JP2013137061A

JP2013137061A - 制御装置

Info

Publication number: JP2013137061A
Application number: JP2011288304A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Hirao; 知之平尾; Daisuke Kishi; 岸　　大輔; Shinya Hatauchi; 慎也畑内
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP5916378B2

Abstract

【課題】自動変速機を駆動する作動液の圧力を検出するセンサの較正を適切に行う。
【解決手段】液圧センサの出力値に補正量を加味して作動液の圧力の実測値とする。補正量の更新に際しては、作動液の圧力が基準圧力に低下したと思しき所定の条件が成立したときの液圧センサの出力値を基に、基準圧力に対応した液圧センサの出力の学習値を取得する。そして、過去に学習した学習値と今回学習した学習値との差分にゲインを乗じて、以後の作動液の圧力の検出に用いる補正量を得る。過去の学習値よりも今回の学習値の方が大きい場合、過去の学習値よりも今回の学習値の方が小さい場合と比較して前記ゲインの絶対値をより大きくする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載される変速機を制御する制御装置に関する。

車両用の自動変速機の一として、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ））が既知である（例えば、下記特許文献を参照）。ベルト式ＣＶＴは、駆動プーリ及び従動プーリと、両プーリに巻き掛けられたベルトとを要素とする巻掛伝動機構である。駆動プーリ及び従動プーリはそれぞれ、ベルトを左右から挟圧する固定シーブ及び可動シーブの対から構成されている。固定シーブと作動シーブとの距離を拡縮することで、ベルトを巻き掛けるプーリの実効半径が変化し、変速比が無段階に（連続的に）変化する。

可動シーブは、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力により駆動される。液圧サーボは、液圧センサを介して計測される作動液の圧力を参照したフィードバック制御により制御される。

液圧センサが出力する作動液圧力の計測値に誤差があると、プーリがベルトを最適な圧力で挟圧することができなくなり、ＣＶＴにおける機械的損失が増大する。特に、液圧センサの計測値が正の方向にずれている、即ち計測値が真正値よりも大きくなっていると、フィードバック制御によりプーリがベルトを挟圧する力が弱くなり、ベルトがプーリに対して滑ってしまうおそれがある。

液圧センサの出力は、熱履歴その他の経年変化により徐々にドリフトしてゆくことが避けられないため、反復的に較正を実施することが必須である。一方で、較正に失敗すると、却ってベルトの滑りに拍車がかかってしまう。

特開２０１１−２４７２９０号公報

本発明は、自動変速機を駆動する作動液の圧力を検出するセンサの較正を適切に行うことを所期の目的としている。

本発明では、機関の出力トルクを自動変速機に入力して車軸へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機の減速比を変化させる態様の車両において、作動液の圧力を検出する液圧センサの較正を行うものであって、液圧センサの出力値に補正量を加味して作動液の圧力の実測値とすることとし、作動液の圧力が基準圧力に低下したと思しき所定の条件が成立したときの液圧センサの出力値を基に、基準圧力に対応した液圧センサの出力の学習値を取得し、過去に学習した学習値と今回学習した学習値との差分にゲインを乗じて、以後の作動液の圧力の検出に用いる補正量を得るとともに、過去の学習値よりも今回の学習値の方が大きい場合、過去の学習値よりも今回の学習値の方が小さい場合と比較して前記ゲインの絶対値をより大きくすることを特徴とする制御装置を構成した。

本発明によれば、自動変速機を駆動する作動液の圧力を検出するセンサの較正を適切に行うことができる。

本発明の一実施形態における内燃機関の全体構成を示す図。同実施形態における自動変速機の構成を示す図。同実施形態の制御装置が実行する処理の手順例を示すフローチャート。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。この火花点火式内燃機関は、筒内直接噴射式のものであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）と、各気筒１内に燃料を噴射するインジェクタ１０と、各気筒１に吸気を供給するための吸気通路３と、各気筒１から排気を排出するための排気通路４と、吸気通路３を流通する吸気を過給する排気ターボ過給機５と、排気通路４から吸気通路３に向けてＥＧＲ（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガスを還流させる外部ＥＧＲ装置２とを備えている。

