JP2017166600A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン1と駆動輪7との間に配され、締結状態のハイクラッチ33を解放すると共に解放状態のローブレーキ32を締結することで変速を行う副変速機30を備え、
副変速機30の変速に際して、エンジントルクTeをエンジン1に加わる負荷トルクよりも低下させるトルクダウンを行うと共に、前記変速の進行に伴ってエンジントルクTeを増大させるトルク復帰を行う際、このトルク復帰の開始タイミングを、ハイクラッチ33の回転速度差に基づいて設定する構成とした。
【選択図】図4
Description
さらに、ジャダーを抑制するためにトルクダウン制御を行うものの、低減したエンジントルクの復帰タイミングについては検討の余地がある。また、摩擦締結要素の架け替え変速時にもジャダーが発生するので、ジャダー抑制が必要とされているが、この場合でもトルクダウン制御からの復帰タイミングを検討する必要がある。
すなわち、トルクダウンからの復帰タイミングが早すぎれば、ジャダーの抑制を十分に行うことができない。一方、復帰タイミングが遅すぎれば、駆動力の低い状態が長く続き、変速に対して運転者に違和感を与える。
前記有段変速機構は、走行駆動源と駆動輪との間に配され、締結状態の第1摩擦締結要素を解放すると共に解放状態の第2摩擦締結要素を締結することで、シフト前変速段からシフト後変速段への変速を行う。
前記トルク制御手段は、前記有段変速機構の前記シフト前変速段から前記シフト後変速段への変速に際して、前記走行駆動源の出力トルクを前記走行駆動源に加わる負荷トルクよりも低下させるトルクダウンを行うと共に、前記変速の進行に伴って前記走行駆動源の出力トルクを増大させるトルク復帰を行う。さらに、前記トルク復帰の開始タイミングを、前記第1摩擦締結要素の回転速度差に基づいて設定する。
これに対し、走行駆動源の出力トルクを負荷トルクよりも低下させることで、締結状態から解放する摩擦締結要素(=第1摩擦締結要素)のクラッチ面圧を下げることができる。そのため、変速の進行によって第1摩擦締結要素のクラッチ面圧が下がり、この第1摩擦締結要素において回転速度差が発生しても、回転速度差発生時のクラッチ面圧を下げることができるため、ジャダーの発生を抑制できる。
また、ジャダーが生じる第1摩擦締結要素の回転速度差に基づいてトルク復帰の開始タイミングを設定することで、トルク復帰の開始に適切なタイミングを検知でき、ジャダーが発生しない適切なタイミングでのトルク復帰を行うことを可能とする。この結果、ジャダーの発生を抑制すると共に、駆動力不足が不要に長引くことを防止して、変速に際して運転者に与える違和感を低減することができる。
実施例1における自動変速機の制御装置は、副変速機付き無段変速機が搭載されたエンジン車に適用したものである。以下、実施例1における自動変速機の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速マップによる変速制御構成」、「変速時エンジントルク制御処理構成」に分けて説明する。
図1は実施例1の制御装置が適用された自動変速機が搭載されたエンジン車を示す全体構成を示し、図2は自動変速機の電子制御系を示す。以下、図1及び図2に基づいて、実施例1の制御装置の全体システム構成を説明する。
エンジン1からの出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ2、第1ギヤ列3、自動変速機4、第2ギヤ列5、終減速装置6を介して駆動輪7へと伝達される。
第2ギヤ列5には、駐車時に自動変速機4の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構8が設けられている。また、車両には、エンジン1の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ10と、オイルポンプ10からの油圧を調圧して自動変速機4の各部位に供給する油圧制御回路11と、エンジン1に内蔵されたスロットルバルブアクチュエータ等へ指令を出力してエンジン動作点を制御するエンジンコントローラ12と、油圧制御回路11及びエンジンコントローラ12を制御する統合コントローラ13と、が設けられている。以下、各構成について説明する。
