JP4140871B2 - 自動変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機に係り、特に自動変速機を構成するクラッチまたはブレーキ等の摩擦係合要素の係合制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用の自動変速機は、トルクコンバータと機械式の変速機構で構成されている。トルクコンバータは、クランクシャフトのトルク、すなわち駆動機関であるエンジンの出力トルクを変速機の入力軸に出力する。一方、変速機構は、この入力軸のトルクをさらに変速して、変速機の出力軸に出力する。変速機構における変速は、サンギア、リングギア、ピニオンギア等で構成された動力伝達機構の特性を切り替えることにより達成される。この動力伝達特性の切り替え、すなわち変速は、ギアに連結されたクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素（以下、単に「係合要素」という）を係合または解放することにより行われる。その際、シフトクオリティの観点から、タービン回転数を予め設定されている目標回転数に一致させ、或いはタービン回転数の変化率を目標変化率に一致させながら、タービン回転数を滑らかに変化させるようなフィードバック制御が一般に行われている。
【０００３】
従来のフィードバック制御方法として、例えば、特開平９−２６９０５１号公報には、ファジー制御の手法を用いてフィードバック油圧を計算する方法が開示されている。複数のグレード値をファジー合成してフィードバック油圧を計算することにより、算出油圧の推定値を求める。そして、この推定値と算出油圧との偏差を求め、この偏差に基づいて算出油圧を補正する。このようなフィードバック制御を行うことにより、その後のフィードバック制御において、タービン回転数またはタービン回転数変化率を速やかに目標回転数または目標変化率に収束させることができる。
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術のようにファジー制御の手法で算出された補正値は数学的または物理的に保証された値ではなく、実験や経験をベースとして設定された値である。そのため、すべての条件において最適な（すなわち数学的、物理的に算出された値と一致するような）補正値が設定されているとは限らず、条件によっては本来適用すべき値との誤差が大きい補正値が適用されることも考えられる。適切でない補正値が適用されると、係合要素で適切でないトルクが発生するため、シフトクオリティの悪化を招くことになる。また、従来の技術では、それぞれの条件における補正値の設定に要する労力が大きいといった問題や、フィードバック制御の際に補正値の算出に要する演算量が増大してしまうといった問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、フィードバック制御を行う変速時に用いられる補正値を一層正確に算出することにより、良好なシフトクオリティを安定して得ることができる新規な自動変速機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、駆動機関からの駆動力を受ける回転軸及び車輪に駆動力を伝達する回転軸間の動力伝達特性を設定する複数の係合要素と、上記の回転軸の回転数を検出する検出手段と、係合要素の解放及び係合を制御する制御値を算出する制御値算出手段と、自動変速機の機構から数学的に導出され、回転軸の回転数と制御値との関係を規定した変速モデルを用いることにより、制御値の推定値を算出する推定手段と、制御値及び推定値に基づいて補正値を算出する補正値算出手段とを有し、制御値算出手段は、補正値算出手段からフィードバックされた補正値に基づいて制御値を算出する自動変速機を提供する。
【０００７】
ここで、変速モデルは、変速の種類ごとに異なる変速モデルが用意されていて、推定手段は、実行しようとする変速に対応した変速モデルを用いることにより推定値を算出することが好ましい。
【０００８】
また、変速モデルは、回転軸に関する粘性、回転軸に関する慣性、またはタービントルクの少なくとも一つが考慮された変速モデルであることが好ましい。
【０００９】
一方、制御値算出手段は、自動変速機の機構から導出され、回転軸の回転数と制御値との関係を規定した第２の変速モデルを用いることにより、制御値を算出してもよい。
【００１０】
さらに、上記の構成に、変速制御の終了時における補正値を学習値として記憶する学習手段をさらに設けてもよい。この場合、制御値算出手段は、学習値に基づいて制御値を算出する。この学習手段は、変速の種類ごとに学習値を記憶することが好ましい。この場合、制御値算出手段は、ある種類の変速の実行時において、学習手段に記憶された複数の学習値の内、この実行しようとする変速に対応する学習値に基づいて制御値を算出することが望ましい。
【００１１】
なお、以上の構成に加えて、係合要素ごとに対応づけて設けられた複数のリニアソレノイドバルブをさらに設けてもよい。この場合、各リニアソレノイドバルブは、制御値に応じた油圧を係合要素に与える。これにより、係合要素は油圧に応じたトルクを発生する。
【００１２】
【作用】
このような構成において、フィードバックの対象となる補正値は、変速モデルを用いて算出される。この変速モデルは、自動変速機の機構の関係、例えば、運動方程式、トルクや回転数の関係式から導出されるため、物理的または数学的な根拠を有している。従って、これを用いて算出された補正値は、すべての条件において（回転数やトルクの高低に関わりなく）比較的正確な値となるから、条件に拘わらず安定した制御値を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、一例としての自動変速機（ＡＴ）における主要部の概略的構造を示した図である。エンジンのクランクシャフト９からの駆動力は、トルクコンバータ１０を介して、この変速機のタービンシャフト１１に伝達される。変速機の入力軸であるタービンシャフト１１は、リアプラネタリ２のサンギアに連結されている。一方、変速機の出力軸であるリダクションドライブシャフト１２は、フロントプラネタリ１のリングギア及びリアプラネタリ２のプラネタリキャリアに連結されている。２つのプラネタリギア１，２における各メンバ（サンギア、プラネタリキャリア、リングギア）は、図示したように、３つの多板クラッチ（リバースクラッチ３、ハイクラッチ５、ロークラッチ６）、２つの多板ブレーキ（２＆４ブレーキ４、ロー＆リバースブレーキ７）、ローワンウェイクラッチ８に連結されている。これらの係合要素（クラッチ、ブレーキ）は、変速段に応じて選択的に係合または解放される。これにより、この変速機は前進４段、後進１段の変速を行うことができる。
【００１４】
図２は、上記の自動変速機における変速位置と係合要素の係合状態との関係を示した表である。この表において、○印は、該当する係合要素が係合していることを表し、ブランクは解放していることを表している。また、◎印は、該当する駆動時のみ係合していることを表している。この変速機では、１速−２速間変速を除き、クラッチ・ツウ・クラッチ（Clutch to Clutch）変速が行われる。クラッチ・ツウ・クラッチ変速とは、前段係合要素を解放すると同時に、後段係合要素を係合していく変速である。一方、ローワンウェイクラッチ８が作用する１速−２速間の変速では、２＆４ブレーキ４の係合制御だけで変速が達成される。
【００１５】
図３は、自動変速機の制御機構を全体的に示した図である。この制御機構は、主として、エンジン２１、変速機構２２、油圧制御機構２３、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４で構成されている。エンジン２１により発生したトルクは、トルクコンバータ１０、タービンシャフト１１、及び変速機構２２を介してリダクションドライブシャフト１２に伝達される。このシャフト１２のトルクは、ドライブピニオンシャフト１５を介して、デファレンシャルギア１６に伝達され、前輪を駆動する。
【００１６】
スロットル開度センサＳ１は、エンジン２１のスロットル開度θを検出するためのセンサである。エンジン回転数センサＳ２は、クランクシャフト９の回転数、すなわちエンジン回転数ωEを検出するセンサである。また、タービン回転数センサＳ３は、タービンシャフト１１の回転数ω1を検出するセンサである。アウトプット回転数センサＳ４は、リダクションドライブシャフト１２（本実施例における出力軸）の回転数ω5を検出するセンサである。これらの回転数を検出するセンサは、例えば電磁ピックアップを用いてもよい。
【００１７】
油圧制御機構２３中のオイルポンプ３６は、オイルパン３７から吸入した制御油を吐出する。レギュレータバルブ３８により所定の油圧に調整された制御油は、５つのリニアソレノイドバルブ３１，３２，３３，３４，３５に供給される。ここで、リニアソレノイドバルブは係合要素ごとに設けられている。それぞれのリニアソレノイドバルブは、油圧制御回路５１からの電流値に応じて、それに対応した係合要素を直接的かつリニア（電流値に応じて連続した制御量を生じる）に係合制御する。係合要素ごとにソレノイドバルブを設け、各係合要素の係合制御を、対応したバルブにより直接的に行う方式は、一般にダイレクトＡＴと呼ばれている。
【００１８】
ＥＣＵ２４は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、入力回路４４、及び出力回路４５で構成されている。４つのセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から出力された信号は、入力回路４４に入力される。ＣＰＵ４１はこれらのセンサからの情報に応じて様々な演算を行う。リニアソレノイドバルブ３１から３４を制御するためのトルク指示値は、出力回路４５を介して油圧制御回路５１に出力される。油圧制御回路５１は、トルク指示値（またはトルクと線形的な関係にある油圧指示値）と制御電流値との関係を規定したテーブル等を参照して、トルク指示値から各リニアソレノイドバルブを動作させる電流値を求め、それをしかるべきリニアソレノイドバルブに供給する。
【００１９】
図４は、リニアソレノイドバルブの断面図である。制御電流に応じて電磁石により発生された磁界が、スプール弁を移動させ、これにより供給ポートと出力ポートが連通される。リニアソレノイドバルブを用いたダイレクトＡＴ方式では、制御電流に応じてリニアに油圧を調整できる。制御電流は、制御値（トルク指示値または油圧指示値）に応じて決定される。リニアソレノイドバルブの弁は制御電流値に応じた量だけ開き、それに応じた制御油圧が係合要素に供給される。その結果、理想的には、トルク指示値に相当する大きさのトルクが係合要素において発生する。しかしながら、実際に発生するトルクは、後述する外乱要素の影響による係合要素の摩擦特性の相違等により、程度の差はあるもののトルク指示値と異なる値になる。
【００２０】
このようなリニアソレノイドバルブを用いることにより、デユーティソレノイドバルブを用いた場合に必要とされるアキュムレータを使用する必要がない。従って、リニアソレノイドバルブを用いたダイレクトＡＴ方式は、インターロックや突き上げ感を生じさせないような精度の高い油圧制御を、リニアソレノイドバルブへ供給する電流制御により行うことができる。本実施例では、このリニアソレノイドバルブとして、電流が０の時に最大コントロール圧を供給するノーマリー・ハイ（Normally-High）のバルブを用いている。図５は、変速段及び各リニアソレノイドバルブの開閉状態の関係を示した表である。
【００２１】
なお、ダイレクトＡＴ方式に代えて、デューティソレノイドバルブと切り換え弁とを組み合わせたコンベンショナルな油圧回路を用いることも可能である。但し、油圧の正確な制御が必要な本実施例では、ダイレクトＡＴを利用するのが好ましいであろう。
【００２２】
（変速の種類ごとの変速モデルの算出）
本実施例における自動変速機の特徴の一つは、自動変速機を構成する各メンバに関する運動方程式、プラネタリギアにおけるトルクの関係式、及びその回転数の関係式から導出された自動変速機の変速モデルに基づいて、制御対象となっている係合要素の油圧を補正するようなフィードバック制御を行う点にある。そこで、本セクションでは、このようなフィードバック制御を説明するための前提として、図１に示した自動変速機の機構を例として、変速モデルを変速の種類ごとに導出する。
【００２３】
図６は、図１に示した自動変速機のスケルトン図である。同図中の記号のうち、Ｉは慣性モーメント、Ｔはトルク、Ｄは粘性係数、そしてωは回転軸の回転数を示している。また、添字は変速機のメンバを示している。ここで、添字Ｈはハイクラッチ５、添字Ｒはリバースクラッチ３、添字Ｄは２＆４ブレーキ４、添字Ｌはロークラッチ６、添字Ｂはロー＆リバースブレーキ７、そしてＷはローワンウェイクラッチ８をそれぞれ意味している。図６に示した自動変速機中の各メンバの運動方程式を求めると、以下のような粘性項（Ｄωで表される項）や慣性項（ωの微分値を含む項）を含む関係式が得られる。ここで、タービンシャフトの慣性モーメントＩ1は、エンジン２１やトルクコンバータ１０の慣性モーメントも考慮した値である。
【数１】
【００２４】
また、プラネタリギア（フロントプラネタリ１及びリアプラネタリ２）のトルクに関する関係式は以下のようになる。ここで、添字１はフロントプラネタリ側を意味し、添字２はリアプラネタリ側を意味している。また、添字Ｓはサンギア、添字Ｃはプラネタリキャリア、そして添字Ｒはリングギアを示している。
【数２】
【００２５】
