(57)【要約】【課題】良好な変速フィーリングが得られる自動変速機の変速制御装置及びその設計方法を提供する。【解決手段】自動変速機の変速制御装置は、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる。この装置は、自動変速機の入力軸回転速度及び出力軸回転速度に基づきスリップ量を算出する。また、変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描きながら所定のしきい値から所定の目標値へと推移して同目標値を維持する目標スリップ量を算出する。算出されたスリップ量が所定のしきい値を超えたと判定されたとき、同算出されたスリップ量と前記算出された目標スリップ量とが等しくなるようにフィードバック制御される。一方、フィードバック制御の開始に連携して前記係合側摩擦係合要素の伝達トルクを増大させる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の摩擦係合要素の各々を係合状態又は解放状態に維持することにより所定の変速段を達成し、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる自動変速機の変速制御装置であって、
前記自動変速機の入力軸回転速度及び出力軸回転速度に基づきスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、
前記算出されたスリップ量と所定のしきい値との大小比較を行う判定手段と、
変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描きながら前記しきい値から所定の目標値へと推移して該目標値を維持する目標スリップ量を算出する目標スリップ量算出手段と、
前記判定手段により前記算出されたスリップ量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、該算出されたスリップ量と前記算出された目標スリップ量とが等しくなるようにフィードバック制御する解放側制御手段と、
前記フィードバック制御の開始に連携して前記係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる係合側制御手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
複数の摩擦係合要素の各々に付与する油圧を制御して該摩擦係合要素を係合状態又は解放状態に維持することにより所定の変速段を達成し、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素に付与する油圧を減少させて該解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素に付与する油圧を増大させて該係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる自動変速機の変速制御装置であって、
前記自動変速機の入力軸回転速度及び出力軸回転速度に基づきスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、
前記算出されたスリップ量と所定のしきい値との大小比較を行う判定手段と、
変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描きながら前記しきい値から所定の目標値へと推移して該目標値を維持する目標スリップ量を算出する目標スリップ量算出手段と、
前記判定手段により前記算出されたスリップ量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、該算出されたスリップ量と前記算出された目標スリップ量とが等しくなるようにフィードバック制御する解放側制御手段と、
前記フィードバック制御の開始に連携して前記係合側摩擦係合要素に付与する油圧を増大させる係合側制御手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自動変速機の変速制御装置において、
前記係合側制御手段は、一の変速段から他の変速段への変速にあたり前記係合側摩擦係合要素に付与する油圧をトルク容量を持たない待機圧まで増大させるとともに、前記フィードバック制御の開始まで該待機圧を維持し、前記フィードバック制御の開始後に前記係合側摩擦係合要素に付与する油圧をイナーシャ相への移行に必要な圧へと増大させることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置において、
前記判定手段により前記しきい値と大小比較される前記スリップ量は、第１所定周波数成分を除去する第１フィルタ処理後のスリップ量であり、
前記解放側制御手段により前記目標スリップ量と等しくなるようにされる前記スリップ量は、第２所定周波数成分を除去する第２フィルタ処理後の前記入力軸回転速度及び第３所定周波数成分を除去する第３フィルタ処理後の前記出力軸回転速度に基づき算出されたスリップ量であることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置において、
前記自動変速機の入力軸及び出力軸を直結可能なロックアップクラッチを備え、
前記解放側制御手段は、前記ロックアップクラッチの係合・非係合に応じて異なるフィードバック制御の制御ゲインを設定することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置において、
前記目標スリップ量算出手段は、前記しきい値から前記目標値へのステップ状に変化する入力を与えたときに前記目標スリップ量を出力する規範モデルにより構成されてなり、
前記規範モデルの出力と前記算出されたスリップ量との偏差をフィードバックさせる誤差フィードバック制御手段を備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項７】
複数の摩擦係合要素の各々を係合状態又は解放状態に維持することにより所定の変速段を達成し、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる自動変速機の変速制御装置の設計方法において、
前記自動変速機の入力に対するスリップ量の応答特性を周波数領域での伝達関数として把握し、
変速ショックを抑制する理想的なスリップ量の応答特性が得られる規範モデルを作成し、
前記把握された自動変速機の伝達関数に対してＩ−Ｐコントローラを設けてフィードバック制御系を構成し、
前記フィードバック制御系のスリップ量の応答特性が、前記規範モデルの応答特性と一致または近似するように前記Ｉ−Ｐコントローラの比例ゲイン及び積分ゲインを調整することを特徴とする自動変速機の変速制御装置の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の変速制御装置及びその設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機の変速制御装置において、ワンウェイ・クラッチが受け持っていた解放側クラッチ（摩擦係合要素）の機能、すなわち係合側クラッチ（摩擦係合要素）の受け持ちトルクの上昇に合わせて解放側クラッチの受け持ちトルクを減少させる機能を、ソフトウェアによるクラッチ供給油圧の制御によって実現するいわゆるクラッチ・ツゥ・クラッチ変速が知られている。このクラッチ・ツゥ・クラッチ変速では、解放側クラッチと係合側クラッチとを連携して制御することでギヤ段を切り替えて変速する。
【０００３】
こうしたクラッチ・ツゥ・クラッチ変速では、解放側クラッチから係合側クラッチへの切り替え制御が精度良く行われないと、変速フィーリングが悪化してしまう。例えば、解放側クラッチの受け持ちトルクの減少に対して、係合側クラッチの受け持ちトルクの上昇が過剰になるとき、インターロック状態となってトルク相での急速なアウトプットトルク（出力軸のトルク）の落ち込み（引き込みショック）が生じる。逆に、係合側クラッチの受け持ちトルクの上昇が過小になるときは、タービン側の入力トルクを支えきれずにタービン回転が吹き上がるとともにトルク抜けが発生し、著しく変速フィーリングを悪化させる。
【０００４】
