(57)【要約】【課題】摩擦要素をスリップさせることなく、動力源からの入力トルクの制御によって変速ショックが抑制された変速と、ドライバの要求加速度の維持を両立させる。【解決手段】パワートレインの制御装置は、動力源として少なくともモータ３を備え、該モータ３の出力側の自動変速機４は、変速時に締結力が維持される維持側摩擦要素４０と、解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素５０と、締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素８０とを備え、これらの摩擦要素５０、８０の締結解放制御と、モータ３の制御とを行う制御手段２００を有し、該制御手段２００は、所定の変速時に、締結側摩擦要素８０および解放側摩擦要素５０を解放した状態で、モータ３を制御することによって、車両をドライバ要求加速度に維持しつつ締結側摩擦要素８０の回転を制御し、該回転が所定回転数になるタイミングで締結側摩擦要素８０を締結させる。【選択図】図５
2019214345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として少なくともモータを備え、該モータの出力側に自動変速機が設けられた車両におけるパワートレインの制御装置であって、
前記自動変速機は、変速時に締結力が維持される維持側摩擦要素と、変速時に解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素と、変速時に締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素とを備え、
前記摩擦要素の締結解放制御と、前記モータの制御とを行う制御手段を有し、
前記制御手段は、所定の変速時に、前記締結側摩擦要素および前記解放側摩擦要素を解放した状態で、前記モータを制御することによって、車両をドライバ要求加速度に維持しつつ前記締結側摩擦要素の回転を制御し、その回転が所定回転数になるタイミングで前記締結側摩擦要素を締結するように動作することを特徴とするパワートレインの制御装置。
【請求項２】
前記所定の回転数となるタイミングは、前記締結側摩擦要素の一対の摩擦部材の相対回転数が所定回転以下となるタイミングであることを特徴とする請求項１に記載のパワートレインの制御装置。
【請求項３】
前記変速が駆動状態でのシフトダウン、または、非駆動状態でのシフトアップである場合に制御を行うものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワートレインの制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記タイミングで所定の回転数になる時点において前記締結側摩擦要素が締結されるように、前記時点よりも前に前記締結側摩擦要素に指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワートレインの制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記タイミングで所定の回転数になるよう前記モータへ目標トルクを補正しながら指令することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパワートレインの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載されるパワートレインの制御装置に関し、特に、パワートレインを構成する自動変速機における変速ショック軽減の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機は、動力伝達経路を切り換えるための複数の摩擦要素を有している。この複数の摩擦要素としては、動力伝達経路を構成する一対の回転部材同士を断接するクラッチと、所定の回転部材を固定部材である変速機ケース側に固定するブレーキとが用いられる。
【０００３】
自動変速機は、通例、運転状態（車速やアクセル開度）に応じて、複数の摩擦要素のうちの任意のクラッチとブレーキが締結されることで現在の変速段を形成している。変速する際には、前述の締結されている摩擦要素のうちの１つが解放され、現在の変速段で締結されていない自動変速機の複数の摩擦要素のうちの１つが締結される。このように、複数の摩擦要素の切換が同時期に行われることで、現在の変速段から運転状態に対応する変速段への変速が行われる。
【０００４】
この変速中において、上述の複数の摩擦要素のうち、締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素が解放されるタイミングに対して、解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素の締結のタイミングが相対的に遅れる場合がある。この場合、変速機への入力回転が伝達されない空吹き状態（ニュートラル状態）が生じ、乗員に空走感を与えることとなる。一方、上述の複数の摩擦要素のうち、締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素が解放されるタイミングに対して、解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素の締結のタイミングが相対的に早まる場合がある。この場合、変速機はインターロック状態となり、乗員に変速ショックを与えることとなる。
【０００５】
自動変速機は、上述のニュートラル状態およびインターロック状態を防止するために、主として、締結側摩擦要素の締結力を制御することで、解放側摩擦要素の締結力がゼロになると同時に、締結側摩擦要素の締結力を発生させるようにスリップさせることで、乗員への変速ショックを低減することがある。しかし、摩擦要素をスリップさせることにより、エネルギーロスが発生し、駆動源からの入力トルクの一部が損失になってしまう虞がある。
【０００６】
ところで、変速機のシフトダウン時において変速ショックを抑制する方法として、上述の摩擦要素をスリップさせる方法とは別に、特許文献１に開示されているように、エンジンと、変速機との間にモータが備えられたパワートレインにおいては、変速時にモータによってエンジンの回転数を上昇させることで、変速ショックを抑制するものがある。
【０００７】
具体的には、エンジンと、該エンジンにトルクコンバータを介して接続されたモータと、該モータの出力軸に変速機が接続されており、変速時において、変速機がニュートラル状態とされ、その後、モータによってエンジンの回転数を変速前の回転数から変速後の回転数に同期させる。これにより、変速時に生じる変速機側とエンジン側の回転数を同期させることができ、変速ショックが抑制されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１７９６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のパワートレインの制御装置においては、自動変速機のシフトダウン時のみを対象としており、シフトアップについても、変速ショックを抑制するためには改善の余地がある。
【００１０】
