JP2004092773A

JP2004092773A - 自動変速機のレンジ切換え装置

Info

Publication number: JP2004092773A
Application number: JP2002254516A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yuasa; 湯浅　弘之
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】ディテント機構で位置決めされるレンジ切換シャフトをモータで回転駆動するレンジ切換え装置において、目標角度の学習における収束応答性を高める。
【解決手段】ディテント機構で位置決めされた状態でのレンジ切換シャフトの角度を谷位置角度として検出する。一方、前記谷位置角度と前回までの偏差（偏差＝谷位置角度−前回の目標角度）を演算し、更に、前記偏差の符号がプラスであればプラスの角度、前記偏差の符号がマイナスであればマイナスの角度として、角度検出のばらつき幅を超える絶対値の行き過ぎ量を設定する。そして、次回の目標角度を、次回の目標角度＝前回の目標角度＋偏差＋行き過ぎ量として算出する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的に駆動制御されるアクチュエータによって自動変速機のレンジ切換えを行うレンジ切換え装置に関し、詳しくは、各レンジの制御目標位置を学習する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電気的に駆動制御されるアクチュエータと、ディテント機構で各レンジに対応する位置に位置決めされるレンジ切換バルブとの間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられる構成であって、レンジ毎の前記レンジ切換バルブの目標位置に基づいて前記アクチュエータを制御する自動変速機のレンジ切換え装置が知られている（特開平０７−２８００８３号公報参照）。
【０００３】
また、レンジ切換バルブの位置を検出するセンサの取り付け位置のばらつきによる検出位置のずれを補償すべく、各レンジの制御目標位置を学習する構成が知られており、特開平０７−０８１４４８号公報に開示される装置では、特定のレンジ位置と認識される範囲内で、位置検出値が安定したときに、そのときの検出位置を前記特定のレンジ位置における学習値としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レンジ切換バルブの位置検出を行うセンサの出力をＡ／Ｄ変換して読み込むときの誤差などによって、前記センサの位置検出の結果にばらつきが生じる。
このため、ディテント機構による位置決めされているときの検出位置をそのまま制御目標として設定した場合、目標位置の収束が遅れることがあるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、目標位置の学習を速やかに収束させることができ、以って、レンジ切換え制御を安定的に行える自動変速機のレンジ切換え装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、ディテント機構でレンジ切換バルブが位置決めされたときの位置を谷位置として検出すると共に、前回までの目標位置と前記谷位置との偏差を演算し、目標位置が前記谷位置を行き過ぎる補正値を前記偏差に基づいて設定し、該補正値で前回までの目標位置を補正した結果を、次回の目標位置として設定する構成とした。
【０００７】
上記構成によると、ディテント機構による谷位置が検出されると、該谷位置と前回までの目標位置との偏差を求め、この偏差から目標位置が検出谷位置を行き過ぎるような補正値を設定し、該補正値で前回までの目標位置を補正した結果を次回の当該レンジにおける目標位置とする。
従って、位置検出にばらつきがあっても、行き過ぎ量の範囲内であれば、偏差の符号が次回において反転することになり、目標位置が行き過ぎ量の範囲内で変動する収束状態に速やかに移行させることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記偏差と所定の行き過ぎ量とを加算した値を前記補正値として設定する構成とした。
上記構成によると、偏差に加算される行き過ぎ量分だけ今回検出された谷位置を行き過ぎる目標が次回の目標位置として設定される。
従って、偏差の大きさとは無関係に行き過ぎ量を適正に設定して、目標位置を安定的かつ応答良く収束させることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明では、前記所定の行き過ぎ量が、前記レンジ切換バルブの位置検出におけるばらつき幅に応じて予め設定される構成とした。
