびこれに基づく油圧指令は、第２段階解放制御が実行されるように設定される（時刻ｔ１２〜ｔ１３）。トルク相制御および第２段階解放制御は、係合側要素の油圧を徐々に上昇させると共に解放側要素の油圧を徐々に低下させて、トルクの伝達を変更前の変速段による伝達から変更後の変速段による伝達に変更する制御である。

そして、係合側要素についてのトルク容量指令およびこれに基づく基本油圧指令は、イナーシャ相制御，終期制御の順に実行されるように設定され、解放側要素についてのトルク容量指令およびこれに基づく基本油圧指令は、第３段階解放制御が実行されるように設定される（時刻ｔ１３〜）。イナーシャ相制御は、係合側要素の油圧を更に徐々に上昇させて、自動変速機２５の入力軸２６の回転速度Ｎｉｎを変速後の変速段（目標変速段）に応じた回転速度に近づける制御である。終期制御は、係合側要素の油圧を更に上昇させる制御である。第３段階解放制御は、解放側要素の油圧を更に低下させる制御である。

次に、こうして構成された本実施形態の自動車１０に搭載される変速装置２０の動作、特に、変速制御における係合側要素および解放側要素のそれぞれについて、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定する際の動作について説明する。図７は、変速ＥＣＵ８０により実行される油圧指令設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、変速制御における係合側要素および解放側要素のそれぞれについて並列に繰り返し実行される。例えば、前進第６速から前進第５速に切り替える際には、クラッチＣ１，Ｃ４がそれぞれ係合側要素，解放側要素に該当するから、クラッチＣ１，Ｃ４のそれぞれについて図７のルーチンが並列に繰り返し実行される。なお、理解の容易のために、係合側要素や解放側要素の各部について、図３と同様の符号を付して（摩擦材５３ａ，ピストン５５，リターンスプリング５７等として）説明する。

油圧指令設定ルーチンが実行されると、変速ＥＣＵ８０は、まず、油温Ｔｏや対象要素，対象要素のトルク容量指令Ｔｃ＊，対象要素の係合側フラグＥＦなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、油温Ｔｏは、油温センサ６８により検出されたものを入力するものとした。対象要素は、係合側要素および解放側要素のうち本ルーチンで対象としている係合要素（例えば、前進第６速から前進第５速に切り替える際におけるクラッチＣ１またはクラッチＣ４）である。対象要素のトルク容量指令Ｔｃ＊は、変速制御の開始からの時間に応じて設定されたもの（図６参照）を入力するものとした。対象要素の係合側フラグＥＦは、対象要素を係合する際（対象要素が係合側要素であるとき）には値１が設定され、対象要素を解放する際（対象要素が解放側要素であるとき）には値０が設定されたものを入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、係合側要素についてのストローク制御（解放側要素についての第１段階解放制御）の完了前であるか完了後であるかを判定する（ステップＳ１１０）。この処理は、図６を参照すると、変速制御の開始から低圧待機の終了（イナーシャ相制御の開始）までの時間（時刻ｔ１１〜ｔ１２の時間）が経過したか否かを判定することにより、行なうことができる。

ステップＳ１１０で係合側要素についてのストローク制御の完了前であると判定されたときには、対象要素の係合側フラグＥＦの値を調べる（ステップＳ１２０）。そして、対象要素の係合側フラグＥＦが値１のときには、対象要素を係合する際である（対象要素が係合側要素である）と判断し、対象要素についてのストローク制御用の油圧指令を設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。一方、対象要素の係合側フラグＥＦが値０のときには、対象要素を解放する際である（対象要素が解放側要素である）と判断し、対象要素についての第１段階解放制御用の油圧指令を設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１１０で係合側要素についてのストローク制御の完了後であると判定されたときには、対象要素のトルク容量指令Ｔｃ＊に基づいて、対象要素において摩擦材５３ａがピストン５５から受ける力（以下、「被押圧力Ｆｆｍ」という）を推定する（ステップＳ１５０）。ここで、対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍは、その摩擦材５３ａの摩擦係数μｆおよび枚数Ｎｆおよび有効半径Ｒｆと、対象要素のトルク容量指令Ｔｃ＊と、を用いて式（１）により推定することができる。対象要素における摩擦材５３ａの有効半径Ｒｆは、その摩擦材５３ａの内径Ｒｉｎと外径Ｒｏｕｔとを用いて式（２）により計算することができる。

Ffm=Tc*/(μf・Nf/Rf) (1)
Rf=2/3・(Rout³-Rin³)/(Rout²-Rin²) (2)

