(57)【要約】【課題】自動変速機の変速制御において、次変速要求が発生したときに次変速を速やかに実行できるようにする。【解決手段】例えば、３−２変速の変速制御中に３速に戻す２−３変速の変速要求が発生した場合には、その２−３変速要求が発生した時点ｔ2 で、解放中（作動油排出中）の第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値（１００％に近い値）以上であるか否かを判定し、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、第１の摩擦係合要素に十分な作動油が残っていると判断して、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出終了を待たずに、直ちに次変速制御（２−３変速）を開始し、急速充填制御を行わずに次変速制御を実行する。この際、第１の摩擦係合要素に対する次変速制御開始時の供給油圧は、その時点の作動油充填率や現変速最終の供給油圧に基づいて設定する。【選択図】図５
2008111491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から回転力が伝達される入力軸と、この入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する変速機構と、この変速機構の複数の変速段に設けられた複数の摩擦係合要素と、変速要求に応じて前記複数の摩擦係合要素への作動油の充填と排出を個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて前記変速機構の変速段を切り換える変速制御手段とを備え、前記変速制御手段は、変速制御の初期に係合側の摩擦係合要素が係合力を発生する直前の状態になるまで当該摩擦係合要素に急速に作動油を充填する急速充填制御を実行するようにした自動変速機の制御装置において、
前記摩擦係合要素への作動油充填率を判定する作動油充填率判定手段を備え、
前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に当該第１の摩擦係合要素を係合する変速段への変速要求（以下「次変速要求」という）が発生した場合に、前記作動油充填率判定手段で判定した当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、当該次変速要求に応じた次変速制御を開始し、前記急速充填制御を行わずに当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
駆動源から回転力が伝達される入力軸と、この入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する変速機構と、この変速機構の複数の変速段に設けられた複数の摩擦係合要素と、変速要求に応じて前記複数の摩擦係合要素への作動油の充填と排出を個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて前記変速機構の変速段を切り換える変速制御手段とを備え、前記変速制御手段は、変速制御の初期に係合側の摩擦係合要素が係合力を発生する直前の状態になるまで当該摩擦係合要素に急速に作動油を充填する急速充填制御を実行するようにした自動変速機の制御装置において、
前記摩擦係合要素への作動油充填率を判定する作動油充填率判定手段と、
前記変速機構の出力軸回転速度と入力軸回転速度との比であるギヤ比を演算するギヤ比演算手段とを備え、
前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に当該第１の摩擦係合要素を係合する変速段への変速要求（以下「次変速要求」という）が発生した場合に、前記作動油充填率判定手段で判定した当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であり、且つ、前記ギヤ比演算手段で演算したギヤ比が現変速完了と判断できる状態であれば、前記次変速制御を開始し、前記急速充填制御を行わずに当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速要求が発生した場合に、前記作動油充填率判定手段で判定した当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値未満であれば、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が前記第１所定値よりも小さい第２所定値未満となるまで、前記次変速制御を禁止し、その禁止期間経過後に前記急速充填制御を行って当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項４】
前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速制御を開始するときに、当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率及び／又は当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。
【請求項５】
前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速制御を開始するときに、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％、及び／又は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値以上の場合は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定することを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項６】
前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速制御を開始するときに、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％未満、及び／又は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値未満の場合は、当該第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定することを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項７】
