(57)【要約】【課題】アキュムレータの飽和の有無による動特性の変化に関わらず、油圧制御範囲の全域で良好な目標値追従性を示すと共に、安定性においても優れた車両用自動変速機の油圧制御装置を提供する。【解決手段】自動変速機の油圧アクチュエータ（発進クラッチ）に供給される作動油を調圧して出力する調圧バルブ（発進クラッチ制御バルブ）と、調圧バルブと油圧アクチュエータの間の油路に配置されるアキュムレータと、アキュムレータが飽和したときと飽和していないときの動特性をそれぞれ記述する線形モデルに対して設計された２個（複数）のコントローラ（補償器）Ｋ１（Ｓ），Ｋ２（ｓ）を備え、検出される油圧に応じてそれらの少なくともいずれか、より具体的には油圧に応じて決定される重みαでそれらの出力の加重平均値を使用して調圧バルブの出力を制御する。【選択図】  図５
2004360853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される自動変速機の油圧制御装置において、前記自動変速機の油圧アクチュエータに供給される作動油を調圧して出力する調圧バルブと、前記調圧バルブと前記油圧アクチュエータの間の油路に配置されるアキュムレータとを備えると共に、前記アキュムレータが飽和したときと飽和していないときの動特性をそれぞれ記述するモデルに対して設計された複数の補償器と、前記アキュムレータの作動状態に応じて前記複数の補償器の少なくともいずれかを使用して前記調圧バルブの出力を制御する油圧制御手段とを備えたことを特徴とする車両用自動変速機の油圧制御装置。
【請求項２】
前記調圧バルブは電磁ソレノイドによってスプールが変位してその出力を変えるものであると共に、前記油圧制御手段は、検出される油圧に応じて決定される重みを用いて前記複数の補償器の出力の加重平均値を求め、前記求めた加重平均値を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで前記調圧バルブの出力を制御することを特徴とする請求項１項記載の車両用自動変速機の油圧制御装置。
【請求項３】
前記調圧バルブは電磁ソレノイドによってスプールが変位してその出力を変えるものであると共に、前記油圧制御手段は、検出される油圧に応じて前記複数の補償器のいずれかを選択し、前記選択した補償器の出力を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで前記調圧バルブの出力を制御することを特徴とする請求項１項記載の車両用自動変速機の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用自動変速機の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧によってクラッチやブレーキなどの構成要素が操作される車両用自動変速機は一般に、その操作用油圧を内燃機関と連動して作動するオイルポンプによって発生させている。そのため、発生する油圧は、内燃機関の運転状態によって変動する。さらに、電子制御式の自動変速機では、ＰＷＭ駆動された電磁ソレノイドにより制御油圧を調圧するため、その振動が制御油圧に脈動を与える。この制御油圧の脈動や急激な油圧の変化を緩和し、操作対象（油圧ピストンなど）の動きを滑らかにするため、一般にアキュムレータが用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−２０７６０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このアキュムレータは、その特性から有効範囲が制御範囲より狭い領域で作動するように設計（選択）されるため、油圧が高くなるにつれて飽和する領域が増える。また、アキュムレータが作動する（比較的油圧が低い）領域では、脈動が除去される代わり、応答がやや低下する。即ち、アキュムレータの飽和の有無は静的（定常特性）には問題とならないが、油圧の過渡応答（応答性）など動的な性能（動特性）においては大きな影響を与える。
【０００５】
油圧制御においてはアキュムレータの飽和の有無に関わらず、安定した制御性が得られることが望ましいが、上記した特許文献１を含む、従来の車両用自動変速機の油圧制御においては、アキュムレータの飽和の有無（制御対象の動作点）による動特性の変化は考慮されていなかった。そのため、動作点によって制御対象の応答性が変化し、変速ショックが発生するなどドライバビリティの低下の一因となると共に、開発段階において制御特性のセッティング工数の増大を招くという問題があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した不具合を解消し、アキュムレータの飽和の有無による動特性の変化に関わらず、油圧制御範囲の全域で良好な目標値追従性を示すと共に、安定性においても優れた車両用自動変速機の油圧制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項にあっては、車両に搭載される自動変速機の油圧制御装置において、前記自動変速機の油圧アクチュエータに供給される作動油を調圧して出力する調圧バルブと、前記調圧バルブと前記油圧アクチュエータの間の油路に配置されるアキュムレータとを備えると共に、前記アキュムレータが飽和したときと飽和していないときの動特性をそれぞれ記述するモデルに対して設計された複数の補償器と、前記アキュムレータの作動状態に応じて前記複数の補償器の少なくともいずれかを使用して前記調圧バルブの出力を制御する油圧制御手段とを備える如く構成した。
【０００８】
