JP3861328B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に、自動変速機の変速機構中において所定の変速段を維持する各摩擦係合要素の係合圧を適正化する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラネタリギヤを組み合わせて変速要素とする有段の自動変速機において、所定の変速段を達成するために変速機構中のトルク伝達要素を相互に係合し、あるいは反力要素を固定部材に係止するのに摩擦係合要素からなるクラッチやブレーキが用いられる。そして、これら摩擦係合要素を操作する油圧サーボの油圧を、電子制御装置の出力する電子信号により油圧制御装置を介して直接制御するものがある。こうした自動変速機では、変速時には、所定の係合特性となるように摩擦係合要素の油圧を制御し、変速が終了すると、係合した摩擦係合要素の安定した係合状態を維持させるため、油圧をライン圧まで上昇させる制御がなされる。こうした制御を行う技術の一例として、特開平２−１５０５５７号公報に開示の技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、摩擦係合要素の係合を維持するために必要な油圧は、各摩擦係合要素ごとのトルク分担、摩擦材のトルク容量、油圧サーボの受圧面積等が相違するため、各摩擦係合要素について同じになることはほとんどない。一方、こうした定常時におけるライン圧は、変速機構中において、最もトルク負荷の大きな摩擦係合要素が完全な係合状態を維持できるような油圧でなければならない。したがって、所定の変速段を達成するために複数の摩擦係合要素の係合を必要とする場合、ライン圧は、最も高い係合油圧が必要とされる摩擦係合要素の油圧レベルまで高められる。これにより、低い係合油圧の摩擦係合要素の油圧サーボには、係合維持に必要とされる油圧よりも高い油圧が供給される。この結果、低い油圧で十分な側の摩擦係合要素の摩擦材及び油圧サーボには、油圧サーボの押圧力及び油圧自体の圧力が、必要以上に作用することになり、摩擦材や油圧サーボのみならず、関連部材へも必要以上の負荷を及ぼすことになり、各部材の耐久性を保つうえで不利であり、強度対策上、装置の大型化を招く点でも望ましくない。
【０００４】
そこで、本発明は、変速機構中の各摩擦係合要素の係合油圧を適正化することで、各部材への不必要な負荷を低減し、装置の耐久性の向上を図るとともに、小型化を図ることのできる自動変速機の制御装置を提供することを第１の目的とする。
【０００５】
次に、本発明は、上記制御装置において、変速の前後を通じて係合を維持する摩擦係合要素の変速中の係合油圧を変速の進行状況に連れた必要油圧の変化に応じて変化させることにより、変速中についても各部材への不必要な負荷を低減することを第２の目的とする。
【０００６】
更に、本発明は、上記の制御のために不可欠な進行状況の検出を簡単な構成で行うことを第３の目的とする。
【０００７】
ところで、上記のような変速中の係合油圧を変化させる制御を行った場合、変速時は、摩擦係合要素のトルク分担の変化過渡期であり、入力トルクの変化に対して係合油圧の対応が遅れると、係合力不足による変速レスポンスの悪化やエンジン吹き等が懸念される。そこで、本発明は、このような係合油圧の対応の遅れを防ぐことを第４の目的とする。
【０００８】
更に、本発明は、制御に必要な入力トルクの情報を、通常の自動変速機に既存のセンサから得るようにして、制御装置の構成を簡素化することを第５の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、入力トルクを算出するのに必要な情報の検出精度を期待できない状況においても、各摩擦係合要素の係合力不足を防止することを第６の目的とする。
【００１０】
そして、本発明は、上記係合力不足を防止する制御を簡単な構成で実現することを第７の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の自動変速機の制御装置においては、所定の変速段を達成するために同時に係合又は解放される複数の摩擦係合要素を備えた変速機構、前記各摩擦係合要素を個々に操作する油圧サーボ、及び該各油圧サーボに摩擦係合要素を操作するための油圧を供給する供給手段を備えるようになっている。
そして、前記変速機構の作動に関連する作動情報を検出する情報検出手段と、検出された作動情報に基づいて変速機構の入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、所定の変速段への変速中に、各摩擦係合要素を所定の係合圧で係合させる手段と、前記入力トルクに基づいて、前記所定の変速段への変速が終了した後において個々の前記摩擦係合要素ごとの係合を維持するための必要係合油圧を算出する係合油圧算出手段とを有する。
また、前記供給手段は、各必要係合油圧を各油圧サーボに供給する。
【００１２】
本発明の他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記複数の摩擦係合要素のうち、少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記所定の変速段への変速中に、変速の前後を通じて係合が維持される。そして、前記情報検出手段は、前記所定の変速段への変速中に、変速機構の実際の変速の進行状況を検出する。また、前記係合油圧算出手段は、前記進行状況に応じて必要係合油圧を変化させる。
【００１３】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記情報検出手段は、変速機構の入力回転数を検出する入力回転数検出手段、及び変速機構の出力回転数を検出する出力回転数検出手段を備える。そして、前記情報検出手段は、前記入力回転数及び出力回転数に基づく、変速中のギヤ比の変化によって前記進行状況を検出する。また、前記係合油圧算出手段は、ギヤ比の変化に応じて必要係合油圧を変化させる。