前記作動油充填率判定手段は、前記摩擦係合要素への作動油充填率を指令油圧の時間積分値と油温に基づいて算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の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、変速要求に応じて複数の摩擦係合要素への作動油の充填と排出を個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて変速機構の変速段を切り換える自動変速機の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の自動変速機は、エンジンの駆動力をトルクコンバータを介して変速機構の入力軸に伝達し、この変速機構で変速して出力軸に伝達し、駆動輪を回転駆動するようにしている。一般に、変速機構は、入力軸と出力軸との間に複数の歯車を配列して、入力軸と出力軸との間に変速比の異なる複数の動力伝達経路を構成し、各動力伝達経路中にクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素を設けて、変速要求に応じて複数の摩擦係合要素への作動油の充填と排出を個別に制御して各摩擦係合要素に作用させる油圧を個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて、入出力軸間の動力伝達経路を切り換えて変速段（ギヤ比）を切り換えるようにしている。
【０００３】
このような自動変速機の変速制御では、変速ショックが小さいことが要求されている。  ところが、第１の変速段から第２の変速段に変速する際に、第１の変速段で係合している第１の摩擦係合要素から作動油を排出してこれを解放し、第２の変速段で係合させる第２の摩擦係合要素に作動油を充填する制御を行っているときに、再び、上記第１の変速段に戻す変速要求が発生した場合に、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出が十分に完了しないうちに、第１の変速段に戻す制御を開始して、第１の摩擦係合要素に作動油を充填すると、第１の摩擦係合要素への作動油の充填が過大となって、大きな変速ショックが発生するという問題が発生する。
【０００４】
このような問題を解決することを目的として、特許文献１（特許第３４７６２７８号公報）に記載されているように、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出が遅いか否かを油温に基づいて判定し、作動油の排出が遅いと判定された場合に、第２の変速段への変速が終了してから所定時間が経過するまで第１の変速段への変速を禁止するようにしたものがある。
【特許文献１】特許第３４７６２７８号公報（第１頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の技術では、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出が遅いか否かを油温に基づいて判定するようにしているが、作動油の排出速度の変動要因は、油温だけでなく、油圧配管の管路抵抗、摩擦係合要素のピストン室の容積、変速機構の個体差、運転状態等、様々な要因があるため、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出が遅いか否かを油温に基づいて精度良く判定することは困難である。このため、上記特許文献１の技術で、大きな変速ショックが発生しないようにするには、ほとんど全ての油温領域で、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出が遅いと判定して、第２の変速段への変速が終了してから所定時間が経過するまで第１の変速段への変速を禁止することになる。その結果、第１の変速段への変速が遅れて、運転者に変速動作が遅いと感じさせてしまう。
【０００６】
この場合、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出開始直後に第１の変速段に戻す変速要求（第２の変速段への変速のキャンセル要求）が発生した場合でも、第２の変速段への変速が終了してから所定時間が経過するまで第１の変速段への変速が禁止されるため、第１の変速段への変速が非常に遅くなるという問題が発生する。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、次変速要求が発生したときに次変速を速やかに実行できる自動変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、変速要求に応じて複数の摩擦係合要素への作動油の充填と排出を個別に制御することで、各摩擦係合要素の係合と解放を選択的に切り換えて変速機構の変速段を切り換える変速制御手段を備え、変速制御の初期に係合側の摩擦係合要素が係合力を発生する直前の状態になるまで当該摩擦係合要素に急速に作動油を充填する急速充填制御を実行するようにした自動変速機の制御装置において、前記摩擦係合要素への作動油充填率を判定する作動油充填率判定手段を備え、前記変速制御手段は、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に当該第１の摩擦係合要素を係合する変速段への変速要求（以下「次変速要求」という）が発生した場合に、前記作動油充填率判定手段で判定した当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、当該次変速要求に応じた次変速制御を開始し、前記急速充填制御を行わずに当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御するようにしたものである。      
【０００９】
