JP5790669B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の変速制御を実行する車両の変速制御装置に係り、特に、変速モデルを用いて自動変速機の変速を実行する技術に関するものである。

駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、その係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機が良く知られている。一般的に、このような自動変速機では、実車にて評価しながら各ギヤ段毎に制御対象に対して操作する要素（例えばトルク等）の要求値（すなわち制御操作量）の適合を行い、その適合結果により各ギヤ段毎に予め求められた制御マップから決定される制御操作量を用いて変速が実行される。しかしながら、自動変速機の多段化が進む中では、適合作業に非常に多くの労力が必要となり、制御マップを基にした変速制御の態様を採用することが困難化してきている。その為、自動変速機を構成する各回転要素における運動方程式を基にした変速制御の態様である変速モデル制御が提案されている。このような変速モデル制御では、変速時に実現したい変化態様（変速目標値）に基づいて予め求められた運動方程式を解くことで制御操作量を一意に決定し、その決定された制御操作量を用いて変速が実行される。例えば、特許文献１には、イナーシャ相制御において、変速目標値として変速機の入力軸回転速度の目標値を設定すると共に、制御操作量として係合側のクラッチトルクの要求値を変速モデルを用いて算出して変速を実行する技術、及び変速目標値として変速機の入力軸回転速度と出力軸トルクとの各目標値を設定すると共に、制御操作量として係合側のクラッチトルクの要求値と解放側のクラッチトルクの要求値とを変速モデルを用いて算出して変速を実行する技術が記載されている。

特開２０００−９７３２５号公報

ところで、前記特許文献１に記載の技術は、１つの変速目標値に対して１つの制御対象を操作することで、或いは２つの変速目標値に対して２つの制御対象を操作することで変速を実行している。しかしながら、この特許文献１に記載の技術では、イナーシャ相中のイナーシャトルクを相殺する為に（換言すれば、イナーシャ相中の出力軸トルクが実質的に変化しないように）、解放側の係合装置の油圧を、解放に向けて減じた後に一時的に再度係合に向けて上昇させており、変速完了が遅くなってドライバビリティが悪化してしまう可能性がある。一方で、上記イナーシャトルクを相殺する為に、イナーシャ相中にてエンジントルクを一時的に減じる所謂エンジントルクダウン制御という手法が良く知られている。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、エンジンが制御対象として運動方程式に組み込まれていない。つまり、特許文献１に記載の技術では、成り行きのエンジントルクに対して運動方程式を解いている為、特許文献１に記載の変速モデル制御では、解放側の係合装置の一時的な油圧上昇に替えて、エンジントルクダウン制御によってイナーシャトルクを相殺することができない。この際、変速モデル制御とは別にエンジントルクダウン制御を実行することは可能であるが、そうすると変速モデル制御の全体が崩れ再度運動方程式から解を導くこととなり、結局、変速完了が遅くなったり、変速ショックが増大してドライバビリティが悪化してしまう可能性がある。他方で、エンジントルクについても制御操作量として変速モデル制御にて一意に決定しようとすると、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量となり、運動方程式を解くことができず、変速モデル制御を用いた自動変速機の変速が実行できなくなる。

尚、上述したような課題は未公知であり、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量がある場合に、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった何れの変速パターン（変速様式）にも所定の変速モデルにて対応できるように、運動方程式を解く為の拘束条件を適切に設定することについて、未だ提案されていない。これに対して、本発明は、拘束条件を適切に設定して運動方程式を解くという新たな技術を提案するものである（本件出願人が先に出願した、現時点で未公開の国際出願(国際出願番号:PCT/JP2012/069408)を参照）。加えて、本発明は、上記新たな技術を基礎として、その技術を更に改良する技術を提案するものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を実行することができる車両の変速制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、その係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機を備え、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を実行する車両の変速制御装置であって、(b) 前記変速目標値を、前記出力軸側の回転部材上のトルクと、前記入力軸側の回転部材の速度変化量との２つの値で設定し、(c) 前記制御操作量を、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値で設定し、(d) 前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を設定することで、(e) 前記変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を実行するものであり、(f) 前記自動変速機の変速中に変速前後のギヤ段を形成する係合装置とは異なる他の係合装置にトルク容量を発生させるに際して、(g) 前記他の係合装置のトルク容量が前記変速を進行させる側に作用する場合は、その他の係合装置のトルク容量を前記係合側の係合装置のトルク容量に含めて前記制御操作量を決定する一方で、(h) 前記他の係合装置のトルク容量が前記変速の進行を妨げる側に作用する場合は、その他の係合装置のトルク容量を前記解放側の係合装置のトルク容量に含めて前記制御操作量を決定するものであり、(i) 前記他の係合装置のトルク容量を含む側の係合装置のトルク容量においては、含まれる各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定することにある。上記トルク分担率は、前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクを前記入力軸側の回転部材上のトルクに置き換えたときの両係合装置にて分担するその伝達トルクのトルク分担率である。

このようにすれば、２つの変速目標値を実現する為に３つの制御操作量を決定する必要がある場合に、何らかの拘束条件を設定しなければそれら制御操作量を決定することができないことに対して、解放側の係合装置と係合側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を拘束条件としたので、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡し（すなわち変速進行度）を制御するのに適しており、且つ３つの制御操作量を決定することができる。見方を換えれば、３つの制御操作量を決定する為に何れかの制御操作量を予め定めた所定の値とする場合には、その所定の値としては各変速パターン毎に合わせた値とするなど無数にある。これに対して、本発明では、トルクの受け渡しを表現した前記トルク分担率を拘束条件としたので、何れの変速パターンにも所定の変速モデルにて対応することができる。具体的には、係合側の係合装置のトルク容量及び解放側の係合装置のトルク容量の一方のみを拘束条件とすると、タイアップやある回転部材の吹き上がりが発生する可能性があるが、変速進行度を制御するのに適した前記トルク分担率を拘束条件とすることで、上記タイアップや吹き上がりの発生を抑制したり、反対に、敢えてタイアップや吹き上がりを発生させる制御の制御性が向上する。また、入力軸側の回転部材上のトルクを拘束条件とすると、駆動力源の出力トルクを一時的に変化させるような制御を実行できなくなる可能性があるが、本発明では、例えばイナーシャ相中にて駆動力源の出力トルクを一時的に減じるようなトルクダウン制御を適切に実行することができる。このように、本発明では、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても、変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定し、２つの変速目標値を実現するような自動変速機の所望の変速を実行することができる。

ところで、自動変速機の変速によっては、変速前後のギヤ段を形成する係合装置とは異なる他の係合装置にトルク容量を発生させることが考えられる。そうすると、制御操作量が、入力軸側の回転部材上のトルク、係合側の係合装置のトルク容量、解放側の係合装置のトルク容量、及び他の係合装置のトルク容量の少なくとも４つとなってしまい、上記トルク分担率を拘束条件に追加するだけでは、運動方程式を解くことができず、変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を実行することができない。このような課題に対して、前記第１の発明では、更に、２つの変速目標値を実現する為に少なくとも４つの制御操作量を決定する必要がある場合に、他の係合装置のトルク容量が変速の進行に対してどのように作用するかに基づいて、他の係合装置を係合側の係合装置及び解放側の係合装置の何れかに分類すると共に、前記他の係合装置のトルク容量を含む側の係合装置のトルク容量においては、含まれる各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定するので、係合側の係合装置と解放側の係合装置とで前記トルク分担率に応じたトルク分担を実現できることに加え、同じ側に分類された複数の係合装置間のトルク分担を適切に実現できることで、それら各制御操作量を決定することができる。よって、本発明では、変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を一層適切に実行することができる。

ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の変速制御装置において、係合装置の熱吸収量に基づいて、前記各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定することにある。このようにすれば、同じ側に分類された複数の係合装置間で各熱吸収量に応じたトルク分担が適切に実現される。よって、同じ側に分類された複数の係合装置の各々で熱吸収量を許容値以下とすることができる。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の変速制御装置において、前記変速中における前記係合側の係合装置の熱吸収量が所定の許容値を超えない場合には、前記変速を進行させる側にトルク容量が作用するような前記他の係合装置にトルク容量を発生させない一方で、前記変速中における前記解放側の係合装置の熱吸収量が所定の許容値を超えない場合には、前記変速の進行を妨げる側にトルク容量が作用するような前記他の係合装置にトルク容量を発生させないことにある。このようにすれば、係合装置の不要なトルク受け渡しを減らせるので、変速ショックの発生を抑制できる。

また、第４の発明は、前記第１の発明から第３の発明の何れか１つに記載の車両の変速制御装置において、前記入力軸側の回転部材上のトルクが所定トルクよりも小さくなるような前記自動変速機の変速中には、前記他の係合装置にトルク容量を発生させないことにある。このようにすれば、係合装置の不要なトルク受け渡しを減らせるので、変速ショックの発生を抑制できる。

また、第５の発明は、前記第１の発明から第４の発明の何れか１つに記載の車両の変速制御装置において、前記変速モデルは、前記変速目標値と前記制御操作量とを含む前記自動変速機の運動方程式と、前記トルク分担率を表す関係とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものである。このようにすれば、変速制御において難しいとされる解放側の係合装置と係合側の係合装置とのトルクの受け渡しに関連する制御を運動方程式に反映させることができ、３つの制御操作量を適切に決定することができる。

本発明が適用される車両における動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 変速パターン毎に予め定められたトルク分担率を変化させる時期の一例を示す図である。（ａ）はパワーオンアップシフトの場合であり、（ｂ）はパワーオンダウンシフトの場合であり、（ｃ）はパワーオフアップシフトの場合であり、（ｄ）はパワーオフダウンシフトの場合である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち変速中に他のクラッチトルクを発生させたとしても変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を適切に実行する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図４のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、パワーオンアップシフトの場合の一例である。 図４のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、パワーオンダウンシフトの場合の一例である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち変速中に他のクラッチトルクを発生させたとしても変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を一層適切に実行する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図４とは別の実施例である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち変速中に他のクラッチトルクを発生させたとしても変速モデルを用いて自動変速機の所望の変速を一層適切に実行する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図４，７とは別の実施例である。

本発明において、好適には、前記車両は、例えば前記駆動力源の動力を前記自動変速機などの動力伝達装置を介して前記駆動輪へ伝達するものである。また、前記自動変速機は、所定の係合装置の係合と解放との切替えによって各々異なる変速比（ギヤ比）を有する複数の変速段（ギヤ段）が択一的に形成される有段式自動変速機である。例えば、この有段式自動変速機は、公知の遊星歯車式自動変速機により構成される。この遊星歯車式自動変速機における係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはバンドブレーキ等の係合装置が広く用いられる。また、前記車両は、例えば複数の係合装置の油圧アクチュエータにそれぞれ油圧を供給する油圧制御回路を備えている。この油圧制御回路は、例えばリニアソレノイドバルブやＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブ等を備え、それらソレノイドバルブの出力油圧を直接的或いはシフトコントロールバルブ等を介して間接的に係合装置の油圧アクチュエータにそれぞれ供給する。尚、上記「油圧を供給する」とは、「油圧を作用させる」或いは「ある油圧に制御された作動油を供給する」ことを意味する。

また、好適には、前記駆動力源としては、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンが用いられる。或いは、前記駆動力源としては、例えば電動機等の原動機が単独で或いは上記エンジンと組み合わせて用いられる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられたエンジン１２から駆動輪２６までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０に設けられた制御系統の要部を説明する図である。図１において、駆動力源としてのエンジン１２により発生させられた動力は、トルクコンバータ１４を経て入力軸１６から自動変速機１８に入力され、自動変速機１８の出力軸２０から差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２２や一対の車軸（ドライブシャフト）２４等を順次介して左右の駆動輪２６へ伝達される。

自動変速機１８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内において１組乃至複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置（係合要素）とを有し、その係合装置によって複数のギヤ段が択一的に成立させられる公知の遊星歯車式自動変速機である。例えば、自動変速機１８は、複数の係合装置の何れかの掴み替えにより（すなわち係合装置の係合と解放との切替えにより）変速が実行される、所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機である。複数の係合装置はそれぞれ、エンジン１２からの動力を受ける入力軸１６と駆動輪２６に動力を伝達する出力軸２０との間で回転とトルクとを伝達する油圧式の摩擦係合装置である。この入力軸１６は、自動変速機１８の入力軸であるが、トルクコンバータ１４のタービン翼車によって回転駆動されるタービン軸でもある。

前記油圧式の摩擦係合装置は、油圧制御回路２８によってそれぞれ係合と解放とが制御され、その油圧制御回路２８内のソレノイドバルブ等の調圧によりそれぞれのトルク容量すなわち係合力が変化させられて、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結するクラッチやブレーキである。ここで、係合装置のトルク容量（以下、クラッチトルクという）は、例えば係合装置の摩擦材の摩擦係数や摩擦板を押圧する係合油圧によって決まるものである。係合装置を滑らすことなく（すなわち係合装置に差回転速度を生じさせることなく）入力軸１６と出力軸２０との間でトルク（例えば入力軸１６に入力される変速機入力トルクＴiすなわちタービントルクＴt）を伝達する為には、そのトルクに対して各係合装置にて受け持つ必要がある伝達トルク分（すなわち係合装置の分担トルク）が得られるトルク容量が必要になる。但し、伝達トルク分が得られるトルク容量においては、トルク容量を増加させても伝達トルクは増加しない。尚、本実施例では、便宜上、クラッチトルクと係合油圧とを同義に取り扱うこともある。

自動変速機１８におけるギヤ段の一例としては、例えばクラッチＣ１とブレーキＢ１との係合により低車速側ギヤ段（ローギヤ段例えば第２速ギヤ段）が成立させられ、クラッチＣ１とブレーキＢ２との係合により高車速側ギヤ段（ハイギヤ段例えば第３速ギヤ段）が成立させられる。従って、上記ローギヤ段とハイギヤ段との間の変速時には、ブレーキＢ１とブレーキＢ２とで掴み替えが行われる。本実施例では、変速時に掴み替えが行われる係合装置のうちで、ローギヤ段側の成立に関与する係合装置（例えばブレーキＢ１）をローギヤ段係合装置と称し、ハイギヤ段側の成立に関与する係合装置（例えばブレーキＢ２）をハイギヤ段係合装置と称する。ローギヤ段係合装置は、ローギヤ段からハイギヤ段へのアップシフト時には解放側の係合装置（以下、解放側クラッチという）となり、ハイギヤ段からローギヤ段へのダウンシフト時には係合側の係合装置（以下、係合側クラッチという）となる。一方で、ハイギヤ段係合装置は、上記アップシフト時には係合側クラッチとなり、上記ダウンシフト時には解放側クラッチとなる。上記ギヤ段とは別のギヤ段の一例としては、例えばクラッチＣ１とクラッチＣ２との係合により上記第３速ギヤ段よりも高車速側のギヤ段（例えば第５速ギヤ段）が成立させられる。第２速ギヤ段と第５速ギヤ段との間の変速においては、第２速ギヤ段はローギヤ段となり、第５速ギヤ段はハイギヤ段となり、第３速ギヤ段は中間ギヤ段となる。

