(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機の駆動トルクが伝達される入力軸と、負荷に駆動トルクを伝達する出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられた複数の摩擦係合装置と、を有し、この複数の摩擦係合装置の中から係合させる摩擦係合装置を切り換えることで変速比を切り換える自動変速機を制御する装置であって、
係合状態にある摩擦係合装置を開放しながら開放状態にある摩擦係合装置を係合させることで変速比を切り換える場合に、入力軸回転速度が出力軸回転速度及び目標変速比で定まる回転速度に向かって引き込まれる区間であるイナーシャ相において、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルク及び原動機の駆動トルクを制御するイナーシャ相制御手段を有し、
前記イナーシャ相制御手段は、
イナーシャ相時間目標値を設定するイナーシャ相時間設定手段と、
変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを設定された伝達トルク目標値通りに制御するための伝達トルク指令値を出力する伝達トルク指令値設定手段と、
変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定する伝達トルク推定手段と、
前記イナーシャ相時間目標値及び前記伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により駆動トルク目標値を演算し、原動機の駆動トルクを該駆動トルク目標値通りに制御するための駆動トルク指令値を出力する駆動トルク指令値演算手段と、
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２】
請求項１に記載の自動変速機の制御装置であって、
前記駆動トルク指令値演算手段は、前記イナーシャ相時間目標値に基づいて入力軸回転速度目標値を演算し、該入力軸回転速度目標値及び前記伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により前記駆動トルク目標値を演算することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の自動変速機の制御装置であって、
前記駆動トルク指令値演算手段は、前記イナーシャ相時間目標値に基づいて入力軸回転速度時間変化目標値を演算し、該入力軸回転速度時間変化目標値及び前記伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により前記駆動トルク目標値を演算することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の自動変速機の制御装置であって、
前記伝達トルク推定手段は、前記伝達トルク目標値により変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１に記載の自動変速機の制御装置であって、
入力軸トルクを検出する入力軸トルク検出手段と、入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段と、を有し、
前記伝達トルク推定手段は、入力軸トルク及び入力軸回転速度を用いた物理式により変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項６】
請求項２に記載の自動変速機の制御装置であって、
入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段を有し、
前記イナーシャ相制御手段は、入力軸回転速度目標値と入力軸回転速度との偏差に基づいて前記駆動トルク指令値を補償するフィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項７】
請求項３に記載の自動変速機の制御装置であって、
入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段を有し、
前記イナーシャ相制御手段は、入力軸回転速度時間変化目標値と入力軸回転速度時間変化との偏差に基づいて前記駆動トルク指令値を補償するフィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の自動変速機の制御装置であって、
前記イナーシャ相制御手段は、前記駆動トルク指令値と原動機の駆動トルクとの間の動特性モデルに基づいて前記駆動トルク指令値を補償する動特性補償手段をさらに有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載の自動変速機の制御装置であって、
摩擦係合装置の伝達トルクを油圧によって制御する油圧制御装置を有し、
前記伝達トルク指令値設定手段は、前記伝達トルク指令値によって油圧制御装置から供給される油圧を制御することで、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを制御することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載の自動変速機の制御装置であって、
前記原動機はエンジンであり、
前記駆動トルク指令値演算手段は、前記駆動トルク指令値によってエンジンの点火時期を制御することで、エンジンの駆動トルクを制御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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に変速動作時のイナーシャ相におけるエンジントルク制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等の変速機として、自動変速機が広く利用されている。この自動変速機では、エンジン等の原動機の駆動軸を入力としてトルクコンバータの入力軸のタービンを回転させ、入力軸に連結された遊星歯車装置により所定の変速比に変速して出力軸に伝達する。そして、この遊星歯車装置の運動を規定するために入力軸と出力軸の間には、複数のクラッチまたはブレーキの摩擦係合装置が設けられており、これらの摩擦係合装置のうち、どの摩擦係合装置を係合するかで変速比を切り換えている。通常は、入力軸回転速度及びスロットル開度に応じて、係合させる摩擦係合装置を切り換え、変速比を切り換えている。
