JP4029945B2 - 自動変速機の潤滑油制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の潤滑油制御装置に関し、特に、変速機構部の状況に応じて潤滑油量を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機には、その変速のための摩擦係合要素を係合解放操作するために、摩擦係合要素の油圧サーボを制御するライン圧を電子制御装置から出力されるソレノイド信号に基づいて供給する油圧制御装置が設けられているが、この油圧制御装置は、トルクコンバータ内での動力伝達のためのセカンダリ圧と、変速機構各部の潤滑のための潤滑圧の供給手段も兼ねている。したがって、通常、油圧制御装置には、ポンプ吐出圧をライン圧に調圧するプライマリレギュレータ弁と、その余剰圧をセカンダリ圧に調圧するセカンダリレギュレータ弁とが設けられ、セカンダリレギュレータ弁の調圧動作による余剰圧が潤滑圧として機構各部に供給される。
【０００３】
こうしたセカンダリレギュレータ弁の調圧動作を制御する１つの方式として、セカンダリレギュレータ弁にスロットル圧を印加する特開昭５８−２２１０６０号公報（従来技術１）に開示の技術があり、この技術では、潤滑圧は、スロットル開度に応じて調圧されることになるので、機構各部に供給される潤滑油量は、実質的に変速機への入力トルクに応じた、すなわち車両走行負荷に応じたものとなる。
【０００４】
他方、セカンダリレギュレータ弁をガバナ圧の印加で調圧動作させる特開昭５８−２２１０６０号公報（従来技術２）に開示の技術もあり、この技術では、潤滑圧は、車速に応じて変化することになるので、潤滑油量も車速に応じたものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、潤滑油は、その大部分が変速機構の歯車の噛み合い部や摩擦係合要素での発熱を冷却するために用いられる。そのため従来技術１では、負荷条件の指標を入力トルクに置いて、スロットル開度に応じた量の潤滑油を供給し、従来技術２では、負荷条件の指標を回転速度において、車速に応じた量の潤滑油を供給しているわけであるが、上記のような発熱量は、更に詳しくみると、機構の各部分ごとに異なり、必ずしもスロットル開度や車速の大小に応じて一律に決まるものではない。
【０００６】
すなわち、変速が生じない定常走行時についてみると、発熱量は、動力ロスに依存しており、このロス分は変速機構が達成する変速段ごとで異なる。この点に関して、従来の方法では、変速段を考慮していないために、どの変速段でも十分な潤滑による冷却を行ない得るように、ロスの大きな変速段に合わせて潤滑油量を設定する必要があり、ロスの小さな変速段の達成時では潤滑油量が過多となり、その必要以上の潤滑油が変速機構の回転部材により攪拌されて引きずり抵抗となり、変速機の効率低下を招く。
【０００７】
また、変速時についてみると、変速中は、係合解放動作に伴い摩擦係合要素で発熱が生じるので、この発熱を速やかに冷却するには、変速時に潤滑油量を増す必要があるが、従来の技術では、変速時に特に潤滑油量を増大させるといった制御を行なうことはできない。そのため、摩擦係合要素の冷却速度は遅く、例えば、変速が頻繁に生じるビジーシフト時には、摩擦係合要素の温度が上昇し、変速特性を悪化させる可能性がある。そこで、こうした変速時の冷却も考慮して、定常走行時の油量を増加させることで摩擦係合要素の温度上昇の問題を解決することになるが、こうした潤滑油量の設定は、上述の伝動効率の低下を一層助長する。
【０００８】
本発明は、前記従来の自動変速機の問題点を解決して、変速機構での発熱量を算出して必要潤滑油量を算出し、該必要潤滑油量に基づいて潤滑油を供給することにより、伝動効率の低下及び摩擦係合要素の温度上昇を防止することができる自動変速機の潤滑油制御装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
更に、本発明は、各変速段に対応する発熱量を算出することによって、潤滑油量を変速段ごとの駆動ロスにより対応させたものとすることを第２の目的とする。
【００１０】
更に、本発明は、変速機構の作動状態を複数の情報から総合的に検出して、より正確に発熱量を算出することを第３の目的とする。
【００１１】
更に、本発明は、変速時の摩擦係合要素での発熱量を算出することで、潤滑油量を、摩擦係合要素の係合解放動作に伴う発熱量に対応させたものとすることを第４の目的とする。
【００１２】
ところで、変速に際して係合される側の摩擦係合要素は、係合過程の潤滑油量を増加させても、係合終了までの間に必ずしも十分に冷却されるとは限らず、しかも、係合後は解放時に比べて冷却が困難になる。
そこで、本発明は、変速終了後も潤滑油を適宜増加して供給することによって、確実に摩擦係合要素の冷却を行うことを第５の目的とする。
【００１３】
更に、本発明は、上記の変速終了後の潤滑油の供給を、潤滑油の温度が高いときに延長することによって、より確実に摩擦係合要素の冷却を行うことを第６の目的とする。
【００１４】
ところで、各変速時には、摩擦係合要素を冷却するに足る潤滑油量の供給を行なったとしても、変速が頻繁に行なわれて変速間隔が短くなると、摩擦係合要素に熱が蓄積する可能性がある。
そこで、本発明は、ビジーシフト時への対応も可能な潤滑油の供給を行うことを第７の目的とする。
【００１５】
更に、本発明は、上記第１〜第７の目的に沿った潤滑油量の制御を、従来のように摩擦係合要素を係合解放操作するためのライン圧制御に拘束されることなく、独立して行うことを第８の目的とする。
【００３３】
【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潤滑油制御装置においては、変速機構の各部に潤滑油を供給し、変速機構で発生する熱を潤滑油に吸収させて回収する潤滑装置を備えるようになっている。
