JP2010121734A

JP2010121734A - 自動変速機の制御装置

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Publication number: JP2010121734A
Application number: JP2008296953A
Authority: JP
Inventors: Masaki Horii; 雅樹堀井; Shiro Yonezawa; 史郎米澤; Takeshi Okabe; 健岡部; Osamu Ishikawa; 修石川; Tomohisa Shoda; 智久正田; Nozomi Kamioka; 望上岡; Yasubumi Ogawa; 泰文小川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-06-03
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: DE102009022474A1; US20100125395A1; US8229635B2; DE102009022474B4; JP4659874B2

Abstract

【課題】電動機の駆動開始直後のトルクを瞬時に補正することができ、コイル温度が変化しても駆動開始直後（過渡時）のギア動作を適切に補正することが可能となる変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】ギアチェンジ終了判定手段と、電動機停止判定手段と、変速開始前の停止中の電動機に所定電圧を印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し前記電動機のコイル抵抗を推定するコイル抵抗推定手段を備え、前記ギアチェンジ終了判定手段と電動機停止判定手段とにより電動機が停止していると判断した場合に、変速開始前の電動機停止中に、前記コイル抵抗推定手段によって算出したコイル抵抗値に応じて変速開始後の前記電動機に印加する指令電圧の初期値を所定期間において補正するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は車両に搭載される自動変速機の制御装置に関するものである。

従来の変速機制御技術として、電動機を利用して変速を行うものが知られており、このような変速機制御技術では、ツインクラッチ式の自動マニュアルトランスミッションにおいて、2つの電動機でシフトフォークを操作して動力を伝達するギアを選択することで変速を実施している。（例えば下記特許文献1を参照）

また、永久磁石型回転電動機の永久磁石の温度変化に伴うトルク誤差を補正する制御技術として、例えば下記特許文献２に示す電動機の温度変化に伴うトルク補正制御技術が知られている。特許文献２による電動機の温度変化に伴うトルク補正制御技術では、モータ回転数、およびトルク指令値にもとづき、予め用意された、トルク値、モータ回転数および電流値の関係を示すトルク電流変換マップを参照して電流指令値を求め、該電流指令値を電圧指令値に変換し、指令トルクに対する電圧指令値を算出する。

また前記トルク指令値にもとづき、トルク値、モータ回転数および電圧値の関係を示すトルク電圧変換マップを参照して、指令トルクに対する補正された電圧指令値を算出し、前記指令トルクに対する電圧指令値と前記指令トルクに対する補正された電圧指令値との電圧差から抵抗変化を算出し、さらに、この抵抗変化から電流値の変化量を求め、この電流変化値を電流補正値としてトルク誤差を補正するものである。

また、従来の電動機のコイル抵抗を算出する技術として、例えば下記特許文献３に示す電動機のコイル抵抗算出技術が知られている。この電動機のコイル抵抗算出技術では、電動機停止時に、電動機が回転しないように少なくとも０．５秒以上同一デューティーを保持することで直流電流を流し、電動機の電流と電圧からコイル抵抗を算出し、この算出したコイル抵抗より、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定している。

特開２００７−１７７８７８号公報特開２００６−１８７１５５号公報特開２００５−１５１７９０号公報

従来のように電動機を利用して変速を行う変速機では、変速を繰り返す毎に電動機に電流が流れコイル温度が上昇するので、電動機のコイル抵抗が増加して電動機の実トルクが減少し目標トルクを満たさなくなる。この場合、例えば自動変速機において変速開始時に目標トルクを満たさないため変速機のギアが接続状態までに要する時間が長くなる、もしくはギアが接続しないという課題がある。

また従来の電動機の温度変化に伴うトルク誤差を補正する制御技術を変速機の制御装置に用いた場合に、電動機がトルクを発生している時以外は指令電流の補正を実施しないため、電動機の駆動開始直後の指令電流補正が遅れ、電動機の温度状態により駆動開始直後のトルクは目標トルクに対し最適な値にならない。図１２にこの場合の電動機への指令電流補正状況の詳細を示している。図中（A）は指令電流と実電流の関係を、（B）は目標トルクと実トルクとの関係を、（C）は指令電流補正演算の実施状況を示している。

