JP2009236264A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】具備した変速機構に特有の固定ギヤを利用して入力トルク相当値を測定し、該入力トルク相当値に基づいて発進クラッチを的確に制御し、発進に際して所望の出力を発生し、スムーズな発進を可能とする自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】歪みゲージ２４及びトルク値算出手段１６が、反力に基づきサンギヤに作用するトルク値を検出し、入力相当値算出手段４２が、検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出し、油圧制御手段１７が、入力相当値算出手段により算出された入力トルク相当値に基づき、油圧サーボの作動を制御して発進クラッチ４からの出力を制御する。これにより、自動変速機構５に特有のサンギヤを利用して入力トルク相当値を測定し、該入力トルク相当値を入力目標トルクとして見ることで、油圧を適切に出してＦＢ制御して発進クラッチを的確に制御することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輌に搭載される自動変速機の制御装置に係り、特に、発進クラッチを備えた自動変速機の制御装置に関する。

一般に、自動変速機は有段か無段かに拘わらずトルクコンバータを介してエンジン等の回転を入力するように構成されているが、該トルクコンバータは、入・出力要素間で流体伝動によって動力伝達を行うため、滑らかな伝動を可能とする反面、入・出力要素間で発生するスリップに起因して燃費効率が低下する。そこで、トルクコンバータに代えて発進クラッチを配設し、自動変速機構に該発進クラッチを介してエンジン回転を入力するように構成して、効率を上昇させ、燃費効果も向上させ得るようにした自動クラッチ制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

該自動クラッチ制御装置にあっては、発進クラッチのクリープ力を発生させる際に、エンジン回転数やクラッチのピストンストローク検出手段を用いて制御する。すなわち、該自動クラッチ制御装置は、エンジンの回転状態を検出するエンジン回転状態検出手段と、発進クラッチのストロークを検出するクラッチストローク検出手段と、発進クラッチを断接駆動するクラッチアクチュエータと、エンジン回転状態検出手段から検出したエンジン回転状態、及びクラッチストローク検出手段から検出したクラッチストロークに基づき、車輌がクリープを開始するクリープポイントを検出し、クリープポイントに到達したと判定した際にはクラッチストロークを維持するようにクラッチアクチュエータを制御する制御手段と、を備えている。該構成により、クリープ中に制御ハンチングによって振動や騒音を発生させないようにしつつ、一定のクリープ力を確保した所謂クリープ走行（エンジントルクの微少伝達による微速走行）を行い得る。

特開２００２−３１１６６号公報

ところで、上記自動クラッチ制御装置をはじめ、トルクコンバータを発進クラッチに代えたものにあっては、クリープ力を発生させる場合に、微少なスリップ回転状態を保持することが必要になるが、従来から取り付けられている入力回転センサは車輌停止状態では入力回転が０になるため、このようなセンサを用いるだけではフィードバック制御（以下、ＦＢ制御ともいう）の目標となる回転数の検出は困難であり、ＦＢ制御を行うことは極めて難しい。

このような問題を解消するため、発進クラッチの直後に回転センサを設置することで、ＦＢ制御を行い、精度を向上させることも考えられるが、従来は言わば、或る一定の油圧を供給してＦＢ制御しようとしても監視すべきものが無い状態であり、従って、油温変化、エンジン回転数変化、エンジン出力変化に応じて相対回転数だけでトルクを同一レベルに維持することは困難であった。

そこで本発明は、具備した変速機構に特有の固定ギヤを利用して入力トルク相当値を測定し、該入力トルク相当値に基づいて発進クラッチを的確に制御し、発進に際して所望の出力を発生させ、スムーズな車輌発進を可能とする自動変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１ないし図１０参照）、油圧サーボ（例えば２９）により断・接作動される発進クラッチ（４）を介して駆動源（２）の回転を入力軸（１０）に入力する変速機構（５）を備え、かつ該変速機構（５）に、変速機ケース（９）に対して固定されて前記入力軸（１０）の回転に対する反力が生じる固定ギヤ（Ｓ１）を備えた、自動変速機の制御装置（１）において、
前記反力に基づき前記固定ギヤ（Ｓ１）に作用するトルク値を検出する固定ギヤトルク検出手段（１６，２４）と、
前記検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出する入力相当値算出手段（４２）と、
該入力相当値算出手段（４２）により算出された入力トルク相当値に基づき、前記油圧サーボ（例えば２９）を作動制御して前記発進クラッチ（４）からの出力を制御する発進制御手段（１７）と、を備える、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図１、図１０参照）、前記発進制御手段（１７）により制御された際の学習値を学習補正して次回の制御に反映させる学習制御手段（２８）を備えてなる、
請求項１記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図１参照）、前記発進制御手段（１７）は、前記油圧サーボ（例えば２９）に供給する油圧の指令値（ＦＦ値、ＦＦ値マップ）に基づいて油圧を供給し、
前記学習制御手段（２８）は、目標差回転と実差回転とから算出した学習値（ＦＢ値）を算出し、前記指令値（例えばＦＦ値）に前記学習値（ＦＢ値）を加味した値としてなる、
請求項２に記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図１、図２参照）、前記固定ギヤトルク検出手段は、
前記入力軸（１０）側から作用するトルクに起因する前記固定ギヤ（Ｓ１）の歪みを検出する歪み検出センサ（２４）と、
該歪み検出センサ（２４）による検出結果に基づき、前記固定ギヤ（Ｓ１）に作用したトルク値を算出するトルク値算出手段（１６）と、からなる、
請求項１ないし３のいずれか１項記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図２参照）、前記変速機構（５）は、
前記入力軸（１０）の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤ（ＳＰ）と、
前記変速機構（５）の出力軸に接続された出力要素（Ｒ２）を含む４つの回転要素（Ｓ２，Ｓ３，ＣＲ２，Ｒ２）を有するプラネタリギヤユニット（ＰＵ）と、
該プラネタリギヤユニット（ＰＵ）の２つの回転要素（Ｓ２，Ｓ３）のそれぞれに前記減速プラネタリギヤ（ＳＰ）からの回転を入力自在にする２つの減速クラッチ（Ｃ−３，Ｃ−１）と、
前記プラネタリギヤユニット（ＰＵ）の１つの回転要素（ＣＲ２）に前記入力軸（１０）の回転を入力自在にする入力クラッチ（Ｃ−２）と、を有して、前進５速段又は６速段を達成してなり、
前記固定ギヤ（Ｓ１）は、前記減速プラネタリギヤ（ＳＰ）の常時回転が固定されたギヤである、
請求項１ないし４のいずれか１項記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