そして、前記変速機構への入力回転数を検出する検出手段と、前記変速機構への入力トルクを検出する検出手段と、前記変速機構によって達成される変速段を検出する検出手段と、検出された変速段に対応するギヤ効率を算出する手段と、前記入力回転数と入力トルクとの積及びギヤ効率に基づいて変速機構での発熱量を算出し、算出された発熱量、及び変速機構からの排出潤滑油の温度によって決定され、ドレン温度が低いときには、発熱量を低めにし、ドレン温度が高いときには、発熱量を高めにする補正係数に基づいて、必要潤滑油量を決定する決定手段と、決定された必要潤滑油量に基づいて変速機構の各部に潤滑油を供給する供給手段とを有する。
【００３６】
本発明の他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、変速中か否かを判断する判断手段を有する。そして、前記決定手段は、変速中であるときに、該変速中に係合及び／又は解放される摩擦係合要素での発熱量に基づいて発熱量を算出する。
【００３７】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、前記決定手段は、変速終了後の所定時間の間、前記発熱量に基づく潤滑油量に所定量を加えて必要潤滑油量とする。
【００３８】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、前記所定時間は、潤滑油の温度が高いときに長く設定される。
【００３９】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、変速の間隔を検出する間隔検出手段を有する。そして、前記決定手段は、変速の間隔が短いときに、変速終了後の前記所定時間の間、必要潤滑油量を増加させて補正する。
【００４０】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、前記供給手段は、油圧源と、該油圧源からの油圧をライン圧に調圧する第１の調圧弁と、前記ライン圧を基圧として信号圧に応じて潤滑油圧を出力する第２の調圧弁と、該第２の調圧弁からの潤滑油をオリフィスを介して変速機構の各部に供給する油路と、前記第２の調圧弁に信号圧を印加するソレノイド弁と、前記オリフィスを通る油量が必要潤滑油量となる潤滑油圧となるように、前記ソレノイド弁に電気信号を出力する出力手段とを有する。
【００５８】
【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潤滑油制御装置においては、変速機構の各部に潤滑油を供給し、変速機構で発生する熱を潤滑油に吸収させて回収する潤滑装置を備えるようになっている。
そして、前記変速機構への入力回転数を検出する検出手段と、前記変速機構への入力トルクを検出する検出手段と、前記変速機構によって達成される変速段を検出する検出手段と、検出された変速段に対応するギヤ効率を算出する手段と、前記入力回転数と入力トルクとの積及びギヤ効率に基づいて変速機構での発熱量を算出し、算出された発熱量、及び変速機構からの排出潤滑油の温度によって決定され、ドレン温度が低いときには、発熱量を低めにし、ドレン温度が高いときには、発熱量を高めにする補正係数に基づいて、必要潤滑油量を決定する決定手段と、決定された必要潤滑油量に基づいて変速機構の各部に潤滑油を供給する供給手段とを有する。
この場合、変速機構での発熱量を算出し、算出された発熱量、及び変速機構からの排出潤滑油の温度によって決定される補正係数により、必要潤滑油量が決定されるようになっているので、潤滑油量を必要以上に増加させる必要がなく、油の攪拌による変速機の伝達効率の低下を防止することができるとともに、摩擦係合要素の温度上昇を防止することができる。
【００５９】
また、必要潤滑油量を、変速段ごとに異なる駆動ロス、すなわち、発熱量に対応させることができる。
【００６０】
さらに、発熱量が、入力トルクと入力回転数との積及びギヤ効率に基づいて算出されるので、発熱量に対応させて必要潤滑油量を正確に決定することができる。
【００６１】
本発明の他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、変速中か否かを判断する判断手段を有する。そして、前記決定手段は、変速中であるときに、該変速中に係合及び／又は解放される摩擦係合要素での発熱量に基づいて発熱量を算出する。
この場合、必要潤滑油量が摩擦係合要素の発熱量に基づいて算出されるので、変速時の摩擦係合要素で発生する熱を速やかに低下させることができ、ビジーシフト時に温度が上昇することをなくすことができる。
【００６２】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、前記決定手段は、変速終了後の所定時間の間、前記発熱量に基づく潤滑油量に所定量を加えて必要潤滑油量とする。
この場合、摩擦係合要素が係合すると、隙間が小さくなり、増加させた潤滑油によって、前記摩擦係合要素を冷却することができない場合があるので、変速終了後に必要潤滑油量を増加させることにより、摩擦係合要素を確実に冷却することができる。
【００６３】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、前記所定時間は、潤滑油の温度が高いときに長く設定される。
この場合、潤滑油の温度が高いときには、冷却効率も低下するので、前記温度に対応させて必要潤滑油量を算出し、変速終了後に潤滑油量を増加させる時間を長く設定することによって、摩擦係合要素を確実に冷却することができる。
【００６４】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、変速の間隔を検出する間隔検出手段を有する。そして、前記決定手段は、変速の間隔が短いときに、変速終了後の前記所定時間の間、必要潤滑油量を増加させて補正する。
