JP2007239813A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速クラッチを有する自動変速機の制御装置において、プリチャージ制御及びプリドレーン制御を適正に行うための油圧値を精度良く導出する。
【解決手段】 受圧室に供給された油圧によりストロークして摩擦プレートを締結するピストンと、ピストンを解放側に付勢するリターンスプリングとを有する変速クラッチと、変速時に予めピストンストロークを完了させるように油圧を所定のピストンストローク完了油圧値に制御する油圧制御手段とを備えた自動変速機の制御装置であって、変速クラッチのフェーシング温度に関連する温度を検出するフェーシング温度検出手段と、非走行レンジ選択時に、油圧制御手段により受圧室に供給される油圧を徐々に増加又は減少させると共に、フェーシング温度検出手段により所定の温度変化が検出されたときの油圧を前記ピストンストローク完了油圧値に設定する油圧設定手段とを備えた。
【選択図】 図７

Description

本発明は、変速クラッチを備えた自動変速機の制御装置に関し、自動車に搭載される変速機の技術分野に属する。

自動車用の自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組合せ、この変速歯車機構の動力伝達経路を複数の変速クラッチ等の選択的作動により切り換えて、所定の変速段に自動的に変速するように構成したものであるが、前記変速クラッチは、一般にクラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設されて該クラッチドラムとクラッチハブに交互に係合された複数の摩擦プレートとを備えた構成で、受圧室への油圧制御によりピストンがリターンスプリングに抗して移動し、該ピストンが前記摩擦プレートに押付けられることによって、変速クラッチが締結、解放される。

ところで、前記変速クラッチの締結時には、リターンスプリングのバネ力やシール部材の摺動抵抗に抗してピストンを油圧によりストロークさせなければならないので、応答遅れが生じ易い。このような応答遅れは、非走行レンジから走行レンジに変速されたときの発進の遅れになると共に、変速時の変速クラッチの掛け換えを行う際に、ショック等が生じて変速性能の悪化を招く。

また、前記変速クラッチの解放時において受圧室の油圧を低下させる場合において、完全締結状態から解放状態に制御されるときも、油圧の低下に対してピストンのストロークに遅れが生じることがある。このため、クラッチの掛け換え際の変速ショックの発生や、減速時に適切なエンジンブレーキの制御ができないという問題が生じる。

これらの問題に対して、変速動作が開始される前に、当初解放状態の変速クラッチにおいて作動油を受圧室に充填させて変速クラッチに締結力が発生しない最大の油圧に上昇させるプリチャージ制御を行うことや、変速動作が開始される前に、当初完全締結状態の変速クラッチにおいて作動油を受圧室からドレーンさせて締結力がなくなる直線の油圧まで低下させるプリドレーン制御を行うことが考えられている。

そして、このプリチャージ制御又はプリドレーン制御において受圧室に供給される油圧値は、変速クラッチの個体差や経年変化などによって適切な値にばらつきを生じることがあり、このばらつきに起因して、クラッチの掛け換え動作のタイミングにばらつきを生じ、これがショックの発生や応答遅れの原因になる。このように、プリチャージ制御又はプリドレーン制御においては、適正な油圧値を設定することが重要になる。

これに対して、例えば特許文献１には、変速クラッチの掛け換えの際のプリチャージ制御時に、変速機の出力トルクの引き込みを検出するトルク検出手段を備え、この引き込みトルクが所定値になるようにプリチャージ油圧値を変更すると共に、トルクが所定値となったときのプリチャージ油圧値を学習し、この油圧値を次回のプリチャージ制御に反映するものが開示されている。

また、従来、燃費向上のために、走行レンジで車速がゼロかつブレーキが踏み込まれた状態で、所定の変速クラッチをスリップ状態としてエンジン負荷を軽減させるニュートラルアイドル制御が行われている。そして、例えば非走行レンジからニュートラルアイドル制御に切換えられるときは、前記プリチャージ制御が行われ、走行レンジからニュートラルアイドル制御に切換えられるときは前記プリドレーン制御が行われることがある。このときも、ショック等を生じることなく、燃費を効率的に低減させるためには、前記と同様に適正な油圧値を設定する必要がある。
特開平５−１０６７２２号公報

ところで、前記特許文献１に記載の方法では、変速機の出力トルクを検出することにより適正な油圧値を検出し、この油圧値を学習するようになっているが、トルクの変化は、トルク伝達状態になり、或いは非伝達状態になってから初めて検出できるものであるから、未然に応答遅れやショックの発生が防止できないという問題を有している。

そこで、本発明は、変速クラッチを有する自動変速機の制御装置において、プリチャージ制御及びプリドレーン制御を適正に行うための油圧値を精度良く導出することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、摩擦プレートと、受圧室に供給された油圧によりストロークして前記摩擦プレートを締結するピストンと、該ピストンを解放側に付勢するリターンスプリングとを有する変速クラッチと、前記受圧室に供給される油圧を制御して変速時に予めピストンのストロークを完了させるように油圧を所定のピストンストローク完了油圧値に制御する油圧制御手段とが備えられた自動変速機の制御装置であって、前記変速クラッチのフェーシング温度に関連する温度を検出するフェーシング温度検出手段と、非走行レンジ選択時に、前記油圧制御手段により受圧室に供給される油圧を徐々に増加又は減少させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度変化が検出されたときの油圧を前記ピストンストローク完了油圧値に設定する油圧設定手段とが備えられていることを特徴とする。

