JP2006105272A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機でＮ−Ｄセレクト操作を行ったときの変速ショックやエンジン回転の吹け上がり等を十分に抑制する。
【解決手段】運転者のシフト操作を検出するシフト操作検出手段１３を備え、検出したシフト操作に応じて複数の摩擦要素を選択的に締結することによってレンジ変更を行う自動変速機２において、シフト操作検出手段１３が非走行レンジから走行レンジへのシフト操作Ｎ-Ｄセレクト操作であるを検出してから前記摩擦要素の締結を行うまでのディレイ時間を設定するディレイ時間設定手段３を備え、ディレイ時間設定手段３は、エンジン始動後最初のＮ-Ｄセレクト操作の場合は、２回目以降のＮ-Ｄセレクト操作に比べてディレイ時間を長く設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機の変速制御に関し、特に、変速時に生じるトルクショックの低減や、エンジンストールの防止に関する。

一般に、自動車等に搭載される自動変速機には、ブレーキ、クラッチ等の複数の摩擦要素が備えられており、これらの締結・解放を油圧アクチュエータにより選択的に切換えることによって、自動的に運転状態に応じた変速段に変速するように構成されている。そして、変速時の摩擦要素が締結する際に発生するショックやエンジン回転の急激な吹け上がり、エンジンストール等を抑制するように、締結圧や締結を行うタイミング、そして締結時のエンジントルク制御等の種々の制御が行われている。例えば、特許文献１には、運転者がシフト操作をした場合であっても、運転状態によっては変速を制限する制御装置が開示されている。
特開平６−７４３３２号公報

ところで、エンジン始動時にはニュートラルレンジもしくはパーキングレンジの非走行レンジでエンジン始動を行い、その後運転者のシフト操作によってドライブレンジに変速するという変速パターンになる。また、ドライブレンジで走行中に、信号停止などで一旦ニュートラルレンジ等に変速し、その直後に再びドライブレンジに変速するという変速パターンも起こり得る。

前者の場合は変速機作動油（以下、ＡＴＦという）が低温で粘度が高いために、ドライブレンジへのシフト操作が行われてから摩擦要素の締結圧に達するまでの時間が長くなり、後者の場合は既にＡＴＦが暖まっているので締結圧まで圧力上昇するのに要する時間は短い。また、後者の場合、一連のシフト操作が短時間に行われた場合、例えばドライブレンジからニュートラルレンジへシフト操作した直後に再びドライブレンジへの操作が行われた場合等には、アクチュエータの油圧はドライブレンジからニュートラルレンジへの操作に伴って低下し始めた後、完全に低下する前にドライブレンジへの操作によって再び上昇を開始するので、締結圧に達するまでの時間がさらに短くなる。

しかしながら、特許文献１に記載された制御装置では、ニュートラルレンジ等以前の運転状態、つまりアクチュエータ内の油圧状態が制御に反映されていない。

つまり、ＡＴＦの状態に応じた制御を行っていないので、締結時のショックやエンジン回転の吹け上がり等を十分に抑制できるような制御を行うことはできない。

そこで、本発明では、前記のいずれの変速パターンであっても、摩擦要素締結時のショックやエンジン回転の吹け上がり等を抑制することを目的とする。

本発明の自動変速機の変速制御手段は、運転者のシフト操作を検出するシフト操作検出手段を備え、検出したシフト操作に応じて複数の摩擦要素を選択的に締結することによってレンジ変更を行う自動変速機において、前記シフト操作検出手段が非走行レンジから走行レンジへのシフト操作であるＮ-Ｄセレクト操作を検出してから前記摩擦要素の締結を行うまでのディレイ時間を設定するディレイ時間設定手段を備え、前記ディレイ時間設定手段は、エンジン始動後最初のＮ-Ｄセレクト操作の場合は、２回目以降のＮ-Ｄセレクト操作に比べてディレイ時間を長く設定する。

