JP5225322B2 - 自動変速機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の摩擦要素の締結時の指示油圧を学習することにより、変速ショックを低減させる自動変速機の制御装置及び制御方法に関する。

自動変速機は摩擦要素を断続させて変速を行っている。摩擦要素の締結時においては、制御圧を適切に制御しないと変速ショックが発生する。そこで、締結時の油圧を記憶し、次回制御時にこの記憶値を反映させる学習制御が一般に行われている。

この学習制御によって、摩擦締結要素の制御油圧を適切に制御することができる。

このような制御を行う変速制御方法として、車両用自動変速機におけるアップシフト時の変速制御方法において、イナーシャ相初期での歯車変速装置における入力軸の回転速度の変化に基づいた評価指標（最大制御偏差ｅｍａｘ）によって、アップシフト開始後の所定時間経過後に高速側摩擦係合要素に供給される初期油圧値を得るための初期油圧指令値Ｃｉの適正値からのずれ量を求め、次回のアップシフト時の初期油圧指令値とする学習制御を行うようにした車両用自動変速機の変速制御方法（特許文献１参照）。が知られている。

特開平１０−３３１９６２号公報

変速ショック、すなわち車輌の加速度の変化は、摩擦要素締結に伴う出力軸のトルク変動によって発生する。

この出力軸のトルクは次の式のように表される。

Ｔ_O＝Ｔ_C＝Ｔ_T−Ｉ_TMｄＮｔ／ｄｔ
ただし、
Ｔ_O：出力軸トルク
Ｔ_C：クラッチ（締結側摩擦要素）トルク
Ｔ_T：タービントルク
Ｉ_TM：変速機のイナーシャ
Ｎｔ：タービン回転速度

前述の従来技術では、入力軸の回転速度の変化に基づいて、次回変速時の初期指示油圧を学習している。換言すると、タービン回転速度Ｎｔの勾配（ｄＮｔ／ｄｔ）に基づいて、指示油圧を制御している。

前述の式のように、締結時の変速ショックは出力軸トルクＴ_Oに依存するため、タービン回転速度Ｎｔの勾配（ｄＮｔ／ｄｔ）の変化だけでなく、タービントルクＴ_Tも変速ショックに影響する。

前述の従来技術では、タービン回転速度の勾配（ｄＮｔ／ｄｔ）のみを用いて変速ショックを低減するように構成されている。すなわち、タービントルクＴ_Tについては全く考慮されていない。従って、このような構成では、学習により得られる指示油圧が締結開始時のショックを十分に低減することができない。

また、従来技術の構成に対して、さらにタービントルクＴ_Tを考慮して指示油圧を補正することも考えられるが、タービントルクＴ_Tを別途演算する必要があるが、タービントルクＴ_Tを正確に算出することは難しく、エンジンの運転状態に基づいたトルク域毎に異なる演算を行うなど、制御が複雑となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な制御を行うことなく、学習により得られる初期指示油圧の精度を高くして、摩擦要素の締結時の変速ショックを抑制することができる自動変速機の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、変速指令に基づいて締結側摩擦要素が解放状態から締結状態へと移行することで、一の変速段から他の変速段へと変速を行う自動変速機の制御装置において、一の変速段から他の変速段への変速指令を出力する変速指令出力手段と、変速指令に基づいて、締結側摩擦要素の締結力を制御する指示油圧を出力する指示油圧出力手段と、締結側摩擦要素の締結が開始されることにより駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を、前回の変速結果に基づいて補正する指示油圧学習制御手段と、を備え、指示油圧学習制御手段は、自動変速機の出力側のトルクの時間変化率を演算する出力側トルク時間変化率演算手段と、演算された出力側トルクの時間変化率と目標値との差に基づいて、次回変速時に締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を補正する補正手段と、を備え、出力側トルク時間変化率演算手段は、自動変速機の入力側の回転速度の２階微分値によって出力側トルクの時間変化率を演算し、補正手段は、出力側トルク時間変化率が目標値よりも大きいときは、次回変速時の締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を増加補正し、出力側トルク時間変化率が目標値よりも小さいときは、次回変速時の締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を減少補正することを特徴とする。