なお、前記ピストンストローク完了油圧値は、プリチャージ油圧値又はプリドレーン油圧値である。また、前記フェーシング温度検出手段は、フェーシング近傍の温度を検出したり、フェーシング近傍を流れる潤滑油の温度やオイルパン中の潤滑油の温度を検出するものの他、スリップ制御による損失エネルギーと変速クラッチの熱容量とから演算される熱エネルギーをフェーシング温度として推定してもよく、また、検出した温度をフェーシングと検出位置との距離などに応じて演算補正するようにしてもよい。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に複数の前記摩擦プレートを挟んで配設されたクラッチハブと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有し、前記クラッチドラムには、前記摩擦プレートに供給された潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられていると共に、前記フェーシング温度検出手段は、前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の油温を検出することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に増加させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度上昇変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として締結方向のストロークを完了させる油圧値に設定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に減少させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度下降変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として解放方向のストロークを完了させる油圧値に設定することを特徴とする。

次に、請求項５に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に増加させ、また徐々に減少させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度上昇変化又は温度下降変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として締結方向又は解放方向のストロークを完了させる油圧値に設定することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項３から請求項５のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、前記油圧設定手段は、油圧の増加又は減少を複数回行うと共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度変化が検出されたときの各回の油圧の平均値をピストンストローク完了油圧値に設定することを特徴とする。

さらに、請求項７に記載の発明は、前記請求項３、請求項５または請求項６のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、前記締結方向のストロークを完了させる油圧値は、前記変速クラッチの締結制御時に適用されることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、前記請求項４、請求項５または請求項６のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、前記解放方向のストロークを完了させる油圧値は、前記変速クラッチの解放制御時に適用されることを特徴とする。

そして、請求項９に記載の発明は、前記請求項３から請求項６に記載の自動変速機の制御装置において、前記油圧制御手段は、走行レンジでの停車中かつブレーキ踏み込み時に前記変速クラッチをスリップさせるように受圧室に供給する油圧を制御するニュートラルアイドル制御を行うようになっており、前記締結方向のストロークを完了させる油圧値は、非走行レンジからニュートラルアイドル制御に切換えられたときに適用されると共に、前記解放方向のストロークを完了させる油圧値は、走行レンジでの走行中からニュートラルアイドル制御に切換えられたときに適用されることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、前記油圧制御手段により受圧室に供給される油圧を徐々に増加又は減少させる。それによって、フェーシング同士の接触状態が変化して、摩擦の発生による温度上昇或いは摩擦がなくなることによる温度下降が生じ、前記フェーシング温度検出手段によりこの温度変化が検出される。このとき、油圧設定手段は、前記温変化が検出されたときの前記受圧室に供給される油圧が前記ピストンストローク完了油圧値に設定するので、ピストンストローク完了油圧値が正確に設定されることになる。このとき、非走行レンジ選択時に別段悪影響を及ぼすことがないと共に、このように設定されたピストンストローク完了油圧値は、例えばプリチャージ制御又はプリドレーン制御に適用され、変速時等に応答遅れやショック等の発生が未然に防止される。

また、請求項２に記載の発明によれば、潤滑油供給手段により摩擦プレートに供給された潤滑油がフェーシングを通過して、遠心力によりクラッチドラムに設けられた潤滑油排出口から径方向外部に排出される。そして、この潤滑油排出口から排出された潤滑油の油温がフェーシング温度検出手段により検出される。このとき、フェーシングの摩擦が発生したときは潤滑油を介して温度上昇変化が検出され、フェーシングの摩擦が解除されたときは同じく潤滑油を介して温度下降変化が検出されることになる。このように、フェーシングを通過した直後の潤滑油の温度に基づいてフェーシング温度が精度良く検出され、この温度変化に基づいてピストンストローク完了油圧値が設定されることにより、この油圧値の精度が向上する。

次に、請求項３に記載の発明によれば、前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に増加させる結果、フェーシングによる摩擦が発生する。このとき、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度上昇変化が検出されると共に、油圧設定手段は、前記所定の温度上昇変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として締結方向のストロークを完了させる油圧値に設定するので、プリチャージ制御のための油圧値の精度が向上する。

また、請求項４に記載の発明によれば、前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に減少させる結果、フェーシングが離間し、摩擦による発熱が低減する。このとき、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度下降変化が検出されると共に、油圧設定手段は、前記所定の温度下降変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として解放方向のストロークを完了させる油圧値に設定するので、プリドレーン制御のための油圧値の精度が向上する。

そして、請求項５に記載の発明は、前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧が徐々に増加、及び徐々に減少させる結果、前記請求項３及び請求項４に記載の発明のように、ピストンストローク完了油圧値として、締結方向及び解放方向のストロークを完了させる油圧値の両方が精度良く設定されることになる。

さらに、請求項６に記載の発明によれば、前記油圧設定手段は、油圧の増加又は減少を複数回行うと共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度変化が検出されたときの各回の油圧の平均値をピストンストローク完了油圧値に設定するので、各回で求められたピストンストローク完了油圧値のばらつきによる誤差が吸収されて、ピストンストローク完了油圧値の精度が一層向上する。

次に、請求項７に記載の発明によれば、前記締結方向のストロークを完了させる油圧値は、前記変速クラッチの締結制御時に適用されるので、変速クラッチの締結時の応答性が確保されると共に、ショック等の発生が抑制される。

