JP2010249190A

JP2010249190A - 車両用自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2010249190A
Application number: JP2009097525A
Authority: JP
Inventors: Junichi Inoue; 純一井上; Hitoshi Matsunaga; 仁松永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】走行環境の変化に起因する不具合を抑制してパワーオンダウン変速時の制御の安定性を向上させる車両用自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量Ａを予測する吸入空気量予測手段４２（Ｓ２）と、予め定められた関係から、その吸入空気量予測手段４２により予測された吸入空気量Ａと実際の吸入空気量ａとの差に基づいて、トルク過渡応答性を予測するトルク過渡応答性予測手段４４（Ｓ４）と、予め定められた関係から、そのトルク過渡応答性予測手段４４により予測されたトルク過渡応答性に基づいて、前記自動変速機１６の変速タイミングを補正する変速関係値補正手段４６（Ｓ６）とを、備えたものであることから、走行環境の変化によって入力トルク過渡応答性が変動した場合であっても、安定してパワーオンダウン変速制御を実行することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用自動変速機の制御装置に関し、特に、パワーオンダウン変速時の制御の安定性を向上させるための改良に関する。

油圧制御回路から供給される油圧に応じて変速を行う自動変速機が各種車両に用いられている。また、斯かる自動変速機の制御装置として、変速タイミングや変速に係る油圧の学習制御を行うものが提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機の制御装置がそれである。この技術によれば、吸入空気量に基づいて自動変速機の入力軸トルクを推定し、その推定された入力軸トルクに基づいて解放側摩擦係合要素及び係合側摩擦係合要素それぞれに対応する油圧を設定することで、摩擦係合要素に対応する指示油圧に対して実油圧に応答遅れがあっても、入力軸トルクに見合った油圧に制御できるとされている。

特開平１１−１３２３２２号公報

ところで、高地等の低圧環境下においては、平地等の常圧環境下（通常状態）に比べて同一ダウン変速線上でのトルクが低下することが考えられる。斯かる状態においてパワーオンダウン変速制御を開始すると、狙いの時間内でイナーシャ相が開始されず、例えばドレン油圧レベルが下げ側に学習される等の不具合が発生するおそれがあった。しかし、前述したような従来の技術では、斯かる不具合を解消することができず、ドレン油圧を下げ側に学習し過ぎることによりイナーシャ相中のタービン回転速度勾配の制御性が悪化したり、低圧環境下で学習を行った後に常圧環境下で走行した場合にドレン油圧レベルが不足することによる変速時吹き等が発生し、変速の安定性が低下するという弊害があった。このため、走行環境の変化に起因する不具合を抑制してパワーオンダウン変速時の制御の安定性を向上させる車両用自動変速機の制御装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、走行環境の変化に起因する不具合を抑制してパワーオンダウン変速時の制御の安定性を向上させる車両用自動変速機の制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、油圧制御回路から供給される油圧に応じて変速を行う車両用自動変速機の制御装置であって、予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量を予測する吸入空気量予測手段と、予め定められた関係から、その吸入空気量予測手段により予測された吸入空気量と実際の吸入空気量との差に基づいて、トルク過渡応答性を予測するトルク過渡応答性予測手段と、予め定められた関係から、そのトルク過渡応答性予測手段により予測されたトルク過渡応答性に基づいて、前記自動変速機の変速タイミング又は変速に係る油圧を補正する変速関係値補正手段とを、備えたことを特徴とするものである。