さらに、プラネタリギア１，２の回転数（回転速度）に関する関係式は以下のようになる。
【数３】
【００２６】
上記の関係式より、変速の種類ごとにパワーオン時における変速モデルを導出する。まず、プラネタリギア１，２のトルク及び回転数の関係式より、タービン回転数ω1、タービントルクＴT、及び係合要素におけるトルクＴの関係を求める。この関係を導出するにあたっては、Ｄレンジでの変速を考えると共に、変速中のリダクションドライブシャフトの回転数変化は微小であるものと見なして説明する。
【数４】
【００２７】
まず、１−２変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、変速モデルは、ＴH＝０、ＴW＝０、ω2＝ω4とすると以下のようになる。
【数５】
【００２８】
次に、２−３変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、変速モデルは、ＴW＝０、ω2＝ω4とすると以下のようになる。
【数６】
【００２９】
また、３−４変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、変速モデルは、ＴW＝０、ω1＝ω2とすると以下のようになる。
【数７】
【００３０】
（変速モデルに基づいたトルク推定値の算出）
各変速ごとに導出された変速モデル（数式５から数式７）を変形して、係合要素のトルクについて求める。
【００３１】
まず、１−２変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、制御対象である２＆４ブレーキ４で実際に作用しているトルクは、数式５を変形することにより下記の数式８のように表現される。なお、１−２変速は、ワンウェイクラッチ・ツウ・クラッチ（oneway clutch to clutch）変速であるため、２＆４ブレーキ４の係合制御のみで１−２変速が達成される。
【数８】
【００３２】
ある時点において２＆４ブレーキ４で実際に生じているトルクは、その時点におけるタービン回転数ω1、タービントルクＴT、及びアウトプット回転数ω5がわかれば、数式８を用いて推定することができる。そのために、まず、図３に示したタービン回転数センサＳ３でタービン回転数ω1をモニタリングすると共に、アウトプット回転数センサＳ４でアウトプット回転数ω5をモニタリングし、さらに、タービントルクＴTをしかるべき手法で特定する。そして、これらのパラメータを数式８に代入することにより、２＆４ブレーキ４で実際に作用しているトルクをトルク推定値ＴDMとして算出することができる。
【００３３】
次に、２速から３速への変速（パワーオン及びパワーオフの双方を含む）時のイナーシャ相制御において、解放側である２＆４ブレーキ４のトルクは、イナーシャ相制御の期間中、０に設定されている。一方、制御対象である係合側のハイクラッチ５で実際に発生しているトルクは、数式６を変形することにより数式９のように表現される。３つのパラメータω1，ω5，ＴTを求め、これらを数式９に代入することにより、この種類の変速時においてハイクラッチ５で作用しているトルクを、トルク推定値ＴHMとして算出することができる。
【数９】
【００３４】
逆に、３速から２速への変速（パワーオン）時のイナーシャ相制御において、係合側である２＆４ブレーキ４のトルクは、イナーシャ相制御の経過時間に伴い、一次関数的に変化するように設定される。この場合、解放側であるハイクラッチ５のトルク推定値ＴHMは、数式１０より算出することができる。
【数１０】
【００３５】
同様に、３速から４速への変速（パワーオン及びパワーオフの双方を含む）時のイナーシャ相制御において、解放側であるロークラッチ６のトルクは、イナーシャ相制御の期間中、０に設定されている。この場合、制御対象となる係合側の２＆４ブレーキ４のトルク推定値ＴDMは、数式７を変形することで得られる数式１１より算出することができる。
【数１１】
【００３６】
逆に、４速から３速への変速（パワーオン）時のイナーシャ相制御において、係合側であるロークラッチ６のトルクは、イナーシャ相制御の経過時間に伴い、一次関数的に変化するように設定される。この場合、解放側である２＆４ブレーキ４のトルク推定値ＴDMは、数式１２より算出することができる。
【数１２】
【００３７】
以上の説明から、当業者であればパワーオフでのダウンシフト時における変速モデルについても容易に導出することできるであろうから、この状態における変速モデルの導出については説明を省略する。
【００３８】
このようにして導出された数式８から数式１２の変速モデルは、自動変速機の各メンバの運動方程式等に基づき導出されたものであり、タービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5に関する粘性項（Ｖａ・ω1の項及びＷａ・ω5の項）、さらにはタービン回転数ω1に関する慣性項（ω1の微分値にＨａを乗じた項）を含んでいる。従って、タービン回転数ω1やアウトプット回転数ω5等がわかれば、自動変速機の機構において現在作用しているトルクを比較的正確に推定することができる。特に、これらの変速モデルは、粘性項を含んでいるため、変速実行時における回転軸の回転数帯（回転数の高低）に関わりなく、トルク推定値を比較的正確に算出することができる。なお、本実施例では、タービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5は回転数センサＳ３，Ｓ４を用いて直接測定した値を用いる必要があるが、タービントルクＴTについては他のパラメータに基づいて推定した値を用いてもよい。
【００３９】
（フィードバック制御を用いた係合要素の油圧制御）
本セクションで述べるフィードバック制御に関する演算は、図３のＥＣＵ２４において実行される。図７は、フィードバック制御を用いた係合要素の油圧制御を実行するための機能的なブロック図である。本実施例における油圧制御の特徴は、上述した自動変速機の変速モデルを用いて算出されたトルク推定値と、トルク指示値とに基づいて、トルク補正値を求め、これを制御対象となっている係合要素の油圧制御にフィードバックしている点にある。なお、図７は、１速から２速へのシフトアップ時におけるイナーシャ相制御を一例に説明したものであるが、他の種類の変速についても、用いられる変速モデル（数式８から数式１２のいずれか）が異なる以外は基本的に同様である。
【００４０】
トルク算出部７１は、変速制御開始から経過した時間ごとに、この変速における係合側である２＆４ブレーキ４に関する制御値であるトルク指示値ＴDを算出する。良好なシフトクオリティを得るためには、変速の開始から終了に渡って、タービン回転数ω1を滑らかに変化させることが重要なので、制御対象である２＆４ブレーキ４に関するトルク指示値ＴDは、このような観点から適切に設定する必要がある。図３に示した油圧制御回路５１は、入力されたトルク指示値ＴD'に基づいて、そのトルク指示値ＴD'に相当するトルクが２＆４ブレーキ４で生じるような制御電流を決定し、その電流をリニアソレノイドバルブ３２に供給する。制御電流の決定する手法として、例えば、トルク指示値（または油圧指示値）と制御電流との関係を規定したテーブルを用いる方法がある。このテーブルに記述されている制御電流は、その制御電流をリニアソレノイドバルブに供給することでトルク指示値相当のトルクが係合要素において作用するように、実験に基づき予め決定された値である。リニアソレノイドバルブ３２は制御電流に応じた油圧ＰDを発生する。そして、この油圧ＰDに応じてブレーキピストンが移動し、２＆４ブレーキ４中のプレッシャプレートを押圧するため、２＆４ブレーキ４はトルクを発生する。
【００４１】
トルク算出部７１において算出されるトルク指示値ＴDは、テーブル等を用いて算出する手法もあるが、本実施例では、自動変速機の変速モデルを用いて算出している。トルク指示値ＴDは、実際のタービン回転数ω1が予め設定された目標タービン回転数ωrに追従して変化するように設定される。変速モデル及び目標タービン回転数ωrを用いてトルク指示値ＴDを算出する方法については、本願出願人の先願である特願平１０−２８７２２３号に詳細が記載されているので参照されたい。一例として、１速から２速へのシフトアップ時のイナーシャ相制御におけるトルク指示値ＴDの算出方法について、簡単に説明する。なお、図６に示した自動変速機において、１−２変速はワンウェイクラッチ・ツウ・クラッチ（oneway clutch to clutch）を用いた変速であるから、２＆４ブレーキ４の係合制御のみで変速が達成される。
【００４２】
トルク指示値ＴDを算出するために用いられる変速モデル（後述するトルク推定値ＴDMを算出するために用いられる変速モデルとは区別されたい）は、数式１３で表現される。この式は、数式５のタービン回転数ω1を目標タービン回転数ωrに置き換え、タービン回転数ω1と目標タービン回転数ωrとの偏差に関するフィードバック項（第５項）及び後述するトルク補正値Ｔs'に関するフィードバック項（第６項）を加えたものである。
【数１３】
【００４３】
上式の第１項、第３項、及び第５項で出現している目標タービン回転数ωrは、変速開始時における変速比（変速前の変速比）から、この変速により最終的に到達すべき変速比（変速後の変速比）に向かって滑らかに変化するように予め変速パターンが設定されており、このパターン及び変速時のアウトプット回転数ω5に基づいて経過時間ごとに設定される。
【００４４】
図１１は、トルク指示値ＴDの算出を説明するためのブロック図である。自動変速機におけるタービン回転数ω1は、図３に示したタービン回転数センサＳ３により検出される。また、アウトプット回転数ω5（リダクションドライブシャフト１２の回転数）は、アウトプット回転数センサＳ４により検出される。検出されたアウトプット回転数ω5にＦ／ＦゲインＷａを乗じることにより、第１の値を求める。また、アウトプット回転数ω5及び目標変速比（変速パターン）に基づいて、目標タービン回転数ωrを算出する。この目標タービン回転数ωrを微分した値に、Ｆ／ＦゲインＨａを乗じることにより、第２の値を求めると共に、目標タービン回転数ωrにＦ／ＦゲインＶａを乗じることにより第３の値を求める。また、目標タービン回転数ωrとタービン回転数ω1との偏差にＦ／ＢゲインＦａを乗じることにより第４の値を求める。このＦ／ＢゲインＦａは、例えば１０rad/sの基準回転数偏差を設定し、解放側のトルクにこの偏差の影響をどの程度反映させるかを考慮して適切な値を設定しておく。
【００４５】
一方、タービントルクＴTは、エンジントルクの推定値ＴE及びトルク比の推定値に基づいて算出された推定値を用いる。図９は、タービントルクＴTの算出方法を説明するための図である。まず、エンジントルクＴEを算出するために、スロットル開度センサＳ１からスロットル開度θを検出すると共に、エンジン回転数センサＳ２からエンジン回転数ωEを求める。エンジントルクＴEは、パラメータ及びタービントルクＴT（推定値）間の対応関係を記述したエンジントルクテーブルを参照し、これらのパラメータに対応する値を用いる。一方、トルク比を算出するために、タービン回転数センサＳ３から検出されたタービン回転数ω1及びエンジン回転数ωEから、速度比（ω1／ωE）を算出する。そして、この速度比及びトルク比（推定値）間の対応関係を記述したテーブルを参照し、このパラメータに対応する値をトルク比として用いる。テーブルにより推定されたトルク比とエンジントルクＴEに基づいて、タービントルクＴTを推定する。なお、このようなタービントルクＴTの算出は一例であって、この他にも様々な方法でタービントルクＴTを算出することができる。例えば、エンジンパラメータとして、スロットル開度θの代わりに、エンジンの吸入管圧力や吸入空気量といった他のパラメータに基づいて、タービントルクＴTを推定してもよい。また、トルクセンサの類を用いて、タービントルクＴTを直接測定することも可能である。決定されたタービントルクＴTにＦ／ＦゲインＭａを乗じることにより、第５の値を求める。以上の５つの値を加算することにより、トルク指示値ＴDの基本値（以下、ベーストルク指示値Ｔdという）を求める。
【００４６】
このベーストルク指示値Ｔdに、加重平均フィルタ７４の出力であるトルク補正値Ｔs'がフィードバック制御により加算され、トルク指示値ＴDが算出される。図７に示したように、トルク算出部７１の出力であるトルク指示値ＴDに、学習部７５から出力された学習値Ｔaがさらに加算されて、ある時刻における最終的なトルク指示値ＴD'が決定され、これが油圧制御回路５１へと入力される。その結果、トルク指示値ＴD’に応じて２＆４ブレーキ４でトルクが発生し、タービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5が変化する。なお、トルク補正値Ｔs'及び学習値Ｔaについては後述する。
【００４７】
変速モデル部７３は、トルク推定値ＴDMを算出するための変速モデルを用いて、トルク指示値ＴDの推定値ＴDMを算出する。この変速モデルは、現在実行されている変速の種類に対応したもの（数式８から数式１１のいずれか）が用いられ、１−２変速では数式８の変速モデルが用いられる。図８は、推定トルク算出を説明するための図である。推定トルクＴDMは、タービン回転数センサＳ３から検出されたタービン回転数ω1、アウトプット回転数センサＳ４から検出されたアウトプット回転数ω5、及びタービントルクＴTにより算出される。検出されたタービン回転数ω1にゲインＶａを乗じることにより、数式８における第３項（粘性項）を求めると共に、このタービン回転数ω1の微分値にゲインＨａを乗じることで第１項（慣性項）を求める。また、検出されたアウトプット回転数ω5に、ゲインＷａを乗じることにより、第４項（粘性項）を求める。さらに、タービントルクＴTにゲインＭａを乗じることで第２項を求める。ここで、タービントルクＴTは、トルク算出部７１におけるタービントルクＴTの算出方法と同様の手法で算出することができる。以上の４つの値を加算することにより、トルク推定値ＴDMを求める。このトルク推定値ＴDMは、センサＳ３，Ｓ４により直接検出されたタービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5を用いて決定される値である。
