JP3620638B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される自動変速機の制御装置に関するものであり、特にソレノイドバルブをデューティ比制御する自動変速機の発進セレクト操作時の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
このような従来の自動変速機の制御装置としては、例えば特開平7−139615号公報に記載されるようなものがある。この自動変速機の制御装置は、例えばNレンジからDレンジ或いはRレンジへの発進セレクト操作時に、デューティ比制御されるソレノイドバルブの駆動周波数を、その他の変速時、例えば走行中の変速時のそれよりも高く設定している。そして、このようにすることにより、ソレノイドバルブで発生する油圧振動の幅を小さくして、騒音を抑制防止できるとしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、NレンジからDレンジ或いはRレンジにセレクト操作する発進時は、伝達トルクも小さく、例えば各摩擦要素などで要求される油圧も低いので、各ソレノイドバルブへのデューティ比も小さい。このようにデューティ比が小さいときには、ソレノイドバルブからの出力圧も小さいので、もともと油圧振動は小さい。逆に、発進時は、車速零といった非常に車両騒音の低い状態であるから、ソレノイドバルブの駆動周波数を高くすると、例えばソレノイドバルブ内でプランジャ及びボールの衝突回数が多くなり、その衝突エネルギーが大きな作動音、つまり騒音として感じられる。また、相対的に、例えば走行中の変速時のように、伝達トルクが大きく、例えば各摩擦要素などで要求される油圧が高いときには、各ソレノイドバルブへのデューティ比も大きく、油圧振動も大きいことが多い。このように油圧振動が大きい状態で、ソレノイドバルブの駆動周波数を低くすると、例えばソレノイドON−OFF切換時の作動油の流量変動或いは流速変化が大きくなるため、更に油圧振動が大きくなる。また、それが各摩擦要素からトルク振動として車両に伝達され、異音や車両振動として感じられることがある。
【0004】
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、発進時の騒音を抑制防止すると共に、その他の走行中などの変速時の異音や車両振動の発生を抑制防止することができる自動変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の自動変速機の制御装置は、発進セレクト操作を検出する発進セレクト操作検出手段と、この発進セレクト操作検出手段が発進セレクト操作を検出したときに、デューティ比制御されるソレノイドバルブの駆動周波数を、走行中の変速時の駆動周波数より低い周波数に切換えるソレノイドバルブ駆動周波数切換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0006】
ここでいうデューティ比制御とは、所謂パルス幅変調のデューティ比を調整することにより、電磁弁(ソレノイドバルブ)の作動量、つまり流量や流速を制御することである。また、発進セレクト操作とは、例えば自動変速機付き車両で、セレクトレバーを操作して、NレンジからDレンジ又はRレンジを選択することである。また、走行中の変速時とは、例えば車速やスロットル開度などに応じて自動変速される変速制御を示す。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動変速機の制御装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す自動変速機のスケルトンである。この自動変速機内の基本的な変速構造は既存の2列の遊星歯車機構からなり、各遊星歯車機構を構成するサンギヤ,ピニオン,リングギヤの何れかを固定したり開放したりすることで入出力回転数の比,即ち減速比を変更できるようになっている。この自動変速機の構造は、十分に周知な既存のものであるので、ここでは主要な構成要素の名称及び符号の説明に止める。即ち、図中の符号G1 は入力側遊星歯車機構であり、S1 はサンギヤ、P1 はピニオン、R1 はリングギヤ、C1 はキャリアである。また、符号G2 は出力側遊星歯車機構であり、S2 はサンギヤ、P2 はピニオン、R2 はリングギヤ、C2 はキャリアである。また、符号Eは、トルクコンバータT/Cのポンプインペラーに接続されているエンジンの出力軸、符号IはトルクコンバータT/Cのタービンライナに接続されているインプットシャフト(入力軸)であり、符号Oは、図示されない駆動輪に接続されるアウトプットシャフトである。