また、請求項８に記載の発明によれば、前記解放方向のストロークを完了させる油圧値は、前記変速クラッチの解放制御時に適用されるので、変速クラッチの解放時の応答性が確保されると共に、ショック等の発生が抑制される。また、減速時に適切なエンジンブレーキの制御が可能となり、走行性が向上する。

そして、請求項９に記載の発明によれば、前記締結方向のストロークを完了させる油圧値は、非走行レンジからニュートラルアイドル制御に切換えられたときに適用されるので、切換えの応答性が向上することにより燃費の向上が図られると共に、前記解放方向のストロークを完了させる油圧値は、走行レンジでの走行中からニュートラルアイドル制御に切換えられたときに適用されるので、切換えの応答性が向上することにより燃費の向上が図られる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１の骨子図により本実施の形態に係る自動変速機１全体の機械的な概略構成を説明する。この自動変速機１は、エンジンルーム内に横置きされたエンジンの出力軸２の回転を入力し、この回転を変速して車輪に伝達する。

自動変速機１は、主な構成要素として、トルクコンバータ１０と、該トルクコンバータ１０の出力回転が入力される変速機構２０とを有している。該変速機構２０の出力回転は中間伝動機構５０に入力され、該中間伝達機構５０の出力回転は差動装置６０に入力されるようになっている。

前記トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸２に連結されたケース１１と、該ケース１１内に固設されたポンプ１２と、該ポンプ１２に対向して配置されて該ポンプ１２により作動油を介して駆動されるタービン１３と、該ポンプ１２とタービン１３との間に介設され、かつ、変速機ケース３（又は変速機ケース３に一体とされた後述のスリーブ部材６）にワンウェイクラッチ１４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ１５と、前記ケース１１とタービン１３との間に設けられ、該ケース１１を介してエンジン出力軸２とタービン１５とを直結するロックアップクラッチ１６とで構成されている。そして、前記タービン１５の回転がタービン軸１７を介して変速機構２０側に出力されるようになっている。また、このトルクコンバータ１０の後方には、該トルクコンバータ１０のケース１１を介してエンジン出力軸２に駆動されるオイルポンプ１８が配置されている。

前記変速機構２０は、第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４と、これらのプラネタリギヤセット２１〜２４でなる動力伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素３１〜３５とを有し、これらにより前進１〜６速及び後退速が得られるようになっている。

一方、前記第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４は、いずれもサンギヤ２１ａ〜２４ａと、このサンギヤ２１ａ〜２４ａに噛合った複数のピニオン２１ｂ〜２４ｂと、これらのピニオン２１ｂ〜２４ｂを支持するキャリヤ２１ｃ〜２４ｃと、ピニオン２１ｂ〜２４ｂに噛合ったリングギヤ２１ｄ〜２４ｄとで構成される、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。

そして、第１プラネタリギヤセット２１は、サンギヤ２１ａが変速機ケース３に固定され、リングギヤ２１ｄが第１メンバ４１によりタービン軸１７に固定された構成になっている。第２プラネタリギヤセット２２は、変速機ケース３の壁部にサンギヤ２２ａがスプライン嵌合され、リングギヤ２２ｄが第２メンバ４２によりタービン軸１７に固定されている。

一方、第３プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄと第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃとが一体回転するように第３メンバ４３により連結されていると共に、第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃに出力ギヤ２５が一体回転するように連結されている。また、第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃと第４プラネタリギヤセット２４のリングギヤ２４ｄとが一体回転するように第４連結メンバ４４により連結されている。ここで、第３及び第４プラネタリギヤセット２３，２４は、合わせて４つの回転要素を有するように互いに連結されている。

そして、第１〜第３クラッチ３１〜３３と、第１、第２ブレーキ３４，３５とを選択的に締結させて、タービン軸１７から出力ギヤ２５までの動力伝達経路を切り換えることにより、前進６速と後退速とが得られることになる。

前記第１クラッチ３１は、第１プラネタリギヤセット２１のキャリヤ２１ｃと第４プラネタリギヤセット２４のサンギヤ２４ａとの間の動力伝達経路を断接するクラッチである。また、第２クラッチ３２は、第１プラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄと第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａとの間の動力伝達経路を断接するクラッチである。また、第３クラッチ３３は、第２プラネタリギヤセット２２のキャリヤ２２ｃと第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａとの間の動力伝達経路を断接するものである。

一方、第１ブレーキ３４は、第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａを変速機ケース３に対して断接するものである。また、第２ブレーキ３５は、第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃ及び第４プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄとを連結する第４メンバ４４を変速機ケース３に対して断接するものである。なお、第２ブレーキ３５と並列にワンウェイクラッチを配設するようにしてもよい。

そして、出力ギヤ２５が、中間伝動機構５０を構成する中間軸５１上の第１中間ギヤ５２に噛合わされていると共に、該中間軸５１上の第２中間ギヤ５３と差動装置６０の入力ギヤ６１とが噛合わされて、前記出力ギヤ２５の回転が差動装置６０のデフケース６２に入力され、該差動装置６０を介して左右の車軸６３，６４が駆動されるようになっている。

ここで、前記クラッチ３１〜３３とブレーキ３４，３５の作動状態と変速段との関係を表１に示す。

次に、前記第１クラッチ１３の周辺の構造について説明すると、図２に示すように、前記トルクコンバータ１０を収容するコンバータハウジング４と前記変速機ケース３とがボルト４ａにより締結されていると共に、前記オイルポンプ１８を収容するポンプハウジング５と前記変速機ケース３とがボルト５ａにより締結されている。また、ポンプハウジング５の反トルクコンバータ１０側の壁部にはスリーブ部材６がボルト６ａにより締結されている。

