JP4600597B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の変速制御装置に関し、特に、変速段間で２つずつの異なる係合要素の解放と係合（２要素同時つかみ替え）を必要とする変速を迅速化する技術に関する。

自動変速機は、周知のようにプラネタリギヤで構成される変速要素を介する動力伝達経路を摩擦係合要素の係合・解放で切り換えて、ギヤ比の変更により複数の変速段を達成するものであるが、変速時の係合要素の係合・解放をできるだけ簡素な油圧制御で、変速ショックの発生を抑えながら行う意味から、一般にはシフトアップ・ダウンのための係合要素の操作は、特定の変速段を達成するために係合状態にある複数又は単数の係合要素に対して、他の１つの係合要素を追加係合するか、又は係合中の１つの係合要素を解放するかの操作を基本とし、ギヤトレイン構成により止むを得ない場合に、係合中の係合要素を解放しながら、他の係合要素を係合させる、いわゆる係合要素のつかみ替え操作が行われる。

ところで、近時、ドライバビリティの向上や燃費の削減による省エネルギの要請から、自動変速機は多段化の傾向にある。こうした自動変速機の多段化は、一般には、多段のプラネタリギヤセットからなる変速機構にオーバドライブ又はアンダドライブギヤによる増速又は減速段を付加する形態で実現されるが、別の形態として、ラビニョタイプのプラネタリギヤセットへの入力を高低２系統として多段を達成する特開平４−２１９５５３号公報に開示の技術もある。

特開平４−２１９５５３号公報

上記のような多段化されたギヤトレインでは、車両の走行状態に適合する変速段の選択幅が広がるため、係合要素のつかみ替え操作も、単純な２要素のつかみ替えに止まらず、複雑な４要素のつかみ替えの必要性も生じてくる。こうした４要素のつかみ替えが必要となる例として、多数の変速段の中から特定の変速段へ一気に変速するいわゆる跳び変速がある。いずれにしても、こうした４要素の多重つかみ替えを行う場合、各係合要素の係合・解放の順序やタイミングをどのように制御するかが重要な問題であり、その制御如何では、変速機構内部で生じる変速の円滑な進行が損なわれ、変速の連続性が失われることで、変速中に段階的なショックが生じたり、変速終了時のショックが非常に大きくなったり、あるいは変速時間が必要以上に長くなる等の問題点が生じる。

そこで、本発明は、４つの係合要素の係合及び解放を必要とする変速のときに、変速の進行を迅速化することで、変速の間延びを防ぐことができる自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。次に、本発明は、上記変速を中間変速段を介する変速とするときに、中間段経由後の後半の変速の進行を迅速化することを更なる目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、第１の変速段から第２の変速段への変速のときに、４つの係合要素の作動を必要とし、第１の変速段が第１及び第２係合要素（Ｂ−１，Ｃ−２）の係合で達成され、過渡的変速段が第２及び第３係合要素（Ｃ−２，Ｃ−１）の係合で達成され、第２の変速段が第３及び第４係合要素（Ｃ−１，Ｃ−３）の係合で達成される自動変速機の制御装置において、前記制御装置は、第３係合要素（Ｃ−１）の油圧サーボへ油圧を供給してピストンをストロークさせるファーストフィル操作を行った後であって、前記油圧サーボの油圧を上昇させて前記第３係合要素の係合を開始させる前に、第４係合要素（Ｃ−３）の油圧サーボへ油圧を供給してピストンをストロークさせるファーストフィル操作を行う変速制御手段を有することを特徴とする。

更に具体的には、前記変速制御手段は、入力回転の変化を指標とする変速の進行度合（Shift Ｒ）の判断手段を有し、前記第３及び第４係合要素の係合制御は、判断手段による変速の進行度の判断に基づいて成される構成とするのが有効である。

更に、第２係合要素（Ｃ−２）は、その油圧サーボの油圧により制御され、前記変速制御手段は、第２係合要素の解放制御開始後に、第４係合要素の前記ファーストフィル操作を行う構成とすることもできる。

また、前記変速制御手段は、第４係合要素の前記ファーストフィル操作を行った後、その油圧サーボの油圧を、少なくとも第３係合要素が係合を開始するまでの期間、第４係合要素の係合の開始を防ぐ基圧に保持する起動制御手段を有する構成を採ることもできる。

４つの係合要素が関与する変速においては、各係合要素の解放と係合を同時に行おうとすると、変速機構の変速状態が秩序なく進行することになり、変速の進行状況を予測した制御が困難となる。そこで、こうした変速においては、２つの係合要素の一方の解放と他方の係合の入れ替わり、いわゆる掴み替えが達成された後に、他の２つの係合要素の掴み替えが達成されるような２段階の制御を行うことが望ましい。しかしながら、この場合、両方の掴み替えの間の経過時間を短くしないと、そこで変速の進行が一旦止まってから第２段階の変速状態に移行することになるため、変速が２段階となり、運転者に違和感を与えることとなる。ところで、一般に、２つの係合要素の掴み替え変速では、解放側の係合要素は、エンジン吹きを生じないように係合側の係合要素の係合が開始するタイミングに合わせて解放を開始するように適宜の速度で制御可能であるが、係合側の係合要素は、急激な係合により変速ショックが生じないように所定の時間をかけて係合が進行するように制御する必要がある。こうした解放側と係合側の制御の違いから、上記４つの係合要素が関与する変速では、第２段階の掴み替えを遅らせる要因として、変速時に係合側となる係合要素の起動に要する時間がある。すなわち、第１段階において係合させる係合要素については、変速の指令により起動を開始させることが必然であるため、変速指令成立時から起動させるとして、第２段階で係合させる係合要素については、第１段階の変速が達成された後に起動させたのでは、係合開始までの時間が遅れることになる。この点について、本発明の請求項１記載の構成では、先行する第３係合要素の起動に対して、後続の第４係合要素の起動を早めることができるため、第４係合要素の係合開始時期を第１段階の掴み替えの達成時期側にずらすことができ、第１段階の掴み替えから第２段階の掴み替えへの移行を早めることができる。これにより２段階の変速操作を行わせながら、段階変化を感じさせない変速を達成することができる。
そして、油圧の供給容量負荷が大きくなるファーストフィル操作を、第３及び第４係合要素の油圧サーボについて、相互に重ならないようにすることができる。これにより、第３及び第４係合要素双方のファーストフィル操作を迅速に完了させ、待機状態への移行を早めることができる。