この問題に対し、例えば特開平１０−１５３２５７号公報に記載の装置では、解放側クラッチに所定の速度比（タービン回転速度／出力軸回転速度）の範囲でスリップを生じさせることで変速中の状態変化に敏感になることを利用している。そして、変速中のスリップ量が減少過程に入ることでイナーシャ相への移行を検知し、係合側油圧を昇圧させ同時に解放側油圧を即時解放している。これによって、エンジンの吹上げ（タービンの吹上げ）を防止しつつ変速状態を早期にイナーシャ相に移行させることができるとしている。
【０００５】
また、特開平１１−１８２６６３号公報に記載の装置では、解放側クラッチの油圧解放速度を係合側クラッチの油圧上昇速度より早くすることで、クラッチのスリップを発生させている。そして、スリップ量が所定の値に到達したら急速に解放側クラッチの油圧を減圧してイナーシャ相へ移行させ、２つのクラッチの同時係合による引き込みを抑制し変速ショックを緩和できるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、本出願人により提案されている装置では、解放側クラッチにスリップを発生させ、係合側クラッチが十分なトルクを受け持つことができる状態になるまで適正なスリップ量を維持する方法を採用している。この場合、適正なスリップ量を維持する指標としてタービン回転の吹き量を使用し、タービン回転の吹き量をタービン回転速度Ｎｔから出力軸回転速度Ｎｏに当該変速段のギヤ比Ｇｅａｒ１を乗じた値を減算して求める。そして、このタービン回転の吹き量（＝Ｎｔ−Ｎｏ×Ｇｅａｒ１）が設定した目標値に追従するようフィードバック制御している。
【０００７】
解放側クラッチを意図的に解放し、タービン回転の吹き量を制御しながらトルクの掛け替えを行う上述のクラッチ・ツゥ・クラッチ変速においては、２つのクラッチの同時係合による引き込み低減により変速ショックを緩和できる。また、係合側クラッチの油圧の上昇が遅れた場合においても、係合側クラッチが十分なトルク容量を持ち始めるまで、解放側クラッチを制御しながら待つことが可能である。このため、著しく変速フィーリングを悪化させる多大なエンジンの吹上げ（タービンの吹上げ）の発生を回避することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、変速フィーリングの一指標となるアウトプットトルクは、タービン回転速度の変化（タービン回転加速度）に伴って変動する。このため、解放側クラッチのスリップ量を適切に管理しないとアウトプットトルクに変動をきたし、スリップ量の管理の仕方によっては変速フィーリングを悪化させる原因となりうる。
【０００９】
特開平１０−１５３２５７号公報に記載の装置では、単にスリップを発生させて所定の速度比の範囲でスリップを維持するため、所定の速度比に到達するまでの過渡状態はなりゆきまかせである。このため、所定の速度比に到達するまでの間はスリップ量の管理、つまり変速フィーリングの一指標となるアウトプットトルクの管理を実質的に行うことができない。
【００１０】
また、同じように解放側クラッチのスリップ量に対しフィードバック制御を実施する特開平１１−１８２６６３号公報に記載の装置では、図２２に示すように当該制御開始の指標となるスリップ検知の値と目標スリップ量（目標値）とが同じである。このため、開始直後のスリップ量の抑制ができず、オーバーシュートが発生してから目標値への修正をするため、アウトプットトルクの揺り返しが発生する。
【００１１】
本発明の目的は、良好な変速フィーリングが得られる自動変速機の変速制御装置及びその設計方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の摩擦係合要素の各々を係合状態又は解放状態に維持することにより所定の変速段を達成し、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる自動変速機の変速制御装置であって、前記自動変速機の入力軸回転速度及び出力軸回転速度に基づきスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、前記算出されたスリップ量と所定のしきい値との大小比較を行う判定手段と、変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描きながら前記しきい値から所定の目標値へと推移して該目標値を維持する目標スリップ量を算出する目標スリップ量算出手段と、前記判定手段により前記算出されたスリップ量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、該算出されたスリップ量と前記算出された目標スリップ量とが等しくなるようにフィードバック制御する解放側制御手段と、前記フィードバック制御の開始に連携して前記係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる係合側制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、複数の摩擦係合要素の各々に付与する油圧を制御して該摩擦係合要素を係合状態又は解放状態に維持することにより所定の変速段を達成し、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素に付与する油圧を減少させて該解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素に付与する油圧を増大させて該係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる自動変速機の変速制御装置であって、前記自動変速機の入力軸回転速度及び出力軸回転速度に基づきスリップ量を算出するスリップ量算出手段と、前記算出されたスリップ量と所定のしきい値との大小比較を行う判定手段と、変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描きながら前記しきい値から所定の目標値へと推移して該目標値を維持する目標スリップ量を算出する目標スリップ量算出手段と、前記判定手段により前記算出されたスリップ量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、該算出されたスリップ量と前記算出された目標スリップ量とが等しくなるようにフィードバック制御する解放側制御手段と、前記フィードバック制御の開始に連携して前記係合側摩擦係合要素に付与する油圧を増大させる係合側制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の自動変速機の変速制御装置において、前記係合側制御手段は、一の変速段から他の変速段への変速にあたり前記係合側摩擦係合要素に付与する油圧をトルク容量を持たない待機圧まで増大させるとともに、前記フィードバック制御の開始まで該待機圧を維持し、前記フィードバック制御の開始後に前記係合側摩擦係合要素に付与する油圧をイナーシャ相への移行に必要な圧へと増大させることを要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置において、前記判定手段により前記しきい値と大小比較される前記スリップ量は、第１所定周波数成分を除去する第１フィルタ処理後のスリップ量であり、前記解放側制御手段により前記目標スリップ量と等しくなるようにされる前記スリップ量は、第２所定周波数成分を除去する第２フィルタ処理後の前記入力軸回転速度及び第３所定周波数成分を除去する第３フィルタ処理後の前記出力軸回転速度に基づき算出されたスリップ量であることを要旨とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置において、前記自動変速機の入力軸及び出力軸を直結可能なロックアップクラッチを備え、前記解放側制御手段は、前記ロックアップクラッチの係合・非係合に応じて異なるフィードバック制御の制御ゲインを設定することを要旨とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置において、前記目標スリップ量算出手段は、前記しきい値から前記目標値へのステップ状に変化する入力を与えたときに前記目標スリップ量を出力する規範モデルにより構成されてなり、前記規範モデルの出力と前記算出されたスリップ量との偏差をフィードバックさせる誤差フィードバック制御手段を備えたことを要旨とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、複数の摩擦係合要素の各々を係合状態又は解放状態に維持することにより所定の変速段を達成し、一の変速段から他の変速段への変速にあたり解放側摩擦係合要素による伝達トルクを減少させることによりスリップを発生させるとともに、係合側摩擦係合要素による伝達トルクを増大させる自動変速機の変速制御装置の設計方法において、前記自動変速機の入力に対するスリップ量の応答特性を周波数領域での伝達関数として把握し、変速ショックを抑制する理想的なスリップ量の応答特性が得られる規範モデルを作成し、前記把握された自動変速機の伝達関数に対してＩ−Ｐコントローラを設けてフィードバック制御系を構成し、前記フィードバック制御系のスリップ量の応答特性が、前記規範モデルの応答特性と一致または近似するように前記Ｉ−Ｐコントローラの比例ゲイン及び積分ゲインを調整することを要旨とする。