前記第１クラッチ３１は、第１プラネタリギヤセット２１のキャリヤ２１ｃに連結されて前記スリーブ部材６に対して回転自在に嵌合された内径部材３１ａと、該内径部材３１ａに固設されたクラッチドラム３１ｂと、該クラッチドラム３１ｂの内周側に設けられて第４プラネタリギヤセット３４のキャリヤ３４ｃに連結されたクラッチハブ３１ｃと、これらのクラッチドラム３１ｂ及びクラッチハブ３１ｃにそれぞれ交互にスプライン嵌合された複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄと、クラッチドラム３１ｂ内に軸方向に移動可能に収納されたピストン３１ｅとを有している。前記摩擦プレート３１ｄ…３１ｄのうちのクラッチハブ３１ｃに嵌合するものには、両面にそれぞれ摩擦材としてのフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が貼り付けられている（図３参照）。

また、該ピストン３１ｅとクラッチドラム３１ｂとの間には受圧室３１ｆが形成されている。さらに、前記内径部材３１ａには、ピストン３１ｅのクラッチドラム３１ｂに対する反対側にバランスプレート３１ｇが固設され、該プレート３１ｇとピストン３１ｅとの間に受圧室３１ｆの遠心油圧を相殺するためのバランス室３１ｈが形成されている。また、前記バランスプレート３１ｇには、ピストン３１ｅをクラッチドラム３１ｂ側に常時付勢するリターンスプリング３１ｉの一端が支持されている。

一方、スリーブ部材６には、第１クラッチ３１を締結又は解放させるための作動油が通る油路６ｂが設けられ、この油路６ｂは前記内径部材３１ａに設けられた連通路３１ａ′を介して前記受圧室３１ｆに連通している。また、タービン軸１７には潤滑用油路１７ａが設けられ、この潤滑用油路１７ａが前記スリーブ部材６に設けられた油路６ｃに連通し、この油路６ｃを介して前記第１プラネタリギヤセット２１の内周側付近から潤滑油が噴出すようになっている。さらに、前記油路６ｃは、内径部材３１ａに設けられた連通路３１ａ″を介して前記バランス室３１ｈにも連通している。

また、図３に示すように、前記クラッチハブ３１ｃにおける摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが嵌合された範囲には、潤滑油を各摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給するための潤滑油供給口３１ｃ′…３１ｃ′が設けられていると共に、クラッチドラム３１ｂの外周部には摩擦プレート３１ｄ…３１ｄ間を流れた作動油を該クラッチドラム３１ｂの径方向外部に排出するための複数の潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′が設けられている。前記潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′のうちの少なくとも一つ（３１ｂ″）は、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが配置された範囲において軸方向の略中間位置に形成されている。

また、前記変速機ケース３には、クラッチドラム３１ｂの外周側に位置して潤滑油温度検出センサ１１０が装着されている。潤滑油温度検出センサ１１０は、温度を電気信号に変換するセンサであり、感温部１１１は例えば熱電対、サーミスタ等で構成されている。図３に示すように、潤滑油温度検出センサ１１０は、中心に穴１１２ａが形成された筒状の支持部材１１２を有し、該支持部材１１２は、変速機ケース３に固定される固定部１１２ｂと、固定部１１２ｂからクラッチドラム３１ｂの外周壁の外側表面へ向けて延びる延設部１１２ｃとを有する。固定部１１２ｂは変速機ケース３を貫通しており、ネジ締結或いは接着剤等により両者が固定される。そして、支持部材１１２の中心の穴１１２ａにおいて延設部１１２ｃの先端の部分に前記感温部１１１が配設されている。さらに、穴１１２ａには感温部１１１から伸びる信号線１１３が通過すると共に、穴１１２ａは樹脂材により埋められている。また、前記感温部１１１は、前記クラッチドラム３１ｂの潤滑油排出口３１ｂ″に対峙した位置に配置されている。

そして、図４に示すように、この第１クラッチ３１を制御する油圧制御回路には、該第１クラッチ３１の締結状態を制御する制御手段としてのデューティソレノイドバルブ７０が配設されている。前記デューティソレノイドバルブ７０に印加するデューティ率を小さくしていくと、クラッチ圧（受圧室３１ｆに供給するための油圧）が大きくなり、その結果、第１クラッチ３１は、受圧室３１ｆに作動油が充填されてピストン３１ｅがリターンスプリング３１ｉに抗して移動し、締結状態になる。また、デューティー率を調整し、ピストン３１ｅを移動させる圧力と、リターンスプリング３１ｉの付勢力、及びシール部材３１ｋとピストン３１ｅとの摩擦力とが略釣り合うように制御することにより、クラッチドラム３１ｂとクラッチハブ３１ｃとの間に所定の差回転が実現されてスリップ状態となる。また、第１クラッチ３１は、デューティ率を大きくしていくと、クラッチ圧が小さくなり、ピストン３１ｅがリターンスプリング３１ｉに付勢されて受圧室３１ｆの油圧がドレーンされ、解放状態になる。このように、デューティソレノイドバルブ７０のデューティ率とクラッチ圧とは、図５に示すように、デューティ率が大きくなるほどクラッチ圧が小さくなる特性を有している。