このようにすれば、予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量を予測する吸入空気量予測手段と、予め定められた関係から、その吸入空気量予測手段により予測された吸入空気量と実際の吸入空気量との差に基づいて、トルク過渡応答性を予測するトルク過渡応答性予測手段と、予め定められた関係から、そのトルク過渡応答性予測手段により予測されたトルク過渡応答性に基づいて、前記自動変速機の変速タイミング又は変速に係る油圧を補正する変速関係値補正手段とを、備えたものであることから、走行環境の変化によって入力トルク過渡応答性が変動した場合であっても、安定してパワーオンダウン変速制御を実行することができる。すなわち、走行環境の変化に起因する不具合を抑制してパワーオンダウン変速時の制御の安定性を向上させる車両用自動変速機の制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両の駆動装置及びその制御系統を説明する図である。図１の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。通常環境下におけるトルク過渡応答性と低圧環境下におけるトルク過渡応答性とを比較して示す図である。図１の電子制御装置による入力トルク過渡応答性の安定化制御について説明する図である。図１の電子制御装置による変速関係値補正制御の一例の要部を説明するフローチャートである。図１の電子制御装置による変速関係値補正制御の他の一例の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両の駆動装置１０及びその制御系統を説明する図である。この図１に示す駆動装置１０は、エンジン１２と、トルクコンバータ１４と、自動変速機１６とを、備えて構成されており、走行用の駆動力源（主動力源）である上記エンジン１２と図示しない一対の駆動輪との間に設けられて、そのエンジン１２から出力される動力を駆動装置の他の一部を構成する差動歯車装置等を順次介して斯かる一対の駆動輪へ伝達する動力伝達装置である。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ１４は、上記エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車、及び出力側部材に相当するタービン軸を介して上記自動変速機１６に連結されたタービン翼車を備えており、流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。また、それらポンプ翼車及びタービン翼車の間には、その係合により上記ポンプ翼車及びタービン翼車を一体回転させるように構成された直結クラッチが設けられている。また、上記自動変速機１６は、例えば、複数の油圧式摩擦係合装置を備えて構成され、油圧制御回路１８から供給される油圧に応じてそれぞれ所定の変速比γに相当する複数の変速段（変速ギヤ段）が選択的に成立させられる有段式の自動変速機構（オートマチックトランスミッション）であり、予め定められた複数（例えば、第１速〜第４速）の前進変速段、後進変速段、及びニュートラルのうち何れかが選択的に成立させられ、それぞれの変速比γに応じた速度変換が成されるように構成されている。

また、図１に示すように、前記駆動装置１０には、前記エンジン１２の出力制御や前記自動変速機１６の変速制御等、その駆動装置１０に関する各種制御を行うための電子制御装置２０が備えられている。この電子制御装置２０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、予め記憶装置２２に記憶された関係から車両の各種状態に基づいて、前記エンジン１２の出力制御や、上記油圧制御回路１８を介しての前記自動変速機１６の変速制御等の各種制御を実行するように構成されており、必要に応じて前記エンジン１２の制御用と前記自動変速機１６の制御用等に分けて構成される。

また、図１に示すように、上記電子制御装置２０には、車両の各部に設けられてその車両の状態を示す各種センサからの信号が入力されるようになっている。すなわち、車速センサ２４により検出された前記自動変速機１６の出力回転速度に対応する車速Ｖを表す車速信号、アクセル開度センサ２６により検出される図示しないアクセルペダルの操作量（踏込量）に対応するアクセル開度Ａ_CCを表すアクセル開度信号、スロットルセンサ２８により検出される図示しない電子スロットル弁の開度θ_THを表すスロットル開度信号、及び吸入空気量センサ３０により検出される実際の吸入空気量ａを表す吸入空気量信号等が供給されるようになっている。

また、前記電子制御装置２０からは、車両の各部における作動を制御するための信号が出力されるようになっている。すなわち、前記エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓ_Eとして、例えば、図示しない電子スロットル弁の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータを駆動するスロットル信号、燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、及び点火装置による前記エンジン１２の点火時期を制御するための点火時期信号等が出力される。また、前記自動変速機１６の変速制御を行うために、前記油圧制御回路１８を介してその自動変速機１６に備えられた油圧アクチュエータの駆動を制御するための制御信号が出力される。

図２は、前記電子制御装置２０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図２に示す変速制御手段４０は、予め定められた関係から車両の状態に基づいて前記自動変速機１６の変速制御を行う。例えば、予め定められて前記記憶装置２２に記憶された変速マップから、前記車速センサ２４により検出される車速Ｖ及び前記アクセル開度センサ２６により検出されるアクセル開度Ａ_CC等に基づいて、前記自動変速機１６において成立させられるべき変速段を判定し、その変速段が成立させられるように前記自動変速機１６へ供給される油圧を制御する。具体的には、前記油圧制御回路１８に備えられた電子制御弁の作動（出力油圧）を制御することで、その油圧制御回路１８から前記自動変速機１６における各油圧アクチュエータへ供給される油圧を制御する。

