JP2005172057A - 自動変速機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 摩擦要素に加わる油圧を高精度に制御し、安価で小型の自動変速機制御装置を提供する。
【解決手段】 油温センサ５０はブラケット６０で自動変速機制御装置１０の装置本体２０の外部に固定されている。油温センサ５０は、調圧弁２１のドレインポートから排出され装置本体２０のドレインポート２８からオイルパン１２に排出される作動油の流れ中に設置されるとともに、油ポンプがオイルパン１２内の作動油を吸入することにより発生する作動油の流れ８０中に設置されている。調圧弁２１は、前進で変速段が切り換わる毎に係合および解放が切り換わるブレーキ１に加える油圧を調圧する。油温センサ５０は、前進の変速段が切り換わる毎にオイルパン１２内の作動油の油温、あるいはドレインポート２８から排出される作動油の油温を検出する。油温センサ５０が検出するこれら２種類の油温を元に摩擦要素は油圧制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機の摩擦要素の係合および解放を制御する自動変速機制御装置に関する。

自動変速機の複数の摩擦要素に油圧を加える作動油の粘性は、油温によって変化する。作動油の粘性が変化すると、調圧弁等で摩擦要素に加わる油圧を調圧するときの油圧の応答性が変化し、高精度に変速制御を行うことが困難になる。例えば、油温が低く作動油の粘性が高いと、摩擦要素に加える油圧を調圧するときの応答性が低下し、変速ショックを生じることがある。

そこで、特許文献１および特許文献２のように、油温センサで作動油の油温を検出することにより、油温によって変化する作動油の粘性に応じて変速制御を行うことができる。
例えば、図７に示すように、油ポンプ４から供給される作動油を自動変速機制御装置の装置本体２００内で元圧であるライン圧に調圧し、調圧弁２１、２６に供給されるライン圧の作動油の油温を油温センサ５０で検出することが考えられる。図７では摩擦要素を２個だけ図示しているが、摩擦要素の数は２個に限るものではない。

装置本体２００は、調圧弁２１、２６、電磁弁３１、３２、ダンパ４１、４２および油温センサ５０等を有しており、オイルパン２０２内に設置されている。図７において、摩擦要素１、２は変速段に応じて係合または解放されるクラッチまたはブレーキである。摩擦要素１、２に加わる油圧は、機械式の調圧弁２１、２６で調圧される。調圧弁２１、２６は電磁弁３１、３２の指令圧に応じて摩擦要素１、２に加える油圧を調圧する。ダンパ４１、４２は電磁弁３１、３２から調圧弁２１、２６に加える指令圧の脈動を低減する。

特開２０００−５５１７４号公報 特開２００２−１３０４５２号公報

しかしながら、例えば極低温でエンジンを始動した場合、自動変速機および自動変速機制御装置の各部においてエンジン始動後の温度の上昇程度が異なる。例えば、係合と解放とが頻繁に切り換わる摩擦要素と、係合状態または解放状態の一方が長く続く摩擦要素とでは、摩擦要素の温度の上昇の度合いが異なり、摩擦要素に油圧を加える作動油の油温、つまり粘性が異なる。したがって、図７のように１個の油温センサ５０で１箇所の油温を検出する構成では、油温センサ５０が検出する油温から摩擦要素１、２に油圧を加える作動油の油温を推定しても、誤差が大きくなり高精度に変速制御ができないという問題がある。

そこで、図８に示すように、摩擦要素１、２毎に油温センサ５０を設置すれば、摩擦要素１、２に油圧を加える作動油の油温を高精度に検出できる。しかし、油温センサ５０の個数が増え製造コストが上昇するとともに、自動変速機制御装置の体格が大型化するという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、摩擦要素に加わる油圧を高精度に制御し、安価で小型の自動変速機制御装置を提供することを目的とする。