本発明によれば、ＡＴＦの温度や粘度に応じて適切なディレ時間を設定することになるので、摩擦要素締結時のショックやエンジン回転の吹け上がり等を抑制することができる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態のシステム構成の概略図である。１はエンジンであり、２は自動変速機、３は自動変速機２のコントロールを行う自動変速機コントローラ（以下、ＡＴＣＵという）、４はエンジン１の点火時期、燃料噴射量等の制御を行うエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＭという）である。

エンジン１の吸気通路６には、吸入空気量の調節を行うスロットルチャンバ５が介装され、その下流には吸気通路中を流れる吸入空気に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁７が備えられる。また、エンジン１の燃焼室１４には、エンジン１の筒内に導入された燃料と吸入空気との混合気に火花点火を行う点火栓８が設けられる。これらスロットルチャンバ５の開度、燃料噴射弁７の燃料噴射量、点火栓８の点火時期等はＥＣＭ４によって制御される。

自動変速機２には、作動油（以下、ＡＴＦという）の油温（以下、ＡＴ油温という）を検出するＡＴ油温センサ９、ＡＴＦの油圧（以下、ＡＴ油圧という）を検出するＡＴ油圧センサ１０が備えられる。これら両センサの検出信号はＡＴＣＵ３に読み込まれる。ＡＴＣＵ３には、この他にも運転者が操作するセレクトレバーのポジションを検出するシフト操作検出手段としてのＡＴセレクトレバーセンサ１３からの信号も読み込まれる。なお、自動変速機２は、従来と同様に油圧の昇圧によって締結され、減圧によって解放されるブレーキやクラッチ等の複数の摩擦要素が備えられており、これらの締結・解放によって走行レンジと非走行レンジの切り替えや、走行中の変速が行われる。

ＥＣＭ４には、エンジン１の回転速度を検出する回転センサ１１やアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１２等の検出信号が読み込まれ、これらの信号に基づいて上述したスロットルチャンバ５の開度制御や燃料噴射量、点火時期の制御、そしてディレイ時間設定手段として後述するディレイ時間の設定および第１〜第３の補正手段としてディレイ時間の補正を行う。

また、ＥＣＭ４とＡＴＣＵ３との間ではＣＡＮ通信が行われ、ＡＴＣＵ３に読み込まれた各センサの検出信号や制御信号等はＥＣＭ４に取り込まれる。ＥＣＭ４はこれらの情報に基づいて運転者のシフト操作からの経過時間を測定したり、自動変速機２の変速に伴う制御等を行う。

自動変速機２の変速に伴う制御として、運転者がニュートラルレンジからドライブレンジへのシフト操作（以下、Ｎ−Ｄセレクトという）を行った場合に、自動変速機２内の摩擦要素が締結する時にエンジントルクの補正を行う。なお、運転者のシフト操作とは、従来と同様のレバーの操作の他にも、ステアリング等に備えられた昇段・降段スイッチによる操作のいずれも含むものとする。

締結時には、自動変速機２を回転させる分だけエンジン１に掛かる負荷が増大するので、締結前と同じエンジントルクではエンジン回転数が低下してしまう。そこで、エンジントルク補正を行うことによって、回転数の変動を小さく抑える。このエンジントルク補正量が不適当で締結時のエンジントルクが小さい場合には、締結によって増大した負荷に対してエンジントルクが足りず、結果エンジン回転が低下してしまう。逆に大きい場合には、余分なエンジントルクによってエンジン回転が吹け上がってしまう。

また、補正を行うタイミングが遅過ぎる場合には回転数低下を、早過ぎる場合には吹け上がりを生じてしまう。

そこで、ＥＣＭ４は適切なタイミングでエンジントルク補正を行うように、図２に示すフローチャートにしたがって、締結指令が入力されてから実際にエンジントルク補正を開始するまでのディレイ時間の算出を行う。

以下、フローチャートのステップにしたがって説明する。

ステップＳ１では、ＡＴセレクトレバーセンサ１３、回転センサ１１の検出信号に基づいて、現在ニュートラルレンジでのアイドル状態であるか否かの判定を行う。判定がｙｅｓの場合はステップＳ２に進み、ｎｏの場合はリターンする。

