JP2929321B2

JP2929321B2 - 自動変速機の出力軸トルク制御装置

Info

Publication number: JP2929321B2
Application number: JP2735691A
Authority: JP
Inventors: 益夫柏原
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH04265472A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の変速時に
おける出力軸トルクを機関の点火時期制御によってフィ
ードバック制御する出力軸トルク制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用自動変速機の高速段
側への変速時における変速ショック低減装置として、機
関の点火時期を遅角制御して機関トルクをダウンさせる
ことにより、変速時における変速機出力軸トルクの急変
を抑制して変速ショックを緩和するようにしたものがあ
る（例えば特願平１−３２５７９８号等参照）。

【０００３】このような点火時期の遅角制御による従来
の変速ショック低減装置では、変速時において、その時
のスロットル弁開度ＴＶＯが予め定めた所定範囲内の時
に、機関出力トルクのダウン要求を発生させ、このトル
クダウン要求の発生により、点火時期を、前記スロット
ル弁開度領域に対応した予め設定した遅角量だけ遅角制
御して、機関出力軸トルクを低下させて自動変速機出力
軸のトルク変化を抑制するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置では、変速中の実際の変速機出力軸トルクに基づいて
点火時期を制御するものではなく、変速時におけるスロ
ットル弁開度ＴＶＯによって点火時期の遅角量が一義的
に設定されるオープン制御方式であり、また、ある範囲
を持ったスロットル弁開度領域に対して同一の遅角量が
設定される。従って、変速中の変速機出力軸トルク制御
精度は、充分とは言えず変速ショックの低減効果が充分
なものではなかった。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みな
されたもので、点火時期を変速時の条件に応じて設定さ
れる基本制御量を基にフィードバック制御することによ
り、変速初期から自動変速機の出力軸トルクを高精度に
制御できる出力軸トルク制御装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る自
動変速機の出力軸トルク制御装置は、図１に示すよう
に、機関トルクをトルクコンバータを介して変速機構に
伝達するように構成された自動変速機において、機関の
運転状態を検出する運転状態検出手段と、自動変速機の
ギア比を検出するギア比検出手段と、変速開始時に検出
された機関運転状態と変速前後のギア比とに基づいて変
速後の変速機出力軸の目標トルクを設定する目標トルク
設定手段と、変速機出力軸のトルクを検出するトルク検
出手段と、検出された変速機出力軸のトルクを設定され
た目標トルクに近づけるように機関の点火時期をフィー
ドバック制御する点火時期フィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御時に変速開始時に検出された機
関運転状態と変速前後のギア比とに基づいて設定された
基本制御量を付与する基本制御量付与手段と、を含んで
構成した。

【０００７】また、前記基本制御量は、変速開始後の経
過時間の増大に応じて変速後の目標トルクに徐々に近づ
くように変化させて設定されるように構成してもよい。
また、前記基本制御量の少なくとも初期値は、前回の同
一条件の変速時における最初のフィードバック制御時の
制御量で設定されるように構成してもよい。

【０００８】

【作用】かかる構成において、変速要求が発生すると、
運転状態検出手段により検出された機関回転速度や機関
負荷を代表するスロットル弁開度等と、ギア比検出手段
により検出された変速前後のギア比とに基づいて、変速
後の変速機出力軸の目標トルクが目標トルク設定手段に
より設定される。

【０００９】一方、トルク検出手段により変速機出力軸
の実際のトルクが検出され、該トルクを前記目標トルク
に近づけるように点火時期制御手段により機関の点火時
期がフィードバック制御される。そして、該フィードバ
ック制御に際し、変速開始時に検出された機関運転状態
と変速前後のギア比とに基づいて設定された基本制御量
が基本制御量付与手段により付与され、該基本制御量に
対してフィードバック補正がなされる。

【００１０】これにより、変速中における変速機の出力
軸トルクを変速開始初期から目標トルク付近にフィード
バック制御することができ、変速ショックの低減効果を
高めることができる。また、基本制御量を、変速開始後
の経過時間の増大に応じて変速後の目標トルクに徐々に
近づくように変化させて設定することにより、変速前か
ら変速後にかけて緩やかにトルクを変化させることがで
き、変速ショックの低減効果をより高めることができ
る。