油圧アクチュエータに供給される作動油を調圧して出力する調圧バルブと油圧アクチュエータの間の油路に配置されるアキュムレータが飽和したときと飽和していないときの動特性をそれぞれ記述するモデルに対して設計された複数の補償器を備え、アキュムレータの作動状態、例えば油路の油圧に応じてそれらの少なくともいずれかを使用して調圧バルブの出力を制御する如く構成したので、アキュムレータの飽和の有無による動特性の変化に関わらず、油圧制御範囲の全域で目標値追従性が良好であると、優れた安定性を得ることができ、それによって変速ショックを低減できるなどドライバビリティを向上させることができる。また、同等の商品性を得るまでの開発段階における実車での制御面のセッティング工数を節減することができる。さらに、加重平均値を算出することで、補償器の切り換えを滑らかに行なうことができる。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記調圧バルブは電磁ソレノイドによってスプールが変位してその出力を変えるものであると共に、前記油圧制御手段は、検出される油圧に応じて決定される重みを用いて前記複数の補償器の出力の加重平均値を求め、前記求めた加重平均値を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで前記調圧バルブの出力を制御する如く構成した。
【００１０】
検出される油圧に応じて決定される重みを用いて複数の補償器の出力の加重平均値を求め、求めた加重平均値を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで調圧バルブの出力を制御する如く構成したので、補償器の切り換えを一層滑らかに行なうことができ、油圧制御範囲の全域で目標値追従性が一層良好であると、一層優れた安定性を得ることができる。
【００１１】
請求項３項にあっては、前記調圧バルブは電磁ソレノイドによってスプールが変位してその出力を変えるものであると共に、前記油圧制御手段は、検出される油圧に応じて前記複数の補償器のいずれかを選択し、前記選択した補償器の出力を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで前記調圧バルブの出力を制御する如く構成した。
【００１２】
検出される油圧に応じて複数の補償器のいずれかを選択し、選択した補償器の出力を用いて電磁ソレノイドへの通電量を決定することで調圧バルブの出力を制御する如く構成したので、補償器の切り換えの滑らかさは若干低下するが、前記したと同様の効果を得ることができると共に、補償器の演算量を低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る車両用自動変速機の油圧制御装置について説明する。
【００１４】
図１はその車両用自動変速機の油圧制御装置を全体的に示す概略図である。図示の形態の場合、車両用自動変速機としてベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）を備える。
【００１５】
図において、符号１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は吸気管１２およびその途中の配置されたスロットルバルブ１４を備える。エンジン１０の出力軸（クランク軸）２０は、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ。以下「トランスミッション」という）２４に接続される。
【００１６】
より詳しくは、エンジン１０の出力軸２０は、デュアルマスフライホイール２６を介してトランスミッション２４の入力軸２８に接続される。エンジン１０およびトランスミッション２４は、車両（図示せず）に搭載される。
【００１７】
トランスミッション２４は、入力軸２８とカウンタ軸３０との間に配設された金属Ｖベルト機構３２と、入力軸２８とドライブ側可動プーリ３４との間に配設された遊星歯車式前後進切換機構３６と、カウンタ軸３０とディファレンシャル機構４０との間に配設された発進クラッチ（油圧アクチュエータ）４２とから構成される。ディファレンシャル機構４０に伝達された動力は、ドライブ軸（図示せず）を介して左右の駆動輪（図示せず）に伝達される。
【００１８】
金属Ｖベルト機構３２は、前記したドライブ側可動プーリ３４と、カウンタ軸３０上に配設されたドリブン側可動プーリ４６と、両プーリ間に巻掛けられた金属Ｖベルト４８とからなる。ドライブ側可動プーリ３４は、入力軸２８上に配置された固定プーリ半体５０と、この固定プーリ半体５０に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体５２とからなる。
【００１９】
可動プーリ半体５２の側方には、固定プーリ半体に結合されたシリンダ壁５０ａにより囲まれてドライブ側シリンダ室５４が形成されており、ドライブ側シリンダ室５４内に油路５４ａを介して供給される油圧により可動プーリ半体５２を軸方向に移動させる側圧が発生する。
【００２０】
ドリブン側可動プーリ４６は、カウンタ軸３０に配置された固定プーリ半体５６と、この固定プーリ半体５６に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体５８とからなる。可動プーリ半体５８の側方には固定プーリ半体５６に結合されたシリンダ壁５６ａにより囲まれてドリブン側シリンダ室６０が形成され、ドリブン側シリンダ室６０内に油路６０ａを介して供給される油圧により可動プーリ半体５８を軸方向に移動させる側圧が発生する。
【００２１】
上記ドライブ側シリンダ室５４およびドリブン側シリンダ室６０に供給するプーリ制御油圧を決定するレギュレータバルブ群６４と、各シリンダ室５４，６０へのプーリ制御油圧を供給する変速制御バルブ群６６とが設けられ、それらによってＶベルト４８の滑りが発生することがない適切なプーリ側圧が設定されると共に、両プーリ３４，４６のプーリ幅を変化させ、Ｖベルト４８の巻掛け半径を変化させて変速比を無段階に変化させる。
【００２２】
遊星歯車式前後進切換機構３６は、入力軸に結合されたサンギヤ６８と、固定プーリ半体５０に結合されたキャリア７０と、後進用ブレーキ７２により固定保持可能なリングギヤ７４と、サンギヤ６８とキャリア７０とを連結可能な前進用クラッチ７６とからなる。
【００２３】