【0008】
また、前記入力側遊星歯車機構G1 のキャリアC1 とインプットシャフトIとの間にはハイクラッチH/Cが介装されていると共に、当該キャリアC1 とケースとの間にはワンウエイクラッチOWCが介装され、両者の連結部材の外側にローアンドリバースブレーキLR/Bが配設されている。また、同じく入力側遊星歯車機構G1 のサンギヤS1 とインプットシャフトIとの間にはリバースクラッチR/Cが介装され、両者の連結部材の外側に2−4ブレーキ2−4Bが配設されている。また、入力側遊星歯車機構G1 のリングギヤR1 と、出力側遊星歯車機構G2 のキャリアC2 と、アウトプットシャフトOとが連結されている。また、出力側遊星歯車機構G2 のサンギヤS2 とインプットシャフトIとが連結されている。また、同じく出力側遊星歯車機構G2 のリングギヤR2 と前記ワンウエイクラッチOWCとの間にはロークラッチL/Cが介装されている。従って、この自動変速機では、後退時には前記リバースクラッチR/C及びローアンドリバースブレーキLR/Bを締結し、その他の摩擦要素は解放する。同様に、最も減速比が大きい1速では、ロークラッチL/C及びローアンドリバースブレーキLR/Bを締結し、その他の摩擦要素は解放する。また、それより減速比の小さい2速では、ロークラッチL/C及び2−4ブレーキ2−4Bを締結し、その他の摩擦要素は解放する。また、それより減速比の小さい3速では、ロークラッチL/C及びハイクラッチH/Cを締結し、その他の摩擦要素は解放する。また、それより減速比の小さい4速では、ハイクラッチH/C及び2−4ブレーキ2−4Bを締結し、その他の摩擦要素は解放する。
【0009】
この自動変速機のケースの下部には共通のバルブボディが取付けられ、そのバルブボディに各種のバルブを取付けてアクチュエータユニットが構成されている。前記各摩擦要素L/C、H/C、2−4B、LR/B、R/Cは、夫々、図2に示すように、このアクチュエータユニット内に内装された各種の圧力制御弁1L/C 〜1R/C からの作動油圧によって係合・解放される。各圧力制御弁1L/C 〜1R/C には、ライン圧PL を元圧とし、そこからパイロットバルブ2で分岐したパイロット圧PPLT と、マニュアルバルブ3で分岐したスプール供給圧PS−FWD 、PS−RVS とが供給され、それを圧力制御して各摩擦要素に出力する。なお、リバースクラッチ用圧力制御弁1R/C を除く各圧力制御弁には、前記マニュアルバルブ3で分岐した前進用スプール供給圧PS−FWD が、当該リバースクラッチ用圧力制御弁1R/C には後退用スプール供給圧PS−RVS が供給されるようになっている。また、各スプール供給圧PS−FWD 、PS−RVS は、ライン圧PL に等しい。
【0010】
前記各圧力制御弁1L/C 〜1R/C は、凡そ図3のような構成になっている。即ち、前記パイロット圧PPLT からスプールパイロット圧PS−PLT を創成するソレノイドバルブ4と、このスプールパイロット圧PS−PLT によって、前記スプール供給圧PS−FWD 、PS−RVS から摩擦要素供給圧PL/C 〜PR/C を出力するスプール弁5とを備えている。このうち、ソレノイドバルブ4は、周知のように、コイル41への供給電流値に応じてプランジャ42の移動量が増加し、それと共に、例えばここではパイロット圧側とスプールパイロット圧側とを遮断するボール43が移動されて流路44が開き、パイロット圧PPLT がスプールパイロット圧側に連通してスプールパイロット圧PS−PLT を増圧する。
【0011】
