(57)【要約】    【課題】  変速クラッチを備えた自動変速機の制御装置において、フェーシング摩擦係数を精度良く設定し、この摩擦係数に基づいて変速クラッチの油圧制御を精度良く行う。    【解決手段】  変速クラッチ３１のフェーシング摩擦係数を算出すると共に、この摩擦係数に基づいて変速クラッチ３１の締結油圧を制御する自動変速機の制御装置であって、変速クラッチ３１は、クラッチドラム３１ｂとクラッチハブ３１ｃとの間に複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄを列設し、クラッチハブ３１ｃに内周側から潤滑油を摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給する潤滑油供給口３１ｃ′を設け、クラッチドラム３１ｂに潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口３１ｂ′を設けた構成で、潤滑油排出口３１ｂ′から径方向外部に排出された潤滑油の温度を検出する排出油温検出センサ１１０を設け、このセンサ１１０により検出した潤滑油の温度をフェーシング摩擦係数に換算する。【選択図】    図３
2007239900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速クラッチと、該変速クラッチのフェーシング摩擦係数を算出するフェーシング摩擦係数算出手段と、該算出手段により算出したフェーシング摩擦係数に基づいて前記変速クラッチの締結油圧を制御する油圧制御手段とを有する自動変速機の制御装置であって、
前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設された複数の摩擦プレートと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有し、前記クラッチドラムには、摩擦プレートに供給された潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられていると共に、
前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の温度を検出する排出油温検出手段が設けられ、
前記フェーシング摩擦係数算出手段は、該排出油温検出手段により検出された潤滑油の温度をフェーシング摩擦係数に換算することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、
前記排出油温検出手段は、前記クラッチドラムを内包する変速機ケースに固設された固定部と、該固定部からケース内方に延びて前記クラッチドラムの潤滑油排出口に近接位置する感温部とを有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、
前記クラッチドラムの潤滑油排出口は、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向中間部に設けられていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、
前記変速クラッチの入出力差回転を検出する差回転検出手段が備えられ、
前記フェーシング摩擦係数算出手段は、該差回転検出手段により検出された差回転に基づいてフェーシング摩擦係数を算出することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項５】
車両の走行距離を検出する走行距離検出手段が備えられ、
前記フェーシング摩擦係数算出手段は、該走行距離検出手段により検出された走行距離に基づいてフェーシング摩擦係数を算出することを特徴とする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、変速クラッチを備えた自動変速機の制御装置に関し、自動車に搭載される変速機の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組合せ、この変速歯車機構の動力伝達経路を複数の変速クラッチ等の選択的作動により切り換えて、所定の変速段に自動的に変速するように構成したものであるが、前記変速クラッチは、一般にクラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設されて該クラッチドラムとクラッチハブに交互に係合された複数の摩擦プレートとを備えた構成で、クラッチドラム又はクラッチハブのいずれか一方に係合された摩擦プレートの表面には、摩擦材としてのフェーシングが貼り付けられるのが通例である。そして、受圧室への油圧制御によりピストンがリターンスプリングに抗して移動し、該ピストンが前記摩擦プレートを押圧することによって、前記フェーシングの摩擦状態が変化して、入力側のトルクを出力側に伝達する。