請求項６に係る本発明は（例えば図２参照）、前記減速プラネタリギヤ（ＳＰ）は、前記変速機ケース（９）に固定されたサンギヤ（Ｓ１）と、前記減速回転を出力するリングギヤ（Ｒ１）と、前記入力軸（１０）の回転を入力するキャリヤ（ＣＲ１）と、からなり、
前記固定ギヤは前記サンギヤ（Ｓ１）である、
請求項５記載の自動変速機の制御装置（１）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、固定ギヤトルク検出手段が、反力に基づき固定ギヤに作用するトルク値を検出し、入力相当値算出手段が、検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出し、発進制御手段が、入力相当値算出手段により算出された入力トルク相当値に基づき、油圧サーボを作動制御して発進クラッチからの出力を制御するので、具備した変速機構に特有の固定ギヤを利用して入力トルク相当値を測定し、該入力トルク相当値を入力目標トルクとして監視することで、油圧を適切に供給してＦＢ制御しつつ、発進クラッチを的確に制御することができるようになる。

請求項２に係る本発明によると、学習制御手段が、制御された際の学習値を学習補正して次回の制御に反映させるので、毎回の制御での出力のバラツキを抑えることができ、高品質な制御を実施することができる。

請求項３に係る本発明によると、発進制御手段が、油圧サーボに供給する油圧の指令値に基づいて油圧を供給し、学習制御手段が、目標差回転と実差回転とから算出した学習値を算出し、指令値に学習値を加味した値とするので、油圧を適切に供給してＦＢ制御しつつ、発進クラッチを的確に制御することができる。

請求項４に係る本発明によると、固定ギヤトルク検出手段が、入力軸側から作用するトルクに起因する固定ギヤの歪みを検出する歪み検出センサと、該歪み検出センサによる検出結果に基づき、固定ギヤに作用したトルク値を算出するトルク値算出手段とからなるので、例えば、簡単な構造で比較的廉価な歪みゲージを歪み検出センサとして使用することができ、該歪みゲージを固定ギヤの一部に直接貼り付ける等で固定ギヤの歪みを容易に検出する構造が得られることで、クリープ制御に用いるトルク値の検出を、極めてシンプルな構造にて実現することができる。

請求項５に係る本発明によると、変速機構は、入力軸の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤと、変速機構の出力軸に接続された出力要素を含む４つの回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、該プラネタリギヤユニットの２つの回転要素のそれぞれに減速プラネタリギヤからの回転を入力自在にする２つの減速クラッチと、プラネタリギヤユニットの１つの回転要素に入力軸の回転を入力自在にする入力クラッチと、を有して、前進５速段又は６速段を達成してなり、固定ギヤが、減速プラネタリギヤの常時回転が固定されたギヤであるので、変速機ケースに固定されている固定ギヤを有して前進５速段又は６速段を達成するギヤトレーンを有する変速機構を備える際に、固定ギヤに歪み検出センサ等を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、入力トルク変化を直接的に正確に検出して、クリープ制御に活用することができる。

請求項６に係る本発明によると、減速プラネタリギヤが、変速機ケースに固定されたサンギヤと、減速回転を出力するリングギヤと、入力軸の回転を入力するキャリヤとからなり、固定ギヤがサンギヤであるので、変速機ケースに固定されているサンギヤを有するギヤトレーンを有する変速機構を備える際に、サンギヤに歪み検出センサ等を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、入力トルクを早く且つ正確に検出して、クリープ制御に活用することができる。

以下、本発明に係る実施の形態を図１ないし図１０に沿って説明する。

まず、本発明を適用し得る自動変速機３の概略構成について図２に沿って説明する。同図に示すように、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの車輌に用いて好適な自動変速機３は、駆動源であるエンジン２（図１参照）に接続し得る該自動変速機３の入力軸８を有しており、該入力軸８の軸方向を中心として発進クラッチ４、及び自動変速機構（変速機構）５を備えている。なお、符号９は、自動変速機構５を収容する変速機ケースを示している。

本自動変速機３は、自動変速機構５における複数の動力伝達経路を各係合状態により達成する摩擦係合要素であるクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３及びブレーキＢ−１，Ｂ−２を有し、それら摩擦係合要素同士の掴み換えにより前進６速段の変速を達成する有段式の自動変速機である。なお、前進６速段の変速に限らず、前進５速段の変速を行う自動変速機にも本発明を適用し得ることは勿論である。