請求項１から４記載の発明によると、油温センサは、摩擦要素のうち変速段に応じて係合および解放が切り換わる摩擦要素に加える油圧を調圧する調圧弁がドレインポートから排出する作動油の油温を検出可能にオイルパンの作動油中に設置されている。摩擦要素が係合されているとき、調圧弁は、入力ポートから供給された元圧の作動油をドレインポートから排出し、出力ポートから摩擦要素に加わる油圧を調圧する。したがって、摩擦要素が係合しているとき、油温センサはドレインポートから排出される作動油の油温を検出する。また、摩擦要素が解放されているときは、ドレインポートから作動油が排出されないので、油温センサはオイルパン内の作動油の油温を検出する。ここで、油温センサがドレインポートから排出される作動油の油温を検出する調圧弁は、複数の摩擦要素のうち変速段によって係合および解放が切り換わる摩擦要素に加える油圧を調圧する調圧弁であるから、油温センサは、摩擦要素の係合および解放が切り換わる毎に、元圧の作動油の油温とオイルパン内の作動油の油温とを検出できる。したがって、元圧の作動油の油温とオイルパン内の作動油の油温との２種類の油温をもとに、各摩擦要素に油圧を加える作動油の油温を高精度に推定できる。特に、極低温でエンジンを始動し摩擦要素毎に温度上昇の程度が異なる場合に、摩擦要素に油圧を加える作動油の油温を摩擦要素毎に高精度に推定できるので、変速ショックを低減できる。
また、摩擦要素に油圧を加える作動油の油温を１個の油温センサを用いて摩擦要素毎に高精度に推定できるので、装置を小型化し、製造コストを低減できる。

請求項２記載の発明によると、調圧弁が設置される摩擦要素は前進の変速段毎に係合および解放を交互に切り換えるので、元圧の作動油の油温とオイルパン内の作動油の油温とを頻繁に検出できる。したがって、各摩擦要素に油圧を加える作動油の油温を摩擦要素毎に高精度に推定できる。
油ポンプ等の油供給手段がオイルパン内の作動油を吸入し、元圧の作動油が調圧弁に供給されると、オイルパン内の作動油に流れが形成される。請求項３記載の発明によると、油温センサは、オイルパン内で停滞している作動油ではなくオイルパン内を流れている作動油の油温を検出するので、オイルパン内の作動油の油温を正確に検出できる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による自動変速機制御装置を図１および図２に示す。図２は、図７および図８に示す従来例と対比するための図であり、図１は、油温センサ５０の設置位置を明確に示した図である。図７および図８で説明した従来の自動変速機制御装置と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。

図１に示すように、自動変速機制御装置１０は、オイルパン１２、装置本体２０および油温センサ５０を有している。装置本体２０は、オイルパン１２と自動変速機のケース１４との間に設置されている。装置本体２０は、調圧弁２１、２６、電磁弁３１、３２、ダンパ４１、４２、および油通路等をモジュール化したものである。オイルパン１２とケース１４とはボルト１６で結合されている。

油温センサ５０はブラケット６０で装置本体２０の外部に固定されている。油温センサ５０はオイルパン１２内の作動油中に設置され、調圧弁２１のドレインポート２２ｂ（図３参照）から排出され装置本体２０のドレインポート２８からオイルパン１２に排出される作動油の流れ中に設置されている。また油温センサ５０は、油ポンプ４（図２参照）がオイルパン１２内の作動油を吸入することにより発生する作動油の流れ８０中に設置されている。図２に示す摩擦要素１は、図４に示す係合表のブレーキ１（Ｂ１）に相当し、摩擦要素２は、ブレーキ１以外のクラッチ１（Ｃ１）、クラッチ２（Ｃ２）、クラッチ３（Ｃ３）、ブレーキ２（Ｂ２）に相当する。

調圧弁２１、２６は同一構成である。図３に示すように、調圧弁２１は、筒状のハウジング２２、スプール２３およびスプリング２４を有している。ハウジング２２には、入力ポート２２ａ、ドレインポート２２ｂ、出力ポート２２ｃ、フィードバックポート２２ｄ、および指令ポート２２ｅが形成されている。入力ポート２２ａには、油ポンプ４から供給され図示しないライン圧調圧弁により元圧であるライン圧に調圧された作動油が供給される。ドレインポート２２ｂは、スプール２３の位置に応じて入力ポート２２ａから供給される作動油をオイルパン１２に排出する。出力ポート２２ｃはブレーキ１に作動油を供給する。フィードバックポート２２ｄには、出力ポート２２ｃの油圧がフィードバックされる。指令ポート２２ｅには、電磁弁３１から指令圧が加わる。スプール２３の位置は、指令ポート２２ｅに加わる油圧からスプール２３が受ける力と、フィードバックポート２２ｄに加わる油圧からスプール２３が受ける力と、スプリング２４の付勢力との釣り合いにより決定される。指令圧により決定されるスプール２３の位置により、入力ポート２２ａからドレインポート２２ｂに排出される作動油の量が調整され、出力ポート２２ｃからブレーキ１に加わる油圧が制御される。
制御装置であるＥＣＵ７０は、油温センサ５０が送出する油温の検出信号に応じて電磁弁３１、３２に制御信号を送出し、電磁弁３１、３２から調圧弁２１、２６に加える指令圧を制御する。