【０００３】
また、前記変速クラッチは、変速中、非変速中、スリップ制御中に伝達すべき目標伝達トルクが設定されることになるが、前記変速クラッチの伝達トルクは、前記ピストンにより摩擦プレートに対して垂直方向に作用する押圧力とフェーシング摩擦係数に応じて決まる。そのため、フェーシング摩擦係数が決まらないと、押圧力が決まらず、受圧室に供給する油圧が決まらないことになる。
【０００４】
一方、フェーシング摩擦係数が正確に設定されない状態で押付け力が設定されると以下のような不具合が生じる。即ち、変速中では、目標となるトルク変化に対して伝達トルクにばらつきが生じて変速ショックや応答遅れが生じると共に、非変速中では、押付け力が高すぎると油圧の供給過多による動力損失が大きくなる一方、押付け力が低すぎると動力伝達不足となり、また、スリップ制御中では、目標スリップ量が正確に実現されず、ショックを生じることがある。
【０００５】
このように、変速クラッチによる伝達トルクを正確に実現するための押付け力が設定されるためには、フェーシング摩擦係数が正確に設定されていなければならない。
【０００６】
これに対して、例えば特許文献１には、フェーシング摩擦係数が変速クラッチの入出力差回転及び自動変速機の作動油温に応じて変化することに着目し、この入出力差回転及び油温に基づいてフェーシング摩擦係数を設定するものが開示されている。例えば油温が低い時は作動油の粘度が高く、これによってフェーシングに供給される潤滑油が不足するから、摩擦係数が増大するのである。
【特許文献１】特開２０００−１５４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載のように作動油温に応じて設定されたフェーシング摩擦係数は、必ずしも正確でないという問題がある。つまり、フェーシング摩擦係数はフェーシングを通過した直後の油温に基づいて設定されることが望ましく、前記作動油温はオイルパンで検出されるのが一般的であるから、摩擦によるフェーシングの発熱が応答良く正確に反映されないという問題を有している。
【０００８】
そして、変速中やスリップ制御中は、フェーシングは摩擦により発熱するため、潤滑油の温度が急激に変化し、これに伴ってフェーシング摩擦係数が急激に変化する。そのため、前記特許文献１のようにオイルパンの油温に基づいて摩擦係数を設定する場合には、潤滑油の急激な温度変化を応答良く検出することができず、フェーシング摩擦係数が正確に設定されないことによる変速ショックや応答遅れが免れない。
【０００９】
そこで、本発明は、変速クラッチを備えた自動変速機の制御装置において、フェーシング摩擦係数を精度良く設定し、この摩擦係数に基づいて変速クラッチの油圧制御を精度良く行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【００１１】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、変速クラッチと、該変速クラッチのフェーシング摩擦係数を算出するフェーシング摩擦係数算出手段と、該算出手段により算出したフェーシング摩擦係数に基づいて前記変速クラッチの締結油圧を制御する油圧制御手段とを有する自動変速機の制御装置であって、前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設された複数の摩擦プレートと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有し、前記クラッチドラムには、摩擦プレートに供給された潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられていると共に、前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の温度を検出する排出油温検出手段が設けられ、前記フェーシング摩擦係数算出手段は、該排出油温検出手段により検出された潤滑油の温度をフェーシング摩擦係数に換算することを特徴とする。
【００１２】
なお、前記フェーシング摩擦係数算出手段による潤滑油温度からフェーシング摩擦係数への変換は、実験結果に基づいて作成したマップを用いる変換や、計算式による変換がある。