図１に戻り、車両１０には、例えば自動変速機１８の変速制御などに関連する変速制御装置を含む電子制御装置７０が備えられている。電子制御装置７０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置７０は、エンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や油圧制御用（変速制御用）等に分けて構成される。また、電子制御装置７０には、各種センサ（例えば各回転速度センサ５０，５２，５４、アクセル開度センサ５６、スロットル弁開度センサ５８、シフトセンサ６０など）により検出された各種信号（例えばエンジン１２の回転速度を表すエンジン回転速度ωe，入力軸１６の回転速度を表すタービン回転速度ωtすなわち変速機入力回転速度ωi，車速Ｖに対応する出力軸２０の回転速度を表す変速機出力回転速度ωo、車両１０の駆動力（駆動トルク）に対する運転者の要求量を表すアクセル開度Ａcc、スロットル弁開度θth、シフトレバー或いはパドルスイッチによるシフト操作ＳＨなど）が、それぞれ供給される。また、電子制御装置７０からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する油圧制御回路２８を作動させる為の油圧指令信号Ｓpなどが、それぞれ出力される。

図２は、電子制御装置７０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部７２は、例えば要求されたエンジントルクＴe（以下、要求エンジントルクＴedem）が得られるように、スロットル制御の為にスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射量制御の為に燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御の為にイグナイタ等の点火装置を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。エンジン出力制御部７２は、例えばアクセル開度Ａccをパラメータとして車速Ｖと要求駆動力Ｆdemとの予め記憶された不図示の関係（駆動力マップ）から実際のアクセル開度Ａcc及び車速Ｖに基づいて要求駆動力Ｆdemを算出する。そして、エンジン出力制御部７２は、例えば駆動輪２６のタイヤ有効半径、現在の自動変速機１８のギヤ段におけるギヤ比、出力軸２０よりも駆動輪２６側の動力伝達経路における終減速比、及びトルクコンバータ１４のトルク比ｔに基づいて、要求駆動力Ｆdemが得られる要求エンジントルクＴedemを算出する。尚、トルクコンバータ１４のトルク比ｔは、例えば速度比（＝タービン回転速度ωt／ポンプ回転速度ωp（エンジン回転速度ωe））とトルク比ｔ、効率、及び容量係数とのそれぞれの予め記憶された公知の関係（トルクコンバータ１４の作動特性図）から実際の速度比ｅに基づいて算出される。

変速制御手段すなわち変速制御部７４は、自動変速機１８の変速制御を実行する。具体的には、変速制御部７４は、車速Ｖ及びアクセル開度Ａccを変数として予め記憶された公知の関係（変速マップ、変速線図）から実際の車速Ｖ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて変速判断を行う。そして、変速制御部７４は、自動変速機１８の変速を実行すべきと判断した場合には、変速すべきギヤ段が得られるように自動変速機１８の自動変速制御を実行する。例えば、変速制御部７４は、判断したギヤ段が達成されるように、自動変速機１８の変速に関与する係合装置を係合及び／又は解放させる油圧指令信号Ｓpを油圧制御回路２８へ出力する。この油圧指令信号Ｓpとしては、例えば解放側クラッチのトルク容量（以下、解放側クラッチトルクという）を得る為の油圧指令値、及び係合側クラッチのトルク容量（以下、係合側クラッチトルクという）を得る為の油圧指令値である。

ここで、変速制御としては、例えば変速ショックや変速時間等が適切であるかを実車にて評価しつつ適合により予め定められた制御マップから、変速時のトルク容量（或いは油圧指令値）を決定して自動変速機１８の変速を実行する手法がある。このような制御マップを用いる手法では、どの変速の種類での変速であるかによって、各々異なる制御マップを作成する必要がある。その為、自動変速機１８のギヤ段が多段化される程、上記適合作業に多くの労力等が必要となってくる。上記変速の種類とは、例えばパワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった各種の変速パターン（変速様式）と、１速−２速間などの各種のギヤ段間との組み合わせで表される各種の変速態様である。より具体的には、変速の種類は、１速→２速パワーオンアップシフト、２速→１速パワーオンダウンシフトなどとして表される。

そこで、本実施例では、変速制御として、上記制御マップを用いる手法に替えて、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する手法を採用する。上記変速目標値は、変速時に実現したい変化態様を定める要素（例えば変速時間、駆動力等）の目標値である。上記制御操作量は、制御対象に対して操作する要素（エンジントルク、クラッチトルク等）の要求値である。

以下において、変速モデルを用いた自動変速機１８の変速制御について詳しく説明する。自動変速機１８の変速中における運動方程式は、次式（１）及び次式（２）で表される。この式（１）及び式（２）は、自動変速機１８を構成する相互に連結された各回転要素毎の運動方程式、及び自動変速機１８を構成する遊星歯車装置における関係式から導き出されたものである。上記各回転要素毎の運動方程式は、各回転要素におけるイナーシャと回転速度時間変化率との積で表されるトルクを、遊星歯車装置の３つの部材（サンギヤ、キャリヤ、リングギヤ）、及び係合装置の両側の部材のうちで各回転要素に関与する部材に作用するトルクにて規定した運動方程式である。また、遊星歯車装置における関係式は、遊星歯車装置の歯車比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）を用いて、その遊星歯車装置の３つの部材におけるトルクの関係と回転速度時間変化率の関係とを各々規定した関係式である。この式（１）及び式（２）において、dωt/dtは、タービン回転速度ωt（すなわち変速機入力回転速度ωi）の時間微分すなわち時間変化率であり、入力軸１６側の回転部材の速度変化量としての入力軸１６の角加速度（以下、入力軸角加速度）を表している（図面乃至数式においては時間変化率をドットで示している、以下の説明において同じ）。dωo/dtは、変速機出力回転速度ωoの時間変化率であり出力軸角加速度を表している。Ｔtは、入力軸１６側の回転部材上のトルクとしての入力軸１６上のトルクであるタービントルクすなわち変速機入力トルクＴiを表している。このタービントルクＴtは、トルクコンバータ１４のトルク比ｔを考慮すればエンジントルクＴe（＝Ｔt／ｔ）と同意である。Ｔoは、出力軸２０側の回転部材上のトルクとしての出力軸２０上のトルクである変速機出力トルクを表している。Ｔcaplは、係合側クラッチトルクであり、アップシフト時にはハイギヤ段側クラッチトルクとなり、ダウンシフト時にはローギヤ段側クラッチトルクとなる。Ｔcdrnは、解放側クラッチトルクであり、アップシフト時にはローギヤ段側クラッチトルクとなり、ダウンシフト時にはハイギヤ段側クラッチトルクとなる。ａ1,ａ2,ｂ1,ｂ2,ｃ1,ｃ2,ｄ1,ｄ2はそれぞれ、この式（１）及び式（２）を導き出した際に定数としたものであり、上記各回転要素におけるイナーシャ及び上記遊星歯車装置の歯車比から設計的に定められる係数である。この定数の具体的な数値は、例えば変速の種類（例えば変速パターンやギヤ段間）毎に異なる。従って、上記運動方程式としては１つの所定のものであるが、自動変速機１８の変速には、変速の種類毎に異なる定数とされたそれぞれの変速の種類に対応する運動方程式が用いられる。

前記式（１）及び式（２）は、変速目標値と制御操作量との関係を定式化した自動変速機１８のギヤトレーン運動方程式である。ここでの変速目標値は、変速時間及び駆動力の各目標値を表現でき、ギヤトレーン運動方程式上で取り扱えるものである。本実施例では、変速時間を表現できる要素の一例として、入力軸角加速度dωt/dtを用いている。また、駆動力を表現できる要素の一例として、変速機出力トルクＴoを用いている。つまり、本実施例では、変速目標値を、入力軸角加速度dωt/dtと、変速機出力トルクＴoとの２つの値で設定している。一方で、本実施例では、それら変速目標値を成立させる制御操作量を、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）と、係合側クラッチトルクＴcaplと、解放側クラッチトルクＴcdrnとの３つの値で設定している。そうすると、運動方程式が前記式（１）及び式（２）の２式で構成されることに対して制御操作量が３つある為に、２つの変速目標値を成立させる制御操作量を一意に解くことはできない。その為、変速モデルを用いて、２つの変速目標値を実現するような自動変速機１８の所望の変速を実行することができない。尚、出力軸角加速度dωo/dtは、回転速度センサ５４の検出値である変速機出力回転速度ωoから算出される。