本発明によると、自動変速機の入力側の回転速度の２階微分値によって出力側のトルクの時間変化率を演算し、次回変速時における締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を、出力側トルク時間変化率が目標値よりも大きいときは、次回変速時の締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を増加補正し、出力側トルク時間変化率が目標値よりも小さいときは、次回変速時の締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を減少補正するので、複雑な計算を行うことなく、正確に指示油圧を学習補正することができ、正確な指示油圧によって制御を行うことで、変速ショックを抑制することができる。

特に、出力側トルクの時間変化率は、タービントルクの１階微分値とタービン回転速度の２階微分値とに基づいて求まるが、タービントルクの１階微分値は微少であり無視できるので、複雑な計算を行うことなく、正確に指示油圧を学習補正することができる。

本発明の実施の形態の自動変速機の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態の自動変速機の変速機構の機能を示す説明図である。 本発明の実施形態の自動変速機の変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表である。 本発明の実施形態の油圧制御システムの説明図である。 本発明の実施形態の自動変速機におけるコースト運転時における変速段２速から１速へのダウンシフトの動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態の自動変速機におけるトルクの伝達を示す説明図である。 ロー＆リバースブレーキの指示油圧と、タービン回転速度の変化及び加速度の変化を示す説明図である。 本発明の実施形態のＡＴコントロールユニットにおける処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の補正値マップの一例の説明図である。

以下に、本発明の実施形態の自動変速機の油圧制御装置を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の自動変速機ＡＴの構成を示す説明図である。この自動変速機ＡＴは、前進４速後退１速による自動変速機である。

自動変速機ＡＴは、図１に示すように、コンバータハウジング１と、トルクコンバータ２と、トランスアクスルケース３と、変速機入力軸４と、変速機出力ギア５と、変速機構６と、減速ギア軸７と、減速ギア機構８と、差動ギア機構９と、左駆動軸１０と、右駆動軸１１と、を備えている。

コンバータハウジング１は、その内部に発進機能や制振機能を発揮するロックアップクラッチ１２を有するトルクコンバータ２が配置されている。ロックアップクラッチ１２は、締結によりエンジンＥｎｇのクランク軸１３と変速機入力軸４を直結する。

トランスアクスルケース３は、コンバータハウジング１に連結され、その内部に、変速機能と後進機能とニュートラル機能とを発揮する変速機構６と、減速機能を発揮する減速ギア機構８と、差動機能を発揮する差動ギア機構９と、が配置されている。

変速機構６は、変速機入力軸４と変速機出力ギア５の間に配置され、フロントプラネタリギアＦＰＧと、リヤプラネタリギアＲＰＧと、ロークラッチＬ／Ｃと、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂと、２−４ブレーキ２−４／Ｂと、リバースクラッチＲＥＶ／Ｃと、ハイクラッチＨ／Ｃの組み合わせにより構成されている。

減速ギア機構８は、減速ギア軸７に、変速機出力ギア５に噛み合う第１減速ギア１４と、差動ギア機構９の駆動入力ギア１５に噛み合う第２減速ギア１６と、を設けることで構成されている。

差動ギア機構９は、駆動入力ギア１５から入力される駆動力を、左駆動軸１０と右駆動軸１１に差動を許容しながら等配分し、図外の左前輪と右前輪に伝達する。

図２は、本発明の実施形態の自動変速機の変速機構６の機能を示す説明図である。

変速機構６は、遊星歯車として、シングルピニオン式のフロントプラネタリギアＦＰＧとリヤプラネタリギアＲＰＧが設けられている。そして、摩擦要素として、ロークラッチＬ／Ｃと、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂと、２−４ブレーキ２−４／Ｂと、リバースクラッチＲＥＶ／Ｃと、ハイクラッチＨ／Ｃが設けられている。

フロントプラネタリギアＦＰＧは、フロントサンギアＦＳと、フロントリングギアＦＲと、両ギアＦＳ、ＦＲに噛み合うフロントピニオンＦＰを支持するフロントキャリアＦＣと、を有する。

リヤプラネタリギアＲＰＧは、リヤサンギアＲＳと、リヤリングギアＲＲと、両ギアＲＳ、ＲＲに噛み合うリヤピニオンＲＰを支持するリヤキャリアＲＯと、を有する。

フロントキヤリアＦＣとリヤリングギアＲＲは、第１回転メンバＭ１により一体的に連結されている。また、フロントリングギアＦＲとリヤキャリアＲＧは、第２回転メンバＭ２により一体的に連結されている。