上記発進クラッチ４は、自動変速機３の入力軸８と自動変速機構５の入力軸１０との間に介在された、多数のクラッチプレート及びクラッチディスクを軸方向に交互に配置した湿式多板クラッチ（ＷＳＣ）から構成されており、該発進クラッチ４の入力軸１０側には、ダンパ装置４４が設けられている。該ダンパ装置４４は、エンジン２の爆発振動を吸収すると共に、発進クラッチ係合時の衝撃的回転を吸収しつつエンジン２の駆動力を自動変速機構５に良好に伝達するように機能する。上記発進クラッチ４が、油圧制御装置６（図１参照）の油圧制御で係合されると、自動変速機３の入力軸８の回転が自動変速機構５の入力軸１０に伝達される。なお、上記油圧制御装置６は、油圧サーボ（不図示）を自動変速機構５や発進クラッチ４に対応して多数備えると共に、これら油圧サーボへの油圧を切換えるシフトバルブも多数備えている。

上記自動変速機構５には、入力軸１０上において、プラネタリギヤＳＰと、プラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。上記プラネタリギヤＳＰは、サンギヤ（固定ギヤ）Ｓ１、キャリヤＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。上記サンギヤＳ１は、プラネタリギヤＳＰの常時回転が固定されたギヤである。なお、上記プラネタリギヤＳＰは、入力軸１０の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤを構成している。

また、該プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２、サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ２及びリングギヤＲ２を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ３に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。なお、上記クラッチＣ−３，Ｃ−１は、プラネタリギヤユニットＰＵの２つの回転要素であるサンギヤＳ２，Ｓ３のそれぞれにプラネタリギヤＳＰからの回転を入力自在にする２つの減速クラッチを構成する。また、上記クラッチＣ−２は、プラネタリギヤユニットＰＵの１つの回転要素であるキャリヤＣＲ２に入力軸１０の回転を入力自在にする入力クラッチを構成している。上記リングギヤＲ２は、自動変速機構５の出力軸（不図示）に接続された出力要素である。

上記プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、図２及び図５に示すように、変速機ケース９に対して固定され、入力軸１０の回転に対する反力が生じる固定ギヤ、つまり、変速機ケース９に一体的に固定されているボス部２０に接続（スプライン結合）されて回転が常時固定された固定ギヤを構成している。該サンギヤＳ１の変速機ケース９（つまりボス部２０）に接続される軸部２６には、入力軸１０側から作用するトルクに応じたサンギヤＳ１（つまり軸部２６）の歪みを検出する歪みゲージ２４が、接着剤等により直接固定されている。該歪みゲージ２４は、入力軸１０側から作用するトルクに起因するサンギヤＳ１と変速機ケース９との歪み（つまりサンギヤＳ１の歪み）を検出する歪み検出センサを構成する。

軸部２６に固定された歪みゲージ２４は、該軸部２６における反対側の部分にも同様に固定されており、当該軸部２６の外周面に固定された２個により歪みを検出する。該歪みゲージ２４は、電気接続ケーブル２７を介して制御部１２に接続されている。なお、歪みゲージ２４は、２個に限らず、上記軸部２６の外周面における３箇所或いは４箇所に等角度間隔で固定されていても、同様に機能し得ることは勿論である。

また、図２に示すように、上記リングギヤＲ１は、上記入力軸１０の回転と同回転（以下、「入力回転」という。）になっている。更に上記キャリヤＣＲ１は、上記固定されたサンギヤＳ１と該入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３に接続されている。

上記プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、ブレーキＢ−１に接続されて変速機ケース９に対して固定自在となっていると共に、上記クラッチＣ−３に接続され、該クラッチＣ−３を介して上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤＳ３は、クラッチＣ−１に接続されており、上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。

更に、上記キャリヤＣＲ２は、入力軸１０の回転が入力されるクラッチＣ−２に接続され、該クラッチＣ−２を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−２に接続されて、該ワンウェイクラッチＦ−１を介して変速機ケース９に対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキＢ−２を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤＲ２は、カウンタギヤ１１に接続されており、該カウンタギヤ１１は、不図示のカウンタシャフト、ディファレンシャル装置を介して不図示の駆動車輪に接続されている。

つづいて、上記構成に基づき、自動変速機構５の作用について図２、図３及び図４に沿って説明する。なお、図４に示す速度線図において、縦軸方向はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転数を示しており、横軸方向はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤＳＰの部分において、縦軸は、図４中左方側から順に、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、リングギヤＲ１に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤユニットＰＵの部分において、縦軸は、図４中右方側から順に、サンギヤＳ３、リングギヤＲ２、キャリヤＣＲ２、サンギヤＳ２に対応している。

例えばＤ（ドライブ）レンジにおける前進１速段（１ＳＴ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びワンウェイクラッチＦ−１が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、キャリヤＣＲ２の回転が一方向（正転回転方向）に規制されて、つまりキャリヤＣＲ２の逆転回転が防止されて固定された状態になる。すると、サンギヤＳ３に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進１速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

なお、エンジンブレーキ時（コースト時）には、ブレーキＢ−２を係止してキャリヤＣＲ２を固定し、該キャリヤＣＲ２の正転回転を防止する形で、上記前進１速段の状態を維持する。また、該前進１速段では、ワンウェイクラッチＦ−１によりキャリヤＣＲ２の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチＦ−１の自動係合により滑らかに行うことができる。

