JP2005282798A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータのスリップ量を精度良く制御する自動変速機を提供する。
【解決手段】ニュートラル制御手段を備えた自動変速機の制御装置において、供給圧を検出する供給圧検出手段１１と、所定条件の成立時点で、タービン回転速度が予め設定した第１目標回転速度となるまで前記供給圧を低減する第１供給圧制御手段Ｓ１と、前記タービン回転速度が予め設定した第１目標回転速度に達した後、前記供給圧を初期圧まで上昇させ、その後前記タービン回転速度が第２目標回転速度となるように供給圧を制御する第２供給圧制御手段Ｓ４、Ｓ５と、前記タービン回転速度とエンジン回転速度との差に基づいて、前記初期圧を補正する補正値を設定する補正値設定手段Ｓ８と、前記自動変速機の運転状態に応じて前記補正値を格納する複数の領域を設定した記憶手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機の制御装置、特に車両停止時にニュートラル制御を行う自動変速機の制御装置に関するものである。

エンジンアイドル状態での車両停止時に自動変速機をニュートラル制御する技術がある（特許文献１参照）。この制御において、ニュートラル制御時のクラッチの油圧を記憶して学習するフィードバック制御が行われる。また、他のニュートラル制御として、クラッチの油圧を低下させてクラッチをスリップさせ、トルクコンバータのタービン回転速度を所定回転速度に維持するものがある。この制御において、クラッチ圧の低下からタービンが所定回転速度に達した（図５の時刻ｔ３）後、ブレーキペダルが離されるまで（時刻ｔ４）の間、トルクコンバータのスリップ量Ｓ（＝エンジン回転速度Ｎｅ−タービン回転速度Ｎ）を目標スリップ量Ｓｔにするフィードバック制御が行われる。つまり、タービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅとの偏差に基づいて補正値を設定し、この補正値をスリップ量Ｓを制御するクラッチ圧にフィードバック制御するものである。
特開２００３−７４６８３号公報

従来の制御では、ブレーキペダルが離された時（時刻ｔ４）に補正値を設定して制御装置のＲＡＭに格納するが、格納領域は自動変速機の油温に応じて分別される。したがって、タービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達した時（時刻ｔ３）に補正値が読み込まれるが、その時の油温と補正値設定時（時刻ｔ４）の油温とが異なると、補正値が設定された油温（一般的高温）に応じて補正値は、例えば、図３の学習ＲＡＭ＿Ａに格納され、時刻ｔ３で補正値が読み込まれる領域は、時刻ｔ３での油温は一般的に低温であり、例えば、図３の学習ＲＡＭ＿Ｂを読み込むことになる。したがって、正しい補正値が格納されている学習ＲＡＭ＿Ａから補正値を読み込むことがなく、スリップ量Ｓを一定にするクラッチ圧に適正な補正値が反映されず、クラッチ圧の収束までの時間が長くなったり、ショックが発生する場合がある。

上記の問題を鑑み、本発明は、補正値をクラッチ圧に確実にフィードバックし、スリップ量を一定にするニュートラル制御の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、トルクコンバータを介してエンジンに連結された自動変速機と、前記トルクコンバータのタービンの回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、前記自動変速機の油温を検出する油温検出手段と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキ操作検出手段と、アクセルペダルの操作状態を検出するアクセル操作検出手段と、車両の停車状態を判定する停車状態判定手段と、前記車両の発進時に自動変速機の所定の変速要素を選択するクラッチ手段と、前記クラッチ手段に供給する油圧を制御する油圧制御手段と、前記自動変速機の発進用変速段と、停車用変速段とのいずれかを選択するシフト選択手段と、前記車両の停車状態が判定されたときに、エンジン回転速度が所定の回転速度以上で、かつ前記ブレーキペダルが制動状態で、アクセルペダルが解放状態で、発進用変速段が選択された所定条件が成立したときに、前記油圧制御手段の供給圧を低減してエンジンから自動変速機に伝達される出力を低下させてニュートラル状態とするニュートラル制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、前記ニュートラル制御手段は、前記供給圧を検出する供給圧検出手段と、前記所定条件の成立時点で、前記タービン回転速度が予め設定した第１目標回転速度となるまで前記供給圧を低減する第１供給圧制御手段と、前記タービン回転速度が予め設定した第１目標回転速度に達した後、前記供給圧を初期圧まで上昇させ、その後前記タービン回転速度が第２目標回転速度となるように供給圧を制御する第２供給圧制御手段と、前記タービン回転速度と前記エンジン回転速度との差に基づいて、前記初期圧を補正する補正値を設定する補正値設定手段と、前記自動変速機の運転状態に応じて前記補正値を格納する複数の領域を設定した記憶手段と、前記補正値設定時点での前記運転状態に基づき、前記補正値を前記記憶手段の所定領域に格納する格納手段とを備え、前記補正値設定手段は、前記供給圧検出手段が検出した供給圧に基づき、供給圧の連続した高圧側ピーク圧と低圧側ピーク圧との差が所定圧より小さい場合に前記補正値を設定する。

