(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続され、格納された変速制御アルゴリズムに従って少なくともスロットル開度および車速に基づいて油圧アクチュエータを介して前記内燃機関の出力を変速して駆動輪に伝達する車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置において、
ａ．前記自動変速機の制御装置に接続されて前記変速制御アルゴリズムを入力し、入力した変速制御アルゴリズムに基づいて供給油圧指令値を出力する供給油圧指令値出力手段、
ｂ．前記供給油圧指令値を入力し、前記自動変速機を含む系全体の動作を記述する第１のモデルに基づき、前記供給油圧指令値に応じて前記自動変速機の摩擦係合要素に生じるであろう推定実効圧力を算出する推定実効圧力算出手段、
ｃ．前記摩擦係合要素の動作を記述する第２のモデルに基づき、前記供給油圧指令値に応じて算出される前記第２のモデルの出力が、前記推定実効圧力に一致するように前記第２のモデルの伝達関数を設定すると共に、前記伝達関数を所定のパラメータから検索自在に記憶する油圧伝達関数モデリング手段、
および
ｄ．前記第１のモデルに前記第２のモデルを組み込んでなる第３のモデルに基づき、前記格納された変速制御アルゴリズムをシミュレートして検証・評価するシミュレーション手段、
を備えたことを特徴とする車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置。
【請求項２】
前記第２のモデルの伝達関数は、前記第２のモデルの出力が増加を開始する所定時間を含む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制御装置の開発支援装置。
【請求項３】
前記第２のモデルは、前記供給油圧指令値が所定値を超えてからの経過時間が前記所定時間を超えたとき、前記出力を生じる関数を備えることを特徴とする請求項２項記載の車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置。
【請求項４】
前記所定のパラメータが、前記自動変速機の作動油温、前記摩擦係合要素の回転数、前記供給油圧指令値、および変速インターバルの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１項から３項のいずれかに記載の車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置。
【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制御装置の開発支援装置に関し、具体的には変速制御アルゴリズムをシミュレートして検証・評価する開発支援装置（シミュレータ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置、より具体的にはシミュレータとして、５速プラネタリ式自動変速機を対象にその油圧挙動を解析する手法が知られている（ＡＶＥＣ’９４。１９９４年１０月）。また、実車に搭載されたＥＣＵ（電子制御ユニット）を組み込んだハードウァア・イン・ザ・ループ（ＨＩＬＳ）と呼ばれるシミュレータを用いて行う手法も、知られている（社団法人自動車技術会  学術公演会前刷集９８３、１９９８年５月）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、変速制御アルゴリズムを検証するシミュレータは種々提案されている。しかしながら、自動変速機のクラッチ（摩擦係合要素）のクリアランスには作動油と空気が混在してデッドボリュームになっていることから、そのクラッチの無効ストローク詰めを含む挙動を精度良く解析するために約１μｓｅｃ程度の刻み時間が必要となり、計算頻度が極めて頻繁となって1 回の変速をシミュレートするだけでも多大な時間を要する。
【０００４】
また、あるクラッチの無効ストローク詰めを含む挙動をたとえ理想的にモデル化できたとしても、クラッチ（搭載車種）が異なると、その挙動は相違する。
【０００５】
かかる理由から、クラッチなどの摩擦係合要素を有する自動変速機の制御装置の変速制御アルゴリズムを変速過渡時を含めて実際の変速と同一の時間（リアルタイム）でシミュレートする開発支援装置は従来提案されていなかったのみならず、実際の変速に近い時間ででもシミュレートする開発支援装置も従来提案されていなかった。
【０００６】
さらには、摩擦係合要素が異なるときも同様の時間でシミュレート可能な、汎用性に優れた車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置も、従来提案されていなかった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、摩擦係合要素を有する自動変速機の制御装置の変速制御アルゴリズムを変速過渡時を含めて実際の変速にほぼ近い時間でシミュレートすると共に、摩擦係合要素が異なるときも同様の時間でシミュレート可能な、汎用性に優れた車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項にあっては、内燃機関に接続され、格納された変速制御アルゴリズムに従って少なくともスロットル開度および車速に基づいて油圧アクチュエータを介して前記内燃機関の出力を変速して駆動輪に伝達する車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置において、前記自動変速機の制御装置に接続されて前記変速制御アルゴリズムを入力し、入力した変速制御アルゴリズムに基づいて供給油圧指令値を出力する供給油圧指令値出力手段、前記供給油圧指令値を入力し、前記自動変速機を含む系全体の動作を記述する第１のモデルに基づき、前記供給油圧指令値に応じて前記自動変速機の摩擦係合要素に生じるであろう推定実効圧力を算出する推定実効圧力算出手段、前記摩擦係合要素の動作を記述する第２のモデルに基づき、前記供給油圧指令値に応じて算出される前記第２のモデルの出力が、前記推定実効圧力に一致するように前記第２のモデルの伝達関数を設定すると共に、前記伝達関数を所定のパラメータから検索自在に記憶する油圧伝達関数モデリング手段、および前記第１のモデルに前記第２のモデルを組み込んでなる第３のモデルに基づき、前記格納された変速制御アルゴリズムをシミュレートして検証・評価するシミュレーション手段を備える如く構成した。