吸入空気量予測手段４２は、予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量Ａを予測する。例えば、予め定められて前記記憶装置２２に記憶された関係（関係式、マップ等）から、前記スロットルセンサ２８により検出される電子スロットル弁開度θ_TH等に基づいて、その時点における予測吸入空気量Ａを導出（算出）する。

トルク過渡応答性予測手段４４は、予め定められた関係から、上記吸入空気量予測手段４２により予測された吸入空気量Ａと前記吸入空気量センサ３０により検出された実際の吸入空気量ａとの差に基づいて、トルク過渡応答性を予測する。例えば、上記吸入空気量予測手段４２により予測された吸入空気量Ａと前記吸入空気量センサ３０により検出された実際の吸入空気量ａとの差Ａ−ａが予め定められて前記記憶装置２２に記憶された閾値ｅ１以上である場合には、低圧環境下等においてトルク応答性が悪化しているものと予測する一方、上記差Ａ−ａが予め定められた閾値ｅ２（負の値）未満である場合には、低温環境下等においてトルク応答性が良化しているものと予測する。また、上記差Ａ−ａが閾値ｅ１乃至ｅ２の範囲内である場合には、トルク応答性が通常の範囲内であるものと予測する。

変速関係値補正手段４６は、予め定められた関係から、上記トルク過渡応答性予測手段４４により予測されたトルク過渡応答性に基づいて、前記自動変速機１６の変速タイミング（イナーシャ相開始タイミング）又は変速に係る油圧を補正する。すなわち、前記変速制御手段４０による前記自動変速機１６の変速制御の開始タイミング又はその変速制御に係る前記油圧制御回路１８への指令値を補正（調整）する。

上記変速関係値補正手段４６は、好適には、前記自動変速機１６の変速開始（イナーシャ開始）時のタービントルクを合わせることで、変速制御の安定性を向上させる制御を行う。すなわち、前記トルク過渡応答性予測手段４４により予測されたトルク過渡応答性が通常値（記憶装置２２に記憶された常圧・常温に対応する基準値）よりも遅いものである場合（例えばＡ−ａ＞ｅ１である場合）には、トルクの立ち上がりを待って変速開始タイミングを遅延させる（すなわちイナーシャ相開始の目標時間を大きくする）一方、予測されたトルク過渡応答性が通常値より早いものである場合（例えばＡ−ａ＜ｅ２である場合）には、トルクの立ち上がりに合わせて変速開始タイミングを早めるように制御する（すなわちイナーシャ相開始の目標時間を小さくする）。

また、前記変速関係値補正手段４６は、好適には、前記自動変速機１６の変速開始（イナーシャ開始）時の油圧を補正することで、変速制御の安定性を向上させる制御を行う。すなわち、前記トルク過渡応答性予測手段４４により予測されたトルク過渡応答性が通常値よりも遅いものである場合（例えばＡ−ａ＞ｅ１である場合）には、前記油圧制御回路１８におけるドレン油圧（解放側油圧）を下げ側に、アプライ油圧（係合側油圧）を上げ側に補正する一方、予測されたトルク過渡応答性が通常値よりも早いものである場合（例えばＡ−ａ＜ｅ２である場合）には、前記油圧制御回路１８におけるドレン油圧を上げ側に、アプライ油圧を下げ側に補正する。

図３は、通常環境下におけるトルク過渡応答性と低圧環境下におけるトルク過渡応答性とを比較して示す図である。この図３に示すように、ダウン変速に際してスロットル開度θ_THが同一の立ち上がりを示す場合であっても、実線で示す通常環境（常圧環境）における入力トルクと一点鎖線で示す低圧環境（高地等）における入力トルクとの間には入力トルク過渡応答性に差が発生し、低圧環境下では通常環境下に比べて入力トルクの立ち上がりが遅れる。