続いて、対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍに基づいて、対象要素の変形に伴うリターンスプリング５７の縮み量（以下、「変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆ」という）を推定する（ステップＳ１６０）。対象要素を係合する際には、ストローク制御が完了してトルク相制御が開始し、ピストン５５が係合油室５９ａの油圧から受ける力（後述の被押圧力Ｆｐｉ）がストローク制御の完了時相当の力よりも大きくなると、摩擦係合プレート（摩擦プレート５３およびセパレータプレート５４）や摩擦材５３ａ，ピストン５５，クラッチドラム５２，シール部材５８ａ，５８ｂ，５８ｃなどが変形し、その分だけリターンスプリング５７がストローク制御の完了時相当の長さに比して縮むと考えられる。また、対象要素を解放する際には、ピストン５５の被押圧力Ｆｐｉがストローク制御の完了時相当の力以下になるまで、摩擦係合プレートなどが変形しているために、リターンスプリング５７がストローク制御の完了時相当の長さに比して縮んでいると考えられる。対象要素におけるリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆは、これを考慮して推定されるものである。この対象要素におけるリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆは、対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆとの関係を予め実験や解析により定めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍが与えられると、このマップから対応するリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆを導出して推定するものとした。対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆとの関係の一例を図８に示す。なお、この関係は、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２のそれぞれについて定められる。図示するように、対象要素におけるリターンスプリング５７の縮み量Ｄｒｓｄｆは、対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍが大きいほど大きくなる傾向に設定される。これは、摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍが大きいほど、摩擦係合プレートなどの変形の程度が大きくなり、リターンスプリング５７がより縮んでいると考えられるためである。

そして、対象要素におけるリターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆにリターンスプリング５７のばね定数ｋｒｓを乗じて、対象要素の変形に伴うリターンスプリング５７の荷重（以下、「変形起因荷重Ｆｒｓｄｆ」という）を推定する（ステップＳ１７０）。そして、対象要素におけるリターンスプリング５７の変形起因荷重Ｆｒｓｄｆをそのリターンスプリング５７の作動荷重Ｆｒｓ０に加えて、対象要素におけるリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓを推定する（ステップＳ１８０）。ここで、対象要素におけるリターンスプリング５７の作動荷重Ｆｒｓ０は、対象要素におけるストローク制御の完了時相当の荷重を意味し、具体的には、対象要素を係合する際（対象要素が係合側要素である場合）には、対象要素の摩擦係合プレートの変形開始直前のリターンスプリング５７の荷重を意味し、対象要素を解放する際（対象要素が解放側要素である場合）には、対象要素の摩擦係合プレートの変形解消直後のリターンスプリング５７の荷重を意味する。このリターンスプリング５７の作動荷重Ｆｒｓ０は、予め実験や解析により定められた値を用いることができる。

次に、対象要素における摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓとの和を、対象要素においてピストン５５が係合油室５９ａの油圧により押圧される力（以下、「被押圧力Ｆｐｉ」という）の仮の値（以下、「仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐ」という）として推定する（ステップＳ１９０）。続いて、対象要素におけるピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐと油温Ｔｏと係合側フラグＥＦとに基づいて、対象要素におけるピストン５５のフリクションＦｐｆを推定する（ステップＳ２００）。

ここで、対象要素におけるピストン５５のフリクションＦｐｆは、ピストン５５が係合側（摩擦係合プレートに接近する側）または解放側（摩擦係合プレートから離間する側）に移動する際のフリクションであり、例えば、シール部材５８ａ，５８ｂ，５８ｃによるフリクションを挙げることができる。このピストン５５のフリクションＦｐｆは、ピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐおよび油温Ｔｏに基づいてフリクションＦｐｆの絶対値（以下、「フリクション絶対値」という）を推定し、係合側フラグＥＦが値１のときにはピストン５５のフリクション絶対値に値１を乗じてピストン５５のフリクションＦｐｆを推定し、係合側フラグＥＦが値０のときにはピストン５５のフリクション絶対値に値（−１）を乗じてピストン５５のフリクションＦｐｆを推定するものとした。

