JPH0842676A - 自動変速機の変速油圧制御装置 - Google Patents

自動変速機の変速油圧制御装置

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JPH0842676A
JPH0842676A JP6179928A JP17992894A JPH0842676A JP H0842676 A JPH0842676 A JP H0842676A JP 6179928 A JP6179928 A JP 6179928A JP 17992894 A JP17992894 A JP 17992894A JP H0842676 A JPH0842676 A JP H0842676A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速時に変速時間を正確に目標値に一致させ
ることができる自動変速機の油圧制御装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 自動変速機４においては、コントロールユニ
ット７０(ＥＣＵ７０)によってライン圧制御が行われる
が、該ライン圧制御においては、変速時には目標ライン
圧が、変速機構３０への入力トルクと、タービンシャフ
ト２７の回転数変化に起因する慣性力と、摩擦要素の摩
擦係数とに応じて設定される。このため、運転状態の変
化により摩擦要素の摩擦係数が変化した場合でも、油圧
機構３０のライン圧を最適値に保持することができ、変
速時間を正確に目標変速時間に一致させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の変速油圧
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車用の自動変速機にはトル
クコンバータと機械式の変速機構とが設けられ、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エンジ
ンの出力トルクを変速してタービンシャフトに出力し、
変速機構はタービンシャフトのトルクをさらに変速して
変速機出力軸に出力するようになっている。ここで、変
速機構は、通常、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤ
等の複数のギヤからなる遊星歯車機構とされ、変速時に
はその内部での動力伝達特性を切り替えることによって
変速を行うようになっている。
【０００３】そして、自動変速機には、変速機構の変速
特性ないしは動力伝達経路を切り替えるために、所定の
ギヤへのトルクの伝達をオン(伝達)・オフ(遮断)するク
ラッチ、所定のギヤのブレーキングをオン(固定)・オフ
(解放)するブレーキ等の各種油圧式摩擦要素が設けられ
る。さらに、自動変速機には、これらの各摩擦要素に対
して作動油圧を給排する油圧機構が設けられ、この油圧
機構によって各摩擦要素のオン・オフパターンが切り替
えられ、これによって変速が行われるようになってい
る。
【０００４】かかる自動変速機において、変速時間(変
速に要する時間)が短かすぎると、すなわち摩擦要素に
給排される油圧が高すぎると変速ショックが発生すると
いった問題が生じる。逆に、変速時間が長すぎると、す
なわち摩擦要素に給排される油圧が低すぎると走行性能
が悪くなるといった問題が生じる。そこで、一般に自動
変速機においては、変速時間が運転状態に応じた所定の
目標値(目標変速時間)となるように変速機構の油圧が制
御される。
【０００５】ここで、変速時間は、該変速によって実際
にオン／オフされる摩擦要素での伝達トルクと、該摩擦
要素の締結力すなわち油圧機構の油圧とによって左右さ
れる。すなわち、伝達トルクについては該伝達トルクが
大きいときほど変速時間は長くなり、他方油圧について
は該油圧が高いときほど変速時間は短くなる。したがっ
て、伝達トルクに応じて油圧を好ましく設定すれば、変
速時間を目標値に一致させることができることになる。
そして、従来より、変速時における該摩擦要素での伝達
トルクは、変速機構への入力トルクと、変速機構への動
力伝達系の回転数変化に起因する慣性力とを合わせたも
のであると考えられている。すなわち、シフトアップ変
速時には入力側回転数が低下するので、動力伝達系の慣
性モーメントによってタービンシャフトのトルクと同一
方向の慣性力が摩擦要素に作用し、シフトダウン変速時
には入力側回転数が上昇するので、動力伝達系の慣性モ
ーメントによってタービンシャフトのトルクと逆方向の
慣性力が摩擦要素に作用する。
【０００６】そこで、変速時において、変速時間が所定
の目標値となるように、変速機構への入力トルクと変速
機構への動力伝達系の慣性力とに応じて油圧機構の油圧
を制御するようにした自動変速機の油圧制御装置が提案
されている(例えば、特公平４−７２０９９号公報、特
開平３−２４９４６８号公報参照)。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者らの実験によれば、変速機構への入力トルクと変速
機構への動力伝達機構の慣性力とに応じて油圧機構の油
圧を制御するようにした従来の自動変速機では、変速時
間を正確に目標値に一致させることが困難であるという
ことが判明した。以下、これについて説明する。
【０００８】すなわち、従来の自動変速機の油圧制御装
置においては、油圧機構の目標油圧Ｐ(ライン圧)は、例
えば次の式１により、角加速度ω'すなわち慣性力と、
変速機構への入力トルクＴtとに応じて設定される。
【数１】 Ｐ＝Ａ・ω'＋Ｂ・Ｔt＋Ｃ………………………………………………式１ なお、式１においてＡ、Ｂ、Ｃは定数である。この式１
