JP3246863B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
自動変速機の制御装置Info
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- F16H63/502—Signals to an engine or motor for smoothing gear shifts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
の駆動力を自動変速機で変換し車軸に伝達する動力伝達
機構に係わる自動車用の自動変速機の制御装置に関する
ものである。
の駆動力を自動変速機で変換し車軸に伝達する動力伝達
機構に係わる自動車用の自動変速機の制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの回転速度を自動変速機で変速
し車輪に伝達するシステムを備える自動車では、変速に
かかる時間を最適に制御するため、摩擦部材に与える作
用力を運転状態に応じて制御している。それは、摩擦部
材に与える作用力が高いと変速時に乗員に不快な変速シ
ョックが大きくなりまた、作用力が低いと変速時間が掛
かりすぎて摩擦部材の寿命を短くしさらに変速の間延び
感がやはり乗員に不快感を与えてしまうためである。
し車輪に伝達するシステムを備える自動車では、変速に
かかる時間を最適に制御するため、摩擦部材に与える作
用力を運転状態に応じて制御している。それは、摩擦部
材に与える作用力が高いと変速時に乗員に不快な変速シ
ョックが大きくなりまた、作用力が低いと変速時間が掛
かりすぎて摩擦部材の寿命を短くしさらに変速の間延び
感がやはり乗員に不快感を与えてしまうためである。
【０００３】上記に関する技術としては従来、スロット
ル開度や車速などに応じて、変速に関わるクラッチある
いはブレーキの摩擦部材への作用力を経験的または実験
的に決めて制御していた。また、特公平4−72099号公報
に記載のように、エンジン回転数とエンジントルクで作
用圧を経験的または実験的に決めていた。また、特開平
7−139619 号公報の記載では、変速中の回転角加速度か
ら慣性モーメント分の制御油圧と入力トルク分の制御油
圧を求め、それらの和からクラッチの実制御油圧を求め
ていた。
ル開度や車速などに応じて、変速に関わるクラッチある
いはブレーキの摩擦部材への作用力を経験的または実験
的に決めて制御していた。また、特公平4−72099号公報
に記載のように、エンジン回転数とエンジントルクで作
用圧を経験的または実験的に決めていた。また、特開平
7−139619 号公報の記載では、変速中の回転角加速度か
ら慣性モーメント分の制御油圧と入力トルク分の制御油
圧を求め、それらの和からクラッチの実制御油圧を求め
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにエンジン
負荷で作用圧を決める場合には、例えばエコノミィモー
ドやパワーモード等の運転状態毎に作用圧のテーブルを
作成する必要があり多大な工数を要していた。また、エ
ンジン回転数とエンジントルクで作用圧を決める方法で
は、トルクコンバータでの入力回転のずれやトルク増幅
によるトルクのずれが発生する。さらにこのずれは、道
路勾配や車重の変動に伴って変化するため、安定した変
速時間は得られないという問題がある。また、上記理由
のため、エンジン回転数とエンジントルクの比例係数は
各変速毎に実験的に決めなければならず、マッチングに
工数を要していた。また、特開平7−139619 号公報の記
載のように、クラッチ油圧の設定を慣性分と入力トルク
分に分けて求めるとマッチング工数の増加や処理の増加
を招いてしまう。
負荷で作用圧を決める場合には、例えばエコノミィモー
ドやパワーモード等の運転状態毎に作用圧のテーブルを
作成する必要があり多大な工数を要していた。また、エ
ンジン回転数とエンジントルクで作用圧を決める方法で
は、トルクコンバータでの入力回転のずれやトルク増幅
によるトルクのずれが発生する。さらにこのずれは、道
路勾配や車重の変動に伴って変化するため、安定した変
速時間は得られないという問題がある。また、上記理由
のため、エンジン回転数とエンジントルクの比例係数は
各変速毎に実験的に決めなければならず、マッチングに
工数を要していた。また、特開平7−139619 号公報の記
載のように、クラッチ油圧の設定を慣性分と入力トルク
分に分けて求めるとマッチング工数の増加や処理の増加
を招いてしまう。
【０００５】したがって、本発明の目的とするところ
は、乗員への不快感の少ない変速を実現するために、精
度よく所定の変速時間が得られるよう摩擦部材の作用圧
を制御する方法を提供し、かつその制御定数を容易に決
定することである。
は、乗員への不快感の少ない変速を実現するために、精
度よく所定の変速時間が得られるよう摩擦部材の作用圧
を制御する方法を提供し、かつその制御定数を容易に決
定することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため本
発明は、摩擦部材の締結または解放により変速を行う自
動変速機の制御装置であって、変速時間の目標値である
目標変速時間、前記自動変速機に入力される入力回転速
度、および入力トルクに応じて、変速開始前に前記摩擦
部材の伝達トルクを求める伝達トルク演算手段と、前記
演算手段により求められた伝達トルクに応じて前記摩擦
部材の締結または開放の作用力を制御する作用力制御手
段とを有する構成とした。
発明は、摩擦部材の締結または解放により変速を行う自
動変速機の制御装置であって、変速時間の目標値である
目標変速時間、前記自動変速機に入力される入力回転速
度、および入力トルクに応じて、変速開始前に前記摩擦
部材の伝達トルクを求める伝達トルク演算手段と、前記
演算手段により求められた伝達トルクに応じて前記摩擦
部材の締結または開放の作用力を制御する作用力制御手
段とを有する構成とした。
【０００７】また、摩擦部材の締結または解放により変