【００１９】
なお、解放側摩擦係合要素とは、一の変速段から他の変速段への変速にあたり同変速前に係合状態にあり同変速後に解放状態とされる摩擦係合要素をいう。また、係合側摩擦係合要素とは、一の変速段から他の変速段への変速にあたり同変速前に解放状態にあり同変速後に係合状態とされる摩擦係合要素をいう。
【００２０】
（作用）
請求項１乃至３に記載の発明によれば、前記算出されたスリップ量が前記しきい値を超えたと判定されたとき、該算出されたスリップ量と前記算出された目標スリップ量とが等しくなるようにフィードバック制御が行われる。また、前記フィードバック制御の開始に連携して前記係合側摩擦係合要素による伝達トルクが増大される。これにより、係合側摩擦係合要素の受け持ちトルクが上昇し、逆に解放側摩擦係合要素はスリップ量が目標スリップ量に追従するように制御されて解放されていく。この状態が進行し、係合側摩擦係合要素が十分なトルクを持つとスリップが消失する。このように、変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描くようにスリップ量がフィードバック制御されることで、そのアウトプットトルク（出力軸のトルク）も変速フィーリングが最良となるように推移する。そして、スリップ量が上記しきい値から目標値に到達するまでの過渡状態においてもフィードバック制御されることで、スリップ変化も安定化され、変速フィーリングが向上される。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、フィードバック制御の開始判定に供されるスリップ量は、第１所定周波数成分を除去する第１フィルタ処理後のスリップ量である。従って、例えば第１所定周波数成分をセンサーノイズ・路面外乱等の振動を除去しうる周波数成分とすれば、開始判定の誤判定が防止される。
【００２２】
また、フィードバック制御に供されるスリップ量は、第２所定周波数成分を除去する第２フィルタ処理後の前記入力軸回転速度及び第３所定周波数成分を除去する第３フィルタ処理後の前記出力軸回転速度に基づき算出されたスリップ量である。従って、例えば第２所定周波数成分をセンサーノイズを除去しうる周波数成分とし、第３所定周波数成分をスリップ中に発生する駆動系振動を除去しうる周波数成分とする。
【００２３】
このように変速制御のフェーズ（フィードバック制御の開始前と開始後）に応じてスリップ量の算出方法を切り替えることで、各フェーズごとに好適な制御が可能となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、ロックアップクラッチの係合・非係合に応じて異なるスリップ量の応答特性を示す変速機に対して、それぞれ制御ゲインを設定してフィードバック制御することで、各状態ごとに好適な制御が可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、前記規範モデルの出力と前記算出されたスリップ量との偏差をフィードバックさせる誤差フィードバックを追加したことで、量産化に伴う個体差ばらつきや、入力トルクの変化・油（ＡＴＦ）の温度変化による特性変動・摩擦係合要素の摩耗や油（ＡＴＦ）劣化の経年変化などの外乱の影響を受ける場合においても、目標スリップ量への追従性を向上しアウトプットトルク変動を抑制し、安定したスリップの発生が可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、前記Ｉ−Ｐコントローラの比例ゲイン及び積分ゲインを闇雲に調整する手法に比べ、短期間で所要性能を有するＩ−Ｐコントローラが設計される。そして、変速ショックを抑制する理想的なスリップ量の応答特性が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明による車両用自動変速機の変速制御装置の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機の変速制御装置を車両に搭載した例を概略的に示している。この車両は、エンジン１０と、ロックアップクラッチ付流体式のトルクコンバータ２０と、自動変速機３０と、トルクコンバータ２０及び自動変速機３０に供給される作動油（ＡＴＦ：オートマチックトランスミッションフルード）の圧力（油圧）を制御するための油圧制御回路４０と、油圧制御回路４０に制御指示信号を与える電気制御装置５０とを含んでいて、図示しないアクセルペダルの操作により増減されるエンジン１０の動力（発生トルク）を、トルクコンバータ２０、自動変速機３０、及び図示しない差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）などを介して駆動輪（タイヤ）へ伝達するようになっている。
【００２８】
トルクコンバータ２０は、図１及び図２に示したように、エンジン１０が発生する動力を流体（作動油）を介して自動変速機３０に伝達する流体式伝達機構２１と、この流体式伝達機構２１に対して並列に連結されたロックアップクラッチ機構２２とからなっている。
【００２９】
流体式伝達機構２１は、エンジン１０のクランク軸と一体的に回転するトルクコンバータ入力軸１２に連結されたポンプ羽根車２１ａと、同ポンプ羽根車２１ａが発生する作動油の流れにより回転されるとともに自動変速機３０の入力軸３１に連結されたタービン羽根車２１ｂと、ステータ羽根車２１ｃ（図１においては省略）とを含んでいる。
【００３０】
ロックアップクラッチ機構２２は、図２に示したように、ロックアップクラッチ２２ａを含んで構成されていて、接続された油圧制御回路４０による作動油の給排により、トルクコンバータ入力軸１２と自動変速機３０の入力軸３１とを同ロックアップクラッチ２２ａにより機械的に結合してこれらを一体的に回転させる係合状態と、前記ロックアップクラッチ２２ａによる機械的な結合を解除する非係合状態とを達成し得るようになっている。
【００３１】
自動変速機３０は、前進６段後進１段の変速段を達成するものであって、リングギヤＲ１を有する第１列のシングルピニオンプラネタリギヤＧ１と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤＧ２及び第３列のシングルピニオンプラネタリギヤＧ３とを備えている。また、自動変速機３０は、摩擦クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、摩擦ブレーキＢ１，Ｂ２とを摩擦係合要素として備えている。この自動変速機３０における各摩擦係合要素の係合・解放（非係合）状態と達成される変速段との関係は下記表１に示す通りである、なお、表１において○は係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ示している。
【００３２】
【表１】
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油圧制御回路４０は、図１に示したように、電気制御装置５０からの制御指示信号により制御される３個のオン・オフソレノイドバルブ４１〜４３及び３個のリニアソレノイドバルブ４４〜４６を含んでいて、前記オン・オフソレノイドバルブ４１〜４３の作動の組み合わせに基づいてロックアップクラッチ機構２２及び自動変速機３０の摩擦係合要素に対する油の給排を制御するとともに、前記リニアソレノイドバルブ４４〜４６を駆動してこれらに供給される油圧をライン圧ＰＬ以下の範囲内で調整し得るようになっている。
【００３３】