前進用クラッチ７６が係合されると、全ギヤが入力軸２８と一体に回転し、ドライブ側プーリ３４は入力軸２８と同方向（前進方向）に駆動される。後進用ブレーキ７２が係合されると、リングギヤ７４が固定保持されるためキャリア７０はサンギヤ６８とは逆方向に駆動され、ドライブ側プーリ３４は入力軸２８とは逆方向（後進方向）に駆動される。また、前進用クラッチ７６及び後進用ブレーキ７２が共に解放されると、この前後進切換機構３６を介しての動力伝達が断たれ、エンジン１０とドライブ側駆動プーリ３４との間の動力伝達が行われなくなる。
【００２４】
発進クラッチ４２はカウンタ軸３０とディファレンシャル機構４０との間の動力伝達をオン（係合）・オフ（解放）するクラッチであり、これがオン（係合）すると、金属Ｖベルト機構３２により変速されたエンジン出力が、ギヤ７８，８０，８２，８４を介してディファレンシャル機構４０により左右の車輪（図示せず）に分割されて伝達される。発進クラッチ４２がオフ（解放）のとき、トランスミッション２４は中立状態となる。
【００２５】
発進クラッチ４２の作動制御は発進クラッチ用のバルブ群８８（後述）により行われると共に、前後進切換機構３６の後進用ブレーキ７２と前進用クラッチ７６の作動制御は、図示しないマニュアルシフトレバーの操作に応じてマニュアルシフトバルブ９０により行われる。
【００２６】
これらバルブ群の制御は、マイクロコンピュータよりなるトランスミッション制御部１００からの制御信号に基づいて行われる。
【００２７】
ここで、エンジン１０のカム軸（図示せず）付近などの適宜位置にはクランク角センサ１０２が設けられ、クランク角度（それをカウントしてエンジン回転数ＮＥが算出される）に比例した信号を出力する。また、吸気管１２においてスロットルバルブ１４の下流の適宜位置には絶対圧センサ１０４が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡに比例した信号Ｐを出力する。
【００２８】
また、シリンダブロック（図示せず）の適宜位置には水温センサ１０６が設けられ、機関冷却水温ＴＷに比例した信号を出力する。また、スロットルバルブ１４の付近にはスロットル開度センサ１０８が設けられ、スロットル開度θＴＨに比例した信号を出力する。
【００２９】
トランスミッション２４において、入力軸２８の付近には回転数センサ１１４が設けられ、入力軸２８の回転数ＮＤＲに比例した信号を出力すると共に、ドリブン側可動プーリ４６の付近には回転数センサ１１６が設けられ、ドリブン側可動プーリ４６の回転数、即ち、発進クラッチ４２の入力軸（カウンタ軸３０）の回転数ＮＤＮに比例した信号を出力する。また、ギヤ７８の付近には回転数センサ１１８が設けられ、ギヤ７８の回転数、即ち、発進クラッチ４２の出力軸の回転数ＮＯＵＴに比例した信号を出力する。
【００３０】
更に、ディファレンシャル機構４０に連結されたドライブ軸（図示せず）の付近には車速センサ１２２が設けられ、車速Ｖに比例した信号を出力する。また、運転席床面のシフトレバー（図示せず）の付近にはシフトレバーポジションスイッチ１２４が設けられ、運転者によって選択されたレンジ位置（Ｄ，Ｎ，Ｐ，．．など）に比例した信号を出力する。
【００３１】
前記した如く、この装置は、トランスミッション制御部１００を備えると共に、同様にマイクロコンピュータよりなり、エンジン１０の燃料噴射などを制御するエンジン制御部１２６を備える。前記したセンサ群のうち、クランク角センサ１０２、絶対圧センサ１０４、スロットル開度センサ１０８および回転数センサ１１４，１１６、１１８ならびに車速センサ１２２の出力は、トランスミッション制御部に共に入力される。また、クランク角センサ１０２、絶対圧センサ１０４、水温センサ１０６、スロットル開度センサ１０８の出力は、エンジン制御部１２６に入力される。
【００３２】
トランスミッション制御部１００は、目標変速比、即ち、前記した入力回転数ＮＤＲの目標値を決定し、決定した目標ＮＤＲとなるように、可動プーリ３４，４６を駆動し、変速比を制御する。ここで、目標ＮＤＲはトランスミッション２４のドライブ側可動プーリ３４の目標回転数であり、車速Ｖに対して目標ＮＤＲを定義することで変速比（レシオ）が一義的に決定され、制御される。
【００３３】
前記した発進クラッチ用のバルブ群８８およびそれらと発進クラッチ４２の間の油路に配置されるアキュムレータなどの油圧構成要素を説明する。
【００３４】
図２はそれら油圧構成要素の詳細を示す油圧回路図である。
【００３５】
図示の如く、タンク（リザーバ）１３０から、エンジン１０によって回転させられるオイルポンプ１３２で汲み上げられた作動油（ＡＴＦ。オイル）は、ＰＨ制御バルブおよびＰＨ調圧バルブ（共に図示せず）によって所定の高圧ＰＨに調圧された後、クラッチ減圧バルブ（図示せず）に供給され、そこでＰＨより低圧のクラッチ圧（ＣＲ）に減圧される。減圧された作動油は、発進クラッチ制御バルブ１３４に供給される。尚、同図でｘはドレンを示す。
【００３６】
発進クラッチ制御バルブ１３４は、リニアソレノイド（電磁ソレノイド）１３４ａを備えた電磁ソレノイドバルブとして構成され、バルブボディ内には変位自在なスプール１３４ｂが配置される。トランスミッション制御部によって後述のように通電指令値ＩＣＭＤが決定されて図示しない駆動回路を介して出力（ＰＷＭ駆動）されると、リニアソレノイド１３４ａは車載バッテリ（図示せず）から通電されて励磁され、そのプランジャ１３４ａ１が同図で左方向に突出してスプール１３４ｂを押圧してバルブボティ内で変位させる。
【００３７】
発進クラッチ制御バルブ１３４の出力ポート１３４ｄは油路１３６に接続される。油路１３６は中途で分岐してフィードバックポート１３４ｅを介して発進クラッチ制御バルブ１３４に帰還させられると共に、他方ではシフトインヒビタバルブ１４０を介して発進クラッチ４２に接続されて制御油圧（クラッチ圧）ＰＳＣを供給する。
【００３８】
発進クラッチ４２は制御油圧ＰＳＣでそのピストン４２ａが移動自在に構成され、ピストン４２ａが押圧されてクラッチ４２ｂを係合すると、変速されたエンジン出力がディファレンシャル機構４０を介して左右の車輪に伝達される一方、ピストン４２ａが後退してクラッチ４２ｂを開放すると、この動力伝達が中断される。