【００４８】
時刻ＣＴにおいてトルク算出部７１で算出されたトルク指示値ＴD(CT)と、変速モデル部７３で算出された同時刻のトルク推定値ＴDM(CT)との偏差Ｔs(CT)を算出する。変速モデル部７３において用いられている変速モデルが、自動変速機の機構を正確に再現していることを前提とした場合、トルク指示値ＴD通りのトルクが係合要素で発生しているならば、偏差Ｔsは理論上は０になるはずである。しかしながら、実際にはある程度の偏差Ｔsが発生する。このような偏差Ｔsが発生する理由は、実際の自動変速機７２において、外乱要素に基づいた測定不能な外乱トルクＴzが存在しているからである。この外乱トルクＴzの影響により、トルク指示値ＴDにより発生すべき理論上のトルク値と、実際に発生したトルク値との間に誤差が生じる。外乱トルクＴzを生じさせる外乱要素としては、例えば、係合要素ごとの摩擦特性の相違がある。係合要素を構成するドライブプレート及びドリブンプレート間の摩擦係数が、すべての係合要素において完全に一致していることはあり得ず、実際には係合要素ごとに微妙に相違している。この相違の程度が大きくなるに連れて、外乱要素による影響が大きくなるため、実際に発生するトルクは、トルク指示値ＴDに対して無視できないような誤差を有する値になってしまう。また、摩擦特性の経年変化も外乱要素として挙げることができる。係合要素の使用時間の経過とともに摩擦面の摩耗が進むと、同一油圧が供給された状態で係合要素が発生するトルクは経時的に変化する。一方、外乱要素はリニアソレノイドバルブ側でも存在し、その典型として油圧特性のばらつきが挙げられる。同一の制御電流が供給されても、バルブごとの開度は完全に同一ではなく、個体間にばらつきがあり、かつ、それは経年変化するため、発生する油圧も微妙に相違する。そこで、このような外乱要素によって生じるトルクを外乱トルクＴzと見なし、その値はトルク指示値と実際に発生したトルクとの誤差分に相当する量とする。外乱トルクＴzの影響により生じる発生トルクの誤差が無視できない程に大きくなってくると、意図したようなトルクを適切に発生させることができなくなるため、シフトクオリティの悪化を招く。
【００４９】
センサＳ３，Ｓ４により検出されるタービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5は、トルク指示値ＴD'によって変化するのは当然であるが、それ以外にも上述したような外乱トルクＴzの影響を受けている。従って、本実施例のように、自動変速機の特性を再現した正確な変速モデルを用意しておき、タービン回転数ω1、アウトプット回転数ω5、及びタービントルクＴTを入力して、トルク推定値ＴDMを求めることが有効となる。このようにして算出されたトルク推定値ＴDMは自動変速機７２で実際に作用しているトルクとして捉えられるため、この値ＴDMとトルク指示値ＴDとの偏差Ｔsを求めることで、外乱トルクＴzの影響の程度を把握することが可能となる。すなわちこの偏差Ｔsが大きい程、外乱トルクＴzが大きいと判断することができる。そこで、外乱トルクＴzの影響に相当する偏差Ｔsをトルク設定部７１にフィードバックすれば、外乱トルクＴzの影響を相殺するようなトルク指示値ＴDを算出することができる。
【００５０】
但し、本実施例では、偏差Ｔsを直接トルク設定部７１にフィードバックするのではなく、偏差Ｔsをフィルタ７４を介して平均化することにより得られた補正値Ｔs'をフィードバックしている。このような平均化処理を施す理由は、一時的に偏差Ｔsが大きく変化した場合であっても、安定した値をフィードバックすることで、系の安定性を確保するためである。平均化の手法としては、例えば、加重平均等の手法を用いることができる。加重平均を用いる場合、フィードバックされる補正値Ｔs'(CT)は、偏差Ｔs(CT)に適当な重み係数ａ（０＜ａ＜１）を乗じた値と、直前時刻における補正値Ｔs'(CT-1)に重み係数（１−ａ）を乗じた値を加算することにより算出される。補正値Ｔs'をトルク算出部７１にフィードバックすることにより、次の時刻（ＣＴ＋１）における新たなトルク指示値ＴD(CT+1)が算出される。
【００５１】
さらに、図７の制御システムは学習部７５を有している。学習部７５は、算出された学習値Ｔaを記憶するデータ領域を有しており、変速の種類ごとの学習値Ｔａが記憶される。学習部７５は、イグニッションキーをオフにしてシステムに対する電源供給を停止した状態でも記憶データが消失しないような装置であることが望ましく、例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の半導体メモリを用いることができる。学習値Ｔaは、変速制御の終了時点（例えばイナーシャ相制御終了時やトルク相制御終了時）における補正値Ｔs'であり、同種類の変速が実行されるたびにその内容が読み出され、かつ更新される。ある変速制御が実行された場合、その変速に対応した学習値Ｔaが読み出されて、この学習値Ｔaがトルク算出部７１の出力であるトルク指示値ＴDの出力に加算される。変速制御期間の各時刻ｉごとトルク指示値ＴD(i)に学習値Ｔaが加算される。これにより、トルク指示値ＴDが補正されて、油圧制御回路５１は、この補正されたトルク指示値ＴD'に基づいてソレノイドバルブ３２の制御電流を決定する。
【００５２】
学習値の更新するための手法として、例えば以下の手法のいずれかを適用することができる。
(1) 制御終了時における補正値Ｔs'を単純に従前の学習値Ｔaに加える。
(2) 制御終了時における補正値Ｔs'に適当な係数を掛けることにより値Ｔs''を求め、その値Ｔs''を従前の学習値Ｔaに加える。
(3) 制御終了時における補正値Ｔs'に、図１０に示したような不感帯処理を行うことにより値Ｔs''を求め、その値Ｔs''を従前の学習値Ｔaに加える。
(4) 制御における各時刻で算出された補正値Ｔs'の平均化処理（単純平均、加重平均等）を行うことにより値Ｔs''を求め、その値Ｔs''を従前の学習値Ｔaに加える。
【００５３】
図１２は、同一種類の変速を繰り返し実行した場合における補正値Ｔs'及び学習値Ｔaの推移を示したタイミングチャートである。ある種類の変速において、外乱トルクＴzとして例えば+1.0（一定値）が生じていると仮定し、学習値Ｔaが０に設定されている場合を考える。このような静的な外乱トルクを考えた場合、その変速を繰り返すことにより、学習値Ｔaを−１に収束させることができれば、外乱トルクＴzを打ち消すことができる。なお、外乱トルクＴzが存在しない理想的な状態において、２＆４ブレーキ４のトルク指示値ＴDは、同図のタイミングチャートにおける時間軸と平行な一点鎖線で示したように一定値となる。
【００５４】
まず、ｎ回目の変速の変速制御の開始直後では、学習値Ｔaが０であるから、外乱トルクＴzが何ら補償されていない状態である。従って、外乱トルクＴzの影響が大きく、トルク設定部７１からの出力であるトルク指示値ＴDとトルク推定値ＴDMとの偏差Ｔsは大きい。その結果、偏差Ｔsの加重平均値である補正値Ｔs'の変化量も大きい。変速制御開始からの時間が経過するにつれて、補正値Ｔs'は図示したように徐々に減少（Ｔs'＜０）していくため、この変化に従ってトルク指示値ＴDも徐々に減少していく。そして、この変速制御の終了時点における補正値Ｔs'(last1)が例えば-0.5であったとすると、この補正値Ｔs'(last1)が従前の学習値Ｔa（＝０）に加算され、-0.5が新たな学習値Ｔaとして記憶される（上述した学習値の更新手法(1)を用いた場合）。
【００５５】
その後、同一種類のｎ＋１回目の変速が再度実行された場合、読み出された学習値Ｔa（-0.5）がトルク算出部７１からの出力であるトルク指示値ＴD'に常に（すなわち変速制御におけるすべての経過時間において）加算される。その結果、この変速制御の開始時におけるトルク指示値ＴDは、-0.5からスタートすることになる。この変速制御において、補正値Ｔs'は、学習値Ｔaによる外乱トルク分の補償では足りない量に応じて、０から徐々に減少していく。それに伴い、トルク指示値ＴD'も０から徐々に減少していくため、学習値Ｔaが加算されたトルク指示値ＴDは-0.5から減少していくことになる。そしてｎ＋１回目の変速制御の終了時点における補正値Ｔs'(last2)が例えば-0.25であったとすると、この補正値Ｔs'(last2)が従前の学習値Ｔa（-0.5）に加算され、-0.75が新たな学習値Ｔaとして学習部７５中に記憶される。
【００５６】
さらに、同一種類のｎ＋２回目の変速が再び実行された場合、その制御期間中、学習値Ｔa（-0.75）がトルク算出部７１からのトルク指示値ＴD'に常に加算される。その結果、トルク指示値ＴD'は０からスタートするが、トルク指示値ＴDは-0.75からスタートする。この変速制御において、補正値Ｔs'は、学習値Ｔaによる外乱トルク分の補償では足りない分だけ、０から徐々に減少していく。それに伴い、トルク指示値ＴDも-0.75から徐々に減少していく。この変速制御の終了時点における補正値Ｔs'(last3)が例えば-0.125であったとすると、この補正値Ｔs'(last3)が従前の学習値Ｔa（-0.75）に加算され、-0.875が新たな学習値Ｔaとして記憶される。
【００５７】
以後、同種の変速制御が実行されるたびに、学習部７５中に記憶されている学習値Ｔaをトルク指示値Ｔs'に加算すると共に、制御の最後の補正値Ｔs'に基づいて学習値Ｔaを更新していく。その結果、学習値Ｔaは、外乱トルクＴz（+1.0）を打ち消す量（-1.0）に収束していく。学習値Ｔaが、外乱トルクＴzを打ち消す程度が大きくなるに従い、タービン回転数ω1の理想的な変化に近づくようになる。
【００５８】
このように本実施例では、トルク算出部７１において算出されたトルク指示値と変速モデル部７３において算出されたトルク推定値とに基づいて、補正量を求め、この補正量に基づきトルク指示値を補正している。補正量は自動変速機７２における外乱トルクに相当しているため、補正されたトルク指示値を用いて、係合要素の油圧制御を行えば、トルク指示値に相当したトルクを制御対象となっている係合要素で発生させることができる。その結果、従来のフィードバック制御よりもシフトクオリティを向上させることができる。特に、本実施例で用いられるトルク推定値を算出するために用いられる変速モデルは自動変速機の機構から導出され、自動変速機に関するパラメータ間の関係を正確に反映している。また、外乱トルクの影響を直接受けるパラメータ、すなわち、タービン回転数及びアウトプット回転数を用いてトルク推定値を算出している。従って、外乱トルクの影響を効果的に一層低減することが可能となる。
【００５９】
また、本実施例のような変速モデルを用いることで、新たなセンサ等の装置を設けることなく、従来から自動変速機に装着されているセンサだけでトルク推定値を算出できるため、安価に本システムを実施することができる。さらに、比較的少ない演算量で正確なフィードバック制御を行うことができるというメリットもある。
【００６０】
さらに、従前の変速において算出された補正量はリセットされることなく学習値として記憶されており、かつそれ以降の変速でこの学習値を用いているので、安定して良好なシフトクオリティを得ることができる。さらに、学習値は変速の種類ごとに記憶され、かつ更新されるため、変速の種類ごとにシフトクオリティにばらつきが生じてしまうようなことを防ぐことができる。
【００６１】
（２−３変速における変速モデルの適用例）
上述した変速モデルを用いたフィードバック制御の実際の適用例を、２速から３速へのアップシフトを例に説明する。この変速には、変速開始時制御、トルク相制御、イナーシャ相制御、及び変速終了時制御といった４つの制御モードがある。２−３変速における各制御モードは、フラグＦ23、フラグＦ23T、及びフラグＦ23Iにより切り換えられる。フラグＦ23は２−３変速制御の実行を示すフラグであり、２−３変速許可状態では１にセットされる。図１３は、各制御モードとフラグＦ23T、F23Iとの関係を示した表である。
【００６２】
図１４は、アップシフトにおけるタイミングチャートである。同図において、２−３変速指令が出されると、フラグＦ23が０から１に変化する。その後、変速開始時制御（１）、トルク相制御（２）、イナーシャ相制御（３）、変速終了時制御（４）を経て、２−３変速が終了すると、フラグＦ23は１から０へ変わる。図１５は、２−３変速のアップシフトにおける制御手順の一部を示したフローチャートである。図１６は、図１５のフローチャートに続き、トルク相制御の制御手順を示したフローチャートである。図１７は、図１５または図１６のフローチャートに続き、イナーシャ相制御の制御手順を示したフローチャートである。また、図１８は、図１７のフローチャートに続き、変速終了時制御の制御手順を示したフローチャートである。
【００６３】
