JP3658963B2 - 自動変速機のタイアップ判定装置及びこれを用いた変速制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放の進行とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放より前記係合側クラッチの係合の進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置、及びこれを用いた変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機の特定の変速を実行する場合に、２つの摩擦係合装置（広義のクラッチ；ブレーキを含む）の係合と解放とを同時に行わなければならないことがよくある（いわゆるクラッチツウクラッチ変速）。この場合、各摩擦係合装置の係合の進行と解放の進行との同期を適確にとらないと、出力軸トルクが落ち込んだり、エンジンが吹き上がったりする。
【０００３】
このため、従来はこのような制御を行わせる場合には、一般に、一方の摩擦係合装置の機能と実質的に同等な機能を果たす一方向クラッチを設け、こうした不具合が発生しないように配慮していた。
【０００４】
しかしながら、このように一方向クラッチを用いることによって各摩擦係合装置の同期をとる方法は、当該一方向クラッチを付設する分コストが上昇し、又、重量が増大したり収容スペースを占める等の問題が発生する。
【０００５】
このような点に鑑み、近年、各種センサ技術の向上、油圧制御装置の電子制御技術の向上を背景として、一方向クラッチを用いることなく「クラッチツウクラッチ変速」を直接実行させるようにする試みが再び活発化している。
【０００６】
特開平２−３７１２８号公報においては、このような現状に鑑み、変速動作時のエンジン回転速度をモニタし、該エンジン回転速度が吹き上がったときに（エンジン回転速度が上昇したときに）、各摩擦係合装置がアンダーラップ状態となった（解放の進行に対して係合の進行が相対的に遅れている状態となった）と認識し、一方、エンジン回転速度が低下したときに各摩擦係合装置がオーバーラップ状態となった（解放の進行に対して係合の進行が相対的に早すぎる状態となった：以降、この状態をタイアップ状態と称す）と認識する方法が開示されている。
【０００７】
又、特開平６−３４１５２７号公報においては、このタイアップ状態を判定する方法として、トルク相開始からイナーシャ相開始までの時間を検出して、この時間が長いときにはタイアップと判定することが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような判定方法では、エンジン吹きについては比較的容易に検出できるものの、タイアップの判定については、非常に長い（あるいは強い）タイアップの発生しか判定できず、即ち、判定精度は極めて悪く、更には、当然の如くタイアップ状態におけるその度合いを正確に把握することなどはできないので、フィードバック制御や学習制御を実施する上で、適確に制御することは、非常に困難であった。特に、学習制御を行う上で、クラッチ減圧・増圧タイミングを最適にするために学習補正を用いた場合には、タイアップ状態の解消方向への学習ゲインが最適化できず、学習初期でのタイアップ状態の解消の遅れ、あるいは学習が進んだ状態でのハンチング（スリップ状態とタイアップ状態の繰返し）等の問題が発生し易かった。
【０００９】
更に、タイアップ状態が発生すると、出力軸トルクが急激に落ち込み、強い変速ショックが発生すると共に、場合によっては自動変速機の各部材に非常に大きな負荷トルクがかかり、耐久性が低下する要因になっている。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、クラッチツウクラッチ変速におけるタイアップを早期に、且つ的確に判定し、更にそのタイアップ状態又はスリップ状態の度合いを検出しながら、変速に係わる２つのクラッチの減圧・増圧タイミングを学習又は即時補正（フィードバック制御）をして最適タイミングを実現することを可能にする。
【００１１】
その結果、有効な油圧補正制御を実行して変速ショックを低減すると共に、自動変速機の各部材に過度の負荷トルクがかかるのを防止し、耐久性をより向上させ、スムーズな変速を実現することを、その目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、変速指令から、イナーシャ相開始後所定時間が経過するまでの判定時間を確定する手段と、該判定期間における時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度から得られる、該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段と、を備えたことにより、上記目的を達成したものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、変速指令から、イナーシャ相開始後入力軸回転速度が低速段同期回転速度から所定量降下するまでの判定期間を確定する手段と、該判定期間における時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度から得られる該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段と、を備えたことにより、同じく上記目的を達成したものである。
【００１４】
なお、出力軸回転速度の変動量は前記判定期間中における平均加速度と時々刻々の加速度の差の絶対値を時間積分することによって求めるとよい。
【００１５】
判定期間中の平均加速度としては、所定時間内の平均加速度を用いるとよい。
【００１６】
あるいは、出力軸回転速度の変動量を、出力軸回転速度の変動の最大振幅を演算することによって求めてもよい。
【００１７】
更には、車両が走行している路面が悪路か否かを判定する手段を備え、該悪路走行判定手段により、悪路走行中でないと判定されているときのみ、前記タイアップの判定を実行するようにしてもよい。このようにすることにより走行中の振動によってセンサ系が誤動作し、不適正なタイアップ判定をしてしまうのを防止できる。
【００１８】
又、入力軸回転速度あるいは出力軸回転速度を検出するセンサが、正常であるか否かを判定する手段を備え、正常であると判定されたときのみ、前記タイアップ判定を実行するようにしてもよい。同様にセンサ系の誤動作による不適正なタイアップ判定をする恐れがそれだけ少なくなる。
【００１９】
このようにして検出されたタイアップの度合いに応じて解放側又は係合側の少なくとも一方のクラッチのクラッチ圧を補正・制御するようにすれば、係合側クラッチと解放側クラッチの増・減圧のタイミングを最適化でき、更に精度の良い補正制御、学習制御が可能となり、スムーズな変速ができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
以下に説明する実施形態は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、解放側クラッチの解放の進行より係合側クラッチの係合の進行の方が相対的に速すぎる（いわゆるタイアップ）状態が発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ制御装置に関する。
【００２２】
図８は、本発明の実施形態に係る自動変速機のタイアップ判定装置のスケルトン図である。この自動変速機２は、トルクコンバータ１１１、副変速部１１２及び主変速部１１３を備える。
【００２３】
なお、本発明の適用対象はこのような自動変速機に限定されず、例えばツインクラッチ式の自動変速機にも適用可能である。
【００２４】
前記トルクコンバータ１１１は、ロックアップクラッチ１２４を備える。このロックアップクラッチ１２４は、ポンプインペラ１２６に一体化させてあるフロントカバー１２７とタービンランナ１２８を一体に取付けた部材（ハブ）１２９との間に設けられている。
【００２５】
エンジン１のクランクシャフト（図示せず）はフロントカバー１２７に連結されている。タービンランナ１２８に連結された入力軸１３０は、副変速部１１２を構成するオーバードライブ用遊星歯車機構１３１のキャリヤ１３２に連結されている。
【００２６】