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、前記排出油温検出手段は、前記クラッチドラムを内包する変速機ケースに固設された固定部と、該固定部からケース内方に延びて前記クラッチドラムの潤滑油排出口に近接位置する感温部とを有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、前記クラッチドラムの潤滑油排出口は、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向中間部に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、前記変速クラッチの入出力差回転を検出する差回転検出手段が備えられ、前記フェーシング摩擦係数算出手段は、該差回転検出手段により検出された差回転に基づいてフェーシング摩擦係数を算出することを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項５に記載の発明は、車両の走行距離を検出する走行距離検出手段が備えられ、前記フェーシング摩擦係数算出手段は、該走行距離検出手段により検出された走行距離に基づいてフェーシング摩擦係数を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
まず、請求項１に記載の発明によれば、潤滑油供給手段により摩擦プレートに供給された潤滑油がフェーシングを通過して、遠心力によりクラッチドラムに設けられた潤滑油排出口から径方向外部に排出される。そして、この潤滑油排出口から排出されたフェーシングを通過した直後の潤滑油の油温が排出油温検出手段により検出されるので、変速中又はスリップ制御中にフェーシングの摩擦により潤滑油の温度が急激に変化する場合にも、応答良く潤滑油の温度変化が検出される。
【００１８】
そして、フェーシング摩擦係数算出手段により、潤滑油の油温がフェーシング摩擦係数に換算されるので、潤滑油の温度に応じたフェーシング摩擦係数が精度良く求められる。そして、油圧制御手段により、この摩擦係数に基づいて、目標伝達トルクに対する変速クラッチの締結油圧が正確に求められるので、変速中やスリップ制御中には応答性の確保と変速ショックの防止とが両立されると共に、非変速時の締結中では適正な油圧により燃費向上とトルク伝達不足の防止とが両立される。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記排出油温検出手段は、前記クラッチドラムを内包する変速機ケースに固設された固定部と、該固定部からケース内方に延びて前記クラッチドラムの潤滑油排出口に近接位置する感温部とを有する構成であるから、固定部が確実に変速機ケースに固定されて感温部を潤滑油排出口により近接させることができる。この結果、排出油温検出手段により潤滑油排出口から排出された直後の潤滑油の温度が精度良く検出されることになる。
【００２０】
ところで、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向両端部の摩擦プレートは、リテーニングプレートなどの熱容量の大きな部材に接するので熱が逃げ易いのに対して、中間部は熱がこもり、両端部に比べて昇温しやすくなる。そのため、両端部の潤滑油の温度を検出し、これに基づいてスリップ量を低減させるようにすると、中間部のフェーシングの摩耗が進行し易くなるという問題がある。
【００２１】
これに対して、請求項３に記載の発明によれば、前記クラッチドラムの潤滑油排出口は、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向中間部に設けられているので、この範囲で最も温度が高くなる摩擦プレートのフェーシングを通過した潤滑油の温度が排出油温検出手段により検出されるため、潤滑油の温度の検出精度の一層の向上が図られる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明によれば、差回転検出手段により前記変速クラッチの入出力差回転が検出されると共に、前記フェーシング摩擦係数算出手段により、潤滑油の温度に加えてこの入出力差回転に基づいてフェーシング摩擦係数が算出されるので、この摩擦係数は差回転の変動に適応可能となり、摩擦係数の精度が向上する。
【００２３】
一方、走行距離が長くなるに従って、潤滑油の劣化やフェーシングの摩耗が進行し、摩擦係数は小さくなる。そのため、走行距離が長くなると、前記のように潤滑油温及び入出力差回転に基づいて換算した摩擦係数の精度が低下するおそれがある。
【００２４】
これに対して、請求項５に記載の発明によれば、車両の走行距離を検出する走行距離検出手段が備えられ、前記フェーシング摩擦係数算出手段により、該走行距離検出手段により検出された走行距離に基づいてフェーシング摩擦係数が算出されるので、潤滑油の劣化やフェーシングの摩耗による摩擦係数の変動に適応可能となり、摩擦係数の精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
まず、図１の骨子図により本実施の形態に係る自動変速機１全体の機械的な概略構成を説明する。この自動変速機１は、エンジンルーム内に横置きされたエンジンの出力軸２の回転を入力し、この回転を変速して車輪に伝達する。
【００２７】