が正しければ、変速時間が目標値と一致した場合の実際
の油圧Ｐと角加速度ω'と入力トルクＴtとを複数組測定
してＡ、Ｂ、Ｃを決定すれば、式１を用いてω'及びＴt
に対応する目標油圧Ｐを演算し、実際の油圧を目標油圧
Ｐに保持することにより、変速時間を目標値に一致させ
られることになる。
【０００９】そこで、本願発明者は、変速時間が目標値
と一致した場合の油圧と角加速度と入力トルクとを多数
組(６４組)について実測した上で、これらのデータにつ
いて重回帰分析により、誤差が最小となるようなＡ、
Ｂ、Ｃを決定した。ここで、式１が正しければ、全油圧
のうちの角加速度ω'に対応する分の油圧すなわちイナ
ーシャ油圧はω'に比例し、したがってイナーシャ油圧
とω'とは直線的関係となるはずである。また、全油圧
のうちの入力トルクＴtに対応する分の油圧すなわちト
ルク油圧はＴtに比例し、したがってトルク油圧とＴtと
は直線的関係となるはずである。
【００１０】かくして、上記の実測データに基づいて得
られた、角加速度とイナーシャ油圧との間の相関関係
と、入力トルクとトルク油圧との間の相関関係とを、夫
々、図１１と図１２とに示す。図１１及び図１２から明
らかなとおり、イナーシャ油圧と角加速度との間の相関
係数は０.９６０１１であって比較的良好な相関関係が
得られているものの、トルク油圧と入力トルクとの間の
相関係数は０.７８８１０１であってその相関関係は非
常に弱く、両者は直線的関係にあるとはいいがたい。図
１２においては、データは直線的ではなく、むしろ破線
で示す曲線にのっているようにもみえる。なお、もし式
１が完全に正しければ、相関係数が１となり、図１１及
び図１２において全データが直線上に並ぶはずである。
したがって、従来より用いられている式１の精度は比較
的低く、式１に基づいて目標油圧を設定したのでは、変
速時間を高精度で目標値に一致させることは困難であ
る。
【００１１】ここにおいて、本願発明者は、このように
なる理由はおよそ次のとおりであると考察した。すなわ
ち、変速時において実際にオン／オフされる摩擦要素の
摩擦係数(動摩擦係数)は、摩擦要素の駆動側部材と被駆
動側部材との間の面圧あるいは相対速度に応じて変化す
るものと考えられるが、上記従来の自動変速機の油圧制
御装置では、摩擦要素での摩擦係数は一定であるという
前提で油圧機構の油圧を制御しており、したがって摩擦
係数の変動に伴って変速時間が変動する。かくして、本
願発明者は、摩擦要素の摩擦係数に応じて油圧機構の油
圧を制御すれば、変動時間を正確に目標値に一致させる
ことができるであろうと考察した。
【００１２】本発明は、かかる考察に基づいて上記従来
の問題点を解決するためになされたものであって、変速
時に変速時間を正確に目標値に一致させることができる
自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、図１にその構成を示すように、第１の発明は、変速
機構aの動力伝達特性を切り替えて該変速機構aを変速さ
せる油圧式の摩擦要素bと、該摩擦要素bに対して油圧を
給排する油圧機構cと、変速時の油圧を変速時間が所定
の目標値となるように変速機構aへの入力トルクと動力
伝達系の変速中の慣性力とに応じて設定する油圧制御手
段dとが設けられている自動変速機の変速油圧制御装置
において、変速に際して実際に油圧が給排される摩擦要
素bの変速中の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段eが
設けられ、上記油圧制御手段dが、変速機構aへの入力ト
ルクと、変速機構aの入力側回転数変化率と、上記摩擦
係数の推定値とに基づいて変速時の油圧を設定するよう
になっていることを特徴とする自動変速機の変速油圧制
御装置を提供する。
【００１４】第２の発明は、第１の発明にかかる自動変
速機の変速油圧制御装置において、摩擦係数推定手段e
が、摩擦要素bの駆動側部材と被駆動側部材との間の面
圧と、摩擦要素bの駆動側部材と被駆動側部材との間の
相対回転数差とのうちの少なくとも一方に基づいて摩擦
係数を推定するようになっていることを特徴とする自動
変速機の変速油圧制御装置を提供する。
【００１５】第３の発明は、第２の発明にかかる自動変
速機の変速油圧制御装置において、油圧制御手段dが、
変速機構aへの入力トルクと変速機構aの入力側回転数変
化率とを独立変数とし、摩擦要素bの摩擦係数に応じて
定まる定数を用いた一次近似式に従って油圧を設定する
ようになっていることを特徴とする自動変速機の変速油
圧制御装置を提供する。
【００１６】第４の発明は、第３の発明にかかる自動変
速機の変速油圧制御装置において、油圧をＰとし、変速
機構aへの入力トルクをＴtとし、変速機構aの入力側回
転数変化率をω'とし、摩擦要素bの摩擦係数に応じて定
まる４つの定数を a1,a2,a3,a4 とすれば、上記一次近
似式が、(Ｐ＝a1・Ｔt＋a2・ω'＋a3・Ｔt・ω'＋a4)である
ことを特徴とする自動変速機の変速油圧制御装置を提供
する。
【００１７】第５の発明は、第２の発明にかかる自動変
速機の変速油圧制御装置において、油圧制御手段dが、
変速機構aへの入力トルクと変速機構aの入力側回転数変
化率とを独立変数とし、摩擦要素bの摩擦係数に応じて
定まる定数を用いた二次近似式に従って油圧を設定する
ようになっていることを特徴とする自動変速機の変速油
圧制御装置を提供する。
【００１８】第６の発明は、第５の発明にかかる自動変
速機の変速油圧制御装置において、油圧をＰとし、変速
機構aへの入力トルクをＴtとし、変速機構aの入力側回
転数変化率をω'とし、摩擦要素bの摩擦係数に応じて定
まる９つの定数を b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9 とすれ