ここで、油温センサ５０が検出する油温と、各摩擦要素の温度、つまり各摩擦要素に油圧を加える作動油の油温（「摩擦要素に油圧を加える作動油の油温」を係合油温という）との関係について説明する。
（１）エンジン始動時においては、自動変速機および自動変速機制御装置１０の各部の温度はほぼ均一であると考えられる。したがって、装置本体２０の外部の温度であるオイルパン１２内の作動油の油温（「オイルパン１２内の作動油の油温」をオイルパン油温という）と、装置本体２０の内部の温度であるドレインポート２２ｂから排出される作動油の油温（「ドレインポート２２ｂから排出される作動油の油温」をドレイン油温という）とは等しい。

（２）図５に示すフローチャートのステップ１０４、１０８、１１２、１１６における変速段の切換中においては、図４の係合表から分かるように、ブレーキ１の係合状態は解放から係合、あるいは係合から解放へと切り換わる。したがって、ステップ１０４、１０８、１１２、１１６における変速段の切換中に油温センサ５０が検出する油温は、オイルパン油温とドレイン油温との両方である。短時間で実行される変速段の切換中に検出されるオイルパン油温とドレイン油温とを区別して摩擦要素の油圧制御の元情報とすることは困難であるから、本実施形態では、ステップ１０４、１０８、１１２、１１６における変速段の切換中に油温センサ５０が検出する油温を油圧制御の元情報として採用しないこととする。

（３）エンジンを始動し変速段が変化していく過程において、図６に示すようにオイルパン油温はドレイン油温よりも高くなる傾向にある。それは、装置本体２０には熱の発生源がほとんどないのに対し、オイルパン１２内の作動油は、摩擦要素、トルクコンバータ等からリターンされた作動油から熱を受け取るからである。また、各摩擦要素の温度である係合油温はオイルパン油温よりも低く、ドレイン油温よりも高い。ただし、エンジン始動後の作動油が１回も供給されていない状態では、摩擦要素の温度が上昇していないと判断し、係合油温はドレイン油温にほぼ等しいと考える。

以下、油温センサ５０が検出する油温に基づく自動変速機制御装置１０の油圧制御について説明する。
（１）図５に示すように、エンジンを始動しシフトレバーをＮレンジからＤレンジに切り換えると（ステップ１００）、図４に示すようにクラッチ３だけが係合し、ブレーキ１を含む他の摩擦要素は解放される。エンジンが始動してからステップ１０４において２速にシフトアップするまでは、ブレーキ１は解放されているので、調圧弁２１のドレインポート２２ｂから作動油は排出されない。したがって、ステップ１００でクラッチ３を係合させるときに油温センサ５０が検出しているのはオイルパン油温である。エンジン始動時においては、自動変速機および自動変速機制御装置１０の各部の温度はほぼ均一であると考えられるので、オイルパン油温と係合油温とはほぼ等しい。したがって、クラッチ３に作動油を供給するのは１回目であるが、ＥＣＵ７０は、オイルパン油温に基づいてクラッチ３に加える油圧を制御し、クラッチ３を滑らかに係合させる。そして１速定常走行に移行する（ステップ１０２）。

（２）１速定常走行から２速にシフトアップする場合（ステップ１０４）、ブレーキ１およびクラッチ３がそれぞれ係合し、他の摩擦要素は解放される。エンジンが始動してから２速にシフトアップするまでは短時間であり、オイルパン油温と係合油温とはほぼ等しいと考えられる。したがって、ブレーキ１に作動油を供給するのは１回目であるが、ＥＣＵ７０は、油温センサ５０がステップ１０２で検出したオイルパン油温に基づいてステップ１０４においてブレーキ１を油圧制御し、ブレーキ１を滑らかに係合させる。クラッチ３は１速から２速に変速段が切り換わっても係合したままである。