対象要素におけるピストン５５のフリクション絶対値は、ピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐおよび油温Ｔｏとピストン５５のフリクション絶対値との関係を予め実験や解析により定めてマップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、ピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐおよび油温Ｔｏが与えられると、このマップから対応するピストン５５のフリクション絶対値を導出して推定するものとした。ピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐおよび油温Ｔｏとピストン５５のフリクション絶対値との関係の一例を図９に示す。図示するように、ピストン５５のフリクション絶対値は、ピストン５５の被押圧力Ｆｐｉｔｍｐが大きいほど絶対値が大きくなる傾向に設定される。これは、ピストン５５の被押圧力Ｆｐｉｔｍｐが大きいほどピストン５５の垂直抗力やシール部材５８ａ，５８ｂ，５８ｃによる接触面積の増加などによりピストン５５のフリクション絶対値が大きくなると考えられるためである。また、ピストン５５のフリクション絶対値は、油温Ｔｏが所定範囲（値０付近の範囲）よりも高温側の領域では、油温Ｔｏが低いほど大きくなる傾向に設定され、油温Ｔｏが所定範囲よりも低温側の領域では、油温Ｔｏが低いほど小さくなる傾向に設定される。これは、油温Ｔｏが所定範囲よりも高温側の領域では、油温Ｔｏが低いほど作動油の粘性が低くなってピストン５５のフリクション絶対値が小さくなり、油温Ｔｏが所定範囲よりも低温側の領域では、油温Ｔｏが低いほどシール部材５８ａ，５８ｂ，５８ｃ（ゴムなどにより形成）が硬化することによってピストン５５のフリクション絶対値が小さくなると考えられるためである。所定範囲は、作動油の粘性におけるフリクション絶対値の温度依存性の影響と、シール部材５８ａ，５８ｂ，５８ｃの硬度におけるフリクション絶対値の温度依存性の影響と、の大小関係が反転する境界付近の範囲として定められる。

ステップＳ２００でピストン５５のフリクションＦｐｆを推定すると、推定したピストン５５のフリクションＦｐｆをピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐに加えて、ピストン５５の被押圧力Ｆｐｉを推定し（ステップＳ２１０）、推定したピストン５５の被押圧力Ｆｐｉに基づいて油圧指令Ｐｏ＊を演算して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、油圧指令Ｐｏ＊の演算は、ピストン５５の被押圧力Ｆｐｉをピストン５５の面積で除することにより、行なうことができる。

このように、本実施形態では、係合側要素についてのストローク制御（解放側要素についての第１段階解放制御）の完了後には、対象要素（係合側要素または解放側要素）について、トルク容量指令Ｔｃ＊に基づく摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍと、油圧制御装置６０の作動油の油温Ｔｏに基づくピストン５５のフリクションＦｐｆと、に基づいて油圧指令Ｐｏ＊を設定して油圧制御装置６０を制御する。これにより、ピストン５５のフリクションＦｐｆを考慮せずに或いはピストン５５のフリクションＦｐｆを一律の値として用いて油圧指令Ｐｏ＊を設定するものに比して、油圧指令Ｐｏ＊をより適切に設定することができる。この結果、対象要素を係合する際や解放する際の制御性の向上を図ることができる。しかも、油圧制御装置６０の作動油の油温Ｔｏに加えて、対象要素を係合する際か解放する際か（対象要素が係合要素であるか解放側要素であるか）と、摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓとの和として得られるピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐと、にも基づいてピストン５５のフリクションＦｐｆを推定する。これにより、ピストン５５のフリクションＦｐｆをより適切に推定することができ、油圧指令Ｐｏ＊をより適切に設定することができる。

また、本実施形態では、係合側要素についてのストローク制御の完了後には、対象要素について、摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとピストン５５のフリクションＦｐｆとに加えて、リターンスプリング５７の縮み量に基づくリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓにも基づいて対象要素の油圧指令Ｐｏ＊を設定する。これにより、油圧指令Ｐｏ＊をより適切に設定することができる。しかも、対象要素の変形に伴うリターンスプリング５７の荷重である変形起因荷重Ｆｒｓｄｆを考慮してリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓを推定する。これにより、対象要素の変形を考慮しない即ちこの変形に基づく変形起因荷重Ｆｒｓｄｆを考慮しないものに比して、リターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓをより適切に推定することができる。

上述の実施形態では、係合側要素についてのストローク制御の完了後には、対象要素について、油圧制御装置６０の作動油の油温Ｔｏと、対象要素を係合する際か解放する際かと、摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍと、リターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓと、に基づいてピストン５５のフリクションＦｐｆを推定するものとした。しかし、対象要素について、対象要素を係合する際か解放する際かと、摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍと、リターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓと、のうちの少なくとも１つを考慮せずにピストン５５のフリクションＦｐｆを推定するものとしてもよい。例えば、対象要素について、油圧制御装置６０の作動油の油温Ｔｏだけに基づいてピストン５５のフリクションＦｐｆを推定するものとしてもよい。