ところで、前記式（１）及び式（２）の運動方程式に、ある拘束条件を追加することで制御操作量を一意に解くことができると考えられる。ここで、自動変速機１８の変速制御において難しいとされることは、解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡し（すなわち変速進行度）を制御することである。一方で、３つの制御操作量を決定する為に何れかの制御操作量を所定の値とする場合には、各変速パターン毎に合わせた所定の値とするなど無数の定め方がある。この所定の値に関し、例えば解放側クラッチトルクＴcdrn及び係合側クラッチトルクＴcaplのうちで一方のみを拘束条件とすると、変速中にタイアップや吹き上がりが発生し易くなったり、また、敢えて変速中にタイアップや吹き上がりを発生させる制御の制御性が低下したりする可能性がある。或いは、例えばエンジントルクの変化態様を拘束条件とすると、イナーシャ相中にエンジントルクを一時的に変化させるようなエンジントルクダウン制御を実行できなくなる可能性がある。そこで、本実施例では、変速中のトルクの受け渡しを表現したり制御するのに適しており、また、何れの変速パターンにも対応することができる、解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を、上記拘束条件として設定することを見出した。つまり、変速中のトルクの受け渡しを運動方程式に組み込むことができ、且つ制御操作量を一意に解くことができる、伝達トルクのトルク分担率を上記拘束条件として設定することを見出した。上記トルク分担率は、自動変速機１８の変速時に解放側クラッチと係合側クラッチとで受け持つ必要がある合計の伝達トルク（合計伝達トルク）を例えば入力軸１６上のトルク（入力軸上合計伝達トルク）に置き換えたときに、その入力軸上合計伝達トルクに対して両係合装置が各々分担する伝達トルクの割合である。本実施例では、係合側クラッチのトルク分担率を「ｘapl」とし、解放側クラッチのトルク分担率を「ｘdrn」として、それぞれのトルク分担率を、変速中のトルクの受け渡しを反映するように時系列で変化するトルク分担率ｘ（例えば０≦ｘ≦１）を用いて次式（３）及び次式（４）のように定義する。
ｘapl ＝ ｘ ・・・（３）
ｘdrn ＝ １−ｘ ・・・（４）

係合側クラッチトルクＴcaplと解放側クラッチトルクＴcdrnとの関係式は、入力軸１６上のトルクに置き換えた「Ｔcapl」及び「Ｔcdrn」と、前記式（３）及び式（４）とに基づいて、「ｘ」（＝ｘapl）と「１−ｘ」（＝ｘdrn）とを用いて定義することができる。そして、前記式（１）、前記式（２）、及び「Ｔcapl」と「Ｔcdrn」との関係式から、制御操作量である、タービントルクＴt、係合側クラッチトルクＴcapl、及び解放側クラッチトルクＴcdrnを算出する関係式が導き出される。タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）は、「ｘ」（＝ｘapl）、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、係合側クラッチトルクＴcaplは、「ｘ」（＝ｘapl）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、解放側クラッチトルクＴcdrnは、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸角加速度dωt/dt、及び変速機出力トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。つまり、本実施例の変速モデルは、前記変速目標値と前記制御操作量とを含む自動変速機１８の運動方程式（前記式（１）,（２））と、前記トルク分担率を表す関係（前記式（３）,（４））とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものである。このように、本実施例では、前記式（１）,（２）に、トルク分担率ｘにて設定した拘束条件を追加することで、変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する。よって、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても、上記変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定することができる。この変速モデルとしては１つの所定のものであるが、上述したように変速の種類（例えば変速パターンやギヤ段間）毎に異なる定数とされたギヤトレーン運動方程式が用いられるので、自動変速機１８の変速には、それぞれの変速の種類に対応する変速モデルが用いられることになる。

ここで、自動変速機１８の変速制御においては、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、及びパワーオフダウンシフトといった様々な変速パターンがある。その為、各変速パターンに合わせてトルク分担率を設定することが望ましい。例えば、本実施例では、変速パターンに合わせて変速を適切に進行させる為に、変速パターンに基づいてトルク分担率を変化させる時期を変更する（すなわち変速パターンに基づいて解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクを受け渡すタイミングを変更する）。以下に、各変速パターンに合わせたトルク分担率の設定について詳細に説明する。

パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトでは、エンジントルクＴe（パワーオン時の正トルク、或いはパワーオフ時の負トルク（エンジンフリクショントルク））によってタービン回転速度ωt（すなわち変速機入力回転速度ωi）が変化させられる方向と、変速に伴うタービン回転速度ωtの変化方向（変速によって進められる方向）とが異なる。すなわち、パワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトでは、エンジントルクＴeにより自発的に変速を進行できない。従って、トルク分担率を変えないまま解放側クラッチトルクＴcdrnの絶対値のみを低下させるだけでは（すなわち解放側クラッチを解放に向かわせるだけでは）変速を進行させられないので、係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速に伴う変化方向へ変化させる必要がある。そこで、変速パターンがパワーオンアップシフト或いはパワーオフダウンシフトの場合には、図３の（ａ）,（ｄ）に示すように、変速を適切に進行させる為に、トルク分担率を変化させる時期をイナーシャ相開始前とする（すなわち解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡しをイナーシャ相開始前に実行する）。

一方で、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、エンジントルクＴeによってタービン回転速度ωtが変速に伴う変化方向へ変化させられる。すなわち、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、エンジントルクＴeにより自発的に変速を進行できる。従って、トルク分担率を変えないまま解放側クラッチトルクＴcdrnの絶対値のみを低下させるだけで変速を進行させられるので、係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速に伴う変化方向へ変化させる必要がない。パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトでは、係合側クラッチにより変速を進行させようとすると、却ってイナーシャトルクが増大して変速ショックが悪化する可能性がある。そこで、変速パターンがパワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトの場合には、図３の（ｃ）,（ｂ）に示すように、変速を適切に進行させる為に、トルク分担率を変化させる時期をイナーシャ相終了時とする。すなわち、パワーオフアップシフト或いはパワーオンダウンシフトの場合には、変速ショックが抑制された滑らかな変速を実現する為に、エンジントルクＴeに合わせて解放側クラッチを解放することだけで変速を進行させた後、解放側クラッチと係合側クラッチとのトルクの受け渡しをイナーシャ相の終了に合わせるように実行することで係合側クラッチによりタービン回転速度ωtを変速後の同期回転に合わせる。ここでの、イナーシャ相終了時とは、例えばイナーシャ相が概ね終了したような、タービン回転速度ωtが変速後の同期回転に概ね近づいた時点である。つまり、イナーシャ相終了時とは、係合側クラッチを係合に向かわせなくとも、エンジントルクＴeと解放側クラッチの解放とによりイナーシャ相が開始されて更に進行させられ、タービン回転速度ωtを変速後の回転速度に同期させるところだけ係合側クラッチを係合に向けて制御すれば良いような、イナーシャ相の終了間近の時点である。尚、エンジントルクＴeと解放側クラッチの解放とによりイナーシャ相が進行させられて終了させられ得る場合には、イナーシャ相終了時をイナーシャ相終了後としても良い。

より具体的には、図２において、変速制御部７４は、自動変速機１８の変速中であるか否かを、例えば実行すべきと判断した変速が未だ終了していないか否かに基づいて判定する。

制御操作量算出手段すなわち制御操作量算出部７６は、変速制御部７４により自動変速機１８の変速中であると判定された場合には、上記変速モデルを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出する。具体的には、制御操作量算出部７６は、トルク分担率算出手段すなわちトルク分担率算出部７８と、変速目標値算出手段すなわち変速目標値算出部８０とを備えている。