従って、フロントプラネタリギアＦＰＧとリヤプラネタリギアＲＰＧとの組み合わせによって、６つの回転要素から２つの回転要素を差し引いた４つの回転要素（フロントサンギアＦＳ、リヤサンギアＲＳ、第１回転メンバＭ１、第２回転メンバＭ２が構成される。

フロントサンギアＦＳは、リバースクラッチＲＥＶ／Ｃを介して変速機入力軸４と断接可能に設けられている。そして、２−４ブレーキ２−４／Ｂを介してトランスアクスルケース３に固定可能に設けられている。

リヤサンギアＲＳは、ロークラッチＬ／Ｃを介して変速機入力軸４と断接可能に設けられている。

第１回転メンバＭ１は、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを介してトランスアクスルケース３に固定可能に設けられている。そして、ハイクラッチＨ／Ｃを介して変速機入力軸４と断接可能に設けられている。

第２回転メンバＭ２は、変速機出力ギア５に直結されている。

図３は、本発明の実施形態の自動変速機の、変速段ごとの各摩擦締結要素の締結状態を示す締結作動表である。なお、図３において、Ｏ印は当該摩擦締結要素が締結状態であることを示す。

自動変速機ＡＴの前進４速で後退１速の変速段は、変速機構６に設けられた各摩擦要素のうち、締結していた１つの摩擦要素を解放し、解放していた１つの摩擦要素を締結するという掛け替えを行うことで、変速が行われる。

ロークラッチＬ／Ｃとロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結することで「１速段」が達成される。ロークラッチＬ／Ｃと２−４ブレーキ２−４／Ｂを締結することで「２速段」が達成される。

そして、ロークラッチＬ／ＣとハイクラッチＨ／Ｃを締結することで「３速段」が達成される。そして、ハイクラッチＨ／Ｃと２−４ブレーキ２−４／Ｂを締結することで「４速段」が達成される。

また、リバースクラッチＲＥＶ／Ｃとロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結することで「後退変速段」が達成される。

図４は、本発明の実施形態の、各摩擦要素への油圧制御回路と電子変速制御系を示す油圧制御システムの説明図である。

この油圧制御回路は、図４に示すように、マニュアルバルブ２０と、ロークラッチ用調圧バルブ２１と、ロークラッチ用アキュムレータ２２と、２−４ブレーキ用調圧バルブ２３と、２−４ブレーキ用アキュムレータ２４と、兼用調圧バルブ２５と、切り換えバルブ２６と、切り換えソレノイド２７と、ハイクラッチインヒビターバルブ２８と、ハイクラッチ用アキュムレータ２９と、ロー＆リバースブレーキ用アキュムレータ３０と、を有する。

また、油圧制御回路は、ライン圧油路３１と、パイロット圧油路３２と、Ｄレンジ圧油路３３と、Ｒレンジ圧油路３４と、ロークラッチ圧油路３５と、２−４ブレーキ圧油路３６と、兼用圧出力油路３７と、第１ハイクラッチ圧油路３８と、第２ハイクラッチ圧油路３９と、ロー＆リバースブレーキ圧油路４０と、を有する。

マニュアルバルブ２０は、セレクトレバー４１に対するドライバーの操作によって動作する手動操作バルブである。

セレクトレバー４１は、１速段から４速段までの変速段を達成するＤレンジと、１速段と２速段とを達成するＨレンジと、後退変速段を達成するＲレンジと、全てのクラッチを解放するニュートラルレンジと、駐車レンジであるパーキングレンジと、を備える。

マニュアルバルブ２０は、Ｄレンジ選択時にはライン圧油路３１からのライン圧ＰＬをＤレンジ圧油路３３に導き、Ｒレンジ選択時にはライン圧油路３１からのライン圧ＰＬをＲレンジ圧油路３４に導く。

ロークラッチ用調圧バルブ２１は、ノーマルハイによる３ウェイ大容量リニアソレノイドバルブであり、ロークラッチＬ／Ｃの締結時（１速、２速、３速）には、Ｄレンジ圧油路３３からのＤレンジ圧ＰＤを元圧として調圧したロークラッチ圧を、ロークラッチ圧油路３５を介してロークラッチＬ／Ｃに導く。

ロークラッチＬ／Ｃの解放時（４速、Ｒ）には、ロークラッチＬ／Ｃに供給されているロークラッチ圧をドレーンする。

２−４ブレーキ用調圧バルブ２３は、ノーマルローによる３ウェイ大容量リニアソレノイドバルブである。２−４ブレーキ２−４／Ｂの締結時（２速、４速）には、Ｄレンジ圧油路３３からのＤレンジ圧ＰＤを元圧として調圧した２−４ブレーキ圧を、２−４ブレーキ圧油路３６を介して２−４ブレーキ２−４／Ｂに導く。

