JP2004092851A

JP2004092851A - 自動変速機のレンジ切換え装置

Info

Publication number: JP2004092851A
Application number: JP2002257632A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yuasa; 湯浅　弘之
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】自動変速機のレンジをモータで切換える装置において、目標位置の必要な学習更新を行わせつつ、演算負荷が少なく、然も、制御安定性を確保できるようにする。
【解決手段】ディテント機構で位置決めされた状態でポテンショメータにより検出されたレンジ切換シャフトの角度（谷位置角度）に基づいて、当該レンジでの目標角度を学習する。ここで、全レンジで、谷位置角度と目標角度との偏差が第１所定値以下であるときに、学習完了フラグに１をセットして、全レンジにおける目標角度の学習を禁止し、該学習禁止状態で、複数レンジで前記偏差が第２所定値を超えたときに、学習完了フラグを０にリセットして、目標角度の学習禁止を全レンジで解除する。
【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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、レンジ切換バルブの位置を検出するセンサの検出出力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、例えば特許文献２に開示される装置では、特定のレンジ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における目標位置として学習していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−２８００８３号公報
【特許文献２】
特開平０７−０８１４４８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記目標位置の学習は、従来、個々のレンジ毎に収束した段階で個別に完了させていたが、全レンジで平均的に学習が進行するまでは、一旦学習が完了したと判断されたレンジにおいても、学習更新の必要性が生じることがあることが、実験的に確認された。
【０００６】
一方、目標位置の学習更新を常に行わせることは、演算負荷が大きくなり、また、誤差範囲内の微小な検出位置のばらつきによって目標位置が更新されることになるため、制御安定性を低下させてしまうという問題があった。
また、レンジ切換バルブの位置を検出するセンサの検出信号にノイズが重畳することで、異常値を示したときに、該異常値に影響されて目標位置が誤学習されてしまい、学習精度・収束応答性を大きく悪化させることがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、目標位置の必要な学習更新を行わせつつ、演算負荷が少なく、然も、制御安定性を確保でき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。
また、レンジ切換バルブの検出位置が異常値を示すことがあっても、目標位置の学習が影響を受けることを防止でき、以って、高い学習精度・収束応答性を確保でき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。
【０００８】
【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、
目標位置とディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が、全レンジで第１所定値以下になったときに、目標位置の学習を全レンジで禁止し、
目標位置の学習が禁止されているときに、少なくとも１つのレンジで目標位置とディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が第２所定値を超えたときに、目標位置の学習禁止を全レンジで解除する構成とした。
【０００９】
上記構成によると、目標位置と検出位置との偏差が第１所定値を超えるレンジがある間は、全レンジにおいて目標位置の学習更新を行わせ、全てのレンジで前記偏差が第１所定値以下になると、目標位置の学習更新を全レンジで禁止する。そして、学習更新を禁止している状態で前記偏差が拡大して第２所定値以上になったレンジが少なくとも１つ発生すると、全レンジについて目標位置の学習更新を再開させる。
【００１０】
従って、全レンジで平均的に学習が進行してから学習を禁止し、学習禁止後に１つのレンジでも偏差が大きくなれば学習が再開され、必要な学習更新を確実に行わせることができ、然も、学習禁止によって演算負荷を少なくでき、かつ、制御安定性を確保できる。
尚、前記第１所定値と第２所定値とは、同じ値であっても良いし、また、第１所定値＜第２所定値としても良い。
【００１１】
また、前記目標位置は、切換え方向毎に学習させる構成であっても良く、例えば、Ｒレンジの目標位置として、ＰレンジからＲレンジに向けてシフトさせるときの目標と、Ｄレンジ側からＲレンジに向けてシフトさせるときの目標とを個別に学習させても良い。
請求項２記載の発明では、ディテント機構で位置決めされたときのレンジ切換バルブの検出位置に基づいて当該レンジにおける目標位置を学習するときに、前回までの目標位置とディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が所定値以上であるときに、該検出位置に基づく学習を禁止する構成とした。
【００１２】
上記構成によると、前回までの目標位置と、最新に検出された位置決め位置との偏差が所定値以上であるときに、最新値に基づく目標位置の学習を禁止し、目標位置を前回値に保持させる。
従って、位置検出信号にノイズが重畳するなどして異常値を示すときに、該異常値に基づいて目標位置が誤って学習更新されてしまうことが防止され、高い学習精度・収束応答性を確保できる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
尚、前記ポテンショメータ２１は、Ｎレンジにおけるセンサ出力が基準値に一致するように、取り付け時に調整される。
【００１８】
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。
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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き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Ｓ２１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Ｓ２２では、前記ステップＳ２１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。
【００２４】
基準角度範囲内であるときには、ステップＳ２３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Ｓ２４では、ステップＳ２３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。
【００２５】
ステップＳ２５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Ｓ２５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。
