JP4337440B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御技術に関し、特に、複数の摩擦係合要素を有する歯車式の自動変速機における多重変速時の過渡制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される自動変速機には、有段式と無段式の変速機があり、有段式の自動変速機は、トルクコンバータなどの流体継手と歯車式変速機構とから構成される。
【０００３】
この有段式の自動変速機は、エンジンと、トルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。有段式の自動変速機は、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構（遊星歯車式変速機構）から構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。有段式の自動変速機においては、摩擦係合要素である、クラッチ要素やブレーキ要素やワンウェイクラッチ要素が、所定の状態に係合および解放されることにより、ギヤ段が決定される。
【０００４】
このような自動変速機において、一般的に、自動変速機を有した車両には運転者により操作されるシフトレバーが設けられ、シフトレバー操作に基づいて変速ポジション（たとえば、後進走行ポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション）が設定されている。
【０００５】
このような構成における前進走行ポジションにおいては、複数のギヤ段（たとえば、５速自動変速機であれば５つのギヤ段、６速自動変速機であれば６つのギヤ段）が設定されている。それぞれのギヤ段に対応させて、どのクラッチ要素やブレーキ要素を係合するのか解放するのかが定められている。ＥＣＴ（Electronic Controlled Automatic Transmission）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とよばれるコンピュータが、予め定められた変速マップ（車速とスロットル開度とによりアップシフト線とダウンシフト線とを規定したマップ）に基づいて、油圧回路のソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブに制御信号を出力して、所望のギヤ段を構成するように、適正なタイミングでクラッチ要素やブレーキ要素を係合させたり解放させたりしている。
【０００６】
また、このような油圧回路においては、変速時のショックの発生やタービン吹き（エンジン回転数の不必要な上昇）をできる限り抑制するために、作動油の供給や排出のタイミングおよびその速度を制御するようにしている。作動油の供給や排出の速度を制御するために、油圧回路にアキュームレータやオリフィスを設けたり、作動油の油圧をリニアソレノイドバルブを用いて直接にコントロール（直接圧制御、直圧制御、ダイレクトクラッチ制御等という）したりしている。
【０００７】
ところで、このような構成を有する自動変速機において、運転状態の変化などにより、第１の変速指令に基づく第１の変速段への変速動作の途中に第２の変速指令に基づく第２の変速段への指令が出力されて、多重変速が発生する場合がある。たとえば、アクセルペダルを踏んで加速後にアクセルペダルを戻して蛇行すると、２速→３速→４速のアクセルオフでアップシフト変速が行なわれる。このアップシフト変速中に、再加速するために運転者がアクセルペダルを踏む込むと、２速から４速への変速途中で３速へダウンシフトされる。
【０００８】
特開平８−２７７９２５号公報（特許文献１）は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速中の多重変速を変速の遅れやショックを悪化させずに実行する自動変速機の制御装置を開示する。この自動変速機の制御装置は、第１の摩擦係合装置を解放するとともに第２の摩擦係合装置を係合させることにより所定の変速を実行する自動変速機の制御装置であって、変速の実行中であることを判断するクラッチ・ツウ・クラッチ変速判断手段と、変速の実行中に他の変速を実行するべき状態の成立を判断する多重変速判断手段と、変速の実行中における第２の摩擦係合装置の係合開始を判断する係合開始判断手段と、変速の実行中における第２の摩擦係合装置の係合の終了を判断する係合終了判断手段と、多重変速判断手段による他の変速の判断時点が、係合開始判断手段による第２の摩擦係合装置の係合開始の判断の成立の前後あるいは係合終了判断手段による第２の摩擦係合装置の係合終了の判断の成立の前後であることに応じて互いに異なる変速指示を出力する変速指示手段とを備える。
【０００９】
この自動変速機の制御装置によると、第１の摩擦係合装置を解放しかつ第２の摩擦係合装置を係合させる変速が実行されていると、これをクラッチ・ツウ・クラッチ変速判断手段が判断する。またその変速中における第２の摩擦係合装置の係合状態が検出されており、その摩擦係合装置が係合を開始すれば、これを係合開始判断手段が判断し、またその摩擦係合装置の係合が終了すれば、これを係合終了判断手段が判断する。一方、この変速中に他の変速段を設定するべき状態が生じると、その変速を多重変速判断手段が判断する。多重変速判断手段による変速判断が行なわれた場合に、その変速判断による変速段への変速を最終的には実行するが、多重変速判断手段による判断が、この係合開始手段による係合の開始の判断以前もしくは以降、あるいは係合終了判断手段による係合終了の判断以前あるいは以降のいずれの時点で行なわれたかによって異なる変速指示を変速指示手段が出力する。したがって、いわゆる多重変速の場合には、最初の変速の進行状況を細分化して判断し、それぞれの状況に応じた変速制御を実行するから、変速遅れや変速ショックの悪化などが防止される。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２７７９２５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された自動変速機の制御装置では、以下のような問題点がある。
【００１２】
第１に、この制御装置では、多重変速時における制御を第１の変速出力および第２の変速出力とタービン回転数の変化とに基づいて変速指令を切換える制御を実行し、変速指令を出力する前のギヤ段がどのギヤ段であるかによって、制御を切換える必要がある。このため、複雑な多重変速の場合には、多くの場合分けが発生してしまい制御が複雑になってしまう。
【００１３】
第２に、この制御装置では、変速判断の開始、回転数変化の開始、回転数変化の終了、タイマを用いて、変速過程を４つのフェーズに分類しているに過ぎない。また、現実に変速指令を出力できるか否かを本質的に判断するために必要な各摩擦係合要素のトルク容量に着目して、変速過程を分類していない。このため、大略的な制御しか実行することができないので、変速ショックやタービン吹き（エンジン回転数上昇）を回避できない場合がある。
【００１４】
第３に、この制御装置では、変速過程を４つのフェーズに分けて、変速指令の出力タイミングを変更するに過ぎず、係合対象の摩擦係合要素および解放対象の摩擦係合要素の係合圧を直接的に制御するものではない。このため、変速指令の出力タイミングを早めたり遅らせたりするのみでは、変速フィーリングの向上に限界がある。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、多重変速時において、変速ショックを生じさせることなく、変速時間を短くすることができる、自動変速機の変速制御装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る自動変速機の変速制御装置は、変速指示が出力された際に、目標ギヤ段に基づいて、制御対象となる摩擦係合要素を特定するための特定手段と、特定された摩擦係合要素のトルク容量を推定するための推定手段と、推定されたトルク容量と自動変速機への入力トルクとに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素の係合圧を制御するための制御手段とを含む。
【００１７】
第１の発明によると、たとえば、第１のギヤ段から第２のギヤ段を経由して第３のギヤ段への変速中に、第２のギヤ段への変速指令が発生したとする。このような多重変速時においては、係合から解放される摩擦係合要素および解放から係合される摩擦係合要素が複数存在する。このような場合には、特定手段により、目標ギヤ段（ここでは最終的な第２のギヤ段）に基づいて、複数の摩擦係合要素の中から制御対象として、解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素が特定され、推定手段によりこの摩擦係合要素についてこの時のトルク容量が推定される。このトルク容量が自動変速機の入力トルク（通常はエンジンと変速機構との間に流体継手として設置されるトルクコンバータの出力軸トルクであるタービントルク）よりも、大きいとその状態を維持するように制御され、小さいとトルク容量を増大させる。制御手段は、この摩擦係合要素の係合圧を制御するための（すなわち、この摩擦係合要素の係合圧を高めるための）ソレノイドパターンを油圧回路に出力する。このようにすると、摩擦係合要素のトルク容量が入力トルクに対して十分であるか十分でないかに基づいて制御するので、摩擦係合要素が伝達できるトルクは十分であるので、タービン吹きや変速ショックが発生することはない。その結果、多重変速時において、変速ショックを生じさせることなく、変速時間を短くすることができる、自動変速機の変速制御装置を提供することができる。
【００１８】
第２の発明に係る自動変速機の変速制御装置は、変速指示が出力された際に、実際に形成されている現ギヤ段を算出するための算出手段と、算出された現ギヤ段と目標ギヤ段とに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素を特定するための特定手段と、特定された摩擦係合要素のトルク容量を推定するための推定手段と、推定されたトルク容量と自動変速機への入力トルクとに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素の係合圧を制御するための制御手段とを含む。
【００１９】
第２の発明によると、たとえば、第１のギヤ段から第２のギヤ段を経由して第３のギヤ段への変速中に、第２のギヤ段への変速指令が発生したとする。このような多重変速時においては、係合から解放される摩擦係合要素および解放から係合される摩擦係合要素が複数存在する。さらに、このような多重変速時においては、それぞれの摩擦係合要素がどのような状態（係合状態であるのか、係合から解放状態に移行しているのか、解放状態から係合状態に移行しているのか、解放状態であるのか）が明確には把握できない。そのため、算出手段により実際に形成されているギヤ段を、たとえば自動変速機の入力軸回転数と出力軸回転数とギヤ比とに基づいて算出する。特定手段により、現ギヤ段から目標ギヤ段（ここでは最終的な第２のギヤ段）に移行するために最も適切な摩擦係合要素が、複数の摩擦係合要素の中から制御対象として特定される。推定手段によりこの摩擦係合要素についてこの時のトルク容量が推定される。このトルク容量が自動変速機の入力トルク（通常はエンジンと変速機構との間に流体継手として設置されるトルクコンバータの出力軸トルクであるタービントルク）よりも、大きいとその状態を維持するように制御され、小さいとトルク容量を増大させる。制御手段は、この摩擦係合要素の係合圧を制御するための（すなわち、この摩擦係合要素の係合圧を高めるための）ソレノイドパターンを油圧回路に出力する。このようにすると、摩擦係合要素のトルク容量が入力トルクに対して十分あるか十分でないかに基づいて制御するので、摩擦係合要素が伝達できるトルクは十分であるので、タービン吹きや変速ショックが発生することはない。その結果、多重変速時において、変速ショックを生じさせることなく、変速時間を短くすることができる、自動変速機の変速制御装置を提供することができる。
【００２０】