さらに、特許文献１のパワートレインの制御装置においては、変速ショックの抑制は達成されるが、ドライバの要求加速度を維持することに対しては考慮がなされていない。具体的には、変速時において、モータによってエンジンの回転数を上昇させる際に、自動変速機はニュートラル状態を経由している。そのため、車両においては、動力が伝達されていない時間が存在することになり、ドライバの要求加速度によっては、意に反する場合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、所定の変速時に、摩擦要素をスリップさせることなく、エンジンやモータによる入力トルクの制御によって（変速ショックが抑制された）変速と、ドライバの要求加速度の維持を両立させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
まず、請求項１に記載の発明は、
動力源として少なくともモータを備え、該モータの出力側に自動変速機が設けられた車両におけるパワートレインの制御装置であって、
前記自動変速機は、変速時に締結力が維持される維持側摩擦要素と、変速時に解放状態から締結状態に切り換えられる締結側摩擦要素と、変速時に締結状態から解放状態に切り換えられる解放側摩擦要素とを備え、
前記摩擦要素の締結解放制御と、前記モータの制御とを行う制御手段を有し、
前記制御手段は、所定の変速時に、前記締結側摩擦要素および前記解放側摩擦要素を解放した状態で、前記モータを制御することによって、車両をドライバの要求加速度に維持しつつ前記締結側摩擦要素の回転を制御し、その回転が所定回転数になるタイミングで前記締結側摩擦要素を締結するように動作することを特徴とする。
【００１３】
なお、請求項１における「要求加速度」は、アクセルペダルの踏込による「正の加速」と、アクセルペダルを解放したときの「ゼロ」あるいは「負の加速度」とを含む。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記所定の回転数となるタイミングは、前記締結側摩擦要素の一対の摩擦部材の相対回転数が所定回転以下となるタイミングであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または前記請求項２に記載の発明において、
前記変速が駆動状態でのシフトダウン、または、非駆動状態でのシフトアップである場合に制御を行うものであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記所定の回転数になる時点において前記締結側摩擦要素が締結されるように、前記時点よりも前に前記締結側摩擦要素に指令を出力することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項４のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御手段は、前記タイミングで所定の回転数になるよう前記モータへ目標トルクを補正しながら指令することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、変速時にドライバ要求加速度に見合う出力となるようにモータを制御するので、締結状態と解放状態とが切り替わる締結側摩擦要素および解放側摩擦要素が解放されるニュートラル状態を経由するときにおいてもドライバの要求加速度を維持することができる。
【００１９】
また、制御手段は、締結側摩擦要素の回転数を、その回転数が所定回転数になるように制御するとともに、該締結側摩擦要素が所定の回転数に回転合わせされたタイミングにおいて締結側摩擦要素を締結するように動作するので、締結側摩擦要素をスリップさせることなく締結することができる。
【００２０】
これによれば、変速時において、ドライバの要求加速度を維持しつつ、スリップを伴わない変速（スリップレス変速）が可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、変速時において締結側摩擦要素の一対の摩擦部材間に生じる回転速度の差が所定回転数以下になるタイミングで、該締結摩擦要素を締結するので、この摩擦部材間の回転差によるショックの発生を抑制することができる。
【００２２】
例えば、締結側摩擦要素がブレーキの場合には締結側摩擦要素の回転数が略ゼロとなるタイミング、あるいは、締結側摩擦要素がクラッチの場合には一対の回転摩擦要素の回転数が略一致するタイミングで、一対の摩擦部材を締結することで、該一対の摩擦部材間の回転差によるショックを抑制することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、所定の変速が、駆動状態でのシフトダウン、または、非駆動状態でのシフトアップである場合において、請求項１に記載の効果同様に、車両のドライバ要求加速度を維持しつつ、スリップレス変速による変速時のショックの発生を抑制した変速を達成することができる。なお、所定の変速は、特に、入力側（駆動源側）の駆動状態と出力側の駆動状態が一致する場合において、スリップレス変速が可能になる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、制御手段は、前記所定の回転数になる時点において締結側摩擦要素が締結されるように、前記時点よりも前に締結側摩擦要素に指令を出力するので、締結側摩擦要素を応答遅れなく適切なタイミングで締結することができる。その結果、例えば、摩擦要素が油圧による応答遅れを有する場合においても、この応答遅れを考慮することで、ショックが抑制された変速を実行することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、制御手段は、前期タイミングで所定の回転数になるようモータへ目標トルクを補正しながら指令するので、目標回転と実回転数との差を補正できるので、適切なタイミングで所定の回転数になるよう制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るパワートレインの自動変速機を示す骨子図である。
【図２】同自動変速機の摩擦要素の締結の組み合わせと変速段との関係を示す表である。
【図３】本発明の実施形態に係るパワートレインの制御システム図である。
【図４】同パワートレインの変速制御動作を示すフローチャートのである。
【図５】同パワートレインの加速中のダウンシフト（４速から３速へのシフトダウン）が行われる場合における各要素の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。
【図６】同パワートレインの加速中のダウンシフト時に、スリップレス変速制御を実施したときのシミュレーション結果のグラフである。
【図７】同パワートレインの自動変速機の所定の摩擦要素の締結が完了する時点の締結油圧の指令出力時点からの遅れを比較したグラフである。
【図８】同パワートレインのスリップレス変速制御動作を示すフローチャートである。
【図９】同パワートレインの減速中のアップシフト（３速から４速へのシフトアップ）が行われる場合における各要素の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。
【図１０】同パワートレインの加速中のアップシフト時に、スリップレス変速制御を実施したときのシミュレーション結果のグラフである。