速を行う自動変速機の制御装置であって、変速時間の目
標値である目標変速時間、前記自動変速機に入力される
入力回転速度、および入力トルクに応じて前記摩擦部材
の伝達トルクを求める伝達トルク演算手段と、前記演算
手段により求められた伝達トルクに応じて前記摩擦部材
の締結または開放の作用力を制御する作用力制御手段と
を有し、前記変速中にエンジン負荷が所定値以上変化し
た場合は、前記伝達トルクのかわりにエンジン負荷をパ
ラメータとして前記摩擦部材の作用力を制御する構成と
した。
速を行う自動変速機の制御装置であって、変速時間の目
標値である目標変速時間、前記自動変速機に入力される
入力回転速度、および入力トルクに応じて前記摩擦部材
の伝達トルクを求める伝達トルク演算手段と、前記演算
手段により求められた伝達トルクに応じて前記摩擦部材
の締結または開放の作用力を制御する作用力制御手段と
を有し、前記変速中にエンジン負荷が所定値以上変化し
た場合は、前記伝達トルクのかわりにエンジン負荷をパ
ラメータとして前記摩擦部材の作用力を制御する構成と
した。
【０００８】また、摩擦部材の締結または解放により変
速を行う自動変速機の制御装置であって、変速時間の目
標値である目標変速時間、前記自動変速機に入力される
入力回転速度、および入力トルクに応じて、変速開始前
に前記摩擦部材の伝達トルクを求める伝達トルク演算手
段と、前記演算手段により求められた伝達トルクに応じ
て前記摩擦部材の締結または開放の作用力を制御する作
用力制御手段とを有し、前記変速中にエンジン負荷が所
定値以上変化した場合は、前記伝達トルクのかわりにエ
ンジン負荷をパラメータとして前記摩擦部材の作用力を
制御する構成とした。
速を行う自動変速機の制御装置であって、変速時間の目
標値である目標変速時間、前記自動変速機に入力される
入力回転速度、および入力トルクに応じて、変速開始前
に前記摩擦部材の伝達トルクを求める伝達トルク演算手
段と、前記演算手段により求められた伝達トルクに応じ
て前記摩擦部材の締結または開放の作用力を制御する作
用力制御手段とを有し、前記変速中にエンジン負荷が所
定値以上変化した場合は、前記伝達トルクのかわりにエ
ンジン負荷をパラメータとして前記摩擦部材の作用力を
制御する構成とした。
【０００９】
【００１０】本発明の好ましくは、実際の変速時間と目
標変速時間との差に基づき、前記摩擦部材への作用力を
補正する手段を有することである。
標変速時間との差に基づき、前記摩擦部材への作用力を
補正する手段を有することである。
【００１１】本発明の好ましくは、前記作用力は油圧ま
たは電磁力であることである。
たは電磁力であることである。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例を示すシステム構
成図である。１はエンジン、２は自動変速機（以下、Ａ
Ｔという。）、３はプロペラシャフト、４は差動装置、
５は駆動輪、６ａはＡＴの油圧回路、６ｂは摩擦要素を
締結するため油圧回路６ａに供給される作用圧を作るポ
ンプ、７はＡＴのコントロールユニット（以下、ATCUと
いう。）、８はエンジンのコントロールユニット（以
下、ＥＣＵという。）であり、ＡＴＣＵ７とＥＣＵ８は
相互に信号のやりとりができるよう、通信回線でつなが
っている。９はエアークリーナ、１０はエアーフローセ
ンサ、１１はスロットル制御器、１２は吸入マニホール
ド、１３はインジェクタ（本例では一例として、４気筒
エンジンを取り上げたために４本）である。ＡＴの内部
にトルクコンバータ１４とギヤトレイン１５が分かれて
存在しており、自動変速機への入力回転である入力軸回
転数センサ１７ａと出力軸回転数センサ１７ｂも付設さ
れている。ＥＣＵ８はクランク角センサ２１，エアーフ
ローセンサ１０，スロットルセンサ１８などの入力信号
を受取り、エンジン回転数Ｎｅなどを演算する。そし
て、インジェクタ１３に開弁駆動信号を出力し燃料量を
制御する。また、アイドルスピードコントロールバルブ
１９（以下、ＩＳＣバルブという。）に開弁駆動信号を
出力し補正空気量を制御する。図示していないが、点火
プラグに点火信号を出力し点火時期などを制御する。
成図である。１はエンジン、２は自動変速機（以下、Ａ
Ｔという。）、３はプロペラシャフト、４は差動装置、
５は駆動輪、６ａはＡＴの油圧回路、６ｂは摩擦要素を
締結するため油圧回路６ａに供給される作用圧を作るポ
ンプ、７はＡＴのコントロールユニット（以下、ATCUと
いう。）、８はエンジンのコントロールユニット（以
下、ＥＣＵという。）であり、ＡＴＣＵ７とＥＣＵ８は
相互に信号のやりとりができるよう、通信回線でつなが
っている。９はエアークリーナ、１０はエアーフローセ
ンサ、１１はスロットル制御器、１２は吸入マニホール
ド、１３はインジェクタ（本例では一例として、４気筒
エンジンを取り上げたために４本）である。ＡＴの内部
にトルクコンバータ１４とギヤトレイン１５が分かれて
存在しており、自動変速機への入力回転である入力軸回
転数センサ１７ａと出力軸回転数センサ１７ｂも付設さ
れている。ＥＣＵ８はクランク角センサ２１，エアーフ
ローセンサ１０，スロットルセンサ１８などの入力信号
を受取り、エンジン回転数Ｎｅなどを演算する。そし
て、インジェクタ１３に開弁駆動信号を出力し燃料量を
制御する。また、アイドルスピードコントロールバルブ
１９（以下、ＩＳＣバルブという。）に開弁駆動信号を
出力し補正空気量を制御する。図示していないが、点火
プラグに点火信号を出力し点火時期などを制御する。
【００１６】一方、ＡＴＣＵ７は入力軸回転数センサ１
７ａよりタービン回転数Ｎｔ，出力軸回転センサ１７ｂ
より出力回転数Ｎｏ，ＡＴ油温センサ２２よりＡＴＦ温
度Ｔａｆなどの入力演算と、ＥＣＵ８から貰うエンジン
回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯなどの車両状態情報
から諸演算を実行する。そして、最適なギヤを選択し、
油圧回路６ａの切り換え電磁弁２０ａに開弁駆動信号を
また、ポンプ６ｂからの油圧を、摩擦要素に作用させる
ライン圧ＰＬに制御する制御ソレノイド20ｂに制御信号