ステップＳ２では、ＡＴ油圧センサ１０の検出信号からＡＴ油圧を読み込む。

ステップＳ３では、ＡＴ油温センサ９の検出信号からＡＴ油温を読み込む。

ステップＳ４では、回転センサ１１の検出信号からエンジン回転数を読み込む。

ステップＳ５では、ＡＴセレクトレバーセンサ１３の検出信号に基づいて、運転者によりＮ−Ｄセレクトが行われたか否かの判定を行う。判定がｙｅｓの場合はステップＳ６に進み、ｎｏの場合はリターンする。

ステップＳ６では、ステップＳ５で検知したＮ−Ｄセレクトがエンジン始動後の１回目であるのか否かの判定を行う。１回目である場合にはステップＳ１１に進み、後述する方法でディレイ時間を決定する。そうではない場合、つまり２回目以降の場合にはステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、前回の変速で締結を解除したときからの経過時間を検知する。これは、前回の変速時に締結解除した時刻をメモリに記憶しておき、この時刻と現在の時刻とから求めてもよいし、締結解除時にタイマーによるカウントを始めておき、現在のカウンター値を読み込むようにしてもよい。

ステップＳ８では、ステップＳ７で読み込んだ前回締結解除からの時間に応じて、ディレイ時間の補正項ΔＴ２ＤＮを決定する。

ディレイ時間は、ＡＴ油圧が締結に必要な油圧まで上昇するのに要する時間であるので、上昇を開始する時点でのＡＴ油圧が高いほど短くなる。また、ＡＴ油圧は締結解除の指令が入力されてから徐々に低下を開始するので、締結解除からの経過時間によって摩擦要素の駆動を行うアクチュエータ内の油圧は異なる。したがって、例えばドライブレンジからニュートラルレンジにシフト操作（Ｄ−Ｎセレクト）した直後に再びＮ−Ｄセレクトが行われた場合と、Ｄ−Ｎセレクトを行ってから十分に時間が経過した後にＮ−Ｄセレクトを行う場合とでは、アクチュエータ内の油圧が高い状態で再び油圧上昇を開始する前者の方が、締結に必要な油圧になるまでに要する時間は短くなる。そこで、本ステップでは前回締結解除からの経過時間に応じてディレイ時間の補正を行う。

具体的には、ステップＳ７で読み込んだ時間で図３に示すようなテーブルを検索することによって求める。

図３は縦軸にディレイ時間、横軸に前回締結解除からの経過時間ｔをとったものであり、経過時間が長くなるにつれてディレイ時間も長くなり、経過時間がｔ１を超えるとディレイ時間は一定となる。これはｔ１の時点で配管内の油圧が低下しきってしまうからである。

そこで、経過時間ｔ１以降のディレイ時間を基準値として、この基準値との差を補正項ΔＴ２ＤＮとする。

ステップＳ９では、ステップＳ４で読み込んだエンジン回転数を用いて、吸気応答時間による補正項ΔＴ２Ｎｅを求める。

吸気応答遅れ時間とは、スロットルチャンバ５等のデバイスが作動してから実際にシリンダ内に吸気が導入されるまでの時間である。エンジン回転数が高い方が、吸気の流速が早いので、吸気応答遅れ時間は短くなり、また、ＡＴ油圧をコントロールするためのポンプはエンジン１により駆動されるので、エンジン回転数が高いとＡＴ油圧は高くなり、またそこからのＡＴ油圧の上昇も早い。また、前回締結解除からの時間等によっては、エンジン回転数が設定されたアイドル回転数からずれている場合も考えられる。

そこで、実際に検出したエンジン回転数を用いて、吸気応答遅れ時間に応じた補正項ΔＴ２Ｎｅを求める。具体的には、図４に示すようなテーブルを検索する。

図４は縦軸にディレイ時間、横軸に実際のエンジン回転数をとったものである。

エンジン回転数が１２００ｒｐｍのときのディレイ時間を基準値とし、この基準値との差を補正項ΔＴ２Ｎｅとする。エンジン回転数が高くなるほど補正項ΔＴ２Ｎｅは負の方向に大きく（絶対値が大きく）なり、エンジン回転数が低くなるほど補正項ΔＴ２Ｎｅは正の方向に大きくなっている。なお、本実施形態では基準となるエンジン回転数を１２００ｒｐｍとしているが、これに限られものではない。