２速にシフトアップした後、２速定常走行に移行する（ステップ１０６）。このとき、電磁弁３１から調圧弁２１に加わる指令圧により、調圧弁２１のスプール２３が移動し、入力ポート２２ａに供給されたライン圧の作動油の一部がドレインポート２２ｂから排出されている。したがって、２速定常走行状態であるステップ１０６で油温センサ５０が検出するのは、ライン圧の油温、つまり装置本体２０内の油温であるドレイン油温である。

（３）２速定常走行から３速にシフトアップする場合（ステップ１０８）、クラッチ２およびクラッチ３がそれぞれ係合し、ブレーキ１を含む他の摩擦要素は解放される。エンジンを始動してからクラッチ２に作動油が供給されるのは１回目なので、クラッチ２の温度は十分に上昇していないと推定できる。したがって、ＥＣＵ７０は、オイルパン油温よりも温度の低いステップ１０６で検出したドレイン油温に基づいて、ステップ１０８においてクラッチ２を油圧制御し、クラッチ２を滑らかに係合させる。クラッチ３は２速から３速に変速段が切り換わっても係合したままである。
３速の定常走行において（ステップ１１０）、調圧弁２１のドレインポート２２ｂから作動油は排出されないので、ステップ１１０において油温センサ５０が検出する油温はオイルパン油温である。

（４）３速定常走行から４速にシフトアップする場合（ステップ１１２）、ブレーキ１およびクラッチ２がそれぞれ係合し、他の摩擦要素は解放される。エンジンを始動してからステップ１１２においてブレーキ１に作動油が供給されるのは２回目なので、ブレーキ１の温度はドレイン油温よりも上昇しており、ブレーキ１の係合油温はオイルパン油温とドレイン油温の間であると推定できる。したがって、ステップ１０６で検出したドレイン油温と、ステップ１１０で検出したオイルパン油温とからブレーキ１の係合油温を推定する。そして、推定した係合油温に基づいてステップ１１２においてブレーキ１を油圧制御し、ブレーキ１を滑らかに係合させる。クラッチ２は３速から４速に変速段が切り換わっても係合したままである。
４速の定常走行において（ステップ１１４）、調圧弁２１のドレインポート２２ｂから作動油が排出されているので、ステップ１１４において油温センサ５０が検出する油温はドレイン油温である。

（５）４速定常走行から３速にシフトダウンする場合（ステップ１１６）、クラッチ２およびクラッチ３がそれぞれ係合し、ブレーキ１を含む他の摩擦要素は解放される。
エンジンを始動してからステップ１１６においてクラッチ３に作動油が供給されるのは２回目なので、ステップ１１０で検出したオイルパン油温と、ステップ１１４で検出したドレイン油温とからクラッチ３の係合油温を推定する。クラッチ３の係合油温は、オイルパン油温とドレイン油温との間であると推定できる。そして、推定した係合油温に基づいてステップ１１６においてクラッチ３を油圧制御し、クラッチ３を滑らかに係合させる。クラッチ２は４速から３速に変速段が切り換わっても係合したままである。

以後、エンジンが始動してから１回目に作動油が摩擦要素に供給される場合、オイルパン油温よりも油温の低いドレイン油温に係合油温が等しいと推定し摩擦要素の油圧制御を行う。エンジンが始動してから２回目以降に摩擦要素に作動油を供給する場合は、オイルパン油温とドレイン油温とのほぼ中間であると係合油温を推定し摩擦要素の油圧制御を行う。オイルパン油温とドレイン油温とを元に係合油温を推定する場合、係合する回数が多い場合は係合油温はオイルパン油温に近いと推定し、係合する回数が少ない場合は係合油温はドレイン油温に近いと推定してもよい。

以上説明した本発明の実施形態では、１個の油温センサ５０をオイルパン１２の作動油中に設置するとともに、ブレーキ１に加える油圧を調圧する調圧弁２１のドレインポート２２ｂから排出される作動油中に油温センサ５０を設置している。ブレーキ１が係合しているとき、ドレインポート２２ｂからはブレーキ１に加える油圧を調圧するために入力ポート２２ａに供給されるライン圧の作動油が排出される。したがって、ブレーキ１が係合しているとき、油温センサ５０は装置本体２０内の作動油の油温を検出している。一方ブレーキ１が解放されているときドレインポート２２ｂから作動油は排出されないので、油温センサ５０は、装置本体２０の外部であるオイルパン１２内の作動油の油温を検出している。

