JP2811348B2 - 自動変速機のライン圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車用自動変速機（オートマチックトラ
ンスミッション）のライン圧制御装置に関する。

〈従来の技術〉 自動車用自動変速機は、一般にエンジンの出力がトル
クコンバータを介して歯車式変速機に入力され、歯車式
変速機において各種摩擦要素をライン圧により選択的に
作動させて所定変速段を選択し、作動する摩擦要素を変
更することにより他の変速段への変速を行う。

このため、ライン圧は歯車式変速機への入力トルクに
対応した値であるのが、伝達効率を高めたり、変速ショ
ックを軽減する際のチューニング上好ましい。

しかし、この変速機入力トルクを直接検出する技術は
ほとんどなく、他の因子より推定し、これに基づいてラ
イン圧を制御している。

例えば、実開平１−69947号に記載されているよう
に、トルクコンバータの性能上、その入力・出力回転数
よりトルクコンバータの出力トルク、つまり変速機入力
トルクをほぼ判別しうるとの観点から、トルクコンバー
タの入力回転数（＝エンジン回転数）N_E及び出力回転数
N_Tを検出して、これらにより変速機入力トルクT_Tを推定
している。すなわち、速度比ｅ＝N_T/N_Eを求め、これに
基づいてマップを参照してトルク比ｔ及びトルク容量係
数τを定め、これらから変速機入力トルクT_T＝ｔ×τ×
N_E ²を演算している。そして、このＴに対応して目標ラ
イン圧を設定し、これに基づいてライン圧アクチュエー
タを駆動してライン圧を制御している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記公報に記載のトルク推定法は、推
定の精度は良いものの（±５％程度）、所定の運転条件
で作動してトルクコンバータの入力側と出力側とを機械
的に直結するロックアップ装置を有する場合、ロックア
ップ時（非ロックアップ状態からロックアップ状態への
移行時を含む）においては、トルクコンバータの特性
（前記τ,tのマップ）が成立しないため、適正なライン
圧制御が困難であるという問題点があった。

また、別のトルク推定法として、エアフローメータか
らの信号に基づいて検出されるエンジンへの吸入空気流
量Ｑと、トルクコンバータの入力回転数N_Eと、トルクコ
ンバータのトルク比ｔとから、変速機入力トルクT_T＝Ｋ
×（Q/N_E）×ｔ（Ｋは定数）を推定するものもあるが、
エンジンのバラツキ，補機類のトルクロスを検知しない
ため、トルク推定の精度が悪く、ライン圧の適正化が図
れなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、常に精度
良く変速機入力トルクを推定して、ライン圧制御の適正
化を図り、ポンプロスの低減や変速ショックの緩和等を
図ることができるようにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、エンジンの出力軸と歯車式変速
機の入力軸との間にトルクコンバータを備え、かつ所定
の運転条件で作動してトルクコンバータの入力側と出力
側とを機械的に直結するロックアップ装置を備える自動
変速機において、第１図に示すように、下記（ａ）〜
（ｊ）の手段を設けて、ライン圧制御装置を構成する。

（ａ） トルクコンバータの入力回転数を検出するトル
コン入力回転数検出手段 （ｂ） トルクコンバータの出力回転数を検出するトル
コン出力回転数検出手段 （ｃ） エンジンへの吸入空気流量を検出する吸入空気
流量検出手段 （ｄ） 前記入力回転数及び前記出力回転数に基づいて
変速機入力トルクを推定する第１の変速機入力トルク推
定手段 （ｅ） 前記吸入空気流量及び前記入力回転数に基づい
て変速機入力トルクを推定する第２の変速機入力トルク
推定手段 （ｆ） ロックアップ装置の作動・非作動を検出するロ
ックアップ装置作動検出手段 （ｇ） ロックアップ装置の非作動時に前記第１の変速
機入力トルク推定手段により推定された変速機入力トル
クに基づいて目標ライン圧を設定する非ロックアップ時
目標ライン圧設定手段 （ｈ） ロックアップ装置の非作動時に前記第１の変速
機入力トルク推定手段により推定された変速機入力トル
クに対する前記第２の変速機入力トルク推定手段により
推定された変速機入力トルクの誤差を算出して記憶する
誤差算出記憶手段 （ｉ） ロックアップ装置の作動時に前記第２の変速機
入力トルク推定手段により推定された変速機入力トルク
を前記誤差の記憶値に基づいて補正し該補正された変速
機入力トルクに基づいて目標ライン圧を設定するロック
アップ時目標ライン圧設定手段 （ｊ） 前記非ロックアップ時目標ライン圧設定手段又
は前記ロックアップ時目標ライン圧設定手段により設定
された目標ライン圧に基づいてライン圧アクチュエータ
を駆動して自動変速機のライン圧を制御するライン圧制
御手段 〈作用〉 上記の構成においては、ロックアップ装置の非作動時
は、トルクコンバータの入力回転数N_E及び出力回転数N_T
に基づいて変速機入力トルクを推定し、これに基づいて
ライン圧を制御する。