まず、２−３変速指令が出されるまでフラグＦ23は０のままであり、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iも初期的には０に設定されている。従って、ステップ１０１での判断によりリターンへと進む。このフローチャートは繰り返し実行されているため、結局、２−３変速指令が出されるまでステップ１０２以降は実行されない。２−３変速指令が出されると、フラグＦ23は１に変わりアップシフトが開始される。この際、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iは両方とも０（すなわち図９の変速開始時制御（１）の状態）なので、ステップ１０２、ステップ１０３、及びステップ１０４を経て、ステップ１０５へと進む。
【００６４】
ステップ１０５において、エンジンの吹上がりの程度、すなわち、解放側の係合要素（２＆４ブレーキ４）の滑りの程度が判定される。滑りが生じた場合、タービン回転数ω1が、滑り判定回転数ωth（（アウトプット回転数ω5）＊（２速変速比ｉ2）＋（滑り基準量Δω））よりも大きくなる。変速の開始当初は滑りは生じていないため、ω1＝ｉ2・ω5である。この場合、ステップ１０６に進み、解放側の制御油圧を低下させる。この油圧は、実質的に線形的に低下する適当な一次関数ｑ23とタービントルクＴTとの積より算出される。
【００６５】
上述したステップ１０１からステップ１０６の手順を繰り返し、解放側の油圧を徐々に線形的に低下させていくと、やがて解放側の係合要素に滑りが生じる。この滑りにより、タービン回転数ω1が滑り判定回転数ωthより高くなる。この場合、ステップ１０７へと進み、フラグＦ23Tが０から１へと変更され、クロックＣＴに０がセットされる（ステップ１０８）。これにより、制御モードは変速開始時制御（１）からトルク相制御（２）へと変わる。
【００６６】
図１６のステップ１０９において、タービン回転数ω1の引き込みの有無が判定される。トルク相制御（２）の開始当初は、タービン回転数ω1はアウトプット回転数ω5に２速変速比ｉ2を乗じた値より大きく、滑り状態にあるためタービン回転数ω1の引き込み生じていない。従って、ステップ１１０へと進み、トルク相制御が実行される。
【００６７】
トルク相制御（ステップ１１０）では、解放側の係合要素に生じた滑りを維持するように、係合側の油圧を上昇させると共に、解放側の油圧を低下させる。これを繰り返し実行することにより、タービン回転数ω1が目標タービン回転数ωrに追従した状態で、係合側の油圧及び解放側の油圧の双方が変化していく。このような解放側及び係合側の油圧制御が進むと、やがて２速方向への引き込みが生じる。その結果、アウトプット回転数ω5に２速変速比ｉ2を乗じた値より、タービン回転数ω1の方が小さくなる。この場合、ステップ１０９からステップ１１７に進む。そして、フラグＦ23Tを１から０に変え、カウンタ値ＣＴをリセットし（ステップ１１８）、フラグＦ23Iを０から１に変えた後（ステップ１１９）、図１７のステップ１２０へ進む。
【００６８】
フラグＦ23Tが０で、フラグＦ23Iが１なので、イナーシャ相制御（３）が実行される。イナーシャ相制御の開始時において、アウトプット回転数ω5に３速変速比ｉ3を乗じた値よりもタービン回転数ω1は大きい。従って、ステップ１２０からステップ１３１へ進み、イナーシャ相制御が実行される。
【００６９】
まず、イナーシャ相制御の開始に伴い、カウンタ値ＣＴに１が加算された後、解放側のトルクＴDが０になるように設定されると共に（ステップ１３２）、解放側の油圧ＰDが０になるように設定される（ステップ１３３）。次に、係合側の油圧ＰHを算出するために、ステップ１３４からステップ１３８までの手順が実行される。
【００７０】
ステップ１３４において、現在のカウンタ値ＣＴに基づき、目標パターンｆ2を参照して、カウンタ値ＣＴに対応するパターン値Ｒ23(CT)が特定される（一例として下表参照）。
【表１】
【００７１】
表１に記述された目標回転数の変化パターンを例に説明すると、カウンタ値ＣＴ＝１に対応したパターン値Ｒ23(1)として、1.99が得られる。例えば、２速変速比ｉ2＝2.00、３速変速後の変速比ｉ3＝1.50、アウトプット回転数ω5が2000rpm（一定値）であるとすると、ＣＴ＝１における目標タービン回転数ωrは3980rpmになる（ステップ１３５）。
【００７２】
この目標タービン回転数ωrにタービン回転数ω1が追従するように、係合側のトルク指示値ＴHが算出される（ステップ１３６）。係合側のトルク指示値ＴHは、下式の変速モデルに基づき算出される。ここで、この変速モデルの数式中に従前の補正値Ｔs'(CT-1)が加算されている点に留意されたい。なお、補正値Ｔs'は初期的には０に設定されているため、ステップ１３１以降の手順の最初の実行時においては、補正値Ｔs'(0)は０である。
【数１４】
【００７３】
目標タービン回転数ωr、タービントルクＴT（推定値）、タービン回転数ω1（タービン回転数センサＳ３の実測値）、及びアウトプット回転数ω5（アウトプット回転数センサＳ４の実測値）を入力パラメータとして、これらを変速モデルに代入することにより、その時点のトルク指示値ＴHを求める。そして、このトルク指示値ＴHに学習値Ｔaを加算することにより、トルク指示値ＴH'を求める（ステップ１３７）。
【００７４】
求められたトルク指示値ＴH'から係合側の油圧指示値ＰHを求める（ステップ１３８）。一般に、係合要素の油圧Ｐは、トルクＴと一次関数の関係にあり、Ｐ＝ｋ・|Ｔ|＋ｓ（但し、ｋ、ｓは定数、|Ｔ|はトルクの絶対値）により求められる。そこで、係合要素ごとに固有のパラメータ（ハイクラッチ５の場合はｋH、ｓH）を設定しておけば、トルク指示値ＴH'から油圧指示値ＰHを求めることができる。このようにして求められた油圧ＰHを指示値として、変換テーブル等を参照してリニアソレノイドバルブの制御電流を求める。
【００７５】
ステップ１３９からステップ１４１までの一連の手順はフィードバック制御に関するものである。まず、ステップ１３９において、変速モデル部７３は、数式９に基づき、推定トルクＴHMを算出する。そして、算出された推定トルクＴHMとトルクＴHとの偏差Ｔsが算出され（ステップ１３９）、それを加重平均することにより補正値Ｔs'(CT)が算出される（ステップ１４０）。その後、リターンへと進む。
【００７６】
ステップ１３１からステップ１４１までの手順は、ステップ１２０により、タービン回転数ω1が３速の変速比に同期したものと判断されるまで、繰り返し実行される。イナーシャ相制御の開始からの経過に伴って（カウンタ値ＣＴがインクリメントされるに従い）、目標タービン回転数ωrは、表１に示すように、滑らかに（不連続な変化を生じることなく）減少していく。その結果、タービン回転数ω1も目標タービン回転数ωrに追従するため、経時的に滑らかに変化していく。また、図１２で既に説明したような理由により、外乱トルクＴzを打ち消すような値に補正値Ｔs'（＜０）が徐々に近づいていく。
【００７７】
イナーシャ相制御が進み、やがてタービン回転数ω1が３速の変速比に同期すると（ステップ１２０）、ステップ１２１へと進み、学習値Ｔaが更新される。これは、３速同期直前の時点における補正値Ｔs'(last)を用いて、上述した学習値の更新手法に基づいて行われる。そして、ステップ１２２において、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iが共に１にセットされ、カウンタ値ＣＴがリセットされた後（ステップ１２３）、図１８のステップ１２４に進む。
【００７８】
フラグＦ23T及びフラグＦ23Iが共に０であるから、変速終了時制御（４）が実行される。まず、ステップ１２４において、係合側の油圧を上昇させ、この油圧が最大値になったか否かが判断される（ステップ１２５）。油圧が最大値に到達していない場合には、リターンに進み、このフローチャートの次の実行を待つ。次の実行において、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iは共に１なので、ステップ１０４から、ステップ１２４に進む。そして、係合側の油圧が最大値になるまで、この手順が繰り返される。そして、この油圧が最大値になると、ステップ１２５からステップ１２６へと進む。その結果、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iを１から０に変えると共に、フラグＦ23も１から０に変え（ステップ１２７）、リターンに進む。フラグＦ23が０になったので、以上の手順を持って、２−３変速は終了する。
【００７９】
なお、本実施例は、図３のような構造を有する自動変速機に関して、その変速モデルを導出して説明している。しかしながら、図３の自動変速機は一例であって、本発明はそれ以外の構造を有する様々な自動変速機に適用することが可能であることは当然である。
【００８０】
また、本実施例は、主としてイナーシャ相制御に適用した場合について説明したが、トルク相制御を含めて油圧制御を行うような制御に広く適用することも当然可能であり、本発明はその趣旨の範囲内において、係合要素の様々な油圧制御に利用することができる。
【００８１】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、検出されたタービン回転数及びアウトプット回転数を自動変速機の変速モデルに代入することにより、係合要素の制御値を推定している。そして、算出された制御値及び制御値の推定値とに基づいて補正量を算出している。この補正量は、自動変速機における外乱トルク、すなわち係合要素やソレノイドバルブの特性のばらつきや経年変化により生じる発生トルクの誤差分を相殺するように作用するものである。従って、この補正値をフィードバックして制御値を算出すれば、外乱トルクの影響を相殺するような制御値を算出することができる。従って、外乱トルクの影響によりシフトクオリティが悪化することを有効に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の自動変速機における主要部の概略的構造を示した図
【図２】図１の自動変速機における変速位置と係合要素の係合状態との関係を示した表
【図３】自動変速機の制御機構を全体的に示した図
【図４】リニアソレノイドバルブの断面図
【図５】変速段及び各リニアソレノイドバルブの開閉状態の関係を示した表
【図６】図１に示した自動変速機のスケルトン図
【図７】フィードバック制御を用いた係合要素の油圧制御を実行するための機能的なブロック図
【図８】変速モデルを用いたトルク推定値の算出を説明するための図
【図９】タービントルクＴTの算出を説明するための図
【図１０】補正値に関する不感帯処理を説明するための図
【図１１】トルク指示値の算出を説明するための図
【図１２】同一種類の変速を繰り返し実行した場合における補正値及び学習値の推移を示したタイミングチャート
【図１３】各制御モードとフラグとの関係を示した表
【図１４】２速−３速のアップシフトのイナーシャ相制御におけるタイミングチャート
【図１５】２−３変速のアップシフトにおける制御手順の一部を示したフローチャート
【図１６】図１５のフローチャートに続き、トルク相制御の制御手順を示したフローチャート
【図１７】図１５または図１６のフローチャートに続き、イナーシャ相制御の制御手順を示したフローチャート
【図１８】図１７のフローチャートに続き、変速終了時制御の制御手順を示したフローチャート
【符号の説明】
１ フロントプラネタリ、 ２ リアプラネタリ、
３ リバースクラッチ、 ４ ２＆４ブレーキ、
５ ハイクラッチ、 ６ ロークラッチ、
７ ロー＆リバースブレーキ、 ８ ローワンウェイクラッチ、
９ クランクシャフト、 １０ トルクコンバータ、
１１ タービンシャフト、 １２ リダクションドライブシャフト、
１５ ドライブピニオンシャフト、１６ デファレンシャルギア
２１ エンジン、 ２２ 変速機構、
２３ 油圧制御機構、 ２４ ＥＣＵ、
３１，３２，３３，３４，３５ リニアソレノイドバルブ、
３６ オイルポンプ、 ３７ オイルパン、
３８ レギュレータバルブ、 ４１ ＣＰＵ、
４２ ＲＯＭ、 ４３ ＲＡＭ、
４４ 入力回路、 ４５ 出力回路、
５１ 油圧制御回路、 ７１ トルク設定部、
７２ 自動変速機、 ７３ 変速モデル部、
７４ 加重平均フィルタ、 ７５ 学習部、
Ｓ１ スロットル開度センサ、 Ｓ２ エンジン回転数センサ、
Ｓ３ タービン回転数センサ、 Ｓ４ アウトプット回転数センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機に係り、特に自動変速機を構成するクラッチまたはブレーキ等の摩擦係合要素の係合制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車用の自動変速機は、トルクコンバータと機械式の変速機構で構成されている。トルクコンバータは、クランクシャフトのトルク、すなわち駆動機関であるエンジンの出力トルクを変速機の入力軸に出力する。一方、変速機構は、この入力軸のトルクをさらに変速して、変速機の出力軸に出力する。変速機構における変速は、サンギア、リングギア、ピニオンギア等で構成された動力伝達機構の特性を切り替えることにより達成される。この動力伝達特性の切り替え、すなわち変速は、ギアに連結されたクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素（以下、単に「係合要素」という）を係合または解放することにより行われる。その際、シフトクオリティの観点から、タービン回転数を予め設定されている目標回転数に一致させ、或いはタービン回転数の変化率を目標変化率に一致させながら、タービン回転数を滑らかに変化させるようなフィードバック制御が一般に行われている。