ば、上記二次近似式が、(Ｐ＝b1・Ｔt＋b2・ω'＋b3・Ｔt・
ω'＋b4・Ｔt2＋b5・ω'2＋b6・Ｔt2・ω'＋b7・Ｔt・ω'2＋b
8・Ｔt2・ω'2＋b9)であることを特徴とする自動変速機の
変速油圧制御装置を提供する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図２に示すように、自動車１は、左右の前輪２a,２bが
駆動輪とされているとともに、エンジン３の出力トルク
が自動変速機４から差動装置５及び左右の駆動軸６a,６
bを介して前輪２a,２bに伝達されるようになっている。
エンジン３には、各気筒ごとに点火プラグ７…７が設け
られている。
【００２０】自動変速機４は、図３にも示すように、エ
ンジン３の出力軸８に連結されたトルクコンバータ２０
と、その出力トルク(タービントルク)が入力される変速
機構３０と、該変速機構３０の動力伝達特性(動力伝達
経路)を切り換えるクラッチ、ブレーキ等の複数の摩擦
要素４１〜４６及びワンウェイクラッチ５１,５２と、
摩擦要素４１〜４６に選択的にライン圧を供給すること
により変速機構３０の変速比(変速段)を切り換える油圧
制御ユニット６０(油圧機構)とを有し、これらにより走
行レンジとしてのＤ,Ｓ,Ｌ,Ｒの各レンジと、Ｄレンジ
での１〜４速、Ｓレンジでの１〜３速、Ｌレンジでの１
〜２速が得られるようになっている。
【００２１】トルクコンバータ２０は、エンジン出力軸
８に連結されたケース２１内に固設されたポンプ２２
と、該ポンプ２２に対向状に配置されて該ポンプ２２に
より作動油を介して駆動されるタービン２３と、該ポン
プ２２とタービン２３との間に介設されかつ変速機ケー
ス９にワンウェイクラッチ２４を介して支持されてトル
ク増大作用を行うステータ２５と、上記ケース２１とタ
ービン２３との間に設けられ、該ケース２１を介してエ
ンジン出力軸８とタービン２３とを直結するロックアッ
プクラッチ２６とで構成されている。そして、上記ター
ビン２３の回転がタービンシャフト２７を介して変速機
構３０側に出力されるようになっている。ここで、上記
エンジン出力軸８にはタービンシャフト２７内を貫通す
るポンプシャフト１０が連結され、該シャフト１０によ
り変速機後端部に備えられたオイルポンプ１１が駆動さ
れるようになっている。
【００２２】変速機構３０はラビニョ型プラネタリギヤ
装置で構成され、上記タービンシャフト２７上に遊嵌合
された小径のスモールサンギヤ３１と、該サンギヤ３１
の後方において同じくタービンシャフト２７上に遊嵌合
された大径のラージサンギヤ３２と、上記スモールサン
ギヤ３１に噛合された複数個のショートピニオンギヤ３
３と、前半部が該ショートピニオンギヤ３３に噛合さ
れ、後半部が上記ラージサンギヤ３２に噛合されたロン
グピニオンギヤ３４と、該ロングピニオンギヤ３４及び
上記ショートピニオンギヤ３３を回転自在に支持するキ
ャリヤ３５と、ロングピニオンギヤ３４に噛合されたリ
ングギヤ３６とで構成されている。
【００２３】そして、上記タービンシャフト２７とスモ
ールサンギヤ３１との間に、フォワードクラッチ４１と
第１ワンウェイクラッチ５１とが直列に介設され、また
これらのクラッチ４１,５１に対して並列にコーストク
ラッチ４２が介設されているとともに、タービンシャフ
ト２７とキャリヤ３５との間には３−４クラッチ４３が
介設され、さらに該タービンシャフト２７とラージサン
ギヤ３２との間にリバースクラッチ４４が介設されてい
る。また、上記ラージサンギヤ３２とリバースクラッチ
４４との間にはラージサンギヤ３２を固定するバンドブ
レーキでなる２−４ブレーキ４５が設けられているとと
もに、上記キャリヤ３５と変速機ケース９との間には、
該キャリヤ３５の反力を受け止める第２ワンウェイクラ
ッチ５２と、キャリヤ３５を固定するローリバースブレ
ーキ４６とが並列に設けられている。そして、上記リン
グギヤ３６が出力ギヤ１２に連結され、該出力ギヤ１２
から差動装置５を介して左右の前輪２a,２bに回転力が
伝達されるようになっている。
【００２４】ここで、上記各クラッチ、ブレーキ等の摩
擦要素４１〜４６及びワンウェイクラッチ５１,５２の
作動状態と変速段との関係をまとめると、表１に示すよ
うになる。
【００２５】
【表１】
【００２６】さらに、エンジン３及び自動変速機４を統
合制御するコントロールユニット７０(以下、ＥＣＵ７
０という)が備えられ、このＥＣＵ７０は、自動車１の
車速を検出する車速センサ７１からの信号、エンジン３
のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ
７２からの信号、エンジン３の吸気流量を検出するエア
フローセンサ７３からの信号、エンジン回転数を検出す
るエンジン回転センサ７４からの信号、エンジン３の冷
却水温度を検出する水温センサ７５からの信号、トルク
コンバータ２０の出力回転数(タービン回転数)を検出す
るタービン回転センサ７６からの信号、変速機構３０の
出力回転数を検出する出力回転センサ７７からの信号、
セレクトレバー１３によるシフト位置(レンジ)を検出す
るシフト位置センサ７８からの信号、自動変速機４の作
動油温度を検出する油温センサ７９からの信号などを入
力して、自動変速機４に対しては、油圧制御ユニット６
０に備えられた変速用ソレノイドバルブ６１…６１によ
る変速制御と、同じく油圧制御ユニット６０に備えられ
たデューティソレノイドバルブ６２によるライン圧制御
(油圧制御)とを行うとともに、エンジン３に対しては点
火プラグ７…７に対する点火制御などを行うようになっ
ている。さらに、本実施例においては、変速時に点火時
期制御によりエンジン３の出力トルクを低減させるトル