この構成では、次変速要求が発生したときに、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上と判定されれば、第１の摩擦係合要素に十分な作動油が残っていると判断して、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出終了を待たずに、直ちに次変速制御を開始し、急速充填制御を行わずに次変速制御を実行するようにしたものであり、これにより、次変速要求が発生したときに次変速を速やかに実行できる。
【００１０】
或は、請求項２のように、変速機構の出力軸回転速度と入力軸回転速度との比であるギヤ比を演算するギヤ比演算手段を備え、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に次変速要求が発生した場合に、作動油充填率判定手段で判定した当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であり、且つ、前記ギヤ比演算手段で演算したギヤ比が現変速完了と判断できる状態であれば、前記次変速制御を開始し、前記急速充填制御を行わずに当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御するようにしても良い。この構成では、次変速要求が発生したときに、現変速完了後に次変速制御を開始するが、現変速完了後に所定時間が経過するのを待たずに次変速制御を開始するため、次変速を従来より速やかに実行できる。しかも、現変速を完了させるため、次変速の回転変化が続く時間が長くなり過ぎることを改善することができる。
【００１１】
また、請求項３のように、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速要求が発生した場合に、前記作動油充填率判定手段で判定した当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値未満であれば、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が前記第１所定値よりも小さい第２所定値未満となるまで、前記次変速制御を禁止し、その禁止期間経過後に前記急速充填制御を行って当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御するようにしても良い。このようにすれば、第１の摩擦係合要素の作動油の充填制御が難しい中途半端な充填状態で次変速制御を開始することを防止でき、作動油の過充填により大きな変速ショックが発生することを防止できる。また、作動油充填率で次変速制御の禁止期間を決定することになるため、次変速の急速充填制御との干渉を確実に防止できる。
【００１２】
また、請求項４のように、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に次変速制御を開始するときに、当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率及び／又は当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧に基づいて設定するようにしても良い。このようにすれば、次変速制御開始時の供給油圧を適正に設定することができる。
【００１３】
この場合、請求項５のように、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速制御を開始するときに、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％、及び／又は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値（第１の摩擦係合要素のピストンが戻らない程度に低い油圧）以上の場合は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定するようにしても良い。このようにすれば、第１の摩擦係合要素のピストンが戻っていない場合に、次変速の回転変化をより速く開始させることができる。
【００１４】
また、請求項６のように、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後に前記次変速制御を開始するときに、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％未満、及び／又は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値未満の場合は、当該第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定するようにしても良い。これは、第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値未満になると、第１の摩擦係合要素のピストンが戻り始めている場合が起こり得るためである。現変速最終の供給油圧が第３所定値未満の場合は、当該第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定すれば、ピストンがオーバーシュートすることなく、ピストンをストロークさせることができ、大きな変速ショックが発生することを防止できる。
【００１５】
また、請求項７のように、作動油充填率判定手段は、摩擦係合要素への作動油充填率を指令油圧の時間積分値と油温に基づいて算出するようにすると良い。これは、油温に応じて作動油の粘性（流動性）が変化し、指令油圧に応じて作動油の充填速度が変化するためである。従って、指令油圧の時間積分値と油温を用いれば、作動油充填率を精度良く算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した３つの実施例１〜３を説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１を図１乃至図１１に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいて自動変速機１１の概略構成を説明する。
【００１８】