自動変速機１は、主な構成要素として、トルクコンバータ１０と、該トルクコンバータ１０の出力回転が入力される変速機構２０とを有している。該変速機構２０の出力回転は中間伝動機構５０に入力され、該中間伝達機構５０の出力回転は差動装置６０に入力されるようになっている。
【００２８】
前記トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸２に連結されたケース１１と、該ケース１１内に固設されたポンプ１２と、該ポンプ１２に対向して配置されて該ポンプ１２により作動油を介して駆動されるタービン１３と、該ポンプ１２とタービン１３との間に介設され、かつ、変速機ケース３（又は変速機ケース３に一体とされた後述のスリーブ部材６）にワンウェイクラッチ１４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ１５と、前記ケース１１とタービン１３との間に設けられ、該ケース１１を介してエンジン出力軸２とタービン１５とを直結するロックアップクラッチ１６とで構成されている。そして、前記タービン１５の回転がタービン軸１７を介して変速機構２０側に出力されるようになっている。また、このトルクコンバータ１０の後方には、該トルクコンバータ１０のケース１１を介してエンジン出力軸２に駆動されるオイルポンプ１８が配置されている。
【００２９】
前記変速機構２０は、第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４と、これらのプラネタリギヤセット２１〜２４でなる動力伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素３１〜３５とを有し、これらにより前進１〜６速及び後退速が得られるようになっている。
【００３０】
一方、前記第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４は、いずれもサンギヤ２１ａ〜２４ａと、このサンギヤ２１ａ〜２４ａに噛合った複数のピニオン２１ｂ〜２４ｂと、これらのピニオン２１ｂ〜２４ｂを支持するキャリヤ２１ｃ〜２４ｃと、ピニオン２１ｂ〜２４ｂに噛合ったリングギヤ２１ｄ〜２４ｄとで構成される、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。
【００３１】
そして、第１プラネタリギヤセット２１は、サンギヤ２１ａが変速機ケース３に固定され、リングギヤ２１ｄが第１メンバ４１によりタービン軸１７に固定された構成になっている。第２プラネタリギヤセット２２は、変速機ケース３の壁部にサンギヤ２２ａがスプライン嵌合され、リングギヤ２２ｄが第２メンバ４２によりタービン軸１７に固定されている。
【００３２】
一方、第３プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄと第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃとが一体回転するように第３メンバ４３により連結されていると共に、第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃに出力ギヤ２５が一体回転するように連結されている。また、第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃと第４プラネタリギヤセット２４のリングギヤ２４ｄとが一体回転するように第４連結メンバ４４により連結されている。ここで、第３及び第４プラネタリギヤセット２３，２４は、合わせて４つの回転要素を有するように互いに連結されている。
【００３３】
そして、第１〜第３クラッチ３１〜３３と、第１、第２ブレーキ３４，３５とを選択的に締結させて、タービン軸１７から出力ギヤ２５までの動力伝達経路を切り換えることにより、前進６速と後退速とが得られることになる。
【００３４】
前記第１クラッチ３１は、第１プラネタリギヤセット２１のキャリヤ２１ｃと第４プラネタリギヤセット２４のサンギヤ２４ａとの間の動力伝達経路を断接するクラッチである。また、第２クラッチ３２は、第１プラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄと第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａとの間の動力伝達経路を断接するクラッチである。また、第３クラッチ３３は、第２プラネタリギヤセット２２のキャリヤ２２ｃと第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａとの間の動力伝達経路を断接するものである。
【００３５】