【０００３】
自動変速機における変速制御は、原則として、変速開始時制御、トルク相制御、イナーシャ相制御、変速終了時制御という順に進行する。ここで、イナーシャ相とは、入力軸回転速度が出力軸回転速度及び目標変速比によって定まる回転速度に向かって引き込まれる区間である。イナーシャ相においては、摩擦係合装置を係合させることで入力軸回転速度の引き込みを行うが、このときに摩擦係合装置を急激に係合させると出力軸トルクが急激に変化して変速ショックが発生してしまう。また、摩擦係合装置を緩やかに係合させると変速に要する時間が長くなるので、ドライバーにとって好ましくなく、さらに摩擦係合装置の耐久性も低下する。
【０００４】
そこで、変速ショックと変速時間の性能を両立させるために、イナーシャ相においては、摩擦係合装置の係合制御だけでなく、エンジントルクの制御も同時に行われている。エンジントルクを変化させることで出力軸トルクをあまり変化させずに入力軸回転速度を変化させ、入力軸回転速度の引き込みに要する時間を短縮し、変速時間の短縮を図っている。このとき、摩擦係合装置の伝達トルク及びエンジントルクを適正に制御するために、例えば入力軸回転速度及び入力軸トルクに基づいて伝達トルク制御指令値及びエンジントルク制御指令値を算出するための制御マップをあらかじめ電子制御装置内に記憶させておく。そして、検出された入力軸回転速度と入力軸トルク及びこの制御マップに基づいて摩擦係合装置の伝達トルク及びエンジントルクを制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のイナーシャ相制御においては、伝達トルク制御指令値を算出するための制御マップ及びエンジントルク制御指令値を算出するための制御マップをあらかじめ作成しておく必要がある。そして、これらの制御マップ作成の際には、伝達トルク制御指令値の適正値及びエンジントルク制御指令値の適正値を、各制御指令値の調整を繰り返しながら実験的に探し出す必要がある。そしてこれらの適正値は、各パラメータ（上記の例では入力軸回転速度及び入力軸トルク）の値に応じて変化するので、この適正値を実験的に探し出す作業は各パラメータの変化に応じて繰り返す必要がある。したがって、伝達トルク制御指令値及びエンジントルク制御指令値を算出するための制御マップの作成に多大な時間を要するという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、イナーシャ相においてエンジントルク制御を行うときに、制御指令値を算出するための制御マップの作成時間を短縮することのできる自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第１の本発明に係る自動変速機の制御装置は、原動機の駆動トルクが伝達される入力軸と、負荷に駆動トルクを伝達する出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられた複数の摩擦係合装置と、を有し、この複数の摩擦係合装置の中から係合させる摩擦係合装置を切り換えることで変速比を切り換える自動変速機を制御する装置であって、係合状態にある摩擦係合装置を開放しながら開放状態にある摩擦係合装置を係合させることで変速比を切り換える場合に、入力軸回転速度が出力軸回転速度及び目標変速比で定まる回転速度に向かって引き込まれる区間であるイナーシャ相において、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルク及び原動機の駆動トルクを制御するイナーシャ相制御手段を有し、前記イナーシャ相制御手段は、イナーシャ相時間目標値を設定するイナーシャ相時間設定手段と、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを設定された伝達トルク目標値通りに制御するための伝達トルク指令値を出力する伝達トルク指令値設定手段と、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定する伝達トルク推定手段と、前記イナーシャ相時間目標値及び前記伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により駆動トルク目標値を演算し、原動機の駆動トルクを該駆動トルク目標値通りに制御するための駆動トルク指令値を出力する駆動トルク指令値演算手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
このように、イナーシャ相時間目標値及び伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により駆動トルク目標値を演算するので、駆動トルク指令値を求めるために制御マップを用いる必要がなくなり、駆動トルク指令値の適正値を実験的に探し出す作業を省略することができる。したがって、イナーシャ相制御において、変速ショックと変速時間の相反する性能を両立させながら、かつ制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【０００９】
第２の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の本発明に記載の装置であって、前記駆動トルク指令値演算手段は、前記イナーシャ相時間目標値に基づいて入力軸回転速度目標値を演算し、該入力軸回転速度目標値及び前記伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により前記駆動トルク目標値を演算することを特徴とする。