また、２−４ブレーキ２−４／Ｂの解放時（１速、３速、Ｒ）には、２−４ブレーキ２−４／Ｂに供給されている２−４ブレーキ圧をドレーンする。

兼用調圧バルブ２５は、電源オフ時に油圧を発生させるノーマルハイによる３ウェイ大容量リニアソレノイドバルブであり、マニュアルバルブ２０を介さずに供給される油圧（ライン圧ＰＬ）を元圧として調圧した油圧を、切り換えバルブ２６を介してハイクラッチＨ／Ｃまたはロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂへ導く。

つまり、兼用調圧バルブ２５は、ハイクラッチＨ／Ｃ（３速、４速）とロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ（１速、Ｒ）が、互いに異なるレンジ位置であると共に互いに異なる変速段位置で締結されるため、ハイクラッチＨ／Ｇとロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂという２つの摩擦要素の油圧を制御する。

この摩擦要素のうち、一方のハイクラッチＨ／Ｃは、変速機出力部材である変速機出力ギア５以外の回転メンバである第１回転メンバＭ１と、変速機入力軸４と、の間を連結するクラッチである。

ハイクラッチＨ／Ｃは、図示しないブレーキペダルが踏まれる等により変速機出力ギア５を固定した状態において、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）選択時のアイドリング中に締結すると、第１回転メンバＭ１は変速機入力軸４のトルクにより回転する。

切り換えバルブ２６は、電源ＯＦＦ時には油圧を発生しない特性（以下、ノーマルロー）のオンオフソレノイドである切り換えソレノイド２７がオフ（油圧非発生）であり、かつ、Ｄレンジ（前進レンジ）の選択時、兼用調圧バルブ２５からの発生油圧をハイクラッチＨ／Ｃに供給する。

また、切り換えソレノイド２７がオン（油圧発生）であり、かつ、Ｒレンジ（後退変速段）の選択時の変速中には、兼用調圧バルブ２５からの油圧をロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂに供給するように切り換える。

さらに、切り換えバルブ２６は、切り換えソレノイド２７がオフであり、兼用調圧バルブ２５からの発生油圧をハイクラッチインヒビターバルブ２８側に供給する位置にあるとき、マニュアルバルブ２０からのＲレンジ位置の選択時に発生するＲレンジ圧ＰＲを、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂに供給するポートを開通する。

ハイクラッチインヒビターバルブ２８は、切り換えバルブ２６とハイクラッチＨ／Ｃとの間に配置され、Ｄレンジの選択時に発生するＤレンジ圧ＰＤを信号圧として切り換え作動する。

つまり、ハイクラッチインヒビターバルブ２８は、Ｄレンジ圧ＰＤの作用時には兼用調圧バルブ２５とハイクラッチＨ／Ｃとの間を開通し、Ｄレンジ圧ＰＤの非作用時には兼用調圧バルブ２５とハイクラッチＨ／Ｃとの間を閉鎖する。

電子変速制御系は、図４に示すように、アクセル開度センサ５０と、車速センサ５１と、他のセンサ類５２（パルスセンサ、インヒビタースイッチ等）と、ＡＴコントロールユニット５３と、を有する。

ＡＴコントロールユニット（制御装置）５３は、アクセル開度センサ５０と、車速センサ５１と、他のセンサ類５２から入力された情報（例えば、パルスセンサにより検出されたタービン回転速度）に基づいて、変速機構６を制御する。

例えば、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令（変速指令）を、ロークラッチ用調圧バルブ２１、２−４ブレーキ用調圧バルブ２３、兼用調圧バルブ２５、切り換えソレノイド２７に出力する。

このように、ＡＴコントロールユニット５３が、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰとにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る変速指令を出力することで、変速指令出力手段が構成される。

なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。

次に、本発明の実施形態における、変速時の動作について説明する。

ここでは、コースト運転時における変速段２速から１速のダウンシフトされたときの動作について説明する。

なお、本発明の実施形態では、車輌走行時にアクセルペダルがＯＦＦにされ、エンジン回転速度及び車速がほぼ一定での走行状態をコースト運転と呼ぶ。

図５は、本発明の実施の形態の自動変速機における、コースト運転時における変速段２速から１速へのダウンシフトの動作を示すタイムチャートである。

前述の図３に示すように、変速段を２速から１速へとダウンシフトするときは、２−４ブレーキ２−４／Ｂを解放すると共に、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結することにより変速が行われる。

