JP2004286062A - 自動変速機の特性補正システム - Google Patents

Abstract

【課題】実走行による学習促進を待つことなく個体毎の特性バラツキを補正し、良好な変速品質を得る。
【解決手段】トルクコンバータの入力回転数Ｎｉｎとタービン回転数Ｎｔとの回転差を目標差回転ΔＮと比較してフィードバックにより増減し（Ｓ６，Ｓ７）、回転差が目標差回転ΔＮに収束したか否かを調べる（Ｓ８）。そして、目標差回転ΔＮに収束したときの駆動デューティｄｕｔｙが出荷判定規格内にあるとき、その値を記憶・保存する（Ｓ１０）。この記憶・保存された個々の自動変速機の駆動デューティ値ｄｕｔｙと基準値との差分を個々の自動変速機の補正量としてＴＣＵに書込むことで、出荷初期から自動変速機の個体毎の特性バラツキを補正することができ、実走行による学習促進を待つことなく、良好な変速品質を得ることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個体毎の特性バラツキを補正して良好な変速品質を得ることのできる自動変速機の特性補正システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両に搭載される自動変速機には、各構成要素に部品公差が存在するため、最終的なアッセンブリの状態では個体差による若干の特性のバラツキが発生することは避けられない。このバラツキ量は、車両としての性能向上を図る上では極力抑えなければならない一方で、生産工場における工程能力を確保しつつ公差を縮小することは、コストアップ等の跳ね返りに繋がる可能性がある。
【０００３】
特に、クラッチやブレーキ等の摩擦係合要素毎に、ソレノイドバルブを設け、各摩擦係合要素の係合制御（すなわち油圧の制御）を行う、いわゆるダイレクトＡＴ方式の自動変速機では、ソレノイドバルブや摩擦係合要素の製造時のばらつきや経年変化、フリクション等に起因して変速品質にバラツキが発生することがある。
【０００４】
このような変速品質のバラツキを低減し、安定した良好な変速品質を得るためには、自動変速機の入力回転数情報に基く学習制御が行われることが一般的であり、例えば、特開平１０−１８４４１０号公報には、シフトアップ時のイナーシャ相で、入力回転数の変化率と目標回転数の変化率とに基づいて目標油圧（制御油圧）を学習補正する技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、この学習制御によって良好な変速品質を確保するためには、相当時間の実走行が必要である。従って、工場のタスクタイムを考慮すると、製品出荷段階で学習を実施することは困難であり、このため、従来、自動変速機の出荷に際しては、自動変速機を領収運転（試運転）台で運転し、各クラッチ等の油圧を計測する出荷検査を行い、この出荷検査で計測した油圧が許容範囲内にあるか否かにより合否を判断していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１８４４１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の自動変速機の領収運転では、各クラッチ等の油圧を計測し、許容範囲内にあるか否かを調べ出荷可能か否かを判断している。従って、領収運転台毎の仕様差による機差や油圧を検出する油圧センサの校正値のズレや劣化、配管中のエア混入等の影響を受ける可能性があり、計測精度を高めるには限界がある。