ここで、「直列に設けられる」とは、同一の動力伝達経路においてバリエータ20と副変速機30が直列に設けられるという意味である。副変速機30の入力軸は、実施例1のようにバリエータ20の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構(例えば、ギヤ列やクラッチ)を介して接続されていてもよい。
図3は、統合コントローラの記憶装置に格納される変速マップの一例を示す。以下、図3に基づき、変速マップによる変速制御構成を説明する。
この図3において、自動変速機4の動作点と変速マップ左下隅の零点を結ぶ線の傾きが自動変速機4の変速比(バリエータ20の変速比に副変速機30の変速比を掛けて得られるトータル変速比、つまり、バリエータ20及び副変速機30によって達成される自動変速機4の全体変速比。以下、「スルー変速比」という。)を表している。
この変速マップには、従来のベルト式無段変速機の変速マップと同様に、アクセル開度APO毎に変速線が設定されており、自動変速機4の変速はアクセル開度APOに応じて選択される変速線に従って行われる。
この「到達スルー変速比」は、当該運転状態でスルー変速比が最終的に到達すべき目標値である。そして、統合コントローラ13は、スルー変速比を所望の応答特性で到達スルー変速比に追従させるための過渡的な目標値である「目標スルー変速比」を設定し、バリエータ20及び副変速機30を制御して、実スルー変速比を目標スルー変速比に一致(追従)させる「協調変速」を実施する。
図4は実施例1にて実行される変速時エンジントルク制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、副変速機の変速実行時にエンジン1の出力トルクを制御する実施例1の変速時エンジントルク制御処理を表す図4の各ステップについて説明する。なお、図4に示すフローチャートは、エンジン1がON状態になると開始され、エンジン1が停止するまで繰り返される。
ここで、2速段から1速段への変速要求の有無は、図3に示す変速マップ上での自動変速機4の動作点に基づいて判断する。
ここで、「解放側摩擦締結要素」とは、副変速機30のダウンシフトによって締結状態から解放状態へと変化する摩擦締結要素である。また、「クラッチ面圧」とは、摩擦締結要素への入力トルクであり、エンジン1の出力トルク(以下、「エンジントルクTe」という)の大きさに基づいて推定する。
ここで、摩擦締結要素でジャダーが発生するのは、クラッチ面圧が所定値以上のときに回転速度差が生じるためである。つまり、「回転速度差が生じたときにジャダーが発生しないクラッチ面圧の最大値(=閾値)」よりも実際のクラッチ面圧が低い状態であれば、摩擦締結要素で回転速度差が生じてもジャダーは発生しない。
すなわち、「閾値」は、ハイクラッチ33において、回転速度差が生じたときにジャダーが発生しないクラッチ面圧の最大値に設定する。なお、この「回転速度差が生じたときにジャダーが発生しないクラッチ面圧の最大値(=閾値)」は、実験等により任意に設定する。
ここで、「ダウン時規制値(=トルクダウンを実施するために設定されるエンジントルク規制値)」は、エンジン1に加わる負荷トルクよりも低く、且つハイクラッチ33のクラッチ面圧をステップS3にて設定した「閾値」以下にする値である。この「ダウン時規制値」は、実験等により任意に設定する。
なお、「エンジン1に加わる負荷トルク」とは、ハイクラッチ33(解放側摩擦締結要素)を解放に向けて低下させる前のクラッチ伝達容量である。また、このダウン時規制値の低下量、つまりトルクダウン量は、副変速機30のダウンシフトの開始時点におけるバリエータ20の変速比がHigh側である(小さい)ほど小さくする。
これにより、エンジン1の出力上限が規制され、エンジントルクTeを、負荷トルクよりも低く、且つハイクラッチ33のクラッチ面圧をステップS3にて設定した「閾値」にする値以下にするトルクダウンが実施される。
ここで、「スリップ促進制御」とは、トルクダウンの完了からハイクラッチ33の回転速度差が発生するまでの間、後述するトルク復帰中のエンジントルクTeの増大勾配θ1よりも小さい増大勾配θ2でエンジントルクTeを増大させることである。なお、この増大勾配θ2は、ハイクラッチ33のクラッチ解放速度がばらついても、所定時間以内に回転速度差を生じさせる値に設定される。
ここで、ハイクラッチ33の回転速度差は、セカンダリ回転速度センサ46によって検出されるバリエータ20のセカンダリ回転速度Nsec(副変速機入力回転速度)と、変速機出力回転速度センサ43によって検出される副変速機30の出力回転速度Nout(副変速機出力回転速度)との差異である。