前進２速段（２ＮＤ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１が係合され、ブレーキＢ−１が係止される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、ブレーキＢ−１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、キャリヤＣＲ２がサンギヤＳ３よりも低回転の減速回転となり、該サンギヤＳ３に入力された減速回転が該キャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進２速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

なお、この前進２速段の状態からニュートラル制御によってクラッチＣ−１が解放（スリップ状態に）された場合は、キャリヤＣＲ２の逆転回転を阻止するワンウェイクラッチＦ−１によって、リングギヤＲ２の正転回転が許容されると共に逆転回転が阻止され、車輌の後退（駆動車輪の逆転回転）が防止される、いわゆるヒルホールドの状態となる。

前進３速段（３ＲＤ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ−３の係合によりキャリヤＣＲ１の減速回転がサンギヤＳ２に入力される。つまり、サンギヤＳ２及びサンギヤＳ３にキャリヤＣＲ１の減速回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットＰＵが減速回転の直結状態となり、そのまま減速回転がリングギヤＲ２に出力され、前進３速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

前進４速段（４ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−２が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ３に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、上記前進３速段より高い減速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進４速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

前進５速段（５ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−２及びクラッチＣ−３が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ２に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、入力回転より僅かに高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進５速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

前進６速段（６ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−２が係合され、ブレーキＢ−１が係止される。すると、図２及び図４に示すように、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。また、ブレーキＢ−１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、固定されたサンギヤＳ２によりキャリヤＣＲ２の入力回転が上記前進５速段より高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進６速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

後進１速段（ＲＥＶ）では、図３に示すように、クラッチＣ−３が係合され、ブレーキＢ−２が係止される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、ブレーキＢ−２の係止によりキャリヤＣＲ２の回転が固定される。すると、サンギヤＳ２に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、後進１速段としての逆転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

なお、例えばＰ（パーキング）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジでは、クラッチＣ−１、クラッチＣ−２、及びクラッチＣ−３、が解放される。すると、キャリヤＣＲ１とサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３との間、即ちプラネタリギヤＳＰとプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となり、かつ、入力軸１０とキャリヤＣＲ２との間が切断状態となる。これにより、入力軸１０とプラネタリギヤユニットＰＵとの間の動力伝達が切断状態となり、つまり入力軸１０とカウンタギヤ１１との動力伝達が切断状態となる。

ついで、図６を参照して、油圧制御装置６における油圧回路の概略について説明する。該油圧回路は、２個のリニアソレノイドバルブＳＬＳ及びＳＬＵを有すると共に、自動変速機構のプラネタリギヤユニットの伝達経路を切換えて、例えば前進６速、後進１速の変速段を達成する複数の摩擦係合要素、或いは発進クラッチ４を断・接作動する複数の油圧サーボ２９，３０を有している。また、リニアソレノイドバルブＳＬＳ及びＳＬＵの入力ポートａ_１，ａ_２にはソレノイドモジュレータ圧が供給されており、これらリニアソレノイドバルブの出力ポートｂ_１，ｂ_２からの制御油圧がそれぞれプレッシャコントロールバルブ３１，３２の制御油室３１ａ，３２ａに供給されている。プレッシャコントロールバルブ３１，３２は、ライン圧がそれぞれ入力ポート３１ｂ，３２ｂに供給されており、上記制御油圧にて調圧された出力ポート３１ｃ，３２ｃからの調圧が、それぞれシフトバルブ３３，３４を介して適宜各油圧サーボ２９，３０に供給される。

なお、本油圧回路は、基本概念を示すためのものであって、各油圧サーボ２９，３０及びシフトバルブ３３，３４は、象徴的に示すものであり、実際には、自動変速機構５や発進クラッチ４に対応して油圧サーボは多数備えられており、これら油圧サーボへの油圧を切換えるシフトバルブも多数備えている。また、油圧サーボ３０に示すように油圧サーボは、シリンダ３５にオイルシール３６により油密状に嵌合するピストン３７を有しており、該ピストン３７は、油圧室３８に作用するプレッシャコントロールバルブ３２からの調圧油圧に基づき、戻しスプリング３９に抗して移動し、外側摩擦プレート４０及び内側摩擦材４１を接触する。ここで、例えば油圧サーボ２９が発進クラッチ４に適用される場合、上記油圧サーボ３０で述べたようなピストン３７により発進クラッチ４のクラッチプレート及びクラッチディスクを戻しスプリング３９に抗して押圧して接触させるように構成される。なお、上記摩擦プレート及び摩擦材は、クラッチで示してあるが、ブレーキにも同様に対応することは勿論である。

つづいて、本発明に係る自動変速機の制御装置１について、図１を参照して説明する。なお、図１は、本実施の形態における自動変速機の制御装置１に係る電気制御系等を示すブロック図である。

本自動変速機の制御装置１は、図１に示すように、エンジン（Ｅ／Ｇ）２からの信号、自動変速機３（自動変速機構５）の入力軸回転数センサ２２及び出力軸回転数（車速）センサ２３からの信号、歪みゲージ２４からの信号、アクセル開度センサ２５からの信号、ブレーキセンサ１５からの信号を入力する制御部（ＥＣＵ）１２を備えている。入力軸回転数センサ２２は入力軸１０の回転数を検出し、また、出力軸回転数センサ２３はカウンタギヤ１１の後流側に設けられた不図示の出力軸の回転数を検出する。