第２の発明は、第１の発明において、前記タービン回転速度が前記第１目標回転速度に達した時の自動変速機の運転状態に応じて前記記憶手段から補正値を読み込む。

第３の発明は、第１または２の発明において、前記自動変速機の運転状態が自動変速機の油温を指標とする。

第４の発明は、第１の発明において、前記補正値が前記タービン回転速度と前記エンジン回転速度との差が所定値より大きい場合には、前記初期圧を増圧補正する。

第５の発明は、第４の発明において、前記所定値が目標スリップ量である。

本発明によれば、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を目標スリップ量にするために初期圧にフィードバックする補正値を、供給圧の連続した高圧側ピーク圧と低圧側ピーク圧との差が所定圧より小さい場合に前記補正値を設定するようにしたので、クラッチ供給圧の初期圧設定時の油温と補正値設定時の油温との差が小さくなり、自動変速機の油温に応じて格納される補正値が異なる領域に格納されることが抑制され、初期圧設定時に読み込む補正値として誤った値を読み込むことがない。このため、精度良く供給圧を制御することができる。

図１は、本発明を適用する駆動システムの概略図である。エンジン１の回転はトルクコンバータ２を介して自動変速機３に伝達され、自動変速機３で所定回転速度に変換されてデフ４、ドライブシャフト５を介して駆動輪６に伝達される。

この駆動システムは、コントローラ７によって統合制御され、コントローラ７には、エンジン１の回転速度を検出する回転速度センサ８、シフト位置を検出するシフトセンサ９、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ１０、自動変速機３内のクラッチに供給される油圧を検出する油圧センサ１１およびクラッチの回転速度を検出する回転速度センサ１２、トルクコンバータ２のタービン回転速度Ｎを検出する回転速度センサ１３、自動変速機３の油温Ｔｏを検出する油温センサ１４、さらに車両の速度を検出する車速センサ１５、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ１６の各出力が入力される。コントローラ７は、これら入力信号に基づいてニュートラル制御を実施する。

ニュートラル制御の開始条件としては、車速センサ１５の出力から車両が停止状態で、回転速度センサ８の出力からエンジン１が所定回転速度以上であることを検出し、かつシフトセンサ９の出力からシフト位置が走行レンジであり、かつアクセルセンサ１６の出力からアクセルペダルがフリー状態で、かつブレーキセンサ１０の出力からブレーキペダルが一定時間以上踏み込まれていることが検出された場合に開始される。

図２は、自動変速機３の構成の一例を示す構造図である。図２に示す自動変速機３は、Ｄレンジ選択時の状態を示しており、入力軸３０に入力された動力は、入力軸の端部に形成された遊星歯車機構のサンギア３１を介してプラネタリーギア３２に伝達される。プラネタリーギア３２に伝達された動力は、キャリア３３から出力歯車３４に伝達され、出力歯車３４に噛合するアイドラーギア３５から出力される。このときのクラッチの係合状態は、ロークラッチ３６が係合され、ワンウェイクラッチ３７が作動し、ハイクラッチ３８とリバースクラッチ３９が非係合状態にある。

次にコントローラ７によるニュートラル制御について説明する。コントローラ７は、前述のニュートラル制御開始条件が成立したときに、まず車両の発進時に係合するクラッチ（例えば、図２のロークラッチ３６）に供給されるクラッチ圧Ｐｃを初期圧ｐ１まで瞬時に低下させ、その後に徐々に一定率でクラッチ圧Ｐｃを低下させる。クラッチ圧Ｐｃを低下することでトルクコンバータ２のタービン回転速度Ｎが上昇する。