図１２において、トルク発生前（電流指令前）では指令電流補正演算は実施せず、トルク発生後から指令電流補正演算を実施するので、指令電流の補正に遅れが生じ、駆動開始直後の目標トルクに対する実トルクの応答性が悪い。この場合、例えば電動機の駆動開始前にコイル温度が上昇している時にはコイルに電流が流れにくくなっているため、駆動開始直後のトルクが目標トルクを満たさず、トルク指令（電流指令）直後のギア動作に応答遅れが発生する。また電動機の駆動開始前にコイル温度が低下している場合にはコイルに電流が流れやすくなっているため、駆動開始直後のトルクが目標トルクを超過しギアを破損する恐れがあるという問題がある。

また従来のように電動機を利用して変速を行う変速機では、電動機駆動時において電動機は逆起電力を発生するため、電動機の電源電圧は前記逆起電力の影響を受け、電動機の端子間電圧が変動する。また前記逆起電力は電動機の回転速度に依存するため、前記電動機の回転速度の変動が大きいと、前記電動機の端子間電圧の変動が大きくなる。よって電動機駆動時に電動機の回転速度の変動が大きいと、前記電動機の端子間電圧の補正が遅れ変速レスポンスに悪影響を及ぼす。例えば、変速機のギア変速段切替が早いと、前記ギア変速段切替で用いる電動機の回転速度の変動が大きくなり、前記電動機の端子間電圧の補正が遅れ、目標トルクに対し実トルクの追従性が悪化し、ギアが接続しないという問題もあった。

また従来の変速機では、電動機の指令トルク入力時に電流が一時的にスパイク状に大きく流れる突入電流が発生するため、電動機の指令電圧を動作開始から補正する場合に、突入電流の影響により指令電圧の補正を正確に行うことができない。従って、指令トルクと実トルクの追従性が遅れ、変速機のギアが接続状態までに要する時間が長くなる、もしくはギアが接続しないという問題が発生していた。

また従来のように電動機を利用して変速を行う変速機では、電動機の停止中に電動機にコイル抵抗を算出するための電流を長時間流すため電流消費量が多くなり、例えば自動変速機において変速頻度が少ない場合は、電動機の停止時間が多くなる結果、電流消費量が増加する課題がある。また上記の場合、電動機の停止中に算出したコイル抵抗から抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定するが、この推定したコイル温度を用いてトルクの補正を実施しない。この場合、例えば自動変速機において変速頻度が多い場合に、電動機の駆動時間が長くなるのでコイル温度が上昇するが、トルク補正を実施しないため、コイルの温度特性により実トルクが目標トルクを満たさないという問題があった。

従って本発明は、電動機の駆動開始直後のトルク発生の遅れを瞬時に補正することができ、電動機の温度状態に応じて駆動開始直後のトルクを目標トルクに対し最適な値になるように制御可能な変速機の制御装置を提供することを目的とする。

この発明による自動変速機の制御装置では、エンジンと、前記エンジンからの動力を変速機構部に伝達するためのクラッチを有する自動変速機と、前記自動変速機の変速を制御する変速制御手段と、前記自動変速制御手段から変速指令に応じて前記自動変速機の変速段を変更する電動機とを備えた自動変速機の制御装置において、前記自動変速機の変速が終了したことを判定するギアチェンジ終了判定手段と、前記電動機が停止していることを判定する電動機停止判定手段と、変速開始前の停止中の電動機に所定電圧を印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し前記電動機のコイル抵抗を推定するコイル抵抗推定手段を備え、前記ギアチェンジ終了判定手段と電動機停止判定手段とにより電動機が停止していると判断した場合に、変速開始前の電動機停止中に、前記コイル抵抗推定手段によって算出したコイル抵抗値に応じて変速開始後の前記電動機に印加する指令電圧の初期値を所定期間において補正することを特徴とするものである。

本発明になる変速機の制御装置は、電動機の駆動開始直前に算出したコイル抵抗推定値を用いて指令電圧を補正することで、電動機の駆動開始直後のトルクを瞬時に補正することができ、コイル温度が変化しても駆動開始直後（過渡時）のギア動作を適切に補正することができる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図１乃至図８を用いて説明する。
図1は、本発明における変速機の制御装置の構成図である。図1において、１０は本発明の変速機の制御装置、１１はエンジン、１２は自動変速機である。自動変速機１２はエンジン１１からの動力伝達を行うためのクラッチ１２１、自動変速機の変速段を変更するための変速機１２２、変速機への入力軸１２３、変速機からの出力軸１２４、変速をするための変速手段１２５、電動機に電圧を印加した場合に流れる電流を計測する電流測定センサ１２６で構成されている。