ロックアップ装置の作動時は、エンジンへの吸入空気
流量Ｑ及びトルクコンバータの入力回転数N_Eに基づいて
変速機入力トルクを推定し、これを使用してライン圧を
制御するが、予めロックアップ装置の非作動時にN_E,N_T
に基づいて推定される変速機入力トルクに対するQ,N_Eに
基づいて推定される変速機入力トルクの誤差を算出して
記憶しておき、Q,N_Eに基づいて推定される変速機入力ト
ルクを前記誤差の記憶値により補正し、この補正された
変速機入力トルクに基づいてライン圧を制御する。

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。

第２図はシステム図で、エンジン１の出力側に自動変
速機が設けられている。自動変速機は、エンジン１の出
力軸２の回転が入力されるトルクコンバータ３と、この
トルクコンバータ３の出力側に入力軸４が連結された歯
車式変速機５とを備える。６は歯車式変速機５の出力軸
である。

トルクコンバータ３は、第３図に示すように、エンジ
ン出力軸２に固定されて回転するケース31と、ケース31
に取付けられたポンプインペラ32と、変速機入力軸４に
取付けられたタービンランナ33と、一方向クラッチ34を
介して支持されたステータ35とからなり、ポンプインペ
ラ32の回転によってポンプインペラ32からタービンラン
ナ33へ流入する油の力でタービンランナ33を回転させ、
タービンランナ33から出る油はステータ35によりポンプ
インペラ32の回転を妨げない方向にしてポンプインペラ
32にスムーズに入れ、これにより動力を伝達する。

このトルクコンバータ３には、所定の運転条件にてト
ルクコンバータ３の入力側と出力側とを機械的に直結す
るロックアップ装置40が設けられている。これは、例え
ば一定車速以上の高速走行時に、トルクコンバータを介
することによるエネルギーロスを無くすためのものであ
る。

ロックアップ装置40は、ケース31の内壁に相対させて
クラッチフェージング41を有するロックアッププレート
42を設けてなる。ロックアッププレート42はトーション
ダンパ43と一体であり、トーションダンパ43はクラッチ
ハブ44に固定してある。クラッチハブ44は変速機入力軸
４にスプライン嵌合してある。従って、ロックアッププ
レート42は軸方向に移動可能であり、両側の室45,46の
圧力P₁,P₂に応じて移動する。

ここで、室45の圧力P₁はコンバータ圧であって、ほぼ
一定に制御される。

室46と通じる油路47はロックアップ制御バルブ48を介
してコンバータ圧導入路49とドレーン路50とに接続され
ており、ロックアップ制御バルブ48が図で右方に移動し
ている状態では油路47とコンバータ圧導入路49とが連通
し、この結果P₂＝P₁となって、ロックアッププレート42
が図で右方に移動し、ケース31の内壁から離れて通常の
状態（非ロックアップ状態）となる。また、ロックアッ
プ制御バルブ48が図で左方に移動している状態では油路
47とドレーン路50とが連通し、この結果P₂＜P₁（∴P₂＝
０）となって、ロックアッププレート42が図で左方に移
動し、ケース31の内壁に圧接してロックアップ状態とな
る。そしてこの状態ではエンジン出力軸２によるケース
31の回転がロックアッププレート42を介して変速機入力
軸４に伝えられる。

