(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続され、所定の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の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、その変速制御アルゴリズムを入力して格納する格納手段、
ｂ．少なくとも前記スロットル開度および車速を意味する信号と前記油圧アクチュエータの動作用信号を含む疑似信号を生成する疑似信号生成手段、
ｃ．前記生成された疑似信号を入力し、前記格納された変速制御アルゴリズムに従って予め設計された前記内燃機関、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１、第２、および第３のモデルを用いて第１の計算処理周期ごとに前記第１、第２、および第３のモデルの出力を計算する第１の計算手段、
ｄ．前記計算された第１および第２のモデルの出力を入力し、予め設計された前記第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデルを用いて前記第１の計算処理周期よりも短い第２の計算処理周期ごとに前記第４のモデルの出力を計算する第２の計算手段、
および
ｅ．前記第１の計算手段によって計算された前記第１から第３のモデルの出力と前記第２の計算手段によって計算された前記第４のモデルの出力とに基づいて前記格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する評価手段、を備えたことを特徴とする変速制御装置の開発支援装置。
【請求項２】
前記第４のモデルが、変速時の前段クラッチ及び次段クラッチの油圧供給動作を記述するモデルであることを特徴とする請求項１項記載の変速制御装置の開発支援装置。
【請求項３】
前記第２の計算処理周期が、前記第４のモデルの入力に対するステップ応答結果に基づいて決定されることを特徴とする請求項１項または２項記載の変速制御装置の開発支援装置。
【請求項４】
前記第４のモデルが入力をλ関数を介して出力するように構成されると共に、前記第２の計算処理周期が、前記λ関数の逆数に比例するように決定されることを特徴とする請求項３項記載の変速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】
この発明は変速制御装置の開発支援装置に関し、具体的には車両用の自動変速機の制御装置のアルゴリズムを検証・評価する開発支援装置、より具体的には車両用の自動変速機の制御装置のアルゴリズムを検証・評価するシミュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、特開平８−１２１５８３号公報において、走行状況などを連続的に計測し、その計測データに基づいて変速ショックに関する評価指標を計算し、その計算結果を操作状況や変速の種類などで区分して出力させることによって変速特性などのセッティングを容易に行えるようにした、コンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラムからなる自動変速機の制御装置の開発支援装置を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近時、実機上での走行を実時間（リアルタイム）でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価する開発支援装置、より具体的にはシミュレータの開発が強く望まれているが、自動変速機のモデルを理想的に設計したとしても、モデルが非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含むため、実時間でシミュレートするのは最高速の演算器を使用しても良好な結果を得ることができない。
【０００４】
そのような非線形部分の動作を精度良くシミュレートするためにλ関数および積分要素を用いて記述することが考えられるが、その場合、一般的に約１μｓｅｃごとに計算する必要があるので、計算頻度が極めて頻繁となり、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。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価できるようにした変速制御装置の開発支援装置を提供することにある。
【０００６】