を出力する。
７ａよりタービン回転数Ｎｔ，出力軸回転センサ１７ｂ
より出力回転数Ｎｏ，ＡＴ油温センサ２２よりＡＴＦ温
度Ｔａｆなどの入力演算と、ＥＣＵ８から貰うエンジン
回転数Ｎｅ，スロットル開度ＴＶＯなどの車両状態情報
から諸演算を実行する。そして、最適なギヤを選択し、
油圧回路６ａの切り換え電磁弁２０ａに開弁駆動信号を
また、ポンプ６ｂからの油圧を、摩擦要素に作用させる
ライン圧ＰＬに制御する制御ソレノイド20ｂに制御信号
を出力する。
【００１７】次に、図２によりＡＴ２のギヤ構成を説明
する。本図は最も基本的な前進１〜４速を実現するギヤ
構成で、後退やエンジンブレーキ用のクラッチは省略し
てある。構成要素は、２個の遊星ギヤと４個の摩擦部材
である。接続としてはＡＴ２の入力軸にはハイクラッチ
２３とリヤ側サンギヤ２４が接続され、ハイクラッチ２
３の逆側はフロントピニオンギヤ２５とローワンウェイ
クラッチ２６とフォワードワンウェイクラッチ２７が接
続される。ローワンウェイクラッチ２６はハイクラッチ
側から正転（入力回転と同一方向）トルクが発生すると
締結状態となり結果的に回転停止状態となる。また、フ
ォワードワンウェイクラッチ２７の逆側はリヤインター
ナルギヤ２８に接続されている。フロントサンギヤ３３
はブレーキドラム２９に接続されブレーキドラム２９は
バンドブレーキ３０の締結により回転停止状態になる。
また、フロントインターナルギヤ３１はリヤピニオンギ
ヤ３２と出力軸に接続されている。
する。本図は最も基本的な前進１〜４速を実現するギヤ
構成で、後退やエンジンブレーキ用のクラッチは省略し
てある。構成要素は、２個の遊星ギヤと４個の摩擦部材
である。接続としてはＡＴ２の入力軸にはハイクラッチ
２３とリヤ側サンギヤ２４が接続され、ハイクラッチ２
３の逆側はフロントピニオンギヤ２５とローワンウェイ
クラッチ２６とフォワードワンウェイクラッチ２７が接
続される。ローワンウェイクラッチ２６はハイクラッチ
側から正転（入力回転と同一方向）トルクが発生すると
締結状態となり結果的に回転停止状態となる。また、フ
ォワードワンウェイクラッチ２７の逆側はリヤインター
ナルギヤ２８に接続されている。フロントサンギヤ３３
はブレーキドラム２９に接続されブレーキドラム２９は
バンドブレーキ３０の締結により回転停止状態になる。
また、フロントインターナルギヤ３１はリヤピニオンギ
ヤ３２と出力軸に接続されている。
【００１８】各摩擦部材とギヤ位置は表１に示す締結状
態である。これらの状態はATCU7の指令を受けて電磁弁
２０が油圧回路６を切り換えることで実現される。
態である。これらの状態はATCU7の指令を受けて電磁弁
２０が油圧回路６を切り換えることで実現される。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、変速に伴うエネルギの授受について
説明する。
説明する。
【００２１】周知のように回転要素がその速度を変化さ
せる場合回転慣性分のエネルギとエンジン８から入力さ
れるエネルギの和を消費する必要があり、この消費に要
する時間が変速時間となる。ここで、回転慣性分のエネ
ルギＷｉは回転部材の慣性モーメントをＪｉ，変速前の
角速度をωｉ１，変速後の角速度をωｉ２とすると Ｗｉ＝Σ(１／２・(ωｉ１−ωｉ２)2・Ｊｉ） …（１） である。ここで各回転体の角速度は入力回転速度すなわ
ちタービンの変速前角速度ωｔに比例し、また変速前後
の角速度は変速のギヤ比に比例するので、 Ｗｉ＝ｋ１・ωｔ2 …（２） となる。ｋ１はギヤ比と慣性モーメントにより決まる定
数である。
せる場合回転慣性分のエネルギとエンジン８から入力さ
れるエネルギの和を消費する必要があり、この消費に要
する時間が変速時間となる。ここで、回転慣性分のエネ
ルギＷｉは回転部材の慣性モーメントをＪｉ，変速前の
角速度をωｉ１，変速後の角速度をωｉ２とすると Ｗｉ＝Σ(１／２・(ωｉ１−ωｉ２)2・Ｊｉ） …（１） である。ここで各回転体の角速度は入力回転速度すなわ
ちタービンの変速前角速度ωｔに比例し、また変速前後
の角速度は変速のギヤ比に比例するので、 Ｗｉ＝ｋ１・ωｔ2 …（２） となる。ｋ１はギヤ比と慣性モーメントにより決まる定
数である。
【００２２】エンジン８から入力されるエネルギＷｅに
ついては、タービントルクをＴｔ，変速時間をｔｃ，変
速後のタービン角速度をωｔｅとすると、 Ｗｅ＝１／２・(ωｔ−ωｔｅ)・Ｔｔ・ｔｃ …（３） である。（１）式同様変速前後のタービン角速度は変速
のギヤ比に比例するので、 Ｗｅ＝ｋ２・ωｔ・Ｔｔ・ｔｃ …（４） となる。ｋ２はギヤ比により決まる定数である。
ついては、タービントルクをＴｔ，変速時間をｔｃ，変
速後のタービン角速度をωｔｅとすると、 Ｗｅ＝１／２・(ωｔ−ωｔｅ)・Ｔｔ・ｔｃ …（３） である。（１）式同様変速前後のタービン角速度は変速
のギヤ比に比例するので、 Ｗｅ＝ｋ２・ωｔ・Ｔｔ・ｔｃ …（４） となる。ｋ２はギヤ比により決まる定数である。
【００２３】次に、１速から２速へのシフトアップ時を
例にエネルギの消費について説明する。１速から２速へ
の変速では摩擦部材は、バンドブレーキ３０が締結さ
れ、ローワンウェイクラッチ２６が解放される動作とな
る。実際はバンドブレーキ３０を締結すればローワンウ
ェイクラッチ２６は自動的に解放されるので、ブレーキ
ドラム２９を停止させることが変速することになる。す
なわち、このバンドブレーキ３０部で変速に伴う余剰エ
ネルギが消費されることになる。この消費エネルギＷｄ
は伝達トルクをＴｄとすると、 ｗｄ＝ｋ３・Ｔｄ・ωｔ・ｔｃ …（５） となる。ｋ３は変速の種類により決定される定数であ
る。
例にエネルギの消費について説明する。１速から２速へ
の変速では摩擦部材は、バンドブレーキ３０が締結さ
れ、ローワンウェイクラッチ２６が解放される動作とな
る。実際はバンドブレーキ３０を締結すればローワンウ
ェイクラッチ２６は自動的に解放されるので、ブレーキ
ドラム２９を停止させることが変速することになる。す
なわち、このバンドブレーキ３０部で変速に伴う余剰エ
