JP2689417B2 - 自動変速機の変速シヨツク軽減装置 - Google Patents

自動変速機の変速シヨツク軽減装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は自動変速機の変速ショックを軽減するための
装置に関するものである。 (従来の技術) 自動変速機は、各種摩擦要素の選択的油圧作動により
動力伝達経路を切換えられて変速を行うよう構成する
が、動力伝達経路の切換えが急過ぎると、変速ショック
を生ずる。 そこで従来特開昭57−47056号公報等により、変速中
摩擦要素の作動油圧をエンジン負荷に応じた比較的低い
一定値に保持し、変速終了時元圧(ライン圧)と同じ値
に高める変速ショック軽減技術が提案された。 (発明が解決しようとする課題) しかしかかる従来の変速ショック軽減技術では、変速
中のショックを軽減できても、変速の終了で摩擦要素の
作動油圧が上記一定値から元圧迄高まる時、変速機出力
トルクに段差を生ぜしめ、これを、変速ショックと感ず
るのを避けられない。 なお、本願出願人は先に特開昭60−151444号公報によ
り、第9図に2点鎖線A1,A2で示すようにタービン回転
数NT(変速機入力回転数)がイナーシャフェーズ時間Δ
TS(変速)中に一定の変化率で変化するよう、摩擦要素
の作動油圧を時系列的に制御するようにした装置を提案
している。 しかしこの場合、変速中は出力トルクToが滑らかに変
化して狙い通りに変速ショックを軽減することができる
も、変速前後における変速機のイナーシャ変化にともな
うエネルギーEの高さを第9図に2点鎖線A3で示すよう
に一定に保つことになるため、イナーシャフェーズ終了
(変速終了)瞬時t3において出力トルクToの段差から明
らかなように、大きなショックが発生する。 本発明は、このような変速終了瞬時においてもショッ
クを生ずることのない自動変速機の変速ショック軽減装
置を提供することを目的とする。 (課題を解決するための手段) この目的のため本発明の変速ショック軽減装置は、第
1図に概念を示すごとく、 各種摩擦要素1の選択的油圧作動により動力伝達経路
を切換えられて変速を行うようにした自動変速機2にお
いて、 変速前後のギヤ比および変速機入力トルクから変速前
後のトルク段差を演算するトルク段差演算手段3と、 この演算した変速前後のトルク段差、および変速前後
のイナーシャ変化にともなうエネルギーから、変速に要
する変速時間を推定する変速時間推定手段4と、 この変速時間中に丁度、前記トルク段差が0となるよ
う漸減するようなトルク段差低下量の平均的な変化率を
演算するトルク段差低下量平均変化率演算手段5と、 この変化率に変速開始からの経過時間を掛けて求めた
トルク段差低下量を前記トルク段差から減算して突出ト
ルク分を算出する突出トルク分算出手段6と、 変速機入力トルクを算出する入力トルク算出手段7
と、 前記選択作動される摩擦要素の締結力が、変速機入力
トルクに対応した締結力と、前記突出トルク分に対応し
た締結力との和値となるよう該摩擦要素の作動油圧を制
御する油圧制御手段8とを設けてなることを特徴とする
ものである。 (作用) 自動変速機2は各種摩擦要素1の選択的油圧作動によ
り動力伝達経路を切換えられて変速を行い、この変速時
作動されることとなった摩擦要素の作動油圧を以下の如
くに制御することで、変速ショックの軽減がなされる。 即ち、トルク段差低下量平均変化率演算手段5は、手
段4により推定した変速に要する変速時間と、手段3に
より演算した変速前後のトルク段差とから、変速時間中
に丁度、トルク段差が0となるよう漸減するようなトル
ク段差低下量の平均的な変化率を演算する。 突出トルク分算出手段6は、この平均的変化率に変速
開始からの経過時間を掛けて求めたトルク段差低下量を
上記トルク段差から減算して突出トルク分を算出し、入
力トルク算出手段7は変速機入力トルクを算出する。油
圧制御手段8は、選択作動される摩擦要素の締結力が、
変速機入力トルクに対応した締結力と、突出トルク分に
対応した締結力との和値となるよう該摩擦要素の作動油