電気制御装置５０は、何れも図示を省略したＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、及びインタフェースなどから成るマイクロコンピュータである。電気制御装置５０は、スロットル開度センサ６１、エンジン回転速度センサ６２、タービン回転速度センサ６３、及び出力軸回転速度センサ６４と接続されていて、これらのセンサ６１〜６４が発生する信号を入力するようになっている。
【００３４】
スロットル開度センサ６１は、エンジン１０の吸気通路に設けられ図示しないアクセルペダルの操作に応じて開閉されるスロットルバルブ１１の開度（以下、「スロットル開度」という。）を検出し、同スロットル開度Ｔｈを表す信号を発生するようになっている。エンジン回転速度センサ６２は、エンジン１０の回転速度を検出し、エンジン回転速度Ｎｅを表す信号を発生するようになっている。タービン回転速度センサ６３は、自動変速機の入力軸３１の回転速度を検出し、タービン回転速度（自動変速機３０の入力軸回転速度）Ｎｔを表す信号を発生するようになっている。出力軸回転速度センサ６４は、図示しないエンジンマウントにより支持されたエンジン１０と一体的な自動変速機ケース（図示省略）に固定されていて、自動変速機３０の出力軸３２の回転速度（アウトプット回転速度）を検出し、同自動変速機３０の出力軸回転速度（即ち、車速に比例する値）Ｎｏを表す信号を発生するようになっている。
【００３５】
上記電気制御装置５０は、出力軸回転速度Ｎｏとスロットル開度Ｔｈとで構成される変速マップ及びロックアップクラッチ作動マップをメモリ内に記憶していて、検出された出力軸回転速度Ｎｏと検出されたスロットル開度Ｔｈにより定まる点が変速マップに示された変速線を横切るとき、及び、前記点が前記ロックアップクラッチ作動マップのロックアップ領域内にあるか否かに応じ、油圧制御回路４０のオン・オフソレノイドバルブ４１〜４３及びリニアソレノイドバルブ４４〜４６を制御して、上記表１に示したように摩擦係合要素の係合・解放状態を変更するとともに、ロックアップクラッチ２２ａの係合・非係合状態を変更するようになっている。
【００３６】
次に、上記のように構成された自動変速機の変速制御装置が、自動変速機３０の変速段を２速から３速へ変速する際に実行する「クラッチ・ツゥ・クラッチ制御」について説明する。
（概要）
先ず、図３を参照しながら、２速から３速への変速時における油圧制御の概要について説明する。同図において、時刻ｔ０に、出力軸回転速度Ｎｏとスロットル開度Ｔｈとで定まる点が２速から３速へのアップシフトの変速線を横切ったとする。このとき、アップシフト変速の変速開始指示が出され、電気制御装置５０は解放側摩擦係合要素（摩擦ブレーキＢ１）の油圧制御と係合側摩擦係合要素（摩擦クラッチＣ３）の油圧制御を開始する（表１参照）。
【００３７】
すなわち、電気制御装置５０は、解放側摩擦係合要素（摩擦ブレーキＢ１）に対する制御指令値（指示圧）により、時刻ｔ０から当該係合要素に対する油圧（以下、「解放側油圧」という。）をライン圧ＰＬから急減させその後に徐々に減少させる解放初期ランプ制御を行う。これにより、解放側摩擦係合要素による伝達トルクが減少してスリップが発生する。このスリップ量（タービン回転吹き量）は、タービン回転速度Ｎｔと当該変速段（この場合は２速）のギヤ比を乗じた出力軸回転速度Ｎｏとのずれ量に相当し、解放側摩擦係合要素の制御の指標となるものである。電気制御装置５０はこのスリップ量を常時監視しつつ、解放側油圧を減少させる。この減圧に伴い時刻ｔ２でスリップ量が設定したしきい値ｒ１を超えると、電気制御装置５０は解放側摩擦係合要素のスリップが開始したと判断し、スリップ量を指標に解放側摩擦係合要素のスリップフィードバック制御（スリップＦＢ制御）を開始する。このスリップＦＢ制御にあたっては、変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描きながら上記しきい値ｒ１から所定の目標値ｒ２へと推移して同目標値ｒ２を維持するように制御される。この結果、時間の経過とともにスリップ量は目標値ｒ２へと滑らかに上昇する。
【００３８】
一方、電気制御装置５０は、解放状態にある係合側摩擦係合要素（摩擦クラッチＣ３）に対する制御指令値（指示圧）により、時刻ｔ０から当該係合要素に対する油圧（以下、「係合側油圧」という。）を急激に上昇させるプリチャージ制御を行う。そして、プリチャージ制御を時刻ｔ１で終了すると、電気制御装置５０は係合側油圧をトルク容量（トルクの伝達能力）が発生する寸前の圧（待機圧）まで上昇させ、スリップ（スリップＦＢ制御）が開始する時刻ｔ２までこれを維持する待機圧制御を行う。そして、時刻ｔ２においてスリップが開始すると、電気制御装置５０は、係合側摩擦係合要素に対する制御指令値により、イナーシャ相への移行に必要な圧（棚圧）まで時間経過とともに係合側油圧を徐々に上昇させて当該係合要素による伝達トルクを増大させる棚圧制御を開始する。これにより、係合側油圧が上昇し、係合側摩擦係合要素がトルクを持ち始め、スリップ量が減少し始める。このとき、電気制御装置５０は上記スリップＦＢ制御によりスリップ量を目標値ｒ２に維持しようとするので、同スリップ量を増大させようとして解放側油圧（解放側摩擦係合要素の伝達トルク）を減少させる。この動作により、係合側摩擦係合要素がつかんだ容量分のトルクを解放側摩擦係合要素が解放していく。この状態が進行し、解放側摩擦係合要素が受け持っていたトルクが係合側摩擦係合要素へ伝達され、係合側摩擦係合要素が十分なトルク容量を持つ時刻ｔ３になると、スリップ量が「０」となる。
【００３９】
時刻ｔ３においてスリップ量が消失する（「０」になる）と、電気制御装置５０はトルクの受け渡しを行うトルク相を完了したと見なし、スリップＦＢ制御を終了するとともに、解放側油圧を完全ドレンさせるランプ解放制御を行う。そして、電気制御装置５０は係合側油圧をタービン回転速度Ｎｔの変化率ΔＮｔが目標回転変化率ΔＭＮＴとなるようするフィードバック制御（イナーシャＦＢ制御）を開始する。そして、時刻ｔ４にてタービン回転速度Ｎｔと当該変速段（この場合は変速後の３速）のギヤ比を乗じた出力軸回転速度Ｎｏとが一致すると、係合側油圧をライン圧ＰＬまで増大させる変速終了処理を行う。以上によって変速制御が終了する。
（スリップ量ＦＢ制御の原理）
次に、上述した時刻ｔ２〜ｔ３におけるスリップ量フィードバック制御の原理について説明する。良いフィーリングを得るためには、スリップ中のアウトプットトルクの変化をできるだけ抑えつつスリップ量を目標値ｒ２に到達させ、係合側摩擦係合要素のトルクが立ち上がるまで、そのスリップ量を維持する必要がある。そこで、まず図４に示した規範モデルＭ（ｓ）を考え、最良のフィーリングが得られるようにその伝達関数を決定する。すなわち、図３に併せ示したように、しきい値ｒ１から目標値ｒ２へとステップ状に変化する入力を与えたとき、目標値ｒ２に対してオーバーシュートすることなく同目標値ｒ２へと移行する理想的なスリップ量の時間変化に対して規範モデルＭ（ｓ）の伝達関数を決定する。ここで、ｓは微分演算子であり、規範モデルＭ（ｓ）はこの微分演算子ｓの多項式で表される。
【００４０】
次に、図５に示したように、変速機本体としての制御対象Ｐ（ｓ）をＩ−Ｐ制御する閉ループ系を考える。ここで、制御対象Ｐ（ｓ）は、入力を解放側油圧（摩擦ブレーキＢ１の係合圧）とするとともに出力を実際のスリップ量（実スリップ量）Ｓｐとして、システム同定の手法を用いて決定したものであり、微分演算子ｓの多項式で表される。また、Ｋｉ，Ｋｐは、積分器及び比例器の各ゲインである。この閉ループ系へ入力として上記目標値ｒ２を与えた場合の出力が上記規範モデルＭ（ｓ）の出力と一致するように、モデルマッチング法を用いてＩ−Ｐ制御コントローラを設計する。このＩ−Ｐ制御コントローラも、微分演算子ｓの多項式で表される。
【００４１】
このようにして得られたＩ−Ｐ制御コントローラを用いて解放側油圧を制御すれば、実スリップ量Ｓｐは規範モデルの出力のように滑らかに上昇し、従って、自動変速機３０のアウトプットトルクの変動が抑制される。
【００４２】
ここで、一般的にコントローラの設計（ゲイン設計を含めて）にあたっては、量産化時の個体差ばらつき、温度変化による作動油（ＡＴＦ）の特性変動や経年変化（摩擦係合要素の磨耗、作動油の劣化）などの外乱の影響も考慮される。しかしながら、上述のクラッチ・ツゥ・クラッチ変速ではこれらの影響が大きいため、これらの影響を受けにくい（あるいは吸収しやすい）制御構造にする必要がある。
【００４３】