【００１４】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記情報検出手段は、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備える。そして、前記係合油圧算出手段は、変速中にスロットル開度が変化したときに、前記入力トルクとは別に、スロットル開度の変化に応じて設定された補正トルクを加味して必要係合油圧を算出する。
【００１５】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、自動変速機は、エンジンのトルクを前記変速機構に伝達するトルクコンバータを備える。そして、前記情報検出手段は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、及びトルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段を備える。また、前記入力トルク算出手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいてエンジントルクを算出し、エンジン回転数及びタービン回転数に対応するトルクコンバータのトルク比を取得し、前記エンジントルクを、前記トルク比に基づいて入力トルクに変換する。
【００１６】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記入力トルク算出手段は、前記変速機構にエンジントルクが伝達されていない状態から所定の変速段を達成する場合に、該変速段が達成されたときに変速機構に入力される入力トルクを予測して予想入力トルクを算出する。そして、前記係合油圧算出手段は、前記予想入力トルクに基づいて必要係合油圧を算出する。
【００１７】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、自動変速機は、エンジンのトルクを前記変速機構に伝達するトルクコンバータを備える。そして、前記情報検出手段は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、及び変速機構の出力回転数を検出する出力回転数検出手段を備える。また、前記入力トルク算出手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいてエンジントルクを算出し、変速機構の出力回転数及び所定の変速段を達成したときのギヤ比に基づいてトルクコンバータの出力回転数を予測し、該トルクコンバータの出力回転数及びエンジン回転数に対応するトルクコンバータのトルク比を取得し、前記エンジントルクを、前記トルク比に基づいて予想入力トルクに変換する。
【００１８】
【発明の作用及び効果】
本発明によれば、前記のように自動変速機の制御装置においては、所定の変速段を達成するために同時に係合又は解放される複数の摩擦係合要素を備えた変速機構、前記各摩擦係合要素を個々に操作する油圧サーボ、及び該各油圧サーボに摩擦係合要素を操作するための油圧を供給する供給手段を備えるようになっている。
そして、前記変速機構の作動に関連する作動情報を検出する情報検出手段と、検出された作動情報に基づいて変速機構の入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、所定の変速段への変速中に、各摩擦係合要素を所定の係合圧で係合させる手段と、前記入力トルクに基づいて、前記所定の変速段への変速が終了した後において個々の前記摩擦係合要素ごとの係合を維持するための必要係合油圧を算出する係合油圧算出手段とを有する。
また、前記供給手段は、各必要係合油圧を各油圧サーボに供給する。
この場合、各摩擦係合要素及びそれに関連する各部材に必要以上の負荷が作用しないようにすることができ、負荷を軽減することができ、耐久性を向上させることができる。また、強度要求を低減することができるので、装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
本発明の他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記複数の摩擦係合要素のうち、少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記所定の変速段への変速中に、変速の前後を通じて係合が維持される。そして、前記情報検出手段は、前記所定の変速段への変速中に、変速機構の実際の変速の進行状況を検出する。また、前記係合油圧算出手段は、前記進行状況に応じて必要係合油圧を変化させる。
この場合、変速中において、摩擦係合要素及びそれに関連する各部材に必要以上に負荷が作用しないようにすることができる。
【００２０】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記情報検出手段は、変速機構の入力回転数を検出する入力回転数検出手段、及び変速機構の出力回転数を検出する出力回転数検出手段を備える。そして、前記情報検出手段は、前記入力回転数及び出力回転数に基づく、変速中のギヤ比の変化によって前記進行状況を検出する。また、前記係合油圧算出手段は、ギヤ比の変化に応じて必要係合油圧を変化させる。
この場合、簡単な構成の情報検出手段によって進行状況を検出することにより、油圧を変化させる制御を行うことができる。
【００２１】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記情報検出手段は、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備える。そして、前記係合油圧算出手段は、変速中にスロットル開度が変化したときに、前記入力トルクとは別に、スロットル開度の変化に応じて設定された補正トルクを加味して必要係合油圧を算出する。