ネルギが消費されることになる。この消費エネルギＷｄ
は伝達トルクをＴｄとすると、 ｗｄ＝ｋ３・Ｔｄ・ωｔ・ｔｃ …（５） となる。ｋ３は変速の種類により決定される定数であ
る。
【００２４】これが（２）式と（４）式の和と等しいか
ら、エネルギの収支は、 ｋ３・Ｔｄ・ωｔ・ｔｃ ＝ｋ１・ωｔ2＋ｋ２・ωｔ・Ｔｔ・ｔｃ …（６） となり、Ｔｄについて整理すると、式（７）が得られ
る。
ら、エネルギの収支は、 ｋ３・Ｔｄ・ωｔ・ｔｃ ＝ｋ１・ωｔ2＋ｋ２・ωｔ・Ｔｔ・ｔｃ …（６） となり、Ｔｄについて整理すると、式（７）が得られ
る。
【００２５】 Ｔｄ＝ｋω／ｔｃ・ωｔ＋ｋｔ・Ｔｔ …（７） ｋω，ｋｔはｋ１，ｋ２，ｋ３により定まる定数であ
る。
る。
【００２６】伝達トルクＴｄは、図７に示すようにバン
ドブレーキ３０に作用する作用力Ｐｄとバンドブレーキ
３０の摩擦係数μ及び半径ｒにより決定される。通常自
動車用ＡＴに使われるバンドブレーキでは図３のような
摩擦係数の特性が使われておりほぼ定数と考えられる。
この場合の伝達トルクＴｄは作用力Ｐｄに比例すること
が知られている。
ドブレーキ３０に作用する作用力Ｐｄとバンドブレーキ
３０の摩擦係数μ及び半径ｒにより決定される。通常自
動車用ＡＴに使われるバンドブレーキでは図３のような
摩擦係数の特性が使われておりほぼ定数と考えられる。
この場合の伝達トルクＴｄは作用力Ｐｄに比例すること
が知られている。
【００２７】 Ｔｄ＝ｋ４・Ｐｄ …（８） また、バンドブレーキ３０には締結時は作用油圧にライ
ン圧ＰＬに比例したサーボ圧Ｐａが供給され、解放油圧
はドレーンされる。解放時は逆に作用油圧がドレーンさ
れ、解放油圧にライン圧ＰＬに比例したサーボ解放圧Ｐ
ｏが供給される。図７からわかるように締結時は、制御
力Ｐｄとライン圧ＰＬの関係は、式(９)で与えられる。
ン圧ＰＬに比例したサーボ圧Ｐａが供給され、解放油圧
はドレーンされる。解放時は逆に作用油圧がドレーンさ
れ、解放油圧にライン圧ＰＬに比例したサーボ解放圧Ｐ
ｏが供給される。図７からわかるように締結時は、制御
力Ｐｄとライン圧ＰＬの関係は、式(９)で与えられる。
【００２８】 Ｐｄ＝ｋｓ・ＰＬ−ｋｂ …（９） ｋｓはライン圧の作用面積と油圧回路により決まる定数
で、ｋｂはバネ等による反力成分である。ｋｂは伸びの
長さに比例するものの作用時の伸びは無視できるほど小
さいので定数と考えて差し支えない。
で、ｋｂはバネ等による反力成分である。ｋｂは伸びの
長さに比例するものの作用時の伸びは無視できるほど小
さいので定数と考えて差し支えない。
【００２９】したがって、（８）（９）式より ＰＬ＝ｋｐ・Ｔｄ＋Ｋｍ …（１０） が得られ、（７）式により求めたＴｄからライン圧を決
めれば、変速時間を所定値ｔｃに制御できる。ｋｐ，ｋ
ｍはｋｓ，ｋｂ，ｋ４より決定される定数で、いずれも
摩擦要素の基本設計値から容易に算出されるので、ほと
んどマッチングを要さずに制御定数を決めることがで
き、これまでのようなマッチングに多大な工数が必要な
くなる。当然ではあるが他の変速にも容易に展開でき
る。
めれば、変速時間を所定値ｔｃに制御できる。ｋｐ，ｋ
ｍはｋｓ，ｋｂ，ｋ４より決定される定数で、いずれも
摩擦要素の基本設計値から容易に算出されるので、ほと
んどマッチングを要さずに制御定数を決めることがで
き、これまでのようなマッチングに多大な工数が必要な
くなる。当然ではあるが他の変速にも容易に展開でき
る。
【００３０】また、バンドブレーキ３０の摩擦係数μを
滑り速度に対し一定としたが図３からも判るように滑り
速度が小さいところで大きくなる傾向がある。そのた
め、タービン角速度が小さい領域では作用圧を小さくな
るよう補正すればよい。
滑り速度に対し一定としたが図３からも判るように滑り
速度が小さいところで大きくなる傾向がある。そのた
め、タービン角速度が小さい領域では作用圧を小さくな
るよう補正すればよい。
【００３１】タービントルクＴｔは図４の示す演算推定
で求めることができる。この演算はエンジン回転数の計
測など各入力処理を含めて、例えは１０ｍｓ毎のように
所定時間毎に繰り返し演算される。以下その方法を記
す。
で求めることができる。この演算はエンジン回転数の計
測など各入力処理を含めて、例えは１０ｍｓ毎のように
所定時間毎に繰り返し演算される。以下その方法を記
す。
【００３２】ブロック４０で、タービン回転数Ｎｔをエ
ンジン回転数Ｎｅで割り、トルクコンバータ１４のスリ
ップ比ｅを求める。
ンジン回転数Ｎｅで割り、トルクコンバータ１４のスリ
ップ比ｅを求める。
【００３３】 ｅ＝Ｎｔ／Ｎｅ …（１１） ブロック４１及び４２では、予め記憶させておいたトル
クコンバータ１４のトルク比ｔ特性及びポンプ容量係数
τ特性よりトルク比ｔとポンプ容量係数τを求める。ブ
ロック４３ではエンジン回転数Ｎｅの２乗を求め、ステ
ップ４４では（１２）式のように先に求めたトルク比ｔ
とポンプ容量係数τと乗算し、タービントルクＴｔを求
める。
クコンバータ１４のトルク比ｔ特性及びポンプ容量係数
τ特性よりトルク比ｔとポンプ容量係数τを求める。ブ
ロック４３ではエンジン回転数Ｎｅの２乗を求め、ステ
ップ４４では（１２）式のように先に求めたトルク比ｔ
とポンプ容量係数τと乗算し、タービントルクＴｔを求
める。
【００３４】 Ｔｔ＝ｔ・τ・Ｎｅ2 …（１２） ステップ４６では、ステップ４５で現在のギヤ比を求め
タービントルクＴｔと乗算し、出力軸トルクＴｏを求め
る。
タービントルクＴｔと乗算し、出力軸トルクＴｏを求め
る。
【００３５】タービントルクＴｔのその他の推定方法と
しては、図５に示すようにブロック４７でスロットル開
度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅと予め記憶させておいた
エンジントルク特性マップより、エンジントルクＴｅを
求めて推定する方法がある。本方法では、ポンプ容量係
数τの代わりにエンジントルクＴｅを使用するので、変
速などに伴う回転変化の慣性モーメントを考慮する必要
がある。そのためブロック４８で、前回測定値であるＮ
ｅ＿１と差をとり、エンジン回転数変化量ΔＮｅを求
