JP2019124268A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
変速を判断したときには、該摩擦係合要素の現在の熱的負荷状態を算出するとともに、次変速で発生する該摩擦係合要素の発熱状態を予測して、該現在の熱的負荷状態と該予測した次変速の発熱状態とに基づいて該次変速の許可または禁止を決定するものであって、
次変速で発生する該摩擦係合要素の発熱状態を予測するときは、該予測された発熱状態をスロットル開度に応じて補正する補正係数を有することとした。
次に、本発明の要部について詳しく説明する。実施例1の自動変速機の変速制御装置は、各摩擦係合要素の現在の熱的負荷状態(温度)を常に算出するとともに、次回の変速時の当該摩擦係合要素の上昇温度を推測し、これらの結果に基づいて次回の変速の禁止又は許可を実行する連続変速プロテクション制御を実行する。
解放状態:Tdown=−B×t、ただしBは定数、tはインターバル・・・(1)
締結状態:Tdown=−C×t、ただしCは定数、tはインターバル・・・(2)
つまり、放熱量算出手段106では、定常時には所定の勾配(B,C)でクラッチ温度が低下するものとして放熱量を算出する。また、上記の定数B,Cについては、実施例1においては、B>Cと設定されており、図7に示すように、解放定常時のほうが急な勾配で温度低下するように設定されている。これは、締結定常時に比べて解放定常時の方が、潤滑油が摩擦要素に供給され易く、その結果大きな放熱を行えるためである。そして、前回算出したクラッチの現在温度Tcに今回算出した放熱量を加算することで、新たなクラッチの現在温度が算出される。
そこで、放熱量算出手段106には、クラッチの締結または解放定常状態が所定時間継続すると、式(1),(2)による放熱量の計算をリセットする(或いは、下限値をクリップする)機能が設けられている。すなわち、放熱量算出手段106には、図示しないリセット判定タイマ(以下、単にタイマという)が設けられており、締結定常又は解放定常の開始が判定されるとタイマがカウントをスタートする。
また、タイマのカウントが所定時間を越えなくても、現クラッチ温度が油温TOIL 以下となると、これ以降はクラッチ温度=油温TOIL と設定する。
一方、タイマのカウント開始から所定時間以内にクラッチの状態が解放過渡又は締結過渡に変化すると、タイマがリセットされてカウントが初期値に戻る。これにより、クラッチが過渡状態から再び定常状態になると初期値からカウントが開始される。
図8(a)に示すように、連続変速が発生すると、クラッチが締結されるたびにクラッチ温度が上昇する。なお、クラッチの締結定常時及び解放定常時にはクラッチ温度は低下するが、連続変速が短時間で行われるような場合にはクラッチ締結過渡時の温度上昇に比べれば温度低下は少ない。
この場合には発熱量算出手段105においてもクラッチの現在の温度が随時算出される。まず、タービン回転数センサ12等の情報に基づいてクラッチが過渡状態であると判定されると、発熱量算出手段105ではクラッチが解放過渡時であるのか締結過渡時であるのかを判定する。
そして、クラッチの状態が締結過渡時であると判定されると(例えば2→3変速中の第2クラッチ17)、発熱量算出手段105に設けられた締結過渡時発熱量算出手段107によりクラッチの発熱量が算出される。
また、この締結過渡時発熱量算出手段107では、変速マップ3からの情報に基づいて、現在進行している変速がアップシフトであるか、又は、ダウンシフトであるかを判定する。ここで、クラッチが締結過渡状態であっても、アップシフトとダウンシフトとでは熱的負荷が大きく異なり、アップシフト時の締結過渡は、ダウンシフト時に比べて熱的負荷が大きい。一方、ダウンシフト時には、クラッチの締結過渡であってもあまり熱的負荷は大きくない。
TUP=(ΔN×Tin×Δt/1000)×A×α・・・・(3)
TUP=0 ・・・・(4)