第３の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、トルク容量が入力トルクに対して十分であるか否かを判定し、不十分であると判定されたときに制御対象となる摩擦係合要素を係合状態に変化させるように係合圧を制御するための手段を含む。
【００２１】
第３の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分でない摩擦係合要素を係合状態に変化させるための油路を形成するようなソレノイドパターンを出力して、係合圧を高めてトルク容量を十分な状態にすることができる。
【００２２】
第４の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、制御対象となる摩擦係合要素を係合状態に変化させるように、変速指示を出力するための手段を含む。
【００２３】
第４の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分でない摩擦係合要素を係合状態に変化させるようなギヤ段への変速指示を出力して、係合圧を高めてトルク容量を十分な状態にすることができる。
【００２４】
第５の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、トルク容量が入力トルクに対して十分であるか否かを判定し、十分であると判定されたときに制御対象となる摩擦係合要素の係合状態が維持されるように係合圧を制御するための手段を含む。
【００２５】
第５の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分である摩擦係合要素の係合状態が変化しないように油路を維持するようなソレノイドパターンを出力して、係合圧を保持してトルク容量を十分な状態に維持することができる。
【００２６】
第６の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、制御対象となる摩擦係合要素の係合状態が維持されるように、変速指示を出力するための手段を含む。
【００２７】
第６の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分である摩擦係合要素を係合状態が変化しないようなギヤ段への変速指示を出力したり、現状の変速指示を維持したりして、係合圧を保持してトルク容量を十分な状態に維持することができる。
【００２８】
第７の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、制御対象となる摩擦係合要素は、変速指示前のギヤ段から目標ギヤ段への変速に伴い、解放状態から係合状態に切換わる摩擦係合要素である。
【００２９】
第７の発明によると、制御手段は、多重変速時において、変速指示前のギヤ段から目標ギヤ段への変速に伴い、解放状態から係合状態に切換わる摩擦係合要素におけるトルク容量に基づいて変速制御を行なうことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３１】
本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＵ１０００により実現される。本実施の形態では、自動変速機を、流体継手としてトルクコンバータを備えた、遊星歯車式減速機構を有する自動変速機として説明する。
【００３２】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、より詳しくは、図１に示すＥＣＵ１０００の中のＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０により実現される。
【００３３】
図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、ＥＣＵ１０００とから構成される。
【００３４】
エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４００により検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。
【００３５】
トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有するトルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４１０により検知される。自動変速機３００の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサ４２０により検知される。
【００３６】
ロックアップクラッチ２１０は、油圧を供給するロックアップリレーバルブによって油圧の供給／排出が係合側と解放側とで切換えられて作動させられ、ロックアップピストンが軸方向に移動することによって、ロックアップピストンとフロントカバーとが摩擦材を介して接離される。また、ロックアップクラッチ２１０によってトルクコンバータ内が区画され、ロックアップピストンとフロントカバーとの間に、ロックアップクラッチ２１０を解放するための解放側油室が、ロックアップピストンとタービンランナとの間にロックアップクラッチ２１０を係合させるための係合側油室がそれぞれ形成され、解放側油室および係合側油室に、バルブボディ内の油圧回路から油圧が供給されるようになっている。
【００３７】
図２（Ａ）に自動変速機３００の作動表の全体を、図２（Ｂ）にその一部を示す。
【００３８】
図２（Ａ）に示す作動表によると、摩擦要素であるクラッチ要素（図中のＣ１〜Ｃ４）や、ブレーキ要素（Ｂ１〜Ｂ４）、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ０〜Ｆ３）が、どのギヤ段の場合に係合および解放されるかを示している。たとえば、車両の発進時に使用される１速時には、クラッチ要素（Ｃ１）、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ０、Ｆ３）が係合する。
【００３９】
図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態にかかる制御装置が制御する自動変速機においては、以下のような場合に、制御対象の摩擦係合要素であるクラッチ要素やブレーキ要素を特定して、係合状態にするために作動油を供給したり、解放状態にするために作動油を排出したりする制御を行なう。
【００４０】
たとえば、第１の場合として、２ｎｄ→３ｒｄ→４ｔｈの変速中であって、３ｒｄ形成クラッチ要素（クラッチ要素Ｃ３）のトルク容量が不十分なときに、目標ギヤ段を３ｒｄとする多重変速になった場合である。第２の場合として、４ｔｈ→３ｒｄ→２ｎｄの変速中であって、実際のギヤ段が４ｔｈと３ｒｄとの間にあるときに、目標ギヤ段を３ｒｄとする多重変速になった場合である。
【００４１】
さらに、この自動変速機においては、１速（１ｓｔ）から４速（４ｔｈ）までは、ライン圧を用いたアキューム制御が実行され、５速（５ｔｈ）と６速（６ｔｈ）とは、直接圧制御が実行される。なお、これらのクラッチ要素やブレーキ要素に関連する油圧回路の詳細については、後述する。
【００４２】
これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機３００を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０と、ＶＳＣ(Vehicle Stability Control)＿ＥＣＵ１０３０とを含む。
【００４３】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、タービン回転数センサ４１０からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、出力軸回転数センサ４２０から出力軸回転数ＮＯＵＴを表わす信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、エンジン回転数センサ４００にて検知されたエンジン回転数ＮＥを表わす信号と、スロットルポジションセンサにて検知されたスロットル開度を表わす信号とが入力される。
【００４４】
これら回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。
【００４５】
さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０３０から、Ｇセンサにて検知された車両加速度を表わす信号と、ブレーキがオン状態であることを表わす信号とが入力される。ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０３０は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０からブレーキ制御信号が入力され、車両のブレーキを制御する。ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０３０からＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０にアクセル開度信号が送信される。
【００４６】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機３００の油圧回路のリニアソレノイド（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬＴ、ＳＬＵ）や、オンオフソレノイドに、制御信号を出力する。これらの制御信号に基づいて、図２に示す所望の摩擦係合要素が係合されたり、解放されたりする。また、作動油の供給油路や排出油路が切換えられたり、さらに直接圧制御とライン圧制御（ライン圧が供給される制御）とが切換えられたりする。なお、ライン圧制御とは、直接圧制御を用いてリニアソレノイドバルブで調圧された油圧ではなく、ライン圧が摩擦係合要素に供給される場合の制御の状態を指し示し、以下の説明においては、このライン圧制御をライン圧供給とも記載する。
【００４７】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、自動変速機３００から作動油の油温を表わす信号が入力されるとともに、エンジンＥＣＵ１０１０からエンジン１００の出力トルクを表わす信号が入力される。エンジンＥＣＵ１０１０は、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量毎にエンジントルクを予め計測して記憶しておいて、エンジンＥＣＵ１０１０は、現在のエンジンの状態からエンジントルクを逐次推定する。
【００４８】
このとき、エンジンＥＣＵ１０１０は、エアコンディショナのコンプレッサなどのエンジン１００の負荷を考慮してエンジントルクを補正する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０から入力されたエンジントルクにトルクコンバータ２００のトルク比ηを乗算してタービントルクを算出する。なお、トルクコンバータ２００のトルク比ηは、トルクコンバータ２００の速度比ｅ（＝タービン回転数ＮＴ／エンジン回転数ＮＥ）から算出することができる。
【００４９】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置により制御されるクラッチ要素Ｃ２、クラッチ要素Ｃ３、ブレーキ要素Ｂ３に関連する油圧回路について説明する。図３に示す油圧回路は、全体の油圧回路の一部である。
【００５０】
クラッチ要素Ｃ２は、アキューム制御領域において、４ｔｈで係合状態に、それ以外で解放状態に制御される。クラッチ要素Ｃ３は、アキューム制御領域において、３ｒｄおよび４ｔｈで係合状態に、それ以外で解放状態に制御される。
【００５１】
ブレーキ要素Ｂ３は、２ｎｄ、３ｒｄおよび４ｔｈで係合状態に、それ以外で解放状態に制御される。
【００５２】
クラッチ要素Ｃ２は、プライマリレギュレータバルブに接続されＳ３ソレノイドバルブにより制御される３−４シフトバルブを介してライン圧が供給される。クラッチ要素Ｃ２は、Ｓ３シフトバルブがオフからオンになると３−４シフトバルブが切換わり、作動油が供給される状態から作動油が排出される状態に切換わる。