この場合、特に、スロットル開度の変化が上昇方向である場合に、該変化に対して多少遅れるエンジントルクの上昇に先立って摩擦係合要素の係合油圧を高くすることができる。したがって、摩擦係合要素の過渡的な係合力不足による、変速の遅れ、エンジン吹き等を防止することができる。
【００２２】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、自動変速機は、エンジンのトルクを前記変速機構に伝達するトルクコンバータを備える。そして、前記情報検出手段は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、及びトルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段を備える。また、前記入力トルク算出手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいてエンジントルクを算出し、エンジン回転数及びタービン回転数に対応するトルクコンバータのトルク比を取得し、前記エンジントルクを、前記トルク比に基づいて入力トルクに変換する。
この場合、トルクセンサ等を用いることなく既存のセンサからの入力により、入力トルクを算出することができる。
【００２３】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、前記入力トルク算出手段は、前記変速機構にエンジントルクが伝達されていない状態から所定の変速段を達成する場合に、該変速段が達成されたときに変速機構に入力される入力トルクを予測して予想入力トルクを算出する。そして、前記係合油圧算出手段は、前記予想入力トルクに基づいて必要係合油圧を算出する。
この場合、ガレージシフトのように、入力トルクを算出するのに必要な入力回転数が低く、入力トルクの変化が検出しにくい場合でも、あらかじめ、入力トルクを予測することにより、検出遅れによる摩擦係合要素の係合力不足を防止することができる。
【００２４】
本発明の更に他の自動変速機の制御装置においては、さらに、自動変速機は、エンジンのトルクを前記変速機構に伝達するトルクコンバータを備える。そして、前記情報検出手段は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、及び変速機構の出力回転数を検出する出力回転数検出手段を備える。また、前記入力トルク算出手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいてエンジントルクを算出し、変速機構の出力回転数及び所定の変速段を達成したときのギヤ比に基づいてトルクコンバータの出力回転数を予測し、該トルクコンバータの出力回転数及びエンジン回転数に対応するトルクコンバータのトルク比を取得し、前記エンジントルクを、前記トルク比に基づいて予想入力トルクに変換する。
この場合、前記入力トルクの予測を簡単な構成で行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。先ず、機構の概略構成から説明すると、図２は本発明の制御装置を適用した自動変速機に差動装置を組み合わせて横置構成のトランスファ装置として具体化した形態を示す。この装置は、車両のエンジンに連結されるロックアップクラッチ１１付のトルクコンバータ１２と、その出力を前進５速後進１速に変速する３段のプラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２，Ｍ３を有する変速機構Ｍとからなる自動変速機Ｔと、それに減速機構を兼ねるカウンタギヤ２０を介して連結され、伝達された自動変速機Ｔの出力を車両の左右のホイールに伝達する差動装置２１とから構成されている。
【００２６】
自動変速機Ｔにおける変速機構Ｍの両ギヤセットＭ１，Ｍ２の大小径の異なるピニオンギヤＰ₁ ，Ｐ₂ は直結され、ギヤセットＭ１のリングギヤＲ₁ とギヤセットＭ３のキャリアＣ₃ 及びギヤセットＭ３のリングギヤＲ₃ とギヤセットＭ１のキャリアＣ₁ は、相互に連結されており、ギヤセットＭ１のサンギヤＳ₁ は、入力要素とすべく、クラッチ（Ｃ−１）を介して、また、キャリアＣ₁ も入力要素とすべく、クラッチ（Ｃ−２）を介してトルクコンバータ１２のタービン軸１３に連なる入力軸１４に連結されている。また、相互に連結されたリングギヤＲ₁ とキャリアＣ₃ は、出力軸１５を介して出力要素としての出力ギヤ１９に連結されている。更に、ギヤセットＭ１のサンギヤＳ₁ は、ブレーキ（Ｂ−１）により変速機ケース１０に係止可能とされ、ギヤセットＭ２のサンギヤＳ₂ は、ブレーキ（Ｂ−２）により変速機ケース１０に係止可能とされ、ギヤセットＭ３のサンギヤＳ₃ は、ブレーキ（Ｂ−３）により同じく変速機ケース１０に係止可能とされ、キャリアＣ₁ に連結されたリングギヤＲ₃ は、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）により変速機ケース１０に係止可能とされている。
【００２７】
更に詳しくは、サンギヤＳ₁ は、入力軸１４の外周に嵌まるサンギヤ軸１６を介してクラッチ（Ｃ−１）に連結され、キャリアＣ₁ は、入力軸１４の外周に嵌まるキャリア軸１７を介してクラッチ（Ｃ−２）に連結され、サンギヤＳ₃ は、キャリア軸１７の外周に嵌まるサンギヤ軸１８を介してブレーキ（Ｂ−３）に連結されている。また、この形態では、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）を除く各ブレーキは、バンドブレーキ構成とされ、クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）及びブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、多板式構成とされており、それらの油圧サーボについては図示を省略されている。そして、出力要素としての出力ギヤ１９がカウンタギヤ２０を介して差動装置２１に連結されている。