上記制御部１２は、トルク値算出手段１６、入力相当値算出手段４２、油圧制御手段（発進制御手段）１７、変速マップ１８、エンジン回転数検出手段１９、及び学習制御手段２８を有している。なお、上記トルク値算出手段１６及び歪みゲージ２４により、反力に基づきサンギヤＳ１に作用するトルク値を検出する固定ギヤトルク検出手段が構成されている。

上記トルク値算出手段１６は、歪みゲージ２４による検出結果に基づき、サンギヤＳ１に作用したトルク値を算出する。即ち、トルク値算出手段１６は、歪みゲージ２４に電気信号を印加し、サンギヤＳ１の歪みに起因して該歪みゲージ２４から出力される電気信号を受信するように、該歪みゲージ２４に電気的に接続される。そして、該トルク値算出手段１６は、歪みゲージ２４による検出結果に基づき、サンギヤＳ１に作用したトルク値を算出する。つまり、トルク値算出手段１６は、歪みゲージ２４からの出力信号を増幅する不図示の増幅器を有しており、該増幅器で増幅された歪みゲージ２４の出力電圧に基づいてサンギヤＳ１に作用するトルク値を算出（検出）する。

上記入力相当値算出手段４２は、歪みゲージ２４及びトルク値算出手段１６により検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出する。即ち、該入力相当値算出手段４２は、１速段（１ST）〜３速段（３RD）にあってはサンギヤ分担トルク（図８の(i)参照）を例えば1.7985倍することで入力トルク相当値（図８の(h)参照）を算出し、４速段（４TH）にあってはサンギヤ分担トルクを例えば6.25倍することで入力トルク相当値を算出し、５速段（５TH）にあってはサンギヤ分担トルクを例えば-6.76倍することで入力トルク相当値を算出する。しかし、６速段（６TH）では、入力軸１０の回転がプラネタリギヤＳＰを経由せずにプラネタリギヤユニットＰＵのみを経由してカウンタギヤ１１に伝達されるため、上記トルク値に基づく入力トルク相当値の算出は不可能（０）である。

上記油圧制御手段１７は、油圧制御装置６に備えられた不図示のソレノイドバルブに電気的指令を行うことで、摩擦係合要素であるクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２の各油圧サーボに供給する油圧を制御し、自動変速機構５における摩擦係合要素であるクラッチやブレーキ同士の掴み換え変速を行う。また、該油圧制御手段１７は、油圧制御装置６に備えられた不図示のソレノイドバルブに電気的指令を行うことで、発進クラッチ４の油圧サーボ（図６の例えば２９）に供給する油圧を制御してクリープ制御（制御）を実行する発進制御手段を構成する。該油圧制御手段１７は、これらの制御を、歪みゲージ２４及びトルク値算出手段１６により検出されたトルク値に基づき入力相当値算出手段４２で算出された入力トルク相当値に基づき、計算した入力目標トルク（目標入力トルク）に沿うように、所定のスイープ勾配となるように各油圧サーボに供給する油圧を制御する。当該油圧制御手段１７は、入力トルク目標値をアクセル開度等に応じて変化させることで、クリープ力だけでなく発進制御にも用い、アクセル開度等に対応させた良好な発進を可能にする。

油圧制御手段１７は、クリープ制御する場合、発進クラッチ４の油圧サーボ（図６の例えば２９）に供給する油圧のＦＦ油圧（ＦＦ値）をＦＦ値マップ（不図示）を参照して計算してＦＦ制御を実行し、目標差回転からの偏差計算（偏差＝目標差回転−実差回転）を行い、ＦＦ油圧に偏差がある際にはＦＢ油圧（ＦＢ値）を計算してＦＢ制御を実行し、後述の学習制御手段２８は、該ＦＢ油圧を上記ＦＦ油圧に加味した油圧を学習値として学習補正し、次回のクリープ制御に反映させる。

また、油圧制御手段１７は、例えばパワーオンアップシフト変速においては、出力軸回転数センサ２３により検出される自動変速機構５の出力軸（不図示）の回転数より算出される車速と、アクセル開度センサ２５により検出されるアクセル開度とに基づき変速マップ１８を参照し、アクセル開度が所定開度以上の場合にあってアップシフト変速点を判断した際に、油圧制御装置６のソレノイドバルブ（不図示）に指令することで、自動変速機構５において摩擦係合要素同士の掴み換えを行わせ、これによりパワーオンアップシフト変速を行う。

上記制御部１２には、エンジントルク信号を含む信号がエンジン２から送られており、上記エンジン回転数検出手段１９は、エンジン２からの信号に基づき、エンジン２の回転数（以下、エンジン回転数という）を検出する。

上記学習制御手段２８は、油圧制御手段１７によりクリープ制御された際の学習値（前回のフィードバック値(ＦＢ値)を加味したフィードフォワード値(ＦＦ値)）を学習補正して、次回のクリープ制御に反映させるように制御する。該学習制御手段２８が、前回のＦＢ値を加味したＦＦ値を学習値として次回の制御時（クリープ制御時）の出力初期値とすることで、毎回の出力（クリープ力）のバラツキを抑えることができ、高品質な制御（クリープ制御）を実施することができる。本実施の形態では、歪みゲージ２４及びトルク値算出手段１６を用いた言わばトルク測定装置に発進クラッチ４を組み合わせた構成を備えるため、該発進クラッチ４の係合力を入力トルクとして（実際には入力トルク相当値として）測定することができ、従って、トルクによるＦＢ制御装置を構成することで、入力トルクそのものでクリープ力の制御ができ、過度な製造品質をやや低減させる等により製造コストを削減することも可能になる。