次に、請求項２に記載の構成では、入力回転の変化を指標とする変速の進行度合（Shift Ｒ）により変速の制御が可能となるため、複雑なフィードバック制御によらずに上記４つの係合要素を順序立てて制御することができる。この結果、４つの係合要素が関与する複雑な変速を簡単な制御で達成することができる。

更に、請求項３記載の構成では、第２係合要素（Ｃ−２）の油圧サーボの油圧を解放後に、第４係合要素の油圧サーボへの油圧供給が開始されるため、油圧供給負荷を軽減した状態で第４係合要素のファーストフィル操作を行うことになり、第４係合要素の起動が迅速化される。

次に、請求項４記載の構成では、第３係合要素の係合の進行中に、第４係合要素が不用意に係合を開始して、第４係合要素がそれと掴み替えされるべき第２係合要素とタイアップするのを防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る自動変速機の制御装置の信号系のシステム構成を示すブロック図である。 自動変速機のギヤトレインのスケルトン図である。 ギヤトレインにより達成される各変速段と各係合要素の係合解放関係を示す係合図表である。 ギヤトレインの速度線図である。 制御装置の操作系の油圧回路図である。 ６−３変速時Ｂ−１ブレーキ解放制御のフローチャートである。 ６−３変速時Ｃ−１クラッチ係合制御のフローチャートである。 ６−３変速時Ｃ−２クラッチ解放制御のフローチャートである。 ６−３変速時Ｃ−３クラッチ係合制御のフローチャートである。 ６−３変速時Ｃ−３クラッチ起動制御のフローチャートである。 ６−３変速時Ｃ−３クラッチ起動制御時の油圧と制御時間の補正特性を示すグラフである。 ６−３変速時Ｃ−３クラッチ起動制御後のベース待機油圧の補正特性を示すグラフである。 ６−３変速時の各係合要素の制御関係を示すタイムチャートである。 ６−４−３変速時の各係合要素の制御関係を示すタイムチャートである。

次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１に自動変速機の制御装置の信号系のシステム構成をブロックで示すように、この制御装置は、その中核をなす電子制御装置（ＥＣＵ）２と、それへ各種の情報を入力する入力手段としての各種センサ、すなわち、車両のエンジン回転数を検出するエンジン（Ｅ／Ｇ）回転数センサ３１と、エンジン負荷を検出するスロットル開度センサ３２と、変速機の入力回転を検出する変速機入力軸回転数センサ３３と、変速機の出力軸回転から車速を検出する車速センサ３４とを備え、制御情報に基づく駆動信号の出力で作動する出力手段としての複数のソレノイド、すなわち、図５を参照して後に詳記する油圧制御装置に配設された各ソレノイド弁４１〜４４のアクチュエータとしてのソレノイド１〜ソレノイド４とで構成されている。

図２は上記制御装置により制御される変速機構の一例としてのＦＲ車用の６速ギヤトレインをスケルトンで示す。このギヤトレインは、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ７と、ラビニョタイプのプラネタリギヤセットＧと、シンプルプラネタリタイプの減速ギヤＧ１との組合せからなる前進６段後進１段の変速機構とから構成されている。

変速機構の主体をなすプラネタリギヤセットＧは、互いに径の異なる２つのサンギヤＳ２，Ｓ３と、１つのリングギヤＲ２と、大径サンギヤＳ２に外接噛合すると共にリングギヤＲ２に内接噛合するロングピニオンギヤＰ２と、小径サンギヤＳ３に外接噛合すると共にロングピニオンギヤＰ２にも外接噛合するショートピニオンギヤＰ３と、それら両ピニオンギヤＰ２，Ｐ３を支持するキャリアＣ２とからなるラビニョタイプのギヤセットで構成されている。そして、プラネタリギヤセットＧの小径サンギヤＳ３は、多板構成のクラッチ（Ｃ−１）（以下、各係合要素について、それらの略号を各係合要素の前に記す）に連結され、大径サンギヤＳ２は、多板構成のＣ−３クラッチに連結されると共に、バンドブレーキで構成されるＢ−１ブレーキにより自動変速機ケース１０に係止可能とされ、更にこれと並列するＦ−１ワンウェイクラッチと多板構成のＢ−２ブレーキによっても自動変速機ケース１０に係止可能とされている。また、キャリアＣ２は、多板構成の係合要素としてのＣ−２クラッチを介して入力軸１１に連結され、かつ、多板構成のＢ−３ブレーキにより変速機ケース１０に係止可能とされるとともに、Ｆ−２ワンウェイクラッチにより変速機ケース１０に一方向回転係止可能とされている。そして、リングギヤＲ２が出力軸１９に連結されている。

減速プラネタリギヤＧ１は、シンプルプラネタリギヤで構成され、その入力要素としてのリングギヤＲ１が入力軸１１に連結され、出力要素としてのキャリアＣ１がＣ−１クラッチを介して小径サンギヤＳ３に連結されると共に、Ｃ−３クラッチを介して大径サンギヤＳ２に連結され、反力を取る固定要素としてのサンギヤＳ１が変速機ケース１０に固定されている。

この自動変速機の場合の各係合要素、すなわちクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの係合・解放と達成される変速段との関係は、図３の係合図表に示すようになる。係合図表における○印は係合、無印は解放、△印はエンジンブレーキ達成のための係合、●印は変速段の達成に直接作用しない係合を表す。また、図４は各クラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの係合（●印でそれらの係合を示す）により達成される変速段と、そのときの各変速要素の回転数比との関係を速度線図で示す。