ステップＳ１０では、下記の方法によって、Ｎ−Ｄセレクトがエンジン始動後２回目以降の場合のディレイ時間Ｔ２を算出する。

まず、ステップＳ３で検知したＡＴ油温に基づく補正項ΔＴ２ｔを、図５のテーブルを検索して求める。図５は縦軸にディレイ時間、横軸にＡＴ油温をとったものである。油温Ｘのときのディレイ時間を基準値として、この基準値との差を補正項ΔＴ２ｔとする。

したがって、補正項ΔＴ２ｔはＡＴ油圧がＸのときに０となり、そこからＡＴ油温が高くなるほど補正項ΔＴ２ｔが負の方向に大きく（絶対値が大きく）なる。これは、ＡＴ油温が高いほどＡＴＦの粘度が低くなり、油圧を上昇させる指令が入力されてから実際に油圧が上昇するのに要する時間が短くなるからである。

なお、基準とする油温Ｘは任意の油温を設定して構わない。

次に、ステップＳ２で検知したＡＴ油圧に基づく補正項ΔＴ２ｐを、図６のテーブルを検索して求める。図６は縦軸にディレイ時間、横軸にＡＴ油圧をとったものである。油圧Ｙのときのディレイ時間を基準値として、この基準値との差を補正項ΔＴ２ｐとする。

したがって、補正項ΔＴ２ｐはＡＴ油温がＹの時にゼロとなり、そこからＡＴ油圧が高くなるほど補正項ΔＴ２ｐが負の方向に大きく（絶対値が大きく）なり、ＡＴ油圧が低くなると補正項ΔＴ２ｐが正の方向に大きくなる。これは、油圧の上昇を開始するときの油圧が高い方が、ＡＴ油圧を締結油圧まで上昇させるのに要する時間が短いからである。

なお、基準となる油圧Ｙは任意に設定して構わない。

このようにして求めた各補正項を求めたら、基準ディレイ時間Ｔ２０を下式（１）に従って補正することによって、ディレイ時間Ｔ２を求める。

Ｔ２＝Ｔ２０＋ΔＴ２ｔ＋ΔＴ２ｐ＋ΔＴ２ＤＮ＋ΔＴ２Ｎｅ ・・・（１）
なお、基準ディレイ時間Ｔ２０は、基準となるＡＴ油温Ｘ、ＡＴ油圧Ｙの場合におけるディレイ時間であり、予め実験等により求めておく。

次に、ステップＳ１１で行う、Ｎ−Ｄセレクトがエンジン始動後１回目の場合のディレイ時間Ｔ１の算出方法について説明する。

Ｎ−Ｄセレクトがエンジン始動後１回目ということは、ニュートラルレンジになる前はエンジン停止状態であり、２回目以降の場合のように、ニュートラルレンジになる前の状態によりＡＴ油圧、ＡＴ油温が大きく異なるということがない。したがって、ステップＳ８、Ｓ９で求めた補正項は必要なくなる。

そこで、式（１）からステップＳ８、Ｓ９で求めた補正項を除いた下式（２）により、ディレイ時間Ｔ１を求めることができる。

Ｔ１＝Ｔ１０＋ΔＴ１ｔ＋ΔＴ１ｐ ・・・（２）
Ｔ１０：基準ディレイ時間Ｔ２０と同様に予め設定した基準ディレイ時間
ΔＴ１ｔ：ＡＴ油温に基づく補正項
ΔＴ１ｐ：ＡＴ油圧に基づく補正項
なお、基準ディレイ時間Ｔ１０はＴ２０よりも長い時間を設定する。これは、通常はエンジン始動後１回目の方が、ＡＴ油温、ＡＴ油圧が低い状態であるためである。