【０００３】
従来のフィードバック制御方法として、例えば、特開平９−２６９０５１号公報には、ファジー制御の手法を用いてフィードバック油圧を計算する方法が開示されている。複数のグレード値をファジー合成してフィードバック油圧を計算することにより、算出油圧の推定値を求める。そして、この推定値と算出油圧との偏差を求め、この偏差に基づいて算出油圧を補正する。このようなフィードバック制御を行うことにより、その後のフィードバック制御において、タービン回転数またはタービン回転数変化率を速やかに目標回転数または目標変化率に収束させることができる。
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術のようにファジー制御の手法で算出された補正値は数学的または物理的に保証された値ではなく、実験や経験をベースとして設定された値である。そのため、すべての条件において最適な（すなわち数学的、物理的に算出された値と一致するような）補正値が設定されているとは限らず、条件によっては本来適用すべき値との誤差が大きい補正値が適用されることも考えられる。適切でない補正値が適用されると、係合要素で適切でないトルクが発生するため、シフトクオリティの悪化を招くことになる。また、従来の技術では、それぞれの条件における補正値の設定に要する労力が大きいといった問題や、フィードバック制御の際に補正値の算出に要する演算量が増大してしまうといった問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、フィードバック制御を行う変速時に用いられる補正値を一層正確に算出することにより、良好なシフトクオリティを安定して得ることができる新規な自動変速機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、駆動機関からの駆動力を受ける回転軸及び車輪に駆動力を伝達する回転軸間の動力伝達特性を設定する複数の係合要素と、上記の回転軸の回転数を検出する検出手段と、係合要素の解放及び係合を制御する制御値を算出する制御値算出手段と、自動変速機の機構から数学的に導出され、回転軸の回転数と制御値との関係を規定した変速モデルを用いることにより、制御値の推定値を算出する推定手段と、制御値及び推定値に基づいて補正値を算出する補正値算出手段とを有し、制御値算出手段は、補正値算出手段からフィードバックされた補正値に基づいて制御値を算出する自動変速機を提供する。
【０００７】
ここで、変速モデルは、変速の種類ごとに異なる変速モデルが用意されていて、推定手段は、実行しようとする変速に対応した変速モデルを用いることにより推定値を算出することが好ましい。
【０００８】
また、変速モデルは、回転軸に関する粘性、回転軸に関する慣性、またはタービントルクの少なくとも一つが考慮された変速モデルであることが好ましい。
【０００９】
一方、制御値算出手段は、自動変速機の機構から導出され、回転軸の回転数と制御値との関係を規定した第２の変速モデルを用いることにより、制御値を算出してもよい。
【００１０】
さらに、上記の構成に、変速制御の終了時における補正値を学習値として記憶する学習手段をさらに設けてもよい。この場合、制御値算出手段は、学習値に基づいて制御値を算出する。この学習手段は、変速の種類ごとに学習値を記憶することが好ましい。この場合、制御値算出手段は、ある種類の変速の実行時において、学習手段に記憶された複数の学習値の内、この実行しようとする変速に対応する学習値に基づいて制御値を算出することが望ましい。
【００１１】
なお、以上の構成に加えて、係合要素ごとに対応づけて設けられた複数のリニアソレノイドバルブをさらに設けてもよい。この場合、各リニアソレノイドバルブは、制御値に応じた油圧を係合要素に与える。これにより、係合要素は油圧に応じたトルクを発生する。
【００１２】
【作用】
このような構成において、フィードバックの対象となる補正値は、変速モデルを用いて算出される。この変速モデルは、自動変速機の機構の関係、例えば、運動方程式、トルクや回転数の関係式から導出されるため、物理的または数学的な根拠を有している。従って、これを用いて算出された補正値は、すべての条件において（回転数やトルクの高低に関わりなく）比較的正確な値となるから、条件に拘わらず安定した制御値を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、一例としての自動変速機（ＡＴ）における主要部の概略的構造を示した図である。エンジンのクランクシャフト９からの駆動力は、トルクコンバータ１０を介して、この変速機のタービンシャフト１１に伝達される。変速機の入力軸であるタービンシャフト１１は、リアプラネタリ２のサンギアに連結されている。一方、変速機の出力軸であるリダクションドライブシャフト１２は、フロントプラネタリ１のリングギア及びリアプラネタリ２のプラネタリキャリアに連結されている。２つのプラネタリギア１，２における各メンバ（サンギア、プラネタリキャリア、リングギア）は、図示したように、３つの多板クラッチ（リバースクラッチ３、ハイクラッチ５、ロークラッチ６）、２つの多板ブレーキ（２＆４ブレーキ４、ロー＆リバースブレーキ７）、ローワンウェイクラッチ８に連結されている。これらの係合要素（クラッチ、ブレーキ）は、変速段に応じて選択的に係合または解放される。これにより、この変速機は前進４段、後進１段の変速を行うことができる。
【００１４】
図２は、上記の自動変速機における変速位置と係合要素の係合状態との関係を示した表である。この表において、○印は、該当する係合要素が係合していることを表し、ブランクは解放していることを表している。また、◎印は、該当する駆動時のみ係合していることを表している。この変速機では、１速−２速間変速を除き、クラッチ・ツウ・クラッチ（Clutch to Clutch）変速が行われる。クラッチ・ツウ・クラッチ変速とは、前段係合要素を解放すると同時に、後段係合要素を係合していく変速である。一方、ローワンウェイクラッチ８が作用する１速−２速間の変速では、２＆４ブレーキ４の係合制御だけで変速が達成される。
【００１５】
図３は、自動変速機の制御機構を全体的に示した図である。この制御機構は、主として、エンジン２１、変速機構２２、油圧制御機構２３、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４で構成されている。エンジン２１により発生したトルクは、トルクコンバータ１０、タービンシャフト１１、及び変速機構２２を介してリダクションドライブシャフト１２に伝達される。このシャフト１２のトルクは、ドライブピニオンシャフト１５を介して、デファレンシャルギア１６に伝達され、前輪を駆動する。
【００１６】
スロットル開度センサＳ１は、エンジン２１のスロットル開度θを検出するためのセンサである。エンジン回転数センサＳ２は、クランクシャフト９の回転数、すなわちエンジン回転数ωEを検出するセンサである。また、タービン回転数センサＳ３は、タービンシャフト１１の回転数ω1を検出するセンサである。アウトプット回転数センサＳ４は、リダクションドライブシャフト１２（本実施例における出力軸）の回転数ω5を検出するセンサである。これらの回転数を検出するセンサは、例えば電磁ピックアップを用いてもよい。
【００１７】
油圧制御機構２３中のオイルポンプ３６は、オイルパン３７から吸入した制御油を吐出する。レギュレータバルブ３８により所定の油圧に調整された制御油は、５つのリニアソレノイドバルブ３１，３２，３３，３４，３５に供給される。ここで、リニアソレノイドバルブは係合要素ごとに設けられている。それぞれのリニアソレノイドバルブは、油圧制御回路５１からの電流値に応じて、それに対応した係合要素を直接的かつリニア（電流値に応じて連続した制御量を生じる）に係合制御する。係合要素ごとにソレノイドバルブを設け、各係合要素の係合制御を、対応したバルブにより直接的に行う方式は、一般にダイレクトＡＴと呼ばれている。
【００１８】
ＥＣＵ２４は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、入力回路４４、及び出力回路４５で構成されている。４つのセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４から出力された信号は、入力回路４４に入力される。ＣＰＵ４１はこれらのセンサからの情報に応じて様々な演算を行う。リニアソレノイドバルブ３１から３４を制御するためのトルク指示値は、出力回路４５を介して油圧制御回路５１に出力される。油圧制御回路５１は、トルク指示値（またはトルクと線形的な関係にある油圧指示値）と制御電流値との関係を規定したテーブル等を参照して、トルク指示値から各リニアソレノイドバルブを動作させる電流値を求め、それをしかるべきリニアソレノイドバルブに供給する。
【００１９】
図４は、リニアソレノイドバルブの断面図である。制御電流に応じて電磁石により発生された磁界が、スプール弁を移動させ、これにより供給ポートと出力ポートが連通される。リニアソレノイドバルブを用いたダイレクトＡＴ方式では、制御電流に応じてリニアに油圧を調整できる。制御電流は、制御値（トルク指示値または油圧指示値）に応じて決定される。リニアソレノイドバルブの弁は制御電流値に応じた量だけ開き、それに応じた制御油圧が係合要素に供給される。その結果、理想的には、トルク指示値に相当する大きさのトルクが係合要素において発生する。しかしながら、実際に発生するトルクは、後述する外乱要素の影響による係合要素の摩擦特性の相違等により、程度の差はあるもののトルク指示値と異なる値になる。
【００２０】
このようなリニアソレノイドバルブを用いることにより、デユーティソレノイドバルブを用いた場合に必要とされるアキュムレータを使用する必要がない。従って、リニアソレノイドバルブを用いたダイレクトＡＴ方式は、インターロックや突き上げ感を生じさせないような精度の高い油圧制御を、リニアソレノイドバルブへ供給する電流制御により行うことができる。本実施例では、このリニアソレノイドバルブとして、電流が０の時に最大コントロール圧を供給するノーマリー・ハイ（Normally-High）のバルブを用いている。図５は、変速段及び各リニアソレノイドバルブの開閉状態の関係を示した表である。
【００２１】
なお、ダイレクトＡＴ方式に代えて、デューティソレノイドバルブと切り換え弁とを組み合わせたコンベンショナルな油圧回路を用いることも可能である。但し、油圧の正確な制御が必要な本実施例では、ダイレクトＡＴを利用するのが好ましいであろう。
【００２２】
（変速の種類ごとの変速モデルの算出）
本実施例における自動変速機の特徴の一つは、自動変速機を構成する各メンバに関する運動方程式、プラネタリギアにおけるトルクの関係式、及びその回転数の関係式から導出された自動変速機の変速モデルに基づいて、制御対象となっている係合要素の油圧を補正するようなフィードバック制御を行う点にある。そこで、本セクションでは、このようなフィードバック制御を説明するための前提として、図１に示した自動変速機の機構を例として、変速モデルを変速の種類ごとに導出する。
【００２３】
図６は、図１に示した自動変速機のスケルトン図である。同図中の記号のうち、Ｉは慣性モーメント、Ｔはトルク、Ｄは粘性係数、そしてωは回転軸の回転数を示している。また、添字は変速機のメンバを示している。ここで、添字Ｈはハイクラッチ５、添字Ｒはリバースクラッチ３、添字Ｄは２＆４ブレーキ４、添字Ｌはロークラッチ６、添字Ｂはロー＆リバースブレーキ７、そしてＷはローワンウェイクラッチ８をそれぞれ意味している。図６に示した自動変速機中の各メンバの運動方程式を求めると、以下のような粘性項（Ｄωで表される項）や慣性項（ωの微分値を含む項）を含む関係式が得られる。ここで、タービンシャフトの慣性モーメントＩ1は、エンジン２１やトルクコンバータ１０の慣性モーメントも考慮した値である。
【数１】
また、プラネタリギア（フロントプラネタリ１及びリアプラネタリ２）のトルクに関する関係式は以下のようになる。ここで、添字１はフロントプラネタリ側を意味し、添字２はリアプラネタリ側を意味している。また、添字Ｓはサンギア、添字Ｃはプラネタリキャリア、そして添字Ｒはリングギアを示している。
【数２】
さらに、プラネタリギア１，２の回転数（回転速度）に関する関係式は以下のようになる。
【数３】
上記の関係式より、変速の種類ごとにパワーオン時における変速モデルを導出する。まず、プラネタリギア１，２のトルク及び回転数の関係式より、タービン回転数ω1、タービントルクＴT、及び係合要素におけるトルクＴの関係を求める。この関係を導出するにあたっては、Ｄレンジでの変速を考えると共に、変速中のリダクションドライブシャフトの回転数変化は微小であるものと見なして説明する。
【数４】
まず、１−２変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、変速モデルは、ＴH＝０、ＴW＝０、ω2＝ω4とすると以下のようになる。
【数５】
次に、２−３変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、変速モデルは、ＴW＝０、ω2＝ω4とすると以下のようになる。
【数６】
また、３−４変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、変速モデルは、ＴW＝０、ω1＝ω2とすると以下のようになる。
【数７】
（変速モデルに基づいたトルク推定値の算出）