トルク分担率算出部７８は、例えばトルク分担率ｘを変化させる態様（例えば傾き等）が予め定められた関係（変速進行度マップ）から、変化開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてトルク分担率ｘを算出する。そして、トルク分担率算出部７８は、前記式（３）及び式（４）から、その算出したトルク分担率ｘに基づいて係合側クラッチのトルク分担率ｘaplと解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnとを算出する。上記変速進行度マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。また、トルク分担率ｘの初期値は、「０」とされている。

変速目標値算出部８０は、例えばイナーシャ相中のタービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化が変速ショックの抑制と変速時間とを両立させる所定変化となるように入力軸角加速度dωt/dtを変化させる態様が予め定められた関係（入力軸角加速度変化マップ）から、イナーシャ相開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいてイナーシャ相中の入力軸角加速度dωt/dtの目標値を算出する。また、変速目標値算出部８０は、例えばイナーシャ相中以外では、タービン回転速度ωt（＝変速機入力回転速度ωi）の変化に基づいて入力軸角加速度dωt/dtの目標値を算出する。加えて、変速目標値算出部８０は、例えば変速機出力トルクＴoを変化させる態様が予め定められた関係（変速機出力トルク変化マップ）から、エンジン出力制御部７２により算出された要求駆動力Ｆdem及び変速制御開始時（或いは前回算出時）からの経過時間に基づいて変速機出力トルクＴoの目標値を算出する。尚、上記入力軸角加速度変化マップ及び変速機出力トルク変化マップは、例えば変速の種類（変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められている。

制御操作量算出部７６は、前記制御操作量を算出する関係式から、トルク分担率算出部７８により算出された係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）、及び変速目標値算出部８０により算出された各変速目標値（dωt/dt、Ｔoの各目標値）に基づいて、制御操作量としての、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）、係合側クラッチトルクＴcapl、及び解放側クラッチトルクＴcdrnの各要求値を算出する。

エンジン出力制御部７２は、制御操作量算出部７６により算出されたタービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）の要求値が得られるように、エンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。変速制御部７４は、判断した自動変速機１８のギヤ段が達成されるように、制御操作量算出部７６により算出された係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnの各要求値を得る為の油圧指令信号Ｓpを油圧制御回路２８へ出力する。

ところで、自動変速機１８の変速過渡中において、例えば変速に関与する係合装置（係合側クラッチ、解放側クラッチ）の熱吸収量を抑制して耐久性を向上させる為に、変速前後のギヤ段を形成する係合装置とは異なる他の係合装置にトルク容量を発生させる場合がある。この場合、制御操作量が、タービントルクＴt、係合側クラッチトルクＴcapl、解放側クラッチトルクＴcdrn、及び他の係合装置のトルク容量（以下、他のクラッチトルクという）の少なくとも４つとなる。その為、２つの変速目標値に対して少なくとも４つの制御操作量となり、前記式（１）乃至式（４）では、ギヤトレーン運動方程式を一意に解けない。他の係合装置は、変速前後のギヤ段とは異なるギヤ段を形成する係合装置のうちで変速前後のギヤ段の形成に関与していない係合装置である。他の係合装置の具体例としては、例えば第２速ギヤ段と第５速ギヤ段との間の変速中において、第２速ギヤ段を形成する係合装置（クラッチＣ１及びブレーキＢ１）と、第５速ギヤ段を形成する係合装置（クラッチＣ１及びクラッチＣ２）とは異なる係合装置であり、例えば第３速ギヤ段を形成する係合装置（クラッチＣ１及びブレーキＢ２）のうちで第２速ギヤ段或いは第５速ギヤ段の形成に関与していない係合装置（ブレーキＢ２）である。

自動変速機１８の変速中に他のクラッチトルクを発生させる場合に、変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行する態様について、以下に詳細に説明する。他の係合装置が１つである場合の自動変速機１８の変速中における運動方程式は、次式（５）及び次式（６）で表される。この式（５）及び式（６）は、前記式（１）及び式（２）と同様に導き出されたものである。この式（５）及び式（６）において、Ｔc1は、変速後のギヤ段を形成し且つ変速時に係合される係合装置のトルク容量である。Ｔc2は、他のクラッチトルクである。Ｔc3は、変速前のギヤ段を形成し且つ変速時に解放される係合装置のトルク容量である。ここでは、他の係合装置を、係合側クラッチ及び解放側クラッチの何れかに分類することで、ギヤトレーン運動方程式を解く。つまり、他のクラッチトルクを、係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnの何れかに含めることで、ギヤトレーン運動方程式を解く。尚、上記Ｔc1，Ｔc2，Ｔc3は、何れも同一軸上（例えば入力軸１６上）での換算値である。

例えば他の係合装置を係合側クラッチに分類して、他のクラッチトルクを係合側クラッチトルクＴcaplに含める場合には、係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnを、次式（７）及び次式（８）のように定義する。
Ｔcapl ＝ Ｔc1＋Ｔc2 ・・・（７）
Ｔcdrn ＝ Ｔc3 ・・・（８）

更に、他のクラッチトルクを含む側のクラッチトルクにおいては、同じ側に分類された係合装置間のトルク分担率（ｍ１、ｍ２）を、次式（９）及び次式（１０）のように定義する。このように、他のクラッチトルクを含む側のクラッチトルクにおいては、含まれる各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定する。但し、（ｍ１＋ｍ２）＝１とする。
Ｔc1 ＝ ｍ１・Ｔcapl ・・・（９）
Ｔc2 ＝ ｍ２・Ｔcapl ・・・（１０）

以上により、Ｔc1とＴc2の拘束条件を定義できたので、前記式（５）乃至式（１０）に、係合側クラッチトルクＴcaplと解放側クラッチトルクＴcdrnとのトルク分担率ｘを拘束条件として追加することで、すなわち前記式（１）乃至式（４）の概念を適用することで、前記変速目標値に基づいて４つの制御操作量（Ｔt，Ｔc1，Ｔc2，Ｔc3）を算出することができる。このように、本実施例では、２つの変速目標値に対して４つの制御操作量となった場合でも、ギヤトレーン運動方程式を一意に解くことができ、変速モデルを用いて自動変速機１８の変速を実行することができる。

他の係合装置が２つである場合の自動変速機１８の変速中における運動方程式は、次式（１１）及び次式（１２）で表される。この式（１１）及び式（１２）は、前記式（１）及び式（２）と同様に導き出されたものである。この式（１１）及び式（１２）において、Ｔc1は、変速後のギヤ段を形成し且つ変速時に係合される係合装置のトルク容量である。Ｔc2，Ｔc3は、各々異なる他のクラッチトルクである。Ｔc4は、変速前のギヤ段を形成し且つ変速時に解放される係合装置のトルク容量である。ここでは、２つの他の係合装置を共に、係合側クラッチ及び解放側クラッチの何れかに分類することで、ギヤトレーン運動方程式を解く。尚、上記Ｔc1，Ｔc2，Ｔc3，Ｔc4は、何れも同一軸上（例えば入力軸１６上）での換算値である。

例えば２つの他の係合装置を共に係合側クラッチに分類して、２つの他のクラッチトルクを係合側クラッチトルクＴcaplに含める場合には、係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnを、次式（１３）及び次式（１４）のように定義する。
Ｔcapl ＝ Ｔc1＋Ｔc2＋Ｔc3 ・・・（１３）
Ｔcdrn ＝ Ｔc4 ・・・（１４）

更に、他のクラッチトルクを含む側のクラッチトルクにおいては、同じ側に分類された係合装置間のトルク分担率（ｍ１、ｍ２、ｍ３）を、次式（１５）、次式（１６）、及び次式（１７）のように定義する。但し、（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３）＝１とする。
Ｔc1 ＝ ｍ１・Ｔcapl ・・・（１５）
Ｔc2 ＝ ｍ２・Ｔcapl ・・・（１６）
Ｔc3 ＝ ｍ３・Ｔcapl ・・・（１７）