【００２８】
このように構成された自動変速機Ｔは、後に図１を参照して説明する電子制御装置及び油圧制御装置による制御の下に、各クラッチ及びブレーキに対応する油圧サーボに油圧を供給し、図３に示すように、各クラッチ及びブレーキを係合（図に○印で示す）及び解放（図に無印で示す）させることで各変速段を達成する。
【００２９】
すなわち、第１速（１ＳＴ）は、２つの摩擦係合要素、すなわち、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成される。このとき、図示しないエンジンからトルクコンバータ１２を介して変速機構Ｍに入力される動力は、入力軸１４からクラッチ（Ｃ−１）経由でサンギヤＳ₁ に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合によるサンギヤＳ₃ の係止で、ピニオンギヤＰ₃ の公転による最も減速されたキャリアＣ₃ の回転として出力ギヤ１９に出力される。
【００３０】
次に、第２速（２ＮＤ）は、他方のクラッチ（Ｃ−２）と同じブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成される。このとき、クラッチ（Ｃ−２）経由でキャリア軸１７に入った入力は、キャリアＣ₁ 経由でそのままリングギヤＲ₃ に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合で係止されたサンギヤＳ₃ を反力要素とするキャリアＣ₃ の差動回転として出力ギヤ１９に出力される。
【００３１】
また、第３速（３ＲＤ）は、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合による第１のプラネタリギヤセットＭ１の直結で達成される。したがって、このときの入力軸１４の回転は、そのままリングギヤＲ₁ に連結されたキャリアＣ₃ の回転として出力ギヤ１９に出力される。
【００３２】
この変速機構の第４速（４ＴＨ）以上は、オーバドライブとされており、第４速（４ＴＨ）は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、サンギヤＳ₁ を係止するブレーキ（Ｂ−１）の係合で達成される。このとき、入力軸１４の回転は、キャリアＣ₁ の回転に対してピニオンギヤＰ₁ の自転分増速されたリングギヤＲ₁ の回転としてキャリアＣ₃ から出力ギヤ１９に伝達される。
【００３３】
これに対して、第５速は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、ブレーキ（Ｂ−２）の係合で達成され、このとき、入力軸１４の回転は、キャリアＣ₁ の回転に対して、第４速達成時より大径のサンギヤＳ₂ に反力をとる小径のピニオンギヤＰ₂ の自転分更に増速されたリングギヤＲ₁ の回転としてキャリアＣ₃ から出力ギヤ１９に伝達される。
【００３４】
また、後進（ＲＥＶ）は、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合で達成され、このとき、クラッチ（Ｃ−１）を介するサンギヤＳ₁ への入力に対して、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合によるリングギヤＲ₃ のケース１０への係止でキャリアＣ₁ の回転が止められ、ピニオンギヤＰ₁ の自転による逆転の減速されたリングギヤＲ₁ の回転がキャリアＣ₃ 経由で出力ギヤ１９から出力される。
【００３５】
こうした構成の自動変速機Ｔにおいて、各摩擦係合要素の油圧サーボの油圧を制御する制御装置は、本形態において、図１に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ）６を中心として、それへの情報入力手段として自動変速機の各部に配設された各センサ６０と、その制御対象として自動変速機の油圧制御装置５中に配設された各リニアソレノイド弁を電子制御部とし、油圧制御装置５内の回路からなる供給手段と、それにより油圧を供給される各油圧サーボを油圧制御部とする構成とされており、各算出手段は、電子制御装置６内のプログラムとして構成されている。
【００３６】
図４に詳細を示すように、制御装置の情報検出手段６０は、エンジンのスロットル開度（ＴＨＲ）を検出するスロットル開度センサ６１、同じくエンジンの回転数（ＮＥＧ）を検出するエンジン回転数センサ６２、トルクコンバータ１２のタービン回転数（ＮＴ）をタービン軸１３あるいは変速機構の入力軸１４から検出するタービン回転数センサ６３、変速機構Ｍの出力軸回転数（ＮＯ）を検出する出力軸回転数センサ６４、ギヤ段信号（ＧＤ）の検出手段６５及び変速種別信号の検出手段６６から構成されている。これら入力手段のうち、ギヤ段信号（ＧＤ）の検出手段６５は、それを直接検出するセンサとしてもよいが、本形態では、タービン回転数（ＮＴ）と出力軸回転数（ＮＯ）からギヤ段を判定するプログラムとされている。また、変速種別信号の検出手段６６についても、それを直接検出するセンサとしてもよいが、本形態では、電子制御装置６内にメモリされている変速制御用の変速マップ（車速とスロットル開度変化に応じて設定されている）を流用している。
【００３７】