ただし、式(3)において、ΔNはクラッチの相対回転数、Tinはクラッチの伝達トルク、Δtは微小変速時間、Aはエネルギー量を温度に換算するための定数、αはマッチング定数(補正係数)である。なお、クラッチの相対回転ΔNは、タービン回転数センサ14で得られるタービン回転数NTと、出力軸回転数センサ13で得られる出力軸回転数Noと、変速機の各歯車のギア比とに基づいて算出される。また、クラッチの伝達トルクは、各摩擦係合要素に対するソレノイドバルブのデューティ値、即ち油圧値から算出される。
また、締結過渡時であってもダウンシフト時には発熱量は僅かであるので、実施例1では、式(4)で示すように、ダウンシフト時発熱量TUP=0と設定される。これは、上記したように、クラッチが解放過渡となると、潤滑油によるの温度低下(放熱)と、比較的小さな発熱よる温度上昇とが相殺されるため、略一定の温度となるためである。
そして、このようにアップシフト時には、変速中に積分して発熱量TUPを毎周期毎に算出するとともに、算出された発熱量TUPに対して前回の制御周期で算出されたクラッチ温度Tcを加算することで現クラッチ温度Tcが算出される。なお、上述したように、クラッチ温度Tcの初期値は、油温センサ14で得られたATF温度TOIL に設定される。
一方、解放過渡時には、解放過渡時発熱量算出手段108により、発熱量=0と設定される。したがって、解放過渡時にはクラッチ温度は一定の温度として現在温度が算出される。
TINH =T1U+T1D・・・・(5)
T1U=1/2×(ΔN×TinINH_IP×ΔtINH_IP/1000)×A×Kx
+(ΔN×TinINH_TP×ΔtINH_TP/1000)×A×Kx・・・・(6)
また、式(6)において、TinINH_IPはイナーシャフェーズにおけるクラッチ伝達トルク、TinINH_TPはトルクフェーズにおけるクラッチ伝達トルク、ΔtINH_IPはイナーシャフェーズ中の微小変速時間、ΔtINH_TPはトルクフェーズ中の微小変速時間、Kxはスロットル開度に応じた補正係数である。実施例1では、TinINH_IP,TinINH_TP,ΔtINH_IP及びΔtINH_TPは、それぞれ摩擦係合要素ごとに所定値が適用されている。
また、式(6)において、
TinINH_IP×ΔtINH_IP=Tin_dt_IP
TinINH_TP×ΔtINH_TP=Tin_dt_TP
とおくと、下式(7)となる。
T1U=ΔN(1/2×Tin_dt_IP+Tin_dt_TP)/1000×A×Kx・・・(7)
そして、予測温度算出手段103では、現在のクラッチ温度Tcに予測上昇温度TINH を加算して、次変速時の変速完了時における予測温度TESが算出される。
また、図5に示すように、コントローラ1には、閾値記憶手段110が設けられている。閾値記憶手段110には、第1の所定温度T1と第2の所定温度T2とが記憶されている。ここで、第1の所定温度T1<第2の所定温度T2であって、第1の所定温度T1は、クラッチが最低1回の締結と解放とを実行しても焼き着くことはないが、所定期間継続してこの温度以上になったり、連続して複数回締結と解放を行うとクラッチが焼き着くおそれのある最低の温度(例えば250℃)であって、ある程度の安全率を見込んだ温度である。また、第2の所定温度T2は、1回でも締結を行うと確実に焼き付くと推測できる温度(例えば300℃)であって、余裕代のないぎりぎりの温度に設定されている。
そして、比較手段109において第1の所定温度T1と予測温度TESとが比較され、予測温度TESが所定温度T1以上(T1≦TES)であると判定されると、禁止手段104により原則として次変速のアップシフトが禁止される。なお、上述のようにダウンシフトではクラッチの発熱量=0とみなしているので、ダウンシフトについては特に禁止しない。一方、予測温度TESが所定温度T1未満の場合(T1>TES)には、禁止手段104では、次変速をアップシフト及びダウンシフトとも許可する。これにより、クラッチが焼き付くおそれのある場合には、次変速のアップシフトを禁止するとともに、クラッチが焼き付かないと判定できる場合には変速を許容するので、クラッチの熱的負荷状態に応じた適切な変速の禁止及び許可を行うことができる。