クダウン制御が行われる。なお、ＥＣＵ７０は、特許請
求の範囲に記載された「油圧制御手段」及び「摩擦係数推
定手段」を含む総合的な制御手段である。
【００２７】以下、油圧制御ユニット６０におけるライ
ン圧制御部分の構成について説明する。図４に示すよう
に、オイルポンプ１１から吐出される作動油の圧力を所
定のライン圧に調整するレギュレータバルブ６３と、該
レギュレータバルブ６３に制御圧を供給するスロットル
モデュレータバルブ６４とが備えられている。このスロ
ットルモデュレータバルブ６４には、オイルポンプ１１
からの作動油が吐出されるメインライン６５から該作動
油を一定圧に減圧するレデューシングバルブ６６を介し
て導かれた一定圧ライン６７が接続されているととも
に、該スロットルモデュレータバルブ６４からレギュレ
ータバルブ６３の一端に設けられた増圧ポート６３aに
増圧ライン６８が導かれている。また、該スロットルモ
デュレータバルブ６４の一端の制御ポート６４aには、
一定圧ライン６７から分岐されたパイロットライン６９
が接続されている。
【００２８】そして、このパイロットライン６９に、図
２に示したライン圧制御用のデューティソレノイドバル
ブ６２が設置されて、該デューティソレノイドバルブ６
２のデューティ比に応じたパイロット圧が上記スロット
ルモデュレータバルブ６４の制御ポート６４aに導入さ
れることにより、上記ラインから供給された一定圧が、
該パイロット圧ないし上記デューティ比に応じた圧力に
調整された上で、増圧ライン６８を介してレギュレータ
バルブ６３の増圧ポート６３aに供給されるようになっ
ている。したがって、このレギュレータバルブ６３によ
って圧力が調整されたライン圧は上記デューティ比に応
じた圧力となる。
【００２９】そして、自動変速機４においては、基本的
には、ＥＣＵ７０によって、変速時に変速時間が所定の
目標値(目標変速時間)となるように、変速機構３０への
入力トルクと、変速機構３０の入力側回転数変化率(タ
ービン回転数変化率)すなわち変速機構３０への動力伝
達系の変速中の慣性力(イナーシャ変化量)と、該変速時
にオン・オフされるすなわち実際に油圧が給排される摩
擦要素の摩擦係数(動摩擦係数)とに基づいて、油圧制御
ユニット６０のライン圧(油圧)が制御されるようになっ
ている。以下、ＥＣＵ７０によるかかるライン圧制御の
基本概念を説明する。
【００３０】図５に示すように、変速時にトルクダウン
を行う場合のライン圧制御の基本ロジックは、およそ次
のとおりである。まず、変速に際して、変速機構３０の
変速前後の入力側回転数変化量(以下、これを単に回転
数変化量という)すなわち変速前のタービン回転数と変
速後のタービン回転数の差(タービン回転数変化率)と、
変速機構３０への入力トルクすなわちタービンシャフト
２７のトルク(以下、これを単に入力トルクという)とに
基づいて目標変速時間を設定する(ステップＳ１)。な
お、入力トルクは変速時にトルクダウンがないものとし
て、エンジン負荷(メインスロットル開度)、エンジン回
転数、点火時期等に基づいて一般に知られている普通の
方法で演算される。
【００３１】一般に、変速時間が短ければ短いほど応答
性が良くなり変速時の走行性が高められる。しかしなが
ら、例えばシフトアップ変速時においては、変速中は変
速機構３０への動力伝達系の慣性モーメントに起因する
慣性力によって変速機出力軸のトルクが一時的に上昇す
るといった現象が生じる。そして、このようなトルク上
昇は変速時間が短いときほど大きくなり、このトルク上
昇が大きいと変速ショックが生じるので、変速時間をむ
やみに短くすることはできない。逆に、変速時間が長い
と変速時の応答性すなわち走行性が悪くなる。そこで、
変速ショックの発生を実質的に防止することができ、か
つ走行性を確保することができるような最善の変速時間
を運転状態に応じて設定し、これを目標変速時間として
いる。なお、かかる目標変速時間は回転数変化量と入力
トルクとをパラメータとするマップのかたちでＥＣＵ７
０内に記憶されている。
【００３２】続いて、上記回転数変化量を、ステップＳ
１で設定された目標変速時間で除算することにより、変
速機構３０の入力側の角加速度(以下、これを単に角加
速度という)を演算する(ステップＳ２)。よく知られて
いるように、変速機構３０への動力伝達系の慣性モーメ
ントをＩとし、角加速度をω'とすれば、該動力伝達系
の力のモーメントＮ、すなわち変速時において締結すべ
き摩擦要素にかかる力のモーメントＮ(慣性力)はＩと
ω'の積(Ｉ・ω')であらわされる。ここで、慣性モーメ
ントＩは一定であるので力のモーメントＮは角加速度
ω'に比例することになる。したがって、角加速度ω'の
みに基づいて、該摩擦要素にかかる力のモーメント(慣
性力)が把握されるわけである。
【００３３】次に、ステップＳ２で演算された角加速度
に基づいて、変速機構３０への動力伝達系の慣性モーメ
ントに起因する慣性力を吸収するためのイナーシャ油圧
を設定する(ステップＳ３)。すなわち、前記したとお
り、変速時には摩擦要素に、変速機構３０への動力伝達
系の慣性モーメントに起因する慣性力が作用するので、
摩擦要素の締結力すなわちライン圧をこの慣性力に応じ
て調整する必要がある。ここで、慣性力は角加速度に比
例するので、この角加速度から慣性力を吸収するための
イナーシャ油圧を設定するわけである。なお、イナーシ
ャ油圧は、角加速度をパラメータとするテーブルのかた
ちでＥＣＵ７０内に記憶されている。
【００３４】また、変速に際して、上記のイナーシャ油
圧の設定(演算)と並行して、角加速度と入力トルクとに
基づいて、トルクダウンを行うことを前提とした変速時
の変速機構３０への目標入力トルク(以下、これを単に