図２に示すように、エンジン（図示せず）の出力軸には、トルクコンバータ１２の入力軸１３が連結され、このトルクコンバータ１２の出力軸１４に、油圧駆動式の変速歯車機構１５（変速機構）が連結されている。トルクコンバータ１２の内部には、流体継手を構成するポンプインペラ３１とタービンランナ３２が対向して設けられ、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２との間には、オイルの流れを整流するステータ３３が設けられている。ポンプインペラ３１は、トルクコンバータ１２の入力軸１３に連結され、タービンランナ３２は、トルクコンバータ１２の出力軸１４に連結されている。
【００１９】
また、トルクコンバータ１２には、入力軸１３側と出力軸１４側との間を係合又は切り離しするためのロックアップクラッチ１６が設けられている。エンジンの出力トルクは、トルクコンバータ１２を介して変速歯車機構１５に伝達され、変速歯車機構１５の複数のギヤ（遊星歯車等）で変速されて、車両の駆動輪（前輪又は後輪）に伝達される。
【００２０】
変速歯車機構１５には、複数の変速段を切り換えるための摩擦係合要素である複数のクラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１が設けられ、図３に示すように、これら各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１の係合／解放を油圧で切り換えて、動力を伝達するギヤの組み合わせを切り換えることによって変速比を切り換えるようになっている。尚、図３は４速自動変速機のクラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１の係合の組合せを示すもので、○印はその変速段で係合状態（トルク伝達状態）に保持されるクラッチとブレーキを示し、無印は解放状態を示している。例えば、３速から２速にダウンシフトする場合は、３速で係合状態に保持されていた２つのクラッチＣ０，Ｃ２のうちの片方のクラッチＣ２を解放し、その代わりに、ブレーキＢ１を係合することで、２速にダウンシフトする。また、３速から４速にアップシフトする場合は、３速で係合状態に保持されていた２つのクラッチＣ０，Ｃ２のうちの片方のクラッチＣ０を解放し、その代わりに、ブレーキＢ１を係合することで、４速にアップシフトする。
【００２１】
図１に示すように、変速歯車機構１５には、エンジン動力で駆動される油圧ポンプ１８が設けられ、作動油（オイル）を貯溜するオイルパン（図示せず）内には、油圧制御回路１７が設けられている。この油圧制御回路１７は、ライン圧制御回路１９、自動変速制御回路２０、ロックアップ制御回路２１、手動切換弁２６等から構成され、オイルパンから油圧ポンプ１８で汲み上げられた作動油がライン圧制御回路１９を介して自動変速制御回路２０とロックアップ制御回路２１に供給される。ライン圧制御回路１９には、油圧ポンプ１８からの油圧を所定のライン圧に制御するライン圧制御用の油圧制御弁（図示せず）が設けられ、自動変速制御回路２０には、変速歯車機構１５の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１に供給する油圧を制御する複数の変速用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。また、ロックアップ制御回路２１には、ロックアップクラッチ１６に供給する油圧を制御するロックアップ制御用の油圧制御弁（図示せず）が設けられている。
【００２２】
また、ライン圧制御回路１９と自動変速制御回路２０との間には、シフトレバー２５の操作に連動して切り換えられる手動切換弁２６が設けられている。シフトレバー２５がニュートラルレンジ（Ｎレンジ）又はパーキングレンジ（Ｐレンジ）に操作されているときには、自動変速制御回路２０の油圧制御弁への通電が停止（ＯＦＦ）された状態になっていても、手動切換弁２６によって変速歯車機構１５に供給する油圧が変速歯車機構１５をニュートラル状態とするように切り換えられる。
【００２３】
一方、エンジンには、エンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ２７が設けられ、変速歯車機構１５には、変速歯車機構１５の入力軸回転速度Ｎｔ（トルクコンバータ１２の出力軸回転速度）を検出する入力軸回転速度センサ２８と、変速歯車機構１５の出力軸回転速度Ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ２９が設けられている。
【００２４】
これら各種センサの出力信号は、自動変速機電子制御回路（以下「ＡＴ−ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＡＴ−ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された変速制御用の各ルーチンを実行することで、予め設定した変速パターンに従って変速歯車機構１５の変速が行われるように、シフトレバー２５の操作位置や運転条件（スロットル開度、車速等）に応じて発生する変速要求（変速段切り換え要求）に応じて自動変速制御回路２０の各油圧制御弁への通電を制御して、変速歯車機構１５の各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１に作用させる油圧を制御することによって、図３に示すように、各クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２と各ブレーキＢ０，Ｂ１の係合／解放を切り換えて、動力を伝達するギヤの組み合わせを切り換えることで、変速歯車機構１５の変速比を切り換える。以下の説明では、クラッチＣ０，Ｃ１，Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１を総称して「摩擦係合要素」と表記する。
【００２５】
ＡＴ−ＥＣＵ３０は、変速歯車機構１５の変速段を切り換える際の油圧制御において、解放状態から係合状態に切り換える摩擦係合要素に作動油を充填する充填制御を行い、係合状態から解放状態に切り換える摩擦係合要素から作動油を排出する排出制御を行う。
【００２６】
以下、図４乃至図７を用いて変速歯車機構１５の変速段を切り換える際の油圧制御を説明する。
【００２７】