そこで、図６に示したように、目標値ｒ２に対する理想的なスリップ応答である規範モデルＭ（ｓ）の出力と、上述のＩ−Ｐ制御コントローラの出力である実スリップ量Ｓｐとの偏差（モデル誤差量）をとり、それに誤差フィードバックゲインＴを乗じてフィードバックするいわゆる誤差フィードバック（誤差ＦＢ）のループを構成する。これにより、規範モデルＭ（ｓ）とのずれを小さくするように制御を働かせることができ、ばらつきや外乱の影響を吸収することが可能となる。
【００４４】
すなわち、摩擦係合要素のストロークや油圧制御バルブ特性等のばらつき、油温度変化や作動油の劣化による油特性の変動、及び摩擦係合要素の摩耗等に起因する外乱（制御対象Ｐ（ｓ）のずれ）の影響を受け難い変速制御を実現することが可能となる。
【００４５】
図７は、スリップＦＢ制御におけるスリップ量及び指示圧（制御指令値）の推移を、誤差ＦＢの有無に応じてそれぞれ示すグラフである。同図には、規範モデルＭ（ｓ）に対するスリップ量の推移を併せ示している。同図の矢印にて示したように、誤差ＦＢを加えることでスリップ量のオーバーシュートが抑えられ、規範モデルに沿うように制御される。
（実際のスリップ量の求め方）
次に、上記スリップＦＢ制御において使用される実スリップ量Ｓｐの求め方について、図８〜図１１を参照しながら説明する。なお、図８は上記スリップＦＢ制御を行うときのシステム全体を示すブロック線図である。
【００４６】
基本的に、スリップＦＢ制御に先だってスリップ開始判定（しきい値ｒ１との比較）に供されるスリップ量は、タービン回転速度（Ｎｔ）と出力軸回転速度に変速前のギヤ比Ｇ１を乗じた値（Ｎｏ×Ｇ１）との差（Ｎｔ−Ｎｏ×Ｇ１）から算出する。しかしながら、検知した各回転速度にはセンサーノイズ、路面外乱等の振動が重畳しているため、実際にはスリップしていないにもかかわらず、設定したしきい値（ｒ１）を超えた値（スリップ量）が出力されスリップ検知の誤判定をする恐れがある。そこで、これらの振動を除去して誤判定を防止することを目的とし、フィルタ処理（カットオフ周波数：Ｆ１）したスリップ量が採用されている。このスリップ量に基づきスリップ開始判定を実施することで、確実な判定が可能となる。
【００４７】
一方、解放側摩擦係合要素が減圧されてスリップ（タービン回転速度の上昇）が開始すると、入力トルクが減少するため、プロペラシャフトや駆動輪（タイヤ）のねじれ、エンジンマウントなどの影響を受け、出力軸回転速度（Ｎｏ）に駆動系振動が重畳する。この振動が重畳した出力軸回転速度Ｎｏを用いてスリップ量を演算しスリップＦＢ制御を行うと、当該制御によってタービン回転速度の振動が励起される。そして、この振動が更なる出力軸回転速度Ｎｏの変動を引き起こし、最終的には発散・制御不能に陥りスリップ量が管理できず変速フィーリングを安定化できなくなる。
【００４８】
対策として、特開平１１−１８２６６３号公報に記載の装置に言及されているように、スリップＦＢ制御でのスリップ量にフィルタ処理を行うことが考えられる。ここで、出力軸回転速度に重畳する駆動系振動が低周波であるとすると、フィルタの定数はこの周波数より低いカットオフ周波数で設計するのが一般的である。しかしながら、このようにカットオフ周波数の低いフィルタは時定数が大きいため、特に係合側摩擦係合要素が容量を持ち始めた際の変化の早いスリップ量の減少に対して追従性が満足し得なくなる。したがって、図９に示されるように、係合側摩擦係合要素が容量を持ち始め実際にはスリップ量が減少しても、フィルタ処理後のスリップ量の減少は遅れる。結果的に、解放側油圧の減圧が遅れるため、解放側及び係合側の両摩擦係合要素がトルクを持つ状態となり、引き込み量が大きくなってフィーリングを悪化させる原因となる。
【００４９】
そこで、駆動系振動が重畳するのは出力軸回転速度（Ｎｏ）であるため、図８に併せ示したようにタービン回転速度についてはノイズ除去を目的としたフィルタ処理（カットオフ周波数：Ｆ２、伝達関数：Ｌ２（ｓ））を、出力軸回転速度には駆動系振動除去を目的としたフィルタ処理（カットオフ周波数：Ｆ３、伝達関数：Ｌ３（ｓ））をそれぞれ施し、スリップ量を演算する。換言すると、変速の段階（スリップＦＢ制御の開始前と開始後）でそれぞれ異なる態様でスリップ量を演算している。本実施形態では、ノイズ及び駆動系振動等の周波数特性からカットオフ周波数Ｆ１〜Ｆ３の大きさが、
Ｆ３＜Ｆ１＜Ｆ２
の関係を有するように設定している。なお、上記各フィルタ処理に係る伝達関数Ｌ２（ｓ），Ｌ３（ｓ）は、設計されたスリップＦＢ制御系（図６参照）の特性に対して影響を及ぼさない範囲で調整されている。
【００５０】
しかしながら、当然低い振動周波数除去を目的としたフィルタ処理（ここでは出力軸回転速度に対するフィルタ処理：Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ）では遅れが発生する。このため、当該フィルタ処理を行った回転速度を用いて演算するスリップ量は、実際のスリップ量よりも大きく算出されることになる。
【００５１】
このフィルタ処理による実スリップ量との誤差は、出力軸回転速度センサ６４の出力値を示す生値の出力軸回転速度Ｎｏとフィルタ処理後の出力軸回転速度との差であるオフセット量Ｎｏ＿Ｓａを取得して、これによりフィルタ処理後の出力軸回転速度を補正してスリップ量を演算することで、回避することが可能となる。すなわち、図８に併せ示すように、フィルタ処理された回転速度Ｎｔ，Ｎｏに基づくスリップ量（＝Ｌ２（ｓ）・Ｎｔ−Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ・Ｇ１）に対し、上記オフセット量Ｎｏ＿Ｓａ分の補正を加えて下式に基づき最終的なスリップ量Ｓｐを演算している。
【００５２】
Ｓｐ＝Ｌ２（ｓ）・Ｎｔ−Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ・Ｇ１＋Ｎｏ＿Ｓａ
しかしながら、時刻ｔ２においてオフセット量Ｎｏ＿Ｓａを単純に生値の出力軸回転速度Ｎｏとフィルタ処理後の出力軸回転速度との差（＝Ｎｏ−Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ）から算出すると、出力軸回転速度Ｎｏにはセンサーノイズをはじめとするノイズが重畳しているため、取得タイミングの違いによってオフセット量がばらつき、正しく取得できなくなる。図１０は、オフセット量の取得タイミングの違いによるオフセット量のばらつきを説明するグラフである。同図に矢印にて示したように、オフセット量の取得タイミングの違いによって、オフセット量がばらつくことがわかる。
【００５３】
そこでスリップ検知時刻ｔ２のスリップ量がしきい値ｒ１であることを用いて、Ｓｐ（＝Ｌ２（ｓ）・Ｎｔ−Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ・Ｇ１＋Ｎｏ＿Ｓａ）がしきい値ｒ１となるオフセット量Ｎｏ＿Ｓａを取得する。このとき、オフセット量Ｎｏ＿Ｓａは、
Ｎｏ＿Ｓａ＝Ｌ２（ｓ）・Ｎｔ−Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ・Ｇ１−ｒ１
となる。
【００５４】
当該スリップＦＢ制御では、このときのオフセット量Ｎｏ＿Ｓａをもとに下式に従ってスリップ検知以後のスリップ量を補正・算出する。
Ｓｐ＝Ｌ２（ｓ）・Ｎｔ−Ｌ３（ｓ）・Ｎｏ・Ｇ１＋Ｎｏ＿Ｓａ
図１１は、このように算出されたオフセット量Ｎｏ＿Ｓａの補正を加えたスリップＦＢ制御におけるスリップ量Ｓｐの推移を示すグラフである。同図から明らかなように、スリップ中の駆動系振動を除去しつつ、係合側摩擦係合要素が容量を持ち始めた際のスリップ量低下にも遅れることなく、解放側摩擦係合要素を制御することが可能となる。このため、駆動系振動の重畳しない安定した出力軸回転速度Ｎｏ（スリップ量Ｓｐ）を用いてスリップＦＢ制御を行うことになり、当該ＦＢ制御による振動の励起も抑制される。そして、円滑なクラッチ・ツゥ・クラッチ変速を達成することができる。
（具体的作動）
次に、上記自動変速機の変速制御装置の２速から３速への変速時における具体的な作動について説明する。
【００５５】
まず、電気制御装置５０のＣＰＵにより実行されるメインルーチンの、特にフィルタリング処理について図１２のフローチャートに基づき説明する。このルーチンは、所定時間（例えば５ｍｓｅｃ）の経過毎に繰り返し実行される。
【００５６】