両図を併せ参照してわかるように、第１速段（１ｓｔ）は、Ｃ−1 クラッチとＢ−３ブレーキの係合（本形態において、作動図表を参照してわかるように、このＢ−３ブレーキの係合に代えてＦ−２ワンウェイクラッチの自動係合が用いられているが、この係合を用いている理由及びこの係合がＢ−３ブレーキの係合に相当する理由については、後に詳記する１→２変速時のＢ−３ブレーキとＢ−１ブレーキのつかみ替えのための複雑な油圧制御を避け、Ｂ−３ブレーキの解放制御を単純化すべく、Ｂ−１ブレーキの係合に伴って自ずと係合力を解放するＦ−１ワンウェイクラッチを用いたものであり、Ｂ−３ブレーキの係合と同等のものである。）により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がＣ−１クラッチ経由で小径サンギヤＳ３に入力され、Ｆ−２ワンウェイクラッチの係合により係止されたキャリアＣ２に反力を取って、リングギヤＲ２の最大減速比の減速回転が出力軸１９に出力される。

次に、第２速段（２ｎｄ）は、Ｃ−１クラッチとＢ−１ブレーキの係合に相当するＦ−１ワンウェイクラッチの係合とそれを有効にするＢ−２ブレーキの係合（これらの係合がＢ−１ブレーキの係合に相当する理由については後に詳述する。）により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がＣ−１クラッチ経由で小径サンギヤＳ３に入力され、Ｂ−２ブレーキ及びＦ−１ワンウェイクラッチの係合により係止された大径サンギヤＳ２に反力を取って、リングギヤＲ２の減速回転が出力軸１９に出力される。このときの減速比は、図４にみるように、第１速（１ｓｔ）より小さくなる。

また、第３速段（３ｒｄ）は、Ｃ−１クラッチとＣ−３クラッチの同時係合により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がＣ−１クラッチとＣ−３クラッチ経由で同時に大径サンギヤＳ２と小径サンギヤＳ３に入力され、プラネタリギヤセットＧが直結状態となるため、両サンギヤへの入力回転と同じリングギヤＲ２の回転が、入力軸１１の回転に対しては減速された回転として、出力軸１９に出力される。

更に、第４速段（４ｔｈ）は、Ｃ−１クラッチとＣ−２クラッチの同時係合により達成される。この場合、一方で入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がＣ−１クラッチ経由で小径サンギヤＳ３に入力され、他方で入力軸１１からＣ−２クラッチ経由で入力された非減速回転がキャリアＣ２に入力され、２つの入力回転の中間の回転が、入力軸１１の回転に対しては僅かに減速されたリングギヤＲ２の回転として出力軸１９に出力される。

次に、第５速段（５ｔｈ）は、Ｃ−２クラッチとＣ−３クラッチの同時係合により達成される。この場合、一方で入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がＣ−３クラッチ経由で大径サンギヤＳ２に入力され、他方で入力軸１１からＣ−２クラッチ経由で入力された非減速回転がキャリアＣ２に入力され、リングギヤＲ２の入力軸１１の回転より僅かに増速された回転が出力軸１９に出力される。

そして、第６速段（６ｔｈ）は、Ｃ−２クラッチとＢ−１ブレーキの係合により達成される。この場合、入力軸１１からＣ−２クラッチ経由で非減速回転がキャリアＣ２にのみ入力され、Ｂ−１ブレーキの係合により係止されたサンギヤＳ２に反力を取り、リングギヤＲ２の更に増速された回転が出力軸１９に出力される。

なお、後進段（Ｒ）は、Ｃ−３クラッチとＢ−３ブレーキの係合により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がＣ−３クラッチ経由で大径サンギヤＳ２に入力され、Ｂ−３ブレーキの係合により係止されたキャリアＣ２に反力を取り、リングギヤＲ２の逆転が出力軸１９に出力される。

ここで、先に触れたＦ−１ワンウェイクラッチと両Ｂ−１、Ｂ−２ブレーキとの関係について説明する。この場合は、サンギヤＳ２に連結したＦ−１ワンウェイクラッチの係合方向を大径サンギヤＳ２の第２速段時の反力トルク支持方向に合わせた設定とすることで、Ｆ−１ワンウェイクラッチに実質上Ｂ−１ブレーキの係合と同等の機能を発揮させることができる。ただし、この大径サンギヤＳ２は、キャリアＣ２とは異なり、第２速段時のエンジンブレーキ効果を得るために係合するだけでなく、第６速段達成のためにも係止される変速要素であるため、Ｂ−１ブレーキが必要となる。また、大径サンギヤＳ２は、図４の速度線図でも解かるように、第１速段（１ｓｔ）達成時には入力回転方向に対して逆方向に回転するが、第３速段以上の変速段の場合は、入力回転方向と同じ方向に回転する。したがって、Ｆ−１ワンウェイクラッチは、直接固定部材に連結することができないため、Ｂ−２ブレーキとの直列配置により係合状態の有効性を制御可能な構成としている。

このようにして達成される各変速段は、図４の速度線図上で、リングギヤＲ２の速度比を示す○印の上下方向の間隔を参照して定性的にわかるように、各変速段に対して比較的等間隔の良好な速度ステップとなる。このギヤトレインでは、通常の隣合う変速段間でのアップダウンシフトでは、係合要素の多重つかみ替えを要しないが、跳び変速においては、それを必要とする。ちなみに、特に跳び変速の必要性が生じるダウンシフトは、６→３跳び変速と５→２跳び変速（ただし、この変速では、Ｂ−２ブレーキが制御の簡素化のために第２速以上で常時係合とされているため、Ｆ−１ワンウェイクラッチの自動係合がＢ−１ブレーキの係合の役割を果たす）である。

こうした構成からなる変速機構を前記各クラッチ及びブレーキの油圧サーボの操作で制御する油圧制御装置は、上記跳び変速が容易に可能となるように、各係合要素の油圧サーボは、電子制御装置２からのソレノイド駆動信号で独自のソレノイド弁により個々に独立して直接制御される構成が採られている。図５に具体的回路構成を示すように、この油圧回路は、図において具体的構成を省略してブロックで示すライン圧（車両走行負荷に応じて各係合要素を係合状態に保ち得る回路最高圧）の供給回路に接続されたライン圧油路５１に対して、各コントロール弁４５〜４８が並列に接続され、各コントロール弁は、それぞれのソレノイド弁４１〜４４により印加されるソレノイド圧に応じて調圧作動する構成とされている。