上記構成によると、予め想定される位置検出のばらつき幅を超えて行き過ぎるように目標位置が補正される。
従って、位置検出にばらつきが発生しても、確実に偏差の符号が反転を繰り返す収束状態に移行させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における自動変速機のレンジ切換え装置のシステム構成図である。
この図１において、車両に搭載される自動変速機１には、後述するレンジ切換バルブ６を駆動するためのモータ２（アクチュエータ）が取り付けられる。
【００１１】
前記モータ２の出力軸には減速歯車機構３が設けられ、該減速歯車機構３を介してレンジ切換シャフト４を回転駆動するよう構成される。
尚、前記減速歯車機構３の最終段とレンジ切換シャフト４との連結部には、回転方向に所定の遊び量が設けられている。
前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４を複数のレンジそれぞれに対応する角度に位置決めするためのディテント機構５が取り付けられる。
【００１２】
前記ディテント機構５は、図２に示すように、レンジ切換シャフト４に固定されて一体に回転するディテントレバー５Ａ、ディテントレバー５Ａの周縁に各レンジに対応して形成される凹部に係合するローラを支持すると共に、該ローラを前記凹部に向けて押圧付勢するディテントスプリング５Ｂから構成される。
そして、前記ディテント機構５は、上記構成によってレンジ切換シャフト４を、Ｐレンジ（パーキングレンジ），Ｒレンジ（リバースレンジ），Ｎレンジ（ニュートラルレンジ），Ｄレンジ（ドライブレンジ），２レンジ，１レンジのいずれかに対応する角度に位置決めする。
【００１３】
前記レンジ切換シャフト４の回転運動は、ディテントレバー５Ａとレンジ切換バルブ６との係合によって、レンジ切換バルブ６の軸方向運動に変換され、レンジ切換バルブ６がバルブボディ７内で軸方向に変位することで、油圧ポートの開閉が切り換えられ、各シフトレンジに応じてライン圧を配送する。
前記ディテントレバー５Ａに一端が取り付けられるロッド８の他端には、カム９が取り付けられ、揺動可能に支持されたパーキングポール１０が前記カム９との摺接によって揺動駆動され、Ｐレンジ位置においては、パーキングポール１０の爪１０ａがパーキングギヤ１１の凹部１１ａに噛み合って、パーキングギヤ１１が固定されるようになっている。
【００１４】
また、前記レンジ切換シャフト４には、該レンジ切換シャフト４の角度を連続的に検出するポテンショメータ２１が備えられる一方、自動変速機１が各レンジのいずれに切り換えられているかを検出するインヒビタスイッチ２２が設けられる。
また、運転者によって操作されるレンジセレクトスイッチ２３が設けられている。
【００１５】
前記ポテンショメータ２１，インヒビタスイッチ２２及びレンジセレクトスイッチ２３からの信号は、Ａ／Ｔコントロールユニット（Ａ／Ｔ　Ｃ／Ｕ）２４に入力される。
そして、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、レンジセレクトスイッチ２３に対応するレンジ切換シャフト４の目標角度（レンジ切換バルブ６の目標位置に相当）を設定し、前記ポテンショメータ２１で検出される実際の角度が前記目標角度に一致するように、前記モータ２の駆動信号（電源供給を高周波でＯＮ・ＯＦＦするデューティ駆動信号）をフィードバック制御する。
【００１６】
上記のＡ／Ｔコントロールユニット２４によるモータ２の電気的な駆動制御によって、レンジ切換シャフト４が回転することで、自動変速機１のレンジが運転者の要求するレンジに切換えられる。
また、前記Ａ／Ｔコントロールユニット２４は、ポテンショメータ２１による検出角度のずれを補償すべく、前記レンジ毎の目標角度（目標位置）を学習する機能を有しており、係る学習制御を、図３のフローチャートに従って説明する。
【００１７】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、前記ディテント機構５による位置決めが行われている状態で、前記ポテンショメータ２１で検出されたレンジ切換シャフト４の角度を、谷位置角度として求める。
前記谷位置角度とは、前記ディテント機構５において、ディテントレバー５Ａの周縁に形成される凹部の谷にローラが位置して、レンジ切換シャフト４が特定のレンジに対応して位置決めされている状態での角度を示す。
【００１８】