処理がこのルーチンに移行すると、まずステップ１０１においてＣＰＵは、現在のタービン回転速度Ｎｔ及び出力軸回転速度Ｎｏを検出する。そして、ステップ１０２に移行して、下式に基づき現在の実スリップ量Ｓｐを演算する。なお、Ｇｅａｒ比は、当該変速段に対応するギヤ比Ｇ１である。
【００５７】
Ｓｐ＝Ｎｔ−Ｎｏ・Ｇｅａｒ比
次に、ＣＰＵはステップ１０３に移行して、下式に従いフィルタ処理後のスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔを算出する。
【００５８】
Ｓｐ＿ｆｌｔ（ｎ）＝ａ１＊Ｓｐ＿ｆｌｔ（ｎ−１）＋ｂ１＊Ｓｐ（ｎ）＋ｂ２＊Ｓｐ（ｎ−１）
ここで、変数ｎ，ｎ−１は、今回及び前回のルーチンにおける各検出値・演算値であることを示している（以下も同様）。また、係数ａ１，ｂ１，ｂ２は、当該フィルタ処理（伝達関数Ｌ１（ｓ））を離散化することで得られたものである。従って、このスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔは、スリップＦＢ制御以外の制御段階に供されるセンサーノイズ、路面外乱等の振動の影響を抑制したスリップ量となっている。例えば、このスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔと前記しきい値ｒ１とが大小比較されることで、安定したスリップＦＢ制御への移行が可能となる。
【００５９】
フィルタ処理後のスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔを算出したＣＰＵは、ステップ１０４に移行して、下式に従いフィルタ処理後の出力軸回転速度Ｎｏ＿ｆｌｔを算出する。
【００６０】
Ｎｏ＿ｆｌｔ（ｎ）＝ｃ＊Ｎｏ＿ｆｌｔ（ｎ−１）＋ｄ１＊Ｎｏ（ｎ）＋ｄ２＊Ｎｏ（ｎ−１）
ここで、係数ｃ，ｄ１，ｄ２は、当該フィルタ処理（伝達関数Ｌ３（ｓ））を離散化することで得られたものである。従って、この出力軸回転速度Ｎｏ＿ｆｌｔは、スリップＦＢ制御に供される駆動系振動を除去した出力軸回転速度となっている。
【００６１】
なお、本実施形態ではタービン回転速度Ｎｔのフィルタ処理を割愛しており（Ｌ２（ｓ）＝１）、検出値のままスリップＦＢ制御に供されるようになっている。ただし、タービン回転速度Ｎｔのノイズ除去を目的としたフィルタ処理を追加してもよく、この場合はステップ１０４に準じてフィルタ処理後のタービン回転速度を算出する。
【００６２】
フィルタ処理後の出力軸回転速度Ｎｏ＿ｆｌｔを算出したＣＰＵは、その後の処理を一旦終了する。
次に、電気制御装置５０のＣＰＵにより実行される解放側油圧制御ルーチンについて図１３のフローチャートに基づき説明する。このルーチンは、アップシフト変速（ここでは、２速から３速）の変速開始指示が出されることで起動される。従って、このタイミングにおいて、ＣＰＵはステップ２００からの処理を開始する。そして、ＣＰＵはステップ２０１において、解放初期ランプ制御を開始する。すなわち、ＣＰＵは解放側油圧をライン圧ＰＬから急減させその後に徐々に減少させる（図３参照）。
【００６３】
次いで、ＣＰＵはステップ２０２に進んでスリップ開始判定を行う。具体的には、フィルタ処理後の現在のスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔがしきい値ｒ１より大きいか否かを判断する。ここで、スリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔは、当該変速段のギヤ比（ここではＧ１）に対応してメインルーチン（ステップ１０３）において演算されたものである。
【００６４】
この段階でスリップが発生していると、ＣＰＵはステップ３００のサブルーチンに進み、図１４のスリップＦＢ制御を実行する。そして、ステップ３０１において、スリップＦＢ制御への移行後初めての処理かどうかの初回実行判断を行い、初回実行と判断されるとステップ３０２に移行する。そして、ＣＰＵは制御開始時である現在の指示圧（制御指令値）Ｐｉｎｉをフィードバック初期値ＰＦＢとして記憶する。
【００６５】
次に、ＣＰＵはステップ３０３に進み、当該変速段に対応する比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、誤差フィードバックゲインＴ、規範モデル係数（ａｎ，ｂｎ）を読みこみ、ステップ３０４に進む。なお、規範モデル係数（ａｎ，ｂｎ）は、規範モデルＭ（ｓ）を離散化することで得られたものである。
【００６６】
ステップ３０４において、ＣＰＵは出力軸回転速度のオフセット量Ｎｏ＿Ｓａを下式により取得する。なお、出力軸回転速度Ｎｏ＿ｆｌｔは、前述のメインルーチン（ステップ１０４）において演算されたものである。
【００６７】
Ｎｏ＿Ｓａ＝Ｎｔ−Ｎｏ＿ｆｌｔ・Ｇ１−ｒ１
次いで、ＣＰＵはステップ３０５に進む。また、ステップ３０１において初回実行と判断されないと、上述の初期処理が不要であることからそのままステップ３０５に移行する。ステップ３０５においてＣＰＵは、当該変速段に対応する目標スリップ量Ｒ＿Ｓｐを読みこみ、更にステップ３０６に進む。
【００６８】
ステップ３０６においてＣＰＵは、下式に従い現在のスリップ量Ｓｐを演算する。
Ｓｐ＝Ｎｔ−（Ｎｏ＿ｆｌｔ・Ｇ１＋Ｎｏ＿Ｓａ）
次に、ＣＰＵはステップ３０７に進み、下式に従い規範モデルの出力値ＭＤＬｏｕｔを演算する。
【００６９】
ＭＤＬｏｕｔ（ｎ）＝−ａ１＊ＭＤＬｏｕｔ（ｎ−１）−ａ２＊ＭＤＬｏｕｔ（ｎ−２）＋ｂ１＊Ｒ＿Ｓｐ（ｎ）＋ｂ２＊Ｒ＿Ｓｐ（ｎ−１）＋ｂ３＊Ｒ＿Ｓｐ（ｎ−２）
次に、ＣＰＵはステップ３０７にて、上記規範モデルの出力値ＭＤＬｏｕｔ（ｎ）からスリップ量Ｓｐを減じ、これに誤差フィードバックゲインＴを乗じて誤差ＦＢ出力値ＥＦＢｏｕｔを求める。
【００７０】
ＥＦＢｏｕｔ＝（ＭＤＬｏｕｔ（ｎ）−Ｓｐ）・Ｔ
次いで、ＣＰＵは図１５のステップ３０９に進み、下式に従い積分器の入力値Ｉｉｎを演算する。
【００７１】
Ｉｉｎ＝Ｒ＿Ｓｐ−Ｓｐ−ＥＢｏｕｔ
そして、ＣＰＵはステップ３１０に進み、下式に従い比例器の出力値Ｐｏｕｔを演算する。
【００７２】
Ｐｏｕｔ＝Ｓｐ×Ｋｐ
さらにＣＰＵはステップ３１１に進み、下式に従い積分器の出力値Ｉｏｕｔを演算する。なお、ＳＭＰＬＴは、サンプリング時間である。
【００７３】
Ｉｏｕｔ（ｎ）＝Ｋｉ＊（Ｉｏｕｔ（ｎ−１）＋（ＳＭＰＬＴ／２）＊（Ｉｉｎ（ｎ）＋Ｉｉｎ（ｎ−１）））
そして、ＣＰＵはステップ３１２に進み、下式に従い解放側の指示圧（制御指令値）となるＩＰ制御出力値Ｐｏｕｔを演算する。
【００７４】
ＩＰｏｕｔ＝ＰＦＢ＋Ｉｏｕｔ−Ｐｏｕｔ
次に、ＣＰＵはステップ３１３にて解放側指示圧（ＩＰｏｕｔ）を所定の上下限の範囲に制限し、ステップ３１４に進んで演算されたスリップ量Ｓｐ（ステップ３０６）が「０」以下になったか否かの判断によりスリップの消失判定をする。この段階ではスリップが開始した直後であり、後述するように係合側摩擦係合要素に対する供給油圧は小さいので、同係合側摩擦係合要素はトルク伝達を開始していない。従って、スリップ量Ｓｐは「０」より大きいため、ＣＰＵは所定時間（ここでは５ｍｓｅｃ）だけ経過するのを待って図１４のステップ３０５に戻る。以降、ＣＰＵは、スリップ量Ｓｐが「０」以下となるまで、ステップ３０５〜３１３の処理を繰り返し実行する。
【００７５】
このようにして、スリップ量のフィードバック制御が行われると、図３に示したように、スリップ量は規範モデルＭ（ｓ）に略一致するように滑らかに増大して行く。この結果、自動変速機のアウトプットトルクの上下変動は小さく、変速フィーリングが良好なものとなる。
【００７６】
ここで、電気制御装置５０のＣＰＵにより実行される係合側油圧制御ルーチンについて図１６のフローチャートに基づき併せて説明する。このルーチンも、アップシフト変速（ここでは、２速から３速）の変速開始指示が出されることで起動される。従って、このタイミングにおいて、ＣＰＵはステップ４００からの処理を開始する。そして、ＣＰＵはステップ４０１において、係合側油圧を急激に上昇させるプリチャージ制御を開始する（図３参照）。そして、プリチャージ制御を終了すると、ＣＰＵはステップ４０２に進んで係合側油圧をトルク容量が発生する寸前の圧（待機圧）まで上昇させ、スリップ（スリップＦＢ制御）が開始するまでこれを維持する待機圧制御を行う。
【００７７】
さらに、スリップ（スリップＦＢ制御）が開始すると、ＣＰＵはステップ４０３に進み、係合側摩擦係合要素に対する制御指令値により、イナーシャ相への移行に必要な圧（棚圧）まで時間経過とともに係合側油圧を徐々に上昇させて当該係合要素による伝達トルクを増大させる棚圧制御を開始する。