ここで、「トルク復帰」とは、副変速機30のダウンシフト(変速)の進行に伴ってエンジントルクTeを、アクセル開度に現れる目標値に向けて増大させていくことである。具体的には、エンジントルク規制値を、ステップS4にて演算されたダウン時規制値から一定の時間をかけて増大させ、目標エンジントルクTe*に一致させる。
また、「エンジントルク規制値の増大傾き(トルク復帰中のエンジントルクTeの増大勾配θ1)」は、エンジントルク規制値を、イナーシャフェーズ時間をかけて、ダウン時規制値から目標エンジントルクTe*に一致させる勾配である。つまり、イナーシャフェーズが終了した時点で、エンジントルク規制値を目標エンジントルクTe*に一致させる増大変化速度に設定される。
ここで、エンジントルク規制値を増大させることで、エンジン1の出力上限が徐々に増大するので、実質的にエンジントルクTeが目標エンジントルクTe*に向けて増大していき、トルク復帰が実施される。
ここで、「ダウンシフトのイナーシャフェーズ」は、副変速機30の入出力回転から算出した副変速比(副変速機30の変速比)が、2速ギヤ比から1速ギヤ比へと変化するフェーズである。そのため、この「イナーシャフェーズ」は、副変速比が1速ギヤ比に達したら終了と判断する。
ここで、「トルクダウンの非実施状態」とは、エンジン1の出力上限を規制するエンジントルク規制値を、エンジントルクTeの最大出力値よりも大きい所定値に設定することである。これにより、エンジントルクTeは実質的に制限されることがなくなり、目標エンジントルクTe*に一致するように出力可能となる。
まず、「ジャダーの抑制メカニズム」と、「トルクダウンによるジャダー抑制の課題」について説明する。続いて、実施例1における「ダウンシフト時エンジントルク制御作用」を説明する。
図5は、比較例の自動変速機でのダウンシフト実施時のアクセル開度・変速フェーズフラグ・エンジントルク・車両加速度・エンジン回転速度・変速機出力軸回転速度の各特性を示すタイムチャートである。図6は、クラッチ伝達容量に対するクラッチ面圧の違いによるジャダーの有無を示す説明図である。以下、図5及び図6に基づき、ジャダーの抑制メカニズムを説明する。
このとき、解放側摩擦締結要素であるハイクラッチ33では、エンジントルクTeが高いことでクラッチ面圧が高い状態であるものの、入力トルク(エンジントルクTe)の上昇変化が少ないという状況になっている。このような状況でダウンシフトを実施することで、ジャダー(図5において破線Aで囲む部分)が発生しやすい状況となっている。
つまり、簡易的には、クラッチ面圧=摩擦締結要素に入力するトルク=駆動源出力トルクの関係が成立する。そのため、実施例1では、エンジントルクTeが大きければ、ハイクラッチ33へ入力するトルクが高くなり、ハイクラッチ33のクラッチ面圧が高くなる。
図7は、トルク復帰のタイミングによる課題を示す説明図である。以下、図6及び図7に基づき、トルクダウンによるジャダー抑制の課題を説明する。
しかしながら、トルクダウンを実施することは、走行駆動源であるエンジン1からの出力トルクを低下させることである。そのため、エンジントルクTeを低下させすぎれば、当然ながら駆動力が不足し、運転性の悪化(運転者の違和感)につながる。一方、図6に示すように、解放側摩擦締結要素のクラッチ面圧が「回転速度差が生じたときにジャダーが発生しないクラッチ面圧の最大値(=閾値)」よりも大きい場合では、回転速度差が生じたときにジャダーが発生してしまう。
図8は、実施例1の制御装置を適用した自動変速機の副変速機でのダウンシフト実施時のアクセル開度・変速フェーズフラグ・エンジントルク・副変速機入力回転速度・副変速機出力回転速度・車両加速度・エンジン回転速度・変速機出力軸回転速度の各特性を示すタイムチャートである。以下、図8に基づき、実施例1のダウンシフト時のエンジントルク制御作用を説明する。
これにより、トルクダウン量ΔTを不要に大きく設定することがなく、副変速機30のダウンシフトに際して、駆動力が不足する違和感を低減することができる。
自動変速機における変速時間は、解放側摩擦締結要素が解放する時間によって影響を受ける。つまり、解放側摩擦締結要素において、回転速度差が発生するタイミングが遅くなるほど、変速時間が増長して駆動力不足を生じる。
