JP2008064319A

JP2008064319A - 自動変速機の油圧特性値設定方法

Info

Publication number: JP2008064319A
Application number: JP2007304769A
Authority: JP
Inventors: Kiyoharu Takagi; 清春高木
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】個々の車両の個体差を吸収できる油圧特性値を精度よく学習設定する。
【解決手段】油圧特性値の設定に先立って、電子制御部が、係合油圧を、その制御可能な最小圧に引き上げて、油路内の残留エアーを排出し、摩擦係合要素をゆっくり係合させて、タービン回転数の変化を検出して、待機油圧値を学習し、その後ピストンを初期位置に戻し、摩擦係合要素を急係合させて、タービン回転数の変化を検出して、プリチャージ時間を学習する動作とを一連に実行する。また、プリチャージ時間の学習を先に行う場合には、これに先立って、電子制御部が、摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間、予め定める予備圧に保持して、油路内の残留エアーを排出する。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動変速機の油圧特性値設定方法に関する。

自動変速機の油圧制御において、油圧源からの油圧を電磁弁によって直接制御して、摩擦係合要素（摩擦クラッチ、摩擦ブレーキ）への供給油圧を制御し、各摩擦係合要素の係合・非係合を行う方式が知られている。特に、変速動作の短縮と、変速ショックの防止とを両立させる要請から、特開２００２−２９５５２９号公報に紹介されているように、クラッチがつながり始めるまでの遊び領域はクラッチを急接し、クラッチがつながり始めたら接続速度を切り換えてゆっくりつなぐことが行われている。クラッチピストン（以下、単にピストンという）のピストンストロークの前半部の遊び領域では、流体を該摩擦係合要素に急速充填するいわゆるプリチャージを行なってピストン動作を増速することが行われ、所定のプリチャージ時間の経過後は、摩擦係合要素の係合開始寸前でピストン速度を０近くに減速させるとともに、低い油圧（待機油圧）に保持し、ピストンを待機させて、応答性、追随性を向上させている。

しかしながら、油圧源から油圧を電磁弁にて直接制御する場合、工場出荷時における、各摩擦係合要素への指示圧に対する実圧の検査のため、油圧検出ポートを設ける必要があり、油路内にエアーが残留し易いとされている。実際、各種エアーの排出方法が実施されてはいるが、油路の構造上、エアーの排出が容易でない場合もあり、また、エアーの混入の程度を検出することも困難である。そして、油路内にエアーが残留した場合には、空気が圧縮される分だけ作動油圧系の油圧の立ち上がりに遅れが生じ、クラッチ作動ラグ、油圧値の安定性、油圧応答性の不安定といった不都合を生じうる。特に、長時間放置した場合は、エンジン始動後の数回は、油圧の立ち上がりが緩慢になるとされている。

当然に、工場出荷時の油圧特性値の設定においても、残留エアーの影響により個体差を十分に吸収できない事態が生じ得る。例えば、所定のプリチャージ圧にてピストンを作動させて、摩擦係合要素を急係合させ、タービン回転数の変化等を検出して、最適なプリチャージの時間を設定することが行われているが、エアーが残留している場合は、空気が圧縮される分だけ本来のプリチャージ時間より長い時間が設定されることになる。実変速時に、上記の長いプリチャージ時間を用いれば、必要以上に急速充填をしてしまいピストンストロークのエンドでサージ圧が発生し、変速ショックが発生する。

そこで、工場出荷時の油圧特性値の設定の場面におけるエアーの排出の方法の提案が望まれている。油路内のエアーの排出を行う技術としては、特開平１０−１６９７６４号公報に、車両の停止中や走行時に、ＯＮ／ＯＦＦを連続的に繰り返すチャージ制御が提案されている。しかしながら、上記公報記載の技術は、ピストンをストロークさせず、仮にストロークしたとしても確実にピストンを戻せるよう、ＯＮ時間は短くし、ＯＦＦ時間は十分に長くする制御を行うものであり、エアー排出の時間が相応に長くならざるを得ない。また、エアー排出の時間短縮を図るとすれば、ＯＮ圧を上げざるを得ず、この場合には、サージが生じ、実圧が限界圧を超えてしまい最適な油圧特性値を得られないことになる。