【００３９】
発進クラッチ制御バルブ１３４と発進クラッチ４２の間の油路１３６には、アキュムレータ１４２が配置（接続）される。リニアソレノイド１３４ａは励磁されるときＰＷＭ駆動されるため、スプール１３４ｂが振動し、出力される制御油圧が脈動することから、アキュムレータ１４２はその脈動を除去する意図で設置される。
【００４０】
アキュムレータ１４２は、図示の如く、スプール（ピストン）１４２ａと、スプール１４２ａを閉じ方向（不飽和方向）に付勢するスプリング１４２ｂとからなる。アキュムレータ１４２は油路１３６から供給される制御油圧の上昇につれてスプール１４２ａがスプリング１４２ｂのバネ力に抗して後退し、その容積が変化する。スプール１４２ａが壁面に突き当たった時点で、アキュムレータ１４２の容積は最大となる（飽和する）。
【００４１】
油路１３６においてアキュムレータ１４２の付近には油圧センサ１４４が配置され、油路１３６の油圧（制御油圧）に応じた出力を生じる。油圧センサ１４４の出力は、トランスミッション制御部１００に送出される。尚、油圧センサ１４４に代え、演算で油路１３６の油圧を推定しても良い。
【００４２】
次いで、図３を参照してこの実施の形態に係る車両用自動変速機の油圧制御装置の動作、より具体的にはトランスミッション制御部１００の動作を説明する。尚、図示のプログラムは、例えば、１０［ｍｓｅｃ］ごとに実行される。
【００４３】
先ずＳ１０において目標油圧ＰＣＣＭＤを算出する。目標油圧ＰＣＣＭＤは、車速Ｖ、エンジン回転数ＮＥなどの車両情報に基づいて適宜最適な値に算出（決定）する。次いでＳ１２に進み、油圧センサ１４４の出力から油路１３６の実油圧（制御油圧）ＰＳＣを検出する。この制御油圧ＰＳＣの検出は具体的には、センサ検出値にフィルタ処理を行うことで行う。
【００４４】
次いでＳ１４に進み、検出された制御油圧ＰＳＣに応じて切り換え係数（重み）αを算出する。これは具体的には、図４に示す特性を検出された制御油圧（実油圧）ＰＳＣで検索することで算出する。
【００４５】
次いでＳ１６に進み、非飽和領域操作量ＩＣＭＤ１を算出する。
【００４６】
図５は図３フロー・チャートの処理を説明するブロック図であるが、図示の如く、非飽和領域コントローラ（アキュムレータ１４２が非飽和領域にあるときの動特性を記述する線形モデル（後述）に対して設計された第１のコントローラ（補償器））Ｋ１（ｓ）を用い、発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド１３４ａに対する通電量（操作量）ＩＣＭＤ１を算出する。
【００４７】
図３フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１８に進み、飽和領域操作量ＩＣＭＤ２を算出する。即ち、飽和領域コントローラ（アキュムレータ１４２が飽和領域にあるときの動特性を記述する線形モデル（同様に後述）に対して設計された第２のコントローラ（補償器））Ｋ２（ｓ）を用い、同様には発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド１３４ａに対する通電量（操作量）ＩＣＭＤ２を算出する。
【００４８】
次いでＳ２０に進み、先に算出した切り換え係数（重み）αを用いて算出した通電量ＩＣＭＤ１，２の加重平均を求め、求めた値を最終操作量ＩＣＭＤと決定（算出）する。尚、図示は省略するが、同時に、図示しない駆動回路を介して発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド１３４ａに出力する。
【００４９】
このように、目標油圧ＰＣＣＭＤと検出された油圧ＰＳＣの偏差が減少するように操作量（制御入力）ＩＣＭＤ（後述するＩＳＣに等価）を算出する複数（より正確には第１、第２からなる２個の）補償器（コントローラ）Ｋ１（ｓ），Ｋ２（ｓ）を備えると共に、エンジン回転数ＮＥ、検出された油圧ＰＳＣに応じて決定される重み（切り換え係数）αを用いてこれら複数の補償器の出力の加重平均値を求め、求めた加重平均値を用いてリニアソレノイド１３４ａへの通電量を制御する。
【００５０】
ここで、上記した第１、第２からなる２個の補償器（コントローラ）Ｋ１（ｓ），Ｋ２（ｓ）の設計の前提となる、前記した２つの線形モデルについて説明する。
【００５１】
発進クラッチ４２の制御対象は、上記したように発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド１３４ａを中心とするリニアソレノイド部と、アキュムレータ１４２を中心とするアキュムレータ部に大別されるが、この実施の形態においては、それらの物理的特性に基づき、それらの動特性を記述する数式モデルを導出するようにした。
【００５２】
リニアソレノイド部の概略図を改めて図６に示す。また、そのモデル化で用いた諸定数の説明を図７に示す。
【００５３】
リニアソレノイド部では、電流ＩＳＣと推力ＦＳＣの特性を数１に示すように１次遅れ系で近似することが多く、また定常特性は図８に示すようにほぼ比例関係にある。
【００５４】
【数１】
2004360853.tif 000003
【００５５】
より厳密なモデルを得るため、定常特性については図８の特性を３次多項式で近似した数２に示す式を用いる。尚、数１で、ＴＩＦは時定数であり、一般に２０［ｍｓｅｃ］程度である。
【００５６】
【数２】
2004360853.tif 000004
【００５７】
スプール１３４ｂに対する力の釣り合いから、推力ＦＳＣとスプール変位ｘＳＣについて数３に示す関係が成り立つ。数３で、ｘＳＣの可動範囲は０≦ｘＳＣ≦ｘＳＣｍａｘである。また、ＤＳＣは粘性摩擦係数であり、油温によって変化する。
【００５８】
【数３】
2004360853.tif 000005
【００５９】
リニアソレノイド部の開口部における流量ＱＳＣは、数４に示す式で表わされる。
【００６０】
【数４】