次に、制御装置の出力手段を構成する各油圧サーボを制御する油圧制御装置５は、図６に示すように、タービン軸１３により駆動されるポンプ５１を油圧源とし、その吐出側に連なるライン圧油路ｐと、該油路に接続され、その油圧を適宜セカンダリ圧油路ｑに排出し、又はポンプ５１の吸込み側に戻して、各時点のライン圧（Ｐ_L ）に調圧維持するプライマリレギュレータ弁５２と、セカンダリ圧油路ｑに接続され、該油路ｑの油圧を適宜自動変速機の各潤滑部に排出し、又はポンプ５１の吸込み側に戻して、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）１２への供給圧をセカンダリ圧（Ｐｓ）に調圧維持するセカンダリレギュレータ弁５３と、これら両弁５２，５３にスロットル圧油路ｔを介して信号圧を印加するソレノイド（ＳＬＴ）作動のリニアソレノイド弁５４と、リニアソレノイド弁５４及びソレノイド（ＳＬＣ１，ＳＬＢ３）作動のリニアソレノイド弁５５，５６を含む各ソレノイド弁に、それらによる高精度の調圧に適したモジュレータ圧（Ｐｍ）としてライン圧（Ｐ_L ）から減圧してモジュレータ圧油路ｍを介して供給するソレノイドモジュレータ弁５７と、ライン圧油路ｐに接続されて油圧の供給を受けるクラッチ（Ｃ−１）の油圧サーボ及びブレーキ（Ｂ−３）の油圧サーボに対応するコントロール弁５８，５９を含む各コントロール弁を備える構成とされている。これら各コントロール弁５８，５９も、それらに個々に対応するリニアソレノイド弁５５，５６の信号圧を各信号圧油路ａ，ｂから印加されて調圧動作する。なお、図には示されていないが、図上でライン圧油路ｐを切断して示す部位には、従来の自動変速機の油圧制御装置と同様に、レンジ切換えのためのマニュアル弁が介挿されている。
【００３８】
リニアソレノイド弁５５，５６を含む各リニアソレノイド弁は、全て同様の構成とされており、リターンスプリングの負荷に抗してリニアソレノイド（ＳＬＣ１，ＳＬＢ３等）に印加される制御電流値に応じて、信号圧油路ａ，ｂ等をモジュレータ圧油路ｍ及びドレーン（ＥＸ）接続して、適宜信号圧油路ａ，ｂ等の油圧を所定圧に調圧するスプール形の３方弁で構成されている。また、コントロール弁５８，５９を含む各コントロール弁も全て同様の構成とされており、リターンスプリングの負荷に抗してスプール端に印加される信号圧及び径差部に印加されるフィードバック圧に応じて、サーボ圧油路ｕ，ｖ等をライン圧油路ｐに、又はドレーン（ＥＸ）接続して、適宜サーボ圧油路ｕ，ｖ等の油圧を後に詳記する所定圧に調圧するスプール形の３方弁で構成されている。なお、各油圧サーボは、図に記号化して略示されているが、リターンスプリングの負荷に抗して油圧によりサーボピストンを押出して、摩擦係合要素の摩擦板を押圧し、又はバンドをドラムに締結する通常の構成とされている。
【００３９】
このような構成からなる制御装置による制御を以下順を追って説明する。先ず、図５は電子制御装置６内での係合圧制御のメインフローを示す。このフローは、複数の摩擦係合要素が係合状態を維持する定常時を制御の基本とし、これに該当しない状態では、制御形態を変更する構成とされており、したがって、当初のステップＳ−１の判断でガレージシフト制御中を除外し、ステップＳ−２の判断で変速制御中を除外し、ステップＳ−３で定常時係合圧制御を実行するルーチンとされている。そして、ガレージシフト制御中は、ステップＳ−４でガレージシフト係合圧制御サブルーチンを実行し、変速制御中は、ステップＳ−５で変速時係合圧制御サブルーチンを実行する。
【００４０】
図７は上記定常時係合圧制御サブルーチンの詳細を示す。このルーチンでは、最初のステップＳ−３１で、スロットル開度（ＴＨＲ）、エンジン回転数（ＮＥＧ）、タービン回転数（ＮＴ）、変速機出力回転数（ＮＯ）、ギヤ段（ＧＤ）を検出し、それらにより、ステップＳ−３２で、変速機入力トルク（Ｔｉｎ）を算出する。そして、以降のステップＳ−３３〜３８で、ギヤ段の判定を行い、各ギヤ段に応じた摩擦係合要素の係合圧をステップＳ−３３’〜３８’で算出する。そして、ステップＳ−３９で、上記係合圧の中の最も高い値（ＭＡＸ（Ｐ_{C - 1} ，Ｐ_{C - 2} ，Ｐ_{B - 1} ，Ｐ_{B - 2} ，Ｐ_{B - 3} ，Ｐ_{B - R} ））に潤滑及びトルクコンバータの作動に必要な油圧分を加算してライン圧（Ｐ_L ）を算出する。因に、ステップＳ−３３で第１速（１ＳＴ）の判断が成立した場合、制御対象摩擦係合要素は、クラッチ（Ｃ−１）及びブレーキ（Ｂ−３）となるので、ステップＳ−３３’で、それらの入力トルクの関数としてクラッチ係合圧（Ｐ_{C - 1} ）とブレーキ係合圧（Ｐ_{B - 3} ）とを計算する。こうして得られた各係合圧を基に、ステップＳ−３９では、クラッチ係合圧（Ｐ_{C - 1} ）とブレーキ係合圧（Ｐ_{B - 3} ）とのいずれか高い方の値に油圧（Ｐｓ）を加えてライン圧（Ｐ_L ）を算出する。
【００４１】
図１１は、この算出ステップをブロック化して示す。図に示すように、先のステップＳ−３２の入力トルク算出ステップでは、検出されたスロットル開度（ＴＨＲ）とエンジン回転数（ＮＥＧ）を入力として、図１３に示すデータからエンジントルク（ＴＥ）を算出する。これで得られたエンジントルク（ＴＥ）と、エンジン回転数（ＮＥＧ）とタービン回転数（ＮＴ）を入力として、先ず速度比（ｅ）を算出し、その速度比（ｅ）に対応するトルク比（ｔ）を図１４に示すデータから読みだし、トルク比（ｔ）とエンジントルク（ＴＥ）の乗算により変速機入力トルク（Ｔｉｎ）を算出する。
【００４２】
こうして入力トルク（Ｔｉｎ）が算出されると、今度は、先のステップＳ−３３以降のいずれかの判断の成立による現在のギヤ段（ＧＤ）からマップを選択し、先に求めた入力トルク（Ｔｉｎ）に基づいて、図１５に示すデータから各摩擦係合要素の必要係合力（Ｔｃ）を算出する。更に、算出した係合力（Ｔｃ）を、図１８に示すデータによって、ステップＳ−３３’〜３８’により係合油圧Ｐ（Ｐ_{C - 1} ，Ｐ_{C - 2} ，Ｐ_{B - 1} ，Ｐ_{B - 2} ，Ｐ_{B - 3} ，Ｐ_{B - R} ）に変換する。この際、設定される油圧Ｐは、それぞれの油圧サーボのピストンストロークに必要な油圧と、所定量の余裕値が加算されている。
【００４３】