ロックアップ制御バルブ48の端面には圧力作動室51が
設けられており、この圧力作動室51にはライン圧導入路
52が接続されている。ライン圧導入路52の途中にはこれ
から分岐されたドレーン路53が設けられており、このド
レーン路53にはロックアップソレノイド54が設けられて
いる。ロックアップソレノイド54はコントロールユニッ
ト20によってON・OFFされるようになっている。

従って、ロックアップソレノイド54をOFFにしてドレ
ーン路53を開通させ、圧力作動室51からロックアップ制
御バルブ48に作用する圧力を低下させることによって、
ロックアップ制御バルブ48を図で右方に移動させ、非ロ
ックアップ状態にすることができ、ロックアップソレノ
イド54をONにしてドレーン路53を遮断し、圧力作動室51
からロックアップ制御バルブ48に作用する圧力を上昇さ
せることによって、ロックアップ制御バルブ48を図で左
方に移動させ、ロックアップ状態にすることができる。

第２図に戻って、歯車式変速機５は、内部の各種摩擦
要素の結合・解放操作を行う油圧アクチュエータ７を備
える。この油圧アクチュエータ７に対する作動油圧は各
種の電磁バルブを介してON・OFF制御されるが、ここで
は自動変速のためのシフト用電磁バルブ8A,8Bのみを示
してある。

すなわち、コントロールユニット20により、セレクト
レバーの操作位置に適合して変速制御を行い、特にセレ
クトレバーがＤレンジの状態では、スロットル弁開度及
び車速に従って１速〜４速の変速位置を自動設定し、シ
フト用電磁弁8A,8BのON・OFFの組合わせを制御して、油
圧アクチュエータ７を介して歯車式変速機５をその変速
位置に制御する。

ここで、トルクコンバータ３及び油圧アクチュエータ
７に対する作動油圧であるライン圧を得るために、歯車
式変速機の入力軸により駆動されるオイルポンプ９が用
いられると共に、オリフィス10,電磁バルブ11,プレッシ
ャモデファイヤバルブ12及びプレッシャレギュレータバ
ルブ13が設けられている。

電磁バルブ11は、コントロールユニット20により、後
述の如くデューティ制御され、オリフィス10を介して導
かれるオイルポンプ９の吐出圧を基に、パイロット圧を
得る。プレッシャモデファイヤバルブ12は、そのパイロ
ット圧を増幅する。プレッシャレギュレータバルブ13
は、オイルポンプ９からの吐出圧をプレッシャモデファ
イヤバルブ12からのパイロット圧に比例したライン圧に
調圧して、トルクコンバータ３及び油圧アクチュエータ
７等の油圧回路へ送る。

ライン圧制御のため、コントロールユニット20には、
各種のセンサから信号が入力されている。

前記各種のセンサとしては、エンジン１の出力軸２よ
り回転信号を得てエンジン回転数N_Eを検出するエンジン
回転数センサ21が設けられている。エンジン回転数N_E＝
トルクコンバータ３の入力回転数（ポンプ回転数）であ
り、エンジン回転数センサ21はトルコン入力回転数検出
手段である。

また、歯車式変速機５の入力軸４より回転信号を得て
トルクコンバータ３の出力回転数（タービン回転数）N_T
を検出するトルコン出力回転数検出手段としてのトルコ
ン出力回転数センサ22が設けられている。

また、エンジン１の吸気系に吸入空気流量Ｑを検出す
る熱線式のエアフローメータ23が設けられている。

また、エンジン１の吸気系のスロットル弁25の開度TV
Oを検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ26
が設けられている。

さらに、外部負荷であるエアコンのON・OFFに対応し
た信号を出力するエアコンスイッチ27が設けられてい
る。

ここにおいて、コントロールユニット20に内蔵のマイ
クロコンピュータは、第４図に示すライン圧制御ルーチ
ンに従って、ライン圧制御（ライン圧アクチュエータと
しての電磁バルブ11のデューティ制御）を行う。尚、デ
ューティ（開弁時間割合）を増大させることにより、ラ
イン圧を増大させることができる。