つまり、この場合には、エンジンの保護を優先するため、アップシフトを許可することで変速によるエンジン回転数の低下を図り、エンジンのオーバレブを防止しているのである。また、第1の所定温度T1は上述のように1回の締結と解放とを実行しても焼き着くことのない余裕分を見込んだ温度であって、この場合にはクラッチが焼き付くことはないので、クラッチの焼き付きを回避できる範囲でアップシフトを許可する。
そして、予測温度TESがT1≦TES<T2を満たす状態で、オーバレブ防止の目的でアップシフトが許容された場合、その後車速とスロットル開度とで規定される運転領域が所定領域内であることが検出されるまで、ダウンシフトを禁止する。
そこで、オーバレブを回避するために3速へのアップシフトが可能か判定される。そして、3速へのアップシフト時に締結側クラッチの予測温度TESが上述の第1の所定温度T1以上のNG領域に入るものの、第2の所定温度T2未満であれば、3速への変速を許可する。これにより運転点は点bに移り、クラッチ温度はT1以上T2未満の範囲に上昇する。
ステップS1において現在のエンジン回転数NT、タービン回転数NE、油温TOIL 等の情報を取り込み、ステップS2でクラッチの状態が判定される。
そして、締結定常であればステップS3以下に進み、ステップS4でタイマのカウントを開始する。なお、タイマのカウントがすでに開始していればカウントを継続する。そして、ステップS5で放熱量の計算を行う。ここで、ステップS5では上述の式(2)より放熱量を算出する。
また、解放過渡であればステップS6からステップS7に進み、上記タイマカウントを停止するとともに初期値にクリアする。次に、ステップS8において、発熱量=0と設定する〔同じく式(4)参照〕
また、解放定常であれば、ステップS9以下に進み、ステップS4と同様にステップS10でリセット判定タイマをカウントし、その後、ステップS11で放熱量の計算を行う。また、ステップS11では放熱量を式(1)に基づいて算出する。
また、変速種がアップシフトと判定されると、ステップS16からステップS17に進み、現在トルクフェーズ前か否かが判定される。なお、トルクフェーズとはクラッチのがた詰め(プリチャージ)からタービン回転数に変化が生じるまでの段階である。そして、トルクフェーズ前であれば、実質的にはクラッチは解放の定常状態であるので、やはりステップS7に進み、発熱量=0と設定される。
一方、ステップS18でイナーシャフェーズ終了前と判定されると、ステップS19でタイマをクリアして、その後ステップS20で発熱量が式(3)に基づいて計算される。
このようにしてクラッチの状態に応じた発熱量又は放熱量が算出されると、ステップS21において、上記ステップS4及びステップS10でカウントされたタイマ値が所定値(クラッチリセット設定時間)以上か否かが判定される。そして、タイマ値が所定値以上であればステップS24に進み、所定値未満であればステップS22に進む。なお、直前でステップS7又はステップS19を通った場合には当然ながらタイマはクリアされているので、Noのルートを通り、ステップS22に進む。
そして、ステップS23で現在のクラッチ温度と油温とを比較して、算出されたクラッチ温度が現在の油温以下であるか否かを判定し、現在の油温よりも低ければステップS24に進んで、現在のクラッチ温度=油温と設定される。
一方、ステップS31でオーバレブすると判定されると、ステップS33に進み、エンジンを保護する目的でダウン変速が禁止されるとともにアップ変速が許可され、オーバレブフラグがオンとなる。これにより、アップ変速が実行されてオーバレブが回避される。ただし、このステップS33では、クラッチ温度Tcが第2所定温度T2以上である場合にはアップ変速を禁止して、クラッチの焼き付を防止する。
したがって、実施例1の自動変速機の変速制御装置によれば、例えば図11に示すようにクラッチの温度に応じた変速の禁止が行われる。ここで、図11において(a)は実際の変速指示を示す図、(b)は変速要求の一例を示す図、(c)はクラッチ温度の変化を示す図である。