【０００９】
このように、自動変速機を含む系全体の動作を記述する第１のモデルに基づき、供給油圧指令値に応じて前記自動変速機の摩擦係合要素に生じるであろう推定実効圧力を算出し、前記摩擦係合要素の動作を記述する第２のモデルに基づき、前記供給油圧指令値に応じて算出される第２のモデル出力が、前記推定実効圧力に一致するように前記第２のモデルの伝達関数を設定し、前記第１のモデルに前記第２のモデルを組み込んでなる第３のモデルに基づき、前記格納された変速制御アルゴリズムをシミュレートして検証・評価する如く構成した、換言すれば、非線形な挙動を示す摩擦係合要素の動作を既述する第２のモデルを、その伝達関数が第１のモデルに基づいて得た推定実効圧力に一致するように作成すれば足るように構成したので、第２のモデルは簡易な構成で足りることから、シミュレーション時間を短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００１０】
さらに、前記伝達関数を所定のパラメータから検索自在に記憶するように構成したので、搭載車種が相違して摩擦係合要素が異なるときも、その摩擦係合要素の特性を測定して前記所定のパラメータの特性を設定し直すことで、同様の時間でシミュレートすることができて汎用性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２項にあっては、前記第２のモデルの伝達関数は、前記第２のモデルの出力が増加を開始する所定時間を含む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制御装置の開発支援装置。
【００１２】
より具体的には、前記第２のモデルの伝達関数が、前記摩擦係合要素の挙動を測定して得た、前記供給指令値に応じて算出されるモデル出力が増加を開始する所定時間を含む如く構成したので、その時間はシミュレーション手段の出力の算出を不要とすることが可能となってシミュレーション手段の負荷を低減することができ、よってシミュレーション時間を効果的に短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００１３】
請求項３項にあっては、前記第２のモデルは、前記供給油圧指令値が所定値を超えてからの経過時間が前記所定時間を超えたとき、前記出力を生じる関数を備える如く構成した。
【００１４】
前記第２のモデルは、前記供給油圧指令値が所定値を超えてからの経過時間が前記所定時間を超えたとき、モデル出力を生じる関数を備える如く構成したので、所定時間を容易に設定することができ、よってシミュレーション時間を効果的に短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００１５】
請求項４項にあっては、前記所定のパラメータが、前記自動変速機の作動油温、前記摩擦係合要素の回転数、前記供給油圧指令値（あるいは通電指令値）および変速インターバルの少なくともいずれかである如く構成した。
【００１６】
前記所定のパラメータが、前記自動変速機の作動油温、前記摩擦係合要素の回転数、前記供給油圧指令値値および変速インターバルの少なくともいずれかである如く構成したので、パラメータの特性の設定あるいは設定し直しが容易となって、汎用性を一層向上させることができる。
【００１７】
【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制御装置の開発支援装置、より具体的にはシミュレータを説明する。
【００１８】
図１はその装置を全体的に示す概略図である。
【００１９】
開発支援装置１０は、車両１２に搭載される内燃機関（エンジン）Ｅに接続され、変速制御アルゴリズム（量産車用制御アルゴリズム）に従って少なくともスロットル開度ＴＨＨＦおよび車速Ｖに基づいてクラッチ（摩擦係合要素。後述）などの油圧アクチュエータ（図１で図示省略。後述）を介して前記エンジンＥの出力を変速して駆動輪１４に伝達する自動変速機（トランスミッション）Ｔの制御装置の開発支援装置、より具体的にはシミュレータである。トランスミッションＴは、平行軸式の前進５速後進１段の構造を備える。
【００２０】
図２は、そのトランスミッションＴを簡略化して前進２速について示すスケルトン図である。平行軸式にあっては、平行に配置されたメインシャフトＭＳとカウンタシャフトＣＳに、常時噛み合い型の複数個のギヤ１６と、そのそれぞれに油圧式のクラッチ（摩擦係合要素。前記した油圧アクチュエータ）２０が配置される構造となる。
【００２１】
クランクシャフトから取り出されたエンジントルクは、トルクコンバータ２４を介してメインシャフトＭＳに伝達され、対応する速度段（変速段）のギヤとクラッチを介してカウンタシャフトＣＳと最終減速ギヤ２６を経てドライブシャフト３０に伝達され、さらに図１に示す駆動輪１４に伝達される。
【００２２】
各要素の運動方程式を同図の下部に示す。トランスミッションＴでの変速は、前段クラッチを解放すると共に、次段クラッチを係合してギヤを切り換えることで行われる。その変速状態（変速過渡状態）における相ごとのメインシャフトＭＳとカウンタシャフトＣＳ上での釣合い式を同図の末尾に示す。変速過渡状態は、式４と５によって表現され、ローギヤ駆動、トルク相、イナーシャ相、ハイギヤ駆動の順で進行する。
【００２３】