以上により、Ｔc1とＴc2とＴc3との拘束条件を定義できたので、前記式（１１）乃至式（１７）に、前記式（１）乃至式（４）の概念を適用することで、前記変速目標値に基づいて５つの制御操作量（Ｔt，Ｔc1，Ｔc2，Ｔc3，Ｔc4）を算出することができる。

他の係合装置が２つである場合には、例えば２つの他の係合装置の一方を係合側クラッチに分類すると共に他方を解放側クラッチに分類して、２つの他のクラッチトルクを係合側クラッチトルクＴcaplと解放側クラッチトルクＴcdrnとに各々含めることも可能である。このような場合には、係合側クラッチトルクＴcapl及び解放側クラッチトルクＴcdrnを、次式（１８）及び次式（１９）のように定義する。
Ｔcapl ＝ Ｔc1＋Ｔc2 ・・・（１８）
Ｔcdrn ＝ Ｔc3＋Ｔc4 ・・・（１９）

更に、他のクラッチトルクを含む各々のクラッチトルクにおいては、同じ側に分類された係合装置間のトルク分担率（ｍ１、ｍ２）、及び（ｎ１、ｎ２）を、次式（２０）、次式（２１）、次式（２２）、及び次式（２３）のように定義する。但し、（ｍ１＋ｍ２）＝１、及び（ｎ１＋ｎ２）＝１とする。
Ｔc1 ＝ ｍ１・Ｔcapl ・・・（２０）
Ｔc2 ＝ ｍ２・Ｔcapl ・・・（２１）
Ｔc3 ＝ ｎ１・Ｔcdrn ・・・（２２）
Ｔc4 ＝ ｎ２・Ｔcdrn ・・・（２３）

以上により、Ｔc1とＴc2との拘束条件、及びＴc3とＴc4との拘束条件を定義できたので、前記式（１１）、式（１２）、及び式（１８）乃至式（２３）に、前記式（１）乃至式（４）の概念を適用することで、前記変速目標値に基づいて５つの制御操作量（Ｔt，Ｔc1，Ｔc2，Ｔc3，Ｔc4）を算出することができる。

他の係合装置が３つ以上である場合にも、他の係合装置が１つ或いは２つである場合と同様に、拘束条件を追加することで、前記変速目標値に基づいて各制御操作量を算出することができる。

自動変速機１８の変速中にどの係合装置を他の係合装置として用いるかについては、例えば変速の種類（例えば変速パターンやギヤ段間）毎に予め定められた係合装置が制御操作量算出部７６により選択される。ここで、係合側クラッチは、変速機入力回転速度ωiが変速後の同期回転速度に近づく方向（すなわち変速を進行させる方向）にトルク容量を発生できる。一方で、解放側クラッチは、変速機入力回転速度ωiが変速後の同期回転速度から遠ざかる方向（すなわち変速の進行を妨げる方向）にトルク容量を発生できる。そこで、制御操作量算出部７６は、他のクラッチトルクが変速を進行させる側に作用する場合は、他のクラッチトルクを係合側クラッチトルクＴcaplに含めて制御操作量を決定する一方で、他のクラッチトルクが変速の進行を妨げる側に作用する場合は、他のクラッチトルクを解放側クラッチトルクＴcdrnに含めて制御操作量を決定する。この際、トルク分担率算出部７８は、他の係合装置のトルク容量を含む側の係合装置のトルク容量において、同じ側に分類した係合装置間のトルク分担率を、例えば予め定められた所定分担率とするように設定する。

図４は、電子制御装置７０の制御作動の要部すなわち変速中に他のクラッチトルクを発生させたとしても変速モデルを用いて自動変速機１８の所望の変速を適切に実行する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。図５及び図６は、図４のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートであって、図５はパワーオンアップシフトの場合の一例であり、図６はパワーオンダウンシフトの場合の一例である。

図４において、先ず、変速制御部７４に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、例えば自動変速機１８の変速中であるか否かが判定される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合（図５，６のｔ１時点乃至ｔ６時点）は制御操作量算出部７６に対応するＳ２０において、例えば変速の種類毎に予め定められた係合装置が他の係合装置として選択される。加えて、他のクラッチトルクが変速の進行に対してどのように作用するかに基づいて、他のクラッチトルクを係合側クラッチトルクＴcaplに含めるか或いは解放側クラッチトルクＴcdrnに含めるかが決定される。次いで、トルク分担率算出部７８に対応するＳ３０において、例えば他の係合装置を含む同じ側の係合装置毎に、係合装置間のトルク分担率が予め定められた所定分担率となるように設定される。次いで、トルク分担率算出部７８に対応するＳ４０において、例えば前記変速進行度マップを用いて係合装置のトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）が算出される。次いで、変速目標値算出部８０に対応するＳ５０において、各変速目標値（入力軸角加速度dωt/dt、変速機出力トルクＴoの各目標値）が算出される。次いで、制御操作量算出部７６に対応するＳ６０において、前記制御操作量を算出する関係式から、上記Ｓ３０，Ｓ４０にて算出された各係合装置のトルク分担率、及び上記Ｓ５０にて算出された各変速目標値に基づいて、制御操作量（エンジントルクＴe、係合側クラッチトルクＴcapl、解放側クラッチトルクＴcdrn、他のクラッチトルクの各要求値）が算出される。次いで、エンジン出力制御部７２及び変速制御部７４に対応するＳ７０において、上記Ｓ６０にて算出された各制御操作量が得られるように、エンジン出力制御指令信号Ｓe及び油圧指令信号Ｓpが出力されて、エンジン１２、解放側クラッチ、係合側クラッチ、及び他の係合装置が制御される。

図５において、例えば変速モデルを用いて各目標値を実現させる各要求値が決定され、変速制御が開始される（ｔ１時点）。図５の実施例は、パワーオンアップシフト時であるので、変速を適切に進行させる為に、係合側クラッチのトルク分担率ｘaplと解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnとを変化させる時期が、イナーシャ相の開始前とされている（ｔ２時点乃至ｔ３時点）。２→５アップシフトにおいて、他の係合装置としての第３速ギヤ段を形成する係合装置は、５速同期回転速度へ向かって変化させられる変速機入力回転速度ωiが３速同期回転速度を通過する時点（ｔ４時点）までは変速を進行させる方向にトルク容量を発生できるので、第５速ギヤ段を形成する係合装置と同じ係合側クラッチに分類される。従って、「０」→「１」で変化させられる係合側クラッチのトルク分担率ｘaplは、更に、第５速ギヤ段を形成する係合装置と第３速ギヤ段を形成する係合装置との間で分担される。イナーシャ相開始後（ｔ３時点以降）は、「係合側クラッチのトルク分担率ｘapl＝１」を維持しつつ第３速ギヤ段を形成する係合装置のトルク分担率を３速同期回転速度を通過する時点までに零とするように、係合側クラッチに分類した係合装置間でのトルク分担率が変化させられる（ｔ３時点乃至ｔ４時点）。

図６において、例えば変速モデルを用いて各目標値を実現させる各要求値が決定され、変速制御が開始される（ｔ１時点）。図６の実施例は、パワーオンダウンシフト時であるので、変速を適切に進行させる為に、係合側クラッチのトルク分担率ｘaplと解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnとを変化させる時期が、変速機入力回転速度ωiが変速後の同期回転に概ね近づいたようなイナーシャ相終了時とされている（ｔ４時点乃至ｔ５時点）。５→２ダウンシフトにおいて、他の係合装置としての第３速ギヤ段を形成する係合装置は、２速同期回転速度へ向かって変化させられる変速機入力回転速度ωiが３速同期回転速度を通過した時点（ｔ３時点）以降は変速の進行を妨げる方向にトルク容量を発生できるので、第５速ギヤ段を形成する係合装置と同じ解放側クラッチに分類される。従って、「１」→「０」で変化させられる解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnは、更に、第５速ギヤ段を形成する係合装置と第３速ギヤ段を形成する係合装置との間で分担される。但し、解放側クラッチのトルク分担率ｘdrnの変化を開始する時点までに、第３速ギヤ段を形成する係合装置にもトルク分担しておく必要がある。その為、３速同期回転速度を通過した時点（ｔ３時点）以降に、「解放側クラッチのトルク分担率ｘdrn＝１」を維持しつつ第３速ギヤ段を形成する係合装置のトルク分担率をトルク分担率ｘdrnの変化を開始する時点までに所定分担率とするように、解放側クラッチに分類した係合装置間でのトルク分担率が変化させられる（ｔ３時点乃至ｔ４時点）。