【００１０】
第３の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の本発明に記載の装置であって、前記駆動トルク指令値演算手段は、前記イナーシャ相時間目標値に基づいて入力軸回転速度時間変化目標値を演算し、該入力軸回転速度時間変化目標値及び前記伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により前記駆動トルク目標値を演算することを特徴とする。
【００１１】
第４の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜３の本発明のいずれか１に記載の装置であって、前記伝達トルク推定手段は、前記伝達トルク目標値により変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定することを特徴とする。
【００１２】
第５の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜３の本発明のいずれか１に記載の装置であって、入力軸トルクを検出する入力軸トルク検出手段と、入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段と、を有し、前記伝達トルク推定手段は、入力軸トルク及び入力軸回転速度を用いた物理式により変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定することを特徴とする。
【００１３】
このように、入力軸トルク及び入力軸回転速度を用いた物理式により変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを推定するので、摩擦係数の変化等の外乱が原因で変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクが目標値通りに制御できていない場合でも、伝達トルクの推定値を用いた物理式により駆動トルク目標値を演算することで、正確なイナーシャ相制御を実現できる。
【００１４】
第６の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第２の本発明に記載の装置であって、入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段を有し、前記イナーシャ相制御手段は、入力軸回転速度目標値と入力軸回転速度との偏差に基づいて前記駆動トルク指令値を補償するフィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
このように、入力軸回転速度目標値と入力軸回転速度との偏差に基づいて駆動トルク指令値をフィードバック補償するので、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の摩擦係数の変化等の外乱が発生した場合でも、入力軸回転速度の目標値への追従性を向上させることができ、より正確なイナーシャ相制御を実現できる。
【００１６】
第７の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第３の本発明に記載の装置であって、入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段を有し、前記イナーシャ相制御手段は、入力軸回転速度時間変化目標値と入力軸回転速度時間変化との偏差に基づいて前記駆動トルク指令値を補償するフィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
第８の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜７の本発明のいずれか１に記載の装置であって、前記イナーシャ相制御手段は、前記駆動トルク指令値と原動機の駆動トルクとの間の動特性モデルに基づいて前記駆動トルク指令値を補償する動特性補償手段をさらに有することを特徴とする。
【００１８】
このように、駆動トルク指令値と原動機の駆動トルクとの間の動特性モデルに基づいて駆動トルク指令値を補償するので、駆動トルク指令値の入力に対する原動機の駆動トルクの応答遅れを補償することができる。したがって、さらに正確なイナーシャ相制御を実現できる。
【００１９】
第９の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜８の本発明のいずれか１に記載の装置であって、摩擦係合装置の伝達トルクを油圧によって制御する油圧制御装置を有し、前記伝達トルク指令値設定手段は、前記伝達トルク指令値によって油圧制御装置から供給される油圧を制御することで、変速比の切り換え前に開放され変速比の切り換え後に係合される摩擦係合装置の伝達トルクを制御することを特徴とする。
【００２０】
第１０の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜９の本発明のいずれか１に記載の装置であって、前記原動機はエンジンであり、前記駆動トルク指令値演算手段は、前記駆動トルク指令値によってエンジンの点火時期を制御することで、エンジンの駆動トルクを制御することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２２】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置を含む車両用動力伝達装置の構成を示す図であり、原動機としてのエンジン１０の出力軸１６に連結されるトルクコンバータ１２、自動変速機１４、変速機１４の変速段を制御する油圧制御装置１８、油圧制御装置１８の油圧を制御する電子制御装置２０を備えている。エンジン１０から出力される駆動トルクは、トルクコンバータ１２、自動変速機１４及び図示しない差動歯車装置を経て図示しない駆動輪へ伝達される。