圧を制御する。 よって、変速中においてトルクの急変を生ずることが
なく、変速ショックを軽減し得るのはもとより、トルク
段差が上記の平均変化率で漸減されるよう作動油圧を制
御することから、変速終了時に変速機出力トルクが変速
後のトルク値に一致することとなって、変速機出力トル
クに段差を生ずることもなく、この段差を変速ショック
と感ずる問題を回避し得る。 (実施例) 以下、図示の実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。 第2図は本発明変速ショック軽減装置の一実施例で、
図中10はエンジン、11は流体継手、12は自動変速機を夫
々示す。エンジン10からの動力は流体継手11を介して自
動変速機12の入力軸13に供給され、自動変速機12はクラ
ッチ14を含む各種摩擦要素の選択的油圧作動により動力
伝達経路を決定して、入力軸13への動力をギヤ比に対応
した回転にし、出力軸15から取出すものとする。なお、
動力伝達経路を切換える変速に当っては、摩擦要素の作
動、非作動を変更することで目的を達するが、第1図に
おいては便宜上、クラッチ14が油圧PCにより作動される
変速に対して有効な変速ショック軽減装置を示すにとど
めた。 以下にその詳細を説明するに、クラッチ14の作動油圧
Pcは当該変速時に供給されるライン圧PLを元圧とし、こ
のライン圧PLを油圧制御手段としての油圧アクチュエー
タ16により適宜減圧して得る。この目的のため油圧アク
チュエータ16は、ダイアフラム16aを挟んでその両側に
スプール16b及びプランジャ16cを同軸突合せ関係に具
え、スプール16bを極くばね力の小さなばね16dによりダ
イヤフラム16aに接触させておく。プランジャ16cはソレ
ノイド16eへの電流iを大きくするにつれ大きくなる電
磁力により図中左方へ付勢されてスプール16bを左行さ
せるもので、スプール16bは左行により出力ポート16fを
入力ポート16gに通じさせ、右行により出力ポート16fを
ドレンポート16hに通じさせるものとする。そして、出
力ポート16fをクラッチ14に接続し、入力ポート16gにラ
イン圧PLを供給し、更に室16iに出力ポート16fからクラ
ッチ14への作動油圧Pcをフィードバックすることで、油
圧アクチュエータ16はソレノイド駆動電流iにより作動
油圧Pcを例えば第6図の如くに制御することができる。 電流iはマイクロコンピュータ17により制御し、これ
には作動油圧Pcを検出する油圧センサ18からの信号、エ
ンジン回転数NEを検出するエンジン回転センサ19からの
信号、入力軸13の回転数、つまり流体継手11からのター
ビン回転数NTを検出するタービン回転センサ20からの信
号、及び出力軸15の回転数N0を検出する出力回転センサ
21からの信号を夫々入力する。 マイクロコンピュータ17はこれら入力情報を基に第3
図乃至第5図の制御プログラムを実行して電流iを決定
する。第3図は例えば5msec毎に実行される定時割込み
処理ルーチンで、先ずステップ30において第1変速フラ
ッグSFLG Iが1にセットされているか否かを判別する。
このフラッグは、図示せざる変速制御プログラムにより
変速指令が発せされる時1にセットされ、変速終了時後
述の如く0にリセットされるもので、SFLG I≠1の変速
指令なしの状態においてはそのまま制御を終了し、本発
明による変速ショック軽減用の制御を実行しない。変速
指令が発せられると(SFLG I=1)、ステップ31におい
て変速が終了しているか否かを判別する。この判別は、
タービン回転数NTと出力回転数N0との比NT/N0で表わさ
れるギヤ比が変速後のギヤ比になったか否かで行うこと
ができ、変速が終了していなければ制御をステップ32に
進める。 ステップ32では第2変速フラッグSFLG IIが1にセッ
トされているかどうかをチェックし、このフラッグは変
速指令から変速開始迄の間のクラッチ作動油圧PCの一定
初期値(初期油圧)が演算される時1にセットされるも
のとする。この演算が終っていなければステップ33で当