気筒１の燃焼室の天井部には、点火プラグ１３を取り付けてある。図２に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ１３は、点火コイル１２にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイル１２は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ１１とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

内燃機関及び自動変速機９の制御装置たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）０からの点火信号ｉをイグナイタ１１が受けると、まずイグナイタ１１が点弧して点火コイル１２の一次側に電流が流れ、その直後の点火タイミングでイグナイタ１１が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ１３の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。

吸気通路３は、外部から空気を取り入れて気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、過給機５のコンプレッサ５１、インタクーラ３２、電子スロットルバルブ３３、サージタンク３４、吸気マニホルド３５を、上流からこの順序に配置している。

排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２、過給機５の駆動タービン５２及び三元触媒４１を配置している。加えて、タービン５２を迂回する排気バイパス通路４３、及びこのバイパス通路４３の入口を開閉するバイパスバルブであるウェイストゲートバルブ４４を設けてある。ウェイストゲートバルブ４４は、アクチュエータに制御信号ｌを入力することで開閉操作することが可能な電動ウェイストゲートバルブであり、そのアクチュエータとしてＤＣサーボモータを用いている。

排気ターボ過給機５は、駆動タービン５２とコンプレッサ５１とを同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、駆動タービン５２を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサ５１にポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮（過給）して気筒１に送り込む。

外部ＥＧＲ装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。外部ＥＧＲ通路の入口は、排気通路４におけるタービン５２の上流の所定箇所に接続している。外部ＥＧＲ通路の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３４に接続している。外部ＥＧＲ通路上にも、ＥＧＲクーラ２１及びＥＧＲバルブ２２を設けてある。

図２に、車両が備える自動変速機の例を示す。この自動変速機は、トルクコンバータ７及びベルト式ＣＶＴ９を具備する無段変速機である。内燃機関が出力する回転トルクは、内燃機関のクランク軸からトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、遊星歯車機構を用いた前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５には出力ギヤ１０１を固設してあり、この出力ギヤ１０１はデファレンシャル装置のリングギヤ１０２と噛合して車軸１０３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。

トルクコンバータ７は、ロックアップ機構（図示せず）を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ７の入力軸と出力軸とを相対回動不能に締結するロックアップクラッチと、ロックアップクラッチを断接切換駆動するための油圧を制御するロックアップソレノイドバルブとを要素とする。通常、ロックアップ機構は、自動変速機による変速比の変更を伴わない状況において、トルクコンバータ７の入力側と出力側とを締結する。

前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な油圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力軸）との間にも、断接切換可能な油圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。

走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。非走行レンジであるＮレンジ、Ｐレンジでは、リバースクラッチ８４、フォワードブレーキ８５をともに切断する。

ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有しており、液圧サーボ９１３を操作し可動シーブ９１２を変位させることを通じて変速比を無段階に変更できる。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有しており、液圧サーボ９２３を操作し可動シーブ９２２を変位させることを通じてトルク伝達に必要なベルト推力を与える。

変速比を操作するべく液圧サーボ９１３、９２３に供給される作動液（作動油）を吐出する液圧ポンプ（図示せず）は、内燃機関のクランクシャフトからトルクの伝達を受けて稼働する、既知の非電動式のものである。一般的に、ＣＶＴ９の作動液は、トルクコンバータ７に用いられる流体と共通である。

ＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるエンジン回転信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３３の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するアクセル開度センサから出力されるアクセル開度信号ｃ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３４）内の吸気温及び吸気圧（または、過給圧）を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、ＣＶＴ９の作動液の圧力（油圧）を検出する液圧センサから出力される液圧信号ｆ、ＣＶＴ９の作動液の温度（油温）を検出する液温センサから出力される液温信号ｇ、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｈ等が入力される。