図１の説明に戻ると、開発支援装置１０はマイクロコンピュータ３４を備え、マイクロコンピュータ３４は、トランスミッションＴの制御装置（ＥＣＵ（電子制御ユニット））３２に接続されて前記変速制御アルゴリズムを入力し、入力した変速制御アルゴリズムに基づいて供給油圧指令値ＱＡＴを出力する制御系設計ツール（供給油圧指令値出力手段）３４ａを格納する。制御系設計ツール３４ａはコンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラムあるいはパッケージからなり、モデルの作成（モデリング）、作成したモデルのダウンロードおよびモニタなどを行う。
【００２４】
ＥＣＵ３２について説明すると、図示は省略するが、エンジンＥおよび車両１２の適宜位置には以下に記載するセンサ群が設けられ、ＥＣＵ３２は（実車搭載時には）それらの出力を入力するものとする。即ち、エンジン回転数ωＥに応じた出力を生じるクランク角センサ、エンジン負荷（吸気管内絶対圧）に応じた出力を生じる絶対圧センサ、スロットル開度ＴＨＨＦに応じた出力を生じるスロットル開度センサ、車速Ｖに応じた出力を生じる車速センサ、運転者が操作するシフトレバーの位置に応じた出力を生じるシフトレバーポジションセンサなどが設けられる。
【００２５】
また、トランスミッションＴにおいてメインシャフトＭＳの付近には回転数センサが設けられ、メインシャフトＭＳが１回転する度にメインシャフト回転数ωＭＳを示す信号を出力すると共に、カウンタシャフトＣＳの付近にも回転数センサが設けられてカウンタシャフトＣＳが１回転する度にカウンタシャフト回転数ωＣＳを示す信号を出力する。
【００２６】
また、トランスミッションミッションＴの適宜位置には温度センサが設けられ、油温（Automatic Transmission Fluid温度。作動油の温度）ＴＡＴＦに比例した信号を出力すると共に、ブレーキペダルにはブレーキスイッチが設けられ、ブレーキ操作が行われると、オン信号を出力する。
【００２７】
ＥＣＵ３２は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入力回路、および出力回路からなるマイクロコンピュータから構成され、ＲＯＭに格納された変速制御アルゴリズムに従って検出されたスロットル開度ＴＨＨＦおよび車速Ｖに基づいてシフト位置（ギヤあるいは速度段あるいは変速段）を決定する。
【００２８】
そして、ＥＣＵ３２は、クラッチ２０に接続される油圧回路（後述）に配置されたリニアソレノイドおよびシフトソレノイドを励磁／非励磁して決定した変速段（シフト位置）となるように変速を制御する。
【００２９】
尚、この発明の特徴はＥＣＵ３２が行う変速制御動作にあるのではなく、ＥＣＵ３２の変速制御動作を検証・評価する開発支援装置１０にあるので、ＥＣＵ３２が行う変速制御の説明はこの程度に止める。
【００３０】
また、開発支援装置１０は第２のマイクロコンピュータ３６を備え、マイクロコンピュータ３６は、前記供給油圧指令値ＱＡＴを入力し、変速過渡シミュレーションモデル（第１のモデル）に基づき、前記供給油圧指令値ＱＡＴに応じてトランスミッションＴのクラッチ２０に生じるであろう推定クラッチ実効圧（推定実効圧力）を算出する第１のシミュレータ（実効圧力算出手段）３６ａを格納する。
【００３１】
第１のシミュレータ３６ａもコンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラムあるいはパッケージからなる。尚、第２のマイクロコンピュータ３６は、ＥＣＵ３２に比較すると、整数演算で約１０倍以上の高速計算処理能力を備える。
【００３２】
図示の構成において、制御系設計ツール３４ａは、第１のシミュレータ３６ａを格納する第２のマイクロコンピュータ３６を介してＥＣＵ３２に接続される。具体的には、ＥＣＵ３２と第１のシミュレータ３６ａを格納する第２のマイクロコンピュータ３６の間にはデュアルポートラム３８が配置され、ＥＣＵ３２と第１のシミュレータ３６ａの間の通信（割り込み）を実行する。第１のシミュレータ３６ａは、制御系設計ツール３４ａからモデルを入力し、デュアルポートラム３８を介してＥＣＵ３２と１０ｍｓｅｃごとに通信する。
【００３３】
より具体的には、１０ｍｓｅｃごとに、図３に示す如く、制御系設計ツール３４ａはＥＣＵ３２から変速信号ＱＡＴＮＵＭ（ｎ速へのアップあるいはダウンシフト指令）、スロットル開度ＴＨＨＦおよびエンジン回転数ωＥを入力（受信）入力し、それらに基づいて供給油圧指令値ＱＡＴを算出してＥＣＵ３２に出力（送信）する。
【００３４】
ＥＣＵ３２は、入力した供給油圧指令値ＱＡＴに基づき、前記したクラッチ２０を励磁・非励磁して駆動するリニアソレノイド（電磁ソレノイド）への通電指令値を算出する。以下、この通電指令値を「ＩＡＣＴ」という。
【００３５】
供給油圧指令値ＱＡＴは、より詳しくはＯＮ（係合）側供給油圧指令値ＱＡＴＯＮおよびＯＦＦ（解放）側供給油圧指令値ＱＡＴＯＦＦからなる。図４にＱＡＴＯＮを、図５にＱＡＴＯＦＦを示す。かかる供給油圧指令値が時間軸に沿って出力される。
【００３６】
図１に示す構成において、第１のシミュレータ３６ａは、制御系設計ツール３４ａからＥＣＵ３２を介して間接的に出力される供給油圧指令値ＱＡＴを入力し、テスト用変速制御アルゴリズムに基づいて計測し、計測が終了した後、オフラインで変速過渡シミュレータモデル（第１のモデル。後述）に基づき、供給油圧指令値ＱＡＴ（より具体的には通電指令値ＩＡＣＴ）に応じてクラッチ２０に生じるであろう推定クラッチ実効圧（推定実効圧力）を算出する。
【００３７】
さらに、開発支援装置１０は、クラッチの動作を記述する第２のモデル（簡易油圧モデル。後述）に基づき、前記供給油圧指令値ＱＡＴ、より具体的には前記ＥＣＵ３２が出力するリニアソレノイドへの通電指令値ＩＡＣＴを入力し、前記入力値に応じて算出される出力が、クラッチ２０の挙動を測定して得た所定時間（伝達関数）α１経過後に増加を開始しつつ前記推定実効圧力（推定クラッチ圧）に一致するように前記第２のモデルのゲイン（伝達関数）α２を設定すると共に、前記測定して得た所定時間α１およびゲインα２を所定のパラメータから検索自在に記憶する油圧伝達関数モデリング手段としても機能する。