前記自動変速機１２は、アクチュエータで変速を行うようにした自動マニュアルトランスミッションであり、シフト方向に変速レバーを動作させる電動機（シフト用）１２７（以下、シフト用電動機という）と、セレクト方向に変速レバーを動作させる電動機（セレクト用）１２８（以下、セレクト用電動機という）によって変速手段１２５を介して変速段を切り替える構造となっている。

また、この発明の対象となる変速機の制御装置１０は、変速制御手段１０１を備えており、この変速制御手段１０１は、車速、エンジン回転数、スロットル開度等の運転状態より変速段を決定し、指令電圧設定手段（変速用）１０２とギアチェンジ終了判定手段１０３に変速の指令を与え、またクラッチ制御手段１０４にクラッチの係合と開放を制御する変速指示を行う。１０５は、前記シフト用電動機１２７、もしくは前記セレクト用電動機１２８の回転数を計測する電動機回転数測定手段である。

上記ギアチェンジ終了判定手段１０３は、前記電動機回転数測定手段１０５で検出した回転数が所定値以下であり、かつ前記変速制御手段１０１より変速指示が無い場合には、ギアチェンジが終了していると判断する。
更に、１０６は、前記電動機回転数測定手段１０５で検出した回転数が所定値以下であり、かつ前記電流測定センサ１２６での電流検出値が所定値以下である場合には、前記シフト用電動機１２７もしくは前記セレクト用電動機１２８が停止していると判定する電動機停止判定手段である。

１０７は、前記ギアチェンジ終了判定手段１０３と電動機停止判定手段１０６から、ギアチェンジが終了し、かつ電動機が停止しているとの判定結果を入力した場合に、コイル抵抗推定用電圧を設定する指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）であり、１０８は、前記指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）１０７で設定したコイル抵抗推定用電圧を、前記シフト用電動機１２７もしくは前記セレクト用電動機１２８に印加する電動機制御手段（コイル抵抗推定用）である。

１０９は、前記シフト用電動機１２７もしくは前記セレクト用電動機１２８に印加した前記コイル抵抗推定用電圧と、コイル抵抗推定用電圧の印加時に前記電流測定センサ１２６で計測した前記シフト用電動機１２７もしくは前記セレクト用電動機１２８に流れる電流に応じて、コイル抵抗推定値を算出し、予め設定された常温時のコイル抵抗値と前記コイル抵抗推定値に応じて指令電圧補正係数を算出する指令電圧補正係数算出手段である。

前記指令電圧設定手段（変速用）１０２は、前記変速制御手段１０１から変速指示がある場合に、車速やエンジン回転数に応じて指令電圧を導出し、前記指令電圧と、前記指令電圧補正係数算出手段１０９で算出された指令電圧補正係数を乗算することで、コイル温度変化によるコイル抵抗値変化に応じた補正後指令電圧を算出する。
１１０は、前記指令電圧設定手段（変速用）１０２で算出される補正後指令電圧に応じて、前記シフト用電動機１２７もしくは前記セレクト用電動機１２８を駆動させる電動機制御手段（変速用）である。なお指令電圧の補正については所定時間内で実施することとする。

次に、変速レバーの詳細について図２を用いて説明する。
図２は、図１に示す変速手段１２５の動作を説明する図である。この図を用いて変速機１２２における変速段の切り替えについて説明する。変速段を切り替える時には、シフト用電動機１２７と、セレクト用電動機１２８によって変速手段１２５を移動させて変速を行う。図において、シフト方向に応じてシフト位置１からシフト位置６が選択され、セレクト方向に応じてセレクト位置Aからセレクト位置Cが選択されるものとする。

変速手段１２５がシフト位置１に移動した場合は１速ギアが係合し、変速手段１２５がシフト位置２に移動した場合は２速ギアが係合し、変速手段１２５がシフト位置３に移動した場合は３速ギアが係合し、変速手段１４３がシフト位置４に移動した場合は４速ギアが係合し、変速手段１４３がシフト位置５に移動した場合は５速ギアが係合し、変速手段１４３がシフト位置６に移動した場合は後退ギアが係合する。また変速手段１２５がセレクト位置A、B、またはCに移動した場合はニュートラル状態になる。

続いて、ギアチェンジの詳細について図３のフローチャートを用いて説明する。
図３は、図２に示す変速手段１２５の初期位置をシフト位置２とし、２速から３速にギアチェンジする場合の手順を示している。図１に示す変速制御手段１０１より変速の指示が入り、以下のステップを実施する。