前記谷位置角度を求める方法としては、特開平０７−０８１４４８号公報に開示されるように、特定のレンジ位置と認識される範囲内で、角度検出値の変化が微小になったときに、そのときの検出角度を前記特定のレンジ位置における谷位置角度とする方法がある。
また、前記ディテント機構５による引き込み動作を、検出角度から求められる角速度及び／又は角加速度から判断し、例えば角速度及び／又は角加速度がピーク値を示したときのレンジ切換シャフト４の角度を基準に、谷位置角度を求めるようにしても良い。
【００１９】
図４のフローチャートは、角速度がピーク値を示す角度に基づいて谷位置角度を求める処理を示す。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、ポテンショメータ２１で検出されたレンジ切換シャフト４の角度を読み込む。
ステップＳ１２では、前記ステップＳ１１で読み込んだ角度が、レンジ毎に予め設定される基準目標角度を含む各レンジの基準角度範囲（学習角度範囲）のいずれかに含まれるか否かを判別する。
【００２０】
基準角度範囲内であるときには、ステップＳ１３へ進み、前記ポテンショメータ２１で検出されたレンジ切換シャフト４の角度を微分して、角速度を算出する。
次のステップＳ１４では、ステップＳ１３で算出される角速度にデジタルローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）を施す。
【００２１】
ステップＳ１５では、前記ローパスフィルタ処理後の角速度がピーク値を示したときのポテンショメータ２１による検出角度を求める。
例えば、ポテンショメータ２１の検出角度が、Ｐ→Ｄ切換え方向で減少変化するものとすると、このときの角速度は、マイナスの値として算出されるので、Ｐ→Ｄ切換え方向では、ステップＳ１５で角速度のマイナスのピーク値を求め、ピーク値を示したときのポテンショメータ２１による検出角度を参照する。
【００２２】
一方、Ｄ→Ｐ切換え方向ではポテンショメータ２１の検出角度が増大変化するから、ステップＳ１５でプラスのピーク値を求め、ピーク値を示したときのポテンショメータ２１による検出角度を参照する。
レンジ切換え時に、ディテント機構５の引き込み動作が開始されると、角速度の絶対値が急激に増大してピーク値を示すことになり、この角速度がピーク値を示すタイミングは、角速度にローパスフィルタ処理を施したことで、実際のピーク位置よりも遅れた角度位置として検出される。
【００２３】
しかし、ローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）後の角速度がピーク値を示す角度と、ディテント機構５の谷位置とのずれ角は一定であるから、前記ＬＰＦ後の角速度がピーク値を示す角度からディテント機構５の谷位置角度を推定することが可能である。
そこで、ステップＳ１６では、ＬＰＦ後の角速度がピーク値を示した角度と、予め記憶された補正角度とに基づいて、当該レンジにおける谷位置角度を求める。
【００２４】
尚、角加速度がピーク値を示す角度から谷位置角度を検出させる場合も、角加速度にローパスフィルタ処理を施し、該ローパスフィルタ処理が施された角加速度に基づいてピーク発生タイミングを検出することで、谷位置角度を求めることができる。
また、ローパスフィルタ処理が施された角速度と、ローパスフィルタ処理が施された角加速度との積算値が、ピーク値を示す角度から、ディテント機構５の谷位置角度を求めることが可能である。
【００２５】
更に、角速度，角加速度，角速度×角加速度が、判定値を横切る２点での角度をそれぞれ求め、これら角度の中央値をピーク発生角度として算出し、該中央値から谷位置角度を求めるようにしても良い。
谷位置角度をステップＳ１で検出すると、ステップＳ２では、前回までの当該レンジにおける目標角度を読み出し、ステップＳ３では、ステップＳ１で検出した谷位置角度と前回までの目標角度との偏差を演算する。
【００２６】
偏差＝谷位置角度−前回までの目標角度
ステップＳ４では、次回の目標角度の演算に用いる行き過ぎ量を、前記偏差に基づいて演算する。
前記行き過ぎ量は、図５に示すように、前記偏差の符号に応じて設定される値であり、前記偏差の符号がプラスであればプラスの角度に、前記偏差の符号がマイナスであればマイナスの角度に設定される。
【００２７】
また、前記行き過ぎ量は、偏差が０であれば０で、偏差が０でないときの絶対値は一定になるように予め設定される。
前記行き過ぎ量の絶対値は、ポテンショメータ２１の出力をＡ／Ｄ変換して読み込むときのＡ／Ｄ変換誤差以上に設定され、Ａ／Ｄ変換誤差があっても、前記偏差の符号が次回学習時に反転するようにしてある。
【００２８】