一方、第１ブレーキ３４は、第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａを変速機ケース３に対して断接するものである。また、第２ブレーキ３５は、第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃ及び第４プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄとを連結する第４メンバ４４を変速機ケース３に対して断接するものである。なお、第２ブレーキ３５と並列にワンウェイクラッチを配設するようにしてもよい。
【００３６】
そして、出力ギヤ２５が、中間伝動機構５０を構成する中間軸５１上の第１中間ギヤ５２に噛合わされていると共に、該中間軸５１上の第２中間ギヤ５３と差動装置６０の入力ギヤ６１とが噛合わされて、前記出力ギヤ２５の回転が差動装置６０のデフケース６２に入力され、該差動装置６０を介して左右の車軸６３，６４が駆動されるようになっている。
【００３７】
ここで、前記クラッチ３１〜３３とブレーキ３４，３５の作動状態と変速段との関係を表１に示す。
【表１】
2007239900.tif 000003
【００３８】
次に、前記第１クラッチ１３の周辺の構造について説明すると、図２に示すように、前記トルクコンバータ１０を収容するコンバータハウジング４と前記変速機ケース３とがボルト４ａにより締結されていると共に、前記オイルポンプ１８を収容するポンプハウジング５と前記変速機ケース３とがボルト５ａにより締結されている。また、ポンプハウジング５の反トルクコンバータ１０側の壁部にはスリーブ部材６がボルト６ａにより締結されている。
【００３９】
前記第１クラッチ３１は、第１プラネタリギヤセット２１のキャリヤ２１ｃに連結されて前記スリーブ部材６に対して回転自在に嵌合された内径部材３１ａと、該内径部材３１ａに固設されたクラッチドラム３１ｂと、該クラッチドラム３１ｂの内周側に設けられて第４プラネタリギヤセット３４のキャリヤ３４ｃに連結されたクラッチハブ３１ｃと、これらのクラッチドラム３１ｂ及びクラッチハブ３１ｃにそれぞれ交互にスプライン嵌合された複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄと、クラッチドラム３１ｂ内に軸方向に移動可能に収納されたピストン３１ｅとを有している。前記摩擦プレート３１ｄ…３１ｄのうちのクラッチハブ３１ｃに嵌合するものには、両面にそれぞれ摩擦材としてのフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が貼り付けられている（図３参照）。
【００４０】
また、該ピストン３１ｅとクラッチドラム３１ｂとの間には受圧室３１ｆが形成されている。さらに、前記内径部材３１ａには、ピストン３１ｅのクラッチドラム３１ｂに対する反対側にバランスプレート３１ｇが固設され、該プレート３１ｇとピストン３１ｅとの間に受圧室３１ｆの遠心油圧を相殺するためのバランス室３１ｈが形成されている。また、前記バランスプレート３１ｇには、ピストン３１ｅをクラッチドラム３１ｂ側に常時付勢するリターンスプリング３１ｉの一端が支持されている。
【００４１】
一方、スリーブ部材６には、第１クラッチ３１を締結又は解放させるための作動油が通る油路６ｂが設けられ、この油路６ｂは前記内径部材３１ａに設けられた連通路３１ａ′を介して前記受圧室３１ｆに連通している。また、タービン軸１７には潤滑用油路１７ａが設けられ、この潤滑用油路１７ａが前記スリーブ部材６に設けられた油路６ｃに連通し、この油路６ｃを介して前記第１プラネタリギヤセット２１の内周側付近から潤滑油が噴出すようになっている。さらに、前記油路６ｃは、内径部材３１ａに設けられた連通路３１ａ″を介して前記バランス室３１ｈにも連通している。
【００４２】
また、図３に示すように、前記クラッチハブ３１ｃにおける摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが嵌合された範囲には、潤滑油を各摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給するための潤滑油供給口３１ｃ′…３１ｃ′が設けられていると共に、クラッチドラム３１ｂの外周部には摩擦プレート３１ｄ…３１ｄ間を流れた作動油を該クラッチドラム３１ｂの径方向外部に排出するための複数の潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′が設けられている。前記潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′のうちの少なくとも一つ（３１ｂ″）は、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが配置された範囲において軸方向の略中間位置に形成されている。
【００４３】