このため、自動変速機の個体バラツキを解消した良好な変速品質を得るためには、或る程度、市場における実走行の学習結果を待たねばならないという問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実走行による学習促進を待つことなく個体毎の特性バラツキを補正し、良好な変速品質を得ることのできる自動変速機の特性補正システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による第１の自動変速機の特性補正システムは、トルクコンバータに連設される多段変速部の各摩擦係合要素を、各々の油圧制御バルブにより係合・解放させて変速動作を行う自動変速機の特性補正システムであって、上記自動変速機の組立後に行う試運転の結果に基づいて、上記自動変速機の基準特性に基づく制御データの補正量を算出する手段と、上記自動変速機を車両に組付けた後、上記補正量を上記自動変速機を制御する電子制御装置に記憶させる手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２の自動変速機の特性補正システムは、トルクコンバータに連設される多段変速部の各摩擦係合要素を、各々の油圧制御バルブにより係合・解放させて変速動作を行う自動変速機の特性補正システムであって、設定条件下で上記トルクコンバータの入力回転数と上記トルクコンバータのタービン回転数との差を一定に保つ上記油圧制御バルブの制御量を計測する手段と、上記油圧制御バルブの制御量の計測値と基準値との差分を、上記自動変速機の特性を学習した学習結果に反映させる手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の第１形態に係わり、図１は領収運転による自動変速機の特性補正システムを示す説明図、図２は領収運転による自動変速機の特性バラツキの計測処理を示すフローチャート、図３は出荷判定規格の説明図である。
【００１２】
図１は、工場での生産・出荷ラインに構築した自動変速機の特性補正システムを示し、符号ＦＣＡは変速機組立工場、符号ＦＣＢは変速機組立工場ＦＣＡから搬送された自動変速機１を電子制御装置（ＴＣＵ）５０と共に車体１００に組付け、艤装を行う車両組立工場である。自動変速機１は、クラッチやブレーキ等の摩擦係合要素毎にソレノイドバルブを設け、各摩擦係合要素の係合制御（すなわち油圧の制御）を行う、いわゆるダイレクトＡＴ方式の自動変速機であり、本出願人による特開２００３−００４１３０号公報に開示の自動変速機と同様のものである。
【００１３】
すなわち、概略的には、自動変速機１は、エンジン出力軸からの駆動力が入力されるトルクコンバータと、このトルクコンバータに連設される多段変速部とを備えている。多段変速部は、入力軸上に配設されたプラネタリギヤユニットを備え、摩擦係合要素として、入力軸とプラネタリキャリヤとの間の動力伝達を係脱するハイクラッチ、入力軸とサンギヤとの間の動力伝達を係脱するリバースクラッチ、サンギヤと自動変速機ケースとの間を係脱する２−４ブレーキ、プラネタリキャリヤとリングギヤとの間を係脱するロークラッチ、プラネタリキャリヤと一体回転するロークラッチドラムと自動変速機ケースとの間を一方向に係脱するローワンウェイクラッチ、ロークラッチドラムと自動変速機ケースとの間を係脱するローアンドリバース（Ｌ−Ｒ）ブレーキ等を有しており、コントロールバルブの油圧調整用デューティソレノイドバルブをデューティ駆動することで、各摩擦係合要素の係合制御（油圧制御）を行うことができる。
【００１４】
変速機組立工場ＦＣＡで組立て完成された自動変速機１は、領収運転台３で特性検査が行われ、搭載される車種・エンジン型式等の種類別に異なる仕様を識別するためのバーコード等からなる識別番号２が各個体毎に貼付されて車両組立工場ＦＣＢに出荷される。
【００１５】
領収運転台３での領収運転は、識別番号読取装置４で読取られた識別番号２による各個体毎に、領収運転実行装置５により実行・制御され、自動変速機１内部に配設されたコントロールバルブの油圧調整用ソレノイドバルブや領収運転台３の制御、自動変速機１の特性バラツキに対する補正量の決定、出荷判定が一括して行われる。この自動変速機１の領収運転結果は、個々の自動変速機１毎に識別番号２と対応させて領収運転結果記憶装置６に記憶され、車両組立工場ＦＣＢに通信回線或いは記憶媒体を介して送られる。