め、ブロック４９でエンジンの慣性モーメントＪｅと掛
けて、その値をブロック５０でエンジントルクＴｅに加
え、慣性トルクＴｅ′とし、ブロック５１でトルク比ｔ
と慣性トルクＴｅ′の積からタービントルクＴｔを求め
ることになる。
しては、図５に示すようにブロック４７でスロットル開
度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅと予め記憶させておいた
エンジントルク特性マップより、エンジントルクＴｅを
求めて推定する方法がある。本方法では、ポンプ容量係
数τの代わりにエンジントルクＴｅを使用するので、変
速などに伴う回転変化の慣性モーメントを考慮する必要
がある。そのためブロック４８で、前回測定値であるＮ
ｅ＿１と差をとり、エンジン回転数変化量ΔＮｅを求
め、ブロック４９でエンジンの慣性モーメントＪｅと掛
けて、その値をブロック５０でエンジントルクＴｅに加
え、慣性トルクＴｅ′とし、ブロック５１でトルク比ｔ
と慣性トルクＴｅ′の積からタービントルクＴｔを求め
ることになる。
【００３６】また、以上のような方法以外にエンジント
ルクＴｅを求める方法としては、エンジン吸入空気量Ｑ
ａとエンジン回転数Ｎｅの関係、あるいは、インジェク
タパルス幅Ｔｉとエンジン回転数Ｎｅの入力情報からも
ほぼ同様にエンジントルクＴｅを求めることができる
が、ここでは省略する。
ルクＴｅを求める方法としては、エンジン吸入空気量Ｑ
ａとエンジン回転数Ｎｅの関係、あるいは、インジェク
タパルス幅Ｔｉとエンジン回転数Ｎｅの入力情報からも
ほぼ同様にエンジントルクＴｅを求めることができる
が、ここでは省略する。
【００３７】上記のように求めたタービントルクＴｔと
タービン回転数Ｎｔをタービン角速度ωｔに単位換算し
たものを（７）及び（１０）式に代入すればライン圧Ｐ
Ｌを求めることができる。
タービン回転数Ｎｔをタービン角速度ωｔに単位換算し
たものを（７）及び（１０）式に代入すればライン圧Ｐ
Ｌを求めることができる。
【００３８】次に、実際の制御を図８のタイムチャート
と図９のフローチャートをもとにＡＴＣＵ７の制御パタ
ーンを説明する。
と図９のフローチャートをもとにＡＴＣＵ７の制御パタ
ーンを説明する。
【００３９】図８はアップシフト時の例である。ｔ１時
において変速指令がでた場合、所定時間後のｔ２あるい
は、エンジン回転が低下し始めるｔ３の点において図９
のフローに示す演算を行う。すなわち、ステップ６０で
タービン回転速度ωｔと図４のブロックによりタービン
トルクＴｔと出力軸トルクＴｏを求める。ステップ６１
では、所定の変速時間ｔｃとωｔとタービントルクＴｔ
から（７）式を用いて仮定伝達トルクＴｄを求める。次
にステップ６２でＴｄとＴｏの差を求め、ΔＴとする。
ステップ６３ではΔＴの正負を判定し、負ならばステッ
プ６４でΔＴを０とする。このように、ＴｏをＴｄの上
限値とすることで変速中のトルクが変速前のトルクと同
じかあるいは小さく設定されるので、変速ショックを抑
えることができる。ステップ６５ではΔＴに基づいてト
ルクダウン制御量であるＴｅｄを求める。Ｔｅｄは例え
ば、エンジンの点火時期を遅らせるリタード量や燃料供
給の部分的カットや電子制御されたスロットルの場合は
空気量を制限するなど種々考えられる。ステップ６６で
は、トルクダウン量を考慮して再度（７）式より実制御
伝達トルクＴｄｓを求める。ステップ６７ではＴｄｓの
正負を判定し、負ならばステップ６８でＴｄｓを０と
し、ステップ６９で（１０）式によりライン圧ＰＬを計
算する。ステップ６７の判定は、足放しアップシフトな
どでタービントルクが負になった場合にＰＬがｋｍ以下
になることを防ぐためである。ｋｍ値はバネの反力によ
って決まった値であり、ライン圧は少なくともｋｍ以上
の値がないと変速できないためである。
において変速指令がでた場合、所定時間後のｔ２あるい
は、エンジン回転が低下し始めるｔ３の点において図９
のフローに示す演算を行う。すなわち、ステップ６０で
タービン回転速度ωｔと図４のブロックによりタービン
トルクＴｔと出力軸トルクＴｏを求める。ステップ６１
では、所定の変速時間ｔｃとωｔとタービントルクＴｔ
から（７）式を用いて仮定伝達トルクＴｄを求める。次
にステップ６２でＴｄとＴｏの差を求め、ΔＴとする。
ステップ６３ではΔＴの正負を判定し、負ならばステッ
プ６４でΔＴを０とする。このように、ＴｏをＴｄの上
限値とすることで変速中のトルクが変速前のトルクと同
じかあるいは小さく設定されるので、変速ショックを抑
えることができる。ステップ６５ではΔＴに基づいてト
ルクダウン制御量であるＴｅｄを求める。Ｔｅｄは例え
ば、エンジンの点火時期を遅らせるリタード量や燃料供
給の部分的カットや電子制御されたスロットルの場合は
空気量を制限するなど種々考えられる。ステップ６６で
は、トルクダウン量を考慮して再度（７）式より実制御
伝達トルクＴｄｓを求める。ステップ６７ではＴｄｓの
正負を判定し、負ならばステップ６８でＴｄｓを０と
し、ステップ６９で（１０）式によりライン圧ＰＬを計
算する。ステップ６７の判定は、足放しアップシフトな
どでタービントルクが負になった場合にＰＬがｋｍ以下
になることを防ぐためである。ｋｍ値はバネの反力によ
って決まった値であり、ライン圧は少なくともｋｍ以上
の値がないと変速できないためである。
【００４０】求めたＰＬ及びＴｅｄはｔ２あるいはｔ３
を基にしたタイミングで制御値として出力する。
を基にしたタイミングで制御値として出力する。
【００４１】以上の方法により実験を行った結果を図６
に示す。図６は横軸が実制御伝達トルクＴｄｓで縦軸が
ライン圧ＰＬを表わしている。図中の実線は本発明で求
まる理論ライン圧である。また、○及び●は各運転状態
でライン圧を種々変化させた時、変速時間が約３５０ｍ
ｓとなったものを○で、４００ｍｓとなったものを●で
プロットしたものである。明らかに実制御伝達トルクＴ
ｄｓでライン圧ＰＬを決めれば変速時間を一定に制御で
きることが解る。また、Ｔｄｓが小さい領域（足放し）
では同じ変速時間を得るのに実線より小さいライン圧Ｐ