上述のように、本実施例によれば、前記式（１）及び式（２）の運動方程式に何らかの拘束条件を設定しなければその式が解けないことに対して、トルク分担率ｘを拘束条件としたので、変速制御において難しいとされる係合装置のトルクの受け渡しを制御するのに適しており、且つその式を解くことができる。見方を換えれば、トルクの受け渡しを表現したトルク分担率ｘを拘束条件としたので、何れの変速パターンにも所定の変速モデルにて対応することができる。具体的には、変速進行度を制御するのに適したトルク分担率ｘを拘束条件とすることで、タイアップや吹き上がりの発生を抑制したり、反対に、敢えてタイアップや吹き上がりを発生させる制御の制御性が向上する。また、エンジントルクダウン制御を適切に実行することができる。このように、本実施例によれば、２つの変速目標値に対して３つの制御操作量があったとしても、変速モデルを用いて３つの制御操作量を適切に決定し、２つの変速目標値を実現するような自動変速機１８の所望の変速を実行することができる。

また、本実施例によれば、更に、２つの変速目標値を実現する為に少なくとも４つの制御操作量を決定する必要がある場合に、他のクラッチトルクが変速の進行に対してどのように作用するかに基づいて、他の係合装置を係合側クラッチ及び解放側クラッチの何れかに分類するので、係合側クラッチと解放側クラッチとでトルク分担率（ｘ，ｘapl，ｘdrn）に応じたトルク分担を実現できることに加え、同じ側に分類された複数の係合装置間のトルク分担を任意に設定できることで、それら各制御操作量を決定することができる。よって、本発明では、変速モデルを用いて自動変速機１８の所望の変速を一層適切に実行することができる。

また、本実施例によれば、他のクラッチトルクを含む側の係合装置のトルク容量においては、含まれる各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定するので、同じ側に分類された複数の係合装置間のトルク分担が適切に実現される。

また、本実施例によれば、前記式（１）及び式（２）の運動方程式と、前記式（３）及び式（４）の関係とを用いて、変速目標値に基づいて制御操作量を算出するので、変速制御において難しいとされるトルクの受け渡しに関連する制御を上記運動方程式に反映させることができ、３つの制御操作量を適切に決定することができる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

前述の実施例１では、同じ側に分類した係合装置間のトルク分担率を予め定められた所定分担率とするように設定した。本実施例では、より適切にトルク分担する為に、トルク分担率算出部７８は、同じ側に分類した各係合装置の熱吸収量に基づいて、同じ側に分類した係合装置間における各々のクラッチトルクのトルク分担率を設定する。具体的には、トルク分担率算出部７８は、例えば所定の関係式からスリップ中の係合装置の差回転速度（スリップ回転速度）と分担されるクラッチトルク分とに基づいて係合装置の熱吸収量を算出する。トルク分担率算出部７８は、算出した各係合装置の熱吸収量が各係合装置毎に予め定められた所定の許容値を超えないように、同じ側に分類した係合装置間のトルク分担率を設定する。この際、逐次、熱吸収量を算出してトルク分担率を設定しても良いし、或いは、トルク分担を開始する前に、トルク分担したときの熱吸収量を変速目標値等に基づいて予め算出（予測）してトルク分担率を設定しても良い。

ところで、変速前後のギヤ段の形成に関与する解放側クラッチ及び係合側クラッチが変速過渡中に熱的に不利にならないのであれば、そもそも他のクラッチトルクを発生させる必要がないと考えることもできる。そこで、制御操作量算出部７６は、変速中における係合側クラッチ（すなわち変速前後のギヤ段の形成に関与する係合側クラッチ）の熱吸収量が予め定められた所定の許容値を超えない場合には、変速を進行させる側にトルク容量が作用するような他の係合装置にトルク容量を発生させない（すなわち変速を進行させる側に作用する他のクラッチトルクを発生させない）。また、制御操作量算出部７６は、変速中における解放側クラッチ（すなわち変速前後のギヤ段の形成に関与する解放側クラッチ）の熱吸収量が予め定められた所定の許容値を超えない場合には、変速の進行を妨げる側にトルク容量が作用するような他の係合装置にトルク容量を発生させない（すなわち変速の進行を妨げる側に作用する他のクラッチトルクを発生させない）。

具体的には、制御操作量算出部７６は、変速目標値等に基づいて、変速前後のギヤ段の形成に関与する解放側クラッチ及び係合側クラッチの変速中（他のクラッチトルクを発生させない場合の変速中）における各熱吸収量を予め算出（予測）する。制御操作量算出部７６は、算出した各係合装置の熱吸収量が各係合装置毎に予め定められた所定の許容値を超えているか否かを判定する。制御操作量算出部７６は、その算出した熱吸収量が所定の許容値を超えていると判定した場合には、熱吸収量が所定の許容値を超える係合装置の伝達トルク分を分担する為に、他の係合装置を選択する。制御操作量算出部７６は、その算出した熱吸収量が所定の許容値を超えていないと判定した場合には、解放側クラッチ及び係合側クラッチ以外の他の係合装置へのトルク分担を行わない。

図７は、電子制御装置７０の制御作動の要部すなわち変速中に他のクラッチトルクを発生させたとしても変速モデルを用いて自動変速機１８の所望の変速を一層適切に実行する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図７は、前述した実施例１における図４に対応する別の実施例であり、以下に図４と相違する点について主に説明する。

図７において、前記Ｓ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は制御操作量算出部７６に対応するＳ１２において、変速前後のギヤ段の形成に関与する解放側クラッチ及び係合側クラッチの変速中における各熱吸収量が予測される。次いで、制御操作量算出部７６に対応するＳ１４において、上記Ｓ１２にて算出された各係合装置の熱吸収量が各所定の許容値を超えているか否かが判定される。このＳ１４の判断が肯定される場合は制御操作量算出部７６に対応するＳ２０’において、例えば熱吸収量が所定の許容値を超える係合装置の伝達トルク分を分担する為の係合装置が他の係合装置として選択される。加えて、他の係合装置が、熱吸収量が所定の許容値を超える係合装置と同じ側に分類される。次いで、トルク分担率算出部７８に対応するＳ２５において、例えば上記Ｓ２０’にて同じ側に分類された各係合装置の熱吸収量が予測される。次いで、トルク分担率算出部７８に対応するＳ３０’において、例えば他の係合装置を含む同じ側の係合装置毎に、係合装置間のトルク分担率が、上記Ｓ２５にて算出された各係合装置の熱吸収量に応じて設定される。上記Ｓ１４の判断が否定される場合は或いは上記Ｓ３０’に次いで、前記Ｓ４０乃至Ｓ７０が実行される。

上述のように、本実施例によれば、前述の実施例１と同様の効果が得られることに加え、係合装置の熱吸収量に基づいて、同じ側に分類された各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定するので、同じ側に分類された複数の係合装置間で各熱吸収量に応じたトルク分担が適切に実現される。よって、同じ側に分類された複数の係合装置の各々で熱吸収量を許容値以下とすることができる。

また、本実施例によれば、変速中における係合側クラッチの熱吸収量が所定の許容値を超えない場合には、変速を進行させる側に作用する他のクラッチトルクを発生させない一方で、変速中における解放側クラッチの熱吸収量が所定の許容値を超えない場合には、変速の進行を妨げる側に作用する他のクラッチトルクを発生させないので、係合装置の不要なトルク受け渡しを減らすことができて、変速ショックの発生を抑制できる。