各変速ごとに導出された変速モデル（数式５から数式７）を変形して、係合要素のトルクについて求める。
【００３１】
まず、１−２変速（アップシフト及びダウンシフトの双方を含む）のイナーシャ相制御において、制御対象である２＆４ブレーキ４で実際に作用しているトルクは、数式５を変形することにより下記の数式８のように表現される。なお、１−２変速は、ワンウェイクラッチ・ツウ・クラッチ（oneway clutch to clutch）変速であるため、２＆４ブレーキ４の係合制御のみで１−２変速が達成される。
【数８】
ある時点において２＆４ブレーキ４で実際に生じているトルクは、その時点におけるタービン回転数ω1、タービントルクＴT、及びアウトプット回転数ω5がわかれば、数式８を用いて推定することができる。そのために、まず、図３に示したタービン回転数センサＳ３でタービン回転数ω1をモニタリングすると共に、アウトプット回転数センサＳ４でアウトプット回転数ω5をモニタリングし、さらに、タービントルクＴTをしかるべき手法で特定する。そして、これらのパラメータを数式８に代入することにより、２＆４ブレーキ４で実際に作用しているトルクをトルク推定値ＴDMとして算出することができる。
【００３３】
次に、２速から３速への変速（パワーオン及びパワーオフの双方を含む）時のイナーシャ相制御において、解放側である２＆４ブレーキ４のトルクは、イナーシャ相制御の期間中、０に設定されている。一方、制御対象である係合側のハイクラッチ５で実際に発生しているトルクは、数式６を変形することにより数式９のように表現される。３つのパラメータω1，ω5，ＴTを求め、これらを数式９に代入することにより、この種類の変速時においてハイクラッチ５で作用しているトルクを、トルク推定値ＴHMとして算出することができる。
【数９】
逆に、３速から２速への変速（パワーオン）時のイナーシャ相制御において、係合側である２＆４ブレーキ４のトルクは、イナーシャ相制御の経過時間に伴い、一次関数的に変化するように設定される。この場合、解放側であるハイクラッチ５のトルク推定値ＴHMは、数式１０より算出することができる。
【数１０】
同様に、３速から４速への変速（パワーオン及びパワーオフの双方を含む）時のイナーシャ相制御において、解放側であるロークラッチ６のトルクは、イナーシャ相制御の期間中、０に設定されている。この場合、制御対象となる係合側の２＆４ブレーキ４のトルク推定値ＴDMは、数式７を変形することで得られる数式１１より算出することができる。
【数１１】
逆に、４速から３速への変速（パワーオン）時のイナーシャ相制御において、係合側であるロークラッチ６のトルクは、イナーシャ相制御の経過時間に伴い、一次関数的に変化するように設定される。この場合、解放側である２＆４ブレーキ４のトルク推定値ＴDMは、数式１２より算出することができる。
【数１２】
以上の説明から、当業者であればパワーオフでのダウンシフト時における変速モデルについても容易に導出することできるであろうから、この状態における変速モデルの導出については説明を省略する。
【００３８】
このようにして導出された数式８から数式１２の変速モデルは、自動変速機の各メンバの運動方程式等に基づき導出されたものであり、タービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5に関する粘性項（Ｖａ・ω1の項及びＷａ・ω5の項）、さらにはタービン回転数ω1に関する慣性項（ω1の微分値にＨａを乗じた項）を含んでいる。従って、タービン回転数ω1やアウトプット回転数ω5等がわかれば、自動変速機の機構において現在作用しているトルクを比較的正確に推定することができる。特に、これらの変速モデルは、粘性項を含んでいるため、変速実行時における回転軸の回転数帯（回転数の高低）に関わりなく、トルク推定値を比較的正確に算出することができる。なお、本実施例では、タービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5は回転数センサＳ３，Ｓ４を用いて直接測定した値を用いる必要があるが、タービントルクＴTについては他のパラメータに基づいて推定した値を用いてもよい。
【００３９】
（フィードバック制御を用いた係合要素の油圧制御）
本セクションで述べるフィードバック制御に関する演算は、図３のＥＣＵ２４において実行される。図７は、フィードバック制御を用いた係合要素の油圧制御を実行するための機能的なブロック図である。本実施例における油圧制御の特徴は、上述した自動変速機の変速モデルを用いて算出されたトルク推定値と、トルク指示値とに基づいて、トルク補正値を求め、これを制御対象となっている係合要素の油圧制御にフィードバックしている点にある。なお、図７は、１速から２速へのシフトアップ時におけるイナーシャ相制御を一例に説明したものであるが、他の種類の変速についても、用いられる変速モデル（数式８から数式１２のいずれか）が異なる以外は基本的に同様である。
【００４０】
トルク算出部７１は、変速制御開始から経過した時間ごとに、この変速における係合側である２＆４ブレーキ４に関する制御値であるトルク指示値ＴDを算出する。良好なシフトクオリティを得るためには、変速の開始から終了に渡って、タービン回転数ω1を滑らかに変化させることが重要なので、制御対象である２＆４ブレーキ４に関するトルク指示値ＴDは、このような観点から適切に設定する必要がある。図３に示した油圧制御回路５１は、入力されたトルク指示値ＴD'に基づいて、そのトルク指示値ＴD'に相当するトルクが２＆４ブレーキ４で生じるような制御電流を決定し、その電流をリニアソレノイドバルブ３２に供給する。制御電流の決定する手法として、例えば、トルク指示値（または油圧指示値）と制御電流との関係を規定したテーブルを用いる方法がある。このテーブルに記述されている制御電流は、その制御電流をリニアソレノイドバルブに供給することでトルク指示値相当のトルクが係合要素において作用するように、実験に基づき予め決定された値である。リニアソレノイドバルブ３２は制御電流に応じた油圧ＰDを発生する。そして、この油圧ＰDに応じてブレーキピストンが移動し、２＆４ブレーキ４中のプレッシャプレートを押圧するため、２＆４ブレーキ４はトルクを発生する。
【００４１】
トルク算出部７１において算出されるトルク指示値ＴDは、テーブル等を用いて算出する手法もあるが、本実施例では、自動変速機の変速モデルを用いて算出している。トルク指示値ＴDは、実際のタービン回転数ω1が予め設定された目標タービン回転数ωrに追従して変化するように設定される。変速モデル及び目標タービン回転数ωrを用いてトルク指示値ＴDを算出する方法については、本願出願人の先願である特願平１０−２８７２２３号に詳細が記載されているので参照されたい。一例として、１速から２速へのシフトアップ時のイナーシャ相制御におけるトルク指示値ＴDの算出方法について、簡単に説明する。なお、図６に示した自動変速機において、１−２変速はワンウェイクラッチ・ツウ・クラッチ（oneway clutch to clutch）を用いた変速であるから、２＆４ブレーキ４の係合制御のみで変速が達成される。
【００４２】
トルク指示値ＴDを算出するために用いられる変速モデル（後述するトルク推定値ＴDMを算出するために用いられる変速モデルとは区別されたい）は、数式１３で表現される。この式は、数式５のタービン回転数ω1を目標タービン回転数ωrに置き換え、タービン回転数ω1と目標タービン回転数ωrとの偏差に関するフィードバック項（第５項）及び後述するトルク補正値Ｔs'に関するフィードバック項（第６項）を加えたものである。
【数１３】
上式の第１項、第３項、及び第５項で出現している目標タービン回転数ωrは、変速開始時における変速比（変速前の変速比）から、この変速により最終的に到達すべき変速比（変速後の変速比）に向かって滑らかに変化するように予め変速パターンが設定されており、このパターン及び変速時のアウトプット回転数ω5に基づいて経過時間ごとに設定される。
【００４４】
図１１は、トルク指示値ＴDの算出を説明するためのブロック図である。自動変速機におけるタービン回転数ω1は、図３に示したタービン回転数センサＳ３により検出される。また、アウトプット回転数ω5（リダクションドライブシャフト１２の回転数）は、アウトプット回転数センサＳ４により検出される。検出されたアウトプット回転数ω5にＦ／ＦゲインＷａを乗じることにより、第１の値を求める。また、アウトプット回転数ω5及び目標変速比（変速パターン）に基づいて、目標タービン回転数ωrを算出する。この目標タービン回転数ωrを微分した値に、Ｆ／ＦゲインＨａを乗じることにより、第２の値を求めると共に、目標タービン回転数ωrにＦ／ＦゲインＶａを乗じることにより第３の値を求める。また、目標タービン回転数ωrとタービン回転数ω1との偏差にＦ／ＢゲインＦａを乗じることにより第４の値を求める。このＦ／ＢゲインＦａは、例えば１０rad/sの基準回転数偏差を設定し、解放側のトルクにこの偏差の影響をどの程度反映させるかを考慮して適切な値を設定しておく。
【００４５】
一方、タービントルクＴTは、エンジントルクの推定値ＴE及びトルク比の推定値に基づいて算出された推定値を用いる。図９は、タービントルクＴTの算出方法を説明するための図である。まず、エンジントルクＴEを算出するために、スロットル開度センサＳ１からスロットル開度θを検出すると共に、エンジン回転数センサＳ２からエンジン回転数ωEを求める。エンジントルクＴEは、パラメータ及びタービントルクＴT（推定値）間の対応関係を記述したエンジントルクテーブルを参照し、これらのパラメータに対応する値を用いる。一方、トルク比を算出するために、タービン回転数センサＳ３から検出されたタービン回転数ω1及びエンジン回転数ωEから、速度比（ω1／ωE）を算出する。そして、この速度比及びトルク比（推定値）間の対応関係を記述したテーブルを参照し、このパラメータに対応する値をトルク比として用いる。テーブルにより推定されたトルク比とエンジントルクＴEに基づいて、タービントルクＴTを推定する。なお、このようなタービントルクＴTの算出は一例であって、この他にも様々な方法でタービントルクＴTを算出することができる。例えば、エンジンパラメータとして、スロットル開度θの代わりに、エンジンの吸入管圧力や吸入空気量といった他のパラメータに基づいて、タービントルクＴTを推定してもよい。また、トルクセンサの類を用いて、タービントルクＴTを直接測定することも可能である。決定されたタービントルクＴTにＦ／ＦゲインＭａを乗じることにより、第５の値を求める。以上の５つの値を加算することにより、トルク指示値ＴDの基本値（以下、ベーストルク指示値Ｔdという）を求める。
【００４６】
このベーストルク指示値Ｔdに、加重平均フィルタ７４の出力であるトルク補正値Ｔs'がフィードバック制御により加算され、トルク指示値ＴDが算出される。図７に示したように、トルク算出部７１の出力であるトルク指示値ＴDに、学習部７５から出力された学習値Ｔaがさらに加算されて、ある時刻における最終的なトルク指示値ＴD'が決定され、これが油圧制御回路５１へと入力される。その結果、トルク指示値ＴD’に応じて２＆４ブレーキ４でトルクが発生し、タービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5が変化する。なお、トルク補正値Ｔs'及び学習値Ｔaについては後述する。
【００４７】
変速モデル部７３は、トルク推定値ＴDMを算出するための変速モデルを用いて、トルク指示値ＴDの推定値ＴDMを算出する。この変速モデルは、現在実行されている変速の種類に対応したもの（数式８から数式１１のいずれか）が用いられ、１−２変速では数式８の変速モデルが用いられる。図８は、推定トルク算出を説明するための図である。推定トルクＴDMは、タービン回転数センサＳ３から検出されたタービン回転数ω1、アウトプット回転数センサＳ４から検出されたアウトプット回転数ω5、及びタービントルクＴTにより算出される。検出されたタービン回転数ω1にゲインＶａを乗じることにより、数式８における第３項（粘性項）を求めると共に、このタービン回転数ω1の微分値にゲインＨａを乗じることで第１項（慣性項）を求める。また、検出されたアウトプット回転数ω5に、ゲインＷａを乗じることにより、第４項（粘性項）を求める。さらに、タービントルクＴTにゲインＭａを乗じることで第２項を求める。ここで、タービントルクＴTは、トルク算出部７１におけるタービントルクＴTの算出方法と同様の手法で算出することができる。以上の４つの値を加算することにより、トルク推定値ＴDMを求める。このトルク推定値ＴDMは、センサＳ３，Ｓ４により直接検出されたタービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5を用いて決定される値である。
【００４８】