このように、１個の油温センサ５０で２箇所の油温を検出するので、例えば極低温でエンジンを始動後に、自動変速機および自動変速機制御装置の各部で温度上昇の程度が大きく異なる場合にも、各摩擦要素に油圧を加える作動油の油温、つまり作動油の粘性を高精度に推定できる。したがって、油温センサ５０が検出する油温を元に高精度に変速制御を行い変速ショックを低減することができる。また、油温検出に用いる油温センサ５０が１個だけなので、装置を小型化し、製造コストを低減できる。

さらに、前進で変速段が切り換わる毎に係合および解放が切り換わるブレーキ１に加える油圧を調圧する調圧弁２１のドレインポート２２ｂから排出される作動油の油温を検出可能にオイルパン１２内の作動油中に油温センサ５０を設置したので、装置本体２０の内部の油温と装置本体２０の外部の油温とを頻繁に検出できる。したがって、各摩擦要素に油圧を加える作動油の油温を高精度に推定できる。
また、オイルパン１２内の作動油の流れ８０中に油温センサ５０を設置するので、オイルパン１２内の作動油の油温を正確に検出できる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、ブレーキ１に加える油圧を調圧する調圧弁２１のドレインポート２２ｂから排出される作動油中に油温センサ５０を設置したが、係合および解放が切り換わるのであれば、他の摩擦要素に加わる油圧を調圧する調圧弁のドレインポートから排出される作動油中に油温センサ５０を設置してもよい。
また上記実施形態では、ステップ１０４、１０８、１１２、１１６における変速段の切換中に油温センサ５０が検出する油温を油圧制御の元情報として採用しなかったが、変速段の切換中にオイルパン油温とドレイン油温とを識別し、変速段の切換制御に間に合うのであれば、変速段の切換中に油温センサ５０が検出する油温を油圧制御の元情報として採用してもよい。

本発明の一実施形態による自動変速機制御装置において、油温センサの取付位置を示す模式的説明図である。 本実施形態による自動変速機制御装置を示す模式的説明図である。 本実施形態による調圧弁を示す模式的断面図である。 本実施形態による係合表である。 本実施形態による油圧制御を示すフローチャートである。 時間経過によるオイルパン油温、係合油温、ドレイン油温の変化を示す説明図である。 従来の自動変速機制御装置を示す模式的説明図である。 従来の他の自動変速機制御装置を示す模式的説明図である。

符号の説明

１、２ 摩擦要素、４ 油ポンプ、１０ 自動変速機制御装置、１２ オイルパン、２０ 装置本体、２１、２６ 調圧弁、２２ａ 入力ポート、２２ｂ ドレインポート、２２ｃ 出力ポート、３１、３２ 電磁弁、５０ 油温センサ、７０ ＥＣＵ（制御装置）
２２ 調圧弁

Claims (4)

1. 自動変速機の複数の摩擦要素に加える油圧を制御することにより前記摩擦要素の係合および解放を制御し、前記自動変速機の変速段を切り換える自動変速機制御装置であって、
   オイルパンと、
   入力ポート、出力ポートおよびドレインポートを有し、前記入力ポートに供給された元圧の作動油を前記ドレインポートから排出し前記出力ポートから前記摩擦要素に加わる油圧を調圧する調圧弁と、
   油温を検出する１個の油温センサとを備え、
   前記油温センサは、前記摩擦要素のうち変速段に応じて係合および解放が切り換わる摩擦要素に加える油圧を調圧する前記調圧弁の前記ドレインポートから前記オイルパンに排出される作動油の油温を検出可能に前記オイルパン内の作動油中に設置されていることを特徴とする自動変速機制御装置。
2. 前記油温センサは、前進の変速段が切り換わる毎に係合および解放が切り換わる摩擦要素に加える油圧を調圧する前記調圧弁の前記ドレインポートから排出される作動油の油温を検出可能に前記オイルパン内の作動油中に設置されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機制御装置。
3. 前記油温センサは、前記オイルパン内を流れる作動油の流れ中に設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機制御装置。
4. 前記調圧弁に指令圧を加える電磁弁と、前記電磁弁に指令信号を送出し前記指令圧を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記油温センサの検出信号に基づいて前記指令圧を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の自動変速機制御装置。
   

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