この遊星歯車機構１３１におけるキャリヤ１３２とサンギヤ１３３との間には、クラッチＣ0 と一方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ１３３がキャリヤ１３２に対して相対的に正回転（入力軸１３０の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。
【００２７】
一方、サンギヤ１３３の回転を選択的に止めるブレーキＢ0 が設けられている。又、この副変速部１１２の出力要素であるリングギヤ１３４が、主変速部１１３の入力要素である中間軸１３５に接続されている。
【００２８】
副変速部１１２は、クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構１３１の全体が一体となって回転するため、中間軸１３５が入力軸１３０と同速度で回転する。又ブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ１３３の回転を止めた状態では、リングギヤ１３４が入力軸１３０に対して増速されて正回転する。即ち、副変速部１１２はハイ・ローの２段の切換えを設定することができる。
【００２９】
前記主変速部１１３は三組の遊星歯車機構１４０、１５０、１６０を備えており、これらの歯車機構１４０、１５０、１６０が以下のように連結されている。
【００３０】
即ち、第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１と第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１とが互いに一体的に連結され、第１遊星歯車機構１４０のリングギヤ１４３と第２遊星歯車機構１５０のキャリヤ１５２と第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２との三者が連結されている。又、第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２に出力軸１７０が連結されている。更に第２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３が第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１に連結されている。
【００３１】
この主変速部１１３の歯車列では後進１段と前進４段とを設定することができ、そのためのクラッチ及びブレーキが以下のように設けられている。
【００３２】
即ち、第２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３及び第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１と中間軸１３５との間にクラッチＣ1 が設けられ、又第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１及び第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１と中間軸１３５との間にクラッチＣ2 が設けられている。
【００３３】
第１遊星歯車機構１４０及び第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１４１、１５１の回転を止めるブレーキＢ1 が配置されている。又、これらのサンギヤ１４１、１５１とケーシング１７１との間には、一方向クラッチＦ1 とブレーキＢ2 とが直列に配列されている。一方向クラッチＦ1 はサンギヤ１４１、１５１が逆回転（入力軸１３５の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。
【００３４】
第１遊星歯車機構１４０のキャリヤ１４２とケーシング１７１との間にはブレーキＢ3 が設けられている。又、第３遊星歯車機構１６０のリングギヤ１６３の回転をとめる要素としてブレーキＢ4 と、一方向クラッチＦ2 とがケーシング１７１との間に並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ2 はリングギヤ１６３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００３５】
上記の自動変速機２では、全体で後進１段と前進５段の変速を行うことができる。これらの変速段を設定するための各クラッチ及びブレーキの係合作動表を図９に示す。なお、図９において、○印は係合状態、●印はエンジンブレーキ時に係合状態、空欄は解放状態をそれぞれ示す。
【００３６】
この図から明らかなように、第２速段及び第３速段間の変速がブレーキＢ2 と、ブレーキＢ3 のクラッチツウクラッチ変速となっていることが分かる。
【００３７】
各クラッチ及びブレーキの係合あるいは解放は、油圧制御装置（油圧制御手段）２０内の電磁弁やリニアソレノイドが、コンピュータ３０からの指令に基づいて駆動されることによって実行される。コンピュータ３０には、各種センサ群４０からの信号、例えば車速センサ４１からの車速信号（出力軸回転速度Ｎ0 の信号）、スロットルセンサ４２からのスロットル開度信号（アクセル開度信号）、パターンセレクトスイッチ４３からのパターンセレクト信号（運転者の選択した動力重視走行、燃費重視走行等の選択信号）、シフトポジションスイッチ４４からのシフトポジション信号、ブレーキスイッチ４５からのフットブレーキ信号等の基本的な信号の他、Ｃ0 センサ４６からのクラッチＣ0 の回転速度信号が入力されている。クラッチＣ0 の回転速度は第２速段及び第３速段間の変速時にはタービン回転速度（自動変速機の入力軸回転速度）Ｎt と同一になるため、該クラッチＣ0 の回転速度を検出することによりタービン回転速度Ｎt を把握することができる。
【００３８】
なお、ブレーキＢ2 及びＢ3 の変速の時の油圧制御自体については各種方法が従来公知であるため、ここでは詳細な説明は省略するが、基本的には、ブレーキＢ2 及びブレーキＢ3 とも、その油路中に設けられているアキュムレータの背圧をアクチュエータコントロールバルブ及びこれを制御するリニアソレノイドによって制御してやればよい。あるいは、その油路中の油圧を直接的にデューティソレノイド等で制御してもよい。なお、解放側については、油圧を低下させる制御であるため、当該油圧回路のドレン量をリニアソレノイドやデューティソレノイドによって制御してやってもよい。
【００３９】
図１は、クラッチツウクラッチ変速のアップシフトにおける解放側クラッチの解放の進行より係合側クラッチの係合の進行の方が相対的に速くなり、いわゆるタイアップ状態となったことを検出する際の各種特性を表した図である。
【００４０】
ここではパワーオンアップシフトにおける実施形態を示すので、係合側クラッチは高速段側クラッチとなり、解放側クラッチは低速段側クラッチとなる。
【００４１】
時刻ｔ0 において、このアップシフトを実行すべき走行状態であると判断されると、公知の多重変速を防止するために、若干時間を空けて時刻ｔ1 から低速段側クラッチの油圧を低下させる。低速段側クラッチ油圧は、時刻ｔ2 で一旦、油圧を停止させＰｌｏ１に維持させておく。
【００４２】
一方、高速段側クラッチは、時刻t3で油圧の上昇を開始させ、時刻ｔ4 で高速段側クラッチが容量を持たない程度のレベルＰｈｉ１に一旦維持させておく。但しこの間にクラッチパックが詰められ、高速段側クラッチでは係合の準備が進められる。
【００４３】
低速段側クラッチ油圧は時刻ｔ5 から再び低下をさせ、高速段側クラッチ油圧は時刻ｔ6 から同様に再び上昇を開始させる。これにより、低速段側クラッチと高速段側クラッチのつかみ替えが開始するが、このときに、低速段側（開放側）クラッチ油圧の下降（解放）より高速段側（係合側）クラッチの油圧上昇（係合）の方が相対的に速すぎると、２つのクラッチの同時係合による引き摺り状態である、いわゆるタイアップ状態が発生してしまう。
【００４４】
本発明では、そのタイアップの度合いを判定することを最大の目的とし、その結果として得られる値を基にして、フィードバック制御や学習制御に利用するようにする。
【００４５】
図１のIIで示す部分の拡大図を図２に示す。
【００４６】
以下、前述したタイアップの度合いを判定する第１の実施形態を説明する。
【００４７】
時刻ｔ6 で高速段側クラッチ油圧を上昇を開始させたとほぼ同時に（図１参照）、出力軸回転速度Ｎo も徐々に減少していき、それに応じて出力軸トルクＴｏも減少していく。このときに高速段側クラッチと低速段側クラッチの掴み換えが行われる。
【００４８】