目標入力トルクという)を設定する(ステップＳ４)。シ
フトアップ変速時には、変速機構３０への動力伝達系の
慣性モーメントに起因する慣性力が、入力トルクと同一
方向に作用するので、変速機出力軸のトルクが一時的に
上昇することになる。そこで、かかるトルク上昇を防止
するため、基本的には変速時にはエンジン３の出力トル
クを抑制(トルクダウン)するようにしている。なお、か
かる目標入力トルクは、角加速度と入力トルクとをパラ
メータとするマップのかたちでＥＣＵ７０内に記憶され
ている。
【００３５】さらに、ステップＳ４で設定された目標入
力トルク、すなわちトルクダウンが考慮された入力トル
クに基づいてトルク油圧が設定される(ステップＳ５)。
このトルク油圧は、変速機構３０(摩擦要素)への入力ト
ルクに相応する締結力を得るために必要とされる油圧で
ある。なお、トルク油圧は、目標入力トルクをパラメー
タとするテーブルのかたちでＥＣＵ７０内に記憶されて
いる。
【００３６】そして、イナーシャ油圧と、トルク油圧
と、回転数変化量(クラッチ相対回転数)とに基づいて、
摩擦要素の摩擦係数(クラッチμ)を考慮した変速油圧が
演算される(ステップＳ６、ステップＳ７)。具体的に
は、例えばイナーシャ油圧とトルク油圧の和に、回転数
変化量に応じて摩擦係数による補正を行い(ステップＳ
６)、変速油圧を得る(ステップＳ７)。ここにおいて、
摩擦要素の摩擦係数は、該摩擦要素の駆動側プレートと
被駆動側プレートとの間の面圧及び相対回転数差に基づ
いて推定される。なお、面圧と相対回転数差のいずれか
一方に基づいて摩擦係数を推定するようにしてもよい。
さらに、変速油圧に対して油温補正を施して、最終的な
目標ライン圧が設定(出力)され、該目標ラインに一致す
るようライン圧が制御される(ステップＳ８)。このよう
なライン圧制御によれば、変速に際して実際に油圧が給
排される摩擦要素の摩擦係数に基づいて目標ライン圧が
設定されるので、どのような運転状態においても、変速
時間を正確に目標変速時間に一致させることができる。
【００３７】上記のステップＳ６、ステップＳ７におい
ては、摩擦要素の面圧及び／又は相対回転数差に基づい
て摩擦係数を推定した上で、該摩擦係数に基づいて変速
油圧を設定(演算)するようにしているが、このように摩
擦係数を独立的に求めるのではなく、以下のように入力
トルクと角加速度とに基づいて、摩擦係数の影響が加味
された変速油圧Ｐを演算するようにしてもよい。すなわ
ち、面圧は変速油圧Ｐに比例し、相対回転速度は変速時
の角加速度ω'で代用することができるので、摩擦係数
μは、次の式２で示すようにＰ及びω'を独立変数とす
る関数のかたちであらわされる。
【数２】 μ＝g(Ｐ,ω')……………………………………………………………式２
【００３８】また、次の式３で示すように、摩擦要素に
はたらく摩擦力(μ・Ａ・Ｐ)は、入力トルクＴt及び角加
速度ω'を独立変数とする関数のかたちであらわされ
る。なお、式３においてＡは摩擦係合面の面積(定数)で
ある。
【数３】 μ・Ａ・Ｐ＝h(Ｔt,ω')……………………………………………………式３
【００３９】したがって、式２と式３とから、次の式４
が得られる。
【数４】 g(Ｐ,ω')・Ａ・Ｐ＝h(Ｔt,ω')……………………………………………式４ ここで、式４中の独立変数はＰとＴtとω'とであるの
で、理論的には式４から次の式５を導くことができるこ
とになる。
【数５】 Ｐ＝f(Ｔt,ω')……………………………………………………………式５
【００４０】しかしながら、通常、代数的変形により式
４から式５を導くことは不可能であるので、マクローリ
ン展開により、Ｐを、Ｔt及びω'を独立変数とする多項
式で近似することになる。ここで、上記多項式を一次近
似式とした場合は、次の式６が得られる。
【数６】 Ｐ＝a1・Ｔt＋a2・ω'＋a3・Ｔt・ω'＋a4…………………………………式６ 式６において、a1,a2,a3,a4は、摩擦要素の摩擦係数に
応じて定まる定数であり、実験あるいは解析により求め
られるべき値である。
【００４１】また、上記多項式を二次近似式とした場合
は、次の式７が得られる。
【数７】 Ｐ＝b1・Ｔt＋b2・ω'＋b3・Ｔt・ω'＋b4・Ｔt・Ｔt＋b5・ω'・ω' ＋b6・Ｔt・Ｔt・ω'＋b7・Ｔt・ω'・ω'＋b8・Ｔt・Ｔt・ω'・ω' ＋b9……………………………………………………………………式７ 式７において、b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8,b9は、摩擦要
素の摩擦係数に応じて定まる定数であり、実験あるいは
解析により求められるべき値である。なお、本願発明者
の実験ないしは解析によれば、上記多項式を二次近似式
とした場合、上記式７のかわりに簡素な次の式８を用い
ることも実用上は可能であるという結果が得られてい
る。
【数８】 Ｐ＝c1・Ｔt＋c2・ω'＋c3・Ｔt・Ｔt＋c4…………………………………式８ 式８において、c1,c2,c3,c4は、摩擦要素の摩擦係数に
応じて定まる定数であり、実験あるいは解析により求め
られるべき値である。
【００４２】ここで、式８が正しければ、変速時間が目
標値と一致した場合の実際の油圧Ｐと角加速度ω'と入
力トルクＴtとを複数組測定してc1,c2,c3,c4を決定すれ
ば、式８を用いてω'及びＴtに対応する摩擦係数の影響
が考慮された目標油圧Ｐを演算し、実際の油圧を目標油
圧Ｐに保持することにより、変速時間を目標値に一致さ
せられることになる。
【００４３】そこで、本願発明者は、図１１及び図１２
の基礎となっている前記の実測データを用いて重回帰分
析により、誤差が最小となるようなc1,c2,c3,c4を決定
