JP3618259B2

JP3618259B2 - 車両用自動変速機の制御方法

Info

Publication number: JP3618259B2
Application number: JP21307899A
Authority: JP
Inventors: 及宮田; 克行金中
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP2001041317A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機の制御方法、特に摩擦係合要素のがた詰め制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の摩擦係合要素を持ち、これら摩擦係合要素へ油圧を供給することによって摩擦係合要素を選択的に係合させ、複数の変速段を達成するようにした自動変速機が知られている。摩擦係合要素には制御油圧を受けてクラッチ板を締結させるピストンと、ピストンを復帰付勢するリターンスプリングが設けられているが、ピストンに制御油圧を供給しても、即座に係合を開始する訳ではない。すなわち、油圧を受けてピストンがリターンスプリングに抗して移動し、クラッチ板に接触するまでの間が無効ストロークとなり、これが係合遅れの原因となる。このような係合遅れを解消するために、従来の自動変速機では、摩擦係合要素の係合開始時に高い油圧（例えばライン圧）を一時的にかけて無効ストロークを短時間で解消すること、つまりがた詰めを行なうことが広く行なわれている。
【０００３】
例えば特開平８−２５４２６２号公報には、ＮからＤへのシフト時に、がた詰め終了後に変速が開始されるまでに要した時間が上限値より長い時にはがた詰め時間を増加させ、がた詰め終了後に変速が開始されるまでに要した時間が下限値より短い時にはがた詰め時間を減少させるよう学習制御するものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｄ→Ｎ→ＤまたはＲ→Ｎ→Ｒのように摩擦係合要素を係合〜解放〜係合へと連続的に状態変化させた場合には、解放時間の長さによって再係合のがた詰め時に大きな係合ショックが発生する場合がある。
【０００５】
図９はＮ→Ｒ→Ｎ→Ｒへとシフトレバーを切り替えた場合に、摩擦係合要素への制御油圧コントロール用の電磁弁の供給電流、摩擦係合要素の供給油圧、摩擦係合要素の出力トルクの各時間変化を示す。なお、ここでは電磁弁として電流ＯＦＦ状態で出力油圧がＯＮする常開型弁を用いた。
図９において、ｔ₁ 〜ｔ₂ ががた詰め時間、ｔ₂ 〜ｔ₃ が過渡制御時間、ｔ₃ 〜ｔ₄ が締結時間、ｔ₄ 〜ｔ₅ がＮレンジの保持時間、ｔ₅ 〜ｔ₆ ががた詰め時間、ｔ₆ 〜ｔ₇ が過渡制御時間である。
【０００６】
図９に示されるように、Ｎレンジの保持時間ｔ₄ 〜ｔ₅ が短い場合には、残圧Ｐｒがある状態で次のがた詰めが開始されるので、摩擦係合要素が急係合し、ショックＳが発生するという問題があった。この問題は、特に低温時に発生しやすい。
なお、同様な現象は、走行中にも発生することがある。すなわち、Ｄレンジで走行中、アクセル操作に伴って変速段が上下に変動した時、ある摩擦係合要素が係合〜解放〜係合を繰り返すことがある。このような場合にも、再係合時にがた詰めが行なわれるが、解放時間が短いと再係合時に残圧による変速ショックが発生することがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、摩擦係合要素が係合〜解放〜係合へと状態変化した場合に、再係合開始時にがた詰めを行なう際、再係合時のショックを軽減できる車両用自動変速機の制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載の発明によって達成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、複数の摩擦係合要素を持ち、これら摩擦係合要素へ油圧を供給することによって摩擦係合要素を選択的に係合させ、複数の変速段を達成するようにした車両用自動変速機であって、所定の変速段を達成する摩擦係合要素が係合〜解放〜係合へと状態変化を生じた場合に、再係合開始時に上記摩擦係合要素に高い油圧を供給してがた詰めを行なう車両用自動変速機の制御方法において、上記自動変速機の油温が設定温度より低く、かつ上記解放状態の保持時間が設定時間より短いときに上記がた詰めを禁止することを特徴とする車両用自動変速機の制御方法である。
【０００９】