【図１１】入力トルクＴｉおよび変速時間ｔshiftの算出方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係るパワートレインの制御装置の詳細を説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態におけるパワートレインの構成を示す骨子図である。本発明の実施形態におけるパワートレインは、エンジン１と、該エンジン１の出力軸１ａにクラッチ２を介して連結されたモータ３と、該モータ３の出力軸３ａに連結された自動変速機４とを備えている。なお、例えば、クラッチ２は、エンジン１とモータ３との間に介挿され、このクラッチ２によってエンジン１とモータ３とが断接可能とされている。
【００２９】
自動変速機４の入力軸４ａ上には、エンジン１側（モータ３側）から、第１、第２、第３プラネタリギヤセット（以下、「第１、第２、第３ギヤセット」という）１０、２０、３０が配置されている。
【００３０】
また、入力軸４ａ上には、ギヤセット１０、２０、３０で構成される動力伝達経路を切り換えるための摩擦要素として、入力軸４ａからの動力をギヤセット１０、２０、３０側へ選択的に伝達するロークラッチ４０及びハイクラッチ５０が配置されている。さらに、入力軸３１上には、各ギヤセット１０、２０、３０の所定の回転要素を固定するＬＲ（ローリバース）ブレーキ６０、２６ブレーキ７０、及び、Ｒ３５ブレーキ８０が、エンジン１側からこの順序で配置されている。なお、自動変速機４は、上述の摩擦要素を締結あるいは解放させるための油圧回路１００を備えている（図３参照）。
【００３１】
前記第１〜第３ギヤセット１０、２０、３０のうち、第１ギヤセット１０と第２ギヤセット２０はシングルピニオン型のプラネタリギヤセットであって、サンギヤ１１、２１と、これらのサンギヤ１１、２１に噛み合った各複数のピニオン１２、２２と、これらのピニオン１２、２２をそれぞれ支持するキャリヤ１３、２３と、ピニオン１２、２２に噛み合ったリングギヤ１４、２４とで構成されている。
【００３２】
また、第３ギヤセット３０はダブルピニオン型のプラネタリギヤセットであって、サンギヤ３１と、該サンギヤ３１に噛み合った複数の第１ピニオン３２ａと、該第１ピニオン３２ａに噛み合った第２ピニオン３２ｂと、これらのピニオン３２ａ、３２ｂを支持するキャリヤ３３と、第２ピニオン３２ｂに噛み合ったリングギヤ３４とで構成されている。
【００３３】
そして、第３ギヤセット３０のサンギヤ３１には入力軸４ａが直接連結されている。第１ギヤセット１０のサンギヤ１１と第２ギヤセット２０のサンギヤ２１とは、互いに結合されて、ロークラッチ４０の出力側部材４１に連結されている。第２ギヤセット２０のキャリヤ２３にはハイクラッチ５０の出力側部材５１が連結されている。
【００３４】
また、第１ギヤセット１０のリングギヤ１４と第２ギヤセット２０のキャリヤ２３とは、互いに結合されており、ＬＲブレーキ６０を介して変速機ケースに断接可能に連結されている。第２ギヤセット２０のリングギヤ２４と第３ギヤセット３０のリングギヤ３４とは、互いに結合されており、２６ブレーキ７０を介して変速機ケースに断接可能に連結されている。第３ギヤセット３０のキャリヤ３３は、Ｒ３５ブレーキ８０を介して変速機ケースに断接可能に連結されている。そして、第１ギヤセット１０のキャリヤ１３には、自動変速機４の出力を駆動輪側へ出力するファイナルギヤ５が連結されている。
【００３５】
以上の構成により、自動変速機４は、上記の摩擦締結要素（ロークラッチ４０、ハイクラッチ５０、ＬＲブレーキ６０、２６ブレーキ７０及びＲ３５ブレーキ８０）の締結状態の組み合わせにより、図２の締結表に示すように、Ｄレンジでの１〜６速と、Ｒレンジでの後退速とが形成されるようになっている。
【００３６】
図３に示すように、エンジン１、クラッチ２、モータ３、自動変速機４の油圧回路１００に関する各種制御は、車両に搭載された制御装置２００によって行われる。
【００３７】
制御装置２００には、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２０１、車両の速度を検出する車速センサ２０２、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２０３、モータ３の回転数を検出するモータ回転数センサ２０４、および、モータ３のトルクを検出するモータトルクセンサ２０５からの信号が入力される。
【００３８】
制御装置２００は、各種入力信号に基づき、エンジン１の燃料供給制御装置（図示せず）に制御信号を出力して、エンジン１の回転数を制御するとともに、モータに接続されたインバータ（図示せず）に制御信号を出力して、モータ３の回転数およびトルクを制御する。
【００３９】
また、制御装置２００は、各種入力信号に基づき、油圧回路１００に設けられた複数のソレノイドバルブ１０１に制御信号を出力する。これにより、選択されたレンジや車両の走行状態に応じて各ソレノイドバルブ１０１の開閉あるいは出力圧が制御され、各摩擦要素４０、５０、６０、７０、８０への油圧供給が制御されることで、図２の締結表にしたがって各変速段が実現されるように変速制御が行われる。
【００４０】
ところで、自動変速機４は、変速時において、インターロック状態およびニュートラル状態による変速ショックおよび空走感を防止しつつ、ドライバの要求加速度を維持しようとすると、解放側摩擦要素の締結力がゼロになると同時に、締結側摩擦要素の締結力を発生させるように、スリップさせることがある。しかし、摩擦要素をスリップさせることにより、エネルギーロスが発生し、駆動源からの入力トルクの一部が損失になってしまう。
【００４１】
これに対して、本実施形態の制御装置２００は、所定の変速時の車両の走行条件の成否によって、ドライバの要求加速度を維持しつつ、摩擦要素をスリップさせることなく変速を実現するスリップレス変速制御を実行する。
【００４２】
具体的には、制御装置２００は、締結状態と解放状態とが切り換えられる所定の摩擦要素が解放されるニュートラル状態において、ドライバの要求加速度を維持するための入力トルクを入力するとともに、締結側摩擦要素が所定の回転数となるように入力トルクを制御する。そして、締結側摩擦要素が所定の回転数が所定の回転数に達したときに該締結側摩擦要素を締結する。
【００４３】
なお、所定の変速時の車両の走行条件としては、例えば、加速中にシフトダウン（駆動中のシフトダウン）される場合や、減速中にシフトアップ（非駆動中のシフトアップ）される場合等が挙げられる。
【００４４】
本実施形態において、制御装置２００は、このスリップレス変速制御を実行するための構成として、上記の構成に加えて、変速機４の入力軸４ａおよび出力軸４ｂの回転数ωｉ、ω０を検出する入力軸４ａおよび出力軸４ｂ回転数センサ２０６、２０７、変速機４の油温を検出する油温センサ２０８とを備えている。
【００４５】
図４、５、７、８に示すフローチャートおよびタイムチャートを参照しながら、制御装置２００によるスリップレス変速制御に関するエンジン１、モータ３、自動変速機４、および、所定の摩擦要素５０、８０の制御動作の一例として、４速から３速へのシフトダウン時および３速から４速へのシフトアップ時について説明する。
【００４６】
まず、制御装置２００は、ステップＳ１において、各種データを取得する。具体的には、現在の車両の状態における、アクセル開度、車速、エンジン回転数、モータ回転数、モータトルク、変速機４の入力軸４ａの回転数ωｉ、変速機４の出力軸４ｂの回転数ω０、および、変速機４の潤滑油の油温を取得する。
【００４７】
ステップＳ２では、ステップＳ１で取得したアクセル開度および車速等に基づいて、ドライバの要求加速度を算出する。そして、続くステップＳ３では、車速とアクセル開度に基づいて、変速すべきかどうかを判定する。
【００４８】