一方、図４に示すように、この自動変速機１のコントロールユニット１００は、潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出センサ１１０からの信号、オイルパン内の作動油の温度を検出する作動油温度検出センサ１２０からの信号、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１３０からの信号、エンジン回転数としてエンジン出力軸２の回転数を検出するエンジン回転センサ１４０からの信号、タービン回転数としてタービン軸１７の回転数を検出するタービン回転センサ１５０からの信号、車速として出力ギヤ２５の回転数を検出する車速センサ１６０からの信号、運転者により選択されているレンジでＯＮするレンジスイッチ１７０からの信号、アクセルペダルの非踏み込みでＯＮするアイドルスイッチ１８０からの信号、及びブレーキペダルの踏み込みでＯＮするブレーキスイッチ１９０からの信号等を入力する。そして、コントロールユニット１００は、それらの信号が示す車両の走行状態（特にスロットル開度及び車速）に基づいて、目標変速段を設定し、その目標変速段が達成されるように、前記摩擦要素３１〜３５に対する作動圧の給排を行う変速制御用デューティソレノイドバルブ７０，８０…８０に制御信号を出力する。

また、変速時に第１クラッチ３１の掛け換えが行われる際に、締結される場合ではプリチャージ制御、解放される場合ではプリドレーン制御が行われるようになっている。プリチャージ制御は、変速指令信号が入力されてから実際に変速動作が開始されるまでの間に、受圧室３１ｆに所定の油圧（プリチャージ油圧値）を供給することによってピストン３１ｅを締結位置まで移動させるが、締結力は発生させない状態とする。プリドレーン制御は、変速指令信号が入力されてから実際に変速動作が開始されるまでの間に、受圧室３１ｆの油圧をドレーンし、締結力がなくなる直前の油圧（プリドレーン油圧値）に低下させた状態とする。これらのプリチャージ制御及びプリドレーン制御を行うことによって、変速動作開始のタイミングが適正に制御されることになるため、応答遅れが防止されつつショック等の発生が防止されるのである。

なお、前記コントロールユニット１００は、請求項１に記載の自動変速機の制御装置における油圧制御手段及び油圧設定手段に相当し、潤滑油温度検出センサ１１０はフェーシング温度検出手段に相当する。

次に、前記自動変速機１において、適正にプリチャージ制御及びプリドレーン制御を行うための前記デューティソレノイドバルブ７０のデューティ率Ｄ１、Ｄ２の設定方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、コントロールユニット１００は、ステップＳ１で前記各センサ、スイッチからの入力信号により車両の状態量を検出する。

次に、ステップＳ２で、レンジがＰレンジ又はＮレンジにあり、かつ車速ゼロか否かの判定を行い、レンジが非走行レンジかつ車速ゼロであると判定されたときは、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、デューティ率Ｄ１、Ｄ２の設定が完了したか否かの判定を行い、完了していないと判定されたときはステップＳ４で、ストローク完了油圧値導出制御を行う。

このストローク完了油圧値導出制御は、図７のフローチャートに示すように、ステップＳ１１でクラッチ圧を徐々に増加させる（油圧のスイープアップ）。ここでは、図８に矢印アで示すように、時刻ｔ１でデューティ率を１００％から徐々に低下させることになる。このとき、図５の特性図に示したように、デューティ率が減少するとクラッチ圧が増加することになり、この結果、図９に示すように、ピストン３１ｅが解放側から締結側にストロークする。

次に、ステップＳ１２で、前記潤滑油温度検出センサ１１０により潤滑油温度としてのクラッチ温度を検出すると共に、前記作動油温度検出センサ１２０により前記オイルパン内の作動油の温度としてのオイルパン温度を検出し、ステップＳ１３で、このクラッチ温度とオイルパン温度との温度差ΔＴを算出する。そして、温度差ΔＴの単位時間あたりの増分ΔＴ／ｄｔが所定値Ｔｄ１よりも大きいか否かについて判定を行い、増分ΔＴ／ｄｔが所定値Ｔｄ１よりも小さいと判定されたときは、ステップＳ１１に戻って油圧を徐々に増加させつつ同様の判定を行う。

そして、ステップＳ１４で、増分ΔＴ／ｄｔが所定値Ｔｄ１よりも大きいと判定されたときは、ステップＳ１５に進み、このときのデューティ率をＤ１に設定する。このとき、図８に示すように、デューティ率がＤ１まで低下した時刻ｔ２で、クラッチ圧がＰ１となって、摩擦プレートのフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′同士の接触が始まり、これによってフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が発熱する。そして、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′を流れる潤滑油が昇温されることから、クラッチ温度が上昇し、点ａで示すように温度差ΔＴの増加が始まる。また、図９に示すように、デューティ率Ｄ１は、ピストン３１ｅが締結位置に至ったときの値となる。

そして、ステップＳ１６に進み、タイマーをセットした上で、ステップＳ１７で油圧の増加を継続しつつ、ステップＳ１８で、所定時間が経過したか否かを判定する。そして、所定時間が経過していないと判定されたときは、ステップＳ１７に戻り、所定時間が経過したと判定されたときは、ステップＳ１９に進む。ここでは、図８に矢印イに示すように、時刻ｔ２においてデューティ率の減少、つまりクラッチ圧の増加を継続し、時刻ｔ３においてデューティ率の減少を停止する。なお、前記所定時間は（ｔ３−ｔ２）の値に設定されている。また、図９に示すように、ピストンストロークは時刻ｔ２〜ｔ３間では締結位置で一定となる。