このソレノイドバルブ4のコイル41への供給電流値は、後述する自動変速機コントロールユニット6からの駆動信号によって制御されるが、ここではデューティ比に応じてパルス電圧信号のパルス幅を制御するデューティ比制御が用いられている。即ち、デューティ比を0%〜100%としたとき、例えばパルス電圧信号の立っている時間の比がデューティ比に相当する。従って、一般には、デューティ比が大きいほど、供給電流値が大きくなり、この実施形態では、同時にスプールパイロット圧PS−PLT が増圧される。このデューティ比パルス電圧信号は高い周波数で駆動され、それを駆動周波数と称する。一方、前記スプール弁5は、前記スプールパイロット圧PS−PLT がない状態では、リターンスプリング52がスプール51を押圧して前記スプール供給圧側と各摩擦要素側とを遮断し、スプールパイロット圧PS−PLT の増圧と共にスプール51が移動して流路が開き、スプール供給圧PS−FWD 、PS−RVS が摩擦要素供給圧PL/C 〜PR/C を増圧する。従って、この実施形態では、圧力制御弁1L/C 〜1R/C 中のソレノイドバルブ4へのデューティ比が大きいと、スプールパイロット圧PS−PLT 及び摩擦要素供給圧PL/C 〜PR/C がリニアに増圧される。
【0012】
一方、前記エンジンの吸気管路には、運転者によるアクセルペダルの踏込み量に応じて開閉するスロットルバルブが配設されており、このスロットルバルブには、その開度が零であることを検出するアイドルスイッチが取付けられている。また、前記エンジンの出力軸Eには、その回転速度(以下、エンジン回転数とも記す)を検出するエンジン回転数センサ10が取付けられている。また、前記アクチュエータユニットには、リザーバ内の作動油の温度を検出する油温センサ9が設けられている。また、自動変速機のシフトポジションを選択するセレクトレバーには、選択されたセレクト位置を検出し、それに応じたセレクト位置信号を出力するセレクト位置スイッチ7が取付けられている。ちなみに、このセレクト位置信号は、実車のセレクト位置に合わせて、P,R,N,D,2,Lに相当する信号になっている。また、前記自動変速機のインプットシャフトIには、前記トルクコンバータT/Cのタービン回転数を検出するタービン回転数センサ11が取付けられ、アウトプットシャフトOには、実質的に車速と等価な出力軸回転数センサ12が取付けられている。また、ブレーキペダルにはブレーキペダルの踏み込みによってONされるブレーキスイッチ13も設けられている。
【0013】
前記自動変速機コントロールユニット6は、例えば後述する図4の演算処理等を実行することで、自動変速機並びにアクチュエータユニットを制御するための制御信号を出力するマイクロコンピュータと、当該マイクロコンピュータから出力される制御信号を、実際のアクチュエータ,即ち前記各ソレノイドに適合する駆動信号に変換する駆動回路とを備えて構成される。このうち、マイクロコンピュータは、入力インタフェース回路や演算処理装置や記憶装置や出力インタフェース回路等を備えている。また、前記各駆動回路は、前記マイクロコンピュータから出力される各制御信号を対応するアクチュエータの駆動に適した駆動信号に変換して出力するものである。
【0014】
次に、本実施形態の変速制御全体の概略構成を、前記自動変速機コントロールユニット6内のマイクロコンピュータで実行される図4に示すゼネラルフローの演算処理に従って説明する。この演算処理は、基本的には、エンジンコントロールユニット側からの要求がない状態での変速制御を簡潔に纏めたものであり、その詳細は、例えば特開平2−190666号公報等を参照されるとして、ここではゼネラルフローの概要を説明するに止める。この演算処理は、所定サンプリング時間(例えば10msec)ΔT毎にタイマ割込処理として実行される。なお、これ以後の演算処理では、何れも特に通信のためのステップを設けていないが、マイクロコンピュータ内の演算処理装置で必要なプログラムやマップ、或いは必要なデータは随時記憶装置から読込まれるし、逆に演算処理装置で算出されたデータは随時記憶装置に更新記憶されるものとする。
【0015】
この演算処理では、まずステップS1で、前記出力軸回転数センサ12からの車速VSP,エンジン回転数センサ10からのエンジン回転数NE ,油温センサ9からの作動油温度TMP,タービン回転数センサ11からのタービン回転数NI ,セレクト位置スイッチ7からのセレクト位置信号SRANGE 等を読込む。