【００３８】
さらに、開発支援装置１０は第３のマイクロコンピュータ４０を備え、第３のマイクロコンピュータ４０は、前記第１のモデルに前記第２のモデルを組み込んでなる第３のモデル（後述）に基づき、前記格納された変速制御アルゴリズムを実時間でシミュレートして検証・評価する第２のシミュレータ４０ａを格納する。
【００３９】
第２のシミュレータ４０ａもコンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラムあるいはパッケージからなると共に、前記したＨＩＬＳとして構成される。第２のシミュレータ４０ａを格納する第３のマイクロコンピュータ４０は、ＥＣＵ３２と比較すると、整数演算で約１００倍以上の高速計算処理能力を有する。
【００４０】
第２のシミュレータ４０ａを格納する第３のマイクロコンピュータ４０は、入出力インターフェース４２を介してＥＣＵ３２に接続される。ＥＣＵ３２に格納された変速制御アルゴリズムは、入出力インターフェース４２を介して第２のシミュレータ４０ａを格納する第３のマイクロコンピュータ４０に入力され、そのメモリ（図示せず）に格納される。
【００４１】
入出力インターフェース４２はリニアソレノイド疑似信号およびシフトソレノイド疑似信号を生成し、第２のシミュレータ４０ａに出力する。これらの疑似信号は、後述するシミュレーションにおいてクラッチ２０などの油圧アクチュエータを動作させるための信号である。
【００４２】
第２のシミュレータ４０ａはこれらの疑似信号（およびスロットル開度ＴＨＨＦおよび車速Ｖなどの疑似信号）に基づき、格納された変速制御アルゴリズムに従って第３のモデルを用いて所定の計算処理周期ごとにそれらモデルの出力（例えばドライブシャフトトルクＴＤＳ、エンジン回転数ωＥ、クラッチ油圧ＰＣＬなど）を計算し、格納された変速制御アルゴリズムを検証あるいは評価すると共に、その出力（および検証あるいは評価の結果）を第３のマイクロコンピュータ４０のディスプレイ（図示せず）を通じて表示する。
【００４３】
尚、図１で、符合４４は、上記したモデルの作成、第２のシミュレータ４０ａへのダウンロードおよびシミュレーション情報などの設定などを行うホストコンピュータを示す。
【００４４】
以下、図６フロー・チャートを参照して上記した構成および動作をさらに説明する。
【００４５】
先ず、Ｓ１０において実機テスト準備を行う。これは具体的には、ホストコンピュータ４４を用いてテスト用制御モデル、より具体的にはトランスミッションＴの前記したクラッチ２０などの油圧アクチュエータの油圧回路の挙動を示す油圧回路設計モデルを作成することで行う。
【００４６】
図７は、その油圧回路設計モデルの構成を部分的に示すブロック図である。トランスミッションＴは前記したように平行軸方式の前進５速後進１段の構造を備え、従って速度段ごとにクラッチを備えるが、同図は、そのうちの１個のクラッチ（例えば３速用クラッチ）２０についてのモデルである。
【００４７】
概説すると、オイルポンプ４６でリザーバ（図示せず）から汲み上げられた作動油（オイル。ＡＴＦ）は、レギュレータバルブ５０で所定の高圧に調圧され、アキュムレータ５２およびオリフィス５４を介して前記したクラッチ２０に供給される。レギュレータバルブ５０とクラッチ２０を接続する油路５６にはシフトバルブ６０と、前記したリニアソレノイド（符合６２で示す）が介挿され、クラッチ２０への供給油圧を調整する。
【００４８】
図６の説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、実機テストを行う。これは具体的には、図４および図５を参照しつつ説明した制御仕様を用い、図１に関して既述したＥＣＵ３２、制御系設計ツール３４ａおよび第１のシミュレータ３６ａからなるシステムにおいて、ＥＣＵ３２が入力した供給油圧指令値ＱＡＴ（より具体的にはＱＡＴＯＮおよびＱＡＴＯＦＦ）に基づいて出力した、クラッチ２０を駆動するリニアソレノイド６２への通電指令値ＩＡＣＴに基づいて変速時の油圧波形を実機テスト結果として得ることを意味する。即ち、車両１２の事象を把握する。図８にその実機テスト結果を示す。
【００４９】
図６フロー・チャートにおいては次いでＳ１４に進み、その実機テスト結果を解析する。これは具体的には、第１のシミュレータ３６ａにおいて、変速過渡シミュレーションモデル（第１のモデル）を用い、供給油圧指令値ＱＡＴ（あるいはＩＡＣＴ）に応じてトランスミッションＴのクラッチ２０に生じるであろう前記した推定クラッチ実効圧を算出する作業を意味する。
【００５０】
図９は、その変速過渡シミュレーションモデルの詳細を示すブロック図である。
【００５１】
図２に示した平行軸式のトランスミッションＴの運動方程式を前提とし、エンジンＥから車両（車体系）１２までの系全体をモデル化すると、図９に示すようになる。図９において、「Ｅｎｇｉｎｅ」はエンジンＥの挙動を記述するモデル、「Ｔｏｒｑｕｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」はトルクコンバータ２４の挙動を記述するモデル、「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」はトランスミッションＴの挙動を記述するモデル、「Ｖｅｈｉｃｌｅ」は車両１２の挙動を記述する車体系モデル、および「Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｃｉｒｃｕｉｔ」は図７に部分的に示した油圧回路設計モデルである。
【００５２】