具体的には次のような動作が行われる。

ＡＴコントロールユニット５３は、アクセル開度センサ５０、車速センサ５１及びその他のセンサ類５２からの情報から、シフトマップに基づいて２速から１速への変速を判断すると、２−４ブレーキ２−４／Ｂを解放させ、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを締結させるように、それぞれの指示油圧を制御する。

まず、ＡＴコントロールユニット５３は、解放側の２−４ブレーキ２−４／Ｂの指令圧をドレーンとする指示油圧を２−４ブレーキ用調圧バルブ２３に指示する。このときの指示油圧を一点鎖線で示す。

これにより、２−４ブレーキ用調圧バルブ２３がドレーン側に制御される。この制御により、２−４ブレーキ２−４／Ｂに働く実際の油圧（実圧）が、ドレーン側へと徐々に低下する。このときの実圧を二点差線で示す。

これにより、変速機構６において、いずれのクラッチも締結されていないニュートラル状態となる（タイミングｔ０）。ニュートラル状態では、タービン回転速度Ｎｔは吹き上がり、その後、２速同期回転速度Ｎｔ２から１速同期回転速度Ｎｔ１を超えて上昇する。

次に、ＡＴコントロールユニット５３は、締結側のロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結力を制御するために、初期指示油圧を兼用調圧バルブ２５に指示する。このときの指示油圧を実線で、実圧を点線で示す。

より具体的には、まず、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂのガタ詰めの目的で、まず所定の指示油圧（「ＰＡ０」と呼ぶ）による制御を所定時間行った後、指示油圧ＰＡ０よりも小さい所定の指示油圧（「ＰＡ１」と呼ぶ）で所定の時間待機する。

この指示油圧ＰＡ１の大きさは、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの摩擦板同士が接触（タッチ）し、解放状態からトルクの伝達が開始されるタイミングを制御する。ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂがタッチするタイミングは、１速同期回転速度Ｎｔ１を超えた後となるように設定される。

ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂがタッチした後は、指示油圧ＰＡ１よりも低い指示油圧（「ＰＡ２」と呼ぶ）に制御する。この指示油圧ＰＡ２の制御によって、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂがトルク容量を持ってタービントルクＴ_Tを出力側へと伝える。（タイミングｔ１）。

ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂがトルクを持つことによって、タービン回転速度Ｎｔは、１速同期回転速度Ｎｔ１へと漸減する。

ＡＴコントロールユニット５３は、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結が開始した後に、エンジン回転速度、タービン回転速度Ｎｔ等に基づいて、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの指示油圧をフィードバック制御する。

そして、タービン回転速度Ｎｔと１速同期回転速度とがほぼ等しくなった状態で、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結が完了する。締結が完了した場合は、ＡＴコントロールユニット５３は、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの指示油圧を最大に制御して、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂを完全に締結させる。

以上のような制御によって、２速から１速へのダウンシフトが完了する。なお、このようにＡＴコントロールユニット５３の制御によって、締結側の摩擦要素の締結力を制御する指示油圧を出力することで、指示油圧出力手段が構成される。

ここで、図５に示すように、２速から１速への変速で摩擦要素（ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ）がタッチし締結が開始したとき、このトルク容量を持つことによって車輌の加速度Ｇが変化する。この変化は変速ショックとして運転者に伝わる。

変速ショックの大きさは、加速度Ｇの変化、すなわち加速度Ｇの傾きに依存する。加速度Ｇの傾きが大きければ大きなショックとして伝わり、加速度Ｇの傾きが小さいとショックは小さくなる。変速ショックが大きいと運転者に不快感を与えるため商品性が低下する。

特にコースト運転では、運転者はアクセルペダルを操作していないため、変速は運転者の意図しないものであり、運転者に不快感を与えないように変速ショックを小さくすることが望まれる。

加速度Ｇは、２速から１速へのダウンシフトにおいて、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂがタッチし、トルクの伝達が変化することによって、変動する。