図４は、本実施例の電子制御装置２０による入力トルク過渡応答性の安定化制御について説明する図である。前述したように、本実施例の制御では、例えば低圧環境下においてトルク過渡応答性が通常状態より遅いものとなっていることが予測される場合には、トルクの立ち上がりを待って変速開始タイミングを遅延させる。すなわち、通常環境下での入力トルク相当が立ち上がるまでイナーシャ相開始タイミングを遅延させる。また、前記油圧制御回路１８におけるドレン油圧を下げ側に、アプライ油圧を上げ側に補正する。すなわち、通常環境下との入力トルク差を油圧により補正する。このような制御により、実線で示す通常環境における入力トルクと一点鎖線で示す低圧環境における入力トルクとの間におけるトルク過渡応答性の差が是正され、何れの環境下においても安定した変速制御（パワーオンダウン変速制御）が実現されるのである。

図５は、前記電子制御装置２０による変速関係値補正制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、前記アクセル開度センサ２６により検出されるアクセル開度Ａ_CC等に基づいてアクセルペダルの踏込操作が行われたか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、前記吸入空気量予測手段４２の動作に対応するＳ２において、予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量Ａが予測される。次に、Ｓ３において、前記吸入空気量センサ３０により実際の吸入空気量ａが検出される。次に、Ｓ４において、Ｓ２にて予測された吸入空気量ＡとＳ３にて検出された実際の吸入空気量ａとの差（＝Ａ−ａ）に基づいてトルク過渡応答性が予測（推測）される。次に、Ｓ５において、予め定められた変速マップから車両の走行状態に基づいてダウン変速要求が行われたか否かが判断される。このＳ５の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ５の判断が肯定される場合には、前記変速関係値補正手段４６の動作に対応するＳ６において、Ｓ４にて予測されたトルク過渡応答性に基づいて変速開始タイミングの補正（調整）処理が行われた後、本ルーチンが終了させられる。

図６は、前記電子制御装置２０による変速関係値補正制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図６に示す制御において、前述した図５の制御と同一のステップについては共通の符号を付してその説明を省略する。

図６の制御において、上述したＳ５の判断が肯定される場合、すなわち予め定められた変速マップから車両の走行状態に基づいてダウン変速要求が行われたと判断される場合には、前記変速関係値補正手段４６の動作に対応するＳ７において、Ｓ４にて予測されたトルク過渡応答性に基づいて変速に係る油圧の補正処理が行われた後、本ルーチンが終了させられる。

このように、本実施例によれば、予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量Ａを予測する吸入空気量予測手段４２（Ｓ２）と、予め定められた関係から、その吸入空気量予測手段４２により予測された吸入空気量Ａと実際の吸入空気量ａとの差に基づいて、トルク過渡応答性を予測するトルク過渡応答性予測手段４４（Ｓ４）と、予め定められた関係から、そのトルク過渡応答性予測手段４４により予測されたトルク過渡応答性に基づいて、前記自動変速機１６の変速タイミング又は変速に係る油圧を補正する変速関係値補正手段４６（Ｓ６及びＳ７）とを、備えたものであることから、走行環境の変化によって入力トルク過渡応答性が変動した場合であっても、安定してパワーオンダウン変速制御を実行することができる。すなわち、走行環境の変化に起因する不具合を抑制してパワーオンダウン変速時の制御の安定性を向上させる車両用自動変速機１６の制御装置を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１６：自動変速機
１８：油圧制御回路
４２：吸入空気量予測手段
４４：トルク過渡応答性予測手段
４６：変速関係値補正手段

Claims

油圧制御回路から供給される油圧に応じて変速を行う車両用自動変速機の制御装置であって、
予め定められた関係から車両の状態に基づいて吸入空気量を予測する吸入空気量予測手段と、
予め定められた関係から、該吸入空気量予測手段により予測された吸入空気量と実際の吸入空気量との差に基づいて、トルク過渡応答性を予測するトルク過渡応答性予測手段と、
予め定められた関係から、該トルク過渡応答性予測手段により予測されたトルク過渡応答性に基づいて、前記自動変速機の変速タイミング又は変速に係る油圧を補正する変速関係値補正手段と
を、備えたものであることを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。