【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、所定の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の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、その変速制御アルゴリズムを入力して格納する格納手段、少なくとも前記スロットル開度および車速を意味する信号と前記油圧アクチュエータの動作用信号を含む疑似信号を生成する疑似信号生成手段、前記生成された疑似信号を入力し、前記格納された変速制御アルゴリズムに従って予め設計された前記内燃機関、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１、第２、および第３のモデルを用いて第１の計算処理周期ごとに前記第１、第２、および第３のモデルの出力を計算する第１の計算手段、前記計算された第１および第２のモデルの出力を入力し、予め設計された前記第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデルを用いて前記第１の計算処理周期よりも短い第２の計算処理周期ごとに前記第４のモデルの出力を計算する第２の計算手段、および前記第１の計算手段によって計算された前記第１から第３のモデルの出力と前記第２の計算手段によって計算された前記第４のモデルの出力とに基づいて前記格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する評価手段、を備える如く構成した。
【０００７】
格納された変速制御アルゴリズムに従って予め設計された内燃機関、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１、第２、および第３のモデルを用いて第１の計算処理周期ごとにモデルの出力を計算すると共に、計算された第１および第２のモデルの出力を入力し、予め設計された第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデルを用いて第１の計算処理周期よりも短い第２の計算処理周期ごとに第４のモデルの出力を計算し、第１の計算手段によって計算された第１から第３のモデルの出力と前記第２の計算手段によって計算された前記第４のモデルの出力とに基づいて格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する如く構成したので、非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【０００８】
より具体的には、内燃機関に接続され、所定の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の自動変速機の制御装置の変速制御アルゴリズムを検証・評価するコンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラムを備えた開発支援装置において、前記プログラムを格納すると共に、自動変速機の制御装置に接続され、その変速制御アルゴリズムを入力して格納する格納手段、少なくとも前記スロットル開度および車速を意味する信号と前記油圧アクチュエータの動作用信号を含む疑似信号を生成する疑似信号生成手段を備えると共に、前記プログラムは、前記生成された疑似信号を入力し、前記格納された変速制御アルゴリズムに従って予め設計された前記内燃機関、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１、第２、および第３のモデルを用いて第１の計算処理周期ごとに前記第１、第２、および第３のモデルの出力を計算する第１の計算手段、前記計算された第１および第２のモデルの出力を入力し、予め設計された前記第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデルを用いて前記第１の計算処理周期よりも短い第２の計算処理周期ごとに前記第４のモデルの出力を計算する第２の計算手段、および前記第１の計算手段によって計算された前記第１から第３のモデルの出力と前記第２の計算手段によって計算された前記第４のモデルの出力とに基づいて前記格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する評価手段、を備える如く構成した。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記第４のモデルが、変速時の前段クラッチ及び次段クラッチの油圧供給動作を記述するモデルである如く構成した。
【００１０】
第４のモデルが、変速時の前段クラッチ及び次段クラッチの油圧供給動作を記述するモデルである如く構成したので、変速時の前段クラッチと次段クラッチの油圧供給動作のような非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【００１１】
請求項３項にあっては、前記第２の計算処理周期が、前記第４のモデルの入力に対するステップ応答結果に基づいて決定される如く構成した。
【００１２】
第２の計算処理周期が、第４のモデルの入力に対するステップ応答結果に基づいて決定される如く構成したので、第２の計算処理周期を的確に決定することができ、よって変速時の前・次段クラッチの油圧供給動作のような非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【００１３】
請求項４項にあっては、前記第４のモデルが入力をλ関数を介して出力するように構成されると共に、前記第２の計算処理周期が、前記λ関数の逆数に比例するように決定される如く構成した。
【００１４】