【００１６】
車両組立工場ＦＣＢでは、自動変速機１を車体１００に組込み、ラインエンドのシャーシダイナモメータ７上でのフリーローラチェック工程でＴＣＵ５０に特性バラツキを補正するデータを書込む。このフリーローラチェック工程には、識別番号２Ａをバーコード等により読取ると共に、領収運転結果記憶装置６から対応する領収運転データを読込む識別番号読取装置８、各自動変速機１毎の特性バラツキに対する補正量を決定してＴＣＵ５０に書込む補正量書込装置９が用いられる。
【００１７】
尚、識別番号２Ａは、 自動変速機１に貼付された識別番号でも良いが、通常、自動変速機１が車体１００に搭載された後は、自動変速機１の識別番号を読み取ることは容易ではないため、車体１００に搭載される段階で自動変速機１の識別番号２を車両の車体番号等に置き換えたものとしても良い。この場合、車体番号と自動変速機１の識別番号２との対応関係は、識別番号読取装置８内に保存される。
【００１８】
以上の構成による自動変速機の補正システムでは、自動変速機１の領収運転時に、自動変速機オイル（ＡＴＦ）の温度や入力回転数等を実走行状態に対して、比較的安定した状態に保ち、良好な変速品質を得ることができる特性への補正量を把握する。そして、把握した補正量を、自動変速機１を制御するＴＣＵ５０に書込んで記憶させることにより、実走行による学習促進の時間を省き、出荷時初期より良好な変速品質を得る。
【００１９】
すなわち、従来の領収運転では、各クラッチの油圧を計測し、許容範囲内にあるか否かを調べて出荷可能か否かを判断しており、領収運転台毎の仕様差による機差や油圧を検出する油圧センサの校正値のズレや劣化、配管中のエア混入等の影響を受け、計測精度を高めることが困難であったが、本実施の形態における領収運転では、誤差を多く含むアナログ計測を廃止し、より高精度な出荷検査を可能としている。
【００２０】
具体的には、自動変速機１の出力軸を領収運転台３に固定して所定の変速位置に設定し、トルクコンバータに一定の入力回転数を与える。その状態で、締結している２つのクラッチ（ブレーキ）のうち、１つの油圧をトルクコンバータの入力回転数とトルクコンバータのタービン回転数との差が基準値となるように、クラッチ油圧を調整する油圧制御弁としてのデューティソレノイドバルブの制御量（駆動デューティ）を調整する。つまり、２つのクラッチにより半クラッチ状態を意図的に作り出し、油圧を低下させた方のクラッチが入力回転数とタービン回転数との差を基準値に保つ一定のトルクを作り出すために必要な駆動デューティを計測する。
【００２１】
この場合、コントロールバルブのデューティソレノイドバルブに対する駆動デューティは、自動変速機１を構成する各構成要素の特性、例えば、コントロールバルブの油圧特性、クラッチの摩擦係数、トルクコンバータの出力トルク特性、クラッチピストンのリターンスプリングの付勢力、クラッチクリアランス等の各要因のバラツキによって左右され、これらのバラツキは、入力回転数とタービン回転数との差を一定に保つデューティソレノイドバルブの駆動デューティのバラツキとして現れる。従って、計測した駆動デューティと基準値との差分を補正量としてＴＣＵ５０に記憶させておくことで、出荷時から良好な変速品質を確保することができる。
【００２２】
次に、この自動変速機１の領収運転による特性バラツキの計測処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
この処理では、先ず、ステップＳ１において、トルクコンバータの入力回転数Ｎｉｎとタービン回転数Ｎｔとの回転差の目標値（目標差回転）ΔＮを設定する。この目標差回転ΔＮは、自動変速機１を所定のギヤ位置に設定した状態で、対象とするクラッチやブレーキの油圧を制御するコントロールバルブのデューティソレノイドバルブを基準デューティ値で駆動したときの回転差であり、例えば、２−４ブレーキを対象とした計測時は７００ｒｐｍ、ハイクラッチ及びロークラッチを対象とした計測時は１４０ｒｐｍである。