時刻ＣＴにおいてトルク算出部７１で算出されたトルク指示値ＴD(CT)と、変速モデル部７３で算出された同時刻のトルク推定値ＴDM(CT)との偏差Ｔs(CT)を算出する。変速モデル部７３において用いられている変速モデルが、自動変速機の機構を正確に再現していることを前提とした場合、トルク指示値ＴD通りのトルクが係合要素で発生しているならば、偏差Ｔsは理論上は０になるはずである。しかしながら、実際にはある程度の偏差Ｔsが発生する。このような偏差Ｔsが発生する理由は、実際の自動変速機７２において、外乱要素に基づいた測定不能な外乱トルクＴzが存在しているからである。この外乱トルクＴzの影響により、トルク指示値ＴDにより発生すべき理論上のトルク値と、実際に発生したトルク値との間に誤差が生じる。外乱トルクＴzを生じさせる外乱要素としては、例えば、係合要素ごとの摩擦特性の相違がある。係合要素を構成するドライブプレート及びドリブンプレート間の摩擦係数が、すべての係合要素において完全に一致していることはあり得ず、実際には係合要素ごとに微妙に相違している。この相違の程度が大きくなるに連れて、外乱要素による影響が大きくなるため、実際に発生するトルクは、トルク指示値ＴDに対して無視できないような誤差を有する値になってしまう。また、摩擦特性の経年変化も外乱要素として挙げることができる。係合要素の使用時間の経過とともに摩擦面の摩耗が進むと、同一油圧が供給された状態で係合要素が発生するトルクは経時的に変化する。一方、外乱要素はリニアソレノイドバルブ側でも存在し、その典型として油圧特性のばらつきが挙げられる。同一の制御電流が供給されても、バルブごとの開度は完全に同一ではなく、個体間にばらつきがあり、かつ、それは経年変化するため、発生する油圧も微妙に相違する。そこで、このような外乱要素によって生じるトルクを外乱トルクＴzと見なし、その値はトルク指示値と実際に発生したトルクとの誤差分に相当する量とする。外乱トルクＴzの影響により生じる発生トルクの誤差が無視できない程に大きくなってくると、意図したようなトルクを適切に発生させることができなくなるため、シフトクオリティの悪化を招く。
【００４９】
センサＳ３，Ｓ４により検出されるタービン回転数ω1及びアウトプット回転数ω5は、トルク指示値ＴD'によって変化するのは当然であるが、それ以外にも上述したような外乱トルクＴzの影響を受けている。従って、本実施例のように、自動変速機の特性を再現した正確な変速モデルを用意しておき、タービン回転数ω1、アウトプット回転数ω5、及びタービントルクＴTを入力して、トルク推定値ＴDMを求めることが有効となる。このようにして算出されたトルク推定値ＴDMは自動変速機７２で実際に作用しているトルクとして捉えられるため、この値ＴDMとトルク指示値ＴDとの偏差Ｔsを求めることで、外乱トルクＴzの影響の程度を把握することが可能となる。すなわちこの偏差Ｔsが大きい程、外乱トルクＴzが大きいと判断することができる。そこで、外乱トルクＴzの影響に相当する偏差Ｔsをトルク設定部７１にフィードバックすれば、外乱トルクＴzの影響を相殺するようなトルク指示値ＴDを算出することができる。
【００５０】
但し、本実施例では、偏差Ｔsを直接トルク設定部７１にフィードバックするのではなく、偏差Ｔsをフィルタ７４を介して平均化することにより得られた補正値Ｔs'をフィードバックしている。このような平均化処理を施す理由は、一時的に偏差Ｔsが大きく変化した場合であっても、安定した値をフィードバックすることで、系の安定性を確保するためである。平均化の手法としては、例えば、加重平均等の手法を用いることができる。加重平均を用いる場合、フィードバックされる補正値Ｔs'(CT)は、偏差Ｔs(CT)に適当な重み係数ａ（０＜ａ＜１）を乗じた値と、直前時刻における補正値Ｔs'(CT-1)に重み係数（１−ａ）を乗じた値を加算することにより算出される。補正値Ｔs'をトルク算出部７１にフィードバックすることにより、次の時刻（ＣＴ＋１）における新たなトルク指示値ＴD(CT+1)が算出される。
【００５１】
さらに、図７の制御システムは学習部７５を有している。学習部７５は、算出された学習値Ｔaを記憶するデータ領域を有しており、変速の種類ごとの学習値Ｔａが記憶される。学習部７５は、イグニッションキーをオフにしてシステムに対する電源供給を停止した状態でも記憶データが消失しないような装置であることが望ましく、例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の半導体メモリを用いることができる。学習値Ｔaは、変速制御の終了時点（例えばイナーシャ相制御終了時やトルク相制御終了時）における補正値Ｔs'であり、同種類の変速が実行されるたびにその内容が読み出され、かつ更新される。ある変速制御が実行された場合、その変速に対応した学習値Ｔaが読み出されて、この学習値Ｔaがトルク算出部７１の出力であるトルク指示値ＴDの出力に加算される。変速制御期間の各時刻ｉごとトルク指示値ＴD(i)に学習値Ｔaが加算される。これにより、トルク指示値ＴDが補正されて、油圧制御回路５１は、この補正されたトルク指示値ＴD'に基づいてソレノイドバルブ３２の制御電流を決定する。
【００５２】
学習値の更新するための手法として、例えば以下の手法のいずれかを適用することができる。
(1) 制御終了時における補正値Ｔs'を単純に従前の学習値Ｔaに加える。
(2) 制御終了時における補正値Ｔs'に適当な係数を掛けることにより値Ｔs''を求め、その値Ｔs''を従前の学習値Ｔaに加える。
(3) 制御終了時における補正値Ｔs'に、図１０に示したような不感帯処理を行うことにより値Ｔs''を求め、その値Ｔs''を従前の学習値Ｔaに加える。
(4) 制御における各時刻で算出された補正値Ｔs'の平均化処理（単純平均、加重平均等）を行うことにより値Ｔs''を求め、その値Ｔs''を従前の学習値Ｔaに加える。
【００５３】
図１２は、同一種類の変速を繰り返し実行した場合における補正値Ｔs'及び学習値Ｔaの推移を示したタイミングチャートである。ある種類の変速において、外乱トルクＴzとして例えば+1.0（一定値）が生じていると仮定し、学習値Ｔaが０に設定されている場合を考える。このような静的な外乱トルクを考えた場合、その変速を繰り返すことにより、学習値Ｔaを−１に収束させることができれば、外乱トルクＴzを打ち消すことができる。なお、外乱トルクＴzが存在しない理想的な状態において、２＆４ブレーキ４のトルク指示値ＴDは、同図のタイミングチャートにおける時間軸と平行な一点鎖線で示したように一定値となる。
【００５４】
まず、ｎ回目の変速の変速制御の開始直後では、学習値Ｔaが０であるから、外乱トルクＴzが何ら補償されていない状態である。従って、外乱トルクＴzの影響が大きく、トルク設定部７１からの出力であるトルク指示値ＴDとトルク推定値ＴDMとの偏差Ｔsは大きい。その結果、偏差Ｔsの加重平均値である補正値Ｔs'の変化量も大きい。変速制御開始からの時間が経過するにつれて、補正値Ｔs'は図示したように徐々に減少（Ｔs'＜０）していくため、この変化に従ってトルク指示値ＴDも徐々に減少していく。そして、この変速制御の終了時点における補正値Ｔs'(last1)が例えば-0.5であったとすると、この補正値Ｔs'(last1)が従前の学習値Ｔa（＝０）に加算され、-0.5が新たな学習値Ｔaとして記憶される（上述した学習値の更新手法(1)を用いた場合）。
【００５５】
その後、同一種類のｎ＋１回目の変速が再度実行された場合、読み出された学習値Ｔa（-0.5）がトルク算出部７１からの出力であるトルク指示値ＴD'に常に（すなわち変速制御におけるすべての経過時間において）加算される。その結果、この変速制御の開始時におけるトルク指示値ＴDは、-0.5からスタートすることになる。この変速制御において、補正値Ｔs'は、学習値Ｔaによる外乱トルク分の補償では足りない量に応じて、０から徐々に減少していく。それに伴い、トルク指示値ＴD'も０から徐々に減少していくため、学習値Ｔaが加算されたトルク指示値ＴDは-0.5から減少していくことになる。そしてｎ＋１回目の変速制御の終了時点における補正値Ｔs'(last2)が例えば-0.25であったとすると、この補正値Ｔs'(last2)が従前の学習値Ｔa（-0.5）に加算され、-0.75が新たな学習値Ｔaとして学習部７５中に記憶される。
【００５６】
さらに、同一種類のｎ＋２回目の変速が再び実行された場合、その制御期間中、学習値Ｔa（-0.75）がトルク算出部７１からのトルク指示値ＴD'に常に加算される。その結果、トルク指示値ＴD'は０からスタートするが、トルク指示値ＴDは-0.75からスタートする。この変速制御において、補正値Ｔs'は、学習値Ｔaによる外乱トルク分の補償では足りない分だけ、０から徐々に減少していく。それに伴い、トルク指示値ＴDも-0.75から徐々に減少していく。この変速制御の終了時点における補正値Ｔs'(last3)が例えば-0.125であったとすると、この補正値Ｔs'(last3)が従前の学習値Ｔa（-0.75）に加算され、-0.875が新たな学習値Ｔaとして記憶される。
【００５７】
以後、同種の変速制御が実行されるたびに、学習部７５中に記憶されている学習値Ｔaをトルク指示値Ｔs'に加算すると共に、制御の最後の補正値Ｔs'に基づいて学習値Ｔaを更新していく。その結果、学習値Ｔaは、外乱トルクＴz（+1.0）を打ち消す量（-1.0）に収束していく。学習値Ｔaが、外乱トルクＴzを打ち消す程度が大きくなるに従い、タービン回転数ω1の理想的な変化に近づくようになる。
【００５８】
このように本実施例では、トルク算出部７１において算出されたトルク指示値と変速モデル部７３において算出されたトルク推定値とに基づいて、補正量を求め、この補正量に基づきトルク指示値を補正している。補正量は自動変速機７２における外乱トルクに相当しているため、補正されたトルク指示値を用いて、係合要素の油圧制御を行えば、トルク指示値に相当したトルクを制御対象となっている係合要素で発生させることができる。その結果、従来のフィードバック制御よりもシフトクオリティを向上させることができる。特に、本実施例で用いられるトルク推定値を算出するために用いられる変速モデルは自動変速機の機構から導出され、自動変速機に関するパラメータ間の関係を正確に反映している。また、外乱トルクの影響を直接受けるパラメータ、すなわち、タービン回転数及びアウトプット回転数を用いてトルク推定値を算出している。従って、外乱トルクの影響を効果的に一層低減することが可能となる。
【００５９】
また、本実施例のような変速モデルを用いることで、新たなセンサ等の装置を設けることなく、従来から自動変速機に装着されているセンサだけでトルク推定値を算出できるため、安価に本システムを実施することができる。さらに、比較的少ない演算量で正確なフィードバック制御を行うことができるというメリットもある。
【００６０】
さらに、従前の変速において算出された補正量はリセットされることなく学習値として記憶されており、かつそれ以降の変速でこの学習値を用いているので、安定して良好なシフトクオリティを得ることができる。さらに、学習値は変速の種類ごとに記憶され、かつ更新されるため、変速の種類ごとにシフトクオリティにばらつきが生じてしまうようなことを防ぐことができる。
【００６１】
（２−３変速における変速モデルの適用例）
上述した変速モデルを用いたフィードバック制御の実際の適用例を、２速から３速へのアップシフトを例に説明する。この変速には、変速開始時制御、トルク相制御、イナーシャ相制御、及び変速終了時制御といった４つの制御モードがある。２−３変速における各制御モードは、フラグＦ23、フラグＦ23T、及びフラグＦ23Iにより切り換えられる。フラグＦ23は２−３変速制御の実行を示すフラグであり、２−３変速許可状態では１にセットされる。図１３は、各制御モードとフラグＦ23T、F23Iとの関係を示した表である。
【００６２】
図１４は、アップシフトにおけるタイミングチャートである。同図において、２−３変速指令が出されると、フラグＦ23が０から１に変化する。その後、変速開始時制御（１）、トルク相制御（２）、イナーシャ相制御（３）、変速終了時制御（４）を経て、２−３変速が終了すると、フラグＦ23は１から０へ変わる。図１５は、２−３変速のアップシフトにおける制御手順の一部を示したフローチャートである。図１６は、図１５のフローチャートに続き、トルク相制御の制御手順を示したフローチャートである。図１７は、図１５または図１６のフローチャートに続き、イナーシャ相制御の制御手順を示したフローチャートである。また、図１８は、図１７のフローチャートに続き、変速終了時制御の制御手順を示したフローチャートである。
【００６３】
まず、２−３変速指令が出されるまでフラグＦ23は０のままであり、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iも初期的には０に設定されている。従って、ステップ１０１での判断によりリターンへと進む。このフローチャートは繰り返し実行されているため、結局、２−３変速指令が出されるまでステップ１０２以降は実行されない。２−３変速指令が出されると、フラグＦ23は１に変わりアップシフトが開始される。この際、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iは両方とも０（すなわち図９の変速開始時制御（１）の状態）なので、ステップ１０２、ステップ１０３、及びステップ１０４を経て、ステップ１０５へと進む。
【００６４】
ステップ１０５において、エンジンの吹上がりの程度、すなわち、解放側の係合要素（２＆４ブレーキ４）の滑りの程度が判定される。滑りが生じた場合、タービン回転数ω1が、滑り判定回転数ωth（（アウトプット回転数ω5）＊（２速変速比ｉ2）＋（滑り基準量Δω））よりも大きくなる。変速の開始当初は滑りは生じていないため、ω1＝ｉ2・ω5である。この場合、ステップ１０６に進み、解放側の制御油圧を低下させる。この油圧は、実質的に線形的に低下する適当な一次関数ｑ23とタービントルクＴTとの積より算出される。
【００６５】
上述したステップ１０１からステップ１０６の手順を繰り返し、解放側の油圧を徐々に線形的に低下させていくと、やがて解放側の係合要素に滑りが生じる。この滑りにより、タービン回転数ω1が滑り判定回転数ωthより高くなる。この場合、ステップ１０７へと進み、フラグＦ23Tが０から１へと変更され、クロックＣＴに０がセットされる（ステップ１０８）。これにより、制御モードは変速開始時制御（１）からトルク相制御（２）へと変わる。