また、この実施例1では、ハイクラッチ33に回転速度差が生じたらトルク復帰するため、回転速度差が発生するタイミングが遅くなるほど、エンジントルクTeのトルク復帰の開始タイミングが遅くなる。このため、運転者の要求に対して駆動力が低くなっている状態が長くなり、運転者に違和感を与える。
そのため、図10において一点鎖線で示すように、摩擦締結要素のクラッチ面圧を「ある値α」に維持した場合、この摩擦締結要素の解放速度のバラツキにより、同じタイミングで変速を開始しても、回転速度差が発生するタイミングにずれが生じる(Tα1〜Tα3)。そして、摩擦締結要素の解放速度が比較的遅い場合では、変速開始後、回転速度差が生じるまでの時間が長くなる。
なお、クラッチ面圧の増大勾配を大きくしすぎると、ジャダー抑制効果が小さくなることは上述の通りである。
すなわち、ハイクラッチ33の回転速度差を検知することによって、トルク復帰を行ってもジャダーが発生しないタイミングを検知することができる。
そのため、ジャダーの発生を防止しつつ、トルクダウン期間の不要な増大を防止できる適切なタイミングでトルク復帰を開始することができる。
これにより、ジャダー発生の有無を容易に判断することができ、不要なトルクダウンの実施を防止することができる。
実施例1の自動変速機の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記有段変速機構(副変速機30)が前記シフト前変速段(2速段)から前記シフト後変速段(1速段)への変速(ダウンシフト)に際して、前記走行駆動源(エンジン1)の出力トルク(エンジントルクTe)を前記走行駆動源(エンジン1)に加わる負荷トルク(ハイクラッチ33のクラッチ伝達容量)よりも低下させるトルクダウンを行うと共に、前記変速(ダウンシフト)の進行に伴って前記走行駆動源(エンジン1)の出力トルク(エンジントルクTe)を増大させるトルク復帰を行うトルク制御手段(統合コントローラ13)と、を備え、
前記トルク制御手段(統合コントローラ13)は、前記トルク復帰の開始タイミングを、前記第1摩擦締結要素(ハイクラッチ33)の回転速度差に基づいて設定する構成とした。
これにより、トルク復帰の開始に適切なタイミングを検知でき、摩擦締結要素(ローブレーキ32、ハイクラッチ33)の架け替え変速時、ジャダーの発生を抑制すると共に、駆動力不足が不要に長引くことを防止することができる。
これにより、(1)の効果に加え、適切なタイミングでトルク復帰を開始でき、摩擦締結要素(ローブレーキ32、ハイクラッチ33)の架け替え変速時、ジャダーの発生を防止すると共に、駆動力不足が不要に長引くことを防止することができる。
これにより、(2)の効果に加え、ハイクラッチ33のクラッチ解放速度にバラツキがあった場合でも、ハイクラッチ33での回転速度差の発生までの時間が不要に長くなることを防止でき、駆動力不足を抑制して運転者に与える違和感を低減することができる。
前記トルク制御手段(統合コントローラ13)は、前記有段変速機構(副変速機30)の前記シフト前変速段(2速段)から前記シフト後変速段(1速段)への変速(ダウンシフト)の開始時点の前記無段変速機構(バリエータ20)の変速比が小さいほど、前記トルクダウン時のトルクダウン量ΔTを小さくする構成とした。
これにより、(1)〜(3)のいずれかの効果に加え、トルクダウン量ΔTを不要に大きく設定することがなく、副変速機30のダウンシフトに際して、駆動力が不足する違和感を低減することができる。
前記トルク制御手段(統合コントローラ13)は、前記トルク復帰の完了タイミングを、前記有段変速機構(副変速機30)の前記ダウンシフトのイナーシャフェーズの終了タイミング以降に設定する構成とした。
これにより、(1)〜(4)のいずれかの効果に加え、トルク復帰を、副変速機30のダウンシフトのイナーシャフェーズ期間に実施することができ、このイナーシャフェーズ中、エンジントルクTeを常に増大させることができ、ダウンシフトに際して駆動力を得ることができる上、運転者に加速感を与えることができる。
これにより、(5)の効果に加え、運転者に加速感を与えると共に、トルクフェーズを円滑に進行することができ、変速ショックの発生を防止することができる。
イナーシャフェーズ中にエンジントルクTeを増大させ続ければよいので、イナーシャフェーズが終了した後でトルク復帰を完了してもよい。