具体的には、Ｃ−１クラッチの油圧サーボ６１は、Ｃ−１コントロール弁４５を介してライン圧油路５１に接続され、Ｃ−１コントロール弁４５のスプール端は、ソレノイド弁４１を介してソレノイドモジュレータ圧（ソレノイド弁による調圧ゲインを大きくするためにライン圧をモジュレータ弁を介して減圧した油圧）油路５２に接続されている。Ｃ−１コントロール弁４５は、両端に径差を有するランドを備えるスプール弁とされ、小径ランド端に負荷されるスプリング荷重に抗して大径ランド端にソレノイド信号圧を印加することで、大径ランドでドレンポートを閉じ、ライン圧油路５１に連なるインポートと油圧サーボ６１に連なるアウトポートとの間を小径ランドで絞りながらライン圧油路５１と油圧サーボ６１とを連通させ、ソレノイド圧の解放により小径ランドでインポートを閉じ、大径ランドでドレンポートを開放して油圧サーボ６１をドレン接続とする構成が採られている。一方、ソレノド弁４１は、常開形のリニアソレノイド弁とされ、同様に両端にランドを有するスプールの一端に負荷されたスプリング荷重に抗してプランジャにかかる負荷でソレノイドモジュレータ圧油路５２とソレノイ圧油路５３間の絞りを調整し、且つソレノイド圧油路５３のドレン量を調整してソレノイド圧を調圧する構成とされている。他のＣ−２クラッチ、Ｂ−１ブレーキ、Ｃ−３クラッチについても全く同様の各コントロール弁４６，４７，４８と、ソレノイド弁４２，４３，４４と、それらの間のつなぐソレノイド圧油路５４，５５，５６からなる並列の回路構成が採られている。

こうした構成からなる自動変速機は、例えば、第１の変速段を６速段とした場合、６速段から該６速段に対して３段離れた３速段を第２の変速段とする６−３変速のときに、４つの係合要素（Ｃ−１クラッチ、Ｃ−２クラッチ、Ｃ−３クラッチ、Ｂ−１ブレーキ）の作動を必要とする。この場合に第１の変速段（６速段）が第１及び第２係合要素（Ｂ−１ブレーキ、Ｃ−２クラッチ）の係合で達成され、第２の変速段が第３及び第４係合要素（Ｃ−１クラッチ，Ｃ−３クラッチ）の係合で達成される。また、第１の変速段を５速段とした場合、５速段から２段離れた２速段への変速のときにも、４つの係合要素（Ｃ−１クラッチ、Ｃ−２クラッチ、Ｃ−３クラッチ、Ｆ−１ワンウェイクラッチ）の作動を必要とする。この場合の第１係合要素はＣ−２クラッチ、第２係合要素はＣ−３クラッチ、第３係合要素はＣ−１クラッチ、第４係合要素はＦ−１ワンウェイクラッチ及びＢ−２ブレーキとなる。ただし、この自動変速機では、５−２変速時はＢ−２ブレーキは先に説明した理由で変速当初から係合状態にあり、Ｆ−１ワンウェイクラッチは自動係合要素であるため、４つの係合要素の作動を必要とする変速とはならない。

そこで、この形態では６−３変速のときの４要素制御の変速に備えて、本発明に従い変速制御装置には、第３係合要素としてのＣ−１クラッチの起動を含む係合制御開始後であって、該Ｃ−１クラッチの係合開始前に、第４係合要素としてのＣ−３クラッチの起動を含む係合制御を開始させる変速制御手段２１（図１参照）が設けられている。

ここにいう各係合要素の起動とは、各係合要素の操作を開始することをいう。また、解放及び係合とは、完全解放及び完全係合に至る過渡的なスリップ状態を含むものとする。したがって、解放を開始させるとは、係合要素のスリップが開始されることを意味する。これを油圧により操作される係合要素についていえば、解放の開始とは、係合力の低下によりスリップが開始されることである。同様に、係合を完了させるとは、係合要素のスリップがなくなることを意味する。したがって、係合の完了とは、油圧により操作される係合要素の場合は、係合力の上昇によりスリップがなくなることである。

この形態では、更に、変速制御手段２１は、第１の変速段（６速段）と第２の変速段（３速段）に対して、上記４つの係合要素のうち２つの係合要素（Ｃ−１クラッチ、Ｂ−１ブレーキ）の作動で達成され、かつ他の２つの係合要素の作動で第２の変速段（３速段）が達成される過渡的変速段（４速段）を設定し、第１の変速段（６速段）から第２の変速段（３速段）への変速を、第１の変速段（６速段）から過渡的変速段（４速段）への変速を経て、過渡的変速段（４速段）から第２の変速段（３速段）への変速に移行させるものとされている。この場合の４つの係合要素は、過渡的変速段（４速段）への変速時に係合されるＣ−１クラッチと、該変速時に解放されるＢ−１ブレーキと、第２の変速段（３速段）への変速時に係合されるＣ−３クラッチと、該変速時に解放されるＣ−２クラッチとなる。

次に、変速制御手段２１の具体的構成を説明する。この形態での変速制御手段２１は、制御装置内のプログラムとして構成され、該プログラムに基づき出力されるソレノイド駆動信号による前記ソレノイド弁４２の作動による各係合要素の油圧サーボ６１〜６４の制御で変速が行われる。以下、変速制御手段２１の制御フローを各係合要素ごとに説明する。