【００２４】
次に、ステップＳ２へ進み、領収運転台３へ自動変速機１の入力回転数を一定回転数（例えば、１０００ｒｐｍ）とする指示を出力し、ステップＳ３で、コントロールバルブの指定クラッチやブレーキを制御するためのデューティソレノイドバルブの駆動デューティｄｕｔｙを、基準値（クラッチ・ブレーキ毎に異なる）とする出力指示を行い、ステップＳ４へ進む。
【００２５】
ステップＳ４では、自動変速機１に備えられているタービン回転数センサによりタービン回転数Ｎｔを計測し、ステップＳ５で、既に一定に保っている入力回転数Ｎｉｎとタービン回転数Ｎｔとの回転差（Ｎｉｎ−Ｎｔ）を算出し、目標差回転ΔＮと比較する。
【００２６】
その結果、ΔＮ＞Ｎｉｎ−Ｎｔで回転差（Ｎｉｎ−Ｎｔ）が目標差回転ΔＮよりも大きい場合には、ステップＳ５からステップＳ６へ進んでデューティソレノイドバルブの駆動デューティｄｕｔｙを、偏差に応じた設定値αだけ減少させる（ｄｕｔｙ←ｄｕｔｙ−α）。また、ΔＮ＜Ｎｉｎ−Ｎｔであり、回転差（Ｎｉｎ−Ｎｔ）が目標差回転ΔＮよりも小さい場合には、ステップＳ５からステップＳ７へ進んでデューティソレノイドバルブの駆動デューティｄｕｔｙを、偏差に応じた設定値αだけ増大させる（ｄｕｔｙ←ｄｕｔｙ＋α）。
【００２７】
以上によりデューティソレノイドの駆動デューティｄｕｔｙを、目標差回転ΔＮとの偏差に基づくフィードバックにより増減した後、ステップＳ８へ進み、回転差（Ｎｉｎ−Ｎｔ）が目標差回転ΔＮに収束したか否かを調べる。その結果、ΔＮ≠（Ｎｉｎ−Ｎｔ）であり、未だ目標差回転ΔＮに収束していない場合には、ステップＳ８からステップＳ５へ戻って上述の処理を継続し、ΔＮ＝（Ｎｉｎ−Ｎｔ）で目標差回転ΔＮに収束した場合には、ステップＳ８からステップＳ９へ進む。
【００２８】
ステップＳ９では、目標差回転ΔＮに収束する駆動デューティｄｕｔｙが出荷判定規格を満足するか否かを調べ、出荷可能か否かの出荷判定を行う。出荷判定規格は、図３に示すように、ＡＴＦ温度を設定範囲（略４０°Ｃ〜６０°Ｃ）に保って領収運転を実行したとき、目標差回転ΔＮに収束する駆動デューティｄｕｔｙが、設計上の公差を積み上げていった場合の上限値ｄｕｔｙ＿ｕｐｐｅｒと下限値ｄｕｔｙ＿ｌｏｗｅｒとの間の許容領域として設定され、この領域内にあるか否かを調べることで出荷判定を行う。
【００２９】
そして、計測した駆動デューティｄｕｔｙが、出荷判定規格の領域内にあれば、出荷可能と判断してステップＳ１０で駆動デューティ値ｄｕｔｙを記憶・保存して処理を終了し、領域内に無い場合、出荷不可と判断してステップＳ１１でＮＧ内容を記録し、処理を終了する。出荷可能と判定されて記憶・保存された個々の自動変速機１の駆動デューティ値ｄｕｔｙは、車両組込み後のフリーローラ工程において、基準値との差分が個々の自動変速機１の補正量としてＴＣＵ５０に書き込まれる。
【００３０】
このように、本実施の形態においては、自動変速機の出荷段階において、誤差を多く含むアナログ計測を行うことなく、入力回転数とタービン回転数との差が基準値となるデューティソレノイドバルブの駆動デューティを計測して個体毎の特性バラツキを求めるため、出荷時の領収運転における計測精度を高めて本来必要としている公差に近づけることができ、しかも、自動変速機の油圧バラツキのみでなく、クラッチ摩擦係数、クラッチクリアランス、クラッチピストンのリターンスプリング等のバラツキを含め、自動変速機全体としての性能を管理することができる。そして、この高精度の計測によって求めた特性バラツキの補正量をＴＣＵ５０に記憶させておくため、実走行による学習促進を待つことなく、製品出荷初期から良好な変速品質を得ることができる。