該演算を第4図のルーチンにより行った後、ステップ34
でSFLG II=1にすることにより、以後ステップ32がス
テップ33,34をスキップしてステップ35を選択するよう
になす。 初期油圧を求めるに当っては第4図に示すように、ス
テップ50で流体継手11の速度比e=NT/NEを演算する。
次のステップ51では速度比eから、第7図に示す流体継
手11の性能曲線に対応したテーブルデータを基にトルク
比t及び入力トルク容量係数τをテーブルルックアップ
する。そしてステップ52で、タービントルクTTをTT=t
×τ×NE 2の演算により求める。次のステップ53では、
変速が実際に開始されてから終了する迄のイナーシャフ
ェーズ中において変速前後における変速機回転メンバー
の回転変化に伴って発生するイナーシャトルクの時間積
分値Eを求める。ここで、変速前後のギヤ比をそれぞれ
λ1とし、変速機出力回転数をNoとし、変速中に回
転変化する回転メンバーの入力軸換算の等価イナーシャ
をKとした場合、上記イナーシャトルクの時間積分値E
は、変速前後における回転数変化量(λ−λ)No
等価イナーシャをKを掛けるE=K・(λ−λ)No
の式により表される。ところで、この式におけるK・
(λ−λ)は、変速機の諸元と変速の種類で決まる
定数であることから、このK・(λ−λ)をkに置
換すると、上記イナーシャトルクの時間積分値EはE=
k・Noにより算出することができる。そして、当該演算
に際して用いる定数kは、変速機単位で変速の種類ごと
に予めメモリしておき、上記の演算時に読み出して使用
することとする。次のステップ54では、変速前後におけ
るトルク段差TDを前記タービントルクTTと、変速前のギ
ヤ比λと、変速後のギヤ比λとからTD=TT×(λ
−λ)なる演算により求める。しかして、ここにおけ
るタービントルクTtは、第4図のプログラムが実行され
る変速開始時のタービントルク瞬時値であり、変速中に
おけるタービントルクの変化が僅かであるから、便宜
上、当該変速開始時のタービントルク瞬時値を基に上記
トルク段差TDの演算を行う。そして、このトルク段差TD
はほぼトルクフェーズ中におけるトルクの引き量に相当
し、これを初期イナーシャトルクの目標とすれば、第9
図のようにイナーシャフェーズ開始直後の出力トルクを
変速前の出力トルクに一致させることができ、両者間の
トルク段差を無くしてイナーシャフェーズ開始時の変速
ショックを防止することができる。次のステップ55で
は、上記の積分値Eを第8図に示すようにトルク段差TD
及び変速に要する変速時間ΔTSを直交2辺とする三角形
と仮想し、変速時間ΔTSをΔTS=2×E/TDにより求め
る。その後ステップ56で第9図にA4で示す如くイナーシ
ャフェーズ(変速時間△TS)の終了時に丁度トルク段差
TDがなくなるようなトルク段差低下量の平均的な変化率
αをα=TD/△TSにより演算する。そして最後のステッ
プ57で初期油圧を算出するが、この算出に当っては前記
タービントルクTTに対する必要最低限のクラッチ締結力
を得るためのクラッチ作動油圧とトルク段差TDに対応し
たクラッチ締結力を得るためのクラッチ作動油圧とを加
算して初期油圧とする。 第3図中ステップ35においては、第3変速フラッグSF
LG IIIが1にセットされているか否かをチェックする
が、このフラッグはギヤ比NT/N0が変化し始めた時、つ
まりイナーシャフェーズに入った時1にセットされるも
のとする。SFLG III≠1なら、ステップ36でギヤ比NT/N
0が変化し始めたか否かによりイナーシャフェーズに入
ったか否かを判別し、未だイナーシャフェーズに入って
いない間ステップ37により目標油圧に前記初期油圧をセ
ットし続ける。 イナーシャフェーズに入ると、ステップ36はステップ
37を選択し、SFLG IIIを1にセットすることにより以後
ステップ35がステップ39を選択するようになす。ステッ
プ39ではイナーシャフェーズに入った時からの経過時間
△tを計測するシフトタイマをインクリメント(歩進)