本実施形態では、前記行き過ぎ量の絶対値を、角度検出の最小単位角とする。ステップＳ５では、当該レンジに対応する次回の目標角度を、前記前回までの目標角度，偏差，行き過ぎ量に基づいて、以下のようにして算出する。
次回の目標角度＝前回までの目標角度＋偏差＋行き過ぎ量
ここで、前回までの目標角度＋偏差＝谷位置角度であり、前記行き過ぎ量は、偏差がプラスであればプラスの値に、マイナスであればマイナスの値に設定されるから、次回の目標角度は、図６に示すように、谷位置検出角度を行き過ぎ量だけ行き過ぎる値として設定される。
【００２９】
然も、角度検出値がばらついても、前記偏差の符号が次回学習時に反転するような値に行き過ぎ量が設定されるから、角度検出のばらつきがあっても、目標角度が学習毎に増減を繰り返す収束状態に速やかに移行させることができる。
尚、上記実施形態では、前記行き過ぎ量の絶対値を、図５に示したように、偏差の絶対値変化に無関係な一定値としたが、図７に示すように、偏差の絶対値が大きいときほど大きな値に設定する構成としても良い。
【００３０】
図７に示す行き過ぎ量を用いる構成では、たとえ角度検出値に想定される最大限のばらつきが発生しても、目標角度を速やかに収束させることができると共に、収束状態に移行した後で実際の角度ばらつきが小さいときに、より狭い範囲内で目標角度を変化させることができ、より高い収束安定性を得られる。
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項２又は３記載の自動変速機のレンジ切換え装置において、前記所定の行き過ぎ量を、前記偏差の絶対値の減少に応じて段階的に小さくすることを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【００３１】
上記構成によると、目標位置の行き過ぎ量が、偏差が大きい場合に大きな値に設定され、偏差が小さくなるに従って行き過ぎ量も段階的に小さくなる。
従って、学習初期に目標位置の増減方向を確実に反転させることができる行き過ぎ量を設定できる一方、位置検出のばらつきが小さい場合には、より狭い範囲内で目標位置を変化させるので、収束応答性と安定性とを両立させることができる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動変速機のレンジ切換え装置において、前記谷位置を、レンジ切換バルブの位置変化の速度及び／又は加速度のピーク発生位置に基づいて検出することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【００３２】
上記構成によると、ディテント機構の引き込み作用によって、谷位置の付近で速度変化が生じるので、該速度変化によって発生する速度及び／又は加速度のピーク発生位置に基づいて、谷位置を検出する。
従って、ディテント機構の谷位置を精度良く検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機のレンジ切換え装置を示すシステム構成図。
【図２】レンジ切換シャフトの駆動機構を示す斜視図。
【図３】目標角度の学習制御を示すフローチャート。
【図４】谷位置検出を示すフローチャート。
【図５】行き過ぎ量の特性例を示す線図。
【図６】目標角度の変化を示すタイムチャート。
【図７】行き過ぎ量の別の特性例を示す線図。
【符号の説明】
１…自動変速機、２…モータ（アクチュエータ）、３…減速機構、４…レンジ切換シャフト、５…ディテント機構、６…レンジ切換バルブ、２１…ポテンショメータ、２２…インヒビタースイッチ、２３…レンジセレクトスイッチ、２４…Ａ／Ｔコントロールユニット

Claims

電気的に駆動制御されるアクチュエータと、ディテント機構で各レンジに対応する位置に位置決めされるレンジ切換バルブとの間の動力伝達経路に所定の遊び量が設けられる構成であって、レンジ毎の前記レンジ切換バルブの目標位置に基づいて前記アクチュエータを制御する自動変速機のレンジ切換え装置において、前記ディテント機構で前記レンジ切換バルブが位置決めされたときの位置を谷位置として検出すると共に、前回までの前記目標位置と前記谷位置との偏差を演算し、
目標位置が前記谷位置を行き過ぎる補正値を前記偏差に基づいて設定し、該補正値で前回までの目標位置を補正した結果を、次回の目標位置として設定することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
前記偏差と所定の行き過ぎ量とを加算した値を前記補正値として設定することを特徴とする請求項１記載の自動変速機のレンジ切換え装置。
前記所定の行き過ぎ量が、前記レンジ切換バルブの位置検出におけるばらつき幅に応じて予め設定されることを特徴とする請求項２記載の自動変速機のレンジ切換え装置。