低速段側クラッチは、時刻ｔ7 でクラッチ油圧を完全にドレン状態にされる（図１参照）。又、ちょうどそのころ高速段側が全ての入力トルクＴinを受け持ち出力軸トルクＴｏは大きく落ち込む。
【００４９】
時刻ｔ7 後、高速段側クラッチの係合が進行し、該高速段側クラッチを介して伝達されるトルクがあるレベルを越えると自動変速機内の回転部材がギヤ比変更のための切換え（変速のための回転速度変化）を開始し始め、変速（イナーシャ相）が開始する。各部材が回転速度変化を始めるとそれまで生じていた出力軸トルクＴｏの落ち込みは解消され、以降出力軸には（イナーシャ相が終了するまで）そのときに高速段側クラッチにかけられている油圧に依存したトルクが伝達されるようになる。
【００５０】
前述した出力軸トルクＴｏの落ち込みは、ワンウェイクラッチを介した変速の場合にでも、低速段側クラッチで持っていたトルクを高速段側クラッチに移し替えた時点（ワンウェイクラッチが空転を始める時点で）生じるものであり、基本的にはギヤ比の変更分に相当する。つまり、理想的な変速においても変速後のトルクＢ´（高速段側のギヤ比×入力トルク）に相当するレベルＢのところまでは出力軸トルクＴｏは落ち込んでしまう。
【００５１】
しかしながら、クラッチツウクラッチの場合において、低速段側クラッチ油圧の低下が遅れ、低速段側クラッチの解放が遅れた場合（いわゆるタイアップ状態）のときは、入力トルクＴin＜低速段側クラッチのトルク容量＋高速段側クラッチのトルク容量となり、余分のトルク容量分が、自動変速機の動力伝達系統をロッキング側に作用させるため、出力軸トルクＴｏがＢ´以下のＢ″にまで大きく落ち込むことになってしまう。即ち、クラッチツウクラッチ変速においてタイアップが生じると、そのタイアップの度合に応じ出力トルクＴｏの落ち込みはそれだけ大きくなる。
【００５２】
一方、一般に一時的にトルクが落ち込み、これが瞬間的に解消されるとその反動で振動が発生するが、この振動は当該落ち込みが大きいとき程大きくなる傾向がある。従って該出力軸の振動の様子を「出力軸回転速度Ｎｏの変動量」として検出すれば結果としてタイアップの程度を定量的に検出できる。
【００５３】
本発明はこの知見に基づいて想到されたものであって、該出力軸回転速度Ｎｏの変動量を求め、該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する。
【００５４】
ここで、出力軸回転速度Ｎｏの変動量を求めるにあたって、この実施形態では時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度Ｎo を時間微分した値である出力軸回転速度変化率（加速度）ｄＮo を求め、又、変速中の平均的な出力軸回転速度変化率（平均加速度）ｄＮo ａｖｅを求め、両者の関係を見るようにしている。
【００５５】
図２において出力軸回転速度変化率ｄＮo （以後、変化率ｄＮo という）を太線で示し、平均出力軸回転速度変化率ｄＮo ａｖｅ（以後、平均変化率ｄＮo ａｖｅという）を破線で示す。
【００５６】
更に、その変化率ｄＮo に基づいてタイアップ状態の度合いを判定するために、変化率ｄＮo と平均変化率ｄＮo ａｖｅに基づいて得られる評価量Ｓo を次式のようにして求める。
【００５７】
評価量Ｓo ＝Σ｜ｄＮo −ｄＮo ａｖｅ｜・ｄｔ …（１）
【００５８】
（１）式は、本発明者がタイアップを評価するために有効な式として見出したもので、平均変化率ｄＮo ａｖｅと変化率ｄＮo の差の絶対値を時間で積分したものである。
【００５９】
（１）式において、出力軸回転速度Ｎo の平均変化率ｄＮo ａｖｅは変速指令（時刻ｔ0 ）から所定時間の間の変化率ｄＮo の（各）値に基づいて求める。
【００６０】
なお、この所定時間は、タイアップ時のトルク低下時間を平均変化率ｄＮo ａｖｅに取り込まないようにするため、トルク相開始までの間に設定するとよい。
【００６１】
又、積分期間は変速指令（時刻ｔ0 ）からイナーシャ相開始時刻ｔ7 の所定時間Ｔ１経過後の時刻ｔ9 までの期間（時間Ｔ２）とする。なお、これは具体的にはイナーシャ相の開始は時刻ｔ8 で検出されるため、これから所定時間Ｔ１′後まで、と同義である。
【００６２】
（１）式に基づいて演算した例をグラフにしたのが図２の最下部において評価量Ｓo として示したものである。この評価量Ｓo が大きければ大きいほどタイアップ状態の度合いが大きいことを意味し、又、逆に評価量Ｓo が小さければ小さいほどタイアップ状態が小さいことを意味する。
【００６３】
このようにして、タイアップ状態の度合いが、定量的に判定できる評価値Ｓo が求まることにより、クラッチのクラッチ油圧を制御するためのフィードバック制御や、学習制御に応用することができる。このことにより、よりきめ細かく精度の良いクラッチツウクラッチ変速が可能となり、よりスムーズな変速が可能となる。
【００６４】
次に、タイアップ状態の度合いを判定するための第２の実施形態を説明する。
【００６５】
第１の実施形態では、このタイアップ状態の度合いを判定するための検出期間を、前述したように、変速開始指令（時刻ｔ0 ）からイナーシャ相開始検出（時刻ｔ8 ）から所定時間（Ｔ１）経過した時刻ｔ9 までの時間（時間Ｔ２）に設定していた。
【００６６】
第２の実施形態では、図１に示されるように、タイアップ状態の度合いを判定するための検出期間を、変速開始指令（時刻ｔ0 ）から自動変速機の入力軸回転速度Ｎo （タービン回転速度）が低速段側同期回転速度から所定量α降下したことが検出される時刻ｔ10までを、タイアップ状態の度合いを検出する期間とする。
【００６７】
このようにすることでも第１の実施形態と同様にタイアップを判定するための期間を適正に設定できる。この第２実施形態に係る判定期間の確定は、イナーシャ相の開始自体の検出が不要となる点で優れる。
【００６８】
なお、この判定期間の確定は、要はイナーシャ相が開始してから若干の時間が経過した時点が確定されるものであればよく、場合によってはばらつきによっても必ずイナーシャ相が開始する時刻より後に設定されたタイマを変速指令から直接起動する構成を採用してもよい（第１の実施形態の変形）。
【００６９】
なお、評価量Ｓo の演算に関しては、前記（１）式による演算をそのまま採用できる。即ち、出力軸回転速度Ｎo を時間微分した変化率ｄＮo に基づいて、その平均変化率ｄＮo ａｖｅと各時刻の変化率ｄＮo の差の絶対値を時間積分した評価量Ｓo によってタイアップ状態の度合いを判定すればよい。
【００７０】
次に、第３の実施形態では、このタイアップ状態の度合いを判定する評価量（出力軸回転速度の変動量）を（１）式の演算によってではなく、図３で示すように、出力軸回転速度Ｎo の変動の最大振幅Ａmax に基づいて（演算して）求めるようにしている。
【００７１】
出力軸回転速度Ｎo は時々刻々と変化しているので、振幅Ａも絶えず変化している。出力軸回転速度Ｎo の振幅Ａは、振動の大きさを反映しているため出力軸回転速度Ｎo の最大振幅Ａmax を検出することによりタイアップ状態の度合いを算出できる。当然に、出力軸回転速度Ｎo の最大振幅Ａmax が大きいほどタイアップ状態の度合いが大きいことを表している。又、逆に、最大振幅Ａmax が小さいときほどタイアップ状態ではないことを意味している。
【００７２】
このようにして求められたタイアップ（クラッチの引き摺り）状態の度合いは、これをその変速のそれ以降の制御に即反映させてもよいし、次回の変速の反映するように学習制御を行ってもよい。
【００７３】
次に、図４を用いて前述した第２実施形態を実施するための制御フローを示す。
【００７４】
ステップ１００で、自動変速機の入力軸回転速度Ｎinと出力軸回転速度Ｎo を検出（算出）し、ステップ１０１でその入・出力軸回転速度Ｎin、Ｎo に基づいて変速中か否かを判定し、変速中でないと判定されたならば制御を終了する。又、変速中であることが判定された場合には、ステップ１０２に進み、アップシフトの指令か否かを判定する。アップシフトの変速でないならば、本発明とは異なるので、他の制御法によりステップ１０７の変速時のクラッチ油圧が制御される。アップシフトであれば、ステップ１０３にて低速段同期回転速度（Ｎo ×ギヤ比）と自動変速機の入力軸回転速度Ｎinの差が所定値α以上になったことを判定し、その差が所定値α以上の場合では、ステップ１０４に進み、クラッチの引き摺り（タイアップ）度合いを前記（１）式に基づいて算出し、ステップ１０５でその引き摺り度合いに応じ、現在実行中の変速の係合側・解放側クラッチ油圧の増減圧のバランスを変更する。なおこのステップ２０５を「次回変速のための油圧制御の諸元変更」に置き換えて次回変速を学習制御させる構成としてもよい。