一方、前記変速機ケース３には、クラッチドラム３１ｂの外周側に位置して排出油温検出センサ１１０が装着されている。排出油温検出センサ１１０は、温度を電気信号に変換するセンサであり、感温部１１１は例えば熱電対、サーミスタ等で構成されている。図３に示すように、排出油温検出センサ１１０は、中心に穴１１２ａが形成された筒状の支持部材１１２を有し、該支持部材１１２は、変速機ケース３に固定される固定部１１２ｂと、固定部１１２ｂからクラッチドラム３１ｂの外周壁の外側表面へ向けて延びる延設部１１２ｃとを有する。固定部１１２ｂは変速機ケース３を貫通しており、ネジ締結或いは接着剤等により両者が固定される。そして、支持部材１１２の中心の穴１１２ａにおいて延設部１１２ｃの先端の部分に前記感温部１１１が配設されている。さらに、穴１１２ａには感温部１１１から伸びる信号線１１３が通過すると共に、穴１１２ａは樹脂材により埋められている。また、前記感温部１１１は、前記クラッチドラム３１ｂの潤滑油排出口３１ｂ″に対峙した位置に配置されている。
【００４４】
そして、図４に示すように、この第１クラッチ３１を制御する油圧制御回路には、該第１クラッチ３１の締結状態を制御する制御手段としてのデューティソレノイドバルブ７０が配設されている。このデューティソレノイドバルブ７０に印加するデューティ率を小さくしていくと、クラッチ圧（油路６ｂ及び連通路３１ａ′を介して受圧室３１ｆに供給される油圧）が大きくなり、その結果、第１クラッチ３１は、受圧室３１ｆに作動油が充填されてピストン３１ｅがリターンスプリング３１ｉに抗して移動し、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄを圧着させて締結状態になる。また、デューティ率を調整し、ピストン３１ｅを移動させる圧力と、リターンスプリング３１ｉの付勢力、及びシール部材３１ｋとピストン３１ｅとの摩擦力とが略釣り合うように制御することにより、クラッチドラム３１ｂとクラッチハブ３１ｃとの間に所定の差回転が実現されてスリップ状態となる。また、第１クラッチ３１は、デューティ率を大きくしていくと、クラッチ圧が小さくなり、ピストン３１ｅがリターンスプリング３１ｉに付勢されて受圧室３１ｆの油圧がドレーンされ、解放状態になる。
【００４５】
一方、図４に示すように、この自動変速機１のコントロールユニット１００は、潤滑油の温度を検出する排出油温検出センサ１１０からの信号、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１２０からの信号、エンジン回転数としてエンジン出力軸２の回転数を検出するエンジン回転センサ１３０からの信号、タービン回転数としてタービン軸１７の回転数を検出するタービン回転センサ１４０からの信号、車速として出力ギヤ２５の回転数を検出する車速センサ１５０からの信号、運転者により選択されているレンジでオンするレンジスイッチ１６０からの信号、アクセルペダルの非踏み込みでオンするアイドルスイッチ１７０からの信号、及びブレーキペダルの踏み込みでオンするブレーキスイッチ１８０からの信号等を入力する。そして、コントロールユニット１００は、それらの信号が示す車両の走行状態（特にスロットル開度及び車速）に基づいて、目標変速段を設定し、その目標変速段が達成されるように、前記摩擦要素３１〜３５に対する作動圧の給排を行う変速制御用デューティソレノイドバルブ７０，８０…８０に制御信号を出力する。
【００４６】
なお、図５に示すように、デューティソレノイドバルブ７０のデューティ率とクラッチ圧との関係は、デューティ率が大きくなるほどクラッチ圧が小さくなる関係となっている。また、第１クラッチ３１の目標伝達トルクは、ピストン３１ｅによる摩擦プレート３１ｄへの押圧力とフェーシング３１ｄ′の摩擦係数μに応じて決まる。ピストン３１ｅによる押付力は、クラッチ圧によるピストン３１ｅの圧力からリターンスプリング３１ｉの反力及びシール部材３１ｋの摺動抵抗を減算したものになる。そして、目標伝達トルクを適正に実現するための目標クラッチ圧を決定するためには、フェーシング摩擦係数μが正確に設定されている必要がある。
【００４７】
ここで、フェーシング摩擦係数μを設定し、これに基づいて目標クラッチ圧を設定する制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
まず、ステップＳ１で、コントロールユニット１００は、前記各センサ、スイッチからの信号を入力する。次に、ステップＳ２で、これらの信号に基づいて、第１クラッチ３１の目標伝達トルクを設定する。
【００４９】
そして、ステップＳ３で、フェーシング摩擦係数μを図７のマップから読み出す。このマップは、複数の潤滑油温度条件下（−２０℃〜１２０℃の範囲内）において、第１クラッチ３１の入出力差回転に応じたフェーシング摩擦係数μを求めた実験結果に基づいて作成されたものである。このマップによれば、潤滑油温が低温側の曲線ほど摩擦係数μが大きく、高温側の曲線ほど摩擦係数μが小さくなると共に、各曲線は、入出力差回転がおよそ５０ｒｐｍ以下になると摩擦係数μが低下する傾向にある。そして、これらの曲線を用いた補間により、各曲線間の領域、及び潤滑油の温度が−２０度以下又は１２０℃以上の領域における摩擦係数μが算出されることになる。