【００２３】
トルクコンバータ１２は、エンジン１０の出力軸１６に連結されたポンプ翼車２８と、自動変速機１４の入力軸３０に連結され流体を介してポンプ翼車２８から駆動トルクが伝達されるタービン翼車３２と、ワンウェイクラッチ３４を介して位置固定のハウジング３６に固定された固定翼車３８と、ポンプ翼車２８とタービン翼車３２とを図示しないダンパを介して締結するロックアップクラッチ４０を備えている。
【００２４】
自動変速機１４は、前進４速及び後進１速のギヤ段が達成される多段変速機であり、入力軸３０と、第１遊星歯車装置５２と、第２遊星歯車装置５４と、図示しない差動歯車装置に駆動トルクを伝達する出力軸５０とを備えている。第１遊星歯車装置５２は、サンギヤ５８とキャリヤ５６に取り付けられたプラネタリギヤ６０とリングギヤ４６とで構成されている。第２遊星歯車装置５４は、サンギヤ６２とキャリヤ６４に取り付けられたプラネタリギヤ６６とリングギヤ４８とで構成されている。
【００２５】
リングギヤ４６とキャリヤ６４とが連結されており、キャリヤ５６とリングギヤ４８とが連結されており、さらにキャリヤ５６は出力軸５０とも連結されている。入力軸３０とサンギヤ５８とはクラッチＣ１によって連結可能であり、入力軸３０とキャリヤ６４とはクラッチＣ２によって連結可能であり、入力軸３０とサンギヤ６２とはクラッチＣ３によって連結可能である。サンギヤ６２はブレーキＢ１によってハウジング３６に固定可能であり、さらにワンウェイクラッチＦ１及びブレーキＢ２によってもハウジング３６に固定可能である。リングギヤ４６及びキャリヤ６４はブレーキＢ３によってハウジング３６に固定可能であり、さらにワンウェイクラッチＦ２によって１回転方向のみハウジング３６に固定される。
【００２６】
摩擦係合装置としてのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、油圧制御装置１８によって係合／開放の係合状態がそれぞれ制御される。そして、摩擦係合装置としてのワンウェイクラッチＦ１、Ｆ２は回転方向によって係合／開放の係合状態が規定される。これによって、図２に示すような変速比（＝入力軸３０回転速度／出力軸５０回転速度）の異なる前進４段及び後進１速のギヤ段が達成される。図２において、１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄ、４ｔｈはそれぞれ前進側の第１速ギヤ段、第２速ギヤ段、第３速ギヤ段、第４速ギヤ段を示しており、変速比は第１速ギヤ段から第４速ギヤ段に向かうにしたがって順次小さくなる。また図２において、Ｒｅｖ、Ｄ、Ｓ、Ｌはシフトレバー８４の手動操作により択一的に選択されるレンジを示している。図２において、○印は係合状態を示し、×印は開放状態を示している。例えばＤレンジにおける第３速ギヤ段から第４速ギヤ段へとシフトアップする変速動作は、係合状態にあるクラッチＣ１の開放動作と開放状態にあるブレーキＢ１の係合動作とが同時に実行されることで行われる。
【００２７】
油圧制御装置１８は、自動変速機１４のギヤ段の制御に使用される２つの電磁開閉弁ＳＶ１、ＳＶ２、後述のスロットル開度センサ７６で検出されたスロットル開度ＴＡに応じたライン油圧Ｐｌを発生させるためのリニアソレノイド弁ＳＬＴ、ロックアップクラッチ４０の係合状態を制御するための油圧を発生するリニアソレノイド弁ＳＬＵ及び油圧制御装置１８中の作動油の油温ＴOILを検出する油温センサ８８等を備えている。
【００２８】
電子制御装置２０には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ７６、エンジン１０回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ７８、入力軸３０回転速度Ｎｔを検出する入力軸回転速度センサ８０、出力軸５０回転速度Ｎｃを検出する出力軸回転速度センサ８２、シフトレバー８４の操作位置すなわちＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌレンジのいずれかを検出する操作位置センサ８６、油圧制御装置１８中の作動油の油温ＴOILを検出する油温センサ８８等からの信号が入力される。電子制御装置２０は、上記入力信号を処理し、その処理結果に基づいて、例えば電磁開閉弁ＳＶ１、ＳＶ２、リニアソレノイド弁ＳＬＴ、ＳＬＵの制御等を実行する。さらに電子制御装置２０は、イナーシャ相において、係合させるクラッチまたはブレーキの伝達トルクの制御及びエンジントルクの制御を行うための後述する構成のイナーシャ相制御手段１１６を備えている。
【００２９】
次に油圧制御装置１８の構成について図３を用いて説明する。元圧発生装置９０は図示しないリニアソレノイド弁ＳＬＴを備えており、エンジン１０によって回転駆動される油圧ポンプ９２から供給される作動油の圧力をエンジン負荷に応じた値に調圧したライン油圧Ｐｌを、各摩擦係合装置Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の元圧としてシフト弁装置９４等へ出力する。マニュアル弁９６は、シフトレバー８４に対して機械的に連結されたもので、シフトレバー８４の走行レンジに応じてライン油圧Ｐｌを切り換えることにより、選択された走行レンジに対応した油圧をシフト弁装置９４へ出力する。また、電磁開閉弁ＳＶ１、ＳＶ２は、ギヤ段を選択するために電子制御装置２０からの指令によって作動し、信号圧をシフト弁装置９４へ出力する。
【００３０】