上述の実施形態では、係合側要素についてのストローク制御の完了後には、対象要素について、リターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓを推定し、この摩擦材５３ａの被押圧力Ｆｆｍとリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓとの和として得られるピストン５５の仮被押圧力Ｆｐｉｔｍｐに基づいて油圧指令Ｐｏ＊を設定するものとした。しかし、対象要素について、リターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓとして一律の値（例えば、上述の作動荷重Ｆｒｓ０）を用いるものとしてもよい。

上述の実施形態では、係合側要素についてのストローク制御の完了後には、対象要素について、リターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆにリターンスプリング５７のばね定数ｋｒｓを乗じてリターンスプリング５７の変形起因荷重Ｆｒｓｄｆを推定し、そのリターンスプリング５７の変形起因荷重Ｆｒｓｄｆをリターンスプリング５７の作動荷重Ｆｒｓ０に加えてリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓを推定するものとした。しかし、対象要素について、リターンスプリング５７の、初期状態（係合油室５９ａに油圧が作用していない状態）からの縮み量Ｄｒｓにリターンスプリング５７のばね定数ｋｒｓを乗じてリターンスプリング５７の荷重Ｆｒｓを推定するものとしてもよい。ここで、リターンスプリング５７の初期状態からの縮み量Ｄｒｓは、対象要素を係合する際のストローク制御の完了時相当のリターンスプリング５７の縮み量Ｄｒｓｄｆ０と、リターンスプリング５７の変形起因縮み量Ｄｒｓｄｆと、の和として考えることができる。リターンスプリング５７の縮み量Ｄｒｓｄｆ０は、予め実験や解析により定められた値を用いることができる。また、リターンスプリング５７の縮み量Ｄｒｓｄｆ０とリターンスプリング５７のばね定数ｋｒｓとの積（Ｄｒｓｄｆ０・ｋｒｓ）は、上述のリターンスプリング５７の作動荷重Ｆｒｓ０に相当する。

以上説明したように、複数の係合要素（Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２）を選択的に係合して複数の変速段を形成する変速機（２５）と、前記複数の係合要素（Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２）に油圧を供給する油圧制御装置（６０）と、前記複数の係合要素（Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２）のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際および解放する際には、前記対象要素について、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して前記油圧制御装置（６０）を制御する制御装置（８０）と、を備える変速装置（２０）であって、前記制御装置（８０）は、前記トルク容量指令に基づく前記対象要素における摩擦材の被押圧力と、前記油圧制御装置の作動油の油温に基づく前記対象要素におけるピストンのフリクションと、に基づいて前記油圧指令を設定することを要旨とする。

この本開示の変速装置では、複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際および解放する際には、対象要素について、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して油圧制御装置を制御する。そして、この際には、トルク容量指令に基づく対象要素における摩擦材の被押圧力と、油圧制御装置の作動油の油温に基づく対象要素におけるピストンのフリクションと、に基づいて油圧指令を設定する。したがって、油温に基づくピストンのフリクション（油温に応じて変化するフリクション）を考慮して油圧指令を設定するから、このフリクションを考慮せずに或いはこのフリクションを一律の値として用いて油圧指令を設定するものに比して、油圧指令をより適切に設定することができる。この結果、対象要素を係合する際や解放する際の制御性の向上を図ることができる。ここで、「摩擦材の被押圧力」は、摩擦材がピストンから受ける力を意味する。

本開示の変速装置において、前記制御装置（８０）は、前記油圧制御装置の作動油の油温が所定範囲よりも高温側の領域では、前記油温が低いほど大きくなる傾向に前記ピストンのフリクションを推定し、前記油圧制御装置の作動油の油温が前記所定範囲よりも低温側の領域では、前記油温が低いほど小さくなる傾向に前記ピストンのフリクションを推定するものとしてもよい。

本開示の変速装置において、前記制御装置（８０）は、前記対象要素を係合する際か解放する際かに基づいて前記ピストンのフリクションを推定するものとしてもよい。また、前記制御装置は、前記摩擦材の被押圧力が大きいほど絶対値が大きくなる傾向に前記ピストンのフリクションを推定するものとしてもよい。これらのようにすれば、ピストンのフリクションをより適切に推定することができる。