この場合、変速間隔が短いとき、すなわち、ビジーシフト時には、摩擦係合要素に熱がたまりやすい状況となるのに対応させて、必要潤滑油量を増加させることにより、摩擦係合要素を確実に冷却することができる。
【００６５】
本発明の更に他の自動変速機の潤滑油制御装置においては、さらに、前記供給手段は、油圧源と、該油圧源からの油圧をライン圧に調圧する第１の調圧弁と、前記ライン圧を基圧として信号圧に応じて潤滑油圧を出力する第２の調圧弁と、該第２の調圧弁からの潤滑油をオリフィスを介して変速機構の各部に供給する油路と、前記第２の調圧弁に信号圧を印加するソレノイド弁と、前記オリフィスを通る油量が必要潤滑油量となる潤滑油圧となるように、前記ソレノイド弁に電気信号を出力する出力手段とを有する。
この場合、ライン圧の制御とは独立して潤滑油圧の制御を行なえるので、ライン圧制御に拘束されることなく、算出された必要潤滑油量に対応させて潤滑油圧の制御を適切に行うことができる。
【００８３】
【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。図１〜図１１は第１実施形態を示し、この装置は、車両のエンジン（Ｅ／Ｇ）１０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、そのタービン出力を入力軸１４に伝達され、適宜の段数に変速して出力軸１９に伝達する図示しない複数のプラネタリギヤユニットと、それらの各サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤのキャリア等の要素を適宜入力要素、反力要素、出力要素として機能させる摩擦係合要素２０、すなわちクラッチ及びブレーキと、それら摩擦係合要素２０を係合解放操作する油圧サーボを含む変速機構Ｍとからなる自動変速機とされている。
【００８４】
このように構成された自動変速機の制御装置は、電子制御装置（ＥＣＵ）３と、油圧制御装置５により構成され、電子制御装置３には、車両のエンジン１０と自動変速機とに配設され、各部の作動状態を検出する各種のセンサが接続されている。先ず、エンジン１０には、その吸気系のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ４１と、エンジン出力軸の回転からエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ４２が設けられている。一方、自動変速機には、そのタービン出力軸の回転から変速機への入力回転数を検出する入力回転数センサ４３と、変速機出力軸１９の回転から出力回転数を検出する出力回転数センサ４４と、変速機構部の戻り油路（後に詳記する）の油温からドレン油温を検出する第１の油温センサ４５と、油圧制御装置５のバルブボディ中のオリフィス（後に詳記する）を通る油の温度からオリフィス前油温を検出する第２の油温センサ４６が設けられている。
【００８５】
図２に示すように、変速機構部に潤滑油を供給する本発明に係る供給手段は、油圧制御装置５中に組み込まれており、トルクコンバータ１２のタービン出力軸で駆動されるポンプ５１からなる油圧源と、バルブボディ内に配設され、油圧源からの油圧を各摩擦係合要素２０の油圧サーボへ供給するためのライン圧油路ｐの油圧をライン圧（Ｐ_L ）に調圧する第１の調圧弁としてのプライマリレギュレータ弁５２と、ライン圧油路ｐのライン圧（Ｐ_L ）を基圧として信号圧（Ｐｊ）に応じて潤滑圧（Ｐ_{L U B} ）を出力する第２の調圧弁としての潤滑用コントロール弁５４と、該コントロール弁５４からの潤滑油をオリフィス６０を介して変速機構部に供給する油路ｊと、コントロール弁５４に信号圧（Ｐｊ）を印加するリニアソレノイド弁（ＳＬＪ）５７とを有する。そして、本形態において、オリフィス６０を通る油量が必要潤滑油量となる潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）となるように、リニアソレノイド弁５７に電気信号を出力する出力手段は、電子制御装置３内に駆動回路として設けられている。
【００８６】
詳しくは、プライマリレギュレータ弁５２は、ライン圧油路ｐに接続され、ライン圧（Ｐ_L ）を適宜セカンダリ圧油路ｑとドレン油路ｄに排出しながら調圧する調圧弁とされており、スプールのスプリング負荷端側にスロットル信号圧（Ｐｔｈ）を印加され、反対端側にライン圧（Ｐ_L ）をフィードバック印加されて作動する。センダリレギュレータ弁５３は、本発明の主題とは直接関わりないが、プライマリレギュレータ弁５２の出力する油圧を基圧として、セカンダリ圧油路ｑの油圧を適宜ドレンしながら調圧する調圧弁とされており、スプールのスプリング負荷端側にスロットル信号圧（Ｐｔｈ）を印加され、反対端に調圧後のセカンダリ圧（Ｐｓ）をフィードバック印加されて作動する。潤滑用コントロール弁５４は、ライン圧油路ｐに接続され、ライン圧（Ｐ_L ）を基圧として、潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）を出力する調圧弁とされており、スプリング負荷されたスプールの一端に信号圧（Ｐｊ）を印加され、径差部に調圧後の潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）をフィードバック印加されて作動する。ソレノイドモジュレータ弁５５は、ライン圧油路ｐに接続され、ライン圧（Ｐ_L ）を基圧として、それを両リニアソレノイド弁５６，５７による調圧に適した油圧に減圧し、モジュレータ圧油路ｍに出力する二次圧フィードバック作動の減圧弁とされている。リニアソレノイド弁５６は、モジュレータ圧油路ｍに接続され、モジュレータ圧（Ｐｍ）を基圧として、スロットル信号圧油路ｔにスロットル圧（Ｐｔｈ）を出力する電磁ソレノイド作動の調圧弁とされている。リニアソレノイド弁５７も、モジュレータ圧油路ｍに接続され、モジュレータ圧（Ｐｍ）を基圧として、潤滑信号圧油路ｉに潤滑信号圧（Ｐｊ）を出力する電磁ソレノイド作動の調圧弁とされている。