その後、定常状態となると、時間に応じて一定勾配でクラッチ温度が低下する。なお、この定常状態が所定時間継続した場合や、計算上クラッチ温度が油温以下になった場合には、図11の実線で囲んだ領域に示すように、クラッチ温度の下限値がクリップされる。
このように、本装置によれば、クラッチ等の摩擦係合要素の現在の熱的負荷状態と、次変速で発生する摩擦係合要素の発熱状態とを予測して、現在の熱的負荷状態と予想した次変速の発熱状態とに基づいて次変速の許可または禁止を決定するので、連続変速の禁止又は許可を精度よく実行することができる。また、これにより各摩擦係合要素の焼き付きを確実に防止でき、耐久性を高めることができるという利点がある。
(1)複数の摩擦係合要素の係合状態を変更することにより目標変速段への変速を行なう自動変速機の変速制御装置であって、
変速を判断したときには、該摩擦係合要素の現在の熱的負荷状態を算出するとともに、次変速で発生する該摩擦係合要素の発熱状態を予測して、該現在の熱的負荷状態と該予測した次変速の発熱状態とに基づいて該次変速の許可または禁止を決定するものであって、
次変速で発生する該摩擦係合要素の発熱状態を予測するときは、該予測された発熱状態をスロットル開度に応じて補正する補正係数Kxを有する。
よって、スロットル開度に応じた変速制御の変速性能に応じた発熱状態を算出することができ、精度の高い発熱状態を予測できる。
よって、低開度領域や高開度領域に対し、中間開度領域でトルクフェーズの開始タイミングに大きなばらつきが生じたとしても、ばらつきに応じた補正ができる。
(3)補正係数Kxのスロットル開度に対するデータ数は、低開度領域もしくは高開度領域よりも中間開度領域のデータ数が多い。よって、低開度領域や高開度領域に比べてばらつきの大きな中間開度領域で、より精度の高い補正が実現できる。
また、アップシフト時予測上昇温度算出手段111では、クラッチがアップシフトを1回実行した際に生じる発熱量T1Uとダウンシフトを1回実行した際生じる発熱量T1Dとを算出する際においてもT1D=0と設定しているが、これについてもT1D=βとして算出するようにしても良い。
2 フィードバック制御手段
3 変速マップ
7 自動変速機
10 入力軸又はタービンシャフト
12 入力軸回転数センサ
15 第1クラッチ(摩擦係合要素)
17 第2クラッチ(摩擦係合要素)
19 第3クラッチ(摩擦係合要素)
22 第1ブレーキ(摩擦係合要素)
23 第2ブレーキ(摩擦係合要素)
35 油圧クラッチ機構
101 現在温度算出手段
102 予測上昇温度算出手段
103 予測温度算出手段
104 変速禁止手段
105 発熱量算出手段
106 放熱量算出手段
107 締結過渡時発熱量算出手段
108 解放過渡時発熱量算出手段
109 比較手段
Claims (3)
- 複数の摩擦係合要素の係合状態を変更することにより目標変速段への変速を行なう自動変速機の変速制御装置であって、
変速を判断したときには、該摩擦係合要素の現在の熱的負荷状態を算出するとともに、次変速で発生する該摩擦係合要素の発熱状態を予測して、該現在の熱的負荷状態と該予測した次変速の発熱状態とに基づいて該次変速の許可または禁止を決定するものであって、
前記次変速で発生する該摩擦係合要素の発熱状態を予測するときは、該予測された発熱状態をスロットル開度に応じて補正する補正係数を有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 請求項1に記載の自動変速機の変速制御装置において、
前記補正係数は、スロットル開度が低開度領域もしくは高開度領域における減少補正量よりも、中間開度領域における減少補正量が大きいことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 請求項2に記載の自動変速機の変速制御装置において、
前記補正係数のスロットル開度に対するデータ数は、前記低開度領域もしくは前記高開度領域よりも前記中間開度領域のデータ数が多いことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
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