ついで、本自動変速機の制御装置１の制御について、図１、図７〜図９のタイムチャート、図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、図７〜図９は本自動変速機の制御装置の作用を説明するためのタイムチャートであり、図１０は本自動変速機の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。

図７（ａ）はブレーキオフで且つ車輌加速状態を示し、縦軸にトルクを、横軸にアクセルペダル開度（アクセル開度）をとっており、アイドリング領域（ＩＤＬ領域）から、入力トルク目標値に沿ってアクセル開度に従って所要のクリープトルク（クリープ力）を持つように、発進時に必要なクリープ力（駆動力）を出力していく状況が示されている。また、図７（ｂ）はブレーキオン状態を示し、縦軸にトルクを、横軸に車輌速度をとっており、車輌停止、再加速に備えて、クリープ力相当の係合力で待機する状況が示される。

また、図８は平坦路でのクリープ発進の場合を示し、図９は軽い登坂走行（クリープ力で丁度加速しない状態）の場合を示している。図８及び図９において、（ａ）はエンジン回転数の変化を示し、実線の（ｂ）は自動変速機構５の入力軸１０の入力回転数の変化を示し、破線の（ｃ）はカウンタギヤ１１の後流側の出力軸（不図示）の回転数（出力回転数）の変化を示し、（ｄ）はアクセル開度センサ２５の信号の変化を示し、（ｅ）はブレーキセンサ１５の信号の変化を示し、大破線の（ｆ）はエンジントルク相当（イナーシャ無し）の変化を示し、中破線の（ｇ）は目標入力トルクの変化を示し、小破線の（ｈ）は（ｉ）のサンギヤ分担トルクを入力相当値算出手段４２が1.7985倍して算出した入力トルク相当の変化を示し、（ｉ）はサンギヤＳ１の分担トルク（サンギヤ分担トルク）の変化を示し、（ｊ）は係合させるべき発進クラッチ４に対応する油圧サーボ（図６の例えば２９）への係合油圧の変化を示している。

まず、本制御装置１を搭載した車輌の停止状態において、例えば不図示のイグニッションスイッチがＯＮされ、アクセルペダルが踏み込まれるまで待機する。そして、エンジン２がＯＮし、かつブレーキペダルが踏み込まれてＯＮしている状態から、ブレーキペダルが解放されてＯＦＦすると（図８の時点ｔ_１参照）、エンジン回転数がやや上昇する（図８の(a)参照）。ここでは、油圧制御手段１７の制御でクラッチＣ−１が係合して１速段が形成されているため、上記エンジン回転数の上昇に伴いエンジントルクが上昇する。

この際、図８の時点ｔ_１〜ｔ_２に現れるように、ブレーキＯＦＦから発進クラッチ４の油圧サーボに油圧が供給され、サンギヤ分担トルクが作用し始める（Ｓ１）。つまり、この時点でピニオンＰ１からの反力を受けるサンギヤＳ１が軸部２６に歪みを生じるため、該歪みが歪みゲージ２４によって検出される。これにより、トルク値算出手段１６が、サンギヤＳ１の歪みに起因して歪みゲージ２４から出力される電気信号を受信し、サンギヤＳ１に作用したトルク値を算出し、入力相当値算出手段４２が、歪みゲージ２４及びトルク値算出手段１６により検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出する。

また、入力相当値算出手段４２で算出された入力トルク相当値に基づき（Ｓ２）、アクセル開度センサ２５の信号に基づくアクセル開度と出力軸回転数（車速）センサ２３に基づく車輌速度とに基づいて入力トルク目標値（目標入力トルク）が油圧制御手段１７にて計算される（Ｓ３）。

更に、ステップＳ４において、油圧制御手段１７が、発進クラッチ４の油圧サーボに供給する油圧のＦＦ油圧（ＦＦ値）をＦＦ値マップを参照して計算してＦＦ制御を実行し、更に、ＦＦ油圧に偏差がある際にはＦＢ油圧（ＦＢ値）を計算してＦＢ制御を実行する。そして、ステップＳ５において、クリープ制御の継続条件を満たしているか否かを判断し、満たしている場合には、学習制御手段２８が、上記ＦＢ油圧を上記ＦＦ油圧に加味した油圧を学習値として学習補正（Ｓ６）し、ステップＳ７に進む。一方、ステップＳ５において、クリープ制御の継続条件を満たしていない場合には、学習補正せずにステップＳ７に進む。なお、「クリープ制御の継続条件」とは、ブレーキＯＦＦ及び車輌停止０判定を行ってから、「最高車輌速度が７ｋｍ／ｈ以下」、「アイドリング中である」、「ブレーキＯＦＦ」、「入力目標トルクと検出トルクとが±ｘｘ％以内である」旨が、予め定められた所定時間以上継続的に検出されること、である。

そして、ステップＳ７では、入力トルクＦＢ制御の終了条件が成立したか否かを判断し、成立していなければステップＳ１からの処理を繰り返し、成立していれば処理を終了する。ここで、「入力トルクＦＢ制御の終了条件」とは、下記の「係合終了している」、「ブレーキＯＮかつ車輌速度０」、「入力目標トルクと計測トルク（入力トルク相当）が０」の何れかが成立したときである。