ステップＳ３で、変速が不要と判定した場合は、ステップＳ４に進み、通常走行を実行するとともに、フローをリターンする。
【００４９】
一方、ステップＳ３で、変速が必要と判定した場合には、ステップＳ５に進み、アクセル開度、車速およびドライバの要求加速度と、予め組み込まれた変速パターンから、ギヤ段を選択する。該ギヤ段が現在のギヤ段からシフトダウンされる場合は、ステップＳ６に進む。
【００５０】
４速から３速へのダウンシフト時を例に、図５のタイムチャートを参照しながら説明すると、４速で定常走行中にドライバによってアクセルが踏み込まれ、アクセル開度の変化が生じた時点（加速要求が生じた時点）ｔ０から、矢印ａ１に示すようにアクセル開度が増大し、変速が必要となった時点ｔ１において、矢印ａ２に示すように変速指令が出力される（４速から３速へのダウンシフト）。
【００５１】
続くステップＳ７において、理論的にスリップレス変速制御が可能となる入力トルクＴｉおよび変速時間ｔshiftとを算出する。なお、入力トルクＴｉは、スリップレス変速時において、変速機４の入力軸４ａに入力されるトルクであり、変速時間ｔshiftは、入力トルクＴｉが入力される時間である（図５参照）。
【００５２】
本実施形態の４速から３速への変速時においては、入力トルクＴｉおよび変速時間ｔshiftは、変速機４の入力軸４ａに入力トルクＴｉを変速時間ｔshift作用させることによって、ハイクラッチ５０が解放されるニュートラル状態においてドライバの要求加速度を維持するとともに、解放状態から締結状態に切り換えられるＲ３５ブレーキ８０の回転数を０にすることができる理論的な値であり、Ｔｉおよび変速時間ｔshiftの算出方法については後述する。
【００５３】
なお、ドライバ要求加速度は、変速機４に入力される入力トルクＴｉが、変速機内の入力軸４ａ、遊星歯車セット１０、２０、３０等の回転部材に作用する際、慣性モーメントによって、入力トルクＴｉの一部が出力軸４ｂに伝達され、この伝達されるトルクを利用することで得られる。
【００５４】
ステップＳ８では、ステップＳ７において算出したスリップレス変速の変速時間ｔshiftに基づいて、スリップレス変速制御が可能かどうかを判定する。
【００５５】
具体的には、変速時間ｔshiftが、正の値かどうかを判定する。変速時間ｔshiftが、負の値の場合は、スリップレス変速制御が実行できないと判定し、ステップＳ９に進み、通常のハイクラッチ５０をスリップさせながら変速する。
【００５６】
一方、ステップＳ８で、変速時間ｔshiftが、正の値の場合は、ステップＳ１０に進み、図５のタイムチャートの入力トルクＴｉ指令ラインＡ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＡ２、Ａ３を設定し、ステップＳ１１に進む。なお、油圧指令ラインＡ２、Ａ３は、後述のように油圧の遅れを考慮したものである。
【００５７】
ここで、図６にスリップレス変速制御の例として、４速から３速への変速を車速４０ｋｍ／ｈの定常走行から加速するシーンにおけるシミュレーション結果を示す。
【００５８】
図６（ａ）には、スリップレス変速制御時の入力トルクＴｉ、ハイクラッチ５０に作用するトルクＴhigh、および、Ｒ３５ブレーキ８０に作用するトルクＴ35の時間変化が示され、図６（ｂ）には、スリップレス変速制御時の変速機４の入力軸４ａの回転数ωｉ、Ｒ３５ブレーキ８０の回転側摩擦部材８ａ（以下、「Ｒ３５ブレーキ回転部材」という）の回転数ω35の時間変化が示されている。
【００５９】
これによれば、変速指令後は矢印ａ１１に示すように、入力トルクＴｉを素早く立ち上げると同時に、ハイクラッチ５０を解放し（矢印ａ１２）、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35が０に到達した時点（矢印ａ１３）で入力トルクＴｉを素早く下げ（矢印ａ１４）、これと同時にＲ３５ブレーキ８０を締結する（矢印ａ１５）という緻密な変速制御が必要となることがわかる。車両諸元や走行シーンに依るが、このような素早いトルク変化が求められることが多い。
【００６０】
一方で、一般に摩擦要素の解放締結には油圧による応答遅れがあるため、このような緻密な変速制御のためには、上述の理論的に算出した理論値（Ｔｉ、ｔshift）および、摩擦要素の締結解放のタイミングに対して応答遅れを考慮する必要がある。
【００６１】
ここで、ステップＳ８で設定したハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＡ２、Ａ３の油圧の遅れの考慮方法を説明する。
【００６２】
まず、図７には、摩擦要素（Ｒ３５ブレーキ８０）において摩擦板同士が接触する直前までピストンを詰めたゼロクリアランス状態から、所望の指示圧を与えて油圧の立ち上がりを測定した実験結果が示されている。
【００６３】
図に示すように、油圧の締結指令の出力からΔｔ１秒遅れて、実油圧が立ち上がっていることが分かる。すなわち、油圧指令の出力時点から、締結に必要な油圧に到達するまでには、Δｔ１秒の油圧の遅れが生じることとなる。したがって、本実施形態においては、この油圧の遅れΔｔ１秒分を、締結側摩擦要素が締結されるべきタイミング（Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35が０になるタイミング）よりも油圧指令をΔｔ１秒前に出力する補正することで、油圧の遅れを考慮した制御指令ラインＡ３としている。
【００６４】
なお、上述の油圧の遅れは、車両の走行シーンに応じて異なるため、車両の走行シーン（回転数、トルク、油温等）に応じた油圧の遅れΔｔｎを実験的に求めておくとともに、データとして制御装置２００に記憶させておく。また、解放側摩擦要素も締結側摩擦要素同様に、油圧の解放指令の遅れΔｔ２を考慮している。そして、車両の走行シーンに応じた油圧の遅れΔｔｍを実験的に求めておくとともに、この実験データを制御装置２００に記憶させておく。
【００６５】
これにより、ハイクラッチ５０の油圧指令Ａ２は、図５の矢印ａ３に示すように、実際にハイクラッチ５０を解放させたい時点（入力トルクＴｉを立ち上げる時点）ｔ３よりも、油圧の遅れΔｔ２秒間前の時点ｔ２において、ハイクラッチ５０の油圧指令Ａ２が出力される。
【００６６】
また、Ｒ３５ブレーキ８０の油圧指令Ａ３は、矢印ａ４に示すように、実際にＲ３５ブレーキ８０を締結させたい時点（Ｒ３５ブレーキ８０の回転部材の回転数が０となる時点）ｔ５よりも、油圧の遅れΔｔ１秒間前の時点ｔ４に出力される。なお、Ｒ３５ブレーキ８０を締結させたい時点は、スリップレス変速の効果が得られる時点となる、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転が０近傍の所定回転以下となる時点であってもよい。
【００６７】
これにより、解放側摩擦要素および締結側摩擦要素が、適切なタイミングでの締結解放が可能となり、より緻密な変速制御を実行することができる。
【００６８】
図４のフローチャートに戻って、ステップＳ１１では、４速から３速への変速中に解放状態から締結状態に切換られるＲ３５ブレーキ８０の回転側摩擦部材（Ｒ３５ブレーキ回転部材）８ａの回転数ω35の目標回転数ラインＡ４を設定し、ステップＳ１２に進む。
【００６９】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０およびステップＳ１１で作成した入力トルク指令ラインＡ１および油圧指令ラインＡ２、Ａ３と、目標回転数ラインＡ４に基づいて、回転数制御付きのスリップレス変速制御を実行する。