図４に示すように、変速段を例えば３速から２速へ切り換える３−２変速を行う場合には、要求変速段が３速から２速に切り換えられた時点ｔ1 で、それまで係合状態になっていた第１の摩擦係合要素を解放するために、当該第１の摩擦係合要素の油圧指令値を低下させて、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する。
【００２８】
また、要求変速段が３速から２速に切り替えられた時点ｔ1 で、それまで解放状態になっていた第２の摩擦係合要素を係合するために、“急速充填制御”を実行して、第２の摩擦係合要素が係合力を発生する直前の状態（トルク容量を持ち始める直前の状態）になるまで当該第２の摩擦係合要素に急速に作動油を充填する。この急速充填制御の終了後に、油圧指令値を所定油圧まで低下させて一定時間保持することで、第２の摩擦係合要素に作用する油圧を安定的に収束させた後、油圧指令値を徐々に増加させることで、第２の摩擦係合要素のトルク容量が変速に必要なトルク容量に増加するまで第２の摩擦係合要素に作用する油圧を徐々に増加させる。この後、変速中の入力軸回転速度変化を所定値に保持するように第１又は第２の摩擦係合要素に作用する油圧をフィードバック制御して、２速への変速を実行する。
【００２９】
一方、図５に示すように、３−２変速の変速制御中に３速に戻す２−３変速の変速要求が発生した場合には、その２−３変速要求が発生した時点ｔ2 で、解放中（作動油排出中）の第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であるか否かを判定する。ここで、第１所定値は、１００％に近い作動油充填率に設定されている。従って、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、第１の摩擦係合要素のピストンがほとんど戻っておらず、第１の摩擦係合要素が軽く接触して滑っている状態であることを意味する。
【００３０】
そこで、本実施例１では、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、第１の摩擦係合要素に十分な作動油が残っていると判断して、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出終了を待たずに、直ちに次変速制御（２−３変速）を開始し、急速充填制御を行わずに次変速制御を実行する。
【００３１】
この場合、第１の摩擦係合要素に対する次変速制御開始時の供給油圧は、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率及び／又は当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧に基づいて次のように設定しても良い。
【００３２】
（１）第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％、及び／又は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値以上の場合は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定する（図５参照）。
【００３３】
（２）第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％未満、及び／又は、当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧が第３所定値未満の場合は、当該第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧（以下この油圧を「ピストンストローク圧」という）を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定する。ここで、ピストンストローク圧は、ピストン室のリターンスプリングを押しつぶせる最低の油圧である。
【００３４】
また、図６に示すように、３−２変速の変速制御終了後の第１の摩擦係合要素の解放中（作動油排出中）に、３速に戻す２−３変速の変速要求が発生した場合には、その２−３変速要求が発生した時点ｔ3 で、解放中の第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であるか否かを判定する。その結果、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、第１の摩擦係合要素に十分な作動油が残っていると判断して、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出終了を待たずに、直ちに次変速制御（２−３変速）を開始し、急速充填制御を行わずに次変速制御を実行する。この場合も、第１の摩擦係合要素に対する次変速制御開始時の供給油圧は、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率及び／又は当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧に基づいて上記（１）、（２）の方法で設定する。
【００３５】
一方、図７に示すように、２−３変速要求が発生した時点ｔ3 で、解放中の第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値未満である場合は、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値よりも小さい第２所定値（０％付近の値）未満となるまで、次変速制御を禁止し、その禁止期間が経過した時点ｔ4 で、急速充填制御を開始して該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御する。
【００３６】
作動油充填率の算出は、図８に示す作動油充填率算出モデルの式を用いて算出したり、図９（ａ）、（ｂ）のマップを用いて算出すれば良い。
【００３７】
図８の作動油充填率算出モデルは、油圧制御弁と摩擦係合要素のピストン室とをつなぐ流路にオリフィスを設定したモデルであり、まず、油圧制御弁側からオリフィスを通ってピストン室内に流入する作動油の流量Ｑを次式により算出する。
Ｑ＝ｃ×ａ×√（２×ΔＰ／ρ）    ……［１］
【００３８】
ここで、ｃは流量係数、ａはオリフィス開口面積、ΔＰはオリフィスで生じる差圧、ρは作動油の比重であり、ｃ、ａ、ρは予め定数で設定すれば良い。