次に、ステップＳ１９で、油圧を徐々に減少させる（油圧のスイープダウン）。これは、図８に矢印ウで示すようにデューティ率を徐々に増加させ、これに伴ってクラッチ圧が減少する。また、これによって温度差ΔＴの増加が緩やかになる。

そして、ステップＳ２０、Ｓ２１で、前記ステップＳ１２、Ｓ１３と同様に、クラッチ温度及びオイルパン温度を検出し、これらの温度差ΔＴを設定する。次に、ステップＳ２２で、温度差ΔＴの単位時間あたりの増分ΔＴ／ｄｔが負の値である所定値Ｔｄ２よりも小さいか否かについて判定を行い、増分ΔＴ／ｄｔが所定値Ｔｄ２よりも大きいときは、ステップＳ１９に戻って油圧を減少させながら同様の判定を行う。このときは、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′同士の摩擦があり、この摩擦による昇温のために、潤滑油温度が上昇し、又は一定に維持される。

また、ステップＳ２２で、増分ΔＴ／ｄｔが所定値Ｔｄ２よりも小さいときは、ステップＳ２３に進み、このときのデューティ率をＤ２に設定する。このとき、図８に示すように、デューティ率がＤ２まで増加した時刻ｔ４で、のフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′接触が解除され、点ｂで示すように温度差ΔＴが急に低下する。また、図９に示すように、時刻ｔ３〜ｔ４において、クラッチ圧を徐々に低下させている間は、ピストンストロークは締結位置で一定である。

なお、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が接触し始めて、フェーシング温度の上昇が確認されてからすぐに油圧を低下させると、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′がすぐに離れてフェーシング温度が低下し、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が離れたことを認識する点ｂが検出できなくなる。前記ステップＳ１７、Ｓ１８で、所定時間油圧の増加を継続することにより、油圧の低下に対してフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が離間して、摩擦による発熱が停止され、急にフェーシング温度、即ち温度差ΔＴが低下する点ｂが確実に検出されることになる。

次に、ステップＳ２４で、クラッチ圧をさらに減少させてゼロとする。図８に矢印エで示すように、時刻ｔ４からデューティ率をさらに増加させて１００％とする。これに伴ってクラッチ圧も減少してゼロとなり、この後、前記温度差ΔＴも低下して一定値となる。

一方、図６のフローチャートのステップＳ５では、ストローク完了油圧値導出制御が所定回数（例えば５回）終了したか否かについて判定を行い、所定回数終了していないときはステップＳ４に戻って前記の同様のストローク完了油圧値導出制御を行う。そして、図８に破線で示すように、そのときのデューティ率Ｄ１′、Ｄ２′の値を記憶する。所定回数終了したときは、ステップＳ６に進み、デューティ率Ｄ１、Ｄ２それぞれの平均値を算出する。例えば所定回数が５回のときは、求められた５つのデューティ率Ｄ１…Ｄ１、Ｄ２…Ｄ２の値の平均値をそれぞれ算出することになる。

そして、ステップＳ７に進み、デューティ率Ｄ１、Ｄ２の平均値をテーブルに書き込む。このテーブルは、図１０に示すように、オイルパン温度Ｔｍｉｎ〜Ｔｍａｘに応じて（例えば１０℃毎に）デューティ率Ｄ１、Ｄ２の値を書き込むようになっている。これは、作動油の粘性や流路抵抗が作動油の温度に応じて異なり、受圧室３１ｆの油圧はオイルパン温度に応じて変わるからである。なお、オイルパン温度がＴｍａｘを越える場合は、Ｔｍｉｎ〜Ｔｍａｘにおけるデューティ率の傾向等に基づいて、そのオイルパン温度におけるデューティ率Ｄ１、Ｄ２を推定するようになっている。

一方、前記ステップＳ２で、レンジがＰ、Ｎレンジかつ車速ゼロでないときや、前記ステップＳ３で既にデューティ率Ｄ１、Ｄ２の設定が完了していると判定されたときは、ステップＳ１に戻る。

以上のように、Ｎ、Ｐレンジにおいて、デューティ率を徐々に増加又は減少させることによりクラッチ圧を徐々に増加又は減少させた結果、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′の接触状態が変化して、摩擦の発生による温度上昇或いは摩擦がなくなることによる温度下降が生じると共に、前記潤滑油温度検出センサ１１０によりこの温度変化が検出されたときのデューティ率がＤ１又はＤ２に設定される。

ここでは、フェーシング３１ｄ′…３１ｄ′の摩擦状態の変化により温度変化が生じることに着目し、プリチャージ制御においてピストンストロークが締結位置にあり、かつ締結力が発生しない油圧を供給するためのデューティ率Ｄ１、及びプリドレーン制御においてピストンストロークが締結位置にあり、かつ締結力がなくなる直前の油圧を供給するためのデューティ率Ｄ２がそれぞれ精度良く求められることになる。さらに、このような方法によれば、非走行レンジ選択時に悪影響を及ぼすことなく、デューティ率Ｄ１、Ｄ２が求められるという利点がある。