【００２６】
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Ｓ２５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。
【００２７】
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Ｓ２６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。
【００２８】
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ことも可能で、この場合も、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。
【００２９】
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。
【００３０】
偏差＝谷位置角度−前回までの目標角度
尚、各レンジの目標角度は、レンジの切換え方向毎に個別に学習させる構成としても良い。
例えば、Ｒレンジの目標位置として、ＰレンジからＲレンジに向けてシフトさせるときの目標と、Ｄレンジ側からＲレンジに向けてシフトさせるときの目標とを個別に学習させても良い。
【００３１】
ステップＳ４では、学習完了フラグに１がセットされているか否かを判別する。
学習完了フラグが０であるときには、ステップＳ５へ進む。
ステップＳ５では、各レンジ（各目標角度）における谷位置角度と目標角度との偏差の絶対値の最新値が、全て第１所定値以下であったか否かを判別する。
【００３２】
各レンジ（各目標角度）のうちの１つでも、前記偏差の絶対値が第１所定値を超えるものがある場合には、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ６では、今回演算された前記偏差の絶対値が第３所定値（＞第１所定値）以上であるか否かを判別する。
前記偏差の絶対値が第３所定値以上であるときには、今回検出した谷位置角度は、検出信号に対するノイズの重畳等による異常値であるものと判断し、目標角度の学習更新を行わせることなく、本ルーチンを終了させる。
【００３３】
一方、前記偏差の絶対値が第３所定値よりも小さいときには、ステップＳ７へ進み、今回検出された谷位置角度に基づいて該当する目標角度を更新学習する。前記更新学習は、前記偏差に基づいて更新量を設定し、該更新量を前回までの目標角度に加算した結果を新たな目標角度とする。
また、前記ステップＳ５で、各レンジ（各目標角度）における谷位置角度と目標角度との偏差の絶対値の最新値が、全て第１所定値以下であったと判別されたときには、ステップＳ８へ進む。
【００３４】
ステップＳ８では、全レンジ（全目標角度）における学習更新を禁止すべく、前記学習完了フラグに１をセットする。
ステップＳ８で前記学習完了フラグに１をセットすると、ステップＳ７に進むことなく、そのまま本ルーチンを終了させる。
ステップＳ８で学習完了フラグに１がセットされると、次回からは、ステップＳ４からステップＳ９へ進むことになる。
【００３５】
ステップＳ９では、各レンジ（各目標角度）における谷位置角度と目標角度との偏差の絶対値の最新値のうち、第２所定値（第３所定値＞第２所定値≧第１所定値）を超えるものが複数あるか否かを判別する。
前記偏差の絶対値が第２所定値を超えるレンジ（目標角度）が複数ある場合には、ステップＳ１０へ進んで、前記学習完了フラグを０にリセットすることで、全レンジ（目標角度）における学習禁止を解除し、ステップＳ７へ進む。
【００３６】
一方、前記偏差の絶対値が第２所定値を超えるレンジ（目標角度）が１つ以下であるときには、そのまま本ルーチンを終了させることで、全レンジでの学習禁止状態を保持させるようにする。
上記学習制御によると、全レンジで、目標角度と谷位置角度との偏差が第１所定値以下となって、全レンジで平均的に学習が進行していると判断されるときに、全レンジにおける目標角度の学習更新を禁止し、学習禁止後に複数のレンジで偏差が大きくなれば学習が再開されるから、必要な学習更新を確実に行わせつつ、学習禁止によって演算負荷を少なくでき、かつ、制御安定性を確保できる。
【００３７】
また、目標角度の学習更新において、目標角度と谷位置角度との偏差が第３所定値以上であるときに学習を禁止するから、ノイズ等の影響で谷位置角度が異常値を示すときに、係る異常値に基づいて目標角度が誤って更新学習されることを防止でき、高い学習精度・収束応答性を確保できる。
尚、本実施形態では、前記偏差の絶対値が第２所定値を超えるレンジ（目標角度）が複数ある場合に、前記学習完了フラグを０にリセットさせる構成としたが、前記偏差の絶対値が第２所定値を超えるレンジが１つでも発生すると、前記学習完了フラグを０にリセットすることで、全レンジ（目標角度）における学習禁止を解除するようにしても良い。
【００３８】
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１記載の自動変速機のレンジ切換え装置において、
前記目標位置の学習が禁止されているときに、複数のレンジで前記目標位置と前記ディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が第２所定値を超えたときに、前記目標位置の学習禁止を全レンジで解除することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
【００３９】
上記構成によると、学習更新を禁止している状態で前記偏差が拡大して第２所定値以上になったレンジが複数（２つ以上）発生すると、全レンジについて目標位置の学習更新を再開させる。
従って、全レンジで学習を再開させるべき条件を安定的に判断でき、より演算負荷を少なくでき、かつ、制御安定性を確保できる。
【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。
【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、
前記レンジ切換バルブの検出位置とレンジ毎の目標位置と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位置決めされたときの前記レンジ切換バルブの検出位置に基づいて当該レンジにおける前記目標位置を学習する一方、
前記目標位置と前記ディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が、全レンジで第１所定値以下になったときに、前記目標位置の学習を全レンジで禁止し、
前記目標位置の学習が禁止されているときに、少なくとも１つのレンジで前記目標位置と前記ディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が第２所定値を超えたときに、前記目標位置の学習禁止を全レンジで解除することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。
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、
前記レンジ切換バルブの検出位置とレンジ毎の目標位置と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位置決めされたときの前記レンジ切換バルブの検出位置に基づいて当該レンジにおける前記目標位置を学習するときに、
前回までの目標位置と前記ディテント機構で位置決めされたときの検出位置との偏差が所定値以上であるときに、該検出位置に基づく学習を禁止することを特徴とする自動変速機のレンジ切換え装置。