【００５３】
クラッチ要素Ｃ２への作動油の供給および排出については、クラッチ要素Ｃ２への油路にＣ２アキュームレータが接続され、Ｃ２アキュームレータの背圧として、アキュームレータコントロールバルブを介して、リニアソノイドバルブＳＬＴにより調圧された作動油が供給される。これにより、クラッチ要素Ｃ２のライン圧制御における作動油の供給速度および作動油の排出速度が制御される。
【００５４】
さらに、クラッチ要素Ｃ２への作動油の供給および排出については、クラッチ要素Ｃ２への油路にＣ２アプライオリフィスおよびＣ２ドレンオリフィスが設けられている。Ｃ２ドレンオリフィスとして、Ｃ２ドレンオリフィス（大）とＣ２ドレンオリフィス（小）とが設けられる。これは、Ｓ５ソレノイドバルブのオンオフにより切換えられる。Ｓ５ソレノイドバルブが、オン状態のときにＣ２ドレンオリフィス（小）となり、オフ状態のときにＣ２ドレンオリフィス（大）となる。
【００５５】
クラッチ要素Ｃ３は、プライマリレギュレータバルブに接続されＳ２ソレノイドバルブにより制御される２−３、５−６シフトバルブを介して作動油が供給される。このクラッチ要素Ｃ３は、１速（１ｓｔ）から４速（４ｔｈ）までにおいては、開口径の小さなオリフィスを有する油路を用いたライン圧制御が、５速（５ｔｈ）と６速（６ｔｈ）とにおいては、開口径の大きなオリフィスを有する油路を用いた直接圧制御が行なわれる。クラッチ要素Ｃ３は、Ｓ２シフトバルブがオンからオフになると２−３、５−６シフトバルブが切換わり、直接圧制御からライン圧制御に切換わる。クラッチ要素Ｃ３は、Ｓ４シフトバルブがオンからオフになると４−５シフトバルブが切換わり、ＳＬ１による直接圧制御から、Ｃ３アキュームレータの背圧制御に切換わる。
【００５６】
図３に示すように、クラッチ要素Ｃ３がライン圧制御される時には小オリフィスを備えた油路が選択され、クラッチ要素Ｃ３が直接圧制御される時には大オリフィスを備えた油路が選択される。
【００５７】
また、クラッチ要素Ｃ３がライン圧制御される時の作動油の供給および排出については、クラッチ要素Ｃ３への油路にＣ３アキュームレータが接続され、Ｃ３アキュームレータの背圧として、アキュームレータコントロールバルブを介して、リニアソノイドバルブＳＬＴにより調圧された作動油が供給される。これにより、クラッチ要素Ｃ３のライン圧制御における作動油の供給速度および作動油の排出速度が制御される。
【００５８】
ブレーキ要素Ｂ３がライン圧制御される時の作動油の供給および排出については、ブレーキ要素Ｂ３への油路にＢ３アキュームレータが接続され、Ｂ３アキュームレータの背圧として、アキュームレータコントロールバルブを介して、リニアソノイドバルブＳＬＴにより調圧された作動油が供給される。これにより、ブレーキ要素Ｂ３のライン圧制御における作動油の供給速度および作動油の排出速度が制御される。
【００５９】
図４〜図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の内部メモリに記憶されるマップについて説明する。
【００６０】
図４は、２ｎｄ、３ｒｄおよび４ｔｈ時に係合されるブレーキ要素Ｂ３のトルク容量を、ブレーキ要素Ｂ３のアキュームストローク量（％）とクラッチ要素Ｃ３のアキュームストローク量（％）とに基づいて算出するために用いられるマップである。以降、このマップをマップ（Ｘ）という。
【００６１】
図５は、３ｒｄおよび４ｔｈ時に係合されるクラッチ要素Ｃ３のトルク容量を、クラッチ要素Ｃ３のアキュームストローク量（％）とクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）とに基づいて算出するために用いられるマップである。以降、このマップをマップ（Ｙ）という。
【００６２】
図６を参照して、マップ（Ｙ）において、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量を算出するときに他のクラッチ要素であるクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）が関係することについて説明する。
【００６３】
図６に示すように、クラッチ要素Ｃ２がトルク容量を有している場合には、クラッチ要素Ｃ３がトルク容量を必要とするまでに時間的な余裕ができる。すなわち、ケース（Ａ）は、ケース（Ｂ）に比べて、クラッチ要素Ｃ２のトルク容量が大きいのでクラッチ要素Ｃ３がトルク容量を有さない時間があっても３ｒｄ同期回転数に到達するまでの時間が長く、この間にクラッチ要素Ｃ３のトルク容量が増えることになる。このため、クラッチ要素Ｃ３がトルク容量を必要とするときには、現状よりアキュームレータのストローク量が増えているので、より大きな入力トルクを伝達することができることになる。このため、図５に示すように、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量を算出するためのマップに、他のクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）が関係するのである。マップ（Ｘ）についても同じであるので、ここでは、マップ（Ｘ）についての詳細な説明は繰り返さない。
【００６４】
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の内部メモリに記憶されるマップについて説明する。このマップは、変速過渡制御時における制御対象の摩擦係合要素（クラッチ要素、ブレーキ要素）を特定するとともに、アプライ中心の制御またはドレン中心制御のいずれを実行するのかを定めるためのマップである。
【００６５】
このマップにおいて、縦軸は、現在のギヤ段を示す。横軸は、目標のギヤ段を示す。縦軸である現在のギヤ段は、タービン回転数ＮＴにより判断する。たとえば、２速同期回転数〜３速同期回転数の間にタービン回転数ＮＴがあれば現在のギヤ段は２ｎｄとなる。同期回転数は、自動変速機３００の出力軸回転数ＮＯＵＴ×ギヤ比）で算出される。したがって、出力軸回転数ＮＯＵＴ×２速のギヤ比と出力軸回転数ＮＯＵＴ×３速のギヤ比との間にタービン回転数ＮＴがあれば、現在のギヤ段は２ｎｄとなる。
【００６６】
なお、回転数センサの誤差を考慮して、実際には、２速同期回転数−５０ｒｐｍ以上かつ３速同期回転数−５０ｒｐｍを現在のギヤ段が２ｎｄと判断している。
【００６７】
図７に示すように、現在のギヤ段と目標ギヤ段とに基づいてどのような制御が実行されるかが決定されるわけであるが、その際に、クラッチ要素やブレーキ要素のトルク容量の状態が十分であるか不十分であるかによって場合を分けて制御方法を変更している。
【００６８】
たとえば、現在のギヤ段が２ｎｄであって目標のギヤ段が２ｎｄである場合に、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が不十分である場合には、「ＵＰ１２」という制御が実行され、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が十分である場合には「ＤＷ３２」という制御が実行される。
【００６９】
また、現在のギヤ段が３ｒｄであって目標ギヤ段が２ｎｄである場合に、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が不十分である場合には「ＵＰ１２」という制御が、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が十分である場合には「ＤＷ３２」という制御が行なわれる。
【００７０】
また、現在のギヤ段が３ｒｄで目標ギヤ段が３ｒｄである場合において、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量が不十分である場合には「ＵＰ２３」という制御が、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量が十分である場合には「ＤＷ４３」という制御が行なわれる。
【００７１】
図７に示すマップにおける、「ＤＷ２１」という制御は、ブレーキ要素Ｂ３解放中心の制御を実行する。「ＤＷ３２」という制御は、クラッチ要素Ｃ３解放中心の制御を実行する。「ＤＷ４３」という制御は、クラッチ要素Ｃ２解放中心の制御を実行する。「ＵＰ１２」という制御は、ブレーキ要素Ｂ３係合中心の制御を実行する。「ＵＰ２３」という制御は、クラッチ要素Ｃ３係合中心の制御を実行する。「ＵＰ３４」という制御は、クラッチ要素Ｃ２係合中心の制御を実行する。
【００７２】
このように、制御を区別して行なう（制御を変更する）のは、目標ギヤ段と現在実際に形成している実ギヤ段から制御対象となるクラッチ要素やブレーキ要素を判定するためである。この場合、制御対象となるクラッチとして係合側のクラッチと解放側のクラッチの２つが存在する。アキューム変速の場合、基本的には油圧は、供給圧と背圧とで制御されるが、制御中の全クラッチに同じ供給圧、同じ背圧が供給されるので、どのクラッチを中心に制御を行なうのかを決める必要がある。残りのクラッチは、成り行きで油圧が変化することになるが、成り行きの場合であっても、緩衝機構としてのアキュームレータが設けられているため、油圧は滑らかに変化する。ただし、そのクラッチ要素に対して、最適な係合圧や背圧により制御されているとは限らない。
【００７３】
また、係合側のトルク容量が十分である場合には解放側のクラッチの制御を中心に行なう。係合側のトルク容量が十分でないとタービン吹きが発生することを回避するためである。これは、係合側が伝達トルクのヒューズとなっているためである。すなわち、係合側のトルク容量が不足するときには、係合クラッチ中心に制御を行なう。よって、解放側のクラッチは成り行きであっても、アウトプットトルクに大きく影響は及ぼさない。しかし、係合側が十分なトルク容量を持っている場合には、係合側は滑らないため、解放側がヒューズとなる。つまり、アウトプットトルクが解放側のトルク容量に影響を受けるということになる。そこで、解放側中心に制御することで、変速ショックを低減させることができる。
【００７４】
図８を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０により実行される目標ギヤ段切換処理のプログラムの制御構造について説明する。
【００７５】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、現在の形成ギヤ段を算出する。このときｎ速同期回転数≦タービン回転数ＮＴ＜（ｎ＋１）速同期回転数であると、現在の形成ギヤ段をｎ段として算出する。
【００７６】
Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、許容入力トルク算出マップを選択する。目標ギヤ段と現在の形成ギヤ段（ｎ）により、図４に示すマップ（Ｘ）および図５に示すマップ（Ｙ）のいずれかを選択する。目標ギヤ段が２ｎｄである場合には、ブレーキ要素Ｂ３とクラッチ要素Ｃ３とから算出される、マップ（Ｘ）が選択される。また、目標ギヤ段が３ｒｄである場合には、クラッチ要素Ｃ３とクラッチ要素Ｃ２から算出される、マップ（Ｙ）が選択される。
【００７７】
Ｓ１２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、選択したマップにより許容入力トルクを算出する。推定されたブレーキ要素Ｂ３、クラッチ要素Ｃ３およびクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）と、選択したマップとにより許容入力トルクを算出する。このとき、図４および図５のいずれかのマップが使用される。
【００７８】
Ｓ１３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、許容トルク容量がタービントルクよりも大きいか否かを判断する。タービントルクは、エンジンＥＣＵ１０１０にて算出されたエンジントルクにトルクコンバータ２００のトルク比ηを乗算することにより算出される。許容トルク容量は、図４または図５のマップを用いて算出したトルク容量である。許容トルク容量がタービントルク容量も大きいと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。このとき、図７に示すマップが用いられる。図７中の「トルク容量十分」とは、「トルク容量（入力トルク換算）＞タービントルク」と判断された場合であり、図７中の「トルク容量不十分」とは、「トルク容量（入力トルク換算）≦タービントルク」と判断された場合である。