摩擦係合要素が係合〜解放〜係合へと状態変化を生じた場合に、解放状態の保持時間が長い場合には、残圧が完全に解消されるので、次のがた詰めを開始した時に摩擦係合要素が急係合せず、ショックを回避できる。これに対し、解放状態の保持時間が短い場合には、再係合の開始までに残圧が完全に解消されず、ショックが発生する。そこで、請求項１では解放状態の保持時間が設定時間より短い場合にがた詰め自体を禁止する。この場合には、係合遅れの解消と再係合時のショック低減とを両立させることができるとともに、制御が簡単になるという利点がある。
【００１０】
本発明では、自動変速機の油温が設定温度より低い場合のみ、解放状態の保持時間が設定時間より短い時にがた詰めを禁止している。すなわち、解放時間だけでなく、油温の条件を加味してがた詰め制御を行なうものである。つまり、ＡＴＦ油温が低い時には油の粘度が高くなり、油圧の立ち下がりが鈍くなるので、保持時間（解放時間）と係合ショックとの関係も高温時とで異なる。そこで、油温が設定温度より低く、かつ解放状態の保持時間が設定時間より短い時にがた詰めを禁止し、油温が設定温度より高い場合には、通常通りのがた詰め制御を行なう。これにより、低温時における再係合ショックを低減できる。
【００１１】
本発明の制御方法は、Ｎレンジを挟んでシフトレバーを駆動レンジ（ＤまたはＲ）へ切り替える場合のショック（ガレージショックと呼ばれる）のほか、走行中に起こる変速ショックの回避にも用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる車両用自動変速機を搭載した車両のシステムを示す。
エンジン１の出力は自動変速機２のトルクコンバータ３を経て変速機構４に伝達され、さらに変速機構４は出力軸５を介して車輪（図示せず）に連結されている。自動変速機２はエンジン１によりトルクコンバータ３を介して駆動されるオイルポンプ６を備え、このオイルポンプ６の吐出圧は油圧制御装置７へ送られる。油圧制御装置７は第１〜第４電磁弁２１〜２４を備えており、これら電磁弁２１〜２４をコントローラ２０で制御することにより、変速機構４に内蔵されている各種摩擦係合要素の油圧を走行状態に応じた各種の信号に応じて制御している。ここでは、コントローラ２０にシフトポジション，エンジン回転数，車速，スロットル開度，ＡＴＦ油温などの信号が入力されているが、この他の信号（エンジン回転数に代えてタービン回転数）を入力してもよい。
【００１３】
図２は変速機構４の一例を示す。
変速機構４は、トルクコンバータ３を介してエンジン動力が伝達される入力軸１０、摩擦係合要素である３個のクラッチＣ１〜Ｃ３および２個のブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウエイクラッチＦ、ラビニヨウ型遊星歯車機構１１、差動装置１４などを備えている。
【００１４】
遊星歯車機構１１のフォワードサンギヤ１１ａと入力軸１０とはＣ１クラッチを介して連結されており、リヤサンギヤ１１ｂと入力軸１０とはＣ２クラッチを介して連結されている。キャリヤ１１ｃはセンターシャフト１５と連結され、センターシャフト１５はＣ３クラッチを介して入力軸１０と連結されている。また、キャリヤ１１ｃはＢ２ブレーキとキャリヤ１１ｃの正転（エンジン回転方向）のみを許容するワンウェイクラッチＦとを介して変速機ケース１６に連結されている。キャリヤ１１ｃは２種類のピニオンギヤ１１ｄ，１１ｅを支持しており、フォワードサンギヤ１１ａは軸長の長いロングピニオン１１ｄと噛み合い、リヤサンギヤ１１ｂは軸長の短いショートピニオン１１ｅを介してロングピニオン１１ｄと噛み合っている。ロングピニオン１１ｄのみと噛み合うリングギヤ１１ｆは出力ギヤ１２に結合されている。出力ギヤ１２は中間軸１３を介して差動装置１４と接続されている。
【００１５】
変速機構４は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦの作動によって図３のように前進４段、後退１段の変速段を実現している。図３において、●は油圧の作用状態を示している。なお、Ｂ２ブレーキは後退時とＬレンジの第１速時に係合する。また、図３には第１〜第４電磁弁２１〜２４の作動状態も示されている。○は通電状態、×は非通電状態、△は一時的な通電状態を示す。なお、この作動表は定常状態の作動を示している。
【００１６】