【００１１】また、基本制御量の少なくとも初期値 (前
記のように経過時間に応じて変化させる場合) を、前回
の同一条件の変速時における最初のフィードバック制御
時の制御量で修正して設定することにより、クラッチ摩
擦係数等の経時変化に伴い機関回転速度と目標トルクと
の相関がずれてきた場合でも長期的に良好なフィードバ
ック制御性能を維持することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。本実施例の構成を示す図２において、機関１の
出力側に自動変速機２が接続されている。自動変速機２
は、機関１の出力側に介在するトルクコンバータ３と、
このトルクコンバータ３を介して連結された歯車式変速
機４と、この歯車式変速機４中の各種変速要素の結合・
解放操作を行う油圧アクチュエータ５とを備える。油圧
アクチュエータ５に対する作動油圧は、図示しない各種
の電磁バルブを介してＯＮ・ＯＦＦ制御される。

【００１３】コントロールユニット６には、各種のセン
サからの信号が入力される。前記各種のセンサとして
は、機関１の吸気系のスロットル弁７の開度ＴＶＯを検
出するスロットルセンサ８が設けられている。また、機
関１のクランク軸又はこれに同期して回転する軸にクラ
ンク角センサ９が設けられている。このクランク角セン
サ９からの信号は例えば基準クランク角毎のパルス信号
で、その周期より機関回転速度Ｎが算出される。

【００１４】また、自動変速機２の出力軸10より回転信
号を得て車速ＶＳＰを検出する車速センサ11が設けられ
ている。また、自動変速機２の出力軸10に取付けられて
出力軸トルクＴを検出するトルク検出手段としてのトル
クセンサ12が設けられている。前記コントロールユニッ
ト６は、例えば、機関制御（燃料噴射制御や点火時期制
御）用ＣＰＵと、自動変速機制御用ＣＰＵとを内蔵する
一体型のもので、両ＣＰＵからアクセス可能なデュアル
ポートＲＡＭを使用しており、かかる構成とすることに
より、両ＣＰＵで算出されるデータを共用できる。

【００１５】コントロールユニット６の自動変速機制御
用ＣＰＵは、運転者が操作するセレクトレバーの操作位
置信号に基づきセレクトレバーがＤレンジの状態では、
スロットル弁開度ＴＶＯと車速ＶＳＰとに従って１速〜
４速の変速位置を自動設定し、油圧アクチュエータ５を
介して歯車式変速機４をその変速位置に制御する変速制
御を行う。

【００１６】次に、本実施例による変速中の変速機出力
軸トルクの制御動作を、図３及び図４のフローチャート
に従って説明する。尚、本実施例においてギア比検出手
段、目標トルク設定手段、点火時期フィードバック制御
手段、基本制御量付与手段としての機能は、前記図３及
び図４のフローチャートに示すようにソフトウエア的に
備えられている。

【００１７】まず、ステップ１（図中ではＳ１と記し、
以下同様とする）では、後述する制御開始フラグＦの値
を判定し、０のときはステップ２へ進むが、１の場合は
ステップ５へ進み、後述する変速操作開始後の経過時間
を計測するタイマＴの値が後述するようにして設定され
る目標変速時間ｔに達したか否かを判定する。そして達
しているときは、変速が終了したと判断してステップ６
で前記フラグＦを０リセットした後この制御を終了し、
達していない時は変速中であるからステップ７へ進ん
で、後述する点火時期制御における基本制御量ＲＥＴＩ
Ｎを変速操作開始後の時間経過と共に漸増させるため、
ΔＲＥＴＩＮ (＞０)を加算した値で更新する。

【００１８】ステップ２では、変速操作の開始 (イナー
シャフェーズ)を判定する。例えば、変速開始時にクラ
ッチ解放により変速機の出力軸トルクが急減し、その後
クラッチ接続開始により急増するため該トルク変化を検
出して判定できる。該ステップ２で変速操作開始でない
と判定された場合は、前記フラグＦが０であるため変速
中でもないので、このルーチンを終了する。