【００７０】
次に、図８のフローチャートを参照しながら、スリップレス変速制御の内容について説明する。なお、図８の括弧外の符号は４速から３速へのシフトダウン時のフローを示し、括弧内の符号は３速から４速へのシフトアップ時のフローを示している（Ｓ２３とＳ２５は除く）。
【００７１】
ステップＳ２１では、ステップＳ１０で作成したスリップレス変速制御のための入力トルクＴｉの指令ラインＡ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＡ２、Ａ３を読み込む。続くステップＳ２２では、ステップＳ１１で作成したスリップレス変速制御のためのＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数ラインＡ４を読み込む。
【００７２】
そして、ステップＳ２３では、入力トルクＴiのエンジン１およびモータ３に対する配分を決定する。なお、エンジントルクＴｅは、変速後（３速）のトルクへ立ち上げ、モータトルクＴｍは、変速中に必要なトルクが分担されるように配分を決定する。なお、モータトルクＴｍに配分される変速中に必要なトルクとは、ドライバの要求加速度を維持するためのトルクと、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35を０にするためのトルクとを意味する。
【００７３】
ステップＳ２４では、ステップＳ２２で取得したＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数ラインＡ４と、その実回転数Ａ４１との差Δω35より、ステップＳ２３で決定したモータトルクＴｍの指令値を補正する。なお、実回転数Ａ４１は入力軸回転数と出力軸回転数と、ギアセットのギア比から逆算できる。
【００７４】
ここで、ステップＳ２４における目標モータトルクＴｍの指令値の補正について説明する。
【００７５】
ステップＳ２４では、Ｒ３５ブレーキ８０の実回転数と、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数との偏差を監視しながら、実回転数を目標回転数に沿わせるために、入力トルクを補正することで制御される。
【００７６】
図５のａ５に示すように、モータ３の目標トルク指令Ａ１１に対して、実トルクＡ１２には、電流の応答遅れがあるため、所望のトルクに達するまでにおいて応答遅れΔｔ３が存在する。したがって、この応答遅れΔｔ３を考慮した変速制御が求められる。
【００７７】
具体的には、入力トルクＴｉの変化及びハイクラッチ５０の実油圧の過渡応答により、入力トルクＴｉによって制御されるＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ａ４に対して実回転数Ａ４１にずれΔω35が生じることになる（ａ６）。
【００７８】
ショックレス変速制御を実行するためには、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35を、入力トルクＴｉが入力されてからｔshift経過した時点において０にすると同時にＲ３５ブレーキ８０を締結することが重要である。
【００７９】
したがって、本実施形態においては、制御手段２００は、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ａ４と、実際のＲ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数Ａ４１との偏差に基づいて、この回転数のずれΔω35を目標モータトルクＴｍへフィードバック制御することで、実回転数Ａ４１を目標回転数Ａ４に沿わせる回転数制御を行う。例えば、目標モータトルクＴｍをＴｍ＋ΔＴｍへ補正することで、実回転数Ａ４１を目標回転数Ａ４に沿わせる回転数制御を行う。
【００８０】
その後、ステップ２５では、ステップＳ２３、ステップＳ２４に基づいて、エンジン１と、モータ３にそれぞれ入力トルクＴｅ、Ｔｍ＋ΔＴｍの指令を出力する。
【００８１】
ステップＳ２６では、ハイクラッチ５０への油圧指令（解放指令）があるかないか、例えば、図５のタイムチャートのｔ２に達したかどうかを判定し、油圧指令（解放指令）がない（ｔ２に達していない）場合は、フローがリターンされる。一方、油圧指令（解放指令）がある（ｔ２に達している）場合は、ハイクラッチ５０を解放するとともに、ステップＳ２７に進み、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（締結指令）があるかないか、例えば、図５のタイムチャートのｔ４に達したかどうかを判定する。
【００８２】
ステップＳ２７で、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（締結指令）がない（ｔ４に達していない）場合はフローがリターンされ、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（締結指令）がある（ｔ４に達している）場合は、Ｒ３５ブレーキ８０を締結する。
【００８３】
ステップＳ２８では、変速が終了したかどうを判断する。例えば、変速機４の入力軸４ａと出力軸４ｂの回転数ωi、ω0の差から、変速比が変速後（３速）の状態となったかどうかを判定する。そして、変速終了していないと判定した場合はフローがリターンされ、変速終了と判定した場合はフローを終了する。
【００８４】
図４のステップＳ５に戻って、ステップＳ５で、アクセル開度、車速およびドライバの要求加速度と、予め組み込まれた変速パターンから、ギヤ段を選択する。該ギヤ段が現在のギヤ段からシフトアップされる場合は、ステップＳ１３に進む。
【００８５】
３速から４速へのアップシフト時を例に、図９のタイムチャートを参照しながら説明すると、例えば、走行中にアクセルが解放され、アクセル開度の変化が生じた時点（減速要求が生じた時点）ｔ１０から、矢印ｂ１に示すようにアクセル開度が減少し、変速が必要となった時点ｔ１１において、矢印ｂ２に示すように変速指令が出力される（３速から４速へのアップシフト）。
【００８６】
続くステップＳ１４において、ダウンシフト同様に、理論的にスリップレス変速制御が可能となる入力トルクＴｉおよび変速時間ｔshiftとを算出する。なお、入力トルクＴｉは、スリップレス変速時において、変速機４の入力軸に入力されるトルクであり、変速時間ｔshiftは、入力トルクＴｉが入力される時間である（図９参照）。
【００８７】
本実施形態の３速から４速への変速時においては、入力トルクＴｉおよび変速時間ｔshiftは、変速機４の入力軸４ａに入力トルクＴｉを変速時間ｔshift作用させることによって、Ｒ３５ブレーキ８０が解放されるニュートラル状態においてドライバの要求加速度を維持するとともに、解放状態から締結状態に切り換えられるハイクラッチ５０の回転数を変速機の入力回転数に一致させることができる理論的な値であり、Ｔｉおよび変速時間ｔshiftの算出方法については後述する。
【００８８】
また、本実施形態の変速機においては、４速の変速比が１となるため、全ての回転が同じとなる。したがって、本実施形態においては、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35が、入力軸４ａの回転数ωiおよび出力軸４ｂの回転数ω0と一致するように目標値を設定する。
【００８９】