ステップ３０１では、図１に示すクラッチ制御手段１０４よりクラッチを開放する。
ステップ３０２では、図１に示す変速制御手段１０１からの変速指示により、図２に示すシフト位置２にある変速手段１２５をシフト用電動機１２７で駆動させ、セレクト位置Aまで移動させ、２速ギアを開放する。ステップ３０３では、図１に示す変速制御手段１０１からの変速指示により、図２に示すセレクト位置Aにある変速手段１２５をセレクト用電動機１２８で駆動させ、セレクト位置Bまで移動させる。

ステップ３０４では、図１に示す変速制御手段１０１からの変速指示により、図２に示すセレクト位置Bにある変速手段１２５をシフト用電動機１２７で駆動させ、シフト位置３まで移動させることで３速ギアに係合する。
ステップ３０５では、図１に示すクラッチ制御手段１０４からの指示によりクラッチを係合することで変速が完了する。

図４は、本発明におけるギア変速時のタイミングチャートを示した図である。図中、４０１は目標ギア位置であり、初期位置をギアが開放している状態（以下、Ｎレンジ）とし、ギア段を順に上げた場合を示す。４０２は実ギア位置であり、目標ギア位置に対しギアが係合、もしくは開放する状態を示す。４０３はクラッチ状態（係合、もしくは開放）を示す。４０４はシフト用電動機指令電圧を、４０５はセレクト用電動機指令電圧を示す。

前記４０４、４０５では変速時の指令電圧と、コイル抵抗推定用電圧の印加するタイミングを示しており、電動機制御手段（変速用）１１０で変速時に電動機に指令電圧を印加して、前記電動機制御手段（変速用）１１０で電動機に指令電圧が印加されない時期（図中ではＯＦＦ時）、すなわち電動機が停止している時に電動機制御手段（コイル抵抗推定手段）１０８でコイル抵抗推定用電圧を印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返す。

時刻ｔ１からｔ２では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置がＮレンジであり、セレクト用電動機１２８に指令電圧を印加して駆動させ、１速ギアの開放状態を保つ。なお図２で説明すると、セレクト用電動機１２８を用いて、変速手段１２５をセレクト位置Bからセレクト位置Ａに移動させている。

時刻ｔ２からｔ３では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が１速ギアであり、シフト用電動機１２７に指令電圧を印加して駆動させ、Ｎレンジから１速ギアに係合する。なお図２で説明すると、シフト用電動機１２７を用いて、変速手段１２５をセレクト位置Ａからシフト位置１に移動させることで１速ギアに係合する。
時刻ｔ３からｔ４では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が１速ギアであり、１速ギアが係合した状態で、クラッチを係合する。

時刻ｔ４からｔ５では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置がＮレンジであり、クラッチを開放した後、シフト用電動機１２７に指令電圧を印加して駆動させ、１速ギアを開放している。なお図２で説明すると、シフト用電動機１２７を用いて、変速手段１４３をシフト位置１からセレクト位置Aに移動させることでNレンジに開放している。

時刻ｔ５からｔ６では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が２速ギアであり、シフト用電動機１２７に指令電圧を印加して駆動させ、Ｎレンジから２速ギアに係合する。なお図２で説明すると、シフト用電動機１２７を用いて、変速手段１２５をセレクト位置Ａからシフト位置２に移動させることで２速ギアに係合する。

時刻ｔ６からｔ７では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が２速ギアであり、２速ギアが係合した状態で、クラッチを係合する。
時刻ｔ７からｔ９では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が２速ギアの時に、２速ギアが係合し、かつクラッチが係合した状態である。なお図２で説明すると、変速手段１２５がシフト位置２にあり２速ギアに係合している状態である。

時刻ｔ９からｔ１０では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置がＮレンジであり、クラッチを開放した後、シフト用電動機１２７に指令電圧を印加して駆動させ、２速ギアを開放している。なお図２で説明すると、シフト用電動機１２７を用いて、変速手段１２５をシフト位置２からセレクト位置Aに移動させることでNレンジに開放している。

時刻ｔ１０からｔ１１では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置がＮレンジであり、セレクト用電動機１２８に指令電圧を印加して駆動させ、３速ギアの開放状態を保つ。なお図２で説明すると、セレクト用電動機１２８を用いて、変速手段１２５をセレクト位置Ａからセレクト位置Bに移動させ、Nレンジを保つ。