第４のモデルが入力をλ関数を介して出力するように構成されると共に、第２の計算処理周期が、λ関数の逆数に比例するように決定される如く構成したので、第２の計算処理周期を一層的確に決定することができ、よって変速時の前・次段クラッチの油圧供給動作のような非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【００１５】
【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変速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。
【００１６】
図１はその装置を全体的に示す概略図である。
【００１７】
図示の如く、開発支援装置、より具体的にはシミュレータ１０は、オフライン・コンピュータで生成されるコンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラムあるいはパッケージ１０ａ（後述）を備えると共に、それをダウンロードして格納するシミュレータ本体１２を備える。シミュレータ本体１２はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ１２ａ、メモリ１２ｂ、各種ボード１２ｃなどを備える。ＣＰＵ１２ａは、量産用のＣＰＵに対し整数演算で比較すると、約１００倍以上の高速計算処理能力を有する。
【００１８】
シミュレータ本体１２には、入出力インターフェース１４を介して電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）１６が接続される。ＥＣＵ１６は前記した変速制御装置に相当する量産用のＥＣＵであり、少なくともスロットル開度θＴＨおよび車速Ｖに基づいて油圧アクチュエータを介して内燃機関（以下「エンジン」という）の出力を変速する変速比を決定する変速制御アルゴリズムが格納される。
【００１９】
ＥＣＵ１６に格納される変速制御アルゴリズムは入出力インターフェース１４を介してシミュレータ本体１２に入力され、そのメモリ１２ｂに格納される。
【００２０】
また、入出力インターフェース１４にはリニアソレノイド疑似信号生成器１８およびシフトソレノイド疑似信号生成器２０が接続され、それら生成器１８，２０で生成された疑似信号は、入出力インターフェース１４を介してシミュレータ本体１２に入力される。この疑似信号は、後述するクラッチ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。
【００２１】
さらに、シミュレータ本体１２には、入出力インターフェース１４を介してスロットル開度θＴＨおよび車速Ｖを意味する疑似信号も入力される。
【００２２】
他方、シミュレータ本体１２のメモリ１２ｂには、予め設計されたエンジン、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１、第２、および第３のモデル（および第２のモデルの中の非線形な動作（クラッチ油圧供給動作）を記述する第４のモデル。図１で図示省略）を記述してなる前記したプログラム１０ａが、ダウンロードされる。
【００２３】
シミュレータ本体１２は、ダウンロードされたプログラム１０ａに従い、生成された疑似信号を入力し、格納された変速制御アルゴリズムに基づいて第１から第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Ｎｅ，クラッチ油圧Ｐｃｎ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）をディスプレイ２４を通じて表示する。
【００２４】
図２を参照し、図示のシミュレータ１０のプログラム１０ａの設計手順を説明すると、先ずＳ１０において前記したエンジン、自動変速機などの動作を記述する第１から第４のモデルを設計（作成）する。
【００２５】
最初に自動変速機の動作を記述するモデル（第２のモデル）の設計について説明する。
【００２６】
図３はそのモデルが前提とする自動変速機の説明断面図であり、自動変速機Ｔ（以下「ミッション」という）は、前進４速および後進１速の平行軸式の有段自動変速機からなり、車両（乗用車。図示せず）に搭載される。
【００２７】
ミッションＴは、エンジンのクランクシャフト（図示せず）にロックアップ機構を有するトルクコンバータ３０を介して接続されるメインシャフト（入力軸）ＭＳと、このメインシャフトＭＳに複数のギヤ列を介して接続されるカウンタシャフト（出力軸）ＣＳと、このメインシャフトＭＳおよびカウンタシャフトＣＳに複数のギヤ列を介して接続されるセカンダリシャフトＳＳを備える。
【００２８】
メインシャフトＭＳには、４速ドライブギヤ３２とリバースドライブギヤ３４が隣接して回転自在に支持されると共に、３速ドライブギヤ３６が回転自在に支持される。
【００２９】
カウンタシャフトＣＳには、セカンダリシャフトＳＳのギヤに噛合する２速ドリブンギヤ３８と１速ドリブンギヤ４０が固定されると共に、メインシャフトＭＳのギヤに噛合する４速ドリブンギヤ４２と３速ドリブンギヤ４４が固定される。また、リバースドリブンギヤ４６が固定される。
【００３０】
セカンダリシャフトＳＳには、１速ドライブギヤ５０と２速ドライブギヤ５２が回転自在に支持される。
【００３１】
