(57)【要約】【課題】目標トルク相時間に基づいてトルク相を制御するトルク相制御において目標トルク相時間を適切に設定する。【解決手段】トルク相制御に用いる目標トルク相時間を変速前後の出力軸トルク差に応じて、その出力軸トルク差が大きい場合は目標トルク相時間を長く設定し、出力軸トルク差が小さい場合は目標トルク相時間を短く設定する。このような設定処理により、目標トルク相時間を適切に設定することができるので、変速前後の駆動力差が大きい場合に発生する駆動力の急変や出力軸の捩じり振動の抑制と、変速前後の駆動力差が小さい場合に発生するヘジテーションによるドライバビリティ低下の抑制とを両立することができる。【選択図】図５
2018017252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の摩擦係合要素を選択的に係合させることにより複数の変速段を成立させる有段式の自動変速機に適用され、目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行する制御装置であって、
前記自動変速機の変速時の目標トルク相時間を、変速前後の出力軸トルク差に応じて設定し、その設定した目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、
前記自動変速機の変速が駆動ダウンシフトである場合、前記目標トルク相時間の上限が、トルク相中において解放側の摩擦係合要素が受け持つ分担トルクと変速前後の入力軸回転速度差とに基づいて設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、
前記目標トルク相時間の上限が、前記自動変速機の複数の摩擦係合要素のうち、前記トルク相制御中において解放側となる解放側摩擦係合要素毎に設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有段式の自動変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有段式の自動変速機においては、目標トルク相時間に基づいてトルク相制御が行われている。このようなトルク相制御を行うものとしては特許文献１に記載の技術がある。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、目標トルク相時間を、アクセル開度が大きいほど、運転者は迅速な変速を意図していると考えられることから、短くなるように設定する一方、アクセル開度が小さいほど、運転者は滑らかな変速を意図していると考えられることから、長くなるように設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５１５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、目標トルク相時間を用いたトルク相制御において、目標トルク相時間が短い場合、変速前後の駆動力差が大きいときに駆動力の急変や出力軸の捩じりによる振動が発生するおそれがある。一方、目標トルク相時間が長い場合、変速前後の駆動力差が小さいときに駆動力変化のヘジテーションによるドライバビリティ低下の恐れがある。なお、このような問題は、上記特許文献１に記載の技術では解決することはできない。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、目標トルク相時間に基づいてトルク相を制御するトルク相制御において、目標トルク相時間を適切に設定することが可能な自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の摩擦係合要素を選択的に係合させることにより複数の変速段を成立させる有段式の自動変速機に適用され、目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行する制御装置において、前記自動変速機の変速時の目標トルク相時間を、変速前後の出力軸トルク差に応じて設定し、その設定した目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、トルク相制御に用いる目標トルク相時間を、変速前後の出力軸トルク差（変速前後の駆動力差に対応）に応じて設定するので、変速前後の駆動力差に応じて生じる駆動力の急変や出力軸の捩じり振動の抑制およびヘジテーションによるドライバビリティ低下の抑制を両立することが可能になる。
【０００９】
ここで、自動変速機の変速が駆動ダウンシフトである場合、トルク相制御中において、解放側の摩擦係合要素（以下、解放側要素ともいう）については摩擦材の熱負荷が増加しやすい。このため、目標トルク相時間が長く設定された場合、解放側要素の摩擦材の耐久性が低下するおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明にあっては、解放側要素の摩擦材の熱負荷を考慮して目標トルク相時間の上限を設定する。具体的には、トルク相中において解放側要素が受け持つ分担トルクと変速前後の入力軸回転速度差とが解放側要素の摩擦材の熱負荷増加に影響する因子であるという点に着目し、自動変速機の変速が駆動ダウンシフトである場合、目標トルク相時間の上限を、トルク相中において解放側要素が受け持つ分担トルクと変速前後の入力軸回転速度差とに基づいて設定する。
【００１１】