【００７５】
又、ステップ１０３で差が所定値α以下のときは、自動変速機の出力軸回転速度Ｎo から得られる変動量を計算し、ステップ１０７のクラッチ油圧の制御を行う。
【００７６】
なお、第１実施形態の制御フローは特に図示はしなかったが、ステップ１０３におけるクラッチの引き摺り度合いを判定する期間を確定するステップを、「変速指令から、イナーシャ相開始後所定時間経過したかどうか」の判定に変えるだけで、他は同様な制御フローとなる。
【００７７】
更に前記第３の実施形態を実行する場合は、ステップ１０４の出力軸速度Ｎo の変動量の演算を（１）式によってではなく、判定期間での最大振幅Ａmax によって求めるように変更するだけで他は同様の制御フローとなる。
【００７８】
ところで、本発明の実施形態を具体的に実施する場合は以下に説明する条件を更に考慮すると一層よい。
【００７９】
第１の条件は、車両が走行している路面が悪路（例えば、路面が滑り易い場合）かどうかである。この場合、悪路でないと判定されたときにのみ、本発明における実施形態を実行する。
【００８０】
なお、路面が悪路とは、タイヤが滑り易い状態や、滑ってしまっている状態、又は路面の凹凸による振動が車両に伝わる場合等をいう。
【００８１】
このような悪路において、本発明を実施しないようにするのは、自動変速機の出力軸回転速度Ｎo を検出するのに、タイヤ（車輪）が滑っている状態では、車輪が空回りしているだけで、実際にはアクセルの踏み込み量に対して前進していない状態となるので、出力軸回転速度Ｎo の変動量の検出も信頼性がなくなり、変速を実施する際のクラッチのタイアップの判定が適切に行われない場合が発生してしまうからである。又、車両が砂利道等を走行中においても同様のことが発生し、更に振動によって出力軸回転速度Ｎo のセンサの誤検出も発生する可能性が高くなるからである。
【００８２】
第２の条件は、入力軸回転速度又は、出力軸回転速度を検出するセンサがいずりも正常に作動しているかどうかである。この場合、その判定が正常である場合にのみ、本発明に係るタイアップ状態の度合いを判定する制御を実行することにする。
【００８３】
このことにより、センサが故障していた場合に、入力軸又は出力軸の回転速度が、実際とは異なる値を示した場合や、零と判定してしまったような場合にクラッチのタイアップの判定が不適切に行われることを防止できる。
【００８４】
図５は、本発明の実施形態２に前記条件１、２を加えた場合の制御フローを示した図である。この制御フローは、図４に前記条件２の自動変速機の入・出力軸回転速度のセンサが正常か否かを判定するステップ２２０、及び前記条件１の悪路走行中か否かを判定するステップ２３０を、図４のステップ１０２とステップ１０３の間に加えたものである。他は、図４の制御フローの説明と同様なので、同一ステップに下２桁が同一の符号を付しここでは重複を避けるため説明を省略する。
【００８５】
このように、本発明の実施により、タイアップ状態の度合いを判定することにより、図６、７の太線で示すように理想状態に近付くようになる。タイアップ（クラッチの引き摺り）状態の傾向がある場合（破線）は、本発明によって判定の結果、例えば次回の変速を太い実線で示すように学習制御することができる。
【００８６】
なお、逆に、低速段（解放）側クラッチの解放より高速段（係合）側クラッチの係合の方が相対的に遅すぎるときに発生する、いわゆるアンダラップ状態（細線）は、前述したように従来の方法でも十分判定できるため、これを併用すればいずれの場合でも理想状態（太線）に近付くことができ、出力軸トルクＴo の落ち込みを抑え、スムーズな変速が可能となる。
【００８７】
又、図７で示すように、従来はタイアップ状態の度合いが定量的に検出できなかったため、学習制御を行う際に上欄の細線で示すように、そのゲインを大きくとることができず、その結果タイアップ状態がなかなか解消せず、学習回数を重ねても変速ショックが大きい状態が長引くことが多かった。それは、下欄細線で示すように、もしゲインが大きいと初めは大きく望む方向に補正できるもののその後は補正のしすぎによりタイアップ状態とアンダラップ状態の間をハンチングしてしまうためである。本発明により、２つのクラッチのタイアップ状態の度合いを定量的に検出できるようになったので、大きくタイアップしていると判定されたときは大きく、小さくタイアップしていると判定されたときは小さく補正することができるようになり、ハンチングを生じることなく少ない学習回数で太線で示すような理想の状態に近付くことができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、低速段（解放）側クラッチの解放の進行より高速段（係合）側クラッチの係合の進行が相対的に速すぎるタイアップが発生したときに、そのタイアップの状態の度合いを正確に且つ定量的に検出・評価することが可能となり、出力軸トルクの変動抑制でき、又、フィードバック制御や学習制御を実施する制御において、有効に利用でき、スムーズな変速ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチの引き摺り状態（タイアップ）の度合いを検出するための変速タイムチャート
【図２】図１の主要部IIの拡大図
【図３】前記引き摺り状態の度合いを検出するための算出手段を表わした図
【図４】本発明の第２の実施形態の制御フローを表わした図
【図５】本発明を実施する上での条件を加えた制御フローを表わした図
【図６】本発明を実施した場合と従来の制御によるクラッチの増・減圧のタイミングの相違を表わした図
【図７】本発明を実施した場合と従来の制御による学習ゲインの違いによる変速特性の相違を表わした図
【図８】本発明が適用された車両用自動変速機の概略を示すブロック図
【図９】上記自動変速機の各摩擦係合装置の作用状態を示す線図
【符号の説明】
Ｄ２、Ｄ３…ブレーキ（摩擦係合装置）
２０…油圧制御装置
３０…コンピュータ
４０…各種センサ群
Ｔｏ…出力軸トルク
Ｎo …出力軸回転速度
ｄＮo …出力軸回転速度変化率
ｄＮo ａｖｅ…出力軸回転速度平均変化率
Ｓo …評価量（変動量）
Ａmax …出力軸回転速度の最大振幅（変動量）
【発明の属する技術分野】
本発明は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放の進行とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放より前記係合側クラッチの係合の進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置、及びこれを用いた変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機の特定の変速を実行する場合に、２つの摩擦係合装置（広義のクラッチ；ブレーキを含む）の係合と解放とを同時に行わなければならないことがよくある（いわゆるクラッチツウクラッチ変速）。この場合、各摩擦係合装置の係合の進行と解放の進行との同期を適確にとらないと、出力軸トルクが落ち込んだり、エンジンが吹き上がったりする。
【０００３】
このため、従来はこのような制御を行わせる場合には、一般に、一方の摩擦係合装置の機能と実質的に同等な機能を果たす一方向クラッチを設け、こうした不具合が発生しないように配慮していた。
【０００４】
しかしながら、このように一方向クラッチを用いることによって各摩擦係合装置の同期をとる方法は、当該一方向クラッチを付設する分コストが上昇し、又、重量が増大したり収容スペースを占める等の問題が発生する。
【０００５】
このような点に鑑み、近年、各種センサ技術の向上、油圧制御装置の電子制御技術の向上を背景として、一方向クラッチを用いることなく「クラッチツウクラッチ変速」を直接実行させるようにする試みが再び活発化している。
【０００６】
特開平２−３７１２８号公報においては、このような現状に鑑み、変速動作時のエンジン回転速度をモニタし、該エンジン回転速度が吹き上がったときに（エンジン回転速度が上昇したときに）、各摩擦係合装置がアンダーラップ状態となった（解放の進行に対して係合の進行が相対的に遅れている状態となった）と認識し、一方、エンジン回転速度が低下したときに各摩擦係合装置がオーバーラップ状態となった（解放の進行に対して係合の進行が相対的に早すぎる状態となった：以降、この状態をタイアップ状態と称す）と認識する方法が開示されている。
【０００７】