【００７９】
Ｓ１４０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速パターンを選出する。図７のマップに基づく判断の結果、目標ギヤ段が２ｎｄである場合にはクラッチ要素Ｃ３ドレン中心の制御が行なわれ、目標ギヤ段が３ｒｄである場合にはクラッチ要素Ｃ２ドレン中心の制御が行なわれる。
【００８０】
Ｓ１５０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速パターンを選出する。図７のマップに基づく判断の結果、目標ギヤ段が２ｎｄである場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が行なわれ、目標ギヤ段が３ｒｄである場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が行なわれる。
【００８１】
Ｓ１６０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ソレノイド切換えのためのソレノイドパターンを出力する。目標ギヤ段が、２ｎｄである場合にはＳ１ソレノイドをオン、Ｓ２ソレノイドをオン、Ｓ３ソレノイドをオン、Ｓ４ソレノイドをオフ、Ｓ５ソレノイドをオフとして、ブレーキ要素Ｂ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をドレン状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態の大オリフィスの状態とする。また、目標ギヤ段が３ｒｄの場合には、Ｓ１ソレノイドバルブをオン、Ｓ２ソレノイドバルブをオフ、Ｓ３ソレノイドバルブをオン、Ｓ４ソレノイドバルブをオフ、Ｓ５ソレノイドバルブをオフの状態とし、ブレーキ要素Ｂ３はアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態の大オリフィスの状態とする。
【００８２】
なお、Ｓ５ソレノイドバルブのオンオフにより、クラッチ要素Ｃ２のドレンが大オリフィスであるか小オリフィスであるかを切換えることができる。このＣ２ドレンオリフィスの切換えについては、変速時間を重視する場合には大オリフィスを選択するように、変速ショックの軽減を重視する場合には小オリフィスを選択するようにする。
【００８３】
Ｓ１７０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ソレノイド切換えのためのソレノイドパターンを出力する。このとき目標ギヤ段が２ｎｄである場合にはＳ１ソレノイドバルブをオン、Ｓ２ソレノイドバルブをオン、Ｓ３ソレノイドバルブをオン、Ｓ４ソレノイドバルブをオフ、Ｓ５ソレノイドバルブをオン状態とし、ブレーキ要素Ｂ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をドレン状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態の小オリフィスの状態とする。また、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはＳ１ソレノイドバルブをオン、Ｓ２ソレノイドバルブをオフ、Ｓ３ソレノイドバルブをオン、Ｓ４ソレノイドバルブをオフ、Ｓ５ソレノイドバルブをオンとし、ブレーキ要素Ｂ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態であって小オリフィスの状態とする。
【００８４】
Ｓ１８０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ライン圧および背圧制御を実行する。このとき、目標ギヤ段が２ｎｄである場合には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、リニアソレノイドバルブＳＬＴに対してクラッチ要素Ｃ３ドレン用のライン圧を設定する信号を出力し、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。また、目標ギヤ段が３ｒｄの場合には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、リニアソレノイドバルブＳＬＴにクラッチ要素Ｃ２ドレン用のライン圧を設定する制御信号を、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。
【００８５】
Ｓ１９０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ライン圧および背圧制御を実行する。このとき、目標ギヤ段が２ｎｄである場合には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、リニアソレノイドバルブＳＬＴにブレーキ要素Ｂ３アプライ用のライン圧を設定する制御信号を出力し、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。また、目標ギヤ段が３ｒｄである場合には、リニアソレノイドバルブＳＬＴに、クラッチ要素Ｃ３アプライ用のライン圧を設定する制御信号を、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。Ｓ１８０およびＳ１９０の後、処理はＳ２００へ移される。Ｓ２００にて、変速出力判断を終了する。
【００８６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０を搭載した車両の動作について説明する。この説明のため、図９にタイミングチャートを示す。
【００８７】
図９は、２ｎｄ→３ｒｄ→４ｔｈオフアップ中に、パワーオン３ｒｄダウンが発生した場合の各種状態の時間変化を表わすタイミングチャートである。図９に、目標ギヤ段、アウトプットトルク、アクセル開度、タービン回転数、アキュームレータ背圧指令値およびクラッチ係合圧を示す。また、図９のタイミングチャートにおいて、実線が本発明に係る制御を行なった場合を示し、点線が従来の制御を行なった場合を示す。
【００８８】
目標ギヤ段切換え処理が実行されると、現在の形成ギヤ段が算出される（Ｓ１００）。目標ギヤ段と現在のギヤ段とに基づいて、マップ（Ｘ）（図４）またはマップ（Ｙ）（図５）のいずれかが選択される（Ｓ１１０）。このとき、目標ギヤ段が２ｎｄの場合にはマップ（Ｘ）が、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはマップ（Ｙ）が選択される。
【００８９】
図４または図５に示すマップを用いて、許容入力トルクが算出される（Ｓ１２０）。このとき、ブレーキ要素Ｂ３、クラッチ要素Ｃ３およびクラッチ要素Ｃ２において推定されたアキュームストローク量に基づいて図４または図５に示すマップを用いて許容入力トルクが算出される（Ｓ１２０）。図７に示すマップを用いて、許容入力トルク（図７のトルク容量）とタービントルクとの関係から、どの制御が実行されるのかが選出される。
【００９０】
許容入力トルクがタービントルクよりも大きいと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、変速パターンが選出され（Ｓ１４０）、ソレノイド切換え処理が実行される（Ｓ１６０）。さらに、ライン圧および背圧の制御が実行される（Ｓ１８０）。
【００９１】
一方、許容トルク容量がタービントルク以下であると（Ｓ１３０にてＮＯ）、変速パターンの選出が行なわれ（Ｓ１５０）、ソレノイド切換えが行なわれ（Ｓ１７０）、ライン圧および背圧の制御が実行される（Ｓ１９０）。
【００９２】
許容入力トルクがタービントルクよりも大きい場合に（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、目標ギヤ段が２ｎｄの場合にはクラッチ要素Ｃ３ドレン中心の制御が、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはクラッチ要素Ｃ２ドレン中心の制御が実行される（Ｓ１４０）。一方、許容トルク容量がタービントルク以下である場合には（Ｓ１３０にてＮＯ）、目標ギヤ段が２ｎｄの場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が実行され、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が行なわれる（Ｓ１５０）。
【００９３】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵによると、実際に自動変速機が形成しているギヤ段を求め、そのギヤ段より制御対象となるクラッチ（解放側と係合側と）を求める。対象クラッチのトルク容量（入力トルク換算）が目標ギヤ段を形成する上で十分なトルク容量を有しているか否かを現在の入力トルクと比較して判定する。
【００９４】
係合側のトルク容量が不十分な場合には係合側のクラッチの制御（アプライ制御）を行ない、係合側のクラッチ容量が十分な場合には解放側のクラッチの制御（ドレン制御）を実行する。
【００９５】
このように制御するため、図９に示すように従来の場合と異なりアキュームレータ背圧指令値が目標ギヤ段がパワーオン３ｒｄダウンに対応して高く設定され、３ｒｄ係合クラッチがより早く係合する。これにより、タービン回転数がより早く３ｒｄ同期回転数に到達し変速時間が短くなるとともに、アウトプットトルクの変動が小さくなる。その結果、変速時間を短くし、タービン吹きや変速ショックの発生を回避することができる。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御ブロック図である。
【図２】 図１に示す自動変速機の作動表である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る自動変速機の油圧回路を示す図である。
【図４】 図１のＥＣＴ＿ＥＣＵの内部に記憶されるマップを示す図（その１）である。
【図５】 図１のＥＣＴ＿ＥＣＵの内部に記憶されるマップを示す図（その２）である。
【図６】 クラッチ要素Ｃ２のトルク容量とクラッチ要素Ｃ３のトルク容量との関係を示す図である。
【図７】 図１のＥＣＴ＿ＥＣＵの内部に記憶されるマップを示す図（その３）である。
【図８】 本発明の実施の形態に係るＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態に係る自動変速機が搭載された車両の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、３００ 自動変速機、３１０ 入力クラッチ、４００エンジン回転数センサ、４１０ タービン回転数センサ、４２０ 出力軸回転数センサ、１０００ ＥＣＵ、１０１０ エンジンＥＣＵ、１０２０ ＥＣＴ＿ＥＣＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御技術に関し、特に、複数の摩擦係合要素を有する歯車式の自動変速機における多重変速時の過渡制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される自動変速機には、有段式と無段式の変速機があり、有段式の自動変速機は、トルクコンバータなどの流体継手と歯車式変速機構とから構成される。
【０００３】
この有段式の自動変速機は、エンジンと、トルクコンバータ等の流体継手を介して接続される。有段式の自動変速機は、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構（遊星歯車式変速機構）から構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。有段式の自動変速機においては、摩擦係合要素である、クラッチ要素やブレーキ要素やワンウェイクラッチ要素が、所定の状態に係合および解放されることにより、ギヤ段が決定される。