【００６６】
図１６のステップ１０９において、タービン回転数ω1の引き込みの有無が判定される。トルク相制御（２）の開始当初は、タービン回転数ω1はアウトプット回転数ω5に２速変速比ｉ2を乗じた値より大きく、滑り状態にあるためタービン回転数ω1の引き込み生じていない。従って、ステップ１１０へと進み、トルク相制御が実行される。
【００６７】
トルク相制御（ステップ１１０）では、解放側の係合要素に生じた滑りを維持するように、係合側の油圧を上昇させると共に、解放側の油圧を低下させる。これを繰り返し実行することにより、タービン回転数ω1が目標タービン回転数ωrに追従した状態で、係合側の油圧及び解放側の油圧の双方が変化していく。このような解放側及び係合側の油圧制御が進むと、やがて２速方向への引き込みが生じる。その結果、アウトプット回転数ω5に２速変速比ｉ2を乗じた値より、タービン回転数ω1の方が小さくなる。この場合、ステップ１０９からステップ１１７に進む。そして、フラグＦ23Tを１から０に変え、カウンタ値ＣＴをリセットし（ステップ１１８）、フラグＦ23Iを０から１に変えた後（ステップ１１９）、図１７のステップ１２０へ進む。
【００６８】
フラグＦ23Tが０で、フラグＦ23Iが１なので、イナーシャ相制御（３）が実行される。イナーシャ相制御の開始時において、アウトプット回転数ω5に３速変速比ｉ3を乗じた値よりもタービン回転数ω1は大きい。従って、ステップ１２０からステップ１３１へ進み、イナーシャ相制御が実行される。
【００６９】
まず、イナーシャ相制御の開始に伴い、カウンタ値ＣＴに１が加算された後、解放側のトルクＴDが０になるように設定されると共に（ステップ１３２）、解放側の油圧ＰDが０になるように設定される（ステップ１３３）。次に、係合側の油圧ＰHを算出するために、ステップ１３４からステップ１３８までの手順が実行される。
【００７０】
ステップ１３４において、現在のカウンタ値ＣＴに基づき、目標パターンｆ2を参照して、カウンタ値ＣＴに対応するパターン値Ｒ23(CT)が特定される（一例として下表参照）。
【表１】
表１に記述された目標回転数の変化パターンを例に説明すると、カウンタ値ＣＴ＝１に対応したパターン値Ｒ23(1)として、1.99が得られる。例えば、２速変速比ｉ2＝2.00、３速変速後の変速比ｉ3＝1.50、アウトプット回転数ω5が2000rpm（一定値）であるとすると、ＣＴ＝１における目標タービン回転数ωrは3980rpmになる（ステップ１３５）。
【００７２】
この目標タービン回転数ωrにタービン回転数ω1が追従するように、係合側のトルク指示値ＴHが算出される（ステップ１３６）。係合側のトルク指示値ＴHは、下式の変速モデルに基づき算出される。ここで、この変速モデルの数式中に従前の補正値Ｔs'(CT-1)が加算されている点に留意されたい。なお、補正値Ｔs'は初期的には０に設定されているため、ステップ１３１以降の手順の最初の実行時においては、補正値Ｔs'(0)は０である。
【数１４】
目標タービン回転数ωr、タービントルクＴT（推定値）、タービン回転数ω1（タービン回転数センサＳ３の実測値）、及びアウトプット回転数ω5（アウトプット回転数センサＳ４の実測値）を入力パラメータとして、これらを変速モデルに代入することにより、その時点のトルク指示値ＴHを求める。そして、このトルク指示値ＴHに学習値Ｔaを加算することにより、トルク指示値ＴH'を求める（ステップ１３７）。
【００７４】
求められたトルク指示値ＴH'から係合側の油圧指示値ＰHを求める（ステップ１３８）。一般に、係合要素の油圧Ｐは、トルクＴと一次関数の関係にあり、Ｐ＝ｋ・|Ｔ|＋ｓ（但し、ｋ、ｓは定数、|Ｔ|はトルクの絶対値）により求められる。そこで、係合要素ごとに固有のパラメータ（ハイクラッチ５の場合はｋH、ｓH）を設定しておけば、トルク指示値ＴH'から油圧指示値ＰHを求めることができる。このようにして求められた油圧ＰHを指示値として、変換テーブル等を参照してリニアソレノイドバルブの制御電流を求める。
【００７５】
ステップ１３９からステップ１４１までの一連の手順はフィードバック制御に関するものである。まず、ステップ１３９において、変速モデル部７３は、数式９に基づき、推定トルクＴHMを算出する。そして、算出された推定トルクＴHMとトルクＴHとの偏差Ｔsが算出され（ステップ１３９）、それを加重平均することにより補正値Ｔs'(CT)が算出される（ステップ１４０）。その後、リターンへと進む。
【００７６】
ステップ１３１からステップ１４１までの手順は、ステップ１２０により、タービン回転数ω1が３速の変速比に同期したものと判断されるまで、繰り返し実行される。イナーシャ相制御の開始からの経過に伴って（カウンタ値ＣＴがインクリメントされるに従い）、目標タービン回転数ωrは、表１に示すように、滑らかに（不連続な変化を生じることなく）減少していく。その結果、タービン回転数ω1も目標タービン回転数ωrに追従するため、経時的に滑らかに変化していく。また、図１２で既に説明したような理由により、外乱トルクＴzを打ち消すような値に補正値Ｔs'（＜０）が徐々に近づいていく。
【００７７】
イナーシャ相制御が進み、やがてタービン回転数ω1が３速の変速比に同期すると（ステップ１２０）、ステップ１２１へと進み、学習値Ｔaが更新される。これは、３速同期直前の時点における補正値Ｔs'(last)を用いて、上述した学習値の更新手法に基づいて行われる。そして、ステップ１２２において、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iが共に１にセットされ、カウンタ値ＣＴがリセットされた後（ステップ１２３）、図１８のステップ１２４に進む。
【００７８】
フラグＦ23T及びフラグＦ23Iが共に０であるから、変速終了時制御（４）が実行される。まず、ステップ１２４において、係合側の油圧を上昇させ、この油圧が最大値になったか否かが判断される（ステップ１２５）。油圧が最大値に到達していない場合には、リターンに進み、このフローチャートの次の実行を待つ。次の実行において、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iは共に１なので、ステップ１０４から、ステップ１２４に進む。そして、係合側の油圧が最大値になるまで、この手順が繰り返される。そして、この油圧が最大値になると、ステップ１２５からステップ１２６へと進む。その結果、フラグＦ23T及びフラグＦ23Iを１から０に変えると共に、フラグＦ23も１から０に変え（ステップ１２７）、リターンに進む。フラグＦ23が０になったので、以上の手順を持って、２−３変速は終了する。
【００７９】
なお、本実施例は、図３のような構造を有する自動変速機に関して、その変速モデルを導出して説明している。しかしながら、図３の自動変速機は一例であって、本発明はそれ以外の構造を有する様々な自動変速機に適用することが可能であることは当然である。
【００８０】
また、本実施例は、主としてイナーシャ相制御に適用した場合について説明したが、トルク相制御を含めて油圧制御を行うような制御に広く適用することも当然可能であり、本発明はその趣旨の範囲内において、係合要素の様々な油圧制御に利用することができる。
【００８１】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、検出されたタービン回転数及びアウトプット回転数を自動変速機の変速モデルに代入することにより、係合要素の制御値を推定している。そして、算出された制御値及び制御値の推定値とに基づいて補正量を算出している。この補正量は、自動変速機における外乱トルク、すなわち係合要素やソレノイドバルブの特性のばらつきや経年変化により生じる発生トルクの誤差分を相殺するように作用するものである。従って、この補正値をフィードバックして制御値を算出すれば、外乱トルクの影響を相殺するような制御値を算出することができる。従って、外乱トルクの影響によりシフトクオリティが悪化することを有効に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の自動変速機における主要部の概略的構造を示した図
【図２】図１の自動変速機における変速位置と係合要素の係合状態との関係を示した表
【図３】自動変速機の制御機構を全体的に示した図
【図４】リニアソレノイドバルブの断面図
【図５】変速段及び各リニアソレノイドバルブの開閉状態の関係を示した表
【図６】図１に示した自動変速機のスケルトン図
【図７】フィードバック制御を用いた係合要素の油圧制御を実行するための機能的なブロック図
【図８】変速モデルを用いたトルク推定値の算出を説明するための図
【図９】タービントルクＴTの算出を説明するための図
【図１０】補正値に関する不感帯処理を説明するための図
【図１１】トルク指示値の算出を説明するための図
【図１２】同一種類の変速を繰り返し実行した場合における補正値及び学習値の推移を示したタイミングチャート
【図１３】各制御モードとフラグとの関係を示した表
【図１４】２速−３速のアップシフトのイナーシャ相制御におけるタイミングチャート
【図１５】２−３変速のアップシフトにおける制御手順の一部を示したフローチャート
【図１６】図１５のフローチャートに続き、トルク相制御の制御手順を示したフローチャート
【図１７】図１５または図１６のフローチャートに続き、イナーシャ相制御の制御手順を示したフローチャート
【図１８】図１７のフローチャートに続き、変速終了時制御の制御手順を示したフローチャート
【符号の説明】
１ フロントプラネタリ、 ２ リアプラネタリ、
３ リバースクラッチ、 ４ ２＆４ブレーキ、
５ ハイクラッチ、 ６ ロークラッチ、
７ ロー＆リバースブレーキ、 ８ ローワンウェイクラッチ、
９ クランクシャフト、 １０ トルクコンバータ、
１１ タービンシャフト、 １２ リダクションドライブシャフト、
１５ ドライブピニオンシャフト、１６ デファレンシャルギア
２１ エンジン、 ２２ 変速機構、
２３ 油圧制御機構、 ２４ ＥＣＵ、
３１，３２，３３，３４，３５ リニアソレノイドバルブ、
３６ オイルポンプ、 ３７ オイルパン、
３８ レギュレータバルブ、 ４１ ＣＰＵ、
４２ ＲＯＭ、 ４３ ＲＡＭ、
４４ 入力回路、 ４５ 出力回路、
５１ 油圧制御回路、 ７１ トルク設定部、
７２ 自動変速機、 ７３ 変速モデル部、
７４ 加重平均フィルタ、 ７５ 学習部、
Ｓ１ スロットル開度センサ、 Ｓ２ エンジン回転数センサ、
Ｓ３ タービン回転数センサ、 Ｓ４ アウトプット回転数センサ
Claims (10)
- 駆動機関からの駆動力を受ける回転軸及び車輪に駆動力を伝達する回転軸間の動力伝達特性を設定する複数の係合要素と、
前記回転軸の回転数を検出する検出手段と、
前記係合要素の解放及び係合を制御するトルク指示値を、自動変速機の機構から導出され、前記回転軸の回転数と前記トルク指示値との関係を規定した第１の変速モデルを用いることにより算出する制御値算出手段と、
前記自動変速機の機構から導出され、前記回転軸の回転数とトルク推定値との関係を規定し、かつ、前記第１の変速モデルとは別の第２の変速モデルを用いることにより、前記係合要素において現在作用していると推定される前記トルク推定値を算出する推定手段と、
前記トルク指示値及び前記トルク推定値に基づいて、前記トルク指示値を前記トルク推定値に近づけるためのトルク補正値を算出する補正値算出手段とを有し、
前記制御値算出手段は、前記補正値算出手段からフィードバックされた前記トルク補正値に基づいて補正されたトルク指示値を算出することを特徴とする自動変速機。 - 前記推定手段は、実行しようとする変速に対応し、変速の種類ごとに異なる前記第２の変速モデルを用いることにより前記トルク推定値を算出することを特徴とする請求項１に記載された自動変速機。
- 前記第２の変速モデルは、前記回転軸に関する粘性が考慮された変速モデルであることを特徴とする請求項１または２に記載された自動変速機。
- 前記第２の変速モデルは、前記回転軸に関する慣性が考慮された変速モデルであることを特徴とする請求項３に記載された自動変速機。
- 前記第２の変速モデルは、タービントルクが考慮された変速モデルであることを特徴とする請求項４に記載された自動変速機。
- 前記第１の変速モデルは、変速前の変速比から、変速後の変速比に向かって滑らかに変化するように予め変速パターンが設定されたタービン回転数の項を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載された自動変速機。
- 変速制御の終了時における前記トルク補正値を学習値として記憶する学習手段をさらに有し、
前記制御値算出手段は、前記学習値に基づいて前記トルク指示値を算出することを特徴とする請求項１に記載された自動変速機。 - 前記学習手段は、変速の種類ごとに前記学習値を記憶することを特徴とする請求項７に記載された自動変速機。
- 前記制御値算出手段は、ある種類の変速の実行時において、前記学習手段に記憶された当該変速に対応する学習値に基づいて前記トルク指示値を算出することを特徴とする請求項８に記載された自動変速機。
- 前記係合要素ごとに対応づけて設けられた複数のリニアソレノイドバルブをさらに有し、
前記リニアソレノイドバルブのそれぞれは、前記トルク指示値に応じた油圧を前記係合要素に供給することを特徴とする請求項１，２，６，または７に記載された自動変速機。
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