【００８７】
本発明の主題に沿い、本実施形態の潤滑油制御装置では、変速機構Ｍの作動状態に合わせて、次の定常走行時制御、変速時制御、変速終了時制御により必要潤滑油量（Ｌ）を算出し、その必要潤滑油量（Ｌ）に応じた潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）を供給する制御が行われるようにしている。
【００８８】
〔定常走行時制御〕
この定常走行時制御は、車両が特定の変速段すなわちギヤ段を維持して走行している状態で行われるもので、こうした場合は、基本的に動力伝達に関与するギヤ噛合部の段数により発熱量が決まるので、こうした変速機構部での発熱量に応じて必要潤滑油量を算出し、その潤滑油量を得るような油圧制御を行う。
先ず、ギヤ動力損失による単位時間当たりの発熱量（Ｑｇ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、次式１で表される。
Ｑｇ＝（Ｇ／１００）・Ｔｉｎ・（２π・Ｎｉｎ／６０）・（１／Ｊ）・・・式１
ここに、
Ｇ：１−η
η：各変速段ごとのギヤ効率（ギヤの噛み合い状態から算出される。一例として、次表１に前進５段後進１段の変速機構の場合の各変速段とギヤ効率の関係を示す。）
表１

次に、変速機構部での単位時間当たりの発熱量（Ｑｔｍ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、次式２のようになる。
Ｑｔｍ＝Ｑｇ ・・・式２
また、潤滑油による単位時間当たりの冷却熱量（Ｑ_L ［Ｋｃａｌ／ｓ］は、次式３のようになる。
Ｑ_L ＝Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・（Ｌ・ρ） ・・・式３
ここに、
Ｃａｔｆ：自動変速機作動油（ＡＴＦ）の比熱
θａ：ＡＴＦのドレン温度（変速機構からの排出潤滑油の温度）
θｂ：ＡＴＦのオリフィス前温度（変速機構に供給される潤滑油の温度）
Ｌ：潤滑油量
ρ：ＡＴＦの比重
したがって、必要潤滑油量（Ｌ［ｃｍ³ ／ｓ］）としては、ギヤ損失による発熱量と潤滑油による冷却熱量とが同等となるような油量を算出すればよい。この場合、冷却熱量（Ｑ_L ）を求める際にＡＴＦのドレン温度（θａ）を使うため、ドレン温度（θａ）に収束することになる。よって、単純に、ギヤ損失による発熱量と潤滑油による冷却熱量とが同等となるような油量（Ｌ）を算出するのではなく、補正係数（Ｈ）を用いて基準温度（例えば８０°Ｃ）に近づくように必要潤滑油量（Ｌ）を求める。この補正係数（Ｈ）とＡＴＦのドレン温度（θａ）の関係を図３に示す。補正係数（Ｈ）は、ドレン温度（θａ）が低いときには発熱量（Ｑｔｍ）を低めにし、ドレン温度（θａ）が高いときには発熱量（Ｑｔｍ）を高めにするように補正する。すなわち、冷却熱量（Ｑ_L ）と発熱量（Ｑｔｍ）の関係が、
Ｑｔｍ・Ｈ＝Ｑ_L ・・・式４
となるような必要潤滑油量（Ｌ）を算出する。
そして、 式１、２、３を式４に代入して
（Ｇ／１００）・Ｔｉｎ・（２π・Ｎｉｎ／６０）・（１／Ｊ）・Ｈ
＝Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・（Ｌ・ρ）
よって、必要潤滑油量（Ｌ）は、次式５のようになる。
Ｌ＝（Ｇ・Ｔｉｎ・２π・Ｎｉｎ・Ｈ）
／（６０００Ｊ・Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・ρ） ・・・式５
【００８９】
〔変速時制御〕
この変速時制御は、変速時に係合及び／又は解放される摩擦係合要素の発熱量を算出し、その発熱量にギヤ動力損失による発熱量を加えて変速時の発熱量とし、潤滑油量を算出する。この際、ギヤ損失による発熱量は、変速後の変速段を基準として算出する。そして、クラッチツークラッチ変速の場合には、係合側と解放側の摩擦係合要素のそれぞれの発熱量を合計すればよい。したがって、摩擦係合要素の単位時間当たりの発熱量（Ｑｓ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、次式６のようになる。
Ｑｓ＝（１／Ｊ）・Ｔｉｎ・Ｔｂｎ・ω ・・・式６
ここに、
Ｔｉｎ：変速機構への入力トルク
Ｔｂｎ：算出対象の摩擦係合要素のトルク分担率（変速の進行と共に変化していくので、変速機の入力回転数（Ｎｉｎ）及び出力回転数（Ｎｏｕｔ）からギヤ比を算出し、そのギヤ比と変速種類により算出する。）
ω：摩擦係合要素部での相対回転速度（ギヤ比の変化と変速の種類から算出することができる。）
Ｊ：熱の仕事当量
また、ギヤ動力損失による単位時間当たりの発熱量（Ｑｇ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、基本的に定常走行時制御と同じになり、次式１のようになる。
Ｑｇ＝（Ｇ／１００）・Ｔｉｎ・（２π・Ｎｉｎ／６０）・（１／Ｊ）・・・式１
ここに、
Ｇ：１−η
η：変速後の変速段のギヤ効率
また、変速機構部での単位時間当たりの発熱量（Ｑｔｍ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、次式７のようになる。
Ｑｔｍ＝Ｑｇ＋Ｑｓ ・・・式７
そして、潤滑油による単位時間当たりの冷却熱量（Ｑ_L ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、基本的に定常走行時制御と同じになり、次式３のようになる。
Ｑ_L ＝Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・（Ｌ・ρ） ・・・式３