なお、ドライバ要求加速度は、変速機４に入力される入力トルクＴｉが、変速機内の入力軸４ａ、遊星歯車セット１０、２０、３０等の回転部材に作用する際、慣性モーメントによって、入力トルクＴｉの一部が出力軸４ｂに伝達され、この伝達されるトルクを利用することで得られる。
【００９０】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４において算出した、スリップレス変速の変速時間ｔshiftに基づいて、スリップレス変速制御が可能かどうかを判定する。
【００９１】
具体的には、変速時間ｔshiftが、正の値かどうかを判定する。変速時間ｔshiftが、負の値の場合は、スリップレス変速制御が実行できないと判定し、ステップＳ１６に進み、通常のハイクラッチクラッチ５０をスリップまたはＲ３５ブレーキをスリップさせながら変速する。
【００９２】
一方、ステップＳ１５で、変速時間ｔshiftが、正の値の場合は、ステップＳ１７に進み、図９のタイムチャートの入力トルクＴｉ指令ラインＢ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＢ２、Ｂ３を設定し、ステップＳ１８に進む。
【００９３】
ここで、図１０にスリップレス変速制御の例として、３速から４速への変速を車速４０ｋｍ／ｈから減速中のシミュレーション結果を示す。
【００９４】
図１０（ａ）には、スリップレス変速制御時の入力トルクＴｉ、ハイクラッチ５０に作用するトルクＴhigh、および、Ｒ３５ブレーキ８０に作用するトルクＴ35の時間変化が示され、図１０（ｂ）には、スリップレス変速制御時の変速機４の入力軸４ａの回転数ωｉ、変速機４の出力軸４ｂの回転数ω０、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35の時間変化が示されている。
【００９５】
これによれば、変速指令後は矢印ｂ１１に示すように、入力トルクＴｉを素早く立ち下げると同時に、Ｒ３５ブレーキ８０を解放し（矢印ｂ１２）、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35が、変速機４の入力軸４ａの回転数ωiもしくは出力軸４ｂの回転数ω0に一致した時点（矢印ｂ１３）で入力トルクＴｉを素早く上げ（矢印ｂ１４）、これと同時にハイクラッチ５０を締結する（矢印ｂ１５）という緻密な変速制御が必要となることがわかる。
【００９６】
したがって、ダウンシフト同様に、油圧の遅れを考慮して、上述の理論的に算出した理論値（Ｔｉ、ｔshift）および、摩擦要素の締結解放のタイミングを決定する。
【００９７】
これにより、Ｒ３５ブレーキ８０の油圧指令（解放指令）Ｂ２は、図９の矢印ｂ３に示すように、実際にＲ３５ブレーキ８０を解放させたい時点（入力トルクＴｉを立ち下げる時点）ｔ３よりも、油圧の遅れΔｔ１２秒間前の時点ｔ１２において、Ｒ３５ブレーキ８０の油圧指令（解放指令）Ｂ２が出力される。
【００９８】
また、ハイクラッチ５０の油圧指令（締結指令）Ｂ３は、矢印ｂ４に示すように、実際にハイクラッチ５０を締結させたい時点（Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35が入力軸４ａの回転数ωiに一致する時点）ｔ１５よりも、油圧の遅れΔｔ１１秒間前の時点ｔ１４で出力される。なお、ハイクラッチ５０を締結させたい時点は、スリップレス変速の効果が得られる時点となる、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａと入力軸４ａの相対回転が０近傍の所定回転以下となる時点であってもよい。
【００９９】
これにより、Ｒ３５ブレーキ８０およびハイクラッチ５０の、適切なタイミングでの解放締結が可能となり、より緻密な変速制御を実行することができる。
【０１００】
図４のフローチャートに戻って、ステップＳ１８では、３速から４速への変速後において、変速後の４速の状態では、すべての回転部材が同一回転となるので、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35の目標回転数ラインＢ４を設定し、ステップＳ１９に進む。
【０１０１】
ステップＳ１９では、ステップＳ１７およびステップＳ１８で作成した入力トルク指令ラインＢ１および油圧指令ラインＢ２、Ｂ３と、目標回転数ラインＢ４に基づいて、回転数制御付きのスリップレス変速制御を実行する。
【０１０２】
次に、図８のフローチャートを参照しながら、スリップレス変速制御の内容について説明する。なお、図８の括弧外の符号は４速から３速へのシフトダウン時のフローを示し、括弧内の符号は３速から４速へのシフトアップ時のフローを示している（Ｓ２３とＳ２５は除く）。
【０１０３】
ステップＳ２１では、ステップＳ１７で作成したスリップレス変速制御のための入力トルクＴｉの指令ラインＢ１、ハイクラッチ５０およびＲ３５ブレーキ８０の油圧指令ラインＢ２、Ｂ３を読み込む。続くステップＳ２２では、ステップＳ１８で作成したスリップレス変速制御のためのＲ３５ブレーキ８０の回転部材８１の目標回転数ラインＢ４を読み込む。
【０１０４】
そして、ステップＳ２３では、入力トルクＴiのエンジンおよびモータに対する配分を決定する。なお、エンジントルクＴｅは、減速中（非駆動状態）のためエンジンブレーキのトルクが発生し、モータトルクＴｍは、変速中に必要なトルクが分担されるように配分を決定する。
【０１０５】
ステップＳ２４では、ステップＳ２２で取得したＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数ラインＢ４と、その実回転数Ｂ４１との差より、ステップＳ２３で決定したモータトルクＴｍの指令値を補正する。なお、実回転数Ｂ４１は入力軸回転数と出力軸回転数と、ギアセットのギア比から逆算できる。
【０１０６】
ここで、ステップＳ２４における目標モータトルクＴｍの指令値の補正について説明する。
【０１０７】
ステップＳ２４では、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの実回転数Ｂ４１と、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ｂ４との偏差を監視しながら、実回転数を目標回転数に沿わせるために、入力トルクＴｍを補正することで制御される。
【０１０８】
図９のｂ５に示すように、モータ３の目標入力トルク指令Ｂ１１に対して、実トルクＢ１２には、電流の応答遅れがあるため、所望のトルクに達するまでにおいて応答遅れΔｔ１３が存在する。したがって、この応答遅れΔｔ１３を考慮した変速制御が求められる。
【０１０９】
具体的には、入力トルクＴｉの変化及びＲ３５ブレーキの実油圧の過渡応答により、入力トルクＴｉによって制御されるＲ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ｂ４に対して実回転数Ｂ４１にずれが生じることになる（ｂ６）。
【０１１０】
ショックレス変速制御を実行するためには、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数ω35を、入力トルクＴｉが入力されてからｔshift経過した時点において、入力軸４ａあるいは出力軸４ｂの回転数ωｉ、ω０に一致させると同時にハイクラッチ５０を締結することが重要である。
【０１１１】