Ｌとなっているがこれは前述したようにバンドの摩擦係
数μの特性による。そのためこの領域では摩擦係数μの
特性を考慮した補正が必要となる。
に示す。図６は横軸が実制御伝達トルクＴｄｓで縦軸が
ライン圧ＰＬを表わしている。図中の実線は本発明で求
まる理論ライン圧である。また、○及び●は各運転状態
でライン圧を種々変化させた時、変速時間が約３５０ｍ
ｓとなったものを○で、４００ｍｓとなったものを●で
プロットしたものである。明らかに実制御伝達トルクＴ
ｄｓでライン圧ＰＬを決めれば変速時間を一定に制御で
きることが解る。また、Ｔｄｓが小さい領域（足放し）
では同じ変速時間を得るのに実線より小さいライン圧Ｐ
Ｌとなっているがこれは前述したようにバンドの摩擦係
数μの特性による。そのためこの領域では摩擦係数μの
特性を考慮した補正が必要となる。
【００４２】これまで述べた、内容は変速中にエンジン
負荷が一定であることを仮定している。これはエンジン
および車体自体に慣性があること、変速時間が１秒以下
と非常に短いことを考えると妥当である。しかし、実際
の運転状態では例えば変速中にスロットルが大きく変動
した場合などで入力状態が変化する場合がある。そこ
で、変速中にスロットルが所定値より大きく変化した場
合や、ブレーキが踏まれた場合などでは、スロットル開
度等で予め決めた作用圧に切り換えるよう構成すること
で特殊な場合でも異常動作を防ぐことができる。
負荷が一定であることを仮定している。これはエンジン
および車体自体に慣性があること、変速時間が１秒以下
と非常に短いことを考えると妥当である。しかし、実際
の運転状態では例えば変速中にスロットルが大きく変動
した場合などで入力状態が変化する場合がある。そこ
で、変速中にスロットルが所定値より大きく変化した場
合や、ブレーキが踏まれた場合などでは、スロットル開
度等で予め決めた作用圧に切り換えるよう構成すること
で特殊な場合でも異常動作を防ぐことができる。
【００４３】本実施例では、変速時間を厳密に求めてい
るが、実際のＡＴでは油圧系の機差や経時劣化等により
制御値に対する変速時間にずれが発生してしまう。その
ため実変速時間ｔｃｒ（図８のｔ４−ｔ３）とｔｃの差
を記憶しておき、ライン圧ＰＬを補正すれば、より精度
良く制御可能となる。
るが、実際のＡＴでは油圧系の機差や経時劣化等により
制御値に対する変速時間にずれが発生してしまう。その
ため実変速時間ｔｃｒ（図８のｔ４−ｔ３）とｔｃの差
を記憶しておき、ライン圧ＰＬを補正すれば、より精度
良く制御可能となる。
【００４４】以下ライン圧の制御にデューティソレノイ
ドを使用している場合を例に、補正方法の一例を示す。
ドを使用している場合を例に、補正方法の一例を示す。
【００４５】デューティソレノイドによる制御はライン
圧ＰＬに対する出力デューティ比ＤＰＬをテーブルとし
て記憶し求める。したがって、（１３）式に示すような
学習補正値ＳＤＰＬを求めればよい。
圧ＰＬに対する出力デューティ比ＤＰＬをテーブルとし
て記憶し求める。したがって、（１３）式に示すような
学習補正値ＳＤＰＬを求めればよい。
【００４６】 ＤＰＬ＝ｔｂｌ(ＰＬ)＋ＳＤＰＬ(ｉ) …（１３） ここで、ｔｂｌはライン圧−デューティ比変換テーブル
を示し、学習補正値ＳＤＰＬに（ｉ）が付いているの
は、実制御伝達トルクＴｄｓの領域毎に学習補正値があ
ることを示している。
を示し、学習補正値ＳＤＰＬに（ｉ）が付いているの
は、実制御伝達トルクＴｄｓの領域毎に学習補正値があ
ることを示している。
【００４７】具体的な学習値決定のロジックを図１０の
フローチャートを使って説明する。ステップ７０で実変
速時間ｔｃｒと制御変速時間ｔｃの差が所定値以上離れ
ているか判定し、小さい場合は何もせずリターンする。
大きい場合はステップ７１でＴｄｓの領域を判定し領域
番号ｉを決定する。ステップ７２とステップ７３では実
変速時間ｔｃｒを用いて実予測ライン圧ＰＬ′を求め
る。この計算時には、ずれの生じた変速で用いられたタ
ービン回転速度ωｔ，タービントルクＴｔ，トルクダウ
ン値ΔＴを用いる。ステップ７４ではライン圧−デュー
ティ比変換テーブルと現状の学習補正値ＳＤＰＬ(ｉ)よ
り実予測デューティ比ＤＰＬ′を求める。ステップ７５
では制御に用いられたデューティ比ＤＰＬからステップ
７４で求めた実予測デューティ比ＤＰＬ′の差を求め所
定のゲインｋｇを掛けて補正量を求め、現在の学習補正
値ＳＤＰＬ(ｉ)に足して新しい学習補正値ＳＤＰＬ(ｉ)
とする。ゲインｋｇは１以下とし、制御の安定性を考慮
して決定する。
フローチャートを使って説明する。ステップ７０で実変
速時間ｔｃｒと制御変速時間ｔｃの差が所定値以上離れ
ているか判定し、小さい場合は何もせずリターンする。
大きい場合はステップ７１でＴｄｓの領域を判定し領域
番号ｉを決定する。ステップ７２とステップ７３では実
変速時間ｔｃｒを用いて実予測ライン圧ＰＬ′を求め
る。この計算時には、ずれの生じた変速で用いられたタ
ービン回転速度ωｔ，タービントルクＴｔ，トルクダウ
ン値ΔＴを用いる。ステップ７４ではライン圧−デュー
ティ比変換テーブルと現状の学習補正値ＳＤＰＬ(ｉ)よ
り実予測デューティ比ＤＰＬ′を求める。ステップ７５
では制御に用いられたデューティ比ＤＰＬからステップ
７４で求めた実予測デューティ比ＤＰＬ′の差を求め所
定のゲインｋｇを掛けて補正量を求め、現在の学習補正
値ＳＤＰＬ(ｉ)に足して新しい学習補正値ＳＤＰＬ(ｉ)
とする。ゲインｋｇは１以下とし、制御の安定性を考慮
して決定する。
【００４８】
【発明の効果】本発明により、タービン角速度とタービ
ントルクから変速に関わる摩擦部材の作用圧とトルクの
低減量が現実的な範囲で決定されるので、変速ショック
を抑えると共に変速時間を所定時間に制御できる。ま
た、制御の定数は摩擦部材の基本設計値より求められる
ので、制御を設計する際のマッチング工数が低減でき
る。
ントルクから変速に関わる摩擦部材の作用圧とトルクの
低減量が現実的な範囲で決定されるので、変速ショック
を抑えると共に変速時間を所定時間に制御できる。ま
た、制御の定数は摩擦部材の基本設計値より求められる