また、メインシャフトＭＳには第１のリダクションギヤ５４が固定されると共に、カウンタシャフトＣＳには第２のリダクションギヤ５６が回転自在に支持される。さらに、セカンダリシャフトＳＳには第３のリダクションギヤ５８が固定され、これら第１から第３のリダクションギヤ５４、５６、５８を介してメインシャフトＭＳの回転がセカンダリシャフトＳＳに減速されつつ伝えられる。
【００３２】
上記で、１速クラッチ１Ｃ（油圧クラッチ。油圧アクチュエータ）に油圧を供給して１速ドライブギヤ５２をセカンダリシャフトＳＳ上に固定すると、１速（ギヤ。変速段）が確立する。
【００３３】
２速クラッチ２Ｃ（油圧クラッチ。油圧アクチュエータ）に油圧を供給して２速ドライブギヤ５０をセカンダリシャフトＳＳ上に固定すると、２速（ギヤ。変速段）が確立する。
【００３４】
３速クラッチ３Ｃ（油圧クラッチ。油圧アクチュエータ）に油圧を供給して３速ドライブギヤ３６をメインシャフトＭＳ上に固定すると、３速（ギヤ。変速段）が確立する。
【００３５】
４速クラッチ４Ｃ（油圧クラッチ。油圧アクチュエータ）に油圧を供給して４速ドライブギヤ３２をメインシャフトＭＳ上に固定すると、４速（ギヤ。変速段）が確立する。
【００３６】
４速クラッチ４Ｃに油圧を供給すると共に、セレクタを介してリバースドライブギヤ３４をメインシャフトＭＳ上に固定すると、リバースギヤ（後進段）が確立する。尚、リバースドライブギヤ３４の回転は、図示しないカウンタギヤを介してリバースドリブンギヤ４６に伝えられる。
【００３７】
カウンタシャフトＣＳはファイナルドライブギヤ６０に接続され、ファイナルドライブギヤ６０はファイナルドリブンギヤ６２に接続される。ファイナルドリブンギヤ６２はディファレンシャル６４を介してドライブシャフト６６に接続され、ドライブシャフト６６には駆動輪（図示せず）が接続され、よって変速されたエンジン出力は、カウンタシャフトＣＳから駆動輪に伝達される。
【００３８】
尚、図示は省略するが、エンジンおよびミッションＴは車両に搭載されると共に、エンジンあるいは車両の適宜位置には、エンジン回転数Ｎｅ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θＴＨ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。
【００３９】
また、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Ｎｍ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Ｎｃを示す信号を出力する。
【００４０】
また、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。作動油温）に比例した信号を出力すると共に、ブレーキペダル（図示せず）の付近にはブレーキスイッチが設けられ、運転者によってブレーキペダルが踏まれると、ＯＮ信号を出力する。
【００４１】
これらセンサの出力は、変速制御装置を構成する前記したＥＣＵ１６に送られる。
【００４２】
ＥＣＵ１６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、先に述べたように、ＲＯＭに格納された変速アルゴリズムに従ってスロットル開度および車速に基づいてシフト位置（ギヤあるいは変速段あるいは変速比）を決定する。
【００４３】
そして、前記したクラッチ（油圧アクチュエータ）１Ｃ，２Ｃ，３Ｃ，４Ｃに接続される油圧回路（図示せず）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（前記した疑似信号が生成されるものに対応。共に図示せず）の励磁／非励磁を介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。
【００４４】
尚、この発明の特徴はＥＣＵ１６が行う変速制御動作にあるのではなく、ＥＣＵ１６の変速制御動作を検証・評価するシミュレータ１０にあるので、ＥＣＵ１６が行う変速制御の説明はこの程度に止める。
【００４５】
シミュレータ１０のプログラム１０ａの説明に戻ると、上記した平行軸式ミッションＴの動作を運動方程式で示すと、図４のようになる。また、その変速過渡状態は、図４の末尾に示すようになる。また、使用されるパラメータの詳細は図示の通りである。
【００４６】
さらに、図４に示す運動方程式を前提としてエンジンから車体系までの全体をモデル化すると、図５に示すようになる。図５において、「ＥＮＧ」はエンジン（内燃機関）の動作を記述するエンジンモデル（第１のモデル）、「ＭＩＳＳ」はミッションＴ（自動変速機）の動作を記述するミッションモデル（第２のモデル）、および「ＢＯＤＹ」は車体系を記述する車体系モデル（第３のモデル）である。
【００４７】
図５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３０で変換されてミッションモデルに入力される。ミッションモデルの出力ドライブシャフトＴＤＳは車体系モデルに入力される。車体系モデルは、車体系で損失する損失トルクＴＬＯＳＳを出力する。
【００４８】