【０００４】
このような自動変速機において、一般的に、自動変速機を有した車両には運転者により操作されるシフトレバーが設けられ、シフトレバー操作に基づいて変速ポジション（たとえば、後進走行ポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション）が設定されている。
【０００５】
このような構成における前進走行ポジションにおいては、複数のギヤ段（たとえば、５速自動変速機であれば５つのギヤ段、６速自動変速機であれば６つのギヤ段）が設定されている。それぞれのギヤ段に対応させて、どのクラッチ要素やブレーキ要素を係合するのか解放するのかが定められている。ＥＣＴ（Electronic Controlled Automatic Transmission）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とよばれるコンピュータが、予め定められた変速マップ（車速とスロットル開度とによりアップシフト線とダウンシフト線とを規定したマップ）に基づいて、油圧回路のソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブに制御信号を出力して、所望のギヤ段を構成するように、適正なタイミングでクラッチ要素やブレーキ要素を係合させたり解放させたりしている。
【０００６】
また、このような油圧回路においては、変速時のショックの発生やタービン吹き（エンジン回転数の不必要な上昇）をできる限り抑制するために、作動油の供給や排出のタイミングおよびその速度を制御するようにしている。作動油の供給や排出の速度を制御するために、油圧回路にアキュームレータやオリフィスを設けたり、作動油の油圧をリニアソレノイドバルブを用いて直接にコントロール（直接圧制御、直圧制御、ダイレクトクラッチ制御等という）したりしている。
【０００７】
ところで、このような構成を有する自動変速機において、運転状態の変化などにより、第１の変速指令に基づく第１の変速段への変速動作の途中に第２の変速指令に基づく第２の変速段への指令が出力されて、多重変速が発生する場合がある。たとえば、アクセルペダルを踏んで加速後にアクセルペダルを戻して蛇行すると、２速→３速→４速のアクセルオフでアップシフト変速が行なわれる。このアップシフト変速中に、再加速するために運転者がアクセルペダルを踏む込むと、２速から４速への変速途中で３速へダウンシフトされる。
【０００８】
特開平８−２７７９２５号公報（特許文献１）は、クラッチ・ツウ・クラッチ変速中の多重変速を変速の遅れやショックを悪化させずに実行する自動変速機の制御装置を開示する。この自動変速機の制御装置は、第１の摩擦係合装置を解放するとともに第２の摩擦係合装置を係合させることにより所定の変速を実行する自動変速機の制御装置であって、変速の実行中であることを判断するクラッチ・ツウ・クラッチ変速判断手段と、変速の実行中に他の変速を実行するべき状態の成立を判断する多重変速判断手段と、変速の実行中における第２の摩擦係合装置の係合開始を判断する係合開始判断手段と、変速の実行中における第２の摩擦係合装置の係合の終了を判断する係合終了判断手段と、多重変速判断手段による他の変速の判断時点が、係合開始判断手段による第２の摩擦係合装置の係合開始の判断の成立の前後あるいは係合終了判断手段による第２の摩擦係合装置の係合終了の判断の成立の前後であることに応じて互いに異なる変速指示を出力する変速指示手段とを備える。
【０００９】
この自動変速機の制御装置によると、第１の摩擦係合装置を解放しかつ第２の摩擦係合装置を係合させる変速が実行されていると、これをクラッチ・ツウ・クラッチ変速判断手段が判断する。またその変速中における第２の摩擦係合装置の係合状態が検出されており、その摩擦係合装置が係合を開始すれば、これを係合開始判断手段が判断し、またその摩擦係合装置の係合が終了すれば、これを係合終了判断手段が判断する。一方、この変速中に他の変速段を設定するべき状態が生じると、その変速を多重変速判断手段が判断する。多重変速判断手段による変速判断が行なわれた場合に、その変速判断による変速段への変速を最終的には実行するが、多重変速判断手段による判断が、この係合開始手段による係合の開始の判断以前もしくは以降、あるいは係合終了判断手段による係合終了の判断以前あるいは以降のいずれの時点で行なわれたかによって異なる変速指示を変速指示手段が出力する。したがって、いわゆる多重変速の場合には、最初の変速の進行状況を細分化して判断し、それぞれの状況に応じた変速制御を実行するから、変速遅れや変速ショックの悪化などが防止される。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２７７９２５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された自動変速機の制御装置では、以下のような問題点がある。
【００１２】
第１に、この制御装置では、多重変速時における制御を第１の変速出力および第２の変速出力とタービン回転数の変化とに基づいて変速指令を切換える制御を実行し、変速指令を出力する前のギヤ段がどのギヤ段であるかによって、制御を切換える必要がある。このため、複雑な多重変速の場合には、多くの場合分けが発生してしまい制御が複雑になってしまう。
【００１３】
第２に、この制御装置では、変速判断の開始、回転数変化の開始、回転数変化の終了、タイマを用いて、変速過程を４つのフェーズに分類しているに過ぎない。また、現実に変速指令を出力できるか否かを本質的に判断するために必要な各摩擦係合要素のトルク容量に着目して、変速過程を分類していない。このため、大略的な制御しか実行することができないので、変速ショックやタービン吹き（エンジン回転数上昇）を回避できない場合がある。
【００１４】
第３に、この制御装置では、変速過程を４つのフェーズに分けて、変速指令の出力タイミングを変更するに過ぎず、係合対象の摩擦係合要素および解放対象の摩擦係合要素の係合圧を直接的に制御するものではない。このため、変速指令の出力タイミングを早めたり遅らせたりするのみでは、変速フィーリングの向上に限界がある。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、多重変速時において、変速ショックを生じさせることなく、変速時間を短くすることができる、自動変速機の変速制御装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る自動変速機の変速制御装置は、変速指示が出力された際に、目標ギヤ段に基づいて、制御対象となる摩擦係合要素を特定するための特定手段と、特定された摩擦係合要素のトルク容量を推定するための推定手段と、推定されたトルク容量と自動変速機への入力トルクとに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素の係合圧を制御するための制御手段とを含む。
【００１７】
第１の発明によると、たとえば、第１のギヤ段から第２のギヤ段を経由して第３のギヤ段への変速中に、第２のギヤ段への変速指令が発生したとする。このような多重変速時においては、係合から解放される摩擦係合要素および解放から係合される摩擦係合要素が複数存在する。このような場合には、特定手段により、目標ギヤ段（ここでは最終的な第２のギヤ段）に基づいて、複数の摩擦係合要素の中から制御対象として、解放状態から係合状態にされる摩擦係合要素が特定され、推定手段によりこの摩擦係合要素についてこの時のトルク容量が推定される。このトルク容量が自動変速機の入力トルク（通常はエンジンと変速機構との間に流体継手として設置されるトルクコンバータの出力軸トルクであるタービントルク）よりも、大きいとその状態を維持するように制御され、小さいとトルク容量を増大させる。制御手段は、この摩擦係合要素の係合圧を制御するための（すなわち、この摩擦係合要素の係合圧を高めるための）ソレノイドパターンを油圧回路に出力する。このようにすると、摩擦係合要素のトルク容量が入力トルクに対して十分であるか十分でないかに基づいて制御するので、摩擦係合要素が伝達できるトルクは十分であるので、タービン吹きや変速ショックが発生することはない。その結果、多重変速時において、変速ショックを生じさせることなく、変速時間を短くすることができる、自動変速機の変速制御装置を提供することができる。
【００１８】
第２の発明に係る自動変速機の変速制御装置は、変速指示が出力された際に、実際に形成されている現ギヤ段を算出するための算出手段と、算出された現ギヤ段と目標ギヤ段とに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素を特定するための特定手段と、特定された摩擦係合要素のトルク容量を推定するための推定手段と、推定されたトルク容量と自動変速機への入力トルクとに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素の係合圧を制御するための制御手段とを含む。
【００１９】
第２の発明によると、たとえば、第１のギヤ段から第２のギヤ段を経由して第３のギヤ段への変速中に、第２のギヤ段への変速指令が発生したとする。このような多重変速時においては、係合から解放される摩擦係合要素および解放から係合される摩擦係合要素が複数存在する。さらに、このような多重変速時においては、それぞれの摩擦係合要素がどのような状態（係合状態であるのか、係合から解放状態に移行しているのか、解放状態から係合状態に移行しているのか、解放状態であるのか）が明確には把握できない。そのため、算出手段により実際に形成されているギヤ段を、たとえば自動変速機の入力軸回転数と出力軸回転数とギヤ比とに基づいて算出する。特定手段により、現ギヤ段から目標ギヤ段（ここでは最終的な第２のギヤ段）に移行するために最も適切な摩擦係合要素が、複数の摩擦係合要素の中から制御対象として特定される。推定手段によりこの摩擦係合要素についてこの時のトルク容量が推定される。このトルク容量が自動変速機の入力トルク（通常はエンジンと変速機構との間に流体継手として設置されるトルクコンバータの出力軸トルクであるタービントルク）よりも、大きいとその状態を維持するように制御され、小さいとトルク容量を増大させる。制御手段は、この摩擦係合要素の係合圧を制御するための（すなわち、この摩擦係合要素の係合圧を高めるための）ソレノイドパターンを油圧回路に出力する。このようにすると、摩擦係合要素のトルク容量が入力トルクに対して十分あるか十分でないかに基づいて制御するので、摩擦係合要素が伝達できるトルクは十分であるので、タービン吹きや変速ショックが発生することはない。その結果、多重変速時において、変速ショックを生じさせることなく、変速時間を短くすることができる、自動変速機の変速制御装置を提供することができる。
【００２０】
第３の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、トルク容量が入力トルクに対して十分であるか否かを判定し、不十分であると判定されたときに制御対象となる摩擦係合要素を係合状態に変化させるように係合圧を制御するための手段を含む。
【００２１】
第３の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分でない摩擦係合要素を係合状態に変化させるための油路を形成するようなソレノイドパターンを出力して、係合圧を高めてトルク容量を十分な状態にすることができる。
【００２２】
第４の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、制御対象となる摩擦係合要素を係合状態に変化させるように、変速指示を出力するための手段を含む。
【００２３】
第４の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分でない摩擦係合要素を係合状態に変化させるようなギヤ段への変速指示を出力して、係合圧を高めてトルク容量を十分な状態にすることができる。
【００２４】