特開２００２−２９５５２９号公報特開平１０−１６９７６４号公報

本発明は、上記した各事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高精度かつスループットの高い油圧特性値の設定方法を提供することにある。

前記課題を解決するための手段を提供する本発明の第１の視点によれば、係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いて、待機油圧値とプリチャージ時間をそれぞれ決定する油圧特性値決定手段と、を有する自動変速機に好ましい油圧特性値設定方法が提供される。まず、車両停止状態において、前記制御部による油圧の制御に基づき前記摩擦係合要素のいずれか１つを非係合状態にして当該摩擦係合要素の一側にタービン回転を伝達させるとともに他側を固定した状態で、前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間、少なくとも前記入力値が変動しない範囲内の所定の油圧Ｐ_１（Ｐ_１＞初期係合油圧Ｐ_０）に設定した後、前記摩擦係合要素に係る油圧を、初期係合油圧値に戻して、所定時間保持した後、前記摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持し、該摩擦係合要素を係合側に推移させて、プリチャージ時間設定のための制御を開始する。続いて、前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、入力値の変化が予め定める第１の条件を充足する時点を、プリチャージ時間として学習設定するものである。上記プリチャージ時間の学習設定に続けて、待機油圧値の学習設定を行う場合には、前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、初期係合油圧値に戻して、所定時間保持した後、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間間隔毎に漸増し、前記摩擦係合要素を、係合側に推移させて、待機油圧値設定のための制御を開始する。そして、前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、該入力値の変化が予め定める第２の条件を充足する時点の油圧を、待機油圧として学習設定することで、プリチャージ時間と一連に待機油圧値の学習設定を行うことができる。

また、本発明の第２の視点によれば、係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いて、待機油圧値とプリチャージ時間をそれぞれ決定する油圧特性値決定手段と、を有する自動変速機に好ましい別の油圧特性値設定方法が提供される。まず、車両停止状態において、前記制御部による油圧の制御に基づき前記摩擦係合要素のいずれか１つを非係合状態にして当該摩擦係合要素の一側にタービン回転を伝達させるとともに他側を固定した状態で、前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間、少なくとも前記入力値が変動しない範囲内の所定の油圧Ｐ_１（Ｐ_１＞初期係合油圧Ｐ_０）に設定した後、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間間隔毎に漸増し、前記摩擦係合要素を、係合側に推移させて、待機油圧値設定のための制御を開始する。続いて、前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、該入力値の変化が予め定める第１の条件を充足する時点の油圧を、待機油圧として学習設定する。更に続いて、前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、初期係合油圧値に戻して、所定時間保持した後、前記摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持し、該摩擦係合要素を係合側に推移させて、プリチャージ時間設定のための制御を開始する。そして、前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、入力値の変化が予め定める第２の条件を充足する時点を、プリチャージ時間として学習設定することで、待機油圧値と一連にプリチャージ時間の学習設定を行うことができる。

本発明によれば、個々の車両の個体差を吸収できる油圧特性値を精度よく学習設定することが可能となる。

始めに、自動変速機の構成について、その一例を示した図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の自動変速機の全体構成を示す図である。図１を参照すると、自動変速機１は、変速機本体２と、油圧制御部３と、電子制御部４と、からなっている。

変速機本体２は、トルクコンバーター１０のタービン１０ａに連結された入力軸１１と、車輪側に連結された出力軸１２と、入力軸１１に連結されたダブルピニオンプラネタリギアＧ１、シングルピニオンプラネタリギアＧ２、Ｇ３と、入力軸１１とダブルピニオンプラネタリギアＧ１、シングルピニオンプラネタリギアＧ２、Ｇ３との間に配された摩擦クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、摩擦ブレーキＢ１、Ｂ２と、を備えている。上記構成によって、摩擦係合要素である、摩擦クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び摩擦ブレーキＢ１、Ｂ２の係合・非係合の組が、油圧制御部３及び電子制御部４によって選択されて、任意の変速段が構成される。

図２は、上記摩擦係合要素として例示する湿式多板クラッチの模式図である。図２を参照すると、ピストン３１と、ピストン３１の反力要素となるリターンスプリング３２と、クラッチドラム３３側に嵌合されたドリブンプレート３３１と、クラッチハブ３４側に嵌合されたドライブプレート３４１と、を備えている。油圧制御部３により、油圧でピストン３１が前記各プレート部分に押し付けられると、ドリブンプレート３３１、ドライブプレート３４１とに摩擦が生じ、係合状態に遷移し、タービン回転数Ｎｔが減少する。一方、油圧制御部３により、油圧が低減されると、リターンスプリング３２がピストン３１を押し戻し、非係合状態に遷移する。