このようにして目標トルク相時間の上限を設定することにより、変速前後の出力軸トルク差に応じて設定される目標トルク相時間が長くても、解放側要素の摩擦材の熱負荷が増加しないように目標トルク相時間を制限することが可能になる。これにより解放側要素の摩擦材の耐久性低下を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明において、自動変速機の複数の摩擦係合要素のうち、トルク相制御中において解放側となる解放側要素毎に摩擦材の熱負荷に対する耐久性が異なるという点を考慮し、トルク相制御中において解放側となる解放側要素毎に、目標トルク相時間の上限を各解放側要素の摩擦材の熱負荷に対する耐久性に応じて設定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、目標トルク相時間を用いるトルク相制御において、変速前後の駆動力差に応じて目標トルク相時間を適切に設定することができる。これにより、変速前後の駆動力差に応じて生じる駆動力の急変や出力軸の捩じり振動の抑制およびヘジテーションによるドライバビリティ低下の抑制を両立することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用する自動変速機が搭載された車両の概略構成を示す図である。
【図２】トルクコンバータおよび自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図３】自動変速機における変速段毎の第１クラッチ〜第４クラッチ、第１ブレーキおよび第２ブレーキの係合状態を示す係合表である。
【図４】車両の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】ＥＣＵが実行するダウンシフト時のトルク相制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】目標トルク相時間マップを示す図である。
【図７】ＥＣＵが実行する駆動ダウンシフト時のトルク相制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】目標トルク相時間の上限を設定する上限マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
まず、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る車両１００について説明する。
【００１７】
車両１００は、図１に示すように、エンジン１と、トルクコンバータ２と、自動変速機３と、油圧制御装置４と、ＥＣＵ５とを備えている。この車両１００は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であり、エンジン１の出力が、トルクコンバータ２および自動変速機３を介してデファレンシャル装置６に伝達され、左右の駆動輪（前輪）７に分配されるようになっている。
【００１８】
−エンジン−
エンジン（内燃機関）１は、走行用の駆動力源であり、例えば多気筒ガソリンエンジンである。エンジン１は、スロットルバルブのスロットル開度（吸入空気量）、燃料噴射量、点火時期などにより運転状態を制御可能に構成されている。
【００１９】
−エンジン−
エンジン（内燃機関）１は、走行用の駆動力源であり、例えば多気筒ガソリンエンジンである。エンジン１は、スロットルバルブのスロットル開度（吸入空気量）、燃料噴射量、点火時期などにより運転状態を制御可能に構成されている。
【００２０】
−トルクコンバータ−
トルクコンバータ２は、図２に示すように、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１ａに連結されたポンプインペラ２１と、自動変速機３に連結されたタービンランナ２２と、トルク増幅機能を有するステータ２３と、エンジン１と自動変速機３とを直結するためのロックアップクラッチ２４とを含んでいる。なお、図２では、トルクコンバータ２および自動変速機３の回転中心軸に対して、下側半分を省略して上側半分のみを模式的に示している。
【００２１】
−自動変速機−
自動変速機３は、エンジン１と駆動輪７との間の動力伝達経路に設けられ、入力軸３ａの回転を変速して出力軸３ｂに出力するように構成されている。この自動変速機３では、入力軸３ａがトルクコンバータ２のタービンランナ２２に連結され、出力軸３ｂがデファレンシャル装置６などを介して駆動輪７に連結されている。
【００２２】
自動変速機３は、第１遊星歯車装置３１ａを主体として構成される第１変速部（フロントプラネタリ）３１、第２遊星歯車装置３２ａと第３遊星歯車装置３２ｂとを主体として構成される第２変速部（リアプラネタリ）３２、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２などによって構成されている。
【００２３】
第１変速部３１を構成する第１遊星歯車装置３１ａは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であって、サンギヤＳ１と、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１と、これらピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリアＣＡ１と、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１とを備えている。
【００２４】
プラネタリキャリアＣＡ１は、入力軸３ａに連結され、その入力軸３ａと一体的に回転するようになっている。サンギヤＳ１は、トランスミッションケース３０に固定され、回転不能である。リングギヤＲ１は、中間出力部材として機能し、入力軸３ａに対して減速されてその減速回転を第２変速部３２に伝達する。
【００２５】
第２変速部３２を構成する第２遊星歯車装置３２ａは、シングルピニオン型の遊星歯車機構であって、サンギヤＳ２と、ピニオンギヤＰ２と、そのピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリアＲＣＡと、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲＲとを備えている。