【００７８】
次に、ＣＰＵはステップ４０４に進み、イナーシャ相への開始判定を行い、開始していなければステップ４０３に戻って棚圧制御を繰り返す。この結果、時間の経過に伴い係合側摩擦係合要素がトルク伝達を開始し、スリップ量が減少し始める。
【００７９】
解放側油圧制御に戻って説明すると、この間、スリップＦＢ制御によってスリップ量を目標値に維持するように解放側油圧が制御される。このため、係合側摩擦係合要素のトルク伝達の開始によりスリップ量が減少し始めると、ＣＰＵは同スリップ量を増大させようとして解放側油圧を減少させる。
【００８０】
このような経過によりステップ３１４においてスリップ量が「０」以下になると、ＣＰＵはスリップＦＢ制御を終了して、図１３の解放側油圧制御ルーチンに戻りステップ２０３に進む。そして、ＣＰＵは解放側油圧を完全ドレンさせるランプ解放制御を行い、更にステップ２０４に進んで解放側での変速終了処理を行ってその後の処理を終了する。
【００８１】
一方、係合側油圧制御のステップ４０４においてイナーシャ相が開始していると、ＣＰＵはステップ４０５に進んで周知のイナーシャフィードバック制御を行う。
【００８２】
次いで、ＣＰＵはステップ４０６に進み、タービン回転速度Ｎｔが変速後である３速のギヤ比Ｇ２と出力軸回転速度Ｎｏとの積に一致するか否かを判定し、一致していなければステップ４０５に戻る。その後、タービン回転速度Ｎｔが変速後である３速のギヤ比Ｇ２と出力軸回転速度Ｎｏの積に一致すると、ＣＰＵはステップ４０７に進んで係合側での変速終了処理を行ってその後の処理を終了する。
【００８３】
以上によって２速から３速へのクラッチ・ツゥ・クラッチ変速が終了する。
なお、本実施形態では、２速から３速へのアップシフトでの制御態様について説明したが、表１にて示したその他の変速段へのアップシフトにおいても、同様の変速制御が行われる。
【００８４】
次に、本実施形態のスリップＦＢ制御のＩ−Ｐ制御（図５参照）に係る各ゲイン（Ｋｉ，Ｋｐ）の設計方法について簡単に説明する。本実施形態の各ゲイン（Ｋｉ，Ｋｐ）の設計方法は、係合側油圧からスリップ量までの伝達関数（制御対象Ｐ（ｓ））を周波数領域で実データの伝達関数とフィッテングさせることによって導出する。一方、目標値までの到達時間（言い換えればアウトプットトルクの変化のさせ方）や変速時間などを考慮し、変速フィーリングが最良となる規範モデルを構築する。
【００８５】
そして、Ｉ−Ｐ制御の設計にはモデルマッチング法を採用してゲインを求め、離散化して実装する。ここで、モデルマッチング法とは制御対象Ｐ（ｓ）に対してＩ−Ｐ制御を用いて閉ループを構成したときに、閉ループのスリップ量の応答特性が規範モデルと一致あるいは近似できるように積分ゲイン、比例ゲインを算出する。以下、この設計手法の詳細を図１７のフローチャートに従って説明する。
【００８６】
まずステップ５０１では、同定実験を行う。つまり、自動変速機３０を車体に搭載して係合側油圧からスリップ量までの実際の応答特性を計測する。
ステップ５０２では、周波数フィッティングによるモデルパラメータ同定を行う。ここでモデルパラメータ同定とは、周波数伝達関数の係数を求めることをいい、この係数を求めることにより上記応答特性の伝達関数が求まる。
【００８７】
ステップ５０３では、変速フィーリングが最良となる規範モデルを導出する。ステップ５０４では、モデルマッチング法によるＩ−Ｐ制御ゲインの算出を行う。Ｉ−Ｐ制御を入れたときに規範モデルに一致するように積分ゲイン及び比例ゲインを決める。
【００８８】
ステップ５０５では、性能評価条件を満足するか否かを判断する。性能評価条件を満足しないときはステップ５０３に戻って規範モデルを作り直し、以下、ステップ５０３〜５０５の処理を、ステップ５０５で性能評価条件を満足すると判断されるまで繰り返す。性能評価条件を満足すれば、ステップ５０６に移行する。
【００８９】
ステップ５０６においては、コントローラの離散化を行う。すなわち、設計はアナログで連続時間で行うため、マイコン（コントローラ）にデジタルフィルタ（ソフトウェア）として実装するため、アナログ値をデジタル値に変換する離散化を行う。そして、離散化で得られたデータを組み込んだプログラムをマイコンに実装する。
【００９０】
なお、本実施形態では、上記各ゲイン（Ｋｉ，Ｋｐ）の設計を、変速段ごとのみならず、当該変速段での前記ロックアップクラッチ２２ａの係合・解放状態に応じてもそれぞれ個別に行っている。これは、スリップＦＢ制御の制御対象（解放側油圧からスリップ量までの伝達特性）は、ロックアップクラッチ２２ａが係合状態（Ｌ／Ｕ−ＯＮ状態）であるか、解放状態（Ｌ／Ｕ−ＯＦＦ状態）であるか、あるいはスリップ状態であるかによって大きく変化することによる。
【００９１】
図１８は、ロックアップクラッチ２２ａの係合・解放の各状態に対する制御対象の周波数特性を示すグラフである。同図から明らかなように、上記係合状態での制御対象は、解放状態での制御対象に比べてハイゲインとなる周波数特性を示している。
【００９２】
従って、ロックアップクラッチ２２ａの係合状態において最適に設計された制御ゲインを用いて、同解放状態にある制御対象（自動変速機３０）に対して解放側摩擦係合要素のスリップＦＢ制御を行うと、同状態での制御対象にはハイゲインとなり、振動・発散し制御不能となって、著しくフィーリングを悪化させる。
【００９３】
一方、図１９（ａ）に示すようにロックアップクラッチ２２ａの解放状態において最適に設計された制御ゲインを用いて、同係合状態にある制御対象（自動変速機３０）に対して解放側摩擦係合要素のスリップＦＢ制御を行うと、同状態での制御対象にはローゲインとなり、スリップ量を抑えきれずオーバーシュートが発生してから修正されるため、エンジン吹きやアウトプットトルクの揺り返しが発生する。
【００９４】
以上の特性を鑑み、スリップ制御前にロックアップクラッチ２２ａの状態を把握し、そのときの状態に応じて解放側摩擦係合要素のスリップＦＢ制御のゲインを切り換えるようになっており、これにより、ロックアップクラッチ２２ａの状態にかかわらず最適なスリップ制御が行うことが可能となる。図１９（ｂ）では、ロックアップクラッチ２２ａの係合状態において最適に設計された制御ゲインを用いて、同係合状態にある制御対象（自動変速機３０）に対して解放側摩擦係合要素のスリップＦＢ制御を行った場合を図示している。同図から明らかなように、スリップ量のオーバーシュートすなわちエンジン吹き（タービン吹き）が抑制されている。
【００９５】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、算出されたフィルタ処理後のスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔがしきい値ｒ１を超えたと判定されたとき、スリップＦＢ制御が行われる。また、スリップＦＢ制御の開始に連携して係合側油圧が増大される。これにより、係合側摩擦係合要素の受け持ちトルクが上昇し、逆に解放側摩擦係合要素はスリップ量Ｓｐが目標スリップ量Ｒ＿Ｓｐ（目標値ｒ２）に追従するように制御されて解放されていく。この状態が進行し、係合側摩擦係合要素が十分なトルクを持つとスリップが消失する。このように、変速ショックを抑制する理想的な軌跡を描くようにスリップ量Ｓｐがフィードバック制御されることで、そのアウトプットトルクも変速フィーリングが最良となるように推移する。そして、スリップ量Ｓｐが上記しきい値ｒ１から目標値ｒ２に到達するまでの過渡状態においてもフィードバック制御されることで、スリップ変化も安定化でき、変速フィーリングを向上できる。
【００９６】
（２）本実施形態では、フィルタ処理後のスリップ量Ｓｐ＿ｆｌｔを用いてスリップＦＢ制御の開始判定を行った。従って、センサーノイズ・路面外乱等の振動を除去することで、開始判定の誤判定を防止できる。
【００９７】
また、フィルタ処理後の出力軸回転速度Ｎｏ＿ｆｌｔに基づき算出されたスリップ量を用いてスリップＦＢ制御を行った。従って、スリップ中に発生する駆動系振動を除去することで、その影響の抑制されたスリップＦＢ制御を行うことができる。
【００９８】
このように変速制御のフェーズ（スリップＦＢ制御の開始前と開始後）に応じてスリップ量の算出方法を切り替えることで、各フェーズごとに好適な制御が可能となる。
【００９９】
（３）本実施形態では、ロックアップクラッチ２２ａの係合・非係合に応じて異なる制御ゲインを設定してスリップＦＢ制御することで、各状態ごとに好適な制御が可能となる。