したがって、必要潤滑油量（Ｌ［ｃｍ³ ／ｓ］）としては、
Ｑｔｍ・Ｈ＝Ｑ_L ・・・式４
となるような必要潤滑油量（Ｌ）を算出する。
そこで、式１、３、６、７を式４に代入して、
（（Ｇ／１００）・Ｔｉｎ・（２π・Ｎｉｎ／６０）・（１／Ｊ）・Ｔｉｎ・Ｔｂｎ・ω）・Ｈ＝Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・（Ｌ・ρ）
よって、必要潤滑油量（Ｌ）は、次式８のようになる。
Ｌ＝Ｔｉｎ・Ｈ・（Ｇ・２π・Ｎｉｎ／６０００＋Ｔｂｎ・ω）
／（Ｊ・Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・ρ） ・・・式８
【００９０】
〔変速終了時制御〕
この変速終了時制御は、変速時制御により、変速時の発熱量を冷却するだけの潤滑油量は供給しているので、変速時の発熱量はすべて冷却されているはずであるが、係合時を考えると、摩擦係合要素の隙間が小さくなり潤滑油が供給されにくい状態となっており、確実に冷却されているとは限らない。したがって、特に、ＡＴＦのドレン温度が高いときには、冷却しにくいと考えられるので、ドレン温度に応じた時間（Ｔｄｏｗｎ）だけ、一定量（Ｌｓ）の潤滑油を供給することにより確実に冷却するようにする。この潤滑時間（Ｔｄｏｗｎ）とＡＴＦのドレン温度（θａ）の関係を図４に示す。この場合も、変速時制御と同様に、ギヤ動力損失による発熱量に応じた潤滑油量に一定量を加えて潤滑油量とする。
この場合、ギヤ動力損失による単位時間当たりの発熱量（Ｑｇ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、基本的に定常走行時制御と同じになり、次式１のようになる。
Ｑｇ＝（Ｇ／１００）・Ｔｉｎ・（２π・Ｎｉｎ／６０）・（１／Ｊ）・・・式１
次に、変速機構部での単位時間当たりの冷却熱量（Ｑ_L ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、基本的に定常走行時制御と同じになり、次式２のようになる。
Ｑｔｍ＝Ｑｇ ・・・式２
そして、潤滑油による単位時間当たりの冷却熱量（Ｑ_L ［Ｋｃａｌ／ｓ］）は、基本的に定常走行時制御と同じになり、次式３のようになる。
Ｑ_L ＝Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・（Ｌ・ρ） ・・・式３
したがって、必要潤滑油量（Ｌ［ｃｍ³ ／ｓ］）は、
Ｑｔｍ・Ｈ＝Ｑ_L ・・・式４
となるような潤滑油量に一定量（Ｌｓ）を加えたものを必要潤滑油量（Ｌ）とする。
Ｌ＝（Ｇ・Ｔｉｎ・２π・Ｎｉｎ・Ｈ）
／（６０００Ｊ・Ｃａｔｆ・（θａ−θｂ）・ρ）＋Ｌｓ ・・・式９
この場合、更に、変速間隔が短いとき（ビジーシフト）には、摩擦係合要素に熱がたまる可能性があるので、変速間隔に応じて必要潤滑油量を増大するようにする。すなわち、係数（Ｓ）による必要潤滑油量（Ｌ）の補正を次式１０のように行う。この係数（Ｓ）は、変速間隔時間（Ｔｓｈｉｆｔ）との関係で、図５に示すように設定される。
Ｌ＝Ｓ・Ｌ ・・・式１０
【００９１】
このようにして算出された必要潤滑油量（Ｌ）をオリフィス６０を通る流量として得るための潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）は、電子制御装置３内に予めメモリされたマップデータより求める。この際、変速機構部は発熱だけでなく、通常のギヤ潤滑も必要とするので、所定量多めに出力する。この潤滑油量（Ｌ）と潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）の関係を図６に示す。
【００９２】
上記の各制御形態を総合して実行する潤滑油圧制御は、図７に示すメインフローに従って実行される。このフローは、当初のステップＳ１による変速中判断により開始される。この判断は、変速機の出力回転数（Ｎｏｕｔ）に対する入力回転数（Ｎｉｎ）の変化、すなわちギヤ比の変化に基づきなされる。この変速中判断が不成立（Ｎ）の場合は、以下のステップを実行することなくステップＳ１０の定常走行時制御サブルーチンを実行する。
【００９３】
ステップＳ１０の定常走行時制御サブルーチンに入ると、図８に示すように、最初に、ステップＳ１０−１で、変速段、エンジン回転数（Ｎｅ）、変速機入力回転数（Ｎｉｎ）、スロットル開度（ＴＨ）、ＡＴＦドレン温度（θａ）、ＡＴＦオリフィス前温度（θｂ）の検出を行なう。これにより運転状況が検出されることになる。次に、ステップＳ１０−２で、入力トルク（Ｔｉｎ）の算出を行なう。これは、先に読み込んだスロットル開度（ＴＨ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に基づき対応するエンジン出力トルクをマップデータから読み込み、エンジン回転数（Ｎｅ）と入力回転数（Ｎｉｎ）からトルクコンバータのスリップ率を得て算出される。次のステップＳ１０−３で、補正係数（Ｈ）を設定する。次のステップＳ１０−４で、必要潤滑油量（Ｌ）の算出を行なう。最後に、ステップＳ１０−５で、コントロール弁５４に潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）を出力させるためのデューティ信号をリニアソレノイド弁（ＳＬＪ）７に出力して、このサブルーチンを終了する。
【００９４】