第５の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、制御手段は、トルク容量が入力トルクに対して十分であるか否かを判定し、十分であると判定されたときに制御対象となる摩擦係合要素の係合状態が維持されるように係合圧を制御するための手段を含む。
【００２５】
第５の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分である摩擦係合要素の係合状態が変化しないように油路を維持するようなソレノイドパターンを出力して、係合圧を保持してトルク容量を十分な状態に維持することができる。
【００２６】
第６の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、制御対象となる摩擦係合要素の係合状態が維持されるように、変速指示を出力するための手段を含む。
【００２７】
第６の発明によると、制御手段は、制御対象であって、トルク容量が十分である摩擦係合要素を係合状態が変化しないようなギヤ段への変速指示を出力したり、現状の変速指示を維持したりして、係合圧を保持してトルク容量を十分な状態に維持することができる。
【００２８】
第７の発明に係る自動変速機の変速制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、制御対象となる摩擦係合要素は、変速指示前のギヤ段から目標ギヤ段への変速に伴い、解放状態から係合状態に切換わる摩擦係合要素である。
【００２９】
第７の発明によると、制御手段は、多重変速時において、変速指示前のギヤ段から目標ギヤ段への変速に伴い、解放状態から係合状態に切換わる摩擦係合要素におけるトルク容量に基づいて変速制御を行なうことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３１】
本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＵ１０００により実現される。本実施の形態では、自動変速機を、流体継手としてトルクコンバータを備えた、遊星歯車式減速機構を有する自動変速機として説明する。
【００３２】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、より詳しくは、図１に示すＥＣＵ１０００の中のＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０により実現される。
【００３３】
図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、ＥＣＵ１０００とから構成される。
【００３４】
エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４００により検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。
【００３５】
トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有するトルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４１０により検知される。自動変速機３００の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサ４２０により検知される。
【００３６】
ロックアップクラッチ２１０は、油圧を供給するロックアップリレーバルブによって油圧の供給／排出が係合側と解放側とで切換えられて作動させられ、ロックアップピストンが軸方向に移動することによって、ロックアップピストンとフロントカバーとが摩擦材を介して接離される。また、ロックアップクラッチ２１０によってトルクコンバータ内が区画され、ロックアップピストンとフロントカバーとの間に、ロックアップクラッチ２１０を解放するための解放側油室が、ロックアップピストンとタービンランナとの間にロックアップクラッチ２１０を係合させるための係合側油室がそれぞれ形成され、解放側油室および係合側油室に、バルブボディ内の油圧回路から油圧が供給されるようになっている。
【００３７】
図２（Ａ）に自動変速機３００の作動表の全体を、図２（Ｂ）にその一部を示す。
【００３８】
図２（Ａ）に示す作動表によると、摩擦要素であるクラッチ要素（図中のＣ１〜Ｃ４）や、ブレーキ要素（Ｂ１〜Ｂ４）、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ０〜Ｆ３）が、どのギヤ段の場合に係合および解放されるかを示している。たとえば、車両の発進時に使用される１速時には、クラッチ要素（Ｃ１）、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ０、Ｆ３）が係合する。
【００３９】
図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態にかかる制御装置が制御する自動変速機においては、以下のような場合に、制御対象の摩擦係合要素であるクラッチ要素やブレーキ要素を特定して、係合状態にするために作動油を供給したり、解放状態にするために作動油を排出したりする制御を行なう。
【００４０】
たとえば、第１の場合として、２ｎｄ→３ｒｄ→４ｔｈの変速中であって、３ｒｄ形成クラッチ要素（クラッチ要素Ｃ３）のトルク容量が不十分なときに、目標ギヤ段を３ｒｄとする多重変速になった場合である。第２の場合として、４ｔｈ→３ｒｄ→２ｎｄの変速中であって、実際のギヤ段が４ｔｈと３ｒｄとの間にあるときに、目標ギヤ段を３ｒｄとする多重変速になった場合である。
【００４１】
さらに、この自動変速機においては、１速（１ｓｔ）から４速（４ｔｈ）までは、ライン圧を用いたアキューム制御が実行され、５速（５ｔｈ）と６速（６ｔｈ）とは、直接圧制御が実行される。なお、これらのクラッチ要素やブレーキ要素に関連する油圧回路の詳細については、後述する。
【００４２】
これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機３００を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０と、ＶＳＣ(Vehicle Stability Control)＿ＥＣＵ１０３０とを含む。
【００４３】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、タービン回転数センサ４１０からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、出力軸回転数センサ４２０から出力軸回転数ＮＯＵＴを表わす信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、エンジン回転数センサ４００にて検知されたエンジン回転数ＮＥを表わす信号と、スロットルポジションセンサにて検知されたスロットル開度を表わす信号とが入力される。
【００４４】
これら回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。
【００４５】
さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０３０から、Ｇセンサにて検知された車両加速度を表わす信号と、ブレーキがオン状態であることを表わす信号とが入力される。ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０３０は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０からブレーキ制御信号が入力され、車両のブレーキを制御する。ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０３０からＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０にアクセル開度信号が送信される。
【００４６】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機３００の油圧回路のリニアソレノイド（ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬＴ、ＳＬＵ）や、オンオフソレノイドに、制御信号を出力する。これらの制御信号に基づいて、図２に示す所望の摩擦係合要素が係合されたり、解放されたりする。また、作動油の供給油路や排出油路が切換えられたり、さらに直接圧制御とライン圧制御（ライン圧が供給される制御）とが切換えられたりする。なお、ライン圧制御とは、直接圧制御を用いてリニアソレノイドバルブで調圧された油圧ではなく、ライン圧が摩擦係合要素に供給される場合の制御の状態を指し示し、以下の説明においては、このライン圧制御をライン圧供給とも記載する。
【００４７】
ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、自動変速機３００から作動油の油温を表わす信号が入力されるとともに、エンジンＥＣＵ１０１０からエンジン１００の出力トルクを表わす信号が入力される。エンジンＥＣＵ１０１０は、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量毎にエンジントルクを予め計測して記憶しておいて、エンジンＥＣＵ１０１０は、現在のエンジンの状態からエンジントルクを逐次推定する。
【００４８】
このとき、エンジンＥＣＵ１０１０は、エアコンディショナのコンプレッサなどのエンジン１００の負荷を考慮してエンジントルクを補正する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０から入力されたエンジントルクにトルクコンバータ２００のトルク比ηを乗算してタービントルクを算出する。なお、トルクコンバータ２００のトルク比ηは、トルクコンバータ２００の速度比ｅ（＝タービン回転数ＮＴ／エンジン回転数ＮＥ）から算出することができる。
【００４９】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置により制御されるクラッチ要素Ｃ２、クラッチ要素Ｃ３、ブレーキ要素Ｂ３に関連する油圧回路について説明する。図３に示す油圧回路は、全体の油圧回路の一部である。
【００５０】
クラッチ要素Ｃ２は、アキューム制御領域において、４ｔｈで係合状態に、それ以外で解放状態に制御される。クラッチ要素Ｃ３は、アキューム制御領域において、３ｒｄおよび４ｔｈで係合状態に、それ以外で解放状態に制御される。
【００５１】
ブレーキ要素Ｂ３は、２ｎｄ、３ｒｄおよび４ｔｈで係合状態に、それ以外で解放状態に制御される。
【００５２】
クラッチ要素Ｃ２は、プライマリレギュレータバルブに接続されＳ３ソレノイドバルブにより制御される３−４シフトバルブを介してライン圧が供給される。クラッチ要素Ｃ２は、Ｓ３シフトバルブがオフからオンになると３−４シフトバルブが切換わり、作動油が供給される状態から作動油が排出される状態に切換わる。
【００５３】
クラッチ要素Ｃ２への作動油の供給および排出については、クラッチ要素Ｃ２への油路にＣ２アキュームレータが接続され、Ｃ２アキュームレータの背圧として、アキュームレータコントロールバルブを介して、リニアソノイドバルブＳＬＴにより調圧された作動油が供給される。これにより、クラッチ要素Ｃ２のライン圧制御における作動油の供給速度および作動油の排出速度が制御される。
【００５４】
さらに、クラッチ要素Ｃ２への作動油の供給および排出については、クラッチ要素Ｃ２への油路にＣ２アプライオリフィスおよびＣ２ドレンオリフィスが設けられている。Ｃ２ドレンオリフィスとして、Ｃ２ドレンオリフィス（大）とＣ２ドレンオリフィス（小）とが設けられる。これは、Ｓ５ソレノイドバルブのオンオフにより切換えられる。Ｓ５ソレノイドバルブが、オン状態のときにＣ２ドレンオリフィス（小）となり、オフ状態のときにＣ２ドレンオリフィス（大）となる。
【００５５】