【０１００】
（４）本実施形態では、誤差フィードバックを追加したことで、量産化に伴う個体差ばらつきや、入力トルクの変化・油（ＡＴＦ）の温度変化による特性変動・摩擦係合要素の摩耗や油（ＡＴＦ）劣化の経年変化などの外乱の影響を受ける場合においても、目標スリップ量への追従性を向上しアウトプットトルク変動を抑制し、安定したスリップの発生が可能となる。
【０１０１】
（５）本実施形態では、フィードバック制御系のスリップ量の応答特性が、規範モデルＭ（ｓ）の応答特性と一致または近似するようにＩ−Ｐコントローラの比例ゲイン及び積分ゲインを調整した。従って、Ｉ−Ｐコントローラの比例ゲイン及び積分ゲインを闇雲に調整する手法に比べ、短期間で所要性能を有するＩ−Ｐコントローラを設計できる。
【０１０２】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図２０及び図２１に従って説明する。なお、第２実施形態は、スリップＦＢ制御としてＨ∞制御を応用したことが第１実施形態と異なる構成であり、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。すなわち、第１実施形態では、対象となる自動変速機３０の特性を周波数領域で把握し、モデルマッチングにより理想的なスリップ応答が得られるＩ−Ｐ制御の各ゲインを導出したが、本実施形態では以下の態様でＩ−Ｐ制御の各ゲインを導出する。
【０１０３】
まず図２０に示すように、制御対象Ｐ（ｓ）に対しＨ∞コントローラＫ（ｓ）を用いて閉ループを構成する。そして、このときに所要の応答が得られるよう、目標値（スリップ量）ｗ１から実スリップ量（観測量）ｙまでの間の伝達関数が規範モデルＭ（ｓ）と等価となるように、追従性を確保するための重み関数を調整してＨ∞コントローラＫ（ｓ）を設計する。すなわち、制御対象Ｐ（ｓ）の応答を規範モデルＭ（ｓ）の応答に近づけるコントローラを得るための問題を、目標値ｗ１から制御量ｚ１（規範モデルＭ（ｓ）の出力と観測量ｙとの偏差）までの伝達関数に係るＨ∞制御問題に帰着させる。そして、Ｈ∞ノルムが条件を満足するように追従性を確保するための重み関数を調整してＨ∞コントローラＫ（ｓ）を設計する。
【０１０４】
また、実モデルとの誤差や特性変動を乗法的変動Δ（ｓ）として扱い、乗法的変動Δ（ｓ）への入力を制御量ｚ２として捉えるとともに、乗法的変動Δ（ｓ）からの出力を摂動入力ｗ２（一般化プラントヘの入力）として捉える。そして、制御量ｚ２に対する摂動入力ｗ２の影響が抑制されるように、摂動入力ｗ２から制御量ｚ２までの間の伝達関数を安定性を確保するための重み関数にて調整してＨ∞コントローラＫ（ｓ）を設計する。すなわち、特性変動等の影響を抑制するコントローラを得るための問題を、摂動入力ｗ２から制御量ｚ２までの伝達関数に係るＨ∞制御問題に帰着させる。そして、Ｈ∞ノルムが条件を満足するように安定性を確保するため重み関数を調整してＨ∞コントローラＫ（ｓ）を設計する。
【０１０５】
本実施形態では、定数スケーリング行列付きＨ∞制御問題として図２１に示す外部入力ｗ（ｓ）、制御入力ｕ（ｓ）、制御量ｚ（ｓ）、観測量ｙ（ｓ）からなる「一般化プラント」から、コントローラＫ（ｓ）を求める。ここで、ｗｍ１（ｓ），ｗｍ２（ｓ）は、それぞれ追従性を確保するための重み関数、安定性を確保するため重み関数である。また、Ｄはスケーリング行列である。この定数スケーリング行列付き一般化プラントに対する周知のＨ∞制御問題を解析することでＨ∞コントローラＫ（ｓ）を設計する。
【０１０６】
Ｈ∞コントローラの設計は、上記重み関数ｗｍ１（ｓ），ｗｍ２（ｓ）を調整して行われる。この重み関数ｗｍ２（ｓ）は制御対象の特性のばらつきでほぼ一意に決まるために、比較的設計の自由度があるのは重み関数ｗｍ１（ｓ）である。従って、目標スリップ量（ｗ１）から実スリップ量ｙ（制御量ｚ１）までの伝達関数のゲイン特性が低周波でばらつかないように重み関数ｗｍ１（ｓ）を調整してＨ∞コントローラを設計する。
【０１０７】
次に、以上の態様で設計されたＨ∞コントローラＫ（ｓ）を、その特性を失わないように低次元化し、Ｉ−Ｐ制御として各ゲインを導出して実装する。
なお、設計されたＨ∞コントローラＫ（ｓ）を、その特性を失わないように低次元化するのみで実装してもよい。
【０１０８】
以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果が得られるようになる。
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【０１０９】
・前記第１実施形態においては、タービン回転速度Ｎｔをそのまま用いてスリップ量Ｓｐを算出した。これに対し、例えばセンサーノイズを除去しうるフィルタ処理後のタービン回転速度を用いてスリップ量を算出してもよい。この場合、センサーノイズを除去することで、その影響の抑制されたスリップＦＢ制御を行うことができる。
【０１１０】
・前記第２実施形態においては特に言及していないが、実スリップ量ｙの算出に供されるタービン回転速度Ｎｔ及び出力軸回転速度Ｎｏに適宜のフィルタ処理を加えてもよい。
【０１１１】
・前記各実施形態において採用されたシステム構成は一例であってその他の構成を採用してもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至７に記載の発明では、良好な変速フィーリングが得られる自動変速機の変速制御装置及びその設計方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動変速機の油圧制御装置を車両に搭載した場合の概略図。
【図２】図１に示した自動変速機のスケルトン図。
【図３】２速から３速への変速が行われる際の解放側及び係合側指示圧、解放側及び係合側油圧、回転速度、実スリップ量を示すタイムチャート。
【図４】規範モデルのブロック線図。
【図５】フィードバック制御系のブロック線図。
【図６】フィードバック制御系のブロック線図。
【図７】誤差フィードバックの作用を示すタイムチャート。
【図８】全システムのブロック線図。
【図９】フィルタ処理の作用を示すタイムチャート。
【図１０】オフセット処理の作用を示すタイムチャート。
【図１１】フィルタ処理及びオフセット処理の作用を示すタイムチャート。
【図１２】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンのフローチャート。
【図１３】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンのフローチャート。
【図１４】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンのフローチャート。
【図１５】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンのフローチャート。
【図１６】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンのフローチャート。
【図１７】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンのフローチャート。
【図１８】ロックアップクラッチの係合・非係合に応じた周波数特性を示すグラフ。
【図１９】ロックアップクラッチの係合・非係合に応じた応答特性を示すグラフ。
【図２０】Ｈ∞制御のコントローラを設計するためのブロック線図。
【図２１】Ｈ∞制御の一般化プラントのブロック線図。
【図２２】従来のスリップＦＢ制御を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１０…エンジン、２１…流体式伝達機構、２２ａ…ロックアップクラッチ、３０…自動変速機、３１…入力軸、３２…出力軸、４０…油圧制御回路、５０…スリップ量算出手段、判定手段、目標スリップ量算出手段、解放側制御手段、係合側制御手段、及び誤差フィードバック制御手段を構成する電気制御装置、６３…タービン回転速度センサ、６４…出力軸回転速度センサ、Ｍ（ｓ）…規範モデル、Ｐ（ｓ）…制御対象。
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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