した。ここで、式８が正しければ、全油圧のうちの角加
速度ω'に対応する分の油圧すなわちイナーシャ油圧は
ω'に比例し、したがってイナーシャ油圧とω'とは直線
的関係となるはずである。また、全油圧のうちの入力ト
ルクＴtに対応する分の油圧すなわちトルク油圧はＴtに
比例し、したがってトルク油圧とＴtとは直線的関係と
なるはずである。さらに、全油圧のうちの入力トルク２
乗値Ｔt2に対応する分の油圧すなわち２乗値用油圧はＴ
t2に比例し、したがって２乗値用油圧とＴt2とは直線的
関係となるはずである。
【００４４】かくして、上記の実測データに基づいて得
られた、角加速度とイナーシャ油圧との間の相関関係
と、入力トルクとトルク油圧との間の相関関係と、入力
トルク２乗値と２乗値用油圧との間の相関関係とを、夫
々、図８と図９と図１０とに示す。図８〜図１０から明
らかなとおり、イナーシャ油圧と角加速度との間の相関
係数は０.９７１００２であり、トルク油圧と入力トル
クとの間の相関係数は０.９７１００１であり、２乗値
用油圧と入力トルク２乗値との間の相関係数は０.９３
３５０７であり、これらのいずれもその相関関係が強
く、ほぼ直線的関係にあるといえる。したがって、本発
明にかかる式８の精度は非常に高く、式８に基づいて目
標油圧を設定すれば、変速時間を高精度で目標値に一致
させることができるということがわかる。
【００４５】このようなライン圧制御によれば、直接的
には摩擦要素の摩擦係数を求めずに、変速に際して実際
に油圧が給排される摩擦要素の摩擦係数を考慮した目標
ライン圧が設定されるので、どのような運転状態におい
ても、変速時間を正確に目標変速時間に一致させること
ができる。
【００４６】次に、図６に示すフローチャートに基づい
て、車速の上昇に伴って行われるスケジュールアップ変
速時におけるＥＣＵ７０による具体的なライン圧制御を
説明する。スケジュールアップ変速が開始されると、ま
ずステップ＃１で各種信号が読み込まれ、次のステップ
＃２で次の式９によりタービン回転数Ｎtの変速前後の
回転数変化量ΔＮt(予想タービン回転数差ΔＮt)が演算
され、続いてステップ＃３で式１０によりタービントル
クＴtが演算される。
【数９】 ΔＮt＝Ｎt−Ｎo・Ｇo…………………………………………………式９
【数１０】 Ｔt＝Ｔe・k1・(Ｎt／Ｎe)……………………………………………式１０ ここで、Ｎtは変速判定時のタービン回転数であり、Ｎo
は変速機構３０の出力軸回転数であり、Ｇoは変速終了
後のギヤ比であり、Ｔeはエンジントルクであり、k1は
トルクコンバータ２０のトルク増大係数である。なお、
エンジントルクＴeは、例えばエンジン回転数、吸気流
量、点火時期などに基づいて普通の方法で求められる。
【００４７】次に、ステップ＃４でトルクダウン許可フ
ラグＦtdが１にセットされているか否かが判定される。
なお、トルクダウン許可フラグＦtdは、例えば水温セン
サ７５からの信号が示す冷却水温度がエンジン３の暖機
状態を示すときに１にセットされるようになっている。
ステップ＃４でトルクダウン許可フラグＦtdが１にセッ
トされていると判定されたときには(ＹＥＳ)、ステップ
＃５で予めタービントルクＴtと予想タービン回転数差
ΔＮtと変速の種類Ｌmとをパラメータとして設定された
トルクダウン時用目標変速時間マップf1に従って目標変
速時間Ｔsが演算され、続いてステップ＃６で次の式１
１により目標角加速度Ａmが演算される。
【数１１】 Ａm＝｜ΔＮt／Ｔs｜……………………………………………………式１１ つまり、予想タービン回転数差ΔＮtを目標変速時間Ｔs
で徐算した値の絶対値が目標角加速度Ａmとされる。
【００４８】ステップ＃６の次にはステップ＃７が実行
され、予めタービントルクＴtと角加速度Ａmとタービン
回転数Ｎtと変速の種類Ｌmとをパラメータとして設定さ
れたマップf2に従って、現実のタービントルクＴtと目
標角加速度Ａmとに対応する目標タービントルクＴmが演
算され、この後ステップ＃１１が実行される。
【００４９】他方、前記のステップ＃４においてトルク
ダウン許可フラグＦtdが１にセットされていないと判定
されたとき(ＮＯ)、すなわちトルクダウンが不可能であ
ると判定されたときには、ステップ＃８で、予めタービ
ントルクＴtと予想タービン回転数差ΔＮtと変速の種類
Ｌmとをパラメータとして設定された非トルクダウン時
用目標変速時間マップf5に従って目標変速時間Ｔsが演
算され、続いてステップ＃９で予想タービン回転数差Δ
Ｎtと目標変速時間Ｔsとを前記の式１０に代入すること
により目標角加速度Ａmが演算される。ここで、非トル
クダウン時用目標変速時間マップf5は、前記のトルクダ
ウン時用目標変速時間マップf1に比べて目標変速時間が
長くなるように設定されている。ステップ＃９の次には
ステップ＃１０が実行され、タービントルクＴtが目標
タービントルクＴmとしてセットされる。したがって、
この場合にはエンジン３のトルクダウンは行われない。
この後、ステップ＃１１が実行される。
【００５０】ステップ＃１１では、目標タービントルク
Ｔmと変速の種類Ｌmとをパラメータとして設定されたト
ルク分クラッチ圧マップf3に従ってトルク分クラッチ圧
Ｔctが演算されるとともに、目標角加速度Ａmと変速の
種類Ｌmとをパラメータとして設定されたイナーシャ分
クラッチ圧マップf4に従ってイナーシャ分クラッチ圧Ｔ
ciが演算される。
【００５１】次に、ステップ＃１２で、トルク分クラッ
チ圧Ｔctとイナーシャ分クラッチ圧Ｔciとをパラータと
して設定された目標ライン圧マップfuに従って、目標ラ
イン圧ＰＬが演算される。ここで、目標ライン圧マップ
fuは、摩擦要素の摩擦係数を考慮した関数である。すな
わち、前記したとおり、摩擦係数は基本的には、面圧と