又、特開平６−３４１５２７号公報においては、このタイアップ状態を判定する方法として、トルク相開始からイナーシャ相開始までの時間を検出して、この時間が長いときにはタイアップと判定することが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような判定方法では、エンジン吹きについては比較的容易に検出できるものの、タイアップの判定については、非常に長い（あるいは強い）タイアップの発生しか判定できず、即ち、判定精度は極めて悪く、更には、当然の如くタイアップ状態におけるその度合いを正確に把握することなどはできないので、フィードバック制御や学習制御を実施する上で、適確に制御することは、非常に困難であった。特に、学習制御を行う上で、クラッチ減圧・増圧タイミングを最適にするために学習補正を用いた場合には、タイアップ状態の解消方向への学習ゲインが最適化できず、学習初期でのタイアップ状態の解消の遅れ、あるいは学習が進んだ状態でのハンチング（スリップ状態とタイアップ状態の繰返し）等の問題が発生し易かった。
【０００９】
更に、タイアップ状態が発生すると、出力軸トルクが急激に落ち込み、強い変速ショックが発生すると共に、場合によっては自動変速機の各部材に非常に大きな負荷トルクがかかり、耐久性が低下する要因になっている。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、クラッチツウクラッチ変速におけるタイアップを早期に、且つ的確に判定し、更にそのタイアップ状態又はスリップ状態の度合いを検出しながら、変速に係わる２つのクラッチの減圧・増圧タイミングを学習又は即時補正（フィードバック制御）をして最適タイミングを実現することを可能にする。
【００１１】
その結果、有効な油圧補正制御を実行して変速ショックを低減すると共に、自動変速機の各部材に過度の負荷トルクがかかるのを防止し、耐久性をより向上させ、スムーズな変速を実現することを、その目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、変速指令から、イナーシャ相開始後所定時間が経過するまでの判定時間を確定する手段と、該判定期間における時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度から得られる、該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段と、を備えたことにより、上記目的を達成したものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、変速指令から、イナーシャ相開始後入力軸回転速度が低速段同期回転速度から所定量降下するまでの判定期間を確定する手段と、該判定期間における時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度から得られる該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段と、を備えたことにより、同じく上記目的を達成したものである。
【００１４】
なお、出力軸回転速度の変動量は前記判定期間中における平均加速度と時々刻々の加速度の差の絶対値を時間積分することによって求めるとよい。
【００１５】
判定期間中の平均加速度としては、所定時間内の平均加速度を用いるとよい。
【００１６】
あるいは、出力軸回転速度の変動量を、出力軸回転速度の変動の最大振幅を演算することによって求めてもよい。
【００１７】
更には、車両が走行している路面が悪路か否かを判定する手段を備え、該悪路走行判定手段により、悪路走行中でないと判定されているときのみ、前記タイアップの判定を実行するようにしてもよい。このようにすることにより走行中の振動によってセンサ系が誤動作し、不適正なタイアップ判定をしてしまうのを防止できる。
【００１８】
又、入力軸回転速度あるいは出力軸回転速度を検出するセンサが、正常であるか否かを判定する手段を備え、正常であると判定されたときのみ、前記タイアップ判定を実行するようにしてもよい。同様にセンサ系の誤動作による不適正なタイアップ判定をする恐れがそれだけ少なくなる。
【００１９】
このようにして検出されたタイアップの度合いに応じて解放側又は係合側の少なくとも一方のクラッチのクラッチ圧を補正・制御するようにすれば、係合側クラッチと解放側クラッチの増・減圧のタイミングを最適化でき、更に精度の良い補正制御、学習制御が可能となり、スムーズな変速ができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
以下に説明する実施形態は、係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、解放側クラッチの解放の進行より係合側クラッチの係合の進行の方が相対的に速すぎる（いわゆるタイアップ）状態が発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ制御装置に関する。
【００２２】
図８は、本発明の実施形態に係る自動変速機のタイアップ判定装置のスケルトン図である。この自動変速機２は、トルクコンバータ１１１、副変速部１１２及び主変速部１１３を備える。
【００２３】
なお、本発明の適用対象はこのような自動変速機に限定されず、例えばツインクラッチ式の自動変速機にも適用可能である。
【００２４】
前記トルクコンバータ１１１は、ロックアップクラッチ１２４を備える。このロックアップクラッチ１２４は、ポンプインペラ１２６に一体化させてあるフロントカバー１２７とタービンランナ１２８を一体に取付けた部材（ハブ）１２９との間に設けられている。
【００２５】
エンジン１のクランクシャフト（図示せず）はフロントカバー１２７に連結されている。タービンランナ１２８に連結された入力軸１３０は、副変速部１１２を構成するオーバードライブ用遊星歯車機構１３１のキャリヤ１３２に連結されている。
【００２６】
この遊星歯車機構１３１におけるキャリヤ１３２とサンギヤ１３３との間には、クラッチＣ0 と一方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ１３３がキャリヤ１３２に対して相対的に正回転（入力軸１３０の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。
【００２７】
一方、サンギヤ１３３の回転を選択的に止めるブレーキＢ0 が設けられている。又、この副変速部１１２の出力要素であるリングギヤ１３４が、主変速部１１３の入力要素である中間軸１３５に接続されている。
【００２８】
副変速部１１２は、クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構１３１の全体が一体となって回転するため、中間軸１３５が入力軸１３０と同速度で回転する。又ブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ１３３の回転を止めた状態では、リングギヤ１３４が入力軸１３０に対して増速されて正回転する。即ち、副変速部１１２はハイ・ローの２段の切換えを設定することができる。
【００２９】
前記主変速部１１３は三組の遊星歯車機構１４０、１５０、１６０を備えており、これらの歯車機構１４０、１５０、１６０が以下のように連結されている。
【００３０】
即ち、第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１と第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１とが互いに一体的に連結され、第１遊星歯車機構１４０のリングギヤ１４３と第２遊星歯車機構１５０のキャリヤ１５２と第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２との三者が連結されている。又、第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２に出力軸１７０が連結されている。更に第２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３が第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１に連結されている。
【００３１】
この主変速部１１３の歯車列では後進１段と前進４段とを設定することができ、そのためのクラッチ及びブレーキが以下のように設けられている。