【００３９】
上式により算出される作動油の流量Ｑを積分すると、ピストン室内の作動油充填量が求められる。
作動油充填量＝∫Ｑ dt     ……［２］
【００４０】
この作動油充填量をピストン室の容積Ｖで割り算すると、作動油充填率が求められる。
作動油充填率＝作動油充填量／Ｖ
＝∫Ｑ dt ／Ｖ    ……［３］
ここで、ピストン室の容積Ｖは予め定数で設定すれば良い。
【００４１】
上記［３］式は、摩擦係合要素に作動油を充填する係合時の作動油充填率を求める式であるが、摩擦係合要素から作動油を排出する解放時の作動油充填率は、次のようにして算出すれば良い。
【００４２】
まず、ピストン室内からオリフィスを通って油圧制御弁側に流出する作動油の流量ｑを次式により算出する。
ｑ＝ｃ×ａ×√（２×ΔＰ／ρ）    ……［４］
【００４３】
そして、この作動油の流量ｑを積分すれば、ピストン室内からの作動油排出量が求められる。
作動油排出量＝∫ｑ dt     ……［５］
【００４４】
ピストン室の容積Ｖから上記作動油排出量を差し引けば、解放時の作動油充填量（ピストン室内の作動油残留量）が求められる。
解放時の作動油充填量＝Ｖ−作動油排出量
＝Ｖ−∫ｑ dt         ……［７］
【００４５】
この解放時の作動油充填量をピストン室の容積Ｖで割り算すれば、解放時の作動油充填率（作動油残留率）が求められる。
解放時の作動油充填率＝作動油充填量／Ｖ
＝（Ｖ−∫ｑ dt ）／Ｖ    ……［８］
【００４６】
一方、マップを用いて作動油充填率を算出する場合は、摩擦係合要素に作動油を充填する係合時の作動油充填率は、図９（ａ）のマップを用いて算出し、摩擦係合要素から作動油を排出する解放時の作動油充填率は、図９（ｂ）のマップを用いて算出する。図９（ａ）、（ｂ）のマップは、それぞれ、変速制御開始からの経過時間を変数とするマップであり、油温に応じて作動油の粘性（流動性）が変化し、指令油圧に応じて作動油の充填速度が変化することを考慮して、予め実験データや設計データ等を用いて指令油圧と油温の領域毎にマップが作成されている。そして、変速制御中に、その時点の指令油圧と油温に応じたマップを選択して、変速制御開始からの経過時間に応じて作動油充填率を算出する。
【００４７】
以上説明した変速制御は、ＡＴ−ＥＣＵ３０によって図１０及び図１１の変速制御用の各ルーチンによって実行される。以下、図１０及び図１１の変速制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。
【００４８】
［変速制御ルーチン］
図１０の変速制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう変速制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、上述した図８の作動油充填率算出モデルの式又は図９（ａ）、（ｂ）のマップを用いて、その時点の作動油充填率を算出する。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいう作動油充填率判定手段としての役割を果たす。
【００４９】
この後、ステップ１０２に進み、第１の摩擦係合要素の解放中（作動油排出中）であるか否かを判定して、第１の摩擦係合要素の解放中でなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。このステップ１０２で、第１の摩擦係合要素の解放中と判定されれば、ステップ１０３に進み、第１の摩擦係合要素の解放中に次変速要求が発生したか否かを判定し、次変速要求が発生していなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００５０】
このステップ１０３で、次変速要求が発生していると判定されれば、ステップ１０４に進み、解放中の第１の摩擦係合要素に対して係合要求が発生しているか否かを判定し、解放中の第１の摩擦係合要素に対して係合要求が発生していなければ、ステップ１０５に進み、次変速制御を開始し、次のステップ１０６で、急速充填制御を実行して該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御し、次変速要求に応じた変速段に変速する。
【００５１】
これに対して、上記ステップ１０４で、解放中の第１の摩擦係合要素に対して係合要求が発生していると判定されれば、ステップ１０７に進み、その時点の第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であるか否かを判定する。ここで、第１所定値は、１００％に近い作動油充填率に設定されている。このステップ１０７で、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であると判定されれば、第１の摩擦係合要素の作動油充填率がほぼ１００％であると判断して、ステップ１０８に進み、次変速制御を開始し、次のステップ１０９で、急速充填制御を行わずに次変速制御を実行する。この際、第１の摩擦係合要素に対する次変速制御開始時の供給油圧を、後述する図１１の次変速開始時供給油圧設定ルーチンによって設定する（ステップ１１０）。
【００５２】
また、上記ステップ１０７で、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値未満と判定されれば、ステップ１１１に進み、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が上記第１所定値よりも小さい第２所定値未満であるか否かを判定する。ここで、第２所定値は、０％付近の値に設定されている。
【００５３】
このステップ１１１で、「Ｎｏ」と判定された場合（第１所定値≧作動油充填率≧第２所定値と判定された場合）は、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。これにより、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値未満である場合は、その作動油充填率が第２所定値（０％付近の値）未満となるまで、次変速制御が禁止される。
【００５４】