【００２６】
また、第２変速部３２を構成する第３遊星歯車装置３２ｂは、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であって、サンギヤＳ３と、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２およびＰ３と、それらピニオンギヤＰ２およびＰ３を自転および公転可能に支持するプラネタリキャリアＲＣＡと、ピニオンギヤＰ２およびＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲＲとを備えている。なお、プラネタリキャリアＲＣＡおよびリングギヤＲＲは、第２遊星歯車装置３２ａおよび第３遊星歯車装置３２ｂで共用されている。
【００２７】
サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢ１によりトランスミッションケース３０に選択的に連結される。また、サンギヤＳ２は、第３クラッチＣ３を介してリングギヤＲ１に選択的に連結される。更に、サンギヤＳ２は、第４クラッチＣ４を介してプラネタリキャリアＣＡ１に選択的に連結される。サンギヤＳ３は、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に選択的に連結される。プラネタリキャリアＲＣＡは、第２ブレーキＢ２によりトランスミッションケース３０に選択的に連結される。また、プラネタリキャリアＲＣＡは、第２クラッチＣ２を介して入力軸３ａに選択的に連結される。リングギヤＲＲは、出力軸３ｂに連結され、その出力軸３ｂと一体的に回転するようになっている。
【００２８】
第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる摩擦係合要素であり、油圧制御装置４およびＥＣＵ５によって制御される。
【００２９】
図３は、変速段（以下、ギヤ段ともいう）毎の第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２の係合状態または解放状態を示した係合表である。なお、図３の係合表において、○印は「係合状態」を示し、空白は「解放状態」を示している。
【００３０】
図３に示すように、この例の自動変速機３では、第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合されることにより、変速比（入力軸３ａの回転速度／出力軸３ｂの回転速度）が最も大きい第１変速段（１ｓｔ）が成立する。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合されることにより第２変速段（２ｎｄ）が成立する。
【００３１】
第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合されることにより第３変速段（３ｒｄ）が成立し、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合されることにより第４変速段（４ｔｈ）が成立する。
【００３２】
第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合されることにより第５変速段（５ｔｈ）が成立し、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合されることにより第６変速段（６ｔｈ）が成立する。
【００３３】
第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合されることにより第７変速段（７ｔｈ）が成立し、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合されることにより第８変速段（８ｔｈ）が成立する。なお、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が係合されることにより後進段（Ｒｅｖ）が成立する。
【００３４】
そして、本実施形態では、前進の変速段（１ｓｔ〜８ｔｈ）は、クラッチツウクラッチ変速によって成立するようになっている。
【００３５】
−油圧制御装置−
油圧制御装置４は、自動変速機３の複数の摩擦係合要素（クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２）の係合および開放を制御する。また、油圧制御装置４は、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２４を制御する機能も有する。なお、油圧制御装置４は、自動変速機３の各摩擦係合要素の油圧アクチュエータ、および、その各油圧アクチュエータにそれぞれ制御油圧を供給するリニアソレノイドバルブなどを備えている。
【００３６】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ５は、エンジン１の運転制御および自動変速機３の変速制御などを行うように構成されている。具体的には、ＥＣＵ５は、図４に示すように、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、バックアップＲＡＭ５４と、入力インターフェース５５と、出力インターフェース５６とを含んでいる。なお、ＥＣＵ５は、本発明の「制御装置」の一例である。