し、ステップ40でこのシフトタイマが変速時間ΔTS以上
のフェールセーフ用に定めた設定時間TA以上を示してい
るか否かをチェックする。設定時間TA内であれば、ステ
ップ41で第5図のルーチンにより時々刻々に変化するク
ラッチ作動用の目標油圧を算出する。 第5図においては、ステップ60〜62において第4図の
ステップ50〜52と同様の処理がなされ、その結果に基づ
きステップ63で以下の如くに目標油圧を算出する。即
ち、イナーシャフェーズのため時々刻々変化するタービ
ントルクTTに対する必要最低限のクラック締結力を得る
ためのクラッチ作動油圧Pct(第9図参照)と、トルク
段差TDに起因する後述の突出トルク分に対応したクラッ
チ締結力を得るためのクラッチ作動油圧PcD(第9図参
照)とを加算して目標油圧PcO(第9図参照)とする。
ここで突出トルクは第9図に示すように、トルク段差TD
から、前記のトルク段差低下量平均変化率αと前記シフ
トタイマ計測時間(イナーシャフェーズに入ってからの
経過時間)△tとの乗算値(α×△t)を差引いた値
(TD−α・△t)とする。従って突出トルク分は、トル
ク段差TDがイナーシャフェーズ時間△TS中に漸減しつつ
零になるようにするための、時々刻々変化するトルク段
差残存分である。 第3図中次のステップ42においては、ステップ37又は
41で求めた目標油圧PcOと実測油圧Pcとの偏差に基づく
周知のPID演算(P:比例演算、I:積分演算、D:微分演
算)を行い、次のステップ43でその結果に対応する新た
な電流値i(NEW)をソレノイド駆動電流iにセットし
た後、ステップ44でこの電流をソレノイド16eに供給す
る。かくて、クラッチ14の作動油圧PCはステップ37又は
41により定めた目標油圧に保たれるようフィードバック
制御される。 ステップ31で変速(イナーシャフェーズ)終了と判別
する場合、ステップ45で全てのフラッグSFLG I,II,III
を0にリセットした後、ステップ46で目標油圧に最大値
(元圧であるライン圧PL)をセットし、ステップ47で前
記の3つのタイマをクリアする。その後ステップ43,44
により目標油圧が元圧であるライン圧PLと同じとなるよ
うな電流値i(NEW)をソレノイド駆動電流iにセット
し、これをソレノイド16eに供給する。かくて、クラッ
チ14の作動油圧PCはステップ46で指令した最大値(PL
に保たれ変速終了後クラッチ14が滑って摩損したり、伝
動損失を生ずることのないようにする。 なお、ステップ31での変速終了判定が不能になった故
障時も、ステップ40が変速開始からTA時間経過すると制
御をステップ45〜47へ進めるため、上記の作用が得ら
れ、何時までもクラッチ14が滑って焼付くようなトラブ
ルを回避し得る。 上記の作用を第9図のアップシフト変速につき概略説
明すると、変速指令瞬時t1からギヤ比NT/N0が変化し始
める変速開始瞬時t2迄の間ソレノイド駆動電流iは前記
初期油圧に対応した一定値に保たれる。この間クラッチ
14のロスストロークがなくなる迄はクラッチ作動油圧PC
はクラッチリターンスプリングのばね力に対応した一定
値を保ちロスストローク後クラッチ作動油圧PCは初期油
圧に向かって上昇し、クラッチ14を締結進行させる。こ
れによりトルクフェーズにおいて出力軸(15)トルクT0
の引き込みが発生する。 変速開始瞬時t2からギヤ比NT/N0が変速後のギヤ比λ
に達する変速終了時t3迄のイナーシャフェーズΔTS
おいては、タービントルクTTに対応した締結力を得るた
めのクラッチ締結油圧分Pctと、突出トルク(TD−α・
△t)に対応した締結力を得るためのクラッチ締結油圧
分PcDとを加算した目標油圧PcOに対応するソレノイド駆
動電流iが与えらさる。ところで目標油圧PcOがイナー
シャフェーズ中において滑らかに変化するよう定められ
ることから、これに一致するよう制御されるクラッチ作
動油圧Pcは、出力軸(15)トルクTOを段差が生じないよ
う滑らかに変化させてエネルギーEを逃がすことがで
き、変速ションクを軽減し得る。 加えて、トルク段差TDが変速終了瞬時t3において丁度