シフト弁装置９４は、マニュアル弁９６からの走行レンジに対応した油圧と電磁開閉弁ＳＶ１、ＳＶ２からの油圧信号とに基づいて変速時に切り換え作動させられる図示しない１−２シフト弁、２−３シフト弁、３−４シフト弁等を備えており、図２に示すギヤ段が達成されるように、各摩擦係合装置Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３へ係合油圧を選択的に供給する。摩擦係合装置Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３への油路には、それらの供給油圧すなわち締結力の上昇を緩和するためのアキュムレータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３がそれぞれ接続されている。アキュムレータＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３、ＡＢ１、ＡＢ２、ＡＢ３のそれぞれには、電子制御装置２０からの指令によって制御されるライン油圧Ｐｌがアキュムレータの背圧としてそれぞれ供給されており、このライン油圧Ｐｌを調節することで後述するイナーシャ相における各摩擦係合装置の供給油圧の制御が行われる。
【００３１】
次に、イナーシャ相において係合させるクラッチまたはブレーキの伝達トルクの制御及びエンジントルクの制御を行うためのイナーシャ相制御手段１１６の構成について図４のブロック図を用いて説明する。そして以下の説明では、変速制御の一例としてクラッチＣ１を開放しながらブレーキＢ１を係合させることで第３速ギヤ段から第４速ギヤ段にシフトアップする場合について説明を行う。ただし、本実施形態におけるイナーシャ相制御手段１１６が適用可能な変速動作はこれに限定されるものではなく、伝達トルクを制御しながらクラッチまたはブレーキを係合させる変速動作であるならば本実施形態におけるイナーシャ相制御手段１１６が適用可能である。
【００３２】
変速経過時間カウントブロック１００は、カウンタを有し、イナーシャ相に移行してからの経過時間ｔｉを演算して出力する。ここで、イナーシャ相の開始時刻については、例えば（変速動作前の変速比×出力軸５０回転速度Ｎｃ）と入力軸３０回転速度Ｎｔとの差が所定値以上となった時刻とする。変速動作が終了したらカウンタはリセットされる。
【００３３】
イナーシャ相時間設定手段としてのイナーシャ相時間目標値設定ブロック１２２は、入力軸３０回転速度の引き込みが開始してから出力軸５０回転速度及び目標変速比で定まる回転速度まで引き込まれるのに要する時間であるイナーシャ相時間目標値ｔｉｒを設定して出力する。ここで、イナーシャ相時間目標値ｔｉｒは、クラッチまたはブレーキの耐久性を考慮して設定され、例えば変速動作開始時の入力軸３０トルクＴｔに応じて設定される。あるいは、イナーシャ相における入力軸３０トルクＴｔを所定時間おきに検出してイナーシャ相時間目標値ｔｉｒを所定時間おきに設定し直してもよい。入力軸３０トルクＴｔについては、トルクセンサを用いない場合は、例えば（１）式を用いてその推定値Ｔｔ１を演算することができる。
【００３４】
【数１】
Ｔｔ１＝ｔ（ｅ）×Ｃ（ｅ）×Ｎｅ2                            （１）
ここで、ｔ（ｅ）はトルクコンバータ１２のトルク比、Ｃ（ｅ）はトルクコンバータ１２の容量係数であり、ともに速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）によって定まる値である。したがって、エンジン１０回転速度Ｎｅ、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔを示す信号を入力することで、入力軸３０トルク推定値Ｔｔ１を演算することができる。
【００３５】
入力軸回転速度目標値演算ブロック１０２においては、イナーシャ相経過時間ｔｉ、イナーシャ相時間目標値ｔｉｒ、エンジン１０回転速度Ｎｅ、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔ及び出力軸５０回転速度Ｎｃ等を示す信号が入力され、入力軸３０回転速度目標値Ｎｒを演算し出力する。ここで、入力軸３０回転速度目標値Ｎｒの時間変化は（２）式で表され、入力軸３０回転速度目標値Ｎｒは（２）式に示す時間変化分だけ目標値の更新を行うことで求められる。
【００３６】
【数２】
ｄＮｒ／ｄｔ＝（（１／（１＋ρｒ）−１）×
（ｄＮｃ／ｄｔ×ｔｉ＋Ｎｃ）＋ｄＮｃ／ｄｔ×ｔｉｒ）／ｔｉｒ  （２）
ここで、ρｒは変速前後のギア比によって定まる定数である。また（２）式では、イナーシャ相における出力軸５０回転速度Ｎｃが一定であると近似してｄＮｃ／ｄｔ＝０としてもよい。
【００３７】
伝達トルク指令値設定手段としてのクラッチ伝達トルク制御量設定ブロック１０４においては、ブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒを設定し、この目標値Ｔｂｒ通りにブレーキＢ１の伝達トルクを制御するための伝達トルク指令値としてのクラッチ伝達トルク制御量を出力する。ここで、ブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒは、変速ショックを考慮して設定され、例えば入力軸３０トルクＴｔに基づいて適正な伝達トルク目標値Ｔｂｒを設定するための制御マップをあらかじめ記憶しておき、入力軸３０トルクＴｔとこの制御マップにより設定される。あるいは、変速動作開始時の入力軸３０トルクＴｔに応じて伝達トルク目標値Ｔｂｒの時系列変化を設定してもよい。入力軸３０トルクＴｔについては、トルクセンサを用いない場合は、例えばエンジン１０回転速度Ｎｅ、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔを示す信号を入力し、（１）式を用いてその推定値Ｔｔ１を演算することができる。
【００３８】
また、ブレーキＢ１の伝達トルクを制御するためには、ブレーキＢ１に供給する油圧を制御する。ここで、摩擦係合装置の伝達トルクＴと摩擦係合装置に供給されている油圧Ｐとの間には（３）式の関係がある。
【００３９】
【数３】
Ｔ＝（Ｓ×Ｐ−Ｆ）×μ×ｒ×ｚ                                （３）
ただし、Ｓはピストン受圧面積、Ｆはリターンスプリングセット荷重、μは摩擦係数、ｒはフェーシング有効半径、ｚはフェーシング動作面数である。ここで摩擦係数μについては、滑り速度（入力軸３０回転速度Ｎｔ、出力軸５０回転速度Ｎｃ及び第１遊星歯車装置５２と第２遊星歯車装置５４を構成する各歯車の歯数から算出）を考慮した特性を用いてもよい。