メインフローに戻って、このルーチンの繰り返し中に、ステップＳ１の変速中判断が成立（Ｙ）となると、次のステップＳ２により変速時制御サブルーチンを実行する。図９に示すように、変速時制御サブルーチンでは、当初、ステップＳ２−１で、目標変速段、エンジン回転数（Ｎｅ）、変速機入力回転数（Ｎｉｎ）、変速機出力回転数（Ｎｏｕｔ）、スロットル開度（ＴＨ）、ＡＴＦドレン温度（θａ）及びＡＴＦオリフィス前温度（θｂ）の検出を行なう。次に、ステップＳ２−２で入力トルク（Ｔｉｎ）の算出を行なう。これは、先に読み込んだスロットル開度（ＴＨ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に基づき対応するエンジン出力トルクをマップデータから読み込み、エンジン回転数（Ｎｅ）と入力回転数（Ｎｉｎ）からトルクコンバータのスリップ率を得て算出される。次に、ステップＳ２−３で摩擦係合要素のトルク分担率（Ｔｂｎ）を算出する。そして、次のステップＳ２−４で、摩擦係合要素部での相対回転速度（ω）を算出する。更に、ステップＳ２−５で補正係数（Ｈ）を設定する。そして、次のステップＳ２−６で必要潤滑油量（Ｌ）を算出し、最後に、ステップＳ２−７で潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）を出力させる。
【００９５】
再びメインフローに戻って、このルーチンは、ステップＳ３の変速終了判断が成立（Ｙ）するまで繰り返される。そして、ステップＳ３により変速終了判断が成立（Ｙ）すると、ステップＳ４による変速終了時制御のためのエンドタイマをリセット（Ｔｅｎｄ＝０）し、スタートさせる。次に、ステップＳ５で係数（Ｓ）の設定を行なう。この係数（Ｓ）は、変速間隔が短い場合に、摩擦係合要素の温度が十分に低下していないことを考えて設定される係数であり、変速間隔が短い、いわゆるビジーシフトのときに、潤滑油量を多くするためのものである。次に、ステップＳ６で上記係数（Ｓ）設定のためのシフトタイマをリセット（Ｔｓｈｉｆｔ＝０）し、スタートさせる。このステップＳ６は、ステップＳ３の変速終了判断と、その後に成立するステップＳ１による次の変速中判断成立との関係で、変速間隔検出手段を構成することになる。更に、次のステップＳ７で、ドレン油温（θａ）検出及び時間（Ｔｄｏｗｎ）の設定を行う。そして、ステップＳ８で、変速終了時制御サブルーチンを実行する。
【００９６】
図１０に示すように、変速終了時制御サブルーチンは、先ずステップＳ８−１による変速段、エンジン回転数（Ｎｅ）、変速機入力回転数（Ｎｉｎ）、スロットル開度（ＴＨ）、ＡＴＦドレン温度（θａ）及びＡＴＦオリフィス前温度（θｂ）の検出を行なう。次に、ステップＳ８−２により、入力トルク（Ｔｉｎ）の算出を行なう。これは、先に読み込んだスロットル開度（ＴＨ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に基づき対応するエンジン出力トルクをマップデータから読み込み、エンジン回転数（Ｎｅ）と入力回転数（Ｎｉｎ）からトルクコンバータのスリップ率を得て算出される。更に、ステップＳ８−３により補正係数（Ｈ）の設定を行なう。そして、ステップＳ８−４で必要潤滑油量（Ｌ）を算出する。更に、ステップＳ８−５で必要潤滑油量（Ｌ）に補正のための係数（Ｓ）を乗じて必要潤滑油量の補正（Ｌ＝Ｌ・Ｓ）を行なう。最後に、ステップＳ８−６により潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）を出力させる。
【００９７】
メインフローに戻って、次にステップＳ９でエンドタイマがダウンタイマを上回る（Ｔｅｎｄ＞Ｔｄｏｗｎ）判断が成立（Ｙ）するまで、このルーチンを繰り返す。やがて、ステップＳ９の判断が成立（Ｙ）となると、ステップＳ１０により定常走行時制御サブルーチンの実行状態としてリターンする。
【００９８】
上記変速時制御、変速終了時制御及び定常走行時制御処理により、図２に示す油圧回路では、モジュレータ圧（Ｐｍ）を基圧とするリニアソレノイド弁（ＳＬＴ）５６の調圧動作で、プライマリレギュレータ弁５２のスプリング負荷端に、スロットル圧（Ｐｔｈ）が印加される一方、リニアソレノイド弁（ＳＬＪ）５７の調圧動作で、コントロール弁５４のスプール端に潤滑信号圧（Ｐｊ）が印加され、スプリング負荷に対抗するこの潤滑信号圧（Ｐｊ）と潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）のフィードバック圧のバランスでスプールが変位し、ライン圧（Ｐ_L ）を基圧とし、その２次圧としての潤滑油圧を適宜ドレンしながら潤滑油圧（Ｐ_{L U B} ）の変速機構への供給が行なわれる。
【００９９】
図１１は、上記潤滑油圧の制御の一例としてシフトアップ時における、タイムチャートを示す。このチャートは、車両定常走行時の定常走行時制御状態から開始されており、変速機入力回転数（Ｎｉｎ）はシフトアップ寸前の漸増状態となっている。この状態で、変速機構部での発熱量（Ｑｔｍ）も回転数の漸増に伴って増加中であるが、必要潤滑油量もこれに合わせて増加しているため、ＡＴＦドレン温度（θａ）は一定値に保たれている。
【０１００】
変速が開始されると、入力回転数（Ｎｉｎ）は次の変速段に同期するように低下させられ、変速機構部での発熱量（Ｑｔｍ）は、変速に関与する摩擦係合要素の係合及び／又は解放によるスリップで発熱するため、急速に増加する。この発熱量は、先の単位時間当たりの発熱量Ｑｓの積分値（図に編みかけ領域Ｃで示す）となる。このとき、必要潤滑油量（Ｌ）は、変速時制御により摩擦係合要素の発熱量に対応する潤滑油量（図にＤで示す）が増加させられる。この際、ＡＴＦドレン温度（θａ）は漸増する。
【０１０１】
変速が終了すると、次の変速段に同期するように低下させられた入力回転数（Ｎｉｎ）は、再び漸増状態となり、変速機構部での発熱量（Ｑｔｍ）は、変速に関与する摩擦係合要素の係合及び／又は解放の完了によるスリップ状態の解消で急速に低下し、回転数の低下に伴い、変速開始時の発熱量より低下するが、蓄積された熱の潤滑油による持ち出しは遅れるため、ＡＴＦドレン油温（θａ）は変速終了時制御中に漸減して、やがて変速前の温度に戻る。この変速終了時制御中、必要潤滑油量（Ｌ）は、このタイムチャートでは、変速時制御による必要潤滑油量（Ｌ）より若干低い値を保たれる。変速終了時制御期間は、タイマ設定により時間（Ｔｄｏｗｎ）とされる。なお、図中の記号（Ｄ）は、摩擦係合要素の発熱を冷却するに要する単位時間当たりの潤滑油量を示し、記号（Ｌｓ）は、その中の変速終了時制御分を示す。