2004360853.tif 000006
【００６１】
上式で、Ｃは流量係数であり、油温によって変化する。また、開口面積ＡＳＣは、図９に示すようにｘＳＣに依存し、数５に示す式で与えられる。
【００６２】
【数５】
2004360853.tif 000007
【００６３】
スプール１３４ｂのフィードバックポート１３４ｅに流れる流量Ｑｆと油圧Ｐｆの関係は、オリフィスの特性により数６と数７に示す式で表わされる。ただし、２つのオリフィスは１つのオリフィスｄｏと等価であるとした。尚、数７においてＫは体積弾性係数であり、油温や油中の空気混入率によって変化する。
【００６４】
【数６】
2004360853.tif 000008
【００６５】
【数７】
2004360853.tif 000009
【００６６】
アキュムレータ部の概略図を改めて図１０に示す。また、モデル化で用いた諸定数の説明を図１１に示す。
【００６７】
アキュムレータ部による容積変化を考慮すると、発進クラッチ４２に供給される制御油圧（クラッチ圧ＰＳＣ）について数８の関係が成り立つ。
【００６８】
【数８】
2004360853.tif 000010
【００６９】
アキュムレータ部のスプール１４２ａに対する力の釣り合いから、ＰＳＣとスプール変位ｘＡＣについて数９に示す式が成り立つ。
【００７０】
【数９】
2004360853.tif 000011
【００７１】
上式で、ｘＡＣの可動範囲は０≦ｘＡＣ≦ｘＡＣｍａｘである。また、ＤＡＣは粘性摩擦係数であり、油温によって変化する。
【００７２】
流量ＱＳＣの計算式として数４、数５に示す式を用いた場合のシミュレーション結果の例を図１２および図１３に示す。図１２におけるＰＳＣの波形は基本的には２次系に近い応答となっているが、ブロックで囲まれた部分において傾きが非常に緩やかになっている。そこで、そのときのｘＡＣの値を調べると、スプール１３４ｂが０．８から１．２［ｍｍ］の範囲で動作しており、ちょうどＱＳＣが０となる場合に対応している。
【００７３】
ところで、ＰＳＣは数８で与えられるため、ＱＳＣが０のときＰＳＣの変化は小さくなり、それが図１２においてブロックで囲まれた部分として現れていると考えられる。
【００７４】
図１４は、リニアソレノイド部にステップ入力（通電量ＩＣＭＤ）を与えた場合の制御油圧（クラッチ油圧）ＰＳＣの応答を示す実験結果であるが、図１４に示す実験応答ではそのような部分は現れていない。そこで、これまで無視していた漏れ流量を考慮することで、その問題の解決を図る。ただし、厳密に漏れ流量を考慮すると、系が非常に複雑になるので、ここでは簡単のため、図１５に示すように疑似的に漏れ流量を考慮する方法を提案する。
【００７５】
先ず、補間範囲を決めるパラメータとしてΔｘ１、Δｘ２を選ぶ。次に、一般的なＱＳＣの計算式（数４）を用いてｘＳＣ＝ｘｄ−Δｘ１，ｘ０＋Δｘ２のそれぞれにおける流量を計算し、それらの値をＱＳＣ１，  ＱＳＣ２とする。そして、ｘｄ−Δｘ１からｘ０＋Δｘ２までの流量特性を（ｘｄ−Δｘ１，  ＱＳＣ１）と（ｘ０＋Δｘ２，  ＱＳＣ２）を結ぶ直線を与えることにする（図１５における破線部分）。これから、補間範囲の流量計算式は、数１０に示すようになる。
【００７６】
【数１０】
2004360853.tif 000012
【００７７】
数１０で、ΔＱＳＣ＝ＱＳＣ２−ＱＳＣ１，  ΔｘＳＣ＝（ｘｏ＋Δｘ２）−（ｘｄ−Δｘ１）であり、それぞれ数１１のように求められる。尚、シミュレータではΔｘ１，  Δｘ２の値は、０．０４［ｍｍ］と設定する。また、補間範囲外においては一般的な数４に示す式を用いて計算する。
【００７８】
【数１１】
2004360853.tif 000013
【００７９】
以上の方法によって漏れ流量を考慮した場合のシミュレーション結果の例を図１６に示す。図１６の結果から、漏れ流量を考慮した方が、より実験結果（図１４）に近い応答が得られると考えられる。
【００８０】
数３の式で示されるＦＳＣ−ｘＳＣ特性においては流体力を無視していたが、より厳密なモデルを得るためには流体力も考慮することが望ましい。流体力は流速の二乗に比例する量であり、数１２に示す式で与えられる。
【００８１】
【数１２】
2004360853.tif 000014
【００８２】
ただし、φ＝４８［ｄｅｇ］とする。また、ｘｄ−Δｘ１＜ｘＳＣ＜ｘ０＋Δｘ２の範囲については、ｘＳＣ−ＱＳＣ特性の場合と同様、数１３に示すように補間を行なう。
【００８３】
【数１３】
2004360853.tif 000015
【００８４】
ここで、ΔＦｆｌｄ＝Ｆｆｌｄ２−Ｆｆｌｄ１である。また、Ｆｆｌｄ１，  Ｆｆｌｄ２はそれぞれｘＳＣ＝ｘｄ−Δｘ１，  ｘ０＋Δｘ２における流体力であり、数１４のように求められる。
【００８５】
【数１４】
2004360853.tif 000016
【００８６】
流体力を考慮した場合、ＦＳＣ−ｘＳＣ特性は、数１５で与えられる。
【００８７】
【数１５】
2004360853.tif 000017
【００８８】
次いで、各式の線形化について説明すると、ＩＳＣ−ＦＳＣ特性に関しては、図１７に示す範囲では、ＩＳＣとＦＳＣの関係は、線形とみなして問題ないと思われる。尚、この範囲は具体的には、０≦ＩＳＣ≦１．２［Ａ］である。そこで、数１６に示す式のように最小二乗法により原点を含む直線で近似する。
【００８９】
【数１６】
2004360853.tif 000018
【００９０】
ＦＳＣ−ｘＳＣ特性に関しては、数１５に示す式において、動作点からの微小変化分に着目して数１７のようにおくと、定常値との間に数１８で示す関係が成立している。数１７を数１５に代入して線形化を行い、数１８を差し引くと、数１９に示す式を得る。
【００９１】
【数１７】
2004360853.tif 000019
【００９２】
【数１８】
2004360853.tif 000020
【００９３】
【数１９】
2004360853.tif 000021
【００９４】
ｘＳＣ−ＱＳＣ特性に関しては、数４、数１０について、動作点（ｘＳＣ０，  ＰＳＣ０）のまわりで前記したのと同様の手順で線形化を行なうと、数２０を得る。