図９においてエンジンモデルの出力トルクＴＥは、トルクコンバータモデルで変換されてトランスミッションモデルに入力される。トランスミッションモデルの出力ドライブシャフトトルクＴＤＳは、車体系モデルに入力される。車体系モデルは、ドライブシャフト回転数ωＶ（車速Ｖ相当値）を出力する。
【００５３】
トランスミッションモデルは、ドライブシャフト回転数ωＶを入力してメインシャフト回転数ωＭＳを出力する。出力値はトルクコンバータモデルで変換され、エンジン回転数ωＥ（ＮＥ相当値）をエンジンモデルに出力する。また、エンジントルクＴＥは、トルクコンバータモデルを介してメインシャフトトルクＴＭＳに変換される。
【００５４】
先に述べたように、変速過渡状態は式４と５によって表現されるが、その変速過渡状態において運転者が感じる変速ショックとは、図２末尾の式７に示される車両前後方向加速度の変化である。変速過渡状態では車速変化が小さいため、走行抵抗は一定とみなせることから、変速ショックはドライブシャフトトルクＴＤＳに比例する
【００５５】
尚、かかる変速過渡シミュレーションモデルの詳細およびそれを用いたシミュレーションについては、本出願人が先に提案した出願（特願２０００−０７０５８０号）に詳細に記載されているので、説明はこの程度に止める。
【００５６】
図６フロー・チャートのＳ１４においては、図２に示す式８から１５に基づき、車両１２のドライブシャフトトルクＴＤＳ、油圧および回転数からクラッチ実効圧ＰＣＬを逆算して推定する。
【００５７】
具体的には、図１０（図４の一部に相当）に示すように、供給油圧指令値ＱＡＴを入力し、式８などに基づき、図１１に示す如く、それによってクラッチ２０（例えば３速用）に生じるであろうと推定される推定クラッチ実効圧（図１１。推定実効圧力。推定値も含めて以下「ＰＣＬ」、より具体的には例えば３速用であれば「ＰＣＬ３」という）と推定ドライブシャフトトルクＴＤＳ（図１１）のテスト結果を得る。
【００５８】
より具体的には、図１０に示すように、棚圧指令値長さＣｏｎｓｔを固定しつつ棚圧指令値を変えた供給油圧指令値ＱＡＴを複数個入力し、それによって、図１１に示すような実車運転中に得られるであろう推定クラッチ実効圧とドライブシャフトトルクＴＤＳを得る。
【００５９】
図６フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１６に進み、油圧伝達関数モデリングを行う。具体的には、簡易油圧モデルを作成すると共に、モデル入力値（供給油圧指令値ＱＡＴに対応する通電指令値ＩＡＣＴ）が、モデル出力値（推定クラッチ実効圧）ＰＣＬに一致するように、その簡易油圧モデルの伝達関数（所定時間（無効ストローク詰め作業に相当する準備時間）α１およびゲイン（油圧応答性ゲイン）α２）を決定する。
【００６０】
より具体的には、入力値に応じて算出される出力が、クラッチ２０の挙動を測定して得た所定時間α１経過後に増加を開始しつつ、推定クラッチ実効圧ＰＣＬに一致するように簡易油圧モデルのゲインα２を設定すると共に、測定して得た所定時間α１およびゲインα２を所定のパラメータから検索自在に記憶する。
【００６１】
それについて説明すると、先にも述べたように、クラッチ２０のクリアランスには作動油と空気が混在してデッドボリュームになっていることから、変速開始直後の無効ストローク詰めにおける供給油圧指令値に対する油圧応答性が悪く、油圧応答特性のデータ設定に多大な時間を要すると共に、シミュレーション時間の短縮化の障害となっていた。即ち、精度良くシミュレーションを行うには高精度モデルを用いて第２のシミュレータ４０ａで演算する必要があるが、第２のシミュレータ４０ａの演算能力には限界がある。
【００６２】
そこで、この実施の形態においては、クラッチ２０のデッドボリューム内の作動油量を実際に測定するようにした。図１２に測定結果を示す。同図はクラッチ回転数ＮＣＬが２０００ｒｐｍのときの測定結果である。さらに、その測定結果に基づき、図１３に示すような、クラッチの挙動を記述する簡易油圧モデルを作成して用いるようにした。
【００６３】
即ち、簡易油圧モデルのバックアップデータとして図１２の結果を利用した。図１２において、オイル（作動油）充填半径３２．５ｍｍ付近（ＯＮ（オン。係合）側の油圧０．１３Ｍｐａ付近）が、オイルが満たされる状態を示す。この油圧がＯＮ（立ち上がり）を開始してから満たされるまでの時間ｔ１に基づいて伝達関数を決定するようにした。尚、ＯＦＦ（オフ）側では、ｔ２が油圧が立ち下がり始めてから空になるまでの時間を示す。
【００６４】
図１４は、簡易油圧モデルの伝達関数決定処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【００６５】
以下説明すると、Ｓ１００において検出されたスロットル開度ＴＨＨＦ、変速段（ギヤ）、油温ＴＡＴＦ（あるいは変速インターバル）、供給油圧指令値ＱＡＴ、およびクラッチ回転数ＮＣＬを読み込む。変速インターバルは、前回と今回の変速信号の時間間隔から算出される。尚、供給油圧指令値ＱＡＴに代え、通電指令値ＩＡＣＴを用いても良い。
【００６６】
次いでＳ１０２に進み、これらのパラメータからＭＡＰ（マップ）を検索して所定時間α１を算出する。
【００６７】
図１５（ａ）はそのマップの特性を示す説明図であり、図示の如く、所定時間α１は、クラッチ回転数ＮＣＬ（１０００ｒｐｍごと）に応じて油温ＴＡＴＦと供給油圧指令値ＱＡＴに対して設定される。
【００６８】
尚、同図（ｂ）に示す如く、所定時間α１は、油温ＴＡＴＦに代えて変速インターバルなどに対して設定しても良い。尚、所定時間α１は前記したように、無効ストローク詰め相当時間であり、クラッチ２０のデッドボリューム内の作動油量を計測して得られた時間である。
【００６９】
次いでＳ１０４に進み、通電指令値ＩＡＣＴが所定値ＩＲＥＦを超えるか否か判断する。所定値ＩＲＥＦは、クラッチ２０のリターンスプリングのセット荷重相当値（１ｋｇｆ／ｃｍ2 ）に設定される。
【００７０】