【００５０】
このとき、前記第１クラッチ３１の入出力差回転を算出するために、該クラッチ３１の入力回転と出力回転とが検出されることになる。前記入力回転は、前記排出油温検出センサ１１０に回転検出機能を追加するなどしてクラッチドラム３１ｂの回転数を直接検出する他、タービン回転センサ１４０により検出されたタービン回転数と第１プラネタリギヤセット２１のギヤ比とに基づいて算出するようにしてもよい。また、前記出力回転は、センサによりクラッチハブ３１ｃの回転数を直接検出する他、出力ギヤ２５の回転数と第４プラネタリギヤセット２４のギヤ比とに基づいて算出するようにしてもよい。
【００５１】
次に、ステップＳ４で、前記ステップＳ３で求めた摩擦係数μの走行距離補正を行う。この補正は、図８に示すマップにより求められた補正係数ｃを摩擦係数μに乗算することによって行われる。この補正係数ｃは、走行距離がゼロのときの値が１．０で、走行距離が長くなるに従って徐々に低下するようになっている。ここでは、走行距離が長くなると、フェーシング３１ｄ′の摩耗が進行し、また潤滑油の劣化が進行して摩擦係数μが低下するから、走行距離が長いほど摩擦係数μが低下するように補正し、摩擦係数μの精度を向上するのである。
【００５２】
そして、ステップＳ５で、目標クラッチ圧の設定を行う。この目標クラッチ圧は、目標伝達トルク、クラッチ諸元、及び前記ステップＳ４で求めた摩擦係数μをパラメータとした関数により求められる。前記クラッチ諸元は、フェーシング３１ｄ′の面積、摩擦プレート３１ｄの枚数、クラッチ有効半径、及びリターンスプリング３１ｉによる反力等である。
【００５３】
ところで、第１クラッチ３１の締結時の変速中は、第１クラッチ３１はスリップ状態を経て締結されるから、目標となる伝達トルクの変化に沿ってクラッチ圧が増大され、これによって変速クラッチ３１の入出力差回転（スリップ量）が徐々に減少する。このとき、スリップ状態による摩擦によりフェーシング３１ｄ′が発熱する。そのため、例えば図７の点ａに示すように、差回転３００ｒｐｍかつ潤滑油温が約２０℃のときは、摩擦係数０．１５が読み取られると共に、この状態からクラッチ圧を増大させたときに、差回転が２００ｒｐｍに減少すると共に、スリップ時の発熱により潤滑油温が約１５０℃まで上昇し、摩擦係数０．１１が読み取られる。このように、変速中では、スリップ状態による発熱が生じるため、矢印アで示すような軌跡をたどり、摩擦係数μは徐々に減少することになる。
【００５４】
また、第１クラッチ３１の締結中においては、図７のマップの差回転ゼロの領域において潤滑油温に応じた摩擦係数μが読み取られるようになっている。ここでは、例えば点ｃに示すように、潤滑油温が３０℃のときに摩擦係数０．１３が読み取られると共に、締結中に何らかの要因で潤滑油温が、例えば点ｄに示すように、１００℃に上昇したときに、矢印イで示すように減少した摩擦係数０．０９が読み取られることになる。
【００５５】
以上のように、クラッチハブ３１ｃに設けられた潤滑油供給口３１ｃ′から摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給された潤滑油がフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′を通過して、遠心力によりクラッチドラム３１ｂに設けられた潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′から径方向外部に排出される。そして、この潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′から排出されたフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′を通過した直後の潤滑油の油温が排出油温検出センサ１１０により検出されるので、変速中又はスリップ制御中にフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′の摩擦により潤滑油の温度が急激に変化する場合にも、応答良く潤滑油の温度変化が検出される。
【００５６】
そして、潤滑油の油温がフェーシング摩擦係数μに換算されるので、潤滑油の温度に応じたフェーシング摩擦係数μが精度良く求められる。この結果、第１クラッチ３１の目標伝達トルクを実現させるための正確なクラッチ圧（デューティ率）が求められる。この結果、変速中、スリップ制御中では、目標となる伝達トルクの変化が精度良く実現されて、応答性の確保と変速ショックの防止とが両立され、締結中では、クラッチ圧が徒に大きくなることによる燃費低下が防止されると共に、クラッチ圧の不足による意図しないスリップ状態となることが回避される。