【００３２】
即ち、第２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３及び第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１と中間軸１３５との間にクラッチＣ1 が設けられ、又第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１及び第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１と中間軸１３５との間にクラッチＣ2 が設けられている。
【００３３】
第１遊星歯車機構１４０及び第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１４１、１５１の回転を止めるブレーキＢ1 が配置されている。又、これらのサンギヤ１４１、１５１とケーシング１７１との間には、一方向クラッチＦ1 とブレーキＢ2 とが直列に配列されている。一方向クラッチＦ1 はサンギヤ１４１、１５１が逆回転（入力軸１３５の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。
【００３４】
第１遊星歯車機構１４０のキャリヤ１４２とケーシング１７１との間にはブレーキＢ3 が設けられている。又、第３遊星歯車機構１６０のリングギヤ１６３の回転をとめる要素としてブレーキＢ4 と、一方向クラッチＦ2 とがケーシング１７１との間に並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ2 はリングギヤ１６３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００３５】
上記の自動変速機２では、全体で後進１段と前進５段の変速を行うことができる。これらの変速段を設定するための各クラッチ及びブレーキの係合作動表を図９に示す。なお、図９において、○印は係合状態、●印はエンジンブレーキ時に係合状態、空欄は解放状態をそれぞれ示す。
【００３６】
この図から明らかなように、第２速段及び第３速段間の変速がブレーキＢ2 と、ブレーキＢ3 のクラッチツウクラッチ変速となっていることが分かる。
【００３７】
各クラッチ及びブレーキの係合あるいは解放は、油圧制御装置（油圧制御手段）２０内の電磁弁やリニアソレノイドが、コンピュータ３０からの指令に基づいて駆動されることによって実行される。コンピュータ３０には、各種センサ群４０からの信号、例えば車速センサ４１からの車速信号（出力軸回転速度Ｎ0 の信号）、スロットルセンサ４２からのスロットル開度信号（アクセル開度信号）、パターンセレクトスイッチ４３からのパターンセレクト信号（運転者の選択した動力重視走行、燃費重視走行等の選択信号）、シフトポジションスイッチ４４からのシフトポジション信号、ブレーキスイッチ４５からのフットブレーキ信号等の基本的な信号の他、Ｃ0 センサ４６からのクラッチＣ0 の回転速度信号が入力されている。クラッチＣ0 の回転速度は第２速段及び第３速段間の変速時にはタービン回転速度（自動変速機の入力軸回転速度）Ｎt と同一になるため、該クラッチＣ0 の回転速度を検出することによりタービン回転速度Ｎt を把握することができる。
【００３８】
なお、ブレーキＢ2 及びＢ3 の変速の時の油圧制御自体については各種方法が従来公知であるため、ここでは詳細な説明は省略するが、基本的には、ブレーキＢ2 及びブレーキＢ3 とも、その油路中に設けられているアキュムレータの背圧をアクチュエータコントロールバルブ及びこれを制御するリニアソレノイドによって制御してやればよい。あるいは、その油路中の油圧を直接的にデューティソレノイド等で制御してもよい。なお、解放側については、油圧を低下させる制御であるため、当該油圧回路のドレン量をリニアソレノイドやデューティソレノイドによって制御してやってもよい。
【００３９】
図１は、クラッチツウクラッチ変速のアップシフトにおける解放側クラッチの解放の進行より係合側クラッチの係合の進行の方が相対的に速くなり、いわゆるタイアップ状態となったことを検出する際の各種特性を表した図である。
【００４０】
ここではパワーオンアップシフトにおける実施形態を示すので、係合側クラッチは高速段側クラッチとなり、解放側クラッチは低速段側クラッチとなる。
【００４１】
時刻ｔ0 において、このアップシフトを実行すべき走行状態であると判断されると、公知の多重変速を防止するために、若干時間を空けて時刻ｔ1 から低速段側クラッチの油圧を低下させる。低速段側クラッチ油圧は、時刻ｔ2 で一旦、油圧を停止させＰｌｏ１に維持させておく。
【００４２】
一方、高速段側クラッチは、時刻t3で油圧の上昇を開始させ、時刻ｔ4 で高速段側クラッチが容量を持たない程度のレベルＰｈｉ１に一旦維持させておく。但しこの間にクラッチパックが詰められ、高速段側クラッチでは係合の準備が進められる。
【００４３】
低速段側クラッチ油圧は時刻ｔ5 から再び低下をさせ、高速段側クラッチ油圧は時刻ｔ6 から同様に再び上昇を開始させる。これにより、低速段側クラッチと高速段側クラッチのつかみ替えが開始するが、このときに、低速段側（開放側）クラッチ油圧の下降（解放）より高速段側（係合側）クラッチの油圧上昇（係合）の方が相対的に速すぎると、２つのクラッチの同時係合による引き摺り状態である、いわゆるタイアップ状態が発生してしまう。
【００４４】
本発明では、そのタイアップの度合いを判定することを最大の目的とし、その結果として得られる値を基にして、フィードバック制御や学習制御に利用するようにする。
【００４５】
図１のIIで示す部分の拡大図を図２に示す。
【００４６】
以下、前述したタイアップの度合いを判定する第１の実施形態を説明する。
【００４７】
時刻ｔ6 で高速段側クラッチ油圧を上昇を開始させたとほぼ同時に（図１参照）、出力軸回転速度Ｎo も徐々に減少していき、それに応じて出力軸トルクＴｏも減少していく。このときに高速段側クラッチと低速段側クラッチの掴み換えが行われる。
【００４８】
低速段側クラッチは、時刻ｔ7 でクラッチ油圧を完全にドレン状態にされる（図１参照）。又、ちょうどそのころ高速段側が全ての入力トルクＴinを受け持ち出力軸トルクＴｏは大きく落ち込む。
【００４９】
時刻ｔ7 後、高速段側クラッチの係合が進行し、該高速段側クラッチを介して伝達されるトルクがあるレベルを越えると自動変速機内の回転部材がギヤ比変更のための切換え（変速のための回転速度変化）を開始し始め、変速（イナーシャ相）が開始する。各部材が回転速度変化を始めるとそれまで生じていた出力軸トルクＴｏの落ち込みは解消され、以降出力軸には（イナーシャ相が終了するまで）そのときに高速段側クラッチにかけられている油圧に依存したトルクが伝達されるようになる。
【００５０】
前述した出力軸トルクＴｏの落ち込みは、ワンウェイクラッチを介した変速の場合にでも、低速段側クラッチで持っていたトルクを高速段側クラッチに移し替えた時点（ワンウェイクラッチが空転を始める時点で）生じるものであり、基本的にはギヤ比の変更分に相当する。つまり、理想的な変速においても変速後のトルクＢ´（高速段側のギヤ比×入力トルク）に相当するレベルＢのところまでは出力軸トルクＴｏは落ち込んでしまう。
【００５１】
しかしながら、クラッチツウクラッチの場合において、低速段側クラッチ油圧の低下が遅れ、低速段側クラッチの解放が遅れた場合（いわゆるタイアップ状態）のときは、入力トルクＴin＜低速段側クラッチのトルク容量＋高速段側クラッチのトルク容量となり、余分のトルク容量分が、自動変速機の動力伝達系統をロッキング側に作用させるため、出力軸トルクＴｏがＢ´以下のＢ″にまで大きく落ち込むことになってしまう。即ち、クラッチツウクラッチ変速においてタイアップが生じると、そのタイアップの度合に応じ出力トルクＴｏの落ち込みはそれだけ大きくなる。
【００５２】
一方、一般に一時的にトルクが落ち込み、これが瞬間的に解消されるとその反動で振動が発生するが、この振動は当該落ち込みが大きいとき程大きくなる傾向がある。従って該出力軸の振動の様子を「出力軸回転速度Ｎｏの変動量」として検出すれば結果としてタイアップの程度を定量的に検出できる。
【００５３】
本発明はこの知見に基づいて想到されたものであって、該出力軸回転速度Ｎｏの変動量を求め、該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する。