その後、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第２所定値（０％付近の値）未満となった時点で、ステップ１１２に進み、次変速制御を開始し、次のステップ１１３で、急速充填制御を実行して該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御し、次変速要求に応じた変速段に変速する。
【００５５】
［次変速開始時供給油圧設定ルーチン］
図１１の次変速開始時供給油圧設定ルーチンは、上記図１０の変速制御ルーチンのステップ１１０で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％であるか否かを判定し、作動油充填率が１００％であれば、ステップ２０２に進み、第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定する。
【００５６】
これに対して、上記ステップ２０１で、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が１００％でないと判定されれば、ステップ２０３に進み、第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧（ピストンストローク圧）を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定する。
【００５７】
以上説明した本実施例１によれば、次変速要求が発生したときに、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上と判定されれば、第１の摩擦係合要素に十分な作動油が残っていると判断して、第１の摩擦係合要素からの作動油の排出終了を待たずに、直ちに次変速制御を開始し、急速充填制御を行わずに次変速制御を実行するようにしたので、次変速要求が発生したときに次変速を速やかに実行できる。
【００５８】
しかも、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値未満であれば、当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率が前記第１所定値よりも小さい第２所定値（０％付近の値）未満となるまで、前記次変速制御を禁止し、その禁止期間経過後に急速充填制御を行って当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御するようにしたので、第１の摩擦係合要素の作動油の充填制御が難しい中途半端な充填状態で次変速制御を開始することを防止でき、作動油の過充填により大きな変速ショックが発生することを防止できる。また、作動油充填率で次変速制御の禁止期間を決定することになるため、次変速の急速充填制御との干渉を確実に防止できる。
【００５９】
更に、第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素の作動油充填率や当該第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧に基づいて設定するようにしたので、次変速制御開始時の供給油圧を適正に設定することができる。
【実施例２】
【００６０】
上記実施例１では、図１１の次変速開始時供給油圧設定ルーチンによって第１の摩擦係合要素に対する次変速制御開始時の供給油圧を設定するようにしたが、本発明の実施例２では、図１２の次変速開始時供給油圧設定ルーチンによって第１の摩擦係合要素に対する次変速制御開始時の供給油圧を設定するようにしている。その他の処理は、上記実施例１と同じである。
【００６１】
図１２の次変速開始時供給油圧設定ルーチンでは、まずステップ３０１で、現変速最終の供給油圧が第３所定値未満であるか否かを判定し、第３所定値未満であれば、ステップ３０２に進み、第１の摩擦係合要素の現変速最終の供給油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定する。
【００６２】
これに対して、上記ステップ３０１で、現変速最終の供給油圧が第３所定値未満でないと判定されれば、ステップ３０３に進み、第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧（ピストンストローク圧）を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定する。
【００６３】
本実施例２のように、現変速最終の供給油圧が第３所定値未満の場合は、第１の摩擦係合要素のトルク容量がほぼ０となる油圧を当該第１の摩擦係合要素に対する当該次変速制御開始時の供給油圧に設定すれば、ピストンがオーバーシュートすることなく、ピストンをストロークさせることができ、大きな変速ショックが発生することを防止できる。
【実施例３】
【００６４】
上記実施例１，２では、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後（第１の摩擦係合要素の解放中）に当該第１の摩擦係合要素を係合する変速段への次変速要求が発生した場合（図１０の変速制御ルーチンのステップ１０２〜１０４で全て「Ｙｅｓ」と判定された場合）に、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であれば、当該次変速要求に応じた次変速制御を開始し、急速充填制御を行わずに当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御するようにしたが、本発明の実施例３では、図１３に示すように、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後（第１の摩擦係合要素の解放中）に当該第１の摩擦係合要素を係合する変速段への次変速要求が発生した場合に、第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であり、且つ、ギヤ比が現変速完了と判断できる状態（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値に収束）であれば、次変速制御を開始し、急速充填制御を行わずに当該第１の摩擦係合要素の供給油圧を制御するようにしている。
【００６５】
ここで、ギヤ比は、変速歯車機構１５の出力軸回転速度Ｎｏと入力軸回転速度Ｎｔ（トルクコンバータ１２の出力軸回転速度）との比である。