前述の実施例２では、変速前後のギヤ段の形成に関与する解放側クラッチ及び係合側クラッチが変速過渡中に熱的に不利にならないのであれば、他のクラッチトルクを発生させなかった。この際、各係合装置の熱吸収量に基づいて、他のクラッチトルクを発生させるか否かを判断した。ところで、変速中の伝達トルクが元々小さいのであれば、他のクラッチトルクを発生させなくても、そもそも熱的に不利にならないと考えることもできる。そこで、本実施例では、制御操作量算出部７６は、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）が予め定められた所定トルクよりも小さくなるような自動変速機１８の変速中には、他の係合装置にトルク容量を発生させない（すなわち他のクラッチトルクを発生させない）。タービントルクＴtが所定トルクよりも小さくなる場合とは、例えばパワーオフ変速時である。一方で、タービントルクＴtが所定トルク以上となる場合とは、例えばパワーオン変速時である。具体的には、制御操作量算出部７６は、自動変速機１８の変速がパワーオン変速であるか否かを判定する。制御操作量算出部７６は、自動変速機１８の変速がパワーオン変速であると判定した場合には、他の係合装置を選択する。制御操作量算出部７６は、自動変速機１８の変速がパワーオン変速でないと判定した場合には、解放側クラッチ及び係合側クラッチ以外の他の係合装置へのトルク分担を行わない。

図８は、電子制御装置７０の制御作動の要部すなわち変速中に他のクラッチトルクを発生させたとしても変速モデルを用いて自動変速機１８の所望の変速を一層適切に実行する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図８は、前述した実施例１，２における図４，７に対応する別の実施例であり、以下に図４と相違する点について主に説明する。

図８において、前記Ｓ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は制御操作量算出部７６に対応するＳ１５において、自動変速機１８の変速がパワーオン変速であるか否かが判定される。このＳ１５の判断が肯定される場合は、前記Ｓ２０乃至Ｓ７０が実行される。一方で、上記Ｓ１５の判断が否定される場合は、前記Ｓ４０乃至Ｓ７０が実行される。

上述のように、本実施例によれば、前述の実施例１と同様の効果が得られることに加え、タービントルクＴtが所定トルクよりも小さくなるような自動変速機１８の変速中には、他のクラッチトルクを発生させないので、係合装置の不要なトルク受け渡しを減らすことができて、変速ショックの発生を抑制できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、その他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例において、各実施例が独立して実施されているが、上記各実施例は必ずしも独立して実施する必要はなく、適宜組み合わせて実施しても構わない。

また、前述の実施例では、他のクラッチトルクが変速の進行に対してどのように作用するかに基づいて、他の係合装置を係合側或いは解放側に分類した。この際、変速過渡中の変速機入力回転速度ωiや係合装置の差回転速度の、実際値或いは予測値に基づいて、他の係合装置を係合側クラッチと解放側クラッチとのどちらに分類するかを変更しても良い。具体的には、同期回転速度の通過前か通過後かで、係合側か解放側かが入れ替わるので、変速過渡中において他の係合装置の分類を変更しても良い。つまり、変速当初に実際値或いは予測値に基づいて他の係合装置を係合側か解放側かに分類することは、変速当初のみならず変速過渡中にも適用される。これにより、他のクラッチトルクが変速の進行に対してどのように作用するかが変速過渡中に変化する場合においても、トルク分担率に応じたトルク分担を適切に実現できる。また、変速機入力回転速度ωiの予測値に基づいて他の係合装置を係合側か解放側かに分類することで、例えば同期回転速度までに他の係合装置のトルク分担率を零とするような制御も可能となる。

また、前述の実施例では、熱的に不利になるときに他の係合装置を用いることを例示したが、これに限らない。例えば、変速の種類毎に、他の係合装置を用いるか用いないかが予め定められているような態様でも良い。

また、前述の実施例では、他の係合装置として、２速−５速ギヤ段間での変速のような飛び変速時の中間ギヤ段（例えば第３速ギヤ段）を形成する係合装置を例示したが、これに限らない。例えば、２速−３速ギヤ段間での変速時の第５速ギヤ段を形成する係合装置などであっても良い。また、前述した通り、他の係合装置は、１つに限らない。例えば、熱吸収量が許容値の範囲に入るように、２以上の他の係合装置が同時に選択される。

また、前述の実施例における図４，７，８のフローチャートにおいて、ステップＳ４０とＳ５０との実行順が入れ替わっても良いなど、各ステップの実行順は差し支えのない範囲で適宜変更することができる。

また、前述の実施例では、出力軸２０側の回転部材として出力軸２０を例示したが、これに限らず、出力軸２０側の回転部材は、出力軸２０から駆動輪２６までの動力伝達経路における回転部材であれば良い。入力軸１６側の回転部材として入力軸１６を例示したが、これに限らず、入力軸１６側の回転部材は、エンジン１２から入力軸１６までの動力伝達経路における回転部材であれば良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：エンジン（駆動力源）
１６：入力軸
１８：自動変速機
２０：出力軸
２６：駆動輪
７０：電子制御装置（変速制御装置）
Ｂ１，Ｂ２：ブレーキ（係合装置）
Ｃ１，Ｃ２：クラッチ（係合装置）

Claims (5)

1. 駆動力源からの動力を受ける入力軸と駆動輪に動力を伝達する出力軸との間で回転とトルクとを伝達する複数の係合装置を有して、該係合装置の係合と解放との切替えによって変速が実行される自動変速機を備え、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する予め定められた変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を実行する車両の変速制御装置であって、
   前記変速目標値を、前記出力軸側の回転部材上のトルクと、前記入力軸側の回転部材の速度変化量との２つの値で設定し、
   前記制御操作量を、前記入力軸側の回転部材上のトルクと、前記変速時における係合側の係合装置のトルク容量と、前記変速時における解放側の係合装置のトルク容量との３つの値で設定し、
   前記変速時に前記係合側の係合装置と前記解放側の係合装置とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を設定することで、
   前記変速モデルを用いて前記自動変速機の変速を実行するものであり、
   前記自動変速機の変速中に変速前後のギヤ段を形成する係合装置とは異なる他の係合装置にトルク容量を発生させるに際して、
   前記他の係合装置のトルク容量が前記変速を進行させる側に作用する場合は、該他の係合装置のトルク容量を前記係合側の係合装置のトルク容量に含めて前記制御操作量を決定する一方で、
   前記他の係合装置のトルク容量が前記変速の進行を妨げる側に作用する場合は、該他の係合装置のトルク容量を前記解放側の係合装置のトルク容量に含めて前記制御操作量を決定するものであり、
   前記他の係合装置のトルク容量を含む側の係合装置のトルク容量においては、含まれる各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定することを特徴とする車両の変速制御装置。
2. 係合装置の熱吸収量に基づいて、前記各々の係合装置のトルク容量のトルク分担率を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の変速制御装置。
3. 前記変速中における前記係合側の係合装置の熱吸収量が所定の許容値を超えない場合には、前記変速を進行させる側にトルク容量が作用するような前記他の係合装置にトルク容量を発生させない一方で、
   前記変速中における前記解放側の係合装置の熱吸収量が所定の許容値を超えない場合には、前記変速の進行を妨げる側にトルク容量が作用するような前記他の係合装置にトルク容量を発生させないことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の変速制御装置。
4. 前記入力軸側の回転部材上のトルクが所定トルクよりも小さくなるような前記自動変速機の変速中には、前記他の係合装置にトルク容量を発生させないことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車両の変速制御装置。
5. 前記変速モデルは、前記変速目標値と前記制御操作量とを含む前記自動変速機の運動方程式と、前記トルク分担率を表す関係とを用いて、前記変速目標値に基づいて前記制御操作量を算出するものであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の車両の変速制御装置。

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