まず、この変速で解放側となる第１の係合要素としてのＢ−１ブレーキを解放する制御フローを図６に示す。

〔Ｂ−１解放制御〕
この制御では、当初ステップＳ１１により変速の進行度判断のためのタイマーをスタートさせる（タイマー開始ｔ＝０）。次に、ステップＳ１２によりサーボ油圧を一旦ライン圧より若干低い所定圧に維持する処理（ＰB1＝ＰB1ａ）を行う。この処理は、具体的には、ソレノイド１への駆動信号電流値を制御して、図５に示すソレノイド弁４１を調圧作動させ、それによるソレノイド圧でコントロール弁４５により油圧サーボの油圧をＰB1ａとする処理を意味する（この駆動信号とサーボ圧の関係は、以下の全ての油圧制御において同様である）。この処理は各変速機ごとの個体差や経時変化による係合側のＣ−１クラッチ作動のばらつきによるエンジン吹き防止のためのもである。この定圧維持の時間は、次のステップＳ１３により監視され、その判断の成立（タイマｔ＞ｔ＿wait）まで継続される。このタイマ時間経過後に、ステップＳ１４によりサーボ油圧を一気に所定圧まで低下させるＢ−１ブレーキの解放開始処理（ＰB1＝ＰB1ｃ）を行い、続けてステップＳ１５によりサーボ油圧を徐々に低下させる処理（ｄＰB1ｃの傾きでスイープダウン）を行いながら、更に次のステップＳ１６による変速の進行を判断する指標としての進行度合（Shift Ｒ）判断を行う。この変速の進行度合（Shift Ｒ）は、入力軸回転数や油圧サーボの油圧を判断指標とすることもできるが、本形態では、入出力軸回転数を指標として、
Shift Ｒ＝（変速機入力回転数−変速前ギヤ比×変速機出力回転数）×１００／｛変速機出力回転数×（変速後ギヤ比−変速前ギヤ比）｝〔％〕
で表されるものとし、例えば７０％に設定され、図１に示す変速機入力軸回転数センサ３３と車速センサ３４による検出値を基に算出される。当初はこの進行度合判断が不成立となるので、ステップＳ１５に戻るループを繰り返す。こうしてステップＳ１６による進行度合判断が成立（Shift Ｒ＞Ｓ＿End ２）すると、次のステップＳ１７によりＢ−１ブレーキのサーボ油圧を完全に抜くための低圧処理を行う（ｄＰB1ｄの傾きでスイープダウン）。この処理は、ソレノイド弁３がフル出力に達することで自ずと完了するので、特に監視判断を行わずにＢ−１ブレーキ解放のための６−４変速制御終了となる。

次に、この変速で係合側となる第３の係合要素としてのＣ−１クラッチを係合する制御フローを図７に示す。
〔Ｃ−１係合制御〕
この制御は、先のＢ−１ブレーキ係合制御のための６−４変速制御と同時スタートとされており、先の制御と同様に、ステップＳ２１でタイマをスタートさせる（タイマー開始ｔ＝０）。次いで、ステップＳ２２によりサーボ起動制御サブルーチン処理を行う。この処理は、Ｃ−１クラッチの油圧サーボシリンダ内を満たすための油圧のファーストフィルと、油圧サーボピストンと係合要素の摩擦材との間の隙間を詰めるためのその後のピストンストローク圧を維持する処理であり、クラッチ係合のために通常行われる公知の処理である。次に、ステップＳ２３により進行度合（Shift Ｒ）を判断する（Shift Ｒ＞Ｓ＿End １）。この判断は、当初不成立（No）となるので、変速が進行し成立に至るまで継続する。上記判断が成立（Yes ) したところで、ステップＳ２４によりＣ−１クラッチを係合開始させるための昇圧（ｄＰC1ａの傾きでスイープアップ）を開始する。そして、この昇圧を続けながら、次のステップＳ２５で変速の進行度合（Shift Ｒ）から、変速が４速同期前、例えば９０％に達した（Shift Ｒ＞Ｓ＿End ２）か否かを判断する。この判断も当初は不成立となるので、変速が進行して成立に至るまでステップ２４に戻るループを繰り返してスイープアップを継続する。ステップＳ２５の判断が成立すると、次に、ステップＳ２６により、今度はＣ−１クラッチの係合を確実に維持するためにライン圧まで昇圧させる処理（ｄＰC1ｂの傾きでスイープアップ）を行いながら、次のステップＳ２７でサーボ油圧がライン圧に達した（ＰC1＞ＰFULL）か否かの判断を繰り返す。こうして、ステップＳ２７の判断が成立したところでＣ−１クラッチ係合制御のための６−４変速制御終了となる。

次に、Ｂ−１ブレーキと併せて解放側となる第２の係合要素としてのＣ−２クラッチを解放する制御フローを図８に示す。
〔Ｃ−２解放制御〕
この処理の前提として、６−４変速がすでに終了しているときには、このＣ−２解放制御がそぐわないものとなるので、この場合を除外する意味で、当初のステップＳ３１で６−４変速終了判断を行い、これが成立のときには、以後の処理を跳ばしてＣ−２解放制御を終了させる。この除外の下に、次のステップＳ３２で更に第３速段へのシフト指令が成立しているか否かの判断（３ｒｄ判断）を行う。これにより、他の変速段へのシフトとの峻別を行う。こうして本制御の実行が適切であることが確認された後に、ステップＳ３３によりＣ−２クラッチの解放開始のタイミングを決めるための変速の進行度合（Shift Ｒ）判断を開始する。そして、この判断が成立（Shift Ｒ＞Shift Ｒ＿S1）したところで、ステップＳ３４によりＣ−２クラッチのサーボ油圧を一気に所定油圧まで低下させる（ＰC2＝ＰC2＿OS＋ＰC2＿to）低圧処理を実行する。この場合の所定油圧は、Ｃ−２クラッチへの入力トルクに見合った分の油圧（ＰC2＿to）に、変速の進行に応じて比率を低下させる安全率分の油圧（ＰC2＿OS）を含むものとれている。

この場合の入力トルクは、スロットル開度とエンジン回転数のマップからエンジントルクを求め、トルクコンバータの入力回転数と出力回転数から速度比を求め、こうして求めたエンジントルクと速度比を乗算することで求めることができる。そして、入力トルクの油圧への変換は、入力トルクを該当する係合要素の油圧サーボのピストン受圧面積と摩擦材枚数と有効半径と摩擦係数とを乗算したもので除し、その値にピストンストローク圧を加算することでなされる。ただし、この場合は、上記のように安全率分の油圧（ＰC2＿OS）は変速の進行に合わせて減少させていくものとする。このように低圧処理を行いながら、次のステップＳ３５で第４速段同期手前を判定するための変速の進行度合（Shift Ｒ）判断を行う。そしてこの同期手前判断（Shift Ｒ＞Ｓ＿End ２）が成立したところで、今度はステップＳ３６によりＣ−１クラッチのサーボ油圧（ＰC1）が入力トルクに対して係合維持に必要な油圧（ＰC1＿eg）を超えているか否かを判断する（ＰC1＞ＰC1＿eg）。なお、この判断における入力トルクは、上記のように算出される。この判断の成立により、４速段が完全に達成されていることになるので、続けて４−３変速制御に入る（４−３変速制御開始）。