【００４０】
図３に示す油圧制御装置１８では、ブレーキＢ１に供給する油圧を制御するためには、アキュムレータＡＢ１の背圧として供給されるライン油圧Ｐｌを制御する。したがって、クラッチ伝達トルク制御量設定ブロック１０４から出力されるクラッチ伝達トルク制御量はライン油圧Ｐｌを制御するための指令値となる。
【００４１】
エンジントルク制御量演算ブロック１０６においては、ブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒ、エンジン１０回転速度Ｎｅ、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔ及び入力軸３０回転速度目標値Ｎｒ及び等を示す信号が入力される。そして、駆動トルク目標値としてのエンジントルク目標値Ｔｅｒを演算し、エンジントルクを目標値Ｔｅｒ通りに制御するための駆動トルク指令値としてのエンジントルク制御量予測値を出力する。ここで、入力軸回転速度目標値演算ブロック１０２及びエンジントルク制御量演算ブロック１０６によって駆動トルク指令値算出手段を構成している。エンジントルクを制御するためには、例えば点火時期調整、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミング調整、電制スロットルによるスロットル開度調整及び燃料噴射量調整等の制御を行う。したがって、エンジントルク制御量予測値はこれらの制御を行うための指令値となる。ここで、エンジントルク目標値Ｔｅｒは（４）式に示す物理式で表される。
【００４２】
【数４】
Ｔｅｒ＝（ｄＮｒ／ｄｔ−ａ１×Ｔｂｒ−ａ２×Ｔｗ）／
（ａ３×ｔ（ｅ））＋Ｉｅ×ｄＮｅ／ｄｔ                        （４）
ただし、Ｉｅはエンジン１０のイナーシャである。ａ１、ａ２、ａ３は、自動変速機１４を構成する各回転軸のイナーシャ、第１遊星歯車装置５２及び第２遊星歯車装置５４を構成する各歯車の歯数等から定まる定数である。Ｔｗは走行抵抗（実験的に算出）であり、（４）式は走行抵抗Ｔｗを考慮した式になっているが、走行抵抗Ｔｗを考慮にいれなくてもよい。ｄＮｒ／ｄｔは入力軸３０回転速度目標値Ｎｒの変化量となる。ここでは、ブレーキＢ１の伝達トルクを伝達トルク目標値Ｔｂｒにより推定している。
【００４３】
フィードバック補償手段としてのエンジントルク制御量補正値演算ブロック１０８においては、エンジン１０回転速度Ｎｅ、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔ及び入力軸３０回転速度の目標値Ｎｒ、油圧制御装置１８中の作動油の油温ＴOIL等を表す信号が入力される。ここでは、自動変速機１４の入力軸３０回転速度目標値Ｎｒと入力軸３０回転速度Ｎｔとの偏差を演算し、その偏差量に基づいてエンジントルク制御量予測値を補正するためのエンジントルク制御量補正値を演算して出力する。ここでエンジントルク制御量補正値は、例えばＮｒとＮｔの偏差に比例ゲインを乗じることで得られ、またこれにＮｒとＮｔの偏差の積算値に積分ゲインを乗じた項、ＮｒとＮｔの偏差の差分値に微分ゲインを乗じた項を加えてもよい。ここで、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインについては実験的に設定される。
【００４４】
制御量予測ブロック補正ブロック１１４においては、エンジントルク制御量補正値が入力される。そして、エンジントルク制御量補正値に基づいて制御量予測ブロック補正値を演算してエンジントルク制御量演算ブロック１０６へ出力する。エンジントルク制御量演算ブロック１０６では、エンジントルク制御量補正値が最小になるように制御量予測ブロック補正値によって、例えばトルクコンバータ１２の速度比ｅ−トルク比ｔ（ｅ）特性を学習補正したり、係数Ｉｅ、ａ１、ａ２、ａ３の値を学習補正する。
【００４５】
クラッチ伝達トルク制御量は油圧制御装置１８に入力される。油圧制御装置１８ではこのクラッチ伝達トルク制御量に基づいてブレーキＢ１の伝達トルクすなわちライン油圧Ｐｌが制御される。また、エンジントルク制御量予測値とエンジントルク制御量補正値とが加算器１１２で加算されてからエンジン１０に入力される。エンジン１０ではこの加算されたエンジントルク制御量に基づいてエンジントルクが制御される。
【００４６】
次に本実施形態における動作の一例を図５を用いて説明する。ここでもクラッチＣ１を開放しながらブレーキＢ１を係合させることで第３速ギヤ段から第４速ギヤ段にシフトアップする場合について説明する。図５は変速動作時の入力軸３０回転速度Ｎｔ、出力軸５０回転速度Ｎｃ、ブレーキＢ１の供給油圧、クラッチＣ１の供給油圧、エンジントルクＴｅ及び出力軸５０トルクＴｃの時間変化を示すタイムチャートである。ただし、出力軸５０の回転速度Ｎｃはここでは一定であるとみなしている。さらに図５では出力軸５０の回転速度Ｎｃは説明の便宜上、第４速ギヤ段の変速比で補正した値を用いており、第４速ギヤ段に変速終了後は入力軸３０の回転速度Ｎｔと出力軸５０の回転速度Ｎｃが一致するように図示している。
【００４７】
変速動作指令が出されると（図５の時刻ｔ０）、シフト弁装置９４から各摩擦係合装置への油路を切り換えてクラッチＣ１に供給していた油圧を低下させ、ブレーキＢ１に供給する油圧を増加させる。このようにクラッチＣ１への供給油圧を減少させかつブレーキＢ１への供給油圧を増加させていくと、やがて入力軸３０が第４速ギヤ段方向へと引き込まれる。その時点（図５の時刻ｔ１）で、クラッチＣ１への供給油圧を最低油圧になるように制御し、本実施形態におけるイナーシャ相制御を開始する。このイナーシャ相制御においては、ブレーキＢ１への供給油圧の制御とエンジントルクの制御が行われる。ここで、ブレーキＢ１への供給油圧の制御については、変速ショックレベルが所定レベル以下になるように、ブレーキＢ１への供給油圧の増加が抑えられる。ブレーキＢ１への供給油圧の増加を抑えるためにはライン油圧Ｐｌを減少させる。エンジントルクの制御については、入力軸３０回転速度Ｎｔがイナーシャ相時間目標値ｔｉｒに基づいて演算された入力軸３０回転速度目標値Ｎｒに一致するように、エンジントルクを変速動作開始時の値より減少させる。このようにして入力軸３０回転速度Ｎｔが出力軸５０回転速度Ｎｃに第４速ギヤ段の変速比を乗じた値に向かって引き込まれていく。そして、入力軸３０回転速度Ｎｔが出力軸５０回転速度Ｎｃに第４速ギヤ段の変速比を乗じた値に一致すれば（図５の時刻ｔ２）、入力軸３０回転速度Ｎｔの引き込みが終了し、ブレーキＢ１への供給油圧を所定値まで増加させて変速動作を終了する（図５の時刻ｔ３）。ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間がイナーシャ相時間となる。