なお、図８を参照した上記説明に対し、図９の例は軽い登坂（クリープ力で丁度加速しない場合）走行時であるので、図８の丸Ａで示した部分に比して回転が０になり、ＦＢ制御は極めて難しい。

その後、運転者によるアクセルペダル操作による１速段での走行中に、油圧制御手段１７が、出力軸回転数センサ２３により検出される自動変速機構５の出力軸の回転数から算出される車速と、アクセル開度センサ２５により検出されるアクセル開度とに基づき変速マップ１８を参照し、アクセル開度が所定開度以上の場合にあってアップシフト変速点と判断すると、例えば１→２変速のパワーオンアップシフト変速を行う。

すなわち、運転者によりアクセルが踏み込まれてアクセル開度が上昇し、変速マップ１８における１速段の領域から２速段の領域となる変速点を越えると、該時点から所定時間経過した時点において、油圧制御手段１７により１−２変速判断がなされる。すると、油圧制御手段１７において変速指令（フラグ）が２速段となり、１−２変速制御が開始される。そして、所定シフトバルブの操作等の前処理のための所定時間経過後、係合側油圧及び解放側油圧の変速制御が開始される。

ここで、発進クラッチ４を介して回転する入力軸１０の回転が、リングギヤＲ１からキャリアＣＲ１に伝達されるが、ブレーキＢ−１の係合でサンギヤＳ２が係止され、かつキャリアＣＲ２がワンウェイクラッチＦ−１から解放される状態にて、キャリアＣＲ１から、サンギヤＳ３、ショートピニオンＰＳ、ロングピニオンＰＬを介してリングギヤＲ２に伝達され、該リングギヤＲ２からカウンタギヤ１１を介して出力軸に伝達されることになる。

以上説明した本実施の形態では、歪みゲージ２４及びトルク値算出手段１６が、反力に基づきサンギヤＳ１に作用するトルク値を検出し、入力相当値算出手段４２が、検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出し、油圧制御手段（発進制御手段）１７が、入力相当値算出手段４２により算出された入力トルク相当値に基づき、油圧サーボ（例えば図６の２９）の作動を制御して発進クラッチ４からの出力を制御する。このため、具備した自動変速機構５に特有のサンギヤＳ１を利用して入力トルク相当値を測定し、該入力トルク相当値を入力目標トルクとして監視することで、油圧を適切に供給してＦＢ制御しつつ、発進クラッチ４を的確に制御（クリープ制御）することができる。

ところで、トルクコンバータのストールトルクは安定しており、該トルクコンバータのクリープ力相当を目標として精度も統一しようとすると、ＡＴ油温の影響等を考慮した場合、規格内に抑え込むことは困難であるが、本発明を適用した本実施形態によれば、サンギヤＳ１に作用するトルクを用いて、実際のクリープ力からフィードバック制御を有効に行うことができる。

また、本実施の形態では、学習制御手段２８が、クリープ制御された際の学習値を学習補正して次回のクリープ制御に反映させるので、毎回のクリープ力のバラツキを抑えることができ、高品質なクリープ制御を実施することができる。

また、本実施の形態では、油圧制御手段１７が、油圧サーボ（例えば２９）に供給する油圧の指令値（ＦＦ値、ＦＦ値マップ）に基づいて油圧を供給し、学習制御手段２８が、目標差回転と実差回転とから算出した学習値（ＦＢ値）を算出し、上記指令値（ＦＦ値）に上記学習値（ＦＢ値）を加味した値とするので、油圧を適切に供給してＦＢ制御しつつ、発進クラッチ４を的確に制御することができる。

更に、本実施の形態では、固定ギヤトルク検出手段が、入力軸１０側から作用するトルクに起因するサンギヤＳ１の歪みを検出する歪みゲージ２４と、該歪みゲージ２４による検出結果に基づき、サンギヤＳ１に作用したトルク値を算出するトルク値算出手段１６とからなる。このため、簡単な構造で比較的廉価な歪みゲージ２４を歪み検出センサとして使用することができ、該歪みゲージ２４をサンギヤＳ１の一部に直接貼り付ける等でサンギヤＳ１と変速機ケース９との歪みを容易に検出する構造が得られることで、クリープ制御に用いるトルク値の検出を、極めてシンプルな構造にて実現できる。

また、本実施の形態では、自動変速機構５が、入力軸１０の回転を減速した減速回転を出力し得るプラネタリギヤＳＰと、自動変速機構５の出力軸（不図示）に接続されたリングギヤＲ２を含む４つの回転要素（Ｓ２，Ｓ３，ＣＲ２，Ｒ２）を有するプラネタリギヤユニットＰＵと、該プラネタリギヤユニットＰＵの２つの回転要素（Ｓ３，Ｓ２）のそれぞれにプラネタリギヤＳＰからの回転を入力自在にする２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３と、プラネタリギヤユニットＰＵの１つの回転要素（キャリヤＣＲ２）に入力軸１０の回転を入力自在にするクラッチＣ−２とを有して、前進６速段を達成する。更に、サンギヤＳ１が、プラネタリギヤＳＰの常時回転が固定されたギヤであるので、変速機ケース９に固定されているサンギヤＳ１を有して前進６速段を達成するギヤトレーンを有する自動変速機構５を備える際に、サンギヤＳ１に歪み検出センサ等を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、入力トルク変化を直接的に正確に検出して、クリープ制御に活用することができる。なお、前進６速段の変速に限らず、変速を行う自動変速機に本発明は適用し得る。