４−３変速制御の最初のステップＳ３７では、Ｃ−２クラッチのサーボ圧（ＰC2）をｄＰC2ｃの傾きでスイープダウンする処理を行いながら、ステップＳ３８で４−３変速の進行度合（Shift Ｒ）判断を行い（Shift Ｒ＞Ｓ＿End ２）、この判断が成立するまでスイープダウンを継続する。そして、これが成立したところで、最後にＣ−２クラッチのサーボ油圧を完全に抜くために、ステップＳ３９により低圧処理（ｄＰC2ｄの傾きでスイープダウン）を行う。この処理も、ソレノイド弁２がフル出力に達することで自ずと完了するので、特に監視判断を行わずにＣ−２クラッチ解放のための４−３変速制御終了となる。こうしてＣ−２解放制御終了となる。

次に、本発明の主旨に沿い６−４変速段階で起動のために係合制御を開始される第４の係合要素としてのＣ−３クラッチを係合する制御フローを図９に示す。

〔Ｃ−３係合制御〕
この制御の場合も処理の前提として、６−４変速がすでに終了しているときには、このＣ−３係合制御がそぐわないものとなるので、この場合を除外する意味で、当初のステップＳ４１で６−４変速終了判断を行い、これが成立のときには、以後の処理を跳ばしてＣ−３係合制御を終了させる。この除外の下に、次のステップＳ４２で更に第３速段へのシフト指令が成立しているか否かの判断（３ｒｄ判断）を行う。これにより、他の変速段へのシフトとの峻別を行う。こうして本制御の実行が適切であることが確認された後に、ステップＳ４３で６−４変速の進行度合の判断を開始する。この場合の進行度合（Shift Ｒ）判断指標としての（Shift Ｒ＿S2）は、Ｃ−２クラッチの油圧サーボの当初の圧抜き 、すなわち先のステップ３４の処理が成されたことに対する確認のタイミングとして設定されている。この進行度合判断が成立（Shift Ｒ＞Shift Ｒ＿S2）したところで、次のステップＳ４４によりサーボ起動制御１サブルーチン処理を行う。この処理は、Ｃ−３クラッチの油圧サーボシリンダ内を満たすための油圧のファーストフィルと、油圧サーボピストンと係合要素の摩擦材との間の隙間を詰めるためのその後のピストンストローク圧を維持する処理であり、先のＣ−１クラッチの起動と類似するが、ピストンストローク圧の設定がＣ−１クラッチの起動の場合とは異なる。この油圧の設定については、後の該当するステップのところで詳記する。

このサーボ起動のタイミングについて更に説明すると、ファーストフィル時は、他の低圧保持時や昇圧時の油圧制御とは異なり、サーボシリンダ内を満たすための大量の油の供給を必要とする。したがって、Ｃ−３クラッチの係合待機状態を早期に確立すべく起動を早めるとしても、これがＣ−１クラッチの起動と重なる場合、２つの油圧サーボへの同時供給状態となるため、油圧供給源としてのオイルポンプの吐出容量を超える負荷を与えることになり、双方の起動を遅らせることになる。そこで、このＣ−３クラッチの第１の起動タイミングとしては、オイルポンプの容量負荷が軽減されるＣ−１クラッチの起動完了後が適切ということになる。次に、純粋なタイミングのみの面からは、変速指令が他の変速段への変速に変更される可能性が残る変速開始初期は避けるのが望ましい。したがってＣ−３クラッチの第２の起動タイミングとしては、６−４変速がある程度進行した後が適切ということになる。また、圧力負荷の面からは、６−４変速の進行中はＢ−１ブレーキの解放が進行中で、Ｃ−１クラッチが係合待機中であることから、これらの油圧サーボの圧力負荷は低いのに対してＣ−２クラッチは係合中のライン圧供給の圧力負荷となっているため、この油圧サーボの圧力負荷が大きい。そこで、Ｃ−３クラッチの第３の起動タイミングとしては、Ｃ−２クラッチの解放制御開始による圧抜き後が適切ということになる。こうした事情から、本形態では、Ｃ−３クラッチの起動タイミングとして、前記変速の進行度合（Shift Ｒ＿S2）を設定している。

ところで、クラッチはブレーキと異なり、回転するドラム内に油圧サーボが内蔵されることから、油圧サーボ内の油には遠心油圧が発生する。こうした遠心油圧は、供給圧を変化させてクラッチの制御性を悪くすることから、遠心油圧の作用を相殺する有効な対策として、キャンセル室を設けることが行なわれる。こうしたキャンセル室の設置をＣ−３クラッチに想定した場合、本形態に係るギヤトレインでは、変速開始当初の６速段達成状態でＣ−３クラッチのドラムが停止状態にあるため、キャンセル室の油が抜けた状態にある。こうした状態でＣ−３クラッチの油圧サーボ起動後のピストンストローク圧を通常の係合待機状態に設定すると、Ｃ−３クラッチの係合待機状態でピストンストロークが過剰となり、係合開始のスリップ状態に入ることが懸念される。そこで、本形態では、サーボ起動制御１において、このための補正を行なっている。