0となるような時々刻々のトルク段差残存値である突出
トルク(TD−α・△t)を求め、これに対応するクラッ
チ油圧分PcDを、タービントルク対応の油圧分Pctに加算
して目標油圧PcOとするから、変速終了瞬時t3に確実に
出力トルクTOが変速後のトルクTT×λに一致し、その
前後においても出力トルクTOに段差を生じないため、こ
の段差に基づくショックの発生も防止し得る。 (発明の効果) かくして本発明装置は上述の如く、変速前後のトルク
段差TDを演算し、変速に要する変速時間ΔTSを推定し、
この変速時間中に丁度、上記トルク段差が0となるよう
なトルク段差低下量の平均的な変化率αを演算し、この
平均的変化率αで上記トルク段差TDが漸減する時のトル
ク段差残存値である突出トルク分を算出し、選択作動さ
れる摩擦要素14の締結力が、変速機入力トルク対応値と
突出トルク対応値との和値となるよう該摩擦要素の作動
油圧PCを制御する構成としたから、トルクTOの急変が変
速中に生ずるのを防止して変速ショックを軽減し得るだ
けでなく、変速終了時にトルクTOを変速後の値TT×λ
に一致させて段差が生ずるのを防止し、この段差を変速
ショックと感ずる問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明装置の概念図、 第2図は本発明の一実施例を示すシステム図、 第3図乃至第5図は同例におけるマイクロコンュータが
実行する制御プログラムのフローチャート、 第6図は同例における油圧アクチュエータの作用特性
図、 第7図は同例における流体継手の性能線図、 第8図は変速ショックの原因となるエネルギーを三角形
で仮定した説明図、 第9図は本発明装置のアップシフト変速時における動作
タイムチャートである。 1……各種摩擦要素、2,12……自動変速機 3……トルク段差演算手段 4……変速時間推定手段 5……トルク段差平均変化率演算手段 6……入力トルク算出手段 7……油圧制御手段、10……エンジン 11……流体継手、13……入力軸 14……クラッチ、15……出力軸 16……油圧アクチュエータ(油圧制御手段) 17……マイクロコンピュータ 18……油圧センサ、19……エンジン回転センサ 20……タービン回転センサ 21……出力回転センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16H 63:12

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.各種摩擦要素の選択的油圧作動により動力伝達経路
    を切換えられて変速を行うようにした自動変速機におい
    て、 変速前後のギヤ比および変速機入力トルクから変速前後
    のトルク段差を演算するトルク段差演算手段と、 この演算した変速前後のトルク段差、および変速前後の
    イナーシャ変化にともなうエネルギーから、変速に要す
    る変速時間を推定する変速時間推定手段と、 この変速時間中に丁度、前記トルク段差が0となるよう
    漸減するようなトルク段差低下量の平均的な変化率を演
    算するトルク段差低下量平均変化率演算手段と、 この変化率に変速開始からの経過時間を掛けて求めたト
    ルク段差低下量を前記トルク段差から減算して突出トル
    ク分を算出する突出トルク分算出手段と、 変速機入力トルクを算出する入力トルク算出手段と、 前記選択作動される摩擦要素の締結力が、変速機入力ト
    ルクに対応した締結力と、前記突出トルク分に対応した
    締結力との和値となるよう該摩擦要素の作動油圧を制御
    する油圧制御手段と、 を設けてなることを特徴とする自動変速機の変速ショッ
    ク軽減装置。
JP61206696A 1986-09-04 1986-09-04 自動変速機の変速シヨツク軽減装置 Expired - Fee Related JP2689417B2 (ja)

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