次いでＳ１０６に進み、ＴＩＭＥＲ（タイマ。アップカウンタ）をスタートさせて時間計測を開始し、Ｓ１０８に進み、ＴＩＭＥＲの値が所定時間α１を超えたか否か判断し、肯定されるまで待機すると共に、肯定されるときはＳ１１０に進み、通電指令値ＩＡＣＴの入力を開始する。
【００７１】
次いで、Ｓ１１２に進み、前記したパラメータからＭＡＰ（マップ）を検索しゲインα２を算出する。図１６（ａ）はそのマップの特性を示す説明図であり、図示の如く、ゲインα２も、クラッチ回転数ＮＣＬ（１０００ｒｐｍごと）に応じて油温ＴＡＴＦと推定クラッチ圧ＰＣＬに対して設定される。尚、同図（ｂ）に示す如く、ゲインα２も、油温ＴＡＴＦに代えて変速インターバルなどに対して設定しても良い。
【００７２】
次いでＳ１１４に進み、図示の式から（油圧応答性）ゲインα２を用いて出力ｙを算出する。
【００７３】
図１３を参照して図１４の処理を説明する。
【００７４】
入力値ｘ（通電指令値ＩＡＣＴ）はブロックＺ１に送られ、そこで所定値ＩＲＥＦと比較される。図１７はブロックＺ１の構成を示す説明図であり、入力値ｘが所定値を超えると、１を出力する。出力はブロックＺ２に送られて積分される。ブロックＺ２は１ｓｅｃで１を出力する時間積分器（前記したタイマＴＩＭＥＲ）である。
【００７５】
ブロックＺ２の出力はブロックＺ３に送られ、所定時間α１と比較される。図１８はブロックＺ３の構成を示す説明図であり、Ｚ２（タイマ値）がα１を超えるまでは０を出力すると共に、α１を超えると、１を出力する。Ｚ３の出力は乗算段Ｚ４に送られ、入力値ｘに乗算される。
【００７６】
これにより、図１９に示す如く、所定時間α１が経過するまでは乗算段Ｚ４の出力は零であると共に、所定時間α１が経過すると、乗算段Ｚ４は入力値ｘをそのまま出力する。
【００７７】
乗算段Ｚ４の出力は、ゲイン調整部Ｚ５に送られ、図示の式（Ｓ１１４に示す式）に基づき、ゲインα２を用いて出力（油圧出力値）ｙが決定される。図示の式から明らかな如く、出力ｙは、入力ｘとの偏差が減少するように決定される。換言すれば、出力ｙが推定クラッチ実効圧ＰＣＬに一致するように、簡易油圧モデルのゲインα２が決定される。
【００７８】
図２０にその出力結果を示す。図示の例は、１速から２速へのアップシフトで、スロットル開度ＴＨＨＦが２／８開度の場合の例である。図で「簡易油圧モデル計算結果」と示すのは、簡易モデルを用いて得た出力ｙである。また、「推定クラッチ実効圧」と示すのは、同じ入力値ＩＡＣＴを用いて実機計測した油圧やドライブシャフトトルクＴＤＳから推定計算したクラッチ圧である。同図から、出力（油圧出力値）ｙが推定クラッチ実効圧ＰＣＬにほぼ一致しているのが見てとれよう。
【００７９】
図６フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１８に進み、簡易油圧モデルを組み込んだリアルタイム変速過渡シミュレーションモデルを作成する。即ち、図９に示した変速過渡シミュレーションモデルに簡易油圧モデル（図１３）を組み込んで作成する。
【００８０】
図２１は、そのリアルタイム変速過渡シミュレーションモデルの構成を示すブロック図である。同図で（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｍｏｄｅｌ）と示すのが、簡易油圧モデルである。尚、残余の構成は、図９に示すものと異ならない。
【００８１】
次いでＳ２０に進み、図１に示す第２のシミュレータ４０ａおよび入出力インターフェース４２からなる構成（ＨＩＬＳ）を用い、作成したリアルタイム変速過渡シミュレーションモデルに従ってリアルタイムシミュレーションを実行し、ＥＣＵ３２に格納された変速制御アルゴリズムに基づいて実機（車両１２）を変速制御するとき、変速ショックが生じる否か検証・評価する。
【００８２】
尚、そのリアルタイムシミュレーションの詳細は、前記したように、本出願人が先に提案した出願に記載されているため、説明を省略する。その先に提案した出願では、トランスミッションモデルをクラッチ部と残余の部分に分けると共に、クラッチ部の計算周期（刻み時間）を、２０μｓｅｃごとに疑似的に実行するユーザーコードブロックとし、トランスミッションモデルの残余の部分を含む、エンジンモデルなどのそれを２００μｓｅｃとすることで、結果として刻み時間２０μｓｅｃによるリアルタイムシミュレーションを可能とした。
【００８３】
具体的には、簡易油圧モデルを用いたことから、Ｓ２０に示すシミュレーションにおいて、１回の変速（約１．５ｓｅｃ）をシミュレートするのに、４ｓｅｃ程度しか要しなかった。同一性能のＣＰＵを用いて従来技術で提案されるモデルに従ってシミュレートすると、１２０ｓｅｃ程度かかっていたが、それに比較すると、１／３０であり、格段にシミュレーション時間を短縮することが可能となった。
【００８４】
即ち、実際の変速状態（変速過渡状態。１．５ｓｅｃ）にほぼ近い時間でシミュレーションを実行することが可能となった。その意味で、Ｓ１８およびＳ２０では「リアルタイム」なる表現を用いた。
【００８５】
図２２は、そのリアルタイム変速過渡シミュレーションで得た結果を示すデータ図である。
【００８６】
同図で「ＳＩＭ」はシミュレーション結果を、「実測値」はリアルタイムシミュレーションモデルで用いたのと同じＥＣＵ３２を実車で使用して観測した結果を示す。両者の対比から明らかな如く、実施の形態に係るリアルタイムシミュレーションは、ホストコンピュータ４４を用いた場合とほぼ同様の結果を得ることができた。
【００８７】
上記した如く、この実施の形態にあっては、非線形な挙動を示すクラッチの動作を既述する簡易油圧モデル（第２のモデル）を作成すると共に、そのモデルにおいて入力（通電指令値ＩＡＣＴ（供給油圧指令値ＱＡＴ相当値））が所定値ＩＲＥＦを超えてからの経過時間ＴＩＭＥＲが所定時間（伝達関数）α１を超えたとき、入力を出力する（換言すればモデル出力となる値を生じる）と共に、ゲイン（伝達関数）α２は、出力が変速過渡シミュレーションモデル（第１のモデル）に基づいて得た入力（推定クラッチ圧）に一致するように決定すれば足るようにしたので、第２のモデルは簡易な構成で足り、よってシミュレーション時間を４ｓｅｃ程度に短縮することができ、１．５ｓｅｃ程度で終了する実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００８８】