【００４８】
本実施形態においては、まずイナーシャ相時間目標値ｔｉｒを設定し、イナーシャ相時間目標値ｔｉｒに基づいて入力軸３０回転速度目標値Ｎｒを演算する。また、係合させるブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒを設定し、この目標値Ｔｂｒ通りに制御するためのクラッチ伝達トルク制御量を油圧制御装置１８へ出力する。ここで、変速ショックの性能については、ブレーキＢ１の伝達トルクが支配的であるため、変速ショックレベルが所定レベル以下になるようにブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒを設定して制御することで変速ショックの性能を満足させることができる。そして、入力軸３０回転速度目標値Ｎｒと伝達トルク目標値Ｔｂｒを用いた（４）式に示す物理式によってエンジントルク目標値Ｔｅｒを演算し、この目標値Ｔｅｒ通りに制御するためのエンジントルク制御量予測値をエンジン１０へ出力している。したがって、エンジントルク制御量予測値を求めるために制御マップを用いる必要がなくなり、エンジントルク制御量予測値の適正値を実験的に探し出す作業を省略することができる。（４）式において、イナーシャ相時間目標値ｔｉｒを所定時間以下になるように設定することで、変速時間の性能を満足させることのできるエンジントルク目標値Ｔｅｒを演算することができる。エンジントルクの制御は変速ショックの性能にほとんど影響を与えないので、エンジントルクを目標値Ｔｅｒ通りになるように制御することで、変速ショックと変速時間の相反する性能を両立させることができる。したがって、イナーシャ相制御において、変速ショックと変速時間の相反する性能を両立させながら、かつ制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【００４９】
また、入力軸回転速度センサ８０は従来から設けられているので、制御の目標値として入力軸３０回転速度目標値Ｎｒを与えることで、フィードバック制御が容易となる。そして、エンジントルクによる入力軸３０回転速度Ｎｔの制御は、ブレーキＢ１への供給油圧による入力軸３０回転速度Ｎｔの制御より応答性が優れているので、エンジントルク制御量予測値をエンジントルク制御量補正値によってフィードバック補償することで、ブレーキＢ１の摩擦係数の変化等の外乱が発生した場合でも、入力軸３０回転速度Ｎｔの目標値Ｎｒへの追従性を向上させることができる。
【００５０】
（２）第２実施形態
図６は、本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置のブロック図である。本実施形態においては、伝達トルク推定手段としてのクラッチ伝達トルク推定ブロック１２４が設けられている。クラッチ伝達トルク推定ブロック１２４においては、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔ及び入力軸３０トルクＴｔ等を表す信号が入力され、ブレーキＢ１の伝達トルク推定値Ｔｂ１を演算して出力する。ここで、入力軸３０トルクＴｔについては、トルクセンサを用いて検出するか後述する入力軸トルク推定ブロックによって推定する。エンジントルク制御量演算ブロック１０６においては、ブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒの代わりにブレーキＢ１の伝達トルク推定値Ｔｂ１が入力され、（４）式によるエンジントルク目標値Ｔｅｒの演算の際には、ブレーキＢ１の伝達トルク目標値Ｔｂｒの代わりにブレーキＢ１の伝達トルク推定値Ｔｂ１を用いる。その他の油圧制御装置１８等の全体構成については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ここで、ブレーキＢ１の伝達トルク推定値Ｔｂ１は（５）式に示す物理式で表される。
【００５１】
【数５】
Ｔｂ１＝Ａ×ｄＮｔ／ｄｔ＋Ｂ×Ｔｔ＋Ｃ×Ｔｗ                  （５）
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃは、自動変速機１４を構成する各回転軸のイナーシャ、第１遊星歯車装置５２及び第２遊星歯車装置５４を構成する各歯車の歯数等から定まる定数である。また、（５）式は走行抵抗Ｔｗを考慮した式になっているが、（４）式と同様に走行抵抗Ｔｗを考慮にいれなくてもよい。
【００５２】
本実施形態においても、エンジントルク制御量予測値を求めるために制御マップを用いる必要がなくなり、エンジントルク制御量予測値の適正値を実験的に探し出す作業を省略することができる。さらに本実施形態においては、油圧の応答遅れやブレーキＢ１の摩擦係数の変化等の外乱が原因でブレーキＢ１の伝達トルクが目標値Ｔｂｒ通りに制御できていない場合でも、（５）式に示す物理式によってブレーキＢ１の伝達トルク推定値Ｔｂ１を演算し、この推定値Ｔｂ１を用いた（４）式に示す物理式によってエンジントルク目標値Ｔｅｒを演算することで、入力軸３０回転速度Ｎｔの目標値Ｎｒへの追従性をさらに向上させることができ、より正確なイナーシャ相制御を実現できる。
【００５３】