【００１９】ステップ２で変速操作開始と判定されると
ステップ３で制御開始フラグＦを１にセットすると共に
前記タイマＴを０リセットした後、ステップ４へ進んで
前記基本制御量ＲＥＴＩＮの初期値及び目標変速時間ｔ
を設定する。これらの値は、図５に示したように、スロ
ットル弁開度と変速種類（１速→２速，２速→３速等）
に応じた変速前ギヤ比Ｇｂと変速後ギヤ比Ｇａとから得
られたギヤ段間比ＧＲ（＝Ｇａ／Ｇｂ）とに基づいて基
本制御量ＲＥＴＩＮの初期値を設定したマップからの検
索等によって設定される。したがって、このステップ４
とステップ７の機能とで基本制御量設定手段が構成され
る。

【００２０】ステップ４又はステップ７を経た後ステッ
プ８へ進む。ステップ８では、変速機出力軸の目標トル
クＴＲＱＲＥＦを設定する。具体的には変速前後のギア
比と機関回転速度Ｎとに基づいて車速が一定に保たれた
場合の変速後の機関回転速度Ｎを求め、スロットル弁開
度も一定に保たれた場合の機関トルクを図６に示すよう
なマップからの検索等によって求める。尚、変速前後の
ギア比は前記スロットル弁開度ＴＶＯと車速ＶＳＰとに
従って設定される１速〜４速の変速位置のパターンから
求められる。したがって、ギア比検出手段は、該変速位
置パターンを設定したマップと、該マップからの検索機
能とで構成される。このステップ８の機能が目標トルク
設定手段を構成する。

【００２１】ステップ９では、トルクセンサ12により検
出された変速機の出力軸トルクＴＲＱとステップ８で設
定された目標トルクＴＲＱＲＥＦとの偏差ＴＲＱＥＲＲ
(＝ＴＲＱ−ＴＲＱＲＥＦ) を演算する。ステップ10で
は、本発明に係る変速時の点火時期制御と並行して行わ
れる燃料供給気筒数制御において燃料供給が停止される
気筒数を示す値ＣＵＴＣＹＬを０リセットする。

【００２２】ステップ11では、燃料供給気筒数制御を行
うのに適当な高出力領域であるか否かを出力混合比補正
係数ＫＭＲの値によって判定する。そして、ＫＭＲ＝０
である高出力領域以外の領域では燃料供給気筒数制御を
行うことなくステップ15へジャンプして点火時期制御を
実行するが、ＫＭＲ≠０である高出力領域では、ステッ
プ12へ進む。

【００２３】ステップ12では、前記ステップ９で演算し
た偏差ＴＱＲＥＲＲと所定の減少トルク量ＴＲＱＤＷＮ
とを比較する。そして、ＴＱＲＥＲＲ＞ＴＲＱＤＷＮの
ときは燃料供給を停止する気筒を増やせるだけトルクの
偏差が大きいと判断してステップ13へ進み、前記ＣＵＴ
ＣＹＬの値をカウントアップした上でステップ14へ進
み、偏差ＴＱＲＥＲＲから燃料供給停止気筒を１増やし
た場合に減少すると推定されるトルク量ＴＤ１ＣＹＬを
減少した値で偏差ＴＱＲＥＲＲを更新した後、ステップ
12へ戻り再度同様の判定を行う。このようにしてＴＱＲ
ＥＲＲ≦ＴＲＱＤＷＮとなった段階でステップ15へ進
み、点火時期制御を実行する。

【００２４】ステップ15では、点火時期 (遅角量) の制
御量ＲＥＴＡＴを次式に従って演算する。ＲＥＴＡＴ＝Ｋ_p・ＴＲＱＥＲＲ＋Ｋ_i∫ＴＲＱＥＲＲ＋Ｋ_D・ｄ／ｄｔ (ＴＲＱＥＲＲ) ＋ＲＥＴＩＮつまり、フィードフォワード分としての基本制御量を基
に、比例分Ｋ_p・ＴＲＱＥＲＲ，積分分Ｋ_i∫ＴＲＱＥ
ＲＲ，微分分Ｋ_D・ｄ／ｄｔ (ＴＲＱＥＲＲ) を加算し
た補正量でフィードバック制御を行うのであり、このよ
うに基本制御量が与えられることで、変速開始から応答
性のよい点火時期制御を行うことができ以て変速ショッ
クを可及的に低減できる (図７参照) 。