したがって、本実施形態においては、制御手段２００は、Ｒ３５ブレーキ回転部材８ａの目標回転数Ｂ４と、実際のＲ３５ブレーキ回転部材８ａの回転数Ｂ４１との偏差に基づいて、この回転数のずれΔω35を目標モータトルクＴｍへフィードバック制御することで、実回転数Ｂ４１を目標回転数Ｂ４に沿わせる回転数制御を行う。例えば、目標モータトルクＴｍをＴｍ＋ΔＴｍへ補正することで、実回転数Ｂ４１を目標回転数Ｂ４に沿わせる回転数制御を行う。
【０１１２】
その後、ステップ２５では、ステップＳ２３、ステップＳ２４に基づいて、エンジン１と、モータ３にそれぞれ入力トルクＴｅ、Ｔｍ＋ΔＴｍの指令を出力する。
【０１１３】
ステップＳ２６では、Ｒ３５ブレーキ８０への油圧指令（解放指令）があるかないか、例えば、図９のタイムチャートのｔ１２に達したかどうかを判定し、油圧指令（解放指令）がない（ｔ１２に達していない）場合は、フローがリターンされる。一方、油圧指令（解放指令）がある（ｔ１２に達している）場合は、Ｒ３５ブレーキ８０を解放するとともに、ステップＳ２７に進み、ハイクラッチ５０への油圧指令（締結指令）があるかないか、例えば、図９のタイムチャートのｔ１４に達したかどうかを判定する。
【０１１４】
ステップＳ２７で、ハイクラッチ５０への油圧指令（締結指令）がない（ｔ１４に達していない）場合はフローがリターンされ、ハイクラッチ５０への油圧指令（締結指令）がある（ｔ１４に達している）場合は、ハイクラッチ５０を締結する。
【０１１５】
ステップＳ２８では、変速が終了したかどうを判断する。例えば、変速機４の入力軸４ａと出力軸４ｂの回転数ωi、ω0の差から、変速比が変速後（４速）の状態となったかどうかを判定する。そして、変速終了していないと判定した場合はフローがリターンされ、変速終了と判定した場合はフローを終了する。
【０１１６】
ここで、図１１を参照しながら、スリップレス変速を実行するための入力トルクＴｉおよび変速時間ｔshiftの算出方法を説明する。
【０１１７】
スリップレス変速の前提として、ドライバの要求加速度を維持しながら、スリップを伴わない解放側摩擦要素と、締結側摩擦要素との切換を行うものとする。また、スリップレス変速にするために、解放側摩擦要素と、締結側摩擦要素との切換において、両摩擦要素が解放されたニュートラル状態を経由させる。
【０１１８】
一方、ドライバの要求加速度を維持するためには、ニュートラル状態の時の空走感（トルク伝達しない状態）回避のために、変速機に入力される入力トルクを制御することで、変速機から出力される出力部材の回転数を上げる。
【０１１９】
また、解放状態の締結側摩擦要素を締結する際に、該締結側摩擦要素がブレーキの場合は、ブレーキの回転部材の回転が０になったときに締結されるように制御され、該締結側摩擦要素がクラッチの場合は、回転部材同士の相対回転が０となったときに締結されるように制御される。
【０１２０】
上記の条件に合う変速時間と、そのとき入力される入力トルクとを算出することで、ショックレス変速ができる。
【０１２１】
トルクと回転数と変速時間との関係を示すために、変速機内の各ギヤセットの回転部材に対する運動方程式を立てるとともに、変速条件を入力し、ドライバの要求加速度を維持しながらスリップレス変速を行うための、入力トルクと、変速時間とを算出する。
【０１２２】
まず、各プラネタリギヤの構成から数式化する。リングギヤの歯数をＺｒ、サンギヤの歯数をＺｓ、リングギヤの回転数をＮｒ、サンギヤの回転数をＮｓ、キャリヤの回転数Ｎｃとすると、次のような関係が成り立つ。
【数１】
2019214345.tif 000003
【０１２３】
ここで、リングギヤとサンギヤのギヤ比をλとおくと、次のように変形される。
【数２】
2019214345.tif 000004
【０１２４】
次に、プラネタリギヤに順番をつける。ＬＲブレーキ６０と締結するリングギヤ１４を持つプラネタリギヤセット１０を１番、ハイクラッチ５０と締結するキャリヤ２３を持つプラネタリギヤセット２０を２番、３５ブレーキ８０と締結するキャリヤ３３を持つプラネタリギヤセットを３番とする。
【０１２５】
そして、変速機４への入力部材Ｓ３の回転数をωi、変速機４からの出力部材Ｃ１の回転数をωo、ロークラッチ４０付サン部材Ｓ１の回転数をωlow、ＬＲブレーキ６０付リング部材Ｒ１の回転数をωlr、２６ブレーキ７０付リング部材Ｒ２の回転数をω26、３５ブレーキ８０付キャリア部材Ｃ３の回転数をω35とする。また、第１ギヤセット１０のギヤ比をλ１、第２ギヤセット２０のギヤ比をλ２、第３ギヤセット３０のギヤ比をλ３とする。
【０１２６】
すると、数１より、各ギヤセット１０、２０、３０の関係式が得られる。
【数３】
2019214345.tif 000005
【０１２７】
次に、各部材の運動方程式の定式化を行う。Ｓ３のイナーシャをＪi、Ｓ１のイナーシャをＪlow、Ｒ１のイナーシャをＪlr、Ｒ２のイナーシャをＪ26、Ｒ３のイナーシャをＪ35とする。
【０１２８】
また、Ｓ３への入力トルクをＴi、Ｃ１にタイヤ側から伝わるトルクをＴo、ロークラッチ４０で発生するトルクをＴlow、ハイクラッチ５０で発生するトルクをＴhigh、ＬＲブレーキ６０で発生するトルクをＴlr、３５ブレーキ８０で発生するトルクをＴ35とする。
【０１２９】
さらに、Ｓ１からＣ１に向けて伝達するトルクをＴs１、Ｓ２からＣ２に向けて伝達するトルクをＴs2、Ｓ３からＣ３に向けて伝達するトルクをＴs3と置くと、各部材の運動方程式は、本実施形態における骨子図に基づいて、次のように表現できる。
【数４】
2019214345.tif 000006
【０１３０】
なお、仮置きしたＴs1、Ｔs2、Ｔs3は、各ギヤセット１０、２０、３０に与えられるトルクや締結状態、変速機４の緒言（ギヤ比、イナーシャ）から逆算することができる。
【０１３１】
まず、微分した（１）の左辺に（４）式を、右辺には（６）、（７）式を代入すると、次式が得られる。
【数５】
2019214345.tif 000007
【０１３２】
続いて、微分した（２）式の左辺に（４）式を、右辺には（７）、（８）式を代入すると、次式が得られる。
【数６】
2019214345.tif 000008
【０１３３】
さらに、微分した（３）式の左辺に（５）式を、右辺に（８）、（９）式を代入すると次式が得られる。
【数７】
2019214345.tif 000009
これは、Ｔs0、Ｔs1、Ｔs2に関する連立方程式になっている。
【０１３４】
ここで、行列Ｖを次にようにおく。
【数８】
2019214345.tif 000010
【０１３５】
そして、列ベクトルＷ1〜Ｗ7を次のようにおく。
【数９】
2019214345.tif 000011
【０１３６】
ここで、与えられるトルクをｕ、解きたいトルクをＸと置く。
【数１０】
2019214345.tif 000012
【０１３７】
すると、数６〜数８の連立方程式は次のように書ける。
【数１１】
2019214345.tif 000013
【０１３８】
ここでは、Ｘをｕの成分を使って表現したいので、
【数１２】
2019214345.tif 000014
とおけば、次式から係数であるskが求まる。
【数１３】
2019214345.tif 000015
【０１３９】
ここで、ｓkによって構成される行列Ｓを次のように書き、
【数１４】
2019214345.tif 000016
【０１４０】
その行ベクトルをｓjバー（j=１,２,３）と置く。
【数１５】
2019214345.tif 000017
【０１４１】
このｓ1バー、ｓ2バー、ｓ3バーを用いると、数４の運動方程式は次にように書き変えられる。