すなわち、トルクの変化が急であれば加速度Ｇの変化も急なものとなり、トルクの変化が穏やかであれば加速度Ｇの変化も穏やかなものとなる。

図６は、本発明の実施形態の自動変速機ＡＴにおけるトルクの伝達を示す説明図である。

エンジンＥｎｇの出力はトルクコンバータ２を介して、タービントルクＴ_Tとして変速機構６へと伝わる。変速機構６ではギア及び摩擦要素を介して出力軸へと回転トルクを伝える。これにより、タービン回転速度Ｎｔは出力軸回転速度Ｎｏとして出力される。

ここで、摩擦要素の締結開始から締結完了までの間における出力軸トルクＴ_Oは、タービン回転速度Ｎｔが１速同期回転速度Ｎｔ１よりも大きいため、タービントルクＴ_Tは、クラッチ容量（Ｔ_C）だけ出力側に伝わる。

また、タービントルクＴ_Tは、変速機構６の回転による慣性力（イナーシャＩ_TM）によっても消費される。

従って、このときの関係は、次の数式１によって表される。

Ｔ_O＝Ｔ_C＝Ｔ_T−Ｉ_TMｄＮｔ／ｄｔ ・・・ 数１
ただし、
Ｔ_O：出力軸トルク
Ｔ_C：クラッチ（締結側摩擦要素）トルク
Ｔ_T：タービントルク
Ｉ_TM：変速機のイナーシャ
Ｎｔ：タービン回転速度
である。

ここで、出力軸トルクＴ_Oの時間変化率（グラフにおける勾配）は、以下の数式２のように、出力軸トルクＴ_Oの時間微分により求められる。

ｄＴ_O／ｄｔ＝ｄＴ_C／ｄｔ＝ｄＴ_T／ｄｔ−Ｉ_TMｄ²Ｎｔ／ｄｔ² ・・・ 数２

ここで、数式２の右辺の要素である、ｄＴ_T／ｄｔは、タービントルクＴ_Tの時間変化であるが、締結開始直後の微少時間内でのタービントルクＴ_Tの変化は極めて小さいため、無視することができる。

従って、以下の数式３が成立する。

ｄＴ_O／ｄｔ＝―Ｉ_TMｄ²Ｎｔ／ｄｔ² ・・・ 数３

前述ように、イナーシャＩ_TMは、変速機構６に固有の定数であり予め求めておくことができる。従って、タービン回転速度Ｎｔの２階微分値、すなわち、タービン回転速度Ｎｔの時間変化率（グラフにおける勾配）のさらに時間変化率を算出することによって、出力軸トルクＴ_Oの変化を求めることができる。

この出力軸トルクＴ_Oの時間変化は、加速度Ｇに対応するものである。従って、タービン回転速度Ｎｔの２階微分値であるｄ²Ｎｔ／ｄｔ²に基づいて、加速度Ｇを制御することができる。

図７は、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの指示油圧（ＰＡ２）と、タービン回転速度Ｎｔの変化及び加速度Ｇの変化を示す説明図である。

２速から１速への変速時に、タービン回転速度Ｎｔの２階微分値であるｄ²Ｎｔ／ｄｔ²を算出し、算出された値に基づいて、変速ショックを抑制する方向に締結時の指示油圧（ＰＡ２）を補正し、次回変速時にこの補正値を用いて締結制御を行う。

例えば、タービン回転速度Ｎｔの変化率の勾配が大きい場合は、摩擦要素のトルク容量の伝達の立ち上がりが速い場合である。この場合は、指示油圧を下げて、摩擦要素のトルク容量の伝達の立ち上がりが緩やかになるように制御する。

なお、単に指示油圧を下げる方向に制御すれば良いというものではない。摩擦要素は、摩擦板、油室、リターンスプリング等によって構成される。制御圧がリターンスプリングの付勢力を上回らない限り摩擦要素は締結しないため、指示油圧の下限は、このリターンスプリングの付勢力を上回る値とすることが望ましい。

リターンスプリングの付勢力は機械的な誤差や公差を持っているため、この付勢力を下回ることなく、変速ショックを抑制できる最適な指示油圧を学習するために、ＡＴコントロールユニット５３によって次のような制御を行う。

図８は、本発明の実施形態のＡＴコントロールユニット５３における処理のフローチャートである。

このフローチャートは、コースト運転時の２速から１速へのダウンシフトを判定し、ＡＴコントロールユニット５３が変速指令を判定したときに実行される。

ＡＴコントロールユニット５３が、２速から１速のダウンシフトの変速指令を判定した場合は、まず、タービン回転速度Ｎｔの１階微分値ｄＮｔ／ｄｔが、所定値よりも小さい値となったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