こうして得られた各油圧値は、図４に示す電子制御装置６から、対象となるリニアソレノイド弁のソレノイドへデューティ信号で出力される。その結果、図６に示す油圧回路上で、信号圧油路ａ，ｂ等の油圧に反映されて、各コントロール弁のスプール端に印加され、各コントロール弁は、サーボ油路の油圧のフィードバックによりサーボ圧を監視しながら、調圧動作をし、所定の油圧を各油圧サーボへ供給することになる。一方、リニアソレノイド弁５４のリニアソレノイド（ＳＬＴ）には、ステップＳ−３９で算出されたライン圧値（Ｐ_L ）に対応するデューティ信号が出力され、それに応じたスロットル圧（Ｐｔｈ）がプライマリレギュレータ弁５２に印加され、ライン圧油路ｐの油圧のフィードバックによりライン圧（Ｐ_L ）を監視しながら、調圧動作をし、ライン圧油路ｐの油圧を所定圧に調圧する。
【００４４】
図２０は上記定常時制御の一態様を第１速時のタイムチャートで示す。図に実線で示すように、入力トルク（Ｔｉｎ）が変化するとき、ライン圧（Ｐ_L ）、クラッチ（Ｃ−１）の油圧（Ｐ_{C - 1} ）、ブレーキ（Ｂ−３）の油圧（Ｐ_{B - 3} ）ともこれに追従して点線、一点鎖線、破線で示すように同様の特性で変化するが、本発明の制御により、これらの値はそれぞれ異なるものとなる。すなわち、両サーボ圧は、油圧回路のリニアソレノイド弁５５，５６によるＣ−１コントロール弁５８及びＢ−３コントロール弁５９への信号圧の印加で、ライン圧（Ｐ_L ）を基圧として直接制御され、係合を維持するに適正な値に制御される。
【００４５】
次に、図８は前記変速時係合圧制御サブルーチンの詳細を示す。このルーチンでは、最初のステップＳ−４１で、同様に、スロットル開度（ＴＨＲ）、エンジン回転数（ＮＥＧ）、タービン回転数（ＮＴ）、変速機出力回転数（ＮＯ）、ギヤ段（ＧＤ）を検出し、それらにより、ステップＳ−４２で、変速機入力トルク（Ｔｉｎ）を算出する。そして、この場合は、ステップＳ−４３で、変速開始からのスロットル開度（ＴＨＲ）の変化量（ｄＴＨＲ）を算出し、ステップＳ−４４で、得られた変化量（ｄＴＨＲ）から補正トルク（ｄＴ）を読み込む。そして、ステップＳ−４５以降で、変速の種類の判定を行い、各変速の種類に応じた摩擦係合要素の係合圧を、ステップＳ−４５’以降で算出する。因に、第１速から第２速への変速（以下、１→２変速と略記する。他の変速についても同様）の場合は、変速に際して係合を維持する摩擦係合要素は、ブレーキ（Ｂ−３）となるので、係合圧（Ｐ_{B - 3} ）を計算する。なお、上記のフロー中に点表示で省略して示す部分を含めた変速の種類と、その場合の制御対象となる係合要素を図表化すると、図９のとおりとなる。図表を参照してわかるように、飛び変速も含めると、多くの場合に、いずれかの摩擦係合要素が係合を維持している。
【００４６】
この場合の算出ステップは、図１１に示す算出ステップと同様となるが、必要係合力（Ｔｃ）の算出のみ相違する。この場合、変速の種類からマップを選択し、タービン回転数（ＮＴ）と出力回転数（ＮＯ）から求めた実ギヤ比に基づいて、実ギヤ比の変化に追従するように、変速中に係合を維持する係合要素の必要係合力（Ｔｃ）を算出する。この際、変速中にスロットル開度（ＴＨＲ）の変化が生じた場合に、係合要素の滑りを防止するために、スロットル開度の変化量（ｄＴＨＲ）に応じた補正トルク（ｄＴ）を図１９に示すデータから求め、この補正トルク（ｄＴ）を入力トルク（Ｔｉｎ）に加算して係合力（Ｔｃ）を決定する。
【００４７】
図２１は上記変速時制御でスロットル開度が一定のときの一態様を１→２変速時のタイムチャートで示す。図に示すように、スロットル開度（ＴＨＲ）が一定であるのに対して、ブレーキ（Ｂ−３）の必要係合力（Ｔｃ）は、サンギヤＳ₃ にかかる反力トルク支持のための係止に要する係合力であるため、シフトアップに伴う反力トルクの減少により低い値となり、入力トルク（Ｔｉｎ）の方は、ギヤ比の減少に対してタービン回転数（ＮＴ）も低下するために高い値に変わる。この際、係合を維持するブレーキ（Ｂ−３）の油圧（Ｐ_{B - 3} ）は、破線で示すように、必要係合力（Ｔｃ）の値に合わせて低減される。なお、図の最下方に、この変速で解放されるクラッチ（Ｃ−１）の油圧（Ｐ_{C - 1} ）の値を一点鎖線で、また、係合されるクラッチ（Ｃ−２）の油圧（Ｐ_{C - 2} ）の値を点線で示すが、これらの油圧の制御は、本発明の主題とする制御とは異なる別途の係合・解放のための制御によりなされる。因に、油圧（Ｐ_{C - 2} ）の立ち上がり当初の昇圧は、ピストンストロークを速めるためのものであり、両線の交差後の点線の屈曲点はイナーシャ相の開始点を表す。
【００４８】
これに対して、図２２は上記変速時制御でスロットル開度変化があるときの一態様を同じ１→２変速時のタイムチャートで示す。図に示すように、スロットル開度（ＴＨＲ）が変速中に大きくなったとき、ブレーキ（Ｂ−３）の必要係合力（Ｔｃ）の変速前後の差は小さくなる。入力トルク（Ｔｉｎ）の方は、それに伴って更に高い値に変わる。一方、タービン回転数（ＮＴ）は、同様にシフトアップに伴って低下する。この際、係合を維持するブレーキ（Ｂ−３）の油圧（Ｐ_{B - 3} ）は、破線で示すように、必要係合力（Ｔｃ）の値に合わせて低減度が小さくされる。この際の入力トルク（Ｔｉｎ）は、スロットル開度の変化に対してエンジンが反応してトルク変化を生じるまで遅れるにもかかわらず、ブレーキ（Ｂ−３）の油圧（Ｐ_{B - 3} ）をスロットル開度の変化と同時に変化させているのは、油圧の制御遅れを考慮し、スロットル開度の増加方向の変化に対しては、油圧変化が常に入力トルク（Ｔｉｎ）の変化に先行するようにして、万一の摩擦係合要素のスリップを防ぐことを狙ったものである。したがって、スロットル開度の減少方向の変化に対しては、油圧の低減方向の変化は遅れて生じるようにするのが望ましいので、図１９に示すように、補正トルク（ｄＴ）を０に設定している。なお、この場合も、図の最下方に、この変速で解放されるクラッチ（Ｃ−１）の油圧（Ｐ_{C - 1} ）の値を一点鎖線で、また、係合されるクラッチ（Ｃ−２）の油圧（Ｐ_{C - 2} ）の値を点線で示す。