相対回転数差とによって定まるが、面圧はトルク分クラ
ッチ圧Ｔctの関数であり、相対回転数差はイナーシャ分
クラッチ圧Ｔciの関数であるので、ＴctとＴciとを独立
変数とする関数fuに基づいて摩擦係数の影響を考慮した
目標ライン圧が得られるわけである。なお、関数fuの具
体的な特性は、実験あるいは解析により設定される。
【００５２】続いて、ステップ＃１３で、目標ライン圧
ＰＬと目標タービントルクＴmとが出力され、実際のラ
イン圧が上記目標ライン圧となるようにライン圧が制御
されるとともに、実際のタービントルクが上記目標ター
ビントルクとなるようにエンジン出力(点火時期)が制御
される。この後、ステップ＃１に復帰する。このような
ライン圧制御によれば、変速に際して実際に油圧が給排
される摩擦要素の摩擦係数を考慮した目標ライン圧が設
定されるので、どのような運転状態においても、変速時
間を正確に目標変速時間に一致させることができる。
【００５３】以下、図７に示すフローチャートに基づい
て、車速の上昇に伴って行われるスケジュールアップ変
速時におけるＥＣＵ７０によるライン圧制御のもう１つ
の好ましい具体例を説明する。なお、図７に示すフロー
チャートのステップ＃２１〜ステップ＃３０は、夫々、
図６に示す前記フローチャートのステップ＃１〜ステッ
プ＃１０と同一であるので、説明の重複を避けるためそ
の説明を省略する。このライン圧制御において、ステッ
プ＃３１では、次の式１２により、目標角加速度Ａmと
目標タービントルクＴmとに基づいて、補正前目標油圧
Ｐaが演算される。
【数１２】 Ｐa＝a・Ａm＋b・Ｔm＋c・Ｔm2＋d………………………………………式１２ 式１２において、a,b,c,dは、摩擦要素の摩擦係数に応
じて定まる定数であり、実験あるいは解析により求めら
れるべき値である。この式１２は、前記の式８と基本的
には同義の簡略化された二次近似式であり、式１２中の
目標加速度Ａmと目標タービントルクＴmとは、夫々、式
７中の角加速度ω'と入力トルクＴtとに対応する。ま
た、式１２中の各定数a,b,c,dは、夫々、式８中の各定
数c2,c1,c3,c4に対応する。
【００５４】次に、ステップ＃３２で、次の式１３によ
り補正前目標油圧Ｐaに対して油圧補正と学習補正とが
施され、最終的な目標ライン圧ＰＬが演算(設定)され
る。
【数１３】 ＰＬ＝Ｐa・{μ(Ｌm,Ｔo)＋Δμ(Ｌm)}………………………………式１３ 式１３において、μ(Ｌm,Ｔo)は、変速の種類Ｌmと油温
Ｔoとをパラータとする油温補正マップμを検索するこ
とによって得られた油温補正値であり、Δμ(Ｌm)は、
変速の種類Ｌmをパラータとする学習補正テーブルを検
索することによって得られた学習補正値である。このよ
うに油温補正を行うのは、油温の変化に起因する作動油
の粘度変化等を補償するためであり、学習補正を行うの
は油圧制御ユニット６０の各種特性の経時変化等に対応
するためである。
【００５５】続いて、ステップ＃３３で、目標ライン圧
ＰＬと目標タービントルクＴmとが出力され、実際のラ
イン圧が上記目標ライン圧となるようにライン圧が制御
されるとともに、実際のタービントルクが上記目標ター
ビントルクとなるようにエンジン出力(点火時期)が制御
される。この後、ステップ＃２１に復帰する。このよう
なライン圧制御によれば、変速に際して実際に油圧が給
排される摩擦要素の摩擦係数を考慮した目標ライン圧が
設定されるので、どのような運転状態においても、変速
時間を正確に目標変速時間に一致させることができる。
【００５６】
【発明の作用・効果】第１の発明によれば、変速時に変
速機構への入力トルクと、変速機構の入力側回転数変化
率すなわち慣性力と、該変速においてオン・オフされる
摩擦要素の摩擦係数の推定値とに基づいて油圧機構の油
圧が設定されるので、運転状態の変化により摩擦要素の
摩擦係数が変化した場合でも、油圧機構の油圧を最適値
に保持することができ、変速時間を正確に目標変速時間
に一致させることができる。
【００５７】第２の発明によれば、基本的には第１の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、摩擦要素の
駆動側部材と被駆動側部材との間の面圧と、摩擦要素の
駆動側部材と被駆動側部材との間の相対回転数差とのう
ちの少なくとも一方に基づいて摩擦係数が推定されるの
で、摩擦係数の推定精度が高められ、変速時間をより正
確に目標変速時間に一致させることができる。
【００５８】第３の発明によれば、基本的には第２の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、変速機構へ
の入力トルクと変速機構の入力側回転数変化率とを独立
変数とし、摩擦要素の摩擦係数に応じて定まる定数を用
いた一次近似式に従って油圧が設定されるので、油圧制
御の制御ロジックが簡素化される。
【００５９】第４の発明によれば、基本的には第３の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、一次近似式
が、多項式 Ｐ＝a1・Ｔt＋a2・ω'＋a3・Ｔt・ω'＋a4 とさ
れるので、油圧制御の制御ロジックが一層簡素化され
る。
【００６０】第５の発明によれば、基本的には第２の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、変速機構へ
の入力トルクと変速機構の入力側回転数変化率とを独立
変数とし、摩擦要素の摩擦係数に応じて定まる定数を用
いた二次近似式に従って油圧が設定されるので、油圧制
御の精度が高められる。
【００６１】第６の発明によれば、基本的には第５の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、上記二次近