【００３７】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭ５２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１による演算結果や各センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ５４は、イグニッションをオフする際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００３８】
入力インターフェース５５には、クランクポジションセンサ８１、入力軸回転速度センサ８２、出力軸回転速度センサ８３、アクセル開度センサ８４、スロットル開度センサ８５、およびエアフロメータ８６などが接続されている。
【００３９】
クランクポジションセンサ８１は、エンジン１の回転速度を算出するために設けられている。入力軸回転速度センサ８２は、自動変速機３の入力軸３ａの回転速度（タービン回転速度）を算出するために設けられている。出力軸回転速度センサ８３は、自動変速機３の出力軸３ｂの回転速度を算出するために設けられている。なお、出力軸３ｂの回転速度から車速を算出することが可能である。アクセル開度センサ８４は、アクセルペダルの踏込量（操作量）であるアクセル開度を検出するために設けられている。スロットル開度センサ８５は、スロットルバルブのスロットル開度を検出するために設けられている。エアフロメータ８６は、エンジン１の吸入空気量を検出するために設けられている。
【００４０】
出力インターフェース５６には、インジェクタ９１、イグナイタ９２、スロットルモータ９３および油圧制御装置４などが接続されている。インジェクタ９１は、燃料噴射弁であり、燃料噴射量を調整可能である。イグナイタ９２は、点火プラグによる点火時期を調整するために設けられている。スロットルモータ９３は、スロットルバルブのスロットル開度を調整するために設けられている。
【００４１】
そして、ＥＣＵ５は、各センサの検出結果などに基づいて、スロットル開度、燃料噴射量および点火時期などを制御することにより、エンジン１の運転状態を制御可能に構成されている。また、ＥＣＵ５は、油圧制御装置４を制御することにより、自動変速機３の変速制御およびトルクコンバータ２のロックアップクラッチ２４の制御を実行可能に構成されている。
【００４２】
ＥＣＵ５による変速制御では、例えば、車速およびアクセル開度をパラメータとする変速マップに基づいて要求変速段が設定され、実際の変速段が要求変速段になるように油圧制御装置４が制御される。なお、上記変速マップは、車速およびアクセル開度に応じて、適正な変速段（最適な効率となる変速段１ｓｔ〜８ｔｈ）を求めるための複数の領域が設定されたマップであって、ＥＣＵ５のＲＯＭ５２内に記憶されている。変速マップには、各領域を区画するための複数の変速線（１ｓｔ〜８ｔｈの各変速領域を区画するためのアップシフト線およびダウンシフト線）が設定されている。
【００４３】
さらに、ＥＣＵ５は、目標トルク相時間（トルク相の目標変速時間）に基づいてトルク相制御を実行する。そのトルク相制御の詳細については後述する。
【００４４】
−変速モデルを用いた変速制御−
本実施形態において特徴とする制御（トルク相制御）を説明する前に、自動変速機３において変速目標値を実現させる制御操作量を決定するための変速制御の概略について説明する。
【００４５】
まず、本実施形態では、変速制御として、変速目標値を実現させる制御操作量を決定する変速モデルを用いて変速を実行する手法を採用している。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。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、摩擦係合要素のトルク容量等）の要求値である。
【００４６】
以下、変速モデルを用いた変速制御について説明する。変速中における運動方程式は、下記の式（１）および式（２）で表される。
【００４７】
【数１】
2018017252.tif 000003
【００４８】
この式（１）および式（２）は、自動変速機３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、および、自動変速機３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。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、および摩擦係合要素の両側の部材のうち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。
【００４９】
式（１）および式（２）において、dωt/dtは、タービン回転速度（回転角速度）ωt（すなわち自動変速機３の入力軸回転速度ωi）の時間微分すなわち時間変化率であり、入力軸３ａ側の回転部材の速度変化量としての入力軸３ａの加速度（角加速度、以下、入力軸加速度という）を表している。dωo/dtは、自動変速機３の出力軸回転速度ωoの時間変化率であり、出力軸加速度を表している。Ｔtは、入力軸３ａ側の回転部材上のトルクとしての入力軸３ａ上のトルクであるタービントルク、すなわち変速機入力軸トルク（以下、入力軸トルクともいう）Ｔiを表している。タービントルクＴtは、トルクコンバータ２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３ｂ側の回転部材上のトルクとしての出力軸３ｂ上のトルクである変速機出力軸トルクを表している。Ｔcaplは、変速時に係合動作を行う摩擦係合要素のトルク容量である。Ｔcdrnは、変速時に解放動作を行う摩擦係合要素のトルク容量である。
【００５０】
ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２は、それぞれ、式（１）および式（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およ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変速前後の変速段の組み合わせ）毎に異なる。したがって、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３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。
【００５１】
式（１）および式（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３のギヤトレーン運動方程式（以下、運動方程式という）である。変速目標値は、変速時間および駆動力の各目標値を表現でき、運動方程式上で取り扱えるものである。
【００５２】
一方、本実施形態では、変速目標値を成立させる制御（フィードバック制御）の制御操作量を、タービントルクＴt（エンジントルクＴeも同意）と、係合側摩擦係合要素のトルク容量Ｔcaplと、解放側摩擦係合要素のトルク容量Ｔcdrnとの３つの値で設定している。そうすると、運動方程式が式（１）および式（２）の２つ式で構成されることに対して、制御操作量が３つあるため、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。
【００５３】
そこで、本実施形態では、式（１）および式（２）の運動方程式の解を求めるための拘束条件として、解放側摩擦係合要素（以下、解放側要素ともいう）と係合側摩擦係合要素（以下、係合側要素ともいう）とで受け持つ伝達トルクのトルク分担率を用いる。トルク分担率を拘束条件とすることで、変速中における解放側要素と係合側要素とのトルクの受け渡し（つまり変速進行度）を運動方程式に組み込むことができ、かつ制御操作量を一意に解くことができる。
【００５４】
トルク分担率は、自動変速機３の変速時に、架け替えを行う解放側要素と係合側要素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３ａ上のトルク（入力軸上合計伝達トルク）に置き替えたときに、その入力軸上合計伝達トルクに対して解放側要素と係合側要素とが分担する伝達トルクの割合である。そして、このようなトルク分担率を変速中において変速進行度（変速の進行度合い）に応じて変化させていく。
【００５５】
本実施形態では、係合側要素のトルク分担率を「ｘapl」とし、解放側要素のトルク分担率を「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）および次式（４）のように定義する。
【００５６】
ｘapl＝ｘ      ・・・（３）
ｘdrn＝１−ｘ  ・・・（４）
係合側要素のトルク容量Ｔcaplと解放側要素のトルク容量Ｔcdrnとの関係式は、入力軸３ａ上のトルクに置き替えた「Ｔcapl」および「Ｔcdrn」と、式（３）および式（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、式（１）、式（２）、および、「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、係合側要素のトルク容量Ｔcapl、および解放側要素のトルク容量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）、入力軸加速度dωt/dt、および、変速機出力軸トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、係合側要素のトルク容量Ｔcaplは、「ｘ」（＝ｘapl）、入力軸加速度dωt/dt、および変速機出力軸トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。同様に、解放側要素のトルク容量Ｔcdrnは、「１−ｘ」（＝ｘdrn）、入力軸加速度dωt/dt、および、変速機出力軸トルクＴoなどを用いた関係式にて表される。
【００５７】
つまり、本実施形態の変速モデルは、変速目標値と制御操作量とを含む自動変速機３の運動方程式（式（１）,（２））と、トルク分担率を表す関係（式（３）,（４））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ものである。このように、本実施形態では、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３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、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。
【００５８】
この変速モデルとしては、上述したように変速の種類（例えば変速パターンや変速前後の変速段の組み合わせ）毎に異なる定数とされた運動方程式が用いられるので、自動変速機３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。なお、変速パターンとは、例えば、駆動アップシフト、被駆動アップシフト、駆動ダウンシフト、および被駆動ダウンシフトである。
【００５９】
例えば、駆動ダウンシフトおよび被駆動ダウンシフトの場合、自動変速機３の変速において、目標変速段に応じた摩擦係合要素に対する油圧制御を開始すると、まず、各摩擦係合要素における要求トルク容量（目標トルク容量）の分担が変化するトルク相の段階となり、その後、自動変速機３の変速比が変化するイナーシャ相の段階を経て、変速終了となる。つまり、自動変速機３の変速は、トルク相前の段階、トルク相の段階、イナーシャ相の段階、変速終了時の段階へと進行する。
【００６０】