クラッチ要素Ｃ３は、プライマリレギュレータバルブに接続されＳ２ソレノイドバルブにより制御される２−３、５−６シフトバルブを介して作動油が供給される。このクラッチ要素Ｃ３は、１速（１ｓｔ）から４速（４ｔｈ）までにおいては、開口径の小さなオリフィスを有する油路を用いたライン圧制御が、５速（５ｔｈ）と６速（６ｔｈ）とにおいては、開口径の大きなオリフィスを有する油路を用いた直接圧制御が行なわれる。クラッチ要素Ｃ３は、Ｓ２シフトバルブがオンからオフになると２−３、５−６シフトバルブが切換わり、直接圧制御からライン圧制御に切換わる。クラッチ要素Ｃ３は、Ｓ４シフトバルブがオンからオフになると４−５シフトバルブが切換わり、ＳＬ１による直接圧制御から、Ｃ３アキュームレータの背圧制御に切換わる。
【００５６】
図３に示すように、クラッチ要素Ｃ３がライン圧制御される時には小オリフィスを備えた油路が選択され、クラッチ要素Ｃ３が直接圧制御される時には大オリフィスを備えた油路が選択される。
【００５７】
また、クラッチ要素Ｃ３がライン圧制御される時の作動油の供給および排出については、クラッチ要素Ｃ３への油路にＣ３アキュームレータが接続され、Ｃ３アキュームレータの背圧として、アキュームレータコントロールバルブを介して、リニアソノイドバルブＳＬＴにより調圧された作動油が供給される。これにより、クラッチ要素Ｃ３のライン圧制御における作動油の供給速度および作動油の排出速度が制御される。
【００５８】
ブレーキ要素Ｂ３がライン圧制御される時の作動油の供給および排出については、ブレーキ要素Ｂ３への油路にＢ３アキュームレータが接続され、Ｂ３アキュームレータの背圧として、アキュームレータコントロールバルブを介して、リニアソノイドバルブＳＬＴにより調圧された作動油が供給される。これにより、ブレーキ要素Ｂ３のライン圧制御における作動油の供給速度および作動油の排出速度が制御される。
【００５９】
図４〜図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の内部メモリに記憶されるマップについて説明する。
【００６０】
図４は、２ｎｄ、３ｒｄおよび４ｔｈ時に係合されるブレーキ要素Ｂ３のトルク容量を、ブレーキ要素Ｂ３のアキュームストローク量（％）とクラッチ要素Ｃ３のアキュームストローク量（％）とに基づいて算出するために用いられるマップである。以降、このマップをマップ（Ｘ）という。
【００６１】
図５は、３ｒｄおよび４ｔｈ時に係合されるクラッチ要素Ｃ３のトルク容量を、クラッチ要素Ｃ３のアキュームストローク量（％）とクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）とに基づいて算出するために用いられるマップである。以降、このマップをマップ（Ｙ）という。
【００６２】
図６を参照して、マップ（Ｙ）において、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量を算出するときに他のクラッチ要素であるクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）が関係することについて説明する。
【００６３】
図６に示すように、クラッチ要素Ｃ２がトルク容量を有している場合には、クラッチ要素Ｃ３がトルク容量を必要とするまでに時間的な余裕ができる。すなわち、ケース（Ａ）は、ケース（Ｂ）に比べて、クラッチ要素Ｃ２のトルク容量が大きいのでクラッチ要素Ｃ３がトルク容量を有さない時間があっても３ｒｄ同期回転数に到達するまでの時間が長く、この間にクラッチ要素Ｃ３のトルク容量が増えることになる。このため、クラッチ要素Ｃ３がトルク容量を必要とするときには、現状よりアキュームレータのストローク量が増えているので、より大きな入力トルクを伝達することができることになる。このため、図５に示すように、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量を算出するためのマップに、他のクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）が関係するのである。マップ（Ｘ）についても同じであるので、ここでは、マップ（Ｘ）についての詳細な説明は繰り返さない。
【００６４】
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の内部メモリに記憶されるマップについて説明する。このマップは、変速過渡制御時における制御対象の摩擦係合要素（クラッチ要素、ブレーキ要素）を特定するとともに、アプライ中心の制御またはドレン中心制御のいずれを実行するのかを定めるためのマップである。
【００６５】
このマップにおいて、縦軸は、現在のギヤ段を示す。横軸は、目標のギヤ段を示す。縦軸である現在のギヤ段は、タービン回転数ＮＴにより判断する。たとえば、２速同期回転数〜３速同期回転数の間にタービン回転数ＮＴがあれば現在のギヤ段は２ｎｄとなる。同期回転数は、自動変速機３００の出力軸回転数ＮＯＵＴ×ギヤ比）で算出される。したがって、出力軸回転数ＮＯＵＴ×２速のギヤ比と出力軸回転数ＮＯＵＴ×３速のギヤ比との間にタービン回転数ＮＴがあれば、現在のギヤ段は２ｎｄとなる。
【００６６】
なお、回転数センサの誤差を考慮して、実際には、２速同期回転数−５０ｒｐｍ以上かつ３速同期回転数−５０ｒｐｍを現在のギヤ段が２ｎｄと判断している。
【００６７】
図７に示すように、現在のギヤ段と目標ギヤ段とに基づいてどのような制御が実行されるかが決定されるわけであるが、その際に、クラッチ要素やブレーキ要素のトルク容量の状態が十分であるか不十分であるかによって場合を分けて制御方法を変更している。
【００６８】
たとえば、現在のギヤ段が２ｎｄであって目標のギヤ段が２ｎｄである場合に、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が不十分である場合には、「ＵＰ１２」という制御が実行され、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が十分である場合には「ＤＷ３２」という制御が実行される。
【００６９】
また、現在のギヤ段が３ｒｄであって目標ギヤ段が２ｎｄである場合に、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が不十分である場合には「ＵＰ１２」という制御が、ブレーキ要素Ｂ３のトルク容量が十分である場合には「ＤＷ３２」という制御が行なわれる。
【００７０】
また、現在のギヤ段が３ｒｄで目標ギヤ段が３ｒｄである場合において、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量が不十分である場合には「ＵＰ２３」という制御が、クラッチ要素Ｃ３のトルク容量が十分である場合には「ＤＷ４３」という制御が行なわれる。
【００７１】
図７に示すマップにおける、「ＤＷ２１」という制御は、ブレーキ要素Ｂ３解放中心の制御を実行する。「ＤＷ３２」という制御は、クラッチ要素Ｃ３解放中心の制御を実行する。「ＤＷ４３」という制御は、クラッチ要素Ｃ２解放中心の制御を実行する。「ＵＰ１２」という制御は、ブレーキ要素Ｂ３係合中心の制御を実行する。「ＵＰ２３」という制御は、クラッチ要素Ｃ３係合中心の制御を実行する。「ＵＰ３４」という制御は、クラッチ要素Ｃ２係合中心の制御を実行する。
【００７２】
このように、制御を区別して行なう（制御を変更する）のは、目標ギヤ段と現在実際に形成している実ギヤ段から制御対象となるクラッチ要素やブレーキ要素を判定するためである。この場合、制御対象となるクラッチとして係合側のクラッチと解放側のクラッチの２つが存在する。アキューム変速の場合、基本的には油圧は、供給圧と背圧とで制御されるが、制御中の全クラッチに同じ供給圧、同じ背圧が供給されるので、どのクラッチを中心に制御を行なうのかを決める必要がある。残りのクラッチは、成り行きで油圧が変化することになるが、成り行きの場合であっても、緩衝機構としてのアキュームレータが設けられているため、油圧は滑らかに変化する。ただし、そのクラッチ要素に対して、最適な係合圧や背圧により制御されているとは限らない。
【００７３】
また、係合側のトルク容量が十分である場合には解放側のクラッチの制御を中心に行なう。係合側のトルク容量が十分でないとタービン吹きが発生することを回避するためである。これは、係合側が伝達トルクのヒューズとなっているためである。すなわち、係合側のトルク容量が不足するときには、係合クラッチ中心に制御を行なう。よって、解放側のクラッチは成り行きであっても、アウトプットトルクに大きく影響は及ぼさない。しかし、係合側が十分なトルク容量を持っている場合には、係合側は滑らないため、解放側がヒューズとなる。つまり、アウトプットトルクが解放側のトルク容量に影響を受けるということになる。そこで、解放側中心に制御することで、変速ショックを低減させることができる。
【００７４】
図８を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０により実行される目標ギヤ段切換処理のプログラムの制御構造について説明する。
【００７５】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、現在の形成ギヤ段を算出する。このときｎ速同期回転数≦タービン回転数ＮＴ＜（ｎ＋１）速同期回転数であると、現在の形成ギヤ段をｎ段として算出する。
【００７６】
Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、許容入力トルク算出マップを選択する。目標ギヤ段と現在の形成ギヤ段（ｎ）により、図４に示すマップ（Ｘ）および図５に示すマップ（Ｙ）のいずれかを選択する。目標ギヤ段が２ｎｄである場合には、ブレーキ要素Ｂ３とクラッチ要素Ｃ３とから算出される、マップ（Ｘ）が選択される。また、目標ギヤ段が３ｒｄである場合には、クラッチ要素Ｃ３とクラッチ要素Ｃ２から算出される、マップ（Ｙ）が選択される。
【００７７】
Ｓ１２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、選択したマップにより許容入力トルクを算出する。推定されたブレーキ要素Ｂ３、クラッチ要素Ｃ３およびクラッチ要素Ｃ２のアキュームストローク量（％）と、選択したマップとにより許容入力トルクを算出する。このとき、図４および図５のいずれかのマップが使用される。
【００７８】
Ｓ１３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、許容トルク容量がタービントルクよりも大きいか否かを判断する。タービントルクは、エンジンＥＣＵ１０１０にて算出されたエンジントルクにトルクコンバータ２００のトルク比ηを乗算することにより算出される。許容トルク容量は、図４または図５のマップを用いて算出したトルク容量である。許容トルク容量がタービントルク容量も大きいと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。このとき、図７に示すマップが用いられる。図７中の「トルク容量十分」とは、「トルク容量（入力トルク換算）＞タービントルク」と判断された場合であり、図７中の「トルク容量不十分」とは、「トルク容量（入力トルク換算）≦タービントルク」と判断された場合である。
【００７９】
Ｓ１４０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速パターンを選出する。図７のマップに基づく判断の結果、目標ギヤ段が２ｎｄである場合にはクラッチ要素Ｃ３ドレン中心の制御が行なわれ、目標ギヤ段が３ｒｄである場合にはクラッチ要素Ｃ２ドレン中心の制御が行なわれる。
【００８０】
Ｓ１５０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、変速パターンを選出する。図７のマップに基づく判断の結果、目標ギヤ段が２ｎｄである場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が行なわれ、目標ギヤ段が３ｒｄである場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が行なわれる。
【００８１】