さらに、前記伝達関数、即ち、所定時間α１およびゲインα２を油温ＴＡＴＦなどの所定のパラメータから検索自在に記憶するように構成したので、搭載車種が相違してクラッチが異なるときも、そのクラッチのデッドボリュームの作動油量などを測定して前記所定時間α１およびゲインα２の検索に使用するパラメータの特性を設定し直すことで、同様の時間でシミュレートすることができ、よって開発支援装置としての汎用性を向上させることができる。
【００８９】
さらに、所定時間α１の間は第２のシミュレータ４０ａの出力の算出を不要とすることが可能となって第２のシミュレータ４０ａの負荷を低減することができ、よってシミュレーション時間を効果的に４ｓｅｃまで短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００９０】
以上述べたように、この実施の形態においては、内燃機関（エンジンＥ）に接続され、変速制御アルゴリズムに従って少なくともスロットル開度ＴＨＨＦおよび車速Ｖに基づいて油圧アクチュエータ（クラッチ２０）を介して前記内燃機関の出力を変速して駆動輪１４に伝達する車両用自動変速機（トランスミッションＴ）の制御装置（ＥＣＵ３２）の開発支援装置１０において、前記自動変速機（トランスミッションＴ）の制御装置（ＥＣＵ３２）に接続されて前記変速制御アルゴリズムを入力し、入力した変速制御アルゴリズム、より具体的にはその中の値ＱＡＴＮＵＭなどに基づいて供給油圧指令値ＱＡＴ（ＱＡＴＯＮあるいはＱＡＴＯＦＦ、あるいはそれに相当するリニアソレノイド６２への通電指令値ＩＡＣＴ）を出力する供給油圧指令値出力手段（制御系設計ツール３４ａ，Ｓ１０からＳ１２）、前記供給油圧指令値ＱＡＴ（より具体的にはそれに相当するリニアソレノイド６２への通電指令値ＩＡＣＴ）を入力し、前記自動変速機を含む系全体の動作を記述する第１のモデル（変速過渡シミュレーションモデル）に基づき、前記供給油圧指令値に応じて前記自動変速機の摩擦係合要素（クラッチ２０）に生じるであろう推定実効圧力（推定クラッチ圧ＰＣＬ）を算出する推定実効圧力算出手段（第１のシミュレータ３６ａ，Ｓ１４）、前記摩擦係合要素（クラッチ）の動作を記述する第２のモデル（簡易油圧モデル）に基づき、前記供給油圧指令値（入力ｘ、即ち、通電指令値ＩＡＣＴ）に応じて算出される前記第２のモデルの出力ｙ（油圧出力値）が、前記推定実効圧力に一致するように前記第２のモデルの伝達関数（所定時間α１およびゲインα２）を設定すると共に、前記伝達関数を所定のパラメータ（油温ＴＡＴＦなど）から検索自在に記憶する油圧伝達関数モデリング手段（ホストコンピュータ４４，第２のシミュレータ４０ａ，Ｓ１６）、および前記第１のモデルに前記第２のモデルを組み込んでなる第３のモデル（リアルタイム変速過渡シミュレーションモデル）に基づき、前記格納された変速制御アルゴリズムをシミュレートして検証・評価するシミュレーション手段（第２のシミュレータ４０ａ，Ｓ１８からＳ２０）を備える如く構成した。
【００９１】
また、前記第２のモデルの伝達関数は、前記第２のモデルの出力が増加を開始する所定時間α１を含む如く構成した。
【００９２】
また、前記第２のモデルは、前記入力値ｘが所定値ＩＲＥＦを超えてからの経過時間ＴＩＭＥＲが前記所定時間α１を超えたとき、前記出力（換言すればモデル入力）を生じる関数（ブロックＺ１からＺ３）を備える如く構成した。
【００９３】
また、前記所定のパラメータが、前記自動変速機の作動油温（油温ＴＡＴＦ）、前記摩擦係合要素の回転数（クラッチ回転数ＮＣＬ）、前記供給油圧指令値ＱＡＴ（あるいはＩＡＣＴ）および変速インターバルの少なくともいずれかである如く構成した。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、自動変速機を含む系全体の動作を記述する第１のモデルに基づき、供給油圧指令値に応じて前記自動変速機の摩擦係合要素に生じるであろう推定実効圧力を算出し、前記摩擦係合要素の動作を記述する第２のモデルに基づき、前記供給油圧指令値に応じて算出されるモデル出力が、前記推定実効圧力に一致するように前記第２のモデルの伝達関数を設定し、前記第１のモデルに前記第２のモデルを組み込んでなる第３のモデルに基づき、制御装置に格納された変速制御アルゴリズムをシミュレートして検証・評価する如く構成した、換言すれば、非線形な挙動を示す摩擦係合要素の動作を既述する第２のモデルを、その伝達関数が第１のモデルに基づいて得た推定実効圧力に一致するように作成すれば足るように構成したので、第２のモデルは簡易な構成で足りることから、シミュレーション時間を短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００９５】
さらに、前記伝達関数を所定のパラメータから検索自在に記憶するように構成したので、搭載車種が相違して摩擦係合要素が異なるときも、その摩擦係合要素の特性を測定して前記所定のパラメータの特性を設定し直すことで、同様の時間でシミュレートすることができて汎用性を向上させることができる。
【００９６】
請求項２項にあっては、前記第２のモデルの伝達関数は、前記第２のモデルの出力が増加を開始する所定時間を含む如く構成したので、その時間はシミュレーション手段の出力の算出を不要とすることが可能となってシミュレーション手段の負荷を低減することができ、よってシミュレーション時間を効果的に短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００９７】