【００２５】ここで、基本制御量ＲＥＴＩＮはステップ
７において変速後経過時間の増大に従って漸増され、こ
れにより、変速前から変速後に至るトルク変化が緩やか
となり変速ショック低減効果をより高めることができ
る。ステップ16では、該点火時期のフィードバック制御
が実行された初回か否かを判定する(例えば前記制御開
始フラグＦが０から１に判定したか否かで判定でき
る)。

【００２６】そして、初回であると判定されたときはス
テップ17へ進んで、ステップ15で設定された制御量ＲＥ
ＴＡＴによって、同一条件における前記マップに記憶さ
れた基本制御量ＲＥＴＩＮを更新する。２回目以降と判
定された場合は、ステップ17をジャンプしてステップ18
へ進む。このように、基本制御量の初期値を初回のフィ
ードバック制御結果に応じた値に学習修正することによ
り、クラッチ摩擦係数等の経時変化に伴い機関回転速度
Ｎと目標トルクＴＲＱＲＥＦとの相関がずれてきた場合
でも、基本制御量の修正によって良好なフィードバック
制御性能を維持することができる。

【００２７】ステップ18では、ＣＵＴＣＹＬに示された
数の気筒への燃料供給を停止する。但し、０であるとき
は燃料供給停止気筒はない。ステップ19では、ステップ
15で設定された制御量ＲＥＴＡＴだけ、点火時期を遅角
制御する。ここで、ステップ９，ステップ15，ステップ
19の機能が点火時期フィードバック制御手段を構成す
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、変速時に変速機出力軸トルクを目標値に近づけるべ
く点火時期をフィードバック制御するに際し、フィード
フォワード分としての基本制御量を付与しつつ、フィー
ドバック補正を行う構成としたため、変速開始当初から
高精度なフィードバック制御を行うことができ変速ショ
ックを可及的に低減できる。

【００２９】また、前記基本制御量を変速開始からの時
間経過に従って変速後の目標トルクに近づけるように徐
々に変化させることにより、変速前から変速後に至るト
ルク変化を緩やかなものとすることができ、変速ショッ
ク低減効果をより高めることができる。更に、基本制御
量の初期値を初回のフィードバック制御結果に応じた値
に学習修正することにより、クラッチ摩擦係数等の経時
変化に伴い機関運転状態と目標トルクとの相関がずれて
きた場合でも、長期的に良好なフィードバック制御性能
を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を説明するブロック図。

【図２】本発明の一実施例の全体システム構成図。

【図３】同上実施例のトルク制御ルーチンのフローチャ
ート。

【図４】同上実施例のトルク制御ルーチンのフローチャ
ート。

【図５】同上実施例の点火時期の基本制御量のマップ。

【図６】同上実施例の目標トルクの設定を説明する図。

【図７】同上実施例の変速時の特性を示すタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１機関２自動変速機３トルクコンバータ６コントロールユニット８スロットルセンサ９クランク角センサ 10 変速機出力軸 12 トルクセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関トルクをトルクコンバータを介して変
速機構に伝達するように構成された自動変速機におい
て、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、自
動変速機の変速前後のギア比を検出するギア比検出手段
と、変速開始時に検出された機関運転状態と変速前後の
ギア比とに基づいて変速後の変速機出力軸の目標トルク
を設定する目標トルク設定手段と、変速機出力軸のトル
クを検出するトルク検出手段と、検出された変速機出力
軸のトルクを設定された目標トルクに近づけるように機
関の点火時期をフィードバック制御する点火時期フィー
ドバック制御手段と、前記フィードバック制御時に変速
開始時に検出された機関運転状態と変速前後のギア比と
に基づいて設定された基本制御量を付与する基本制御量
付与手段と、を含んで構成したことを特徴とする自動変
速機の出力軸トルク制御装置。
【請求項２】前記基本制御量は、変速開始後の経過時間
の増大に応じて変速後の目標トルクに徐々に近づくよう
に変化させて設定されることを特徴とする請求項１に記
載の自動変速機の出力軸トルク制御装置。
【請求項３】前記基本制御量の少なくとも初期値は、前
回の同一条件の変速時における最初のフィードバック制
御時の制御量で設定されることを特徴とする請求項１又
は２に記載の自動変速機の出力軸トルク制御装置。