出力インタフェースからは、点火プラグのイグナイタ１１に対して点火信号ｉ、ＥＧＲバルブ２２に対して開度操作信号ｊ、スロットルバルブ３３に対して開度操作信号ｋ、ウェイストゲートバルブ４４に対して開度操作信号ｌ、インジェクタ１０に対して燃料噴射信号ｍ、ＣＶＴ９に対して変速比制御信号ｎ、ロックアップ機構のロックアップソレノイドバルブに対してロックアップ制御信号ｏ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、ＥＧＲ量（または、ＥＧＲ率）、ＣＶＴ９による変速比、トルクコンバータ７のロックアップを行うか否か、といった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態のＥＣＵ０は、ＣＶＴ９の変速比を制御するに際して、可動シーブ９１２、９２２を駆動する作動液の圧力を液圧センサを介して検出し、プーリ９１、９２がベルト９３を挟圧する挟圧力が適正値となるようにフィードバック制御を行う。

フィードバック制御において、ＥＣＵ０は、液圧センサが出力する出力値に補正量を加味した上で、作動液の圧力の実測値とする。補正量を加味するのは、液圧センサの出力が熱履歴その他の経年変化により真正な値から徐々にドリフトしてゆくことによる。

そして、ＥＣＵ０は、液圧センサの出力のずれを補正するための補正量を更新する較正を、反復的に実施する。図３に、液圧センサの出力較正においてＥＣＵ０が実行する処理の手順例を示す。まず、ＥＣＵ０は、作動液の圧力が基準圧力に低下したと思しき所定の条件が成立したときの液圧センサの出力値を基に、基準圧力に対応した液圧センサの出力の学習値を取得する（ステップＳ１）。所定の条件とは、例えば、液圧ポンプが停止（本実施形態にあっては、内燃機関が停止していることと同義）しており、なおかつ作動液の温度がある閾値よりも下がっている（または、液圧ポンプが停止してから所定の時間が経過している）、等である。ステップＳ１では、前記所定条件下における液圧センサの出力値を複数回取得し、それらの値を合算したものを取得回数で割って平均値をとる。さらに、大気圧センサを介して検出した大気圧の高低に応じた補正を加えて、学習値とする。学習値は、ＥＣＵ０のメモリに記憶保持する。

また、ＥＣＵ０は別途、大気圧センサの故障の有無を判定する。大気圧センサの故障判定は、内燃機関が停止してから所定の時間が経過した後に、または前記所定条件が成立しているときに行う。具体的には、吸気通路３内の圧力を検出する圧力センサの出力と、大気圧センサの出力とを比較し、両者の差が許容範囲以内に収まっていれば大気圧センサが正常、そうでなければ大気圧センサが不良であると判定する。要するに、内燃機関の停止中は吸気通路３内の圧力がほぼ大気圧に等しいことを援用する。

その上で、ＥＣＵ０は、学習値から補正量を演算する。ＥＣＵ０は、過去に学習した学習値よりも今回学習した学習値の方が大きいかどうか（ステップＳ２）、並びに、大気圧センサが正常であるか不良であるか（ステップＳ３）に応じて、補正量を算出するための補正ゲインを決定する（ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）。

本実施形態にあって、過去に学習した学習値とは、学習環境として安定している状況で学習した学習値、換言すれば今回の学習機会よりも圧力センサの信頼性が高かった、出力値に混入する誤差が小さかったときに学習した学習値であり、予めＥＣＵ０のメモリに記憶しているものである。本実施形態では、工場出荷時に学習した学習値を、ここに言う過去に学習した学習値としている。過去の学習値よりも今回の学習値の方が大きい場合には、その逆の場合と比較して、補正ゲインの絶対値をより大きな値に設定する。即ち、｜ゲイン１｜＞｜ゲイン３｜、｜ゲイン２｜＞｜ゲイン４｜である。これは、圧力センサの出力値が正の方向にずれており、センサを介して計測した圧力値が真正の圧力値よりも大きくなってしまう（その結果としてベルト９３の滑りが誘発されるおそれがある）場合に、積極的な補正を行う意図である。