ここで、バリエータ20がダウンシフトする場合、ハイクラッチ33への入力トルクが増大するため、ハイクラッチ33のクラッチ面圧が比較的高くなり、ジャダーが発生しやすくなる。一方、バリエータ20がアップシフトする場合、ハイクラッチ33への入力トルクが減少するため、ハイクラッチ33のクラッチ面圧が比較的低くなり、ジャダーが発生しにくくなる。
そのため、バリエータ20がダウンシフトするときには、トルク復帰時の増大勾配θ1B(一点鎖線)を小さくすることで、ハイクラッチ33への入力トルクの増大を抑制し、ジャダーの発生を減少することができる。また、バリエータ20がアップシフトするときには、トルク復帰時の増大勾配θ1A(実線)を大きくすることで、ハイクラッチ33への入力トルクの増大を許容し、駆動力を早期に増大させて、副変速機30の変速に際して駆動力が不足する違和感を低減することができる。
4 自動変速機
7 駆動輪
13 統合コントローラ(駆動源トルク制御手段)
20 バリエータ(無段変速機構)
21 プライマリプーリ
22 セカンダリプーリ
23 Vベルト
30 副変速機(有段変速機構)
32 ローブレーキ(摩擦締結要素)
33 ハイクラッチ(摩擦締結要素)
Claims (7)
- 走行駆動源と駆動輪との間に配され、締結状態の第1摩擦締結要素を解放すると共に解放状態の第2摩擦締結要素を締結することで、シフト前変速段からシフト後変速段への変速を行う有段変速機構と、
前記有段変速機構の前記シフト前変速段から前記シフト後変速段への変速に際して、前記走行駆動源の出力トルクを前記走行駆動源に加わる負荷トルクよりも低下させるトルクダウンを行うと共に、前記変速の進行に伴って前記走行駆動源の出力トルクを増大させるトルク復帰を行うトルク制御手段と、を備え、
前記トルク制御手段は、前記トルク復帰の開始タイミングを、前記第1摩擦締結要素の回転速度差に基づいて設定する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1に記載された自動変速機の制御装置において、
前記トルク制御手段は、前記第1摩擦締結要素の回転速度差が発生したとき、前記トルク復帰を開始する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項2に記載された自動変速機の制御装置において、
前記トルク制御手段は、前記トルクダウンの完了から前記第1摩擦締結要素の回転速度差が発生するまでの間、前記トルク復帰中の前記走行駆動源の出力トルクの増大勾配よりも小さい増大勾配で前記走行駆動源の出力トルクを増大させるスリップ促進制御を行う
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
前記走行駆動源と前記有段変速機構との間に配され、変速比を無段階に変更可能であって、前記有段変速機構の変速の進行に応じて変速する無段変速機構を有し、
前記トルク制御手段は、前記無段変速機構がダウンシフトする場合の前記トルク復帰中の前記走行駆動源の出力トルクの増大勾配を、前記無段変速機構がアップシフトする場合の前記トルク復帰中の前記走行駆動源の出力トルクの増大勾配よりも小さくする
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
前記走行駆動源と前記有段変速機構との間に配され、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構を有し、
前記トルク制御手段は、前記有段変速機構の前記シフト前変速段から前記シフト後変速段への変速開始時の前記無段変速機構の変速比が小さいほど、前記トルクダウン時のトルクダウン量を小さくする
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
前記有段変速機構の前記シフト前変速段から前記シフト後変速段への変速をダウンシフトとし、
前記トルク制御手段は、前記トルク復帰の完了タイミングを、前記有段変速機構の前記ダウンシフトのイナーシャフェーズの終了タイミング以降に設定する
ことを特徴する自動変速機の制御装置。 - 請求項6に記載された自動変速機の制御装置において、
前記トルク制御手段は、前記トルク復帰の完了タイミングを、前記有段変速機構の前記ダウンシフトのイナーシャフェーズの終了タイミングと同時に設定する
ことを特徴する自動変速機の制御装置。
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