クラッチ圧Ｐｃを低下させてからタービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達するまでの時間Ｔ１を計測しておき、この計測時間Ｔ１を目標時間Ｔｔと比較して、この比較結果に基づいてクラッチ圧Ｐｃの初期圧ｐ１を補正する。

そして、タービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達した後のクラッチ圧制御は、タービン回転速度Ｎがエンジン回転速度Ｎｅと所定の回転速度差、目標スリップ量Ｓｔを維持するようにクラッチ圧Ｐｃを制御する。

以下、タービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達した後に実施するニュートラル制御について詳しく説明する。

コントローラ７は、タービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達するとクラッチ圧Ｐｃを予め設定された初期圧Ｐｉまで上昇させ、タービン回転速度Ｎが上昇し、タービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅとの差であるスリップ量Ｓが減少する。そしてクラッチ圧Ｐｃはタービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅとの差であるスリップ量Ｓが目標スリップ量Ｓｔ（＝エンジン回転速度−第２目標タービン回転速度）となるように制御され、具体的には目標スリップ量Ｓｔに対応する目標クラッチ圧Ｐｔに収束するようにクラッチ圧Ｐｃが制御される。クラッチ圧Ｐｃは減衰しながら一定値に収束して行く。ここで、初期圧Ｐｉとクラッチ圧Ｐｃが収束する圧力と差は一定と考えられ、初期圧Ｐｉを補正することでクラッチ圧Ｐｃが収束する圧力を制御することができる。つまり、初期圧Ｐｉを増圧すればクラッチ圧Ｐｃが収束する圧力も初期圧Ｐｉが増圧して分だけほぼ増圧する。そして、収束したクラッチ圧Ｐｃが目標スリップ量Ｓｔとなる目標クラッチ圧Ｐｔに一致すれば、目標スリップ量Ｓｔが達成されることになる。

そして従来は、ブレーキペダルが離された時に、その時点でのスリップ量Ｓを検出し、目標スリップ量Ｓｔとの偏差から、補正値λ１を設定し、コントローラ７のＲＡＭに格納していた。補正値λ１を格納するＲＡＭは、例えば図３に示すように自動変速機３の油温Ｔｏに応じて３つの領域に大別され、補正値λ１を設定した時点での自動変速機３の油温Ｔｏにより格納先が選定される。

しかしながら従来の制御では、補正値λ１の設定は、ブレーキぺダルが離された時（またはニュートラル制御開始条件が解除された時や車両走行要求があった時）に実施されており、ニュートラル制御開始条件が成立してタービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達してからブレーキペダルが離されるまでの間に自動変速機３の油温Ｔｏが上昇し、補正値λ１が格納される領域と、補正値λ１を読み込むタービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達した時の油温Ｔｏに対応する領域とが異なり、初期圧Ｐｉを補正するための補正値λ１が適正に読み込まれないことになる。つまり、ブレーキペダルが離された時の自動変速機３の油温は高温となり、補正値λ１は、この温度に対応した格納先（例えば、図３のＲＡＭ＿Ａ）に格納される。一方、タービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達して補正値λ１を読み込む時には、油温Ｔｏは低く、補正値λ１は図３のＲＡＭ＿Ｂから読み込まれることになる。したがって、タービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達し、クラッチ圧Ｐｃの初期圧Ｐｉを設定する時点で適正な補正値λ１をフィードバックすることができず、目標スリップ量Ｓｔとなる目標クラッチ圧Ｐｔにクラッチ圧Ｐｃを収束させることができない。

そこで本発明では、従来技術に対して補正値λ１を設定するタイミングを、ブレーキペダルが離される前のクラッチ油圧Ｐｃを検出して、連続したクラッチ圧Ｐｃの高圧側のピーク値と低圧側のピーク値との変動幅が所定の範囲内に収束した時点で実施するようにして、補正値λ１を設定する時期を前倒し、自動変速機３の油温Ｔｏの変化量を抑制し、適正な補正値λ１が初期圧Ｐｉにフィードバックされるようにした。

本発明の自動変速機３でのニュートラル制御の制御内容を図４のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１で、ニュートラル制御開始条件が成立し、クラッチ圧Ｐｃを低下してタービン回転速度Ｎが第１目標回転速度Ｎ１に達したかどうかを判定する。タービン回転速度Ｎが第１目標回転速度Ｎ１に達した場合にステップＳ２に進み、未達の場合にはタービン回転速度Ｎの判定を繰り返す。ステップＳ２では自動変速機３の油温Ｔｏを検出し、ステップＳ３では検出した油温ＴｏからＲＡＭ内に格納された補正値λ１を読み込む。