時刻ｔ１１からｔ１２では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が３速ギアであり、
シフト用電動機１２７に指令電圧を印加して駆動させ、Ｎレンジから３速ギアに係合する。なお図２で説明すると、シフト用電動機１２７を用いて、変速手段１２５をセレクト位置Ｂからシフト位置３に移動させることで３速ギアに係合し始める。
時刻ｔ１２からｔ１３では、目標ギア位置４０１において目標ギア位置が３速ギアであり、３速ギアが係合した状態で、クラッチを係合する。

次に、図１に示す電動機制御手段（コイル抵抗推定用）１０８について図５を用いて説明する。図５は、コイル抵抗推定用電圧の印加タイミングを示す図である。図中、５０１は、コイル抵抗推定用電圧、５０２は指令電圧である。指令電圧５０２が電動機に印加されず、電動機が停止していると判断した場合に、予め設定された前記コイル抵抗推定用電圧５０１を印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し電動機に印加する。
なお、ギア変速時のコイル抵抗推定用電圧の印加タイミングについては、図４のシフト用電動機指令電圧４０４、およびセレクト用電動機指令電圧４０５に示す電動機停止期間（図中矢印部分を参照）に印加する。

続いて、図１に示す電動機制御手段（変速用）１１０について説明する。図６は電動機制御手段（変速用）１１０の詳細構成を示した図で、図中、６０１は、指令電圧設定手段（変速用）１０２からのシフト用電動機指令電圧と、電流測定センサ１２６で測定した電流よりUH、VH、WH、UL、VL、WLの６個のFETから構成されたインバータA６0７の駆動を制御する電動機駆動制御手段Ａである。

６０３は、前記電動機駆動制御手段Ａから前記シフト用電動機指令電圧が指令され、シフト側ホールセンサ６０９の信号パターンに応じて通電相を決定する通電相変更手段Ａである。６０５は、前記インバータA６0７内のＦＥＴを前記シフト用電動機指令電圧に応じてDUTY制御することで、シフト用電動機１２７に印加する電圧を制御するPWM駆動手段Aである。例として通電相変更手段６０３でＵ相からＶ相に電流を流すように決定した場合、UHとULをPWM駆動し、VLをON固定して通電するように制御する。

６０２は、指令電圧設定手段（変速用）１０２からのセレクト用電動機指令電圧と、電流測定センサ１２６で測定した電流よりUH、VH、WH、UL、VL、WLの６個のFETから構成されたインバータＢ６0８の駆動を制御する電動機駆動制御手段Ｂである。６０４は、前記電動機駆動制御手段Ｂから前記セレクト用電動機指令電圧が指令され、セレクト側ホールセンサ６１０の信号パターンに応じて通電相を決定する通電相変更手段Ｂである。６０６は、前記インバータＢ６0８内のＦＥＴを前記セレクト用電動機指令電圧に応じてDUTY制御することで、セレクト用電動機１０６に印加する電圧を制御する電動機駆動制御手段Ｂである。

次に、電動機コイル温度変化に伴う電動機の特性変化について図７を用いて説明する。図７（A）は電動機コイル温度−電動機コイル抵抗特性を示し、図７（B）は電動機コイル抵抗−電動機電流特性を示している。
図７（A）の電動機コイル温度と電動機コイル抵抗の関係から明らかなように、電動機コイル温度と電動機コイル抵抗には相関性があることが知られており、電動機コイル温度が上昇することで電動機コイル抵抗が大きくなる。

図７（B）の電動機コイル抵抗と電動機電流の関係から明らかなように、電動機に印加する電圧を一定にした場合に、電動機コイル抵抗と電動機に流れる電流にはオームの法則より反比例の関係があることが知られており、電動機のコイル抵抗が上昇することで電動機に流れる電流は少なくなることが分かる。
よってコイル抵抗は、モータの端子間電圧と、モータに流れる電流を計測すれば、オームの法則から求めることができる。

続いて、指令電圧補正演算時の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。
ステップ８０１では、電動機の回転数が所定値以下であることを判定した場合はＹｅｓの方のステップ８０２に進み、回転数が所定値以上であると判定した場合はＮｏの方に進み、コイル抵抗変化による指令電圧補正演算ルーチンを終了する。
ステップ８０２では、図１に示すギアチェンジ終了判定手段１０３で変速制御手段１０１から変速指示が無い場合にはギアチェンジが終了していると判定し、Ｙｅｓの方のステップ８０３に進み、変速指示がある場合にはギアチェンジが終了していないと判定しＮｏの方に進み、指令電圧補正演算ルーチンを終了する。