また、クラッチハブ３１ｃの潤滑油供給口３１ｃ′…３１ｃ′から摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給された潤滑油がフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′を通過して、遠心力によりクラッチドラム３１ｂに設けられた潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′から径方向外部に排出される。そして、この潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′から排出された潤滑油の油温が潤滑油温度検出センサ１１０により検出される。このとき、フェーシング３１ｂ′…３１ｂ′の摩擦が発生したときは潤滑油を介して温度上昇変化が検出され、フェーシング３１ｂ′…３１ｂ′の摩擦が解除されたときは同じく潤滑油を介して温度下降変化が検出されることになる。このように、フェーシング３１ｂ′…３１ｂ′を通過した直後の潤滑油の温度に基づいてフェーシング温度が精度良く検出され、この温度変化に基づいてデューティ率Ｄ１、Ｄ２が設定されることにより、この油圧値の精度が向上する。

一方、複数回デューティ率Ｄ１、Ｄ２を求め、これらの平均値Ｄ１、Ｄ２を図１０のテーブルに書き込むようになっているので、ばらつきによる誤差が吸収されて、デューティ率Ｄ１、Ｄ２の精度が向上する。なお、前記図８の例では、デューティ率を減少させた後増加させ、Ｄ１を求めた後Ｄ２を求めるようになっているが、始めにある程度減少させておいて、そこから増加させることによりＤ２を求め、この後デューティ率を減少させてＤ１を求めるようにしてもよい。

そして、前記のようにして求められたデューティ率Ｄ１は、第１クラッチ３１の締結時のプリチャージ制御に適用されるので、第１クラッチ３１の締結時の応答性が確保されると共に、ショック等の発生が防止される。

また、前記のようにして求められたデューティ率Ｄ２は、第１クラッチ３１の解放時のプリドレーン制御に適用されるので、第１クラッチ３１の解放時のプリドレーン制御に適用されるので、第１クラッチ３１の解放時の応答性が確保されると共に、ショック等の発生が防止される。また、減速時に適切なエンジンブレーキの制御が可能となり、走行性が向上する。

ところで、前記プリチャージ制御及びプリドレーン制御は、変速の際の摩擦要素の掛け換え時だけでなく、ニュートラルアイドル制御に切換えられた際にも適用される。このニュートラルアイドル制御は、走行レンジにおいて、車速ゼロの状態でブレーキが踏み込まれたときに、第１クラッチ３１をニュートラル状態に近いスリップ状態としてエンジン負荷を軽減させることにより、燃費の向上を図るものである。

まず、図１０のテーブルに書き込まれたデューティ率Ｄ１の値がプリチャージ制御に使用される例として、ＮレンジからＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えられたときの制御を図１１のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ３１で、前記各センサ、スイッチからの入力信号により車両の状態量を検出する。次に、ステップＳ３２で、レンジがＤレンジかつ車速ゼロであるか否かについての判定を行い、レンジがＤレンジかつ車速ゼロであるときは、ステップＳ３３でブレーキスイッチ１９０がオンであるか否かについて判定を行う。そして、ブレーキスイッチ１９０がオンのときは、ステップＳ３４で、前回Ｎレンジであるか否かについて判定を行う。

そして、ステップＳ３４で前回Ｎレンジであると判定されたとき、即ちＮレンジからＤレンジへの切換え直後は、ステップＳ３５に進み、プリチャージ制御として、図１０のテーブルからオイルパン温度に応じたデューティ率Ｄ１を読み込んで、デューティ率初期値をＤ１に設定する。

このとき、図１２に示すように、ＮレンジからＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えられたときに、デューティ率Ｄ１に制御されることによって、クラッチ圧が上昇し、時刻Ｔ２でクラッチ圧Ｐ１が実現される。

一方、ステップＳ３４で、前回Ｎレンジでないと判定されたとき、即ち前回Ｄレンジと判定されているときは、ステップＳ３６に進み、第１クラッチ３１のスリップ制御の差回転が目標差回転になるようにフィードバック制御を行う。

また、前記ステップＳ３２で、レンジがＤレンジかつ車速ゼロでないと判定されたとき、及び前記ステップＳ３３で、ブレーキスイッチ１９０がオフであると判定されたときは、ステップＳ３１に戻る。

このように、ＮレンジからＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えられたときに、デューティ率をＤ１としてプリチャージ制御が行われることにより、速やかにスリップ制御用のクラッチ圧Ｐ１に切換えられて、燃費が効果的に低減されると共に次回発進時の応答性が確保され、また、クラッチ圧Ｐ１が適正な値であるからショック等の発生が防止される。

次に、図１０のテーブルに書き込まれたデューティ率Ｄ２の値がプリドレーン制御に使用される例として、Ｄレンジから減速されてＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えられたときの制御を図１３のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ４１で、前記各センサ、スイッチからの入力信号により車両の状態量を検出する。次に、ステップＳ４２で、レンジがＤレンジかつ車速ゼロであるか否かについての判定を行い、レンジがＤレンジかつ車速ゼロであるときは、ステップＳ４３でブレーキスイッチ１９０がオンであるか否かについて判定を行う。そして、ブレーキスイッチ１９０がオンのときは、ステップＳ４４で、フラグＦｌａｇ−Ｎが１か否かを判定し、フラグＦｌａｇ−Ｎがゼロのときは、ステップＳ４５に進み、図１０のテーブルからオイルパン温度に応じたデューティ率Ｄ２を読み込んで、デューティ率初期値をＤ２に設定する。