Ｓ１６０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ソレノイド切換えのためのソレノイドパターンを出力する。目標ギヤ段が、２ｎｄである場合にはＳ１ソレノイドをオン、Ｓ２ソレノイドをオン、Ｓ３ソレノイドをオン、Ｓ４ソレノイドをオフ、Ｓ５ソレノイドをオフとして、ブレーキ要素Ｂ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をドレン状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態の大オリフィスの状態とする。また、目標ギヤ段が３ｒｄの場合には、Ｓ１ソレノイドバルブをオン、Ｓ２ソレノイドバルブをオフ、Ｓ３ソレノイドバルブをオン、Ｓ４ソレノイドバルブをオフ、Ｓ５ソレノイドバルブをオフの状態とし、ブレーキ要素Ｂ３はアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態の大オリフィスの状態とする。
【００８２】
なお、Ｓ５ソレノイドバルブのオンオフにより、クラッチ要素Ｃ２のドレンが大オリフィスであるか小オリフィスであるかを切換えることができる。このＣ２ドレンオリフィスの切換えについては、変速時間を重視する場合には大オリフィスを選択するように、変速ショックの軽減を重視する場合には小オリフィスを選択するようにする。
【００８３】
Ｓ１７０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ソレノイド切換えのためのソレノイドパターンを出力する。このとき目標ギヤ段が２ｎｄである場合にはＳ１ソレノイドバルブをオン、Ｓ２ソレノイドバルブをオン、Ｓ３ソレノイドバルブをオン、Ｓ４ソレノイドバルブをオフ、Ｓ５ソレノイドバルブをオン状態とし、ブレーキ要素Ｂ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をドレン状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態の小オリフィスの状態とする。また、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはＳ１ソレノイドバルブをオン、Ｓ２ソレノイドバルブをオフ、Ｓ３ソレノイドバルブをオン、Ｓ４ソレノイドバルブをオフ、Ｓ５ソレノイドバルブをオンとし、ブレーキ要素Ｂ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ３をアプライ状態に、クラッチ要素Ｃ２をドレン状態であって小オリフィスの状態とする。
【００８４】
Ｓ１８０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ライン圧および背圧制御を実行する。このとき、目標ギヤ段が２ｎｄである場合には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、リニアソレノイドバルブＳＬＴに対してクラッチ要素Ｃ３ドレン用のライン圧を設定する信号を出力し、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。また、目標ギヤ段が３ｒｄの場合には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、リニアソレノイドバルブＳＬＴにクラッチ要素Ｃ２ドレン用のライン圧を設定する制御信号を、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。
【００８５】
Ｓ１９０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ライン圧および背圧制御を実行する。このとき、目標ギヤ段が２ｎｄである場合には、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、リニアソレノイドバルブＳＬＴにブレーキ要素Ｂ３アプライ用のライン圧を設定する制御信号を出力し、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。また、目標ギヤ段が３ｒｄである場合には、リニアソレノイドバルブＳＬＴに、クラッチ要素Ｃ３アプライ用のライン圧を設定する制御信号を、リニアソレノイドバルブＳＬ１に背圧を設定する制御信号を出力する。Ｓ１８０およびＳ１９０の後、処理はＳ２００へ移される。Ｓ２００にて、変速出力判断を終了する。
【００８６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０を搭載した車両の動作について説明する。この説明のため、図９にタイミングチャートを示す。
【００８７】
図９は、２ｎｄ→３ｒｄ→４ｔｈオフアップ中に、パワーオン３ｒｄダウンが発生した場合の各種状態の時間変化を表わすタイミングチャートである。図９に、目標ギヤ段、アウトプットトルク、アクセル開度、タービン回転数、アキュームレータ背圧指令値およびクラッチ係合圧を示す。また、図９のタイミングチャートにおいて、実線が本発明に係る制御を行なった場合を示し、点線が従来の制御を行なった場合を示す。
【００８８】
目標ギヤ段切換え処理が実行されると、現在の形成ギヤ段が算出される（Ｓ１００）。目標ギヤ段と現在のギヤ段とに基づいて、マップ（Ｘ）（図４）またはマップ（Ｙ）（図５）のいずれかが選択される（Ｓ１１０）。このとき、目標ギヤ段が２ｎｄの場合にはマップ（Ｘ）が、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはマップ（Ｙ）が選択される。
【００８９】
図４または図５に示すマップを用いて、許容入力トルクが算出される（Ｓ１２０）。このとき、ブレーキ要素Ｂ３、クラッチ要素Ｃ３およびクラッチ要素Ｃ２において推定されたアキュームストローク量に基づいて図４または図５に示すマップを用いて許容入力トルクが算出される（Ｓ１２０）。図７に示すマップを用いて、許容入力トルク（図７のトルク容量）とタービントルクとの関係から、どの制御が実行されるのかが選出される。
【００９０】
許容入力トルクがタービントルクよりも大きいと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、変速パターンが選出され（Ｓ１４０）、ソレノイド切換え処理が実行される（Ｓ１６０）。さらに、ライン圧および背圧の制御が実行される（Ｓ１８０）。
【００９１】
一方、許容トルク容量がタービントルク以下であると（Ｓ１３０にてＮＯ）、変速パターンの選出が行なわれ（Ｓ１５０）、ソレノイド切換えが行なわれ（Ｓ１７０）、ライン圧および背圧の制御が実行される（Ｓ１９０）。
【００９２】
許容入力トルクがタービントルクよりも大きい場合に（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、目標ギヤ段が２ｎｄの場合にはクラッチ要素Ｃ３ドレン中心の制御が、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはクラッチ要素Ｃ２ドレン中心の制御が実行される（Ｓ１４０）。一方、許容トルク容量がタービントルク以下である場合には（Ｓ１３０にてＮＯ）、目標ギヤ段が２ｎｄの場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が実行され、目標ギヤ段が３ｒｄの場合にはブレーキ要素Ｂ３アプライ中心の制御が行なわれる（Ｓ１５０）。
【００９３】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵによると、実際に自動変速機が形成しているギヤ段を求め、そのギヤ段より制御対象となるクラッチ（解放側と係合側と）を求める。対象クラッチのトルク容量（入力トルク換算）が目標ギヤ段を形成する上で十分なトルク容量を有しているか否かを現在の入力トルクと比較して判定する。
【００９４】
係合側のトルク容量が不十分な場合には係合側のクラッチの制御（アプライ制御）を行ない、係合側のクラッチ容量が十分な場合には解放側のクラッチの制御（ドレン制御）を実行する。
【００９５】
このように制御するため、図９に示すように従来の場合と異なりアキュームレータ背圧指令値が目標ギヤ段がパワーオン３ｒｄダウンに対応して高く設定され、３ｒｄ係合クラッチがより早く係合する。これにより、タービン回転数がより早く３ｒｄ同期回転数に到達し変速時間が短くなるとともに、アウトプットトルクの変動が小さくなる。その結果、変速時間を短くし、タービン吹きや変速ショックの発生を回避することができる。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御ブロック図である。
【図２】 図１に示す自動変速機の作動表である。
【図３】 本発明の実施の形態に係る自動変速機の油圧回路を示す図である。
【図４】 図１のＥＣＴ＿ＥＣＵの内部に記憶されるマップを示す図（その１）である。
【図５】 図１のＥＣＴ＿ＥＣＵの内部に記憶されるマップを示す図（その２）である。
【図６】 クラッチ要素Ｃ２のトルク容量とクラッチ要素Ｃ３のトルク容量との関係を示す図である。
【図７】 図１のＥＣＴ＿ＥＣＵの内部に記憶されるマップを示す図（その３）である。
【図８】 本発明の実施の形態に係るＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図９】 本発明の実施の形態に係る自動変速機が搭載された車両の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、３００ 自動変速機、３１０ 入力クラッチ、４００エンジン回転数センサ、４１０ タービン回転数センサ、４２０ 出力軸回転数センサ、１０００ ＥＣＵ、１０１０ エンジンＥＣＵ、１０２０ ＥＣＴ＿ＥＣＵ。
Claims (2)
- 複数の摩擦係合要素を有する自動変速機の変速制御装置であって、
変速指示が出力された際に、目標ギヤ段に基づいて、制御対象となる摩擦係合要素を特定するための特定手段と、
前記特定された摩擦係合要素のトルク容量を推定するための推定手段とを含み、
前記特定された摩擦係合要素は、
前記目標ギヤ段および前記目標ギヤ段に隣接する一方のギヤ段の各々を達成させる場合に係合される一方で、前記目標ギヤ段に隣接する他方のギヤ段を達成させる場合に解放されるように構成された第１の摩擦係合要素と、
前記目標ギヤ段および前記他方のギヤ段の各々を構成させる場合に解放される一方で、前記一方のギヤ段を達させる場合に係合されるように構成された第２の摩擦係合要素とを含み、
前記推定手段は、前記第１の摩擦係合要素のトルク容量を推定し、
前記推定されたトルク容量が前記自動変速機への入力トルクを前記自動変速機の出力軸へ伝達するのに十分であるか否かを判定するとともに、不十分であると判定された場合には、前記他方のギヤ段から前記目標ギヤ段への変速指示を出力する一方で、十分であると判定された場合には、前記一方のギヤ段から前記目標ギヤ段への変速指示を出力する制御手段をさらに含む、自動変速機の変速制御装置。 - 複数の摩擦係合要素を有する自動変速機の変速制御装置であって、
変速指示が出力された際に、実際に形成されている現ギヤ段を算出するための算出手段と、
前記算出された現ギヤ段と目標ギヤ段とに基づいて、制御対象となる摩擦係合要素を特定するための特定手段と、
前記特定された摩擦係合要素のトルク容量を推定するための推定手段とを含み、
前記特定された摩擦係合要素は、
前記目標ギヤ段および前記目標ギヤ段に隣接する一方のギヤ段の各々を達成させる場合に係合される一方で、前記目標ギヤ段に隣接する他方のギヤ段を達成させる場合に解放されるように構成された第１の摩擦係合要素と、
前記目標ギヤ段および前記他方のギヤ段の各々を構成させる場合に解放される一方で、前記一方のギヤ段を達させる場合に係合されるように構成された第２の摩擦係合要素とを含み、
前記推定手段は、前記第１の摩擦係合要素のトルク容量を推定し、
前記推定されたトルク容量が前記自動変速機への入力トルクを前記自動変速機の出力軸へ伝達するのに十分であるか否かを判定するとともに、不十分であると判定された場合には、前記他方のギヤ段から前記目標ギヤ段への変速指示を出力する一方で、十分であると判定された場合には、前記一方のギヤ段から前記目標ギヤ段への変速指示を出力する制御手段をさらに含む、自動変速機の変速制御装置。
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