【００９５】
【数２０】
2004360853.tif 000022
【００９６】
ただし、上式で、ＫＳＣｘ，  ＫＳＣＰについては下記の数２１に示す式のように変位ｘＳＣに従って対応するものを選ぶものとする。
【００９７】
【数２１】
2004360853.tif 000023
【００９８】
Ｑｆ−Ｐｆ特性に関しては、先ず、数６について動作点（ＰＳＣ０、Ｐｆ０）のまわりで線形化すると、数２２を得る。ただし、式中のＫｆは、数２３のように求められる。
【００９９】
【数２２】
2004360853.tif 000024
【０１００】
【数２３】
2004360853.tif 000025
【０１０１】
しかし、動作点をＰＳＣ０＝Ｐｆ０と選んだ場合、Ｋｆの分母が０となって問題が生じる。そこで、図１８に示す如く、ＰＳＣ０＝Ｐｆ０の近傍においてはＱｆを線形式で補間し、Ｋｆを数２４のように求める。
【０１０２】
【数２４】
2004360853.tif 000026
【０１０３】
ＰＳＣ０＝Ｐｆ０の近傍ではＫｆに対して数２４の式を適用し、それ以外の場合は数２３の式を用いる。
【０１０４】
次に、数７の式について線形化を行なうと、数２５を得る。ただし、同式においてＶｆ＝Ｖｆ０−ＡｆｘＳＣ０である。
【０１０５】
【数２５】
2004360853.tif 000027
【０１０６】
ＱＳＣ−ＰＳＣ特性に関しては、数８の式について、動作点からの微小変化分に着目すると、数２６を得る。ただし、数２６で、ＶＣＬ＝ＶＣＬ０＋ＡＡＣｘＡＣ０である。
【０１０７】
【数２６】
2004360853.tif 000028
【０１０８】
ＰＳＣ−ｘＡＣ特性に関しては、数９の式について、動作点からの微小変化分に着目すると、数２７を得る。
【０１０９】
【数２７】
2004360853.tif 000029
【０１１０】
流体力Ｆｆ１ｄに関しては、数１２と数１３の式について、動作点からの微小変化分に着目して線形化を行なうと、数２８を得る。ただし、数２８で、Ｋｆ１ｄｘ，  Ｋｆ１ｄｐについては、数２９のように変位ｘＳＣに従って対応するものを選ぶものとする。
【０１１１】
【数２８】
2004360853.tif 000030
【０１１２】
【数２９】
2004360853.tif 000031
【０１１３】
上記で得られた線形化式に基づいて線形モデルの状態空間表現を示す。状態をδｘ、入力をリニアソレノイド部への入力電流δＩＳＣ、出力をδｙとすると、線形モデルの状態空間表現を図１９および数３０のように示すことができる。
【０１１４】
【数３０】
2004360853.tif 000032
【０１１５】
ただし、アキュムレータ部のスプール変位ｘＡＣは油圧ＰＳＣの上昇に伴って飽和し、動特性が大きく変化するので、線形モデルはｘＡＣが飽和する領域と飽和しない領域とに分けて導出する必要がある。
【０１１６】
ｘＡＣが飽和しない領域においては、ｘＡＣの動特性も考慮する必要があるので、状態δｘとしてスプール変位ｘＳＣ，  ｘＡＣとその速度ｘＳＣ（ドット），ｘＡＣ（ドット）、油圧ＰＳＣ，  Ｐｆおよびリニアソレノイド部の推力ＦＳＣの微小変化量を選ぶ。従って、数３１に示す如く、全体では７次の系となる。
【０１１７】
【数３１】
2004360853.tif 000033
【０１１８】
この場合、数３０における行列（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、数３２のように与えられる。尚、数３２の行列Ａ，Ｂの要素は数３３で与えられる。
【０１１９】
【数３２】
2004360853.tif 000034
【０１２０】
【数３３】
2004360853.tif 000035
【０１２１】
他方、ｘＡＣが飽和する領域においてはｘＡＣの動特性を考慮する必要がないので、状態δｘとしてスプール変位ｘＳＣとその速度ｘＳＣ（ドット）、油圧ＰＳＣ，  Ｐｆおよびリニアソレノイド部の推力ＦＳＣの微小変化量を選ぶ。従って、全体では数３４に示す如く、５次の系となる。
【０１２２】
【数３４】
2004360853.tif 000036
【０１２３】
この場合、数３０における行列（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、数３５のように与えられる。また、数３５の行列Ａ，Ｂの要素は数３６で与えられる。
【０１２４】
【数３５】
2004360853.tif 000037
【０１２５】
【数３６】
2004360853.tif 000038
【０１２６】
上記の如くして求めた、アキュムレータ１４２が飽和しない領域における動特性を記述する線形モデルと飽和する領域における動特性を記述する線形モデルに対してそれぞれコントローラを設計すると共に、それらをコントローラＫ１（ｓ）とコントローラＫ２（ｓ）とする。この実施の形態の特徴はアキュムレータ１４２の動特性を２つの線形モデルで表現したことにあり、それに基づいて設計されるコントローラ自体にはないので、コントローラＫ１（ｓ）あるいはＫ２（ｓ）は、図５に関して述べたように目標油圧ＰＣＣＭＤと検出油圧ＰＳＣの偏差を解消できるものであれば、ＰＩＤ制御則を用いるものでも、Ｈ∞制御則を用いるものでも、あるいはその他の制御理論に基づくものであっても良い。
【０１２７】
これらのコントローラは、アキュムレータ１４２の動作点、即ち、制御油圧ＰＳＣによって持ち換えれば良い。この実施の形態においては図５を参照して図３フロー・チャートの処理で説明したように、検出された油圧ＰＳＣに応じて決定される重み（切り換え係数）αを用いて両者の出力の加重平均値を算出することで、切り換え点でコントローラが不連続とならないようにした。
【０１２８】
尚、２つのコントローラでは、目標油圧ＰＣＣＭＤと検出された油圧ＰＳＣの偏差が減少するように行列演算やマップ値を用いて最終操作量（制御入力）ＩＣＭＤ（ＩＳＣに等価）が算出される。算出された操作量は、図示しない駆動回路を介して発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド１３４ａに出力され、制御対象（プラントＰ（ｓ））である発進クラッチ系に与えられる。