他方、ミッションモデルは車速Ｖを入力してメインシャフト回転数Ｎｍを出力する。出力値はトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）３０で変換され、エンジン回転数Ｎｅとしてエンジンに入力される。また、トルクコンバータ３０のロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）が動作するとき、エンジントルクＴｅはロックアップクラッチ出力トルクＴＬＣに変換される。
【００４９】
図５のミッションモデル（第２のモデル）を詳細に示すと、図６に示すようになる。図６において「クラッチ部」は前記した第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデルであり、より具体的にはクラッチＣ１からＣ４の動作を記述するモデルである。
【００５０】
図６において、トルクコンバータ出力トルクＴｔとクラッチ部から出力されるメインシャフトトルクＴｏｕｔｍｓとの差Ｔｒｑは、メインシャフトイナーシャＩｍｓで除算されて回転角加速度（角度θの２次微分値）に変換され、さらに、積分要素１／Ｓを介して回転角速度（角度θの１次微分値）に変換され、メインシャフト回転数Ｎｍが出力される。
【００５１】
一方、メインシャフト回転数Ｎｍはカウンタシャフト回転数Ｎｃ（車速Ｖに比例）と共にクラッチ部に入力され、そこでメインシャフト出力トルクＴｏｕｔｍｓが出力され、前記したように加減算段でトルクコンバータ出力トルクＴｔから減算されると共に、出力トルクＴｏｕｔにギヤレシオｉｆを乗じてドライブシャフトトルクＴＤＳが出力される。
【００５２】
図７は前記した第４のモデルである、クラッチ部（および積分要素）の詳細を、クラッチＣ１からＣ４の中のＣ１を例にとって示す説明ブロック図である。
【００５３】
図示の如く、クラッチ部においては、メインシャフト回転数Ｎｍとカウンタシャフト回転数Ｎｃに１速のギヤレシオｉ１を乗じた値との差分（差回転）、より具体的には、メインシャフト回転数Ｎｍより所定の減速比（例えば約１．３倍）だけ減速されたセカンダリシャフトＳＳの回転数と、カウンタシャフト回転数Ｎｃに１速のギヤレシオｉ１を乗じた値、即ち、１速ドライブギヤ５０の回転数との差回転ｄｉｆｆ１をλ関数に入力し、その出力に１速クラッチ伝達トルクＴ１ｃ（１速クラッチ供給油圧Ｐ１ｃに比例）を乗じてメインシャフトトルクＴ１ｃｍｓ（１速クラッチ１ＣによってメインシャフトＭＳに作用するトルク）を算出すると共に、さらに１速のギヤレシオｉ１を乗じてカウンタシャフトトルクＴ１ｃｃｓ（１速クラッチ１ＣによってカウンタシャフトＣＳに作用するトルク）を算出する。
【００５４】
図８を参照してλ関数の機能について説明する。
【００５５】
λ関数は図示の如く、入力（ｘ軸）に対して出力（ｙ軸）を所定の値に正規化する関数であり、この実施の形態においてはミッションの入力トルクをＴｉｎ、出力トルクをＴｏｕｔとするとき、クラッチが係合するエンゲージ領域ではλ関数出力を１未満とすると共に、クラッチ滑り領域では１とするようにした。より具体的には、エンゲージ領域でのクラッチ伝達トルクＴｃは、Ｔｃ×λ（ここでλ＜１）で算出する。また、この実施の形態においてλ関数は、入力１ｒｐｍに対して１ｒｐｍを出力するように構成した。
【００５６】
尚、エンゲージ領域でλ関数出力を１未満としたのは、エンゲージ領域ではクラッチ伝達トルクが車体系などのイナーシャに消費されるためである。
【００５７】
図９を参照してさらに説明すると、図９（ａ）の状態にあるとき、図７に示すブロック図において差回転ｄｉｆｆ１は２０００〔ｒｐｍ〕となり、１を超えるが、λ関数出力を１とすると、出力トルクＴｏｕｔ＝クラッチ伝達トルクＴｃとなる。
【００５８】
その結果、出力トルクＴｏｕｔが大きくなることから、カウンタシャフト回転数Ｎｃが加速して零を超えると共に、入力トルクＴｉｎとクラッチ伝達トルクＴｃの差が大きく減少し、メインシャフト回転が減速する。即ち、図９の左側に示すように、メインシャフト回転数Ｎｍとカウンタシャフト回転数Ｎｃが接近する。
【００５９】
そして、図９（ｂ）の左側に示す如く、メインシャフト回転数Ｎｍとカウンタシャフト回転数Ｎｃが１〔ｒｐｍ〕まで接近したとすると差回転がない状態となる。このエンゲージ領域ではλ関数出力は１未満に設定され、出力トルクＴｏｕｔ＝クラッチ係合トルクＴｃ×λとなる。
【００６０】
出力トルクＴｏｕｔは微小のため、カウンタシャフトはその回転数を保持すると共に、入力トルクと出力トルク（Ｔｏｕｔ×λ）の差も微小となってメインシャフトもその回転を保持する。
【００６１】
このように、図６に示すミッションモデルにあっては、差回転を検出して入出力トルクがバランスするようにフィードバック制御される。
【００６２】
変速過渡状態においてクラッチ伝達トルクは供給油圧に応じて変化するが、図示の如く、λ関数を組み込むと共に積分要素を用いることにより、非線形性の高い油圧クラッチの動作を良く表現することができる。
【００６３】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、高速処理必要部分、より具体的にはクラッチ部（および積分要素）の刻み時間（計算周期あるいはサンプリング時間）を算出する。
【００６４】