ステップＳ４で、読み込んだ補正値λ１を初期圧Ｐｉに加算して、加算した値を新たに初期圧Ｐｉとし、クラッチ圧Ｐｃを瞬時に初期圧Ｐｉとなるように制御する。続くステップＳ５では、クラッチ圧Ｐｃを初期圧Ｐｉから目標スリップ量Ｓｔに対応する目標クラッチ圧Ｐｔになるように増圧制御する。

クラッチ圧ＰｃはステップＳ５の増圧制御で、減衰しながら一定圧に収束する。そこでステップＳ６でクラッチ圧Ｐｃを検出し、ステップＳ７では検出したクラッチ圧Ｐｃからクラッチ圧の変動圧ΔＰが所定圧力範囲ΔＰｔ内にあるかどうかを判定する。ここで変動圧とは、例えばクラッチ圧減衰時に連続するクラッチ圧Ｐｃの高圧側のピーク圧と低圧側のピーク圧との差であり、変動するクラッチ圧Ｐｃの振幅を意味する。クラッチ圧Ｐｃの変動圧ΔＰが所定圧力範囲より小さい場合にはステップＳ８に進み、それ以外ではステップＳ６に戻り、圧力判定を繰り返す。

ステップＳ８では、クラッチ圧の変動圧ΔＰが所定圧力範囲ΔＰｔ内にあると判定された時のタービン回転速度Ｎを検出し、ステップＳ９で、検出したタービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅの差と目標スリップ量Ｓｔから補正値λ１を設定する。補正値λ１の設定方法としては、例えば、タービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅに応じて予め設定した補正量を加減算する。つまり、例えばタービン回転速度Ｎが低く、タービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅと差が目標スリップ量Ｓｔより大きければ、補正値λ１を大きくし、初期圧Ｐｉを増圧し、初期圧Ｐｉの増圧にともなって目標クラッチ圧Ｐｔが増圧するように補正する。初期圧Ｐｉを増圧することで、タービン回転速度Ｎを上昇させ、目標スリップ量Ｓｔに制御することができる。

そして補正値λ１設定時の自動変速機３の油温Ｔｏを検出して、検出した油温Ｔｏに基づいてコントローラ７のＲＡＭに格納する。なお、ステップＳ８で、クラッチ圧Ｐｃの変動圧ΔＰが所定圧力範囲ΔＰｔ内にあると判定された時のタービン回転速度Ｎを検出し、補正値λ１を設定し、格納したが、判定後一定時間経過後に補正値λ１を設定し、ＲＡＭに格納するようにしてもよい。

次に図５に示すタイミングチャートを用いて本発明のニュートラル制御を説明する。

ニュートラル制御開始条件が成立した時刻ｔ１でクラッチ圧Ｐｃを初期圧ｐ１まで低下し、さらにその後一定変化率でクラッチ圧Ｐｃを低減し、トルクコンバータのタービン回転速度が目標回転速度Ｎ１に達するまでクラッチ圧Ｐｃを低下させる。

時刻ｔ３でタービン回転速度Ｎが目標回転速度Ｎ１に達した時、クラッチ圧Ｐｃを予め設定した補正値λ１を考慮した初期圧Ｐｉまで上昇させ、目標スリップ量Ｓｔとなるようにクラッチ圧Ｐｃを制御する。クラッチ圧は目標スリップ量Ｓｔに対応する目標クラッチ圧Ｐｔを挟んで上下に変動しながら収束するが、時刻ｔ５で連続したクラッチ圧の最大圧と最小圧との差圧が所定圧力範囲ΔＰｔより小さくなった時に、初期圧Ｐｉを補正する補正値λ１の設定を行う。従来は、ブレーキペダルが離された時刻ｔ４で補正値λ１の設定を行っており、時間（ｔ４−ｔ５）分、補正値λ１を考慮した初期圧の設定（時刻ｔ３）から補正値λ１の設定までの時間を短縮できる。これによりクラッチ圧の収束時間の短縮とショックの防止が実現でき、補正値λ１を格納する領域が時刻ｔ３と時刻ｔ５で異なることを抑制することができる。