【０１２９】
この実施の形態は上記の如く構成したので、アキュムレータ１４２の飽和の有無による動特性の変化に関わらず、油圧制御範囲の全域で目標値追従性が良好であると共に、優れた安定性を得ることができ、それによって変速ショックを低減できるなどドライバビリティを向上させることができる。また、同等の商品性を得るまでの開発段階における実車での制御面のセッティング工数を節減することができる。さらに、加重平均値を算出することで、コントローラの切り換えを一層滑らかに行なうことができる。
【０１３０】
尚、上記で、２つのコントローラの出力の加重平均を算出するようにしたが、単純平均あるいは移動平均などを算出しても良い。
【０１３１】
また、先にＨ∞制御則あるいはその他の制御理論などを用いても良いと述べたが、それについてさらに敷衍すると、プラントをスケジューリングパラメータを持つ線形システムとみなして記述し、これに周波数重みなどを加えた拡大系（一般化プラント）を設定し、ＬＰＶ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｖａｒｙｉｎｇ）システムと呼ばれるモデル表現にし、Ｈ∞／ＬＭＩ制御を代表とするロバスト制御理論を用いてコントローラを設計（ゲインスケジューリング）することも可能である。
【０１３２】
図２０は、この発明の第２の実施の形態に係る車両用自動変速機の油圧制御装置の動作を示す、図３と同様なフロー・チャートである。また、図２１は、その処理を示す、図５と同様なフロー・チャートである。
【０１３３】
以下、説明すると、Ｓ１００およびＳ１０２において第１の実施の形態と同様の処理を経た後、Ｓ１０４に進み、検出値をコントローラ切り換えしきい油圧Ｐα（例えば、４［ｋｇｆ／ｃｍ２］）と比較し、それ以下か否か判断する（図２１にＳ１０４の判断を「ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ」と示す）。
【０１３４】
Ｓ１０４で肯定されるときはＳ１０６に進み、非飽和領域操作量ＩＣＭＤ１を算出し、Ｓ１０８に進み、算出した値を最終操作量ＩＣＭＤと決定する。他方、Ｓ１０４で否定されるときはＳ１１０に進み、飽和領域操作量ＩＣＭＤ２を算出し、Ｓ１１２に進み、算出した値を最終操作量ＩＣＭＤと決定する。
【０１３５】
第２の実施の形態は上記の如く構成したので、第１の実施の形態と同様、アキュムレータ１４２の飽和の有無による動特性の変化に関わらず、油圧制御範囲の全域で目標値追従性が良好であると共に、優れた安定性を得ることができ、それによって変速ショックを低減できるなどドライバビリティを向上させることができる。また、同等の商品性を得るまでの開発段階における実車での制御面のセッティング工数を節減することができる。さらに、コントローラを択一的に使用することで、コントローラの切り換えの滑らかさは若干低下するが、演算量を低減することができる。
【０１３６】
尚、第２の実施の形態において、図２１に想像線で示す如く、ｎ個までのコントローラを設け、それらを切り換えるようにしても良い。これは、第１の実施の形態においても同様で、ｎ個までのコントローラを追加し、それらの間の加重平均を算出するようにしても良い。
【０１３７】
第１、第２の実施の形態は上記の如く、車両に搭載される内燃機関（エンジン）１０の出力軸２０に接続され、前記内燃機関の回転を変速する自動変速機（ベルト式無段変速機）２４の油圧制御装置において、前記自動変速機の油圧アクチュエータ（発進クラッチ）４２に供給される作動油を調圧して出力する調圧バルブ（発進クラッチ制御バルブ）１３４と、前記調圧バルブと前記油圧アクチュエータの間の油路に配置されるアキュムレータ１４２とを備えると共に、前記アキュムレータが飽和したときと飽和していないときの動特性をそれぞれ記述する線形モデルに対して設計された複数の補償器（コントローラＫｎ（ｓ））と、前記アキュムレータ１４２の作動状態、より具体的には、油路の油圧に応じて前記複数の補償器の少なくともいずれかを使用して前記調圧バルブの出力（制御油圧ＰＳＣ）を制御する油圧制御手段（トランスミッション制御部１００，Ｓ１０からＳ２０，Ｓ１００からＳ１１２）とを備える如く構成した。
【０１３８】
具体的には、前記調圧バルブは電磁ソレノイド（リニアソレノイド１３４ａ）によってスプール１３４ｂが変位してその出力を変えるものであると共に、前記油圧制御手段は、検出される油圧に応じて決定される重み（切り換え係数α）を用いて前記複数の補償器の出力の加重平均値を求め、前記求めた加重平均値を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量ＩＣＭＤを決定することで前記調圧バルブの出力を制御する（トランスミッション制御部１００，Ｓ１０からＳ２０）如く構成した。
【０１３９】
具体的には、前記調圧バルブは電磁ソレノイドによってスプールが変位してその出力を変えるものであると共に、前記油圧制御手段は、検出される油圧に応じて前記複数の補償器のいずれかを選択し、前記選択した補償器の出力を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで前記調圧バルブの出力を制御する（トランスミッション制御部１００，Ｓ１００からＳ１１２）如く構成した。
【０１４０】
尚、上記において油路１３６の制御油圧を油圧センサ１４４で検出したが、油圧センサ１４４に代え、演算で油路１３６の制御油圧を推定しても良い。また、油路の油圧ＰＳＣをアキュムレータ１４２の作動状態を示すパラメータとしたが、それに限られるものではなく、アキュムレータ１４２のスプール（ピストン）１４２ａのストロークなどを検出してその作動状態を示すパラメータとしても良い。
【０１４１】
尚、上記において油圧アクチュエータの例として発進クラッチを挙げたが、それに限られるものではない。