請求項３項にあっては、前記第２のモデルは、前記供給油圧指令値が所定値を超えてからの経過時間が前記所定時間を超えたとき、前記出力を生じる関数を備える如く構成したので、所定時間を容易に設定することができ、よってシミュレーション時間を効果的に短縮することができ、実際の変速状態にほぼ近い時間で実行することができる。
【００９８】
請求項４項にあっては、前記所定のパラメータが、前記自動変速機の作動油温、前記摩擦係合要素の回転数、前記供給油圧指令値および変速インターバルの少なくともいずれかである如く構成したので、パラメータの特性を設定あるいは設定し直しが容易となって、汎用性を一層向上させることができる。
【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制御装置の開発支援装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示す車両用自動変速機のスケルトン図である。
【図３】図１に示す制御系設計ツールとＥＣＵとの双方通信を示す説明図である。
【図４】図１に示す制御系設計ツールが算出して出力するＯＮ（係合）側の供給油圧指令値を示すタイム・チャートである。
【図５】図１に示す制御系設計ツールが算出して出力するＯＦＦ（解放）側の供給油圧指令値を示すタイム・チャートである。
【図６】図１の開発装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図７】図６フロー・チャートの処理で作成されるテスト用制御モデル（油圧回路設計モデル）を部分的に示す説明図である。
【図８】図６フロー・チャートの処理で行われる実機テスト結果を示すデータ図である。
【図９】図６フロー・チャートの処理で作成される変速過渡シミュレーションモデル（第１のモデル）を示すブロック図である。
【図１０】図６フロー・チャートの処理の中の実機テスト解析処理における供給油圧指令値の入力条件を示すタイム・チャートである。
【図１１】図６フロー・チャートの処理の中の実機テスト解析処理における供給油圧指令値の入力に応じたクラッチに生じであろう推定クラッチ実効圧などのテスト結果を示すデータ図である。
【図１２】図６フロー・チャートの処理の中の油圧伝達関数モデリングを説明する、クラッチのデッドボリューム内の作動油量の測定結果を示すデータ図である。
【図１３】図６フロー・チャートの処理の中の油圧伝達関数モデリングで作成される簡易油圧モデル（第２のモデル）を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す簡易油圧モデルの伝達関数決定処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１５】図１４フロー・チャートで使用する伝達関数（所定時間α１）のマップ特性を示す説明グラフである。
【図１６】図１４フロー・チャートで使用する伝達関数（ゲインα２）のマップ特性を示す説明グラフである。
【図１７】図１３ブロック図の中のブロックＺ１の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１３ブロック図の中のブロックＺ３の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１３ブロック図の中の乗算段Ｚ４の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１３ブロック図の出力結果を示すデータ図である。
【図２１】図６フロー・チャートの処理で作成されるリアルタイム変速過渡シミュレーションモデル（第１のモデル）を示す、図９に類似したブロック図である。
【図２２】図６フロー・チャートの処理の中のリアルタイムシミュレーションの結果を示すデータ図である。
【符号の説明】
Ｅ      内燃機関（エンジン）
Ｔ      自動変速機（トランスミッション）
１０    車両用自動変速機の制御装置の開発支援装置
１２    車両
１４    入出力インターフェース
２０    クラッチ（摩擦係合要素。油圧アクチュエータ）
３２    ＥＣＵ（電子制御ユニット。制御装置）
３４    マイクロコンピュータ
３４ａ  制御系設計ツール
３６    第２のマイクロコンピュータ
３６ａ  第１のシミュレータ
４０    第３のマイクロコンピュータ
４０ａ  第２のシミュレータ
４４    ホストコンピュータ
６２    リニアソレノイド
【図１】
0004728525.tif 000002
【図２】
0004728525.tif 000003
【図３】
0004728525.tif 000004
【図４】
0004728525.tif 000005
【図５】
0004728525.tif 000006
【図６】
0004728525.tif 000007
【図７】
0004728525.tif 000008
【図８】
0004728525.tif 000009
【図９】
0004728525.tif 000010
【図１０】
0004728525.tif 000011
【図１１】
0004728525.tif 000012
【図１２】
0004728525.tif 000013
【図１３】
0004728525.tif 000014
【図１４】
0004728525.tif 000015
【図１５】
0004728525.tif 000016
【図１６】
0004728525.tif 000017
【図１７】
0004728525.tif 000018
【図１８】
0004728525.tif 000019
【図１９】
0004728525.tif 000020
【図２０】
0004728525.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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