油圧制御部３は、電子制御部４の指示に基いて、内部の油圧回路を切り替え、摩擦係合要素を選択するとともに、供給する油圧の制御を行って、該摩擦係合要素の係合・非係合の制御を行う。

電子制御部４は、入力軸１１（タービン１０ａ）のタービン回転数Ｎｔを検出するタービン回転センサ１３と、運転者の操作によるセレクターレバーのポジションを検出するポジションセンサ１４と、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ１５と、を含む各種センサからの入力値に基いて、油圧制御部３を駆動制御するコンピュータである。所定の操作が行われると、電子制御部４を構成するコンピュータは、図示しない計時手段を有し、油圧特性値の設定処理を開始し、各種センサからの入力値を監視し、プリチャージ時間及び待機油圧値の決定処理を行う。

続いて、本発明の第１の実施の形態の自動変速機の油圧特性値の設定方法について、図面を参照して説明する。その第１の方法は、摩擦係合要素を急係合させて、その入力値、例えばタービン回転センサ１３からのタービン回転数の変化を検出して、プリチャージ時間を決定し、その後ピストンを初期位置に戻し、次に、摩擦係合要素をゆっくり係合させて、その入力値、例えばタービン回転センサ１３とエンジン回転数センサ１５からのそれぞれ回転数の変化を検出して、待機油圧値を決定する動作とを一連に実行するものである。

図３は、従来の自動変速機の油圧特性値の設定方法における油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を説明するための図である。なお、図３の横軸は時間軸であるが、説明の便宜のため、実際の油圧波形よりも、プリチャージ時間を長く（実時間は長くても５００ｍｓ程度）、階段状のステップ間隔を短く表示している（実時間は１間隔で９００ｍｓ程度）。図３を参照すると、所定の操作によって検定開始の指示がなされると、電子制御部４は、図示しない計時手段によって、タイマー１とした時間の経過を待って、係合油圧を所定のプリチャージ圧にまで、引き上げるよう、油圧制御部３に対して、駆動信号を出力し、摩擦係合要素を急係合させる。同時に、電子制御部４は、タービン回転数の監視を開始し、タービン回転数の変化がピストンが接触したこと（ピストンタッチ）を示す時点（図３の左の判定）を検出し、プリチャージ時間ｍａｘとして学習する。続いて、電子制御部４は、図示しない計時手段によって、タイマー２とした時間の経過を待って、係合油圧を、時間間隔Δｔ（例えば、０．９ｓｅｃ）毎に、摩擦クラッチＣ３の油圧を、ステップ圧ΔＰ（例えば、１０Ｋｐａ）分漸次増加させるよう駆動信号を出力して、摩擦係合要素をゆっくり係合させる。同時に、電子制御部４は、例えば１００ｍｓｅｃ間隔でタービン回転数及びエンジン回転数の監視を開始し、ピストンのストロークが流量制御の領域を脱した（ピストンエンド）点を検出し（図３の右の判定）、該時点の係合油圧Ｐｃを、待機油圧値として学習している。なお、タイマー１、タイマー２とした時間間隔を設けるのは、入力回転（タービン回転及びエンジン回転）の安定を図り精度を向上することを目的にしたものである。

図４は、本実施の形態の自動変速機の油圧特性値の設定方法における油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。図４を参照すると、上記した従来の方法とは異なり、まず最初に、所定の操作によって検定開始の指示がなされると、電子制御部４は、図示しない計時手段によって、予備タイマーとした所定の時間、所定の予備圧に維持するよう、油圧制御部３に対して、駆動信号を出力して、油路中のエアー残りを排出させる。予備タイマーとした所定の時間が経過すると、電子制御部４は、図示しない計時手段によって、タイマー１とした時間の経過まで待った後、プリチャージ時間の学習動作を開始し、続いて、待機油圧値の学習動作を開始する。