このような変速の進行に対応して変化する好適なトルク分担率が、変速パターン毎の変速進行度に応じて設定されたマップが予め実験またはシミュレーションによって作成されており、ＥＣＵ５のＲＯＭ５２に記憶されている。
【００６１】
そして、ＥＣＵ５は、変速制御の際に変速進行度に応じたトルク分担率をマップから読み出し、そのトルク分担率および変速目標値（例えば目標変速時間）を変速モデルに適用して制御操作量（目標入力軸トルク、解放側要素および係合側要素の目標トルク容量）を算出し、その算出した目標トルク容量となるように、変速進行度に応じて解放側要素及び係合側要素の制御（油圧制御）を行う。
【００６２】
＜トルク相制御＞
次に、ＥＣＵ５が実行するトルク相制御について説明する。
【００６３】
＜入力軸トルクの算出処理＞
まず、トルク相制御を説明する前に、エンジン１から自動変速機３の入力軸３ａに伝達される入力軸トルクの算出処理について説明する。
【００６４】
ＥＣＵ５は、例えば、エアフロメータ８６の出力信号から得られる吸入空気量、およびエンジン１の点火時期などに基づいて、予め設定されたマップまたは演算式からエンジントルクＴｅを算出し、その算出したエンジントルクＴｅにトルクコンバータ２のトルク比ｔを乗算することにより入力軸トルクを算出する。
【００６５】
ここで、車両状態が被駆動領域である場合は、エンジン１の発生トルクに対してエンジンフリクションや補機負荷の影響が大きくて、吸入空気量に基づく入力軸トルクの算出の精度が悪化しやすい。そこで、車両状態が被駆動領域である場合には、クランクポジションセンサ８１の出力信号から得られるエンジン回転速度に基づいて、予め設定されたマップまたは演算式からエンジントルクＴｅを算出し、その算出したエンジントルクＴｅにトルクコンバータ２のトルク比ｔを乗算することにより入力軸トルクを算出する。
【００６６】
なお、入力軸トルクについては、エンジン１のクランクシャフト１ａまたは自動変速機３の入力軸３ａにトルクセンサを設け、そのトルクセンサの出力信号に基づいて算出するようにしてもよい。
【００６７】
［トルク相制御（１）］
ＥＣＵ５が実行するダウンシフト時のトルク相制御の具体的な例について以下に説明する。
【００６８】
まず、トルク相制御において、変速前後の駆動力差が大きいダウンシフトで目標トルク相時間（出力軸トルクを変化させる時間）が短い場合、駆動力の急変や出力軸の捩じりによる振動が発生するおそれがある。一方、変速前後の駆動力の差が小さいダウンシフトで目標トルク相時間が長い場合、駆動力の立ち上がりが遅れて加速のヘジテーションを感じるおそれがある。
【００６９】
本実施形態は、そのような問題を考慮してなされたものであり、目標トルク相時間を用いたトルク相制御において、変速前後の駆動力差に応じて目標トルク相時間を適切に設定することが可能な制御を実現する。
【００７０】
その制御（トルク相制御）の一例について図５のフローチャートを参照して説明する。図５の制御ルーチンはＥＣＵ５において所定時間毎に繰り返して実行される。
【００７１】
図５の制御ルーチンが開始されると、まずはステップＳＴ１０１において、出力軸回転速度センサ８３の出力信号から得られる車速、アクセル開度センサ８４の出力信号から得られるアクセル開度、および上記変速マップに基づいて、自動変速機３の変速要求が生じ、その変速要求がダウンシフト要求であるか否かを判定する。
【００７２】
ステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定(ＮＯ)である場合はリターンする。ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定(ＹＥＳ)である場合はステップＳＴ１０２に進む。ステップＳＴ１０２ではダウンシフト制御を開始する。
【００７３】
ステップＳＴ１０３では、トルク相開始条件（例えば、摩擦係合要素の分担トルクが変化を開始したこと）が成立したか否かを判定し、その判定結果が否定判定(ＮＯ)である場合はリターンする。ステップＳＴ１０３の判定結果が肯定判定(ＹＥＳ)である場合はステップＳＴ１０４に進む。
【００７４】
ステップＳＴ１０４では、変速前後の駆動力差に対応する変速前後の出力軸トルク差に基づいて目標トルク相時間を設定する。その設定処理については後述する。
【００７５】
ステップＳＴ１０５では、上記ステップＳＴ１０４で設定した目標トルク相時間に基づいて、架け替え（クラッチツウクラッチ）を行う解放側要素および係合側要素の各トルク容量を制御するトルク相制御を実行する。
【００７６】
＜目標トルク相時間の設定処理＞
次に、目標トルク相時間を設定する処理について説明する。
【００７７】
まず、上記した算出処理によって自動変速機３の入力軸トルクを算出し、その入力軸トルクおよび変速前後のギヤ比（変速前ギヤ比と変速後ギヤ比との比）を用いて、変速前後の出力軸トルク差［＝入力軸トルク×変速前後のギヤ比］を算出する。その算出した変速前後の出力軸トルク差を用いて、図６に示す目標トルク相時間マップを参照して目標トルク相時間を設定する。
【００７８】
図６の目標トルク相時間マップは、変速前後の出力軸トルク差をパラメータとして、予め実験またはシミュレーションによって目標トルク相時間を設定したマップであって、ＥＣＵ５のＲＯＭ５２に記憶されている。
【００７９】
図６の目標トルク相時間マップにおいては、変速前後の出力軸トルク差が大きいときに発生する駆動力の急変や出力軸３ｂの捩じり振動を抑制すること、および変速前後の出力軸トルク差が小さいときに発生する駆動力のヘジテーションによるドライバビリティ低下を抑制することを両立できるように、変速前後の出力軸トルク差に応じて目標トルク相時間が設定されている。
【００８０】