また、大気圧センサが不良である場合には、ステップＳ１にて学習した学習値の信憑性が疑われる。そこで、大気圧センサが正常である場合とは異なる補正ゲインを設定する。即ち、｜ゲイン１｜≠｜ゲイン２｜、｜ゲイン３｜≠｜ゲイン４｜である。

ＥＣＵ０は、過去に学習した学習値から今回した学習値を減算して差分を算出し（ステップＳ８）、その差分に、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の何れかにおいて設定した補正ゲインを乗じて、補正量を算出する（ステップＳ９）。ステップＳ９では、差分に補正ゲインを乗じたものを、以前の補正量に加算して、新たな補正量とする。

なお、ステップＳ９にて算出した新たな補正量が上限ガード値を上回る場合には（ステップＳ１０）、補正量を上限ガード値とする（ステップＳ１１）。同様に、ステップＳ９にて算出した新たな補正量が下限ガード値を下回る場合には（ステップＳ１０）、補正量を下限ガード値とする（ステップＳ１１）。ＥＣＵ０は、ステップＳ９またはＳ１１にて得た補正量をメモリに記憶保持し、以後のフィードバック制御に用いる。

本実施形態では、機関の出力トルクを自動変速機９に入力して車軸１０３へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機９の減速比を変化させる態様の車両において、作動液の圧力を検出する液圧センサの較正を行うものであって、液圧センサの出力値に補正量を加味して作動液の圧力の実測値とすることとし、作動液の圧力が基準圧力に低下したと思しき所定の条件が成立したときの液圧センサの出力値を基に、基準圧力に対応した液圧センサの出力の学習値を取得し、過去に学習した学習値と今回学習した学習値との差分にゲインを乗じて、以後の作動液の圧力の検出に用いる補正量を得るとともに、過去の学習値よりも今回の学習値の方が大きい場合、過去の学習値よりも今回の学習値の方が小さい場合と比較して前記ゲインの絶対値をより大きくすることを特徴とする制御装置を構成した。

本実施形態によれば、自動変速機９を駆動する作動液の圧力を検出するセンサの較正を適切に行うことができ、誤学習も回避できる。また、特に、ＣＶＴ９のベルト９３の滑りを予防することが可能となる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、過去に学習した学習値よりも今回学習した学習値の方が小さい場合にも補正量の更新を行うこととしていた。これに対し、、過去に学習した学習値よりも今回学習した学習値の方が小さい場合、補正量の更新を行わないようにしてもよい。

上記実施形態における変速機はＣＶＴ９であったが、遊星歯車等を用いた有段自動変速機を実装した車両においても、本発明を適用することは当然に可能である。

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に搭載される自走変速機の制御に利用できる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
９…自動変速機（ＣＶＴ）
１０３…車軸

Claims

機関の出力トルクを自動変速機に入力して車軸へと伝達するとともに、液圧ポンプが吐出する作動液の圧力を利用して自動変速機の減速比を変化させる態様の車両において、作動液の圧力を検出する液圧センサの較正を行うものであって、
液圧センサの出力値に補正量を加味して作動液の圧力の実測値とすることとし、
作動液の圧力が基準圧力に低下したと思しき所定の条件が成立したときの液圧センサの出力値を基に、基準圧力に対応した液圧センサの出力の学習値を取得し、
過去に学習した学習値と今回学習した学習値との差分にゲインを乗じて、以後の作動液の圧力の検出に用いる補正量を得るとともに、
過去の学習値よりも今回の学習値の方が大きい場合、過去の学習値よりも今回の学習値の方が小さい場合と比較して前記ゲインの絶対値をより大きくする
ことを特徴とする制御装置。