第１電磁弁２１はＢ１ブレーキ制御用であり、第２電磁弁２２はＣ２クラッチ制御用であり、第３電磁弁２３はＣ３クラッチ制御用とＢ２ブレーキ制御用とを兼ねている。また、第４電磁弁２４はＬレンジ（１速）時とＲレンジの切換過渡時の制御用である。第１〜第３電磁弁２１〜２３は微妙な油圧制御を行なうため、デューティ制御弁またはリニアソレノイド弁が用いられ、第４電磁弁２４はＯＮ／ＯＦＦ切換弁が用いられる。
なお、油圧制御装置７には、変速制御用の４個の電磁弁２１〜２４の他に、トルクコンバータ３のロックアップ制御用やライン圧制御用などの電磁弁を設けてもよい。
【００１７】
次に、本発明の前提となる比較例のがた詰め制御方法を、例えばシフトレバーをＤ→Ｎ→Ｄへ切り替えた場合、つまりＣ２クラッチが係合〜解放〜係合へと状態変化した場合を例にして説明する。
図４はＮレンジの保持時間（Ｃ２クラッチの解放時間）が短くなるに従い、がた詰め時間を短くする方法を示す。なお、縦軸はＣ２クラッチを制御する第２電磁弁２２への供給電流であり、この電磁弁２２は常開型である。
図４の（ａ）は保持時間Ｔｎが長い場合であり、がた詰め時間Ｔｃも長い。つまり、直前の係合状態における残圧が十分に解消された後で再係合されるので、がた詰め時間Ｔｃを長くしても急係合が起こらず、ショックを回避できる。
一方、図４の（ｂ）は保持時間Ｔｎが短い場合であり、がた詰め時間Ｔｃを短くしてある。つまり、直前の係合状態における残圧が十分に解消されていない状態で再係合が開始されるので、がた詰め時間Ｔｃを長くすると図９に示したように急係合が起こり、ショックが発生するからである。ここでは、がた詰め時間Ｔｃを短くすることで、急係合を防止し、ショックを回避している。
【００１８】
図５は保持時間Ｔｎとがた詰め時間Ｔｃとの関係を示す。
図５の（ａ）は比較例を示し、保持時間Ｔｎの増加に伴ってがた詰め時間Ｔｃもほぼ比例的に増加する。そして、所定の保持時間Ｔｎｏを越えると、がた詰め時間Ｔｃは基準時間Ｔｃｏとなり、一定となる。
なお、図５の（ａ）の実線は保持時間Ｔｎとがた詰め時間Ｔｃとが比例的関係にある場合であるが、破線で示すように階段状に設定してもよい。
図５の（ｂ）は本発明の一例を示し、所定の保持時間Ｔｎｏ以下ではがた詰め時間Ｔｃを０、つまりがた詰めを禁止している。
【００１９】
図６は図４，図５のように保持時間Ｔｎが短くなるに従いがた詰め時間Ｔｃを短く設定した比較例のがた詰め制御方法の流れを示す。
スタートすると、まずシフトレバーをＤ→Ｎ→ＤまたはＲ→Ｎ→Ｒへ切り替えたか否かを判別する（ステップＳ１）。もし、切り替えた場合には所定の摩擦係合要素のがた詰めを開始する（ステップＳ２）。例えば、Ｄ→Ｎ→Ｄへ切り替えた場合にはＣ２クラッチのがた詰めを行い、Ｒ→Ｎ→Ｒへ切り替えた場合にはＢ２ブレーキのがた詰めを行なう。具体的には、コントローラ２０が第２電磁弁２２または第３電磁弁２３への供給電流を制御する。
次に、Ｎレンジの保持時間Ｔｎを検出し（ステップＳ３）、この保持時間Ｔｎが設定時間Ｔｎｏより短いか否かを判別する（ステップＳ４）。Ｔｎ≧Ｔｎｏの場合には、がた詰め時間Ｔｃ＝Ｔｃｏとし（ステップＳ５）、Ｔｎ＜Ｔｎｏの場合には、図５に示すようにがた詰め時間ＴｃをＴｎに応じて小さく設定する（ステップＳ６）。
そして、時間Ｔｃがタイムアップするまでがた詰めを行い（ステップＳ７）、タイムアップした後は、摩擦係合要素の締結制御を開始し（ステップＳ８）、がた詰め制御を終了する。
このように、保持時間Ｔｎに応じてがた詰め時間Ｔｃを可変することで、摩擦係合要素の係合遅れの防止と、ショックの解消とを両立できる。
【００２０】
図７はがた詰め制御の他の比較例、つまりＮレンジの保持時間（Ｃ２クラッチの解放時間）を検出し、この保持時間が短くなるに従いがた詰め油圧を低くする方法を示す。
図７の（ａ）は保持時間Ｔｎが長い場合であり、がた詰め油圧Ｐｃが高い。つまり、直前の係合状態における残圧が十分に解消された後で再係合されるので、がた詰め油圧Ｐｃを高くしても急係合が起こらず、ショックを回避できる。
一方、図７の（ｂ）は保持時間Ｔｎが短い場合であり、がた詰め油圧Ｐｃも低い。つまり、直前の係合状態における残圧が十分に解消されていない状態で再係合が開始されるので、がた詰め油圧Ｐｃを低くすることで、急係合を防止し、ショックを回避している。
このように、保持時間Ｔｎに応じてがた詰め油圧Ｐｃを可変することで、Ｃ２クラッチの係合遅れの防止と、ショックの解消とを両立している。
【００２１】
図８は保持時間Ｔｎとがた詰め油圧Ｐｃとの関係を示す。
図８の（ａ）は比較例を示し、保持時間Ｔｎの増加に伴ってがた詰め油圧Ｐｃもほぼ比例的に増加する。そして、所定の保持時間Ｔｎｏを越えると、がた詰め油圧Ｐｃは基準圧力Ｐｃｏとなり、一定となる。