【００３１】
更には、領収運転に際して、領収運転台毎の機差が生じないため、出荷判定のための領収運転台間の相関設定が不要となり、作業効率を向上して工数削減に寄与することができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図４〜図６は本発明の実施の第２形態に係わり、図４は車両における自動変速機の特性バラツキ補正処理のフローチャート、図５は補正量と学習値との相関を示す説明図、図６は基準特性と上下限特性との関係を示す説明図である。
【００３３】
第２形態は、自動変速機の補正システムを車両側にも構築するものであり、図４に示す処理をＴＣＵ５０で実行することで、領収運転に準じた条件下で自動変速機１のデューティソレノイドバルブに対する駆動デューティｄｕｔｙのバラツキを計測し、このバラツキを学習値に反映させる。
【００３４】
すなわち、図４に示す処理では、先ず、ステップＳ２１，Ｓ２２で、それぞれ、エンジン回転数Ｎｅが規定範囲内にあるか否か、ＡＴＦ温度が規定範囲内にあるか否かを調べる。これは、第１形態における自動変速機１の領収運転と同様の条件にあるか否かを調べるものであり、エンジン回転数Ｎｅ及びＡＴＦ温度が規定範囲内にあるとき、ステップＳ２３へ進んで、コントロールバルブの指定クラッチやブレーキを制御するためのデューティソレノイドバルブの駆動デューティｄｕｔｙを、基準値とする出力指示を行い、ステップＳ２４へ進む。
【００３５】
ステップＳ２４では、自動変速機１に備えられているタービン回転数センサによりタービン回転数Ｎｔを計測し、ステップＳ２５で、自動変速機の入力回転数であるエンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとの回転差（Ｎｅ−Ｎｔ）を算出し、目標差回転ΔＮと比較する。
【００３６】
その結果、ΔＮ＞Ｎｅ−Ｎｔのときには、ステップＳ２５からステップＳ２６へ進んでデューティソレノイドバルブの駆動デューティｄｕｔｙを、偏差に応じた設定値αだけ減少させ（ｄｕｔｙ←ｄｕｔｙ−α）、ΔＮ＜Ｎｅ−Ｎｔのときには、ステップＳ２５からステップＳ２７へ進んでデューティソレノイドバルブの駆動デューティｄｕｔｙを、偏差に応じた設定値αだけ増大させる（ｄｕｔｙ←ｄｕｔｙ＋α）。
【００３７】
その後、ステップＳ２８へ進み、回転差（Ｎｅ−Ｎｔ）が目標差回転ΔＮに収束したか否かを調べる。そして、ΔＮ≠（Ｎｅ−Ｎｔ）のときには、ステップＳ２８からステップＳ２５へ戻って上述の処理を継続し、ΔＮ＝（Ｎｅ−Ｎｔ）で目標差回転ΔＮに収束した場合、ステップＳ２８からステップＳ２９へ進んで、このときの駆動デューティｄｕｔｙの基準値からのズレをＴＣＵ５０内での学習値に反映させる演算を行う。この学習値への反映は、図５に示すように、駆動デューティｄｕｔｙが基準値のときを学習値補正量０とし、計測された駆動デューティｄｕｔｙの基準値に対する増減割合に応じて学習値補正量を増減させる。
【００３８】
ステップＳ２９での学習値反映化演算を行った後は、ステップＳ３０へ進み、図６に示すように、駆動デューティｄｕｔｙがＡＴＦ温度に応じて予め設定された基準値に対する上限値ｄｕｔｙ＿ｕｐｐｅｒと下限値ｄｕｔｙ＿ｌｏｗｅｒとの間にあるか否かを調べる。そして、上下限の範囲内にあるときには、ＴＣＵ５０内の制御用データメモリに補正量を記憶し、範囲外のときには、異常と判断してデータを故障診断用のバックアップメモリに記憶すると共に運転者に警告を発し、処理を終了する。
【００３９】
第２形態では、自動変速機１の特性補正システムを、車両側のＴＣＵ５０により構築して特性バラツキを予め補正しておくことにより、例えば、市場におけるディーラでの点検・修理の際に、自動変速機１やＴＣＵ５０を交換した場合、或いはＴＣＵ５０の電源を遮断して学習値がリセットされた場合等においても、学習値のリセットによる変速品質の悪化を生じることがなく、学習促進を待たずに良好な変速品質を得ることができる。