このとき、図１４に示すように、時刻Ｔ３でＤレンジにおける減速からＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えが行われ、デューティ率Ｄ２としたプリドレーン制御によりクラッチ圧が下降し、時刻Ｔ４でクラッチ圧Ｐ２が実現される。次に、ステップＳ４６で、フラグＦｌａｇ−Ｎに１を代入し、ステップＳ３１に戻る。

一方、前記ステップＳ４４で、フラグＦｌａｇ−Ｎが１と判定されたときは、ステップＳ４７に進み、スリップ制御の差回転が目標差回転になるようにフィードバック制御を行う。

また、前記ステップＳ４２で、レンジがＤレンジかつ車速ゼロでないと判定されたとき、及び前記ステップＳ４３で、ブレーキスイッチ１９０がオフであると判定されたときは、ステップＳ４８に進み、フラグＦｌａｇ−Ｎをゼロにリセットする。

このように、Ｄレンジからニュートラルアイドル制御に切換えられたときに、デューティ率をＤ２としてプリチャージ制御が行われることにより、速やかにスリップ制御用のクラッチ圧Ｐ２に切換えられて、燃費が効果的に低減されると共に次回発進時の応答性が確保され、また、クラッチ圧Ｐ２が適正な値であるからショック等の発生が防止される。

本発明は、変速クラッチを備えた自動変速機に関し、適正なプリチャージ油圧値とプリドレーン油圧値とが求められ、変速クラッチの締結解放の応答性の向上とショック等の発生の防止とが両立されるので、自動車産業に広く好適である。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の概略構成を示す骨子図である。 第１クラッチ周辺の断面図である。 潤滑油温度検出センサの拡大断面図である。 制御システムのブロック図である。 デューティ率に対するクラッチ圧の特性図である。 プリチャージ油圧値、プリドレーン油圧値を設定するための制御のフローチャートである。 ストローク完了油圧値導出制御のフローチャートである。 同制御に係るデューティ率に応じた温度差ΔＴの変化を示すタイムチャートである。 同制御に係るクラッチ圧に応じたピストンストロークの説明図である。 オイルパン温度に応じたデューティ率Ｄ１、Ｄ２のテーブルの説明図である。 ＮレンジからＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えられたときのプリチャージ制御のフローチャートである。 同切換時のクラッチ圧の説明図である。 ＤレンジからＤレンジのニュートラルアイドル制御に切換えられたときのプリドレーン制御のフローチャートである。 同切換時のクラッチ圧の説明図である。

符号の説明

１ 自動変速機
３１ 第１クラッチ
３１ｂ クラッチドラム
３１ｂ′ 潤滑油排出口
３１ｃ クラッチハブ
３１ｃ′ 潤滑油供給口
３１ｄ 摩擦プレート
３１ｅ ピストン
３１ｆ 受圧室
１００ コントロールユニット
１１０ 潤滑油温度検出センサ

Claims (9)

1. 摩擦プレートと、受圧室に供給された油圧によりストロークして前記摩擦プレートを締結するピストンと、該ピストンを解放側に付勢するリターンスプリングとを有する変速クラッチと、前記受圧室に供給される油圧を制御して変速時に予めピストンのストロークを完了させるように油圧を所定のピストンストローク完了油圧値に制御する油圧制御手段とが備えられた自動変速機の制御装置であって、
   前記変速クラッチのフェーシング温度に関連する温度を検出するフェーシング温度検出手段と、
   非走行レンジ選択時に、前記油圧制御手段により受圧室に供給される油圧を徐々に増加又は減少させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度変化が検出されたときの油圧を前記ピストンストローク完了油圧値に設定する油圧設定手段とが備えられていることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に複数の前記摩擦プレートを挟んで配設されたクラッチハブと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有し、
   前記クラッチドラムには、前記摩擦プレートに供給された潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられていると共に、
   前記フェーシング温度検出手段は、前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の油温を検出することを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に増加させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度上昇変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として締結方向のストロークを完了させる油圧値に設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に減少させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度下降変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として解放方向のストロークを完了させる油圧値に設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
5. 前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記油圧設定手段は、非走行レンジ選択時に、油圧を徐々に増加させ、また徐々に減少させると共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度上昇変化又は温度下降変化が検出されたときの油圧をピストンストローク完了油圧値として締結方向又は解放方向のストロークを完了させる油圧値に設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
6. 前記請求項３から請求項５のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、
   前記油圧設定手段は、油圧の増加又は減少を複数回行うと共に、前記フェーシング温度検出手段により所定の温度変化が検出されたときの各回の油圧の平均値をピストンストローク完了油圧値に設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
7. 前記請求項３、請求項５または請求項６のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、
   前記締結方向のストロークを完了させる油圧値は、前記変速クラッチの締結制御時に適用されることを特徴とする自動変速機の制御装置。
8. 前記請求項４、請求項５または請求項６のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、
   前記解放方向のストロークを完了させる油圧値は、前記変速クラッチの解放制御時に適用されることを特徴とする自動変速機の制御装置。
9. 前記請求項３から請求項６に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記油圧制御手段は、走行レンジでの停車中かつブレーキ踏み込み時に前記変速クラッチをスリップさせるように受圧室に供給する油圧を制御するニュートラルアイドル制御を行うようになっており、
   前記締結方向のストロークを完了させる油圧値は、非走行レンジからニュートラルアイドル制御に切換えられたときに適用されると共に、
   前記解放方向のストロークを完了させる油圧値は、走行レンジでの走行中からニュートラルアイドル制御に切換えられたときに適用されることを特徴とする自動変速機の制御装置。

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