ステップ８０３では、電流測定センサ１２６での検出電流値からシフト用電動機１２７またはセレクト用電動機１２８の電流値が所定値以下であることを判定した場合は、電動機が停止していると判定し、Ｙｅｓの方のステップ８０４に進み、シフト用電動機１２７またはセレクト用電動機１２８の電流値が所定値以上であることを判定した場合は電動機が停止していないと判定しＮｏの方に進み、指令電圧補正演算ルーチンを終了する。

ステップ８０４では、指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）１０７で設定されるコイル抵抗推定用電圧vを、電動機制御手段１０８によってシフト用電動機１２７またはセレクト用電動機１２８に印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し印加する。
ステップ８０５では、前記コイル抵抗推定用電圧vを、図１に示す電流測定センサ１２６での検出電流値Iで除算することで、オームの法則より電動機のコイル抵抗推定値R’を算出する。なお電動機のコイル抵抗推定値R’については下記式１にもとづいて演算する。

ステップ８０６では、ステップ８０５で算出した電動機のコイル抵抗推定値R’を、電動機のコイル抵抗値（常温時）Rで除算することで、指令電圧補正係数kを算出する。なお前記補正後指令電圧補正係数kについては下記式２にもとづいて演算する。

ステップ８０７では、図１に示す変速制御手段１０１から変速指示がある場合はＹｅｓの方のステップ８０８に進み、変速指示が無い場合はＮｏの方に進み、ステップ８０１に進む。

ステップ８０８では、所定期間において電動機停止中にギアチェンジ開始直前のコイル抵抗推定用電圧が電動機に印加している状態で算出した前記指令電圧補正係数kを指令電圧に乗算することで、コイル温度の影響を考慮した補正後指令電圧V’を算出する。なお前記指定電圧V’については下記式３にもとづいて演算する。例えば、所定期間は、電動機がトルク発生のない停止状態から目標トルクを発生するまでの時間とする。

従って、本発明の実施の形態１によれば、電動機の駆動開始直前に算出したコイル抵抗推定値を用いて指令電圧を補正することで、電動機の駆動開始直後のトルクを瞬時に補正することができ、コイル温度が変化しても過渡時のギア動作を適切に補正することが可能となる。なお、図１１に電動機停止時のコイル温度が上昇時における電動機への指令電圧補正状況の詳細を示している。図中、（A）は指令電圧と実電圧の関係を、（B）は目標トルクと実トルクとの関係を、（C）は指令電圧補正演算の実施状況を示している。

電動機の駆動開始直前にコイル抵抗推定値を算出し、電動機の駆動開始直後に前記コイル抵抗推定値から算出した補正後指令電圧を、所定時間印加している。この場合、例えば自動変速機において変速開始直後に、指令電圧の補正が正確に行われるため、変速機のギアが接続状態までに要する時間が短縮され、正確にギアが接続されるのでコイルの温度上昇による変速レスポンス悪化を抑制することができる。

また、電動機の停止時にコイル抵抗推定用電圧を印加することで、電動機動作時に発生する逆起電力や、動作開始時の突入電流の影響を受けないので、電動機温度変化に伴う指令電圧の補正を正確に行うことができ、またコイル抵抗推定用電圧として所定の微小電圧を印加するためコイル温度の上昇を防止すると同時に、コイル抵抗推定時の電動機の誤動作を防止することができる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２を図９A、図９B、図１０A、図１０Bを用いて説明する。
本発明の実施の形態２に係る電動機の制御においては、実施の形態１の図８に示す指令電圧補正演算ルーチンにおける８０４のコイル抵抗推定用電圧を印加する間隔のみが異なるため、異なる部分のみを説明する。

図９Aは、図１に示す指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）１０７の詳細図である。図９Bは、ギア変速頻度に応じて電圧印加間隔を設定するメカニズムを示している。図１に示すギアチェンジ終了判定手段１０３と、電動機停止判定手段１０６とにより、電動機が停止していると判定した場合に、指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）１０７でコイル抵抗推定用電圧を電動機制御手段（コイル抵抗推定用）１０８へ指令し、前記電動機制御手段（コイル抵抗推定用）１０８からシフト用電動機１２７またはセレクト用電動機１２８に前記コイル抵抗推定用電圧を印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し印加する。

図中、９０１は、電動機が停止していることを判定した場合、車両の運転状態の情報、例えばスロットル開度によりコイル抵抗推定用電圧の印加間隔を設定する電圧印加間隔設定手段であり、また、９０２は、予め設定されたコイル抵抗推定用電圧を前記電動機制御手段（コイル抵抗推定用）１０８で電動機に印加するために設定する指令電圧設定手段である。