このように、油圧特性値の設定に先立って、電子制御部４が、摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間、予め定める予備圧に保持する工程を行うこととし、油路内の残留エアーを排出しているため、学習する油圧特性値は、自動変速機１、エンジン、制御部（電子制御部４の駆動回路、油圧制御部の油圧回路等）、各摩擦係合要素、リターンスプリングの付勢力等、全体のばらつきを吸収した好ましい値となる。

なお、上記した予備圧は、ピストンが動かない限界圧（リターンスプリング取付圧）以下であることが望ましいといえる。もちろん、入力回転に影響しない程度にピストンの駆動制御をし、かつ、予備圧タイマー終了からタイマー１終了までの時間に、当該作動したピストンの位置を、取付状態に戻す駆動制御を行うとすれば、より高い予備圧を用いてもよい。

続いて、本発明の第２の実施の形態の自動変速機の油圧特性値の設定方法について、図面を参照して説明する。その第２の方法は、まず、摩擦係合要素をゆっくり係合させて、その入力値、例えばタービン回転センサ１３とエンジン回転数センサ１５からのそれぞれ回転数の変化を検出して、待機油圧値を決定し、その後ピストンを初期位置に戻し、摩擦係合要素を急係合させて、その入力値、例えばタービン回転センサ１３からのタービン回転数の変化を検出して、プリチャージ時間を決定する動作とを一連に実行するものである。

図５は、従来の自動変速機の油圧特性値の設定方法における油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。なお、図５も図３と同様に、横軸は時間軸であるが、説明の便宜のため、実際の油圧波形よりも、プリチャージ時間を長く、階段状のステップ間隔を短く表示している。図５を参照すると、所定の操作によって検定開始の指示がなされると、電子制御部４は、図示しない計時手段によって、タイマー１とした時間の経過を待って、係合油圧を、時間間隔Δｔ（例えば、０．９ｓｅｃ）毎に、摩擦クラッチＣ３の油圧を、ステップ圧ΔＰ（例えば、１０Ｋｐａ）分漸次増加させるよう駆動信号を出力して、摩擦係合要素をゆっくり係合させる。同時に、電子制御部４は、例えば１００ｍｓｅｃ間隔でタービン回転数及びエンジン回転数の監視を開始し、ピストンのストロークが流量制御の領域を脱した（ピストンエンド）点を検出し（図５の左の判定）、該時点の係合油圧Ｐｃを、待機油圧値として学習する。続いて、電子制御部４は、図示しない計時手段によって、タイマー２とした時間の経過を待って、係合油圧を所定のプリチャージ圧にまで、引き上げるよう、油圧制御部３に対して、駆動信号を出力し、摩擦係合要素を急係合させる。同時に、電子制御部４は、タービン回転数の監視を開始し、タービン回転数の変化がピストンが接触したこと（ピストンタッチ）を示す時点（図５の右の判定）を検出し、プリチャージ時間ｍａｘとして学習している。なお、タイマー１、タイマー２とした時間間隔を設けるのは、上記した本発明の第１の実施の形態と同様の理由によるものであるが、タイマー１、タイマー２の設定値は、第１の実施の形態の値と、必ずしも一致するものではない。

図６は、本実施の形態の自動変速機の油圧特性値の設定方法における油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。図６を参照すると、上記した従来の方法とは異なり、まず最初に、所定の操作によって検定開始の指示がなされると、電子制御部４は、油圧制御部３に対して、その制御可能な最小圧を維持するよう、駆動信号を出力して、油路中のエアー残りを排出させる。そして、タイマー１とした所定の時間が経過すると、電子制御部４は、上記した従来の方法と同様に、待機油圧値の学習動作を開始し、続いて、プリチャージ時間の学習動作を開始する。

以上説明したように本実施の形態においても、油圧特性値の設定に先立って、電子制御部４が、係合油圧を、その制御可能な最小圧に引き上げる工程を行うこととし、油路内の残留エアーを排出しているため、学習する油圧特性値は、自動変速機１、エンジン、制御部（電子制御部４の駆動回路、油圧制御部の油圧回路等）、各摩擦係合要素、リターンスプリングの付勢力等、全体のばらつきを吸収した好ましい値となる。