先に述べた如く、λ関数および積分要素を用いる場合、一般的には、約１μｓｅｃごとに計算する必要があって計算頻度が極めて頻繁となり、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。
【００６５】
図１０は、図６のミッションモデルをより詳細に示すブロック図であり（クラッチ部としてクラッチＣ１，Ｃ２のみを示す）、図１１はその入力トルクＴｔ（トルクコンバータ出力トルク）に対する１速クラッチの伝達トルクＴ１ｃ（より正確にはＴ１ｃｍｓ）のステップ応答結果を示すシミュレーションデータである。
【００６６】
図１１に示す如く、２０μｓｅｃを超えると、実施の形態におけるような離散系にあっては系の状態変動を正確に表現することができず、シミュレーション精度が不良となる。そこで、この実施の形態において刻み時間は、その限界以内の時定数となるように、２０μｓｅｃ（第２の計算周期）とした。
【００６７】
以下、これについて説明すると、この刻み時間（換言すれば時定数）は、具体的にはパワートレインのメインシャフトＭＳに換算されるイナーシャＩとギヤレシオｒに依存し、刻み時間をτとするとその関係は以下の数式のようになる。
τ＝Ｉ・（２．２４×１０-6・ｒ2 −２．４×１０-8・ｒ
＋８．５４×１０-9）・１．４１×１０2 ・（１／λ）
尚、ここでλとはλ関数を意味する。
【００６８】
図１２は各部のステップ応答を比較する説明図であるが、エンジンモデルおよび車体系モデルに比較すれば、ミッションモデルの時定数がほとんど零で応答がステップ状となるのは、同図の下部に注意書きするように、エンジンおよび車体系のイナーシャがメインシャフトＭＳのイナーシャに比して極端に大きいことに起因する。
【００６９】
そこで、モデル内のパラメータを変化させてステップ応答を計算することにより、各パラメータと時定数の関係を求めたところ、図１３から図１５に示すような結果を得た。図１３はイナーシャＩと時定数（刻み時間）τの関係を、図１４はλ関数の逆数（λ関数の傾き）と時定数（刻み時間）τの関係を、図１５はギヤレシオｒと時定数（刻み時間）τの関係を示す。
【００７０】
尚、図１５においては、通常想定されるギヤレシオの範囲内で同図より２次の近似式を回帰計算より求めた（次数を２次以上に増加させても精度は変わらないため、２次に止めた）。
【００７１】
図１３から図１５に示す如く、時定数（刻み時間）τはイナーシャなどに比例する。これから、時定数（刻み時間）τを上記の数式のように算出した。上記したように、この値は具体的には２０μｓｅｃである。
【００７２】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１４に進み、算出した刻み時間（時定数）τがシミュレータ本体１２のＣＰＵ１２ａの処理能力内にあるか否か判断する。
【００７３】
Ｓ１４で肯定されるときはＳ１６に進み、処理能力内にあることから、ミッションモデルを含む全モデルの刻み時間を算出した値とする一方、否定されるときはＳ１８に進み、高速処理必要部分、即ち、ミッションモデルのクラッチ部（および積分要素）の刻み時間を算出した値とすると共に、ミッションの残余およびエンジンモデルならびに車体系モデルからなる他の部分の刻み時間をシミュレータ本体１２のＣＰＵ１２ａの処理能力から決定される値とする。
【００７４】
先に述べたように、所期の精度を得るには刻み時間をある値以下に制限する必要があるが、刻み時間はＣＰＵの処理能力に制約されるため、刻み時間がＣＰＵの処理能力を超える場合、対策する必要がある。
【００７５】
また、図１に示すシミュレータ本体１２のＣＰＵ１２ａの処理能力から決定される刻み時間は、モデルの大きさにも依存する。本実施の形態におけるモデルでは数百μｓｅｃ、より具体的には２００μｓｅｃ程度が限界であり、よってエンジンモデルおよび車体系モデルならびにミッションモデルの残部の刻み時間を２００μｓｅｃ（第１の計算周期）とした。
【００７６】
次いでＳ２０に進み、シミュレータ１０を実装、即ち、プログラム１０ａをシミュレータ本体１２にダウンロードし、図１に示す如く、ＥＣＵ１６に接続して変速制御アルゴリズムを入力するなどの使用可能状態とする。
【００７７】
次いで、実装されたシミュレータ１０の動作を説明する。
【００７８】
図１６はそれを示すフロー・チャートであり、以下説明すると、Ｓ１００においてミッションモデルを含む、第１から第４の全モデルの出力を計算する。尚、第４のモデルは、想定する変速時の前段クラッチと次段クラッチの油圧供給動作を記述するものを使用する。
【００７９】
図５に示す全体モデルの刻み時間２００μｓｅｃを基本頻度とすると、非線形部を含むクラッチ部（および積分要素）については２０μｓｅｃごとに繰り返し計算する。そのときの積分時間は、基本頻度／繰り返し回数とする。
【００８０】
具体的には、高頻度計算ブロック部（クラッチ部および積分要素）の計算処理は、基本頻度計算ブロック部（図５に示す全体モデル）の関数としてコールされる。即ち、高頻度部の計算が終了するまで、基本頻度部の入力パラメータは固定されるように構成される。
【００８１】