更に、本実施の形態では、プラネタリギヤＳＰが、変速機ケース９に固定されたサンギヤＳ１と、減速回転を出力するリングギヤＲ１と、入力軸１０の回転を入力するキャリヤＣＲ１とからなり、サンギヤＳ１を固定ギヤとしているので、変速機ケース９に固定されているサンギヤＳ１を有するギヤトレーンを有する自動変速機構５にて、サンギヤＳ１に歪みゲージ２４を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、入力トルクを早く且つ正確に検出して、クリープ制御に活用することができる。

以上の実施の形態では、自動変速機３として、ＦＦタイプの車輌に用いて好適な前進６速及び後進１速を達成するものを例に挙げて説明したが、これに限らず、ＦＲタイプ（フロントエンジン・リアドライブ）やその他のタイプの車輌に用いて好適な自動変速機であっても、変速機ケースに対して常時固定されるギヤ（例えばサンギヤ）を有するプラネタリギヤを備えたタイプであれば本発明を適用することが可能である。

また、以上の実施の形態では、変速機構として有段の自動変速機構５を用いた例を挙げて説明したが、これに限らず、変速機構としてＣＶＴ（無段変速機）を用いた例にも本発明を適用可能であることは勿論である。

本発明に係る自動変速機の制御装置に係る電気制御系等を示すブロック図。 本発明を適用し得る自動変速機構を示すスケルトン図。 本自動変速機構の係合表。 本自動変速機構の速度線図。 本自動変速機構内のプラネタリギヤに備えた常時固定状態のサンギヤ、及び該サンギヤに固定された歪みゲージを示す図。 油圧制御装置における油圧回路の概略を示す概略図。 本自動変速機の制御装置の作用を説明するためのタイムチャート。 本自動変速機の制御装置の作用を説明するためのタイムチャート。 本自動変速機の制御装置の作用を説明するためのタイムチャート。 本自動変速機の制御装置の作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１ 自動変速機の制御装置
２ 駆動源（エンジン）
３ 自動変速機
４ 発進クラッチ
５ 変速機構（自動変速機構）
９ 変速機ケース
１０ 入力軸
１６ 固定ギヤトルク検出手段（トルク値算出手段）
１７ 発進制御手段（油圧制御手段）
２４ 固定ギヤトルク検出手段、歪み検出センサ（歪みゲージ）
２８ 学習制御手段
２９ 油圧サーボ
４２ 入力相当値算出手段
Ｃ−１，Ｃ−３ 減速クラッチ（クラッチ）
Ｃ−２ 入力クラッチ（クラッチ）
ＣＲ１ キャリヤ
ＰＵ プラネタリギヤユニット（プラネタリギヤユニット）
Ｒ１ リングギヤ
Ｒ２ 回転要素、出力要素（リングギヤ）
Ｓ１ 固定ギヤ（サンギヤ）
Ｓ２，Ｓ３，ＣＲ２ 回転要素（サンギヤ、サンギヤ、キャリヤ）
ＳＰ 減速プラネタリギヤ（プラネタリギヤ）

Claims (6)

1. 油圧サーボにより断・接作動される発進クラッチを介して駆動源の回転を入力軸に入力する変速機構を備え、かつ該変速機構に、変速機ケースに対して固定されて前記入力軸の回転に対する反力が生じる固定ギヤを備えた、自動変速機の制御装置において、
   前記反力に基づき前記固定ギヤに作用するトルク値を検出する固定ギヤトルク検出手段と、
   前記検出されたトルク値に基づく入力トルク相当値を算出する入力相当値算出手段と、
   該入力相当値算出手段により算出された入力トルク相当値に基づき、前記油圧サーボを作動制御して前記発進クラッチからの出力を制御する発進制御手段と、を備える、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記発進制御手段により制御された際の学習値を学習補正して次回の制御に反映させる学習制御手段を備えてなる、
   請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記発進制御手段は、前記油圧サーボに供給する油圧の指令値に基づいて油圧を供給し、
   前記学習制御手段は、目標差回転と実差回転とから算出した学習値を算出し、前記指令値に前記学習値を加味した値としてなる、
   請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記固定ギヤトルク検出手段は、
   前記入力軸側から作用するトルクに起因する前記固定ギヤの歪みを検出する歪み検出センサと、
   該歪み検出センサによる検出結果に基づき、前記固定ギヤに作用したトルク値を算出するトルク値算出手段と、からなる、
   請求項１ないし３のいずれか１項記載の自動変速機の制御装置。
5. 前記変速機構は、
   前記入力軸の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤと、
   前記変速機構の出力軸に接続された出力要素を含む４つの回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、
   該プラネタリギヤユニットの２つの回転要素のそれぞれに前記減速プラネタリギヤからの回転を入力自在にする２つの減速クラッチと、
   前記プラネタリギヤユニットの１つの回転要素に前記入力軸の回転を入力自在にする入力クラッチと、を有して、前進５速段又は６速段を達成してなり、
   前記固定ギヤは、前記減速プラネタリギヤの常時回転が固定されたギヤである、
   請求項１ないし４のいずれか１項記載の自動変速機の制御装置。
6. 前記減速プラネタリギヤは、前記変速機ケースに固定されたサンギヤと、前記減速回転を出力するリングギヤと、前記入力軸の回転を入力するキャリヤと、からなり、
   前記固定ギヤは前記サンギヤである、
   請求項５記載の自動変速機の制御装置。

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