この所定値は、締結側の摩擦要素（ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ）の摩擦板が接触することでトルクの伝達を開始したか否かを判定する閾値であり、タービン回転速度Ｎｔの１階微分値ｄＮｔ／ｄｔ、すなわち、タービン回転速度Ｎｔの時間変化が上昇から下降へと変化したことを判定する閾値である。

より具体的には、タービン回転速度Ｎｔが１速同期回転速度Ｎｔ１を超えている場合には、いつでも摩擦要素を締結させることは可能であるが、締結が開始してタービン回転速度Ｎｔが上昇から下降へと変化した時点以降とすることでさらにショックを低減できる。

タービン回転速度Ｎｔが上昇から下降へと変化した時点の判定の一例として、ｄＮｔ／ｄｔ＜−２５０ｒｐｍ／ｓである場合にステップＳ１０１の判定が成立するように所定値を設定することが好適である。

なお、タービン回転速度Ｎｔが上昇から下降へと変化した時点を判定できれば、他の方法でもよい。

タービン回転速度Ｎｔの１階微分値ｄＮｔ／ｄｔが、所定値よりも小さい値となったと判定した場合はステップＳ１０２に移行する。タービン回転速度Ｎｔの１階微分値ｄＮｔ／ｄｔが、所定値よりも小さい値でないと判定した場合は、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０２では、ＡＴコントロールユニット５３は学習指標格納処理を実行する。具体的には、締結側摩擦要素の指示油圧（ＰＡ２）を補正するための学習指標であるタービン回転速度Ｎｔの２階微分値ｄ²Ｎｔ／ｄｔ²を演算し、演算された値を記憶する。

なお、このようにＡＴコントロールユニット５３が、出力側のトルクの時間変化率をタービン回転速度Ｎｔの２階微分（時間変化率のさらに時間変化率）を算出することにより、出力側トルク時間変化率演算手段が構成される。

次に、ＡＴコントロールユニット５３は、記憶された学習指標と、目標変化率との差分を演算する（ステップＳ１０３）。

なお、この目標変化率とは、タービン回転速度Ｎｔの２階微分値ｄ²Ｎｔ／ｄｔ²に基づいた出力トルクＴ_Oの変化率が、変速ショックを抑制し、かつ、摩擦要素のリターンスプリングの付勢力を十分に上回る値となるような値に予め設定されている。

次に、ＡＴコントロールユニット５３は、予め記憶された補正量マップと、ステップＳ１０３において演算された差分とに基づいて、今回学習補正量を取得する（ステップＳ１０４）。

この補正量マップの一例を、図９に示す。

補正表マップは、ステップＳ１０３で演算された差分に基づいて、差分値が大きければ補正量が小さくなるように、差分値が小さければ補正量が大きくなるように、設定されている。

なお、センサの故障等によりＡＴコントロールユニット５３に誤った信号が入力された場合にも極端に大きな指示油圧を出力することがないように、一度に学習する補正量には上限を設定している。

また、差分が小さい場合は補正を必要としないので、補正値は０に設定される。また、制御のハンチングを防止するために、補正値を０とする差分値に幅を持たせている。

なお、このようにＡＴコントロールユニット５３が、出力側トルクの時間変化率（タービン回転速度Ｎｔの２階微分値）と目標変化率との差分に基づいて、次回変速時の指示油圧を補正することによって、補正手段が構成される。

図８に戻り、ステップＳ１０５において、ＡＴコントロールユニット５３は、学習値更新処理を実行する。

具体的には、ステップＳ１０４で取得した今回学習補正量を現在格納されている値に加算して、新たな格納値を演算する。演算された格納値が、次回の変速時に設定する指示油圧となる。

その後、本フローチャートによる処理を終了する。

また、ステップＳ１０１において、タービン回転速度Ｎｔの１階微分値ｄＮｔ／ｄｔが、所定値よりも小さい値でないと判定した場合は、ステップＳ１０６に移行して、目標変速段（ここでは２速から１速）に同期したか否かを判定する。目標変速段に同期したと判定した場合は、本フローチャートによる処理を終了する。