なお、上記制御可能な最小圧は、ピストンが動かない限界圧（リターンスプリング取付圧）以下、或いは、入力回転に影響しない程度の圧であればいかなる値を採用してもよい。また、任意の時間間隔Δｔ_１（例えば、０．９ｓｅｃ）毎に、任意のステップ圧ΔＰ_１（例えば、１０Ｋｐａ）分漸次増加させるよう駆動信号を出力するようにしても良い。この時、任意の時間間隔Δｔ_１及びステップ圧ΔＰ_１は通常の時間間隔Δｔ_１及びステップ圧ΔＰ_１と異なる値であってもよい。

以上、本発明の第１、第２の実施の形態をそれぞれ説明したが、このようにエアーを排出してから、プリチャージ最大時間を検出した場合、実変速でピストンストロークエンドにてサージ圧が発生せず、その結果、出荷初期の段階で、全体としての個体差を吸収することができる。

なお、上記した各実施の形態においては、待機油圧値は、タービン回転数とエンジン回転数の変化に基づいて、学習設定を行うものとして説明したが、これは、回転変化が表れにくい摩擦係合要素の場合やエンジン回転変動の大きい車両にも用いる場合にも好ましく適用できる一例を示したものである。例えば、モータベンチ等にて利用する場合は、単にタービン回転数Ｎｔを用ればよい。

本発明の一実施の形態の自動変速機の全体構成を示す図である。摩擦係合要素として例示する湿式多板クラッチの断面模式図である。従来の油圧特性値の設定方法における、油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。本発明の第１の実施の形態に係る油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。従来の油圧特性値の設定方法における、油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を説明するための図である。本発明の第３の実施の形態に係る油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。

符号の説明

１自動変速機
２変速機本体
３油圧制御部
４電子制御部
１０トルクコンバーター
１０ａタービン
１１入力軸
１２出力軸
１３タービン回転センサ
１４ポジションセンサ
３１ピストン
３２リターンスプリング
３３クラッチドラム
３４クラッチハブ
３３１ドリブンプレート
３４１ドライブプレート
Ｂ１、Ｂ２摩擦ブレーキ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３摩擦クラッチ
Ｇ１ダブルピニオンプラネタリギア
Ｇ２、Ｇ３シングルピニオンプラネタリギア

Claims

係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いて、待機油圧値とプリチャージ時間をそれぞれ決定する油圧特性値決定手段と、を有する自動変速機の油圧特性値設定方法において、
車両停止状態において、前記制御部による油圧の制御に基づき前記摩擦係合要素のいずれか１つを非係合状態にして当該摩擦係合要素の一側にタービン回転を伝達させるとともに他側を固定し、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間、少なくとも前記入力値が変動しない範囲内の所定の油圧に設定する第１の工程と、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、初期係合油圧値に戻して、所定時間保持する第２の工程と、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持し、該摩擦係合要素を係合側に推移させ、
前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、入力値の変化が予め定める第１の条件を充足する時点を、プリチャージ時間として学習設定する第３の工程と、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、初期係合油圧値に戻して、所定時間保持する第４の工程と、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間間隔毎に漸増し、前記摩擦係合要素を、係合側に推移させて、
前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、該入力値の変化が予め定める第２の条件を充足する時点の油圧を、待機油圧として学習設定する第５の工程と、を一連に行うこと、
を特徴とする油圧特性値設定方法。
係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いて、待機油圧値とプリチャージ時間をそれぞれ決定する油圧特性値決定手段と、を有する自動変速機の油圧特性値設定方法において、
車両停止状態において、前記制御部による油圧の制御に基づき前記摩擦係合要素のいずれか１つを非係合状態にして当該摩擦係合要素の一側にタービン回転を伝達させるとともに他側を固定し、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間、少なくとも前記入力値が変動しない範囲内の所定の油圧に設定する第１の工程と、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、所定の時間間隔毎に漸増し、前記摩擦係合要素を、係合側に推移させて、
前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、該入力値の変化が予め定める第１の条件を充足する時点の油圧を、待機油圧として学習設定する第２の工程と、前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、初期係合油圧値に戻して、所定時間保持する第３の工程と、
前記制御部が、前記摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持し、該摩擦係合要素を係合側に推移させ、
前記油圧特性値決定手段が、入力値を測定し、入力値の変化が予め定める第２の条件を充足する時点を、プリチャージ時間として学習設定する第４の工程と、
を一連に行うこと、
を特徴とする油圧特性値設定方法。