また、本実施形態においては図７のブロック図に示すように入力軸トルク推定ブロック１２６を設けることで、トルクセンサを用いることなく入力軸３０トルクＴｔを演算することができる。入力軸トルク推定ブロック１２６においては、エンジン１０回転速度Ｎｅ、自動変速機１４の入力軸３０回転速度Ｎｔ等を表す信号が入力され、入力軸３０トルク推定値Ｔｔ１を演算して出力する。そして、入力軸３０トルク推定値Ｔｔ１は、クラッチ伝達トルク推定ブロック１２４へ入力され、（５）式によるブレーキＢ１の伝達トルク推定値Ｔｂ１の演算に用いられる。ここで、入力軸３０トルク推定値Ｔｔ１は（１）式により演算することができる。
【００５４】
このように、図７のブロック図の構成においては、入力軸３０トルク推定値Ｔｔ１を演算することで、トルクセンサが必要なく、コスト削減を図ることができる。
【００５５】
（３）第３実施形態
図８は、本発明の第３実施形態に係る自動変速機の制御装置のブロック図である。本実施形態においては、加算器１１２の出力に動特性補償手段としてのエンジン応答性補償ブロック１２８が設けられている。エンジン応答性補償ブロック１２８は、エンジントルク制御量とエンジントルクとの間の動特性の逆特性モデルが記憶されており、この逆特性モデルに基づいてエンジントルク制御量をさらに補償してエンジン１０へ出力する。例えば、エンジントルク制御量とエンジントルクとの間の動特性については、時定数ｔｄの１次遅れモデルで考える。ここで、ｔｄの値については、実験により設定される。その他の油圧制御装置１８等の全体構成については第２実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
本実施形態においても、エンジントルク制御量予測値を求めるために制御マップを用いる必要がなくなり、エンジントルク制御量予測値の適正値を実験的に探し出す作業を省略することができる。さらに本実施形態においては、エンジントルク制御量とエンジントルクとの間の動特性の逆特性モデルに基づいてエンジントルク制御量を補償するので、エンジントルク制御量の入力に対するエンジントルクの応答遅れを補償することができる。したがって、入力軸３０回転速度Ｎｔの目標値Ｎｒへの追従性をさらに向上させることができ、さらに正確なイナーシャ相制御を実現できる。
【００５７】
各実施形態においては、イナーシャ相時間目標値ｔｉｒから入力軸回転速度目標値Ｎｒを演算し、入力軸回転速度Ｎｔがこの目標値Ｎｒに一致するようにエンジントルクを制御する場合について説明したが、イナーシャ相時間目標値ｔｉｒから入力軸回転速度時間変化目標値ｄＮｒ／ｄｔを演算し、入力軸回転速度の時間変化ｄＮｔ／ｄｔがこの目標値ｄＮｒ／ｄｔに一致するようにエンジントルクを制御してもよい。そして各実施形態においては、原動機がエンジンである場合について説明したが、原動機が電動機であっても本発明を適用可能である。ただし、原動機が電動機の場合は、制御対象がエンジントルクの代わりに電動機電流となる。また、自動変速機の構成も図１に示す構成に限るものではなく、伝達トルクを制御しながらクラッチまたはブレーキを係合させる変速動作を行う自動変速機であるならば本発明を適用可能である。さらに、油圧回路の構成も図３に示す構成に限るものではなく、クラッチまたはブレーキに供給する油圧を制御できる油圧回路であるならば本発明を適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、イナーシャ相時間目標値及び伝達トルク推定手段の推定値を用いた物理式により駆動トルク目標値を演算するので、イナーシャ相制御において、変速ショックと変速時間の相反する性能を両立させながら、かつ制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１〜３実施形態に係る自動変速機の制御装置を含む車両用動力伝達装置の構成を示す図である。
【図２】  本発明の第１〜３実施形態に係る自動変速機において、摩擦係合装置の作動の組み合わせにより達成される変速段を説明する図である。
【図３】  本発明の第１〜３実施形態に係る油圧制御装置の構成の概略を示す図である。
【図４】  本発明の第１実施形態に係る電子制御装置内のイナーシャ相制御手段の構成を示すブロック図である。
【図５】  本発明の第１〜３実施形態に係る自動変速機の制御装置において、変速動作時の入力軸回転速度、出力軸回転速度、クラッチＣ１の供給油圧、ブレーキＢ１の供給油圧、エンジントルク及び出力軸トルクの時間変化を示すタイムチャートである。
【図６】  本発明の第２実施形態に係る電子制御装置内のイナーシャ相制御手段の構成を示すブロック図である。
【図７】  本発明の第２実施形態に係る電子制御装置内のイナーシャ相制御手段の別の構成を示すブロック図である。
【図８】  本発明の第３実施形態に係る電子制御装置内のイナーシャ相制御手段の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  エンジン、１２  トルクコンバータ、１４  自動変速機、１８  油圧制御装置、２０  電子制御装置、１００  変速経過時間カウントブロック、１０２入力軸回転速度目標値演算ブロック、１０４  クラッチ伝達トルク制御量設定ブロック、１０６  エンジントルク制御量演算ブロック、１０８  エンジントルク制御量補正値演算ブロック、１１４  制御量予測ブロック補正ブロック、１１６  イナーシャ相制御手段、１２２  イナーシャ相時間目標値設定ブロック、１２４  クラッチ伝達トルク推定ブロック、１２６  入力軸トルク推定ブロック、１２８  エンジン応答性補償ブロック、Ｂ１  ブレーキ、Ｃ１  クラッチ。
【図１】
0004097439.tif 000002
【図２】
0004097439.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004097439.tif 000006
【図６】
0004097439.tif 000007
【図７】
0004097439.tif 000008
【図８】
0004097439.tif 000009