図６の目標トルク相時間マップにおいて、変速前後の出力軸トルク差が大きい場合は、小さい場合と比較して、目標トルク相時間が長くなるように設定されている。また、図６の目標トルク相時間マップにおいて、Ａ部の勾配は、トルク相中の駆動力変化勾配が急勾配にならないように設定されている。Ｂ部は、変速後ギヤ段の出力軸トルク到達の最大許容時間に基づいて設定されている。
【００８１】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、トルク相制御に用いる目標トルク相時間を変速前後の出力軸トルク差に応じて、その出力軸トルク差が大きい場合は目標トルク相時間を長く設定し、出力軸トルク差が小さい場合は目標トルク相時間を短く設定するので、変速前後の駆動力差が大きい場合に発生する駆動力の急変や出力軸の捩じり振動を抑制することができ、変速前後の駆動力差が小さい場合に発生するヘジテーションによるドライバビリティ低下を抑制することができる。
【００８２】
［トルク相制御（２）］
次に、ＥＣＵ５が実行する駆動ダウンシフト時のトルク相制御の具体的な例について、図７のフローチャートを参照して説明する。図７の制御ルーチンはＥＣＵ５において所定時間毎に繰り返して実行される。
【００８３】
図７の制御ルーチンが開始されると、まずはステップＳＴ２０１において、出力軸回転速度センサ８３の出力信号から得られる車速、アクセル開度センサ８４の出力信号から得られるアクセル開度、および上記変速マップに基づいて、自動変速機３の変速要求が生じ、その変速要求が駆動ダウンシフト要求であるか否かを判定する。
【００８４】
ステップＳＴ２０１の判定結果が否定判定(ＮＯ)である場合はリターンする。ステップＳＴ２０１の判定結果が肯定判定(ＹＥＳ)である場合はステップＳＴ２０２に進む。ステップＳＴ２０２ではダウンシフト制御を開始する。
【００８５】
ステップＳＴ２０３では、トルク相開始条件（例えば、摩擦係合要素の分担トルクが変化を開始したこと）が成立したか否かを判定し、その判定結果が否定判定(ＮＯ)である場合はリターンする。ステップＳＴ２０３の判定結果が肯定判定(ＹＥＳ)である場合はステップＳＴ２０４に進む。
【００８６】
ステップＳＴ２０４では、変速前後の出力軸トルク差に基づいて目標トルク相時間を設定する。このステップＳＴ２０４の目標トルク相時間の設定は、上記した図５の制御ルーチンのステップＳＴ１０４と同じ処理にて設定する。
【００８７】
ステップＳＴ２０５では、目標トルク相時間の上限を設定する。その上限設定処理については後述する。
【００８８】
ステップＳＴ２０６では、上記ステップＳＴ２０４で設定した目標トルク相時間に基づいて、架け替え（クラッチツウクラッチ）を行う解放側要素および係合側要素の各トルク容量を制御するトルク相制御を実行する。ここで、上記ステップＳＴ２０４で設定した目標トルク相時間が、上記ステップＳＴ２０５で設定した目標トルク相時間の上限よりも大きい場合は、その上限で目標トルク相時間を制限し、その制限した目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行する。
【００８９】
＜目標トルク相時間の上限設定処理＞
次に、目標トルク相時間の上限を設定する処理について説明する。
【００９０】
まず、自動変速機３の変速が駆動ダウンシフトである場合、トルク相制御中において解放側要素は摩擦材の熱負荷が増加しやすい。このため、上記図７の制御ルーチンのステップＳＴ２０４での処理により目標トルク相時間が長く設定された場合、解放側要素の摩擦材の熱負荷に対する耐久性が低下するおそれがある。
【００９１】
そこで、本実施形態では、解放側要素の摩擦材の熱負荷を考慮して目標トルク相時間の上限を設定する。具体的には、トルク相中において解放側要素が受け持つ分担トルクと変速前後の入力軸回転速度差とが解放側要素の摩擦材の熱負荷増加に影響する因子であるという点に着目し、トルク相中において解放側要素が受け持つ分担トルク（以下、解放側要素の分担トルクともいう）の最大値と変速前後の入力軸回転速度差（入力軸回転速度センサ８２の出力信号から算出）との積［解放側要素の分担トルク×変速前後の入力軸回転速度差］を用いて、図８の上限マップを参照して目標トルク相時間の上限を設定する。
【００９２】
図８の上限マップは、［解放側要素の分担トルク×変速前後の入力軸回転速度差］が大きいほど解放側要素の摩擦材の熱負荷が増加するという点を考慮し、［解放側要素の分担トルク×変速前後の入力軸回転速度差］をパラメータとして、予め実験またはシミュレーションによって、解放側要素の摩擦材の熱負荷が増加しないように制限するための目標トルク相時間の上限を求めたものをマップ化したものであって、ＥＣＵ５のＲＯＭ５２に記憶されている。
【００９３】
図８に上限マップおいて、［解放側要素の分担トルク×変速前後の入力軸回転速度差］が大きい場合は、小さい場合と比較して、目標トルク相時間の上限が小さくなるように設定されている。また、このような上限マップは、複数の摩擦係合要素を有する自動変速機３において解放側要素毎に摩擦材の熱負荷に対する耐久性が異なるという点を考慮して、解放側要素毎に、その各解放側要素の摩擦材の熱負荷に対する耐久性に応じて設定されている。
【００９４】
そして、以上のようにして目標トルク相時間の上限を設定することにより、図７の制御ルーチンのステップＳＴ２０４で設定される目標トルク相時間（変速前後の出力軸トルク差に応じて設定される目標トルク相時間）が長い場合であっても、解放側要素の摩擦材の熱負荷が増加しないように目標トルク相時間を制限することが可能になる。これにより、解放側要素の摩擦材の耐久性低下を抑制することができる。しかも、目標トルク相時間の上限は、トルク相制御中において解放側となる解放側要素毎に設定されているので、各解放側要素の摩擦材の耐久性低下をより効果的に抑制することができる。