次に第４図のライン圧制御ルーチンについて説明す
る。

ステップ１（図にはS1と記してある。以下同様）で
は、エンジン回転数（トルコン入力回転数）N_E,トルコ
ン出力回転数N_T,吸入空気流量Q,エアコンスイッチ27のO
N・OFF等を読込む。

ステップ２では、トルクコンバータ３の入・出力回転
数N_E,N_Tに基づき、これらの速度比ｅ＝N_T/N_Eを演算す
る。

ステップ３では、第５図（トルクコンバータの性能曲
線）に対応したテーブルデータを基に、速度比ｅから、
トルク比ｔ及びトルク容量係数τを検索により設定す
る。

ステップ４では、歯車式変速機５の入力トルクT_T1を
次式により演算する。

T_T1＝ｔ×τ×N_E ² ここで、ステップ２〜４の部分が第１の変速機入力ト
ルク推定手段に相当する。

ステップ５では、エアコンスイッチ27のON・OFFを判
定する。

エアコンスイッチ27がOFFの場合は、ステップ６へ進
んで、吸入空気流量Ｑとトルコン入力回転数N_Eとトルク
比ｔとから、次式により、変速機入力トルクT_T2を演算
する。

T_T2＝Ｋ×（Q/N_E）×ｔ （Ｋは定数） エアコンスイッチ27がONの場合は、ステップ７へ進ん
で、エアコンのフリクション分Ｆを減算する形で、吸入
空気流量Ｑとトルコン入力回転数N_Eとトルク比ｔとか
ら、次式により、変速機入力トルクT_T2を演算する。

T_T2＝Ｋ×（Q/N_E）×ｔ−Ｆ （Ｋは定数） ここで、ステップ５〜７の部分が第２の変速機入力ト
ルク推定手段に相当する。

ステップ８では、ロックアップ状態か否かを判定す
る。これはロックアップソレノイド54がON状態か否かを
判定すればよいが、通常は、非ロックアップ状態からロ
ックアップ状態への移行をスムーズにすべくデューティ
制御するので、そのロックアップデューティを所定値と
比較すればよい。この部分がロックアップ装置作動検出
手段に相当する。

非ロックアップ時は、ステップ９へ進み、N_E,N_Tによ
り推定された変速機入力トルクT_T1に対するQ,N_Eにより
推定された変速機入力トルクT_T2の誤差ΔＥ＝T_T1−T_T2
を算出し、記憶する。

そして、次にステップ10へ進んで、N_E,N_Tにより推定
された変速機入トルクT_T1をそのまま用いて、ライン圧
設定用変速機入力トルクT_T＝T_T1とする。

ロックアップ時は、ステップ11へ進み、Q,N_Eにより推
定された変速機入力トルクT_T2を前記誤差ΔＥの記憶値
で補正して、次式のごとくライン圧設定用変速機入力ト
ルクT_Tを演算する。

T_T＝T_T2＋ΔＥ ステップ12では、第６図に対応したテーブルデータを
基に、ステップ10又はステップ11で設定された変速機入
力トルクT_Tから、目標ライン圧P_Lを検索により設定す
る。

ここで、ステップ９の部分が誤差算出記憶手段に相当
し、ステップ10,12の部分が非ロックアップ時目標ライ
ン圧設定手段に相当し、ステップ11,12の部分がロック
アップ時目標ライン圧設定手段に相当する。

ステップ13では、この目標ライン圧P_Lに相当するデュ
ーティを演算し、次のステップ14で該デューティを出力
して、ライン圧アクチュエータとしての電磁バルブ11を
駆動することにより、最適なライン圧を得る。このステ
ップ13,14の部分がライン圧制御手段に相当する。

第７図は第４図のステップ８〜11の部分の変形例を示
している。

ステップ８で非ロックアップ時と判定されたときは、
ステップ９へ進んで、N_E,N_Tにより推定された変速機入
力トルクT_T1に対するQ,N_Eにより推定された変速機入力
トルクT_T2の誤差を比率K_E（次式参照）として算出し、
記憶する。