【００４９】
図１０はガレージシフト時係合圧制御サブルーチンの詳細を示す。このルーチンでは、最初に、ステップＳ−４１でスロットル開度（ＴＨＲ）、エンジン回転数（ＮＥＧ）、タービン回転数（ＮＴ）、変速機出力回転数（ＮＯ）及びギヤ段（ＧＤ）を検出するところは同様であるが、この場合、これらの情報を基に、現在の入力トルクではなく、仮想入力トルク（Ｔｉｎ’）をステップＳ−４２で算出する。この場合の仮想入力トルク算出ステップＳ−４２及びステップＳ−４３のＮ→Ｄシフト又はステップＳ−４４のＮ→Ｒシフト判断による係合油圧算出ステップＳ−４３’，Ｓ−４４’をブロック化して図１２に示す。図に示すように、エンジントルク（ＴＥ）算出では、スロットル開度（ＴＨＲ）とエンジン回転数（ＮＥＧ）を入力として、図１３に示すデータからエンジントルク（ＴＥ）を算出する。次の仮想入力トルク（Ｔｉｎ’）の算出では、エンジン回転数（ＮＥＧ）と、出力回転数（ＮＯ）とギヤ比（ｉ）（この場合第１速ギヤ比）の乗算値から、クラッチ（Ｃ−１）が係合した場合の速度比（ｅ）を予測し、その速度比（ｅ）に対応するトルク比を図１４に示すデータから読みだし、トルク比（ｔ）とエンジントルク（ＴＥ）の乗算により仮想変速機入力トルク（Ｔｉｎ’）を算出する。係合力（Ｔｃ）の算出では、先に求めた仮想入力トルク（Ｔｉｎ’）に基づいて、図１７に示すデータからブレーキ（Ｂ−３）又はブレーキ（Ｂ−Ｒ）の必要係合力（Ｔｃ）を算出する。係合油圧（Ｐ_{B - 3} ，Ｐ_{B - R} ）の算出では、算出した係合力（Ｔｃ）を、図１８に示すデータによって、係合油圧（Ｐ_{B - 3} ，Ｐ_{B - R} ）に変換する。この際、設定される油圧は、油圧サーボのピストンストロークに必要な油圧と、余裕量が加算されている。最後のステップＳ−４５については、上記他の２つの制御の場合と同様である。
【００５０】
最後に、図２３はガレージシフト（Ｎ→Ｄ変速）時制御のタイムチャートを示す。この場合、図に示すように、当初のニュートラル状態で、クラッチ（Ｃ−１）は解放されているので、タービン回転数（ＮＴ）は、アイドリング又はそれに近いエンジン回転数とほぼ同等の低い値となっている。そして、Ｎ→Ｄシフトが検出されると、本発明の制御とは別異の制御によりクラッチ（Ｃ−１）油圧（Ｐ_{C - 1} ）の昇圧制御がなされ、その油圧は、図に一点鎖線で示すように上昇する。この油圧供給につれたクラッチ（Ｃ−１）の係合の進行により、ブレーキ（Ｂ−３）の必要係合力（Ｔｃ）も上昇するため、ブレーキ（Ｂ−３）の係合に必要な油圧も理論上は図に点線で示すように上昇することになるが、こうした低回転域では、エンジン回転数とタービン軸回転数を検出するセンサの検出精度の限界から、それらの検出値から精度良く算出することは、実際上不可能であるので、本発明に従い、ブレーキ（Ｂ−３）の油圧（Ｐ_{B - 3} ）は、破線で示すように、変速判断と同時に、第１速時のブレーキ（Ｂ−３）の係合後の必要係合力（Ｔｃ）に合わせた値とされる。こうした制御は、それのみを捉えてみると本発明の趣旨にそぐわないようにみえるが、こうした過渡的な状況は、車両の運転におけるブレーキ（Ｂ−３）係合全体の割合からすれば、極めて短時間に当たるものであるから、本発明の効果を損なうものとはならない。なお、入力トルク（Ｔｉｎ）はクラッチ（Ｃ−１）のトルク伝達に連れてスロットル開度に応じた第１速時の値まで上昇し、タービン回転数（ＮＴ）は、クラッチ（Ｃ−１）の係合につれて車両のホイール側に機械的に連結されるため、走り出し当初のストール状態の値０となる。
【００５１】
以上、詳述したように、上記実施形態の制御装置によれば、定常時は、各摩擦係合要素ごとに、入力トルクに応じた油圧を算出して供給し、変速時は、各摩擦係合要素のトルク分担とスロットル開度の変化による保持圧を供給し、ガレージシフト時は、トルクコンバータのストール状態を想定した保持油圧の算出による油圧供給を行うことができるので、各摩擦係合要素の摩擦材の係合時の面圧の必要以上の上昇を抑えることができ、それにより、係合と解放による繰り返し応力負荷を軽減して、強度劣化を抑えて、高い耐久性を確保することができるようになる。
【００５２】
以上、本発明を一実施形態に基づき詳説したが、本発明は、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的な構成を変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機の制御装置の一実施形態を概念的に示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した自動変速機を含むトランスファ装置の機構を示すスケルトン図である。
【図３】上記自動変速機の作動図表である。
【図４】上記制御装置の電子制御部の一実施形態を示すブロック図である。
【図５】上記電子制御部による係合圧制御のメインフローチャートである。
【図６】上記制御装置の油圧制御部の回路図である。
【図７】上記メインフロー中の定常時係合圧制御のフローチャートである。
【図８】上記メインフロー中の変速時係合圧制御のフローチャートである。
【図９】上記変速時係合圧制御の変速段と制御対象係合要素の対照図表である。
【図１０】上記メインフロー中のガレージシフト時係合圧制御のフローチャートである。
【図１１】上記制御装置による定常時及び変速時の入力トルク算出及び係合油圧算出ステップのブロック図である。
【図１２】上記制御装置によるガレージシフト時の仮想入力トルク算出及び係合圧算出ステップのブロック図である。
【図１３】エンジン回転数対エンジントルクのデータを示す特性図である。
【図１４】速度比対トルク比のデータを示す特性図である。
【図１５】入力トルク対係合トルクのデータを示す特性図である。
【図１６】実ギヤ比対係合トルクのデータを示す特性図である。
【図１７】仮想入力トルク対係合トルクのデータを示す特性図である。