【０１０２】
以上、詳述したように、上記第１実施形態の潤滑油制御装置によれば、変速機構部の発熱量の算出に、変速段ごとの駆動ロス、入力トルクの変化、回転数の変化、摩擦係合要素の作動、シフト間隔、潤滑油温度等の各種の条件が考慮されるので、変速機構部の状況に適合した必要潤滑油量の決定がなされ、しかも、該必要潤滑油量に応じた潤滑油圧の制御が、ライン圧の制御とは独立して潤滑油圧の制御で、従来の技術のようにライン圧制御に拘束されることなく適切に行なわれるので、各変速機構の状態について潤滑油量を必要以上に増加させる必要がなく、油の攪拌による変速機の伝達効率の低下を防止することができるとともに、摩擦係合要素の温度上昇を確実に防止することができる。
【０１０３】
次に、図１２〜図１５は本発明の第２実施形態を示す。この形態は、先の第１実施形態における制御を簡略化したものである。先ず、図１２は第２実施形態の制御装置のシステム構成を示す。この装置も、基本的には第１実施形態のものと同様とされるが、この場合の潤滑油の制御は、変速中であるか否かの判断のみにより行なわれるようにしているので、エンジン作動状態を検出するセンサ類は省略されている。また、油温の検出は、変速終了時制御のタイマ（Ｔｄｏｗｎ）設定のためのみに必要となるので、変速機構のドレン油路のみに油温センサ４５が設けられる。また、潤滑油圧の制御は行なわないので、油圧制御装置側に配設されるソレノイド弁５９は、オンオフソレノイド弁とされる。その余の構成については、第１実施形態の場合と同様であるので、対応する構成要素の同様の符号を付して説明に代える。
【０１０４】
図１３は、油圧制御装置５中の本発明の供給手段に関連する部分の回路構成を示す。この形態では、上記のような制御の簡略化に伴い、コントロール弁はオリフィス６０と並列配置の開閉弁とされ、それを制御する弁もオンオフ型のソレノイド弁５９とされている。その余の回路構成については、実質的に第１実施形態のものと同様であるので、同様の参照符号を付して説明に代え、以下、上記の点に関連する相違点のみ説明する。
【０１０５】
この回路では、供給油路ｊは、従来の技術と同様に、セカンダリレギュレータ弁５３の出力側に接続されており、オリフィス６０を配した供給油路ｊに対してオリフィス６０をバイパスする形態で第２のオリフィス６１とそれに直列するコントロール弁５８が配設されている。このコントロール弁５８は、スプリング負荷で閉じるスプール弁とされ、スプール端にソレノイドモジュレータ弁５５により減圧されたモジュレータ圧（Ｐｍ）が、ソレノイド弁５９のソレノイド信号圧として印加されることで、ポートが開放され、オリフィス６０をバイパスするコントロール弁５８経由の第２のオリフィス６１を介挿した油路が形成される。したがって、オリフィス６０の設定は、定常走行時の潤滑油量を確保するものとされ、第２のオリフィス６１の設定は、オリフィス６０と協働して変速機構の最大負荷時にも十分な潤滑油量を確保するものとされる。
【０１０６】
上記構成よりなる潤滑油制御装置により実行される制御のフローは、図１４に示すものとなる。この制御では、潤滑油圧には、従来の潤滑装置と同様に、セカンダリレギュレータ弁５３のセカンダリ圧（Ｐｓ）調圧後の排出圧を用いるため、潤滑油圧自体の制御は行なわれない。この制御では、先ず、当初のステップＳ１１で変速中判断がなされ、この判断が不成立（Ｎ）の場合は、ステップＳ１７によりソレイノド信号出力をオフとして、ソレノイド弁５９を開放し、それによりコントロール弁５８を閉じて、変速機構部への供給路をオリフィス６０を通る油路のみとする。この状態は、ステップＳ１１の変速中判断が不成立の間は継続される。
【０１０７】
ステップＳ１１の変速中判断が成立（Ｙ）となると、ステップＳ１２によりソレイノド信号出力をオンとして、ソレノイド弁５９を閉じ、それによりコントロール弁５８を開放して、変速機構部への供給路をオリフィス６０を通る油路とオリフィス６１を通る油路の両油路とすることで、潤滑油量を増加させる。この状態でステップＳ１３により変速終了となるのを監視する。そして、ステップＳ１３による変速終了判断が成立（Ｙ）となると、次のステップＳ１４で、エンドタイマ（Ｔｅｎｄ）をリセットし、スタートさせる。そして、ステップＳ１５によりタイマ経過時間が時間（Ｔｄｏｗｎ）を超えるのを待つ。やがてステップＳ１５によるタイマ経過判断が成立（Ｙ）すると、次のステップＳ１６によりソレイノド信号出力をオフとして、ソレノイド弁５９を開放し、それによりコントロール弁５８を閉じて、変速機構部への供給路をオリフィス６０を通る油路のみに戻し、潤滑油量を減少させる。
【０１０８】
図１５は、上記制御のタイムチャートを示す。このチャートも、車両定常走行時の定常走行時制御状態から開始されており、変速機入力回転数（Ｎｉｎ）、変速機構部での発熱量（Ｑｔｍ）ともに第１実施形態の場合と同様となる。ただ、この場合、潤滑油量の制御は行なわれないので、一定値に保たれている。そして、変速が開始されると、入力回転数（Ｎｉｎ）、変速機構部での発熱量（Ｑｔｍ）とも第１実施形態の場合と同様に変化する。このとき、潤滑油量は、ソレノイド弁のオンにより一気に最大値まで増加させられる。やがて、変速が終了すると、同様に、変速機構部での発熱量（Ｑｔｍ）は、変速開始時の発熱量より低下するが、蓄積された熱の潤滑油による持ち出しは遅れるため、油温はすぐには変速前の温度に戻らない。そこで、この場合も変速終了時制御中、潤滑油量の増加状態を継続させ、蓄積された熱の潤滑油による運び出しを待つ。この場合も、変速終了時制御期間は、タイマ設定により時間（Ｔｄｏｗｎ）とされる。この時間が経過するとソレノイド信号のオフにより潤滑油の増量供給状態は解除される。