図９Bに示す９０３は前記コイル抵抗推定用電圧であり、指令電圧９０４が印加されず電動機が停止している時期に、シフト用電動機１２７またはセレクト用電動機１２８に前記コイル抵抗推定用電圧を、印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し印加する。また前記コイル抵抗推定用電圧９０３の電圧印加間隔について、スロットル開度変化が所定値以上である場合にはギア変速動作が多くなると判断し電圧の印加間隔を狭め、スロットル開度変化が所定値以下である場合には一定速度で走行しておりギア変速動作が少ないと判断し電圧の印加間隔を広める。

次に、コイル抵抗推定用電圧の印加間隔変更の概要について図１０Aを用いて説明する。
図１０Aは、本実施例の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは図９Aの電圧印加間隔設定手段９０１の詳細を示しており、電動機が停止している期間に作動し、コイル抵抗推定用電圧の印加間隔を算出する。
ステップ１００１では、スロットル開度が所定値以上であると判定した場合はＹｅｓの方のステップ１００２に進み、スロットル開度が所定値以下であると判定した場合はＮｏの方のＥＮＤに進み、コイル抵抗推定用指令電圧の印加間隔を予め設定された初期値Ｔに維持する。

ステップ１００２では、スロットル開度は所定値以上であることからギア変速頻度が多いと推定されるため、前記初期値Ｔを予め設定された所定値Ｔ１に変更する。なお前記所定値Ｔ１は前記初期値Ｔより短時間とする。
また、コイル抵抗推定用電圧の印加間隔の変更について、スロットル開度に限定すること無く、車両の運転状態に応じた変更も可能である。

図１０Bは、スロットル開度−コイル抵抗推定用電圧印加間隔の詳細を示す。ここではスロットル開度とコイル抵抗推定用電圧を印加する間隔の関係を示す。スロットル開度が所定値α未満であればコイル抵抗推定用電圧印加間隔をＴとし、所定値α以上であればコイル抵抗推定用電圧印加間隔をＴ１に設定する。例えばスロットル開度が所定値α未満であればギア変速動作が少なくなると判断してコイル抵抗推定用電圧の印加間隔初期値Tを１ｓｅｃとし、スロットル開度が所定値α以上であればギア変速動作が多くなると判断してコイル抵抗推定用電圧の印加間隔T１を１００ｍｓｅｃとする。

従って、本発明の実施の形態２によれば、コイル抵抗推定時に、コイル抵抗推定用電圧を、運転状態に応じて、例えばギア変速頻度が多い場合には電圧印加間隔を狭めるので、変速直前に算出された補正係数に応じて、駆動開始直後には精度の高い指令電圧の補正ができ、またギア変速頻度が少ない場合には電圧印加間隔を広げるので、コイル抵抗推定による消費電力量の低減、及びコイルの温度上昇の防止が可能となる。この場合、例えば定常走行時はギア変速頻度が少ないため電圧印加間隔を広げ、また全開走行時はギア変速頻度が多いため電圧印加間隔を狭めることで、変速レスポンスの向上に加え、運転状態に応じた電圧印加間隔の変更より消費電力が低減する。

本発明の実施の形態１における変速機の制御装置の構成図、図１に示す変速手段の動作を説明する図、２速から３速にギアチェンジする場合の手順を示すフローチャート、本発明の実施の形態１におけるギア変速時のタイミングチャートを示す図、コイル抵抗推定用電圧の印加タイミングを示す図、本発明の実施の形態１に関わる電動機制御手段（変速用）の詳細構成を示す図、本発明の実施の形態１に関わる電動機コイル温度変化に伴う電動機特性を説明する図、本発明の実施の形態１に関わる指令電圧補正演算ルーチンを説明するフローチャート、図１に示す指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）の詳細図、ギア変速頻度に応じて電圧印加間隔を設定するメカニズムを示す図、コイル抵抗推定用指令電圧印加間隔設定ルーチンを示すフローチャート、スロットル開度−コイル抵抗推定用電圧印加間隔の詳細を示す図、本発明の変速機の制御装置による電動機への指令電圧補正状況の詳細を示す図、従来の変速機の制御装置による電動機への指令電流補正状況を示す図である。