【数１６】
2019214345.tif 000018
【０１４２】
ここで、さらに、この運動方程式を整理ため、係数Ｋを次のようにおく。
【数１７】
2019214345.tif 000019
そして、回転数ωや係数Ｋを次のように置くと、
【数１８】
2019214345.tif 000020
数４、数１６の運動方程式は、次のように整理される。
【数１９】
2019214345.tif 000021
【０１４３】
数１９の運動方程式に基づいて、スリップレス変速制御を可能にする入力トルクＴｉや変速時間ｔshiftを求める。ここでは、例として４速から３速へのダウンシフトを計算する。
【０１４４】
図２より、４速はハイクラッチ５０とロークラッチ４０が締結されており、３速はロークラッチ４０と３５ブレーキ８０が締結されている。よって、この変速ではハイクラッチ５０を解放し３５ブレーキ８０を締結すれば良いことになる。
【０１４５】
まず４速では、全ての部材の回転数が同じになるため、入力部材Ｓ１の回転数がセンシングできているので、全ての回転数が既知となる。
【０１４６】
また、ドライバのアクセル開度や車速などからドライバの要求加速度も分かるため、そこから出力回転数の角加速度も算出できる。ここでは、その角加速度をAoとおくと、次式を満足する。
【数２０】
2019214345.tif 000022
【０１４７】
ここでは、スリップレス変速をしたいので、ロークラッチ４０以外のブレーキ６０、７０、８０とハイクラッチ５０は全て解放した状態で３速の回転数になる、Ｔi、Ｔlowおよび、変速時間（以下ｔshift）を求めるための連立方程式を立てる。
【０１４８】
まず、数１９のωoは、数２０を代入すると、次の関係を満足する。
【数２１】
2019214345.tif 000023
【０１４９】
次に、数１９のω３５は変速中に回転数が０になれば良いので、変速開始時の回転数をωsとおいてtshiftの関係式を求めていく。数１９から、
【数２２】
2019214345.tif 000024
を満たすので、数２２に変速時間tshiftを用いると、左辺は次のように変形できる。
【０１５０】
2019214345.tif 000025
ここで、ω35(０)＝ωs、ω35(ｔshift)＝０、Ｔlr＝０、Ｔ35＝０、Ｔhigh＝０を代入すると次式が得られる。
2019214345.tif 000026
【０１５１】
さらに、ロークラッチ４０は締結状態なので、常に（４）’×Ｊi=（５）’×Ｊlow となるため、次式を満たす。
【数２３】
2019214345.tif 000027
【０１５２】
この数２１〜数２３は、Ｔi、Ｔlow、１／ｔshiftに関する連立方程式になっている。
【０１５３】
また、走行負荷であるＴoが推定できているため、これらの関係からＴi、Ｔlow、ｔshiftが得られる。なお、Ｔoを要求加速度に見合う値に設定することで、要求加速度はアクセル開度とその時（変速前）の変速段から求まり、この要求加速度から車両の慣性質量や終減速比などの定数を用いてＴoを求めることがでる。すなわち、アクセル開度からＴoが求まり、これを連立方程式で用いる。
【０１５４】
なお、ロークラッチ４０は締結状態なので、部材Ｓ１とＳ２が一体となっており、直接制御できない。また、走行負荷Ｔoおよび入力トルクＴiにより、それぞれのギヤセット６０、７０、８０内のトルク配分（Ｔs1、Ｔs2、Ｔs3）が各部品のイナーシャのつり合いから一意に決まるため、Ｔlowは、Ｔs1、Ｔs2、Ｔs3により決まる。
【０１５５】
次に、３速から４速へのアップシフトについて説明する。
【０１５６】
数１９の運動方程式をベースに、ダウンシフト同様に、スリップレス変速制御を可能にする入力トルクＴｉや変速時間ｔshiftを求める。
【０１５７】
図２より、３速はＲ３５ブレーキ８０とロークラッチ４０を締結しており、４速はハイクラッチ５０とロークラッチ４０を締結している。よって、この変速ではＲ３５ブレーキ８０を解放し、ハイクラッチ５０を締結すれば良い。
【０１５８】
まず３速では、入力部材と出力部材の回転数がセンシングできているので、全ての部材の回転数を算出できる。
【０１５９】
また、ドライバのアクセル開度や車速などからドライバの要求加速度も既知なため、そこから出力回転数の角加速度も算出できる。ここでも、数２０のようにその角加速度をＡoとおく。
【０１６０】
また、スリップレスで変速したいので、ロークラッチ４０以外のブレーキ６０、７０、８０とハイクラッチ５０は全て解放した状態で４速の回転数になる、Ｔi、Ｔlow及び、変速時間（以下ｔshift）が求められれば良い。そこで、この３つを求められる連立方程式を作っていく。
【０１６１】
まず、数１９のωoにAoを代入すると数２１の関係を満たす。
【０１６２】
次に、数１９のω35は変速中に回転数がωoと同じになれば良いので、変速開始時の出力部材Ｃ１の回転数をωosとおくと、Aoを用いて次式の関係を満たす。
【数２４】
2019214345.tif 000028
【０１６３】
さらに、ロークラッチ４０は締結状態なので、常に（４）’×Ｊi＝（５）’×Ｊlow となるため、数２３を満たす。
【０１６４】
この数２１、数２３、数２４は、Ｔi、Ｔlow、１／ｔshiftに関する連立方程式になっている。
【０１６５】
また、走行負荷であるＴoが推定できているため、これらの関係からＴi、Ｔlow、ｔshiftが得られる。なお、Ｔoを要求加速度に見合う値に設定することで、要求加速度はアクセル開度とその時（変速前）の変速段から求まり、この要求加速度から車両の慣性質量や終減速比などの定数を用いてＴoを求めることがでる。すなわち、アクセル開度からＴoが求まり、これを連立方程式で用いる。
【０１６６】
なお、本実施形態においては、所定の変速時として、４速から３速へのシフトダウンおよび３速から４速へのシフトアップを例に説明したが、本発明のスリップレス変速制御は、他の変速段におけるシフトダウンおよびシフトアップにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
以上のように、本発明によれば、自動変速機の所定の変速時に、摩擦要素をスリップさせることなく、エンジンやモータによる入力トルクの制御によって（変速ショックが抑制された）変速と、ドライバの要求加速度の維持を両立させることができるので、変速機の制御分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１６８】
３          モータ
４          自動変速機
４０        ロークラッチ（維持側摩擦要素）
５０、８０  ハイクラッチ、Ｒ３５ブレーキ（締結側摩擦要素）
５０、８０  ハイクラッチ、Ｒ３５ブレーキ（解放側摩擦要素）
２００      制御手段
【図１】
2019214345.tif 000029
【図２】
2019214345.tif 000030
【図３】
2019214345.tif 000031
【図４】
2019214345.tif 000032
【図５】
2019214345.tif 000033
【図６】
2019214345.tif 000034
【図７】
2019214345.tif 000035
【図８】
2019214345.tif 000036
【図９】
2019214345.tif 000037
【図１０】
2019214345.tif 000038
【図１１】
2019214345.tif 000039