より具体的には、高頻度計算ブロックは基本頻度計算ブロック部に同期して起動されると、その計算が終了するまで、再起処理を行わず、起動されると、最初に前回の入力パラメータに基づいて処理済みの計算を出力し、その後に今回の入力パラメータに基づいて計算する。かく構成することによって、計算頻度の異なるブロック部を用いつつも、系の全体をモデル化することができる。
【００８２】
図１７は、図５に示す全体モデルの刻み時間を基本頻度２００μｓｅｃのみでシミュレーションした場合のクラッチ伝達トルクＴｃ（１速クラッチＣ１の）を示すデータ図である。
【００８３】
非線形部も２００μｓｅｃで計算処理した結果、図示の如く、変速制御アルゴリズムにおける目標値に対してシミュレーション結果は発振する。このように、シミュレーション精度が不十分であることから、格納した変速制御アルゴリズムの適否を十分に検証・評価することができない。尚、目標値とは陰解法により求めた実車と等しい値である。
【００８４】
それに対し、図１８は全体モデルを基本頻度計算ブロック部と高頻度計算ブロック部に分けてシミュレーションした場合のクラッチ伝達トルクＴｃ（１速クラッチＣ１の）を示すデータ図である。
【００８５】
刻み時間を２００μｓｅｃと２０μｓｅｃに分けた結果、図示の如く、変速制御アルゴリズムにおける目標値に対して計算結果は良く追従しており、これによって格納した変速制御アルゴリズムの適否を十分に検証・評価することができる。
【００８６】
尚、高頻度計算ブロック部の処理は、図１に示す如く、シミュレータ本体１２に１個のＣＰＵ１２ａを設け、そこで同期処理して行うが、第２のＣＰＵを設け、第２のＣＰＵで同期処理して行っても良い。
【００８７】
図１６において次いでＳ１０２に進み、計算したモデルの出力に基づいて格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する。
【００８８】
図１９は、図１に示すシミュレータ１０の出力を示す説明グラフである。図１９において（ａ）はドライブシャフトトルクＴＤＳおよびエンジン回転数Ｎｅを、（ｂ）は１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２への油圧指令値を、（ｃ）はそれに基づいて供給される油圧（クラッチ圧）Ｐ１ｃ，Ｐ２ｃを示す。
【００８９】
図１９（ａ）（ｃ）で「実車」とは、格納した変速制御アルゴリズムに従って得られるべき値を示し、計算結果がそれらに良く追従、換言すれば、格納された変速制御アルゴリズムを良く検証・評価できることが理解できよう。即ち、例えば、図１に示すディスプレイ２４上に実車値と計算結果を着色を変えるなどして識別自在に表示することで、格納された変速制御アルゴリズムを精度良く検出・評価することが理解できよう。
【００９０】
この実施の形態においては、上記の如く、内燃機関（エンジン）に接続され、所定の制御アルゴリズムに従って少なくともスロットル開度θＴＨおよび車速Ｖに基づいて油圧アクチュエータ（クラッチＣｎ）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の自動変速機（ミッションＴ）の制御装置（電子制御ユニット（ＥＣＵ）１６）の開発支援装置（シミュレータ１０。プログラム１０ａ）において、前記自動変速機の制御装置に接続され、その変速制御アルゴリズムを入力して格納する格納手段（シミュレータ本体１２のメモリ１２ｂ）、少なくとも前記スロットル開度および車速を意味する信号と前記油圧アクチュエータの動作用信号を含む疑似信号を生成する疑似信号生成手段（リニアソレノイド疑似信号発生器１８，シフトソレノイド疑似信号発生器２０，入出力インターフェース１４）、前記生成された疑似信号を入力し、前記格納された変速制御アルゴリズムに従って予め設計された前記内燃機関、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１（エンジンモデル）、第２（ミッションモデル）、および第３のモデル（車体系モデル）を用いて第１の計算処理周期（２００μｓｅｃ）ごとに前記第１、第２、および第３のモデルの出力を計算する第１の計算手段（シミュレータ本体１２，ＣＰＵ１２ａ，Ｓ１００）、前記計算された第１および第２のモデルの出力を入力し、予め設計された前記第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデル（クラッチ部および積分要素のモデル）を用いて前記第１の計算処理周期よりも短い第２の計算処理周期（２０μｓｅｃ）ごとに前記第４のモデルの出力を計算する第２の計算手段（シミュレータ本体１２，ＣＰＵ１２ａ，Ｓ１００）、および前記第１の計算手段によって計算された前記第１から第３のモデルの出力と前記第２の計算手段によって計算された前記第４のモデルの出力とに基づいて前記格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する評価手段（シミュレータ本体１２，ＣＰＵ１２ａ，Ｓ１０２）、を備える如く構成した。
【００９１】
また、前記第４のモデルが、変速時の前段クラッチ及び次段クラッチの油圧供給動作を記述するモデル（クラッチ部および積分要素のモデル）である如く構成した。
【００９２】
また、前記第２の計算処理周期が、前記第４のモデルの入力に対するステップ応答結果に基づいて決定される如く構成した。
【００９３】