【００４０】
尚、以上の特性補正システムは、自動変速機の変速クラッチ以外にも、４輪駆動用のトランスファーにおける制御クラッチに適用することが可能であり、制御量と伝達トルクとの関係を補正することで、トラクション性能を向上させると共に、タイトコーナブレーキ現象の防止を可能とする領域を拡大することができる。
【００４１】
また、上述した実施の各形態では、油圧制御弁をデューティソレノイドバルブで説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のソレノイドバルブ例えばリニヤソレノイドバルブを備えるものにも適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、実走行による学習促進を待つことなく個体毎の特性バラツキを補正し、良好な変速品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、領収運転による自動変速機の特性補正システムを示す説明図
【図２】同上、領収運転による自動変速機の特性バラツキの計測処理を示すフローチャート
【図３】同上、出荷判定規格の説明図
【図４】本発明の実施の第２形態に係わり、車両における自動変速機の特性バラツキ補正処理のフローチャート
【図５】同上、補正量と学習値との相関を示す説明図
【図６】同上、基準特性と上下限特性との関係を示す説明図
【符号の説明】
１ 自動変速機
５ 領収運転実行装置
６ 領収運転結果記憶装置
９ 補正量書込装置
５０ 電子制御装置（
Ｎｅ エンジン回転数
Ｎｉｎ 入力回転数
Ｎｔ タービン回転数
ｄｕｔｙ 駆動デューティ
ΔＮ 目標差回転

Claims (5)

1. トルクコンバータに連設される多段変速部の各摩擦係合要素を、各々の油圧制御バルブにより係合・解放させて変速動作を行う自動変速機の特性補正システムであって、
   上記自動変速機の組立後に行う試運転の結果に基づいて、上記自動変速機の基準特性に基づく制御データの補正量を算出する手段と、
   上記自動変速機を車両に組付けた後、上記補正量を上記自動変速機を制御する電子制御装置に記憶させる手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の特性補正システム。
2. 上記試運転で上記トルクコンバータの入力回転数と上記トルクコンバータのタービン回転数との差を一定に保つ上記油圧制御バルブの制御量を計測し、
   上記補正量を、上記油圧制御バルブの制御量の計測値と基準値との差分として記憶させることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の特性補正システム。
3. 上記油圧制御バルブの制御量の計測値が、予め設定した許容範囲内にあるか否かにより、上記自動変速機の出荷判定を行うことを特徴とする請求項２記載の自動変速機の特性補正システム。
4. 上記出荷判定を、上記自動変速機のオイル温度を考慮して行うことを特徴とする請求項３記載の自動変速機の特性補正システム。
5. トルクコンバータに連設される多段変速部の各摩擦係合要素を、各々の油圧制御バルブにより係合・解放させて変速動作を行う自動変速機の特性補正システムであって、
   設定条件下で上記トルクコンバータの入力回転数と上記トルクコンバータのタービン回転数との差を一定に保つ上記油圧制御バルブの制御量を計測する手段と、
   上記油圧制御バルブの制御量の計測値と基準値との差分を、上記自動変速機の特性を学習した学習結果に反映させる手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の特性補正システム。

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