似式が、多項式 Ｐ＝b1・Ｔt＋b2・ω'＋b3・Ｔt・ω'＋b4・
Ｔt2＋b5・ω'2＋b6・Ｔt2・ω'＋b7・Ｔt・ω'2＋b8・Ｔt2・
ω'2＋b9 とされるので、油圧制御の制御ロジックが簡
素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１〜請求項６に対応する第１〜第６の
発明の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明にかかる油圧制御装置を備えた自動変
速機のシステム構成図である。
【図３】 自動変速機の動力伝達機構を示すスケルトン
図である。
【図４】 自動変速機の油圧機構の回路図である。
【図５】 本発明にかかる油圧制御の基本ロジックを示
すフローチャートである。
【図６】 本発明にかかるライン圧制御の制御方法を示
すフローチャートである。
【図７】 本発明にかかるライン制御のもう１つの制御
方法を示すフローチャートである。
【図８】 本発明にかかる変速油圧制御における、イナ
ーシャ油圧と角加速度との間の相関関係を示す図であ
る。
【図９】 本発明にかかる変速油圧制御における、トル
ク油圧と入力トルクとの間の相関関係を示す図である。
【図１０】 本発明にかかる変速油圧制御における、２
乗値用油圧と入力トルク２乗値との間の相関関係を示す
図である。
【図１１】 従来の変速油圧制御における、イナーシャ
油圧と角加速度との間の相関関係を示す図である。
【図１２】 従来の変速油圧制御における、トルク油圧
と入力トルクとの間の相関関係を示す図である。
【符号の説明】
３…エンジン ４…自動変速機 ２７…タービンシャフト ３０…変速機構 ４１〜４６…摩擦要素(クラッチ、ブレーキ) ６０…油圧制御ユニット ６３…レギュレータバルブ ７０…コントロールユニット(ＥＣＵ）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変速機構の動力伝達特性を切り替えて該
    変速機構を変速させる油圧式の摩擦要素と、該摩擦要素
    に対して油圧を給排する油圧機構と、変速時の油圧を変
    速時間が所定の目標値となるように変速機構への入力ト
    ルクと動力伝達系の変速中の慣性力とに応じて設定する
    油圧制御手段とが設けられている自動変速機の変速油圧
    制御装置において、 変速に際して実際に油圧が給排される摩擦要素の変速中
    の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段が設けられ、 上記油圧制御手段が、変速機構への入力トルクと、変速
    機構の入力側回転数変化率と、上記摩擦係数の推定値と
    に基づいて変速時の油圧を設定するようになっているこ
    とを特徴とする自動変速機の変速油圧制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された自動変速機の変速
    油圧制御装置において、 摩擦係数推定手段が、摩擦要素の駆動側部材と被駆動側
    部材との間の面圧と、摩擦要素の駆動側部材と被駆動側
    部材との間の相対回転数差とのうちの少なくとも一方に
    基づいて摩擦係数を推定するようになっていることを特
    徴とする自動変速機の変速油圧制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載された自動変速機の変速
    油圧制御装置において、 油圧制御手段が、変速機構への入力トルクと変速機構の
    入力側回転数変化率とを独立変数とし、摩擦要素の摩擦
    係数に応じて定まる定数を用いた一次近似式に従って油
    圧を設定するようになっていることを特徴とする自動変
    速機の変速油圧制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載された自動変速機の変速
    油圧制御装置において、 油圧をＰとし、変速機構への入力トルクをＴtとし、変
    速機構の入力側回転数変化率をω'とし、摩擦要素の摩
    擦係数に応じて定まる４つの定数をａ１，ａ２，ａ３，
    ａ４とすれば、上記一次近似式が、 Ｐ＝ａ１・Ｔt＋a2・ω'＋a3・Ｔt・ω'＋a4 であることを特徴とする自動変速機の変速油圧制御装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載された自動変速機の変速
    油圧制御装置において、 油圧制御手段が、変速機構への入力トルクと変速機構の
    入力側回転数変化率とを独立変数とし、摩擦要素の摩擦
    係数に応じて定まる定数を用いた二次近似式に従って油
    圧を設定するようになっていることを特徴とする自動変
    速機の変速油圧制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載された自動変速機の変速
    油圧制御装置において、 油圧をＰとし、変速機構への入力トルクをＴtとし、変
    速機構の入力側回転数変化率をω'とし、摩擦要素の摩
    擦係数に応じて定まる９つの定数をb1,b2,b3,b4,b5,b6,
    b7,b8,b9とすれば、上記二次近似式が、 Ｐ＝b1・Ｔt＋b2・ω'＋b3・Ｔt・ω'＋b4・Ｔt2＋b5・ω'2＋
    b6・Ｔt2・ω'＋b7・Ｔt・ω'2＋b8・Ｔt2・ω'2＋b9 であることを特徴とする自動変速機の変速油圧制御装
    置。
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