【００５４】
ここで、出力軸回転速度Ｎｏの変動量を求めるにあたって、この実施形態では時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度Ｎo を時間微分した値である出力軸回転速度変化率（加速度）ｄＮo を求め、又、変速中の平均的な出力軸回転速度変化率（平均加速度）ｄＮo ａｖｅを求め、両者の関係を見るようにしている。
【００５５】
図２において出力軸回転速度変化率ｄＮo （以後、変化率ｄＮo という）を太線で示し、平均出力軸回転速度変化率ｄＮo ａｖｅ（以後、平均変化率ｄＮo ａｖｅという）を破線で示す。
【００５６】
更に、その変化率ｄＮo に基づいてタイアップ状態の度合いを判定するために、変化率ｄＮo と平均変化率ｄＮo ａｖｅに基づいて得られる評価量Ｓo を次式のようにして求める。
【００５７】
評価量Ｓo ＝Σ｜ｄＮo −ｄＮo ａｖｅ｜・ｄｔ …（１）
【００５８】
（１）式は、本発明者がタイアップを評価するために有効な式として見出したもので、平均変化率ｄＮo ａｖｅと変化率ｄＮo の差の絶対値を時間で積分したものである。
【００５９】
（１）式において、出力軸回転速度Ｎo の平均変化率ｄＮo ａｖｅは変速指令（時刻ｔ0 ）から所定時間の間の変化率ｄＮo の（各）値に基づいて求める。
【００６０】
なお、この所定時間は、タイアップ時のトルク低下時間を平均変化率ｄＮo ａｖｅに取り込まないようにするため、トルク相開始までの間に設定するとよい。
【００６１】
又、積分期間は変速指令（時刻ｔ0 ）からイナーシャ相開始時刻ｔ7 の所定時間Ｔ１経過後の時刻ｔ9 までの期間（時間Ｔ２）とする。なお、これは具体的にはイナーシャ相の開始は時刻ｔ8 で検出されるため、これから所定時間Ｔ１′後まで、と同義である。
【００６２】
（１）式に基づいて演算した例をグラフにしたのが図２の最下部において評価量Ｓo として示したものである。この評価量Ｓo が大きければ大きいほどタイアップ状態の度合いが大きいことを意味し、又、逆に評価量Ｓo が小さければ小さいほどタイアップ状態が小さいことを意味する。
【００６３】
このようにして、タイアップ状態の度合いが、定量的に判定できる評価値Ｓo が求まることにより、クラッチのクラッチ油圧を制御するためのフィードバック制御や、学習制御に応用することができる。このことにより、よりきめ細かく精度の良いクラッチツウクラッチ変速が可能となり、よりスムーズな変速が可能となる。
【００６４】
次に、タイアップ状態の度合いを判定するための第２の実施形態を説明する。
【００６５】
第１の実施形態では、このタイアップ状態の度合いを判定するための検出期間を、前述したように、変速開始指令（時刻ｔ0 ）からイナーシャ相開始検出（時刻ｔ8 ）から所定時間（Ｔ１）経過した時刻ｔ9 までの時間（時間Ｔ２）に設定していた。
【００６６】
第２の実施形態では、図１に示されるように、タイアップ状態の度合いを判定するための検出期間を、変速開始指令（時刻ｔ0 ）から自動変速機の入力軸回転速度Ｎo （タービン回転速度）が低速段側同期回転速度から所定量α降下したことが検出される時刻ｔ10までを、タイアップ状態の度合いを検出する期間とする。
【００６７】
このようにすることでも第１の実施形態と同様にタイアップを判定するための期間を適正に設定できる。この第２実施形態に係る判定期間の確定は、イナーシャ相の開始自体の検出が不要となる点で優れる。
【００６８】
なお、この判定期間の確定は、要はイナーシャ相が開始してから若干の時間が経過した時点が確定されるものであればよく、場合によってはばらつきによっても必ずイナーシャ相が開始する時刻より後に設定されたタイマを変速指令から直接起動する構成を採用してもよい（第１の実施形態の変形）。
【００６９】
なお、評価量Ｓo の演算に関しては、前記（１）式による演算をそのまま採用できる。即ち、出力軸回転速度Ｎo を時間微分した変化率ｄＮo に基づいて、その平均変化率ｄＮo ａｖｅと各時刻の変化率ｄＮo の差の絶対値を時間積分した評価量Ｓo によってタイアップ状態の度合いを判定すればよい。
【００７０】
次に、第３の実施形態では、このタイアップ状態の度合いを判定する評価量（出力軸回転速度の変動量）を（１）式の演算によってではなく、図３で示すように、出力軸回転速度Ｎo の変動の最大振幅Ａmax に基づいて（演算して）求めるようにしている。
【００７１】
出力軸回転速度Ｎo は時々刻々と変化しているので、振幅Ａも絶えず変化している。出力軸回転速度Ｎo の振幅Ａは、振動の大きさを反映しているため出力軸回転速度Ｎo の最大振幅Ａmax を検出することによりタイアップ状態の度合いを算出できる。当然に、出力軸回転速度Ｎo の最大振幅Ａmax が大きいほどタイアップ状態の度合いが大きいことを表している。又、逆に、最大振幅Ａmax が小さいときほどタイアップ状態ではないことを意味している。
【００７２】
このようにして求められたタイアップ（クラッチの引き摺り）状態の度合いは、これをその変速のそれ以降の制御に即反映させてもよいし、次回の変速の反映するように学習制御を行ってもよい。
【００７３】
次に、図４を用いて前述した第２実施形態を実施するための制御フローを示す。
【００７４】
ステップ１００で、自動変速機の入力軸回転速度Ｎinと出力軸回転速度Ｎo を検出（算出）し、ステップ１０１でその入・出力軸回転速度Ｎin、Ｎo に基づいて変速中か否かを判定し、変速中でないと判定されたならば制御を終了する。又、変速中であることが判定された場合には、ステップ１０２に進み、アップシフトの指令か否かを判定する。アップシフトの変速でないならば、本発明とは異なるので、他の制御法によりステップ１０７の変速時のクラッチ油圧が制御される。アップシフトであれば、ステップ１０３にて低速段同期回転速度（Ｎo ×ギヤ比）と自動変速機の入力軸回転速度Ｎinの差が所定値α以上になったことを判定し、その差が所定値α以上の場合では、ステップ１０４に進み、クラッチの引き摺り（タイアップ）度合いを前記（１）式に基づいて算出し、ステップ１０５でその引き摺り度合いに応じ、現在実行中の変速の係合側・解放側クラッチ油圧の増減圧のバランスを変更する。なおこのステップ２０５を「次回変速のための油圧制御の諸元変更」に置き換えて次回変速を学習制御させる構成としてもよい。
【００７５】
又、ステップ１０３で差が所定値α以下のときは、自動変速機の出力軸回転速度Ｎo から得られる変動量を計算し、ステップ１０７のクラッチ油圧の制御を行う。
【００７６】
なお、第１実施形態の制御フローは特に図示はしなかったが、ステップ１０３におけるクラッチの引き摺り度合いを判定する期間を確定するステップを、「変速指令から、イナーシャ相開始後所定時間経過したかどうか」の判定に変えるだけで、他は同様な制御フローとなる。
【００７７】
更に前記第３の実施形態を実行する場合は、ステップ１０４の出力軸速度Ｎo の変動量の演算を（１）式によってではなく、判定期間での最大振幅Ａmax によって求めるように変更するだけで他は同様の制御フローとなる。
【００７８】
ところで、本発明の実施形態を具体的に実施する場合は以下に説明する条件を更に考慮すると一層よい。
【００７９】
第１の条件は、車両が走行している路面が悪路（例えば、路面が滑り易い場合）かどうかである。この場合、悪路でないと判定されたときにのみ、本発明における実施形態を実行する。
【００８０】
なお、路面が悪路とは、タイヤが滑り易い状態や、滑ってしまっている状態、又は路面の凹凸による振動が車両に伝わる場合等をいう。
【００８１】
このような悪路において、本発明を実施しないようにするのは、自動変速機の出力軸回転速度Ｎo を検出するのに、タイヤ（車輪）が滑っている状態では、車輪が空回りしているだけで、実際にはアクセルの踏み込み量に対して前進していない状態となるので、出力軸回転速度Ｎo の変動量の検出も信頼性がなくなり、変速を実施する際のクラッチのタイアップの判定が適切に行われない場合が発生してしまうからである。又、車両が砂利道等を走行中においても同様のことが発生し、更に振動によって出力軸回転速度Ｎo のセンサの誤検出も発生する可能性が高くなるからである。
【００８２】
第２の条件は、入力軸回転速度又は、出力軸回転速度を検出するセンサがいずりも正常に作動しているかどうかである。この場合、その判定が正常である場合にのみ、本発明に係るタイアップ状態の度合いを判定する制御を実行することにする。
【００８３】