ので、制御を設計する際のマッチング工数が低減でき
る。
【図１】本発明による一実施例のシステム構成図であ
る。
る。
【図２】本発明による一実施例のＡＴ構成図である。
【図３】バンドブレーキの摩擦係数μ−滑り速度Ｖ特性
図である。
図である。
【図４】タービントルク推定ブロック図である。
【図５】他の方法によるタービントルク推定ブロック図
である。
である。
【図６】本発明の実験結果を説明する図である。
【図７】バンドブレーキの構造図である。
【図８】本発明の制御タイムチャートである。
【図９】本発明の制御フローチャートである。
【図１０】本発明の学習制御フローチャートである。
１…エンジン、２…自動変速機、６…油圧回路、７…Ａ
ＴＣＵ、１５…ギヤトレイン、１７ａ…入力軸回転数セ
ンサ、１８…スロットルセンサ、２３…ハイクラッチ、
２６…ローワンウェイクラッチ、２７…フォワードワン
ウェイクラッチ、２９…ブレーキドラム、３０…バンド
ブレーキ。
ＴＣＵ、１５…ギヤトレイン、１７ａ…入力軸回転数セ
ンサ、１８…スロットルセンサ、２３…ハイクラッチ、
２６…ローワンウェイクラッチ、２７…フォワードワン
ウェイクラッチ、２９…ブレーキドラム、３０…バンド
ブレーキ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 射場本 正彦 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 黒岩 弘 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 岡田 光義 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (56)参考文献 特開 平８−42676（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−87226（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48
Claims (6)
- 【請求項１】摩擦部材の締結または解放により変速を行
う自動変速機の制御装置であって、 変速時間の目標値である目標変速時間、前記自動変速機
に入力される入力回転速度、および入力トルクに応じ
て、変速開始前に前記摩擦部材の伝達トルクを求める伝
達トルク演算手段と、 前記演算手段により求められた伝達トルクに応じて前記
摩擦部材の締結または開放の作用力を制御する作用力制
御手段と、 を有する自動変速機の制御装置。 - 【請求項２】摩擦部材の締結または解放により変速を行
う自動変速機の制御装置であって、 変速時間の目標値である目標変速時間、前記自動変速機
に入力される入力回転速度、および入力トルクに応じて
前記摩擦部材の伝達トルクを求める伝達トルク演算手段
と、 前記演算手段により求められた伝達トルクに応じて前記
摩擦部材の締結または開放の作用力を制御する作用力制
御手段とを有し、 前 記変速中にエンジン負荷が所定値以上変化した場合
は、前記伝達トルクのかわりにエンジン負荷をパラメー
タとして前記摩擦部材の作用力を制御する自動変速機の
制御装置。 - 【請求項３】 摩擦部材の締結または解放により変速を行
う自動変速機の制御装置であって、 変速時間の目標値である目標変速時間、前記自動変速機
に入力される入力回転速度、および入力トルクに応じ
て、変速開始前に前記摩擦部材の伝達トルクを求める伝
達トルク演算手段と、 前記演算手段により求められた伝達トルクに応じて前記
摩擦部材の締結または開放の作用力を制御する作用力制
御手段とを有し、 前記変速中にエンジン負荷が所定値以上変化した場合
は、前記伝達トルクのかわりにエンジン負荷をパラメー
タとして前記摩擦部材の作用力を制御する自動変速機の
制御装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３記載において、 実際の変速時間と目標変速時間との差に基づき、前記摩
擦部材への作用力を補正する手段を有する自動変速機の
制御装置。 - 【請求項５】請求項１乃至３記載において、 前記作用力は油圧である自動変速機の制御装置。
- 【請求項６】請求項１乃至３記載において、 前記作用力は電磁力である自動変速機の制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05881396A JP3246863B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 自動変速機の制御装置 |
| KR1019970004904A KR100503591B1 (ko) | 1996-03-15 | 1997-02-18 | 자동변속기의제어장치및제어방법 |
| DE19758780A DE19758780B4 (de) | 1996-03-15 | 1997-03-14 | Vorrichtung und Verfahren zum Steuern von Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben |
| DE19710740A DE19710740B4 (de) | 1996-03-15 | 1997-03-14 | Steuervorrichtung und Steuerverfahren zum Steuern von Kraftfahrzeug-Automatikgetrieben |