図１０はサーボ起動制御１の詳細をサブルーチンフローで示す。この制御は、ファーストフィル期間と、その後の待機圧値をドラムの停止時間と回転数の相関関係から設定する制御を構成している。先ず、当初のステップＳ４４−１でタイマをスタートさせる（タイマー開始ｔ＝０）。次に、ステップＳ４４−２でファーストフィル期間（ＴSA＿４３）を設定する処理を行う。この場合のＴSA＿４３は、
ＴSA＿４３＝ＴSA＿Ｃ３−ＴSA＿Ｃ３drum−ＴSA＿Ｃ３cansel
として設定される。ここに、ＴSA＿Ｃ３は、通常の４−３変速時に必要とされるピストンストローク時間、ＴSA＿Ｃ３drumは、Ｃ−３クラッチのドラム回転数に基づき設定される補正時間、ＴSA＿Ｃ３canselは、Ｃ−３クラッチのドラムの停止時間に基づき設定される補正時間である。Ｃ−３クラッチのドラム回転数と補正時間の間には、図１１に実線で示すような相関関係が成立する。また、Ｃ−３クラッチのドラムの停止時間と補正時間の間には、図１２に実線で示すような相関関係が成立する。次のステップＳ４４−３では、Ｃ−３クラッチのサーボ圧ＰC3をファーストフィル用の供給圧ＰS1に設定する処理を行う。こうして次のステップＳ４４−４でファーストフィル時間の経過を待つ（ｔ＞ＴSA＿４３）。そして、この判断の成立でファーストフィルの終了が確認されると、次のステップＳ４４−５で基圧（ＰC3Base）の設定処理を行う。この場合の基圧（ＰC3Base）は、
ＰC3Base＝ＰS2＿Ｃ３−ＰC3＿Ｃ３drum−ＰC3cansel
として設定される。ここに、ＰS2＿Ｃ３は、通常の４−３変速時に必要とされるピストンストローク圧、ＰC3＿Ｃ３drumは、Ｃ−３クラッチのドラム回転数に基づき設定される補正油圧、ＰC3canselは、Ｃ−３クラッチのドラムの停止時間に基づき設定される補正油圧である。Ｃ−３クラッチのドラム回転数と補正油圧の間には、図１１に点線で示すような相関関係が成立する。また、Ｃ−３クラッチのドラムの停止時間と補正油圧の間には、図１２に点線で示すような相関関係が成立する。この基圧の設定によりＣ３サーボ起動制御１の処理が終了する。

図９の制御フローに戻って、サーボ起動制御１の後に、ステップＳ４５により変速の進行度合（Shift Ｒ）を判断する（Shift Ｒ＞Ｓ End２）。この判断は、当初 不成立（No）となるので、変速が進行し成立に至るまでＣ３サーボ起動制御１による基圧の保持を継続する。上記判断が成立（Yes ) したところで、ステップＳ４５によりＣ−１クラッチのサーボ圧が入力トルクに見合った油圧（ＰC1＿eg）を超えているかどうかで、Ｃ−１クラッチの係合が達成されているか否かの判定を行なう。更に、次のステップＳ４７でＢ−１ブレーキのサーボ圧（ＰＢ１）の解放が完了したかどうかの判定（ＰＢ１≦０）を行なう。こうして上記３つの判断が全て成立となるまでサーボ起動制御１による基圧（ＰC3Base）の保持状態が継続され、これらの判断が全て成立したところで４−３変速制御を開始する。

４−３変速制御では、当初のステップＳ４８により、Ｃ３サーボ待機制御２の処理を実行する。この処理は、図１３に内容を示すように、基圧（ＰC3Base）の保持状態を本来の待機圧（ＰS2＿Ｃ３）の保持状態に変更する処理（ＰC3Base＝ＰS2＿Ｃ３）である。こうして正規の待機圧（ＰS2＿Ｃ３）を保持した状態で、ステップＳ４９により変速の進行度合（Shift Ｒ）の判断（Shift Ｒ＞Ｓ＿End １）を行ない、これが成立したところで、ステップＳ５０によりＣ−３クラッチの係合を開始させるための昇圧（ｄＰC3ａの傾きでスイープアップ）を開始する。そして、この昇圧を続けながら、次のステップＳ５１で変速の進行度合（Shift Ｒ）から、３速同期に達した（Shift Ｒ＞Ｓ＿End ２）か否かを判断する。この判断も当初は不成立となるので、変速が進行して成立に至るまでステップ５０に戻るループを繰り返してスイープアップを継続する。ステップＳ５１の判断が成立すると、Ｃ−３クラッチの係合が完了したことになるので、次に、ステップＳ５２により、今度はＣ−３クラッチの係合を確実に維持するためにライン圧まで昇圧させる処理（ｄＰC3ｂの傾きでスイープアップ）を行いながら、次のステップＳ５３でサーボ油圧がライン圧に達した（ＰC1＞ＰFULL）か否かの判断を繰り返す。こうして、ステップＳ５３の判断が成立したところでＣ−３クラッチ係合制御のための６−３変速制御終了となる。

前記６−３変速制御による４つの係合要素の作動を、サーボ油圧と入力軸回転数との関係で図１３にタイムチャートで示す。図にみるように、Ｂ−１ブレーキの解放制御とＣ−１クラッチの係合制御は、６−３変速指令の成立により同時に開始され、Ｃ−１クラッチのサーボ油圧がファーストフィル圧に昇圧されると同時に、Ｂ−１ブレーキのサーボ油圧は、一旦ライン圧より若干低い低圧とされた後に、解放開始の所定圧まで更に低下させられる。これにより前段の６−４変速が開始され、入力軸回転数は上昇し始める。そして、Ｂ−１ブレーキのサーボ油圧は、解放開始に向かって一定の傾きで低下され、Ｃ−１クラッチのサーボ油圧はピストンストローク圧に保持されて、Ｃ−１クラッチは係合待機状態となる。

次いで、入力軸回転数の上昇からＣ−２クラッチ解放制御開始タイミングとなると、Ｃ−２クラッチのサーボ油圧は解放開始（スリップ）には至らない程度の油圧まで一気に低下され、そこから所定の傾きで低減されて行く。このＣ−２クラッチ解放制御開始直後に、Ｃ−３クラッチの係合制御が開始され、その当初の起動制御すなわちファーストフィル圧への昇圧がなされ、続いて基圧（ＰC3Base）への降圧と、その維持がなされる。一方、４速段同期への６−４変速は進行して行き、入力軸回転数から４速段同期手前７０％の判断（Ｓ＿End １）が成立したところでＣ−１クラッチのサーボ油圧が上昇させられ、Ｃ−１クラッチ係合（スリップ）が進行する。これによりＣ−１クラッチが係合完了手前９０％になると、入力軸回転数による４速段同期手前の判断（Ｓ＿End ２）が成立するので、Ｃ−１クラッチのサーボ油圧はライン圧への昇圧状態に切換えられる。この段階でＣ−３クラッチのサーボ圧は、本来の待機圧まで高められ維持される。他方、降下制御中のＣ−２クラッチのサーボ油圧は、その低減制御により４速段同期手前の判断（Ｓ＿End ２）成立時に解放開始に達するに適した油圧となるように制御されて来ているので、この時点でＣ−３クラッチのサーボ油圧の昇圧が開始されることでＣ−３クラッチの係合が開始され、Ｃ−２クラッチの解放も開始される。やがて４−３変速の進行により３速段同期となったところで、Ｃ−２クラッチのサーボ油圧は完全解放され、Ｃ−３クラッチのサーボ油圧はライン圧まで高められる。このようにして６−３変速が連続する６−４−３変速の形態で実現される。