このことにより、センサが故障していた場合に、入力軸又は出力軸の回転速度が、実際とは異なる値を示した場合や、零と判定してしまったような場合にクラッチのタイアップの判定が不適切に行われることを防止できる。
【００８４】
図５は、本発明の実施形態２に前記条件１、２を加えた場合の制御フローを示した図である。この制御フローは、図４に前記条件２の自動変速機の入・出力軸回転速度のセンサが正常か否かを判定するステップ２２０、及び前記条件１の悪路走行中か否かを判定するステップ２３０を、図４のステップ１０２とステップ１０３の間に加えたものである。他は、図４の制御フローの説明と同様なので、同一ステップに下２桁が同一の符号を付しここでは重複を避けるため説明を省略する。
【００８５】
このように、本発明の実施により、タイアップ状態の度合いを判定することにより、図６、７の太線で示すように理想状態に近付くようになる。タイアップ（クラッチの引き摺り）状態の傾向がある場合（破線）は、本発明によって判定の結果、例えば次回の変速を太い実線で示すように学習制御することができる。
【００８６】
なお、逆に、低速段（解放）側クラッチの解放より高速段（係合）側クラッチの係合の方が相対的に遅すぎるときに発生する、いわゆるアンダラップ状態（細線）は、前述したように従来の方法でも十分判定できるため、これを併用すればいずれの場合でも理想状態（太線）に近付くことができ、出力軸トルクＴo の落ち込みを抑え、スムーズな変速が可能となる。
【００８７】
又、図７で示すように、従来はタイアップ状態の度合いが定量的に検出できなかったため、学習制御を行う際に上欄の細線で示すように、そのゲインを大きくとることができず、その結果タイアップ状態がなかなか解消せず、学習回数を重ねても変速ショックが大きい状態が長引くことが多かった。それは、下欄細線で示すように、もしゲインが大きいと初めは大きく望む方向に補正できるもののその後は補正のしすぎによりタイアップ状態とアンダラップ状態の間をハンチングしてしまうためである。本発明により、２つのクラッチのタイアップ状態の度合いを定量的に検出できるようになったので、大きくタイアップしていると判定されたときは大きく、小さくタイアップしていると判定されたときは小さく補正することができるようになり、ハンチングを生じることなく少ない学習回数で太線で示すような理想の状態に近付くことができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、低速段（解放）側クラッチの解放の進行より高速段（係合）側クラッチの係合の進行が相対的に速すぎるタイアップが発生したときに、そのタイアップの状態の度合いを正確に且つ定量的に検出・評価することが可能となり、出力軸トルクの変動抑制でき、又、フィードバック制御や学習制御を実施する制御において、有効に利用でき、スムーズな変速ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクラッチの引き摺り状態（タイアップ）の度合いを検出するための変速タイムチャート
【図２】図１の主要部IIの拡大図
【図３】前記引き摺り状態の度合いを検出するための算出手段を表わした図
【図４】本発明の第２の実施形態の制御フローを表わした図
【図５】本発明を実施する上での条件を加えた制御フローを表わした図
【図６】本発明を実施した場合と従来の制御によるクラッチの増・減圧のタイミングの相違を表わした図
【図７】本発明を実施した場合と従来の制御による学習ゲインの違いによる変速特性の相違を表わした図
【図８】本発明が適用された車両用自動変速機の概略を示すブロック図
【図９】上記自動変速機の各摩擦係合装置の作用状態を示す線図
【符号の説明】
Ｄ２、Ｄ３…ブレーキ（摩擦係合装置）
２０…油圧制御装置
３０…コンピュータ
４０…各種センサ群
Ｔｏ…出力軸トルク
Ｎo …出力軸回転速度
ｄＮo …出力軸回転速度変化率
ｄＮo ａｖｅ…出力軸回転速度平均変化率
Ｓo …評価量（変動量）
Ａmax …出力軸回転速度の最大振幅（変動量）
Claims (10)
- 係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、
変速指令から、イナーシャ相開始後所定時間が経過するまでの判定時間を確定する手段と、
該判定期間における時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度から得られる、該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、
該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、
変速指令から、イナーシャ相開始後入力軸回転速度が低速段同期回転速度から所定量降下するまでの判定期間を確定する手段と、
該判定期間における時々刻々と変化する自動変速機の出力軸回転速度から得られる該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、
該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、
変速指令から、イナーシャ相開始後所定時間が経過するまでの判定時間を確定する手段と、
該判定期間における自動変速機の出力軸回転速度から得られる、該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、
該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段とを、備え、
前記出力軸回転速度の変動量を前記判定期間中における平均加速度と時々刻々の加速度の差の絶対値を時間積分することによって求めることを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 係合側クラッチの係合と解放側クラッチの解放とを同時に行うクラッチツウクラッチ変速を実行する際に、前記解放側クラッチの解放の進行より前記係合側クラッチの係合に進行の方が相対的に速すぎるタイアップが発生したか否かを判定する自動変速機のタイアップ判定装置において、
変速指令から、イナーシャ相開始後入力軸回転速度が低速段同期回転速度から所定量降下するまでの判定期間を確定する手段と、
該判定期間における自動変速機の出力軸回転速度から得られる該出力軸回転速度の変動量を求める手段と、
該変動量に基づいてタイアップの度合いを判定する手段とを、備え、
前記出力軸回転速度の変動量を前記判定期間中における平均加速度と時々刻々の加速度の差の絶対値を時間積分することによって求めることを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 請求項３又は４において、
前記判定期間中の平均加速度として、変速指令から所定時間内の平均加速度を用いることを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 請求項１又は２において、
前記出力軸回転速度の変動量を、出力軸回転速度の変動の最大振幅を演算することによって求めることを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
車両が走行している路面が悪路か否かを判定する手段を備え、該悪路走行判定手段により、悪路走行中でないと判定されているときのみ、前記タイアップの判定を実行することを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 請求項１又は３において、
前記入力軸回転速度を検出するセンサが正常であるか否かを判定する手段を備え、正常であると判定されたときのみ、前記タイアップ判定を実行することを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 請求項２又は４において、
前記入力軸回転速度及び出力軸回転速度を検出するセンサが、いずれも正常であるか否かを判定する手段を備え、いずれも正常であると判定されたときのみ、前記タイアップ判定を実行することを特徴とする自動変速機のタイアップ判定装置。 - 請求項１乃至４のいずれかに記載された自動変速機のタイアップ判定装置を用いて検出されたタイアップの度合いに応じて、解放側又は係合側の少なくとも一方のクラッチのクラッチ圧を補正・制御することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
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