| US08/818,446 US6067494A (en) | 1996-03-15 | 1997-03-17 | Control apparatus and control method for automatic transmission of vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05881396A JP3246863B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 自動変速機の制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001255443A Division JP3550558B2 (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 自動変速機の制御装置，方法，システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09249051A JPH09249051A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3246863B2 true JP3246863B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=13095062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05881396A Expired - Lifetime JP3246863B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 自動変速機の制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067494A (ja) |
| JP (1) | JP3246863B2 (ja) |
| KR (1) | KR100503591B1 (ja) |
| DE (2) | DE19710740B4 (ja) |
Families Citing this family (19)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH11294547A (ja) * | 1998-04-07 | 1999-10-29 | Hitachi Ltd | 車両用自動変速の制御装置および制御方法 |
| US6199004B1 (en) * | 1999-05-17 | 2001-03-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Vehicle and engine control system |
| DE10034744B4 (de) * | 1999-08-26 | 2012-05-24 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Bestimmung des von einer Reibungskupplung eines mit einem Antriebsmotor gekoppelten Lastschaltgetriebes übertragenen Moments |
| JP3623903B2 (ja) * | 1999-12-09 | 2005-02-23 | 本田技研工業株式会社 | 自動変速機の制御装置 |
| US6634984B1 (en) * | 2001-02-08 | 2003-10-21 | Ford Global Technologies, Llc | Method of controlling engine idle speed during launch from neutral idle operation |
| JP2002323125A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Jatco Ltd | 自動変速機のライン圧制御装置 |
| JP3849456B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2006-11-22 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 自動変速機の変速制御装置 |
| JP4015408B2 (ja) * | 2001-11-26 | 2007-11-28 | 株式会社日立製作所 | 自動車の制御方法および制御装置 |
| US7131933B2 (en) * | 2001-12-07 | 2006-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle control apparatus having means for changing inertia torque of engine during shifting action or during switching of operating state of lock-up clutch |
| JP2003182408A (ja) | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Toyota Motor Corp | 自動変速機の制御装置 |
| US6754574B2 (en) | 2002-01-24 | 2004-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Controller for automatic transmission |
| JP3861841B2 (ja) * | 2003-04-09 | 2006-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用自動変速機の変速制御装置 |
| DE102005006556A1 (de) * | 2004-02-17 | 2005-09-08 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Betätigung mindestens zweier parallel im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs drehmomentübertragenden Kupplungen und Getriebesteuerung |
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