【０１０９】
以上、詳述したように、上記第２実施形態の制御装置によれば、変速中に潤滑油量を増加させ、定常走行時などの変速時以外のときに潤滑油量を変速に合わせて増加させる必要をなくしているので、変速時の摩擦係合要素の発熱の速やかな低下と伝達効率の低下の防止を併せて実現することができる。また、変速に伴う摩擦係合要素の係合後も潤滑油を発熱量に対応する潤滑油量よりも増加させた状態で供給することで、確実に摩擦係合要素の冷却を行なうことができ、しかも、潤滑油の温度が高いときには、冷却効率が低下するのに合わせて、その温度によって、変速終了後の油量の増加時間を決定しているので、確実に摩擦係合要素の冷却を行なうことができる。そして、特にこの第２実施形態では、簡単な構成で潤滑油量の切り換えが可能となる。
【０１１０】
以上、本発明を２つの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】本発明の第１実施形態に係る自動変速機の潤滑油制御装置をブロックで示すシステム構成図である。
【図２】上記自動変速機の油圧制御装置の部分回路図である。
【図３】上記潤滑油制御装置による潤滑油制御に用いられる補正係数とドレン油温の関係を示すグラフである。
【図４】上記潤滑油制御の潤滑時間とドレン油温の関係を示すグラフである。
【図５】上記潤滑油制御の補正係数と変速間隔の関係を示すグラフである。
【図６】上記潤滑油制御の潤滑油圧と必要潤滑油量との関係を示すグラフである。
【図７】上記潤滑油制御のフローを示すメインフローチャートである。
【図８】上記フロー中の定常走行時制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】上記フロー中の変速時制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】上記フロー中の変速終了時制御サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】上記潤滑油制御のタイムチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る自動変速機の潤滑油制御装置をブロックで示すシステム構成図である。
【図１３】上記第２実施形態の自動変速機の油圧制御装置の部分回路図である。
【図１４】上記第２実施形態の潤滑油制御装置による潤滑油制御のメインフローチャートである。
【図１５】上記第２実施形態の潤滑油制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
Ｍ 変速機構
３ 電子制御装置（出力手段）
５ 油圧制御装置（供給手段）
４１ スロットル開度センサ（検出手段）
４２ エンジン回転数センサ（検出手段）
４３ 入力回転数センサ（検出手段）
４４ 出力回転数センサ（検出手段）
４５ 油温センサ（検出手段）
４６ 油温センサ（検出手段）
５１ ポンプ（油圧源）
５２ プライマリレギュレータ弁（第１の調圧弁）
５４ コントロール弁（第２の調圧弁）
５７ リニアソレノイド弁
５９ ソレノイド弁
６０ オリフィス
６１ オリフィス
ｊ 油路
Ｓ１ 判断手段
Ｓ２，Ｓ８，Ｓ１０ 決定手段
Ｓ３，Ｓ８，Ｓ１２ 増加手段
Ｓ６ 間隔検出手段

Claims (6)

1. 変速機構の各部に潤滑油を供給し、変速機構で発生する熱を潤滑油に吸収させて回収する潤滑装置を備える自動変速機の潤滑油制御装置において、前記変速機構への入力回転数を検出する検出手段と、前記変速機構への入力トルクを検出する検出手段と、前記変速機構によって達成される変速段を検出する検出手段と、検出された変速段に対応するギヤ効率を算出する手段と、前記入力回転数と入力トルクとの積及びギヤ効率に基づいて変速機構での発熱量を算出し、算出された発熱量、及び変速機構からの排出潤滑油の温度によって決定され、ドレン温度が低いときには、発熱量を低めにし、ドレン温度が高いときには、発熱量を高めにする補正係数に基づいて、必要潤滑油量を決定する決定手段と、決定された必要潤滑油量に基づいて変速機構の各部に潤滑油を供給する供給手段とを有することを特徴とする自動変速機の潤滑油制御装置。
2. 変速中か否かを判断する判断手段を有するとともに、前記決定手段は、変速中であるときに、該変速中に係合及び／又は解放される摩擦係合要素での発熱量に基づいて発熱量を算出する請求項１に記載の自動変速機の潤滑油制御装置。
3. 前記決定手段は、変速終了後の所定時間の間、前記発熱量に基づく潤滑油量に所定量を加えて必要潤滑油量とする請求項２に記載の自動変速機の潤滑油制御装置。
4. 前記所定時間は、潤滑油の温度が高いときに長く設定される請求項３に記載の自動変速機の潤滑油制御装置。
5. 変速の間隔を検出する間隔検出手段を有するとともに、前記決定手段は、変速の間隔が短いときに、変速終了後の前記所定時間の間、必要潤滑油量を増加させて補正する請求項３又は４に記載の自動変速機の潤滑油制御装置。
6. 前記供給手段は、油圧源と、該油圧源からの油圧をライン圧に調圧する第１の調圧弁と、前記ライン圧を基圧として信号圧に応じて潤滑油圧を出力する第２の調圧弁と、該第２の調圧弁からの潤滑油をオリフィスを介して変速機構の各部に供給する油路と、前記第２の調圧弁に信号圧を印加するソレノイド弁と、前記オリフィスを通る油量が必要潤滑油量となる潤滑油圧となるように、前記ソレノイド弁に電気信号を出力する出力手段とを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動変速機の潤滑油制御装置。

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