【００５７】
また、前記第１クラッチ３１の入出力差回転が検出されると共に、潤滑油温に加えてこの入出力差回転に基づいてフェーシング摩擦係数μが算出されるので、この摩擦係数μは差回転の変動に対して適応可能となり、摩擦係数μの精度が向上する。
【００５８】
一方、排出油温検出センサ１１０は、前記クラッチドラム３１ｂを内包する変速機ケース３に固設された固定部１１２ｂと、該固定部１１２ｂからケース３内方に延びて前記クラッチドラム３１ｂの潤滑油排出口３１ｂ″に近接位置する感温部１１１とを有する構成であるから、固定部１１２ｂが確実に変速機ケース３に固定されて感温部１１１を潤滑油排出口３１ｂ″により近接させることができる。この結果、排出油温検出センサにより潤滑油排出口３１ｂ″から排出された直後の潤滑油の温度が検出されることになって、潤滑油の温度の検出精度が向上する。
【００５９】
ところで、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが設けられた範囲の軸方向両端部の摩擦プレート３１ｄは、リテーニングプレート３１ｊなどの熱容量の大きな部材に接するので熱が逃げ易いのに対して、中間部は熱がこもり、両端部に比べて昇温しやすくなる。そのため、図９に示すように、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが設けられた軸方向両端の位置をＸ，Ｙ（図３参照）とすると、両端が最も温度が低く、中間部に近づくに従って温度が上昇する特性となる。そのため、両端部の潤滑油の温度に基づいてフェーシング摩擦係数μを求めると、必ずしも正確でないという問題がある。
【００６０】
これに対し、前記潤滑油排出口３１ｂ″は、前記複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが設けられた範囲の軸方向中間部に設けられているので、この範囲で最も温度が高くなる摩擦プレート３１ｄのフェーシング３１ｄ′近傍を通過した潤滑油の温度が排出油温検出センサ１１０により検出されるようになるので、潤滑油の温度の検出精度が向上する。
【００６１】
一方、走行距離が長くなるに従って、潤滑油の劣化やフェーシング３１ｄ′の摩耗が進行し、フェーシング摩擦係数μは小さくなる。そのため、走行距離が長くなると、前記のように潤滑油温及び入出力差回転に基づいて換算した摩擦係数μの精度が低下するおそれがある。
【００６２】
これに対して、図８に示したように、走行距離が長いほどフェーシング摩擦係数μを小さくする補正が行われるので、潤滑油の劣化やフェーシングの摩耗による摩擦係数μの変動に適応可能となり、摩擦係数μの精度が向上する。
【００６３】
なお、前記実施形態では、図７のマップにより潤滑油温及び入出力差回転に応じたフェーシング摩擦係数μを読み取るようになっているが、潤滑油温及び入出力差回転などをパラメータとした計算式により求めるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、変速クラッチを備えた自動変速機に関し、フェーシング摩擦係数が精度良く求められるので、自動車産業に広く好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動変速機の概略構成を示す骨子図である。
【図２】第１クラッチ周辺の断面図である。
【図３】排出油温検出センサの拡大断面図である。
【図４】制御システムのブロック図である。
【図５】デューティ率に応じたクラッチ圧の説明図である。
【図６】フェーシング摩擦係数を設定し、これに基づいて目標クラッチ圧を設定する制御のフローチャートである。
【図７】潤滑油温度及び変速クラッチの入出力差回転に応じたフェーシング摩擦係数のマップである。
【図８】走行距離に応じた補正係数のマップである。
【図９】摩擦プレートの軸方向の温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６６】
１          自動変速機
３          変速機ケース
３１        第１クラッチ
３１ｂ      クラッチドラム
３１ｂ′    潤滑油排出口
３１ｃ      クラッチハブ
３１ｃ′    潤滑油供給口
３１ｄ      摩擦プレート
３１ｄ′    フェーシング
７０        デューティソレノイドバルブ
１００      コントロールユニット
１１０      排出油温検出センサ
１１１      感温部
１１２ｂ    固定部
【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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