次にステップS2に移行して、制御マップ検索等の個別の演算処理に従って、前記ライン圧PL の制御を行う。具体的には、例えば図5aに示すようなスロットル開度−ライン圧曲線に従ってライン圧PL を設定する。このライン圧PL とは、原則としてエンジンからの入力トルクに対して、各クラッチ等の摩擦要素が必要且つ十分に係合するための作動流体圧であり、且つポンプ損失を最も少なくすることができる作動流体圧である。従って、例えばエンジントルクの伝達方向が異なるRレンジとD,2,Lレンジとでは、図5bに示すように必要とされるライン圧PL が異なる。そして、このライン圧PL に対して、変速や作動流体温度に伴う補正を行って目標ライン圧PL0を算出し、この目標ライン圧PL0を達成するためのライン圧制御デューティ比を算出設定し、そのライン圧制御デューティ比に応じたライン圧制御信号を相当するライン圧制御用ソレノイドバルブに向けて創成出力する。
【0016】
次にステップS3に移行して、個別の演算処理に従って、ロックアップ制御を行う。具体的には、例えば車速及びスロットル開度に応じたロックアップ車速及びアンロックアップ車速を設定し、原則的に車速がロックアップ車速以上ならロックアップ,アンロックアップ車速以下ならアンロックアップとなるように制御信号を創成出力するが、特にロックアップ側に移行するときに、一時的に半クラッチ状態とすることで、完全なロックアップ移行時の衝撃を緩和する。
【0017】
次にステップS4に移行して、後述する個別の演算処理に従って、変速比制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
次に、前記ステップS4で実行される変速比制御の概要について説明する。図6は、通常走行時における自動変速曲線の一例である。(実際には、一通りではない)。この制御マップでは車速及びスロットル開度から適切な目標とする変速比(変速段)が設定される。図中の変速段“1”,“2”,…は、夫々1速,2速,…に対応しており、目標とする変速段の変速比が達成されるように前記各摩擦要素の締結・解放を行う。
【0018】
但し、この自動変速曲線は、セレクトレバーによるセレクト位置がDレンジにあるときの通常走行時であり、例えばセレクトレバーによるセレクト位置が、これと異なる場合、例えば2レンジやLレンジのときには、他の制御マップがある。同様に、Rレンジでは、車速が変化しても、後退変速比は一定である。また、Nレンジでは、全ての摩擦要素が解放される。従って、例えば車両停止状態でNレンジからDレンジ又はRレンジにセレクト位置が変化すると、そのときの車両の状態に応じた変速段が設定され、その変速段に応じた摩擦要素の締結が行われる。これらの変速比制御は、図示されない個別の演算処理によって、随時実行される。
【0019】
図7は、こうした変速比制御の後で実行され、前述した各圧力制御弁のソレノイドバルブの駆動周波数を設定する演算処理である。この演算処理は、例えば前記変速比制御演算処理に引き続いてそれと同程度の演算周期で実行されるものである。この演算処理では、まずステップS41で、現在、前記通常走行中における変速必要時期(図では変速ポイント)であるか否かを判定し、現在が走行中の変速ポイントであるときにはステップS42に移行し、そうでないときにはステップS43に移行する。
【0020】
前記ステップ43では、ソレノイド駆動周波数高周波設定用制御フラグFが“1”のセット状態であるか否かを判定し、当該制御フラグFがセット状態であるときにはステップS44に移行し、そうでないときにはステップS45に移行する。
前記ステップS45では、前記セレクト位置スイッチ7で検出されたセレクト位置SRANGE を読込んでからステップS46に移行する。
【0021】
前記ステップS46では、その直前に読込んだセレクト位置SRANGE がNレンジであり、今回読込んだセレクト位置SRANGE がDレンジである、所謂NレンジからDレンジへの発進セレクト操作か否かを判定し、NレンジからDレンジへの発進セレクト操作であるときにはステップS47に移行し、そうでないときにはステップS48に移行する。
【0022】
前記ステップS48では、その直前に読込んだセレクト位置SRANGE がNレンジであり、今回読込んだセレクト位置SRANGE がRレンジである、所謂NレンジからRレンジへの発進セレクト操作か否かを判定し、NレンジからRレンジへの発進セレクト操作であるときには前記ステップS47に移行し、そうでないときには前記ステップS42に移行する。