なお、図８の（ａ）の実線は保持時間Ｔｎとがた詰め油圧Ｐｃとが比例的関係にある場合であるが、破線で示すように階段状に設定してもよい。
図８の（ｂ）は本発明を示し、所定の保持時間Ｔｎｏ以下ではがた詰め油圧Ｐｃを０、つまりがた詰めを禁止している。
【００２２】
上記説明では、がた詰めに伴うガレージショックを回避する方法について説明したが、走行中においても、がた詰めに伴う変速ショックを回避するため、同様の制御を行なうことができる。
図２に示すような変速機構を用いた場合、走行中における本発明の制御例としては、次のような場合が考えられる。
（１）３速から２速へダウンシフトした直後に再度３速へアップシフトした場合に、Ｃ３クラッチが係合〜解放〜係合へと状態変化する時
（２）３速から４速へアップシフトした直後に再度３速へダウンシフトした場合に、Ｃ２クラッチが係合〜解放〜係合へと状態変化する時
（３）２速から１速へダウンシフトした直後に再度２速へアップシフトした場合、および４速から３速へダウンシフトした直後に再度４速へアップシフトした場合に、Ｂ１ブレーキが係合〜解放〜係合へと状態変化する時
【００２３】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、３個のクラッチＣ１〜Ｃ３と２個のブレーキＢ１，Ｂ２を有する自動変速機について説明したが、これに限るものではなく、種々の摩擦係合要素を持つ自動変速機に適用可能である。
上記比較例では、解放時間Ｔｎに基づいてがた詰め時間Ｔｃまたはがた詰め油圧Ｐｃの一方のみを変化させる例を示したが、両者を同時に変化させてもよい。つまり、解放時間Ｔｎが短くなるに従い、がた詰め時間Ｔｃおよびがた詰め油圧Ｐｃの双方を短く（小さく）設定してもよい。
【００２４】
上記実施例では、解放時間に基づいてがた詰め時間またはがた詰め油圧を設定したが、これに油温の条件を加味して設定してもよい。つまり、ＡＴＦ油温が低い時には油圧の立ち下がりが鈍く、保持時間（解放時間）と係合ショックの関係も高温時とで異なる。そこで、油温が設定温度より低く、かつ解放状態の保持時間が設定時間より短い時にがた詰めを禁止し、油温が設定温度より高い場合には、通常通りのがた詰め制御（がた詰め時間およびがた詰め油圧が一定）を行なうようにしてもよい。図６におけるがた詰め制御を例にとれば、ステップＳ４の前に油温判定を行い、油温が設定温度より低い場合にはステップＳ４以下と同様な制御を行い、油温が設定温度以上であれば、通常のがた詰め制御を行なう。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、摩擦係合要素が係合〜解放〜係合へと状態変化を生じた場合に、自動変速機の油温が設定温度より低く、かつ解放状態の保持時間が設定時間より短いときにがた詰めを禁止するようにしたので、係合遅れの解消と再係合時のショック低減とを両立させることができるとともに、制御が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における車両用自動変速機を搭載したシステム図である。
【図２】図１の自動変速機の変速機構のスケルトン図である。
【図３】図２に示す変速機構の各摩擦係合要素および電磁弁の作動表である。
【図４】比較例にかかるがた詰め制御の一例の電磁弁への供給電流の時間変化図である。
【図５】図４におけるがた詰め時間と保持時間との関係を示す図である。
【図６】比較例のがた詰め制御の一例のフローチャート図である。
【図７】比較例にかかるがた詰め制御の他の例の電磁弁への供給電流の時間変化図である。
【図８】図７におけるがた詰め油圧と保持時間との関係を示す図である。
【図９】従来のがた詰め制御における電磁弁への供給電流と摩擦係合要素への供給油圧と出力トルクとの時間変化図である。
【符号の説明】
Ｃ１〜Ｃ３クラッチ（摩擦係合要素）
Ｂ１，Ｂ２ブレーキ（摩擦係合要素）
２０コントローラ
２１〜２４電磁弁

Claims

複数の摩擦係合要素を持ち、これら摩擦係合要素へ油圧を供給することによって摩擦係合要素を選択的に係合させ、複数の変速段を達成するようにした車両用自動変速機であって、
所定の変速段を達成する摩擦係合要素が係合〜解放〜係合へと状態変化を生じた場合に、再係合開始時に上記摩擦係合要素に高い油圧を供給してがた詰めを行なう車両用自動変速機の制御方法において、
上記自動変速機の油温が設定温度より低く、かつ上記解放状態の保持時間が設定時間より短いときに上記がた詰めを禁止することを特徴とする車両用自動変速機の制御方法。