目標油変速段に同期していないと判定した場合は、ステップＳ１０１に戻り、本フローチャートによる処理を繰り返す。

以上のような処理によって、ＡＴコントロールユニット５３によって、締結側の摩擦要素の指示油圧の補正量を演算し、これを学習制御することによって、摩擦締結要素の締結時の変速ショックを抑制することができる。

すなわち、ＡＴコントロールユニット５３によって、締結側の摩擦要素の締結が開始されることにより駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を、前回の変速結果に基づいて補正することによって、指示油圧補正手段が構成される。

以上説明したように、本発明の実施形態の自動変速機では、コースト運転時の２速から１速へのダウンシフトにおいて、締結側の摩擦要素であるロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂの締結圧を、出力トルクＴ_Oの変動に応じて学習補正するように補正した。

より具体的には、出力トルクＴ_Oの変動（グラフ上の傾き）は、タービン回転速度Ｎｔの２階微分値であるｄ²Ｎｔ／ｄｔ²に基づくものであるので、このｄ²Ｎｔ／ｄｔ²の値に応じて、補正値を算出する。

次回変速時にこの補正値に基づいて指示油圧によって締結制御を行うことによって、摩擦要素の締結時の変速ショックを抑制するための学習制御を行うことができる。

特に、タービン回転速度Ｎｔは、パルスセンサ等によってＡＴコントロールユニットが直接検出できるため、誤差が少なく、また演算量も少ないため、学習によって得られる指示油圧の精度を高くすることができ、摩擦締結要素の締結時の変速ショックを抑制することができる。

なお、以上説明した本発明の実施形態では、４速の自動変速機を例に説明したが、これに限られるものではなく、他の有段変速機であってもよい。

また、本発明の実施形態では、コースト運転時の２速から１速へのダウンシフトにおける、締結側の摩擦要素（ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ）の学習制御を例に説明したが、これに限られない。

すなわち、ダウンシフトにおいて、締結側の摩擦要素の締結に伴ってタービン回転速度Ｎｔが減少するような変速制御であれば、同様に初期指示油圧の学習制御に適用することができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

ＡＴ 自動変速機
２ トルクコンバータ
４ 変速機入力軸
５ 変速機出力ギア
Ｌ＆Ｒ／Ｂ ロー＆リバースブレーキ（締結側摩擦要素）
３５ ＡＴコントロールユニット（制御装置、変速指令出力手段、指示油圧出力手段、指示油圧学習手段、出力側トルク時間変化率演算手段、補正手段）

Claims (2)

1. 変速指令に基づいて締結側摩擦要素が解放状態から締結状態へと移行することで、一の変速段から他の変速段へと変速を行う自動変速機の制御装置において、
   一の変速段から他の変速段への変速指令を出力する変速指令出力手段と、
   前記変速指令に基づいて、前記締結側摩擦要素の締結力を制御する指示油圧を出力する指示油圧出力手段と、
   前記締結側摩擦要素の締結が開始されることにより駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を、前回の変速結果に基づいて補正する指示油圧学習制御手段と、
   を備え、
   前記指示油圧学習制御手段は、
   自動変速機の出力側のトルクの時間変化率を演算する出力側トルク時間変化率演算手段と、
   前記演算された出力側トルク時間変化率と目標値との差に基づいて、次回変速時に前記締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を補正する補正手段と、
   を備え、
   前記出力側トルク時間変化率演算手段は、前記自動変速機の入力側の回転速度の２階微分値によって前記出力側トルク時間変化率を演算し、
   前記補正手段は、前記出力側トルク時間変化率が目標値よりも大きいときは、次回変速時の前記締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を増加補正し、前記出力側トルク時間変化率が目標値よりも小さいときは、次回変速時の前記締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を減少補正する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 摩擦要素を断続することにより一の変速段から他の変速段へと変速を行う自動変速機の制御方法において、
   前記一の変速段から他の変速段への変速を判断し、前記自動変速機の入力側の回転速度の変化率が所定値を下回ったと判断した場合に、前記自動変速機の出力側のトルクの時間変化率を前記自動変速機の入力側の回転速度の２階微分値によって演算し、
   前記演算された出力側トルク時間変化率と目標値との差を演算し、
   前記出力側トルク時間変化率が目標値よりも大きいときは、次回変速時の前記締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を増加補正し、前記出力側トルク時間変化率が目標値よりも小さいときは、次回変速時の前記締結側摩擦要素の駆動力の伝達が開始されるときの指示油圧を減少補正することを特徴とする自動変速機の制御方法。

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