【0023】
前記ステップS47では、前記制御フラグFを“1”にセットしてから前記ステップS44に移行する。
前記ステップS44では、前述のようなNレンジからDレンジへの発進セレクト操作時又はNレンジからRレンジへの発進セレクト操作時の変速制御が終了したか否かを判定し、発進セレクト捜査時の変速制御が終了しているときにはステップS50に移行し、そうでないときにはステップS49に移行する。
【0024】
前記ステップ49では、前記制御フラグFを“0”にリセットしてから前記ステップS42に移行する。
そして、前記ステップS42では、前記各圧力制御弁のソレノイドバルブの駆動周波数を予め設定された所定の低周波数に設定してからメインプログラムに復帰する。
【0025】
また、前記ステップS50では、前記各圧力制御弁のソレノイドバルブの駆動周波数を予め設定された所定の高周波数に設定してからメインプログラムに復帰する。
従って、この演算処理では、例えば車両停止状態でNレンジからDレンジ又はRレンジに発進セレクト操作し、そのときの車両状況に応じた変速が終了するまでの間、制御フラグFが“1”にセットされると共に、当該制御フラグFがセットされている間は、ソレノイド駆動周波数が所定低周波数に設定される。
【0026】
次に、この演算処理による作用について説明する。
前述した図3の圧力制御弁では、例えば図8のような油圧出力特性がある。即ち、前述したようにソレノイドバルブのデューティ比が大きいほど、コイルへの供給電流値が大きくなってプランジャの移動量が大きくなるので、ソレノイドバルブからの出力圧(図ではSOL出力圧)は次第に大きくなり、それに伴って各摩擦要素への出力圧(図ではクラッチ出力圧)も次第に大きくなる。
【0027】
ところで、例えば前述したライン圧やパイロット圧が一定であるとして、各摩擦要素に必要な出力圧(油圧)について考察すると、通常走行中の変速制御時には伝達トルクが大きいので、各摩擦要素に必要な油圧も、当然ながら大きい。これに対して、発進操作時は、凡そ車速零であり、伝達トルクも小さいので、各摩擦要素に必要な油圧も小さい。この必要な油圧を前記図8の油圧特性図に重ね合わせると図9のようになる。つまり、通常走行中の変速制御時に必要な油圧を生じさせるソレノイドバルブのデューティ比に比べて、発進セレクト捜査時に必要な油圧を生じさせるソレノイドバルブのデューティ比は遙かに小さく、例えばこの場合には約20%以下になる。
【0028】
一方、一般的なソレノイドバルブのデューティ比と出力圧の油圧振動幅との関係は図10のように表れる。つまり、ソレノイドバルブのデューティ比が0%か100%で小さく、50%で最大となる。この特性を、前記図8の油圧特性図に重ね合わせると、図11のように油圧振動(図では油振幅)が発生する。この油圧振動特性と、前記通常走行中並びに発進セレクト操作時の必要油圧とを比較すると、発進セレクト操作時にソレノイドバルブのデューティ比が小さければ、当然ながら出力圧の油圧振動幅も小さい。逆に、通常走行中では、ソレノイドバルブのデューティ比も大きくなるので、出力圧の油圧振動幅は大きくなりがちである。
【0029】
このような出力圧特性並びに油圧振動特性に併せて、本実施形態では、NレンジからDレンジ又はRレンジへの発進セレクト操作時にソレノイド駆動周波数を低周波数とし、それ以外の変速制御時にはソレノイド駆動周波数を高周波数とする。従って、発進セレクト操作時には、元来、油圧振動幅が小さいので、ソレノイド駆動周波数を低周波数とすることにより、ソレノイドバルブ内でプランジャー及びボールが衝突する回数が減少し、図12aに示すように、その分だけソレノイド作動音(図ではSOL作動音)も小さくなる。特に、発進セレクト操作は、通常車速零といった車両騒音の低い状態であるため、ソレノイド作動音を小さくすることは、それが異音として捉えられにくくなるということである。勿論、クラッチ圧(図ではL/C圧)の油圧振動も小さく、出力軸トルク(或いは車両振動)の振動幅も小さい。
【0030】