符号の説明

１０変速機の制御装置、１１エンジン、１２自動変速機、
１０１変速制御手段、１０２指令電圧設定手段（変速用）、
１０３ギアチェンジ終了判定手段、１０４クラッチ制御手段、
１０５電動機回転数測定手段、１０６電動機停止判定手段、
１０７指令電圧設定手段（コイル抵抗推定用）、
１０８電動機制御手段（コイル抵抗推定用）、
１０９指令電圧補正係数算出手段、
１１０電動機制御手段（変速用）、
１２１クラッチ、１２２変速機、１２３入力軸、
１２４出力軸、１２５変速手段、６０１電動機駆動制御手段Ａ、
６０２電動機駆動制御手段Ｂ、６０３通電相変更手段Ａ、
６０４通電相変更手段Ｂ、６０５ＰＷＭ駆動手段Ａ、
６０６ＰＷＭ駆動手段Ｂ、６０７インバータＡ、６０８インバータＢ
６０９シフト側ホールセンサ、６１０セレクト側ホールセンサ、
９０１電圧印加間隔設定手段、９０２指令電圧設定手段。

Claims

エンジンと、前記エンジンからの動力を変速機構部に伝達するためのクラッチを有する自動変速機と、前記自動変速機の変速を制御する変速制御手段と、前記自動変速制御手段から変速指令に応じて前記自動変速機の変速段を変更する電動機とを備えた自動変速機の制御装置において、前記自動変速機の変速が終了したことを判定するギアチェンジ終了判定手段と、前記電動機が停止していることを判定する電動機停止判定手段と、変速開始前の停止中の電動機に所定電圧を印加する状態と印加しない状態を所定間隔で交互に繰り返し前記電動機のコイル抵抗を推定するコイル抵抗推定手段を備え、前記ギアチェンジ終了判定手段と電動機停止判定手段とにより電動機が停止していると判断した場合に、変速開始前の電動機停止中に、前記コイル抵抗推定手段によって算出したコイル抵抗値に応じて変速開始後の前記電動機に印加する指令電圧の初期値を所定期間において補正することを特徴とする自動変速機の制御装置。
上記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、前記電動機の回転数を計測する電動機回転数測定手段と、該電動機の電流を測定する電動機電流測定手段とを備え、前記電動機停止判定手段は前記電動機回転数測定手段で検出した回転数が所定値以下であり、かつ前記電動機電流測定手段での電流検出値が所定値以下である場合には、前記電動機が停止していると判定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
上記請求項１または２に記載の自動変速機の制御装置において、前記コイル抵抗推定手段は、前記ギアチェンジ終了判定手段と電動機停止判定手段とから、ギアチェンジが終了しかつ電動機が停止しているとの判定結果を得た場合にコイル抵抗推定用電圧を設定するコイル抵抗推定用指令電圧設定手段と、この指令電圧設定手段で設定したコイル抵抗推定用電圧を前記電動機に印加する電動機制御手段と、前記指令電圧設定手段で設定されたコイル抵抗推定用電圧とこのコイル抵抗推定用電圧の印加時に前記電流測定装置で計測した前記電動機電流とに応じてコイル抵抗推定値を算出し、予め設定された常温時のコイル抵抗値と前記コイル抵抗推定値に応じて指令電圧補正係数を算出する指令電圧補正係数算出手段と、前記変速制御手段からの変速指示に基づいて導出した指令電圧と前記指令電圧補正係数算出手段で算出された指令電圧補正係数を乗算することによりコイル温度変化によるコイル抵抗値変化に応じた補正後指令電圧を算出する変速用指令電圧設定手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
上記請求項１から３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、前記コイル抵抗推定手段は、前記電動機停止判定手段により電動機が停止していると判断され、ギアチェンジ開始が判定されるまで該所定の電圧を印加する状態と印加しない状態を一定間隔で交互に繰り返し、ギアの変速頻度によって前記コイル抵抗推定用電圧を印加する間隔を変更してコイル抵抗を推定するようにしたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
上記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、上記コイル抵抗推定用指令電圧設定手段は、電動機が停止していることを判定した場合に車両の運転状態の情報によりコイル抵抗推定用電圧の印加間隔を設定する電圧印加間隔設定手段と、予め設定されたコイル抵抗推定用電圧を電動機に印加するために設定する指令電圧設定手段とから構成されることを特徴とする自動変速機の制御装置。
上記請求項５に記載の自動変速機の制御装置において、車両の運転状態の情報としてスロットル開度情報を使用し、スロットル開度変化が所定値以上である場合には電圧の印加間隔を狭め、スロットル開度変化が所定値以下である場合には電圧の印加間隔を広げるようにしたことを特徴とする自動変速機の制御装置。