また、前記第４のモデルが入力をλ関数を介して出力するように構成されると共に、前記第２の計算処理周期が、前記λ関数の逆数に比例するように決定される如く構成した。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、格納された変速制御アルゴリズムに従って予め設計された内燃機関、自動変速機および車体系の動作をそれぞれ記述する第１、第２、および第３のモデルを用いて第１の計算処理周期ごとにモデルの出力を計算すると共に、計算された第１および第２のモデルの出力を入力し、予め設計された第２のモデルの中の非線形な動作を記述する第４のモデルを用いて第１の計算処理周期よりも短い第２の計算処理周期ごとに第４のモデルの出力を計算し、第１の計算手段によって計算された第１から第３のモデルの出力と前記第２の計算手段によって計算された前記第４のモデルの出力とに基づいて格納された変速制御アルゴリズムを検証・評価する如く構成したので、非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【００９５】
請求項２項にあっては、第４のモデルが、変速時の前段クラッチ及び次段クラッチの油圧供給動作を記述するモデルである如く構成したので、変速時の前・次段クラッチの油圧供給動作のような非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【００９６】
請求項３項にあっては、第２の計算処理周期が、第４のモデルの入力に対するステップ応答結果に基づいて決定される如く構成したので、第２の計算処理周期を的確に決定することができ、よって変速時の前・次段クラッチの油圧供給動作のような非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【００９７】
請求項４項にあっては、第４のモデルが入力をλ関数を介して出力するように構成されると共に、第２の計算処理周期が、λ関数の逆数に比例するように決定される如く構成したので、第２の計算処理周期を一層的確に決定することができ、よって変速時の前・次段クラッチの油圧供給動作のような非線形性の高い変速制御クラッチの動作を含む変速制御装置の動作を実機上と同様の環境で実時間でシミュレートして変速制御アルゴリズムを検証・評価することができる。
【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変速制御装置の開発支援装置（シミュレータ）を全体的に示す説明図である。
【図２】図１の開発支援装置（シミュレータ）の設計手順を示すフロー・チャートである。
【図３】図１の開発支援装置（シミュレータ）が前提とする自動変速機（ミッション）の説明断面図である。
【図４】図３の自動変速機の運動方程式を示す説明図である。
【図５】図４に示す運動方程式を前提としてエンジンから車体系までの全体をモデル化した場合の説明ブロック図である。
【図６】図５の中のミッションモデルの説明ブロック図である。
【図７】図６の中のクラッチ部および積分要素をモデル化した場合の説明ブロック図である。
【図８】図７で使用されるλ関数の機能を説明する説明図である。
【図９】同様に図７で使用されるλ関数の機能を説明する説明図である。
【図１０】図６のミッションモデルを詳細に示す説明ブロック図である。
【図１１】図１０のミッションモデルの中のクラッチ部および積分要素の入力トルクに対する１速クラッチ伝達トルクの応答を示すシミュレーションデータである。
【図１２】エンジン系、ミッション部、車体系のステップ応答を比較する説明グラフである。
【図１３】モデル内のイナーシャに対する刻み時間（時定数。モデル計算処理周期）を示すシミュレーションデータである。
【図１４】モデル内のλ関数に対する刻み時間（時定数。モデル計算処理周期）を示すシミュレーションデータである。
【図１５】モデル内のギヤレシオに対する刻み時間（時定数。モデル計算処理周期）を示すシミュレーションデータである。
【図１６】図１のシミュレータの動作を示すフロー・チャートである。
【図１７】図５に示す全体モデルの刻み時間を２００μｓｅｃのみとしたときのシミュレーションデータである。
【図１８】図５に示す全体モデルの刻み時間を２００μｓｅｃとすると共に、ミッションモデルの中のクラッチ部および積分要素を２０μｓｅｃとしたときのシミュレーションデータである。
【図１９】図１のシミュレータによるドライブシャフトトルクなどのシミュレーション結果を示すデータ図である。
【符号の説明】
Ｔ      自動変速機（ミッション）
Ｃｎ    クラッチ
１０    変速制御装置の開発支援装置（シミュレータ）
１０ａ  コンピュータ・エイデッド・デザイン（ＣＡＤ）プログラム
１２    シミュレータ本体
１４    入出力インターフェース
１６    電子制御ユニット（ＥＣＵ。変速制御装置）
１８    リニアソレノイド疑似信号発生器
２０    シフトソレノイド疑似信号発生器
２４    ディスプレイ
【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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