逆に、通常走行中は、エンジンノイズやロードノイズが車室内に入るため、ソレノイド作動音は目立たない。一方、使用されるソレノイドデューティ比、つまり油圧レベルが大きいので、油圧振動幅も大きいが、このような状況でソレノイド駆動周波数を高周波数にすると、ソレノイドON/OFF切換時の流量変動又は流速変化が小さくなり、逆に油圧振動を抑制することができる。図12bは、通常走行中にアップシフトしたときの本実施形態の出力軸トルク又は車両振動並びにクラッチ圧を示すが、クラッチ圧の油圧振動が小さく抑制され、それにより出力軸トルク又は車両振動の振幅も小さく抑制されている。
【0031】
これに対して、例えば発進セレクト操作時にソレノイド駆動周波数を高周波数にすると、図13に示すように、クラッチ圧の油圧振動や出力軸トルク又は車両振動の振動幅は小さいものの、ソレノイド作動音が大きく、特に車速零といった車両騒音の低い状態では、それが異音として捉えられやすい。また、相対的に通常走行中の変速制御のソレノイド駆動周波数を低周波数にすると、図14に示すように、前述した出力圧の油圧振動の影響がクラッチ圧に明確に表れ、同時に出力軸トルク又は車両振動の振動幅が著しく大きくなっている。
【0032】
以上より、前記セレクト位置スイッチ7及び図7の演算処理のステップS45,ステップS46,及びステップS48が本発明の自動変速機の制御装置の発進セレクト操作検出手段を構成し、同様に、図7の演算処理のステップS50がソレノイドバルブ駆動周波数切換手段を構成している。
なお、前記実施形態では、各コントロールユニットをマイクロコンピュータで構築したものについてのみ詳述したが、これに限定されるものではなく、演算回路等の電子回路を組み合わせて構成してもよく、また駆動周波数を変更するに当たって、目標の駆動周波数まで段階的に駆動周波数を低下させたり、戻したりしてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動変速機の制御装置によれば、発進セレクト操作を検出したときに、デューティ比制御されるソレノイドバルブの駆動周波数を、走行中の変速時の駆動周波数より低い周波数に切り替える構成としたために、ソレノイドバルブ内でのプランジャ及びボールの衝突回数を低減して発進時の騒音を抑制防止すると共に、その他の走行中などにおける作動油の流量変動や流速変化を低減して変速時の異音や車両振動の発生を抑制防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動変速機の一例を示すスケルトン図である。
【図2】図1の自動変速機のアクチュエータの回路図である。
【図3】変速を制御するバルブの説明図である。
【図4】図2のコントロールユニットで実行される変速制御のゼネラルフローを示すフローチャートである。
【図5】図4の演算処理に用いられる制御マップの説明図である。
【図6】図4の演算処理に用いられる制御マップの説明図である。
【図7】図4の演算処理のマイナプログラムとして実行される本発明の一実施形態を示すフローチャートである。
【図8】ソレノイドバルブ並びに圧力制御弁の出力特性図である。
【図9】図8の出力特性図に通常走行中の変速制御時と発進セレクト操作時の特性を付加したものである。
【図10】ソレノイドバルブのデューティ比と油圧振動幅の関係を示す説明図である。
【図11】図8の出力特性図に油圧振動幅の特性を付加したものである。
【図12】図7の演算処理による作用の説明図である。
【図13】発進セレクト操作時の比較例の説明図である。
【図14】通常走行中の変速制御時の比較例の説明図である。
【符号の説明】
1L/C 〜1R/C は圧力制御弁
2はパイロットバルブ
3はマニュアルバルブ
4はソレノイドバルブ
5はスプール弁
6は自動変速機コントロールユニット
7はセレクト位置スイッチ
Claims (1)
- 発進セレクト操作を検出する発進セレクト操作検出手段と、この発進セレクト操作検出手段が発進セレクト操作を検出したときに、デューティ比制御されるソレノイドバルブの駆動周波数を、走行中の変速時の駆動周波数より低い周波数に切換えるソレノイドバルブ駆動周波数切換手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
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