【００９５】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９６】
例えば、以上の実施形態では、前進８速の自動変速機３の制御に本発明を適用した例について説明したが、これに限られることなく、前進７速以下または前進９速以上の自動変速機の制御にも本発明を適用することができる。
【００９７】
以上の実施形態では、車両１００がＦＦである例を示したが、本発明は、これに限られることなく、車両が、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）であってもよいし、４輪駆動であってもよい。
【００９８】
以上の実施形態では、エンジン１が多気筒ガソリンエンジンである例を示したが、本発明はこれに限られることなく、エンジンがディーゼルエンジンなどであってもよい。
【００９９】
なお、以上の実施形態において、ＥＣＵ５が複数のＥＣＵによって構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、複数の摩擦係合要素を選択的に係合させることにより複数の変速段を成立させる有段式の自動変速機の制御装置に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  エンジン
２  トルクコンバータ
３  自動変速機
３ａ  入力軸
Ｃ１〜Ｃ４  クラッチ（摩擦係合要素）
Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ（摩擦係合要素）
５  ＥＣＵ
８２  入力軸回転速度センサ
８３  出力軸回転速度センサ
８４  アクセル開度センサ
【図１】
2018017252.tif 000004
【図２】
2018017252.tif 000005
【図３】
2018017252.tif 000006
【図４】
2018017252.tif 000007
【図５】
2018017252.tif 000008
【図６】
2018017252.tif 000009
【図７】
2018017252.tif 000010
【図８】
2018017252.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月1日(2017.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の摩擦係合要素を選択的に係合させることにより複数の変速段を成立させる有段式の自動変速機に適用され、目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行する制御装置であって、
前記自動変速機の変速時の目標トルク相時間を、変速前後の出力軸トルク差に応じて設定し、その設定した目標トルク相時間に基づいてトルク相制御を実行することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、
変速前後の出力軸トルク差が大きい場合は、小さい場合と比較して、前記目標トルク相時間が長くなるように設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自動変速機の制御装置において、
前記自動変速機の変速が駆動ダウンシフトである場合、前記目標トルク相時間の上限が、トルク相中において解放側の摩擦係合要素が受け持つ分担トルクと変速前後の入力軸回転速度差とに基づいて設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の自動変速機の制御装置において、
トルク相中において解放側の摩擦係合要素が受け持つ分担トルクの最大値と変速前後の入力軸回転速度差との積が大きい場合は、小さい場合と比較して、前記目標トルク相時間の上限が小さくなるように設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の自動変速機の制御装置において、
前記目標トルク相時間の上限が、前記自動変速機の複数の摩擦係合要素のうち、前記トルク相制御中において解放側となる解放側摩擦係合要素毎に設定されていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の自動変速機の制御装置において、
前記制御装置は、変速モデルを用いて変速目標値を実現させる制御操作量を決定して変速を制御することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明によれば、トルク相制御に用いる目標トルク相時間を、変速前後の出力軸トルク差（変速前後の駆動力差に対応）に応じて設定するので、変速前後の駆動力差に応じて生じる駆動力の急変や出力軸の捩じり振動の抑制およびヘジテーションによるドライバビリティ低下の抑制を両立することが可能になる。
本発明において、変速前後の出力軸トルク差が大きい場合は、小さい場合と比較して、目標トルク相時間が長くなるように設定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明において、トルク相中において解放側の摩擦係合要素が受け持つ分担トルクの最大値と変速前後の入力軸回転速度差との積が大きい場合は、小さい場合と比較して、目標トルク相時間の上限が小さくなるように設定してもよい。
また、本発明において、自動変速機の複数の摩擦係合要素のうち、トルク相制御中において解放側となる解放側要素毎に摩擦材の熱負荷に対する耐久性が異なるという点を考慮し、トルク相制御中において解放側となる解放側要素毎に、目標トルク相時間の上限を各解放側要素の摩擦材の熱負荷に対する耐久性に応じて設定するようにしてもよい。
また、本発明において、変速モデルを用いて変速目標値を実現させる制御操作量を決定して変速を制御するようにしてもよい。