ギヤ比＝Ｎｏ／Ｎｔ
上式によりギヤ比を算出する機能が特許請求の範囲でいうギヤ比演算手段に相当する。      
【００６６】
尚、システム構成は、前記実施例１と同じであり、変速歯車機構１５の出力軸回転速度Ｎｏと入力軸回転速度Ｎｔは、それぞれ、出力軸回転速度センサ２９と入力軸回転速度センサ２８によって検出される。
【００６７】
本実施例３で実行する図１３の変速制御ルーチンは、前記実施例１で実行した図１０の変速制御ルーチンのステップ１０４の次にステップ１０４ａの判定処理を追加しただけであり、その他の処理は前記実施例１又は２と同じである。
【００６８】
図１３の変速制御ルーチンでは、第１の摩擦係合要素から作動油を排出する変速制御の実行中又は実行後（第１の摩擦係合要素の解放中）に当該第１の摩擦係合要素を係合する変速段への次変速要求が発生した場合（ステップ１０２〜１０４で全て「Ｙｅｓ」と判定された場合）に、ステップ１０４ａに進み、後述する図１５の現変速完了判定ルーチンの処理結果に基づいてギヤ比が現変速完了と判断できる状態（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値に収束）であるか否かを判定し、ギヤ比が現変速完了と判断できる状態でなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。これにより、ギヤ比が現変速完了と判断できる状態になるまで、次変速制御が禁止される。
【００６９】
その後、ギヤ比が現変速完了と判断できる状態になった時点で、ステップ１０７に進み、その時点の第１の摩擦係合要素の作動油充填率が第１所定値以上であるか否かを判定する。以後、前記実施例１と同様の処理が行われる。
【００７０】
一方、図１５の現変速完了判定ルーチンは所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ４０１で、ギヤ比が所定範囲内（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値）であるか否かを判定し、所定範囲内でなければ、タイマをリセットして本ルーチンを終了する。
【００７１】
その後、ギヤ比が所定範囲内（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値）になった時点で、ステップ４０３に進み、タイマをカウントアップして、ギヤ比が所定範囲内（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値）に収まっている時間を計測するタイマをカウントアップし、次のステップ４０４で、このタイマのカウント値（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値の状態が維持される時間）が第６所定値以上であるか否かを判定し、タイマのカウント値が第６所定値未満であれば、そのまま本ルーチンを終了する。その後、タイマのカウント値（第４所定値≦ギヤ比≦第５所定値の状態が維持される時間）が第６所定値以上になった時点で、ステップ４０５に進み、現変速完了と判定する。
【００７２】
以上説明した本実施例３では、第１の摩擦係合要素の解放中に次変速要求が発生したときに、現変速完了後に次変速制御を開始するが、現変速完了後に所定時間が経過するのを待たずに次変速制御を開始するため、次変速を従来より速やかに実行できる。しかも、現変速を完了させるため、次変速の回転変化が続く時間が長くなり過ぎることを改善することができる。
【００７３】
尚、本発明は、４速自動変速機に限定されず、３速以下又は５速以上の自動変速機にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例１における自動変速機全体の概略構成図である。
【図２】自動変速機の機械的構成を模式的に示す図である。
【図３】各変速段のクラッチＣ０〜Ｃ２とブレーキＢ０，Ｂ１の係合／解放の組み合わせを示す図である。
【図４】通常の３−２変速を説明するためのタイムチャートである。
【図５】実施例１の３−２変速の変速制御中に２−３変速に切り換える制御を説明するためのタイムチャートである。
【図６】実施例１の３−２変速後に２−３変速に切り換える制御を説明するためのタイムチャートである（その１）。
【図７】実施例１の３−２変速後に２−３変速に切り換える制御を説明するためのタイムチャートである（その２）。
【図８】作動油充填率算出モデルを説明するための図である。
【図９】（ａ）は摩擦係合要素に作動油を充填する係合時の作動油充填率のマップの一例を示す図であり、（ｂ）は摩擦係合要素から作動油を排出する解放時の作動油充填率のマップの一例を示す図である。
【図１０】実施例１の変速制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施例１の次変速開始時供給油圧設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例２の次変速開始時供給油圧設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施例３の変速制御の一例を説明するためのタイムチャートである
【図１４】実施例３の変速制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】実施例３の現変速完了判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１１…自動変速機、１２…トルクコンバータ、１５…変速歯車機構（変速機構）、１７…油圧制御回路、１８…油圧ポンプ、１９…ライン圧制御回路、２０…自動変速制御回路、２１…ロックアップ制御回路、３０…ＡＴ−ＥＣＵ（変速制御手段，作動油充填率判定手段，ギヤ比演算手段）、Ｃ０〜Ｃ２…クラッチ（摩擦係合要素）、Ｂ０，Ｂ１…ブレーキ（摩擦係合要素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008111491.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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