本開示の変速装置において、前記制御装置（８０）は、前記摩擦材の被押圧力と、前記対象要素におけるリターンスプリングの縮み量に基づく荷重と、の和に基づいて前記ピストンのフリクションを推定するものとしてもよい。この場合、前記リターンスプリングの荷重は、前記対象要素の変形に伴う前記リターンスプリングの荷重である変形起因荷重を含むものとしてもよい。これらのようにすれば、ピストンのフリクションをより適切に推定することができる。

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本開示は、変速装置の製造産業などに利用可能である。

１０ 自動車、１２ エンジン、１４ クランクシャフト、１４ａ クランク角センサ、１６ エンジンＥＣＵ、１７ ブレーキＥＣＵ、１８ａ，１８ｂ 駆動輪、２０ 変速装置、２２ トランスミッションケース、２３ 流体伝動装置、２４ オイルポンプ、２５ 自動変速機、２６ 入力軸、２８ 出力軸、３０ 第１遊星歯車機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ａ，３３ｂ ピニオンギヤ、３４ プラネタリキャリヤ、３５ 第２遊星歯車機構、３６ａ 第１サンギヤ、３６ｂ 第２サンギヤ、３７ リングギヤ、３８ａ ショートピニオンギヤ、３８ｂ ロングピニオンギヤ、３９ プラネタリキャリヤ、４２ ギヤ機構、４４ デファレンシャルギヤ、５１ クラッチハブ、５２ クラッチドラム、５２ａ 外筒部、５２ｂ 内筒部、５２ｃ 中間筒部、５２ｈ 油孔、５３ 摩擦プレート、５３ａ 摩擦材、５４ セパレータプレート、５４ａ バッキングプレート、５５ ピストン、５５ａ 押圧部、５５ｂ 突出部、５６ キャンセルプレート、５６ａ 外筒部、５７ リターンスプリング、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ シール部材、５９ａ 係合油室、５９ｂ キャンセル油室、６０ 油圧制御装置、６２ レギュレータバルブ、６３ ライン圧用油路、６８ 油温センサ、６９ 油圧センサ、７１ クーラ、７２ 潤滑対象、８０ 変速機ＥＣＵ、９１ アクセルペダル、９２ アクセルペダルポジションセンサ、９３ ブレーキペダル、９４ ブレーキペダルポジションセンサ、９５ シフトレバー、９６ シフトポジションセンサ、９８ 車速センサ、Ｃ１〜Ｃ４ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、Ｆ１ ワンウェイクラッチ、ＳＬＣ１〜ＳＬＣ４，ＳＬＢ１，ＳＬＢ２ リニアソレノイドバルブ。

Claims (6)

1. 複数の係合要素を選択的に係合して複数の変速段を形成する変速機と、
   前記複数の係合要素に油圧を供給する油圧制御装置と、
   前記複数の係合要素のうちの何れかの係合要素を対象要素として係合する際および解放する際には、前記対象要素について、トルク容量指令に基づいて油圧指令を設定して前記油圧制御装置を制御する制御装置と、
   を備える変速装置であって、
   前記制御装置は、前記トルク容量指令に基づく前記対象要素における摩擦材の被押圧力と、前記油圧制御装置の作動油の油温に基づく前記対象要素におけるピストンのフリクションと、に基づいて前記油圧指令を設定する、
   変速装置。
2. 請求項１記載の変速装置であって、
   前記制御装置は、前記油圧制御装置の作動油の油温が所定範囲よりも高温側の領域では、前記油温が低いほど大きくなる傾向に前記ピストンのフリクションを推定し、前記油圧制御装置の作動油の油温が前記所定範囲よりも低温側の領域では、前記油温が低いほど小さくなる傾向に前記ピストンのフリクションを推定する、
   変速装置。
3. 請求項１または２記載の変速装置であって、
   前記制御装置は、前記対象要素を係合する際か解放する際かに基づいて前記ピストンのフリクションを推定する、
   変速装置。
4. 請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載の変速装置であって、
   前記制御装置は、前記摩擦材の被押圧力が大きいほど絶対値が大きくなる傾向に前記ピストンのフリクションを推定する、
   変速装置。
5. 請求項１ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載の変速装置であって、
   前記制御装置は、前記摩擦材の被押圧力と、前記対象要素におけるリターンスプリングの縮み量に基づく荷重と、の和に基づいて前記ピストンのフリクションを推定する、
   変速装置。
6. 請求項５記載の変速装置であって、
   前記リターンスプリングの荷重は、前記対象要素の変形に伴う前記リターンスプリングの荷重である変形起因荷重を含む、
   変速装置。

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