【０１４２】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、油圧アクチュエータに供給される作動油を調圧して出力する調圧バルブと油圧アクチュエータの間の油路に配置されるアキュムレータが飽和したときと飽和していないときの動特性をそれぞれ記述するモデルに対して設計された複数の補償器を備え、油路の油圧などのアキュムレータの作動状態に応じてそれらの少なくともいずれかを使用して調圧バルブの出力を制御する如く構成したので、アキュムレータの飽和の有無による動特性の変化に関わらず、油圧制御範囲の全域で目標値追従性が良好であると共に、優れた安定性を得ることができ、それによって変速ショックを低減できるなどドライバビリティを向上させることができる。また、同等の商品性を得るまでの開発段階における実車での制御面のセッティング工数を節減することができる。さらに、加重平均値を算出することで、補償器の切り換えを滑らかに行なうことができる。
【０１４３】
請求項２項にあっては、検出される油圧に応じて決定される重みを用いて複数の補償器の出力の加重平均値を求め、求めた加重平均値を用いて前記電磁ソレノイドへの通電量を決定することで調圧バルブの出力を制御する如く構成したので、補償器の切り換えを一層滑らかに行なうことができ、油圧制御範囲の全域で目標値追従性が一層良好であると共に、一層優れた安定性を得ることができる。
【０１４４】
請求項３項にあっては、検出される油圧に応じて複数の補償器のいずれかを選択し、選択した補償器の出力を用いて電磁ソレノイドへの通電量を決定することで調圧バルブの出力を制御する如く構成したので、補償器の切り換えの滑らかさは若干低下するが、前記したと同様の効果を得ることができると共に、補償器の演算量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る車両用自動変速機の油圧制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す装置の発進クラッチの制御バルブなどの油圧構成要素の詳細を示す油圧回路図である。
【図３】図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図４】図３フロー・チャートで使用される切り換え係数（重み）の特性を示す説明グラフである。
【図５】図３フロー・チャートに示す処理を機能的に示すブロック図である。
【図６】図２に示すリニアソレノイドの概略図である。
【図７】図６に示すリニアソレノイドのモデル化で用いた諸定数を説明する説明図である。
【図８】リニアソレノイドの通電電流ＩＳＣと推力ＦＳＣの特性を示すグラフである。
【図９】図６に示すリニアソレノイドの開口面積を示す説明図である。
【図１０】図２に示すアキュムレータの概略図である。
【図１１】図１０に示すアキュムレータのモデル化で用いた諸定数を説明する説明図である。
【図１２】流量の計算式として、ある式を用いた場合のシミュレーション結果を示すタイム・チャートである。
【図１３】同様に、流量の計算式として、ある式を用いた場合のシミュレーション結果を示すタイム・チャートである。
【図１４】図６に示すリニアソレノイドにステップ入力（通電量）を与えた場合の制御油圧（クラッチ油圧）ＰＳＣの応答についての実験結果を示すタイム・チャートである。
【図１５】図６に示すリニアソレノイドのスプール変位と流量の関係を示すグラフである
【図１６】リニアソレノイドの漏れ流量を考慮した場合のシミュレーション結果を示すタイム・チャートである。
【図１７】図８と同様に、リニアソレノイドの通電電流ＩＳＣと推力ＦＳＣの特性を示すグラフである。
【図１８】図８に示すリニアソレノイドのフィードバックポートの流量の線形化を説明するグラフである。
【図１９】図６に示すリニアソレノイドと図１０に示すアキュムレータを線形化して得たモデルを状態空間表現で示すブロック図である。
【図２０】この発明の第２の実施の形態に係る車両用自動変速機の油圧制御装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図２１】図２０にフロー・チャートに示す処理を機能的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０    内燃機関（エンジン）
２０    出力軸
２４    ベルト式無段変速機（ＣＶＴ。トランスミッション）
４２    発進クラッチ（油圧アクチュエータ）
８８    発進クラッチ用のバルブ群
１００  トランスミッション制御部
１３４  発進クラッチ制御バルブ（調圧バルブ）
１３６  油路
１４２  アキュムレータ
１４４  油圧センサ
【図１】
2004360853.tif 000039
【図２】
2004360853.tif 000040
【図３】
2004360853.tif 000041
【図４】
2004360853.tif 000042
【図５】
2004360853.tif 000043
【図６】
2004360853.tif 000044
【図７】
2004360853.tif 000045
【図８】
2004360853.tif 000046
【図９】
2004360853.tif 000047
【図１０】
2004360853.tif 000048
【図１１】
2004360853.tif 000049
【図１２】
2004360853.tif 000050
【図１３】
2004360853.tif 000051
【図１４】
2004360853.tif 000052
【図１５】
2004360853.tif 000053
【図１６】
2004360853.tif 000054
【図１７】
2004360853.tif 000055
【図１８】
2004360853.tif 000056
【図１９】
2004360853.tif 000057
【図２０】
2004360853.tif 000058
【図２１】
2004360853.tif 000059