そして時刻ｔ４でブレーキペダルがリリースされると自動変速機３のニュートラル制御が終了し、例えば、引き続き車両の発進時制御が開始される。

したがって本発明においては、タービン回転速度Ｎとエンジン回転速度Ｎｅとの差であるスリップ量Ｓを目標スリップ量Ｓｔに制御するため初期圧Ｐｉの補正値λ１を、自動変速機３のクラッチ圧Ｐｃの変動圧が所定圧に達した時（時刻ｔ５）に設定するようにしたので、クラッチ圧Ｐｃの初期圧Ｐｉ設定時（時刻ｔ３）の油温Ｔｏと補正値設定時の油温Ｔｏとの差が小さくなり、クラッチ初期圧Ｐｉ設定時に読み込まれる補正値λ１が格納領域の異なる誤った値を読み込む可能性を抑制できる。このため、クラッチ圧Ｐｃを精度良く目標スリップ量Ｓｔを維持する第２目標回転速度Ｎ２に対応したクラッチ圧Ｐｔとすることができる。

本発明の自動変速機の制御装置は、車両停止時のニュートラル制御に有用である。

本発明の駆動システムの概略を示す図である。 自動変速機の構成の一例を示す構成図である。 補正量が格納される領域の概念図である。 本発明の制御内容を説明するフローチャートである。 ニュートラル制御の制御内容を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
４ デフ
５ ドライブシャフト
６ 駆動輪
７ コントローラ
８ エンジン回転速度センサ
９ シフトセンサ
１０ ブレーキセンサ
１１ 油圧センサ
１２ クラッチ回転速度センサ
１３ タービン回転速度センサ
１４ 油温センサ
１５ 車速センサ
１６ アクセルセンサ

Claims (5)

1. トルクコンバータを介してエンジンに連結された自動変速機と、
   前記トルクコンバータのタービンの回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、
   前記自動変速機の油温を検出する油温検出手段と、
   前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
   ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキ操作検出手段と、
   アクセルペダルの操作状態を検出するアクセル操作検出手段と、
   車両の停車状態を判定する停車状態判定手段と、
   前記車両の発進時に自動変速機の所定の変速要素を選択するクラッチ手段と、
   前記クラッチ手段に供給する油圧を制御する油圧制御手段と、
   前記自動変速機の発進用変速段と、停車用変速段とのいずれかを選択するシフト選択手段と、
   前記車両の停車状態が判定されたときに、エンジン回転速度が所定の回転速度以上で、かつ前記ブレーキペダルが制動状態で、アクセルペダルが解放状態で、発進用変速段が選択された所定条件が成立したときに、前記油圧制御手段の供給圧を低減してエンジンから自動変速機に伝達される出力を低下させてニュートラル状態とするニュートラル制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記ニュートラル制御手段は、
   前記供給圧を検出する供給圧検出手段と、
   前記所定条件の成立時点で、前記タービン回転速度が予め設定した第１目標回転速度となるまで前記供給圧を低減する第１供給圧制御手段と、
   前記タービン回転速度が予め設定した第１目標回転速度に達した後、前記供給圧を初期圧まで上昇させ、その後前記タービン回転速度が第２目標回転速度となるように供給圧を制御する第２供給圧制御手段と、
   前記タービン回転速度と前記エンジン回転速度との差に基づいて、前記初期圧を補正する補正値を設定する補正値設定手段と、
   前記自動変速機の運転状態に応じて前記補正値を格納する複数の領域を設定した記憶手段と、
   前記補正値設定時点での前記運転状態に基づき、前記補正値を前記記憶手段の所定領域に格納する格納手段とを備え、
   前記補正値設定手段は、前記供給圧検出手段が検出した供給圧に基づき、前記供給圧の連続した高圧側ピーク圧と低圧側ピーク圧との差が所定圧より小さい場合に前記補正値を設定することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 前記タービン回転速度が前記第１目標回転速度に達した時の自動変速機の運転状態に応じて前記記憶手段から補正値を読み込むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
3. 前記自動変速機の運転状態は、自動変速機の油温を指標とすることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機の変速制御装置。
4. 前記補正値は、前記タービン回転速度と前記エンジン回転速度との差が所定値より大きい場合には、前記初期圧を増圧補正することを特徴とすること特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
5. 前記所定値は、目標スリップ量であることを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の変速制御装置。

Images