【図１８】係合トルク対係合油圧のデータを示す特性図である。
【図１９】スロットル開度変化量対補正トルクのデータを示す特性図である。
【図２０】定常時制御のタイムチャートである。
【図２１】スロットル開度一定の状態での変速時制御のタイムチャートである。
【図２２】スロットル開度変化があるときの変速時制御のタイムチャートである。
【図２３】ガレージシフト時制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｔ 自動変速機
Ｍ 変速機構
Ｃ−１ クラッチ（摩擦係合要素）
Ｂ−３ ブレーキ（摩擦係合要素）
５ 油圧制御装置（供給手段）
６ 電子制御装置（入力トルク算出手段、係合圧算出手段）
１２ トルクコンバータ
６０ 情報検出手段
６１ スロットル開度センサ（スロットル開度検出手段）
６２ エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
６３ タービン回転数センサ（タービン回転数、入力回転数検出手段）
６４ 出力軸回転数センサ（出力回転数検出手段）

Claims (7)

1. 所定の変速段を達成するために同時に係合又は解放される複数の摩擦係合要素を備えた変速機構、前記各摩擦係合要素を個々に操作する油圧サーボ、及び該各油圧サーボに摩擦係合要素を操作するための油圧を供給する供給手段を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記変速機構の作動に関連する作動情報を検出する情報検出手段と、
   検出された作動情報に基づいて変速機構の入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、
   所定の変速段への変速中に、各摩擦係合要素を所定の係合圧で係合させる手段と、
   前記入力トルクに基づいて、前記所定の変速段への変速が終了した後において個々の前記摩擦係合要素ごとの係合を維持するための必要係合油圧を算出する係合油圧算出手段とを有するとともに、
   前記供給手段は、各必要係合油圧を各油圧サーボに供給することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記複数の摩擦係合要素のうち、少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記所定の変速段への変速中に、変速の前後を通じて係合が維持され、
   前記情報検出手段は、前記所定の変速段への変速中に、変速機構の実際の変速の進行状況を検出し、
   前記係合油圧算出手段は、前記進行状況に応じて必要係合油圧を変化させる請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記情報検出手段は、変速機構の入力回転数を検出する入力回転数検出手段、及び変速機構の出力回転数を検出する出力回転数検出手段を備え、
   前記情報検出手段は、前記入力回転数及び出力回転数に基づく、変速中のギヤ比の変化によって前記進行状況を検出し、
   前記係合油圧算出手段は、ギヤ比の変化に応じて必要係合油圧を変化させる請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記情報検出手段は、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、
   前記係合油圧算出手段は、変速中にスロットル開度が変化したときに、前記入力トルクとは別に、スロットル開度の変化に応じて設定された補正トルクを加味して必要係合油圧を算出する請求項２又は３に記載の自動変速機の制御装置。
5. 自動変速機は、エンジンのトルクを前記変速機構に伝達するトルクコンバータを備え、
   前記情報検出手段は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、及びトルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段を備え、
   前記入力トルク算出手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいてエンジントルクを算出し、エンジン回転数及びタービン回転数に対応するトルクコンバータのトルク比を取得し、前記エンジントルクを、前記トルク比に基づいて入力トルクに変換する請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置。
6. 前記入力トルク算出手段は、前記変速機構にエンジントルクが伝達されていない状態から所定の変速段を達成する場合に、該変速段が達成されたときに変速機構に入力される入力トルクを予測して予想入力トルクを算出し、
   前記係合油圧算出手段は、前記予想入力トルクに基づいて必要係合油圧を算出する請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
7. 自動変速機は、エンジンのトルクを前記変速機構に伝達するトルクコンバータを備え、
   前記情報検出手段は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、及び変速機構の出力回転数を検出する出力回転数検出手段を備え、
   前記入力トルク算出手段は、エンジン回転数及びスロットル開度に基づいてエンジントルクを算出し、変速機構の出力回転数及び所定の変速段を達成したときのギヤ比に基づいてトルクコンバータの出力回転数を予測し、該トルクコンバータの出力回転数及びエンジン回転数に対応するトルクコンバータのトルク比を取得し、前記エンジントルクを、前記トルク比に基づいて予想入力トルクに変換する請求項６に記載の自動変速機の制御装置。

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