上記のように、Ｎ−Ｄセレクト操作が行われたときに、その操作がエンジン始動後１回目であるのか２回目以降であるのかによって、ディレイ時間を算出する際に異なる基準ディレイ時間を用いるので、運転状態に適したディレイ時間を設定することができる。

特に、２回目以降の場合には、前回締結解除からの経過時間等に基づいて補正を行うことによって、ニュートラルレンジになる前の状態に応じた適切なディレイ時間を設定することができる。

以上により本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

Ｎ-Ｄセレクト操作を検出してから摩擦要素の締結を行うまでのディレイ時間を、エンジン始動後最初のＮ-Ｄセレクト操作の場合は、２回目以降のＮ-Ｄセレクト操作に比べて長く設定するので、ＡＴ油温、ＡＴ油圧に応じて適切なディレイ時間を設定することになり、締結時の回転落ちやエンジン回転の吹け上がりを抑制することができる。

ＡＴ油温、ＡＴ油圧に応じてディレイ時間を補正し、ＡＴ油温が高くなるほど、またＡＴ油圧が高くなるほどディレイ時間を短くするので、ＡＴ油温、ＡＴ油圧に応じた細かい制御が可能でなる。

前回Ｎ−Ｄセレクト操作からの経過時間を測定し、測定した経過時間が短いほどディレイ時間を短くするように補正するので、ディレイ時間をより精度よく設定することが可能である。

エンジン回転数が高いほどディレイ時間が短くなるように補正するので、ディレイ時間をより精度よく設定することが可能である。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、自動変速機の変速制御装置に適用可能である。

本実施形態のシステムの構成を表す図である。 本実施形態の制御を説明するためのフローチャートである。 前回締結解除からの時間と次回ディレイ時間との関係を表す図である。 エンジン回転数とディレイ時間との関係を表す図である。 ＡＴ油温とディレイ時間との関係を表す図である。 ＡＴ油圧よディレイ時間との関係を表す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 自動変速機
３ 自動変速機コントローラ（ＡＴＣＵ）
４ エンジンコントールユニット（ＥＣＭ）
５ スロットルチャンバ
６ 吸気通路
７ 燃料噴射弁
８ 点火栓
９ ＡＴ油温センサ
１０ ＡＴ油圧センサ
１１ 回転センサ
１２ アクセル開度センサ
１３ ＡＴセレクトレバーセンサ
１４ 燃焼室

Claims (4)

1. 運転者のシフト操作を検出するシフト操作検出手段を備え、
   検出したシフト操作に応じて複数の摩擦要素を選択的に締結することによってレンジ変更を行う自動変速機において、
   前記シフト操作検出手段が非走行レンジから走行レンジへのシフト操作であるＮ-Ｄセレクト操作を検出してから前記摩擦要素の締結を行うまでのディレイ時間を設定するディレイ時間設定手段を備え、
   前記ディレイ時間設定手段は、エンジン始動後最初のＮ-Ｄセレクト操作の場合は、２回目以降のＮ-Ｄセレクト操作に比べてディレイ時間を長く設定することを特徴とする自動変速機の変速制御手段。
2. 自動変速機の作動油の油温、油圧をそれぞれ検出する手段と、
   検出した油温、油圧に応じて前記ディレイ時間を補正する第１の補正手段と、を備え、
   前記第１の補正手段は、検出した油温が高くなるほど、または油圧が高くなるほど、前記ディレイ時間が短くなるように補正する請求項１に記載の自動変速機の変速制御手段。
3. 前回Ｎ−Ｄセレクト操作からの経過時間を測定する手段と、
   前記経過時間に応じて前記ディレイ時間を補正する第２の補正手段と、を設け、
   前記第２の補正手段は、経過時間が短いほどディレイ時間が短くなるように補正する請求項１または２に記載の自動変速機の変速制御装置。
4. エンジン回転数を検出する手段と、
   検出したエンジン回転数に基づいて前記ディレイ時間を補正する第３の補正手段と、を備え、
   前記第３の補正手段は、エンジン回転数が高いほどディレイ時間が短くなるように補正する請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動変速機の変速制御装置。

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