更に、図１４は上記６−４−３変速との対比の意味で、Ｃ−３クラッチの係合制御を４速段同期の確認時点で開始させた場合のタイムチャートを示す。図１４に示すタイムチャートにおいては、Ｃ−３クラッチの起動のための期間が４速段同期後に必要となるため、この起動を終えてＣ−３クラッチのサーボ圧が待機圧に保持されて安定するまでの期間、Ｃ−２クラッチのサーボ圧の降圧によりスリップが生じないようにする必要があるため、該サーボ圧のスイープダウン勾配を変速度合（Shift Ｒ）がＳ＿End ３になったところで緩める設定がなされている。そしてこのことが図の上段の入力軸回転数の変化に見るように、６−３変速後半の４−３変速期間が長くなり、全体の変速時間を延ばす要因となっていることが分かる。この場合の実質的な変速期間は、図に両端矢印６−４と、両端矢印４−３で示す期間の合計となる。この対比で分かるように、本発明の適用による利点は、Ｃ−２クラッチのサーボ圧の降圧をＣ−３クラッチの起動を待つために延ばす必要がなくなる点にある。

かくして、上記実施形態の変速制御装置によれば、先行するＣ−１クラッチの起動に対して、後続のＣ−３クラッチの起動を早めることができるため、Ｃ−３クラッチの係合開始時期を第１段階の掴み替えの達成時期側にずらすことができ、第１段階の掴み替えから第２段階の掴み替えへの移行を早めることができる。これにより２段階の変速操作を行わせながら、段階変化を感じさせない変速を達成することができる。換言すれば、６速段から４速段に至る変速の途中で、Ｃ−３クラッチの起動を済ませておくことができ、これによりＣ−３クラッチの係合開始時期を４速段の達成時期側にずらすことができ、４速段から３速段への移行を早めることができる。これにより４速段を経由する変速操作を行わせながら、段階変化を感じさせない変速を達成することができる。

また、こうした変速を、入力回転の変化を指標とする変速の進行度合（Shift Ｒ）により油圧サーボの油圧で制御しているため、複雑なフィードバック制御によらずに４つの係合要素を順序立てて制御することができる。この結果、４つの係合要素が関与する複雑な変速を簡単な制御で達成することができる。

また、Ｃ−２クラッチとＣ−３クラッチの油圧サーボについて、それらの起動すなわちファーストフィル操作が相互に重ならないタイミング設定により、油圧供給負荷が過重となるのを防いで、Ｃ−２クラッチとＣ−３クラッチ双方のファーストフィル操作が迅速に行なわれ、これにより待機状態への移行が早められている。

更に、Ｃ−２クラッチの油圧サーボの油圧を解放後に、Ｃ−３クラッチの油圧サーボへの油圧供給が開始されるため、油圧供給負荷を軽減した状態でＣ−３クラッチを起動させることになり、Ｃ−３クラッチの起動が迅速化されている。

更に、Ｃ−１クラッチの係合の進行中に、Ｃ−３クラッチが不用意に係合を開始して、Ｃ−３クラッチがそれと掴み替えされるべきＣ−２クラッチとタイアップするのを、変速機構の状態、すなわちＣ−３クラッチのドラムの回転に合わせて遠心油圧の作用及びキャンセラ内に残る残圧による遠心油圧の作用を補正した基圧の設定で回避しているため、Ｃ−３クラッチの係合を早めたことによるタイアップも確実に防ぐことができる。

以上、本発明を特定のギヤトレインにおける代表的な実施形態を挙げて詳説したが、本発明の思想は例示のギヤトレインに限定されるものではなく、４つの係合要素が関連する変速における係合要素の係合・解放関係が２要素同時掴み替えとなる全てのギヤトレインに適用可能なものである。

Ｂ−１ ブレーキ（第１係合要素）
Ｃ−２ クラッチ（第２係合要素）
Ｃ−１ クラッチ（第３係合要素）
Ｃ−３ クラッチ（第４係合要素）
２１ 変速制御手段
Ｓ４４ Ｃ３サーボ起動制御１ステップ（起動制御手段）

Claims (4)

1. 第１の変速段から第２の変速段への変速のときに、４つの係合要素の作動を必要とし、第１の変速段が第１及び第２係合要素（Ｂ−１，Ｃ−２）の係合で達成され、過渡的変速段が第２及び第３係合要素（Ｃ−２，Ｃ−１）の係合で達成され、第２の変速段が第３及び第４係合要素（Ｃ−１，Ｃ−３）の係合で達成される自動変速機の制御装置において、前記制御装置は、第３係合要素（Ｃ−１）の油圧サーボへ油圧を供給してピストンをストロークさせるファーストフィル操作を行った後であって、前記油圧サーボの油圧を上昇させて前記第３係合要素の係合を開始させる前に、第４係合要素（Ｃ−３）の油圧サーボへ油圧を供給してピストンをストロークさせるファーストフィル操作を行う変速制御手段を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 前記変速制御手段は、入力回転の変化を指標とする変速の進行度合（Shift Ｒ）の判断手段を有し、前記第３及び第４係合要素の係合制御は、判断手段による変速の進行度の判断に基づいて成される、請求項１記載の自動変速機の変速制御装置。
3. 前記第２係合要素（Ｃ−２）は、その油圧サーボの油圧により制御され、前記変速制御手段は、第２係合要素の解放制御開始後に、第４係合要素の前記ファーストフィル操作を行う、請求項１又は２記載の自動変速機の変速制御装置。
4. 前記変速制御手段は、第４係合要素の前記ファーストフィル操作を行った後、その油圧サーボの油圧を、少なくとも第３係合要素が係合を開始するまでの期間、第４係合要素の係合の開始を防ぐ基圧に保持する起動制御手段を有する、請求項１、２又は３記載の自動変速機の変速制御装置。

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