K_E＝T_T1/T_T2 そして、次にステップ10へ進んで、N_E,N_Tにより推定
された変速機入力トルクT_T1をそのまま用いて、ライン
圧設定用変速機入力トルクT_T＝T_T1とする。

ロックアップ時と判定されたときは、ステップ11へ進
んで、Q,N_Eにより推定された変速機入力トルクT₂を前記
誤差の比率K_Eの記憶値で補正して、次式のごとくライン
圧設定用変速機入力トルクT_Tを演算する。

T_T＝T_T2×K_E このように誤差を比率として算出・記憶してもよい。

また、誤差は、スロットル弁開度TVOとエンジン回転
数N_Eを格子とするマップに記憶させ、ロックアップ時に
対応する条件を基にマップより検索して使用するように
するとさらによい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、非ロックアップ
時に変速機入力トルクを精度良く推定できるのはもちろ
ん、ロックアップ時における変速機入力トルクの推定精
度を高めることができ、これに基づくライン圧制御を適
正化できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図はトルクコ
ンバータ部分の詳細図、第４図はライン圧制御のフロー
チャート、第５図はトルクコンバータの性能曲線を示す
図、第６図は変速機入力トルクに対する目標ライン圧特
性を示す図、第７図は他の実施例を示すフローチャート
である。 １……エンジン、２……エンジン出力軸、３……トルク
コンバータ、４……変速機入力軸、５……歯車式変速
機、６……変速機出力軸、７……油圧アクチュエータ、
９……オイルポンプ、11……電磁バルブ、12……プレッ
シャモデファイヤバルブ、13……プレッシャレギュレー
タバルブ、20……コントロールユニット、21……エンジ
ン回転数センサ、22……トルコン出力回転数センサ、23
……エアフローメータ、32……ポンプインペラ、33……
タービンランナ、40……ロックアップ装置、42……ロッ
クアッププレート、48……ロックアップ制御バルブ、54
……ロックアップソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:50 59:68 59:74 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの出力軸と歯車式変速機の入力軸
   との間にトルクコンバータを備え、かつ所定の運転条件
   で作動してトルクコンバータの入力側と出力側とを機械
   的に直結するロックアップ装置を備える自動変速機にお
   いて、 トルクコンバータの入力回転数を検出するトルコン入力
   回転数検出手段と、 トルクコンバータの出力回転数を検出するトルコン出力
   回転数検出手段と、 エンジンへの吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出
   手段と、 前記入力回転数及び前記出力回転数に基づいて変速機入
   力トルクを推定する第１の変速機入力トルク推定手段
   と、 前記吸入空気流量及び前記入力回転数に基づいて変速機
   入力トルクを推定する第２の変速機入力トルク推定手段
   と、 ロックアップ装置の作動・非作動を検出するロックアッ
   プ装置作動検出手段と、 ロックアップ装置の非作動時に前記第１の変速機入力ト
   ルク推定手段により推定された変速機入力トルクに基づ
   いて目標ライン圧を設定する非ロックアップ時目標ライ
   ン圧設定手段と、 ロックアップ装置の非作動時に前記第１の変速機入力ト
   ルク推定手段により推定された変速機入力トルクに対す
   る前記第２の変速機入力トルク推定手段により推定され
   た変速機入力トルクの誤差を算出して記憶する誤差算出
   記憶手段と、 ロックアップ装置の作動時に前記第２の変速機入力トル
   ク推定手段により推定された変速機入力トルクを前記誤
   差の記憶値に基づいて補正し該補正された変速機入力ト
   ルクに基づいて目標ライン圧を設定するロックアップ時
   目標ライン圧設定手段と、 前記非ロックアップ時目標ライン圧設定手段又は前記ロ
   ックアップ時目標ライン圧設定手段により設定された目
   標ライン圧に基づいてライン圧アクチュエータを駆動し
   て自動変速機のライン圧を制御するライン圧制御手段
   と、 を設けたことを特徴とする自動変速機のライン圧制御装
   置。